JP7844576B2 - 粘着テープ - Google Patents
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Description
粘着テープの有する粘着剤層の形成に使用される粘着剤は、通常、溶剤を含むため、粘着テープの製造プロセスでは、該溶剤を由来としてCO2が排出される。粘着剤に含まれる溶剤量を減らすことで製造プロセスにおいて排出されるCO2を減らすことができるものの、単に溶剤量を減らしただけでは粘着剤の粘度が上昇し、加工性が低下するという問題がある。溶剤量を減らす、即ち、粘着剤の固形分の含有割合を高くしても粘度が上がらないようにするためには、粘着剤に含まれる(メタ)アクリル共重合体等の成分の分子量を低くする必要がある。一方、粘着剤層に必要な機能としては、バルクの凝集力及び耐熱性からなる保持性能と、界面の濡れ性及びバルクの流動性からなる接着性とが挙げられ、従来の粘着剤に使用される(メタ)アクリル共重合体等の成分は、これら性能を満たすために分子量を50万程度以上とする必要があった。
本開示2は、粘着剤層を有する粘着テープであって、上記粘着剤層は、(メタ)アクリル共重合体と架橋剤と粘着付与樹脂とを含む粘着剤の架橋生成物を含有し、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量が8万以上50万未満であり、かつ、下記第一の構成、下記第二の構成、又は、下記第三の構成を満たす粘着テープである。
第一の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%以上である
第二の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%未満であり、かつ、上記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該ゾル成分の重量平均分子量から、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量を差し引いた値が8万以上である
第三の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を0.1質量部以上6質量部未満含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える
本開示3は、上記第一の構成を満たす、本開示2の粘着テープである。
本開示4は、上記第二の構成を満たす、本開示2の粘着テープである。
本開示5は、上記第三の構成を満たす、本開示2の粘着テープである。
本開示6は、上記粘着剤層は、下記第一の構成、下記第二の構成、又は、下記第三の構成を満たす本開示1記載の粘着テープである。
第一の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%以上である
第二の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%未満であり、かつ、上記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該ゾル成分の重量平均分子量から、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量を差し引いた値が8万以上である
第三の構成:前記粘着剤は、前記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して前記架橋剤を0.1質量部以上6質量部未満含み、かつ、前記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える
本開示7は、上記粘着剤層は、上記第一の構成として、上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%以上30質量%未満である構成を有するか、又は、上記第三の構成として、上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を1.5質量部以上6質量部未満含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える構成を有する本開示2又は6の粘着テープである。
本開示8は、上記粘着剤層は、上記第一の構成として、上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%以上30質量%未満である構成を有する本開示7の粘着テープである。
本開示9は、上記粘着剤層は、上記第三の構成として、上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を1.5質量部以上6質量部未満含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える構成を有する本開示7の粘着テープである。
本開示10は、上記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該ゾル成分の重量平均分子量が5万以上50万以下である本開示1、2、3、4、5、6、7、8又は9の粘着テープである。
本開示11は、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体のピークトップ分子量が7万以上30万以下である本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10の粘着テープである。
本開示12は、上記粘着剤は、水酸基を有する化合物を固形分中0.03質量%以上含み、かつ、カルボキシ基を有する化合物を固形分中2質量%以上含む本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11の粘着テープである。
本開示13は、上記(メタ)アクリル共重合体は、炭素数が6以上のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位を50質量%以上有する本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11又は12の粘着テープである。
本開示14は、上記粘着剤層は、ガラス転移温度が-10℃以上30℃以下である本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13の粘着テープである。
