JP2009035708A - 溶剤型再剥離用粘着剤組成物および再剥離用粘着製品 - Google Patents

溶剤型再剥離用粘着剤組成物および再剥離用粘着製品 Download PDF

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【課題】光学用フィルムの表面保護フィルムに適用することを目的として、高速剥離性に優れ、被着体汚染のない粘着剤層を形成し得る溶剤型再剥離用粘着剤組成物を見出し、良好な特性の再剥離用粘着製品を提供する。
【解決手段】架橋剤が配合されて使用される溶剤型再剥離用粘着剤組成物であって、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上の高Tgポリマー(A)と、この高Tgポリマーよりも低いTgを有し、感圧接着性を示す低Tgポリマー(B)および溶剤を含み、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)はいずれも前記架橋剤と反応し得る官能基を含有しており、かつ、上記粘着剤組成物から得られる粘着剤層は、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが相溶することなく、高Tgポリマー(A)が島、低Tgポリマー(B)が海である海島構造を形成していることを特徴とする溶剤型再剥離用粘着剤組成物である。
【選択図】図1

Description

本発明は、被着体に貼着した後、再度剥離される再剥離用であって、高速剥離でも優れた剥離性を示す再剥離用粘着製品と、この粘着製品を製造するための溶剤型の粘着剤組成物に関する。より詳細には、光学用偏光板(TAC)、位相差板、EMI(電磁波)シールドフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルム等といった光学用部材の表面を保護するための再剥離用粘着製品に関するものである。
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等には、種々の機能を有する光学用フィルム、例えば、光学用偏光板(TAC)、位相差板、EMI(電磁波)シールドフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルム等が積層されて用いられている。これらの光学用フィルムは、ディスプレイの製造工程中や性能検査段階での表面の損傷を防止するために、その表面に保護フィルムが貼着されており、最終的に機能複合フィルム製造時や液晶パネル組み立て工程で剥離除去される。
表面保護フィルムとしては、性能検査を妨害しない透明性、気泡等の噛み込みを許さない貼り付け性が必要であると共に、被着体への貼付後の粘着力増加や被着体への被着体汚染がないこと等が必要である。さらに、最近では、ディスプレイの大型化に伴って保護フィルムも大面積化してきたため、剥離工程が機械化され、その結果、機械による高速剥離が可能であることも重要な要求特性となってきた。
しかし、剥離速度が高速になればなるほど、剥離力(粘着力)は増大する傾向にあるため、剥離機械に大きな負荷をかけることとなる。また、剥離時に、滑らかに剥離する部分となかなか剥離しない部分とが生じてバリバリという音を立てながら剥離する現象(ジッピング剥離)が起こって、光学用フィルム表面が損傷したり、破断してしまうことがあった。
このため、保護フィルムの高速剥離性を改善する試みが多数行われている。例えば、特許文献1には、常温では粘着性を有しない高Tgの(メタ)アクリル系ポリマーと、十分な粘着力を有する低Tgの(メタ)アクリル系ポリマーとをブレンドすることで、浮きや剥がれがなく(それなりの粘着性を有し)、かつ、高速剥離性が良好な、保護フィルム用の感圧接着剤が開示されている。
上記のような保護フィルム用の粘着製品は、剥離されることが前提のため、一般の粘着製品に比べてかなり低い粘着力(微粘着)に設計されている。しかしながら、高TgポリマーのTgが高すぎると、元々、低レベルの粘着力であるために、低温時の粘着性がほとんどなくなったり、経時的に架橋が進行して被着体に貼り付かなくなるという不都合を起こすことがあった。
そこで、本発明者等は、光学用フィルムの表面保護フィルムに適用することを目的として、高速剥離性に優れた粘着剤層を形成し得る溶剤型再剥離用粘着剤組成物を見出し、既に出願した(特願2006−256312号)。
しかし、上記出願に記載されている技術では、過酷な条件で剥離する場合に、被着体に粘着剤の一部が残存してしまう被着体汚染が起こることがあり、再剥離性の向上が求められていた。また、被着体に対するなじみ性(濡れ性)の点でも改善の余地があった。
特開2005−146151号公報
そこで、本発明では、光学用フィルムの表面保護フィルムに適用することを目的として、高速剥離性に優れ、被着体汚染などのトラブルを起こしにくい粘着剤層を形成し得る溶剤型再剥離用粘着剤組成物を見出し、良好な特性の再剥離用粘着製品を提供することを課題として掲げた。
本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物は、架橋剤が配合されて使用される溶剤型再剥離用粘着剤組成物であって、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上の高Tgポリマー(A)と、この高Tgポリマーよりも低いTgを有し、感圧接着性を示す低Tgポリマー(B)および溶剤を含み、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)はいずれも前記架橋剤と反応し得る官能基を含有しており、かつ、上記粘着剤組成物から得られる粘着剤層は、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが相溶することなく、高Tgポリマー(A)が島、低Tgポリマー(B)が海である海島構造を形成しているところに特徴を有する。
上記高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)が有する官能基がヒドロキシル基であることが好ましく、この場合、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)は、それぞれ、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを原料モノマー100質量%中0.1〜10質量%含む原料モノマーから構成されていることが好ましい。
上記高Tgポリマーが、酢酸ビニルまたはメチルアクリレートを70質量%以上含む原料モノマーから合成されたものであることも本発明の好ましい実施態様である。
本発明には、本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物から得られた粘着剤層が支持基材の少なくとも片面に形成されている再剥離用粘着製品も含まれる。このとき、厚み20μmの粘着剤層が厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に形成された粘着製品を用いてアクリル板に対する180゜粘着力を、23℃、相対湿度65%の雰囲気下で測定した場合に、0.3m/分の低速剥離では0.05〜0.3N/25mm、30m/分の高速剥離では0.2〜3N/25mmであり、かつ高速剥離における粘着力を低速剥離における粘着力で除した値が15.0以下であると、優れた高速剥離性を発現する再剥離用粘着製品となるため、本発明の好ましい実施態様である。
なお、海島構造の光学的確認方法、粘着製品試料の作製方法、粘着力の測定方法の詳細は、後述する。
本発明では、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが海島構造を採っているため、高Tgポリマー(A)の長所と低Tgポリマー(B)の長所を併せ持つ粘着剤とすることができ、その結果、高速剥離性を改善することができた。また、低Tgポリマー(B)に加えて、高Tgポリマー(A)にも架橋剤との反応点となる官能基を導入したため、被着体汚染を起こすことがなくなった。従って、光学用フィルムの表面保護のために好適な再剥離用粘着製品を提供することができた。
まず、本発明にかかる溶剤型再剥離用粘着剤組成物について説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物は、乾燥させる(溶剤を除去する)ことによって粘着製品となるものであって、後述する条件によって測定されるアクリル板に対する低速剥離における180゜粘着力が10N/25mm以下の場合を指すものとする。また、本発明における「ポリマー」には、ホモポリマーはもとより、コポリマーや三元以上の共重合体も含まれるものとする。本発明の「モノマー」は、いずれも付加重合型モノマーである。
