JP7323644B2 - 2液硬化型ウレタン粘着剤、2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物及びウレタン粘着シート - Google Patents

2液硬化型ウレタン粘着剤、2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物及びウレタン粘着シート Download PDF

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Description

本発明は、2液硬化型ウレタン粘着剤、2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物及びウレタン粘着シートに関する。
光学部材シートは、基材(ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びガラス等)に粘着剤を積層したものが用いられる。光学部材シートは、偏光板等の光学部材の製造メーカーにおいては、光学部材を出荷する際の表面保護に使用されている。また、液晶ディスプレイ等の画像表示装置の製造メーカーにおいては、表示装置(液晶モジュール)の製造工程における光学部材の保護用途や光学部材同士の貼付等に使用されている。
これら光学部材シートには、主にアクリル粘着剤が用いられているが、被着体への追従性がよく、粘着特性が優れる等の理由でウレタン粘着剤も検討されている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に開示されているウレタン粘着剤では、粘着シートの強度を発現させるために硬化剤を多用したり、架橋点を増やしたり、ウレタン基濃度を増やしたりしなければならず、柔軟性が劣り、得られる粘着剤の硬化膜が脆くなったり、耐熱試験前後の粘着力の変化が大きくなったりする等の問題点があった。また、粘着シートの粘着力が十分に低くならないため、光学部材からシートを剥離する際に大きな力が必要となり、作業性が劣るという問題があった。
特開2006-182795号公報
本発明の課題は、優れた硬化膜物性を示し、非常に小さい力で剥離でき、耐熱試験前後の粘着力の変化が小さい粘着シートを得ることができる2液硬化型ウレタン粘着剤を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、主剤と硬化剤とを含有し、上記主剤は、水酸基価10~350mgKOH/gの多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)を必須成分とするポリオール成分(a)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを反応させてなる水酸基を有するウレタン樹脂(P)を含有し、上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、一般式(1)で表される分子末端にヒドロキシプロピル基を有するポリオキシアルキレンポリオール(a11)及び/又はそのエチレンオキサイド付加物(a12)であり、上記硬化剤は、イソシアネート基を有する架橋剤(D)を含有する2液硬化型ウレタン粘着剤;上記2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物;上記2液硬化型ウレタン粘着剤を用いてなるウレタン粘着シートである。
Figure 0007323644000001
[一般式(1)中、Xはm個の活性水素原子を有する化合物から全ての活性水素原子を除いたm価の残基;Aはフェニル基、ハロフェニル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2~12のアルキレン基;Zはプロピレン基;mは4~10の整数;pは0~199の整数、qは1~200の整数であって、1≦p+q≦200を満たす。]
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤は優れた硬化膜物性を示し、非常に小さい力で剥離でき、耐熱試験前後の粘着力の変化が小さい2液硬化型ウレタン粘着剤の粘着シートを得ることができる。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤においては、主剤がポリオール成分(a)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを反応させてなる水酸基を有するウレタン樹脂(P)を含有する。
本発明におけるポリオール成分(a)は、水酸基価10~350mgKOH/gの多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)を必須成分とする。
上記の多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)は、一般式(1)で表される分子末端にヒドロキシプロピル基を有するポリオキシアルキレンポリオール(a11)及び/又はそのエチレンオキサイド付加物(a12)を必須成分とする。
Figure 0007323644000002
[一般式(1)中、Xはm個の活性水素原子を有する化合物から全ての活性水素原子を除いたm価の残基;Aはフェニル基、ハロフェニル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2~12のアルキレン基;Zはプロピレン基;mは4~10の整数;pは0~199の整数、qは1~200の整数であって、1≦p+q≦200を満たす。]
一般式(1)におけるXは、m個の活性水素原子を有する化合物から全ての活性水素原子を除いたm価の残基であり、mは4~10の整数である。
mが4未満では得られる粘着剤の剥離力が上昇し、硬化膜が脆くなったり、粘着力が十分に低くならない。
mが10を超えると多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の粘度が高くなって、主剤と硬化剤との混合液の塗工時の粘度が高くなり、また硬化物のカット性も低下する。なお、上記の硬化物のカット性とは、2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物をカッターの刃等で切断した際に、切りくずの発生を抑制できる性質である。更に切断面が平滑であることが好ましい。硬化物のカット性は、一般的に、剥離力の低減と相反する性質である。
mは基材との密着性、剥離力低減及び硬化物のカット性向上の観点から、5~8であることが好ましく、6であることがより好ましい。
残基Xを構成するm個の活性水素原子を有する化合物としては、水酸基含有化合物、アミノ基含有化合物、カルボキシ基含有化合物及びチオール等の、水酸基、1級又は2級アミノ基、カルボキシ基及びメルカプト基から選ばれる基を有する化合物等が挙げられる。
上記水酸基含有化合物としては、4~10価の多価アルコール(ペンタエリスリトール、ソルビトール、キシリトール及びマンニトール等);これらの分子間又は分子内脱水物(例えばジペンタエリスリトール及びソルビタン等);ポリグリセリン(重合度2~8);糖類及びその誘導体(例えばグルコース、スクロース、フルクトース、α-メチルグルコシド及びグリコキシド等)等;m個の水酸基を有する数平均分子量2,000以下のポリマー又はオリゴマー{ポリアルカジエン(炭素数4~10)ポリオール(例えばポリブタジエンポリオール及びその水添物);ヒドロキシアルキル(炭素数2~4)(メタ)アクリレートの(共)重合体;ポリビニルアルコール(鹸化度60%以上)等};及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
なお、本発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、例えば以下の条件で測定することができる。
装置:「Waters Alliance 2695」[Waters社製]
カラム:「Guardcolumn Super H-L」(1本)、「TSKgel SuperH2000、TSKgel SuperH3000、TSKgel SuperH4000(いずれも東ソー株式会社製)を各1本連結したもの」
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:10μl
流量:0.6ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリエチレングリコール
アミノ基含有化合物としては、活性水素原子を4~10個有するポリアミン類[炭素数2~12又はそれ以上の脂肪族ジアミン{炭素数2~12のアルキレンジアミン(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等)、炭素数6~15の脂環式ジアミン(1,4-ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン及び4,4’-ジアミノシクロヘキシルメタン等)}、炭素数6~15の芳香族ジアミン{m-又はp-フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルメタン及び2,2-ビス(4,4’-ジアミノフェニル)プロパン等}、炭素数8~15の芳香脂肪族ジアミン(m-又はp-キシリレンジアミン等)、炭素数4~10の複素環式ポリアミン{ピペラジン、アミノアルキル(炭素数2~4)ピペラジン(例えばアミノエチルピペラジン)、アミノアルキル(炭素数2~4)イミダゾール等}、アルキレン基の炭素数が2~4であるポリアルキレンポリアミン{ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、数平均分子量2,000以下のポリエチレンイミン及びモノ-、ジ-又はトリ-アルキル(炭素数1~4)ポリアルキレンポリアミン(例えばジメチルトリエチレンテトラミン等)}等];ヒドロキシアルキル基(炭素数2~4)のモノ-又はジ-アルカノール(炭素数2~4)アミン(N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等);アミノ基を1個又は2個以上有する数平均分子量が2,000以下のポリマー又はオリゴマー[アミノアルキル(炭素数2~4)(メタ)アクリレート(共)重合体等];及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
カルボキシ基含有化合物としては、炭素数8~30の芳香族ポリカルボン酸(例えば、ナフタレンテトラカルボン酸及びピロメリット酸等)、不飽和カルボン酸重合体[数平均分子量が2,000以下の(メタ)アクリル酸(共)重合物等]及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
チオールとしては、炭素数が2~6又はそれ以上の4~10価のポリチオール(例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等)等が挙げられる。
