JP2020193346A - 粘着シートおよび粘着シート剥離方法 - Google Patents

粘着シートおよび粘着シート剥離方法 Download PDF

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Abstract

【課題】水等の水性液体を利用して容易に剥離することができ、かつ耐水信頼性の良い粘着シートを提供すること。【解決手段】粘着剤層を有する粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含む。上記粘着シートは、被着体としてのフロート法によるアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に上記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0が2.0N/10mm以上であり、室温1日後に30分間水に浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1の上記粘着力N0に対する低下率が30%以下であり、室温1日後に該被着体に20μLの蒸留水を滴下し、該蒸留水を上記粘着剤層と上記被着体との界面の一端に進入させた後、引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で測定される水剥離力N2の上記粘着力N0に対する低下率が40%以上である。【選択図】図1

Description

本発明は、粘着シートおよび粘着シート剥離方法に関する。
一般に、粘着剤(感圧接着剤ともいう。以下同じ。)は、室温付近の温度域において柔らかい固体(粘弾性体)の状態を呈し、圧力により簡単に被着体に接着する性質を有する。このような性質を活かして、粘着剤は、支持体上に粘着剤層を有する支持体付き粘着シートの形態で、あるいは支持体を有しない支持体レス粘着シートの形態で、様々な分野において広く利用されている。
特開2005−148638号公報
粘着剤には用途に応じて様々な特性が求められる。それらの特性のなかには、一方の特性を改善しようとすると他方の特性が低下する傾向にある等、高レベルで両立させることが困難なものがある。このように両立が難しい関係にある特性の一例として、被着体に対する粘着力と、リワーク性とが挙げられる。上記リワークとは、粘着シートを被着体に貼り付ける際に貼り損ね(位置ズレ、シワや気泡の発生、異物の噛み込み等)が生じた場合や、粘着シートの貼付け後に被着体に不具合が見つかった場合等に、被着体から粘着シートを剥がして貼り直すことをいう。特許文献1には、粘着剤層と基板(被着体)との剥離界面に液体が存在する状態で剥離することで、基板に損傷を与えることなく、かつリワーク性よく基板から粘着シートを剥離する技術が開示されている。一方、特許文献1では、基板から粘着シートを剥離する際に使用する上記液体が、剥離を意図しない局面において上記粘着シートの接合信頼性に及ぼす影響については検討されていない。
そこで本発明は、水等の水性液体を利用して容易に剥離することができ、かつ耐水信頼性の良い粘着シートを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、粘着シートの剥離方法を提供することである。
この明細書によると、粘着剤層を有する粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含む。上記粘着シートは、被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に上記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0(以下、常態粘着力N0ともいう。)が2.0N/10mm以上である。また、上記粘着シートは、耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ、水剥離粘着力低下率が40%以上である。ここで、上記耐水粘着力低下率は、被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に上記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、上記常態粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される。また、上記水剥離粘着力低下率は、被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に上記A層側を貼り付けて室温1日後、上記被着体に20μLの蒸留水を滴下し、該蒸留水を上記粘着剤層と上記被着体との界面の一端に進入させた後、JIS Z0237:2009の「10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力」に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で測定される水剥離力N2[N/10mm]と、上記常態粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N2/N0))×100;により算出される。
上記粘着シートは、水剥離粘着力低下率が40%以上であるので、水等の水性液体を用いて容易に剥離することができる。そして、このように水剥離により粘着力が大きく低下するにもかかわらず、耐水粘着力低下率が30%以下であるので、耐水信頼性に優れる。
この明細書によると、また、粘着剤層を有する他の一つの粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含む。上記粘着シートは、被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に上記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、上記アルカリガラス板の上記面に上記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下である。また、上記粘着シートは、後述する定荷重剥離試験において、乾式剥離距離が0.5mm以下であり、水進入距離が10mm以上である。
上記粘着シートは、乾式剥離条件では良好な保持性を発揮し、かつ該粘着シートと被着体との界面に水等の水性液体を供給することにより容易に被着体から剥離することができる。そして、このように水性液体を用いて容易に剥離し得るにもかかわらず、耐水粘着力低下率が30%以下であるので耐水信頼性に優れる。
いくつかの態様において、上記A層は、水分散型粘着剤組成物(例えば、エマルション型粘着剤組成物)から形成された層であり得る。このようなA層によると、高い水剥離粘着力低下率を示す粘着シートが得られやすい。
いくつかの態様において、上記B層は、光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層であり得る。このようなB層を含む粘着剤層によると、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い粘着シートが得られやすい。
上記A層は、非水溶性かつ非水膨潤性であることが好ましい。このようなA層を備える粘着シートは、少量の水性液体を有効に利用して被着体から好適に剥離することができる。また、リワーク性のよい粘着シートには粘着剤を残留させることなく被着体から引き剥がし得る性質(非糊残り性)が求められるところ、A層が非水溶性かつ非水膨潤性であると該A層を構成する粘着剤の被着体への残留が生じにくい。
いくつかの態様において、上記A層には水親和剤を含有させることができる。水親和剤を含むA層によると、水剥離性と耐水信頼性とを好適に両立する粘着シートが得られやすい。例えば、耐水粘着力低下率30%以下および水剥離粘着力低下率40%以上を満たす粘着シートが好適に実現され得る。また、水親和剤の使用により、例えば、耐水粘着力低下率30%以下、乾式剥離距離0.5mm以下および水進入距離10mm以上を満たす粘着シートが好適に実現され得る。水親和剤の含有量は、A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部当たり、例えば0.01重量部以上20重量部以下程度であり得る。
いくつかの態様において、上記A層は、アクリル系重合物を含むアクリル系粘着剤により構成することができる。上記アクリル系重合物は、該重合物を構成するモノマー成分の50重量%以上が炭素原子数1〜20の炭化水素基をエステル末端に有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。ここに開示される粘着シートは、このような組成のA層を有する態様で好適に実施され得る。
上記粘着剤層の厚さは、例えば10μm以上200μm以下であり得る。このような厚さの粘着剤層によると、耐水粘着力低下率30%以下と水剥離粘着力低下率40%以上とを両立しやすい。また、このような厚さの粘着剤層によると、耐水粘着力低下率30%以下と、乾式剥離距離0.5mm以下と、水進入距離10mm以上とを両立しやすい。
また、この明細書によると、粘着剤層を有する粘着シートが提供される。上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含む。上記粘着剤層は、上記A層の背面側に配置されたB層をさらに含み得る。このようにA層とB層とを含む粘着剤層によると、例えば、A層により良好な水剥離性を付与しつつ、B層により粘着剤層のバルク特性(例えば、耐水性、凝集性、耐熱性等)を調節することができる。したがって、このような構成の粘着剤層によると、例えば、水剥離性と耐水信頼性とを好適に両立する粘着シートが得られやすい。例えば、水剥離粘着力低下率が高く、かつ耐水粘着力低下率の低い粘着シートが好適に実現され得る。また、例えば、水進入距離が長く、かつ耐水粘着力低下率の低い粘着シートが好適に実現され得る。このように粘着剤層がA層とB層とを含む構成は、例えば、該粘着剤層の厚さが50μm超である態様において好ましく採用され得る。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、上記B層は上記A層の背面に直接接して配置されていることが好ましい。かかる構成の粘着剤層は、例えばA層とB層との間に非粘着性の中間層が介在する構成に比べて、被着体の表面形状(例えば段差)に対する追従性に優れたものとなり得る。このような粘着剤層を有する粘着シートによると、該粘着剤層を被着体の表面に密着させやすいことから、良好な耐水性が得られやすい。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、上記B層の厚さは、例えば20μm以上であり得る。かかる厚さのB層によると、粘着剤層がA層の背面側にB層を有することの利点が好適に発揮される傾向にある。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、上記A層の厚さは、例えば5μm以上50μm以下であり得る。かかる厚さのA層によると、水剥離性と耐水信頼性とを好適に両立する粘着シートが得られやすい。例えば、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い(および/または、水進入距離の長い)粘着シートが得られやすい。
この明細書によると、ここに開示されるいずれかの粘着シートと、上記粘着剤層の上記一方の表面(すなわち、A層側)に接合された部材と、を含む粘着シート付き部材が提供される。このような粘着シート付き部材は、例えば上記部材に上記粘着シートを貼り合わせる際におけるリワーク性の良いものとなり得る。例えば、上記貼り合わせの際に異物の噛み込み等の不具合が生じた場合に、水等の水性液体を用いて上記部材から上記粘着シートを容易に剥離して貼り直すことができる。また、上記粘着シート付き部材は、このように水性液体を用いたリワーク性がよく、かつ耐水信頼性のよいものとなり得る。
この明細書によると、被着体に貼り付けられた粘着シートを該被着体から剥離する方法が提供される。その方法は、上記被着体からの上記粘着シートの剥離前線において上記被着体と上記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、上記剥離前線の移動に追随して上記水性液体の上記界面への進入を進行させつつ上記被着体から上記粘着シートを剥離する水剥離工程を含み得る。ここで剥離前線とは、被着体からの粘着シートの剥離を進行させる際に、上記被着体から上記粘着シートが離れ始める箇所を指す。上記水剥離工程によると、上記水性液体を有効に利用して被着体から粘着シートを剥離することができる。ここに開示される剥離方法を適用して剥離される粘着シートは、典型的には粘着剤層を含む。上記粘着シートは、例えば、ここに開示されるいずれかの粘着シートであり得る。いくつかの態様において、上記粘着剤層のうち少なくとも上記被着体側の表面を構成するA層は、水親和剤を含む粘着剤により構成されていることが好ましい。
上記剥離方法は、上記水剥離工程において上記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる態様で好ましく実施され得る。かかる態様によると、被着体から粘着シートを効率よく剥離することができる。
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が部材に貼り付けられた粘着シート付き部材を模式的に示す断面図である。 乾式剥離距離および水進入距離の測定方法を示す概略説明図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、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。また、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「アクリル系重合物」とは、アクリル系モノマーを50重量%より多く含むモノマー成分に由来する重合物をいう。上記アクリル系モノマーとは、1分子中に少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーのことをいう。また、この明細書において「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルを包括的に指す意味である。同様に、「(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、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよびメタクリルを、それぞれ包括的に指す意味である。
<粘着シートの構成例>
ここに開示される粘着シートの一構成例を図1に示す。この粘着シート1は、一方の表面10Aが被着体への貼付面となっている粘着剤層10と、粘着剤層10の他方の表面10Bに積層された支持体20と、を含む片面接着性の粘着シートとして構成されている。粘着剤層10は支持体20の一方の表面20Aに固定的に接合している。支持体20としては、例えばポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムが用いられ得る。図1に示す例では、粘着剤層10は単層構造である。すなわち、粘着剤層10の一方の表面(粘着面)10Aを構成するA層によって粘着剤層10の全体が構成されている。使用前(被着体への貼付け前)の粘着シート1は、例えば図1に示すように、粘着面10Aが、少なくとも該粘着剤層側が剥離性表面(剥離面)となっている剥離ライナー30で保護された、剥離ライナー付き粘着シート50の形態であり得る。あるいは、支持体20の第二面20B(第一面20Aとは反対側の表面であり、背面ともいう。)が剥離面となっており、第二面20Bに粘着面10Aが当接するように巻回または積層されることで粘着面10Aが保護された形態であってもよい。
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等のライナー基材の表面が剥離処理された剥離ライナーや、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)の低接着性材料からなる剥離ライナー等を用いることができる。上記剥離処理には、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系等の剥離処理剤が用いられ得る。いくつかの態様において、剥離処理された樹脂フィルムを剥離ライナーとして好ましく採用し得る。
ここに開示される粘着シートの他の一構成例を図2に示す。この粘着シート2は、一方の表面110Aが被着体への貼付面となっている粘着剤層110と、粘着剤層110の他方の表面に積層された支持体20と、を含む片面接着性の粘着シートとして構成されている。粘着剤層110は、一方の表面(粘着面)110Aを構成するA層112と、A層112の背面側に積層配置されたB層114と、からなる二層構造を有する。使用前(被着体への貼付け前)の粘着シート2は、図1に示す粘着シート1と同様に、粘着面110Aが図示しない剥離ライナーで保護された、剥離ライナー付き粘着シートの形態であり得る。あるいは、支持体20の第二面20Bが剥離面となっており、第二面0Bに粘着面110Aが当接するように巻回または積層されることで粘着面110Aが保護された形態であってもよい。
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層からなる支持体レス両面粘着シートの態様であってもよい。このような支持体レス両面粘着シートは、例えば、粘着剤層の他方の表面に支持体を接合して使用され得る。
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層の一方の表面(すなわち、A層の表面)に部材が接合された粘着シート付き部材の構成要素であり得る。例えば、図2に示す粘着シート2は、図3に示すように、粘着剤層110の一方の表面110Aに部材70が接合された粘着シート付き部材200の構成要素であり得る。図2に示す粘着シート2に代えて、図1に示す粘着シート1を用いてもよい。上記部材としては、粘着シートが貼り付けられる面が非吸水性の平滑面であるものが好ましい。このような構成の粘着シート付き部材は、粘着シートを部材に貼り付ける際に、必要に応じて後述する水剥離法を適用して容易にリワークを行うことができる。上記部材は、例えば、ガラス基板、樹脂フィルム、金属板等であり得る。上記部材の好適例には、後述する光学部材が含まれる。また、上記部材は、粘着シートと貼り合わされる面が親水化処理されていてもよい。親水化処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理や、親水コーティング層を設ける親水コーティング処理等の、親水性の向上に寄与する処理が挙げられる。
<粘着シートの特性>
この明細書により提供される粘着シートは、耐水粘着力低下率が30%以下であるという特徴を有する。
好ましい一態様において、上記粘着シートは、水剥離粘着力低下率が40%以上である。この明細書によると、耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ水剥離粘着力低下率が40%以上である粘着シートが提供される。
他の好ましい一態様において、上記粘着シートは、乾式剥離距離が0.5mm以下であり、かつ水進入距離が10mm以上である。この明細書によると、耐水粘着力低下率が30%以下であり、乾式剥離距離が0.5mm以下であり、かつ水進入距離が10mm以上である粘着シートが提供される。
