(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】2023-06-30
(45)【発行日】2023-07-10
(54)【発明の名称】シール材、粘着剤
(51)【国際特許分類】
C09K 3/10 20060101AFI20230703BHJP
C09J 7/26 20180101ALI20230703BHJP
C09J 7/38 20180101ALI20230703BHJP
C09J 175/14 20060101ALI20230703BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20230703BHJP
C09J 11/08 20060101ALI20230703BHJP
C08G 18/67 20060101ALI20230703BHJP
【FI】
C09K3/10 D
C09K3/10 R
C09J7/26
C09J7/38
C09J175/14
C09J11/06
C09J11/08
C08G18/67 010
(21)【出願番号】P 2019117074
(22)【出願日】2019-06-25
【審査請求日】2021-11-19
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000119232
【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】生方 稔
(72)【発明者】
【氏名】鮎京 夏樹
【審査官】藤田 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-066282(JP,A)
【文献】特開2018-111765(JP,A)
【文献】特開2018-150393(JP,A)
【文献】特開2018-76388(JP,A)
【文献】特開2015-105307(JP,A)
【文献】国際公開第2018/066033(WO,A1)
【文献】特開昭61-183312(JP,A)
【文献】特開2015-205989(JP,A)
【文献】特開2016-199609(JP,A)
【文献】特開2007-155709(JP,A)
【文献】特開2019-001984(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 18/00- 18/87
C08G 71/00- 71/04
C08J 9/00- 9/42
C09J 1/00- 5/10
C09J 7/00- 7/50
C09J 9/00-201/10
C09K 3/10- 3/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発泡体からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層と、を備えるシール材であって、
前記粘着剤層は、重量平均分子量2500~25000のウレタンプレポリマーと、
ポリチオールと、複数のアクリル基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤からなり、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリエーテルポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含むシール材であって、
前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重
結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり
、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量
部以上6.0質量部以下である
ことを特徴とするシール材。
【請求項2】
発泡体からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層と、を備えるシール材であって、
前記粘着剤層は、ウレタンプレポリマーと、ポリチオールと、複数の光反応性官能基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤からなり、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含み、
前記ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5である
ことを特徴とす
るシール材。
【請求項3】
発泡体からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層と、を備えるシール材であって、
前記粘着剤層は、重量平均分子量2500~25000のウレタンプレポリマーと、
ポリチオールと、複数のアクリル基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤からなり、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリエーテルポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含むシール材であって、
前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重
結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり
、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量
部以上6.0質量部以下であり、
前記ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5である
ことを特徴とす
るシール材。
【請求項4】
発泡体からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層と、を備えるシール材であって、
前記粘着剤層は、重量平均分子量2500~25000のウレタンプレポリマーと、
ポリチオールと、複数の光反応性官能基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着材からなり、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含む、
シール材であって、
前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重
結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量
部以上であり、
前記ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5である
ことを特徴とするシール材。
【請求項5】
重量平均分子量2500~25000のウレタンプレポリマーと、
ポリチオールと、複数のアクリル基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤であって、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリエーテルポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含み、
