JP6081123B2 - 基材レス両面粘着シート - Google Patents
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Description
本発明の離型フィルムの基材であるポリエステルフィルムとは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出されたシートを延伸したフィルムである。
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2、6−ナフタレート等が例示される。
上記の塗布層は、OL封止目的の他、OLによる工程汚染、また、粘着剤層へ貼り合せる際の汚染を防ぐために設けられる。
本発明における離型層は、官能基としてアルケニル基を有するシリコーン樹脂(a)、アルキル基を有するシリコーン樹脂(b)、粘着層への移行成分(c)、および、白金系触媒(d)を含有するシリコーン系離型層である。
本発明における残留接着率とは、移行成分の移行量を示す指標であり、熱処理前後の剥離力の差を利用した方法である。本発明における軽剥離側に相当する第1離型フィルム31の日東電工株式会社製No.31Bテープによる残留接着率は、60%〜90%、好ましくは65%〜85%、さらに好ましくは、70%〜80%である。残留接着率が60%より低い場合は、移行性分が多すぎ、粘着剤加工時にロール汚れや粘着剤面に移行して、粘着剥離力低下などが生じる。また、残留接着率が90%を超える場合は、速度依存性を小さく抑えることができない。
本発明において、剥離力を調整する方法は、離型層中の組成を選択することにより達成することができるが、その他の手段も採用できる。具体的には、所望の剥離力に応じて、主にシリコーン離型層の離型剤の種類を変更する方法が挙げられる。さらには、剥離力は用いる離型剤の塗布量に大きく依存するため、その離型剤の塗布量を調整する方法が挙げられる。
本発明における軽剥離側に相当する第1離型フィルム31の剥離速度依存性を達成させるためには、離型層表面のマルテンス硬度も重要なファクターである。
離型フィルム、少なくとも第1離型フィルム31は、二軸配向ポリエステルフィルム13、離型剤層15の順に設けられる。生産工程汚染を防ぐために、好ましくは、OL封止層である塗布層14が設けられた方がよい。その場合、二軸配向ポリエステルフィルム13、塗布層14、離型剤層15の順に設けられる。
本発明の重剥離側の第2離型フィルム32は、用途によって、基材レスレス粘着剤シート11加工後に軽剥離側フィルム31を剥離し、別基材に貼り合わせたときに、工程内の光学検査が必要になる場合がある。
粘着剤層11を形成する粘着剤としては、通常、アクリル系粘着剤が使用される。アクリル系粘着剤は、官能基含有モノマーと、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等の他のモノマーとを共重合して得られるアクリル系共重合体が主成分であり、必要に応じ、溶媒、架橋剤、粘着付与剤、充填剤、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等をさらに含んでいてもよい。
離型フィルムの厚みは、フィルムとして製膜可能な範囲で、かつ、離型フィルムとしての加工が可能であれば特に限定されないが、通常10〜300μm、好ましくは30〜188μm、さらに好ましくは50〜75μmの範囲である。フィルム厚みが10μm未満の場合は、フィルムに腰がなく、工程内の異物を転写することがあり、また、離型フィルムを剥がす工程でトラブルを生じるおそれがある。フィルム厚みが300μmを超える場合は、製膜や加工時に生産性が悪くなり、製造コストが上がることになる。
基材レス両面粘着シート10は、例えば、第2離型フィルム32の第2離型層25の上に、粘着剤が塗工された後乾燥されて粘着剤層11が形成され、次いで、その離型層11の上に第1離型フィルム31がラミネートされることにより製造されるが、前記塗布層24が設けられない場合は、製造工程で発生したOLにより、工程汚染の他に、粘着剤層を電子基材に貼り合せた時にOLの影響で、電子部品に不具合を発生させてしまうため好ましくない。
ポリエステルに非相溶な他のポリマー成分および顔料を除去したポリエステル1gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒100mlを加えて溶解させ、30℃で測定した。
遠心沈降式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製SA−CP3型)を使用して測定した等価球形分布における積算(重量基準)50%の値を平均粒径とした。
