JP7168314B2 - 粘着剤組成物、粘着剤層及び粘着シート - Google Patents
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Description
また、ゴム改質剤のためのポリマーとしては、例えば、1,3-ペンタジエン系ポリマーやポリブテンといった脂肪族系炭化水素樹脂やジシクロペンタジエン系の脂環族系炭化水素樹脂、石油系軟化剤(パラフィン系油、ナフテン系油、芳香族系油)などの低極性のポリマーを用いてもよい。
吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸類、水溶性セルロース類、ポリビニルアルコール類、ポリエチレンオキサイド類、デンプン類、アルギン酸類、キチン類、ポリスルホン酸類、ポリヒドロキシメタクリレート類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリルアミド類、ポリエチレンイミン類、ポリアリルアミン類、ポリビニルアミン類、無水マレイン酸類、これらの共重合体等が挙げられる。なお、吸水性ポリマーは、1種のみ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。
充填剤としては、例えば、タルク、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボン、シリカ、クレー、マイカ、硫酸バリウム、ウィスカー、水酸化マグネシウム等の無機充填剤が挙げられる。
充填剤の含有量は、粗面接着性の観点からは、粘着剤組成物の溶媒を除く成分全体に対して、80重量%以下であることが好ましく、70重量%以下であることがより好ましい。
(測定条件)
ポリエチレンテレフタレートからなる厚み25μm、幅25mmの基材の片面に前記粘着剤組成物からなる厚み150μmの粘着剤層を形成して、幅25mmの粘着シートを作製し、含水率25%のスレート板の表面に2kgローラーで1往復して圧着して貼付した後に、水中に浸漬し、23℃で24時間静置する。その後、前記粘着シートが貼付されたスレート板を水中から取り出し、スレート板に対する、剥離温度23℃、剥離速度100mm/minでの90度ピール接着力(N/25mm)を測定する。
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる厚み25μm、幅25mmの基材の片面に、測定対象となる粘着剤組成物からなる厚み150μmの粘着剤層を形成して、幅25mmの粘着シート(試験片)を用意する。
ここで、スレート板の含水率は、下記のようにして算出することができる。
スレート板の含水率(重量%)=〔{(水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量)-(水中に浸漬前のスレート板の重量)}/(水中に浸漬前のスレート板の重量)〕×100
(測定条件)
ポリエチレンテレフタレートからなる厚み25μm、幅25mmの基材の片面に前記粘着剤組成物からなる厚み150μmの粘着剤層を形成して、幅25mmの粘着シートを作製し、含水率12%のスレート板の表面に2kgローラーで1往復して圧着して貼付した後に、水中に浸漬し、23℃で24時間静置する。その後、前記粘着シートが貼付されたスレート板を水中から取り出し、スレート板に対する、剥離温度23℃、剥離速度100mm/minでの90度ピール接着力(N/25mm)を測定する。
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる厚み25μm、幅25mmの基材の片面に、測定対象となる粘着剤組成物からなる厚み150μmの粘着剤層を形成して、幅25mmの粘着シート(試験片)を用意する。
ここで、スレート板の含水率は、下記のようにして算出することができる。
スレート板の含水率(重量%)=〔{(水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量)-(水中に浸漬前のスレート板の重量)}/(水中に浸漬前のスレート板の重量)〕×100
まず、作製直後の粘着シート(粘着剤層)の赤外分光測定から得られるイソシアネート基由来の2275cm-1における吸光度とベースポリマーのメチレン基由来の2250-2255cm-1における吸光度の比を算出する。ここで、吸光度比とは、上記メチレン基由来の吸光度に対する上記イソシアネート基由来の吸光度の比(イソシアネート基由来の吸光度/メチレン基由来の吸光度)である。また、貼付け直前の粘着シート(粘着剤層)の赤外分光測定から得られる吸光度比を同様にして算出し、これらの変化率から、湿気硬化性成分(イソシアネート化合物)の未反応率を算出する。具体的には、以下の関係式から算出される。
湿気硬化性成分(イソシアネート化合物)の未反応率(%)={(貼付直前の粘着シートの吸光度比)/(作製直後の粘着シートの吸光度比)}×100
<粘着シートの作製>
(実施例1)
アクリル酸2-エチルヘキシル98重量部とアクリル酸2重量部の共重合体(アクリル系ポリマー1)を溶媒としての酢酸エチルで希釈した溶液を用意した。
このアクリル系ポリマー1の溶液に、湿気硬化性成分としての未反応状態のイソシアネート化合物(三井化学株式会社製のタケネートM-631N)、吸水性材料(クラレトレーディング株式会社製のKIゲル 201K-F2)、及びタッキファイヤー(液状完全水添ロジンメチルエステル樹脂、丸善石油化学株式会社製のM-HDR)を、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分の全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合して、粘着剤組成物の塗工液を作製した。