前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重
結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり
、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量
部以上6.0質量部以下である
ことを特徴とする粘着剤。
【請求項6】
重量平均分子量2500~25000のウレタンプレポリマーと、
ポリチオールと、複数の光反応性官能基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着材であって、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含み、
前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重
結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり
、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量
部以上であり、
前記ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5である
ことを特徴とする粘着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シール材に関する。
【背景技術】
【0002】
発泡体からなる基材に粘着剤層を設けたシール材が知られている。このシール材は、例えば、土木作業現場において、コンクリートに貼り付けられ、止水目的で使用される。
ところで、コンクリート用の粘着材としては、ゴム系やアクリル系の粘着材が主に使われている(例えば、特許文献1,2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平8-319462号公報
【文献】特開2002-363529号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、コンクリートは、その表面に凹凸があり、コンクリート紛や塵が散在しているため、従来の粘着材を用いたシール材では、粗面への追従性が必ずしも十分でなく、また、これらのシール材では、粘着力も必ずしも十分でなく、新規なシール材が切望されていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コンクリートの粗面への追従性が良好であり、粘着力が高いシール材を提供することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
〔1〕発泡体からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層と、を備えるシール材(粘着性シール材)であって、
前記粘着剤層は、ウレタンプレポリマーと、ポリチオールと、複数の光反応性官能基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤からなり、
前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含む、
ことを特徴とするシール材。
【0006】
〔2〕前記ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5である
ことを特徴とする〔1〕に記載のシール材。
【0007】
〔3〕前記ウレタンプレポリマーの末端に存在する光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)、の比{(a)/(b)}が0.4~2.5であり、
前記ウレタンプレポリマー及び前記化合物に含まれる、すべての光反応性官能基の二重結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)が、0.1~0.5であり、
前記化合物の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.3質量部以上である
ことを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のシール材。
【0008】
〔4〕前記粘着付与剤の配合量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、5~30質量部である
ことを特徴とする〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載のシール材。
【0009】
〔5〕前記発泡体は、表面にスキン層を有する
ことを特徴とする〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載のシール材。
【0010】
〔6〕前記発泡体は、密度が20~200kg/m3であり、
25%圧縮硬さが30~350kPaである
ことを特徴とする〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載のシール材。
【0011】
〔7〕前記基材と、前記粘着剤層との間には、前記基材側から順に第2粘着剤層、支持体が配されている
ことを特徴とする〔1〕~〔6〕のいずれか一項に記載のシール材。
【発明の効果】
【0012】
本発明のシール材は、コンクリートの粗面への追従性が良好であり、コンクリートへの粘着力が高い。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】シール材の一例の構造を模式的に示す断面図である。
【
図2】他の形態のシール材の一例の構造を模式的に示す断面図である。
【
図3】ウレタンプレポリマーに含まれるウレタン化合物の構造を示す模式図である。
【
図4】対コンクリート剥離強度測定における測定方法を示す模式図である。
【
図5】耐熱保持力測定における測定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を詳しく説明する。なお、"x~y"という範囲を示す表記は、特に断りが無い限り、当該範囲にxとyが入るものとする。
【0015】
1.シール材1
シール材(粘着性シール材)1は、
図1に示されるように、発泡体からなる基材3と、基材3の少なくとも片面側に設けられる粘着剤層5(以下、「第1粘着剤層5」ともいう)と、を備える。シール材1は、基材3の両面に第1粘着剤層5を備えていてもよい。
また、シール材1は、
図2に示されるように、基材3と、第1粘着剤層5との間に、基材3側から順に第2粘着剤層7、フィルム状の支持体9が配されていてもよい。
図1,2において、符号2は、代表的な被着材(被着体)であるコンクリートを示している。
なお、第2粘着剤層7の材質は特に限定されないが、構成が簡略化できるとの観点から、第2粘着剤層7の材質は、第1粘着剤層5と同一の材質が好ましい。フィルム状支持体9(薄膜状支持体)の材質は、特に限定されないが、例えば、薄い膜状の紙、公知の樹脂フィルム(PETフィルム、OPPフィルム等)、さらには樹脂発泡シートを用いることができる。
シール材1の厚み(総厚)は、特に限定されない。
基材3の厚みは、特に限定されない。基材3の厚みは、下地材との粗面追従性(シール)の観点から、3mm以上が好ましく、5mm以上がより好ましい。他方、基材3の厚みは、コンクリート構造物のコンクリート注入厚みの観点から、200mm以下が好ましく、150mm以下がより好ましい。これらの観点から、基材3の厚みは、3mm~200mmが好ましく、5mm~150mmがより好ましい。