まず、本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物における第1の必須成分は、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上の高Tgポリマー(A)である。この高Tgポリマー(A)の存在によって高速剥離力の増大を抑制する。
ここで、ポリマーのTgは、DSC(示差走査熱量測定装置)、DTA(示差熱分析装置)、TMA(熱機械測定装置)によって求めることができる。また、ホモポリマーのTgは各種文献(例えばポリマーハンドブック等)に記載されているので、コポリマーのTgは、各種ホモポリマーのTg(K)と、モノマーの質量分率(W)とから下記式によって求めることもできる。
ここで W ;各単量体の質量分率
Tg;各単量体のホモポリマーのTg(K)
主要ホモポリマーのTgを示せば、ポリアクリル酸は105.85℃、ポリメチルアクリレートは9.85℃、ポリエチルアクリレートは−24.15℃、ポリn−ブチルアクリレートは−54.15℃、ポリ2−エチルヘキシルアクリレートは−70.00℃、ポリ2−ヒドロキシエチルアクリレートは−15.00℃、ポリ2−ヒドロキシエチルメタクリレートは84.85℃、ポリ4−ヒドロキシブチルアクリレートは−32.00℃、ポリメチルメタクリレートは104.85℃、ポリ酢酸ビニルは30.00℃、ポリベンジルアクリレートは6.00℃、ポリアクリロニトリルは125℃、ポリスチレンは100℃である。
本発明で用いられる高Tgポリマー(A)はTgが0℃以上であればよいが、高速剥離性をより一層改善するには、Tgは10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましい。ただし、高Tgポリマー(A)のTgが高すぎると、再剥離用の微粘着タイプとはいえ、粘着力不足に陥ることがあるので、80℃未満が好ましく、75℃以下が好ましく、70℃以下がさらに好ましい。
高Tgポリマー(A)には、後に配合される架橋剤との反応性を有する官能基が導入されていなければならない。高Tgポリマー(A)を架橋することで、被着体汚染の原因となる比較的低分子量の高Tgポリマー(A)を高分子量化し、被着体汚染を抑制するのである。官能基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、エポキシ基等が挙げられる。
上記官能基を高Tgポリマー(A)に導入するには、高Tgポリマー(A)の原料モノマーとして官能基含有モノマーを用いればよい。官能基含有モノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート、α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、フタル酸とプロピレングリコールとから得られるポリエステルジオールのモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸、ケイ皮酸およびクロトン酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸;これら不飽和ジカルボン酸のモノエステル等のカルボキシル基含有モノマー;アミノ基、アミド基、エポキシ基等のいずれかを有する(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
上記の中でも、官能基としてヒドロキシル基を有するヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート類が好ましい。特に、ヒドロキシル基が(メタ)アクリロイル基から離間したところにあるモノマーの方が、架橋反応性やなじみ性がよくなるので、架橋剤量を少なくしたい場合や被着体に対するなじみ性が重要視される場合は、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートよりも、炭素数の大きなアルキル基(プロピル基以上)にヒドロキシル基が結合している(メタ)アクリレート(例えば、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等)を用いることが好ましい。
これらの官能基含有モノマーは、高Tgポリマー(A)の原料モノマー100質量%中、0.1〜10質量%とすることが好ましい。官能基含有モノマーの使用量が0.1質量%未満では、高Tgポリマー(A)中の官能基量が少なくなって、被着体汚染を抑制する効果が充分に発現しないため好ましくない。また、10質量%を超えると、被着体へ貼着した後、粘着力が経時で上昇する(粘着昂進)ため好ましくない。官能基含有モノマーの使用量は、0.3〜8質量%がより好ましく、0.5〜6質量%がさらに好ましい。
上記官能基含有モノマーの共重合相手としては、公知のラジカル重合性モノマーがいずれも使用可能であるが、本発明の粘着剤組成物から得られる粘着剤層のヘイズを小さくするには、酢酸ビニルを用いることが好ましい。酢酸ビニル系ポリマーの屈折率と、低Tgポリマー(B)の主体となる(メタ)アクリレート系ポリマー(特に、2−エチルヘキシルアクリレートやブチルアクリレートを含むポリマー)との屈折率が近似しているため、ヘイズが小さくなり、光学用フィルムの表面保護用フィルムとして好適となるからである。従って、高Tgポリマー(A)は、酢酸ビニルと上記官能基含有モノマーを必須的に含む原料モノマーから得られたものであることが好ましい。このとき、酢酸ビニルは70〜99.9質量%が好ましく、80〜99.9質量%がより好ましく、90〜99.9質量%がさらに好ましい。
上記官能基含有モノマーの共重合相手として、酢酸ビニルではなく、メチルアクリレートを用いてもよい。粘着性やなじみ性が良好となる。メチルアクリレートは、70〜99.9質量%が好ましく、80〜99.9質量%がより好ましく、90〜99.9質量%がさらに好ましい。
メチルアクリレート系の高Tgポリマー(A)を用いるときは、後述する低Tgポリマー(B)の原料モノマーとして屈折率制御用のモノマーを用いることが好ましい。得られる粘着剤層のヘイズを小さくすることができる。屈折率制御用のモノマーとは、低Tgポリマーの屈折率を高Tgポリマーの屈折率に近づけるために用いられるモノマーであり、例えば、高Tgポリマー(A)をメチルアクリレートとヒドロキシル基含有モノマーから合成した場合、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレートおよび2−ヒドロキシエチルアクリレートに加え、ベンジルアクリレートを低Tgポリマー(B)の原料モノマーとして選択することで、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)の屈折率を近接させることができ、粘着剤層のヘイズを3%以下に低減させることができる。
高Tgポリマー(A)合成のために、酢酸ビニル、メチルアクリレート、上記官能基含有モノマー以外に使用できる他のモノマーとしては、ホモポリマーのTgが高い(メタ)アクリル酸、メチルメタクリレート、エチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレン等が好ましい。また、後述する低Tgポリマーの原料モノマーとして使用できるモノマーも、高Tgポリマー(A)のTgが0℃以上になるように種類と量を選択すれば使用可能である。なお、高Tgポリマー(A)の好ましい実施態様は、酢酸ビニルと、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよび/または4−ヒドロキシブチルアクリレートから合成されたポリマーである。被着体汚染を抑制しつつ、ヘイズを3%以下にすることができるからである。また、前記したように、低Tgポリマー(B)の合成時に屈折率制御用モノマーを用いれば、メチルアクリレートと2−ヒドロキシエチルアクリレートおよび/または4−ヒドロキシブチルアクリレートから合成された高Tgポリマー(A)も被着体汚染を抑制しつつ、ヘイズを3%以下にすることができるため、好ましく利用できる。
代表的なホモポリマーの屈折率を示せば、ポリアクリル酸は1.5270、ポリメチルアクリレートは1.4720、ポリエチルアクリレートは1.4685、ポリn−ブチルアクリレートは1.4660、ポリメチルメタクリレートは1.4900、ポリ2−エチルヘキシルアクリレートは1.4650、ポリ2−ヒドロキシエチルアクリレートは1.4480、ポリ2−ヒドロキシエチルメタクリレートは1.5119、ポリ4−ヒドロキシブチルアクリレートは1.4520、ポリ酢酸ビニルは1.4665、ポリベンジルアクリレートは1.5132である。
