JP2015523433A - 高温での剥離性に優れた光学用粘着フィルム - Google Patents

Abstract

本発明は、常温で粘着性に優れると共に、高温では剥離力が小さいので、リワーク工程の効率が改善された光学用粘着フィルムに関する。本発明の粘着フィルムを用いてタッチスクリーンパネルとＬＣＤを付着する場合、高温でこれらを分離するとき、タッチスクリーンパネル及びＬＣＤが損傷することなくこれらを分離することができる。また、本発明の光学フィルムは、２つの粘着層を含みながら、前記粘着組成物からなる第１の粘着層で剥離が起こるので、使用者の便宜によって剥離面を制御できるという長所を有する。

Description

本発明は、高温での剥離性に優れた光学用粘着フィルム及びこれを用いたタッチパネルに関する。

スマートフォン、タブレットＰＣなどには、タッチスクリーンとＬＣＤとの間にエアギャップが存在するが、このようなエアギャップによる光の乱反射のため室外での視認性が低下する。そのため、光学用粘着フィルムを用いて前記エアギャップを充填することによって、野外視認性の低下現象を改善することが一般的である。

しかし、タッチスクリーンパネルとＬＣＤを粘着フィルムを用いて付着した後で、不良品が発生する場合が度々ある。この場合、不良品を収去してリワーク工程を行うことになるが、このとき、付着した粘着フィルムがうまく除去されないので、タッチスクリーンパネルとＬＣＤとの分離が容易でないだけでなく、分離されたとしても、分離過程でタッチスクリーンパネルとＬＣＤが損傷する場合が多い。

そのため、粘着性が高いと共に、リワーク工程に適用したときに剥離性に優れる粘着フィルムが要求される。

本発明の目的は、常温で粘着性に優れながらも、高温では粘着力が小さい粘着組成物で形成された粘着層を含む光学用粘着フィルムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、アクリル系粘着組成物からなる第１の粘着層；及び前記第１の粘着層の上部に位置し、前記第１の粘着層をなす粘着組成物に比べて高い粘着力を示す粘着組成物からなる第２の粘着層；を含むことを特徴とする光学用粘着フィルムを提供する。

また、本発明は、前記光学用粘着フィルムを含むタッチパネルを提供する。

本発明の粘着フィルムに適用される粘着組成物は、温度に応じて粘着力が制御され、常温では大きな粘着力を有するが、高温では小さい粘着力を有する。また、本発明の粘着フィルムを用いてタッチスクリーンパネルとＬＣＤを付着する場合、高温でこれらを分離するとき、タッチスクリーンパネル及びＬＣＤが損傷することなくこれらを分離することができる。

そして、本発明の光学フィルムは、２つの粘着層を含みながら、前記粘着組成物からなる第１の粘着層で剥離が起こるので、使用者の便宜によって剥離面を制御できるという長所を有する。

本発明の粘着フィルムを示す図である。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を称する。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る高温で剥離性に優れた粘着組成物を用いて製造された粘着フィルムについて詳細に説明する。

（１）第１の粘着層をなす粘着組成物

１）第１のアクリル系重合体

本発明において、第１のアクリル系重合体は、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ｎ―オクチルアクリレート、ｎ―オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、２―エチルヘキシルアクリレート、２―エチルヘキシルメタクリレート、イソノニルアクリレート、イソノニルメタクリレートまたはこれらの混合物を単量体として含んでもよいが、好ましくは、２―エチルヘキシルアクリレートまたはイソオクチルアクリレートを単量体として含むことが、粘着力を調節するにおいてより有利である。さらに、経済性を考慮すると、本発明の第１のアクリル系重合体としてポリ（２―エチルヘキシルアクリレート）を使用することがより好ましい。本発明のポリ（２―エチルヘキシルアクリレート）は、分子量（Ｍｗ）が５０万〜２００万で、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃〜−７０℃である。

２）第２のアクリル系重合体

本発明において、第２のアクリル系重合体は、粘着剤が被着剤に粘着したときに官能基として作用する。好ましくは、本発明の第２のアクリル系重合体は、アクリル酸を単量体として含む。前記第２のアクリル系重合体は、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して２重量部〜２５重量部で含まれる。第２のアクリル系重合体が２重量部未満で含まれたり、全く含まれない場合、粘着組成物の剥離力が低下し、裁断時に粘着残余物が発生するため裁断特性が低下する。一方、第２のアクリル系重合体が２５重量部を超える場合、裁断特性は向上するが、粘着剤自体が硬化され、被着剤との密着力が低下する。

