JP6368718B2 - 電気剥離性粘着剤組成物、及び電気剥離性粘着シート、並びに電気剥離性粘着シートの使用方法 - Google Patents
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Description
このような粘着シートは、被着体に貼付された際に、運搬時、貯蔵時、加工時等においては被着体から剥離しない程度の粘着力が求められる一方、機能を果たし終えた後には、容易に除去し得る剥離性が求められる。
例えば、特許文献1には、高機械強度を有する高負荷耐性の結合性ポリマーを含むと共に電解質を含む電気化学的に結合解除可能な接着剤が開示されている。
また、特許文献2には、電圧印加時に剥離可能な粘着剤として、イオン性液体を含む通電剥離用組成物が開示されている。特許文献2によれば、イオン性液体とは、室温で液体である溶融塩であり、蒸気圧がなく、高耐熱性、不燃性、高化学安定性等の性質を有するとされている。
また、特許文献2に開示の組成物に含まれるイオン性液体は、当該文献に記載されているように特殊な構造を有する化合物であるため価格が高く、それらを用いて安価な粘着テープを提供することは困難である。さらに、特許文献2に開示の組成物は、電圧印加前後の粘着力の低下率が未だ改良の余地がある。
〔1〕下記一般式(a1)で表される化合物に由来する構成単位(a1)を1〜99質量%含むアクリル系共重合体(A)と、界面活性剤(B)とを含有する、電気剥離性粘着剤組成物。
〔2〕アクリル系共重合体(A)が、さらに官能基含有モノマー(a2)に由来する構成単位(a2)を0.1〜30質量%含む、上記〔1〕に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔3〕アクリル系共重合体(A)が、さらに炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a3)に由来する構成単位(a3)を0.1〜98質量%含む、上記〔1〕又は〔2〕に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔4〕前記一般式(a1)で表される化合物が、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、及びメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上である、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔5〕(B)成分が、下記一般式(b1)で表される化合物である、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔6〕(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して、2.0〜150質量部である、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔7〕さらに架橋剤(C)を含有する、上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
〔8〕上記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する、電気剥離性粘着シート。
〔9〕導電性の基材の少なくとも片面に、前記粘着剤層を有する、上記〔8〕に記載の電気剥離性粘着シート。
〔10〕前記粘着剤層が、2枚の剥離シートに挟持された構成を有する、上記〔8〕に記載の電気剥離性粘着シート。
〔11〕2枚の被着体、もしくは被着体及び基材に挟持された前記粘着剤層の両側の面の間に電圧を印加した際、陽極側又は陰極側の粘着剤層の面と、該面と貼付されている被着体又は基材との間で剥離する、上記〔8〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着シート。
〔12〕上記〔8〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着シートを、導電性を有する被着体に貼付する、電気剥離性粘着シートの使用方法。
また、本明細書において、質量平均分子量(Mw)の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法に基づいて測定された値である。
なお、本明細書において、「電気剥離性」とは、電圧の印加前は、高い粘着性を有するため剥離することが困難であるが、電圧を印加することで、粘着性が低下し、容易に剥離することが出来る性質を意味する。
さらに、本明細書において、「無置換」とは、置換基によって置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
本発明の電気剥離性粘着剤組成物(以下、単に「粘着剤組成物」ともいう)は、下記一般式(a1)で表される化合物に由来する構成単位(a1)を1〜99質量%含むアクリル系重合体(A)と、界面活性剤(B)を含有する。
本発明の一態様の粘着剤組成物は、上記(A)成分、(B)成分以外にも、架橋剤(C)や粘着付与剤等の他の成分を含有してもよい。
本発明の粘着剤組成物中に含まれるアクリル系重合体(A)は、前記一般式(a1)で表される化合物(以下、「モノマー(a1)」ともいう)に由来する構成単位(a1)を1〜99質量%含む重合体である。
アクリル系重合体(A)は、当該構成単位(a1)のみからなる重合体であってもよいが、構成単位(a1)と共に、官能基含有モノマー(a2)(以下、「モノマー(a2)」ともいう)に由来する構成単位(a2)を含む共重合体であることが好ましい。
