JP7372544B2 - 粘着剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、粘着剤組成物に関する。
粘着力の昂進が少ない粘着剤組成物として、アミノ基及びその塩よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する熱可塑性樹脂と多価金属とを含有する粘着剤組成物が提案されている(特許文献1)。
特開2017-66231号公報
粘着剤組成物を用いて被着体同士を貼り合わせる際、例えば、壁材やパネルに壁紙等の化粧シートを貼着する際に、貼り合わせ位置がずれることがあるので、粘着剤組成物には、充分な粘着力と共に、貼り直して再施工できることが求められる。
しかし、特許文献1の粘着剤組成物は、被着体への貼り合わせ後の粘着昂進の度合いが未だ大きく、貼り直しが困難になることがある。
本発明は、貼り合わせ後の粘着力の昂進が少なく、貼り直しが容易な粘着剤組成物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を有する。
〔1〕炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含み、数平均分子量が2,000~10,000である重合体ブロックAと、芳香族ビニル化合物単位及び環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位の少なくとも一方を含む重合体ブロックBと、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含む重合体ブロックCとからなるブロック共重合体を含み、
前記重合体ブロックBと前記重合体ブロックCとの質量比(B/C)が5.0/95.0~30.0/70.0の範囲内であり、
前記重合体ブロックAと前記重合体ブロックB及び前記重合体ブロックCの合計との質量比(A/(B+C))が0.1/99.9~5.0/95.0の範囲内であり、
前記ブロック共重合体の酸価が8mgKOH/g以上である、粘着剤組成物。
〔2〕前記ブロック共重合体が、A-B-C-B-A又はA-B-C-B(ただし、Aは前記重合体ブロックAを示し、Bは前記重合体ブロックBを示し、Cは前記重合体ブロックCを示す。)で表される、〔1〕の粘着剤組成物。
〔3〕前記重合体ブロックBが、カルボキシ基含有単量体単位を含む、〔1〕又は〔2〕の粘着剤組成物。
上記態様に係る粘着剤組成物は、貼り合わせ後の粘着力の昂進が少なく、貼り直しが容易である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、「(メタ)アクリル酸エステル」は、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの総称である。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及びメタクリル酸の総称である。
本明細書においては、可逆的付加開裂連鎖移動重合を「RAFT重合」といい、RAFT重合に用いられる連鎖移動剤を「RAFT剤」という。
本明細書においては、数平均分子量を「Mn」ともいい、重量平均分子量を「Mw」ともいう。Mn及びMwはそれぞれ、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算の値である。
ブロック共重合体の「酸価」とは、ブロック共重合体1g中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数のことであり、JIS K 2501:2003に準拠して測定される。
本明細書においては、ガラス転移点を「Tg」ともいう。
ブロック共重合体のTg(又はブロック共重合体を構成する重合体ブロックのTg)は、下記式(i)に示されるFoxの式から求められる値である。
1/(Tg+273.15)=Σ[W/(Tg+273.15)] …(i)
式(i)中、Tgはブロック共重合体(又は重合体ブロック)のTg(℃)であり、Wはブロック共重合体(又は重合体ブロック)を構成する単量体(以下、「単量体m」ともいう。)の質量分率であり、Tgは単量体mの単独重合体(ホモポリマー)のTg(℃)である。
なお、Tgはホモポリマーの特性値として広く知られており、例えば、「POLYMER HANDBOOK、THIRD EDITION」に記載されている値や、メーカのカタログ値を用いればよい。ブロック共重合体(又は重合体ブロック)のTgは、単量体mの種類や質量分率によって調整できる。
本発明の一態様に係る粘着剤組成物は、特定のブロック共重合体(以下、「ブロック共重合体X」ともいう。)を含む。
<ブロック共重合体X>
ブロック共重合体Xは、重合体ブロックAと重合体ブロックBと重合体ブロックCとからなる。ブロック共重合体X中の重合体ブロックA、B、Cそれぞれの数は1つでもよく2つ以上でもよい。
重合体ブロックAは、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含み、Mnが2,000~10,000である。
重合体ブロックBは、芳香族ビニル化合物単位及び環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位の少なくとも一方を含む。
重合体ブロックCは、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含む。
ブロック共重合体Xは酸価を有しており、重合体ブロックA、B、Cのいずれか1以上が酸価を有する。酸価を有する重合体ブロックは酸成分(例えばカルボキシ基含有単量体単位)を含む。
