JP6358827B2 - 粘着剤組成物、およびそれを硬化してなる粘着剤、並びに粘着テープ - Google Patents
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Description
例えば、建築物の建築過程で床材を敷設後に内装工事をする際に、床材の傷つき防止等を目的として床材が床養生シートでカバーされ、その床養生シートを固定するために粘着テープが使用される。このような用途で使用される粘着テープは、床材の保護目的終了後に床養生シートと共に剥離除去される。
なお、本発明において、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸あるいはメタクリル酸を、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味する。
アクリル系樹脂(A)は、アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)を主成分とし、官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー(a2)を少なくとも含有する重合成分を重合して得られるものであり、必要に応じてその他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a3)を共重合成分として含んでもよい。
かかる炭素数が少なすぎると、軟質なプラスチック樹脂に対して剥離時に糊残りが発生し、剥離性が低下するため好ましくない。
重合成分全体に対するアルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の含有割合が少なすぎると、プラスチック被着体に対する剥離性が低下する傾向がある。
上記アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の含有量が多すぎると粘着力が低下しやすい傾向があり、少なすぎるとプラスチック被着体に対する剥離性が低下しやすい傾向がある。
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−クロロ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の水酸基含有不飽和モノマー;
グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有不飽和モノマー;
2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有不飽和モノマー;
(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブトキシアルキル)(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド−3−メチルブチルメチルアミン、ジメチルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和モノマー;
エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸あるいはその塩等のスルホン酸基含有不飽和モノマー;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有不飽和モノマー;
等が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも1種が用いられる。
中でも、カルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマー、グリシジル基含有不飽和モノマー、イソシアネート基含有不飽和モノマー、アミド基含有不飽和モノマーが好適に用いられ、特に好ましくはカルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマーである。
上記官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー(a2)の含有量が少なすぎると、高温高湿下で粘着剤が白化する傾向があり、多すぎると粘着剤が硬くなりすぎタックがなくなる傾向がある。
例えば、有機溶媒中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)を含有する重合成分、重合開始剤を混合あるいは滴下し所定の重合条件にて重合する。これら重合方法のうち、溶液ラジカル重合、塊状重合が好ましく、更に好ましくは溶液ラジカル重合ある。
これらの溶剤の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果や粘着剤塗工時の乾燥のしやすさ、安全上から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましく、更に好ましくは、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンが好ましい。
かかる重量平均分子量が小さすぎると凝集力が低下し剥離性が低下する傾向があり、重量平均分子量が大きすぎると粘着力が低下しやすく、また製造が困難となる傾向がある。
かかる分散度が高すぎると低分子量成分が増え剥離性が低下する傾向があり、低すぎると粘着力が低下しやすく、また製造が困難となる傾向がある。
かかるガラス転移温度が高すぎると粘着力が低下しやすくなる。また低すぎてもアクリル系樹脂が硬くなりすぎて剥離性が低下する傾向がある。
1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+・・・・・・・・・・・・Wk/Tgk
