(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024132943
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】粘着剤組成物およびその用途
(51)【国際特許分類】
C09J 133/00 20060101AFI20240920BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20240920BHJP
C09J 11/08 20060101ALI20240920BHJP
C09J 7/38 20180101ALI20240920BHJP
【FI】
C09J133/00
C09J11/06
C09J11/08
C09J7/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024034998
(22)【出願日】2024-03-07
(31)【優先権主張番号】P 2023043661
(32)【優先日】2023-03-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124349
【弁理士】
【氏名又は名称】米田 圭啓
(72)【発明者】
【氏名】加藤 翔
(72)【発明者】
【氏名】布谷 昌平
【テーマコード(参考)】
4J004
4J040
【Fターム(参考)】
4J004AA10
4J004AB01
4J004EA05
4J004EA06
4J004FA05
4J040BA202
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4J040HB44
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4J040KA35
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4J040LA08
4J040MA02
4J040MA10
4J040NA06
4J040NA17
4J040NA19
(57)【要約】
【課題】オレフィン粘着力に優れ、オレフィン等の低極性材料を含有する被着体を含む各種被着体に貼付後、高温または湿熱環境下に長時間晒された後でも剥離時の汚染が生じ難い再剥離性に優れた粘着剤組成物の提供。
【解決手段】アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)および粘着付与剤(C)を含有する粘着剤組成物であって、アクリル系樹脂(A)が、炭素数8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)由来の構造単位を主構造単位として含有し、架橋性官能基を有する官能基含有モノマー(a2)由来の構造単位を含有し、酸価が15mgKOH/g以上であり、粘着付与剤(C)が、軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)を前記粘着付与剤(C)全体の50重量%以上含有する粘着剤組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)および粘着付与剤(C)を含有する粘着剤組成物であって、
前記アクリル系樹脂(A)が、炭素数8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)由来の構造単位を主構造単位として含有し、架橋性官能基を有する官能基含有モノマー(a2)由来の構造単位を含有し、酸価が15mgKOH/g以上であり、
前記粘着付与剤(C)が、軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)を前記粘着付与剤(C)全体の50重量%以上含有する粘着剤組成物。
【請求項2】
粘着剤組成物全体の植物由来炭素の割合が50%以上である請求項1に記載の粘着剤組成物。
【請求項3】
前記官能基含有モノマー(a2)が、水酸基含有モノマーおよび/またはカルボキシ基含有モノマーである請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
【請求項4】
酸価が20mgKOH/g以上である請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
【請求項5】
前記架橋剤(B)が、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤およびアジリジン系架橋剤よりなる群から選ばれる少なくとも2種の架橋剤を含有する請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
【請求項6】
前記粘着付与剤(C)が、軟化点130℃以下のロジン系樹脂(C1-1)を含有する請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
【請求項7】
請求項1または2に記載の粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤。
【請求項8】
前記粘着剤のゲル分率が50~90%である請求項7に記載の粘着剤。
【請求項9】
請求項7に記載の粘着剤からなる粘着剤層。
【請求項10】
請求項9に記載の粘着剤層をフィルム上に有する粘着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は粘着剤組成物およびその用途に関し、詳しくは、粘着フィルムの粘着剤層に用いることができる粘着剤組成物、これを架橋させてなる粘着剤、およびこの粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着フィルム、例えば両面テープ用粘着フィルムに関する。本発明の粘着剤組成物を架橋させてなる粘着剤は、化石資源系材料への依存を抑制する植物由来の原料を用いた場合であっても、オレフィン粘着力に優れ、湿熱条件下で使用した後の被着体から剥離した際に汚染が生じ難く、例えば、両面テープ用粘着フィルムなどに用いることができる。なお、「オレフィン粘着力」とは、オレフィン等の低極性材料を含有する被着体に対する粘着力を言う。
【背景技術】
【0002】
従来、粘着テープや粘着シート等の粘着剤層に用いられる粘着剤としては、天然ゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤が知られている。アクリル系粘着剤としては、特定のアルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする(共)重合体が開発されている。
しかし、アクリル系粘着剤については、その原料に石油を使用することが多く、使用後の廃棄処理により二酸化炭素が排出されるため、石油資源の枯渇や地球温暖化への影響が懸念され、再生可能な材料である植物由来原料の使用が推奨されている。
【0003】
この点に関し、特許文献1には、炭化水素鎖部分に炭素数7~14の生物由来炭素をもつアクリルモノマーを48重量%以上含有し、ガラス転移温度が-20℃以下である感圧接着剤が開示されている。しかし、特許文献1の技術では、十分なオレフィン粘着力を発揮することができないという問題があった。
【0004】
また、特許文献2の発明は植物性材料に部分的に由来する接着剤組成物の提供を目的とし、同文献には2-オクチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸コポリマーを含む感圧接着剤が開示されている。しかし、特許文献2の技術では、長期間の湿度負荷後に再剥離性が悪化するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2019-218458号公報
【特許文献2】特表2010-506979号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、このような背景下において、化石資源系材料への依存を抑制する植物由来の原料を用い得る粘着剤組成物であって、オレフィン粘着力に優れ、オレフィン等の低極性材料を含有する被着体を含む各種被着体に貼付後、高温または湿熱環境下に長時間晒された後でも剥離時の汚染が生じ難い再剥離性に優れた粘着剤組成物を提供することである。また本発明は、該粘着剤組成物を架橋させてなる粘着剤、該粘着剤を用いた粘着剤層、該粘着剤層を有するフィルムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、粘着剤層を形成するアクリル系ポリマーのモノマー成分として、長鎖かつ直鎖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モノマー(a1)由来の構造単位を有し、特定の酸価を有するアクリル系樹脂(A)を用い、更に、特定の軟化点を有する粘着付与剤(C1)を一定の割合で用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明の完成に到達した。
【0008】
すなわち、本発明は以下の態様を含む。
本発明の態様(1)は、アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)および粘着付与剤(C)を含有する粘着剤組成物であって、
