JP7322607B2 - 溶剤型粘着剤および粘着シート - Google Patents

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Description

本発明は、溶剤型粘着剤および粘着シートに関する。
従来より、ワープロ、コンピュータ、携帯電話、テレビ等の各種ディスプレイや、または偏光板やそれに準ずる積層体等の光学部品、電子基板等の表面には、通常、表面保護及び機能性付与の目的で、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン等の透明な表面保護フィルム(基材フィルム)が粘着剤を介して積層される。
粘着剤としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、およびウレタン系粘着剤等の溶剤型粘着剤があるが、中でもアクリル系が広く用いられている。アクリル系粘着剤は、粘着力やタックといった粘着基本性能の制御がモノマー組成や相溶する添加剤の調整により容易であるメリットがあり、一度貼りつけたら剥がすことの無い強粘着力が必要なものから貼付後一定期間後に剥がす必要がある再剥離用途まで多岐にわたる用途において用いられている。中でも再剥離用途においては近年、初期(経時前)および経時後(特に(湿)熱経時後)のいずれにおいても、被着体から取り外す際に被着体から容易に再剥離できる良好な再剥離性を有し、再剥離後に被着体の表面に粘着剤成分が残る被着体汚染が発生しないことを要求されることが多くなってきている。
特許文献1では、(メタ)アクリル酸エステル共重合体に架橋剤および界面活性剤を含有することを特徴とする再剥離性粘着シートが開示されている。特許文献2では、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が開示されている。しかしながら、このような従来の粘着剤では、熱経時後および中速剥離時の粘着力低減効果が得られず、湿熱継時後の被着体汚染性にも問題があった。
特開平10-287850号公報 国際公開2015/046433号
前述の通り、本発明が解決しようとする課題は、初期(経時前)および経時後(特に(湿)熱経時後)、中速剥離時のいずれにおいても、粘着力が低減され良好な再剥離性を有し、再剥離後の被着体汚染の少ない粘着層を形成することが可能な粘着剤、およびこれを用いた粘着シートを提供することを目的とする。
本発明の粘着剤は、
アクリル共重合体(A)、硬化剤(B)、カチオン性親水基を有する1種以上の界面活性剤(S)、および有機溶剤を含有し、
界面活性剤(S)は不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gであり、
アクリル共重合体(A)100質量部に対する界面活性剤(S)の含有量が0.01~20質量部である、溶剤型粘着剤である。
本発明の粘着シートは、基材シートと、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む。
本発明によれば、初期(経時前)および経時後(特に(湿)熱経時後)、中速剥離時のいずれにおいても、粘着力が低減され良好な再剥離性を有し、再剥離後の被着体汚染の少ない粘着層を形成することが可能な粘着剤、およびこれを用いた粘着シートを提供することができる。
以下、本発明の詳細を説明する。なお、本明細書では、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリル酸またはメタクリル酸」を表すものとする。また、「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、「アクリル酸エステルモノマー」と「メタクリル酸エステルモノマー」の総称を指す。
また、「部」および「%」は、特に断りのない限り、それぞれ「質量部」および「質量%」を表す。
本明細書において、「粘着剤」は再剥離性を有する粘着剤(再剥離型粘着剤)であり、「粘着シート」は再剥離性を有する粘着シート(再剥離粘着シート)である。
本明細書において、「Mw」はゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定によって求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。「Mn」はGPC測定によって求めたポリスチレン換算の数平均分子量である。これらは、[実施例]の項に記載の方法にて測定することができる。
≪粘着剤≫
本発明の粘着剤は、アクリル共重合体(A)、硬化剤(B)、およびカチオン性親水基を有する1種以上の界面活性剤(S)、および有機溶剤を含有し、
界面活性剤(S)は不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gであり、
アクリル共重合体(A)100質量部に対する界面活性剤(S)の含有量が0.01~20質量部である。
<アクリル共重合体(A)>
アクリル共重合体(A)は、少なくとも(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むエチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合体を意味する。
アクリル共重合体(A)は、下記モノマー(a1)および、モノマー(a2)を含むラジカル重合性モノマー混合物の共重合体であることが好ましく、さらに下記モノマー(a3)およびモノマー(a4)を含んでも良い。

モノマー(a1):炭素数1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
モノマー(a2):反応性官能基を有するモノマー
モノマー(a3):アルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
モノマー(a4):上記モノマー(a1)~(a3)以外のラジカル重合性モノマー
[モノマー(a1)]
モノマー(a1)は、炭素数1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーであって、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、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-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、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、パルミチル(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。
モノマー(a1)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
モノマー(a1)の割合は、特に限定されないが、アクリル共重合体(A)を構成する全モノマー100質量%中、30質量%以上であることが好ましく、50質量%であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい
モノマー(a1)の内、炭素数4~12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a1-1)が、ガラス転移温度が低く適度な粘着物性を得やすい点から好ましい。(a1-1)としては、例えば、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-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、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
モノマー(a1-1)の中でも、特にブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートが、ガラス転移温度が低く適度な粘着物性を得やすい点から好ましく、アクリル共重合体(A)を構成する全モノマー100質量%中、2-エチルヘキシルアクリレートが30質量%以上であることが、適度な極性を有し、後述する界面活性剤(S)による低粘着力化および再剥離性向上効果、特に中速剥離時の粘着力低減効果が十分に得られやすくなる点でより好ましい。
[モノマー(a2)]
モノマー(a2)は、反応性官能基を有するモノマーであって、アクリル共重合体(A)が、後述する硬化剤(B)が有する反応性官能基と反応し得るため、反応性官能基を有するモノマー(a2)を有することが好ましい。モノマー(a2)と硬化剤(B)との架橋反応によりポリマーネットワークを形成し、凝集力や再剥離性の向上が期待できる。
モノマー(a2)としては、例えば、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基を有するモノマー、およびアミノ基を有するモノマー、エポキシ基を有するモノマー、イソシアナト基を有するモノマーなどが挙げられ、カルボキシル基を有するモノマーまたは水酸基を有するモノマーが、適度な凝集力を得られ再剥離性が向上する点から好ましい。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和結合を有するカルボン酸等が挙げられる。
