CN116806249A - 粘合剂组合物、粘合片材、粘合剂组合物的制造方法以及对水或水蒸气的存在进行检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含基底聚合物和因水或水蒸气而变色的材料的粘合剂组合物、具备由所述粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片材、所述粘合剂组合物的制造方法,以及将所述粘合片材贴附于被粘物并对该贴附部位的水或水蒸气的存在进行检测的方法。
Description
技术领域
本发明涉及粘合剂组合物、粘合片材、粘合剂组合物的制造方法以及对水或水蒸气的存在进行检测的方法。
背景技术
在制造工艺中的检查工序、维护时的清洗工序等中,要求检测是否有从制品的间隙等漏水、以及防止该漏水。
以往,已知如纸尿裤用带、智能电话/手机用的浸水检测带等那样,通过对带的基材赋予因水而变色的材料来检测水的带。
另外,例如如专利文献1那样,还已知有在被水润湿时颜色改变、能够检测漏水的浸水检测片等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-011654号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在基材上赋予了因水而变色的材料的带的情况下,即使将其粘贴于设想会漏水的产品的间隙等,由于带基材自身具有水变色功能,因此若水绕过泄漏部位而未到达基材,则无法呈现出功能。因此,有可能无法准确且迅速地检测漏水。
另外,专利文献1的浸水检测片也并没有以防止漏水的功能为目的。
因此,本发明的课题之一是提供不是使基材而是使粘合剂本身具有水变色功能、具备止水功能和水检测功能的粘合剂组合物。
用于解决课题的手段
本发明如下所述。
1、粘合剂组合物,其包含基底聚合物、及因水或水蒸气而变色的材料。
2、如上述1所述的粘合剂组合物,其还包含极性溶剂。
3、如上述2所述的粘合剂组合物,其中,所述极性溶剂包含醇、酮、及在分子内包含氮原子的芳香族化合物中的至少1种。
4、如上述1~3中任一项所述的粘合剂组合物,其中,所述基底聚合物包含丙烯酸系聚合物。
5、如上述1~4中任一项所述的粘合剂组合物,其中,所述因水或水蒸气而变色的材料包含水分子所能配位的过渡金属化合物。
6、如上述5所述的粘合剂组合物,其中,所述水分子所能配位的过渡金属化合物为氯化钴。
7、粘合片材,其具备由上述1~6中任一项所述的粘合剂组合物形成的粘合剂层。
8、如上述7所述的粘合片材,其中,所述粘合剂层被设置在基材上。
9、如上述7或8所述的粘合片材,其中,其用于对水或水蒸气从预想会漏水的部位的泄露进行检测。
10、粘合剂组合物的制造方法,所述粘合剂组合物包含基底聚合物及因水或水蒸气而变色的材料,其中,所述制造方法包括:
使因水或水蒸气而变色的材料溶解于极性溶剂的工序;及
将溶解于所述极性溶剂的所述因水或水蒸气而变色的材料添加至基底聚合物溶液的工序。
11、将上述7~9中任一项所述的粘合片材贴附于被粘物、对该贴附部位处的水或水蒸气的存在进行检测的方法。
发明的效果
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物具有水变色功能。因此,通过预先将使用了本实施方式的粘合剂组合物的粘合片材粘贴在预想会漏水的部位,能够防止水或水蒸气从该部位泄漏,并且能够容易地检测水或水蒸气的产生。像这样,根据本实施方式的粘合剂组合物,可以同时发挥止水功能和水检测功能。
附图说明
[图1]图1是本发明的实施方式涉及的粘合剂层的概略截面图的一例。
[图2]图2是本发明的实施方式涉及的粘合片材的概略截面图的一例。
[图3]图3是本发明的实施方式涉及的粘合片材的概略截面图的一例。
具体实施方式
在本说明书中,表示范围的“A~B”是指“A以上B以下”。另外,在本说明书中,“重量”和“质量”,“重量%”和“质量%”以及“重量份”和“质量份”分别作为同义词使用。
另外,在本说明书中,“粘合剂”(压敏粘接剂:pressure-sensitive adhesive)是指在室温附近的温度区域中呈现柔软的固体(粘弹性体)的状态、具有通过压力而简单地与被粘物粘接的性质的材料。这里所说的粘合剂是“C.A.Dahlquist,“Adhesion:Fundamentals and Practice”,McLaren&Sons,(1966)P.143”中所定义的,通常可以是具有满足复数拉伸弹性模量E*(1Hz)<107dyne/cm2的性质的材料(典型的是在25℃条件下具有上述性质的材料)。
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下说明的实施方式。
<粘合剂组合物>
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物的特征在于,含有基底聚合物、以及因水或水蒸气而变色的材料。
以下,对上述粘合剂组合物所含有的各成分进行详细说明。
(基底聚合物)
在本方式涉及的粘合剂组合物中,作为构成粘合剂组合物的基底聚合物没有特别限定,可以使用粘合剂中使用的公知的聚合物。
例如,可举出丙烯酸系聚合物、橡胶系聚合物、乙烯基烷基醚系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯系聚合物、聚酰胺系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、氟系聚合物、环氧系聚合物等。其中,从粘接性方面考虑,优选丙烯酸系聚合物或橡胶系聚合物。另外,从变色时的外观变化显著的观点出发,更优选透明度高的丙烯酸系聚合物。需要说明的是,所述聚合物可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
以下,在本发明的一个实施方式的粘合剂组合物中,以含有丙烯酸系聚合物作为基底聚合物的方式为中心进行说明,但本发明并不限定于该方式。
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物可以含有丙烯酸系聚合物作为基底聚合物。典型地,上述粘合剂组合物可以是以丙烯酸系聚合物为主成分的丙烯酸系粘合剂组合物。丙烯酸系粘合剂组合物的透明性优异。
作为本发明的一个实施方式的粘合剂组合物,例如优选含有由下述单体成分构成的丙烯酸系聚合物作为基底聚合物的粘合剂组合物,该单体成分以40重量%以上的比例包含在酯末端具有碳原子数为1以上20以下的直链或支链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
以下,有时将在酯末端具有碳原子数为X以上Y以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯表述为“(甲基)丙烯酸CX-Y烷基酯”。
从容易获得特性的平衡的观点出发,一个方式的丙烯酸系聚合物的单体成分整体中(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例大于50重量%是适当的,例如可以为55重量%以上,也可以为60重量%以上,也可以为70重量%以上。基于同样的理由,单体成分中(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例例如可以为99.9重量%以下,也可以为99.5重量%以下,也可以为99重量%以下。
另一方式涉及的丙烯酸系聚合物的C1-20(甲基)丙烯酸烷基酯在单体成分整体中所占的比例例如可以为98重量%以下,从提高粘合剂层的内聚性的观点考虑,可以为95重量%以下,可以为85重量%以下(例如低于80重量%),可以为70重量%以下,也可以为60重量%以下。
作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的非限定性具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异硬脂基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等。
其中,优选至少使用(甲基)丙烯酸C4-20烷基酯,更优选至少使用(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯。
例如,优选含有丙烯酸正丁酯(BA)和丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)中的一种或两种作为上述单体成分。
作为可优选使用的(甲基)丙烯酸C4-20烷基酯的其他例子,可举出丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(2EHMA)、丙烯酸异硬脂酯(iSTA)等。
在一些方式中,构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分可以以40重量%以上的比例含有(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯。(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯在单体成分中所占的比例例如可以为50重量%以上,也可以为60重量%以上,也可以为65重量%以上。也可以是以上述任一下限值以上的比例含有(甲基)丙烯酸C6-18烷基酯的单体成分。
另外,从提高粘合剂层的内聚性的观点考虑,(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯在单体成分中所占的比例通常为99.5重量%以下是适当的,可以为95重量%以下,也可以为85重量%以下,也可以为75重量%以下。也可以是以上述任一上限值以下的比例含有(甲基)丙烯酸C6-18烷基酯的单体成分。
构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分可以在含有(甲基)丙烯酸烷基酯的同时,根据需要含有能够与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其它单体(共聚性单体)。
作为共聚性单体,例如可优选使用具有羧基、羟基、含氮原子的环等极性基团的单体,均聚物的玻璃化转变温度比较高(例如10℃以上)的单体。具有极性基团的单体可起到在丙烯酸系聚合物中导入交联点、提高粘合剂的内聚力的作用。共聚性单体可单独使用1种或组合2种以上使用。
作为共聚性单体的非限定性的具体例,可举出以下的单体。
含羧基的单体:例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、异巴豆酸等。
含酸酐基的单体:例如,马来酸酐、衣康酸酐。