第1粘着剤層5の厚みは、特に限定されない。第1粘着剤層5の厚みは、コンクリートに対する粗面追従性を十分に持たせつつ、剥離強度を確保する観点から、10μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましい。他方、第1粘着剤層5の厚みを厚くしても粘着力はさほど変わらないが、第1粘着剤層5の嵩を抑えつつ、製造コストも抑えるという観点から、500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましい。これらの観点から、第1粘着剤層5の厚みは、10μm~500μmが好ましく、30μm~300μmがより好ましい。
第2粘着剤層7の厚みは、特に限定されず、例えば、10μm~500μmとすることができる。
フィルム状支持体9の厚みは、特に限定されず、例えば、10μm~200μmとすることができる。
【0016】
(1)基材3
基材3を構成する発泡体の材質は、特に限定されない。発泡体の材質としては、ポリウレタンフォーム、ゴムスポンジ、ポリオレフィンフォーム(例えば、ポリエチレンフォーム)等を好適に挙げることができる。
また、発泡体は、密度(JIS K7222:2005)が20~200kg/m3、25%圧縮硬さ(JIS K6400-2:2004 D法)が30~350kPaであるものが好ましい。この範囲の発泡体を用いることで、止水用途、例えば、建築土木用途では、十分な止水機能を得られるとともに、柔軟であるため良好なハンドレング性が得られる。
また、発泡体には、その表面にスキン層を備えていてもよい。スキン層は、気泡の圧縮により、あるいは気泡サイズが小さくなることによって緻密な膜状となったもので、平滑性が高く、また破れにくい。そのため、透水性が低く、コンクリートの水分漏出防止に用いた場合に、シール性が向上する。
【0017】
(2)第1粘着剤層5
第1粘着剤層5は、ウレタンプレポリマーと、チオール基を有するポリチオールと、複数の光反応性官能基を含む化合物と、粘着付与剤とを、含む原料組成物を原料とする粘着剤からなる。
第1粘着剤層5は、光反応性官能基を有するウレタンプレポリマーと、チオール基を有するポリチオールとのエン・チオール反応により架橋させ、硬化させることを特徴とする。そのため、溶剤を使用せずに調製でき、また、硬化時酸素阻害が起こらないため、光照射による硬化時にカバーフィルムの設置や窒素雰囲気下での作業といった手間がかからないことを特徴としている。
【0018】
(2.1)原料組成物
(2.1.1)ウレタンプレポリマー
ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールとを、原料として含む。すなわち、ウレタンプレポリマーは、ポリオールに由来する構造と、ポリイソシアネートに由来する構造と、光反応性官能基を含まないモノオールに由来する構造と、光反応性官能基を含むモノオールに由来する構造を有する。
【0019】
ウレタンプレポリマー内では、下記に示す4種類のウレタン化合物が生成され得る。従って、本発明におけるプレポリマーは、下記4種類のウレタン化合物の1種以上を含む。プレポリマーは、例えば、下記4種類のウレタン化合物の複数種を含む混合物である。
〔1〕ポリオールと、光反応性官能基を含むモノオールと、ポリイソシアネートとの、ウレタン反応により生成した、ウレタン化合物、即ち、ウレタン化合物に複数存在する全ての末端が反応性の光反応性官能基であるウレタン化合物。
〔2〕ポリオールと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールと、ポリイソシアネートとの、ウレタン反応により生成した、ウレタン化合物のうち、ウレタン化合物の複数の末端が反応性の光反応性官能基を有し、残りの末端に反応性の光反応性官能基を有さない(即ち、非反応性の末端を有する)、ウレタン化合物。
〔3〕ポリオールと、光反応性官能基を含まないモノオールと、光反応性官能基を含むモノオールと、ポリイソシアネートとの、ウレタン反応により生成した、ウレタン化合物のうち、ウレタン化合物の一つの末端が反応性の光反応性官能基を有し、残りの末端が光反応性官能基を有さない(即ち、非反応性の末端を有する)、ウレタン化合物。
〔4〕ポリオールと、光反応性官能基を含まないモノオールと、ポリイソシアネートとの、ウレタン反応により生成した、ウレタン化合物、即ち、ウレタン化合物に複数存在する全ての末端が非反応性であるウレタン化合物。
なお、
図3に上記4種類のウレタン化合物の模式図を示す。ここで、符号10は光反応性官能基末端である。符号11は光非反応性官能基末端である。符号12の曲線は高分子主鎖及び側鎖である。
【0020】
前記〔1〕及び〔2〕のウレタン化合物は、光照射を行った際、それら複数の光反応性官能基が架橋する。前記〔3〕のウレタン化合物は、光照射を行った際、その1つの光反応性官能基が他のウレタン化合物〔1〕〔2〕、その他の〔3〕と架橋反応し、〔3〕のウレタン化合物は他のウレタン化合物の側鎖として構成される。前記〔4〕のウレタン化合物は、光照射を行った際、架橋反応せず、ゾル成分として組成物中に残留する。
【0021】
前記〔1〕及び〔2〕に由来する架橋度の高いウレタン化合物は、粘着剤としての凝集力を向上させ、せん断力学特性(保持力など)や耐熱性を高くする特徴を有する。
ここで、保持力とは、粘着剤が、せん断方向(ずり方向)の静荷重にどのくらい耐えられるかという能力であり、粘着剤のクリープ特性の指標である。従って、粘着剤の硬軟や温度に対する安定性等の指標として用いられる。即ち、保持力が高くなると粘着剤は硬くなり(剛性率が増加する)、耐熱性(耐熱温度)も高くなる。
【0022】
保持力を高くするためには、例えば、粘着剤の内部エネルギーを高くすることで調節することが可能である。具体的には、分子量を大きくしたり、架橋度を増したりと主骨格を剛直にする方法等が用いられる。但し、保持力を高くした場合には、例えば、粘着剤の柔軟性が低下するため、被着体の粗面追従性が低下する。
なお、粘着剤の保持力(耐熱保持力)の測定方法は、後述する方法で測定できる。
【0023】
前記〔3〕に由来する側鎖構造を有するウレタン化合物は、架橋点が少なく、粘着剤としての、発泡体のような凹凸粗面に追従する柔軟性を、向上させる特徴を有する。
【0024】
前記〔4〕に由来するゾル成分は、粘着剤の難粘着性の被着体との粘着性を向上させる。しかしながら、ゾル成分は相対的に分子量が低く、その含有量が多すぎると、粘着剤の凝集力が低下し、粘着剤のせん断力学特性(保持力など)が低くなる。また、耐熱性も低下する。
【0025】
前記プレポリマーに含まれる〔1〕から〔4〕のウレタン化合物の量は、それぞれ粘着剤に付与する性能についてトレードオフの関係にあり、粘着剤としての用途などに応じて、その割合を調整することができる。即ち、前記〔1〕の化合物に由来して凝集力が高いと、せん断力学特性や耐熱性は向上するが、硬くなりすぎて前記〔3〕に由来する粘着性や前記〔4〕に由来する粗面追従性が低下する。一方、前記〔4〕に由来するゾル成分や前記〔3〕に由来する側鎖構造が多い(架橋点が少ない)と、粘着性や粗面追従性は向上するが、前記〔1〕に由来する凝集力が低下し、せん断力学特性が低下する。
【0026】
