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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-26
(45)【発行日】2023-07-04
(54)【発明の名称】粘着付与剤及び粘着剤組成物
(51)【国際特許分類】
   C09J 133/00 20060101AFI20230627BHJP
   C08F 220/10 20060101ALI20230627BHJP
   C09J 11/08 20060101ALI20230627BHJP
【FI】
C09J133/00
C08F220/10
C09J11/08
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2018202407
(22)【出願日】2018-10-29
(65)【公開番号】P2020070304
(43)【公開日】2020-05-07
【審査請求日】2021-09-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003034
【氏名又は名称】東亞合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100139480
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 京子
(72)【発明者】
【氏名】中村 賢一
(72)【発明者】
【氏名】竹谷 伸幸
(72)【発明者】
【氏名】橋本 祐介
(72)【発明者】
【氏名】安藤 聡子
【審査官】本多 仁
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-160915(JP,A)
【文献】特開2015-151432(JP,A)
【文献】特開2012-062449(JP,A)
【文献】特開2002-256156(JP,A)
【文献】国際公開第2018/105673(WO,A1)
【文献】中村吉伸、ほか5名,アクリル系ブロックコポリマー/タッキファイヤ系のタック特性に及ぼす相構造の影響,日本接着学会誌,日本,2011年09月01日,Vol.47 No.9,Page.344-353
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09J 1/00-201/10
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス転移温度(Tg)が80~200℃であり、数平均分子量が3,000~20,000であり、かつ、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比率が1.05~1.30であるビニル重合体(A)を含み、
前記ビニル重合体(A)を構成する単量体が、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル及び(メタ)アクリル酸アダマンチルの少なくとも1つを含む粘着付与剤。
【請求項2】
前記ビニル重合体(A)が、リビングラジカル重合で製造された重合体である請求項1に記載の粘着付与剤の製造方法。
【請求項3】
請求項1に記載の粘着付与剤及びアクリル系粘着性ポリマー(B)を含む粘着剤組成物。
【請求項4】
前記粘着剤組成物のガラス転移温度(Tg)が-80~10℃である請求項3に記載の粘着剤組成物。
【請求項5】
前記粘着剤組成物をセパレ-タ-に塗工した後、乾燥させて得られる粘着層において、当該粘着層全体のガラス転移温度(Tg)が-80~10℃であり、当該粘着層のX線光電子分光分析により得られる、表層部分から計算されるガラス転移温度(Tg)が40℃以上であり、かつ、前記表層部分のガラス転移温度(Tg)が、前記粘着層全体のガラス転移温度(Tg)よりも30℃以上高い、請求項3又は請求項4に記載の粘着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着剤に配合することにより、その接着強度を向上させる働きを有する粘着付与剤、及び当該粘着付与剤を含有する粘着剤組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
粘着剤(感圧接着剤ともいう)は、例えば、テープ、ラベルなどの形態に加工され、幅
広い用途に利用されている。また、その被着対象物も、プラスチック、紙類、金属、ガラス及び陶器など様々な物質に対して適用される。
一方、近年のエレクトロニクス技術の飛躍的進歩により、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)などの種々のフラットパネルディスプレイ(FPD)が、様々な分野で表示装置として使用されるようになってきた。
これらの表示装置は、一般的にはガラス、ポリカーボネート等の透明プラスチック材料を粘着剤で貼り合せた積層構造を有する。このため、粘着剤にはこれらの材料に対して十分な接着強度を示すと共に、透明性に優れたものであることが要求され、一般にはアクリル系の粘着剤が使用されているが、その接着強度や密着性等についてはさらなる改善が望まれている。
【0003】
従来の技術として、特許文献1には、接着性や透明性等に優れた粘着剤組成物として、カルボキシル基含有モノマー成分を含まず、アルコキシアルキルアクリレートを主たるモノマーとするアクリル系架橋ポリマーを含む粘着剤組成物が開示されている。また、特許文献2には、アミド基を含有する単量体を構成単量体に含むアクリル系高分子化合物が、タッチパネル用粘着剤組成物として有用である旨が記載されている。
【0004】
また、粘着剤の接着強度を高める目的で、粘着剤ベースポリマーに粘着付与剤を添加した粘着剤組成物も広く知られている。粘着付与剤としては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂、低分子量アクリル系重合体等が知られている。しかしながら、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂又は石油系樹脂からなる粘着付与剤を含有する粘着剤組成物は、着色や変色等の問題を生じる場合があった。前記着色等の問題を防止するために、これらを水添処理した樹脂または炭化水素系樹脂が使用される場合があるが、粘着剤ベースポリマーであるアクリル系粘着性ポリマーとの相溶性が不足し、透明性が損なわれたり、接着性が低下したりすることがある。
【0005】
低分子量アクリル系重合体は、アクリル系粘着性ポリマーとの相溶性及び透明性の点で優れており、これまでにも粘着付与剤と同様の態様で用いられる低分子量アクリル系重合体が幾つか示されている。
例えば、特許文献3には、カルボキシル基を有する主ポリマーとアミノ基を有する低分子アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物が開示されている。また、特許文献4には、親水性の高い(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルを主成分とするポリマー及びアミノ基又はアミド基を有する低分子量アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物からなる粘着剤層が、高温・高湿下においても透明性確保等に有効である旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2009-79203号公報
【文献】特開2012-41456号公報
【文献】特開平10-310754号公報
【文献】特開2002-327160号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載された粘着剤組成物は、いずれもガラス、ポリカーボネート等の各種被着体に対する接着強度が十分なものではない。
一方、特許文献3及び特許文献4に記載の粘着剤組成物では、粘着強度の向上は見られるものの、例えば、ガラスへの接着強度が低い等、被着体によっては十分な接着強度が得られないものもあり、改善が望まれている。
【0008】
本発明の課題は、高い透明性を示し、各種被着体に対して優れた接着性を示す粘着付与剤及び該粘着付与剤を含む粘着剤組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ガラス転移温度(Tg)、数平均分子量、及び重量平均分子量/数平均分子量の比率が特定な範囲にあるビニル重合体を含む粘着付与剤、及び該粘着付与剤を含む粘着剤組成物により、室温から高温域における各種被着体への優れた接着性と、良好な透明性との両立が可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明は以下の通りである。