また、アクリル系重合体(A)は、さらに炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a3)(以下、「モノマー(a3)」ともいう)に由来する構成単位(a3)を含む共重合体であってもよく、上記モノマー(a1)〜(a3)以外のその他のモノマーに由来する構成単位を含む共重合体であってもよい。
なお、本発明において、アクリル系重合体(A)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分のMwが10万以上であれば、粘着剤組成物の凝集力が向上し、電圧印加前において良好な粘着性が得られる。一方、(A)成分のMwが150万以下であれば、形成した粘着シートの粘着剤層の弾性率が高くなり過ぎることによる粘着性の低下を抑えることができる。
アクリル系重合体(A)は、下記一般式(a1)で表される化合物(モノマー(a1))に由来する構成単位(a1)を1〜99質量%含む重合体である。
R2は、無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜5のアルキレン基を示し、無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜3のアルキレン基が好ましく、無置換若しくは置換基を有する炭素数2〜3のアルキレン基がより好ましく、無置換若しくは置換基を有するエチレン基(−CH2CH2−)が更に好ましい。
R3は、無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜8のアルキル基を示し、無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、無置換若しくは置換基を有するメチル基又はエチル基がより好ましい。
nの値は1以上の整数であり、好ましくは1〜10の整数、より好ましくは1〜5の整数、更に好ましくは1〜3の整数である。
なお、R2が複数存在する場合、複数のR2は、互いに同一であってもよく、2種以上のアルキレン基の組み合わせであってもよい。
上記の炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられる。
上記のアルキレン基及びアルキル基が有してもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;ヒドロキシル基;チオール基;エポキシ基;グリシドキシ基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等の環形成炭素数6〜18のアリール基;ピリジル基、フラニル基、カルバゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか1つ以上のヘテロ原子を含む環形成原子数5〜18の複素環基;等が挙げられる。なお、これらの置換基は、更に上述の置換基により置換されていてもよい。
これらのモノマー(a1)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
構成単位(a1)の含有量が1質量%未満であると、電圧を印加した際の粘着性組成物の粘着性の低下の程度が小さく、又は逆に粘着性が向上してしまい、当該粘着性組成物を用いた粘着シートは、電圧印加による剥離性が劣る結果となる。
一方、構成単位(a1)の含有量が99質量%を超えると、後述する架橋反応により架橋結合を十分に形成することが出来ず、十分な凝集力が得られず、電圧印加前の粘着剤組成物の粘着性が低下するため好ましくない。
アクリル系重合体(A)は、さらに官能基含有モノマー(a2)(モノマー(a2))に由来する構成単位(a2)を含むことが好ましい。
モノマー(a2)は、一分子中に1つ以上の官能基を有する化合物であればよいが、一分子中に1つ以上の官能基を有し、且つ二重結合を1つ以上有する化合物であることが好ましい。
モノマー(a2)が有する官能基は、架橋反応の架橋点となり、凝集力を向上させ、得られる電圧印加前の粘着剤組成物の粘着性を更に向上させることができる。
官能基としては、例えば、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基等が挙げられる。
エポキシ基含有不飽和モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、汎用性の観点から、カルボキシ基含有不飽和モノマーが好ましく、エチレン性不飽和モノカルボン酸がより好ましく、(メタ)アクリル酸が更に好ましく、アクリル酸がより更に好ましい。
構成単位(a2)の含有量が0.1質量%以上であると、架橋反応により架橋結合を十分に形成することができ、凝集力が向上させ、電圧印加前の粘着剤組成物の粘着力を更に向上させることができる。
一方、構成単位(a2)の含有量が30質量%以下であれば、粘着剤組成物の溶液を調製し易く、当該溶液の粘度の上昇を抑制できるため好ましい。
アクリル系重合体(A)は、さらに炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a3)(モノマー(a3))に由来する構成単位(a3)を含んでもよい。
モノマー(a3)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのモノマー(a3)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
好適なモノマー(a3)としては、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、又は2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
