CN110719943A - 增强薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的增强薄膜(10)具备固着层叠在薄膜基材(1)的一个主面上的粘合剂层(2)。粘合剂层包含含有基础聚合物和光固化剂的光固化性组合物。粘合剂层的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力优选为频率0.1Hz下的摩擦力的2~5倍。光固化后的粘合剂层的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力优选为频率0.1Hz下的摩擦力的5倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及粘贴设置在装置表面的增强薄膜。
背景技术
在显示器等光学装置、电子装置的表面,存在出于表面保护、赋予耐冲击性等目的而贴合粘合性薄膜的情况。这种粘合性薄膜通常在薄膜基材的主面固着层叠粘合剂层,夹着该粘合剂层贴合在装置表面。
在装置的组装、加工、运输等使用前的状态下,可通过在装置或装置构成构件的表面临时粘贴粘合性薄膜来抑制被粘物的损伤、破损。这种粘合性薄膜为工程材料,可在装置的使用前剥离去除。根据专利文献1的记载,要求用作工程材料的粘合性薄膜为低粘合性、可容易地从被粘物剥离且不会产生对被粘物的残胶。
在专利文献2中公开了一种粘合性薄膜,其除了装置的组装、加工、运输等以外,在装置的使用时也在贴合于装置表面的状态下使用。这种粘合性薄膜在表面保护的基础上,具备通过分散对装置的冲击、对挠性装置赋予刚性等而对装置进行增强的功能。
在将粘合性薄膜贴合于被粘物时,存在产生气泡的混入、粘贴位置的偏移等贴合不良的情况。在产生贴合不良的情况下,会进行将粘合性薄膜从被粘物剥离并贴合另一粘合性薄膜的操作(再加工)。用作工程材料的粘合性薄膜以从被粘物的剥离为前提进行设计,因此容易再加工。另一方面,增强薄膜通常未设想从装置剥离而是牢固地粘接在装置的表面,因此难以再加工。
专利文献3中公开了一种粘合片(粘合剂层),其以刚与被粘物贴合后为低粘合性且粘接力经时上升的方式进行了设计。在薄膜基材上固着层叠有这种粘合剂层的粘合性薄膜由于刚与被粘物贴合后容易从被粘物剥离且在经过特定时间后牢固地粘接于被粘物,因此可作为具有再加工性的增强薄膜而利用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-185007号公报
专利文献2:日本特开2017-132977号公报
专利文献3:WO2015/163115号小册子
发明内容
发明要解决的问题
对于与被粘物的粘接力经时发生变化的增强薄膜而言,很难说对工序的前置时间(lead-time)的灵活性是充分的。例如,具备粘接力经时上升的粘合剂层的增强薄膜必须在与被粘物的贴合后至粘接力上升前的特定时间内实施贴合状态的检查和再加工。此外,在装置、装置构件的整面贴合增强薄膜之后进行从一部分区域将增强薄膜去除等加工的情况下,必须在粘接力上升前的期间进行加工。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供刚与被粘物贴合后容易再加工、可任意地设定与被粘物贴合后至粘接力上升前的时间、且通过粘接力上升可与被粘物牢固地粘接的增强薄膜。
用于解决问题的方案
本发明的增强薄膜具备固着层叠在薄膜基材的一个主面上的粘合剂层。粘合剂层包含含有基础聚合物和光固化剂的光固化性组合物。粘合剂层的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力优选为频率0.1Hz下的摩擦力的2~5倍。光固化后的粘合剂层的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力优选为频率0.1Hz下的摩擦力的5倍以上。
构成粘合剂层的光固化性组合物的凝胶率优选为60%以上,更优选为65%以上,特别优选为70%以上。作为光固化性组合物的基础聚合物,优选丙烯酸类聚合物,优选基础聚合物的分子量为10万以上。优选在丙烯酸类基础聚合物中导入有交联结构。丙烯酸类基础聚合物优选含有含羟基单体和/或含羧基单体作为单体单元。这些单体单元可成为交联结构的导入点。丙烯酸类基础聚合物也可以包含约5~50重量%的均聚物的玻璃化转变温度为40℃以上的单体成分。
构成粘合剂层的光固化性组合物优选相对于100重量份基础聚合物包含1~50重量份的光固化剂。作为光固化剂,例如可使用多官能(甲基)丙烯酸酯。光固化剂的官能团当量优选为100~500g/eq。
发明的效果
本发明的增强薄膜的粘合剂层包含光固化性组合物,通过在与被粘物的粘接后使粘合剂层光固化,与被粘物的粘接力上升。由于光固化前与被粘物的粘接力小,因此容易再加工,由于光固化后会表现出高的粘接力,因此有助于装置的增强以及可靠性的提升。由于光固化性的粘合剂可任意地设定与被粘物贴合后的固化的时机,因此,本发明的增强薄膜在工序的前置时间上可灵活地应对。
附图说明
图1为表示增强薄膜的层叠结构的剖视图。
图2为表示增强薄膜的层叠结构的剖视图。
图3为表示粘贴设置有增强薄膜的装置的剖视图。
具体实施方式
图1为表示增强薄膜的一个实施方式的剖视图。增强薄膜10在薄膜基材1的一个主面上具备粘合剂层2。粘合剂层2固着层叠在基材薄膜1的一个主面上。粘合剂层2为包含光固化性组合物的光固化性粘合剂,通过紫外线等活性光线的照射进行固化,从而与被粘物的粘接强度提高。
图2为在粘合剂层2的主面上临时粘贴有隔离膜5的增强薄膜的剖视图。图3为表示在装置20的表面粘贴设置有增强薄膜10的状态的剖视图。
从粘合剂层2的表面将隔离膜5剥离去除,将粘合剂层2的露出面贴合在装置20的表面,从而在装置20的表面粘贴设置增强薄膜10。该状态是粘合剂层2光固化前且在装置20上临时粘贴有增强薄膜10(粘合剂层2)的状态。通过使粘合剂层2光固化,装置20与粘合剂层2的界面处的粘接力上升,装置20与增强薄膜10固着。
所谓“固着”是指层叠的2个层牢固地粘接、两者的界面处剥离无法实现或困难的状态。所谓“临时粘贴”是指层叠的2个层间的粘接力小、可在两者的界面容易地剥离的状态。
图2所示的增强薄膜中,薄膜基材1与粘合剂层2固着,隔离膜5临时粘贴于粘合剂层2。若将薄膜基材1与隔离膜5剥离,则会在粘合剂层2与隔离膜5的界面产生剥离,维持在薄膜基材1上固着有粘合剂层2的状态。在剥离后的隔离膜5上不会残存粘合剂。