好ましくは、本発明の第２のアクリル系重合体はポリアクリレートである。本発明のポリアクリレートは、分子量（Ｍｗ）が５０〜２００で、ガラス転移温度（Ｔｇ）が９５℃〜１１５℃である。

３）アミノ結合を有する化合物

本発明のアミノ結合を有する化合物は、アミノ結合を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃〜２００℃、好ましくは１１０℃〜１５０℃である。本発明のアミノ結合を有する化合物は、ガラス転移温度が１００℃〜２００℃であるので、常温では剥離力が大きいが、高温では運動性が高くなって軟化されるので、剥離力が小さくなる。好ましくは、本発明のアミノ結合を有する化合物は、分子量が８０〜１６０である。前記アミノ結合を有する化合物は、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して０.１重量部〜１０重量部で含まれる。前記アミノ結合を有する化合物が０.１重量部未満で含まれたり、全く含まれない場合、化学的結合力が低下し、試片が確実に形成されず、裁断時に粘着残余物が多く発生する。前記化合物が１０重量部を超える場合、過度に硬くなり、常温での剥離力が低下し、使用物性が低下する。

前記アミノ結合を有する化合物は、Ｎ―ビニルピロリドン、アクリロイルモルホリンまたはジメチルアクリルアミドであってもよく、好ましくはアクリロイルモルホリンである。

４）カップリング剤

本発明のカップリング剤は、制限されるものではなく、アクリル系樹脂を用いた粘着組成物に通常的に使用されるカップリング剤であればよい。例えば、本発明のカップリング剤は、シリコン系カップリング剤などであってもよく、例えば、カップリング剤としては、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３―メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、３―イソシアネートプロピルトリエトキシシランまたはγ―アセトアセテートプロピルトリメトキシシランなどの一種または二種以上の混合を使用してもよい。

本発明のカップリング剤は、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して０.０１重量部〜３.０重量部で含まれる。本発明のカップリング剤が０.０１重量部未満で含まれる場合は、カップリングが十分に行われなくなるおそれがあり、カップリング剤の含量が３.０重量部を超える場合は、未反応カップリング剤が不純物として残るおそれがある。

５）光開始剤

本発明で使用可能な光開始剤の種類は、光照射によってラジカルを発生させ、重合反応を開始させ得るものであれば特別に限定されない。本発明で使用可能な光開始剤の具体的な種類としては、ベンゾイン系開始剤、ヒドロキシケトン系開始剤またはアミノケトン系開始剤などを挙げることができ、より具体的には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ―ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、ａ，ａ―メトキシ―ａ―ヒドロキシアセトフェノン、２，２―ジメトキシ―２―フェニルアセトフェノン、２，２―ジエトキシ―２―フェニルアセトフェノン、２―ヒドロキシ―２―メチル―１―フェニルプロパン―１―オン、１―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２―メチル―１―［４―（メチルチオ）フェニル］―２―モルホリノ―プロパン―１―オン、４―（２―ヒドロキシエトキシ）フェニル―２―（ヒドロキシ―２―プロピル）ケトン、ベンゾフェノン、４，４'―ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、２―メチルアントラキノン、２―エチルアントラキノン、２―t―ブチルアントラキノン、２―アミノアントラキノン、２―メチルチオキサントン、２―エチルチオキサントン、２―クロロチオキサントン、２，４―ジメチルチオキサントン、２，４―ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール及びオリゴ［２―ヒドロキシ―２―メチル―１―［４―（１―メチルビニル）フェニル］プロパノン］などを挙げることができ、これに制限されることはなく、本発明では、前記のうち一種または二種以上を使用してもよい。

本明細書で使用される用語である「光照射」は、光開始剤または重合性化合物に影響を与え、重合反応を誘発し得る電磁気波の照射を意味し、前記電磁気波は、マイクロ波、赤外線、紫外線、Ｘ線及びγ線はもちろん、α―粒子線、プロトンビーム、ニュートロンビーム及び電子線などの粒子ビームを総称する意味で使用される。