本発明で使用するアクリル系重合体(A)は、さらにモノマー(a1)〜(a3)以外のその他のモノマーに由来する構成単位を有する共重合体であってもよい。
その他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、ビニリデンクロリド等のハロゲン化オレフィン類、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン系モノマー類、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。
これらのその他のモノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アクリル系重合体(A)を合成する方法としては、特に限定されず、溶媒の存在下又は不存在下で、公知の重合方法により合成することができる。
用いる溶媒としては、例えば、酢酸エチル、トルエン等を挙げられる。
なお、重合反応に際し、重合開始剤を用いてもよい。重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等を挙げられる。
また、重合条件としては、特に限定されないが、重合温度50〜90℃で、反応時間2〜30時間の条件で行われることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、上述のアクリル系重合体(A)と共に、界面活性剤(B)を含有する。
界面活性剤(B)としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤等が挙げられるが、電圧印加後に、粘着性が大きく低下し得る粘着剤組成物を得る観点から、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及びアニオン性界面活性剤から選ばれる1種以上が好ましく、アニオン性界面活性剤がより好ましい。
なお、本発明において、(B)成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールの硫酸エステル及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸塩等が挙げられる。
これらのアニオン性界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Rbは、無置換若しくは置換基を有する炭素数1〜10のアルキレン基を示す。
X+は、ナトリウムイオン又はアンモニウムイオンを示す。
mは1以上の整数を示し、好ましくは1〜30の整数、より好ましくは1〜20の整数、更に好ましくは2〜15の整数である。
なお、Rbが複数存在する場合、複数のRbは、互いに同一であってもよく、2種以上のアルキレン基の組み合わせであってもよい。
また、Ra、Rbとして選択し得る基が有してもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;ヒドロキシル基;チオール基;エボキシ基;グリシドキシ基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等の環形成炭素数6〜18のアリール基;ピリジル基、フラニル基、カルバゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか1つ以上のヘテロ原子を含む環形成原子数5〜18の複素環基;等が挙げられる。
当該アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜6である。
当該シクロアルキル基の環形成炭素数は、好ましくは3〜18、より好ましくは3〜12である。
当該アルケニル基の炭素数は、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜6である。
当該シクロアルケニル基の環形成炭素数は、好ましくは3〜18、より好ましくは3〜12である。
なお、当該アリール基の炭素数は、好ましくは6〜24、より好ましくは6〜18である。
炭素数1〜10のアルキレン基としては、下記に示すRbと同じものが挙げられる。
当該アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜10であるが、より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜4、より更に好ましくは2〜3である。
また、上記式(b1)中のRbとしては、エチレン基(−CH2CH2−)又はプロピレン基(−CH2CH(CH3)−)が好ましく、エチレン基がより好ましい。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミン塩酸塩等のアルキルアミン塩酸塩;アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルアンモニウムハイドロオキサイド等の第四級アンモニウム塩;等が挙げられる。
これらのカチオン性界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
当該炭素数1〜5のアルキレン基としては、上述の前記一般式(a1)中のR2として選択し得るアルキレン基と同じものが挙げられる。
なお、R12〜R14のそれぞれが複数存在する場合、複数のR12〜R14は、互いに同一であってもよく、2種以上のアルキレン基の組み合わせであってもよい。
