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JP2011241387A - 水分散型アクリル系粘着剤組成物及び粘着シート - Google Patents

水分散型アクリル系粘着剤組成物及び粘着シート Download PDF

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JP2011241387A JP2011084520A JP2011084520A JP2011241387A JP 2011241387 A JP2011241387 A JP 2011241387A JP 2011084520 A JP2011084520 A JP 2011084520A JP 2011084520 A JP2011084520 A JP 2011084520A JP 2011241387 A JP2011241387 A JP 2011241387A
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Abstract

【課題】経時での粘着力上昇防止性、外観特性及び被着体に対する低汚染性に優れた粘着剤層を形成しうる、水分散型のアクリル系粘着剤組成物を提供する。
【解決手段】(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有不飽和単量体、並びに、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドから選ばれた少なくとも1種の単量体を必須の原料モノマーとする、溶剤不溶分70重量%以上のアクリルエマルション系重合体、並びに、分子中にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上有する非水溶性架橋剤を含み、該アクリル系粘着剤組成物を乾燥後の厚さが50μmになるように塗布した後、120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間エージングして作製した架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分が90重量%以上かつ23℃における破断伸びが130%以下となることを特徴としている水分散型アクリル系粘着剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、再剥離が可能な粘着剤層を形成しうる水分散型アクリル系粘着剤組成物に関する。詳しくは、凹みや凝集(ゲル)物などの外観不良が低減されており外観特性に優れ、また、被着体に対する低汚染性及び経時による粘着力の上昇の防止性に優れた粘着剤層を形成しうる再剥離用水分散型アクリル系粘着剤組成物に関する。また、該粘着剤組成物からなる粘着剤層を設けた粘着シートに関する。
偏光板、位相差板、反射防止板などの光学フィルムをはじめとする光学部材(光学材料)の製造・加工工程においては、表面の傷、汚れ防止、切断加工性向上、クラック抑制などの目的で、表面保護フィルムが、光学部材の表面に貼付されて用いられている(特許文献1、2参照)。これら表面保護フィルムとしては、プラスチックフィルム基材の表面に再剥離性の粘着剤層を設けた、再剥離性の粘着シートが一般的に用いられている。
従来、これらの表面保護フィルム用途には粘着剤として溶剤型のアクリル系粘着剤が用いられてきたが(特許文献1、2参照)、これら溶剤型アクリル系粘着剤は有機溶媒を含有しているため、塗工時の作業環境性の観点より、水分散型のアクリル系粘着剤への転換が図られている(特許文献3〜5参照)。
これらの表面保護フィルムには、光学部材に貼付されている間は十分な接着性を発揮することが求められる。さらに、光学部材の製造工程などで使用された後は剥離されるため、優れた剥離性(再剥離性)が求められる。なお、優れた再剥離性を有するためには、剥離力が小さいこと(軽剥離)に加えて、光学部材などの被着体に貼付後、経時で粘着力(剥離力)が上昇しない特性(粘着力上昇防止性)が必要とされる。
上記の軽剥離や粘着力上昇防止性などの特性を得るためには、粘着剤(又は粘着剤組成物)に非水溶性架橋剤を用いることが有効である。非水溶性架橋剤を用いた粘着剤組成物としては、例えば、油溶性架橋剤を含有する再剥離用水分散型アクリル系粘着剤組成物が知られている(特許文献6、7参照)。
また、表面保護フィルム(特に光学部材の表面保護フィルム)などにおいては、粘着剤層に「凹み」などの外観不良がある場合には、該表面保護フィルムを貼付したまま、被着体の検査を行いにくくなるなどの問題が生じる場合がある。このため、表面保護フィルム用途においては、粘着シート(粘着剤層)には優れた外観特性が求められる。
さらに、表面保護フィルム用途(特に光学部材の表面保護フィルム用途)などにおいては、粘着シートの剥離の際の被着体(光学部材等)表面への粘着剤の残留(いわゆる「糊残り」)や、粘着剤層に含まれる成分の被着体表面への転写などによる被着体表面の汚染が、光学部材の光学特性への悪影響などの問題となる。このため、粘着剤や粘着剤層には被着体に対する低汚染性が強く求められている。
特開平11−961号公報 特開2001−64607号公報 特開2001−131512号公報 特開2003−27026号公報 特許第3810490号明細書 特開2004−91563号公報 特開2006−169496号公報
しかしながら、軽剥離や粘着力上昇防止性などの特性を得るために非水溶性架橋剤を用いた水分散型アクリル系粘着剤組成物は、粘着剤組成物中に非水溶性架橋剤の大きな粒子が十分に分散せずに残存し、それに起因して、粘着剤層を形成する際に、粘着剤層表面に「凹み」などの外観不良を生じやすい。また、アクリルエマルション系重合体を形成する粒子の安定性が悪いと、凝集(ゲル)物が発生し易く、これらもまた外観不良の原因となる。即ち、接着性と再剥離性(特に粘着力上昇防止性)に優れ、且つ、「凹み」や「ゲル物」等の外観不良の低減された外観特性に優れた粘着剤層を形成しうる再剥離性の水分散型アクリル系粘着剤は得られていないのが現状である。
従って、本発明の目的は、経時での粘着力上昇防止性に優れ、さらに外観特性(凹みやゲル物などの外観不良が低減されていること)及び被着体に対する低汚染性、特に高湿度環境下で被着体上に生じる白化汚染の防止性(白化汚染防止性)にも優れた粘着剤層を形成しうる、水分散型のアクリル系粘着剤組成物を提供することにある。また、該粘着剤組成物による粘着剤層を有する粘着シートを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定組成の原料モノマーより得られる特定の溶剤不溶分のアクリルエマルション系重合体、非水溶性架橋剤を構成成分とし、架橋させた場合の皮膜が特定の溶剤不溶分と破断伸びを示すアクリル系粘着剤組成物とすることによって、粘着力上昇防止性、外観特性及び低汚染性に優れた粘着剤層を形成しうる水分散型アクリル系粘着剤組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)、並びに、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体(C)を必須の原料モノマーとして構成された、溶剤不溶分が70重量%以上であるアクリルエマルション系重合体、並びに、分子中にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上有する非水溶性架橋剤を含むアクリル系粘着剤組成物であって、該アクリル系粘着剤組成物を乾燥後の厚さが50μmになるように塗布した後、120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間エージングして作製した架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分が90重量%以上かつ23℃における破断伸びが130%以下となることを特徴とする水分散型アクリル系粘着剤組成物を提供する。
さらに、本発明は、アクリルエマルション系重合体が、分子中にラジカル重合性官能基を含む反応性乳化剤を用いて重合された重合体である前記の水分散型アクリル系粘着剤組成物を提供する。
さらに、本発明は、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)のカルボキシル基1モルに対する、非水溶性架橋剤のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が0.4〜1.3モルである前記の水分散型アクリル系粘着剤組成物を提供する。
さらに、本発明は、アクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量中の、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)の含有量が70〜99重量%、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)の含有量が0.5〜10重量%、及び、単量体(C)の含有量が0.5〜10重量%である前記の水分散型アクリル系粘着剤組成物を提供する。
また、本発明は、基材の少なくとも片面側に、前記の水分散型アクリル系粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有することを特徴とする粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、光学部材用の表面保護フィルムである前記の粘着シートを提供する。
本発明の粘着剤組成物は水分散型であり、さらに特定のアクリルエマルション系重合体と非水溶性架橋剤からなるため、該粘着剤組成物から形成された粘着剤層は、優れた接着性および再剥離性を有する。特に、経時での被着体との粘着力上昇防止性に優れる。また、低汚染性、特に高湿度環境下で保存した際の白化汚染防止性に優れる。さらに、本発明の粘着剤組成物は、特定のモノマー組成のアクリルエマルション系重合体を用いているため、得られた粘着剤組成物は、凹みや凝集物などの外観不良の低減された優れた外観特性の粘着剤層を形成しうる。このため、本発明の粘着剤組成物は、光学フィルムの表面保護用途として特に有用である。
本発明の水分散型アクリル系粘着剤組成物(「粘着剤組成物」と称する場合がある)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)、並びに、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体(C)を必須の原料モノマーとして構成された、溶剤不溶分が70重量%以上であるアクリルエマルション系重合体、及び、分子中(1分子中)にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上有する非水溶性架橋剤を必須の成分として含有する。