〔1〕ガラス転移温度(Tg)が60~200℃であり、数平均分子量が500~20,000であり、かつ、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比率が1.05~1.30であるビニル重合体(A)を含む粘着付与剤。
〔2〕前記ビニル重合体(A)がリビングラジカル重合で製造された重合体である〔1〕に記載の接着付与剤の製造方法。
〔3〕〔1〕に記載の粘着付与剤及びアクリル系粘着性ポリマー(B)を含む粘着剤組成物。
〔4〕前記粘着剤組成物のガラス転移温度(Tg)が-80~10℃である〔3〕に記載の粘着剤組成物。
〔5〕前記粘着剤組成物をセパレ-タ-に塗工した後、乾燥させて得られる粘着層において、当該粘着層全体のガラス転移温度(Tg)が-80~10℃であり、当該粘着層のX線光電子分光分析により得られる、表層部分から計算されるガラス転移温度(Tg)が40℃以上であり、かつ、前記表層部分のガラス転移温度(Tg)が、前記粘着層全体のガラス転移温度(Tg)よりも30℃以上高い、〔3〕又は〔4〕に記載の粘着剤組成物。
【発明の効果】
【0011】
本発明における粘着付与剤を含む粘着剤組成物によれば、十分な透明性を示した上で、室温から高温域における各種被着体に対して高い粘着強度を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明について詳しく説明する。尚、本明細書において、「(共)重合体」とは、単独重合体及び/又は共重合体を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
【0013】
本発明における粘着付与剤は、ガラス転移温度(Tg)が60~200℃であり、数平均分子量(Mn)が500~20,000であり、かつ、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比率が1.05~1.30であるビニル重合体(A)を含む。
【0014】
前記ビニル重合体(A)は、60~200℃のガラス転移温度(Tg)を有する重合体であり、80~180℃の範囲が好ましく、100~150℃の範囲がさらに好ましい。
Tgが60℃未満であると、高温条件下で各種被着体への接着強度が十分でなく耐久性に劣る場合があり、また、原料単量体の制約等から、一般にTgが200℃を超えることはない。
なお、本発明では、示差走査熱量測定(DSC)により昇温速度10℃/分で測定した値をガラス転移温度(Tg)とする。
【0015】
前記ビニル重合体(A)の数平均分子量(Mn)は、500~20,000であり、3,000~15,000の範囲が好ましく、5,000~12,000の範囲がさらに好ましい。
Mnが20,000を超えると、アクリル系粘着性ポリマーとの相溶性が悪くなる恐れがあり、Mnが500未満の重合体を製造するには、重合開始剤や連鎖移動剤を多量に用いる必要があり、生産性が悪くなる恐れがある。
【0016】
前記ビニル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比率は、1.05~1.30であり、1.05~1.25の範囲が好ましく、1.05~1.20の範囲がさらに好ましい。Mw/Mnの比率が1.05~1.30の範囲にあれば、良好な接着強度が得られる。
【0017】
前記ビニル重合体(A)を構成する単量体としては、ラジカル重合性を有する種々のビニル系不飽和化合物を使用することができ、例えば、(メタ)アクリル系化合物、芳香族ビニル化合物、不飽和カルボン酸、不飽和酸無水物、ヒドロキシル基含有不飽和化合物、アミノ基含有不飽和化合物、アミド基含有不飽和化合物、アルコキシル基含有不飽和化合物、シアノ基含有不飽和化合物、ニトリル基含有不飽和化合物、マレイミド系化合物等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
これらの中でも、アクリル系粘着性ポリマー(B)との相溶性が良好となる点から(メタ)アクリル系化合物を主体とするのが好ましい。(メタ)アクリル系化合物の使用量は、ビニル重合体(A)を構成する全単量体において、10~100質量%の範囲が好ましく、30~95質量%の範囲がより好ましく、50~90質量%の範囲がさらに好ましい。
【0018】
前記(メタ)アクリル系化合物としては、(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n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-オクタデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等の脂肪族環系ビニル単量体;(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
これらの中でも、比較的Tgを高く設定することができ、粘着シートの浮きや剥がれを抑制する効果が高く、オレフィン系の被着体への接着性が良好となる点から(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル及び(メタ)アクリル酸アダマンチルが好ましい。
【0019】
前記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、β-メチルスチレン、エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0020】
前記不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸、更には、不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のモノアルキルエステル)等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0021】
前記不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0022】
前記ヒドロキシル基含有不飽和化合物としては、(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3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルや、p-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、p-イソプロペニルフェノール、m-イソプロペニルフェノール、o-イソプロペニルフェノール等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0023】
前記アミノ基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸2-ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2-ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2-(ジ-n-プロピルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2-ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2-ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2-(ジ-n-プロピルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3-ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3-(ジ-n-プロピルアミノ)プロピル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0024】
前記アミド基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)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、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0025】
前記アルコキシル基含有不飽和化合物としては、(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、(メタ)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)プロピル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0026】