これらの内で硬化性の観点から好ましいのは、水酸基含有化合物及びアミノ基含有化合物であり、更に好ましいのは4~10価の多価アルコール{ペンタエリスリトール、ソルビトール、キシリトール及びマンニトール等};これらの分子間又は分子内脱水物(例えばジペンタエリスリトール及びソルビタン;ポリグリセリン(重合度2~8);糖類及びその誘導体(例えばグルコース、フルクトース、スクロース、α-メチルグルコシド及びグリコキシド等)等である。
一般式(1)におけるAは、フェニル基、ハロフェニル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2~12のアルキレン基であり、炭素数2~12の直鎖又は分岐のアルキレン基、炭素数6~10のシクロアルキレン基及びこれらの有する水素原子の少なくとも一部がフェニル基、ハロフェニル基又はハロゲン原子(Cl及びBr等)で置換されたもの等が挙げられる。
Aの具体例としては、エチレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、1,2-、2,3-、1,3-又は1,4-ブチレン基、炭素数5~12の1,2-アルキレン基(1,2-ドデシレン基等)、1,2-シクロヘキシレン基、クロロプロピレン基、ブロモプロピレン基、フェニルエチレン基及びクロロフェニルエチレン基等が挙げられる。
一般式(1)における(A-O)は、残基Xを構成するm個の活性水素原子を有する化合物にアルキレンオキサイド(以下、AOと略記)を付加して得られる、AOに由来する部分である。用いられるAOとしては、エチレンオキサイド(以下、EOと略記)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、POと略記)、1,3-プロピレンオキサイド、1,2-、1,3-、2,3-又は1,4-ブチレンオキサイド(以下、ブチレンオキサイドをBOと略記)、炭素数5~12のα-オレフィンオキサイド、エピハロヒドリン(エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン等)、スチレンオキサイド、クロロスチレンオキサイド、1,2-シクロヘキセンオキサイド及びこれらの2種以上の併用が挙げられ、p個の(A-O)が2種以上のオキシアルキレン基で構成される場合の結合様式はブロック又はランダムのいずれでもよい。これらの内で硬化物の柔軟性の観点から好ましいのはPO及び1,2-BOである。
一般式(1)におけるZはプロピレン基であり、具体的には1,2-又は1,3-プロピレン基である。
一般式(1)におけるpは0~199の整数、qは1~200の整数であって、1≦p+q≦200を満たす。p+qの値は、基材との密着性の観点から、50以下であることが好ましく、30以下であることが更に好ましい。
また、上記の多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)は、分子末端に一般式(2)で表される基及び/又は一般式(3)で表される基を有するポリオールであることが好ましい。
Figure 0007323644000003
Figure 0007323644000004
一般式(2)及び一般式(3)において、aはそれぞれ独立に0以上の整数である。aが0の場合、一般式(2)及び(3)はポリオキシアルキレンポリオール(a11)の分子末端を表し、aが1以上の場合、一般式(2)及び(3)はポリオキシアルキレンポリオール(a11)のエチレンオキサイド付加物(a12)の分子末端を表す。
また、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の合計個数の割合は、硬化物の破断強度及びカット性の観点から、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の個数及び一般式(3)で表される基の個数の合計を基準として40%以上であることが好ましく、更に好ましくは60%以上である。
ポリオキシアルキレンポリオール(a11)が分子末端にヒドロキシプロピル基を有することの確認は、例えばH-NMR法により行うことができる。ヒドロキシプロピル基には下記化学式(4)で表される1級水酸基(1級炭素に結合した水酸基)含有基と、下記化学式(4’)で表される2級水酸基(2級炭素に結合した水酸基)含有基とが含まれる。ポリオキシアルキレンポリオール(a11)における1級水酸基含有基と2級水酸基含有基の合計数に対する1級水酸基含有基の数の割合である1級水酸基含有率(以下、1級化率と略記)は、粘着力の観点から好ましくは40%以上、更に好ましくは60%以上である。
Figure 0007323644000005
Figure 0007323644000006
1級化率は、予め試料を前処理(エステル化)した後に、H-NMR法により測定して求めることができる。
H-NMR法の詳細を以下に説明する。
<試料調製法>
測定試料約30mgを直径5mmのNMR用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶媒を加え溶解する。その後、約0.1mlの無水トリフルオロ酢酸を添加し分析用試料とする。上記重水素化溶媒としては、例えば、重水素化クロロホルム、重水素化トルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素化ジメチルホルムアミド等から、試料を溶解させることのできる溶媒を適宜選択する。
<NMR測定>
一般的な条件でH-NMR測定を行う。
<1級化率の計算方法>
上に述べた前処理の方法により、ポリオキシアルキレンポリオールの末端の水酸基は、添加した無水トリフルオロ酢酸と反応してトリフルオロ酢酸エステルとなる。その結果、1級水酸基が結合したメチレン基由来の信号は4.3ppm付近に観測され、2級水酸基が結合したメチン基由来の信号は5.2ppm付近に観測される。1級化率は次の計算式により算出する。
1級化率(%)=[x/(x+2×y)]×100
[但し、xは4.3ppm付近の1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号の積分値であり、yは5.2ppm付近の2級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分値である。]
上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)は、言い換えると、以下の条件を満たすことが好ましい。
上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、上記ポリオキシアルキレンポリオール(a11)のみである場合は、ポリオキシアルキレンポリオール(a11)の1級水酸基含有率が少なくとも40%であることが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオール(a11)が2種以上の場合は、その混合物の1級水酸基含有率が少なくとも40%であることが好ましい。
また、上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、上記エチレンオキサイド付加物(a12)のみである場合は、エチレンオキサイド付加前の(a11)の1級水酸基含有率が少なくとも40%であることが好ましい。エチレンオキサイド付加前の(a11)が2種以上の場合は、その混合物の1級水酸基含有率が少なくとも40%であることが好ましい。
また、上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、上記ポリオキシアルキレンポリオール(a11)とエチレンオキサイド付加物(a12)との混合物である場合は、(a12)のエチレンオキサイド付加前の(a11)と、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が含有する(a11)との混合物が存在すると仮定した場合に、その混合物の1級水酸基含有率が少なくとも40%であることが好ましい。
また、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の合計個数の割合は、硬化物の破断強度及びカット性向上の観点から、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の個数及び一般式(3)で表される基の個数の合計を基準として60%以上であることが更に好ましい。
ポリオキシアルキレンポリオール(a11)は、例えば特開2000-344881号公報に記載の方法で製造することができる。ポリオキシアルキレンポリオール(a11)の好ましい例としては、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン触媒(以下、TPBと略記)の存在下で、下記一般式(5)で表される活性水素含有化合物(a0)に、POを開環付加重合させたもの等が挙げられる。TPBを触媒に用いてPO開環付加重合を実施した場合、末端の水酸基が選択的に化学式(4)の基になるようにPO付加が進行する傾向がある。
Figure 0007323644000007
一般式(5)におけるX、A、p及びmは、上記一般式(1)におけるものと同じである。
活性水素含有化合物(a0)の具体例としては、pが0の場合は、一般式(1)の残基を構成するm個の活性水素原子を有する化合物として例示したものと同様のものが挙げられる。
なお、本明細書において、一般式(5)におけるpが0の化合物にPOを付加して得られた化合物は、一般式(1)におけるpが0であり、qが1以上である化合物とする。
pが1以上の場合の活性水素含有化合物(a0)は、残基Xを構成する化合物に、AOを従来公知の触媒(アルカリ金属水酸化物等)を用いて(共)付加させて得られるポリオールである。好ましい例としては、ペンタエリスリトールのPO付加物又はPO/1,2-BO共付加物(ブロック又はランダム)、ジペンタエリスリトールのPO付加物又はPO/1,2-BO共付加物(ブロック又はランダム)、ポリグリセリンのPO付加物又はPO/1,2-BO共付加物(ブロック又はランダム)、ソルビトールのPO付加物又はPO/1,2-BO共付加物(ブロック又はランダム)、スクロースのPO付加物又はPO/1,2-BO共付加物(ブロック又はランダム)等が挙げられる。
活性水素含有化合物(a0)にPOを開環付加重合させて多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)を製造する際のTPBの使用量は特に限定されないが、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の重量に基づいて好ましくは0.00005~10重量%、更に好ましくは0.0001~1重量%である。
