WO2023276331A1 - 粘着剤組成物及び粘着シート - Google Patents
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- C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
- C09J7/38—Pressure-sensitive adhesives [PSA]
Definitions
- Embodiments of the present invention relate to adhesive compositions and adhesive sheets.
- a pressure-sensitive adhesive sheet having a pressure-sensitive adhesive layer formed from a pressure-sensitive adhesive composition is used in a wide range of fields for labeling or adhesive purposes because of its ease of handling.
- a thinner pressure-sensitive adhesive layer of an adhesive sheet in various applications.
- the adhesive force of the adhesive sheet generally decreases as the thickness of the adhesive layer decreases. Therefore, there is a strong demand for the development of a pressure-sensitive adhesive sheet having high adhesive strength even under thin film conditions.
- Patent Document 1 discloses a pressure-sensitive adhesive sheet comprising a thin pressure-sensitive adhesive film containing a certain amount of a monomer having a carboxyl group and having a predetermined weight-average molecular weight and gel fraction.
- Patent Document 2 discloses a thin-film pressure-sensitive adhesive sheet using a pressure-sensitive adhesive containing an acrylic copolymer containing n-butyl (meth)acrylate and a synthetic hydrocarbon-based tackifying resin.
- An embodiment of the present invention is a pressure-sensitive adhesive that exhibits high adhesive strength to both high-polarity adherends and low-polarity adherends, even if it is a thin film, and is also excellent in holding power and curved surface adhesion. and provide adhesive sheets.
- the copolymer (A) includes an alkyl (meth)acrylate (a1) having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and a (meth)acrylate (a2) having no reactive functional group and having an aliphatic cyclic structure.
- the (meth)acrylate (a3) having a carboxyl group includes (meth)acrylate (a3-1) represented by general formula (1) and (meth)acrylate (a3-2) represented by general formula (2).
- a pressure-sensitive adhesive composition comprising at least one of (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, m is an integer of 2 to 10, and n is an integer of 1 to 5.) (In the formula, R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is a divalent hydrocarbon group, and p is an integer of 1 to 5.) [2] The pressure-sensitive adhesive composition according to [1] above, wherein the (meth)acrylate (a3) contains a (meth)acrylate (a3-2) represented by the general formula (2). [3] The adhesive composition according to [1] or [2] above, wherein the copolymer (A) has an acid value in the range of 0.1 to 24.0 mgKOH/g.
- tackifying resin contains at least one selected from the group consisting of a rosin-based tackifying resin, a synthetic hydrocarbon-based tackifying resin, and a terpene-phenol-based tackifying resin.
- the pressure-sensitive adhesive composition according to any one of [5].
- Adhesive sheets can be provided.
- the disclosure of the present application relates to the subject matter described in Japanese Patent Application No. 2021-107190 filed on June 29, 2022, and the entire disclosure content thereof is incorporated herein by reference.
- (Meth)acrylic acid includes acrylic acid and methacrylic acid.
- (Meth)acrylates include acrylates and methacrylates.
- a monomer is a monomer having an ethylenically unsaturated double bond.
- the adherend refers to the other party to which the pressure-sensitive adhesive sheet is attached.
- the various components described herein may be used singly or in combination of two or more.
- the adhesive composition that is one embodiment of the present invention contains a copolymer (A) and a curing agent (B).
- the copolymer (A) includes an alkyl (meth)acrylate (a1) having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and a (meth)acrylate (a2) having no reactive functional group and having an aliphatic cyclic structure. ) and a monomer mixture containing a (meth)acrylate (a3) having a carboxyl group.
- the (meth)acrylate (a3) having a carboxyl group includes (meth)acrylate (a3-1) represented by general formula (1) and (meth)acrylate (a3-2) represented by general formula (2).
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
- m is an integer of 2 to 10
- n is an integer of 1 to 5.
- R 2 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 3 is a divalent hydrocarbon group
- p is an integer of 1 to 5.
- the polarity of the copolymer is lowered to Adhesion can be improved, and at the same time, compatibility with low-polarity tackifying resins can be improved.
- a (meth)acrylate having a carboxyl group represented by general formula (1) or general formula (2) cohesion and flexibility can be imparted to the pressure-sensitive adhesive layer.
- the copolymer (A) includes an alkyl (meth)acrylate (a1) having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and a (meth)acrylate (a2) having no reactive functional group and having an aliphatic cyclic structure. , and a (meth)acrylate (a3) having a carboxyl group, and optionally a (meth)acrylate (a4) having a hydroxyl group and other monomers as optional monomers, obtained by polymerizing a monomer mixture It is a copolymer.
- the acid value of the copolymer (A) is preferably 0.1-24.0 mgKOH/g, more preferably 0.2-20.0 mgKOH/g.
- the acid value of the copolymer (A) is 0.1 to 24.0 mgKOH/g, the cohesive force and flexibility of the adhesive layer can be imparted in a well-balanced manner, and the adhesive force, holding force, and curved surface It becomes easier to achieve both adhesiveness.
- (Meth)acrylate (a1) is an alkyl (meth)acrylate having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms.
- (Meth)acrylate (a1) is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more in 100% by mass of the monomer mixture based on the total mass of the monomer mixture (100% by mass). you can On the other hand, the content may be preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, still more preferably 95% by mass or less, and even more preferably 92% by mass or less.
- the content of (meth)acrylate (a1) is preferably 60 to 99% by mass, more preferably 70 to 98% by mass, based on 100% by mass of the monomer mixture.
- (meth)acrylate (a1) is an alkyl group having 4 to 7 carbon atoms ( It preferably contains a meth)acrylate (a-1) and an alkyl (meth)acrylate (a-2) having an alkyl group with 8 to 12 carbon atoms.
- alkyl (meth)acrylate (a-1) having an alkyl group having 4 to 7 carbon atoms examples include n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, and n-hexyl (meth)acrylate. .
- n-butyl (meth)acrylate is preferred from the viewpoint of achieving both adhesive strength and holding power.
- alkyl (meth)acrylate (a-2) having an alkyl group having 8 to 12 carbon atoms examples include 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, n-nonyl ( meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, n-decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate and the like.
- 2-ethylhexyl (meth)acrylate is preferred from the viewpoint of achieving both adhesive strength and holding power.
- (Meth)acrylate (a2) is a (meth)acrylate having no reactive functional group and having an alicyclic structure.
- (Meth)acrylate (a2) is preferably used in a content of 1 to 20% by mass based on 100% by mass of the monomer mixture. The above content is more preferably 2 to 15% by mass.
- (Meth)acrylate (a2) is characterized by not having a reactive functional group other than an acryloyl group.
- reactive functional groups include carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, and epoxy groups.
- Aliphatic cyclic structures include, for example, a cyclohexyl group, a dicyclopentenyl group, a dicyclopentanyl group, and an isobornyl group. From the viewpoint of improving adhesive strength to low-polar adherends and compatibility with tackifying resins, it is preferable to have a dicyclopentenyl group, a dicyclopentanyl group, or an isobornyl group as the aliphatic cyclic structure.
- (Meth)acrylates (a2) include, for example, cyclohexyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, and isobornyl (meth)acrylate.
- dicyclopentenyl (meth)acrylate and dicyclopentanyl having a three-dimensional aliphatic cyclic structure from the viewpoint of improving the adhesive strength to low-polar adherends and compatibility with tackifying resins (Meth)acrylates and isobornyl (meth)acrylates are preferred, and isobornyl (meth)acrylates are more preferred.
- [(meth)acrylate (a3)] is a (meth)acrylate having a carboxyl group, and (meth)acrylate (a3-1) represented by general formula (1) and general formula (2) (meth) ) contains at least one of acrylates (a3-2). Among them, it is more preferable to contain (meth)acrylate (a3-2) represented by formula (2) from the viewpoint of obtaining adhesive strength to both high-polarity adherends and low-polarity adherends.
- (Meth)acrylate (a3) is preferably used in a content of 0.1 to 10% by mass based on 100% by mass of the monomer mixture.
- the above content is more preferably 0.2 to 8% by mass.
- Metalacrylate (a3-1) is a (meth)acrylate represented by general formula (1).
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
- m is an integer of 2 to 10
- n is an integer of 1 to 5.
- m represents an integer of 2-10.
- m is an integer of 2 to 10 from the viewpoint of coexistence of adhesive strength, holding power and curved surface adhesiveness.
- m is preferably an integer of 2-8, more preferably an integer of 3-5.
- n represents an integer of 1-5.
- n may be an integer of 1 to 5, preferably an integer of 2 to 4, from the viewpoint of compatibility between adhesive strength, holding power, and curved surface adhesiveness.
- (Meth)acrylate (a3-1) may be one produced by a conventional method, or one appropriately selected from commercially available monomers.
- (Meth)acrylates (a3-1) include, for example, ⁇ -hydroxyethyl acrylate and ⁇ -carboxypolycaprolactone mono(meth)acrylate. These monomers are commercially available, for example, under the trade names of " ⁇ -CEA” (manufactured by Daicel Ornex) and "Aronix M-5300" (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and these commercial products can be used.
- ((meth) acrylate (a3-2)) (Meth)acrylate (a3-2) is a (meth)acrylate represented by general formula (2).
- R 2 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 3 is a divalent hydrocarbon group
- p is an integer of 1 to 5.
- p represents an integer of 1-5.
- p may be an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, from the viewpoint of compatibility between adhesive strength, holding power, and curved surface adhesiveness.
- R3 represents a divalent hydrocarbon group.
- hydrocarbon groups include saturated aliphatic hydrocarbon groups such as alkylene groups, saturated alicyclic hydrocarbon groups such as cycloalkylene groups, aromatic hydrocarbon groups such as phenylene groups, unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, or Examples include unsaturated alicyclic hydrocarbon groups.
- R 3 is preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group from the viewpoint of improving adhesion by imparting flexibility.
- R 3 is more preferably an alkylene group, more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- (Meth)acrylate (a3-2) may be one produced by a conventional method, or one appropriately selected from commercially available monomers.
- Examples of (meth)acrylates (a3-2) include 2-(meth)acryloyloxyethyl succinic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl fumarate, and 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalate. .
- These monomers are, for example, "light ester HO-MS”, “HOA-MS (N)”, “light acrylate HOA-HH (N)” and “HOA-MPL (N)” (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). It is marketed as a brand name, and these commercial products can be used.
- (Meth)acrylate (a3) in addition to (meth)acrylate (a3-1) and (meth)acrylate (a3-2), (meth)acrylate (a3-3) having a carboxyl group other than these ) may be further contained.
- Other (meth)acrylates (a3-3) having a carboxyl group include, for example, (meth)acrylic acid.
- (Meth) acrylate (a3-1) and (meth) acrylate (a3-2) are the main chain of the acrylic polymer compared to (meth) acrylates having short carboxyl groups in side chains such as acrylic acid and the carboxyl group are far apart. Therefore, excellent adhesion to a highly polar adherend can be obtained without being disturbed by the large alicyclic structure derived from the (meth)acrylate (a2). In addition, since the side chain is not too long, it is possible to suppress interference with the adhesion of the (meth)acrylate (a2)-derived aliphatic cyclic structure to the low-polar adherend.
- (meth)acrylate (a3) based on the total mass of (meth)acrylate (a3) (100% by mass), other carboxyl groups other than (meth)acrylate (a3-1) and (meth)acrylate (a3-2)
- the content of (meth)acrylate (a3-3) may be 43% by mass or less.