前記シアノ基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸シアノメチル、(メタ)アクリル酸1-シアノエチル、(メタ)アクリル酸2-シアノエチル、(メタ)アクリル酸1-シアノプロピル、(メタ)アクリル酸2-シアノプロピル、(メタ)アクリル酸3-シアノプロピル、(メタ)アクリル酸4-シアノブチル、(メタ)アクリル酸6-シアノヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチル-6-シアノヘキシル、(メタ)アクリル酸8-シアノオクチル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0027】
前記ニトリル基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリロニトリル、エタクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、α-イソプロピルアクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、α-フルオロアクリロニトリル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0028】
前記マレイミド系化合物としては、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-ブチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-(2-メチルフェニル)マレイミド、N-(4-メチルフェニル)マレイミド、N-(2、6-ジメチルフェニル)マレイミド、N-(2、6-ジエチルフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0029】
前記化合物以外に、不飽和ジカルボン酸のジアルキルエステル、ビニルエステル化合物、ビニルエーテル化合物等を用いることもできる。
前記不飽和ジカルボン酸のジアルキルエステルとしては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のジアルキルエステルが挙げられる。
前記ビニルエステル化合物としては、メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニル、桂皮酸ビニル等が挙げられる。
前記ビニルエーテル化合物としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル-n-ブチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル等が挙げられる。
【0030】
本発明におけるビニル重合体(A)は、前記のとおり、Mw/Mnで表される分子量分布が狭い重合体であり、特段の制限を受けることなく、公知の製造方法を採用することができる。
例えば、リビングラジカル重合およびリビングアニオン重合等の各種制御重合法を利用する方法や、再沈殿方法、クロマトグラフィーにより分離する方法等を挙げることができる。これらの中でも、操作が簡便であり、広い単量体に対して適応することができる観点から、リビングラジカル重合が好ましい。
【0031】
リビングラジカル重合は、バッチプロセス、セミバッチプロセス、乾式連続重合プロセス、連続攪拌槽型プロセス(CSTR)等のいずれのプロセスを採用してもよい。また、重合形式は、溶剤を用いないバルク重合、溶剤系の溶液重合、水系の乳化重合、ミニエマルション重合又は懸濁重合等の各種態様に適用することができる。
リビングラジカル重合法の種類についても特段の制限はなく、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、重合の制御性と実施の簡便さの観点から、RAFT法、NMP法及びATRP法が好ましい。
【0032】
RAFT法では、特定の重合制御剤(RAFT剤)及び一般的なフリーラジカル重合開始剤の存在下、可逆的な連鎖移動反応を介して制御された重合が進行する。RAFT剤としては、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、トリチオカーボネート化合物及びジチオカーバメート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。RAFT剤は活性点を1箇所のみ有する一官能のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。また、RAFT剤の使用量は、用いる単量体及びRAFT剤の種類等により適宜調整される。
【0033】
RAFT法による重合の際に用いる重合開始剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物及び過硫酸塩等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができるが、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からアゾ化合物が好ましい。上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、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[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
【0034】
ラジカル重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、分子量分布がより小さい重合体を得る点から、上記RAFT剤1molに対する上記ラジカル重合開始剤の使用量を0.5mol以下とすることが好ましく、0.2mol以下とするのがより好ましい。
また、重合反応を安定的に行う観点から、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量の下限は、0.01molである。よって、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量は、0.01mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.05mol以上0.2mol以下の範囲がより好ましい。
【0035】
RAFT法による重合反応の際の反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下であり、より好ましくは45℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。反応温度が40℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。
一方、反応温度が100℃以下であれば、副反応が抑制できるとともに、使用できる開始剤や溶剤に関する制限が緩和される。
【0036】
NMP法では、ニトロキシドを有する特定のアルコキシアミン化合物等をリビングラジカル重合開始剤として用い、これに由来するニトロキシドラジカルを介して重合が進行する。本開示では、用いるニトロキシドラジカルの種類に特に制限はなく、商業的に入手可能のニトロキシド系重合開始材を用いることができる。また、アクリレートを含む単量体を重合する際の重合制御性の観点から、ニトロキシド化合物として下記一般式(3)で表される化合物を用いることが好ましい。
【0037】
【化1】
【0038】
(式中、Rは炭素数1~2のアルキル基又は水素原子であり、Rは炭素数1~2のアルキル基又はニトリル基であり、Rは-(CH-、mは0~2であり、R、Rは炭素数1~4のアルキル基である。)
【0039】
上記一般式(3)で表されるニトロキシド化合物は、70~80℃程度の加熱により一次解離し、ビニル系単量体と付加反応を起こす。この際、2以上のビニル基を有するビニル系単量体にニトロキシド化合物を付加することにより多官能性の重合前駆体を得ることが可能である。
次いで、上記重合前駆体を加熱下で二次解離することにより、ビニル系単量体をリビング重合することができる。この場合、重合前駆体は分子内に2以上の活性点を有するため、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。また、ニトロキシド化合物の使用量は、用いる単量体及びニトロキシド化合物の種類等により適宜調整される。
【0040】
上記一般式(3)で表されるニトロキシド化合物1molに対し、一般式(4)で表されるニトロキシドラジカルを0.001~0.2molの範囲で添加して重合を行ってもよい。
【0041】
【化2】
【0042】
(式中、RおよびRは炭素数1~4のアルキル基である。)
【0043】
上記一般式(4)で表されるニトロキシドラジカルを0.001mol以上添加することにより、ニトロキシドラジカルの濃度が定常状態に達する時間が短縮される。これにより、重合をより高度に制御することが可能となり、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。
