JP6572747B2 - 表面保護用感圧式接着剤、及びそれを用いてなる積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、表面保護用感圧式接着剤に関し、更に詳しくは、接着フィルムに用いたときに、剥離性に優れ、高温環境や高温高湿環境に曝された後でも基材からの浮きや剥がれが発生しにくく、さらに剥離後の基材を汚染させない接着層を形成できるだけでなく、光学用途に使用可能な感圧式接着剤、及びそれを用いてなる積層体の提供を目的とする。
電子計算機、電子時計、携帯電話、テレビジョン等の家庭用・業務用電化製品など様々な機器に使用される液晶ディスプレイ等の表示装置は、大型化が進んでおり、特に液晶テレビやプラズマテレビ等は大型化が顕著である。また、近年ではスマートフォンやタブレットをはじめとするタッチパネル方式の液晶ディスプレイが急速に普及しており、今後も大きな市場拡大が期待されている。一方で、液晶ディスプレイは、カーナビゲーションなど車載機器等にも使用されており、高温高湿雰囲気などの過酷な車内環境下で使用できる耐久性が必要とされている。
従来、液晶ディスプレイ等の光学部材には、加工、組立、検査、輸送などの際の表面の汚れや傷付き防止のために、一般に、露出面側に表面保護フィルムが貼着される。特に、光学部材用の表面保護フィルムは、その製造工程で貼付と剥離が繰り返される場合があるため、貼付のしやすさ(基材への濡れ広がり)と剥離の際に光学部材表面を汚染しない再剥離性(リワーク性とも称す)が必要である。また、光学部材の薄膜化に伴い光学部材自体が割れやすくなっており、表面保護フィルムは、接着性を有しながらも、より弱い力で剥離が可能な特性(軽剥離性)が必要となってきている。更に、表面保護フィルムに対しては、加熱、湿熱状態に曝されても発泡したり、被着体から剥離したりしない、高い耐久性も必要とされている。
この表面保護フィルムを貼着した光学部材等の積層体が、簡単に剥離できるだけでなく、高温下、又は高温高湿条件下等の過酷な環境下でも発泡、浮き・剥がれが生じないようにする試みが従来なされてきた。
これまで、上記接着層は、主にアクリル系樹脂を主体とした感圧式接着剤が検討されてきた。例えば、アクリル系樹脂を架橋剤によって高度に架橋させて、感圧式接着剤の流動性を抑えたり(特許文献1)、やアルキレンオキサイド鎖を有するα,β−不飽和結合基含有化合物を共重合したアクリル系樹脂に架橋剤を加えたり(特許文献2)した感圧式接着剤が開示されている。
しかし、高度に架橋させるなどした感圧式接着剤を使用した接着フィルムを表面保護フィルムとして使用した場合では、被着体に対する流動による濡れが不十分となり、空気が残存して発泡が生じてしまう。また、また、親水性の高い単量体を併用してアクリル系樹脂を合成した場合には、共重合性が十分でなく未反応の単量体が残留しやすく、接着フィルムとして使用した場合には、基材を汚染しやすい。このように、アクリル系樹脂を感圧式接着剤として用いた場合には、接着層自体の凝集力の不足から、貼付後の時間の経過に伴って、著しく接着力が増加したり、剥離時に糊残りが起きたりすることがあるため、光学部材や電子部材などの特に異物混入を嫌う部材の表面を保護するための表面保護フィルムとして用いるには問題がある。
また、接着フィルムの貼着の際に気泡を巻き込まないように、表面保護フィルムの濡れ性を向上させるため、濡れ速度の速いシリコーン樹脂を粘着剤層に用いた表面保護フィルムが知られている(特許文献3)。しかし、シリコーン樹脂を粘着剤層に用いた場合、その感圧式接着剤成分が基材を汚染しやすく、光学部材や電子部材などの特に低汚染が要求される部材の表面を保護するための表面保護フィルムとして用いるには問題がある。
また、熱可塑性樹脂からなる基材フィルムの片面に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる接着層を形成した表面保護フィルムが開示されている(特許文献4)。しかし、ガラス板に貼着後、剥離時に剥離が重く、作業性が悪かったり、ガラス板に糊残り等の汚染が発生したりするという問題がある。
また、優れた濡れ性や低汚染性を両立し得る表面保護フィルムとして、最近、ポリウレタン系樹脂を接着層に用いた表面保護フィルムが報告されている(特許文献5)。しかし、ポリウレタン系樹脂を使用した感圧式接着剤は、柔軟性が出て接着力は向上するが、凝集力が低下して糊残りしやすくなるといった問題点がある。特に、ポリオール成分としてポリエステルポリオールを用いたポリウレタン系樹脂を使用した接着フィルムは、凝集力が高く糊残りを抑制することができるが、接着層自体の弾性率も高くなって基材との密着性が低下し、十分な接着力を維持できないという問題がある。
この改良のため、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールを併用したポリウレタン系樹脂と架橋剤に、さらに、第三成分としてカルボン酸エステルを混合することにより、基材に接着フィルムを貼着する際の、接着フィルムが速やかに被着体に密着し、濡れ広がり性を高めた、作業性に優れた感圧式接着剤が開示されている(特許文献6)。
しかし、これらの感圧式接着剤は、末端が第2級水酸基のポリウレタン系樹脂となり、架橋剤としてポリイソシアネートを配合した際には、反応性が低いために架橋硬化に多大な時間を要し、また、生産性も不良である。さらに、接着フィルムの生産時に、架橋硬化条件による影響を受けやすく、安定した濡れ広がり性が得られない場合や、接着力が上昇するという問題がある。
ところで、ポリウレタン系樹脂の凝集力の改善に、ポリアミンとα,β−不飽和二重結合基含有化合物とのマイケル付加体を使用したインキのマイグレーションを抑制(特許文献7)、ラクトン類を使用したヒドロキシアミン類を使用して、インキの密着性や印刷適正の向上と水性化(特許文献8)を目的としたポリウレタンウレア系樹脂が開示されている。
しかしながら、これらポリウレタンウレア系樹脂には、ウレア結合を含有しているため、極めて凝集力が高く、感圧式接着剤として使用すると、接着力が高すぎて、剥離の際、基材に糊残り等の汚染が発生するという問題がある。その物性の範囲を微粘領域とするためには、架橋剤を多量に混合する必要があるが、接着層自体の弾性率も高くなって基材との密着性が低下し、基材に貼り合わせることができないという問題がある。
また、1級または2級のモノアミンと2個以上のα,β−不飽和二重結合基を有するα,β−不飽和二重結合基含有化合物とのマイケル付加体にポリイソシアネートを配合したフィラー分散用のバインダー樹脂が開示されている(特許文献9)。しかしながら、分散用途ということで、このバインダー樹脂には硬度が必要であり、樹脂のガラス転移温度は高い必要がある。ポリオール等を含有していないため、柔軟性を付与できず、粘着性(タックとも称す)を発現しない。そのため、感圧式接着剤としての適用は困難である。
また、1個のアミノ基と複数の水酸基を有するアルカノールアミン類を使用したポリウレタンウレア系樹脂にポリイソシアネートで架橋反応させて、微粘〜中粘領域の接着力を示す感圧式接着剤(特許文献10)や、3官能ポリオールとアルカノールアミン類を使用したポリウレタンウレア系樹脂にポリイソシアネートで架橋反応させて、基材の表面凹凸に対する追従性に優れた感圧式接着剤(特許文献11)が開示されている。しかしながら、アルカノールアミン類だけで鎖延長反応(ウレア化反応)をしたり、3官能ポリオールを併用したりすると、水素結合性能が高すぎて、高密度、高凝集力の樹脂が形成されるので、接着力が高く、濡れ広がり性を要求される微粘用途には不向きであった。
このように、耐熱性等の良好なポリウレタンウレア樹脂をベースとする各種用途への検討されてきた。しかし、上記のような高い凝集力を保持するポリウレタンウレア樹脂を感圧式粘着剤に使用すると、高弾性の接着層を形成するため、接着力が高すぎて、剥離の際、基材に糊残り等の汚染が発生するという問題がある。
このような状況に鑑み、耐熱性や耐湿熱性等の耐久性、濡れ広がり性、及び再剥離性(リワーク性とも称す)が良好であり、フィルムラベル用途から電気、光学用途に至るまで使用可能な、汎用性の高い、表面保護フィルムにも使用可能な感圧式接着剤が望まれていた。
特開平8−85779号公報 特開平5−09449号公報 WO2011/087146号公報 特開平5−98224号公報 特開2006−182795号公報 特開2015−151429号公報 特願2010−537200号公報 特開平8−188636公報 特開昭64−033170号公報 特開2006−124692号公報 特開2007−169377号公報
本発明が解決しようとする課題は、上記諸問題を解決すべく、感圧式接着フィルムに用いたときに、再剥離性(リワーク性)に優れ、高温環境下や高温高湿環境下に曝された後、基材からの浮きや剥がれが発生しにくい感圧式接着剤およびそれを用いた感圧式接着フィルムを提供することを目的とする。さらに表面保護フィルムとして用いたとき、濡れ広がり性が良好であり、高温高湿の環境下に曝された場合においても高い透明性を維持できる良好な接着力を有し、また、剥離時にガラス等の基材を汚染することが無い感圧式接着剤およびそれを用いた感圧式接着フィルムを提供することである。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す感圧式接着剤により、前記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の実施態様は、側鎖に、炭素数4〜22のアルキル基、炭素数4〜22のアルケニル基、炭素数4〜22のシクロアルキル基、及び炭素数4〜22のシクロアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の炭素数4〜22の置換基と、水酸基とを有し、芳香環を有しない、重量平均分子量50,000〜500,000のポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対して、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)0.1〜50重量部を含有する感圧式接着剤であって、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位として、ポリオール(a1)単位、ポリイソシアネート(a2)単位及びアミン化合物(a3)単位を含有する感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する全単量体中、ポリオール(a1)単位が62〜94.8重量%、ポリイソシアネート(a2)単位が5〜28重量%、アミン化合物(a3)単位が0.2〜10重量%、である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、ポリオール(a1)が、ジオールである上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、ポリオール(a1)が、エチレンオキサイド骨格を有し、芳香環を有しないジオール(a1−1)を含む上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、ポリイソシアネート(a2)が、脂肪族ポリイソシネート類または脂環族ポリイソシアネート類である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、アミン化合物(a3)が、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)及びイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、前記炭素数4〜22の置換基が、炭素数4〜22のアルキル基である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)が、水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)及び水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)が、炭素数4〜22のアルキルアミン化合物(a3−1−2−1)である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、反応性化合物(B)が、ポリイソシアネート(b1)である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、反応性化合物(B)が、シラン化合物(b2)である上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、さらに、ノニオン性界面活性剤(C)を含有する上記感圧式接着剤に関する。
また、本発明の実施態様は、基材(G)の少なくとも一方の面に、上記感圧式接着剤から形成された接着層が積層された感圧式接着フィルムに関する。
また、本発明の実施態様は、基材(G)が、透明フィルム(H)である上記感圧式接着フィルムに関する。
また、本発明の実施態様は、透明フィルム(H)が、光学フィルム(I)である上記感圧式接着フィルムに関する。
また、本発明の実施態様は、光学フィルム(I)と、上記感圧式接着剤から形成される接着層と、ガラスとが順次積層された光学積層体に関する。
また、本発明の実施態様は、ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させて得られるウレタンプレポリマー(X)に、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)を反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンウレア樹脂(Y)を製造する第1の工程、前記ウレタンウレア樹脂(Y)とイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)とを反応させてポリウレタンウレア樹脂(A)を製造する第2の工程、および前記ポリウレタンウレア樹脂(A)と、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)とを混合する第3の工程を含むことを特徴とする感圧式接着剤の製造方法に関する。
本発明の感圧式接着剤を用いることにより、基材との密着性、再剥離性(リワーク性)、耐熱性、耐湿熱性および透明性に優れた感圧式接着層を形成し得る、光学用部材の接着に好適に用いることができる感圧式接着剤が提供され、さらには前記感圧式接着剤の利用により、高温下あるいは高湿度下においても発泡や剥がれ等が発生せず、加工、組立、検査、輸送などの際の光学部材表面の汚れや傷付き防止も良好であり、剥離時には基材を汚染しない表面保護フィルムを提供できるようになった。
以下、本発明の実施形態について説明する。
側鎖に水酸基、及び炭素数4〜22の置換基を有し、芳香環を有しない、重量平均分子量50,000〜500,000のポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対して、上記水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)0.1〜50重量部を含有する感圧式接着剤であることが特徴である。
以下、感圧式接着剤の構成成分について具体的に説明する。
<ポリウレタンウレア樹脂(A)>
ポリウレタンウレア樹脂(A)は、単量体単位として、ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)及びアミン化合物(a3)を含有する樹脂であり、これら単量体混合物を重合して製造した樹脂である。
<<ポリオール(a1)>>
まず、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位である、ポリオール(a1)について説明する。
ポリオール(a1)としては、その構造中に、水酸基を2個以上有し、芳香環を有しない化合物であり、短鎖ポリオール類(a1−1)、及び重合度2以上の繰り返し単位を有するポリエーテルポリオール類(a1−2)、ポリエステルポリオール類(a1−3)、ポリアミドポリオール類(a1−4)、またはポリカーボネートポリオール類(a1−5)などが挙げられ、2個の水酸基を有するジオールであることが好ましい。ポリオール(a1)がジオールであることで、ポリウレタンウレア樹脂(A)の密度を低減させ、さらに芳香環を有しないことで、柔軟性を維持し、感圧式接着剤のガラス板に対する接着力を再剥離可能な、10.0(mN/25mm)未満の微粘領域に低減することが可能となる。
短鎖ポリオール類(a1−1)としては、公知のポリオールを用いることができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−ブチル−3−エチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の脂肪族ジオール類;
例えば、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール,トリシクロデカンジメタノール、シクロペンタジエンジメタノール、2,5−ノルボルナンジオール、1,3−アダマンタンジオール、ダイマージオール等の脂環族ジオール類;
例えば、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、マンニトール、ジペンタエリスリトール等の3個以上の水酸基を有する脂肪族ポリオール類等を挙げることができる。
