JP2020189924A - 粘着シート - Google Patents

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Abstract

【課題】貼り付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートを提供すること。【解決手段】粘着剤層を含む粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、(A)芳香環を有するモノマーおよび芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方;および、(B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマー;を含む組成物の重合反応物を含む。上記粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度TgAは、−3℃より高く、かつ40℃以下である。【選択図】図1

Description

本発明は、粘着シートに関する。
粘着シートは、被着体に強固に接着することで、被着体同士の接着、被着体への物品の固定、被着体の補強等の目的で使用される。従来、このような目的には貼付けの初期から高い粘着力を発揮する粘着シートが用いられていた。また、最近では、特許文献1〜3のように、被着体への貼付け初期には低い粘着力を示し、その後、粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートが提案されている。このような特性を有する粘着シートによると、粘着力の上昇前には粘着シートの貼り間違いや貼り損ねによる歩留り低下の抑制に有用な貼り直し性(リワーク性)を発揮し、かつ、粘着力の上昇後には粘着シートの本来の使用目的に適した強粘着性を発揮することができる。
特許第6223836号公報 特許第5890596号公報 特許第5951153号公報
本発明者らは、上述のように貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートを提供するために、さらなる検討を行った。その結果、上記課題を解決するために、特定の構造を有するモノマーおよび/またはオリゴマーの使用が有効であることを見出して、本発明を完成した。
この明細書によると、粘着剤層を含む粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、(A)芳香環を有するモノマーおよび芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方と、(B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマーと、を含む組成物の重合反応物を含む。上記粘着剤層は、該粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが−3℃より高く、かつ40℃以下であることが好ましい。かかる粘着剤層によると、貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートが好適に実現され得る。
なお、以下において、芳香環を有するモノマーを「芳香環含有モノマー」と表記することがあり、同様に、水酸基を有するモノマーを「水酸基含有モノマー」、カルボキシ基を有するモノマーを「カルボキシ基含有モノマー」等と表記することがある。また、以下において、芳香環を有する繰返し単位を「芳香環含有繰返し単位」と表記することがあり、芳香環含有繰返し単位を含むオリゴマーを「オリゴマーAR」と表記することがある。
いくつかの態様において、上記組成物は、上記(A)として、少なくとも上記芳香環含有モノマーを含む。上記芳香環含有モノマーと上記(B)とを含む組成物は、重合により、芳香環含有繰返し単位と、水酸基含有繰返し単位およびカルボキシ基含有繰返し単位の少なくとも一方と、を含むポリマーを形成する。このようなポリマーを含む粘着剤層によると、貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートが好適に実現され得る。
上記(A)の芳香環含有モノマーとしては、例えば、ベンジルアクリレート、エトキシ化フェニルフェノールアクリレート、ビフェニルメチルアクリレートおよびフェノキシベンジルアクリレートからなる群から選択される少なくとも一種を好ましく使用し得る。かかる芳香環含有モノマーを用いることは、粘着シートの粘着特性および/または光学特性を調節する観点から有利となり得る。
いくつかの態様において、上記粘着剤層を構成するモノマー成分は、その55重量%以上が芳香環を有するモノマーであり得る。このように芳香環含有モノマーに由来する繰返し単位を多く含む粘着剤層によると、貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートが好適に実現され得る。
いくつかの態様において、上記組成物は、該組成物に含まれるモノマーの50重量%超がアクリル系モノマーであることが好ましい。このことは、例えば、上記組成物の重合反応性や、粘着特性の調整容易性の観点から有利となり得る。
いくつかの態様において、上記組成物は、上記(A)として、上記芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマー(オリゴマーAR)を少なくとも含む。これにより、初期粘着力の抑制およびその後の粘着力上昇性の向上の少なくとも一方の効果が実現され得る。上記オリゴマーARとしては、例えばスチレンオリゴマーを好ましく使用し得る。
いくつかの態様において、上記組成物は、(C)ホモポリマーのガラス転移温度が−40℃以下のアルキル(メタ)アクリレートの少なくとも一種をさらに含む。上記(C)により、ガラス転移温度Tgの調節や粘着特性の調節を好適に行うことができる。
いくつかの好ましい態様に係る粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り合わせて23℃で30分間経過後の粘着力N1(以下、「初期粘着力」ともいう。)が5N/20mm未満であり、かつ、ステンレス鋼板に貼り合わせて80℃で5分間加熱した後に23℃で30分間経過後の粘着力N2(以下、「加熱後粘着力」ともいう。)が上記粘着力N1の2倍以上である。ここに開示される技術によると、このように貼付けの初期には粘着力が低く、かつ短時間の加熱により粘着力が大きく上昇する粘着シートが提供され得る。
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれ得る。
一実施形態に係る粘着シートの構成を模式的に示す断面図である。 他の一実施形態に係る粘着シートの構成を模式的に示す断面図である。 他の一実施形態に係る粘着シートの構成を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、本明細書に記載された発明の実施についての教示と出願時の技術常識とに基づいて当業者に理解され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
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、実際に提供される製品のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
この明細書において「アクリル系モノマー」とは、一分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーをいう。ここで、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を包括的に指す意味である。したがって、ここでいうアクリル系モノマーの概念には、アクリロイル基を有するモノマー(アクリル系モノマー)とメタクリロイル基を有するモノマー(メタクリル系モノマー)との両方が包含され得る。同様に、この明細書において「(メタ)アクリル酸」とはアクリル酸およびメタクリル酸を、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよびメタクリレートを、それぞれ包括的に指す意味である。
また、この明細書において「粘着剤層を構成するモノマー成分」とは、出発材料としてモノマーの形態で用いられるか、あらかじめ形成された重合物(オリゴマーであり得る。)の形態で用いられるかを問わず、該粘着剤層に含まれる全重合物に含まれるモノマー単位に対応するモノマーを意味する。
<粘着シートの構造例>
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層を含んで構成されている。ここに開示される粘着シートは、上記粘着剤層が支持基材の片面または両面に積層された基材付き粘着シートの形態であってもよく、支持基材を有しない基材レス粘着シートの形態であってもよい。以下、支持基材を単に「基材」ということもある。
一実施形態に係る粘着シートの構造を図1に模式的に示す。この粘着シート1は、第一面10Aおよび第二面10Bを有するシート状の支持基材10と、その第一面10A側に設けられた粘着剤層21とを備える基材付き片面粘着シートとして構成されている。粘着剤層21は、支持基材10の第一面10A側に固着している。粘着シート1は、粘着剤層21を被着体に貼り付けて用いられる。使用前(すなわち、被着体への貼付け前)の粘着シート1は、図1に示すように、粘着剤層21の表面(粘着面)21Aが、少なくとも粘着剤層21に対向する側が剥離性表面(剥離面)となっている剥離ライナー31に当接した形態の剥離ライナー付き粘着シート100の構成要素であり得る。剥離ライナー31としては、例えば、シート状の基材(ライナー基材)の片面に剥離処理剤による剥離層を設けることで該片面が剥離面となるように構成されたものを好ましく使用し得る。あるいは、剥離ライナー31を省略し、第二面10Bが剥離面となっている支持基材10を用い、粘着シート1を巻回することにより粘着面21Aを支持基材10の第二面10Bに当接させた形態(ロール形態)であってもよい。粘着シート1を被着体に貼り付ける際には、粘着面21Aから剥離ライナー31または支持基材10の第二面10Bを剥がし、露出した粘着面21Aを被着体に圧着する。
他の一実施形態に係る粘着シートの構造を図2に模式的に示す。この粘着シート2は、第一面10Aおよび第二面10Bを有するシート状の支持基材10と、その第一面10A側に設けられた粘着剤層21と、第二面10B側に設けられた粘着剤層22と、を備える基材付き両面粘着シートとして構成されている。粘着剤層(第一粘着剤層)21は支持基材10の第一面10Aに、粘着剤層(第二粘着剤層)22は支持基材10の第二面10Bに、それぞれ固着している。粘着シート2は、粘着剤層21,22を、被着体の異なる箇所に貼り付けて用いられる。粘着剤層21,22が貼り付けられる箇所は、異なる部材のそれぞれの箇所であってもよく、単一の部材内の異なる箇所であってもよい。使用前の粘着シート2は、図2に示すように、粘着剤層21の表面(第一粘着面)21Aおよび粘着剤層22の表面(第二粘着面)22Aが、少なくとも粘着剤層21,22に対向する側がそれぞれ剥離面となっている剥離ライナー31,32に当接した形態の剥離ライナー付き粘着シート200の構成要素であり得る。剥離ライナー31,32としては、例えば、シート状の基材(ライナー基材)の片面に剥離処理剤による剥離層を設けることで該片面が剥離面となるように構成されたものを好ましく使用し得る。あるいは、剥離ライナー32を省略し、両面が剥離面となっている剥離ライナー31を用い、これと粘着シート2とを重ね合わせて渦巻き状に巻回することにより第二粘着面22Aが剥離ライナー31の背面に当接した形態(ロール形態)の剥離ライナー付き粘着シートを構成していてもよい。