但し、Tgは共重合体のガラス転移温度であり、Tg1,Tg2,・・・・・・・・Tgkは各単量体成分の単独共重合体のTgであり、w1,w2,・・・・・・・・・・wkは各単量体成分のモル分率を表し、w1+w2+・・・・・・・・・wk=1である。
本発明においては、上記粘着付与樹脂(B)として、テルペン系樹脂(b1)およびキシレン系樹脂(b2)を含有することが必要である。
かかる変性テルペン系樹脂としては、例えば、フェノール変性テルペン系樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、水素添加変性テルペン系樹脂、炭化水素変性テルペン系樹脂等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
これらの中でも、アクリル系樹脂との相溶性の点で、フェノール変性テルペン系樹脂が好ましい。
これらの中でも、汎用性に優れる点で、ストレート型キシレン樹脂が好ましい。
かかる含有量が少なすぎると粘着力が充分に高くなりにくい傾向があり、多すぎると被着体からの剥離時に糊残りが発生しやすく剥離性が低下する傾向がある。
かかる含有量が少なすぎると粘着付与効果が低下したり、プラスチックに対する剥離性が低下する傾向があり、多すぎるとタックが低下する傾向がある。
かかる含有量が少なすぎると、粘着付与効果が低下したり、プラスチックに対する剥離性が低下する傾向があり、多すぎるとタックが低下したり、剥離時に被着体汚染が発生しやすくなる傾向がある。
上記(b1)に対する(b2)の含有量が多すぎるとプラスチック樹脂に対する剥離性が低下する傾向があり、少なすぎるとタックが低下する傾向がある。
かかるテルペン系樹脂(b1)とキシレン系樹脂(b2)との合計量の含有割合が低すぎると、プラスチック樹脂に対する剥離性が低下する傾向がある。
本発明の粘着剤組成物は、架橋剤を含有することが好ましく、架橋剤により架橋され、粘着剤となるものである。
なお、かかるアジリジン系架橋剤は、ポットライフが短く、変異原性があることから、粘着剤の使用用途によっては使用が好ましくない場合がある。
これらの中でも、経時における樹脂の安定性を向上させられる点で酸化防止剤の配合が好ましい。
なお、本発明において、「粘着テープ」とは「粘着シート」や「粘着フィルム」と表現されるものも含む意味である。
また、剥離シートに上記粘着剤組成物を塗工し、加熱乾燥することにより粘着剤層を形成、粘着剤層に剥離シートを貼り合わせることにより、基材レスの粘着テープを作製することもできる。
また、上記溶剤としては、粘着剤組成物を溶解させるものであればよく、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、メタノール、エタノール、プロピルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。これらの中でも、溶解性、乾燥性、価格等の点から酢酸エチル、アセトン、トルエンが好適に用いられる。
かかるゲル分率が低すぎると、剥離の際に凝集破壊を起し糊残りが発生しやすい傾向があり、高すぎると、粘着力が低下し、タックが低下する傾向がある。
なお、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
〔アクリル系樹脂(A−1)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、アセトン78g酢酸エチル254g、を投入後攪拌しウォーターバス温を94℃に設定し、還流開始後、2−エチルヘキシルアクリレート788.54g、酢酸ビニル24.9g、アクリル酸24.9g、2−ヒドロキシエチルアクリレート1.66及び開始剤AIBN0.249gの混合モノマーを2時間で滴下投入した。滴下開始時から3時間後に追加開始剤としてAIBN0.249gと溶解用溶剤の酢酸エチル150gを投入した。更に滴下開始時から5時間後に追加開始剤としてAIBN0.332gと溶解用溶剤の酢酸エチル100gを投入した。反応開始時より7時間後、希釈溶媒のトルエン350gを投入し、その後冷却して反応を終了させることによりアクリル系樹脂(A−1)(重量平均分子量105万;分散度5.94;固形分45.5%;粘度14600mPa・s/25℃)を得た。
なお、反応開始時から終了までの内温は69〜81℃に保ち反応を行なった。
〔アクリル系樹脂(A’−1)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、酢酸エチル254g、開始剤としてAIBN0.34gを投入後攪拌しウォーターバス温を92℃に設定した。
還流開始後2−ブチルアクリレート647.5g、酢酸ビニル35.0g、アクリル酸10.5g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5.2からなる混合モノマーを2時間で滴下投入した。滴下開始時から3時間後に2−ヒドロキシエチルメタクリレート1.1gと溶剤の酢酸エチル100gを投入した。ついで滴下開始時から3.5時間後に追加開始剤としてAIBN0.18gと溶解用溶剤の酢酸エチル20gを投入した。更に滴下開始から5時間後に2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.7gと溶剤の酢酸エチル70gを投入し、ついで滴下開始時から5.5時間後に追加開始剤としてAIBN0.18gと溶解用溶剤の酢酸エチル20gを投入した。反応開始時より7.5時間後、希釈溶媒の酢酸エチル388gを投入し、その後冷却して反応を終了させることにより、アクリル系樹脂(A’−1)(重量平均分子量89.5万;分散度5.11;樹脂分39.5%;粘度7700mPa・s/25℃)を得た。
