JP2020063325A - 粘着剤組成物および粘着フィルム - Google Patents

粘着剤組成物および粘着フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】共重合体中の低分子量成分が少なく、かつ、粘度が低く塗工性の優れた粘着剤組成物を提供することを目的とする。【解決手段】粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A)および架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物であり、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)が、環状基を有する構造単位(a−1)と、酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)とを含み、かつ、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量が20万〜200万、分子量分布(PDI)が3.0未満であることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、粘着剤組成物およびこの粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する粘着フィルムに関する。
液晶ディスプレイ(LCD)などのフラットパネルディスプレイ(FPD)が、表示装置として種々分野において用いられている。これらの表示装置には反射を防ぐためのアンチグレアフィルム、最表面のガラスの飛散を防ぐための飛散防止フィルム、透明基材の一方の面に透明電極として酸化インジウム錫(ITO)などの薄膜が形成された導電性フィルム等さまざまな光学フィルムが積層されている。前記粘着剤には、光学的特性に優れ、かつ、粘着剤の設計が比較的容易であることから、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤とからなる(メタ)アクリル系粘着剤が用いられている。
近年はこれらの表示装置において薄型化が進められており、粘着剤層も薄くなり、それらの粘着剤には強い粘着力が求められる。例えば、粘着剤に、リビングラジカル重合により得られた(メタ)アクリル系共重合体を用いることで、薄い粘着フィルムでありながら高温に曝されても剥がれにくく強力な粘着力を有する粘着フィルムとすることができることが知られている(特許文献1(段落0009)参照)。
さらに、リビングラジカル重合により得られた(メタ)アクリル系共重合体を用いた粘着剤層のゲル分率を特定の範囲とすることで、薄くても剥がれにくく、被着体に対して高い定荷重剥離性と粘着凝集力を発揮する粘着フィルムが得られることが知られている(特許文献2(段落0012〜0014)参照)。
特開2015−124301号公報 特開第5721917号公報
リビングラジカル重合を採用することにより、得られる共重合体中の低分子量成分(オリゴマー)を少なくすることができる。しかしながら、共重合体中の低分子量成分量が低減されると、共重合体溶液の粘度が上昇するという新たな問題が生じた。この場合、粘着剤組成物の塗工乾燥時に溶媒揮発量が多くなり、粘着剤表面の平滑性が失われる。そのため、粘着フィルムをガラスなどの光学部材に貼り合せた際に、粘着剤層の歪みが観察され、外観不良に繋がってしまう不具合がある。またさらに、近年は上述の表示装置において薄型化が進められており、粘着剤層も薄くなり、それらの粘着剤には、さらなる強い粘着力が求められる。
本発明は上記事情を鑑みなされたものであり、共重合体中の低分子量成分が少なく、かつ、粘度が低く塗工性の優れた粘着剤組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、高い粘着力を有する粘着剤層を形成できる粘着剤組成物を提供することも目的とする。また、本願発明は、高い粘着力を有する粘着フィルムを提供することも目的とする。
上記課題を解決することができた本発明の粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A)および架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物であり、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)が、環状基を有する構造単位(a−1)と、酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)とを含み、かつ、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量が20万〜200万、分子量分布(PDI)が3.0未満であることを特徴とする。
また、本願発明には、基材フィルムと、前記粘着剤組成物から形成された粘着剤層とを有する粘着フィルムも含まれる。
本発明の粘着剤組成物は、粘着剤成分として含有する(メタ)アクリル共重合体が特定の構造を有することにより、粘着剤組成物の粘度が低減されており、塗工性に優れる。また、本発明の粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する粘着フィルムは高い粘着力を有し、粘着面が平滑で、ガラスに貼り付けた際にも歪みが小さい。
<1.粘着剤組成物>
本発明の粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A)(以下、「共重合体(A)」と称する場合がある。)および架橋剤(B)を含有する。そして、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)が、環状基を有する構造単位(a−1)と、酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)とを含み、かつ、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量が20万〜200万、分子量分布(PDI)が3.0未満であることを特徴とする。
本発明の粘着剤組成物は、粘着剤組成物の粘度が低減されており、塗工性に優れる。このように粘着剤層が耐熱性に優れている理由は、(メタ)アクリル系重合体が環状基を有する構造単位(a−1)を有し、かつ、所定の重量平均分子量および分子量分布を有するためと考えられる。
(1−1.(メタ)アクリル系共重合体(A))
前記共重合体(A)は、重量平均分子量20万〜200万、分子量分布(PDI)が3.0未満であり、環状基を有する構造単位(a−1)と、酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)とを含む(メタ)アクリル系共重合体である。
(メタ)アクリル系共重合体とは、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を主成分(50質量%以上)とする共重合体であればよく、(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーに由来する構造単位を含有することができる。前記共重合体(A)中の(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位の含有率は、共重合体全体において、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。なお、前記共重合体(A)は、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位のみから構成されていてもよい。
本発明において、「(メタ)アクリル」は「アクリルおよびメタクリルの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリルモノマー」は、分子中に「(メタ)アクリロイル基」を有するモノマーをいう。「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイルおよびメタクロイルの少なくとも一方」をいう。「ビニルモノマー」とは分子中にラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーのことをいう。「(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位」とは、(メタ)アクリルモノマーのラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合が、重合して炭素−炭素単結合になった構造単位をいう。「ビニルモノマーに由来する構造単位」とは、ビニルモノマーのラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合が、重合して炭素−炭素単結合になった構造単位をいう。
前記共重合体(A)は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体の何れでもよく、好ましくはランダム共重合体である。
前記共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、20万以上、好ましくは30万以上であり、200万以下、好ましくは100万未満、より好ましくは80万未満、さらに好ましくは50万未満である。前記共重合体(A)のMwが20万未満では、凝集力が不足し耐熱性が低下するおそれ、及び、被着体表面を汚染するおそれがあり、200万を超えると粘着剤組成物の塗工作業性が悪くなるおそれがある。重量平均分子量(Mw)の測定方法は後述する。
前記共重合体(A)の分子量分布(PDI)は3.0未満であり、好ましくは2.5未満であり、さらに好ましくは2.0未満である。PDIが小さいほど分子量分布の幅が狭い、分子量の揃った共重合体となり、その値が1.0のとき最も分子量分布の幅が狭い。即ち、PDIの下限値は1.0である。PDIが3.0未満であれば、設計した共重合体の分子量に比べて、分子量の小さいものや、分子量の大きいものの含有量が低く、粘着剤組成物に用いたときに被着体汚染が少ない粘着フィルムを得ることができる。なお、本発明において、分子量分布(PDI)とは、(重量平均分子量(Mw))/(数平均分子量(Mn))によって算出される値であり、MwおよびMnの測定方法は後述する。
前記共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、−80℃以上が好ましく、より好ましくは−70℃以上であり、さらに好ましくは−40℃以上であり、20℃以下が好ましく、より好ましくは0℃以下である。ガラス転移温度が−80℃以上であれば粘着剤組成物に十分な凝集力を与え、粘着剤層の耐熱性が向上し、20℃以下であれば粘着剤層の支持基材に対する密着性が高くなり、剥がれ等が抑制され、耐久性が向上する。
前記共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)とは、下記FOX式(数式(1))により算出された値である。数式(1)中、Tgは共重合体のガラス転移温度(℃)を示す。Tgiはビニルモノマーiがホモポリマーを形成した際のガラス転移温度(℃)を示す。Wiは共重合体を形成する全ビニルモノマーにおけるビニルモノマーiの質量比率を示し、ΣWi=1である。iは1〜nの自然数である。
