JP7707145B2 - 高分子量アクリル系トリブロック共重合体およびそれを含む粘接着剤組成物 - Google Patents
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Description
[1]メタクリル酸エステル単位からなる重合体ブロック(A)と、
95質量%以上が一般式(1)
CH2=CH-COOR1 [式中、R1は炭素数7~12の有機基を表す。]
で示されるアクリル酸エステル単位からなる重合体ブロック(B)とを有し、
(A)-(B)-(A)で表されるトリブロック構造を有し、
重量平均分子量(Mw)が110,000~250,000であり、
両端のブロック(A)の合計含有率が18質量%以下であるアクリル系トリブロック共重合体。
[2]両端のブロック(A)の合計含有率が6~14質量%である[1]に記載のアクリル系トリブロック共重合体。
[3][1]または[2]に記載のアクリル系トリブロック共重合体を含む粘接着剤組成物。
CH2=CH-COOR1(1)[式中、R1は炭素数7~12の有機基を表す。]
で示されるアクリル酸エステル単位からなる重合体ブロック(B)とを有し、(A)-(B)-(A)で表されるトリブロック構造を有し、重量平均分子量(Mw)が110,000~250,000であり、両端のブロック(A)の合計含有率が18質量%以下である。
本発明のアクリル系トリブロック共重合体中の重合体ブロック(A)の構成単位であるメタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等の、官能基を有さないメタクリル酸エステル;メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸2-アミノエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル等の、官能基を有するメタクリル酸エステル等が挙げられる。
重量平均分子量(Mw)は実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明のアクリル系トリブロック共重合体において、重合体ブロック(B)は95質量%以上が前述の一般式(1)で示されるアクリル酸エステル(1)単位からなる。アクリル酸エステル(1)単位が95質量%以上であることにより、本発明のアクリル系トリブロック共重合体は凝集力に優れる。また、タックに優れる観点から、アクリル酸エステル(1)単位が97質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましく、重合体ブロック(B)は前記アクリル酸エステル(1)単位のみからなることが更に好ましい。
CH2=CH-COOR2(2)[式中、R2は炭素数4~6の有機基を表す。]
で示されるアクリル酸エステル(2)を含有していてもよい。すなわち重合体ブロック(B)は、前記アクリル酸エステル(1)とアクリル酸エステル(2)との共重合体ブロックであってもよい。アクリル酸エステル(2)としては、例えば、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec-ブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル等の、官能基を有さないアクリル酸エステル;アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-アミノエチル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル等の、官能基を有するアクリル酸エステル等が挙げられる。
本発明のアクリル系トリブロック共重合体の製造方法は、化学構造に関する本発明の条件を満足する重合体が得られる限りにおいて特に限定されることなく、公知の手法に準じた方法を採用することができる。一般に、分子量分布の狭いブロック共重合体を得る方法としては、構成単位である単量体をリビング重合する方法が取られる。このようなリビング重合の手法としては、例えば、有機希土類金属錯体を重合開始剤としてリビング重合する方法、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤としアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩等の鉱酸塩の存在下でリビングアニオン重合する方法、有機アルミニウム化合物の存在下で、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤としリビングアニオン重合する方法、原子移動ラジカル重合法(ATRP)等が挙げられる。
AlR3R4R5 (3)
(式中、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基またはN,N-二置換アミノ基を表すか、あるいはR3が上記したいずれかの基であり、R4およびR5が一緒になって置換基を有していてもよいアリーレンジオキシ基を形成している。)で表される有機アルミニウム化合物が挙げられる。
本発明は、本発明のアクリル系トリブロック共重合体を含む粘接着剤組成物を包含する。
本発明の粘接着剤組成物中の本発明のアクリル系トリブロック共重合体の含有量は、18~94質量%が好ましく、20~87質量%がより好ましく、25~83質量%がさらに好ましい。また、本発明の効果を損なわない範囲で、他の重合体;軟化剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、着色剤、染色剤、屈折率調整剤、フィラー、硬化剤、膠着防止剤等の添加剤が含まれていても良い。これら他の重合体、添加剤は、1種単独で含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
なお、本発明の粘接着剤組成物を加熱溶融して使用する場合、加工性・取扱性の観点から、溶融粘度が低いことが好ましい。一方、粘接着剤組成物の粘着特性と高保持力を両立する観点からは、溶融粘度は高いことが好ましい。
上記粘接着層を形成するには、本発明の粘接着剤組成物を加熱溶融して用いる場合、例えば、ホットメルト塗工法、Tダイ法、インフレーション法、カレンダー成形法、ラミネーション法等を用いてシート状やフィルム状等の形状に形成できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート等の耐熱材料のフィルムまたはシート上に、加熱溶融した粘接着剤組成物をホットメルトコーターを用いて溶融塗工する方法を用いて粘接着層を形成することができる。本発明の粘接着剤組成物の溶融粘度が高い場合、例えば180℃での溶融粘度が20,000mPa・sを超える溶融粘度の場合には、より高い温度で加熱溶融させるため、Tダイから加熱溶融物を非接触で支持体上に塗布するホットメルト塗工方法が、粘接着層の厚み制御、均質性、および支持体に必要な耐熱性の観点から好ましい。
粘着型光学フィルム用途としては、例えば偏光フィルム、偏光板、位相差フィルム、視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム、反射防止フィルム、アンチグレアフィルム、カラーフィルター、導光板、拡散フィルム、プリズムシート、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、機能性複合光学フィルム、ITO貼合用フィルム、耐衝撃性付与フィルム、視認性向上フィルム等の片面若しくは両面の少なくとも一部または全部に粘接着層を形成した光学フィルム等が挙げられる。かかる粘着型光学フィルムは、上記光学フィルムの表面保護のために用いられる保護フィルムに本発明の粘接着剤組成物からなる粘接着層を形成させたフィルムを含む。粘着型光学フィルムは、液晶表示装置、PDP、有機EL表示装置、電子ペーパー、ゲーム機、モバイル端末等の各種画像表示装置に好適に用いられる。