POの付加モル数は、活性水素含有化合物(a0)の活性水素原子1個当たり、1~200モル、好ましくは2~100モル、更に好ましくは3~30モルである。残基Xを構成する化合物の活性水素原子1個当たりの全AO(第1段階のAO及び第2段階のPOの合計)の付加モル数は1~200モル、好ましくは3~100モルである。これらの付加モル数が200モルを超えると多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の粘度が高くなり、主剤と硬化剤との混合液の粘度が高くなって、硬化物のカット性も低下する。
従って、一般式(1)におけるqは、1~200、好ましくは2~100、更に好ましくは3~30である。また、一般式(1)におけるp+qは、1~200、好ましくは3~100である。
POを開環付加重合させる際の反応温度は、好ましくは0~250℃、更に好ましくは20~180℃である。反応温度制御の観点から活性水素含有化合物(a0)とTPBの混合物にPOを滴下するか、あるいは活性水素含有化合物(a0)にPOとTPBとの混合物を滴下する方法が好ましい。
製造された付加重合物はTPBを含んでいるため、合成珪酸塩(マグネシウムシリケート及びアルミニウムシリケート等)及び活性白土等の吸着剤を用いて吸着除去処理することが好ましい。
ポリオキシアルキレンポリオール(a11)のEO付加物(a12)は、常用される方法でポリオキシアルキレンポリオール(a11)にEOを付加させて得ることができる。付加されるオキシエチレン基の量は、EO付加物(a12)が有するオキシアルキレン基の総重量に基づいて40重量%以下、好ましくは30重量%以下、特に好ましくは10重量%以下である。
本発明におけるポリオール成分(a)中のポリオキシアルキレンポリオール(a11)及び/又はEO付加物(a12)の合計の含有量は、ポリオール成分(a)の重量に基づいて好ましくは50重量%以上、更に好ましくは70重量%以上である。50重量%未満では本発明の効果が得られ難い場合がある。
多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の水酸基価は、10~350mgKOH/gである。水酸基価が10mgKOH/g未満の場合、硬化物のカット性が悪化する。水酸基価が350mgKOH/gを超える場合、剥離力が上昇してしまい、また、粘着剤と被着体との張り合わせ性能が悪化(気泡発生による歩留まりが悪化)する。
多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の水酸基価は、硬化物のカット性向上の観点から、28mgKOH/g以上であることが好ましく、45mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
水酸基価は、JIS K 1557-1に記載の方法により測定することができる。
ポリオキシアルキレンポリオール(a11)及びそのEO付加物(a12)はそれぞれ2種以上併用してもよい。併用の態様としては、例えばベース剤[一般式(1)中の残基Xを構成するm個の活性水素原子を有する化合物]のタイプの異なるもの[例えば多価アルコール(ソルビトール等)をベースとするものとポリアミン(トリエチレンテトラミン等)をベースとするもの]、官能基数[一般式(1)中のm]の異なるもの[例えば4~5官能化合物(ペンタエリスリトール等)をベースとするものと5~10官能化合物(ジペンタエリスリトール、ソルビトール及びスクロース等)をベースとするもの]、水酸基価又はAO付加モル数[一般式(1)中のp+q]の異なるもの[水酸基価300mgKOH/g以上のものと300mgKOH/g未満(好ましくは30mgKOH/g以上、300mgKOH/g未満)のもの]の併用等が挙げられる。
本発明におけるポリオール成分(a)を構成する多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)の好ましい具体例としては、ペンタエリスリトールのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)、ジペンタエリスリトールのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)、ポリグリセリンのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)、ソルビトールのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)、スクロースのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)等が挙げられる。これらのうち、粘着剤の膜強度と浮き剥がれがなく剥がすときに容易に剥がすことができる観点から更に好ましくはソルビトールのPO付加物及びPO/1,2-BO共付加物(ブロック)であり、特に好ましくはソルビトールのPO50~200モル付加物である。
本発明におけるポリオール成分(a)は、上記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)以外に、その他のポリオール(a2)を含有することができる。
その他のポリオール(a2)としては、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)以外のものであり、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアルカジエンポリオール及びアクリルポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ-3-メチルテトラメチレンエーテルグリコール、共重合ポリオキシアルキレンジオール[末端にヒドロキシプロピル基を有しないEO/PO共重合ジオール、THF/EO共重合ジオール及びTHF/3-メチルテトラヒドロフラン共重合ジオール等(重量比は例えば1/9~9/1)]及びビスフェノール系化合物のAO付加物であって末端にヒドロキシプロピル基を有しないもの;3官能以上のポリエーテルポリオールであって末端にヒドロキシプロピル基以外のヒドロキシアルキル基を含むもの、例えば3価以上の多価アルコールのAO付加物[グリセリンのAO付加物及びトリメチロールプロパンのAO付加物等];並びにこれらの1種以上をメチレンジクロライドでカップリングしたもの等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、ヒマシ油脂肪酸エステルポリオール(例えばヒマシ油、部分脱水ヒマシ油及びヒマシ油脂肪酸エステル);
ポリ(n=2~3又はそれ以上)カルボン酸[脂肪族飽和又は不飽和ポリカルボン酸(炭素数2~40、例えばシュウ酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及び二量化リノール酸)、芳香環含有ポリカルボン酸(炭素数8~15、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及び2,6-ナフタレンジカルボン酸)及び脂環式ポリカルボン酸(炭素数7~15、例えば1,3-シクロペンタンジカルボン酸及び1,4-シクロヘキサンジカルボン酸)等]とポリオール[例えば上記水酸基含有化合物、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)及びその他のポリオール(a2)等]から形成される線状又は分岐状ポリエステルポリオール;
ポリラクトンポリオール[例えば上記水酸基含有化合物(2~3価)の1種又は2種以上の混合物をベース剤としてこれに(置換)カプロラクトン(炭素数6~10、例えばε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン及びε-メチル-ε-カプロラクトン)を触媒(有機金属化合物、金属キレート化合物及び脂肪酸金属アシル化合物等)の存在下に付加重合させたポリオール(例えばポリカプロラクトンポリオール)];末端にカルボキシ基及び/又は水酸基を有するポリエステルにAO(EO及びPO等)を付加重合させて得られるポリエーテルエステルポリオールであってポリオキシアルキレンポリオール(a11)にも、そのEO付加物(a12)にも該当しないもの;
ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
ポリオレフィンポリオールとしては、ポリイソブテンポリオール等が挙げられる。
ポリアルカジエンポリオールとしては、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添化ポリイソプレンポリオール及び水添化ポリブタジエンポリオール等が挙げられる。
アクリルポリオールとしては、(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1~30)エステル[ブチル(メタ)アクリレート等]と水酸基含有アクリルモノマー[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等]との共重合体等が挙げられる。
その他のポリオール(a2)を使用する場合、その含有量は、ポリオール成分(a)の合計重量に基づいて0.1~5重量%が好ましい。
本発明におけるポリオール成分(a)の水酸基当量(水酸基1個当たりの数平均分子量)は500以上であることが好ましい。
本発明におけるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)は、ポリオール成分(ap)とポリイソシアネート成分(bp)とからなるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
上記ポリオール成分(ap)としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアルカジエンポリオール及びアクリルポリオール等を用いることができる。このうち、得られるウレタン粘着シートの強度及び剥離力低減の観点から、好ましくはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びアクリルポリオールであり、更に好ましくは2官能ポリエーテルポリオールであり、特に好ましくは2官能ポリプロピレングリコール及び2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコール又はこれらの誘導体(メチレン基が有する水素原子を炭素数1~4のアルキル基で置換した化合物等)である。上記炭素数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等が挙げられる。
また、硬化物のカット性向上及び剥離力低減の観点から好ましいのは2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコール又はその誘導体である。