各重合体ブロックについては後で詳しく説明する。
ブロック共重合体Xとしては、A-(B-C)-B-A又はA-(B-C)-Bで表されるブロック共重合体が好ましい。ただし、Aは重合体ブロックAを示し、Bは重合体ブロックBを示し、Cは重合体ブロックCを示し、nは1以上の整数を示す。
重合体ブロックAがブロック共重合体Xの少なくとも一方の末端に存在することで、貼り合わせ後の粘着力の昂進がより少なくなる。また、重合体ブロックCが重合体ブロックBで挟まれていることで、ミクロ相分離が起こりやすくなり、クリープ特性がより向上する。
nの値は、ブロック共重合体Xの製造しやすさを考慮すると、1又は2が好ましく、1が特に好ましい。すなわち、ブロック共重合体Xとしては、A-B-C-B-A又はA-B-C-Bで表されるブロック共重合体が特に好ましい。
重合体ブロックBと重合体ブロックCとの質量比(B/C)は、5.0/95.0~30.0/70.0の範囲内であり、8.0/92.0~29.0/71.0の範囲内が好ましく、10.0/90.0~28.0/72.0の範囲内がより好ましい。B/Cが5.0/95.0以上であれば、クリープ特性に優れ、30.0/70.0以下であれば、粘着力に優れる。
重合体ブロックAと重合体ブロックB及び重合体ブロックCの合計との質量比(A/(B+C))は、0.1/99.9~5.0/95.0の範囲内であり、0.2/99.8~4.9/95.1の範囲内が好ましく、0.3/99.7~4.8/95.2の範囲内がより好ましい。A/(B+C)が0.1/99.9以上であれば、濡れ性に優れ、貼り合わせ後の粘着力の昂進が少なく、5.0/95.0以下であれば、クリープ特性に優れる。
ブロック共重合体Xの酸価は、8mgKOH/g以上であり、13mgKOH/g以上が好ましい。ブロック共重合体Xの酸価が8mgKOH/g以上であれば、疑似的な架橋構造が発現しやすく、クリープ特性に優れる。
ブロック共重合体Xの酸価は、貯蔵安定性の観点から、50mgKOH/g以下が好ましく、41mgKOH/g以下がより好ましい。
ミクロ相分離によって重合体ブロックB同士が隣接するため、ブロック共重合体Xの酸価の少なくとも一部が重合体ブロックB由来であることが好ましく、ブロック共重合体Xの酸価の全てが重合体ブロックB由来であることがより好ましい。
ブロック共重合体Xの酸価(mgKOH/g)のうち重合体ブロックA又はC由来の酸価(mgKOH/g)の割合は3%以下であることが好ましい。
ブロック共重合体Xの酸価がどの重合体ブロック由来であるかは、各重合体ブロックに含まれる酸成分(例えばカルボキシ基含有単量体単位)の含有量により判断できる。例えば、重合体ブロックBが酸成分を含み、重合体ブロックA及びCが酸成分を含まない場合、ブロック共重合体Xの酸価の全てが重合体ブロックB由来であると判断する。また、重合体ブロックB及びCが酸成分を含み、重合体ブロックAが酸成分を含まない場合、全ての酸成分の含有量の合計を100質量%としたときの、重合体ブロックBに含まれる酸成分と重合体ブロックAに含まれる酸成分との質量比率が、ブロック共重合体Xの酸価のうちの重合体ブロックB由来の酸価と、重合体ブロックA由来の酸価との比率となる。
ブロック共重合体XのMwは、10万~100万が好ましく、20万~60万がより好ましい。Mwが20万以上であれば、クリープ特性がより優れ、60万以下であれば、塗工性がより優れる。
ブロック共重合体Xの分散度(Mw/Mn)は、1.5~6.0が好ましく、2.1~5.3がより好ましい。
(重合体ブロックA)
重合体ブロックAは、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル(以下、「単量体a1」ともいう。)単位を含む。
単量体a1の側鎖としては、アルキル基、アルコキシアルキル基等が挙げられる。
側鎖の炭素数は1~8であり、4~8が好ましい。側鎖の炭素数が1以上であれば、粘着剤組成物の被着体への濡れ性が優れ、8以下であれば、十分な粘着性が発現しやすい。
側鎖は、粘着力の観点では、直鎖状が好ましい。
単量体a1の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-(n-プロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-エトキシプロピル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)プロピル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。例えば、側鎖の炭素数が1~3の単量体と、側鎖の炭素数が4~8の単量体とを併用してもよい。直鎖状の側鎖を有する単量体と、分岐状の側鎖を有する単量体とを併用してもよい。
重合体ブロックAは、必要に応じて、単量体a1以外の単量体単位をさらに含んでいてもよい。
単量体a1以外の単量体としては、例えば、炭素数9以上の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル、カルボキシ基含有単量体、が挙げられる。カルボキシ基含有単量体としては、後述する重合体ブロックBの説明において例示するカルボキシ基含有単量体が挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合体ブロックAを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体a1単位の割合は、70質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。
