WO2016181842A1 - 粘着剤組成物 - Google Patents
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- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09J133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09J133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
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- C08F2438/00—Living radical polymerisation
- C08F2438/03—Use of a di- or tri-thiocarbonylthio compound, e.g. di- or tri-thioester, di- or tri-thiocarbamate, or a xanthate as chain transfer agent, e.g . Reversible Addition Fragmentation chain Transfer [RAFT] or Macromolecular Design via Interchange of Xanthates [MADIX]
Definitions
- the present invention relates to a pressure-sensitive adhesive composition.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-098898 filed in Japan on May 14, 2015, the contents of which are incorporated herein by reference.
- acrylic pressure-sensitive adhesives including acrylic copolymers are generally used because they can be easily produced at low cost.
- Adhesives are required to have durability under various conditions depending on applications as well as adhesive strength. For example, even if it is used in a high temperature environment, it is required that the sticking object is not easily displaced from the object to which the sticking object is attached due to an external force (heat resistant creep resistance).
- the adhesive used for bonding the front panel and the touch panel is required to have dielectric breakdown resistance so that static electricity does not reach the touch panel.
- the area and thickness of the pressure-sensitive adhesive layer tend to be reduced as the display is downsized and the screen is enlarged, improvement in dielectric breakdown resistance of the pressure-sensitive adhesive is required.
- Patent Document 1 one or more polymers selected from the group consisting of thermoplastic elastomers, thermoplastic resins, acrylic rubbers and acrylic adhesives are used as binders, and the binder has an aspect ratio of 10 to 10 as a thermal diffusion filler.
- a highly insulating thermal diffusive sheet is disclosed which is composed of a composition in which 50 to 90% by volume of 1000 flat-shaped boron nitride is blended.
- Patent Document 2 includes a support in which one or more layers of the resin are laminated on at least one surface of an impregnation sheet formed by impregnating a nonwoven fabric with a polyester polyurethane resin crosslinked with a polyisocyanate-based crosslinking agent; There is disclosed a flame-retardant heat-resistant pressure-sensitive adhesive tape that includes a pressure-sensitive adhesive layer made of an acrylic-based pressure-sensitive adhesive provided on at least one surface of the support and can suppress carbonization breakdown.
- Patent Document 1 contains 50 to 90% by volume of boron nitride, although it is excellent in insulation, the adhesive force tends to decrease.
- the flame-retardant heat-resistant pressure-sensitive adhesive tape described in Patent Document 2 it is the impregnated sheet that exhibits insulation, and the pressure-sensitive adhesive layer itself does not have insulation. Therefore, it was unsuitable to use the pressure-sensitive adhesive layer alone for applications requiring dielectric breakdown resistance.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure-sensitive adhesive composition having high adhesive strength and excellent dielectric breakdown resistance and heat-resistant creep resistance.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to one embodiment of the present invention has a glass transition point of 75 ° C. or higher, a block (A) containing a monomer unit having a first cyclic structure and a carboxy group-containing monomer unit, A block copolymer (X) formed from a block (B) containing 70 mass% or more of an acrylate unit represented by the following general formula (1), a softening point of 120 ° C.
- a second A tackifier (Y) having the following cyclic structure, wherein the mass ratio of the block (A) to the block (B) (block (A) / block (B)) is 10/90 to 40 / 60, the acid value derived from the block (A) out of the acid value of the block copolymer (X) is 8 mgKOH / g or more, and at least one terminal of the block copolymer (X) is the above-mentioned Block (A), the tackifier
- the first cyclic structure in the block (A) and the second cyclic structure in the tackifier (Y) may be an aromatic ring structure.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to the above aspect of the present invention has high adhesive strength and is excellent in dielectric breakdown resistance and heat-resistant creep resistance.
- (meth) acrylic acid is a general term for acrylic acid and methacrylic acid.
- RAFT polymerization reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization
- RAFT agent chain transfer agent used for RAFT polymerization
- the pressure-sensitive adhesive composition contains a block copolymer (X) formed from a block (A) and a block (B), and a tackifier (Y) having a cyclic structure.
- the block (A) is a polymer or copolymer having a glass transition point of 75 ° C. or higher. When the glass transition point is 75 ° C. or higher, a pressure-sensitive adhesive composition having excellent dielectric breakdown resistance can be obtained.
- the glass transition point of the block (A) is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher.
- Tg A is the glass transition point (° C.) of the block (A).
- W a in the formula (i) is a mass fraction of the monomer a constituting the block (A).
- the Tg a in formula (i) is a homopolymer of the monomer a glass transition point of (homopolymer) (° C.).
- Tga is widely known as a homopolymer characteristic value. For example, a value described in “POLYMER HANDBOOK, THIRD EDITION” or a manufacturer's catalog value may be used.
- the glass transition point of a block (A) can be adjusted with the kind of monomer which comprises a block (A), and the compounding quantity of the monomer which comprises a block (A).
- a monomer having a cyclic structure first cyclic structure
- a carboxy group-containing monomer a (meth) acrylic acid ester (however, a single monomer having a cyclic structure)
- a hydroxy group-containing monomer a hydroxy group-containing monomer.
- the block (A) includes at least a monomer unit having a cyclic structure and a carboxy group-containing monomer unit.
- Examples of the monomer having a cyclic structure include a monomer having an aromatic ring structure and a monomer having an alicyclic structure.
- Examples of the monomer having an aromatic ring structure include aromatic vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, o-, m- or p-methylstyrene, o-, m- or p-chlorostyrene; And (meth) acrylic acid esters having an aromatic ring structure such as benzyl acrylate and 2-phenoxyethyl (meth) acrylate.
- Examples of the monomer having an alicyclic structure include (meth) acrylic acid esters having an alicyclic structure such as cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, and isobornyl (meth) acrylate. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a monomer having an aromatic ring structure is preferable, and styrene is particularly preferable in that the creep property under a high temperature environment (hereinafter also referred to as “heat-resistant creep property”) and the dielectric breakdown resistance are further improved.
- heat-resistant creep property the creep property under a high temperature environment
- the content of the monomer unit having a cyclic structure is preferably 50 to 95% by mass, and 65 to 90%. The mass% is more preferable.
- carboxy group-containing monomer examples include (meth) acrylic acid, ⁇ -carboxyethyl (meth) acrylate, carboxypentyl (meth) acrylate, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid. These may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the carboxy group-containing monomer unit is preferably 3 to 40% by mass, and more preferably 4 to 30% by mass.
- (Meth) acrylic acid ester includes (meth) acrylic acid alkyl ester and (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester having no cyclic structure.
- (meth) acrylic acid alkyl esters having no cyclic structure include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Examples include 2-ethylhexyl. These may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters having no cyclic structure include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, and 2- (n-propoxy) (meth) acrylate.
- the content of the (meth) acrylic acid ester unit is preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 5 to 35% by mass.
- hydroxy group-containing monomer examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, Examples thereof include 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 10-hydroxydecyl (meth) acrylate, 12-hydroxylauryl (meth) acrylate, (4-hydroxymethylcyclohexyl) .methyl acrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the hydroxy group-containing monomer unit is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass. preferable.
- a monomer unit in which the glass transition point of the block (A) is 75 ° C. or higher and the block (A) has a cyclic structure (first cyclic structure).
- the combination is not particularly limited as long as it includes a carboxy group-containing monomer unit, but at least a monomer having a cyclic structure and a carboxy group-containing monomer are used.
- the reason for using a monomer having a cyclic structure is as follows.
- the block (A) causes microphase separation due to a difference in compatibility with the block (B) described later.
- the block (A) obtained using a monomer having a cyclic structure has a large compatibility difference with the block (B) and is liable to cause microphase separation.
- the molecular arrangement of the block copolymer (X) becomes an arrangement in which the blocks (A) and the blocks (B) are adjacent to each other.
- the block (A) having a glass transition point higher than that of the block (B) becomes a pseudo-crosslinking point between the block copolymers (X).
- the structure of the block copolymer (X) becomes a pseudo-crosslinked structure, shows the same function as the crosslinked high molecular weight acrylic copolymer, and improves the heat-resistant creep resistance of the pressure-sensitive adhesive composition. .
- the dielectric breakdown resistance of an adhesive composition improves by using together block copolymer (X) and the tackifier (Y) mentioned later.
- the reason is considered as follows.
- the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y) constitutes the block copolymer (X) (A)
- the tackifier (Y) gathers around the block (A) by being attracted to the inner ring structure (first ring structure).
- a pseudo block structure is formed by the ring structure (first ring structure) of the block (A) and the ring structure (second ring structure) of the tackifier (Y). It is considered that the dielectric breakdown resistance of the pressure-sensitive adhesive composition is improved by the pseudo massive structure acting as an insulating filler.
- the reason for using the carboxy group-containing monomer is as follows. If a carboxy group-containing monomer is used, the resulting block (A) will have a carboxy group derived from a carboxy group-containing monomer. If the block (A) has a carboxy group, a chemical bonding force is generated in the segment of the block copolymer (X) by hydrogen bonding between the carboxy groups, and the heat resistance is further improved. In addition, the pseudo cross-linked structure is easily stabilized and the heat resistant creep property is further improved.
- the block (B) is a polymer or copolymer containing an acrylate unit represented by the following general formula (1).
- CH 2 CR 1 -COOR 2 (1)
- R 1 is a hydrogen atom.
- R 2 is a linear alkyl group or alkoxyalkyl group having 8 or less carbon atoms. When the number of carbon atoms of R 2 exceeds 8, no sufficient adhesive force can not be obtained. Further, when the alkyl group or alkoxyalkyl group is branched, the adhesive strength is reduced. R 2 preferably has 4 or more carbon atoms. When the number of carbon atoms is 4 or more, the wettability of the pressure-sensitive adhesive composition to the adherend becomes good, and the zipping phenomenon at the time of peeling hardly occurs.
- straight chain alkyl group having 8 or less carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, propyl group (n-propyl group), butyl group (n-butyl group), pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, etc. Is mentioned.
- Examples of the straight-chain alkoxyalkyl group having 8 or less carbon atoms include 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group, 2- (n-propoxy) ethyl group, 2- (n-butoxy) ethyl group, 3-methoxypropyl Group, 3-ethoxypropyl group, 2- (n-propoxy) propyl group, 2- (n-butoxy) propyl group and the like.
- R 2 is preferably a linear alkyl group having 8 or less carbon atoms.
- Block (B) can be obtained by polymerizing at least the acrylic ester represented by the general formula (1).
- the block (B) can be copolymerized with the acrylic acid ester homopolymer represented by the general formula (1) or the acrylic acid ester represented by the general formula (1) and the acrylic acid ester.
- a copolymer obtained by copolymerizing a monomer hereinafter referred to as “optional monomer”.
- acrylic ester represented by the general formula (1) examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, and the like.
- Acrylic acid alkyl ester 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2- (n-propoxy) ethyl acrylate, 2- (n-butoxy) ethyl acrylate, 3-methoxypropyl acrylate, acrylic acid
- acrylic acid alkoxyalkyl esters such as 3-ethoxypropyl, 2- (n-propoxy) propyl acrylate, and 2- (n-butoxy) propyl acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, butyl acrylate is preferred.
- the content of the acrylate unit represented by the general formula (1) is 70% by mass or more, and 80% by mass or more. Preferably, 90 mass% is more preferable.
- the content of the acrylate unit represented by the general formula (1) is 70% by mass or more when all the structural units constituting the block (B) are 100% by mass, sufficient adhesive strength and Heat-resistant creep resistance is obtained.
- Examples of the optional monomer include (meth) acrylic acid esters (hereinafter referred to as “other (meth) acrylic acid esters”) other than the acrylic acid ester represented by the general formula (1).
