JP6690761B1 - 粘着剤および粘着シート - Google Patents
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Abstract
Description
[1]: ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析による重量平均分子量が1.00×106越え、2.00×106以下である(メタ)アクリル共重合体(A)と、
エポキシ系硬化剤(B)と、
セミヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む酸化防止剤(C)とを含有し、
(メタ)アクリル共重合体(A)は、エポキシ系硬化剤(B)と架橋し得る官能基を有する反応性官能基含有モノマーに由来するユニットを有し、且つ前記ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析により得られた分子量分布曲線において、1,000〜20,000の分子量のオリゴマー成分の含有量が、当該分子量分布曲線の総面積に対して3.5%以下である粘着剤。
[2]: 請求項1に記載の粘着剤を用いて形成した10μm厚の粘着剤層を研磨ステンレス板に貼着し、2kgロールで1往復圧着してから24時間後に剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で測定した場合の粘着力に対して、前記粘着剤を用いて形成した10μm厚の粘着剤層を研磨ステンレス板に貼着し、2kgロールで1往復圧着した後、250℃雰囲気で30秒処理し、常温で1時間放置後に剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で測定した場合の粘着力の上昇が、0.3N/25mm以下である[1]に記載の粘着剤。
[3]: (メタ)アクリル共重合体(A)は、アルキル基の炭素数が8以上18以下の(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットが65〜99質量%である[1]又は[2]のいずれかに記載の粘着剤。
[4]: (メタ)アクリル共重合体(A)のガラス転移温度が、−68〜−40℃である[1]〜[3]のいずれかであることに記載の粘着剤。
[5]:基材と、[1]〜[4]のいずれかに記載の粘着剤から形成された粘着剤層とを含む、粘着シート。
[6]: 前記粘着剤層の厚みが5〜15μmであることを特徴とする[5]に記載の粘着シート。
本実施形態の粘着剤は、粘着剤層を形成するために用いられるものであり、この粘着剤層は、ガラスなどの被着体に対して貼り合わされ、所望のタイミングで被着体から剥離される用途として好適に用いられる。本実施形態の粘着剤は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析による重量平均分子量(Mw)が1.00×106越え、2.00×106以下である(メタ)アクリル共重合体(A)と、エポキシ系硬化剤(B)と、セミヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む酸化防止剤(C)とを含有する。この(メタ)アクリル共重合体(A)は、エポキシ系硬化剤(B)と架橋し得る官能基を有する反応性官能基含有モノマーに由来するユニットを有し 、且つ前記GPC分析により得られた分子量分布曲線において、1,000〜20,000の分子量のオリゴマー成分(以下、単に「オリゴマー成分」ともいう)の含有量を、当該分子量分布曲線の総面積に対して3.5%以下とする。本実施形態の粘着剤より形成された粘着剤層中の(メタ)アクリル共重合体(A)とエポキシ系硬化剤(B)との間で架橋を促すことにより、粘着剤層は硬化せしめられ、エポキシ基に由来する架橋構造が形成される。
(メタ)アクリル共重合体(A)は、前述したように、GPC分析によるMwが1.00×106越え、2.00×106以下の範囲にあり、このGPC分析により得られた分子量分布曲線において1,000〜20,000の分子量のオリゴマー成分の含有量を、当該分子量分布曲線の総面積に対して3.5%以下とする。ここでいう分子量分布曲線の総面積とは、GPCから算出した微分分子量分布曲線と、微分分子量分布曲線のベースラインと、の間の領域の面積をいい、横軸は分子量(対数値)、縦軸を微分値としたときの値である。
アミド基含有モノマーは、例えば(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(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−ジエチル(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、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−(ブトキシメチル)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系化合物;N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、およびアクリロイルモルホリン等の複素環含有化合物等が挙げられる。
イミド基含有モノマーは、例えばN−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドが挙げられる。