前記ウレタンプレポリマーは、ウレタンプレポリマーに含まれる、ウレタン化合物の末端に結合している光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)の比{(a)/(b)}が、0.4~2.5であることが好ましい。この比は、光照射により架橋後の粘着剤としたとき、粘着剤の粘弾性特性{架橋度と側鎖構造の濃度(あるいは密度)、ゾル成分の量}を決定する。従って、粘着剤のせん断力学特性、粗面追従性、粘着性、耐熱性に影響を及ぼす。この比が、0.4未満の場合には、側鎖構造が多いポリマーを構成し、またゾル成分も多くなる。従って、粘着性、粗面追従性は上がるものの、せん断力学特性と耐熱性は低下する傾向にある。反対に、この比が2.5を超えると、せん断力学特性と耐熱性は上がるものの、粘着性、粗面追従性は低下する傾向にある。
【0027】
光反応性官能基の当量数(a)は、ウレタンプレポリマー合成後のウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基の含有率から算出でき、光非反応性官能基の当量数(b)は、合成前に配合したモノオールの当量数とすることができる。
ここで、ウレタンプレポリマーにおけるイソシアネート基の含有率は、公知の方法で測定でき、例えば、JIS Z1603-1:2007「ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法」に準拠して測定することができる。
【0028】
ウレタンプレポリマーの重量平均分子量は、粘着剤としての凝集力(せん断力学特性)、粘着性、粗面追従性の好適な範囲に調整が容易であるため、2500~25000が好ましい。2500よりも小さいと凝集力が足りず、粘着剤としてのせん断力学特性が低くなる。また、25000よりも大きいと凝集力が強すぎ、粘着性や粗面追従性が低下する。
ここで、重量平均分子量の測定方法は、公知の方法で行うことができる。例えば、ゲルパーエミッションクロマトグラフィーを用い、テトラヒドロフラン(THF)を溶離液とし、示唆屈折率を検出することで測定することができる。重量平均分子量は、標準試料であるポリスチレンのGPC測定結果に基づいた検量線を作成し、測定試料の測定結果をポリスチレン換算値として算出することができる。
【0029】
(2.1.1.1)ポリオール
ウレタンプレポリマーの原料に含まれるポリオールは、1つの分子に2個以上の水酸基を有する化合物であり、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、特に限定されない。
本発明において用いられるポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール等が挙げられる。前記ポリオールは、単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
ポリオールは、ウレタンプレポリマーの骨格を形成するため、その構造(骨格の炭素数、側鎖の構造等)による、凝集力(せん断力学特性)、粘着性、粗面追従性に対する影響を考慮して、選択できる。
【0030】
ポリエステルポリオールとしては、例えば、脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等、芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等、脂環族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸及びヘキサヒドロイソフタル酸等、又はこれらの酸エステルもしくは酸無水物と、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール等、もしくは、これらの混合物との脱水縮合反応で得られるポリプロピレングリコールなどのポリエステルポリオール;ε-カプロラクトン、メチルバレロラクトン等のラクトンモノマーの開環重合で得られるポリラクトンジオール等が挙げられる。
【0031】
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ジエチレングリコール等の多価アルコールの少なくとも1種と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等とを反応させて得られるものが挙げられる。
【0032】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン等の環状エーテルをそれぞれ重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等、及び、これらのコポリエーテルが挙げられる。また、グリセリンやトリメチロールエタン等の多価
アルコールを用い、上記の環状エーテルを重合させて得ることもできる。
【0033】
ポリエステルエーテルポリオールとしては、例えば、脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等、芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等、脂環族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸及びヘキサヒドロイソフタル酸等、又はこれらの酸エステルもしくは酸無水物と、ジエチレングリコール、もしくはプロピレンオキシド付加物等のグリコール等、又は、これらの混合物との脱水縮合反応で得られるものが挙げられる。
【0034】
(2.1.1.2)ポリイソシアネート
ポリイソシアネートは、1つの分子に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、ウレタンプレポリマーの原料として通常に採用されるものであれば、特に限定されない。例えば、2官能のポリイソシアネートとしては、2,4-トルエンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トルエンジイソシアネート(2,6-TDI)、m-フェニレンジイソシネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジアネート(2,4’-MDI)、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’-MDI)、水素添加MDI、キシリレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水素添加XDI、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、などの芳香族系のもの、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどのアルキレン系のもの、3官能以上のポリイソシアネートとしては、1-メチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、1,3,5-トリメチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、ビフェニル-2,4,4’-トリイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4,4’-トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン-4,6,4’-トリイソシアネート、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’テトライソシアネート、トリフェニルメタン-4,4’,4"-トリイソシアネート、ポリメリックMDI、リジンエステルトリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、1,8-ジイソシアナトメチルオクタン等及びこれら変性体、誘導体等が挙げられる。
