JP2014031440A - 保護フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リビングラジカル重合によって得られた重量平均分子量40万〜200万及び分子量分布2.5未満の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を含む粘着剤組成物により形成された粘着剤層を有する保護フィルムであって、前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)が、エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)を0.05質量%以上含むことを特徴とする保護フィルム。
【選択図】なし
Description
ところで、リビング重合は、生長反応は進行するが、停止反応、連鎖移動反応は起こらない重合であり、リビングポリマーの生長末端はモノマーが消費された後も活性を保つことから、モノマーを追加すると再び重合を開始する。したがって、ポリマーの分子量はモノマーの消費量に比例して増大し、分子量の揃ったポリマーが得られることが知られている。
一方、ラジカル重合においては、生長ラジカルの寿命が極めて短く、二分子停止反応といった重合停止機構があるため、従来リビング重合は不可能であると考えられていたが、近年、空気の存在下でも安定なラジカルが見出されて以来、リビングラジカル重合の研究が積極的に行われ各種の手法が開発されている。
例えばリビングラジカル重合開始剤として、有機テルル化合物を用い、ビニルモノマーを重合して、分子量の揃ったリビングラジカルポリマーを製造する技術が開示されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
粘着剤組成物の主剤として、リビングラジカル重合によって得られる特定の性状を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体を選択し、この共重合体が、エチレン性不飽和カルボン酸単位、好ましくはアクリル酸単位をある値以上含有する粘着剤組成物により形成された粘着剤層を有する保護フィルムが、その目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
[1]リビングラジカル重合によって得られた重量平均分子量40万〜200万及び分子量分布2.5未満の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を含む粘着剤組成物により形成された粘着剤層を有する保護フィルムであって、前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)が、エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)を0.05質量%以上含むことを特徴とする保護フィルム、
[2]エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)がアクリル酸単位である上記[1]項に記載の保護フィルム、
[3](メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中の重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満である上記[1]又は[2]項に記載の保護フィルム、
[4](メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)が、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b)と、(a)以外の反応性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(c)とを、質量比80:20〜99.9:0.1の割合で含むものである上記[1]〜[3]項のいずれかに記載の保護フィルム、
[5]さらに、粘着剤組成物が架橋剤(B)を含む、上記[1]〜[4]項のいずれかに記載の保護フィルム、
[6]プラスチックフィルムの一方の面に粘着剤層を有し、かつ該粘着剤層の露出面側に離型シートが積層されてなる、上記[1]〜[5]項のいずれかに記載の保護フィルム、
[7]リビングラジカル重合により、重量平均分子量40万〜200万、分子量分布2.5未満である(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を製造し、該共重合体を含有する粘着剤組成物を調製し、プラスチックフィルム上に該粘着剤組成物を塗布することを特徴とする保護フィルムの製造方法、及び
[8](メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中の重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満である上記[7]項に記載の保護フィルムの製造方法、
を提供するものである。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、本発明の保護フィルムにおける粘着剤層を形成する粘着剤組成物において、主剤として含まれる成分であって、以下に示す性状を有する。なお、前記「(メタ)アクリル酸エステル」は、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの両方を指す。他の類似用語も同様である。
(性状)
当該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、重量平均分子量Mwが40万〜200万の範囲にあって、分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比)が2.5未満であることを要する。前記重量平均分子量が40万未満であると、必然的に重量平均分子量10万以下の成分量が増えて、被着体への残渣物の付着を防止することができない。一方200万を超えると粘度増加により塗工面の平滑性が悪化する。また、このような粘度増加を抑えるには大量の溶媒が必要であり、コスト的観点あるいは環境対策上も好ましくない。重量平均分子量が高すぎると、重合進行時の制御が不十分となり、分子量分布が広がってしまう場合がある。
得られる粘着剤の被着体への少ない残渣物、接着耐久性及び塗工適性などを考慮すると、この重量平均分子量は50万〜150万のものが好ましく、85万〜120万のものがより好ましい。