剥離ライナーとして、片面が剥離処理された剥離面となっているポリエステル製剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF」、厚さ38μm、三菱ポリエステル株式会社製)を用意した。この剥離ライナーの剥離面に、粘着剤組成物の塗工液を塗布し、80℃で5分間乾燥させたのち、130℃でさらに30分乾燥させ、厚さ150μmの粘着剤層を形成した。上記の剥離ライナー上に形成された粘着剤層の他面を、厚さ25μmの基材フィルムに貼り合わせて、片面粘着シートを作製した。基材フィルムとしては、東レ株式会社製のPETフィルム(樹脂フィルム)、商品名「ルミラーS-10」を使用した。このようにして作製した粘着シートを幅25mm、長さ10cmになるように切断し、後述する90°ピール接着力測定を行った。なお、実施例1で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
湿気硬化性成分として、未反応状態のイソシアネート化合物(三井化学株式会社製のタケネートD120)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分の全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2の粘着シートを作製した。なお、実施例2で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
湿気硬化性成分として、未反応状態のイソシアネート化合物(東ソー株式会社製のコロネートHL)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例3の粘着シートを作製した。なお、実施例3で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
湿気硬化性成分として未反応状態のイソシアネート化合物(旭化成株式会社製のデュラネートMFA-75)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例4の粘着シートを作製した。なお、実施例4で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
湿気硬化性成分として未反応状態のイソシアネート化合物(東ソー株式会社製のコロネートL)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例5の粘着シートを作製した。なお、実施例5で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
ベースポリマーを含む溶液として、アクリル酸ブチル100重量部とアクリル酸5重量部の共重合体を溶媒としての酢酸エチルで希釈したアクリル系ポリマー2を含む溶液を用意し、湿気硬化性成分として、未反応状態のアルコキシシリル基含有ポリマー(株式会社カネカ製のサイリルSAX510及びサイリルSAT145)及び未反応状態のイソシアネート化合物(東ソー株式会社製のコロネートL)を使用し、また、タッキファイヤーとしてハリタックPCJ(重合ロジンエステル、ハリマ化成株式会社製)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例6の粘着シートを作製した。なお、実施例6で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
ベースポリマーを含む溶液として、アクリル酸ブチル100重量部とアクリル酸5重量部の共重合体を酢酸エチルで希釈したアクリル系ポリマー2を含む溶液を用意した。
この溶液に、湿気硬化性成分としての未反応状態のイソシアネート化合物(東ソー株式会社製のコロネートL)を、粘着剤組成物中の固形分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合して、粘着剤組成物の塗工液を作製した。なお、本比較例の粘着剤組成物には、吸水性材料及びタッキファイヤーは使用しなかった。
剥離ライナーとして、片面が剥離処理された剥離面となっているポリエステル製剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF」、厚さ38μm、三菱ポリエステル株式会社製)を用意した。この剥離ライナーの剥離面に、粘着剤組成物の塗工液を塗布し、80℃で5分間乾燥させたのち、130℃でさらに30分乾燥させ、厚さ150μmの粘着剤層を形成した。上記の剥離ライナー上に形成された粘着剤層の他面を、厚さ25μmの基材フィルムに貼り合わせて、片面粘着シートを作製した。基材フィルムとしては、東レ株式会社製のPETフィルム(樹脂フィルム)、商品名「ルミラーS-10」を使用した。このようにして作製した粘着シートを幅25mm、長さ10cmになるように切断した。さらに、作製した粘着シートを40℃/90%RH環境下で防湿梱包をせずに48時間エージングすることにより、粘着剤組成物(粘着剤層)中の湿気硬化性成分を全て反応状態とさせた後に、後述する90°ピール接着力測定を行った。