本開示15は、上記粘着剤層は、80℃における貯蔵弾性率G’(80℃)が1.0×104Pa以上である本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14の粘着テープである。
本開示16は、上記粘着剤層は、厚みが10μm以上100μm以下である本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14又は15の粘着テープである。
本開示17は、上記粘着テープは、基材を有し、上記基材は、ポリエステル樹脂フィルム又はポリプロピレン樹脂フィルムであり、かつ、上記基材の厚みが5μm以上200μm以下である本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15又は16の粘着テープである。
本開示18は、上記粘着テープは、基材を有し、上記基材の両面に上記粘着剤層を有する本開示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16又は17の粘着テープである。
以下、本発明を詳述する。
なお、本開示1の粘着テープを「本発明1の粘着テープ」ともいい、本開示2の粘着テープを「本発明2の粘着テープ」ともいう。また、本発明1の粘着テープと本発明2の粘着テープとに共通する事項については、特に指定しないか、又は、「本発明の粘着テープ」として記載する。
上記粘着剤層は、(メタ)アクリル共重合体と架橋剤と粘着付与樹脂とを含む粘着剤の架橋生成物を含有する。
なお、本明細書中において「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量が8万以上であることにより、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力が大きくなり、該粘着剤層が耐熱性に優れるものとなる。上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量が50万未満であることにより、上記粘着剤層を形成するために用いられる粘着剤の粘度を低くすることができ、加工性を向上させることができるとともに、製造プロセスにおいて排出されるCO2の由来となる溶剤の量を低減することができる。上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量の好ましい下限は10万、より好ましい下限は15万であり、好ましい上限は49万、より好ましい上限は45万、更により好ましい上限は40万である。
なお、本明細書中において、上記「アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体」は、上記粘着剤に含まれる(メタ)アクリル共重合体であってもよく、その他の化合物であってもよい。その他の化合物としては、例えば、上記粘着剤に含まれる(メタ)アクリル共重合体の構造の一部が、修飾及び/又は欠損されている(メタ)アクリル共重合体等が挙げられる。
また、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解は、以下の方法により行う。
即ち、圧力容器に上記粘着剤層300mg、エタノール6mL、60%KOH水溶液7mLを加え、160℃のオーブンで60時間加圧加水分解することにより、架橋生成物の架橋点をアルカリ分解し、(メタ)アクリル共重合体を得る。
また、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行うときは、例えば、次の方法を採用することができる。
即ち、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(Waters社製、「2690 Separations Model」)による分析を行い、ポリスチレン換算による分子量分布を測定する。上記GPCは、以下の条件で行うことができる。
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.4mL/min
検出器:示差屈折計RI
カラム:LF-804(SHOKO社製)
カラム温度(測定温度):40℃
注入量:20μL
上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体のピークトップ分子量が7万以上であることにより、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなり、該粘着剤層が耐熱性により優れるものとなる。上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体のピークトップ分子量が30万以下であることにより、上記粘着剤層を形成するために用いられる粘着剤の粘度をより低くすることができ、加工性をより向上させることができるとともに、製造プロセスにおいて排出されるCO2の由来となる溶剤の量をより低減することができる。上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体のピークトップ分子量のより好ましい下限は8万、更に好ましい下限は10万であり、より好ましい上限は25万、更に好ましい上限は23万である。
なお、本明細書において、「ピークトップ分子量」は、分子量分布曲線における最も高いピークにおける分子量を意味する。分子量分布曲線にショルダーが存在したりピークが2以上存在したりする場合であっても、上記ピークトップ分子量は、分子量分布曲線における最も高いピークにおける分子量を意味する。
なお、上記多分散度は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)を意味する。
ここで、上記「ゾル成分」とは、上記粘着剤層から「ゲル成分」を除いた成分を意味する。なお、上記「ゲル成分」は、上記(メタ)アクリル共重合体、後述する粘着付与樹脂等が後述する架橋剤を介して架橋構造を構築している上記ゲル分率測定の処理でメッシュに残った流動性の低い成分であり、上記「ゾル成分」は、上記処理でゲル成分を除いた流動性の高い成分である。
上記粘着剤層のゾル成分は、例えば、上記粘着剤層をテトラヒドロフラン(THF)中に23℃にて24時間浸漬し、不溶解分を200メッシュの金網で濾過して、ゲル成分を取り除くことで得ることができる。
上記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行うときは、例えば、次の方法を採用することができる。
