JP7275650B2 - 難接着被着体用粘着剤組成物、難接着被着体用粘着剤および難接着被着体用粘着テープ - Google Patents
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Description
このことから、ポリマーの屋根シート材料(例えば、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)、熱可塑性ポリオレフィンゴム、改質アスファルト等の難接着部材からなるシートおよびポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレンからなるシート等)等の継ぎ目の気密・防水を目的として粘着テープを用いる場合、これらの難接着性被着体に対して、接着性が高いブチルゴムを用いた粘着テープやアスファルトを用いた粘着テープが用いられている。しかし、ブチルゴムを用いた粘着テープやアスファルトを用いた粘着テープは、耐久性や耐熱性が悪く、また、せん断力に対して弱いことや、一定の応力下におけるクリープ性(保持力)が弱くシートがずれる等の問題点がある。そして、従来のアクリル系粘着剤組成物を用いたテープは、ポリマーの屋根シート材料等の難接着性被着体に対する接着性に劣るため、ほとんど用いられることがなかった。しかし、市場からは、ポリマーの屋根シート材料等の難接着性被着体に対して、ブチルゴムを用いた粘着テープやアスファルトを用いた粘着テープと同等の接着性を有し、保持力が改善されたアクリル系粘着剤組成物を用いたテープが望まれている。
また、上記粘着テープはEPDMのような低極性の難接着被着体に対して強固に接着するとともに、テープで固定したシート等がずれないような高い保持力が求められている。
(ここで、R1は水素またはメチル基、R2は飽和脂肪族、不飽和脂肪族、芳香族、飽和脂環族、または2価の不飽和脂環族炭化水素、nは1以上の正数を示す。)
〔式〕 CH2=CR1-CO-O-(R2-COO-)nH ・・・(1)
(ここで、R1は水素またはメチル基、R2は飽和脂肪族、不飽和脂肪族、芳香族、飽和脂環族、または2価の不飽和脂環族炭化水素、nは1以上の正数を示す。)
(a1)上記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマー 1~20重量%
(a2)(メタ)アクリル酸 0.1~5重量%
(a3)炭素数4~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(但し、t-ブチル(メタ)アクリレートを除く) 55~97重量%
(a4)炭素数1~3のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、環状構造含有モノマーおよび炭素数3~10のビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種 11重量%以下
なお、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。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、下記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマー(a1)および(メタ)アクリル酸(a2)を含む共重合成分(a)を共重合してなるものである。
本発明で用いる(a1)成分は、下記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマーである。
(ここで、R1は水素またはメチル基、R2は飽和脂肪族、不飽和脂肪族、芳香族、飽和脂環族、または2価の不飽和脂環族炭化水素、nは1以上の正数を示す。)
(メタ)アクリル酸(a2)の含有割合としては、共重合成分(a)全体に対して0.1~5重量%であることが好ましく、特には0.5~4.5重量%、さらには1~4重量%であることが好ましい。含有割合が少なすぎると難接着被着体に対する接着性が低下する傾向があり、多すぎても難接着被着体に対する接着性が低下する傾向がある。
上記炭素数4~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(但し、t-ブチル(メタ)アクリレートを除く)(a3)としては、炭素数4~7のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-1)、および、炭素数8~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-2)を含有することが好ましい。
上記(a4)成分は、炭素数1~3のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、環状構造含有モノマーおよび炭素数3~10のビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である。なかでも、炭素数1~3のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明で用いる共重合成分(a)には、さらに水酸基含有モノマー(a5)を共重合成分として含有させることが望ましい。
本発明では必要に応じて、その他の重合性モノマー(a6)を用いてもよく、その他の重合性モノマー(a6)としては、例えば、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマー等の官能基含有モノマーやその他の共重合性モノマーがあげられる。
本発明の難接着被着体用粘着剤組成物は、上記アクリル系樹脂(A)に加え、架橋剤(B)を含有することが接着性および保持力の点から好ましい。
粘着付与剤(C)は、アクリル系樹脂(A)の良好な物性をさらに発揮させるために用いられるものであり、本発明の難接着被着体用粘着剤組成物に含有されることが好ましい。粘着付与剤(C)としては、アクリル系樹脂(A)に相溶性を示す樹脂、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、クマロン系樹脂、石油系樹脂等があげられる。これらの粘着付与剤(C)は、単独でもしくは2種類以上を併せて用いることができる。なかでも、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂が好ましい。
