JP7363185B2 - 粘着テープ - Google Patents
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Description
なお、粘着剤としては、一般的に、アクリル系粘着剤が用いられることが多く、フォーム基材を用いた粘着テープにおいてもアクリル系粘着剤が適用されるが、フォーム基材とアクリル系粘着剤との密着性が充分ではなく、そのため被着体、とりわけポリオレフィン被着体に対する接着性も満足のいくものではなかった。しかし、ポリエステル系粘着剤を用いることで、フォーム基材への密着性および被着体に対する接着性に優れることを見出したものである。
本発明において「テープ」とは、「フィルム」や「シート」をも含めた意味として記載するものである。
また、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。
本発明は、粘着シートの基材[I]として、ウレタン系樹脂フォーム基材またはアクリル系樹脂フォーム基材を用いることを特徴とする。
上記ウレタン系樹脂フォーム基材またはアクリル系樹脂フォーム基材とは、ウレタン系樹脂組成物またはアクリル系樹脂組成物を発泡させ発泡体としたものである。
なお、上記見かけ密度は、JIS K 7222に準拠して測定することができる。
以下、各フォーム基材について説明する。
ウレタン系樹脂フォーム基材は、ポリオールとポリイソシアネートとが反応してなるウレタン系樹脂を含むウレタン系樹脂組成物から発泡形成されるものである。
上記ワンショット法とは、ポリオールおよびポリイソシアネートと、後述する触媒、発泡剤、界面活性剤、添加剤等のその他の原料全てとを一段階で反応させる方法である。
一方、プレポリマー法とは、ポリオールとポリイソシアネートとを事前に反応させ末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、このプレポリマーに触媒、発泡剤、界面活性剤、添加剤等のその他の原料の存在下、ポリオールを反応させる方法である。
界面活性剤の配合量は、ポリオール100重量部に対して、通常0.5~2重量部である。
上記アクリル系樹脂フォーム基材は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーと、必要に応じて、官能基含有モノマー、多官能モノマー(エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物)、その他の共重合性モノマーを含む重合成分を重合させて得られるアクリル系樹脂を含むアクリル系樹脂組成物を発泡形成させて得られるものである。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーのなかでも、共重合性、取り扱いやすさおよび原料入手しやすさの点で、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い。
なかでも、上記充填剤として中空構造の粒子状物質(以下「中空粒子」ともいう。)を含むことが好ましく、無機材料からなる中空粒子を含むことがより好ましい。そのような中空粒子の例として、中空ガラスバルーン等のガラス製のバルーン;中空アルミナバルーン等の金属化合物製の中空バルーン;中空セラミックバルーン等の磁器製の中空バルーン等が挙げられる。
また、中空粒子の平均粒子径は、通常、発泡体シートの厚みの50%以下であることが適当であり、30%以下、さらには10%以下であることが好ましい。
中空粒子の使用量は特に限定されず、例えば、発泡体シート全体の体積の1~70体積%とすることができ、好ましくは5~50体積%とすることが適当であり、特に好ましくは10~40体積%とすることが好ましい。
本発明で用いるポリエステル系粘着剤組成物[II]は、多価カルボン酸類由来の構造単位およびポリオール由来の構造単位を有しており、多価カルボン酸類における芳香族構造含有化合物の含有量、および重量平均分子量が特定の範囲であるポリエステル系樹脂(A)を含有することを特徴とする。
このようなポリエステル系粘着剤組成物[II]を構成する各成分について、以下、順次説明する。
ポリエステル系樹脂(A)は、通常、構成原料として、多価カルボン酸類(a1)およびポリオール(a2)を含む共重合成分を共重合することにより得られ、そのポリエステル系樹脂(A)は、その樹脂組成として、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位およびポリオール(a2)由来の構造単位を有するようになる。
なお、本発明において、「カルボン酸類」との用語は、カルボン酸に加え、カルボン酸塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸エステル等のカルボン酸誘導体も含むものである。
ポリエステル系樹脂(A)の構成原料として用いられる上記多価カルボン酸類(a1)としては、例えば、二価カルボン酸類、三価以上の多価カルボン酸類が挙げられ、ポリエステル系樹脂(A)を安定的に得られる点から二価カルボン酸類が好ましく用いられる。
マロン酸類、ジメチルマロン酸類、コハク酸類、グルタル酸類、アジピン酸類、トリメチルアジピン酸類、ピメリン酸類、2,2-ジメチルグルタル酸類、アゼライン酸類、セバシン酸類、フマル酸類、マレイン酸類、イタコン酸類、チオジプロピオン酸類、ジグリコール酸類、1,9-ノナンジカルボン酸類、等の脂肪族ジカルボン酸類;
フタル酸類、テレフタル酸類、イソフタル酸類、ベンジルマロン酸類、ジフェン酸類、4,4’-オキシジ安息香酸類、さらに1,8-ナフタレンジカルボン酸類、2,3-ナフタレンジカルボン酸類、2,7-ナフタレンジカルボン酸類等のナフタレンジカルボン酸類、等の芳香族ジカルボン酸類;
1,3-シクロペンタンジカルボン酸類、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸類、1,3-シクロペンタンジカルボン酸類、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸類、2,5-ノルボルナンジカルボン酸類、アダマンタンジカルボン酸類、等の脂環族ジカルボン酸類;