水酸基を有するモノマーとしては、例えば、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-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の、モノアルキルアミノエステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エポキシ基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、6-メチル-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
イソシアナト基を有するモノマーとしては、例えば、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記のエチレン性不飽和結合を有するモノマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
反応性官能基を有するモノマー(a2)の割合は、アクリル共重合体(A)を構成する全モノマー100質量%中、0.01~20質量%の範囲であることが好ましく、0.1~10質量%であることがより好ましく、0.5~5質量%であることが更に好ましい。反応性官能基を有するモノマー(a2)の割合が、0.01質量%以上であると、硬化剤(B)と十分な架橋を形成し(湿)熱継時後の再剥離性を向上させることができる。モノマー(a2)の割合が20質量%以下であると、アクリル共重合体(A)の極性を適度に調整でき、界面活性剤(S)による初期(経時前)および経時後(特に(湿)熱経時後)の低粘着力化および再剥離性向上効果が十分に得られやすくなる。
[モノマー(a3)]
モノマー(a3)は、アルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーであって、例えば、2-メトキシメチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシプロピル(メタ)アクリレート、4-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-エトキシプロピル(メタ)アクリレート、4-エトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート(新中村化学工業社製)、メトキシポリエチレングリコール#600アクリレート(新中村化学工業社製)、メトキシポリエチレングリコール#1000アクリレート(新中村化学工業社製)等が挙げられる。
アルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)の割合は、アクリル共重合体(A)を構成する全モノマー100質量%中、10質量%未満であることが好ましく、1.0質量%未満であることがより好ましい。上記範囲内であると、アクリル共重合体(A)の極性を適度に調整でき、界面活性剤(S)による初期(経時前)および経時後(特に(湿)熱経時後)の低粘着力化低粘着力化および再剥離性向上効果が十分に得られやすくなる。
[モノマー(a4)]
モノマー(a4)は、上記モノマー(a1)~(a3)以外のラジカル重合性モノマーであって、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、酢酸ビニル、クロトン酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等が挙げられる。
アクリル共重合体(A)の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算値で、30万~200万が好ましく、50万~150万がより好ましく、70万~130万が更に好ましい。重量平均分子量が30万以上であると、十分な凝集力と耐久性を得ることができる。重量平均分子量が200万以下であると、粘度の増加を抑制でき、良好な塗工適性を得ることができる。
また、アクリル共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、-70~0℃であり、-70~-30℃がより好ましく、-70~-50℃が更に好ましい。ガラス転移温度が-70℃以上であると、十分な凝集力が得られ、特に熱継時後の低粘着力化効果を粘着物性および再剥離性を向上させることができる。ガラス転移温度が0℃以下であると、十分なぬれ性が得られ、継時前後の低粘着力化に伴う再剥離性を向上させることができる。
なお、本発明においてアクリル共重合体(A)のTgは、下記式(1)(Fox式)に基づいて計算された値である。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn (1)
[式(1)中、Tgはアクリル共重合体(A)のTg(単位:K)、Tgi(i=1、2、・・・n)はラジカル重合性モノマーiがホモポリマーを形成した際のTg(単位:K)、Wi(i=1、2、・・・n)はラジカル重合性モノマーiの全モノマー成分中の質量分率を表す。なお、ホモポリマーのTgは文献値やカタログ値などの公表値を使用する。]
上記式(1)は、アクリル共重合体(A))が、モノマー1、モノマー2、・・・、モノマーnのn種類のモノマー成分から構成される場合の計算式である。
[アクリル共重合体(A)の製造方法]
アクリル共重合体(A)の製造方法としては、特に制限はなく、例えば公知のラジカル重合反応で、上記のエチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させて得ることができる。反応は無溶剤下でも構わないが、合成安定性およびハンドリングの観点から溶剤を使用することが好ましい。また、分子量制御の観点から、ラジカル重合開始剤(以下、「重合開始剤」と略記することがある)を使用することが好ましい。その他、連鎖移動剤等の公知の添加剤を用いてもよい。
溶剤としては、後述する有機溶剤が使用できる。これらの溶剤は、特に制限されないが1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーベンゾエート、クメンヒドロパーオキシドやジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシネオデカノエート、tert-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等の有機過酸化物や、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2’-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等のアゾ系化合物が挙げられる。これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
連鎖移動剤としては、例えば、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸ノニル、チオグリコール酸-2-エチルヘキシル等のチオグリコール酸エステル類、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、1-メチル-4-イソプロピリデン-1-シクロヘキセン、α-ピネン、β-ピネン等が挙げられる。特に、チオグリコール酸エステル類、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、1-メチル-4-イソプロピリデン-1-シクロヘキセン、α-ピネン、β-ピネン等が、得られる重合体が低臭気となる点で好ましい。
<硬化剤(B)>
本発明の溶剤型粘着剤は、硬化剤(B)を含む。
硬化剤(B)としては公知のものを使用でき、イソシアネート硬化剤、エポキシ硬化剤、金属キレート硬化剤、アジリジン硬化剤などが挙げられ、その中でもイソシアネート硬化剤、エポキシ硬化剤、アジリジン硬化剤が好ましい。これらの硬化剤を含むことで、粘着剤の凝集力が高まり低粘着力化と再剥離性が向上する。硬化剤(B)は単独または2種以上を併用できる。
イソシアネート硬化剤は、例えば、トリ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、およびポリメチレンポリフェニルイソシアネート等のジイソシアネートと、トリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、ならびにそのビュレット体、ならびにそのイソシアヌレート体、ならびに上記ジイソシアネートと、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、およびポリイソプレンポリオール等の内のいずれかのポリオールとのアダクト体などの分子内に3個以上のイソシアネート基を有する化合物;またはこれらのアロファネート体等の分子内に2個のイソシアネート基を有する化合物等が挙げられる。これらの中でも、トリ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、キシリ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、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が粘着物性を容易に調整できるため好ましい。なお、イソシアネート基の個数は平均個数である。
