WO2022230928A1 - 熱剥離型粘着剤、物品および剥離方法 - Google Patents

熱剥離型粘着剤、物品および剥離方法 Download PDF

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Definitions

  • a heat-peelable pressure-sensitive adhesive containing a (meth)acrylic polymer as a main agent includes a dynamic covalent bond in the side chain and/or the end that can be reversibly dissociated and bonded by heating and cooling to provide a heat-peelable pressure-sensitive adhesive.
  • (meth)acrylic polymers are generally known as polymers exhibiting adhesiveness.
  • the heat-peelable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment contains a (meth)acrylic polymer as a main ingredient, and thus has sufficient adhesive strength before peeling (before heat treatment).
  • the (meth)acrylic polymer contained in the heat-peelable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment contains dynamic covalent bonds in side chains and/or ends. Therefore, it is thought that the covalent bond cleavage, recombination, or curing due to the formation of a crosslinked structure (particularly, curing due to the formation of a crosslinked structure) occurs when heat treatment is performed for a relatively short period of time, resulting in a decrease in adhesive strength. .
  • the (meth)acrylic polymer contained in the heat-releasable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment is particularly limited as long as it contains a dynamic covalent bond that can be reversibly dissociated and bonded by heating and cooling in the side chain and / or terminal. not.
  • the dynamic covalent bonds are preferably present in the side chains of the (meth)acrylic polymer.
  • (-CONH-) a urethane group, a group in which two or more of these are linked, and the like.
  • an ether group, an ester group, an amide group and a urethane group are preferable, and an ether group is more preferable.
  • R 1 is preferably a linear or branched alkyl group, more preferably a linear alkyl group, even more preferably a methyl group.
  • the carbon number of R 1 is, for example, 1-10, preferably 1-6.
  • R 2 ' is a saturated hydrocarbon group
  • the carbon number of R 2 ' is, for example, 1-10, preferably 1-6.
  • the saturated hydrocarbon groups can be straight or branched alkyl groups, cycloalkyl groups, alicyclic groups, and the like.
  • R 2 ′ is preferably a linear or branched alkyl group, more preferably a linear alkyl group, and even more preferably a methyl group.
  • organic ligands include 2,2′-bipyridine and its derivatives, 1,10-phenanthroline and its derivatives, tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, tris(dimethylaminoethyl)amine (Me 6 TREN), triphenylphosphine, tributylphosphine and the like.
  • Synthetic chemistry knowledge can be applied appropriately to the synthesis reactions of various raw materials, the specific conditions in the Huisgen cycloaddition reaction, usable solvents, reagents, etc.
  • impurities and unreacted substances are preferably removed or reduced in various raw materials and polymers obtained by synthesis.
  • a technique for removing or reducing impurities and unreacted substances a technique known in the field of synthetic chemistry can be appropriately applied.
  • the storage elastic modulus at a frequency of 0.1 rad/s when the viscoelasticity of the heat-peelable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment is measured in torsion mode at 25° C. is G′ 1 (0.1). do.
  • the storage elastic modulus at a frequency of 0.1 rad/s when the viscoelasticity of the heat-peelable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment heated at 140° C. for 30 seconds at 25° C. in torsion mode is G′ 2 (0.1).
  • the value of G' 2 (0.1)/G' 1 (0.1) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more.
  • the value of G' 2 (0.1)/G' 1 (0.1) is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less.
  • the shape (appearance) of the heat-peelable pressure-sensitive adhesive of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, any of the following. - If the (meth)acrylic polymer itself containing dynamic covalent bonds has such a low viscosity that it can be applied to a base material at room temperature, the polymer can be used as it is as a heat-peelable pressure-sensitive adhesive. ⁇ If the viscosity of the (meth)acrylic polymer containing dynamic covalent bonds is too high at room temperature, adjust the viscosity with an appropriate solvent (typically an organic solvent) and use it as a paste adhesive. can be considered.