前記アクリル系樹脂(A)が、炭素数8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)由来の構造単位を主構造単位として含有し、架橋性官能基を有する官能基含有モノマー(a2)由来の構造単位を含有し、酸価が15mgKOH/g以上であり、
前記粘着付与剤(C)が、軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)を前記粘着付与剤(C)全体の50重量%以上含有する粘着剤組成物である。
【0009】
本発明の態様(2)は、態様(1)の粘着剤組成物において、粘着剤組成物全体の植物由来炭素の割合が50%以上である。
【0010】
本発明の態様(3)は、態様(1)または態様(2)の粘着剤組成物において、前記官能基含有モノマー(a2)が、水酸基含有モノマーおよび/またはカルボキシ基含有モノマーである。
【0011】
本発明の態様(4)は、態様(1)から態様(3)のいずれか一つの粘着剤組成物において、酸価が20mgKOH/g以上である。
【0012】
本発明の態様(5)は、態様(1)から態様(4)のいずれか一つの粘着剤組成物において、前記架橋剤(B)が、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤およびアジリジン系架橋剤よりなる群から選ばれる少なくとも2種の架橋剤を含有する。
【0013】
本発明の態様(6)は、態様(1)から態様(5)のいずれか一つの粘着剤組成物において、前記粘着付与剤(C)が、軟化点130℃以下のロジン系樹脂(C1-1)を含有する。
【0014】
本発明の態様(7)は、態様(1)から態様(6)のいずれか一つの粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤である。
【0015】
本発明の態様(8)は、態様(7)の粘着剤において、粘着剤のゲル分率が50~90%である。
【0016】
本発明の態様(9)は、態様(7)または態様(8)に記載の粘着剤からなる粘着剤層である。
【0017】
本発明の態様(10)は、態様(9)の粘着剤層をフィルム上に有する粘着フィルムである。
【0018】
なお、本発明における「粘着フィルム」とは、粘着シート、粘着フィルム、粘着テープを概念的に包含するものである。
【0019】
本発明の粘着剤組成物は、粘着性、再剥離性に優れる。本発明の粘着剤組成物がこれらの効果を奏する理由は明らかでないが、以下の理由が推測される。一般的な粘着剤に用いられているアルキル酸エステルモノマーであるブチルアクリレートや2-エチルヘキシルアクリレートに比べ、炭素数が大きい直鎖のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)を用いることで、ポリマー全体の極性を低く保ちながらガラス転移温度(Tg)を比較的高くすることができ、また特定の軟化点を有する粘着付与剤(C1)を一定の割合で用いることによって、ポリマーの濡れ性と粘弾性とのバランスを調整したり、低極性被着体と粘着剤層との界面相互作用を調整したりすることができる。これにより、オレフィン粘着力を高くしながら、高温高湿環境に長時間晒された後の被着体汚染を抑制するという二つの特長が両立できるものと考えられる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤によれば、化石資源系材料への依存を抑制することができ、オレフィン被着体等の低極性被着体への粘着力に優れ、湿熱環境下に長時間晒された後でも剥離時の耐汚染性に優れるといった効果が得られる。そのため、オレフィン粘着力に優れ、オレフィン被着体を包含する各種被着体に対する再剥離性にも優れた粘着フィルムが得られる。本発明の粘着フィルムは特に両面粘着フィルムとして有用である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施態様を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものであり、本発明はこれら実施態様に限定されるものではない。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリルあるいはメタクリルを、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上、Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」または「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)または「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」または「Y未満であることが好ましい」旨の意も包含する。
さらに、「yおよび/またはz(y、zは任意の構成)」とは、yおよびzの少なくとも一方を意味するものであって、yのみ、zのみ、yおよびz、の3通りを意味するものである。
本明細書において段階的に記載されている複数の数値範囲において、各上限値および各下限値は、任意に組み合わされた数値範囲の上限値または下限値になり得る。例えば、ある成分の含有量について「5~20質量%、10~15質量%」の記載がある場合、「5~15質量%」、「10~20質量%」、「5~10質量%」、「15~20質量%」の各数値範囲を構成し得る。
また、本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値または下限値は、実施例に示されている値または実施例から一義的に導き出される値に置き換えることができる。
【0022】
〔粘着剤組成物〕
本発明の粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)および粘着付与剤(C)を少なくとも含む。まず、アクリル系樹脂(A)について説明する。
【0023】
<アクリル系樹脂(A)>
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、共重合成分(a)の重合体であり、共重合成分(a)は、炭素数が8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)と、官能基を有する官能基含有モノマー(a2)とを少なくとも含有する。
【0024】
[(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)]
炭素数が8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)としては、例えば、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらモノマー(a1)の中でも、炭素循環の点で植物由来のモノマーを使用することが好ましく、植物由来のモノマーとしては、例えばn-オクチル(メタ)アクリレートやn-デシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0025】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)は、前記共重合成分(a)の主成分である。ここで「主成分」とは、共重合成分(a)に含まれる2種以上のモノマーのうち最も含有量の多いものを言う。更に、好ましい含有割合としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)の含有量が、共重合成分(a)の全量を100重量%としたとき、好ましくは60重量%以上、より好ましくは65重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。上記に加えて、植物由来のモノマーを使用する場合は、炭素循環の点で、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、特に好ましくは95重量部以上である。なお、上限としては通常99.9重量%である。
かかる含有量が少なすぎると、本発明の効果が得られない傾向がある。
【0026】
[官能基含有モノマー(a2)]
官能基含有モノマー(a2)における官能基とは、架橋剤(B)と架橋構造を形成し得る架橋性官能基であり、かかる官能基しては、例えば、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、オキセタン基、グリシジル基、スルホン基、アセトアセチル基、酸無水物基などが挙げられる。
【0027】
官能基含有モノマー(a2)としては、水酸基含有モノマー(a2-1)および/またはカルボキシ基含有モノマー(a2-2)が好ましい。
水酸基含有モノマー(a2-1)としては、例えば、ヒドロキシエチル(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、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー;カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー;ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート系モノマー;その他の1級水酸基含有(メタ)アクリレートモノマー(例えば、2-アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド等)が挙げられる。この中でもヒドロキシエチルアクリレートが特に好ましい。