なお、以下の実施例および比較例における各評価方法を以下に示す。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略記)によりポリスチレン換算分子量で求めた。
・装置:東ソー株式会社製GPC装置「HLC-8020」
・分離カラム:東ソー株式会社製「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」および「G5000HXL」を直列に連結
・溶離剤:テトラヒドロフラン
・溶離剤流量:1.0ml/分
・カラム温度:40℃
・検出方法:示差屈折率(RI)
1H-NMR測定によって求めた。
・装置:日本電子株式会社製核磁気共鳴装置「JNM-LA400」
・重溶媒:重水素化クロロホルム
1H-NMRスペクトルにおいて、3.6ppmおよび4.0ppm付近のシグナルは、それぞれ、メタクリル酸メチル単位のエステル基(-O-CH3)およびアクリル酸n-ブチルまたはアクリル酸2-エチルヘキシル単位のエステル基(-O-CH2-CH2-CH2-CH3または-O-CH2-CH(-CH2-CH 3 )-CH2-CH2-CH2-CH3)に帰属され、その積分値の比によって各重合体ブロックの含有量を求めた。
後述の方法にて作製した厚さ25μmの粘着テープを幅25mm、長さ100mmとしてステンレス(SUS304)板(ブライトアニール処理(以下BA処理と称する)品)、およびポリエチレン(PE)板、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)板に貼合し、サンプルを室温にて保管後(特に記載のない場合は、貼合後24時間保管後)、23℃において300mm/分の速度で180°の方向に剥離して測定した。
ASTM D4498-07(2015)を参考に測定した。すなわち、作製した厚さ25μmの粘着テープをステンレス(SUS304)板(BA処理品)に幅25mm×長さ25mmで貼合し、荷重500gを吊り下げ、40℃から205℃まで0.5℃/分の速度で昇温し、落下時の温度を求めた。温度が高いほど保持力に優れる。
JIS Z0237:2009を参考に測定した。すなわち、傾斜角度30°になるように設置した厚さ25μmの粘着テープ上に、ボールタック法に準拠したボールを転がし、粘着テープ上で停止する最大のボールナンバーを求めた。
実施例および比較例で使用したアクリル系ブロック共重合体は、以下の合成例に示す方法で合成した。
表1記載のアクリル系ブロック共重合体をトルエンに溶解し、30質量%濃度のトルエン溶液を作製し、溶液キャスト法により1mm厚のシートを得た。これを以下の条件にて動的粘弾性を測定しlogE’(貯蔵弾性率)を求め、210℃においてlogE’<5であるアクリル系共重合体を加工性良好(〇)、210℃においてlogE’≧5であるアクリル系共重合体を加工性不良(×)とした。
・装置:株式会社UBM製「Rheogel-E4000」
・モード:引っ張り/温度依存性
・波形:正弦波
・周波数:1Hz
・測定温度範囲:50℃~250℃
・昇温速度:3℃/分
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン990gと1,2-ジメトキシエタン11.2gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム15.6mmolを含有するトルエン溶液31.1gを加え、さらにsec-ブチルリチウム1.39mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液0.82gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル11.0gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル157gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル12.4gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル17.3gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体A180gを得た。
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン1023gと1,2-ジメトキシエタン19.3gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム17.9mmolを含有するトルエン溶液35.6gを加え、さらにsec-ブチルリチウム2.42mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.42gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル22.9gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル251gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル25.0gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル10.6gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体B361gを得た。
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン931gと1,2-ジメトキシエタン28.7gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム18.0mmolを含有するトルエン溶液35.8gを加え、さらにsec-ブチルリチウム3.60mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液2.11gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル25.6gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル286gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル28.9gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル11.7gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体C387gを得た。
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン1100gと1,2-ジメトキシエタン15.0gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム6.89mmolを含有するトルエン溶液26.2gを加え、さらにsec-ブチルリチウム1.91mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.1gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル21.0gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル268gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル29.9gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル16gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体D310gを得た。