ポリイソシアネートは、本発明の粘着剤中のゾル成分や、ウレタンポリマーの骨格の一部として存在する。従って、前記ポリイソシアネートの炭素数、直鎖、側鎖の構造は、本発明による粘着剤の凝集力(せん断力学特性)、粘着性、粗面追従性に影響を考慮して、選択することができる。
【0035】
(2.1.1.3)光反応性官能基を含まないモノオール
モノオールは、1つの分子に1個の水酸基を有する化合物であり、光反応性官能基を含まないとは、前記モノオールが光非反応性官能基のみで形成されたモノオールであることをいう。前記モノオールは、ポリイソシアネート基と結合することが可能であればよく、特に限定されない。例えば、直鎖、分岐又は環状の1価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、ペンタノール、イソペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,5,5-トリメチル-1-ヘキサノール、デカノール、ウンデカノール、1-ドデカノール、イソオクタデカノール、オクタデセノール、ドコサノール、14-メチルヘキサデカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、 2-エチルヘキシルグリコール等)等が挙げられる。また、グリコールエーテル類、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングルコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル等が挙げられる。
【0036】
ここで、光反応性官能基とは、X線、電子線、紫外線、可視光線等の照射により架橋し得る官能基、即ち、多重結合を有する官能基であり、例えば、アルケニル基、アルキニル基、ビニル基、アクリル基、メタクリレート基、アリル基等が挙げられる。前記モノオールは、これら光反応性官能基を含まない。
【0037】
前記モノオールは、光反応性官能基を含まないため、光を照射した際の架橋反応には関与せず、本発明の粘着剤層中のゾル成分や、ウレタンポリマーの側鎖として存在する。従って、前記モノオールの炭素数、直鎖、側鎖の構造は、本発明による粘着剤の凝集力(せん断力学特性)、粘着性、粗面追従性に影響を考慮して、選択することができる。
【0038】
(2.1.1.4)光反応性官能基を含むモノオール
モノオールは、1つの分子に1個の水酸基を有する化合物であり、光反応性官能基を含むとは、前記モノオールが、少なくとも1つの光反応性官能基を含むモノオールであることをいう。前記モノオールは、ポリイソシアネート基と結合することが可能であればよく、特に限定されない。例えば、アリルエーテルグリコール、ヒドロキシエチルアリルエーテルなどのアリルエーテル基を有するモノオール;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル基を有するモノオール;ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレートなどの(メタ)アクリル基を有するモノオールなどが挙げられる。
【0039】
ここで、光反応性官能基とは、X線、電子線、紫外線、可視光線等の照射により架橋し得る官能基、即ち、多重結合を有する官能基であり、例えば、アルケニル基、アルキニル基、ビニル基、アクリル基、メタクリレート基、アリル基等が挙げられる。前記モノオールが、光反応性官能基を複数含む場合には、前記光反応性官能基は複数を混合して用いることができる。
【0040】
前記モノオールは、光反応性官能基を含むため、光を照射した際には架橋反応に関与し、本発明の粘着剤中のウレタンポリマーの主骨格や側鎖として存在する。従って、前記モノオールの炭素数、直鎖、側鎖の構造は、本発明による第1粘着剤層5の凝集力(せん断力学特性)、粘着性、粗面追従性に影響を考慮して、選択することができる。
【0041】
(2.1.1.5)触媒
上記ウレタンプレポリマーの合成において、反応を促進させる又は反応速度を高めるために、反応触媒を添加してもよい。ここで、反応触媒としては、特に限定されず、金属触媒、例えば、錫系触媒、鉛系触媒、その他の金属触媒、アミン系触媒、その他の酸性触媒、塩基性触媒等の公知の触媒が挙げられる。これらの触媒のうちの1種又は2種以上を用いることができる。
【0042】
(2.1.2)ポリチオール
ポリチオールは、1つの分子に2個以上のチオール基を有する化合物であり、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、特に限定されない。
上記化合物により得られたウレタンプレポリマーとエン・チオール反応するポリチオールとしては、メルカプトカルボン酸と多価アルコールとのエステル、脂肪族ポリチオール、芳香族ポリチオールが挙げられる。脂肪族ポリチオール、芳香族ポリチオールとしては、エタンジチオール、プロパンジチオール、ヘキサメチレンジチオール、デカメチレンジチオール、トリレン-2,4-ジチオール、キシレンジチオール等が挙げられる。
【0043】
また、メルカプトカルボン酸と多価アルコールとのエステルでは、メルカプトカルボン酸として、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸等が挙げられ、多価アルコールとして、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトール等が挙げられる。これらの中では、臭気が少ない点で、メルカプトカルボン酸と多価アルコールとのエステル類が好ましく、具体的には、例えば、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-メルカプトプロピオネート)が挙げられる。なお、それら種々のポリチオールのうちの1種又は2種以上を併用したものを、上記ウレタンプレポリマーとのエン・チオール反応の原料として用いることが可能である。
【0044】
ポリチオールと、前記ウレタンプレポリマーと混合し、これらを重合反応(エン・チオール反応)させることで、高い柔軟性を有するエン・チオール系の粘着組成物を得ることができる。ここで、上記重合反応としては、光重合反応であっても熱重合反応であってもよく、光重合反応の場合は、上述したポリチオールと前記ウレタンプレポリマーと混合した後に、光(紫外線等)を照射することで、エン・チオール反応を進行させる。なお、熱重合反応の場合も光重合反応の場合と反応機構は同じであり、ラジカルの発生が光によるか熱によるかの違いのみである。ここで、光重合反応の方が熱重合反応よりも重合反応が速く進行することから、本発明に係る粘着組成物の製造方法では、光重合反応を利用することが好適である。
【0045】
また、上述したポリチオールのうちの官能基(チオール基)数が2のもの(二官能チオール)とそれ以上のもの(三官能以上のチオール)とを併用することで、さらに高い柔軟性を有するエン・チオール系の粘着組成物を得ることが可能となる。具体的には、ウレタンプレポリマーと反応が行われるチオール基の平均官能基数、つまり、チオール基が2個のポリチオールと、チオール基が3個以上のポリチオールとのチオール基の平均官能基数を、2.5以上とすることで、高い柔軟性を有するエン・チオール系の粘着組成物を得ることができる。
