JPWO2012165619A1 - 易解体性粘着剤組成物及び易解体性粘着テープ - Google Patents

易解体性粘着剤組成物及び易解体性粘着テープ Download PDF

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Abstract

カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、前記極性基含有モノマーの含有量がアクリル系重合体を形成するモノマー成分中の5〜30質量%であるアクリル系重合体、および、酸触媒又は酸発生剤を含有する易解体性粘着剤組成物により、好適な接着性と解体性を実現でき、解体時に被着体/基材界面又は粘着剤層/被着体界面から良好に剥離できる。

Description

本発明は、被着体への貼付け、物品間の固定を行った後、一定期間経過後に当該貼付けや固定を容易に解体できる易解体性粘着テープ及び当該易解体性粘着テープを与える易解体性粘着剤組成物に関する。
粘着テープは、作業性に優れる接着信頼性の高い接合手段として、OA機器、IT・家電製品、自動車等の各産業分野での部品固定用途や、部品の仮固定用途、製品情報を表示するラベル用途等に使用されている。近年、地球環境保護の観点から、これら家電や自動車等の各種の産業分野において、使用済み製品のリサイクル、リユースの要請が高まっている。各種製品をリサイクル、リユースする際には、部品の固定やラベルに使用されている粘着テープを剥離する作業が必要となるが、当該粘着テープは製品中の各所に設けられているため、簡易な除去工程による作業コストの低減が要望されている。
易解体性の粘着テープとしては、例えば、接着力が相違する2層以上の粘着層を有する粘着部材が開示されている(特許文献1参照)。当該粘着テープは、重畳構造の粘着層を有する粘着部材における弱粘着層を介して被着体を接合処理することにより、被着体の強固な固着と、当該弱粘着層を剥離面とする容易な解体を実現するとの粘着部材である。しかし、当該粘着部材は、複数の粘着剤層を必須の構成とするため製造コストが高くなる問題があった。また、弱粘着層により被着体との接着が行われる構成であるため接着力を高めるには制限があり、強固に物品を固定する用途への展開が困難であった。特に、OA機器、IT・家電製品、自動車等での部品固定用途においては、粘着テープに熱がかかる環境下で使用されることも多く、高温下での良好な接着性能も求められる場合があった。
他の易解体性の粘着剤組成物として、脂肪族ポリエステルを含有する粘着剤組成物が開示されている(特許文献2参照)。当該粘着剤組成物は、温水浸漬での剥離作業においてポリカプロラクトンの加水分解促進作用により容易に剥離できることが開示されている。しかし当該粘着剤組成物は、剥離時に温水浸漬が必要であることから、解体作業を行う部材が大きい場合には設備コストが大きく、電子部品等を再利用する際などの水を使用できない部品へは適用できないものであった。
また、解体時に粘着テープの接着力が大幅に低下した場合にも、粘着テープの被着体からの剥離や基材からの粘着剤層の剥離に際しては、解体時に粘着剤層が凝集破壊すると残存する粘着剤層の除去が必要となり、多量の工業製品等の解体時には作業性に劣る場合があった。
また、アクリル系のブロック共重合体を使用した粘着剤組成物として、アクリル系ポリマーブロック中にカルボキシル前駆基(−COOt−ブチル)を有するアクリル共重合体を製造した後、当該カルボキシル前駆基をカルボキシル基に変換したブロック共重合体を含有する粘着剤組成物が開示されている(特許文献3参照)。当該粘着剤組成物は、カルボキシル前駆基として、t−ブチル基を側鎖に有するアクリル系共重合体を製造する工程を有するものであるが、得られる粘着剤組成物中には当該t−ブチル基は残存せず、解体性を有するものでは無かった。
特開平10−140093号公報 特開平9−137145号公報 特開2002−167566号公報
本発明が解決しようとする課題は、好適に被着体への貼付けや部品間の固定が可能で、かつ、解体時には温水等の水を使用しなくとも、加熱やエネルギー線照射により容易に解体可能な易解体性粘着テープ及び当該易解体性粘着テープを実現可能な粘着剤組成物を提供することにある。
また、上記解体性に優れ、高温下での接着性に優れた易解体性粘着テープ及び当該易解体性粘着テープを実現可能な粘着剤組成物を提供することにある。
さらには、解体時の粘着テープの被着体からの剥離や基材からの粘着剤層の剥離の際にも各界面にて解体が可能な易解体性粘着テープ及び当該易解体性粘着テープを実現可能な粘着剤組成物を提供することにある。
本発明は以下の態様を含む。
(1)アクリル系重合体、および、酸触媒又は酸発生剤を含有する粘着剤組成物であって、前記アクリル系重合体が、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、前記極性基含有モノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の5〜30質量%であることを特徴とする易解体性粘着剤組成物。
(2)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーが、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも一種である前記(1)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(3)前記極性基含有モノマーが、水酸基含有ビニルモノマーである前記(1)又は(2)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(4)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の1〜75質量%である前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(5)前記アクリル系重合体が、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と、前記n−ブチルアクリレート及び前記極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とを有するアクリル系ブロック重合体である前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する易解体性粘着テープ。
本発明の易解体性粘着剤組成物によれば、アクリル系重合体の有する良好な粘着特性を低減させることなく、解体時には熱や光等の簡易な手段により、容易に糊残りなく解体することができる。また、解体時に解体時の粘着テープの被着体からの剥離や基材からの粘着剤層の剥離の際にも粘着剤層が界面剥離しやすいため、被着体や基材への粘着剤層の残存が生じにくく解体時の作業性も良好となる。このため、リサイクルやリユースに適用されるOA機器、IT・家電製品、自動車等の各産業分野での部品固定用途や部品の仮固定用途、製品情報を表示するラベル用途等に特段の制限なく好適に適用でき、解体時にも簡易な加熱設備やエネルギー線照射設備等により容易に解体できる。
実施例1における加熱前後、UV照射後、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。 実施例2における加熱前後、UV照射後、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。 実施例3における加熱前後、UV照射後、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。 比較例1における加熱前後、UV照射後、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。 実施例4における初期、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。 比較例2における初期、ならびにUV照射及び加熱後の180°剥離強度(N/20mm)及び剥離距離(mm/20mm幅)を示す図である。
[アクリル系重合体]
本発明の易解体性粘着剤組成物に使用するアクリル系重合体は、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、極性基含有モノマーの含有量が、アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の5〜30質量%のアクリル系重合体である。