- (meth) acrylic acid ester for example, a monomer in which R 1 in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkyl group or alkoxyalkyl group having more than 8 carbon atoms
- R 1 in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group
- R 2 is an alkyl group or alkoxyalkyl group having more than 8 carbon atoms
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is a branched alkyl group or an alkoxyalkyl group; any hydrogen atom in the alkyl group or alkoxyalkyl group in R 2 is replaced with a hydroxy group;
- monomers for example, a monomer in which R 1 in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkyl group or alkoxyalkyl group having more than 8 carbon atoms
- nonyl (meth) acrylate decyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate,
- Examples include isobornyl (meth) acrylate and t-butyl (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the arbitrary monomer unit is 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
- the glass transition point of the block (B) is preferably ⁇ 30 ° C. or lower, and more preferably ⁇ 40 ° C. or lower. If the glass transition point is ⁇ 30 ° C. or lower, the adhesive strength can be sufficiently developed.
- the glass transition point of the block (B) can be adjusted by the type of the monomer constituting the block (B) and the blending amount of the monomer constituting the block (B).
- Tg B is the glass transition point (° C.) of the block (B).
- W b in the formula (ii) is a mass fraction of the monomer b constituting the block (B).
- Tg b in the formula (ii) is a glass transition point (° C.) of a homopolymer of the monomer b (homopolymer).
- Tg b is widely known as a characteristic value of a homopolymer, for example, "POLYMER HANDBOOK-, and THIRD EDITION" and values that are described may be used to catalog value manufacturer.
- the block copolymer (X) is formed from the block (A) and the block (B) described above.
- the ratio of block (A) to block (B) is 10/90 to 40/60, preferably 15/85 to 30/70, More preferably, it is 85-25 / 75.
- the ratio of the block (A) is increased, the adhesive strength is reduced, and the zipping phenomenon at the time of peeling tends to occur.
- the ratio of the block (A) decreases, the heat resistant creep resistance decreases.
- At least one terminal of the block copolymer (X) is the block (A). If at least one terminal of block copolymer (X) is a block (A), the adhesive composition excellent in heat-resistant creep property will be obtained.
- the block copolymer (X) preferably has a structure in which the block (B) is sandwiched between the blocks (A). If the block (B) is sandwiched between the blocks (A), the above-described microphase separation is likely to occur, and the heat resistance creep resistance is further improved.
- the block copolymer (X) is preferably a triblock represented by block (A) -block (B) -block (A).
- the acid value derived from the block (A) is 8 mgKOH / g or more, preferably 15 mgKOH / g or more.
- the block copolymer (X) hardly forms the above-described pseudo cross-linked structure, and the heat resistant creep resistance is lowered.
- the heat resistance creep resistance is high. descend.
- the dielectric breakdown resistance tends to decrease.
- the acid value of the block copolymer (X) is preferably 50 mgKOH / g or less, and more preferably 40 mgKOH / g or less, from the viewpoint of improving storage stability.
- a part of the acid value of the block copolymer (X) may be derived from the block (B), but it is preferable that all of the acid values of the block copolymer (X) are derived from the block (A). . If all of the acid value of the block copolymer (X) is derived from the block (A) (that is, the block (B) does not have an acid value), it can efficiently cause microphase separation, A pseudo-crosslinked structure can be formed stably. In addition, the dielectric breakdown resistance is further improved. In addition, when a part of acid value of block copolymer (X) originates in a block (B), it is preferable that the acid value derived from a block (B) is 25 mgKOH / g or less.
- the acid value of the block copolymer (X) is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of the block copolymer (X). Whether the acid value of the block copolymer (X) is derived from the block (A), derived from the block (B), or derived from both the block (A) and the block (B), It can be judged by the content of an acid component (for example, (meth) acrylic acid or the like) contained in the monomer component constituting the block (A) or block (B).
- an acid component for example, (meth) acrylic acid or the like
- the block copolymer (X ) are all derived from the block (A).
- both the monomer components (a) and (b) contain an acid component, they are included in each monomer component when the total content of all the acid components is 100% by mass.
- the mass ratio of the acid component is the ratio of the acid value derived from the block (A) to the acid value derived from the block (B) in the acid value of the block copolymer (X).
- the mass average molecular weight of the block copolymer (X) is preferably 100,000 to 550,000. When the mass average molecular weight of the block copolymer (X) is 100,000 or more, the heat resistant creep resistance is further improved. On the other hand, if the mass average molecular weight of the block copolymer (X) is 550,000 or less, the coatability is further improved.
- the mass average molecular weight of the block copolymer (X) is a value measured by gel permeation chromatography. Specifically, tetrahydrofuran (THF) is used as a mobile phase, and a gel permeation chromatograph is used under conditions of a flow rate of 1.0 mL / min.
- the block copolymer (X) is obtained, for example, by living polymerization.
- the living polymerization include living anionic polymerization and RAFT polymerization, and RAFT polymerization is particularly preferable.
- the block copolymer (X) is produced by RAFT polymerization
- the block (A) is obtained by polymerizing or copolymerizing the monomers constituting the block (A) using the RAFT agent, and then obtaining the block (A).
- the monomer constituting the block (B) is polymerized or copolymerized to produce a block copolymer (X).
- RAFT agents used for RAFT polymerization sulfur compounds such as dithioesters, dithiocarbonates, trithiocarbonates, xanthates and the like can be used.
- a polymerization initiator used for RAFT polymerization a known azo polymerization initiator or peroxide polymerization initiator can be used.
- the solvent used for RAFT polymerization is not particularly limited, and a known solvent can be used.
- the RAFT polymerization method is not particularly limited, and a known method can be adopted, and examples thereof include a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a bulk polymerization method, and a suspension polymerization method.
- the tackifier (Y) has a cyclic structure (second cyclic structure).
- Examples of the tackifier (Y) having a cyclic structure (second cyclic structure) include a tackifier having an aromatic ring structure and a tackifier having an alicyclic structure.
- Examples of the tackifier having an aromatic ring structure include a rosin tackifier, a terpene tackifier, and a xylene resin. These may be used alone or in combination of two or more.
- rosin-based tackifier examples include rosin resin, polymerized rosin resin, rosin ester resin, polymerized rosin ester resin, hydrogenated rosin resin, hydrogenated rosin ester resin, rosin phenol resin and the like.
- terpene tackifier examples include terpene resins, terpene phenol resins, aromatic modified terpene resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- tackifier having an alicyclic structure examples include alicyclic hydrocarbon-based tackifiers.
- alicyclic hydrocarbon-based tackifier examples include alicyclic saturated hydrocarbon resins and alicyclic unsaturated hydrocarbon resins. These may be used alone or in combination of two or more.
- tackifier As a tackifier (Y), a commercial item may be used and the compound synthesize
- rosin tackifiers include “Pencel D-135”, “Superester A-125”, and “Pine Crystal KE-604” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd .; DS-130 "and the like.
- commercially available terpene tackifiers include, for example, “YS Polyster TH130”, “YS Polystar G150”, “YS Polystar T-160” manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd .; “Sumilite Resin PR-12603 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.” Or the like.
- Examples of the xylene resin include “Nicanol HP150” and “Nicanol HP-120” manufactured by Fudou Co., Ltd.
- Examples of the alicyclic hydrocarbon-based tackifier include “Arcon M-135” and “Alcon P-140” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd .; “Quintone 1525L” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., and the like.
- the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y) is the same as the cyclic structure (first cyclic structure) in the block (A) constituting the block copolymer (X) described above.
- it is a family of compounds. That is, when the block (A) includes a monomer unit having an aromatic ring structure, a tackifier having an aromatic ring structure is preferable as the tackifier (Y).
- a tackifier having an alicyclic structure is preferable as the tackifier (Y).
- the cyclic structure (first cyclic structure) in the block (A) and the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y) are aromatic.
- a ring structure is preferred. The reason is considered as follows.
- the aromatic ring structure has less steric hindrance than the alicyclic structure.
- the tackifier (Y) when the cyclic structure (first cyclic structure) in the block (A) and the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y) are aromatic ring structures, the tackifier (Y) The aromatic ring structure of the pressure-sensitive adhesive composition is easily attracted to the aromatic ring structure in the block (A), and the tackifier (Y) is easily collected around the block (A). It is thought to improve.
- the softening point of the tackifier (Y) is 120 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher. If a softening point is 120 degreeC or more, the dielectric breakdown tolerance of an adhesive composition will improve. As will be described in detail later, it is preferable that the tackifier (Y) is previously dissolved in a solvent and mixed with the block copolymer (X) in a solution state when the pressure-sensitive adhesive composition is produced.
- the upper limit of the softening point of the tackifier (Y) is not particularly limited, but as one aspect is 200 ° C.
- the softening point of the tackifier (Y) is determined by differential scanning calorimetry (DSC).
- the content of the tackifier (Y) in the pressure-sensitive adhesive composition is 5 to 40 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block copolymer (X). If content of a tackifier (Y) is 5 mass parts or more, the dielectric breakdown tolerance of an adhesive composition will improve. On the other hand, if the content of the tackifier (Y) is 40 parts by mass or less, the adhesive strength and heat resistant creep property of the adhesive composition can be maintained well.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to this embodiment contains additives such as ultraviolet absorbers, antioxidants, antiseptics, antifungal agents, plasticizers, antifoaming agents, wettability adjusting agents, and the like as necessary. May be.
- additives such as ultraviolet absorbers, antioxidants, antiseptics, antifungal agents, plasticizers, antifoaming agents, wettability adjusting agents, and the like as necessary. May be.
- the pressure-sensitive adhesive composition is obtained by mixing the block copolymer (X) and the tackifier (Y). Specifically, a tackifier (Y) is added to a reaction solution containing a block copolymer (X) produced by living polymerization or the like to obtain a pressure-sensitive adhesive composition. From the viewpoint of easily dissolving the tackifier (Y) in the reaction solution, the reaction including the block copolymer (X) in a solution (tackifier solution) in which the tackifier (Y) is previously dissolved in a solvent. It is preferable to add to the liquid.
- Solvents used for the tackifier solution include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate Is mentioned.
- aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methyl isobutyl ketone
- ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate Is mentioned.
- the solvent used for the tackifier solution and the solvent used for the production of the block copolymer (X) may be the same type or different types.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to the present embodiment described above contains the block copolymer (X) formed from the block (A) and the block (B), the pressure-sensitive adhesive force and the creep property under a high-temperature environment. Excellent.
- the block copolymer (X) causes microphase separation due to the difference in compatibility between the block (A) and the block (B).
- the block (A) becomes a pseudo-crosslinking point between the block copolymers (X).
- the pseudo-crosslinking points are maintained by more clearly forming the microphase separation structure between the molecules. Therefore, it is considered that the structure of the block copolymer (X) becomes a pseudo cross-linked structure, the performance of the pressure-sensitive adhesive is maintained even in a high temperature environment, and the adhesive strength and the heat-resistant creep resistance are improved.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to this embodiment also contains a tackifier (Y), it is excellent in dielectric breakdown resistance.
- a filler or the like may be added to the adhesive as an insulating material.
- the tackifier (Y) becomes a block copolymer. Collect around the block (A) in (X).
- a pseudo block structure is formed by the ring structure of the block (A) and the ring structure of the tackifier (Y), and the dielectric breakdown resistance is improved by acting like an insulating filler. Conceivable.
- the block (B) in the block copolymer (X) is a component that contributes to the adhesive strength, but the tackifier (Y) is less likely to gather around the block (B). Therefore, the block (B) is hardly affected by the tackifier (Y) and can maintain the adhesive force well.
- the ring structure (first ring structure) in the block (A) and the ring structure (second ring structure) in the tackifier (Y) are aromatic ring structures, the dielectric breakdown of the pressure-sensitive adhesive composition Resistance is further increased.