カルボキシ基含有モノマー(a2-2)としては、例えば、カルボキシ基、酸無水物基などの酸性官能基を有するモノマーが挙げられ、具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸無水物、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。この中でもアクリル酸が特に好ましい。
これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいが、粘着剤の凝集力が向上しやすくなる点で、2種以上を併用することが好ましい。
【0028】
官能基含有モノマー(a2)の含有量は、共重合成分(a)の全量を100重量%としたとき、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは1重量%以上、特に好ましくは5重量%以上である。また官能基含有モノマー(a2)の含有量の上限は、好ましくは40重量%、より好ましくは30重量%、特に好ましくは20重量%である。かかる含有量が少なすぎると耐汚染性が低下する傾向があり、多すぎると粘着力が低下する傾向がある。
【0029】
[その他の共重合性モノマー(a3)]
本発明における共重合成分(a)は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の共重合性モノマー(a3)を含有していてもよい。その他の共重合性モノマーとしては、例えば、炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-1)、炭素数8~12の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-2)、炭素数13以上の直鎖または分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー、脂環構造含有モノマー、芳香族モノマー、アルコキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマー等が挙げられる。
【0030】
上記炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-1)としては、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、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、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアクリレート等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-1)の含有量は、共重合成分(a)の全量を100重量%としたとき、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、30重量%以下が特に好ましい。
【0031】
上記炭素数8~12の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-2)としては、例えば、2-エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。
炭素数8~12の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-2)の含有量は、共重合成分(a)の全量を100重量%としたとき、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、30重量%以下が特に好ましい。
【0032】
上記炭素数13以上の直鎖または分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーとしては、例えば、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、べへニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0033】
上記脂環構造含有モノマーとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニル(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オキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2-アダマンチル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0034】
上記芳香族モノマーとしては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシプロピル(メタ)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、フェノキシジ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、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール-(メタ)アクリレート等の芳香環を一つ有する(メタ)アクリレート;フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、エトキシ化o-フェニルフェノール(メタ)アクリレート等の芳香環を二つ有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0035】
上記アルコキシ基含有モノマーとしては、例えば、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0036】
上記アミノ基含有モノマーとしては、例えば、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート等の1級アミノ基含有(メタ)アクリレートモノマー;t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の2級アミノ基含有(メタ)アクリレートモノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基含有(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0037】
上記アミド基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド;メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、n-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド系モノマー;ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド等のジアルキル(メタ)アクリルアミド系モノマー;等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0038】
[アクリル系樹脂(A)の製造]
上記アクリル系樹脂(A)の重合方法としては、溶液ラジカル重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等の従来公知の方法を用いることができる。例えば、有機溶媒中に、適宜選択してなる共重合成分(a)、重合開始剤を混合あるいは滴下し所定の重合条件にて重合する方法等が挙げられる。なかでも、溶液ラジカル重合、塊状重合が好ましく、より好ましくは安定にアクリル系樹脂(A)が得られる点で、溶液ラジカル重合である。
【0039】
上記重合反応に用いられる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等が挙げられる。これらの有機溶媒の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果、粘着剤塗工時の乾燥のしやすさ、安全上から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましく、より好ましくは、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンである。
【0040】
また、かかる溶液ラジカル重合に用いられる重合開始剤としては、例えば、通常のラジカル重合開始剤である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、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) 、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2’-アゾビス(メチルプロピオン酸)等のアゾ系開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、ラウロリルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられ、使用するモノマーに合わせて適宜選択して用いることができる。これらの重合開始剤から選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0041】