即ち、上記粘着剤層のゾル成分について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(Waters社製、「2690 Separations Model」)による分析を行い、ポリスチレン換算による分子量分布を測定する。上記GPCは、以下の条件で行うことができる。
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.4mL/min
検出器:示差屈折計RI
カラム:LF-804(SHOKO社製)
カラム温度(測定温度):40℃
注入量:20μL
また、本発明2の粘着テープは、SUS板と貼り合わせた後、80℃においてせん断方向に1kg荷重を24時間加える保持試験を行った際に、落下しないことが好ましい。上述したような保持試験の結果を示す該粘着テープは、耐熱性により優れるものとなり、例えば、電子デバイスに使用される部材に対する固定がより良好となる。上記保持試験の結果としては、1mm以上のズレがないことがより好ましく、0.5mm以上のズレがないことが更に好ましい。
上記保持試験は、以下の方法により行うことができる。また、上記保持試験の方法を示す模式図を図1に示す。
即ち、まず、粘着テープ1を25mm幅の短冊状に裁断した後、SUS板2に、2kgのゴムローラーを300mm/minの速度で一往復させることで貼り合わせる。次いで、接着面積が25mm×25mmとなるように、粘着テープ1に切り込みを入れる。その後、23℃で20分間静置してから、80℃のオーブンに入れ、更に15分間加熱した後に、80℃に保持しながら、図1に示すように1kgの重り3を用いて、1kgの荷重をせん断方向に加える。粘着テープの落下の有無を確認し、24時間経過しても落下しなかった場合は、切り込み位置からの移動量(ズレ)をスケールルーペで測定する。
また、本発明2の粘着テープは、SUS板に対する該粘着テープの180°引きはがし粘着力が15N/25mm以上であることが好ましい。具体的には、SUS板と貼り合わせた後、JIS Z0237に準拠して、23℃、剥離速度300mm/minの条件で180°方向の引張試験を行った際の180°引きはがし粘着力が15N/25mm以上であることが好ましい。上記180°引きはがし粘着力が15N/25mm以上であることにより、粘着テープとしてより充分な接着性を有することができ、例えば、電子デバイスに使用される部材に対する固定がより良好となる。上記180°引きはがし粘着力は、18N/25mm以上であることがより好ましく、20N/25mm以上であることが更に好ましい。
上記180°引きはがし粘着力は、以下の方法により測定することができる。
即ち、まず、粘着テープを25mm幅の短冊状に裁断した後、SUS板に、2kgのゴムローラーを300mm/minの速度で一往復させることで貼り合わせる。次いで、温度23℃、相対湿度50%にて20分間静置することにより試験片を得る。得られた試験片について、引張試験機を用いてJIS Z0237に準拠して、23℃、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で引張試験を行うことにより、上記180°引きはがし粘着力を測定することができる。
第一の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%以上である
第二の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を6質量部以上含み、上記粘着剤層のゲル分率が5質量%未満であり、かつ、上記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該ゾル成分の重量平均分子量から、上記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量を差し引いた値が8万以上である
第三の構成:上記粘着剤は、上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して上記架橋剤を0.1質量部以上6質量部未満含み、かつ、上記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える
本発明2の粘着テープにおいて、上記粘着剤層が上記第一の構成、上記第二の構成、又は、上記第三の構成を満たすことにより、得られる粘着剤層が保持性能及び接着性に優れるものとなる。また、本発明1の粘着テープにおいて、上記粘着剤層が上記第一の構成、上記第二の構成、又は、上記第三の構成を満たすことにより、得られる粘着剤層が保持性能及び接着性により優れるものとなる。
なお、上記第一の構成、上記第二の構成、及び、上記第三の構成における上記粘着剤層のゲル分率の測定には、例えば、次の方法を採用することができる。
即ち、まず、上記粘着剤層をW1(g)採取し、採取した上記粘着剤層を酢酸エチル中に23℃にて24時間浸漬し、不溶解分を200メッシュの金網で濾過する。この金網上の残渣を110℃にて加熱乾燥し、得られた乾燥残渣の質量W2(g)を測定する。得られたW1及びW2から、下記式(I)によりゲル分率(架橋度)を算出する。
ゲル分率(質量%)=100×W2/W1 (I)
また、上記第三の構成において、上記粘着剤層のゲル分率は70質量%以下であることが好ましい。上記第三の構成において、上記粘着剤層のゲル分率が70質量%以下であることにより、上記粘着剤層におけるバルクの流動性の低下を抑制し、該粘着剤層が界面の濡れ性を大きく低下させることなく接着性により優れるものとなる。上記第三の構成において、上記粘着剤層のゲル分率は65質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることが更に好ましい。
また、上記第三の構成において、上記粘着剤における上記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対する上記架橋剤の含有量は0.1質量部以上であることが好ましい。上記第三の構成において、上記粘着剤における上記架橋剤の含有量が0.1質量部以上であることにより、得られる粘着剤層のゲル分率が上がりやすく、バルクの凝集力がより大きくなる。上記第三の構成において、上記粘着剤における上記架橋剤の含有量は1.5質量部以上であることがより好ましく、2質量部以上であることが更に好ましい。
また、上記重合方法により得られる(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量を制御することにより、上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の、重量平均分子量及びピークトップ分子量を調整することができる。