- (meth)acrylate (a3) includes (meth)acrylate (a3-1) and (meth)acrylate (a3-2), and (meth)acrylate (a3-3) having a carboxyl group. and the content of (meth)acrylate (a3-3) in 100% by mass of (meth)acrylate (a3) may be greater than 0.1% by mass and 43% by mass or less.
- (meth)acrylate (a3) contains only (meth)acrylate (a3-1) and (meth)acrylate (a3-2), and (meth)acrylate (a3) having a carboxyl group -3) is not included. That is, the content of (meth)acrylate (a3-3) may be 0% by mass.
- the content of the (meth)acrylate (a3) component other than (meth)acrylate (a3-1) and (meth)acrylate (a3-2) is preferably as low as possible.
- the content of the above components is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total 100% by mass of the (meth)acrylate (a3), and 20% by mass. % or less.
- the above content may be 0% by mass. When the above content is adjusted to 40% by mass or less, excellent adhesion to both highly polar adherends and low polar adherends can be easily obtained, which is preferable.
- [(meth)acrylate (a4)] is a (meth)acrylate having a hydroxyl group.
- the monomer mixture may further contain a (meth)acrylate (a4) having a hydroxyl group.
- Inclusion of a (meth)acrylate (a4) having a hydroxyl group is preferable because cohesive force can be easily expressed and excellent holding power and curved surface adhesiveness can be easily obtained.
- the (meth)acrylate (a4) having a hydroxyl group is preferably used in a content of 0.05 to 3% by mass based on 100% by mass of the monomer mixture. More preferably, the content is 0.1 to 2% by mass.
- the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (a4) is used at a content of 0.05 to 3% by mass, the cohesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer is improved, making it easier to improve the holding power and adhesion to curved surfaces.
- (Meth)acrylates (a4) having a hydroxyl group include, for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, Hydroxyalkyl (meth)acrylates such as acid 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, and 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, and polyethylene glycol mono (meth)acrylates, polypropylene glycol mono(meth)acrylates, and glycol mono(meth)acrylates such as 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, and the like.
- 2-hydroxyethyl (meth)acrylate is preferred.
- Other monomers include an alkyl (meth)acrylate (a1) having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, a (meth)acrylate (a2) having an aliphatic cyclic structure without a reactive functional group, and a carboxyl group. and (meth)acrylates other than (a3) having a hydroxyl group (meth)acrylate (a4) and monomers other than (meth)acrylates.
- Other monomers can be used as long as they do not impair the adhesive strength, holding power, and curved surface adhesiveness of the adhesive. Specific examples thereof include alkyl (meth)acrylates having an alkyl group other than (meth)acrylate (a1). Other specific examples include monomers having an amide bond, monomers having an epoxy group, monomers having an amino group, monomers having an aromatic ring, monomers having an alkoxy(poly)alkylene oxide, and other vinyl monomers.
- Alkyl (meth)acrylate monomers other than the (meth)acrylate (a1) include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-octadecyl ( meth)acrylate, and isooctadecyl (meth)acrylate, and the like.
- the content thereof is preferably 0.1 to 20% by mass in 100% by mass of the monomer mixture.
- Monomers having an amide bond include, for example, (meth)acrylamide, N-methylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N,N-dimethylaminopropyl(meth)acrylamide, (Meth)acrylamide compounds such as diacetoneacrylamide and N-(butoxymethyl)acrylamide, and heterocyclic ring-containing compounds such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, and acryloylmorpholine.
- Examples of monomers having an epoxy group include glycidyl (meth)acrylate, methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, and the like.
- Monomers having an amino group are, for example, monoalkylamino (meth)acrylates such as monomethylaminoethyl (meth)acrylate, monoethylaminoethyl (meth)acrylate, monomethylaminopropyl (meth)acrylate, and monoethylaminopropyl (meth)acrylate. ) acrylates and the like.
- a monomer having an amide bond, a monomer having an epoxy group, and a monomer having an amino group are used, their content is preferably 0.1 to 1% by mass in 100% by mass of the monomer mixture.
- aromatic ring-containing monomers examples include phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, and ethylene oxide-modified nonylphenol (meth)acrylate.
- a monomer having an aromatic ring When a monomer having an aromatic ring is used, its content is preferably 0.1 to 10% by mass in 100% by mass of the monomer mixture.
- Monomers with alkoxy(poly)alkylene oxides are, for example, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, methoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, ethoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, methoxypolypropyleneglycol. (Meth)acrylate, ethoxypolypropyleneglycol (meth)acrylate, phenoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, phenoxypolypropyleneglycol (meth)acrylate and the like.
- a monomer having an alkoxy(poly)alkylene oxide When a monomer having an alkoxy(poly)alkylene oxide is used, its content is preferably 0.1 to 10% by mass based on 100% by mass of the monomer mixture.
- vinyl monomers include, but are not limited to, vinyl acetate, acrylonitrile, and the like. When other vinyl monomers are used, their content is preferably 0.1 to 10% by mass in 100% by mass of the monomer mixture.
- the copolymer (A) can be obtained, for example, by adding a polymerization initiator to a monomer mixture and carrying out solution polymerization.
- Solvents used in the solution polymerization include, for example, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, toluene, xylene, hexane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol. is preferred, and ethyl acetate is more preferred.
- a polymerization initiator it is preferable to add about 0.001 to 1 part by mass of a polymerization initiator to 100 parts by mass of the monomer mixture.
- the polymerization can be carried out at a temperature of about 50° C. to 90° C. for 6 hours to 20 hours under nitrogen stream.
- the weight average molecular weight of the copolymer can be appropriately adjusted by using a chain transfer agent during the polymerization.
- the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer (A) is preferably 300,000 to 1,500,000, more preferably 500,000 to 1,300,000, and even more preferably 600,000 to 1,200,000.
- Mw is adjusted in the range of 300,000 to 1,500,000, it becomes easy to achieve compatibility between adhesive strength, holding power, and curved surface adhesiveness.
- the weight average molecular weight described in this specification is a polystyrene-equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC).
- Chain transfer agents are, for example, n-dodecylmercaptan, mercaptoisobutyl alcohol, mercaptoacetic acid, 2-mercaptoethanol, thioglycolic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, 2,3-dimercapto-1-propanol, glycidylmercaptan, ⁇ -methyl Styrene dimer, carbon tetrachloride, chloroform, hydroquinone, and the like. About 0.01 to 1 part by mass of the chain transfer agent can be used with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture.
- Polymerization initiators are generally azo compounds and organic peroxides.
- Azo compounds include, for example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis(cyclohexane 1-carbonitrile), 2, 2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate), 4,4′-azobis(4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis(2-hydroxymethylpropionitrile), and 2,2′-azobis(2-(2-imidazolin-2-yl) propane) and the like.
- Organic peroxides include, for example, benzoyl peroxide, t-butylperbenzoate, cumene hydroperoxide, diisopropylperoxydicarbonate, di-n-propylperoxydicarbonate, di(2-ethoxyethyl)peroxydicarbonate, Carbonate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxybivalate, (3,5,5-trimethylhexanoyl)peroxide, dipropionylperoxide, diacetylperoxide and the like.
- the adhesive composition further contains a curing agent (B).
- a curing agent By including a curing agent, cohesive force can be improved, and holding power and curved surface adhesion can be improved to a practical level.
- Curing agents (B) include, for example, isocyanate curing agents, epoxy curing agents, aziridine curing agents, metal chelate curing agents, amine curing agents, and amino resin curing agents. Among these, at least one selected from the group consisting of isocyanate-based curing agents, epoxy-based curing agents, and metal chelate-based curing agents can be used in order to obtain better holding power and curved surface adhesion. preferable.
- Isocyanate-based curing agents include, for example, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate.
- Epoxy curing agents include, for example, bisphenol A-epichlorohydrin type epoxy resin, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, 1,6-hexanediol diol.
- glycidyl ether trimethylolpropane triglycidyl ether, diglycidylaniline, N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N'-diglycidylaminomethyl)cyclohexane , and N,N,N',N'-tetraglycidylaminophenylmethane.
- Metal chelate-based curing agents are, for example, coordination compounds of polyvalent metals such as aluminum, iron, copper, zinc, tin, titanium, nickel, antimony, magnesium, vanadium, chromium, and zirconium, and acetylacetone or ethyl acetoacetate. etc.
- the content of the isocyanate-based curing agent in the curing agent (B) is preferably 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic copolymer.
- the content of the epoxy curing agent is preferably 0.01 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic copolymer.
- the content of the metal chelate curing agent is preferably 0.1 to 2 parts by mass.
- the adhesive composition may further comprise a tackifying resin.
- tackifying resins include rosin-based tackifying resins, synthetic hydrocarbon-based tackifying resins, terpene-based tackifying resins, and terpene-phenol-based tackifying resins. It preferably contains at least one selected from the group consisting of hydrocarbon-based tackifying resins and terpene-phenol-based tackifying resins.
- the adhesive force can be further improved.
- a rosin-based tackifying resin and a synthetic hydrocarbon-based tackifying resin in combination it is easier to achieve both compatibility and adhesive strength to high-polarity adherends and low-polarity adherends. preferred to become
- Rosin-based tackifying resins include rosin esters obtained by esterifying unmodified rosins such as gum rosin, tall oil rosin, and wood rosin with alcohol; Disproportionated rosin esters obtained by further esterifying these modified rosins with alcohol, modified rosin esters such as polymerized rosin esters and hydrogenated rosin esters, and rosin phenol obtained by adding phenol to the unmodified rosin are preferred. Among these, rosin esters and modified rosin esters are preferred because they further improve adhesive strength and transparency. In the rosin ester and the modified rosin ester, some hydroxyl groups of the alcohol used for esterification may remain unreacted.
- alcohols used for esterification include monofunctional alcohols such as methanol, bifunctional alcohols such as ethylene glycol, trifunctional alcohols such as glycerin, and tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol. Considering the compatibility with the acrylic copolymer, tri- or less functional alcohols are preferred.
- Synthetic hydrocarbon-based tackifying resins include, for example, coumarone-based resins, coumarone-indene-based resins, styrene-based resins, xylene-based resins, phenol-based resins, and petroleum-based resins.
- styrene-based resins are preferable because they have good compatibility with acrylic polymers and can further improve adhesive performance.
- the tackifying resin used in the pressure-sensitive adhesive composition includes a rosin-based tackifying resin and a synthetic hydrocarbon-based resin from the viewpoint of achieving both high-polarity adherend and low-polarity adherend strength.
- Tackifying resins are preferred.
- Synthetic hydrocarbon-based tackifying resins are more preferred.
- the softening point of the tackifying resin is preferably 80°C or higher, more preferably 90°C or higher. Moreover, the upper limit of the softening point is preferably 170°C, more preferably 160°C, and even more preferably 155°C. When the softening point of the tackifier resin is 80 to 170° C., it becomes easy to achieve both high levels of adhesive strength and holding power.
- the softening point is the softening temperature measured according to the dry bulb method specified in JISK5902.
- the tackifying resin is preferably used in a proportion of 10 to 50 parts by mass, more preferably 15 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the copolymer (A).