さらに、当該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)においては、その中に含まれる重量平均分子量Mw10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満であることが好ましい。この低分子量成分の割合が5質量%以上であると、このような共重合体を含有する粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を有する保護フィルムを、被着体に該粘着剤層を介して貼付した場合、該被着体への残渣物の付着を十分に低いレベルに抑制できない場合がある。
したがって、前記共重合体(A)のGPC曲線における重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合は3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
なお、上記重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した標準ポリスチレン換算の値である。
リビングラジカル重合により得られた(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)を0.05質量%以上含むことを特徴とする。
前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を配合してなる粘着剤組成物により形成される粘着剤層においては、架橋遅延や離型シートとの重剥離化の問題が見られた。
本発明者らは、当該問題が(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を得る際に使用されるリビングラジカル重合開始剤由来の残渣物(例えば、テルル化合物)が原因と推測し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中に、エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)を0.05質量%以上含ませることにより、上記問題を解決し得る効果を奏することを見出した。さらに当該共重合体(A)は、糊残り防止の観点から、前記単位(a)を0.3質量%以上含むことが特に好ましい。
前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組合わせて用いてもよいが、効果の観点から(メタ)アクリル酸が好適である。
このエチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)の含有量の上限については特に制限はないが、前記共重合体(A)を重合する際に、前記エチレン性不飽和カルボン酸を生成する過程で発生する副生物による影響を抑える観点から、前記単位(a)は10質量%未満であることが好ましい。前記副生物としては、例えば、1分子中にエチレン性二重結合を2個有するカルボン酸無水物等が挙げられ、該カルボン酸無水物を0.5質量%程度含有しても、重合時にゲル化が生じる場合がある。
前記非官能性単量体単位(b)となる、アルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸エステルの例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(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、ミリスチル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記官能性単量体単位(c)となる、(a)以外の反応性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルの例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどのモノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、本発明においては、架橋性などの観点から、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
この場合、共重合体中の架橋点となる4−ヒドロキシブチルアクリレート単位や2−ヒドロキシエチルアクリレート単位の含有量は、0.5〜10質量%程度が好ましい。
また、アクリル酸単位の含有量は、前述したように、架橋遅延と重剥離化を改善する観点から、0.05質量%以上である。
当該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、リビングラジカル重合により重合されてなるものである。リビングラジカル重合はフリーラジカル重合と比較して活性点での反応が非常に緩やかであるという特徴を有する。すなわち、フリーラジカル重合では、活性点での反応が非常に早いために反応性の高い単量体から重合し、その後、反応性の低い単量体が重合するものと考えられている。一方、リビングラジカル重合では、活性点での反応が緩やかであるため、単量体の反応性の影響を受けずに均等に重合が進行し、得られるいずれの共重合体もより均等な組成になるものと考えられる。そのため、リビングラジカル重合で得られる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)はフリーラジカル重合によるものに比べて非官能性単量体単位(b)のみからなる(メタ)アクリル酸エステル系単独重合体の発生割合が圧倒的に少ないものになると考えられる。このため、リビングラジカル重合によって得られる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、分子量の低いものであっても後述の架橋剤(B)により架橋される可能性が非常に高くなる。その結果、リビングラジカル重合により得られた(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を主剤とする粘着剤層は、被着体への残渣物の付着を非常に低いレベルに抑えることができるものと考えられる。
リビングラジカル重合法としては、従来公知の方法、例えば重合制御剤として、原子移動ラジカル重合剤を用いる原子移動ラジカル重合法(ATRP重合法)、可逆付加−開裂連鎖移動剤を用いる可逆付加−開裂連鎖移動による重合法(RAFT重合法)、重合開始剤として有機テルル化合物を用いる重合法などを採用することができる。これらのリビングラジカル重合法の中で、有機テルル化合物を重合開始剤として用いる方法が、分子量の制御性及び水系においても重合が可能であることなどから好ましい。以下に、有機テルル化合物を重合開始剤として用いる方法を示す。