湿気硬化性成分として未反応状態のイソシアネート化合物(三井化学株式会社製のタケネートM-631)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、比較例2の粘着シートを作製した。さらに、作製した粘着シートを40℃/90%RH環境下で防湿梱包をせずに48時間エージングすることにより、粘着剤組成物(粘着剤層)中の湿気硬化性成分を全て反応状態とさせた後に、後述する90°ピール接着力測定を行った。
湿気硬化性成分として未反応状態のイソシアネート化合物(三井化学株式会社製のタケネートM-631)を使用し、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表1に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例1と同様にして、比較例3の粘着シートを作製した。なお、本比較例の粘着剤組成物には、吸水性材料は使用しなかった。また、比較例3で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する90度ピール接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
日本テストパネル株式会社製のスレート標準板、製品名「JIS A5430(FB)」(以下、スレート板ともいう)で、厚み3mm、幅30mm、長さ125mmのサイズのスレート板を用意した。このスレート板の光沢面を使用した。このスレート板の重量を測定し、「水中に浸漬前のスレート板の重量」と規定した。
つづいて、用意したスレート板を水中に浸漬させた状態で、超音波脱気装置(ヤマト科学株式会社製のBRANSON3510)で1時間脱気し、1晩静置して、水中から取り出した。この時点でのスレート板の重量を測定し、「水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量」と規定した。
測定した「水中に浸漬前のスレート板の重量」及び「水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量」に基づき、以下の式よりスレート板の含水率を算出したところ、12%(重量%)であった。
スレート板の含水率(重量%)=〔{(水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量)-(水中に浸漬前のスレート板の重量)}/(水中に浸漬前のスレート板の重量)〕×100
なお、測定された90度ピール接着力(N/25mm)の値が5N/25mm以上であれば、湿潤面に対する接着力が高いと評価できる。
粘着剤組成物からなる粘着剤層をひも状に丸めた試料を作製し、この試料に対して引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-IS)を用いて50mm/minの速度で引張ったときに測定される応力-ひずみ曲線から、粘着剤層の初期弾性率を算出した。より詳細には、以下のような手法により算出した。これらの結果を表1に示す。
得られた粘着剤層のシートを幅30mm、長さ20mmに切り出し、粘着剤層のみを長手方向に丸めてひも状に形成し、初期断面積3mm2の試料を作製し、引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-IS)を用いて、初期長さ10mmでセットし、引張速度50mm/minで引張ったときに測定される応力-ひずみ曲線から初期弾性率を算出した。
また、粘着剤組成物(粘着剤層)中の湿気硬化性成分が貼付前から反応状態であった比較例2の粘着シートでは、上記測定試験により測定された90度ピール接着力が0.4N/25mmと低かった。
また、粘着剤組成物(粘着剤層)中に吸水性材料を含有していなかった比較例3の粘着シートでは、上記測定試験により測定された90度ピール接着力が3.9N/25mmと低かった。
また、実施例5の粘着剤組成物からなる粘着剤層について、防湿梱包をした上で常温で30日間エージングしたものの弾性率を測定したところ、14.9kPaであった。
これは、粘着剤中に含まれていた水によってイソシアネート化合物の湿気硬化反応が進行したが、湿潤接着に好ましい弾性率の範囲であり、また、一部の未反応状態であるイソシアネート化合物が存在するために湿潤接着効果が得られたと考えられる。
<粘着シートの作製>
(実施例7)
ベースポリマーとしての高分子量のポリイソブチレン重合体(BASF社製のオパノールN80、以下においてゴム系ポリマー1ともいう)、低分子量のポリイソブチレン重合体(JXTGエネルギー株式会社製テトラックス5T、以下においてゴム系ポリマー2ともいう)及び液状ポリブテン(JXTGエネルギー株式会社製HV-300、ゴム改質成分)を溶媒としてのトルエンに溶解させた。
この溶液に、湿気硬化性成分としての未反応状態のヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(BASF社製のバソナットHA2000)、吸水性材料(クラレトレーディング株式会社製のKIゲル 201K-F2)、タッキファイヤー(石油樹脂、EMGマーケティング合同会社製のエスコレッツ1202U)及び充填剤としての重質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム株式会社製)を、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表2に記載された割合となるように配合して、粘着剤組成物の塗工液を作製した。