なお、本明細書では、上記の「(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)、並びに、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体(C)を必須の原料モノマーとして構成された、溶剤不溶分が70重量%以上であるアクリルエマルション系重合体」を「本発明のアクリルエマルション系重合体」と称する場合がある。また、上記の「分子中にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上有する非水溶性架橋剤」を「本発明の非水溶性架橋剤」と称する場合がある。さらに、「メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体(C)」を単に「単量体(C)」と称する場合がある。上記アクリルエマルション系重合体を構成する全原料モノマー中に、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた2種以上の単量体が含まれる場合には、それら全てが単量体(C)である。
[本発明のアクリルエマルション系重合体]
上記の本発明のアクリルエマルション系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)及び単量体(C)(メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた単量体)を必須の原料モノマー(原料モノマー成分)として構成された重合体である。即ち、本発明のアクリルエマルション系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)及び単量体(C)を必須成分とするモノマー混合物より得られる重合体である。アクリルエマルション系重合体は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。なお、本発明では、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」及び/又は「メタクリル」のことをいう。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)は、主たるモノマー成分として用いられ、主に接着性、剥離性などの粘着剤(又は粘着剤層)としての基本特性を発現する役割を担う。中でも、アクリル酸アルキルエステルは粘着剤層を形成するポリマーに柔軟性を付与し、粘着剤層に密着性、粘着性を発現させる効果を発揮する傾向があり、メタクリル酸アルキルエステルは粘着剤層を形成するポリマーに硬さを与え、粘着剤層の再剥離性を調節する効果を発揮する傾向がある。上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)としては、特に限定されないが、炭素数が2〜16(より好ましくは2〜10、さらに好ましくは4〜8)の、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)には、メタクリル酸メチルは含まれない。
中でも、アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、炭素数が2〜14(より好ましくは4〜9)のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルが好ましく、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸s−ブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸イソノニルなどの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。中でも好ましくは、アクリル酸2−エチルヘキシルである。
また、メタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、炭素数が2〜16(より好ましくは2〜10)のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸s−ブチル、メタクリル酸t−ブチルなどの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルやメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸イソボルニル等の脂環式のメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)は、目的とする粘着性などに応じて適宜選択することができ、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)の含有量は、特に限定されないが、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)(100重量%)中、70〜99重量%が好ましく、より好ましくは85〜98重量%、さらに好ましくは87〜96重量%である。上記含有量を70重量%以上とすることにより、粘着剤層の接着性、再剥離性が向上するため好ましい。一方、含有量が99重量%を超えるとカルボキシル基含有不飽和単量体(B)や単量体(C)の含有量が低下することにより、粘着剤組成物より形成された粘着剤層の外観が悪くなる場合がある。なお、2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)が用いられている場合には、全ての(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)の合計量(総量)が上記範囲を満たせばよい。
上記カルボキシル基含有不飽和単量体(B)は、本発明のアクリルエマルション系重合体からなるエマルション粒子表面に保護層を形成し、粒子の剪断破壊を防ぐ機能を発揮することができる。この効果はカルボキシル基を塩基で中和することによってさらに向上する。なお、粒子の剪断破壊に対する安定性は、より一般的には機械的安定性という。また、カルボキシル基と反応する本発明の非水溶性架橋剤を1種あるいは2種以上組み合わせることで、水除去による粘着剤層形成段階での架橋点としても作用することもできる。さらに非水溶性架橋剤を介し、基材との密着性(投錨性)を向上させることもできる。このようなカルボキシル基含有不飽和単量体(B)としては、例えば、(メタ)アクリル酸(アクリル酸、メタクリル酸)、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレートなどが挙げられる。なお、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)には、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有不飽和単量体も含むものとする。これらの中でも、粒子表面での相対濃度が高く、より高密度な保護層を形成し易いことから、アクリル酸が好ましい。なお、上記カルボキシル基含有不飽和単量体(B)は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記カルボキシル基含有不飽和単量体(B)の含有量は、特に限定されないが、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)(100重量%)中、0.5〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%、さらに好ましくは2〜4重量%である。上記含有量を10重量%以下とすることにより、粘着剤層を形成した後の、被着体である偏光板表面の官能基との相互作用の増大を抑制して、経時での粘着力増大を抑制でき、剥離性が向上するため好ましい。また、含有量が10重量%を超える場合には、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)(例えば、アクリル酸)は一般的に水溶性であるため、水中で重合して増粘(粘度増加)を引き起こす場合がある。一方、含有量を0.5重量%以上とすることにより、エマルション粒子の機械的安定性が向上するため好ましい。また、粘着剤層と基材との密着性(投錨性)が向上し、糊残りを抑制できるため好ましい。
上記単量体(C)(メタクリル酸メチル、酢酸ビニル、ジエチルアクリルアミド)は、主に外観欠点を減少させる役割を担う。これらの単量体(C)は、重合中に他のモノマーと重合し、その重合物が、エマルション粒子を形成することで、エマルション粒子の安定性が増し、ゲル物(凝集物)を減少させる。また、疎水性の非水溶性架橋剤との親和性が増し、エマルション粒子の分散性を向上させ、分散不良による凹みを減少させる。
上記単量体(C)の含有量は、特に限定されないが、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)(100重量%)中、0.5〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜6重量%、さらに好ましくは2〜5重量%である。上記含有量を0.5重量%以上とすることにより、単量体(C)配合の効果(外観不良の抑止効果)を十分に得られるため好ましい。一方、含有量を10重量%以下とすることにより、粘着剤層を形成するポリマーが比較的柔軟になり、被着体との密着性が向上する。なお、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する全原料モノマー中に、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた2種以上の単量体が含まれる場合には、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドの含有量の合計(合計含有量)が上記の「単量体(C)の含有量」である。
本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーとしては、特定の機能付与を目的として、上記必須成分[(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)、単量体(C)]以外の他のモノマー成分を併用してもよい。このようなモノマー成分としては、例えば、エマルション粒子内架橋および凝集力向上の目的で、(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンなどの多官能モノマーを、それぞれ5重量%未満の割合で添加(使用)してもよい。なお、上記添加量(使用量)は、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)(100重量%)中の含有量である。
上記他のモノマー成分として、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル等のヒドロキシル基含有不飽和単量体は、白化汚染をより低減する観点からは添加量(使用量)は少ない方が好ましい。具体的には、ヒドロキシル基含有不飽和単量体の添加量(本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)(100重量%)中の含有量)は、1重量%未満が好ましく、より好ましくは0.1重量%未満、さらに好ましくは実質的に含まない(例えば、0.05重量%未満)ことが好ましい。ただし、水酸基とイソシアネート基の架橋や金属架橋の架橋等の架橋点の導入を目的とする場合には、0.01〜10重量%程度添加(使用)してもよい。
本発明のアクリルエマルション系重合体は、上記の原料モノマー(モノマー混合物)を、乳化剤、重合開始剤によりエマルション重合することによって得られる。
