JP2019131663A - 粘着シート、構成体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔粘着シート〕
本発明の一実施形態に係る粘着シートは、少なくとも粘着剤層を備えており、好ましくは、当該粘着剤層の片面または両面に剥離シートを積層してなる。
図1に示すように、一実施形態に係る粘着シート1は、2枚の剥離シート12a,12bと、それら2枚の剥離シート12a,12bの剥離面と接するように当該2枚の剥離シート12a,12bに挟持された活性エネルギー線硬化性の粘着剤層11とから構成される。なお、本明細書における剥離シートの剥離面とは、剥離シートにおいて剥離性を有する面をいい、剥離処理を施した面および剥離処理を施さなくても剥離性を示す面のいずれをも含むものである。
1−1.粘着剤層
粘着剤層11を構成する粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、分子内に不飽和二重結合を3つ以上有する活性エネルギー線硬化性成分(C1)と、分子内に不飽和二重結合を2つ有する活性エネルギー線硬化性成分(C2)とを含有する粘着性組成物(以下「粘着性組成物P」という場合がある。)を架橋してなる、活性エネルギー線照射前の活性エネルギー線硬化性粘着剤である。この粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が互いに架橋剤(B)を介して架橋されてなる架橋構造と、未反応の活性エネルギー線硬化性成分(C1)と、未反応の活性エネルギー線硬化性成分(C2)とを含有している。これら未反応の活性エネルギー線硬化性成分(C1)および未反応の活性エネルギー線硬化性成分(C2)を含有することで、当該粘着剤は、活性エネルギー線硬化性を有する。すなわち、本実施形態に係る粘着シート1において、粘着剤層11は未硬化の状態にあり、2つの被着体を貼合した後、活性エネルギー線を照射することにより、粘着剤層11は硬化する。
(1−1)(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマーとして、分子内に反応性官能基を有する反応性官能基含有モノマーを含有することが好ましい。この反応性官能基含有モノマーを含有することで、当該反応性官能基含有モノマー由来の反応性官能基を介して、後述する架橋剤(B)と反応し、これにより架橋構造(三次元網目構造)が形成され、所定の凝集力を有する粘着剤が得られる。
以上の窒素原子含有モノマーは、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。
架橋剤(B)は、粘着性組成物Pの加熱により(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を架橋し、三次元網目構造の架橋構造を良好に形成することが可能となる。これにより、所定の凝集力を有する粘着剤が得られ、優れた耐ブリスター性が達成され得る。
粘着性組成物Pは、分子内に不飽和二重結合を3つ以上有する活性エネルギー線硬化性成分(C1)を含有する。この粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤においても、活性エネルギー線硬化性成分(C1)は未反応のまま含まれる。そして、2つの被着体を貼合した粘着剤層11に対して活性エネルギー線を照射したときに、粘着剤中の活性エネルギー線硬化性成分(C1)は、不飽和二重結合の開裂により、C1成分同士で重合し、またはC1成分とC2成分とが重合し、硬化する。
粘着性組成物Pは、分子内に不飽和二重結合を2つ有する活性エネルギー線硬化性成分(C2)を含有する。この粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤においても、活性エネルギー線硬化性成分(C2)は未反応のまま含まれる。そして、2つの被着体を貼合した粘着剤層11に対して活性エネルギー線を照射したときに、粘着剤中の活性エネルギー線硬化性成分(C2)は、不飽和二重結合の開裂により、C2成分同士で重合し、またはC2成分とC1成分とが重合し、硬化する。
活性エネルギー線硬化性の粘着剤を硬化させるのに使用する活性エネルギー線として紫外線を用いる場合には、粘着性組成物Pは、さらに光重合開始剤(D)を含有することが好ましい。このように光重合開始剤(D)を含有することにより、活性エネルギー線硬化性成分(C1)(C2)を効率良く重合させることができ、また重合硬化時間および活性エネルギー線の照射量を少なくすることができる。
粘着性組成物Pは、さらにシランカップリング剤(E)を含有することが好ましい。これにより、被着体がプラスチック板であっても、ガラス部材であっても、当該被着体との密着性が向上し、耐ブリスター性がより優れたものとなる。
粘着性組成物Pには、所望により、アクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘着付与剤、酸化防止剤、光安定剤、軟化剤、充填剤、屈折率調整剤、防錆剤などを添加することができる。なお、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pを構成する添加剤に含まれないものとする。
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、活性エネルギー線硬化性成分(C1)と、活性エネルギー線硬化性成分(C2)とを混合するとともに、所望により、光重合開始剤(D)、シランカップリング剤(E)および添加剤を加えることで製造することができる。
粘着剤層11は、粘着性組成物Pを架橋(熱架橋)してなる活性エネルギー線硬化性の粘着剤から構成される。すなわち、粘着剤層11は、所望の対象物に粘着性組成物Pを塗布した後、当該粘着性組成物Pを架橋させることにより形成される。粘着性組成物Pの架橋は、加熱処理により行うことができる。なお、この加熱処理は、粘着性組成物Pの塗布後の乾燥処理で兼ねることもできる。