重合体ブロックAを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体a1以外の単量体単位の割合は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、0質量%であってもよい。
重合体ブロックAのMnは、2,000~10,000であり、3,000~8,000が好ましい。重合体ブロックAのMnが2,000以上であれば、クリープ特性に優れ、10,000以下であれば、粘着力の昂進が少なく、また低温での粘着特性が悪化しにくい。
重合体ブロックAの分散度(Mw/Mn)は、1.0~2.0が好ましく、1.0~1.5がより好ましい。
重合体ブロックAのTgは、-30℃以下が好ましく、-50℃以下がより好ましい。重合体ブロックAのTgが-30℃以下であれば、粘着力がより優れる。
重合体ブロックAのTgの下限は、特に限定されないが、例えば-70℃である。
(重合体ブロックB)
重合体ブロックBは、芳香族ビニル化合物(以下、「単量体b1」ともいう。)単位及び環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル(以下、「単量体b2」ともいう。)単位の少なくとも一方を含む。
単量体b1としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、o-,m-もしくはp-メチルスチレン、o-,m-もしくはp-クロロスチレンが挙げられる。
単量体b2としては、例えば(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-フェノキシエチル等の芳香環構造を有する(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の脂環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
単量体b1としては、ミクロ相分離を起こしやすい点で、単量体b1が好ましく、スチレンが特に好ましい。
重合体ブロックBは、必要に応じて、単量体b1及び単量体b2以外の単量体単位をさらに含んでいてもよい。
単量体b1及び単量体b2以外の単量体としては、例えば、カルボキシ基含有単量体、カルボキシ基以外の官能基を有する単量体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられる。
重合体ブロックBがカルボキシ基含有単量体単位を含むと、カルボキシ基同士の水素結合により、ブロック共重合体の配列に疑似的な架橋構造を引き起こすことができるため、架橋構造を持たせることなく粘弾性を向上させることができる。
カルボキシ基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸β-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸カルボキシペンチル、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸が挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合体ブロックBがカルボキシ基以外の官能基を有する単量体単位を含むと、イソシアネート基やエポキシ基を有する硬化剤により架橋構造を持たせることができる。
カルボキシ基以外の官能基としては、例えばヒドロキシ基が挙げられる。
ヒドロキシ基を有する単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリル、(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)・メチルアクリレートが挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-(n-プロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-エトキシプロピル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)プロピルが挙げられる。
これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合体ブロックBを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体b1単位及び単量体b2単位の合計の割合は、ミクロ相分離を起こしやすくする観点では、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。単量体b1単位及び単量体b2単位の合計の割合が50質量%以上であれば、重合体ブロックBの疎水性が高く、ブロック共重合体Xがミクロ相分離構造を取りやすい。
重合体ブロックBが単量体b1及び単量体b2以外の単量体単位を含む場合、重合体ブロックBを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体b1単位及び単量体b2単位の合計の割合は、96質量%以下が好ましく、89質量%以下がより好ましい。
重合体ブロックBがカルボキシ基含有単量体単位を含む場合、重合体ブロックB中の単量体b1単位及び単量体b2単位の合計とカルボキシ基含有単量体単位との質量比(単量体b1単位及び単量体b2単位の合計/カルボキシ基含有単量体単位)は、85/15~96/4が好ましく、87/13~89/11がより好ましい。この質量比が85/15以上であれば、ブロック共重合体Xが上述した疑似的な架橋構造を取りやすく、クリープ特性がより優れる。この質量比が96/4以下であれば、重合体ブロックBの疎水性が十分に高く、ブロック共重合体Xがミクロ相分離構造を取りやすい。