上記重合方法における重合反応時間の好ましい下限は2時間、好ましい上限は10時間である。上記重合反応時間がこの範囲であることにより、上記アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量等を上述した範囲に調整しやすくなる。上記重合反応時間のより好ましい下限は3時間、より好ましい上限は8時間である。
上記アゾ化合物としては、例えば、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)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1-((1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ)ホルムアミド、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、ジメチル-1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボキシレート)、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(1,1’-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、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)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-(1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン)四水和物、2,2’-アゾビス(1-イミノ-1-ピロリジノ-2-メチルプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)等が挙げられる。これらのアゾ化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記有機過酸化物として、例えば、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート等が挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記官能基を有する重合開始剤を用いることで、上記(メタ)アクリル共重合体の末端に官能基を導入することができ、特に、上記(メタ)アクリル共重合体のうち、架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位が乏しい分子量が比較的小さい分子鎖の末端にも官能基を導入することができる。このような低分子鎖は、末端に官能基を有することで後述する架橋剤を介して架橋構造に取り込まれるため、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなり、該粘着剤層が耐熱性により優れるものとなる。また、架橋構造に関与しない場合であっても、上記低分子鎖は、末端に官能基を有することで後述する架橋剤を介して、又は、後述する架橋剤と後述する粘着付与樹脂等との結合体を介して、該低分子鎖同士が結合体(例えば、二量体等)を形成することができる。このような場合には、上記粘着剤層のゾル成分に含まれる(メタ)アクリル共重合体が全体として高分子量化しているといえる。このため、上記ゾル成分の重量平均分子量等を上述した範囲に調整しやすくなり、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなり、該粘着剤層が耐熱性により優れるものとなる。
上記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、シリル基、グリシジル基、アミノ基、アミド基、ニトリル基、アルコキシ基、アセトアセチル基等が挙げられる。なかでも、水酸基及びカルボキシ基が好ましい。上記官能基を有する重合開始剤として、上述した重合開始剤のなかでは、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(1,1’-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸(吉草酸))等が挙げられる。これらの官能基を有する重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記連鎖移動剤としては、例えば、ラウリルメルカプタン、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、1-ブタンチオール、3-メルカプトプロピオン酸シクロヘキシル、メルカプト酢酸2-エチルヘキシル、1-ヘキサデカンチオール、2-メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸エチル、1-オクタンチオール、3-メルカプトプロピオン酸トリデシル、チオフェノール等のチオール化合物等が挙げられる。また、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン等も挙げられる。これらの連鎖移動剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記官能基を有する連鎖移動剤を用いることによっても、上記ゾル成分の重量平均分子量等を上述した範囲に調整しやすくなる。
即ち、上記官能基を有する連鎖移動剤を用いることによっても、上記官能基を有する重合開始剤を用いた場合と同様に、上記低分子鎖の末端に官能基を導入することができ、結果として、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなり、該粘着剤層が耐クリープ性により優れるものとなる。
上記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、シリル基、グリシジル基、アミノ基、アミド基、ニトリル基、アルコキシ基、アセトアセチル基等が挙げられる。なかでも、水酸基及びカルボキシ基が好ましく、水酸基がより好ましい。特に、カルボキシ基が高分子量ポリマー鎖に偏る系では、官能基として水酸基を有する連鎖移動剤を用いて低分子鎖末端に水酸基を入れることで、低分子鎖の架橋反応を優位に進めることができる。