さらに他の一実施形態に係る粘着シートの構造を図3に模式的に示す。この粘着シート3は、粘着剤層21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。粘着シート3は、粘着剤層21の一方の表面(第一面)により構成された第一粘着面21Aと、粘着剤層21の他方の表面(第二面)により構成された第二粘着面21Bとを、被着体の異なる箇所に貼り付けて用いられる。使用前の粘着シート3は、図3に示すように、第一粘着面21Aおよび第二粘着面)21Bが、少なくとも粘着剤層21に対向する側がそれぞれ剥離面となっている剥離ライナー31,32に当接した形態の剥離ライナー付き粘着シート300の構成要素であり得る。あるいは、剥離ライナー32を省略し、両面が剥離面となっている剥離ライナー31を用い、これと粘着シート3とを重ね合わせて渦巻き状に巻回することにより第二粘着面21Bが剥離ライナー31の背面に当接した形態(ロール形態)の剥離ライナー付き粘着シートを構成していてもよい。
なお、ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着フィルム、粘着ラベル等と称されるものが包含され得る。粘着シートは、ロール形態であってもよく、枚葉形態であってもよく、用途や使用態様に応じて適宜な形状に切断、打ち抜き加工等されたものであってもよい。ここに開示される技術における粘着剤層は、典型的には連続的に形成されるが、これに限定されず、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成されていてもよい。
ここに開示される粘着シートを構成する上記粘着剤層は、(A)芳香環含有モノマーおよび芳香環含有繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方(以下、「成分(A)」ともいう。);および、(B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマー(以下、「成分(B)」ともいう。);を含む組成物の重合反応物を含む。このような重合反応物を含む粘着剤層は、貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートの実現に適している。
<成分(A)>
(芳香環含有モノマー)
成分(A)としての芳香環含有モノマーは、その構造中に芳香環を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和基を含む化合物である。芳香環含有モノマーは、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。一分子の芳香環含有モノマーに含まれる芳香環の数は、一つでもよく、二つ以上(典型的には2〜5、例えば2〜4)でもよい。一分子の芳香環含有モノマーに含まれるエチレン性不飽和基の数は、典型的には一つである。
芳香環含有モノマーにおける芳香環は、ベンゼン環;ナフタレン環、インデン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環の縮合環;等の炭素環であってもよく、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環等の複素環であってもよい。芳香環含有モノマーが二以上のベンゼン環を含む場合、該ベンゼン環は、ビフェニル骨格またはフルオレン骨格を形成していてもよい。
上記芳香環は、環構成原子上に一または二以上の置換基を有していてもよく、置換基を有していなくてもよい。置換基を有する場合、該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、水酸基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)が例示されるが、これらに限定されない。炭素原子を含む置換基において、該置換基に含まれる炭素原子の数は、好ましくは1〜4個であり、より好ましくは1〜3個であり、例えば1個または2個であり得る。いくつかの態様において、上記芳香環は、環構成原子上に置換基を有しないか、アルキル基およびアルコキシ基からなる群から選択される一または二以上の置換基を有する芳香環であり得る。
芳香環とエチレン性不飽和基とは、直接結合していてもよく、リンキング基を介して結合していてもよい。上記リンキング基は、例えば、アルキレン基、オキシアルキレン基、ポリ(オキシアルキレン)基、フェニル基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、これらの基において一または二以上の水素原子が水酸基で置換された構造の基(例えば、ヒドロキシアルキレン基)、オキシ基(−O−)、等から選択される一または二以上の構造を含む基であり得る。いくつかの態様において、芳香環とエチレン性不飽和基とが、直接結合しているか、またはアルキレン基、オキシアルキレン基およびポリ(オキシアルキレン)基からなる群から選択されるリンキング基を介して結合している構造の芳香環含有モノマーを好ましく採用し得る。上記アルキレン基および上記オキシアルキレン基における炭素原子数は、好ましくは1〜4個であり、より好ましくは1〜3個であり、例えば1個または2個であり得る。上記ポリ(オキシアルキレン)基におけるオキシアルキレン単位の繰り返し数は、例えば2〜3であり得る。
好ましく使用し得る芳香環含有モノマーの例として、芳香環含有(メタ)アクリレートおよび芳香環含有ビニル化合物が挙げられる。芳香環含有(メタ)アクリレートおよび芳香環含有ビニル化合物は、それぞれ、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。一種または二種以上の芳香環含有(メタ)アクリレートと、一種または二種以上の芳香環含有ビニル化合物とを組み合わせて用いてもよい。
ベンゼン環を含有する(メタ)アクリレートの具体例には、べンジル(メタ)アクリレート、メトキシベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート(例えば、m−フェノキシベンジル(メタ)アクリレート)、フェニル(メタ)アクリレート、エトキシ化フェノール(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エトキシ化クレゾール(メタ)アクリレート、フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシブチル(メタ)アクリレート、クレジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート等が含まれる。これらは、ビフェニル骨格やフルオレン骨格を含まないベンゼン環含有(メタ)アクリレートの例である。
なお、上記エトキシ化フェノール(メタ)アクリレートにおいて「エトキシ化」とは、フェノキシ基と(メタ)アクリロイル基との間にオキシエチレン鎖を介在させることをいう。上記オキシエチレン鎖におけるオキシエチレン単位の繰返し数は、典型的には1〜4、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2であり、例えば1である。ここに開示される他の芳香環含有(メタ)アクリレートにおけるエトキシ化についても同様である。
一方、ベンゼン環含有(メタ)アクリレートのうちビフェニル骨格を含む(メタ)アクリレートの具体例としては、フェニルフェノール(メタ)アクリレートやエトキシ化フェニルフェノール(メタ)アクリレート等のフェニルフェノール(メタ)アクリレート類;、ビフェニルメチル(メタ)アクリレート;等が挙げられる。上記エトキシ化フェニルフェノール(メタ)アクリレートの概念には、フェニルフェノールエチル(メタ)アクリレート(すなわち、オキシエチレン単位の数が1であるエトキシ化フェニルフェノール(メタ)アクリレート)と、オキシエチレン単位の数が1より大きい(例えば2〜3の)エトキシ化フェニルフェノール(メタ)アクリレートとが含まれる。
ベンゼン環含有(メタ)アクリレートのうちフルオレン骨格を含む(メタ)アクリレートは、フルオレン骨格(ビスフェノールフルオレン骨格を構成していてもよい。)に、直接またはオキシアルキレン鎖(モノオキシアルキレン鎖またはポリオキシアルキレン鎖)を含むリンキング基を介して(メタ)アクリロイル基が結合してなる構造の化合物であることが好適である。フルオレン骨格を含む(メタ)アクリレートの具体例としては、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。ここに開示される技術のいくつかの態様において、粘着力上昇性向上等の観点から、上記フルオレン骨格を含む(メタ)アクリレートは用いられなくてもよい。
ナフタレン環を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、ヒドロキシエチル化β−ナフトールアクリレート、2−ナフトエチル(メタ)アクリレート、2−ナフトキシエチルアクリレート、2−(4−メトキシ−1−ナフトキシ)エチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
成分(A)として芳香環含有(メタ)アクリレートを用いる場合、重合反応性等の観点から、いくつかの態様において芳香環含有アクリレートを好ましく採用し得る。使用する芳香環含有(メタ)アクリレートのうち芳香環含有アクリレートの占める割合は、例えば50重量%超であってよく、75重量%以上でもよく、90重量%以上でもよく、実質的に100重量%(典型的には、99.5〜100重量%)でもよい。
芳香環含有ビニル化合物の例には、該芳香環として炭素環(典型的にはベンゼン環)または複素環を含むビニル化合物が含まれる。芳香環含有ビニル化合物の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン等の、炭素環(典型的にはベンゼン環)上にビニル置換基を有する芳香環含有ビニル化合物;N−ビニルピリジン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール等の、複素環上にビニル置換基を有する芳香環含有ビニル化合物;が挙げられる。好ましい芳香環含有ビニル化合物として、スチレン、α−メチルスチレンおよびビニルトルエンが挙げられる。なかでもスチレンが好ましい。
成分(A)の芳香環含有モノマーとしては、その単独重合体のガラス転移温度が−30℃以上65℃以下の範囲にあるものを好ましく採用し得る。いくつかの態様において、上記芳香環含有モノマーは、その単独重合体のガラス転移温度が、例えば−20℃以上、−10℃以上または0℃以上であり、かつ60℃以下、50℃以下、40℃以下または35℃以下であり得る。単独重合体のガラス転移温度が上述したいずれかの上限温度と上述したいずれかの下限温度との間にある芳香環含有モノマーによると、初期の低粘着性とその後の粘着力上昇性とを兼ね備えた粘着シートが好適に実現され得る。
成分(A)に使用し得る芳香環含有モノマーの好適例として、べンジル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールエチル(メタ)アクリレート等のエトキシ化フェニルフェノール(メタ)アクリレート、p−ビフェニルメチル(メタ)アクリレート等のビフェニルメチル(メタ)アクリレート、m−フェノキシベンジル(メタ)アクリレート等のフェノキシベンジル(メタ)アクリレート等の、ベンゼン環含有(メタ)アクリレート;および、スチレン等の芳香環含有ビニル化合物;が挙げられる。
成分(A)に芳香環含有(メタ)アクリレートを用いるいくつかの態様において、該芳香環含有(メタ)アクリレートのうちベンゼン環含有(メタ)アクリレートの占める割合は、例えば50重量%超であってよく、75重量%以上でもよく、90重量%以上でもよく、実質的に100重量%(典型的には、99.5〜100重量%)でもよい。
(オリゴマーAR)
ここに開示される技術において、上記成分(A)としては、上述のような芳香環含有モノマーに代えて、あるいは該芳香環含有モノマーと組み合わせて、芳香環含有繰返し単位を含むオリゴマー(オリゴマーAR)を用いることができる。上記オリゴマーARは、芳香環含有モノマーに由来するモノマー単位を含む重合物である。上記芳香環含有モノマーとしては、成分(A)に使用し得る芳香環含有モノマーとして例示したモノマーから選択されるモノマーを、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。オリゴマーARの使用により、初期粘着力の抑制およびその後の粘着力上昇性の向上の少なくとも一方の効果が実現され得る。