含羟基的单体:例如,(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯等。
含有磺酸基或磷酸基的单体:例如,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸钠、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸、2-羟基乙基丙烯酰磷酸酯等。
含环氧基的单体:例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚等含环氧基的丙烯酸酯、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油醚等。
含氰基的单体:例如,丙烯腈、甲基丙烯腈等。
含异氰酸酯基的单体:例如,(甲基)丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯等。
含酰胺基的单体:例如(甲基)丙烯酰胺;N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(正丁基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(叔丁基)(甲基)丙烯酰胺等N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺;N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺;N-乙烯基乙酰胺等N-乙烯基羧酸酰胺类;具有羟基和酰胺基的单体,例如N-(2-羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(1-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(3-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺、N-(3-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺、N-(4-羟丁基)(甲基)丙烯酰胺等N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺;具有烷氧基和酰胺基的单体,例如N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酰胺;此外,N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N-(甲基)丙烯酰吗啉等。
含氨基的单体:例如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯。
具有环氧基的单体:例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚。
具有含氮原子环的单体:例如,可举出N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑、N-(甲基)丙烯酰基-2-吡咯烷酮、N-(甲基)丙烯酰基哌啶、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基-3-吗啉酮、N-乙烯基-2-己内酰胺、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-吗啉二酮、N-乙烯基吡唑、N-乙烯基异噁唑、N-乙烯基噻唑、N-乙烯基异噻唑、N-乙烯基哒嗪等(例如N-乙烯基-2-己内酰胺等内酰胺类)。
具有琥珀酰亚胺骨架的单体:例如,N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺等。
马来酰亚胺类:例如,N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等。
衣康酰亚胺类:例如,N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等。
(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类:例如,(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯。
含烷氧基的单体:例如(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯((甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯)类;(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯等(甲基)丙烯酸烷氧基亚烷基二醇(例如烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯)类。
含烷氧基甲硅烷基的单体:例如3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等含有烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含有烷氧基甲硅烷基的乙烯基化合物等。
乙烯基酯类:例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等。
乙烯基醚类:例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基烷基醚。
芳香族乙烯基化合物:例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。
烯烃类:例如,乙烯、丁二烯、异戊二烯、异丁烯等。
具有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯:例如,(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯等含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
具有芳香族烃基的(甲基)丙烯酸酯:例如,(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等含芳香族烃基的(甲基)丙烯酸酯。
以及,(甲基)丙烯酸四氢糠酯等含杂环的(甲基)丙烯酸酯、氯乙烯或含氟原子的(甲基)丙烯酸酯等含卤原子的(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯等含硅原子的(甲基)丙烯酸酯,由萜烯化合物衍生物醇得到的(甲基)丙烯酸酯等。
使用这样的共聚性单体时,其使用量没有特别限定,通常设为单体成分整体的0.01重量%以上是适当的。
从更好地发挥共聚性单体的使用效果的观点出发,可以将共聚性单体的使用量设为单体成分整体的0.1重量%以上,也可以设为0.5重量%以上。另外,从容易取得粘合特性的平衡的观点考虑,共聚性单体的使用量通常设为单体成分整体的50重量%以下是适当的,优选设为40重量%以下。
在一些实施方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体组分可包含具有氮原子的单体。由此,可以提高粘合剂的内聚力,能理想地提高经时后的剥离力。作为具有氮原子的单体的一个优选例,可举出具有含氮原子环的单体。作为具有含氮原子环的单体,可使用上述例示的单体等,例如可举出下述通式(1)所示的N-乙烯基环状酰胺。
[化学式1]
此处,通式(1)中,R1为2价的有机基团,具体而言为-(CH2)n-。n为2~7(优选2、3或4)的整数。其中,可优选采用N-乙烯基-2-吡咯烷酮。作为具有氮原子的单体的其他优选例,可举出(甲基)丙烯酰胺。
具有氮原子的单体(优选具有含氮原子环的单体)的使用量没有特别限制,例如可设为单体成分整体的1重量%以上,3重量%以上,5重量%以上或7重量%以上。
在一个方式中,具有氮原子的单体的使用量可以为单体成分整体的10重量%以上,也可以为15重量%以上,也可以为20重量%以上。
另外,具有氮原子的单体的使用量设为单体成分整体的例如40重量%以下是适当的,可以设为35重量%以下,也可以设为30重量%以下,也可以设为25重量%以下。
在另一方式中,具有氮原子的单体的使用量可以设为单体成分整体的例如20重量%以下,也可以设为15重量%以下。
在一些实施方案中,构成丙烯酸系聚合物的单体组分可包含含羟基的单体。通过使用含羟基的单体,可适当调节粘合剂的内聚力、交联(例如,利用异氰酸酯系交联剂的交联)的程度。
使用含羟基的单体时的使用量没有特别限制,例如可以是单体成分全部的0.01重量%以上,也可以是0.1重量%以上,也可以是0.5重量%以上,也可以是1重量%以上,5重量%以上或10重量%以上。
另外,从抑制粘合剂层的吸水性的观点考虑,在一些方式中,含羟基的单体的使用量设为单体成分整体的例如40重量%以下是适当的,可以设为30重量%以下,可以设为25重量%以下,可以设为20重量%以下。
在另一方式中,含羟基的单体的使用量可以设为单体成分整体的例如15重量%以下,也可以设为10重量%以下,也可以设为5重量%以下。
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物中,丙烯酸系聚合物的单体成分可以包含或不包含上述例示的(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯或烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯。
在本方式所涉及的技术的一个方式中,丙烯酸系聚合物的单体成分中(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯的比例小于20重量%,并且烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯的比例小于20重量%。由此,粘合剂层容易在没有凝胶化等问题的情况下形成片材。通过采用上述单体组成,可将单体混合物的固体成分浓度保持在规定范围,理想地聚合所希望的高分子量体(例如,重均分子量(Mw)超过30×104,典型的是Mw40×104以上)。
(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯在上述单体成分中所占的比例优选低于10重量%,更优选低于3重量%,进一步优选低于1重量%,在特别优选的一个方式中,上述单体成分实质上不含(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯(含量为0~0.3重量%)。
