JP6327817B2 - 水分散型粘着剤組成物および粘着シート - Google Patents
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Description
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、製品として実際に提供される本発明の粘着シートのサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
(粘着性ポリマーの特性)
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、ベースポリマーとして粘着性ポリマーを含む。この粘着性ポリマーは、酢酸エチル不溶分の重量割合GAが10〜50%の範囲内であることを特徴とする。この明細書においてGAは、粘着性ポリマーそれ自体の絡み合いの程度を示す指標として理解される。したがって、上記GAが高いことは、粘着性ポリマーがよく絡み合った凝集構造を有していることを意味する。このような粘着性ポリマーの絡み合いに基づく凝集構造は、架橋剤等による化学架橋と比べて高い応力緩和性を有するので、耐反撥性の低下抑制に貢献する。一方、上記GAが高すぎると、最終的に得られる架橋後の粘着剤の粘着特性(典型的には粘着力)が低下する傾向がある。耐反撥性も低下する傾向がある。また上記GAが高すぎると、架橋後の粘着剤のゲル分に占める化学架橋(典型的には、イソシアネート系架橋剤による化学架橋)の貢献度が相対的に低くなり、例えば樹脂フィルム等の基材を用いて粘着シートを作製する場合、基材に対する投錨性が不足し、再剥離性が低下する場合がある。上記GAは、好ましくは12%以上(例えば15%以上、典型的には17%以上)である。また上記GAは、好ましくは40%以下(例えば30%以下、典型的には20%以下)である。上記GAは、粘着性ポリマーの分子量やモノマー組成、重合開始剤の種類や量、界面活性剤の種類や量、連鎖移動剤の種類や量等によって調節することができる。上記GAは、次の方法により測定される。後述の実施例におけるGAについても同様である。
約0.1gの粘着性ポリマー(重量W1)を平均孔径0.2μmの多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜(重量W2)で巾着状に包み、口をタコ糸(重量W3)で縛る。この包みを酢酸エチル50mLに浸し、室温(典型的には23℃)で7日間保持して粘着剤層中のゾル成分のみを上記膜外に溶出させた後、上記包みを取り出して外表面に付着している酢酸エチルを拭き取り、該包みを130℃で2時間乾燥させ、該包みの重量(W4)を測定する。GAは、各値を以下の式に代入することにより求められる。
GA(%)=[(W4−W2−W3)/W1]×100
なお、上記多孔質ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜としては、日東電工株式会社から入手可能な商品名「ニトフロン(登録商標)NTF1122」(平均孔径0.2μm、気孔率75%、厚さ85μm)またはその相当品を使用することが望ましい。
粘着性ポリマーを酢酸エチル中に浸し、室温にて7日間浸漬して可溶分を溶出させて、当該可溶分の抽出液を乾燥させて測定サンプルを得る。測定サンプルは、例えば上記粘着性ポリマーの酢酸エチル不溶分の重量割合GAを測定した後の抽出液(ゾル分)を室温下で乾燥させて得てもよい。この測定サンプルをテトラヒドロフラン(THF)に再溶解し、0.1重量%のTHF溶液を調製する。このTHF溶液を平均孔径0.45μmのフィルターで濾過した濾液(分子量測定用の試料溶液)につき、GPC測定装置により標準ポリスチレン基準のMwおよびMnを求める。GPC測定装置としては、東ソー株式会社製の機種名「HLC−8220GPC」を用いるとよい。測定条件は以下のとおりとするとよい。
[GPC測定条件]
カラム:TSKgel GMH HR−H20
検出器:示差屈折計
溶離液:THF
流速:0.6mL/分
測定温度:40℃
サンプル注入量:100μL
2−エチルヘキシルアクリレート −70℃
n−ブチルアクリレート −55℃
エチルアクリレート −22℃
メチルアクリレート 8℃
メチルメタクリレート 105℃
イソボルニルアクリレート 94℃
イソボルニルメタクリレート 180℃
酢酸ビニル 32℃
2−ヒドロキシエチルアクリレート −15℃
スチレン 100℃
アクリル酸 106℃
メタクリル酸 130℃
上記で例示した以外のホモポリマーのTgについては、「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons,Inc、1989年)に記載の数値を用いるものとする。
「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons,Inc、1989年)にも記載されていない場合には、以下の測定方法により得られる値を用いるものとする(特開2007−51271号公報参照)。