上記の本発明のアクリルエマルション系重合体のエマルション重合に用いる乳化剤としては、分子中にラジカル重合性官能基が導入された反応性乳化剤(ラジカル重合性官能基を含む反応性乳化剤)を用いることが好ましい。これらの乳化剤は単独でまたは2種以上が用いられる。
上記ラジカル重合性官能基を含む反応性乳化剤(以下、「反応性乳化剤」と称する)は、分子中(1分子中)に少なくとも1つのラジカル重合性官能基を含む乳化剤である。上記反応性乳化剤としては、特に限定されず、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ビニルエーテル基(ビニルオキシ基)、アリルエーテル基(アリルオキシ基)等のラジカル重合性官能基を有する種々の反応性乳化剤から、1種又は2種以上を選択して使用できる。当該反応性乳化剤を用いることにより、乳化剤が重合体中にとりこまれ、乳化剤由来の汚染が低減するため好ましい。また、反応性乳化剤を用いた場合には、本発明の粘着剤組成物より形成された粘着剤層の加湿保存下での白化(吸湿白化)が抑制される。このため、光学フィルム等の光学部材用の表面保護用途に特に好適である。
上記反応性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのノニオンアニオン系乳化剤(非イオン性の親水性基を持つアニオン系乳化剤)にプロペニル基やアリルエーテル基等のラジカル重合性官能基(ラジカル反応性基)が導入された形態を有する(又は該形態に相当する)反応性乳化剤が挙げられる。なお、以下では、アニオン系乳化剤にラジカル重合性官能基が導入された形態を有する反応性乳化剤を「アニオン系反応性乳化剤」と称する。また、ノニオンアニオン系乳化剤にラジカル重合性官能基が導入された形態を有する反応性乳化剤を「ノニオンアニオン系反応性乳化剤」と称する。
特に、アニオン系反応性乳化剤(中でも、ノニオンアニオン系反応性乳化剤)を使用した場合に、乳化剤が重合体中にとりこまれることにより、低汚染性を向上させることができる。さらに、特に本発明の非水溶性架橋剤がエポキシ基を有する多官能性エポキシ系架橋剤である場合には、その触媒作用により架橋剤の反応性を向上させることができる。アニオン系反応性乳化剤を使用しない場合、エージングでは架橋反応が終了せず、経時で、粘着剤層の粘着力が変化する問題が生じる場合がある。また、当該アニオン系反応性乳化剤は重合体中にとりこまれるため、エポキシ系架橋剤の触媒として一般的に使用される、第4級アンモニウム化合物(例えば、特開2007−31585号公報参照)のように被着体の表面に析出しないため、白化汚染の原因になり得ないため好ましい。
このような反応性乳化剤としては、商品名「アデカリアソープSE−10N」(株式会社ADEKA製)、商品名「アクアロンHS−10」(第一工業製薬(株)製)、商品名「アクアロンHS−05」(第一工業製薬(株)製)などの市販品を用いることも可能である。
また、特に不純物イオンが問題となる場合があるため、不純物イオンを取り除き、SO4 2-イオン濃度が100μg/g以下の乳化剤を用いることが望ましい。また、アニオン系乳化剤の場合、アンモニウム塩乳化剤を用いることが望ましい。乳化剤から不純物を取り除く方法としては、イオン交換樹脂法、膜分離法、アルコールを用いた不純物の沈殿ろ過法など適宜な方法を用いることができる。
上記反応性乳化剤の配合量(使用量)は、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、より好ましくは0.5〜6重量部、さらに好ましくは1〜4.5重量部である。配合量を0.1重量部以上とすることにより、安定した乳化を維持できるため好ましい。一方、配合量を10重量部以下とすることにより、架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分を本発明で規定する範囲内に制御しやすくなり、粘着剤(粘着剤層)の凝集力が向上し被着体への汚染を抑制でき、また乳化剤による汚染を抑制できるため好ましい。
上記の本発明のアクリルエマルション系重合体のエマルション重合に用いる重合開始剤としては、特に限定されず、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−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2´−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2´−アゾビス(N,N´−ジメチレンイソブチルアミジン)などのアゾ系重合開始剤;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素などの過酸化物系重合開始剤;過酸化物と還元剤との組み合わせによるレドックス系重合開始剤、例えば、過酸化物とアスコルビン酸との組み合わせ(過酸化水素水とアスコルビン酸との組み合わせ等)、過酸化物と鉄(II)塩との組み合わせ(過酸化水素水と鉄(II)塩との組み合わせ等)、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組み合わせによるレドックス系重合開始剤などを用いることができる。なお、上記重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記重合開始剤の配合量(使用量)は、開始剤や原料モノマーの種類などに応じて適宜決定することができ、特に限定されないが、架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分を好ましい範囲内に制御する等の観点から、本発明のアクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量(全原料モノマー)100重量部に対して、0.01〜1重量部が好ましく、より好ましくは0.02〜0.5重量部である。
上記の本発明のアクリルエマルション系重合体のエマルション重合は、一般的な一括重合、連続滴下重合、分割滴下重合など任意の方法を用いることができ、その方法は特に限定されるものではない。なお、低汚染化や架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分や破断伸びを好ましい範囲内に制御する等の観点からは、一括重合でかつ低温(例えば55℃以下、好ましくは30℃以下)で重合することが望ましい。このような条件で重合を行うと、高分子量体が得られやすく、低分子量体が少なくなるため、汚染が減少するものと推定される。
本発明のアクリルエマルション系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)に由来する構成単位、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)に由来する構成単位及び単量体(C)に由来する構成単位を必須の構成単位とする重合体である。本発明のアクリルエマルション系重合体中の、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)に由来する構成単位の含有量は、70〜99重量%が好ましく、より好ましくは85〜98重量%、さらに好ましくは87〜96重量%である。本発明のアクリルエマルション系重合体中の、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)に由来する構成単位の含有量は、0.5〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%、さらに好ましくは2〜4重量%である。本発明のアクリルエマルション系重合体中の、単量体(C)に由来する構成単位の含有量は、0.5〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜6重量%、さらに好ましくは2〜5重量%である。
本発明のアクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分(溶剤不溶成分の割合、「ゲル分率」と称する場合もある)は、低汚染性や適正な粘着力の観点から、70%(重量%)以上であり、好ましくは75重量%以上、更に好ましくは80重量%以上である。溶剤不溶分が70重量%未満では、アクリルエマルション系重合体中に低分子量体が多く含まれるため、架橋の効果のみでは十分に粘着剤層中の低分子量成分を低減できないため、低分子量成分等に由来する被着体汚染が生じたり、粘着力が高くなりすぎる場合がある。上記溶剤不溶分は、重合開始剤、反応温度、乳化剤や原料モノマーの種類等により制御できる。上記溶剤不溶分の上限値は、特に限定されないが、例えば、99重量%である。
なお、本発明において、アクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分は、以下の「溶剤不溶分の測定方法」により算出される値である。
(溶剤不溶分の測定方法)
アクリルエマルション系重合体:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工株式会社製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、アクリルエマルション系重合体(上記で採取したもの)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸の総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸の合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、上記のアクリルエマルション系重合体をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて7日間静置する。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式から溶剤不溶分を算出する。
溶剤不溶分(重量%)=(a−b)/(c−b)×100 (1)
(式(1)において、aは浸漬後重量であり、bは包袋重量であり、cは浸漬前重量である。)
本発明のアクリルエマルション系重合体の溶剤可溶分(「ゾル分」と称する場合がある)の重量平均分子量(Mw)は、4万〜20万が好ましく、より好ましくは5万〜15万、さらに好ましくは6万〜10万である。アクリルエマルション系重合体の溶剤可溶分の重量平均分子量が4万以上であることにより、粘着剤組成物の被着体への濡れ性が向上し、被着体への接着性が向上する。また、アクリルエマルション系重合体の溶剤可溶分の重量平均分子量が20万以下であることにより、被着体への粘着剤組成物の残留量が低減し、被着体へ低汚染性が向上する。
上記アクリルエマルション系重合体の溶剤可溶分の重量平均分子量は、前述のアクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分の測定において得られる酢酸エチル処理後の処理液(酢酸エチル溶液)を常温下で風乾して得られるサンプル(アクリルエマルション系重合体の溶剤可溶分)を、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定して求めることができる。具体的な測定方法は、以下の方法が挙げられる。
