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JP2011149002A - 両面接着性粘着シート - Google Patents

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JP2011149002A
JP2011149002A JP2010281515A JP2010281515A JP2011149002A JP 2011149002 A JP2011149002 A JP 2011149002A JP 2010281515 A JP2010281515 A JP 2010281515A JP 2010281515 A JP2010281515 A JP 2010281515A JP 2011149002 A JP2011149002 A JP 2011149002A
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光義 白井
Akiko Takahashi
亜紀子 高橋
Shohei Wada
祥平 和田
Mutsumi Kobayashi
睦美 小林
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Nitto Denko Corp
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Abstract

【課題】水分散型粘着剤組成物を用いつつ、再剥離性に優れた両面接着性の粘着シートを提供すること。
【解決手段】本発明により提供される両面接着性の粘着シート11は、プラスチックフィルム基材1の各面に、オキサゾリン基を含有する化合物を含む下塗り層2を介して設けられた粘着剤層3を有する。前記粘着剤層は、アルキル(メタ)アクリレートと、カルボキシル基含有モノマーと、を含むモノマー原料を乳化重合して合成されたアクリル系重合体と;水分散型粘着付与剤と;を、固形分換算で100:5〜100の質量比で含む水分散型粘着剤組成物から形成される。この粘着シートを80℃で30分間保持したときのトルエン放散量は、該シート1g当たり20μg以下である。
【選択図】図1

Description

本発明は、水分散型アクリル系粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備えた両面接着性粘着シートに関する。
基材を備えた両面接着性の粘着シート(両面粘着シート)は、作業性がよく接着の信頼性の高い接合手段として家電製品から自動車、OA機器等の各種産業分野において広く利用されている。粘着成分としては、アクリル系重合体が好ましく用いられる。アクリル系粘着剤に関する技術文献として、文献1〜3が挙げられる。
特開2005−23293号公報 特開平7−133467号公報 特開2000−109754号公報
一方、環境への配慮や揮発性有機化合物類(Volatile Organic Compounds;VOCs)の放散量低減等の観点から、粘着剤成分が水に分散した態様の水分散型(水性)粘着剤組成物の使用が好まれる傾向にある。したがって、水分散型のアクリル系粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備えた両面粘着シートが提供されれば有用である。
しかし一般に、水分散型のアクリル系粘着剤組成物から形成された粘着剤層(以下、水分散型粘着剤層ともいう。)は、溶剤型粘着剤組成物から形成された粘着剤層(以下、溶剤型粘着剤層ともいう。)と比べ、基材に対する投錨性(投錨力、密着性等)が弱い傾向にある。そのため、基材上に水分散型粘着剤層が設けられた両面粘着シートは、被着体から除去(再剥離)する際、粘着剤の残渣が該被着体表面に残る不具合(糊残り)を起こす場合があった。これは、例えば、両面粘着シートにより接合された部品を、再利用等の目的で分解、回収する場合、その作業効率が著しく低下する要因となる。特に、基材としてプラスチックフィルムを用いた構成の両面粘着シートでは、不織布等の多孔質素材を基材とする両面粘着シートに比べて上記糊残りが生じやすかった。
プラスチックフィルムに対する粘着剤の投錨性を高める手法として、該プラスチックフィルムの表面をコロナ放電処理等により改質する手法が知られている。しかしながら、プラスチックフィルム基材の両面に水分散型粘着剤層を備えた両面粘着シート(殊に、再利用される予定の部品を接合するための両面粘着シート等のように、高い粘着力と再剥離性との両立が求められる両面粘着シート)の分野では、糊残り抑制の観点から更なる向上が求められている。
本発明は、水分散型アクリル系粘着剤組成物を用いつつ、かつ再剥離時の被着体への糊残りが少ない両面接着性粘着シートを提供することを一つの目的とする。
本発明者は、プラスチックフィルム基材表面に所定の化合物を含む塗膜を付与することにより、水分散型粘着剤層の投錨性を向上することができることを見出して、本発明を完成した。
なお、ここに開示される技術において、粘着剤層の基材に対する投錨性とは、基材からの剥がれにくさとしても把握され得る。
本発明によると、プラスチックフィルム基材と、その各面それぞれに設けられた粘着剤層と、を有する両面接着性の粘着シートが提供される。上記基材の各面には、オキサゾリン基を含有する化合物(以下、化合物(α)ということもある。)を含む水性下塗り剤から形成された下塗り層(塗膜)がそれぞれ設けられており、その下塗り層の上に上記粘着剤層が設けられている。上記基材の厚みは、1μm〜300μmの範囲にある。上記粘着剤層は、水分散型粘着剤組成物から形成され、その水分散型粘着剤組成物は、主モノマーとしてのアルキル(メタ)アクリレートと、カルボキシル基含有モノマー(以下、モノマー(β)ということもある。)と、を含むモノマー原料をエマルション重合して合成された水分散型アクリル系重合体、および水分散型粘着付与剤(粘着付与剤の水分散液)を、該アクリル系重合体と該粘着付与剤との質量比が、固形分換算で100:5〜100となるように含む。さらに、上記粘着シートは、以下の特性(A):
(A)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散されるトルエンの量が、該シート1g当たり20μg以下である;
を満たす。
かかる構成によると、上記下塗り層中の化合物(α)に含まれるオキサゾリン基が、上記粘着剤層中に存在するモノマー(β)由来のカルボキシル基と反応することにより、該下塗り層と上記粘着剤層との界面における接着度(密着度)が高まる。このことにより、粘着剤層が基材にしっかりと投錨し、再剥離時に糊残りが起こりにくくなり得る。さらに上記粘着シートは、水分散型粘着剤組成物を用いていながら、該組成物が上記所定の割合で粘着付与剤を含むことから、被着体に対して高い粘着力を示すものとなり得る。すなわち、再剥離性と強粘着性という相反する特性を高レベルで両立させた両面粘着シートが提供され得る。したがって、例えば、リサイクルされる予定の部品を固定するための両面粘着シートとして好適である。さらには、上記特性(A)を有し、トルエン放散量が少ないことから、特に車両内装材、建材、OA機器のように室内で使用される製品を構成するリサイクル可能部品を固定するための両面粘着シートとして好適である。
ここに開示される両面粘着シートの好ましい一態様では、上記(A)の特性に加えて、さらに、以下の特性:
(B)ステンレス鋼板に対する180°引き剥がし粘着力が10N/20mm以上である;および、