具体的には、温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却管を備えた反応器に、モノマー100重量部、アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部および重合溶媒として酢酸エチル200重量部を投入し、窒素ガスを流通させながら1時間攪拌する。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温し10時間反応させる。次いで、室温まで冷却し、固形分濃度33重量%のホモポリマー溶液を得る。次いで、このホモポリマー溶液を剥離ライナー上に流延塗布し、乾燥して厚さ約2mmの試験サンプル(シート状のホモポリマー)を作製する。この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、粘弾性試験機(ARES、レオメトリックス社製)を用いて周波数1Hzのせん断歪みを与えながら、温度領域−70〜150℃、5℃/分の昇温速度でせん断モードにより粘弾性を測定し、損失弾性率G”のピークトップ温度をホモポリマーのTgとする。
ここに開示される粘着性ポリマーとしては、粘着剤の分野において公知のアクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、フッ素系ポリマー等の各種ポリマーの1種または2種以上を使用することができる。粘着特性やコスト等の観点から、粘着性ポリマーとして、ゴム系ポリマーまたはアクリル系ポリマーを好ましく採用し得る。なかでも、アクリル系ポリマーが特に好ましい。
また、「アクリル系ポリマー」とは、該ポリマーを構成するモノマー単位として、1分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するモノマー単位を含む重合物をいう。以下、1分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを「アクリル系モノマー」ともいう。この明細書におけるアクリル系ポリマーは、アクリル系モノマーに由来するモノマー単位を含むポリマーとして定義される。かかるアクリル系ポリマーの典型例として、該アクリル系ポリマーのモノマー組成のうちアクリル系モノマーの割合が50重量%より多いアクリル系ポリマーが挙げられる。
また、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルを包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよびメタクリレートを、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよびメタクリルを、それぞれ包括的に指す意味である。また、「(シクロ)アルキル」とは、鎖状アルキルおよびシクロアルキルを包括的に指す意味である。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
ここで、上記式(1)中のR1は水素原子またはメチル基である。また、R2は炭素原子数1〜20の鎖状アルキル基(以下、このような炭素原子数の範囲を「C1−20」と表すことがある。)である。粘着剤の貯蔵弾性率等の観点から、R2がC1−14(例えばC1−10、典型的にはC4−10)の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、R1が水素原子でR2がC5−10(例えばC6−9、典型的にはC8)の鎖状アルキル基であるアルキルアクリレート(以下、単にC5−10アルキルアクリレートともいう。)がより好ましい。
カルボキシル基含有モノマー:例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸およびその無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)。
水酸基含有モノマー:例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール等の不飽和アルコール類。
アミド基含有モノマー:例えば(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド。
アミノ基含有モノマー:例えばアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート。
エポキシ基を有するモノマー:例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル。
シアノ基含有モノマー:例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル。
ケト基含有モノマー:例えばジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート。