Figure 2020063325
代表的なホモポリマーのガラス転移温度を表1に示す。
Figure 2020063325
前記共重合体(A)の酸性基の含有量は、0.01mmol/g以上が好ましく、より好ましくは0.05mmol/g以上、さらに好ましくは0.1mmol/g以上であり、1.5mmol/g以下が好ましく、より好ましくは1.0mmol/g以下、さらに好ましくは0.5mmol/g以下である。
前記共重合体(A)のヒドロキシ基の含有量は、0.005mmol/g以上が好ましく、より好ましくは0.007mmol/g以上、さらに好ましくは0.01mmol/g以上であり、1.0mmol/g以下が好ましく、より好ましくは0.5mmol/g以下、さらに好ましくは0.1mmol/g以下である。
前記酸性基およびヒドロキシ基は、後述する架橋剤(B)の反応基と反応する反応性官能基となり得るものである。前記共重合体(A)の酸性基およびヒドロキシ基の合計含有量は、0.015mmol/g以上が好ましく、より好ましくは0.057mmol/g以上、さらに好ましくは0.11mmol/g以上であり、2.5mmol/g以下が好ましく、より好ましくは1.5mmol/g以下、さらに好ましくは0.6mmol/g以下である。反応性官能基の含有量が、0.015mmol/g以上であれば粘着剤の凝集破壊を抑制が抑制され、2.5mol/g以下であれば粘着剤が硬くなることによる粘着力の低下を抑制する。前記反応性官能基の含有量は、共重合体(A)が有する全ての反応性官能基の総和であり、共重合体(A)の単位g当たりの反応性官能基の総モル数である。なお、いずれの官能基が反応性官能基に該当するかは、架橋剤が有する反応基によって定まる。
(1−1−1.構造単位(a−1))
環状基を有する構造単位(a−1)は、1種のみであってもよいし、2種以上を有していてもよい。構造単位(a−1)を有することで、共重合体(A)と架橋剤(B)とを粘着剤組成物に用いたときに、理由は定かではないが、得られる粘着剤組成物の粘度を低減することができる。前記環状基を有する構造単位(a−1)は、後述する酸性基およびヒドロキシ基を有さないことが好ましい。
環状基としては、例えば、芳香族基および脂環式炭化水素基よりなる群から選択される少なくとも1種を挙げることができ、好ましくは芳香族基である。
芳香族基は、芳香環構造を有する置換基であり、例えば、アリール基、アルキルアリール基、アラルキル基、アリールオキシアルキル基が挙げられ、好ましくはアリール基、アラルキル基およびアリールオキシアルキル基よりなる群から選択される少なくとも1種である。前記アリール基は、炭素数が6〜12が好ましく、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。前記アルキルアリール基は、炭素数が6〜12が好ましく、トリル基、キシリル基などが挙げられる。前記アラルキル基は、炭素数が6〜12が好ましく、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。前記アリールオキシアルキル基は、炭素数が6〜12が好ましく、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基などが挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、環状アルキル基、多環式構造を有する置換基が挙げられる。前記環状アルキル基としては、単環構造を有する環状アルキル基(シクロアルキル基)が挙げられ、鎖状部分を有していてもよい。単環構造を有する環状アルキル基の炭素数は3〜12が好ましく、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。多環式構造を有する置換基としては、橋かけ環構造を有する環状アルキル基が挙げられ、鎖状部分を有していてもよい。橋かけ環構造を有する環状アルキル基の炭素数は5〜12が好ましく、ボルニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基などが挙げられる。
前記環状基は、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位、(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーに由来する構造単位のいずれに有していてもよい。前記構造単位を形成するモノマーは、環状基を有する(メタ)アクリルモノマー、および環状基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーである。
環状基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。環状基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーとしては、芳香族ビニルモノマー、脂環式炭化水素基を有するビニルモノマー等を挙げることができる。これらの中でも、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、芳香族基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。
前記芳香族基を有する(メタ)アクリレートとしては、炭素数が6〜12の芳香族基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記芳香族基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基にアリール基が直接結合した化合物、(メタ)アクリロイルオキシ基にアラルキル基が直接結合した化合物、(メタ)アクリロイルオキシ基にアルキルアリール基が直接結合した化合物、(メタ)アクリロイルオキシ基にアリールオキシアルキル基が直接結合した化合物、(メタ)アクリロイルオキシ基にアルキレンオキサイドを介して芳香環を有する構造が結合した化合物、ならびに、これらの誘導体が挙げられる。芳香族基を有する(メタ)アクリレートとしては、フェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート;フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−(o−フェノキシフェニル)エチル(メタ)アクリレート、エピクロロヒドリン変性フェノキシ(メタ)アクリレート;フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールアクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フタル酸(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチル-フタル酸、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレートベンゾエート;などが挙げられ、好ましくはベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレートおよびフェノキシエチル(メタ)アクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
前記脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートとしては、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
前記環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、炭素数が6〜12の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基に環状アルキル基が直接結合した化合物が挙げられる。単環構造の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタニルオキシプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記多環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、炭素数が6〜12の多環式構造を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記多環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、(メタ)アクリロイルオキシ基に橋かけ環構造を有する環状アルキル基が直接結合した化合物などが挙げられる。多環式構造を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリルロイルオキシ−2−(1−アダマンチル)プロパン、2−(メタ)アクリルロイルオキシ−2−(1−アダマンチル)ブタン、3−(メタ)アクリルロイルオキシ−3−(1−アダマンチル)ペンタン、トリシクロデカニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メトキシスチレン、2−ヒドロキシメチルスチレン、1−ビニルナフタレン、4−t−ブトキシスチレン、4−アセトキシスチレン、4−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、4−t−ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン、4−エトキシエトキシスチレン、4−(2−t−ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレンなどが挙げられる。
脂環式炭化水素基を有するビニルモノマーとしては、ビニルシクロヘキサン、ビニルアダマンタンなどが挙げられる。
構造単位(a−1)の含有率は、共重合体(A)全体100質量%中において5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、80質量%以下が好ましく、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下である。構造単位(a−1)の含有率を前記範囲とすることで、粘度が低減され、塗工性に優れる。
(1−1−2.構造単位(a−2))
酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)は、1種のみであってもよいし、2種以上を有していてもよい。酸性基およびヒドロキシ基は、架橋剤(B)が有する反応性基と反応する反応性官能基となり得る官能基である。なお、酸性基を有する構造単位(a−2)は前記環状基を有する構造単位(a−1)を含まない。
前記酸性基としては、例えば、はカルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびホスフィン基よりなる群から選択される少なくとも1種を挙げることができ、好ましくはカルボキシ基である。