また、R11〜R14として選択し得るアルキル基又はアルキレン基が有してもよい置換基としては、上述の前記一般式(b1)中のRa、Rbとして選択し得る基が有してもよい置換基と同じものが挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル類;ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類;ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコ−ルモノステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類;ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸部分エステル類;ポリオキシアルキレンソルビトール脂肪酸部分エステル類;ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル類;ポリオキシアルキレン硬化ひまし油類;ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸部分エステル類;ポリオキシアルキレンアルキルアミン類;アセチレンジオールジポリオキシアルキレンエーテル類;ポリオキシアルキレンポリスチリルフェニルエーテル類;ポリオキシアルキレンポリオキシプロピレンブロックポリマー類;ポリオキシアルキレンポリオキシプロピレンランダムポリマー類;等が挙げられる。
これらの非イオン性界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、上記の非イオン性界面活性剤が有するオキシアルキレン基としては、炭素数2〜4のオキシアルキレン基が好ましく、オキシエチレン基がより好ましい。
R21として選択し得る上記アルキル基の炭素数としては、好ましくは1〜30、より好ましくは1〜18、更に好ましくは1〜12である。
R21として選択し得る上記シクロアルキル基の炭素数としては、好ましくは3〜30、より好ましくは3〜18、更に好ましくは3〜12である。
R21として選択し得る上記アリール基の炭素数としては、好ましくは6〜30、より好ましくは6〜24、更に好ましくは6〜18である。
なお、R21として選択し得るアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基としては、上述の前記一般式(a1)中のR3として選択し得るアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基と同じものが挙げられる。
当該炭素数1〜5のアルキレン基としては、上述の前記一般式(a1)中のR2として選択し得るアルキレン基と同じものが挙げられる。
なお、R22及びR23のそれぞれが複数存在する場合、複数のR22及びR23は、互いに同一であってもよく、2種以上のアルキレン基の組み合わせであってもよい。
また、R21〜R23として選択し得るアルキル基又はアルキレン基が有してもよい置換基としては、上述の前記一般式(b1)中のRa、Rbとして選択し得る基が有してもよい置換基と同じものが挙げられる。
なお、本発明において、HLB値は、界面活性剤便覧(西一郎ら編集、産業図書株式会社、昭和35年発行)の324ページに記載されている下記の方法により測定した曇数Aから下記計算式(1)より算出される値である。
HLB値=0.89×A+1.11 計算式(1)
(曇数Aの測定方法)
評価試料0.5gを98質量%エチルアルコール5mlに溶解し、25℃に保ちながら掻き混ぜながら2質量%フェノール水溶液で滴定し、液が混濁を呈する時を終点とする。この滴定に要した2質量%のフェノール水溶液のml数を曇数Aとする。
両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルアミドプロピルベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等のベタイン;アルキルジメチルアミンオキサイド等のアルキルアミンオキサイド;等が挙げられる。
これらの両性界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の一態様の粘着剤組成物は、電圧印加前の粘着剤組成物の凝集力を向上させる観点から、さらに架橋剤(C)を含有することが好ましい。
使用する架橋剤(C)としては、(A)成分として使用するアクリル系重合体が、官能基含有モノマー(a2)に由来する構成単位(a2)を含む場合、当該官能基と架橋する化合物が好ましい。
これらの架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、電圧印加前の粘着剤組成物の凝集力を向上させる観点から、イソシアネート系架橋剤又はエポキシ系架橋剤が好ましい。
本発明の一態様の粘着剤組成物には、上記(A)〜(C)成分以外に、粘着剤組成物の粘着性の向上の観点から、さらに粘着付与樹脂を含有してもよい。
なお、本明細書において、「粘着付与樹脂」とは、上記(A)成分等と混合することが可能であり、(A)成分の粘着性能を向上させる機能を持つ、数平均分子量が100〜10000のオリゴマー領域の化合物を意味する。
本発明の一態様の粘着剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、上述以外のその他の添加剤を含有してもよい。
その他の添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、樹脂安定剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等が挙げられる。