なお、ヘイズや被着体汚染を重視しない場合は、ホモポリマーのTgが高い(メタ)アクリル酸、メチルメタクリレート、エチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレン等を中心に、前記Tg範囲を満足するように高Tgポリマー(A)を構成すればよい。
高Tgポリマー(A)の分子量は、質量平均分子量(Mw)で2000〜10万程度が好ましい。高Tgポリマー(A)は、後述する通り、海島構造の島となって、高速剥離の際の粘着力の増大やジッピング現象を抑制する作用を有する。Mwが大きすぎると、微細な島を形成しにくくなる傾向があるため、上記範囲が好ましい。より好ましいMwの範囲は、2万〜9万程度である。
本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物に含まれる第2の必須成分は、感圧接着性を示す低Tgポリマー(B)である。この低Tgポリマー(B)は、上記高Tgポリマー(A)のTg(0℃以上)よりも低いことが要件であり、「感圧接着性を示す」と言うためにはTgが0℃未満であることが好ましい。より好ましくは−20℃以下、さらに好ましくは−35℃以下である。ただし、低Tgポリマー(B)のTgが−80℃より低くなると、凝集力が低下して、被着体汚染が起こりやすくなる傾向にあるため好ましくない。
この低Tgポリマー(B)を得るには、アルキル(メタ)アクリレートと、上記した官能基含有モノマーを組み合わせて用いることが好ましい。上記アルキル(メタ)アクリレートは粘着力の確保に必要であり、官能基含有モノマーは、後述する架橋剤と反応させるための官能基を低Tgポリマー(B)に導入するためのモノマーである。なお、官能基含有モノマーは、高Tgポリマー(A)のところで例示したモノマーがいずれも使用可能であり、高Tgポリマー(A)のときと同様に、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートが好適である。また、その使用量も高Tgポリマー(A)のときと同様に、0.1〜10質量%が好ましい。官能基含有モノマーの使用量が0.1質量%未満では、低Tgポリマー(B)中の官能基量が少なくなって、架橋反応の速度が遅くなったり、高速粘着力が大きくなり過ぎるが、10質量%を超えて使用すると、被着体へ貼着した後、粘着力が経時で上昇する(粘着昂進)ため好ましくない。官能基含有モノマーの使用量は、0.3〜8質量%がより好ましく、0.5〜6質量%がさらに好ましい。
上記低Tgポリマー(B)の主たる構成成分であるアルキル(メタ)アクリレートは、粘着特性の観点から、アルキル基の炭素数が4〜12であることが好ましい。この炭素数は、好ましくは4〜10、より好ましくは4〜8である。上記炭素数が4未満(3以下)であるか、または、12を超える(13以上)と、粘着力が低下するおそれがある。具体的には、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられ、なかでもブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレートおよびイソオクチルアクリレートがより好ましい。これらは、1種のみ用いてもよいし2種以上を併用してもよく、限定はされない。
低Tgポリマー(B)の原料モノマー100質量%中、上記の炭素数4〜12のアルキル(メタ)アクリレートは、50〜99.9質量%の範囲で用いることが好ましい。より好ましくは60〜99.7質量%、さらにより好ましくは70〜99.5質量%である。アルキル(メタ)アクリレートの使用量が上記範囲内であれば、得られる粘着剤は、充分な粘着力およびタックを示すものとなるが、50質量%より少ないと、粘着力や被着体への濡れ性が不足するおそれがあり、99.9質量%を超えると架橋点となる官能基含有モノマーの量が少な過ぎて、高速粘着力が大きくなり過ぎるおそれがある。
低Tgポリマー(B)の合成に当たっては、その他のモノマーを共重合させても良い。その他のモノマーとは、上記アルキル(メタ)アクリレートおよび官能基含有モノマーと共重合することができ、かつこれら以外のモノマーである。例えば、前記アルキル(メタ)アクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート;エチレンおよびブタジエン等の脂肪族不飽和炭化水素類ならびに塩化ビニル等の脂肪族不飽和炭化水素類のハロゲン置換体;スチレンおよびα−メチルスチレン等の芳香族不飽和炭化水素類;酢酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルエーテル類;アリルアルコールと各種有機酸とのエステル類;アリルアルコールと各種アルコールとのエーテル類;アクリロニトリル等の不飽和シアン化化合物;等が挙げられる。これらは、1種のみ用いてもよいし2種以上を併用してもよく、限定はされない。上記その他のモノマーは、原料モノマー混合物100質量%中、0〜49.9質量%が好ましい。49.9質量%を超えると、結果的に、アルキル(メタ)アクリレートか官能基含有モノマーの量が少なくなるため、所望の粘着特性が得られない。より好ましい上限は40質量%、さらに好ましい上限は30質量%である。
低Tgポリマー(B)の最も好ましい実施態様は、高Tgポリマー(A)が酢酸ビニルユニットを主成分(70質量%以上)として含む場合には、2−エチルヘキシルアクリレートと、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および/または4−ヒドロキシブチルアクリレートを含む原料モノマー混合物から得られたポリマーである。このポリマーは粘着特性が良好である上に、主成分が酢酸ビニルユニットである高Tgポリマー(A)の屈折率と近似しているため、得られる粘着剤層のヘイズを小さくすることができるからである。2−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよび4−ヒドロキシブチルアクリレートの合計を100質量%としたときに、2−エチルヘキシルアクリレートは20〜80質量%、ブチルアクリレートは20〜80質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレートと4−ヒドロキシブチルアクリレートは0.5〜6質量%が好ましい。もちろん、これら以外のモノマーも上述したとおり併用可能であるが、ヘイズが重視される用途に適用する場合には、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートおよび4−ヒドロキシブチルアクリレート以外のモノマーは、10質量%以下とすることが好ましい。
一方、高Tgポリマー(A)が、例えば、メチルアクリレートユニットを主成分とする場合には、低Tgポリマー(B)の最も好ましい実施態様は、2−エチルヘキシルアクリレートと、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および/または4−ヒドロキシブチルアクリレートと、ベンジルアクリレートの共重合体である。前記したように、ベンジルアクリレートの併用によって、粘着剤層のヘイズを3%以下にすることができる。これらのモノマーの合計を100質量%としたときに、2−エチルヘキシルアクリレートは20〜80質量%、ブチルアクリレートは20〜80質量%、ヒドロキシエチルアクリレートおよび4−ヒドロキシブチルアクリレートは合計で0.5〜6質量%、ベンジルアクリレートは5〜20質量%が好ましい。
上記低Tgポリマー(B)は、粘着特性を良好にする点から、Mwが20万以上であることが好ましい。なお、後述する二段重合法を採用した場合、低Tgポリマー(B)のみの分子量は測定できないが、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)との混合物(グラフト物も含まれる)全体でのMwは、10万〜70万が好ましい。より好ましいMwの範囲は15万〜65万であり、さらに好ましいMwの範囲は20万〜60万である。
高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)は、Tgが異なり組成も異なるため、相溶しない。本発明では、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)は海島構造を形成していなければならない。海島構造はミクロな相分離状態であって、量の多い方が海(連続相)となる。本発明では、低Tgポリマー(B)の量を多くして、低Tgポリマー(B)を海(連続相)とし、高Tgポリマー(A)を島として分散させている。島状に分散している高Tgポリマー(A)の作用によって、高速剥離の際の粘着力の増大やジッピング現象を抑制することができる。この効果を発揮させるには、高Tgポリマー(A)は1質量%以上(より好ましくは4質量%以上)は必要であり、少ないと上記効果が不充分となる。ただし、多すぎると、粘着力や被着体への濡れ性が不足することがある。
