JP2020050711A - 電子機器用粘着シート - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、製品として実際に提供される本発明の粘着シートのサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
(バイオマス炭素比)
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層のバイオマス炭素比(バイオベース度をもいう。)が50%以上であることによって特徴づけられる。粘着剤層のバイオマス炭素比が高いことは、石油等に代表される化石資源系材料の使用量が少ないことを意味する。かかる観点において、粘着剤層のバイオマス炭素比は高いほど好ましいといえる。例えば、粘着剤層のバイオマス炭素比は、60%以上であってもよく、70%以上でもよく、75%以上でもよく、80%以上でもよい。バイオマス炭素比の上限は定義上100%であるが、ここに開示される粘着剤層では、粘着剤のベースポリマーがアクリル系モノマー由来の繰返し単位を含むため、典型的にはバイオマス炭素比が100%未満である。電子機器用途に適した性能(例えば、せん断接着力)を得やすくする観点から、いくつかの態様において、粘着剤層のバイオマス炭素比は、例えば95%以下であってよく、より粘着性能が重視される場合には90%以下でもよく、85%以下でもよい。なお、一般的なアクリル系粘着剤のバイオベース度は0〜30%程度であり、高くても40%未満である。
ここに開示される粘着シートは、天然ゴムベースの粘着剤から構成された粘着剤層を備える。天然ゴムベースの粘着剤とは、該粘着剤のベースポリマーのうち50重量%超が、天然ゴムおよび変性天然ゴム(以下、天然ゴム系ポリマーともいう。)から選択される一種または二種以上のポリマーである粘着剤をいう。粘着剤のベースポリマーとは、該粘着剤に含まれるゴム状ポリマーをいう。上記ゴム状ポリマーとは、室温付近の温度域においてゴム弾性を示すポリマーをいう。上記粘着剤のベースポリマーは、天然ゴム系ポリマーに加えて、天然ゴム系ポリマー以外のポリマーを副成分として含み得る。天然ゴム系ポリマー以外のポリマーの例としては、粘着剤の分野において公知のアクリル系ポリマー、合成ゴム系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、フッ素系ポリマー等が挙げられる。
ここに開示される粘着シートの粘着剤層には、架橋剤が用いられていることが好ましい。架橋剤は、粘着剤の凝集力を高めるために役立ち得る。このことによってせん断接着力を効果的に向上させることができる。架橋剤は、粘着剤の分野において公知の各種架橋剤から選択することができる。かかる架橋剤の例としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、アミン系架橋剤等が挙げられる。架橋剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
ここに開示される技術における粘着剤は、粘着付与剤(典型的には粘着付与樹脂)を含む組成であり得る。粘着付与剤の使用により、粘着シートの性能(例えば、せん断接着力および剥離強度の一方または両方)を向上させ得る。粘着付与剤としては、特に制限されないが、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、炭化水素系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂等の各種粘着付与樹脂を用いることができる。このような粘着付与剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用することができる。
脂肪族系炭化水素樹脂としては、炭素原子数4〜5程度のオレフィンおよびジエンから選択される一種または二種以上の脂肪族炭化水素の重合体等が例示される。上記オレフィンの例としては、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン等が挙げられる。上記ジエンの例としては、ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン等が挙げられる。
芳香族系炭化水素樹脂の例としては、炭素原子数8〜10程度のビニル基含有芳香族系炭化水素(スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、インデン、メチルインデン等)の重合体等が挙げられる。脂肪族系環状炭化水素樹脂の例としては、いわゆる「C4石油留分」や「C5石油留分」を環化二量体化した後に重合させた脂環式炭化水素系樹脂;環状ジエン化合物(シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジペンテン等)の重合体またはその水素添加物;芳香族系炭化水素樹脂または脂肪族・芳香族系石油樹脂の芳香環を水素添加した脂環式炭化水素系樹脂;等が挙げられる。