当該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)は、例えば下記一般式(1)で表されるリビングラジカル重合開始剤(以下、有機テルル化合物Iと称することがある。)を用いて、単量体の混合物を重合させることにより製造することができる。
炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等の炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を挙げることができる。アルキル基としては、炭素数1〜4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等、置換アリール基としては置換基を有しているフェニル基、置換基を有しているナフチル基等、芳香族へテロ環基としてはピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。上記置換基を有しているアリール基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、−COR5で示されるカルボニル含有基(R5=炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アリーロキシ基)、スルホニル基、トリフルオロメチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、トリフルオロメチル置換フェニル基が好ましい。また、これら置換基は、1個又は2個置換しているのが好ましく、パラ位もしくはオルト位のものが特に好ましい。
炭素数1〜8のアルキル基としては、上記R1で示したアルキル基と同様のものを挙げることができる。
R4で示される各基は、具体的には次の通りである。
アリール基、置換アリール基、芳香族へテロ環基としては上記R1で示した基と同様のものを挙げることができる。
アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等を挙げることができる。
オキシカルボニル基としては、−COOR6(R6=H、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基)で示される基が好ましく、例えばカルボキシル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペントキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等を挙げることができる。オキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基が好ましい。
有機テルル化合物としては、(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−クロロ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−ヒドロキシ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−メトキシ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−アミノ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−ニトロ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−シアノ−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−メチルカルボニル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−フェニルカルボニル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−メトキシカルボニル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−フェノキシカルボニル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−スルホニル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−トリフルオロメチル−4−(メチルテラニル−メチル)ベンゼン、1−クロロ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−ヒドロキシ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−メトキシ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−アミノ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−ニトロ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−シアノ−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−メチルカルボニル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−フェニルカルボニル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−メトキシカルボニル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−フェノキシカルボニル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−スルホニル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−トリフルオロメチル−4−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン[又は、1−(1−メチルテラニル−エチル)−4−トリフルオロメチルベンゼンという。]