WO2024181419A1 - ポリエステル、粘着剤組成物、粘着剤、粘着テープおよび電子部材用粘着テープ - Google Patents
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- C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
- C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
- C09J7/38—Pressure-sensitive adhesives [PSA]
Definitions
- the present invention relates to polyesters, adhesive compositions containing polyesters, adhesives, adhesive tapes, and adhesive tapes for electronic components, and in particular to adhesive tapes for electronic components that are thin and highly effective in reducing the environmental impact and are suitable for use in the housings and component joints of mobile electronic devices.
- Adhesive tapes are used in various industrial fields, such as office equipment and home appliances, for fixing components, etc., as a joining method with excellent workability and high adhesive reliability, as they can bond substrates and components without the need for heat or other energy.
- office equipment are becoming smaller and thinner as their functionality improves in various ways, and there is a high demand for smaller and thinner devices, especially for personal computers, digital video cameras, and even portable electronic devices such as electronic organizers, mobile phones, PHS, smartphones, game consoles, and e-books.
- portable electronic devices there is a demand for thinner adhesive tapes used to fix these devices, as well as thinner main components.
- adhesive tapes are widely used for fixing and labeling major components (metal, plastic parts, etc.) of office equipment and mobile electronic terminals.
- conventional adhesive tapes are difficult to peel off and dismantle, and are often discarded as non-combustible waste without being separated for recycling.
- adhesive tapes that can be easily disassembled and peeled off when discarded and are suitable for separate recycling, as well as adhesives used therein.
- Patent Document 1 proposes a double-sided adhesive tape in which adhesive layers are formed on both sides of a core material and are made of an adhesive composition containing an acrylic acid ester copolymer containing 90% by mass or more of butyl acrylate units and a weight-average molecular weight of 700,000 or more, and a specific amount of a tackifier, and the double-sided adhesive tape has a total thickness of 30 ⁇ m or less and the thickness of the adhesive layers on both sides is 2 to 10 ⁇ m.
- Patent Document 2 proposes that an adhesive containing a polyester that has aromatic dicarboxylic acid, a glycol having a hydrocarbon in the side chain, and a trivalent or higher polyhydric alcohol and/or a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid as essential components, and that uses a polyester obtained by polycondensing a specific amount of a polyhydric alcohol and/or a polyvalent carboxylic acid, can be used to obtain an adhesive with excellent adhesion and heat resistance, and that the polyester exhibits sufficient adhesive strength with finger pressure and has excellent adhesion, mechanical strength, and especially excellent heat resistance, making it suitable for a wide range of applications.
- Patent Documents 1 and 2 do not provide sufficient adhesive strength to various adherends in thin films, and further improvements are required.
- the acrylic adhesives in the technology disclosed in Patent Document 1 generally have a low elastic modulus and low cohesive strength, so when used to form a thin adhesive layer, they tend to leave adhesive residue when peeled off, and further improvements are required.
- polyester-based adhesives have also been considered as adhesives with a high elastic modulus and high cohesive strength (resistance to cracking and leaving behind adhesive residue when peeled off), but the polyester-based adhesives disclosed in the technology of Patent Document 2 above were not disclosed for use in thin films. Furthermore, when made into thin films, the adhesive strength is not fully expressed, and further improvements are required.
- polyester adhesives have also been increasingly used. Compared to acrylic adhesives, polyester adhesives have higher heat resistance, making them excellent for use in electronic components, etc., and also work well with ester films such as polyethylene terephthalate (PET), so polyester adhesives can often be used in areas where it is difficult to use acrylic adhesives. Furthermore, in recent years, there has been a call to address environmental impact, and when disposing of polyester adhesives, it is possible to depolymerize them and return them to oligomers and monomers, so when considering recycling, it can be said that polyester adhesives pose less of a burden on the environment than acrylic adhesives.
- PET polyethylene terephthalate
- Patent Document 3 a thin-film adhesive sheet using a specific polyester, as in Patent Document 3, has been proposed, but there is room for improvement in adhesive strength and retention.
- the adhesive sheet in Patent Document 3 does not take into consideration the biomass content, biodegradability, or recyclability of the adhesive sheet, leaving issues in terms of environmental impact.
- a polyester-based adhesive composition a polyester containing a specific amount or more of aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms in the polyvalent carboxylic acid component and having a crystalline heat of fusion of 30 J/g or less, or a polyester containing less than 50 moles of structural units derived from 1,4-butanediol per 100 moles of structural units derived from polyhydric alcohols (b), a polyester-based adhesive composition can be obtained that is excellent in adhesive strength, retention, solution stability, and recyclability in a thin film, and also in biomass degree and biodegradability.
- polyester-based pressure-sensitive adhesive composition a polyester containing a specific amount or more of aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms in the polyvalent carboxylic acid component and having a crystalline heat of fusion of 30 J/g or less, or a polyester containing less than 50 mol of structural units derived from 1,4-butanediol per 100 mol of structural units derived from polyhydric alcohols (b), a polyester-based pressure-sensitive adhesive composition which has easy peelability under moist heat and excellent recyclability and has a high environmental load reduction effect can be obtained.
- the present adhesive composition When the present adhesive composition is used to bond parts of a product in which multiple parts made of different materials are combined and bonded together with the intention of recycling, when recycling the product, the individual parts can be easily separated, dismantled, and sorted by material simply by heating the bonded parts under high humidity, making it extremely useful for improving the recycling rate.
- the polycarboxylic acids (a) contain aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms, the structural unit derived from the aliphatic polycarboxylic acid (a1) having 4 or less carbon atoms is 50 moles or more per 100 moles of the structural unit derived from the polycarboxylic acid (a);
- the polycarboxylic acids (a) contain aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms, the structural unit derived from the aliphatic polycarboxylic acid (a1) having 4 or less carbon atoms is 50 moles or more per 100 moles of the structural unit derived from the polycarboxylic acid (a);
- a polyester in which the number of structural units derived from 1,4-butanediol is less than 50 moles per 100 moles of structural units derived from the polyhydric alcohol (b).
- polyhydric alcohols (b) contain linear aliphatic polyhydric alcohols (b1) having an odd number of carbon atoms
- the linear aliphatic polyhydric alcohols (b1) having an odd number of carbon atoms contain a structural unit derived from at least one selected from the group consisting of 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,7-heptanediol, and 1,9-nonanediol.
- a pressure-sensitive adhesive composition comprising the polyester according to any one of [1] to [10].
- the pressure-sensitive adhesive composition according to [11] or [16] further comprises a crosslinking agent, and is crosslinked by the crosslinking agent, the pressure-sensitive adhesive having a gel fraction of 5 to 60%.
- a pressure-sensitive adhesive composition comprising a polyester having a structural unit derived from a polyvalent carboxylic acid (a) and a structural unit derived from a polyhydric alcohol (b),
- the polycarboxylic acids (a) contain aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms
- the pressure-sensitive adhesive composition contains 50 moles or more of structural units derived from the aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms per 100 moles of structural units derived from the polycarboxylic acids (a).
- the pressure-sensitive adhesive composition using the polyester of the present invention is excellent in wet heat peelability, adhesive strength, and holding power, and in particular, in adhesive strength when formed into a thin film.Furthermore, the pressure-sensitive adhesive composition is excellent in biomass content, solution stability, recyclability, and biodegradability. Therefore, the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is suitably used as a pressure-sensitive adhesive for single-sided or double-sided pressure-sensitive adhesive tapes used for bonding optical members, and single-sided or double-sided pressure-sensitive adhesive tapes for fixing members of portable electronic terminals and electronic members.
- the term “class” added after the name of a compound is a concept that includes not only the compound but also derivatives of the compound.
- carboxylic acids includes not only carboxylic acids but also carboxylic acid derivatives such as carboxylic acid salts, carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid halides, and carboxylic acid esters.
- X and/or Y (X and Y are any configurations) means at least one of X and Y, and means the following three cases: X only, Y only, and X and Y.
- the term “tape” also includes the terms “film” and "sheet.”
- a polyester according to one embodiment of the present invention has structural units derived from polyvalent carboxylic acids (a) and structural units derived from polyhydric alcohols (b), the polyvalent carboxylic acids (a) contain aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms, and the structural units derived from the aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms are 50 mol or more per 100 mol of the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a), and the heat of crystalline fusion is 30 J/g or less, or the structural units derived from 1,4-butanediol are less than 50 mol per 100 mol of the structural units derived from the polyhydric alcohols (b).
- the pressure-sensitive adhesive according to one embodiment of the present invention is an adhesive obtained by crosslinking an adhesive composition containing the polyester and a crosslinking agent (B), and has a gel fraction of 5 to 60%.
- B crosslinking agent
- the polyester used in the present embodiment has structural units derived from polyvalent carboxylic acids (a) and structural units derived from polyhydric alcohols (b), and among the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a), the structural units derived from aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms are contained in an amount of 50 mol or more, preferably 60 mol or more, more preferably 70 mol or more, particularly preferably 80 mol or more, 85 mol or more, particularly preferably 90 mol or more, and most preferably 95 mol or more per 100 mol of the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a).
- the upper limit is usually 100 mol or less.
- the pressure-sensitive adhesive layer of the present embodiment contains a polyester containing a specific amount of structural units derived from an aliphatic polyvalent carboxylic acid (a1) having 4 or less carbon atoms, the pressure-sensitive adhesive layer has excellent adhesive strength to various adherends even when it is a thin film, and further has excellent biodegradability and recyclability.
- the polyester used in the present embodiment has a structural unit derived from a polyvalent carboxylic acid (a) and a structural unit derived from a polyhydric alcohol (b).
- the polyester is characterized in that, as the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a), 50 moles or more of structural units derived from aliphatic dicarboxylic acids (a1) having 4 carbon atoms or less (including the carbon atoms of the carboxy group) per 100 moles of the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a) are contained in the total amount of the polyvalent carboxylic acids (a).
- the structural unit derived from the aliphatic polyvalent carboxylic acid (a1) having 4 or less carbon atoms includes, for example, a structural unit derived from a straight-chain aliphatic dicarboxylic acid such as succinic acid, oxalic acid, malonic acid, diglycolic acid, etc., a structural unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid having an alkyl group on the side chain such as methylmalonic acid, etc., and a structural unit derived from an unsaturated group-containing aliphatic dicarboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, etc., and among these, a structural unit derived from a straight-chain aliphatic dicarboxylic acid is preferred.
- a structural unit derived from succinic acid is preferred in terms of excellent adhesion to various adherends, high biomass degree, and excellent biodegradability and recyclability.
- the structural unit derived from the aliphatic polycarboxylic acid (a1) having 4 or less carbon atoms is a structural unit derived from succinic acid, in that the adhesive strength to various adherends is excellent even in the case of a thin film, and the adhesive strength is also excellent in biodegradability and recyclability.
- the content of the structural units derived from the aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms is usually 50 moles or more, preferably 60 moles or more, more preferably 70 moles or more, particularly preferably 80 moles or more, more particularly preferably 85 moles or more, especially preferably 90 moles or more, and most preferably 95 moles or more, per 100 moles of the structural units derived from the polycarboxylic acids (a).
- the upper limit of the content of the structural units derived from the aliphatic polycarboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms is usually 100 moles or less.
- the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a) contained in the polyester may contain structural units derived from other polyvalent carboxylic acids such as polyvalent carboxylic acids having 5 or more carbon atoms, aromatic dicarboxylic acids, and polyvalent carboxylic acids having three or more carbon atoms, in addition to the structural units derived from the aliphatic polyvalent carboxylic acids (a1) having 4 or less carbon atoms. These may be contained alone or in combination of two or more kinds.
- Examples of the structural units derived from polyvalent carboxylic acids having 5 or more carbon atoms include structural units derived from aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, thiodipropionic acid, and 1,9-nonanedicarboxylic acid; structural units derived from alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,5-norbornanedicarboxylic acid, and adamantanedicarboxylic acid; and structural units derived from dimer acids derived by dimerizing unsaturated aliphatic acids such as oleic acid, linoleic acid, l
- the content of the structural units derived from polycarboxylic acids having 5 or more carbon atoms is usually 50 moles or less, preferably 40 moles or less, more preferably 30 moles or less, even more preferably 20 moles or less, particularly preferably 10 moles or less, and especially preferably 5 moles or less, per 100 moles of structural units derived from polycarboxylic acids (a).
- the lower limit is usually 0 moles or more. If the content of structural units derived from polycarboxylic acids having 5 or more carbon atoms is too high, the thin film adhesive strength, biodegradability, and recyclability tend to decrease.
- Examples of structural units derived from aromatic dicarboxylic acids include structural units derived from aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, benzylmalonic acid, diphenic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, and naphthalenedicarboxylic acids such as 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid.
- aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, benzylmalonic acid, diphenic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, and naphthalenedicarboxylic acids such as 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid.
- Examples of the structural units derived from the trivalent or higher polyvalent carboxylic acids include structural units derived from trimellitic acid, pyromellitic acid, adamantanetricarboxylic acid, trimesic acid, etc.
- structural units derived from polyvalent carboxylic acids having 5 or more carbon atoms it is preferable to contain structural units derived from aromatic dicarboxylic acids, particularly structural units derived from asymmetric aromatic dicarboxylic acids, in order to reduce the crystallinity of the polyester.
- Examples of structural units derived from the asymmetric aromatic dicarboxylic acids include structural units derived from phthalic acid, isophthalic acid, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,3-naphthalenedicarboxylic acid.
- structural units derived from isophthalic acid are particularly preferred in terms of reactivity and adhesive strength.
- the content of the structural units derived from the aromatic dicarboxylic acids, particularly the structural units derived from asymmetric aromatic dicarboxylic acids, is usually 50 moles or less, preferably 40 moles or less, more preferably 30 moles or less, even more preferably 25 moles or less, particularly preferably 20 moles or less, especially preferably 15 moles or less, and most preferably 5 moles or less, per 100 moles of the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a).
- the lower limit is usually 0 moles. If the content of the structural units derived from aromatic dicarboxylic acids is too high, the initial adhesive strength, tackiness, thin film adhesive strength, biodegradability, and recyclability tend to decrease.
- the structural unit derived from the polyhydric alcohols (b) of the polyester includes a structural unit derived from a dihydric alcohol and a structural unit derived from a trihydric or higher polyol. These may be contained alone or in combination of two or more. In particular, in this embodiment, it is preferable that the polyester contains a structural unit derived from a dihydric alcohol having an odd number of carbon atoms. When a polyhydric alcohol having an odd number of carbon atoms is used instead of an even number, the structure of the polyester becomes irregular, and the polyester becomes soft and breaks down the crystallinity, resulting in good adhesive properties.
- structural units derived from dihydric alcohols include structural units derived from aliphatic diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol), 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol,
- the structural units derived from the aliphatic diols can also be distinguished as structural units derived from aliphatic diols with a straight-chain structure and structural units derived from aliphatic diols having a hydrocarbon group in the side chain.
- the content of the structural units derived from linear aliphatic diols is usually 10 to 100 moles, preferably 15 to 98 moles, more preferably 40 to 95 moles, particularly preferably 50 to 90 moles, especially preferably 60 to 85 moles, and most preferably 70 to 80 moles, per 100 moles of the structural units derived from polyhydric alcohols (b). If the content is too low, the glass transition temperature of the polyester tends to increase, decreasing the adhesive strength, and decreasing the biodegradability and recyclability. If the content is too high, the polyester tends to crystallize, decreasing the adhesive strength of the adhesive, and decreasing the solution stability.
- structural units derived from the linear aliphatic diols structural units derived from linear aliphatic diols having 2 to 18 carbon atoms are preferred, and structural units derived from linear aliphatic diols having 4 or less carbon atoms are particularly preferred, since they have excellent adhesion by increasing the ester bond concentration and polarity, and further have excellent biodegradability and recyclability.
- structural units derived from ethylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol are preferred, and structural units derived from 1,3-propanediol are particularly preferred, since they have excellent adhesion and can increase the biomass degree while breaking down crystallinity.
- the amount of the structural unit derived from 1,4-butanediol is preferably 50 mol or less, more preferably 30 to 0 mol, particularly preferably 15 to 0 mol, particularly preferably 5 to 0 mol, and most preferably 0 mol, per 100 mol of the structural unit derived from the polyhydric alcohol (b).
- the polyester contained in the pressure-sensitive adhesive composition of the present embodiment preferably has structural units derived from the polyhydric alcohols (b), and the amount of structural units derived from 1,4-butanediol per 100 moles of the structural units derived from the polyhydric alcohols (b) is preferably 50 moles or less, more preferably 30 to 0 moles, particularly preferably 15 to 0 moles, particularly preferably 5 to 0 moles, and most preferably 0 mole. If the amount of structural units derived from 1,4-butanediol is too large, the crystallinity becomes high, and therefore when a polyester-based pressure-sensitive adhesive composition is formed, the wet heat peelability, adhesive strength, holding power, and solution stability of a thin film tend to deteriorate.
- the content of structural units derived from aliphatic diols (b2) having a hydrocarbon group in the side chain is usually 1 to 100 moles, preferably 2 to 70 moles, more preferably 3 to 60 moles, particularly preferably 5 to 50 moles, especially preferably 7 to 40 moles, even more preferably 10 to 35 moles, and most preferably 20 to 30 moles, per 100 moles of structural units derived from polyhydric alcohols (b). If the content is too low, the polyester tends to crystallize and the adhesive strength of the adhesive tends to decrease. If the content is too high, the ester bond concentration of the polyester tends to decrease, resulting in reduced adhesive strength and poor recyclability and solution stability.
- Examples of structural units derived from aliphatic diols (b2) having a hydrocarbon group in the side chain include structural units derived from dipropylene glycol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol), 2-methyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol, dimer diol, etc.
- structural units derived from 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopent)
- the content of structural units derived from such trihydric or higher polyols is usually 20 moles or less, preferably 0.1 to 10 moles, more preferably 0.5 to 5 moles, particularly preferably 0.5 to 3 moles, especially preferably 0.8 to 2.0 moles, and most preferably 1.0 to 1.5 moles, per 100 moles of structural units derived from polyhydric alcohols (b). If the content of such trihydric or higher polyols is too high, it tends to be difficult to produce the polyester.
- Examples of structural units derived from trivalent or higher polyols include structural units derived from 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (trimethylolpropane), trimethylolethane, glycerin, pentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, and 1,2,6-hexanetriol.
- the structural unit derived from aliphatic polyhydric alcohols (b1) having an odd number of carbon atoms as the structural unit of polyhydric alcohols (b) contains structural units derived from 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,7-heptanediol, and 1,9-nonanediol, and it is particularly preferable that it contains structural units derived from 1,3-propanediol and 1,5-pentanediol.