耐水粘着力低下率[%]は、常態粘着力N0[N/10mm]および耐水粘着力N1[N/10mm]から(1−(N1/N0))×100により算出される値として定義される。水剥離粘着力低下率[%]は、常態粘着力N0[N/10mm]および水剥離力N2から(1−(N2/N0))×100により算出される値として定義される。常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2は、上述した方法により、詳しくは以下の方法により測定される。後述する実施例でも同様の測定方法が用いられる。
[常態粘着力N0の測定]
測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ120mmの長方形状にカットして試験片を調製する。上記試験片のA層側を被着体にハンドローラーで貼り合わせた評価用サンプルを、オートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。
オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、同環境下において、試験片と被着体との界面にカッターナイフを差し込んで該試験片の長手方向の一端を被着体から剥離させ、JIS Z0237:2009の「10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力」に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で剥離強度を測定する。
[耐水粘着力N1の測定]
測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ120mmの長方形状にカットして試験片を調製する。上記試験片のA層側を被着体にハンドローラーで貼り合わせた評価用サンプルを、オートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。
オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、室温(23℃〜25℃)の水に30分間浸漬する。水としてはイオン交換水または蒸留水を使用する。水中において評価用サンプルは、試験片が貼り付けられた面が上になる向きで水平に保持する。評価用サンプルの上面から水面までの距離(浸漬深さ)は10mm以上(例えば10mm〜100mm程度)とする。次いで、評価用サンプルを水から引き上げ、該評価用サンプルに付着している水を静かに拭き取った後、試験片と被着体との界面にカッターナイフを差し込んで該試験片の長手方向の一端を剥がし、23℃、50%RHの環境下において、JIS Z0237:2009の「10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力」に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で剥離強度を測定する。評価用サンプルを水から引き上げてから剥離強度を測定するまでの時間は10分以内とする。
[水剥離力N2の測定]
測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ120mmの長方形状にカットして試験片を調製する。上記試験片のA層側を被着体にハンドローラーで貼り合わせた評価用サンプルを、オートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。
オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、同環境下において、試験片の長手方向の一端付近において該一端から露出する被着体表面に20μLの蒸留水を滴下する。そして、試験片と被着体との界面にカッターナイフを差し込んで上記水を上記界面に進入させた後、JIS Z0237:2009の「10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力」に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で剥離強度を測定する。なお、水剥離力N2の測定において使用する水は、剥離開始前に被着体に滴下する20μLの蒸留水のみである。
乾式剥離距離および水進入距離は、下記の定荷重剥離試験により測定される。後述する実施例でも同様の測定方法が用いられる。
[定荷重剥離試験]
測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ150mmの長方形状にカットして試験片を調製する。被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に、上記試験片のA層側をハンドローラーで貼り合わせて評価用サンプルとする。この評価用サンプルをオートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、同環境下において、試験片の長手方向の一端から50mmの範囲を被着体から剥離させて自由端とし、該試験片の貼り付けられた面が下方に開放されるようにして被着体を水平に固定する。次いで、試験片の上記自由端に100gの錘を固定し、該錘を固定してから1分後に上記試験片と被着体との界面に20μLの蒸留水を供給する。上記自由端に錘を固定して0秒後から1分間に試験片の被着体からの剥離が進行した距離を計測し、乾式剥離距離とする。上記界面に蒸留水を供給して0秒後から10秒間に剥離が進行した距離を計測し、水進入距離とする。
図4は、乾式剥離距離および水進入距離の測定方法を示す概略説明図である。上述のように、フロート法で作製されたアルカリガラス板(被着体)80の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面80Aに、試験片82のA層側、すなわち粘着面82Aを貼り合わせて評価用サンプルとし、これをオートクレーブで処理した後、面80Aを下方としてアルカリガラス板80を水平に保持する。試験片82の一端822から50mmをアルカリガラス板80から剥がして自由端とし、ここに100gの錘84を固定して0秒後から1分後までの1分間に試験片82のアルカリガラス板80からの剥離が進行した距離を計測し、これを乾式剥離距離Dd[mm]とする。上記1分間に剥離の進行が認められない場合、乾式剥離距離Ddは0mmとなる。試験片82の一端822に錘84を固定してから1分後に、試験片82とアルカリガラス板80との界面に20μLの蒸留水Wを、例えばマイクロシリンジ86により供給する。蒸留水Wの供給位置は、上記界面(すなわち、粘着面82Aが面80Aから離れ始める箇所)のうち、試験片82の幅中央部とすることが望ましい。上記界面に蒸留水Wを供給して0秒後から10秒後までの間に剥離が進行した距離を計測し、これを水進入距離Dw[mm]とする。なお、図4では、上記界面に蒸留水Wを供給して0秒後の状態を実線で示し、上記蒸留水Wの供給から10秒後の状態を仮想線で表している。
上述した常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2の測定ならびに乾式剥離距離および水進入距離の測定において、被着体としては、フロート法で作製したアルカリガラス板であって、試験片を貼り合わせる面の蒸留水に対する接触角が5度〜10度であるものを使用する。例えば、松硝子工業社製のアルカリガラス板(厚さ1.35mm、青板縁磨品)またはその相当品を被着体として用いることができる。被着体への試験片の貼付けは、該試験片の外周端から被着体の外周端までの距離が少なくとも10mm以上、好ましくは15mm以上となるように行う。光架橋性の粘着剤層を含む粘着シートでは、上記オートクレーブから取り出したサンプルに対し、23℃、50%RHの環境下で上記アルカリガラス板を介して光照射を行い、その後に剥離強度を測定する。光照射の条件(波長、照射強度、照射時間等)は、粘着剤層の組成や厚み等に応じて適宜設定すればよい。また、引張試験機としては、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)またはその相当品を用いることができる。剥離強度の測定は、被着体に貼り付けられた試験片の剥離が下から上に進行するように行う。測定にあたっては、必要に応じて粘着シートの背面(A層の表面とは反対側の表面)に適当な裏打ち材を貼り付けて試験片を補強することができる。裏打ち材としては、例えば、厚さ25μm程度のポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることができる。
なお、上記アルカリガラス板の接触角は、次のとおり測定する。すなわち、測定雰囲気23℃、50%RHの環境下において、接触角計(協和界面科学株式会社製、商品名「DMo−501型」、コントロールボックス「DMC−2」、制御・解析ソフト「FAMAS(バージョン5.0.30)」)を用いて液滴法により測定を行う。蒸留水の滴下量は2μLとし、滴下5秒後の画像からΘ/2法により接触角を算出する(N5で実施)。
(水剥離粘着力低下率)
ここに開示される粘着シートは、水剥離粘着力低下率が40%以上であることが好ましい。水剥離粘着力低下率の値が大きい粘着シートは、水等の水性液体を用いて容易に剥離することができる。例えば、粘着シートが貼り付けられた被着体に少量の水性液体を供給し、該水性液体を粘着シートの一端から該粘着シートと上記被着体との界面に進入させることで剥離のきっかけをつくったうえで上記粘着シートを剥離することにより、上記粘着シートの上記被着体からの剥離強度を大幅に低下させることができる。この性質を利用して、通常使用時における高い粘着力と、良好なリワーク性とを両立することができる。いくつかの態様において、水剥離粘着力低下率は、例えば50%以上であってよく、65%以上でもよく、75%以上でもよく、85%以上でもよく、90%以上でもよく、95%以上でもよく、97%以上でもよい。水剥離粘着力低下率は、原理上100%以下であり、典型的には100%未満である。
(乾式剥離距離および水進入距離)
ここに開示される粘着シートは、乾式剥離距離0.5mm以下および水進入距離が10mm以上を満たすことが好ましい。このような粘着シートは、該粘着シートの粘着剤層と被着体との界面に液状の水がない条件、すなわち乾式剥離条件では、上記粘着シートを被着体から引き剥がす方向への力を加えても容易には剥がれず、良好な保持性を発揮することから、接合の信頼性に優れる。一方、上記粘着シートは、該粘着シートと被着体との界面に水等の水性液体を供給することにより、容易に被着体から剥離することができる。このことは、リワーク性やリサイクル性等の観点から好ましい。
いくつかの態様において、上記乾式剥離距離は、例えば0.4mm以下であってよく、0.3mm以下でもよく、0.2mm以下でもよく、0.1mm以下でもよく、0.1mm未満でもよい。上記乾式剥離距離は、一般的には短いほど好ましく、実質的に0mmであることが特に好ましい。ここで、実質的に0mmとは、試験片の自由端に錘を付加して0秒後から1分間の間に剥離の進行が観測されないことをいう。もっとも、他の特性とのバランスを考慮して、ここに開示される粘着シートは、例えば乾式剥離距離が0.1mm超または0.2mm超である態様でも好適に実施され得る。
いくつかの態様において、上記水進入距離は、例えば14mm以上であってよく、18mm以上でもよく、20mm以上でもよい。粘着シートの水剥離性を高める観点からは、上記水進入距離は長いほど好ましいといえる。なお、上記水進入距離は、上記定荷重剥離試験において試験片と被着体との界面に蒸留水を供給するときに該試験片が被着体に接合している部分の長さを超えることはない。例えば、長さ150mmの試験片を使用し、該試験片の一端から50mmを被着体から剥がして自由端として錘を付与する場合、乾式剥離距離に応じて異なるが、例えば乾式剥離距離が0mmである場合における上記水進入距離の上限は100mmとなる。また、蒸留水を供給してから10秒以内に試験片の上記一端とは反対側の端まで剥離が進行して該試験片が被着体から落下した場合、上記水進入距離は、乾式剥離距離に応じて異なるが、例えば乾式剥離距離が0mmである場合は100mm超と評価することができる。
(耐水粘着力低下率)
ここに開示される粘着シートは、上記のように水等の水性液体を用いて容易に剥離し得るにもかかわらず、耐水粘着力低下率が30%以下であるので耐水信頼性に優れる。より高い耐水信頼性を得る観点から、耐水粘着力低下率は、例えば20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、7%以でもよい。耐水粘着力低下率は、典型的には0%以上である。ここに開示される粘着シートは、水剥離粘着力低下率[%]と耐水粘着力低下率[%]との差が、例えば45%以上、または55%以上、または70%以上、または80%以上、または90%以上である態様で好ましく実施され得る。
ここに開示される粘着シートは、接合の信頼性の観点から、常態粘着力N0が2.0N/10mm以上であることが好ましい。いくつかの態様において、常態粘着力N0は、例えば2.5N/10mm以上であってよく、3.0N/10mm以上でもよく、3.5N/10mm以上でもよく、4.0N/10mm以上でもよい。常態粘着力N0の上限は特に限定されず、例えば30N/10mm以下であり得る。いくつかの態様において、常態粘着力N0は、20N/10mm以下でもよく、15N/10mm以下でもよい。
水剥離力N2は、常態粘着力N0の60%以下(より好ましくは50%以下)であることが好ましい。特に限定するものではないが、水剥離力N2は、例えば10N/10mm以下であってよく、3.5N/10mm以下でもよく、3.0N/10mm以下でもよく、2.5N/10mm以下でもよく、1.6N/10mm以下でもよく、1.2N/10mm以下でもよく、1.0N/10mm以下でもよい。水剥離力N2が低い粘着シートによると、該粘着シートを剥離する際に被着体に与える負荷を軽減することができる。このことは、例えば、薄い被着体、脆い被着体、変形(伸び、撓み、縒れ等)しやすい被着体、表面に損傷しやすい薄膜を有する被着体、等に貼り付けられる粘着シートにおいて特に有意義である。ここに開示される粘着シートは、例えば、水剥離力N2が0.75N/10mm以下、または0.50N/10mm以下、または0.25N/10mm以下、または0.15N/10mm以下である態様でも好適に実施され得る。水剥離力N2の下限は特に制限されず、実質的に0N/10mmでもよく、0N/10mm超でもよい。
なお、リワーク性向上の観点から、水剥離力N2の測定において、被着体上に粘着剤を残留させることなく該被着体から剥離する粘着シートが好ましい。すなわち、非糊残り性に優れた粘着シートが好ましい。被着体上への粘着剤の残留の有無は、例えば、粘着シート剥離後の被着体を目視で観察することにより把握することができる。
常態粘着力N0[N/10mm]に対する水剥離力N2[N/10mm]の比(N2/N0)は、例えば1/2.5以下であってよく、1/5以下でもよく、1/10以下でもよい。上記比(N2/N0)がより小さいことは、常態粘着力N0に対して水剥離力N2がより顕著に低下することを意味する。ここに開示される粘着シートは、比(N2/N0)が1/15以下、1/25以下または1/35以下である態様で好ましく実施され得る。比(N2/N0)の上限は特に制限されず、例えば1/200以上であってよく、1/150以上でもよく、1/100以上でもよい。
ここに開示される粘着シートにおいて、粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を構成する粘着剤は、非水溶性であることが好ましい。非水溶性のA層によると、耐水粘着力N1が高く、耐水粘着力低下率の低い粘着シートが得られやすい。A層が非水溶性であることは、水等の水性液体を用いる剥離において被着体上に粘着剤が残留する現象を防止する観点からも好ましい。また、A層が非水溶性であることは、水浸漬や環境中の湿気によって粘着シートの透明性が低下する現象を防止する観点からも有利となり得る。
ここに開示される粘着シートにおいて、A層を構成する粘着剤は、非水膨潤性であることが好ましい。非水膨潤性のA層によると、耐水粘着力N1が高く、耐水粘着力低下率の低い粘着シートが得られやすい。また、水等の水性液体を用いる剥離において、少量の水性液体を有効に利用して良好な剥離性を発揮することができる。A層が非水膨潤性であることは、水性液体を用いる剥離において被着体上に粘着剤が残留する現象を防止する観点からも好ましい。また、A層が非水膨潤性であることは、水浸漬や環境中の湿気によって粘着シートの透明性が低下する現象を防止する観点からも有利となり得る。
ここで、本明細書において、粘着剤が非水溶性であるとは、以下の方法で測定されるゲル分率が75%以上であることをいう。また、粘着剤が非水膨潤性であるとは、以下の方法で測定される膨潤度が2以下であることをいう。
すなわち、測定対象の粘着剤を0.5g程度秤量し、その重さをW1とする。この粘着剤を室温(約23℃)において蒸留水500mL中に48時間浸漬した後、ナイロンメッシュで濾過し、水を含んだ粘着剤の重さW2を測定する。その後、粘着剤を130℃で5時間乾燥させて、不揮発分の重さW3を測定する。ゲル分率および膨潤度は、以下の式により算出される。
ゲル分率[%]=(W3/W1)×100
膨潤度=W2/W1
いくつかの態様において、A層のゲル分率は、例えば80%以上であってよく、90%以上でもよく、95%以上でもよく、98%以上でもよい。A層のゲル分率は、原理上100%以下である。また、いくつかの態様において、A層の膨潤度は、例えば1.7以下であってよく、1.5以下でもよく、1.2以下でもよい。A層の膨潤度は、通常は1.0以上であり、典型的には1.0超である。
粘着剤層がA層と該A層の背面側に配置されたB層とを含む構成の粘着シートにおいて、B層のゲル分率は特に限定されない。いくつかの態様において、B層のゲル分率は、A層のゲル分率と同等以上であることが好ましく、A層のゲル分率より高くてもよい。B層のゲル分率は、例えば90%以上であってよく、95%以上でもよく、98%以上でもよく、99%以上でもよい。B層のゲル分率は、原理上100%以下である。また、粘着剤層全体のゲル分率は、例えば85%以上であってよく、90%以上でもよく、95%以上でもよく、98%以上でもよく、99%以上でもよい。なお、A層のみからなる粘着剤層では、該粘着剤層全体のゲル分率とはA層のゲル分率を意味する。
粘着剤層がA層と該A層の背面側に配置されたB層とを含む構成の粘着シートにおいて、B層の膨潤度は特に限定されない。いくつかの態様において、B層の膨潤度は、A層の膨潤度と同等以下であることが好ましく、A層の膨潤度より低くてもよい。B層の膨潤度は、例えば1.5以下であってよく、1.3以下でもよく、1.1以下でもよい。B層の膨潤度は、通常は1.0以上であり、典型的には1.0超である。また、粘着剤層全体の膨潤度は、例えば1.6以下であってよく、1.4以下でもよく、1.2以下でもよく、1.1以下でもよい。なお、A層のみからなる粘着剤層では、該粘着剤層全体の膨潤度とはA層の膨潤度を意味する。
なお、粘着剤の水に対するゲル分率や膨潤度は、例えばモノマー成分の組成、重合物の重量平均分子量、架橋剤や多官能モノマーの使用等の、本願出願時の当業者にとって一般的な手法を適宜採用することにより調節することができる。
<粘着剤層>
(1)A層
