(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ガラス転移点が75℃以上であり、環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含むブロック(A)と、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を70質量%以上含むブロック(B)とからなり、酸価が8mgKOH/g以上であるブロック共重合体(X)を含有する粘着剤組成物であって、
前記ブロック(A)とブロック(B)との質量比率(ブロック(A)/ブロック(B))が10/90〜30/70であり、
前記ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端がブロック(A)であり、かつ前記ブロック(B)がブロック(A)で挟まれている、粘着剤組成物。
CH2=CR1−COOR2 ・・・(1)
式(1)中、R1は水素原子であり、R2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とからなるブロック共重合体(X)を含有する。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の総称である。
また、本発明において、可逆的付加開裂連鎖移動重合を「RAFT重合」といい、RAFT重合に用いられる連鎖移動剤を「RAFT剤」という。
【0011】
<ブロック(A)>
ブロック(A)は、ガラス転移点が75℃以上の重合体または共重合体である。
ガラス転移点が75℃以上であれば、高温環境下でのクリープ性(以下、「耐熱クリープ性」ともいう。)に優れた粘着剤組成物が得られる。ブロック(A)のガラス転移点は、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
【0012】
ブロック(A)のガラス転移点は、下記式(i)に示されるFoxの式から求められる値である。
1/(Tg
A+273.15)=Σ[W
a/(Tg
a+273.15)] ・・・(i)
【0013】
式(i)中、Tg
Aはブロック(A)のガラス転移点(℃)であり、W
aはブロック(A)を構成する単量体aの質量分率であり、Tg
aは単量体aの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tg
aはホモポリマーの特性値として広く知られており、例えば、「POLYMER HANDBOOK、THIRD EDITION」に記載されている値や、メーカのカタログ値を用いればよい。
【0014】
ブロック(A)のガラス転移点は、ブロック(A)を構成する単量体の種類やその配合量によって調整できる。
ブロック(A)を構成する単量体としては、環状構造を有する単量体、カルボキシ基含有単量体、(メタ)アクリル酸エステル(ただし、環状構造を有する単量体を除く)、ヒドロキシ基含有単量体などが挙げられる。ブロック(A)は、少なくとも環状構造を有する単量体単位およびカルボキシ基含有単量体単位を含む。
【0015】
環状構造を有する単量体としては、芳香環構造を有する単量体、脂環構造を有する単量体などが挙げられる。
芳香環構造を有する単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、o−,m−もしくはp−メチルスチレン、o−,m−もしくはp−クロロスチレン等の芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル等の芳香環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。
脂環構造を有する単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の脂環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、耐熱クリープ性がより向上する点で、芳香環構造を有する単量体が好ましく、スチレンが特に好ましい。
【0016】
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、環状構造を有する単量体単位の含有率は、50〜95質量%が好ましく、65〜90質量%がより好ましい。
【0017】
カルボキシ基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸カルボキシペンチル、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0018】
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、カルボキシ基含有単量体単位の含有率は、3〜40質量%が好ましく、4〜30質量%がより好ましい。
【0019】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、環状構造を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられる。
環状構造を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