- the content of structural units derived from at least one selected from the linear aliphatic polyhydric alcohols (b1) having an odd number of carbon atoms is usually 10 to 100 moles, preferably 20 to 98 moles, more preferably 40 to 95 moles, particularly preferably 50 to 90 moles, especially preferably 60 to 85 moles, and most preferably 70 to 80 moles, per 100 moles of structural units derived from the polyhydric alcohols (b). If the content of linear aliphatic polyhydric alcohols having an odd number of carbon atoms is too low, the glass transition temperature of the polyester increases, and the adhesive strength of the adhesive tends to decrease. However, if the content is too high, the polyester tends to crystallize, the adhesive strength of the adhesive tends to decrease, and the recyclability and solution stability tend to be poor.
- the molar ratio (b1)/(b2) of the linear aliphatic polyhydric alcohol (b1) of polyhydric alcohols having an odd number of carbon atoms to the at least one side chain aliphatic diol (b2) having a hydrocarbon group in its side chain is preferably 0.5 to 10.0, more preferably 0.6 to 8.0, even more preferably 0.8 to 6.0, particularly preferably 1.0 to 5.0, particularly preferably 2.0 to 4.5, and most preferably 3.0 to 4.0. It is preferable for the molar ratio (b1)/(b2) to be set within the above range in terms of excellent solution stability and recyclability.
- the ratio (composition ratio) of structural units derived from each component of the polyester can be determined by a known method using NMR, for example, 1H-NMR measurement (proton type nuclear magnetic resonance spectroscopy measurement) at a resonance frequency of 400 MHz, 13C -NMR measurement (carbon type nuclear magnetic resonance spectroscopy measurement), etc.
- the polyester used in the present embodiment may have, in addition to the structural units derived from the polyvalent carboxylic acids (a) and the structural units derived from the polyhydric alcohols (b), a structural unit derived from a compound having both a carboxylic acid and a hydroxyl group in the molecule, within a range that does not impair the effects of the present embodiment.
- structural units derived from compounds having both a carboxylic acid and a hydroxyl group in the molecule include structural units derived from glycolic acid, lactic acid, hydroxybutyric acid, and hydroxyhexanoic acid.
- structural units derived from lactic acid and hydroxybutyric acid are particularly preferred in terms of increasing the ester bond concentration and providing excellent adhesive strength, biodegradability, and recyclability.
- the content of the structural unit derived from the compound having both carboxylic acid and hydroxyl group in the molecule is preferably 100 moles or less, more preferably 80 moles or less, even more preferably 60 moles or less, particularly preferably 40 moles or less, especially preferably 20 moles or less, and most preferably 10 moles or less, relative to 100 moles of the structural unit derived from the polyvalent carboxylic acid (a).
- the lower limit is usually 0 moles or more.
- the polyester tends to crystallize, the adhesive strength decreases, and the solution stability tends to be poor, and if the content is too low, the biodegradability tends to be poor.
- the polyester used in this embodiment may contain structural units derived from cyclic esters.
- structural units derived from cyclic esters include structural units derived from aliphatic lactones such as lactide, ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -hexanolactone, ⁇ -octanolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -hexalanolactone, ⁇ -octanolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -dodecanolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -butyrolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -valerolactone, glycolide, and lactide.
- structural units derived from ⁇ -caprolactone are preferred because they lower the glass transition temperature, have excellent adhesive strength, and are also excellent in biodegradability.
- One or more of these structural units derived from cyclic ester monomers can be used.
- the amount of structural units derived from cyclic esters is preferably 100 moles or less per 100 moles of structural units derived from polyvalent carboxylic acids (a), more preferably 80 moles or less, particularly preferably 60 moles or less, even more preferably 40 moles or less, especially preferably 20 moles or less, and most preferably 10 moles or less.
- the lower limit is usually 0 moles or more. If the content of structural units derived from cyclic esters is too high, the polyester tends to crystallize, resulting in a decrease in adhesive strength and poor solution stability, while if the content is too low, the biodegradability tends to be poor.
- the polyester of the present embodiment can be produced by polycondensation reaction of the above-mentioned polyvalent carboxylic acid (a) and the above-mentioned polyhydric alcohol (b) as raw materials in the presence of a catalyst by a known method. That is, since the polyester is obtained by polycondensation reaction of the polyvalent carboxylic acid (a) and the polyhydric alcohol (b), it has structural units derived from the polyvalent carboxylic acid (a) and structural units derived from the polyhydric alcohol (b). In the polycondensation reaction, an esterification reaction or an ester exchange reaction is carried out first, and then the polycondensation reaction is carried out. When it is not necessary to obtain a high molecular weight, the polycondensation reaction may be carried out only by the esterification reaction or the ester exchange reaction.
- the blend ratio of the polyvalent carboxylic acids (a) and the polyhydric alcohols (b) is preferably 1 to 2 equivalents of the polyhydric alcohols (b) per equivalent of the polyvalent carboxylic acids (a), and particularly preferably 1.1 to 1.7 equivalents. If the blend ratio of the polyhydric alcohols (b) is too low, the acid value tends to be high, making it difficult to increase the molecular weight, and if it is too high, the yield tends to decrease.
- a catalyst is usually used, and specific examples thereof include titanium-based catalysts such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate, antimony-based catalysts such as antimony trioxide, germanium-based catalysts such as germanium dioxide, and catalysts such as zinc acetate, manganese acetate, and dibutyltin oxide, and one or more of these are used.
- titanium-based catalysts such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate
- antimony-based catalysts such as antimony trioxide
- germanium-based catalysts such as germanium dioxide
- catalysts such as zinc acetate, manganese acetate, and dibutyltin oxide, and one or more of these are used.
- antimony trioxide, tetrabutyl titanate, germanium dioxide, and zinc acetate are preferred from the viewpoint of the balance between high catalytic activity and the hue of the resulting reaction product.
- the amount of the catalyst is preferably 1 to 10,000 ppm based on the total copolymerization components (mass basis), more preferably 10 to 5,000 ppm, and even more preferably 20 to 3,000 ppm. If the amount is too small, the polymerization reaction tends not to proceed sufficiently, and if the amount is too large, there is no advantage to shortening the reaction time, and side reactions tend to occur easily.
- the reaction temperature during the esterification reaction or transesterification reaction is preferably 200 to 300°C, particularly preferably 210 to 280°C, and even more preferably 220 to 260°C. If the reaction temperature is too low, the reaction tends not to proceed sufficiently, and if it is too high, side reactions such as decomposition tend to occur easily. In addition, the pressure during the reaction is usually normal pressure.
- the reaction conditions for the polycondensation reaction carried out after the esterification reaction or transesterification reaction are as follows: the same amount of catalyst as that used in the esterification reaction or transesterification reaction is further compounded, the reaction temperature is preferably 220 to 280°C, and particularly preferably 230 to 270°C, and the reaction system is gradually depressurized until the reaction is finally carried out at 5 hPa or less. If the reaction temperature is too low, the reaction tends not to proceed sufficiently, and if it is too high, side reactions such as decomposition tend to occur easily.
- the ester bond concentration of the polyester obtained above is preferably 11 to 14 mmol/g, more preferably 11.1 to 13.5 mmol/g, even more preferably 11.2 to 13.0 mmol/g, particularly preferably 11.4 to 12.8 mmol/g, especially preferably 11.6 to 12.6 mmol/g, and most preferably 12.0 to 12.5 mmol/g. If the ester group concentration is too low, the polarity of the polyester decreases, and the adhesion, thin film adhesion, biodegradability, and recyclability tend to be poor.
- the ester bond concentration (mmol/g) refers to the number of moles of ester bonds in 1 g of polyester, and is calculated from the amounts charged, for example.
- the calculation method is to divide the number of moles of the polyvalent carboxylic acids (a) and the polyhydric alcohols (b), whichever is less, by the total mass of the final product, and an example of the calculation formula is shown below.
- the polyvalent carboxylic acids (a) and the polyhydric alcohols (b) are charged in equal molar amounts, either of the following calculation formulas may be used.
- a monomer having both a carboxylic acid and a hydroxyl group is used, or when polyester is produced from caprolactone or the like, the calculation method will be changed appropriately.
- the ester bond concentration of the polyester can also be determined by known methods using NMR, such as 1H-NMR measurement (proton-type nuclear magnetic resonance spectroscopy) at a resonance frequency of 400 MHz and 13C-NMR measurement (carbon-type nuclear magnetic resonance spectroscopy).
- Methods for adjusting the ester bond concentration to a predetermined range include, for example, selecting polyhydric alcohols having 4 or less carbon atoms as the polyhydric alcohols (b), increasing the content of linear carboxylic acids having 4 or less carbon atoms as the polyvalent carboxylic acids (a), increasing the content of dicarboxylic acids with fewer carbon atoms, combining both, and setting the average carbon number of the structural units derived from polyvalent carboxylic acids and the structural units derived from polyhydric alcohols to 5 or less.
- the average number of carbon atoms (including carbon atoms of carboxy groups) in the structural units derived from polyvalent carboxylic acids and the structural units derived from polyhydric alcohols of the polyester is preferably 5 or less, more preferably 4.8 or less, particularly preferably 4.6 or less, even more preferably 4.4 or less, especially preferably 4.2 or less, and most preferably 4.0 or less. If the average number of carbon atoms in the structural units derived from polyvalent carboxylic acids and the structural units derived from polyhydric alcohols of the polyester is too high, the ester bond concentration of the polyester tends to be low, resulting in reduced adhesive strength and poor biodegradability.
- the lower limit of the average number of carbon atoms in the structural units derived from polyvalent carboxylic acids and the structural units derived from polyhydric alcohols of the polyester is 2.0.
- the glass transition temperature (Tg) of the polyester is preferably ⁇ 70 to 20° C., particularly preferably ⁇ 50 to 10° C., further preferably ⁇ 40 to 0° C., particularly preferably ⁇ 35 to ⁇ 5° C., and most preferably ⁇ 30 to ⁇ 10° C. or ⁇ 25 to ⁇ 15° C. If the glass transition temperature (Tg) is too high, the adhesive strength of the thin film tends to decrease, whereas if it is too low, the heat resistance and cohesive strength tend to decrease.
- the glass transition temperature can be adjusted, for example, by introducing an aromatic skeleton or by changing the alkyl chain length of the polyvalent carboxylic acid (a) or the polyhydric alcohol (b).
- the glass transition temperature (Tg) is measured using a differential scanning calorimeter DSC Q20 manufactured by TA Instruments.
- the measurement temperature range is -90 to 100°C, and the temperature rise rate is 10°C/min.
- the weight average molecular weight of the polyester is preferably 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 300,000, particularly preferably 20,000 to 200,000, even more preferably 30,000 to 150,000, and especially preferably 50,000 to 130,000. If the weight average molecular weight is too large, handling properties decrease, requiring a large amount of solvent and tending to increase the environmental load, while if the weight average molecular weight is too small, adhesion tends to decrease.
- the weight average molecular weight is a weight average molecular weight converted into a standard polystyrene molecular weight, and is measured using a high performance liquid chromatograph (manufactured by Tosoh Corporation, "HLC-8320GPC”) using tetrahydrofuran as a solvent, and two columns: TSKgel SuperMultipore HZ-M (exclusion limit molecular weight: 2 ⁇ 10 6 , theoretical plate number: 16,000 plates/column, packing material: styrene-divinylbenzene copolymer, packing particle size: 4 ⁇ m) arranged in series.
- HLC-8320GPC high performance liquid chromatograph
- the acid value of the polyester is preferably 10 mgKOH/g or less in terms of preventing hydrolysis and increasing durability, more preferably 5 mgKOH/g or less, particularly preferably 2 mgKOH/g or less, particularly preferably 1 mgKOH/g or less, and most preferably 0.5 mgKOH/g or less. If the acid value is too high, durability tends to decrease.
- the acid value can be adjusted, for example, by increasing the ratio of the polyhydric alcohol (b) during the esterification reaction or the ester exchange reaction, or by adjusting the reaction conditions.
- the lower limit of the acid value is usually 0 mgKOH/g.
- the acid value of the polyester is determined by neutralization titration based on JIS K0070.
- the acid value refers to the content of carboxy groups in the polyester.
- the carboxy groups include those in a carboxylate ion state in which the carboxy groups are neutralized with a basic compound.
- the heat of crystalline fusion of the polyester measured by a differential scanning calorimeter is preferably 30 J/g or less, more preferably 10 J/g or less, even more preferably 5 J/g or less, particularly preferably 2 J/g or less, and most preferably no heat of crystalline fusion is observed. If the heat of crystalline fusion is too large, crystallinity will be observed, and the storage stability of the resin solution will tend to be poor, and when made into an adhesive tape, the stability at low temperatures and the adhesive strength of the thin film will tend to be poor.
- Methods for adjusting the heat of crystal fusion within a predetermined range include, for example, a method of appropriately using a polycarboxylic acid having an alkyl group on the side chain or a polyhydric alcohol having an alkyl group on the side chain, a method of appropriately using a straight-chain aliphatic polycarboxylic acid having an odd number of carbon atoms, a method of appropriately using a straight-chain aliphatic polyhydric alcohol having an odd number of carbon atoms, and a method of using three or more copolymerization monomer components, preferably four or more components.
- the heat of fusion of crystals refers to the energy consumed when heating and melting a crystallized substance, and can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
- DSC differential scanning calorimeter
- the polyester is made from raw materials derived from plants and has a biomass degree.
- the biomass degree is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, particularly preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, and most preferably 80% or more.
- the upper limit is usually 100% or less. If the biomass degree is low, there is a tendency for the reduction in the burden on the global environment to be insufficient.
- the biomass degree of the polyester refers to the mass ratio of the plant-derived raw materials used in producing the polyester incorporated into the resin relative to the total mass of the polyester, and is calculated as follows.
- the biomass degrees of polyvalent carboxylic acids and polyols are calculated from the weighted average of their respective biomass degrees. It is sufficient that the value obtained by any of the following calculation methods is within the above range.
- Biomass ratio (%) [(number of moles of carbon of plant-derived monomer calculated from the molar ratio of polycarboxylic acids and polyols in polyester)/(number of moles of carbon of all constituent monomers in polyester)] ⁇ 100
- the biomass ratio can also be determined by analyzing the composition ratio using NMR and calculating the carbon number of the plant-derived monomer/total carbon number.
- biomass degree can also be measured by the method described in "Technology for determining the origin of biofuels using natural radioactive carbon C-14" in the Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Center Research Report, No. 4, 2009.
- the pressure-sensitive adhesive composition used in this embodiment preferably contains, in addition to the polyester, a crosslinking agent (B), a hydrolysis inhibitor (C), a urethanization catalyst (D), and an antioxidant (E).
- the pressure-sensitive adhesive composition used in the present embodiment preferably contains a crosslinking agent (B).
- a crosslinking agent (B) By containing the crosslinking agent (B), the polyester is crosslinked by the crosslinking agent (B) to provide excellent cohesive strength, thereby further improving the performance as a pressure-sensitive adhesive.
- crosslinking agents (B) examples include isocyanate-based crosslinking agents, polyepoxy-based crosslinking agents, and other crosslinking agents having a functional group that reacts with at least one of the hydroxyl and carboxyl groups contained in the polyester. It is also possible to use polyfunctional acrylic monomers and urethane acrylate oligomers that increase the cohesive strength even if they do not react with the polyester. Of these, it is particularly preferable to use isocyanate-based crosslinking agents, as they can achieve a good balance between initial adhesion, mechanical strength, and heat resistance.
- isocyanate-based crosslinking agents examples include polyisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, and triphenylmethane triisocyanate, as well as adducts of the above polyisocyanates with polyol compounds such as trimethylolpropane, and biuret and isocyanurate forms of these polyisocyanate-based compounds.
- the polyisocyanate-based compounds may also be those in which the isocyanate portion is blocked with phenol, lactam, or the like.
- aromatic polyisocyanate-based compounds are preferred, and it is further preferred to use trifunctional aromatic isocyanate-based compounds, as they have good compatibility with polyesters.
- the content of the crosslinking agent (B) can be appropriately determined depending on the molecular weight of the polyester and the intended use, but it is usually preferable that the crosslinking agent (B) is contained in a ratio such that the reactive groups contained in the crosslinking agent (B) are 0.2 to 10 equivalents per equivalent of at least one of the hydroxyl groups and carboxyl groups contained in the polyester, and particularly preferably 0.3 to 5 equivalents, further preferably 0.5 to 3 equivalents, and especially 0.6 to 1.5 equivalents. If the equivalent number of the reactive groups contained in the crosslinking agent (B) is too small, the cohesive strength tends to decrease, and if it is too large, the flexibility tends to decrease.
- the content of the crosslinking agent (B) is preferably 0.01 to 10 parts by mass, particularly preferably 0.1 to 8 parts by mass, further preferably 0.5 to 6 parts by mass, especially preferably 0.75 to 4 parts by mass, and most preferably 1 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of polyester. If the content of the crosslinking agent is low, the cohesive strength tends to decrease, and if the content is too high, the flexibility tends to decrease and the required adhesive strength tends not to be obtained.
- organic solvents that do not have functional groups that react with these components can be used, such as esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and aromatics such as toluene and xylene. These can be used alone or in combination of two or more kinds.
- the hydrolysis inhibitor (C) is not particularly limited, and may be any known compound, such as a compound that reacts with and bonds to the carboxylic acid terminal group of the polyester, and specifically, a compound having a functional group such as a carbodiimide group, an epoxy group, an oxazoline group, etc.
- a carbodiimide group-containing compound is preferred because it is highly effective in eliminating the catalytic activity of protons derived from the carboxyl terminal group.
- monocarbodiimide compounds are preferred in that they have a high ester bond concentration, excellent compatibility with polyesters having high polarity, excellent adhesion, and excellent recyclability.
- the carbodiimide group-containing compound used in this embodiment is preferably a monocarbodiimide compound.
- monocarbodiimide compounds include diphenylcarbodiimide, bis(methylphenyl)carbodiimide, bis(methoxyphenyl)carbodiimide, bis(nitrophenyl)carbodiimide, bis(dimethylphenyl)carbodiimide, bis(diisopropylphenyl)carbodiimide, bis(di-t-butylphenyl)carbodiimide, and bis(triphenylsilyl)carbodiimide.
- bis(diisopropylphenyl)carbodiimide is preferred in terms of its compatibility with polyester, excellent adhesive strength, reactivity with carboxyl groups, and excellent durability to wet heat.