上記各成分を混合することにより、本発明の難接着被着体用粘着剤組成物を得ることができる。また、この難接着被着体用粘着剤組成物が架橋されることにより、本発明の難接着被着体用粘着剤が得られる。そして、この難接着被着体用粘着剤は、本発明の難接着被着体用粘着テープの粘着剤層として好適に用いることができる。
本発明の難接着被着体用粘着テープは、上記難接着被着体用粘着剤組成物を架橋することにより得られた難接着被着体用粘着剤を、粘着剤層として含有するものである。具体的には、上記難接着被着体用粘着剤組成物を、酢酸エチル等の溶媒に溶解させて、固形分濃度が10~70重量%になるように塗工用の難接着被着体用粘着剤組成物溶液を調液し、この溶液を基材に塗工、乾燥することにより難接着被着体用粘着テープとすることができる。
かかる厚みが厚すぎると粘着剤の塗工が困難になる傾向があり、薄すぎると充分な粘着力が得られない傾向がある。
そして、難接着被着体用粘着テープが、両面粘着テープであり、枚葉状態である場合には、2つの粘着剤層の両方の表面にリリースライナーが設けられることが好ましく、また、ロール状態の場合には、2つの粘着剤層の一方の表面のみにリリースライナーが設けられることが好ましい。
また、被着体として比較的極性が高いSUS304鋼の試験板を使用した場合は、180°剥離強度が25N/25mm以上であることが好ましく、特に好ましくは30N/25mm以上、さらに好ましくは35N/25mm以上である。なお、上限は通常100N/25mm程度である。
なお、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、分散度、ガラス転移温度、および粘度に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
アクリル系樹脂(A)の製造に先立ち、製造に用いる共重合成分(a)として以下のものを用意した。
(a1)成分
下記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマー
CH2=CR1-CO-O-(R2-COO-)nH ・・・(1)
上記一般式(1)においてR1は水素、R2はエチレン鎖、nは1~5
(a2)成分
・アクリル酸(AAc)
(a3-1)成分
・n-ブチルアクリレート(BA)
(a3-2)成分
・2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)
(a-4)成分
・メチルアクリレート(MA)
(a-5)成分
・2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)
サイポマーHは、一般式(1)のR1が水素、R2がエチレン鎖、n=1~5の化合物(a1)を75%と、アクリル酸(a2)を25%含有する混合物である(以下、サイポマーHを「β-CEA」と称し、サイポマーHに含まれる、一般式(1)の化合物をまとめて「CAO」と称することがある)。
温度計、撹拌機および還流冷却機を備えた反応器内に、サイポマーH5部〔CAO(a1)3.75部、アクリル酸(a2)1.25部〕、n-ブチルアクリレート(a3-1)26.7部、2-エチルヘキシルアクリレート(a3-2)65.2部、メチルアクリレート(a4)3部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(a5)0.1部、酢酸エチル55部、および重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.15部を仕込み、撹拌しながら昇温し、酢酸エチル還流温度にて7時間重合させた後、酢酸エチルで希釈して、固形分50%のアクリル系樹脂(A-1)溶液を得た。
得られたアクリル系樹脂(A-1)の重量平均分子量は55万、分散度4.3、ガラス転移温度は-61℃であった。
アクリル系樹脂(A-1)の製造において、共重合成分の組成を下記表1の示すように変更した以外は同様に行い、アクリル系樹脂(A-2)~(A-4)および(A’-1)の溶液を得た。
架橋剤(B)として以下のものを用意した。
・B-1:エポキシ系架橋剤:三菱ガス化学社製、テトラッドC(1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン)
粘着付与剤として以下のものを用意した。
・C-1:不均化ロジンエステル:荒川化学工業社製、スーパーエステルA-100(不均化ロジンのグリセリンエステル、軟化点95~105℃)
・C-2:石油系樹脂:三井化学社製、FTR6100(スチレン系モノマーと脂肪族モノマーの共重合樹脂、軟化点95℃)
上記のようにして調製、準備したアクリル系樹脂(A-1)溶液について、その固形分100部に対して、架橋剤(B-1)〔エポキシ系架橋剤(テトラッドC)〕を0.04部、粘着付与剤(C-1)〔不均化ロジンエステル(スーパーエステルA-100)〕を15部混合した。その後、酢酸エチルにて固形分濃度を40%になるように調液し、均一になるまで撹拌して、難接着被着体用粘着剤組成物の溶液を得た。
上記実施例1において、難接着被着体用粘着組成物の組成を後記表2の示すように変更した以外は同様に行い、実施例2~5および比較例1の難接着被着体用粘着剤組成物の溶液を得た。
上記のようにして準備した難接着被着体用粘着剤組成物の溶液を紙製リリースライナー〔SS-70-SBX(シノムラ化学工業社製)〕の剥離面に対して乾燥後の厚みが110μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、その後80℃で5分間乾燥し、フラットヤーン(ダイヤテックス社製、厚み130μm)を貼り合わせた。その後、40℃の乾燥機中で7日間加熱エージング処理を行い、難接着被着体用粘着テープを作製した。
得られた難接着被着体用粘着テープから紙製リリースライナーを剥離し、粘着剤層面から粘着剤をピッキングし、SUS製の200メッシュ金網で包んだ後、23℃に保ったトルエンに48時間浸漬し、その後金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とした。