かくして、炭素数が8~10の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)由来の構造単位を主構造単位として含有し、架橋性官能基を有する官能基含有モノマー(a2)由来の構造単位を含有し、更に、その他の共重合性モノマー(a3)由来の構造単位を含有することがあるアクリル系樹脂(A)が得られる。
【0042】
[アクリル系樹脂(A)の物性]
上記アクリル系樹脂(A)の酸価は、15mgKOH/g以上であり、好ましくは20mgKOH/g以上、より好ましくは25mgKOH/g以下である。酸価が高すぎると、高熱負荷後における被着体の耐汚染性が低下し、粘着力が上昇しすぎる傾向がある。本発明において酸価は、JIS K0070に基づき中和滴定により求められるものであり、樹脂分は45重量%である。
なお、本発明における酸価は、アクリル系樹脂(A)の共重合成分(a)が有する酸の含有量に起因するものである。また、本発明で言う酸とは、例えば、アクリル酸;カルボキシ基が塩基性化合物により中和されたカルボキシラートイオン状態のものも含む。
またアクリル系樹脂(A)の酸価の上限は通常100mgKOH/gである。
【0043】
上記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、20万~250万であることが好ましく、より好ましくは30万~150万、特に好ましくは50万~100万である。かかる重量平均分子量が低すぎると適度な粘着力が得られず、粘着剤層の耐熱性が低下し、高熱負荷後の被着体汚染が増大する傾向があり、高すぎると希釈溶剤を大量に必要とし、塗工性やコストの面で不利となる傾向がある。
【0044】
また、アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、15以下であることが好ましく、より好ましくは10以下、特に好ましくは6以下である。かかる分散度が高すぎると凝集力が低下し耐熱性が低下する傾向がある。なお、分散度の下限は通常1である。
【0045】
上記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters2695(本体)」と「Waters2414(検出器)」)に、カラム:ShodexGPCKF-806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100~2×107、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法で測定することができる。また分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。
【0046】
上記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、-100~25℃であることが好ましく、より好ましくは-60~0℃、特に好ましくは-55~-20℃、更に好ましくは-50~-30℃である。かかるガラス転移温度が高すぎるとタックが低下して貼り合わせし難くなったり、離形フィルムや被着体からリワークする際にジッピングが発生したりする傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向がある。
【0047】
なお、ガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
【数1】
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K)Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K)Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K)Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
即ち、アクリル系樹脂(A)を構成するそれぞれのモノマーからホモポリマーを調製した際の当該ホモポリマーのガラス転移温度および重量分率をFoxの式に当てはめて算出した値である。
アクリル系樹脂(A)を構成するそれぞれのモノマーからホモポリマーを調製した際の当該ホモポリマーのガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JISK7121-1987や、JISK6240に準拠した方法で測定することができる。
【0048】
アクリル系樹脂(A)は溶媒等により粘度調整され、アクリル系樹脂(A)溶液として、本発明の粘着剤組成物に用いられる。かかるアクリル系樹脂(A)溶液の粘度としては、取扱い易さの点から、500~20000mPa・sであることが好ましく、より好ましくは1000~18000mPa・s、特に好ましくは2000~15000mPa・sである。
かかる粘度が高すぎると流動性が低下して取り扱いにくくなる傾向にあり、低すぎると粘着剤を形成するときに塗工が困難となる傾向がある。
上記アクリル系樹脂(A)溶液の粘度は、B型粘度計を用いて、25℃に調温した樹脂溶液を回転粘度計法により測定して求めることができる。
【0049】
[アクリル系樹脂(A)のバイオマス度]
アクリル系樹脂(A)における植物由来炭素の割合、即ちバイオマス度は、環境負荷低減の点から、40重量%以上であることが好ましく、より好ましくは50重量%以上、更に好ましくは60重量%以上である。上限は100重量%である。
また、バイオマス度は、下記に示す算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が上記範囲内であればよい。
【0050】
(バイオマス度の計算方法)
アクリル系樹脂(A)のバイオマス度(重量%)=〔(アクリル系樹脂(A)を製造する際に使用する生物由来の各原料のバイオマス度)×(アクリル系樹脂(A)を製造する際に使用する生物由来の各原料の重量)の総和〕/(アクリル系樹脂(A)の総重量)×100
【0051】
また、上記バイオマス度は、生物由来の炭素含有率ともいい、NMRで組成比を解析し、その生物由来モノマーの炭素数/全体の炭素数を計算することによっても求めることができる。
【0052】
生物由来の炭素には一定割合の放射性同位体(C-14)が含まれるのに対し、石油由来の炭素にはC-14がほとんど含まれない。そのため、上記バイオマス度は、粘着剤に含まれるC-14の濃度を測定することによっても算出することができる。具体的には、多くのバイオプラスチック業界で利用されている規格であるASTM D6866に準じて測定することができる。
【0053】
<架橋剤(B)>
本発明で用いられる架橋剤(B)は、アクリル系樹脂(A)中の官能基と反応し、架橋構造を形成する化合物であり、架橋剤(B)としては、例えば、イソシアネート系架橋剤(B1)、エポキシ系架橋剤(B2)、金属キレート系架橋剤(B3)およびアジリジン系架橋剤(B4)が挙げられる。架橋剤(B)を含有することで粘着剤組成物の架橋速度が速くなり、フィルム製造時のエージング期間も短くなることで経済的に効率良く粘着フィルムを得ることができる。
【0054】
上記イソシアネート系架橋剤(B1)としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート等のトリレンジイソシアネート系化合物;1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシリレ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等のキシリレンジイソシアネート系化合物;1,5-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等の芳香族イソシアネート系化合物;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、およびこれらのイソシアネート系化合物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、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
なかでも、反応性が高く、耐熱性が向上し、被着体汚染が少ない点から、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、およびこれらのイソシアネート系化合物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、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体リレンジイソシアネート系架橋剤が好ましく、更にはヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体2,4-トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンとのアダクト体が好ましい。