图3所示的粘贴设置有增强薄膜10的装置在粘合剂层2的光固化前,装置20与粘合剂层2为临时粘贴状态。若对薄膜基材1与装置20进行剥离,则会在粘合剂层2与装置20的界面产生剥离,维持在薄膜基材1上固着有粘合剂层2的状态。由于在装置20上不会残存粘合剂,故而容易再加工。在使粘合剂层2光固化后,由于粘合剂层2与装置20的粘接力上升,故而难以从装置20剥离薄膜1,若将两者剥离,则存在产生粘合剂层2的内聚破坏的情况。
[薄膜基材]
使用塑料薄膜作为薄膜基材1。为了使薄膜基材1与粘合剂层2固着,优选薄膜基材1的附设粘合剂层2的面未实施过脱模处理。
薄膜基材的厚度例如为4~500μm左右。从通过赋予刚性或缓和冲击等对装置进行增强的观点出发,薄膜基材1的厚度优选为12μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为30μm以上,特别优选为45μm以上。从使增强薄膜具有可挠性从而提高操作性的观点出发,薄膜基材1的厚度优选为300μm以下,更优选为200μm以下。从兼顾机械强度和可挠性的观点出发,薄膜基材1的压缩强度优选为100~3000kg/cm2,更优选为200~2900kg/cm2,进一步优选为300~2800kg/cm2,特别优选为400~2700kg/cm2。
作为构成薄膜基材1的塑料材料,可列举出聚酯类树脂、聚烯烃类树脂、环状聚烯烃类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚醚醚酮、聚醚砜等。在显示器等光学装置用的增强薄膜中,薄膜基材1优选为透明薄膜。此外,在从薄膜基材1侧照射活性光线进行粘合剂层2的光固化的情况下,薄膜基材1优选具有对粘合剂层的固化所使用的活性光线的透明性。从兼备机械强度和透明性的观点出发,可适宜地使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂。在从被粘物侧照射活性光线的情况下,被粘物具有对活性光线的透明性即可,薄膜基材1对活性光线可不透明。
在薄膜基材1的表面可以设置易粘接层、易滑层、脱模层、抗静电层、硬涂层、防反射层等功能性涂层。需要说明的是,如上所述,为了使薄膜基材1及粘合剂层2固着,在薄膜基材1的附设粘合剂层2的面优选未设置脱模层。
[粘合剂层]
固着层叠在薄膜基材1上的粘合剂层2包含含有基础聚合物和光固化剂的光固化性组合物。粘合剂层2由于光固化前与装置或装置构件等被粘物的粘接力小,因此容易再加工。粘合剂层2由于与被粘物的粘接力通过光固化而提升,因此即使在装置的使用时,增强薄膜也不易从装置表面剥离,且粘接可靠性优异。
热固化性的粘合剂存在于保管状态下固化随着时间的推移而进行的情况,与此相对,光固化性的粘合剂在普通的保管环境下固化几乎不会进行,其通过紫外线等活性光线的照射进行固化。因此,本发明的增强薄膜具有可任意地设定粘合剂层2的固化的时机、可灵活地应对工序的前置时间等优势。
<粘接强度>
从使自被粘物的剥离容易、防止剥离增强薄膜后的被粘物的残胶的观点出发,光固化前的粘合剂层2与被粘物的粘接力优选为1.3N/25mm以下。从防止保管、处理时的增强片的剥离的观点出发,光固化前的粘合剂层2与被粘物的粘接力优选为0.005N/25mm以上,更优选为0.01N/25mm以上,进一步优选为0.1N/25mm以上,特别优选为0.3N/25mm以上。
从装置的实用时的粘接可靠性的观点出发,光固化后的粘合剂层2与被粘物的粘接力优选为10N/25mm以上,更优选为12N/25mm以上,特别优选为14N/25mm以上。光固化后的粘合剂层2与被粘物的粘接力优选为光固化前的粘合剂层2与被粘物的粘接力的10倍以上。
在柔性显示面板、柔性印刷电路板(FPC)、将显示面板与电路板一体化而成的装置等中,使用挠性的基板材料,从耐热性、尺寸稳定性的观点出发,一般使用聚酰亚胺薄膜。粘合剂层对作为基板的聚酰亚胺薄膜具有上述粘接力的增强薄膜在粘合剂的光固化前容易剥离,光固化后粘接可靠性优异。
<厚度>
粘合剂层2的厚度例如为1~300μm左右。存在如下倾向:粘合剂层2的厚度越大,与被粘物的粘接性越会提升。另一方面,在粘合剂层2的厚度过大的情况下,存在光固化前的流动性高、操作变得困难的情况。因此,粘合剂层2的厚度优选为5~100μm,更优选为8~50μm,进一步优选为10~40μm,特别优选为13~30μm。
<透明性>
在增强薄膜用于显示器等光学装置时,粘合剂层2的全光线透过率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。粘合剂层2的雾度优选为2%以下,更优选为1%以下,进一步优选为0.7%以下,特别优选为0.5%以下。
<摩擦力>
从抑制光固化前的粘合剂层2从被粘物的不希望的剥离、且使再加工等时的剥离容易的观点出发,粘合剂层2优选通过摩擦力显微镜(FFM)的轻敲模式所测定的频率5Hz下的摩擦力为频率0.1Hz下的摩擦力的2~5倍。此外,在粘合剂层2的频率0.1Hz的摩擦力与5Hz的摩擦力之比为该范围的情况下,存在对光固化后的被粘物的粘接力增加、粘接可靠性提高的倾向。
FFM中,将在扫描式探针显微镜(SPM)的探针与试样表面之间作用的力转换为悬臂的板弹簧的位移(扭转量)并电检测该位移。位移量与差分电压成比例,摩擦力与悬臂的弹簧常数及位移量成比例。因此,摩擦力与FFM差分电压成比例。频率5Hz下的摩擦力与频率0.1Hz下的摩擦力之比等同于两者的FFM差分信号之比。粘合剂层的摩擦力在真空下进行测定。但是,在真空下产生薄膜的弯曲等而难以准确地测定的情况下,在大气压下(常压)进行测定。真空下的测定值与常压下的测定值大致相同。
基于纳米摩擦学的摩擦力存在反映粘合剂层的表面与被粘物的粘接性的倾向,摩擦力小意味着粘合剂的表面接近液态,粘性小。在粘合剂层的表面具有粘性时,摩擦力变大,并且对通过FFM测定的摩擦力表现出频率相关性。以特定的频率测定的摩擦力容易反映粘合剂组合物的构成成分的各自的物性,与此相对,频率相关度存在会更正确地反映表面的特性的倾向。存在如下倾向:摩擦力的频率相关度越小,表示粘性越小、液态的特性越强,摩擦力的频率相关度越大,粘性越大、对被粘物的粘接性变得越高。例如,在粘合剂层的基础聚合物与光固化剂并非为完全相溶体系的情况下,液态的光固化剂会渗出至表面,在与被粘物的粘接界面形成粘接阻碍层(Weak Boundary Layer;WBL),液态的特性变强,因此存在摩擦力和摩擦力的频率相关度变小的倾向。
