JP2009079204A - 光重合反応とレドックス重合反応とを併用するアクリル系粘弾性体層の製造方法、及び粘着テープ又はシート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のアクリル系粘弾性体層の製造方法は、活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応とを併用して、アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物を重合に付すことを特徴とする。活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応との併用は、活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤、酸化剤、及び還元剤を含むアクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物に活性エネルギー線を照射して、光重合反応とレドックス重合反応とをともに進行させることであってもよい。
【選択図】なし
Description
本発明の他の目的は、さらに、粘着特性を維持しながら、生産性を損なわず、未反応単量体の残存量を著しく低減できる粘着層としてのアクリル系粘弾性体層の製造方法を提供することにある。
アクリル系粘弾性体層は、活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応とを併用して、アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物を重合に付すことにより得られる。
ゲル分率(%)=(不溶解分の粘弾性体層重量/浸漬前の粘弾性体層重量)×100
アクリル系モノマー部分重合組成物の重合率(%)=[1−(重量減少量)/(乾燥前のアクリル系モノマー部分重合組成物の重量)]×100
前記アクリル系粘弾性体層は、粘着テープ又はシート(「テープ又はシート」を単に「テープ」あるいは「シート」と称する場合がある)の粘着層として用いることができる。粘着層として前記アクリル系粘弾性体層を有する粘着シートは、粘着層としてのアクリル系粘弾性体層のみから形成された構成の基材レス粘着シートであってもよく、基材の少なくとも一方の面に粘着層としてのアクリル系粘弾性体層が形成された構成の基材付き粘着シートであってもよい。また、粘着層としてのアクリル系粘弾性体層を有する粘着シートでは接着面(粘着面)を保護するために、セパレータ(剥離ライナー)が用いられていてもよい。なお、セパレータは、該セパレータにより保護されている接着面を利用する際に剥がされる。
粘着層としてのアクリル系粘弾性体層や粘着層としてのアクリル系粘弾性体層を有する粘着シートは、適用される被着体について特に制限されないが、例えばポリエステル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の各種樹脂、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、及びこれらの合金等の各種金属などを素材とする被着体に対して好ましく適用される。
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):90重量部、及び極性基を有するビニルモノマーとしてのアクリル酸(AA):10重量部からなるモノマー混合液に、光重合開始剤としての2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名「イルガキュア651」チバ・ジャパン社製):0.05重量部、及び光重合開始剤としての1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名「イルガキュア184」チバ・ジャパン社製):0.05重量部を加えた。次いで、該光重合開始剤を加えたモノマー混合液を4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下、紫外線に暴露して部分的に重合させることにより(重合率7%)、分子量(重量平均分子量)500万のプレポリマーを含む光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(A)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A):100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)(新中村化学工業社製):0.08重量部を加えて均一に混合し、脱泡処理することで光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(B)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A):100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)(新中村化学工業社製):0.08重量部、及びガラスバルーン(商品名「CEL−STARZ27」東海工業社製、平均粒子径:45μm、比重:0.27):9.5重量部を加えて均一に混合し、脱泡処理することで光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(C)と称する場合がある」)を得た。
光重合開始剤として、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名「イルガキュア651」チバ・ジャパン社製):0.05重量部及び1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名「イルガキュア184」チバ・ジャパン社製)0.05重量部の代わりに、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(商品名「イルガキュア819」チバ・ジャパン社製):0.10重量部を用いたこと以外は、光重合性シロップ組成物の調製例1と同様にして、分子量(重量平均分子量)500万のプレポリマーを含む光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(D)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A)の代わりに光重合性シロップ組成物(D)を用いたこと以外は、光重合性シロップ組成物の調製例2と同様にして、光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