(C)ステンレス鋼板に貼り付けて80℃に1時間保持した後、室温まで冷却し、剥離速度30m/分、剥離角度180°で剥離する投錨性試験において、該ステンレス鋼板への糊残りが生じない;
のいずれをも満たす。かかる特性を有する両面粘着シートは、部品の接合または固定に好適な粘着力と、再剥離の際に糊残りを起こしにくい優れた再剥離性とをより高度なバランスで両立し得るため好ましい。
ここに開示される両面粘着シートの他の好ましい一態様では、上記下塗り層の厚みが0.01μm以上3μm未満である。これにより、上記粘着剤層の粘着特性を損なうことなく、基材への投錨をより強くすることができる。
他の好ましい一態様では、該粘着シートは、さらに以下の特性(D)〜(F)のうち少なくとも一つを満たす。これにより、より優れた再剥離性を有する粘着シートが提供され得る。
(D)上記下塗り層は、水接触角が0度〜90度である。
(E)上記基材は、破断強度が130MPa〜500MPaである。
(F)上記基材は、破断伸度が50%〜300%である。
他の好ましい一態様では、上記基材が、ポリエステルフィルム製である。ポリエステルフィルムは、適度な強度(コシ)や耐熱性を有するため、高温環境(作業環境、使用環境等)に置かれ得、また再剥離され得る粘着シートの基材として、好ましく採用され得る。
他の好ましい一態様では、上記粘着剤組成物が、重合開始剤としてアゾ系開始剤を用いたエマルション重合により合成されたアクリル系重合体を含む。
他の好ましい一態様では、上記粘着シートが、さらに、以下の特性(G)〜(H)のうち少なくとも一つを満たす。
(G)上記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される酢酸エチルの量が、該シート1g当たり20μg以下である。
(H)上記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される揮発性有機化合物の総量が、該シート1g当たり500μg以下である。
このように、トルエン放散量のみならず、酢酸エチル放散量および/または総揮発性有機化合物(Total VOCs;TVOC)量が低減された粘着シートは、環境衛生上より好ましく、自動車や住宅の内装材等のように閉空間で使用される製品や、高温での作業を要する製品、また使用時に高温になり得る製品等の部材を接合または固定する用途に、好適に使用され得る。
本発明に係る粘着シートの一構成例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る粘着シートの他の一構成例を模式的に示す断面図である。 曲面追従性の評価方法を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の説明において、同様の作用を奏する部材または部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。
本発明の両面粘着シートは、基材と粘着剤層とに加えて、オキサゾリン基を含有する化合物(α)を含む下塗り層を有する。かかる下塗り層を基材シートの各面それぞれに有し、各下塗り層の上にアクリル系粘着剤組成物の水分散液から形成された粘着剤層が積層された態様の両面粘着シートであり得る。ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称されるものが包含され得る。なお、上記粘着剤層は連続的に形成されたものに限定されず、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。また、本発明により提供される粘着シートは、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。あるいは、さらに種々の形状に加工された形態の粘着シートであってもよい。
ここに開示される粘着シートの基材としては、プラスチックフィルムを用いることができる。上記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)等)製フィルム、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等)製フィルム、耐熱性を有するポリイミド系樹脂製フィルム、ポリアミド系樹脂製フィルム、ポリアセテート系樹脂製フィルム等の単体、またはこれらの複合体が挙げられる。また、同様の素材からなる繊維の織布や不織布、またはこれらにエポキシ樹脂等を含浸させたものを用いてもよい。特に好ましい例として、ポリエステルフィルム(PET等)が挙げられる。上記プラスチックフィルムは、無延伸フィルム、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムのいずれであってもよい。
上記プラスチックフィルム基材は、その厚みを1μm〜300μm程度とすることができる。上記基材の厚みは、より好ましくは1μm〜250μm、更に好ましくは1μm〜200μ(例えば10μm〜100μm)程度である。上記基材の厚みが1μmよりも小さすぎると、強度不足で、貼付時に伸びて取扱いが困難になる、貼付時や再剥離時に破れや千切れが生じる、等の不具合が起こることがある。また、上記基材の厚みが300μmより大きすぎると、曲面に貼付する際の曲面追従性が低下して、接合面に曲がりや段差がある場合、被着体から剥がれてしまう場合がある。
上記基材の破断強度は、凡そ130MPa〜500MPaの範囲にあることが好ましい(特性(E))。上記破断強度は、140MPa〜480MPa(更に好ましくは150MPa〜460MPa)程度であることがより好ましい。破断強度が、130MPaよりも小さすぎると、強度不足で、貼付時に伸びやすくなって取扱性が低下したり、貼付時や再剥離時に破れや千切れが生じやすくなったりする場合がある。また、500MPaよりも大きすぎると、曲面追従性が低下して、曲面に貼付した場合に剥がれやすくなる場合がある。
上記基材の破断伸度は、凡そ50〜300%の範囲にあることが好ましい(特性(F))。上記破断伸度は、60〜270%(更に好ましくは、70〜250%)程度であることがより好ましい。破断伸度が、50%より小さすぎると、曲面追従性が十分でない場合がある。また、300%よりも大きすぎると、貼付時や再剥離時に伸びて、取扱性が低下することがある。
両面粘着シートは、部品の固定等のために強い粘着力が求められる一方、粘着力が高くなると、再剥離時に伸びすぎたり千切れたりして取扱性(再剥離時の作業性)が低下する場合がある。上記破断強度および/または破断伸度を有するプラスチックフィルムは、強粘着性(例えば10N/20mm以上、好ましくは13N/20mm以上)の粘着剤層と併せて用いられて、部品の接合に好適な粘着力を備え、かつ再剥離時の取扱性により優れた両面粘着シートを構成し得るため好ましい。
なお、ここに開示される粘着シートは、さらに以下の特性(I):
(I)後述する曲面追従性試験において、ガラス製円柱の表面から剥がれた粘着シートの長さ(a+b)が50mm以下(好ましくはゼロ)である;
を好ましく満たすものであり得る。かかる特性を備えた両面粘着シートは、固定する部品(被着体)の接合面に曲がりや段差がある場合であっても、該被着体から剥がれにくいため好ましい。
上記基材は、下塗り層の付与工程に供するに当たって、表面が未処理のままでもよく、あるいはコロナ放電処理、プラズマ処理等により表面が改質されていてもよい。上記基材の各面が、それぞれコロナ放電処理により改質されていることが好ましい。
また、本発明の効果を大きく損なわない範囲において、上記基材の片面または両面に、印刷もしくは着色等を施してもよい。