【0055】
上記エポキシ系架橋剤(B2)としては、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、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、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエリスリトール、ジグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
なかでも、1,3-ビス(N,N’-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが好ましい。
【0056】
上記金属キレート系架橋剤(B3)としては、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、パナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセトアセチルエステル配位化合物等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0057】
上記アジリジン系架橋剤(B4)としては、例えば、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N '-ジフェニルメタン-4,4 '-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N '-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0058】
イソシアネート系架橋剤(B1)、エポキシ系架橋剤(B2)、金属キレート系架橋剤(B3)およびアジリジン系架橋剤(B4)よりなる群から選ばれる少なくとも2種の架橋剤を用いることが好ましく、特にイソシアネート系架橋剤(B1)とエポキシ系架橋剤(B2)とを組み合わせて用いることが好ましい。
【0059】
架橋剤(B)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~20重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~15重量部、特に好ましくは1~10重量部である。特に、イソシアネート系架橋剤(B1)とエポキシ系架橋剤(B2)を併用する場合、イソシアネート系架橋剤(B1)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、1~10重量部であることが好ましく、より好ましくは1.5~8重量部、特に好ましくは2~4重量部であり、エポキシ系架橋剤(B2)の含有量は、0.01~1重量部であることが好ましく、より好ましくは0.02~0.5重量部、特に好ましくは0.02~0.2重量部である。
架橋剤(B)の含有量が少なすぎると粘着剤の凝集力が低下し、耐汚染性が低下する傾向があり、多すぎると未反応の架橋剤が残ることによって被着体への汚染が生じやすくなる傾向がある。
【0060】
本発明の粘着剤組成物においては、本発明の効果を失わない範囲で、イソシアネート系架橋剤(B1)、エポキシ系架橋剤(B2)、金属キレート系架橋剤(B3)およびアジリジン系架橋剤(B4)以外の架橋剤を含有してもよく、例えば、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤などを含有してもよい。
【0061】
上記メラミン系架橋剤としては、例えば、へキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサプトキシメチルメラミン、ヘキサペンチルオキシメチルメラミン、ヘキサヘキシルオキシメチルメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。
【0062】
上記アルデヒド系架橋剤としては、例えば、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、マレインジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
【0063】
上記アミン系架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ジエチレントリアミン、トリエチルテトラアミン、イソホロンジアミン、アミノ樹脂、ポリアミド等が挙げられる。
【0064】
<粘着付与剤(C)>
本発明で用いられる粘着付与剤(C)は、軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)を粘着付与剤(C)全体の50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは85重量%以上、特に好ましくは95重量%以上含有する。粘着付与剤(C1)の含有量の上限は100重量%である。かかる含有量が少なすぎると、再剥離性が低下しやすく、本発明の効果が得られにくくなる。
かかる粘着付与剤(C1)としては、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂、テルペン系樹脂、変性テルペン系樹脂、炭化水素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、エラストマー系樹脂、ケトン系樹脂などの粘着付与剤であって、軟化点が130℃以下のものが挙げられるが、好ましいものとして軟化点130℃以下のロジン系樹脂(C1-1)が挙げられる。
また、粘着付与剤(C)は、軟化点が130℃を超える粘着付与剤を含有していてもよく、この場合、組成物としての粘着付与剤(C)の軟化点が180℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。
なお、粘着付与剤(C)の軟化点は、JIS K5902 5.3(1969年)に準拠し、以下の方法(R&B(ring&ball)法)で軟化点を求めた。軟化点は、例えば、昇温および軟化点測定を自動化した自動軟化点測定装置(エレックス科学社製)などにより測定できる。
また、軟化点に幅がある場合は、その上限値と下限値との和の平均値を軟化点とする。
【0065】
[ロジン系樹脂]
ロジン系樹脂とは、松から得られる琥珀色、無定形の天然樹脂のことであり、その主成分はアビエチン酸とその異性体の混合物である。また、このアビエチン酸またはその異性体の持つ反応性を利用して、エステル化、重合、水添等の変性をしたものも前記ロジン系樹脂に含まれる。例えば、未変性ロジン(例えば、トールロジン、ガムロジン、およびウッドロジンなど)、重合ロジン、不均化ロジン、水添ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン、これらのエステル(例えば、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル、メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、およびエチレングリコールエステルなど)およびこれらをさらに水素添加等の変性したものが挙げられ、特に耐熱性、耐着色性の観点から、不均化ロジンエステルが好適に用いられる。
【0066】
ロジン系樹脂の中でも、環境負荷低減の点から、生物由来原料の割合の高いロジン系樹脂が好ましく用いられ、ロジン系樹脂におけるバイオマス度は、70質量%以上が好ましい。
【0067】
[粘着付与剤(C)のバイオマス度]
粘着付与剤(C)におけるバイオマス度は、環境負荷低減の点から、70重量%以上が好ましく、より好ましくは75重量%以上、更に好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上であり、上限は100重量%である。かかる含有量は多ければ多いほど、再生可能資源が増えることから好ましい。
また、バイオマス度は、下記に示す算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が上記範囲内であればよい。
【0068】
(バイオマス度の計算方法)
粘着付与剤(C)のバイオマス度(重量%)=〔(粘着付与剤(C)を製造する際に使用する生物由来の各原料のバイオマス度)×(粘着付与剤(C)を製造する際に使用する生物由来の各原料の重量)の総和〕/(粘着付与剤(C)の総重量)×100
【0069】
また、上記バイオマス度は、NMRで組成比を解析し、その生物由来モノマーの炭素数/全体の炭素数を計算することによっても求めることができる。
【0070】
生物由来の炭素には一定割合の放射性同位体(C-14)が含まれるのに対し、石油由来の炭素にはC-14がほとんど含まれない。そのため、上記バイオマス度は、粘着剤に含まれるC-14の濃度を測定することによっても算出することができる。具体的には、多くのバイオプラスチック業界で利用されている規格であるASTM D6866に準じて測定することができる。
【0071】