存在通过对基础聚合物与光固化剂的相溶性进行控制而使少量的光固化剂渗出至粘合剂层表面而形成WBL的情况。若形成WBL,则在保持粘合剂层的主体的特性的状态下,表面(粘接界面)的特性产生变化。即,若形成WBL,则在粘合剂层保持硬度的状态下,摩擦力和摩擦力的频率相关度变小,因此再加工时的剥离变容易,能够减少对被粘物的残胶。
在光固化前的粘合剂层的频率5Hz下的摩擦力为频率0.1Hz下的摩擦力的5倍以下的情况下,存在光固化前的粘合剂层2与被粘物的剥离变得容易的倾向。在基础聚合物与光固化剂的相溶性过低的情况下,光固化剂的渗出多,在粘合剂层的表面基本形成液态的WBL,摩擦力和摩擦力的频率相关度大幅地降低。在摩擦力的频率相关度过低的情况下,剪切保持困难,因此容易产生粘接不良。此外,在粘合剂层的摩擦力的频率相关度过低的情况下,存在产生由光固化剂的渗出导致的被粘物的污染、粘合剂层与薄膜基材的界面的剥离的情况。因此,粘合剂层的频率5Hz下的摩擦力优选为频率0.1Hz下的摩擦力的2倍以上,更优选为3倍以上,进一步优选为3.5倍以上。
从兼顾对被粘物的适度的粘接性和剥离性的观点出发,使用弹簧常数40N/m的悬臂所测定的光固化前的粘合剂层2的频率5Hz下的FFM差分信号优选为0.01~1V,更优选为0.05~0.9V,进一步优选为0.1~0.8V,特别优选为0.2~0.7V。
从提高增强薄膜的粘接可靠性的观点出发,光固化后的粘合剂层2优选通过FFM测定的频率5Hz下的摩擦力为频率0.1Hz下的摩擦力的5倍以上,更优选为5.5倍以上。使用弹簧常数40N/m的悬臂所测定的光固化后的粘合剂层2的频率5Hz下的FFM差分信号优选为0.1V以上,更优选为0.2V以上,进一步优选为0.3V以上。从提高粘接可靠性的观点出发,光固化后的粘合剂层的摩擦力越大越优选。因此,摩擦力的上限并无特别限制,但使用弹簧常数40N/m的悬臂所测定的5Hz下的FFM差分信号一般为10V以下,若考虑到粘合剂的特性的平衡,则优选为5V以下。
光固化后的粘合剂层2的频率5Hz下的摩擦力优选为光固化前的粘合剂层2的频率5Hz下的摩擦力的1.5倍以上,更优选为2倍以上,进一步优选为2.5倍以上,特别优选为3倍以上。存在如下倾向:光固化前后的摩擦力之比越大,光固化所带来的粘接力的增加率变得越高。光固化后的摩擦力一般为光固化前的摩擦力的20倍以下,优选为10倍以下。
<组成>
粘合剂层2只要为包含基础聚合物和光固化剂且通过光固化而提升对于被粘物的粘接力者,就对其组成没有特别限定。从提高活性光线的照射造成的固化的效率的观点出发,构成粘合剂层2的粘合剂组合物(光固化性组合物)优选包含光聚合引发剂。从使光固化前的粘合剂层变硬、使再加工时从被粘物的剥离容易的观点出发,优选在基础聚合物中导入有交联结构。
(基础聚合物)
基础聚合物是粘合剂组合物的主构成成分,是决定粘合剂的粘接力的主要要素。基础聚合物的种类并无特别限定,适当地选择丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、氨基甲酸酯类聚合物、橡胶类聚合物等即可。尤其从光学透明性和粘接性优异、且摩擦力等各种特性的控制容易的观点出发,粘合剂组合物优选为含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物者,优选粘合剂组合物的50重量%以上为丙烯酸类聚合物。
作为丙烯酸类聚合物,可适宜地使用包含(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要单体成分者。需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可适宜地使用烷基的碳数为1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可为直链也可具有支链。作为(甲基)丙烯酸烷基酯的例子,可列举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸异十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸芳烷基酯等。
(甲基)丙烯酸烷基酯的含量相对于构成基础聚合物的单体成分总量优选为40重量%以上,更优选为50重量%以上,进一步优选为55重量%以上。
丙烯酸类基础聚合物优选含有具有可交联的官能团的单体成分作为共聚成分。作为具有可交联的官能团的单体,可列举含羟基单体、含羧基单体。基础聚合物可以具有含羟基单体和含羧基单体这两者作为共聚成分,也可以仅具有任一者。基础聚合物优选含有含羟基单体作为共聚成分。基础聚合物的羟基、羧基会成为与后述交联剂的反应位点。通过在基础聚合物中导入交联结构,内聚力提升,粘合剂层2的粘接性提高且粘合剂的流动性降低,因此,存在再加工时对被粘物的残胶减少的倾向。
作为含羟基单体,可列举出:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸4-(羟甲基)环己基)甲酯等。作为含羧基单体,可列举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯、羧基戊基(甲基)丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等。
关于丙烯酸类基础聚合物,含羟基单体与含羧基单体的合计量相对于构成单体成分总量优选为1~30重量%,更优选为3~25重量%,进一步优选为5~20重量%。特别优选包含羟基的(甲基)丙烯酸酯的含量为上述范围。
丙烯酸类基础聚合物作为构成单体成分优选含有N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基恶唑、乙烯基吗啉、N-丙烯酰基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、N-乙烯基己内酰胺等含氮单体。含有含氮单体成分的丙烯酸类基础聚合物由于在湿热环境下会表现出适度的吸水性、抑制粘合剂的局部性吸水,因此有助于防止粘合剂层的局部性白化、局部性溶胀、剥离等。
关于丙烯酸类基础聚合物,含氮单体的含量相对于构成单体成分总量优选为1~30重量%,更优选为3~25重量%,进一步优选为5~20重量%。丙烯酸类基础聚合物优选以上述范围含有N-乙烯基吡咯烷酮作为含氮单体。