【0046】
(2.1.3)複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)
複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)は、1つの分子に2個以上の光反応性官能基を有する化合物であり、より好ましくは3個以上である。前記2個以上の光反応性官能基は、全てが同一の官能基であってもよく、異なる官能基が含まれていてもよい。これら光反応性官能基は、光照射による架橋反応により、ウレタンプレポリマー、及び/又は、ポリチオールと架橋する。
【0047】
本発明によるウレタンプレポリマーは、ゾル成分を多く含み、さらに側鎖構造を多く含む。この場合に、架橋反応後の粘着剤としての凝集力は低く、従ってせん断力学特性は低くなる。本発明は、前記化合物(樹脂)を添加し、架橋点を増加させることで、粘着剤の架橋度を増加させ、粘着剤として好適なものにすることができる。ここで、本明細書において、複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)とは、モノマー、多量体、ポリマーを含むものとする。
【0048】
また、複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)の重量平均分子量は、特に限定されないが、ウレタンプレポリマーの重量平均分子量よりも小さいことが好ましい。分子量が小さくなると、複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)の分子量に対する光反応性官能基の濃度が高くなり、粘着剤としての分子構造内に占める架橋点の濃度を増加させることができる。このため、複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)の分子量は小さければ小さいほど架橋後の構造を剛直なものにすることができ、効率よく粘着剤としてのせん断力学特性を好適なものにすることができる。この観点からモノマーが好ましく、アクリルモノマーがより好ましい。
【0049】
ここで、光反応性官能基とは、X線、電子線、紫外線、可視光線等の照射により架橋し得る官能基、即ち、多重結合を有する官能基であり、例えば、アルケニル基、アルキニル基、ビニル基、アクリル基、メタクリレート基、アリル基等が挙げられる。
【0050】
複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)は、光反応性官能基を複数有していれば、特に限定されない。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン―酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、スチレン樹脂、ビニルアルコール樹脂、ビニルピロリドン樹脂、ビニルブチラール樹脂、メタクリレート樹脂、アリルエーテル樹脂が挙げられる。また前記樹脂類は複数を混合して用いることができる。
【0051】
(2.1.4)粘着付与剤
粘着性付与剤は、高分子材料内で、可塑化作用により粘着性を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、クロマロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂等を添加することができる。前記粘着付与剤の配合量は、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、5~30質量部とすることができる。
【0052】
(2.1.5)その他の添加物
その他の添加剤として、ウレタンプレポリマー及び複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)と、チオール基との重合反応を効果的に行うべく、本発明の粘着組成物には、光重合開始剤を含むことができる。光重合反応の場合に用いられる光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系等の化合物が挙げられる。アセトフェノン系としては、例えば、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、4-(1-t-ブチルジオキシ-1-メチルエチル)アセトフェノン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-プロパン-1-オンや2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等が挙げられる。
【0053】
ベンゾフェノン系としては、例えば、4-(1-t-ブチルジオキシ-1-メチルエチル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラキス(t-ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシルカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。また、チオキサントン系としては、例えば、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等が挙げられる。
【0054】
さらに、本発明の原料組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上述した各成分以外に、必要に応じて、各種の添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、充填剤、可塑剤、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、光安定剤、安定剤、分散剤等が挙げられる。
【0055】
2.シール材1の製造
(1)粘着剤の原料の配合
各原料の好ましい配合について以下に詳述する。
ウレタンプレポリマーの合成における、ポリオールの配合量を100質量部とする。
前記モノオールは、上述した、ウレタンプレポリマー混合物に含まれる、ウレタン化合物の末端に結合している光反応性官能基の当量数(a)と光非反応性官能基の当量数(b)の比{(a)/(b)}が、0.4~2.5になるように配合できる。
【0056】
前記ポリイソシアネートは、前記ポリオールとモノオールの配合量から水酸基当量を計算し、全ての水酸基がイソシアネート基と反応しきるように配合できる。
【0057】
前記複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)は、単位質量当たりの、前記ウレタンプレポリマーに含まれる光反応性官能基の二重結合当量数と前記化合物(樹脂)に含まれる光反応性官能基の二重結合当量数との、合計値が、0.1~0.5mol/kgとなるように、かつ、配合量が、ウレタンプレポリマーの配合量を100質量部としたときに、0.3質量部以上となるように配合することができる。ここで、光反応性官能基が三重結合を含む場合には、三重結合の数量を二倍して加算する。この配合量が、0.1mol/kg未満の場合には、エン・チオール反応による架橋度が低く、粘着剤としてのせん断力学特性や耐熱性が低下する。また、この比が0.5mol/kgを超える場合には、粘着剤としての粘着性や粗面追従性が低下する。さらに、前記化合物(樹脂)の配合量が0.3質量部未満の場合にも架橋度が小さくなり、せん断力学特性や耐熱性が低下する。なお、前記化合物(樹脂)の配合量の上限値は、特に限定されないが通常6.0質量部である。