エポキシ硬化剤は、例えば、ビスフェノールA-エピクロロヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1、3-ビス(N、N’-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、およびN,N,N',N'-テトラグリシジルアミノフェニルメタン等が挙げられる。
金属キレート硬化剤は、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロムおよびジルコニウムなどの多価金属と、アセチルアセトンまたはアセト酢酸エチルとの配位化合物等が挙げられる。
アジリジン硬化剤は、例えばN,N’-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、N,N’-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、ビスイソフタロイル-1-(2-メチルアジリジン)、トリ-1-アジリジニルホスフィンオキサイド、N,N’-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、2,2’-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、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、およびトリス-2,4,6-(1-アジリジニル)-1、3、5-トリアジン等が挙げられる。
硬化剤(B)は、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.5~10質量部であることが更に好ましい。上記範囲内とすることで低粘着力化と再剥離性を十分に得られやすくなる。
<カチオン性親水基を有する界面活性剤(S)>
本発明の粘着剤では、不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gである、カチオン性親水基を有する1種以上の界面活性剤(S)を含む。
界面活性剤(S)としては、公知のカチオン性界面活性剤および/または両性界面活性剤を1種または2種以上用いることができ、不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gであれば特に制限されない。カチオン性親水基としては、第1級~第3級のアミノ基、第1~第3級のアミン塩基、および第4級アンモニウム塩基等が挙げられる。
なお、市販の界面活性剤は、その構造または組成が不明であっても、界面活性剤(S)として、不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gである界面活性剤を選択すればよい。このようなアミン価を有する市販の1種の界面活性剤には、複数種の異なるカチオン性親水基が含まれていてもよい。
界面活性剤(S)として用いることができる市販のカチオン性界面活性剤または両性界面活性剤の具体例としては、
ルーブリゾール社製のソルスパーズ9000、ソルスパーズ11200、ソルスパーズ13240、ソルスパーズ13940、ソルスパーズ16000、ソルスパーズ17000、ソルスパーズ18000、ソルスパーズ20000、ソルスパーズ24000SC、ソルスパーズ24000GR、ソルスパーズ26000、ソルスパーズ28000、ソルスパーズ31845、ソルスパーズ32000、ソルスパーズ32500、ソルスパーズ32550、ソルスパーズ32600、ソルスパーズ33000、ソルスパーズ34750、ソルスパーズ35100、ソルスパーズ35200、ソルスパーズ37500、ソルスパーズ38500、ソルスパーズ39000、ソルスパーズ53095、ソルスパーズ56000、ソルスパーズ71000、ソルスパーズ76500、ソルスパーズD510、ソルスパーズD530、ソルスパーズL300、ソルスパーズK200、ソルスパーズK210、ソルスパーズK500、ソルスパーズR700;
共栄社製のフローレンDOPA-15B、フローレンDOPA-15BHFS、フローレンDOPA-17HF、フローレンDOPA-22、フローレンDOPA-35、フローレンG-600、フローレンG-820、フローレンNC-500、フローレンKDG-2400;
川研ファインケミカル社製のヒノアクトKF-1300M、ヒノアクトKF-1500、ヒノアクトKF-1700、ヒノアクトT-6000、ヒノアクトT-8000、ヒノアクトT-8000E、ヒノアクトT-9100、ヒノアクトA-110、ヒノアクトNB、
Evonik社製の、TEGODispers650、TEGODispers660C、TEGODispers662C、TEGODispers670、TEGODispers685、TEGODispers700、TEGODispers710、TEGODispers760W;
味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB824、アジスパーPB881、
ビックケミー社製のDISPERBYK-106、DISPERBYK-108、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-167、DISPERBYK-168、DISPERBYK-180、DISPERBYK-182、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2008、DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2013、DISPERBYK-2022、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2026、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2055、DISPERBYK-2150、DISPERBYK-2155、DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、BYK-9076、BYK-9077、ANTI-TERRA-U/U100、ANTI-TERRA-204、ANTI-TERRA-250、DISPERBYK、DISPERBYK-180、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-187、DISPERBYK-191、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2012、DISPERBYK-2013、DISPERBYK-2022、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2026、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2055、DISPERBYK-2061等の顔料分散剤;
日油社製のフィラノールPA-075F、フィラノールPA-085C、フィラノールPA-107P、エスリームAD-3172M、エスリームAD-374M、エスリームAD-508E;
第一工業製薬社製のシャロールDC902P、シャロールDC303P;
日本乳化剤社製のテクスノールIL55、テクスノールCP-81等の高分子界面活性剤;等が挙げられる。
アクリル共重合体(A)と硬化剤(B)とを含む粘着剤に対してカチオン性親水基を有する界面活性剤(S)を1種以上添加することで、経時前、(湿)熱経時後、および中速剥離時の粘着層の粘着力を低下させ、(湿)熱環境下における粘着層の粘着力上昇を抑制することができる。その結果、(湿)熱環境に曝された場合においても、再剥離性が良好で、再剥離後に被着体の表面に粘着剤成分が残る被着体汚染がない粘着層を形成することが可能となる。
このメカニズムは必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。
ガラス基板、SUS基板等の高極性被着体と粘着層との界面相互作用をカチオン性親水基を有する界面活性剤(S)が断ち切ることで、経時前および経時後のいずれにおいても、粘着層が低粘着力化し、再剥離性が向上すると考えられる。
界面活性剤(S)の不揮発分換算のアミン価が0.1mgKOH/g以上であれば、上記作用効果(特に(湿)熱環境下における粘着層の低粘着力化およびそれによる再剥離性の向上が有意に発現することができる。
界面活性剤(S)のアミン価が高すぎると、被着体と界面活性剤(S)との相互作用が大きくなりすぎるため、経時前、(湿)熱経時後の粘着力低下効果が十分に得られず良好な再剥離性を得られない恐れがある。アミン価が不揮発分換算で150mgKOH/g以下であれば、被着体と粘着層との相互作用を断ち切ることができると考えられる。
上記作用効果(特に(湿)熱環境下における粘着層の低粘着力化およびそれによる再剥離性の向上)が効果的に発現することから、アミン価は不揮発分換算で、好ましくは0.1~150mgKOH/g、より好ましくは0.1~100mgKOH/g、特に好ましくは0.1~60mgKOH/g、最も好ましくは0.1~30mgKOH/gである。
界面活性剤(S)の酸価は特に制限されず、小さい方が好ましい。高極性被着体に対する低粘着力化、特に、中速剥離時の粘着層の粘着力低下の観点から、酸価は不揮発分換算で、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは25mgKOH/g以下、特に好ましくは10mgKOH/g以下、最も好ましくは5mgKOH/gである。