在丙烯酸类基础聚合物包含含羟基单体及含氮单体这两者作为单体成分时,存在可提高粘合剂的内聚力和透明性的倾向。关于丙烯酸类基础聚合物,含羟基单体与含氮单体的合计量相对于构成单体成分总量优选为5~50重量%,更优选为10~40重量%,进一步优选为15~35重量%。
丙烯酸类基础聚合物也可包含除上述以外的单体成分。丙烯酸类基础聚合物例如也可包含含氰基单体、乙烯酯单体、芳香族乙烯基单体、含环氧基单体、乙烯醚单体、含磺基单体、含磷酸基单体、含酸酐基单体等作为单体成分。
光固化前的粘合剂层的粘接力容易受基础聚合物的构成成分和分子量影响。从兼顾适度的粘接性和再加工性的观点出发,丙烯酸类基础聚合物的重均分子量优选为10万~500万,更优选为30万~300万,进一步优选为50万~200万。需要说明的是,在基础聚合物中导入交联结构的情况下,基础聚合物的分子量是指导入交联结构前的分子量。
存在如下倾向:基础聚合物的构成成分中的高Tg单体成分的含量越多,粘合剂变得越硬。需要说明的是,高Tg单体是指均聚物的玻璃化转变温度(Tg)高的单体。作为均聚物的Tg为40℃以上的单体,可列举出:甲基丙烯酸双环戊酯(Tg:175℃)、丙烯酸双环戊酯(Tg:120℃)、甲基丙烯酸异冰片酯(Tg:173℃)、丙烯酸异冰片酯(Tg:97℃)、甲基丙烯酸甲酯(Tg:105℃)、甲基丙烯酸1-金刚烷基酯(Tg:250℃)、丙烯酸1-金刚烷基酯(Tg:153℃)等(甲基)丙烯酸类单体;丙烯酰基吗啉(Tg:145℃)、二甲基丙烯酰胺(Tg:119℃)、二乙基丙烯酰胺(Tg:81℃)、二甲胺基丙基丙烯酰胺(Tg:134℃)、异丙基丙烯酰胺(Tg:134℃)、羟乙基丙烯酰胺(Tg:98℃)等含有酰胺基的乙烯基单体;N-乙烯基吡咯烷酮(Tg:54℃)等。
关于丙烯酸类基础聚合物,均聚物的Tg为40℃以上的单体的含量相对于构成单体成分总量优选为3重量%以上,更优选为5~50重量%,进一步优选为10~40重量%。为了形成具有适度的硬度且再加工性优异的粘合剂层,作为基础聚合物的单体成分,优选包含均聚物的Tg为80℃以上的单体成分,更优选包含均聚物的Tg为100℃以上的单体成分。关于丙烯酸类基础聚合物,均聚物的Tg为100℃以上的单体的含量相对于构成单体成分总量优选为0.1重量%以上,更优选为0.5重量%以上,进一步优选为1重量%以上,特别优选为3重量%以上。特别优选甲基丙烯酸甲酯的含量为上述范围。
通过将上述单体成分利用溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等各种公知的方法进行聚合可获得作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物。从粘合剂的粘接力、支撑力等特性的平衡、成本等观点出发,优选为溶液聚合法。作为溶液聚合的溶剂,可以使用乙酸乙酯、甲苯等。溶液浓度通常为20~80重量%左右。作为聚合引发剂,可以使用偶氮系、过氧化物系等各种公知的物质。为了对分子量进行调整,可以使用链转移剂。反应温度通常为50~80℃左右,反应时间通常为1~8小时左右。
(交联剂)
从使粘合剂保持适度的内聚力的观点出发,基础聚合物中优选导入交联结构。例如,通过在将基础聚合物进行聚合后的溶液中添加交联剂并视需要进行加热而导入交联结构。作为交联剂,可列举出:异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、恶唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、碳二酰亚胺类交联剂、金属螯合物类交联剂等。这些交联剂与导入至基础聚合物中的羟基、羧基等官能团反应而形成交联结构。从与基础聚合物的羟基、羧基的反应性高、交联结构的导入容易的观点出发,优选异氰酸酯类交联剂和环氧类交联剂。
作为异氰酸酯类交联剂,使用1分子中具有2个以上异氰酸酯基的多异氰酸酯。作为多异氰酸酯类交联剂,例如可列举出:亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类;亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯类;2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯类;三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚体加成物(例如,东曹制“Coronate L”)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚体加成物(例如,东曹制“Coronate HL”)、苯二甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(例如,三井化学制“Takenate D110N”、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯体(例如,东曹制“Coronate HX”)等异氰酸酯加成物等。
作为环氧类交联剂,可使用1分子中具有2个以上环氧基的多官能环氧化合物。环氧类交联剂的环氧基可为缩水甘油基。作为环氧类交联剂,例如可列举出:N,N,N',N'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、二缩水甘油基苯胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基胺基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、山梨糖醇酐聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、己二酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、三(2-羟基乙基)异氰尿酸三缩水甘油酯、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚-S-二缩水甘油醚等。作为环氧类交联剂,也可使用Nagase ChemteX Corporation制造的“DENACOL”、Mitsubishi GasChemical Company制造的“Tetrad X”、“Tetrad C”等市售品。