重合体ブロックBがカルボキシ基以外の官能基を有する単量体単位を含む場合、重合体ブロックBを構成する全ての単量体単位の合計に対するカルボキシ基以外の官能基を有する単量体単位の割合は、0.5~10.0質量%が好ましく、1.0~2.0質量%がより好ましい。
重合体ブロックBのTgは、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。重合体ブロックBのTgが75℃以上であれば、クリープ特性がより優れる。
重合体ブロックBのTgの上限は、特に限定されないが、例えば200℃である。
(重合体ブロックC)
重合体ブロックCは、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル(以下、「単量体c1」ともいう。)単位を含む。
単量体c1の側鎖としては、アルキル基、アルコキシアルキル基等が挙げられる。
側鎖の炭素数は1~8であり、4~8が好ましい。側鎖の炭素数が1以上であれば、ミクロ相分離が起こりやすくなり、8以下であれば、十分な粘着性が発現しやすい。
側鎖は、粘着力の観点では、直鎖状が好ましい。
側鎖は、塗工性の観点では、分岐状が好ましい。
単量体c1の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-(n-プロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-エトキシプロピル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(n-ブトキシ)プロピル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。例えば、側鎖の炭素数が1~3の単量体と、側鎖の炭素数が4~8の単量体とを併用してもよい。直鎖状の側鎖を有する単量体と、分岐状の側鎖を有する単量体とを併用してもよい。
重合体ブロックCは、必要に応じて、単量体c1以外の単量体単位をさらに含んでいてもよい。
単量体c1以外の単量体としては、例えば、炭素数9以上の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル、カルボキシ基含有単量体が挙げられる。カルボキシ基含有単量体としては、重合体ブロックBの説明において例示したカルボキシ基含有単量体が挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合体ブロックCを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体c1単位の割合は、70質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。
重合体ブロックCを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体c1以外の単量体の割合は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、0質量%であってもよい。
重合体ブロックCのTgは、-30℃以下が好ましく、-50℃以下がより好ましい。重合体ブロックCのTgが-30℃以下であれば、粘着力がより優れる。
重合体ブロックCのTgの下限は、特に限定されないが、例えば-70℃である。
(ブロック共重合体Xの製造方法)
ブロック共重合体Xは、例えばリビング重合によって得ることができる。
リビング重合としては、リビングアニオン重合、RAFT重合等が挙げられるが、RAFT重合が好ましい。
RAFT重合では、RAFT剤及び重合開始剤が用いられる。
RAFT剤としては、例えばジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボナート、キサンタート等のイオウ系化合物が挙げられる。
重合開始剤としては、例えばアゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
RAFT重合の方法としては特に限定されず、公知の方法を採用でき、例えば溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、懸濁重合法などが挙げられる。
RAFT重合に用いられる溶媒については特に限定されず、公知の溶媒を用いることができる。
ブロック共重合体Xの製造方法を、RAFT重合によってA-B-C-B-Aで表されるブロック共重合体を製造する場合を例に挙げて詳しく説明する。
この例の製造方法では、重合開始剤及び下記式(1)で表されるRAFT剤の存在下で、単量体a1を含む単量体成分aを重合して重合体ブロックAを得、得られた重合体ブロックAの存在下で、単量体b1及び単量体b2の少なくとも一方を含む単量体成分bを重合してA-B-Aで表されるブロック共重合体Zを得、得られたブロック共重合体Zの存在下で、単量体c1を含む単量体成分cを重合してA-B-C-B-Aで表されるブロック共重合体を得る。
単量体成分aは、単量体a1以外の単量体を含んでいてもよい。単量体成分bは、単量体b1及び単量体b2以外の単量体を含んでいてもよい。単量体成分cは、単量体c1以外の単量体を含んでいてもよい。
典型的には、単量体成分a、b、cのいずれか1以上がカルボキシ基含有単量体を含む。少なくとも単量体成分bがカルボキシ基含有単量体を含むことが好ましい。
Figure 0007372544000001