当該アクリル系重合体は、(メタ)アクリレートモノマー由来のカルボキシル前駆基を側鎖に有し、カルボキシル前駆基は、酸触媒や粘着剤層外部からの光や熱により酸を発生する酸発生剤の酸成分によりカルボキシル基に変換され、(メタ)アクリル酸となる。当該(メタ)アクリル酸は、粘着剤層の凝集力を高くし、また(メタ)アクリル酸生成時に発泡を生じるため、粘着剤層の粘着性を低減させることから、外部刺激により生じた酸成分により側鎖が分解することで、粘着剤層の剥離性が向上し、良好に解体することが可能となる。
カルボキシル前駆基としては、酸によりカルボキシル基となるものであれば特に制限されないが、酸によりオレフィン脱離を生じやすい第二級又は第三級炭素原子を有するアルキル基とカルボキシル基とから構成されるエステル基を好ましく使用できる。また、第二級又は第三級炭素原子を有するアルキル基以外の基として、穏和な条件で脱離しやすいベンジル基等も好ましく使用できる。当該側鎖分解時に脱離するカルボキシル前駆基のなかでも、脱離してアルキレン、アルカン等の気体を生じるものは、粘着剤層の剥離性向上に寄与するため、更に良好な再剥離性が得られるため好ましい。
カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーから形成されるアクリル共重合体中のカルボキシル前駆基を有する構造単位は、好ましくは下式(1)で表わされる構造単位である。
Figure 2012165619
上記式(1)中のRは水素原子又はメチル基を表わし、好ましくは水素原子である。また、Xは酸の影響によって脱離し、前記式(1)中にカルボキシル基を形成しうるアルキル基(好ましくは、炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12)を表わす。Xが第二級又は第三級炭素原子を有するアルキル基である場合には、(メタ)アクリロイルオキシ基の酸素原子と、当該アルキル基の第二級又は第三級炭素原子が結合する。
カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーのうち、第二級炭素原子を有するアルキル基の第二級炭素原子と、(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合した(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、sec−ヘキシル(メタ)アクリレート、sec−オクチル(メタ)アクリレート、sec−ノニル(メタ)アクリレート、sec−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等を使用することができる。これらの中でもシクロヘキシルアクリレートは、好適な解体性を得やすく、また、無色で透明性の高い粘着剤層を得やすいことから好ましく使用できる。
また、第三級炭素原子を有するアルキル基の第三級炭素原子と、(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合した(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えばtert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ヘキシル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、tert−ノニル(メタ)アクリレート、tert−デシル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等を使用することができる。
また、これら以外のカルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーとして、ベンジル(メタ)アクリレートも好ましく使用することができる。
これら、(メタ)アクリレートモノマーのなかでも、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートは、特に酸により好適にカルボキシル基を形成するため、適宜選択して好ましく使用でき、中でもtert−ブチルアクリレートを特に好ましく使用できる。また、イソボルニルアクリレートは、酸による好適なカルボキシル基形成に加え、熱安定性が高く、無色で透明性の高い粘着剤層を得やすいため、特に好ましく使用できる。
カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量としては、アクリル系重合体を構成する全モノマー成分中の1〜75質量%であることが好ましく、1〜60質量%であることがより好ましく、2〜50質量%であることがさらに好ましく、3〜40質量%とすることが特に好ましい。当該範囲とすることで良好な接着性を保持しつつ好適な解体性を実現しやすくなる。
本発明の粘着剤組成物においては、加熱のみ又は紫外線照射のみで解体するものも好ましく使用できるが、接着安定性が必要な用途等においては、加熱のみ又は紫外線照射のみでは大幅な接着力低下が生じず、加熱及び紫外線照射の組み合わせにおいて大幅な接着力低下が生じる粘着剤組成物が好ましい場合がある。このような用途においては、上記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーとして、加熱のみ又は紫外線照射のみでは大幅な接着力低下が生じにくく、加熱及び紫外線照射の組み合わせにおいて大幅な接着力低下が生じやすい上記例示した(メタ)アクリレートモノマーを使用することが好ましく、なかでも、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ボルニルアクリレート、tert−ブチルアクリレートを特に好ましく使用できる。
本発明に使用するアクリル系重合体は、上記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーに、n−ブチルアクリレートと極性基含有モノマーとを共重合成分として併用することで、好適な接着性、特に高温下での優れた接着性と解体性を実現できる。
極性基含有モノマーとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基又はアミド基等の極性基を有するビニルモノマーを例示でき、これらモノマーは、分子間相互作用により、接着性や解体時の粘着剤層の凝集力の向上に寄与しやすいため好ましい。なかでも水素結合を形成できる極性基含有ビニルモノマーを好ましく使用でき、水酸基含有ビニルモノマーは、接着性の向上や、接着後の粘着剤層の経時安定性に優れ、また解体時には粘着剤層の凝集力を確保しやすいことから被着体/粘着剤層界面や粘着剤層/基材界面での解体に寄与し、好適な解体性を得やすいため特に好ましい。
水酸基含有ビニルモノマーとしては、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、2−ヒドロキシブチル(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、2−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等を適宜選択して使用することができる。なかでも、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート又は4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを好ましく使用でき、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを特に好ましく使用できる。
また、カルボキシル基含ビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、アクリル酸ダイマー、エチレンオキサイド変性コハク酸アクリレートなどのカルボキシル基を有するモノマー等を使用することができる。
また、アミド基含有ビニルモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等を使用でき、アミノ基含有ビニルモノマーとしては、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、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等を使用することができる。
また、イミノ基含有モノマーとしては、例えばシクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、イタコンイミド等を使用することができる。
n−ブチルアクリレートの含有量は、良好な接着性を得やすくなることから、アクリル系重合体を構成する全モノマー成分中の20質量%以上であることが好ましく、30〜95質量%であることがより好ましく、40〜90質量%とすることがより更に好ましく、50〜80質量%であることが特に好ましい。