上記官能基を有する連鎖移動剤の官能基数は、架橋構造が高次元化しやすく、ネットワーク化しやすくなり、上記粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなることから、複数価であることが好ましい。上記官能基を有する連鎖移動剤として、上述した連鎖移動剤のなかでは、例えば、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール等が挙げられる。これらの官能基を有する連鎖移動剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記分散安定剤として、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらの分散安定剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーにおける該炭素数6以上のアルキル基は、炭素数が6以上16以下であることが好ましい。上記(メタ)アクリル共重合体が、炭素数が6以上16以下のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位を有することにより、得られる粘着剤層におけるバルクの流動性が上がり、該粘着剤層が粗面に対する接着性により優れるものとなる。上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーにおける該炭素数6以上のアルキル基は、炭素数が6以上12以下であることがより好ましい。また、上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーは、該炭素数6以上のアルキル基が分岐を有していても有していなくてもよいが、分岐を有していないことが好ましい。上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーのアルキル基が分岐を有していないことにより、上記粘着剤層は、低温から常温では貯蔵弾性率が低い一方で高温においては貯蔵弾性率が高くなるため、耐熱性により優れ、かつ、粗面に対する接着性により優れるものとなる。
上記炭素数6以上のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、イソステアリルアクリレート、アラキジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの炭素数6以上のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。なかでも、n-ヘプチル(メタ)アクリレート及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましい。
なお、本明細書中において上記「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
また、上記(メタ)アクリル共重合体における上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位の含有割合の好ましい上限は98質量%である。上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位の含有割合が98質量%以下であることにより、上記(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度が低くなりすぎることがなく、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなり、該粘着剤層が耐熱性により優れるものとなる。上記炭素数6以上のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位の含有割合のより好ましい上限は97質量%、更に好ましい上限は95質量%である。
上記炭素数5以下のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、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、n-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)アクリレート等が挙げられる。これらの炭素数5以下のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。なかでも、ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
上記架橋性官能基としてカルボキシ基を有する架橋性官能基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。なかでも、アクリル酸が好ましい。
上記架橋性官能基としてグリシジル基を有する架橋性官能基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記架橋性官能基としてアミド基を有する架橋性官能基含有モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等が挙げられる。
上記架橋性官能基としてニトリル基を有する架橋性官能基含有モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリル共重合体が上記架橋性官能基としてカルボキシ基を有する架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位を有する場合、該架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有割合の好ましい下限は2質量%、好ましい上限は15質量%である。上記架橋性官能基としてカルボキシ基を有する架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有割合が2質量%以上であることにより、得られる粘着剤層のゲル分率が高くなりやすく、上記(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度が充分に高くなるため、得られる粘着剤層におけるバルクの凝集力がより大きくなる。その結果、該粘着剤層が耐熱性により優れるものとなる。上記架橋性官能基としてカルボキシ基を有する架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有割合が15質量%以下であることにより、上記(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度が高くなりすぎることなく、該粘着剤層が粗面に対する接着性により優れるものとなる。上記架橋性官能基としてカルボキシ基を有する架橋性官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有割合のより好ましい下限は3質量%、更に好ましい下限は5質量%であり、より好ましい上限は10質量%、更に好ましい上限は8質量%である。