- the tackifying resin is used in a proportion of 10 to 50 parts by mass, it is possible to more easily achieve both adhesive strength, cohesive strength, and curved surface adhesiveness.
- the pressure-sensitive adhesive composition can further include a polyolefin.
- the pressure-sensitive adhesive composition contains polyolefin, the adhesive strength to low-polar adherends made of polyolefin can be improved.
- Chlorinated polyolefins include, for example, chlorinated polypropylene, acid-modified chlorinated polypropylene, acrylic-modified chlorinated polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorinated ethylene-vinyl acetate copolymer.
- chlorinated polypropylene chlorinated polypropylene, acid-modified chlorinated polypropylene, and acrylic-modified chlorinated polypropylene are preferable from the viewpoint of excellent solubility and high adhesion to polyolefin adherends.
- Chlorinated polypropylene is more preferred.
- the chlorine content in the chlorinated polyolefin is preferably 20% or more and 45% or less, more preferably 28% or more and 45% or less, from the viewpoint that the effect of improving the adhesive strength to low-polar polyolefin adherends is high.
- Non-chlorinated polyolefins include, for example, polyethylene, polypropylene, ⁇ -olefin-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polybutene, maleated polypropylene, maleated polybutene, polybutadiene and its hydrides, polyisoprene and its hydrides, maleated polybutadiene, maleated polyisoprene, polybutadiene polyol and its hydride, polyisoprene polyol and its hydride, process oil and lubricating oils such as liquid paraffin, and the like.
- ⁇ -olefin-polypropylene copolymer, maleated polypropylene, polybutene, and lubricating oil are preferable from the viewpoint of excellent solubility and high adhesion to polyolefin adherends.
- lubricating oil paraffinic lubricating oil, naphthenic lubricating oil and the like are preferable.
- chlorinated polyolefin is preferable from the viewpoint of excellent solubility and high adhesive strength to polyolefin adherends. Among them, chlorinated polypropylene is more preferable.
- the polyolefin is preferably used in a proportion of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.02 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the copolymer (A).
- polyolefin is used in a proportion of 0.01 to 10 parts by mass, it is possible to more easily achieve both adhesive strength, cohesive strength, and curved surface adhesion to low-polar adherends.
- the pressure-sensitive adhesive composition further contains, as optional components, a flame retardant auxiliary, a heat stabilizer, a weather stabilizer, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber, a leveling agent, an antistatic agent, a slip agent, an anti-blocking agent, and an anti-fogging agent. , lubricants, dyes, waxes, emulsions, magnetics, and dielectric property modifiers.
- Adhesive Sheet Another embodiment of the present invention relates to an adhesive sheet provided with an adhesive layer formed from the adhesive composition of the above embodiment.
- the pressure-sensitive adhesive sheet preferably includes a substrate and a pressure-sensitive adhesive layer formed from the pressure-sensitive adhesive composition (hereinafter sometimes referred to as pressure-sensitive adhesive) of the above-described embodiment.
- a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet having pressure-sensitive adhesive layers on both sides of a core material, or a cast pressure-sensitive adhesive sheet having only a pressure-sensitive adhesive layer without a substrate and a core material are preferable.
- the pressure-sensitive adhesive layer can be formed by applying a pressure-sensitive adhesive onto a substrate and drying it.
- it can be formed by coating a release sheet with a pressure-sensitive adhesive, drying it to form a pressure-sensitive adhesive layer, and then laminating the substrate.
- a peelable sheet is usually adhered to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer that does not come into contact with the base material, and the adhesive layer is stored.
- the viscosity can be adjusted by adding the solvent previously described in the solution polymerization.
- the base material is preferably cellophane, plastic, rubber, foam, fabric, rubberized fabric, resin-impregnated fabric, glass, wood, or the like.
- the shape of the base material can be selected from a plate shape and a film shape, but the film shape is preferable because it is easy to handle.
- the base material one type can be used alone, or a laminate in which two or more types are combined can be used.
- the above plastics include, for example, polyvinyl alcohol, triacetyl cellulose, polypropylene, polyethylene, polycycloolefins, polyolefins such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, polycarbonates, polynorbornene, polyarylate, polyacryl, polyphenylene sulfide, polystyrene, polyamide, polyimide, and the like.
- the method of applying the adhesive is not particularly limited. mentioned. It is preferable to carry out a drying process during coating.
- the drying device is not particularly limited, and examples thereof include hot air dryers, infrared heaters, decompression methods, and the like.
- the drying temperature is usually about 60 to 160°C.
- the thickness of the adhesive layer is preferably 1 to 20 ⁇ m, more preferably 1 to 15 ⁇ m, even more preferably 1 to 10 ⁇ m.
- the pressure-sensitive adhesive composition of the above embodiment can obtain excellent properties in terms of all of adhesive strength, holding power, and curved surface adhesion, even when the thickness is as thin as 1 to 20 ⁇ m.
- the pressure-sensitive adhesive sheet which is one embodiment of the present invention, can be used for various purposes regardless of the adherend.
- the adherend can be a variety of adherends ranging from highly polar to less polar, such as plastics such as polyolefins, glass, cardboard, and metals.
- the weight average molecular weight (Mw) and acid value of the copolymer were measured by the following methods. ⁇ Measurement of weight average molecular weight (Mw)> GPC was used to measure the weight average molecular weight.
- GPC is liquid chromatography for separating and quantifying a substance dissolved in a solvent (THF; tetrahydrofuran) based on the difference in molecular size, and the weight average molecular weight was determined in terms of polystyrene.
- Apparatus name Shimadzu Corporation, LC-GPC system "Prominence" Column: 4 columns of GMHXL manufactured by Tosoh Corporation and 1 column of HXL-H manufactured by Tosoh Corporation were connected in series.
- Mobile phase solvent Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 ml/min Column temperature: 40°C
- Acid value ⁇ (5.61 ⁇ a ⁇ F) / S ⁇ / (non-volatile content / 100)
- S Sample collection amount
- a consumption of 0.1N-alcoholic potassium hydroxide solution
- F Factor of 0.1N-alcoholic potassium hydroxide solution
- reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping device, and a nitrogen inlet tube (hereinafter simply referred to as "reaction vessel") was charged with 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, n- 70.8 parts of butyl acrylate, 5 parts of isobornyl acrylate, 0.2 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, ⁇ -carboxypolycaprolactone monoacrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Aronix M-5300) 2 parts, 2-acryloyloxyethyl 2 parts of succinic acid (HOA-MS (N), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 70 parts of ethyl acetate, and 0.015 part of 2,2'-azobisisobutyronitrile were charged respectively.
- reaction vessel was charged with 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, n- 70.8
- Copolymers (A-2 to 11, A'-1 to 4) were prepared in the same manner as for copolymer (A-1), except that the types and amounts of monomers were changed as shown in Table 1. got
- reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping device, and a nitrogen inlet tube (hereinafter simply referred to as "reaction vessel") was charged with 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, n- 70.8 parts of butyl acrylate, 5 parts of isobornyl acrylate, 0.2 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 4 parts of 2-acryloyloxyethyl succinic acid (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., HOA-MS (N)), 35 parts of ethyl acetate 35 parts of methyl ethyl ketone and 0.015 part of 2,2'-azobisisobutyronitrile were charged.
- the resulting pressure-sensitive adhesive composition was coated on a release sheet (made of polyethylene terephthalate) having a thickness of 38 ⁇ m using a comma coater so that the thickness after drying was 10 ⁇ m, and the composition was heated at 100° C. for 2 minutes. An adhesive layer was formed by drying. Next, a 25 ⁇ m thick substrate (made of polyethylene terephthalate, hereinafter referred to as a PET sheet) is attached to this adhesive layer, and aged for 1 week at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. A pressure-sensitive adhesive sheet having a structure of "adhesive sheet/adhesive layer/PET sheet" was obtained.
- Examples 2 to 25, Comparative Examples 1 to 4 The adhesive compositions and adhesive sheets of Examples 2 to 25 and Comparative Examples 1 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition and blending amount were changed as shown in Tables 2 and 3. .
- Adhesive Sheet was evaluated by the following methods. Tables 2 and 3 show the results.
- (1) Adhesive strength The obtained adhesive sheet was prepared in a size of 25 mm in width and 100 mm in length. In an atmosphere of 23° C. and a relative humidity of 50%, the peelable sheet was peeled off from the adhesive sheet, and the exposed adhesive layer was attached to a stainless steel (SUS) plate and crimped once with a 2 kg roll. After being left for 24 hours, the adhesive strength was measured in a 180° peel test in which a tensile tester was used to peel off at a speed of 300 mm/min in the direction of 180°, and evaluation was performed based on the following evaluation criteria.
- SUS stainless steel
- Adhesive strength is 12 N or more
- very good B Adhesive strength is 10 N or more and less than 12 N
- good C Adhesive strength is 6 N or more and less than 10 N
- practical D Adhesive strength is less than 6 N
- Impractical Adhesive strength was measured with respect to a polypropylene (PP) plate in the same manner as described above, and evaluation was performed based on the following evaluation criteria.
- Adhesive strength is 12 N or more, very good B: Adhesive strength is 10 N or more and less than 12 N, good C: Adhesive strength is 6 N or more and less than 10 N, practical D: Adhesive strength is less than 6 N, impractical
- the obtained pressure-sensitive adhesive sheet was cut into a size of 25 mm in width and 100 mm in length to obtain a sample. Then, in an atmosphere of 23° C. and a relative humidity of 50%, the release sheet was peeled off from the sample according to JIS Z 0237, and the exposed 25 mm wide and 25 mm long tip portion of the adhesive layer was attached to a polished stainless steel (SUS) plate. After pressing once with a 2 kg roll, a load of 1 kg was applied in an atmosphere of 70° C. and held for 70,000 seconds. The evaluation indicates the number of seconds when the sample dropped from the SUS plate.
- SUS polished stainless steel
- the pressure-sensitive adhesive sheet according to one embodiment of the present invention has excellent adhesion to both a stainless steel plate, which is a high-polarity adherend, and a polypropylene plate, which is a low-polarity adherend. It was confirmed that the strength and curved surface adhesiveness were also excellent. On the other hand, the pressure-sensitive adhesive sheets of the comparative examples were found to be unsatisfactory in any of the evaluation items, indicating that there is a problem in practical use and that they are not practical.
