JP7327092B2 - 粘着剤組成物、粘着剤及び粘着シート - Google Patents
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Description
それ故、曲面接着性に優れ、低温環境下で長時間さらされた場合でも粘着力の上昇が抑制され、かつ良好な剥離性を有する粘着剤が求められている。
更に、本発明は、前記粘着性組成物が架橋されてなる粘着剤、かかる粘着剤から粘着剤層を有する粘着シートも提供するものである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリルあるいはメタクリルを、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
「シート」とは、特に「フィルム」、「テープ」と区別するものではなく、これらも含めた意味として記載するものである。
曲面接着とは、粘着シートが曲面を有する被着体に貼合されたり、粘着シートが任意のシートに貼合されてから曲面を有する物体に巻きつけられたりするなど、粘着シートが曲面上に形成されている状態で保持されていることを含む意味である。
各成分について順に説明する。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)を含む重合成分、好ましくは更に官能基含有モノマー(a2)を含む重合成分、必要に応じて更に、その他の共重合性モノマー(a3)を含む重合成分が重合されたものである。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)は後記の官能基含有モノマー(a2)を除くものである。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)の中でも、共重合性、粘着物性、取り扱いやすさ及び原料入手のしやすさの点で、メチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
例えば、各モノマー成分の炭素数がブチルアクリレート(BA)の場合は「4」となり、下記の実施例中のアクリル系樹脂(A-1)(BA(a1)/AAc(a2)/HEMA(a2)/VAc(a3)=92.5/1.5/1/5(重量比))では、(α)は「4」となる。なお、AAcはアクリル酸、HEMAは2-ヒドロキシエチルメタクリレート、VAcは酢酸ビニルの略称である。
ここで、アクリル系樹脂(A)を構成するモノマーをホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JIS K7121-1987や、JIS K 6240に準拠した方法で測定することができる。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)、必要に応じて、官能基含有モノマー(b2)、その他の共重合性モノマー(b3)を含む重合成分を重合させて得られるものである。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)は官能基含有モノマー(b2)を除くものである。
本発明において、(メタ)アクリル系樹脂(B)の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)におけるアルキル基の平均炭素数(β)が1~8であることがアクリル系樹脂(A)との相溶性の点で好ましく、より好ましくは1~5、特に好ましくは1.5~4である。平均炭素数(β)が小さすぎるとアクリル樹脂(A)との相溶性が低下する傾向がある。なお、大きすぎると粘着剤としたときの凝集力が低下する傾向がある。
ここで、アクリル系樹脂(B)を構成するモノマーをホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JIS K7121-1987や、JIS K 6240に準拠した方法で測定することができる。
本発明においては、上記アクリル系樹脂(A)及びアクリル系樹脂(B)に加え、更に粘着付与剤(C)も含有する。粘着付与剤(C)を含有させることにより、被着体との接着性を向上させることができ、とりわけ曲面接着性がより向上することとなる。
架橋剤(D)としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤が挙げられるが、これらの中でも基材との接着性を向上させる点やアクリル系樹脂中の官能基との反応性に優れる点で、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、とりわけイソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
また、下記実施例中におけるアクリル系樹脂の重量平均分子量、分散度、粘着剤層のゲル分率は、前述の方法に従って測定した。
アクリル系樹脂のガラス転移温度についてはFoxの式を用いて算出し、アクリル系樹脂を構成するモノマーのホモポリマーとした際のガラス転移温度は通常DSCにより測定されてなる文献値及びカタログ記載値を用いた。
<アクリル樹脂(A)の調製>
〔アクリル系樹脂(A-1)〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、 酢酸エチル58.58部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.0476部を仕込み、内温を沸点まで上昇させて、そこにn-ブチルアクリレート(BA)92.5部、アクリル酸(AAc)1.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)1部、酢酸ビニル(VAc)5部の混合モノマーを2時間滴下させた。滴下終了から1時間反応した後AIBNを0.91%含む酢酸エチル溶液を2.813部滴下し、還流温度で2時間反応した。その後、さらにAIBNを0.91%含む酢酸エチル溶液を2.813部滴下し、還流温度で2時間反応した後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A-1)(重量平均分子量(Mw):84.4万、分散度:5.39、ガラス転移温度(TgA):-50.7℃、アルキル基の平均炭素数(α):4)溶液(固形分:50%、粘度:38000mPa・s/25℃)を得た。
〔アクリル系樹脂(B-1)〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、酢酸エチル42.857部、メチルエチルケトン57.143部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.286部を仕込み、内温を沸点まで上昇させて、そこにエチルメタクリレート(EMA)100部とAIBNを28.57%含む酢酸エチル溶液3.14部のモノマー溶液を2時間滴下し反応させた。滴下終了から1時間反応した後AIBNを14.286%含む酢酸エチル溶液を5.857部滴下し、還流温度で2.5時間反応した後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(B-1)(重量平均分子量(Mw):4万、分散度:2.07、ガラス転移温度(TgB):65℃、アルキル基の平均炭素数(β):2)溶液(固形分:28%、粘度:29.3mPa・s/25℃)を得た。
・C-1;ロジン系粘着付与剤;重合ロジンエステル(軟化点≒135℃)(荒川化学社製、「ペンセルD-135」)
・C-2;ロジン系粘着付与剤;不均化ロジンエステル(軟化点≒100℃)(荒川化学社製)
・D-1:東ソー株式会社製、商品名「コロネートL55E」
・可塑剤1;ジピン酸ビス(2-ブトキシエチル)