ここに開示される粘着シートにおいて、粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層は、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤(天然ゴム系、合成ゴム系、これらの混合系等)、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤等の公知の各種粘着剤から選択される1種または2種以上の粘着剤を含んで構成された粘着剤層であり得る。ここで、アクリル系粘着剤とは、アクリル系重合物を主成分とする粘着剤をいう。ゴム系粘着剤その他の粘着剤についても同様の意味である。なお、ここでいう重合物の概念には、一般にオリゴマーと称されることのある比較的低重合度の重合物も包含される。
(アクリル系粘着剤)
透明性や耐候性等の観点から、いくつかの態様において、A層の構成材料としてアクリル系粘着剤を好ましく採用し得る。
アクリル系粘着剤としては、例えば、エステル末端に炭素原子数1以上20以下の直鎖または分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを50重量%より多く含むモノマー成分から構成されたアクリル系重合物を含むものが好ましい。以下、炭素原子数がX以上Y以下のアルキル基をエステル末端に有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを「(メタ)アクリル酸CX−Yアルキルエステル」と表記することがある。特性のバランスをとりやすいことから、モノマー成分全体のうち(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルの割合は、例えば55重量%以上であってよく、60重量%以上でもよく、70重量%以上でもよい。同様の理由から、モノマー成分のうち(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルの割合は、例えば99.9重量%以下であってよく、99.5重量%以下でもよく、99重量%以下でもよい。
(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルの非限定的な具体例としては、(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。
これらのうち、少なくとも(メタ)アクリル酸C4−20アルキルエステルを用いることが好ましく、少なくとも(メタ)アクリル酸C4−18アルキルエステルを用いることがより好ましい。例えば、上記モノマー成分としてアクリル酸n−ブチル(BA)およびアクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)の一方または両方を含むアクリル系粘着剤が好ましく、少なくとも2EHAを含むアクリル系粘着剤が特に好ましい。好ましく用いられ得る(メタ)アクリル酸C4−20アルキルエステルの他の例としては、アクリル酸イソノニル、メタクリル酸n−ブチル(BMA)、メタクリル酸2−エチルヘキシル(2EHMA)、アクリル酸イソステアリル(ISTA)等が挙げられる。
いくつかの態様において、アクリル系重合物を構成するモノマー成分は、(メタ)アクリル酸C4−18アルキルエステルを40重量%以上の割合で含み得る。このようにエステル末端に炭素原子数4以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを比較的多く含むモノマー成分によると、親油性の高いアクリル系重合物が形成される傾向にある。親油性の高いアクリル系重合物によると、耐水粘着力低下率の低い粘着剤層が形成されやすい。モノマー成分に占める(メタ)アクリル酸C4−18アルキルエステルの割合は、例えば60重量%以上であってよく、70重量%以上でもよく、75重量%以上でもよく、80重量%以上でもよい。上述したいずれかの下限値以上の割合で(メタ)アクリル酸C6−18アルキルエステルを含むモノマー成分であってもよい。
また、粘着剤層の凝集性を高めて凝集破壊を防止する観点から、モノマー成分に占める(メタ)アクリル酸C4−18アルキルエステルの割合は、通常、99.5重量%以下とすることが適当であり、99重量%以下でもよく、98重量%以下でもよく、97重量%以下でもよい。上述したいずれかの上限値以下の割合で(メタ)アクリル酸C6−18アルキルエステルを含むモノマー成分であってもよい。
アクリル系重合物を構成するモノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとともに、必要に応じて、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他のモノマー(共重合性モノマー)を含んでいてもよい。共重合性モノマーとしては、極性基(例えば、カルボキシ基、水酸基、窒素原子含有環等)を有するモノマーを好適に使用することができる。極性基を有するモノマーは、アクリル系重合物に架橋点を導入したり、粘着剤の凝集力を高めたりするために役立ち得る。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は、以下のものが挙げられる。
カルボキシ基含有モノマー:例えば、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。
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。
水酸基含有モノマー:例えば、(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等。
スルホン酸基またはリン酸基を含有するモノマー:例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルスルホン酸ナトリウム、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等。
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。
アミド基含有モノマー: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;水酸基とアミド基とを有するモノマー、例えば、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(1−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド等の、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;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;その他、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン等。
アミノ基含有モノマー:例えばアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート。
エポキシ基を有するモノマー:例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル。
窒素原子含有環を有するモノマー:例えば、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、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、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−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−1,3−オキサジン−2−オン、N−ビニル−3,5−モルホリンジオン、N−ビニルピラゾール、N−ビニルイソオキサゾール、N−ビニルチアゾール、N−ビニルイソチアゾール、N−ビニルピリダジン等(例えば、N−ビニル−2−カプロラクタム等のラクタム類)。
スクシンイミド骨格を有するモノマー:例えば、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシヘキサメチレンスクシンイミド等。
マレイミド類:例えば、N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド等。
イタコンイミド類:例えば、N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルへキシルイタコンイミド、N−シクロへキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド等。
(メタ)アクリル酸アミノアルキル類:例えば、(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。
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。
アルコキシシリル基含有モノマー:例えば3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン。
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、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。
芳香族ビニル化合物:例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等。
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、アダマンチル(メタ)アクリレート等。
芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル:例えば、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、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、通常はモノマー成分全体の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全体の0.1重量%以上としてもよく、0.5重量%以上としてもよい。また、粘着特性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、モノマー成分全体の50重量%以下とすることが適当であり、40重量%以下とすることが好ましい。
いくつかの態様において、モノマー成分は、カルボキシ基含有モノマーを含むことが好ましい。カルボキシ基含有モノマーの好適例として、アクリル酸(AA)およびメタクリル酸(MAA)が挙げられる。AAとMAAとを併用してもよい。AAとMAAとを併用する場合、それらの重量比(AA/MAA)は特に限定されず、例えば凡そ0.1〜10の範囲とすることができる。いくつかの態様において、上記重量比(AA/MAA)は、例えば凡そ0.3以上であってよく、凡そ0.5以上でもよい。また、上記重量比(AA/MAA)は、例えば凡そ4以下であってよく、凡そ3以下でもよい。
カルボキシル基含有モノマーの使用により、A層の表面に水等の水性液体を素早く馴染ませることができる。このことは水剥離力N2の低下に役立ち得る。カルボキシ基含有モノマーの使用量は、例えば、モノマー成分全体の0.05重量%以上であってよく、0.1重量%以上でもよく、0.3重量%以上でもよく、0.5重量%以上でもよく、0.8重量%以上でもよい。また、上記カルボキシ基含有モノマーの割合は、例えば15重量%以下であってよく、10重量%以下でもよく、5重量%以下でもよく、4.5重量%以下でもよく、3.5重量%以下でもよく、3.0重量%以下でもよく、2.5重量%以下でもよい。カルボキシ基含有モノマーの使用量が多過ぎないことは、A層のバルクへの水の拡散を抑制し、耐水粘着力N1の低下を抑制する観点から好ましい。また、カルボキシ基含有モノマーの使用量が多過ぎないことは、水剥離力N2の測定に使用する水がA層に吸収されて剥離途中で水が不足する事象を防止する観点からも有利となり得る。
いくつかの態様において、モノマー成分は、水酸基含有モノマーを含み得る。水酸基含有モノマーの使用により、粘着剤の凝集力や架橋密度を調整し、常態粘着力N0を向上させ得る。水酸基含有モノマーを使用する場合における使用量は特に制限されず、例えばモノマー成分全体の0.01重量%以上であってよく、0.1重量%以上でもよく、0.5重量%以上でもよい。また、A層のバルクへの過度の水拡散を抑制する観点から、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、モノマー成分全体の例えば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、5重量%以下または3重量%以下としてもよい。ここに開示される粘着シートは、A層のモノマー成分として水酸基含有モノマーを実質的に使用しない態様でも好適に実施され得る。
いくつかの態様において、モノマー成分は、アルコキシシリル基含有モノマーを含み得る。アルコキシシリル基含有モノマーは、典型的には、一分子内に少なくとも1つ(好ましくは2つ以上、例えば2つまたは3つ)のアルコキシシリル基を有するエチレン性不飽和単量体であり、その具体例は上述のとおりである。上記アルコキシシリル基含有モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。アルコキシシリル基含有モノマーの使用により、粘着剤層にシラノール基の縮合反応(シラノール縮合)による架橋構造を導入することができる。なお、アルコキシシリル基含有モノマーは、後述するシランカップリング剤としても把握され得る。
モノマー成分がアルコキシシリル基含有モノマーを含む態様において、該モノマー成分全体に占めるアルコキシシリル基含有モノマーの割合は、例えば0.005重量%以上とすることができ、通常は0.01重量%以上とすることが適当である。また、上記アルコキシシリル基含有モノマーの割合は、被着体に対する密着性向上の観点から、例えば0.5重量%以下であってよく、0.1重量%以下でもよく、0.05重量%以下でもよい。
モノマー成分の組成は、該モノマー成分の組成に基づいてFoxの式により求められるガラス転移温度(以下、「アクリル系重合物のガラス転移温度」ともいう。)が−75℃以上−10℃以下となるように設定され得る。いくつかの態様において、上記アクリル系重合物のガラス転移温度(Tg)は、−20℃以下であることが適当であり、−30℃以下であることが好ましく、−40℃以下であることがより好ましく、−50℃以下であることがさらに好ましく、例えば−55℃以下であってもよい。アクリル系重合物のTgが低くなると、A層の被着体に対する密着性は概して向上する傾向にある。被着体への密着性の高いA層によると、粘着シートの剥離を意図しない局面において被着体とA層との界面への水浸入を抑制しやすい。このことは、耐水粘着力N1の向上や、耐水粘着力低下率の低減の観点から有利となり得る。また、アクリル系重合物のTgは、常態粘着力N0を高めやすくする観点から、例えば−70℃以上であってよく、−65℃以上でもよい。
ここで、上記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)
なお、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、公知資料に記載の値を用いるものとする。例えば、以下に挙げるモノマーについては、該モノマーのホモポリマーのガラス転移温度として、以下の値を使用する。
2−エチルヘキシルアクリレート −70℃
n−ブチルアクリレート −55℃
メチルメタクリレート 105℃
メチルアクリレート 8℃
アクリル酸 106℃
メタクリル酸 228℃
上記で例示した以外のモノマーのホモポリマーのガラス転移温度については、「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons, Inc., 1989)に記載の数値を用いるものとする。本文献に複数種類の値が記載されている場合は、最も高い値を採用する。
上記Polymer Handbookにもホモポリマーのガラス転移温度が記載されていないモノマーについては、以下の測定方法により得られる値を用いるものとする(特開2007−51271号公報参照)。具体的には、温度計、攪拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた反応器に、モノマー100重量部、アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部および重合溶媒として酢酸エチル200重量部を投入し、窒素ガスを流通させながら1時間攪拌する。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温し10時間反応させる。次いで、室温まで冷却し、固形分濃度33重量%のホモポリマー溶液を得る。次いで、このホモポリマー溶液を剥離ライナー上に流延塗布し、乾燥して厚さ約2mmの試験サンプル(シート状のホモポリマー)を作製する。この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、粘弾性試験機(ARES、レオメトリックス社製)を用いて周波数1Hzのせん断歪みを与えながら、温度領域−70〜150℃、5℃/分の昇温速度でせん断モードにより粘弾性を測定し、tanδのピークトップ温度をホモポリマーのTgとする。
ここに開示される粘着剤層は、上述のような組成のモノマー成分を、重合物、未重合物(すなわち、重合性官能基が未反応である形態)、あるいはこれらの混合物の形態で含む粘着剤組成物を用いて形成され得る。上記粘着剤組成物は、粘着剤(粘着成分)が水に分散した形態の水分散型粘着剤組成物、有機溶媒中に粘着剤を含む形態の溶剤型粘着剤組成物、紫外線や放射線等の活性エネルギー線により硬化して粘着剤を形成するように調製された活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物、加熱溶融状態で塗工され、室温付近まで冷えると粘着剤を形成するホットメルト型粘着剤組成物、等の種々の形態であり得る。
重合にあたっては、重合方法や重合態様等に応じて、公知または慣用の熱重合開始剤や光重合開始剤を使用し得る。このような重合開始剤は、1種を単独でまたは2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
熱重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えばアゾ系重合開始剤、過酸化物系開始剤、過酸化物と還元剤との組合せによるレドックス系開始剤、置換エタン系開始剤等を使用することができる。より具体的には、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート等のアゾ系開始剤;例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物系開始剤;例えばフェニル置換エタン等の置換エタン系開始剤;例えば過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組合せ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムとの組合せ等のレドックス系開始剤;等が例示されるが、これらに限定されない。なお、熱重合は、例えば20〜100℃(典型的には40〜80℃)程度の温度で好ましく実施され得る。
光重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えばケタール系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、α−ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤等を用いることができる。
