JP6792570B2 - 粘着剤用組成物、粘着剤層および粘着シート - Google Patents
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Description
一般に、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系低極性素材に、アクリル系ポリマーを主成分とする粘着剤を貼着する場合、良好な粘着力を発現させるためには、粘着剤中に適当なタッキファイヤーを添加する必要がある。
特許文献2には、特定の(メタ)アクリル酸エステル重合体と、多官能イソシアネート化合物とを含有する粘着剤用組成物が開示されている。しかしながら、特許文献2の実施例に開示される重合体の重量平均分子量は、70,000〜250,000であり、高温条件下における耐久性が充分ではない。
[1] 式(a1)で表される構造を有し、分子の両末端に水酸基を有し、かつカルボキシル基含有モノマーに由来する構造単位を有する(メタ)アクリル酸エステル重合体分子(a)を含み、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定される重量平均分子量(Mw)が300,000〜600,000、分子量分布(Mw/Mn)が4.0以下である(メタ)アクリルポリマー(A)と、1分子中のイソシアネート基数が2以上であるイソシアネート化合物(B)を、前記(メタ)アクリルポリマー(A)100質量部に対して0.1〜5質量部と、軟化点95℃以上のタッキファイヤー(C)とを含有する粘着剤用組成物。
なお、本明細書において、「重合体」とは単独重合体および共重合体を包含する意味で用い、また、「重合」とは単独重合および共重合を包含する意味で用いる。
また、アクリルおよびメタクリルを総称して「(メタ)アクリル」とも記載する。
本発明の粘着剤用組成物は、特定の(メタ)アクリル酸エステル重合体分子(a)(以下「重合体分子(a)」ともいう。)を含む特定の(メタ)アクリルポリマー(A)と、1分子中のイソシアネート基数が2以上であるイソシアネート化合物(B)(以下「多官能イソシアネート化合物(B)」ともいう。)と、特定のタッキファイヤー(C)とを含有する。
(メタ)アクリルポリマー(A)は、重合体分子(a)を含む。
〈(メタ)アクリル酸エステル重合体分子(a)〉
重合体分子(a)は、式(a1)で表される構造を有し、分子の両末端に水酸基を有し、かつカルボキシル基含有モノマーに由来する構造単位を有する。
MwおよびMw/Mnは、例えば、実施例に記載の方法で測定することができる。
化合物(A1)の具体例を以下に示す。
(メタ)アクリルポリマー(A)は、重合体分子(a)に加え、重合体分子(a)以外の重合体をさらに含んでもよい。重合体分子(a)以外の重合体としては、例えば、RAFT重合で重合体分子(a)を製造する場合、RAFT重合の副生成物が挙げられる。
(メタ)アクリルポリマー(A)は、例えば、RAFT重合により得られる。
(メタ)アクリルポリマー(A)を形成するために使用する重合性二重結合含有モノマーは、前記重合体分子(a)を形成するために使用する重合性二重結合含有モノマーと、同一であることが好ましい。つまり、前記重合体分子(a)と、(メタ)アクリルポリマー(A)に含まれる前記重合体分子(a)以外の重合体とが、同一の重合性二重結合含有モノマーから形成された重合体であることが好ましい。
粘着剤用組成物中の(メタ)アクリルポリマー(A)の含有量は、粘着剤用組成物100質量%中、通常10〜95質量%である。
重合性二重結合含有モノマーを、例えば、RAFT重合することにより、重合体分子(a)を含む(メタ)アクリルポリマー(A)を得ることができる。重合性二重結合含有モノマーとして、少なくとも(メタ)アクリル酸エステルおよびカルボキシル基含有モノマーが用いられる。ただし、前記(メタ)アクリル酸エステルからは、カルボキシル基含有(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、アミノ基含有(メタ)アクリレート等の官能基含有(メタ)アクリレートを除く。
重合体分子(a)が、(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位を有するために、重合性二重結合含有モノマーとして、(メタ)アクリル酸エステルが用いられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、脂環式基または芳香環含有(メタ)アクリレートが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルの使用量は、全重合性二重結合含有モノマー100質量%に対して、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
重合体分子(a)が、カルボキシル基含有モノマー由来の構造単位を有するために、重合性二重結合含有モノマーとして、カルボキシル基含有モノマーが用いられる。
カルボキシル基含有モノマーの使用量は、全重合性二重結合含有モノマー100質量%に対して、通常0.5〜15質量%、好ましくは1〜12質量%、より好ましくは3〜10質量%である。
カルボキシル基以外の官能基含有モノマーとしては、例えば、カルボキシル基以外の酸基含有モノマー、水酸基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマー、窒素系複素環含有モノマー、シアノ基含有モノマーが挙げられる。カルボキシル基以外の酸基としては、例えば、酸無水物基、リン酸基、硫酸基が挙げられる。