- the carbodiimide group-containing compound used in this embodiment may be a polycarbodiimide compound from the viewpoint of hydrolysis resistance.
- the weight-average molecular weight of the polycarbodiimide compound is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, and even more preferably 3,000 or more.
- the upper limit of the weight-average molecular weight is usually 50,000.
- the polycarbodiimide compound it is preferable for the polycarbodiimide compound to have low volatility, and therefore it is preferable to use one with a high number average molecular weight, which is usually 300 to 10,000, and preferably 1,000 to 5,000.
- the hydrolysis resistance tends to decrease. If the molecular weight is too large, the compatibility with polyester tends to decrease, resulting in poor adhesive strength.
- the carbodiimide equivalent of the carbodiimide group-containing compound is preferably 50 to 10,000, particularly preferably 100 to 1,000, and even more preferably 150 to 500.
- the carbodiimide equivalent indicates the chemical formula weight per carbodiimide group.
- a carbodiimide group-containing compound it is also preferable to use a polycarbodiimide compound produced by subjecting a diisocyanate to a decarboxylation condensation reaction in the presence of a carbodiimide catalyst.
- the polycarbodiimide compound can be obtained by subjecting an organic diisocyanate compound to a condensation reaction.
- organic diisocyanate compound include aromatic diisocyanate compounds such as 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and tetramethylxylylene diisocyanate;
- diisocyanate include acyclic aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, and aliphatic diis
- aromatic diisocyanate compounds are preferred, and tetramethylxylene diisocyanate is more preferred, in that they can provide a pressure-sensitive adhesive composition having excellent resistance to moist heat.
- the organic diisocyanate compound can be subjected to a decarboxylation condensation reaction in a conventional manner using a known carbodiimide catalyst to obtain a polycarbodiimide compound.
- the polycarbodiimide compound is preferably an aromatic polycarbodiimide compound, since it can be used to produce an adhesive that exhibits little haze change even under high temperature and high humidity conditions and has excellent resistance to moist heat.
- the polycarbodiimide compound used in this embodiment is preferably one in which at least one of the terminal isocyanate groups of the polycarbodiimide compound is substituted with a substituent derived from a hydrophilic organic compound.
- the hydrophilic organic compound is a compound having a substituent having an active hydrogen that is reactive with the terminal isocyanate group of the polycarbodiimide compound, and further having one or more heteroatoms in the molecule in addition to the substituent. It is.
- substituent having an active hydrogen that is reactive with the isocyanate group examples include a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, an imino group, an isocyanate group, and a carboxyl group. Among these, a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, and an imino group are preferred. These substituents may be contained alone or in combination of two or more types in the hydrophilic organic compound.
- the number of substituents having active hydrogen reactive with the isocyanate group in the hydrophilic organic compound is usually 2 or less, and preferably 1.
- the substituent is preferably located at the end of the hydrophilic organic compound.
- Examples of compounds having a substituent with active hydrogen reactive with the isocyanate group and having one or more heteroatoms in the molecule in addition to the substituent include compounds containing an oxyalkylene structure, compounds containing a hydroxypolyester structure, compounds containing a hydroxyalkylsulfonic acid structure, compounds containing a dialkylaminoalcohol structure, compounds containing a hydroxycarboxylic acid alkyl ester structure, and compounds containing a dialkylaminoalkylamine structure. Of these, compounds containing an oxyalkylene structure are preferred.
- the ends of the hydrophilic organic compound are blocked with an alkoxy group or a phenoxy group.
- hydrophilic organic compounds that are end-blocked with alkoxy or phenoxy groups and contain an oxyalkylene structure are preferred because they have excellent compatibility with polyesters with a high concentration of ester bonds.
- the compound having an oxyalkylene structure end-blocked with an alkoxy group or a phenoxy group includes, for example, a compound represented by the following formula (1).
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group
- m is an integer of 4 to 100.
- alkyl group having 1 to 4 carbon atoms examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group.
- Specific examples of the compound represented by formula (1) include polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monophenyl ether, etc.
- polyethylene glycol monomethyl ether is preferred.
- the weight-average molecular weight of the hydrophilic organic compound is preferably 200 or more, and more preferably 400 or more.
- the upper limit of the weight-average molecular weight is usually 5,000 or less, preferably 4,000 or less, more preferably 2,000 or less, and even more preferably 1,000 or less. If the weight-average molecular weight is too small, the compatibility with the polyester resin and adhesive strength tend to decrease. If the weight-average molecular weight is too large, the adhesive strength tends to decrease.
- the polycarbodiimide compound in which at least one of the terminal isocyanate groups is substituted with a substituent derived from a hydrophilic organic compound can be obtained by reacting the polycarbodiimide compound with the hydrophilic organic compound.
- the reaction between the polycarbodiimide compound and the hydrophilic organic compound is carried out by heating the polycarbodiimide compound to a temperature of usually 50 to 200°C, preferably 100 to 180°C, adding the hydrophilic organic compound, and then reacting at 80 to 200°C for 0.5 to 5 hours.
- a polycarbodiimide compound in which at least one of the terminal isocyanate groups is substituted with a substituent derived from a hydrophilic organic compound.
- polycarbodiimide compounds include, for example, Carbodilite (registered trademark) V-09GB, V-02B, V-04K, V-04PF, and V-07 manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., and Elastostab H01 manufactured by BASF Corporation, with Carbodilite V-09GB and V-04K being particularly preferred.
- the epoxy group-containing compound is preferably, for example, a glycidyl ester compound or a glycidyl ether compound.
- glycidyl ester compounds include benzoic acid glycidyl ester, t-Bu-benzoic acid glycidyl ester, p-toluic acid glycidyl ester, cyclohexane carboxylic acid glycidyl ester, pelargonic acid glycidyl ester, stearic acid glycyl ester, lauric acid glycidyl ester, palmitic acid glycidyl ester, behenic acid glycidyl ester, versatic acid glycidyl ester, oleic acid glycidyl ester, linoleic acid glycidyl ester, linolenic acid glycidyl ester, behenolic acid glycidyl ester, stearolic acid glycidyl ester, terephthalic acid diglycidyl ester, isophthalic acid diglycidy
- glycidyl ether compounds include phenyl glycidyl ether, o-phenyl glycidyl ether, 1,4-bis( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)butane, 1,6-bis( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)hexane, 1,4-bis( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)benzene, 1-( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)-2-ethoxyethane, 1-( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)-2-benzyloxyethane, 2,2-bis-[ politician-( ⁇ , ⁇ -epoxypropoxy)phenyl]propane, and bisglycidyl polyethers obtained by reacting bisphenols such as 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)propane and 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)methane with epichlorohydrin, and these can be used alone or in combination of two or more kinds.
- the oxazoline group-containing compound is preferably a bisoxazoline compound.
- Specific examples include 2,2'-bis(2-oxazoline), 2,2'-bis(4-methyl-2-oxazoline), 2,2'-bis(4,4-dimethyl-2-oxazoline), 2,2'-bis(4-ethyl-2-oxazoline), 2,2'-bis(4,4'-diethyl-2-oxazoline), 2,2'-bis(4-propyl-2-oxazoline), 2,2'-bis(4-butyl-2-oxazoline), and 2,2'-bis(4-hexyl-2-oxazoline).
- 2,2'-bis(2-oxazoline) is most preferred from the viewpoint of reactivity with polyesters.
- the bisoxazoline compounds listed above can be used alone or in combination of two or more kinds, so long as the object of this embodiment is achieved.
- hydrolysis inhibitors (C) are preferably ones that have excellent compatibility with polyesters, and therefore it is preferable to use ones with low molecular weights.
- the amount of the hydrolysis inhibitor (C) is preferably 0.01 to 10 parts by mass, particularly preferably 0.1 to 5 parts by mass, even more preferably 0.2 to 4 parts by mass, particularly preferably 0.3 to 3 parts by mass, and most preferably 0.5 to 2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyester. If the amount is too high, turbidity tends to occur due to poor compatibility with the polyester, and if the amount is too low, sufficient durability tends to be difficult to obtain.
- the amount of the hydrolysis inhibitor (C) is preferably optimized depending on the acid value of the polyester, and the molar ratio (( ⁇ )/( ⁇ )) of the total acid value ( ⁇ ) of the polyesters in the pressure-sensitive adhesive composition to the total amount of functional groups ( ⁇ ) of the hydrolysis inhibitor (C) in the pressure-sensitive adhesive composition is preferably 0.5 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ), particularly preferably 1 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ) ⁇ 1000, further preferably 1.5 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ) ⁇ 500, 2 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ) ⁇ 250, 2.5 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ) ⁇ 100, 3 ⁇ ( ⁇ )/( ⁇ ) ⁇ 50.
- the pressure-sensitive adhesive composition used in this embodiment preferably contains a urethanization catalyst (D) from the viewpoint of reaction rate.
- urethane catalyst (D) examples include organometallic compounds and tertiary amine compounds. These can be used alone or in combination of two or more.
- organometallic compounds examples include zirconium-based compounds, iron-based compounds, tin-based compounds, titanium-based compounds, lead-based compounds, cobalt-based compounds, zinc-based compounds, etc.
- zirconium-based compound examples include zirconium naphthenate and zirconium acetylacetonate.
- iron-based compound include iron acetylacetonate and iron 2-ethylhexanoate.
- tin-based compound examples include dibutyltin dichloride, dibutyltin oxide, and dibutyltin dilaurate.
- titanium-based compound examples include dibutyltitanium dichloride, tetrabutyltitanium, and butoxytitanium trichloride.
- lead-based compounds include lead oleate, lead 2-ethylhexanoate, lead benzoate, and lead naphthenate.
- cobalt-based compounds examples include cobalt 2-ethylhexanoate and cobalt benzoate.
- zinc-based compounds examples include zinc naphthenate and zinc 2-ethylhexanoate.
- tertiary amine compound examples include triethylamine, triethylenediamine, and 1,8-diazabicyclo-(5,4,0)-undecene-7.
- organometallic compounds are preferred in terms of reaction speed and pot life of the adhesive layer, with iron-based compounds, tin-based compounds, and zirconium-based compounds being particularly preferred.
- acetylacetone in combination with the urethane catalyst (D) as a catalytic action inhibitor. The inclusion of acetylacetone is preferred in that it inhibits catalytic action at low temperatures and extends the pot life.
- the content of the urethane catalyst (D) is preferably 0.0001 to 1 part by mass, more preferably 0.001 to 0.1 part by mass, and even more preferably 0.01 to 0.05 part by mass, per 100 parts by mass of polyester. If the content is too low, the aging time until the crosslinking reaction is complete tends to be long, and if the content is too high, the adhesiveness tends to decrease.
- the pressure-sensitive adhesive composition used in this embodiment preferably contains an antioxidant (E) in order to increase the stability of the resin.
- antioxidant (E) examples include hindered phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, and phosphoric acid-based antioxidants.
- at least one selected from the group consisting of hindered phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, and phosphoric acid-based antioxidants is preferred, and an antioxidant consisting of a hindered phenol-based compound is particularly preferred.
- Hindered phenol-based antioxidants include, for example, antioxidants having a hindered phenol structure in which a group with large steric hindrance, such as a tertiary butyl group, is bonded to at least one of the carbon atoms adjacent to the carbon atom on the aromatic ring to which the phenolic hydroxyl group is bonded.
- the content of the antioxidant (E) is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.03 to 8 parts by mass, and even more preferably 0.05 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of polyester. If the content is too low, adhesive residue on the adherend tends to be more likely to occur, and if the content is too high, adhesion tends to decrease.
- the adhesive composition of this embodiment may contain additives such as tackifier resins, softeners, UV absorbers, stabilizers, antistatic agents, and other additives such as inorganic or organic fillers, powders such as metal powders, and pigments, or particulate additives, within a range that does not impair the effects of this embodiment (for example, 10% by mass or less of the adhesive composition). These may be used alone or in combination of two or more kinds. Also, the adhesive composition may contain small amounts of impurities contained in the manufacturing raw materials of the components of the adhesive composition.
- the adhesive composition can be obtained, for example, by preparing the polyester and necessary optional components, and mixing and dispersing them during the production of the polyester, or by mixing them with the polyester and dispersing them using a mixing roller or the like.
- the components may be dispersed as a solution using a solvent, or may be dispersed without a solvent.
- the main component is polyester.
- the main component means 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. If the polyester content is low, the heat resistance tends to be inferior.
- the pressure-sensitive adhesive of the present embodiment is obtained by crosslinking (curing) the pressure-sensitive adhesive composition.
- the pressure-sensitive adhesive can be formed into a pressure-sensitive adhesive layer of a pressure-sensitive adhesive tape by coating and drying the pressure-sensitive adhesive composition, and a method for forming the pressure-sensitive adhesive layer will be described in detail later in the method for producing the pressure-sensitive adhesive tape.
- the gel fraction of the adhesive is preferably 3% by mass or more from the standpoint of durability and adhesive strength, and is particularly preferably 5 to 80% by mass, even more preferably 10 to 60% by mass, even more preferably 15 to 50% by mass, and most preferably 20 to 40% by mass. If the gel fraction is too low, the cohesive strength will decrease, which will tend to reduce the holding power and durability. However, if the gel fraction is too high, there is a concern that the adhesive strength will decrease due to the increased cohesive strength.
- the gel fraction is an indication of the degree of crosslinking, and is calculated, for example, by the following method. That is, the adhesive layer obtained by coating the adhesive is wrapped in a 200-mesh SUS wire mesh and immersed in toluene at 23°C for 24 hours, and the gel fraction is the mass percentage of the insoluble adhesive components remaining in the wire mesh after immersion relative to the mass of the adhesive components before immersion.
- the adhesive layer used in this embodiment has a thickness of 25 ⁇ m or less, preferably 15 ⁇ m or less, more preferably 12 ⁇ m or less, even more preferably 8 ⁇ m or less, and particularly preferably 3 ⁇ m or less.
- the lower limit is usually 0.1 ⁇ m.
- the thicker the adhesive layer the higher the adhesive strength tends to be, but the adhesive layer used in this embodiment has excellent adhesive strength to various adherends despite its thin thickness.
- the thickness of the adhesive layer is obtained by measuring with a Digimatic Indicator (ID-C112B, manufactured by Mitutoyo Corporation).
- ID-C112B Digimatic Indicator
- the thickness is obtained by subtracting the measured thickness of the components other than the adhesive layer from the measured thickness of the entire adhesive tape.
- the pressure-sensitive adhesive tape of the present embodiment has the pressure-sensitive adhesive layer.
- a first aspect of the pressure-sensitive adhesive tape of the present embodiment is a tape having the pressure-sensitive adhesive layer and a substrate, in which the substrate is laminated on one side of the pressure-sensitive adhesive layer and the other side is release-treated.
- a second aspect of the pressure-sensitive adhesive tape of the present embodiment comprises the pressure-sensitive adhesive layer and a release-treated tape, the release-treated tape being laminated on both sides of the pressure-sensitive adhesive layer. That is, the adhesive tape of this embodiment may be an adhesive tape having an adhesive layer on one or both sides of a supporting substrate, or may be a substrateless double-sided adhesive tape of a substrateless type that does not have a substrate.
- the adhesive tape of the first embodiment can be manufactured according to a known method for manufacturing an adhesive tape.
- the adhesive composition is applied to one side of a substrate, dried to form an adhesive layer, and a release-treated tape is attached to the surface (the side opposite to the side that contacts the substrate), followed by curing if necessary.
- the adhesive composition is applied onto the release-treated tape, dried to form an adhesive layer, and a substrate is attached to the surface (the surface opposite to the surface that contacts the release-treated tape) and cured as necessary to obtain the desired adhesive layer.
- the substrate may be, for example, a polyester resin such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate/isophthalate copolymer, polybutylene succinate, polybutylene adipate/terephthalate copolymer, hydroxybutyrate/hydroxyhexanoate copolymer, or polycaprolactone; a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, or polymethylpentene; a polyethylene fluoride resin such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, or polyethylene fluoride; a polyamide such as nylon 6 or nylon 6,6; or a polyvinyl chloride resin.
- a polyester resin such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate/isophthalate copolymer, polybutylene succinate, polybutylene a
- suitable tapes include vinyl polymers such as polyvinyl chloride/vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers, polyvinyl alcohol, and vinylon; cellulose-based resins such as cellulose triacetate and cellophane; acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polyethyl acrylate, and polybutyl acrylate; synthetic resin tapes made of polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyimide, cycloolefin polymers, and the like; metal foils such as aluminum, copper, and iron; paper such as fine paper and glassine paper; and woven and nonwoven fabrics made of glass fiber, natural fibers, synthetic fibers, and the like.
- polyester-based resin tapes and polyimide-based resin tapes are preferred, and polyethylene terephthalate is more preferred.
- release-treated tape for example, a base material that has been subjected to a release treatment can be used. Among these, it is preferable to use a silicone-based release tape.
- the adhesive composition may be applied using, for example, a gravure roll coater, reverse roll coater, kiss roll coater, dip roll coater, bar coater, knife coater, spray coater, comma coater, etc.
- the drying temperature is preferably 60 to 140°C, and particularly preferably 80 to 120°C.
- the drying time is preferably 0.5 to 30 minutes, and particularly preferably 1 to 5 minutes.
- the conditions for the curing treatment are usually a temperature of room temperature (23°C) to 70°C, and a time of 1 to 30 days. Specifically, the treatment may be performed under conditions such as 23°C for 1 to 20 days, preferably 23°C for 3 to 14 days, or 40°C for 1 to 10 days.
- the adhesive tape of the second embodiment can be manufactured according to a known method for manufacturing an adhesive tape.
- the adhesive composition is applied to a release-treated tape, dried to form an adhesive layer, and a release-treated tape different from the release-treated tape is laminated to the surface (the surface opposite to the surface that contacts the release-treated tape) to obtain the adhesive tape of the second embodiment.
- the release-treated tape used in the second embodiment can be the same as that exemplified in the first embodiment.
- the coating method, drying conditions, and curing conditions may also be similar to those in the first embodiment.
- the release-treated tape is peeled off from the adhesive layer, and the adhesive layer is attached to the substrate.
- the adhesive tape of this embodiment can be used to bond various components, and is suitable for use as either a single-sided or double-sided adhesive tape for bonding optical components, or as an adhesive tape for fixing components of portable electronic devices or electronic components.