(ただし、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、Rは、二価の有機基である。)
単量体成分a全体に対する単量体a1の好ましい割合は、重合体ブロックAを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体a1単位の好ましい割合と同様である。単量体a1以外の単量体についても同様である。
単量体成分b全体に対する単量体b1及び単量体b2の合計の好ましい割合は、重合体ブロックBを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体b1単位及び単量体b2単位の合計の好ましい割合と同様である。単量体b1及び単量体b2以外の単量体についても同様である。
単量体成分c全体に対する単量体c1の好ましい割合は、重合体ブロックCを構成する全ての単量体単位の合計に対する単量体c1単位の好ましい割合と同様である。単量体c1以外の単量体についても同様である。
式(1)中、R及びRにおけるアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。
及びRはそれぞれ側率に、水素原子又はメチル基が好ましい。
における二価の有機基としては、例えばアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。また、Rは任意の置換基が導入されていてもよいし、Rの炭素鎖間に任意の二価の連結基が導入されていてもよい。
アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基等が挙げられる。
アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。アリーレン基が有していてもよい置換基としては、例えばメチル基等のアルキル基が挙げられる。
上記式(1)で表されるRAFT剤は反応部位を2つ有するため、このRAFT剤の存在下で単量体成分aを重合すると、RAFT剤(S-C(=S)-S-R-S-C(=S)-S)を挟んで重合体ブロックAが生成する。次いで単量体成分bを重合すると、RAFT剤と重合体ブロックAとの間に重合体ブロックBが成長する。次いで単量体成分bを重合すると、RAFT剤と重合体ブロックBとの間に重合体ブロックCが成長する。中心の2つの重合体ブロックCは単分子のRAFT剤で結合されているため、1つの重合体ブロックCとみなすことができる。
なお、反応部位を2つ有するRAFT剤であれば、式(1)で表されるRAFT剤以外のRAFT剤を用いても、上記と同様にしてブロック共重合体を製造できる。また、反応部位を1つ有するRAFT剤を用いる場合、各重合体ブロックを順次(例えばA、B、C、B、Aを順次)成長させることによりブロック共重合体を製造できる。
<他の成分>
本態様の粘着剤組成物は、必要に応じて、有機溶剤、水等の液状媒体を含んでいてもよい。
本態様の粘着剤組成物は、必要に応じて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、濡れ性調製剤、粘着付与剤、硬化剤等の添加剤を含んでいてもよい。
なお、粘着剤組成物の貯蔵安定性を良好にする観点では、イソシアネートやシランカップリング剤は含まないことが好ましい。
本態様の粘着剤組成物は、上述のようにしてブロック共重合体Xを製造し、必要に応じて液状媒体や添加剤を配合することにより製造できる。
本態様の粘着剤組成物は、後述する実施例に記載の粘着力の測定方法により測定される粘着力(180度引きはがし法による粘着力)が15N/25mm以上であることが好ましく、18N/25mm以上であることがより好ましい。粘着力が15N/25mm以上であれば、被着体同士を十分な強度で貼り合わせることができる。この粘着力の上限は、例えば25N/25mmである。
<作用効果>
以上説明した粘着剤組成物にあっては、重合体ブロックAと重合体ブロックBと重合体ブロックCとからなるブロック共重合体Xを含むため、貼り合わせ後の粘着力の昂進が少なく、貼り直しが容易である。また、粘着剤の基本性能である粘着力及びクリープ特性も良好である。
重合体ブロックA、Cが炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含むことで、粘着力が発現する。
重合体ブロックBが単量体b1単位及び単量体b2単位の少なくとも一方を含むことで、ブロック共重合体Xの一部が疎水性となり、ミクロ相分離が起こる。ミクロ相分離により、ブロック共重合体Xの分子の配列が、重合体ブロックBが隣接しあった配列となる。また、ブロック共重合体Xが酸価を有することで、ブロック共重合体Xの分子の配列に疑似的な架橋構造を引き起こすことができる。これにより、クリープ特性が向上する。
そして、重合体ブロックAのMnが特定の範囲内であることで、ブロック共重合体Xの被着体表面に対する濡れ性に優れる。そのため、貼り合わせ後、貼り直しのために剥離したときに粘着力が昂進しにくく、安定した粘着特性を示すと考えられる。
<用途>
本態様に係る粘着剤組成物は、各種用途に使用できる。
本態様に係る粘着剤組成物は、特に、壁材やパネルに壁紙等の化粧シートを貼着する際に用いられる粘着剤のように、被着体同士を貼り合わせた後に再剥離しない用途に好適である。壁材やパネルの材質としては、アルミニウム、ステンレス、石膏ボード、亜鉛メッキ鋼板、樹脂被覆鋼板等が挙げられる。化粧シートの材質としては塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート、オレフィン等が挙げられる。