上記架橋剤としては、上記(メタ)アクリル共重合体の架橋性官能基の種類に応じて、例えば、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート型架橋剤等が選択して用いられる。なかでも、水酸基及びカルボキシ基に対して選択的に架橋することができ、架橋構造を制御しやすいことから、イソシアネート系架橋剤が好ましい。特に、1分子中に2以上のイソシアネート機を有するイソシアネート系架橋剤を上記架橋剤100質量部中に80質量部以上含むことが好ましい。
上記イソシアネート系架橋剤のうち市販されているものとしては、例えば、コロネートHX、コロネートL(いずれも東ソー社製)、マイテックNY260A(三菱ケミカル社製)等が挙げられる。
上記粘着剤が上記粘着付与樹脂を含有することにより、得られる粘着剤層が被着体に対して接着性に優れるものとなる。
なお、上記「軟化温度」は、JIS K2207環球法により測定される軟化温度を意味する。
なお、上記「水酸基価」は、JIS K1557(無水フタル酸法)により測定できる。
なかでも、ロジンエステル系樹脂、テルペンフェノール樹脂、及び、これらの組み合わせが好ましく、テルペンフェノール樹脂がより好ましい。
なお、ロジン樹脂をエステル化した樹脂がロジンエステル樹脂、不均化ロジン樹脂をエステル化した樹脂が不均化ロジンエステル樹脂、水添ロジン樹脂をエステル化した樹脂が水添ロジンエステル樹脂、重合ロジン樹脂をエステル化した樹脂が重合ロジンエステル樹脂である。
上記水添ロジンエステル樹脂としては、例えば、パインクリスタルKE-359(水酸基価42mgKOH/g、軟化温度100℃)、エステルガムH(水酸基価29mgKOH/g、軟化温度70℃)(いずれも荒川化学工業社製)等が挙げられる。
上記重合ロジンエステル樹脂としては、例えば、ペンセルD135(水酸基価45mgKOH/g、軟化温度135℃)、ペンセルD125(水酸基価34mgKOH/g、軟化温度125℃)、ペンセルD160(水酸基価42mgKOH/g、軟化温度160℃)(いずれも荒川化学工業社製)等が挙げられる。
なお、上記水酸基を有する化合物及び上記カルボキシ基を有する化合物は、上記粘着剤の固形分に含まれるいずれの成分であってもよい。
なお、上記「固形分」は、溶剤を除く成分を意味する。
また、上記粘着剤を塗工する際の粘度の好ましい下限は1500mPa・sである。上記粘着剤を塗工する際の粘度が1500mPa・s以上であることにより、粘着剤を押し出す際の圧力が充分に得られ、目的の厚みや幅で粘着剤を塗工することが容易となる。上記粘着剤を塗工する際の粘度のより好ましい下限は2000mPa・sである。
上記粘着剤を塗工する際の粘度は、B型粘度計を用いて、23℃、12rpmの条件で測定することができる。
なお、本明細書において上記「ガラス転移温度」は、動的粘弾性測定により得られる損失正接(tanδ)の極大のうち、ミクロブラウン運動に起因する極大が現れる温度を意味する。
上記粘着剤層のガラス転移温度及び後述する貯蔵弾性率の測定で行う動的粘弾性測定としては、例えば、次の方法を採用することができる。
即ち、まず、上記粘着剤層のサンプルを重ね合わせ、厚み1mm程度の積層体を作製し、6mm×10mmに裁断して試験片を得る。得られた試験片について、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御社、「DVA-200」)を用い、せん断モードにて窒素雰囲気下、測定温度-40℃~140℃、昇温速度5℃/min、周波数10Hz、ひずみ0.08%で動的粘弾性測定を行う。
上記粘着剤層の貯蔵弾性率G’(80℃)が高すぎると常温における貯蔵弾性率も高くなり、粗面に対する接着力が低下することから、上記粘着剤層の貯蔵弾性率G’(80℃)の好ましい上限は2.0×105Paである。
上記基材としては、樹脂フィルムが好ましい。
上記樹脂フィルムとしては、ポリエステル樹脂フィルム又はポリプロピレン樹脂フィルムが好ましい。なかでも、平坦であり、厚みのぶれが小さく、強度が高いことから、ポリエステル樹脂フィルムが好ましく、ポリエステル樹脂フィルムのなかでは、ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。
まず、(メタ)アクリル共重合体、架橋剤、粘着付与樹脂、及び、溶剤や必要に応じて用いられる他の成分を含む粘着剤を調製する。次いで、一面が離型処理された離型フィルムの離型処理面に上記で得られた粘着剤を塗布して乾燥させて、離型フィルムの離型処理面に粘着剤層を有する積層シートを作製する。同様の要領で積層シートを合計2個作製する。次いで、2個の積層シートの粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させて、基材の両面に粘着剤層を有する粘着シートを得る。
なお、高温耐反発性は、例えば、以下の方法等で評価することができる。また、図2に高温耐反発性試験の方法を示す模式図を示す。
即ち、本発明の粘着テープ1を25mm幅×長さ300mmの短冊状に裁断した後、測定しない側の粘着剤層をPETフィルム4(厚さ100μm、25mm幅、長さ300mm)と貼り合わせる。次いで、測定する側の粘着剤層をSUS板2(エタノールで洗浄後乾拭きしたSUS304板)に、粘着テープ1の短辺をSUS板の1辺と重なるように貼り合わせた後、2kgのゴムローラーを300mm/minの速度で5往復させることで圧着した後、23℃で72時間静置し試験片を作製する。作製した試験片について、更に、80℃のオーブンに入れて15分間加熱した後、80℃の条件下で、水平方向に設置した試験片に対して、試験片の先端に100gの重り5を用いて100gの荷重を試験片と垂直方向になるように加えた状態を144時間保持する高温耐反発性試験を行う。粘着テープ全体が落下した場合は100gの荷重を加えた時間を0時間とした落下時間を測定し、粘着テープ全体が落下しなかった場合は粘着テープが剥離した剥離長さ(図2における双頭矢印間の長さ)を目視にて測定する。当該高温耐反発性試験の結果が、粘着テープ全体が落下せず、かつ、剥離長さが60mm以下である場合に、本発明の粘着テープは高温耐反発性に優れるものとなる。