- the block copolymer (X) only forms a pseudo cross-linked structure, that is, since it is not actually cross-linked, it has a low molecular weight (specifically, a mass average molecular weight of about 100,000 to 550,000). It is preferable.) And has excellent coatability. Accordingly, since it is not necessary to dilute with a solvent more than necessary, it is possible to perform thick coating with a small number of coatings.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to this embodiment can be used for various applications.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to this embodiment is suitable as a pressure-sensitive adhesive for a capacitive touch panel display. Since the pressure-sensitive adhesive composition according to the present embodiment is excellent in dielectric breakdown resistance in addition to adhesive strength and heat-resistant creep resistance, if the pressure-sensitive adhesive composition according to the present embodiment is used for bonding a front panel and a touch panel, for example, Even if static electricity occurs on the front panel, it is possible to prevent the static electricity from reaching the touch panel from the front panel.
- the organic phases obtained by the first and second liquid separation extractions were mixed, and the combined organic phases were washed with 50 mL of 1M hydrochloric acid, 50 mL of water and 50 mL of saturated brine in that order.
- Sodium sulfate was added to the washed organic phase and dried, and then sodium sulfate was filtered off.
- the filtrate was concentrated with an evaporator, and the organic solvent was distilled off under reduced pressure.
- the blending amount of the mixture and block (A) was such that the mass ratio of block (A) to block (B) in the resulting block copolymer (X-1) was 25/75.
- a part of the reaction liquid was collected, and 4000 g of n-hexane was added to the part of the reaction liquid.
- the unreacted monomer (BA) and the solvent were filtered off,
- the reaction product was dried under reduced pressure at 70 ° C., and the block copolymer (X-1) was taken out from the reaction solution.
- Table 1 shows the glass transition point of the block (B), the number average molecular weight (Mn), the mass average molecular weight (Mw), and the acid value of the block copolymer (X-1).
- ⁇ Production Example 4 Production of block copolymers (X-2) to (X-14)> The monomer composition constituting the block (A) and the block (B) was changed as shown in Tables 1 and 2, and the polymerization conditions for the first stage reaction and the second stage reaction were changed as shown in Tables 1 and 2.
- Block copolymers (X-2) to (X-14) were prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the mass ratio of the block (A) to the block (B) was changed as shown in Tables 1 and 2. Were manufactured and various measurements were performed. The results are shown in Tables 1 and 2. In the production of the block copolymer (X-10), 67.7 g of ethyl acetate was used as a solvent in the first stage reaction.
- the number average molecular weight (Mn) and the mass average molecular weight (Mw) were measured by gel permeation chromatography (GPC method) under the following conditions.
- the number average molecular weight (Mn) and the mass average molecular weight (Mw) are values in terms of polystyrene.
- GPC measurement conditions GPC device: GPC-101 (manufactured by Shoko Tsusho Co., Ltd.) Column: Shodex A-806M x 2 in-line connection (manufactured by Showa Denko KK) Detector: Shodex RI-71 (manufactured by Showa Denko KK) Mobile phase: Tetrahydrofuran Flow rate: 1 mL / min
- the acid value of the sample was measured by titrating a solution prepared by dissolving potassium hydroxide in methanol to 0.1N.
- Dielectric breakdown resistance test On the 150 mm ⁇ 150 mm size polyethylene terephthalate (PET) film surface-treated with a release agent, the pressure sensitive adhesive composition was applied so that the film thickness after drying was 200 ⁇ m, and the 150 mm ⁇ 150 mm size pressure-sensitive adhesive A layer was formed and used as a test piece.
- the test piece was subjected to a dielectric breakdown resistance test in accordance with JIS C 2110-1, the dielectric breakdown strength was measured, and evaluated according to the following evaluation criteria.
- the pressure-sensitive adhesive composition was applied to the approximate center of a 30 mm ⁇ 40 mm stainless steel plate so that the film thickness after drying was 25 ⁇ m, thereby forming a 25 mm ⁇ 25 mm size pressure-sensitive adhesive layer.
- a stainless steel plate and a PET film having a size of 25 mm ⁇ 100 mm were bonded together through this pressure-sensitive adhesive layer to obtain a test piece.
- adhesive force was measured based on 8.3.1 "180 degree peeling method" of JISZ0237: 2009, and the following evaluation criteria evaluated.
- test piece was prepared in the same manner as in the measurement of adhesive strength. In accordance with JIS Z 0237: 2009, the test piece was pressure-reciprocated once with a pressure roll from the PET film side, and the test piece was placed in a creep tester adjusted to 40 ° C. In an environment of 100 ° C. or 150 ° C., the time until a PET film with a 1 kg weight attached dropped from the stainless steel plate was measured. In addition, when PET film did not fall from a stainless steel plate even if 1 hour passed, the shift
- Drop time (min) or deviation (mm) is used as an index of heat resistant creep resistance, and the smaller the deviation (mm), the better the heat resistant creep resistance. Moreover, when a PET film falls from a stainless steel plate, it means that it is excellent in heat resistant creep property, so that fall time (minute) is long. The deviation was 1 mm or less, and the evaluation was made according to the following evaluation criteria.
- Example 1 As a tackifier, a terpene phenol copolymer (manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd., “YS Polystar TH130”) was dissolved in toluene to prepare a tackifier solution. Reaction including the block copolymer (X-1) so that the solid content converted amount (parts by mass) of the tackifier is 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the block copolymer (X-1). A tackifier solution was added to the liquid to prepare a pressure-sensitive adhesive composition. About the obtained adhesive composition, the dielectric breakdown strength and adhesive force were measured, and the heat resistant creep property was evaluated. These results are shown in Table 4.
- Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 to 5, 7 to 11 A pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of block copolymer (X) and the type and blending amount of tackifier were changed as shown in Tables 4 to 8, and various measurements were performed. And evaluated. The results are shown in Tables 4-8.
- Example 6 Comparative Example 6 Except that the random copolymer (X-15) was used in place of the block copolymer (X-1) and the type and blending amount of the tackifier were changed as shown in Table 7, the procedure was the same as in Example 1. A pressure-sensitive adhesive composition was prepared and subjected to various measurements and evaluations. The results are shown in Table 7.
- Tables 1 to 8 represent the following compounds.
- Tg glass transition point
- Tg of a homopolymer Tg of a homopolymer.
- ratio of unit (1) is represented by the above general formula (1) when all the structural units constituting the block (B) are 100% by mass ( It is the content (mass%) of the (meth) acrylic acid ester unit.
- the pressure-sensitive adhesive composition of each example had high adhesive strength and excellent dielectric breakdown resistance and heat-resistant creep resistance.
- a compound in which the cyclic structure (first cyclic structure) in the block (A) of the block copolymer (X) is the same as the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y).
- the adhesive compositions of Examples 1 to 13 and 16 are high in dielectric breakdown strength.
- Examples 1 to 13 in which the cyclic structure (first cyclic structure) in the block (A) and the cyclic structure (second cyclic structure) in the tackifier (Y) are aromatic ring structures are dielectric breakdowns. Higher strength and better dielectric breakdown resistance.
- the final product in Production Examples 3 and 4 is a block copolymer was determined as follows.
- the number average molecular weight (Mn) of the copolymer (block (A)) obtained in Production Example 3 is 21000, the mass average molecular weight (Mw) is 32000, and the ratio (Mw / Mn) is 1.5.
- the block copolymer (X-1) obtained in Production Example 3 has a number average molecular weight (Mn) of 75000 and a mass average molecular weight (Mw) of 140000, and the ratio (Mw / Mn) thereof is 1.9.
- the block copolymers (X-1) to (X-6), (X-9) to (X-14) Is considered to be a triblock copolymer formed from block (A) -block (B) -block (A).
- the RAFT agent (R-2) is a trithiocarbonate monomer
- the block copolymers (X-7) and (X-8) are prepared from block (A) -block (B). It is considered that the diblock copolymer is formed.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 1 using the block copolymer (X-9) having a glass transition point of block (A) of 58 ° C. has a dielectric breakdown resistance. It was inferior to.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 2 using the block copolymer (X-11) in which the block (B) did not contain an acrylate ester unit represented by the general formula (1) had a low adhesive strength.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 3 using the block copolymer (X-12) in which the ratio of the block (A) to the block (B) (block (A) / block (B)) is 50/50 is The adhesive strength was weak.
- the acid value of the block copolymer (X-13) was 17.6 mgKOH / g, but the block (A) is composed only of St units, and the acid value derived from the block (A) is 0 mgKOH / g ( That is, all of the acid values of the block copolymer (X) were derived from the block (B). Therefore, the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 4 using the block copolymer (X-13) was inferior in dielectric breakdown resistance.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 5 using the block copolymer (X-14) having an acid value derived from the block (A) of 7.0 mgKOH / g was inferior in heat-resistant creep resistance.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 6 using the random copolymer (X-15) was inferior in dielectric breakdown resistance and heat-resistant creep resistance.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 7 in which the content of the tackifier (Y) was 50 parts by mass was weak in adhesive force and inferior in heat resistant creep property.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 8 containing no tackifier (Y) was inferior in dielectric breakdown resistance.
- the pressure-sensitive adhesive compositions of Comparative Examples 9 and 10 using a tackifier (Y) having a softening point of less than 120 ° C. were inferior in dielectric breakdown resistance.
- the pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 11 in which the content of the tackifier (Y) was 2 parts by mass was inferior in dielectric breakdown resistance.
