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JP2012062345A - 光学用粘着シート - Google Patents

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弘明 麓
Hiroaki Kishioka
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Abstract

【課題】打ち抜き加工性に優れた光学用粘着シートを提供する。
【解決手段】本発明の光学用粘着シートは、粘着体の少なくとも片面側に、長手方向及び幅方向のヤング率が2GPa以上、長手方向及び幅方向の破断強度が400MPa以下、厚さが70μm以上、250μm以下であるセパレータを有し、前記粘着体に対する前記セパレータの引張速度30m/分での180°剥離試験における剥離力が0.8N/50mm以上であることを特徴としている。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学部材等の貼り合わせや光学製品の製造等に用いられる光学用粘着シートに関する。
近年、様々な分野で、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置や、タッチパネルなどの前記表示装置と組み合わせて用いられる入力装置が広く用いられるようになってきた。これらの表示装置や入力装置の製造等においては、光学部材を貼り合わせる用途に透明な粘着シート(粘着テープ)が使用されている。例えば、タッチパネルと各種表示装置や光学部材(保護板等)の貼り合わせには、透明な粘着シートが使用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。このような粘着シートは、その用途や使用状態等によっては、所望の形状に打ち抜き加工された上で使用される場合がある。
特開2003−238915号公報 特開2003−342542号公報 特開2004−231723号公報
しかしながら、上記のように打ち抜き加工された粘着シートにおいては、セパレータ(剥離ライナー)を剥離したときに、前記セパレータと粘着剤層との間で粘着剤層の一部が糸状に引かれる現象(「糊引き」と称する)や、粘着剤層の一部が欠ける現象(「糊欠け」と称する)が起こる等、打ち抜き加工性不良の問題が生じていた。特に、光学用途に用いられる粘着シートにおいては、段差吸収性が要求されるために比較的柔らかい粘着剤層が使用されることが多く、このような場合には上記の打ち抜き加工性が一層悪化する傾向にあった。
従って、本発明の目的は、打ち抜き加工性に優れた光学用粘着シートを提供することにある。
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、粘着体の少なくとも片面側にセパレータを有する粘着シートにおいて、前記セパレータのヤング率、破断強度、厚さを特定の範囲に制御し、なおかつ前記粘着体に対する前記セパレータの高速剥離力を特定の範囲に制御することにより、打ち抜き加工性に優れた光学用粘着シートが得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、粘着体の少なくとも片面側に、長手方向及び幅方向のヤング率が2GPa以上、長手方向及び幅方向の破断強度が400MPa以下、厚さが70μm以上、250μm以下であるセパレータを有し、前記粘着体に対する前記セパレータの引張速度30m/分での180°剥離試験における剥離力が0.8N/50mm以上であることを特徴とする光学用粘着シートを提供する。
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記粘着体が、−30℃における貯蔵弾性率が1.0×104〜1.0×1014Paであるアクリル系粘着剤層を少なくとも有する粘着体であることが好ましい。
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記セパレータが、セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータであることが好ましい。
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記剥離層が、剥離処理剤から形成された剥離層であることが好ましい。
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記粘着体の厚さが6〜250μmであり、前記粘着体の可視光波長領域における全光線透過率が80%以上かつヘーズが3%以下であることが好ましい。
本発明の光学用粘着シートは、前記構成を有しているので、打ち抜き加工後に前記粘着シートからセパレータを剥離する際には、糊引きや糊欠け等の不具合を生じることがなく、打ち抜き加工性に優れる。特に、本発明の光学用粘着シートは、比較的柔らかい粘着剤層を有する場合であっても優れた打ち抜き加工性を発揮し、かかる場合には、優れた段差吸収性を発揮する。また、本発明の光学用粘着シートは、セパレータの高速剥離力が比較的小さい場合であっても優れた打ち抜き加工性を発揮し、かかる場合には、打ち抜き加工後におけるセパレータの剥離作業性に優れる。
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の光学用粘着シート(以下、単に「本発明の粘着シート」と称する場合がある)は、粘着体の少なくとも片面側に、長手方向及び幅方向のヤング率が2GPa以上、長手方向及び幅方向の破断強度が400MPa以下、厚さが70μm以上、250μm以下であるセパレータ(以下、「本発明のセパレータ」と称する場合がある)を有し、前記粘着体に対する前記セパレータの引張速度30m/分での180°剥離試験における剥離力(「高速剥離力」と称する場合がある)が0.8N/50mm以上であることを特徴としている。本明細書においては、「粘着シート」という場合には原則的に「セパレータ(剥離ライナー)」を含んだものを指すこととし、「粘着シートからセパレータを剥離した残りの部分」を「粘着体」と称する場合がある。また、粘着体の粘着剤層表面を「粘着面」と称する場合がある。なお、本発明において「粘着シート」という場合には、テープ状のもの、即ち、「粘着テープ」も含むものとする。
本発明において、長手方向(MD)とは、粘着シートの製造工程における製造ライン方向(流れ方向)であり、長尺テープの場合にはテープの長さ方向を意味する。また、幅方向(TD)とは、長手方向に対する垂直方向(直交方向)を意味する。
本発明の粘着シートは、両側の表面が粘着面となっている粘着体(両面粘着体)の少なくとも片面側に本発明のセパレータが設けられた両面粘着シートであってもよいし、片側の表面のみが粘着面となっている粘着体(片面粘着体)に本発明のセパレータが設けられた片面粘着シートであってもよい。本発明の粘着シートが両面粘着シートの場合には、粘着体の少なくとも一方の粘着面に本発明のセパレータが設けられていればよく、他方の粘着面には必ずしもセパレータが設けられなくてもよい。また、粘着体の他方の粘着面にセパレータが設けられる場合には、前記セパレータは本発明のセパレータであってもよいし、本発明のセパレータ以外の他のセパレータ(以下、「他のセパレータ」と称する場合がある)であってもよい。
[本発明のセパレータ]
本発明のセパレータは、長手方向及び幅方向のヤング率(長手方向のヤング率及び幅方向のヤング率)が2GPa以上、長手方向及び幅方向の破断強度(長手方向の破断強度及び幅方向の破断強度)が400MPa以下、厚さが70μm以上、250μm以下である。
本発明のセパレータの長手方向のヤング率は2GPa以上(例えば、2〜10GPa)であり、好ましくは2〜8GPa、より好ましくは2〜5GPaである。また、本発明のセパレータの幅方向のヤング率は2GPa以上(例えば、2〜10GPa)であり、好ましくは2〜8GPa、より好ましくは2〜5GPaである。上記の長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、少なくとも一方が2GPa未満であると、セパレータのコシが弱くなって、打ち抜き加工性が悪化したり、剥離作業性が低下する。なお、上記ヤング率は、JIS K7113に準拠する引張試験により測定することができる。具体的には、例えば、23℃、50%RHの雰囲気下、引張試験機を使用し、幅25mm×長さ115mmのサイズに切り出したセパレータを、標線間隔(初期長)25mmで、100mm/分の速度で長さ方向に引っ張ることにより、測定することができる。