このような熱重合開始剤または光重合開始剤の使用量は、重合方法や重合態様等に応じた通常の使用量とすることができ、特に限定されない。例えば、重合対象のモノマー100重量部に対して重合開始剤凡そ0.001〜5重量部(典型的には凡そ0.01〜2重量部、例えば凡そ0.01〜1重量部)を用いることができる。
上記重合には、必要に応じて、従来公知の各種の連鎖移動剤(分子量調節剤あるいは重合度調節剤としても把握され得る。)を使用することができる。連鎖移動剤としては、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類を用いることができる。あるいは、硫黄原子を含まない連鎖移動剤(非硫黄系連鎖移動剤)を用いてもよい。非硫黄系連鎖移動剤の具体例としては、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン等のアニリン類;α−ピネン、ターピノーレン等のテルペノイド類;α−メチルスチレン、α―メチルスチレンダイマー等のスチレン類;ジベンジリデンアセトン、シンナミルアルコール、シンナミルアルデヒド等のベンジリデニル基を有する化合物;ヒドロキノン、ナフトヒドロキノン等のヒドロキノン類;ベンゾキノン、ナフトキノン等のキノン類;2,3−ジメチル−2−ブテン、1,5−シクロオクタジエン等のオレフィン類;フェノール、ベンジルアルコール、アリルアルコール等のアルコール類;ジフェニルベンゼン、トリフェニルベンゼン等のベンジル水素類;等が挙げられる。
連鎖移動剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。連鎖移動剤を使用する場合、その使用量は、モノマー成分100重量部に対して、例えば凡そ0.01〜1重量部程度とすることができる。ここに開示される技術は、連鎖移動剤を使用しない態様でも好ましく実施され得る。
上記の各種重合法を適宜採用して得られる重合物の分子量は特に制限されず、要求性能に合わせて適当な範囲に設定され得る。上記重合物の重量平均分子量(Mw)は、通常は凡そ10×10以上(例えば20×10以上)であり、凝集力と接着力とをバランスよく両立する観点から、30×10超とすることが適当である。一態様に係る重合物は、高温環境下においても良好な接着信頼性を得る観点から、好ましくは40×10以上(典型的には凡そ50×10以上、例えば凡そ55×10以上)のMwを有する。上記重合物のMwの上限は、通常は凡そ500×10以下(例えば凡そ150×10以下)であり得る。上記Mwは凡そ75×10以下であってもよい。ここでMwとは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により得られた標準ポリスチレン換算の値をいう。GPC装置としては、例えば機種名「HLC−8320GPC」(カラム:TSKgelGMH−H(S)、東ソー社製)を使用すればよい。後述の実施例においても同様である。上記Mwは、粘着剤組成物中、粘着剤層中いずれかにおける上記重合物のMwであり得る。
いくつかの好ましい態様に係る粘着シートは、水分散型粘着剤組成物から形成されたA層を有する。水分散型粘着剤組成物の代表例として、エマルション型粘着剤組成物が挙げられる。エマルション型粘着剤組成物は、典型的には、モノマー成分の重合物と、必要に応じて用いられる添加剤とを含有する。
モノマー成分のエマルション重合は、通常、乳化剤の存在下で行われる。エマルション重合用の乳化剤としては、特に制限されず、公知のアニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤等を用いることができる。乳化剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
アニオン性乳化剤の非限定的な例としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。ノニオン性乳化剤の非限定的な例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。反応性官能基を有する乳化剤(反応性乳化剤)を用いてもよい。反応性乳化剤の例としては、上述したアニオン性乳化剤またはノニオン性乳化剤に、プロペニル基やアリルエーテル基等のラジカル重合性官能基が導入された構造のラジカル重合性乳化剤が挙げられる。
エマルション重合における乳化剤の使用量は、モノマー成分100重量部に対して、例えば0.2重量部以上であってよく、0.5重量部以上でもよく、1.0重量部以上でもよく、1.5重量部以上でもよい。また、耐水粘着力N1の向上や耐水粘着力低下率の低減、あるいは粘着剤層の透明性向上の観点から、いくつかの態様において、乳化剤の使用量は、通常、モノマー成分100重量部に対して10重量部以下とすることが適当であり、5重量部以下とすることが好ましく、3重量部以下としてもよい。なお、ここでエマルション重合に使用する乳化剤は、A層の水親和剤としても機能し得る。
エマルション重合によると、モノマー成分の重合物が水に分散したエマルション形態の重合反応液が得られる。A層の形成に用いる水分散型粘着剤組成物は、上記重合反応液を用いて好ましく製造され得る。
他のいくつかの好ましい態様に係る粘着シートは、溶剤型粘着剤組成物から形成されたA層を有し得る。溶剤型粘着剤組成物は、典型的には、モノマー成分の溶液重合物と、必要に応じて用いられる添加剤とを含有する。溶液重合に用いる溶媒(重合溶媒)は、従来公知の有機溶媒から適宜選択することができる。例えば、トルエン等の芳香族化合物類(典型的には芳香族炭化水素類);酢酸エチルや酢酸ブチル等のエステル類;ヘキサンやシクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素類;1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルカン類;イソプロピルアルコール等の低級アルコール類(例えば、炭素原子数1〜4の一価アルコール類);tert−ブチルメチルエーテル等のエーテル類;メチルエチルケトン等のケトン類;等から選択されるいずれか1種の溶媒、または2種以上の混合溶媒を用いることができる。溶液重合によると、モノマー成分の重合物が重合溶媒に溶解した形態の重合反応液が得られる。A層の形成に用いる溶剤型粘着剤組成物は、上記重合反応液を用いて好ましく製造され得る。
他のいくつかの好ましい態様に係る粘着シートは、活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物から形成されたA層を有し得る。ここで、本明細書において「活性エネルギー線」とは、重合反応、架橋反応、開始剤の分解等の化学反応を引き起こし得るエネルギーをもったエネルギー線を指す。ここでいう活性エネルギー線の例には、紫外線、可視光線、赤外線のような光や、α線、β線、γ線、電子線、中性子線、X線のような放射線等が含まれる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物の一好適例として、光硬化型粘着剤組成物が挙げられる。光硬化型の粘着剤組成物は、厚手の粘着剤層であっても容易に形成し得るという利点を有する。なかでも紫外線硬化型粘着剤組成物が好ましい。
光硬化型粘着剤組成物は、典型的には、該組成物のモノマー成分のうち少なくとも一部(モノマーの種類の一部であってもよく、分量の一部であってもよい。)を重合物の形態で含む。上記重合物を形成する際の重合方法は特に限定されず、従来公知の各種重合方法を適宜採用することができる。例えば、溶液重合、エマルション重合、塊状重合等の熱重合(典型的には、熱重合開始剤の存在下で行われる。);紫外線等の光を照射して行う光重合(典型的には、光重合開始剤の存在下で行われる。);β線、γ線等の放射線を照射して行う放射線重合;等を適宜採用することができる。なかでも光重合が好ましい。
好ましい一態様に係る光硬化型粘着剤組成物は、モノマー成分の部分重合物を含む。このような部分重合物は、典型的にはモノマー成分に由来する重合物と未反応のモノマーとの混合物であって、好ましくはシロップ状(粘性のある液状)を呈する。以下、かかる性状の部分重合物を「モノマーシロップ」または単に「シロップ」ということがある。モノマー成分を部分重合させる際の重合方法は特に制限されず、上述のような各種重合方法を適宜選択して用いることができる。効率や簡便性の観点から、光重合法を好ましく採用し得る。光重合によると、光の照射量(光量)等の重合条件によって、モノマー成分の重合転化率(モノマーコンバーション)を容易に制御することができる。
上記部分重合物におけるモノマー混合物の重合転化率は、特に限定されない。上記重合転化率は、例えば凡そ70重量%以下とすることができ、凡そ60重量%以下とすることが好ましい。上記部分重合物を含む粘着剤組成物の調製容易性や塗工性等の観点から、通常、上記重合転化率は、凡そ50重量%以下が適当であり、凡そ40重量%以下(例えば凡そ35重量%以下)が好ましい。重合転化率の下限は特に制限されないが、典型的には凡そ1重量%以上であり、通常は凡そ5重量%以上とすることが適当である。
モノマー成分の部分重合物を含む粘着剤組成物は、例えば、該粘着剤組成物の調製に用いられるモノマー成分の全量を含むモノマー混合物を適当な重合方法(例えば光重合法)により部分重合させることにより得ることができる。また、モノマー成分の部分重合物を含む粘着剤組成物は、該粘着剤組成物の調製に用いられるモノマー成分のうちの一部を含むモノマー混合物の部分重合物または完全重合物と、残りのモノマー成分またはその部分重合物との混合物であってもよい。なお、本明細書において「完全重合物」とは、重合転化率が95重量%超であることをいう。
上記部分重合物を含む粘着剤組成物には、必要に応じて用いられる他の成分(例えば、光重合開始剤、多官能モノマー、架橋剤、水親和剤等)が配合され得る。そのような他の成分を配合する方法は特に限定されず、例えば上記モノマー混合物にあらかじめ含有させてもよく、上記部分重合物に添加してもよい。
(水親和剤)
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層の一方の表面を構成するA層が、モノマー成分の重合反応物に加えて水親和剤を含むことが好ましい。例えば、上記重合反応物としてアクリル系重合物を含み、さらに水親和剤を含むA層を備えた粘着シートが好ましい。
水親和剤としては、A層に含有されることで該A層の表面の水親和性を高める作用を発揮し得る各種の材料を適宜選択して用いることができる。A層の水親和性を高めることにより、A層の表面に水等の水性液体をより素早く馴染ませることができる。これにより、例えば水剥離力N2の測定時において、最初に滴下した1滴の水を、被着体からの粘着シートの剥離前線の移動に追随してA層の表面に行き渡らせることができ、水剥離力N2を効果的に低減することができる。同様の作用により、水等の水性液体を粘着シートと被着体との界面に進入させつつ剥離前線を移動させることを含む粘着シート剥離方法において、該粘着シートの被着体からの剥離性を高めることができる。
水親和剤としては、公知の界面活性剤(アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン系界面活性剤等)、親水性可塑剤(水溶性可塑剤であり得る。)、水溶性ポリマー等を利用し得る。界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、これらの組合せが好ましい。水親和剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
親水性可塑剤としては、各種のポリオール(好ましくはポリエーテルポリオール)を用いることができる。上記ポリオールとして、具体的には、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンソルビトールエーテル、ポリグリセリン等が挙げられる。これらの親水性可塑剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
水溶性ポリマーとしては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸等が挙げられる。
いくつかの態様において、上記親水性可塑剤として、ポリオキシアルキレン骨格を有する化合物を好ましく採用し得る。ポリオキシアルキレン骨格を有する化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)等のポリアルキレングリコール;ポリオキシエチレン単位を含むポリエーテル、ポリオキシプロピレン単位を含むポリエーテル(例えば、ポリオキシプロピレンソルビトールエーテル)、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とを含む化合物(これら単位の配列は、ランダムであってもよく、ブロック状であってもよい。);これらの誘導体;等を用いることができる。また、上述の界面活性剤のうちポリオキシアルキレン骨格を有する化合物を用いることもできる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、ポリオキシエチレン骨格(ポリオキシエチレンセグメントともいう。)を含む化合物を用いることが好ましく、PEGがより好ましい。
ポリオキシアルキレン骨格を有する化合物(例えばPEG)の分子量(化学式量)は特に限定されず、例えば1000未満であることが適当であり、粘着剤組成物調製性の点から、凡そ600以下(例えば500以下)であることが好ましい。ポリオキシアルキレン骨格を有する化合物(例えばポリエチレングリコール)の分子量の下限は特に限定されず、分子量が凡そ100以上(例えば凡そ200以上、さらには凡そ300以上)のものが好ましく用いられる。
アニオン性界面活性剤の例としては、ノニルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩(例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)等の、アルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸塩(例えばラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム)、オクタデシル硫酸塩等のアルキル硫酸塩;脂肪酸塩;ポリオキシエチレンオクタデシルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩(例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム)、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル硫酸塩等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩(例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等)、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩等の、ポリエーテル硫酸塩;ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル等の、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル;上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルのナトリウム塩、カリウム塩等のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩;ラウリルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸塩(例えばポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウム)等の、スルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩;等が挙げられる。アニオン性界面活性剤が塩を形成している場合、該塩は、例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等の金属塩(好ましくは一価金属の塩)、アンモニウム塩、アミン塩等であり得る。アニオン性界面活性剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
カチオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン等のポリエーテルアミンが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等);ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等);ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル等のポリオキシアルキレンエーテル;ポリオキシエチレン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル;ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
いくつかの態様において、例えば、−POH基、−COH基および−SOH基の少なくとも一つを有するアニオン性界面活性剤を好ましく使用し得る。なかでも−POH基を有する界面活性剤が好ましい。このような界面活性剤は、典型的にはリン酸エステル構造を含んでおり、例えばリン酸のモノエステル(ROP(=O)(OH);ここでRは1価の有機基)、ジエステル((RO)P(=O)OH;ここでRは、同一のまたは異なる1価の有機基)、モノエステルおよびジエステルの両方を含む混合物等であり得る。−POH基を有する界面活性剤の好適例として、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルにおけるアルキル基の炭素原子数は、例えば6〜20であってよく、8〜20でもよく、10〜20でもよく、12〜20でもよく、14〜20でもよい。
水親和剤のHLBは特に限定されず、例えば3以上であり、凡そ6以上が適当であり、8以上(例えば9以上)であり得る。好ましい一態様では、水親和剤のHLBは10以上である。これによって、水剥離性が好ましく発現する傾向がある。上記HLBは、より好ましくは11以上、さらに好ましくは12以上、特に好ましくは13以上(例えば14以上)である。上記範囲のHLBを有する水親和剤(典型的には界面活性剤)をA層に含ませることで、水剥離性をより効果的に発現させ得る。上記HLBの上限は20以下であり、例えば18以下であってもよく、16以下でもよく、15以下でもよい。
なお、本明細書におけるHLBは、GriffinによるHydrophile-Lipophile Balanceであり、界面活性剤の水や油への親和性の程度を表す値であり、親水性と親油性の比を0〜20の間の数値で表したものである。HLBの定義は、W.C.Griffin:J.Soc.Cosmetic Chemists,1,311(1949)や、高橋越民、難波義郎、小池基生、小林正雄共著、「界面活性剤ハンドブック」、第3版、工学図書社出版、昭和47年11月25日、p179〜182等に記載されるとおりである。上記HLBを有する水親和剤は、上記参考文献を必要に応じて参酌するなどして、当業者の技術常識に基づき、選定することができる。