本発明におけるポリイソシアネート成分(bp)としては、2~3個又はそれ以上のイソシアネート基を有するものが含まれ、例えば、炭素数4~22の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(bp1)、炭素数8~18の脂環式ポリイソシアネート(bp2)、炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(bp3)、炭素数10~18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(bp4)及びこれらのポリイソシアネートの変性物(bp5)等が挙げられる。
ポリイソシアネート成分(bp)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
炭素数4~22の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(bp1)としては、例えばエ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(以下、HDIと略記)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート及び2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。
炭素数8~18の脂環式ポリイソシアネート(bp2)としては、例えばイソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略記)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(以下、水添MDIと略記)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート及び2,5-又は2,6-ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(bp3)としては、例えば1,3-又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート(以下、TDIと略記)、粗製TDI、4,4’-又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略記)、粗製MDI、ポリアリールポリイソシアネート、4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート及びm-又はp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等が挙げられる。
炭素数10~18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(bp4)としては、例えばm-又はp-キシリレンジイソシアネート及びα,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
(bp1)~(bp4)のポリイソシアネートの変性物(bp5)としては、上記ポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロハネート基、ウレア基、ビウレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基又はオキサゾリドン基含有変性物等;遊離イソシアネート基含有量が8~33重量%、好ましくは10~30重量%、特に12~29重量%のもの)、例えば変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDI等)、ウレタン変性TDI、ビウレット変性HDI、イソシアヌレート変性HDI及びイソシアヌレート変性IPDI等のポリイソシアネートの変性物が挙げられる。
これらのポリイソシアネート成分(bp)のうち、得られるウレタン粘着シートの強度及び粘着力の観点から、好ましくは炭素数4~22の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(bp1)及び炭素数8~18の脂環式ポリイソシアネート(bp2)であり、更に好ましくはHDI及びIPDIである。
ウレタンプレポリマー(b)としては、一般式(6)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0007323644000008
一般式(6)において、Lはポリイソシアネート成分(bp)からイソシアネート基を除いた2価の基であり、Uはウレタン結合を表し、Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、bは20~70の整数、sの数平均値は1.01~10である。上記sの数平均値は、一般式(6)で表される化合物の数平均分子量から計算される平均値である。
上記炭素数1~4のアルキル基としては、上記ポリオール成分(ap)である2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコールの誘導体について例示した炭素数1~4のアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(6)において、bは25~60の整数であることが好ましい。
一般式(6)において、sの数平均値は1.01~5であることが好ましい。
ウレタンプレポリマー(b)としては、また、上記一般式(6)における(CHR-CHR-CHR-CHR-O)の部分の数平均分子量が1,400~5,100である化合物が好ましく、2,000~3,000である化合物が更に好ましい。
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)において、ポリオール成分(ap)とポリイソシアネート成分(bp)とを反応させる場合の(ap)の活性水素含有基の当量に対する(bp)のイソシアネート基の当量の比率(イソシアネート基の当量/活性水素含有基の当量)は、得られるウレタン粘着シートの強度及び粘着力の観点から、好ましくは1.1~2.0、更に好ましくは1.2~1.8、特に好ましくは1.3~1.7である。
また、ウレタンプレポリマー(b)の重量平均分子量は、得られるウレタン粘着シートの強度及び粘着力の観点から、好ましくは2,000~100,000、更に好ましくは3,000~50,000、特に好ましくは4,000~30,000である。ウレタンプレポリマー(b)の重量平均分子量は、後述の方法で測定することができる。
上記ウレタンプレポリマー(b)は、2官能(即ち、ウレタンプレポリマー(b)1モルが有するイソシアネート基が2モルである化合物)であることが好ましい。
上記ウレタンプレポリマー(b)は、ウレタンプレポリマー(b)の重量に基づくイソシアネート基含量が0.1~12重量%であることが好ましく、0.3~1.5重量%であることが更に好ましい。
上記のイソシアネート基含量は、JISK7301-1995、6.3イソシアネート基含有率に準拠して測定される。
本発明のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)は、ポリオール成分(ap)とポリイソシアネート成分(bp)とを一般的な方法により反応させることにより得ることができる。
本発明におけるウレタンプレポリマー(b)の製造方法としては、例えば溶剤(トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン及びテトラヒドロフラン等)の存在下又は非存在下で、ポリオール成分(ap)とポリイソシアネート成分(bp)を反応させる方法が挙げられる。(bp)のイソシアネートの当量に対する(ap)の活性水素含有基の当量の比率を少なくする(好ましくは上記の(ap)の活性水素含有基の当量に対する(bp)のイソシアネート基の当量の比率範囲で調整する)ことによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)を製造することができる。
また、上記の反応は、ゲル化防止剤(後述の硬化遅延剤と同様と化合物を用いることができる)存在下で実施しても良い。
反応には、公知の反応装置(撹拌機を備えた混合槽及びスタティックミキサー等)が使用でき、反応温度は、反応性及び熱劣化抑制の観点から好ましくは10~160℃、更に好ましくは25~120℃であり、安定性の観点から気相部を窒素で置換することが好ましい。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤の主剤を構成する水酸基を有するウレタン樹脂(P)は、上記ポリオール成分(a)と上記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを一般的な方法により反応させることにより得ることができる。
ポリオール成分(a)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを反応させる場合のポリオール成分(a)の活性水素含有基の当量に対するウレタンプレポリマー(b)のイソシアネート基の当量の比率(イソシアネート基の当量/活性水素含有基の当量)は、得られるウレタン粘着シートの強度及び粘着力の観点から、0.05~0.7、好ましくは0.1~0.5、更に好ましくは0.15~0.4である。
ウレタン樹脂(P)は、下記一般式(7)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 0007323644000009
一般式(7)において、Kはポリオール成分(a)の化合物から2つ以上のOH基を除いた2~10価の基であり、U、R、及びLは上記と同じである。
一般式(7)において、bは20~70の整数であり、25~60の整数であることが好ましい。
一般式(7)において、sの数平均値は1.01~10であり、1.01~5であることが好ましい。
一般式(7)において、tは1以上の整数であり、1~10の整数であることが好ましい。tが2以上の場合、[K-U-[L-U-(CHR-CHR-CHR-CHR-O)-U]-L-U]で表されるブロックは直鎖状に結合している。
一般式(7)において、Kが3価以上の基である場合、一般式(7)の末端のヒドロキシ基が結合するKは、一般式(7)に示すU以外に、更に1つ以上のウレタン結合を有していても良い(つまり、上記Kは2つ以上のウレタン結合を有していても良い)。
また、上記Kが一般式(7)に示すU以外のウレタン結合を1以上有する場合、KはU以外のウレタン結合を介して[K-U-[L-U-(CHR-CHR-CHR-CHR-O)-U]-L-U]で表されるブロックを有していても良い。KがU以外のウレタン結合を介して上記ブロックを有する場合、一般式(7)で表される化合物は、複数の上記ブロックがKを起点とした枝分かれ構造になっている。
ウレタン樹脂(P)が含有する一般式(7)で表される化合物の重量割合は、剥離力低減及び硬化物のカット性向上の観点から、ウレタン樹脂(P)の重量を基準として、30重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることが更に好ましく、80重量%以上であることが特に好ましく、90重量%以上であることが最も好ましい。