一方、上記ニトロキシドラジカルの添加量が多すぎると重合が進行しない場合がある。上記ニトロキシド化合物1molに対する上記ニトロキシドラジカルのより好ましい添加量は0.01~0.5molの範囲であり、さらに好ましい添加量は0.05~0.2molの範囲である。
【0044】
NMP法における反応温度は、好ましくは50℃以上140℃以下であり、より好ましくは60℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上120℃以下であり、特に好ましくは80℃以上120℃以下である。反応温度が50℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が140℃以下であれば、ラジカル連鎖移動等の副反応が抑制される傾向がある。
【0045】
ATRP法では、一般に有機ハロゲン化物を開始剤とし、触媒に遷移金属錯体を用いて重合反応が行われる。開始剤である有機ハロゲン化物は、一官能性のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。また、ハロゲンの種類としては臭化物及び塩化物が好ましい。
【0046】
ATRP法における反応温度は、好ましくは20℃以上200℃以下であり、より好ましくは50℃以上150℃以下である。反応温度20℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。
【0047】
本発明におけるビニル重合体(A)の製造では、リビングラジカル重合において公知の重合溶媒を用いることができる。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アルコール、水等が挙げられる。また、重合溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
【0048】
本発明における粘着剤組成物は、上記で説明した粘着付与剤及びアクリル系粘着性ポリマー(B)を含む。以下、アクリル系粘着性ポリマー(B)について説明する。
アクリル系粘着性ポリマー(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主要構成単位として含む重合体であり、そのガラス転移温度(Tg)は、-80~10℃の範囲にあることが好ましい。Tgが、-80~10℃の範囲にあれば、得られる粘着剤組成物は、凝集力に優れ、曲面接着性等も良好である。
さらに、アクリル系粘着性ポリマー(B)は、十分な凝集力と接着性を発揮する観点から、重量平均分子量(Mw)が100,000以上であることが好ましく、250,000以上であることがより好ましく、400,000以上であることがさらに好ましい。
【0049】
前記アクリル系粘着性ポリマー(B)を構成する単量体としては、Tgが低く粘着性を有するアクリル系共重合体が得られる点で、炭素数4~12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の使用が好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等が挙げられ、好ましい単量体としては(メタ)アクリル酸n-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n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル等が挙げられる。
【0050】
前記炭素数4~12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の割合は、アクリル系共重合体の全構成単量体を基準にして30~100質量%が好ましく、50~99質量%が更に好ましい。30質量%未満の場合は、得られる粘着剤組成物の粘着力、タック、低温粘着性等が不十分となる。
【0051】
前記アクリル系粘着性ポリマー(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外に粘着性能を損なわない範囲で、これと共重合可能な他の単量体を使用することができる。 共重合可能な単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のα、β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体;(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n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル等の炭素数1~3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;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族系単量体;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の脂肪族環系ビニル単量体;イタコン酸モノエチルエステル、フマル酸モノブチルエステル等の不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル;(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-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、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート及びポリエチレン-ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体;アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシブチルアクリルアミド等のエチレン系不飽和カルボン酸アミド及びN-置換化合物;アリルアルコール等の不飽和アルコール;(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸グリシジル、ダイアセトンアクリルアミド等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を使用することができる。
【0052】
前記ビニル重合体(B)は、その製造方法について特段の制約はないが、例えば、溶液重合法等の公知のラジカル重合方法を採用して前記単量体を重合することにより容易に得ることができる。また、前記ビニル重合体(A)で説明した、リビングラジカル重合で製造することができる。
溶液重合法による場合、有機溶剤及びビニル単量体を反応器に仕込み、有機過酸化物、アゾ系化合物等の熱重合開始剤を添加して、50~300℃に加熱して共重合することにより目的とするビニル重合体(A)を得ることができる。当該ビニル重合体は、有機溶剤に溶解された溶液として使用しても良いし、加熱減圧処理等により溶剤を留去して用いても良い。
単量体を含む各原料の仕込み方法は、すべての原料を一括して仕込むバッチ式の初期一括仕込みでもよく、少なくとも一つの原料を連続的に反応器中に供給するセミ連続仕込みでもよく、全原料を連続供給し、同時に反応器から連続的に生成樹脂を抜き出す連続重合方式でもよい。
【0053】
溶液重合法に使用する有機溶剤としては、有機炭化水素系化合物が適当であり、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等、オルトギ酸メチル、オルト酢酸メチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が例示され、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの重合溶剤の中では、ビニル系重合体をよく溶解し、精製しやすいように沸点が比較的低い、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン及びメチルエチルケトンが好ましい。
【0054】
前記反応で使用する開始剤は、アゾ系化合物、有機過酸化物、無機過酸化物等を用いることができるが、特に限定されない。また、連鎖移動剤を併用することもできる。
【0055】
前記アゾ系化合物としては、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、アゾクメン、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス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-(tert-ブチルアゾ)-2-シアノプロパン、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)等が挙げられる。
【0056】