交联剂的使用量根据基础聚合物的组成、分子量等适当地调整即可。交联剂的使用量相对于基础聚合物100重量份为0.1~10重量份左右,优选为0.3~7重量份,更优选为0.5~5重量份,进一步优选为1~4重量份。此外,相对于100重量份基础聚合物的交联剂的使用量(重量份)除以交联剂的官能团当量(g/eq)所得的值优选为0.00015~0.11,更优选为0.001~0.077,进一步优选为0.003~0.055,特别优选为0.0045~0.044。通过与通常的丙烯酸类的光学用透明粘合剂相比增大交联剂的使用量,存在凝胶率上升、粘合剂的G'i变大、再加工性提升的倾向。
为了促进交联结构的形成,也可以使用交联催化剂。例如,作为异氰酸酯类交联剂的交联催化剂,可列举钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、乙酰丙酮铁(III)、丁基氧化锡、二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡等金属类交联催化剂(尤其是锡类交联催化剂)等。关于交联催化剂的使用量,一般而言,相对于100重量份基础聚合物为0.05重量份以下。
(光固化剂)
构成粘合剂层2的粘合剂组合物除基础聚合物以外还含有光固化剂。包含光固化性的粘合剂组合物的粘合剂层2在与被粘物贴合后进行光固化时,摩擦力增大,与被粘物的粘接力提升。
作为光固化剂,可以使用光固化性单体或光固化性低聚物。作为光固化剂,优选为1分子中具有2个以上烯属不饱和键的化合物。此外,光固化剂优选为表现出与基础聚合物的相溶性的化合物。从表现出与基础聚合物的适度的相溶性的观点出发,光固化剂优选为在常温下为液体者。通过使光固化剂与基础聚合物相溶且在组合物中均匀地分散,能够确保与被粘物的接触面积,且能够形成透明性高的粘合剂层2。
基础聚合物与光固化剂的相溶性主要受化合物的结构的影响。化合物的结构与相溶性例如可通过Hansen溶解度参数进行评价,且存在如下倾向:基础聚合物与光固化剂的溶解度参数的差越小,相溶性变得越高。
从与丙烯酸类基础聚合物的相溶性高的观点出发,优选使用多官能(甲基)丙烯酸酯作为光固化剂。作为多官能(甲基)丙烯酸酯,可列举出:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧丙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化异氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、丁二烯(甲基)丙烯酸酯、异戊二烯(甲基)丙烯酸酯等。
基础聚合物与光固化剂的相溶性也受化合物的分子量影响。存在如下倾向:光固化性化合物的分子量越小,与基础聚合物的相溶性变得越高。从与基础聚合物的相溶性的观点出发,光固化剂的分子量优选为1500以下,更优选为1000以下。
光固化剂的种类、含量主要对光固化后的粘接力产生影响。存在如下倾向:官能团当量越小(即,每单位分子量的官能团数越大)、光固化剂的含量越大,光固化后的粘接力变得越大。
从提高光固化后的粘接力的观点出发,光固化剂的官能团当量(g/eq)优选为500以下,更优选为450以下。另一方面,光交联密度过度上升时,有时粘合剂的粘性降低、粘接力下降。因此,光固化剂的官能团当量优选为100以上,更优选为130以上,进一步优选为150以上,特别优选为180以上。
在丙烯酸类基础聚合物与多官能丙烯酸酯光固化剂的组合中,在光固化剂的官能团当量小的情况下存在如下倾向:基础聚合物与光固化剂的相互作用强,初始粘接力上升。在本发明的用途中,存在初始粘接力的过度的上升导致再加工性的降低的情况。从使光固化前的粘合剂层2与被粘物的粘接力保持为适当的范围的观点出发,也优选光固化剂的官能团当量为上述范围内。
粘合剂组合物中的光固化剂的含量相对于100重量份基础聚合物优选为1~50重量份,更优选为5~40重量份,进一步优选为10~35重量份。通过使光固化性化合物以未固化的单体或低聚物的形式包含在粘合剂组合物中,可获得光固化性的粘合剂层2。为了使光固化剂以未固化的状态包含在组合物中,优选在使基础聚合物聚合后的聚合物溶液中添加光固化剂。
若粘合剂组合物中的光固化剂的含量变多,则光固化剂容易渗出至表面。若光固化剂大量地渗出,则存在导致透明性的降低、粘接力的降低的情况。另一方面,少量的光固化剂渗出至表面时,WBL的形成会导致粘合剂层的摩擦力下降。与此相伴,能够使与被粘物的粘接力适度地减小,存在再加工性提升的倾向。
(光引发剂)
粘合剂层2优选包含光引发剂。光引发剂通过活性光线的照射产生活性种,促进光固化剂的固化反应。作为光引发剂,可根据光固化剂的种类等而使用光阳离子引发剂(光产酸剂)、光自由基引发剂、光阴离子引发剂(光产碱剂)等。在使用多官能丙烯酸酯作为光固化剂时,优选使用光自由基引发剂。作为光自由基引发剂,优选为通过比波长450nm短波长的可见光或紫外线进行裂解而产生自由基的光自由基产生剂,可列举出:羟基酮类、苯偶酰二甲基缩酮类、胺基酮类、酰基氧化膦类、二苯甲酮类、含有三氯甲基的三嗪衍生物等。光自由基产生剂可单独使用,也可将2种以上混合使用。粘合剂层2中的光聚合引发剂的含量相对于粘合剂层2的总量100重量份优选为0.001~10重量份,更优选为0.01~5重量份。
(其他添加剂)
除上述例示的各成分以外,粘合剂层中也可在不损害本发明的特性的范围内含有硅烷偶联剂、赋粘剂、塑化剂、软化剂、防劣化剂、填充剂、着色剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、表面活性剂、抗静电剂等添加剂。
[增强薄膜的制作]
通过在薄膜基材1上层叠光固化性的粘合剂层2,可获得增强薄膜。粘合剂层2可在薄膜基材1上直接形成,也可将在其他基材上形成为片状的粘合剂层转印至薄膜基材1上。
将上述粘合剂组合物利用辊式涂布、辊舔涂布、凹版涂布、反向涂布、辊式刷涂、喷涂、浸渍辊涂、棒涂、刮刀涂布、气刀涂布、帘式涂布、唇板涂布、模涂等涂布在基材上,并视需要将溶剂干燥去除,由此形成粘合剂层。作为干燥方法,可适宜地采用适当的方法。加热干燥温度优选为40℃~200℃,更优选为50℃~180℃,进一步优选为70℃~170℃。干燥时间优选为5秒~20分钟,更优选为5秒~15分钟,进一步优选为10秒~10分钟。
在粘合剂组合物含有交联剂的情况下,优选与溶剂的干燥同时、或在溶剂的干燥后通过加热或熟化使交联进行。加热温度、加热时间根据使用的交联剂的种类适当地设定,通常在20℃~160℃的范围通过1分钟至7天左右的加热进行交联。用于将溶剂干燥去除的加热也可兼作用于交联的加热。