本発明で用いられる粘着付与剤(C)は、上述のとおり、軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)以外の粘着付与剤、即ち軟化点130℃を超える粘着付与剤を含有してもよい。例えば、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂、テルペン系樹脂、変性テルペン系樹脂、炭化水素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、エラストマー系樹脂、ケトン系樹脂等であって、かつ軟化点が130℃を超える樹脂を含有することができる。これら粘着付与剤から選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0072】
粘着付与剤(C)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部(固形分)に対して、0.1~50重量部であることが好ましく、より好ましくは1~40重量部、特に好ましくは3~35重量部、更に好ましくは5~30重量部である。かかる含有量が少なすぎると、本発明の効果が得られにくくなる傾向がある。
【0073】
<他の成分>
本発明の粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、さらに、酸化防止剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、顔料、希釈剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤等の添加剤を含有していてもよく、特に酸化防止剤は粘着剤層の安定性を保つのに有効である。これらの添加剤から選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。なお、添加剤の他にも、粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであっても良い。
【0074】
上記添加剤を用いる場合、その含有量は、アクリル系樹脂(A)100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、より好ましくは1質量部以下、特に好ましくは0.5質量部以下である。下限値は通常0質量部である。かかる含有量が多すぎると、本発明の効果を損なう傾向にある。
【0075】
本発明の粘着剤組成物は、上記アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)および粘着付与剤(C)を少なくとも含有し、必要に応じて添加剤を混合することにより得ることができる。
【0076】
これらの成分の混合方法については、特に限定されるものではなく、各成分を一括で混合する方法や、任意の成分を混合した後、残りの成分を一括または順次混合する方法等、種々の方法を採用することができる。
【0077】
本発明の粘着剤組成物全体の植物由来炭素の割合、即ちバイオマス度は、環境負荷低減の点から、30重量%以上が好ましく、より好ましくは40重量%以上、特に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは60重量%以上である。なお、上限は100重量%である。
【0078】
上記粘着剤組成物のバイオマス度とは、粘着剤組成物の総質量に対する粘着剤組成物を製造する際に使用する生物由来の原料の質量の割合であり、例えば、下記の式により求めることができる。
粘着剤組成物のバイオマス度(重量%)=〔(粘着剤組成物を製造する際に使用する生物由来の各原料のバイオマス度)×(粘着剤組成物を製造する際に使用する生物由来の各原料の重量)の総和〕/(粘着剤組成物の総重量)×100
【0079】
また、上記粘着剤組成物のバイオマス度は、前述のNMRを用いた方法や、天然放射性炭素C-14を用いた方法によっても測定することができる。なお、バイオマス度は、上記の算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が上記範囲内であればよい。
【0080】
〔粘着剤〕
本発明の粘着剤組成物は、溶剤が含まれている場合は乾燥することで粘着剤とすることができる。また、本発明の粘着剤組成物は、架橋することで本発明の粘着剤とすることもできる。本発明の粘着剤は以下の物性を有する。
【0081】
<ゲル分率>
本発明の粘着剤のゲル分率は、通常、40~100%、好ましくは50~90%、より好ましくは60~85%、特に好ましくは65~80%である。ゲル分率が低すぎると粘着剤の凝集力が低下し、糊残りを生じて、被着体汚染の原因となる傾向がある。
【0082】
なお、粘着剤のゲル分率を上記範囲に調整するにあたっては、例えば、架橋剤(B)の種類と量を調整すること、組成物中の水酸基の組成比を調整すること等により達成される。また、かかる架橋剤(B)の含有量とアクリル系樹脂(A)に含まれる官能基量との割合は、それぞれの相互作用によりゲル分率が変化するので、それぞれバランスをとることが必要になる。
【0083】
上記ゲル分率は、架橋度の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。基材となる高分子シート(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等)に粘着剤層が形成されてなる粘着シート(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。なお、粘着シートの重量から基材の重量を差し引いて粘着剤成分の重量を算出する。
【0084】
<初期粘着力>
本発明の粘着剤の初期粘着力としては、3N/25mm以上が好ましく、より好ましくは5N/25mm以上、特に好ましくは8N/25mm以上である。本発明の粘着フィルムを使用する際、高温または湿熱負荷後に粘着力が大きくなり過ぎると、剥離できなかったり、剥離時に基材が破断したり、糊残りによる汚染が生じやすくなったりする傾向がある。高温または湿熱負荷後の粘着力は、初期粘着力に対して8倍以下が好ましく、より好ましくは5倍以下、特に好ましくは4倍以下である。なお、粘着力は、後述の実施例中の〔初期粘着力〕の試験方法に従って得られた180度剥離粘着力(N/25mm)である。
したがって、本発明の粘着剤は両面テープ用粘着剤として好適に利用することができる。
【0085】
〔粘着剤層および粘着フィルム〕
本発明の粘着フィルムは、上記粘着剤からなる粘着剤層を有しており、粘着剤層を基材であるフィルム上に積層形成することにより得ることができる。
粘着剤層を積層形成する基材としては、例えば、金属、ポリエステル系樹脂、ポリフッ化エチレン系樹脂、ポリイミドおよびその誘導体、エポキシ樹脂等からなる単層または積層構造のフィルムが挙げられるが、耐熱性や実際の使用上の利便性の面から、ポリエステル系フィルムおよびポリイミドフィルムが好ましく、ポリエステル系フィルムがより好ましい。
粘着フィルムには、粘着剤層の基材とは反対側の面に、離型フィルムを設けることが好ましい。粘着フィルムを実用に供する際には、上記離型フィルムを剥離して用いられる。上記離型フィルムとしては、シリコン系の離型フィルム、オレフィン系の離型フィルム、フッ素系の離型フィルム、長鎖アルキル系離型フィルム、アルキッド系の離型フィルムを用いることができる。
【0086】
本発明の粘着剤組成物を用いて上記の粘着フィルムを製造する方法としては、例えば、〔1〕基材上に粘着剤組成物を塗布、乾燥して粘着剤層を形成した後、当該粘着剤層の表面に離型フィルムを貼合し、エージング処理を行なう方法、〔2〕離型フィルム上に粘着剤組成物を塗布し、乾燥して粘着剤層を形成した後、当該粘着剤層の表面に基材を貼合し、エージング処理を行なう方法が挙げられる。これらの中でも、〔2〕の方法が基材を痛めない点、作業性や安定製造の点で好ましい。
【0087】
上記エージング処理は、粘着物性のバランスをとるために行なうものであり、エージングの条件としては、温度は通常、0~150℃、好ましくは10~100℃、より好ましくは20~80℃であり、時間は通常、30日未満、好ましくは14日未満、より好ましくは7日未満である。具体的には、例えば、23℃で3~10日間、40℃で1~7日間等の条件で行なうことができる。架橋剤としてイソシアネート系架橋剤(B1)を用いることでエージング期間を短くすることができ、効率良く粘着フィルムを製造することができる。
【0088】
粘着剤組成物の塗布に際しては、この粘着剤組成物を溶剤に希釈して塗布することが好ましく、希釈濃度は、好ましくは5~60重量%、より好ましくは10~50重量%である。また、希釈に用いる溶剤としては、粘着剤組成物を溶解させるものであれば特に限定されず、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メタノール、エタノール、プロピルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。これらの中でも、溶解性、乾燥性、価格等の点から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、トルエンが好適に用いられる。
【0089】
