JP7105581B2 - アクリル粘着剤組成物およびアクリル粘着性加工品 - Google Patents
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[1]アクリル樹脂(A)と、粘着付与剤(B)を含有し、前記アクリル樹脂(A)および前記粘着付与剤(B)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記アクリル樹脂(A)を50~99.5質量部、前記粘着付与剤(B)を0.5~50質量部含み、かつ、前記アクリル樹脂(A)が、下記(A-1)および(A-2)を満たし、かつ、前記粘着付与剤(B)が、下記(B-1)~(B-4)を満たす、アクリル粘着剤組成物。
(A-1)炭素数が1から12のアルキル基を有する(メタ)アクリレートと、水酸基を含有する(メタ)アクリレートを含むモノマーを反応させて得られる。
(A-2)示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度(Tg)が-80~0℃の範囲にある。
(B-1)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した数平均分子量(Mn)が300~1500の範囲にある。
(B-2)JIS K2207に準拠して測定される軟化点が30~180℃の範囲にある。
(B-3)示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度(Tg)が5~40℃の範囲にある。
(B-4)イソプロペニルトルエンに由来する構造単位を20モル%以上含有する。
[2]前記粘着付与剤(B)が、下記(B-5)を満たす、[1]に記載のアクリル粘着剤組成物。
(B-5)不飽和脂肪族化合物に由来する構造単位を1~60モル%の範囲で含有する。
[3]架橋剤(C)を含有する、[1]または[2]に記載のアクリル粘着剤組成物。
[4][1]~[3]のいずれか一つに記載のアクリル粘着剤組成物を含むアクリル粘着性加工品。
[5]テープ、ラベル、シートあるいは両面テープである、[4]に記載のアクリル粘着性加工品。
アクリル樹脂(A)および粘着付与剤(B)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記アクリル樹脂(A)を50~99.5質量部、好ましくは70~98質量部含み、より好ましくは80~95質量部含み、粘着付与剤(B)を0.5~50質量部含み、好ましくは2~30質量部含み、より好ましくは5~20質量部含む。粘着付与剤(B)の含有量が上記下限値以上であることで、得られる組成物の粘着力に優れ、粘着付与剤(B)の含有量が上記上限値以下であることで、透明性において好ましい。
アクリル樹脂(A)は、要件(A-1)および(A-2)を満たす。
アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、好ましくは炭素数1~10のアルキル基、さらに好ましくは炭素数2~8のアルキル基を有する。上記範囲以上であるとアクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)が上昇して粘着力が低下する。
アクリル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-75℃~-15℃、より好ましくは-70℃~-30℃である。上記範囲内であるとテープ、ラベル、シートあるいは両面テープ等のアクリル粘着性加工品としたときに、広い温度範囲で粘着性を発現する。
上記アクリル樹脂(A)の製造方法は特には限定されず、各種公知の方法が使用される。例えば、バルク重合法、溶液重合法、懸濁重合法等のラジカル重合法により容易に重合することができる。中でも、アクリル樹脂の設計がしやすく、高性能なアクリル樹脂が得られる上で、重合方法としては、溶液重合法が好ましい。
粘着付与剤(B)は下記要件(B-1)~(B-4)を満たす。
粘着付与剤(B)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、好ましくは400~1200であり、より好ましくは450~1000である。さらに好ましくは500~800である。また、重量平均分子量(Mw)は好ましくは600~3000であり、より好ましくは700~1500である。さらに好ましくは、750~1000である。さらに、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、好ましくは1.1~2.5であり、より好ましくは1.2~2.0であり、さらに好ましくは1.3~1.9である。粘着付与剤(B)の数平均分子量や重量平均分子量が上記範囲であると、アクリル樹脂との相容性に優れ、透明性を維持できる。
粘着付与剤(B)の軟化点は、好ましくは50~150℃であり、より好ましくは60℃~120℃であり、さらに好ましくは70℃~100℃である。粘着付与剤(B)の軟化点が上記範囲にあると、溶媒を含むアクリル樹脂組成物としたときに粘度が高くなりすぎず、基材に塗布する際の塗工性に優れる。
粘着付与剤(B)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは2~80℃であり、より 好ましくは5~40℃であり、更に好ましくは10~30℃である。粘着付与剤(B)のガラス転移温度(Tg)が上記下限値以上であるとアクリル粘着剤組成物の耐熱性向上の点で好ましく、上記上限値以下であるとアクリル粘着剤組成物の粘着力と保持力のバランスに優れる点で好ましい。