- Polyester was produced by the following method:
- Example 1 Production of Polyester (A-1) In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a distillation column, a nitrogen inlet tube and a vacuum device, 580.26 parts of succinic acid as polyvalent carboxylic acids (a), 295.42 parts of 1,3 propanediol as polyhydric alcohols (b), and 117.73 parts of neopentyl glycol, 6.59 parts of trimethylolpropane, and 0.050 parts of tetrabutyl titanate as a catalyst were charged, and the temperature was gradually increased to an internal temperature of 250 ° C., and an esterification reaction was carried out over 4 hours.
- succinic acid as polyvalent carboxylic acids
- b 295.42 parts of 1,3 propanediol as polyhydric alcohols
- b 117.73 parts of neopentyl glycol, 6.59 parts of trimethylolpropane, and 0.050 parts of tetrabutyl titanate as a catalyst
- polyester (A-1) Thereafter, the internal temperature was increased to 260 ° C., and 0.050 parts of tetrabutyl titanate as a catalyst was charged, the pressure was reduced to 1.33 hPa, and a polymerization reaction was carried out over 3 hours to produce polyester (A-1).
- Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were produced in the same manner as Example 1 except that the compositions shown in Table 1 below were used.
- the compositions and physical properties of the prepared polyesters (A-1) to (A-4) and (A'-1) to (A'-4) are shown in Table 1 below.
- the ester bond concentration, glass transition temperature, weight average molecular weight, acid value, heat of fusion of crystals, and gel fraction of the adhesive in the above-mentioned Examples and Comparative Examples were measured according to the above-mentioned methods.
- the biomass degree and solution stability were calculated or evaluated as follows. These results are shown in Table 1 below. Although not shown in Table 1, the melting point of Comparative Example 3 was 114°C, and the melting point of Comparative Example 4 was 87°C.
- Biomass ratio [(number of moles of carbon of plant-derived monomer calculated from the molar ratio of polycarboxylic acids and polyol in polyester)/(number of moles of carbon of all constituent monomers in polyester)] ⁇ 100
- polyesters (A-1) to (A-4) and (A'-1) to (A'-4) obtained above were used to prepare the adhesive compositions of the following examples and comparative examples, and adhesive tapes were produced using these in the adhesive layer.
- Example 5 The polyester (A-1) obtained above was diluted with ethyl acetate to a solid content concentration of 50%, and 1.4 parts (solid content) of an isocyanate-based crosslinking agent (B-1), 1.0 part (solid content) of a carbodiimide compound (C-1), 0.005 parts (solid content) of a tin-based compound (D-1), and 0.1 parts of a hindered phenol-based antioxidant (E-1) were blended with respect to 100 parts of the solid content, and the mixture was stirred and mixed to obtain a pressure-sensitive adhesive composition.
- B-1 isocyanate-based crosslinking agent
- C-1 carbodiimide compound
- D-1 0.005 parts
- E-1 a hindered phenol-based antioxidant
- the obtained adhesive composition was applied to a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness: 38 ⁇ m) so that the thickness after drying would be about 25 ⁇ m, and then dried for 4 minutes at 120° C. to form an adhesive layer. Thereafter, a release-treated PET tape (release tape) was attached to the adhesive layer to protect its surface, and the layer was aged in an atmosphere at a temperature of 40° C. for 7 days to obtain an adhesive tape.
- PET polyethylene terephthalate
- Examples 6 to 8, Comparative Example 5 The same procedure as in Example 5 was carried out except that the ingredients were blended as shown in Table 2 below, to prepare a pressure-sensitive adhesive composition and obtain a pressure-sensitive adhesive tape.
- a SUS-BA plate was prepared as an adherend.
- the adhesive tape obtained above was cut to 25 mm x 200 mm in an environment of 23°C and 50% RH, and then the release film was peeled off, the adhesive layer side was brought into contact with the SUS-BA plate, and a 2 kg roller was reciprocated to pressurize and attach the tape. After leaving the tape for 30 minutes in the same atmosphere, the 180° peel strength (N/25 mm) was measured at a peel speed of 300 mm/min using an autograph (Shimadzu Corporation, Autograph AGS-H 500N).
- the SUS-BA plate refers to a plate obtained by cold rolling SUS304 and then bright annealing (non-oxidation annealing), or by skin pass rolling to enhance gloss (the same applies in the present embodiment).
- the polyester of the present invention is used in an adhesive composition capable of forming an adhesive layer that has excellent adhesion to various adherends even when thin, and is also excellent in biomass ratio, recyclability, and biodegradability, resulting in a high environmental load reduction effect.
- the adhesive composition is preferably used in the adhesive layer of single-sided or double-sided adhesive tapes used for bonding optical components, adhesive tapes for fixing components of portable electronic terminals, and adhesive tapes for electronic components for fixing electronic components.
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Abstract
薄膜での湿熱易剥離性、粘着力、保持力、溶液安定性に優れ、さらにバイオマス度、リサイクル性や生分解性にも優れた環境負荷削減効果が高い粘着剤組成物に供するポリエステルを提供するため、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルを含有するポリエステルであって、多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、結晶融解熱が30J/g以下であるか、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるとした。
Description
本発明は、ポリエステル、ポリエステルを含有する粘着剤組成物、粘着剤、粘着テープ、電子部材用粘着テープに関し、特に、携帯電子端末の筐体や部材の接合部において好適に使用される薄型で環境負荷削減効果が高い粘着テープ、電子部材用粘着テープに関する。
粘着テープは、基材や部材を熱などのエネルギーを必要とせずに貼り合わせることができるために作業性に優れ、接着信頼性の高い接合手段として、OA機器や家電製品等の各産業分野において部材固定用途等に使用されている。これらOA機器は各種の高機能化と並行して、小型化や薄型化が図られており、パソコンやデジタルビデオカメラ、さらには、電子手帳、携帯電話、PHS、スマートフォン、ゲーム機器、電子書籍等の携帯電子端末においては特に小型化や薄型化の要請が高い。このような携帯電子端末等においては、主要構成部材の薄型化と共に、これらの固定に用いられる粘着テープにおいても薄型化が要求されている。
また、OA機器や携帯電子端末などの主要構成部材(金属、プラスチック部材等)の固定やラベル表示において、粘着テープが広く用いられるが、従来の粘着テープでは剥離・解体が困難で分別リサイクルされずに不燃物として廃棄されることが多かった。
近年の環境問題を受け、廃棄される際に容易に解体・剥離ができる分別リサイクルに適した粘着テープ、及びそれに用いられる粘着剤が求められている。
近年の環境問題を受け、廃棄される際に容易に解体・剥離ができる分別リサイクルに適した粘着テープ、及びそれに用いられる粘着剤が求められている。
前記携帯電話等の携帯電子端末や薄膜表示体等の部材固定用、あるいは光ディスクの基板貼り合わせ用、偏光板の固定用等として好適な、粘着力および高温保持力に優れる透明薄膜の両面粘着テープとして、例えば、特許文献1には、芯材の両面に、アクリル酸ブチル単位を90質量%以上含み、重量平均分子量が70万以上のアクリル酸エステル系共重合体と、粘着性付与剤を特定量含む粘着剤組成物からなる粘着剤層を形成すると共に、総厚さが30μm以下で、かつ両面の粘着剤層の厚さが、それぞれ2~10μmである両面粘着テープが提案されている。
また、例えば、特許文献2では、芳香族ジカルボン酸と側鎖に炭化水素を有するグリコールと3価以上の多価アルコールおよび/または3価以上の多価カルボン酸を必須成分とし、特定量の多価アルコールおよび/または多価カルボン酸を重縮合してなるポリエステルを用いることにより、粘着性および耐熱性に優れた粘着剤が得られ、指圧程度の圧力で十分な接着力を発揮し、優れた粘着性、機械的強度、特に優れた耐熱性を有する幅広い用途に展開可能なポリエステルを含有してなる粘着剤が提案されている。
しかしながら、前記の特許文献1および2の開示技術では、薄膜での各種被着体への粘着力が十分ではなく、さらなる改良が求められるものである。また、前記特許文献1の開示技術のアクリル系の粘着剤は、一般的に弾性率が低く凝集力が低いために、薄膜の粘着層にした際には、剥離する際に糊残りがしやすく、さらなる改良が求められるものであった。
また、弾性率が高く、凝集力が高い(剥離の際に糊が割れて糊残りがしにくい)粘着剤として、ポリエステル系粘着剤も検討されているが、前記特許文献2の開示技術のポリエステル系粘着剤では、薄膜での使用については、開示されていなかった。さらには、薄膜にした際には、粘着力が十分に発現しないものであり、さらなる改良が求められるものであった。
従来、アクリル系の粘着剤が広く使われてきたが、近年、ポリエステル系の粘着剤についても使用されることが増えている。ポリエステル系粘着剤はアクリル系粘着剤と比較して、耐熱性が高いために電子部材等での使用に優れ、また、ポリエチレンテレフタレート(PET)に代表されるエステル系フィルムとの相性も良いために、アクリル系粘着剤の使用が困難な部位であっても、ポリエステル系粘着剤が使用できることが多い。さらには、近年環境負荷への対応が叫ばれているが、廃棄処理を行う際には、ポリエステル系粘着剤は解重合することでオリゴマーやモノマーに戻すことが可能であり、リサイクルを考える際にはアクリル系粘着剤を用いるよりも環境への負荷が少ないと言える。
そこで、特許文献3のような特定のポリエステルを用いる薄膜粘着シートが提案されているが、粘着力や保持力について改良の余地があった。また、特許文献3のものは粘着シートのバイオマス度や生分解性、リサイクル性について考慮されておらず、環境負荷の点で課題が残るものであった。
粘着剤組成物にポリエステルを用いる場合、ポリエステルのエステル結合濃度を高くすることで、被着体との密着性が良くなり粘着力が高くなることが一般的に知られている。
しかしながら、エステル結合濃度が高すぎるとエステル結合間分子量が小さくなりすぎ、ポリエステルのガラス転移温度が高くなりすぎて、かえって密着性が損なわれたり、結晶性が発現して溶液安定性、生分解性、リサイクル性が損なわれたりする問題があった。
従って、エステル結合濃度を高めつつ、ガラス転移温度を低くすることは難しく、強粘着力、溶液安定性、生分解性、リサイクル性を両立させたポリエステル系粘着剤組成物を得ることは困難であった。
しかしながら、エステル結合濃度が高すぎるとエステル結合間分子量が小さくなりすぎ、ポリエステルのガラス転移温度が高くなりすぎて、かえって密着性が損なわれたり、結晶性が発現して溶液安定性、生分解性、リサイクル性が損なわれたりする問題があった。
従って、エステル結合濃度を高めつつ、ガラス転移温度を低くすることは難しく、強粘着力、溶液安定性、生分解性、リサイクル性を両立させたポリエステル系粘着剤組成物を得ることは困難であった。
そこで本発明者らは鋭意検討した結果、ポリエステル系粘着剤組成物に用いるポリエステルとして、多価カルボン酸成分に炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を特定量以上含有し、その結晶融解熱が30J/g以下であるポリエステル、または、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるポリエステルを用いることで、薄膜での粘着力、保持力、溶液安定性、リサイクル性に優れ、さらにバイオマス度や生分解性にも優れたポリエステル系粘着剤組成物が得られることを見出した。
また、驚くべきことに、ポリエステル系粘着剤組成物に用いるポリエステルとして、多価カルボン酸成分に炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を特定量以上含有し、その結晶融解熱が30J/g以下であるポリエステル、または、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるポリエステルを用いることで、湿熱易剥離性を持ちリサイクル性にも優れた環境負荷削減効果が高いポリエステル系粘着剤組成物が得られることを見出した。
本粘着剤組成物を、リサイクルを前提として、複数の材質の異なる部品を組み合わせて接合一体化した製品の部品同士の接着に用いた場合、この製品のリサイクル時に、その接着部分を高湿度下で加熱するだけで簡単に各部品を分離、解体して、材質別に分別することができるため、リサイクル率の向上に極めて有用である。
本粘着剤組成物を、リサイクルを前提として、複数の材質の異なる部品を組み合わせて接合一体化した製品の部品同士の接着に用いた場合、この製品のリサイクル時に、その接着部分を高湿度下で加熱するだけで簡単に各部品を分離、解体して、材質別に分別することができるため、リサイクル率の向上に極めて有用である。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[16]の態様を有する。
[1] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
結晶融解熱が30J/g以下であるポリエステル。
[2] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるポリエステル。
[3] 前記炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)がコハク酸由来の構造単位を含有する[1]または[2]記載のポリエステル。
[4] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有する[1]~[3]のいずれかに記載のポリエステル。
[5] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)の含有量が前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中に10モル以上である[1]~[4]のいずれかに記載のポリエステル。
[6] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)が1,3ープロパンジオール、1,5ーペンタンジオール、1,7ーへプタンジオール、1,9ーノナンジオールからなる群から選択される少なくとも1種由来の構造単位を含有する[1]~[5]のいずれかに記載のポリエステル。
[7] 前記多価アルコール類(b)が、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有する[1]~[6]のいずれかに記載のポリエステル。
[8] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)と、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有し、前記側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)に対する前記炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)のモル比(b1)/(b2)が0.5~10.0である[1]~[7]のいずれかに記載のポリエステル。
[9] 前記ポリエステルのエステル結合濃度が11~14ミリモル/gである[1]~[8]のいずれかに記載のポリエステル。
[10] 前記ポリエステルのバイオマス度が30%以上である[1]~[9]のいずれかに記載のポリエステル。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載のポリエステルを含有する粘着剤組成物。
[12] [11]または[16]の粘着剤組成物が加水分解抑制剤を有し、前記加水分解抑制剤がモノカルボジイミド化合物である粘着剤組成物。
[13] [11]または[16]の粘着剤組成物が架橋剤を有し、前記架橋剤により架橋されてなる粘着剤であって、前記粘着剤のゲル分率が5~60%である粘着剤。
[14] [13]記載の粘着剤を含有する粘着テープ。
[15] [13]記載の粘着剤を含有する電子部材用粘着テープ。
[16] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルを含有する粘着剤組成物であって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上である粘着剤組成物。
[1] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
結晶融解熱が30J/g以下であるポリエステル。
[2] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるポリエステル。
[3] 前記炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)がコハク酸由来の構造単位を含有する[1]または[2]記載のポリエステル。
[4] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有する[1]~[3]のいずれかに記載のポリエステル。
[5] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)の含有量が前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中に10モル以上である[1]~[4]のいずれかに記載のポリエステル。
[6] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)が1,3ープロパンジオール、1,5ーペンタンジオール、1,7ーへプタンジオール、1,9ーノナンジオールからなる群から選択される少なくとも1種由来の構造単位を含有する[1]~[5]のいずれかに記載のポリエステル。
[7] 前記多価アルコール類(b)が、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有する[1]~[6]のいずれかに記載のポリエステル。
[8] 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)と、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有し、前記側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)に対する前記炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)のモル比(b1)/(b2)が0.5~10.0である[1]~[7]のいずれかに記載のポリエステル。
[9] 前記ポリエステルのエステル結合濃度が11~14ミリモル/gである[1]~[8]のいずれかに記載のポリエステル。
[10] 前記ポリエステルのバイオマス度が30%以上である[1]~[9]のいずれかに記載のポリエステル。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載のポリエステルを含有する粘着剤組成物。
[12] [11]または[16]の粘着剤組成物が加水分解抑制剤を有し、前記加水分解抑制剤がモノカルボジイミド化合物である粘着剤組成物。
[13] [11]または[16]の粘着剤組成物が架橋剤を有し、前記架橋剤により架橋されてなる粘着剤であって、前記粘着剤のゲル分率が5~60%である粘着剤。
[14] [13]記載の粘着剤を含有する粘着テープ。
[15] [13]記載の粘着剤を含有する電子部材用粘着テープ。
[16] 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルを含有する粘着剤組成物であって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上である粘着剤組成物。