[測定方法]
GPC測定は、東ソー株式会社製GPC装置「HLC−8220GPC」を用いて行い、ポリスチレン換算値にて分子量を求める。測定条件は下記の通りである。
サンプル濃度:0.2wt%(THF溶液)
サンプル注入量:10μl
溶離液:THF
流速:0.6ml/min
測定温度:40℃
カラム:サンプルカラム;TSKguardcolumn SuperHZ−H 1本+TSKgel SuperHZM−H 2本
リファレンスカラム;TSKgel SuperH−RC 1本
検出器:示差屈折計
本発明の粘着剤組成物中の本発明のアクリルエマルション系重合体の含有量は、特に限定されないが、粘着剤組成物の不揮発分100重量%に対して、80重量%以上が好ましく、より好ましくは90〜99重量%である。
[本発明の非水溶性架橋剤]
本発明の非水溶性架橋剤は、非水溶性の化合物であり、分子中(1分子中)にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上(例えば、2〜6個)有する化合物である。1分子中のカルボキシル基と反応しうる官能基の個数は3〜5個が好ましい。1分子中のカルボキシル基と反応しうる官能基の個数が多くなるほど、粘着剤組成物が密に架橋する(即ち、粘着剤層を形成するポリマーの架橋構造が密になる)。このため、粘着剤層形成後の粘着剤層のぬれ広がりを防ぐことが可能となる。また、粘着剤層を形成するポリマーが拘束されるため、粘着剤層中の官能基(カルボキシル基)が被着体面に偏析して、粘着剤層と被着体との粘着力が経時で上昇することを防ぐことが可能となる。一方、1分子中のカルボキシル基と反応しうる官能基の個数が6個を超えて多すぎる場合には、ゲル化物が生じる場合がある。
本発明の非水溶性架橋剤におけるカルボキシル基と反応しうる官能基としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ基、イソシアネート基、カルボジイミド基などが挙げられる。中でも、反応性の観点からエポキシ基が好ましい。さらに、反応性が高いため、架橋反応における未反応物が残りにくく低汚染性に有利である、粘着剤層中の未反応のカルボキシル基により被着体との粘着力が経時で上昇することを防止できるという観点から、グリシジルアミノ基が好ましい。即ち、本発明の非水溶性架橋剤としては、エポキシ基を有するエポキシ系架橋剤が好ましく、中でも、グリシジルアミノ基を有する架橋剤(グリシジルアミノ系架橋剤)が好ましい。なお、本発明の非水溶性架橋剤がエポキシ系架橋剤(特にグリシジルアミノ系架橋剤)である場合には、1分子中のエポキシ基(特にグリシジルアミノ基)の個数が2個以上(例えば、2〜6個)であり、3〜5個が好ましい。
本発明の非水溶性架橋剤は、非水溶性の化合物である。なお、「非水溶性」とは、25℃における水100重量部に対する溶解度(水100重量部に溶解しうる化合物(架橋剤)の重量)が5重量部以下であることをいい、好ましくは3重量部以下、さらに好ましくは2重量部以下である。非水溶性の架橋剤を使用することにより、架橋せずに残存した架橋剤が、高湿度環境下で被着体上に生じる白化汚染の原因となりにくく、低汚染性が向上する。水溶性の架橋剤の場合には、高湿度環境下では、残存した架橋剤が水分に溶けて被着体に転写しやすくなるため、白化汚染を引き起こしやすい。また、非水溶性架橋剤は、水溶性架橋剤と比較して、架橋反応(カルボキシル基との反応)への寄与が高く、粘着力の経時上昇防止効果が高い。さらに、非水溶性架橋剤は架橋反応の反応性が高いため、エージングで速やかに架橋反応が進行し、粘着剤層中の未反応のカルボキシル基により被着体との粘着力が経時で上昇することを防止できる。
なお、上記の架橋剤の水に対する溶解度は、例えば、以下のようにして測定しうる。
(水に対する溶解度の測定方法)
同重量の水(25℃)と架橋剤を、攪拌機を用いて回転数300rpm、10分の条件で混合し、遠心分離により水相と油相に分ける。次いで、水相を採取し120℃で1時間乾燥して、乾燥減量から水相中の不揮発分(水100重量部に対する不揮発成分の重量部)を求める。
具体的には、本発明の非水溶性架橋剤としては、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(例えば、三菱ガス化学(株)製、商品名「TETRAD−C」等)[25℃における水100重量部に対する溶解度2重量部以下]、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン(例えば、三菱ガス化学(株)製、商品名「TETRAD−X」等)[25℃における水100重量部に対する溶解度2重量部以下]等のグリシジルアミノ系架橋剤;Tris(2,3−epoxypropyl)isocyanurate(例えば、日産化学工業(株)製、商品名「TEPIC−G」等)[25℃における水100重量部に対する溶解度2重量部以下]等のその他のエポキシ系架橋剤などが例示される。なお、本発明の非水溶性架橋剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の非水溶性架橋剤の配合量(本発明の粘着剤組成物中の含有量)は、本発明のアクリルエマルション系重合体の原料モノマーとして用いられるカルボキシル基含有不飽和単量体(B)のカルボキシル基1モルに対する、本発明の非水溶性架橋剤のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が0.4〜1.3モルとなる配合量とすることが好ましい。即ち、「本発明のアクリルエマルション系重合体の原料モノマーとして用いられる全てのカルボキシル基含有不飽和単量体(B)のカルボキシル基の総モル数」に対する、「全ての本発明の非水溶性架橋剤のカルボキシル基と反応しうる官能基の総モル数」の割合[カルボキシル基と反応しうる官能基/カルボキシル基](モル比)が0.4〜1.3であることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.1、さらに好ましくは0.5〜1.0である。[カルボキシル基と反応しうる官能基/カルボキシル基]を0.4以上とすることにより、粘着剤層中の未反応のカルボキシル基を低減し、カルボキシル基と被着体との相互作用に起因する、経時による粘着力上昇を効果的に防止できるため好ましい。さらに、架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分や破断伸びを本発明で規定する範囲内に制御しやすくなるため好ましい。また、1.3以下とすることにより、粘着剤層中の未反応の非水溶性架橋剤を低減し、非水溶性架橋剤による外観不良を抑制して、外観特性を向上させることができるため好ましい。
特に、本発明の非水溶性架橋剤がエポキシ系架橋剤である場合には、[エポキシ基/カルボキシル基](モル比)が0.4〜1.3であることが好ましく、より好ましく0.5〜1.1、さらに好ましくは0.5〜1.0である。さらに、本発明の非水溶性架橋剤がグリシジルアミノ系架橋剤である場合には、[グリシジルアミノ基/カルボキシル基](モル比)が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、例えば、粘着剤組成物中に、カルボキシル基と反応しうる官能基の官能基当量が110(g/eq)の非水溶性架橋剤を4g添加(配合)する場合、非水溶性架橋剤の有するカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数は、例えば、以下のように算出できる。
非水溶性架橋剤の有するカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数 = [非水溶性架橋剤の配合量(添加量)]/[官能基当量] = 4/110
例えば、非水溶性架橋剤として、エポキシ当量が110(g/eq)のエポキシ系架橋剤を4g添加(配合)する場合、エポキシ系架橋剤の有するエポキシ基のモル数は、例えば、以下のように算出できる。
エポキシ系架橋剤の有するエポキシ基のモル数 = [エポキシ系架橋剤の配合量(添加量)]/[エポキシ当量] = 4/110
[水分散型アクリル系粘着剤組成物]
本発明の水分散型アクリル系粘着剤組成物は、上述の通り、本発明のアクリルエマルション系重合体、本発明の非水溶性架橋剤を必須の成分として含有する。さらに、必要に応じて、その他の各種添加剤を含有してよい。
本発明の粘着剤組成物は、水分散型の粘着剤組成物である。なお、「水分散型」とは、水性媒体に分散可能なことをいい、即ち、本発明の粘着剤組成物は水性媒体に分散可能な粘着剤組成物である。上記水性媒体は、水を必須成分とする媒体(分散媒)であり、水単独のほかに、水と水溶性有機溶剤との混合物であっても良い。なお、本発明の粘着剤組成物は上記水性媒体等を用いた分散液であってもよい。
なお、本発明の粘着剤組成物には、アクリルエマルション系重合体の原料モノマー等と反応(重合)して粘着剤層を形成するポリマーに取り込まれる反応性(重合性)成分以外の、いわゆる非反応性(非重合性)成分(但し、乾燥により揮発して粘着剤層に残存しない水などの成分は除く)は実質的に含まないことが好ましい。非反応性成分が粘着剤層中に残存すると、これらの成分が被着体に転写して、白化汚染の原因となる場合がある。なお、「実質的に含まない」とは、不可避的に混入する場合を除いて積極的に添加しないことをいい、具体的には、これらの非反応性成分の粘着剤組成物(不揮発分)中の含有量は1重量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.1重量%未満、さらに好ましくは0.005重量%未満である。
上記非反応性成分としては、例えば、特開2006−45412で用いられているリン酸エステル系化合物などの粘着剤層表面にブリードして、剥離性を付与する成分などが挙げられる。また、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウムなどの非反応性乳化剤も挙げられる。
特に、本発明の粘着剤組成物には、低汚染性の観点から、第4級アンモニウム塩を添加しないことが好ましく、さらに第4級アンモニウム化合物を添加しないことが好ましい。従って、本発明の粘着剤組成物は、第4級アンモニウム塩を実質的に含まないことが好ましく、さらに第4級アンモニウム化合物を実質的に含まないことが好ましい。これらの化合物は、エポキシ系架橋剤の反応性を向上させるための触媒等として一般的に使用される。しかし、これらの化合物は、粘着剤層を形成する重合体中に組み込まれず粘着剤層中を自由に移動できるため、被着体表面に析出しやすく、粘着剤組成物中にこれらの化合物が含まれる場合には、白化汚染が引き起こされやすく、低汚染性が達成できない場合がある。具体的には、本発明の粘着剤組成物中の第4級アンモニウム塩の含有量は、粘着剤組成物(不揮発分)100重量%に対して、0.1重量%未満が好ましく、より好ましくは0.01重量%未満、さらに好ましくは0.005重量%未満である。さらに、第4級アンモニウム化合物の含有量が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、第4級アンモニウム塩は、特に限定されないが、具体的には、例えば、下記式で表される化合物である。
Figure 2011241387
