JP2020186308A - 粘着剤組成物、粘着シートおよび積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、携帯電話やスマートフォン等の製造において、粘着剤層や粘着シートは、ITO(Indium Tin Oxide)電極や金属メッシュ電極に貼り合わされることがあり、この場合、ITO電極や金属メッシュ電極は粘着剤層や粘着シートに含まれる酸によって腐食することがある。このため、粘着剤層や粘着シートには金属腐食防止性が求められる。
さらに、粘着シートを被着体に貼合した後に、再剥離(リワーク)する際には、リワーク作業時に被着物に粘着剤が残るという問題がある。被着物に残った粘着剤は、溶剤で拭き取ったり、溶剤で洗浄したりする必要があり、リワーク作業に手間と時間がかかる。そのため、粘着剤層や粘着シートにはリワーク性も求められている。
加えて、携帯電話やスマートフォン等の粘着シートに用いられる粘着剤組成物には、これらの性能を備えつつ、段差追従性、粘着力および保持力も求められている。
本発明者らが特許文献2の実施例に記載の粘着剤組成物を検討したところ、紫外線吸収剤は、主剤である共重合体の架橋阻害を起こしやすく、保持力およびリワーク性が劣ることがわかった。
本発明者らが特許文献3の実施例に記載の粘着剤組成物を検討したところ、23℃で固体であって(液状または油状ではない)水酸基を有しない紫外線吸収剤を大量に含んで紫外線吸収性を発現させているため、粘着力が劣ることがわかった。なお、23℃で固体である紫外線吸収剤を大量に含む粘着剤組成物は、紫外線吸収剤の相溶性(再結晶化)に起因する白化や欠陥が生じることも懸念される。
一方、特許文献4には、紫外線吸収剤について記載がなかった。
また、本発明者らが特許文献5及び6の実施例に記載の粘着剤組成物を検討したところ、段差追従性やリワーク性に劣る場合があることがわかった。
[1] 非架橋性モノマーと官能基を有する架橋性モノマーの共重合体、架橋剤および紫外線吸収剤を含有する粘着剤組成物であって、
共重合体は、非架橋性モノマーから構成される単位として、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位を含み、
共重合体における、非架橋性モノマーから構成される単位であって、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、10質量%以下であり、
共重合体は、架橋性モノマーから構成される単位として官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位を含み、
共重合体における、官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20〜60質量%であり、
共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、0.5質量%未満であり、
共重合体の重量平均分子量が20万以上65万以下であり、
紫外線吸収剤が23℃で液状または油状である、粘着剤組成物。
[2] ガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して40質量%以上である[1]に記載の粘着剤組成物。
[3] 官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマーが、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートまたは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートである、[1]または[2]に記載の粘着剤組成物。
[4] 官能基がヒドロキシ基である、[1]〜[3]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[5] 架橋剤が二官能性以上のエポキシ化合物および二官能性以上のイソシアネート化合物から選択される1種類または2種類以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[6] 紫外線吸収剤が、ヒドロキシ基を有する化合物である、[1]〜[5]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[7] 紫外線吸収剤を共重合体100質量部に対して0.1〜8質量部含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[8] 酸化防止剤をさらに含有する[1]〜[7]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[9] 酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤を含む、[8]に記載の粘着剤組成物。
[10] 紫外線吸収剤は、最大吸収波長が異なる2種以上の紫外線吸収剤を含有する、[1]〜[9]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[11] 粘着剤層を有し、
粘着剤層が[1]〜[10]のいずれかに記載の粘着剤組成物の硬化物である、粘着シート。
[12] 粘着剤層の一方の表面に第1の剥離シートを備え、
粘着剤層の他の表面に第2の剥離シートを備え、
第1の剥離シートおよび第2の剥離シートの剥離力が異なる、[11]に記載の粘着シート。
[13] [11]に記載の粘着シートの少なくとも一方の表面に被着体を有する積層体。
[14] 積層体のいずれかの層の表面に金属または金属酸化物を有する、[13]に記載の積層体。
なお、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの総称である。
本発明の粘着剤組成物は、非架橋性モノマーと官能基を有する架橋性モノマーの共重合体、架橋剤および紫外線吸収剤を含有する粘着剤組成物である。