本発明のポリエステルを用いた粘着剤組成物は湿熱易剥離性、粘着力、保持力に優れ、とりわけ、薄膜にしたときの粘着力に優れる。さらにバイオマス度にも優れ、溶液安定性やリサイクル性、生分解性にも優れた粘着剤組成物となる。
従って、本発明の粘着剤組成物は、光学部材用の貼り合せに用いる片面または両面粘着テープや、携帯電子端末の部材固定用、電子部材固定用の片面または両面粘着テープ等の粘着剤に好適に用いられる。
従って、本発明の粘着剤組成物は、光学部材用の貼り合せに用いる片面または両面粘着テープや、携帯電子端末の部材固定用、電子部材固定用の片面または両面粘着テープ等の粘着剤に好適に用いられる。
以下、本発明の構成につき詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
なお、本明細書において、化合物名の後に付された「類」は当該化合物に加え、当該化合物の誘導体をも包括する概念である。例えば、「カルボン酸類」とは、カルボン酸に加え、カルボン酸塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸エステル等のカルボン酸誘導体も含むものである。
また、「Xおよび/またはY(X,Yは任意の構成)」とは、XおよびYの少なくとも一方を意味するものであって、Xのみ、Yのみ、XおよびY、の3通りを意味するものである。
さらに、本明細書において「テープ」とは、「フィルム」や「シート」をも含めた意味である。
なお、本明細書において、化合物名の後に付された「類」は当該化合物に加え、当該化合物の誘導体をも包括する概念である。例えば、「カルボン酸類」とは、カルボン酸に加え、カルボン酸塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸エステル等のカルボン酸誘導体も含むものである。
また、「Xおよび/またはY(X,Yは任意の構成)」とは、XおよびYの少なくとも一方を意味するものであって、Xのみ、Yのみ、XおよびY、の3通りを意味するものである。
さらに、本明細書において「テープ」とは、「フィルム」や「シート」をも含めた意味である。
本発明の一実施態様であるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有し、前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であって、結晶融解熱が30J/g以下であるか、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満である。
そして、本発明の一実施の形態である粘着剤は、前記ポリエステルと架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤であって、そのゲル分率が5~60%である。
以下、本発明の一実施の形態(以下、「本実施形態」とすることがある)であるポリエステルおよび粘着剤組成物を構成する各成分について、順次説明する。
そして、本発明の一実施の形態である粘着剤は、前記ポリエステルと架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤であって、そのゲル分率が5~60%である。
以下、本発明の一実施の形態(以下、「本実施形態」とすることがある)であるポリエステルおよび粘着剤組成物を構成する各成分について、順次説明する。
<ポリエステル>
本実施形態で用いられるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位、および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有し、前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位のうち、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位を50モル以上、好ましくは60モル以上、さらに好ましくは70モル以上、特に好ましくは80モル以上、85モル以上、殊に好ましくは90モル以上、最も好ましくは95モル以上含有するものである。
なお、上限は、通常100モル以下である。本実施形態の粘着剤層は、炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位を特定量含有するポリエステルを含有するため、薄膜であっても各種被着体に対する粘着力に優れ、さらには生分解性、リサイクル性にも優れる。
また、本実施形態で用いられるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位、および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有する。
本実施形態で用いられるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位、および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有し、前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位のうち、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位を50モル以上、好ましくは60モル以上、さらに好ましくは70モル以上、特に好ましくは80モル以上、85モル以上、殊に好ましくは90モル以上、最も好ましくは95モル以上含有するものである。
なお、上限は、通常100モル以下である。本実施形態の粘着剤層は、炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位を特定量含有するポリエステルを含有するため、薄膜であっても各種被着体に対する粘着力に優れ、さらには生分解性、リサイクル性にも優れる。
また、本実施形態で用いられるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位、および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有する。
[多価カルボン酸類(a)由来の構造単位]
前記ポリエステルにおいては、前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位として、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して炭素数4(カルボキシ基の炭素を含める)以下の脂肪族ジカルボン酸類(a1)由来の構造単位を多価カルボン酸類(a)全体の50モル以上含有することを特徴とする。
前記ポリエステルにおいては、前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位として、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して炭素数4(カルボキシ基の炭素を含める)以下の脂肪族ジカルボン酸類(a1)由来の構造単位を多価カルボン酸類(a)全体の50モル以上含有することを特徴とする。
(炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位)
前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位としては、例えば、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ジグリコール酸等の直鎖脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位、メチルマロン酸等の側鎖にアルキル基を持つ脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位、フマル酸、マレイン酸等の不飽和基含有脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位等が挙げられ、なかでも直鎖脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位が好ましい。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。なかでも、各種被着体に対する粘着力に優れ、バイオマス度を高めることができ、生分解性、リサイクル性に優れる点で、コハク酸由来の構造単位が好ましい。
また、前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸(a1)由来の構造単位が、コハク酸由来の構造単位であることが、薄膜であっても各種被着体に対する粘着力に優れ、生分解性、リサイクル性にも優れる点で好ましい。
前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位としては、例えば、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ジグリコール酸等の直鎖脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位、メチルマロン酸等の側鎖にアルキル基を持つ脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位、フマル酸、マレイン酸等の不飽和基含有脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位等が挙げられ、なかでも直鎖脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位が好ましい。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。なかでも、各種被着体に対する粘着力に優れ、バイオマス度を高めることができ、生分解性、リサイクル性に優れる点で、コハク酸由来の構造単位が好ましい。
また、前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸(a1)由来の構造単位が、コハク酸由来の構造単位であることが、薄膜であっても各種被着体に対する粘着力に優れ、生分解性、リサイクル性にも優れる点で好ましい。
前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の含有量は、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して、通常50モル以上、好ましくは60モル以上、さらに好ましくは70モル以上、特に好ましくは80モル以上、より特に好ましくは85モル以上、殊に好ましくは90モル以上、最も好ましくは95モル以上である。なお、炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の含有量の上限は、通常100モル以下である。炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の含有量が、前記数値以上であると、各種被着体に対する粘着力に優れ、生分解性、リサイクル性に優れる傾向がある。
(その他の多価カルボン酸類由来の構造単位)
前記ポリエステルが有する多価カルボン酸類(a)由来の構造単位としては、前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位以外にも、炭素数5以上の多価カルボン酸類、芳香族ジカルボン酸類、三価以上の多価カルボン酸類等のその他の多価カルボン酸類由来の構造単位を含有してもよい。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。
前記ポリエステルが有する多価カルボン酸類(a)由来の構造単位としては、前記炭素数4以下の脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位以外にも、炭素数5以上の多価カルボン酸類、芳香族ジカルボン酸類、三価以上の多価カルボン酸類等のその他の多価カルボン酸類由来の構造単位を含有してもよい。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。
前記炭素数5以上の多価カルボン酸由来の構造単位としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、チオジプロピオン酸、1,9-ノナンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類由来の構造単位;1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2,5-ノルボルナンジカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸類由来の構造単位、オレイン酸やリノール酸、リノレン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪族酸を二量化して誘導されるダイマー酸類由来の構造単位が挙げられる。
前記炭素数5以上の多価カルボン酸類由来の構造単位の含有量は、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して、通常50モル以下であり、好ましくは40モル以下、より好ましくは30モル以下、さらに好ましくは20モル以下、特に好ましくは10モル以下、殊に好ましくは5モル以下である。下限値は通常0モル以上である。炭素数5以上の多価カルボン酸類由来の構造単位の含有量が多すぎると薄膜粘着力、生分解性、リサイクル性が低下する傾向がある。
前記芳香族ジカルボン酸類由来の構造単位としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ベンジルマロン酸、ジフェン酸、4,4’-オキシジ安息香酸、さらに1,8-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸由来の構造単位等が挙げられる。
前記三価以上の多価カルボン酸類由来の構造単位としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、アダマンタントリカルボン酸、トリメシン酸等由来の構造単位が挙げられる。
前記炭素数5以上の多価カルボン酸類由来の構造単位のなかでも、ポリエステルの結晶性を下げる点から、芳香族ジカルボン酸類由来の構造単位、特には非対称の芳香族ジカルボン酸類由来の構造単位を含有することが好ましい。
前記非対称の芳香族ジカルボン酸類由来の構造単位としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、1,8-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸由来の構造単位が挙げられる。なかでも反応性、粘着力の点でイソフタル酸由来の構造単位が特に好ましい。
前記芳香族ジカルボン酸類由来の構造単位、特には非対称の芳香族ジカルボン酸由来の構造単位の含有量は、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して、通常モル50以下であり、好ましくは40モル以下、より好ましくは30モル以下、さらに好ましくは25モル以下、特に好ましくは20モル以下、殊に好ましくは15モル以下、最も好ましくは5モル以下である。下限値は通常0モルである。芳香族ジカルボン酸由来の構造単位の含有量が多すぎると初期粘着力、タック性、薄膜粘着力、生分解性、リサイクル性が低下する傾向がある。
[多価アルコール類(b)由来の構造単位]
前記ポリエステルが有する多価アルコール類(b)由来の構造単位としては、二価アルコール類由来の構造単位、三価以上のポリオール類由来の構造単位が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。なかでも本実施形態においては、ポリエステルが、炭素数が奇数である二価アルコール類由来の構造単位を含有することが好ましい。炭素数が偶数でなく奇数の多価アルコール類を使用するとポリエステルの構造が不規則となり、ポリエステルが柔らかくなって結晶性を崩す効果によって粘着特性が良好となる。
前記ポリエステルが有する多価アルコール類(b)由来の構造単位としては、二価アルコール類由来の構造単位、三価以上のポリオール類由来の構造単位が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて含有してもよい。なかでも本実施形態においては、ポリエステルが、炭素数が奇数である二価アルコール類由来の構造単位を含有することが好ましい。炭素数が偶数でなく奇数の多価アルコール類を使用するとポリエステルの構造が不規則となり、ポリエステルが柔らかくなって結晶性を崩す効果によって粘着特性が良好となる。
(二価アルコール類由来の構造単位)
前記二価アルコール類由来の構造単位としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-イソブチル-1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジオール、オレイン酸や、エルカ酸等の不飽和脂肪族酸を二量化して誘導されるダイマージオール等の脂肪族ジオール類由来の構造単位;
1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環族ジオール類由来の構造単位;
4,4'-チオジフェノール、4,4'-メチレンジフェノール、4,4'-ジヒドロキシビフェニル、o-,m-、およびp-ジヒドロキシベンゼン、2,5-ナフタレンジオール、p-キシレンジオール、およびそれらのエチレンオキサイド付加体やプロピレンオキサイド付加体等の芳香族ジオール類由来の構造単位等が挙げられる。
さらに、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステルや、グリセロールモノステアレート等由来の構造単位が挙げられる。なかでも、炭素数が奇数である二価アルコール類由来の構造単位を含有することが好ましい。
前記二価アルコール類由来の構造単位としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-イソブチル-1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジオール、オレイン酸や、エルカ酸等の不飽和脂肪族酸を二量化して誘導されるダイマージオール等の脂肪族ジオール類由来の構造単位;
1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環族ジオール類由来の構造単位;
4,4'-チオジフェノール、4,4'-メチレンジフェノール、4,4'-ジヒドロキシビフェニル、o-,m-、およびp-ジヒドロキシベンゼン、2,5-ナフタレンジオール、p-キシレンジオール、およびそれらのエチレンオキサイド付加体やプロピレンオキサイド付加体等の芳香族ジオール類由来の構造単位等が挙げられる。
さらに、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステルや、グリセロールモノステアレート等由来の構造単位が挙げられる。なかでも、炭素数が奇数である二価アルコール類由来の構造単位を含有することが好ましい。
また、前記脂肪族ジオール類由来の構造単位は、直鎖構造の脂肪族ジオール類由来の構造単位、側鎖に炭化水素基を有する脂肪族ジオール類由来の構造単位として区別することもできる。
かかる場合においては、直鎖構造の脂肪族ジオール類由来の構造単位の含有量は、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して、通常10~100モルであり、好ましくは15~98モル、より好ましくは40~95モル、特に好ましくは50~90モル、殊に好ましくは60~85モル、最も好ましくは70~80モルである。かかる含有割合が少なすぎると、ポリエステルのガラス転移温度が高くなり粘着力が低下したり、生分解性、リサイクル性が低下する傾向がある。なお、かかる含有割合が多すぎると、ポリエステルが結晶化し、粘着剤の粘着力が低下したり、溶液安定性が低下する傾向がある。
前記直鎖構造の脂肪族ジオール類由来の構造単位としては、炭素数2~18の直鎖構造の脂肪族ジオール類由来の構造単位が好ましく、エステル結合濃度を上げて極性を上げることにより粘着力に優れ、さらに生分解性、リサイクル性に優れる点で、特に好ましくは、炭素数4以下の直鎖構造の脂肪族ジオール類由来の構造単位が好ましい。具体的にはエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール由来の構造単位であり、結晶性を崩しつつ、粘着力に優れ、バイオマス度を高めることができる点で1,3-プロパンジオール由来の構造単位であることが殊に好ましい。
なお、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル以下であることが好ましく、より好ましくは30~0モル、特に好ましくは15~0モル、殊に好ましくは5~0モル、最も好ましくは0モルである。
また、本実施形態の粘着剤組成物に含まれるポリエステルは、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位を有することが好ましく、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル以下であることが好ましく、より好ましくは30~0モル、特に好ましくは15~0モル、殊に好ましくは5~0モル、最も好ましくは0モルである。
1,4-ブタンジオール由来の構造単位が多すぎると結晶性が高くなるため、ポリエステル系粘着剤組成物としたときの、薄膜での湿熱易剥離性、粘着力、保持力、溶液安定性が悪化する傾向がある。
また、本実施形態の粘着剤組成物に含まれるポリエステルは、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位を有することが好ましく、前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル以下であることが好ましく、より好ましくは30~0モル、特に好ましくは15~0モル、殊に好ましくは5~0モル、最も好ましくは0モルである。
1,4-ブタンジオール由来の構造単位が多すぎると結晶性が高くなるため、ポリエステル系粘着剤組成物としたときの、薄膜での湿熱易剥離性、粘着力、保持力、溶液安定性が悪化する傾向がある。
また、側鎖に炭化水素基を有する脂肪族ジオール類(b2)由来の構造単位の含有量は、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して、通常1~100モルであり、好ましくは2~70モル、より好ましくは3~60モル、特に好ましくは5~50モル、殊に好ましくは7~40モル、さらに好ましくは10~35モル、最も好ましくは20~30モルである。かかる含有割合が少なすぎると、ポリエステルが結晶化し、粘着剤の粘着力が低下する傾向がある。なお、かかる含有割合が多すぎると、ポリエステルのエステル結合濃度が低くなり粘着力が低下したり、リサイクル性、溶液安定性に劣る傾向がある。
側鎖に炭化水素基を有する脂肪族ジオール類(b2)由来の構造単位としては、例えば、ジプロピレングリコール、2,4-ジメチル-2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2-メチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-イソブチル-1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジオール、ダイマージオール等由来の構造単位が挙げられる。なかでも2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2-メチル-1,3-プロパンジオール由来の構造単位が好ましい。
(三価以上のポリオール類由来の構造単位)
本実施形態においては、後述の架橋剤(B)との反応点を形成し、凝集力を高める点から多価アルコール類(b)由来の構造単位として、三価以上のポリオール類由来の構造単位を含有することが好ましい。
本実施形態においては、後述の架橋剤(B)との反応点を形成し、凝集力を高める点から多価アルコール類(b)由来の構造単位として、三価以上のポリオール類由来の構造単位を含有することが好ましい。
かかる三価以上のポリオール類由来の構造単位の含有量としては、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して、通常20モル以下であり、好ましくは0.1~10モルであり、さらに好ましくは0.5~5モルであり、特に好ましくは0.5~3モルであり、殊に好ましくは0.8~2.0モルであり、最も好ましくは1.0~1.5である。かかる三価以上のポリオールの含有量が多すぎるとポリエステルの製造が困難となる傾向がある。
三価以上のポリオール類由来の構造単位としては、例えば、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール(トリメチロールプロパン)、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール由来の構造単位が挙げられる。これらのなかでも比較的ゲルが発生しにくい点でトリメチロールプロパン由来の構造単位を含有することが特に好ましい。
本実施形態においては、結晶性を崩しながらガラス転移温度を下げることができ、各種被着体に対する粘着力、生分解性、リサイクル性に優れる点から、多価アルコール類(b)由来の構造単位として、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)由来の構造単位を少なくとも1種選択することが好ましく、多価アルコール類(b)の構造単位として、炭素数が奇数からなる脂肪族多価アルコール類(b1)由来の構造単位が1,3ープロパンジオール、1,5ーペンタンジオール、1,7ーへプタンジオール、1,9ーノナンジオール由来の構造単位を含むことがさらに好ましく、1,3ープロパンジオール、1,5ーペンタンジオール由来の構造単位を含むことが特に好ましく、エステル結合濃度を高くし粘着力、生分解性、リサイクル性に優れ、バイオマス度を高めることができる点から1,3ープロパンジオール由来の構造単位を含むことが殊に好ましい。
前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)より選択される少なくとも一種由来の構造単位の含有量は、多価アルコール類(b)由来の構造単位100モルに対して、通常10~100モルであり、好ましくは20~98モル、より好ましくは40~95モル、特に好ましくは50~90モル、殊に好ましくは60~85モル、最も好ましくは70~80モル含有することが好ましい。かかる、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類の含有量が少なすぎると、ポリエステルのガラス転移温度が高くなり、粘着剤の粘着力が低下する傾向がある。なお、かかる含有割合が多すぎても、ポリエステルが結晶化し、粘着剤の粘着力が低下したり、リサイクル性、溶液安定性が劣る傾向がある。