上記式において、R1、R2、R3、R4は、水素原子を除き、アルキル基、アリール基又はそれらから誘導された基(例えば、置換基を有するアルキル基やアリール基等)を表す。また、X-は対イオンを表す。
上記の第4級アンモニウム塩や第4級アンモニウム化合物は、特に限定されないが、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の水酸化アルキルアンモニウムやその塩類、水酸化テトラフェニルアンモニウム等の水酸化アリールアンモニウムやその塩類、トリラウリルメチルアンモニウムイオン、ジデシルジメチルアンモニウムイオン、ジココイルジメチルアンモニウムイオン、ジステアリルジメチルアンモニウムイオン、ジオレイルジメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、ベヘニルトリメチルアンモニウムイオン、ココイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン、ポリオキシエチレン(15)ココステアリルメチルアンモニウムイオン、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン、ココベンジルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン、デシルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオンを陽イオンとする塩基やその塩類などが挙げられる。
また、本発明の粘着剤組成物には、低汚染性の観点から、上記の第4級アンモニウム塩(又は第4級アンモニウム化合物)と同様に、エポキシ系架橋剤の反応性を向上させるための触媒等として一般的に使用される第3級アミン及びイミダゾール化合物を添加しないことが好ましい。従って、本発明の粘着剤組成物は第3級アミン及びイミダゾール化合物を実質的に含まないことが好ましい。具体的には、本発明の粘着剤組成物中の、第3級アミン及びイミダゾール化合物の含有量(第3級アミン及びイミダゾール化合物の合計の含有量)は、粘着剤組成物(不揮発分)100重量%に対して、0.1重量%未満が好ましく、より好ましくは0.01重量%未満、さらに好ましくは0.005重量%未満である。
上記の第3級アミンは、例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン及びα−メチルベンジル−ジメチルアミンなどの第三級アミン系化合物が挙げられる。上記のイミダゾール化合物は、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−エチルイミダゾール、4−ドデシルイミダゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−エチル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−4−メチルイミダゾール及び2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。
なお、本発明の粘着剤組成物は、汚染性に影響を与えない範囲であれば、上記以外の各種添加剤を含有してもよい。各種添加剤としては、例えば、顔料、充填剤、レベリング剤、分散剤、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、消泡剤、老化防止剤、防腐剤などが挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は、上記の本発明のアクリルエマルション系重合体、本発明の非水溶性架橋剤を混合することにより作製できる。必要に応じて、他にも、その他の各種添加剤を混合してもよい。上記混合方法は、公知慣用のエマルションの混合方法を用いることができ、特に限定されないが、例えば、攪拌機を用いた攪拌が好ましい。攪拌条件は、特に限定されないが、例えば、温度は10〜50℃が好ましく、より好ましくは20〜35℃である。攪拌時間は5〜30分が好ましく、より好ましくは10〜20分である。攪拌回転数は、10〜3000rpmが好ましく、より好ましくは30〜1000rpmである。
本発明の粘着剤組成物を、乾燥後の厚さが50μmになるように塗布した後、120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間エージングして作製した皮膜(「架橋後のアクリル系粘着剤皮膜」、又は、単に「皮膜」と称する場合がある)の溶剤不溶分(ゲル分率)は、低汚染性や再剥離性向上の観点から、90%(重量%)以上であり、好ましくは95重量%以上である。皮膜の溶剤不溶分が90重量%以上である場合、粘着剤組成物は十分に高い架橋度まで架橋するため、粘着剤層(粘着シート)を形成した場合に、被着体への汚染物の転写を低減でき白化汚染を抑制できる。また、重剥離化を抑制し再剥離性が向上する。皮膜の溶剤不溶分の上限値は特に限定されないが、例えば99重量%が好ましい。
なお、上記架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分は、前述のアクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分の測定方法と同様の方法で測定することができる。具体的には、前述の「溶剤不溶分の測定方法」において、「アクリルエマルション系重合体」を「架橋後のアクリル系粘着剤皮膜」に読み替えた方法で測定することができる。
本発明の粘着剤組成物を、乾燥後の厚さが50μmになるように塗布した後、120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間エージングして作製した皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜)の23℃における破断伸び(「破断点伸度」とも称する)は、130%以下であり、好ましくは40〜120%、より好ましくは60〜115%である。上記破断伸び(破断点伸度)は粘着剤組成物を架橋させた場合の皮膜の架橋度の目安であり、130%以下であれば、粘着剤層を形成するポリマーの架橋構造が密となる。このため、粘着剤層形成後の粘着剤層のぬれ広がりを防ぐことが可能となる。また、粘着剤層を形成するポリマーが拘束されるため、粘着剤層中の官能基(カルボキシル基)が被着体面に偏析して、被着体との粘着力が経時で上昇することを防ぐことが可能となる。
なお、上記架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の23℃における破断伸び(破断点伸度)は、引張試験により測定することができる。特に限定されないが、具体的には、例えば、皮膜を丸めて、円柱状のサンプル(長さ50mm、断面積(底面積)1mm2)を作製し、引張試験機を用いて、23℃、50%RHの環境下、初期長(チャック間隔)10mm、引張速度50mm/分の条件で引張試験を行い、破断点の伸びを測定することにより求めうる。
上記の架橋後のアクリル系粘着剤皮膜は、さらに具体的には、例えば、以下の「架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の作製」に従い作製することができる。
(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の作製)
本発明の粘着剤組成物を、適宜な剥離フィルム上に、乾燥後の厚さが50μmとなるようにコーティングして、その後、熱風循環式オーブンで120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間養生(エージング)を行い、本発明の粘着剤組成物の架橋皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜)を作製する。上記剥離フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、表面をシリコーン処理したPETフィルムを用いることができ、市販品としては、三菱樹脂(株)製「MRF38」などが挙げられる。
[粘着剤層、粘着シート]
本発明の粘着剤組成物より粘着剤層を形成しうる。粘着剤層の形成方法は特に限定されず、公知慣用の粘着剤層の形成方法を用いることができる。例えば、本発明の粘着剤組成物を、基材または剥離フィルム(剥離ライナー)上に塗布(塗工)し、必要に応じて、乾燥および/または硬化することにより粘着剤層を形成することができる。架橋は、乾燥工程での脱水、乾燥後に粘着剤層を加温すること等により行う。
なお、上記の粘着剤層の形成方法における塗布(塗工)には、公知のコーティング法を用いることが可能であり、慣用のコーター、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーターなどを用いることができる。
上記粘着剤層の厚みは、1〜35μmが好ましく、より好ましくは3〜25μmである。
上記粘着剤層の溶剤不溶分(ゲル分率)は、前述の架橋後のアクリル系粘着剤皮膜と同様に、90%(重量%)以上が好ましく、より好ましくは95重量%以上である。
上記粘着剤層の23℃における破断伸び(破断点伸度)は、前述の架橋後のアクリル系粘着剤皮膜と同様に、130%以下が好ましく、より好ましくは40〜120%、さらに好ましくは60〜115%である。
また、上記粘着剤層を形成するアクリルポリマー(架橋後)のガラス転移温度は、−70〜−10℃が好ましく、より好ましくは−70〜−20℃、さらに好ましくは−70〜−40℃、最も好ましくは−70〜−50℃である。ガラス転移温度が−10℃を超えると粘着力が不足して、加工時などに浮きや剥がれが生じる場合がある。また、−70℃未満ではより高速の剥離速度(引張速度)領域で重剥離化し、作業効率が低下するおそれがある。この粘着層を形成するアクリルポリマー(架橋後)のガラス転移温度は、例えば、本発明のアクリルエマルション系重合体を調製する際のモノマー組成によっても調整できる。
基材(「支持体」又は「支持基材」ともいう)の少なくとも片面に、上記の粘着剤層(本発明の粘着剤組成物から形成された粘着剤層)を設けることにより、粘着シート(基材付きの粘着シート;基材の少なくとも片面側に本発明の粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する粘着シート)を得ることができる。また、本発明の粘着剤組成物から形成された粘着剤層はそれ自体でも基材レスの粘着シートとして使用できる。なお、以下では、上記の基材付きの粘着シートを「本発明の粘着シート」と称する場合がある。
本発明の粘着シート(上記基材付きの粘着シート)は、例えば、本発明の粘着剤組成物を、基材の少なくとも片面側の表面に塗布し、必要に応じて、乾燥させ、基材の少なくとも片面側に粘着剤層を形成することにより得られる(直写法)。架橋は、乾燥工程での脱水、乾燥後に粘着シートを加温すること等により行う。また、剥離フィルム上に一旦粘着剤層を設けた後に基材上に粘着剤層を転写することによって粘着シートを得ることもできる(転写法)。特に限定されないが、粘着剤層は基材表面に粘着剤組成物を直接塗布するいわゆる直写法により設けられることが好ましい。本発明の粘着剤層は溶剤不溶分が高いため、転写法では、基材との十分な投錨性(密着性)が得られない場合がある。
