JP2019510851A - 低い貯蔵弾性率を有するシリコーン基材層を含む光学用シリコーン両面テープ - Google Patents

低い貯蔵弾性率を有するシリコーン基材層を含む光学用シリコーン両面テープ Download PDF

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Abstract

本発明は、光学用シリコーン両面テープに関する。光学用シリコーン両面テープは、低い貯蔵弾性率を有するシリコーン基材層を含む。詳細には、光学用シリコーン両面テープは、多層接着剤層と、多層接着剤層の両面に形成された剥離ライナーと、を含む。多層接着剤層は、シリコーン基材層及びシリコーン基材層の少なくとも片面に形成された感圧性接着剤層を含む。感圧性接着剤層は、シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、低い貯蔵弾性率を有するシリコーン基材層を含む光学用シリコーン両面テープに関する。詳細には、シリコーン基材層、及びシリコーン基材層の片面又は両面に形成された感圧性接着剤層を含む多層接着剤層と、多層接着剤層の両面に形成された剥離ライナーと、を含む光学用シリコーン両面テープに関する。
光学用接着テープは、高温及び低温の両方で粘着性である場合、広い温度範囲で使用することができ、可撓性の製品、曲げられる製品、及び折り畳める製品に適用される。
図1は、従来の光学用アクリル接着テープ1の断面図である。図1に示すように、従来の光学用アクリル接着テープ1は、特定の厚さを有する光学用アクリル接着剤層10と、第1及び第2の剥離ライナー12、14と、からなる。従来の光学用アクリル接着テープ1は、高い弾性率を有し、一定の形態の製品において強い接着力(adhesive strength)及び安定な干渉性を示す。しかしながら、可撓性の製品、曲げられる製品、及び折り畳める製品などの、その形状が変化する製品においては適切な特性を示すことができない。
換言すれば、ポリマー材料の弾性率は低温で急激に変化し、高い弾性率を有する場合、低温では接着性能が失われ、固体としての剛性特性だけが残る。接着性能、すなわち粘弾性を有するためには、使用時にある特定の温度で適切なレベルの弾性率が要求される。したがって、光学用アクリル接着テープを含む従来の光学用有機接着剤は、広い温度範囲で使用することができないため不利である。
一方、シリコーン接着剤では、従来の光学用有機接着剤と比べてより広い温度範囲で安定した弾性率が得られる。しかしながら、接着力は大幅に低下し、接着剤としての機能が劣化するという点で、高温での欠点がある。
韓国特許出願公開第10−1191906号(2012年10月16日公開)は、シリコーン接着剤層が形成された光学用接着剤を開示している。しかしながら、この参考文献の目的は、シリコーン接着剤基材層の両面の粘着性を改質することによって剥離力が異なるように制御することであり、テープの接着力を高めることではない。
本発明は上記課題を解決する。本発明の第1の目的は、広い温度範囲で安定な弾性率を示して接着を維持するようにシリコーン基材層が使用されている両面テープを提供することによって、広い温度範囲で使用されるデバイスにおいて使用することができる、光学用両面テープを提供することである。
加えて、本発明の第2の目的は、低い弾性率を有するシリコーン基材層及びシリコーン基材層の片面若しくは両面に形成された高い弾性率を有する接着剤層を使用することによってテープの全体の弾性率が調節されているか、又は両面の接着力が異なるものになっている、光学用テープを提供することである。
上記の目的(複数可)は、シリコーン基材層、及びシリコーン基材層の片面又は両面に形成された感圧性接着剤層を含む多層接着剤層と、多層接着剤層の両面に形成された剥離ライナーと、を含み、感圧性接着剤層が、シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する、光学用シリコーン両面テープによって達成することができる。
比較的高い弾性率を有する接着剤層が広い温度範囲で低い弾性率を有するシリコーン基材層に積層されているテープを使用することによって、低温でその弾性率が低く維持されつつ、高温で強い接着力が得られる光学用両面テープが提供される。
加えて、テープの両面の接着力が異なるように設計することによって、又は色、香りなどを付加することによって、顧客の多様な要求を満たし、製品の価値を高める。
従来の光学用アクリル接着テープ1の断面図である。 本発明の一実施形態による2層光学用シリコーン両面テープ2の断面図である。 本発明の一実施形態による3層光学用シリコーン両面テープ3の断面図である。 本発明の一実施形態による多層光学用シリコーン両面テープ4の断面図である。
以下、本発明を詳細に記述する。しかしながら、以下の記述は本発明を説明しようとするものであり、本発明の範囲を制限することは決して意味しない。