環状構造を有さない(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(n−プロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(n−ブトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、アクリル酸2−(n−プロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(n−ブトキシ)プロピルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0020】
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、(メタ)アクリル酸エステル単位の含有率は、5〜50質量%が好ましく、5〜35質量%がより好ましい。
【0021】
ヒドロキシ基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)・メチルアクリレートなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0022】
ブロック(A)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、ヒドロキシ基含有単量体単位の含有率は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。
【0023】
ブロック(A)を構成する単量体の組み合わせとしては、ブロック(A)のガラス転移点が75℃以上となり、かつブロック(A)が環状構造を有する単量体単位と、カルボキシ基含有単量体単位を含むような組み合わせであれば特に制限されないが、環状構造を有する単量体とカルボキシ基含有単量を少なくとも用いる。環状構造を有する単量体を用いる理由は以下のとおりである。
ブロック(A)は、後述するブロック(B)との相溶性の差からミクロ相分離を起こす。特に、環状構造を有する単量体を用いて得られるブロック(A)は、ブロック(B)との相溶性の差が大きく、ミクロ相分離を起こしやすい。ブロック(A)がミクロ相分離を起こすと、ブロック共重合体(X)の分子配列が、ブロック(A)同士、ブロック(B)同士が隣接し合った配列となる。その結果、ブロック(B)よりもガラス転移点の高いブロック(A)がブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。すると、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、架橋した高分子量のアクリル系共重合体と同じような働きを示し、粘着剤組成物の耐熱クリープ性が向上すると考えられる。
【0024】
また、カルボキシ基含有単量を用いる理由は以下のとおりである。
カルボキシ基含有単量体を用いれば、得られるブロック(A)はカルボキシ基含有単量体由来のカルボキシ基を有することになる。ブロック(A)がカルボキシ基を有していれば、カルボキシ基同士の水素結合によりブロック共重合体(X)のセグメントに化学的な結合力が生じ、耐熱性がより向上する。加えて、疑似的な架橋構造が安定しやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。
【0025】
<ブロック(B)>
ブロック(B)は、下記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含む重合体または共重合体である。
CH
2=CR
1−COOR
2 ・・・(1)
【0026】
式(1)中、R
1は水素原子である。
R
2は炭素数8以下の直鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である。R
2の炭素数が8を超えると、十分な粘着力が得られない。また、アルキル基やアルコキシアルキル基が分岐鎖状であると、粘着力が低下する。
R
2の炭素数は、4以上であることが好ましい。炭素数が4以上であれば、粘着剤組成物の被着体への濡れ性が良好となり、剥離時におけるジッピング現象が起こりにくくなる。
【0027】
炭素数8以下の直鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基(n−プロピル基)、ブチル基(n−ブチル基)、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基などが挙げられる。
炭素数8以下の直鎖のアルコキシアルキル基としては、2−メトキシエチル基、2−エトキシエチル基、2−(n−プロポキシ)エチル基、2−(n−ブトキシ)エチル基、3−メトキシプロピル基、3−エトキシプロピル基、2−(n−プロポキシ)プロピル基、2−(n−ブトキシ)プロピル基などが挙げられる。
R
2としては、炭素数8以下の直鎖のアルキル基が好ましい。
【0028】
ブロック(B)は、少なくとも上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルを重合することで得られる。ブロック(B)は、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルの単独重合体、または、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルと、該アクリル酸エステルと共重合可能な単量体(以下、「任意単量体」という。)とを共重合した共重合体である。
【0029】