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Abstract
共重合体(A)と硬化剤(B)とを含み、共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体であり、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれかを含む、粘着剤組成物。
Description
本発明の実施形態は、粘着剤組成物及び粘着シートに関する。
粘着剤組成物から形成した粘着剤層を有する粘着シートは、取り扱いが容易であることから、幅広い分野において、ラベル又は接着の用途で使用されている。近年、コストダウン及び環境負荷軽減、並びに電子デバイスの軽量薄膜化の観点から、様々な用途において接着シートの粘着剤層の薄膜化が求められている。
しかしながら、粘着シートの粘着力は、一般的に、粘着剤層の膜厚の減少に伴って低下する。このため、薄膜条件であっても高い粘着力を有する粘着シートの開発が強く望まれている。さらに、様々な用途で粘着シートを使用するためには、ステンレス板のような高極性被着体、及びポリオレフィンのような低極性被着体のどちらに対しても強い粘着力を示し、かつ保持力、及び曲面接着性にも優れている必要がある。
特許文献1には、カルボキシル基を有する単量体を一定量含み、重量平均分子量とゲル分率とを既定した薄膜の粘着膜を備える粘着シートが開示されている。
特許文献2には、n-ブチル(メタ)アクリレートを含むアクリル共重合体と合成炭化水素系粘着付与樹脂とを含む粘着剤を用いた薄膜の粘着シートが開示されている。
しかしながら、粘着シートの粘着力は、一般的に、粘着剤層の膜厚の減少に伴って低下する。このため、薄膜条件であっても高い粘着力を有する粘着シートの開発が強く望まれている。さらに、様々な用途で粘着シートを使用するためには、ステンレス板のような高極性被着体、及びポリオレフィンのような低極性被着体のどちらに対しても強い粘着力を示し、かつ保持力、及び曲面接着性にも優れている必要がある。
特許文献1には、カルボキシル基を有する単量体を一定量含み、重量平均分子量とゲル分率とを既定した薄膜の粘着膜を備える粘着シートが開示されている。
特許文献2には、n-ブチル(メタ)アクリレートを含むアクリル共重合体と合成炭化水素系粘着付与樹脂とを含む粘着剤を用いた薄膜の粘着シートが開示されている。
しかしながら、これら従来の粘着シートでは、ステンレス板などの高極性被着体に対する粘着力は優れるものの、ポリオレフィンのような低極性被着体に対する粘着力が充分ではない。特に、薄膜条件の場合において、高極性被着体及び低極性被着体のいずれに対しても高い粘着力を示すことは困難であり、加えて保持力と曲面適性についても満足することはできていないのが現状である。
本発明の実施形態は、薄膜であっても、高極性被着体及び低極性被着体のいずれに対しても、高い粘着力を示し、さらに保持力及び曲面接着性にも優れる、粘着剤及び粘着シートを提供する。
本発明の実施形態は、以下に関する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されず、様々な実施形態を含む。
[1]共重合体(A)と硬化剤(B)とを含む粘着剤組成物であって、
上記共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体であり、
上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれかを含む、粘着剤組成物。
(式中、R1は水素原子又はメチル基、mは2~10の整数、nは1~5の整数を示す。)
(式中、R2は水素原子又はメチル基、R3は2価の炭化水素基、pは1~5の整数を示す。)
[2]上記(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を含む、上記[1]に記載の粘着剤組成物。
[3]上記共重合体(A)は、酸価が0.1~24.0mgKOH/gの範囲にある、上記[1]又は[2]に記載の粘着剤組成物。
[4]上記モノマー混合物は、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含有する、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[5]上記硬化剤(B)は、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤及び金属キレート系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[6]さらに粘着付与樹脂を含み、上記粘着付与樹脂は、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[7]さらにポリオレフィンを含む、上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[8]上記アルキル(メタ)アクリレート(a1)の含有量は、上記モノマー混合物の全質量を基準として、70~99質量%である、上記[1]~[7]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[9]上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)において、上記(メタ)アクリレート(a3-1)、及び上記(メタ)アクリレート(a3-2)以外の、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は、上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)の全質量を基準として、43質量%以下である、上記[1]~[8]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[10]上記[1]~[9]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物から形成してなる粘着剤層を備えた、粘着シート。
[11]上記粘着剤層は、厚みが1~20μmである、上記[10]に記載の粘着シート。
[1]共重合体(A)と硬化剤(B)とを含む粘着剤組成物であって、
上記共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体であり、
上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれかを含む、粘着剤組成物。
[2]上記(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を含む、上記[1]に記載の粘着剤組成物。
[3]上記共重合体(A)は、酸価が0.1~24.0mgKOH/gの範囲にある、上記[1]又は[2]に記載の粘着剤組成物。
[4]上記モノマー混合物は、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含有する、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[5]上記硬化剤(B)は、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤及び金属キレート系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[6]さらに粘着付与樹脂を含み、上記粘着付与樹脂は、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[7]さらにポリオレフィンを含む、上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[8]上記アルキル(メタ)アクリレート(a1)の含有量は、上記モノマー混合物の全質量を基準として、70~99質量%である、上記[1]~[7]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[9]上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)において、上記(メタ)アクリレート(a3-1)、及び上記(メタ)アクリレート(a3-2)以外の、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は、上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)の全質量を基準として、43質量%以下である、上記[1]~[8]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
[10]上記[1]~[9]のいずれか1項に記載の粘着剤組成物から形成してなる粘着剤層を備えた、粘着シート。
[11]上記粘着剤層は、厚みが1~20μmである、上記[10]に記載の粘着シート。
本発明によれば、薄膜であっても、高極性被着体及び低極性被着体のいずれに対しても高い粘着力を示し、さらに、保持力及び曲面接着性にも優れる、粘着剤及び粘着シートを提供できる。
本願の開示は、2022年6月29日に出願された特願2021-107190号に記載の主題と関連しており、これら全ての開示内容は引用によりここに援用される。
本願の開示は、2022年6月29日に出願された特願2021-107190号に記載の主題と関連しており、これら全ての開示内容は引用によりここに援用される。
本発明について詳細に説明する前に、用語を定義する。先ず、シート、フィルム及びテープは同義語である。
(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を含む。(メタ)アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを含む。モノマーは、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体である。
被着体は、粘着シートを貼り付ける相手方をいう。
本明細書では、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)、及び水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を、それぞれ、(メタ)アクリレート(a1)、(メタ)アクリレート(a2)、(メタ)アクリレート(a3)、及び(メタ)アクリレート(a4)と称することがある。また、炭素数4~7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-1)、炭素数8~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-2)、式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)、及び式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を、それぞれ、(メタ)アクリレート(a-1)、(メタ)アクリレート(a-2)、(メタ)アクリレート(a3-1)、及び(メタ)アクリレート(a3-2)と称することがある。
本明細書に記載する各種成分は、特に注釈しない限り、それぞれ独立に1種単独で、又は2種以上を混合して用いてもよい。
(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を含む。(メタ)アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを含む。モノマーは、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体である。
被着体は、粘着シートを貼り付ける相手方をいう。
本明細書では、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)、及び水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を、それぞれ、(メタ)アクリレート(a1)、(メタ)アクリレート(a2)、(メタ)アクリレート(a3)、及び(メタ)アクリレート(a4)と称することがある。また、炭素数4~7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-1)、炭素数8~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-2)、式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)、及び式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を、それぞれ、(メタ)アクリレート(a-1)、(メタ)アクリレート(a-2)、(メタ)アクリレート(a3-1)、及び(メタ)アクリレート(a3-2)と称することがある。
本明細書に記載する各種成分は、特に注釈しない限り、それぞれ独立に1種単独で、又は2種以上を混合して用いてもよい。
1.粘着剤組成物
本発明の一実施形態である粘着剤組成物は、共重合体(A)と硬化剤(B)とを含む。上記共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体である。上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)からなる群から選択される少なくとも1つを含む。
(式中、R1は水素原子又はメチル基、mは2~10の整数、nは1~5の整数を示す。)
(式中、R2は水素原子又はメチル基、R3は2価の炭化水素基、pは1~5の整数を示す。)
本発明の一実施形態である粘着剤組成物は、共重合体(A)と硬化剤(B)とを含む。上記共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体である。上記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)からなる群から選択される少なくとも1つを含む。
上記実施形態によれば、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)を用いることによって、共重合体の極性を下げて低極性被着体との密着性を向上させ、それと同時に低極性の粘着付与樹脂との相溶性を向上させることができる。また、一般式(1)又は一般式(2)で表されるカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートを用いることによって、粘着剤層に凝集力と柔軟性とを付与することができる。そして、上記の複合によって、薄膜でありながらも、高極性被着体及び低極性被着体のいずれに対しても高い粘着力が得られ、また優れた保持力及び曲面接着性を得ることができる。
<共重合体(A)>
共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含み、さらに任意モノマーとして、必要に応じて、水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)、及びその他モノマーを含む、モノマー混合物を重合してなる共重合体である。
共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含み、さらに任意モノマーとして、必要に応じて、水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)、及びその他モノマーを含む、モノマー混合物を重合してなる共重合体である。
共重合体(A)の酸価は、0.1~24.0mgKOH/gであることが好ましく、0.2~20.0mgKOH/gがより好ましい。共重合体(A)の酸価が0.1~24.0mgKOH/gである場合、粘着剤層の凝集力と柔軟性とをバランスよく付与することができ、粘着力、保持力、及び曲面接着性の両立がより容易になる。
[(メタ)アクリレート(a1)]
(メタ)アクリレート(a1)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートである。(メタ)アクリレート(a1)は、モノマー混合物の全質量を基準(100質量%)として、モノマー混合物100質量%中に、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上の含有量であってよい。一方、上記含有量は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは95質量%以下、さらにより好ましくは92質量%以下であってよい。
一実施形態において、(メタ)アクリレート(a1)の含有量は、モノマー混合物100質量%中に、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。上記含有量を60~99質量%にした場合、粘着力、保持力、及び曲線接着性の両立がより容易になる。高極性被着体及び低極性被着体に対する粘着力の両立、並びに粘着付与樹脂との相溶性の観点から、(メタ)アクリレート(a1)は、炭素数4~7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-1)、及び、炭素数8~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-2)を含有することが好ましい。
(メタ)アクリレート(a1)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートである。(メタ)アクリレート(a1)は、モノマー混合物の全質量を基準(100質量%)として、モノマー混合物100質量%中に、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上の含有量であってよい。一方、上記含有量は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは95質量%以下、さらにより好ましくは92質量%以下であってよい。