オリゴマーARを構成するモノマー成分のうち芳香環含有モノマーの重量割合(以下、「オリゴマーARの芳香環含有モノマー比)ともいう。)は、例えば30重量%以上であり得る。上記割合は、通常、50重量%超であることが好ましく、より好ましくは70重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上である。このように芳香環含有モノマーが比較的多く用いられたオリゴマーARによると、上述の効果がより好適に発揮される傾向にある。いくつかの態様において、上記割合は、95重量%以上でもよく、98重量%以上でもよく、実質的に100重量%(典型的には、99.5〜100重量%)でもよい。
オリゴマーARを構成するモノマー成分としては、芳香環含有ビニル化合物を好ましく使用し得る。特に、炭素環(典型的にはベンゼン環)上にビニル置換基を有する芳香環含有ビニル化合物が好ましく、なかでもスチレンが好ましい。いくつかの態様において、オリゴマーARを構成するモノマー成分のうちスチレンの割合が50重量%超であるオリゴマーARを好ましく採用し得る。上記スチレンの割合は、より好ましくは70重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上であり、95重量%以上でもよく、98重量%以上でもよく、実質的に100重量%(典型的には、99.5〜100重量%)でもよい。
いくつかの態様において、オリゴマーARとしては、エチレン性不飽和基を有しないものを好ましく採用し得る。かかるオリゴマーARは、モノマーやマクロマーとは明確に区別される。例えば、エチレン性不飽和基を有さず、かつ水酸基およびカルボキシ基に対して非反応性のオリゴマーARが好ましい。このようなオリゴマーARは、典型的には、上記組成物に含まれるモノマーから形成されたポリマーと化学結合していない形態で粘着剤層中に存在する。かかる形態で存在するオリゴマーARを含む粘着剤層によると、該オリゴマーARの粘着剤層における移動性により、初期粘着力の抑制およびその後の粘着力上昇性の向上の少なくとも一方の効果がより好適に発揮される傾向にある。エチレン性不飽和基を有さず、かつ水酸基およびカルボキシ基に対して非反応性のオリゴマーARの一好適例として、実質的にスチレンから形成されたスチレンオリゴマーが挙げられる。
オリゴマーARの重量平均分子量(Mw)は特に限定されない。オリゴマーARの使用による効果を発揮しやすくする観点から、通常、オリゴマーARのMwは、凡そ0.5×10以上かつ凡そ10×10未満であることが好ましい。いくつかの態様において、オリゴマーARのMwは、例えば1.0×10以上であってよく、1.5×10以上でもよく、2.0×10以上でもよい。Mwが高くなると、粘着剤層の凝集性は向上する傾向にある。また、いくつかの態様において、オリゴマーARのMwは、例えば8.0×10以下であってよく、6.0×10以下でもよく、4.0×10以下でもよい。Mwが低くなると、粘着力上昇性は向上する傾向にある。
なお、本明細書において、ポリマーおよびオリゴマーのMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算して求めることができる。具体的には、GPC測定装置として商品名「HLC−8220GPC」(東ソー社製)を用いて、下記の条件で測定して求めることができる。
[GPCの測定条件]
サンプル濃度:0.2重量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:10μL
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流量(流速):0.6mL/分
カラム温度(測定温度):40℃
カラム:
サンプルカラム:商品名「TSKguardcolumn SuperHZ−H」1本+商品名「TSKgel SuperHZM−H」2本」(東ソー社製)
リファレンスカラム:商品名「TSKgel SuperH−RC」1本(東ソー社製)
検出器:示差屈折計(RI)
標準試料:ポリスチレン
(モノマー成分の芳香環含有モノマー比)
上記粘着剤層を構成するモノマー成分には、上記成分(A)の使用により、芳香環含有モノマーが含まれる。上記芳香環含有モノマーは、モノマーの形態で成分(A)として用いられる芳香環含有モノマー(以下、「モノマーmAR1」と表記することがある。)であってもよく、オリゴマーARを構成する芳香環含有繰返し単位の形態で成分(A)として用いられる芳香環含有モノマー(以下、「モノマーmAR2」と表記することがある。)であってもよい。
粘着剤層を構成するモノマー成分のうち芳香環含有モノマーの重量割合(すなわち、モノマー成分の重量に占める、モノマーmAR1およびモノマーmAR2の合計重量。以下、「モノマー成分の芳香環含有モノマー比」と表記することがある。)は、特に限定されない。芳香環含有モノマーおよび/またはオリゴマーARの使用効果を好適に発揮する観点から、上記芳香環含有モノマー比は、通常、10重量%以上であることが適当であり、25重量%以上であることが好ましく、35重量%以上でもよく、45重量%以上でもよい。いくつかの好ましい態様において、上記芳香環含有モノマー比は、例えば55重量%以上であってよく、60重量%以上でもよく、65重量%以上でもよい。また、上記芳香環含有モノマー比は、典型的には100重量%未満であり、通常は95重量%以下であることが適当である。ガラス転移温度Tgの調節容易性や粘着力上昇性の観点から、いくつかの態様において、上記芳香環含有モノマー比は、90重量%以下であることが好ましく、85重量%以下でもよく、80重量%以下でもよく、75重量%以下でもよい。
いくつかの好ましい態様において、成分(A)として芳香環含有モノマーとオリゴマーARとを併用することができる。これにより、貼付けの初期には低い粘着力を示し、その後に粘着力を大きく上昇させることのできる粘着シートが好適に実現され得る。芳香環含有モノマーとオリゴマーARとを併用する場合、モノマーmAR1の使用量に対するモノマーmAR2の使用量の比(重量基準)は、特に限定されない。いくつかの態様において、上記使用量比(mAR2/mAR1)を0.1〜10の範囲内とすることにより、芳香環含有モノマーとオリゴマーARとの併用効果がよりよく発揮され得る。上記使用量比は、例えば0.3以上であってよく、0.5以上でもよく、0.7以上でもよく、1.0以上でもよく、1.2以上でもよく、1.5以上でもよい。また、上記使用量比は、例えば7以下であってよく、5以下でもよく、3以下でもよく、2以下でもよい。
(高屈折率モノマー)
いくつかの態様において、粘着剤層を構成するモノマー成分に含まれる芳香環含有モノマーの少なくとも一部として、高屈折率モノマーを好ましく採用し得る。ここで、本明細書において「高屈折率モノマー」とは、その単独重合体の屈折率が凡そ1.50以上(典型的には1.51以上)であるモノマーのことを指す。芳香環含有モノマーの単独重合体の屈折率は、市販のアッベ屈折率計(例えば型式「DR−M2」、ATAGO社製)を使用して測定することができる。
上記高屈折率モノマーに該当する芳香環含有モノマーとして、例えば、べンジルアクリレート、エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート、p−ビフェニルメチルアクリレート、m−フェノキシベンジルアクリレート、スチレン等が挙げられる。粘着剤層を構成するモノマー成分に高屈折率モノマーが含まれることは、例えば光学用途に用いられ得る粘着シートにおいて有利となり得る。上記モノマー成分に含まれる芳香環含有モノマーのうち高屈折率モノマーの占める割合は、例えば50重量%超であってよく、75重量%以上でもよく、90重量%以上でもよく、実質的に100重量%(典型的には、99.5〜100重量%)でもよい。
<成分(B)>
成分(B)としては、水酸基またはカルボキシ基を有するモノマーが用いられる。水酸基を有するモノマー(水酸基含有モノマー)は、その構造中に水酸基およびエチレン性不飽和基を含む化合物である。カルボキシ基を有するモノマー(カルボキシ基含有モノマー)は、その構造中にカルボキシ基およびエチレン性不飽和基を含む化合物である。成分(B)としては、典型的には、芳香環を含有しないモノマーが用いられる。上記エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がより好ましい。成分(B)として用いられるモノマーにおいて、一分子のモノマーに含まれるエチレン性不飽和基の数は、典型的には一つである。
水酸基含有モノマーの例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルが挙げられるが、これらに限定されない。好ましく使用し得る水酸基含有モノマーの例として、アクリル酸2−ヒドロキシエチルおよびアクリル酸4−ヒドロキシブチルが挙げられる。水酸基含有モノマーは、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。
カルボキシ基含有モノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等が挙げられるが、これらに限定されない。好ましく使用し得る水酸基含有モノマーの例として、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。カルボキシ基含有モノマーは、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。水酸基含有モノマーとカルボキシ基含有モノマーとを併用してもよい。
成分(B)の使用量は、特に制限されず、目的に応じて設定することができる。いくつかの態様において、成分(B)の使用量は、例えば、粘着剤層を構成するモノマー成分の0.01重量%以上とすることができ、通常は0.1重量%以上とすることが好ましく、0.5重量%以上とすることがより好ましい。いくつかの態様において、成分(B)の使用量は、上記モノマー成分の例えば1重量%以上であってよく、1.5重量%以上でもよい。また、成分(B)の使用量は、通常、モノマー成分の40重量%以下とすることが適当であり、30重量%以下としてもよく、20重量%以下としてもよく、10重量%以下または5重量%以下としてもよい。
成分(B)として水酸基含有モノマーを用いる場合における使用量は、特に制限されないが、通常、粘着剤層を構成するモノマー成分の0.01重量%以上(好ましくは0.1重量%以上、例えば0.5重量%以上)とすることが適当である。いくつかの態様において、水酸基含有モノマーの使用量は、上記モノマー成分の例えば1重量%以上とすることができ、1.5重量%以上としてもよい。また、水酸基含有モノマーの使用量は、通常、モノマー成分の40重量%以下とすることが適当であり、30重量%以下としてもよく、20重量%以下としてもよく、10重量%以下または5重量%以下としてもよい。
成分(B)としてカルボキシ基含有モノマーを用いる場合における使用量は、特に制限されないが、通常、粘着剤層を構成するモノマー成分の0.01重量%以上(好ましくは0.1重量%以上、例えば0.5重量%以上)とすることが適当である。いくつかの態様において、カルボキシ基含有モノマーの使用量は、上記モノマー成分の例えば1重量%以上とすることができ、1.5重量%以上としてもよい。また、カルボキシ基含有モノマーの使用量は、通常、モノマー成分の40重量%以下とすることが適当であり、30重量%以下としてもよく、20重量%以下としてもよく、10重量%以下または5重量%以下としてもよい。ここに開示される技術は、例えば成分(B)として水酸基含有モノマーのみを用いる態様で好ましく実施され得る。
理論により拘束されることを望むものではないが、上記成分(A)および上記成分(B)を含む組成物の重合反応物を含む粘着剤層によって初期の低粘着性とその後の粘着力上昇性とを兼ね備えた粘着シートが実現される理由は、例えば以下のように考えられる。すなわち、上記成分(A)の使用により、上記粘着剤層には芳香環を含む分子鎖が含まれる。この芳香環を含む分子鎖は、被着体への貼付け後に粘着剤層内において上記被着体との界面から離れるように移動することにより、初期の低粘着性およびその後の粘着力上昇性の発現に貢献し得る。上記成分(B)は、水酸基および/またはカルボキシ基の有する極性により、上記芳香環を有する分子鎖を粘着剤層内において移動させやすくする作用を有すると考えられる。ただし、この理由のみに限定解釈されるものではない。
