JP2020063425A - 活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物および剥離型粘着シート - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、上記第1の要旨の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物がイソシアネート系架橋剤(C)により架橋された粘着剤層を有する剥離型粘着シートを第2の要旨とする。
本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリルあるいはメタクリルを、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
また、アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリレート系モノマーを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
なお、本発明において、「シート」とは、特に「フィルム」、「テープ」と区別するものではなく、これらも含めた意味として記載するものである。
以下、各構成成分について説明する。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)と官能基含有モノマー(a2)、必要に応じて、その他の共重合性モノマー(a3)とを共重合させて得られるものである。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)のなかでも、共重合性、粘着物性、取り扱いやすさおよび原料入手しやすさの点で、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
上記水酸基含有モノマーのなかでも、後述のイソシアネート系架橋剤(C)との反応性に優れる点で、1級水酸基含有モノマーが好ましく、特には2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
ここで、アクリル系樹脂(A)を構成するモノマーをホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JIS K 7121−1987や、JIS K 6240に準拠した方法で測定することができる。
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B)は、ウレタン結合および(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。
なお、本発明においてウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B)は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b1)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
上記多価イソシアネート系化合物(b2)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
上記多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
上記環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等が挙げられる。
上記多価アルコールとしては、前記ポリエステル系ポリオールの説明中で例示の多価アルコール等が挙げられ、上記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネート等が挙げられる。
なお、ポリカーボネート系ポリオールは、例えば、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
ポリブタジエン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリブタジエンポリオールであってもよい。
ポリイソプレン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリイソプレンポリオールであってもよい。
通常、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B1)の場合には、上記水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b1)と多価イソシアネート系化合物(b2)とを、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B2)の場合にはさらにポリオール系化合物(b3)を、反応器に一括または別々に仕込み公知の反応手段によりウレタン化反応させて製造することができる。また、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B2)を製造する場合には、ポリオール系化合物(b3)と多価イソシアネート系化合物(b2)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b1)を反応させる方法が、ウレタン化反応の安定性や副生成物の低減等の点で有用である。
かかるエチレン性不飽和基数が多すぎると活性エネルギー線照射後の架橋密度が大きくなりすぎて、粘着剤層にクラックが発生しやすくなり、少なすぎると充分な架橋密度が得られないため、活性エネルギー線照射後に剥離しにくくなる傾向がある。
本発明は、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤(C)を用いるわけであるが、そのなかでも特定構造を有するイソシアネート系架橋剤である場合に、活性エネルギー線照射前の粘着力および耐熱性に優れるという顕著な効果を奏する。
なお、本発明においては、イソシアネート系架橋剤(C)として、脂環族系または芳香族系多価イソシアネート(c1)以外の架橋剤を、本発明の目的を損なわない範囲内、例えば、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、15重量部以下、好ましくは10重量部以下の範囲内で併用することもできる。