粘着付与剤(B)は、好ましくは20~100モル%、より好ましくは40~98モル%、更に好ましくは60~95モル%以上含有する。上記範囲内であると、透明性を維持したまま、粘着力を向上させる。
粘着付与剤(B)は、好ましくは2~40モル%、より好ましくは5~30モル%、更に好ましくは10~20モル%含有する。上記不飽和脂肪族化合物に由来する構造単位が上記範囲内であると、非極性被着体への粘着力に優れる。
上記粘着付与剤(B)は公知の方法にて製造することができる。例えば、原料であるイソプロペニルトルエンを単独重合もしくはその他のモノマー(上記以外の不飽和脂肪族化合物等)とを共重合させる方法等が挙げられる。
本発明のアクリル粘着剤組成物は、発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含んでも構わない。その他の成分としては、架橋剤(C)が挙げられる。架橋剤(C)としては、具体的には、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物、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、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート等のイソシアネート系化合物、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N’-ジフェニルメタン-4,4’-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N’-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N’-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-(2-メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物、及びヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上に対して併用してもよい。架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤は、アクリル樹脂の官能基と反応させることにより、粘着力及び凝集力を調整できるので使用することが好ましい。
上記アクリル粘着剤組成物の製造方法は特には限定されず、各種公知の方法で配合される。上記アクリル粘着剤組成物は、アクリル樹脂(A)と、粘着付与剤(B)を含有し、前記アクリル樹脂(A)および前記粘着付与剤(B)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記アクリル樹脂(A)を50~99.5質量部、前記粘着付与剤(B)を0.5~50質量部の割合で配合される。好ましくは2~30質量部含み、より好ましくは5~20質量部含む。粘着付与剤(B)の含有量が上記下限値以上であることで、得られる組成物の粘着力に優れ、粘着付与剤(B)の含有量が上記上限値以下であることで、透明性において好ましい。
テープ、ラベル、シートあるいは両面テープ等が挙げられる。
<アクリル樹脂(A1)の製造方法>
使用したモノマーは、下記の略称で表す。
・2-エチルヘキシルアクリレート・・・2EHA
・エチルアクリレート・・・EA
・酢酸ビニル・・・VA
・アクリル酸・・・AA
・ヒドロキシエチルアクリレート・・・HEA
<製造例1> 粘着付与剤B1(イソプロペニルトルエン・C5留分共重合体)の製造
攪拌翼を備えた実容量1270mlのオートクレーブの1段目に、イソプロペニルトルエン、石油ナフサの熱分解によって得られるC5留分、および脱水精製したトルエンの混合物(モノマーの合計/トルエン=1/1(容量比))と、脱水精製したトルエンで10倍に希釈したボロントリフロライドフェノラート錯体(フェノール1.7倍当量)と、を連続的に供給し、5℃で重合反応させた。イソプロペニルトルエンとC5留分との質量比(イソプロペニルトルエン/C5留分)は82/18とし、モノマーおよびトルエンの混合物の供給量は1.0リットル/時間、希釈した触媒の供給量は125ミリリットル/時間とした。
攪拌翼を備えた実容量1270mlのオートクレーブの1段目に、イソプロペニルトルエン、石油ナフサの熱分解によって得られるC5留分、および脱水精製したトルエンの混合物(モノマーの合計/トルエン=1/1(容量比))と、脱水精製したトルエンで10倍に希釈したボロントリフロライドフェノラート錯体(フェノール1.7倍当量)と、を連続的に供給し、5℃で重合反応させた。イソプロペニルトルエンとC5留分との質量比(イソプロペニルトルエン/C5留分)は90/10とし、モノマーおよびトルエンの混合物の供給量は1.0リットル/時間、希釈した触媒の供給量は105ミリリットル/時間とした。
攪拌翼を備えた実容量1270mlのオートクレーブの1段目に、イソプロペニルトルエンおよび脱水精製したトルエンの混合物(モノマーの合計/トルエン=1/1(容量比))と、脱水精製したトルエンで10倍に希釈したボロントリフロライドフェノラート錯体(フェノール1.7倍当量)と、を連続的に供給し、5℃で重合反応させた。モノマーおよびトルエンの混合物の供給量は1.0リットル/時間、希釈した触媒の供給量は105ミリリットル/時間とした。
攪拌翼を備えた実容量1270mlのオートクレーブの1段目に、α-メチルスチレンおよび脱水精製したトルエンの混合物(モノマーの合計/トルエン=1/1(容量比))と、脱水精製したトルエンで10倍に希釈したボロントリフロライドフェノラート錯体(フェノール1.7倍当量)と、を連続的に供給し、5℃で重合反応させた。モノマーおよびトルエンの混合物の供給量は1.0リットル/時間、希釈した触媒の供給量は105ミリリットル/時間とした。