また、極性基含有モノマー(好ましくは、極性基含有ビニルモノマー)の含有量としては、アクリル系重合体を構成する全モノマー成分中の5〜30質量%、好ましくは8〜25質量%、より好ましくは10〜20質量%使用することで、高い接着力であっても良好に解体でき、また被着体/粘着剤層界面や粘着剤層/基材界面にて好適な解体性を実現できる。
本発明に使用するアクリル系重合体は、上記モノマー以外のモノマー成分も適宜使用でき、上記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーやn−ブチルアクリレート以外の炭素数1〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリレートを使用してもよい。当該炭素数1〜14のアルキル基を有する(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−ブチルメタクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−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、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ウンデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート等を使用することができる。また、スチレン、酢酸ビニル等のモノマーを使用してもよい。
上記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマー以外のモノマーを併用する場合には、その含有量が、使用するn−ブチルアクリレートの同質量%以下とすることが好ましく、アクリル系重合体を構成するモノマー成分中の30質量%以下とすることが好ましく、20質量%以下とすることがより好ましく、10質量%以下とすることがさらに好ましい。
本発明に使用するアクリル系重合体は、上記モノマー成分のランダム重合体であってもブロック重合体であってもよい。ランダム重合体であると初期の接着力を確保しやすくなるため好ましい。またブロック重合体であると、被着体/粘着剤層界面や粘着剤層/基材界面での剥離に際してスティックスリップが生じにくくなり、特に好適な解体性を得やすくなるため好ましい。アクリル系重合体をブロック重合体とする場合には、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とのブロック共重合体とすることで、好適な接着性と解体性を得やすくなるため好ましい。当該ブロック共重合体は、一つのポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と一つのポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とのブロック共重合体(AB型ブロック共重合体)であっても、複数のポリ(メタ)アクリレート鎖(A)や複数のポリ(メタ)アクリレート鎖(B)がランダムにブロック重合されたブロック共重合体(ABA型、BAB型、ABAB型、ABABA型等)であっても良い。また、ポリ(メタ)アクリレート鎖(A)は、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなる繰り返し単位数が10以上のポリマー鎖であれば、酸触媒や粘着剤層外部からの光や熱により酸を発生する酸発生剤の酸成分により側鎖分解し、粘着剤層の剥離に寄与することができる。当該繰り返し単位数は、重合可能な繰り返し単位数であり、粘着特性を実現できるものであれば特に制限されるものではないが、好ましくは10以上、より好ましくは20以上であり、上限については好ましくは10万以下である。
アクリル系重合体を上記ポリ(メタ)アクリレート鎖(A)とポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とのブロック共重合体とする場合には、アクリル系重合体中の各ポリマー鎖の含有比率は、(A)と(B)との合計に対し、(A)が75モル%以下であることが好ましい。更には、モル比(A)/(B)で表わされる共重合比率が、75/25〜1/99であることが好ましく、65/35〜3/97であることがより好ましく、50/50〜10/90であることがより更に好ましく、40/60〜15/85であることが特に好ましい。ブロック共重合比を当該範囲とすることで、ポリ(メタ)アクリレート鎖(A)による好適な解体性と、ポリ(メタ)アクリレート鎖(B)の粘着性等の特性とを好適に発現しやすくなる。
本発明に使用するアクリル系重合体の質量平均分子量は、1万〜200万程度の範囲で使用態様に応じて適宜調整すればよく、後述するリビングラジカル重合法によって前記アクリル系重合体を製造する場合には、良好な生産効率を維持する観点からは1万〜10万程度とすることが好ましく、解体前の良好な粘着強度を維持する観点では15万以上とすることが好ましく、30万以上とすることがより好ましく、45万〜100万程度とすることが特に好ましい。また、特に解体時の粘着剤層の凝集力を確保したい場合には60万以上とすることも好ましい。本発明の粘着剤組成物は数平均分子量が15万以上である場合に、高い接着力と好適な解体性を実現しやすいため好ましい。
前記質量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算である。測定条件の例として、HLC−8220GPC(東ソー社製)を用いてカラムはTSKgel GMHXL[東ソー製]を用い、カラム温度は40℃、溶離液はテトラヒドロフラン、流量は1.0mL/分とし、標準ポリスチレンはTSK標準ポリスチレンを用いることで測定できる。
分子量を調整するために、重合には連鎖移動剤を用いても良い。連鎖移動剤としては、公知の連鎖移動剤、例えばラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、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、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2,3−ジメチルカプト−1−プロパノールなどが使用できる。
前記アクリル系重合体は、例えば前記アクリル単量体の混合物を、ラジカル重合反応することによって製造することができる。前記アクリル系重合体の製造方法としては具体的には、リビングラジカル重合法や、アゾ系開始剤または過酸化物を用いて行う従来知られたラジカル重合法が挙げられる。なかでも、リビングラジカル重合法を採用することが、ラジカル重合過程における連鎖移動反応や停止反応等の副反応を引き起こさず、低分子量成分の生成を抑制でき、分子量分布の狭いアクリル系重合体を製造できるため好ましい。
前記リビングラジカル重合法としては、例えば原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、高周期15族または16族元素を含む有機ヘテロ化合物を触媒として用いるリビングラジカル重合法(有機ヘテロ化合物を媒介とするラジカル重合法)(TERP法等)、可逆的付加開裂連鎖移動重合反応法(RAFT法)等が挙げられる。
前記原子移動ラジカル重合法(ATRP法)は、例えば遷移金属錯体と、有機ハロゲン化物との存在下で、前記したアクリル単量体を重合する方法である。
前記遷移金属錯体を構成する遷移金属としては、例えばCu、Ru、Fe、Rh、V、Niや、それらのハロゲン化物を使用することができる。また、前記遷移金属に配位する配位子としては、ビピリジル誘導体、メルカプタン誘導体、トリフルオレート誘導体、3級アルキルアミン誘導体等が挙げられる。
前記有機ハロゲン化物は、重合開始剤であって、例えば2−ブロモ(またはクロロ)プロピオン酸メチル、2−ブロモ(またはクロロ)プロピオン酸エチル、2−ブロモ(またはクロロ)−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ブロモ(またはクロロ)−2−メチルプロピオン酸エチル、塩化(または臭化)1−フエニルエチル、2−ブロモ(またはクロロ)プロピオン酸2−ヒドロキシエチル、2−ブロモ(またはクロロ)プロピオン酸4−ヒドロキシブチル、2−ブロモ(またはクロロ)−2−メチルプロピオン酸2−ヒドロキシエチル、2−ブロモ(またはクロロ)−2−メチルプロピオン酸4−ヒドロキシブチル等を使用することができる。
有機ヘテロ化合物を媒介とするラジカル重合法は、有機ヘテロ化合物とラジカル開始剤存在下で、前記したアクリル単量体を重合する方法である。当該有機ヘテロ化合物を媒介とするラジカル重合法によれば、アクリル共重合体の分子量を高分子量化しやすく、接着力を向上させやすいため好ましい。
