JP7440494B2 - 路面用または床面用の粘着剤組成物およびマーキングシート - Google Patents
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Description
[2] 前記(メタ)アクリル系共重合体(B)のガラス転移温度が40℃以上であることを特徴とする[1]に記載の路面用または床面用粘着剤組成物。
[3] [1]または[2]に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層と、基材とを含み、かつ、前記粘着剤層および前記基材が積層されていることを特徴とする路面用または床面用マーキングシート。
[4] 前記基材が金属箔であることを特徴とする[3]に記載の路面用または床面用マーキングシート。
[5] [1]または[2]に記載の粘着剤組成物からなる第1の粘着剤層と、第1の基材と、第2の粘着剤層と、第2の基材とを含み、かつ、これらがこの順で積層されていることを特徴とする路面用または床面用マーキングシート。
[6]前記第1の基材が金属箔であることを特徴とする[5]に記載の路面用または床面用マーキングシート。
本発明において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルを総称する意味で用いる。すなわち、「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルを総称する意味で用いる。また、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを総称する意味で用いる。
本発明の路面用または床面用粘着剤組成物(以下、単に「粘着剤組成物」と記す場合がある。)は、アルキル基の炭素数が4~12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)60~92質量%、アルキル基の炭素数が1~3の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)5~30質量%、および酸性基を有するモノマー(a3)3~10質量%を含むモノマー成分(ただし、成分(a1)、(a2)および(a3)の合計を100質量%とする。)からなる共重合体である(メタ)アクリル系共重合体(A)と、アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)90~99.5質量%、およびアミノ基を有するモノマー(b2)0.5~10質量%を含むモノマー成分(ただし、成分(b1)および(b2)の合計を100質量%とする。)からなる共重合体である(メタ)アクリル系共重合体(B)と、を含有する粘着剤組成物であり、前記粘着剤組成物は、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、前記(メタ)アクリル系共重合体(B)1~30質量部を含むことを特徴とする。
本発明の粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系共重合体(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)および酸性基を有するモノマー(a3)を含むモノマー成分からなる共重合体である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)は、炭素数が4~12のアルキル基を有する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)は、炭素数が1~3のアルキル基を有する。
前記炭素数が1~3の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、およびiso-プロピル基が挙げられる。
酸性基を有するモノマー(a3)は、分子内に酸性基を有するモノマーであり、一分子内に酸性基を1個有するモノマーでもよく、2個以上有するモノマーでもよい。
(メタ)アクリル系共重合体(A)を構成するモノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)を60~92質量%、好ましくは63~89質量%、より好ましくは66~85質量%、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)を5~30質量%、好ましくは7~28質量%、より好ましくは10~26質量%、および酸性基を有するモノマー(a3)を3~10質量%、好ましくは4~9質量%、より好ましくは5~8質量%の量で含む。但し、成分(a1)~(a3)の合計を100質量%とする。
本発明に用いられる(メタ)アクリル系共重合体(A)は、前記モノマー成分を共重合することにより得られる。
具体的には、反応容器内に重合溶媒、モノマー成分を仕込み、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で重合開始剤を添加し、反応開始温度を好ましくは40~100℃、より好ましくは50~90℃、さらに好ましくは60~85℃の温度に反応系を維持して、3~20時間反応させることにより(メタ)アクリル系共重合体(A)を得ることができる。
アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、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-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-(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’-アゾビス〔2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド〕、2,2’-アゾビス(イソブチルアミド)ジヒドレート、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)、2,2’-アゾビス(2-シアノプロパノール)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)等のアゾ化合物が挙げられる。