同样地,烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯在上述单体成分中所占的比例优选小于10重量%,更优选小于3重量%,进一步优选小于1重量%,在特别优选的一个方式中,上述单体成分实质上不含烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(含量为0~0.3重量%)。
另外,从抑制凝胶化的观点考虑,优选的一个方式的丙烯酸系聚合物的单体成分中,(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯和烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯的合计比例被限制为小于20重量%。上述(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯和烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯的合计比例更优选低于10重量%,进一步优选低于3重量%,特别优选低于1重量%,在一个方式中,上述单体成分实质上不含(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯和烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(含量0~0.3重量%)。
同样地,本方式所涉及的丙烯酸系聚合物的单体成分可以以小于20重量%的比例包含含烷氧基的单体,也可以不包含含烷氧基的单体。含烷氧基的单体在上述单体成分中所占的量优选低于10重量%,更优选低于3重量%,进一步优选低于1重量%,在特别优选的一个方式中,上述单体成分实质上不含含烷氧基的单体(含量0~0.3重量%)。
在一些实施方式中,含羧基的单体在丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例例如可以为2重量%以下,可以为1重量%以下,也可以为0.5重量%以下(例如小于0.1重量%)。
作为丙烯酸系聚合物的单体成分,也可以实质上不使用含羧基的单体。在此,实质上不使用含羧基的单体是指至少有意地不使用含羧基的单体。这样的组成的丙烯酸系聚合物容易成为耐水可靠性高的物质,另外,可成为对含有金属的被粘物具有防金属腐蚀性的物质。
另外,在一个优选方式中,对于丙烯酸系聚合物的单体成分,亲水性单体的比例受到限制。在此,本说明书中的“亲水性单体”是含羧基的单体、含酸酐基的单体、含羟基的单体、具有氮原子的单体(典型的是(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基的单体、N-乙烯基-2-吡咯烷酮等具有含氮原子环的单体)以及含烷氧基的单体(典型的是(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯和烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯)。
该方式中,丙烯酸系聚合物的单体成分中上述亲水性单体的比例优选为32重量%以下,例如可以为30重量%以下,也可以为28重量%以下。
另外,虽然没有特别限定,但丙烯酸系聚合物的单体成分中上述亲水性单体的比例可以为1重量%以上,也可以为10重量%以上,也可以为20重量%以上。
在一些实施方案中,构成丙烯酸系聚合物的单体组分可包含含脂环族烃基的(甲基)丙烯酸酯。由此,可提高粘合剂的内聚力,提高经时后的剥离力。
作为含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯,可以使用上述例示的物质等,例如可优选采用丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯。
使用含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯时的使用量没有特别限制,例如可设为单体成分整体的1重量%以上、3重量%以上或5重量%以上。
在一个方式中,含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯的使用量可以为单体成分整体的10重量%以上,也可以为15重量%以上。
含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯的使用量的上限适合设为约40重量%以下,例如可以为30重量%以下,也可以为25重量%以下(例如15重量%以下,进一步为10重量%以下)。
构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分的组成可以设为使得:基于该单体成分的组成并通过Fox式求出的玻璃化转变温度Tg为-75℃以上10℃以下。
在一些实施方式中,从内聚性、耐冲击性等观点出发,上述Tg为0℃以下是适当的,优选为-10℃以下,也可以为-20℃以下或-30℃以下。另外,上述Tg例如可以为-60℃以上,也可以为-50℃以上,也可以为-45℃以上或-40℃以上。
在此,上述Fox式如下所示,是共聚物的Tg与将构成该共聚物的单体分别均聚而成的均聚物的玻璃化转变温度Tgi的关系式。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
需要说明的是,在上述Fox式中,Tg表示共聚物的玻璃化转变温度(单位:K),Wi表示该共聚物中的单体i的重量分率(重量基准的共聚比例),Tgi表示单体i的均聚物的玻璃化转变温度(单位:K)。
作为Tg的算出中使用的均聚物的玻璃化转变温度,使用公知资料中记载的值。例如,对于以下列举的单体,作为该单体的均聚物的玻璃化转变温度,使用以下的值。
对于上述例示以外的其他单体的均聚物的玻璃化转变温度,可使用《PolymerHandbook》(第3版,John Wiley&Sons,Inc.,1989)中记载的数值。在本文献中记载有多种值的情况下,采用最高的值。
对于上述Polymer Handbook中也没有记载均聚物的玻璃化转变温度的单体,使用通过以下的测定方法得到的值(参照日本特开2007-51271号公报)。
具体而言,在具备温度计、搅拌机、氮气导入管和回流冷却管的反应容器中,投入单体100重量份、偶氮二异丁腈0.2重量份和作为聚合溶剂的乙酸乙酯200重量份,一边流通氮气一边搅拌1小时。由此除去聚合体系内的氧后,升温至63℃,反应10小时。
接着,冷却至室温,得到固体成分浓度为33重量%的均聚物溶液。接着,将该均聚物溶液流延涂布在剥离衬垫上,进行干燥,制作厚度约2mm的试验样品(片状的均聚物)。
将该试验样品冲裁成直径7.9mm的圆盘状,用平行板夹住,使用粘弹性试验机(ARES,Rheometrics公司制)施加频率1Hz的剪切应变,同时以温度区域-70~150℃、5℃/分钟的升温速度通过剪切模式测定粘弹性,将tanδ的峰顶温度作为均聚物的Tg。
本方式所涉及的丙烯酸系聚合物没有特别限定,但优选SP值为23.0(MJ/m3)1/2以下。上述SP值更优选为21.0(MJ/m3)1/2以下(例如20.0(MJ/m3)1/2以下)。
上述SP值的下限没有特别限定,例如为约10.0(MJ/m3)1/2以上,另外,约15.0(MJ/m3)1/2以上是适当的,优选为18.0(MJ/m3)1/2以上。
需要说明的是,丙烯酸系聚合物的SP值可以通过Fedors的计算方法[参见《Polymer Engineering and Science(POLYMER ENG.&SCI.)》,第14卷,第2号(1974),第148~154页],即,通过下式来计算。
SP值δ=(∑Δe/∑Δv)1/2
(上式中,Δe为25℃条件下的各原子或原子团的蒸发能量Δe,Δv为该温度下的各原子或原子团的摩尔容积)。
具有上述SP值的丙烯酸系聚合物可通过基于本领域技术人员的技术常识适当确定单体组成而得到。
上述粘合剂组合物以聚合物、未聚合物(即,聚合性官能团未反应的形态)或它们的混合物的形态含有上述组成的单体成分。
上述粘合剂组合物可以是粘合剂(粘合成分)分散于水中的形态的水分散型粘合剂组合物、在有机溶剂中含有粘合剂的形态的溶剂型粘合剂组合物、以通过紫外线、放射线等活性能量射线固化而形成粘合剂的方式制备的活性能量射线固化型粘合剂组合物、在加热熔融状态下涂布并在冷却至室温附近时形成粘合剂的热熔型粘合剂组合物等各种形态。优选的一个方式的粘合剂组合物为溶剂型粘合剂组合物。
聚合时,根据聚合方法、聚合方式等,可使用公知或惯用的热聚合引发剂、光自由基聚合引发剂。这样的聚合引发剂可以单独使用1种或适当组合2种以上使用。
作为热聚合引发剂,没有特别限定,例如可使用偶氮系聚合引发剂、过氧化物系引发剂、基于过氧化物与还原剂的组合的氧化还原系引发剂、取代乙烷系引发剂等。
更具体而言,例如2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙脒)二硫酸盐、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮二(N,N’-二亚甲基异丁脒)、2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物等偶氮系引发剂;例如过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐;过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化氢等过氧化物系引发剂;例如苯基取代乙烷等取代乙烷系引发剂;例如过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合,过氧化物与抗坏血酸钠的组合等氧化还原系引发剂;等,但不限于此。需要说明的是,热聚合可优选在例如20~100℃(典型地为40~80℃)左右的温度下实施。