本態様に係る粘着剤組成物は、ガラス基板、単結晶研磨に用いられる研磨パッドを固定する粘着剤のように、再剥離性が必要となる用途にも好適である。用いられる被着体としてはステンレス、アルミニウム等が挙げられる。研磨パッドの材質としてはポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリイミド等が挙げられる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<測定・評価>
(Tgの算出)
重合体ブロックA、B、C、ブロック共重合体それぞれのTgは、上記式(i)に示されるFoxの式から求めた。
(分子量の測定)
重合体ブロックA、ブロック共重合体それぞれのMn及びMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により下記条件にて測定した。なお、Mn及びMwは、ポリスチレン換算の値である。
GPCの測定条件:
GPC装置:GPC-101(昭光通商株式会社製)
カラム:Shodex A-806M×2本直列つなぎ(昭和電工株式会社製)
検出器:Shodex RI-71(昭和電工株式会社製)
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1mL/分
(酸価の測定)
酸価は、JIS K 2501:2003に準拠して測定した。具体的には、水酸化カリウムを0.1規定になるようにメタノールに溶解させて調製した溶液を滴定することで測定した。
(粘着力の測定)
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに、乾燥後の膜厚が50μmとなるように粘着剤組成物を塗布し、100℃で5分間乾燥し、PETフィルム上に粘着層を有する試験片を得た。試験片を25mm幅でカットした。50mm×150mmサイズのステンレス板上に、カットした試験片の複数枚をそれぞれ、粘着層側の面をステンレス板側に向けて配置し、2kgのローラーを1往復させて貼り合わせた。その後、室温(23℃)、50%RHで20分間静置した後に、又は60℃で1日間若しくは3日間静置した後に、ステンレス板に貼られた試験片のPETフィルムについて、23℃、50%RHの環境下において、JIS Z 0237:2009の8.3.1「180度引きはがし法」に準拠し、粘着力(N/25mm)を測定した。粘着力は15N/25mm以上が好ましい。
測定した粘着力から下記式により粘着昂進度(1日、3日)を算出した。粘着昂進度が小さいほど、粘着力の昂進が少ないことを示す。粘着昂進度は1.5以下が好ましい。
粘着昂進度(1日)=Q/Q
粘着昂進度(3日)=Q/Q
ただし、Qは、20分間静置した後に測定した粘着力(N/25mm)であり、Qは、60℃で1日間静置した後に測定した粘着力(N/25mm)であり、Qは、60℃で3日間静置した後に測定した粘着力(N/25mm)である。
(せん断粘着力の測定)
シリコーンで表面処理されたPETフィルムに、乾燥後の膜厚が50μmとなるように粘着剤組成物を塗布し、100℃で5分間乾燥し、PETフィルム上に粘着層を有する試験片を得た。試験片を1cm×1cmサイズにカットした。30mm×150mmサイズのアルミ箔の上に、カットした試験片の複数枚をそれぞれ、粘着層側の面をアルミ箔側に向けて配置した。次いで、試験片のPETフィルムを剥離して粘着層を露出させ、その上に別の30mm×150mmサイズのアルミ箔を配置し、2kgのローラーを1往復させて貼り合わせた。その後、23℃、50%RHの環境下において、引張試験機を使用し、アルミ箔を引っ張り速度50mm/minで引っ張り、応力の最大値をせん断粘着力(N/cm)とした。せん断粘着力は100N/cm以上が好ましい。
(耐熱クリープ性の評価)
粘着力の測定の場合と同様にして、試験片を作製した。
JIS Z 0237:2009に準拠して、試験片のPETフィルム側から圧着ロールで1往復した後、この試験片を40℃に調節したクリープ試験機に設置した。100℃又は150℃の環境下において、1kgの錘を取り付けたPETフィルムがステンレス板から落下するまでの時間を測定した。なお、1時間経過してもPETフィルムがステンレス板から落下しない場合は、1時間経過後におけるPETフィルムのズレ(試験前の位置からの距離)を測定した。落下時間(分)またはズレ(mm)を耐熱クリープ性の指標とし、ズレ(mm)が小さいほど耐熱クリープ性に優れることを意味する。また、PETフィルムがステンレス板から落下した場合は、落下時間(分)が長いほど耐熱クリープ性に優れることを意味する。
ズレが1mm以下を合格とし、以下の評価基準にて評価した。
○:100℃の環境下及び150℃の環境下で合格である。
△:100℃の環境下では合格であるが、150℃の環境下では不合格である。
×:100℃の環境下で不合格である。
<実施例1>
(1-1.重合体ブロックAの製造)
アクリル酸n-ブチル(BA)100.0gと、RAFT剤(1)4.54gと、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(ABN-E)0.05gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら80℃に昇温した。その後、80℃で2時間撹拌して重合反応を行った(第一段階反応)。
反応終了後、フラスコ内にn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(BA)及びRAFT剤(1)をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥して共重合体(重合体ブロックA)を得た。