SAICASを用いて、試料フィルムに斜め切削を行い、断面を露出させた。その後、TOF−SIMS(飛行時間型質量分析マススペクトル)を用いて、ポリエステルフィルム塗布層中に含まれる白金を含む触媒量を求めた。
トルエンで固形分濃度4重量%に希釈したシリコーン樹脂(離型層組成のシリコーン)15gに対して白金触媒0.02重量%0.004gを添加し、攪拌後、テフロン(登録商標)製のシートで作成した箱に入れ、150℃、1時間熱硬化する(サンプル1)。移行成分を添加する場合(後述の比較例2に該当する)は、シリコーン樹脂の固形分に対して30重量%添加する。サンプル1を1日トルエンに浸漬し、取り出したサンプルを、120℃で30分乾燥し、室温になるまで、放冷する(サンプル2)。下記式より移行成分量を算出した。
移行成分量(重量%)=(サンプル1の重量−サンプル2の重量)÷サンプル1の重量×100
試料フィルムをA4大に切り取り、離型面に75μm厚の2軸延伸PETフィルム(三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製:ダイアホイルT100−75)を重ねて温度60℃、圧力1MPaの条件で2時間プレスする。この離型面に押し当てた75μm厚フィルムを移行性評価フィルムとする。未処理のPETフィルムにも同様にして75μm厚2軸延伸PETフィルム(同)を押し当て、基準フィルムとする。それぞれのフィルムの押し当てた面に粘着テープ(日東電工(株)製「No.31B」)を貼り付けた後、50mm×300mmのサイズにカットし、室温にて1時間放置後の剥離力を測定した。剥離力は(株)島津製作所製「Ezgraph」を使用し、引張速度0.3(m/分)の条件下、180°剥離を行った。
残留接着率(%)=(移行性評価フィルムの剥離力÷基準フィルムの剥離力)×100 移行性の大きなフィルムでは押し当てたフィルムに多くのシリコーンが付着するため、粘着テープの剥離力が小さくなり、移行性評価接着率(%)も低下する。
試料フィルムの離型層表面に両面粘着テープ(日東電工製「No.502」、および、「No.31B」)の片面を貼り付けた後、50mm×300mmのサイズにカットした後、室温にて1時間放置後の剥離力を測定する。剥離力は、引張試験機((株)インテスコ製「インテスコモデル2001型」)を使用し、引張速度300mm/分の条件下、180°剥離を行った。次のような基準で判断する。
試料フィルムの離型層表面に両面粘着テープ(日東電工製「No.31B」)の片面を貼り付けた後、50mm×300mmのサイズにカットした後、室温にて1時間放置後の剥離力を測定する。剥離力は、引張試験機((株)インテスコ製「インテスコモデル2001型」)を使用し、引張速度300mm/分、さらに、10000mm/分の条件下、180°剥離を行った。次のような基準で判断する。
○:10〜20mN/cmの範囲
×:10mN/cmより小さい、もしくは、20mN/cmより大きい
下式にて求めた値で判断した。
(10000mm/分剥離力(mN/cm))÷(300mm/分剥離力(mN/cm))
○:2.5以下
×:2.5より大きい
ポリエステルフィルムの表層に対して、島津製作所社製のダイナミック超微小高度計(DUH−211)を用いて、三角錐圧子(稜間角115°、ベルコビッチタイプ)、試験力:0.10mN、負荷保持速度:0.0060mN/sec.、負荷保持時間:2sec.の条件で測定を行ない、上記試験力に対する押込み深さからマルテンス硬さを算出した。なお、測定回数は12回で、それらの平均値を採った。
あらかじめ、未熱処理の離型フィルムを空気中、180℃で10分間加熱する。その後、熱処理をした該フィルムを上部が開いている縦横10cm、高さ3cmの箱の内面にできるだけ密着させて箱形の形状とする。塗布層を設けている場合は塗布層面が内側となるようにする。次いで、上記の方法で作成した箱の中にDMF(ジメチルホルムアミド)4mlを入れて3分間放置した後、DMFを回収する。回収したDMFを液体クロマトグラフィー(島津製作所製:LC−7A)に供給して、DMF中のOL量を求め、この値を、DMFを接触させたフィルム面積で割って、フィルム表面OL量(mg/m2)とする。
移動相B:2%酢酸水溶液
カラム:三菱化学(株)製『MCI GEL ODS 1HU』
カラム温度:40℃
流速:1ml/分
検出波長:254nm
王子計測機器株式会社製のマイクロ波方式分子配向計を用い、透過マイクロ波強度パターンからMOR_C値を求めた。
王子計測機器株式会社製のマイクロ波方式分子配向計を用い、透過マイクロ波強度パターンからMOR_C値を求めた。次のような基準で判断する。
○:2.0〜2.5
△:1.5〜1.9、もしくは、2.6〜3.0