上記基材の各面に付与される下塗り層は、オキサゾリン基を含有する化合物(α)を少なくとも含む水性下塗り剤から形成される。上記化合物(α)は、典型的には、オキサゾリン基を含有する樹脂であり、例えば、オキサゾリン基を側鎖に含むアクリル系やウレタン系の樹脂等が挙げられる。上記化合物(α)を含む下塗り剤は、水性であれば、水分散型(水性エマルション)および水溶性のいずれであってもよい。市販される水分散型下塗り剤としては、株式会社日本触媒製の商品名「エポクロスK−2000」シリーズ、「エポクロスK−1000」シリーズ、「エポクロスK−3000」シリーズ等が挙げられる。市販される水溶性下塗り剤としては、「エポクロスWS−700」、「エポクロスWS−500」等が挙げられる。乾燥後の下塗り層の耐水性向上、下塗り層上の粘着剤層の粘着特性向上等の観点からは、水分散型下塗り剤の使用が好ましい。
かかる下塗り剤を上記基材に付与(典型的には塗布)して下塗り層を形成する際は、公知乃至慣用の方法を採用することができる。例えば、ワイヤーバー、スプレーコーター、ファウンテンダイコーター、リップコーター、クローズドエッジダイコーター、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター等、のアプリケーターを用いて基材各面に直接付与し、乾燥させることにより形成することができる。下塗り層は、典型的には連続的に形成されるが、これに限定されず、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成されたものでもよい。
上記下塗り層の乾燥後の厚みは、0.01μm以上3μm未満(より好ましくは凡そ0.02μm〜2μm、更に好ましくは凡そ0.03μm〜1μm)であることが好ましい。これにより、粘着剤層の基材に対する投錨性(密着性)および被着体に対する粘着特性(接着性等)を、よりバランスよく実現することができる。上記下塗り層の厚みが小さすぎると、粘着剤層の投錨性向上効果が十分に得られない場合がある。また、下塗り層の厚みを過剰に大きくしても、それ以上の投錨性向上効果は得られ難く、むしろ投錨性と粘着特性とのバランスが崩れやすくなる場合がある。下塗り層の厚みが、0.02μm〜2μmの範囲であれば、投錨性向上効果がより安定して実現され得る。なお、ここで「粘着剤層の投錨性」は、下塗り層の粘着剤層に対する投錨力としても把握され得る。
上記下塗り層は、液適法により測定される水接触角が凡そ0度〜90度(典型的には凡そ60度〜90度)の範囲にあることが好ましい(特性(D))。この水接触角は、上記下塗り層上に水滴を落とし、着滴から10秒後に測定される値を採用するものとする。上記水接触角は、上記下塗り層上に着滴した水滴の表面と該水滴が接触している基材表面(水滴の底辺)とによって形成される角度(接触角)を意味する。上記水接触角は、凡そ0度〜88度(例えば凡そ70度〜88度)の範囲にあることがより好ましい。かかる下塗り層によると、水分散型粘着剤層の投錨性がより高まり、粘着特性に優れ、かつ再剥離時に糊残りがより起こりにくい(例えば、後述する投錨性試験において、ステンレス鋼板への糊残りが生じない(換言すれば、糊残り面積が実質的に0%である))粘着シートが形成され得る。なお、かかる接触角は、自動接触角計により測定することができる。
上記下塗り剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記化合物(α)に加えて、界面活性剤、増粘剤、安定剤、消泡剤、着色料(顔料、染料等)等の各種添加剤等を含み得る。
ここに開示される技術において、上記粘着剤層を形成するための水分散型粘着剤組成物は、乳化重合により得られたアクリル系重合体エマルションを含む。アクリル系重合体は、粘着剤層を構成するベースポリマー(粘着剤の基本成分、典型的には該粘着剤を構成するポリマー成分のうちの50質量%以上を占める成分)として用いられる。例えば、上記粘着剤の50質量%以上が上記アクリル重合体であることが好ましい。かかるアクリル系重合体としては、主モノマーとしてのアルキル(メタ)アクリレートと、共重合性モノマーとしてカルボキシル基を含有するモノマーと、を少なくとも含むモノマー原料をエマルション重合して得られたものを好ましく採用し得る。ここで、主モノマーとは、アクリル系重合体を構成するモノマー成分の総量のうち50質量%以上を占めるモノマーを意味する。
なお、本明細書中において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイルおよびメタアクリロイルを、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびメタクリルを、それぞれ包括的に指す意味である。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
CH=C(R)COOR (1)
ここで、上記式(1)中のRは水素原子またはメチル基である。また、Rは炭素数2〜14のアルキル基である。Rの具体例としては、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。中でも、Rが炭素数2〜10のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。特に好ましいRとして、ブチル基および2−エチルヘキシル基が例示される。
かかるアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。特に好ましい例として、n−ブチルアクリレート(BA)および2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)が例示される。これらアルキル(メタ)アクリレートは、一種のみを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。例えば、主モノマーとして、BAを単独で用いてもよく、2−EHAを単独で用いてもよく、BAと2−EHAとの二種のみを用いてもよく、あるいはBAと2−EHAとの組み合わせに加えて更に他のアルキル(メタ)アクリレートを用いてもよい。主モノマーとして少なくともBAと2−EHAとを組み合わせて用いる場合、これらの合計量に占めるBAの割合は、例えば、45質量%以上100質量%未満(例えば、40質量%〜95質量%)の範囲から選択し、これに応じて2−EHAの量を適宜決定すればよい。
アクリル系重合体を構成するモノマー成分の総量に対する上記アルキル(メタ)アクリレートの割合は、凡そ80質量%以上(例えば、80〜99.8質量%程度)とすることができ、好ましくは凡そ85質量%以上(例えば、凡そ85〜99.5質量%程度)である。アルキル(メタ)アクリレートの割合が凡そ90質量%以上(90〜99質量%程度)であってもよい。
上記モノマー原料は、モノマー成分として、主モノマーたるアルキル(メタ)アクリレートに加えて、共重合性モノマーとしてカルボキシル基を含有するモノマー(β)を少なくとも含む。カルボキシル基含有共重合性モノマー(モノマー(β))としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の、エチレン性不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の、エチレン性不飽和ジカルボン酸およびその無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)が挙げられる。特に好ましい例として、アクリル酸およびメタクリル酸が挙げられる。これらカルボキシル基含有モノマーは、一種のみを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