等が挙げられる。
また、上記三価以上のカルボン酸類としては、例えば、トリメリット酸類、ピロメリット酸類、アダマンタントリカルボン酸類、トリメシン酸類、等が挙げられる。
これらの多価カルボン酸類(a1)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
ポリエステル系樹脂(A)の構成原料として用いられるポリオール(a2)としては、二価アルコール、三価以上のポリオールがある。
1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環族ジオール;
4,4’-チオジフェノール、4,4’-メチレンジフェノール、ビスフェノール、ビスフェノールフルオレン、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、o-,m-及びp-ジヒドロキシベンゼン、2,5-ナフタレンジオール、p-キシレンジオール等の芳香族ジオール;
及びこれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加体が挙げられる。
さらに、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステルや、オレイン酸、エルカ酸等から誘導されるダイマージオール、グリセロールモノステアレート等が挙げられる。
また、上記三価以上のポリオールとしては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,3,6-ヘキサントリオール、アダマンタントリオール等が挙げられる。
上記のこれらポリオール(a2)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
なお、分岐構造含有ポリオール(a2-1)としては、後述の水添ポリブタジエンポリオール(a3-2)を除くものである。
本発明に用いられるポリエステル系樹脂(A)は、前述のように、水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)由来の構造単位を有することが好ましい。このようなポリエステル系樹脂(A)の構成原料としては、水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)を適宜配合することができるが、本発明の目的を達成する点から、多価カルボン酸類(a1)およびポリオール(a2)の少なくとも一方として、水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)を含有することが好ましい。
以下、多価カルボン酸類(a1)に含まれる水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)を水添ポリブタジエン構造含有多価カルボン酸類(a3-1)とし、ポリオール(a2)に含まれる水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)を水添ポリブタジエンポリオール(a3-2)と称する。
重縮合反応の反応条件としては、上記のエステル化反応で用いるものと同様の触媒をさらに同程度の量配合し、反応温度を好ましくは220~280℃、特に好ましくは230~270℃として、反応系を徐々に減圧して最終的には5hPa以下で反応させることが好ましい。かかる反応温度が低すぎると反応が充分に進行しにくい傾向があり、高すぎると分解等の副反応が起こりやすい傾向がある。
なお、上記ポリエステル系樹脂(A)のエステル結合濃度は、出来上がり樹脂の重量(g)に対する酸成分のモル数(mmol)として算出されるものである。
エステル結合濃度(mmol/g)=酸成分のモル数/出来上がり樹脂の重量
なお、測定温度範囲は-90℃~100℃で、温度上昇速度は、10℃/分である。
本発明で用いるポリエステル系粘着剤組成物[II]は、上記ポリエステル系樹脂(A)と共に、加水分解抑制剤(B)を含有することが好ましい。かかる加水分解抑制剤(B)は、長期耐久性を担保させるために含有されるものである。
また、加水分解抑制剤(B)としては、耐加水分解性の観点から重量平均分子量が高いものを用いる方が好ましい。加水分解抑制剤(B)の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、2,000以上であることがより好ましく、3,000以上であることがさらに好ましい。なお、重量平均分子量の上限は通常50,000、好ましくは10,000である。
加水分解抑制剤(B)の分子量が小さすぎると、耐加水分解性が低下する傾向がある。なお、分子量が大きすぎると、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性が低下する傾向がある。
(a)に対する(b)のモル比が低すぎると、耐湿熱性能が低下する傾向がある。なお、(a)に対する(b)のモル比が高すぎると、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性が低下したり、粘着力、凝集力、耐久性能が低下する傾向がある。
本発明で用いるポリエステル系粘着剤組成物[II]は、上記ポリエステル系樹脂(A)を含有するものであり、好ましくは上記加水分解抑制剤(B)を含むものであるが、反応速度の点からウレタン化触媒(C)を含有することがより好ましい。
ジルコニウム系化合物としては、例えば、ナフテン酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート等が挙げられる。
鉄系化合物としては、例えば、鉄アセチルアセトネート、2-エチルヘキサン酸鉄等が挙げられる。
錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