ここで、共重合体は、非架橋性モノマーから構成される単位として、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位を含む。なお、共重合体における、非架橋性モノマーから構成される単位であって、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、10質量%以下である。また、共重合体は、架橋性モノマーから構成される単位として官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位を含む。共重合体における、官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20〜60質量%である。さらに、共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、0.5質量%未満であり、共重合体の重量平均分子量は20万以上65万以下である。そして、粘着剤組成物に含まれる紫外線吸収剤が23℃で液状または油状である。
具体的には、共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量を非常に少ない範囲に制御することにより、粘着剤層の金属腐食防止性を良好にできる。また、共重合体を構成する架橋性モノマー単位のうちヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量をある程度多い範囲に制御することにより、架橋剤と共重合体の架橋確率を高めることができ、23℃で液状または油状である紫外線吸収剤を用いる場合も粘着剤層の保持力を良好にできる。なお、ヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマーは架橋剤を用いる場合の反応点となり、架橋により粘着力や保持力の制御が可能となる。
本発明においては、非架橋性モノマーのガラス転移温度が特定の範囲に制御された共重合体を、23℃で液状または油状である紫外線吸収剤と併用することにより、紫外線吸収性に加え、粘着力およびリワーク性(両者のバランス)を良好にできる。リワーク性とは、貼付後の剥離の際に、粘着シートの粘着剤の一部が被着物に残留しないこと、及びリワーク作業中に粘着シートが破断しない特性のことをいう。
さらに、共重合体における、非架橋性モノマーから構成される単位であって、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量を、10質量%以下とし、共重合体の重量平均分子量を所定範囲内とすることにより、粘着シートの段差追従性を高めることができる。
以下、本発明の粘着剤組成物の好ましい態様を説明する。
本発明に用いられる共重合体は、共重合体を構成する非架橋性モノマー単位としてホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位を含む。ここで、共重合体における、非架橋性モノマーから構成される単位であって、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、10質量%以下である。また、共重合体は、架橋性モノマーから構成される単位として官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位を含む。共重合体において、官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20〜60質量%であり、共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、0.5質量%未満である。
−ガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位−
共重合体は、共重合体の非架橋性モノマーから構成される単位として、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位を含む。すなわち、共重合体は、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下の非架橋性モノマーに由来する単位を含む。
ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマーとしては、n−ブチルアクリレート(BA)、エチルアクリレート(EA)、イソブチルアクリレート(IBA)、イソオクチルアクリレート(IOA)、イソノニルアクリレート(INAA)、ラウリルアクリレート(LA)、フェノキシエチルアクリレート(PHEA)、メトキシエチルアクリレート(2MEA)、トリデシルメタクリレート(TDMA)などを挙げることができる。これらは必要に応じ2種類以上を併用してもよい。
ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、35質量%以上であることがさらに好ましく、40質量%以上であることが特に好ましい。また、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることがさらに好ましい。
共重合体は、共重合体の非架橋性モノマーから構成される単位としてホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃以下のモノマー由来の単位を含んでもよい。すなわち、共重合体は、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃以下の非架橋性モノマーに由来する単位を含んでもよい。
ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃以下の非架橋性のモノマーとしては、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、ラウリルメタクリレート(LMA)などを挙げることができる。これらは必要に応じ2種類以上を併用してもよい。
共重合体を構成する単位のうちホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃以下のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、0〜10質量%であることが好ましく、0〜5質量%であることがより好ましく、0〜3質量%であることが特に好ましい。
