JP2015093981A - 粘着テープ - Google Patents

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Abstract

【課題】極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、加工が容易な粘着テープを提供する。【解決手段】支持層2と、前記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層3とを有する粘着テープであって、前記支持層の厚みは0.5〜5μm、前記粘着剤層の厚みは20μm以下であり、前記支持層は、常温における引っ張り弾性率が500〜2000MPaかつショアD硬度が55以上である樹脂からなる粘着テープ。【選択図】図2

Description

本発明は、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、加工が容易な粘着テープに関する。
携帯電話、スマートフォン、タブレット等においては、表示パネルを固定するために両面粘着テープが用いられている(例えば、特許文献1)。近年、特に携帯電話、スマートフォン等は軽量化及び小型化が進んでいることから、表示パネルを固定する両面粘着テープには、従来よりも薄い両面粘着テープが要望されている。また、これらの用途では片面粘着テープも用いられており、両面粘着テープと同様に従来よりも薄い片面粘着テープが要望されている。
粘着テープを薄くするためには、基材又は粘着剤層を薄くしなければならない。しかしながら、従来の粘着テープと同様の材料及び製造方法を用いて、より薄い粘着テープを製造すると充分な性能が得られないことがあった。
即ち、単に粘着剤層を薄くすると、接着性が低下し、一方、基材を極限まで薄くして粘着剤層を厚くすると、製造時にシワ等が発生して実用的な製造方法ではなくなるという問題点があった。また、薄い粘着テープを幅の狭い帯に加工しようとすると、粘着テープの帯におけるテープ幅の寸法精度が悪くなることがあり、薄い粘着テープを複雑な形状に加工しようとすると、粘着テープが歪み、寸法精度が悪くなることがあった。また、基材を無くして、粘着剤層のみのテープにすると、粘着テープを加工するときに加工刃に粘着剤が付着し、加工刃の圧力で粘着剤層が押しつぶされ、所定形状に加工できないことがあった。
特開2013−091713号公報
本発明は、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、加工が容易な粘着テープを提供することを目的とする。
本発明は、支持層と、前記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層とを有する粘着テープであって、前記支持層の厚みは0.5〜5μm、前記粘着剤層の厚みは20μm以下であり、前記支持層は、常温における引っ張り弾性率が500〜2000MPaかつショアD硬度が55以上である樹脂からなる粘着テープである。
以下、本発明を詳述する。
本発明者らは、支持層と、前記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層とを有する粘着テープにおいて、前記支持層及び前記粘着剤層の厚みを特定範囲に調整し、更に、前記支持層を構成する樹脂の常温における引っ張り弾性率及びショアD硬度を特定範囲に調整することにより、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、粘着テープを精度よく加工できる、加工が容易な粘着テープを見出した。
本発明の粘着テープは、支持層と、上記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層とを有する。
上記支持層は、常温における引っ張り弾性率が500〜2000MPaかつショアD硬度が55以上である樹脂からなる。このような支持層は、粘着テープの支持層として必要な強度と柔軟性とに優れるものである。従って、このような支持層を有することにより、本発明の粘着テープは、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、幅の狭い帯に加工するときにテープ幅の寸法精度が充分となり、複雑な形状に加工するときにも形状が保たれ、充分な寸法精度が得られる。
なお、上記支持層が無ければ、粘着剤層のみのテープとなり、粘着テープを加工するときに加工刃に粘着剤が付着し、加工刃の圧力で粘着剤層が押しつぶされ、加工精度が悪化しやすい。
上記引っ張り弾性率が500MPa未満であると、上記支持層の強度が低下し、粘着テープを加工するときに加工刃の圧力で粘着テープが変形しやすく、粘着テープの加工が難しくなる。上記引っ張り弾性率が2000MPaを超えると、上記支持層の強度が強くなりすぎ、粘着テープが微細な凹凸の多い部材表面には密着しにくくなって、接着性が低下する。上記引っ張り弾性率の好ましい下限は550MPa、好ましい上限は1800MPaであり、より好ましい下限は600MPa、より好ましい上限は1700MPaである。