粘着剤層は、必要に応じて、レベリング剤、可塑剤、フィラー、着色剤(顔料、染料等)、帯電防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の、粘着剤組成物の分野において一般的な各種の添加剤を含み得る。このような各種添加剤については、従来公知のものを常法により使用することができる。
架橋反応の促進、製造効率向上等の観点から、粘着剤組成物の乾燥は加熱下で行うことが好ましい。乾燥温度は、例えば40〜150℃程度とすることができ、通常は60〜130℃程度とすることが好ましい。粘着剤組成物を乾燥させた後、さらに、粘着剤層内における成分移行の調整、架橋反応の進行、基材や粘着剤層内に存在し得る歪の緩和等を目的としてエージングを行ってもよい。
ここに開示される粘着シートは、基材の片面または両面に粘着剤層を備える基材付き粘着シートの形態であり得る。基材としては、各種のシート状基材を用いることができ、例えば樹脂フィルム、紙、布、ゴムシート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体等を用いることができる。電子機器用の分野においては、塵埃(例えば紙粉等の、微小な繊維または粒子)の発生源となりにくい基材が好ましく用いられ得る。かかる観点から、紙や布等の繊維状物を含まない基材が好ましく、例えば樹脂フィルム、ゴムシート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体等を好ましく使用し得る。
ここに開示される粘着シート(粘着剤層を含み、基材付き粘着シートではさらに基材を含むが、剥離ライナーは含まない。)の厚さ(総厚)は、特に限定されず、例えば凡そ2μm〜1000μmの範囲とすることができる。いくつかの態様において、粘着シートの厚さは、粘着特性等を考慮して、5μm〜500μm(例えば10μm〜300μm、典型的には15μm〜200μm)程度とすることが好ましい。あるいは、薄型化を重視するいくつかの態様において、粘着シートの厚さは、100μm以下(例えば5μm〜100μm)であってよく、70μm以下(例えば5μm〜70μm)でもよく、45μm以下(例えば5μm〜45μm)でもよい。
なお、粘着剤層からなる基材レス粘着シートでは、該粘着剤層のバイオマス炭素比と粘着シート全体のバイオマス炭素比とは一致する。したがって、ここに開示される粘着シートが基材レス粘着シートである場合、該基材レス粘着シートのバイオマス炭素比は50%以上であり、典型的には50%以上100%未満である。
なお、測定にあたっては、必要に応じて(例えば、基材レス両面粘着シートの場合、基材付き粘着シートであって基材が変形しやすい場合等)、測定対象の粘着シートに適切な裏打ち材を貼り付けて補強することができる。裏打ち材としては、例えば厚さ25μm程度のPETフィルムを用いることができ、後述の実施例ではこの裏打ち材を使用した。
ここに開示される粘着シートは、電子機器を構成する部材に貼り付けられる態様で、例えば部材の固定、接合、補強等の目的で使用することができる。ここに開示される粘着シートは、典型的には両面粘着シートの形態で、部材を固定または接合する用途に好ましく利用され得る。かかる用途では、粘着シートが良好なせん断接着力を示すことが特に有意義である。上記両面粘着シートは、基材レスでもよく、基材付きでもよい。薄型化の観点から、一態様において、基材レスの両面粘着シートまたは薄手の基材を用いた基材付き両面粘着シートの形態が好ましく採用され得る。上記薄手の基材としては、厚さが10μm以下(例えば5μm未満)の基材が好ましく用いられ得る。
(1) 電子機器用粘着シートであって、
天然ゴムベースの粘着剤から構成された粘着剤層を備え、
上記粘着剤のベースポリマーを構成する全繰返し単位の20重量%以上(典型的には20重量%以上70重量%以下)はアクリル系モノマーに由来し、
上記粘着剤層に含まれる全炭素の50%以上(典型的には50%以上100%未満)はバイオマス由来の炭素であり、
せん断接着力が1.8MPa以上(例えば、1.8MPa以上20MPa以下)である、電子機器用粘着シート。
(2) 上記粘着剤層は植物由来の粘着付与剤(植物性粘着付与剤)を含む、上記(1)に記載の粘着シート。
(3) 上記植物性粘着付与剤の含有量は、上記ベースポリマー100重量部に対して30重量部以上(典型的には、30重量部以上100重量部以下)である、上記(2)に記載の粘着シート。
(4) 上記植物性粘着付与剤は、テルペン系樹脂および変性テルペン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む、上記(2)または(3)に記載の粘着シート。
(5) 上記粘着剤層は架橋剤を含み、