海島構造が発現しているか否かについては、粘着剤組成物を塗工・乾燥して得られた粘着剤層を、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、位相差顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、顕微ラマン等で観察することにより、海島構造の有無を判断することができる。好ましい海島構造の形態は、島状部分がほぼ球状で連続相(海)の中に分散しており、個々の島状物の平均直径が0.1〜10μm程度のものである。光学顕微鏡、位相差顕微鏡および偏光顕微鏡を用いても、このような海島構造の有無が観察可能である。
また、2種類のポリマーが含まれている粘着剤組成物から得られた粘着剤層であることを確認するには、例えば、動的粘弾性のtanδの測定で、Tgが2つ観察されるかどうかをチェックすればよい。動的粘弾性のtanδは、例えば、レオメーター(ティー・エイ・インスツルメント社製;「ARES」)を用い、ずりモード、パラプレート法(8mmφ)によって、角振動周波数6.28rad/s、測定温度範囲−50〜150℃で測定するとよい。
本発明では、屈折率の近似した高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)を用い、両者をミクロに相分離させた海島構造とすることにより、ヘイズが3%以下の透明性に優れた粘着製品を得ることができる。ヘイズは小さいほど好ましく、高Tgポリマー(A−1)を用いるか、低Tgポリマー(B)の合成時に屈折率制御用モノマーを用いれば、ヘイズを2.5%以下に低減できる。ヘイズは、例えば、濁度計等で測定可能である。なお、本発明のヘイズは、例えばポリエチレンテレフタレート等の透明フィルム(支持基材)に粘着剤層を設けた粘着製品の状態での測定値を採用する。
次に、本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物の製造方法について説明する。好適な製造方法は、3種類ある。まず、ブレンド法は、高Tgポリマー(A)と、低Tgポリマー(B)とを別々に重合し、その後、両者を混合(ブレンド)する方法である。重合方法は特に限定されないが、溶液重合が簡便である。高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とを、同一もしくは相溶し得る溶媒で重合すれば、溶液状態のままブレンドすることができ、ブレンド時に脱溶剤工程が不要となるため、さらに簡便である。なお、ブレンドする際には、海島構造を形成するために、ディスパー等で高速撹拌することが好ましい。本発明の粘着剤組成物をブレンド法で作成する場合、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)との不揮発分の合計量を100質量%とするとき、高Tgポリマー(A)の量を4〜20質量%とすることが好ましい。この方法では、高Tgポリマー(A)が低Tgポリマーに分散したとき、はっきりとした海島構造を採るため、高Tgポリマー(A)の量を少なくすることが可能である。
2番目の方法は、二段重合法である。この二段重合法は、まず、高Tgポリマー(A)のためのモノマー(以下、「モノマー(A)」という。)の全てを溶液重合で重合した後、この高Tgポリマー(A)溶液の存在下で、低Tgポリマー(B)用のモノマー(以下、「モノマー(B)」という。)の重合を行う方法である。この二段重合法で得られる粘着剤組成物は、ブレンド法で得られる粘着剤組成物に比べ、保存安定性(高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが分離しにくい)に優れている。これは、モノマー(B)の重合時に、高Tgポリマー(A)に低Tgポリマー(B)がグラフトしたようなポリマーが一部生成し、これが、海と島の両方に対して親和性を有する界面活性剤的作用を発揮して、島を安定化させるためではないかと考えられる。なお、二段重合法で形成した粘着剤組成物からなる粘着剤層では、島の直径は0.3〜10μm程度となる。粘着剤組成物を二段重合法で作成する場合、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)の不揮発分の合計量を100質量%とするとき、高Tgポリマー(A)の量(グラフト分も含む)は4〜35質量%とすることが好ましい。
二段重合法では、モノマー(A)の重合率が70〜95質量%程度になってから、モノマー(B)を反応容器へ添加し始めることが好ましい。この方法だと、組成物の保存中に分離を起こしにくくなる。重合率(質量%)は、反応容器内のモノマーがポリマー(不揮発分)に転化した質量の割合であり、不揮発分測定で簡単に求められる。低Tgモノマー(B)は、重合開始剤と共に反応器へ滴下することが好ましい。分子量を大きくすることができる。
別途重合した高Tgポリマー(A)を、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)の二段重合が終わった後に加えてもよい。後添加される高Tgポリマー(A)の組成は、分散安定性の点からは最初に重合した高Tgポリマー(A)と同じであることが好ましいが、分子量は異なっていてもよく、これにより、一層、高速剥離の粘着力低減効果が現れる。
3番目の方法は、二段重合法と、高Tgポリマー(A)の後添加を組み合わせた方法であり、二段重合で仕込むための高Tgポリマー(A)と後添加用高Tgポリマー(A)を一緒に重合してしまう方法である。そして、得られた高Tgポリマー(A)の一部を、低Tgポリマー(B)合成用の反応容器へ仕込んだ後に、モノマー(B)の重合を行う。広義の二段重合である。この場合も、高Tgポリマー(A)に低Tgポリマー(B)がグラフトしたグラフト物が形成されていると考えられる。この方法では、低Tgポリマー(B)を重合する際に予め反応容器に仕込むための高Tgポリマー(A)と、後添加する高Tgポリマー(A)を同時に重合できるというメリットがある。
この方法では、低Tgポリマー(B)の重合の際の高Tgポリマー(A)の仕込み量は、高Tgポリマー(A)とモノマー(B)の合計量100質量%に対し、1〜10質量%とすることが好ましい。保存安定性が良好となる。そして、モノマー(B)の重合が終了した後、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)の不揮発分の合計量100質量%のうち、高Tgポリマー(A)(グラフト分も含む)が4〜35質量%となるように、高Tgポリマー(A)を後添加することが好ましい。後添加の時期は、低Tgポリマー(B)の重合の後すぐでもよいが、実際に架橋剤を配合して塗工するまでなら、いつでも構わない。前記した2番目の方法の二段重合法で後添加する場合においても同様である。
上記製法のいずれにおいても、溶液重合で用いられる溶媒としては、具体的には、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の脂肪族エステル類;シクロヘキサン等の脂環族炭化水素類;ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられるが、上記重合反応を阻害しなければ、特に限定されない。これらの溶媒は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を適宜混合して用いることもできる。溶媒の使用量は、適宜決定すればよい。本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物は、溶剤を必須成分とするが、重合溶媒と同じ溶剤を用いることが好ましい。重合終了によって得られたものをそのまま溶剤型再剥離用粘着剤組成物原料として使用することができるからである。
重合反応温度や反応時間等の反応条件は、例えば、モノマーの組成や量等に応じて、適宜設定すればよく、特に限定されない。また、反応圧力も特に限定されるものではなく、常圧(大気圧)、減圧、加圧のいずれであってもよい。なお、重合反応は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