重合開始剤は、(メタ)アクリル系共重合体(A)を構成するモノマー成分100質量部に対して、好ましくは0.001~5質量部、より好ましくは0.005~3質量部の範囲内の量で使用される。また、上記重合反応中に、重合開始剤、連鎖移動剤、重合性単量体、重合溶媒を適宜追加添加してもよい。
重合溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
(メタ)アクリル系共重合体(A)における、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定される重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算値で、好ましくは40万以上、より好ましくは50万~150万、さらに好ましくは60万~120万、特に好ましくは70万~100万である。Mwが前記下限値以上であると、粘着剤組成物から形成された粘着剤層の耐久性および凝集力が優れる点で好ましい。Mwが前記上限値以下であると、粘着剤組成物の塗工性が良好である点で好ましい。
本発明の粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系共重合体(B)は、アルキル基の炭素数が1~20である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)と、アミノ基を有するモノマー(b2)とを含むモノマー成分からなる共重合体である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)は、炭素数が1~20のアルキル基を有する。前記炭素数は、工業的に入手し易いという観点から好ましくは1~12、より好ましくは1~8であることが望ましい。
アミノ基を有するモノマー(b2)は、分子内にアミノ基を有するモノマーであり、一分子内にアミノ基を1個有するモノマーでもよく、2個以上有するモノマーでもよい。
前記(メタ)アクリル系共重合体(B)を構成するモノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)を90~99.5質量%、好ましくは92~98質量%、アミノ基を有するモノマー(b2)を0.5~10質量%、好ましくは2~8質量%含む。ただし成分(b1)および(b2)の合計を100質量%とする。
本発明に用いられる(メタ)アクリル系共重合体(B)は、前記モノマー成分を共重合することにより得られる。
(メタ)アクリル系共重合体(B)は、低分子量のポリマーであり、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定される重量平均分子量(Mw)が、ポリスチレン換算値で、好ましくは1000~100000、より好ましくは2000~80000、さらに好ましくは5000~40000である。(メタ)アクリル系共重合体(B)のMwが前記範囲内であると、低分子による被着体に対する粘着剤層の密着性や、凹凸面に対する追従性を高める機能を向上させ、粘着力と耐湿熱性が向上する。
本発明の粘着剤組成物は、架橋剤を含有する。
架橋剤としては、特に限定は無いが、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、金属キレート化合物等を用いることができる。架橋剤としては1種単独で用いても、2種以上を用いてもよく、前記粘着剤組成物は、架橋剤が反応することにより、三次元架橋構造を形成することが可能であり、高い粘着力かつ凝集力を発現することが可能である。
架橋剤としては、エポキシ系架橋剤が耐熱性に優れる観点から好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、前述した(メタ)アクリル系共重合体(A)、(メタ)アクリル系共重合体(B)および架橋剤以外に、さらに粘着付与樹脂、帯電防止剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、UV吸収剤、可塑剤、微粒子、色素等の各種添加剤を本発明の粘着剤組成物の物性を損なわない範囲で含んでいてもよい。本発明の粘着剤組成物が、前記各種添加剤を含む場合には、粘着剤組成物の固形分100質量%中、各種架橋剤を好ましくは0.03~30質量%、より好ましくは0.05~25質量%、さらに好ましくは0.08~20質量%含む。
有機溶媒としては、例えば、(メタ)アクリル系共重合体(A)の製造方法の説明で記載した重合溶媒が挙げられる。本発明の粘着剤組成物は、例えば、(メタ)アクリル系共重合体(A)および重合溶媒を含むポリマー溶液と、(メタ)アクリル系共重合体(B)および重合溶媒を含むポリマー溶液と、架橋剤とを混合することにより調製することができる。本発明の粘着剤組成物における、有機溶媒の含有量は、好ましくは0~90質量%であり、より好ましくは10~80質量%である。
本発明の粘着剤組成物は、粘着剤組成物に含まれる各成分(例えば前述の(メタ)アクリル系共重合体(A)、(メタ)アクリル系共重合体(B)および架橋剤)を、撹拌装置等を用いて公知の方法で混合することにより得られる。
<積層体の構成>
本発明の路面用または床面用マーキングシート(以下、単に「本発明のマーキングシート」ともいう。)は、本発明の粘着剤組成物からなる粘着剤層と、基材とを含み、かつ、前記粘着剤層および前記基材が積層されていることを特徴とし、前記基材が金属箔であることが好ましい。
以下、図1を参照しながら、各層について説明する。
≪第1の基材≫
本発明のマーキングシートに用いられる第1の基材(12)は、アスファルトなどの路面への追従性の向上の観点から金属箔であることが好ましい。金属箔としては、特に限定されないが、価格や入手のし易さなどの観点から、アルミニウム箔、銅箔、鉄箔、ステンレススチール箔が用いられ、その中でもハンマー施工により変形しやすいアルミニウム箔を用いることが好ましい。
第2の基材(14)は、後述する装飾層または保護層等のその他の層を形成するための基材である。
なお、第2の基材(14)として、複数の基材を積層してもよく、その際に複数の基材は同一でも異なっていてもよい。