窒素原子含有環を有するモノマー:例えばN−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリン。
アルコキシシリル基含有モノマー:例えば3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン。
粘着性ポリマー(好適にはアクリル系ポリマー)の重合には、重合方法の種類等に応じて、公知または慣用の重合開始剤を適宜選択して用いることができる。粘着剤の応力緩和性の観点から、エマルション重合法において、アゾ系重合開始剤を好ましく使用し得る。アゾ系重合開始剤の具体例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。
モノマー原料のエマルション重合は、通常、界面活性剤(乳化剤)の存在下で行われる。界面活性剤としては、公知のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等を用いることができる。ラジカル重合性官能基を有する界面活性剤を用いてもよい。ラジカル重合性官能基を有する界面活性剤を以下、反応性(重合性)界面活性剤ともいう。これに対して、ラジカル重合性官能基を有しない一般的な界面活性剤を非反応性(非重合性)界面活性剤ということがある。界面活性剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ノニオン性の反応性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル等が挙げられる。
(架橋剤)
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、上述の粘着性ポリマーに加えて、イソシアネート系架橋剤を含むことを特徴とする。この点について、本発明者が検討した結果、水分散型粘着剤組成物から形成される粘着剤において、イソシアネート系架橋剤による化学架橋が所定の割合で導入されることで再剥離性が顕著に改善されることが明らかになった。特に、ポリエステル(典型的にはポリエチレンテレフタレート(PET))等の樹脂フィルム基材に対して、ここに開示される水分散型粘着剤組成物を付与して形成された粘着剤層は顕著に優れた投錨性(密着性)を示す。このような投錨性の飛躍的な向上は、エポキシ系架橋剤その他の架橋剤では実現できない。すなわち、ここに開示される技術は、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤を用いることによって優れた再剥離性を実現し、かつ耐反撥性との高レベルでの両立を実現し得る。また、架橋剤を含有することで、粘着剤の保持力も向上する傾向がある。
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、溶媒として水性溶媒を含む。上記水分散型粘着剤組成物は、典型的には粘着性ポリマーが水性溶媒中に分散した粘着剤組成物である。ここに開示される水分散型粘着剤組成物に含まれる水性溶媒とは、水または水を主成分(50重量%を超えて含まれる成分)とする混合溶媒を指す。この混合溶媒を構成する水以外の溶媒は、水と均一に混合し得る各種の有機溶媒(低級アルコール等)から選択される1種または2種以上であり得る。この明細書における水性溶媒は、典型的には水の割合が90重量%以上であり、好ましくは95〜100重量%である。
(粘着シートの構成)
この明細書によると、ここに開示されるいずれかの水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える粘着シートが提供される。上記粘着剤層を基材(支持体)の片面または両面に有する形態の基材付き粘着シートであってもよく、上記粘着剤層が剥離ライナー(剥離面を備える基材としても把握され得る。)に保持された形態等の基材レスの粘着シートであってもよい。ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称されるものが包含され得る。なお、上記粘着剤層は典型的には連続的に形成されるが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。また、本発明により提供される粘着シートは、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。あるいは、さらに種々の形状に加工された形態の粘着シートであってもよい。