上記光重合性開始剤(D)としては、光の作用によりラジカルを発生するものであればよく、例えば、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、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、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、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、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のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;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(tert−ブチルパーオキシカルボニル)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のベンゾフェノン類;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のチオキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。なかでも、好ましくは、アセトフェノン類、とりわけ2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノンや、チオキサントン類、とりわけ2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイドである。
なお、これら光重合性開始剤(D)は、単独で用いるか、または2種以上を併用することができる。
光重合性開始剤(D)の含有量が少なすぎると活性エネルギー線照射後の剥離性が低下しやすくなる傾向があり、多すぎると被加工部材に対する汚染性が増大する傾向がある。
本発明の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、さらに例えば、エチレン性不飽和化合物を配合することも活性エネルギー線照射後の剥離性の点で好ましく、また、帯電防止剤、酸化防止剤、重合禁止剤、可塑剤、充填剤、顔料、希釈剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、粘着付与樹脂等の添加剤をさらに含有していてもよい。これらの添加剤は1種を単独でまたは2種以上を併せて用いることができる。特に酸化防止剤は、粘着剤層の安定性を保つのに有効である。酸化防止剤を配合する場合の含有量は、特に制限はないが、好ましくは0.01〜5重量%である。なお、添加剤の他にも、活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されていてもよい。
以下、上記剥離型粘着シートについて説明する。
また、活性エネルギー線照射後の粘着力は、0.7N/25mm以下が好ましく、さらには0.65N/25mm以下が好ましい。
〔アクリル系樹脂(A−1)〕
温度調節機、温度計、撹拌機、滴下ロートおよび還流冷却器を備えた反応器内に、酢酸エチル29部を仕込み、撹拌しながら昇温し、内温が78℃で安定した段階で、共重合成分としてn−ブチルアクリレート58.8部、メチルアクリレート40部、2−ヒドロキシエチルアクリレート1部、ジメチルアミノエチルアクリレート0.2部、重合触媒としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.037部を混合溶解させた混合物を2時間にわたって滴下し、還流下で反応させた。次いで、反応開始から5.5時間後にトルエン4部とAIBN0.05部を溶解させた液を添加し、反応開始から7.5時間後に酢酸エチル87.5部とトルエン101部を投入し反応を終了させ、アクリル系樹脂(A−1)溶液〔重量平均分子量48万、ガラス転移温度−33.7℃、樹脂分37.3%、粘度7,200mPa・s(25℃)〕を得た。
上記アクリル系樹脂(A−1)において、共重合成分としてn−ブチルアクリレート59部、メチルアクリレート40部、2−ヒドロキシエチルアタクリレート1部を用いたこと以外はアクリル系樹脂(A−1)と同様にしてアクリル系樹脂(A−2)溶液〔重量平均分子量72万、ガラス転移温度−33.8℃、樹脂分36.5%、粘度8,600mPa・s(25℃)〕を得た。
<ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B)の調製>
〔ウレタンアクリレート(B1−1)〕
温度調節機、温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート6.6部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(水酸基価48mgKOH/g)93.4部、重合禁止剤として2,6−ジ−tert−ブチルクレゾール0.06部、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.3%以下となった時点で反応を終了し、ウレタンアクリレート(B1−1)(エチレン性不飽和基10個、重量平均分子量2,000)混合物を得た。
・イソシアネート系架橋剤(C−1):キシ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(三井化学社製:タケネートD−110N)
・イソシアネート系架橋剤(C−2):イソホロ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(三井化学社製:タケネートD−140N)
・イソシアネート系架橋剤(C’−1):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(三井化学社製:タケネートD−101E)
・イソシアネート系架橋剤(C’−2):トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(三井化学社製:タケネートD−204EA)
・光重合性開始剤(D−1):2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(IGM Resin社製:OMNIRAD379)
〔粘着剤組成物の調製〕
上記で得られたアクリル系樹脂(A−1)溶液の樹脂分を40%に調整し、かかる樹脂溶液100部(樹脂分40部)、ウレタンアクリレート(B1−1)20部、イソシアネート系架橋剤(C−1)0.72部(アクリル系樹脂(A)の水酸基に対して0.78当量)、光重合性開始剤(D−1)0.6部、希釈溶剤として酢酸エチル30部を混合し、活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得た。