温度計、撹拌機、冷却管を備えた反応器内に、表1に示す溶剤を加え、窒素置換した後、反応器を加熱して還流を開始した。溶剤が沸騰してから、表1に示す重合開始剤1を投入した後、表1に示すモノマーと連鎖移動剤との混合溶液を滴下漏斗から反応器内に2時間かけて滴下した。その後、更に表1に示す重合開始剤2を投入し、滴下を開始した時間を重合開始時間とし、重合開始から合計6時間重合反応を行い、アクリル共重合体A~Sを含有する溶液を得た。
なお、表1中における各材料は以下の通りである。
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
C7:n-ヘプチルアクリレート
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
Aac:アクリル酸
AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)
(1)粘着剤の調製
得られたアクリル共重合体A~Sを含有する溶液に、表2、3に示した組成にて各材料を添加し、撹拌して、粘着剤を得た。得られた粘着剤における、固形分中の水酸基を有する化合物の含有割合、及び、固形分中のカルボキシ基を有する化合物の含有割合を表2、3に示した。
なお、表2、3中における各材料は以下の通りである。
コロネートL45:イソシアネート系架橋剤(東ソー社製)
KE388:水添ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、水酸基価45mgKOH/g、軟化温度150℃)
KE359:水添ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、水酸基価40mgKOH/g、軟化温度100℃)
D135:重合ロジンエステル樹脂(荒川化学工業社製、水酸基価40mgKOH/g、軟化温度135℃)
G150:テルペン系樹脂(ヤスハラケミカル社製、水酸基価100mgKOH/g、軟化温度150℃)
一面が離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用意した。このポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に上記「(1)粘着剤の調製」で得られた粘着剤を塗布し、110℃で5分間乾燥させて、粘着剤中の(メタ)アクリル共重合体の架橋を進行させ、ポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に粘着剤層を有する積層シートを作製した。同様にして積層シートを更にもう1個作製し、合計2個の上記積層シートを得た。
次に、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み25μm)を用意した。この基材の一方側の表面に、一方の積層シートを粘着剤層面から積層して粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させた。基材の他方側の表面にもう一方の積層シートを粘着剤層面から積層して粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させた。これにより、基材の両面に表2、3に示した厚みを有する粘着剤層が設けられた両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープから粘着剤層300mgを採取した。圧力容器に採取した上記粘着剤層、エタノール6mL、60%KOH水溶液7mLを加え、160℃のオーブンで60時間加圧加水分解することにより、粘着剤層中の架橋生成物の架橋点をアルカリ分解し、(メタ)アクリル共重合体を得た。
得られた(メタ)アクリル共重合体について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(Waters社製、「2690 Separations Model」)による分析を行い、ポリスチレン換算による分子量分布を測定した。得られた分子量分布から導出された、アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量(Mw共重合体)、ピークトップ分子量(Mp共重合体)、及び、多分散度(Mw共重合体/Mn共重合体)を表2、3に示した。上記GPCは、以下の条件で行った。
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.4mL/min
検出器:示差屈折計RI
カラム:LF-804(SHOKO社製)
カラム温度(測定温度):40℃
注入量:20μL
得られた両面粘着テープの粘着剤層をテトラヒドロフラン(THF)中に23℃にて24時間浸漬し、不溶解分を200メッシュの金網で濾過して取り除くことで、粘着剤層のゾル成分を得た。
得られた粘着剤層のゾル成分について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(Waters社製、「2690 Separations Model」)による分析を行い、ポリスチレン換算による分子量分布を測定した。得られた分子量分布から導出されたゾル成分の重量平均分子量(Mwゾル)、及び、ゾル成分の重量平均分子量から、アルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量を差し引いた値(Mwゾル-Mw共重合体)を表2、3に示した。上記GPCは、以下の条件で行った。
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.4mL/min
検出器:示差屈折計RI
カラム:LF-804(SHOKO社製)
カラム温度(測定温度):40℃
注入量:20μL
得られた両面粘着テープの粘着剤層をW1(g)採取し、採取した上記粘着剤層を酢酸エチル中に23℃にて24時間浸漬し、不溶解分を200メッシュの金網で濾過した。この金網上の残渣を110℃にて加熱乾燥し、得られた乾燥残渣の質量W2(g)を測定した。得られたW1及びW2から、下記式(I)によりゲル分率(架橋度)を算出した。得られたゲル分率を表2、3に示した。
ゲル分率(質量%)=100×W2/W1 (I)
得られた両面粘着テープの粘着剤層を重ね合わせ、厚み1mm程度の積層体を作製し、6mm×10mmに裁断して試験片を得た。得られた試験片について、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御社、「DVA-200」)を用い、せん断モードにて窒素雰囲気下、測定温度-40℃~140℃、昇温速度5℃/min、周波数10Hz、ひずみ0.08%で動的粘弾性測定を行い、80℃における貯蔵弾性率G’(80℃)を得た。また、動的粘弾性測定により得られた損失正接(tanδ)の極大のうち、ミクロブラウン運動に起因する極大が現れた温度をガラス転移温度とした。得られた貯蔵弾性率G’(80℃)及びガラス転移温度を表2、3に示した。