通过在基础聚合物中导入交联结构,存在凝胶率上升、粘合剂层2的储能模量上升的倾向。存在如下倾向:凝胶率越高,粘合剂越硬,在因再加工等而从被粘物剥离增强薄膜时,越能够抑制对被粘物的残胶。粘合剂层2的光固化前的凝胶率(即,构成粘合剂层的光固化性组合物的凝胶率)可为30%以上或50%以上。光固化性组合物的凝胶率优选为60%以上,更优选为65%以上,进一步优选为70%以上。凝胶率也可为75%以上。若粘合剂层2的光固化前的凝胶率过大,则存在对被粘物的锚固力降低、初始粘接力变得不充分的情况。因此,粘合剂层2的光固化前的凝胶率优选为95%以下,更优选为90%以下,进一步优选为85%以下,特别优选为80%以下。凝胶率可以以对乙酸乙酯等溶剂的不溶成分的形式而求出,具体而言,以将粘合剂层在乙酸乙酯中于23℃下浸渍7天之后的不溶成分相对于浸渍前的试样的重量分数(单位:重量%)的形式求出。一般而言,聚合物的凝胶率与交联度相同,聚合物中的交联的部分越多,凝胶率变得越大。
通过交联剂在聚合物中导入交联结构后,光固化剂也维持未反应的状态。因此,会形成包含基础聚合物和光固化剂的光固化性的粘合剂层2。在薄膜基材1上形成粘合剂层2的情况下,优选以粘合剂层2的保护等为目的在粘合剂层2上附设隔离膜5。也可在粘合剂层2上附设隔离膜5后进行交联。
在其他基材上形成粘合剂层2的情况下,通过在使溶剂干燥后将粘合剂层2转印至薄膜基材1上而获得增强薄膜。也可将在粘合剂层的形成中使用的基材直接作为隔离膜5。
作为隔离膜5,可优选地使用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯薄膜等塑料薄膜。隔离膜的厚度通常为3~200μm,优选为10~100μm左右。优选在隔离膜5的与粘合剂层2的接触面实施基于有机硅类、氟类、长链烷基类、或者脂肪酸酰胺类等脱模剂、或二氧化硅粉等的脱模处理。通过对隔离膜5的表面进行脱模处理,在将薄膜基材1与隔离膜5剥离时,会在粘合剂层2与隔离膜5的界面产生剥离,维持在薄膜基材1上固着有粘合剂层2的状态。
[增强薄膜的使用]
本发明的增强薄膜贴合于装置或装置构成构件来使用。增强薄膜10的粘合剂层2与薄膜基材1固着,在与被粘物贴合后且光固化前,对被粘物的粘接力小。因此,光固化前,从被粘物剥离增强薄膜是容易的,再加工性优异。此外,光固化前,将增强薄膜切断、将被粘物表面的一部分区域的增强薄膜去除等加工也可容易地进行。
(与被粘物的贴合及光固化)
对增强薄膜所要贴合的被粘物并无特别限定,可列举出各种电子装置、光学装置及其构成构件等。增强薄膜可贴合在被粘物的整个面,也可选择性地仅贴合在需要增强的部分。此外,也可将增强薄膜贴合在被粘物的整个面后,将无需增强的部位的增强薄膜切断,并将增强薄膜剥离去除。若为光固化前,则增强薄膜为临时粘贴在被粘物表面的状态,因此能够从被粘物的表面容易地将增强薄膜剥离去除。
通过将增强薄膜贴合在被粘物后对粘合剂层2照射活性光线而使粘合剂层光固化。作为活性光线,可列举出紫外线、可见光、红外线、X射线、α射线、β射线、及γ射线等。从能够抑制保管状态下的粘合剂层的固化且容易固化的观点出发,作为活性光线,优选为紫外线。活性光线的照射强度、照射时间根据粘合剂层的组成、厚度等适当设定即可。对粘合剂层2的活性光线的照射可从薄膜基材1侧及被粘物侧的任一面实施,也可从两面进行活性光线的照射。
本发明的增强薄膜的粘合剂层2为光固化性,且可任意地设定固化的时机。再加工、增强薄膜的加工等处理由于可在将增强薄膜粘贴设置于被粘物后至使粘合剂光固化前的任意时机实施,因此可在装置的制造工序的前置时间灵活地应对。
[增强薄膜的使用形态]
本发明的增强薄贴合于各种装置的构成构件(半成品)、完成后的装置来使用。由于通过贴合增强薄膜可赋予适度的刚性,因此可期待操作性提升、防止破损效果。在装置的制造工序中,在对半成品贴合增强薄膜时,可对切割成制品尺寸前的大的半成品贴合增强薄膜。也可将增强薄膜通过卷对卷贴合在利用卷对卷工艺而制造的装置的母辊上。
随着装置的高度集成化、小型轻量化及薄型化,存在构成装置的构件的厚度变小的倾向。由于构成构件的薄型化,容易产生起因于层叠界面的应力等而引起的弯曲、卷曲。此外,由于薄型化,容易产生由自重引起的挠曲。由于通过贴合增强薄膜能够对被粘物赋予刚性,因此可抑制由应力、自重等导致的弯曲、卷曲、挠曲等,操作性提升。因此,可通过在装置的制造工序中对半成品贴合增强薄膜而防止由自动化的装置导致的输送、加工时的不良、不良情况。
在自动输送中,输送对象的半成品与输送臂、销等的接触是不可避免的。此外,存在为了调整形状、去除无用部分而进行半成品的切断加工的情况。经高度集成化、小型轻量化及薄型化的装置在与输送装置等的接触、切割加工时容易产生因局部的应力的集中而引起的破损。在层叠多个构件而成的装置的制造工序中,存在不是仅仅将构件依次层叠,而是从半成品将构件的一部分、工程材料等剥离去除的情况。在构件进行过薄型化的情况下,存在应力局部地集中在剥离部位及其附近而产生破损、尺寸变化的情况。由于增强薄膜具有粘合剂层带来的应力分散性,因此可通过对输送对象物和加工对象物贴合增强薄膜来赋予适度的刚性,并且使应力得到缓和/分散,抑制龟裂、破裂、剥落、尺寸变化等不良情况。
如此,通过贴合本发明的增强薄膜,可对作为被粘物的半成品赋予适度的刚性,并且使应力得到缓和/分散,因此能够抑制有可能在制造工序中产生的各种不良情况,使生产效率提升,改善成品率。此外,对于增强薄膜而言,由于在使粘合剂层光固化之前容易从被粘物剥离,因此在产生层叠、贴合不良的情况下也容易再加工。
在完成后的装置的使用中,即使在由于装置的掉落、重货载置在装置上、飞来物对装置的碰撞等意外地负担外力的情况下,也可通过贴合增强薄膜而防止装置的破损。此外,使粘合剂光固化后的增强薄膜由于会牢固地粘接在装置上,因此即使在长期使用中,增强薄膜也不易剥落,可靠性优异。
实施例
以下列举实施例和比较例进一步进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
[丙烯酸类聚合物的聚合]
<聚合物A>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝管及氮气导入管的反应容器中投入作为单体的丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)63重量份、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)15重量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)9重量份和丙烯酸羟基乙酯(HEA)13重量份、作为聚合引发剂的偶氮双异丁腈0.2重量份、以及作为溶剂的乙酸乙酯233重量份,流入氮气,一边搅拌一边进行约1小时氮气置换。其后,加热至60℃,使其反应7小时,获得重均分子量(Mw)为120万的丙烯酸类聚合物A的溶液。