【0058】
前記ポリチオールは、前記光反応性官能基の二重結合当量数に対して、チオール・エン(チオール基/二重結合)比が、0.7~2.5になるように配合される。この比が、0.7未満の場合には、架橋度が小さくなるため、せん断力学特性や耐熱性が低下し、また、この比が2.5よりも大きい場合には、架橋度が大きすぎて、粘着性や粗面追従性が低下する。
なお、この要件は、ポリチオールに含まれるチオール基の当量数(c)と、ウレタンプレポリマー及び前記複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)に含まれる全光反応性官能基の二重結合の当量数(d)との、比{(c)/(d)}が、0.7~2.5であることと同義である。
また、チオール・エン(二重結合)比は、チオールインデックスとして指標することも可能である。チオールインデックスは、チオール化合物中のチオール基のモル数の二重結合基のモル数に対する比に100を乗じた値であり、70~250である。
【0059】
(2)ウレタンプレポリマーの製造方法
ウレタンプレポリマーの製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。下記に、その好適な一例について説明する。
容器に、ポリイソシアネートを配合量入れ、窒素雰囲気下で撹拌する。ここにポリオールを滴下する。ここで、反応を促進するため、必要に応じて触媒を添加することができる。触媒の添加量は、特に限定されないが、例えば、ポリイソシアネート100質量部に対して0.01~5質量部とすることができる。
所定の時間撹拌し、反応を完了させる。ここで、反応生成物の一部を抜き取り、イソシアネート基含有率を測定し、所望の範囲内にあることを確認する。確認後、光反応性官能基を含むモノオール及び光反応性官能基を含まないモノオールを添加し、所定の時間反応させて、プレポリマーとする。
【0060】
(3)粘着剤の原料組成物の製造方法
粘着剤の原料組成物の製造方法も、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。下記にその一例について説明する。
上述のように得られたウレタンプレポリマーを撹拌しながら、複数の光反応性基を有する樹脂、ポリチオール、粘着付与剤の所定の量を添加し、原料組成物とする。
【0061】
(4)シール材1の製造方法
シール材1の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。下記にその一例について説明する。
原料組成物を、離型紙(任意の構成要件)上に、所定の厚さに塗工する。次に、塗工された原料組成物は、光照射により硬化させられ、第1粘着剤層5になる。
前記離型紙上に形成された第1粘着剤層5には、粘着剤面に、さらに基材3を貼り合わせることで、
図1に記載のシール材1を製造することができる。
また、次のようにシール材1を製造することもできる。原料組成物を、基材3上に、所定の厚さに塗工する。次に、塗工された原料組成物は、光照射により硬化させられ、第1粘着剤層5になり、
図1に記載のシール材1を製造することができる。なお、基材3上に形成された第1粘着剤層5には、粘着剤面に、さらに離型紙(任意の構成要件)を貼り合わせてもよい。
【0062】
図2に記載のシール材1は、例えば、次のように製造することができる。
原料組成物を、フィルム状支持体9の両面に、所定の厚さに塗工する。次に、塗工された原料組成物は、光照射により硬化させられ、第1粘着剤層5及び第2粘着剤層7になる。このようにして、フィルム状支持体9の両面に第1粘着剤層5及び第2粘着剤層7が形成された両面テープ31が製造される。そして、両面テープ31の第2粘着剤層7に基材3を貼り合わせることで、
図2に記載のシール材1を製造することができる。なお、第1粘着剤層5には、粘着剤面に、さらに離型紙(任意の構成要件)を貼り合わせてもよい。
【0063】
原料組成物の塗工の方法は、特に限定されず、公知の方法で行うことができる。塗工の方法、例えば、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等が挙げられる。塗工時の温度調整が可能であり、原料組成物の塗工粘度を調整できるダイコーターが好ましい。
【0064】
離型紙は、基材となる紙と、その表面に形成された剥離層で構成され、粘着材(粘着性シール材)から容易に剥離される。離型紙の基材は、紙に限られず、公知の樹脂フィルムを用いることができる。例えば、PETフィルムやOPPフィルムなどを用いることができる。基材の厚みは、特に限定されず、例えば、10μm~200μmとすることができる。
また、剥離層は、公知の剥離剤を用いて形成することができる。例えば、ジメチルシロキサン等のシリコーン化合物を用いることができる。
【0065】
光照射は、光反応性官能基が反応する特定の波長、又は、添加した光重合開始剤が作用する特定の波長の光を照射して行う。光照射量は、原料組成物の配合や厚み、光重合開始剤の種類や添加量等によって設定することができ、例えば、600~1800mJ/cm2とすることができ、イルガキュア1173(BASF社製)を光重合開始剤として用いた場合には、365nmの波長の光を照射して硬化させることができる。
【0066】
3.シール材1の用途
シール材1の用途は、特に限定されない。シール材1は、コンクリート用シール材として好適に用いることができる。シール材1は、例えば、建築用シール材、土木用シール材、プレキャストのPC床版間のシール材1、合成板版のシール材1として好適に使用できる。
【0067】
4.本実施形態のシール材1の効果
本実施形態のシール材1は、ウレタン系の第1粘着剤層5を用いることで、第1粘着剤層5を厚くすることなく、コンクリートへの粘着力を確保できる。
また、本実施形態のシール材1は、コンクリートの凹凸に追従しやすく、十分なシール性が確保される。
【実施例】
【0068】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
1.粘着剤の調製
(1)原料
下記原料を表1~表3に従って秤量し、配合した。
・ポリオールa:ポリプロピレングリコール 分子量3000
・ポリオールb:ポリプロピレングリコール 分子量200
・光反応性官能基を含まないモノオール :ラウリルアルコール
・光反応性官能基を含むモノオール :ヒドロキシエチルアクリレート
・ポリイソシアネート:トリレンジイソシアネート(2,4-トリレンジイソシアネート:80%、2,6-トリレンジイソシアネート:20%)
・複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂):トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA:光反応性官能基数3)
・粘着付与剤:スーパーエステル-A100(荒川化学工業社製)
・ポリチオール:トリメチロールプロパン トリス(3-メルカプトプロピオネート)
(TMMP:分子量:399,平均官能基数3)
チオールインデックス=100
SH官能基数=3.0
・開始剤:イルガキュア1173(BASF社製)
【0069】
(各種性状)
・ウレタンプレポリマーの性状を表2に示す。