その他ビニルモノマーは、例えば酢酸ビニル、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリルが挙げられる。
なお、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコールアジペートなどの公知の多官能(メタ)アクリル酸化合物は、その他ビニルモノマーに含まれる。
(メタ)アクリル共重合体(A)は、モノマー混合物に重合開始剤を加え、溶液重合、塊状重合、乳化重合、各種ラジカル重合などの公知の製造方法を適宜選択して行うことができる。これらの中でも、溶液重合が、(メタ)アクリル共重合体(A)のMwおよびオリゴマー成分の含有量の調整が容易である点から好ましい。
本実施形態の粘着剤の必須成分であるエポキシ系硬化剤(B)は、(メタ)アクリル共重合体(A)に対する架橋剤として機能する。粘着剤層に架橋構造を構築させることで、被着体への濡れ性と高温時における再剥離性の相反する特性を兼ね備えることができる。
本実施形態の粘着剤は、酸化防止剤(C)としてセミヒンダードフェノール系酸化防止剤を少なくとも用いる。
本実施形態の粘着剤は、重合禁止剤(D)を任意成分として含有することができる。重合禁止剤(D)を粘着剤に加えることにより高温耐性が向上する。その理由は、重合工程後に残存した未反応モノマーが重合してオリゴマーが形成するのを適切に防止できることによると考えている。重合禁止剤(D)は、酸化防止剤(C)と併用することにより、粘着剤層の高温耐性の効果を高められる。特に好ましくは、セミヒンダード系酸化防止剤の酸化防止剤(C)と重合禁止剤(D)の併用である。
なお、本実施形態の粘着剤は、本発明の課題解決ができる範囲でその他の成分を含んでもよい。例えば、粘着付与樹脂、種樹脂、硬化触媒、シランカップリング剤、オイル、軟化剤、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、充填剤、老化防止剤および帯電防止剤等を配合してもよい。粘着付与樹脂としては、ロジン樹脂、テルペン樹脂、脂環族炭化水素樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂(油性フェノール樹脂)が例示できる。
本実施形態の粘着剤は、LCD、OELD等のFPDや、タッチパネルディスプレイ等に代表される各種部材の表面保護シートを形成するための粘着剤層形成用の粘着剤として特に好適である。本実施形態によれば、高温耐性に優れるので、製造工程中の各製造機器や搬送などから部材を保護するために用いられる粘着シートと、製品完成後にユーザーが利用するまでの製品保護のための粘着シートを同一の粘着シートで併用することが可能である。本実施形態の粘着剤は、アクリル系の粘着剤であるため、シリコーン系粘着剤で問題となる被着体汚染についても改善できる。本実施形態の粘着剤は、高温耐性を実現するために、特に5〜15μmの粘着剤層を形成するための粘着剤として好適に利用できる。
本実施形態の粘着シートは、基材と、本発明の粘着剤から形成した粘着剤層を備える。粘着シートは粘着剤層と基材以外の積層体が形成されていてもよい。粘着剤層は、粘着剤を基材上に塗工し、乾燥することで形成できる。または、粘着剤を剥離性シート上に塗工し、乾燥して粘着剤層を形成した後、粘着剤層と基材を貼り合わせることで形成できる。粘着剤の塗工に際しては、溶液重合で説明した溶剤を添加して粘度を適宜調整することができる。
(メタ)アクリル共重合体(A)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析で求めたポリスチレン換算のMwであり、GPCの測定条件は以下のとおりである。
装置:SHIMADZU Prominence (株式会社島津製作所製)
カラム:SHODEXLF−804(昭和電工株式会社製)を3本直列に接続、
検出器:示差屈折率検出器、
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、
流速:0.5mL/分、
溶媒温度:40℃、
試料濃度:0.1%、
試料注入量:100μL。
また、(メタ)アクリル共重合体(A)のオリゴマー成分含有率(%)はGPC測定における微分分子量分布曲線の内、分子量1,000〜20,000の面積を、当該分子量分布曲線の総面積に対する割合として求めた。
<合成例1>
攪拌器、温度計、滴下管、還流冷却器を備えた重合装置を用い、ブチルアクリレート23.0部、2−エチルヘキシルアクリレート75.0部、アクリル酸2.0部、酢酸エチル90部、AIBN0.1部それぞれの半量を反応槽に仕込み、窒素雰囲気の還流下で残りの半量を滴下管から1時間かけて滴下し、その後更に6時間共重合させた。反応終了後、冷却し、Mwが115万、不揮発分が50%のアクリル共重合体溶液を得た。
表1に示すようにモノマー、重合溶媒、および添加剤などの種類、質量部数、反応時間を変更した以外は合成例1と同様にしてアクリル共重合体溶液を得た。
合成例1記載のアクリル共重合体溶液を用意し、不揮発分100部に対して、エポキシ系硬化剤(B)としてTETRAD−XのMEK溶液(濃度5%)を5部添加し、充分攪拌後、粘着剤を得た。得られた粘着剤を、コンマコーターを使用して、厚さ25μmのPIフィルム(カプトン100H:東レ・デュポン社製)上に乾燥厚み10μmになるように塗工し、120℃で3分間乾燥させた後、粘着剤層に厚さ38μmの剥離ライナー(SP−PET38:三井化学東セロ社製)を貼り合せ、この状態で室温にて7日間エージングさせ、粘着シートを得た。また、GPC分析より得られた分子量分布曲線の総面積に対してオリゴマー成分(分子量1,000〜20,000)の面積を求めたところ、3.5%であった。