これらの中でも、感圧式接着剤の粘着性を発現させ、接着性を付与するために、上記脂肪族ジオール類、または脂環族ジオール類を使用することが好ましく、脂肪族ジオール類が特に好ましい。その中でも、ポリウレタンウレア樹脂(A)に柔軟性を付与できる点を踏まえると、側鎖にアルキル基を有する脂肪族ジオール類のうち、例えば、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールが特に好ましい。
また、短鎖ポリオール類(a1−1)のモル分子量(M)は、50〜500であることが好ましく、60〜450であることがより好ましい。モル分子量(M)がこの範囲であると、後述のポリエーテルポリオール類(a1−2)、ポリエステルポリオール類(a1−3)、ポリアミドポリオール類(a1−4)、またはポリカーボネートポリオール類(a1−5)の疑似結晶性を崩すため、ポリウレタンウレア樹脂の粘度を低減可能となるため、塗加工性が良好となり、また、より柔軟性が高まるため、粘着性を発現しやすくなる。なお、モル分子量(M)は文献値を使用した。
ポリエーテルポリオール類(a1−2)としては、公知のポリエーテルポリオールを用いることができる。ポリエーテルポリオール類(a1−2)は、2〜4個の活性水素原子を有する開始剤に、アルキレンオキサイドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレンポリオールである。開始剤としては、例えば、上記の短鎖ポリオール類(a1−1)や、脂肪族アミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ネオペンチルジアミンなどのアルキレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン)などが挙げられるが、感圧式接着剤の被着体への濡れ広がり性を考慮すると、上記の短鎖ポリオール類(a1−1)記載の脂肪族ジオール類を開始剤として用いて、ポリエーテルジオールとすることが特に好ましい。これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよい。
なお、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイド、2,3−ブチレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフラン等を開環付加重合してポリオキシアルキレン骨格を有するものが挙げられる。これらの中でも、エチレンオキサイドを使用して、エチレンオキサイド骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−1)を使用することが好ましい。ポリウレタンウレア樹脂(A)にエチレンオキサイド骨格を有すると、感圧式接着剤として使用して、基材に貼着した場合、基材に対して濡れ広がり性が向上し、また、結晶性を有するため、被着体に貼着した後に過酷な条件下に保存して剥離しても、被着体に糊残りが生じにくいなど、基材の汚染抑制に優れる。このような、エチレンオキサイド骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−1)としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンプロピレングリコール(エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体)、ポリエチレンテトラメチレングリコール(エチレンオキサイド/テトラメチレンオキサイド共重合体)、上記、短鎖ポリオール類(a1−1)を開始剤としてエチレンオキサイドを開環重合したアルキルポリエチレングリコールやシクロアルキルポリエチレングリコール等が挙げられる。これらエチレンオキサイド骨格としては、エチレンオキサイド骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−1)100重量%中、少なくともその構造中に20〜100重量%有していることが好ましい。エチレンオキサイド骨格が上記の範囲であると、感圧式接着剤として用いた場合には、良好な濡れ広がり性となる。この中でも、微粘領域の接着性と濡れ広がり性との両立の点で、ポリエチレングリコールが特に好ましい。
ポリエーテルポリオール類(a1−2)のうち、エチレンオキサイド以外の骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−2)としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオール類(a1−2)は市販品を用いることもでき、例えば、PEG400(Mn=400,水酸基価=275,酸価<0.5,線形液状タイプ)、PEG600(Mn=600,水酸基価=180,酸価<0.5,線形液状タイプ)、PEG1000(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ)、PEG2000(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ)、PEG4000N(Mn=3,000,水酸基価=37,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ)、PEG10000(Mn=10,000,水酸基価=11,酸価<0.5,線形固形タイプ)、ニューポール PP−400(Mn=400,水酸基価=275,酸価<0.5,線形液状タイプ)、ニューポール PP−1000(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ)、ニューポール PP−2000(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)、ニューポール PP−4000(Mn=2,000,水酸基価=28,酸価<0.5,線形液状タイプ) 〔以上、三洋化成社製〕;
EXCENOL 420(Mn=400,水酸基価=280,酸価<0.03,線形液状タイプ)、EXCENOL 1020(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.05,線形液状タイプ)、EXCENOL 2020(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形液状タイプ)、EXCENOL 3020(Mn=3,000,水酸基価=35,酸価<0.03,線形液状タイプ)、EXCENOL 510(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<0.05,線形液状タイプ) 〔以上、旭硝子社製〕;
PTG 1000(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形ワックス状タイプ)、PTG 2000(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形ワックス状タイプ)、PTG 3000(Mn=3,000,水酸基価=36,酸価<0.05,線形ワックス状タイプ) 〔以上、保土谷化学工業社製〕;
PTMG1000(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形ワックス状タイプ)、PTMG 2000(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形ワックス状タイプ) 〔以上、三菱化学社製〕;
等を挙げることができる。
ポリエステルポリオール類(a1−3)は、上記、短鎖ポリオール類(a1−1)とポリカルボン酸類との縮合反応により得ることができる。
ポリエステルポリオール類(a1−3)を得るために用いられる公知のポリカルボン酸類としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、スベリン酸、マレイン酸、クロロマレイン酸、フマル酸、ドデカン二酸、ピメリン酸、シトラコン酸、グルタル酸、イタコン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等の脂肪族ジカルボン酸及びその無水物等;
例えば、ダイマー酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸等の脂環族ジカルボン酸及びその無水物等が挙げられる。
さらには、例えば、4−メチルシクロヘキサン−1,2,3−トリカルボン酸、(1a,2a,4a)−1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、エチレンテトラカルボン酸等の3官能以上のポリカルボン酸及びその無水物等;
また、その他、ポリカプロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)、ポリバレロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール等も使用することができるが、感圧式接着剤の基材への濡れ広がり性を考慮すると、上記の脂肪族、または脂環族ジカルボン酸及びその無水物であることが好ましい。これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよい。
ポリエステルポリオール類(a1−3)は、市販品を用いることもでき、クラレポリオールP510(Mn=500,水酸基価=224,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP1010(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP2010(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP3010(Mn=3,000,水酸基価=37,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP4010(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP5010(Mn=5,000,水酸基価=22,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP6010(Mn=6,000,水酸基価=19,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP2050(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP3050(Mn=3,000,水酸基価=37,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールP4050(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールN2010(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールN4010(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールPNOA1010(Mn=2,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールPNOA2014(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ) 〔以上、クラレ社製〕;
URIC H−62(Mn=430,水酸基価=260,酸価<4.0,線形液状タイプ)、URIC Y−202(Mn=980,水酸基価=115,酸価<1.0,線形液状タイプ)、URIC Y−332(Mn=910,水酸基価=123,酸価<1.0,線形液状タイプ)、URIC SE−3506(Mn=3,500,水酸基価=32,酸価<1.0,白色固状タイプ) 〔以上、伊藤製油社製〕;
例えば、PLACCEL 205(Mn=530,水酸基価=212,酸価<1.0,線形液状タイプ)、PLACCEL 208(Mn=830,水酸基価=135,酸価<1.0,線形ワックス状タイプ)、PLACCEL 210(Mn=1,000,水酸基価=114,酸価<1.0,線形ワックス状タイプ)、PLACCEL 220(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<1.0,線形ワックスタイプ)、PLACCEL 230(Mn=3,000,水酸基価=37,酸価<1.0,線形ワックス状タイプ)、PLACCEL 240(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<1.0,線形ワックス状タイプ) 〔以上、ダイセル社製〕;
例えば、キョーワポール2000BA(Mn=2,000,水酸基価=58,酸価<0.5,線形液状タイプ)、キョーワポール5000PA(Mn=5,000,水酸基価=22,酸価<0.5,線形液状タイプ)〔以上、協和発酵ケミカル社製〕;
等を挙げることができる。
ポリアミドポリオール類(a1−4)は、上記ポリカルボン酸類、及びポリアミン類との縮合反応によりポリアミドを形成し、末端に上記短鎖ポリオール類(a1−1)を縮合反応させることによって得ることができる。
ポリアミドポリオール類(a1−4)を得るために用いられる公知のポリアミン類としては、アミノ基を2個以上有するポリアミンであれば特に制限なく使用することができる。例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、ビス−(3−アミノプロピル)エーテル、1,2−ビス−(3−アミノプロポキシ)エタン、1,3−ビス−(3−アミノプロポキシ)−2,2−ジメチルプロパン、α,ω−ビス−(3−アミノプロピル)ポリエチレングリコールエーテル、ネオペンチルジアミン、1,2−ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類;
例えば、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、1,3−(ビスアミノメチル)シクロヘキサン、1,4−(ビスアミノプロピル)シクロヘキサン、4,4‘−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)、ノルボルナンジアミン等の脂環族ジアミン類;
例えば、メタントリアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ブタン−1,1,4,4−テトラアミン等のアミノ基を3個以上有するポリアミン類等が挙げられる。
またこれらのポリアミンとケトンとの反応生成物であるケチミンもポリアミン類に含まれる。
これらのポリアミン類は、感圧式接着剤の被着体への濡れ広がり性を考慮すると、上記の脂肪族、または脂環族ジアミン類であることが好ましく、それぞれを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミドポリオール類(a1−4)としては、市販品を用いることもでき、具体的には、TPAE617(Mn=15,000,Tg=90℃,水酸基価=16,酸価=1,線形タイプ)〔以上、富士化成工業社製〕等を挙げることができる。
ポリカーボネートポリオール類(a1−5)とは、下記一般式[1]で示される構造を、その分子中に有するものであり、公知のポリカーボネートポリオールを使用することができる。
一般式[1]
−[−O−Rl−O−CO−]m
(式中、Rlは2価の有機残基、mは1以上の整数を表す。)
ポリカーボネートポリオール類(a1−5)は、(I)上記短鎖ポリオール類(a1−1)と炭酸エステルとの反応、または、(II)上記短鎖ポリオール類(a1−1)に、アルカリの存在下でホスゲンを作用させる反応、により得ることができる。
上記(I)の場合の場合に用いられる炭酸エステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどが挙げられる。
ポリカーボネートポリオール類(a1−5)は、市販品を用いることもでき、例えば、オキシマーN112(Mn=1,000,Tg=60℃,水酸基価=112,酸価<0.5,線形タイプ)〔パーストープ社製〕;
デュラノール T5651(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形液状タイプ)、デュラノール T5652(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形液状タイプ)、デュラノール T4671(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形液状タイプ)、デュラノール T4672(Mn=2,000,水酸基価=52,酸価<0.05,線形液状タイプ)〔以上、旭化成ケミカルズ社製〕;
ETERNACOLL UH−100(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形液状タイプ)、ETERNACOLLUH−200(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形液状タイプ) 〔以上、宇部興産社製〕;
BENEBiOL NL1010DB(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形固形タイプ)、BENEBiOL NL2010DB(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形固形タイプ)、BENEBiOLNL1010B(Mn=1,000,水酸基価=110,酸価<0.05,線形固形タイプ)、BENEBiOLNL2010B(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.05,線形固形タイプ) 〔以上、三菱化学社製〕;