前記酸性基およびヒドロキシ基は、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位、(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーに由来する構造単位のいずれに有していてもよい。前記構造単位を形成するモノマーは、酸性基を有する(メタ)アクリルモノマー、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルモノマー、酸性基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーおよびヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーである。
酸性基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、カルボキシ基を有する(メタ)アクリルモノマー、スルホン酸基を有する(メタ)アクリルモノマー、リン酸基を有する(メタ)アクリルモノマー等が挙げられる。酸性基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマーとしては、カルボキシ基を有するビニルモノマー等が挙げられる。これらの中でも、カルボキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーが好ましい。
カルボキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルサクシネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレエート等のヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートに無水マレイン酸、無水コハク酸等の酸無水物を反応させたモノマー、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸が好ましい。
スルホン酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、スルホン酸エチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
リン酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸2−(ホスホノオキシ)エチル等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのカプロラクトン付加物;等が挙げられる。これらの中でもヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数が1〜5のヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。
カルボキシ基を有するビニルモノマーとしては、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、桂皮酸等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有するビニルモノマーとしては、アリルアルコール等が挙げられる。
構造単位(a−2)の含有率は、共重合体(A)全体100質量%中において0.3質量%以上が好ましく、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1.0質量%以上であり、20質量%以下が好ましく、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。構造単位(a−2)の含有率が0.3質量%以上であれば粘着剤の凝集破壊が抑制され、20質量%以下であれば被着体との濡れ性が良好となり、粘着力が向上する。
前記共重合体中の前記構造単位(a−1)と前記構造単位(a−2)との質量比((a−1)/(a−2))は、0.25以上が好ましく、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1.0以上、特に好ましくは4.0以上であり、200以下が好ましく、より好ましくは100以下、さらに好ましくは50以下、特に好ましくは20以下である。質量比((a−1)/(a−2))が0.25以上であれば粘度上昇が低減され、塗工性に優れ、200以下であれば粘着剤の凝集破壊が抑制される。
(1−1−3.構造単位(a−3))
前記共重合体(A)は、構造単位(a−1)および構造単位(a−2)以外に他の構造単位(a−3)を有していてもよい。構造単位(a−3)は、構造単位(a−1)および構造単位(a−2)を形成するモノマーの両方と共重合し得るビニルモノマーにより形成されるものであれば特に制限はなく、1種のみであってもよいし、2種以上を有していてもよい。
構造単位(a−3)を形成し得るビニルモノマーとしては、直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマー、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレート、三級アミノ基を有する(メタ)アクリルレート、(メタ)アクリルアミド類等の(メタ)アクリルモノマー;エポキシ基を有するビニルモノマー、ヘテロ環を有するビニルモノマー、カルボン酸ビニル、三級アミノ基を有するビニルモノマー、四級アンモニウム塩基を有するビニルモノマー、ビニルアミド類、α−オレフィン、ジエン類等の(メタ)アクリルモノマー以外のビニルモノマー;を挙げることができる。これらの中でも、直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートよるなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、直鎖状アルキル基の炭素数が1〜20である直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、直鎖状アルキル基の炭素数が1〜10である直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。前記直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、分岐鎖状アルキル基の炭素数が3〜20である分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、分岐鎖状アルキル基の炭素数が3〜10である分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコール(重合度=2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2〜10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2〜10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレート;ポリプロピレングリコール(重合度=2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2〜10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2〜10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート等のポリオキシプロピレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
アルコキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートとしては、4員環〜6員環の含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、2−〔(2−テトラヒドロピラニル)オキシ〕エチル(メタ)アクリレート、1,3−ジオキサン−(メタ)アクリレート等が挙げられる。
三級アミノ基を有する(メタ)アクリルレートとしては、2−(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキル(メタ)アクリルアミド;N−(メタ)アクリロイルモルフォリン等の環状アミド;N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド等のアルコキシアルキルアクリルアミド;等が挙げられる。
エポキシ基を有するビニルモノマーとしては、2−アリルオキシラン、グリシジルビニルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルビニルエーテル等が挙げられる。
ヘテロ環を有するビニルモノマーとしては、ヘテロ環を有するビニルモノマーとしては、2−ビニルチオフェン、N−メチル−2−ビニルピロール、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
カルボン酸ビニルとしては、酢酸ビニル、ピバル酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。
三級アミノ基を有するビニルモノマーとしては、N,N−ジメチルアリルアミン等が挙げられる。
四級アンモニウム塩基を有するビニルモノマーとしては、N−メタクリロイルアミノエチル−N,N,N−ジメチルベンジルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
ビニルアミド類としては、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、1−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム等が挙げられる。
α−オレフィンとしては、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。
ジエン類としては、ブタジエン、イソプレン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン等が挙げられる。
構造単位(a−3)の含有率は、共重合体(A)全体100質量%中において10質量%以上が好ましく、より好ましくは25質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上であり、95質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
また、構造単位(a−3)として、直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、および、分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートよりなる群から選択される少なくとも1種の(メタ)アクリレートに由来する構造を有することが好ましい。この場合、前記直鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、および、分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートよりなる群から選択される少なくとも1種の(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率は、共重合体全体100質量%中において10質量%以上が好ましく、より好ましくは25質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上であり、95質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