本発明のセパレータの長手方向の破断強度は400MPa以下(例えば、50〜400MPa)であり、好ましくは100〜350MPa、より好ましくは200〜350MPaである。また、本発明のセパレータの幅方向の破断強度は、400MPa以下(例えば、50〜400MPa)であり、好ましくは100〜350MPa、より好ましくは200〜350MPaである。上記の長手方向の破断強度と幅方向の破断強度のうち、少なくとも一方が400MPaを超えると、セパレータへの刃の入りが悪くなり、打ち抜き加工性が悪化する。また、上記の長手方向の破断強度と幅方向の破断強度のうち、少なくとも一方が50MPa未満であると、刃が入った際にセパレータがたわみ過ぎるため、打ち抜き加工性が悪化する。なお、上記破断強度は、JIS Z0237に準じて測定することができる。具体的には、23℃、50%RHの雰囲気下、引張試験機を使用し、幅25mm×長さ115mmのサイズに切り出したセパレータを、標線間隔25mmで、100mm/分の速度で長さ方向に引っ張り、セパレータが破断した時の荷重(引張強さ)を測定することにより、上記破断強度を測定できる。
本発明のセパレータの厚さは70μm以上、250μm以下であり、好ましくは70μm以上、200μm以下、より好ましくは70μm以上、150μm以下である。厚さが250μmを超えると、刃を押し込みづらくなる。厚さが70μm未満であると、セパレータのコシが弱くなって、打ち抜き加工時にセパレータの浮きが生じやすくなり、打ち抜き加工性が悪化する。
本発明のセパレータは、長手方向及び幅方向のヤング率、長手方向及び幅方向の破断強度、厚さが上記範囲に制御されていることにより、コシが強化されている。このため、本発明の粘着シートの打ち抜き加工時に後述のセパレータの浮きが生じにくくなり、さらに、打ち抜き加工時に粘着シートがたわみやすくなることで粘着剤層が内側に押し込まれる傾向にあるため、打ち抜き加工後の粘着シートの切断面から粘着剤層がはみ出しにくくなる。その結果、前記セパレータ剥離時の糊引きや糊欠け等の不具合の発生が抑制され、優れた打ち抜き加工性を発揮する。特に、後述の粘着体に対する本発明のセパレータの高速剥離力が比較的小さい場合や、粘着剤層が比較的柔らかい場合であっても、本発明の粘着シートは優れた打ち抜き加工性を発揮することができる。
本発明のセパレータとしては、長手方向及び幅方向のヤング率、長手方向及び幅方向の破断強度、厚さが上記範囲にある限り特に限定されない。具体的には、本発明のセパレータとして、セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータ、フッ素系ポリマーからなる低接着性のセパレータ、無極性ポリマーからなる低接着性のセパレータ等を用いることができる。上記の中でも、セパレータの機械的物性の制御し易さの観点から、セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータが好ましい。
上記セパレータ基材としては、特に限定されないが、プラスチックフィルム等を用いることができる。このようなプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);酢酸ビニル系樹脂;ポリカーボネート(PC);ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などから構成されるプラスチックフィルムを使用することができる。中でも、機械強度、コシ等の観点から、ポリエステル系樹脂から構成されるプラスチックフィルムが好ましく、より好ましくはPETフィルムである。
上記セパレータ基材の長手方向のヤング率は、特に限定されないが、2〜10GPaが好ましく、より好ましくは2〜8GPaである。また、上記セパレータ基材の幅方向のヤング率は、特に限定されないが、2〜10GPaが好ましく、より好ましくは2〜8GPaである。上記の長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、少なくとも一方が2GPa未満であると、セパレータのコシが弱くなって、打ち抜き加工性が悪化したり、剥離作業性が低下する場合がある。なお、上記ヤング率は、JIS K7113に準拠する引張試験により、前記セパレータのヤング率と同様の方法で測定することができる。
上記セパレータ基材の長手方向の破断強度は、特に限定されないが、50〜400MPaが好ましく、より好ましくは100〜350MPaである。また、上記セパレータ基材の幅方向の破断強度は、特に限定されないが、50〜400MPaが好ましく、より好ましくは100〜350MPaである。なお、上記の長手方向の破断強度と幅方向の破断強度のうち、少なくとも一方が400MPaを超えると、セパレータへの刃の入りが悪くなり、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。また、上記の長手方向の破断強度と幅方向の破断強度のうち、少なくとも一方が50MPa未満であると、刃が入った際にセパレータがたわみ過ぎるため、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。なお、破断強度は、JIS Z0237に準じ、前記セパレータの破断強度と同様の方法で測定することができる。
上記セパレータ基材の厚さは、特に限定されないが、70μm以上、250μm以下が好ましく、より好ましくは70μm以上、150μm以下である。厚さが250μmを超えると、刃が打ち抜けなくなる場合がある。厚さが70μm未満であると、セパレータのコシが弱くなって打ち抜き加工性が悪化したり、剥離作業性が低下する場合がある。
上記セパレータ基材の少なくとも一方の表面に形成された剥離層は、特に限定されないが、剥離処理剤から形成された剥離層であることが好ましい。上記剥離処理剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系剥離処理剤、フッ素系剥離処理剤、長鎖アルキル系剥離処理剤、硫化モリブデンなどの剥離処理剤を用いることができる。上記の中でも、高速剥離力を制御しやすい観点からは、シリコーン系剥離処理剤を使用することが好ましい。上記剥離処理剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、上記剥離層は単層であってもよいし、本発明の特性を損なわない範囲においては、2層以上が積層された積層構造であってもよい。
上記シリコーン系剥離処理剤としては、特に限定されず、公知慣用のシリコーン系剥離処理剤を用いることができる。より具体的には、市販されている熱硬化型シリコーン系剥離処理剤、紫外線硬化型シリコーン系剥離処理剤の中から適宜選択できる。
本発明のセパレータがセパレータ基材の少なくとも一方の表面にシリコーン系剥離処理剤から形成された剥離層を有するセパレータの場合、上記特性の全てを満足し、かつ粘着剤層に応じて、例えば、シリコーン系剥離処理剤の種類や剥離層の厚さ(塗布量)などを指標として、後述の高速剥離力を満足するものを適宜選択することができる。また、同様に、本発明のセパレータとしては、市販されているセパレータから上記特性の全てを満足し、かつ後述の高速剥離力を満足するものを適宜選択して使用することもできる。
本発明のセパレータは、公知慣用の方法により製造することができ、例えば、セパレータ基材の少なくとも片面に上記剥離層を形成する方法によって製造することができる。また、本発明のセパレータは、本発明の効果を損なわない範囲で、上記剥離層以外の層(例えば、中間層、下塗り層など)を有していてもよい。
[他のセパレータ]
前述のように、本発明の粘着シートが両面粘着シートの場合には、本発明のセパレータ以外の他のセパレータを有していてもよい。他のセパレータとしては、特に限定されず、公知慣用のセパレータ等を使用できる。例えば、セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータ、フッ素系ポリマーからなる低接着性のセパレータ、無極性ポリマーからなる低接着性のセパレータ等を用いることができる。上記セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータとしては、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離処理剤により表面処理されたプラスチックフィルムや紙等が挙げられる。また、上記のフッ素ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体などを用いることができる。また、上記無極性ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のオレフィン系樹脂などを用いることができる。
[粘着体]