PLACCEL CD205(Mn=500,水酸基価=225,酸価<0.1,線形液状タイプ)、PLACCEL CD210(Mn=1,000,水酸基価=116,酸価<0.1,線形ワックス状タイプ)、PLACCEL CD220(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.1,線形ワックス状タイプ) 〔以上、ダイセル社製〕;
クラレポリオール C−1065N(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ)、クラレポリオールC−2065N(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ)、クラレポリオールC−1090(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−2090(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−3090(Mn=3,000,水酸基価=37,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−4090(Mn=4,000,水酸基価=28,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−5090(Mn=5,000,水酸基価=22,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−1015N(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ)、クラレポリオールC−2015N(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ)〔以上、クラレ社製〕;
等を挙げることができる。
ポリオール(a1)は、上記の短鎖ポリオール類(a1−1)、ポリエーテルポリオール類(a1−2)、ポリエステルポリオール類(a1−3)、ポリアミドポリオール類(a1−4)、及びポリカーボネートポリオール類(a1−5)以外のシロキサンジオール類やポリブタジエンジオール類等のその他のポリオール類(a−6)として使用することも可能である。シロキサンジオール類の市販品としては、例えば、KF6002(Mn=3,000,水酸基価=35,酸価<0.5,線形液状タイプ)〔以上、信越化学社製〕が挙げられ、また、ポリブタジエンジオール類としては、例えば、GI−1000(Mn=1,500,水酸基価=67,酸価<0.5,線形液状タイプ)、GI−2000(Mn=2,100,水酸基価=47,酸価<0.5,線形液状タイプ)、GI−3000(Mn=3,100,水酸基価=26,酸価<0.5,線形液状タイプ)〔以上、日本曹達社製〕が挙げられる。
上記、ポリオール(a1)において、ポリエーテルポリオール類(a1−2)、ポリエステルポリオール類(a1−3)、ポリアミドポリオール類(a1−4)、ポリカーボネートポリオール類(a1−5)またはその他のポリオール類(a−6)は、上記したように水酸基を2個有するジオールが好ましく、数平均分子量(Mnとも表記する)は、低分子量のものから高分子量のものまで使用可能であり、使用される有機溶媒に溶解可能である限り特に限定されないが、数平均分子量(Mn)が200〜50,000の範囲が好ましい。より好ましくは400〜30,000、最も好ましくは600〜10,000である。このように、数平均分子量(Mn)が上記の範囲であると、塗工に適した粘度を保てるため、塗加工時の取り扱いに優れ、また、後述のポリウレタンウレア樹脂(A)に、適度な凝集力と十分な柔軟性を付与することが可能となり、微粘領域で十分な粘着性を発現することが可能となる。また、感圧式接着剤から作成した接着フィルムを後述の基材(G)に積層した場合、高温多湿等の過酷な環境下でも、浮き・剥がれが発生しない、密着性、濡れ性に優れる感圧式接着剤が得られ、表面保護フィルムへの適用が可能となる。
なお、上記重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算の値である。GPCの測定法の詳細は、実施例に記載する。
ポリオール(a1)のうち、ポリエーテルポリオール類(a1−2)、ポリエステルポリオール類(a1−3)、ポリアミドポリオール類(a1−4)、またはポリカーボネートポリオール類(a1−5)の水酸基価は、好ましくは2〜560mgKOH/gの範囲であり、より好ましくは4〜280mgKOH/gの範囲であり、最も好ましくは4〜100mgKOH/gの範囲である。水酸基価が上記の範囲であると、上記数平均分子量(Mn)と同様に、密着性、濡れ性に優れる感圧式接着剤が得られ、表面保護フィルムへの適用が可能となる。なお一般的に、ポリオール類の水酸基価が決まれば、数平均分子量も決まり、水酸基価と数平均分子量は連携していること知られている。
また、水酸基価(OHV)は、JIS K1557−1:2007に、酸価(AV)は、JIS K0070:1992に準拠して測定される値であり、測定法の詳細は、実施例に記載する。
上記、ポリオール(a1)において、ガラス転移温度(Tg)を有する場合には、特に限定されないが、好ましくは−80〜80℃、より好ましくは−70〜40℃である。ガラス転移温度(Tg)が上記の範囲にあると、ポリウレタンウレア樹脂(A)を感圧式接着剤として使用した場合に、十分な粘着性や凝集力を有するため、接着性を保ちつつ、積層後の凝集破壊を抑制し、浮きや剥がれを抑制する。ガラス転移温度(Tg)は、構成成分であるポリオール(a1)や後述のアミン化合物(a3)の種類を適当に選択することによって調節可能である。また、ガラス転移温度の異なる2種類以上のポリオール類(a1)を用いて適当なガラス転移温度に調整することもできる。尚、ガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量計)を用いて求めた値である。測定法の詳細は、実施例に記載する。
感圧式接着剤を用いた接着層の透明性、微粘領域の接着力、または基材に対する濡れ広がり性等の面でポリウレタンウレア樹脂(A)のポリオール(a1)としては、前記したようにポリエーテルポリオール類(a1−2)が好ましく、エチレンオキサイド骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−1)を使用することがさらに好ましい。ポリオール(a1)の合計100重量%中、エチレンオキサイド骨格を有するポリエーテルオール(a2−1−1)の使用量は、20〜100重量%が好ましく、30〜100重量%がより好ましい。エチレンオキサイド骨格が上記の範囲であると、感圧式接着剤として用いた場合には、良好な濡れ広がり性となる。この中でも、微粘領域の接着性と濡れ広がり性との両立の点で、ポリエチレングリコールを使用することが特に好ましい。
<<ポリイソシアネート(a2)>>
次に、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位である、ポリイソシアネート(a2)について説明する。
ポリイソシアネート(a2)としては、芳香環を有しないもので、従来公知のものを使用することができ、脂肪族ポリイソシアネート類、または脂環族ポリイソシアネート類が挙げられる。
なお、ここでいう脂肪族とは、非環式の炭素化合物を意味し、環式の炭素化合物は脂環族と定義する。
また、ポリイソシアネート(a2)は3個以上のイソシアネート基を有することもできるが、イソシアネート基を2個有するジイソシアネートが、ポリウレタンウレア樹脂の密度の低減に伴う柔軟性付与の点で好ましい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(別名:HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート類等を挙げることができる。
脂環族ポリイソシアネートとしては、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(別名:IPDI)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート類等を挙げることができる。
この中でも、ヘキサメチレンジイソシアネート(別名:HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート類、イソホロンジイソシアネート(別名:IPDI)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(別名:水添MDI)等の脂環族ポリイソシアネート類などの芳香環を有さない、無黄変型、または難黄変型のジイシソアネートを用いると耐候性や粘着性の点から好ましい。
<<アミン化合物(a3)>>
次に、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位である、アミン化合物(a3)について説明する。
アミン化合物(a3)は、上記、ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)とで合成されたポリウレタン樹脂(A)にウレア結合を導入形成するために使用される。ウレア結合の形成は、適度な凝集力の保持だけでなく、耐熱性等の耐久性の向上に効果を示す。
アミン化合物(a3)としては、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)、及びイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)であり、公知のものを使用できる。ただし、第1級アミン化合物(a3−1)にはイミノ基を有しない。1個のアミノ基、1個のイミノ基のそれぞれを有するモノアミンを導入することにより、感圧式接着剤の接着力を微粘領域まで低減でき、更にウレア結合の導入に伴う耐久性との両立が可能になる。また、アミン化合物(a3)は、芳香環を有しないことが好ましい。感圧式接着剤として使用した場合に、芳香環を有すると、高温高湿等の過酷な条件下で黄変する可能性や、接着層の凝集力が高すぎて、被着体から剥がれないなどの再剥離性に劣る可能性があるためである。
ここで、アミノ基とは、アンモニア(NH3)から水素原子1個を除いた1価の原子団(−NH2)をいう。また、イミノ基とは、アンモニア(NH3)から水素原子2個を除いた2価の原子団(>NH)をいう。
上記、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)は、水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)と水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)とに分類できる。ポリウレタンウレア樹脂の側鎖の水酸基は、水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)により形成され、側鎖の炭素数4〜22の置換基は水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)により形成されることが好ましい。
水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)としては、例えば、ヒドロキシアミン、メタノールアミン、2−アミノエタノール、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノール、4−アミノブタノール、2−アミノブタノール、6−アミノヘキサノール、8−アミノオクタノール、6−アミノ−2−メチル−2−ヘプタノール(別名:ヘプタミール)、2−アミノ−3−ヒドロキシプロピオン酸(別名:セリン)、rac−(R*)−2−アミノ−3−メチルブタン−1−オール(別名:バリノール)、2−アミノ−4−メチル−1−ペンタノール(別名:ロイシノール)、2−アミノ−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、1−アミノ−2−メチル−2−プロパノール、2−アミノ−3−メチル−1−ブタノール、2−アミノ−4−メチル−1−ペンタノール等の1個の水酸基を有するアルカノールアミン類;
例えば、2−アミノ−4−(メチルチオ)−1−ブタノール(別名:メチオニノール)等の硫黄原子と1個の水酸基を有するアルカノールアミン類;
例えば、2−アミノプロパン−1,3−ジオール(別名:セリノール)、rel−(2R*,3R*)−2−アミノ−1,3−ブタンジオール(別名:トレオニノール)、2−アミノ−4−オクタデセン−1,3−ジオール(別名:スフィンゴシン)、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−2−アミノエタノール、トリスヒドロキシメチルアミノメタン等の長鎖アルキル基と水酸基を2個以上有するアミン類等が挙げられる。
これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよいが、ポリウレタンウレア樹脂の密度低減の可能な、1個の水酸基を有するアルカノールアミン類を使用することが好ましい。特に、2−アミノエタノール、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノール、4−アミノブタノール、6−アミノ−2−メチル−2−ヘプタノール、2−アミノ−4−メチル−1−ペンタノールが好ましい。
水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)としては、水酸基を有していなければ従来公知のものが挙げられ、炭素数4〜22の置換基を有するアミン(a3−1−2−1)と炭素数4〜22以外の置換基を有するアミン(a3−1−2−2)に分類できる。ただしこれらはいずれも芳香環は有しない。
上記、ポリウレタンウレア樹脂(A)に含まれる炭素数4〜22の置換基は、炭素数4〜22の置換基を有するアミン(a3−1−2−1)により形成されるため、炭素数4〜22の置換基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びシクロアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の炭素数4〜22の置換基であることが好ましく、アルキル基であることが特に好ましい。ポリウレタンウレア樹脂(A)が、炭素数4〜22の置換基を有することで、樹脂の水素結合性や結晶性を崩すため、低粘度化を図れるだけでなく、樹脂の低密度化に効果を示す。
炭素数4〜22の置換基を有するアミン(a3−1−2−1)としては、例えば、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、イソブチルアミン、tert−ブチルアミン、2−メチルブチルアミン、3−メチルブチルアミン、1−アミノ−2−メチル−n−ペンタン、1−アミノ−3−メチル−n−ペンタン、1−アミノ−2,2−ジメチル−n−ブタン、1−アミノ−2,3−ジメチル−n−ブタン、1−アミノ−2−エチル−n−ブタン、1−アミノペンタン、1−アミノヘキサン、2−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、1−アミノオクタン、2−アミノオクタン、2-エチルヘキシルアミン、1−アミノノナン、1−アミノデカン、1−アミノウンデカン、1−アミノドデカン(別名:ラウリルアミン)、1−アミノトリデカン、1−アミノテトラデカン(別名:ミリスチルアミン)、1−アミノペンタデカン、1−アミノヘキサデカン(別名:セチルアミン)、1−アミノヘプタデカン、1−アミノオクタデカン(別名:ステアリルアミン)、1−アミノノナデカン、1−イコシルアミン、1−エイコシルアミン、1−ヘンエイコシルアミン、1−ドコシルアミン等のアルキルアミン類;
例えば、アリルアミン、メタリルアミン、プロペニルアミン、ブタニルアミン、ヘキサニルアミン、オクタニルアミン、デセニルアミン、オクタデセニルアミン(別名:オレイルアミン)等のアルケニルアミン類;
例えば、1−メチル−シクロプロパンアミン、2−メチル−シクロプロパンアミン、1−アミノ−2,3−ジメチル−シクロプロパン、1−アミノ−2−エチル−シクロプロパン、1−アミノ−2−イソプロピル−シクロプロパン、シクロブチルアミン、1−アミノ−2−メチル−シクロブタン、1−アミノ−2−エチル−シクロブタン、1−アミノ−3−エチル−シクロブタン、1−アミノ−2,2−ジメチル−シクロブタン、1−アミノ−2,3−ジメチル−シクロブタン、1−アミノ−2,3,4−トリメチル−シクロブタン、シクロペンチルアミン、1−アミノ−2−メチル−シクロペンタン、1−アミノ−3−メチル−シクロペンタン、シクロヘキシルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミン、4−メチルシクロヘキシルアミン、2−プロピルシクロヘキシルアミン、2−イソプロピルシクロヘキシルアミン、2−ヘキシルシクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン、シクロオクチルアミン、シクロノニルアミン、シクロデシルアミン、シクロウンデシルアミン、シクロドデシルアミン、ノルボルナン−2−アミン、2,3−ジメチル−2−ノルボルナンアミン、アマンタジン等のシクロアルキルアミン類;
例えば、(S)−3−アミノシクロブテン、3−アミノシクロヘキセン、5−ノルボルネン−2−メチルアミン、1−アミノジシクロペンタジエン等のシクロアルケニルアミン類等が挙げられる。
これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよいが、ポリウレタンウレア樹脂(A)の密度低減の可能な、炭素数4〜22のアルキルアミン類を使用することが好ましい。特に、1−アミノヘキサン、1−アミノ−2,2−ジメチル−n−ブタン、2−アミノオクタン、2-エチルヘキシルアミン、1−アミノドデカン(別名:ラウリルアミン)、1−アミノテトラデカン(別名:ミリスチルアミン)、1−アミノヘキサデカン(別名:セチルアミン)、1−アミノオクタデカン(別名:ステアリルアミン)が好ましい。
炭素数4〜22以外の置換基を有するアミン(a3−1−2−2)としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、トリコシルアミン、テトラコシルアミン、オクタコシルアミン等の鎖状アルキルアミン類;
アラニン、システイン、グリシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、1,1−ジメチルヒドラジン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のその他のアミン類が挙げられる。
上記、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)は、それぞれを1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、ポリウレタンウレア樹脂(A)の構成成分として、水酸基を有する第1級アミン(a3−1−1)と炭素数4〜22の置換基を有するアミン(a3−1−2−1)との双方を必須で含有することが好ましい。このように、ポリウレタンウレア樹脂(A)にアミン化合物(a3−1)を含有することで、側鎖に水酸基を導入できるため、後述の反応性化合物(B)との架橋反応が効果的に促進され、また、炭素数4〜22の置換基を有するアミン(a3−1−2−1)を含有することで、ポリウレタンウレア樹脂(A)の成分である、前記ポリオール(a1)に伴う結晶性の低減や樹脂の低密度化が図れる。そのため、低粘度化が可能となるだけでなく、接着フィルムの濡れ広がり性を向上することが可能となる。
アミン化合物(a3)のうち、イミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)は、ポリウレタンウレア樹脂(A)の末端に配置され、未反応で残るイソシアネート基と反応して樹脂の反応活性を安定化させるために用いられる。この際、樹脂の反応活性を安定化させるために第1級アミンを使用すると、ポリウレタンウレア樹脂(A)の末端にイミノ基が残留する可能性があり、後述の反応性化合物(B)であるポリイソシアネート(b1)を架橋剤として用いた場合には、ポットライフ(可使時間とも称す)を著しく低下させるため、好ましくない。
イミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、メチルエチルアミン、メチルイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルブチルアミン、プロピルブチルアミン、メチルイソブチルアミン、メチルtert−ブチルアミン、ジヘキシルアミン、ブチルヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジイソノニルアミン、ブチルデシルアミン、ジラウリルアミン等のアルキルアミン類;
例えば、N−イソプロピルシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン、1−シクロヘキシルエチルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミン、4−メチルシクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミン類;
例えば、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、N−メチルブタノールアミン、N−エチルブタールアミン、2−(メチルアミノメチル)シクロヘキサノール、4−N−アセチル−アミノヘキサノール等の水酸基を有するアミン類が挙げられる。
これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよいが、ポリウレタンウレア樹脂の密度低減の可能な、ジブチルアミン、ブチルヘキシルアミン、メチルイソブチルアミン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミン等の鎖状アルキルアミンが好ましい。また、若干の架橋点導入の面から、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、4−N−アセチル−アミノヘキサノール等の水酸基を有するアミン類を使用することも可能である。
ポリウレタンウレア樹脂(A)は、上記のポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)、及びアミン化合物(a3)を重合して得られた樹脂であり、ポリウレタンウレア樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、ポリウレタンウレア樹脂(A)を使用して感圧式接着剤とした場合、感圧式接着剤の塗工適性、及び粘着性と塗膜の凝集力を両立するため、50,000〜500,000であることが好ましく、60,000〜300,000であることがより好ましい。Mwが50,000未満であるとポリウレタンウレア樹脂(A)の凝集力が不足し、感圧式接着剤として用いた場合、浮き・剥がれが発生し易くなる。一方、500,000を超えると、ポリウレタンウレア樹脂(A)の粘度が高くなるため、感圧式接着剤の塗工性が悪化してしまう恐れがある。Mwが上記の範囲にあることで凝集力などがより向上するため、浮き・剥がれがより抑制でき、濡れ広がり性もより向上する。なお、上記重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算の値である。GPCの測定法の詳細は、実施例に記載する。
また、ポリウレタンウレア樹脂(A)の溶液粘度は特に制限はなく、樹脂の用途により選択されるが、好ましくは、不揮発分濃度50重量%で3,000〜25,000mPa・s(25℃)である。粘度がこの範囲であると、十分な凝集力を維持しつつ、塗加工性も良好となるため、好ましい。
ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位である、上記ポリオール(a1)、ポリイソシネート(a2)及びアミン化合物(a3)において、ポリウレタンウレア樹脂を構成する全単量体中、ポリオール(a1)62〜94.8重量%、ポリイソシアネート(a2)5〜28重量%、及びアミノ化合物(a3)0.2〜10重量%を含有する単量体混合物として含有されていることが好ましい。より好ましくは、ポリオール(a1)68〜93.6重量%、ポリイソシアネート(a2)6〜26重量%、及びアミノ化合物(a3)0.4〜6重量%の範囲で含有されていることである。
ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)、及びアミン化合物(a3)が上記の範囲にあると、塗工に適した粘度を維持するため、塗加工時の取り扱いに優れたポリウレタンウレア樹脂(A)となる。また、このポリウレタンウレア樹脂(A)を感圧式接着剤として使用した場合には、適度な凝集力と十分な柔軟性を付与することが可能となるため、作成した接着フィルムを基材に貼着した際に、濡れ広がり性や再剥離性(リワーク性)に優れるとともに、貼着経時後、高温高湿等の過酷な条件下でも、接着信頼性に優れ、表面保護フィルムへの適用が可能となる。
<水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)>
次に、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)について説明する。
水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)は、上記ポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対し、反応性化合物(B)を0.1〜50重量部含有することを特徴とする。より好ましくは、1〜35重量部の範囲である。反応性化合物(B)がこの範囲であると、ポリウレタンウレア樹脂(A)に含有されている水酸基と効果的な架橋反応が施されるため、耐熱性や耐湿熱性が向上するだけでなく、過酷な環境下での塗膜の浮き、剥がれ、あるいは発泡を抑えることができ、表面保護フィルムへの適用が可能となる。
また、前記ポリウレタンウレア樹脂(A)は水酸基を有しているため、反応性化合物(B)中の水酸基と反応し得る反応性官能基としては、イソシアネート基、アルコキシシリル基、メチロール基等が挙げられる。反応性化合物(B)としては、例えば、ポリイソシアネート(b1)、シラン化合物(b2)、メチロールメラミン系化合物(b3)などが挙げられるが、これらの中でも架橋性を付与るために、ポリウレタンウレア樹脂(A)の水酸基と反応し得る官能基を分子内に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。
特にポリイソシアネート(b1)、またはシラン化合物(b2)は、架橋反応後の接着性や被覆層への密着性に優れていることから好ましく用いられる。
ポリイソシアネート(b1)としては、イソシアネート基を分子内に複数有する化合物であればよく、特に限定されるものではないが、脂肪族ポリイソシアネート類、脂環族ポリイソシアネート類、または芳香族ポリイソシアネート類に分類できる。なお、脂肪族ポリイソシアネート類と脂環族ポリイソシアネート類については、上記ポリイソシアネート(a2)に示した脂肪族ポリイソシアネート類や脂環族ポリイソシアネート類と同等の化合物が使用できる。
脂肪族ポリイソシアネート類や脂環族ポリイソシアネート類以外のポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(別名:2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(別名:2,6−TDI)、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、1,3−フェニレンビスメチレンジイソシアナート(別名:m−XDI)、1,4−フェニレンビスメチレンジイソシアナート(別名:p−XDI)、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート(別名:2,2−MDI)、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(別名:4,4−MDI)、1,3−ナフタレンジイルジイソシアネート(別名:1,3−NDI)、1,5−ナフタレンジイルジイソシアネート(別名:1,5−NDI)、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類が挙げられる。
また、ポリイソシアネート(b1)成分の一部として、上記、各種ポリイソシアネート類の2−メチルペンタン−2,4−ジオールやトリメチロールプロパン等のポリオールとのアダクト体、イソシアヌレート環を有する3量体等も使用することができる。ポリフェニルメタンポリイソシアネート(別名:PAPI)、及びこれらのポリイソシアネート変性物等も使用し得る。なおポリイソシアネート変性物としては、カルボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトンイミン基、水と反応したビュレット基、イソシアヌレート基のいずれかの基、又はこれらの基の2種以上を有する変性物を使用できる。ポリオールとジイソシアネートとの反応生成物も少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物として使用することができる。また、ポリイソシアネート(a2)は、ブロック化剤を用いて、イソシアネート基をブロックした、ブロックイソシアネートも使用することもできる。
ポリイソシアネート(b1)を使用する場合、ポリウレタンウレア樹脂(A)の水酸基とイソシアネート基との反応促進のため、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。例えば3級アミン系化合物、有機金属系化合物等が挙げられ、単独で使用してもよく、複数を使用することもできる。
3級アミン系化合物としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン(別名:DBU)等が挙げられ、1種単独で使用してもよく、併用することもできる。
有機金属系化合物としては、錫系化合物、または非錫系化合物を挙げることができる。
錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(別名:DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、2−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。
非錫系化合物としては、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライドなどのチタン系、オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛などの鉛系、2−エチルヘキサン酸鉄、鉄2,4−ペンタジオネートなどの鉄系、安息香酸コバルト、2−エチルヘキサン酸コバルトなどのコバルト系、ナフテン酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛などの亜鉛系、ナフテン酸ジルコニウムなどが挙げられる。
上記触媒の中で、ジアザビシクロウンデセン(別名:DBU)、ジブチル錫ジラウレート(別名:DBTDL)、2−エチルヘキサン酸錫等が反応性や衛生性の点で好ましい。
ポリイソシアネート(b1)としては、特に、架橋反応性の点で、HDI、TDI、MDI、IPDI等のジイソシアネートのトリメチロールプロパンとのアダクト体、水と反応したビュレット体、イソシアヌレート環を形成した3量体が好ましく使用されるが、微粘領域での接着力の維持や密度低減の点で、芳香環を有しないHDIやIPDIのトリメチロールプロパンとのアダクト体、水と反応したビュレット体、イソシアヌレート環を形成した3量体が、特に好ましい。
また、シラン化合物(b2)としては、公知のシラン化合物を用いることができ、例えば、アルキル系アルコキシシラン、アリール系アルコキシシラン、カルバメート系アルコキシシラン、ビニル系アルコキシシラン、ハロゲン系アルコキシシラン、(メタ)アクリロイル系アルコキシシラン、メルカプト系アルコキシシラン、イミダゾール系アルコキシシラン、イソシアネート系アルコキシシラン、エポキシ系アルコキシシラン、アミノ系アルコキシシラン等のアルコキシル基を有するアルコキシシラン類が挙げられる。
例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ) シラン、メチルトリス(メトキシプロポキシ)シラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジメチルビス(メトキシエトキシ)シラン、ジメチルビス(メトキシプロポキシ)シラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジアセトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルエチルジイソプロポキシシラン、メチルエチルジアセトキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルプロピルジイソプロポキシシラン、メチルプロピルジアセトキシシラン、等のアルキル系アルコキシシラン類;
例えば、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、トリルトリメトキシシラン、トリルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジイソプロポキシシラン、メチルフェニルジアセトキシシラン等のアリール系アルコキシシラン類;
例えば(3−カルバメートエチル)プロピルトリエトキシシラン、(3−カルバメートエチル)プロピルトリメトキシシラン、(3−カルバメートエチル)プロピルトリプロポキシシラン、(3−カルバメートプロピル)プロピルトリエトキシシラン、(3−カルバメートプロピル)プロピルトリメトキシシラン、(3−カルバメートプロピル)プロピルトリプロポキシシラン、(3−カルバメートブチル)プロピルトリエトキシシラン、(3−カルバメートブチル)プロピルトリメトキシシラン、(3−カルバメートブチル)プロピルトリプロポキシシラン、(3−カルバメートブチル)ブチルトリプロポキシシラン、(3−カルバメートブチル)プロピルメチルジエトキシシラン、(3−カルバメートペンチル)プロピルトリエトキシシラン、(3−カルバメートヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、(3−カルバメートオクチル)ペンチルトリブトキシシラン、(3−カルバメートエチル)プロピルシリルトリクロライド、(3−カルバメートエチル)プロピルトリメチルシラン、(3−カルバメートエチル)プロピルジメチルシラン、3−カルバメートエチル)プロピルトリブチルシラン、(3−カルバメートエチル)エチル-p-キシレントリエトキシシラン、(3−カルバメートエチル)-p-フェニレントリエトキシシラン等のカルバメート系アルコキシシラン類;