作为光自由基聚合引发剂,没有特别限定,例如可举出1-(4-(2-羟基乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、二苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-苯基乙氧基-氧化膦、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻异丙基醚、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙醇低聚物、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、异丙基噻吨酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、(4-(甲基苯基硫基)苯基)苯基甲烷、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、乙基蒽醌、二苯甲酮铵盐、噻吨酮铵盐、双(2,6-二甲基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮、1,4-二苯甲酰基、10-丁基-2-氯吖啶酮、2,2’-双(邻氯苯基)-4,5,4’,5’-四(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,2’-联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,5,4’,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2-苯甲酰基萘、4-苯甲酰基联苯、4-苯甲酰基二苯基醚、丙烯酰化二苯甲酮、双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛、邻甲基苯甲酰基苯甲酸酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊基乙酯、活性叔胺、咔唑·苯酮系光聚合引发剂、吖啶系光聚合引发剂、三嗪系光聚合引发剂、苯甲酰基系光聚合引发剂等。它们可以单独使用或2种以上并用。
这样的热聚合引发剂或光自由基聚合引发剂的使用量可设为对应于聚合方法、聚合方式等的通常的使用量,没有特别限定。例如,可使用相对于聚合对象的单体100质量份为约0.001质量份~约5质量份(典型地为约0.01质量份~约2质量份,例如约0.01质量份~约1质量份)的聚合引发剂。
上述聚合中,根据需要可使用以往公知的各种链转移剂(也可理解为分子量调节剂或聚合度调节剂)。
作为链转移剂,可使用正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸、α-硫代甘油等硫醇类。
或者,也可以使用不含硫原子的链转移剂(非硫系链转移剂)。作为非硫系链转移剂的具体例,可举出N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺等苯胺类;α-蒎烯、萜品油烯等萜类;α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚物等苯乙烯类;二亚苄基丙酮、肉桂醇、肉桂醛等具有亚苄基的化合物;氢醌、萘氢醌等氢醌类;苯醌、萘醌等醌类;2,3-二甲基-2-丁烯、1,5-环辛二烯等烯烃类;苯酚、苯甲醇、烯丙醇等醇类;二苯基苯、三苯基苯等苄基氢类;等。
链转移剂可单独使用1种或组合2种以上使用。使用链转移剂时,其使用量相对于单体成分100质量份可以设为例如约0.01质量份~1质量份左右。本方式的技术在不使用链转移剂的方式中也可理想地实施。
适当采用上述各种聚合法得到的丙烯酸系聚合物的分子量没有特别限制,可以根据要求性能设定在适当的范围内。丙烯酸系聚合物的重均分子量(Mw)通常为约10×104以上(例如20×104以上),从平衡性良好地兼顾内聚力和粘接力的观点考虑,优选超过30×104。
对于一个方式中的丙烯酸系聚合物而言,从在高温环境下也得到良好的粘接可靠性的观点考虑,优选具有40×104以上(典型的是约50×104以上,例如约55×104以上)的Mw。根据本方式涉及的技术的一个优选方式,通过单体组成的设计可以抑制凝胶化,因此可以设定适当的固体成分浓度,生产率良好地得到上述范围的高分子量体。
丙烯酸系聚合物的Mw的上限通常可以为约500×104以下(例如约150×104以下)。上述Mw可以为约75×104以下。
在此,Mw是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)得到的标准聚苯乙烯换算的值。作为GPC装置,例如可举出机型名“HLC-8320GPC”(色谱柱:TSKgelGMH-H(S),东曹公司制造)。上述Mw可以是粘合剂组合物中、粘合剂层中的任一者中的丙烯酸系聚合物的Mw。
若干方式的粘合剂组合物可以是活性能量射线固化型粘合剂组合物。这里所说的活性能量射线的例子包括紫外线、可见光线、红外线这样的光、α射线、β射线、γ射线、电子射线、中子射线、X射线这样的放射线等,可举出具有能够引起聚合反应、交联反应、引发剂的分解等化学反应的能量的能量射线。
作为活性能量射线固化型粘合剂组合物的一个合适例,可举出光固化型粘合剂组合物。光固化型的粘合剂组合物具有即使是厚的粘合剂层也能够容易地形成的优点。其中,优选紫外线固化型粘合剂组合物。
对于光固化型粘合剂组合物而言,典型地,以聚合物的形态包含该组合物的单体成分中的至少一部分(可以是单体的种类的一部分,也可以是分量的一部分)。
形成上述聚合物时的聚合方法没有特别限定,可以适当采用以往公知的各种聚合方法。例如,通过溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等热聚合(典型的是在热聚合引发剂的存在下进行。);照射紫外线等光来进行的光聚合(典型的是在光自由基聚合引发剂的存在下进行。);照射β射线,γ射线等放射线来进行的放射线聚合;等。其中优选光聚合。
优选的一个方式的光固化型粘合剂组合物包含单体成分的部分聚合物。这样的部分聚合物典型地是来源于单体成分的聚合物与未反应的单体的混合物,优选呈浆料(syrup)状(具有粘性的液状)。以下,有时将该性状的部分聚合物称为“单体浆料”或简称为“浆料”。
使单体成分部分聚合时的聚合方法没有特别限制,可适当选择使用如上所述的各种聚合方法。从效率、简便性的观点出发,可优选采用光聚合法。通过光聚合,根据光的照射量(光量)等聚合条件,可容易地控制单体成分的聚合转化率(单体转化(monomerconversion))。
上述部分聚合物中的单体混合物的聚合转化率没有特别限定。上述聚合转化率例如可设为约70重量%以下,优选设为约60重量%以下。
从含有上述部分聚合物的粘合剂组合物的制备容易性、涂布性等观点出发,上述聚合转化率通常适合为约50重量%以下,优选为约40重量%以下(例如约35重量%以下)。聚合转化率的下限没有特别限制,典型地为约1重量%以上,通常设为约5重量%以上是适当的。
包含单体成分的部分聚合物的粘合剂组合物例如可以通过利用适当的聚合方法(例如光聚合法)使包含用于制备该粘合剂组合物的单体成分的总量的单体混合物部分聚合而得到。
另外,包含单体成分的部分聚合物的粘合剂组合物也可以是包含用于制备该粘合剂组合物的单体成分中的一部分的单体混合物的部分聚合物或完全聚合物、与剩余的单体成分或其部分聚合物的混合物。另外,本说明书中的“完全聚合物”是指聚合转化率超过95重量%。
(因水或水蒸气而变色的材料)
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物包含因水或水蒸气而变色的材料(以下,也称为水变色材料)。水变色材料只要是因水或水蒸气而变色的材料即可,其种类没有限定。
在此,“变色”是指颜色因水或水蒸气而变化,是包括颜色因水或水蒸气而消失、颜色因水或水蒸气而显现、以及原来的颜色因水或水蒸气而变成不同的颜色的概念。
作为本方式涉及的水变色材料,优选包含水分子所能配位的过渡金属化合物。该过渡金属化合物是通过水的配位(水合反应)而使得金属的d轨道的能量变化、可见光的吸收光谱变化从而变色的物质。由于该水合反应是可逆反应,因此通过在水合反应后使其干燥,可以进行再利用。
作为水分子所能配位的过渡金属化合物,例如可举出氯化钴、硫酸铜以及氯化铜等。氯化钴通过水分子的配位而从蓝色变为红桃色,硫酸铜通过水分子的配位而从白色变为蓝色,氯化铜通过水分子的配位而从黄色变为蓝绿色。
其中,氯化钴对基底聚合物、特别是丙烯酸系聚合物的相容性高,另外,颜色的光谱变化显著,因此可以通过目视容易地判别,因此优选。
本方式涉及的水变色材料可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
本方式涉及的水变色材料相对于上述基底聚合物100质量份优选为0.5~100质量份,更优选为1~80质量份,进一步优选为3~70质量份,进一步优选为10~50质量份。通过为上述范围,可以显著观察到由水变色材料引起的变色。
在本发明的一个实施方式的粘合剂组合物中,为了使上述水变色材料在组合物中均匀地混合,优选在使上述水变色材料溶解于极性溶剂中的状态下,与上述基底聚合物混合。即,本发明的一个实施方式的粘合剂组合物优选含有极性溶剂。作为极性溶剂,优选含有醇、酮及在分子内包含氮原子的芳香族化合物中的至少1种。
作为醇,可举出乙醇和甲醇。
作为酮,例如可举出丙酮等。
作为在分子内包含氮原子的芳香族化合物,例如可举出喹啉以及苯甲腈等。
其中,从与基底聚合物溶液中可含有的聚合溶剂的相容性的观点考虑,上述极性溶剂优选为醇。
在本发明的一个实施方式的粘合剂组合物含有极性溶剂的情况下,优选相对于粘合剂组合物含有1质量ppm以上的极性溶剂,更优选含有3质量ppm以上,进一步优选含有5质量ppm以上,特别优选含有10质量ppm以上。
(剥离力提升剂)
本发明的一个实施方案的粘合剂组合物可包含剥离力提升剂。作为上述剥离力提升剂,可适当选择使用在将由上述粘合剂组合物形成的粘合剂层的表面(粘合面)贴附到被粘物上后,能够发挥提高粘合片材从被粘物上剥离的剥离力的功能的材料。
作为上述剥离力提升剂,例如可使用公知的硅烷偶联剂。剥离力提升剂优选以游离的形态包含在粘合剂组合物(进而粘合剂层)中。上述剥离力提升剂典型地优选不与上述粘合剂组合物(进而粘合剂层)中可含有的其它构成成分化学键合。以这样的形态包含于粘合剂组合物中的剥离力提升剂可有效地促进剥离力的提高。
硅烷偶联剂典型地是在一个分子内包含官能团X和官能团Y,上述官能团X为烷氧基甲硅烷基的化合物。上述烷氧基甲硅烷基是在硅原子上具有至少一个烷氧基的官能团。
在贴附到被粘物上后,通过向粘合剂层的表面供给硅烷偶联剂,使上述烷氧基水解而生成的硅烷醇基与被粘物表面的羟基反应,由此可以提高粘合片材从被粘物的剥离力。上述烷氧基甲硅烷基通过水解而生成与被粘物表面的羟基反应的硅烷醇基。因此,上述烷氧基甲硅烷基是与上述羟基反应的基团的前体。
构成上述烷氧基甲硅烷基的烷氧基典型的是甲氧基或乙氧基。通常,优选水解性更高的甲氧基。上述烷氧基甲硅烷基可以是三烷氧基甲硅烷基,也可以是二烷氧基甲硅烷基。从提高剥离力提升效果的观点出发,在一些方式中,可优选采用具有三烷氧基甲硅烷基的硅烷偶联剂。