<粘着剤層>
(ガラス転移温度Tg
上記粘着剤層は、該粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが40℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度Tgが高すぎないことにより、良好な粘着力上昇性が発揮される傾向にある。かかる観点から、上記ガラス転移温度Tgは、例えば35℃以下であってよく、30℃以下でもよく、25℃以下でもよい。ここに開示される粘着シートのいくつかの態様において、上記ガラス転移温度Tgは、例えば20℃以下、15℃以下、10℃以下または5℃以下であり得る。
上記ガラス転移温度Tgは、通常、−3℃より高いことが好ましく、0℃以上であることがより好ましい。これにより初期の低粘着性を適切に実現することができる。貼付け後の粘着力上昇性をコントロールしやすくする観点から、いくつかの態様において、上記ガラス転移温度Tgは、例えば5℃以上であってよく、10℃以上でもよく、15℃以上でもよく、18℃以上でもよい。
ここで、ガラス転移温度Tgとは、上記モノマー成分に対応するモノマーの組成に基づいて、Foxの式により求められるガラス転移温度をいう。Foxの式とは、以下に示すように、共重合体のTgと、該共重合体を構成するモノマーのそれぞれを単独重合したホモポリマーのガラス転移温度Tgiとの関係式である。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
上記Foxの式において、Tgは共重合体のガラス転移温度(単位:K)、Wiは該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を表す。Tgの算出に使用するホモポリマーのガラス転移温度としては、「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons, Inc., 1989年)等の公知資料に記載の値を用いるものとする。上記Polymer Handbookに複数種類の値が記載されているモノマーについては、最も高い値を採用する。公知資料にホモポリマーのTgが記載されていない場合は、特開2007−51271号公報に記載の測定方法により得られる値を用いるものとする。
なお、本明細書において、上記Tgの算出は、単官能性のモノマー(すなわち、一分子中に単一のエチレン性不飽和基を有するモノマー)のみを対象として行うものとする。
(アルキル(メタ)アクリレート)
ここに開示される技術のいくつかの態様において、上記重合反応物の調製に用いられる組成物は、アルキル(メタ)アクリレートをさらに含み得る。アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数1〜20の(すなわち、C1−20の)直鎖または分岐鎖状のアルキル基をエステル末端に有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましく用いられ得る。
(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル等が挙げられるが、これらに限定されない。
このようなアルキル(メタ)アクリレートを用いる場合における使用量は、好適な使用効果が発揮されるように設定することができる。上記使用量は、例えば、粘着剤層を構成するモノマー成分の5重量%以上であってよく、通常は10重量%以上とすることが適当であり、15重量%以上または20重量%以上としてもよい。また、上記使用量は、通常、上記モノマー成分の80重量%未満とすることが適当であり、75重量%未満とすることが好ましく、65重量%未満でもよく、55重量%未満でもよい。いくつかの好ましい態様において、アルキル(メタ)アクリレートの使用量は、上記モノマー成分の45重量%未満、40重量%未満、35重量%未満または30重量%未満であり得る。
いくつかの好ましい態様において、上記組成物は、上記アルキル(メタ)アクリレートとして、ホモポリマーのガラス転移温度が−40℃以下(好ましくは−50℃以下)であるアルキル(メタ)アクリレート(以下、「成分(C)」ともいう。)を含み得る。成分(C)を適切に用いることにより、ガラス転移温度Tgの調節や粘着特性の調節を効果的に行うことができる。成分(C)として用いられるアルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーのガラス転移温度は、例えば−85℃以上であってよく、−75℃以上でもよく、−65℃以上でもよく、−60℃以上でもよい。
成分(C)として使用し得るアルキル(メタ)アクリレートの好適例として、アクリル酸n−ブチル(BA)、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)、アクリル酸イソノニル(iNA)等が挙げられる。例えば、BAおよび2EHAの一方または両方を含む組成物が好ましく、少なくともBAを含む組成物がより好ましい。BAと2EHAとを併用する場合、それらの使用量の重量比(BA:2EHA)は特に限定されない。上記重量比は、例えば5:95以上であってよく、20:80以上でもよく、40:60以上でもよい。好ましい一態様において、BA:2EHAの重量比は50:50以上であり得る。また、上記重量比は、例えば95:5以下であってよく、80:20以下でもよく、60:40以下でもよい。
成分(C)を用いる場合における使用量は、好適な使用効果が発揮されるように設定することができる。粘着力上昇後の粘着力を高める観点から、上記使用量は、例えば、粘着剤層を構成するモノマー成分の5重量%以上であってよく、通常は10重量%以上とすることが適当であり、15重量%以上または20重量%以上としてもよい。また、初期粘着力を抑制する観点から、上記使用量は、通常、粘着剤層を構成するモノマー成分の80重量%未満とすることが適当であり、75重量%未満とすることが好ましく、65重量%未満でもよく、55重量%未満でもよい。いくつかの好ましい態様において、成分(C)の使用量は、上記モノマー成分の45重量%未満、40重量%未満、35重量%未満または30重量%未満であり得る。
(共重合性モノマー)
上記重合反応物の調製に用いられる組成物は、成分(B)として用いられるモノマーおよび成分(A)として用いられ得るモノマーと共重合可能な他のモノマー(共重合性モノマー)を、さらに含んでいてもよい。共重合性モノマーは、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。
共重合性モノマーの非限定的な具体例として、以下のものが挙げられる。
窒素含有モノマー:例えば、(メタ)アクリルアミド;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−ジプロピル(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、N,N−ジ(n−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(t−ブチル)(メタ)アクリルアミド等の、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド;N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチル(メタ)アクリルアミド等の、N−アルキル(メタ)アクリルアミド;N−ビニルアセトアミド等のN−ビニルカルボン酸アミド類;アルコキシ基とアミド基とを有するモノマー、例えば、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等の、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド;N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン、N−(メタ)アクリロイル−2−ピロリドン、N−(メタ)アクリロイルピペリジン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−ビニルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム等の、窒素原子含有環を有するモノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル等の、(メタ)アクリル酸アミノアルキル類;その他、スクシンイミド骨格を有するモノマー、マレイミド類、イタコンイミド類等。
アルコキシ基含有モノマー:例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル等の、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル類;(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコール等の、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキレングリコール類。
酸無水物基含有モノマー:例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸。
エポキシ基含有モノマー:例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルや(メタ)アクリル酸−2−エチルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有アクリレート、アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸グリシジルエーテル等。
シアノ基含有モノマー:例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
イソシアネート基含有モノマー:例えば、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等。
ビニルエステル類:例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等。
ビニルエーテル類:例えば、例えば、メチルビニルエーテルやエチルビニルエーテル等のビニルアルキルエーテル。
オレフィン類:例えば、エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等。
脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル:例えば、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等。
その他、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル等の複素環含有(メタ)アクリレート、塩化ビニルやフッ素原子含有(メタ)アクリレート等のハロゲン原子含有(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のケイ素原子含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基またはリン酸基を含有するモノマー、テルペン化合物誘導体アルコールから得られる(メタ)アクリル酸エステル等。
このような共重合性モノマーを使用する場合、その使用量は特に限定されないが、通常は、粘着剤層を構成するモノマー成分の0.01重量%以上とすることが適当である。共重合性モノマーの使用効果をよりよく発揮する観点から、共重合性モノマーの使用量をモノマー成分の0.1重量%以上としてもよく、1重量%以上としてもよい。また、他の性能とのバランスをとりやすくする観点から、共重合性モノマーの使用量は、通常、モノマー成分の40重量%以下とすることが適当であり、30重量%以下とすることが好ましく、20重量%以下でもよく、15重量%以下でもよく、10重量%以下でもよく、7.5重量%以下でもよい。