本発明は、低い貯蔵弾性率を有するシリコーン基材層を含む光学用シリコーン両面テープに関する。詳細には、シリコーン基材層、及びシリコーン基材層の少なくとも片面(又は両面)に形成された感圧性接着剤層を含む多層接着剤層と、多層接着剤層の両面に形成された剥離ライナーと、を含み、感圧性接着剤層が、シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する、光学用シリコーン両面テープに関する。本明細書で使用する場合、「形成された(formed)」、及び「形成している(forming)」という用語は、「配置された(disposed)」及び「配置している(disposing)」とすることもできる。加えて、「多層の」という用語は、2層以上、例えば2層、3層、4層、5層などを意味し得る。
本発明で使用される弾性率値(modulus values)は、全て貯蔵弾性率(G’弾性率)である。本発明において、G’弾性率は、TA InstrumentsのAR−G2レオメータを使用して以下の条件下で測定される。他の類似機器を使用した場合でも同様のデータが得られるであろう。
ディスクの直径8mm
昇温速度−60から120℃まで5℃/分
周波数6.28rad/秒(1Hz)
ひずみ0.05%
試験片の厚さ0.5〜1.0mm
図2は、本発明の一実施形態による2層光学用シリコーン両面テープ2の断面図である。図2に示すように、2層の多層接着剤層は、シリコーン基材層20上に感圧性接着剤層18を形成することによって形成される。感圧性接着剤層18は、シリコーン基材層20の下に形成することができる(図示せず)。本発明の光学用シリコーン両面テープは、多層接着剤層の両面に剥離ライナー12、14を形成することによって提供される。
図3は、本発明の一実施形態による3層光学用シリコーン両面テープ3の断面図である。図3に示すように、3層の多層接着剤層は、シリコーン基材層20の上及び下に第1及び第2の感圧性接着剤層22、24を形成することによって形成される。第1及び第2の感圧性接着剤層22、24は、同じ材料からなって同じ弾性率値を有してもよく、異なる材料からなって異なる弾性率値を有してもよい。本発明の光学用シリコーン両面テープは、多層接着剤層の両面に剥離ライナー12、14を形成することによって提供される。
図4は、本発明の一実施形態による多層光学用シリコーン両面テープ4の断面図である。図4に示すように、3層からなるシリコーン基材層は、第1のシリコーン基材層26の上に第1のシリコーン基材層26とは異なるG’弾性率値を有する第2のシリコーン基材層28、及び第1のシリコーン基材層26の下に第1のシリコーン基材層26とは異なるG’弾性率値を有する第3のシリコーン基材層30を形成することによって形成される。多層接着剤層は、3層シリコーン基材層の上及び下に第1及び第2の感圧性接着剤層22、24を形成することによって形成される。第1及び第2の感圧性接着剤層22、24は、同じ材料からなって同じ弾性率値を有してもよく、異なる材料からなって異なる弾性率値を有してもよい。本発明の光学用シリコーン両面テープは、多層接着剤層の両面に剥離ライナー12、14を形成することによって提供される。
図4の多層光学用シリコーン両面テープ4では、第1の感圧性接着剤層22又は第2の感圧性接着剤層24のいずれか一方を形成することができる。例えば、感圧性接着剤層22、24の一方のみが存在していてもよい(図示せず)。
加えて、2層以上からなるシリコーン基材層の中でも、最低G’弾性率を有する層が第1のシリコーン基材層である場合、第1のシリコーン基材層により近いシリコーン基材層が、第1のシリコーン基材層より高いG’弾性率を有することが好ましい。近さは、それぞれ頂部方向及び底部方向に基づき、第1のシリコーン基材層に近いことを意味し、このことは、頂部方向の層と底部方向の層との間で近さを比較しないことを意味する。
例えば、表1に示すように、弾性率値に応じて様々な配置が可能である。表1において、シリコーン基材層A、シリコーン基材層B、シリコーン基材層C、シリコーン基材層D、及びシリコーン基材層Eを頂部から底部まで順次積層する。
Figure 2019510851
本発明では、シリコーン基材層自体も粘着性及び接着性を有し得るので、シリコーン基材層は感圧性接着剤層として働くことができる。加えて、シリコーン基材層は、外部からの衝撃を緩和することができ、衝撃吸収層として使用することができる。
付加反応型接着剤及び縮合反応型接着剤の両方を本発明のシリコーン基材層として使用することができ、従来の全ての種類のシリコーン基材層を使用することができる。例えば、構成成分及びそれらの比率は、米国特許第5,082,706号、同第6,798,467(B2)号、同第6,703,120(B1)号、同第7,687,591(B2)号、同第7,659,003(B2)号、国際公開第2012/166870(A1)号、欧州特許第0537784(B1)号などに詳細に開示されている。
様々な実施形態において、シリコーン基材層は、−40℃で約0.1〜約5MPa、−20℃で約0.05〜約0.5MPa、0℃で約0.02〜約0.2MPa、及び60℃で約0.01〜約0.1MPaのG’弾性率を有する。上記の温度において、弾性率が前述の上限を超えれば、広い温度範囲で安定した弾性率を有するシリコーン両面テープを製造することができず、弾性率が前述の下限より低ければ、高温での接着力が十分ではない。