官能团Y例如可举出环氧基、氨基、异氰酸酯基(也可以构成异氰脲酸酯体)、乙酰乙酰基、(甲基)丙烯酰基、巯基、乙烯基、卤代烷基等。
作为具有这种官能团Y的硅烷偶联剂的例子,可举出例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含有环氧基的硅烷偶联剂;例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等含有氨基的硅烷偶联剂;例如3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯等含有异氰酸酯基的硅烷偶联剂;例如含有乙酰乙酰基的三甲氧基硅烷等含有乙酰乙酰基的硅烷偶联剂;例如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含有(甲基)丙烯酰基的硅烷偶联剂;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含有乙烯基的硅烷偶联剂;3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含有巯基的硅烷偶联剂;3-氯丙基三甲氧基硅烷等含有卤代烷基的硅烷偶联剂;等。其中、优选环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷(例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷)等含有环氧基的硅烷偶联剂。
作为上述硅烷偶联剂,能够使用具有与粘合剂层中所包含的官能团y发生反应的官能团Y的硅烷偶联剂。从常温下的反应性的观点出发,可举出作为官能团y的羧基与作为官能团Y的具有环氧基的硅烷偶联剂的组合。作为其他组合的例子,可举出氨基与环氧基的组合、羟基与环氧基的组合、羧基与氨基的组合、异氰酸酯基与氨基的组合、磺基与氨基的组合等。
另一方面,在一些方式中,从通过在该粘合剂组合物内将剥离力提升剂维持为游离的状态而使该剥离力提升剂容易向表面转移的观点出发,粘合剂组合物可不具有与硅烷偶联剂的官能团Y(例如环氧基)反应的官能团y(例如羧基)。
硅烷偶联剂的分子量(化学式量)没有特别限定,例如可以为120~1000左右。通常,从可再加工的期间的调节容易性、向粘合面的移动性的观点考虑,通常优选分子量为180以上、200以上或220以上的硅烷偶联剂。
基于同样的理由,优选分子量为800以下、600以下、400以下或300以下的硅烷偶联剂。在一些实施方式中,可以优选使用分子量为200以上300以下的硅烷偶联剂。
作为硅烷偶联剂的分子量的值,使用基于该硅烷偶联剂的结构式算出的值。或者,可以使用制造商的标称值。
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物中所含的剥离力提升剂(例如硅烷偶联剂)的量能够以能够得到所期望的使用效果的方式设定,没有特别限定。
上述剥离力提升剂的量相对于粘合剂组合物中所含的基底聚合物100质量份例如可以为0.005质量份以上。每100质量份基底聚合物的剥离力提升剂的含量通常为0.05质量份以上是适当的,可以为0.10质量份以上,0.20质量份以上或0.30质量份以上。通过增大剥离力提升剂的含量,可发挥提高剥离力的效果。
此外,根据使用方式,如果在至室温下剥离力随时间而上升为止的时间过短,则可能发生可再加工的时间过短而使工序管理变得繁杂等不良情况。从所述观点考虑,在一些方式中,粘合剂组合物中的相对于100质量份基底聚合物的剥离力提升剂的含量例如可以为5质量份以下,也可以为3质量份以下,也可以为1质量份以下,也可以为0.7质量份以下(例如0.5质量份以下)。
(交联剂)
对于本发明的一个实施方式的粘合剂组合物而言,主要以粘合剂层内的交联或粘合剂层与其相邻面的交联为目的,根据需要可含有交联剂。
交联剂的种类没有特别限制,可以从以往公知的交联剂中例如根据粘合剂组合物的组成而以该交联剂在粘合剂层内发挥适当的交联功能的方式进行选择。
作为可使用的交联剂,可举出异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、碳二亚胺系交联剂、三聚氰胺系交联剂、脲系交联剂、金属醇盐系交联剂、金属螯合物系交联剂、金属盐系交联剂、肼系交联剂和胺系交联剂等。它们可单独使用1种或组合2种以上使用。
作为异氰酸酯系交联剂,可使用2官能以上的多官能异氰酸酯化合物。例如甲苯二异氰酸酯,二甲苯二异氰酸酯,聚亚甲基聚苯基二异氰酸酯,三(对异氰酸基苯基)硫代磷酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯;六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯;等。
作为市售品,可举出间苯二甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物的乙酸乙酯(商品名“Takenate D110N”,三井化学株式会社制)、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯3聚体加成物(东曹公司制,商品名“Coronate L”)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯3聚体加成物(东曹公司制,商品名“Coronate HL”)、六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(东曹公司制,商品名“Coronate HX”)等异氰酸酯加成物等。
作为环氧系交联剂,可没有特别限制地使用在1分子中具有2个以上环氧基的交联剂。优选1分子中具有3~5个环氧基的环氧系交联剂。
作为环氧系交联剂的具体例,可举出N,N,N’,N’-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等。
作为环氧系交联剂的市售品,可举出三菱瓦斯化学公司制的商品名“TETRAD-X”、“TETRAD-C”、DIC公司制的商品名“EPICLON CR-5L”,Nagase ChemteX公司制的商品名“DENACOL EX-512”,日产化学工业公司制的商品名“TEPIC-G”等。
作为噁唑啉系交联剂,可以没有特别限制地使用在1分子内具有1个以上的噁唑啉基的交联剂。
作为氮丙啶系交联剂的例子,可举出三羟甲基丙烷三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]、三羟甲基丙烷三[3-(1-(2-甲基)氮丙啶基丙酸酯)]等。
作为碳二亚胺系交联剂,可使用具有2个以上碳二亚胺基的低分子化合物或高分子化合物。
在一些实施方案中,也可以使用过氧化物作为交联剂。作为过氧化物,可举出过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化二月桂酰、过氧化二正辛酰、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化异丁酸酯、二苯甲酰基过氧化物等。
其中,作为交联反应效率特别优异的过氧化物,可举出过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰等。
在使用过氧化物作为上述聚合引发剂时,也可将未用于聚合反应而残留的过氧化物用于交联反应。在这种情况下,对过氧化物的残留量进行定量,在过氧化物的比例不足规定量的情况下,可以根据需要添加过氧化物以达到规定量。过氧化物的定量可以通过日本专利4971517号公报中记载的方法进行。
交联剂的含量(包含2种以上交联剂时为它们的合计量)并无特别限定。从实现均衡地发挥粘接力、内聚力等粘合特性的粘合剂的观点考虑,交联剂的含量相对于粘合剂组合物中含有的基底聚合物100质量份而言通常设为约5质量份以下是适当的,优选设为约0.001~5质量份,更优选设为约0.001~约质量份,进一步优选设为约0.001~约3质量份。或者,也可以是不含上述交联剂的粘合剂组合物。
在使用光固化型粘合剂组合物作为本发明的一个实施方式的粘合剂组合物的情况下,该粘合剂组合物可以是实质上不含异氰酸酯系交联剂等交联剂的组合物。在此,粘合剂组合物实质上不含交联剂(典型地为异氰酸酯系交联剂)是指,相对于上述基底聚合物100质量份而言的、交联剂的量小于0.05质量份(例如小于0.01质量份)。
为了使交联反应更有效地进行,可以使用交联催化剂。作为交联催化剂,可例示钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、乙酰丙酮铁(日文:ナーセム第二鉄)、丁基氧化锡、二月桂酸二辛基锡(二月桂酸二辛基锡)等金属系交联催化剂等。其中,优选二月桂酸二辛基锡(二月桂酸二辛基锡)等锡系交联催化剂。
交联催化剂的使用量没有特别限制。相对于粘合剂组合物中的基底聚合物100质量份,交联催化剂的使用量例如可以为约0.0001质量份以上1质量份以下,也可以为0.001质量份以上0.1质量份以下,还可以为0.005质量份以上0.5质量份以下。
粘合剂组合物(进而粘合剂层)中,根据需要可以使用多官能单体。多官能单体通过代替如上所述的交联剂或与如上所述的交联剂组合使用,可起到调节内聚力等目的的作用。例如,在由光固化型粘合剂组合物形成的粘合剂层中,可优选使用多官能单体。
作为多官能性单体,例如可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、烯丙基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯等。其中、可以优选使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。多官能性单体可以单独使用1种或组合2种以上使用。
多官能性单体的使用量根据其分子量,官能团数等而不同,通常相对于基底聚合物100质量份设为0.01质量份~3.0质量份左右的范围是适当的。在一些实施方式中,多官能单体相对于基底聚合物100质量份的使用量例如可以为0.02质量份以上,可以为0.1质量份以上,可以为0.5质量份以上,1.0质量份以上或2.0质量份以上。
通过增大
随着多官能性单体的使用量的增大,倾向于得到更高的内聚力。另一方面,从避免由于过度的内聚力提高而导致粘合剂层与相邻的层的粘接性降低的观点考虑,多官能单体相对于基底聚合物100质量份而言的使用量例如可以为10质量份以下,可以为5.0质量份以下,也可以为3.0质量份以下。
(丙烯酸系低聚物)
在本发明的一个实施方式的粘合剂组合物(进而粘合剂层)中,从提高内聚力、同与粘合剂层邻接的面(例如可以为基材的表面等。)的粘接性提高等的观点出发,可含有丙烯酸系低聚物。