例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリス(メトキシプロポキシ) シラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジイソプロポキシシラン、ジビニルジアセトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、メチルビニルジイソプロポキシシラン、メチルビニルジアセトキシシラン、ジアリルジメトキシシラン、ジアリルジエトキシシラン、ジアリルジイソプロポキシシラン、メチルアリルジメトキシシラン、メチルアリルジエトキシシラン、メチルアリルジイソプロポキシシラン、メチルアリルジアセトキシシラン等のビニル系及びアリル系アルコキシシラン類;
例えば、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、3,3,3− トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン等のハロゲン系アルコキシシラン類;
例えば、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ− アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロイル系アルコキシシラン類;
例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト系アルコキシシラン類;
例えば、3−(2−イミダゾリン−1−イル)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−イミダゾリン−1−イル)プロピルトリエトキシシラン等のイミダゾール系アルコキシシラン類;
例えば、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリプロポキシシラン等のイソシアネート系アルコキシシラン類;
例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン等のエポキシ系アルコキシシラン類;
例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N−(2−アミノメチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、2−アミノエチルアミノメチルトリメトキシシラン、3−[2−(2−アミノエチルアミノエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、メチルトリス(2−アミノエトキシ)シラン、ブチルアミノメチルトリメトキシシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリメチルシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)メチルジエトキシシラン、3−アリルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−シクロヘキシルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−シクロヘキシルアミノエチルチオメチルトリメトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−[2−(ビニルベンジルアミノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリエトキシシラン、3−ピペラジノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ピペラジノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノ系アルコキシシラン類等が挙げられる。
また、該シラン化合物(b2)としては市販製品を用いることも可能であるし、2種以上のシラン混合物を加水分解・縮合してオリゴマー化したオリゴマー系シランを使用する事もできる。該シラン化合物(b2)は単独で使用しても良く、または2種類以上を併用してもよいが、基材に対する濡れ広がり性の点で、芳香環を有しないシラン化合物が好ましい。また、ポリウレタンウレア樹脂(A)に含有されている水酸基との縮合反応や基材表面への密着性向上の点で、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキル系アルコキシシラン類、3−メルカプトプロピルトリメトキシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト系アルコキシシラン類、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ系アルコキシシラン類、3−(2−イミダゾリン−1−イル)プロピルトリエトキシシラン等のイミダゾール系アルコキシシラン類、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、2−シクロヘキシルアミノエチルチオメチルトリメトキシシラン、トリメチルシリルジメチルアミン等のアミノ系アルコキシシラン類、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系アルコキシシラン類が好ましく使用される。
また、メチロールメラミン系化合物(b3)としては、メラミンとホルムアルデヒドを縮合して得られるメチロールメラミン誘導体、およびこれらに、メチルアルコール、エチルアルコール、またはイソプロピルアルコール等の低級アルコール等を反応させてエーテル化した化合物が挙げられ、例えば、モノメチロールメラミン、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン(別名:セアリシン)、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ペンタメトキシメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサキス−(メトキシメチル)メラミン、N,N′,N″−トリメチル−N,N′,N″−トリメチロールメラミン、N,N′,N″−トリメチロールメラミン、N,N′,N″−トリブチル−N,N′,N″−トリメチロールメラミン、(ヒドロキシメチル)ペンタキス(メトキシメチル)メラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル等が挙げられる。
該メチロールメラミン系化合物(b3)は、単独で使用しても良く、または2種類以上を併用してもよい。特に、ポリウレタンウレア樹脂(A)に含有されている水酸基との縮合反応や基材表面への密着性向上の点で、ペンタメトキシメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンが好ましく使用される。
水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)としては、前記したように、ポリイソシアネート(b1)、シラン化合物(b2)、メチロールメラミン系化合物(b3)などが使用されるが、架橋反応後の接着性や被覆層への密着性に優れていることに加え、密度の制御による柔軟性の維持や濡れ広がり性の維持の点で、芳香環を有しないポリイソシアネート(b1)、またはシラン化合物(b2)が好ましく使用される。
<ノニオン性界面活性剤(C)>
次に、ノニオン性界面活性剤(C)について説明する。
本発明の感圧式接着剤の一実施形態において、感圧式接着剤は、上記必須成分に加えて、ノニオン性界面活性剤(C)を含んでもよい。
ノニオン性界面活性剤(C)は、上記ポリウレタンウレア樹脂(A)に反応性化合物(B)を加えて架橋された樹脂の密度を、さらに低減させる可塑効果を向上させるものであり、その結果、接着フィルムのへ着体への濡れ広がり性をさらに向上させることが可能となる。また、接着フィルムをガラス板等の基材に貼着後、剥離時に剥離を軽くして作業性を向上させ、基材に糊残り等の汚染を抑制する効果も期待できる。
ノニオン性界面活性剤(C)としては、炭素数8〜22の高級アルコールでエステル型、エーテル型、エステル・エーテル型、または含窒素型の構造を有する化合物であり、親水基と親油基のバランスを調節して用いることができ、水酸基を有する場合もある。
例えば、エーテル型としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどが挙げられる。エステル・エーテル型としては、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルなどが挙げられる。エステル型としては、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルなどが挙げられる。また、含窒素型としては、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。これらは、単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
上記における脂肪酸は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸であることが好ましい。
上記の中から、好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが選ばれ、特に好ましくは、炭素数8〜22の高級アルコールである脂肪族モノアルコールにエチレンオキサイドを付加したポリオキシエチレンアルキルエーテルが選ばれる。なお、これらの脂肪族モノアルコールは、飽和であっても不飽和であってもよく、また、直鎖状であっても分枝状であってもよい。エチレンオキサイド骨格を有すると、接着フィルムの濡れ広がり性に効果を示す。
以上のようなノニオン性界面活性剤(C)は、そのHLBが5〜16となるよう、OH基の数あるいはエチレンオキサイド鎖長の調節が行われる。さらに好ましくは、HLBが、7〜14の範囲となるよう調節される。ノニオン性界面活性剤(C)のHLB値が上記の範囲にあると、接着フィルムの基材へ貼着過程で、基材表面に配向して、接着フィルム表面の表面張力を均一化し、浮きや泡カミを防止しながら、基材表面に濡れ広がり、表面調節作用の向上に効果を示し、接着フィルムの濡れ広がり性の向上に期待ができる。
ここで、HLB(Hydrophile−Lipophile Balance)値とは、界面活性剤の水と油(水に不溶性の有機化合物)への親和性の程度を表す値であり、計算によって決定する方法がいくつか提案されているが、ノニオン性界面活性剤(C)のHLB値は、以下の川上法にて計算されたものである。
<川上法>
HLB値=7+11.7×log(親水部の化学式量の総和/親油部の化学式量の総和)
このようなノニオン性界面活性剤(C)は市販品を用いることもでき、例えば、エマルゲン103(HLB=8.1)、エマルゲン404(HLB=8.8)、エマルゲン306P(HLB=9.4)、エマルゲン408(HLB=10.0)、エマルゲン106(HLB=10.5)、エマルゲン705(HLB=10.5)、エマルゲン707(HLB=12.1)、エマルゲン1108(HLB=13.5)[以上、花王社製]、ノイゲンES−99D(HLB=7.7)、ノイゲンES−129D(HLB=9.4)、ノイゲンES−149D(HLB=11.5)、ノイゲンES−169(HLB=13.5)[以上、第一工業製薬社製]、ニューコール1204(HLB=7.9)、ニューコールNT−3(HLB=7.9)、ニューコール2303(HLB=8.3)、ニューコール2304−Y(HLB=9.3)、ニューコール1606(HLB=10.4)、ニューコールNT−5(HLB=10.5)、ニューコール1305(HLB=10.5)、ニューコール1807(HLB=10.7)、ニューコール2305(HLB=10.9)、ニューコール1004(HLB=11.5)、ニューコールNT−7(HLB=12.1)、ニューコール2306−HY(HLB=12.1)、ニューコール2307(HLB=12.6)、ニューコール2308(HLB=13.2)、ニューコール1006(HLB=13.4)、ニューコール2310(HLB=14.0)[以上、日本乳化剤社製]、アデカサイザーRS700(HLB=10.3)、アデカサイザーRS735(HLB=13.1)[以上、アデカ社製]、W−260(HLB=9.2)、W263(HLB=13.1)[以上、DIC社製]、サーフィノール440(HLB=8.0)、サーフィノール465(HLB=13.0)[以上、日信化学社製]等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤(C)の含有量は、本発明のポリウレタンウレア樹脂(A)の総100重量部に対して0.01〜50.0重量部であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜30.0重量部である。ノニオン性界面活性剤(C)が上記の範囲にあると、ポリウレタンウレア樹脂に十分な可塑化を通して柔軟性を高め、微粘領域における低接着力の維持や接着フィルムの濡れ広がり性に効果を示すことが可能である。
<その他の成分(P)>
本発明の感圧式接着剤の一実施形態において、本発明による効果を損なわない範囲であれば、感圧式接着剤には、上記必須成分に加えて、その他の成分(P)を適宜配合することも可能である。
その他の成分(P)としては、例えば、重合硬化収縮率低減、熱膨張率低減、寸法安定性向上、弾性率向上、粘度調整、熱伝導率向上、強度向上、靭性向上、及び着色向上等の観点から、有機又は無機の充填剤を配合することができる。このような充填剤は、ポリマー、セラミックス、金属、金属酸化物、金属塩、及び染顔料等の材料から構成されるものであってよい。また、その形状については、特に限定されず、例えば、粒子状及び繊維状等であってよい。なお、上記ポリマー系の材料を配合する場合には、柔軟性付与剤、可塑剤、難燃化剤、保存安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、チクソトロピー付与剤、分散安定剤、流動性付与剤、タッキファイヤー、帯電防止剤及び消泡剤等の、独立した充填剤としてではなく、ポリマーブレンド又はポリマーアロイとして、感圧式接着剤中に、溶解、半溶解又はミクロ分散させることも可能である。
<感圧式接着剤>
次に感圧式接着剤について、説明する。
感圧式接着剤とは、慣用的には粘着剤とも称し、接着剤の固化によらず、粘稠な性質をもっているため、常温で短時間、圧力を加えるだけで接着する接着剤のことである。
本発明の感圧式接着剤は、側鎖に水酸基、及び炭素数4〜22の置換基を有し、芳香環を有さない、重量平均分子量50,000〜500,000のポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対して、上記水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)0.1〜50重量部を含有する感圧式接着剤であって、
ポリウレタンウレア樹脂(A)は、単量体単位として、ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)及びアミン化合物(a3)を含有する事が特徴であり、必要に応じて、ノニオン性界面活性剤(C)、その他の成分(P)を適宜混合したものである。
本発明の感圧式接着剤は、その使用形態に応じて、粘度を適切に調整することが好ましい。本発明の感圧式接着剤は、必要に応じて、粘度を調整するために、有機溶剤を追加使用してよい。例えば、溶剤として、上記したメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤、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、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤といった各種有機溶剤や水およびこれらの混合物を使用できる。これら溶剤を使用することによって、感圧式接着剤の粘度を容易に調整することができる。しかし、前記した反応性化合物(B)と反応する可能性のある活性水素を有する溶剤、例えば、アルコール系溶剤は使用しないほうが好ましいが、後述のポリウレタンウレア樹脂の製造における、反応制御の点で使用しても問題はない。また、追加溶剤を使用することなく、感圧式接着剤を加熱することによって粘度を低減させることもできる。
本発明の感圧式接着剤を使用して接着層を形成する場合、塗膜形成の観点から、感圧式接着剤の粘度は、ポリウレタンウレア樹脂(A)の不揮発分濃度50%の粘度と大きな相違はなく、25℃にてB型粘度計で測定した際の粘度が、3,000〜25,000mPa・sの範囲であることが好ましく、4,000〜16,000mPa・sの範囲であることがより好ましい。粘度が25,000mPa・s未満の場合、塗工によって基材(G)上に0.5〜300μmの薄膜を容易に形成することができ、透過率等の光学的特性を高めることも容易である。一方、粘度が3,000mPa・s以上の場合、感圧式接着剤から形成する接着層の膜厚を制御することが容易である。本実施形態において、接着剤層の膜厚、粘度、あるいは不揮発分濃度は、積層体の用途に応じて設定される。
<感圧式接着剤の製造方法>