界面活性剤(S)の重量平均分子量(Mw)は特に制限されず、好ましくは500以上、より好ましくは1000以上、特に好ましくは2000以上である。Mwが500以上であることによって、経時後(特に(湿)熱経時後)の界面活性剤(S)のブリードアウトを効果的に抑制でき被着体汚染性が向上する。
重量平均分子量(Mw)の上限値としては好ましくは、50000以下であり、より好ましくは20000以下であり、更に好ましくは15000以下である。50000以下であることによって、アクリル共重合体(A)との相溶性が向上し、粘着力低下効果を十分に得ることが出来る。
界面活性剤(S)の重量平均分子量(Mw)は、カタログ値または実測値を採用することができる。
アミン価、酸価、不揮発分、重量平均分子量は(Mw)は、[実施例]の項に記載の方法にて求めることができる。
界面活性剤(S)の骨格構造としては、親水基の数が1つであるシングル型と親水基の数が複数である櫛型があり、いずれを用いてもよい。上記作用効果(特に(湿)熱環境下における粘着層の低粘着力化およびそれによる再剥離性の向上)が効果的に発現することから、親水基の数が1つであるシングル型が好ましい。
界面活性剤(S)は、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、0.01~20質量部であり、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.05~8質量部、更に好ましくは0.05~5質量部、最も好ましくは0.1~2質量部である。
界面活性剤(S)の添加量が0.01よりも少ないと、継時前、(湿)熱経時後、および中速剥離時の粘着層の粘着力低下効果が十分に得られず、良好な再剥離性が得られない。界面活性剤(S)の添加量が20質量部超えでは、(湿)熱環境に曝された場合に、界面活性剤(S)のブリードアウトによる被着体汚染に繋がる。
<有機溶剤>
本発明の溶剤型粘着剤は、有機溶剤を含む。
有機溶剤は、粘着剤に含有していればよく、配合するタイミングは特に問わず、アクリル共重合体(A)の製造時に使用してもよく、粘着剤の製造時に使用してもよい。
有機溶剤を含有することで、アクリル共重合体(A)と界面活性剤(S)の相溶性が向上し、粘着剤中に界面活性剤(S)が均一に溶解または分散され、粘着シートにした際に界面活性剤(S)の効果を十分に発現することができる。
有機溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン、アニソール等の炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール等のアルコール溶剤が挙げられるが、アクリル共重合体(A)と界面活性剤(S)の相溶性の観点から、エステル系溶剤および/または炭化水素系溶剤を含むことが好ましい。これらの有機溶剤は、特に制限されないが1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤の使用量としては、アクリル共重合体(A)100重量部に対して、10重量質量部以上含むことが好ましく、30重量質量部以上含むことがより好ましい。上限値としては特に制限はされないが、塗工性の観点から2000質量部以下であることが好ましい。
本発明の粘着剤は、さらに、可塑剤(P)、酸化防止剤(C)、触媒、帯電防止剤(AS剤)、粘着付与剤、紫外線吸収剤、光安定剤、潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、加水分解防止剤、防黴剤、増粘剤、充填剤(タルク、炭酸カルシウム、および酸化チタン等)、シランカップリング剤、重合禁止剤、消泡剤等の公知の添加剤を必要に応じて配合することができる。
本発明の粘着剤が触媒を含む場合、粘着剤のポットライフを向上させる目的で、アセチルアセトン等の公知の触媒作用抑制剤を添加することが好ましい。
<可塑剤(P)>
粘着層の粘着力の低下および濡れ性向上の観点から、本発明の粘着剤はさらに必要に応じて、1種以上の可塑剤(P)を含むことができる。可塑剤(P)としては特に制限されないが、アクリル共重合体(A)との相溶性等の観点から、有機酸エステルが好ましい。
一塩基酸または多塩基酸とアルコールとのエステルとしては、例えば、ラウリン酸イソステアリル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソセチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、パルミチン酸イソステアリル、ステアリン酸イソセチル、オレイン酸オクチルドデシル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジイソステアリル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジイソセチル、アセチルクエン酸トリブチル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシル、トリメリット酸トリオレイル、およびトリメリット酸トリイソセチル等が挙げられる。
その他の酸とアルコールとのエステルとしては、例えば、ミリストレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イソパルミチン酸、およびイソステアリン酸等の不飽和脂肪酸または分岐酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびソルビタン等のアルコールとのエステルが挙げられる。
一塩基酸または多塩基酸とポリアルキレングリコールとのエステルとしては、例えば、ジヘキシル酸ポリエチレングリコール、ジ-2-エチルヘキシル酸ポリエチレングリコール、ジラウリル酸ポリエチレングリコール、ジオレイン酸ポリエチレングリコール、およびアジピン酸ジポリエチレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
リン酸エステル系可塑剤としては、例えば、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリフェニルホスフェート(TPP)、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート(TOP)、トリキシレニルホスフェート(TXP)、トリエチルホスフェート(TEP)等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ステアリン酸オクチル、エポキシ化脂肪酸ブチル及びエポキシ化アマニ油脂肪酸ブチル等が挙げられる。
濡れ性向上等の観点から、有機酸エステルの分子量(式量またはMn)は、好ましくは250~1,000、より好ましくは400~900、特に好ましくは500~850である。分子量が250以上であれば粘着層の耐熱性が良好となり、分子量が1,000以下であれば粘着剤の濡れ性が良好となる。
可塑剤(P)の添加量としては、特には制限されないが、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、特に好ましくは15質量部以下である。可塑剤(P)の添加量が上記範囲にあることで、(湿)熱環境下における可塑剤(P)のブリードアウトを抑制でき、再剥離後の被着体汚染を低減できる。
<酸化防止剤(C)>
酸化防止剤(C)としては、ラジカル捕捉剤および過酸化物分解剤等が挙げられる。ラジカル捕捉剤としては、フェノール系化合物およびアミン系化合物等が挙げられる。過酸化物分解剤としては、硫黄系化合物およびリン系化合物等が挙げられる。
フェノール系化合物としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリン-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、ベンゼンプロパン酸,3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-,C7-C9側鎖アルキルエステル、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’-ビス-(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、1,3,5-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)-S-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)トリオン、およびトコフェロール等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’-チオジプロピオネート、およびジステアリル3,3’-チオジプロピオネート等が挙げられる。
リン系化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニルジトリデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジフォスファイト、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-デシロキシ-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイト、および2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト等が挙げられる。