ここに開示される粘着剤層は、水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層であり、該粘着剤層(架橋後の粘着剤。具体的には、粘着シート作製後の粘着剤層。)に占める酢酸エチル不溶分の重量割合GBが15〜45%であることを特徴とする。該水分散型粘着剤組成物に含まれる粘着性ポリマーのGAが10〜50%の範囲内であることに加えて、架橋後の粘着剤が上記範囲のGBを有することで、耐反撥性を高いレベルに維持しながら、優れた再剥離性を実現することができる。GAとの相対的な関係において上記GBが低いことは、粘着剤の凝集構造においてイソシアネート系架橋剤による架橋構造の導入量が低いことを意味する。したがって、上記GBが低すぎると、イソシアネート系架橋剤の使用によって実現される再剥離性が低下する傾向がある。樹脂フィルム基材の表面に粘着剤層を備える粘着シートの場合、樹脂フィルム基材と粘着剤層との密着性(投錨性)が低下する傾向がある。また、GBが高すぎると、粘着剤の凝集力が大きくなりすぎ、粘着力や耐反撥性等の特性が低下する傾向がある。上記GBは、好ましくは16%以上(例えば18%以上、典型的には20%以上)である。また上記GBは、好ましくは40%以下(例えば35%以下、典型的には30%以下)である。上GBは、GAが10〜50%の範囲にある粘着性ポリマーを用い、かつ所定量のイソシアネート系架橋剤を配合することで実現される。上記GBは、次の方法により測定される。後述の実施例におけるGBについても同様である。
上記GBは、上記GAの測定において、約0.1gの粘着性ポリマーに代えて約0.1gの架橋後の粘着剤を用いて、その他は上記GAの測定と同様の方法により測定すればよい。架橋後の粘着剤は例えば、粘着剤層(例えば、水分散型粘着剤組成物を基材等に塗付して120℃で30分間加熱することによって形成した粘着剤層)から採取すればよい。なお、後述の実施例では、第1粘着剤層をトルエンで除去し、基材と第2粘着剤層とからなる粘着シート(重量WA)について、上記GAの測定と同じ条件で酢酸エチルに浸した後、酢酸エチル不溶分を含む包みの重量(重量WB)を測定し、上記重量WAおよびWBのそれぞれから基材の重量(WC)を差し引くことにより、GBは求められる。具体的には、GBは、各値を以下の式に代入することにより求められる。
GB(%)=[(WB−W2−W3−WC)/(WA−WC)]×100
なお、上記式中、W2とW3とは、上記GAにおける多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜の重量とタコ糸の重量とをそれぞれ示す。
架橋反応の促進、製造効率向上等の観点から、粘着剤組成物の乾燥は加熱下で行うことが好ましい。乾燥温度は、例えば40〜150℃程度とすることができ、通常は60〜130℃程度とすることが好ましい。粘着剤組成物を乾燥させた後、さらに、粘着剤層内における成分移行の調整、架橋反応の進行、基材や粘着剤層内に存在し得る歪の緩和等を目的としてエージングを行ってもよい。
片面粘着タイプまたは両面粘着タイプの基材付き粘着シートにおいて、粘着剤層を支持(裏打ち)する基材として、各種のシート状基材を用いることができる。上記基材としては、樹脂フィルム、紙、布、ゴムシート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体等を用いることができる。樹脂フィルムの例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン製フィルム;PET、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム;塩化ビニル樹脂フィルム;酢酸ビニル樹脂フィルム;ポリイミド樹脂フィルム;ポリアミド樹脂フィルム;フッ素樹脂フィルム;セロハン等が挙げられる。紙の例としては、和紙、クラフト紙、グラシン紙、上質紙、合成紙、トップコート紙等が挙げられる。布の例としては、各種繊維状物質の単独または混紡等による織布や不織布等が挙げられる。上記繊維状物質としては、綿、スフ、マニラ麻、パルプ、レーヨン、アセテート繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等が例示される。ゴムシートの例としては、天然ゴムシート、ブチルゴムシート等が挙げられる。発泡体シートの例としては、発泡ポリウレタンシート、発泡ポリクロロプレンゴムシート等が挙げられる。金属箔の例としては、アルミニウム箔、銅箔等が挙げられる。なかでも、寸法安定性、厚み精度、経済性(コスト)、加工性、引張強度等の観点から、樹脂フィルムが好ましい。樹脂フィルムのなかでは、ポリエステルフィルムが特に好ましい。なお、この明細書において「樹脂フィルム」とは、典型的には非多孔質のフィルムであって、いわゆる不織布や織布とは区別される概念である。
剥離ライナーとしては、慣用の剥離紙等を使用することができ、特に限定されない。例えば、樹脂フィルムや紙等のライナー基材の表面に剥離処理層を有する剥離ライナーや、フッ素系ポリマー(ポリテトラフルオロエチレン等)やポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)の低接着性材料からなる剥離ライナー等を用いることができる。上記剥離処理層は、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離処理剤により上記ライナー基材を表面処理して形成されたものであり得る。