共重合体は、共重合体の非架橋性モノマーから構成される単位として、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−20℃を超えるモノマー由来の単位を含んでもよい。すなわち、共重合体は、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−20℃を超える非架橋性モノマーに由来する単位を含んでもよい。但し、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、10質量%以下であればよく、8質量%であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。なお、共重合体は、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位を実質的に含まないものであることが特に好ましい。本明細書において、共重合体がホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位を実質的に含まない状態とは、共重合体に対する該モノマー由来の単位の含有量が0.1質量%以下である状態をいう。
本発明では、共重合体の架橋性モノマーから構成される単位として官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位を含む。すなわち、共重合体は、ヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかを有する架橋性モノマーに由来する単位を含む。
官能基はヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかであればよいが、官能基がヒドロキシ基であることが好ましい。
本発明では、共重合体において、官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20〜60質量%であり、20〜50質量%であることが好ましく、20〜40質量%であることが特に好ましい。
架橋性モノマーがヒドロキシ基を有するモノマーである場合、ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらは必要に応じ2種類以上を併用してもよい。
官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマーは、官能基がヒドロキシ基である架橋性モノマーであることが好ましく、中でも、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートまたは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートであることがより好ましい。
共重合体における、ヒドロキシ基を有するモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、20〜60質量%であることが好ましく、25〜55質量%であることがより好ましく、30〜45質量%であることがより好ましい。共重合体を構成する単位のうちヒドロキシ基を有するモノマー由来の単位の含有量が60質量%以下であると、粘着剤層の粘着力を良好にすることができる。
共重合体は、架橋性モノマーとして、ヒドロキシ基を有するモノマー由来の単位以外にアミド基またはアミノ基を有するモノマー由来の単位を有していてもよい。
アミド基またはアミノ基を有するモノマー由来の単位としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、モルホリルアクリルアミド、N−メチルアミノエチルアクリレート、N−tert−ブチルアミノエチルアクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。
共重合体を構成する単位のうちアミド基またはアミノ基を有するモノマー由来の単位は、架橋性官能基を有するモノマーに由来する単位であるため20〜60質量%の範囲で使用することができるが、架橋性官能基を有するモノマーとしてはヒドロキシ基を有するモノマーが含まれることが好ましいため、実際の含有量は0〜20質量%であることが好ましく、0〜10質量%であることがより好ましく、0〜5質量%であることが特に好ましく、0質量%であることがより特に好ましい。
なお、共重合体は架橋性モノマー由来の単位として、ヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基以外のその他の官能基を有するモノマー由来の単位を含んでいてもよい。その他の官能基を有するモノマーとしては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有モノマーなどを挙げることができる。
酸性基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、無水フマル酸等のカルボキシ基含有単量体などを挙げることができる。
共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量は、共重合体の全質量に対して、0.5質量%未満であり、0.1質量%未満であることが好ましく、0.01質量%未満であることがより好ましく、0質量%であることが特に好ましい。
なお、酸性基を有するモノマーは架橋性モノマーであってもよい。
共重合体のガラス転移温度(Tg)は、−75℃以上−15℃以下であることが好ましく、−60℃以上−18℃以下であることがより好ましく、−55℃以上−20℃以下であることがさらに好ましい。共重合体のガラス転移温度(Tg)を上記範囲内とすることにより、粘着剤組成物を粘着剤層としたときの凝集力をより高めることができる。これにより、耐久性に優れ、かつ粘着力に優れた粘着剤層が得られる。
架橋剤は、熱により共重合体と反応する架橋剤であることが好ましい。
架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物などの公知の架橋剤の中から、共重合体が有する官能基との反応性を考慮して適宜選択できる。本発明では共重合体がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかを含むため、容易に架橋できるという観点からは、イソシアネート化合物、エポキシ化合物を用いることが好ましい。
本発明では、架橋剤が二官能性以上のエポキシ化合物および二官能性以上のイソシアネート化合物から選択される1種類または2種類以上であることが好ましく、二官能性以上のイソシアネート化合物であることがより好ましい。
エポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、テトラグリシジルキシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
架橋剤としては、市販品を使用できる。市販品の例としては、キシリレンジイソシアネート化合物(三井化学(株)製、タケネートD−110N)、キシレンジイソシアネート系架橋剤(綜研化学社製、TD−75)、ポリイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン社製、コロネートL−55E)等が挙げられる。
架橋剤としては1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。粘着剤組成物中の架橋剤の含有量は、所望とする接着物性等に応じて適宜選択され、特に限定されない。例えば、共重合体100質量部に対し、0.01質量部以上5質量部以下とすることができ、0.03質量部以上3質量部以下とすることができる。
本発明の粘着剤組成物は、23℃で液状または油状である紫外線吸収剤を含む。
紫外線吸収剤が23℃で液状または油状であるとは、希釈溶剤がなくても紫外線吸収剤のみで23℃で流動性がある状態のことを言う。
紫外線吸収剤の骨格としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。
紫外線吸収剤は、下記一般式(1)または(2)で示される化合物であることが好ましい。また、紫外線吸収剤として、下記一般式(1)で示される化合物と、下記一般式(2)で示される化合物を混合したものを用いることも好ましい。
一般式(1)または(2)で示される化合物が好ましい理由としては、例えば、トリアゾール環を形成する側の芳香環に電子求引性基である塩素が結合したものや、フェノール環側をメチレン基で二量化したものでは、紫外線の吸収極大波長が長波長側にシフトし、さらに近紫外域の吸収が強くなる点が挙げられる。
本発明では、粘着剤組成物における紫外線吸収剤の配合量を高くできる点にも特徴がある。従来、粘着剤組成物に紫外線吸収剤を多く添加した場合、紫外線吸収剤が析出するなどして高配合を達成することが困難である場合があった。一方で、紫外線吸収剤の配合量を高めるために、粘着剤組成物の構成や紫外線吸収剤の種類を調整した場合には、金属腐食性や粘着物性が両立されない場合があった。そこで、本発明においては、粘着剤組成物の構成を所定の構成とすることにより、紫外線吸収剤を高配合とでき、かつ、金属腐食性、粘着力、保持力、段差埋まり性および異物埋まり性といった各種性能を両立することを可能にした。
紫外線吸収剤の含有量を上記範囲の下限値以上とすることにより、紫外線吸収性を良好にすることができる。紫外線吸収剤の含有量を上記範囲の上限値以下とすることにより、相溶性および保持力を良好にすることができる。
また、紫外線吸収剤を2種類以上併用してもよく、上記の紫外線吸収剤であれば、その場合の含有割合は、上記の配合量内で任意に選ぶことができる。
粘着剤組成物はさらに溶剤を含有してもよい。溶剤は、粘着剤組成物の塗工適性の向上のために用いられる。
このような溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素類;ジクロロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酪酸エチル等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等のポリオール及びその誘導体が挙げられる。
また、溶剤の含有量は、粘着剤組成物の全質量に対し、10質量%以上90質量%以下であることが好ましく、20質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
なお、粘着剤組成物は、溶媒を含む状態では、固形分濃度が20〜60質量%であることが好ましく、30〜50質量%であることがより好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、酸化防止剤をさらに含有することが好ましい。粘着剤組成物が酸化防止剤をさらに含有することで、紫外線吸収性をより効果的に高めることができる。すなわち、酸化防止剤は、紫外線吸収剤をより効果的に長時間の使用に耐久させることに寄与する。紫外線吸収剤の変質は、共重合体を重合する際に使用された重合開始剤の残存物から生成するラジカルが原因であると推定されるため、酸化防止剤によって生成するラジカルを捕捉することによって紫外線吸収剤の変質を抑制できると考えられる。
架橋剤および紫外線吸収剤と併用される添加剤としては、紫外線の透過率を下げる点でヒンダードアミン系化合物に代表される光安定剤を例示できる。光安定剤の作用機構は、上記の紫外線吸収剤の機構と異なり、一般的に3種類のHALS酸化体を中心とし、ラジカル補足効果が主な安定化効果とされていると推定される。
粘着付与剤として、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂などが挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、メルカプトアルコキシシラン化合物(例えば、メルカプト基置換アルコキシオリゴマー等)などが挙げられる。
金属腐食防止剤としては金属と錯体を形成し金属表面に皮膜を作ることにより腐食を防止するタイプが好ましく、特にベンゾトリアゾール系金属腐食防止剤が好ましい。
本発明の粘着シートは、粘着剤層を有し、粘着剤層が本発明の粘着剤組成物の硬化物である。
片面粘着シートとしては、支持体上に粘着剤層が積層した多層シートが挙げられる。また、支持体と粘着剤層との間には他の層が設けられていてもよい。
両面粘着シートとしては、粘着剤層からなる単層の粘着シート、粘着剤層を複数積層した多層の粘着シート、粘着剤層と粘着剤層の間に他の粘着剤層を積層した多層の粘着シート、粘着剤層と粘着剤層の間に支持体を積層した多層の粘着シートが挙げられる。両面粘着シートが支持体を有する場合、支持体として透明な支持体を用いたものが好ましい。このような両面粘着シートは、粘着シート全体としての透明性にも優れることから、光学部材同士の接着に好適に用いることができる。