モノマー成分に含まれる上記モノマー(β)の量は、上記アルキル(メタ)アクリレート100質量部に対して、1〜20質量部(好ましくは、2〜15質量部)程度とすることができる。
かかる構成によると、モノマー(β)由来のカルボキシル基と上記下塗り層に含まれる化合物(α)のオキサゾリン基とが架橋反応することにより、粘着剤層の上記下塗り層付き基材への投錨性を高めることができる。
上記モノマー原料は、必要に応じて、アクリル系重合体中に架橋点(典型的には、加熱することによって架橋可能な熱架橋性官能基)を導入するための他の共重合性モノマーを一種または二種以上さらに含み得る。これにより、被着体に対する接着力等の粘着特性を、必要に応じて高めることができる。かかる共重合性モノマーに含まれ、上記架橋点となり得る官能基としては、例えば、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基、シアノ基、窒素原子含有複素環等が挙げられる。
水酸基含有共重合性モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール等の、不飽和アルコール類;等が挙げられる。
アミド基含有共重合性モノマーとしては、例えば、(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−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
アミノ基含有共重合性モノマーとしては、例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エポキシ基含有共重合性モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等がある。
シアノ基含有共重合性モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等が挙げられる。
窒素原子含有複素環を有する共重合性モノマーとしては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
上記モノマー原料は、モノマー成分として、凝集力等の粘着特性を高めるための共重合性モノマーを、一種または二種以上さらに含み得る。かかる共重合性モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;シクロペンチジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等、環式アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジ(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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;等が挙げられる。
上記モノマー(β)を併せたこれら共重合性モノマー成分の総量は、アルキル(メタ)アクリレート(主モノマー)100質量部に対して、例えば、0.5〜12質量部(好ましくは、1〜8質量部)程度とすることができる。
アクリル系重合体の水分散液は、公知乃至慣用の方法で上記モノマー成分をエマルション重合させることにより得られる。例えば、モノマー成分の一部または全部(典型的には全部)をあらかじめ適当量の乳化剤を用いて水に乳化させ、得られた乳化液(モノマーエマルション)を、水および重合開始剤等の成分を含む反応容器に、全モノマー成分を一度に供給する一括仕込み方式、少しずつ連続して供給する連続供給(滴下)方式、何回かに分けて供給する分割供給(滴下)方式等を適宜採用して供給することができる。上記モノマーエマルションのモノマー濃度は、通常30〜90質量%とすることができる。
重合温度は、使用するモノマーの種類や重合開始剤の種類等に応じて適宜選択することができ、例えば凡そ20℃〜100℃(好ましくは凡そ30℃〜90℃、典型的には凡そ40℃〜80℃)程度とすることができる。また、重合時間は、通常3時間〜24時間程度とすることができる。
重合に用いる重合開始剤は、公知乃至慣用の重合開始剤から適宜選択して用いることができる。例えば、アゾ系重合開始剤を好ましく使用し得る。アゾ系開始剤の具体例としては、2,2’−アゾビスイソブチルニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、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]ハイドレート等が挙げられる。これらアゾ系重合開始剤は、水に比較的溶けやすく、エマルション重合に好ましく用いられる。
使用し得る他の開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩系開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物系開始剤;フェニル置換エタン等の置換エタン系開始剤;芳香族カルボニル化合物系開始剤;過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組合せ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムとの組合せ等のレドックス系開始剤等が挙げられる。
これら重合開始剤は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、例えば、全モノマー成分100質量部に対して凡そ0.005〜1質量部程度とすることができる。
エマルション重合を行うための乳化剤は、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤のいずれであってもよい。アニオン系乳化剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等が挙げられる。ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げられる。
これら乳化剤は、一種のみを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。乳化剤の使用量は、モノマー原料の総量100質量部に対して、例えば0.2〜10質量部(より好ましくは0.5〜5質量部)程度とすることができる。
また、上記エマルション重合を行う際は、該重合により生成するアクリル系重合体の分子量を調整するために、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、1−ドデカンチオール、ターシャリーラウリルメルカプタン、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノール、チオグリコール酸2−エチルへキシル、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール等のメルカプタン類を好ましく用いることができる。かかる連鎖移動剤は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。連鎖移動剤の配合割合は、モノマー成分100質量部に対して、例えば、凡そ0.001〜0.5質量部程度とすることができる。