(E)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A):100重量部に、還元剤含有溶液[1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)(新中村化学工業社製):0.05重量部、及びバナジルアセチルアセナート(VAA)(新興化学工業社製):0.02重量部をアクリル酸0.98重量部に溶解した溶液]を1.0重量部加えて均一に混合し、脱泡処理することで還元剤含有光重合性シロップ組成物(「還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A)の代わりに光重合性シロップ組成物(D)を用いたこと以外は、還元剤含有光重合性シロップ組成物の調製例1と同様にして、還元剤含有光重合性シロップ組成物(「還元剤含有光重合性シロップ組成物(B)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A):100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)(新中村化学工業社製):0.05重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド(商品名「パークミルH−80」日本油脂社製):0.2重量部を加えて均一に混合し、脱泡処理することで酸化剤含有光重合性シロップ組成物(「酸化剤含有光重合性シロップ組成物(A)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A):100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)(新中村化学工業社製):0.05重量部、クメンハイドロパーオキサイド(商品名「パークミルH−80」日本油脂社製):0.2重量部、ガラスバルーン(商品名「CEL−STARZ27」東海工業社製、平均粒子径:45μm、比重:0.27):9.5重量部、及び顔料(商品名「AT−DN101」大日精化工業社製):0.035重量部を加えて均一に混合し、脱泡処理することで酸化剤含有光重合性シロップ組成物(「酸化剤含有光重合性シロップ組成物(B)と称する場合がある」)を得た。
光重合性シロップ組成物(A)の代わりに光重合性シロップ組成物(D)を用いたこと以外は、酸化剤含有光重合性シロップ組成物の調製例1と同様にして、酸化剤含有光重合性シロップ組成物(「酸化剤含有光重合性シロップ組成物(C)と称する場合がある」)を得た。
セパレータとして、一方の面に剥離処理面を有するポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm、商品名「MRF−38」三菱化学ポリエステル社製)を使用した。
前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが400μmとなるように還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)を塗布して、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートを作製した。
また、前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが400μmとなるように酸化剤含有光重合性シロップ組成物(A)を塗布して、酸化剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートを作製した。
次いで、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートと酸化剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートとを、還元剤含有光重合性シロップ組成物層と酸化剤含有光重合性シロップ組成物層とが接する形態で貼り合わせた後、すぐに、ブラックライトを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を下記表1の割合で所定量照射し、さらにメタルハイドランプを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を下記表1の割合で所定量照射して、実施例1〜5のアクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシートを得た。
なお、紫外線照射量は、紫外線強度計(商品名「UVRT−1」トプコンテクノハウス社製、ピーク感度最大波350nm)を用いて調整した。
還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)の代わりに還元剤含有光重合性シロップ組成物(B)を、酸化剤含有光重合性シロップ組成物(A)の代わりに酸化剤含有光重合性シロップ組成物(C)を用いたこと以外は、上記実施例1〜5と同様にして、実施例6及び7のアクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシートを得た。
前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが80μmとなるように還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)を塗布して、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートを作製し、また前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが720μmとなるように酸化剤含有光重合性シロップ組成物(B)を塗布して、酸化剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートを作製した。次いで、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートと酸化剤含有光重合性シロップ組成物層を有するシートとを、還元剤含有光重合性シロップ組成物層と酸化剤含有光重合性シロップ組成物層とが接する形態で貼り合わせた後、すぐに、ブラックライトを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を120mJ/cm2照射し、さらにメタルハイドランプを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を35mJ/cm2照射して、アクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシート(シートI)を得た。