上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸へプチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸2−エトキシエチル、アクリル酸2−(n−プロポキシ)エチル、アクリル酸2−(n−ブトキシ)エチル、アクリル酸3−メトキシプロピル、アクリル酸3−エトキシプロピル、アクリル酸2−(n−プロポキシ)プロピル、アクリル酸2−(n−ブトキシ)プロピル等のアクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、アクリル酸ブチルが好ましい。
【0030】
ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位の含有率は、70質量%以上であり、80質量%以上が好ましく、90質量%がより好ましい。70質量%以上であれば、十分な粘着力および耐熱クリープ性が得られる。
【0031】
任意単量体としては、上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル以外の(メタ)アクリル酸エステル(以下、「他の(メタ)アクリル酸エステル」という。)などが挙げられる。
【0032】
他の(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば上記一般式(1)中のR
1が水素原子またはメチル基であり、R
2が炭素数8超のアルキル基またはアルコキシアルキル基である単量体;R
1が水素原子またはメチル基であり、R
2が分岐鎖のアルキル基またはアルコキシアルキル基である単量体;R
2のアルキル基またはアルコキシアルキル基における任意の水素原子がヒドロキシ基に置き換わった単量体などが挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸t−ブチルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0033】
ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたとき、任意単量体単位の含有率は、30質量%以下であり、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
【0034】
ブロック(B)のガラス転移点は、−30℃以下であることが好ましく、−40℃以下であることがより好ましい。ガラス転移点が−30℃以下であれば、粘着力を十分に発現できる。
ブロック(B)のガラス転移点は、ブロック(B)を構成する単量体の種類やその配合量によって調整できる。
【0035】
ブロック(B)のガラス転移点は、下記式(ii)に示されるFoxの式から求められる値である。
1/(Tg
B+273.15)=Σ[W
b/(Tg
b+273.15)] ・・・(ii)
【0036】
式(ii)中、Tg
Bはブロック(B)のガラス転移点(℃)であり、W
bはブロック(B)を構成する単量体bの質量分率であり、Tg
bは単量体bの単独重合体(ホモポリマー)のガラス転移点(℃)である。
なお、Tg
bはホモポリマーの特性値として広く知られており、例えば、「POLYMER HANDBOOK、THIRD EDITION」に記載されている値や、メーカのカタログ値を用いればよい。
【0037】
<ブロック共重合体(X)>
ブロック共重合体(X)は、上述したブロック(A)とブロック(B)とからなる。
ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))は、10/90〜30/70であり、15/85〜25/75であることが好ましい。ブロック(A)の比率が多くなると、粘着力が低下し、剥離時におけるジッピング現象が起こりやすくなる。一方、ブロック(A)の比率が少なくなると、耐熱クリープ性が低下する。
【0038】
ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端は、ブロック(A)であり、かつブロック(B)がブロック(A)で挟まれている。ブロック共重合体(X)の少なくとも一方の末端がブロック(A)であれば、耐熱クリープ性に優れた粘着剤組成物が得られる。また、ブロック(B)がブロック(A)で挟まれていれば、上述したミクロ相分離が起こりやすくなり、耐熱クリープ性がより向上する。特に、ブロック共重合体(X)はブロック(A)−ブロック(B)−ブロック(A)で表されるトリブロック体であることが好ましい。
【0039】
ブロック共重合体(X)の酸価は8mgKOH/g以上である。酸価が8mgKOH/g未満であると、ブロック共重合体(X)が上述した疑似的な架橋構造となりにくく、耐熱クリープ性が低下する。ブロック共重合体(X)の酸価は、貯蔵安定性がより向上する点で、50mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以下であることがより好ましい。
ここで、ブロック共重合体(X)の酸価とは、ブロック共重合体(X)1g中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数のことである。
【0040】
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量は、10万〜55万であることが好ましい。質量平均分子量が10万以上であれば、耐熱クリープ性がより向上する。一方、質量平均分子量が55万以下であれば、塗工性がより向上する。
ブロック共重合体(X)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定される値である。具体的には、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、流速1.0mL/分の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフにて測定し、ポリスチレン換算した値を質量平均分子量とする。