なお、常温における引っ張り弾性率は、フィルム状に成形した樹脂に対して、引っ張り試験機(例えば、島津製作所社製のオートグラフ万能試験機AGS−X)を用いて引張速度50mm/minの条件で測定できる。本明細書において常温とは、23±1℃を意味する。また、本明細書において湿度条件を調整する必要が特に無い場合、湿度は50±5%とする。
上記ショアD硬度が55未満であると、上記支持層の強度が低下し、粘着テープを加工するときに加工刃の圧力で粘着テープが変形しやすく、粘着テープの加工が難しくなる。上記ショアD硬度の好ましい下限は60、より好ましい下限は70である。
上記ショアD硬度の上限は特に限定されないが、一般的に入手可能な樹脂の硬度を考慮すると、好ましい上限は90である。
なお、ショアD硬度は、平板状に成形した樹脂に対して、常温においてショアD硬度計(例えば、テクロック社製のタイプDデュロメータGS−702N)を用いて測定できる。
上記支持層を構成する樹脂は、常温における伸びの好ましい下限が3%、好ましい上限が300%である。上記伸びが3%未満であると、粘着テープが微細な凹凸の多い部材表面には密着しにくくなって、接着性が低下することがある。上記伸びが300%を超えると、加工刃で粘着テープを切り取ったときに生じる余分な粘着テープを除去するときに、上記支持層が引っ張られ、上記支持層が伸びて、所定形状に加工された粘着テープの寸法が変わってしまうことがある。これにより、粘着テープの加工精度が悪化することがある。上記伸びのより好ましい下限は3.5%、より好ましい上限は250%である。
なお、常温における伸びは、フィルム状に成形した樹脂に対して、引っ張り試験機(例えば、島津製作所社製のオートグラフ万能試験機AGS−X)を用いて引張速度50mm/minの条件で測定できる。
上記支持層を構成する樹脂は、常温における破断強度が20N/mm以上であることが好ましい。上記破断強度が20N/mm未満であると、上記支持層の強度が低下し、粘着テープを加工するときに上記支持層がちぎれる等の不具合が生じ、粘着テープの加工が難しくなることがある。上記破断強度は25N/mm以上であることがより好ましい。
上記破断強度の上限は特に限定されないが、一般的に入手可能な樹脂の破断強度を考慮すると、好ましい上限は100N/mmである。
なお、常温における破断強度は、フィルム状に成形した樹脂に対して、引っ張り試験機(例えば、島津製作所社製のオートグラフ万能試験機AGS−X)を用いて引張速度50mm/minの条件で測定できる。
上記支持層を構成する樹脂は、常温における引っ張り弾性率、ショアD硬度、更には必要に応じて常温における伸び、常温における破断強度が上記範囲を満たすように選択される必要があり、重量平均分子量5000〜80000及び/又はガラス転移温度(Tg)25〜110℃の樹脂が好ましい。このような樹脂として、例えば、非結晶性ウレタン樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステルウレタン樹脂等が挙げられる。なかでも、非結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
なお、重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography:ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法によりポリスチレン換算分子量として測定された値であり、ガラス転移温度(Tg)は、DSC(Differential scanning calorimetry:示差走査熱量測定)法により測定された値である。
上記非結晶性ウレタン樹脂は特に限定されず、例えば、脂肪族ジイソシアネートと脂肪族ジオールとを反応させたウレタン樹脂や、多官能イソシアネートと脂肪族ジオールとを反応させたウレタン樹脂等が挙げられる。
上記脂肪族ジイソシアネートとして、例えば、ジメチレンジイソシアネート、ジエチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。
上記脂肪族ジオールとして、例えば、エチレンジオール、プロピレンジオール等のポリエチレングリコールが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記非結晶性ポリエステル樹脂は特に限定されず、例えば、脂肪族ジカルボン酸又は脂肪族ジカルボン酸のメチルエステル等と脂肪族ジオールとを反応させたポリエステル樹脂が挙げられる。
上記脂肪族ジカルボン酸として、例えば、フタル酸、アジピン酸等が挙げられる。上記脂肪族ジカルボン酸のメチルエステルとして、例えば、フタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。