一実施形態において、(メタ)アクリレート(a1)の含有量は、モノマー混合物100質量%中に、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。上記含有量を60~99質量%にした場合、粘着力、保持力、及び曲線接着性の両立がより容易になる。高極性被着体及び低極性被着体に対する粘着力の両立、並びに粘着付与樹脂との相溶性の観点から、(メタ)アクリレート(a1)は、炭素数4~7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-1)、及び、炭素数8~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-2)を含有することが好ましい。
(メタ)アクリレート(a-1)成分の(メタ)アクリレート(a-2)成分に対する含有割合(比率)は、重量比で、(a-1)/(a-2)=99/1~20/80が好ましく、98/2~50/50がより好ましく、95/5~60/40がさらに好ましい。上記成分を上記比率で使用することによって、高極性被着体に対する粘着力と、低極性被着体に対する粘着力とを両立することが容易となり、粘着付与樹脂との相溶性を向上させ、さらに粘着力を向上することもできる。
炭素数4~7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-1)として、例えば、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、及びn-ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのなかでも、粘着力と保持力との両立の観点から、n-ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
炭素数8~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a-2)として、例えば、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのなかでも、粘着力と保持力との両立の観点から、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましい。
[(メタ)アクリレート(a2)]
(メタ)アクリレート(a2)は、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレートである。
(メタ)アクリレート(a2)は、モノマー混合物100質量%中に、1~20質量%の含有量で使用することが好ましい。上記含有量は、2~15質量%がより好ましい。(メタ)アクリレート(a2)を1~20質量%の含有量で使用することによって、粘着力、保持力、及び曲線接着性の両立がより容易になる。
(メタ)アクリレート(a2)は、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレートである。
(メタ)アクリレート(a2)は、モノマー混合物100質量%中に、1~20質量%の含有量で使用することが好ましい。上記含有量は、2~15質量%がより好ましい。(メタ)アクリレート(a2)を1~20質量%の含有量で使用することによって、粘着力、保持力、及び曲線接着性の両立がより容易になる。
(メタ)アクリレート(a2)は、アクリロイル基以外の反応性官能基を有さないことを特徴とする。反応性官能基として、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、及びエポキシ基などが挙げられる。
脂肪族環式構造としては、例えば、シクロヘキシル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、及びイソボルニル基などが挙げられる。低極性被着体に対する粘着力、及び粘着付与樹脂との相溶性を向上させる観点から、脂肪族環式構造として、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、又はイソボルニル基を有することが好ましい。
脂肪族環式構造としては、例えば、シクロヘキシル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、及びイソボルニル基などが挙げられる。低極性被着体に対する粘着力、及び粘着付与樹脂との相溶性を向上させる観点から、脂肪族環式構造として、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、又はイソボルニル基を有することが好ましい。
(メタ)アクリレート(a2)としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、及びイソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。このなかでも、低極性被着体に対する粘着力、及び粘着付与樹脂との相溶性の向上の観点から、立体的な脂肪族環式構造を有する、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、及びイソボルニル(メタ)アクリレートが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
[(メタ)アクリレート(a3)]
(メタ)アクリレート(a3)は、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートであり、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれか一方を含む。
なかでも、高極性被着体及び低極性被着体の両方に対する粘着力を得る観点から、式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を含有することがより好ましい。
(メタ)アクリレート(a3)は、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートであり、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれか一方を含む。
なかでも、高極性被着体及び低極性被着体の両方に対する粘着力を得る観点から、式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を含有することがより好ましい。
(メタ)アクリレート(a3)は、モノマー混合物100質量%中に、0.1~10質量%の含有量で使用することが好ましい。上記含有量は、0.2~8質量%がより好ましい。(メタ)アクリレート(a3)を0.1~10質量%の含有量で使用することによって、粘着力、保持力、及び曲線接着性の両立がより容易になる。
((メタ)アクリレート(a3-1))
(メタ)アクリレート(a3-1)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレートである。
(式中、R1は水素原子又はメチル基、mは2~10の整数、nは1~5の整数を示す。)
(メタ)アクリレート(a3-1)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレートである。
一般式(1)において、mは2~10の整数を示す。mは、粘着力、保持力、及び曲面接着性の両立の観点から、2~10の整数である。mは、好ましくは2~8の整数、さらに好ましくは3~5の整数である。nは1~5の整数を示す。nは、粘着力、保持力、及び曲面接着性の両立の観点から、1~5の整数であってよいが、好ましくは2~4の整数である。
(メタ)アクリレート(a3-1)は、常法により製造したものであっても、市販のモノマーから適宜選択したものであってもよい。
(メタ)アクリレート(a3-1)として、例えば、β-ヒドロキシエチルアクリレート、及びω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、例えば「β-CEA」(ダイセル・オルネクス社製)、及び「アロニックスM-5300」(東亞合成社製)の商品名として市販されており、これら市販品を用いることができる。
(メタ)アクリレート(a3-1)として、例えば、β-ヒドロキシエチルアクリレート、及びω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、例えば「β-CEA」(ダイセル・オルネクス社製)、及び「アロニックスM-5300」(東亞合成社製)の商品名として市販されており、これら市販品を用いることができる。
((メタ)アクリレート(a3-2))
(メタ)アクリレート(a3-2)は、一般式(2)で表される(メタ)アクリレートである。
(式中、R2は水素原子又はメチル基、R3は2価の炭化水素基、pは1~5の整数を示す。)
(メタ)アクリレート(a3-2)は、一般式(2)で表される(メタ)アクリレートである。
一般式(2)において、pは1~5の整数を示す。pは、粘着力、保持力、及び曲面接着性の両立の観点から、1~5の整数であってよいが、好ましくは1~3の整数である。R3は2価の炭化水素基を示す。
炭化水素基として、例えば、アルキレン基等の飽和脂肪族炭化水素基、シクロアルキレン基等の飽和脂環族炭化水素基、フェニレン基等の芳香族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、または不飽和脂環族炭化水素基などが挙げられる。
これらのなかでも、柔軟性付与による粘着力向上の観点から、R3は、飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましい。R3は、アルキレン基であることがより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基であることがさらに好ましい。
炭化水素基として、例えば、アルキレン基等の飽和脂肪族炭化水素基、シクロアルキレン基等の飽和脂環族炭化水素基、フェニレン基等の芳香族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、または不飽和脂環族炭化水素基などが挙げられる。
これらのなかでも、柔軟性付与による粘着力向上の観点から、R3は、飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましい。R3は、アルキレン基であることがより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基であることがさらに好ましい。
(メタ)アクリレート(a3-2)は、常法により製造したものであっても、市販のモノマーから適宜選択したものであってもよい。
(メタ)アクリレート(a3-2)として、例えば、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフマル酸、及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸等が挙げられる。これらのモノマーは、例えば、「ライトエステルHO-MS」、「HOA-MS(N)」、「ライトアクリレートHOA-HH(N)」及び「HOA-MPL(N)」(共栄社化学社製)の商品名として市販されており、これら市販品を用いることができる。
(メタ)アクリレート(a3-2)として、例えば、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフマル酸、及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸等が挙げられる。これらのモノマーは、例えば、「ライトエステルHO-MS」、「HOA-MS(N)」、「ライトアクリレートHOA-HH(N)」及び「HOA-MPL(N)」(共栄社化学社製)の商品名として市販されており、これら市販品を用いることができる。
(メタ)アクリレート(a3)は、(メタ)アクリレート(a3-1)、及び(メタ)アクリレート(a3-2)に加えて、これら以外の、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)をさらに含有してもよい。
その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)としては、例えば(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)としては、例えば(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
(メタ)アクリレート(a3)として、(メタ)アクリレート(a3-1)又は(メタ)アクリレート(a3-2)を使用することで、側鎖の末端に存在するカルボシキル基、及び(メタ)アクリレート(a2)由来の大きな脂肪族環式構造が、高極性被着体又は低極性被着体に密着することを互いに妨害せず、高極性被着体への粘着力と低極性被着体への粘着力との両立が可能となる。
(メタ)アクリル酸のような側鎖が短いカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートに比べて、(メタ)アクリレート(a3-1)及び(メタ)アクリレート(a3-2)は、アクリルポリマーの主鎖とカルボキシル基との距離が離れている。そのため、(メタ)アクリレート(a2)由来の大きな脂肪族環式構造に邪魔されることなく、高極性被着体に対してより優れた密着性を得ることができる。また、側鎖が長すぎないことで、低極性被着体に対する(メタ)アクリレート(a2)由来の脂肪族環式構造の密着を妨害することを抑制できる。
一実施形態において、(メタ)アクリレート(a3)の全質量を基準(100質量%)として、(メタ)アクリレート(a3-1)及び(メタ)アクリレート(a3-2)以外の、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は43質量%以下であってよい。一実施形態において、(メタ)アクリレート(a3)は、(メタ)アクリレート(a3-1)及び(メタ)アクリレート(a3-2)と、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)とを含み、(メタ)アクリレート(a3)100質量%中の、(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は0.1質量%を超え、43質量%以下であってよい。他の実施形態において、(メタ)アクリレート(a3)は、(メタ)アクリレート(a3-1)と(メタ)アクリレート(a3-2)とのみを含み、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)を含まない。すなわち、(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は0質量%であってもよい。
(メタ)アクリレート(a3-1)及び(メタ)アクリレート(a3-2)以外の(メタ)アクリレート(a3)成分の含有量は、少ないほど好ましい。一実施形態において、上記成分の含有量は、(メタ)アクリレート(a3)の合計100質量%中に、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。上記含有量は0質量%であってもよい。上記含有量を40質量%以下に調整した場合、高極性被着体及び低極性被着体の双方に対して優れた粘着力を容易に得ることができるために好ましい。
(メタ)アクリレート(a3-1)及び(メタ)アクリレート(a3-2)以外の(メタ)アクリレート(a3)成分の含有量は、少ないほど好ましい。一実施形態において、上記成分の含有量は、(メタ)アクリレート(a3)の合計100質量%中に、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。上記含有量は0質量%であってもよい。上記含有量を40質量%以下に調整した場合、高極性被着体及び低極性被着体の双方に対して優れた粘着力を容易に得ることができるために好ましい。
[(メタ)アクリレート(a4)]
(メタ)アクリレート(a4)は、水酸基を有する(メタ)アクリレートである。上記実施形態において、上記モノマー混合物は、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含むことができる。
水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含有することで、凝集力を発現しやすく、優れた保持力と曲面接着性とを容易に得ることができるために好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)は、モノマー混合物100質量%中に、0.05~3質量%の含有量で使用することが好ましい。上記含有量は0.1~2質量%がより好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を0.05~3質量%の含有量で使用した場合、粘着剤層の凝集力が向上、保持力及び曲面接着性の向上がより容易になる。
(メタ)アクリレート(a4)は、水酸基を有する(メタ)アクリレートである。上記実施形態において、上記モノマー混合物は、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含むことができる。
水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含有することで、凝集力を発現しやすく、優れた保持力と曲面接着性とを容易に得ることができるために好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)は、モノマー混合物100質量%中に、0.05~3質量%の含有量で使用することが好ましい。上記含有量は0.1~2質量%がより好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を0.05~3質量%の含有量で使用した場合、粘着剤層の凝集力が向上、保持力及び曲面接着性の向上がより容易になる。