(N−ビニル環状アミド)
いくつかの態様において、上記組成物は、下記一般式(M1)で表されるN−ビニル環状アミドからなる群から選ばれる少なくとも一種のモノマーを含有することが好ましい。
Figure 2020189924
ここで、上記一般式(M1)中のRは、2価の有機基である。
N−ビニル環状アミドの使用により、粘着剤の凝集力や極性を調整し、粘着力上昇後の粘着力(例えば、加熱後粘着力N2)を向上させ得る。N−ビニル環状アミドの具体例としては、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニル−3,5−モルホリンジオン等が挙げられる。特に好ましくはN−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−カプロラクタムである。
N−ビニル環状アミドを用いる場合における使用量は、特に制限されないが、通常は、粘着剤層を構成するモノマー成分の0.01重量%以上(好ましくは0.1重量%以上、例えば0.5重量%以上)とすることが適当である。いくつかの態様において、N−ビニル環状アミドの使用量は、上記モノマー成分の1重量%以上としてもよく、3重量%以上としてもよく、4重量%以上としてもよい。また、他の性能とのバランスをとりやすくする観点から、N−ビニル環状アミドの使用量は、通常、モノマー成分の40重量%以下とすることが適当であり、30重量%以下とすることが好ましく、20重量%以下でもよく、15重量%以下でもよく、10重量%以下でもよく、7.5重量%以下でもよい。
いくつかの態様において、粘着剤層を構成するモノマー成分におけるポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマー(以下、ポリオルガノシロキサン構造含有モノマーともいう。)の重量割合は、例えば1重量%未満であり得る。いくつかの態様において、上記重量割合は、0.5重量%未満であってもよく、0.1重量%未満でもよく、0.05重量%未満でもよく、0重量%(すなわち、ポリオルガノシロキサン構造含有モノマーを含まない組成のモノマー成分)であってもよい。ここに開示される技術によると、このようにポリオルガノシロキサン構造含有モノマーの使用量を制限しても、貼付け初期の低粘着性およびその後の粘着力上昇性に優れた粘着シートを好適に実現し得る。ポリオルガノシロキサン構造含有モノマーの使用量を抑制し得ることは、例えば、シロキサンの含有を嫌う用途(例えば、電子機器用途等)向けの粘着シートにおいて有利な特徴となり得る。
(ポリマーP)
ここに開示される技術における粘着剤層は、典型的には、上記組成物に含まれるモノマー(成分(B)として用いられるモノマーと、成分(A)として用いられ得るモノマーとを少なくとも含み、さらに他のモノマーを含み得る。)から形成されたポリマーPを含み、成分(A)としてオリゴマーARを用いる態様ではさらにオリゴマーARを含む。
成分(A)として芳香環含有モノマーのみを用いる態様(すなわち、オリゴマーARを使用しない態様)において、上記組成物に含まれるモノマーのうち芳香環含有モノマーの重量割合(以下、「ポリマーPの芳香環含有モノマー比」ともいう。)は、例えば10重量%以上であってよく、初期の低粘着性およびその後の粘着力上昇性を好適に発揮しやすくする観点から、通常は25重量%以上であることが好ましく、35重量%以上でもよく、45重量%以上でもよく、55重量%以上でもよく、60重量%以上でもよく、65重量%以上でもよい。また、上記態様において、ポリマーPの芳香環含有モノマー比は、例えば95重量%以下であってよく、粘着力上昇性向上の観点から、通常は90重量%以下であることが好ましく、85重量%以下でもよく、80重量%以下でもよく、75重量%以下でもよい。
成分(A)としてオリゴマーARを用いる態様において、ポリマーPの芳香環含有モノマー比は、例えば5重量%以上であってよく、10重量%以上であることが好ましく、15重量%以上でもよく、20重量%以上でもよい。いくつかの態様において、ポリマーPの芳香環含有モノマー比は、ポリマーPとオリゴマーARとの相溶性等を考慮して、例えば25重量%以上であってよく、30重量%以上であってもよく、35重量%以上でもよく、40重量%以上でもよい。また、上記態様において、ポリマーPの芳香環含有モノマー比は、例えば85重量%以下であってよく、粘着力上昇後の粘着力を高めやすくする観点から70重量%以下であることが適当であり、60重量%以下でもよく、50重量%以下でもよい。
いくつかの態様において、オリゴマーARの芳香環含有モノマー比(R[重量%])とポリマーPの芳香環含有モノマー比(R[重量%])との差、すなわち|R−R|は、例えば90以下であってよく、オリゴマーARとポリマーPとの相溶性向上の観点から、通常は80以下であることが適当であり、70以下であることが好ましく、65以下でもよく、60以下でもよい。初期の低粘着性をより発現しやすくする観点から、いくつかの態様において、|R−R|は、例えば10以上であってよく、25以上でもよく、40以上でもよく、50以上でもよい。粘着力上昇性の観点から、RとRとの関係は、R≧Rであることが好ましく、R>Rであることがより好ましい。
成分(A)としてオリゴマーARを用いる態様において、上記組成物に含まれるモノマーの組成に基づくガラス転移温度、すなわちポリマーPのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されない。上記ガラス転移温度Tgは、例えば−70℃以上であってよく、−60℃以上でもよく、−50℃以上でもよい。いくつかの態様において、初期の低粘着性をより発現しやすくする観点から、上記ガラス転移温度Tgは、例えば−40℃以上であってよく、−35℃以上でもよく、−30℃以上でもよく、−25℃以上でもよい。また、上記ガラス転移温度Tgは、例えば30℃以下であってよく、20℃以下でもよく、10℃以下でもよく、5℃以下でもよく、0℃以下でもよい。オリゴマーARの移動性を向上させて粘着力を効果的に上昇させる観点から、いくつかの態様において、上記ガラス転移温度Tgは、例えば−5℃以下であってよく、−10℃以下でもよく、−15℃以下でもよい。
オリゴマーARのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、例えば−10℃以上であってよく、0℃以上でもよい。初期の低粘着性を好適に実現する観点から、通常、ガラス転移温度(Tg)は、10℃以上であることが適当であり、20℃以上であることが好ましく、35℃以上でもよく、50℃以上でもよく、65℃以上でもよく、75℃以上でもよい。また、ガラス転移温度(Tg)は、例えば180℃以下であってよく、良好な粘着力上昇性を実現する観点から、通常は150℃以下であることが適当であり、130℃以下でもよく、110℃以下でもよい。
初期の低粘着性およびその後の粘着力上昇性をより好適に発揮する観点から、オリゴマーARのガラス転移温度(Tg[℃])は、ポリマーPのガラス転移温度(Tg[℃])より高いことが適当であり、通常はTg−Tgが10以上であることが好ましい。オリゴマーARの使用による効果をよりよく発揮しやすくする観点から、いくつかの態様において、Tg−Tgは、例えば30℃以上であってよく、50℃以上でもよく、70℃以上でもよく、85℃以上でもよく、100℃以上でもよく、105℃以上でもよい。同様の観点から、いくつかの態様において、Tg−Tgは、例えば200℃以下であってよく、通常は180℃以下であることが適当であり、160℃以下でもよく、140℃以下でもよく、130℃以下でもよい。
なお、ポリマーPのガラス転移温度(Tg)およびオリゴマーARのガラス転移温度(Tg)は、それぞれ、ポリマーPを構成するモノマー成分の組成(すなわち、上記組成物に含まれるモノマーの組成)およびオリゴマーARを構成するモノマー成分の組成に基づいて、上述したFoxの式により求められる。
いくつかの態様において、上記組成物に含まれるモノマーは、例えば、その30重量%以上がアクリル系モノマーであり得る。重合反応性や粘着特性の調整容易性の観点から、上記組成物に含まれるモノマーにおける上記アクリル系モノマーの重量割合は、例えば50重量%超であることが好ましく、65重量%超であることがより好ましく、80重量%以上でもよく、90重量%以上でもよく、95重量%以上でもよく、実質的に100重量%(例えば、99.9重量%超かつ100重量%以下)でもよい。
(架橋剤)
粘着剤層には、凝集力の調整や初期粘着力の抑制等の目的で、必要に応じて架橋剤が用いられ得る。架橋剤としては、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、シランカップリング剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等の、粘着剤の分野において公知の架橋剤を使用することができる。架橋剤の他の例として、一分子内に二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、すなわち多官能モノマーが挙げられる。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。
イソシアネート系架橋剤の例としては、トリ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、および、これらとトリメチロールプロパン等のポリオールとのアダクト体を挙げることができる。あるいは、1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基と、1つ以上の不飽和結合を有する化合物、具体的には、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレートなどもイソシアネート系架橋剤として使用することができる。これら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。
エポキシ系架橋剤としては、ビスフェノールA、エピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレン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、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、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミンおよび1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。これら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。
多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ブチルジオール(メタ)アクリレート、ヘキシルジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。他の例として、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンジ(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンジ(メタ)アクリレート等の、フルオレン骨格を含む多官能モノマーが挙げられる。かかる多官能モノマーの市販品として、大阪ガスケミカル社製の製品名「オグソールEA−0200」、「オグソールEA−0300」、「オグソールEA−0500」、「オグソールEA−1000」等が挙げられる。例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、等を好ましく採用し得る。多官能モノマーは、一種を単独でまたは二種以上を組合せて用いることができる。