本発明の光開始剤は、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して０．０１重量部〜３．０重量部で含まれることが好ましい。光開始剤の含量が０．０１重量部未満である場合は、反応時間が長くなるか、反応性が著しく低下する現象が発生する一方、光開始剤含量が３．０重量部を超える場合は、未反応光開始剤が不純物として残るおそれがある。

６）硬化剤

本発明の硬化剤としては、多官能フェノール類、アミン類、イミダゾール化合物、酸無水物、有機リン化合物及びこれらのハロゲン化物、多官能アクリル系、ウレタン系、イソシアネート系、アルコール系、ポリアミド、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素などの公知の硬化剤を制限なく使用できる。

本発明の硬化剤は、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して０．０１重量部〜７．０重量部で含まれることが好ましい。硬化剤の含量が０．０１重量部未満である場合は、硬化反応時間が長くなるか、硬化反応が十分に起こらない一方、硬化剤の含量が７．０重量部を超える場合は、未反応硬化剤が不純物として残ったり、過度に硬直して使用性が低下するおそれがある。

（２）粘着組成物の粘着力（剥離力）

本発明の粘着組成物は、常温では粘着力が相当高い一方、高温では粘着力が相当低い。好ましくは、本発明の粘着組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０ ｍｏｄｉｆｉｅｄ方法で常温（２５℃）で測定したとき、２０００ｇ／ｉｎ〜３５００ｇ／ｉｎの粘着力を有する。常温での粘着力が２０００ｇ／ｉｎ未満の場合は、落下などの衝撃を受けたときに粘着層が剥がれるので、製品に適用しにくい。また、本発明の粘着組成物は、１００℃で測定したとき、５００ｇ／ｉｎ以下の粘着力を有し、好ましくは１００ｇ／ｉｎ〜５００ｇ／ｉｎ、より好ましくは３００ｇ／ｉｎ〜５００ｇ／ｉｎの粘着力を有する。１００℃での粘着力が５００ｇ／ｉｎを超える場合、リワーク作業時に再剥離が容易でない。

前記粘着組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０ ｍｏｄｉｆｉｅｄ方法で測定したとき、１００℃での粘着力と２５℃での粘着力との差が１０００ｇ／ｉｎ〜３０００ｇ／ｉｎで、好ましくは１５００ｇ／ｉｎ〜３０００ｇ／ｉｎで、より好ましくは１８００ｇ／ｉｎ〜３０００ｇ／ｉｎである。

一方、前記粘着組成物は、せん断強度（Ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ：Ｎ／ｉｎ²）が常温（２５℃）では５００Ｎ／ｉｎ²〜１５００Ｎ／ｉｎ²、好ましくは８００Ｎ／ｉｎ²〜１０００Ｎ／ｉｎ²の範囲を示し、１００℃では５Ｎ／ｉｎ²〜２００Ｎ／ｉｎ²、好ましくは１０Ｎ／ｉｎ²〜１００Ｎ／ｉｎ²の範囲を示す。また、前記粘着組成物の分子量（Ｍｗ）は、３０万〜２５０万の範囲に示すことができる。

（３）粘着フィルム

本発明は、前記粘着組成物からなる第１の粘着層１０と、前記第１の粘着層１０の上部に位置し、第１の粘着層に比べて高い粘着力を示す粘着組成物からなる第２の粘着層２０と、前記第１の粘着層の下部及び前記第２の粘着層の上部にそれぞれ位置する剥離ライナー３０、４０とを含む光学用粘着フィルムを提供する（図１）。

前記粘着フィルムは、第１の剥離ライナーに前記で説明した粘着組成物をコーティングして硬化することによって第１の粘着層を形成し、粘着力の高い粘着組成物を上部にコーティングして硬化することによって第２の粘着層を形成した後、これを第２の剥離ライナーに合紙して製造する。

前記第２の粘着層をなす組成物は、前記第１の粘着層をなす粘着組成物に比べて高い粘着力を示し、より具体的に、１００℃で１０００ｇ／ｉｎ〜５０００ｇ／ｉｎ、好ましくは２０００ｇ／ｉｎ〜４０００ｇ／ｉｎの粘着力を示す。前記第２の粘着層は、第１の粘着層に比べて高い粘着力を示して剥離力が弱いので、第１の粘着層で剥離が起こるようになる。