また、上記粘着剤組成物の塗布に関しては、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等の慣用の方法を採用することができる。
【0090】
粘着フィルムにおける粘着剤層の厚みは、好ましくは5~300μm、より好ましくは5~60μm、特に好ましくは10~30μmである。この粘着剤層が薄すぎると粘着物性が安定しにくい傾向があり、厚すぎると粘着フィルム全体の厚みが大きくなり、使い勝手が低下する傾向がある。
【0091】
本発明の粘着フィルムは、例えば、日常生活で二種の物品を固定する再剥離型両面テープとして、または製造工程中で製品を一時的に保持・補強するための固定に用いられる仮固定用両面テープとして利用することができる。
また本発明の粘着フィルムは金属被着体やオレフィン等の低極性材料の被着体に貼付することができるから、上記以外の用途として、例えば、輸送機器の構造部材や外装部品等として用いられる金属被着体や低極性被着体に好ましく適用され得る。具体例としては、自動車(乗用車、トラック、バス、オート三輪、トラクター、雪上車、ブルドーザー、水陸両用車等を包含する。)、鉄道車両(新幹線等の電車、ディーゼル車、リニアモーターカー、ケーブルカー、モノレール、トロリーバス等を包含する。)、航空機(飛行機、ヘリコプター、エアクッション艇等を包含する。)、船舶(大型船舶、小型船舶、水上スクーター等を包含する。)等が挙げられる。一好適例として、航空機の構造部材用のアルミニウム部材(典型的にはジュラルミン部材)に好ましく用いられ得る。
粘着フィルムの被着対象である被着体としては、下記に示す材料の基材が例示される。
【0092】
アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、マグネシウム、ニッケル、チタン等の金属板あるいは金属箔;
大理石、御影石、人造石、テラゾー、セラミックタイル等の石材;
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、エステルアクリレート等のポリエステル系樹脂;
ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、クロルスルフォン化ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-イソブチルアクリレート共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、アイノノマー、ポリプロピレン、ポリアロマーポリブチレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、エチレン-4フッ化エチレン共重合体等のポリフッ化エチレン系樹脂;
ポリスチレン、ポリαメチルスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート共重合体;
ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のポリアルキル(メタ)アクリレートやメチルメタクリレート-スチレン共重合体、メチルメタクリレート-α-メチルスチレン共重合体等のアクリル系樹脂;
ポリ塩化ビニル、可塑化ポリ塩化ビニル、ABS変性ポリ塩化ビニル、後塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル-アクリル樹脂アロイ、塩化ビニル-プロピレン共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン等のポリ塩化ビニル重合体およびその誘導体;
ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルフォルマール、ポリビニルブチラール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ビニロン等のポリ酢酸ビニル、およびその誘導体;
ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルメチルケトン;
ポリホルムアルデヒド、アセタールコポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、塩素化ポリエーテル、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンオキサオド等のポリエーテル;
ポリテロラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン-フッ化ビニリデン共重合体等のフッ化樹脂;
ポリカーボネート、ポリカーボネートABSアロイ;
ナイロン、ナイロン-6、ナイロン-6,6、ナイロン-6/6,6共重合体、ナイロン-6,10、ナイロン-6,12、ナイロン-11、ナイロン-12等のナイロン(ポリアミド)類;
ブタジエン-スチレン共重合体、ブタジエン系プラスチック;
ポリイミドおよびその誘導体、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、高アクリルニトリル共重合体;
けい素樹脂、半無機および無機高分子;
フェノール樹脂、フェノール-フルフラール樹脂、変性フェノール樹脂等のフェノール樹脂およびその誘導体;
フラン樹脂、キシレン樹脂、アニリン樹脂、アセトンホルムアルデヒド樹脂等のホルマリン樹脂;
不飽和ポリエステルとアルキッド樹脂;
ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ樹脂複合材料、脂環エポキシ樹脂、エポキシノボラック、ビフェニル型エポキシ樹脂、エポキシアクリレート等のエポキシ樹脂;
ポリウレタン、発泡ウレタン、ウレタンアクリレート等のポリウレタン;
ジアリルフタレート樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリアリルスルホン、アリルジグリコールカーボネート、ポリアリルエーテル、ポリアリレート等のアリル樹脂;
セルロース系プラスチック、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルセルロース、ニトロセルロースとセルロイド等のセルロース系樹脂。
【0093】
特に、耐熱性を有する材料として、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、マグネシウム、ニッケル、チタン等の金属板あるいは金属箔等;大理石、御影石、人造石、テラゾー、セラミックタイル等の石材;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、エステルアクリレート等のポリエステル系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、エチレン-4フッ化エチレン共重合体等のポリフッ化エチレン系樹脂;ポリイミドおよびその誘導体;ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ樹脂複合材料、脂環エポキシ樹脂、エポキシノボラック、ビフェニル型エポキシ樹脂、エポキシアクリレート等のエポキシ樹脂などが挙げられる。
【0094】
本発明の粘着剤組成物を用いて得られる粘着フィルムの用途としては、耐湿熱性が要求される様々な用途が好適に挙げられる。例えば、医薬品の包装袋;フィルムや箔が湿熱負荷によってカールやシワ、汚染が生じるのを防止するための保護フィルム;水蒸気バリア性に優れるバリア性フィルム;ディスプレイパネル等に用いられる基板やガラス固定用フィルム;電子回路基板のハンダリフロー工程中のマスキング用フィルム;各種の仮固定や部品保護用フィルム等の用途が挙げられ、耐湿熱性を要するテープ用途や仮固定用途全般に広く用いることが可能である。
【0095】
本発明の粘着フィルムのうち、特に両面テープ用粘着フィルムの使用方法について説明する。まず、本発明の両面テープ用粘着フィルムを上記被着体の表面に貼り付ける。貼り付ける手段としては、例えば、ゴムローラーなどが挙げられる。次に、粘着フィルムが貼り付けられた被着体を別の被着体と貼り付けて固定する。固定した状態での使用を終えた後、両面テープ用粘着フィルムで固定する必要がなくなった際には、その両面テープ用粘着フィルムを被着体表面から剥離する。
本発明の両面テープ用粘着フィルムは、高湿度環境下で長時間使用した後でも、被着体から剥離した際に汚染が生じ難く、また粘着性能も十分に高いので、被着体の仮固定に有効である。
【0096】
粘着剤層(粘着剤)におけるバイオマス度としては、上記粘着剤組成物におけるバイオマス度とほぼ変わらないことから、好ましい値は同様であり、同様の方法により算出することができる。本発明の粘着剤組成物のバイオマス度が高いことにより、かかる粘着剤組成物を用いて得られた粘着剤層(粘着剤)は環境に優しいものとなる。
【実施例0097】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
また、下記実施例中におけるアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、分散度、ガラス転移温度、その他の諸物性は前述の方法にしたがって測定した。
まず、実施例に先立って下記の成分を用意した。
【0098】
<アクリル系樹脂(A)>
アクリル系樹脂の原料モノマーとして以下のものを用いた。