上記架橋剤は非イオウ含有架橋剤から選択される、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の粘着シート。
(6) 上記架橋剤はイソシアネート系架橋剤を含む、上記(5)に記載の粘着シート。
(7) 上記粘着剤層は、上記ベースポリマー100重量部に対するフィラーの含有量が10重量部未満(典型的には、0重量部以上10重量部未満)である、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の粘着シート。
(8) 上記粘着剤層の厚さが15μm以上(典型的には、15μm以上500μm以下)である、上記(1)〜(7)に記載の粘着シート。
(9) ステンレス鋼板に対する剥離強度が5N/20mm以上(例えば、5N/20mm以上50N/20mm以下)である、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の粘着シート。
(10) 両面接着性の粘着シートとして構成されている、上記(1)〜(9)のいずれかに記載の粘着シート。
(12) 上記アクリル変性天然ゴムは、メタクリル酸メチルがグラフト重合された天然ゴムである、上記(11)に記載の粘着シート。
(13) 上記アクリル変性天然ゴム全体の重量のうちアクリル系モノマー由来の繰返し単位の重量の占める割合は、1重量%以上80重量%未満である、上記(11)または(12)に記載の粘着シート。
(14) 上記粘着剤層からなる基材レスの両面粘着シートとして構成されている、上記(1)〜(13)のいずれかに記載の粘着シート。
(15) 上記粘着剤層を支持する基材を備えた基材付き両面粘着シートとして構成されている、上記(1)〜(14)のいずれかに記載の粘着シート。
(16) 上記基材が樹脂フィルムである、上記(15)に記載の粘着シート。
(17) 上記基材に含まれる全炭素の20%以上(典型的には20%以上100%以下)はバイオマス由来の炭素である、上記(15)または(16)に記載の粘着シート。
(18) 上記粘着シートに含まれる全炭素の50%以上がバイオマス由来の炭素である、上記(1)〜(17)のいずれかに記載の粘着シート。
(19) ハロゲンフリーである、上記(1)〜(18)のいずれかに記載の粘着シート。
(20) 電子機器の部材を固定するために用いられる、上記(1)〜(19)のいずれかに記載の粘着シート。
(アクリル変性天然ゴムA)
天然ゴム(RSS1級、素練り後;以下、天然ゴムNR−1ともいう。)49部を含むトルエン溶液に、メタクリル酸メチル(MMA)36部および過酸化物系開始剤0.4部を加えて溶液重合を行うことにより、天然ゴムにMMAがグラフトしたアクリル変性天然ゴムA(変性ゴムA)をトルエン溶液として得た。過酸化物系開始剤としては、BPO(日本油脂製、ナイパーBW)とジラウロイルパーオキサイド(日本油脂製、パーロイルL)とを、約1:1.7の重量比で使用した。
天然ゴム(RSS1級、素練り後;以下、天然ゴムNR−2ともいう。)50部を含むトルエン溶液に、MMA50部および過酸化物系開始剤0.3部を加えて溶液重合を行うことにより、天然ゴムにMMAがグラフトしたアクリル変性天然ゴムB(変性ゴムB)をトルエン溶液として得た。過酸化物系開始剤としては、アクリル変性天然ゴムAの調製に用いたものと同じBPOを使用した。なお、天然ゴムNR−2は、天然ゴムNR−1の素練り時間を1/3に短縮したものである。
(例1)
上記アクリル変性天然ゴムAのトルエン溶液に、該溶液に含まれるアクリル変性天然ゴムA 100部当たり、テルペン系粘着付与樹脂(ヤスハラケミカル製、YSレジンPX1150N、軟化温度:115±5℃、粘着付与樹脂TF−2ともいう。)70部、老化防止剤(フェノール系老化防止剤、イルガノックス1010、BASF製)3部およびイソシアネート系架橋剤(東ソー製、コロネートL)4部を加え、均一に攪拌混合することにより、本例に係る粘着剤組成物C−1を調製した。
ポリエステルフィルムの片面がシリコーン系剥離処理剤による剥離面となっている厚さ38μmの剥離ライナー(三菱ポリエステル製、ダイアホイルMRF38;以下、剥離ライナーR1ともいう。)の剥離面に、上記粘着剤組成物C−1を塗布し、100℃で2分間乾燥させて、厚さ30μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層に、ポリエステルフィルムの片面がシリコーン系剥離処理剤による剥離面となっている厚さ25μmの剥離ライナー(三菱ポリエステル製、ダイアホイルMRF25;以下、剥離ライナーR2ともいう。)の剥離面を貼り合わせた。このようにして、両面が上記2枚のポリエステル製剥離ライナーR1,R2で保護された形態の、例1に係る基材レス両面粘着シートを得た。
粘着剤層の厚さが50μmとなるように粘着剤組成物C−1の塗布量を調節した他は例1と同様にして、例2に係る基材レス両面粘着シートを得た。