上記支持層の厚みは、0.5〜5μmである。上記支持層の厚みが0.5μm未満であると、上記支持層の強度が低下し、粘着テープを加工するときに上記支持層がちぎれる等の不具合が生じ、粘着テープの加工が難しくなる。上記支持層の厚みが5μmを超えると、粘着テープが厚くなりすぎるため、携帯電話、スマートフォン等に用いられる粘着テープには適さなくなる。上記支持層の厚みの好ましい下限は1.0μm、好ましい上限は4.5μmであり、より好ましい下限は2.0μm、より好ましい上限は4.0μmである。
上記支持層を形成する方法として、上記支持層を構成する樹脂を溶剤に溶かした塗工液を調製し、転写フィルムの上にキャスティング法によって厚み0.5〜5μmのキャスティングフィルムを形成する方法が挙げられる。
上記転写フィルムは、離型フィルムであれば特に限定されず、例えば、離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系フィルム等が挙げられる。なかでも、離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム、離型性のあるポリプロピレンフィルムが好ましい。
上記支持層を構成する樹脂を溶かした塗工液に用いる溶剤は、上記樹脂を溶解する溶剤であれば特に限定されず、例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
上記転写フィルムの上にキャスティング法によって厚み0.5〜5μmのキャスティングフィルムを形成する方法は特に限定されないが、上記転写フィルムの上に上記塗工液を塗工した後、上記塗工液を乾燥させる方法が好ましい。より具体的には、例えば、汎用されているキャスティング装置を用いて上記転写フィルムの上に上記塗工液を塗工し、所定厚みの塗工層を形成した後、乾燥炉を通過させることで、所定厚みのキャスティングフィルムを形成することができる。
本発明の粘着テープは、上記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層を有する。
なお、本発明の粘着テープは、上記支持層と、上記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層とを有していれば、上記支持層の片面に上記粘着剤層が形成された片面粘着テープであってもよいし、上記支持層の両面に上記粘着剤層が形成された両面粘着テープであってもよい。
上記粘着剤層を構成する粘着剤は特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂粘着剤、ウレタン樹脂粘着剤、合成ゴム粘着剤、ポリエステル樹脂粘着剤等が挙げられる。
上記粘着剤層の厚みは、20μm以下である。上記粘着剤層の厚みが20μmを超えると、粘着テープが厚くなりすぎるため、携帯電話、スマートフォン等に用いられる粘着テープには適さなくなる。上記粘着剤層の厚みの好ましい上限は18μm、より好ましい上限は16μmである。
上記粘着剤層の厚みの下限は特に限定されないが、好ましい下限は0.5μmである。上記粘着剤層の厚みが0.5μm未満であると、上記粘着剤層の接着性が低下し、携帯電話、スマートフォン等に用いられる粘着テープには適さなくなる。上記粘着剤層の厚みのより好ましい下限は1.0μmである。
上記粘着剤層を形成する方法として、上記支持層の片面又は両面に厚み20μm以下の粘着剤層を形成する方法が好ましい。より具体的には、例えば、上記支持層の一方の表面にキャスティング法等を用いて厚み20μm以下の粘着剤層を形成した後、上記支持層から上記転写フィルムを剥がす方法が挙げられる。
なお、両面粘着テープを製造するには、続けて上記支持層の他方の表面にキャスティング法等を用いて厚み20μm以下の粘着剤層を更に形成する。両面粘着テープを製造する際には、上記支持層の片面にいずれかの粘着剤層を先に形成してもよく、上記支持層の両面に粘着剤層を同時に形成してもよい。また、上記支持層から上記転写フィルムを剥がすタイミングは、特に限定されない。
本発明の粘着テープは、上記支持層がキャスティングフィルムであり、上記支持層の片面又は両面に上記粘着剤層を形成させて得たものであることが好ましい。
本発明の粘着テープは、常温における引っ張り弾性率の好ましい下限が50MPa、好ましい上限が300MPaである。上記引っ張り弾性率が50MPa未満であると、粘着テープを加工するときに加工刃の圧力で粘着テープが変形しやすく、粘着テープの加工が難しくなることがある。上記引っ張り弾性率が300MPaを超えると、粘着テープが微細な凹凸の多い部材表面には密着しにくくなって、接着性が低下することがある。上記引っ張り弾性率のより好ましい下限は55MPa、より好ましい上限は200MPaである。
なお、常温における引っ張り弾性率は、引っ張り試験機(例えば、島津製作所社製のオートグラフ万能試験機AGS−X)を用いて引張速度200mm/minの条件で測定できる。
本発明の粘着テープは、常温における破断強度が1.0N/mm以上であることが好ましい。上記破断強度が1.0N/mm未満であると、粘着テープを加工するときに上記支持層がちぎれる等の不具合が生じ、粘着テープの加工が難しくなることがある。上記破断強度は1.2N/mm以上であることがより好ましい。