ここに開示される粘着シートは、ポリカーボネート(PC)板に対する180度剥離強度(対PC粘着力)が8N/20mm以上であることが好ましい。上記対PC粘着力は、10N/20mm以上(例えば12N/20mm以上)であることがより好ましい。例えば、少なくとも一方の粘着性表面が上記の対PC粘着力を示す両面接着性の粘着シート(両面粘着シート)は、その高い粘着力を活かして、一般的な両面粘着シートと同様に、各種用途(例えば、部品等の被着体を半永久的に固定する用途)に好ましく使用され得る。また、ここに開示される水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤を備える粘着シートは、上記のように高い粘着力を示すにもかかわらず再剥離性に優れるため、特にリサイクルされる部品の接合に好ましく使用され得る。なお、上記対PC粘着力は後述の実施例に記載の方法で測定される。
ここに開示される粘着シートの用途は特に限定されない。例えば、高い耐反撥性を活かして各種部品の接合または固定に好ましく利用され得る。また、再剥離性に優れるので、リサイクル用部品に貼り付けて使用される粘着シートとして好適である。したがって、この明細書によると、ここに開示される粘着シートが接合されたリサイクル用部品が提供される。また、上記のような特徴を活かして、自動車内において各種構成部材を接合または固定する用途にも好ましく使用され得る。さらに、電子機器用途、例えば、携帯して使用する電子機器(携帯電子機器)において、種々の構成部材を接合する用途に好ましく用いられる。ここに開示される粘着シートは、例えば液晶等の表示装置を内蔵する携帯電子機器(例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットPC、デジタルカメラ等)において、表示パネルや筐体等の構成部材の接合に好ましく利用され得る。したがって、この明細書によると、少なくとも2つの部材と、該少なくとも2つの部材を固定する粘着シート(ここに開示されるいずれかの粘着シート)と、を備える携帯電子機器が提供される。なお、この明細書において「携帯」とは、単に携帯することが可能であるだけでは十分ではなく、個人(標準的な成人)が相対的に容易に持ち運び可能なレベルの携帯性を有することを意味するものとする。
(参考例1)
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、イオン交換水を入れ、窒素ガスを導入しながら60℃にて1時間以上撹拌した。この反応容器に、重合開始剤0.1部を投入し、系を60℃に保ちながら、n−ブチルアクリレート(BA)100部、アクリル酸(AA)4部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(花王株式会社製の商品名「ラテムルE−118B」)2部、t−ドデカンチオール(和光純薬工業株式会社製)0.05部、イオン交換水からなる乳化液を4時間かけて徐々に滴下した。滴下終了後さらに3時間、系を60℃に保持した。得られた重合反応液を常温まで冷却した後、濃度10%のアンモニア水を添加してpH7に調整して、アクリル系ポリマーの水分散液を得た。重合開始剤としては、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(和光純薬工業社製、商品名「VA−057」)を使用した。
上記で得たアクリル系ポリマーの水分散液を、厚さ25μmのPETフィルム基材(東レ株式会社製の商品名「ルミラーS10」)の一方の面に塗付し、120℃で3分間乾燥させて、厚さ30μmの粘着剤層を形成した。このようにして、本例に係る片面粘着シートを作製した。この例における架橋後の粘着剤(粘着剤層)のGBは0%であった。
参考例1で得たアクリル系ポリマーの水分散液に、さらに上記水分散液に含まれるアクリル系ポリマー100部当たり0.8部のイソシアネート系架橋剤を配合して本例に係る水分散型粘着剤組成物を調製した。上記イソシアネート系架橋剤としては、水分散型ポリイソシアネート(DIC株式会社製の商品名「バーノックDNW−5010」)を使用した。上記水分散型粘着剤組成物を用いて粘着剤層を形成した他は参考例1と同様にして本例に係る片面粘着シートを作製した。この例における架橋後の粘着剤(粘着剤層)のGBは53%であった。
架橋剤として、アクリル系ポリマー100部当たり0.8部のイソシアネート系架橋剤に代えて0.03部のエポキシ系架橋剤を使用した他は参考例2と同様にして本例に係る片面粘着シートを作製した。この例における架橋後の粘着剤(粘着剤層)のGBは58%であった。上記エポキシ系架橋剤としては、三菱ガス化学株式会社製の商品名「TETRAD−C」(1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン)を使用した。