重合触媒(重合開始剤)としては、限定はされないが、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド、商品名「ナイパーBMT−K40」(日本油脂社製;m−トルオイルパーオキサイドとベンゾイルパーオキサイドの混合物)等の有機過酸化物や、アゾビスイソブチロニトリル、商品名「ABN−E」[日本ヒドラジン工業;2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)]等のアゾ系化合物等の公知のものを利用することができる。また、例えば、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類に代表される公知の分子量調節剤を用いてもよい。
本発明の粘着剤組成物には、架橋剤を配合することが好ましい。架橋剤としては、高Tgポリマー(A)および低Tgポリマー(B)の有する官能基と反応し得る官能基を1分子中に2個以上有する化合物を用いる。
例えば、高Tgポリマー(A)および低Tgポリマー(B)がヒドロキシル基を有しているなら、イソシアネート化合物が好ましく、カルボキシル基を有しているなら、イソシアネート化合物やエポキシ化合物等が好ましい。反応性の点では、ヒドロキシル基とイソシアネート化合物の組合せが最も好ましい。
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)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メタ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、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ト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、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物;「スミジュールN」(住友バイエルウレタン社製;スミジュールは登録商標)等のビュレットポリイソシアネート化合物;「デスモジュールIL」、「デスモジュールHL」(いずれもバイエルA.G.社製;デスモジュールは登録商標)、「コロネートEH」(日本ポリウレタン工業社製;コロネートは登録商標)等として知られるイソシアヌレート環を有するポリイソシアネート化合物;「スミジュールL」(住友バイエルウレタン社製)等のアダクトポリイソシアネート化合物;「コロネートL」(日本ポリウレタン社製)等のアダクトポリイソシアネート化合物;「デュラネートD201」(旭化成社製;デュラネートは登録商標)等のポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。これらは、単独で使用し得るほか、2種以上を併用することもできる。また、これらの化合物のイソシアネート基を活性水素を有するマスク剤と反応させて不活性化したいわゆるブロックイソシアネートも使用可能である。
エポキシ化合物としては、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、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−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、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトルイジン等が挙げられる。
これらの架橋剤は、高Tgポリマー(A)および低Tgポリマー(B)が有する官能基の合計を1当量としたときに、0.1〜5当量となるように添加することが好ましい。架橋剤量が少なすぎると、得られる粘着剤の凝集力が不足して被着体汚染を起こすことがあるが、多すぎると粘着力が不足したり、粗面に対する濡れ性が低下する。より好ましい架橋剤量は0.2〜4当量であり、さらに好ましくは0.3〜2当量である。
本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物の不揮発分は、特に限定はされないが、例えば、10〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜70質量%、さらに好ましくは25〜60質量%である。なお、架橋剤を配合する前の粘着剤組成物の保存安定性を高めるには、不揮発分が40質量%以上である方がよいが、粘着剤組成物調製後すぐ塗布する場合のように、保存安定性を考慮する必要がないときには、塗布に適した粘度になるように不揮発分を調製すればよい。上記不揮発分が10質量%未満であると、塗布した後等の乾燥が長時間となり、生産性が低下するおそれがある。また、80質量%を超えると、組成物全体の粘度が高くなり、ハンドリング性および塗布性に欠け、実用性に乏しくなるおそれがある。粘着剤組成物の溶剤は、前記した重合溶媒がいずれも使用可能であり、前記したように重合溶媒と同じ溶剤が好ましい。
本発明の粘着剤組成物には、公知の架橋促進剤、粘着付与剤、改質剤、顔料、着色剤、充填剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤等の添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲で加えてもよい。帯電性能の点からは、例えば、「エリーク(登録商標)SEI−52」(吉村油化学社製;カチオン系帯電防止剤)が好ましい。
また、海島構造を破壊しない程度であれば相溶化剤を添加してもよい。相溶化剤としては特に限定されないが、例えば(メタ)アクリレートと酢酸ビニルのブロックコポリマーやグラフトコポリマー等や、イオン的相互作用による相溶化剤(特定の官能基を有する化合物やポリマー等)等を用いることができる。相溶化剤の添加量は、溶剤型再剥離用粘着剤組成物中の樹脂成分(ポリマー(A)とポリマー(B)との合計量)100質量部当たり、0〜20質量部程度が好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、再剥離用粘着製品の製造に用いられる。基材あるいは離型紙の上に粘着剤組成物を塗布し、その乾燥塗膜を形成することによって、基材の片面に粘着剤層が形成されている粘着製品(粘着テープまたはシート)、基材の両面に粘着剤層が形成されている粘着製品、基材を有しない粘着剤層のみの粘着製品を得ることができる。紙基材の粘着製品を製造する場合は、離型紙の上に粘着剤組成物を塗布し、粘着剤層を形成した後、紙基材に転写する方法も、採用できる。粘着剤層の形成にあたっては、溶剤が飛散する条件(例えば50〜120℃で30〜180秒程度)での加熱乾燥を行うことが望ましい。
基材としては、上質紙、クラフト紙、クレープ紙、グラシン紙等の従来公知の紙類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、セロファン等のプラスチック;織布、不織布等の繊維製品;これらの積層体等が利用できる。光学用フィルムの表面保護に用いる場合には、基材は、ポリエチレンテレフタレート等の透明フィルムが好ましい。
粘着剤組成物を基材に塗布する方法は、特に限定されるものではなく、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング法等の公知の方法を採用することができる。この場合、粘着剤組成物を基材に直接塗布する方法、離型紙等に粘着剤組成物を塗布した後、この塗布物を基材上に転写する方法等いずれも採用可能である。粘着剤組成物を塗布した後、乾燥させることにより、基材上に粘着剤層が形成される。
基材上に形成された粘着剤の表面には、例えば、離型紙を貼着してもよい。粘着剤表面を好適に保護・保存することができる。剥離紙は、粘着製品を使用する際に、粘着剤表面から引き剥がされる。なお、シート状やテープ状等の基材の片面に粘着剤面が形成されている場合は、この基材の背面に公知の離型剤を塗布して離型剤層を形成しておけば、粘着剤層を内側にして、粘着シート(テープ)をロール状に巻くことにより、粘着剤層は、基材背面の離型材層と当接することとなるので、粘着剤表面が保護・保存される。
本発明の粘着剤組成物から得られる再剥離用粘着製品は、180゜粘着力が、0.3m/分の低速剥離では0.05〜0.3N/25mm、30m/分の高速剥離では0.2〜3N/25mmであることが好ましい。低速剥離粘着力が上記範囲であれば、光学部材の表面保護シートとして充分であり、高速剥離粘着力が上記範囲であれば、ジッピング等の不都合を起こすことなく、滑らかに剥離が可能だからである。より好ましい低速剥離粘着力は0.06〜0.2N/25mmであり、さらに好ましくは0.07〜0.15N/25mmである。また、より好ましい高速剥離粘着力は、0.3〜2N/25mmであり、さらに好ましくは0.5〜1.5N/25mmである。また、高速剥離粘着力を低速剥離粘着力で除した値が15.0以下であると、高速剥離の際の粘着力の増大が抑制できたということができる。この180゜粘着力は、厚み20μmの粘着剤層が厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に形成された粘着製品を用いて、23℃で、アクリル板に対する180゜粘着力を測定した場合の値を採用する。なお、上記単位「N/25mm」において、「/25mm」の部分は、被着体に圧着させた粘着シートの幅を意味する。