加えて、シリコーン基材層の(平均)厚さは通常、約0.01〜約3mm、あるいは約0.02〜約1mm、あるいは約0.03〜約0.15mmである。シリコーン基材層の厚さが前述の下限未満であれば、基材層の強度は弱くなり、厚さが前述の上限を超えれば、打抜きプロセス中に問題となる。
本発明の感圧性接着剤層は、接着力を有するフィルムであり、シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する任意の感圧性接着剤を使用することができる。コーティング厚さは、一般に0.01mm以上であり、アクリル系、ゴム系、ウレタン、シリコーン接着剤などを使用することができる。
本発明で使用することができる感圧性接着剤層は、例えば、韓国特許出願公開第2013−0063939(A)号、同第2014−0014550(A)号、米国特許第4,288,450号、同第8,604,130(B2)号及び韓国特許第1309823(B1)号、同第1127105(B1)号などにおいて開示されている。
様々な実施形態において、感圧性接着剤層は、−40℃で約5〜約1000MPa、−20℃で約0.5〜約500MPa、0℃で約0.2〜約10MPa、及び60℃で約0.02〜約1MPaのG’弾性率を有する。上記の温度において、弾性率が前述の上限を超えれば、接着力が弱くなりすぎて接着剤として機能せず、弾性率が前述の下限より低ければ、高温での接着力が十分ではない。
加えて、感圧性接着剤層の(平均)厚さは通常、約0.005〜約0.03mm、あるいは約0.005〜約0.02mm、あるいは約0.005〜約0.015mmである。感圧性接着剤層の厚さが前述の下限未満であれば、接着力が十分な強さでなく、被覆性(coatability)が低下し、前述の上限を超えれば、シリコーンテープ全体に対する弾性率の影響が大きくなりすぎる。
本発明では、シリコーン基材層及び感圧性接着剤層から剥離可能なものであれば何でも剥離ライナーとして使用することができ、従来の剥離ライナーは全て使用することができる。詳細には、剥離ライナーとして、フルオロシリコーン又はシリコーン剥離ライナーを使用することができる。
加えて、本発明の一実施形態では、異なる弾性率値を有する多層の両面テープを形成することができ、様々な用途に応じて全体の弾性率及び接着力を変更することができる。更に、テープの2つの面の接着力が異なるように設計することによって、又は各層に色、香りなどを付加することによって、様々な機能及び形状を有する両面テープを提供することができる。
本発明のシリコーン両面テープは、広い温度範囲において、一般的なアクリル又は他の有機接着剤より安定な弾性率を示す。
シリコーン接着剤の弾性率は、MQレジンの分子量又は含有量によって容易に制御することができる。例えば、欧州特許第0537784(B1)号などにおいてこれらは詳細に開示されている。
本発明のシリコーン両面テープは、透明性又は半透明性を示し得る。
以下、本発明の光学用シリコーン両面テープ及びその接着性を、以下の実施例及び比較例を参照して詳細に説明する。
実施例1
フルオロシリコーン剥離ライナー上に接着剤をコーティングし硬化させて最終的な厚さを10ミクロンとし、別のフルオロシリコーン剥離ライナー上に別の接着剤をコーティングし硬化させて最終的な厚さを10ミクロンとした。次に、2つの接着剤層の間にシリコーン基材層をコーティング及び硬化させて最終的な厚さを80ミクロンとした。全てを合わせて層を形成し、結果として、透明なシリコーン両面テープの全体の厚さは100ミクロンであった。実験室における硬化条件に関して、気泡形成を防止するために、硬化はそれぞれ70℃及び150℃の2種類の熱源を用いてそれぞれ2.5分間行った。シリコーン基材層と2つの接着剤層とを合わせた後、製品を50℃で3日間エージングして安定した特性を得た。
実施例2〜9
実施例2〜9で使用したシリコーン基材層は実施例1のものと同じであった。しかしながら、実施例1と比較して、接着剤層には異なる種類の接着剤を使用した。すなわち、実施例1、2、4、及び7では異なる接着力を有するシリコーン接着剤を、実施例3、6、及び8では変性アクリル接着剤を、実施例5及び9ではアクリル接着剤を使用した。
T型剥離試験の方法は以下の通りであった:
一方の剥離ライナーを剥離した後、2kgのロールを用いて接着テープを50ミクロンのPETバッキングフィルムに合わせた。次に、反対側の剥離ライナーを剥離し、2kgのロールを用いて50ミクロンのPETバッキングフィルムを接着剤側に合わせた。試験片を1インチの幅に切り取り、30分の滞留時間の後、Lloyd Instrumentsのテクスチャーアナライザ(texture analyzer)で接着力を測定した。ここで、剥離速度は300mm/分に設定した。剥離速度が速くなるにつれて接着力は高まるので、剥離速度は一律に300mm/分に設定した。
比較例1〜8
比較例1〜8において、シリコーン接着剤層をフルオロシリコーン剥離ライナー上にコーティングし硬化させて、最終的な厚さを100ミクロンとした。