本発明の粘着シートは上述した中でも、ノンキャリアタイプが好ましく、粘着剤層からなる単層の粘着シート、又は粘着剤層を複数積層した多層の粘着シートが好ましく、粘着剤層からなる単層の両面粘着シートが特に好ましい。
剥離性積層シートにおける剥離シート用基材には、紙類、高分子フィルムが使用される。剥離剤層を構成する剥離剤としては、例えば、汎用の付加型もしくは縮合型のシリコーン系剥離剤や長鎖アルキル基含有化合物が用いられる。特に、反応性が高い付加型シリコーン系剥離剤が好ましく用いられる。
シリコーン系剥離剤としては、具体的には、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−4527、SD−7220等や、信越化学工業(株)製のKS−3600、KS−774、X62−2600などが挙げられる。また、シリコーン系剥離剤中にSiO2単位と(CH3)3SiO1/2単位あるいはCH2=CH(CH3)SiO1/2単位を有する有機珪素化合物であるシリコーンレジンを含有することが好ましい。シリコーンレジンの具体例としては、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−843、SD−7292、SHR−1404等や、信越化学工業(株)製のKS−3800、X92−183等が挙げられる。
通常、380nmでの紫外線透過率が8%以下であれば、長期にわたり携帯電話やスマートフォン等のフラットパネルディスプレイに問題が生じないことが経験的に知られているが、本発明に用いられる紫外線吸収剤を先述の範囲で配合すれば、粘着シートの380nmの波長の光での分光透過率を上記範囲内に制御することも可能となる。
粘着シートの製造方法は、特に限定されない。
本発明の粘着シートは、粘着剤層と他の層から構成されてもよいが、粘着剤層のみから構成されるものであることが好ましい。他の層としては、例えば上記以外の粘着剤組成物から形成される粘着剤層、支持体、剥離シート等が挙げられる。支持体としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、トリアセチルセルロース等のプラスチックフィルム;反射防止フィルム、電磁波遮蔽フィルム等の光学フィルム;等が挙げられる。
本発明の粘着シートの使用方法においては、粘着シートの粘着剤層を被着体表面に接触させる。
本発明の積層体は、本発明の粘着シートの少なくとも一方の表面に被着体を有する積層体である。
被着体は、表面に金属または金属酸化物を有してもよい。また、積層体のいずれかの層の表面は、金属または金属酸化物を有してもよい。
タッチパネルの構成部材としては、例えば透明樹脂フィルムにITO膜が設けられたITOフィルム、ガラス板の表面にITO膜が設けられたITOガラス、透明樹脂フィルムに導電性ポリマーをコーティングした透明導電性フィルム、ハードコートフィルム、耐指紋性フィルムなどが挙げられる。本発明の粘着シートは、タッチパネルのセンサー積層用であることが好ましく、タッチペンを用いるタッチパネルのセンサー積層用であることがより好ましい。この観点から、本発明の粘着シートの被着体としては、透明樹脂フィルムにITO膜が設けられたITOフィルム、ガラス板の表面にITO膜が設けられたITOガラス、透明樹脂フィルムに導電性ポリマーをコーティングした透明導電性フィルムが好ましい。
画像表示装置の構成部材としては、例えば液晶表示装置に用いられる反射防止フィルム、配向フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
これらの部材に用いられる材料としては、ガラス、ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー,トリアセチルセルロース,ポリイミド、セルロースアシレートなどが挙げられる。
本発明は積層体の製造方法に関するものでもある。積層体の製造方法は、上述した粘着シートを被着体の表面に接触させる工程を含むことが好ましい。
<粘着剤組成物の作製>
ガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下の非架橋性モノマーとしてn−ブチルアクリレート(BA;Tgは約−55℃)を80質量%、ヒドロキシ基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)を20質量%となるように配合した。次いで、ブチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレート100質量部に対して、重合用有機溶媒として酢酸エチル20質量部、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を0.01質量部溶液へ溶解した。溶液を60℃に加熱してランダム共重合させ、共重合体(A)を得た。共重合体(A)の重量平均分子量は45万であった。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフイー(GPC)により測定し、ポリスチレン基準で求めた値である。
ゲルパーミエションクロマトグラフイー(GPC)の測定条件は以下のとおりである。
溶媒:テトラヒドロフラン
カラム:Shodex KF801、KF803L、KF800L、KF800D(昭和電工(株)製を4本接続して使用した)
カラム温度:40℃
試料濃度:0.5質量%
検出器:RI−2031plus(JASCO製)
ポンプ:RI−2080plus(JASCO製)
流量(流速):0.8ml/分
注入量:10μl
校正曲線:標準ポリスチレンShodex standard ポリスチレン(昭和電工(株)製)Mw=1320〜2,500,000迄の10サンプルによる校正曲線を使用した。
上記で得られた共重合体(A)の固形分100質量部に対して、架橋剤としてキシリレンジイソシアネート化合物(三井化学(株)製、タケネートD−110N)を0.11質量部、紫外線吸収剤(BASF社製のチヌビン 477)を1.13質量部、別の紫外線吸収剤(BASF社製のチヌビン 384−2)を1.18質量部加えて、固形分濃度が40質量%となるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物を得た。