本発明の電気剥離性粘着シート(以下、単に「粘着シート」ともいう)は、上述の本発明の電気剥離性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する。
本発明の粘着シートは、本発明の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有するものであれば、その構成は特に限定されず、基材の少なくとも片面に粘着剤層を有する粘着シートであってもよく、粘着剤層が2枚の剥離シートにより挟持された構成を有する粘着シートであってもよい。
本発明の一態様の粘着シートの具体的な構成として、例えば、図1(a)に示されたような、基材2の片面上に粘着剤層3を有する、基材付き電気剥離性粘着シート1aが挙げられる。
また、図1(b)に示されたような、基材2の両面上に2つの粘着剤層3、3’を有する基材付き電気剥離性粘着シート1bや、図1(c)に示されたような、基材2の片面に形成した粘着剤層3上に、さらに剥離シート4を積層した基材付き電気剥離性粘着シート1c等も挙げられる。なお、電気剥離性粘着シート1cと同様に、電気剥離性粘着シート1bの粘着剤層3及び3’上には、さらに2枚の剥離シートをそれぞれ積層してもよい。
この電気剥離性粘着シート1dの剥離シート4、4’は、同じ種類のものでもよく、異なる種類のものでもよいが、2枚の剥離シート4、4’の剥離力が異なるように調整されたものであることが好ましい。
他にも、本発明の一態様の粘着シートの構成として、表面が剥離処理された剥離シートの片面に粘着剤層を設けたものをロール状に巻いた構成を有する電気剥離性粘着シート等も挙げられる。
なお、本発明の一態様の粘着シートの粘着力は、実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
粘着剤層が陽極側又は陰極側のいずれの面から、被着体又は基材より剥離するかは、粘着剤層を形成している粘着剤組成物中のアクリル系重合体(A)の構成単位や、含有する化合物の種類によって異なる。
例えば、図2及び図3では、本発明の一態様の電気剥離性粘着シートに関し、電圧印加後に、陽極側の粘着剤層の面と、該面と貼付されている被着体又は基材との間で剥離する様子を示したものである。
図2(a)では、電圧印加前の様子を示したものであり、粘着剤層3は、被着体11及び基材2aによって挟持された構成となっており、電圧印加装置50の陰極端子51が基材2aと接続され、陽極端子52が被着体11と接続されている。
この図2の(a)に示された状態で、電圧を印加すると、図2の(b)に示すように、陽極側の粘着剤層の面3aの粘着力が低下し、当該粘着剤層の面3aと、当該面3aと接着していた被着体11との間で、容易に剥離することができる。
なお、図1の(d)のような基材無し電気剥離性粘着シート1dを用いる場合には、図2中の「基材2a」の構成が、別の「被着体」となり、粘着剤層3は、2枚の被着体に挟持された構成となる。その上で、電圧印加装置50の陰極端子51、陽極端子52とそれぞれの被着体に接続することで、粘着剤層3の両側の面の間に電圧を印加することができる。
なお、一般的に印加電圧が大きい程、印加時間は短く、一方、印加電圧が小さい程、印加時間は長くなる。例えば、印加電圧が10〜50Vである場合、印加時間は30〜300秒で剥離が可能となる。
なお、上記の「粘着力の減少率」は、下記式により算出した値である。
〔粘着力の減少率(%)〕=100−〔電圧印加後の粘着シートの粘着力〕/〔電圧印加前の粘着シートの粘着力〕×100
また、本発明の一態様の粘着シートの電圧印加前の粘着力としては、好ましくは5.5N/25mm以下、より好ましくは4.6N/25mm以下、更に好ましくは3.0N/25mm以下、より更に好ましくは2.0N/25mm以下である。
当該粘着剤層の厚さが0.5μm以上であれば、被着体の種類に依らずに、良好な粘着力を発現させることができる。一方、当該粘着剤層の厚さが120μm以下であれば、生産性の面で利点があると共に、取扱性の面でも良好な電気剥離性粘着シートとなり得る。
導電性の基材を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、スズドープ酸化インジウム、銅、鉄、銀、白金、金等の金属及びこれら金属の合金等が挙げられる。
また、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムに、上記金属を蒸着させてなる金属蒸着体を基材として用いてもよい。樹脂フィルムに金属を蒸着させる場合は、粘着剤層と接する樹脂フィルムの面に金属を蒸着させることが好ましい。
剥離シート用基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、トリアセチルセルロース等の樹脂フィルムや、上質紙、コート紙、グラシン紙等の紙基材、これらの紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙等が挙げられる。
本発明の一態様の電気剥離性粘着シートの製造方法としては、特に制限はなく、例えば、本発明の粘着剤組成物に対して、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の有機溶媒を配合して、粘着剤組成物の溶液を調整し、基材又は剥離シートの剥離処理面に、公知の塗布方法により、当該溶液を塗布及び乾燥し、粘着剤層を形成させて、粘着シートを得る方法等が挙げられる。
なお、本明細書において、「有効成分」とは、希釈溶媒を除いた成分を意味する。
また、基材や剥離シートの剥離処理面に粘着剤組成物を有機溶媒に溶解した溶液を塗布した後、形成された粘着剤層中に溶媒や低沸点成分が残留することを防ぐために、乾燥処理をし、これらの残留物を除去することが好ましい。