得られた共重合体(重合体ブロックA)のTg、Mn、Mw及びMw/Mnを表1に示す。
(1-2.ブロック共重合体Z1の製造)
スチレン(St)87.0gと、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)1.0gと、アクリル酸(AA)12.0gと、ABN-E0.19gと、酢酸エチル26.3gとからなる混合物と、先に得られた共重合体(重合体ブロックA)とを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で15時間撹拌して重合反応を行い(第二段階反応)、重合体ブロックAと重合体ブロックBとからなるブロック共重合体Z1を含む反応液を得た。なお、混合物と共重合体(重合体ブロックAの配合量は、得られるブロック共重合体Z1における重合体ブロックAと重合体ブロックBとの質量比率が1/10となる量とした。
反応終了後、フラスコ内にn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(St、HEA、AA)及び溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体Z1を得た。
得られたブロック共重合体Z1の重合体ブロックBのTgを表1に示す。
(1-3.ブロック共重合体X1の製造)
アクリル酸ブチル(BA)48.5gと、アクリル酸2-エチルへキシル(2-EHA)48.5gと、アクリル酸(AA)3.0gと、ABN-E0.05gと、酢酸エチル73.2gとからなる混合物と、先に得られたブロック共重合体Z1とを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で6時間撹拌して重合反応を行い(第三段階反応)、重合体ブロックAと重合体ブロックBと重合体ブロックCとからなるブロック共重合体X1を含む反応液を得た。なお、混合物とブロック共重合体Z1の配合量は、得られるブロック共重合体X1における重合体ブロックAと重合体ブロックBと重合体ブロックCとの質量比率が1/10/89となる量とした。
反応液の一部を採取し、これにn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(BA、2-EHA、AA)及び溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体X1を得た。
得られたブロック共重合体X1の重合体ブロックCのTg、ブロック共重合体Z1のMn、Mw、Mw/Mn及び酸価を表1に示す。
また、得られたブロック共重合体X1を含む反応液を粘着剤組成物とし、粘着力、せん断粘着力及び耐熱クリープ性を評価した。結果を表1に示す。
<実施例2~9、比較例1~3>
重合体ブロックA、重合体ブロックB及び重合体ブロックCを構成する単量体組成を表1~3に示すように変更し、第一段階反応、第二段階反応及び第三段階反応の重合条件を表1~3に示すように変更し、重合体ブロックAと重合体ブロックBと重合体ブロックCとの質量比率(A/B/C)を表1~3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてブロック共重合体X2~X12を製造し、各種測定を行った。結果を表1~3に示す。
<比較例4>
(4-1.重合体ブロックBの製造)
スチレン(St)87.0gと、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)1.0gと、アクリル酸(AA)12.0gと、RAFT剤(1)0.5gと、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(ABN-E)0.2gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら80℃に昇温した。その後、80℃で6時間撹拌して重合反応を行った(第一段階反応)。
反応終了後、フラスコ内にn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(St、HEA、AA)及びRAFT剤(1)をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥して共重合体(重合体ブロックB)を得た。
得られた共重合体(重合体ブロックB)のTgを表4に示す。
(4-2.ブロック共重合体X13の製造)
アクリル酸ブチル(BA)48.5gと、アクリル酸2-エチルへキシル(2-EHA)48.5gと、アクリル酸(AA)3.0gと、ABN-E0.0282gと、酢酸エチル73.5gとからなる混合物と、先に得られた共重合体(重合体ブロックB)とを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で15時間撹拌して重合反応を行い(第二段階反応)、重合体ブロックBと重合体ブロックCとからなるブロック共重合体X13を含む反応液を得た。なお、混合物と共重合体(重合体ブロックB)の配合量は、得られるブロック共重合体X13における重合体ブロックBと重合体ブロックCとの質量比率が11/89となる量とした。
反応液の一部を採取し、これにn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(BA、2-EHA、AA)及び溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体X13を得た。
得られたブロック共重合体X13の重合体ブロックCのTg、ブロック共重合体X13のMn、Mw、Mw/Mn及び酸価を表2に示す。