前記有機過酸化物としては、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(tert-ブチルパーオキシ)バレレート、クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、1,3-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ビス(tert-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等が挙げられる。
【0057】
前記無機過酸化物としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
また、レドックス型重合開始剤として、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、アスコルビン酸、硫酸第一鉄等を還元剤とし、ペルオキソ二硫酸カリウム、過酸化水素、tert-ブチルハイドロパーオキサイド等を酸化剤としたものを用いることができる。
【0058】
本発明における粘着剤組成物は、上記ビニル重合体(A)を含む粘着付与剤及び上記アクリル系粘着性ポリマー(B)を含有するものであればその混合方法に特段の制約はなく、例えば、粘着付与剤及びアクリル系粘着性ポリマー(B)を混合する方法であっても良く、また、粘着付与剤の存在下にアクリル系粘着性ポリマー(B)を重合することにより製造されたものでも良い。
粘着剤組成物における粘着付与剤の含有量は、アクリル系粘着性ポリマー(B)100質量部に対する当該粘着付与剤の使用量は、好ましくは0.5~60質量部であり、より好ましくは1~40質量部であり、さらに好ましくは1~30質量部である。
粘着付与剤の使用量を0.5質量部以上とすることにより各種被着体への接着強度が十分向上する傾向にあり、60質量部以下とすることにより、良好な接着力を得ることができる。
【0059】
本発明における粘着剤組成物は、ガラス転移温度(Tg)が、-80~10℃の範囲であることが好ましく、-60~0℃の範囲であることがさらに好ましい。
Tgが-80~10℃の範囲であれば、高圧・高温条件下での各種被着体への接着強度に優れる。
また、粘着剤組成物をセパレ-タ-に塗工した後、乾燥させて得られる粘着層において、粘着層全体のガラス転移温度(Tg)が、-80~10℃であり、粘着層のX線光電子分光分析により得られる、表層部分から計算されるガラス転移温度(Tg)が40℃以上であり、かつ、表層部分のガラス転移温度(Tg)が、前記粘着層全体のガラス転移温度(Tg)よりも30℃以上高いことが好ましい。
この条件であれば、高圧・高温条件下での各種被着体への接着強度に優れた粘着剤となる。
【0060】
本発明における粘着剤組成物は、前記粘着付与剤及びアクリル系粘着性ポリマー(B)以外にも、必要に応じて、架橋剤(硬化剤)、他の粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、難燃剤、防かび剤、シランカップリング剤、充填剤、着色剤等の添加剤を含有した組成物とすることもできる。
【0061】
前記架橋剤(硬化剤)としては、グリシジル基を2つ以上有するグリシジル化合物、イソシアネート基を2つ以上有するイソシアネート化合物、アジリジニル基を2つ以上有するアジリジン化合物、オキサゾリン基を有するオキサゾリン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、アジリジン化合物、グリシジル化合物及びイソシアネート化合物が好ましい。
【0062】
前記アジリジン化合物としては、1,6-ビス(1-アジリジニルカルボニルアミノ)ヘキサン、1,1’-(メチレン-ジ-p-フェニレン)ビス-3,3-アジリジル尿素、1,1’-(ヘキサメチレン)ビス-3,3-アジリジル尿素、エチレンビス-(2-アジリジニルプロピオネート)、トリス(1-アジリジニル)ホスフィンオキサイド、2,4,6-トリアジリジニル-1,3,5-トリアジン、トリメチロールプロパン-トリス-(2-アジリジニルプロピオネート)等が挙げられる。
【0063】
前記グリシジル化合物としては、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、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピ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、ネオペンチルグリコールジ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、テトラグリシジルキシレンジアミン、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、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロ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、ソルビトールポリグリシジルエーテル等の多官能グリシジル化合物が挙げられる。
【0064】
前記イソシアネート化合物としては、好ましくは、イソシアネート基を2つ以上有する化合物が用いられ、芳香族系、脂肪族系、脂環族系の各種イソシアネート化合物、及びこれらのイソシアネート化合物の変性物(プレポリマー等)を用いることができる。
【0065】
前記芳香族イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、p-フェニレンジイソシアネート(PPDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)等が挙げられる。
前記脂肪族イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、リシンジイソシアネート(LDI)、リシントリイソシアネート(LTI)等が挙げられる。
脂環族イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、水添化XDI(H6XDI)、水添化MDI(H12MDI)等が挙げられる。
また、変性イソシアネートとしては、上記イソシアネート化合物のウレタン変性体、2量体、3量体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、ウレア変性体、イソシアヌレート変性体、オキサゾリドン変性体、イソシアネート基末端プレポリマー等が挙げられる。
【0066】
前記粘着剤組成物が架橋剤(硬化剤)を含有する場合、その含有量は、上記(メタ)アクリル系粘着性ポリマー(B)100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.03~5質量部、更に好ましくは0.05~2質量部である。
【0067】
前記他の粘着性付与剤としては、ロジンエステル、ガムロジン、トール油ロジン、水添ロジンエステル、マレイン化ロジン、不均化ロジンエステル等のロジン誘導体;テルペンフェノール樹脂、α-ピネン、β-ピネン、リモネン等を主体とするテルペン系樹脂;(水添)石油樹脂;クマロン-インデン系樹脂;水素化芳香族コポリマー;スチレン系樹脂;フェノール系樹脂;キシレン系樹脂等が挙げられる。
【0068】
前記可塑剤としては、ジn-ブチルフタレート、ジn-オクチルフタレート、ビス(2-エチルヘキシル)フタレート、ジn-デシルフタレート、ジイソデシルフタレート等のフタル酸エステル類;ビス(2-エチルヘキシル)アジペート、ジn-オクチルアジペート等のアジピン酸エステル類;ビス(2-エチルヘキシル)セバケート、ジn-ブチルセバケート等のセバシン酸エステル類;ビス(2-エチルヘキシル)アゼレート等のアゼライン酸エステル類;塩素化パラフィン等のパラフィン類;ポリプロピレングリコール等のグリコール類;エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油等のエポキシ変性植物油類;トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類;トリフェニルホスファイト等の亜リン酸エステル類;アジピン酸と1,3-ブチレングリコールとのエステル化物等のエステルオリゴマー類;低分子量ポリブテン、低分子量ポリイソブチレン、低分子量ポリイソプレン等の低分子量重合体;プロセスオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等が挙げられる。
【0069】