有機ヘテロ化合物を媒介とするラジカル重合法に使用する有機ヘテロ化合物としては、有機テルル化合物、有機ジテルリド化合物、有機ビスマス化合物、有機アンチモン化合物を好ましく使用できる。これら有機ヘテロ化合物の具体例としては、特開2004−323693号公報、WO2004/14818公報、特開2006−225524号公報、特開2006−299278号公報、特開2008−291216号公報、特開2009−149877号公報等に開示のある有機テルル化合物、有機ジテルリド化合物、特開2009−149877号公報、WO2006/62255公報等に開示のある有機ビスマス化合物、特開2009−149877号公報、WO2006/1496公報等に開示のある有機アンチモン化合物等の周知の化合物を適宜使用できる。具体的には、例えば、2−メチルテラニル−2−メチルプロピオン酸メチル、2−メチルテラニル−2−メチルプロピオン酸エチル、2−n−ブチル−2−フェニルテラニルプロピオン酸エチル、2−メチル−2−フェニルテラニルプロピオン酸エチル、2−メチルテラニルプロピオニトリル、2−メチル−2−メチルテラニルプロピオニトリル、(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、(1−フェニルテラニル−エチル)ベンゼン、2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオン酸エチル、2−メチル−2−ジメチルビスムタニルプロピオン酸メチルエステル、2−メチル−2−ジフェニルビスムタニルプロピオニトリル、2−メチル−2−ジメチルフェニルビスムタニルプロピオニトリル、2−メチル−2−ジメチルスチバニルプロピオン酸メチル、2−メチル−2−ジメチルスチバニルプロピオニトリル、1−ジメチルスチバニル−1−フェニルエタン、ジメチルジテルリド、ジエチルジテルリド、ジ−n−プロピルジテルリド、ジイソプロピルジテルリド、ジシクロプロピルジテルリド、ジ−n−ブチルジテルリド、ジ−sec−ブチルジテルリド、ジ−tert−ブチルジテルリド、ジシクロブチルジテルリド、ジフェニルジテルリド、ビス−(p−メトキシフェニル)ジテルリド、ビス−(p−アミノフェニル)ジテルリド、ビス−(p−ニトロフェニル)ジテルリド、ビス−(p−シアノフェニル)ジテルリド、ビス−(p−スルホニルフェニル)ジテルリド、ジナフチルジテルリド、ジピリジルジテルリド等が挙げられる。好ましくは、ジメチルジテルリド、ジエチルジテルリド、ジ−n−プロピルジテルリド、ジ−n−ブチルジテルリド、ジフェニルジテルリド等の化合物を好ましく例示できる。
また、前記アクリル系重合体は、例えば、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーを前記したラジカル重合法により重合することで前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーのホモポリマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)を製造し、次いで、前記と同様の方法でポリ(メタ)アクリレート鎖(B)を製造し、前記ポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と(B)とを、前記(A)及び(B)中にそれぞれ導入されたアセチレン基とアジド基との環化付加反応等のクリック反応により結合させることで製造することもできる。
[酸触媒、酸発生剤]
本発明に使用する酸触媒としては、例えばp−トルエンスルホン酸やベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸などの有機酸や、塩酸や硫酸等の無機酸、及び、それらの水和物等から適宜選択して使用することができる。
本発明で使用する酸発生剤は、例えば紫外線等のエネルギー線による光照射によりカチオン重合を開始することのできる酸を発生する光酸発生剤や、加熱等によって酸を発生する熱酸発生剤である。なかでも光酸発生剤は、光と熱の二種の外部刺激により粘着剤層を好適に解体できる一方で、粘着剤組成物として保管する際や、粘着テープとして物品を固定した際には容易に分解や解体が生じにくく、安定した保存性や粘着特性を保持できるため、特に好ましく使用できる。
前記光酸発生剤としては、例えばN−ヒドロキシナフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドトリフラート、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−4−メチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ビス(tert−ブチルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、ビス(tert−ブチルフェニル)ヨードニウム トリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート、ビフェニルヨードニウム トリフルオロメタンスルホネート、フェニル−(3−ヒドロキシ−ペンタデシルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、及びフェニル−(3−ヒドロキシペンタデシルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート等から適宜選択して使用することができる。
これら光酸発生剤は、使用する用途に応じて適宜好適なものを選択すればよい。例えば、これら酸発生剤は粘着剤との混合により熱分解温度が低下する場合があるため、これらのなかでも、N−ヒドロキシナフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステルやビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン等の酸発生剤単独での熱分解温度が概ね150℃以上のものを使用することが、保存時等に熱の影響によって酸が発生し、粘着剤組成物の解体が進行することを防止するうえで好ましい。
また、光酸発生剤の中でも、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン等の加熱により気体を発生する光酸発生剤は、光による酸発生と加熱による気体発生により、特に高い解体性を実現しやすいため好ましい。N−ヒドロキシナフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル等の100℃程度の加熱よっても気体を発生しにくい光酸発生剤は、熱安定性の高い粘着剤層を得ることができるため好ましい。
さらに、光酸発生剤の中でも、骨格中にベンゼン環やナフタレン環構造等の光吸収性の構造を有する光酸発生剤は、少ない光照射時間や少ない含有量で好適な解体性を実現できるため、製造コストや解体コストを低減しやすいため好ましい。一方で、これら光吸収性の構造を有さない光酸発生剤は、光照射に対する安定性が求められる場合に好ましく使用できる。
また、前記熱酸発生剤としては、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩を使用することができ、例えば4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウム ヘキサフルオロアルセネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、及び3−ベンジルベンゾチアゾリウム ヘキサフルオロアンチモネート等から適宜選択して使用することができる。
[粘着剤組成物]
本発明の粘着剤組成物は、上記アクリル系重合体と、酸触媒又は酸発生剤を含有する。当該粘着剤組成物により形成される粘着剤層は、貼付け時には、アクリル系重合体の粘着特性を十分に発現でき、解体を行う際には、酸触媒や、加熱や光等の外部刺激により酸を発生する酸発生剤の存在下で、加熱や光照射を行うことにより、前記アクリル系重合体側鎖のカルボキシル前駆基(好ましくは、(メタ)アクリロイルオキシ基が結合している第二級又は第三級炭素原子)が分解され、粘着力を大きく低減できる。更に、好適な解体性により、被着体/粘着剤層界面や粘着剤層/基材界面で容易に解体可能となる。