チタン系化合物としては、例えば、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、ブトキシチタニウムトリクロライド等が挙げられる。
鉛系化合物としては、例えば、オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛等が挙げられる。
コバルト系化合物としては、例えば、2-エチルヘキサン酸コバルト、安息香酸コバルト等が挙げられる。
亜鉛系化合物としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
本発明で用いるポリエステル系粘着剤組成物[II]は、上記ポリエステル系樹脂(A)を含有するものであり、好ましくは加水分解抑制剤(B)を含むものであるが、通常は架橋剤(D)をさらに含有することが好ましく、架橋剤(D)を含有させることにより、ポリエステル系樹脂(A)を架橋剤(D)で架橋させ凝集力に優れたものとし、粘着剤としての性能を向上させることができる。
かかる架橋剤(D)に含まれる反応性基の当量数が小さすぎると凝集力が低下する傾向があり、大きすぎると柔軟性が低下する傾向がある。
本発明の粘着テープは、前記基材[I]とポリエステル系粘着剤組成物[II]を用いて、例えば、つぎのようにして作製することができる。
かかる粘着テープの製造方法としては、公知一般の粘着テープの製造方法に従って製造することができ、例えば、基材[I]上に、上記ポリエステル系粘着剤組成物[II]を塗工、乾燥し、ポリエステル系粘着剤組成物[II]層の表面に離型シート(または離型フィルム)を貼合し、必要により養生することで基材[I]上に、ポリエステル系粘着剤からなる粘着剤層を有する本発明の粘着テープが得られる。
・I-1:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度400kg/m3、厚み0.5mm)
・I-2:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度480kg/m3、厚み0.3mm)
・I-3:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度600kg/m3、引張強度0.84MPa、伸び率97%、厚み0.7mm)
・I-4:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度600kg/m3、引張強度0.6MPa、伸び率127%、厚み1mm)
・I-5:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度700kg/m3、引張強度1.1MPa、伸び率100%、厚み0.2mm)
・I-6:ウレタン系樹脂フォーム基材(見かけ密度150kg/m3、引張強度0.5MPa、伸び率335%、厚み0.5mm)
つぎに、ポリエステル系樹脂を準備した。
以下の製造例で記載するモル%とは、多価カルボン酸類(a1)の合計量を100モル%とした場合のモル比を示す。また、ポリエステル系樹脂のガラス転移温度、重量平均分子量及びエステル結合濃度の測定に関しては、前述の方法に従って測定した。
加熱装置、温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた反応缶に、多価カルボン酸類(a1)としてイソフタル酸(IPA)66.3部(20モル%)およびセバシン酸(SebA)322.9部(80モル%)、ポリオール(a2)としてネオペンチルグリコール(NPG)207.9部(100モル%)、1,4-ブタンジオール(1,4BG)89.9部(50モル%)、およびトリメチロールプロパン(TMP)4.0部(1.5モル%)、水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)として水添ポリブタジエンポリオール(日本曹達社製、「GI-1000」)9.0部(0.3モル%)、触媒として酢酸亜鉛0.05部を仕込み、内温250℃まで徐々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。
その後、内温260℃まで上げ、触媒としてテトラブチルチタネート0.05部を仕込み、1.33hPaまで減圧し、3時間かけて重合反応を行い、ポリエステル系樹脂(A-1)を製造した。
得られたポリエステル系樹脂(A-1)のガラス転移温度は-46.8℃、出来上がり成分由来の構造単位比(以下、「出来上がり成分比」と略すことがある)は、多価カルボン酸類(a1)としてイソフタル酸/セバシン酸=20モル%/80モル%、ポリオール(a2)としてネオペンチルグリコール/1,4-ブタンジオール/トリメチロールプロパン/水添ポリブタジエンポリオール=64.5モル%/33.7モル%/1.5モル%/0.3モル%であった。
ポリエステル系樹脂(A-1)中の水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)由来の構造単位の含有量は、1.7重量%であり、重量平均分子量は73,000、エステル結合濃度は7.6mmol/gであった。
上記で得られたポリエステル系樹脂(A-1)を用いてポリエステル系粘着剤組成物[II]を製造した。
上記で得られたポリエステル系樹脂(A-1)をトルエンで固形分濃度50%に希釈し、このポリエステル系樹脂(A-1)溶液200部(固形分として100部)に対し、加水分解抑制剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトV-09GB」)1部(固形分)、および架橋剤としてトリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(東ソー社製、「コロネートL55E」)2部(固形分)、ウレタン化触媒としてアセチルアセトンで固形分濃度1%に希釈したジルコニウム系化合物(マツモトファインケミカル社製、「オルガチックスZC-150」)0.01部(固形分)配合し、撹拌、混合することにより、ポリエステル系粘着剤組成物[II-1]を得た。