<聚合物B>
将单体的添加量变更为2EHA:72重量份、NVP:14重量份、MMA:1重量份、及HEA:13重量份。除此以外,以与聚合物A同样的方式进行聚合,获得Mw100万的丙烯酸类聚合物B的溶液。
<聚合物C>
将单体的添加量变更为2EHA:96重量份、及NVP:4重量份。除此以外,以与聚合物A同样的方式进行聚合,获得Mw55万的丙烯酸类聚合物C的溶液。
<聚合物D>
将单体的添加量变更为2EHA:95重量份、及HEA:5重量份。除此以外,以与聚合物A同样的方式进行聚合,获得Mw44万的丙烯酸类聚合物D的溶液。
<聚合物E>
将单体的添加量变更为丙烯酸丁酯(BA):75重量份、MMA:20重量份、及HEA:5重量份。除此以外,以与聚合物A同样的方式进行聚合,获得Mw60万的丙烯酸类聚合物E的溶液。
<聚合物F>
将单体的添加量变更为BA:95重量份、及丙烯酸(AA):5重量份。除此以外,以与聚合物A同样的方式进行聚合,获得Mw60万的丙烯酸类聚合物F的溶液。
将丙烯酸类聚合物A~F的添加单体比率和重均分子量一览地示于表1。
[表1]
[增强薄膜的制作]
<粘合剂组合物的制备>
在丙烯酸类聚合物溶液中添加交联剂、光固化剂、及光聚合引发剂,均匀地进行混合,制备表2所示的粘合剂组合物1~21。作为光聚合引发剂,相对于100重量份聚合物的固体成分,添加0.1重量份1-羟基环己基苯基酮(BASF制“Irgacure 184”)。交联剂和光固化剂以成为表2所示的组成的方式进行添加。表2中的添加量为相对于100重量份基础聚合物的添加量(固体成分的重量份)。交联剂和光固化剂的详细情况如下所述。
(交联剂)
Takenate D110N:苯二甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的75%乙酸乙酯溶液(三井化学制)
Coronate HX:六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯体(东曹制)
Tetrad C:N,N,N',N'-四缩水甘油基间苯二甲胺(4官能的环氧化合物,Mitsubishi Gas Chemical Company制)
(光固化剂)
APG200:聚丙二醇#200(n=3)二丙烯酸酯;官能团当量150g/eq
APG400:聚丙二醇#400(n=7)二丙烯酸酯;官能团当量268g/eq
APG700:聚丙二醇#700(n=12)二丙烯酸酯;官能团当量404g/eq
A200:聚乙二醇#200(n=4)二丙烯酸酯;官能团当量154g/eq
A400:聚乙二醇#400(n=9)二丙烯酸酯;官能团当量254g/eq
TMPTA:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;官能团当量99g/eq
A-DPH:二季戊四醇六丙烯酸酯;官能团当量96g/eq
A-DCP:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯;官能团当量152g/eq
A-HD-N:1,6-己二醇二丙烯酸酯;官能团当量113g/eq
(上述物质均为新中村化学工业制)
<粘合剂溶液的涂布及交联>
在未经表面处理的厚度75μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(东丽制“LumirrorS10”)上,以干燥后的厚度成为25μm的方式使用供料辊涂布上述粘合剂组合物。在130℃下干燥1分钟将溶剂去除,其后,在粘合剂的涂布面贴合隔离膜(表面进行过有机硅脱模处理的厚度25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜)的脱模处理面。其后,在25℃的环境下进行4天的熟化处理,使交联进行,从而获得在基材上固着层叠有光固化性粘合片且在其上临时粘贴有隔离膜的增强薄膜。
[评价]
<分子量>
基础聚合物重均分子量(聚苯乙烯换算)使用GPC(东曹制“HLC-8220GPC”)通过下述条件进行测定。
样品浓度:0.2重量%(四氢呋喃溶液)
样品注入量:10μl
洗脱液:THF
流速:0.6ml/分钟
测定温度:40℃
样品柱:TSKguardcolumn SuperHZ-H(1根)+TSKgel SuperHZM-H(2根)
参比柱:TSKgel SuperH-RC(1根)
检测器:RI
<凝胶率>
采集增强薄膜的粘合剂层进行准确称量,并利用多孔聚四氟乙烯膜进行包裹,用风筝线系住包裹口。从该试样的重量减去预先测定的多孔聚四氟乙烯膜及风筝线的重量的总和(A),算出粘合剂试样的重量(B)。将利用多孔聚四氟乙烯薄膜包裹的粘合剂试样在约50mL的乙酸乙酯中以23℃浸渍7天,使粘合剂的溶胶成分向多孔聚四氟乙烯膜外溶出。浸渍后,取出利用多孔聚四氟乙烯膜包裹的粘合剂,在130℃下使其干燥2小时,放置冷却约30分钟,其后,测定干燥重量(C)。粘合剂的凝胶率通过下式算出。
凝胶率(%)=100×(C-A)/B
<摩擦力>
从增强薄膜剥离隔离膜,将所得者作为光固化前的粘合剂的摩擦力测定用试样。从增强薄膜剥离隔离膜之后,从粘合剂层的露出面照射紫外线使粘合剂层光固化,将所得者作为光固化后的粘合剂的摩擦力测定用试样。使用扫描式探针显微镜(Hitachi High-Tech Science制的“AFM5300E”的FFM模式,按照下述条件进行测定,以一方向的扫描宽度5μm(往复扫描10μm)进行摩擦测定,读取距测定范围的左侧3μm的位置处的差分电压。
(测定条件)
悬臂:BudgetSensors制的“Tap300E-G”(相当于弹簧常数40N/m的制品)
ADD值:8.44V、DIF值:0.4V、FFM值:0V
气氛:真空或大气压、室温
扫描速度:0.1Hz、1Hz和5Hz
针对具备组成1~20的粘合片的增强薄膜,在真空下进行测定。具备组成21的粘合片的增强薄膜由于粘合剂光固化前的试样在真空下起伏,未能进行准确的测定,因此光固化前后均在大气压下进行测定。
<粘接力>