作为丙烯酸系低聚物,优选使用Tg比上述丙烯酸系聚合物的Tg高的聚合物。
上述丙烯酸系低聚物的Tg没有特别限定,例如可以为约20℃以上300℃以下。上述Tg例如可以为约30℃以上,可以为约40℃以上,可以为约60℃以上,可以为约80℃以上或约100℃以上。
丙烯酸系低聚物的Tg变高时,提高内聚力的效果一般趋于变高。另外,从对基材的锚固性、冲击吸收性等观点考虑,丙烯酸系低聚物的Tg例如可以为约250℃以下,可以为约200℃以下,也可以为约180℃以下或约150℃以下。需要说明的是,丙烯酸系低聚物的Tg与对应于上述单体成分的组成的丙烯酸系聚合物的Tg相同,是基于Fox式计算的值。
丙烯酸系低聚物的Mw典型而言可为约1000以上且小于30000,优选约1500以上且约小于10000,更优选约2000以上且小于约5000。如果Mw在上述范围内,则容易适当地发挥提高内聚性、与邻接的面的粘接性的效果。
丙烯酸系低聚物的Mw可通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定,作为标准聚苯乙烯换算的值求出。具体而言,在东曹公司制造的HPLC8020中使用TSK gelGMH-H(20)×2根作为色谱柱,用四氢呋喃溶剂在流速约0.5mL/分钟的条件下进行测定。
作为构成丙烯酸系低聚物的单体成分,可举出上述各种(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯;上述各种含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯;上述各种含芳香族烃基的(甲基)丙烯酸酯;由萜烯化合物衍生物醇得到的(甲基)丙烯酸酯;等(甲基)丙烯酸酯单体。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
对于丙烯酸系低聚物而言,从提高粘接性的观点出发,优选含有以(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯这样的烷基具有支链结构的(甲基)丙烯酸烷基酯;含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯、含芳香族烃基的(甲基)丙烯酸酯等为代表的、具有比较蓬松的结构的丙烯酸系单体作为单体单元。
另外,在丙烯酸系低聚物的合成时或粘合剂层的制备时采用紫外线的情况下,从不易引起阻聚的观点考虑,优选在酯末端具有饱和烃基的单体,例如可优选使用烷基具有支链结构的(甲基)丙烯酸烷基酯、含有饱和脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
在构成丙烯酸系低聚物的全部单体成分中,(甲基)丙烯酸酯单体所占的比例典型的是超过50重量%,优选为60重量%以上,更优选为70重量%以上(例如80重量%以上,进一步为90重量%以上)。
优选的一个方式中,丙烯酸系低聚物具有实质上仅由1种形成或由2种以上的(甲基)丙烯酸酯单体形成的单体组成。在单体成分包含含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的情况下,它们的重量比没有特别限定,例如可以设为10/90~90/10的范围、20/80~80/20的范围、70/30~30/70的范围等。
作为丙烯酸系低聚物的构成单体成分,除了上述(甲基)丙烯酸酯单体之外,还可以根据需要使用含官能团的单体。
作为含官能团的单体,可举出N-乙烯基-2-吡咯烷酮,N-丙烯酰基吗啉等具有含氮原子杂环的单体;(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等含氨基的单体;N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基的单体;AA、MAA等含羧基的单体;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯等含羟基的单体。
这些含官能团的单体可以单独使用1种或组合2种以上使用。使用含官能团的单体时,含官能团的单体在构成丙烯酸系低聚物的全部单体成分中所占的比例例如可以为1重量%以上,2重量%以上或3重量%以上,另外,例如可以为15重量%以下,10重量%以下或7重量%以下。
作为优选的丙烯酸系低聚物,可举出甲基丙烯酸二环戊酯(DCPMA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBXMA)、丙烯酸异冰片酯(IBXA)、丙烯酸二环戊酯(DCPA)、甲基丙烯酸1-金刚烷基酯(ADMA)、丙烯酸1-金刚烷基酯(ADA)的各均聚物、以及DCPMA与MMA的共聚物、DCPMA与IBXMA的共聚物、ADA与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物、CHMA与甲基丙烯酸异丁酯(IBMA)的共聚物、CHMA与IBXMA的共聚物、CHMA与丙烯酰吗啉(ACMO)的共聚物、CHMA与二乙基丙烯酰胺(DEAA)的共聚物、CHMA与AA的共聚物等。
丙烯酸系低聚物可以通过将其构成单体成分聚合而形成。聚合方法、聚合方式没有特别限定,可以适当的方式采用以往公知的各种聚合方法(例如,溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、光聚合、放射线聚合等)。可以根据需要使用的聚合引发剂(例如偶氮系聚合引发剂)的种类大致如关于丙烯酸系聚合物的合成所例示的那样,聚合引发剂量、任意使用的链转移剂(例如硫醇类)的量基于技术常识适当地设定以达到所期望的分子量,因此省略详细的说明。
在粘合剂组合物中含有丙烯酸系低聚物的情况下,相对于100质量份的上述基底聚合物,其含量例如可为0.01质量份以上,从得到更高的效果的观点考虑,可以为0.05质量份以上,也可以为0.1质量份以上或0.2质量份以上。
另外,从与基底聚合物的相容性等的观点出发,上述丙烯酸系低聚物的含量通常设为小于50质量份是适当的,优选为小于30质量份,更优选为25质量份以下,也可以设为10质量份以下,5质量份以下或1质量份以下。
(其他成分)
在不妨碍本发明的效果的范围内,本发明的一个实施方式的粘合剂组合物根据需要可以含有增粘树脂(例如松香系、石油系、萜烯系、酚系、酮系等增粘树脂)、粘度调节剂(例如增稠剂)、流平剂、增塑剂、填充剂、颜料、染料等着色剂、稳定剂、防腐剂、抗老化剂等在粘合剂组合物的领域中常见的各种添加剂作为其他任意成分。关于这样的各种添加剂,可以通过常规方法使用以往公知的添加剂,由于不是本发明的特征,因此省略详细的说明。
需要说明的是,本方式的技术可以在不使用上述增粘树脂的情况下发挥良好的粘接力,因此粘合剂组合物中的上述增粘树脂的含量相对于基底聚合物100质量份可以设为例如小于10质量份,进一步小于5质量份。上述增粘树脂的含量可以小于1质量份(例如小于0.5质量份),也可以小于0.1质量份(0质量份以上且小于0.1质量份),上述粘合剂组合物可以不含增粘树脂。
对于本发明的一个实施方式的粘合剂组合物而言,从提高透明性的观点考虑,优选对粘合剂组合物中基底聚合物以外的成分所占的量进行限制。在本方式的技术中,粘合剂组合物中的基底聚合物以外的成分的量通常为约30重量%以下,适合为约15重量%以下,优选为约12重量%以下(例如约10重量%以下)。
在根据一个实施方案的粘合剂组合物中除了基底聚合物之外的组分的量可以是约5重量%以下,约3重量%以下,或者约1.5重量%以下(例如,约1重量%以下)。对于本方式的粘合剂组合物而言,可优选采用像这样限制了基底聚合物以外的成分量的组成。
<粘合剂组合物的制造方法>
本发明的一个实施方式的粘合剂组合物的制造方法包括使因水或水蒸气而变色的材料溶解于极性溶剂中的工序,以及将溶解于所述极性溶剂中的所述因水或水蒸气而变色的材料添加到基底聚合物溶液中的工序。
首先,由于因水或水蒸气而变色的材料难以直接溶解于基底聚合物,因此作为第一阶段使其溶解于极性溶剂。作为极性溶剂,可举出上述溶剂。
接着,将溶解于极性溶剂中的水变色材料添加到基底聚合物溶液中,将两者混合。作为基底聚合物溶液,例如可使用通过溶液聚合制备的基底聚合物溶液。在基底聚合物溶液中,作为聚合溶剂,优选含有极性溶剂,其中,更优选含有乙酸乙酯等非烃系有机溶剂。在此,非烃系有机溶剂是指不是烃系有机溶剂的有机溶剂。极性溶剂,特别是非烃系有机溶剂与溶解有水变色材料的极性溶剂的相容性高,因此可在得到的粘合剂组合物中均匀地混合水变色材料。
其中,作为溶解水变色材料的极性溶剂,醇、酮或在分子内包含氮原子的芳香族化合物与极性溶剂、特别是乙酸乙酯等非烃系有机溶剂的相容性高。因此,作为溶解水变色材料的极性溶剂,更优选使用醇、酮或在分子内包含氮原子的芳香族化合物,进一步优选使用醇。
<粘合剂层>
本发明的一个实施方式的粘合剂层由上述粘合剂组合物形成。图1表示本发明的一个实施方式的粘合剂层的一个构成例的示意性截面图。
上述粘合剂层可以是粘合剂组合物的固化层。即,该粘合剂层可以通过将粘合剂组合物赋予(例如涂布)于适当的表面后,适当实施固化处理来形成。在进行2种以上的固化处理(干燥、交联、聚合等)的情况下,它们可以同时或经过多阶段进行。
在使用单体成分的部分聚合物(聚合物浆料)的粘合剂组合物中,典型地,作为上述固化处理,进行最终的共聚反应。即,将部分聚合物供于进一步的共聚反应而形成完全聚合物。例如,如果是光固化性的粘合剂组合物,则实施光照射。根据需要,也可以实施交联、干燥等固化处理。例如,在需要用光固化性粘合剂组合物进行干燥的情况下(例如,单体成分的部分聚合物溶解于有机溶剂的形态的光固化性粘合剂组合物的情况下),可以在使该组合物干燥后进行光固化。
在使用完全聚合物的粘合剂组合物中,典型的是,作为上述固化处理,根据需要实施干燥(加热干燥)、交联等处理。在通过添加多官能单体而赋予光固化性(光交联性)的溶剂型粘合剂组合物的情况下,可以在将该组合物干燥后进行光固化。在此,所谓使上述组合物干燥后,可以是将经过上述干燥得到的后述粘合片材贴合于被粘物上后。后述的粘合片材可以在通过包括贴合于被粘物后使其光固化的方法进行向上述被粘物的贴附的方式中使用。
二层以上的多层结构的粘合剂层可通过贴合预先形成的粘合剂层来制作。或者,也可以在预先形成的第一粘合剂层上涂布粘合剂组合物,使该粘合剂组合物固化而形成第二粘合剂层。在向被粘物贴合后使其光固化的贴附方式中使用的后述的粘合片材所具有的粘合剂层为多层结构的情况下,上述光固化的粘合剂层可以是上述多层结构中所含的一部分的层(例如一层),也可以是全部的层。
上述粘合剂组合物的涂布例如可以使用凹版辊式涂布机、逆转辊式涂布机、辊式吻涂机、辊式浸涂机、棒涂机、刮刀涂布机、喷涂机等惯用的涂布机来实施。在后述的具有基材的形态的粘合片材中,作为在基材上设置粘合剂层的方法,可以使用在该基材上直接赋予粘合剂组合物而形成粘合剂层的直接法,也可以使用将在剥离面上形成的粘合剂层转印到基材上的转印法。