表2に示すようにモノマー、溶媒、および添加剤などの種類、質量部数等を変更した以外は、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。
10cm×25mmの塗工物試験片から離型紙を剥がし、研磨ステンレス(SUS)板に粘着剤層を貼着し、2kgロールで1往復圧着した後、貼着24時間後に剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を計測した。単位はN/25mmとする。
10cm×25mmの塗工物試験片から離型紙を剥がし、研磨ステンレス(SUS)板に粘着剤層を貼着し、2kgロールで1往復圧着した。その後、250℃雰囲気で30秒経時させた後、常温に1時間放置した。係るサンプルを剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を計測し、外観を確認した。粘着力の単位はN/25mmとする。耐熱性については以下の略号で表す。
S:糊残り無く、粘着力上昇を抑制。粘着力上昇([対SUS板250℃×30秒貼付経時後の粘着力]−[対SUS板常温×24時間貼付経時後の粘着力](以下同様))が0.1N/25mm以下。
A:糊残り無く、粘着力上昇を抑制。粘着力上昇が0.1N/25mm越え、0.2N/25mm以下。
B:糊残り無く、粘着力上昇をやや抑制。粘着力上昇が0.2N/25mm越え、0.3N/25mm以下。
C:糊残り無いが、粘着力やや上昇。粘着力上昇が0.3N/25mm越え、0.4N/25mm以下。
D:糊残り無いが、粘着力上昇。(実用可能)粘着力上昇が0.4N/25mm越え、0.5N/25mm以下。
NG1:糊残りあり。
NG2:剥れあり。
BA:ブチルアクリレート
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
AA:アクリル酸
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
アデカスタブAO−40:ADEKA社製フェノール系酸化防止剤(レスヒンダードタイプ)
アデカスタブAO−80:ADEKA社製フェノール系酸化防止剤(セミヒンダードタイプ)
Irganox245:BASFジャパン社製フェノール系酸化防止剤(セミヒンダードタイプ)
アデカスタブPEP−36:ADEKA社製ホスファイト系酸化防止剤
TDI−TMP: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
TETRAD−X:三菱ガス化学株式会社製の多官能エポキシ樹脂
Claims (6)
- ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析による重量平均分子量が1.00×106越え、2.00×106以下である(メタ)アクリル共重合体(A)と、
エポキシ系硬化剤(B)と、
セミヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む酸化防止剤(C)とを含有し、且つイソシアネート基を含む硬化剤を含まず、
エポキシ系硬化剤(B)を、(メタ)アクリル共重合体(A)100質量%に対して、0.25〜8質量%含み、
(メタ)アクリル共重合体(A)は、エポキシ系硬化剤(B)と架橋し得る官能基を有する反応性官能基含有モノマーに由来するユニットを有し、且つ前記ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析により得られた分子量分布曲線において、1,000〜20,000の分子量のオリゴマー成分の含有量が、当該分子量分布曲線の総面積に対して3.5%以下である粘着剤。 - 請求項1に記載の粘着剤を用いて形成した10μm厚の粘着剤層を研磨ステンレス板に貼着し、2kgロールで1往復圧着してから24時間後に剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で測定した場合の粘着力に対して、前記粘着剤を用いて形成した10μm厚の粘着剤層を研磨ステンレス板に貼着し、2kgロールで1往復圧着した後、250℃雰囲気で30秒処理し、常温で1時間放置後に剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で測定した場合の粘着力の上昇が、0.3N/25mm以下である請求項1に記載の粘着剤。
- (メタ)アクリル共重合体(A)は、アルキル基の炭素数が8以上18以下の(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットが65〜99質量%である請求項1又は2に記載の粘着剤。
- (メタ)アクリル共重合体(A)のガラス転移温度が、−68〜−40℃である請求項1〜3のいずれかに記載の粘着剤。
- 基材と、請求項1〜4のいずれかに記載の粘着剤から形成された粘着剤層とを含む、粘着シート。
- 前記粘着剤層の厚みが5〜15μmであることを特徴とする請求項5に記載の粘着シート。
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