上記破断強度の上限は特に限定されないが、好ましい上限は10.5N/mmである。
なお、常温における破断強度は、引っ張り試験機(例えば、島津製作所社製のオートグラフ万能試験機AGS−X)を用いて引張速度200mm/minの条件で測定できる。
本発明の粘着テープの用途は特に限定されないが、本発明の粘着テープは、極めて薄い粘着テープが要望されている用途に適しており、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット等における表示部材用カバーガラス、太陽電池用カバーガラス、プラズマディスプレイ用カバーガラス等を固定する両面粘着テープとして使用することができる。また、本発明の粘着テープは、携帯電話、スマートフォン、タブレット等における電子部品の端子、配線フィルム基板等を固定する片面粘着テープとして使用することもできる。
本発明の粘着テープは、精度よく加工できる、加工が容易な粘着テープであり、幅の狭い帯に加工するときにテープ幅の寸法精度が充分となり、複雑な形状に加工するときにも形状が保たれ、充分な寸法精度が得られる。
本発明によれば、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、加工が容易な粘着テープを提供することができる。
図1(a)は支持層形成工程の一例を示す模式図であり、図1(b)は該支持層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。 図2(a)は粘着剤層形成工程のうち第1粘着剤層形成工程の一例を示す模式図であり、図2(b)は該第1粘着剤層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。 図3(a)は粘着剤層形成工程のうち第2粘着剤層形成工程の一例を示す模式図であり、図3(b)は該第2粘着剤層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。
(実施例1)
<非結晶性ポリエステル樹脂を含む塗工液の調製>
ポリエステル樹脂バイロン20SS(東洋紡社製)100重量部を、トルエン15重量部及びメチルエチルケトン(MEK)15重量部に添加し、塗工液を調製した。なお、使用したポリエステル樹脂の常温における引っ張り弾性率、ショアD硬度、常温における破断強度、常温における伸び、重量平均分子量、Tgを表1に示した。
<支持層形成工程>
得られた塗工液を用いて、支持層形成工程を行った。図1(a)は支持層形成工程の一例を示す模式図であり、図1(b)は該支持層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。
図1(a)に示すように、まず、両面離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)からなるセパレーターとして藤森工業社製50E−8811CTR/No.33(転写フィルム1)の上に塗工液を塗工した後、80℃で加熱する乾燥炉を通過させることで、厚み1μmのキャスティングフィルムである支持層2を形成した。これにより、図1(b)に示すように、転写フィルム1、支持層2がこの順で貼り付けられた積層体を得た。得られた積層体をロール状に巻き取った。
<粘着剤層形成工程>
次いで、粘着剤層形成工程を行った。図2(a)は粘着剤層形成工程のうち第1粘着剤層形成工程の一例を示す模式図であり、図2(b)は該第1粘着剤層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。図3(a)は粘着剤層形成工程のうち第2粘着剤層形成工程の一例を示す模式図であり、図3(b)は該第2粘着剤層形成工程で得られた積層体の一例を示す模式図である。
図2(a)に示すように、セパレーター4(ニッパ社製PET75x1V2、離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型表面に粘着剤塗工液を塗工した後、乾燥炉を通過させることで、厚み15μmの粘着剤層(第1粘着剤層)3を形成した。転写フィルム1、支持層2がこの順で貼り付けられた積層体を巻き戻し、露出した支持層2の表面と粘着剤層(第1粘着剤層)3とを貼り合わせた。これにより、図2(b)に示すように、転写フィルム1、支持層2、粘着剤層3、セパレーター4がこの順で貼り付けられた積層体を得た。得られた積層体をロール状に巻き取った。なお、粘着剤塗工液として、イソシアネート架橋剤を含むアクリル粘着剤(サイデン化学社製、TS糊)の酢酸エチル溶液を用いた。