本実施形態において、炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)と、少なくとも1種の側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)とを含有する場合には、前記少なくとも1種の側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)に対する前記炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)のモル比(b1)/(b2)が0.5~10.0であることが好ましく、より好ましくは0.6~8.0、さらに好ましくは0.8~6.0、特に好ましくは1.0~5.0、殊に好ましくは2.0~4.5、最も好ましくは3.0~4.0である。
前記モル比(b1)/(b2)が前記範囲内に設定されていると、溶液安定性、リサイクル性に優れる点で好ましい。
前記モル比(b1)/(b2)が前記範囲内に設定されていると、溶液安定性、リサイクル性に優れる点で好ましい。
本実施形態において、前記ポリエステルの各成分由来の構造単位の割合(組成割合)は、NMRを用いた公知の方法、例えば、共鳴周波数400MHzの1H-NMR測定(プロトン型核磁気共鳴分光測定)、13C-NMR測定(カーボン型核磁気共鳴分光測定)等により決定することができる。
本実施形態で用いるポリエステルは、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位や多価アルコール類(b)由来の構造単位以外に、分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位を、本実施形態の効果を損なわない範囲で有していてもよい。
分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位としては、例えばグリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシヘキサン酸由来の構造単位が挙げられる。なかでも、エステル結合濃度を高め粘着力、生分解性、リサイクル性に優れる点から乳酸、ヒドロキシ酪酸由来の構造単位であることが特に好ましい。
分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位の含有量としては、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して100モル以下であることが好ましく、より好ましくは80モル以下であることが好ましく、さらには60モル以下であることが好ましく、特には40モル以下であることが好ましく、殊には20モル以下であることが好ましく、最も好ましくは10モル以下である。下限値は通常、0モル以上である。分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位の含有量が多すぎると、ポリエステルが結晶化し粘着力が低下したり、溶液安定性に劣る傾向があり、少なすぎると生分解性に劣る傾向がある。
分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位としては、例えばグリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシヘキサン酸由来の構造単位が挙げられる。なかでも、エステル結合濃度を高め粘着力、生分解性、リサイクル性に優れる点から乳酸、ヒドロキシ酪酸由来の構造単位であることが特に好ましい。
分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位の含有量としては、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して100モル以下であることが好ましく、より好ましくは80モル以下であることが好ましく、さらには60モル以下であることが好ましく、特には40モル以下であることが好ましく、殊には20モル以下であることが好ましく、最も好ましくは10モル以下である。下限値は通常、0モル以上である。分子内にカルボン酸と水酸基を併せ持つ化合物由来の構造単位の含有量が多すぎると、ポリエステルが結晶化し粘着力が低下したり、溶液安定性に劣る傾向があり、少なすぎると生分解性に劣る傾向がある。
本実施形態で用いられるポリエステルは、環状エステル由来の構造単位を含有してもよい。環状エステル由来の構造単位としては、例えばラクチド、β-プロピオラクトン、β-ブチロラクトン、γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサノラクトン、γ-オクタノラクトン、δ-バレロラクトン、δ-ヘキサラノラクトン、δ-オクタノラクトン、ε-カプロラクトン、δ-ドデカノラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、グリコリッド、ラクタイドなどの脂肪族ラクトン由来の構造単位等が挙げられる。なかでも、ガラス転移温度を低下させ粘着力に優れ、さらに生分解性に優れる点からε-カプロラクトン由来の構造単位であることが好ましい。これら環状エステルモノマー由来の構造単位は1種または2種以上を用いることができる。
環状エステル由来の構造単位は、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モルに対して、100モル以下であることが好ましく、より好ましくは80モル以下、特に好ましくは60モル以下、さらに好ましくは40モル以下、殊に好ましくは20モル以下、最も好ましくは10モル以下である。下限値は通常、0モル以上である。環状エステル由来の構造単位の含有量が多すぎると、ポリエステルが結晶化し粘着力が低下したり、溶液安定性に劣る傾向があり、少なすぎると生分解性に劣る傾向がある。
[ポリエステルの製造]
本実施形態のポリエステルは、上述した多価カルボン酸類(a)と上述した多価アルコール類(b)を原料とし、触媒存在下、公知の方法により重縮合反応させることにより製造することができる。すなわち、前記ポリエステルは、多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)とを重縮合反応して得られるため、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有することとなる。
前記重縮合反応に際しては、まずエステル化反応、またはエステル交換反応が行われた後、重縮合反応が行われる。なお、高分子量にする必要がない場合には、エステル化反応、またはエステル交換反応のみで製造することもある。
本実施形態のポリエステルは、上述した多価カルボン酸類(a)と上述した多価アルコール類(b)を原料とし、触媒存在下、公知の方法により重縮合反応させることにより製造することができる。すなわち、前記ポリエステルは、多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)とを重縮合反応して得られるため、多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有することとなる。
前記重縮合反応に際しては、まずエステル化反応、またはエステル交換反応が行われた後、重縮合反応が行われる。なお、高分子量にする必要がない場合には、エステル化反応、またはエステル交換反応のみで製造することもある。
前記多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)の配合割合としては、多価カルボン酸類(a)1当量あたり、多価アルコール類(b)が1~2当量であることが好ましく、特に好ましくは1.1~1.7当量である。多価アルコール類(b)の配合割合が低すぎると、酸価が高くなり高分子量化が困難となる傾向があり、高すぎると収率が低下する傾向がある。
〔エステル化反応、またはエステル交換反応〕
エステル化反応、またはエステル交換反応においては、通常、触媒が用いられ、具体的には、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン系触媒、三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒、二酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム系触媒等の触媒や、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド等の触媒を挙げることができ、これらの1種あるいは2種以上が用いられる。これらのなかでも、触媒活性の高さと得られる反応物の色相とのバランスから、三酸化アンチモン、テトラブチルチタネート、二酸化ゲルマニウム、酢酸亜鉛が好ましい。
エステル化反応、またはエステル交換反応においては、通常、触媒が用いられ、具体的には、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン系触媒、三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒、二酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム系触媒等の触媒や、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド等の触媒を挙げることができ、これらの1種あるいは2種以上が用いられる。これらのなかでも、触媒活性の高さと得られる反応物の色相とのバランスから、三酸化アンチモン、テトラブチルチタネート、二酸化ゲルマニウム、酢酸亜鉛が好ましい。
前記触媒の配合量は、全共重合成分(質量基準)に対して1~10000ppmであることが好ましく、特に好ましくは10~5000ppm、さらに好ましくは20~3000ppmである。かかる配合量が少なすぎると、重合反応が十分に進行しにくい傾向があり、多すぎても反応時間短縮等の利点はなく副反応が起こりやすい傾向がある。
エステル化反応、またはエステル交換反応時の反応温度については、200~300℃が好ましく、特に好ましくは210~280℃、さらに好ましくは220~260℃である。かかる反応温度が低すぎると反応が十分に進みにくい傾向があり、高すぎると分解等の副反応が起こりやすい傾向がある。また、反応時の圧力は通常、常圧である。
前記エステル化反応、またはエステル交換反応が行われた後に行われる重縮合反応の反応条件としては、前記のエステル化反応、またはエステル交換反応で用いるものと同様の触媒をさらに同程度の量を配合し、反応温度を好ましくは220~280℃、特に好ましくは230~270℃として、反応系を徐々に減圧して最終的には5hPa以下で反応させることが好ましい。かかる反応温度が低すぎると反応が十分に進行しにくい傾向があり、高すぎると分解等の副反応が起こりやすい傾向がある。
前記で得られたポリエステルのエステル結合濃度は、11~14ミリモル/gであることが好ましく、より好ましくは11.1~13.5ミリモル/gであり、さらに好ましくは11.2~13.0ミリモル/gであり、特に好ましくは11.4~12.8ミリモル/gであり、殊に好ましくは11.6~12.6ミリモル/gであり、最も好ましくは12.0~12.5ミリモル/gである。かかるエステル基濃度が小さすぎるとポリエステルの極性が下がるために、密着性や薄膜粘着力、生分解性、リサイクル性に劣る傾向がある。
前記エステル結合濃度(ミリモル/g)とは、ポリエステル1g中のエステル結合のモル数のことであり、例えば、仕込み量からの計算値で求められる。かかる計算方法は、多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)の仕込みモル数の少ない方のモル数をでき上がりの全体質量で割った値であり、計算式の例を以下に示す。
なお、多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)の各仕込み量が同モル量の場合には、下記のどちらの計算式を用いてもよい。
また、モノマーとして、カルボン酸と水酸基を両方持ったものを使ったり、カプロラクトン等からポリエステルを作製する場合等は、適宜計算方法を変えることとなる。
なお、多価カルボン酸類(a)と多価アルコール類(b)の各仕込み量が同モル量の場合には、下記のどちらの計算式を用いてもよい。
また、モノマーとして、カルボン酸と水酸基を両方持ったものを使ったり、カプロラクトン等からポリエステルを作製する場合等は、適宜計算方法を変えることとなる。
<多価カルボン酸類(a)が少ない場合>
エステル結合濃度(ミリモル/g)=〔(A1/α1×m1+A2/α2×m2+A3/α3×m3・・・)/Z〕×1000
A:多価カルボン酸類(a)の仕込み量(g)
α:多価カルボン酸類(a)の分子量
m:多価カルボン酸類(a)の1分子あたりのカルボキシ基の数
Z:でき上がり質量(g)
<多価アルコール類(b)が少ない場合>
エステル基濃度(ミリモル/g)=〔(B1/β1×n1+B2/β2×n2+B3/β3×n3・・・)/Z〕×1000
B:多価アルコール類(b)の仕込み量(g)
β:多価アルコール類(b)の分子量
n:多価アルコール類(b)の1分子あたりの水酸基の数
Z:でき上がり質量(g)
エステル結合濃度(ミリモル/g)=〔(A1/α1×m1+A2/α2×m2+A3/α3×m3・・・)/Z〕×1000
A:多価カルボン酸類(a)の仕込み量(g)
α:多価カルボン酸類(a)の分子量
m:多価カルボン酸類(a)の1分子あたりのカルボキシ基の数
Z:でき上がり質量(g)
<多価アルコール類(b)が少ない場合>
エステル基濃度(ミリモル/g)=〔(B1/β1×n1+B2/β2×n2+B3/β3×n3・・・)/Z〕×1000
B:多価アルコール類(b)の仕込み量(g)
β:多価アルコール類(b)の分子量
n:多価アルコール類(b)の1分子あたりの水酸基の数
Z:でき上がり質量(g)
また、前記ポリエステルのエステル結合濃度は、NMR等を用いた公知の方法、例えば、共鳴周波数400MHzの1H-NMR測定(プロトン型核磁気共鳴分光測定)、13C-NMR測定(カーボン型核磁気共鳴分光測定)によっても求めることができる。
前記エステル結合濃度を所定範囲に調整する方法としては、例えば、多価アルコール類(b)として炭素数4以下の多価アルコール類を選択する方法や、多価カルボン酸類(a)として炭素数の4以下の直鎖カルボン酸類の含有量を増やす方法、さらに炭素数の少ないジカルボン酸類を増やす方法、その両方を組み合わせる方法や、多価カルボン酸類由来の構造単位、および多価アルコール類由来の構造単位の平均炭素数を5以下にする方法等が挙げられる。
前記ポリエステルの多価カルボン酸類由来の構造単位、および多価アルコール類由来の構造単位の平均炭素数(カルボキシ基の炭素を含める)は、好ましくは5以下であり、より好ましくは4.8以下であり、特に好ましくは4.6以下であり、さらに好ましくは4.4以下、殊に好ましくは4.2以下、最も好ましくは4.0以下であることが好ましい。ポリエステルの多価カルボン酸類由来の構造単位、および多価アルコール類由来の構造単位の平均炭素数が多すぎると、ポリエステルのエステル結合濃度が低くなり粘着力が低下したり、生分解性に劣る傾向がある。なお、ポリエステルの多価カルボン酸類由来の構造単位、および多価アルコール類由来の構造単位の平均炭素数の下限は2.0である。
前記ポリエステルのガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-70~20℃であり、特に好ましくは-50~10℃であり、さらに好ましくは-40~0℃、殊に好ましくは-35~-5℃、最も好ましくは-30~-10℃、-25~-15℃である。ガラス転移温度(Tg)が高すぎると、薄膜での粘着力が低下する傾向があり、低すぎると、耐熱性が低下したり、凝集力が低下したりする傾向がある。
前記ガラス転移温度を調整するには、例えば、芳香族骨格を導入したり、多価カルボン酸類(a)や多価アルコール類(b)のアルキル鎖長を変えたりすることが挙げられる。
前記ガラス転移温度を調整するには、例えば、芳香族骨格を導入したり、多価カルボン酸類(a)や多価アルコール類(b)のアルキル鎖長を変えたりすることが挙げられる。
前記ガラス転移温度(Tg)は、TAインスツルメント社製の示差走査熱量計DSC Q20を用いて測定されるものである。なお、測定温度範囲は-90~100℃であり、温度上昇速度は10℃/分である。
前記ポリエステルの重量平均分子量は、好ましくは5000~500000、さらに好ましくは10000~300000、特に好ましくは20000~200000、さらに好ましくは30000~150000、殊に好ましくは50000~130000である。重量平均分子量が大きすぎると、ハンドリング性が低下するので、溶剤が大量に必要となり、環境負荷が大きくなる傾向があり、重量平均分子量が小さすぎると、粘着性が低下する傾向がある。
前記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、テトラヒドロフランを溶媒とした高速液体クロマトグラフ(東ソー社製、「HLC-8320GPC」)に、カラム:TSKgel SuperMultipore HZ-M(排除限界分子量:2×106、理論段数:16000段/本、充填剤材質:スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:4μm)を2本直列にして用いることにより測定されるものである。
前記ポリエステルの酸価は、10mgKOH/g以下であることが加水分解を防ぎ、耐久性を上げる点で好ましく、さらに好ましくは5mgKOH/g以下、特に好ましくは2mgKOH/g以下、殊に好ましくは1mgKOH/g以下、最も好ましくは0.5mgKOH/g以下である。かかる酸価が大きすぎると耐久性が低下する傾向がある。
前記酸価を調整するには、例えば、エステル化反応、またはエステル交換反応時に多価アルコール類(b)の比率を増やしたり、反応条件を調整したりすることが挙げられる。なお、酸価の下限値は通常0mgKOH/gである。
前記酸価を調整するには、例えば、エステル化反応、またはエステル交換反応時に多価アルコール類(b)の比率を増やしたり、反応条件を調整したりすることが挙げられる。なお、酸価の下限値は通常0mgKOH/gである。
前記ポリエステルの酸価は、JIS K0070に基づき中和滴定により求められるものである。
なお、本実施形態における酸価とは、ポリエステルにおけるカルボキシ基の含有量を意味する。前記カルボキシ基には、カルボキシ基が塩基性化合物により中和された、カルボキシラートイオン状態のものも含まれる。
なお、本実施形態における酸価とは、ポリエステルにおけるカルボキシ基の含有量を意味する。前記カルボキシ基には、カルボキシ基が塩基性化合物により中和された、カルボキシラートイオン状態のものも含まれる。
前記ポリエステルの示差走査熱量計(DSC)で測定される結晶融解熱は、好ましくは30J/g以下であり、より好ましくは10J/g以下であり、さらに好ましくは5J/g以下、特に好ましくは2J/g以下、殊に好ましくは結晶融解熱が出ないことである。かかる結晶融解熱が大きすぎると結晶性が出てしまい、樹脂溶液の保存安定性が劣ったり、粘着テープにした際の低温での安定性、薄膜での粘着力が劣る傾向にある。
前記結晶融解熱を所定範囲に調整する方法としては、例えば、側鎖にアルキル基を持つ多価カルボン酸や側鎖にアルキル基を持つ多価アルコールを適宜使用する方法、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価カルボン酸類を適宜使用する方法、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類を適宜使用する方法、共重合モノマー成分を3成分以上、好ましくは4成分以上使用する方法等が挙げられる。
前記結晶融解熱とは、結晶化した物質を加熱融解する際の消費エネルギーのことであり、示差走査熱量計(DSC)により測定することができる。
また、前記ポリエステルは地球環境への負荷低減のために植物由来の原料からなりバイオマス度を有することが好ましい。バイオマス度としては、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上であり、さらに好ましくは70%以上であり、最も好ましくは80%以上である。なお、上限値は通常、100%以下である。かかるバイオマス度が低いと地球環境への負荷低減が不十分となる傾向がある。
ここで、前記ポリエステルのバイオマス度とは、ポリエステルの総質量に対し、前記ポリエステルを製造する際に使用する植物由来の原料が樹脂に組み込まれた部分の質量割合のことであり、その計算方法は以下の通りである。なお、多価カルボン酸類、ポリオールのバイオマス度については、それぞれのバイオマス度の加重平均から求めるものとする。また、以下の算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が前記範囲内であればよい。
(計算方法)
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル中の多価カルボン酸類およびポリオール類のモル比から算出した植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル中の多価カルボン酸類およびポリオール類のモル比から算出した植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
また、前記バイオマス度は、NMRで組成比を解析し、その植物由来モノマーの炭素数/全体の炭素数を計算することによっても求めることができる。
さらに、前記バイオマス度は、東京都立産業技術研究センター研究報告,第4号,2009年の「天然放射性炭素C-14を用いたバイオ燃料の由来判別技術」に記載の方法で測定することもできる。
<粘着剤組成物>
本実施形態で用いる粘着剤組成物は、前記ポリエステルの他に、架橋剤(B)、加水分解抑制剤(C)、ウレタン化触媒(D)および酸化防止剤(E)を含有することが好ましい。
本実施形態で用いる粘着剤組成物は、前記ポリエステルの他に、架橋剤(B)、加水分解抑制剤(C)、ウレタン化触媒(D)および酸化防止剤(E)を含有することが好ましい。
〔架橋剤(B)〕
本実施形態で用いる粘着剤組成物は架橋剤(B)を含有することが好ましく、架橋剤(B)を含有させることにより、ポリエステルが架橋剤(B)で架橋され凝集力に優れたものとなり、粘着剤としての性能をより向上させることができる。
本実施形態で用いる粘着剤組成物は架橋剤(B)を含有することが好ましく、架橋剤(B)を含有させることにより、ポリエステルが架橋剤(B)で架橋され凝集力に優れたものとなり、粘着剤としての性能をより向上させることができる。
かかる架橋剤(B)としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、ポリエポキシ系架橋剤等、ポリエステルに含まれる水酸基およびカルボキシ基の少なくとも一方と反応する官能基を有する架橋剤が挙げられる。また、ポリエステルと反応しなくても、凝集力が上がるような、多官能アクリル系モノマーやウレタンアクリレート系オリゴマーを使用することもできる。これらのなかでも初期粘着性と機械的強度、耐熱性をバランスよく両立できる点から、特にイソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。
かかるイソシアネート系架橋剤としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、等のポリイソシアネートが挙げられ、また、前記ポリイソシアネートと、トリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体や、これらポリイソシアネート系化合物のビュレット体、イソシアヌレート体、等が挙げられる。なお、前記ポリイソシアネート系化合物は、フェノール、ラクタム等でイソシアネート部分がブロックされたものでも使用することができる。これらのイソシアネート系架橋剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上混合して使用してもよい。
かかるイソシアネート系架橋剤において、芳香族ポリイソシアネート系化合物が好ましく、さらには、3官能の芳香族イソシアネート系化合物を用いることが、ポリエステルとの相溶性が良好な点で好ましい。
かかる架橋剤(B)の含有量は、ポリエステルの分子量と用途目的により適宜使用できるが、通常は、ポリエステルに含まれる水酸基およびカルボキシ基の少なくとも一方の1当量に対して、架橋剤(B)に含まれる反応性基が、0.2~10当量となる割合で架橋剤(B)を含有することが好ましく、特に好ましくは0.3~5当量、さらに好ましくは0.5~3当量、殊には0.6~1.5当量である。かかる架橋剤(B)に含まれる反応性基の当量数が小さすぎると凝集力が低下する傾向があり、大きすぎると柔軟性が低下する傾向がある。
また、かかる架橋剤(B)の含有量は、ポリエステル100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、特に好ましくは、0.1~8質量部、さらには、0.5~6質量部、殊には、0.75~4質量部、最も好ましくは1~3質量部であることが好ましい。かかる架橋剤の含有量が少ないと、凝集力が低下する傾向があり、含有量が多すぎると柔軟性が低下し、必要な粘着力が得られなくなる傾向がある。
また、ポリエステルと架橋剤(B)との反応においては、これらの成分と反応する官能基を有しない有機溶剤、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族類等の有機溶剤を用いることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
〔加水分解抑制剤(C)〕
かかる加水分解抑制剤(C)としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することができ、例えば、前記ポリエステルのカルボン酸末端基と反応して結合する化合物があげられ、具体的には、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、等の官能基を有する化合物等が挙げられる。これらのなかでもカルボジイミド基含有化合物が、カルボキシル基末端基由来のプロトンの触媒活性を消失させる効果が高い点で好ましい。