上記粘着剤組成物には、必要に応じて、架橋剤が配合されていてもよい。架橋剤の種類は特に制限されず、公知慣用の架橋剤を使用することができる。具体例としては、シラン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。架橋剤は、油溶性および水溶性のいずれも使用可能であるが、VOCs量低減の観点からは水溶性架橋剤の使用が好ましい。
上記粘着剤組成物は、必要に応じて、pH調整等の目的で使用される酸または塩基を含有するものであり得る。通常は、粘着剤組成物のエマルション粒子を安定化するために塩基(アンモニア水等)によりpHを7〜9程度に調整したものが好ましく用いられる。ただし、pH調整後、上記粘着剤組成物に残存するアンモニア量が多すぎると、該組成物から形成された粘着剤層が、後述する剥離ライナーに対して著しく重剥離化する場合がある。かかる重剥離化を抑制するためには、アンモニアの添加量を少なくして、pHを7〜8程度とすることがより好ましい。
ここに開示される技術における水分散型粘着剤組成物としては、上述の乳化重合以外の方法で合成したアクリル系重合体を、乳化剤により水に分散させて調製したものを用いることもできる。
上記水分散型粘着剤組成物は、上記アクリル系重合体100質量部に対し、5〜100質量部(より好ましくは10〜80質量部)程度の水分散型粘着付与剤(粘着付与剤の水分散液)を更に含む(いずれも固形分換算)。上記水分散型粘着付与剤としては、公知慣用のものを使用することができる。例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、キシレン系樹脂、エラストマー等から選択される一種または二種以上の水分散液を使用することができる。このように、アクリル系重合体および粘着付与剤のいずれも水に分散した態様で用いることにより、VOCs放散量が高度に低減された粘着シートが実現され得る。
上記粘着付与剤の好適例として、安定化ロジンエステル樹脂が挙げられる。かかるロジンエステル樹脂としては、例えば、原料となるロジンに不均化や水素添加等の安定化処理および精製処理を施して安定化し、更にアルコールによりエステル化させることにより得られるロジンエステルを用いることができる。上記安定化処理は、精製処理を施した後に行ってもよく、逆の順序で行ってもよい。なお、上記精製処理とは、原料ロジンに含まれる過酸化物由来の高分子化合物や該原料ロジンにもともと含まれる不鹸化物等を、蒸留、再結晶、抽出等により除去することを意味する。
上記安定化ロジンエステル樹脂としては、上記安定化ロジンを、各種の多価アルコールとエステル化反応させることにより調製したものを用いてもよい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等の2価アルコール;グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール;ペンタエリスリトール等の4価アルコール;等が挙げられる。
上記エステル化反応は、公知慣用の方法をそのまま採用することができる。例えば、通常大気圧程度の不活性ガス雰囲気下、上記安定化ロジンと多価アルコールとの混合物を、150〜300℃程度で反応させ、生成した水分を系外に除去することにより行うことができる。かかるエステル化反応中または該反応後、公知慣用の方法および条件で脱水素化処理を施してもよい。例えば、エステル化反応後に脱水素処理を行う場合は、得られたロジンエステルを、パラジウム系、ロジウム系、白金系等の公知の脱水素化触媒の存在下、加圧加熱する方法等を採用することができる。脱水素処理の代わりに水素化処理を施してもよい。
かかる安定化ロジンエステル樹脂を含む水分散型粘着付与剤の市販品としては、例えば、荒川化学株式会社製の商品名「スーパーエステルE−720」、「スーパーエステルE−730−55」、ハリマ化成株式会社性の商品名「ハリエスターSK−90D」、「ハリエスターSK−70D」、「ハリエスターSK−70E」、「ネオトール115E」等が挙げられる。
上記粘着付与剤の他の好適例として、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジテルペン重合体等のテルペン系樹脂をフェノール変性したテルペン−フェノール系樹脂が挙げられる。好ましく使用され得るテルペン−フェノール系粘着付与剤(水性エマルションの形態であり得る。)の市販品としては、荒川化学工業株式会社製の商品名「タマノルE−100」、「タマノルE−200」、「タマノルE−200NT」等が挙げられる。
上記粘着剤組成物は、上述のような成分に加えて、必要に応じ、他の成分として更に粘着剤分野で通常使用される各種添加剤、例えば、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料、染料等)、pH緩衡剤、中和剤、発泡防止剤(消泡剤)、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を含有し得る。これらの添加剤の配合割合は、耐水性を損なわない範囲で適宜選択することができる。
ここに開示される粘着シートは、例えば、図1〜2に模式的に示される断面構造を有するものであり得る。
図1に示す粘着シート11は、基材1の各面それぞれに下塗り層2が設けられ、各下塗り層2の上に更に粘着剤層3が設けられた両面接着性の態様をなしている。そして、各粘着剤層3が、少なくとも該粘着剤層側が剥離可能な剥離ライナー4によってそれぞれ保護された構成を有している。
図2に示す粘着シート12は、粘着シート11と同様に両面接着性の態様をなしており、第1の粘着剤層が、両面が剥離可能な剥離ライナー4により保護された構成を有している。かかる粘着シート12は、捲回することにより第2の粘着剤層もまた剥離ライナー4によって保護された構成とすることができる。
図1〜2において、基材1の各面に設けられる下塗り層2は、同一のものであってもよく、異なるものであってもよい。同様に、基材1の各面に設けられる粘着剤層3は、同一のものであってもよく、異なるものであってもよい。
ここに開示される技術における粘着剤層は、種々の方法で作製され得る。例えば、下塗り層2がそれぞれ付与された基材1の各面に、粘着剤組成物を直接付与して乾燥または硬化させることで粘着剤層3(粘着剤膜)を形成する方法(直接法);および、剥離ライナーの剥離面上に形成した粘着剤層3を、下塗り層2が各面に付与された基材1に貼り合わせ、該粘着剤層3を基材に転写する方法(転写法);から選択されるいずれかの方法を適用して、該下塗り層2付き基材1の各面それぞれに粘着剤層3を形成することができる。
粘着剤組成物の付与(典型的には塗布)に際しては、上述した下塗り層形成用のコーターと同様のものを用いることができる。粘着剤層の厚み(乾燥後)は特に限定されず、例えば凡そ2μm〜200μm(好ましくは凡そ10μm〜100μm)程度であり得る。
このようにして粘着剤層を形成した後、必要に応じて、下塗り層中に存在するオキサゾリン基と粘着剤層中に存在するカルボキシル基とを架橋させるための処理を行う。かかる処理は、例えば、下塗り剤の種類等に応じて架橋反応が進行する温度で形成された粘着シートを加熱することにより行うことができる。また、上述した他の熱架橋性共重合性モノマーを用いて架橋点を導入した場合は、その共重合性モノマーの架橋反応に適した処理を同時に、あるいは別途行う。これら架橋工程は、乾燥工程と兼ねて行ってもよい。
架橋後の粘着剤層の溶剤不溶分は、例えば15〜70質量%程度であり得る。また、架橋後の粘着剤層の溶剤可溶分の分子量(標準ポリスチレン換算での重量平均分子量)は、例えば、1×10〜6×10(2×10〜4.5×10)程度であり得る。該分子量は、連鎖移動剤やカルボキシル基含有モノマー他共重合性モノマーの種類や量を適宜選択することにより調整することができる。