各参考例に係る片面粘着シートを、その粘着面が剥離ライナーに保護された状態で幅20mm、長さ100mmに切断して、図7に模式的断面図で示す測定サンプル100を得た。この測定サンプル100は、PETフィルム基材102と該基材102に支持された粘着剤層101とから構成されている。この測定サンプル100の背面(基材102側表面)100Bを市販の両面粘着シート(日東電工株式会社製の商品名「No.512」)105を介してステンレス鋼板(SUS板)110に貼り合わせた。その後、測定サンプル100から剥離ライナー(図示せず)を剥がして、測定サンプル100に、市販の片面粘着シート(日東電工株式会社製の商品名「No.315」、幅20mm、長さ100mm)111を重ね合わせて2kgのローラを1往復させて圧着した。圧着は、測定サンプル100の粘着面100Aと片面粘着シート111の粘着面111Aとが向かい合って接着するように行った。このとき、測定サンプル100の長手方向の一端に、測定サンプル100の粘着面100Aと片面粘着シート111の粘着面111Aとの間に厚さ90μm程度のあて紙(幅20mm、長さ30mm)112を挟み込んで固定した。このあて紙112は、その長手方向において、測定サンプル100の長手方向の一端から約10mmが測定サンプル100の粘着面100Aと片面粘着シート111の粘着面111Aとの間に挟まれており、残りの約20mmが測定サンプル100の長手方向の一端から外方に延びている。これを同環境下に30分間放置した後、あて紙112の露出部分をチャックで固定し、引張試験機を使用して、剥離角度180度(図中、矢印方向)、引張速度300mm/分の条件で、測定サンプル100の粘着剤層101と基材102とを強制的に引き剥がし、そのときの剥離強度(N/20mm幅)を測定した。得られた値を投錨力(N/20mm幅)として記録した。引張試験機としては、万能引張圧縮試験機(装置名「引張圧縮試験機、TCM−1kNB」ミネベア(株)製)を使用した。結果を図9に示す。
(例1)
[粘着剤組成物の調製]
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、イオン交換水220.5部を入れ、窒素ガスを導入しながら60℃にて1時間以上撹拌した。この反応容器に、イオン交換水で10%濃度に調整した重合開始剤5.0部(すなわち、有効成分量として0.50部)を投入し、系を60℃に保ちながら、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)490.8部、アクリル酸(AA)9.8部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム(三洋化成工業株式会社製の商品名「エレミノールJS−20」有効成分量40%)25.1部(すなわち、有効成分量として10.0部)、2EHAで10%濃度に希釈したt−ドデカンチオール(和光純薬工業社製、略称t−LSH)1.8部(すなわち、有効成分量として0.18部)、イオン交換水146.9部からなる乳化液を4時間かけて徐々に滴下した。滴下終了後さらに3時間、系を60℃に保持した。得られた重合反応液を常温まで冷却した後、濃度10%のアンモニア水を添加してpH7に調整した。重合開始剤としては、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(和光純薬工業社製、商品名「VA−057」)を使用した。本例に係る重合溶液中のアクリル系ポリマーの酢酸エチル不溶分の重量割合GAは18.1%であり、上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は約110〜143万の範囲であり、数平均分子量(Mn)は約24万であり、Mw/Mnは約4.5〜6.0の範囲であった。また、上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は−68.2℃であった。
さらに、上記重合反応液に含まれるアクリル系ポリマー100部当たり0.5部のイソシアネート系架橋剤と、30部の粘着付与剤とを配合して、本例に係る水分散型粘着剤組成物を調製した。上記イソシアネート系架橋剤としては、水分散型ポリイソシアネート(DIC株式会社製の商品名「バーノックDNW−5010」)を使用した。上記粘着付与剤としては、荒川化学工業株式会社製品の商品名「タマノルE−200NT」を使用した。
上記で得た水分散型粘着剤組成物を、PET製の離型フィルム(三菱樹脂株式会社製の商品名「ダイアホイルMRF−38」)上に塗付し、120℃で3分間乾燥させて、厚さ13μmの第1粘着剤層を形成した。この第1粘着剤層を厚さ5μmのPETフィルム基材(東レ株式会社製の商品名「ルミラー5AF53」)の第一面に貼り合わせた後、上記PETフィルム基材の第二面に上記の水分散型粘着剤組成物を塗付し、120℃で3分間乾燥させて、厚さ13μmの第2粘着剤層を形成した。このようにして、本例に係る両面粘着シートを作製した。本例に係る第2粘着剤層の酢酸エチル不溶分の重量割合GBは20.8%であった。本例および後述の各例の概要を表1に示す。