×:1.5%よりも低い、もしくは、3.0よりも高い
<第1、第2離型フィルムの剥離性>
上記No.502テープでの剥離力の比を比較し、評価した。
○:2.0倍以上:第2離型層と粘着剤界面に以上が見られない、もしくは、第2離型層と粘着剤界面で、わずかに浮きが見られるが、実用上問題ないレベル。
×:2.0倍よりも小さい:第2離型層と粘着剤界面で、明確な浮きが見られる。
粘着剤、および、貼り合せ加工時、離型フィルムからの異物、OL、および、移行成分による工程中のロール、等、の汚染度合いを目視で検査した。
「判定基準」
○:6000m以上走行しても汚染がほとんど見られない。
△:1000〜6000m走行すると、ロール等が白くなり、汚染が見られる。
×:1000m以下でロール等が白くなり、汚染が見られる。
(○および△のものが実使用上問題のないレベルである)
剥離力を測定する時に、粘着剤と離型フィルムの剥離状況を観察し、ジッピングの発生を3段階で評価した。
○:極めて円滑に剥離し、剥離スジがなく、剥離音も発生しない。
△:わずかな剥離スジが見られ、剥離の音がわずかに発生し、わずかにジッピングが発生する。
×:剥離スジが見られ、剥離の音が発生し、ジッピングが発生する。
(○および△のものが実使用上問題のないレベルである)
偏光板検査を考慮に入れて、フィルム上に離型剤を塗布しドライヤー温度120℃、ライン速度30m/分の条件で得た離型フィルムの幅方向が、偏光フィルムの配向軸と平行となるように、粘着剤を介して離型フィルムを偏光フィルムに密着させ偏光板とし、蛍光灯反射下で偏光板を目視にて観察し、反射光下での目視検査性を下記基準に従い評価した。なお、測定の際には、A4サイズのサンプルを切り出して実施した。
「判定基準」
○:検査性良好
△:ほぼ問題なく検査できる
×:検査性不良
(○および△のものが実使用上問題のないレベルである)
偏光板検査を考慮に入れて、フィルム上に離型剤を塗布しドライヤー温度120℃、ライン速度30m/分の条件で得た離型フィルムの幅方向が、偏光フィルムの配向軸と平行となるように、粘着剤を介して離型フィルムを偏光フィルムに密着させ偏光板とした。ここで上記偏光板を作成する際、粘着剤と偏光フィルムとの間に50μm以上の大きさを持つ黒色の金属粉(異物)を50個/m2となるように混入させた。このようにして得られた異物を混入させた偏光板離型フィルム上に配向軸が離型フィルム幅方向と直交するように検査用の偏光板を重ね合わせ、偏光板側より白色光を照射し、検査用の偏光板より目視にて観察し、クロスニコル下で粘着剤と偏光フィルムとの間に混入させた異物を見いだせるかどうかを下記基準に従い評価した。なお、測定の際には、得られたフィルムの幅方向に対し中央部と両端部の計3ヶ所から、それぞれA4サイズのサンプルを切り出して実施した。
「判定基準」
○:異物認知性良好
△:比較的問題なく異物認知できる。
×:異物認知性不良
(○および△のものが実使用上問題のないレベルである。)
製膜性、生産性、検査特性等、全てを考慮に入れた評価を行う。次のような基準で判断する。
○:生産しても充分に製品として供給できる
△:生産性が良い、かつ、光学検査での不具合の頻度が少ない
×:生産性が悪い。光学検査での不具合が多発する。
<ポリエステル(a)の製造方法>
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒としてテトラブトキシチタネートを加えて反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた後、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度0.61に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させ、極限粘度0.61のポリエステル(a)を得た。
ポリエステル(a)の製造方法において、エチルアシッドフォスフェートを添加後、平均粒子径0.8μmの合成炭酸カルシウム粒子のエチレングリコールスラリーを粒子のポリエステルに対する含有量が1重量%となるように添加した以外は、ポリエステル(a)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(b)を得た。得られたポリエステル(b)は極限粘度0.60であった。
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム四水塩を加えて反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェートを添加した後、重縮合槽に移し、三酸化アンチモン0.04部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、固有粘度0.45に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させ、ポリエステルのチップ(c)を得た。このポリエステルの固有粘度は0.45であった。