水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)は、例えば、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、酸3-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、及び8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、並びにポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリルレート、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレートなどのグリコールモノ(メタ)アクリレート、等が挙げられる。これらのなかでも、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
[その他モノマー]
その他モノマーは、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)、水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)以外の、その他(メタ)アクリレートと、(メタ)アクリレート以外のモノマーである。
その他モノマーは、粘着剤の粘着力、保持力、及び曲面接着性を損なわない範囲で用いることができる。具体的には、(メタ)アクリレート(a1)以外のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。他の具体例として、例えばアミド結合を有するモノマー、エポキシ基を有するモノマー、アミノ基を有するモノマー、芳香環を有するモノマー、アルコキシ(ポリ)アルキレンオキサイドを有するモノマー、及びその他ビニルモノマー等が挙げられる。
その他モノマーは、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)、水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)以外の、その他(メタ)アクリレートと、(メタ)アクリレート以外のモノマーである。
その他モノマーは、粘着剤の粘着力、保持力、及び曲面接着性を損なわない範囲で用いることができる。具体的には、(メタ)アクリレート(a1)以外のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。他の具体例として、例えばアミド結合を有するモノマー、エポキシ基を有するモノマー、アミノ基を有するモノマー、芳香環を有するモノマー、アルコキシ(ポリ)アルキレンオキサイドを有するモノマー、及びその他ビニルモノマー等が挙げられる。
上記(メタ)アクリレート(a1)以外のアルキル(メタ)アクリレートモノマーは、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-オクタデシル(メタ)アクリレート、及びイソオクタデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリレート(a1)以外のアルキル(メタ)アクリレートモノマーを用いる場合、その含有量は、モノマー混合物100質量%中、0.1~20質量%であることが好ましい。
(メタ)アクリレート(a1)以外のアルキル(メタ)アクリレートモノマーを用いる場合、その含有量は、モノマー混合物100質量%中、0.1~20質量%であることが好ましい。
アミド結合を有するモノマーは、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N、N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、及びN-(ブトキシメチル)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系化合物、並びにN-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、及びアクリロイルモルホリン等の複素環含有化合物等が挙げられる。
エポキシ基を有するモノマーは、例えば、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、及び3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノ基を有するモノマーは、例えば、モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、及びモノエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のモノアルキルアミノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミド結合を有するモノマー、エポキシ基を有するモノマー、及びアミノ基を有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、それぞれ0.1~1質量%であることが好ましい。
エポキシ基を有するモノマーは、例えば、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、及び3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノ基を有するモノマーは、例えば、モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、及びモノエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のモノアルキルアミノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミド結合を有するモノマー、エポキシ基を有するモノマー、及びアミノ基を有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、それぞれ0.1~1質量%であることが好ましい。
芳香環を有するモノマーは、例えば、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、及びエチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香環を有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
芳香環を有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
アルコキシ(ポリ)アルキレンオキサイドを有するモノマーは、例えば、2-メトキシエチルアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、及びフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アルコキシ(ポリ)アルキレンオキサイドを有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
アルコキシ(ポリ)アルキレンオキサイドを有するモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
その他ビニルモノマーは、例えば、酢酸ビニル、及びアクリロニトリルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
その他ビニルモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
その他ビニルモノマーを用いる場合、その含有率は、モノマー混合物100質量%中、0.1~10質量%であることが好ましい。
[共重合体(A)の製造]
共重合体(A)は、例えば、モノマー混合物に重合開始剤を加え、溶液重合することで得ることができる。上記溶液重合に使用する溶剤は、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、ヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、n-プロパノール、及びイソプロパノール等が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。
共重合体(A)は、例えば、モノマー混合物に重合開始剤を加え、溶液重合することで得ることができる。上記溶液重合に使用する溶剤は、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、ヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、n-プロパノール、及びイソプロパノール等が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。
溶液重合は、モノマー混合物の100質量部に対して、重合開始剤を0.001~1質量部程度加えて重合を行うことが好ましい。通常、重合は、窒素気流下で、50℃~90℃程度の温度で、6時間~20時間にわたって行うことができる。また、重合の際、連鎖移動剤を使用して、共重合体の重量平均分子量を適宜調整することができる。
一実施形態において、共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、30万~150万が好ましく、50万~130万がより好ましく、60万~120万がさらに好ましい。Mwを30万~150万の範囲に調整した場合、粘着力、保持力、及び曲面接着性の両立が容易になる。なお、本明細書に記載する重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定したポリスチレン換算の値である。
連鎖移動剤は、例えば、n-ドデシルメルカプタン、メルカプトイソブチルアルコール、メルカプト酢酸、2-メルカプトエタノール、チオグリコール酸、チオグルコール酸2-エチルヘキシル、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール、グリシジルメルカプタン、α-メチルスチレンダイマー、四塩化炭素、クロロホルム、及びハイドロキノン等が挙げられる。連鎖移動剤は、モノマー混合物の100質量部に対して、0.01~1質量部程度を使用できる。
重合開始剤は、一般的に、アゾ系化合物及び有機過酸化物である。
アゾ系化合物は、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2'-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、及び2,2'-アゾビス(2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)等が挙げられる。
有機過酸化物は、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、及びジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
アゾ系化合物は、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2'-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、及び2,2'-アゾビス(2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)等が挙げられる。
有機過酸化物は、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、及びジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
<硬化剤(B)>
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらに硬化剤(B)を含む。硬化剤を含むことで、凝集力を向上させ、保持力と曲面接着性とを実用レベルまで向上できる。硬化剤(B)は、例えば、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アジリジン系硬化剤、金属キレート系硬化剤、アミン系硬化剤、及びアミノ樹脂系硬化剤等が挙げられる。
これらのなかでも、より優れた保持力と曲面接着性とを得られる点から、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤及び金属キレート系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらに硬化剤(B)を含む。硬化剤を含むことで、凝集力を向上させ、保持力と曲面接着性とを実用レベルまで向上できる。硬化剤(B)は、例えば、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アジリジン系硬化剤、金属キレート系硬化剤、アミン系硬化剤、及びアミノ樹脂系硬化剤等が挙げられる。
これらのなかでも、より優れた保持力と曲面接着性とを得られる点から、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤及び金属キレート系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
イソシアネート系硬化剤は、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルイソシアネート等のジイソシアネートと、トリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、そのビュレット体、及びそのイソシアヌレート体、並びに上記ジイソシアネートと、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、及びポリイソプレンポリオール等のうちのいずれかのポリオールとのアダクト体などの、分子内に3個以上のイソシアネート基を有する化合物;
トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルイソシアネート等のジイソシアネート、並びにヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体等の、分子内に2個のイソシアネート基を有する化合物;等が挙げられる。
これらのなかでも、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体が、粘着物性を容易に調整できるため好ましい。なお、イソシアネート基の個数は平均個数である。
トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルイソシアネート等のジイソシアネート、並びにヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体等の、分子内に2個のイソシアネート基を有する化合物;等が挙げられる。
これらのなかでも、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体が、粘着物性を容易に調整できるため好ましい。なお、イソシアネート基の個数は平均個数である。
エポキシ系硬化剤は、例えば、ビスフェノールA-エピクロロヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1、3-ビス(N、N'-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N',N'-テトラグリシジルアミノフェニルメタン等が挙げられる。
金属キレート系硬化剤は、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム、及びジルコニウムなどの多価金属と、アセチルアセトン又はアセト酢酸エチルとの配位化合物等が挙げられる。
硬化剤(B)のうち、イソシアネート系硬化剤の含有量は、アクリル系共重合体100質量部に対して、0.1~3質量部であることが好ましい。エポキシ系硬化剤の含有量は、アクリル系共重合体100質量部に対して、0.01~0.5質量部であることが好ましい。金属キレート系硬化剤の含有量は、0.1~2質量部であることが好ましい。上記範囲の含有量で、硬化剤(B)を使用した場合、粘着力と保持力との両立が容易になる。
<粘着付与樹脂>
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらに粘着付与樹脂を含んでもよい。
粘着付与樹脂は、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂等が挙げられ、このなかでも、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂、及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。これらの粘着付与樹脂を含むことで、粘着力をより向上できる。
さらに、ロジン系粘着付与樹脂と合成炭化水素系粘着付与樹脂とを併用して用いることで、相溶性と、高極性被着体及び低極性被着体への粘着力の両立とが、より容易になるために好ましい。
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらに粘着付与樹脂を含んでもよい。
粘着付与樹脂は、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂等が挙げられ、このなかでも、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂、及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。これらの粘着付与樹脂を含むことで、粘着力をより向上できる。
さらに、ロジン系粘着付与樹脂と合成炭化水素系粘着付与樹脂とを併用して用いることで、相溶性と、高極性被着体及び低極性被着体への粘着力の両立とが、より容易になるために好ましい。
ロジン系粘着付与樹脂は、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジンの未変性ロジンをアルコールなどでエステル化したロジンエステル;未変性ロジンを変性した不均化ロジン、重合ロジン、水添ロジンなどの変性ロジン;これら変性ロジンをさらにアルコールなどでエステル化した不均化ロジンエステル、重合ロジンエステル、水添ロジンエステルなどの変性ロジンエステル、及び上記未変性ロジンにフェノールを付加したロジンフェノール等が好ましい。