前記酸化防止剤としては、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-〔β-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル〕2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-〔メチレン-3-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、ビス〔3,3’-ビス-(4’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、1,3,5-トリス(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)-S-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)トリオン、トコフェロール類等のフェノール系酸化防止剤;ジラウリル3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’-チオジプロピオネート、ステアリル3,3’-チオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤;トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニルジトリデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジフォスファイト、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-デシロキシ-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
【0070】
前記紫外線吸収剤としては、フェニルサリシレート、p-tert-ブチルフェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸系紫外線吸収剤;2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノン、ビス(2-メトキシ-4-ヒドロキシ-5-ベンゾイルフェニル)メタン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤;2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-4’-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-〔2’-ヒドロキシ-3’-(3”,4”,5”,6”-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2,2-メチレンビス〔4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール〕、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス〔4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール〕等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2-エチルヘキシル-2-シアノ-3,3’-ジフェニルアクリレート、エチル-2-シアノ-3,3’-ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤;ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、〔2,2’-チオビス(4-tert-オクチルフェノラート)〕-n-ブチルアミンニッケル、ニッケルコンプレックス-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル-リン酸モノエチレート、ニッケル-ジブチルジチオカルバメート等のニッケル系紫外線安定剤等が挙げられる。
【0071】
前記老化防止剤としては、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)、6-エトキシ-1,2-ジヒドロ-2,2,4-トリメチルキノリン、1-(N-フェニルアミノ)-ナフタレン、スチレン化ジフェニルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、モノ(α-メチルベンジル)フェノール、ジ(α-メチルベンジル)フェノール、トリ(α-メチルベンジル)フェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,5-ジ-tert-ブチルハイドロキノン、2,5-ジ-tert-アミルハイドロキノン、2-メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩、2-メルカプトメチルベンズイミダゾール、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジステアリル等が挙げられる。
【0072】
前記難燃剤としては、テトラブロモビスフェノールA、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、ヘキサブロモベンゼン、トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート、2,2-ビス(4-ヒドロキシエトキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、デカブロモジフェニルオキサイド、含ハロゲンポリフォスフェート等のハロゲン系難燃剤;リン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリス(β-クロロエチル)ホスフェート、トリスクロロエチルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、酸性リン酸エステル、含窒素リン化合物等のリン系難燃剤;赤燐、酸化スズ、三酸化アンチモン、水酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機系難燃剤;ポリ(ジメトキシシロキサン)、ポリ(ジエトキシシロキサン)、ポリ(ジフェノキシシロキサン)、ポリ(メトキシフェノキシシロキサン)、メチルシリケート、エチルシリケート、フェニルシリケートのようなシロキサン系難燃剤等が挙げられる。
【0073】
前記防かび剤としては、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、トリハロアリル、トリアゾール、有機窒素硫黄化合物等が挙げられる。
【0074】
前記シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0075】
前記充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、マイカ、タルク等の無機粉末充填剤;ガラス繊維、有機補強用繊維等の繊維状充填剤等が挙げられる。
【0076】
本発明における粘着剤組成物は、前記粘着付与剤及び前記アクリル系粘着性ポリマー(B)を含むものであればその形態に特段の制約はない。
例えば、酢酸エチル等の有機溶剤に溶解した溶剤型粘着剤組成物の形態として用いてもよいし、水媒体中にアクリル系粘着性ポリマー及び粘着付与剤が分散したエマルション型粘着剤組成物の形態として用いてもよい。
上記溶液型粘着剤組成物及びエマルション型粘着剤組成物の場合、用いられる有機溶剤または水等の媒体は、粘着剤組成物100質量部に対して通常20~80質量部である。
【0077】
エマルション型粘着剤として用いる場合には、安定剤が配合されてなるものとすることができる。この安定剤としては、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ジブチルスズジラウリン酸鉛、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト等の塩化ビニル用安定剤;ジ-n-オクチルスズビス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)塩、ジ-n-オクチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジ-n-オクチルスズジラウリン酸塩、ジ-n-オクチルスズマレイン酸エステル塩、ジ-n-ブチルスズビスマレイン酸エステル塩、ジ-n-ブチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジ-n-ブチルスズビスオクチルチオグリコールエステル塩、ジ-n-ブチルスズβ-メルカプトプロピオン酸塩ポリマー、ジ-n-ブチルスズジラウレート、ジ-n-メチルスズビス(イソオクチルメルカプトアセテート)塩、ポリ(チオビス-n-ブチルスズサルファイド)、モノオクチルスズトリス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)、ジブチルスズマレエート、ジ-n-ブチルスズマレートエステル・カルボキシレート、およびジ-n-ブチルスズマレートエステル・メルカプチド等の有機スズ系安定剤;三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、塩基性亜硫酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、ケイ酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉛等の鉛系安定剤;カドミウム系石けん、亜鉛系石けん、バリウム系石けん、鉛系石けん、複合型金属石けん、ステアリン酸カルシウム等の金属石けん系安定剤等が挙げられる。