粘着剤層11の厚さ(JIS K7130に準じて測定した値)は、下限値として15μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、特に50μm以上であることが好ましい。また、粘着剤層11の厚さは、上限値として400μm以下であることが好ましく、300μm以下であることがより好ましく、特に200μm以下であることが好ましく、さらには100μm以下であることが好ましい。粘着剤層11の厚さが上記の範囲にあると、2つの被着体の収縮率差に伴うずれを硬化後粘着剤層によってより緩和し易くなり、もって反り抑制効果により優れたものとなる。
剥離シート12a,12bは、粘着シート1の使用時まで活性エネルギー線硬化性の粘着剤層11を保護するものであり、粘着シート1(粘着剤層11)を使用するときに剥離される。本実施形態に係る粘着シート1において、剥離シート12a,12bの一方または両方は必ずしも必要なものではない。
粘着シート1の一製造例としては、一方の剥離シート12a(または12b)の剥離面に、上記粘着性組成物Pの塗布溶液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成した後、その塗布層に他方の剥離シート12b(または12a)の剥離面を重ね合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記塗布層が活性エネルギー線硬化性の粘着剤層11となる。これにより、上記粘着シート1が得られる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
(1)ゲル分率
粘着剤層11を構成する活性エネルギー線硬化性の粘着剤(活性エネルギー線照射前)のゲル分率は、下限値として30%以上であることが好ましく、特に40%以上であることがより好ましく、さらには45%以上であることが好ましい。上記粘着剤のゲル分率の下限値が上記であると、当該粘着剤は所定の凝集力を有することとなり、粘着シート1を裁断加工等する際に刃に粘着剤が付着したり、保管時等に粘着剤層11から粘着剤が染み出すことが効果的に抑制される。また、上記粘着剤のゲル分率は、上限値として70%以下であることが好ましく、特に65%以下であることが好ましく、さらには60%以下であることが好ましい。上記粘着剤のゲル分率の上限値が上記であると、活性エネルギー線照射後の硬化後粘着剤が硬くなり過ぎず、硬化後粘着剤層の反り抑制効果がより優れたものとなる。この活性エネルギー線硬化性の粘着剤のゲル分率の測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
本実施形態に係る粘着シート1における粘着剤層11(活性エネルギー線照射前)のソーダライムガラスに対する粘着力は、下限値として20N/25mm以上であることが好ましく、特に30N/25mm以上であることが好ましく、さらには35N/25mm以上であることが好ましい。粘着シート1の粘着力の下限値が上記であると、良好なハンドリング性が得られ、また、活性エネルギー線硬化後の耐ブリスター性がより優れたものとなる。一方、上記粘着力の上限値は、リワーク性の観点から、50N/25mm以下であることが好ましく、45N/25mm以下であることがより好ましく、43N/25mm以下であることが特に好ましい。なお、上記粘着力は、基本的にはJIS Z0237:2009に準じた180度引き剥がし法により測定した粘着力をいい、具体的な試験方法は、後述する試験例に示す通りである。
本発明の一実施形態に係る構成体は、一の表示体構成部材と、他の表示体構成部材と、一の表示体構成部材と他の表示体構成部材とを互いに貼合する硬化後粘着剤層とを備えた構成体である。本実施形態に係る構成体は、表示体を構成する一部材であってもよいし、表示体そのものであってもよい。
図2に示すように、本発明の一実施形態に係る構成体2は、第1の表示体構成部材21(一の表示体構成部材)と、第2の表示体構成部材22(他の表示体構成部材)と、それらの間に位置し、第1の表示体構成部材21および第2の表示体構成部材22を互いに貼合する硬化後粘着剤層11’とを備えて構成される。本実施形態に係る構成体2では、第1の表示体構成部材21は、硬化後粘着剤層11’側の面に段差を有しており、具体的には、印刷層3による段差を有しているが、これに限定されるものではない。
1.(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の調製
アクリル酸2−エチルヘキシル65質量部、アクリル酸イソボルニル15質量部、N−アクリロイルモルホリン5質量部、およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部を溶液重合法により共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を調製した。この(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量を後述する方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)50万であった。
上記工程1で得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部(固形分換算値;以下同じ)と、架橋剤(B)としての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(トーヨーケム社製,製品名「BHS8515」)0.15質量部と、活性エネルギー線硬化性成分(C1)としてのε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート(新中村化学社製,製品名「NKエステル A−9300−1CL」)2質量部と、活性エネルギー線硬化性成分(C2)としてのトリシクロデカンジメタノールジアクリレート2質量部と、光重合開始剤(D)としての2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(D1)0.4質量部と、シランカップリング剤(E)としてのN−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.25質量部とを混合し、十分に撹拌して、メチルエチルケトンで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