上記のウレタン樹脂(P)の重量平均分子量は、硬化物の破断強度、破断伸度、カット性及び硬化性の観点から、10,000~500,000であることが好ましく、120,000~500,000であることが更に好ましい。
本発明におけるウレタンプレポリマー(b)及びウレタン樹脂(P)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、例えば以下の条件で測定することができる。なお、ウレタンプレポリマー(b)を測定する場合は、ウレタンプレポリマー(b)が有する全てのイソシアネート基をメタノールで反応させたものについて、重量平均分子量を測定する。更に、イソシアネート基含量からメタノール由来の重量を計算し、測定した重量平均分子量から、これを差し引いた値を、ウレタンプレポリマー(b)の重量平均分子量とする。
装置:「HLC-8120GPC」[東ソー(株)製]
ガードカラム:「Guardcolumn HXL-H」[東ソー(株)製]
カラム:「TSKgel GMHXL」[東ソー(株)製]
試料溶液:0.125重量%のジメチルホルムアミド(LiBr 0.01M含有)溶液
溶液注入量:100μl
流量:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン
本発明における水酸基を有するウレタン樹脂(P)の製造方法としては、既知のウレタン樹脂の製造方法が使用でき、例えば溶剤(トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン及びテトラヒドロフラン等)の存在下又は非存在下で、ポリオール成分(a)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを反応させる方法が挙げられる。ウレタンプレポリマー(b)のイソシアネートの当量に対するポリオール成分(a)の活性水素含有基の当量の比率を多くする(好ましくは上記のポリオール成分(a)の活性水素含有基の当量に対するウレタンプレポリマー(b)のイソシアネート基の当量の比率範囲で調整する)ことによって、末端に水酸基を有するウレタン樹脂(P)を製造することができる。
また、上記の反応は、ゲル化防止剤(後述の硬化遅延剤と同様の化合物を用いることができる)の存在下で実施しても良い。ゲル化防止剤を使用することでウレタン樹脂(P)をゲル化させることなく高分子量化できるため、カット性や破断伸度を高めることができる。
反応には、公知の反応装置(撹拌機を備えた混合槽及びスタティックミキサー等)が使用でき、反応温度は、反応性及び熱劣化抑制の観点から好ましくは10~160℃、更に好ましくは25~120℃であり、安定性の観点から気相部を窒素で置換することが好ましい。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤は、上記ウレタン樹脂(P)を含有する主剤とイソシアネート基を有する架橋剤(D)を含有する硬化剤とを含有する。
イソシアネート基を有する架橋剤(D)としては、ポリイソシアネート成分(bp)として例示したポリイソシアネート等が挙げられる。
硬化性の観点からは、架橋剤(D)の平均官能基数は2~6又はそれ以上であることが好ましく、更に好ましくは2~5、特に好ましくは3~4である。
本発明における2液硬化型ウレタン粘着剤、2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物及び2液硬化型ウレタン粘着剤を用いてなる粘着シートを製造する際、用途及び硬化性の要求度に応じて、ウレタン化触媒を用いることができる。
ウレタン化触媒としては、金属触媒及びアミン触媒等が挙げられる。金属触媒としては、錫系触媒(トリメチルチンラウレート、トリメチルチンヒドロキサイド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート及びジブチルチンマレエート等);鉛系触媒(オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、ナフテン酸鉛及びオクテン酸鉛等);ビスマス系触媒(ビスマスカルボキシレート、ビスマスアルコキシド及びジカルボニル基を有する化合物とビスマスとのキレート化合物等);チタン系触媒(イソプロポキシトリN-エチルアミノエチルアミナートチタン、テトラブチルチタネート及びテトライソプロポキシビスジオクチルホスファイトチタン等);亜鉛系触媒(有機亜鉛錯体等);ジルコニウム系触媒(ジルコニウムテトラアセチルアセトナート及びジルコニウムトリブトキシアセチルアセトナート等);アルミ系触媒(アルミニウム錯体等);鉄系触媒[鉄のカルボキシレート化合物(乳酸鉄及びリシノール酸鉄等)、フェロセン系化合物(フェロセン及びアセチルフェロセン等)及びフタロシアニン鉄等]及びその他の金属触媒(ナフテン酸コバルト等のナフテン酸金属塩及びフェニル水銀プロピオン酸塩等)が挙げられる。
アミン触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジアザビシクロアルケン〔1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7[DBU(サンアプロ(株)製、登録商標)]等〕、ジアルキル(炭素数1~3)アミノアルキル(炭素数2~4)アミン(ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン及びジプロピルアミノプロピルアミン等)、複素環式アミノアルキル(炭素数2~6)アミン[2-(1-アジリジニル)エチルアミン、4-(1-ピペリジニル)-2-ヘキシルアミン等]並びにN-メチル及びN-エチルモルホリン等が挙げられる。
これらの内で好ましいのはジアザビシクロアルケン、ビスマス系触媒、錫系触媒及び亜鉛系触媒であり、特に好ましいのはDBU、ビスマスカルボキシレート、ジブチルチンジラウレート及び有機亜鉛錯体である。
ウレタン化触媒の使用量は用途により異なるが、高い速硬化性が要求される場合は2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて好ましくは3,000ppm以下、更に好ましくは1~2,000ppm、特に好ましくは10~1,000ppmである。ウレタン化触媒は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、更に、上記ウレタン樹脂(P)の製造方法で例示した溶剤、酸化防止剤、硬化遅延剤、紫外線吸収剤、可塑剤、粘着性付与剤、充填剤及び顔料等の添加剤を含有することができる。添加剤は、主剤、硬化剤のいずれに添加してもよいし、主剤と硬化剤の配合時に添加してもよいが、主剤に予め添加しておくことが好ましい。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール化合物〔トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリチル-テトラキス[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]及び2,2-チオ-ジエチレンビス[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]等〕及び亜リン酸エステル化合物[トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトール-ジ-ホスファイト及びテトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)4,4’-ビフェニレン-ジ-ホスホナイト等]等が挙げられる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。酸化防止剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、酸化防止効果及び粘着力の観点から好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0.05~1重量%である。
硬化遅延剤としては、2,4-ペンタンジオン(アセチルアセトン)、3-メチル-2,4-ペンタンジオン、2,4-ヘキサンジオン、2,2-ジメチル-3,5-ヘキサンジオン、2,4-ヘプタンジオン、3,5-ヘプタンジオン、2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオン、2,4-オクタンジオン、2,2,7-トリメチル-3,5-オクタンジオン、2,4-ノナンジオン、3-メチル-2,4-ノナンジオン、2-メチル-4,6-ノナンジオン、1-フェニル-1,3-ブタンジオン(ベンゾイルアセトン)、ジベンゾイルメタン及び2-フロイルベンゾイルメタン等のβ-ジケトン;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸ブチル、プロピオニル酢酸メチル、プロピオニル酢酸エチル、プロピオニル酢酸プロピル、プロピオニル酢酸イソプロピル、プロピオニル酢酸ブチル、ブチリル酢酸メチル、ブチリル酢酸エチル、ブチリル酢酸プロピル、カプロイル酢酸メチル、カプロイル酢酸エチル、カプロイル酢酸プロピル及びカプロイル酢酸ブチル等のβ-ケトエステル;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸メチルエチル、マロン酸ジイソプロピル及びマロン酸ジブチル等のマロン酸ジアルキルエステル;N,N-ジメチルアセトアセトアミド及びN-エチルアセトアセトアミド等のアセトアセトアミド等が挙げられる。これらの硬化遅延剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。硬化遅延剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、硬化遅延効果及び粘着力の観点から好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0.01~3重量%である。