これらのなかでも、粘着力及び透明性がより向上することから、ロジンエステル、及び変性ロジンエステルが好ましい。なお、ロジンエステル及び変性ロジンエステルには、エステル化に用いたアルコールなどの水酸基の一部が未反応で残存している場合もある。エステル化に用いるアルコールは、メタノールなどの単官能アルコール、エチレングリコールなどの2官能アルコール、グリセリンなどの3官能アルコール、及びペンタエリスリトールなどの4官能アルコールが挙げられる。アクリル系共重合体との相溶性を考慮すると3官能以下のアルコールが好ましい。
これらのなかでも、粘着力及び透明性がより向上することから、ロジンエステル、及び変性ロジンエステルが好ましい。なお、ロジンエステル及び変性ロジンエステルには、エステル化に用いたアルコールなどの水酸基の一部が未反応で残存している場合もある。エステル化に用いるアルコールは、メタノールなどの単官能アルコール、エチレングリコールなどの2官能アルコール、グリセリンなどの3官能アルコール、及びペンタエリスリトールなどの4官能アルコールが挙げられる。アクリル系共重合体との相溶性を考慮すると3官能以下のアルコールが好ましい。
合成炭化水素系粘着剤付与樹脂は、例えば、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、アクリル系重合体との相溶性が良く粘着性能がより向上できる点から、スチレン系樹脂が好ましい。
一実施形態において、粘着剤組成物で用いられる粘着付与樹脂としては、高極性被着体及び低極性被着体に対する粘着力を両立するという観点で、ロジン系粘着付与樹脂、及び合成炭化水素系粘着付与樹脂が好ましい。合成炭化水素系粘着付与樹脂がより好ましい。
粘着付与樹脂の軟化点は、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。また、軟化点の上限は、170℃が好ましく、160℃がより好ましく、155℃がさらに好ましい。粘着付与樹脂の軟化点が80~170℃である場合、粘着力と保持力とを高いレベルで両立し易くなる。なお、軟化点は、JISK5902に規定されている乾球法にしたがって測定した軟化温度である。
粘着付与樹脂は、共重合体(A)100質量部に対して、10~50質量部の割合で使用することが好ましく、15~40質量部がより好ましい。粘着付与樹脂を10~50質量部の割合で使用した場合、粘着力、凝集力、及び曲面接着性をより容易に両立することができる。
<ポリオレフィン>
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらにポリオレフィンを含むことができる。粘着剤組成物がポリオレフィンを含む場合、ポリオレフィン製の低極性被着体に対する粘着力を向上できる。
一実施形態において、粘着剤組成物は、さらにポリオレフィンを含むことができる。粘着剤組成物がポリオレフィンを含む場合、ポリオレフィン製の低極性被着体に対する粘着力を向上できる。
ポリオレフィンは、塩素化されているポリオレフィン(以下、塩素化ポリオレフィン)と、塩素化されていないポリオレフィン(以下、非塩素化ポリオレフィン)に分類される。
塩素化ポリオレフィンは、例えば、塩素化ポリプロピレン、酸変性塩素化ポリプロピレン、アクリル変性塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、及び塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー等が挙げられる。これらのなかでも、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、塩素化ポリプロピレン、酸変性塩素化ポリプロピレン、及びアクリル変性塩素化ポリプロピレンが好ましい。塩素化ポリプロピレンがより好ましい。塩素化ポリオレフィンにおける塩素含有率は、ポリオレフィン製の低極性被着体に対する粘着力の向上効果が高いという観点から、20%以上~45%以下が好ましく、28%以上~45%以下がより好ましい。
塩素化ポリオレフィンは、例えば、塩素化ポリプロピレン、酸変性塩素化ポリプロピレン、アクリル変性塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、及び塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー等が挙げられる。これらのなかでも、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、塩素化ポリプロピレン、酸変性塩素化ポリプロピレン、及びアクリル変性塩素化ポリプロピレンが好ましい。塩素化ポリプロピレンがより好ましい。塩素化ポリオレフィンにおける塩素含有率は、ポリオレフィン製の低極性被着体に対する粘着力の向上効果が高いという観点から、20%以上~45%以下が好ましく、28%以上~45%以下がより好ましい。
非塩素化ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、αオレフィン-プロピレンコポリマー、エチレン-酢酸ビニルコポリマー、ポリブテン、マレイン化ポリプロピレン、マレイン化ポリブテン、ポリブタジエン及びその水素化物、ポリイソプレン及びその水素化物、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化ポリイソプレン、ポリブタジエンポリオール及びその水素化物、ポリイソプレンポリオール及びその水素化物、並びにプロセスオイル及び流動パラフィン等の潤滑油、等が挙げられる。
これらのなかでも、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、αオレフィン-ポリプロピレンコポリマー、マレイン化ポリプロピレン、ポリブテン、及び潤滑油が好ましい。潤滑油としては、パラフィン系潤滑油、ナフテン系潤滑油等が好ましい。粘着剤組成物で用いられるポリオレフィンとして、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、塩素化ポリオレフィンが好ましい。そのなかでも、塩素化ポリプロピレンがより好ましい。
これらのなかでも、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、αオレフィン-ポリプロピレンコポリマー、マレイン化ポリプロピレン、ポリブテン、及び潤滑油が好ましい。潤滑油としては、パラフィン系潤滑油、ナフテン系潤滑油等が好ましい。粘着剤組成物で用いられるポリオレフィンとして、溶解性に優れ、かつポリオレフィン製被着体への粘着力が高いという観点から、塩素化ポリオレフィンが好ましい。そのなかでも、塩素化ポリプロピレンがより好ましい。
ポリオレフィンは、共重合体(A)の100質量部に対して、0.01~10質量部の割合で使用することが好ましく、0.02~5質量部がより好ましい。ポリオレフィンを0.01~10質量部の割合で使用した場合、低極性被着体に対する粘着力、凝集力、及び曲面接着性をより容易に両立することができる。
粘着剤組成物は、さらに、任意成分として、難燃助剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、ワックス、乳剤、磁性体、および誘電特性調整剤を含むことができる。
2.粘着シート
本発明の他の実施形態は、上記実施形態の粘着剤組成物から形成した粘着剤層を備える粘着シートに関する。
一実施形態において、粘着シートは、基材と、上記実施形態の粘着剤組成物(以下、粘着剤と称する場合もある)から形成した粘着剤層とを備えていることが好ましい。また、別の態様として、芯材の両面に粘着剤層を有する両面粘着シート、又は、基材及び芯材を有さずに、粘着剤層のみで構成されたキャスト粘着シートも好ましい。上記粘着剤層は、粘着剤を基材上に塗工し、乾燥することで形成できる。別法として、粘着剤を剥離性シート上に塗工し、乾燥して粘着剤層を形成した後、基材を貼り合わせることによって形成できる。なお、粘着剤層の基材と接しない面に、通常、剥離性シートを貼り合わせて保管する。
本発明の他の実施形態は、上記実施形態の粘着剤組成物から形成した粘着剤層を備える粘着シートに関する。
一実施形態において、粘着シートは、基材と、上記実施形態の粘着剤組成物(以下、粘着剤と称する場合もある)から形成した粘着剤層とを備えていることが好ましい。また、別の態様として、芯材の両面に粘着剤層を有する両面粘着シート、又は、基材及び芯材を有さずに、粘着剤層のみで構成されたキャスト粘着シートも好ましい。上記粘着剤層は、粘着剤を基材上に塗工し、乾燥することで形成できる。別法として、粘着剤を剥離性シート上に塗工し、乾燥して粘着剤層を形成した後、基材を貼り合わせることによって形成できる。なお、粘着剤層の基材と接しない面に、通常、剥離性シートを貼り合わせて保管する。
上記粘着剤を塗工する際に、溶液重合で先に説明した溶剤を添加して、粘度を調整することができる。
上記基材は、例えば、セロハン、プラスチック、ゴム、発泡体、布帛、ゴムびき布、樹脂含浸布、ガラス、及び木材等が好ましい。基材の形状は、板状及びフィルム状を選択できるが、取り扱いが容易であるフィルム状が好ましい。基材は、1種を単独で使用しても、又は2種以上を組合せた積層体を使用できる。
上記プラスチックは、例えば、ポリビニルアルコール、トリアセチルセルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリノルボルネン、ポリアリレート、ポリアクリル、ポリフェニレンサルファイドム、ポリスチレン、ポリアミド、及びポリイミド、等が挙げられる。
粘着剤の塗工方法は、特に制限はなく、例えば、マイヤーバー、アプリケーター、刷毛、スプレー、ローラー、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、ナイフコーター、リバースコ-ター、及びスピンコーター等が挙げられる。塗工に際して、乾燥工程を行うことが好ましい。
乾燥装置は、特に制限はなく、例えば、熱風乾燥機、赤外線ヒーター、及び減圧法等が挙げられる。乾燥温度は、通常60~160℃程度である。
粘着剤層の厚さは、1~20μmが好ましく、1~15μmがより好ましく、1~10μmであることがさらに好ましい。上記実施形態の粘着剤組成物は、1~20μmといった薄膜であっても、粘着力、保持力、及び曲面接着性の全てについて、優れた特性を得ることができる。
乾燥装置は、特に制限はなく、例えば、熱風乾燥機、赤外線ヒーター、及び減圧法等が挙げられる。乾燥温度は、通常60~160℃程度である。
粘着剤層の厚さは、1~20μmが好ましく、1~15μmがより好ましく、1~10μmであることがさらに好ましい。上記実施形態の粘着剤組成物は、1~20μmといった薄膜であっても、粘着力、保持力、及び曲面接着性の全てについて、優れた特性を得ることができる。
本発明の一実施形態である粘着シートは、被着体を選ばずに、様々な用途で使用できる。被着体は、ポリオレフィンなどのプラスチック、ガラス、ダンボール、及び金属等といった、高極性から低極性にわたる様々な被着体であってよい。
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、実施例に記載する「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。また、表中の配合量は、質量部であり、溶剤以外は、不揮発分換算値である。表中の空欄は、配合がないことを表す。
なお、共重合体の重量平均分子量(Mw)と酸価の測定は、次の方法により行なった。
<重量平均分子量(Mw)の測定>
重量平均分子量の測定はGPCを用いた。GPCは溶媒(THF;テトラヒドロフラン)に溶解した物質をその分子サイズの差によって分離定量する液体クロマトグラフィーであり、重量平均分子量の決定はポリスチレン換算で行った。
装置名:島津製作所製、LC-GPCシステム「Prominence」
カラム:東ソー社製GMHXL4本、東ソー社製HXL-H1本を直列に連結した。
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0ml/min
カラム温度:40℃
<重量平均分子量(Mw)の測定>
重量平均分子量の測定はGPCを用いた。GPCは溶媒(THF;テトラヒドロフラン)に溶解した物質をその分子サイズの差によって分離定量する液体クロマトグラフィーであり、重量平均分子量の決定はポリスチレン換算で行った。
装置名:島津製作所製、LC-GPCシステム「Prominence」
カラム:東ソー社製GMHXL4本、東ソー社製HXL-H1本を直列に連結した。
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0ml/min
カラム温度:40℃
<酸価の測定>
共栓三角フラスコ中に試料1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて、上記試料を溶解した後、0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液にて滴定した。酸価(単位:mgKOH/g)は、次式により求めた。なお、酸価は、乾燥した試料の数値とした。
酸価={(5.61×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
S:試料の採取量(g)
a:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液のファクター
共栓三角フラスコ中に試料1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて、上記試料を溶解した後、0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液にて滴定した。酸価(単位:mgKOH/g)は、次式により求めた。なお、酸価は、乾燥した試料の数値とした。
酸価={(5.61×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
S:試料の採取量(g)
a:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液のファクター
(共重合体(A-1)の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、及び窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、窒素雰囲気下、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート70.8部、イソボルニルアクリレート5部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.2部、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM-5300)2部、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))2部、酢酸エチル70部、及び2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.015部をそれぞれ仕込んだ。これらを撹拌しながら加熱を行い、重合反応の開始を確認して、還流温度で2時間反応した。次いで、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.03部を反応溶液に添加し、6時間反応を継続した。その後、反応容器を冷却し、酢酸エチル130部を加え、重量平均分子量90万の共重合体(A-1)溶液を得た。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、及び窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、窒素雰囲気下、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート70.8部、イソボルニルアクリレート5部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.2部、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM-5300)2部、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))2部、酢酸エチル70部、及び2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.015部をそれぞれ仕込んだ。これらを撹拌しながら加熱を行い、重合反応の開始を確認して、還流温度で2時間反応した。次いで、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.03部を反応溶液に添加し、6時間反応を継続した。その後、反応容器を冷却し、酢酸エチル130部を加え、重量平均分子量90万の共重合体(A-1)溶液を得た。
(共重合体(A-2~11、A’-1~4)の製造)
モノマーの種類及び配合量を表1に記載のとおりに変えた以外は、共重合体(A-1)と同様の方法によって、共重合体(A-2~11、A’-1~4)を得た。
モノマーの種類及び配合量を表1に記載のとおりに変えた以外は、共重合体(A-1)と同様の方法によって、共重合体(A-2~11、A’-1~4)を得た。