このような水親和剤は、遊離の形態でA層に含まれていることが好ましい。水親和剤としては、粘着剤組成物調製性の点から、常温(約25℃)において液状であるものが好ましく用いられる。なお、上記界面活性剤のなかには、ポリオキシアルキレン骨格を有する化合物が存在し、逆もまた然りであることは言うまでもない。
水親和剤を含むA層は、典型的には、水親和剤を含む粘着剤組成物から形成される。上記粘着剤組成物は、上述した水分散型粘着剤組成物、溶剤型粘着剤組成物、活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物、ホットメルト型粘着剤組成物等のいずれでもよい。いくつかの態様において、水親和剤を含むA層は、光硬化型または溶剤型の粘着剤組成物から形成された粘着剤層であり得る。A層は、光架橋性を有していてもよい。
A層における水親和剤の含有量は、特に限定されず、該水親和剤の使用効果が適切に発揮されるように設定することができる。いくつかの態様において、水親和剤の含有量は、A層に含まれる重合物(例えば、アクリル系重合物)を構成するモノマー成分100重量部あたり、例えば0.001重量部以上とすることができ、通常は0.01重量部以上とすることが適当であり、0.03重量部以上でもよく、0.07重量部以上でもよく、0.1重量部以上でもよい。いくつかの好ましい態様において、水親和剤の含有量は、モノマー成分100重量部に対して、例えば0.2重量部以上であってよく、より高い効果を得る観点から0.5重量部以上でもよく、1.0重量部以上でもよく、1.5重量部以上でもよい。また、A層のバルクへの過度の水拡散を抑制する観点から、いくつかの態様において、水親和剤の使用量は、モノマー成分100重量部に対して、例えば20重量部以下であってよく、通常は10重量部以下とすることが適当であり、5重量部以下とすることが好ましく、3重量部以下としてもよい。水親和剤の含有量が多過ぎないことは、耐水粘着力N1の向上や耐水粘着力低下率の低減、あるいは粘着剤層の透明性向上の観点からも好ましい。例えば、いくつかの態様において、モノマー成分100重量部に対する水親和剤の含有量は、2重量部未満でもよく、1重量部未満でもよく、0.7重量部未満でもよく、0.3重量部未満でもよく、0.2重量部未満でもよい。HLBが10以上である水親和剤は、少量の使用によっても良好な水剥離性を発揮する傾向がある。
(シランカップリング剤)
いくつかの態様において、A層にシランカップリング剤を含有させることができる。シランカップリング剤を含むA層によると、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い(および/または、水進入距離の長い)粘着シートが好適に実現され得る。
シランカップリング剤としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ構造を有するケイ素化合物;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物;3−クロロプロピルトリメトキシシラン;アセトアセチル基含有トリメトキシシラン3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基含有シランカップリング剤などが挙げられる。いくつかの態様において、トリアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤を採用することにより、上述の効果がより好ましく発揮され得る。なかでも好ましいシランカップリング剤として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよびアセトアセチル基含有トリメトキシシランが例示される。
シランカップリング剤の使用量は、所望の使用効果が得られるように設定することができ、特に限定されない。いくつかの態様において、シランカップリング剤の使用量は、A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して、例えば0.001重量部以上であってよく、より高い効果を得る観点から0.005重量部以上でもよく、0.01重量部以上でもよく、0.015重量部以上でもよい。また、被着体への密着性向上の観点から、いくつかの態様において、シランカップリング剤の使用量は、A層を構成するモノマー成分100重量部に対して、例えば3重量部以下であってよく、1重量部以下でもよく、0.5重量部以下でもよい。
いくつかの態様において、A層は、シランカップリング剤を遊離の形態で含んでいてもよい。このような態様におけるA層は、例えば、光硬化型または溶剤型の粘着剤組成物から形成された粘着剤層であり得る。A層は、光架橋性を有していてもよい。
なお、モノマー成分がアルコキシシリル基含有モノマーを含む態様では、A層に含まれるシランカップリング剤の一部または全部として上記アルコキシシリル基含有モノマーを利用してもよい。このような態様におけるA層は、例えば、水分散型粘着剤組成物から形成される粘着剤層であり得る。
(架橋剤)
A層には、必要に応じて架橋剤を含有させることができる。架橋剤の種類は特に制限されず、例えば、従来公知の架橋剤から適宜選択した架橋剤を用いることができる。架橋剤の具体例としては、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、カルボジイミド系架橋剤、メラミン系架橋剤、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、ヒドラジン系架橋剤、アミン系架橋剤等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2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、2官能以上の多官能イソシアネート化合物を用いることができる。例えば、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、トリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェート、ジフェニルメタ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。市販品としては、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(東ソー社製、商品名「コロネートL」)、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(東ソー社製、商品名「コロネートHL」)、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(東ソー社製、商品名「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物等を例示することができる。水分散型の粘着剤組成物においては、水に溶解または分散可能なイソシアネート系架橋剤の使用が好ましい。例えば、水溶性、水分散性または自己乳化型のイソシアネート系架橋剤を好ましく採用し得る。イソシアネート基がブロックされた、いわゆるブロックドイソシアネート型のイソシアネート系架橋剤を好ましく使用し得る。
エポキシ系架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものを特に制限なく用いることができる。1分子中に3〜5個のエポキシ基を有するエポキシ系架橋剤が好ましい。エポキシ系架橋剤の具体例としては、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、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、ポリエチレングリコールジ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等が挙げられる。エポキシ系架橋剤の市販品としては、三菱ガス化学社製の商品名「TETRAD−X」、「TETRAD−C」、DIC社製の商品名「エピクロンCR−5L」、ナガセケムテックス社製の商品名「デナコールEX−512」、日産化学工業社製の商品名「TEPIC−G」等が挙げられる。水分散型粘着剤組成物においては、水に溶解または分散可能なエポキシ系架橋剤の使用が好ましい。
オキサゾリン系架橋剤としては、1分子内に1個以上のオキサゾリン基を有するものを特に制限なく使用することができる。水分散型粘着剤組成物においては、水に溶解または分散可能なオキサゾリン系架橋剤の使用が好ましい。
アジリジン系架橋剤の例としては、トリメチロールプロパントリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパントリス[3−(1−(2−メチル)アジリジニルプロピオネート)]等が挙げられる。
カルボジイミド系架橋剤としては、カルボジイミド基を2個以上有する低分子化合物または高分子化合物を用いることができる。水分散型粘着剤組成物においては、水に溶解または分散可能なカルボジイミド系架橋剤の使用が好ましい。
いくつかの態様において、架橋剤として過酸化物を用いてもよい。過酸化物としては、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−へキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジラウロイルパーオキシド、ジ−n−オクタノイルパーオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシイソブチレート、ジベンゾイルパーオキシド等が挙げられる。これらのなかでも、特に架橋反応効率に優れる過酸化物として、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネート、ジラウロイルパーオキシド、ジベンゾイルパーオキシド等が挙げられる。なお、上記重合開始剤として過酸化物を使用した場合には、重合反応に使用されずに残存した過酸化物を架橋反応に使用することも可能である。その場合は過酸化物の残存量を定量して、過酸化物の割合が所定量に満たない場合には、必要に応じて、所定量になるように過酸化物を添加するとよい。過酸化物の定量は、特許4971517号公報に記載の方法により行うことができる。
架橋剤の含有量(2種以上の架橋剤を含む場合にはそれらの合計量)は特に限定されない。接着力や凝集力等の粘着特性をバランスよく発揮する粘着剤を実現する観点から、架橋剤の含有量は、粘着剤組成物の調製に用いられるモノマー成分100重量部に対して、通常は凡そ5重量部以下とすることが適当であり、凡そ0.001〜5重量部とすることが好ましく、凡そ0.001〜4重量部とすることがより好ましく、凡そ0.001〜3重量部とすることがさらに好ましい。あるいは、上述のような架橋剤を含まない粘着剤組成物であってもよい。例えば、ここに開示される粘着剤組成物として光硬化型粘着剤組成物を用いる場合、当該粘着剤組成物は、イソシアネート系架橋剤等の架橋剤を実質的に含まないものであり得る。ここで、粘着剤組成物が架橋剤(典型的にはイソシアネート系架橋剤)を実質的に含まないとは、上記モノマー成分100重量部に対する架橋剤の量が0.05重量部未満(例えば0.01重量部未満)であることをいい、上記モノマー成分100重量部に対する架橋剤の量が0重量部であることを包含する。
架橋反応をより効果的に進行させるために、架橋触媒を用いてもよい。架橋触媒としては、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、ナーセム第二鉄、ブチルスズオキシド、ジオクチルスズジラウレート等の金属系架橋触媒等が例示される。なかでも、ジオクチルスズジラウレート等のスズ系架橋触媒が好ましい。架橋触媒の使用量は特に制限されない。粘着剤組成物の調製に用いられるモノマー成分100重量部に対する架橋触媒の使用量は、例えば凡そ0.0001重量部以上1重量部以下であってよく、0.001重量部以上0.1重量部以下でもよく、0.005重量以上0.5重量部以下でもよい。
A層の形成に用いられる粘着剤組成物には、架橋遅延剤として、ケト−エノール互変異性を生じる化合物を含有させることができる。例えば、イソシアネート系架橋剤を含む粘着剤組成物またはイソシアネート系架橋剤を配合して使用され得る粘着剤組成物において、ケト−エノール互変異性を生じる化合物を含む態様を好ましく採用することができる。これにより、粘着剤組成物のポットライフを延長する効果が実現され得る。
ケト−エノール互変異性を生じる化合物としては、各種のβ−ジカルボニル化合物を用いることができる。具体例としては、アセチルアセトン、2,4−ヘキサンジオン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類;プロピオニル酢酸エチル等のプロピオニル酢酸エステル類;イソブチリル酢酸エチル等のイソブチリル酢酸エステル類;マロン酸メチル、マロン酸エチル等のマロン酸エステル類;等が挙げられる。なかでも好適な化合物として、アセチルアセトンおよびアセト酢酸エステル類が挙げられる。ケト−エノール互変異性を生じる化合物は、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。
ケト−エノール互変異性を生じる化合物の含有量は、粘着剤組成物の調製に用いられるモノマー成分100重量部に対して、例えば0.1重量部以上20重量部以下であってよく、通常は0.5重量部以上15重量部以下とすることが適当であり、例えば1重量部以上10重量部以下とすることができ、1重量部以上5重量部以下としてもよい。
(多官能性モノマー)
A層には、必要に応じて多官能性モノマーが用いられ得る。多官能性モノマーは、上述のような架橋剤に代えて、あるいは該架橋剤と組み合わせて用いられることで、凝集力の調整等の目的のために役立ち得る。例えば、光硬化型の粘着剤組成物から形成される粘着剤層において、多官能性モノマーが好ましく用いられ得る。被着体に貼り付けられる前の粘着シートにおいて、粘着剤層に含まれる多官能性モノマーは、重合性官能基が未反応の形態であってもよく、部分的に反応した形態であってもよく、反応後の形態であってもよい。
多官能性モノマーとしては、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、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。なかでも、トリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。多官能性モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
多官能性モノマーの使用量は、その分子量や官能基数等により異なるが、通常は、粘着剤層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して0.01重量部〜3.0重量部程度の範囲とすることが適当である。いくつかの態様において、上記モノマー成100重量部に対する多官能性モノマーの使用量は、例えば0.02重量部以上であってもよく、0.1重量部以上でもよく、0.5重量部以上、1.0重量部以上または2.0重量部以上でもよい。多官能性モノマーの使用量の増大により、より高い凝集力が得られる傾向にある。一方、過度な凝集力向上により粘着剤層と隣接する層との接着性が低下することを避ける観点から、上記モノマー成分100重量部に対する多官能性モノマーの使用量は、例えば10重量部以下であってよく、5.0重量部以下でもよく、3.0重量部以下でもよい。
(アクリル系オリゴマー)
A層には、凝集力の向上や、粘着剤層に隣接する面(例えば、支持体の表面等であり得る。)との接着性向上等の観点から、アクリル系オリゴマーを含有させることができる。アクリル系オリゴマーとしては、粘着剤層に含まれる重合物(例えば、アクリル系重合物の)Tgに対して、より高いTgを有するものを好ましく採用し得る。
上記アクリル系オリゴマーのTgは特に限定されず、例えば約20℃以上300℃以下であり得る。上記Tgは、例えば約30℃以上であってよく、約40℃以上でもよく、約60℃以上でもよく、約80℃以上または約100℃以上でもよい。アクリル系オリゴマーのTgが高くなると、凝集力を向上させる効果は概して高くなる傾向にある。また、支持体への投錨性や衝撃吸収性等の観点から、アクリル系オリゴマーのTgは、例えば約250℃以下であってよく、約200℃以下でもよく、約180℃以下または約150℃以下でもよい。なお、アクリル系オリゴマーのTgは、上記モノマー成分の組成に対応するアクリル系重合物のTgと同じく、Foxの式に基づいて計算される値である。
アクリル系オリゴマーのMwは、典型的には約1000以上約30000未満、好ましくは約1500以上約10000未満、さらに好ましくは約2000以上約5000未満であり得る。Mwが上記範囲内にあると、凝集性や隣接する面との接着性を向上させる効果が好適に発揮されやすい。アクリル系オリゴマーのMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、標準ポリスチレン換算の値として求めることができる。具体的には、東ソー社製のHPLC8020に、カラムとしてTSKgelGMH−H(20)×2本を用いて、テトラヒドロフラン溶媒で流速約0.5mL/分の条件にて測定される。
アクリル系オリゴマーを構成するモノマー成分としては、上述した各種の(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステル;上述した各種の脂環式炭化水素基含有(メタ)アクリレート;上述した各種の芳香族炭化水素基含有(メタ)アクリレート;テルペン化合物誘導体アルコールから得られる(メタ)アクリレート;等の(メタ)アクリレートモノマーを挙げることができる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
アクリル系オリゴマーは、イソブチル(メタ)アクリレートやt−ブチル(メタ)アクリレートのようなアルキル基が分岐構造を有するアルキル(メタ)アクリレート;脂環式炭化水素基含有(メタ)アクリレートや芳香族炭化水素基含有(メタ)アクリレート;等に代表される、比較的嵩高い構造を有するアクリル系モノマーをモノマー単位として含んでいることが、接着性向上の観点から好ましい。また、アクリル系オリゴマーの合成の際や粘着剤層の作製の際に紫外線を採用する場合には、重合阻害を起こしにくいという点で、エステル末端に飽和炭化水素基を有するモノマーが好ましく、例えばアルキル基が分岐構造を有するアルキル(メタ)アクリレートや飽和脂環式炭化水素基含有(メタ)アクリレートを好適に用いることができる。
アクリル系オリゴマーを構成する全モノマー成分に占める(メタ)アクリレートモノマーの割合は、典型的には50重量%超であり、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上(例えば80重量%以上、さらには90重量%以上)である。好ましい一態様では、アクリル系オリゴマーは、実質的に1種または2種以上の(メタ)アクリレートモノマーのみからなるモノマー組成を有する。モノマー成分が脂環式炭化水素基含有(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルとを含む場合、それらの重量比は特に限定されず、例えば10/90〜90/10の範囲、20/80〜80/20の範囲、70/30〜30/70の範囲等とすることができる。