このポリエステルチップを固相重縮合法にて固有粘度を上げた。予備結晶化槽にて170℃の窒素雰囲気化にて0.5時間処理した後、不活性ガスを流す塔式乾燥機を用い、200℃の温度下にて水分率が0.005%になるまで乾燥した。その後固相重合槽へ送り、240℃にて3時間、固相重合を行い固有粘度0.70のポリエステル(d)を得た。
ポリエステル(d)を製造する際、固相重合槽にて5時間固相重合を行い、固有粘度0.80のポリエステル(e)を得た。
<ポリエステルフィルムの製造>
表層の原料としてポリエステル(e)70重量%と、ポリエステル(b)30重量%を混合し、中間層の原料として、ポリエステル(a)84重量%とポリエステル(b)16重量%を混合し、2台のベント付き押出機に各々供給し、290℃で溶融押出した後、静電印加密着法を用いて表面温度を40℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得た。次いで、100℃にて縦方向に3.0倍延伸した後、この縦延伸フィルムの片面に、次に下記塗布剤を塗布量(乾燥後)が0.03g/m2になるように塗布した、その後、テンターに導き、テンター内で予熱工程を経て120℃で4.3倍の横延伸を施した後、220℃で10秒間の熱処理を行い、その後180℃で幅方向に4%の弛緩を加え、幅4000mmのマスターロールを得た。このマスターロールの端から1400mmの位置よりスリットを行い、コアに1000m巻き取りし、ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの全厚みは50μm(層構成:表層2.5μm/中間層45μm/表層2.5μm)であった。ただし、本発明の場合、OL封止能を狙った塗布層(図1の14,24に該当する)を設ける場合のみ、必要に応じて、縦方向の延伸後に塗布加工をしながら、横方向の延伸を行なうものとする。
塗布層14、15を構成する化合物例は以下のとおりである。
(化合物例)
・ケン化度88モル%、重合度350のポリビニルアルコールバインダーポリマー:A・メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリロニトリル/N−メチロールメタアクリルアミド=45/45/5/5(モル比)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)バインダーポリマー:B
・架橋剤 ヘキサメトキシメラミン架橋剤:C
・粒子 コロイダルシリカ(平均粒径:70nm):D
固形分配合比:A/B/C/D=30/24/42/4
ポリエステルフィルムの製造で得られた二軸配向ポリエステルフィルムに、下記に示す離型層組成からなる塗料を、塗布量が0.1g/m2(乾燥後)になるように設けて離型フィルムを得た。
硬化型シリコーン樹脂(LTC303E:東レ・ダウコーニング製) 20部
付加型白金触媒(SRX212:東レ・ダウコーニング製) 0.2部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
離型剤組成−1の移行性分量:15重量%
硬化型シリコーン樹脂(KS−847H:信越化学製) 20部
付加型白金触媒(PL−50T:信越化学製) 0.2部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
離型剤組成−2の移行性分量:5重量%
硬化型シリコーン樹脂(LTC303E:東レ・ダウコーニング製) 20部
シリコーンオイル(KS−64−100cs) 0.18部
付加型白金触媒(SRX212:東レ・ダウコーニング製) 0.2部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
離型剤組成−3の移行性分量:23重量%
硬化型シリコーン樹脂(X−62−5039:信越化学社製) 14部
剥離コントロール剤(KS−3800:信越化学社製) 6.0部
架橋剤(X−92−185:信越化学社製) 0.4部
触媒(PL−5000:信越化学社製) 1.0部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
硬化型シリコーン樹脂(X−62−5039:信越化学社製) 12部
剥離コントロール剤(KS−3800:信越化学社製) 8.0部
架橋剤(X−92−185:信越化学社製) 0.4部