ポリウレタンウレア樹脂(A)の製造方法としては、まず、ポリオール(a1)と、ポリイソシアネート(a2)とを反応させて、少なくとも1つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(X)を作製する。次に、得られたウレタンプレポリマー(X)とアミン化合物(a3)とを反応させてポリウレタンウレア樹脂(A)を作製し、上記水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)を反応させることで感圧式接着剤とすることができる。
さらに詳しくは、ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させて得られるウレタンプレポリマー(X)に、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)を反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンウレア樹脂(Y)を製造する第1の工程、前記ウレタンウレア樹脂(Y)とイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)とを反応させてポリウレタンウレア樹脂(A)を製造する第2の工程、および前記ポリウレタンウレア樹脂(A)と、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)とを混合して、感圧式接着剤とする第3の工程を含むことを特徴とする感圧式接着剤の製造方法である。
まず、末端にイソシアネート基を有するウレタンウレア樹脂(Y)を合成する第1の工程について説明する。
ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させてウレタンプレポリマー(X)を製造するウレタン化反応は、種々の方法が可能であるが、以下の2つの方法に大別される。
[i]ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)、更に有機溶剤、及び触媒とを全量仕込む方法。
[ii]ポリオール(a1)、触媒と有機溶剤とをフラスコに仕込み、ポリイソシアネート(a2)を滴下した後、必要に応じて触媒を追加添加する方法。
反応を精密に制御する場合は[ii]が好ましい。ウレタンプレポリマー(X)を得る反応の温度は140℃以下が好ましい。更に好ましくは50〜130℃である。140℃より高くなると反応速度の制御が困難になり、所定の重量平均分子量と構造を有するウレタンプレポリマー(X)が得られなくなる。ウレタン化反応は、触媒の存在下、50〜130℃で1〜20時間行うのが好ましい。
ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)との混合比は、化合物の反応性、得られた樹脂の用途などで大きく左右される。ウレタンプレポリマー(X)が少なくとも1個のイソシアネート基を有するためには、ポリオール(a1)中の水酸基の1モルに対して、ポリイソシアネート(a2)中のイソシアネート基が1モルより多くなることが必要であり、好ましくは1.01〜4.00モル、更に好ましくは1.10〜2.00モルの範囲内が適当である。
上記で得られたウレタンプレポリマー(X)中のイソシアネート基と、アミン化合物(a3)が有するアミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)とのウレア化反応により、ウレタンウレア樹脂(Y)は製造され、以下の2つの方法が挙げられる。
[iii]ウレタンプレポリマー(X)をフラスコに仕込み、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)を滴下する方法。
[iv]アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)をフラスコに仕込み、ウレタンプレポリマー(X)を滴下する方法。
反応に問題がなければ、操作が容易な[iii]の方法が好ましい。ウレア化反応の温度は、100℃以下が好ましい。更に好ましくは70℃以下である。70℃でも反応速度は大きく、制御できない場合は、50℃以下が更に好ましい。100℃より高くなると反応速度の制御が困難であり、所定の重量平均分子量と構造を有するポリウレタンウレア樹脂(A)を得ることは難しい。又、アミン化合物(a3)の合成に使用する有機溶剤としてアルコール系溶剤を用いた場合には、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)を滴下する際に反応系内の温度を50℃以下、更には40℃以下にしておくことが好ましい。
尚、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)に含まれる、水酸基を有する第1級アミン(a3−1−1)を使用した場合には、アミノ基と水酸基との両方が、ウレタンプレポリマー(X)の末端イソシアネート基と反応可能であるが、アミノ基の反応性の方が高く、優先的にイソシアネート基と反応する。
次に、前記ウレタンウレア樹脂(Y)とイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)とを、さらに反応させてポリウレタンウレア樹脂(A)を製造する第2の工程について説明する。
アミノ化合物(a3)のうち、イミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)は、反応停止剤として使用される。
イミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)の使用量は、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)と混合添加する場合と、単独で最後に添加する場合により異なるが、混合添加する場合にはウレタンプレポリマー(X)中のイソシアネート基1モルに対して、イミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)中のイミノ基が、好ましくは0.5モル以下、更に好ましくは、0.3モル以下になる量を使用するのが好ましく、単独で最後に添加する場合には最終的に存在するイソシアネート基1モルに対して0.01〜3.0モルであり、特にポリウレタンウレア樹脂(A)の安定化を目的とした場合には0.02〜3.0モルが好ましい。この範囲外では成膜性が低下したり、変着色したりする等の悪影響が見られる場合がある。
反応の終点は、滴定によるイソシアネート含有量の測定(重量%)、またはIR測定によるイソシアネートピークの消失により判断する。なお、滴定によるイソシアネート含有量の測定法の詳細は、実施例に記載する。
また、ウレタンプレポリマー(X)の製造時には、上記した、三級アミン系化合物や有機金属系化合物等の公知の触媒を使用することができる。ウレタンプレポリマー(X)を合成するときに用いる有機金属化合物触媒は、ウレタンプレポリマー(X)が、アミン化合物(a3)と反応するとき、反応を著しく促進する。イソシアネート基とアミノ基、またはイミノ基との反応は、元来、非常に早いが、有機金属化合物触媒の存在下では、更に反応が促進され、制御が困難になる場合がある。このとき、キレート化合物が存在していると、この有機金属化合物触媒とキレートを形成し、触媒能が調整され、アミン化合物(a3)との反応を制御しやすくする。
当該キレート化合物としては、アセチルアセトン、ジメチルグリオキシム、オキシン、ジチゾン、エチレンジアミン四酢酸(別名:EDTA)のようなポリアミノオキシ酸、クエン酸のようなオキシカルボン酸、縮合リン酸等が挙げられる。キレート化合物の中では、アセチルアセトンが有機溶媒に可溶であり、揮発性を有して必要で有れば除去することが容易であり好ましい。
また、キレート化合物は、反応後もポリウレタンウレア樹脂(A)中に残留する。ポリウレタンウレア樹脂(A)を含む感圧式接着剤には、反応性化合物(B)を混合するが、このとき、キレート化合物は、ポリウレタンウレア樹脂(A)と反応性化合物(B)との反応速度をも調整し、結果的に保存安定性の優れた感圧式接着剤を与えることができる。
ポリウレタンウレア樹脂(A)を製造する際には、公知の有機溶剤が好適に使用される。有機溶剤の使用は反応制御を容易にする役割を果たす。このような目的で使用される溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n-プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n-ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n-アミルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、エチル−n-プロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチル−n-ブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジ−n-プロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、乳酸メチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等のエステル類、エチレングリコール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールおよびグリコールエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ノナン、イソノナン、ドデカン、イソドデカン等の飽和炭化水素類、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等の不飽和炭化水素類、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、デカリン等の環状飽和炭化水素類、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、1,1,3,5,7−シクロオクタテトラエン、シクロドデセン等の環状不飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、その他、ジオキサン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジグライム、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらの有機溶剤は単独で使用しても、2種類以上を使用しても良い。有機溶剤の量は、ポリウレタンウレア樹脂(A)の組成、粘度、または不揮発分濃度などを考慮して適宜決定すればよい。ただし、ポリウレタンウレア樹脂(A)の溶解性、溶剤の沸点、アミン化合物(b3)の溶解性等の点から特に酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン又はこれらの混合溶剤が好ましい。又、有機溶剤を使用した場合のウレタンプレポリマー反応系内の濃度は、樹脂不揮発分濃度として50〜100重量%が好ましく、60〜95重量%更に好ましい。濃度が低すぎると反応性が低下しすぎることから、注意が必要である。
また、エチレンオキサイド骨格を有するポリウレタンウレア樹脂は、水に分散もしくは溶解させることも可能である。
さらに、ポリウレタンウレア樹脂(A)に、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)を配合する第3の工程について説明する。
本発明の感圧式接着剤は、ポリウレタンウレア樹脂(A)に反応性化合物(B)を含有することが特徴であり、ヘンシェルミキサー、ディスパー、アトライター、ハイスピードミキサー、またはホモミキサー等の混合機で混合することで得ることが可能である。この際必要に応じて、感圧式接着剤中に含まれる気泡や泡立ちを減圧脱気により取り除いたり、予期せぬ異物等を濾過などにより取り除いたりすることが好ましい。
また、ポリウレタンウレア樹脂(A)に含有されている水酸基と、反応性化合物(B)中の反応性官能基との反応は、混合後いずれのタイミングであってもよい。例えば、混合直後は反応が進行せず(または一部のみの反応が進行し)、感圧式接着剤を基材に塗工した後、加熱乾燥時に反応して、架橋塗膜を形成しながら接着性能を発現してもよい。また、混合のタイミングについても特に制限されず、ポリウレタンウレア樹脂(A)と反応性化合物(B)の一方を基材の表面に塗布等した後、他方を別途塗工して、加熱乾燥時に、反応を進行させてもよい。また、ポリウレタンウレア樹脂(A)と反応性化合物(B)のそれぞれを別々の基材表面に塗工した後、塗工面を貼り合せて、その後、加熱乾燥して、反応を進行させてもよい。好ましくは、ポリウレタンウレア樹脂(A)と反応性化合物(B)の混合液とした感圧式接着剤を基材上に塗工し、加熱により架橋硬化させて接着層を形成することであり、この際、接着層の表面は再剥離可能な粘着性を有するものとなる。
<感圧式接着フィルム>
次に感圧式接着フィルムについて、説明する。
本発明の感圧式接着フィルム(以下、接着フィルムと称す)は、後述の基材(G)上に上記の感圧式接着剤からなる接着層が形成されたものである。
接着フィルムを製造する場合、常法にしたがって適当な方法で、後述の基材(G)に感圧式接着剤を塗工した後、感圧式接着剤が有機溶剤や水等の液状媒体を含有する場合には、加熱等の方法により液状媒体を除去したり、感圧式接着剤が揮発すべき液状媒体を含有しない場合は、溶融状態にある接着層を冷却して固化したりして、基材(G)の上に接着層を形成することができる。例えば、表面を剥離処理したフィルム状基材(剥離ライナーとも称す)の剥離処理面に感圧式接着剤を塗工、乾燥し、基材(G)を貼り合わせて作成する方法、または剥離ライナー以外の基材(G)に感圧式接着剤を直接塗工、乾燥し、接着層の表面に剥離ライナーの剥離処理面を貼り合わせて作成する方法が挙げられる。
感圧式接着剤を塗工する方法としては、特に制限はない。例えば、マイヤーバー、アプリケーター、刷毛、スプレー、ローラー、グラビアコーター、ダイコーター、キスコーター、リップコーター、コンマコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、リバースコ−ター、スピンコーター、ディップコーター等の、周知の様々な方法を適用することができる。また、薄膜塗工または厚膜塗工等の形態についても、用途に応じて、特に制限なく、選択することができる。
本発明の感圧式接着剤を使用して、接着層を形成する場合、接着層の膜厚は、0.5〜300μmが好ましく、1〜100μmがより好ましい。膜厚が上記範囲であると、接着フィルムが保護フィルムとして、十分な接着力を得ることが可能となる。
接着フィルムの基本的積層構成は、基材/接着層/剥離ライナーのような片面接着フィルム、あるいは剥離ライナー/接着層/基材/接着層/剥離ライナーのような両面接着フィルムである。このように、剥離ライナーに積層された積層体を接着フィルムという。使用時に、剥離ライナーが剥がされ、接着層が別の基材(被着体とも称す。)に貼着される。感圧式接着剤は、貼着の際、別の基材に接着層が触れるその瞬間に接着層が粘着性を有すのみならず、感圧式接着剤以外の接着剤(以下、単に接着剤という)とは異なり、貼着中も完全に固化することなく、タックと適度な固さを有しつつ、貼着状態を維持するための凝集力を有することが必要である。凝集力は分子量や架橋密度に大きく依存する。このように、基材に積層された積層体を貼着積層体という。貼着積層体が光学用途の場合、光学積層体という。また、電子部材の場合、電子積層体という。
本願の感圧式接着剤を用いた接着フィルムは、光学部材や電子部材等の表面保護フィルム用途に用いられることが好ましく、感圧式接着剤は2つ以上の基材(G)を貼り合わせる接着層を形成する。上記基材(G)は木材、金属板、プラスチック板、フィルム状基材、ガラス板、紙加工品等であってよいが、光学部材に使用の際には、透明性が必要となるため、プラスチック板、フィルム状基材、あるいはガラス板等、高透明性の材料から構成する必要がある。但し、電子部材等の透明性を必要としない用途においては、一方の基材として、透明フィルム又は透明ガラス板を使用すれば、他方の基材として、透明性のない基材、例えば、木材、金属板、プラスチック板、紙加工品等の材料からなる基材を使用することもできる。
貼り合わせに際しては、前記したように、接着フィルムを作成して、別の基材に貼り付けるか、あるいは2つの基材の層間に直接、感圧式接着剤を注入して貼り付けるか、どちらの場合でも限定されないが、接着フィルムを経由して貼り付けた方が、ガラス面等の基材にフィルムを貼り付けた貼着積層体の貼り直し「再剥離性(リワーク性とも称す)」の点で好ましい。
上記したように、剥離ライナーとして使用される基材(G)としては、セロハン、各種プラスチックフィルム、紙等のフィルム状基材の表面を剥離処理したものが挙げられる。また、フィルム状基材としては、単層のものであってもよいし、複数の基材を積層してなる多層状態にあるものも用いることができる。また、基材(G)のうち、剥離ライナー以外の透明フィルム(H)を使用した場合、上記積層体は、光学用途で好適に使用することができる。良好な光学特性を得る観点から、上記積層体は光学積層体と呼ばれ、使用する透明フィルム(H)は、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、及び等方性等の光学特性に優れる熱可塑性樹脂から構成される各種透明フィルム(H)であることが好ましい。