上記剥離ライナー4は、支持体(基材)と、その片面または両面に付与された剥離層(剥離性被膜)と、を含む。この剥離ライナー用基材の素材は特に限定されず、例えば、プラスチック類、紙類、各種繊維類、ゴム類、発泡体、金属箔等から形成された単層体、あるいはこれらの積層体を使用することができる。また、上記剥離層は、熱硬化性、電離放射線硬化性等の各種シリコーン系剥離剤を用いて形成することができる。剥離ライナーの厚みは特に限定されないが、好ましくは15μm以上、より好ましくは25μm〜500μm程度である。
ここに開示される粘着シートは、該シートを80℃で30分間加熱したときのトルエン放散量(以下、単に「トルエン放散量」ということもある。)が、該シート1g当たり20μg(以下、これを「20μg/g」等と表記することもある。)以下である(特性(A))。上記トルエン放散量は、好ましくは10μg/g以下であり、より好ましくは5μg/g以下である。トルエン放散量が、20μg/gよりも多すぎると、上記粘着シートを用いた作業を行う場合や該シートが使用されている製品を使用する際等、その衛生環境が著しく劣化し得る。
ここに開示される粘着シートは、さらに、該シートを80℃で30分間加熱したときの酢酸エチル放散量が20μg/g以下(特性(G))、および/または該シートを80℃で30分間加熱したときのTVOC量が500μg/g以下(特性(H))であることが好ましい。
上記酢酸エチル放散量は、より好ましくは10μg/g以下であり、更に好ましくは5μg/g以下である。上記酢酸エチル放散量が20μg/gより多すぎると、上述の衛生環境が著しく劣化する場合がある。
上記TVOC量は、より好ましくは300μg/g以下であり、更に好ましくは150μg/g以下である。上記TVOC量が500μg/gより多すぎると、上述の衛生環境が著しく劣化する場合がある。
なお、トルエン放散量、酢酸エチル放散量、TVOC量としては、下記の測定方法により得られた値を採用するものとする。
[VOCs放散量の測定]
測定対象たる両面粘着シートから、所定サイズ(例えば面積1cm〜10cm程度)の試料を切り出し、剥離ライナーを除去するなどして各粘着面を露出させ、所定体積(例えば20mL程度)のバイアル瓶に入れて密栓する。ヘッドスペースサンプラ−(HSS)を用いて、この試料入りバイアル瓶を、80℃で30分保持した後、該バイアル瓶中のガスサンプルを所定量(例えば1mL)ガスクロマトグラフ(GC)に注入する。そして、トルエン、酢酸エチル等、各揮発性有機化合物の定量を行う。定量方法は、使用する装置等に応じて適宜選択すればよい。例えば、既知量のトルエンをアセトンにより希釈したサンプルをGC測定に付し、得られたGCチャートのピーク面積から検量線を作成して、該検量線からトルエンの定量を行う。そして、その結果から該シート1g当たりのトルエン放散量(μg/g)を算出する。酢酸エチル放散量(μg/g)についても、同様に定量および算出することができる。他の揮発性有機化合物成分の放散量は、各成分のピーク面積から、上記トルエン定量で得られた検量線を用いて、定量および算出することができる。TVOC量は、トルエン放散量、酢酸エチル放散量、および他成分の放散量を合計して求める。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。
<例1>
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌装置を備えた反応容器に、イオン交換水30部と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]ハイドレート(和光製薬工業株式会社製、商品名「VA−057」)0.1部とを加え、攪拌しながら60℃で1時間窒素置換した。BA70部、2−EHA25部、アクリル酸5部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品名「KBM−503」)0.05部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.05部、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(乳化剤)1.5部(固形分換算)をイオン交換水70部で乳化し、得られたモノマーエマルションを、60℃に保持した上記反応容器に4時間かけて滴下し、更に60℃で3時間保持した。この反応液に、10%のアンモニア水を添加してpH8に調整した後、該反応液中の固形分100部に対し、水分散型粘着付与剤として荒川化学工業株式会社製の商品名「タマノルE−100」(テルペンフェノール系樹脂の水分散液)を20部(固形分換算)加えて、水分散型粘着剤組成物を得た。
両面にコロナ放電処理を施した厚さ23μmのPETフィルム(東レ株式会社製、商品名「ルミラーS10」)(基材)の第1面に、下塗り剤(X)として株式会社日本触媒製の商品名「エポクロスK−2020E」(オキサゾリン基含有アクリル系水性エマルション)を、乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して上記基材上(第1面)に第1の下塗り層を形成した。上記基材の第2面にも同様にして、第2の下塗り層を形成した。形成した下塗り層表面の水接触角(両面の平均値)は、87度であった。この水接触角(着滴から10秒後)は、自動接触角計(協和界面科学社製の型式「CA−V」)を用いて、上述の液適法により測定した。なお、例2〜10についても同様に測定した。
得られた基材の第1面(第1下塗り層上)に、上記粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが60μmとなるように塗布し、120℃で3分間乾燥して第1の粘着剤層を形成した。この第1粘着面にシリコーン系剥離剤を塗付した剥離ライナーを貼り合わせた。次いで、上記基材の第2面(第2下塗り層上)に、第1面と同様にして、第2の粘着剤層を形成して、例1に係る両面接着性の粘着シートを得た。
<例2>
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌装置を備えた反応容器に、イオン交換水30部と過硫酸アンモニウム0.3部とを加え、攪拌しながら80℃で1時間窒素置換した。BA80部、2−EHA15部、アクリル酸3部、メタクリル酸2部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品名「KBM−503」)0.05部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.05部、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム(第一工業製薬株式会社製、商品名「ハイテノールLA−16」)(乳化剤)1.5部(固形分換算)をイオン交換水70部で乳化し、得られたモノマーエマルションを、80℃に保持した上記反応容器に3時間かけて滴下し、更に80℃で2時間保持した。この反応液に、10%のアンモニア水を添加してpH8に調整した後、該反応液中の固形分100部に対し、水分散型粘着付与剤として荒川化学工業株式会社製の商品名「スーパーエステルE−720」(安定化ロジンエステル樹脂の水分散液)20部(固形分換算)を加えて、水分散型粘着剤組成物を得た。