、1−(1−メチルテラニル−エチル)−3,5−ビス−トリフルオロメチルベンゼン、1,2,3,4,5−ペンタフルオロ−6−(1−メチルテラニル−エチル)ベンゼン、1−クロロ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−ヒドロキシ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−メトキシ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−アミノ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−ニトロ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−シアノ−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−メチルカルボニル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−フェニルカルボニル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−メトキシカルボニル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−フェノキシカルボニル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−スルホニル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、1−トリフルオロメチル−4−(2−メチルテラニル−プロピル)ベンゼン、2−(メチルテラニル−メチル)ピリジン、2−(1−メチルテラニル−エチル)ピリジン、2−(2−メチルテラニル−プロピル)ピリジン、2−メチル−2−メチルテラニル−プロパナール、3−メチル−3−メチルテラニル−2−ブタノン、2−メチルテラニル−エタン酸メチル、2−メチルテラニル−プロピオン酸メチル、2−メチルテラニル−2−メチルプロピオン酸メチル、2−メチルテラニル−エタン酸エチル、2−メチルテラニル−プロピオン酸エチル、2−メチルテラニル−2−メチルプロピオン酸エチル[又は、エチル−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネートという。]、2−(n−ブチルテラニル)−2−メチルプロピオン酸エチル[エチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート]、2−メチルテラニルアセトニトリル、2−メチルテラニルプロピオニトリル、2−メチル−2−メチルテラニルプロピオニトリル、(フェニルテラニル−メチル)ベンゼン、(1−フェニルテラニル−エチル)ベンゼン、(2−フェニルテラニル−プロピル)ベンゼン等を挙げることができる。
これらの一般式(1)で表される有機テルル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記アゾ系重合開始剤を使用する場合、重合開始剤として用いた式(1)の有機テルル化合物1molに対して好ましくは0.01〜100mol、より好ましくは0.1〜100mol、さらに好ましくは0.1〜5molの割合で使用されることが望ましい。
不活性ガスで置換した容器で、前述した単量体の混合物と一般式(1)で示されるリビングラジカル重合開始剤及び所望によりアゾ系重合開始剤を混合する。このとき、不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を挙げることができる。これらの中で、アルゴン、窒素が好ましく、特に窒素が好ましい。
単量体と一般式(1)で示されるリビングラジカル重合開始剤の使用量としては、得られる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)(以下、リビングラジカル共重合体(A)と称することがある。)の分子量あるいは分子量分布により適宜調節すればよい。好ましい使用量としては、概ね各単量体の分子量に仕込み割合を乗じて得た値の総和を目的とする共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)で割った値(使用量の単位はモル数)であり、場合によりその値の0.3〜3倍程度の量を使用する。
反応終了後、常法により使用溶媒や残存モノマーを減圧下除去したり、沈殿ろ過、再沈殿したり、あるいはカラム分離等をして目的のリビングラジカル共重合体(A)を必要に応じて精製する。このような反応の後処理については、目的物に支障がなければどのような処理方法でも行うことができる。
例えば、当該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)において、その中に含まれる重量平均分子量Mw10万以下の低分子量成分の割合を5質量%未満とするには、下記の分別法を採用することができる。
(成分(A)の分別法)
成分(A)の分別法の具体的方法としては、まず、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、もしくはペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭素数5〜10の脂肪族炭化水素、好ましくはメタノールもしくはヘキサン100質量部中に、成分(A)を、固形分として1〜30質量部程度の割合で加え、室温でかきまぜて沈殿を形成させる。次いで、この沈殿物をデカンテーションなどの方法で固液分離したのち、前記低級アルコールもしくは炭素数5〜10の脂肪族炭化水素で洗浄後、粘着剤組成物に、主剤として含有させる。この分別法により、成分(A)中の重量平均分子量Mw10万以下の低分子量成分の割合を5質量%未満とすることができる。
本発明で用いる一般式(1)で表されるリビングラジカル重合開始剤は、優れた分子量制御及び分子量分布制御を非常に温和な条件下で行うことができる。
本発明で得られるリビングラジカル共重合体からなる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)の分子量は、反応時間、一般式(1)で表されるリビングラジカル重合開始剤(有機テルル化合物)の量により調整可能である。具体的には、分子量を増加させるためには、単量体に対する有機テルル化合物の配合割合を低減し、重合時間を増加させればよい。しかし、これでは分子量の大きい共重合体(A)を得るには長時間を要することになる。そこで、重合時間の低減を図るには、重合温度を高くしたり、前記アゾ系重合開始剤を添加することにより達成することができる。しかしながら、重合温度が高すぎたり、アゾ系重合開始剤の添加量が多すぎると、共重合体(A)の分子量分布を増大させることとなるので、それとの調整が必要である。
このようにして、重量平均分子量が40万〜200万であって、分子量分布(Mw/Mn比)が2.5未満であり、かつ重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を容易に得ることができる。
当該粘着剤組成物においては、架橋剤(B)を含有することができる。この架橋剤(B)としては、イソシアネート系架橋剤(B)が好ましい。