紫外線吸収剤としては、サリチル酸誘導体(サリチル酸フェニル、サリチル酸-p-オクチルフェニル及びサリチル酸-p-第3ブチルフェニル等)、ベンゾフェノン化合物[2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノントリヒドレート、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(2-ヒドロキシ-3-メタクリロキシ)プロポキシベンゾフェノン及びビス(2-メトキシ-4-ヒドロキシ-5-ベンゾイルフェニル)メタン等]、ベンゾトリアゾール化合物{2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチル-フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチル-フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-メチル-フェニル)-5-クロロベンゾトリアゾ-ル、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチル-フェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-4’-n-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾ-ル、2-[2’-ヒドロキシ-3’-(3”,4”,5”,6”-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル]ベンゾトリアゾール及び2,2-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール]等};シアノアクリレート化合物(2-エチルヘキシル-2-シアノ-3,3’-ジフェニルアクリレート及びエチル-2-シアノ-3,3’-ジフェニルアクリレート等)等が挙げられる。紫外線吸収剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。紫外線吸収剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、紫外線吸収効果及び粘着力の観点から好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0.1~1重量%である。
可塑剤としては、炭化水素[プロセスオイル、液状ポリブタジエン、液状ポリイソブチレン、液状ポリイソプレン、流動パラフィン、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、エチレンとα-オレフィン(炭素数3~20)の共重合(重量比0.1/99.9~99.9/0.1)オリゴマー(重量平均分子量5,000~100,000)及びプロピレンとα-オレフィン(炭素数4~20)との共重合(重量比0.1/99.9~99.9/0.1)オリゴマー(重量平均分子量5,000~100,000)];塩素化パラフィン;エステル〔フタル酸エステル[ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジデシルフタレート、ジラウリルフタレート、ジステアリルフタレート及びジイソノニルフタレート等]、アジピン酸エステル[ジ(2-エチルヘキシル)アジペート(DOA)及びジオクチルアジペート等]及びセバシン酸エステル(ジオクチルセバケート等)等、脂肪酸エステル(ステアリン酸ブチル、パルミチン酸2-エチルヘキシル、ステアリン酸2-エチルヘキシル、べへニン酸モノグリセライド、2-エチルヘキサン酸セチル、パルミチン酸イソプロピル、イソステアリン酸コレステリル、ヤシ脂肪酸メチル、ラウリン酸メチル、オレイン酸メチル、ステアリン酸メチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸オクチルドデシル、ミリスチン酸ミリスチル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸2-エチルヘキシル、ステアリン酸イソトリデシル、2-エチルヘキサン酸トリグリセライド、ラウリン酸ブチル及びオレイン酸オクチル等)、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸2-エチルヘキシル等)〕;動植物油脂(リノール酸及びリノレン酸等);及びこれらの内の水素添加可能な不飽和二重結合を有するものの水素添加物等が挙げられる。可塑剤は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。可塑剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、粘着剤の凝集力の観点から好ましくは100重量%以下、更に好ましくは1~50重量%、特に好ましくは3~40重量%、とりわけ好ましくは5~35重量%、最も好ましくは10~30重量%である。
可塑剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、例えば以下の条件で測定することができる。
装置:「HLC-8120GPC」[東ソー(株)製]
カラム:「Guardcolumn HXL-H」(1本)、「TSKgel GMHXL」(2本)[いずれも東ソー(株)製]
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:100μl
流量:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン
粘着性付与剤としては、例えばテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、フェノール樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、合成石油樹脂(脂肪族、芳香族又は脂環式合成石油樹脂等)、クマロン-インデン樹脂、キシレン樹脂、スチレン系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂及びこれらの内の水素添加可能な不飽和二重結合を有するものの水素添加物等が挙げられる。粘着性付与剤は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらの内、粘着力の観点から極性を有するものが好ましく、ロジン樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、キシレン樹脂及びこれらの水素添加物が更に好ましく、テルペンフェノール樹脂及びその水素添加物が特に好ましい。粘着性付与剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、粘着力及び耐熱性の観点から好ましくは100重量%以下、更に好ましくは1~50重量%、特に好ましくは3~40重量%、とりわけ好ましくは5~35重量%、最も好ましくは10~30重量%である。
充填剤としては、炭酸塩(炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウム等)、硫酸塩(硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム及び硫酸バリウム等)、亜硫酸塩(亜硫酸カルシウム等)、二硫化モリブデン、珪酸塩(珪酸アルミニウム及び珪酸カルシウム等)、珪藻土、珪石粉、タルク、シリカ及びゼオライト等が挙げられる。上記充填剤は、体積平均粒径が好ましくは0.01~5μm程度の微粒子であり、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。充填剤の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、粘着剤の凝集力の観点から好ましくは250重量%以下、更に好ましくは0.5~100重量%である。
顔料としては、無機顔料(アルミナホワイト、グラファイト、酸化チタン、超微粒子酸化チタン、亜鉛華、黒色酸化鉄、雲母状酸化鉄、鉛白、ホワイトカーボン、モリブデンホワイト、カーボンブラック、リサージ、リトポン、バライト、カドミウム赤、カドミウム水銀赤、ベンガラ、モリブデン赤、鉛丹、黄鉛、カドミウム黄、バリウム黄、ストロンチウム黄、チタン黄、チタンブラック、酸化クロム緑、酸化コバルト、コバルト緑、コバルト・クロム緑、群青、紺青、コバルト青、セルリアン青、マンガン紫及びコバルト紫等)及び有機顔料(シェラック、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、フタロシアニンブルー及び染色レーキ等)が挙げられる。上記顔料は、体積平均粒径が好ましくは0.01~5μm程度の微粒子であり、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。顔料の使用量は、2液硬化型ウレタン粘着剤の重量に基づいて、粘着剤の凝集力の観点から好ましくは250重量%以下、更に好ましくは0.1~50重量%である。
主剤と硬化剤を混合する際のNCO/OH比率(水酸基の当量に対するイソシアネート基の当量)は、得られる粘着シートの膜強度及び粘着力の観点から、好ましくは0.3~2.0、更に好ましくは0.5~1.5、特に好ましくは0.7~1.3である。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤の用途は特に限定されないが、例えば主剤と硬化剤を混合した後、ポリエステルフィルム及びポリオレフィンフィルム等の基材フィルムに塗布し硬化させ粘着シートを得て、光学部材に貼り合わせて表面保護フィルム等に使用することができる。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤を硬化させてなる硬化物、及び、本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤を用いてなるウレタン粘着シートも、本発明に包含される。
2液硬化型ウレタン粘着剤及びウレタン粘着シートを適用する光学部材としては、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ等に用いられる偏光板、位相差板、光拡散板、反射防止フィルム、電磁波シールドフィルム及びガラス基板等が挙げられる。
ウレタン粘着シートを形成する方法の具体例としては以下の方法等が挙げられる。
基材フィルムへの2液硬化型ウレタン粘着剤のコーティングには、グラビアコーター、リバースロールコーター、コンマコーター、スピンコーター、カーテンコーター、スロットコーター、バーコーター、コンマコーター、ダイコーター又はナイフコーター等を用いることができる。コーティング時の粘着剤の塗布量(固形分)は好ましくは0.5~300g/m、更に好ましくは1~200g/m、特に好ましくは10~100g/mである。
基材フィルムに適用するときの粘着剤の塗工温度は、塗工性及び熱劣化抑制の観点から好ましくは10~160℃、更に好ましくは25~130℃であり、塗工温度における粘着剤の粘度は成形性(厚塗りができ、硬化後に反り及びヒケ等の外観不良がないこと)及び塗工性の観点から好ましくは0.01~100Pa・s、更に好ましくは0.02~50Pa・s、特に好ましくは0.03~10Pa・sである。本発明における粘度はB型回転粘度計で測定される。
ラミネートには一般的に使用されるドライラミネーター又はエクストルージョンラミネーターが用いられる。ラミネート後、10~50℃で20~150時間養生することにより粘着剤が完全硬化する。