硬化条件、T型剥離試験などは、実施例1と同様に行った。
実施例1〜9の本発明の接着剤層と、比較例1〜8のシリコーン接着剤の単層からなる接着剤層とを、下記の表2及び3で比較した。表2及び3において、温度及びTgの値はtanδが最も高いときに基づく。
Figure 2019510851
Figure 2019510851
上記の表2及び3において示したように、低い弾性率を有する単層のシリコーン接着剤製品(比較例1〜8)は、室温(RT)及び高温において、実施例1〜9のものより接着力が概して弱い。単層接着剤製品は、弾性率が低い場合、高温で弱い接着力を示し、高温で強い接着力を有する単層接着剤製品は弾性率が高すぎた。一方、3層で構成される実施例1〜9では、相対的にはるかに高い弾性率又は強い接着力を有する層を薄膜としてコーティングした結果、接着層全体が低い弾性率を維持しつつ強い接着力が得られた。
加えて、表2及び3に示すように、感圧性接着剤としてアクリル及び変性アクリル接着剤などのシリコーン接着剤以外の有機系接着剤を使用する場合であっても、高いG’弾性率又は強い接着力の接着剤を使用すれば、全体としての低い弾性率及び強い接着力を得ることができる。
用語「含んでいる(comprising)」又は「含む(comprise)」は、本明細書においてこれらの最も広い意味で使用され、「含んでいる(including)」、「含む(include)」、「から本質的になる(consist(ing)essentially of)」、及び「からなる(consist(ing)of)」という概念を意味し、包含する。説明的な例を列挙するための「例えば(for example)」、「例えば(e.g.)」、「など(such as)」、及び「を含む(including)」の使用は、列挙された例だけに限定するものではない。したがって、「例えば」又は「など」は、「例えば、...であるがこれらに限定されない」又は「...などであるがこれらに限定されない」を意味し、他の類似した又は等価な例を包含する。本明細書で使用する用語「約(about)」は、機器分析によって測定された数値のわずかな変動、又は試料の取扱いの結果による数値のわずかな変動を、合理的に包含又は記述するためのものである。このようなわずかな変動は、数値の±0〜25、±0〜10、±0〜5、又は±0〜2.5%程度であり得る。更に、用語「約(about)」は、値の範囲に関連する場合は、両方の数値に適用される。また、用語「約(about)」は、明示的に示されていない場合であっても、数値に適用され得る。
概して、本願明細書で使用される、値の範囲における波線「〜」(a hyphen“−”or dash“−”)は、「まで」(to)又は「(...から)...まで(含めて)」(through);「>」は「を超える(above)」又は「より大きい(greater−than)」;「≧」は「少なくとも」(at least)又は「以上」(greater−than or equal to);「<」は「より小さい」(below)又は「未満」(less−than);及び、「≦」は「最大で(at most)」又は「以下(less−than or equel to)」である。前述の特許出願、特許、及び/又は特許出願公開のそれぞれは、個別に、1つ以上の非限定的実施形態においてその全体が参照により本明細書に明示的に援用される。
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記述された明白で特定の化合物、組成物、又は方法に限定されず、化合物、組成物、又は方法は、添付の特許請求の範囲内にある特定の実施形態間で異なってもよいことを理解されたい。様々な実施形態の特定の特徴又は態様を記載するために本明細書が依拠するマーカッシュ群に関し、全ての他のマーカッシュ要素から独立したそれぞれのマーカッシュ群の各要素から、異なる、特別な、及び/又は予期しない結果が得られ得ることを理解されたい。マーカッシュ群の各要素は、個別に及び/又は組み合わせて依拠されることがあり、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に適切な根拠を提供する。
また、本発明の種々の実施態様を記載する際に依存する任意の範囲及び部分範囲が、添付の特許請求の範囲内に個別かつ集合的に入ることも理解されるべきであり、またかかる値が明白に記載されていない場合でも、全体及び/又は部分値を含む全ての範囲を記載し、考慮することが理解される。当業者は、列挙された範囲及び部分範囲が本発明の様々な実施形態を十分に記述しかつ可能にすること、並びにかかる範囲及び部分範囲が、関連する2分の1、3分の1、4分の1、5分の1等まで更に詳述されてよいことを容易に理解する。ほんの一例として、「0.1〜0.9」の範囲は、下の方の3分の1、すなわち、0.1〜0.3、中間の3分の1、すなわち、0.4〜0.6、及び上の方の3分の1、すなわち、0.7〜0.9に更に詳述でき、これらは、個別的かつ集合的に添付の特許請求の範囲内であり、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が個別的及び/又は集合的に依拠することがあり、適切な根拠を提供し得る。