酸化防止剤(C)を用いることで、アクリル共重合体(A)の熱劣化を防ぐことができ、(湿)熱継時後の粘着力上昇の抑制および被着体汚染を低減することができる。
酸化防止剤(C)の添加量は特に制限されず、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部、より好ましくは0.1~3質量部、特に好ましくは0.2~2質量部である。
酸化防止剤(C)としては、安定性と酸化防止効果の観点から、ラジカル捕捉剤であるフェノール系化合物を1種以上用いること好ましく、ラジカル捕捉剤である1種以上フェノール系化合物と過酸化物分解剤である1種以上リン系化合物とを併用することがより好ましい。
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸系化合物、シュウ酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物、およびトリアジン系化合物等が挙げられる。
紫外線吸収剤の添加量は特に制限されず、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~3質量部、より好ましくは0.1~2.5質量部、特に好ましくは0.2~2質量部である。
<光安定剤>
光安定剤としては、ヒンダードアミン系化合物およびヒンダードピペリジン系化合物等が挙げられる。光安定剤の添加量は特に制限されず、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~2質量部、より好ましくは0.1~1.5質量部、特に好ましくは0.2~1質量部である。
<触媒>
触媒としては公知のものを使用でき、例えば、有機金属系化合物および3級アミン系化合物等が挙げられる。
有機金属系化合物としては、錫系化合物および非錫系化合物等が挙げられる。
錫系化合物としては、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、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(DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキシド、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、ジオクチル錫オキシド、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、および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、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、およびブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系;オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、およびナフテン酸鉛等の鉛系;2-エチルヘキサン酸鉄および鉄アセチルアセトネート等の鉄系;安息香酸コバルトおよび2-エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系;ナフテン酸亜鉛および2-エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系;ナフテン酸ジルコニウム等のジルコニウム系が挙げられる。
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、および1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7(DBU)等が挙げられる。
触媒の使用量は特に制限されず、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~1.0質量%である。
<帯電防止剤(AS剤)>
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の帯電防止剤(AS剤)(ただし、界面活性剤(S)に該当するものは除く)を含むことができる。帯電防止剤としては、無機塩、イオン性液体、イオン固体、および界面活性剤等が挙げられ、中でもイオン性液体およびイオン固体が好ましい。なお、「イオン性液体」は常温溶融塩ともいい、25℃で流動性がある塩である。
無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、塩化アンモニウム、塩素酸カリウム、塩化アルミニウム、塩化銅、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、およびチオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。
イミダゾリウムイオンを含むイオン液体としては、例えば、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1,3-ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、および1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド等が挙げられる。
ピリジニウムイオンを含むイオン液体としては、例えば、1-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ヘキシルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-オクチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ヘキシル-4-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ヘキシル-4-メチルピリジニウムヘキサフルオロリン酸塩、1-オクチル-4-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-オクチル-4-メチルピリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1-メチルピリジニウムビス(パーフルオロエチルスルホニル)イミド、および1-メチルピリジニウムビス(パーフルオロブチルスルホニル)イミド等が挙げられる。
アンモニウムイオンを含むイオン液体としては、例えば、1-ブチル-3-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリメチルヘプチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N-ジエチル-N-メチル-N-プロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N-ジエチル-N-メチル-N-ペンチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N-ジエチル-N-メチル-N-ヘプチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、およびトリ-n-ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等が挙げられる。
その他、ピロリジニウム塩、ホスホニウム塩、およびスルホニウム塩等の市販のイオン液体を適宜使用できる。
イオン固体は、イオン液体同様、カチオンとアニオンの塩であるが、常圧下25℃において固体の性状を示す物質である。カチオンとしては例えば、アルカリ金属イオン、ホスホニウムイオン、ピリジニウムイオン、およびアンモニウムイオン等が好ましい。
アルカリ金属イオンを含むイオン固体としては例えば、リチウムビスフルオロスルホニルイミド、リチウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、リチウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、リチウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、リチウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、ナトリウムビスフルオロスルホニルイミド、ナトリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、ナトリウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、ナトリウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、ナトリウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、カリウムビスフルオロスルホニルイミド、カリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、カリウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、カリウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、およびカリウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド等が挙げられる。