粘着剤組成物中の酸触媒又は酸発生剤の含有量としては、使用する酸触媒又は酸発生剤の種類や、所望の解体性に応じて適宜調整すればよいが、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートが有するカルボキシル前駆基1モルに対して10モル%以下で含有することが好ましく、1〜10モル%の範囲で含有することが特に好ましい。なかでも、光酸発生剤の場合には、光吸収性の構造を有する光酸発生剤を使用する際には0.1〜5モル%程度が好ましく、0.1〜3モル%が特に好ましい。一方、光吸収性の構造を有さない光酸発生剤を使用する際には、3〜10モル%程度が好ましく、4〜8モル%が特に好ましい。
使用するアクリル系重合体に対しては、上記アクリル系重合体100質量部に対し、前記酸触媒又は酸発生剤を15質量部以下にて含有することが好ましい。なかでも、光吸収性の構造を有する光酸発生剤を使用する際には、上記アクリル系重合体100質量部に対し、0.1〜5重量部程度が好ましく、0.2〜3重量部が特に好ましい。一方、光吸収性の構造を有さない光酸発生剤を使用する際には、上記アクリル系重合体100質量部に対し、5〜15重量部程度が好ましく、7〜12重量部が特に好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、アクリル系重合体を主たる構成成分として含有するアクリル系粘着剤組成物であり、アクリル系重合体として上記のアクリル系重合体のみを含有する粘着剤組成物であっても、他のアクリル系重合体を更に含有する粘着剤組成物で有ってもよい。また、必要に応じて粘着付与樹脂や架橋剤、その他の添加剤等を含有していてもよい。
(粘着付与樹脂)
本発明の粘着剤組成物においては、得られる粘着剤層の強接着性を調整するために粘着付与樹脂を使用しても良い。本発明に使用する粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系、重合ロジン系、重合ロジンエステル系、ロジンフェノール系、安定化ロジンエステル系、不均化ロジンエステル系、テルペン系、テルペンフェノール系、石油樹脂系等が例示できる。
(溶媒)
本発明の粘着剤組成物においては、粘着剤組成物に通常使用される溶媒を使用でき、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサン等を使用できる。また、水系粘着剤組成物とする場合には、水又は、水を主体とする水性溶媒を使用できる。
(架橋剤)
本発明の粘着剤組成物においては、得られる粘着剤層の凝集力を向上させる目的で、架橋剤を使用することも好ましい。架橋剤としては、公知のイソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、多価金属塩系架橋剤、金属キレート系架橋剤、ケト・ヒドラジド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、シラン系架橋剤、グリシジル(アルコキシ)エポキシシラン系架橋剤等が使用できる。
(添加剤)
本発明の粘着剤組成物においては、添加剤として、必要に応じて本発明の所望の効果を阻害しない範囲で、pHを調整するための塩基(アンモニア水など)や酸、発泡剤、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、ガラスやプラスチック製の繊維・バルーン・ビーズ・金属粉末等の充填剤、顔料・染料等の着色剤、pH調整剤、皮膜形成補助剤、レベリング剤、増粘剤、撥水剤、消泡剤等の公知のものを粘着剤組成物に任意で添加することができる。
前記発泡剤は、粘着剤の解体を進行するうえで使用することができ、例えば加熱することにより体積膨張する、無機発泡剤、有機発泡剤及び熱膨張性中空球体等を使用することができる。
[易解体性粘着テープ]
本発明の易解体性粘着テープは、上記の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着テープである。粘着剤層は単層の粘着剤の層であっても良く、複数の粘着剤の層が積層されてなるものであってもよい。また、基材を有する粘着テープであっても、基材を有さない粘着剤層のみからなる粘着テープの形態であってもよい。また、基材の片面にのみ粘着剤層を有する形態であっても、基材の両面に粘着剤層を有する両面粘着テープの形態であってもよい。二以上の部材固定用途においては、粘着剤層のみからなる粘着テープや両面粘着テープが好適に使用できる。
前記基材として、例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン)、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリスチレン、ABS、ポリカーボネート、ポリイミドフィルム、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリビニルアルコール等からなるプラスチック系フィルム、パルプ、レーヨン、マニラ麻、アクリロニトリル、ナイロン、ポリエステル等からなる不織布、紙、布、又は金属箔等を用いることが出来、再剥離性と接着性を両立しやすいことから、ポリエステル系フィルムや不織布を好適に用いることが出来る。
また、基材と粘着剤層との密着性を向上させることを目的に、基材の片面または両面に、コロナ処理、プラズマ処理、アンカーコート処理等を施しても良い。
本発明の易解体性粘着テープは、基材を有する場合には、前記粘着剤組成物をロールコーターやダイコーター等を用い、直接基材に塗布した後、乾燥工程を経て、セパレーターを貼り合わせる直塗り法や、セパレーター上にいったん粘着剤組成物をコーティングし、乾燥工程を経た後、基材に転写する転写法により製造できる。基材を有さない場合には、セパレーター上に粘着剤組成物をコーティングし、他のセパレーターを貼り合わせる方法により製造できる。
本発明の易解体性粘着テープは、上記易解体性粘着剤組成物をギャップ8milli−inchのアプリケータを使用して、厚さが50μmのPETフィルム上に塗布・乾燥して粘着テープを形成し、23℃50%環境下で、SUS板上に、重さ2kgのハンドローラーを1往復させて圧着して1時間静置後、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で、180°方向に引き剥がした際の接着力が、1N/20mm以上であることが好ましく、2〜30N/20mmであることがより好ましく、3〜20N/20mmであることが特に好ましい。本発明の易解体性粘着テープは、部品間固定に際して好適な高い接着力であっても、好適な解体性を実現できる。
(解体方法)
本発明の易解体性粘着テープは、貼付け時には良好に被着対象への接着や、部品間固定がなされ、解体、剥離を行う際には、熱や光による外部刺激により良好に剥離が可能となる。熱や光の外部刺激は、使用する酸触媒又は酸発生剤により適宜調整されれば良いが、貼付け時の通常の使用態様において発生しない温度や強度の熱、光条件にて剥離可能となることが好ましい。
本発明の易解体性粘着テープが酸触媒を含有する場合には、加熱により、カルボキシル前駆基の脱離反応を促進すると共に、粘着剤層の流動性増加により酸を好適に粘着剤層中に拡散させることで、粘着テープを好適に解体できる。また、熱や光により酸を発生する酸発生剤を含有する場合には、光照射や加熱を行うことで酸が発生して粘着テープを好適に解体できるが、当該酸の存在下で必要に応じてさらに加熱等を行うことで、カルボキシル前駆基の脱離反応の更なる促進や、粘着剤層の流動性増加による酸の拡散により、さらに好適に粘着テープを解体できる。特に本発明では、光酸発生剤を使用し、紫外線等の光を照射することによって粘着剤を解体しうる酸を発生させ、次いで、加熱することによって、前記酸による粘着剤の解体を効率よく進行させることが好ましい。
紫外線等の光の強度は使用する光酸発生剤が好適に酸を生じるエネルギー以上であればよく、また、加熱温度は熱酸発生剤が好適に酸を生じる温度以上で加熱すればよい。また、酸存在下での加熱温度は、粘着剤組成物のガラス転移温度に基づき粘着剤層の流動性を上昇させ、酸を効果的に拡散できる温度や、カルボキシル前駆基の脱離反応を促進させ効率的に側鎖分解できる温度で調整すればよい。
本発明の易解体性粘着テープは、部品間固定に良好な接着性、特に優れた高温接着性を有する。また、作業工程における接着不備や、リサイクル時の部材間の分離に際して、熱や光等の外部刺激により容易に解体できる再剥離性を有する。このため、自動車、建材、OA、家電業界などの工業用途における各種製品の部品間固定を行う粘着テープとして好適に使用できる。
(製造例1)