本発明の粘着シートを構成する粘着体は、上述のように、両側の表面が粘着面となっている粘着体(両面粘着体)であってもよいし、片側のみの表面が粘着面となっている粘着体(片面粘着体)であってもよい。また、上記粘着体は、基材を有しない「基材レスタイプの粘着体」であってもよいし、基材(基材層)を有する「基材を有するタイプの粘着体」であってもよい。上記の基材レスタイプの粘着体としては、例えば、粘着剤層のみからなる粘着体(両面粘着体)等が挙げられる。また、上記の基材を有するタイプの粘着体としては、例えば、基材の両面側に粘着剤層を有する粘着体(両面粘着体)や、基材の片面側のみに粘着剤層を有する粘着体(片面粘着体)等が挙げられる。上記の中でも、透明性等の観点で、基材レスタイプの粘着体(特に、粘着剤層のみからなる粘着体)が好ましい。
上記粘着体の厚さは、特に限定されないが、例えば、6〜250μmが好ましく、より好ましくは12〜175μm、特に好ましくは25〜175μmである。粘着体の厚さが250μmを超えると、糊はみ出しが大きくなって、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。粘着体の厚さが6μm未満であると、段差吸収性が低くなる場合がある。
上記粘着体は、高い透明性を有していることが好ましい。例えば、可視光波長領域における全光線透過率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは85%以上である。全光線透過率が80%未満であると、貼付した光学製品等の外観に悪影響を及ぼす場合がある。また、粘着体のヘーズは、例えば、3%以下が好ましく、より好ましくは1.5%以下である。ヘーズが3%を超えると、貼付した光学製品等の外観に悪影響を及ぼす場合がある。なお、上記全光線透過率及びヘーズは、例えば、スライドガラス(例えば、全光線透過率91.8%、ヘーズ0.4%のもの)に上記粘着体を貼り合わせ、JIS K7361に準じ、ヘーズメータ((株)村上色彩技術研究所製、商品名「HM−150」)を用いて測定することができる。
(粘着剤層)
上記の粘着体を形成するための粘着剤層としては、後述の高速剥離力が特定範囲にある限り特に限定されず、公知慣用の粘着剤層を用いることができる。
本発明の粘着シートは、上記粘着剤層の中でも比較的柔らかい粘着剤層を有することが好ましい。このような柔らかい粘着剤層を有する場合には、光学用途(例えば、光学部材の貼り合わせや光学製品の製造等の用途)で特に要求される段差吸収性や耐久性に優れるため、好ましい。従来の粘着シートにおいては、かかる柔らかい粘着剤層を有する場合、打ち抜き加工時に切断面から粘着剤層がはみ出しやすく、打ち抜き加工性が著しく悪化する傾向にあった。これに対して、本発明の粘着シートは、柔らかい粘着剤層を有する場合にも、特定のセパレータ(本発明のセパレータ)を有することにより後述のセパレータの浮きが抑制され、優れた打ち抜き加工性を発揮する。なお、「段差吸収性」とは、被着体表面に段差がある場合であっても、貼付する粘着シートの粘着剤層が段差の形状に応じて変形し、段差部分に気泡や浮きを生じさせない特性をいう。また、「耐久性」とは、貼付後、経時変化や高温条件を経ることによって、段差部分に気泡や浮きを生じるなどの接着信頼性不良が生じない特性をいう。
上記粘着剤層の−30℃における貯蔵弾性率(「貯蔵弾性率(−30℃)」と称する場合がある)は、特に限定されないが、例えば、1.0×104〜1.0×1014Paが好ましく、より好ましくは1.0×104〜1.0×1010Pa、さらに好ましくは1.0×105〜1.0×109Paである。貯蔵弾性率(−30℃)が1.0×104Pa未満では、粘着剤層が柔らか過ぎて、打ち抜き加工時に粘着剤層が切断面からはみ出しやすく、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。一方、貯蔵弾性率(−30℃)が1.0×1014Paを超えると、段差吸収性が不良で気泡や浮きが生じる場合がある。なお、上記貯蔵弾性率は、例えば、粘着剤層を厚さ約1.5mm程度になるように複数層積層し、Rheometric Scientific社製「Advanced Rheometric Expansion System(ARES)」にて、周波数1Hzの条件で、−70〜200℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定することができる。
本発明の粘着シートは、上記粘着剤層が特に柔らかい場合(例えば、貯蔵弾性率(−30℃)が1.0×104〜1.0×109Paの場合)であっても、優れた打ち抜き加工性を発揮することができる。これは、本発明のセパレータのヤング率、破断強度、厚さが上記範囲に制御され、後述の高速剥離力が特定範囲に制御されていることにより、粘着剤層のはみ出しが抑制されるためである。かかる場合、本発明の粘着シートは、良好な打ち抜き加工性に加え、優れた段差吸収性や耐久性をも発揮することができる。
上記粘着剤層のゲル分率は、作業性、接着信頼性等の観点から、40〜95%(重量%)が好ましく、より好ましくは50〜90%である。上記ゲル分率は、酢酸エチル不溶分として求めることができ、具体的には、酢酸エチル中に23℃で7日間浸漬した後の不溶分の浸漬前の試料に対する重量分率(単位:重量%)として求められる。上記ゲル分率は、架橋剤の添加量、上記アクリル系ポリマーのモノマー組成(例えば、成分Bの含有量)、アクリル系ポリマーの分子量等により制御することができる。ゲル分率が40%未満では、高温試験投入時の剥がれが生じやすく、耐熱性が低下する場合がある。一方、ゲル分率が95%を超えると、硬くて初期接着力が低くなる場合がある。
上記ゲル分率(溶剤不溶分の割合)は、具体的には、例えば、以下の「ゲル分率の測定方法」により算出される値である。
(ゲル分率の測定方法)
本発明の粘着シートから粘着剤層:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工株式会社製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、粘着剤層(上記で採取した粘着剤層)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸との総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸との合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、上記の粘着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて7日間静置する。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式からゲル分率を算出する。
ゲル分率(重量%)=(A−B)/(C−B)×100 (1)
(式(1)において、Aは浸漬後重量であり、Bは包袋重量であり、Cは浸漬前重量である。)
上記粘着剤層は、高い透明性を有していることが好ましい。例えば、可視光波長領域における全光線透過率が80.0%以上であることが好ましく、さらに好ましくは91.0%以上である。全光線透過率が80.0%未満であると、貼付した光学製品等の外観に悪影響を及ぼす場合がある。また、粘着剤層のヘーズは、例えば、1.0%以下が好ましく、より好ましくは0.8%以下である。ヘーズが1.0%を超えると、貼付した光学製品等の外観に悪影響を及ぼす場合がある。なお、上記全光線透過率及びヘーズは、例えば、スライドガラス(例えば、全光線透過率91.8%、ヘーズ0.4%のもの)に粘着剤層を貼り合わせ、JIS K7361に準じ、ヘーズメータ((株)村上色彩技術研究所製、商品名「HM−150」)を用いて測定することができる。
上記粘着剤層の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、6〜250μmが好ましく、より好ましくは12〜175μmである。粘着剤層の厚さが6μm未満では、十分な段差吸収性が得られない場合がある。粘着剤層の厚さが250μmを超えると、打ち抜き加工時に粘着剤層が切断面からはみ出しやすくなり、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。また、本発明の粘着シートを用いて作製した光学製品等の小型化、薄膜化に不利となる場合がある。なお、上記粘着剤層は、単層、積層体のいずれの形態を有していてもよい。
上記粘着剤層としては、透明性などの光学物性や耐候性の観点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有するアクリル系粘着剤層が好ましい。上記アクリル系粘着剤層の具体的構成としては、例えば、後述のアルコキシアルキルアクリレート及び架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマーを必須の単量体成分として構成されるアクリル系ポリマーと、架橋剤とを含む粘着剤組成物(アクリル系粘着剤組成物)から形成されたアクリル系粘着剤層が挙げられる。本発明の粘着シートが前記アクリル系粘着剤層を有する場合、該アクリル系粘着剤層表面に設けた本発明のセパレータの高速剥離力を後述の特定範囲に制御しやすく、打ち抜き加工性が向上するため好ましい。