ここで、イソシアネート系架橋剤(B)の例としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロ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などの脂環式ポリイソシアネートなど、及びそれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体(例えば、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート)などを挙げることができる。
本発明においては、この架橋剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、架橋剤の種類にもよるが、前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)100質量部に対し、通常0.01〜20質量部、好ましくは、0.1〜10質量部、特に好ましくは0.5〜5質量部の範囲で選定される。
本発明で用いる粘着剤組成物の調製方法に特に制限はなく、例えば溶媒中に、前述した(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)、好ましくはイソシアネート系架橋剤(B)及び必要に応じて用いられる各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、光拡散剤、光安定剤、シランカップリング剤、レベリング剤、消泡剤などを加え、撹拌混合することにより、当該粘着剤組成物を調製することができる。
前記溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、塩化メチレン、塩化エチレンなどのハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル、エチルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル系溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
この粘着剤組成物の固形分濃度としては、該組成物が塗工に適した粘度であればよく、特に制限はない。
本発明の保護フィルムは、前述した粘着剤組成物により形成された粘着剤層を有するものであって、例えばプラスチックフィルムの一方の面に、前記粘着剤層を有し、かつ該粘着剤層の露出面側に離型シートが積層されてなる構成の積層フィルムが好ましい。
本発明の保護フィルムにおいて、基材として用いられるプラスチックフィルムとしては特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETという場合がある。)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリアミドフィルム、アクリル樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、シクロオレフィン樹脂フィルム等を挙げることができる。なお、保護フィルムを光学用途で使用する場合には、被着体に貼付した状態で検品作業を行ったり、需要者の好みにより保護フィルムを貼付した状態のままその上から視認するような使用がされることもあるので、プラスチックフィルムとしては透明プラスチックフィルムであることが好ましい。
これらのプラスチックフィルムの厚さは特に制限はなく、適宜選定されるが、通常10〜250μm、好ましくは30〜200μmの範囲である。また、このプラスチックフィルムは、その表面に設けられる層との密着性を向上させる目的で、所望により片面又は両面に、酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられ、また、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材フィルムの種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から、好ましく用いられる。また、片面又は両面にプライマー処理を施したものも用いることができる。
本発明の保護フィルムにおいて、前記プラスチックフィルムの一方の面に設けられる粘着剤層は、前述した本発明の粘着剤組成物を、プラスチックフィルムに直接塗布・乾燥して設け、さらにその上に離型シートを積層してもよいし、離型シートの離型処理面に塗布・乾燥して粘着剤層を形成し、この離型シート付き粘着剤層をプラスチックフィルムの一方の面に貼着させてもよい。
粘着剤組成物の塗布方法としては、公知の方法、例えばナイフコート法、ロールコート法、バーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などにより、所定の厚さになるように塗布・乾燥する方法を用いることができる。
粘着剤層の厚さは、通常2〜30μm程度、好ましくは5〜25μmである。
前記の離型シートとしては、例えばグラシン紙、コート紙、ラミネート紙などの紙及び各種プラスチック製フィルムに、シリコーン樹脂などの離型剤を塗布したものなどが挙げられる。プラスチック製フィルムとしては、上記プラスチックフィルムで挙げたものを適宜使用することができる。この離型シートの厚さについては特に制限はないが、通常10〜100μm程度である。
本発明の保護フィルムは、粘着剤層の露出面側に、通常離型シートが積層されてなるものであるが、保護フィルムの用途によっては、離型シートを積層することなく、被着体に保護フィルムを粘着剤層を介して貼合してもよい。
本発明の保護フィルムにおいては、プラスチックフィルムの粘着剤層とは反対側の面に、帯電防止性能及び/又は防汚性能を有するコーティング層を設けることができる。
帯電防止性能を有するコーティング層は、例えば熱可塑性樹脂マトリックス中に、導電性材料が分散してなる塗工液を塗布・乾燥することにより形成することができる。
一方、防汚性能を有するコーティング層は、一般にフッ素系樹脂を含む塗工液を塗布・乾燥することにより形成することができる。
前記各種塗工液の塗布方法としては、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などを用いることができる。
このようにして形成された導電性能を有するコーティング層の厚さは、通常0.05〜1μm程度、好ましくは0.3〜0.7μmであり、防汚性能を有するコーティング層の厚さは、通常1〜10nm程度、好ましくは3〜8nmである。
次に、本発明の保護フィルムの製造方法について説明する。
本発明の保護フィルムの製造方法は、リビングラジカル重合により、重量平均分子量40万〜200万、分子量分布2.5未満である(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を製造し、該共重合体を含有する粘着剤組成物を調製し、プラスチックフィルム上に該粘着剤組成物を塗布することを特徴とする。