重合体分子(a)の合成において、カルボキシル基以外の官能基含有モノマーを使用してもよいが、イソシアネート基との反応性が高い水酸基、アミノ基などの官能基を含有するモノマーの共重合体の場合、イソシアネート架橋により、分子の両末端以外の場所が架橋し、自由末端が一定量増加することで、結果として得られた粘着剤層の耐久性が低下することがある。よって耐久性向上の観点からは、水酸基およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種を有するモノマーの使用量は、全重合性二重結合含有モノマー100質量%に対して、好ましくは0.3質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下である。
重合体分子(a)は、イソシアネート基への反応性を持つ官能基を含有するモノマーに由来する構成単位を有しないことが好ましい。
共重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、へキシルスチレン、ヘプチルスチレンおよびオクチルスチレン等のアルキルスチレン、フロロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨウ化スチレン、ニトロスチレン、アセチルスチレンおよびメトキシスチレン等のスチレン系単量体、酢酸ビニルが挙げられる。
共重合性モノマーは1種単独で、または2種以上を使用することができる。
RAFT重合は、重合開始剤の存在下に行うことが好ましい。重合開始剤としては、例えば、通常の有機系重合開始剤が挙げられ、具体的には、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の過酸化物、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。これらの中でも、アゾ化合物が好ましい。
重合開始剤の使用量は、重合性二重結合含有モノマー100質量部に対して、通常0.001〜2質量部、好ましくは0.002〜1質量部である。重合開始剤を前記範囲内で使用することにより、(メタ)アクリルポリマー(A)のMwを適切な範囲内に調整することができる。
RAFT重合法での反応温度は、通常60〜120℃、好ましくは70〜110℃であり、通常は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行われる、この反応は常圧、加圧および減圧のいずれの条件で行うこともでき、通常は常圧で行われる。また、反応時間は通常1〜20時間、好ましくは2〜14時間である。重合条件については、例えば、特開2007−230947号公報および特開2011−52057号公報を参照することができる。
多官能イソシアネート化合物(B)は、1分子中のイソシアネート基数が2以上のイソシアネート化合物である。多官能イソシアネート化合物(B)の、1分子中のイソシアネート基数は、好ましくは2〜8、より好ましくは3〜5である。イソシアネート基数が前記範囲にあると、重合体分子(a)とイソシアネート化合物との架橋反応効率の点、および入手容易性の観点で好ましい。
粘着剤用組成物中の多官能イソシアネート化合物(B)の含有量は、(メタ)アクリルポリマー(A)100質量部に対して、0.1〜5質量部、好ましくは0.5〜4質量部、より好ましくは1〜3質量部である。化合物(B)の含有量が前記範囲にあると、得られる組成物の凝集性が低下することがなく、また得られる組成物の粘着物性のバランスに優れ、耐久性に優れた粘着剤層を得ることができる。特に化合物(B)を前記下限値以上で使用すると、末端水酸基とイソシアネート基との反応率が向上し、充分に硬化するため粘着性能を発現することができるため好ましい。
本発明の粘着剤用組成物は、タッキファイヤー(C)を含有するため、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系低極性素材への貼着においても良好な粘着力を発揮する粘着剤層を形成することができる。
前記ロジンエステル樹脂としては、例えば、不均化ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、重合ロジンエステル樹脂が挙げられる。
これらのタッキファイヤー(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の粘着剤用組成物は、上記成分のほか、さらに本発明の効果を損なわない範囲で、有機溶媒、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、前記(C)以外の粘着付与樹脂、可塑剤、消泡剤、充填剤、安定剤、軟化剤、および濡れ性調整剤から選択される1種または2種以上を含有してもよい。
本発明の粘着剤層は、上述の粘着剤用組成物を架橋することにより、具体的には(メタ)アクリル酸エステル重合体分子(a)を含む(メタ)アクリルポリマー(A)を多官能イソシアネート化合物(B)で架橋することにより得ることができる。このようにして得られる粘着剤層は、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系低極性素材への貼着においても良好な粘着力を発揮し、かつ高温荷重環境下での秀逸な耐久性を有する。
粘着剤層は、偏光板の歪みの抑制、凝集力、接着力、再剥離性の向上の観点から、ゲル分率が、好ましくは20〜90質量%、より好ましくは30〜80質量%、さらに好ましくは40〜70質量%である。
本発明の粘着シートは、上述の粘着剤用組成物からなる粘着剤層を有する。この粘着シートは、基材を有することが好ましく、粘着剤層上にセパレーターを有していてもよい。粘着シートとしては、例えば、上記粘着剤層のみを有する両面粘着シート、基材と、基材の両面に形成された上記粘着剤層とを有する両面粘着シート、基材と、基材の一方の面に形成された上記粘着剤層を有する片面粘着シート、およびそれら粘着シートの粘着剤層の基材と接していない面にセパレーターが貼付された粘着シートが挙げられる。
実施例における各測定値は、以下の方法により求めた。
(メタ)アクリルポリマーについて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、下記条件で標準ポリスチレン換算による重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