2,2’−アゾビス(4−メトキシー2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMVN)0.96mg、t-ブチルアクリレート1.89g、n−ブチルアクリレート3.11g、2−ヒドロキシエチルアクリレート0.65gおよび酢酸エチル5.65gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した。有機モノテルル化合物3.56μLを、マイクロシリンジを用いて試験管に添加し、50℃のオイルバスで4時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t−ブチルアクリレートの重合率は77%、n−ブチルアクリレートの重合率は76%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの重合度は79%であった。反応終了後、重合溶液をメタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、アクリル系ランダム共重合体(1)を得た。GPC分析より、Mn=253,400、Mw=475,000、PD=1.88であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/nBA/HEA=33.5/53.7/12.8、であった。
(製造例2)
ポリt−ブチルアクリレート(1)の合成:2,2’−アゾビス(4−メトキシー2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMVN)1.21mg、t-ブチルアクリレート1.33gおよび酢酸エチル2.66gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した。有機モノテルル化合物4.49μLを、マイクロシリンジを用いて試験管に添加し、50℃のオイルバスで2時間反応させて、ポリt−ブチルアクリレート(1)の反応溶液を得た。H−NMR(300MHz)分析より、重合率は79%であった。またGPC分析より、Mn=73,800、PD=1.26であった。
アクリル系ブロック共重合体(1)の合成:上記で得られたポリt−ブチルアクリレート(1)の反応溶液に、あらかじめ30分間のアルゴンガスバブリングを行ったn−ブチルアクリレート5.90gおよび2-ヒドロキシエチルアクリレート1.16gの混合溶液を添加し、50℃で3時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t-ブチルアクリレートの重合率は90%、2−エチルヘキシルアクリレートの重合率は42%、n−ブチルアクリレートの重合率は49%であった。
反応終了後、重合溶液をメタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、アクリル系ブロック共重合体(1)を得た。GPC分析より、Mn=266,300、Mw=570,000、PD=2.14であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/nBA/HEA=33.2/53.1/13.7、であった。
(製造例3)
2,2’−アゾビス(4−メトキシー2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMVN)1.23mg、t-ブチルアクリレート1.89g、n−ブチルアクリレート3.29g、2−ヒドロキシエチルアクリレート0.16gおよび酢酸エチル2.05gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した。有機モノテルル化合物4.55μLを、マイクロシリンジを用いて試験管に添加し、50℃のオイルバスで5時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t−ブチルアクリレートの重合率は91%、n−ブチルアクリレートの重合率は90%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの重合度は90%であった。反応終了後、重合溶液をメタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、アクリル系ランダム共重合体(2)を得た。GPC分析より、Mn=277,100、Mw=463,000、PD=1.67であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/nBA/HEA=33.6/61.1/3.4、であった。
(製造例4)
2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)4.47mg、t-ブチルアクリレート(tBA)1.15g、n−ブチルアクリレート(nBA)1.92g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)0.38gおよびトルエン6.90gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した後、60℃のオイルバスで3時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t-ブチルアクリレートの重合率は49%、n−ブチルアクリレートの重合率は45%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの重合率は62%であった。
反応終了後、重合溶液をクロロホルム20mLで希釈し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、アクリル系ランダム共重合体(3)を得た。GPC分析より、Mn=209,400、PD=2.10であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/2nBA/HEA=33.1/51.6/15.3、であった。
(製造例5)
ポリt−ブチルアクリレート(2)の合成:2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMVN)0.76mg、t-ブチルアクリレート(tBA)1.32gおよび酢酸エチル2.63gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した。有機モノテルル化合物2.80μLを、マイクロシリンジを用いて試験管に添加し、50℃のオイルバスで2時間反応させて、ポリt−ブチルアクリレート(2)の反応溶液を得た。H−NMR(300MHz)分析より、重合率は63%であった。またGPC分析より、Mn=55,700、PD=1.31であった。
アクリル系ブロック共重合体(2)の合成:上記で得られたポリt−ブチルアクリレート(2)の反応溶液に、あらかじめ30分間のアルゴンガスバブリングを行ったn−ブチルアクリレート(nBA)4.86gおよび2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)0.61gの混合溶液を添加し、50℃で5時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t-ブチルアクリレートの重合率は75%、n−ブチルアクリレートの重合率は41%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの重合率は48%であった。
反応終了後、重合溶液をメタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、ポリt−ブチルアクリレート鎖と、他の共重合成分からなるポリアクリレート鎖からなるアクリル系ブロック共重合体(2)を得た。GPC分析より、Mn=190,000、Mw=304,000、PD=1.60であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/nBA/HEA=28.2/61.4/10.4、であった。
(製造例6)
ポリt−ブチルアクリレート(3)の合成:2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMVN)0.93mg、t-ブチルアクリレート1.71gおよび酢酸エチル3.42gの混合溶液を試験管に入れ、30分間のアルゴンガスバブリングにより脱気した。有機モノテルル化合物3.43μLを、マイクロシリンジを用いて試験管に添加し、50℃のオイルバスで2時間反応させて、ポリt−ブチルアクリレート(3)の反応溶液を得た。H−NMR(300MHz)分析より、重合率は76%であった。またGPC分析より、Mn=93,200、PD=1.30であった。
アクリル系ブロック共重合体(3)の合成:上記で得られたポリt−ブチルアクリレート(3)の反応溶液に、あらかじめ30分間のアルゴンガスバブリングを行った2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)5.66g、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.23gを添加し、50℃で4時間反応させた。H−NMR(300MHz)分析より、t-ブチルアクリレートの重合率は87%、2−エチルヘキシルアクリレートの重合率は46%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの重合率は52%であった。