【0041】
(ブロック共重合体(X)の製造方法)
ブロック共重合体(X)は、例えばリビング重合により得られる。リビング重合としては、リビングアニオン重合、RAFT重合などが挙げられるが、特にRAFT重合が好ましい。
RAFT重合によりブロック共重合体(X)を製造する場合、RAFT剤を用いてブロック(A)を構成する単量体を重合または共重合してブロック(A)を得た後、得られたブロック(A)の存在下で、ブロック(B)を構成する単量体を重合または共重合してブロック共重合体(X)を製造する。
【0042】
RAFT重合に用いられるRAFT剤としては、ジチオエステル、ジチオカルボナート、トリチオカルボナート、キサンタート等のイオウ系化合物などを用いることができる。
RAFT重合に用いられる重合開始剤としては、既知のアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤を用いることができる。
RAFT重合に用いられる溶媒については特に限定されず、公知の溶媒を用いることができる。
RAFT重合の方法としては特に限定されず、公知の方法を採用でき、例えば溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、懸濁重合法などが挙げられる。
【0043】
<他の成分>
本発明の粘着剤組成物は、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、濡れ性調製剤、粘着付与剤等などの添加剤を含有してもよい。なお、貯蔵安定性を良好に維持する観点から、イソシアネートやシランカップリング剤は含有しないことが好ましい。
【0044】
<作用効果>
以上説明した本発明の粘着剤組成物は、ブロック(A)とブロック(B)とからなるブロック共重合体(X)を含有するので、粘着力および高温環境下でのクリープ性に優れる。上述したように、ブロック共重合体(X)はブロック(A)とブロック(B)の相溶性の差によりミクロ相分離を起こす。その結果、ブロック(A)はブロック共重合体(X)同士の疑似架橋点となる。しかも、分子間のミクロ相分離構造がより明確となることで疑似架橋点が保持される。よって、ブロック共重合体(X)の構造が疑似的な架橋構造となり、高温環境下においても粘着剤の性能が保持され、粘着力および耐熱クリープ性に優れるようになると考えられる。
【0045】
また、本発明の粘着剤組成物は、疑似的な架橋構造を形成しているにすぎず、すなわち、実際は架橋していないので低分子量(具体的には質量平均分子量が10万〜55万程度が好ましい。)であり、塗工性にも優れる。従って、溶媒で必要以上に希釈して用いる必要がないので、少ない塗工回数で厚塗りすることが可能である。
よって、本発明の粘着剤組成物は、粘着剤層に厚みが求められる分野(例えばタッチパネル等)の粘着剤としても好適である。
【0046】
しかも、本発明の粘着剤組成物は耐熱クリープ性に優れるので、特許文献3に記載の粘着剤のようにシランカップリング剤やイソシアネート添加剤を配合する必要がない。よって、本発明の粘着剤組成物は、貯蔵安定性にも優れる。
【実施例】
【0047】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0048】
<製造例1:RAFT剤(R−1)の製造>
1,6−ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)と、二硫化炭素1.83g(24.0mmol)と、ジメチルホルムアミド11mLとを2口フラスコに投入し、マグネチックスターラーを用いて25℃で撹拌した。これに、トリエチルアミン2.49g(24.6mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で3時間撹拌した。滴下終了後、フラスコ内の反応液の色が無色透明から黄色に変化したことを確認した。
引き続き、メチル−α−ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を15分かけて滴下し、さらに25℃で4時間撹拌した。滴下の途中で、フラスコ内に沈殿物を確認した。
ついで、反応液に、抽出溶媒(n−ヘキサン/酢酸エチル=50/50)100mLと、水50mLとを加えて分液抽出した。得られた水相に先と同じ抽出溶媒50mLを加えてさらに分液抽出した。1回目と2回目の分液抽出にて得られた有機相を混合し、これを1M塩酸50mL、水50mL、飽和食塩水50mLで順に洗浄した。洗浄後の有機相に硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、硫酸ナトリウムをろ別し、ろ液をエバポレーターで濃縮して、有機溶媒を減圧留去した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:n−ヘキサン/酢酸エチル=80/20)にて精製して、RAFT剤(R−1)2.86g(収率80%)を黄色油状物として得た。
【0049】
得られたRAFT剤(R−1)の
1H−NMRスペクトルの帰属を下記に示す。なお、
1H−NMRの測定には、核磁気共鳴分析装置(株式会社日立製作所製、「R−1200」)を用いた。
1H−NMR(60MHz in CDCl
3):δ7.50−7.05(m,10H、ArH)、δ5.82(s,2H,CH−COO)、δ3.73(s,6H,CH
3)、δ3.33(brt,4H,S−CH
2)、δ1.85−1.22(m,8H,CH
2).