別途、前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが80μmとなるように還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)を塗布して、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を作製した後、すぐに、該作製した還元剤含有光重合性シロップ組成物層に、ブラックライトを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を120mJ/cm2照射し、さらにメタルハイドランプを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を35mJ/cm2照射して、還元剤含有光重合性シロップ組成物層を硬化させてシートIIを得た。
そして、シートIとシートIIを、シートIの酸化剤含有光重合性シロップ組成物(B)から得られた層とシートIIの還元剤含有光重合性シロップ組成物層とが接する形態で、貼り合わせることにより、アクリル系粘弾性体からなる3層構造の粘着層を有するシート(シートIII)を得た。
なお、紫外線照射量は、紫外線強度計(商品名「UVRT−1」トプコンテクノハウス社製、ピーク感度最大波350nm)を用いて調整した。
前記セパレータの剥離処理された面上に、硬化後の厚さが400μmとなるように光重合性シロップ組成物(B)を塗布して、光重合性シロップ組成物層を有するシートを2つ作製した。
次いで、該2つの光重合性シロップ組成物層を有するシートを、光重合性シロップ組成物層が互いに接する形態で貼り合わせた後、すぐに、ブラックライトを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を下記表1の割合で所定量照射し、さらにメタルハイドランプを用いて照度:5mW/cm2の紫外線を下記表1の割合で所定量照射して、比較例1のアクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシートを得た。
なお、紫外線照射量は、紫外線強度計(商品名「UVRT−1」トプコンテクノハウス社製、ピーク感度最大波350nm)を用いて調整した。
光重合性シロップ組成物(B)の代わりに光重合性シロップ組成物(E)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、アクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシートを得た。
還元剤含有光重合性シロップ組成物(A)に代わりに光重合性シロップ組成物(B)を用い、酸化剤含有光重合性シロップ組成物(B)の代わりに光重合性シロップ組成物(C)を用い、さらにシートI及びシートII作製の際に用いるブラックライトを用いた照度:5mW/cm2の紫外線の照射量を500mJ/cm2とし、メタルハイドランプを用いた照度:5mW/cm2の紫外線の照射量を150mJ/cm2としたこと以外は、実施例6と同様にして、アクリル系粘弾性体からなる3層構造の粘着層を有するシート(シートIV)を得た。
実施例及び比較例について、下記(未反応単量体の測定方法)、(重合率の測定方法)及び(ゲル分率の測定方法)を用いて、アクリル系粘弾性体層における未反応単量体の量、重合率、ゲル分率を求めた。その結果を、表2に示した。
また、実施例8及び比較例3について、下記(180°ピール接着力の測定方法)、(剪断粘着力の測定方法)を用いて、180°ピール接着力、剪断粘着力を求めた。その結果を表3に示した。
測定試料約1cm2を容量21.5mlのバイアル瓶にいれて密栓し、ヘッドスペースオートサンプラー(7964型、Helett Packard社製)により、150℃で3分間加熱した。加熱後、バイアル瓶内で発生したガス(加熱状態ガス)を、ガスクロマトグラフィー(HP−6890型、Helett Packard社製)に注入して分析することにより、未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)の量及び未反応のアクリル酸(AA)の量を求めた。
所定量(0.1g程度)のアクリル系粘弾性体をサンプリングし、該サンプルを精秤し、その重さを(A)とした。該サンプルを130℃で2時間乾燥後、乾燥後のサンプルを精秤し、その重さを(B)とした。そして、下記式から重合率を算出した。
重合率(%)=[(B)/(A)]×100
所定量(0.1g程度)のアクリル系粘弾性体をサンプリングし、該サンプルを精秤し、その重さをW1とした。該サンプルを23℃の雰囲気下酢酸エチル中に7日間浸漬した後、該サンプルを取り出し130℃で2時間乾燥してから、該サンプルを精秤し、その重さをW2とした。そして、下記式からゲル分率を算出した。
ゲル分率(%)=(W2/W1)×100
被着体(試験板)として、表面を洗浄したステンレスBA板(幅40mm;長さ100mm;厚さ0.4mm、SUS304板表面を冷間圧延後に光輝熱処理を施したもの、JIS Z 1541参照)を用いた。
また、厚さ50μmのポリエステルフィルム基材(商品名「ルミラーS−10」東レ社製)に、シートの粘着層を貼り合わせ、測定用サンプル(幅25mm、長さ100mm)を得た。なお、シートにおいて、基材に貼り合わせる粘着面は、特に制限されない。
180°ピール接着力は、JIS Z 0237に基づいて求めた。試験板の端部に測定用サンプルを軽く貼り付け、5kgローラーを用いて測定用サンプルの上から毎分300mmの速さで片道圧着し、室温(25℃)で24時間放置した後、測定用サンプルの遊び部分を180度折り返し、約10mm剥がした後、試験板を下部チャックに、測定用サンプルの遊び部分を上部チャックに挟んだ。折り返した測定用サンプルは、貼り付けた面に平行になるように注意しながら、23℃、65%RHの雰囲気下、毎分50±5mmの速さで連続して引き剥がし、その力の平均を読み取った。そして、読み取った力の平均を180°ピール接着力[N/25mm]とした。
試験板として、2枚の表面を洗浄したステンレスBA板(幅40mm;長さ100mm;厚さ0.4mm、SUS304板表面を冷間圧延後に光輝熱処理を施したもの、JIS Z 1541参照)を用いた。
実施例及び比較例のアクリル系粘弾性体からなる粘着層を有するシートを切断、加工することにより、セパレータで粘弾性体層の両面が挟まれた構造の測定用サンプル(幅25mm、長さ25mm)を得た。