本発明の粘着シートの基材としては、高い透明性を有する粘着シートが得られる観点から、プラスチック基材(例えば、プラスチックフィルムやプラスチックシート)が好ましい。プラスチック基材の素材としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン(ポリオレフィン系樹脂)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル(ポリエステル系樹脂)、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル、ポリスチレン、アセテート、ポリエーテルスルホン、トリアセチルセルロースなどの透明樹脂が用いられる。これらの樹脂は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。上記の中でも、特に限定されないが、ポリエステル系樹脂やポリオレフィン系樹脂が好ましく、さらに、PET、ポリプロピレンおよびポリエチレンが、生産性、成型性の面から好ましく用いられる。即ち、基材としては、ポリエステル系フィルムやポリオレフィン系フィルムが好ましく、さらに、PETフィルム、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンフィルムが好ましい。上記のポリプロピレンとしては、特に限定されないが、単独重合体であるホモタイプ、α−オレフィンランダム共重合体であるランダムタイプ、α−オレフィンブロック共重合体であるブロックタイプのものが挙げられる。ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、リニア低密度ポリエチレン(L−LDPE)が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。上記基材の厚みは、特に限定されないが、10〜150μmが好ましく、より好ましくは30〜100μmである。
また、上記基材の粘着剤層を設ける側の表面には、粘着剤層との密着力の向上等の目的で、酸処理、アルカリ処理、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの易接着処理が施されていることが好ましい。また、基材と粘着剤層の間に、中間層を設けてもよい。この中間層の厚さとしては、例えば0.05〜1μmが好ましく、より好ましくは0.1〜1μmである。
本発明の粘着シートは、引張速度30m/分における偏光板(トリアセチルセルロース(TAC)板)(表面の算術平均粗さRaが50nm以下のもの)に対する粘着力(180°剥離試験)(偏光板に貼付した粘着シートを剥離する際の剥離力)が、0.01〜5N/25mmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜2N/25mm、さらに好ましくは0.1〜1N/25mmである。上記粘着力を5N/25mm以下とすることにより、偏光板や液晶表示装置の製造工程で、粘着シートを剥離しやすく、生産性、取り扱い性が向上するため好ましい。また、0.01N/25mm以上とすることにより、製造工程で粘着シートの浮きや剥がれが抑制され、表面保護用の粘着シートとしての保護機能を十分に発揮できるため好ましい。なお、上記算術平均粗さRaは、例えば、ケーエルエー・テンコール(KLA Tencor)社製P−15(接触式の表面形状測定装置)を用いて測定することができる。表面粗さ(算術平均粗さRa)の測定条件は、特に限定されないが、例えば、測定長1000μm、走査速度50μm/秒、走査回数1回、荷重2mgで測定を行うことができる。
本発明の粘着シートは、被着体に対する経時での粘着力上昇防止性に優れる。これは例えば、本発明の粘着シートの、40℃1週間貼付保存後粘着力と初期粘着力との差で評価できる。本発明の粘着シートの、40℃1週間貼付保存後粘着力と初期粘着力との差[(40℃1週間貼付保存後粘着力)−(初期粘着力)]は、0.5N/25mm未満が好ましく、より好ましくは0.0〜0.2N/25mmである。上記の40℃1週間貼付保存後粘着力と初期粘着力との差が0.5N/25mm以上では、粘着力上昇防止性に劣り、粘着シートの再剥離作業性が低下する場合がある。
なお、上記「初期粘着力」とは、粘着シートと偏光板(トリアセチルセルロース(TAC)板)(表面の算術平均粗さRaが50nm以下のもの)とを0.25MPa、0.3m/分の条件で貼り合わせ、23℃、50%RHの環境下、20分間放置後に、180°剥離試験により測定される、粘着シートの偏光板に対する粘着力である。また、「40℃1週間貼付保存後粘着力」とは、粘着シートと偏光板(トリアセチルセルロース板、表面の算術平均粗さRaが50nm以下のもの)とを0.25MPa、0.3m/分の条件で貼り合わせ、40℃の環境に1週間保存した後、23℃、50%RHの環境下に2時間放置後に、180°剥離試験により測定される、粘着シートの偏光板に対する粘着力である。上記の180°剥離試験は、引張試験機を用いて、23℃、50%RHの環境下、引張速度30m/分で行うことができる。
本発明の粘着シートは、被着体の白化汚染抑止性に優れる。これは例えば以下のようにして評価できる。粘着シートを、偏光板(商品名「SEG1425DUHC」、日東電工(株)製)に、0.25MPa、0.3m/分の条件で貼り合わせ、80℃で4時間放置した後粘着シートを剥離する。該粘着シート剥離後の偏光板を、さらに23℃、90%RHの環境下で12時間放置した後に、表面を観察する。この際、偏光板表面に白化が見られないことが好ましい。粘着シートの貼付・剥離後に、加湿条件(高湿度条件)下、被着体である偏光板に白化が生じる場合には、光学部材の表面保護フィルム用途としては低汚染性が十分ではない。
本発明の粘着シートは巻回体とすることができ、剥離フィルム(セパレータ)で粘着剤層を保護した状態でロール状に巻き取ることができる。また、粘着シートの背面(粘着剤層が設けられた側とは反対側の面)にはシリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系若しくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉等による、離型処理及び/又は防汚処理を施し、背面処理層(離型処理層、防汚処理層など)が設けられていてもよい。本発明の粘着シートとしては、中でも、粘着剤層/基材/背面処理層の形態が好ましい。
さらに、本発明の粘着シートは、帯電防止処理されてなるものがより好ましい。上記の帯電防止処理としては、一般的な帯電防止処理方法を用いることが可能であり、特に限定されないが、例えば、基材背面(粘着剤層とは反対側の面)に帯電防止層を設ける方法や、基材に練り込み型帯電防止剤を練り込む方法を用いることができる。
帯電防止層を設ける方法としては、帯電防止剤又は帯電防止剤と樹脂成分を含有する帯電防止性樹脂、導電性物質と樹脂成分とを含有する導電性樹脂組成物や導電性ポリマーを塗布する方法や、導電性物質を蒸着あるいはメッキする方法等が挙げられる。
上記帯電防止剤としては、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩などのカチオン性官能基(例えば、第1アミノ基、第2アミノ基、第3アミノ基等)を有するカチオン型帯電防止剤;スルホン酸塩や硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、りん酸エステル塩などのアニオン性官能基を有するアニオン型帯電防止剤;アルキルベタインおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、アラニンおよびその誘導体などの両性イオン型帯電防止剤;アミノアルコールおよびその誘導体、グリセリンおよびその誘導体、ポリエチレングリコールおよびその誘導体などのノニオン型帯電防止剤;更には、上記カチオン型帯電防止剤、アニオン型帯電防止剤、両性イオン型帯電防止剤で示すイオン導電性基を有する単量体を重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体が挙げられる。
具体的には、上記カチオン型帯電防止剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アシロイルアミドプロピルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、アルキルベンジルメチルアンモニウム塩、アシル塩化コリン、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートなどの4級アンモニウム基を有する(メタ)アクリレート共重合体、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモニウム基を有するスチレン系共重合体、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモニウム基を有するジアリルアミン共重合体などが挙げられる。上記アニオン型帯電防止剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエトキシ硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、スルホン酸基含有スチレン系共重合体などが挙げられる。上記両性イオン型帯電防止剤としては、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン、カルボベタイングラフト共重合体などが挙げられる。上記ノニオン型帯電防止剤としては、脂肪酸アルキロールアミド、ジ−(2−ヒドロキシエチル)アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸グリセリンエステル、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンジアミン、ポリエーテルとポリエステルとポリアミドから成る共重合体、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
上記導電性ポリマーとしては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどが挙げられる。
上記導電性物質としては、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化亜鉛、インジウム、錫、アンチモン、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、ヨウ化銅、およびそれらの合金または混合物などが挙げられる。
上記樹脂成分としては、ポリエステル、アクリル、ポリビニル、ウレタン、メラミン、エポキシなどの汎用樹脂が用いられる。なお、帯電防止剤が高分子型帯電防止剤の場合には、帯電防止性樹脂には上記樹脂成分を含有させなくてもよい。また、帯電防止性樹脂には、架橋剤としてメチロール化あるいはアルキロール化したメラミン系、尿素系、グリオキザール系、アクリルアミド系などの化合物、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物を含有させることも可能である。