  • an appropriate solvent typically an organic solvent

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Abstract

側鎖および/または末端に、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーを含む熱剥離型粘着剤。また、被着体と、この被着体に付着した上記熱剥離型粘着剤と、を含む物品。また、上記物品を加熱する加熱工程を含む、剥離方法。

Description

熱剥離型粘着剤、物品および剥離方法
 本発明は、熱剥離型粘着剤、物品および剥離方法に関する。より具体的には、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーを主剤として含む熱剥離型粘着剤などに関する。
 加熱により粘着力が低下し、被着体から剥がしやすくなる粘着剤、すなわち熱剥離型粘着剤を開発する試みが知られている。熱剥離型粘着剤は、例えば、被着体と粘着剤の分別回収に資すると考えられる。また、熱剥離型粘着剤は、様々な工業製品の製造における仮固定材として好ましく用いられると考えられる。
 熱剥離型粘着剤は、通常、熱に応答して粘着力低下が起こる、物理的または化学的な「仕掛け」を含む。
 特許文献1には、粘着性高分子材料に賦形を施してなる自己復元性粘着材が記載されている。特許文献1の記載によれば、この自己復元性粘着材は、加熱によって被着体に対する粘着力が低下し、被着体を損傷させることなく容易に被着体から剥離することが可能であり、かつ、繰返し使用性に優れる。
 特許文献2には、熱、衝撃及び超音波からなる群から選択した少なくとも1種の刺激により気体を発生する気体発生剤を含有する接着性物質が記載されている。この接着性物質において、気体発生剤から発生した気体は、接着性物質外へ放出されて接着性物質は発泡しない。また、気体発生剤から発生した気体は、被着体から接着性物質の接着面の少なくとも一部を剥がし接着力を低下させる。
 特許文献3には、アジド化合物を含有する粘着剤が、熱剥離型粘着剤として機能しうる旨が記載されている。アジド化合物は、紫外線を照射することにより分解して窒素ガスを放出する。よって、アジド化合物を含有する粘着剤を用いて接着した接着面に紫外線を照射すると、アジド化合物が分解して窒素ガスを放出する。放出された窒素ガスは、接着面の一部を剥がし接着力を低下させると考えられる。
特開2013-112689号公報 特開2003-231867号公報 特開2003-147280号公報
 熱剥離型粘着剤は「粘着剤」である以上、剥離前(加熱処理前)においては十分な粘着力を有することが好ましい。また、熱剥離型粘着剤の設計として、剥離したいときにできるだけ短時間の加熱処理で粘着力が低下することが好ましい。
 今回、発明者らは、剥離前(加熱処理前)においては十分な粘着力を有し、かつ、比較的短時間の加熱処理で粘着力が低下する熱剥離型粘着剤を提供することを目的として、検討を行った。
 本発明者らは、検討を通じ、以下に提供される発明を完成させた。
 本発明によれば、
 (メタ)アクリル系ポリマーを主剤として含む熱剥離型粘着剤であって、
 前記(メタ)アクリル系ポリマーは、側鎖および/または末端に、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む、熱剥離型粘着剤
が提供される。
 また、本発明によれば、
 被着体と、前記被着体に付着した上記熱剥離型粘着剤と、を含む物品
が提供される。
 また、本発明によれば、
 前記物品における前記熱剥離型粘着剤を前記被着体から剥離する剥離方法であって、
 前記物品を加熱する加熱工程を含む、剥離方法
が提供される。
 本発明によれば、剥離前(加熱処理前)においては十分な粘着力を有し、かつ、比較的短時間の加熱処理で粘着力が低下する熱剥離型粘着剤が提供される。
実施例で合成した化合物の、H NMR(500MHz、CDCl)による同定データである。 実施例で合成した化合物の、H NMR(500MHz、CDCl)による同定データである。 実施例で合成した化合物の、H NMR(500MHz、CDCl)による同定データである。 実施例で合成したポリマーの、H NMR(500MHz、CDCl)スペクトルと、その帰属を表す図である。 実施例における剥離試験のイメージ図である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
 図面はあくまで説明用のものである。図面により本発明は限定的に解釈されない。
 本明細書中、数値範囲の説明における「X~Y」との表記は、特に断らない限り、X以上Y以下のことを表す。例えば、「1~5質量%」とは「1質量%以上5質量%以下」を意味する。
 本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
 本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
 本明細書における「有機基」の語は、特に断りが無い限り、有機化合物から1つ以上の水素原子を除いた原子団のことを意味する。例えば、「1価の有機基」とは、任意の有機化合物から1つの水素原子を除いた原子団のことを表す。
<熱剥離型粘着剤>
 本実施形態の熱剥離型粘着剤は、(メタ)アクリル系ポリマーを含む。この(メタ)アクリル系ポリマーの一部または全部は、側鎖および/または末端に、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む。
 本実施形態の熱剥離型粘着剤は、好ましくは、(メタ)アクリル系ポリマーを主剤として含む。(メタ)アクリル系ポリマーを「主剤」として含むとは、熱剥離型粘着剤の不揮発成分中、(メタ)アクリル系ポリマーが質量比において一番多い成分であることを表す。
 以下、「加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合」を、単に、動的共有結合とも記載する。
 粘着剤の分野において一般に、(メタ)アクリル系ポリマーは、粘着性を示すポリマーとして知られている。本実施形態の熱剥離型粘着剤は、(メタ)アクリル系ポリマーを主剤として含むことにより、剥離前(加熱処理前)において十分な粘着力を有する。
 また、本実施形態の熱剥離型粘着剤が含む(メタ)アクリル系ポリマーは、側鎖および/または末端に動的共有結合を含む。よって、比較的短時間の加熱処理により、共有結合の開裂、組み換え、架橋構造の形成による硬化などのうちいずれか(特に、架橋構造の形成による硬化)が起こって、粘着力が低下すると考えられる。
 本実施形態の熱剥離型粘着剤に関する説明を続ける。
(動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマー)
 本実施形態の熱剥離型粘着剤が含む(メタ)アクリル系ポリマーは、側鎖および/または末端に、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む限り、特に限定されない。
 合成の容易性や、動的共有結合の量(密度)の調整の観点から、動的共有結合は、(メタ)アクリル系ポリマーの側鎖に存在することが好ましい。
 動的共有結合は、好ましくはジスルフィド結合を含む。ジスルフィド結合は、粘着剤が通常用いられる室温前後の温度では安定である(ほとんど解離しない)一方、80~160℃程度の加熱で結合の解離/組み換えが起こる。このため、動的共有結合としてジスルフィド結合を採用することで、工業的に利用しやすい熱剥離型粘着剤を設計しやすい。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、好ましくは、側鎖および/または末端に、以下一般式(II')で表される部分構造、すなわち、以下一般式(II')に該当する化合物からk個の水素原子を除いたk価の基(kは通常1または2、好ましくは1)を有する。この部分構造中に動的共有結合が含まれる。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、より好ましくは、側鎖および/または末端に、以下一般式(II')に該当する化合物における、XまたはX中の水素原子1つが除かれた1価の基を有する。
 以下一般式(II')において、
 XおよびXは、それぞれ独立に、窒素原子とともに含窒素複素環を形成する基であり、
 nは、0~30の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 一般式(II')において、XおよびXの、窒素原子とともに含窒素複素環を形成する基は、具体的には、それぞれ独立に、窒素原子と一緒になって炭素数2~8のシクロヘテロアルキル基を形成する基であるか、または、窒素原子と一緒になって含窒素複素芳香環基を形成する基である。
 XおよびXの、窒素原子とともに含窒素複素環を形成する基は、好ましくは、窒素原子と一緒になって炭素数2~8のシクロヘテロアルキル基を形成する基であり、より好ましくは、窒素原子と一緒になって炭素数3~7のシクロヘテロアルキル基を形成する基であり、さらに好ましくは、窒素原子と一緒になって炭素数4~6のシクロヘテロアルキル基を形成する基であり、特に好ましくは、窒素原子と一緒になって炭素数5のシクロヘテロアルキル基(ピペリジン骨格)を形成する基である。
 上記シクロヘテロアルキル基または含窒素複素芳香環基の水素原子の一部または全部は、任意の置換基により置換されていてもよい。すなわち、XおよびXは、それぞれ、任意の置換基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。
 置換基としては、例えば、直鎖または分岐のアルキル基、直鎖または分岐のアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、脂環式基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基などの有機基を挙げることができる。炭化水素基の炭素数は、例えば1~10、好ましくは1~6である。好ましい置換基は直鎖または分岐のアルキル基もしくは直鎖または分岐のアルコキシ基であり、より好ましい置換基は直鎖のアルキル基または直鎖のアルコキシ基であり、さらに好ましい置換基はメチル基またはメトキシ基である。また、置換基は、ヒドロキシ基、アミノ基、シアノ基などであってもよい。