架橋剤(多官能モノマーであり得る。)を用いる場合における使用量は、特に限定されず、例えば粘着剤層を構成するモノマー成分100重量部に対して0.01重量部〜5.0重量部程度の範囲とすることができる。いくつかの態様において、架橋剤の使用量は、上記組成物に含まれるモノマー100重量部に対して、例えば0.01重量部以上であってもよく、0.03重量部以上であってもよい。架橋剤の使用量の増大により、貼付け初期の粘着力が抑制され、リワーク性が向上する傾向にある。一方、粘着力上昇性向上の観点から、架橋剤の使用量は、上記組成物に含まれるモノマー100重量部に対して、通常、5.0重量部以下とすることが適当であり、3.0重量部以下とすることが好ましく、2.0重量部以下でもよく、1.0重量部以下でもよく、0.5重量部以下でもよく、0.2重量部以下でもよく、0.1重量部以下または0.08重量部以下でもよい。
(その他の添加剤)
粘着剤層には、必要に応じて粘着付与樹脂を含ませることができる。粘着付与樹脂の例としては、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、炭化水素系粘着付与樹脂、ケトン系粘着付与樹脂、ポリアミド系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂、エラストマー系粘着付与樹脂等が挙げられる。これらは、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。粘着付与樹脂としては、軟化点(軟化温度)が凡そ80℃以上(好ましくは凡そ100℃以上、例えば凡そ120℃以上)であるものを好ましく使用し得る。軟化点の上限は特に制限されず、例えば凡そ200℃以下(典型的には180℃以下)であり得る。粘着付与樹脂の軟化点は、JIS K2207に規定する軟化点試験方法(環球法)に基づいて測定することができる。
粘着付与樹脂を用いる態様において、その使用量は特に限定されず、目的や用途に応じて適切な粘着性能が発揮されるように設定することができる。例えば、上記組成物に含まれるモノマー100重量部に対する粘着付与樹脂の含有量(二種以上の粘着付与樹脂を含む場合には、それらの合計量)は、例えば凡そ0.5〜200重量部であってよく、5〜100重量部でもよく、10〜50重量部でもよい。ここに開示される技術は、粘着剤層が実質的に粘着付与樹脂を含有しない態様でも好ましく実施され得る。
その他、ここに開示される技術における粘着剤層は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、レベリング剤、可塑剤、軟化剤、着色剤(染料、顔料等)、充填剤、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、防腐剤等の、粘着剤に使用され得る公知の添加剤を必要に応じて含んでいてもよい。
<粘着剤層の形成方法>
ここに開示される粘着シートの粘着剤層は、成分(A)および成分(B)を少なくとも含む組成物の重合反応物を含有する。上記組成物に含まれるモノマーを重合させる方法は特に限定されず、溶液重合法、エマルション重合法、バルク重合法、懸濁重合法、光重合法等の各種の重合方法を、単独でまたは適宜組み合わせて採用することができる。
重合に用いる開始剤は、重合方法に応じて、従来公知の熱開始剤や光開始剤等から適宜選択することができる。熱開始剤の非限定的な例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等のアゾ系開始剤、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等が挙げられる。光開始剤の非限定的な例としては、ベンゾインエーテル系光開始剤、アセトフェノン系光開始剤、α−ケトール系光開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光開始剤、光活性オキシム系光開始剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンジル系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤、ケタール系光開始剤、チオキサントン系光開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光開始剤等が挙げられる。開始剤は、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。
いくつかの態様において、上記組成物から重合反応物を得る方法として、光重合法を採用することができる。例えば、必須成分としての成分(A)および成分(B)と、必要に応じて用いられる他の成分と、光開始剤と、を含む組成物に紫外線(UV)を照射する方法を好ましく採用し得る。上記UVの照射は、一度に行ってもよく、段階的に行ってもよい。UV照射を段階的に行う態様の一例として、適当な反応容器内で上記組成物にUVを照射して該組成物に含まれるモノマーを部分的に重合させた後、該組成物を適当な表面に付与し、その表面上で上記モノマーを完全重合させる態様が挙げられる。組成物の光重合を段階的に行う態様において、一部の成分(モノマー、オリゴマー等)は、上記段階的な光重合の途中で加えてもよい。例えば、上記組成物に用いられるモノマーの一部を含む混合物にUVを照射して該混合物中のモノマーを部分的にまたは完全に重合させた後、残りのモノマーを添加混合し、さらにUVを照射して重合反応物を形成してもよい。また、オリゴマーを用いる態様において、例えば上記組成物に用いられるモノマーを部分的に重合させた後、オリゴマーおよび必要に応じて用いられる他の材料を加え、さらに重合を行って重合反応物を形成してもよい。
他のいくつかの態様において、溶液重合法を好ましく採用し得る。重合溶媒としては、例えば酢酸エチル、トルエン等が用いられる。溶液濃度は通常20〜80重量%程度である。開始剤としては、アゾ系、過酸化物系等の各種公知のものを使用できる。分子量を調整するために、連鎖移動剤が用いられていてもよい。反応温度は、50〜80℃程度であり得る。反応時間は、1〜8時間程度であり得る。
ここに開示される粘着シートの粘着剤層は、上記成分(A)および上記成分(B)を含む組成物またはその部分重合物を含む粘着剤組成物の硬化層であり得る。すなわち、該粘着剤層は、上記粘着剤組成物を適当な表面に付与(例えば塗布)した後、硬化処理を適宜施すことにより形成され得る。二種以上の硬化処理(乾燥、架橋、重合、冷却等)を行う場合、これらは、同時に、または多段階にわたって行うことができる。上記組成物の部分重合物を用いた粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、最終的な共重合反応が行われる。すなわち、部分重合物から完全重合物を形成する。例えば、光硬化性の粘着剤組成物であれば、光照射が実施される。必要に応じて、架橋、乾燥等の硬化処理が実施されてもよい。例えば、光硬化性粘着剤組成物で乾燥させる必要がある場合は、乾燥後に光硬化を行うとよい。完全重合物を用いた粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、必要に応じて乾燥(加熱乾燥)、架橋等の処理が実施される。
粘着剤組成物の塗布は、例えば、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター等の慣用のコーターを用いて実施することができる。
粘着剤層の厚さは特に限定されず、例えば1μm以上とすることができる。いくつかの態様において、粘着剤層の厚さは、例えば5μm以上であってよく、10μm以上でもよく、20μm以上でもよく、30μm以上でもよく、50μm以上でもよく、70μm以上または85μm以上でもよい。粘着剤層の厚さの増大により、加熱後粘着力が上昇する傾向にある。また、いくつかの態様において、粘着剤層の厚さは、例えば300μm以下であってよく、250μm以下でもよく、200μm以下でもよく、150μm以下でもよく、120μm以下でもよい。粘着剤層の厚さが大きすぎないことは、粘着シートの薄型化等の観点から有利となり得る。なお、基材の第一面および第二面に第一粘着剤層および第二粘着剤層を有する粘着シートの場合、上述した粘着剤層の厚さは、少なくとも第一粘着剤層の厚さに適用され得る。第二粘着剤層の厚さも同様の範囲から選択され得る。また、基材レスの粘着シートの場合、該粘着シートの厚さは粘着剤層の厚さと一致する。
<支持基材>
いくつかの態様に係る粘着シートは、支持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。支持基材の材質は特に限定されず、粘着シートの使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。使用し得る基材の非限定的な例としては、ポリプロピレン(PP)やエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンを主成分とするポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルを主成分とするポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルを主成分とするポリ塩化ビニルフィルム等のプラスチックフィルム;ポリウレタンフォーム、ポリエチレン(PE)フォーム、ポリクロロプレンフォーム等の発泡体からなる発泡体シート;各種の繊維状物質(麻、綿等の天然繊維、ポリエステル、ビニロン等の合成繊維、アセテート等の半合成繊維、等であり得る。)の単独または混紡等による織布および不織布;和紙、上質紙、クラフト紙、クレープ紙等の紙類;アルミニウム箔、銅箔等の金属箔;等が挙げられる。これらを複合した構成の基材であってもよい。このような複合基材の例として、例えば、金属箔と上記プラスチックフィルムとが積層した構造の基材、ガラスクロス等の無機繊維で強化されたプラスチック基材等が挙げられる。
いくつかの態様において、各種のフィルム基材を好ましく用いることができる。上記フィルム基材は、発泡体フィルムや不織布シート等のように多孔質の基材であってもよく、非多孔質の基材であってもよく、多孔質の層と非多孔質の層とが積層した構造の基材であってもよい。いくつかの態様において、上記フィルム基材としては、独立して形状維持可能な(自立型の、あるいは非依存性の)樹脂フィルムをベースフィルムとして含むものを好ましく用いることができる。ここで「樹脂フィルム」とは、非多孔質の構造であって、典型的には実質的に気泡を含まない(ボイドレスの)樹脂フィルムを意味する。したがって、上記樹脂フィルムは、発泡体フィルムや不織布とは区別される概念である。上記樹脂フィルムとしては、独立して形状維持可能な(自立型の、あるいは非依存性の)ものが好ましく用いられ得る。上記樹脂フィルムは、単層構造であってもよく、二層以上の多層構造(例えば、三層構造)であってもよい。
樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ナイロン6、ナイロン66、部分芳香族ポリアミド等のポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリウレタン(PU)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂を用いることができる。
上記樹脂フィルムは、このような樹脂の一種を単独で含む樹脂材料を用いて形成されたものであってもよく、二種以上がブレンドされた樹脂材料を用いて形成されたものであってもよい。上記樹脂フィルムは、無延伸であってもよく、延伸(例えば一軸延伸または二軸延伸)されたものであってもよい。例えば、PETフィルム、PBTフィルム、PENフィルム、無延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム、低密度ポリエチレン(LDPE)フィルム、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム、PP/PEブレンドフィルム等が好ましく用いられ得る。強度や寸法安定性の観点から好ましい樹脂フィルムの例として、PETフィルム、PENフィルム、PPSフィルムおよびPEEKフィルムが挙げられる。入手容易性等の観点からPETフィルムおよびPPSフィルムが特に好ましく、なかでもPETフィルムが好ましい。