なお、反応開始時から終了まで内温を78〜92℃に保ち反応を行なった。
・(b2−1):キシレン樹脂(三菱ガス化学社製;商品名「ニカノールH-80」)
・(b’−1):ロジン系樹脂(荒川化学工業株式会社製;商品名「スーパーエステルS−100」)
・(b’−2):ロジン系樹脂(荒川化学工業株式会社製;商品名「ペンセルD−135」)
上記アクリル系樹脂(A−1)100部(固形分換算)に、粘着付与樹脂(b1−1)6部および粘着付与樹脂(b2−1)3.2部(有効成分量)、酸化防止剤(チバ・ジャパン株式会社製;商品名「イルガノックス1010」)0.1部を配合した後、酢酸エチルで固形分濃度30重量%となるように希釈して、粘着剤組成物を得た。
実施例1において、粘着付与樹脂(b2−1)3.2部(有効成分量)を配合しなかった以外は同様にして、粘着剤組成物を得た。
実施例1において、粘着付与樹脂(b1−1)6部を配合しなかった以外は同様にして、粘着剤組成物を得た。
実施例1において、アクリル系樹脂(A−1)の代わりにアクリル系樹脂(A’−1)を使用した以外は同様にして、粘着剤組成物を得た。
実施例1において、粘着付与樹脂(b1−1)と粘着付与樹脂(b2−1)とを配合しなかった以外は同様にして、粘着剤組成物を得た。
実施例1において、粘着付与樹脂(b1−1)および(b2−1)に代えて、粘着付与樹脂(b’−1)7部、粘着付与樹脂(b’−2)5.5部を使用した以外は同様にして、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤層付きPETフィルムについて、幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側を被着体((1)SUS304BA板;(2)JIS Z−0237の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準じ研磨したSUS304)に23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラーを2往復させることで加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した後、引っ張り試験機(島津オートグラフAG−X)で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
得られた粘着剤層付きPETフィルムを用いて幅25mm×長さ50mmの大きさの試験片を作製し(切り出し)、この試験片を被着体((1)未研磨SUS;(2)塩化ビニル樹脂製のプラスチックタイル(株式会社セルコンテクノス製;商品名「CK2400」))に2kgローラーを2往復させる方法で圧着し、40℃雰囲気下に3日間放置し23℃に戻した。人の手で剥離速度300mm/minで45°の方向に全長の3/5程剥離後、残りの部分について高速剥離を行なった。剥離後の被着体表面の様子を観察し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○…糊残りなし、または端部に少し貼り後が見えた
△…少量の糊残りが点在した〜全表面積の50%未満の面積に糊残りが認められた
×…全表面積の50%以上の面積の糊残り、もしくは基材から粘着剤が剥れ被着体に移行していた。
JIS Z−0237の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準じ、得られた粘着テープのボールタックを傾斜板の角度30度、助走路の長さ100mmで測定した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
○…No.10以上
△…No.5〜No.9
×…No.2〜N.4
Claims (5)
- アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)を主成分とする重合成分を重合してなるアクリル系樹脂(A) および粘着付与樹脂(B)を含有してなる粘着剤組成物であって、
アクリル系樹脂(A)を構成する重合成分として、アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)および官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー(a2)を少なくとも含有し、前記アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)が重合成分全体に対して75〜99.9重量%、その他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a3)が重合成分全体に対して0〜10重量%であり、
粘着付与樹脂(B)として、テルペン系樹脂(b1)およびキシレン系樹脂(b2)を含有することを特徴とする粘着剤組成物。 - 粘着付与樹脂(B)の含有量が、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して1〜35重量部であることを特徴とする請求項1記載の粘着剤組成物。
- テルペン系樹脂(b1)とキシレン系樹脂(b2)との含有割合(重量比)が、(b1):(b2)=1:0.01〜1:10であることを特徴する請求項1または2記載の粘着剤組成物。
- 請求項1〜3いずれか記載の粘着剤組成物を硬化してなることを特徴とする粘着剤。
- 請求項4記載の粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴とする粘着テープ。
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