加えて、「少なくとも」、「より大きい」、「未満」、及び「以下」などの範囲を定義又は修飾する用語に関して、このような用語は、部分範囲及び/又は上限若しくは下限を含むことを理解されたい。別の例として、「少なくとも10」の範囲は、本質的に、少なくとも10〜35の部分範囲、少なくとも10〜25の部分範囲、25〜35の部分範囲等を含み、各部分範囲は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が個別的及び/又は集合的に依拠することがあり、適切な根拠を提供する。最後に、開示された範囲内の個々の数は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が依拠する場合があり、適切な根拠を提供し得る。例えば、「1〜9の」範囲は、様々な個々の整数、例えば3など、並びに小数点(又は分数)を含む個別の数、例えば4.1などを含み、これは添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が依拠してもよく、適切な根拠を提供する。
本発明は、本明細書に例示的な方法にて記述されており、使用された用語は限定よりもむしろ説明的な言葉の性質を持つことを意図していると理解すべきである。本発明の多くの修正及び変更が上記教示から可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されているものとは別の方法で実施されてもよい。独立請求項及び従属請求項(単一及び多項従属の両方)の全ての組み合わせの主題が、本明細書において明確に想到されている。
参照番号
1:従来の光学用アクリル接着テープ
2:2層光学用シリコーン両面テープ
3:3層光学用シリコーン両面テープ
4:多層光学用シリコーン両面テープ
10:光学用アクリル接着剤層
12:第1の剥離ライナー
14:第2の剥離ライナー
18:感圧性接着剤層
20:シリコーン基材層
22:第1の感圧性接着剤層
24:第2の感圧性接着剤層
26:第1のシリコーン基材層
28:第2のシリコーン基材層
30:第3のシリコーン基材層

Claims (10)

  1. シリコーン基材層、及び
    前記シリコーン基材層の少なくとも片面に形成された感圧性接着剤層
    を含む多層接着剤層と、
    前記多層接着剤層の両面に形成された剥離ライナーと、
    を含み、
    前記感圧性接着剤層が、前記シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する、光学用シリコーン両面テープ。
  2. 前記多層接着剤層が、前記シリコーン基材層と、前記シリコーン基材層より高いG’弾性率を有する前記感圧性接着剤層と、からなる2層接着剤層である、請求項1に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  3. 前記シリコーン基材層が、最低G’弾性率を有するシリコーン基材層と、前記最低弾性率シリコーン基材層より高い弾性率を有する別のシリコーン基材層と、を含み、前記感圧性接着剤層が最高G’弾性率を有する、請求項1に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  4. 前記シリコーン基材層が、−40℃で0.1〜5MPa、−20℃で0.05〜0.5MPa、0℃で0.02〜0.2MPa、及び60℃で0.01〜0.1MPaのG’弾性率を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  5. 前記シリコーン基材層の厚さが0.01〜3mmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  6. 前記感圧性接着剤層が、−40℃で5〜1000MPa、−20℃で0.5〜500MPa、0℃で0.2〜10MPa、及び60℃で0.02〜1MPaのG’弾性率を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  7. 前記感圧性接着剤層の厚さが0.005〜0.03mmである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  8. 前記剥離ライナーが、フルオロシリコーン又はシリコーン剥離ライナーである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  9. 前記シリコーン基材層の両面に感圧性接着剤層が形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープ。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の光学用シリコーン両面テープを含む衝撃吸収層。
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