粘合剂层的厚度没有特别限定,例如可以为3μm~2000μm左右。从阶差追随性等与被粘物的密合性的观点考虑,在一些方式中,粘合剂层的厚度例如可以为5μm以上,适合为10μm以上,优选为15μm以上,更优选为25μm以上。粘合剂层的厚度可以为50μm以上,也可以大于50μm,也可以为70μm以上,也可以为100μm以上,也可以为120μm以上。
另外,从使粘合剂层变色时的外观变化显著的观点考虑,在一些方式中,粘合剂层的厚度优选为5μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为20μm以上,特别优选为50μm以上。另外,也可以为70μm以上,100μm以上,120μm以上。
另外,从防止由粘合剂层的内聚破坏引起的残胶的观点考虑,在一些方式中,粘合剂层的厚度例如可以为1000μm以下,也可以为700μm以下,也可以为500μm以下,也可以为300μm以下,200μm以下或170μm以下。
本方式的技术在粘合剂层的厚度为130μm以下、90μm以下、60μm以下(例如40μm以下)的后述的粘合片材的方式中也可以适当地实施。
需要说明的是,在具有有两层以上的多层结构的粘合剂层的后述粘合片材中,上述粘合剂层的厚度是指从被贴附于粘物的粘合面起到与该粘合面相反侧的表面的厚度。
<粘合片材>
本发明的一个实施方式涉及的粘合片材具有上述粘合剂层。本实施方式的粘合片材可以以片状应用于预想会漏水的部位,因此与糊剂、粘接剂等相比,施工性良好。
本实施方式的粘合片材可以是在片状基材(支撑体)的单面或双面具有粘合剂层的形态的带基材的粘合片材,也可以是粘合剂层保持在剥离片上的形态等的无基材的粘合片材。在此所说的粘合片材的概念中,可包含被称为粘合带、粘合标签、粘合膜等的粘合片材。
需要说明的是,粘合剂层典型的是连续地形成,但并不限定于所述形态,例如,也可以是形成为点状、条纹状等规则或随机的图案的粘合剂层。另外,本实施方式涉及的粘合片材可以为卷状,也可以为单片状。或者,也可以是进一步加工成各种形状的形态的粘合片材。
(基材)
一些方式涉及的粘合片材可以是在基材上具有粘合剂层的粘合片材。即,可以是包含与粘合剂层的另一个背面接合的基材的带基材粘合片材的形态。
图2中示出在本发明的一个实施方式的粘合片材中,在基材的单面上形成有粘合剂层的一个构成例的示意性截面图。图2所示的粘合片材20具备基材22和在基材的单面上形成的粘合剂层21。
另外,作为另一方式,图3中示出在基材的两面上形成有粘合剂层的一个构成例的示意性截面图。图3所示的粘合片材30具备基材32和在基材32的两面上形成的第1粘合剂层31a及第2粘合剂层31b。
基材的材质没有特别限定,可根据粘合片材的使用方式等适当选择。作为可使用的基材的非限定的例子,可举出以聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃为主成分的聚烯烃薄膜,以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯为主成分的聚酯薄膜,以聚氯乙烯为主成分的聚氯乙烯薄膜等塑料薄膜;由聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚氯丁二烯泡沫等发泡体形成的发泡体片;各种纤维状物质(可以是麻、棉等天然纤维、聚酯、维尼纶等合成纤维、醋酸纤维(acetate)等半合成纤维等。)的、单独形成或利用混纺等形成的织物及无纺布;日本纸、优质纸、牛皮纸、皱纹纸等纸类;铝箔、铜箔等金属箔;等。也可以是将它们复合而成的构成的基材。
作为这样的复合结构的基材的例子,例如可举出金属箔与上述塑料膜层叠而成的结构的基材,利用玻璃布等无机纤维进行了增强的塑料片等。
作为本发明的一个实施方式的粘合片材中使用的基材,优选为不会因水或水蒸气而变色的基材。通过使基材为不会因水或水蒸气而变色的基材,在将粘合片材粘贴于预想会漏水的部位的情况下,基材不会因从预想会漏水的部位以外产生的水,水蒸气而变色,因此能够准确地检测水或水蒸气从预想会漏水的部位泄漏。
另外,从变色时外观的变化显著的观点出发,基材优选为透明度高的材质。
作为本发明的一个实施方式的粘合片材的基材,可优选使用各种薄膜(以下也称为支撑薄膜。)。上述支撑膜可以像发泡体膜、无纺布片这样为多孔质的膜,也可以是非多孔质的膜,还可以是多孔质的层与非多孔质的层层叠而成的结构的膜。
在一些实施方式中,作为上述支撑膜,可优选使用包含能够独立地维持形状的(自立型的、或非依赖性的)树脂膜作为基膜的支撑膜。
在此,“树脂膜”是指非多孔质的结构,典型的是实质上不含气泡的(无空隙(voidless)的)树脂膜。因此,上述树脂膜是有别于发泡体膜、无纺布的概念。上述树脂膜可以是单层结构,也可以是两层以上的多层结构(例如三层结构)。
作为构成树脂膜的树脂材料,例如,可使用聚酯、聚烯烃、来自具有降冰片烯结构等脂肪族环结构的单体的聚环烯烃、尼龙6、尼龙66、部分芳香族聚酰胺等聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素等纤维素系聚合物、乙烯醇缩丁醛系聚合物、芳基化合物系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物等树脂。
上述树脂膜可以使用单独含有1种这样的树脂的树脂材料来形成,也可以使用混合有2种以上的上述树脂的树脂材料来形成。上述树脂膜可以是无拉伸的,也可以是拉伸(例如单轴拉伸或双轴拉伸)的。
作为构成树脂膜的树脂材料的优选例,可举出聚酯系树脂、PPS树脂及聚烯烃系树脂。
在此,聚酯系树脂是指以超过50重量%的比例含有聚酯的树脂。
同样地,PPS树脂是指以超过50重量%的比例含有PPS的树脂,聚烯烃系树脂是指以超过50重量%的比例含有聚烯烃的树脂。
作为聚酯系树脂,典型地使用包含将二羧酸与二醇缩聚而得到的聚酯作为主成分的聚酯系树脂。作为聚酯系树脂的具体例,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯等。
作为聚烯烃系树脂,可将1种聚烯烃单独使用,或将2种以上的聚烯烃组合使用。该聚烯烃例如可以是α-烯烃的均聚物,2种以上的α-烯烃的共聚物,1种或2种以上的α-烯烃与其他乙烯基单体的共聚物等。
作为具体例,可举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯丙烯橡胶(EPR)等乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等。
低密度(LD)聚烯烃和高密度(HD)聚烯烃都可以使用。作为聚烯烃系树脂薄膜的例子,可举出无拉伸聚丙烯(CPP)薄膜、双轴拉伸聚丙烯(OPP)薄膜、低密度聚乙烯(LDPE)薄膜、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜、中密度聚乙烯(MDPE)薄膜、高密度聚乙烯(HDPE)薄膜、混合了2种以上的聚乙烯(PE)的聚乙烯(PE)薄膜、将聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)共混而成的PP/PE共混膜等。
关于作为基材可优选利用的树脂膜的具体例,可举出PET膜、PEN膜、PPS膜、PEEK膜、CPP膜和OPP膜。
作为从强度方面考虑优选的例子,可举出PET膜、PEN膜、PPS膜及PEEK膜。从获得容易性,尺寸稳定性,光学特性等观点出发,作为优选的例子,可举出PET膜。
树脂膜中可以根据需要配合光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂(染料、颜料等)、填充材料、增滑剂、防粘连剂等公知的添加剂。添加剂的配合量没有特别限定,可以根据粘合片材的用途等适当设定。
树脂膜的制造方法没有特别限定。例如,可以适当采用挤出成形、吹胀成形、T模铸成形、压延辊成形等以往公知的一般的树脂膜成形方法。
上述基材可以实质上由这样的树脂膜构成。或者,除了上述树脂膜以外,上述基材还可以包含辅助性的层。作为上述辅助性的层的例子,可举出光学特性调节层(例如防反射层)、用于对基材或粘合片材赋予所期望的外观的印刷层、层压层、防静电层、底涂层、剥离层等表面处理层。另外,上述基材也可以是后述的光学部件。
基材的厚度没有特别限制,可以根据粘合片材的使用目的,使用方式等选择。基材的厚度例如可以为1000μm以下,也可以为500μm以下,也可以为100μm以下,也可以为70μm以下,也可以为50μm以下,也可以为25μm以下,也可以为10μm以下,也可以为5μm以下。
基材的厚度变小时,具有粘合片材的柔软性、对被粘物的表面形状的追随性提高的倾向。另外,从操作性、加工性等观点出发,基材的厚度例如可以为2μm以上,也可以超过5μm或超过10μm。在一些实施方式中,基材的厚度可以为例如20μm以上,可以为35μm以上,可以为55μm以上。
对于基材中与粘合剂层接合的一侧的面,可以根据需要实施电晕放电处理、等离子体处理、紫外线照射处理、酸处理、碱处理、底涂剂(底漆)的涂布、抗静电处理等以往公知的表面处理。这样的表面处理可以是用于提高基材与粘合剂层的密合性、换言之粘合剂层对基材的锚固性的处理。
底涂剂的组成没有特别限定,可以从公知的物质中适当选择。
底涂层的厚度没有特别限制,通常0.01μm~1μm左右是适当的,优选0.1μm~1μm左右。
基材中与粘合剂层接合的一侧的相反侧的面(以下,也称为背面。)可以根据需要实施剥离处理、粘接性或粘合性提高处理、抗静电处理等以往公知的表面处理。例如,通过用剥离处理剂对基材的背面进行表面处理,可以减轻卷绕成卷状的形态的粘合片材的开卷力。
作为剥离处理剂,可使用有机硅系剥离处理剂、长链烷基系剥离处理剂、烯烃系剥离处理剂、氟系剥离处理剂、脂肪酸酰胺系剥离处理剂、硫化钼、二氧化硅粉等。
(剥离衬垫)
在本实施方式的粘合片材中,在达到使用时以前,上述粘合剂层可以用剥离衬垫(隔片,剥离膜)保护。
作为剥离衬垫,可使用惯用的剥离纸等,没有特别的限定,例如可使用具有剥离处理层的基材、由氟系聚合物形成的低粘接性基材、由非极性聚合物形成的低粘接性基材等。
作为具有剥离处理层的基材,例如可举出利用有机硅系、长链烷基系、氟系、硫化钼等剥离处理剂进行了表面处理的塑料膜、纸等。
作为由氟系聚合物形成的低粘接性基材的氟系聚合物,例如可举出聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯氟乙烯-偏二氟乙烯共聚物等。
作为由非极性聚合物形成的低粘接性基材的非极性聚合物,例如可举出烯烃系树脂(例如聚乙烯、聚丙烯等)等。需要说明的是,剥离衬垫可通过公知或惯用的方法形成。另外,剥离衬垫的厚度等也没有特别限制。