【0050】
1H−NMRスペクトルより、メチル−α−フェニル酢酸とジチオール由来のアルキル基の構造を確認できた。従って、製造例1では、RAFT剤(R−1)として下記一般式(2)で表される化合物(化合物(2))が得られたと判断した。
【0051】
【化1】
【0052】
<製造例2:RAFT剤(R−2)の製造>
1,6−ヘキサンジチオール0.902g(6.00mmol)を1−ドデカンチオール1.214g(6.00mmol)に変更し、二硫化炭素の量を1.83g(24.0mmol)から0.915g(12.0mmol)に変更し、トリエチルアミンの量を2.49g(24.6mmol)から1.25g(12.3mmol)に変更し、メチル−α−ブロモフェニル酢酸2.75g(12.0mmol)を(1−ブロモエチル)ベンゼン1.11g(6.00mmol)に変更した以外は、製造例1と同様にしてRAFT剤(R−2)2.25g(収率98%)を黄色油状物として得た。
【0053】
得られたRAFT剤(R−2)の
1H−NMRスペクトルの帰属を下記に示す。
1H−NMR(60MHz in CDCl
3):δ7.60−7.12(m,5H、ArH)、δ5.34(q,J=6.9Hz,1H,S−CH)、δ3.34(brt,2H,S−CH
2)、δ1.76(d,J=6.9Hz,3H,CH
3)、δ1.70−1.05(m,20H,−CH
2−)、δ0.89(brt,3H,CH
3).
【0054】
1H−NMRスペクトルより、(1−ブロモエチル)ベンゼンとドデカンチオール由来のアルキル基の構造を確認できた。従って、製造例2では、RAFT剤(R−2)として下記一般式(3)で表される化合物(化合物(3))が得られたと判断した。
【0055】
【化2】
【0056】
<測定・評価>
(ガラス転移点の算出)
ブロック(A)のガラス転移点を上記式(i)に示されるFoxの式から求め、ブロック(B)のガラス転移点を上記式(ii)に示されるFoxの式から求めた。
【0057】
(分子量の測定)
数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)により下記条件にて測定した。なお、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算した値である。
GPCの測定条件:
GPC装置:GPC−101(昭光通商株式会社製)
カラム:Shodex A−806M×2本直列つなぎ(昭和電工株式会社製)
検出器:Shodex RI−71(昭和電工株式会社製)
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1mL/分
【0058】
(酸価の測定)
水酸化カリウムを0.1規定になるようにメタノールに溶解させて調製した溶液を滴定することで測定した。
【0059】
(粘着力の測定)
30mm×40mmサイズのステンレス板上の略中央に、乾燥後の膜厚が25μmになるように粘着剤組成物を塗工し、25mm×25mmサイズの粘着剤層を形成した。この粘着剤層を介して、ステンレス板と25mm×100mmサイズのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムとを貼り合わせ、試験片とした。
試験片のPETフィルムについて、JIS Z 0237:2009の8.3.1「180度引きはがし法」に準拠して粘着力を測定した。
【0060】
(耐熱クリープ性の評価)
粘着力の測定の場合と同様にして、試験片を作製した。
JIS Z 0237:2009に準拠して、試験片のPETフィルム側から圧着ロールで1往復した後、この試験片を40℃に調節したクリープ試験機に設置した。100℃または150℃の環境下において、1kgの錘を取り付けたPETフィルムがステンレス板から落下するまでの時間を測定した。なお、1時間経過してもPETフィルムがステンレス板から落下しない場合は、1時間経過後におけるPETフィルムのズレ(試験前の位置からの距離)を測定した。落下時間(分)またはズレ(mm)を耐熱クリープ性の指標とし、ズレ(mm)が小さいほど耐熱クリープ性に優れることを意味する。また、PETフィルムがステンレス板から落下した場合は、落下時間(分)が長いほど耐熱クリープ性に優れることを意味する。PETフィルムが落下しない、もしくは落下時間が30分以上を合格とした。
【0061】
(塗工性の評価)
酢酸エチルを用いて粘着剤組成物を希釈して希釈液を調製した。希釈液中の粘着剤組成物の濃度は5%刻みとした。バーコータNo.26を用い、濃度の高い希釈液から順にPETフィルム上に塗工した。塗膜にスジ、泡の巻き込み、塗膜表面の揺らぎが見られなくなったときの希釈液中の粘着剤組成物の濃度を求め、これを塗工性の評価とした。粘着剤組成物の濃度が高いほど塗工性に優れることを意味する。
【0062】
「実施例1」
<ブロック共重合体(X)の製造>
(ブロック(A)の製造)