なお、紫外線吸収剤として用いたBASF社製のチヌビン 477はヒドロキシ基含有のトリアジン系化合物であり、チヌビン 384−2は、ヒドロキシ基含有のベンゾトリアゾール系化合物であり、いずれも23℃で油状であった。
上記のように作製した粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理された剥離剤層を備えた厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(第1の剥離シート)(王子エフテックス社製:38RL−07(2))の表面に、乾燥後の塗工量が150μm/m2になるようにアプリケーターで均一に塗工した。その後、100℃の空気循環式恒温オーブンで3分間乾燥し、第1の剥離シートの表面に粘着剤層を形成した。次いで、この粘着剤層の表面に厚さ38μmの第2の剥離シート(王子エフテックス社製:38RL−07(L))に貼合して、粘着剤層が剥離力差のある1対の剥離シートに挟まれた第1の剥離シート/粘着剤層/第2の剥離シートの構成を備える粘着シートを得た。この粘着シートに対し、23℃、相対湿度50%の条件で7日間静置するエージング処理を施した。
実施例1で合成した共重合体(A)の代わりに、共重合体の合成に用いる非架橋性モノマーとヒドロキシ基含有モノマーの含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
共重合体(A)100質量部に対して、酸化防止剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF社製のIrganox1010)0.1質量部、リン系酸化防止剤(BASF社製のIrgafos168)0.1質量部を加えた以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
共重合体100質量部に対して、酸化防止剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF社製のIrganox1010)0.1質量部、リン系酸化防止剤(BASF社製のIrgafos168)0.1質量部を加えた以外は、実施例2と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
共重合体100質量部に対して、酸化防止剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF社製のIrganox1010)0.1質量部、リン系酸化防止剤(BASF社製のIrgafos168)0.1質量部を加えた以外は、実施例3と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
実施例1で合成した共重合体(A)の代わりに、共重合体の合成に用いるモノマーの質量比含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
ブチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレート100質量部に対して、重合用有機溶媒として酢酸エチルを25質量部、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を0.02質量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合体(B)を得た。共重合体(B)の重量平均分子量は35万であった。
共重合体(A)の代わりに、共重合体(B)を用いた以外は、実施例5と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
特開2012−014043号公報の実施例1を参考にして、以下の方法で比較例1の粘着剤組成物を調製した。
実施例1で合成した共重合体Aの代わりに、共重合体の合成に用いるモノマーの含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体(C)を用い、紫外線吸収剤を下記表1に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
比較例1ではBAを65質量%、−20℃<Tgの非架橋性モノマーとしてアクリル酸メチル(MA)を35質量%、酸性基含有モノマーとしてアクリル酸(AA)を2質量%用いて、BA、MAおよびAAを質量比で65:35:2となるように配合した以外は実施例1と同様にして共重合体(C)を得た。共重合体(C)の重量平均分子量は45万であった。
比較例1では紫外線吸収剤としてBASF社製のチヌビン 144を2質量部、BASF社製のチヌビン 109を4質量部用いた。なお、紫外線吸収剤として用いたBASF社製のチヌビン 144は淡黄色粉末、チヌビン 109は、23℃で油状であった。
特開2014−196377号公報の実施例1を参考にして、以下の方法で比較例2の粘着剤組成物を調製した。
実施例1で合成した共重合体Aの代わりに、共重合体の合成に用いるモノマーの含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体(D)を用い、架橋剤として日本ポリウレタン社製の「コロネートL−55E」を用い、紫外線吸収剤を下記表1に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
比較例2ではBA、MAおよび2HEAを用いて、BAを39質量%、MAを60質量%、2HEAを1質量%となるように配合し、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)の代わりに2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを用いた以外は実施例1と同様にして共重合体(D)を得た。共重合体(D)の重量平均分子量は45万であった。
比較例2では紫外線吸収剤としてBASF社製のチヌビン 477を4質量部用いた。
特開2012−207055号公報の実施例1を参考にして、以下の方法で比較例3の粘着剤組成物を調製した。
実施例1で合成した共重合体Aの代わりに、共重合体の合成に用いるモノマーの含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体(E)を用い、架橋剤としてキシレンジイソシアネート系架橋剤(綜研化学社製、TD−75)3.75質量部を用い、紫外線吸収剤を下記表1に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