触媒(PL−5000:信越化学社製) 1.0部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
硬化型シリコーン樹脂(KS−847H:信越化学製) 20部
付加型白金触媒(PL−50T:信越化学製) 0.2部
シリコーンオイル(KS−64−100cs) 0.04部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
離型剤組成−6の移行性分量:6重量%
硬化型シリコーン樹脂(LTC303E:東レ・ダウコーニング製) 20部
シリコーンオイル(KS−64−100cs) 0.09部
付加型白金触媒(SRX212:東レ・ダウコーニング製) 0.2部
MEK/トルエン/n−ヘプタン混合溶媒(混合比率は1:1:1)
離型剤組成−7の移行性分量:23重量%
得られた離型フィルムについて、偏光板による光学特性の検査性を確認した。偏光板に下記に示すアクリル粘着剤を、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、130℃の乾燥炉内を30秒で通過させた後、離型フィルムを貼り合わせ、粘着剤を介して離型フィルムと偏光フィルムが密着された離型フィルム付き偏光板を作成した。フィルムの貼り合せ方向は、離型フィルムの幅方向が、偏光フィルムの配向軸と平行となるように行った。・アクリル粘着剤塗布液:
アクリル粘着剤(オリバインBPS429−4:東洋インキ製) 100部
硬化剤(BPS8515:東洋インキ製) 3部
MEK/トルエン混合溶媒(混合比率は1:1) 50部
得られた第2離型フィルムの離型剤層の上に、アクリル系粘着剤溶液を乾燥後の膜厚が25μmとなるように、アプリケータを用いて塗工した後、その塗工膜を120℃で1分間乾燥して粘着剤層を形成した。アクリル系粘着剤溶液は、アクリル酸ブチルとアクリル酸とのモノマー基準の質量比が99:1の共重合体溶液(溶媒:トルエン、固形分濃度40質量%)100質量部に、ポリイソシアネート系架橋剤(東洋インキ製造(株)製、商品名「BHS8515」、固形分濃度37.5質量%)1質量部を添加混合して得られたものであった。次いで、第1離型フィルムの離型剤層と粘着剤層とを貼り合わせて実施例1の基材レス両面粘着シートを得た。得られた結果を表1に示す。
実施例1において、ポリエステルフィルム製造時の延伸倍率、フィルム厚さ、塗工膜設置有無を変更する、また、ポリエステルフィルム上にシリコーン層加工時に、シリコーン組成を変更する、コート厚みを変更する以外は実施例1と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。得られた結果をまとめて下記表1に示す。
実施例1において、ポリエステルフィルム製造時の延伸倍率、フィルム厚さ、塗工膜設置有無を変更する、また、ポリエステルフィルム上にシリコーン層加工時に、シリコーン組成を変更する、コート厚みを変更する以外は実施例1と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。得られた結果をまとめて下記表2に示す。
11 粘着剤層
13 第1離型フィルム基材
14 第1塗布層
15 第1離型剤層
23 第2離型フィルム基材
24 第2塗布層
25 第2離型剤層
31 第1離型フィルム(軽剥離シート)
32 第2離型フィルム(重剥離シート)
Claims (2)
- アクリル酸ブチルとアクリル酸とのモノマー基準の質量比が99:1の共重合体溶液およびポリイソシアネート系架橋剤を含有する粘着層の一方の面に第1離型フィルム、他方の面に第2離型フィルムそれぞれが積層されてなる基材レス両面粘着シートであって、第1離型フィルムが、二軸配向ポリエステルフルムに離型層を有し、当該離型層は、アルケニル基を有するシリコーン樹脂、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、粘着層への移行成分、および白金系触媒を成分として含有する硬化物からなり、当該離型層の日東電工製No.31Bテープによる残留接着率が60〜90%の範囲であり、かつ、300mm/分での低速剥離力が10〜20mN/cmの範囲、10000mm/分での高速剥離力が前記低速剥離力の2.5倍以下であり、当該離型フィルムの該離型層の115°三角錐圧子、0.10mNの試験力でのマルテンス硬度が400N/mm2以上であることを特徴とする基材レス両面粘着シート。
- 二軸配向ポリエステルフィルムとシリコーン系離型層との間にポリビニルアルコールを含有する塗布液を塗布して得られた塗布層を有する請求項1に記載の基材レス両面粘着シート。
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