アクリル系オリゴマーの構成モノマー成分としては、上記の(メタ)アクリレートモノマーに加えて、必要に応じて官能基含有モノマーを用いることができる。官能基含有モノマーとしては、N−ビニル−2−ピロリドン、N−アクリロイルモルホリン等の窒素原子含有複素環を有するモノマー;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有モノマー;N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;AA、MAA等のカルボキシ基含有モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマー;が挙げられる。これらの官能基含有モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。官能基含有モノマーを用いる場合、アクリル系オリゴマーを構成する全モノマー成分に占める官能基含有モノマーの割合は、例えば1重量%以上、2重量%以上または3重量%以上とすることができ、また、例えば15重量%以下、10重量%以下または7重量%以下とすることができる。
好適なアクリル系オリゴマーとしては、例えば、ジシクロペンタニルメタクリレート(DCPMA)、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)、イソボルニルメタクリレート(IBXMA)、イソボルニルアクリレート(IBXA)、ジシクロペンタニルアクリレート(DCPA)、1−アダマンチルメタクリレート(ADMA)、1−アダマンチルアクリレート(ADA)の各単独重合体のほか、DCPMAとMMAの共重合体、DCPMAとIBXMAとの共重合体、ADAとメチルメタクリレート(MMA)の共重合体、CHMAとイソブチルメタクリレート(IBMA)との共重合体、CHMAとIBXMAとの共重合体、CHMAとアクリロイルモルホリン(ACMO)との共重合体、CHMAとジエチルアクリルアミド(DEAA)との共重合体、CHMAとAAとの共重合体等を挙げることができる。
アクリル系オリゴマーは、その構成モノマー成分を重合することにより形成され得る。重合方法や重合態様は特に限定されず、従来公知の各種重合方法(例えば、溶液重合、エマルション重合、塊状重合、光重合、放射線重合等)を、適宜の態様で採用することができる。必要に応じて使用し得る重合開始剤(例えばアゾ系重合開始剤)の種類は、概ねアクリル系重合物の合成に関して例示したとおりであり、重合開始剤量や、任意に使用される連鎖移動剤(例えばメルカプタン類)の量は、所望の分子量となるよう技術常識に基づいて適切に設定されるので、詳細な説明は省略する。
A層にアクリル系オリゴマーを含有させる場合、その含有量は、該A層に含まれる重合物(典型的にはアクリル系重合物)を構成するモノマー成分100重量部に対して、例えば0.01重量部以上とすることができ、より高い効果を得る観点から0.05重量部以上としてもよく、0.1重量部以上または0.2重量部以上としてもよい。また、上記重合物との相溶性等の観点から、上記アクリル系オリゴマーの含有量は、通常、50重量部未満とすることが適当であり、好ましくは30重量部未満、より好ましくは25重量部以下であり、例えば10重量部以下であってもよく、5重量部以下または1重量部以下でもよい。
(粘着付与樹脂)
A層には粘着付与樹脂を含有させてもよい。粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、ロジン誘導体粘着付与樹脂を包含する、石油系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、ケトン系粘着付与樹脂等が挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記ロジン系粘着付与樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等のロジンの他、安定化ロジン(例えば、上記ロジンを不均化もしくは水素添加処理した安定化ロジン)、重合ロジン(例えば、上記ロジンの多量体、典型的には二量体)、変性ロジン(例えば、マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和酸により変性された不飽和酸変性ロジン等)等が挙げられる。
上記ロジン誘導体粘着付与樹脂としては、例えば、上記ロジン系粘着付与樹脂のエステル化物(例えば、安定化ロジンエステルや重合ロジンエステル等のロジンエステル類)、上記ロジン系樹脂のフェノール変性物(フェノール変性ロジン)およびそのエステル化物(フェノール変性ロジンエステル)等が挙げられる。
上記石油系粘着付与樹脂としては、例えば、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、これらの水素化物等が挙げられる。
上記テルペン系粘着付与樹脂としては、例えば、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。
上記ケトン系粘着付与樹脂としては、例えば、ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の脂肪族ケトン;シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等の脂環式ケトン等)とホルムアルデヒドとの縮合によるケトン系樹脂;等が挙げられる。
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、粘着付与樹脂としては、ロジン系粘着付与樹脂、ロジン誘導体粘着付与樹脂およびテルペンフェノール樹脂から選択される一種または二種以上を好ましく使用し得る。なかでもロジン誘導体粘着付与樹脂が好ましく、好適例として安定化ロジンエステルおよび重合ロジンエステル等のロジンエステル類が挙げられる。
水分散型の粘着剤組成物においては、上述のような粘着付与樹脂が水性溶媒に分散した形態の水分散型粘着付与樹脂の使用が好ましい。例えば、アクリル系ポリマーの水分散液と水分散型粘着付与樹脂とを混合することにより、これらの成分を所望の割合で含有する粘着剤組成物を容易に調製することができる。いくつかの態様において、水分散型粘着付与樹脂としては、環境衛生への配慮等の観点から、少なくとも芳香族炭化水素系溶剤を実質的に含有しないものを好ましく用いることができる。芳香族炭化水素系溶剤その他の有機溶剤を実質的に含有しない水分散型粘着付与樹脂の使用がより好ましい。
ロジンエステル類を含む水分散型粘着付与樹脂の市販品としては、例えば、荒川化学株式会社製の商品名「スーパーエステルE−720」、「スーパーエステルE−730−55」、「スーパーエステルE−865NT」、「ペンセルD−125」、「ペンセルD−135」、「ペンセルD−160」等や、ハリマ化成株式会社製の商品名「ハリエスターSK−90D」、「ハリエスターSK−70D」、「ハリエスターSK−70E」、「ネオトール115E」等が挙げられる。また、テルペンフェノール樹脂(水分散型テルペンフェノール樹脂の形態であり得る。)の市販品としては、荒川化学工業株式会社製の商品名「タマノルE−100」、「タマノルE−200」、「タマノルE−200NT」等が挙げられる。
粘着付与樹脂の軟化点は特に限定されない。粘着剤層の凝集力の低下を抑制する観点から、通常は、軟化点が80℃以上の粘着付与樹脂を好ましく使用し得る。粘着付与樹脂の軟化点は、90℃以上でもよく、100℃以上でもよく、110℃以上でもよく、120℃以上でもよい。軟化点130℃以上または140℃以上の粘着付与樹脂を使用してもよい。また、透明性や被着体に対する密着性の観点から、軟化点が200℃以下または180℃以下の粘着付与樹脂を好ましく使用し得る。なお、ここでいう粘着付与樹脂の軟化点としては、文献やカタログ等に記載された公称値を採用することができる。公称値がない場合には、JIS K5902またはJIS K2207に規定する軟化点試験方法(環球法)に基づいて粘着付与樹脂の軟化点を測定することができる。
粘着付与樹脂の使用量は、その使用効果を好適に発揮させる観点から、通常は、A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して1重量部以上とすることが適当であり、5重量部以上でもよく、10重量部以上でもよく、15重量部以上でもよく、20重量部以上でもよく、25重量部以上でもよい。また、被着体に対する密着性と凝集性とをバランスよく両立する観点から、モノマー成分100重量部に対する粘着付与樹脂の使用量は、例えば70重量部以下であってよく、50重量部以下でもよく、40重量部以下でもよい。あるいは、粘着付与樹脂を実質的に含有しないA層であってもよい。
いくつかの態様に係る粘着シートは、所望するタイミングで水剥離力を上昇させる処理を行うことにより、耐水信頼性をさらに高め得る。このような性質を示す粘着シートは、例えば、A層が粘着付与樹脂を含む構成において実現することができるが、かかる構成に限定されない。上記水剥離力を上昇させる処理は、例えば、被着体への粘着シートの貼付け後に、室温域より高い温度を適用する処理であり得る。適用する温度は特に限定されず、作業性、経済性、利便性、粘着シートや被着体の耐熱性、等を考慮して選択することができる。上記温度は、例えば45℃以上であってよく、55℃以上でもよい。また、上記温度は、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℃以下でもよい。上記温度を適用する時間は特に限定されず、例えば1時間以上であってよく、3時間以上でもよく、1日以上でもよい。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、より長期間にわたって上記温度を適用してもよい。いくつかの態様において、処理の効率化の観点から、上記温度を適用する時間は、例えば14日以内とすることができ、7日以内としてもよい。上記温度は、一度に適用してもよく、複数回に分けて適用してもよい。
上記水剥離力を上昇させる処理の後における粘着シートの水剥離力N3は、該粘着シートについて上述した方法で測定される水剥離力N2に対して、例えば2倍以上であってよく、5倍以上でもよく、10倍以上でもよく、20倍以上でもよく、30倍以上でもよい。水剥離力N3は、例えば2.0N/10mm以上であってよく、3.0N/10mm以上でもよく、4.0N/10mm以上でもよい。なお、水剥離力N3の測定は、オートクレーブから取り出した評価用サンプルに対して水剥離力を上昇させる処理を行う他は、上述した水剥離力N2の測定と同様にして行われる。
A層の形成に用いられる粘着剤組成物は、必要に応じて、pH調整等の目的で使用される酸または塩基(アンモニア水等)を含有するものであり得る。該組成物に含有され得る他の任意成分としては、粘度調整剤(例えば増粘剤)、レベリング剤、可塑剤、充填剤、顔料や染料等の着色剤、安定剤、防腐剤、老化防止剤等の、粘着剤組成物の分野において一般的な各種の添加剤が例示される。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、特に本発明を特徴づけるものではないので、詳細な説明は省略する。
(2)B層
ここに開示される粘着シートの粘着剤層は、粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層に加えて、該A層の背面側に配置されたB層をさらに含み得る。このようにA層とB層とを含む構成によると、例えば、A層により良好な水剥離性を付与しつつ、B層により粘着剤層のバルク特性(例えば、耐水性、凝集性、耐熱性等)を調節することができる。したがって、A層とB層とを含む構成の粘着剤層によると、水剥離性が良く、かつ耐水信頼性に優れた粘着シートが得られやすい。例えば、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い(および/または、水進入距離の長い)粘着シートが好適に実現され得る。また、例えば、強粘着性と良好な水剥離性とを高レベルで両立する粘着シートが好適に実現され得る。
B層は、A層の背面に直接接して配置されていてもよく、A層の背面との間に他の層を介して配置されていてもよい。上記他の層(以下、中間層ともいう。)は、典型的には非粘着性の層であって、例えば、後述する支持体と同様のプラスチックフィルム、発泡体シート、織布や織布、紙類、金属箔等を利用し得る。粘着シートの柔軟性や被着体の表面形状への追従性の観点から、いくつかの態様において、A層とB層とが直接接して(すなわち、中間層を介さずに)積層した構成の粘着剤層を好ましく採用し得る。
B層は、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤等の公知の各種粘着剤から選択される1種または2種以上の粘着剤を含んで構成された粘着剤層であり得る。透明性や耐候性等の観点から、いくつかの態様において、B層の構成材料としてアクリル系粘着剤を好ましく採用し得る。B層を構成するアクリル系粘着剤は、例えば、A層に使用し得るアクリル系粘着剤として例示したものから、A層との組合せにおいて所望の特性が発揮されるように選択することができる。B層は、一層からなる単層構造であってもよく、組成の異なる二以上の層を含む多層構造であってもよい。
いくつかの態様において、B層に含まれる重合物(例えば、アクリル系重合物)を構成するモノマー成分は、該モノマー成分全体の40重量%以上の割合でC1−20(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含み得る。B層のモノマー成分全体に占めるC1−20(メタ)アクリル酸アルキルエステルの割合は、例えば98重量%以下であってよく、B層の凝集性向上の観点から95重量%以下であってもよく、85重量%以下でもよく、70重量%以下でもよく、60重量%以下でもよい。
B層を構成するモノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとともに、共重合性モノマーを含み得る。共重合性モノマーは、A層に用いられ得る共重合性モノマーとして例示したものから適宜選択することができる。共重合性モノマーの使用量は、B層を構成するモノマー成分全体の例えば5重量%以上であってよく、15重量%以上でもよく、30重量%以上でもよく、40重量%以上でもよい。
いくつかの態様において、B層を構成するモノマー成分に占めるカルボキシ基含有モノマーの割合は、例えば2重量%以下であってよく、1重量%以下でもよく、0.5重量%以下でもよい。B層を構成するモノマー成分としてカルボキシ基含有モノマーを実質的に使用しなくてもよい。ここで、カルボキシ基含有モノマーを実質的に使用しないとは、少なくとも意図的にはカルボキシ基含有モノマーを使用しないことをいう。このような組成のB層を有する粘着シートは、耐水信頼性の高いものとなりやすいので好ましい。
A層とB層とを備える粘着シートの一好適例として、B層のゲル分率がA層のゲル分率より高い、および、B層の膨潤度がA層の膨潤度より低い、の一方または両方を満たす粘着剤層を備える粘着シートが挙げられる。このような構成によると、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い(および/または、水進入距離の長い)粘着シートが得られやすい。
いくつかの態様において、B層は、光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層であり得る。このような組成物から形成されたB層によると、耐水信頼性のよい粘着シートが得られやすい。例えば、水分散型粘着剤組成物から形成されたA層と光硬化型粘着剤組成物から形成されたB層との組合せ、または、水分散型粘着剤組成物から形成されたA層と溶剤型粘着剤組成物から形成されたB層との組合せにおいて、耐水粘着力低下率が低く、かつ水剥離粘着力低下率の高い(および/または、水進入距離の長い)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、耐水性向上の観点から、水親和剤を実質的に含有しないB層を好ましく採用し得る。
<支持体>
いくつかの態様に係る粘着シートは、粘着剤層の他方の表面(背面)に接合した支持体を含む支持体付き粘着シートの形態であり得る。支持体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。使用し得る支持体の非限定的な例としては、ポリプロピレンやエチレン−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やポリブチレンテレフタレート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支持体であってもよい。このような複合構造の支持体の例として、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支持体、ガラスクロス等の無機繊維で強化されたプラスチックシート等が挙げられる。
ここに開示される粘着シートの支持体としては、各種のフィルム(以下、支持フィルムともいう。)を好ましく用いることができる。上記支持フィルムは、発泡体フィルムや不織布シート等のように多孔質のフィルムであってもよく、非多孔質のフィルムであってもよく、多孔質の層と非多孔質の層とが積層した構造のフィルムであってもよい。いくつかの態様において、上記支持フィルムとしては、独立して形状維持可能な(自立型の、あるいは非依存性の)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、ノルボルネン構造等の脂肪族環構造を有するモノマーに由来するポリシクロオレフィン、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)、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー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。
樹脂フィルムを構成する樹脂材料の好適例として、ポリエステル系樹脂、PPS樹脂およびポリオレフィン系樹脂が挙げられる。ここで、ポリエステル系樹脂とは、ポリエステルを50重量%を超える割合で含有する樹脂のことをいう。同様に、PPS樹脂とはPPSを50重量%を超える割合で含有する樹脂のことをいい、ポリオレフィン系樹脂とはポリオレフィンを50重量%を超える割合で含有する樹脂のことをいう。
ポリエステル系樹脂としては、典型的には、ジカルボン酸とジオールを重縮合して得られるポリエステルを主成分として含むポリエステル系樹脂が用いられる。ポリエステル系樹脂の具体例としては、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)、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。
ポリオレフィン樹脂としては、一種のポリオレフィンを単独で、または二種以上のポリオレフィンを組み合わせて用いることができる。該ポリオレフィンは、例えばα−オレフィンのホモポリマー、二種以上のα−オレフィンの共重合体、一種または二種以上のα−オレフィンと他のビニルモノマーとの共重合体等であり得る。具体例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレンプロピレンゴム(EPR)等のエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等が挙げられる。低密度(LD)ポリオレフィンおよび高密度(HD)ポリオレフィンのいずれも使用可能である。ポリオレフィン樹脂フィルムの例としては、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、中密度ポリエチレン(MDPE)フィルム、高密度ポリエチレン(HDPE)フィルム、二種以上のポリエチレン(PE)をブレンドしたポリエチレン(PE)フィルム、ポリプロピレン(PP)とポリエチレン(PE)をブレンドしたPP/PEブレンドフィルム等が挙げられる。