また、前記共重合体(A)は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位を有さないことが好ましい。そのため、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率は、共重合体全体100質量%中において0.1質量%未満が好ましく、より好ましくは0.05質量%以下である。
(1−1−4.共重合体(A)の製造方法)
共重合体(A)は、2種以上のビニルモノマーを含有するモノマー組成物をラジカル重合することで製造することができ、好ましくはリビングラジカル重合することで得られたもの(リビングラジカル重合法を用いて重合することで得られたもの)である。
従来のラジカル重合法(フリーラジカル重合法)は、開始反応、成長反応だけでなく、停止反応、連鎖移動反応により成長末端の失活が起こり、様々な分子量、不均一な組成のポリマーの混合物となり易い傾向がある。前記リビングラジカル重合法は、従来のラジカル重合法の簡便性と汎用性を保ちながら、停止反応や、連鎖移動が起こりにくく、成長末端が失活することなく成長するため、高分子量でありながら、分子量分布の精密制御、均一な組成のポリマーの製造が容易である。
そのため、リビングラジカル重合法で製造された共重合体は、低分子量成分(オリゴマー)が少なく、粘着剤組成物に用いたときに転写汚染物(糊残りなど)が少ないという利点があるものと考えられる。また、共重合体(A)はリビングラジカル重合法で製造することで構成単位((a−1)〜(a−3))が各ポリマー分子中に均一に重合されており、その共重合体(A)を使用した粘着剤組成物は、粘度が低減され、塗工性に優れ、被着体に対して強い粘着力を示す。
リビングラジカル重合法においては、構造単位(a−1)を形成するビニルモノマーと、構造単位(a−2)を形成するビニルモノマーと、必要に応じて構造単位(a−3)を形成するビニルモノマーとの混合物(単に「ビニルモノマー」と称する場合もある。)を使用することにより、ランダム共重合体とすることができる。また、共重合体(A)を構成するビニルモノマーを順次反応させることでブロック共重合体とすることもできる。例えば、ジブロック共重合体である場合は、第一のブロックを先に製造し、第一のブロックに第二のブロックを構成するビニルモノマーを重合する方法;第二のブロックを先に製造し、第二のブロックに第一のブロックを構成するビニルモノマーを重合する方法;等が挙げられる。また、トリブロック共重合体である場合は、第一のブロックを先に製造し、第一のブロックに第二のブロックを構成するビニルモノマーを重合し、さらに第三のブロックを構成するビニルモノマーを重合して製造する方法;等が挙げられる。
リビングラジカル重合法には、重合成長末端を安定化させる手法の違いにより、遷移金属触媒を用いる方法(ATRP法);硫黄系の可逆的連鎖移動剤を用いる方法(RAFT法);有機テルル化合物を用いる方法(TERP法);等の方法がある。ATRP法は、アミン系錯体を使用するため、酸性基を有するビニルモノマーの酸性基を保護せず使用することができない場合がある。RAFT法は、多種のモノマーを使用した場合、低分子量分布になりづらく、かつ硫黄臭や着色等の不具合がある場合がある。これらの方法のなかでも、使用できるモノマーの多様性、高分子領域での分子量制御、均一な組成、あるいは着色の観点から、TERP法を用いることが好ましい。
TERP法とは、有機テルル化合物を連鎖移動剤として用い、ラジカル重合性化合物(ビニルモノマー)を重合させる方法であり、例えば、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された方法である。
TERP法の具体的な重合法としては、下記(a)〜(d)が挙げられる。
(a)ビニルモノマーを、一般式(1)で表される有機テルル化合物を用いて重合する。
(b)ビニルモノマーを、一般式(1)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤との混合物を用いて重合する。
(c)ビニルモノマーを、一般式(1)で表される有機テルル化合物と一般式(2)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する。
(d)ビニルモノマーを、一般式(1)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤と一般式(2)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する。
Figure 2020063325
Figure 2020063325
[一般式(1)において、R1は、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基を示す。R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。R4は、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基、シアノ基、アリル基またはプロパルギル基を示す。
一般式(2)において、R1は、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基を示す。]
1で表される基は、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基であり、具体的には次の通りである。
炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基や、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
芳香族ヘテロ環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。
2およびR3で表される基は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、各基は、具体的には次の通りである。
炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基や、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
4で表される基は、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基、シアノ基、アリル基またはプロパルギル基であり、具体的には次の通りである。
炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。好ましくはフェニル基である。
置換アリール基としては、置換基を有しているフェニル基、置換基を有しているナフチル基等を挙げることができる。前記置換基を有しているアリール基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、−COR41で示されるカルボニル含有基(R41は炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、炭素数1〜8のアルコキシ基またはアリールオキシ基)、スルホニル基、トリフルオロメチル基等を挙げることができる。また、これらの置換基は、1個または2個置換しているのがよい。
芳香族ヘテロ環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。
アルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルキル基が酸素原子に結合した基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等を挙げることができる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等を挙げることができる。
アミド基としては、−CONR421422(R421、R422は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基)を挙げることがきる。
オキシカルボニル基としては、−COOR43(R43は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基)で表される基が好ましく、例えばカルボキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等を挙げることができる。好ましいオキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基が挙げられる。
アリル基としては、−CR441442−CR443=CR444445(R441、R442は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、R443、R444、R445は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはアリール基であり、それぞれの置換基が環状構造で繋がっていてもよい)等を挙げることができる。
プロパルギル基としては、−CR451452−C≡CR453(R451、R452は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、R453は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基またはシリル基)等を挙げることができる。
一般式(1)で表される有機テルル化合物は、具体的には(メチルテラニルメチル)ベンゼン、(メチルテラニルメチル)ナフタレン、エチル−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネート、エチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート、(2−トリメチルシロキシエチル)−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネート、(2−ヒドロキシエチル)−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネートまたは(3−トリメチルシリルプロパルギル)−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネート等、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された有機テルル化合物の全てを例示することができる。