前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中の重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合は、5質量%未満であることが好ましい。
なお、各例で得られたアクリレート共重合体について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、並びに重量平均分子量10万以下の低分子量成分の含有量を、下記の方法により求めた。
<GPC法>
測定装置:東ソー社製の高速GPC装置「HLC−8120GPC」に、高速カラム「TSK gurd column HXL−H」、「TSK Gel GMHXL」、「TSK Gel G2000 HXL」(以上、全て東ソー社製)をこの順序で連結して測定した。
カラム温度:40℃、送液速度:1.0mL/分、検出器:示差屈折率計
(1)PMMAに対する粘着力
以下の例で得られた保護フィルムから、25mm幅、100mm長を切り出し、離型シートを剥して試験片とし、PMMA板[三菱レイヨン社製、「アクリライトL001」]を試験板とした。
また、試験片と試験板を貼付後、23℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置したのち、相対湿度50%を維持しながら、さらに1)23℃で1週間放置し、2)23℃で1ヶ月間放置し、または3)40℃で2週間放置し、その後、1)〜3)の工程後のそれぞれの試験片及び試験板を使用してニュートン毎25ミリメートルにて粘着力を測定した。前記条件以外は、JIS Z 0237:2009に準拠して、引張試験機[オリエンテック社製、「テンシロン」]を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。
以下の各例の保護フィルムについて、50mm幅、150mm長のサンプルを切り出し、相対湿度50%下、23℃で1週間放置後又は40℃で2週間放置後、それぞれのサンプルについてSPの剥離力を、引張試験機[オリエンテック社製、「テンシロン」]を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で測定した。
(3)残留パーティクル数試験
実施例あるいは比較例において得られた保護フィルムをクリーンルーム内にて、室温下で、4インチシリコンウエハの鏡面に5kg(49N)ゴムローラーを1往復させることにより貼り付け、60分間放置した後、剥離を行った。このときウエハ上の粒径0.27μm以上の残留異物の数をレーザー表面検査装置[日立電子エンジニアリング社製]により測定した。
金属テルル[Aldrich社製、製品名「Tellurium(−40mesh)」]6.38g(50mmol)をテトラハイドロフラン(THF)50mlに懸濁させ、これにn−ブチルリチウム[Aldrich社製、1.6mol/Lヘキサン溶液]34.4ml(55mmol)を、室温でゆっくり滴下した。この反応溶液を金属テルルが完全に消失するまで撹拌した。この反応溶液に、エチル−2−ブロモ−イソブチレート10.7g(55mmol)を室温で加え、2時間撹拌した。反応終了後、減圧下で溶媒を濃縮し、続いて減圧蒸留して、黄色油状物のエチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート8.98g(収率59.5%)を得た。
(1)リビングラジカル重合によるランダム共重合体からなるアクリル酸エステル系共重合体(A)の製造
単量体としてブチルアクリレート[BA、東京化成社製]と、メチルアクリレート[MA、東京化成社製]と、4−ヒドロキシブチルアクリレート[4HBA、東京化成社製]と、アクリル酸[AA、東京化成社製]とを、質量比76.7:20:3:0.3の割合で用い、以下に示すリビングラジカル重合により、BA/MA/4HBA/AAのランダム共重合体からなるアクリル酸エステル系共重合体(A)を製造した。この共重合体の性状を第1表に示す。
<リビングラジカル重合>
アルゴン置換したグローブボックス内で、合成例1で製造したエチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート68.5μL、ブチルアクリレート(同上)107g、メチルアクリレート(同上)28g、4−ヒドロキシブチルアクリレート(同上)4.2g、アクリル酸(同上)0.42g及び2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)[AIBN;Aldrich社製]4.6mgを60℃で20時間反応させた。
反応終了後、反応器をグローブボックスから取り出し、酢酸エチル500mlに溶解した後、そのポリマー溶液を活性アルミナ[和光純薬工業社製]で作製したカラムに通した。ポリマー溶液の粘度が5000mPa・s(25℃)となるようにトルエンを添加した。得られたポリマーの固形分は15.0質量%であった。
またGPCにより、重量平均分子量103万、分子量分布2.00であった。
上記(1)で製造したランダム共重合体からなるアクリル酸エステル系共重合体(A)100質量部(固形分)と、架橋剤としてイソシアヌレート型HDI[日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートHX」、NCO含量:21.3質量%、固形分100%]2.00質量部を、溶媒であるメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度13質量%の粘着剤組成物を調製した。
プラスチックフィルムとして、厚さ38μmの帯電防止性防汚ポリエチレンテレフタレートフィルム[東レ社製、商品名「PET38SLD52」]の帯電防止・防汚非処理面に、上記(2)で得た粘着剤組成物を、ナイフ式塗工機により、乾燥厚さが5μmになるように塗布したのち、90℃にて1分間加熱乾燥して粘着剤層を形成した。
次いで、厚さ38μmの離型シート[リンテック社製、商品名「SP−PET381031」]の離型処理面に、上記で得られた粘着剤層の露出面側を貼合して、プラスチックフィルム/粘着剤層/離型シートの積層体からなる保護フィルムを作製し、この保護フィルムについて、諸特性を求めた。その結果を第2表に示す。