剥離ライナーとして、片面が剥離処理された剥離面となっているポリエステル製剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF」、厚さ38μm、三菱ポリエステル株式会社製)を用意した。この剥離ライナーの剥離面に、粘着剤組成物の塗工液を塗布し、80℃で5分間乾燥させたのち、130℃でさらに30分乾燥させ、厚さ150μmの粘着剤層を形成した。上記の剥離ライナー上に形成された粘着剤層の他面を、厚さ25μmの基材フィルムに貼り合わせて、片面粘着シートを作製した。基材フィルムとしては、東レ株式会社製のPETフィルム(樹脂フィルム)、商品名「ルミラーS-10」を使用した。このようにして作製した粘着シートを幅25mm、長さ10cmになるように切断し、後述する90°ピール接着力測定を行った。
なお、実施例7で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表2に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例7と同様にして、実施例8の粘着シートを作製した。なお、実施例8で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
ベースポリマーとしてゴム系ポリマー1を用い、粘着剤組成物中の溶媒を除く成分全量に対する各成分割合が表2に記載された割合となるように配合比率を変更した以外は実施例7と同様にして、実施例9の粘着シートを作製した。なお、実施例9で作製した粘着シートは、湿気硬化性成分の未反応状態を維持するために、後述する接着力測定の前まで、アルミニウム製の防湿袋にシリカゲルと共に封入しておいた。
日本テストパネル株式会社製のスレート標準板、製品名「JIS A5430(FB)」(以下、スレート板ともいう)で、厚み3mm、幅30mm、長さ125mmのサイズのものを用意した。このスレート板の光沢面を使用した。このスレート板を130℃で1時間乾燥させ、この時点でのスレート板の重量を測定し、「水中に浸漬前のスレート板の重量」と規定した。
つづいて、用意したスレート板を水中に浸漬させた状態で、超音波脱気装置(ヤマト科学株式会社製のBRANSON3510)で1時間脱気し、1晩静置して、水中から取り出した。この時点でのスレート板の重量を測定し、「水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量」と規定した。
測定した「水中に浸漬前のスレート板の重量」及び「水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量」に基づき、以下の式よりスレート板の含水率を算出したところ、25%(重量%)であった。
スレート板の含水率(重量%)=〔{(水中に浸漬、脱気後のスレート板の重量)-(水中に浸漬前のスレート板の重量)}/(水中に浸漬前のスレート板の重量)〕×100
なお、測定された90度ピール接着力(N/25mm)の値が5N/25mm以上であれば、湿潤面に対する接着力が高いと評価できる。
粘着剤組成物からなる粘着剤層をひも状に丸めた試料を作製し、この試料に対して引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-IS)を用いて50mm/minの速度で引張ったときに測定される応力-ひずみ曲線から、粘着剤層の初期弾性率を算出した。より詳細には、実施例1~6及び比較例1~3と同様の手法により算出した。これらの結果を表2に示す。
Claims (10)
- ベースポリマーと、吸水性材料と、湿気硬化性成分とを含有し、
前記ベースポリマーは、モノマー成分として極性基含有単量体又は多官能性単量体を含むアクリル系ポリマーまたは非ジエン系合成ゴムを含み、
前記吸水性材料が、吸水性ポリマーであり、
湿気硬化性成分は、イソシアネート化合物、シアノアクリレート系化合物、及びウレタン系化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、
前記湿気硬化性成分が未反応状態で含有されている粘着剤組成物。 - 前記粘着剤組成物の溶媒を除く成分全体に対する前記湿気硬化性成分の含有量が0.1~50重量%である請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 粘着剤層を形成したときの初期弾性率が400kPa以下である、請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
- 前記湿気硬化性成分が、被着体と化学結合可能である請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記湿気硬化性成分が、イソシアネート化合物である請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記粘着剤組成物の溶媒を除く成分全体に対する前記吸水性材料の含有量が1~50重量%である請求項1~5のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層。
- 前記粘着剤層の貼付面において、前記吸水性材料が表面積の0.5~80%において露出している請求項7に記載の粘着剤層。
- 請求項7または8に記載の粘着剤層を備える粘着シート。
- 前記粘着剤層が基材上に形成されている請求項9に記載の粘着シート。
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