上記粘着剤組成物中のアクリル系ポリマーの含有量は、特に限定されないが、粘着剤組成物の固形分(100重量%)に対して、65重量%以上(例えば、65〜100重量%)であることが好ましく、より好ましくは70〜99.999重量%である。即ち、アクリル系粘着剤層中のアクリル系ポリマーの含有量は、特に限定されないが、アクリル系粘着剤層(100重量%)に対して、65〜100重量%が好ましく、より好ましくは70〜99.999重量%である。
上記アクリル系粘着剤層の具体的構成の一つは、アルコキシアルキルアクリレート(以下、「成分A」と称する場合がある)及び架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマー(以下、「成分B」と称する場合がある)を必須の単量体成分として構成される重量平均分子量40万〜160万のアクリル系ポリマー及び架橋剤を含む粘着剤組成物であって、アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する成分Aの含有量が20〜99.5重量%、成分Bの含有量が0.1〜4.5重量%である粘着剤組成物より形成されたアクリル系粘着剤層である。さらに、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分中にカルボキシル基含有モノマーを実質的に含まないようにすることにより、金属(金属酸化物を含む)[特に、金属薄膜(金属酸化物薄膜を含む)]に対する耐腐食性にも優れた粘着シートとすることができる。
以下に、上記具体的構成のアクリル系粘着剤層(アルコキシアルキルアクリレート及び架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマーを必須の単量体成分として構成される特定分子量のアクリル系ポリマーと架橋剤を含む粘着剤組成物から形成されたアクリル系粘着剤層)について、詳細に説明する。
上記具体的構成のアクリル系粘着剤層を形成する粘着剤組成物は、アクリル系ポリマー及び架橋剤を必須の成分として構成される。
上記の粘着剤組成物(感圧性接着剤組成物)に用いられるアクリル系ポリマーは、アクリル酸アルコキシアルキルエステル(アルコキシアルキルアクリレート)(成分A)を必須のモノマー成分として構成される重合体である。また、上記モノマー成分の他に、架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマー(成分B)を必須の共重合モノマー成分として含む。必要に応じてさらに他のモノマー成分が用いられていてもよい。
上記アルコキシアルキルアクリレート(成分A)としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸2−エトキシエチル、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸3−メトキシプロピル、アクリル酸3−エトキシプロピル、アクリル酸4−メトキシブチル、アクリル酸4−エトキシブチルなどが挙げられる。上記成分Aは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。上記の中でも、共重合性、粘着剤組成物の塗工性(粘度)の観点から、アクリル酸2−メトキシエチル(2MEA)、アクリル酸2−エトキシエチルが好ましい。
上記成分Aの含有量は、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、20〜99.5重量%が好ましく、より好ましくは50〜80重量%である。成分Aの含有量が20重量%未満であると、接着性が不十分となり、また、耐発泡剥がれ性(粘着シートをプラスチックに貼付した後に、高温条件下や高温高湿条件下において粘着剤層とプラスチックの接着界面に発泡や剥がれ(気泡や浮き)が生じることを抑制する特性をいう)が不十分となる場合がある。一方、成分Aの含有量が99.5重量%を超えると、成分Bの含有量が少なくなるため、アクリル系粘着剤層形成時のアクリル系ポリマーの架橋構造化が不十分となって、架橋速度が遅くなったり、また、耐発泡剥がれ性が不十分となる場合がある。
上記架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマー(成分B)における架橋可能な官能基としては、後述の架橋剤と反応し、アクリル系ポリマーを架橋させることができる官能基であれば、特に限定されないが、例えば、グリシジル基、アミノ基、N−メチロールアミド基、水酸基などが挙げられる。成分Bとしては、具体的には、グリシジル基を有するモノマーとして、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルメチル(メタ)アクリレート;アミノ基を有するモノマーとして、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート;N−メチロールアミド基を有するモノマーとして、N−メチロール(メタ)アクリルアミド;水酸基を有するモノマーとして、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも好ましくは、N−メチロールアミド基を有するモノマー、水酸基を有するアクリル系モノマーであり、より好ましくは水酸基を有するアクリル系モノマーであり、特に好ましくは、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)、3−ヒドロキシプロピルアクリレート(3HPA)、6−ヒドロキシヘキシルアクリレート(6HHA)である。なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」を意味し、以下も同様である。
上記成分Bの含有量は、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、0.1〜4.5重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜3.0重量%、さらに好ましくは0.5〜2.0重量%である。成分Bの含有量が0.1重量%未満であると、アクリル系粘着剤層形成時のアクリル系ポリマーの架橋構造化が不十分となり、耐久性が低下する場合がある。また、アクリル系粘着剤層が柔らかくなり過ぎて、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。一方、成分Bの含有量が4.5重量%を超えると、架橋構造が密になり過ぎ、粘着剤層の貯蔵弾性率(−30℃)や常温での貯蔵弾性率が高くなり過ぎて、段差吸収性が低下する場合がある。
上記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分は、カルボキシル基を含有するモノマー(カルボキシル基含有モノマー)を実質的に含まないことが好ましい。かかる場合には、本発明の粘着シートを金属薄膜に対して貼付した際の耐腐食性に優れる。なお、「実質的に含まない」とは、不可避的に混入する場合を除いて能動的に配合しないことをいい、具体的には、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、カルボキシル基含有モノマーの含有量は、0.05重量%以下が好ましく、より好ましくは0.01重量%以下、さらに好ましくは0.001重量%以下である。カルボキシル基含有モノマーを含有する場合(例えば、含有量が0.05重量%を超える場合)には、金属薄膜に対する耐腐食性が低下する(例えば、ITO(酸化インジウムスズ)フィルムなどの導電性能を低下させる)場合がある。上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸(AA)、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などが挙げられる。なお、これらのカルボキシル基含有モノマーの酸無水物(例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有モノマー)も、カルボキシル基含有モノマーとして含まれるものとする。
上記アクリル系ポリマーにおいて、上記成分A及び成分B以外に用いられる他のモノマー成分としては、炭素数が1〜12の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシルなどが挙げられる。その他にも、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチルなどのメタクリル酸アルコキシアルキルエステル;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル;フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレンなどのオレフィン類又はジエン類;ビニルアルキルエーテルなどのビニルエーテル類;塩化ビニルなどが挙げられる。