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、ブチルアクリレート91.9部、アクリル酸8部、ヒドロキシエチルメタクリレート0.1部及び酢酸エチル80部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.5部を加え、酢酸エチル還流温度で7時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液を製造した。
得られたアクリル系樹脂のガラス転移温度は-46℃、重量平均分子量は750,000であった。なお、上記ガラス転移温度は、Foxの式を用いて算出したものであり、上記重量平均分子量は、ポリエステル系樹脂と同様の方法で測定したものである。
上記で得られたアクリル系樹脂溶液285部(固形分として100部)に対し、架橋剤としてトリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(東ソー社製、「コロネートL55E」)1部(固形分)配合し、撹拌、混合することにより、アクリル系粘着剤組成物[II’]を得た。
前記基材[I]と上記ポリエステル系粘着剤組成物[II-1]とアクリル系粘着剤組成物[II’]を用いて、実施例1~6、および比較例1~2の粘着テープを作製した。
ポリエステル系粘着剤組成物[II-1]を、厚み38μmのPET製離型フィルム(三井化学東セロ社製、「SP-PET-03-BU」)上にアプリケータを用いて塗布し、100℃で4分間乾燥し、粘着剤組成物層の厚みが50μmの離型フィルム付き粘着シートを得た。
次いで、得られた離型フィルム付き粘着シートの粘着剤組成物層表面をウレタン系樹脂フォーム基材[I-1](見かけ密度400kg/m3、厚み0.5mm)に転写塗工し、40℃で4日間エージング処理を行い、片面離型フィルム付き粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-2](見かけ密度480kg/m3、厚み0.3mm)に変更した以外は、同様にして実施例2の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-3](見かけ密度600kg/m3、厚み0.7mm)に変更した以外は、同様にして実施例3の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-4](見かけ密度600kg/m3、厚み1mm)に変更した以外は、同様にして実施例4の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-5](見かけ密度700kg/m3、厚み0.2mm)に変更した以外は、同様にして実施例5の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-6](見かけ密度150kg/m3、厚み0.5mm)に変更した以外は、同様にして実施例6の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60、厚み38μm)に変更した以外は、同様にして比較例1の粘着テープを得た。
上記実施例1において、ポリエステル系粘着剤組成物[II-1]をアクリル系粘着剤組成物[II’]、ウレタン系樹脂フォーム基材[I-1]をウレタン系樹脂フォーム基材[I-5]に変更した以外は、同様にして比較例2の粘着テープを得た。
23℃、50%RHの環境下で、粘着テープを25mm×200mmの大きさに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をポリプロピレン板に2kgローラーを往復させ加圧貼付し、同雰囲気下で90分間放置した後に、オートグラフ(島津製作所社製「オートグラフAGS-H 500N」)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。結果を下記表1に示す。
これに対して、PET基材を用いた比較例1、及びアクリル系粘着剤を用いた比較例2は、実施例1~6と比較してポリプロピレン被着体に対する剥離強度に劣るものであった。このことから、ポリウレタンフォーム基材とポリエステル系粘着剤とを用いた粘着テープの構成とすることでより接着性に優れることがわかる。
Claims (5)
- 基材[I]の少なくとも片面にポリエステル系粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着テープであって、
上記基材[I]がウレタン系樹脂フォーム基材またはアクリル系樹脂フォーム基材であり、上記基材[I]の見かけ密度が200~1000kg/m3であり、
上記ポリエステル系粘着剤が、多価カルボン酸類由来の構造単位およびポリオール由来の構造単位を有しており、多価カルボン酸類における芳香族構造含有化合物の含有量が60モル%以下であり、重量平均分子量が5,000~300,000であり、エステル結合濃度が4~13mmol/gであるポリエステル系樹脂(A)を含有するポリエステル系粘着剤組成物[II]から形成される粘着剤であることを特徴とする粘着テープ。 - 上記ポリエステル系樹脂(A)が、水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)由来の構造単位を有することを特徴とする請求項1記載の粘着テープ。
- 上記水添ポリブタジエン構造含有化合物(a3)由来の構造単位の含有量が、上記ポリエステル系樹脂(A)の0.01~50重量%であることを特徴とする請求項2記載の粘着テープ。
- 上記ポリエステル系粘着剤組成物[II]が、さらに加水分解抑制剤を含有す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テープ。
- 上記基材[I]の厚みが0.1~2mm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テープ。
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