上記帯電防止層の塗布による形成方法としては、上記帯電防止性樹脂、導電性ポリマー、導電性樹脂組成物を、有機溶剤もしくは水などの溶媒又は分散媒で希釈し、この塗液を基材に塗布、乾燥する方法が挙げられる。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどが挙げられる。これらは単独で、もしくは複数を組み合わせて使用することが可能である。塗布方法については公知の塗布方法が用いられ、具体的には、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、エアーナイフコート、含浸およびカーテンコート法が挙げられる。
上記の塗布により形成される帯電防止層(帯電防止性樹脂層、導電性ポリマー層、導電性樹脂組成物層)の厚みは、0.001〜5μmが好ましく、より好ましくは0.005〜1μmである。
上記の導電性物質の蒸着あるいはメッキの方法としては、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、化学蒸着、スプレー熱分解、化学メッキ、電気メッキ法などが挙げられる。
上記の蒸着あるいはメッキにより形成される帯電防止層(導電性物質層)の厚みは、20〜10000Åが好ましく、より好ましくは50〜5000Åである。
上記の練り込み型帯電防止剤としては、上記の帯電防止剤が適宜用いられる。上記練り込み型帯電防止剤の配合量は、基材の総重量(100重量%)に対して、20重量%以下が好ましく、より好ましくは0.05〜10重量%である。練り込み方法としては、上記練り込み型帯電防止剤が、例えばプラスチック基材に用いられる樹脂に均一に混合できる方法であれば特に限定されず、一般的には加熱ロール、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、二軸混練機等を用いた方法などが挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は、接着性と再剥離性(易剥離性)に優れ、再剥離が可能な粘着剤層を形成しうる粘着剤組成物であり、再剥離される用途に用いられる粘着剤層を形成するため(再剥離用)に好ましく用いられる。即ち、本発明の粘着剤組成物より形成された粘着剤層を有する粘着シートは再剥離される用途[例えば、建築養生用マスキングテープ、自動車塗装用マスキングテープ、電子部品(リードフレーム、プリント基板等)用マスキングテープ、サンドブラスト用マスキングテープなどのマスキングテープ類、アルミサッシ用表面保護フィルム、光学プラスチック用表面保護フィルム、光学ガラス用表面保護フィルム、自動車保護用表面保護フィルム、金属板用表面保護フィルムなどの表面保護フィルム類、バックグラインドテープ、ペリクル固定用テープ、ダイシング用テープ、リードフレーム固定用テープ、クリーニングテープ、除塵用テープ、キャリアテープ、カバーテープなどの半導体・電子部品製造工程用粘着テープ類、電子機器や電子部品の梱包用テープ類、輸送時の仮止めテープ類、結束用テープ類、ラベル類]等に好ましく用いられる。
本発明の粘着剤組成物から形成された粘着剤層及び本発明の粘着シートは、「凹み」や「ゲル物」などの外観不良が低減されており外観特性に優れる。さらに、被着体に貼付され用いられる場合に、被着体に白化汚染などの汚染が生じず、低汚染性に優れる。このため、本発明の粘着シートは、特に優れた外観特性や低汚染性が要求される、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)、フィールドエミッションディスプレイなどのパネルを構成する偏光板、位相差板、反射防止板、波長板、光学補償フィルム、輝度向上フィルムなど光学部材(光学プラスチック、光学ガラス、光学フィルム等)の表面保護用途(光学部材用の表面保護フィルム等)として好ましく用いられる。ただし、用途はこれに限定されるものではなく、半導体、回路、各種プリント基板、各種マスク、リードフレームなどの微細加工部品の製造の際の表面保護や破損防止、あるいは異物等の除去、マスキング等にも使用することができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下の説明において、「部」および「%」は、特に明記のない限り、重量基準である。
実施例1
(アクリルエマルション系重合体の調製)
容器に、水90重量部、及び、表1に示すように、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)94重量部、メタクリル酸メチル(MMA)2重量部、アクリル酸(AA)4重量部、ノニオンアニオン系反応性乳化剤(第一工業製薬(株)製、商品名「アクアロンHS−10」)6重量部を配合した後、ホモミキサーにより攪拌混合し、モノマーエマルションを調製した。
次いで、冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、水50重量部、重合開始剤(過硫酸アンモニウム)0.01重量部、及び、上記で調製したモノマーエマルションのうち10重量%にあたる量を添加し、攪拌しながら、75℃で1時間乳化重合した。その後、さらに重合開始剤(過硫酸アンモニウム)0.07重量部を添加し、次いで、攪拌しながら、残りのモノマーエマルションの全て(90重量%にあたる量)を3時間かけて添加して、その後、75℃で3時間反応させた。次いで、これを30℃に冷却して、濃度10重量%のアンモニア水を加えてpH8に調整して、アクリルエマルション系重合体の水分散液を調製した。
(水分散型アクリル系粘着剤組成物の調製)
上記で得られたアクリルエマルション系重合体の水分散液に、アクリルエマルション系重合体(固形分)100重量部に対して、非水溶性架橋剤であるエポキシ系架橋剤[三菱ガス化学(株)製、商品名「テトラッド−C」、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、エポキシ当量:110、官能基数:4]3重量部を、攪拌機を用いて、23℃、300rpm、10分の攪拌条件で攪拌混合し、水分散型アクリル系粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤層の形成、粘着シートの作製)
さらに、上記で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物を、PETフィルム(三菱樹脂(株)製、商品名「T100N38」、厚さ:38μm)のコロナ処理面上に、テスター産業(株)製アプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが15μmとなるように塗布(コーティング)し、その後、熱風循環式オーブンで120℃で2分間乾燥させ、さらにその後、50℃で3日間養生(エージング)して粘着シートを得た。
実施例2〜4、比較例1、5
表1に示すように、原料モノマー及び乳化剤の種類、配合量等を変更し、実施例1と同様にして、モノマーエマルションを調製した。
上記モノマーエマルションを用い、実施例1と同様にして、水分散型アクリル系粘着剤組成物および粘着シートを得た。
実施例5〜7、比較例2〜4
表1に示すように、原料モノマー及び乳化剤の種類、配合量等を変更し、実施例1と同様にして、モノマーエマルションを調製した。
上記モノマーエマルションを用い、非水溶性架橋剤の種類、配合量等を変更して、実施例1と同様にして、水分散型アクリル系粘着剤組成物および粘着シートを得た。
なお、比較例2では、非水溶性架橋剤を用いず、水溶性架橋剤のみを用いた。また、比較例4では、さらに触媒を用いた。
各実施例、比較例で得られたアクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分および溶剤可溶分の重量平均分子量は表1に示したとおりである。
[評価]
上記の実施例および比較例で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物および粘着シートについて、下記の測定方法又は評価方法により評価を行った。なお、評価結果は、表1に示した。
(1)架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の破断伸び
(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の作製)
実施例および比較例で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物を、シリコーンで表面処理したPETフィルム(三菱樹脂(株)製、「MRF38」)のシリコーン処理面上に、乾燥後の厚さが50μmとなるようにコーティングして、その後、熱風循環式オーブンで120℃で2分間乾燥させて、50℃で3日間養生を行い、架橋皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜)を得た。
(破断伸びの測定)
次いで、上記架橋皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜)を丸めて、円柱状のサンプル(長さ50mm、断面積(底面積)1mm2)を作製した。
引張試験機を用いて、23℃、50%RHの環境下、測定を行った。測定の初期長(初期のチャック間隔)が10mmとなるように、チャックを設定し、引張速度50mm/分の条件で引張試験を行い、破断点の伸び[破断伸び(破断点伸度)]を測定した。
なお、破断伸び(破断点伸度)は、引張試験で、試験片(架橋皮膜の円柱状サンプル)が破断したときの伸びを表し、下記の式で計算される。
「破断伸び(破断点伸度)」(%) = (「破断時の試験片の長さ(破断時のチャック間隔)」−「初期長(10mm)」)÷「初期長(10mm)」×100
(2)架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分
上記(1)と同じ方法で、架橋皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜)を作製した。
次いで、前述の「溶剤不溶分の測定方法」に従って、上記架橋皮膜の溶剤不溶分を測定した。
上記架橋皮膜(架橋後のアクリル系粘着剤皮膜):約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工株式会社製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とした。なお、該浸漬前重量は、架橋皮膜(上記で採取したもの)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸の総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸の合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とした。
次に、上記の架橋皮膜をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて7日間静置した。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とした。
そして、下記の式から溶剤不溶分を算出した。
溶剤不溶分(重量%)=(d−e)/(f−e)×100
(上記の式において、dは浸漬後重量であり、eは包袋重量であり、fは浸漬前重量である。)
(3)外観(凹み・ゲル物の有無)
実施例および比較例で得られた粘着シートの、粘着剤層表面の状態を目視で観察した。縦10cm×横10cmの観察範囲内の欠点(凹み及びゲル物)の個数を測定し、以下の基準で評価した。