また、得られたブロック共重合体X13を含む反応液を粘着剤組成物とし、粘着力、せん断粘着力及び耐熱クリープ性を評価した。結果を表4に示す。
<比較例5~7>
重合体ブロックB及び重合体ブロックCを構成する単量体組成を表4に示すように変更し、第一段階反応及び第二段階反応の重合条件を表4に示すように変更し、重合体ブロックBと重合体ブロックCとの質量比率(B/C)を表4に示すように変更した以外は、比較例4と同様にしてブロック共重合体X14~X16を製造し、各種測定を行った。結果を表4に示す。
<比較例8>
スチレン(St)8.8gと、アクリル酸2-エチルへキシル(2-EHA)44.1gと、アクリル酸(AA)3.0gと、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(ABN-E)0.05gと、酢酸エチル40gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で10時間撹拌して重合反応を行い、ランダム共重合体を含む反応液を得た。
反応液の一部を採取し、これにフラスコ内にn-ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(St、2-EHA、AA)及び溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してランダム共重合体を反応液から取り出した。
得られたランダム共重合体のMn、Mw、Mw/Mn及び酸価を表4に示す。
また、得られたランダム共重合体を含む反応液を粘着剤組成物とし、粘着力、せん断粘着力及び耐熱クリープ性を評価した。結果を表4に示す。
Figure 0007372544000002
Figure 0007372544000003
Figure 0007372544000004
Figure 0007372544000005
表1~4中の略号は下記化合物を示す。また、各単量体のカッコ内のTgは、ホモポリマーのTgである。
「St」:スチレン(Tg:100℃)、
「MA」:アクリル酸メチル(Tg:10℃)、
「HEA」:アクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:-15℃)、
「AA」:アクリル酸(Tg:106℃)、
「BA」:アクリル酸n-ブチル(Tg:-54℃)、
「2-EHA」:アクリル酸2-エチルへキシル(Tg:-70℃)。
RAFT剤(1):下記式(2)で表される化合物。RAFT剤(1)は、特開2014-133801号公報の製造例1に記載の手順により製造した。
RAFT剤(2):下記式(3)で表される化合物。RAFT剤(2)は、特開2014-133801号公報の製造例2に記載の手順により製造した。
Figure 0007372544000006
Figure 0007372544000007
なお、RAFT剤(1)はトリチオカルボナートの二量体であることから、実施例1~9、比較例1~3で得られたブロック共重合体X1~X12は、A-B-C-B-Aで表されるペンタブロック共重合体であると考えられる。また、比較例4~6で得られたブロック共重合体X13~X15は、B-C-Bで表されるトリブロック共重合体であると考えられる。
一方、RAFT剤(2)はトリチオカルボナートの単量体であることから、比較例7で得られたブロック共重合体X16は、B-Cで表されるジブロック共重合体であると考えられる。
上記結果に示すとおり、各実施例の粘着剤組成物は、粘着力の昂進が少なかった。また、粘着力及びクリープ特性も良好であった。
一方、比較例1の粘着剤組成物は、重合体ブロックAのMnが10,000超、A/(B+C)が5.0/95.0超であるため、粘着力及びクリープ特性に劣っていた。
比較例2の粘着剤組成物は、B/Cが5.0/95.0未満、酸価が8mgKOH/g未満であるため、粘着力に劣っていた。
比較例3の粘着剤組成物は、B/Cが30.0/70.0超であるため、粘着力の昂進が大きかった。
比較例4~8の粘着剤組成物は、重合体ブロックAを含まないため、粘着力の昂進が大きかった。

Claims (3)

  1. 炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含み、数平均分子量が2,000~10,000である重合体ブロックAと、芳香族ビニル化合物単位及び環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位の少なくとも一方を含む重合体ブロックBと、炭素数1~8の直鎖状又は分岐状の側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含む重合体ブロックCとからなるブロック共重合体を含み、
    前記重合体ブロックBと前記重合体ブロックCとの質量比(B/C)が5.0/95.0~30.0/70.0の範囲内であり、
    前記重合体ブロックAと前記重合体ブロックB及び前記重合体ブロックCの合計との質量比(A/(B+C))が0.1/99.9~5.0/95.0の範囲内であり、
    前記ブロック共重合体の酸価が8mgKOH/g以上である、粘着剤組成物。
  2. 前記ブロック共重合体が、A-B-C-B-A又はA-B-C-B(ただし、Aは前記重合体ブロックAを示し、Bは前記重合体ブロックBを示し、Cは前記重合体ブロックCを示す。)で表される、請求項1に記載の粘着剤組成物。
  3. 前記重合体ブロックBが、カルボキシ基含有単量体単位を含む、請求項1又は2に記載の粘着剤組成物。
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