さらに、上記他のモノマー成分としては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等の多官能性モノマーも挙げられる。
上記他のモノマー成分としては、上記の中でも、アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)を低く抑え、粘着剤層の貯蔵弾性率(−30℃)や常温での貯蔵弾性率を低く抑える観点から、ホモポリマーとした際のTgが0℃以下のモノマーが好ましく、より好ましくは前記Tgが−40℃以下のモノマーであり、さらに好ましくは前記Tgが−50℃以下のモノマーである。例えば、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸イソオクチル(iOA)が好ましく、より好ましくはアクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)、アクリル酸イソオクチル(iOA)である。
上記他のモノマー成分の含有量は、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、20〜79重量%が好ましく、より好ましくは20〜70重量%である。含有量が20重量%未満であると、段差吸収性が不良となる場合がある。一方、含有量が79重量%を超えると、耐発泡剥がれ性が不良となる場合がある。
上記のアクリル系ポリマーは、上記のモノマー成分を公知慣用の重合方法により重合して調製することができる。アクリル系ポリマーの重合方法としては、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法や活性エネルギー線照射による重合方法(活性エネルギー線重合方法)などが挙げられるが、透明性、耐水性、コストなどの点で、溶液重合方法、活性エネルギー線重合方法が好ましく、特に好ましくは溶液重合方法である。
アクリル系ポリマーの溶液重合に際して用いられる重合開始剤は、特に限定されず、公知慣用のものの中から適宜選択して使用することができるが、例えば、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1´−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2´−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン等の過酸化物系重合開始剤などの油溶性重合開始剤が好ましく例示される。重合開始剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して0.01〜1重量部程度の範囲から選択することができる。
上記の溶液重合に際しては、各種の一般的な溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類;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などの有機溶剤が挙げられる。溶剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、40万〜160万が好ましく、より好ましくは60万〜120万、さらに好ましくは60万〜100万である。アクリル系ポリマーの重量平均分子量が40万より小さいと、粘着剤層として必要な粘着力、凝集力が得られず耐久性が劣る場合がある。また、耐発泡剥がれ性も不十分となる場合がある。一方、重量平均分子量が160万を超えると、粘着剤組成物の粘度上昇による塗工性不良などの問題が生じる場合がある。アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、重合開始剤の種類やその使用量、重合の際の温度や時間の他、モノマー濃度、モノマー滴下速度などによりコントロールすることができる。
なお、本発明では、アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定することができる。より具体的には、GPC測定装置として、商品名「HLC−8120GPC」(東ソー株式会社製)を用いて、ポリスチレン換算値により、次のGPCの測定条件で測定して求めることができる。
GPCの測定条件
サンプル濃度:0.2重量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:10μL
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量(流速):0.6mL/min
カラム温度(測定温度):40℃
カラム:商品名「TSKgelSuperHM−H/H4000/H3000/H2000」(東ソー株式会社製)
検出器:示差屈折計(RI)
上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、粘着剤層の貯蔵弾性率(−30℃)や常温での貯蔵弾性率を低く抑え、低温時の粘着特性や高速での特性(例えば、貼り合わせ構成体を落下させた時に剥がれを生じさせない特性(落下衝撃性))を向上させる等の観点から、−70〜−40℃が好ましく、より好ましくは−70〜−50℃である。ガラス転移温度が−70℃未満であると、粘着剤層が柔らかくなり過ぎて、打ち抜き加工性が悪化する場合がある。また、耐発泡剥がれ性が悪化する場合がある。一方、ガラス転移温度が−40℃を超えると、粘着剤層が硬くなり過ぎて粘着力が低下する場合がある。なお、上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、アクリル系ポリマーを構成するその他モノマーの種類や含有量などによって制御することができる。
上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、下記式で表されるガラス転移温度(理論値)である。
1/Tg = W/Tg+W/Tg+・・・+W/Tg
上記式中、Tgはアクリル系ポリマーのガラス転移温度(単位:K)、Tgはモノマーiがホモポリマーを形成した際のガラス転移温度(単位:K)、Wはモノマーiの全モノマー成分中の重量分率を表す(i=1、2、・・・・n)。なお、上記はアクリル系ポリマーがモノマー1、モノマー2、・・・、モノマーnのn種類のモノマー成分から構成される場合の計算式である。
上記粘着剤層を形成するための粘着剤組成物の必須成分である架橋剤は、粘着剤層の主成分となるポリマー(ベースポリマー)(例えば、上記アクリル系ポリマー)を架橋することにより、粘着剤層の耐久性や耐発泡剥がれ性を向上させることができる。架橋剤としては、公知慣用のものを用いることができ、特に限定されないが、例えば、多官能性メラミン化合物(メラミン系架橋剤)、多官能性エポキシ化合物(エポキシ系架橋剤)、多官能性イソシアネート化合物(イソシアネート系架橋剤)などから適宜選択して用いることができる。架橋剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記多官能性メラミン化合物としては、例えば、メチル化トリメチロールメラミン、ブチル化ヘキサメチロールメラミンなどが挙げられる。また、多官能性エポキシ化合物としては、例えば、ジグリシジルアニリン、グリセリンジグリシジルエーテルなどが挙げられる。さらにまた、多官能性イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネートなどが挙げられる。中でも、成分Bとして水酸基を含有するモノマーを用い、架橋剤として多官能性イソシアネート化合物(イソシアネート系架橋剤)を用いることが好ましい。
なお、粘着シートの用途によっては、粘着剤層の黄変抑制に対して厳しい要求がある場合があり、例えば、架橋剤として芳香族系イソシアネート化合物(芳香族イソシアネート系架橋剤)を使用する場合などには、黄変が問題となり対策が必要となる場合がある。このような場合に、特に耐黄変性(黄変抑止性)を向上させる観点からは、架橋剤としては、上記の中でも、脂肪族系イソシアネート化合物(脂肪族イソシアネート系架橋剤)を用いることが好ましい。脂肪族イソシアネート系架橋剤としては、従来公知のものを広く用いることができるが、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネートなどが好ましく挙げられる。中でも、成分Bとして水酸基を含有するモノマーを用い、架橋剤としてヘキサメチレンジイソシアネート(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート)(HDIを用いた反応生成物も含む)を用いることが好ましい。