B5:荒川化学工業株式会社製KE-100(ロジン系粘着付与剤)
B6:荒川化学工業株式会社製D-135(ロジン系粘着付与剤)
B7:荒川化学工業株式会社製P-100(水添石油樹脂)
架橋剤(C)として、三井化学株式会社製タケネートD-101E(イソシアネート系化合物)を使用した。
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)についても、GPC測定から求めた。測定は以下の条件で行った。そして、市販の単分散標準ポリスチレンを用いた検量線から、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)を求め、Mw/Mnを算出した。
装置:GPC HLC-8320(東ソー株式会社製)
溶剤:テトラヒドロフラン
カラム:TSKgel G7000×1、TSKgel G4000×2、TSKgel G2000×1(何れも東ソー社製)
流速:1.0ml/分
試料:20mg/mL テトラヒドロフラン溶液
温度:室温
JIS K2207に準拠し、環球法により測定した。
アクリル樹脂(A)もしくは、粘着付与剤(B)を簡易密閉パンに封入し、窒素気流下、-100℃から200℃まで、10℃/分の速度で昇温させた際のDSC曲線をJIS K7121に準拠して解析し、ガラス転移温度(Tg)を求めた。
製造例1で作成したアクリル樹脂(A1)を含む酢酸エチル/トルエン溶液と、粘着付与剤(B)と架橋剤(C)とを混合し、溶液中に含有するアクリル樹脂(A1)と粘着付与剤(B)と架橋剤(C)が、表2に記載の質量比になるように室温で混合し、アクリル粘着組成物の酢酸エチル/トルエン溶液を得た。
得られたアクリル粘着剤組成物を以下の方法により評価した。評価結果を表2に示す。
アクリル粘着組成物の溶液を目視で確認し、透明か白濁しているかを、次の基準で判定した。
○:無色透明
△:黄色
×:白濁
アクリル粘着組成物の溶液を、乾燥後の膜厚が30μmになるように、剥離紙に塗布し、80℃で3分間乾燥した後、塗布面にPETフィルム25μmを圧着させ、粘着シートを作製した。50℃、7日間放置し、アクリル粘着組成物を十分に架橋させた。
幅25mm、長さ150mmの試験片を23℃の雰囲気下において2kg質量のゴムロールを用いて、厚み5mm×幅50mm×長さ125mmのステンレス板(SUS)、ポリプロピレン板(PP)に300mm/分の速さで圧着後、30分間放置後、JIS Z0237に準拠し180°ピール強度を測定し、次の基準で評価した。
○:2600g/25mm以上
△:2200~2600g/25mm未満
×:2200g/25mm未満
JIS Z0237に準拠し、幅25mm、長さ150mmの試験片を23℃の雰囲気下において2kg質量のゴムロールを用いてステンレス鋼板(SUS304)に接着面積が25mm×25mmになる様に圧着した接着サンプルを圧着30分後に23℃の雰囲気中に垂直に吊し、試験片の下端に1kgの分銅を掛け静置させ、4時間後のズレ幅を測定し、次の基準で評価した。
○:ズレ幅 0~5mm
△:ズレ幅 6~24mm
×:ズレ幅 25mm(落下)
一方、粘着付与剤(B)を含有しない比較例1のアクリル粘着剤組成物は、粘着力が劣っていった。また、本発明の要件を満たさない他の粘着付与剤を含有する比較例2~5のアクリル粘着剤組成物は、外観または保持力が劣っていた。
Claims (5)
- アクリル樹脂(A)と、粘着付与剤(B)を含有し、前記アクリル樹脂(A)および前記粘着付与剤(B)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記アクリル樹脂(A)を50~99.5質量部、前記粘着付与剤(B)を0.5~50質量部含み、かつ、前記アクリル樹脂(A)が、下記(A-1)および(A-2)を満たし、かつ、前記粘着付与剤(B)が、下記(B-1)~(B-4)を満たす、アクリル粘着剤組成物。
(A-1)炭素数が1から12のアルキル基を有する(メタ)アクリレートと、水酸基を含有する(メタ)アクリレートを含むモノマーを反応させて得られる。
(A-2)示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度(Tg)が-80~0℃の範囲にある。
(B-1)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した数平均分子量(Mn)が300~1500の範囲にある。
(B-2)JIS K2207に準拠して測定される軟化点が30~180℃の範囲にある。
(B-3)示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度(Tg)が5~40℃の範囲にある。
(B-4)イソプロペニルトルエンに由来する構造単位を20モル%以上含有する。 - 前記粘着付与剤(B)が、下記(B-5)をさらに満たす、請求項1に記載のアクリル粘着剤組成物。
(B-5)不飽和脂肪族化合物に由来する構造単位を1~60モル%の範囲で含有する。 - 架橋剤(C)をさらに含有する、請求項1または2に記載のアクリル粘着剤組成物。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のアクリル粘着剤組成物を含むアクリル粘着性加工品。
- テープ、ラベル、シートあるいは両面テープである、請求項4に記載のアクリル粘着性加工品。
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