イソシアネート系架橋剤の配合量をアクリル系ポリマー100部当たり1.5部に変更した他は例1と同様にして水分散型粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を用いて例1と同様にして本例に係る両面粘着シートを作製した。この例におけるGBは33.1%であった。
乳化剤として、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウムに代えてポリオキシエチレン−1−(アルキルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸アンモニウム(第一工業製薬株式会社製の商品名「アクアロンKH−1025」)を使用した他は例2と同様にして水分散型粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を用いて例1と同様にして本例に係る両面粘着シートを作製した。この例におけるGAは5.4%であり、GBは37.9%であった。
架橋剤を用いなかった他は例1と同様にして水分散型粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を用いて例1と同様にして本例に係る両面粘着シートを作製した。この例におけるGBは16.0%であった。
イソシアネート系架橋剤の配合量をアクリル系ポリマー100部当たり5部に変更した他は例1と同様にして水分散型粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を用いて例1と同様にして本例に係る両面粘着シートを作製した。この例におけるGBは48.1%であった。
重合開始剤として、「VA−057」に代えて過硫酸アンモニウム(和光純薬工業社製、略称APS)を使用した他は例2と同様にして水分散型粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を用いて例1と同様にして本例に係る両面粘着シートを作製した。この例におけるGAは59.8%であり、GBは43.3%であった。
各例に係る両面粘着シートの第1粘着面(第1粘着剤層の粘着面)に厚さ25μmのPETフィルム(東レ株式会社製の商品名「ルミラーS10」)を貼り合わせ、これを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして測定サンプルを作製した。23℃、50%RHの環境下にて、上記測定サンプルの第2粘着面(第2粘着剤層の粘着面)を露出させ、該第2粘着面をポリカーボネート板の表面に2kgのゴムローラを1往復させて圧着した。これを同環境下に30分間放置した後、引張試験機を使用してJIS Z0237に準じて、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で剥離強度(N/20mm幅)を測定した。引張試験機としては、万能引張圧縮試験機(装置名「引張圧縮試験機、TCM−1kNB」ミネベア(株)製)を使用した。結果を表1に示す。
各例に係る両面粘着シートの第1粘着面(第1粘着剤層の粘着面)に厚さ25μmのPETフィルム(東レ株式会社製の商品名「ルミラーS10」)を貼り合わせ、これを幅10mm、長さ100mmのサイズにカットすることにより試験片を作製した。上記試験片の第2粘着面(第2粘着剤層の粘着面)を露出させ、室温(23℃)にて、上記試験片を被着体としてのベークライト板(フェノール樹脂板)に幅10mm、長さ20mmの接触面積にて2kgのローラを1往復させて圧着した。このようにして被着体に貼り付けた試験片を同環境下に30分間放置した後、試験片の長さ方向が鉛直方向となるように被着体を垂下し、該試験片の自由端に500gの荷重を付与し、JIS Z0237に準じて、該荷重が付与された状態で40℃の環境下に1時間放置した。当該放置後の試験片のずれた距離(ズレ距離)を測定した。1時間以内に試験片が被着体から落下した場合は、落下に要した時間を記録した。結果を表1に示す。
各例に係る両面粘着シートを、第1粘着面および第2粘着面の両方をそれぞれ第1および第2の剥離ライナーで保護した状態で幅10mm、長さ90mmのサイズにカットした。粘着シートから第1の剥離ライナーを剥がし、露出した第1粘着面(第1粘着剤層の粘着面)を、表面をトルエン洗浄した幅10mm、長さ90mm、厚さ0.3mmのアルミニウム板の表面に貼り合わせることにより、粘着剤層がアルミニウム板で裏打ちされた試験片を作製した。この試験片を23℃で1日間静置した後、図8(a)に示すように、試験片8のアルミニウム板85側を内側として、直径40mmの円柱状のガラス管9の外周に試験片8の長手方向を10秒間沿わせて反らせた。次いで、試験片8の粘着剤層(第2粘着剤層)82から第2の剥離ライナー84を剥がし、その粘着面(第2粘着面)を、図8(b)に示すように、あらかじめ洗浄したアクリル板(被着体)86の表面に、大成ラミネーター社製の小型貼合機を用いて貼付圧力0.25MPa、貼付速度0.3m/分の条件で圧着した。23℃で24時間経過後、図8(b)に仮想線で示すように、試験片8の両端が被着体86の表面から浮き上がった高さh1,h2を測定し、両端の平均値を試験片8の浮き高さとして算出した。結果を表1に示す。