スチレン(St)84.6gと、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)1.4gと、アクリル酸(AA)14gと、RAFT剤(R−1)1.9gと、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(ABN−E)0.35gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で6時間撹拌して重合反応を行った(第一段階反応)。
反応終了後、フラスコ内にn−ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(St、HEA、AA)、およびRAFT剤をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥して共重合体(ブロック(A))を得た。
得られた共重合体(ブロック(A))のガラス転移点、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)を表1に示す。
【0063】
(ブロック共重合体(X)の製造)
アクリル酸ブチル(BA)100g、ABN−E0.027g、および酢酸エチル50gからなる混合物と、先に得られた共重合体(ブロック(A))とを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で6時間撹拌して重合反応を行い(第二段階反応)、ブロック(A)とブロック(B)とからなるブロック共重合体(X)を含む反応液を得た。なお、混合物とブロック(A)の配合量は、得られるブロック共重合体(X)におけるブロック(A)とブロック(B)との質量比率が25/75となる量とした。
反応液の一部を採取し、これにn−ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(BA)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してブロック共重合体(X)を反応液から取り出した。
ブロック(B)のガラス転移点、およびブロック共重合体(X)の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、酸価を表1に示す。
また、ブロック共重合体(X)を含む反応液を粘着剤組成物として用い、粘着力を測定し、耐熱クリープ性および塗工性を評価した。これらの結果を表1に示す。
【0064】
「実施例2〜9」
ブロック(A)およびブロック(B)を構成する単量体組成を表1に示すように変更し、第一段階反応および第二段階反応の重合条件を表1に示すように変更し、ブロック(A)とブロック(B)との質量比率を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてブロック共重合体(X)を製造し、各種測定および評価を行った。結果を表1に示す。
なお、実施例7、8では、第一段階反応において溶媒として酢酸エチル67.7gを用いた。
【0065】
「比較例1〜16」
ブロック(A)およびブロック(B)を構成する単量体組成を表2、3に示すように変更し、第一段階反応および第二段階反応の重合条件を表2、3に示すように変更し、ブロック(A)とブロック(B)との質量比率を表2、3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてブロック共重合体(X)を製造し、各種測定および評価を行った。結果を表2、3に示す。
【0066】
「比較例17」
Stを18.2gと、AAを1.8gと、BAを80gと、ABN−Eを0.5gと、酢酸エチル200gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で6時間撹拌して重合反応を行い、ランダム共重合体を含む反応液を得た。
反応液の一部を採取し、これにフラスコ内にn−ヘキサン4000gを投入し、撹拌して反応物を沈殿させた後、未反応のモノマー(St、AA、BA)、および溶媒をろ別し、反応物を70℃で減圧乾燥してランダム共重合体を反応液から取り出した。
得られたランダム共重合体の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、酸価を表4に示す。
また、ランダム共重合体を含む反応液を粘着剤組成物として用い、粘着力を測定し、耐熱クリープ性および塗工性を評価した。これらの結果を表4に示す。
【0067】
「比較例18」
メタクリル酸メチル(MMA)を18.2gと、AAを1.8gと、BAを80gと、ABN−Eを0.02gと、酢酸エチル66.7gとを2口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換しながら85℃に昇温した。その後、85℃で6時間撹拌して重合反応を行った以外は比較例17と同様にしてランダム共重合体を製造し、各種測定および評価を行った。結果を表4に示す。
【0068】
【表1】
【0069】
【表2】
【0070】
【表3】
【0071】
【表4】
【0072】
表1〜4中の略号は下記化合物を示す。また、各単量体のカッコ内のTg(ガラス転移点)は、ホモポリマーのTgである。また、表1〜3中の「単位(1)の割合」とは、ブロック(B)を構成する全ての構成単位を100質量%としたときの、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位の含有率(質量%)のことである。