反応終了後、重合溶液をメタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを沈澱させ、デカンテーションにより上澄み液を除去した。得られた沈澱をクロロホルム50mLに溶解し、メタノール:水(80:20体積分率)中に注ぎポリマーを再沈澱させた。デカンテーションにより上澄み液を除去した後、減圧下40℃で10時間真空乾燥し、アクリル系ブロック共重合体(3)を得た。GPC分析より、Mn=257,800、Mw=383,000、PD=1.49であった。共重合体中の構成成分の質量比は、tBA/2EHA/HEA=35.3/61.5/3.2、であった。
(実施例1)
上記製造例1にて得られたアクリル系ランダム共重合体(1)に光酸発生剤としてN-ヒドロキシナフタルイミドトリフラート(NIT)をアクリル系ブロック共重合体(1)中のt−ブチル基に対して0.4mol%加え、アセトンで希釈して15重量%アセトン溶液からなる粘着剤組成物を得た。得られた粘着剤組成物をギャップ8milli−inchのアプリケータを使用して、厚さが50μmのPETフィルム上に塗布し、12時間減圧乾燥して粘着シートを作成した。作成した粘着シートを、下記解体性試験にしたがって解体性を評価した。得られた結果を表1及び図1に示した。
(実施例2)
アクリル系ランダム共重合体(1)に代えて、上記製造例2にて得られたアクリル系ブロック共重合体(1)を用いた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を作成した。得られた粘着剤組成物について、実施例1と同様にして粘着シートを作成し、解体性を評価した。得られた結果を表1及び図2に示した。
(実施例3)
アクリル系ブロック共重合体(1)に代えて、上記製造例4にて得られたアクリル系ランダム共重合体(3)を用いた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を作成した。得られた粘着剤組成物について、実施例1と同様にして粘着シートを作成し、解体性及び接着性を評価した。得られた結果を表1及び図3に示した。
(比較例1)
アクリル系ランダム共重合体(1)に代えて、上記製造例3にて得られたランダム共重合体(2)を用いた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を作成した。得られた粘着剤組成物について、実施例1と同様にして180°剥離強度を測定した。得られた結果を表1及び図4に示した。
(実施例4)
アクリル系ランダム共重合体(1)に代えて、上記製造例5にて得られたアクリル系ブロック共重合体(2)を用いた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を作成した。得られた粘着剤組成物について、実施例1と同様にして粘着シートを作成し、解体性及び接着性を評価した。得られた結果を表2及び図5に示した。
(比較例2)
アクリル系ランダム共重合体(1)に代えて、上記製造例6にて得られたアクリル系ブロック共重合体(3)を用いた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を作成した。得られた粘着剤組成物について、実施例1と同様にして粘着シートを作成し、解体性及び接着性を評価した。得られた結果を表2及び図6に示した。
<解体性試験>
実施例1〜3及び比較例1にて得られた粘着シートを幅20mm、長さ175mmの短冊状に切断し、幅50mm、長さ150mm、厚さ0.5mmのSUS板上に、23℃50%環境下で、重さ2kgのハンドローラーを1往復させて圧着して、同様の試験片を4個作成した。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で1時間静置した後、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した(初期)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で30分静置後、100℃で1時間加熱した後23℃下まで放冷した(約30分)(加熱)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で30分静置後、室温で紫外線を1時間照射し、さらに30分静置した(UV照射)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で30分静置後紫外線を1時間照射した後、100℃で1時間加熱し、23℃下まで放冷した(約30分)(UV→加熱)。
これらの試験片について、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した。表中には剥離距離30〜120mmにて測定された剥離強度の平均値を示した。
なお、紫外線照射は、光源として東芝理化学用水銀ランプ「SHL−100UVQ−2」(75W)を使用し、光源と試料の距離を10cmとして、ランプ点灯後15分以上経過してから試料に照射した。
実施例4及び比較例2にて得られた粘着シートを、幅20mm、長さ175mmの短冊状に切断し、幅50mm、長さ150mm、厚さ0.5mmのSUS板上に、23℃50%RH環境下で、重さ2kgのハンドローラーを1往復させて圧着して、同様の試験片を2個作成した。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%RH環境下で1時間静置した後、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した(初期)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%RH環境下で30分静置後、紫外線を1時間照射した後、100℃で1時間加熱し、23℃まで放冷した(約30分)(UV→加熱)。
これらの試験片について、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した。表中には、剥離距離30〜120mmにて測定された剥離強度の平均値を示し、スティックスリップを示したものは、その振幅を示した。
なお、紫外線照射に用いた光源は、上記と同様の光源を用いた。
<接着性試験>
粘着シートを幅20mm、長さ175mmの短冊状に切断し、幅50mm、長さ150mm、厚さ0.5mmのSUS板上に、23℃50%環境下で、重さ2kgのハンドローラーを1往復させて圧着して、同様の試験片を2個作成した。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で1時間静置した後、引っ張り試験器を用いて300mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した(23℃)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%環境下で1時間静置した後、70℃環境下で10分間静置し、引っ張り試験器を用いて300mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した(70℃)。
Figure 2012165619
Figure 2012165619
表中のアクリル系重合体中の各成分の数値はモル比を表す。また、表中の略記は、それぞれ以下のとおりである。また接着力の項目中(CF)は剥離時に粘着剤層の凝集破壊が生じたことを示す。
tBA:ポリt−ブチルアクリレート鎖を形成するt−ブチルアクリレート
co−tBA:ポリt−ブチルアクリレート鎖と共重合される他の共重合成分からなるポリアクリレート鎖に含まれるt−ブチルアクリレート
nBA:n−ブチルアクリレート
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
上記表から明らかなように、実施例1〜4の本願発明の粘着剤組成物は、好適な接着性と解体性を有し、特に高温下での接着性に優れるものであった。また、解体時にも粘着剤層の凝集破壊が生じず界面で容易に剥離するものであった。なかでも、実施例1、2及び4の粘着剤組成物は、解体時の剥離の際にもスティックスリップが生じず、特に好適な解体性を有するものであった。また、実施例3の粘着剤組成物は、剥離距離のごく一部にて凝集破壊が見られたが、ほぼ全域で界面で剥離するものであった。一方、比較例1の粘着剤組成物は、解体時に接着力の残存が見られ、粘着剤層の凝集破壊も生じるものであった。また、比較例2の粘着剤組成物は、粘着剤層の凝集破壊が生じた。