[(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)]
2EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル
IBXA:アクリル酸イソボルニル
ACMO:N−アクリロイルモルホリン
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
BA:アクリル酸n−ブチル
[活性エネルギー線硬化性成分(C1)]
ヌレート系:ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート(新中村化学社製,製品名「NKエステル A−9300−1CL」)
[活性エネルギー線硬化性成分(C2)]
シクロデカン系:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
エチレングリコール系:ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート(新中村化学社製,製品名「NKエステル A−9G」,ポリエチレングリコールの重量平均分子量:400)
[光重合開始剤(D)]
D1:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
D2:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンとの1:1(質量比)混合物(BASF社製,製品名「OMNIRAD 500」)
上記工程2で得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した重剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP−PET752150」)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布したのち、80℃で1分間、次いで110℃で1分間加熱処理して塗布層(厚さ:50μm)を形成した。得られた塗布層付きの重剥離型剥離シートにおける塗布層側の面と、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した軽剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP−PET381130」)の剥離処理面を貼合し、23℃、50%RHの条件下で7日間養生することにより、重剥離型剥離シート/活性エネルギー線硬化性の粘着剤層(厚さ:50μm)/軽剥離型剥離シートの構成からなる粘着シートを作製した。
上記工程3で得られた粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した活性エネルギー線硬化性の粘着剤層を、ポリカーボネート樹脂板にポリメタクリル酸メチル樹脂層を積層したプラスチック板(三菱ガス化学社製,製品名「ユーピロン・シート MR58U」,厚さ:1mm,線膨脹係数:70×10−6/℃)のポリカーボネート樹脂板側の面に貼合して、粘着剤層付きプラスチック板を得た。
・高圧水銀ランプ使用
・照度200mW/cm2,光量1000mJ/cm2
・UV照度・光量計はアイグラフィックス社製「UVPF−A1」を使用
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を構成する各モノマーの種類および割合、活性エネルギー線硬化性成分(C1)の種類および配合量、活性エネルギー線硬化性成分(C2)の種類および配合量、ならびに光重合開始剤(D)の種類および配合量を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着シートおよび構成体を製造した。
<測定条件>
・GPC測定装置:東ソー社製,HLC−8020
・GPCカラム(以下の順に通過):東ソー社製
TSK guard column HXL−H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒:テトラヒドロフラン
・測定温度:40℃
実施例および比較例で得られた粘着シートを80mm×80mmのサイズに裁断して、その粘着剤層をポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み、その質量を精密天秤にて秤量し、上記メッシュ単独の質量を差し引くことにより、粘着剤のみの質量を算出した。このときの質量をM1とする。
・高圧水銀ランプ使用
・照度200mW/cm2,光量1000mJ/cm2
・UV照度・光量計はアイグラフィックス社製「UVPF−A1」を使用
実施例および比較例で得られた粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、易接着層を有するポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡社製,製品名「PET A4300」,厚さ:100μm)の易接着層に貼合し、剥離シート/粘着剤層/PETフィルムの積層体を得た。得られた積層体を25mm幅、100mm長に裁断した。
実施例および比較例で得られた構成体を、105℃、ドライの高温条件下にて72時間保管した。次いで、当該構成体を、プラスチック板側を上にして水平な台の上に置き、常圧、23℃、50%RHにて24時間放置した。
◎:反り量の合計が15mm以下
○:反り量の合計が15mm超、20mm以下
×:反り量の合計が20mm超
なお、比較例3の構成体については、端部に浮きが観察されたため、反り量の測定は不能であった。
実施例および比較例で製造した構成体を、それぞれ10サンプルずつ用意した。各サンプルについて、85℃、85%RHの高温高湿条件下にて72時間保管した。そして、硬化後粘着剤層と被着体(プラスチック板,ガラス板)との界面における状態を目視により確認し、以下の基準により耐ブリスター性を評価した。結果を表2に示す。
◎…10サンプル中10サンプル全てにおいて、気泡や浮き・剥がれがなかった。
〇…10サンプル中9〜7サンプルにおいて、気泡や浮き・剥がれがなかった。
△…10サンプル中6〜1サンプルにおいて、気泡や浮き・剥がれがなかった。