前記第２の粘着層をなす組成物は、前記の限定された粘着力を示すように当業界で知られている方法で容易に製造可能であるが、アクリル系重合体、カップリング剤、光開始剤及び硬化剤を含むことが好ましい。

具体的に、前記第２の粘着層をなす粘着組成物は、第１のアクリル系重合体として、２―エチルヘキシルアクリレート（２―ＥＨＡ）を単量体とした重合体を含んでもよく、第２のアクリル系重合体としては、アクリル酸を単量体とした重合体を前記第１のアクリル系重合体１００重量部に対比して１重量部〜３０重量部を含んでもよい。また、前記第２の粘着層をなす粘着組成物は、カップリング剤０．０１重量部〜３．０重量部、光開始剤０．０１重量部〜３．０重量部、硬化剤０．０１重量部〜７．０重量部を含んでもよい。一方、第１の粘着層をなす粘着組成物とは異なって、第２の粘着層をなす粘着組成物は、アミノ結合を有する化合物を含まないことが好ましい。

一方、前記剥離ライナー３０、４０は、互いに同一または異なる離型力を有し、５ｇ／ｉｎ〜１２０ｇ／ｉｎの離型力を示すことが好ましい。前記範囲未満の離型力を示す場合は、加工時にトンネリング現象が発生するおそれがあり、前記範囲を超える場合は、剥離が難しいので加工性が低下するという問題がある。

前記のように第１の粘着層と第２の粘着層の２層構造からなる場合、単一層からなるフィルムに比べて使用者の便宜によって剥離面を制御できるという長所がある。また、多層の構造を含ませる場合に比べて、フィルムの構造を単純化し、工程を経済的に有利に進めることができ、中間ＰＥＴ層などを排除できるので優れた光学的特性を維持させることができる。

（４）電子機器

本発明の粘着フィルムは、タッチスクリーンパネル及びＬＣＤを含む一般的な電子機器に適用されてもよく、スマートフォンまたはタブレットＰＣなどが電子機器の一例である。

１．第１の粘着層をなす粘着組成物の製造

下記の表１に記載した組成比で各成分を準備し、カップリング剤０．５重量部、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ６５１（チバ・スペシャルティ・ケミカル社製）０．５重量部、及びトルエンジイソシアネート１．０重量部と各成分とを混合して粘着組成物を製造し、これを１００μｍのＰＥＴウェブ上にバーコーティングし、ＵＶを３分間照射することによって硬化した（実施例１―１０、比較例１―５）。

また、第２の粘着層をなす粘着組成物は、ポリ（２―エチルヘキシルアクリレート）１００重量部、ポリアクリル酸１０重量部、カップリング剤０．５重量部、光開始剤０．５重量部及び硬化剤１．０重量部を混合し、第２の粘着組成物を製造した。

２．粘着フィルムの物性評価

＜実験例１＞温度による第１の粘着組成物の粘着力（剥離力）の評価

実施例１―１０及び比較例１―５の温度による粘着力（剥離力）を評価した。粘着力の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０ ｍｏｄｉｆｉｅｄ法によって施行され、バッキングフィルム（Ｂａｃｋｉｎｇ Ｆｉｌｍ）は５０μｍのＰＥＴフィルム（ＳＧ００、ＳＫＣ）とし、高温条件として１００℃のオーブン内で５分間保管した後で測定した。

その結果、実施例１―１０は、常温（２５℃）では粘着力が相当大きかったが、高温では小さい粘着力を有することが確認された。しかし、比較例１―５は、高温では十分に小さい粘着力を示したが、常温での粘着力が過度に小さいので製品に適用しにくいと判断された。特に、ポリアクリレートを含まない比較例３の場合は、官能基の不足によって常温での剥離力が過度に小さいと見なされ、ポリアクリレートまたはアクリロイルモルホリンを過度に多く含む比較例１及び２の場合は、 粘着剤が過度に硬いので、被着体との粘着が確実に行われなかった。