粘着剤組成物中の上記架橋剤の含有量としては、特に制限されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して、通常、0.01〜5重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜3重量部、さらに好ましくは0.1〜3重量部、最も好ましくは0.1〜1重量部である。中でも、特に粘着剤層の耐黄変性を向上させる観点からは、脂肪族イソシアネート系架橋剤の含有量が、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して、0.01〜3重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜3重量部、さらに好ましくは0.1〜1重量部である。
上記のように、黄変を抑制するために脂肪族イソシアネート系架橋剤を用いる場合には架橋速度が非常に遅くなり、生産性に問題が生じる場合がある。一般的な粘着シートでは、加温により架橋反応を促進することも可能であるが、厳しい外観要求がある用途においては、打痕を発生及び助長させやすい加温による架橋促進の手法は用いにくい場合がある。このような場合に架橋反応を早めるためには、上記の粘着剤組成物には、架橋促進剤として複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物を使用することができる。架橋剤として脂肪族イソシアネート系架橋剤を用いる場合には、生産性を維持する(特に加熱による架橋促進を行わなくても速やかに架橋反応が進行する)観点で、特に好ましく併用される。複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物としては、分子内にヒドロキシル基(アルコール性ヒドロキシル基)を少なくとも2個有しているアミン系化合物であれば特に限定されない。また、アミン系化合物において、分子内に含まれる窒素原子の数も特に限定されない。上記複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記の複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物としては、具体的には、例えば、分子内に窒素原子を1個有するアミン系化合物として、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−エチルジイソプロパノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−ブチルジイソプロパノールアミン等のジアルコールアミン類;トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のトリアルコールアミン類などが挙げられる。
また、分子内に窒素原子を2個有するアミン系化合物としては、下記式(I)で示されるようなアミン系化合物が挙げられる。
Figure 2012062345
上記の式(I)中、R、R、R、Rは、同一又は異なっており、それぞれ水素原子又は[−(RO)(RO)−H]を示す。ここで、R、Rは、異なっており、それぞれアルキレン基を示す。mとnは0以上の整数であり、同時に0にはならない。また、R、R、R、Rのうち、少なくとも2つは[−(RO)(RO)−H]である。さらに、Xは2価の炭化水素基を示し、pは1以上の整数である。
上記の式(I)において、R、Rのアルキレン基としては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン基等の炭素数1〜6程度のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基、さらに好ましくは炭素数2又は3のアルキレン基)が挙げられる。該アルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれの形態を有していてもよい。中でも、R、Rのアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基を好適に用いることができる。
また、m、nは0以上の整数であれば特に制限されないが、例えば、m、nのうち、少なくとも一方が0〜20、好ましくは1〜10程度の範囲から選択することができる。m、nとしては、いずれか一方が0であり、他方が1以上の整数(特に1)である場合が多い。なお、mとnは同時に0にはならない(mとnが同時に0となる場合には、[−(RO)(RO)−H]は水素原子を示すことになる)。
さらに、Xは2価の炭化水素基を示している。2価の炭化水素基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基などが挙げられる。Xのアルキレン基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよい。また、Xは飽和、不飽和のいずれであってもよい。Xのアルキレン基としては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン基などの炭素数1〜6程度のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基、さらに好ましくは炭素数2又は3のアルキレン基)などが挙げられる。また、シクロアルキレン基としては、例えば、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロへキシレン基、1,4−シクロへキシレン基等の5〜12員環程度のシクロアルキレン基などが挙げられる。アリーレン基としては、例えば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基などを用いることができる。
また、pは1以上の整数であれば特に制限されないが、例えば、1〜10程度の範囲から選択することができ、好ましくは1〜6の整数、さらに好ましくは1〜4の整数である。
より具体的には、前記式(I)で表されるアミン系化合物としては、例えば、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)トリメチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)トリメチレンジアミンの他、エチレンジアミンのポリオキシエチレン縮合物、エチレンジアミンのポリオキシプロピレン縮合物、エチレンジアミンのポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物等のアルキレンジアミンのポリオキシアルキレン縮合物などが挙げられる。このようなアミン系化合物としては、例えば、商品名「EDP−300」、「EDP−450」、「EDP−1100」、「プルロニック」(以上、(株)ADEKA製)などの市販品を利用することもできる。
複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物の含有量は、架橋反応を促進し、生産性を向上させる観点から、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して、0.01〜5.0重量部が好ましく、より好ましくは0.05〜1.0重量部である。
上記の粘着剤組成物には、架橋反応を早めるため、上記に記載した以外の架橋促進剤を使用することができる。このような架橋促進剤としては、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサンジアミン、イミダゾールのようなアミノ化合物、ヒドロキシル基以外の他の反応性官能基を複数有するアミン系化合物、ナフテン酸コバルト、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズヒドロキシド、ジブチルスズラウレート等のような有機金属化合物が挙げられる。これらは単独で、又は2種以上組み合わせて使用することができる。上記架橋促進剤の含有量は、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して、通常、0.001〜0.5重量部が好ましく、より好ましくは0.001〜0.3重量部である。
上記の粘着剤組成物には、上記以外に、必要に応じて、その他の一般的な添加剤、即ち、粘着付与樹脂(ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノールなど)、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。また、粘着剤層を形成する際には、各種の一般的な溶剤を用いることもできる。溶剤の種類としては、特に限定されず、前述の溶液重合に際して用いられる溶剤として例示されたものなどを用いることができる。