実施例1と同様にして、表1に示すとおり、実施例1と重量平均分子量、分子量分布、及び重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が異なるランダム共重合体からなるアクリル酸エステル系共重合体(A)を製造し、その100質量部(固形分)と、架橋剤として「コロネートHX」(前出)2.00質量部を、溶媒であるメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度13質量%の粘着剤組成物を調製し、以下実施例1と同様にして、保護フィルムを作製し、諸特性を求めた。その結果を第2表に示す。
実施例1と同様にして、表1に示すとおり、実施例1と重量平均分子量、分子量分布、及び重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合、並びにブチルアクリレート及びアクリル酸の配合割合が異なるランダム共重合体からなるアクリル酸エステル共重合体(A)を製造し、その100質量部(固形分)と、架橋剤として「コロネートHX」(前出)2.00質量部を、溶媒であるメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度13質量%の粘着剤組成物を調製し、以下実施例1と同様にして、保護フィルムを作製し、諸特性を求めた。その結果を第2表に示す。
各単量体を、第1表に示す割合で用い(アクリル酸を含まない。)、実施例1と同様にしてリビングラジカル重合を行い、ランダム共重合体からなる各アクリル酸エステル系共重合体(A)を製造した。この各共重合体の性状を第1表に示す。
次に、各アクリル酸エステル系共重合体(A)を用い、かつ「コロネートHX」(前出)及びDBTDL(前出)を第1表に示す割合で用いて、実施例1と同様にして固形分濃度13質量%の各粘着剤組成物を調製し、さらに各保護フィルムを作製して、諸特性を求めた。その結果を第2表に示す。
(1)フリーラジカル重合によるアクリル酸エステル系共重合体の製造
単量体としてブチルアクリレート(同上)と、メチルアクリレート(同上)と、4−ヒドロキシブチルアクリレート(同上)と、アクリル酸(同上)とを、質量比76.8:20:3:0.2の割合で用い、以下に示すフリーラジカル重合により、BA/MA/4HBA/AAのランダム共重合体からなるアクリル酸エステル系共重合体を製造した。この共重合体の性状を第1表に示す。
<フリーラジカル重合>
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた反応装置に、窒素ガスを封入後、酢酸エチル90質量部、ブチルアクリレート75質量部、メチルアクリレート19.5質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート2.9質量部、アクリル酸0.2質量部、重合開始剤2,2'−アゾビス(イソブチルニトリル)(AIBN)0.2質量部を仕込み、撹拌しながら酢酸エチルの還流温度で7時間反応させた。反応終了後、トルエン95質量部を添加して室温まで冷却した。固形分15質量%であるアクリル酸エステル系共重合体を得た。
以下、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を調製し、さらに保護フィルムを作製した。この保護フィルムの諸特性を第2表に示す。
(1)phr:主剤100質量部に対する質量部
(2)DBTDL:ジブチルスズジラウレート
(3)BA:ブチルアクリレート
(4)MA:メチルアクリレート
(5)4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
(6)AA:アクリル酸
(7)DMAEMA:ジメチルアミノエチルメタクリレート
(8)コロネートHX:日本ポリウレタン工業社製、商品名、イソシアヌレート型HDI、NCO含量:23.1質量%、固形分:100%
(9)LRP:リビングラジカル重合
(10)FRP:フリーラジカル重合
残留パーティクル数試験では、リビングラジカル重合による実施例1〜3の保護フィルムと、比較例1〜3の保護フィルムとで、大きな差は認められないが、フリーラジカル重合による比較例5の保護フィルムにおいては、残留パーティクル数試験による個数は1120個と極めて多い。また、アミンを導入した比較例4の保護フィルムでは経時での粘着力低下が発生する。
Claims (8)
- リビングラジカル重合によって得られた重量平均分子量40万〜200万及び分子量分布2.5未満の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を含む粘着剤組成物により形成された粘着剤層を有する保護フィルムであって、前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)が、エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)を0.05質量%以上含むことを特徴とする保護フィルム。
- エチレン性不飽和カルボン酸由来の単位(a)がアクリル酸単位である請求項1に記載の保護フィルム。
- (メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中の重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満である請求項1又は2に記載の保護フィルム。
- (メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)が、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b)と、(a)以外の反応性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(c)とを、質量比80:20〜99.9:0.1の割合で含むものである請求項1〜3のいずれかに記載の保護フィルム。
- さらに、粘着剤組成物が架橋剤(B)を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の保護フィルム。
- プラスチックフィルムの一方の面に粘着剤層を有し、かつ該粘着剤層の露出面側に離型シートが積層されてなる、請求項1〜5のいずれかに記載の保護フィルム。
- リビングラジカル重合により、重量平均分子量40万〜200万、分子量分布2.5未満である(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)を製造し、該共重合体を含有する粘着剤組成物を調製し、プラスチックフィルム上に該粘着剤組成物を塗布することを特徴とする保護フィルムの製造方法。
- (メタ)アクリル酸エステル系共重合体(A)中の重量平均分子量10万以下の低分子量成分の割合が5質量%未満である請求項7に記載の保護フィルムの製造方法。
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