比較例3ではアクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル(DMAEA;Tg約−60℃)、BA、MAおよび2HEAを用いて、DMAEAを0.5質量%、BAを66.5質量%、MAを30質量%、2HEAを3質量%となるように配合した以外は実施例1と同様にして共重合体(E)を得た。共重合体(E)の重量平均分子量は45万であった。
比較例3では紫外線吸収剤としてエチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートからなる紫外線吸収剤(ジプロ化社製のSEESORB 501;ヒドロキシ基を含有しない)を4質量部用いた。なお、ジプロ化社製のSEESORB 501は、23℃で固体であった。
実施例1で合成した共重合体(A)の代わりに、共重合体の合成に用いるモノマーの質量比含有量を下記表1に記載のとおりに変更して合成した共重合体を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
ブチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレート100質量部に対して、重合用有機溶媒として酢酸エチルを10質量部、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を0.01質量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合体(F)を得た。共重合体(F)の重量平均分子量は100万であった。
共重合体(A)の代わりに、共重合体(F)を用いた以外は、実施例5と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
ブチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレート100質量部に対して、重合用有機溶媒として酢酸エチルを30質量部、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を0.04質量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合体(G)を得た。共重合体(G)の重量平均分子量は15万であった。
共重合体(A)の代わりに、共重合体(G)を用いた以外は、実施例5と同様にして粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
<金属腐食防止性>
粘着シートを、5mm×12mmになるよう裁断し、一方の剥離シートを剥離して、厚さ100μmのPETフィルム(品名:コスモシャインA4300、東洋紡社製)を貼合し、透明フィルムを基材とした粘着シートを得た。次いで、もう一方の剥離シートを剥離し、粘着剤層側を銅板に貼り合わせた後、85℃、相対湿度85%の雰囲気下で240時間保存した。その後、透明PETフィルム側から銅箔の表面を目視で観察して、銅板表面の腐食の有無を確認し、下記の評価基準にしたがって評価した。
(評価基準)
○:腐食が認められない。
×:腐食が認められる。
透明フィルムを基材とした粘着シートを50mm×50mmに裁断し、軽剥離シートを剥がして透明フィルムと粘着剤層の構成にしてから、紫外可視近赤外分光光度計(型式:UV−3100PC、島津製作所社製)を用い、波長380nmの分光透過率を測定した。
下記の評価基準にしたがって評価した。
(評価基準)
○:透過率が8%未満。
×:透過率が8%以上。
ITO層付きガラス基板のITO層の表面電気抵抗値をデジタルマルチメータ(CUSTOM(株)製、CDM‐2000D)を用いて測定した。次に各実施例及び比較例で得た粘着シートの軽剥離シートを剥がしPET基材に貼合し、サンプルサイズが20mm×70mmになるように裁断した。次にITOガラスのITO蒸着層に、間隔が65mmとなるよう銀ペーストを塗布し、乾燥させた。その後、銀ペーストを橋掛けするように粘着シートを貼合し、温度60℃、相対湿度90%のオーブンで240時間放置した。その後、取り出して常温に戻した後、銀ペーストを介して電気抵抗値を測定した。試験前後の抵抗変化率を下記式により算出し、以下の基準で評価した。
抵抗変化率(%)=[(試験後表面抵抗値)―(試験前表面抵抗値)]/[試験前表面抵抗値]
◎:抵抗変化率が25%未満である。
○:抵抗変化率が25%以上、50%未満である。
×:抵抗変化率が50%以上である。
透明PETフィルムを基材とした粘着シートを50mm×50mmに裁断し、温度−40℃環境下で250時間処理したものを紫外線吸収剤が再結晶していないか、目視による外観検査を行った。紫外線吸収剤が再結晶していないものを○、紫外線吸収剤が再結晶して局在化しているものを×とした。
両面粘着シート(軽剥離シート/粘着剤層/重剥離シートの構成の粘着シート)を5cm×5cmサイズとなるように切り取り、軽剥離側の剥離フィルムを剥がしてソーダガラスに貼合した。その後、オートクレーブにより0.5MPa、40℃の条件で30分間処理し、重剥離側の剥離フィルムを除去した。ついで両面粘着シートを手剥がしによりリワーク(ガラスから剥がす)した。その時の両面粘着シートのリワーク性を以下の基準で評価した。
◎:ガラスから両面粘着シートが簡単にかつ奇麗に剥がれて、粘着剤が全く残らない。
○:ガラスから両面粘着シートが簡単に剥がれ、粘着剤がエッジ部に線上に残るが、手で容易に除去することができる。
△:ガラスから両面粘着シートが剥がれるが、途中で粘着シートが切れて剥がしにくい。
×:すぐに両面粘着シートが切れて、ガラスから両面粘着シートが剥がれない。
<積層体(1)の作製>
ガラス板(縦90mm×横50mm×厚み0.5mm)の表面に、紫外線硬化型インクを塗布厚が5μmになるように額縁状(縦90mm×横50mm、幅5mm)にスクリーン印刷した。次いで、紫外線を照射して印刷した上記紫外線硬化型インクを硬化させた。この工程を3回繰り返し、15μmの段差部を有する印刷段差ガラスを得た。