また、本発明の粘着剤組成物から得られる再剥離用粘着製品は、アクリル板に対する180゜剥離試験を行ったとき、0.3m/分の低速剥離であっても被着体汚染は起こらない(実施例参照)。
以下実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお以下特にことわりのない場合、「%」は「質量%」を、「部」は「質量部」をそれぞれ示すものとする。
合成例1(二段重合+後添加)
酢酸ビニル(VAC)112.8部と、溶媒として酢酸エチル263部を、温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに添加した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を75℃まで上昇させ、重合開始剤として酢酸エチル1.1部で希釈した「ラウロックス」(化薬アクゾ社製;ラウロイルパーオキサイド)0.12部をフラスコに投入して、重合を開始させた。
反応開始から30分経過した後、VAC24部と、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)4.2部と、「ラウロックス」0.14部と、酢酸エチル52部からなる混合物を1時間に亘ってフラスコに滴下した。滴下終了後、酢酸エチル14部で滴下ロートを洗浄し、フラスコに添加した。その後直ちに、ブースター(後添加開始剤)として、酢酸エチル6.3部で希釈した「ラウロックス」0.7部を添加した後、さらに76℃で2時間熟成し、VACとHEAとから合成された不揮発分30%の高Tgポリマーの酢酸エチル溶液を得た。この高TgポリマーのTgは28℃、Mwは6.9万であった。Mwの測定方法は後述する。
次に、高Tgポリマーの存在下で、低Tgポリマー用モノマーの重合を行い、グラフトポリマーを合成した。温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに、上記高Tgポリマーを15部(不揮発分)、低Tgポリマー用モノマーとして、n−ブチルアクリレート(BA)27部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)60.3部、HEA2.7部と、酢酸エチル120部を仕込み、よく混合した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を82℃まで上昇させ、重合開始剤である「ナイパー(登録商標)BMT−K40」(日本油脂社製;m−トルオイルパーオキサイドとベンゾイルパーオキサイドとの混合物)0.12部をフラスコに投入し、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、BA63部、2EHA140.7部、HEA6.3部と、「ナイパーBMT−K40」0.26部と、酢酸エチル152.4部との混合物を1時間に亘ってフラスコ内に滴下した。滴下終了後、1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」(日本ヒドラジン工業社製;2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル))1.1部と酢酸エチル54.9部を3度に分割して添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成した。
得られたグラフトポリマー溶液の不揮発分100部に対し、前記高Tgポリマーの酢酸エチル溶液を不揮発分で20部加えた。この粘着剤ポリマー溶液から得られた粘着剤層について、SEMを用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた(図1)。なお、図1中、上側が基材フィルムのポリエチレンテレフタレート(PET)である。下側が粘着剤層である。
合成例2(二段重合+後添加)
高Tgポリマー用モノマー組成を表1に示したように変更した以外は合成例1と同様にして、高Tgポリマーを合成した。
次に、高Tgポリマーの存在下で、低Tgポリマー用モノマーの重合を行い、グラフトポリマーを合成した。温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに、上記高Tgポリマーを15部(不揮発分)、低Tgポリマー用モノマーとして、BA27部、2EHA61.3部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA;ホモポリマーのTg=241K)1.7部と、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(DM)0.09部と、酢酸エチル105部を仕込み、よく混合した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を82℃まで上昇させ、前記「ナイパーBMT−K40」0.12部をフラスコに投入し、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、BA63部、2EHA143.1部、4HBA3.9部と、DM0.21部、「ナイパーBMT−K40」0.26部、酢酸エチル62.4部の混合物を1時間に亘ってフラスコ内に滴下した。滴下終了後、酢酸エチル30部で滴下ロートを洗浄し、フラスコ内に添加した。滴下終了後1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」1.1部と酢酸エチル9.9部を3度に分割して添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成し、グラフトポリマー溶液を得た。
グラフトポリマーと高Tgポリマーの比率を不揮発分で100:20として両者を混合し、粘着剤ポリマー溶液を得た。この溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例3、4(二段重合+後添加)
合成例3と合成例4は、合成例2で得られた高Tgポリマーとグラフトポリマーの混合比率を変えた例である。各例において得られた粘着剤ポリマー溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例5(二段重合+後添加)
グラフトポリマーを合成する際のDMの使用量を0.15部に減らした以外は合成例2と同様にして、高Tgポリマー溶液と、グラフトポリマー溶液を得た。グラフトポリマーと高Tgポリマーとの比率を不揮発分で100:20として両者を混合し、粘着剤ポリマー溶液を得た。この溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例6(二段重合+後添加)
グラフトポリマーを合成する際に、高Tgポリマー(A)の仕込み量を6部に減らした以外は合成例2と同様にして、高Tgポリマー溶液と、グラフトポリマー溶液を得た。グラフトポリマーと高Tgポリマーとの比率を不揮発分で100:20として両者を混合し、粘着剤ポリマー溶液を得た。この溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例7(ブレンド)
合成例2と同様にして高Tgポリマー溶液を調製した。次に、別途、低Tgポリマー用モノマーの重合を行った。温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに、低Tgポリマー用モノマーとして、BA36部、2EHA82.2部、HEA1.8部と、酢酸エチル144部を仕込み、よく混合した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を82℃まで上昇させ、前記「ナイパー(登録商標)BMT−K40」0.15部をフラスコに投入し、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、BA54部、2EHA123.3部、HEA2.7部と、「ナイパーBMT−K40」0.23部、酢酸エチル92部の混合物を1時間に亘ってフラスコ内に滴下した。滴下終了後、酢酸エチル60部で滴下ロートを洗浄し、フラスコ内に添加した。滴下終了後1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」1.1部と酢酸エチル69.9部を3度に分割して添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成し、低Tgポリマー溶液を得た。低Tgポリマー溶液と高Tgポリマー溶液とを、不揮発分の比率が100:20となるように混合して粘着剤ポリマー溶液とした。この溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例8(二段重合;比較用)