まず、図1(a)のような基材2の片面に粘着剤層3を有する電気剥離性粘着シート1aは、例えば、基材2の一方の面上に、粘着剤組成物の溶液を直接塗布して、粘着剤層3を形成して製造することができる。
また、剥離シートの剥離処理面上に、粘着剤組成物の溶液を直接塗布して、粘着剤層3を形成した後、その粘着剤層3と基材2とを貼り合わせ、剥離シートを除去して製造する方法であってもよい。
また、剥離シートの剥離処理面上に、粘着剤組成物の溶液を直接塗布して、粘着剤層を形成したものを2枚用意し、それぞれの粘着剤層を基材2の両面に貼り合わせて、剥離シートを除去して製造する方法であってもよい。
また、剥離シート4の剥離処理面上に、粘着剤組成物の溶液を直接塗布して、粘着剤層3を形成した後、その粘着剤層3と基材2とを貼り合わせて製造する方法であってもよい。
なお、上述のとおり、剥離シート4と剥離シート4’とは、剥離力が異なるように調整することが好ましい。
本発明の電気剥離性粘着シートは、任意の被着体に貼付して使用することができる。
被着体としては、特に限定されず、導電性を有していても有さなくてもよいが、粘着剤面に電圧を印加することが容易となる観点から、被着体がそのまま電極となるように、導電性を有する被着体であることが好ましい。
そのため、上記観点から、本発明の電気剥離性粘着シートの使用方法としては、本発明の粘着シートを、導電性を有する被着体に貼付して使用する方法が好ましい。
導電性を有する被着体としては、例えば、アルミニウム、スズドープ酸化インジウム、銅、鉄、銀、白金、金等の金属やそれら金属の合金等が挙げられる。
また、以下の実施例及び比較例で使用した成分の質量平均分子量(Mw)については、下記方法に基づいて測定した値を用いた。
ゲル浸透クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC−8020」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(質量平均分子量(Mw)の測定条件)
・カラム:「TSK guard column HXL−H」「TSK gel GMHXL(×2)」「TSK gel G2000HXL」(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:1.0mL/min
表1に示す種類及び配合量(有効成分比)の各成分を配合し、有機溶媒としてトルエンを添加して希釈し、有効成分濃度26質量%の電気剥離性粘着剤組成物の塗布液を調製した。なお、有効成分とは、対象物中に含まれる水及び有機溶媒以外の成分を意味する。
次いで、この調製した電気剥離性粘着剤組成物の塗布液を、剥離シート(リンテック社製、製品名「SP−PET381130」、厚さ:38μm、表面がシリコーン剥離処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム)の剥離処理面上に、乾燥後の厚さが50μmになるように塗布し、100℃で120秒間乾燥させて、剥離シート上に粘着剤層を形成した。
そして、形成した粘着剤層の面上に、基材として、アルミニウム箔基材(日本金属箔工業社製、製品名「アルミタンタイSツヤ50フクオカ」、厚さ:50μm)を貼付して、図1の(c)に示す電気剥離性粘着シート1cと同様の構成を有する、基材付きの電気剥離性粘着シートを作製した。
実施例及び比較例で使用した、表1中の成分(A−1)〜(A−5)、(B−1)〜(B−2)、(C−1)〜(C−3)の詳細は以下のとおりである。
・(A−1):2−メトキシエチルアクリレート(2MEA)45質量部、n−ブチルアクリレート(BA)50質量部、及びアクリル酸(AA)5質量部を重合して得たアクリル系共重合体の酢酸エチル溶液(2MEA/BA/AA=45/50/5(質量%)、Mw=60万、固形分濃度=40質量%)。
・(A−2):2−メトキシエチルアクリレート(2MEA)95質量部、及びアクリル酸(AA)5質量部を重合して得たアクリル系共重合体の酢酸エチル溶液(2MEA/AA=95/5(質量%)、Mw=11万、固形分濃度=40質量%)。
・(A−3):n−ブチルアクリレート(BA)90質量部、及びアクリル酸(AA)10質量部を重合して得たアクリル系共重合体の酢酸エチル溶液(BA/AA=90/10(質量%)、Mw=60万、固形分濃度=33.6質量%)。
・(A−4):2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)55質量部、n−ブチルアクリレート(BA)20質量部、酢酸ビニル(VAc)23質量部、及びアクリル酸(AA)2質量部重合して得たアクリル系共重合体の酢酸エチル溶液(2EHA/BA/VAc/AA=55/20/23/2(質量%)、Mw=105万、固形分濃度=36質量%)。
・(A−5):2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)80質量部、i−ブチルアクリレート(iBA)16.5質量部、アクリル酸(AA)3質量部、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)0.5質量部を重合して得たアクリル系共重合体の酢酸エチル溶液(2EHA/iBA/AA/HEA=80/16.5/3/0.5(質量%)、Mw=54万、固形分濃度=46質量%)。
なお、成分(A−5)を使用する場合には、成分(A−5)の100質量部(固形分)に対して、ロジン系粘着付与剤を10質量部、及び石油系粘着付与剤を20質量部配合している。
・(B−1):下記式(B−1)で示される、ポリオキシエチレンジフェニルエーテルサルフェートのアンモニウム塩(Mw=853、有効成分濃度100質量%、アニオン性界面活性剤)。