上記の粘着剤組成物(好ましくは、アクリル系粘着剤組成物)は、ポリマー(例えば、アクリル系ポリマー)および架橋剤と、必要に応じて、架橋促進剤や他の添加剤を混合することにより、調製することができる。
上記粘着剤層は、上記粘着剤組成物を基材又はセパレータ(例えば、本発明のセパレータ)上に塗布(塗工)し、必要に応じて、乾燥及び/又は硬化することにより得られる。中でも、粘着剤層のみからなる基材レスタイプの粘着体を有する両面粘着シートは、上記粘着剤組成物をセパレータ(例えば、本発明のセパレータ)上に塗工することにより得られる。
なお、粘着剤組成物の塗工には、公知のコーティング法を用いることが可能であり、慣用のコーター、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、スプレーコーターなどを用いることができる。
(基材)
本発明の粘着シートを構成する粘着体が基材を有するタイプの粘着体である場合、基材としては、特に限定されないが、プラスチックフィルム、反射防止(AR)フィルム、偏光板、位相差板などの各種光学フィルムが挙げられる。上記プラスチックフィルムなどの素材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、商品名「アートン(環状オレフィン系ポリマー;JSR製)」、商品名「ゼオノア(環状オレフィン系ポリマー;日本ゼオン製)」等の環状オレフィン系ポリマーなどのプラスチック材料が挙げられる。なお、プラスチック材料は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、上記の「基材」とは、粘着シートを被着体(光学部材等)に使用(貼付)する際には、粘着剤層とともに被着体に貼付される部分である。粘着シートの使用時(貼付時)に剥離されるセパレータは「基材」には含まない。
上記の中でも、基材としては、透明基材が好ましい。上記「透明基材」とは、例えば、可視光波長領域における全光線透過率が85.0%以上である基材が好ましく、さらに好ましくは88.0%以上である基材をいう。また、基材のヘーズは、例えば、1.5%以下が好ましく、より好ましくは1.0%以下である。
上記基材の厚さは、特に限定されず、例えば、12〜75μmが好ましい。なお、上記基材は単層および複層のいずれの形態を有していてもよい。また、基材表面には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理等の物理的処理、下塗り処理等の化学的処理などの公知慣用の表面処理が適宜施されていてもよい。
[本発明の粘着シート]
本発明の粘着シートは、粘着体の少なくとも片面側に本発明のセパレータを有する。本発明の粘着シートにおいて、粘着体に対するセパレータ(本発明のセパレータ)の引張速度30m/分での180°剥離試験における剥離力(高速剥離力)は、0.8N/50mm以上(例えば、0.8〜5.0N/50mm)であり、好ましくは1.4〜3.0N/50mm、より好ましくは1.4〜2.0N/50mmである。上記高速剥離力が0.8N/50mm未満であると、打ち抜き加工時にセパレータの浮きが生じやすくなって、打ち抜き加工性が悪化する。一方、高速剥離力が5.0N/50mmを超えると、製造プロセスにおいて不具合(剥離できない不具合)を生じる。なお、上述のように、本発明でいうセパレータの「高速剥離力」とは、引張速度30m/分での180°剥離試験(JIS Z0237に準ずる)により測定される、粘着体に対するセパレータの180°引き剥がし粘着力を意味する。
上記高速剥離力は、粘着剤層に応じて、例えば、セパレータの剥離処理剤の種類、剥離層の厚さ(塗布量)等を適宜選択することにより制御することができる。
従来の粘着シートでは、セパレータの高速剥離力が小さい場合には、セパレータの浮きが発生しやすいため、打ち抜き加工性が不良であった。これに対して、本発明の粘着シートは、上記高速剥離力が特に小さい場合(例えば、0.8〜1.5N/50mm)であっても、優れた打ち抜き加工性を発揮することができる。これは、本発明のセパレータのヤング率、破断強度、厚さが上記範囲に制御されていることにより、打ち抜き加工時に本発明のセパレータの浮きが抑制されるためである。このため、本発明の粘着シートは、本発明のセパレータとしてより広範囲の剥離力(高速剥離力)を示すものを選択することができ、汎用性が高い。
本発明の粘着シートは、光学部材を貼り合わせる用途や、光学製品の製造用途に使用される光学用粘着シートである。中でも、本発明の粘着シートは、打ち抜き加工された上で使用される光学用粘着シートであることが好ましい。上記光学部材とは、光学的特性(例えば、偏光性、光屈折性、光散乱性、光反射性、光透過性、光吸収性、光回折性、旋光性、視認性など)を有する部材をいう。光学部材としては、光学的特性を有する部材であれば、特に限定されないが、例えば、表示装置(画像表示装置)や入力装置等の光学製品を構成する部材又はこれらの機器(光学製品)に用いられる部材が挙げられ、例えば、偏光板、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、導光板、反射フィルム、反射防止フィルム、透明導電フィルム(ITOフィルムなど)、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護板、プリズム、レンズ、カラーフィルター、透明基板や、さらにはこれらが積層されている部材(これらを総称して「機能性フィルム」と称する場合がある)が挙げられる。なお、上記の「板」及び「フィルム」は、それぞれ板状、フィルム状、シート状等の形態を含むものとし、例えば、「偏光フィルム」は、「偏光板」、「偏光シート」も含むものとする。また、「機能性フィルム」は「機能性板」、「機能性シート」を含むものとする。
上記表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、PDP(プラズマディスプレイパネル)、電子ペーパーなどが挙げられる。また、上記入力装置としては、タッチパネルなどが挙げられる。
上記の光学部材としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、金属薄膜などからなる部材(例えば、シート状やフィルム状、板状の部材など)などが挙げられる。なお、本発明における「光学部材」には、上記の通り、被着体である表示装置や入力装置の視認性を保ちながら加飾や保護の役割を担う部材(意匠フィルム、装飾フィルムや表面保護フィルム等)も含むものとする。
本発明の粘着シートによる光学部材の貼り合わせの態様としては、特に限定されないが、例えば、(1)本発明の粘着シートを介して光学部材同士を貼り合わせる態様、(2)本発明の粘着シートを介して光学部材と光学部材以外の部材に貼り合わせる態様であってもよいし、(3)光学部材を含む本発明の粘着シートを、光学部材又は光学部材以外の部材に貼り合わせる態様であってもよい。上記(1)又は(2)の態様の場合には、本発明の粘着シートは両面粘着シートであることが好ましく、(3)の態様の場合には、本発明の粘着シートは片面粘着シート、両面粘着シートのいずれであっても好ましく用いられる。なお、上記(3)の態様においては、本発明の粘着シートは基材が光学部材(偏光フィルムをはじめとする光学フィルムなど)である粘着シートであることが好ましい。
また、本発明の粘着シートを透明導電フィルム等における金属薄膜(ITO(酸化インジウムスズ)、ZnO、SnO、CTO(酸化カドミウムスズ)等の金属酸化物薄膜も含む)に直接貼り付けて用いる場合には、これらの金属薄膜を腐食させない目的で、前述のカルボキシル基含有モノマーを実質的に含まないモノマー成分より構成されたアクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物より形成されたアクリル系粘着剤層を有する、耐腐食性に優れた粘着シート構成とすることが好ましい。
前述のように、本発明の粘着シートは打ち抜き加工性に優れるため、所望の形状に打ち抜き加工された上で使用されることが好ましい。本発明の粘着シートが片面粘着シートの場合には、製造プロセス上の観点から、打ち抜き加工の際には本発明のセパレータの反対側)(即ち、基材側)から打ち抜き刃を入れることが好ましい。一方、本発明の粘着シートが両面粘着シートの場合には、本発明のセパレータ側に対する反対側から打ち抜き刃を入れて打ち抜き加工することが好ましい。