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Abstract
粘着剤組成物であって、ガラス転移点が75℃以上であり、第1の環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含むブロック(A)と、一般式:CH2=CR1-COOR2(R1:水素原子、R2:炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基)で表されるアクリル酸エステル単位を70質量%以上含むブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)と、軟化点が120℃以上であり、かつ第2の環状構造を有する粘着付与剤(Y)と、を含有し、前記ブロック(A)と前記ブロック(B)との質量比率(ブロック(A)/ブロック(B))が10/90~40/60であり、前記ブロック共重合体(X)の酸価のうち、前記ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g以上であり、前記ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端が前記ブロック(A)であり、前記粘着付与剤(Y)の含有量が、前記ブロック共重合体(X)100質量部に対して5~40質量部である、粘着剤組成物。
Description
本発明は、粘着剤組成物に関する。
本願は、2015年5月14日に日本に出願された特願2015-098889号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2015年5月14日に日本に出願された特願2015-098889号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
工業用などに使用される粘着剤においては、低コストで容易に製造できることから、アクリル共重合体を含むアクリル系粘着剤が一般的に使用されている。
粘着剤には、粘着力はもちろんのこと、用途によって多種多様な条件での耐久性が求められる。例えば、高温環境下で使用しても、外部から加わる力などによって貼着物が貼り付けた対象物からズレにくいこと(耐熱クリープ性)が求められる。
粘着剤には、粘着力はもちろんのこと、用途によって多種多様な条件での耐久性が求められる。例えば、高温環境下で使用しても、外部から加わる力などによって貼着物が貼り付けた対象物からズレにくいこと(耐熱クリープ性)が求められる。
ところで、静電容量式のタッチパネルディスプレイ等を操作する際、フロントパネルに発生する静電気がリーク電流としてタッチパネルに到達し、タッチパネルに静電気が印加されることがある。そのため、フロントパネルとタッチパネルとの貼り合せ等に用いられる粘着剤には、静電気がタッチパネルにまで到達しないように、絶縁破壊耐性が求められる。近年、ディスプレイの小型化や大画面化に伴い、粘着剤層の面積や厚さが小さくなる傾向にあるため、粘着剤の絶縁破壊耐性の向上が求められる。
特許文献1には、熱可塑性エラストマーと、熱可塑性樹脂と、アクリルゴムおよびアクリル粘着剤からなる群より選ばれる1以上のポリマーをバインダーとして用い、当該バインダーに、熱拡散フィラーとしてアスペクト比が10~1000の扁平形状の窒化ホウ素を50~90体積%配合した組成物からなる、高絶縁熱拡散性シートが開示されている。
特許文献2には、ポリイソシアネート系架橋剤によって架橋されたポリエステルポリウレタン樹脂を不織布に含浸して形成される含浸シートの少なくとも一方の面に前記樹脂による層が1層以上積層された支持体と、当該支持体の少なくとも一方の面に設けられた、アクリル系等の粘着剤からなる粘着剤層とを備えた、炭化絶縁破壊を抑制できる難燃耐熱性粘着テープが開示されている。
特許文献2には、ポリイソシアネート系架橋剤によって架橋されたポリエステルポリウレタン樹脂を不織布に含浸して形成される含浸シートの少なくとも一方の面に前記樹脂による層が1層以上積層された支持体と、当該支持体の少なくとも一方の面に設けられた、アクリル系等の粘着剤からなる粘着剤層とを備えた、炭化絶縁破壊を抑制できる難燃耐熱性粘着テープが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の組成物は、窒化ホウ素を50~90体積%も含むため、絶縁性には優れるものの粘着力が低下しやすかった。
特許文献2に記載の難燃耐熱性粘着テープの場合、絶縁性を発揮しているのは含浸シートであり、粘着剤層自身は絶縁性を有していない。そのため、絶縁破壊耐性が求められる用途に粘着剤層を単独で使用するには不向きであった。
特許文献2に記載の難燃耐熱性粘着テープの場合、絶縁性を発揮しているのは含浸シートであり、粘着剤層自身は絶縁性を有していない。そのため、絶縁破壊耐性が求められる用途に粘着剤層を単独で使用するには不向きであった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、粘着力が高く、絶縁破壊耐性および耐熱クリープ性に優れた粘着剤組成物の提供を目的とする。
本発明の一態様に係る粘着剤組成物は、ガラス転移点が75℃以上であり、第1の環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含むブロック(A)と、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を70質量%以上含むブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)と、軟化点が120℃以上であり、かつ第2の環状構造を有する粘着付与剤(Y)と、を含有し、前記ブロック(A)と前記ブロック(B)との質量比率(ブロック(A)/ブロック(B))が10/90~40/60であり、前記ブロック共重合体(X)の酸価のうち、前記ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g以上であり、前記ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端が前記ブロック(A)であり、前記粘着付与剤(Y)の含有量が、前記ブロック共重合体(X)100質量部に対して5~40質量部であり、前記一般式(1)は、CH2=CR1-COOR2であり、R1は水素原子であり、R2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である。
前記ブロック(A)中の前記第1の環状構造および前記粘着付与剤(Y)中の前記第2の環状構造が芳香環構造であってもよい。
本発明の上記態様に係る粘着剤組成物は、粘着力が高く、絶縁破壊耐性および耐熱クリープ性に優れる。
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の総称である。
また、本実施形態において、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。
なお、本実施形態において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の総称である。
また、本実施形態において、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。
「粘着剤組成物」
本実施形態に係る粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)、および環状構造を有する粘着付与剤(Y)を含有する。
本実施形態に係る粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)、および環状構造を有する粘着付与剤(Y)を含有する。
<ブロック(A)>
ブロック(A)は、ガラス転移点が75℃以上の重合体または共重合体である。
ガラス転移点が75℃以上であれば、絶縁破壊耐性に優れた粘着剤組成物が得られる。
ブロック(A)のガラス転移点は、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
ブロック(A)は、ガラス転移点が75℃以上の重合体または共重合体である。
ガラス転移点が75℃以上であれば、絶縁破壊耐性に優れた粘着剤組成物が得られる。
ブロック(A)のガラス転移点は、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
ブロック(A)のガラス転移点は、下記式(i)に示されるFoxの式から求められる値である。
1/(TgA+273.15)=Σ[Wa/(Tga+273.15)] ・・・(i)
1/(TgA+273.15)=Σ[Wa/(Tga+273.15)] ・・・(i)
式(i)中、TgAはブロック(A)のガラス転移点(℃)である。
また、式(i)中のWaはブロック(A)を構成する単量体aの質量分率である。
式(i)中のTgaは単量体aの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tga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。
また、式(i)中のWaはブロック(A)を構成する単量体aの質量分率である。
式(i)中のTgaは単量体aの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tga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(A)のガラス転移点は、ブロック(A)を構成する単量体の種類やブロック(A)を構成する単量体の配合量によって調整できる。
ブロック(A)を構成する単量体としては、環状構造(第1の環状構造)を有する単量体、カルボキシ基含有単量体、(メタ)アクリル酸エステル(ただし、環状構造を有する単量体を除く)、ヒドロキシ基含有単量体などが挙げられる。ブロック(A)は、少なくとも環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含む。
ブロック(A)を構成する単量体としては、環状構造(第1の環状構造)を有する単量体、カルボキシ基含有単量体、(メタ)アクリル酸エステル(ただし、環状構造を有する単量体を除く)、ヒドロキシ基含有単量体などが挙げられる。ブロック(A)は、少なくとも環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含む。
環状構造(第1の環状構造)を有する単量体としては、芳香環構造を有する単量体、脂環構造を有する単量体などが挙げられる。
芳香環構造を有する単量体としては、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-クロロスチレン等の芳香族ビニル化合物;(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などが挙げられる。
脂環構造を有する単量体としては、例えば(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などが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、高温環境下でのクリープ性(以下、「耐熱クリープ性」ともいう。)および絶縁破壊耐性がより向上する点で、芳香環構造を有する単量体が好ましく、スチレンが特に好ましい。
芳香環構造を有する単量体としては、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-クロロスチレン等の芳香族ビニル化合物;(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などが挙げられる。
脂環構造を有する単量体としては、例えば(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などが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、高温環境下でのクリープ性(以下、「耐熱クリープ性」ともいう。)および絶縁破壊耐性がより向上する点で、芳香環構造を有する単量体が好ましく、スチレンが特に好ましい。
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、環状構造(第1の環状構造)を有する単量体単位の含有率は、50~95質量%が好ましく、65~90質量%がより好ましい。
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、フマル酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、カルボキシ基含有単量体単位の含有率は、3~40質量%が好ましく、4~30質量%がより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、環状構造を有さない(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。
環状構造を有さない(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-エチルヘキシルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
環状構造を有さない(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)プロピルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
環状構造を有さない(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-エチルヘキシルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
環状構造を有さない(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)プロピルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、(メタ)アクリル酸エステル単位の含有率は、5~50質量%が好ましく、5~35質量%がより好ましい。
ヒドロキシ基含有単量体としては、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などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、ヒドロキシ基含有単量体単位の含有率は、0.1~10質量%が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。
ブロック(A)を構成する単量体の組み合わせとしては、ブロック(A)のガラス転移点が75℃以上となり、かつブロック(A)が環状構造(第1の環状構造)を有する単量体単位と、カルボキシ基含有単量体単位を含むような組み合わせであれば特に制限されないが、環状構造を有する単量体とカルボキシ基含有単量を少なくとも用いる。環状構造を有する単量体を用いる理由は以下のとおりである。
ブロック(A)は、後述するブロック(B)との相溶性の差からミクロ相分離を起こす。特に、環状構造を有する単量体を用いて得られるブロック(A)は、ブロック(B)との相溶性の差が大きく、ミクロ相分離を起こしやすい。ブロック(A)がミクロ相分離を起こすと、ブロック共重合体(X)の分子配列が、ブロック(A)同士、ブロック(B)同士が隣接し合った配列となる。その結果、ブロック(B)よりもガラス転移点の高いブロック(A)がブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。すると、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、架橋した高分子量のアクリル系共重合体と同じような働きを示し、粘着剤組成物の耐熱クリープ性が向上すると考えられる。
ブロック(A)は、後述するブロック(B)との相溶性の差からミクロ相分離を起こす。特に、環状構造を有する単量体を用いて得られるブロック(A)は、ブロック(B)との相溶性の差が大きく、ミクロ相分離を起こしやすい。ブロック(A)がミクロ相分離を起こすと、ブロック共重合体(X)の分子配列が、ブロック(A)同士、ブロック(B)同士が隣接し合った配列となる。その結果、ブロック(B)よりもガラス転移点の高いブロック(A)がブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。すると、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、架橋した高分子量のアクリル系共重合体と同じような働きを示し、粘着剤組成物の耐熱クリープ性が向上すると考えられる。
また、ブロック共重合体(X)と後述する粘着付与剤(Y)とを併用することで、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性が向上する。この理由は以下のように考えられる。
ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)と混合すると、粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)がブロック共重合体(X)を構成するブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)に引き寄せられることで、粘着付与剤(Y)がブロック(A)の周囲に集まる。その結果、粘着剤組成物中においてブロック(A)の環状構造(第1の環状構造)と粘着付与剤(Y)の環状構造(第2の環状構造)とで疑似的な塊状構造を形成し、当該疑似的な塊状構造が絶縁性のフィラーのような役割を果たすことで、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性が向上すると考えられる。
ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)と混合すると、粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)がブロック共重合体(X)を構成するブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)に引き寄せられることで、粘着付与剤(Y)がブロック(A)の周囲に集まる。その結果、粘着剤組成物中においてブロック(A)の環状構造(第1の環状構造)と粘着付与剤(Y)の環状構造(第2の環状構造)とで疑似的な塊状構造を形成し、当該疑似的な塊状構造が絶縁性のフィラーのような役割を果たすことで、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性が向上すると考えられる。
一方、カルボキシ基含有単量を用いる理由は以下のとおりである。