かかる加水分解抑制剤(C)としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することができ、例えば、前記ポリエステルのカルボン酸末端基と反応して結合する化合物があげられ、具体的には、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、等の官能基を有する化合物等が挙げられる。これらのなかでもカルボジイミド基含有化合物が、カルボキシル基末端基由来のプロトンの触媒活性を消失させる効果が高い点で好ましい。
本実施形態で用いる前記カルボジイミド基含有化合物としては、通常、カルボジイミド基(-N=C=N-)を分子内に1個以上有する公知のカルボジイミドを用いることができ、分子内にカルボジイミド基を1個有するモノカルボジイミド化合物、分子内にカルボジイミド基を2個以上有するポリカルボジイミド化合物が挙げられる。これらの中でも、エステル結合濃度が高く、高い極性を有するポリエステルとの相溶性、粘着力、リサイクル性に優れる点でモノカルボジイミド化合物であることが好ましい。
本実施形態で用いるカルボジイミド基含有化合物としては、モノカルボジイミド化合物であることが好ましい。モノカルボジイミド化合物としては、ジフェニルカルボジイミド、ビス(メチルフェニル)カルボジイミド、ビス(メトキシフェニル)カルボジイミド、ビス(ニトロフェニル)カルボジイミド、ビス(ジメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(ジ-t-ブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(トリフェニルシリル)カルボジイミド等が挙げられる。なかでも、ポリエステルとの相溶性、粘着力に優れ、さらにカルボキシル基との反応性、湿熱耐久性に優れる点でビス(ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドであることが好ましい。
本実施形態で用いるカルボジイミド基含有化合物としては、耐加水分解性の観点からポリカルボジイミド化合物を用いてもよい。ポリカルボジイミド化合物の重量平均分子量は、1000以上であることが好ましく、2000以上であることがより好ましく、3000以上であることがさらに好ましい。なお、重量平均分子量の上限は通常50000である。
また、ポリカルボジイミド化合物としては、揮発性が低い方が好ましく、そのために数平均分子量は高いものを用いる方が好ましく、通常、300~10000、好ましくは1000~5000である。
ポリカルボジイミド化合物の分子量が小さすぎると、耐加水分解性が低下する傾向がある。なお、分子量が大きすぎると、ポリエステルとの相溶性が低下し粘着力に劣る傾向がある。
前記カルボジイミド基含有化合物のカルボジイミド当量は、好ましくは50~10000であり、特に好ましくは100~1000であり、さらに好ましくは150~500である。なお、カルボジイミド当量とは、カルボジイミド基1個あたりの化学式量を示す。
また、カルボジイミド基含有化合物としては、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させることによって生成するポリカルボジイミド化合物を用いることも好ましい。
〔ポリカルボジイミド化合物〕
ポリカルボジイミド化合物は、有機ジイソシアネート化合物を縮合反応させることにより得ることができる。
前記有機ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合物、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;
ヘキサメチレンジイソシアネート等の非環式脂肪族ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロへキシルメタン-4,4'-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,5(2,6)-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン等の環式脂肪族ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
なかでも、耐湿熱性に優れる粘着剤組成物とすることができる点で、芳香族ジイソシアネート化合物が好ましく、テトラメチルキシレンジイソシアネートがより好ましい。
ポリカルボジイミド化合物は、有機ジイソシアネート化合物を縮合反応させることにより得ることができる。
前記有機ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合物、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;
ヘキサメチレンジイソシアネート等の非環式脂肪族ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロへキシルメタン-4,4'-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,5(2,6)-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン等の環式脂肪族ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
なかでも、耐湿熱性に優れる粘着剤組成物とすることができる点で、芳香族ジイソシアネート化合物が好ましく、テトラメチルキシレンジイソシアネートがより好ましい。
前記有機ジイソシアネート化合物を公知のカルボジイミド化触媒を用い、常法にて脱炭酸縮合反応させることにより、ポリカルボジイミド系化合物を得ることができる。
前記ポリカルボジイミド系化合物は、高温高湿度条件下でもヘイズ変化が小さく、耐湿熱性に優れる粘着剤とすることができる点から芳香族ポリカルボジイミド化合物であることが好ましい。
さらに本実施形態で用いるポリカルボジイミド化合物は、ポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたものが好ましい。
〔ポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたもの〕
次にポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたものについて説明する。
まずは、親水性有機化合物について説明する。
次にポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたものについて説明する。
まずは、親水性有機化合物について説明する。
[親水性有機化合物]
前記親水性有機化合物とは、前記ポリカルボジイミド化合物の末端のイソシアネート基と反応性を有する活性水素を有する置換基を有し、前記置換基の他にさらに分子中にヘテロ原子を1個以上有する化合物である。
前記親水性有機化合物とは、前記ポリカルボジイミド化合物の末端のイソシアネート基と反応性を有する活性水素を有する置換基を有し、前記置換基の他にさらに分子中にヘテロ原子を1個以上有する化合物である。
前記イソシアネート基と反応性を有する活性水素を有する置換基としては、例えば、水酸基、第1級アミノ基、第2級アミノ基、イミノ基、イソシアネート基、カルボキシ基等が挙げられる。なかでも水酸基、第1級アミノ基、第2級アミノ基、イミノ基が好ましい。これらの置換基は、親水性有機化合物中に単独でもしくは2種以上含まれていてもよい。
前記イソシアネート基と反応性を有する活性水素を有する置換基の数は、親水性有機化合物中に通常2個以下であり、好ましくは1個である。また、前記置換基は、親水性有機化合物の末端に有ることが好ましい。
前記イソシアネート基と反応性を有する活性水素を有する置換基を有し、前記置換基の他にさらに分子中にヘテロ原子を1個以上有する化合物としては、例えば、オキシアルキレン構造含有化合物、ヒドロキシポリエステル構造含有化合物、ヒドロキシアルキルスルホン酸構造含有化合物、ジアルキルアミノアルコール構造含有化合物、ヒドロキシカルボン酸アルキルエステル構造含有化合物、ジアルキルアミノアルキルアミン構造含有化合物等が挙げられる。なかでも、オキシアルキレン構造含有化合物が好ましい。
また、親水性有機化合物の末端は、アルコキシ基またはフェノキシ基で封鎖されていることが好ましい。
これらのなかでも、親水性有機化合物としては、アルコキシ基またはフェノキシ基で末端封鎖されたオキシアルキレン構造含有化合物であることが、エステル結合濃度の高いポリエステルとの相溶性に優れる点で好ましい。
前記アルコキシ基またはフェノキシ基で末端封鎖されたオキシアルキレン構造含有化合物としては、例えば、下記式(1)で表される化合物を挙げることができる。
R1-O-(CH2-CHR2-O)m-H・・・(1)
前記式(1)中、R1は炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、mは4~100の整数である。
R1-O-(CH2-CHR2-O)m-H・・・(1)
前記式(1)中、R1は炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、mは4~100の整数である。
前記炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等が挙げられる。
前記式(1)で表される化合物の具体例としては、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。なかでも、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
また、親水性有機化合物の重量平均分子量は、200以上であることが好ましく、400以上であることがより好ましい。また、重量平均分子量の上限は、通常5000以下、好ましくは4000以下、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1000以下である。かかる重量平均分子量が小さすぎるとポリエステル樹脂との相溶性、粘着力が低下する傾向がある。なお、重量平均分子量が大きすぎると粘着力が低下する傾向がある。
前記ポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたものは、前記ポリカルボジイミド化合物と、前記親水性有機化合物とを反応させることにより得ることができる。
前記ポリカルボジイミド化合物と、親水性有機化合物との反応はポリカルボジイミド化合物を通常50~200℃、好ましくは100~180℃に加熱した後、前記親水性有機化合物を添加し、さらに80~200℃で0.5~5時間反応を行う。
このようにして、ポリカルボジイミド化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが親水性有機化合物由来の置換基で置換されたものを得ることができる。
ポリカルボジイミド化合物の市販品としては、例えば、日清紡ケミカル社製のカルボジライト(登録商標)V-09GB、V-02B、V-04K、V-04PF、V-07、BASF社製のElastostabH01等が挙げられ、なかでもカルボジライトV-09GB、V-04Kが好ましい。
前記エポキシ基含有化合物としては、例えば、グリシジルエステル化合物やグリシジルエーテル化合物等が好ましい。
前記グリシジルエステル化合物としては、例えば、安息香酸グリシジルエステル、t-Bu-安息香酸グリシジルエステル、p-トルイル酸グリシジルエステル、シクロヘキサンカルボン酸グリシジルエステル、ペラルゴン酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、ベヘン酸グリシジルエステル、バーサティク酸グリシジルエステル、オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジルエステル、リノレン酸グリシジルエステル、ベヘノール酸グリシジルエステル、ステアロール酸グリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、メチルテレフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリシジルエステル、セバシン酸ジグリシジルエステル、ドデカンジオン酸ジグリシジルエステル、オクタデカンジカルボン酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸トリグリシジルエステル、ピロメリット酸テトラグリシジルエステル等を挙げられ、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
前記グリシジルエーテル化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエ-テル、o-フェニルグリシジルエ-テル、1,4-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ブタン、1,6-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ヘキサン、1,4-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ベンゼン、1-(β,γ-エポキシプロポキシ)-2-エトキシエタン、1-(β,γ-エポキシプロポキシ)-2-ベンジルオキシエタン、2,2-ビス-[р-(β,γ-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパンおよび2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)プロパンや2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン等のビスフェノールとエピクロルヒドリンの反応で得られるビスグリシジルポリエーテル等が挙げられ、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
前記オキサゾリン基含有化合物としては、ビスオキサゾリン化合物等が好ましい。具体的には、例えば、2,2'-ビス(2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-エチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4,4'-ジエチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-プロピル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-ブチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-ヘキシル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-シクロヘキシル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-ベンジル-2-オキサゾリン)、2,2'-p-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-m-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-o-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-p-フェニレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2'-p-フェニレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2'-m-フェニレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2'-m-フェニレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2'-エチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-テトラメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-ヘキサメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-オクタメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-デカメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-エチレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2'-テトラメチレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2'-9,9'-ジフェノキシエタンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-シクロヘキシレンビス(2-オキサゾリン)、2,2'-ジフェニレンビス(2-オキサゾリン)等を例示することができ、これらの中では、2,2'-ビス(2-オキサゾリン)が、ポリエステルとの反応性の観点から最も好ましい。
さらに、前記で挙げたビスオキサゾリン化合物は本実施形態の目的を奏する限り、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
さらに、前記で挙げたビスオキサゾリン化合物は本実施形態の目的を奏する限り、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
これら加水分解抑制剤(C)としては、ポリエステルと相溶性に優れるものが好ましく、そのために分子量は低いものを用いる方が好ましい。
前記加水分解抑制剤(C)の配合量は、前記ポリエステル100質量部に対して、0.01~10質量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1~5質量部、さらに好ましくは0.2~4質量部、殊に好ましくは0.3~3質量部、最も好ましくは0.5~2質量部である。かかる配合量が、多すぎるとポリエステルとの相溶性不良により濁りが発生しやすい傾向があり、少なすぎると十分な耐久性が得られにくい傾向がある。
また、前記加水分解抑制剤(C)の配合量は、前記ポリエステルの酸価に応じて、配合量を最適化させることが好ましく、粘着剤組成物中のポリエステルの酸価の合計(α)と、粘着剤組成物中の加水分解抑制剤(C)の官能基量の合計(β)のモル比((β)/(α))が、0.5≦(β)/(α)であることが好ましく、特に好ましくは1≦(β)/(α)≦1000、さらに好ましくは1.5≦(β)/(α)≦500、2≦(β)/(α)≦250、2.5≦(β)/(α)≦100、3≦(β)/(α)≦50である。
(α)に対する(β)の含有割合((β)/(α))が高すぎると、ポリエステルとの相溶性が低下したり、粘着力、凝集力、耐久性が低下したりする傾向があり、(α)に対する(β)の含有割合((β)/(α))が低くなると、耐湿熱性が低下する傾向がある。
(α)に対する(β)の含有割合((β)/(α))が高すぎると、ポリエステルとの相溶性が低下したり、粘着力、凝集力、耐久性が低下したりする傾向があり、(α)に対する(β)の含有割合((β)/(α))が低くなると、耐湿熱性が低下する傾向がある。
〔ウレタン化触媒(D)〕
本実施形態で用いる粘着剤組成物には、反応速度の点からウレタン化触媒(D)を含有することがより好ましい。
本実施形態で用いる粘着剤組成物には、反応速度の点からウレタン化触媒(D)を含有することがより好ましい。
ウレタン化触媒(D)としては、例えば、有機金属系化合物、3級アミン化合物等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
前記有機金属系化合物としては、例えば、ジルコニウム系化合物、鉄系化合物、錫系化合物、チタン系化合物、鉛系化合物、コバルト系化合物、亜鉛系化合物等を挙げることができる。
前記ジルコニウム系化合物としては、例えば、ナフテン酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート等が挙げられる。
前記鉄系化合物としては、例えば、鉄アセチルアセトネート、2-エチルヘキサン酸鉄等が挙げられる。
前記錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
前記チタン系化合物としては、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド等が挙げられる。
前記鉛系化合物としては、例えば、オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛等が挙げられる。
前記コバルト系化合物としては、例えば、2-エチルヘキサン酸コバルト、安息香酸コバルト等が挙げられる。
前記亜鉛系化合物としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
前記鉄系化合物としては、例えば、鉄アセチルアセトネート、2-エチルヘキサン酸鉄等が挙げられる。
前記錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
前記チタン系化合物としては、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド等が挙げられる。
前記鉛系化合物としては、例えば、オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛等が挙げられる。
前記コバルト系化合物としては、例えば、2-エチルヘキサン酸コバルト、安息香酸コバルト等が挙げられる。
前記亜鉛系化合物としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
また、前記3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ-(5,4,0)-ウンデセン-7等が挙げられる。
これらウレタン化触媒(D)のなかでも、反応速度と粘着剤層のポットライフの点で、有機金属系化合物が好ましく、特に鉄系化合物、錫系化合物、ジルコニウム系化合物が好ましい。さらにウレタン化触媒(D)は触媒作用抑制剤としてアセチルアセトンを併用することが好ましい。アセチルアセトンを含むことで、低温における触媒作用を抑制し、ポットライフを長くする点で好ましい。
前記ウレタン化触媒(D)の含有量は、ポリエステル100質量部に対して0.0001~1質量部であることが好ましく、特には0.001~0.1質量部、さらには0.01~0.05質量部であることが好ましい。かかる含有量が少なすぎると架橋反応終了までのエージング時間が長くなる傾向があり、多すぎると粘着性が低下する傾向がある。
〔酸化防止剤(E)〕
本実施形態で用いる粘着剤組成物には、樹脂の安定性を上げる点から酸化防止剤(E)を含有することがより好ましい。
本実施形態で用いる粘着剤組成物には、樹脂の安定性を上げる点から酸化防止剤(E)を含有することがより好ましい。
前記酸化防止剤(E)としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤等が挙げられる。なかでもヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤およびリン酸系酸化防止剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、とりわけヒンダードフェノール系化合物からなる酸化防止剤が好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、フェノールの水酸基が結合した芳香族環上の炭素原子の隣接炭素原子の少なくとも一方に、ターシャリーブチル基等の立体障害の大きな基が結合したヒンダードフェノール構造を有する酸化防止剤が挙げられる。
酸化防止剤(E)の含有量は、ポリエステル100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部であり、より好ましくは0.03~8質量部であり、さらに好ましくは0.05~5質量部である。かかる含有量が少なすぎると被着体への糊残りが発生しやすくなる傾向があり、多すぎると粘着性が低下する傾向がある。
本実施形態の粘着剤組成物においては、前記のポリエステル、架橋剤(B)、加水分解抑制剤(C)、ウレタン化触媒(D)、酸化防止剤(E)の他にも、本実施形態の効果を損なわない範囲(例えば、粘着剤組成物の10質量%以下)において、粘着付与樹脂、軟化剤、紫外線吸収剤、安定剤、耐電防止剤、等の添加剤やその他、無機または有機の充填剤、金属粉、顔料等の粉体、粒子状等の添加剤を配合することができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。また、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たものでもよい。
前記粘着剤組成物は、例えば、前記ポリエステルおよび必要な任意成分等を準備し、ポリエステルの製造時に配合し分散させることにより、もしくはポリエステルに配合しミキシングローラー等を用いて分散させることにより、得ることができる。この時、溶媒を用いて溶液として分散させてもよいし、無溶剤で分散させてもよい。なお、ポリエステルが主成分であることが好ましい。主成分とは50質量%以上を占め、好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。ポリエステルの含有量が少ないと耐熱性に劣る傾向がある。
<粘着剤>
本実施形態の粘着剤は、前記粘着剤組成物が架橋(硬化)されてなるものである。前記粘着剤は、前記粘着剤組成物を塗工、乾燥等させることにより、粘着テープの粘着剤層とすることができ、その形成方法は後記の粘着テープの製造方法において詳述する。
本実施形態の粘着剤は、前記粘着剤組成物が架橋(硬化)されてなるものである。前記粘着剤は、前記粘着剤組成物を塗工、乾燥等させることにより、粘着テープの粘着剤層とすることができ、その形成方法は後記の粘着テープの製造方法において詳述する。
前記粘着剤のゲル分率については、耐久性と粘着力の点から3質量%以上であることが好ましく、特に好ましくは5~80質量%、さらに好ましくは10~60質量%、殊には15~50質量%、最も好ましくは20~40質量%ある。ゲル分率が低すぎると凝集力が低下することにより保持力、耐久性が低下する傾向がある。なお、ゲル分率が高すぎると凝集力の上昇により粘着力が低下する懸念がある。
前記ゲル分率は、架橋度の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、前記粘着剤を塗工等して得られた粘着剤層を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、浸漬前の粘着剤成分の質量に対する、浸漬後の金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の質量百分率をゲル分率とする。