 特に、窒素原子に隣接する炭素原子に結合する水素原子の一部または全部が、炭化水素基などの置換基により置換されていることが、動的共有結合であるジスルフィド結合の適度な安定性の点で好ましい。
 一般式(II')において、nは、好ましくは0である。
 一般式(II')で表される部分構造(以下一般式(II')に該当する化合物)のより好ましい態様は、以下一般式(II-1')で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 一般式(II-1')中、
 複数のRは、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基であり、
 複数のRは、それぞれ独立に、水素原子または-L-R'で表される基であり、Lは単結合または2価の連結基であり、R'は水素原子または飽和炭化水素基である。
 Lの2価の連結基は、例えば、アルキレン基、脂環式基、芳香族基、エーテル基、エステル基(-COO-または-OCO-)、チオエーテル基、スルフィド基、カルボニル基、アミド基(-CONH-)、ウレタン基、および、これらのうち2つ以上が連結された基などであることができる。これらの中でも、エーテル基、エステル基、アミド基およびウレタン基が好ましく、エーテル基がより好ましい。
 Rは、好ましくは直鎖または分岐のアルキル基であり、より好ましくは直鎖アルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。Rの炭素数は、例えば1~10、好ましくは1~6である。
 R'が飽和炭化水素基である場合、R'の炭素数は、例えば1~10、好ましくは1~6である。飽和炭化水素基は、直鎖または分岐のアルキル基、シクロアルキル基、脂環式基などであることができる。コスト等の観点から、R'は好ましくは直鎖または分岐のアルキル基、より好ましくは直鎖アルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
 ちなみに、一般式(II-1')において、全てのRがメチル基であり、2つのRがともに水素原子である化合物、すなわち、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-イル)ジスルフィドは、しばしば、BiTEMPSと略記される(本明細書でもこの表記を用いることがある)。
 つまり、(メタ)アクリル系ポリマーは、側鎖および/または末端に、BiTEMPS骨格を有することが好ましいともいえる。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、好ましくは、以下一般式(I')で表される構造単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 一般式(I')中、
 Lは2価の連結基であり、
 nは0~30の整数であり、
 R10は水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基であり、
 XおよびXは、それぞれ独立して、窒素原子とともに含窒素複素環を形成する基であり、
 Z'は、単結合または1,2,3-トリアゾール環を含む2価の連結基である。
 n、XおよびXの具体的態様は、一般式(II')で説明したとおりである。
 R10は、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
 Lは、任意の2価の連結基であることができる。2価の連結基の具体例としては、アルキレン基、オキシアルキレン基、脂環式基、芳香族基、エーテル基、エステル基、チオエーテル基、スルフィド基、カルボニル基、アミド基(-CONH-)、および、これらを含有する基が挙げられる。また、上記した基のうち2つ以上が連結された基も挙げられ、さらに、ポリオキシアルキレン基など、同一の基が2以上連結した基も挙げられる。アルキレン基は直鎖状でも分岐状でもあってよい。脂環式基は単環でも多環でもよい。Lが2価の有機基である場合、Lの好ましい炭素数は1~20、より好ましい炭素数は1~12、さらに好ましい炭素数は1~6である。ただし、Lが脂環式基を含む場合、Lの好ましい炭素数は3~20であり、Lが芳香族基を含む場合、Lの好ましい炭素数は6~20である。
 Lは、好ましくは、アルキレン基、または、オキシアルキレン基を含む基(例えばポリオキシアルキレン基、具体的にはポリオキシエチレン基など)である。これら基の炭素数は好ましくは1~20である。製造コストの観点からはアルキレン基は直鎖状であることが好ましい。
 Lは、任意の置換基で置換されていてもよい。置換基の例としては、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~20の脂環式基、炭素数6~10のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~10のアリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、シアノ基など、特に限定されない。
 合成方法として後述のヒュスゲン環化付加反応を利用することで、Z'が1,2,3-トリアゾール環を含む2価の連結基である(メタ)アクリル系ポリマーを得ることができる。
 一般式(I')におけるLとして特に好ましい構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 また、一般式(I')における側鎖末端部分(Xおよびその右側のN、Sに対応する部分)の特に好ましい構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの数平均分子量は、特に限定されないが、適度な粘着性、糊残り抑制などの観点から、適宜調整されることが好ましい。数平均分子量は、好ましくは2000~250000、より好ましくは2000~200000、さらに好ましくは2000~100000、特に好ましくは5000~100000、とりわけ好ましくは10000~100000である。
 また、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの分散度(PDI)は、例えば1.2~2.5である。好ましくは1.2~2.0、より好ましくは1.3~1.8である。
 数平均分子量や分散度を適切に調整することで、熱剥離型剥離剤の性能向上を図ることができる。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度は特に限定されず、所望の粘着性などに応じて適切に調整すればよい。ガラス転移温度は、例えば、ポリマー中の動的共有結合を有する構造単位の比率、共重合単位の化学構造および比率、ポリマーの分子量などにより調整することができる。
 一例として、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、例えば-80~100℃、好ましくは-60~75℃、さらに好ましくは-50~50℃、特に好ましくは-60~0℃、とりわけ好ましくは-50~-20℃である。ガラス転移温度を適切に設計することにより、粘着性のさらなる向上を図りやすい。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの全構造単位中の、動的共有結合を含む構造単位の比率は、特に限定されず、適宜調整すればよい。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの全構造単位中の、動的共有結合を含む構造単位の比率は、ポリマーの全構造単位中、例えば3~50mol%、好ましくは3~40mol%、より好ましくは3~30mol%、さらに好ましくは5~20mol%、特に好ましくは6~15mol%である。
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、動的共有結合を有する構造単位に加え、動的共有結合を有しない構造単位(共重合単位)を有していてもよい。
 共重合単位の素となるモノマー(コモノマー)は、(メタ)アクリレート系モノマーであってもよいし、(メタ)アクリレート系モノマーではないが(メタ)アクリレートと共重合可能なモノマーであってもよい。コモノマーは、例えば、密着性、非汚染性(糊残り防止性)、軽剥離性、耐熱性等の諸性質の向上を目的として使用されうる。
 コモノマーとしては、例えば、以下が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 (メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(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n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数は、例えば1~20);
 アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和モノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸等のカルボキシル基含有モノマー;
 無水マレイン酸、無水イタコン酸等の上記エチレン性不飽和ジカルボン酸等の酸無水物等の酸無水物基含有モノマー;
 2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルアルコール、アリルアルコール、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等の不飽和アルコール類等のヒドロキシル基(水酸基)含有モノマー;
 以下に述べるアミド基含有モノマー、アミノ基含有モノマーおよびシアノ基含有モノマー等の、窒素原子を官能基中に含む官能基含有モノマー、すなわち、
 (メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;
 アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有モノマー;
 アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー;
 スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;
 2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー;
 グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基(グリシジル基)含有モノマー;
 ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート等のケト基含有モノマー;
 2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー;
 メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有モノマー;
 3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等のアルコキシシリル基含有モノマー。
 また、以下も挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;
 スチレン、置換スチレン(α-メチルスチレン等)、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;
 アリール(メタ)アクリレート(例えばフェニル(メタ)アクリレート)、アリールオキシアルキル(メタ)アクリレート(例えばフェノキシエチル(メタ)アクリレート)、アリールアルキル(メタ)アクリレート(例えばベンジル(メタ)アクリレート)等の芳香族性環含有(メタ)アクリレート;
 N-ビニル-2-ピロリドン、N-メチルビニルピロリドン、N-ビニルピリジン、N-ビニルピペリドン、N-ビニルピリミジン、N-ビニルピペラジン、N-ビニルピラジン、N-ビニルピロール、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルオキサゾール、N-ビニルモルホリン、N-ビニルカプロラクタム、N-(メタ)アクリロイルモルホリン等の窒素原子含有環を有するモノマー;
 エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー;
 塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有モノマー;
 メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;
 シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート。
 さらに、多官能性モノマーとして、例えばヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることもできる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 加熱前における良好な粘着性の観点で、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの主鎖にはメチル基が置換していないか、置換しているとしても少量であることが好ましい。具体的には、(メタ)アクリル系ポリマーの全構造単位中、主鎖にメチル基が置換している構造単位の比率は、好ましくは50mol%以下、より好ましくは25mol%以下、さらに好ましくは10mol%以下、特に好ましくは5mol%以下、理想的には0である。
 本実施形態の熱剥離型粘着剤は、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーを1のみ含んでもよいし、2以上含んでもよい。
(動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの製造方法)
 動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、例えば、特開2017-202980号公報の記載を参考にして製造することができる。この特許文献には、動的共有結合を有するメタクリレートモノマーと他のメタクリレートモノマーとをラジカル共重合することで、側鎖に動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーを得ることが記載されている。
 一方、上記のように動的共有結合を有するモノマーを直接ラジカル重合してポリマーを製造しようとした場合、生長末端が動的共有結合にアタックするなどして、意図するポリマーを合成できない場合がある。この場合、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーは、以下に説明するような、ヒュスゲン環化付加反応(クリック反応と称されることもある)を利用した手順によって合成することが好ましい。ヒュスゲン環化付加反応は、銅塩を触媒として用いることにより反応が進みやすくなることが知られている。以下に説明する手順においては、触媒を用いてもよいし、用いなくてもよい。
 ヒュスゲン環化付加反応の参考文献として、特表2018-517802号公報を挙げておく。この文献には、ヒュスゲン環化付加反応を用いて、ポリマーの架橋構造を形成する技術が記載されている。
 ちなみに、ヒュスゲン環化付加反応の結果として、得られるポリマー中には、1,2,3-トリアゾール環が形成される。この1,2,3-トリアゾール環の存在により、得られたポリマーは、基材(特に、銅などの金属基材)に対する優れた接着力や密着性を示すと考えられる。
 以下、ヒュスゲン環化付加反応を利用した、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの合成方法について、(1)原料ポリマーの準備、(2)ヒュスゲン環化付加反応、の順で説明する。
(1)原料ポリマーの準備
 まず、側鎖および/または末端にアジド基を有する原料ポリマーを準備する。具体的には、以下一般式(I)で表される構造単位を有する原料ポリマーを準備する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(I)中、Lは2価の連結基を表し、R10は水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。
 Lの具体的態様や、R10の好ましい態様は、一般式(I')と同様である。
 原料ポリマーは、例えば、トシルオキシ基(通常-OTsと略記される)、メシルオキシ基、ノシルオキシ基、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基など、ヒドロキシ基がスルホニル保護基で保護された基を有するポリマーに対し、アジ化ナトリウム(NaN)を反応させることで得ることができる。この反応は、例えばN,N-ジメチルホルムアミドなどの適当な溶剤中で行うことができる。この反応は室温でも進行する。
 ヒドロキシ基がスルホニル保護基で保護された基を有するポリマーとして、具体的には、以下一般式(Ip)で表される構造単位を有するポリマーを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一般式(Ip)において、
 Lの定義および具体的態様、ならびに、R10の定義および具体的態様は一般式(I')と同様であり、
 Rは1価の有機基を表す。
 Rの1価の有機基としては、アルキル基やアリール基を挙げることができる。これら基は、さらにアルキル基や電子求引性基(フッ素原子などのハロゲン原子、ニトロ基など)で置換されていてもよい。
 一般式(Ip)において、-SO-R部分の特に好ましい構造としては、メタンスルホニル基(しばしばMsと略記される)、p-トルエンスルホニル基(しばしばTsと略記される)、o-ニトロベンゼンスルホニル基(しばしばNsと略記される)、トリフルオロメタンスルホニル基 (しばしばTfと略記される)などを挙げることができる。
 ヒドロキシ基がスルホニル保護基で保護された基を有するポリマーは、ヒドロキシ基がスルホニル保護基で保護された基を有するモノマーを重合することで得ることができる。
 ヒドロキシ基がスルホニル保護基で保護された基を有するモノマーは、例えば、ヒドロキシ基を有するモノマーに、一般式:R-SOCl(Rの定義および具体的態様は一般式(Ip)の通り)で表される化合物を反応させることで得ることができる。この反応は、合成化学分野でよく知られた反応であり、通常、ジクロロメタンなどの溶剤中、ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、水酸化ナトリウムなどの塩基性触媒の存在下で行われる。
 上記「ヒドロキシ基を有するモノマー」として、具体的には、以下一般式(Im)で表されるモノマーを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 一般式(Im)において、Lの定義および具体的態様、ならびに、R10の定義および具体的態様は、一般式(I')と同様である。
 ポリマー(原料ポリマーや、その前駆体ポリマーなど)を得るにあたって、モノマーを重合する方法は特に限定されない。高分子合成の分野で公知の重合技術を適宜用いることができる。本実施形態においては、ラジカル重合(フリーラジカル重合)、リビングラジカル重合などの手法によりポリマーを得ることが好ましい。
 ラジカル重合(フリーラジカル重合)において使用可能な重合開始剤は特に限定されない。例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(メチルイソブチレ-ト)、2,2'-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1'-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)等のアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシピバレート、ジ(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等の過酸化物系重合開始剤、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。開始剤は1種または2種以上を併用して用いることができる。また、分子量の調整などのために連鎖移動剤を用いてもよい。