将厚度12.5μm的聚酰亚胺薄膜(DU PONT-TORAY制“Kapton 50EN”)夹着双面胶带(日东电工制“No.531”)贴附在玻璃板上,获得测定用聚酰亚胺薄膜基板。从切取为宽度25mm×长度100mm的增强薄膜的表面将隔离膜剥离去除,并使用手压辊使其贴合于测定用聚酰亚胺薄膜基板,作为光固化前的试验样品。从光固化前的试验样品的增强薄膜侧(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜侧)照射紫外线使粘合剂层光固化,将所得者作为光固化后的试验样品。使用这些试验样品,利用夹头保持增强薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的端部,以拉伸速度300mm/分钟进行增强薄膜的180°剥离,测定剥离强度。
将各增强片材的粘合剂的组成、摩擦力和粘接力的测定结果示于表2。表2中的光固化前的频率相关度和光固化后的频率依赖相关度分别为光固化前和光固化后的粘合剂层在频率5Hz下测定的FFM电压相对于在频率0.1Hz下测定的FFM电压之比。由于FFM电压与摩擦力成比例,因此FFM电压之比等同于摩擦力之比。
[表2]
从表2所示的结果可知有如下倾向:光固化前的粘合剂层的摩擦力和摩擦力的频率相关度与光固化前的粘接力(初期粘接力)高度相关、频率相关度越大,初始粘接力变高。另外,光固化后的粘合剂的摩擦力和摩擦力的频率相关度与光固化后的粘接力高度相关,光固化前后的粘接力的増加率与摩擦力的増加率也高度相关。
使用组成2~6、组成12~14、组成16的粘合剂(丙烯酸类基础聚合物、异氰酸酯类交联剂和光固化剂的组合)的增强薄膜的光固化前的粘接强度为1.3N/25mm以下,光固化后的粘接强度为10N/25mm以上,且光固化后的粘接强度为光固化前的10倍以上。使用含有丙烯酸类基础聚合物、环氧类交联剂和光固化剂的组成21的粘合剂的增强薄膜也同样。根据这些结果可知:通过使光固化前后的摩擦力的频率相关度为特定范围,可获得光固化前容易从被粘物剥离且光固化后可与被粘物牢固地粘接的增强薄膜。
组成1~4和组成6~10使用的是相同的基础聚合物,光固化剂的含量相同(组合物中的基础聚合物的含量相同),因此,在光固化前的粘合剂层的凝胶率方面没有看到大的差别,组成1、7~10的光固化前的粘合剂层的摩擦力的频率相关度大、初始粘接力増大,组成6的光固化前的粘合剂层的摩擦力的频率相关度小、初始粘接力下降。组成3、11~13的基础聚合物和光固化剂的种类虽然相同,但光固化剂的添加量不同,可看到如下倾向:随着光固化剂的添加量的增加(组合物中的基础聚合物的比率降低),光固化前的粘合剂层的摩擦力的频率相关度变小、初始粘接力下降。
认为光固化剂的种类、量的差异导致的初始粘接力的变化与基础聚合物同光固化剂的相容性、光固化剂向粘合剂层表面的渗出相关。例如,在组成3、11~13中,光固化剂的添加量越多,光固化剂越容易在粘合剂层的表面渗出,因此,随着光固化剂的添加量的增加,粘合剂层表面的摩擦力以及摩擦力的频率相关性变小,初始粘接力下降。另外,由于光固化剂的分子量越大,基础聚合物与光固化剂的相容性越降低,因此认为存在容易产生光固化剂在粘合剂层表面的渗出、初始粘接力降低的倾向。
认为在使用A400(聚乙二醇#400二丙烯酸酯)作为光固化剂的组成6中,由于光固化剂的亲水性高,因此与基础聚合物的亲和性低,并且,由于分子量及官能团当量大,因此基础聚合物与光固化剂的相容性低,光固化剂在粘合剂层表面的渗出导致初始粘接力降低。另一方面,认为在使用APG700(聚丙二醇#700二丙烯酸酯)作为光固化剂的组成3中,由于光固化剂比组成6更疏水,因此光固化剂的渗出得到抑制,维持了初始粘接力。认为在使用6官能的丙烯酸酯作为光固化剂的组成8中,分子中的丙烯酰基的密度高,光固化剂的C=C、C-O-C、及C=O等官能团会以提高基础聚合物与被粘物的相互作用的方式发挥作用,这导致了初始粘接力的上升。
Claims (9)
1.一种增强薄膜,其具备薄膜基材以及固着层叠在所述薄膜基材上的一个主面上的粘合剂层,
所述粘合剂层包含含有丙烯酸类基础聚合物和光固化剂的光固化性组合物,
所述丙烯酸类基础聚合物含有选自由含羟基单体和含羧基单体组成的组中的1种以上作为单体单元,所述丙烯酸类基础聚合物中导入有交联结构,
所述光固化性组合物的凝胶率为60%以上,
所述粘合剂层的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力为频率0.1Hz下的摩擦力的2~5倍,
所述粘合剂层的光固化后的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力为频率0.1Hz下的摩擦力的5倍以上。
2.根据权利要求1所述的增强薄膜,其中,所述粘合剂层的光固化后的通过摩擦力显微镜测定的频率5Hz下的摩擦力为光固化前的频率5Hz下的摩擦力的2倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的增强薄膜,其中,所述丙烯酸类基础聚合物的重均分子量为10万以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的增强薄膜,其中,所述丙烯酸类基础聚合物含有含羟基单体和含氮单体作为单体单元。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的增强薄膜,其中,所述丙烯酸类基础聚合物含有5~50重量%均聚物的玻璃化转变温度为40℃以上的单体成分。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的增强薄膜,其中,所述光固化性组合物的凝胶率为70%以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的增强薄膜,其中,所述光固化性组合物相对于100重量份所述基础聚合物含有1~50重量份所述光固化剂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的增强薄膜,其中,所述光固化剂为多官能(甲基)丙烯酸酯。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的增强薄膜,其中,所述光固化剂的官能团当量为100~500g/eq。
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