このような各種透明フィルム(H)は、各種プラスチックフィルム又はプラスチックシートとも称される。例えば、ポリビニルアルコールフィルム(PVAフィルムとも称す)やポリトリアセチルセルロースフィルム(TACフィルムとも称す)、ポリプロピレンフィルム(PPフィルムとも称する)、ポリエチレンフィルム(PEフィルムとも称す)、ポリシクロオレフィンフィルム(COPフィルムとも称す)、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム(EVAフィルムとも称する)などのポリオレフィン系樹脂のフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルムとも称す)やポリブチレンテレフタレートフィルム(PBTフィルムとも称す)などのポリエステル系樹脂のフィルム、ポリカーボネート系樹脂のフィルム(PCフィルムとも称す)、ポリノルボルネン系樹脂のフィルム、ポリアリレート系樹脂のフィルム、ポリアクリル酸エステル系樹脂のフィルム、ポリフェニレンサルファイド樹脂のフィルム(PPSフィルムとも称す)、ポリスチレン系樹脂のフィルム(PSTフィルムとも称する)、ポリアミド系樹脂のフィルム(PAフィルムとも称する)、ポリイミド系樹脂のフィルム(PIフィルムとも称す)、オキシラン系樹脂のフィルムなどが挙げられる。これら基材の中でも、特にPVAフィルム、TACフィルム、COPフィルム、ポリエステル系樹脂のフィルム、PCフィルムといったシート状基材を透明フィルム(H)として用いることが好ましい。
また、透明フィルム(H)は、表面がコロナ放電、プラズマ処理、フレーム処理等の物理的処理や、フィルム表面を酸やアルカリなどで改質する化学的処理、フィルム表面に微細な凹凸をつけ、基材の実質的な表面積を高めたフィルム、あるいは表面にケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、ホウ素、チタン、鉛、ジルコニウム、イットリウムなどの金属酸化物、若しくは非金属無機酸化物が蒸着されたプラスチックフィルム等、感圧式接着剤に対して、易接着処理されているものや、用途別に機能性を付与したものを好適に用いることができる。
透明フィルム(H)が、保護フィルムとして用いられる場合、接着層を形成しない反対の面には、脂肪酸アミド、ポリエチレンイミン、長鎖アルキル系添加剤等を添加して離型処理を行ったり、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系などの任意の適切な剥離剤からなるコート層を設けたりすることができる。
また本発明では、光学用途を目的に、基材(G)として透明フィルム(H)を用い、前記透明フィルム(H)上へ感圧式接着剤からなる接着層が形成された光学フィルム(I)とすることも可能である。ここで、光学フィルム(I)とは、上記透明フィルム(H)をそのまま光学フィルム(I)として使用することも可能であり、また、透明フィルム自体に特殊な機能を付与したものを使用することも可能である。ここで、特殊な機能とは、光透過光拡散、集光、屈折、散乱、及びヘイズ等の光学的機能を有するものを意図している。これらの透明フィルム(H)は、光学フィルム(I)として使用した際に、単独で、又は数種を組合せて使用することができる。本発明では、上記光学フィルム(I)の少なくとも一方の面に、上記感圧式接着剤からなる接着層を形成することによって、接着フィルムを作成することができ、液晶セル等へ積層する等、ディスプレイ用途にも用いることもできる。
本発明の光学積層体は、表面保護フィルムとして使用される場合、基材(G)として透明フィルム(H)を用い、本発明の感圧式接着剤から形成した接着フィルムの接着層とガラスが順次積層されたものである。ここで透明フィルム(H)は、ポリエステル系樹脂のフィルムが好ましい。また被着体として使用される基材(G)としてはガラス板が好ましく用いられる。
表面保護フィルムに使用される透明フィルム(H)の厚さは、用途に応じて、任意の厚みが設定できる。本願の感圧式接着剤の効果を十分に発現するためには、好ましくは5μm〜300μmであり、より好ましくは15μm〜150μmである。
本発明の接着フィルムは、保護フィルムとして使用された場合には、透明性が高いことが好ましい。表面保護フィルムの透明性が高いことにより、光学部材や電子部材の表面に貼着した状態で正確に検査などを行うことが可能となる。本発明の表面保護フィルムは、ヘイズが、好ましくは5%以下であり、より好ましくは2%以下である。なお、上記ヘイズの測定の詳細については、実施例に記載する。
本発明の接着フィルムは、透明フィルム(H)としてポリエステル系樹脂のフィルムを一例に挙げて説明した。しかし、ポリエステル系樹脂のフィルムに限定されず、その他の透明フィルム(H)やその他の各種基材を使用する他の実施形態においても、光学用途で好適に使用できる積層体を構成できることは容易に理解されるべきである。例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネル、電極周辺部材等各種電子部品関連の部材や表面保護フィルム、建材や車輌の窓ガラス等のガラス部材に好ましく使用できるが、ポリオレフィン、ABS、ポリアクリル等のプラスチック、ダンボール、木材、合板、ステンレス、アルミ等の金属にも使用することが可能である。
以下に、この発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、この発明は、下記実施例に限定されない。また、下記実施例および比較例中、「部」および「%」は、特に断らない限り、それぞれ「重量部」および「重量%」を表す。
<ポリウレタンウレア樹脂(A)の合成>
(合成例1)
重合槽、攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた重合反応装置の反応槽及び滴下装置に、下記単量体{ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)、アミン化合物(a3)}、触媒、及び有機溶剤をそれぞれ下記の比率で仕込んだ。
[重合槽]
PEG1000(a1−2) 53.84部
PP−400(a1−2) 21.93部
HDI(a2) 21.69部
酢酸エチル(有機溶剤) 10.8部
DBU(触媒) 0.20部
[滴下装置]
2−アミノエタノール(a3−1−1) 0.39部
2−エチルヘキシルアルコール(a3−1−2) 1.67部
酢酸エチル(有機溶剤) 32.0部
重合槽内の空気を窒素ガスで置換した後、窒素雰囲気下、攪拌しながら、120℃まで加熱し重合を開始して、約4時間反応した。その後、40℃まで冷却し、滴下装置から、上記、第1級アミン化合物(a3−1)、及び有機溶剤を含む混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに攪拌しながら2時間熟成した後、酢酸エチル23.8部を加えて25℃まで冷却し、ウレタンプレポリマー(X)溶液を得た。後述の滴定でイソシアネート基残量(%)を確認した後、ジブチルアミン(a3−2)0.28部、及び酢酸エチル19.0部を加えて1時間攪拌し、IRチャートのNCO特性吸収(2,270cm-1)が消失していることを確認した後、反応を終了した。このポリウレタンウレア樹脂(A)溶液は、不揮発分濃度(NV)50.2%、溶液粘度(Vis)6,200mPa・s(25℃)であり、水酸基価(OHV)7、重量平均分子量(Mw)77,000であった。
(合成例2〜36)
表1に記載した材料を、ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a2)、有機溶剤、及び触媒は全て重合槽に仕込み、第1級アミン化合物(a3−1)及び有機溶剤は滴下装置に仕込むように変更した以外は、合成例1と同様の方法で、それぞれウレタンウレア樹脂(Y)を合成した。次いで、滴定でイソシアネート基残量を確認した後、第2級アミン化合物(a3−2)及び有機溶剤を加えて、IRチャートのNCO特性吸収(2,270cm-1)が消失していることを確認するなど、合成例1と同様の方法で、それぞれのポリウレタンウレア樹脂(A)を合成した。尚、表1に記載された単量体として使用した化合物は、重合槽への仕込み量と滴下装置への仕込み量との合計値(%)を表す。
ただし、合成例33は、第2級アミン化合物(a3−2)の代わりに、芳香環を有する第1級アミンであるベンジルアミンに変更した。また、合成例35は、触媒をジオクチル錫ジラウレートに、ウレタンプレポリマー(X)合成時に使用した有機溶剤はトルエンに、第2級アミン化合物(a3−2)と一緒に追加する有機溶剤はアセチルアセトンに変更した。また、合成例36に使用した有機溶剤は、全てトルエンに変更した。
得られた共重合体溶液の不揮発分濃度(NV)、溶液粘度(Vis)、重量平均分子量(Mw)、及び水酸基価(OHV)を、後述の方法に従って求め、結果を表1に示した。また、酸価(AV)、イソシアネート基の残量(%)、及びガラス転移温度(Tg)の測定方法についても記載した。
《不揮発分濃度(NV)》
各合成例で得られたポリウレタンウレア樹脂(A)の溶液、約1gを金属容器に秤量し、150℃オーブン中にて20分間乾燥して、残分を秤量して残率計算をし、不揮発分濃度(固形分)とした(単位:%)。
《溶液粘度(Vis)》
各合成例で得られたポリウレタンウレア樹脂(A)の溶液を25℃でB型粘度計(東機産業社製 TV−22)にて、回転速度0.5〜100rpm、1分間回転の条件で測定し、溶液粘度(mPa・s)とした。
《平均分子量》
数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の測定は、昭和電工社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いた。数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の決定は、標準物質であるポリスチレンの換算値とした。
装置名 : 昭和電工社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)「ShodexGPC System−21」
カラム : 東ソー社製GMHXL:4本、東ソー社製HXL-H:1本 直列に連結した。
移動相溶媒 : テトラヒドロフラン(THF)
流量 : 1.0ml/分
カラム温度 : 40℃
《酸価(AV)》
共栓三角フラスコ中に試料を、約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容積比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持した後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定した。
酸価は次式により求めた。酸価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)。
酸価(mgKOH/g)={(5.611×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
《水酸基価(OHV)》
共栓三角フラスコ中に試料、約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解した。次いで、アセチル化剤(無水酢酸25gをピリジンで溶解し、容量100mlとした溶液)を5ml加え、1時間攪拌した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持した。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定した。
水酸基価は次式により求めた。水酸基価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)。
水酸基価(mgKOH/g)=[{(b−a)×F×28.25}/S]/(不揮発分濃度/100)+D
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
D:酸価(mgKOH/g)
《イソシアネート基の残量(%)》
共栓三角フラスコ中に試料、約1gを精密に量り採り、クロロベンゼン25ml、ジ−n−ブチルアミン/オルトジクロロベンゼン(重量比:ジ−n−ブチルアミン/オルトジクロロベンゼン=1/24.8)混合液10mlを加えて溶解する。これに、メタノール80g、ブロムフェノールブルー試薬を指示薬として加え、0.1Nアルコール性塩酸溶液で滴定した。溶液が黄緑色を呈し、30秒間保持するまで滴定を続けた。NCO残留量(%)は次式により求めた。
NCO残留量(%)=[0.42×(B−C)×F]/S
ただし、S:試料の採取量(g)
B:試料滴定に要した0.1Nアルコール性塩酸溶液の消費量(ml)
C:空試験の滴定に要した0.1Nアルコール性塩酸溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性塩酸溶液の力価
《ガラス転移温度(Tg)》
ロボットDSC(示差走査熱量計、セイコーインスツルメンツ社製「RDC220」)に「SSC5200ディスクステーション」(セイコーインスツルメンツ社製)を接続して、測定に使用した。
試料約10mgをアルミニウムパンに入れ、秤量して示差走査熱量計にセットし、試料を入れない同タイプのアルミニウムパンをリファレンスとして、100℃の温度で5分間保持した後、液体窒素を用いて−120℃まで急冷した。その後、昇温速度10℃/分で昇温し、得られたDSCチャートからガラス転移温度(Tg、単位:℃)を決定した。
各合成例で使用した材料の略号を以下に示す。尚、表1において、空欄は、配合なしを意味している。
・化合物(a1−1)
BEPG:2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、DEPG:2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール
・化合物(a1−2)
PP−400:ニューポール PP−400(Mn=400,水酸基価=275,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔三洋化成社製〕、PP−1000:ニューポール PP−1000(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔三洋化成社製〕、PP−2000:ニューポール PP−2000(Mn=2,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔三洋化成社製〕、G3000:アデカポリエーテルG−3000B(Mn=3,000,水酸基価=56,酸価<0.5,線形液状タイプ,トリオール)〔アデカ社製〕、PEG600:PEG600(Mn=600,水酸基価=180,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔三洋化成社製〕、PEG1000:PEG1000(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形ワックス状タイプ,ジオール)〔三洋化成社製〕
・化合物(a1−3)
P1010:クラレポリオールP1010(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔クラレ社製〕、P1011:クラレポリオールP1011(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ,芳香族系ジオール)〔クラレ社製〕、Y202:URIC Y−202(Mn=980,水酸基価=115,酸価<1.0,線形液状タイプ,ジオール)〔伊藤製油社製〕
・化合物(a1−4)
TPAE:TPAE617(Mn=15,000,水酸基価=16,酸価=1,線形タイプ,ジオール)〔富士化成工業社製〕
・化合物(a1−4)
C1015N クラレポリオールC−1015N(Mn=1,000,水酸基価=112,酸価<0.5,線形液状タイプ,ジオール)〔クラレ社製〕
・化合物(a2)
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート、IPDI:3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、TDI:2,4−トリレンジイソシアネート
・化合物(a3−1−1)
ETA:2−アミノエタノール、BTA:4−アミノブタノール、APDA:2−アミノ−1,3−プロパンジオール
・化合物(a3−1−2−1)
2EHA:2-エチルヘキシルアミン、LA:1−アミノドデカン(別名:ラウリルアミン)
・化合物(a3−1−2−2)
EA:エチルアミン
・化合物(a3−2)
DBA:ジブチルアミン、DEA:ジエタノールアミン、BZA:ベンジルアミン
・触媒
DBU:ジアザビシクロウンデセン、DOTDL:ジオクチル錫ジラウレート
・有機溶剤
ACAC:アセチルアセトン、TOL:トルエン、EAC:酢酸エチル
上記合成例で得られたポリウレタンウレア樹脂を用い、それぞれ以下の方法で感圧式接着剤を作成した。
(実施例1〜83、比較例1〜7)
各合成例で得られたポリウレタンウレア樹脂(A)と反応性化合物(B)を表2に記載した重量比(部)に従い、ポリウレタンウレア樹脂(A)100部に対して、必要に応じてノニオン性界面活性剤(C)、その他の成分(P)を、表2に挙げた重量比(部)で配合し、有機溶剤として酢酸エチルを加えて不揮発分濃度を50%になるように調整し、感圧式接着剤を得た。得られた感圧式接着剤を各基材に塗工、乾燥、及び貼り合わせを施し、接着フィルムを作成し、以下の方法で評価した。それぞれの結果を表2に示す。
ただし、実施例14、および48は参考例である。
《ポットライフの評価》