×…10サンプル全てにおいて、浮き・剥がれが発生した。
ガラス板(NSGプレシジョン社製,製品名「コーニングガラス イーグルXG」,縦90mm×横50mm×厚み0.5mm)の表面に、紫外線硬化型インク(帝国インキ社製,製品名「POS−911墨」)を所定の厚さで額縁状(外形:縦90mm×横50mm,幅5mm)にスクリーン印刷した。次いで、紫外線を照射(80W/cm2,メタルハライドランプ2灯,ランプ高さ15cm,ベルトスピード10〜15m/分)して、印刷した上記紫外線硬化型インクを硬化させ、印刷による段差(段差の高さ:10μmまたは20μm)を有する段差付ガラス板を作製した。
◎…印刷段差20μmで気泡や浮き・剥がれがなかった。
〇…印刷段差20μmで気泡が発生したが、印刷段差10μmでは気泡や浮き・剥がれがなかった。
×…印刷段差10μmで気泡や浮き・剥がれが発生した。
実施例および比較例で得られた粘着シートの軽剥離型剥離シート上に、実施例で使用したのと同じプラスチック板を重ね置いた。そして、プラスチック板越しに、試験例1と同様の条件で紫外線を照射し、活性エネルギー線硬化性の粘着剤層を硬化させて硬化後粘着剤層とした。この硬化後粘着剤層について、ヘーズメーター(日本電色工業社製,NDH2000)を用いて、JIS K7361:2000に準じてヘーズ値(%)を測定した。その結果から、以下の基準に基づいて、ヘーズ値を評価した。結果を表2に示す。
○:ヘーズ値が0.5%未満
△:ヘーズ値が0.5〜1%
×:ヘーズ値が1%超
試験例6と同様にして得た硬化後粘着剤層について、ヘーズメーター(日本電色工業社製,NDH−2000)を用いて、JIS K7361−1:1997に準じて全光線透過率(%)を測定した。その結果から、以下の基準に基づいて、全光線透過率を評価した。結果を表2に示す。
〇:全光線透過率が99%超
×:全光線透過率が99%以下
11…粘着剤層
12a,12b…剥離シート
2…構成体
11’…硬化後粘着剤層
21…第1の表示体構成部材
22…第2の表示体構成部材
3…印刷層
Claims (13)
- 少なくとも粘着剤層を備えた粘着シートであって、
前記粘着剤層を構成する粘着剤が、
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、
架橋剤(B)と、
分子内に不飽和二重結合を3つ以上有する活性エネルギー線硬化性成分(C1)と、
分子内に不飽和二重結合を2つ有する活性エネルギー線硬化性成分(C2)と
を含有する粘着性組成物から得られ、
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が互いに前記架橋剤(B)を介して架橋されてなる架橋構造と、未反応の前記活性エネルギー線硬化性成分(C1)と、未反応の前記活性エネルギー線硬化性成分(C2)とを含有している、活性エネルギー線照射前の活性エネルギー線硬化性粘着剤である
ことを特徴とする粘着シート。 - 前記活性エネルギー線硬化性成分(C2)が、脂環式構造を有することを特徴とする請求項1に記載の粘着シート。
- 前記粘着性組成物中における前記活性エネルギー線硬化性成分(C1)の含有量が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.1質量部以上、10質量部以下であり、
前記粘着性組成物中における前記活性エネルギー線硬化性成分(C2)の含有量が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.1質量部以上、10質量部以下である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の粘着シート。 - 前記粘着性組成物中における前記活性エネルギー線硬化性成分(C1)の含有量と前記活性エネルギー線硬化性成分(C2)の含有量との質量比が、10:90〜90:10であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層のソーダライムガラスに対する粘着力が、20N/25mm以上、50N/25mm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 一の表示体構成部材と、他の表示体構成部材とを貼合するのに使用されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記一の表示体構成部材および前記他の表示体構成部材が、互いに線膨張係数が異なる材料からなることを特徴とする請求項6に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤のゲル分率が、30%以上、70%以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 2枚の剥離シートと、
前記2枚の剥離シートの剥離面と接するように前記剥離シートに挟持された前記粘着剤層と
を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の粘着シート。 - 一の表示体構成部材と、
他の表示体構成部材と、
前記一の表示体構成部材と前記他の表示体構成部材とを互いに貼合する硬化後粘着剤層と
を備えた構成体であって、
前記硬化後粘着剤層が、請求項1〜9のいずれか一項に記載の粘着シートの前記粘着剤層を活性エネルギー線硬化させてなる硬化後粘着剤層である
ことを特徴とする構成体。 - 前記硬化後粘着剤層のソーダライムガラスに対する粘着力が、25N/25mm以上、70N/25mm以下であることを特徴とする請求項10に記載の構成体。
- 前記硬化後粘着剤層を構成する硬化後粘着剤のゲル分率が、35%以上、85%以下であることを特徴とする請求項10または11に記載の構成体。
- 一の表示体構成部材と他の表示体構成部材とを、請求項1〜9のいずれか一項に記載の粘着シートの粘着剤層を介して貼合してなる積層体を作製し、
前記積層体の前記粘着剤層に対して活性エネルギー線を照射し、前記粘着剤層を硬化させて硬化後粘着剤層とする
ことを特徴とする構成体の製造方法。
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