在本方式的技术中,通过后述的实施例的方法测定的粘合片材的剥离强度例如可以为0.5N/25mm以上,通常为1N/25mm以上是适当的。从提高接合可靠性的观点出发,上述剥离强度例如优选为2N/25mm以上,更优选为5N/25mm以上。
在本方式的技术中,粘合片材的雾度值为约10%以下是适当的,可以为约5%以下(例如约3%以下)。上述雾度值优选为1.0%以下。在本发明中从变色或着色时的外观变化显著的观点出发,这样的透明性高的粘合片材是优选的。
粘合片材的雾度值可以小于1.0%,也可以小于0.7%,还可以为0.5%以下(例如0~0.5%)。
关于粘合片材的这些雾度值也可以优选应用于本方式的技术中的粘合剂层的雾度值。
在此,“雾度值”是指对测定对象照射可见光时的扩散透射光相对于全部透射光的比例。也称为雾度值。雾度值可用下式表示。
Th[%]=Td/Tt×100
上述式中,Th为雾度值[%],Td为散射光透射率,Tt为全光线透过率。雾度值的测定可以使用雾度计按照公知的方法进行。雾度值例如可以通过粘合剂层的组成、厚度等的选择来调节。
本方式所涉及的技术例如能够优选用于电子部件用途、光学部件用途、建筑部件用途等。
<对水或水蒸气的存在进行检测的方法>
本发明的一个实施方式的对水或水蒸气的存在进行检测的方法的特征在于,将上述粘合片材贴附于被粘物、对该贴附部位的水或水蒸气的存在。优选以覆盖被粘物的预想会漏水的部位的方式贴附上述粘合片材,从而检测该粘贴部位处的水或水蒸气的泄漏。以下,有时也将水或水蒸气的泄漏简称为“漏水”。
根据本实施方式的方法,通过对被粘物中预想会漏水的部位贴附上述粘合片材,可防止从该贴附部位漏水(止水),并且在漏水的情况下,通过粘合片材中的粘合剂层着色,可以检测水或水蒸气的存在或泄漏。
作为被粘物,只要是设想会漏水的被粘物就没有特别限定,可举出各种制品。例如,可举出汽车、船舶、飞机、铁道车辆、建筑物、家电产品、电子设备、电机产品、水管或软管类、浴室、厕所、水槽等用水处,以及它们的部分构成物(包括制造过程中的构成物)等。
另外,预想会漏水的部位是指在被粘物中设想会漏水、或有这种可能的部位,例如可举出被粘物中的构件彼此的接合部、产品设计时存在的产品上的间隙(空隙)、产品设计时的缺陷、使用时的破损部位、经年劣化引起的破损·缺陷部位等。
实施例
以下,使用实施例对本发明的实施方式进行更详细的说明。需要说明的是,例中,“份”是指质量份。
(实施例1)
[粘合剂组合物的制备]
在具备冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,加入作为单体成分的丙烯酸正丁酯(BA)65份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)15份、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)20份、作为链转移剂的α-硫代甘油0.1份、作为聚合溶剂的乙酸乙酯122份,投入偶氮二异丁腈(AIBN)0.2份作为热聚合引发剂,在氮气气氛下进行溶液聚合,由此得到含有丙烯酸系聚合物A的溶液。
在该溶液中,相对于丙烯酸系聚合物A100份,添加异氰酸酯系交联剂(商品名“Takenate D110N”,三井化学株式会社制)1.2份,作为交联催化剂的二月桂酸二辛基锡(东京Fine Chemical公司制,Envilyzer OL-1,1重量%乙酸乙酯溶液)0.01份,进而添加溶解于甲醇中的氯化钴5份,然后,进行脱泡,得到丙烯酸系的粘合剂组合物。
[粘合片材的制备]
将得到的丙烯酸系粘合剂组合物涂布在一面用有机硅进行了剥离处理的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱化学株式会社制,产品名“MRF#38”;第1剥离衬垫)上,使用涂布器进行涂布,使得干燥时的厚度为50μm,形成涂布层。
接着,放入130℃的干燥机中3分钟以将其干燥,从干燥机中取出后,将单面用有机硅进行了剥离处理的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱化学株式会社制,制品名“MRE#38”;第2剥离衬垫)的剥离处理面成为上述涂布层侧的方式被覆涂布层,得到粘合剂层的厚度为50μm的实施例1的粘合片材。
(实施例2~4)
除了如表1所示变更氯化钴的添加量以外,与实施例1同样地得到实施例2~4的粘合剂组合物和粘合片材。
(比较例1)
除了不使用氯化钴以外,与实施例1同样地操作,得到比较例1的粘合剂组合物以及粘合片材。
(比较例2)
除了将含有丙烯酸系聚合物的溶液以下述方式制备以外,与比较例1同样地得到比较例2的粘合剂组合物和粘合片材。
在具备冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,加入作为单体成分的丙烯酸正丁酯(BA)100份,丙烯酸(AA)5份和作为聚合溶剂的甲苯122份,投入作为热聚合引发剂的偶氮二异丁腈(AIBN)0.2份,在氮气气氛下进行溶液聚合,由此得到含有丙烯酸系聚合物B的溶液。
<水变色材料的相容性>
在实施例的粘合剂组合物中,将溶解于甲醇中的氯化钴与基底粘合剂(丙烯酸系聚合物A)相容的情况记为〇,将不相容的情况记为×。结果如表1所示。需要说明的是,表1中,在不含氯化钴的比较例的粘合剂组合物中,记为“-”。
<变色试验A>
将所得粘合片材的一个剥离衬垫(第2剥离衬垫)剥离,用手动辊转印到作为基材的厚度50μm的PET膜(东丽制,Lumirror S10#50)上,得到粘合带的样品。将所得粘合带样品的另一个剥离衬垫(第1剥离衬垫)剥离,在将粘合剂层剥离出的状态下在40℃、92%RH的环境中保存,目视评价5分钟后粘合剂层的颜色变化。变色的为○,未变色的为×。结果如表1所示。
<变色试验B>
将所得粘合片材的一个剥离衬垫(第2剥离衬垫)剥离,用手动辊转印到作为基材的厚度50μm的PET膜(东丽制,Lumirror S10#50)上,得到粘合带的样品。将得到的粘合带的样品的另一个剥离衬垫(第1剥离衬垫)剥离,在开设有的贯通孔的1mm厚的亚克力板(三菱化学制,ACRYLITE)上以覆盖贯通孔的方式粘贴胶带,从亚克力板的没有粘贴胶带的面使300μL水附着于贯通孔,目视评价5分钟后的粘合剂层的颜色变化。变色的为○,未变色的为×。结果如表1所示。
<基于变色试验A的透光率的变化>
将所得粘合片材的单面的剥离衬垫剥离,将粘合片材贴合于无碱玻璃板后,将另一面的剥离衬垫剥离,通过紫外-可见分光光度计(日立高新技术制“U-4100”)测定380nm~780nm的可见光区域的透射光谱。由得到的透射光谱读取变色试验A前的波长600nm以上700nm以下的最小的光透射率。结果如表1所示。
另外,对于变色试验A后的样品,将两面被剥离衬垫夹住的粘合片材的单面的剥离衬垫剥离,在将一个粘合剂层剥离出的状态下,在40℃90%RH的环境中保存。然后,在从保管环境取出后1分钟以内,完成向无碱玻璃的贴合和向紫外-可见分光光度计的样品设置,测定380nm~780nm的可见光区域的透射光谱。由得到的透射光谱读取变色试验A后的波长600nm以上700nm以下的最小的光透射率。结果如表1所示。
将变色试验A前的上述波长范围的最小透射率为30%以下且变色试验A后的上述波长范围的最小透射率为70%以上的评价为○,将不满足上述条件的评价为×。结果如表1所示。
<180°剥离力>
从得到的粘合片材上剥离第2剥离衬垫,贴合在经电晕处理的厚度100μm的PET膜上,制作单面粘合片材。将其切成宽25mm,长100mm的尺寸,制作试验片。
在23℃、50%RH的环境下,从上述试验片上剥离第1剥离衬垫,使2kg的橡胶辊往返一次,将露出的粘合面压接在作为被粘物的玻璃板(Corning公司制,Gorilla玻璃3)上。对其进行高压釜处理(50℃,0.5MPa,15分钟)。然后,在23℃、50%RH的环境下,使用拉伸试验机(Minebea公司制,万能拉伸压缩试验机,装置名“拉伸压缩试验机,TCM-1kNB”),在拉伸速度300mm/分钟、剥离角度180度的条件下测定试验片从玻璃板上的剥离强度(180°剥离力)。测定进行3次,将它们的平均值示于表1。
[表1]
表1(重量份)
根据表1的结果,在实施例的粘合剂组合物中可确认到水变色材料(氯化钴)和丙烯酸系聚合物的相容性,另外,可确认到在水或水蒸气的作用下发生变色。
另外,实施例的粘合剂组合物即使在含有水变色材料的情况下也得到了充分的剥离强度。
另外,在使用实施例的粘合剂组合物的情况下,在变色试验A和变色试验B的任一试验中均未确认到漏水,确认到了具备止水功能。
尽管已经参考附图描述了各种实施例,但是本发明当然不限于这样的示例。本领域技术人员可理解,在权利要求书中记载的范畴内,可想到各种变形例或修改例,这些变形例、修改例当然也属于本发明的技术范围。另外,在不脱离发明的主旨的范围内,也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
需要说明的是,本申请基于2021年2月8日申请的日本专利申请(日本特愿2021-018308),其内容作为参照而援引于本申请中。
附图标记说明
20、30粘合片材
11、21粘合剂层
22、32基材
31a第1粘合剂层
31b第2粘合剂层
Claims (11)
1.粘合剂组合物,其包含基底聚合物、及因水或水蒸气而变色的材料。
2.如权利要求1所述的粘合剂组合物,其还包含极性溶剂。
3.如权利要求2所述的粘合剂组合物,其中,所述极性溶剂包含醇、酮、及在分子内包含氮原子的芳香族化合物中的至少1种。
4.如权利要求1~3中任一项所述的粘合剂组合物,其中,所述基底聚合物包含丙烯酸系聚合物。
5.如权利要求1~4中任一项所述的粘合剂组合物,其中,所述因水或水蒸气而变色的材料包含水分子所能配位的过渡金属化合物。
6.如权利要求5所述的粘合剂组合物,其中,所述水分子所能配位的过渡金属化合物为氯化钴。
7.粘合片材,其具备由权利要求1~6中任一项所述的粘合剂组合物形成的粘合剂层。
8.如权利要求7所述的粘合片材,其中,所述粘合剂层被设置在基材上。
9.如权利要求7或8所述的粘合片材,其中,其用于对水或水蒸气从预想会漏水的部位的泄露进行检测。
10.粘合剂组合物的制造方法,所述粘合剂组合物包含基底聚合物及因水或水蒸气而变色的材料,其中,所述制造方法包括:
使因水或水蒸气而变色的材料溶解于极性溶剂的工序;及
将溶解于所述极性溶剂的所述因水或水蒸气而变色的材料添加至基底聚合物溶液的工序。
11.将权利要求7~9中任一项所述的粘合片材贴附于被粘物、对该贴附部位处的水或水蒸气的存在进行检测的方法。
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