測定用サンプルから一方のセパレータを剥がし、測定用サンプルの中心線とステンレスBA板(試験板)の中心線とが一致するように、1枚のステンレスBA板に軽く貼り付けた後、5kgローラーを用いて測定用サンプルの上から毎分300mmの速さで片道圧着することにより貼り合わせ、さらに他方のセパレータを剥がし、測定用サンプルの中心線とステンレスBA板(試験板)の中心線とが一致するように、もう1枚のステンレスBA板に軽く貼り付けた後、5kgローラーを用いてもう1枚のステンレスBA板の上から毎分300mmの速さで片道圧着することにより貼り合わせて、剪断粘着力測定用試験体を得た(図1参照)。そして、室温(25℃)で24時間放置した後、引張試験機(商品名「TG−1KN」ミネベア社製)を用いて、引張試験機のチャック間距離を100mm〜150mmに調整して、測定用サンプルの中心線とつかみ中心線とが一直線上にあり、且つ測定用サンプルにかかる力が測定用サンプルの中心線と平行になるように剪断粘着力測定用試験体を引張試験機にセットし、室温(25℃)又は80℃雰囲気下、毎分50±5mmの速さで剪断方向(図1参照)に引っ張り、試験体が破断するまでの最大荷重を測定した。そして、該最大荷重を剪断粘着力[N/cm2]とした。
また、活性エネルギー線としての紫外線の照射量を少なくしても、アクリル系粘弾性体層を得ることができた。このことは、生産性の向上につながる。
なお、実施例において、レドックス重合での硬化に要する時間は、貼り合わせた直後から1日程度であるが、これは、温度や湿度等の保存条件になんら影響を受けないため、生産性の悪化を招くことはない。
1b 剪断粘着力測定用試験体の断面
1 測定用サンプル(粘弾性体層)
2 ステンレスBA板(試験板)
3 ステンレスBA板(試験板)
a ステンレスBA板2の引張方向
b ステンレスBA板3の引張方向
Claims (14)
- 活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応とを併用して、アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物を重合に付すことを特徴とするアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応との併用が、活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤、酸化剤、及び還元剤を含むアクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物に活性エネルギー線を照射して、光重合反応とレドックス重合反応とをともに進行させる請求項1記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応との併用が、活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤及び還元剤を含む還元剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物と活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤及び酸化剤を含む酸化剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物とに対して活性エネルギー線を照射することと、それぞれ個別に活性エネルギー線を照射して得られる部分硬化した還元剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物からなる層と部分硬化した酸化剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物からなる層とを貼り合わせてなる請求項1記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応との併用が、還元剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物からなる層と酸化剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物又はその部分重合組成物からなる層とを貼り合わせて得られる積層体に、活性エネルギー線を照射する請求項1記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 活性エネルギー線によって開裂する光重合開始剤を用いる光重合反応と、酸化剤及び還元剤の作用によるレドックス重合反応との併用が、還元剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物及び酸化剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物にそれぞれ個別に活性エネルギー線を照射して得られる還元剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物の部分重合物からなる層及び酸化剤含有光重合性アクリル系モノマー組成物の部分重合物からなる層を、貼り合わせる請求項1記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 還元剤が、金属塩である請求項1〜5何れかの項に記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 金属塩が、バナジウム化合物である請求項6記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 酸化剤が、有機過酸化物である請求項1〜7何れかの項に記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 有機過酸化物が、ハイドロパーオキサイドである請求項8記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法。
- 請求項1〜9何れかの項に記載のアクリル系粘弾性体層の製造方法により得られるアクリル系粘弾性体層。
- 粘着層として用いられる請求項10記載のアクリル系粘弾性体層。
- 請求項10又は11記載のアクリル系粘弾性体層を構成するアクリル系粘弾性体。
- 粘着層として、請求項11記載のアクリル系粘弾性体層を有する粘着テープ又はシート。
- 基材の少なくとも一方の面に粘着層が設けられている構成を有する請求項13記載の粘着テープ又はシート。
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