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物及びウレタン粘着シートのウレタン基濃度は、被着体との粘着力の観点から、主剤中の水酸基を有するウレタン樹脂(P)と硬化剤中の架橋剤(D)の合計重量に基づいて3~25重量%が好ましい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[ポリオキシアルキレンポリオールの製造]
<製造例1>
撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えたステンレス製オートクレーブに、ソルビトール100重量部と水酸化カリウム4.0重量部を仕込んだ後、原料供給ラインを通じてPO3,200重量部を反応温度が90~100℃を保つように制御しながら12時間かけて連続的に液相に投入した。100℃で3時間熟成した後、30重量部の合成珪酸塩{協和化学工業(株)製「キョーワード600」}と水40重量部を加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブから取り出し、孔径が1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリオキシアルキレンポリオール(a11-1)を得た。(a11-1)の水酸基価は66mgKOH/g、粘度は700mPa・s/25℃、1級化率は2%であった。また、(a11-1)の一般式(1)におけるpは0、qは約14であった。
<製造例2>
撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えたステンレス製オートクレーブに、ポリオキシアルキレンポリオール(a11-1)1,000重量部とTPB0.09重量部を仕込んだ後、撹拌を開始して、オートクレーブと凝縮設備内を0.005MPaまで減圧した。原料供給ラインを通じてPO50重量部を、反応温度を70~80℃に保つように制御しながら12時間かけて連続的に液相に投入した。凝縮設備でPOを凝縮し回収するため-30℃の冷媒を循環させた。続いて70℃で4時間熟成した後、水200重量部を加えて130~140℃で1時間加熱した。1時間加熱後、水を2時間かけて常圧留去した後、引き続いてスチームを通入しながら圧力を0.04~0.07MPaに保ち、3時間かけて残りの水及び副生低沸点化合物を減圧留去した。その後30重量部の合成珪酸塩{協和化学工業(株)製「キョーワード600」}と水40重量部を加えて60℃で3時間攪拌し、オートクレーブから取り出した後、孔径が1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリオキシアルキレンポリオール(a11-2)を得た。(a11-2)の水酸基価は65mgKOH/g、粘度は800mPa・s/25℃、1級化率は40%であった。また、(a11-2)の一般式(1)におけるpは0、qは約14であった。
<製造例3>
製造例2におけるPOの投入量を180重量部に代える以外は製造例2と同様にしてポリオキシアルキレンポリオール(a11-3)を得た。(a11-3)の水酸基価は62mgKOH/g、粘度は980mPa・s/25℃、1級化率は60%であった。また、(a11-3)の一般式(1)におけるpは0、qは約15であった。
<製造例4>
撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えたステンレス製オートクレーブに、ペンタエリスリトール100重量部とTPB0.09重量部とを仕込んだ後、撹拌を開始して、オートクレーブと凝縮設備内を0.005MPaまで減圧した。原料供給ラインを通じてPO2248重量部を、反応温度を70~80℃に保つように制御しながら12時間かけて連続的に液相に投入した。凝縮設備でPOを凝縮し回収するため-30℃の冷媒を循環させた。続いて70℃で4時間熟成した後、水200重量部を加えて130~140℃で1時間加熱した。1時間加熱後、水を2時間かけて常圧留去した後、引き続いてスチームを通入しながら圧力を0.04~0.07MPaに保ち、3時間かけて残りの水及び副生低沸点化合物を減圧留去した。その後30重量部の合成珪酸塩{協和化学工業(株)製「キョーワード600」}と水40重量部を加えて60℃で3時間攪拌し、オートクレーブから取り出した後、孔径が1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリオキシアルキレンポリオール(a11-4)を得た。(a11-4)の水酸基価は43mgKOH/g、粘度は940mPa・s/25℃、1級化率は70%であった。また、(a11-4)の一般式(1)におけるpは0、qは約25であった。
<製造例5>
ソルビトールをベース剤としKOH触媒の存在下POを反応させることで製造したポリオキシプロピレングリコール(1級化率2%、水酸基価490mgKOH/g)100重量部を撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えたステンレス製オートクレーブに入れ、TPB0.09重量部を仕込んだ後、撹拌を開始して、オートクレーブと凝縮設備内を0.005MPaまで減圧した。原料供給ラインを通じてPO365重量部を、反応温度を70~80℃に保つように制御しながら12時間かけて連続的に液相に投入した。凝縮設備でPOを凝縮し回収するため-30℃の冷媒を循環させた。続いて70℃で4時間熟成した後、水200重量部を加えて130~140℃で1時間加熱した。1時間加熱後、水を2時間かけて常圧留去した後、引き続いてスチームを通入しながら圧力を0.04~0.07MPaに保ち、3時間かけて残りの水及び副生低沸点化合物を減圧留去した。その後30重量部の合成珪酸塩{協和化学工業(株)製「キョーワード600」}と水40重量部を加えて60℃で3時間攪拌し、オートクレーブから取り出した後、孔径が1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリオキシアルキレンポリオール(a11-5)を得た。(a11-5)の水酸基価は105mgKOH/g、粘度は690mPa・s/25℃、1級化率は66%であった。また、(a11-5)の一般式(1)におけるpは0、qは約8であった。
<製造例6>
スクロースをベース剤としKOH触媒の存在下POを反応させることで製造したポリオキシプロピレングリコール(1級化率2%、水酸基価35mgKOH/g、一般式(1)におけるpは0、qは約27であった。)100重量部を撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えたステンレス製オートクレーブに入れ、水酸化カリウム4.0重量部を仕込んだ後、原料供給ラインを通じてEO25重量部を反応温度が90~100℃を保つように制御しながら12時間かけて連続的に液相に投入した。100℃で3時間熟成した後、30重量部の合成珪酸塩{協和化学工業(株)製「キョーワード600」}と水40重量部を加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブから取り出し、孔径が1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水しポリオキシアルキレンポリオールエチレンオキサイド付加物(a12-1)を得た。(a12-1)の水酸基価は28mgKOH/g、粘度は1,660mPa・s/25℃、一般式(2)又は(3)におけるaは約9であった。
[イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの合成]
<合成例1>
還流冷却管、攪拌棒及び温度計をセットした4つ口フラスコにPTMG3000{2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価39mgKOH/g、一般式(6)におけるbの値は約40、三菱ケミカル(株)製}100重量部、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)9.6重量部、溶剤としての酢酸エチル47重量部、ウレタン化触媒としてのネオスタン U-600{日東化成(株)製}0.03重量部及びゲル化防止剤としてのマロン酸ジエチル0.05重量部を投入し、78℃で6時間反応させてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b-1)の溶液を得た。(b-1)の溶液のイソシアネート基含量は1.1%、濃度は70重量%、粘度は30,000mPa・s/25℃であった。
<合成例2~8>
仕込み量を表1に記載の値に変更する以外は合成例1と同様にして、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b-2)~(b-8)の溶液を得た。(b-2)~(b-8)の溶液のイソシアネート基含量、濃度及び粘度を表1に示す。
なお、表1における「PTG-L2000」は2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコール誘導体{水酸基価56mgKOH/g、保土ヶ谷化学(株)製、テトラヒドロフランと3-メチルテトラヒドロフランとのランダム共重合体}を、「IPDI」はイソホロンジイソシアネートを表す。
Figure 0007323644000010
[水酸基を有するウレタン樹脂の合成]
<合成例9>
還流冷却管、攪拌棒及び温度計をセットした4つ口フラスコにポリオキシアルキレンポリオール(a11-1)15重量部、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b-1)の溶液16重量部及び溶剤としての酢酸エチル34.5重量部を投入し、78℃で10時間反応させて水酸基を有するウレタン樹脂(P-1)の溶液を得た。(P-1)の溶液の水酸基価は11.2mgKOH/g、濃度は40重量%、粘度は6,200mPa・s/25℃、重量平均分子量は131,000であった。
<合成例10~24、比較合成例1~2>
仕込み量を表2に記載の値に変更する以外は合成例9と同様にして、水酸基を有するウレタン樹脂(P-2)~(P-16)、(P’-1)~(P’-2)の溶液を得た。(P-2)~(P-16)、(P’-1)~(P’-2)の溶液の水酸基価、濃度、粘度、重量平均分子量を表2に示す。なお、表2における(a2-1)はサンニックスGH-5000{3官能ポリプロピレングリコール、水酸基価33mgKOH/g、三洋化成工業(株)製}を、(a2-2)はサンニックスSP-750{6官能ポリプロピレングリコール、水酸基価490mgKOH/g、三洋化成工業(株)製}を表す。
Figure 0007323644000011
<実施例1~16及び比較例1~2>