【0078】
その他にも、本発明における粘着剤組成物は、単官能及び/又は多官能の(メタ)アクリル酸系単量体、並びに光重合開始剤等を含む組成物とすることにより、紫外線等の活性エネルギー線により硬化する光硬化型粘着剤組成物の形態として用いてもよい。
本発明における粘着付与剤は、ロジン系樹脂やテルペン系樹脂等の一般的な粘着付与樹脂と異なり、UV硬化の際に硬化阻害を生じない。このため、UV硬化等の光硬化型粘着剤組成物に用いた場合には、硬化性に悪影響を及ぼさず接着強度等の粘着特性を改善することができる。
【0079】
光硬化型粘着剤組成物の場合、当該組成物中は有機溶剤等を含んでも良いが、一般的には溶剤類を含まない無溶剤型として用いられる。
【0080】
前記単官能(メタ)アクリル酸系単量体としては、炭素数1~12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類;(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チル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(メタ)アクリル酸等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
【0081】
前記多官能(メタ)アクリル酸系単量体としては、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
【0082】
前記光硬化型粘着剤組成物における粘着付与剤の含有量は、アクリル系粘着性ポリマー並びに単官能及び/又は多官能の(メタ)アクリル酸系単量体100質量部に対して好ましくは0.5~60質量部であり、より好ましくは1~40質量部であり、さらに好ましくは1~30質量部である。
【0083】
前記光重合開始剤としては、ベンゾインとそのアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類及、キサントン類、アシルホスフィンオキシド類、α-ジケトン類等が挙げられる。
又、活性エネルギー線による感度を向上させるため、光増感剤を併用することもできる。
光増感剤としては、安息香酸系及びアミン系光増感剤等が挙げられる。これらは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
光開始剤及び光増感剤の使用量は、単官能及び/又は多官能の(メタ)アクリル酸系単量体100質量部に対して0.01~10質量部が好ましい。
【0084】
本発明における粘着剤組成物は、粘着フィルム、粘着シート、粘着テープ、ラベル等の各種一般粘着加工製品の他に、各種光学フィルム等の積層体を構成する際の貼り合せ用途にも好適に用いることができる。
【0085】
また、光硬化型接着剤として使用した際には、光ディスクや各種光学用ディスプレイを構成する積層体製造時の接着剤として好適に使用することができる。
【0086】
前記一般粘着加工製品に適用する場合、本発明の粘着剤組成物を各種基材の片面又は両面に塗工後、乾燥またはUV等の活性エネルギー線を照射することにより粘着剤層を形成し、粘着シート又は粘着テープ等の粘着製品とすることができる。また、組成物を溶融状態にして、基材に塗工した後、冷却することにより、粘着層を有する製品を得ることもできる。
基材としては、紙類、フィルム、布、不織布、及び金属箔等を用いることができ、粘着剤組成物の塗工は直接これらの基材上に行っても良いし、離型紙等に塗工して乾燥した後に基材に転写しても良い。
粘着シートに形成される粘着剤の厚み(乾燥後の膜厚)は用途により選択されるが、通常は1~300μmの範囲であり、5~250μmの範囲が好ましく、10~200μmの範囲が更に好ましい。
【0087】
上記一般粘着加工製品の具体例としては、粘着シート、粘着フィルム、粘着テープ、感圧性テープ、表面保護フィルム、表面保護テープ、マスキングテープ、電気絶縁用テープ、ラミネート物等が挙げられる。
【0088】
本発明における粘着付与剤を含む粘着剤組成物は、透明性に優れ、かつガラスをはじめとする各種被着体に対して高い接着強度を有するため、タッチパネル、液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイパネル等のディスプレイ及びこれに用いられる各種光学フィルムの貼り合せにも好適である。また、フレキシブルプリント回路基板等の電子部品における接着用途にも有用である。
【実施例
【0089】
(合成例1:重合体A-1)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-シアノ-プロピルドデシルトリチオカーボネートを7.69g、2,2’-アゾビス2-メチルブチロニトリル0.856g、メタクリル酸メチル160g、メタクリル酸イソボルニル40g、酢酸ブチル125.6gを仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。6時間後、室温まで冷却し、メタノールで再沈殿精製をし、80℃で一晩真空乾燥をした。得られた固体の10gを50gのテトラヒドロフランに溶解し、200mLのフラスコ内に仕込み、さらに、アクリル酸シクロヘキシル1.86g、プロピルアミン2.13gを加えて、40℃で24時間反応させた。得られた溶液をメタノールで再沈殿精製し、80℃で一晩真空乾燥した。得られたビニル共重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが8500、Mw/Mnが1.16であった。
【0090】
(合成例2:重合体A-2)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-シアノ-プロピルドデシルトリチオカーボネートを7.69g、2,2’-アゾビス2-メチルブチロニトリル1.284g、メタクリル酸メチル160g、メタクリル酸イソボルニル40g、酢酸ブチル200gを仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。6時間後、室温まで冷却し、メタノールと水の比率が9対1の混合溶媒で再沈殿精製をし、80℃で一晩真空乾燥をした。得られた固体の10gを50gのテトラヒドロフランに溶解し、200mLのフラスコ内に仕込み、さらに、アクリル酸シクロヘキシル1.86g、プロピルアミン2.13gを加えて、40℃で24時間反応させた。得られた溶液をメタノールで再沈殿精製し、80℃で一晩真空乾燥した。得られたビニル共重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが8220、Mw/Mnが1.24であった。
【0091】
(合成例3:重合体A-3)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに酢酸ブチル263質量部、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)1.1質量部からなる混合液を仕込み、この混合液を窒素ガスのバブリングにより十分に脱気し、混合液の内温を90℃に上昇した。別途、メタクリル酸メチル202質量部、メタクリル酸イソボルニル50質量部、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)17質量部、酢酸ブチル90質量部からなる混合液を滴下ロートからフラスコ内に5時間かけて滴下することにより重合を行った。滴下終了後、重合溶液をメタノールと水の比率が8対2の割合の混合溶媒で再沈殿精製し、80℃で一晩真空乾燥した。得られたビニル共重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが6050,Mw/Mnが1.54であった。
【0092】