支持体として好ましく利用し得る樹脂フィルムの具体例として、PETフィルム、PENフィルム、PPSフィルム、PEEKフィルム、CPPフィルムおよびOPPフィルムが挙げられる。強度の点から好ましい例として、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、寸法安定性、光学特性等の観点から好ましい例としてPETフィルムが挙げられる。
樹脂フィルムには、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。
上記支持体は、このような樹脂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、上記支持体は、上記樹脂フィルムの他に、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)、支持体または粘着シート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。また、上記支持材は、後述する光学部材であってもよい。
支持体の厚さは、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。支持体の厚さは、例えば1000μm以下であってよく、500μm以下でもよく、100μm以下でもよく、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。支持体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、支持体の厚さは、例えば2μm以上であってよく、5μm超または10μm超でもよい。いくつかの態様において、支持体の厚さは、例えば20μm以上であってよく、35μm以上でもよく、55μm以上でもよい。
支持体のうち粘着剤層に接合される側の面には、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、帯電防止処理等の、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、支持体と粘着剤層との密着性、言い換えると粘着剤層の支持体への投錨性を向上させるための処理であり得る。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。
支持体のうち粘着剤層に接合される側とは反対側の面(以下、背面ともいう。)には、必要に応じて、剥離処理、接着性または粘着性向上処理、帯電防止処理等の、従来公知の表面処理が施されていてもよい。例えば、支持体の背面を剥離処理剤で表面処理することにより、ロール状に巻回された形態の粘着シートの巻戻し力を軽くすることができる。剥離処理剤としては、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、シリカ粉等を用いることができる。
<粘着シート>
ここに開示される粘着シートを構成する粘着剤層は、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、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。モノマー成分の部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)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、部分重合物をさらなる共重合反応に供して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。二層以上の多層構造の粘着剤層は、あらかじめ形成した粘着剤層を貼り合わせることによって作製することができる。あるいは、あらかじめ形成した第一の粘着剤層の上に粘着剤組成物を塗布し、該粘着剤組成物を硬化させて第二の粘着剤層を形成してもよい。
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。支持体を有する形態の粘着シートでは、支持体上に粘着剤層を設ける方法として、該支持体に粘着剤組成物を直接付与して粘着剤層を形成する直接法を用いてもよく、剥離面上に形成した粘着剤層を支持体に転写する転写法を用いてもよい。
粘着剤層の厚さは特に限定されず、例えば3μm〜1000μm程度であり得る。粘着剤層を被着体に密着させて耐水信頼性を高める観点から、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、50μm超でもよく、70μm以上でもよく、100μm以上でもよく、120μm以上でもよい。また、粘着剤層の凝集破壊による糊残りの発生を防止する観点から、いくつかの態様において、粘着剤層の厚さは、例えば500μm以下であってよく、300μm以下でもよく、200μm以下でもよく、170μm以下でもよい。ここに開示される技術は、粘着剤層の厚さが130μm以下、90μm以下、60μm以下または40μm以下である粘着シートの形態でも好適に実施することができる。なお、A層からなる粘着剤層では、粘着剤層の厚さとはA層の厚さを意味する。
粘着剤層が厚くなると、概して、水剥離性と耐水信頼性との両立は難しくなる傾向にある。かかる観点から、該粘着剤層の厚さが例えば50μm超である態様において、粘着剤層がA層とB層とを含む構成を好ましく採用し得る。このような構成の粘着剤層によると、該粘着剤層が厚くなっても、水剥離性と耐水信頼性とを高レベルで両立する粘着シートが得られやすい。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、A層の厚さは、例えば1μm以上であってよく、2μm以上でもよく、4μm以上でもよく、5μm以上でもよく、10μm以上でもよく、15μm以上でもよい。また、A層の厚さは、例えば50μm以下であってよく、45μm以下でもよく、35μm以下でもよく、25μm以下でもよい。特に、水分散型粘着剤組成から形成されたA層を備える態様や、A層が水親和剤を含む態様では、A層の厚さが大きすぎないことは、粘着シートの耐水信頼性の向上、粘着剤層の透明性の向上等の観点から好ましい。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、B層の厚さは、例えば5μm以上であってよく、10μm以上でもよい。A層の背面側にB層を設けることによる効果をよりよく発揮する観点から、いくつかの態様において、B層の厚さは、例えば20μm以上であってよく、30μm以上でもよく、50μm以上でもよく、70μm以上でもよく、100μm以上でもよい。
粘着剤層がA層とB層とを含む態様において、粘着剤層全体の厚さに占めるA層の厚さは、例えば90%以下であってよく、通常は70%以下であることが好ましく、50%以下でもよく、30%以下でもよく、20%以下でもよく、15%以下でもよい。また、A層の形成容易性や粘着シートの水剥離性の観点から、いくつかの態様において、粘着剤層全体の厚さに占めるA層の厚さは、例えば3%以上であってよく、5%以上でもよく、7%以上でもよく、10%以上でもよい。
<用途>
ここに開示される粘着シートは、水等の水性液体を用いて被着体から容易に剥離し得ることからリワーク性がよく、かつ耐水信頼性が良いという特長を活かして、例えば各種の携帯機器(ポータブル機器)、自動車、家電製品等を構成する部材に貼り付けられる態様で、該部材の固定、接合、成形、装飾、保護、支持等の用途に用いられ得る。上記部材の少なくとも表面を構成する材質は、例えば、アルカリガラス板や無アルカリガラス等のガラス;樹脂フィルムステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属材料;アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂材料;等であり得る。ここに開示される粘着シートは、アクリル系、ポリエステル系、アルキド系、メラミン系、ウレタン系、酸エポキシ架橋系、あるいはこれらの複合系(例えばアクリルメラミン系、アルキドメラミン系)等の塗料による塗装面や、亜鉛メッキ鋼板等のメッキ面に貼り付けられてもよい。ここに開示される粘着シートは、例えば、このような部材が該粘着シートのA層側に接合された粘着シート付き部材の構成要素であり得る。
このような粘着シート付き部材において、上記部材の上記粘着剤層と接する面(以下、接合面ともいう。)は、蒸留水に対する接触角が、例えば60度以下、好ましくは50度以下となる程度の親水性を示す表面であり得る。いくつかの態様において、上記接合面の接触角は、例えば45度以下であってよく、40度以下でもよく、35度以下でもよく、30度以下でもよい。上記接合面の接触角が小さくなると、該接合面に沿って水が濡れ広がりやすくなり、粘着シートの水剥離性が向上する傾向にある。このことは、上記接合面に上記粘着シートを貼り合わせて粘着シート付き部材を作製する際のリワーク性向上の観点から好ましい。なお、上記接合面の接触角は、少なくとも粘着シートを貼り合わせる時期(例えば、貼り合わせの30分前)に上述したいずれかの角度以下であれば、該接触角が所定以下であることによるリワーク性向上効果が発揮され得る。接触角の下限は、原理上0度である。いくつかの態様において、上記接合面の接触角は、0度超でもよく、1度以上でもよく、3度以上でもよく、5度以上でもよい。部材の接合面の接触角は、上述したアルカリガラス板の接触角と同様にして測定される。
部材の接合面は、蒸留水に対する接触角を低下させるために、親水化処理されていてもよい。親水化処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理や、親水コーティング層を設ける親水コーティング処理等の、親水性の向上に寄与する処理が挙げられる。コロナ処理やプラズマ処理に使用する装置や処理条件は、従来公知の技術に基づいて、所望の接触角を示す接合面が得られるように設定することができる。親水コーティング層の形成は、公知のコーティング剤から所望の接触角を示す接合面が得られるものを適宜選択し、常法により使用して行うことができる。親水コーティング層の厚さは、例えば0.01μm以上であってよく、0.05μm以上でもよく、0.1μm以上でもよく、また、例えば10μm以下であってよく、5μm以下でもよく、2μm以下でもよい。
好ましい用途の一例として、光学用途が挙げられる。より具体的には、例えば、光学部材を貼り合わせる用途(光学部材貼り合わせ用)や上記光学部材が用いられた製品(光学製品)の製造用途等に用いられる光学用粘着シートとして、ここに開示される粘着シートを好ましく用いることができる。
上記光学部材とは、光学的特性(例えば、偏光性、光屈折性、光散乱性、光反射性、光透過性、光吸収性、光回折性、旋光性、視認性等)を有する部材をいう。上記光学部材としては、光学的特性を有する部材であれば特に限定されないが、例えば、表示装置(画像表示装置)、入力装置等の機器(光学機器)を構成する部材またはこれらの機器に用いられる部材が挙げられ、例えば、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、ハードコート(HC)フィルム、衝撃吸収フィルム、防汚フィルム、フォトクロミックフィルム、調光フィルム、透明導電フィルム(ITOフィルム)、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護板、プリズム、レンズ、カラーフィルター、透明基板や、さらにはこれらが積層されている部材(これらを総称して「機能性フィルム」と称する場合がある。)等が挙げられる。なお、上記の「板」および「フィルム」は、それぞれ板状、フィルム状、シート状等の形態を含むものとし、例えば、「偏光フィルム」は、「偏光板」、「偏光シート」等を含むものとする。
上記表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、PDP(プラズマディスプレイパネル)、電子ペーパーなどが挙げられる。また、上記入力装置としては、タッチパネルなどが挙げられる。
上記光学部材としては、特に限定されないが、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、金属薄膜等からなる部材(例えば、シート状やフィルム状、板状の部材)等が挙げられる。なお、この明細書における「光学部材」には、表示装置や入力装置の視認性を保ちながら加飾や保護の役割を担う部材(意匠フィルム、装飾フィルムや表面保護フィルム等)も含むものとする。
ここに開示される粘着シートを用いて光学部材を貼り合わせる態様としては、特に限定されないが、例えば、(1)ここに開示される粘着シートを介して光学部材同士を貼り合わせる態様や、(2)ここに開示される粘着シートを介して光学部材を光学部材以外の部材に貼り合わせる態様であってもよいし、(3)ここに開示される粘着シートが光学部材を含む形態であって該粘着シートを光学部材または光学部材以外の部材に貼り合わせる態様であってもよい。なお、上記(3)の態様において、光学部材を含む形態の粘着シートは、例えば、支持体が光学部材(例えば、光学フィルム)である粘着シートであり得る。このように支持体として光学部材を含む形態の粘着シートは、粘着型光学部材(例えば、粘着型光学フィルム)としても把握され得る。また、ここに開示される粘着シートが支持体を有するタイプの粘着シートであって、上記支持体として上記機能性フィルムを用いた場合には、ここに開示される粘着シートは、機能性フィルムの少なくとも片面側にここに開示される粘着剤層を有する「粘着型機能性フィルム」としても把握され得る。
<剥離方法>
この明細書によると、被着体に貼り付けられた粘着シートの剥離方法が提供される。上記剥離方法は、上記被着体からの上記粘着シートの剥離前線において上記被着体と上記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、上記剥離前線の移動に追随して上記水性液体の上記界面への進入を進行させつつ上記被着体から上記粘着シートを剥離する水剥離工程を含む。上記水剥離工程によると、上記水性液体を有効に利用して被着体から粘着シートを剥離することができる。水性液体としては、水または水を主成分とする混合溶媒に、必要に応じて少量の添加剤を含有させたものを用いることができる。上記混合溶媒を構成する水以外の溶媒としては、水と均一に混合し得る低級アルコール(例えばエチルアルコール)や低級ケトン(例えばアセトン)等を使用し得る。上記添加剤としては、公知の界面活性剤等を用いることができる。被着体の汚染を避ける観点から、いくつかの態様において、添加剤を実質的に含有しない水性液体を好ましく使用し得る。環境衛生の観点から、水性液体として水を用いることが特に好ましい。水としては、特に制限されず、用途に応じて求められる純度や入手容易性等を考慮して、例えば蒸留水、イオン交換水、水道水等を用いることができる。
いくつかの態様において、上記剥離方法は、例えば水剥離力N2の測定時と同様に、被着体に貼り付けられた粘着シートの外縁付近の被着体上に水性液体を供給し、その水性液体を上記粘着シートの外縁から該粘着シートと上記被着体との界面に進入させた後、新たな水の供給を行うことなく(すなわち、剥離開始前に被着体上に供給した水性液体のみを利用して)粘着シートの剥離を進行させる態様で好ましく行うことができる。なお、水剥離工程の途中で、剥離前線の移動に追随して粘着シートと被着体との界面に進入させる水が途中で枯渇するようであれば、該水剥離工程の開始後に断続的または連続的に水を追加供給してもよい。例えば、被着体が吸水性を有する場合や、剥離後の被着体表面または粘着面に水性液体が残留しやすい場合等において、水剥離工程の開始後に水を追加供給する態様を好ましく採用し得る。
剥離開始前に供給する水性液体の量は、粘着シートの貼付け範囲外から該粘着シートと被着体との界面に上記水性液体を導入し得る量であればよく、特に限定されない。上記水性液体の量は、例えば5μL以上であってよく、通常は10μL以上が適当であり、20μL以上でもよい。また、上記水性液体の量の上限について特に制限はない。いくつかの態様において、作業性向上等の観点から、上記水性液体の量は、例えば10mL以下であってよく、5mL以下でもよく、1mL以下でもよく、0.5mL以下でもよく、0.1mL以下でもよく、0.05mL以下でもよい。上記水性液体の量を少なくすることにより、粘着シートの剥離後に上記水性液体を乾燥や拭き取り等により除去する操作を省略または簡略化し得る。
剥離開始時に上記粘着シートの外縁から該粘着シートと上記被着体との界面に水性液体を進入させる操作は、例えば、粘着シートの外縁において上記界面にカッターナイフや針等の治具の先端を差し込む、粘着シートの外縁を鉤や爪等で引掻いて持ち上げる、強粘着性の粘着テープや吸盤等を粘着シートの外縁付近の背面に付着させて該粘着シートの端を持ち上げる、等の態様で行うことができる。このように粘着シートの外縁から上記界面に水性液体を強制的に進入させることにより、被着体と上記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態を効率よく形成することができる。また、水性液体を界面に強制的に進入させる操作を行って剥離のきっかけをつくった後における良好な水剥離性と、かかる操作を行わない場合における高い耐水信頼性とを、好適に両立することができる。
上記剥離方法により剥離される粘着シートは、粘着剤層を含み、上記粘着剤層のうち少なくとも上記被着体側の表面を構成するA層は水親和剤を含む粘着剤により構成されていることが好ましい。上記粘着シートは、例えば、ここに開示されるいずれかの粘着シートであることが好ましい。したがって、上記剥離方法は、ここに開示されるいずれかの粘着シートの剥離方法として好適である。
いくつかの態様に係る水剥離工程は、上記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる態様で好ましく実施され得る。剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させることは、例えば剥離角度180度の条件においては、粘着シートを20mm/分以上の引張速度で剥離することに相当する。上記剥離前線を移動させる速度は、例えば50mm/分以上でもよく、150mm/分以上でもよく、300mm/分以上でもよく、500mm/分以上でもよい。ここに開示される剥離方法によると、上記水性液体の上記界面への進入を進行させつつ上記被着体から上記粘着シートを剥離することにより、このように比較的早い剥離速度であっても良好な水剥離性を発揮することができる。剥離前線を移動させる速度の上限は特に制限されない。上記剥離前線を移動させる速度は、例えば1000mm/分以下であり得る。
ここに開示される剥離方法は、例えば、該方法に使用する水性液体(例えば水)の体積10μL当たりの粘着シートの剥離面積が、例えば50cm以上、好ましくは100cm以上となる態様で実施することができる。
ここに開示される剥離方法は、例えば、ガラス板、金属板、樹脂板等のような非吸水性の平滑面に貼り付けられた粘着シートの剥離に好ましく適用され得る。また、ここに開示される剥離方法は、上述したいずれかの光学部材から粘着シートを剥離する方法として好ましく利用され得る。なかでも、アルカリガラスや無アルカリガラス等のガラス板に貼り付けられた粘着シートを剥離する方法として好適である。