<粘着剤層>
本実施形態に用いる粘着剤層は、厚みが25m以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下、さらに好ましくは8μm以下、殊に好ましくは3μm以下である。なお、下限は通常0.1μmである。一般的に粘着剤層の厚みが厚いほど、粘着力は高くなる傾向があるが、本実施形態に用いる粘着剤層は、粘着剤層の厚みが薄いにもかかわらず、各種被着体に対する粘着力に優れるものである。
本実施形態に用いる粘着剤層は、厚みが25m以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下、さらに好ましくは8μm以下、殊に好ましくは3μm以下である。なお、下限は通常0.1μmである。一般的に粘着剤層の厚みが厚いほど、粘着力は高くなる傾向があるが、本実施形態に用いる粘着剤層は、粘着剤層の厚みが薄いにもかかわらず、各種被着体に対する粘着力に優れるものである。
なお、前記粘着剤層の厚みは、デジマチックインジケータ(ミツトヨ社製、ID-C112B)を用いて測定することにより得られる。また、後述する粘着テープの場合は、粘着テープ全体の厚みの測定値から、粘着剤層以外の構成部材の厚みの測定値を差し引くことにより求められる。
<粘着テープ>
本実施形態の粘着テープは、前記粘着剤層を有するものである。
本実施形態の粘着テープの第1の態様は、前記粘着剤層と基材とを有し、前記粘着剤層の一方の面に前記基材が積層され、他方の面が離型処理したテープである。
また、本実施形態の粘着テープの第2の態様は、前記粘着剤層と離型処理したテープとを有し、前記粘着剤層の両面に前記離型処理したテープが積層されるものである。
すなわち、本実施形態の粘着テープは、支持基材の片面または両面に、粘着剤層を有する粘着テープであっても、また、基材を有しない基材レスタイプの基材レス両面粘着テープであってもよい。
本実施形態の粘着テープは、前記粘着剤層を有するものである。
本実施形態の粘着テープの第1の態様は、前記粘着剤層と基材とを有し、前記粘着剤層の一方の面に前記基材が積層され、他方の面が離型処理したテープである。
また、本実施形態の粘着テープの第2の態様は、前記粘着剤層と離型処理したテープとを有し、前記粘着剤層の両面に前記離型処理したテープが積層されるものである。
すなわち、本実施形態の粘着テープは、支持基材の片面または両面に、粘着剤層を有する粘着テープであっても、また、基材を有しない基材レスタイプの基材レス両面粘着テープであってもよい。
前記第1の態様の粘着テープの製造方法としては、公知一般の粘着テープの製造方法に従って製造することができ、例えば、基材の一方の面に、前記粘着剤組成物を塗工、乾燥して、粘着剤層を形成し、その表面(基材に接する面の反対面)に離型処理したテープを貼合し、必要により養生することにより得られる。
あるいは、前記離型処理したテープ上に、前記粘着剤組成物を塗工、乾燥して、粘着剤層を形成し、その表面(離型処理したテープに接する面の反対面)に基材を貼合し、必要により養生することにより得られる。
前記基材としては、例えば、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート共重合体、ヒドロキシブチレート/ヒドロキシヘキサノエート共重合体、ポリカプロラクトン等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体;三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂;ポリスチレン;ポリカーボネート;ポリアリレート;ポリイミド;シクロオレフィンポリマー等からなる合成樹脂テープ;アルミニウム、銅、鉄等の金属箔;上質紙、グラシン紙等の紙;ガラス繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布等が挙げられる。なかでも、ポリエステル系樹脂テープ、ポリイミド系樹脂テープが好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
前記離型処理したテープとしては、例えば、前記基材に離型処理したものを使用することができる。なかでも、シリコーン系の離型テープを用いることが好ましい。
前記粘着剤組成物の塗工方法としては、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター等を用いればよい。
また、前記粘着剤組成物を塗工した後の乾燥条件としては、乾燥温度は60~140℃が好ましく、特に好ましくは80~120℃である。また、乾燥時間は0.5~30分間が好ましく、特に好ましくは1~5分間である。
前記養生処理の条件としては、温度は通常、室温(23℃)~70℃、時間は通常1~30日間であり、具体的には、例えば23℃で1~20日間、好ましくは23℃で3~14日間、40℃で1~10日間等の条件で行なえばよい。
前記第2の態様の粘着テープの製造方法も、公知一般の粘着テープの製造方法に従って製造することができ、例えば、離型処理したテープ上に、前記粘着剤組成物を塗工、乾燥して、粘着剤層を形成し、その表面(離型処理したテープに接する面の反対面)に前記離型したテープとは別の離型処理したテープを貼り合わせることにより第2の態様の粘着テープが得られる。なお、第2の態様で用いる離型処理したテープは、前記第1の態様で例示したものを用いることができる。また、塗工方法、乾燥条件、および養生処理の条件も前記第1の態様に準じて行えばよい。
得られた粘着テープや基材レス両面粘着テープは、使用時には、前記離型処理したテープを粘着剤層から剥離して粘着剤層と被着体を貼合する。
本実施形態の粘着テープは、種々の部材の貼り合わせに用いることができ、光学部材用の貼り合せに用いる片面または両面粘着テープや、携帯電子端末の部材固定用、電子部材固定用の電子部材用粘着テープ、これらは片面または両面粘着テープどちらにも好適に用いられる。
以下、実施例を挙げて本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中「部」、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
以下の方法により、ポリエステルを製造した。
〔実施例1:ポリエステル(A-1)の製造〕
温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた反応缶に、多価カルボン酸類(a)として、コハク酸580.26部、多価アルコール類(b)として、1,3プロパンジオール295.42部、および、ネオペンチルグリコール117.73部、トリメチロールプロパン6.59部、触媒として、テトラブチルチタネート0.050部を仕込み、内温250℃まで徐々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。その後、内温260℃まで上げ、触媒として、テトラブチルチタネート0.050部を仕込み、1.33hPa まで減圧し、3時間かけて重合反応を行い、ポリエステル(A-1)を製造した。
得られたポリエステル(A-1)の組成(モル比)は、コハク酸/1,3プロパンジール/ネオペンチルグリコール/トリメチロールプロパン=100/76.7/22.3/1.0であり、エステル結合濃度は12.1ミリモル/g、ガラス転移温度(Tg)は-26℃、重量平均分子量は115000、酸価は0.2mgKOH/g、結晶融解熱0J/gであった。
温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた反応缶に、多価カルボン酸類(a)として、コハク酸580.26部、多価アルコール類(b)として、1,3プロパンジオール295.42部、および、ネオペンチルグリコール117.73部、トリメチロールプロパン6.59部、触媒として、テトラブチルチタネート0.050部を仕込み、内温250℃まで徐々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。その後、内温260℃まで上げ、触媒として、テトラブチルチタネート0.050部を仕込み、1.33hPa まで減圧し、3時間かけて重合反応を行い、ポリエステル(A-1)を製造した。
得られたポリエステル(A-1)の組成(モル比)は、コハク酸/1,3プロパンジール/ネオペンチルグリコール/トリメチロールプロパン=100/76.7/22.3/1.0であり、エステル結合濃度は12.1ミリモル/g、ガラス転移温度(Tg)は-26℃、重量平均分子量は115000、酸価は0.2mgKOH/g、結晶融解熱0J/gであった。
実施例2~4および比較製造例1~4は、下記表1の組成とした以外は実施例1と同様にして作製した。
作製したポリエステル(A-1)~(A-4)および(A’-1)~(A’-4)の組成および物性を後記表1に示す。
作製したポリエステル(A-1)~(A-4)および(A’-1)~(A’-4)の組成および物性を後記表1に示す。
前記実施例および比較例におけるポリエステルのエステル結合濃度、ガラス転移温度、重量平均分子量、酸価、結晶融解熱、粘着剤のゲル分率の測定に関しては、前述の方法に従って測定した。また、バイオマス度、溶液安定性については、以下のとおりに算出または評価した。これらの結果を後記の表1に併せて示す。
なお、表1には載せていないが、比較例3の融点は114℃であり、比較例4の融点は87℃であった。
なお、表1には載せていないが、比較例3の融点は114℃であり、比較例4の融点は87℃であった。
<バイオマス度>
ポリエステルのバイオマス度を下記式により算出した。
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル中の多価カルボン酸類およびポリオールのモル比から算出した植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
ポリエステルのバイオマス度を下記式により算出した。
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル中の多価カルボン酸類およびポリオールのモル比から算出した植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
<溶液安定性>
ポリエステルを酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈した溶液を作製し、0℃で12時間放置した後に前記溶液の状態を肉眼で観察し、下記の基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎(excellent)・・・透明度の高い溶液である。
○(very good)・・・曇りのある溶液である。
△(good)・・・沈殿物のある溶液である。
×(bad)・・・溶液が固化する、あるいはポリエステルが溶解しない。
ポリエステルを酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈した溶液を作製し、0℃で12時間放置した後に前記溶液の状態を肉眼で観察し、下記の基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎(excellent)・・・透明度の高い溶液である。
○(very good)・・・曇りのある溶液である。
△(good)・・・沈殿物のある溶液である。
×(bad)・・・溶液が固化する、あるいはポリエステルが溶解しない。
次に、下記の各成分を用意した。
〔架橋剤(B)〕
・イソシアネート系架橋剤:「タケネートD101E」(三井化学社製)
〔加水分解抑制剤(C)〕
・カルボジイミド系化合物(C-1):モノカルボジイミド化合物、「Stabaxol I Powder」(ラインケミ―社製)
・カルボジイミド系化合物(C-2):多官能カルボジイミド化合物、「カルボジライトV-09GB」(日清紡ケミカル社製)
〔ウレタン化触媒(D)〕
・錫系化合物:ジブチル錫ジラウレート
〔酸化防止剤(E)〕
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤:「IRGANOX1010」(BASF社製)
〔架橋剤(B)〕
・イソシアネート系架橋剤:「タケネートD101E」(三井化学社製)
〔加水分解抑制剤(C)〕
・カルボジイミド系化合物(C-1):モノカルボジイミド化合物、「Stabaxol I Powder」(ラインケミ―社製)
・カルボジイミド系化合物(C-2):多官能カルボジイミド化合物、「カルボジライトV-09GB」(日清紡ケミカル社製)
〔ウレタン化触媒(D)〕
・錫系化合物:ジブチル錫ジラウレート
〔酸化防止剤(E)〕
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤:「IRGANOX1010」(BASF社製)
前記で得られたポリエステル(A-1)~(A-4)および(A’-1)~(A’-4)を用いて下記の通り実施例および比較例の粘着剤組成物を作製し、これらを粘着剤層に用いた粘着テープを作製した。
[実施例5]
前記で得られたポリエステル(A-1)を酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈し、その固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(B-1)1.4部(固形分)、カルボジイミド化合物(C-1)1.0部(固形分)、錫系化合物(D-1)0.005部(固形分)、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(E-1)0.1部を配合し、撹拌、混合して粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物を乾燥後の厚みが約25μmになるように、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)に塗布した後、120℃で4分間乾燥させて粘着剤層を形成した。その後、かかる粘着剤層に、離型処理されたPETテープ(離型テープ)を貼合してその表面を保護し、温度40℃の雰囲気下で7日間養生し、粘着テープを得た。
前記で得られたポリエステル(A-1)を酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈し、その固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(B-1)1.4部(固形分)、カルボジイミド化合物(C-1)1.0部(固形分)、錫系化合物(D-1)0.005部(固形分)、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(E-1)0.1部を配合し、撹拌、混合して粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物を乾燥後の厚みが約25μmになるように、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)に塗布した後、120℃で4分間乾燥させて粘着剤層を形成した。その後、かかる粘着剤層に、離型処理されたPETテープ(離型テープ)を貼合してその表面を保護し、温度40℃の雰囲気下で7日間養生し、粘着テープを得た。
[実施例6~8、比較例5]
実施例5において、後記表2の通り配合した以外は同様に行い、粘着剤組成物を作製し、粘着テープを得た。
実施例5において、後記表2の通り配合した以外は同様に行い、粘着剤組成物を作製し、粘着テープを得た。
得られた実施例および比較例の粘着テープを用いて、下記に示すとおりに粘着力、湿熱耐久試験、湿熱易剥離性、保持力の評価を行った。得られた結果を後記の表2に併せて示す。
<粘着力(剥離強度)(N/25mm)>
被着体としてSUS-BA板を準備した。前記で得られた粘着テープを23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をSUS-BA板に当接させ、2kgローラーを往復させ加圧貼付けした。そして、同雰囲気下で30分間静置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、オートグラフAGS-H 500N)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
なお、SUS-BA板とは、SUS304を冷間圧延後、光輝焼鈍(無酸化焼鈍)を行ったもの、あるいは光沢を高めるためスキンパス圧延をしたものをいう(本実施の形態において同じ)。
被着体としてSUS-BA板を準備した。前記で得られた粘着テープを23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をSUS-BA板に当接させ、2kgローラーを往復させ加圧貼付けした。そして、同雰囲気下で30分間静置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、オートグラフAGS-H 500N)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
なお、SUS-BA板とは、SUS304を冷間圧延後、光輝焼鈍(無酸化焼鈍)を行ったもの、あるいは光沢を高めるためスキンパス圧延をしたものをいう(本実施の形態において同じ)。
<湿熱耐久試験(N/25mm)>
前記粘着力(剥離強度)測定と同様にして加圧貼付けした粘着テープを、下記の条件(X)または、条件(Y)を経由させた後、前記粘着力(剥離強度)測定と同様にして180度剥離強度(N/25mm)をそれぞれ測定した。
条件(X):40℃、90%RHの環境下で500時間静置する。
条件(Y):85℃、85%RHの環境下で500時間静置する。
前記粘着力(剥離強度)測定と同様にして加圧貼付けした粘着テープを、下記の条件(X)または、条件(Y)を経由させた後、前記粘着力(剥離強度)測定と同様にして180度剥離強度(N/25mm)をそれぞれ測定した。
条件(X):40℃、90%RHの環境下で500時間静置する。
条件(Y):85℃、85%RHの環境下で500時間静置する。
<湿熱易剥離性>
前記湿熱耐久試験で測定した、条件(X)または条件(Y)を経由させた後の180度剥離強度(N/25mm)の値を下記の評価基準に当てはめ湿熱易剥離性を評価した。
(評価基準)
〇(very good)・・・条件(X)の値>5N/25mmであり、かつ、条件(Y)の値<5N/25mmである。
×(bad)・・・条件(X)の値>5N/25mmであり、かつ、条件(Y)の値<5N/25mmであるもの以外。
前記湿熱耐久試験で測定した、条件(X)または条件(Y)を経由させた後の180度剥離強度(N/25mm)の値を下記の評価基準に当てはめ湿熱易剥離性を評価した。
(評価基準)
〇(very good)・・・条件(X)の値>5N/25mmであり、かつ、条件(Y)の値<5N/25mmである。
×(bad)・・・条件(X)の値>5N/25mmであり、かつ、条件(Y)の値<5N/25mmであるもの以外。
<保持力(凝集力)>
前記で得られた実施例5~8、比較例5の粘着テープをJIS Z-0237に準じ、SUS304を被着体とし、貼付面積25mm×25mmで貼り付けた後、80℃で20分間静置したものについて1kgの荷重をかけて、24時間静置中に前記粘着テープが落下するか否かを観察し、以下の基準に基づいて評価した。
(評価基準)
○(very good)・・・24時間静置後でも落下しなかった。
×(bad)・・・24時間静置中に落下した。
前記で得られた実施例5~8、比較例5の粘着テープをJIS Z-0237に準じ、SUS304を被着体とし、貼付面積25mm×25mmで貼り付けた後、80℃で20分間静置したものについて1kgの荷重をかけて、24時間静置中に前記粘着テープが落下するか否かを観察し、以下の基準に基づいて評価した。
(評価基準)
○(very good)・・・24時間静置後でも落下しなかった。
×(bad)・・・24時間静置中に落下した。
前記の結果より、多価カルボン酸類(a)由来の構造部位として、炭素数4以下の脂肪族ジカルボン酸類(a1)由来の構造部位を特定量以上含有する実施例5~8の粘着剤層(粘着テープ)は、被着体への粘着力、湿熱易剥離性、保持力に優れ、さらにバイオマス度が高くリサイクル性にも優れた環境負荷削減効果が高いものであった。
一方、炭素数4以下の脂肪族ジカルボン酸類(a1)由来の構造部位を含まない比較例5の粘着剤層(粘着テープ)は、実施例の粘着剤層と比べて、湿熱易剥離性が劣りリサイクル性が乏しいものであった。
なお、比較例3および比較例4で得られた樹脂は溶媒に溶けなかったため、粘着剤組成物としての各種評価を実施できなかった。
一方、炭素数4以下の脂肪族ジカルボン酸類(a1)由来の構造部位を含まない比較例5の粘着剤層(粘着テープ)は、実施例の粘着剤層と比べて、湿熱易剥離性が劣りリサイクル性が乏しいものであった。
なお、比較例3および比較例4で得られた樹脂は溶媒に溶けなかったため、粘着剤組成物としての各種評価を実施できなかった。
前記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、前記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
本発明のポリエステルは、薄膜であっても各種被着体への粘着力に優れ、さらにバイオマス度やリサイクル性、生分解性にも優れた環境負荷削減効果が高い粘着剤層を形成できる粘着剤組成物に用いられる。前記粘着剤組成物は、光学部材用の貼り合せに用いる片面または両面粘着テープや、携帯電子端末の部材固定用、電子部材固定用の電子部材用粘着テープ、これらは片面または両面粘着テープの粘着剤層に好適に用いられる。
Claims (16)
- 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
結晶融解熱が30J/g以下であるポリエステル。 - 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルであって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上であり、
前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中の1,4-ブタンジオール由来の構造単位が50モル未満であるポリエステル。 - 前記炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)がコハク酸由来の構造単位を含有する請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有する請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)の含有量が前記多価アルコール類(b)由来の構造単位100モル中に10モル以上である請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)を含有し、前記炭素数が奇数からなる直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)が1,3ープロパンジオール、1,5ーペンタンジオール、1,7ーへプタンジオール、1,9ーノナンジオールからなる群から選択される少なくとも1種由来の構造単位を含有する請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記多価アルコール類(b)が、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有する請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記多価アルコール類(b)が、炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)と、側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)を含有し、前記側鎖に炭化水素基を有する側鎖型脂肪族ジオール類(b2)に対する前記炭素数が奇数からなる多価アルコール類の直鎖型脂肪族多価アルコール類(b1)のモル比(b1)/(b2)が0.5~10.0である請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記ポリエステルのエステル結合濃度が11~14ミリモル/gである請求項1または2記載のポリエステル。
- 前記ポリエステルのバイオマス度が30%以上である請求項1または2記載のポリエステル。
- 請求項1または2記載のポリエステルを含有する粘着剤組成物。
- 請求項11の粘着剤組成物が加水分解抑制剤を有し、前記加水分解抑制剤がモノカルボジイミド化合物である粘着剤組成物。
- 請求項11記載の粘着剤組成物が架橋剤を有し、前記架橋剤により架橋されてなる粘着剤であって、前記粘着剤のゲル分率が5~60%である粘着剤。
- 請求項13記載の粘着剤を含有する粘着テープ。
- 請求項13記載の粘着剤を含有する電子部材用粘着テープ。
- 多価カルボン酸類(a)由来の構造単位および多価アルコール類(b)由来の構造単位を有するポリエステルを含有する粘着剤組成物であって、
前記多価カルボン酸類(a)が炭素数4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)を含有し、
前記多価カルボン酸類(a)由来の構造単位100モル中に前記炭素数が4以下からなる脂肪族多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位が50モル以上である粘着剤組成物。
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PCT/JP2024/007004 WO2024181419A1 (ja) | 2023-02-27 | 2024-02-27 | ポリエステル、粘着剤組成物、粘着剤、粘着テープおよび電子部材用粘着テープ |
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2008501048A (ja) * | 2004-06-01 | 2008-01-17 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 高官能性高度分岐又は超分岐ポリエステル、それらの生成及びそれらの使用 |
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- 2024-02-27 WO PCT/JP2024/007004 patent/WO2024181419A1/ja unknown
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