各感圧式接着剤について、配合後、25℃における粘度を1時間おきに8時間後まで、B型粘度計(東機産業社製 TV−22)を用い、25℃、12rpm、1分間回転の条件で測定し、ポットライフ(可使時間とも称す)を3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:8時間までの粘度上昇率が50%未満。良好。
△:8時間までの粘度上昇率が50倍以上〜100倍未満。実用上使用可能
×:8時間未満で溶液層の分離や濁りが発生したり、ゲル化したり、または粘度上昇率が100%以上が認められる。実用不可。
ここで、粘度上昇率は、下記の方法で算出した。
粘度上昇率=100×{(8時間保存後の粘度)−(調整直後の粘度)}/(調整直後の粘度)
《塗工性の評価》
各感圧式接着剤を、基材として厚さ38μmの剥離処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(セラピールMF:東レフィルム加工社製)(以下、「剥離ライナー」という。)上に、乾燥後の厚さが25μmになるように塗工し、100℃で2分間熱風乾燥することで接着層を形成した。次いで、上記塗工面に100μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)を貼り合せて、100μm厚PETフィルム/接着層/剥離ライナーで構成された接着フィルムを作製した。そして剥離ライナーを剥がした後の接着層表面(塗工面)の状態を目視にて観察し、3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:平滑な塗工面が得られた。良好。
△:塗工面の端部に若干のハジキや発泡が認められる。実用上使用可。
×:塗工面にハジキ、発泡やスジ引きが認められた。不良。
《光学特性の評価》
各感圧式接着剤を、上記剥離ライナー上に、乾燥後の厚さが50μmになるように塗工し、100℃で2分間熱風乾燥することで接着層を形成した。次いで、別途用意した剥離ライナーを接着層に貼り合せて、接着層が剥離ライナーで挟持された試料を作製した。
次に、両方の剥離ライナーを取り除き、接着層単体の外観を目視判定するとともに、ヘイズを「NDH−300A(日本電色工業社製)」で測定した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:曇り等が観察されず、かつHAZE:0.5未満。良好。
△:曇り等は観察されないが、HAZE:0.5以上2未満、実用上支障無く使用できる。
×:曇りが観察される、またはHAZE:2以上。不良。
《加工性の評価》
上記、《塗工性の評価》と同じ方法により作成した各接着フィルムを、幅100mm×長さ100mmに裁断し、これを20枚重ね、40℃−60Kg/cm2の条件で1時間プレスした際の接着フィルム端部からの接着層のはみ出しの様子を以下のように3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:接着層のはみ出しが観測されない。良好。
△:0.3mm未満の接着層のはみ出しが観測されるが、実用上使用可能。
×:0.3mm以上の接着層のはみ出しが観測される。不良。
《濡れ広がり性の評価》
各感圧式接着剤を、基材として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)上に、乾燥後の厚さが15μmになるように塗工し、100℃で2分間熱風乾燥することで、接着層を形成した。次いで、塗工面に38μmの剥離ライナー(セラピールMF:東レフィルム加工社製)を貼り合せて、50μm厚PETフィルム/接着層/剥離ライナーの構成の接着フィルムを作製した。そして、この接着フィルムを、幅100mm×長さ100mmに裁断して測定試料とした。次に、厚み2mm×幅150mm×長さ150mmのフロートガラス板に、上記接着フィルムの剥離ライナーを剥がした接着層の一辺のみをフロートガラス板に4 5 °傾けた状態で接触させ、その後、手を離し、前記試料全面が、ガラス板に接触する( ガラス板に濡れ広がる)のに要した時間(秒)を濡れ広がり性として、以下の3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:濡れ広がる時間が2秒未満。良好。
△:濡れ広がる時間が2秒以上、4秒未満。実用上使用可能。
×:濡れ広がる時間が4秒以上。不良。
《剥離強度の測定》
上記、《濡れ広がり性の評価》と同じ方法により作成した各接着フィルムを、幅25mm×長さ100mmに裁断し、剥離ライナーを剥がし、露出した接着層を厚さ1.2mmの無アルカリガラス板に23℃、相対湿度50%の環境下で、ラミネータを用いて貼着した。続いて、50℃、5気圧の条件のオートクレーブ内に20分間保持して測定試料を得た。前記測定試料を、23℃で1日間放置した後に、23℃、相対湿度50%の環境下で、引張試験機(オリエンテック社製「テンシロン」)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180度の条件で剥離強度を測定した(貼合せ1日後の剥離強度測定)。また、前記測定試料を、23℃で14日間放置した後に、同様の方法で剥離強度を測定した(貼合せ14日後の剥離強度測定)。この剥離強度を接着力として3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:剥離強度が10.0(mN/25mm)未満。良好。
△:剥離強度が10.0(mN/25mm)以上15.0(mN/25mm)未満。実用可。
×:剥離強度が15.0(mN/25mm)以上。不良。
《再剥離性(リワーク性)の評価》
上記、《濡れ広がり性の評価》と同じ方法により作成した各接着フィルムを、25mm×150mmの大きさに裁断し、剥離ライナーを剥がし、厚さ2mmのフロートガラス板にラミネータを用いて貼り付け、50℃で5気圧の条件のオートクレーブ内に20分保持させて、接着フィルムとガラス板との光学積層体を得た。
この積層体の接着フィルムを180度方向に50mm/分の速度で引き剥がし、剥離後のガラス表面の曇りを目視で観察し、3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
○:曇りがなく、実用上全く問題がない。非常に良好。
△:若干曇りが認められるが、実用上問題ない。良好。
×:全面的に感圧式接着剤の転着が認められ、実用不可である。
《耐久性(耐熱性、耐湿熱性)の評価》
上記、《濡れ広がり性の評価》と同じ方法により作成した各接着フィルムを、幅100mm×長さ100mmに裁断した。次いで、接着フィルムの剥離ライナーを剥がし、露出した接着層を厚さ1.2mmの無アルカリガラス板の片面に、50℃雰囲気下で5Kg/cm2の圧力を加え、20分間オートクレーブ内に保持して貼り合せた後、80℃の雰囲気中に500時間放置した(耐熱性試験)。また、同様にして、60℃−相対湿度90%の恒温恒湿槽に500時間放置した(耐湿熱性試験)。
放置後、25℃に戻し、接着フィルムの浮き・剥がれ、発泡の発生状態を目視で観察し、3段階で評価した。「○」または「△」評価の場合、実際の使用時に支障ない。
発泡とは、接着層とガラスとの界面(周辺端部以外)に比較的大きな気泡が発生している状態である。
浮き・剥がれとは、偏光フィルム接着フィルムがガラスから浮き上がり、剥がれてしまっている状態である。
それぞれの評価基準は以下の通りである。
○:発泡、浮き・剥がれが全く発生せず。良好。
△:0.5mm以下の発泡、浮き、剥がれのいずれかの軽微な発生が認められるが、実用上使用可能。
×:全面的に発泡、浮き、剥がれ等、顕著な発生が認められる。実用上使用不可。
実施例、及び比較例で使用した材料を以下に示す。尚、表2において、空欄は、配合なしを意味している。
・ポリウレタンウレア樹脂(A)
表1記載の各合成例で得られた化合物(合成例1〜36)
・水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)
HDI/TMP:ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、HDI/Nu:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート環を有する3量体、IPDI/TMP:3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、XDI/TMP:キシリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体、MAS:3−アミノプロピルトリメトキシシラン、EPS:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、PMMM:ペンタメトキシメチロールメラミン
・ノニオン性界面活性剤(C)
N2302:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(ニューコール2302(HLB=6.3)[日本乳化剤社製])、RS700:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(アデカサイザーRS700(HLB=10.3)[アデカ社製])、N1606:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(ニューコール1606(HLB=10.4)[日本乳化剤社製])、S465:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(サーフィノール465(HLB=13.0)[日信化学社製])、N1860:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(ニューコール1860(HLB=18.1)[日本乳化剤社製])、SPL10:ソルビタンモノラウレート(レオドールSP−L10(HLB=9.6)花王社製])
・その他の成分(P)
AO50:フェノール系酸化防止剤 [アデカ社製「アデカスタブ AO−50」]
以上のように、本発明の感圧式接着剤は、実施例1〜13、21〜25、27〜31、33、34、38〜47、54〜71、73〜75、77〜82では、ポットライフ、塗工性、光学特性、加工性、濡れ広がり性、剥離強度、再剥離性、耐熱性、及び耐湿熱性のいずれにおいても、「△」評価(実用可能レベル)が10項目中3個以下であり、他は全て「○」評価(良好レベル)のため、優れていることが分かる。
また、実施例14〜20、26、32,35〜37、48〜54、72、76、83においては、各評価の「△」評価(実用可能レベル)が13項目中4〜10個であり、「×」評価(不良レベル)が一つもないため、実用上支障なく使用することが可能である。
これに対して、比較例1〜7では、ポットライフ、塗工性、光学特性、加工性、濡れ広がり性、剥離強度、再剥離性、耐熱性、及び耐湿熱性のいずれかが極端に劣ることがわかる。
本発明に係る感圧式接着剤は、耐熱性や耐湿熱性等の優れた耐久性を有するとともに、優れた濡れ広がり性を有することから、建築分野(例えば、外装、内装、設備など)、電気機器分野(例えば、家電、厨房設備、空調など)、輸送器機分野(例えば、船舶、自動車など)、家具分野、雑貨分野などの光学分野以外の各種産業分野等の広い分野において、保護フィルム以外の用途としても使用することが可能である。
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Claims (14)

  1. 側鎖に、炭素数4〜22のアルキル基、炭素数4〜22のアルケニル基、炭素数4〜22のシクロアルキル基、及び炭素数4〜22のシクロアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の炭素数4〜22の置換基と、水酸基とを有し、芳香環を有しない、重量平均分子量50,000〜500,000のポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対して、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)0.1〜50重量部を含有する感圧式接着剤であって、ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する単量体単位として、ポリオール(a1)単位、ポリイソシアネート(a2)単位及びアミン化合物(a3)単位を含有し、
    前記アミン化合物(a3)は、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)及びイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)であり、
    前記アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)が、水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)及び水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)であり、
    前記水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)は、炭素数4〜22のアルキルアミン化合物(a3−1−2−1)である感圧式接着剤。
  2. ポリウレタンウレア樹脂(A)を構成する全単量体中、ポリオール(a1)単位が62〜94.8重量%、ポリイソシアネート(a2)単位が5〜28重量%、アミン化合物(a3)単位が0.2〜10重量%、であることを特徴とする請求項1記載の感圧式接着剤。
  3. ポリオール(a1)が、ジオールであることを特徴とする請求項1または2記載の感圧式接着剤。
  4. ポリオール(a1)が、エチレンオキサイド骨格を有し、芳香環を有しないジオール(a1−1)を含む請求項1〜3のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  5. ポリイソシアネート(a2)が、脂肪族ポリイソシネート類または脂環族ポリイソシアネート類であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  6. 前記炭素数4〜22の置換基が、炭素数4〜22のアルキル基であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  7. 反応性化合物(B)が、ポリイソシアネート(b1)であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  8. 反応性化合物(B)が、シラン化合物(b2)であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  9. さらに、ノニオン性界面活性剤(C)を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤。
  10. 基材(G)の少なくとも一方の面に、請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤から形成された接着層が積層された感圧式接着フィルム。
  11. 基材(G)が、透明フィルム(H)であることを特徴とする請求項10記載の感圧式接着フィルム。
  12. 透明フィルム(H)が、光学フィルム(I)であることを特徴とする請求項11記載の感圧式接着フィルム。
  13. 光学フィルム(I)と、請求項1〜のいずれかに記載の感圧式接着剤から形成される接着層と、ガラスとが順次積層された光学積層体。
  14. ポリオール(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させて得られるウレタンプレポリマー(X)に、アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)を反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンウレア樹脂(Y)を製造する第1の工程、
    前記ウレタンウレア樹脂(Y)とイミノ基を1個有する第2級アミン化合物(a3−2)とを反応させてポリウレタンウレア樹脂(A)を製造する第2の工程、
    および前記ポリウレタンウレア樹脂(A)と、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)とを混合する第3の工程を含み、
    前記ポリウレタンウレア樹脂(A)は、側鎖に、炭素数4〜22のアルキル基、炭素数4〜22のアルケニル基、炭素数4〜22のシクロアルキル基、及び炭素数4〜22のシクロアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の炭素数4〜22の置換基と、水酸基とを有し、芳香環を有さず、重量平均分子量50,000〜500,000であって、
    前記ポリウレタンウレア樹脂(A)100重量部に対して、水酸基と反応し得る官能基を有する反応性化合物(B)の含有量は、0.1〜50重量部であり、
    前記アミノ基を1個有する第1級アミン化合物(a3−1)は、水酸基を有する第1級アミン化合物(a3−1−1)及び水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)であり、
    前記水酸基を有しない第1級アミン化合物(a3−1−2)は、炭素数4〜22のアルキルアミン化合物(a3−1−2−1)である
    ことを特徴とする感圧式接着剤の製造方法。
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