一段目の高Tgポリマー用モノマーとしてVAC70部を、溶媒として酢酸エチル210部を用い、よく混合し、温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに添加した。窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を75℃まで上昇させ、「ナイパーBMT−K40」0.09部をフラスコに投入して、重合を開始させた。
反応開始後1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」0.25部と酢酸エチル2.3部を3度に分割して添加した。その後、さらに76℃で1.5時間熟成し、ポリ酢酸ビニル溶液を得た。この時点での酢酸ビニルの重合率は73%であった。
続いて同じフラスコに、二段目の低Tgポリマー用モノマーとして、BA120部、2EHA268部およびHEA12部と、「ナイパーBMT−K40」0.5部、酢酸エチル110部をよく混合してモノマー溶液を調製し、滴下ロートから1時間かけて均等に滴下した。滴下終了後1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」1.4部と酢酸エチル212.6部を3度に分割して添加し、さらに78℃で1.5時間熟成後、酢酸エチル200部を添加した。得られた粘着剤溶液を用いてプレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
合成例9(二段重合+後添加)
高Tgポリマー用モノマー組成を表1に示したように変更した以外は合成例1と同様にして、高Tgポリマーを合成した。次に、高Tgポリマーの存在下で、低Tgポリマー用モノマーの重合を行い、グラフトポリマーを合成した。温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに、上記高Tgポリマーを15部(不揮発分)、低Tgポリマー用モノマーとして、BA27部、2EHA60.3部、HEA2.7部と、酢酸エチル120部を仕込み、よく混合した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を82℃まで上昇させ、「ナイパーBMT−K40」0.12部をフラスコに投入し、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、BA63部、2EHA140.7部、HEA6.3部と、「ナイパーBMT−K40」0.26部、酢酸エチル152.4部の混合物を1時間に亘ってフラスコ内に滴下した。滴下終了後、酢酸エチル120部で滴下ロートを洗浄し、フラスコ内に添加した。滴下終了後1.5時間経過後から2.5時間経過後にかけて、ブースターとして「ABN−E」1.1部と酢酸エチル9.9部を3度に分割して添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成し、グラフトポリマー溶液を得た。グラフトポリマーと高Tgポリマーの比率を不揮発分で100:20として両者を混合し、粘着剤ポリマー溶液を得た。この溶液を用いて、プレパラート上に塗膜を作り、光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることが確認できた。
実験例1
各合成例における合成方法と、得られた粘着剤ポリマー溶液を用いて特性評価を行った結果を表1に併記した。なお、特性評価方法は以下の通りである。
[Tg]
前記計算式で計算したTgである。
[質量平均分子量(Mw)]
GPC測定装置:Liquid Chromatography Model 510 (Waters社製)を用いて、下記条件で行った。
検出器:M410示差屈折計
カラム:Ultra Styragel Linear(7.8mm×30cm)
Ultra Styragel 100Å (7.8mm×30cm)
Ultra Styragel 500Å (7.8mm×30cm)
溶媒:テトラヒドロフラン
試料濃度は0.2%、注入量は200μl/回で、ポリスチレン標準試料換算値をMwとした。なお、後添加ありの二段重合の場合は、後添加する前のグラフトポリマーのMwを測定した。また、後添加なしの二段重合の場合(合成例8)は、Mwの測定は行わなかった。
[粘着剤組成物の調製および粘着製品(試験テープ)の作製]
各合成例で得られた粘着剤ポリマー溶液について、酢酸エチルで不揮発分を34%に調製した。ポリマー100部当たり、架橋促進剤としてジブチルチンジラウリレート250ppm(質量基準)と、架橋剤として「デュラネート(登録商標)D−201」(ヘキサメチレンジイソシアネート系;2官能;旭化成社製)が10部に相当する量を加えてよく撹拌し、粘着剤組成物を得た。
支持基材としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製;厚さ38μm)を用い、粘着剤組成物を乾燥後の厚さが20μmとなるように塗布した後、100℃で2分間乾燥させることにより、粘着フィルムを作成した。粘着剤表面に離型処理を施したPETフィルムを貼着して保護した後、40℃の雰囲気下で3日間養生した。養生後の粘着フィルムは、23℃、相対湿度65%の雰囲気で24時間調湿した後、25mm幅で適当な長さに切断して、試験テープを作製した。なお、離型フィルムは試験を実施する際に引き剥がした。
[被着体汚染]
厚さ3mmのアクリル板(日本テストパネル株式会社製の標準試験板)を被着体とし、23℃、相対湿度65%の雰囲気下でアクリル板に上記試験テープを2kgのゴムローラで1往復させて圧着する。圧着後、70℃のオーブン中に72時間放置した後、23℃、相対湿度65%の雰囲気下で24時間調温した。剥離速度0.3m/minで試験テープを剥離し、剥離後のアクリル板の表面状態を目視で観察した。全く汚染されていないもの(糊残りなし)を○、わずかに糊残りがあり汚染されていたものを×として評価した。
[剥離粘着力]
上記被着体汚染の際の被着体と同じ厚さ3mmのアクリル板に、23℃、相対湿度65%の雰囲気下で、上記試験テープを2kgのゴムローラで1往復させて圧着する。圧着後25分放置した後、剥離速度を、低速剥離では0.3m/min、高速剥離では30m/minとし、23℃の雰囲気下で、JIS K 6854に準じて180゜剥離粘着力を測定した。表1,2には、低速剥離粘着力、高速剥離粘着力、および、高速剥離粘着力を低速剥離粘着力で除した値(「高速/低速」として示した)を併記した。
[ヘイズ(%)]
濁度計(日本電子工業社製;「NDH−2000」)を用い、JIS K 7105に準じて、上記試験テープのヘイズ(%)を測定した。
[なじみ性]
上記試験テープから、4cm×4cmのサイズの試験片を切り出す。市販の液晶保護フィルム(アンチグレア)(BUFFALO社製;BOF−H141S)の粗面を被着体として用い、粗面が上に来るようにアンチグレアフィルムを平らな面の上に水平に置く。23℃、65%の相対湿度の雰囲気下で、試験片をアンチグレアフィルムの上に静かに置く。試験片がフィルムに濡れ始めてから、試験片全体がフィルムに完全になじむまでの時間を測定する。120秒未満を◎、120秒〜180秒未満を○、180秒以上か、完全に濡れる状態とならない場合を×として評価した。
なお、表1においては、各モノマーと分子量調整剤を次のように略記した。右の数字は、ポリマーハンドブックに掲載されているホモポリマーのTg(K)の値である。
VAC :酢酸ビニル 305K
HEA :2−ヒドロキシエチルアクリレート 241K
4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート 241K
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート 203K
BA :n−ブチルアクリレート 219K
DM :ドデシルメルカプタン(分子量調整剤)
表1から明らかな通り、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)のいずれにもヒドロキシル基を導入した合成例1〜7の粘着剤組成物は、被着体汚染が全くなく、再剥離用粘着剤として有用であることが明らかとなった。また、HEAより4HBAを用いると、なじみ性が非常に良好になることがわかった。一方、合成例8と9は、高Tgポリマー(A)にヒドロキシル基を導入しておらず、架橋反応が起こらなかったため、若干の被着体汚染が認められた。なお、いずれの例も、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とがバランスよく配合されて、かつ、海島構造を採っているため、高速剥離粘着力が小さく、高速/低速の値も15.0以下であった。