一般式(2)で表される有機ジテルリド化合物の具体例としては、ジメチルジテルリド、ジエチルジテルリド、ジ−n−プロピルジテルリド、ジイソプロピルジテルリド、ジシクロプロピルジテルリド、ジ−n−ブチルジテルリド、ジ−s−ブチルジテルリド、ジ−t−ブチルジテルリド、ジシクロブチルジテルリド、ジフェニルジテルリド、ビス−(p−メトキシフェニル)ジテルリド、ビス−(p−アミノフェニル)ジテルリド、ビス−(p−ニトロフェニル)ジテルリド、ビス−(p−シアノフェニル)ジテルリド、ビス−(p−スルホニルフェニル)ジテルリド、ジナフチルジテルリドまたはジピリジルジテルリド等を例示することができる。
アゾ系重合開始剤は、通常のラジカル重合で使用するアゾ系重合開始剤であれば特に制限なく使用することができる。例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(MAIB)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸)(ACVA)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチルアミド)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70)、2,2’−アゾビス(2−メチルアミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−シアノ−2−プロピルアゾホルムアミド、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、または2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)等を例示することができる。
重合工程は、不活性ガスで置換した容器で、ビニルモノマーと一般式(1)の有機テルル化合物とに、ビニルモノマーの種類に応じて反応促進、分子量および分子量分布の制御等の目的で、さらにアゾ系重合開始剤および/または一般式(2)の有機ジテルリド化合物を混合する。このとき、不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を挙げることができる。好ましくは、アルゴン、窒素が良い。
前記(a)、(b)、(c)および(d)におけるビニルモノマーの使用量は、目的とする共重合体(A)の物性により適宜調節すればよい。一般式(1)の有機テルル化合物1molに対しビニルモノマーを200mol〜30000molとすることが好ましい。
前記(b)の一般式(1)の有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤とを併用する場合、一般式(1)の有機テルル化合物1molに対してアゾ系重合開始剤を0.01mol〜10molとすることが好ましい。
前記(c)の一般式(1)の有機テルル化合物と一般式(2)の有機ジテルリド化合物とを併用する場合、一般式(1)の有機テルル化合物1molに対して一般式(2)の有機ジテルリド化合物を0.01mol〜100molとすることが好ましい。
前記(d)の一般式(1)の有機テルル化合物と一般式(2)の有機ジテルリド化合物とアゾ系重合開始剤とを併用する場合、一般式(1)の有機テルル化合物1molに対して一般式(2)の有機ジテルリド化合物を0.01mol〜100molとすることが好ましく、一般式(2)の有機ジテルリド化合物1molに対してアゾ系重合開始剤を0.01mol〜10molとすることが好ましい。
重合反応は、無溶媒でも行うことができるが、ラジカル重合で一般に使用される非プロトン性溶媒またはプロトン性溶媒を使用し、前記混合物を撹拌して行なってもよい。使用できる非プロトン性溶媒は、例えば、アニソール、ベンゼン、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、2−ブタノン(メチルエチルケトン)、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたはトリフルオロメチルベンゼン等を例示することができる。また、プロトン性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、1−メトキシ−2−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノールまたはジアセトンアルコール等を例示することができる。
溶媒の使用量としては、適宜調節すればよく、例えば、ビニルモノマー1gに対して、0.01ml以上が好ましく、より好ましくは0.05ml以上、さらに好ましくは0.1ml以上であり、50ml以下が好ましく、より好ましくは10ml以下、さらに好ましくは1ml以下である。
反応温度、反応時間は、得られる共重合体(A)の分子量あるいは分子量分布により適宜調節すればよいが、通常、0℃〜150℃で、1分〜100時間撹拌する。TERP法は、低い重合温度および短い重合時間であっても高い収率と精密な分子量分布を得ることができる。このとき、圧力は、通常、常圧で行われるが、加圧または減圧しても構わない。
重合反応の終了後、得られた反応混合物から、通常の分離精製手段により、使用溶媒、残存ビニルモノマーの除去等を行い、目的とする共重合体(A)を分離することができる。また、粘着剤組成物の物性に支障がなければ、反応混合物をそのまま粘着剤組成物に用いてもよい。
重合反応により得られる共重合体の成長末端は、テルル化合物由来の−TeR1(式中、R1は上記と同じである)の形態であり、重合反応終了後の空気中の操作により失活していくが、テルル原子が残存する場合がある。テルル原子が末端に残存した共重合体は着色したり、熱安定性が劣ったりするため、テルル原子を除去することが好ましい。
テルル原子を除去する方法としては、トリブチルスタンナンまたはチオール化合物等を用いるラジカル還元方法;活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、活性白土、モレキュラーシーブスおよび高分子吸着剤等で吸着する方法;イオン交換樹脂等で金属を吸着する方法;過酸化水素水または過酸化ベンゾイル等の過酸化物を添加したり、空気または酸素を系中に吹き込むことで共重合体末端のテルル原子を酸化分解させ、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留テルル化合物を除去する液−液抽出法や固−液抽出法;特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限界ろ過等の溶液状態での精製方法;等を用いることができ、また、これらの方法を組み合わせて用いることもできる。
(1−2.架橋剤(B))
本発明で用いる架橋剤(B)は、上述の共重合体(A)が有する酸性基またはヒドロキシ基と反応し得る反応性基を1分子中に2つ以上有する化合物である。前記架橋剤(B)は特に限定されず、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート型架橋剤、メラミン樹脂系架橋剤、尿素樹脂系架橋剤等が挙げられる。これらの中でも、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤が好ましく、架橋反応の進行の程度を制御しやすいこと、および基材に対する密着性の観点からから、イソシアネート系架橋剤がより好ましい。
前記架橋剤(B)中のイソシアネート系架橋剤の含有率は、50質量%以上が好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。前記粘着剤組成物は、架橋剤(B)として、イソシアネート系架橋剤のみを含有することも好ましい。
イソシアネート系架橋剤は、反応性基としてイソシアネート基(イソシアネート基をブロック剤または数量体化等により一時的に保護したイソシアネート再生型官能基を含む)を1分子中に2つ以上有する化合物である。前記イソシアネート系架橋剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
イソシアネート系架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート等が挙げられる。より具体的には、例えば、ブ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の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体等のイソシアネート付加物;キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物;ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物;ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネート、ならびにこれらと各種のポリオールとの付加物、イソシアヌレート結合、ビューレット結合、アロファネート結合等で多官能化したポリイソシアネート;等から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。これらのうち、脂肪族イソシアネートを用いることが好ましく、脂肪族イソシアネートのイソシアヌレート体(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)がより好ましい。
エポキシ系架橋剤は、反応性基としてエポキシ基を1分子中に2つ以上有する化合物をいう。前記エポキシ系架橋剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンよりなるエポキシ系樹脂、エチレングリシジルエーテル、N,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、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、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
アジリジン系架橋剤は、反応性基としてアジリジン基を1分子中に2つ以上有する化合物をいう。前記アジリジン系架橋剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アジリジン系架橋剤としては、トリス−2,4,6−(1−アジリジニル)−1,3,5−トリアジン、トリス〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕ホスフィンオキシド、ヘキサ〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕トリホスファトリアジン等が挙げられる。
前記架橋剤(B)の反応性基の含有量は、0.1mmol/g以上が好ましく、より好ましくは0.5mmol/g以上、さらに好ましくは1.0mmol/g以上、特に好ましくは3.0mmol/g以上であり、50mmol/g以下が好ましく、より好ましくは20mmol/g以下、さらに好ましくは10mmol/g以下である。架橋剤(B)の反応性基の含有量が0.1mmol/g以上であれば粘着剤層の凝集破壊が抑制され、50mmol/g以下であれば架橋密度が高くなり過ぎず、粘着力が良好となる。