≪第1の粘着剤層≫
第1の粘着剤層(11)は、上述した本発明の粘着剤組成物を用いて形成される。例えば、上述の粘着剤組成物中の架橋反応を進めることにより、具体的には(メタ)アクリル系共重合体(A)を架橋剤で架橋することにより、前記粘着剤層が得られる。
第2の粘着剤層(13)はいずれも、本発明からなる同一または異なる粘着剤組成物を用いてもよく、他の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、第2の基材(14)以降として複数の基材を積層する場合も、各基材を積層するための粘着剤層を形成するための粘着剤組成物は、同一でも異なっていてもよい。
第2の基材(14)上に、必要に応じて他の層、例えば他の粘着剤層、装飾層、金属層、着色層、印刷層、保護層などが積層されていてもよい。
前記その他の層は、単層からなってもよいし、複数層からなってもよい。また、装飾層は、必ずしも第2の基材の全面に形成する必要はなく、第2の基材の所定のエリアのみに形成してもよい。
装飾層は、所望の広告や案内表示等のマーキングを行うべく、路面用・床面用マーキングシートに所望の図形、色、文字等を付与するためのものである。
保護層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などの樹脂のフィルムを、装飾積層フィルムを構成する層の上に直接又は接合層を介して積層することによって、あるいは樹脂組成物をフィルム層表面に塗布して乾燥することによって形成することができる。
本発明のマーキングシートに用いることができる剥離ライナー(10)は、粘着剤層が本発明のマーキングシートを貼り付ける所望の面以外の部分に貼り付いてしまうことを防ぐために、路面等に設置する前のマーキングシートの形態として、第1の粘着剤層(11)に設けられる。
本発明のマーキングシートは、アスファルトなど粗面に対する追従性に加えて、粘着力、耐候性、耐熱性および耐湿熱性に優れ、剥離する際に基材から粘着剤が被着体に転着することが起き難いため、これらの物性が求められる用途(乗用自動車、大型トラック等が使用する駐車場、道路および工事現場でのアスファルトに一時的な印をつけるためにマーキングシートを用いるようなとき、または屋内外の人通りの多い床面に一時的にマーキングシートを貼り付けておく必要があるとき等が想定される。)に好適に用いることが可能である。
本明細書においては、以下の略称を使用することがある。
BA:ブチルアクリレート
LA:ラウリルアクリレート
MA:メチルアクリレート
EA:エチルアクリレート
AA:アクリル酸
MMA:メチルメタクリレート
iso-BMA:イソ-ブチルメタクリレート
DMA:N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
下記製造例で得られた共重合体の物性を以下の方法で測定した。
下記製造例で得られた共重合体の重量平均分子量および分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により、以下の条件で測定した。
・測定装置:HLC-8320GPC(東ソー製)
・GPCカラム構成:以下の4連カラム(すべて東ソー製)
(1)TSKgel HxL-H(ガードカラム)
(2)TSKgel GMHxL
(3)TSKgel GMHxL
(4)TSKgel G2500HxL
・流速:1.0mL/min
・カラム温度:40℃
・サンプル濃度:1.5%(w/v)(テトラヒドロフランで希釈)
・移動相溶媒:テトラヒドロフラン
・標準ポリスチレン換算
共重合体のTgは、下記「Fox」の式により計算値で求めた。
1/Tg=〔(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wn/Tgn)〕/100
(ここで、温度は絶対温度である。)
Wn:単量体nの質量%
Tgn:単量体nからなる単独重合体のガラス転移温度
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および冷却管を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに、重合性単量体として、n-ブチルアクリレート(BA)80質量部と、メチルアクリレート(MA)15質量部と、アクリル酸(AA)5質量部とを投入し、溶媒として酢酸エチルを150質量部投入した。
共重合体A-1のMwは89万、Mw/Mnは2.5、Tgは-37.9℃であった。
構成モノマー(a1)、(a2)および(a3)の量を下記表1に示すように変更したこと以外は製造例A-1と同様にして、共重合体A-2~A-9を含むポリマー溶液(固形分濃度20質量%)を調製した。なお、表1中の各成分の欄の数値は質量部を示す。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および冷却管を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに、重合性単量体として、メチルメタクリレート(MMA)94質量部と、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMA)6質量部とを投入し、溶媒としてトルエンを100質量部投入した。
共重合体B-1のMwは1.4万、Mw/Mn、Tgは98.3℃であった。
構成モノマー(b1)および(b2)の量を下記表2に示すように変更したこと以外は製造例B-1と同様にして、共重合体B-2~B-5を含むポリマー溶液(固形分濃度50質量%)を調製した。なお、表2中の各成分の欄の数値は質量部を示す。
製造例A-1で得られたポリマー溶液(固形分濃度20質量%)、製造例B-1で得られた溶液(固形分濃度50質量%)およびエポキシ系架橋剤E-5AX(綜研化学製:固形分濃度5質量%)を、固形分の量が、それぞれ100質量部、10質量部および0.075質量部となる量で混合して、粘着剤組成物を得た。
粘着剤組成物の配合組成を表3または表4に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物を調製した。なお、表3および表4中の各成分の欄の数値は質量部を示す。