(共重合体(A-12)の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、及び窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、窒素雰囲気下、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート70.8部、イソボルニルアクリレート5部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.2部、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))4部、酢酸エチル35部、メチルエチルケトン35部、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.015部をそれぞれ仕込んだ。これらを撹拌しながら加熱を行い、重合反応の開始を確認して、還流温度で2時間反応した。次いで、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.03部を反応溶液に添加し、6時間反応を継続した。その後、反応容器を冷却し、酢酸エチル130部を加え、重量平均分子量40万の共重合体(A-12)溶液を得た。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、及び窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、窒素雰囲気下、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート70.8部、イソボルニルアクリレート5部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.2部、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))4部、酢酸エチル35部、メチルエチルケトン35部、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.015部をそれぞれ仕込んだ。これらを撹拌しながら加熱を行い、重合反応の開始を確認して、還流温度で2時間反応した。次いで、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル0.03部を反応溶液に添加し、6時間反応を継続した。その後、反応容器を冷却し、酢酸エチル130部を加え、重量平均分子量40万の共重合体(A-12)溶液を得た。
表1の略号を以下に記載する。
2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
BA:n-ブチルアクリレート
CHA:シクロヘキシルアクリレート
IBXA:イソボルニルアクリレート
DCPA:ジシクロペンタニルアクリレート
M-5300:ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM-5300)
β-CEA:β-カルボキシエチルアクリレート(ダイセル・オルネクス者製、β-CEA)
HOA-MS(N):2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))
HOA-HH:2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸(共栄社化学社製、ライトアクリレートHOA-HH)
AA:アクリル酸
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
BA:n-ブチルアクリレート
CHA:シクロヘキシルアクリレート
IBXA:イソボルニルアクリレート
DCPA:ジシクロペンタニルアクリレート
M-5300:ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM-5300)
β-CEA:β-カルボキシエチルアクリレート(ダイセル・オルネクス者製、β-CEA)
HOA-MS(N):2-アクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学社製、HOA-MS(N))
HOA-HH:2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸(共栄社化学社製、ライトアクリレートHOA-HH)
AA:アクリル酸
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
I.粘着剤組成物、粘着シートの作製
(実施例1)
共重合体(A-1)100部に対して、硬化剤としてトリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体1.0部(不揮発分換算)、ロジン系粘着付与樹脂であるペンセルD-125(荒川化学社製)10部、合成炭化水素系粘着付与樹脂であるFTR6100(三井化学社製)10部、及びポリオレフィンであるスーパークロン360T(日本製紙社製)1部、をそれぞれ配合し、さらに溶剤として酢酸エチルを加えて、不揮発分を30%に調整して、粘着剤組成物を得た。
(実施例1)
共重合体(A-1)100部に対して、硬化剤としてトリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体1.0部(不揮発分換算)、ロジン系粘着付与樹脂であるペンセルD-125(荒川化学社製)10部、合成炭化水素系粘着付与樹脂であるFTR6100(三井化学社製)10部、及びポリオレフィンであるスーパークロン360T(日本製紙社製)1部、をそれぞれ配合し、さらに溶剤として酢酸エチルを加えて、不揮発分を30%に調整して、粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物を、厚さ38μmの剥離性シート(ポリエチレンテレフタレート製)上に、乾燥後の厚さが10μmになるようにコンマコーターを用いて塗工を行い、100℃で2分間乾燥することで粘着剤層を形成した。次いで、この粘着剤層に、厚さ25μmの基材(ポリエチレンテレフタレート製、以下、PETシートという)を貼り合せ、温度23℃、相対湿度50%の条件で、1週間熟成することによって、「剥離性シート/粘着剤層/PETシート」の構成を有する粘着シートを得た。
(実施例2~25、比較例1~4)
組成と配合量を表2、3に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2~25及び比較例1~4の粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
組成と配合量を表2、3に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2~25及び比較例1~4の粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
II.粘着シートの評価
得られた粘着シートを以下の方法で評価した。結果を表2、3に示す。
(1)粘着力
得られた粘着シートを幅25mm及び縦100mmの大きさに準備した。23℃相対湿度50%雰囲気下、前記粘着シートから剥離性シートを剥がして露出した粘着剤層をステンレス(SUS)板に貼り付け、2kgロールで1往復圧着した。24時間放置した後に引張試験機を用いて180度方向に300mm/分の速度で引き剥がす180°ピール試験において粘着力を測定し、下記の評価基準に基づいて評価を行った。(JIS Z 0237:2000に準拠)
(評価基準)
A:粘着力が12N以上であり、非常に良好
B:粘着力が10N以上12N未満であり、良好
C:粘着力が6N以上10N未満であり、実用可
D:粘着力が6N未満であり、実用不可
上記同様にポリプロピレン(PP)板に対して粘着力を測定し、下記の評価基準に基づいて評価を行った。
(評価基準)
A:粘着力が12N以上であり、非常に良好
B:粘着力が10N以上12N未満であり、良好
C:粘着力が6N以上10N未満であり、実用可
D:粘着力が6N未満であり、実用不可
得られた粘着シートを以下の方法で評価した。結果を表2、3に示す。
(1)粘着力
得られた粘着シートを幅25mm及び縦100mmの大きさに準備した。23℃相対湿度50%雰囲気下、前記粘着シートから剥離性シートを剥がして露出した粘着剤層をステンレス(SUS)板に貼り付け、2kgロールで1往復圧着した。24時間放置した後に引張試験機を用いて180度方向に300mm/分の速度で引き剥がす180°ピール試験において粘着力を測定し、下記の評価基準に基づいて評価を行った。(JIS Z 0237:2000に準拠)
(評価基準)
A:粘着力が12N以上であり、非常に良好
B:粘着力が10N以上12N未満であり、良好
C:粘着力が6N以上10N未満であり、実用可
D:粘着力が6N未満であり、実用不可
上記同様にポリプロピレン(PP)板に対して粘着力を測定し、下記の評価基準に基づいて評価を行った。
(評価基準)
A:粘着力が12N以上であり、非常に良好
B:粘着力が10N以上12N未満であり、良好
C:粘着力が6N以上10N未満であり、実用可
D:粘着力が6N未満であり、実用不可
(2)保持力
得られた粘着シートを幅25mm及び長さ100mmの大きさに切り取り試料とした。次いで23℃相対湿度50%雰囲気下、JIS Z 0237に準拠して、試料から剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層の先端部幅25mm及び長さ25mm部分を研磨したステンレス(SUS)板に貼着し、2kgロールで1往復圧着した後、70℃雰囲気で1kgの荷重をかけ、7万秒保持した。評価は、SUS板から試料が落下した場合はその秒数を示す。試料が落下しなかった場合は、粘着剤層とSUS板の接着先端部が、荷重により下にずれたmm数を示す。評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:試料のずれが0.05mm未満、非常に良好
B:試料のずれが0.05mm以上0.2mm未満であり、良好
C:試料のずれが0.2mm以上で落下なし、実用可
D:試料が落下、実用不可
得られた粘着シートを幅25mm及び長さ100mmの大きさに切り取り試料とした。次いで23℃相対湿度50%雰囲気下、JIS Z 0237に準拠して、試料から剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層の先端部幅25mm及び長さ25mm部分を研磨したステンレス(SUS)板に貼着し、2kgロールで1往復圧着した後、70℃雰囲気で1kgの荷重をかけ、7万秒保持した。評価は、SUS板から試料が落下した場合はその秒数を示す。試料が落下しなかった場合は、粘着剤層とSUS板の接着先端部が、荷重により下にずれたmm数を示す。評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:試料のずれが0.05mm未満、非常に良好
B:試料のずれが0.05mm以上0.2mm未満であり、良好
C:試料のずれが0.2mm以上で落下なし、実用可
D:試料が落下、実用不可
(3)曲面接着性
得られた粘着シートを使用して、23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室において、幅15mm及び長さ25mmの測定試料を作製した。この測定試料から剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層を、10mmφの円筒状ポリプロピレン(PP)樹脂の円周方向に貼り付け、72時間放置した。その後、さらに80℃雰囲気下で24時間放置した。その後、貼り付けられた測定試料の末端部分の剥がれた状態を目視で観察し、下記基準で評価した。
(評価基準)
A:末端部分に剥がれがなく、非常に良好
B:末端部分に剥がれが長さ3mm未満であり、良好
C:末端部分の剥がれが長さ3mm以上8mm未満であり、実用可
D:末端部分の剥がれが長さ8mm以上であり、実用不可
得られた粘着シートを使用して、23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室において、幅15mm及び長さ25mmの測定試料を作製した。この測定試料から剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層を、10mmφの円筒状ポリプロピレン(PP)樹脂の円周方向に貼り付け、72時間放置した。その後、さらに80℃雰囲気下で24時間放置した。その後、貼り付けられた測定試料の末端部分の剥がれた状態を目視で観察し、下記基準で評価した。
(評価基準)
A:末端部分に剥がれがなく、非常に良好
B:末端部分に剥がれが長さ3mm未満であり、良好
C:末端部分の剥がれが長さ3mm以上8mm未満であり、実用可
D:末端部分の剥がれが長さ8mm以上であり、実用不可
表2、3における略号を以下に記載する。
<粘着付与樹脂>
D-125:ペンセルD-125(荒川化学社製、ロジン系粘着付与樹脂)
FTR6100:FTR6100(三井化学社製、合成炭化水素系粘着付与樹脂(スチレン系粘着付与樹脂))
T115:YSポリスターT115(ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール系粘着付与樹脂)
PX1000:YSレジンPX1000(ヤスハラケミカル社製、テルペン系粘着付与樹脂)
<ポリオレフィン>
360T:スーパークロン360T(日本製紙社製、塩素化ポリプロピレン、塩素含有率31%)
930:スーパークロン930(日本製紙社製、塩素化ポリプロピレン、塩素含有率21%)
<硬化剤>
TDI/TMP:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(不揮発分37.5%)
TETRAD-X:N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン(三菱ガス化学社製)
アルミキレートA:アルミニウムトリスアセチルアセトネート(川研ファインケミカル社製)
ケミタイトPZ-33:トリメチロールプロパントリス[3-(アジリジン-1-イル)プロピオナート](日本触媒社製)
<粘着付与樹脂>
D-125:ペンセルD-125(荒川化学社製、ロジン系粘着付与樹脂)
FTR6100:FTR6100(三井化学社製、合成炭化水素系粘着付与樹脂(スチレン系粘着付与樹脂))
T115:YSポリスターT115(ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール系粘着付与樹脂)
PX1000:YSレジンPX1000(ヤスハラケミカル社製、テルペン系粘着付与樹脂)
<ポリオレフィン>
360T:スーパークロン360T(日本製紙社製、塩素化ポリプロピレン、塩素含有率31%)
930:スーパークロン930(日本製紙社製、塩素化ポリプロピレン、塩素含有率21%)
<硬化剤>
TDI/TMP:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(不揮発分37.5%)
TETRAD-X:N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン(三菱ガス化学社製)
アルミキレートA:アルミニウムトリスアセチルアセトネート(川研ファインケミカル社製)
ケミタイトPZ-33:トリメチロールプロパントリス[3-(アジリジン-1-イル)プロピオナート](日本触媒社製)
表2、3に示すように、本発明の一実施形態である粘着シートは、高極性被着体であるステンレス板と低極性被着体であるポリプロピレン板の両方に対する粘着力に優れ、さらに保持力、及び曲面接着性にも優れていることが確認できた。これに対し、比較例の粘着シートでは、いずれかの評価項目が不良となっており、実用上問題があり、実用不可であることが分かる。
Claims (11)
- 共重合体(A)と硬化剤(B)とを含み、
前記共重合体(A)は、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)、反応性官能基を有さず、脂肪族環式構造を有する(メタ)アクリレート(a2)、及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含有するモノマー混合物の共重合体であり、
前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(a3-1)及び一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)の少なくともいずれかを含む、粘着剤組成物。
(式中、R1は水素原子又はメチル基、mは2~10の整数、nは1~5の整数を示す。)
(式中、R2は水素原子又はメチル基、R3は2価の炭化水素基、pは1~5の整数を示す。) - 前記(メタ)アクリレート(a3)は、一般式(2)で表される(メタ)アクリレート(a3-2)を含む、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記共重合体(A)は、酸価が0.1~24.0mgKOH/gの範囲にある、請求項1又は2に記載の粘着剤組成物。
- 前記モノマー混合物が、さらに、水酸基を有する(メタ)アクリレート(a4)を含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記硬化剤(B)は、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、及び金属キレート系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- さらに粘着付与樹脂を含み、前記粘着付与樹脂は、ロジン系粘着付与樹脂、合成炭化水素系粘着付与樹脂、及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- さらにポリオレフィンを含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記アルキル(メタ)アクリレート(a1)の含有量は、前記モノマー混合物の全質量を基準として、70~99質量%である、請求項1~7のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)において、前記(メタ)アクリレート(a3-1)、及び前記(メタ)アクリレート(a3-2)以外の、その他カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3-3)の含有量は、前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(a3)の全質量を基準として、43質量%以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の粘着剤組成物から形成してなる粘着剤層を備えた、粘着シート。
- 前記粘着剤層は、厚みが1~20μmである、請求項10に記載の粘着シート。
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|---|---|
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-
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