前記粘着剤組成物における架橋剤(B)の含有量は、前記共重合体(A)100質量部に対して0.01質量部以上が好ましく、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、10質量部以下が好ましく、より好ましくは7質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下である。架橋剤(B)の含有量が0.01質量部以上であれば粘着剤層の凝集力が良好となり、10質量部以下であれば架橋密度が高くなり過ぎず、粘着力が良好となる。
前記粘着剤組成物は、共重合体(A)が有する反応性官能基に対する架橋剤(B)が有する反応性基のモル比(反応性基のモル量/反応性官能基のモル量)は、0.001以上が好ましく、より好ましくは0.005以上、さらに好ましくは0.01以上であり、2.0以下が好ましく、より好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.9以下である。
また、強粘着力が求められる用途においては、共重合体(A)が有する反応性官能基に対する架橋剤(B)が有する反応性基のモル比(反応性基のモル量/反応性官能基のモル量)は、0.001以上が好ましく、より好ましくは0.005以上、さらに好ましくは0.01以上であり、0.4未満が好ましく、より好ましくは0.2以下、さらに好ましくは0.05以下である。
保護フィルムのように微粘着力が求められる用途においては、共重合体(A)が有する反応性官能基に対する架橋剤(B)が有する反応性基のモル比(反応性基のモル量/反応性官能基のモル量)は、0.4以上が好ましく、より好ましくは0.6以上、さらに好ましくは0.8以上であり、2.0以下が好ましく、より好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.0以下である。
(1−3.その他添加剤)
前記粘着剤組成物には、前記共重合体(A)、架橋剤(B)以外に、その他添加剤を配合して使用することができる。その他の添加剤としては、架橋促進剤、架橋遅延剤、粘着性付与樹脂(タッキファイヤー)、シランカップリング剤、可塑剤、軟化剤、剥離助剤、染料、顔料、色素、蛍光増白剤、帯電防止剤、湿潤剤、界面活性剤、増粘剤、防黴剤、防腐剤、酸素吸収剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、近赤外線吸収剤、水溶性消光剤、香料、金属不活性剤、造核剤、アルキル化剤、難燃剤、滑剤、加工助剤などが挙げられる。これらは粘着剤の用途や使用目的に応じて、適宜選択して配合して使用される。
(1−3−1.架橋促進剤)
前記粘着剤組成物には、必要に応じて、架橋促進剤を配合して使用することができる。
架橋促進剤としては、有機スズ化合物、金属キレート化合物等を挙げることができる。前記架橋促進剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機スズ化合物としては、ジブチルスズジラウレート、ジオクチオルスズジラウリレート、ジブチルスズジオクチレート等を挙げることができる。
前記金属キレート化合物としては、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)などのジルコニウムキレート化合物;チタンエチルアセトアセテート、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)などのチタンキレート化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチルアセトネート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムアルキルアセトアセテートジイソプロピレートなどのアルミニウムキレート化合物;亜鉛(II)ビスアセチルアセトネート・一水和物などの亜鉛キレート化合物;ビス(アセチルアセトネート)ジアクアバリウム(II)などのバリウムキレート化合物、ビス(アセチルアセトネート)ジアクアカルシウム(II)などのカルシウムキレート化合物;銅(II)ビスアセチルアセトネートなどの銅キレート化合物;ビス(アセチルアセトネート)ジアクアストロンチウム(II)などのストロンチウムキレート化合物;クロムトリス(アセチルアセトネート)などのクロムキレート化合物;コバルト(III)トリス(アセチルアセトネート)、ビス(アセチルアセトネート)ジアクアコバルト(II)などのコバルトキレート化合物;鉄(III)トリス(アセチルアセトネート)、ビス(アセチルアセトネート)ジアクア鉄(II)などの鉄キレート化合物;インジウムトリス(アセチルアセトネート)などのインジウムキレート化合物;ビス(アセチルアセトネート)ジアクアマグネシウム(II)などのマグネシウムキレート化合物;ビス(アセチルアセトネート)ジアクアマンガン(II)などのマンガンキレート化合物;ニッケル(II)ビスアセチルアセトネート・二水和物などのニッケルキレート化合物などが挙げられる。これらの中でも、ジルコニウムキレート化合物およびチタンキレート化合物が好ましい。
前記粘着剤組成物中の架橋促進剤の含有量は、前記共重合体(A)100質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、より好ましくは0.02質量部以上であり、0.5質量部以下が好ましく、より好ましくは0.4質量部以下、さらに好ましくは0.1質量部以下である架橋促進剤の含有量を前記範囲にすることで、優れた架橋促進効果を得ることが可能となる。
(1−3−2.架橋遅延剤)
前記粘着剤組成物には、必要に応じて、架橋遅延剤を配合して使用することができる。架橋遅延剤とは、例えばイソシアネート系架橋剤を含有する粘着剤組成物において、架橋剤が有するイソシアネート基をブロックすることによって、粘着剤組成物の過剰な粘度上昇を抑制することができる化合物である。架橋遅延剤の種類は、特に制限されるものではないが、例えば、アセチルアセトン、ヘキサン−2,4−ジオン、ヘプタン−2,4−ジオン、オクタン−2,4−ジオン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸オクチル、アセト酢酸オレイル、アセト酢酸ラウリル、アセト酢酸ステアリル等のβ−ケトエステル類;ベンゾイルアセトン;イソプロピルアルコール等のアルコール類;等を使用することができる。前記架橋遅延剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記粘着剤組成物中の架橋遅延剤の含有量は、共重合体(A)100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、より好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは1.0質量部以上であり、50質量部以下が好ましく、より好ましくは35質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である。前記架橋遅延剤の含有量を前記範囲に調節することによって、前記架橋剤(B)を粘着剤組成物に配合した後に、粘着剤組成物の過剰な粘度上昇やゲル化を抑制し、粘着剤組成物の貯蔵安定性(ポットライフ)を延長させることができる。
(1−3−3.粘着性付与樹脂(タッキファイヤー))
本発明の粘着剤組成物には、必要に応じて、共重合(A)を除く粘着性付与樹脂を配合して使用することができる。前記粘着性付与樹脂としては、ロジンエステル系樹脂等のロジン系樹脂、テルペンフェノール樹脂等のテルペン系樹脂、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5/C9系石油樹脂等の石油系樹脂、キシレン樹脂、スチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、アクリルオリゴマー等が挙げられる。これらの中でも、ロジンエステル系樹脂、テルペンフェノール樹脂が好ましい。前記粘着剤組成物は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ロジンエステル系樹脂とは、アビエチン酸を主成分とするロジン樹脂、不均化ロジン樹脂および水添ロジン樹脂、アビエチン酸等の樹脂酸の二量体(重合ロジン樹脂)等を、アルコールによってエステル化させて得られた樹脂である。エステル化に用いたアルコールのヒドロキシ基の一部がエステル化に使用されずに樹脂内に含有されることで、水酸基価が調整される。アルコールとしては、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールが挙げられる。なお、ロジン樹脂をエステル化した樹脂がロジンエステル樹脂、不均化ロジン樹脂をエステル化した樹脂が不均化ロジンエステル樹脂、水添ロジン樹脂をエステル化した樹脂が水添ロジンエステル樹脂、重合ロジン樹脂をエステル化した樹脂が重合ロジンエステル樹脂である。前記テルペンフェノール樹脂とは、フェノールの存在下においてテルペンを重合させて得られた樹脂である。
前記粘着付与樹脂は、水酸基価が50mgKOH/g〜250mgKOH/gであることが好ましい。水酸基価が小さすぎると、粘着剤成分と相分離して白濁してしまう場合があり、水酸基価が大きすぎると粘着剤成分と相溶してしまい、粘着付与樹脂として配合効果が得られにくい。水酸基価は、JIS K0070(1992) 7.1中和滴定法により測定することができる。
前記粘着剤組成物中の粘着付与樹脂の含有量は、前記共重合体(A)100質量部に対して2質量部以上が好ましく、50質量部以下が好ましい。粘着付与樹脂の含有量が少ないと粘着付与樹脂の配合効果が得られにくく、粘着付与樹脂が多すぎると転写汚染物(糊残りなど)が多くなるおそれがある。
(1−4.粘着剤組成物の製造方法)
前記粘着剤組成物は、前記共重合体(A)、架橋剤(B)および必要に応じて用いられるその他添加剤を混合することにより製造することができる。前記粘着剤組成物は、前記共重合体(A)の製造に由来した溶媒を含有していたり、さらに適当な溶媒が加えられ、粘着剤層を形成するのに適した粘度となるように希釈された溶液であってもよい。
前記溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;塩化メチレン、塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒;等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
溶媒の使用量は、粘着剤組成物が塗工に適した粘度となるように適宜調節すればよく、特に制限はないが、塗工性の観点から、粘着剤組成物の固形分濃度が10質量%〜95質量%となるように用いることが好ましい。
<2.粘着フィルム>
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムと、前記粘着剤組成物から形成された粘着剤層とを有する。前記粘着剤層は基材フィルムの少なくとも片面または少なくとも一部に形成されている。前記粘着剤層は、単層でも良いし、多層構造としてもよい。