ホスホニウムイオンを含むイオン固体としては例えば、テトラブチルホスホニウムビスフルオロスルホニルイミド、テトラブチルホスホニウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、テトラブチルホスホニウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、テトラブチルホスホニウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、テトラブチルホスホニウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムビスフルオロスルホニルイミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、テトラオクチルホスホニウムビスフルオロスルホニルイミド、テトラオクチルホスホニウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、テトラオクチルホスホニウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、テトラオクチルホスホニウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、およびテトラオクチルホスホニウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド等が挙げられる。
ピリジニウムイオンを含むイオン固体としては例えば、1-ヘキサデシル-4-メチルピリジニウムビスフルオロスルホニルイミド、1-ヘキサデシル-4-メチルピリジニウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、1-ヘキサデシル-4-メチルピリジニウムビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、1-ヘキサデシル-4-メチルピリジニウムビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、および1-ヘキサデシル-4-メチルピリジニウムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド等が挙げられる。
アンモニウムイオンを含むイオン固体としては例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリブチルメチルビストリフルオロメチルスルホニルイミド、トリブチルメチルビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、トリブチルメチルビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、トリブチルメチルムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、オクチルトリブチルビストリフルオロメチルスルホニルイミド、オクチルトリブチルビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、オクチルトリブチルビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、オクチルトリブチルムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド、テトラブチルビスフルオロスルホニルイミド、テトラブチルビストリフルオロメチルスルホニルイミド、テトラブチルビスペンタフルオロエチルスルホニルイミド、テトラブチルビスヘプタフルオロプロピルスルホニルイミド、およびテトラブチルムビスノナンフルオロブチルスルホニルイミド等が挙げられる。
その他、カチオンがピロリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、およびスルホニウムイオン等である公知のイオン固体を適宜使用できる。
界面活性剤(S)以外の界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤およびアニオン性界面活性剤が挙げられ、いずれのタイプも低分子界面活性剤と高分子界面活性剤とに分類される。
非イオン性の低分子界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル、および脂肪酸ジエタノールアミド等が挙げられる。
アニオン性の低分子界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、およびアルキルホスフェート等が挙げられる。
両性の低分子界面活性剤としては、アルキルベタインおよびアルキルイミダゾリウムベタイン等が挙げられる。
非イオン性の高分子界面活性剤としては、ポリエーテルエステルアミド型、エチレンオキシド-エピクロルヒドリン型、およびポリエーテルエステル型等が挙げられる。
アニオン性の高分子界面活性剤としては、ポリスチレンスルホン酸型等が挙げられる。
両性の高分子界面活性剤としては、高級アルキルアミノプロピオン酸塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、高級アルキルジメチルベタイン、および高級アルキルジヒドロキシエチルベタイン等のベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。
帯電防止剤(AS剤)の添加量は、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.03~5質量部である。
<レベリング剤>
本発明の粘着剤は必要に応じて、レベリング剤を含むことができる。レベリング剤を添加することで、粘着層のレベリング性を向上させることができる。レベリング剤としては、アクリル系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、およびシリコーン系レベリング剤等が挙げられる、粘着シート再剥離後の被着体汚染抑制の観点から、アクリル系レベリング剤等が好ましい。
レベリング剤の添加量は特に制限されず、粘着シート再剥離後の被着体汚染抑制と粘着層のレベリング性向上の観点から、アクリル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.001~2質量部、より好ましくは0.01~1.5質量部、特に好ましくは0.1~1質量部である。
<粘着剤の製造方法>
本発明の粘着剤の製造方法は、特に制限されない。
アクリル共重合体(A)に対して、硬化剤(B)、界面活性剤(S)、有機溶剤、および必要に応じて任意成分を添加混合することで、本発明の粘着剤を製造することができる。
粘着剤は、硬化後のゲル分率が好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは85%以上である。ゲル分率が50%以上であることによって粘着層の凝集力が良好となり、(湿)熱環境下に曝された後でも良好な粘着力と再剥離性を得ることができ、ブリードアウト成分の低減により被着体汚染を低減することができる。なお、ゲル分率は[実施例]の項に記載の方法にて求めることができる。
≪粘着シート≫
本発明の粘着シートは、基材シートと、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む。粘着層は、基材シートの片面または両面に形成することができる。必要に応じて、粘着層の露出面は、剥離シートで被覆することができる。なお、剥離シートは、粘着シートを被着体に貼着する際に剥離される。
粘着剤を塗工するに際し、前述した有機溶剤を用いて粘度を調整することもできるし、粘着剤を加熱して粘度を低下させることもできる。
基材シートとしては特に制限されず、樹脂シート、紙、および金属箔等が挙げられる。基材シートは、これら基材シートの少なくとも一方の面に任意の1つ以上の層が積層された積層シートであってもよい。基材シートの粘着層を形成する側の面には、必要に応じて、コロナ放電処理およびアンカーコート剤塗布等の易接着処理が施されていてもよい。
樹脂シートの構成樹脂としては特に制限されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)等エステル系樹脂;ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)等のオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂;ナイロン66等のアミド系樹脂;ウレタン系樹脂(発泡体を含む);これらの組合せ等が挙げられる。
ポリウレタンシートを除く樹脂シートの厚みは特に制限されず、好ましくは15~300μmである。ポリウレタンシート(発泡体を含む)の厚みは特に制限されず、好ましくは20~50,000μmである。
紙としては特に制限されず、普通紙、コート紙、およびアート紙等が挙げられる。
金属箔の構成金属としては特に制限されず、アルミニウム、銅、およびこれらの組合せ等が挙げられる。
剥離シートとしては特に制限されず、樹脂シートまたは紙等の基材シートの表面に剥離剤塗布等の公知の剥離処理が施された公知の剥離シートを用いることができる。
粘着シートは、公知方法にて製造することができる。