従来の粘着シートにおいては、打ち抜き加工後の粘着シートからセパレータを剥離する際、粘着剤層の一部が糸状に引かれる「糊引き」や、粘着剤層の一部がセパレータ側に付着して粘着剤層が欠ける「糊欠け」の現象が起こる等、打ち抜き加工性不良の問題が生じていた。これらの現象は、打ち抜き加工時に切断面から粘着剤層がはみ出し、さらに、はみ出した粘着剤層がセパレータ端面に付着することに起因するものである。このような粘着剤層のはみ出しは、打ち抜き加工時に局所的なセパレータの浮き(セパレータが粘着剤層から部分的に剥離する現象)が生じ、その結果、粘着剤層が変形しやすくなることで発生するものと推定される。このようなセパレータの浮きは、従来の粘着シートが有するセパレータのコシが弱く、かつ高速剥離力が低い(例えば、0.6N/50mm以下)ために発生するものと推定される。このような粘着剤層の変形は、粘着剤層が柔らかい場合に顕著に生じ、このような場合には、打ち抜き加工性が一層悪化する傾向にある。
これに対して、本発明では、粘着体の少なくとも片面側にセパレータを有する粘着シートにおいて、前記セパレータのヤング率、破断強度、厚さを制御し、なおかつ、前記粘着体に対する前記セパレータの高速剥離力を0.8N/50mm以上に制御することによって、打ち抜き加工性を向上させた。これは、主に、セパレータのコシを強化することによって、打ち抜き加工時のセパレータのしなりが小さくなって浮きが抑制されること、さらには、打ち抜き加工時の粘着シートのたわみが鈍角になるため、粘着剤層が切断面より内側に押し込まれやすくなることにより得られた効果であると考えられる。このため、本発明の粘着シートは、従来技術において特に打ち抜き加工性が悪化しやすい場合、具体的には、比較的柔らかい粘着剤層を有する場合や、セパレータの高速剥離力が比較的小さい場合であっても、優れた打ち抜き加工性を発揮できることが特徴的である。このような場合、本発明の粘着シートは優れた打ち抜き加工性に加え、優れた段差吸収性や耐久性を発揮できる。また、製造プロセスにおいて、セパレータの剥離角度を変えた時等の適応範囲が広く設定できたり、打ち抜き加工後の粘着シートからセパレータを剥離する際の作業性に優れるという利点を有する。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、実施例で用いたセパレータは、以下の通りである。
[セパレータ]
ピューレックス#33(厚み:50μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)
ピューレックス#43(厚み:50μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)
ピューレックス#43(厚み:75μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)
ピューレックス#71(厚み:75μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)
[アクリル系粘着剤組成物の製造例]
モノマー成分として、アクリル酸2−メトキシエチル:70重量部、アクリル酸2−エチルヘキシル:29重量部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル:1重量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル:0.2重量部、および重合溶媒として酢酸エチル:100重量部をセパラブルフラスコに投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温し、10時間反応させた後、トルエンを加え、固形分濃度25重量%のアクリル系ポリマー溶液を得た。このアクリル系ポリマー溶液に、アクリル系ポリマー100重量部に対して、架橋剤として脂肪族系の多官能性イソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートHL」、脂肪族イソシアネート系架橋剤)0.7重量部、架橋助剤としてエチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加したポリオール((株)ADEKA製、商品名「EDP−300」)0.3重量部を加え、アクリル系粘着剤組成物(溶液)を調製した。
比較例1
ピューレックス#33(厚み:50μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)のシリコーン処理面に、乾燥後の厚さが約50μmとなるように前記アクリル系粘着剤組成物を流延塗布し、130℃で3分間加熱乾燥して粘着剤層を形成した。その後、前記粘着剤層の表面にピューレックス#33(厚み:50μm)を貼り合わせ、23℃で7日間エージングを行い、両面粘着シートを作製した。
比較例2
ピューレックス#43(厚み:50μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)のシリコーン処理面に、乾燥後の厚さが約50μmとなるように前記アクリル系粘着剤組成物を流延塗布し、130℃で3分間加熱乾燥して粘着剤層を形成した。その後、前記粘着剤層の表面にピューレックス#43(厚み:50μm)を貼り合わせ、23℃で7日間エージングを行い、両面粘着シートを作製した。
実施例1
ピューレックス#43(厚み:75μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)のシリコーン処理面に、乾燥後の厚さが約50μmとなるように前記アクリル系粘着剤組成物を流延塗布し、130℃で3分間加熱乾燥して粘着剤層を形成した。その後、前記粘着剤層の表面にピューレックス#43(厚み:75μm)を貼り合わせ、23℃で7日間エージングを行い、両面粘着シートを作製した。
実施例2
ピューレックス#71(厚み:75μm)(帝人デュポンフィルム(株)製)のシリコーン処理面に、乾燥後の厚さが約50μmとなるように前記アクリル系粘着剤組成物を流延塗布し、130℃で3分間加熱乾燥して粘着剤層を形成した。その後、前記粘着剤層の表面にピューレックス#71(厚み:75μm)を貼り合わせ、23℃で7日間エージングを行い、両面粘着シートを作製した。
[評価]
実施例および比較例で得られた粘着シート(両面粘着シート)について、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(1)打ち抜き加工性評価
実施例および比較例で得られた粘着シートから一方のセパレータ(後に貼り合わせた方のセパレータ)を剥がし、厚さ188μmのPETフィルムを貼り合わせた後、厚さ188μmのPETフィルム側から、打ち抜き機(岩崎鉄工(株)製、「D250」)を用いてシール刃により、100ショット/分の速さで打ち抜いた。打ち抜いたサンプルのセパレータを手で剥離した際に、糊取られが起こらなかったサンプルを「○」、糊取られが起きたサンプルを「×」とした。なお、「糊取られ」とは、セパレータと粘着剤層との間で粘着剤層の一部が糸状に引かれたり、粘着剤層の一部が欠ける現象をいう。
(2)セパレータの高速剥離力
実施例および比較例で得られた粘着シートから一方のセパレータ(後に貼り合わせた方のセパレータ)を剥がし、厚さ25μmのPETフィルムを貼り合わせた後、幅50mm、長さ150mmのサイズに切り出し、試験サンプルを作成した。23℃、50%RHの環境下、引張試験機を用いて、上記試験サンプルにおけるセパレータを長さ方向に剥離した時の剥離力(180°剥離、剥離速度:30m/分)を測定した。なお、剥離の際には、セパレータ側を引っ張った。
Figure 2012062345
表1に示す評価結果より、本発明の両面粘着シート(実施例)は、打ち抜き加工性に優れていた。これに対して、セパレータの厚みが薄すぎる場合や高速剥離力が小さすぎる場合(比較例)には、打ち抜き加工性が不良であった。

Claims (5)

  1. 粘着体の少なくとも片面側に、長手方向及び幅方向のヤング率が2GPa以上、長手方向及び幅方向の破断強度が400MPa以下、厚さが70μm以上、250μm以下であるセパレータを有し、前記粘着体に対する前記セパレータの引張速度30m/分での180°剥離試験における剥離力が0.8N/50mm以上であることを特徴とする光学用粘着シート。
  2. 前記粘着体が、−30℃における貯蔵弾性率が1.0×10〜1.0×1014Paであるアクリル系粘着剤層を少なくとも有する粘着体である請求項1に記載の光学用粘着シート。
  3. 前記セパレータが、セパレータ基材の少なくとも一方の表面に剥離層が形成されたセパレータである請求項1又は2に記載の光学用粘着シート。
  4. 前記剥離層が、剥離処理剤から形成された剥離層である請求項3に記載の光学用粘着シート。
  5. 前記粘着体の厚さが6〜250μmであり、前記粘着体の可視光波長領域における全光線透過率が80%以上かつヘーズが3%以下である請求項1〜4のいずれかの項に記載の光学用粘着シート。
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