得られた活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を、基材シートとして、易接着ポリエチレンテレフタレートフイルム(膜厚38μm)(東レ社製、「T60 ルミラー」)上に、アプリケーターで塗工した後、100℃で2分間乾燥後、離型フィルム(三井化学東セロ社製、「SP−PET 38 01−BU」)に貼付し、40℃にて7日間エージングすることにより、剥離型粘着シート(粘着剤層の厚み25μm)を得た。
得られた剥離型粘着シートを用いて下記の評価を行った。
上記で得られた剥離型粘着シートから25mm×100mmの試験片を作製し、離型フィルムを剥がしたうえで、ステンレス板(SUS304BA板)に23℃、相対湿度50%の雰囲気下にて重量2kgのゴムローラーを2往復させて加圧貼付し、同雰囲気下で30分間放置した後、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
○・・・6.0N/25mm以上
△・・・5.5N/25mm以上、6.0N/25mm未満
×・・・5.5N/25mm未満
上記で得られた剥離型粘着シートから25mm×100mmの試験片を作製し、離型フィルムを剥がしたうえで、ステンレス板(SUS304BA板)に23℃、相対湿度50%の雰囲気下にて重量2kgのゴムローラーを2往復させて加圧貼付し、その後150℃で1時間加熱処理を行った。加熱処理後の剥離型粘着シートを貼付したステンレス板を、23℃、相対湿度50%の雰囲気下で30分間放置した後、80Wの高圧水銀灯を1灯用いて、18cmの高さから5.1m/minのコンベア速度で紫外線照射(積算照射量180mJ/cm2)を行った。さらに23℃、相対湿度50%の雰囲気下で30分間放置した後、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
○・・・0.65N/25mm以下
△・・・0.65N/25mm超、0.7N/25mm以下
×・・・0.7N/25mm超、もしくは糊残りが発生
異物が付着していない4インチ角のステンレス板(SUS304BA板)の表面に、上記で得られた剥離型粘着シートを貼付し、その後150℃で1時間加熱処理を行った。加熱処理後の、剥離型粘着シートを貼付したステンレス板を、23℃、相対湿度65%の雰囲気下に1時間放置した後、80Wの高圧水銀灯を1灯用いて、18cmの高さから5.1m/minのコンベア速度で紫外線照射(積算照射量180mJ/cm2)を行った。その後、ステンレス板の表面から剥離型粘着シートを剥離し、剥離後のステンレス板について、目視で糊残りを確認し、汚染性を評価した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
○・・・糊残りなし
△・・・部分的に糊残りあり
×・・・全面に糊残りあり
実施例1において、アクリル系樹脂(A−1)溶液の代わりにアクリル系樹脂(A−2)溶液を配合した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1において、アクリル系樹脂(A−1)溶液の代わりにアクリル系樹脂(A−2)溶液を配合し、イソシアネート系架橋剤(C−1)の代わりにイソシアネート系架橋剤(C−2)を0.8部(アクリル系樹脂(A)の水酸基に対して0.78当量)配合した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1において、イソシアネート系架橋剤(C−1)の代わりにイソシアネート系架橋剤(C’−1)を0.64部(アクリル系樹脂(A)の水酸基に対して0.78当量)を配合した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1において、アクリル系樹脂(A−1)溶液の代わりにアクリル系樹脂(A−2)溶液を配合し、イソシアネート系架橋剤(C−1)の代わりにイソシアネート系架橋剤(C’−1)を0.64部(アクリル系樹脂(A)の水酸基に対して0.78当量)を配合した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1において、イソシアネート系架橋剤(C−1)の代わりにイソシアネート系架橋剤(C’−2)を0.76部(アクリル系樹脂(A)の水酸基に対して0.78当量)を配合した以外は実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物を得、実施例1と同様の評価を行った。
Claims (7)
- アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B)、イソシアネート系架橋剤(C)及び光重合性開始剤(D)を含有する活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物であって、
上記イソシアネート系架橋剤(C)が、1級炭素に結合したイソシアネート基を少なくとも1個有する脂環族系または芳香族系多価イソシアネート(c1)であることを特徴とする活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。 - 上記脂環族系または芳香族系多価イソシアネート(c1)が、キシリレンジイソシアネートの誘導体であることを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。
- 上記脂環族系または芳香族系多価イソシアネート(c1)が、ポリオール化合物のアダクト体であることを特徴とする請求項1または2記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。
- 上記イソシアネート系架橋剤(C)の含有量が、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。
- 上記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)が−60〜0℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。
- 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B)が、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b1)と多価イソシアネート系化合物(b2)との反応物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性剥離型粘着剤組成物がイソシアネート系架橋剤(C)により架橋された粘着剤層を有することを特徴とする剥離型粘着シート。
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