カルボキシ基含有単量体を用いれば、得られるブロック(A)はカルボキシ基含有単量体由来のカルボキシ基を有することになる。ブロック(A)がカルボキシ基を有していれば、カルボキシ基同士の水素結合によりブロック共重合体(X)のセグメントに化学的な結合力が生じ、耐熱性がより向上する。加えて、疑似的な架橋構造が安定しやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。
カルボキシ基含有単量体を用いれば、得られるブロック(A)はカルボキシ基含有単量体由来のカルボキシ基を有することになる。ブロック(A)がカルボキシ基を有していれば、カルボキシ基同士の水素結合によりブロック共重合体(X)のセグメントに化学的な結合力が生じ、耐熱性がより向上する。加えて、疑似的な架橋構造が安定しやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。
<ブロック(B)>
ブロック(B)は、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含む重合体または共重合体である。
CH2=CR1-COOR2 ・・・(1)
ブロック(B)は、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含む重合体または共重合体である。
CH2=CR1-COOR2 ・・・(1)
式(1)中、R1は水素原子である。
R2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である。R2の炭素数が8を超えると、十分な粘着力が得られない。また、アルキル基やアルコキシアルキル基が分岐鎖状であると、粘着力が低下する。
R2の炭素数は、4以上であることが好ましい。炭素数が4以上であれば、粘着剤組成物の被着体への濡れ性が良好となり、剥離時におけるジッピング現象が起こりにくくなる。
R2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である。R2の炭素数が8を超えると、十分な粘着力が得られない。また、アルキル基やアルコキシアルキル基が分岐鎖状であると、粘着力が低下する。
R2の炭素数は、4以上であることが好ましい。炭素数が4以上であれば、粘着剤組成物の被着体への濡れ性が良好となり、剥離時におけるジッピング現象が起こりにくくなる。
炭素数8以下の直鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基(n-プロピル基)、ブチル基(n-ブチル基)、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基などが挙げられる。
炭素数8以下の直鎖のアルコキシアルキル基としては、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(n-プロポキシ)エチル基、2-(n-ブトキシ)エチル基、3-メトキシプロピル基、3-エトキシプロピル基、2-(n-プロポキシ)プロピル基、2-(n-ブトキシ)プロピル基などが挙げられる。
R2としては、炭素数8以下の直鎖のアルキル基が好ましい。
炭素数8以下の直鎖のアルコキシアルキル基としては、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(n-プロポキシ)エチル基、2-(n-ブトキシ)エチル基、3-メトキシプロピル基、3-エトキシプロピル基、2-(n-プロポキシ)プロピル基、2-(n-ブトキシ)プロピル基などが挙げられる。
R2としては、炭素数8以下の直鎖のアルキル基が好ましい。
ブロック(B)は、少なくとも上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルを重合することで得られる。ブロック(B)は、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルの単独重合体、または、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルと、当該アクリル酸エステルと共重合可能な単量体(以下、「任意単量体」という。)とを共重合した共重合体である。
上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸へプチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸2-メトキシエチル、アクリル酸2-エトキシエチル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)エチル、アクリル酸2-(n-ブトキシ)エチル、アクリル酸3-メトキシプロピル、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、アクリル酸2-(n-ブトキシ)プロピル等のアクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、アクリル酸ブチルが好ましい。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、アクリル酸ブチルが好ましい。
ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位の含有率は、70質量%以上であり、80質量%以上が好ましく、90質量%がより好ましい。ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたときの上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位の含有率が70質量%以上であれば、十分な粘着力および耐熱クリープ性が得られる。
任意単量体としては、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル以外の(メタ)アクリル酸エステル(以下、「他の(メタ)アクリル酸エステル」という。)などが挙げられる。
他の(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば上記一般式(1)中のR1が水素原子またはメチル基であり、R2が炭素数8を超えるアルキル基またはアルコキシアルキル基である単量体;R1が水素原子またはメチル基であり、R2が分岐鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である単量体;R2のアルキル基またはアルコキシアルキル基における任意の水素原子がヒドロキシ基に置き換わった単量体などが挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(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、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸t-ブチルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、任意単量体単位の含有率は、30質量%以下であり、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
ブロック(B)のガラス転移点は、-30℃以下であることが好ましく、-40℃以下であることがより好ましい。ガラス転移点が-30℃以下であれば、粘着力を十分に発現できる。
ブロック(B)のガラス転移点は、ブロック(B)を構成する単量体の種類やブロック(B)を構成する単量体の配合量によって調整できる。
ブロック(B)のガラス転移点は、ブロック(B)を構成する単量体の種類やブロック(B)を構成する単量体の配合量によって調整できる。
ブロック(B)のガラス転移点は、下記式(ii)に示されるFoxの式から求められる値である。
1/(TgB+273.15)=Σ[Wb/(Tgb+273.15)] ・・・(ii)
1/(TgB+273.15)=Σ[Wb/(Tgb+273.15)] ・・・(ii)
式(ii)中、TgBはブロック(B)のガラス転移点(℃)である。
式(ii)中のWbはブロック(B)を構成する単量体bの質量分率である。
式(ii)中のTgbは単量体bの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tgb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。
式(ii)中のWbはブロック(B)を構成する単量体bの質量分率である。
式(ii)中のTgbは単量体bの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tgb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(X)>
ブロック共重合体(X)は、上述したブロック(A)とブロック(B)とから形成される。
ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))は、10/90~40/60であり、15/85~30/70であることが好ましく、15/85~25/75であることがより好ましい。ブロック(A)の比率が多くなると、粘着力が低下し、剥離時におけるジッピング現象が起こりやすくなる。一方、ブロック(A)の比率が少なくなると、耐熱クリープ性が低下する。
ブロック共重合体(X)は、上述したブロック(A)とブロック(B)とから形成される。
ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))は、10/90~40/60であり、15/85~30/70であることが好ましく、15/85~25/75であることがより好ましい。ブロック(A)の比率が多くなると、粘着力が低下し、剥離時におけるジッピング現象が起こりやすくなる。一方、ブロック(A)の比率が少なくなると、耐熱クリープ性が低下する。
ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端は、ブロック(A)である。ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端がブロック(A)であれば、耐熱クリープ性に優れた粘着剤組成物が得られる。
また、ブロック共重合体(X)は、ブロック(B)がブロック(A)で挟まれた構造であることが好ましい。ブロック(B)がブロック(A)で挟まれていれば、上述したミクロ相分離が起こりやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。特に、ブロック共重合体(X)はブロック(A)-ブロック(B)-ブロック(A)で表されるトリブロック体であることが好ましい。
また、ブロック共重合体(X)は、ブロック(B)がブロック(A)で挟まれた構造であることが好ましい。ブロック(B)がブロック(A)で挟まれていれば、上述したミクロ相分離が起こりやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。特に、ブロック共重合体(X)はブロック(A)-ブロック(B)-ブロック(A)で表されるトリブロック体であることが好ましい。
ブロック共重合体(X)の酸価のうち、ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g以上であり、15mgKOH/g以上が好ましい。ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g未満であると、ブロック共重合体(X)が上述した疑似的な架橋構造を形成しにくく、耐熱クリープ性が低下する。また、ブロック共重合体(X)の酸価が8mgKOH/g以上であっても、ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g未満である場合には、上述したように、耐熱クリープ性が低下する。特に、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(B)由来であると、絶縁破壊耐性も低下する傾向にある。
ブロック共重合体(X)の酸価は、貯蔵安定性が向上する点で、50mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以下であることがより好ましい。
ブロック共重合体(X)の酸価は、貯蔵安定性が向上する点で、50mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以下であることがより好ましい。
ブロック共重合体(X)の酸価の一部は、ブロック(B)由来であってもよいが、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(A)由来であることが好ましい。ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(A)由来であれば(すなわち、ブロック(B)は酸価を有さなければ)、効率よくミクロ相分離を起こすことができるとともに、疑似的な架橋構造を安定して形成できる。加えて、絶縁破壊耐性もより向上する。
なお、ブロック共重合体(X)の酸価の一部がブロック(B)由来である場合、ブロック(B)由来の酸価は25mgKOH/g以下であることが好ましい。
なお、ブロック共重合体(X)の酸価の一部がブロック(B)由来である場合、ブロック(B)由来の酸価は25mgKOH/g以下であることが好ましい。
ここで、ブロック共重合体(X)の酸価とは、ブロック共重合体(X)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数のことである。
ブロック共重合体(X)の酸価が、ブロック(A)由来であるか、ブロック(B)由来であるか、あるいはブロック(A)由来およびブロック(B)由来の両方であるかどうかは、ブロック(A)、ブロック(B)を構成する単量体成分中に含まれる酸成分(例えば(メタ)アクリル酸など)の含有量により判断できる。例えば、ブロック(A)を構成する単量体成分(a)が酸成分を含み、ブロック(B)を構成する単量体成分(b)が酸成分を含まない場合、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(A)由来であると判断する。また、単量体成分(a)、(b)の両方に酸成分が含まれている場合、全ての酸成分の含有量の合計を100質量%としたときの、各単量体成分に含まれる酸成分の質量比率が、ブロック共重合体(X)の酸価のうちのブロック(A)由来の酸価と、ブロック(B)由来の酸価の比率となる。
ブロック共重合体(X)の酸価が、ブロック(A)由来であるか、ブロック(B)由来であるか、あるいはブロック(A)由来およびブロック(B)由来の両方であるかどうかは、ブロック(A)、ブロック(B)を構成する単量体成分中に含まれる酸成分(例えば(メタ)アクリル酸など)の含有量により判断できる。例えば、ブロック(A)を構成する単量体成分(a)が酸成分を含み、ブロック(B)を構成する単量体成分(b)が酸成分を含まない場合、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(A)由来であると判断する。また、単量体成分(a)、(b)の両方に酸成分が含まれている場合、全ての酸成分の含有量の合計を100質量%としたときの、各単量体成分に含まれる酸成分の質量比率が、ブロック共重合体(X)の酸価のうちのブロック(A)由来の酸価と、ブロック(B)由来の酸価の比率となる。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量は、10万~55万であることが好ましい。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量が10万以上であれば、耐熱クリープ性がより向上する。一方、ブロック共重合体(X)の質量平均分子量が55万以下であれば、塗工性がより向上する。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定される値である。具体的には、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、流速1.0mL/分の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフにて測定し、ポリスチレン換算した値を質量平均分子量とする。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量が10万以上であれば、耐熱クリープ性がより向上する。一方、ブロック共重合体(X)の質量平均分子量が55万以下であれば、塗工性がより向上する。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定される値である。具体的には、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、流速1.0mL/分の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフにて測定し、ポリスチレン換算した値を質量平均分子量とする。
(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り得られる。リビング重合としては、リビングアニオン重合、RAFT重合などが挙げられるが、特にRAFT重合が好ましい。
RAFT重合によりブロック共重合体(X)を製造する場合、RAFT剤を用いてブロック(A)を構成する単量体を重合または共重合してブロック(A)を得た後、得られたブロック(A)の存在下で、ブロック(B)を構成する単量体を重合または共重合してブロック共重合体(X)を製造する。
ブロック共重合体(X)は、例えばリビング重合により得られる。リビング重合としては、リビングアニオン重合、RAFT重合などが挙げられるが、特にRAFT重合が好ましい。
RAFT重合によりブロック共重合体(X)を製造する場合、RAFT剤を用いてブロック(A)を構成する単量体を重合または共重合してブロック(A)を得た後、得られたブロック(A)の存在下で、ブロック(B)を構成する単量体を重合または共重合してブロック共重合体(X)を製造する。
RAFT重合に用いられるRAFT剤としては、ジチオエステル、ジチオカルボナート、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などを用いることができる。
RAFT重合に用いられる重合開始剤としては、既知のアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤を用いることができる。
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。
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重合に用いられる重合開始剤としては、既知のアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤を用いることができる。
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。