・(C−1):「コウカザイ E−AX」(商品名、綜研化学株式会社製、エポキシ系架橋剤(N,N,N’,N’−テトラグリシジルメタキシレンジアミン)、固形分濃度4.95質量%)。
・(C−2):「コウカザイ E−14」(商品名、綜研化学株式会社製、エポキシ系架橋剤、固形分濃度1質量%)。
・(C−3):「コロネート L」(商品名、日本ポリウレタン社製、イソシアネート系架橋剤、固形分濃度75質量%)。
実施例及び比較例で作製した基材付きの電気剥離性粘着シートを、25mm×300mmの大きさに裁断し、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で、剥離シートを剥がし、表出した粘着剤層を、被着体であるアルミニウム板(パルテック社製、製品名「A105OP」、150mm×70mm×1mm)に貼付した。
貼付に際しては、重さ2kgのローラーを用い、1往復させて、被着体に圧着し、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で、貼付後24時間静置し、粘着力測定用サンプルを得た。
そして、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で、引張試験機(オリエンテック社製、製品名「テンシロン」)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で、粘着シートを被着体から剥離した際に測定された値(単位:N/25mm)を電圧印加前の粘着シートの粘着力とした。
上述の粘着力測定用サンプルを、図2の(a)に示すように、電圧印加装置50(高砂製作所社製、製品名「KH−100H」)を用い、陰極端子51をアルミニウム箔の基材2aに、陽極端子52を被着体11に接続し、100Vの電圧を60秒間印加した。
電圧印加後、30秒間放置した後、同じ23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で、引張試験機(オリエンテック社製、商品名「テンシロン」)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着シートを被着体から剥離した際に測定された値(単位:N/25mm)を電圧印加後の粘着シートの粘着力とした。
表1中の粘着力減少率は、下記式により算出した値である。なお、当該値がマイナス値である場合は、電圧印加により粘着シートの粘着力が増加したことを示す。
〔粘着力減少率(%)〕=100−〔電圧印加後の粘着シートの粘着力〕/〔電圧印加前の粘着シートの粘着力〕×100
一方、比較例1〜11の電気剥離性粘着シートは、実施例に比べ、電圧印加後の粘着力が高く、電圧印加前後での粘着力の減少の程度が小さく、もしくは逆に粘着力が増加する結果となった。
2 基材
2a アルミニウム箔基材
3、3’ 粘着剤層
3a、3a’ 陽極側の粘着剤層の面
4、4’ 剥離シート
11 被着体
50 電圧印加装置
51 陰極端子
52 陽極端子
Claims (12)
- 下記一般式(a1)で表される化合物に由来する構成単位(a1)を1〜99質量%含むアクリル系共重合体(A)と、界面活性剤(B)とを含有する、電気剥離性粘着剤組成物。
- アクリル系共重合体(A)が、さらに官能基含有モノマー(a2)に由来する構成単位(a2)を0.1〜30質量%含む、請求項1に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- アクリル系共重合体(A)が、さらに炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a3)に由来する構成単位(a3)を0.1〜98質量%含む、請求項1又は2に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- 前記一般式(a1)で表される化合物が、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、及びメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- (B)成分が、下記一般式(b1)で表される化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- (B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して、2.0〜150質量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- さらに架橋剤(C)を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する、電気剥離性粘着シート。
- 導電性の基材の少なくとも片面に、前記粘着剤層を有する、請求項8に記載の電気剥離性粘着シート。
- 前記粘着剤層が、2枚の剥離シートに挟持された構成を有する、請求項8に記載の電気剥離性粘着シート。
- 2枚の被着体、もしくは被着体及び基材に挟持された前記粘着剤層の両側の面の間に電圧を印加した際、陽極側又は陰極側の粘着剤層の面と、該面と貼付されている被着体又は基材との間で剥離する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着シート。
- 請求項8〜11のいずれか1項に記載の電気剥離性粘着シートを、導電性を有する被着体に貼付する、電気剥離性粘着シートの使用方法。
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