「St」:スチレン(Tg:100℃)、
「CHMA」:メタクリル酸シクロヘキシル(Tg:66℃)、
「MMA」:メタクリル酸メチル(Tg:105℃)、
「MA」:アクリル酸メチル(Tg:10℃)、
「EMA」:メタクリル酸エチル(Tg:65℃)、
「HEA」:アクリル酸2−ヒドロキシエチル(Tg:−15℃)、
「HEMA」:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(Tg:55℃)、
「MAA」:メタクリル酸(Tg:228℃)、
「AA」:アクリル酸(Tg:106℃)、
「BA」:アクリル酸ブチル(Tg:−54℃)、
「EHA」:アクリル酸2−エチルヘキシル(Tg:−70℃)。
【0073】
表1から明らかなように、各実施例の粘着剤組成物は、粘着力、塗工性、および耐熱クリープ性に優れていた。また、各実施例の粘着剤組成物は耐熱クリープ性に優れているので、イソシアネートやシランカップリング剤を配合する必要がなく、貯蔵安定性にも優れる。
なお、各実施例の最終生成物がブロック共重合体であるかどうかは、以下のようにして判断した。
【0074】
例えば、実施例1で得られた共重合体(ブロック(A))の数平均分子量(Mn)は19000であり、質量平均分子量(Mw)は30000であり、これらの比(Mw/Mn)は1.6であった。一方、実施例1で得られたブロック共重合体(X)の数平均分子量(Mn)は75000であり、質量平均分子量(Mw)は140000であり、これらの比(Mw/Mn)は1.9であった。
これらの結果より、共重合体(ブロック(A))の分子量ピークは消失し、共重合体(ブロック(A))の分子量よりもブロック共重合体(X)の分子量が高いことが分かる。よって、実施例1では、St単位、HEA単位、およびAA単位を構成単位とする共重合体ブロック(ブロック(A))と、BA単位を構成単位とする重合体ブロック(ブロック(B))とからなるブロック共重合体が得られたと判断した。
実施例2〜9、比較例1〜16についても、同様にして判断した。
【0075】
また、RAFT剤(R−1)はトリチオカルボナートの二量体であることから、実施例1〜9、および比較例1〜11、14〜16で得られたブロック共重合体(X)は、ブロック(A)−ブロック(B)−ブロック(A)からなるトリブロック共重合体であると考えられる。
一方、RAFT剤(R−2)はトリチオカルボナートの単量体であることから、比較例12、13で得られたブロック共重合体(X)は、ブロック(A)−ブロック(B)からなるジブロック共重合体であると考えられる。
【0076】
一方、表2〜4から明らかなように、ブロック(A)とブロック(B)との比率(ブロック(A)/ブロック(B))が35/65であるブロック共重合体を含む比較例1の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
酸価が8mgKOH/g未満であるブロック共重合体を含む比較例2〜4の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ブロック(A)のガラス転移点が75℃未満であり、ブロック(A)が環状構造を有する単量体単位を含まないブロック共重合体を含む比較例5、6の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ブロック(B)が上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位を含まないブロック共重合体を含む比較例7、8の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック(A)がカルボキシ基含有単量体単位を含まないブロック共重合体を含む比較例9、10の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ブロック(B)中の上記一般式(1)で表されるアクリル酸エステル単位の含有率が70質量%未満であるブロック共重合体を含む比較例11の粘着剤組成物は、粘着力が弱かった。
ブロック(B)がブロック(A)で挟まれていないブロック共重合体を含む比較例12、13の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ブロック(A)が環状構造を有する単量体単位を含まないブロック共重合体を含む比較例14〜16の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。特に、ブロック(A)がカルボキシ基含有単量体単位を含まない比較例14の場合、粘着力も弱かった。
ランダム共重合体を含む比較例17の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性に劣っていた。
ランダム共重合体を含む比較例18の粘着剤組成物は、耐熱クリープ性および塗工性に劣っていた。