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。
<粘着付与剤(Y)>
粘着付与剤(Y)は、環状構造(第2の環状構造)を有する。
環状構造(第2の環状構造)を有する粘着付与剤(Y)としては、芳香環構造を有する粘着付与剤、脂環構造を有する粘着付与剤が挙げられる。
芳香環構造を有する粘着付与剤としては、例えばロジン系粘着付与剤、テルペン系粘着付与剤、キシレン樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
粘着付与剤(Y)は、環状構造(第2の環状構造)を有する。
環状構造(第2の環状構造)を有する粘着付与剤(Y)としては、芳香環構造を有する粘着付与剤、脂環構造を有する粘着付与剤が挙げられる。
芳香環構造を有する粘着付与剤としては、例えばロジン系粘着付与剤、テルペン系粘着付与剤、キシレン樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ロジン系粘着付与剤の具体例としては、ロジン樹脂、重合ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、重合ロジンエステル樹脂、水添ロジン樹脂、水添ロジンエステル樹脂、ロジンフェノール樹脂などが挙げられる。
テルペン系粘着付与剤の具体例としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
テルペン系粘着付与剤の具体例としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
脂環構造を有する粘着付与剤としては、例えば脂環族炭化水素系粘着付与剤などが挙げられる。
脂環族炭化水素系粘着付与剤の具体例としては、脂環族飽和炭化水素樹脂、脂環族不飽和炭化水素樹脂などが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
粘着付与剤(Y)としては、市販品を用いてもよいし、公知の製造方法により合成した化合物を用いてもよい。
ロジン系粘着付与剤の市販品としては、例えば荒川化学工業株式会社製の「ペンセルD-135」、「スーパーエステルA-125」、「パインクリスタルKE-604」;ハリマ化成グループ株式会社製の「DS-130」などが挙げられる。
テルペン系粘着付与剤の市販品としては、例えばヤスハラケミカル株式会社製の「YSポリスター TH130」、「YSポリスター G150」、「YSポリスターT-160」;住友ベークライト株式会社製の「スミライトレジンPR-12603」などが挙げられる。
キシレン樹脂としては、例えばフドー株式会社製の「ニカノールHP150」、「ニカノールHP-120」などが挙げられる。
脂環族炭化水素系粘着付与剤としては、例えば荒川化学工業株式会社製の「アルコンM-135」、「アルコンP-140」;日本ゼオン株式会社製の「Quintone1525L」などが挙げられる。
ロジン系粘着付与剤の市販品としては、例えば荒川化学工業株式会社製の「ペンセルD-135」、「スーパーエステルA-125」、「パインクリスタルKE-604」;ハリマ化成グループ株式会社製の「DS-130」などが挙げられる。
テルペン系粘着付与剤の市販品としては、例えばヤスハラケミカル株式会社製の「YSポリスター TH130」、「YSポリスター G150」、「YSポリスターT-160」;住友ベークライト株式会社製の「スミライトレジンPR-12603」などが挙げられる。
キシレン樹脂としては、例えばフドー株式会社製の「ニカノールHP150」、「ニカノールHP-120」などが挙げられる。
脂環族炭化水素系粘着付与剤としては、例えば荒川化学工業株式会社製の「アルコンM-135」、「アルコンP-140」;日本ゼオン株式会社製の「Quintone1525L」などが挙げられる。
粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)と、上述したブロック共重合体(X)を構成するブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)とは、同じ系統の化合物であることが好ましい。すなわち、ブロック(A)が芳香環構造を有する単量体単位を含む場合は、粘着付与剤(Y)としては芳香環構造を有する粘着付与剤が好ましい。また、ブロック(A)が脂環構造を有する単量体単位を含む場合は、粘着付与剤(Y)としては脂環構造を有する粘着付与剤が好ましい。粘着剤組成物の絶縁破壊耐性がより向上する観点から、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造であることが好ましい。この理由は以下のように考えられる。
芳香環構造は脂環構造に比べて立体障害が小さい。そのため、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造であると、粘着付与剤(Y)中の芳香環構造がブロック(A)中の芳香環構造に引き寄せられやすくなり、粘着付与剤(Y)がブロック(A)の周囲に集まりやすくなることで、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性がより向上すると考えられる。
芳香環構造は脂環構造に比べて立体障害が小さい。そのため、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造であると、粘着付与剤(Y)中の芳香環構造がブロック(A)中の芳香環構造に引き寄せられやすくなり、粘着付与剤(Y)がブロック(A)の周囲に集まりやすくなることで、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性がより向上すると考えられる。
粘着付与剤(Y)の軟化点は120℃以上であり、130℃以上が好ましい。軟化点が120℃以上であれば、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性が向上する。
詳しくは後述するが、粘着剤組成物の製造の際には、予め粘着付与剤(Y)を溶媒に溶かしておき、溶液の状態でブロック共重合体(X)と混合することが好ましい。粘着付与剤(Y)の軟化点の上限値については特に制限されないが、1つの側面としては200℃である。
粘着付与剤(Y)の軟化点は、示差走査熱量測定(DSC)により求められる。
詳しくは後述するが、粘着剤組成物の製造の際には、予め粘着付与剤(Y)を溶媒に溶かしておき、溶液の状態でブロック共重合体(X)と混合することが好ましい。粘着付与剤(Y)の軟化点の上限値については特に制限されないが、1つの側面としては200℃である。
粘着付与剤(Y)の軟化点は、示差走査熱量測定(DSC)により求められる。
粘着剤組成物中の粘着付与剤(Y)の含有量は、ブロック共重合体(X)100質量部に対して5~40質量部であり、10~30質量部が好ましい。粘着付与剤(Y)の含有量が5質量部以上であれば、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性が向上する。一方、粘着付与剤(Y)の含有量が40質量部以下であれば、粘着剤組成物の粘着力および耐熱クリープ性を良好に維持できる。
<他の成分>
本実施形態に係る粘着剤組成物は、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、濡れ性調製剤等などの添加剤を含有してもよい。なお、粘着剤組成物の貯蔵安定性を良好に維持する観点から、イソシアネートやシランカップリング剤は含有しないことが好ましい。
本実施形態に係る粘着剤組成物は、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、濡れ性調製剤等などの添加剤を含有してもよい。なお、粘着剤組成物の貯蔵安定性を良好に維持する観点から、イソシアネートやシランカップリング剤は含有しないことが好ましい。
<粘着剤組成物の製造方法>
粘着剤組成物は、ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)とを混合することで得られる。具体的には、リビング重合等により製造したブロック共重合体(X)を含む反応液に、粘着付与剤(Y)を添加して粘着剤組成物を得る。粘着付与剤(Y)を反応液に溶かしやすくする観点から、予め粘着付与剤(Y)を溶媒に溶かしておき、溶液(粘着付与剤溶液)の状態でブロック共重合体(X)を含む反応液に添加することが好ましい。
粘着剤組成物は、ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)とを混合することで得られる。具体的には、リビング重合等により製造したブロック共重合体(X)を含む反応液に、粘着付与剤(Y)を添加して粘着剤組成物を得る。粘着付与剤(Y)を反応液に溶かしやすくする観点から、予め粘着付与剤(Y)を溶媒に溶かしておき、溶液(粘着付与剤溶液)の状態でブロック共重合体(X)を含む反応液に添加することが好ましい。
粘着付与剤溶液に用いる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒などが挙げられる。
粘着付与剤溶液に用いる溶媒と、ブロック共重合体(X)の製造に用いる溶媒とは同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
粘着付与剤溶液に用いる溶媒と、ブロック共重合体(X)の製造に用いる溶媒とは同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
<作用効果>
以上説明した本実施形態に係る粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)を含有するので、粘着力および高温環境下でのクリープ性に優れる。上述したように、ブロック共重合体(X)はブロック(A)とブロック(B)の相溶性の差によりミクロ相分離を起こす。その結果、ブロック(A)はブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。しかも、分子間のミクロ相分離構造がより明確に形成されることで疑似架橋点が保持される。よって、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、高温環境下においても粘着剤の性能が保持され、粘着力および耐熱クリープ性に優れるようになると考えられる。
以上説明した本実施形態に係る粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)を含有するので、粘着力および高温環境下でのクリープ性に優れる。上述したように、ブロック共重合体(X)はブロック(A)とブロック(B)の相溶性の差によりミクロ相分離を起こす。その結果、ブロック(A)はブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。しかも、分子間のミクロ相分離構造がより明確に形成されることで疑似架橋点が保持される。よって、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、高温環境下においても粘着剤の性能が保持され、粘着力および耐熱クリープ性に優れるようになると考えられる。
加えて、本実施形態に係る粘着剤組成物は粘着付与剤(Y)も含有するので、絶縁破壊耐性にも優れる。
ところで、絶縁破壊耐性付与の観点では、特許文献1に記載のように、絶縁材料としてフィラー等を粘着剤に配合すればよい。しかし、十分な絶縁破壊耐性を発現させるためには、多量のフィラーを添加する必要があり、その結果、粘着力が低下するという問題があった。
対して、本実施形態に係る粘着剤組成物であれば、上述したように、ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)と混合すると、粘着付与剤(Y)がブロック共重合体(X)中のブロック(A)の周囲に集まる。その結果、ブロック(A)の環状構造と粘着付与剤(Y)の環状構造とで疑似的な塊状構造を形成し、絶縁性のフィラーのような役割を果たすことで、絶縁破壊耐性が向上すると考えられる。また、ブロック共重合体(X)中のブロック(B)は粘着力に寄与する成分であるが、粘着付与剤(Y)はブロック(B)の周囲には集まりにくい。そのため、ブロック(B)は粘着付与剤(Y)の影響を受けにくく、粘着力を良好に維持できる。
特に、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造であれば、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性がさらに高まる。
ところで、絶縁破壊耐性付与の観点では、特許文献1に記載のように、絶縁材料としてフィラー等を粘着剤に配合すればよい。しかし、十分な絶縁破壊耐性を発現させるためには、多量のフィラーを添加する必要があり、その結果、粘着力が低下するという問題があった。
対して、本実施形態に係る粘着剤組成物であれば、上述したように、ブロック共重合体(X)と粘着付与剤(Y)と混合すると、粘着付与剤(Y)がブロック共重合体(X)中のブロック(A)の周囲に集まる。その結果、ブロック(A)の環状構造と粘着付与剤(Y)の環状構造とで疑似的な塊状構造を形成し、絶縁性のフィラーのような役割を果たすことで、絶縁破壊耐性が向上すると考えられる。また、ブロック共重合体(X)中のブロック(B)は粘着力に寄与する成分であるが、粘着付与剤(Y)はブロック(B)の周囲には集まりにくい。そのため、ブロック(B)は粘着付与剤(Y)の影響を受けにくく、粘着力を良好に維持できる。
特に、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造であれば、粘着剤組成物の絶縁破壊耐性がさらに高まる。
また、ブロック共重合体(X)は疑似的な架橋構造を形成しているにすぎず、すなわち、実際は架橋していないので低分子量(具体的には質量平均分子量が10万~55万程度が好ましい。)であり、塗工性にも優れる。従って、溶媒で必要以上に希釈して用いる必要がないので、少ない塗工回数で厚塗りすることが可能である。
<用途>
本実施形態に係る粘着剤組成物は、各種用途に使用できる。特に、本実施形態に係る粘着剤組成物は、静電容量式のタッチパネルディスプレイ用の粘着剤として好適である。
本実施形態に係る粘着剤組成物は粘着力および耐熱クリープ性に加えて絶縁破壊耐性にも優れるので、本実施形態に係る粘着剤組成物を例えばフロントパネルとタッチパネルとの貼り合せに用いれば、フロントパネルに静電気が発生しても当該静電気がフロントパネルからタッチパネルにまで到達するのを防止できる。
本実施形態に係る粘着剤組成物は、各種用途に使用できる。特に、本実施形態に係る粘着剤組成物は、静電容量式のタッチパネルディスプレイ用の粘着剤として好適である。
本実施形態に係る粘着剤組成物は粘着力および耐熱クリープ性に加えて絶縁破壊耐性にも優れるので、本実施形態に係る粘着剤組成物を例えばフロントパネルとタッチパネルとの貼り合せに用いれば、フロントパネルに静電気が発生しても当該静電気がフロントパネルからタッチパネルにまで到達するのを防止できる。
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。
<製造例1:RAFT剤(R-1)の製造>
1,6-ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)と、二硫化炭素1.83g(24.0mmol)と、ジメチルホルムアミド11mLとを2口フラスコに投入し、マグネチックスターラーを用いて25℃で撹拌した。これに、トリエチルアミン2.49g(24.6mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で3時間撹拌した。滴下終了後、フラスコ内の反応液の色が無色透明から黄色に変化したことを確認した。
引き続き、メチル-α-ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で4時間撹拌した。滴下の途中で、フラスコ内に沈殿物を確認した。
ついで、反応液に、抽出溶媒(n-ヘキサン/酢酸エチル=50/50)100mLと、水50mLとを加えて分液抽出した。得られた水相に先と同じ抽出溶媒(n-ヘキサン/酢酸エチル=50/50)50mLを加えてさらに分液抽出した。1回目と2回目の分液抽出にて得られた有機相を混合し、混合した有機相を1M塩酸50mL、水50mL、飽和食塩水50mLで順に洗浄した。洗浄後の有機相に硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、硫酸ナトリウムをろ別し、ろ液をエバポレーターで濃縮して、有機溶媒を減圧留去した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:n-ヘキサン/酢酸エチル=80/20)にて精製して、RAFT剤(R-1)2.86g(収率80%)を黄色油状物として得た。
1,6-ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)と、二硫化炭素1.83g(24.0mmol)と、ジメチルホルムアミド11mLとを2口フラスコに投入し、マグネチックスターラーを用いて25℃で撹拌した。これに、トリエチルアミン2.49g(24.6mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で3時間撹拌した。滴下終了後、フラスコ内の反応液の色が無色透明から黄色に変化したことを確認した。
引き続き、メチル-α-ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で4時間撹拌した。滴下の途中で、フラスコ内に沈殿物を確認した。
ついで、反応液に、抽出溶媒(n-ヘキサン/酢酸エチル=50/50)100mLと、水50mLとを加えて分液抽出した。得られた水相に先と同じ抽出溶媒(n-ヘキサン/酢酸エチル=50/50)50mLを加えてさらに分液抽出した。1回目と2回目の分液抽出にて得られた有機相を混合し、混合した有機相を1M塩酸50mL、水50mL、飽和食塩水50mLで順に洗浄した。洗浄後の有機相に硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、硫酸ナトリウムをろ別し、ろ液をエバポレーターで濃縮して、有機溶媒を減圧留去した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:n-ヘキサン/酢酸エチル=80/20)にて精製して、RAFT剤(R-1)2.86g(収率80%)を黄色油状物として得た。
得られたRAFT剤(R-1)の1H-NMRスペクトルの帰属を下記に示す。なお、1H-NMRの測定には、核磁気共鳴分析装置(株式会社日立製作所製、「R-1200」)を用いた。
1H-NMR(60MHz in CDCl3):δ7.50-7.05(m,10H、ArH)、δ5.82(s,2H,CH-COO)、δ3.73(s,6H,CH3)、δ3.33(brt,4H,S-CH2)、δ1.85-1.22(m,8H,CH2).