一方、前記第２の粘着組成物の高温（１００℃）での粘着力を前記のように測定し、その結果、１３００ｇ／ｉｎの粘着力を示すことを確認した。

＜実験例２＞光学的特性の評価

光学用粘着剤として使用するために、粘着組成物は、透過率が９７％以上、ヘイズが１．０％以下であることが適当である。そのため、実施例１―１０及び比較例１―５の全光線透過率及びヘイズ値を測定することによって、これらの光学的特性を評価した。これらは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ法で測定した。

全光線透過率は、入射光の直進光線と散乱光線を全て含む全光線透過率を言うが、本発明において、この全光線透過率は、ガラスに透明フィルムを付着した後で測定し、ベースラインをガラスに設定した後、１００％基準の補正データとして下記の式１によって示した。一方、ヘイズ値は、ＨＲ―１００ヘイズメーターで測定し、ＯＣＡ単独で測定した。

［式１］
（ガラス／ＯＣＡ透過率）／ガラス透過率＊１００％

その結果、実施例１―１０では、ＯＣＡフィルムとして適切な光学的特性を有することが確認された（表３）。

＜実験例３＞耐久性の評価

実施例１―１０及び比較例１―５の高温高湿下の耐久性を評価した。具体的には、ガラスに前記透明粘着フィルムを塗布し、粘着フィルムにＩＴＯフィルム（ハンソン産業のＩＴＯ、１８８μｍ）を合紙し、前記温度／湿度条件で一定時間（２４０ｈｒ）保管した後、外観観察を通じて確認した。

その結果、実施例１―１０では、高温高湿条件で十分な耐久性を有することが確認された。しかし、各比較例では、多少の差はあるが、全て浮き上がり現象が観察された（表４）。

１０：第１の粘着層、２０：第２の粘着層、３０：第１の剥離ライナー、４０：第２の剥離ライナー

Claims (14)

1. アクリル系粘着組成物からなる第１の粘着層；及び
   前記第１粘着層の上部に位置し、前記第１の粘着層をなす粘着組成物に比べて高い粘着力を示す粘着組成物からなる第２の粘着層；を含むことを特徴とする光学用粘着フィルム。
2. 前記第１の粘着層をなす粘着組成物は、第１のアクリル系重合体、第２のアクリル系重合体、アミノ結合を有する化合物及び硬化剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
3. 前記第１の粘着層をなす粘着組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０ ｍｏｄｉｆｉｅｄ方法で測定したとき、１００℃での粘着力と２５℃での粘着力との差が１０００ｇ／ｉｎ〜３０００ｇ／ｉｎの範囲に示されることを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
4. 前記第１のアクリル系重合体は、２―エチルヘキシルアクリレートまたはイソオクチルアクリレートを単量体として含むことを特徴とする、請求項２に記載の光学用粘着フィルム。
5. 前記第２のアクリル系重合体は、アクリル酸を単量体として含み、第１のアクリル系重合体１００重量部に対して２重量部〜２５重量部で含まれることを特徴とする、請求項２に記載の光学用粘着フィルム。
6. 前記第１のアクリル系重合体１００重量部に対して、前記アミノ結合を有する化合物は０．５重量部〜１０重量部で含まれることを特徴とする、請求項２に記載の光学用粘着フィルム。
7. 前記アミノ結合を有する化合物は、ガラス転移温度が１００℃〜２００℃であることを特徴とする、請求項２に記載の光学用粘着フィルム。
8. 前記アミノ結合を有する化合物は、分子量が８０〜１６０であることを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
9. 前記第１の粘着層をなす粘着組成物は、カップリング剤及び光開始剤をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の光学用粘着フィルム。
10. 前記第１の粘着層をなす粘着組成物は、１００℃で１００ｇ／ｉｎ〜５００ｇ／ｉｎの粘着力を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
11. 前記第２の粘着層をなす粘着組成物は、１００℃で１０００ｇ／ｉｎ〜５０００ｇ／ｉｎの粘着力を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
12. 前記第２の粘着層をなす粘着組成物は、アクリル系重合体、カップリング剤、光開始剤及び硬化剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
13. 前記第１の粘着層の下部及び前記第２の粘着層の上部にそれぞれ位置する剥離ライナーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学用粘着フィルム。
14. 請求項１〜請求項１３から選ばれたいずれか１項の光学用粘着フィルムを含むことを特徴とするタッチパネル。

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