はじめに、基材シートの表面に本発明の粘着剤を塗工して、本発明の粘着剤からなる塗工層を形成する。塗布方法は公知方法を適用でき、ロールコーター法、コンマコーター法、ダイコーター法、リバースコーター法、シルクスクリーン法、およびグラビアコーター法等が挙げられる。
次に、塗工層を乾燥および硬化して、本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を形成する。加熱乾燥温度は特に制限されず、60~150℃程度が好ましい。粘着層の厚み(乾燥後の厚み)は用途によって異なるが、好ましくは0.1~200μmである。
次に必要に応じて、公知方法により粘着層の露出面に剥離シートを貼着する。
以上のようにして、片面粘着シートを製造することができる。
上記操作を両面に行うことで、両面粘着シートを製造することができる。
上記方法とは逆に、剥離シートの表面に本発明の粘着剤を塗工して、本発明の粘着剤からなる塗工層を形成し、次いで塗工層を乾燥および硬化して、本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を形成し、粘着層の露出面に基材シートを積層してもよい。
粘着シートの製造方法は好ましくは、基材シート上に粘着剤を塗工する塗工工程と、形成された塗工層を加熱乾燥処理して粘着剤の硬化物を含む粘着層を形成する加熱工程と、得られた粘着シートを巻芯に巻取って粘着シートロールの形態とする巻取工程と、粘着シートロールを養生する養生工程とを含む。
<用途>
本発明の粘着シートは、テープ、ラベル、シール、および両面テープ等の形態で、使用することができる。本発明の粘着シートは、表面保護シート、化粧用シート、および滑り止めシート等として好適に使用される。
液晶ディスプレイ(LCD)および有機エレクトロルミネセンスディスプレイ(OLED)等のフラットパネルディスプレイ、並びに、かかるフラットパネルディスプレイとタッチパネルとを組み合わせたタッチパネルディスプレイは、テレビ(TV)、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話、および携帯情報端末等の電子機器に広く使用されている。
本発明の粘着シートは、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネルディスプレイ(これらを総称して単に「ディスプレイ」とも言う)、並びに、これらの製造工程で製造または使用される基板(ガラス基板、およびガラス基板上にITO(インジウム酸化錫)膜が形成されたITO/ガラス基板等)および光学部材等の表面保護シートとして好適に用いられる。
以下、合成例、本発明に係る実施例、および比較例について説明する。なお、以下の記載において、特に明記しない限り、「部」は質量部を意味し、「%」は質量%を意味し、「RH」は相対湿度を意味するものとする。
[重量平均分子量(Mw)の測定]
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により測定した。測定条件は以下の通りとした。なお、Mn、Mwはいずれも、ポリスチレン換算値である。
<測定条件>
装置:島津製作所社製、LC-GPCシステム「Prominence」、
カラム:東ソー社製GMHXL 4本、東ソー社製HXL-H 1本を直列に連結、
検出器:示差屈折率検出器(RID-10A)、
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、
流速:1mL/分、
溶媒温度:40℃、
試料濃度:0.2%、
試料注入量:100μL。
<アミン価の測定>
共栓三角フラスコ中に試料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=1/1)混合液100mlを加えて溶解した後、0.1N-アルコール性塩酸溶液を用いて滴定を行う。アミン価(単位:mgKOH/g)は次式により求める。
アミン価={(5.61×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
式中、各符号は以下のパラメータを示す。
S:試料の採取量(g)、
a: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ファクター。
<酸価の測定>
共栓三角フラスコ中に試料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を加えて溶解した後、0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液を用いて滴定を行う。酸価(単位:mgKOH/g)は次式により求める。
酸価={(5.61×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
式中、各符号は以下のパラメータを示す。
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ファクター。
<不揮発分の測定>
試料溶液約1gを金属容器に秤量し、150℃オーブンにて20分間乾燥して、残分を秤量して残率計算をし、不揮発分(不揮発分濃度)とした。
[材料]
使用した材料は、以下の通りである。
<アクリル共重合体(A)>
(モノマー(a1):炭素数1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー)
2EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg:-70℃)
BA:アクリル酸ブチル(Tg:-55℃)
EA:アクリル酸エチル(Tg:-24℃)
(モノマー(a2):反応性官能基を有するモノマー)
AA:アクリル酸(Tg:106℃)
HEA:アクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:-15℃)
(モノマー(a3):アルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー)
2MTA:アクリル酸2-メトキシエチル(Tg:-50℃)
(モノマー(a4):上記モノマー(a1)~(a3)以外のラジカル重合性モノマー)
VAc:酢酸ビニル(Tg:32℃)
<硬化剤(B)>
B-1:TDIアダクト(トリ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)
B-2:TETRAD-X(エポキシ系硬化剤、三菱ガス化学社製)
B-3:ケミタイト PZ-33(アジリジン系硬化剤、日本触媒社製)
<カチオン性親水基を有する界面活性剤(S)、その他界面活性剤(R)>
用いたカチオン性親水基を有する界面活性剤(S)およびその他界面活性剤(R)のリストを表1に示す。表中、アミン価および酸価は不揮発分換算値(単位はmgKOH/g)である。
Figure 0007322607000001
<可塑剤(P)>
(P-1):アセチルクエン酸トリブチル(ATBC、三菱化学社製)
(P-2):アデカサイザー RS700(ポリエーテルエステル系可塑剤、ADEKA社製
<酸化防止剤(C)>
(C-1):IRGANOX 1010(フェノール系酸化防止剤、BASF社製)
(合成例1)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下漏斗、窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と称することがある)に、アクリル酸2-エチルヘキシル25部、アクリル酸ブチル23部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル2.0部、酢酸エチル50部、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.02部を仕込んだ後、反応容器内の空気を窒素ガスで置換した。更に、滴下漏斗に、アクリル酸2-エチルヘキシル25部、アクリル酸ブチル23部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル2.0部、酢酸エチル20部、AIBN0.02部を仕込んだ。次いで、反応容器内を窒素雰囲気下で撹拌しながら、80℃まで加熱し、反応を開始した後、滴下漏斗内容物を2時間かけて滴下しながら、窒素雰囲気下にて還流温度で8時間重合反応を行った。反応終了後、冷却し、酢酸エチルを加えて希釈し、不揮発分40%のアクリル系共重合体(A)溶液を得た。また、GPCを用いてアクリル系共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)を測定したところ、重量平均分子量は80万であった。
(合成例2~10)
表2の材料および配合比率に変更した以外は、合成例1と同様の方法でそれぞれアクリル共重合体を合成した。
Figure 0007322607000002
<溶剤型粘着剤の製造>
(実施例1)
アクリル系共重合体(A-1)100部に対し、硬化剤(B-1)2部、界面活性剤(S-11)0.5部、可塑剤(P-1)10部、酸化防止剤(C-1)1部をそれぞれ不揮発分換算にて配合し、更に、有機溶剤として酢酸エチルを不揮発分が35%となるように加え、均一になるよう混合して溶剤型粘着剤を得た。
但し、実施例1は参考例である。
<粘着シートの製造>
得られた溶剤型粘着剤を、厚さ38μmの剥離性シート(ポリエチレンテレフタレート製)以下「剥離性フィルム基材」という)の剥離処理面上に、乾燥後の厚みが25μmとなるように上記で得られた粘着剤を塗工し、熱風オーブンにて100℃、2分間乾燥して粘着剤層を作製した。乾燥後、厚さ50μmの基材(ポリエチレンテレフタレート製)にラミネートし、さらに23℃50%RHで7日間養生し、粘着シートを得た。