 リビングラジカル重合を採用する場合には、金属触媒を用いることが好ましい。具体的には、Cu(0)、Cu、Cu2+、Fe、Fe2+、Fe3+、Ru2+、Ru3+等の金属を含む金属触媒を使用できる。これらの中でも銅を含む金属触媒、特にCu(0)を含む触媒が好ましく用いられる。
 また、金属触媒には、通常は有機配位子が使用される。金属への配位原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子等が挙げられる。これらの中でも、窒素原子およびリン原子が好ましい。有機配位子の具体例としては、2,2'-ビピリジンおよびその誘導体、1,10-フェナントロリンおよびその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリス(ジメチルアミノエチル)アミン(MeTREN)、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等が挙げられる。
 リビングラジカル重合を採用する場合、開始剤としては、1-フェニルエチルクロリド、1-フェニルエチルブロミド、クロロホルム、四塩化炭素、2-ブロモプロピオニトリル、2-クロロプロピオン酸およびその誘導体、2-ブロモプロピオン酸およびその誘導体、2-クロロイソ酪酸およびその誘導体、2-ブロモイソ酪酸およびその誘導体などの有機ハロゲン化合物が挙げられる。これらのうち、重合開始効率の観点から、第3級炭素原子にハロゲン原子が結合した有機ハロゲン化合物が好ましく、2-ブロモイソ酪酸エステルがより好ましく、2-ブロモイソ酪酸エチル、2-ブロモイソ酪酸プロピルがより好ましく、2-ブロモイソ酪酸エチルがさらに好ましい。
(2)ヒュスゲン環化付加反応
 上記(1)で準備した原料ポリマーに、以下一般式(II)で表される化合物を反応させる。アジド基とアルキニル基とは、付加環化反応を起こし、1,2,3-トリアゾール環を作る(ヒュスゲン環化付加反応)。一般に、ヒュスゲン環化付加反応において、アジド基およびアルキニル基はその他の官能基とほとんど反応せず、基本的にお互いだけと反応する。すなわち、ヒュスゲン環化付加反応を利用して、原料ポリマー中の-N部分と一般式(II)におけるZが含むアルキニル基とを反応させることで、動的共有結合を壊さずに、動的共有結合をポリマーに導入することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 一般式(II)中、
 nは0~30の整数であり、
 XおよびXは、それぞれ独立して、窒素原子とともに含窒素複素環を形成する基であり、
 Zは、アルキニル基を含む基である。
 一般式(II)におけるn、X、XおよびZの具体的態様は、前掲の一般式(II')と同様である。
 一般式(II)におけるZは、好ましくは、末端に-C≡CHを有する基である。Zが末端に-C≡CHを有する基であることにより、反応性が一層高まる。
 Zは、より具体的には、-L-C≡CHで表される。Lは、2価の連結基であり、例えば、アルキレン基、脂環式基、芳香族基、エーテル基、エステル基(-COO-または-OCO-)、チオエーテル基、スルフィド基、カルボニル基、アミド基(-CONH-または-NHCO-)、ウレタン基、および、これらのうち2つ以上が連結された基などであることができる。
 一般式(II)で表される化合物は、好ましくは、以下一般式(II-1)で表される化合物を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 一般式(II-1)中、
 複数のRは、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基であり、
 Rは、水素原子または-L-R'で表される基であり、Lは単結合または2価の連結基であり、R'は水素原子または飽和炭化水素基である。
 Lの2価の連結基は、例えば、アルキレン基、脂環式基、芳香族基、エーテル基、エステル基(-COO-または-OCO-)、チオエーテル基、スルフィド基、カルボニル基、アミド基(-CONH-)、ウレタン基、および、これらのうち2つ以上が連結された基などであることができる。これらの中でも、エーテル基、エステル基、アミド基およびウレタン基が好ましく、エーテル基がより好ましい。
 Rは、好ましくは直鎖または分岐のアルキル基であり、より好ましくは直鎖アルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。Rの炭素数は、例えば1~10、好ましくは1~6である。
 R'が飽和炭化水素基である場合、R'の炭素数は、例えば1~10、好ましくは1~6である。飽和炭化水素基は、直鎖または分岐のアルキル基、シクロアルキル基、脂環式基などであることができる。コスト等の観点から、R'は好ましくは直鎖または分岐のアルキル基、より好ましくは直鎖アルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
 一般式(II)や一般式(II-1)で表される化合物として、特に好ましくは、後掲の実施例で示すMeO-BiTEMPS-alkyneや、その前駆体であるHO-BiTEMPS-alkyneなどを挙げることができる。また、以下に示す化合物も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 一般式(II)や一般式(II-1)で表される化合物は、例えば、まず、「対称的な構造を有する」2種の動的共有結合含有化合物を準備し、これら2種の化合物における動的共有結合を「組み換える」ことで得ることができる。具体的には、以下のようにして、一般式(II)で表される化合物を得ることができる。
・まず、以下一般式(IIa)で表される化合物および以下一般式(IIb)で表される、動的共有結合を中心として対称的な構造を有する化合物2種(X、X、Zおよびnの定義および具体的態様は一般式(II')や(II)と同様)を準備する。
・その後、N,N-ジメチルアセトアミドなどの適当な溶剤中で、準備した化合物2種を加熱する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(IIa)で表される化合物および一般式(IIb)で表される化合物を得る方法については、例えば、A. Takahashi, R. Goseki, H. Otsuka, Angew. Chem. Int. Ed., 56, 2016-2021 (2017)や、H. Yokochi, R. Takashima, D. Aoki, H. Otsuka, Polym. Chem., 11, 3357-3363 (2020)などを参考にすることができる。また、一般式(II)や一般式(II-1)で表される化合物を得るにあたっては、特許第6813147号公報の記載も参考とすることができる。
 各種原料の合成反応、ヒュスゲン環化付加反応における具体的条件、使用可能な溶剤、試薬などについては、合成化学の知見を適宜適用することができる。また、合成により得られる各種原料やポリマーについては、不純物や未反応物が除去または低減されていることが好ましい。不純物や未反応物を除去または低減する手法については、合成化学分野における公知の手法を適宜適用することができる。
(動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマー以外の成分)
 本実施形態の熱剥離型粘着剤は、種々の目的のため、1または2以上の、動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマー以外の成分を含んでもよい。
 例えば、本実施形態の熱剥離型粘着剤は、動的共有結合を有しないポリマー(動的共有結合を有しない(メタ)アクリル系ポリマーなど)を含んでもよい。動的共有結合を有しないポリマーとしては、例えば、上記の動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーにおいて「コモノマー」として挙げたモノマーのうち1または2以上を重合して得られるポリマーを挙げることができる。動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーと、動的共有結合を有しないポリマーとを併用することで、コストを抑えつつ性能良好な熱剥離型接着剤を製造することができると考えられる。
 ただし、良好な熱剥離性の観点から、熱剥離型粘着剤が含むすべてのポリマー中、30質量%以上が動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーであることが好ましく、50質量%以上が動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーであることがより好ましく、75質量%以上が動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーであることがより好ましく、90質量%以上が動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーであることがより好ましい。もちろん、熱剥離型粘着剤は、動的共有結合を有しないポリマーを含まなくてもよい。
 また、本実施形態の熱剥離型粘着剤は、粘着剤の分野で知られている、粘着付与剤(タッキファイヤー、軟化剤、老化防止、充填剤、帯電防止剤などのうち1または2以上を含んでもよいし、含まなくてもよい。
 また、熱剥離型粘着剤を均一な膜状とするために、レベリング剤や界面活性剤などを用いてもよい。
 また、本実施形態の熱剥離型粘着剤は、溶剤(好ましくは有機溶剤)を含んでもよいし、含まなくてもよい。ただし、熱剥離型粘着剤の使用直前において、熱剥離型粘着剤は溶剤を実質的に含まないことが好ましい。