1H-NMR(60MHz in CDCl3):δ7.50-7.05(m,10H、ArH)、δ5.82(s,2H,CH-COO)、δ3.73(s,6H,CH3)、δ3.33(brt,4H,S-CH2)、δ1.85-1.22(m,8H,CH2).
1H-NMRスペクトルより、メチル-α-フェニル酢酸とジチオール由来のアルキル基の構造を確認できた。従って、製造例1では、RAFT剤(R-1)として下記一般式(2)で表される化合物(化合物(2))が得られたと判断した。
<製造例2:RAFT剤(R-2)の製造>
1,6-ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)を1-ドデカンチオール1.214g(6.00mmol)に変更し、二硫化炭素の量を1.83g(24.0mmol)から0.915g(12.0mmol)に変更し、トリエチルアミンの量を2.49g(24.6mmol)から1.25g(12.3mmol)に変更し、メチル-α-ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を(1-ブロモエチル)ベンゼン1.11g(6.00mmol)に変更した以外は、製造例1と同様にしてRAFT剤(R-2)2.25g(収率98%)を黄色油状物として得た。
1,6-ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)を1-ドデカンチオール1.214g(6.00mmol)に変更し、二硫化炭素の量を1.83g(24.0mmol)から0.915g(12.0mmol)に変更し、トリエチルアミンの量を2.49g(24.6mmol)から1.25g(12.3mmol)に変更し、メチル-α-ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を(1-ブロモエチル)ベンゼン1.11g(6.00mmol)に変更した以外は、製造例1と同様にしてRAFT剤(R-2)2.25g(収率98%)を黄色油状物として得た。
得られたRAFT剤(R-2)の1H-NMRスペクトルの帰属を下記に示す。
1H-NMR(60MHz in CDCl3):δ7.60-7.12(m,5H、ArH)、δ5.34(q,J=6.9Hz,1H,S-CH)、δ3.34(brt,2H,S-CH2)、δ1.76(d,J=6.9Hz,3H,CH3)、δ1.70-1.05(m,20H,-CH2-)、δ0.89(brt,3H,CH3).
1H-NMR(60MHz in CDCl3):δ7.60-7.12(m,5H、ArH)、δ5.34(q,J=6.9Hz,1H,S-CH)、δ3.34(brt,2H,S-CH2)、δ1.76(d,J=6.9Hz,3H,CH3)、δ1.70-1.05(m,20H,-CH2-)、δ0.89(brt,3H,CH3).
1H-NMRスペクトルより、(1-ブロモエチル)ベンゼンとドデカンチオール由来のアルキル基の構造を確認できた。従って、製造例2では、RAFT剤(R-2)として下記一般式(3)で表される化合物(化合物(3))が得られたと判断した。
<製造例3:ブロック共重合体(X-1)の製造>
(ブロック(A)の製造)
スチレン(St)70.0gと、アクリル酸メチル(MA)5.0gと、アクリル酸エチル(EA)9.0gと、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)2.0gと、アクリル酸(AA)14.0gと、RAFT剤(R-1)1.9gと、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(ABN-E)0.35g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、MA、EA、HEA、AA)、およびRAFT剤をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥して共重合体(ブロック(A))を得た。
得られた共重合体(ブロック(A))のガラス転移点、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)を表1に示す。
(ブロック(A)の製造)
スチレン(St)70.0gと、アクリル酸メチル(MA)5.0gと、アクリル酸エチル(EA)9.0gと、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)2.0gと、アクリル酸(AA)14.0gと、RAFT剤(R-1)1.9gと、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(ABN-E)0.35g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、MA、EA、HEA、AA)、およびRAFT剤をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥して共重合体(ブロック(A))を得た。
得られた共重合体(ブロック(A))のガラス転移点、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)を表1に示す。
(ブロック共重合体(X-1)の製造)
アクリル酸ブチル(BA)100g、ABN-E0.027g、および酢酸エチル50gから構成される混合物と、先に得られた共重合体(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6時間撹拌して重合反応を行い(第二段階反応)、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X-1)を含む反応液を得た。なお、混合物とブロック(A)の配合量は、得られるブロック共重合体(X-1)におけるブロック(A)とブロック(B)との質量比率が25/75となる量とした。
反応液の一部を採取し、当該反応液の一部に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)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体(X-1)を反応液から取り出した。
ブロック(B)のガラス転移点、およびブロック共重合体(X-1)の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、酸価を表1に示す。
アクリル酸ブチル(BA)100g、ABN-E0.027g、および酢酸エチル50gから構成される混合物と、先に得られた共重合体(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6時間撹拌して重合反応を行い(第二段階反応)、ブロック(A)とブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X-1)を含む反応液を得た。なお、混合物とブロック(A)の配合量は、得られるブロック共重合体(X-1)におけるブロック(A)とブロック(B)との質量比率が25/75となる量とした。
反応液の一部を採取し、当該反応液の一部に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)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体(X-1)を反応液から取り出した。
ブロック(B)のガラス転移点、およびブロック共重合体(X-1)の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、酸価を表1に示す。
<製造例4:ブロック共重合体(X-2)~(X-14)の製造>
ブロック(A)およびブロック(B)を構成する単量体組成を表1、2示すように変更し、第一段階反応および第二段階反応の重合条件を表1、2に示すように変更し、ブロック(A)とブロック(B)との質量比率を表1、2に示すように変更した以外は、製造例1と同様にしてブロック共重合体(X-2)~(X-14)を製造し、各種測定を行った。結果を表1、2に示す。
なお、ブロック共重合体(X-10)の製造では、第一段階反応において溶媒として酢酸エチル67.7gを用いた。
ブロック(A)およびブロック(B)を構成する単量体組成を表1、2示すように変更し、第一段階反応および第二段階反応の重合条件を表1、2に示すように変更し、ブロック(A)とブロック(B)との質量比率を表1、2に示すように変更した以外は、製造例1と同様にしてブロック共重合体(X-2)~(X-14)を製造し、各種測定を行った。結果を表1、2に示す。
なお、ブロック共重合体(X-10)の製造では、第一段階反応において溶媒として酢酸エチル67.7gを用いた。
<製造例5:ランダム共重合体(X-15)の製造>
Stを18.2gと、AAを1.8gと、BAを80gと、ABN-Eを0.5gと、酢酸エチル200g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、ランダム共重合体(X-15)を含む反応液を得た。
反応液の一部を採取し、当該反応液の一部にフラスコ内に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、AA、BA)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してランダム共重合体(X-15)を反応液から取り出した。
得られたランダム共重合体(X-15)の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、および酸価を表3に示す。
Stを18.2gと、AAを1.8gと、BAを80gと、ABN-Eを0.5gと、酢酸エチル200g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、ランダム共重合体(X-15)を含む反応液を得た。
反応液の一部を採取し、当該反応液の一部にフラスコ内に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、AA、BA)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してランダム共重合体(X-15)を反応液から取り出した。
得られたランダム共重合体(X-15)の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、および酸価を表3に示す。
<測定・評価>
(ガラス転移点の算出)
ブロック(A)のガラス転移点を上記式(i)に示されるFoxの式から求め、ブロック(B)のガラス転移点を上記式(ii)に示されるFoxの式から求めた。
(ガラス転移点の算出)
ブロック(A)のガラス転移点を上記式(i)に示されるFoxの式から求め、ブロック(B)のガラス転移点を上記式(ii)に示されるFoxの式から求めた。
(分子量の測定)
数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)により下記条件にて測定した。なお、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算した値である。
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
数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)により下記条件にて測定した。なお、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算した値である。
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)
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試料の酸価を測定した。
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試料の酸価を測定した。
(絶縁破壊耐性試験)
離型剤で表面処理された、150mm×150mmサイズのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の膜厚が200μmになるように粘着剤組成物を塗工し、150mm×150mmサイズの粘着剤層を形成し、これを試験片とした。
試験片について、JIS C 2110-1に準拠して絶縁破壊耐性試験を行い、絶縁破壊強さを測定し、以下の評価基準にて評価した。
A(○):絶縁破壊強さが55kV/mm以上である。
B(△):絶縁破壊強さが50kV/mm以上、55kV/mm未満である。
C(×):絶縁破壊強さが50kV/mm未満である。
離型剤で表面処理された、150mm×150mmサイズのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の膜厚が200μmになるように粘着剤組成物を塗工し、150mm×150mmサイズの粘着剤層を形成し、これを試験片とした。
試験片について、JIS C 2110-1に準拠して絶縁破壊耐性試験を行い、絶縁破壊強さを測定し、以下の評価基準にて評価した。
A(○):絶縁破壊強さが55kV/mm以上である。
B(△):絶縁破壊強さが50kV/mm以上、55kV/mm未満である。
C(×):絶縁破壊強さが50kV/mm未満である。
(粘着力の測定)
30mm×40mmサイズのステンレス板上の略中央に、乾燥後の膜厚が25μmになるように粘着剤組成物を塗工し、25mm×25mmサイズの粘着剤層を形成した。この粘着剤層を介して、ステンレス板と25mm×100mmサイズのPETフィルムとを貼り合わせ、試験片とした。
試験片のPETフィルムについて、JIS Z 0237:2009の8.3.1「180度引きはがし法」に準拠して粘着力を測定し、以下の評価基準にて評価した。
A(○):粘着力が20N/25mm以上である。
B(△):粘着力が10N/25mm以上、20N/25mm未満である。
C(×):粘着力が10N/25mm未満である。
30mm×40mmサイズのステンレス板上の略中央に、乾燥後の膜厚が25μmになるように粘着剤組成物を塗工し、25mm×25mmサイズの粘着剤層を形成した。この粘着剤層を介して、ステンレス板と25mm×100mmサイズのPETフィルムとを貼り合わせ、試験片とした。
試験片のPETフィルムについて、JIS Z 0237:2009の8.3.1「180度引きはがし法」に準拠して粘着力を測定し、以下の評価基準にて評価した。
A(○):粘着力が20N/25mm以上である。
B(△):粘着力が10N/25mm以上、20N/25mm未満である。
C(×):粘着力が10N/25mm未満である。
(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往復圧着した後、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℃または150℃の環境下において、1kgのおもりを取り付けた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(試験前の位置から試験開始1時間後の位置までの距離)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。
A(○):100℃の環境下および150℃の環境下で合格である。
B(△):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。
C(×):100℃の環境下で不合格である。
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往復圧着した後、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℃または150℃の環境下において、1kgのおもりを取り付けた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(試験前の位置から試験開始1時間後の位置までの距離)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。