得られた粘着シートを、縦90mm×横50mmの形状に裁断し、第1の剥離シートを剥離し、ラミネーター(株式会社ユーボン製、IKO−650EMT)を用いて、粘着剤層が印刷段差ガラスの額縁状の印刷全面を覆うように貼合した。その後、第2の剥離シートを剥離し、表出した粘着剤層の面にガラス板(縦90mm×横50mm×厚み0.5mm)を上記ラミネーターで貼合し、オートクレーブ処理(40℃、0.5MPa、30分間)を実施して積層体(1)を得た。積層体(1)の印刷段差部をマイクロスコープ(倍率:25倍)で観察し、粘着シートの段差追従性を以下の基準で評価した。
◎:完全に段差が埋まっている。
○:段差部の一部に空気が残っている。
×:段差部の全体に空気が残っている。
透明PETフィルムを基材とした粘着シートを25mm×60mmに裁断後、軽剥離シートを剥がしてガラス板に2kg荷重ロールで圧着し、常温で30分間放置した。その後、引張試験機(型式:オートグラフAGS−J、島津製作所社製)を用い、JIS Z 0237に準じて引張速度300mm/分で180度剥離した際の剥離強度を測定し、その剥離強度を粘着力とした。
この粘着力が、8N/25mmを超えたものを◎、5〜8N/25mmのものを○、1N/25mm以上5N/25mm未満のものを△、1N/25mm未満のものを×とした。
粘着シートについて、保持力をJIS Z 0237に準拠して、以下の手順で測定した。
上記で製造した粘着シートの軽剥離シートを剥離して、露出した粘着剤にPETフィルム(東洋紡社製 コスモシャインA4300 100μm)を貼合した後、225mm×50mmのサイズに切り出し、重剥離シートを剥離して露出した粘着剤層をSUS板表面との接触面が25mm×25mmになるように貼り付けた。その後、SUS板からはみ出した粘着シートに1kgのおもりを装着し、40℃dry環境下に24hr放置した。取り出し後、粘着シートとSUS板界面でのずれた距離を測定した。
下記の評価基準にしたがって評価した。
(評価基準)
○・・・ずれの距離が5mm未満。
×・・・ずれの距離が5mm以上もしくはおもりが落下する。
一方、比較例で得られた粘着シートにおいては、金属腐食防止性、紫外線吸収性、段差追従性、リワーク性、粘着力および保持力のすべての条件が満たされていなかった。
11 粘着シート(粘着剤層)
12a、12b 剥離シート
20 積層体
21 粘着シート(粘着剤層)
22 被着体
24 被着体
27a、27b、27c、27d 段差部
Claims (14)
- 非架橋性モノマーと官能基を有する架橋性モノマーの共重合体、架橋剤および紫外線吸収剤を含有する粘着剤組成物であって、
前記共重合体は、前記非架橋性モノマーから構成される単位として、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位を含み、
前記共重合体における、前記非架橋性モノマーから構成される単位であって、ホモポリマーとした時のガラス転移温度が0℃以上のモノマー由来の単位の含有量は、前記共重合体の全質量に対して、10質量%以下であり、
前記共重合体は、前記架橋性モノマーから構成される単位として官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位を含み、
前記共重合体における、官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマー由来の単位の含有量は、前記共重合体の全質量に対して、20〜60質量%であり、
前記共重合体を構成する単位のうち酸性基を有するモノマー由来の単位の含有量は、前記共重合体の全質量に対して、0.5質量%未満であり、
前記共重合体の重量平均分子量が20万以上65万以下であり、
前記紫外線吸収剤が23℃で液状または油状である、粘着剤組成物。 - 前記ガラス転移温度が−60℃を超え−20℃以下のモノマー由来の単位の含有量は、前記共重合体の全質量に対して40質量%以上である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記官能基がヒドロキシ基、アミド基又はアミノ基のいずれかである架橋性モノマーが、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートまたは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートである、請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
- 前記官能基がヒドロキシ基である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記架橋剤が二官能性以上のエポキシ化合物および二官能性以上のイソシアネート化合物から選択される1種類または2種類以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記紫外線吸収剤が、ヒドロキシ基を有する化合物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記紫外線吸収剤を前記共重合体100質量部に対して0.1〜8質量部含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 酸化防止剤をさらに含有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤を含む、請求項8に記載の粘着剤組成物。
- 前記紫外線吸収剤は、最大吸収波長が異なる2種以上の紫外線吸収剤を含有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 粘着剤層を有し、
前記粘着剤層が請求項1〜10のいずれか一項に記載の粘着剤組成物の硬化物である、粘着シート。 - 前記粘着剤層の一方の表面に第1の剥離シートを備え、
前記粘着剤層の他の表面に第2の剥離シートを備え、
前記第1の剥離シートおよび前記第2の剥離シートの剥離力が異なる、請求項11に記載の粘着シート。 - 請求項11に記載の粘着シートの少なくとも一方の表面に被着体を有する積層体。
- 前記積層体のいずれかの層の表面に金属または金属酸化物を有する、請求項13に記載の積層体。
Priority Applications (3)
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