(1)3Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン1864gと1,2-ジメトキシエタン18.1gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム20.7mmolを含有するトルエン溶液41.1gを加え、さらにsec-ブチルリチウム2.26mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.33gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル15.0gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸n-ブチル262gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル16.1gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル24gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体E293gを得た。
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン1206gと1,2-ジメトキシエタン28.3gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム9.8mmolを含有するトルエン溶液24.6gを加え、さらにsec-ブチルリチウム3.09mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.81gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル37.1gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル118gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)メタノ-ル10gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系ジブロック共重合体F120gを得た。
(1)2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン800gと1,2-ジメトキシエタン34.0gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム7.92mmolを含有するトルエン溶液15.7gを加え、さらにsec-ブチルリチウム4.30mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液2.5gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル15.0gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル124gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル12.8gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル7.4gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体G300gを得た。
(1)3Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて攪拌しながら、トルエン1430gと1,2-ジメトキシエタン70.1gを加え、続いて、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム12.2mmolを含有するトルエン溶液24.3gを加え、さらにsec-ブチルリチウム6.65mmolを含有するsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液5.11gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル16.3gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を-30℃に冷却し、アクリル酸2-エチルヘキシル382gを2時間かけて滴下し、滴下終了後-30℃にて5分間攪拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル20.2gを加え、一晩室温にて攪拌した。
(5)メタノ-ル12gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、沈殿物を析出させた。その後、沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体H450gを得た。
重合体ブロック(B)を構成する2EHAの含有量は、重合体ブロック(B)を構成する単量体の質量から計算によって求めた。
上記合成例1~8で得たアクリル系ブロック共重合体A~Hを用いて粘着テープを作成した。具体的には、上記合成例1~8で得たアクリル系ブロック共重合体A~Hをトルエンに溶解し、濃度30質量%の溶液を作製した。これをコーターによってポリエチレンテレフタレート製フィルム(東洋紡エステルフィルムE5000、厚さ50μm)上に乾燥後の粘接着層の厚さが25μmになるようにコーティングを行った後、該フィルムを100℃、3分で乾燥・熱処理して粘着テープを作製した。作製した粘着テープについて、180°剥離接着力、保持力、ボールタックの評価を行った。180°剥離接着力、保持力の評価において、被着体に貼り付ける必要がある場合には、2kgのローラーを10mm/秒の速度で2往復させて貼り付け、評価を行った。結果を下記表2に示す。
Claims (3)
- 重合体ブロック(A)と、
95質量%以上が一般式(1)
CH2=CH-COOR1 [式中、R1は炭素数7~12の有機基を表す。]
で示されるアクリル酸エステル単位からなる重合体ブロック(B)とを有し、
(A)-(B)-(A)で表されるトリブロック構造を有し、
重量平均分子量(Mw)が140,000~250,000であり、
両端のブロック(A)の合計含有率が18質量%以下であり、
前記重合体ブロック(A)はメタクリル酸エステル単位を90質量%以上含み、
前記重合体ブロック(A)中に含まれる前記メタクリル酸エステル単位がメタクリル酸メチル単位であり、
前記アクリル酸エステル単位がアクリル酸2-エチルヘキシル単位である、
アクリル系トリブロック共重合体。 - 両端のブロック(A)の合計含有率が6~14質量%である請求項1に記載のアクリル系トリブロック共重合体。
- 請求項1または2に記載のアクリル系トリブロック共重合体を含む粘接着剤組成物。
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