欠点個数が0〜100個 : 外観が良好である(○)。
欠点個数が101個以上 : 外観が悪い(×)。
(4)汚染性(白化)[加湿試験]
実施例および比較例で得られた粘着シート(サンプルサイズ:25mm幅×100mm長さ)を、貼り合わせ機(テスター産業(株)製、小型貼り合せ機)を用いて、0.25MPa、0.3m/分の条件で、偏光板[日東電工(株)製、商品名「SEG1425DUHC」、サイズ:70mm幅×120mm長さ]上に貼り合わせた。
上記粘着シートを貼り合わせた偏光板を、粘着シートを貼り合わせたまま、80℃で4時間放置した後、粘着シートを剥離した。その後、粘着シートを剥離した偏光板を加湿環境下(23℃、90%RH)で12時間放置し、偏光板表面を目視にて観察し、以下の基準で汚染性を評価した。
低汚染性良好(○) : 粘着シートを貼付した部分と貼付していない部分で変化が見られなかった。
低汚染性不良(×) : 粘着シートを貼付した部分に白化が見られた。
(5)粘着力上昇防止性(初期粘着力、40℃1週間貼付保存後粘着力)
(初期粘着力)
実施例および比較例で得られた粘着シート(サンプルサイズ:25mm幅×100mm長さ)を、粘着シートの粘着剤層側の表面を、貼り合わせ機[テスター産業(株)製、小型貼り合せ機]を用いて、0.25MPa、0.3m/分の条件で、偏光板[材質:トリアセチルセルロース(TAC)、表面の算術平均粗さ(Ra)がMD方向で約21nm、TD方向で約31nm、MD方向とTD方向の平均で約26nmである]に貼り合わせた。
上記の粘着シートと偏光板の貼り合わせサンプルを用い、23℃、50%RHの環境下、20分間放置後に、下記の条件に従い、180°剥離試験を行い、粘着シートの偏光板に対する粘着力(N/25mm)を測定し、「初期粘着力」とした。
(40℃1週間貼付保存後粘着力)
実施例および比較例で得られた粘着シート(サンプルサイズ:25mm幅×100mm長さ)を、粘着シートの粘着剤層側の表面を、貼り合わせ機[テスター産業(株)製、小型貼り合せ機]を用いて、0.25MPa、0.3m/分の条件で、偏光板[材質:トリアセチルセルロース(TAC)、表面の算術平均粗さ(Ra)がMD方向で約21nm、TD方向で約31nm、MD方向とTD方向の平均で約26nmである]に貼り合わせた。
上記の粘着シートと偏光板の貼り合わせサンプルを用い、40℃の環境に1週間保存した後、23℃、50%RHの環境下に2時間放置した後、下記の条件に従い、180°剥離試験を行い、粘着シートの偏光板に対する粘着力(N/25mm)を測定し、「40℃1週間貼付保存後粘着力」とした。
上記の180°剥離試験は、引張試験機を用いて、23℃、50%RHの環境下、引張速度30m/分で行った。
初期粘着力と40℃1週間貼付保存後粘着力の差[(40℃1週間貼付保存後粘着力)−(初期粘着力)]が、0.5N/25mm未満であれば、粘着力上昇防止性が優れていると判断できる。
Figure 2011241387
表1において、重合開始剤、乳化剤、架橋剤、触媒の配合量、添加量は、実配合量(商品の配合量)で示した。なお、アクリルエマルション系重合体は固形分の重量で示した。
表1で用いた略号は以下のとおりである。
2EHA : 2−エチルヘキシルアクリレート
MMA : メチルメタクリレート
Vac : 酢酸ビニル
DEAA : ジエチルアクリルアミド
AA : アクリル酸
HS−10 : 第一工業製薬(株)製、商品名「アクアロンHS−10」(ノニオンアニオン系反応性乳化剤)
SE−10N : (株)ADEKA製、商品名「アデカリアソープSE−10N」(ノニオンアニオン系反応性乳化剤)
テトラッドC : 三菱ガス化学(株)製、商品名「TETRAD−C」(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、エポキシ当量:110、官能基数:4)
テトラッドX : 三菱ガス化学(株)製、商品名「TETRAD−X」(1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、エポキシ当量:100、官能基数:4)
デナコールEX−512 : ナガセケムテックス(株)製、商品名「デナコール EX−512」(Polyglycerol Polyglycidyl Ether、エポキシ当量:168、官能基数:約4)
アデカコールCC−36 : (株)ADEKA製、商品名「アデカコール CC−36」(ポリエーテル型第4級アンモニウム塩)
さらに、以下の実施例により、加湿保存下での粘着シートの白化の有無を評価した。
実施例8
(粘着剤層の形成、粘着シートの作製)
実施例1で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物を、PETフィルム(三菱樹脂(株)製、商品名「T100C38」、厚さ:38μm)のコロナ処理面上に、テスター産業(株)製アプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが15μmとなるように塗布(コーティング)し、その後、熱風循環式オーブンで120℃で2分間乾燥させ、さらにその後、50℃で3日間養生(エージング)して粘着シートを得た。
実施例9
(アクリルエマルション系重合体の調製)
容器に、水90重量部、及び、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)94重量部、メタクリル酸メチル(MMA)2重量部、アクリル酸(AA)4重量部、分子中にラジカル重合性官能基を含まないノニオンアニオン系非反応性乳化剤(第一工業製薬(株)製、商品名「ハイテノールLA−16」)4.5重量部を配合した後、ホモミキサーにより攪拌混合し、モノマーエマルションを調製した。
次いで、冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、水50重量部、重合開始剤(過硫酸アンモニウム)0.01重量部、及び、上記で調製したモノマーエマルションのうち10重量%にあたる量を添加し、攪拌しながら、75℃で1時間乳化重合した。その後、さらに重合開始剤(過硫酸アンモニウム)0.07重量部を添加し、次いで、攪拌しながら、残りのモノマーエマルションの全て(90重量%にあたる量)を3時間かけて添加して、その後、75℃で3時間反応させた。次いで、これを30℃に冷却して、濃度10重量%のアンモニア水を加えてpH8に調整して、アクリルエマルション系重合体の水分散液を調製した。上記で得られたアクリルエマルション系重合体の溶剤不溶分は75重量%であった。
(水分散型アクリル系粘着剤組成物の調製)
上記で得られたアクリルエマルション系重合体の水分散液に、アクリルエマルション系重合体(固形分)100重量部に対して、非水溶性架橋剤であるエポキシ系架橋剤[三菱ガス化学(株)製、商品名「テトラッド−C」、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、エポキシ当量:110、官能基数:4]3重量部を、攪拌機を用いて、23℃、300rpm、10分の攪拌条件で攪拌混合し、水分散型アクリル系粘着剤組成物を調製した。上記で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物の、架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分は90重量%であり、架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の破断伸びは102%であった。
(粘着剤層の形成、粘着シートの作製)
さらに、上記で得られた水分散型アクリル系粘着剤組成物を、PETフィルム(三菱樹脂(株)製、商品名「T100C38」、厚さ:38μm)のコロナ処理面上に、テスター産業(株)製アプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが15μmとなるように塗布(コーティング)し、その後、熱風循環式オーブンで120℃で2分間乾燥させ、さらにその後、50℃で3日間養生(エージング)して粘着シートを得た。
[評価]
実施例8および実施例9で得られた粘着シートについて、下記の測定方法又は評価方法により、評価を行った。なお、評価結果は、表2に示した。
(6)加湿保存下での粘着シートの白化
実施例8、実施例9の粘着シートを、50℃、95%RHの環境に24時間放置(加湿保存)後、日本電色工業(株)製「デジタルヘイズメーター(DIGITAL HAZEMETER) NDH−20D」にてヘイズ値を測定した(「加湿保存後のヘイズ値」とした)。測定は、50℃、95%RHの環境からサンプルを取り出した後3分以内に行った。また、比較のため、加湿保存前のヘイズ値も測定した(「加湿保存前のヘイズ値」とした)。
Figure 2011241387
上記表2の結果より、非反応性乳化剤を用いた実施例9では、加湿保存によりヘイズ値の上昇が見られ、加湿保存下で粘着シートの白化が確認された。

Claims (6)

  1. (メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)、並びに、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル及びジエチルアクリルアミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体(C)を必須の原料モノマーとして構成された、溶剤不溶分が70重量%以上であるアクリルエマルション系重合体、並びに、分子中にカルボキシル基と反応しうる官能基を2個以上有する非水溶性架橋剤を含むアクリル系粘着剤組成物であって、
    該アクリル系粘着剤組成物を乾燥後の厚さが50μmになるように塗布した後、120℃で2分間乾燥させ、さらに50℃で3日間エージングして作製した架橋後のアクリル系粘着剤皮膜の溶剤不溶分が90重量%以上かつ23℃における破断伸びが130%以下となることを特徴とする水分散型アクリル系粘着剤組成物。
  2. アクリルエマルション系重合体が、分子中にラジカル重合性官能基を含む反応性乳化剤を用いて重合された重合体である請求項1に記載の水分散型アクリル系粘着剤組成物。
  3. カルボキシル基含有不飽和単量体(B)のカルボキシル基1モルに対する、非水溶性架橋剤のカルボキシル基と反応しうる官能基のモル数が0.4〜1.3モルである請求項1または2に記載の水分散型アクリル系粘着剤組成物。
  4. アクリルエマルション系重合体を構成する原料モノマーの総量中の、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(A)の含有量が70〜99重量%、カルボキシル基含有不飽和単量体(B)の含有量が0.5〜10重量%、及び、単量体(C)の含有量が0.5〜10重量%である請求項1〜3のいずれかの項に記載の水分散型アクリル系粘着剤組成物。
  5. 基材の少なくとも片面側に、請求項1〜4のいずれかの項に記載の水分散型アクリル系粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有することを特徴とする粘着シート。
  6. 光学部材用の表面保護フィルムである請求項5に記載の粘着シート。
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