上記のアクリル系樹脂(A)、アクリル系樹脂(B)粘着付与剤(C)及び架橋剤(D)を表1に示す組成となるように配合し、粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物を用いて、以下の通り粘着シート[I]([I-1]~[I-5])を作製した。
得られた粘着剤組成物を、離型ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(三井東セロ株式会社製:商品名「SP-PET38-01」)に、アプリケータを用いて乾燥後の膜厚が25μmに塗布し80℃で4分間乾燥させた。その後、形成された粘着剤層側を離型処理していないPETシート(膜厚38μm;東レ株式会社製:商品名「ルミラー38T60」)と貼り合せ、ついで40℃で4日間エージングして粘着シート[I]を得た。
得られた粘着シート[I]について、以下の評価を行った。なお、離型PETシートは各種測定試験を実施する際に引き剥がした。粘着シート[I]の評価結果を表2に示す。
上記のアクリル系樹脂(A)、アクリル系樹脂(B)粘着付与剤(C)及び架橋剤(D)を表3に示す組成となるように配合し、粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物を用いて、以下の通り粘着シート[II]([II-1]~[II-4])を作製した。
得られた粘着剤組成物を、片面コロナ処理済みのポリエチレンクロス基材(PE)シート(萩原工業株式会社製)の裏面(コロナ処理されている面)に、アプリケータを用いて乾燥後の膜厚が25μmに塗布し80℃で4分間乾燥させた。その後、同じポリエチレンクロス基材(PE)シートの表面(コロナ処理されていない面)を貼り合わせ、ついで40℃で4日間エージングして粘着シート[II]を得た。
得られた粘着シート[II]について、以下の評価を行った。なお、ポリエチレンクロス基材シートのコロナ処理面と粘着剤層面とが接着しているほうのポリエチレンクロス基材シートは各種測定試験を実施する際に引き剥がした。粘着シート[II]の評価結果を表4に示す。
上記粘着シートを幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型PETシートを剥離して、粘着剤層側を被着体(JIS Z-0237の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準じ研磨したSUS304)に23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラーを2往復して加圧貼付し、同雰囲気下で30分静置した後、引張試験機(島津オートグラフAG-X)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
上記粘着シートを幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型PETシートを剥離して、粘着剤層側を被着体(JIS Z-0237の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準じ研磨したSUS304)に23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラーを2往復して加圧貼付し、60℃雰囲気下で3時間静置した後、5℃の雰囲気下で3時間静置し、その後、引張試験機(島津オートグラフAG-X)を用いて、5℃の雰囲気下で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
上記の、初期粘着力と低温経時後の粘着力から下式より上昇率を算出した。
粘着力の上昇率(%)=(低温経時後の粘着力/初期粘着力)×100
曲面接着性の評価方法として下記の二通りの測定を行い、評価した。
(1)上記粘着シートを端部に触れぬよう40mm×25mmに切り出し、切り出した粘着シートを、50mlメスシリンダーの外周に巻き付けた養生シートに指の腹を使って貼り付け、40℃×3日間静置した後の粘着シートの両端部のウキ・剥がれの長さ(mm)を測定し、その合計値で求めた。なお、粘着シートの長辺が円周上にまかれるように貼合した。
(2)上記粘着シートを端部に触れぬよう40mm×25mmに切り出し、切り出した粘着シートを、平面上で養生シートに2kgゴムローラーで貼合した後、かかる養生シートを50mlメスシリンダーの外周に巻き付け、40℃×3日間静置した後の粘着シートの両端部のウキ・剥がれの長さ(mm)を測定し、その合計値で求めた。なお、粘着シートの長辺が円周上にまかれるように貼合した。
また、粘着付与剤(C)を含有しない参考例1~3においては、曲面接着性に劣るものであった。
以上より、アクリル系樹脂(A)、アクリル系樹脂(B)及び粘着付与剤(C)を含有する粘着剤組成物であることが本発明の目的を達成するものであることがわかる。
Claims (10)
- ガラス転移温度(TgA)が-100℃以上0℃未満のアクリル系樹脂(A)、ガラス転移温度(TgB)が0℃以上250℃以下のアクリル系樹脂(B)及び粘着付与剤(C)を含有し、
アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が30万~200万で、アクリル系樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)が1万~30万であることを特徴とする粘着剤組成物。 - アクリル系樹脂(A)の重合成分である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)におけるアルキル基の平均炭素数(α)と、アクリル系樹脂(B)の重合成分である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)におけるアルキル基の平均炭素数(β)の差が1~5であることを特徴とする請求項1記載の粘着剤組成物。
- (メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)におけるアルキル基の平均炭素数(α)が2~12であることを特徴とする請求項1または2記載の粘着剤組成物。
- (メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)におけるアルキル基の平均炭素数(β)が1~8であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(TgA)とアクリル系樹脂(B)のガラス転移温度(TgB)との差が50~300℃であることを特徴とする請求項1~4のいずれ
か一項に記載の粘着剤組成物。 - アクリル系樹脂(B)の含有量が、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、2~60重量部であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 粘着付与剤(C)がロジン系樹脂であることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 更に、架橋剤(D)を含有することを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の粘着剤組成物が架橋されてなることを特徴とする粘着剤。
- 請求項9記載の粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴とする粘着シート。
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