・ウレタンプレポリマー及び複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)に含まれる、すべての光反応性官能基の二重結合量を表す単位質量あたりの全二重結合量(mol/kg)は、0.252であった。
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
(2)ウレタンプレポリマーの調製
原料の配合量は表1に従って秤量する。セパレートフラスコに、ポリイソシアネートを配合量入れ、窒素雰囲気下で撹拌した。ここにポリオールa及びbを滴下する。滴下終了後触媒(ジブチルチンジラウレート)を0.3g添加した。3時間反応させた後、一部をサンプリングし、イソシアネート基含有率を測定し、下記プレポリマーごとの範囲内にあることを確認した。
なお、イソシアネート含有率は、JIS Z1603-1:2007に基づく方法(ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法)に準拠して測定した。次に、モノオールを滴下し2時間反応させた。反応後サンプルリングし、イソシアネート基含有率が0.05%以下になっていることを確認した。イソシアネート基含有率が0.05%以下の場合、反応完了とし生成物をウレタンプレポリマーとした。
【0074】
(3)粘着剤の原料組成物の製造方法
粘着剤の原料組成物は、表3に従って、秤量されたウレタンプレポリマーを撹拌しながら、複数の光反応性官能基を有する化合物(樹脂)、ポリチオール、粘着付与剤を所定の配合量を添加し、原料組成物とした。
【0075】
2.シール材1用の両面テープ31の作製
図2に記載のシール材1に用いる両面テープ31を作製した。両面テープ31は、
図2に記載されているように、フィルム状支持体9の両面に第1粘着剤層5及び第2粘着剤層7が形成された構造を有する。
(1)実施例1
表4に記載のポリウレタンフォーム(フィルム状支持体9)の両面に、上記「1.粘着材の調製」で説明した原料組成物を用いて粘着剤層(
図2における第1粘着剤層5及び第2粘着剤層7)を形成して、両面テープ31を作製した。
なお、粘着剤層は、光照射(波長:365nm,照射量800mJ/cm
2)により硬化させた。
(2)実施例2
表4に記載の和紙(フィルム状支持体9)の両面に、上記「1.粘着材の調製」で説明した原料組成物を用いて粘着剤層(第1粘着剤層5及び第2粘着剤層7)を形成して、両面テープ31を作製した。
なお、粘着剤層は、光照射(波長:365nm,照射量800mJ/cm
2)により硬化させた。
(3)比較例1
アクリル系粘着剤を用いた両面テープ(恵比寿化成株式会社製)を用いた。
(4)比較例2
アクリル系粘着剤を用いた両面テープ(スリーエム社製、型番:DCX1018)を用いた。
(5)比較例3
アクリル系粘着剤を用いた両面テープ(スリーエム社製、型番:SKB-20)を用いた。
(6)比較例4
ゴム系粘着剤を用いた両面テープ(スリーエム社製、型番:PCD-50)を用いた。
【0076】
【0077】
2.両面テープ31の評価方法
(1)対コンクリート剥離強度測定(
図4参照)
実施例1~2、比較例1~4の両面テープ31(試験試料)を、それぞれコンクリート37(被着体)に2kgの重量のゴムローラーを用いて、5mm/sec.の速度で1往復させて、貼り合わせた。その後、30分間静置したものを測定に用いた。
対発泡体剥離強度測定は、材料試験機(エーアンドディー社製:テンシロンRAC-1150A)を用いて180度剥離試験を行って測定した。測定は、両面テープ31及びコンクリート37の端部から10mmの部分を、材料試験機のチャック部33に固定し、200mm/minの引張速度(クロスヘッドスピード)で剥離させて行った。剥離したときの引張強度を剥離強度とした。各実施例及び比較例の測定結果を表4に示す。
表4では、幅の異なる複数種の両面テープ31についてそれぞれ評価した結果が示されている。
【0078】
(2)耐熱保持力測定(
図5参照)
高い温度状況下での両面テープ31の耐熱保持力(mm)を測定した。具体的には、
図5に示すように、SUS 304板41を鉛直方向に延びるように保持した。そのSUS 304板41の下端に、接着面積が25mm×25mmとなるように、両面テープ31の第1粘着剤層を貼り合わせた。圧着ローラーを用いて、両面テープ31とSUS 304板41を貼り合わせた。圧着の条件は、圧着ローラーの速度を5mm/secとして、圧着ローラーを1往復させた。
なお、両面テープ31の第1粘着剤層のSUS 304板41への貼着面と反対側の面には、厚さ25μmのPETフィルム(図示せず)が貼着されている。また、両面テープ31をSUS 304板41に貼り合せてから30分間、経過した後に、両面テープ31の下端に、500gの錘43を吊るし、80℃の環境下において、60分間放置した。そして、60分間放置された後の両面テープ31のズレ量(mm)を測定し、そのズレ量を、耐熱保持力(mm)とした。
【0079】
(3)タック(初期粘着力)
両面テープ31の第1粘着剤層5が上向き、第2粘着剤層7が下向きになるようにした状態で、第2粘着剤層7をアルミ板に貼付けした。アルミ板を材料試験機の下側のチャック部に固定した。第1粘着剤層5の上に、分銅(サイズ:底面積1cm2,重量10g)を自重のみで接着させ、接着から3秒後に、分銅の上部を上側のチャック部に固定して、第1粘着剤層5と分銅との引き剥がしに要する初期粘着力を測定した。分銅はアセトンで表面をきれいに拭き取ってから、第1粘着剤層5に接着させた。測定条件は、引張スピード:200mm/minとした。
【0080】
3.両面テープ31の評価結果
(1)対コンクリート剥離強度測定の結果
結果を表4に併記する。なお、表4において、「―」は測定しなかったことを意味する。
幅25mm及び幅30mmの両面テープ31における評価結果を検討すると、実施例1,2は、いずれの比較例よりも、コンクリートに対する剥離強度が高いことが確認された。
【0081】
(2)耐熱保持力測定の結果
比較例4は、耐熱保持力が低かった。実施例1,2は、比較例1~3と同等の耐熱保持力を有しており、実用性が高いことが確認された。
【0082】
(3)タック(初期粘着力)の測定結果
実施例1,2は、比較例1~4と同等以上のタック(初期粘着力)を有しており、実用性が高いことが確認された。
【0083】
4.シール材1のコンクリートへの粘着力
上述のように各種の測定によって両面テープ31の物性を評価した。これらの物性は、両面テープ31の第1粘着剤層5の物性を主として評価していることになる。
ところで、
図2のシール材1は、基材3に、両面テープ31(フィルム状支持体9、第1粘着剤層5、第2粘着剤層7からなる両面テープ)が貼り付けられて構成されている。このシール材1は、第1粘着剤層5が被着材(被着体)に貼り付けられて使用される。このように、シール材1でも、第1粘着剤層5を、被着材(被着体)への粘着(接着)に用いることになるから、シール材1においても、両面テープ31の第1粘着剤層5の物性を主として評価した上記評価結果に準じて、コンクリートへの粘着力が高いという結果が得られる。
【0084】
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
【符号の説明】
【0085】
1…シール材
2…被着材
3…基材
5…粘着剤層(第1粘着剤層)
7…第2粘着剤層
9…フィルム状支持体
10…光反応性官能基末端
11…光非反応性官能基末端
12…高分子主鎖及び側鎖
31…両面テープ
33…材料試験機のチャック部
37…コンクリート
41…SUS 304板
43…錘