A(○):100℃の環境下および150℃の環境下で合格である。
B(△):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。
C(×):100℃の環境下で不合格である。
「実施例1」
粘着付与剤としてテルペンフェノール共重合体(ヤスハラケミカル株式会社製、「YSポリスター TH130」)をトルエンに溶解させ、粘着付与剤溶液を調製した。
ブロック共重合体(X-1)の固形分100質量部に対する、粘着付与剤の固形分換算量(質量部)が30質量部となるように、ブロック共重合体(X-1)を含む反応液に、粘着付与剤溶液を添加して粘着剤組成物を調製した。
得られた粘着剤組成物について、絶縁破壊強さと粘着力を測定し、耐熱クリープ性を評価した。これらの結果を表4に示す。
粘着付与剤としてテルペンフェノール共重合体(ヤスハラケミカル株式会社製、「YSポリスター TH130」)をトルエンに溶解させ、粘着付与剤溶液を調製した。
ブロック共重合体(X-1)の固形分100質量部に対する、粘着付与剤の固形分換算量(質量部)が30質量部となるように、ブロック共重合体(X-1)を含む反応液に、粘着付与剤溶液を添加して粘着剤組成物を調製した。
得られた粘着剤組成物について、絶縁破壊強さと粘着力を測定し、耐熱クリープ性を評価した。これらの結果を表4に示す。
「実施例2~16、比較例1~5、7~11」
ブロック共重合体(X)の種類と、粘着付与剤の種類および配合量を表4~8に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、各種測定および評価を行った。結果を表4~8に示す。
ブロック共重合体(X)の種類と、粘着付与剤の種類および配合量を表4~8に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、各種測定および評価を行った。結果を表4~8に示す。
「比較例6」
ブロック共重合体(X-1)の代わりにランダム共重合体(X-15)を用い、粘着付与剤の種類および配合量を表7に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、各種測定および評価を行った。結果を表7に示す。
ブロック共重合体(X-1)の代わりにランダム共重合体(X-15)を用い、粘着付与剤の種類および配合量を表7に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、各種測定および評価を行った。結果を表7に示す。
表1~8中の略号は下記化合物を示す。なお、各単量体のカッコ内のTg(ガラス転移点)は、ホモポリマーのTgである。また、表1、2中の「単位(1)の割合」とは、ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたときの、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位の含有率(質量%)のことである。
「St」:スチレン(Tg:100℃)、
「MA」:アクリル酸メチル(Tg:10℃)、
「EA」:アクリル酸エチル(Tg:-24℃)、
「CHMA」:メタクリル酸シクロヘキシル(Tg:66℃)、
「HEA」:アクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:-15℃)、
「HEMA」:メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:55℃)、
「MAA」:メタクリル酸(Tg:228℃)、
「AA」:アクリル酸(Tg:106℃)、
「BA」:アクリル酸ブチル(Tg:-54℃)、
「EHA」:アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg:-70℃)、
「YSポリスター TH130」:テルペンフェノール樹脂(軟化点:130℃、ヤスハラケミカル株式会社製)、
「ペンセルD-135」:重合ロジンエステル樹脂(軟化点:135℃、荒川化学工業株式会社製)、
「YSポリスター G150」:テルペンフェノール樹脂(軟化点:150℃、ヤスハラケミカル株式会社製)、
「スーパーエステルA-125」:特殊ロジンエステル樹脂(軟化点:125℃、荒川化学工業株式会社製)、
「ニカノールHP150」:キシレン樹脂(軟化点:170℃、フドー株式会社製)、
「ニカノールHP100」:キシレン樹脂(軟化点:115℃、フドー株式会社製)、
「パインクリスタルKE311」:ロジンエステル樹脂(軟化点:95℃、荒川化学工業株式会社製)、
「アルコンM-135」:脂環族飽和炭化水素樹脂(軟化点:135℃、荒川化学工業株式会社製)。
「St」:スチレン(Tg:100℃)、
「MA」:アクリル酸メチル(Tg:10℃)、
「EA」:アクリル酸エチル(Tg:-24℃)、
「CHMA」:メタクリル酸シクロヘキシル(Tg:66℃)、
「HEA」:アクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:-15℃)、
「HEMA」:メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(Tg:55℃)、
「MAA」:メタクリル酸(Tg:228℃)、
「AA」:アクリル酸(Tg:106℃)、
「BA」:アクリル酸ブチル(Tg:-54℃)、
「EHA」:アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg:-70℃)、
「YSポリスター TH130」:テルペンフェノール樹脂(軟化点:130℃、ヤスハラケミカル株式会社製)、
「ペンセルD-135」:重合ロジンエステル樹脂(軟化点:135℃、荒川化学工業株式会社製)、
「YSポリスター G150」:テルペンフェノール樹脂(軟化点:150℃、ヤスハラケミカル株式会社製)、
「スーパーエステルA-125」:特殊ロジンエステル樹脂(軟化点:125℃、荒川化学工業株式会社製)、
「ニカノールHP150」:キシレン樹脂(軟化点:170℃、フドー株式会社製)、
「ニカノールHP100」:キシレン樹脂(軟化点:115℃、フドー株式会社製)、
「パインクリスタルKE311」:ロジンエステル樹脂(軟化点:95℃、荒川化学工業株式会社製)、
「アルコンM-135」:脂環族飽和炭化水素樹脂(軟化点:135℃、荒川化学工業株式会社製)。
表4~6から明らかなように、各実施例の粘着剤組成物は、粘着力が高く、絶縁破壊耐性および耐熱クリープ性に優れていた。特に、ブロック共重合体(X)のブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)と、粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)とが同じ系統の化合物である実施例1~13、16の粘着剤組成物は絶縁破壊強さが高い。その中でも、ブロック(A)中の環状構造(第1の環状構造)および粘着付与剤(Y)中の環状構造(第2の環状構造)が芳香環構造である実施例1~13は絶縁破壊強さがより高く、絶縁破壊耐性により優れていた。
なお、製造例3、4における最終生成物がブロック共重合体であるかどうかは、以下のようにして判断した。
なお、製造例3、4における最終生成物がブロック共重合体であるかどうかは、以下のようにして判断した。
例えば、製造例3で得られた共重合体(ブロック(A))の数平均分子量(Mn)は21000であり、質量平均分子量(Mw)は32000であり、これらの比(Mw/Mn)は1.5であった。一方、製造例3で得られたブロック共重合体(X-1)の数平均分子量(Mn)は75000であり、質量平均分子量(Mw)は140000であり、これらの比(Mw/Mn)は1.9であった。
これらの結果より、共重合体(ブロック(A))の分子量ピークは消失し、共重合体(ブロック(A))の分子量よりもブロック共重合体(X)の分子量が高いことが分かる。
よって、製造例3では、St単位、MA単位、EA単位、HEA単位、およびAA単位を構成単位とする共重合体ブロック(ブロック(A))と、BA単位を構成単位とする重合体ブロック(ブロック(B))とから形成されるブロック共重合体が得られたと判断した。
製造例4(ブロック共重合体(X-2)~(X-14))についても、同様にして判断した。
これらの結果より、共重合体(ブロック(A))の分子量ピークは消失し、共重合体(ブロック(A))の分子量よりもブロック共重合体(X)の分子量が高いことが分かる。
よって、製造例3では、St単位、MA単位、EA単位、HEA単位、およびAA単位を構成単位とする共重合体ブロック(ブロック(A))と、BA単位を構成単位とする重合体ブロック(ブロック(B))とから形成されるブロック共重合体が得られたと判断した。
製造例4(ブロック共重合体(X-2)~(X-14))についても、同様にして判断した。
また、RAFT剤(R-1)はトリチオカルボナートの二量体であることから、ブロック共重合体(X-1)~(X-6)、(X-9)~(X-14)は、ブロック(A)-ブロック(B)-ブロック(A)から形成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(R-2)はトリチオカルボナートの単量体であることから、ブロック共重合体(X-7)、(X-8)は、ブロック(A)-ブロック(B)から形成されるジブロック共重合体であると考えられる。
一方、RAFT剤(R-2)はトリチオカルボナートの単量体であることから、ブロック共重合体(X-7)、(X-8)は、ブロック(A)-ブロック(B)から形成されるジブロック共重合体であると考えられる。
一方、表7、8から明らかなように、ブロック(A)のガラス転移点が58℃であるブロック共重合体(X-9)を用いた比較例1の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
ブロック(B)が上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含まないブロック共重合体(X-11)を用いた比較例2の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))が50/50であるブロック共重合体(X-12)を用いた比較例3の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック共重合体(X-13)の酸価は17.6mgKOH/gであったが、ブロック(A)はSt単位のみで構成されており、ブロック(A)由来の酸価は0mgKOH/g(すなわち、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(B)由来)であった。そのため、ブロック共重合体(X-13)を用いた比較例4の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
ブロック(A)由来の酸価が7.0mgKOH/gであるブロック共重合体(X-14)を用いた比較例5の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ランダム共重合体(X-15)を用いた比較例6の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性および耐熱クリープ性に劣っていた。
粘着付与剤(Y)の含有量が50質量部である比較例7の粘着剤組成物は、粘着力が弱く、耐熱クリープ性にも劣っていた。
粘着付与剤(Y)を含まない比較例8の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
軟化点が120℃未満である粘着付与剤(Y)を用いた比較例9、10の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
粘着付与剤(Y)の含有量が2質量部である比較例11の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
ブロック(B)が上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含まないブロック共重合体(X-11)を用いた比較例2の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))が50/50であるブロック共重合体(X-12)を用いた比較例3の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック共重合体(X-13)の酸価は17.6mgKOH/gであったが、ブロック(A)はSt単位のみで構成されており、ブロック(A)由来の酸価は0mgKOH/g(すなわち、ブロック共重合体(X)の酸価の全てがブロック(B)由来)であった。そのため、ブロック共重合体(X-13)を用いた比較例4の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
ブロック(A)由来の酸価が7.0mgKOH/gであるブロック共重合体(X-14)を用いた比較例5の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ランダム共重合体(X-15)を用いた比較例6の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性および耐熱クリープ性に劣っていた。
粘着付与剤(Y)の含有量が50質量部である比較例7の粘着剤組成物は、粘着力が弱く、耐熱クリープ性にも劣っていた。
粘着付与剤(Y)を含まない比較例8の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
軟化点が120℃未満である粘着付与剤(Y)を用いた比較例9、10の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
粘着付与剤(Y)の含有量が2質量部である比較例11の粘着剤組成物は、絶縁破壊耐性に劣っていた。
Claims (2)
- 粘着剤組成物であって、
ガラス転移点が75℃以上であり、第1の環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含むブロック(A)と、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を70質量%以上含むブロック(B)とから形成されるブロック共重合体(X)と、
軟化点が120℃以上であり、かつ第2の環状構造を有する粘着付与剤(Y)と、を含有し、
前記ブロック(A)と前記ブロック(B)との質量比率(ブロック(A)/ブロック(B))が10/90~40/60であり、
前記ブロック共重合体(X)の酸価のうち、前記ブロック(A)由来の酸価が8mgKOH/g以上であり、
前記ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端が前記ブロック(A)であり、
前記粘着付与剤(Y)の含有量が、前記ブロック共重合体(X)100質量部に対して5~40質量部であり、
前記一般式(1)は、CH2=CR1-COOR2であり、
R1は水素原子であり、R2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である、粘着剤組成物。 - 前記ブロック(A)中の前記第1の環状構造および前記粘着付与剤(Y)中の前記第2の環状構造が芳香環構造である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
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