(熱剥離型粘着剤の特性)
 本実施形態の熱剥離型粘着剤は、好ましくは、以下に説明する特性を有する。換言すると、以下特性を有するように本実施形態の熱剥離型粘着剤を調製することにより、例えば、剥離前(加熱処理前)における粘着力を一層高める、加熱による粘着力の低下を一層大きくする、かつ/または、剥離の際の糊残りを一層低減する、などが可能となる。
 一観点として、本実施形態の熱剥離型粘着剤を、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(1)、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(100)とする。
 このとき、G'(100)/G'(0.1)は、好ましくは5以上、より好ましくは7以上である。また、G'(100)/G'(0.1)は、好ましくは300以下、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。
 また、G'(1)は、好ましくは1×10Pa以下、より好ましくは8×10Pa以下である。また、G'(1)は、好ましくは1×10Pa以上、より好ましくは5×10Pa以上である。
 粘着剤分野における過去の知見および発明者らの知見によれば、外力により適度に変形する(適度にやわらかい)粘着剤は、良好な粘着性を示す。G'(1)が1×10Pa以下という比較的小さい値であることは、このことを定量的に表したものと解釈できる。
 また、低周波数領域での動的粘弾性は粘着剤が被着体に接触する際の挙動を、高周波数領域での動的粘弾性は粘着剤の剥離の際の挙動を反映すると考えられる。G'(100)/G'(0.1)が5以上という比較的大きな値であること、すなわち、加熱前の粘着剤において高周波数領域での貯蔵弾性率が低周波数領域での貯蔵弾性率よりも十分に大きいことは、粘着剤を「貼りやすく、剥がしにくい」ことを意味していると解釈可能である。
 ちなみに、G'(0.1)そのものの値は、例えば1×10Pa以上、好ましくは5×10Pa以上である。また、G'(0.1)そのものの値は、例えば1×10Pa以下、好ましくは5×10Pa以下である。
 また、G'(100)そのものの値は、例えば5×10Pa以上、好ましくは1×10Pa以上である。また、G'(100)そのものの値は、例えば1×10Pa以下、好ましくは5×10Pa以下である。
 別の観点として、本実施形態の熱剥離型粘着剤を140℃で30秒間加熱したものを、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(1)、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(100)とする。
 このとき、G'(100)/G'(0.1)は、好ましくは5未満、より好ましくは4.9以下、さらに好ましくは4以下である。また、G'(100)/G'(0.1)は、好ましくは1以上、より好ましくは1.1以上である。
 また、G'(1)は、好ましくは1×10Pa超、より好ましくは1.1×10Pa以上である。また、G'(1)は、好ましくは1×10Pa以下、より好ましくは1×10Pa以下、さらに好ましくは5×10Pa以下である。
 前述のように、外力により適度に変形する「やわらかい」粘着剤は、良好な粘着性を示す。これの裏返しとして、加熱後の粘着剤は、容易に変形しない(かたい)ことが、剥離性向上や糊残り抑制の点では好ましいと考えられる。G'(1)が1×10Pa超であることは、このことを定量的に表したものと解釈できる。
 また、同じく前述のように、低周波数領域での動的粘弾性は粘着剤が被着体に接触する際の挙動を、高周波数領域での動的粘弾性は粘着剤の剥離の際の挙動を反映すると考えられる。これの裏返しとして、G'(100)/G'(0.1)が5未満という比較的小さな値であること、すなわち、粘着剤を140℃で30秒間加熱した物について、高周波数領域での貯蔵弾性率が低周波数領域での貯蔵弾性率を基準としてさほど大きくないことは、粘着剤を加熱した物が「剥がれやすい」ことを意味していると解釈可能である。
 ちなみに、G'(0.1)そのものの値は、例えば1×10Pa以上、好ましくは5×10Pa以上、より好ましくは1×10Pa以上である。また、G'(0.1)そのものの値は、例えば1×10Pa以下、好ましくは5×10Pa以下である。
 また、G'(100)そのものの値は、例えば1×10Pa以上、好ましくは5×10Pa以上、より好ましくは1×10Pa以上である。また、G'(100)そのものの値は、例えば5×10Pa以下、好ましくは1×10Pa以下、より好ましくは5×10Pa以下である。
 さらに別の観点として、本実施形態の熱剥離型粘着剤を25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)とする。また、本実施形態の熱剥離型粘着剤を140℃で30秒間加熱したものを、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)とする。このとき、G'(0.1)/G'(0.1)の値は、好ましくは5以上、より好ましくは10以上である。また、G'(0.1)/G'(0.1)の値は、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下である。
 前述のように、低周波数領域での動的粘弾性は、粘着剤が被着体に接触する際の挙動を反映すると考えられる。G'(0.1)/G'(0.1)が5以上である、つまり、G'(0.1)が比較的小さく、G'(0.1)が比較的大きいことは、加熱前の粘着剤のタック力は比較的大きく、加熱後の粘着剤のタック力は比較的小さいことを意味していると解釈可能である。
 ちなみに、本実施形態の熱剥離型粘着剤の特徴の1つである「剥離前(加熱処理前)においては十分な粘着力を有し、かつ、比較的短時間の加熱処理で粘着力が低下する」ということについては、以下[剥離強度の測定]の手順で求められる剥離強度S0およびS1から、R=S1/S0で定義される熱剥離指数Rを算出することで、定量化することができる。本実施形態においては、熱剥離指数Rは、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.3以下、さらに好ましくは0.2以下である。Rの下限値は特に無い(0であってもよい)が、現実的な材料設計の観点などから、例えば0.001以上、好ましくは0.01以上である。
[剥離強度の測定]
(1)ポリイミドフィルムの表面に、熱剥離型粘着剤を用いて、乾燥膜厚30μmの粘着層を形成して、粘着テープを作製する。
(2)SUS304板に上記粘着テープの粘着層を貼りつけて1MPaの圧力で圧着したサンプル1と、サンプル1を140℃で30秒間加熱したサンプル2とを準備する。
(3)サンプル1およびサンプル2を、それぞれ、室温で30分間静置する。その後、各サンプルの粘着テープを300mm/minの速度で180°剥離して荷重-変位曲線を取得する。
(4)(3)で得られたサンプル1の荷重-変位曲線から求められる剥離強度をS0とし、(3)で得られたサンプル2の荷重-変位曲線から求められる剥離強度をS1とする。
 上記の剥離強度の測定のより詳細な条件などについては、後掲の実施例の記載を参照されたい。
 ちなみに、通常の粘着剤(熱剥離型ではない)において、Rの値は1に近い値であり、場合によっては1より大きな値となる場合もある。
 また、従来の熱剥離型粘着剤において、上記評価で採用している「140℃で30秒間」という比較的低温で短時間の加熱により粘着力が半分以下となる設計は難しいと考えられる。
 本実施形態の熱剥離型粘着剤においては、動的共有結合の採用により、Rを小さくすることができている。
(熱剥離型粘着剤の形態)
 本実施形態の熱剥離型粘着剤の形態(見た目)は特に限定されず、例えば以下のいずれかであることができる。
・動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマー自体が室温において基材に塗布可能な程度に低粘度であれば、そのポリマーをそのまま熱剥離型粘着剤として用いることが考えられる。
・動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーの粘度が室温において大きすぎる場合は、適当な溶剤(典型的には有機溶剤)を用いて粘度を調整して、ペースト状の粘着剤として用いることが考えられる。
・動的共有結合を含む(メタ)アクリル系ポリマーを、適当な溶剤(典型的には有機溶剤)に溶解または分散させて塗布液とし、この塗布液を適当な基材に塗布し、そして溶剤を乾燥させる。このようにして、基材層と、その片面に設けられた粘着層とを備える「粘着テープ」を作製することが考えられる。基材は特に限定されず、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン等の樹脂フィルムなどであることができる。粘着層の乾燥厚みは特に限定されず、例えば1~100μm、好ましくは10~50μmである。
<物品および剥離方法>
 本実施形態の物品は、被着体と、被着体に付着した上記の熱剥離型粘着剤と、を備える。換言すると、上記の熱剥離型粘着剤を、被着体に付着させることで、物品を得ることができる。熱剥離型粘着剤を被着体に付着させる際には、適当な圧力を加えることで、粘着力を高めることができる。
 被着体の材質は、熱剥離型粘着剤が十分な力で粘着する限り特に限定されない。被着体の材質は、各種樹脂(プラスチック)、各種金属などであることができる。以下の加熱工程を考えると、被着体は、適度に耐熱性を有することが好ましい。
 上記物品を加熱する加熱工程を経ることで、熱剥離型粘着剤を被着体から剥離することができる。加熱工程における加熱温度は、例えば80~180℃、好ましくは100~160℃、より好ましくは120~160℃である。
 加熱工程における加熱時間は、例えば1秒~30分、好ましくは3秒~10分、より好ましくは5秒~10分、さらに好ましくは10秒~5分である。動的共有結合の解離または組み換えは、通常の架橋反応(付加反応や脱離反応)に比べて極めて「速い」反応であるため、比較的短時間の加熱でも粘着力は十分に低下すると考えられる。