実施例、参考例、比較例で得られた粘着剤及び両面粘着テープについて以下の評価を行った。結果を表4、5に示した。
得られた粘着剤について、固形分濃度を60質量%に調整し、B型粘度計(英弘精機社製、「RVDV-2+PRO」)及びスピンドルS04を用いて、23℃、12rpmの条件で粘度を測定した。また、固形分濃度を70質量%に調整した粘着剤についても、同様にして粘度を測定した
得られた粘度が1万mPa・s以下であった場合を「○」、1万mPa・sを超えた場合を「×」として、加工性を評価した。
得られた両面粘着テープを25mm幅の短冊状に裁断した後、SUS板(エタノールで洗浄後乾拭きしたSUS304板)に、2kgのゴムローラーを300mm/minの速度で一往復させることで貼り合わせた。次いで、接着面積が25mm×25mmとなるように、粘着テープに切り込みを入れた。その後、23℃で20分間静置してから、80℃のオーブンに入れ、更に15分間加熱した後に、80℃に保持しながら、図1に示すように1kgの重り3を用いて1kgの荷重をせん断方向に加えた。粘着テープの落下の有無を確認し、24時間経過しても落下しなかった場合は、切り込み位置からの移動量(ズレ)をスケールルーペで測定した。
粘着テープが落下せず、ズレが1mm以下であった場合を「○」、粘着テープが落下せず、ズレが1mmを超えた場合を「△」、粘着テープが落下した場合を「×」として、保持性能を評価した。
粘着テープを25mm幅の短冊状に裁断した後、SUS板(エタノールで洗浄後乾拭きしたSUS304板)に、2kgのゴムローラーを300mm/minの速度で一往復させることで貼り合わせた。次いで、温度23℃、相対湿度50%にて20分間静置することにより試験片を得た。得られた試験片について、引張試験機(エー・アンド・デイ社製、「RTI-1310」)を用いてJIS Z0237に準拠して、23℃、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で引張試験を行い、180°引きはがし粘着力を測定した。
得られた180°引きはがし粘着力が18N/25mm以上であった場合を「○」、15N/25mm以上18N/25mm未満であった場合を「△」、15N/25mm未満であった場合を「×」として、接着性を評価した。
また、SUS板(エタノールで洗浄後乾拭きしたSUS304板)に代えて粗面SUS板を用い、同様にして180°引きはがし粘着力を測定した。上記粗面SUS板は、エタノールで洗浄後乾拭きしたSUS304板を、粒度80の研磨紙で磨いたものである。また、粗面SUS板の表面をレーザー顕微鏡によって観察した結果、Raが1.7μm、Rzが10μmであった。
2 SUS板
3 1kgの荷重(重り)
4 PETフィルム
5 100gの荷重(重り)
Claims (11)
- 粘着剤層を有する粘着テープであって、
前記粘着剤層は、(メタ)アクリル共重合体と架橋剤と粘着付与樹脂と水酸基及びカルボキシ基からなる群より選択される少なくとも1種を有する連鎖移動剤とを含む粘着剤の架橋生成物を含有し、
前記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量が8万以上40万未満であり、かつ、
下記第三の構成を満たす
ことを特徴とする粘着テープ。
第三の構成:前記粘着剤は、前記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して前記架橋剤を0.1質量部以上6質量部未満含み、かつ、前記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える - 前記粘着剤層は、前記第三の構成として、前記粘着剤は、前記(メタ)アクリル共重合体100質量部に対して前記架橋剤を1.5質量部以上6質量部未満含み、かつ、前記粘着剤層のゲル分率が30質量%を超える構成を有する請求項1記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤層のゾル成分について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該ゾル成分の重量平均分子量が5万以上50万以下である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記架橋生成物の架橋点のアルカリ分解により得た(メタ)アクリル共重合体について示差屈折計RI検出によるGPC測定を行った際の、分子量5000以上の領域における該(メタ)アクリル共重合体のピークトップ分子量が7万以上30万以下である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤は、水酸基を有する化合物を固形分中0.03質量%以上含み、かつ、カルボキシ基を有する化合物を固形分中2質量%以上含む請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記(メタ)アクリル共重合体は、炭素数が6以上のアルキル基を有するモノマーに由来する構成単位を50質量%以上有する請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、ガラス転移温度が-10℃以上30℃以下である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、80℃における貯蔵弾性率G’(80℃)が1.0×104Pa以上である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、厚みが10μm以上100μm以下である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着テープは、基材を有し、前記基材は、ポリエステル樹脂フィルム又はポリプロピレン樹脂フィルムであり、かつ、前記基材の厚みが5μm以上200μm以下である請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 前記粘着テープは、基材を有し、前記基材の両面に前記粘着剤層を有する請求項1又は2記載の粘着テープ。
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