両面にコロナ放電処理を施した厚さ50μmのPETフィルム(東レ株式会社製、商品名「ルミラーS10」)(基材)の第1面に、下塗り剤(Y)として株式会社日本触媒製の商品名「エポクロスK−2010E」(オキサゾリン基含有アクリル系水性エマルション)を、乾燥後の厚みが1.0μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して上記基材上(第1面)に第1の下塗り層を形成した。上記基材の第2面にも同様にして、第2の下塗り層を形成した。なお、この下塗り層表面の水接触角は、82度であった。
得られた基材の第1面(第1下塗り層上)に、上記粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが50μmとなるように塗布し、120℃で3分間乾燥して第1の粘着剤層を形成した。この第1粘着面にシリコーン系剥離剤を塗付した剥離ライナーを貼り合わせた。次いで、上記基材の第2面(第2下塗り層上)に、第1面と同様にして、第2の粘着剤層を形成して、例2に係る両面接着性の粘着シートを得た。
<例3>
厚さ2.0μmのPETフィルムを用いた以外は例1と同様にして、例3に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における下塗り層表面の水接触角は、86度であった。
<例4>
厚さ250μmのPETフィルムを用いた以外は例1と同様にして、例4に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における下塗り層表面の水接触角は、88度であった。
<例5>
下塗り剤(Z)として株式会社日本触媒製の商品名「エポクロスWS−700」を使用したこと以外は例1と同様にして、例5に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における下塗り層表面の水接触角は、75度であった。
<例6>
厚さ342μmのPETフィルムを用いた以外は例1と同様にして、例6に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における下塗り層表面の水接触角は、85度であった。
<例7>
基材のいずれの面にもコロナ放電処理を行わず、下塗り層も形成しなかったこと以外は例2と同様にして、例7に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における基材表面(下塗りなし)の水接触角は、119度であった。
<例8>
基材のいずれの面にもコロナ放電処理を行わず、下塗り層も形成しなかったこと以外は例1と同様にして、例8に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における基材表面(下塗りなし)の水接触角は、119度であった。
<例9>
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器にBA95部、アクリル酸5部、およびトルエン150部を入れ、室温(23℃)で攪拌しながら1時間窒素置換した。この反応液を60℃に加熱し、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.2部を加えた。系を63℃に保ちつつ重合反応を7時間行い、アクリル系重合体を合成した。このアクリル系重合体の重量平均分子量は5×10であった。固形分換算で、この反応液100部に対し、三菱ガス化学株式会社製の商品名「ニカノールH−80」(キシレンホルムアルデヒド系粘着付与樹脂)30部、旭電化株式会社製の商品名「EDP−300」(窒素原子含有ヒドロキシ化合物)0.05部、および日本ポリウレタン工業株式会社製の商品名「コロネートL」(イソシアネート化合物)4部を添加し、よく混合して粘着剤組成物を得た。
両面とも未処理(コロナ放電および下塗り処理のいずれも施していない)の厚さ24μmPETフィルム(基材)の第1面に、上記粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが60μmとなるように塗布し、110℃で3分間乾燥して第1の粘着剤層を形成した。この第1粘着面にシリコーン系剥離剤を塗付した剥離ライナーを貼り合わせた。次いで、上記基材の第2面に、第1面と同様にして、第2の粘着剤層を形成して、例9に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における基材表面(表面改質なし;下塗りなし)の水接触角は、125度であった。
<例10>
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器にBA95部、アクリル酸5部、および酢酸エチル250部を入れ、室温(23℃)で攪拌しながら1時間窒素置換した。この反応液を60℃に加熱し、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.2部を加えた。系を63℃に保ちつつ重合反応を7時間行い、アクリル系重合体を合成した。このアクリル系重合体の重量平均分子量は8×10であった。固形分換算で、この反応液100部に対し、三菱ガス化学株式会社製の商品名「ニカノールH−80」(キシレンホルムアルデヒド系粘着付与樹脂)30部、旭電化株式会社製の商品名「EDP−300」(窒素原子含有ヒドロキシ化合物)0.05部、および日本ポリウレタン工業株式会社製の商品名「コロネートL」(イソシアネート化合物)4部を添加し、よく混合して粘着剤組成物を得た。
両面とも未処理(コロナ放電および下塗り処理のいずれも施していない)の厚さ24μmPETフィルム(基材)の第1面に、上記粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが60μmとなるように塗布し、110℃で3分間乾燥して第1の粘着剤層を形成した。この第1粘着面にシリコーン系剥離剤を塗付した剥離ライナーを貼り合わせた。次いで、上記基材の第2面に、第1面と同様にして、第2の粘着剤層を形成して、例10に係る両面接着性の粘着シートを得た。なお、本例における基材表面(表面改質なし;下塗りなし)の水接触角は、125度であった。
例1〜10の粘着シートにつき、以下の測定を行った。
[VOCs放散量]
各粘着シートにつき、80℃で30分保持したときのトルエン放散量、酢酸エチル放散量およびTVOC量を、上述した測定方法に従って測定した。それらの結果を表1に示す。なお、HSSおよびGCの設定は、以下のとおりであった。
HSS: Agilent Technologies社製 型式「7694」
オーブン温度: 80℃
加熱時間: 30分
加圧時間: 0.12分
ループ充填時間: 0.12分
ループ平衡時間: 0.05分
注入時間: 3.00分
サンプルループ温度: 160℃
トランスファーライン温度: 200℃
GC: Agilent Technologies社製 型式「6890」
カラム: ジーエルサイエンス株式会社製 J&W キャピラリーカラム 商品名「DB−ffAP」(内径0.533mm×長さ30m、膜厚1.0μm)
キャリアガス: ヘリウム 5.0mL/分
カラム圧力: 24.3kPa(定流モード)
注入口温度: 250℃
検出器: FID
検出器温度: 250℃
[投錨性]
各粘着シートの露出している粘着面(第2粘着面)を、厚さ23μmのPET基材に貼り付け、幅20mm、長さ100mmにカットして試験片を作製した。この試験片から剥離ライナーを剥がし、露出した第1粘着面を粒度360番の研磨紙で磨いたステンレス鋼(SUS)板に貼り合わせ、該試験片上で重さ2kgのゴムローラを一往復させた。これを、80℃で1時間保持した後、室温(23℃)まで冷却し、剥離速度30m/分、剥離角度180°で剥離し、糊残り面積(%)を測定した。糊残り面積は、幅20mm×長さ100mmの面積に対する剥離後SUS板上に残った粘着剤層の面積の百分率とした。