 以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
 本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。念のため述べておくと、本発明は実施例のみに限定されない。
<合成>
(1)アクリル酸(4-トシルオキシブチル)(TsOBA)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 300mLの2口ナスフラスコに、アクリル酸(4-ヒドロキシブチル)(8.32mL、60.0mmol)、トリエチルアミン(TEA、16.6mL、120mmol)、(4-ジメチルアミノ)ピリジン (DMAP、0.733g、6.00mmol)、ジクロロメタン(120mL)を入れた。氷冷下で塩化パラトルエンスルホニル(TsCl、17.2g、90.0mmol)を加え、室温窒素雰囲気下で3時間攪拌した。水を加えて反応を停止したのち希塩酸を加え、ジクロロメタンで3回抽出した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および水で洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固体をろ過した溶液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=4/1)により精製し、その後、減圧乾燥することで無色透明液体を得た。(収量17.2g、収率96%)
 H NMR(500MHz、CDCl)による同定データは、図1に示した。図1においては、イタリック体で表した水素原子の化学シフトの値を示している。
(2)側鎖にアジド基を有するポリアクリル酸ブチル(PBA-azide-n)の合成 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 30mLシュレンク管に、アクリル酸ブチル(BA、3.85mL、27mmol)、アクリル酸(4-トシルオキシブチル)(TsOBA、0.895g、3.0mmol)、2-ブロモイソ酪酸エチル(45μL、0.30mmol)、銅線(φ1mm×5cm)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF、3.85mL)を入れ、凍結脱気を3回行った。トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン(MeTREN、31μL、0.15mmol)を入れ、窒素雰囲気室温で1.5時間攪拌した。反応後、溶液をテトラヒドロフラン(THF、20mL)で希釈し、活性アルミナカラムにより銅触媒を除去した。溶液を濃縮し、-50℃に冷却したメタノールに投入することで粘性固体を得た。得られた粘性固体をメタノールに再沈殿することで精製し、無色粘性固体を得た。
 100mLナスフラスコに、得られた粘性固体、アジ化ナトリウム(0.409g、6.26mmol)、DMF(10mL)を入れ、室温で24時間攪拌した。反応後、溶液を水に投入することで粘性固体を得たのち、固体を水に再沈殿することで精製した。得られた粘性固体を酢酸エチルに溶解し、無水硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒留去、減圧乾燥を行った。以上により無色粘性固体を得た。(収量1.52g、収率38%)
(3)BiTEMPSアルキン誘導体(MeO-BiTEMPS-alkyne)の合成
(3-1)ヒドロキシ基とアルキンを有するBiTEMPS誘導体(HO-BiTEMPS-alkyne)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 100mLナスフラスコに、既報(以下参考文献)に従って合成したBiTEMPS-diol(3.77g、10.0 mmol)およびBiTEMPS-dialkyne(4.52g、10.0mmol)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、20mL)を入れ、窒素雰囲気下、100℃で1時間攪拌した。溶媒留去したのち固体を酢酸エチルに投入し、不溶成分をろ過した。ろ液を濃縮したのちヘキサン/酢酸エチル混合溶媒に投入し、不溶成分を遠心分離(10000rpm、10分間)により沈降させた。その後、上澄みを回収、濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=4/1)により精製した。以上により、白色固体を得た。(収量3.25g、収率78%)
 参考文献:A. Takahashi, R. Goseki, H. Otsuka, Angew. Chem. Int. Ed., 56, 2016-2021 (2017)、および、H. Yokochi, R. Takashima, D. Aoki, H. Otsuka Polym. Chem., 11, 3357-3363 (2020)
 H NMR(500MHz、CDCl)による同定データは、図2に示した。図2においては、イタリック体で表した水素原子の化学シフトの値を示している。
(3-2)MeO-BiTEMPS-alkyneの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 100mLの二口ナスフラスコに、HO-BiTEMPS-alkyne(2.90g、7.00mmol)、脱水DMAc(20mL)を入れた。氷冷下で水素化ナトリウム(60% dispersion in oil、0.310g、7.70mmol)を加え、窒素雰囲気下、0℃で30分間攪拌した。ヨードメタン(0.654mL、10.5mmol)を滴下し、室温で24時間攪拌した。水で反応を停止し、ジエチルエーテルで3回抽出を行った。有機層を水で2回洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固体をろ過した溶液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=95/5~9/1)により精製したのち減圧乾燥した。以上により白色固体を得た。(収量2.41g、収率80%)
 H NMR(500MHz、CDCl)による同定データは、図3に示した。図3においては、イタリック体で表した水素原子の化学シフトの値を示している。
(4)ヒュスゲン環化付加反応によるBP-nの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 50mLナスフラスコに、PBA-azide-n(1.52g、0.154mmol)、MeO-BiTEMPS-alkyne(0.594g、1.38mmol)、臭化銅(I)(20mg、0.14mmol)、THF(10mL)を入れ、窒素バブリングを15分間行った。N,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA、29μL、0.14mmol)を加えてさらに窒素バブリングを10分間行い、その後、窒素雰囲気下室温で2時間攪拌した。反応後、溶液をテトラヒドロフラン(THF、20mL)で希釈し、活性アルミナカラムにより銅触媒を除去した。溶液を濃縮し、-50℃に冷却したヘキサンに投入することで粘性固体を得た。得られた粘性固体をヘキサンに再沈殿することで精製したのち減圧乾燥した。以上により無色粘性固体を得た。(1.40g、69%)
(補足1)
 PBA-azide-nの合成においては、BAとTsOBAの共重合比率を変えることなどにより、TsOBA由来の構造単位の比率が、仕込み比で5mol%、10mol%および20mol%の3種の原料ポリマーを合成した(それぞれ、PBA-azide-5、PBA-azide-10およびPBA-azide-20と記載する)。上記(2)においては、PBA-azide-10の合成例を示した。
 また、これに伴い、BP-nの合成においては、側鎖にBiTEMPS骨格を有する構造単位の比率が、おおよそ5mol%、10mol%および20mol%の3種の原料ポリマーを合成した(それぞれ、BP-5、BP-10およびBP-20と記載する)。上記(4)においては、BP-10の合成例を示した。
(補足2)
 また、上記(1)~(4)の手順とほぼ同様であるものの、(2)における重合条件の変更などにより、側鎖にBiTEMPS骨格を有する構造単位の比率がおよそ10mol%ではあるものの、数平均分子量がBP-10とは異なるポリマーであるBP-10-2も合成した。
 BP-10のH NMRスペクトルと帰属を、図4に示した。
 図4のH NMRスペクトルから理解されるとおり、ヒュスゲン環化付加反応を利用することで、主鎖がアクリレート骨格の動的共有結合ポリマーを合成することができた。
<ポリマーの特性測定>
 BP-5、BP-10およびBP-20の、数平均分子量Mn、分散度PDI、側鎖にBiTEMPS骨格を有する構造単位の比率(BiTEMPS含有量)およびガラス転移温度Tgを測定した。結果を下表に示す。
 数平均分子量Mnおよび分散度PDIは、サイズ排除クロマトグラフィー(東ソー社製、HLC-8320GPC、検出器:示差屈折率検出器)を用いて測定した。溶離液としてはテトラヒドロフランを用いた。数値の算出にあたっては、標準ポリスチレン(Mn:4430-3242000、Mw/Mn:1.03-1.08)を用いて作成した検量線を利用した。
 BiTEMPS含有量は、核磁気共鳴分光法 (装置:Bruker製、ASCEND 500)により、図4におけるシグナルb,b'とシグナルpの積分比から算出した。
 ガラス転移温度Tgは、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A Plus)を用いて、10℃/minの昇降温速度で測定した。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
<動的粘弾性測定>