一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、一般にその厚さが長さと幅の割には小さい平らな製品をいい、一般的に「フィルム」とは、長さおよび幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通常、ロールの形で供給されるものをいう(日本工業規格JIS K6900)。例えば、厚さに関して言えば、狭義では100μm以上のものをシートと称し、100μm未満のものをフィルムと称することがある。しかし、シートとフィルムの境界は定かではなく、本発明において文言上両者を区別する必要がないので、本発明においては「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとし、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むのとする。
(2−1.基材フィルム)
前記基材フィルムとしては、粘着フィルムの用途に応じて適宜選択して用いることができ、例えば、粘着フィルムを光学用途に用いる場合は、透明基材フィルムであることが好ましい。透明基材とは、透明である基材をいう。透明基材フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂;ポリカーボネート、トリアセチルセロース(TAC)、ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、フッ素ポリマー、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などのプラスチック材料から構成されたフィルムが挙げられる。前記プラスチック材料は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも機械的強度や寸法安定性に優れる点ではPETが好ましい。また、フィルム面内の位相差が非常に小さい点ではTACが好ましい。すなわち、前記透明基材フィルムとしては、PETフィルム(特に、二軸延伸されたPETフィルム)、TACフィルムが好ましい。
前記透明基材フィルムの可視光波長領域における全光線透過率(JIS K7361−1(1997))は、特に限定されないが、85%以上であることが好ましい。全光線透過率を85%以上とすることにより透明性に優れるため、粘着フィルムを貼った状態で光学部材の欠陥検査を精度よく行うことできる。
前記基材フィルムの厚さは特に制限はなく、適宜選定されるが、通常5μm以上が好ましく、より好ましくは10μm以上であり、さらに好ましくは20μm以上であり、200μm以下が好ましく、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは50μm以下である。厚さ5μmよりも薄いと基材フィルム強度が不足し、十分な保護性能が得られず、剥離時にフィルムが破れる等の問題が発生する。また、基材フィルムの厚さが200μmより厚いと基材フィルムの透過性が悪くなり、フィルム自体が高価になる等の問題が発生する。
前記基材フィルムは、その表面に設けられる層との密着性を向上させる目的で、所望により片面または両面に、酸化法、凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。前記酸化法としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられる。前記凹凸化法としては、サンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材フィルムの種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果および操作性などの面から、好ましく用いられる。また、前記基材フィルムとして片面または両面にプライマー処理を施したものも用いることができる。
(2−2.粘着剤層)
粘着剤層のゲル分率は80質量%未満であり、好ましくは75質量%未満、より好ましくは70質量%未満である。ゲル分率が80質量%未満であれば粘着力の低下を抑制できる。前記ゲル分率は、30質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。ゲル分率が低すぎると、粘着力が上昇しやくすく、剥離時の被着体汚染を生じやすい。ゲル分率は、後述する粘着剤組成物における架橋剤の配合量、架橋処理温度、架橋処理時間により制御できる。
基材フィルム上に形成される粘着剤層の厚さは、粘着フィルムの用途に応じて適宜調節すればよい。例えば、表面保護フィルム(微粘着)として使用する場合、粘着剤層の厚さは、一般に1μm〜100μmであり、好ましくは5μm〜50μm、より好ましくは10μm〜30μmである。また、OCA用途(強粘着)として使用する場合、粘着層の厚さは、一般に10μm〜500μmであり、好ましくは15μm〜250μm、より好ましくは20μm〜50mである。
(2−2−1.粘着剤層の形成方法)
前記粘着剤層の形成方法としては特に限定されるものではなく、例えば、以下の(1)および(2)の方法が挙げられる。
(1)種々の塗工装置を用いて、基材フィルムの片面または両面に粘着剤組成物を塗布し、溶媒を乾燥除去し、必要に応じて養生を行う方法。
(2)表面に剥離処理が施された剥離フィルムの剥離面に、種々の塗工装置を用いて、粘着剤組成物を塗布し、溶媒を乾燥除去し、基材フィルムの片面または両面に転写した後、必要に応じて養生を行う方法。
前記塗工装置としては、リバースロールコーター、グラビアコーター、フォワードロールコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター、スロットダイコーター、カーテンコーター、ディップコーター等が挙げられる。
前記溶媒を乾燥除去する際の乾燥温度は、好ましくは40℃〜200℃であり、より好ましくは60℃〜180℃である。乾燥時間は、好ましくは5秒〜20分であり、より好ましくは10秒〜10分である。乾燥の手段としては、熱風、近赤外線、赤外線、高周波等が挙げられる。また、前記養生の条件としては、例えば40℃で3日間〜7日間程度が挙げられる。前記溶媒の乾燥除去および養生により架橋反応(共重合体(A)の酸性基および/またはヒドロキシ基と架橋剤(B)との反応)が終了し、粘着剤層が形成される。
(2−3.剥離フィルム)
前記粘着フィルムは、使用するまでは粘着剤層の表面に剥離フィルム(セパレータ)を有していてもよい。別途の剥離フィルムを使用せず、基材フィルムの粘着剤層積層面と反対面に剥離層が設けられ、当該剥離層の表面には前記粘着剤層の露出面側が接するようにロール状に巻き回され、または段積み状に積層されてなるものであってもよい。剥離フィルムは粘着剤層の保護材として用いられ、本発明の粘着フィルムを被着体に貼付する際に剥がされる。
前記剥離フィルムとしては、例えば、グラシン紙、コート紙、ラミネート紙などの紙および各種プラスチックフィルムにシリコーン樹脂などの剥離剤を塗布したものなどが挙げられる。前記剥離フィルムに用いるプラスチックフィルムとしては、基材フィルムとして挙げたものを適宜使用することができる。剥離フィルムの厚さとしては特に制限はないが、通常、10μm〜150μmである。
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムの一方の面に粘着剤層を有し、他方の面に機能層を有する機能性粘着フィルムとしてもよい。前記機能層としては、耐擦傷性、反射防止性、アンチグレア性(防眩性)、防汚性、防指紋性、耐薬品性、ガラス飛散防止性等の機能を有するコーティング層が挙げられる。前記機能層を形成する方法は、公知の方法を採用することができる。また前記機能層は、アンチグレア性、防汚性、防指紋性、耐薬品性等の機能を発揮するための層が積層されたものであってもよい。例えば、ハードコート層を、耐擦傷性に優れる層とアンチグレア性に優れる層の積層構成とすることにより、耐擦傷性とアンチグレア性の両特性に優れたハードコート層とすることができる。
前記粘着フィルムは、強粘着力が求められる用途においては、被着体に対する粘着力が10N/24mm以上であること好ましい。粘着力が10N/24mm未満であると衝撃や環境変化により被着体から剥がれてしまう可能性がある。一方、再剥離を目的とした保護フィルムなどの微粘着力が求められる用途としては被着体に対する粘着力が1N/24mm以下であることが好ましい。粘着力が1N/24mm以下であると再剥離の際に軽い力で剥離することができる。
前記粘着フィルムとしては、強粘着力が求められる用途としては光学フィルムが挙げられ、具体的には、偏光板、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、導光板、反射フィルム、反射防止フィルム、透明導電フィルム(ITOフィルム)、飛散防止フィルム、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護板、防眩フィルム、モスアイフィルム、防汚フィルム、フィルムタッチパネル、建材用フィルム(飛散防止フィルム、遮熱フィルム、防曇フィルム)などが挙げられる。一方、微粘着力が求められる用途としては各種電子機器や光学フィルムなどの表面を保護するフィルムが挙げられ、具体的には、ガラス、金属、偏光板、ハードコートフィルム、透明導電フィルム(ITOフィルム)、フレキシブルプリント配線(FPC)基板、ガラス基板などが挙げられる。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、共重合体の重合率、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(PDI)、粘着剤組成物の固形分および粘度、粘着剤層のゲル分率および算術平均高さ、並びに、粘着フィルムの粘着力および表面平滑性は、下記の方法に従って評価した。
なお、略語の意味は下記のとおりである。
BTEE:エチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート
AIBN:2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)
V−70:2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)
MA:メチルアクリレート
BA:n−ブチルアクリレート
PhEA:2−フェノキシエチルアクリレート
4−HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
AA:アクリル酸
AcOEt:酢酸エチル
[評価方法]
(重合率)
核磁気共鳴(NMR)測定装置(ブルカー・バイオスピン社製、型式:AVANCE500(周波数500MHz))を用いて、1H−NMRを測定(溶媒:CDCl3、内部標準:トリメチルシラン(TMS))した。得られたNMRスペクトルについて、モノマー由来のビニル基とポリマー由来のエステル側鎖のピークの積分比を求め、モノマーの重合率を算出した。
(重量平均分子量(Mw)および分子量分布(PDI))