本発明の易解体性粘着剤組成物によれば、アクリル系重合体の有する良好な粘着特性を低減させることなく、解体時には熱や光等の簡易な手段により、容易に糊残りなく解体することができる。また、解体時に解体時の粘着テープの被着体からの剥離や基材からの粘着剤層の剥離の際にも粘着剤層が界面剥離しやすいため、被着体や基材への粘着剤層の残存が生じにくく解体時の作業性も良好となる。このため、リサイクルやリユースに適用されるOA機器、IT・家電製品、自動車等の各産業分野での部品固定用途や部品の仮固定用途、製品情報を表示するラベル用途等に特段の制限なく好適に適用でき、解体時にも簡易な加熱設備やエネルギー線照射設備等により容易に解体できる。
本発明は以下の態様を含む。
(1)アクリル系重合体、および、酸触媒又は酸発生剤を含有する粘着剤組成物であって、前記アクリル系重合体が、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、前記極性基含有モノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の8〜30質量%であることを特徴とする易解体性粘着剤組成物。
(2)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーが、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも一種である前記(1)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(3)前記極性基含有モノマーが、水酸基含有ビニルモノマーである前記(1)又は(2)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(4)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の1〜75質量%である前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(5)前記アクリル系重合体が、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と、前記n−ブチルアクリレート及び前記極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とを有するアクリル系ブロック重合体である前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する易解体性粘着テープ。
実施例4及び比較例2にて得られた粘着シートを、幅20mm、長さ175mmの短冊状に切断し、幅50mm、長さ150mm、厚さ0.5mmのSUS板上に、23℃50%RH環境下で、重さ2kgのハンドローラーを1往復させて圧着して、同様の試験片を2個作成した。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%RH環境下で1時間静置した後、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した(初期)。
圧着した試験片のうち1個は、23℃50%RH環境下で30分静置後、紫外線を1時間照射した後、100℃で1時間加熱し、23℃まで放冷した(約30分)(UV→加熱)。
これらの試験片について、引っ張り試験器を用いて30mm/分の速度で引き剥がし、180°剥離強度を測定した。表中には、剥離距離30〜120mmにて測定された剥離強度の平均値を示した。
なお、紫外線照射に用いた光源は、上記と同様の光源を用いた。
本発明は以下の態様を含む。
(1)アクリル系重合体、および、酸触媒又は酸発生剤を含有する粘着剤組成物であって、前記アクリル系重合体が、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーが、第二級炭素原子を有するアルキル基の第二級炭素原子と(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合した(メタ)アクリレートモノマー、第三級炭素原子を有するアルキル基の第三級炭素原子と(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合した(メタ)アクリレートモノマー、又はベンジル(メタ)アクリレートモノマーであり、前記極性基含有モノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の8〜30質量%であることを特徴とする易解体性粘着剤組成物。
(2)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーが、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、sec−ヘキシル(メタ)アクリレート、sec−オクチル(メタ)アクリレート、sec−ノニル(メタ)アクリレート、sec−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ヘキシル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、tert−ノニル(メタ)アクリレート、tert−デシル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも一種である前記(1)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(3)前記極性基含有モノマーが、水酸基含有ビニルモノマーである前記(1)又は(2)に記載の易解体性粘着剤組成物。
(4)前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の1〜75質量%である前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(5)前記アクリル系重合体が、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と、前記n−ブチルアクリレート及び前記極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とを有するアクリル系ブロック重合体である前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する易解体性粘着テープ。

Claims (6)

  1. アクリル系重合体、および、酸触媒又は酸発生剤を含有する粘着剤組成物であって、
    前記アクリル系重合体が、カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマー、n−ブチルアクリレート及び極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するアクリル系重合体であり、
    前記極性基含有モノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の5〜30質量%であることを特徴とする易解体性粘着剤組成物。
  2. 前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーが、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項1に記載の易解体性粘着剤組成物。
  3. 前記極性基含有モノマーが、水酸基含有ビニルモノマーである請求項1又は2に記載の易解体性粘着剤組成物。
  4. 前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、前記アクリル系重合体を形成する全モノマー成分中の1〜75質量%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
  5. 前記アクリル系重合体が、前記カルボキシル前駆基含有(メタ)アクリレートモノマーからなるポリ(メタ)アクリレート鎖(A)と、前記n−ブチルアクリレート及び前記極性基含有モノマーをモノマー成分として含有するポリ(メタ)アクリレート鎖(B)とを有するアクリル系ブロック重合体である請求項1〜4のいずれか一項に記載の易解体性粘着剤組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する易解体性粘着テープ。
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