 上記表1のBP-10、BP-10-2、BP-5とBP-10の質量比1:1の混合物、および、BP-5とBP-20の質量比1:1の混合物について、それぞれ、Anton Paar社製の動的粘弾性測定装置MCR 302を用いて、25℃下、8mm-パラレルプレート、ひずみ:1%、ギャップ:0.1mmの条件で、ねじりモードで、周波数0.1rad/sから100rad/sの範囲で動的粘弾性測定を行った。この測定結果より、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率G'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率G'(1)、および、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率G'(100)を求めた。また、G'(100)/G'(0.1)を計算した。
 ちなみに、BP-5とBP-10の質量比1:1の混合物は、BP-5とBP-10を質量比1:1でテトラヒドロフランに溶解し、その後テトラヒドロフランを蒸発させることで得た。BP-5とBP-20の質量比1:1の混合物も同様である。
 また、上記BP-10等の各サンプルをテフロン(登録商標)シートに載せ、そして、そのシートごとホットプレートに載せて140℃で30秒間加熱したサンプルについても、同様に動的粘弾性測定を行った。この測定結果より、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率G'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率G'(1)、および、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率G'(100)を求めた。また、G'(100)/G'(0.1)を計算した。
 また、G'(0.1)/G'(0.1)を計算した。
 動的粘弾性測定の結果をまとめて以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
<熱剥離型粘着剤(粘着テープ)の作製>
(実施例1)
 BP-10のテトラヒドロフラン溶液を、ポリイミドフィルム(カプトン(登録商標)、297mm×25mm×0.025mm)基材表面に、バーコーターを用いて、端から150mmにわたって塗布し、一晩真空乾燥した。塗布量は、乾燥膜厚が、デジタルマイクロメーターを用いた測定で30μmとなるように調整した。また、塗布および乾燥は室温で行った。これにより、熱剥離型粘着剤層を備える粘着テープを作製した。
(実施例2)
 BP-10の代わりにBP-10-2を用いた以外は、実施例1と同様にして熱剥離型粘着剤を備える粘着テープを作製した。
<粘着力(剥離強度)、および、熱剥離性の評価>
 作製した粘着テープの熱剥離型粘着剤層を、SUS304板に貼りつけて、1MPaの圧力で圧着したサンプル1を作製した。また、サンプル1を、ホットプレートを用いて、140℃で30秒間加熱したサンプル2を作製した。SUS304板としては、商社「アズワン」が運営するウェブサイトを通じて入手可能なテストピース(品番:1-3881-01)を、アセトンで脱脂処理して用いた。ちなみに、このSUS304板の表面は鏡面にはなっていなかった。
 サンプル1およびサンプル2を、それぞれ、室温で30分間静置した。その後、各サンプルの粘着テープを、300mm/minの速度で180°剥離した。具体的には、ポリイミドフィルム基材の接着していない端を180°折り返してあらかじめ約10mm剥離させておき、その端を300mm/minの速度で、180°の方向に引っ張って剥離した。剥離には、卓上試験機(島津製作所製EZ-L、100Nロードセル)を用いた。この剥離で得られた荷重-変位曲線の、はじめと終わりの各25mmを除外した部分の平均試験力Fを求めた。測定は3回行い、各測定でも求められた平均試験力Fをさらに平均して(3回の平均試験力Fの和を3で割って)、剥離強度S0およびS1を求めた。そして、R=S1/S0で定義される熱剥離指数Rを計算した。
 参考のため、上記試験のイメージ図を図5に示しておく。図5には、粘着テープの作製手順についても示している。
 サンプル1を用いて測定した剥離強度S0、サンプル2を用いて測定した剥離強度S1、および、熱剥離指数Rは、それぞれ、以下の通りとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
 上表より、実施例1および2で作製した粘着テープの、加熱前における粘着力は十分に大きく、かつ、その粘着力は140℃で30秒間という比較的低温で短時間の加熱により劇的に低下したことが理解される。
 ちなみに、実施例1および2のサンプル2について、剥離後のサンプルのタック性は非常に小さく、再度SUS304板に粘着することはなかった。また、サンプル2の剥離の態様は界面破壊であり、SUS304板の側に糊残りは認められなかった。
 参考のため述べておくと、上記<動的粘弾性測定>で動的粘弾性測定を評価したBP-5とBP-10の混合物およびBP-5とBP-20の混合物については、今回、準備できたサンプル量が少量であったために、粘着テープを作製して粘着力(剥離強度)および熱剥離性を評価することができなかった。しかしながら、表2~4に示される粘弾性挙動において、BP-5とBP-10の混合物およびBP-5とBP-20の混合物の粘弾性挙動が、BP-10やBP-10-2の粘弾性挙動と類似していることを考慮すれば、BP-5とBP-10の混合物およびBP-5とBP-20の混合物も、熱剥離型粘着剤として良好な効果を奏すると理解可能である。
 この出願は、2021年4月28日に出願された日本出願特願2021-075782号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (11)

  1.  (メタ)アクリル系ポリマーを含む熱剥離型粘着剤であって、
     前記(メタ)アクリル系ポリマーは、側鎖および/または末端に、加熱および冷却により可逆的に解離および結合が可能な動的共有結合を含む、熱剥離型粘着剤。
  2.  請求項1に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     前記動的共有結合は、ジスルフィド結合である、熱剥離型粘着剤。
  3.  請求項1または2に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     以下[剥離強度の測定]の手順で求められる剥離強度S0およびS1から、R=S1/S0で定義される熱剥離指数Rが0.5以下である、熱剥離型粘着剤。
    [剥離強度の測定]
    (1)ポリイミドフィルムの表面に、当該熱剥離型粘着剤を用いて、乾燥膜厚30μmの粘着層を形成して、粘着テープを作製する。
    (2)SUS304板に前記粘着テープの粘着層を貼りつけて1MPaの圧力で圧着したサンプル1と、前記サンプル1を140℃で30秒間加熱したサンプル2とを準備する。
    (3)前記サンプル1およびサンプル2を、それぞれ、室温で30分間静置する。その後、各サンプルの粘着テープを300mm/minの速度で180°剥離して荷重-変位曲線を取得する。
    (4)(3)で得られた前記サンプル1の荷重-変位曲線から求められる剥離強度をS0とし、(3)で得られた前記サンプル2の荷重-変位曲線から求められる剥離強度をS1とする。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     当該熱剥離型粘着剤を、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(1)、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(100)としたとき、
     G'(100)/G'(0.1)が5~300であり、 
     G'(1)が1×10Pa以下である、熱剥離型粘着剤。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     当該熱剥離型粘着剤を140℃で30秒間加熱したものを、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)、周波数1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(1)、周波数100rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(100)としたとき、
     G'(100)/G'(0.1)が5未満であり、
     G'(1)が1×10Pa超である、熱剥離型粘着剤。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     当該熱剥離型粘着剤を、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)とし、
     当該熱剥離型粘着剤を140℃で30秒間加熱したものを、25℃下、ねじりモードで粘弾性測定したときの、周波数0.1rad/sにおける貯蔵弾性率をG'(0.1)としたとき、
     G'(0.1)/G'(0.1)の値が5以上である熱剥離型粘着剤。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     前記(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度が-60~0℃である、熱剥離型粘着剤。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤であって、
     前記(メタ)アクリル系ポリマーの数平均分子量が2000~100000である、熱剥離型粘着剤。
  9.  被着体と、前記被着体に付着した請求項1~8のいずれか1項に記載の熱剥離型粘着剤と、を含む物品。
  10.  請求項9に記載の物品における前記熱剥離型粘着剤を前記被着体から剥離する剥離方法であって、
     前記物品を加熱する加熱工程を含む、剥離方法。
  11.  請求項10に記載の剥離方法であって、
     前記加熱工程における加熱の温度が80~180℃である、剥離方法。
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