合成例10(ブレンド)
[高Tgポリマー]
メチルアクリレート(MA:ホモポリマーのTg=283.00K)155部と、HEA4.8部と、DM0.64部と、溶媒として酢酸エチル298.3部を、温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに添加した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を78℃まで上昇させ、重合開始剤として、酢酸エチル3.6部で希釈した前記「ナイパーBMT−K40」0.4部をフラスコに投入して、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、MA233部と、HEA7.2部と、DM0.96部と、前記「ナイパーBMT−K40」0.3部と、酢酸エチル279部からなる混合物を1時間に亘ってフラスコに滴下した。滴下終了後、酢酸エチル20部で滴下ロートを洗浄し、フラスコに添加した。滴下が終了してから1.5時間後から2.5時間後にかけて、ブースターとして、前記「ABN−E」0.8部と酢酸エチル7.2部の混合物を三度に分割して添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成した。得られた高Tgポリマー溶液の不揮発分は38.6%であった。この高TgポリマーのTgは9℃、Mwは6.9万であった。
[低Tgポリマー]
BA60部と、2EHA134部と、HEA6部と、溶媒として酢酸エチル240部を、温度計、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却器および滴下ロートを備えたフラスコに添加した。撹拌下、窒素ガスを流通させながら、フラスコの内温を87℃まで上昇させ、重合開始剤として、酢酸エチル2.3部で希釈した前記「ナイパーBMT−K40」0.25部をフラスコに投入して、重合を開始させた。
反応開始から15分経過した後、BA90部と、2EHA201部と、HEA9部と、前記「ナイパーBMT−K40」0.38部と、酢酸エチル153.4部からなる混合物を1時間に亘ってフラスコに滴下した。滴下終了後、酢酸エチル100部で滴下ロートを洗浄し、フラスコに添加した。滴下が終了してから1.5時間後から2.5時間後にかけて、ブースターとして、前記「ABN−E」1.75部と酢酸エチル22部の混合物を三度に分割して添加した。また、ブースター添加中に適時酢酸エチル100部を添加した。その後、さらに78℃で1.5時間熟成した。得られた低Tgポリマー溶液の不揮発分は45.5%であった。また、Tgは−64℃、Mwは58.1万であった。
低Tgポリマー溶液の不揮発分100部に対し、高Tgポリマー溶液の不揮発分が20部となるように両者を混合し、よく撹拌して、粘着剤ポリマー溶液を得た。この粘着剤ポリマー溶液から得られた粘着剤層を光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることを確認した。
合成例11(ブレンド)
[高Tgポリマー]
合成例10と同様にして、高Tgポリマーを合成した。
[低Tgポリマー]
初期仕込みのモノマー組成を、BA60部、2EHA114部、HEA9部、ベンジルアクリレート(BZA:ホモポリマーのTg=279.15K)20部に変更し、滴下モノマー組成を、BA90部、2EHA171部、HEA9部、BZA30部に変更した以外は、合成例10と同様にして、低Tgポリマーを合成した。得られた低Tgポリマー溶液の不揮発分は45.5%であった。また、Tgは−58℃、Mwは64.7万であった。
低Tgポリマー溶液の不揮発分100部に対し、高Tgポリマー溶液の不揮発分が20部となるように両者を混合し、よく撹拌して、粘着剤ポリマー溶液を得た。この粘着剤ポリマー溶液から得られた粘着剤層を光学顕微鏡を用いて観察した結果、海島構造であることを確認した。
実験例2
合成例10と11で得られた粘着剤ポリマー溶液について、前記した方法で、Tg、Mw、低速剥離粘着力、高速剥離粘着力、高速剥離粘着力を低速剥離粘着力で除した値(「高速/低速」)、ヘイズ、被着体汚染、なじみ性を測定し、表2に示した。
表2から明らかなとおり、酢酸ビニルに変えてメチルアクリレートを用いて高Tgポリマーを合成した場合であっても、被着体汚染が見られず、粘着特性も良好であった。合成例10ではヘイズが5.7%と、目標としている3%よりも大きくなった。これは、高Tgポリマーの屈折率1.4728と、低Tgポリマーの屈折率1.4664とに差があったためであると考えられる。合成例11では、ホモポリマーが高屈折率であるベンジルアクリレートを低Tgポリマーの共重合成分に加えたため、低Tgポリマーの屈折率が1.4712まで上がり、ヘイズも2.1と大幅に低下した。
本発明の溶剤型再剥離用粘着剤組成物は、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが海島構造を採っているため、高Tgポリマー(A)の長所と低Tgポリマー(B)の長所を併せ持つ粘着剤とすることができ、その結果、高速剥離性を改善することができた。また、低Tgポリマー(B)に加えて、高Tgポリマー(A)にも架橋剤との反応点となる官能基を導入したため、被着体汚染を起こすことがなくなった。
従って、上記粘着剤組成物を用いて得られる粘着製品は、光学用偏光板(TAC)、位相差板、EMI(電磁波)シールドフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルム等といった光学用部材の表面を保護するための再剥離用粘着製品として利用可能である。また、その他のプラスチックや金属板の表面の保護フィルムとしても利用可能である。
合成例1で得られた粘着剤ポリマー溶液の塗膜のSEM写真(海島構造)である。

Claims (6)

  1. 架橋剤が配合されて使用される溶剤型再剥離用粘着剤組成物であって、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上の高Tgポリマー(A)と、この高Tgポリマーよりも低いTgを有し、感圧接着性を示す低Tgポリマー(B)および溶剤を含み、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)はいずれも前記架橋剤と反応し得る官能基を含有しており、かつ、上記粘着剤組成物から得られる粘着剤層は、高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)とが相溶することなく、高Tgポリマー(A)が島、低Tgポリマー(B)が海である海島構造を形成していることを特徴とする溶剤型再剥離用粘着剤組成物。
  2. 上記高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)が有する官能基がヒドロキシル基である請求項1に記載の溶剤型再剥離用粘着剤組成物。
  3. 上記高Tgポリマー(A)と低Tgポリマー(B)は、それぞれ、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを原料モノマー100質量%中0.1〜10質量%含む原料モノマーから構成されている請求項2に記載の溶剤型再剥離用粘着剤組成物。
  4. 上記高Tgポリマーが、酢酸ビニルまたはメチルアクリレートを70質量%以上含む原料モノマーから合成されたものである請求項1〜3のいずれかに記載の溶剤型再剥離用粘着剤組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の溶剤型再剥離用粘着剤組成物から得られた粘着剤層が支持基材の少なくとも片面に形成されていることを特徴とする再剥離用粘着製品。
  6. 厚み20μmの粘着剤層が厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に形成された粘着製品を用いてアクリル板に対する180゜粘着力を、23℃、相対湿度65%の雰囲気下で測定した場合に、0.3m/分の低速剥離では0.05〜0.3N/25mm、30m/分の高速剥離では0.2〜3N/25mmであり、かつ高速剥離における粘着力を低速剥離における粘着力で除した値が15.0以下である請求項5に記載の再剥離用粘着製品。
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