[曲面追従性]
各粘着シートを幅10mm×長さ80mmのサイズにカットして試験片を作製した。この試験片から第1の剥離ライナーを剥がして露出した粘着面(粘着剤層21)を、直径35mm×長さ(高さ)80mmのガラス製の円柱31の円周に沿って貼り合わせ、該円周に沿って1kgのローラーを一往復させて圧着した(図3)。これを23℃の環境下に24時間保持した後、試験片が上記円柱から剥がれて浮き上がった各末端部の長さa,b(mm)を測定し、それらの和(a+b)を曲面追従性とした。
[対SUS180°引き剥がし粘着力]
各粘着シートの露出している粘着面(第2粘着面)を、厚さ23μmのPET基材に貼り付け、幅20mm、長さ100mmにカットして試験片を作製した。この試験片から第2の剥離ライナーを剥がし、露出した第1粘着面を粒度280番の研磨紙で磨いたSUS板に貼り合わせ、該試験片上で重さ2kgのゴムローラを一往復させた。これを、23℃、RH50%の雰囲気下に30分保持した後、該雰囲気中で、引張試験機を用い、JIS Z 0237に準じて、剥離角度180°、引張速度300mm/分の条件にて、対SUS180°引き剥がし粘着力を測定した。
これら特性試験の測定結果を、基材および下塗り層に係る測定結果と併せて表2に示す。なお、各例で用いた基材の破断強度および破断伸度は、未処理の基材につき、JIS C 2151に準じて測定した。
Figure 2011149002
表1に示されるように、水分散型の粘着剤組成物および粘着付与剤を用いてなる例1〜8の粘着シートは、トルエン放散量および酢酸エチル放散量が20μg/g以下(ここでは、0.5μg/g未満)、TVOC量が500μg/g以下(ここでは、35〜135μg/gの範囲)といずれも低かった。これらに対し、トルエン系(溶剤型)粘着剤組成物を用いてなる例9の粘着シートは、トルエン放散量およびTVOC量がいずれも2000μg/g以上と非常に高く、酢酸エチル放散量も82μg/gと好ましい範囲を大きく超えていた。同様に、酢酸エチル系(溶剤型)粘着剤組成物を用いてなる例10の粘着シートは、トルエン放散量は0.5μg/g未満であったものの、酢酸エチル放散量およびTVOC量のいずれも1500μg/g以上と非常に高かった。
Figure 2011149002
表2に示されるように、溶剤型粘着剤組成物を用いてなる例9〜10の粘着シートは、下塗り層が付与されていない未処理の基材を使用したにも拘わらず、糊残り面積がいずれも0%であった。これに対し、未処理の基材を用い、粘着剤層が水分散型粘着剤組成物から形成された例7〜8の粘着シートは、糊残り面積が95%以上と、粘着剤層の投錨性が弱かった。
一方、下塗り層が付与された基材を用いてなる例1〜6の粘着シートは、水分散型の粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備えつつも、糊残り面積がいずれも0%と、粘着剤層の投錨性が顕著に向上した。特に、厚さ1μm〜300μmの基材を用いてなる例1〜5の粘着シートは、いずれも曲面追従性試験におけるガラス製円柱からの浮き距離a+bが50mm以下と、曲面追従性にも優れていた。中でも、基材の厚さが200μm以下であった例1〜3,5の粘着シートは、いずれも、a+bが0mm且つ再剥離時の糊残り面積が0%と、優れた曲面追従性および投錨性を同時に実現するものであった。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1 基材
2 下塗り層
3 粘着剤層
4 剥離ライナー
11,12 粘着シート

Claims (10)

  1. プラスチックフィルム基材と、その各面それぞれに設けられた粘着剤層と、を有する両面接着性の粘着シートであって、以下の条件:
    前記基材は、厚さが1μm〜300μmである;
    前記基材の各面には、オキサゾリン基を含有する化合物を含む水性下塗り剤から形成された下塗り層がそれぞれ付与され、その下塗り層の上に前記粘着剤層が設けられている;
    前記粘着剤層は、水分散型アクリル系重合体と水分散型粘着付与剤とを固形分換算で100:5〜100の質量比で含む水分散型粘着剤組成物から形成されている;および、
    前記水分散型アクリル系重合体は、主モノマーとしてのアルキル(メタ)アクリレートと、カルボキシル基を含有するモノマーと、を含むモノマー原料をエマルション重合して合成されたものである;
    をいずれも満たし、
    さらに、前記粘着シートは、以下の特性:
    (A)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散されるトルエンの量が、該シート1g当たり20μg以下である;
    を満たす、粘着シート。
  2. さらに、以下の特性:
    (B)ステンレス鋼板に対する180°引き剥がし粘着力が10N/20mm以上である;および、
    (C)ステンレス鋼板に貼り付けて80℃に1時間保持した後、室温まで冷却し、剥離速度30m/分、剥離角度180°で剥離する投錨性試験において、該ステンレス鋼板への糊残りが生じない;
    を満たす、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記下塗り層は、厚みが0.01μm以上3μm未満である、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. さらに、以下の特性:
    (D)前記下塗り層は、水接触角が0度〜90度である;
    を満たす、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
  5. さらに、以下の特性:
    (E)前記基材は、破断強度が130MPa〜500MPaである;
    を満たす、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
  6. さらに、以下の特性:
    (F)前記基材は、破断伸度が50%〜300%である;
    を満たす、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
  7. 前記基材が、ポリエステルフィルムである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着シート。
  8. 前記粘着剤組成物が、重合開始剤としてアゾ系開始剤を用いたエマルション重合により合成されたアクリル系重合体を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着シート。
  9. さらに、以下の特性:
    (G)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される酢酸エチルの量が、該シート1g当たり20μg以下である;
    を満たす、請求項1〜8のいずれか一項に記載の粘着シート。
  10. さらに、以下の特性:
    (H)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される揮発性有機化合物の総量が、該シート1g当たり500μg以下である;
    を満たす、請求項1〜9のいずれか一項に記載の粘着シート。
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