主剤としての水酸基を有するウレタン樹脂(P-1)~(P-16)の溶液又は(P’-1)~(P’-2)の溶液、硬化剤としてのデスモジュールXP2675(D-1){HDIイソシアヌレート、コベストロ社製}又はデュラネートTFD-90B(D-2){HDIイソシアヌレート、旭化成(株)製}、溶剤としての酢酸エチル及びウレタン化触媒としてのジブチルチンジラウレート又はBorchi Kat22{Borchers社製}を表3に記載の重量部数で混合し、遠心脱泡して粘着剤溶液を得た。38μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムに乾燥硬化後の膜厚が30μmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。130℃で3分乾燥させた後、剥離フィルムを貼り合わせて50℃で2日間養生して粘着シートを得た。得られた粘着シートを用いて以下の評価方法で、初期粘着力、耐熱試験後粘着力、カット性及び基材密着性を評価した。結果を表3に示す。また、ポリエチレンテレフタレートフィルムを100μmのOPP(延伸ポリプロピレン)フィルムへ変更し、乾燥硬化後の膜厚を100μmに変更することで得た粘着剤硬化物を用いて、以下の方法で破断強度、破断伸度、歩留まり及びゲル分率を評価した。結果を表3に示す。
(1)初期粘着力の測定方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着シートをそれぞれ100mm×25mmの大きさに裁断し、剥離フィルムを剥がしてガラス板に貼り合わせ、引張試験機を用い、23℃で引っ張り速度300mm/分の条件で180°剥離強度(単位:N/25mm)を測定して初期粘着力とした。測定は5つの試料について行い、その平均値を表3に示した。表面保護シートに使用する場合、浮き剥がれがなく、かつ、容易に剥がすことができる観点から剥離強度は0.01~0.03N/25mmの範囲が好ましい。
(2)耐熱試験後粘着力の測定方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着シートをそれぞれ100mm×25mmの大きさに裁断し、剥離フィルムを剥がしてガラス板に貼り合わせた後、85℃の恒温槽にて7日間静置した。その後、50%RH、23℃の温調室にて4時間温調後、引張試験機を用い、23℃で引っ張り速度300mm/分の条件で180°剥離強度(単位:N/25mm)を測定して耐熱試験後粘着力とした。測定は5つの試料について行い、その平均値を表3に示した。耐熱試験後の剥離強度は、0.01~0.05N/25mmの範囲であることが好ましく、0.01~0.04N/25mmの範囲であることが更に好ましい。また、耐熱試験後の剥離強度は、初期粘着力と比べた変化量が0.025N/25mm以下であることが好ましい。
(3)カット性の測定方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着シートから剥離フィルムを剥がし、粘着面にカッターの刃をあて、素早く切れ込みを入れた。カット後の切断面をルーペ越しに目視で観測し、以下の基準でカット性を評価した。結果を表3に示した。加工時の切りくずは被着体を汚染し性能を低下させるため、切りくずは発生しないことが好ましい。
<評価基準>
◎:切断面が平滑であり、切りくずが発生していない。
○:切断面が平滑でないが、切りくずは発生していない。
△:切断面が平滑でなく、切りくずが発生している。
×:切断面が平滑でなく、切りくずが発生し周囲に飛び散っている。
(4)基材密着性の評価方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着シートから剥離フィルムを剥がし、粘着面をそれぞれ爪で強く10回こすり粘着層の表面が基材のポリエチレンテレフタレートフィルムから剥がれるかを目視で確認し、以下の基準で評価した。結果を表3に示した。
<評価基準>
◎:白く曇らないし、剥がれない。
○:剥がれないが、白く曇る。
△:6~10回こすると剥がれる。
×:1~5回こすると剥がれる。
(5)破断強度及び破断伸度の測定方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着剤硬化物から剥離フィルムとOPPフィルムを剥がしてダンベル状3号形試験片を作製し、引張試験機を用いて、23℃、50%RHの環境下で引っ張り速度100mm/分の条件で試験片の破断強度と破断伸度を測定した。測定は5つの試験片について行い、その平均値を算出して以下の基準で破断強度と破断伸度を評価した。結果を表3に示した。
<破断強度評価基準>
◎:2.0MPa以上である。
〇:1.0MPa以上2.0MPa未満である。
△:0.5MPa以上1.0MPa未満である。
×:0.5MPa未満である。
<破断伸度評価基準>
◎:100%以上である。
〇:75%以上100%未満である。
△:50%以上75%未満である。
×:50%未満である。
(6)歩留まりの評価方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着シートをそれぞれ100mm×25mmの大きさに裁断して試験片を作製し、剥離フィルムを剥がした後、試験片の片端5mm×25mmをガラス板に貼り合わせて剥がれないように固定した。次に、ガラス板と貼り合わせていない95mm×25mmの部分をガラス板から、試験片の短辺部を垂直に吊り上げた。次に、吊り上げていた試験片を放し、試験片全体がガラス板の表面に密着するまでの時間を測定した。測定は5つの試験片について行い、その平均値を算出して以下の基準で歩留まりを評価した。結果を表3に示した。密着するまでの時間が短いほど、貼り合わせ時に気泡等が混入しにくく、歩留まりが良好であることを意味する。
<評価基準>
◎:2.0秒未満。
○:2.0秒以上4.0秒未満。
△:4.0秒以上8.0秒未満。
×:8.0秒以上。
(7)ゲル分率の評価方法
実施例1~16及び比較例1~2で得られた粘着剤硬化物を約70mm×約70mmの大きさに裁断し、剥離フィルムとOPPフィルムを剥がした後に4つ折りにして約35mm×約35mmの試験片とした。別途、目開き77μmのSUSメッシュを150mm×150mmに裁断し、巾着状に成型して口の部分を針金で留めて包装材とした。包装材の重量(W1)を測定した後、針金を開いて試験片を入れて再度重量(W2)を測定し、ガラス瓶に入れて酢酸エチル100mLに浸漬した。25℃で24時間静置後に酢酸エチルから取り出し、130℃の乾燥機で90分加熱乾燥した後、重量(W3)を測定し、以下の計算式(1)で算出したゲル分率を以下の基準で評価した。結果を表3に示した。ゲル分率が高いほど短時間の養生で実用可能レベルまで硬化する粘着剤であることを意味する。
ゲル分率(重量%)=(W3-W1)/(W2-W1)×100 (1)
<評価基準>
◎:90%以上。
○:70%以上90%未満。
△:50%以上70%未満。
×:50%未満。
Figure 0007323644000012
本発明の2液硬化型ウレタン粘着剤用主剤及びそれを用いた2液硬化型ウレタン粘着剤は偏光板等、画像表示装置の製造工程における光学部材の保護用途や光学部材同士の貼付等、幅広い用途に用いることができ、極めて有用である。

Claims (7)

  1. 主剤と硬化剤とを含有し、
    前記主剤は、水酸基価10~350mgKOH/gの多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)を必須成分とするポリオール成分(a)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(b)とを反応させてなる水酸基を有するウレタン樹脂(P)を含有し、
    前記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、一般式(1)で表される分子末端にヒドロキシプロピル基を有するポリオキシアルキレンポリオール(a11)及び/又はそのエチレンオキサイド付加物(a12)であり、
    前記ウレタンプレポリマー(b)が、一般式(6)で表される化合物であり、
    前記硬化剤は、イソシアネート基を有する架橋剤(D)を含有する2液硬化型ウレタン粘着剤。
    Figure 0007323644000013
    [一般式(1)中、Xはm個の活性水素原子を有する化合物から全ての活性水素原子を除いたm価の残基;Aはフェニル基、ハロフェニル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2~12のアルキレン基;Zはプロピレン基;mは4~10の整数;pは、qは1~200の整数である。
    Figure 0007323644000014
    [一般式(6)中、Lはポリイソシアネート成分(bp)からイソシアネート基を除いた2価の基であり、Uはウレタン結合を表し、Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、bは20~70の整数、sの数平均値は1.01~10である。]
  2. 前記ウレタンプレポリマー(b)が2官能であり、前記ウレタンプレポリマー(b)の重量に基づくイソシアネート基含量が0.1~12重量%である請求項に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤。
  3. 前記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が、分子末端に一般式(2)で表される基及び/又は一般式(3)で表される基を有するポリオールであり、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の個数の割合が、多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)が有する一般式(2)で表される基の個数及び一般式(3)で表される基の個数の合計を基準として40%以上である請求項1又は2に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤。
    Figure 0007323644000015
    Figure 0007323644000016
    [一般式(2)及び(3)において、aはそれぞれ独立に0以上の整数である。]
  4. 前記多官能ポリオキシアルキレンポリオール(a1)がソルビトールのアルキレンオキサイド付加物であり、前記アルキレンオキサイドがプロピレンオキサイドを含み、前記プロピレンオキサイドの付加モル数が50~200である請求項1~のいずれか1項に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤。
  5. 前記ウレタン樹脂(P)の重量平均分子量が10,000~500,000である請求項1~のいずれか1項に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤。
  6. 請求項1~のいずれか1項に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤の硬化物。
  7. 請求項1~のいずれか1項に記載の2液硬化型ウレタン粘着剤を用いてなるウレタン粘着シート。
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