(合成例4:重合体A-4)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに酢酸ブチル263質量部、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)1.1質量部からなる混合液を仕込み、この混合液を窒素ガスのバブリングにより十分に脱気し、混合液の内温を90℃に上昇した。別途、メタクリル酸メチル202質量部、メタクリル酸イソボルニル50質量部、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)17質量部、酢酸ブチル90質量部からなる混合液を滴下ロートからフラスコ内に5時間かけて滴下することにより重合を行った。滴下終了後、重合溶液をメタノールで再沈殿精製し、80℃で一晩真空乾燥した。得られたビニル共重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが7100,Mw/Mnが1.38であった。
【0093】
(合成例5:重合体B-1)
攪拌機、温度計を装着した3Lフラスコに、アクリル酸メトキシエチル468質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル30質量部、アクリル酸ブチル102質量部、酢酸エチル890質量部を仕込み、この混合液を窒素ガスのバブリングにより十分に脱気し、混合液の内温を75℃に上昇し、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.11質量部を仕込み、5時間重合した。酢酸エチルを固形分濃度が30%となるように追加して、重合体B-1の酢酸エチル溶液を得た。得られた重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが125600,Mw/Mnが6.5であった。
【0094】
(合成例6:重合体B-2)
攪拌機、温度計を装着した3Lフラスコに、アクリル酸メトキシエチル288質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル30質量部、アクリル酸ブチル102質量部、アクリル酸メチル180質量部、酢酸エチル890質量部を仕込み、この混合液を窒素ガスのバブリングにより十分に脱気し、混合液の内温を75℃に上昇し、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.10質量部を仕込み、5時間重合した。酢酸エチルを固形分濃度が30%となるように追加して、重合体B-1の酢酸エチル溶液を得た。得られた重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mnが112000,Mw/Mnが7.2であった。
【0095】
上記で得られた重合体について、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びガラス転移温度(Tg)を下記の方法で測定し、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比率を計算した。その結果を、表1、2に示す。
【0096】
(数平均分子量、重量平均分子量)
ゲル浸透クロマトグラフ装置(型式名「HLC-8320」、東ソー社製)を用いて、下記の条件よりポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
測定条件
カラム:東ソー社製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI
流速:600μL/min
【0097】
(ガラス転移温度)
得られた重合体のガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計を用いて得られた熱流束曲線のベースラインと変曲点での接線の交点から決定した。熱流束曲線は試料約10mgを-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで250℃まで昇温し、引き続き-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで250℃まで昇温する条件で得た。
測定機器:エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220
測定雰囲気:窒素雰囲気下
【0098】
【表1】
3

【0099】
【表2】
4

【0100】
実施例1
上記合成例1で得られた重合体A-1(2質量部)を酢酸エチルに溶解させた固形分濃度30質量%の重合体(A-1)溶液を、上記合成例3で得られた重合体B-1溶液と混合し、重合体A-1(2質量部)と重合体B-1(100質量部)を含む固形分30質量%の溶液を調製した。ここに、架橋剤としてタケネートD-110N(三井化学社製イソシアネート系架橋剤、固形分濃度75質量%)(0.08質量部)を混合し、粘着剤組成物を得た。
【0101】
前記粘着剤組成物を、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)製セパレ-タ-上に、乾燥後の厚みが25±2.0μmとなるように塗布した。粘着剤組成物を80℃で4分間乾燥することで、酢酸エチルを除去するとともに架橋反応をさせ、前記セパレ-タ-とは剥離力の異なる厚さ38μmのPET製セパレ-タ-を貼りあわせて、40℃で5日間静置して熟成(エージング)することにより、両面セパレ-タ-付き粘着フィルム試料を得た。得られた粘着フィルム試料について、次に示す方法により各種測定及び評価を行い、その結果を表3に示す。
【0102】
<アクリル系粘着性ポリマー(B)に対するゲル分率>
粘着フィルム試料から粘着剤を0.2g採取し、粘着剤の初期重量を秤量した。その粘着剤を50gの酢酸エチルに浸漬し、室温で16時間静置した。その後、200メッシュ金網でろ過し、メッシュに残った残分を80℃で3時間乾燥し、秤量した。初期の重量と残分の重量から、下式によりアクリル系粘着性ポリマー(B)に対するゲル分率を算出した。
ゲル分率(%)=(残分の重量)/[(初期の重量)×(アクリル系粘着性ポリマー(B)の固形分)/(粘着剤組成物全体の固形分)]×100
【0103】
<透明性(ヘイズ値)>
粘着フィルム試料から剥離フィルムを剥がし、ガラスプレート(1mm厚)に転写し、もう一方の剥離フィルムを剥がした。23℃、50%RH条件下で1日静置した後、日本電色社製ヘイズメーター「ヘイズメーターNDH2000」(型式名)を使用してヘイズ値を測定することにより透明性を評価した。
【0104】
<粘着剤層の表層部分のTg>
粘着フィルム試料のX線光電子分光装置(XPS)測定によるO1sとC1sのピーク面積比から、粘着剤層の表層部分におけるビニル重合体(A)及びアクリル系粘着性ポリマー(B)の総量に対する、ビニル重合体(A)及びアクリル系粘着性ポリマー(B)の各質量分率(w及びw)を算出し、FOXの式に基づき表層部分のTgを算出した。
なお、XPS測定は以下の条件で測定した。
装置: アルバック・ファイ社製 PHI5000 VersaProbe
X線: Al-Kα (1486.6eV)
試料へのX線入射角: 0° (試料測定面の法線に対する角度)
光電子検出角: 45° (試料測定面の法線に対する角度)
【0105】
<PMMAおよびポリカーボネート(PC)板に対する剥離強度>
粘着フィルム試料を易接着処理したPETフィルム(100μm)に転写して評価用の粘着シートを得た。被着体をポリメチルメタクリレート板(三菱ケミカル社製、アクリライトL001)、ポリカーボネート板(三菱ガス化学社製、ユーピロンNF-2000)とし、上記評価用の粘着シートを貼り合せ、卓上加圧脱泡装置TBR-200(千代田電気工業社製)を用いて、0.5MPa、50℃の条件下で20分間圧着した後、恒温槽付き引張り試験機ストログラフR型(東洋精機社製)を用いて、温度が85℃、剥離速度が300mm/min.の条件で、JIS Z-0237「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準じて粘着シートの180度剥離強度を測定し、接着強度とした。
【0106】
実施例2~実施例4
表3に示す割合で、重合体A-1又はA-2と重合体B-1又はB-2を使用した以外は、実施例1と同様に、粘着剤組成物を調製して粘着フィルム試料を得た。得られた粘着フィルム試料について、実施例1と同様な評価を行ない、その結果を表3に示す。
【0107】
比較例1~比較例4
表4に示す割合で、重合体A-3又はA-4と重合体B-1又はB-2を使用した以外は、実施例1と同様に、粘着剤組成物を調製して粘着フィルム試料を得た。得られた粘着フィルム試料について、実施例1と同様な評価を行ない、その結果を表4に示す。
【0108】
【表3】
5
【0109】
【表4】
06
【0110】
表3及び表4に示すように、粘着剤付与剤にビニル重合体A-1(Mw/Mnが1.16)又はビニル重合体A-2(Mw/Mnが1.24)を用いた実施例1~4の粘着フィルム試料は、粘着剤付与剤にビニル重合体A-3(Mw/Mnが1.54)又はA-4(Mw/Mnが1.38)を用いた比較例2~4に比べて、PMMA及びPCへの接着力、特に85℃という高温状態での接着力に優れることが分かる。