樹脂フィルムには、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤(染料、顔料等)、充填材、スリップ剤、アンチブロッキング剤等の公知の添加剤を、必要に応じて配合することができる。添加剤の配合量は特に限定されず、粘着シートの用途等に応じて適宜設定することができる。
樹脂フィルムの製造方法は特に限定されない。例えば、押出成形、インフレーション成形、Tダイキャスト成形、カレンダーロール成形等の、従来公知の一般的な樹脂フィルム成形方法を適宜採用することができる。
上記基材は、このようなベースフィルムから実質的に構成されたものであり得る。あるいは、上記基材は、上記ベースフィルムの他に、補助的な層を含むものであってもよい。上記補助的な層の例としては、光学特性調整層(例えば着色層、反射防止層)、基材に所望の外観を付与するための印刷層やラミネート層、帯電防止層、下塗り層、剥離層等の表面処理層が挙げられる。
基材の厚さは、特に限定されず、粘着シートの使用目的や使用態様等に応じて選択し得る。基材の厚さは、例えば1000μm以下であり得る。いくつかの態様において、粘着シートの取扱い性や加工性の観点から、基材の厚さは、例えば500μm以下であってよく、300μm以下であってもよく、250μm以下であってもよく、200μm以下であってもよい。粘着シートが適用される製品の小型化や軽量化の観点から、いくつかの態様において、基材の厚さは、例えば160μm以下であってよく、130μm以下であってもよく、100μm以下であってもよく、90μm以下であってもよく、70μm以下でもよく、50μm以下でもよく、25μm以下でもよく、10μm以下でもよく、5μm以下でもよい。基材の厚さが小さくなると、粘着シートの柔軟性や被着体の表面形状への追従性が向上する傾向にある。また、取扱い性や加工性等の観点から、基材の厚さは、例えば2μm以上であってよく、5μm以上でもよく、10μm以上でもよく、20μm以上でもよく、25μm以上または25μm超でもよい。いくつかの態様において、基材の厚さは、例えば30μm以上であってよく、35μm以上でもよく、55μm以上でもよく、75μm以上でもよく、120μm以上でもよい。例えば、被着体の補強、支持、衝撃緩和等の目的に使用され得る粘着シートにおいて、厚さ30μm以上の基材を好ましく採用し得る。
基材のうち粘着剤層が積層される側の面には、必要に応じて、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、酸処理、アルカリ処理、下塗り剤(プライマー)の塗布による下塗り層の形成等の、従来公知の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理は、粘着剤層の基材への投錨性を向上させるための処理であり得る。下塗り層の形成に用いるプライマーの組成は特に限定されず、公知のものから適宜選択することができる。下塗り層の厚さは特に制限されないが、通常、0.01μm〜1μm程度が適当であり、0.1μm〜1μm程度が好ましい。必要に応じて基材に施され得る他の処理として、帯電防止層形成処理、着色層形成処理、印刷処理等が挙げられる。これらの処理は、単独でまたは組み合わせて適用することができる。
<粘着シート>
(粘着シートの特性等)
ここに開示される粘着シートのいくつかの態様において、該粘着シートをステンレス鋼板に貼り合わせて23℃で30分間経過後の粘着力N1(初期粘着力)は、例えば7N/20mm以下であり得る。上記初期粘着力は、リワーク性向上等の観点から、5N/20mm未満であることが好ましく、4N/20mm未満であることがより好ましく、3N/20mm未満でもよく、2N/20mm未満でもよく、1N/20mm未満でもよい。初期粘着力の下限は特に制限されず、例えば0.01N/20mm以上であり得る。被着体への貼付け作業性や、粘着力上昇前における位置ズレ防止の観点から、粘着力N1は、通常、0.1N/20mm以上であることが適当であり、0.2N/20mm以上でもよい。より高い加熱後粘着力を得やすくする観点から、いくつかの態様において、初期粘着力は、例えば0.5N/20mm以上であってよく、0.7N/20mm以上でもよく、1.2N/20mm以上でもよく、1.5N/20mm以上でもよい。
ここに開示される粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り合わせて80℃で5分間加熱した後に23℃で30分間経過後の粘着力N2(加熱後粘着力)の粘着力N1(初期粘着力)に対する比、すなわちN2/N1(粘着力上昇比)が2N/20mm以上であることが好ましい。これにより、貼付け初期には良好なリワーク性を示し得るとともに、その後の加熱等により粘着力を大きく上昇させることができる。リワーク性と使用時の強粘着性とをより高レベルで両立する観点から、N2/N1は、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましく、6以上であることがさらに好ましい。いくつかの態様において、粘着シートのN2/N1は、8以上でもよく、10以上でもよく、15以上でもよく、20以上でもよく、25以上でもよく、30以上でもよい。N2/N1の上限は、特に制限されない。粘着シートの製造容易性や経済性の観点から、いくつかの態様において、N2/N1は、例えば80以下であってよく、60以下でもよく、45以下でもよい。
ここで、粘着力N1[N/20mm]は、被着体としてのステンレス鋼(SUS)板に圧着して23℃、50%RHの環境で30分間放置した後、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で180°引きはがし粘着力を測定することにより把握される。粘着力N2[N/20mm]は、被着体としてのSUS板に圧着して80℃で5分間加熱し、次いで23℃、50%RHの環境に30分間放置した後に、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で180°引きはがし粘着力を測定することにより把握される。被着体としては、粘着力N1、N2のいずれの測定においても、SUS304BA板が用いられる。測定にあたっては、必要に応じて、測定対象の粘着シートに適切な裏打ち材(例えば、厚さ25μm程度のPETフィルム)を貼り付けて補強することができる。粘着力N1、N2は、より具体的には、後述する実施例に記載の方法に準じて測定することができる。
粘着力N2(加熱後粘着力)は、通常、3N/20mm以上であることが適当であり、5N/20mm以上であることが好ましく、7.5N/20mm以上であることがより好ましい。いくつかの態様において、粘着力N2は、10N/20mm以上でもよく、12N/20mm以上でもよく、15N/20mm以上でもよい。加熱後粘着力の上限は特に制限されない。貼付け初期における良好なリワーク性との両立を容易とする観点から、いくつかの態様において、加熱後粘着力は、例えば70N/20mm以下であってよく、60N/20mm以下でもよく、50N/20mm以下でもよい。
なお、本明細書において、粘着シートの加熱後粘着力は、該粘着シートの一特性を表すものであって、この粘着シートの使用態様を限定するものではない。言い換えると、ここに開示される粘着シートの使用態様は、80℃で5分間の加熱を行う態様に限定されず、例えば室温域(通常は20℃〜30℃、典型的には23℃〜25℃)以上に加熱する処理を特に行わない態様でも使用することができる。かかる使用態様においても長期的に粘着力が上昇し、強固な接合を実現することができる。また、ここに開示される粘着シートは、貼付け後の任意のタイミングで加熱処理を行うことによって粘着力の上昇を促進することができる。かかる加熱処理における加熱温度は、特に限定されず、作業性、経済性、粘着シートの基材や被着体の耐熱性等を考慮して設定することができる。上記加熱温度は、例えば150℃未満であってよく、120℃以下でもよく、100℃以下でもよく、80℃以下でもよく、70℃以下でもよい。また、上記加熱温度は、例えば35℃以上とすることができ、50℃以上でもよく、60℃以上でもよく、80℃以上でもよく、100℃以上でもよい。より高い加熱温度によると、より短時間の処理によって粘着力を上昇させ得る。加熱時間は特に限定されず、例えば1時間以下であってよく、30分以下であってもよく、10分以下でもよく、5分以下でもよい。あるいは、粘着シートや被着体に顕著な熱劣化が生じない限度で、より長期間の加熱処理を行ってもよい。なお、加熱処理は、一度に行ってもよく、複数回に分けて行ってもよい。
(基材付き粘着シート)
ここに開示される粘着シートが基材付き粘着シートの形態である場合、該粘着シートの厚さは、例えば1000μm以下であってよく、600μm以下であってもよく、350μm以下でもよく、250μm以下でもよい。粘着シートが適用される製品の小型化、軽量化、薄型化等の観点から、いくつかの態様において、粘着シートの厚さは、例えば200μm以下であってよく、175μm以下であってもよく、140μm以下でもよく、120μm以下でもよく、110μm以下でもよい。また、粘着シートの厚さは、取扱い性等の観点から、例えば10μm以上であってよく、25μm以上でもよく、50μm以上であってよく、80μm以上でもよく、100μm以上でもよく、130μm以上でもよい。粘着シートの厚さの上限は特に限定されない。
なお、粘着シートの厚さとは、被着体に貼り付けられる部分の厚さをいう。例えば図1に示す構成の粘着シート1では、粘着シート1の粘着面21Aから基材10の第二面10Bまでの厚さを指し、剥離ライナー31の厚さは含まない。
<剥離ライナー付き粘着シート>
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層の表面(粘着面)を剥離ライナーの剥離面に当接させた粘着製品の形態をとり得る。したがって、この明細書により、ここに開示されるいずれかの粘着シートと、該粘着シートの粘着面に当接する剥離面を有する剥離ライナーと、を含む剥離ライナー付き粘着シート(粘着製品)が提供される。
剥離ライナーとしては、特に限定されず、例えば、樹脂フィルムや紙(ポリエチレン等の樹脂がラミネートされた紙であり得る。)等のライナー基材の表面に剥離層を有する剥離ライナーや、フッ素系ポリマー(ポリテトラフルオロエチレン等)やポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)のような低接着性材料により形成された樹脂フィルムからなる剥離ライナー等を用いることができる。表面平滑性に優れることから、ライナー基材としての樹脂フィルムの表面に剥離層を有する剥離ライナーや、低接着性材料により形成された樹脂フィルムからなる剥離ライナーを好ましく採用し得る。樹脂フィルムとしては、粘着剤層を保護し得るフィルムであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレン(PE)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエステルフィルム(PETフィルム、PBTフィルム等)、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどが挙げられる。上記剥離層の形成には、例えば、シリコーン系剥離処理剤、長鎖アルキル系剥離処理剤、オレフィン系剥離処理剤、フッ素系剥離処理剤、脂肪酸アミド系剥離処理剤、硫化モリブデン、シリカ粉等の、公知の剥離処理剤を用いることができる。
<用途>
この明細書により提供される粘着シートは、例えば、被着体に貼り合わせた後、室温でしばらくの間は粘着力が低く抑えられ得る。上記粘着シートは、上記粘着力が低く抑えられている間は良好なリワーク性を発揮することができるので、歩留りの抑制や該粘着シートを含む製品の高品質化に貢献し得る。また、上記粘着シートは、エージング(加熱、経時、これらの組合せ等であり得る。)により粘着力を大きく上昇させ得る。例えば、被着体への貼付け後、所望のタイミングで加熱することにより、該被着体に粘着シートを強固に接着させることができる。このような使用態様によると、例えば粘着シートを被着体に貼り合わせる工程を含む携帯型電子機器その他の電子機器の製造、あるいは自動車や家電製品等の製造において、粘着シートの取り扱いの自由度が増す。したがって、上記粘着シートは、例えば電子機器、自動車、家電製品等における接合材として好適に使用することができる。また、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等のような画像表示装置に用いられる光学フィルムの接着等の光学用途にも好ましく用いられ得る。ここに開示される粘着シートは、上述の光学フィルムを基材(支持基材)として用いた構成であってもよい。