次いで、図3(a)に示すように、セパレーター5(ニッパ社製PET38x1A3)の離型表面に粘着剤塗工液を塗工した後、乾燥炉を通過させることで、厚み15μmの粘着剤層(第2粘着剤層)3を形成した。転写フィルム1、支持層2、粘着剤層3、セパレーター4がこの順で貼り付けられた積層体を繰り出し巻き戻しつつ転写フィルム1を剥がした後、露出した支持層2の表面と粘着剤層(第2粘着剤層)3とを貼り合わせた。これにより、図3(b)に示すように、セパレーター4、粘着剤層3、支持層2、粘着剤層3、セパレーター5がこの順で貼り付けられた両面粘着テープを得た。得られた両面粘着テープをロール状に巻き取った。なお、粘着剤塗工液として、イソシアネート架橋剤を含むアクリル粘着剤(サイデン化学社製、TS糊)の酢酸エチル溶液を用いた。
<粘着テープの常温における引っ張り弾性率及び破断強度の測定>
得られた両面粘着テープから幅20mm、長さ100mmの試験片を切り出し、試験片の両面のセパレーター4、5を剥がし、引っ張り試験機を用いて引張速度200mm/minで粘着テープの常温(23℃)における引っ張り弾性率及び破断強度を測定した。なお、引っ張り試験機の掴み部分を上下25mm長さとし、チャック間距離を50mmとした。その結果を表1に示した。
<粘着テープの評価>
(1)接着性評価(ピール試験)
得られた両面粘着テープを25mm幅の短冊状に裁断して試験片を作製した。この試験片の片方のセパレーター5を剥がし、30mm幅のPETフィルムを、25mm幅の短冊状に裁断した試験片がPETフィルムの幅方向の中央に位置するように覆って貼り合わせ、試験片の粘着面をPETフィルムで裏打ちした。次いで、試験片のもう一方のセパレーター4を剥がして粘着面を露出させた。この粘着面を鋼板(SUS304)に載せ、PETフィルムで覆われた試験片の上を2kgのゴムローラを300mm/分の速度で一往復させることにより、試験片と鋼板とを貼りつけ、その後23℃で30分静置して試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルについて、JIS Z0237に準じて、剥離速度300mm/分で180°方向及び90°方向の引っ張り試験を行い、粘着力(N/25mm)を測定した。
測定された粘着力を、それぞれ鋼板(SUS板)に対する180°ピール剥離力及び90°ピール剥離力として表1に示した。
(2)加工性評価
アクリル板(幅90mm、長さ130mm、厚み8mm)と、トムソン刃A(外形が幅50mm、長さ90mmの四角形状で中空のもの)と、トムソン刃B(外形が幅54mm、長さ94mmの四角形状で中空のもの)とを用意した。外形が小さいトムソン刃Aを外形が大きいトムソン刃Bの中に納め、それぞれのトムソン刃の間隔が2mmになるようアクリル板中央部に埋め込み、埋め込み深さが5mm、アクリル板から突出しているトムソン刃の刃先の高さが5mmとなるようにアクリル板にトムソン刃を取り付けた。これにより、アクリル板に固定された2つのトムソン刃から形成された加工刃により、両面粘着テープを2mm幅の四角枠状に切断することが可能となった。
ハンドプレス機を用い、得られた両面粘着テープのセパレーター5側から、セパレーター4の約半分深さまで加工刃を切り入れた。加工刃で切断された両面粘着テープの外周部及び中央部の余分な粘着テープを手で剥ぎ取り、2mm幅の四角枠状に加工された両面粘着テープからなる試験片を得た。
四角枠状の試験片における帯のテープ幅の寸法精度を次の方法で評価した。
光学顕微鏡(キーエンス社製、VW−6000)(倍率200倍)を用いて四角枠状の試験片の四辺すべてを観察し、加工刃により設定された2mm幅のテープ幅に対して、5%以上広い又は狭い部分(即ち、両面粘着テープが変形している部分)が観察された場合を不良(×)とし、設定されたテープ幅より広い又は狭い部分はあるが、設定されたテープ幅との差異が5%未満の場合を良好(○)と評価した。
(実施例2〜5、比較例1〜5)
表1に示したようにポリエステル樹脂の種類又は厚み、或いは、粘着剤層の厚みを変更したこと以外は実施例1と同様にして粘着テープを製造し、実施例1と同様にして評価を行った。その結果を表1に示した。
Figure 2015093981
本発明によれば、極めて薄いものでありながら、接着性に優れ、かつ、加工が容易な粘着テープを提供することができる。
1 転写フィルム
2 支持層
3 粘着剤層
4 セパレーター
5 セパレーター

Claims (4)

  1. 支持層と、前記支持層に接する少なくとも1つの粘着剤層とを有する粘着テープであって、
    前記支持層の厚みは0.5〜5μm、前記粘着剤層の厚みは20μm以下であり、
    前記支持層は、常温における引っ張り弾性率が500〜2000MPaかつショアD硬度が55以上である樹脂からなる
    ことを特徴とする粘着テープ。
  2. 支持層を構成する樹脂は、常温における伸びが3〜300%であり、常温における破断強度が20N/mm以上であることを特徴とする請求項1記載の粘着テープ。
  3. 常温における引っ張り弾性率が50〜300MPaであることを特徴とする請求項1又は2記載の粘着テープ。
  4. 支持層がキャスティングフィルムであり、前記支持層の片面又は両面に粘着剤層を形成させて得たことを特徴とする請求項1、2又は3記載の粘着テープ。
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