実施例および比較例で得られた粘着剤組成物を以下の方法で評価した。
得られた粘着剤組成物を、剥離処理された紙製の剥離ライナー上に、乾燥後の厚さが50μmになるように第1の粘着剤として塗工し、その上に第1の基材としてアルミニウム基材(50μm厚)を積層し、その上に乾燥後の厚さが50μmになるように第2の粘着剤として第1の粘着剤と同様の粘着剤組成物を塗工し、その上に第2の基材としてPVC基材50μm厚を積層することによりマーキングシートを得た。得られたマーキングシートを以下の方法で評価した。
(1)粘着力、(2)耐熱性、(3)耐湿熱性、(4)金属基材への密着性、(5)路面貼付試験に基づく耐剥がれ性の評価、および(6)路面貼付試験後の再剥離性の評価を行った。各評価方法を以下に示す。
研磨SUSにマーキングシート(幅25mm)を貼りつけ、23℃/50%RHの条件下で20分間静置後に、被着体の面から180度の角度で、300mm/分の速度で剥がした時の粘着力を、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:20N/25mm以上
△:15~20N/25mm
×:15N/25mm未満
研磨SUSにマーキングシートを貼りつけ、80℃の条件下で7日間経過させ、その後23℃/50%RH条件下で30分間静置後に、被着体の面から180°の角度で、300mm/分の速度で剥がした時の剥離形態を目視で観察し、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:界面破壊
△:粘着剤の転着面積が1%~20%未満であった。
×:粘着剤の転着面積が20%以上であった。
研磨SUSにマーキングシートを貼りつけ、60℃/95%RHの条件下で7日間経過させ、その後23℃/50%RH条件下で30分間静置後に、被着体の面から180°の角度で、300mm/分の速度で剥がした時の剥離形態を目視で観察し、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:界面破壊
△:粘着剤の転着面積が1%~20%未満であった。
×:粘着剤の転着面積が20%以上であった。
指で粘着剤層部分を擦り、目視で観察し、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:30回以上、指で擦っても剥がれ等の変化無し。
△:10~30回、指で擦って剥がれが生じた。
×:10回以内に、指の擦りで剥がれが生じた。
アスファルトの路面を掃き掃除した後、その路面に手で10cm×15cmサイズのマーキングシートを貼付し、ゴムハンマーにて圧着した。そのマーキングシートの3ヶ月後の剥がれについて目視で観察し、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:まったく剥がれが無かった。
△:端部に浮きが見られた。
×:剥がれていた。
アスファルトの路面を掃き掃除した後、その路面に手で10cm×15cmサイズのマーキングシートを貼付し、ゴムハンマーにて圧着した。そのマーキングシートを3ヶ月後に手で剥がしたときのアスファルトに転着した粘着剤の量を目視で観察し、下記の基準に基づいて評価した。結果を表3および表4に示す。
(評価基準)
○:転着した粘着剤の量が1%未満であった。
△:転着した粘着剤の量が1~20%未満であった。
×:転着した粘着剤の量が20%以上であった。
11:第1の粘着剤層
12:第1の基材
13:第2の粘着剤層
14:第2の基材
Claims (6)
- アルキル基の炭素数が4~12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)60~92質量%、
アルキル基の炭素数が1~3の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)5~30質量%、および
酸性基を有するモノマー(a3)3~10質量%を含むモノマー成分(ただし、成分(a1)、(a2)および(a3)の合計を100質量%とする。)からなる共重合体である(メタ)アクリル系共重合体(A)と、
アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)90~99.5質量%、および
アミノ基を有するモノマー(b2)0.5~10質量%を含むモノマー成分(ただし、成分(b1)および(b2)の合計を100質量%とする。)からなる共重合体である(メタ)アクリル系共重合体(B)と、
架橋剤と、を含有する粘着剤組成物であり、
前記(メタ)アクリル系共重合体(A)における、GPC法により測定される重量平均分子量(Mw)が81万~150万であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が1.2~2.7であり、
前記(メタ)アクリル系共重合体(B)におけるMwが1.3万~10万であり、
前記粘着剤組成物は、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、前記(メタ)アクリル系共重合体(B)1~30質量部を含むことを特徴とする路面用または床面用粘着剤組成物。 - 前記(メタ)アクリル系共重合体(B)のガラス転移温度が40℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の路面用または床面用粘着剤組成物。
- 請求項1または2に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層と、基材とを含み、かつ、前記粘着剤層および前記基材が積層されていることを特徴とする路面用または床面用マーキングシート。
- 前記基材が金属箔であることを特徴とする請求項3に記載の路面用または床面用マーキングシート。
- 請求項1または2に記載の粘着剤組成物からなる第1の粘着剤層と、第1の基材と、第2の粘着剤層と、第2の基材とを含み、かつ、これらがこの順で積層されていることを特徴とする路面用または床面用マーキングシート。
- 前記第1の基材が金属箔であることを特徴とする請求項5に記載の路面用または床面用マーキングシート。
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