各例に係る両面粘着シートの第1粘着面に厚さ25μmのPETフィルム(東レ株式会社製の商品名「ルミラーS10」)を貼り合わせ、これを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして測定サンプルを作製した。23℃、50%RHの環境下にて、上記測定サンプルの第2粘着面を露出させ、該第2粘着面を被着体としてのステンレス鋼板(SUS304BA板)に2kgのゴムローラを1往復させて圧着した。この測定サンプルを80℃で5日間保持した後、温度23℃、RH50%の環境下、引張試験機を用い、引張速度300mm/分、剥離角度180°で上記被着体(SUS板)から剥離し、剥離後の粘着シートおよび被着体の状態を観察し、再剥離性を以下の二段階に評価した。
○:被着体への糊残りが生じなかった。
×:被着体への糊残りが観察された。
なお、引張試験機としては、万能引張圧縮試験機(装置名「引張圧縮試験機、TCM−1kNB」ミネベア(株)製)を使用した。結果を表1に示す。
例1および例2に係る両面粘着シートの5cm2分(1cm×2.5cmの両面粘着シート2個)を切断し、剥離ライナーを剥がした後、バイアル瓶(20mL)に入れて密封した。そして、ヘッドスペースサンプラー(HSS装置)を用いて80℃で30分間保持した。同温度でバイアル中のガスサンプル1mLを採取し、ガスクロマトグラフィ(GC装置)に注入して測定を行い、発生したトルエンガスの重量を求めた。上記重量を、両面粘着シート1g(剥離ライナーを除く)当たりの重量(μg)に換算してVOC放散量(トルエン)(μg/g)として採用した。したがって、本試験はトルエンを指標ガスとしたVOC測定試験である。トルエンガスの重量は、あらかじめ作成したアセトン(トルエンでもよい)の検量線からの換算値から求めた。HSSおよびGCの設定は以下のとおりであった。なお、VOCの総量を測定する場合には、トルエンガスだけでなく発生ガスの合計重量を、上記トルエンガスの場合と同様にして測定すればよい。
HSS:Agilent Technologies社製 型式「7694」
加熱時間:30分間
加圧時間:0.12分
ループ充填時間:0.12分
ループ平衡時間:0.05分
注入時間:3分
サンプルループ温度:160℃
トランスファーライン温度:200℃
GC装置:Agilent Technologies社製 型式「6890」
カラム:ジーエルサイエンス株式会社製 J&W キャピラリーカラム 商品名「DB−ffAP」(内径0.533mm×長さ30m、膜厚1.0μm)
カラム温度:250℃(40℃から90℃まで10℃/分で昇温し、引き続き250℃まで20℃/分で昇温して5分保持)
カラム圧力:24.3kPa(定流モード)
キャリアーガス:ヘリウム(5.0mL/分)
注入口:スプリット(スプリット比 12:1)
注入口温度:250℃
検出器:FID
検出器温度:250℃
また、特に表には示さないが、例1および2に係る粘着シートのVOC放散量(トルエン)は、いずれも両面粘着シート(剥離ライナーを除く)1g当たり約0.7μgであった。
10 基材
21,22 粘着剤層
31,32 剥離ライナー
Claims (5)
- ベースポリマーとしての粘着性ポリマーと、イソシアネート系架橋剤と、を含む水分散型粘着剤組成物であって、
前記粘着性ポリマーは、酢酸エチル不溶分の重量割合GAが10〜50%であり、
前記イソシアネート系架橋剤は、前記粘着剤組成物から形成される架橋後の粘着剤に占める酢酸エチル不溶分の重量割合GBが15〜45%を満たすように配合されている、水分散型粘着剤組成物。 - 前記粘着性ポリマーはアクリル系ポリマーである、請求項1に記載の組成物。
- 前記粘着性ポリマーのガラス転移温度は−60℃以下である、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記イソシアネート系架橋剤は水安定性イソシアネート系架橋剤である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- ベースポリマーとしての粘着性ポリマーと、イソシアネート系架橋剤と、を含む水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える粘着シートであって、
前記粘着性ポリマーは、酢酸エチル不溶分の重量割合GAが10〜50%であり、
前記粘着剤層は、酢酸エチル不溶分の重量割合GBが15〜45%である、粘着シート。
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