・測定装置:HLC-8120GPC(東ソー(株)製)
・GPCカラム構成:以下の5連カラム(すべて東ソー(株)製)
(1)TSK-GEL HXL-H (ガードカラム)
(2)TSK-GEL G7000HXL
(3)TSK-GEL GMHXL
(4)TSK-GEL GMHXL
(5)TSK-GEL G2500HXL
・サンプル濃度:1.0mg/cm3となるように、テトラヒドロフランで希釈
・移動相溶媒:テトラヒドロフラン
・流量:1.0cm3/min
・カラム温度:40℃
精秤したブリキシャーレ(質量:n1)に(メタ)アクリルポリマー溶液1gを入れ、合計質量(n2)を精秤した後、105℃で3時間加熱した。その後、当該ブリキシャーレを室温のデシケータ内に1時間静置し、次いで再度精秤し、加熱後の合計質量(n3)を測定した。得られた質量測定値(n1〜n3)を用いて、下記式から加熱残分を算出した。
加熱残分(質量%)=100×[加熱後質量(n3−n1)/加熱前質量(n2−n1)]
[製造例A1]
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、n−ブチルアクリレート44部、2−エチルヘキシルアクリレート50部、アクリル酸6部、およびビス[4−{エチル−(2−ヒドロキシエチル)アミノカルボニル}−ベンジル]トリチオカーボネート(日本テルペン化学(株)製)(以下「RAFT剤−1」ともいう。)0.1部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。
製造例A1において、成分組成を表1に記載したとおりに変更したこと以外は製造例1と同様にして、アクリルポリマー(A2)および(B1)〜(B4)を含むポリマー溶液を得た。なお、製造例B1では、酢酸エチルは、フラスコ内の内容物の温度を80℃に保ったまま1時間かけて60部滴下し、最後に20部添加した。
表1に記載の各成分は以下に示すとおりである。
BA:n−ブチルアクリレート
2−EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
2−HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
AA:アクリル酸
RAFT剤-1:ビス[4−{エチル−(2−ヒドロキシエチル)アミノカルボニル}−ベンジル]トリチオカーボネート
RAFT剤−2:S,S−ジベンジルトリチオカーボネート
[実施例1]
製造例A1で得られたアクリルポリマー(A1)を含むポリマー溶液と、タッキファイヤーとしてD−125(荒川化学工業社製、軟化点120〜130℃)とを混合した。この混合物に、イソシアネート化合物としてL−45(綜研化学(株)製,トリレンジイソシアネート系架橋剤、1分子中のイソシアネート基数約3)を混合し粘着剤用組成物を得た。なお、アクリルポリマー(A1)100部に対するD−125の配合量が30部、L−45の配合量が2.0部となる割合(いずれも固形分比)で混合した。
実施例1において、組成成分を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤用組成物および両面粘着シートを得た。
なお、表1に記載のタッキファイヤーは以下に示すとおりである。
D−125:ロジン系タッキファイヤー(荒川化学社製、商品名:ペンセルD−125、軟化点:120〜130℃)
T145:テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル社製、商品名:YSポリスターT145、軟化点:140〜150℃)
A−75:ロジン系タッキファイヤー(荒川化学社製、商品名:スーパーエステルA−75、軟化点:70〜80℃)
〔ゲル分率〕
実施例等で得られた粘着剤層約0.1gをサンプリング瓶に採取し、酢酸エチル30mLを加えて4時間振盪した後、このサンプル瓶の内容物を200メッシュのステンレス製金網で濾過し、金網上の残留物を100℃で2時間乾燥して乾燥質量を測定した。次式により、粘着剤層のゲル分率を求めた。
ゲル分率(質量%)=(乾燥質量/粘着剤層採取質量)×100(%)
23℃、50%RH条件下で、実施例等で得られた両面粘着シートの一方の紙セパレーターを剥がし、露出した粘着剤層面に厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを裏打ちした。その後、もう一方の紙セパレーターを剥がし、露出した粘着面をポリプロピレン板に2kgのローラーを用いて圧着した。貼付面積は20mm幅×50mmとした。貼付から20分後に、110℃かつ乾燥条件で20分間保温し、その後100gの荷重を粘着剤層面に対して90°方向に鉛直にかけ、60分後のはがれ長さ(mm)を測定した。測定時間内に試験片がポリプロピレン板から落下した場合は、落下までに要した時間を測定した。落下した場合は「落下」と記載した。
Claims (6)
- (メタ)アクリルポリマー(A)が、カルボキシル基含有モノマーを含む重合性二重結合含有モノマーの可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合体である請求項1に記載の粘着剤用組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(A)が、水酸基およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種を有するモノマーの使用量が0.3質量%以下である重合性二重結合含有モノマーの重合体である、請求項1または2に記載の粘着剤用組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤用組成物から得られる粘着剤層。
- 請求項5に記載の粘着剤層を有する粘着シート。
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