(実施例2~37)
実施例1と同様の方法で、アクリル系共重合体(A)、硬化剤(B)、界面活性剤(S)、可塑剤(P)、および酸化防止剤(C)の種類および配合量を表3~表7に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法で、それぞれ粘着剤組成物と粘着シートを得た。
但し、実施例2、6、7、35は参考例である。
(比較例1~5)
実施例1と同様の方法で、アクリル系共重合体(A)、硬化剤(B)、界面活性剤(S)、可塑剤(P)、および酸化防止剤(C)を表8に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法で、それぞれ粘着剤組成物と粘着シートを得た。
[評価項目および評価方法]
粘着剤および粘着シートの評価項目および評価方法は、以下の通りである。
(ゲル分率)
23℃-50%RHの雰囲気下で1週間養生した後の粘着シートから幅30mm長さ100mmの試験片を切り出した。この試験片を、SUSメッシュ(目開き:0.077mm、線径:0.05mm)に貼り付けた後、酢酸エチルに浸漬した。50℃で24時間抽出した後、100℃で30分乾燥し、下記式(1)に基づいて、硬化後のゲル分率(質量%)を算出した。
ゲル分率(質量%)=(G2/G1)×100・・・(1)
上記式中、各符号は以下のパラメータを示す。
G1:酢酸エチルで抽出する前の粘着層の質量、
G2:酢酸エチルによる抽出および乾燥後の粘着層の質量。
(粘着力)
23℃-50%RHの雰囲気下で1週間養生した後の粘着シートから幅25mm長さ100mmの試験片を切り出した。次いで、23℃-50%RHの雰囲気下で、試験片から剥離シートを剥離し、露出した粘着層を苛性ソーダガラス板の表面に貼着し、2kgロールを1往復して圧着した。その後、23℃-50%RHの雰囲気下に24時間放置した。次いで、JISZ0237に準拠し、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着力(加熱前の粘着力)を測定した。評価基準は以下の通りである。

◎:100mN/25mm未満、優良。
○:100mN/25mm以上300mN/25mm未満、良好。
△:300mN/25mm以上500mN/25mm未満、実用可。
×:500mN/25mm以上、実用不可。
(耐熱粘着力)
23℃-50%RHの雰囲気下で1週間養生した後の粘着シートから幅25mm長さ100mmの試験片を切り出した。次いで、23℃-50%RHの雰囲気下で、試験片から剥離シートを剥離し、露出した粘着層を苛性ソーダガラス板に貼着し、2kgロールを1往復して圧着した。その後、150℃の雰囲気下に1時間放置した。次いで、23℃-50%RHの雰囲気下で30分空冷した後、JISZ0237に準拠し、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着力(150℃加熱後の粘着力)を測定した。下記式(3)に基づいて、加熱後の粘着力の上昇率を算出した。

加熱後の粘着力の上昇率(%)=(N2/N1)×100・・・(3)
上記式中、各符号は以下のパラメータを示す。
N1:評価2で測定された粘着力の値、
N2:評価3で測定された150℃加熱後の粘着力の値。
評価基準は以下の通りである。

◎:200%未満、優良。
○:200%以上300%未満、良好。
△:300%以上500%未満、実用可。
×:500%以上、実用不可。
(中速剥離性)
23℃-50%RHの雰囲気下で1週間養生した後の粘着シートから幅25mm長さ100mmの試験片を切り出した。次いで、23℃-50%RHの雰囲気下で、試験片から剥離シートを剥離し、露出した粘着層を苛性ソーダガラス板の表面に貼着し、2kgロールを1往復して圧着した。その後、23℃-50%RHの雰囲気下に24時間放置した。次いで、JISZ0237に準拠し、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)を用いて、剥離速度5000mm/分、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。下記式(4)に基づいて、中速剥離性を算出した。

加熱後の粘着力の上昇率(%)=(N3/N1)×100・・・(4)
上記式中、各符号は以下のパラメータを示す。
N1:評価2で測定された粘着力の値、
N3:評価4で測定された中速剥離時の粘着力の値。
評価基準は以下の通りである。

◎:300%未満、優良。
○:300%以上500%未満、良好。
△:500%以上1000%未満、実用可。
×:1000%以上、実用不可。
(被着体汚染性)
23℃-50%RHの雰囲気下で1週間養生した後の粘着シートから幅70mm長さ100mmの2枚の試験片を切り出した。各試験片について、23℃-50%RHの雰囲気下で、剥離シートを剥離し、露出した粘着層の表面に苛性ソーダガラス板を貼着し、ラミネータで圧着した。得られた積層体を60℃-90%RHにセットしたオーブン内に72時間および120時間放置した。
積層体をそれぞれオーブンから取り出し、23℃-50%RHの雰囲気下で3時間空冷した後、ガラス板から粘着シートを剥離し、被着体汚染を評価した。暗室内で粘着シートを貼ってあった側のガラス板の表面にLED(発光ダイオード)ランプ光を照射し、目視観察にて評価した。評価基準は以下の通りである。

◎:72時間および120時間いずれの放置条件下おいても、ガラス表面に粘着層成分の付着が一切見られない、優良。
○:72時間条件下ではガラス表面に粘着層成分の付着が一切見られないが、120時間でガラス表面に1~3箇所に薄い粘着層成分の付着が見られる、良好。
△:72時間条件下でガラス表面に1~3箇所に薄い粘着層成分の付着が見られ、120時間条件下でガラス表面の4箇所以上に薄い粘着層成分の付着が見られる/もしくはガラス表面の1~2箇所に濃い粘着層成分の付着が見られる、実用可。
×:72時間および120時間いずれの放置条件下おいても、ガラス表面の4箇所以上に薄い粘着層成分の付着が見られる/もしくはガラス表面の1~2箇所に濃い粘着層成分の付着が見られる、実用不可。
[評価結果]
評価結果を表3~8に示す。
Figure 0007322607000003
Figure 0007322607000004
Figure 0007322607000005
Figure 0007322607000006
Figure 0007322607000007
Figure 0007322607000008
本発明のアクリル共重合体(A)、硬化剤(B)、およびカチオン性親水基を有する1種以上の界面活性剤(S)を含有し、界面活性剤(S)は不揮発分換算でアミン価が0.1~150mgKOH/gであり、アクリル共重合体(A)100質量部に対する界面活性剤(S)の含有量が0.01~20質量部である、溶剤型粘着剤はいずれも、加熱前の粘着力が小さく、150℃加熱後の粘着力の上昇率が小さく、湿熱環境に曝されても被着体汚染の少ない粘着シートを製造することができた。
カチオン性親水基を有する界面活性剤(S)を含有しない比較例1で得られた粘着シートは、耐熱粘着力および中速剥離性が不良であった。
アクリル系共重合体(A)100質量部に対するカチオン性親水基を有する界面活性剤(S)の添加量を20質量部超である比較例2で得られた粘着シートは、粘着力、中速剥離性、および耐熱粘着力が不良であり、被着体汚染も顕著であった。
不揮発分換算でアミン価が150mgKOH/g超であるカチオン性親水基を有する比較用の界面活性剤(R)を添加した比較例3で得られた粘着シートは、中速剥離性および耐熱粘着力が不良であり、被着体汚染も顕著であった。
不揮発分換算でアミン価が0.1mgKOH/g未満であるカチオン性親水基を有する比較用の界面活性剤(R)を添加した比較例4、5で得られた粘着シートは、とくに耐熱粘着力が不良であった。

Claims (3)

  1. アクリル共重合体(A)、硬化剤(B)、カチオン性親水基を有する1種以上の界面活性剤(S)、および有機溶剤を含有し、
    アクリル共重合体(A)は、炭素数1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a1)および反応性官能基を有するモノマー(a2)を含むラジカル重合性モノマー混合物の共重合体であって、
    アクリル共重合体(A)を構成する全モノマー100質量%中、モノマー(a2)の割合が0.4~15質量%、アルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)の割合が10質量%未満であり、
    界面活性剤(S)は不揮発分換算でアミン価が0.1~0mgKOH/gであり、
    アクリル共重合体(A)100質量部に対する界面活性剤(S)の含有量が0.01~20質量部であ
    硬化後のゲル分率が50%以上である無機フィラーを含有しない溶剤型粘着剤。
  2. 界面活性剤(S)は、不揮発分換算で酸価が10mgKOH/g以下である、請求項1記載の溶剤型粘着剤。
  3. 基材シートと、請求項1または2に記載の溶剤型粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む、粘着シート。
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