高速液体クロマトグラフ(東ソー社製、型式HLC−8320GPC)を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により求めた。カラムはTSKgel Super Multipore HZ−H(東ソー社製)を2本、移動相にテトラヒドロフラン溶液、検出器に示差屈折計を使用した。測定条件は、カラム温度を40℃、試料濃度を10mg/mL、試料注入量を10μm、流速を0.2mL/minとした。標準物質としてポリスチレン(分子量1,090,000、775,000、427,000、289,000、190,000、96,400、37,900、10,200、2,630、440)を使用して検量線(校正曲線)を作成し、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。この測定値から分子量分布(PDI=Mw/Mn)を算出した。
(固形分)
質量がW1(約1.0g)の共重合体溶液または粘着剤組成物を、アルミカップ(質量W0)に量り取り、130℃、1時間減圧乾燥した。乾燥した共重合体等を含むアルミカップの質量(W2)を測定して、以下の式より固形分を算出した。
固形分(質量%)=〔(W2−W0) /W1〕×100
(粘度)
B型粘度計(商品名:TVB−15、東機産業社製)を用い、M3のローターを使用して、25℃下、ローター回転数60rpmで粘度を測定した。
(ゲル分率)
粘着剤組成物を剥離フィルムに塗布し、100℃ で2分間乾燥した。その後、40℃にて3日間静置した後、剥離フィルム上に形成された粘着剤層を剥離した。
粘着剤層を約0.1gに切り分け、試験片(質量W1)を得た。この試験片を、ステンレス鋼金網(400メッシュ)(質量W0)に入れた。試験片を入れたステンレス鋼金網を、酢酸エチル中に60℃にて24時間浸漬した後、酢酸エチルから取り出して、室温にて24時間乾燥、さらに130℃の条件下で1時間減圧乾燥させた。その後、乾燥した試験片を含むステンレス鋼金網の質量W2を測定して、以下の式よりゲル分率を算出した。
ゲル分率(重量%)=〔(W2−W0) /W1〕×100
(粘着力)
粘着フィルムを被着体(並ガラス板)に圧着装置(ローラの質量2kg)を用いて圧着させて、被着体に対して180°に引きはがした際の粘着力を測定した。引張試験器を使用し、試験温度は23℃、引きはがし速度は300mm/分とした。粘着フィルムの幅は24mm、長さは300mmとした。測定開始後、最初の25mmの長さの測定値は無視し、その後試験板から引きはがされた50mmの長さの粘着力測定値を平均した。
(算術平均高さ)
白色干渉計(菱化システム社製、商品名:VertScan(登録商標))を用いて、粘着フィルムの粘着剤層面から測定し、算術的平均高さを算出した。
(表面平滑性評価)
粘着フィルムを並ガラス板に接着させた後、並ガラス板側から観察し、粘着剤層に歪みが見られるか目視によって判断した。歪みが弱いものを「○」、歪みが強いものを「×」と評価した。
<共重合体の合成>
(合成例1)
アルゴンガス導入管と撹拌機を備えたフラスコに、MA(200.0g)、BA(115.0g)、PhEA(170.0g)、4−HBA(5.0g)、AA(10.0g)、AIBN(41.1mg)、AcOEt(377.2g)を仕込み、アルゴン置換後、BTEE(374.9mg)を加え、60℃で24時間反応させ、重合した。重合率は89.7%であった。
反応終了後、反応溶液にAcOEtを加え、共重合体No.1を含有する共重合体溶液を得た。得られた共重合体No.1のMwが452,000、PDIが1.85、溶液の固形分が32.3質量%、粘度が6,700mPa・sであった。
(合成例2)
アルゴンガス導入管と撹拌機を備えたフラスコに、MA(300.0g)、BA(185.0g)、4−HBA(5.0g)、AA(10.0g)、V−70(77.1mg)、AcOEt(377.2g)を仕込み、アルゴン置換後、BTEE(374.9mg)を加え、33℃で20時間反応させ、重合した。重合率は90.8%であった。
反応終了後、反応溶液にAcOEtを加え、共重合体No.2を得た。得られた共重合体No.2のMwが441,000、PDIが1.57、溶液の固形分が26.1質量%、粘度が4,990mPa・sであった。
表2、3に合成条件および共重合体の組成、物性を示した。なお、共重合体中の各構造単位の含有率、ヒドロキシ基量および酸性基量は、重合反応に用いたビニルモノマーの仕込み比率から算出した。
Figure 2020063325
Figure 2020063325
<粘着剤組成物の製造>
(粘着剤組成物No.1)
合成例1で得た共重合体No.1を含有する溶液の固形分換算100質量部に対して、架橋剤を0.084質量部、架橋促進剤を0.025質量部、溶媒としてAcOEtを加え、撹拌して粘着剤組成物No.1を得た。
(粘着剤組成物No.2〜4)
配合を表4に記載するように変更した以外は、粘着剤組成物No.1と同様にして、粘着剤組成物No.2〜4を作製した。
粘着剤組成物の配合を表4に示した。なお、表4中の溶媒量は、共重合体の溶液中に含まれるAcOEtと、粘着剤組成物の調製時に追加したAcOEtとの合計量である。
Figure 2020063325
架橋剤:デュラネート(登録商標)TPA−100(旭化成社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(NCO%;23.1質量%))
架橋促進剤:ネオスタン(登録商標)U810(日東化成社製、ジオクチル錫)
タッキファイヤー:YSポリスターK125(ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール樹脂)
溶媒:AcoEt
粘着剤組成物No.1、2は、共重合体として、所定の重量平均分子量、分子量分布および構造単位を有する共重合体No.1を含有する。粘着剤組成物No.3、4は、共重合体として、構造単位(a−1)を有していない共重合体No.2を含有する。なお、粘着剤組成物No.3、4は、それぞれ粘着剤組成物No.1、2の共重合体No.1を共重合体No.2に変更したものである。粘着剤組成物No.1とNo.3を対比すると、共重合体No.1を用いた粘着剤組成物は、共重合体No.2を用いた粘着剤組成物よりも固形分濃度が高いにもかかわらず、粘度が低いことがわかる。つまり、共重合体No.1を用いることで、得られる粘着性組成物の塗工性が向上することがわかる。
<粘着フィルムの製造>
(粘着フィルムNo.1)
粘着剤組成物No.1を、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50μm)上に、乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布した。粘着剤組成物を塗布したPETフィルムを100℃で2分間乾燥させ、粘着剤層を有する粘着フィルムNo.1を作製した。得られた粘着剤層に剥離フィルム(厚み100μm、東山フイルム社製、「HY−S10」)を貼付し、40℃にて3日間静置して養生した。
(粘着フィルムNo.2〜4)
粘着剤組成物No.1を、粘着剤組成物No.2〜4に変更したこと以外は、粘着フィルムNo.1と同様にして、粘着フィルムNo.2〜4を作製した。
得られた粘着フィルムについてのゲル分率、算術平均高さ、粘着力、表面平滑性の評価結果を、表5に示した。
Figure 2020063325
粘着フィルムNo.1、2は、粘着剤層が、所定の重量平均分子量、分子量分布および構造単位を有する(メタ)アクリル系共重合体(A)と架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物から形成されたものである。粘着フィルムNo.3、4は、粘着剤層が、構造単位(a−1)を有していない共重合体を含有する粘着剤組成物から形成されたものである。なお、粘着フィルムNo.3、4は、それぞれ粘着フィルムNo.1、2の共重合体No.1を共重合体No.2に変更したものである。これらの評価結果より、共重合体No.1を用いた粘着フィルムは、共重合体No.2を用いた粘着フィルムよりも粘着力が優れていることがわかる。
また、粘着フィルムNo.1とNo.3とを比較すると、粘着フィルムNo.1の粘着剤層の算術平均高さが18.4nmであるのに対して、粘着フィルムNo.3の粘着剤層の算術平均高さは28.2nmである。この結果より、共重合体No.1を用いることで、粘着剤組成物の塗工性が向上し、得られる粘着剤層の平滑性が向上していることがわかる。また、表面平滑性の結果より、粘着剤層の平滑性が高ければ、被着体に接着させた際の粘着剤層の歪みを抑えることができている。
本発明の粘着剤組成物は、塗工性がよく、かつ、粘着後の粘着剤層のひずみが低減できることから、光学フィルムに好適に使用でき、具体的には、偏光板、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、導光板、反射フィルム、反射防止フィルム、透明導電フィルム(ITOフィルム)、飛散防止フィルム、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護板などに使用できる。

Claims (9)

  1. (メタ)アクリル系共重合体(A)および架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物であり、
    前記(メタ)アクリル系共重合体(A)が、環状基を有する構造単位(a−1)と、酸性基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造単位(a−2)とを含み、かつ、前記(メタ)アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量が20万〜200万、分子量分布(PDI)が3.0未満であることを特徴とする粘着剤組成物。
  2. 前記構造単位(a−1)の環状基が、芳香族基である請求項1に記載の粘着剤組成物。
  3. 前記構造単位(a−2)の酸性基が、カルボキシ基である請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
  4. 前記構造単位(a−1)の含有率が、(メタ)アクリル系共重合体(A)全体100質量%中において、5質量%〜80質量%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
  5. 前記構造単位(a−2)の含有率が、(メタ)アクリル系共重合体(A)全体100質量%中において、0.3質量%〜20質量%である請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
  6. 前記(メタ)アクリル系共重合体(A)が、モノマー組成物をリビングラジカル重合することで得られたものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
  7. 前記架橋剤(B)が、イソシアネート系架橋剤である請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
  8. 基材フィルムと、請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着剤組成物から形成された粘着剤層とを有することを特徴とする粘着フィルム。
  9. 前記粘着剤層のゲル分率が80質量%未満である請求項8に記載の粘着フィルム。
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