上記アクリル変性天然ゴムAのトルエン溶液に、該溶液に含まれるアクリル変性天然ゴムA 85部当たり、天然ゴムNR−2を15部添加した。さらに、上記アクリル変性天然ゴムAと上記天然ゴムNR−2との合計量100部当たり、例1と同量のテルペン系粘着付与樹脂、老化防止剤およびイソシアネート系架橋剤を加え、均一に攪拌混合することにより、本例に係る粘着剤組成物C−3を調製した。
粘着剤組成物C−1に代えて粘着剤組成物C−3を用いた他は例1と同様にして、本例に係る基材レス両面粘着シートを得た。
アクリル変性天然ゴムおよび天然ゴムの種類と量、粘着付与樹脂の種類と量、架橋剤の種類と量、ならびに粘着剤層の厚さを表1に示すとおりとした他は例1〜3と同様にして、例4〜14に係る粘着剤組成物C4〜14を調製した。
ここで、表1に示す粘着付与樹脂TF−1としては、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル製、YSポリスターS−145、軟化点約145℃)を使用した。表1に示すエポキシ系架橋剤としては、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(三菱ガス化学製、テトラッドC)を使用した。
粘着剤組成物C−1に代えて粘着剤組成物C−4〜14をそれぞれ使用した他は例1と同様にして、各例に係る基材レス両面粘着シートを得た。
例1で調製した粘着剤組成物C−1を、剥離ライナーR1,R2の各々の剥離面に塗布し、100℃で2分間乾燥させて、厚さ4μmの粘着剤層を形成した。基材としての厚さ2μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルムの第一面および第二面に上記粘着剤層を貼り合わせることにより、両面が上記2枚の剥離ライナーR1,R2で保護された形態の、例15に係る基材付き両面粘着シートを得た。
基材の厚さおよび該基材の両面に設ける粘着剤層の厚さ(片面当たり)を表2に示すとおりとした他は例15と同様にして、各例に係る基材付き両面粘着シートを得た。
各例により得られた粘着シートの剥離強度およびせん断接着力を上述の方法で測定した。また、各例に係る粘着シート(粘着剤層からなる基材レス両面粘着シートまたは基材付き両面粘着シート)について、粘着剤層を構成する粘着剤のバイオベース度を、ASTM D6866に準拠して測定した。例15〜18の基材付き両面粘着シートについては、さらに、該粘着シートのバイオベース度を測定した。結果を表1、2に示す。剥離強度の欄の「−」は、未測定であることを示している。
10 支持基材
10A 第一面
10B 第二面(背面)
21 粘着剤層(第一粘着剤層)
21A 粘着面(第一粘着面)
21B 第二粘着面
22 粘着剤層(第二粘着剤層)
22A 粘着面(第二粘着面)
31,32 剥離ライナー
50 測定サンプル
50A,50B 粘着面
61,62 ステンレス鋼板
100,200,300 剥離ライナー付き粘着シート
Claims (10)
- 電子機器用粘着シートであって、
天然ゴムベースの粘着剤から構成された粘着剤層を備え、
前記粘着剤のベースポリマーを構成する全繰返し単位の20重量%以上はアクリル系モノマーに由来し、
前記粘着剤層に含まれる全炭素の50%以上はバイオマス由来の炭素であり、
せん断接着力が1.8MPa以上である、電子機器用粘着シート。 - 前記粘着剤層は植物由来の粘着付与剤を含む、請求項1に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層は架橋剤を含み、
前記架橋剤は非イオウ含有架橋剤から選択される、請求項1または2に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層は、前記ベースポリマー100重量部に対するフィラーの含有量が10重量部未満である、請求項1から3のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層の厚さが15μm以上である、請求項1から4のいずれか一項に記載の粘着シート。
- ステンレス鋼板に対する剥離強度が5N/20mm以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 両面接着性の粘着シートとして構成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着シートに含まれる全炭素の50%以上がバイオマス由来の炭素である、請求項1から7のいずれか一項に記載の粘着シート。
- ハロゲンフリーである、請求項1から8のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 電子機器の部材を固定するために用いられる、請求項1から9のいずれか一項に記載の粘着シート。
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