以上の説明および以下の実施例から理解されるように、この明細書により開示される事項には以下のものが含まれる。
〔1〕 粘着剤層を含む粘着シートであって、
上記粘着剤層は、
(A)芳香環を有するモノマーおよび芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方、および
(B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマー
を含む組成物の重合反応物を含み、
上記粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが−3℃より高くかつ40℃以下である、粘着シート。
〔2〕 上記組成物は、上記(A)として、上記芳香環を有するモノマーを少なくとも含む、上記〔1〕に記載の粘着シート。
〔3〕 上記組成物は、上記芳香環を有するモノマーとして、ベンジルアクリレート、エトキシ化フェニルフェノールアクリレート、ビフェニルメチルアクリレートおよびフェノキシベンジルアクリレート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〕に記載の粘着シート。
〔4〕 上記粘着剤層を構成するモノマー成分のうち55重量%以上が芳香環を有するモノマーである、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔5〕 上記組成物に含まれるモノマーの50重量%超がアクリル系モノマーである、上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔6〕 上記組成物は、上記(A)として、上記芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーを少なくとも含む、上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔7〕 上記組成物は、上記芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーとして、スチレンオリゴマーを含む、上記〔6〕に記載の粘着シート。
〔8〕 上記(B)の水酸基またはカルボキシ基を有するモノマーはアクリル系モノマーである、上記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔9〕 上記組成物は、ホモポリマーのガラス転移温度が−40℃以下であるアルキル(メタ)アクリレートをさらに含む、上記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔10〕 上記組成物は、N−ビニル環状アミドをさらに含む、上記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔11〕 ステンレス鋼板に貼り合わせて23℃で30分間経過後の粘着力N1が5N/20mm未満である、上記〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔12〕 ステンレス鋼板に貼り合わせて80℃で5分間加熱した後に23℃で30分間経過後の粘着力N2が上記粘着力N1の2倍以上である、上記〔1〕〜〔11〕のいずれかに記載の粘着シート。
〔13〕 上記〔1〕〜〔12〕のいずれか一項に記載の粘着シートの粘着剤層を作製するための、粘着剤組成物。
〔14〕 (A)芳香環を有するモノマーおよび芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方、および
(B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマー
を含む組成物の重合反応物を含む粘着剤組成物であって、
上記粘着剤組成物を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが−3℃より高くかつ40℃以下である、粘着剤組成物。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明中の「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。
<粘着剤組成物C1〜C6の調製>
表1に示す種類および量のモノマーと光開始剤との混合物に、窒素雰囲気下で紫外線を照射して該混合物に含まれるモノマーを部分重合させ、次いで表1に示す量の架橋剤(多官能モノマー)および粘着剤組成物C1,C5ではさらにスチレンオリゴマーを添加混合して、粘着剤組成物C1〜6を調製した。なお、表1中、例1、5においてカッコ内の数値は、使用したモノマーとオリゴマーとの合計量に対する各モノマーおよびスチレンオリゴマーの重量分率[%]を示している。
<粘着シートの作製>
(例1)
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二種類の剥離ライナーR1,R2を用意した。剥離ライナーR1としては、三菱樹脂株式会社製の商品名「ダイアホイルMRF」(厚さ38μm)を使用した。剥離ライナーR2としては、三菱樹脂株式会社製の商品名「ダイアホイルMRE」(厚さ38μm)を使用した。上記剥離ライナーR1の剥離面に粘着剤組成物C1を塗布して、厚さ100μmの塗布層を形成した。次いで、上記塗布層の表面に剥離ライナーR2を、その剥離面が上記塗布層側になるようにして被せて空気を遮断し、東芝社製のケミカルライトランプを用いて照度3mW/cmの紫外線を360秒間照射することにより、上記塗布層を硬化させて粘着剤層を形成した。このようにして、上記粘着剤層からなる例1の粘着シートを作製した。なお、上記照度の値は、ピーク感度波長約350nmの工業用UVチェッカー(トプコン社製、商品名「UVR−T1」、受光部型式UD−T36)による測定値である。
(例2〜6)
粘着剤組成物C1に代えて粘着剤組成物C2〜C6を用いた他は例1の粘着シートの作製と同様にして、例2〜6の粘着シートを作製した。
<対SUS粘着力>
各例に係る粘着シートを剥離ライナーごと幅20mmに裁断したものを試験片とし、トルエンで清浄化したSUS板(SUS304BA板)を被着体として、以下の手順で初期粘着力および加熱後粘着力を測定した。
(初期粘着力(N1)の測定)
23℃、50%RHの標準環境下にて、各試験片の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、露出した粘着面を被着体に、2kgのローラを1往復させて圧着した。このようにして被着体に圧着した試験片を上記標準環境下に30分間放置した後、万能引張圧縮試験機(装置名「引張圧縮試験機、TCM−1kNB」ミネベア社製)を使用して、JIS Z0237に準じて、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で、180°引きはがし粘着力(上記引張りに対する抵抗力)を測定した。測定は3回行い、それらの平均値を初期粘着力(N1)[N/20mm]とした。
(加熱後粘着力(N2)の測定)
初期粘着力の測定と同様にして被着体に圧着した試験片を、80℃で5分間加熱し、次いで上記標準環境下に30分間放置した後に、同様に180°引きはがし粘着力を測定した。測定は3回行い、それらの平均値を加熱後粘着力(N2)[N/20mm]とした。
<粘着力上昇比(N2/N1)>
上記測定により得られた初期粘着力(N1)および加熱後粘着力(N2)に基づいて、粘着力上昇比(N2/N1)を算出した。
得られた結果を表1に示す。
Figure 2020189924
なお、上記Tgの算出にあたり、芳香環含有モノマーの単独重合体のガラス転移温度としては、それぞれ表1の欄外下に記載の値を使用した。例1、5で用いたスチレンオリゴマーはスチレンの単独重合体であり、そのTgは100℃である。他のモノマーの単独重合体のガラス転移温度としては、それぞれ次の値を使用した。n−ブチルアクリレート:−55℃、2−エチルヘキシルアクリレート:−70℃、4−ヒドロキシブチルアクリレート:−32℃、アクリル酸:105℃、N−ビニル−2−ピロリドン:54℃。
表1に示されるように、粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが−3℃以下である例4〜6の粘着シートに比べて、例1〜3の粘着シートは、初期において良好な低粘着性を示し、かつ加熱により粘着力が大きく上昇することが確認された。例1の粘着シートでは特に良好な結果が得られた。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1,2,3 粘着シート
10 支持基材
10A 第一面
10B 第二面
21 粘着剤層(第一粘着剤層)
21A 粘着面(第一粘着面)
21B 粘着面(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
100,200,300 剥離ライナー付き粘着シート(粘着製品)

Claims (9)

  1. 粘着剤層を含む粘着シートであって、
    前記粘着剤層は、
    (A)芳香環を有するモノマーおよび芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーの少なくとも一方、および
    (B)水酸基またはカルボキシ基を有するモノマー
    を含む組成物の重合反応物を含み、
    前記粘着剤層を構成するモノマー成分の組成に基づくガラス転移温度Tgが−3℃より高くかつ40℃以下である、粘着シート。
  2. 前記組成物は、前記(A)として、前記芳香環を有するモノマーを少なくとも含む、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記組成物は、前記芳香環を有するモノマーとして、ベンジルアクリレート、エトキシ化フェニルフェノールアクリレート、ビフェニルメチルアクリレートおよびフェノキシベンジルアクリレートからなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項2に記載の粘着シート。
  4. 前記粘着剤層を構成するモノマー成分のうち55重量%以上が芳香環を有するモノマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
  5. 前記組成物に含まれるモノマーの50重量%超がアクリル系モノマーである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
  6. 前記組成物は、前記(A)として、前記芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーを少なくとも含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
  7. 前記組成物は、前記芳香環を有する繰返し単位を含むオリゴマーとして、スチレンオリゴマーを含む、請求項6に記載の粘着シート。
  8. 前記組成物は、ホモポリマーのガラス転移温度が−40℃以下であるアルキル(メタ)アクリレートをさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着シート。
  9. ステンレス鋼板に貼り合わせて23℃で30分間経過後の粘着力N1が5N/20mm未満であり、かつ
    ステンレス鋼板に貼り合わせて80℃で5分間加熱した後に23℃で30分間経過後の粘着力N2が前記粘着力N1の2倍以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の粘着シート。

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