ゲル分率(%)
=不溶解の粘着剤成分の重量(g)/浸漬前の粘着剤成分の重量(g)×100
上記粘着テープを幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作製した。また、被着体としてエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)(エンジニアリングテストサービス社製、標準試験版EPDM-70)クロロプレンゴム(CR)(日本テストパネル社製、標準試験板)、天然ゴム(NR)(日本テストパネル社製、標準試験板)、スチレンブタジエンゴム(SBR)(日本テストパネル社製、標準試験板)およびブチルゴム(IIR)(日本テストパネル社製、標準試験板)の試験板をメタノールで表面を洗浄した後、23℃、50%RHの雰囲気化で一晩静置して用いた。上記試験片から紙製リリースライナーを剥離し、試験片の粘着剤層を上記試験板に、重さ2kgのローラーを圧着速さ10mm/sで2往復させて圧着させた。圧着後、23℃、50%RHの雰囲気下に30分間静置し、試験片の遊び部分を180°折り返し、30mm剥がした後、同雰囲気下で剥離強度試験機の下部のチャックに試験板を、上部のチャックに試験片の端をそれぞれ固定し、引き剥がし角度180°、300mm/minの速度で被着体から粘着テープを引き剥がし、剥離強度を測定し、下記のように評価した。
〔評価基準〕
A:剥離強度が17N/25mm以上
B:剥離強度が15N/25mm以上、17N/25mm未満
C:剥離強度が15N/25mm未満
上記粘着テープを幅25mm、長さ75mmにカットして試験片を作製した。また、被着体としてEPDMの試験板を用いた。この試験板に、紙製リリースライナーを剥離した試験片の粘着剤層と試験板との接触面積が幅25mm×長さ25mmになるように、上記試験片を重さ2kgのローラーを圧着速さ10mm/sで2往復させて圧着させた。また、試験片の粘着剤が露出する部分は折り返した。圧着後23℃、50%RHの環境にて30分間静置し、その後40℃の環境に移し20分間静置した。試験板に対し試験片が鉛直に垂れ下がるように1000gの錘を取り付け、その後40℃の環境にて試験片が落下した時間を測定し、その保持時間を下記のように評価した。
〔評価基準〕
A:150分間以上
B:80分間以上、150分間未満
C:80分間未満
実施例1において、粘着テープを、ゴム系の難接着被着体固定によく用いられる市販のアスファルト系粘着テープに変更して同様の評価を行った。
実施例1において、粘着テープを、ゴム系の難接着被着体固定によく用いられる市販のブチルゴム系粘着テープに変更して同様の評価を行った。
また、比較例2および3品はEPDMのような難接着被着体に対しては高い剥離強度を有するものの保持力が低く、一定の応力下におけるクリープ性が劣るものであった。
Claims (8)
- アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)とを含有する難接着被着体用粘着剤組成物であって、
上記アクリル系樹脂(A)が、下記(a1)~(a4)を含む共重合成分(a)を共重合してなり、下記(a3)が炭素数4~7のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-1)、および炭素数8~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-2)を含有することを特徴とする難接着被着体用粘着剤組成物。
(a1)下記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマー 1~20重量%
〔式〕 CH2=CR1-CO-O-(R2-COO-)nH ・・・(1)
(ここで、R1は水素またはメチル基、R2は飽和脂肪族、不飽和脂肪族、芳香族、飽和脂環族、または2価の不飽和脂環族炭化水素、nは1以上の正数を示す。)
(a2)(メタ)アクリル酸 0.1~5重量%
(a3)炭素数4~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(但し、t-ブチル(メタ)アクリレートを除く) 55~97重量%
(a4)炭素数1~3のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、環状構造含有モノマーおよび炭素数3~10のビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種 1~11重量% - 上記炭素数4~7のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-1)の炭素数8~24のアルキル基を有する(メタ)アクリレート(a3-2)に対する含有割合が、重量比で、(a3-1)/(a3-2)=1/99~85/15であることを特徴とする請求項1記載の難接着被着体用粘着剤組成物。
- 上記一般式(1)で示される末端カルボキシ基含有モノマー(a1)100重量部に対する上記(メタ)アクリル酸(a2)の含有量が10~400重量部であることを特徴とする請求項1または2記載の難接着被着体用粘着剤組成物。
- 上記共重合成分(a)として、さらに水酸基含有モノマー(a5)を含有す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難接着被着体用粘着剤組成物。
- さらに、粘着付与剤(C)を含有す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難接着被着体用粘着剤組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の難接着被着体用粘着剤組成物が架橋されてなることを特徴とする難接着被着体用粘着剤。
- 請求項6記載の難接着被着体用粘着剤が基材上に形成されてなることを特徴とする難接着被着体用粘着テープ。
- 上記難接着被着体がエチレンプロピレンジエンゴム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難接着被着体用粘着剤組成物。
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