・モノマー(a1)
NOAA:n-オクチルアクリレート(直鎖アルキル基の炭素数8、大阪有機工業社製)
・モノマー(a2)
Aac:アクリル酸(大阪有機工業社製)
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート(直鎖アルキル基の炭素数2、三菱ガス化学社製)
・その他の共重合性モノマー(a3)
2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート(分岐アルキル基の炭素数8)
BA:ブチルアクリレート(アルキル基の炭素数4)
【0099】
[アクリル系樹脂(A-1)の製造]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込みおよび温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、酢酸エチル64部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.04部仕込み、加熱して内温が沸点に到達した後、NOAA91.9部、Aac8部、HEMA0.1部の混合溶液を、沸騰状態を維持したまま2時間にわたって滴下した。モノマー滴下終了から1時間後に重合開始剤(AIBN)0.05部、酢酸エチル4部を追加し、2時間反応させた。さらに重合開始剤(AIBN)0.036部、酢酸エチル4部を追加し、2時間反応させた後、酢酸エチル50.2部で希釈して、アクリル系樹脂(A-1)溶液〔固形分濃度45%、粘度3000mPa・s/25℃、アクリル系樹脂(A-1):重量平均分子量(Mw)70万、分散度(Mw/Mn)5.4、ガラス転移温度(Tg)-49℃〕を得た。
【0100】
アクリル系樹脂(A-1)において各種共重合成分(a)の割合を表1のとおりに変更して、同様の重合処方を用いてアクリル系樹脂(A’-2)~(A’-6)を製造した。
【0101】
【0102】
<架橋剤(B)>
架橋剤(B)として、以下のものを用いた。
・イソシアネート系架橋剤(B1):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(実施例1~3、比較例1~14;コロネートL-55E、東ソー社製)(比較例15~18; タケネートD-101E、三井化学社製)
・エポキシ系架橋剤(B2):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(テトラッドC、三菱ガス化学社製)
【0103】
<粘着付与剤(C)>
粘着付与剤(C)として以下のものを用いた。
[軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)]
・スーパーエステルA-100:不均化ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、軟化点:100℃、バイオマス度:95-100%)
・パインクリスタルKE-604:水添ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、軟化点:130℃、バイオマス度:80-94%)
・パインクリスタルKE-359:水添ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、水酸基価:40、軟化点:100℃、バイオマス度:80-94%)
[その他の粘着付与剤]
・YSポリスターG-150:テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル社製、軟化点:150℃)
・ペンセルD-135:重合ロジンエステル樹脂(荒川化学社製、軟化点:135℃、バイオマス度:80~94%)
【0104】
<実施例1>
上記で得られたアクリル系樹脂(A-1)の固形分100部に対して、架橋剤(B1)(コロネートL-55E)を2.8部、粘着付与剤(C1)(スーパーエステルA-100)を10部配合し、更に、酢酸エチルを用いて、固形分濃度20%に希釈した。この粘着剤組成物の溶液を、乾燥後の厚さが約10μmになるように、基材としてのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ38μm)上に塗布し、100℃で5分間乾燥させた。その後、塗工面に、離型処理されたPETフィルムを貼着して保護し、温度40℃の雰囲気下で7日間養生して、粘着フィルムを得た。
【0105】
<実施例2および3、比較例1~18>
表2に示すとおり、上記アクリル系樹脂(A’-2)~(A’-6)、上記架橋剤(B)および上記粘着付与剤(C)を用いて、実施例1と同様にして粘着フィルムを得た。
【0106】
実施例1~3、比較例1~18で得られた粘着フィルムについて、オレフィン粘着力と各種被着体に対する再剥離性評価を行って表3~表4にまとめた。なお、離型処理されたPETフィルムは各種の測定試験を実施する際に引き剥がした。また、各粘着フィルムについて粘着剤のゲル分率を測定し、表2にまとめた。
【0107】
【0108】
〔オレフィン粘着力〕
上記で得られた粘着フィルムを幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作製した。次いで、被着体としてポリプロピレン(PP)板(日本テストパネル社製)の試験板を使用し、23℃、相対湿度50%の雰囲気下にて2kgのゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した後、JIS Z0237に準じて、剥離速度300mm/minで180度剥離粘着力(N/25mm)を測定した。
粘着力の評価は以下の基準で行った。
○:8.0N/25mm以上、
△:8.0N/25mm未満、5.0N/25mm以上
×:5.0N/25mm未満
【0109】
〔各種被着体に対する再剥離性評価〕
(加熱後粘着力)
上記で得られた粘着フィルムを幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作製した。次いで、被着体としてステンレス(SUS)板(SUS304BA板、エンジニアリングテストサービス社製、JIS規格適合品)、ポリプロピレン(PP)板(日本テストパネル社製)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)板(エンジニアリングテストサービス社製)、ポリ塩化ビニル(PVC)板(日本テストパネル社製)の試験板を使用し、23℃、相対湿度50%の雰囲気下にて2kgのゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した。続いて、80℃環境下に360時間静置し、その後23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2時間放置した。JIS Z0237に準じて、剥離速度300mm/minで180度剥離粘着力(N/25mm)を測定した。また、剥離後の被着体表面の汚染(糊残り)を目視で確認し、以下の通り評価した。
○:全く汚染が確認されなかった。
△:僅かに汚染が確認された。
×:明らかに汚染が確認された。
【0110】
(湿熱後粘着力)
上記で得られた粘着フィルムを幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作製した。次いで、被着体として上記のSUS板、PP板、ABS板、PVC板の試験板を使用し、23℃、相対湿度50%の雰囲気下にて2kgのゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した。続いて、60℃、90%RH環境下に720時間静置し、その後23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2時間放置した。JIS Z0237に準じて、剥離速度300mm/minで180度剥離粘着力(N/25mm)を測定した。また、剥離後の被着体表面の汚染(糊残り)を目視で確認し、以下の通り評価した。
○:全く汚染が確認されなかった。
△:僅かに汚染が確認された。
×:明らかに汚染が確認された。
【0111】
【0112】
【0113】
本発明の粘着剤組成物を用いた実施例1~実施例3の粘着フィルムは、オレフィン粘着力に優れ、かつ各種被着体に対する再剥離性にも優れるものであった。
一方、酸価が15mgKOH/g未満のアクリル系樹脂(A'-4)を用いた比較例1、8~14の粘着フィルムは加熱後及び湿熱後において再剥離性に劣るものであった。また粘着付与剤(C)を含有しない粘着剤組成物を用いた比較例2~7の粘着フィルム、及び軟化点130℃以下の粘着付与剤(C1)が粘着付与剤(C)全体の50重量%未満である粘着剤組成物を用いた比較例11~18の粘着フィルムはオレフィン粘着力が低く、再剥離性にも劣る結果となった。
本発明の粘着剤組成物は、各種の粘着フィルムにおける粘着剤層を形成するための組成物として好適に使用することができる。殊に、被着体がオレフィン系素材である用途に好適に使用することができる。
本発明の粘着フィルムは、例えば、日常生活で二種の物品を固定する再剥離型両面テープとして、または製造工程中で製品を一時的に保持・補強するための固定に用いられる仮固定用両面テープとして、利用することができる。