なお、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) 粘着剤層を有する粘着シートであって、
上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後の粘着力N0が2.0N/10mm以上であり、
上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、上記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
上記粘着シートの上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後、上記被着体に1滴の水を滴下し、該水を上記粘着剤層と上記被着体との界面の一端に進入させた後、新たな水の供給を行うことなく剥離して測定される水剥離力N2[N/10mm]と、上記粘着力N0[N/10mm]と、から、次式:(1−(N2/N0))×100;により算出される水剥離粘着力低下率が40%以上である、粘着シート。
(2) 上記A層は水親和剤を含む、上記(1)に記載の粘着シート。
(3) 上記水親和剤の含有量は、上記A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して0.2重量部以上20重量部以下である、上記(2)に記載の粘着シート。
(4) 上記A層は、非水溶性かつ非水膨潤性である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の粘着シート。
(5) 上記A層は、アクリル系重合物を含むアクリル系粘着剤により構成されており、
上記アクリル系重合物を構成するモノマー成分のうち50重量%以上は炭素原子数1〜20のアルキル基をエステル末端に有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の粘着シート。
(6) 上記粘着剤層の厚さは10μm以上200μm以下である、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の粘着シート。
(7) 上記粘着剤層は、上記A層の背面側に配置されたB層をさらに含む、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の粘着シート。
(8) 上記B層は上記A層の背面に直接接して配置されている、上記(7)に記載の粘着シート。
(9) 上記B層の厚さは20μm以上である、上記(7)または(8)に記載の粘着シート。
(10) 上記A層の厚さは5μm以上50μm以下である、上記(7)〜(9)のいずれかに記載の粘着シート。
(11) 上記A層は水分散型粘着剤組成物から形成された層であり、
上記B層は光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層である、上記(7)〜(10)のいずれかに記載の粘着シート。
(12) 粘着剤層を有する粘着シートであって、
上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層と、上記A層の背面側に配置されたB層と、を含み、
上記A層は水分散型粘着剤組成物から形成された層であり、
上記B層は光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層である、粘着シート。
(13) 粘着剤層を有する粘着シートであって、
上記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層と、上記A層の背面側に配置されたB層と、を含み、
上記A層は水親和剤を含む、粘着シート。
(14) 上記水親和剤の含有量は、上記Aに含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して0.2重量部以上20重量部以下である、上記(13)に記載の粘着シート。
(15) 上記A層は、非水溶性かつ非水膨潤性である、上記(12)〜(14)のいずれかに記載の粘着シート。
(16) 上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、上記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
上記粘着シートの上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後、上記被着体に1滴の水を滴下し、該水を上記粘着剤層と上記被着体との界面の一端に進入させた後、新たな水の供給を行うことなく剥離して測定される水剥離力N2[N/10mm]と、上記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N2/N0))×100;により算出される水剥離粘着力低下率が40%以上である、上記(12)〜(15)のいずれかに記載の粘着シート。
(17) 上記A層側を被着体に貼り付けて室温1日後の粘着力N0が2.0N/10mm以上である、上記(12)〜(16)のいずれかに記載の粘着シート。
(18) 上記B層は上記A層の背面に直接接して配置されている、上記(12)〜(17)のいずれかに記載の粘着シート。
(19) 上記B層の厚さは20μm以上である、上記(12)〜(18)のいずれかに記載の粘着シート。
(20) 上記A層の厚さは5μm以上50μm以下である、上記(12)〜(19)のいずれかに記載の粘着シート。
(21) 上記A層は、アクリル系重合物を含むアクリル系粘着剤により構成されており、
上記アクリル系重合物を構成するモノマー成分のうち50重量%以上は炭素原子数1〜20のアルキル基をエステル末端に有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである、上記(12)〜(20)のいずれかに記載の粘着シート。
(22) 上記粘着剤層の厚さは10μm以上200μm以下である、上記(12)〜(21)のいずれかに記載の粘着シート。
(23) 上記(1)〜(22)のいずれか一項に記載の上記粘着シートと、上記粘着剤層の上記一方の表面に接合された部材と、を含む、粘着シート付き部材。
(24) 上記部材は、上記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、上記(23)に記載の粘着シート付き部材。
(25) 被着体に貼り付けられた粘着シートの剥離方法であって、
上記被着体からの上記粘着シートの剥離前線において上記被着体と上記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、上記剥離前線の移動に追随して上記水性液体の上記界面への進入を進行させつつ上記被着体から上記粘着シートを剥離する水剥離工程を含む、剥離方法。
(26) 上記粘着シートは、上記(1)〜(22)のいずれかに記載の粘着シートである、上記(25)に記載の剥離方法。
(27) 上記水剥離工程では上記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる、上記(25)または(26)に記載の剥離方法。
(28) 上記被着体は、上記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、上記(25)〜(27)のいずれかに記載の粘着シート付き部材。
(29) 上記(25)〜(28)のいずれか一項に記載の剥離方法により、被着体である部材から粘着シートを剥離する工程と、
粘着シートを剥離した前記部材に、剥離した前記粘着シートとは別の粘着シートを貼付する工程と、
を含む、粘着シート付き部材の製造方法。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施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、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。
≪実験例1≫
<粘着剤組成物の調製>
(粘着剤組成物U−1)
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)およびイソボルニルアクリレート(IBXA)を80/35/5/30の重量比で含むモノマー混合物100部を、光重合開始剤としての商品名:イルガキュア651(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05部および商品名:イルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05部ととともに4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で粘度(BH粘度計、No.5ローター、10rpm、測定温度30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射して光重合させることにより、上記モノマー混合物の部分重合物を含むモノマーシロップを調製した。
このモノマーシロップ100部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.13部および光重合開始剤(商品名:イルガキュア651、チバスペシャルティケミカルズ社製)0.33部を添加し、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤組成物U−1を調製した。
(粘着剤組成物U−2)
n−ブチルアクリレート(BA)、シクロヘキシルアクリレート(CHA)、NVP、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)およびイソステアリルアクリレート(ISTA)を70/10/10.5/15/21.1の重量比で含むモノマー混合物100部を、光重合開始剤としての商品名:イルガキュア651(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05部および商品名:イルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05部ととともに4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で粘度(BH粘度計、No.5ローター、10rpm、測定温度30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射して光重合させることにより、上記モノマー混合物の部分重合物を含むモノマーシロップを調製した。
このモノマーシロップ100部に、HDDA0.4部、光重合開始剤(商品名:イルガキュア651、チバスペシャルティケミカルズ社製)0.4部および連鎖移動剤としてα−メチルスチレン二量体(日油製「ノフマー MSD」)0.08部を添加し、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤組成物U−2を調製した。
(粘着剤組成物S−1)
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、BA98部、HEA1部およびアクリル酸(AA)1部を、熱重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.3部および重合溶媒としての酢酸エチルとともに投入し、窒素ガス気流下において60℃で4時間反応させることにより、Mwが180万のアクリル系ポリマーを含有する溶液(固形分濃度30%)を得た。このアクリル系ポリマー溶液の固形分100部あたり、0.3部のジベンゾイルパーオキシド(日本油脂製、ナイパーBO−Y)と、0.02部の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(東ソー製、コロネートL)と、0.1部のシランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)とを配合し、均一に攪拌混合して、溶剤型粘着剤組成物S−1を調製した。
(粘着剤組成物S−2)
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、モノマー成分としてのBA95部、2EHA50部およびAA5部と、熱重合開始剤としてのAIBN0.2部と、重合溶媒としての酢酸エチル233部とを仕込み、窒素ガス気流下において60℃で8時間反応させることにより、Mwが70万のアクリル系ポリマーを含有する溶液を得た。このアクリル系ポリマー溶液の固形分100部あたり、粘着付与樹脂としてロジンエステル樹脂(荒川化学工業製、ペンセルD−125)25部、架橋剤として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(東ソー社製、商品名「コロネートL」)2部を加え、均一に攪拌混合して、溶剤型粘着剤組成物S−2を調製した。
(粘着剤組成物E−1)
2EHA85部、MA13部、AA1.2部、MAA0.8部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−503)0.02部、連鎖移動剤としてのt−ドデシルメルカプタン0.048部および乳化剤(花王社製、ラテムルE−118B)2.0部を、イオン交換水100部中で混合して乳化することにより、モノマー混合物の水性エマルション(モノマーエマルション)を調製した。
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌装置を備えた反応容器に上記モノマーエマルションを入れ、窒素ガスを導入しながら室温にて1時間以上攪拌した。次いで、系を60℃に昇温し、重合開始剤として2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(和光純薬工業社製、VA−057)0.1部を投入し、60℃で6時間反応させて、アクリル系ポリマーの水分散液を得た。系を常温まで冷却した後、pH調整剤としての10%アンモニア水および増粘剤としてのポリアクリル酸(不揮発分36%の水溶液)を使用してpH約7.5、粘度約9Pa・sに調整することにより、エマルション型粘着剤組成物E−1を調製した。
(粘着剤組成物E−2)
粘着剤組成物E−1の調製において得られたアクリル系ポリマーの水分散液の固形分100部あたり、粘着付与樹脂エマルション(荒川化学製、スーパーエステルE−865NT、軟化点160℃の重合ロジンエステルの水分散液)を固形分で30部添加した。さらに、pH調整剤としての10%アンモニア水および増粘剤としてのポリアクリル酸(不揮発分36%の水溶液)を使用して、pHを約7.5、粘度を約9Pa・sに調整することにより、エマルション型粘着剤組成物E−2を調製した。
<粘着シートの作製(1)>
(例1)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物U−1を塗布し、ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR2(三菱樹脂株式会社、MRE#38)を被せて空気を遮断し、紫外線を照射して硬化させることにより、厚さ130μmの粘着剤層B1を形成した。次いで、粘着剤層B1を覆う剥離フィルムR2を剥がし、コロナ処理された厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを貼り合わせることにより、PETフィルム(支持体)と粘着剤層B1と剥離フィルムR1とがこの順に積層した積層シートを得た。
剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物E−1を塗布し、120℃で3分間乾燥させて、厚さ20μmの粘着剤層A1を形成した。上記積層シートの粘着剤層B1を覆う剥離フィルムR1を剥がし、ここに粘着剤層A1を貼り合わせることにより、粘着剤層B1および粘着剤層A1が直接接して積層した二層構造の粘着剤層を含み、該粘着剤層のB1層側の表面にPETフィルム(支持体)が接合された構成の粘着シートを得た。この粘着シートのA1層側の表面は、粘着剤層A1の形成に用いた剥離フィルムR1より保護されている。
(例2)
粘着剤組成物E−1に代えて粘着剤組成物E−2を用いた他は例1と同様にして、本例に係る粘着シートを作製した。
(例3)
剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物S−2を塗布し、130℃で5分間乾燥させて、厚さ50μmの粘着剤層B3を形成した。この粘着剤層B3に、コロナ処理された厚さ75μmのPETフィルムを貼り合わせることにより、PETフィルム(支持体)と粘着剤層B3と剥離フィルムR1とがこの順に積層した積層シートを得た。
上記積層シートの粘着剤層B3を覆う剥離フィルムR1を剥がし、例1と同様にして剥離フィルムR1の剥離面上に形成した厚さ20μmの粘着剤層A1を貼り合わせることにより、粘着剤層B3および粘着剤層A1が直接接して積層した二層構造の粘着剤層を含み、該粘着剤層のB3層側の表面にPETフィルム(支持体)が接合された構成の粘着シートを得た。
(例4)
粘着剤組成物E−1に代えて粘着剤組成物S−1を用いた他は例1と同様にして、本例に係る粘着シートを作製した。
(例5)
剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物U−1を塗布し、剥離フィルムR2(三菱樹脂株式会社、MRE#38)を被せて空気を遮断し、紫外線を照射して硬化させることにより、厚さ150μmの粘着剤層B5を形成した。次いで、粘着剤層B5を覆う剥離フィルムR2を剥がし、コロナ処理された厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを貼り合わせることにより、PETフィルム(支持体)と粘着剤層と剥離フィルムR1とがこの順に積層した積層シートを得た。
(例6)
剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物S−2を塗布し、130℃で5分間乾燥させて、厚さ50μmの粘着剤層B3を形成した。剥離フィルムR2(三菱樹脂株式会社、MRE#38)に粘着剤組成物S−2を塗布し、130℃で5分間乾燥させて、厚さ50μmの粘着剤層B6を形成した。剥離フィルムR1上の粘着剤層B3に不織布(大福製紙株式会社、SP−14K)を貼り合わせ、該不織布の反対面に剥離フィルムR2上の粘着剤層B6を貼り合わせることにより、粘着剤層B3と粘着剤層B6とが中間層としての不織布を介して積層した構成の両面粘着シートを作製した。
上記両面粘着シートの粘着剤層B6を覆う剥離フィルムR2を剥がし、この粘着剤層B6に、コロナ処理された厚さ75μmのPETフィルムを貼り合わせることにより、PETフィルム(支持体)、粘着剤層B6、不織布、粘着剤層B3および剥離フィルムR1がこの順に積層した積層シートを得た。
(例7)
1リットルの三つ口フラスコに、カプロラクトンアクリレート(東亞合成、アロニツクスM−5300)45部、BA50部、スチレンスルホン酸ナトリウム5部、水酸化カリウム8.8部、水96部、メタノール144部、AIBN0.175部を投入して混合し、窒素ガス気流下において60℃で5時間反応させてアクリル系ポリマー溶液を得た。この溶液に、上記アクリル系ポリマー100部に対し、水溶性可塑剤(三洋化成社製の商品名「サンニツクスSP750」20部と、架橋剤として重合度約9のポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル(ナガセ化学、EX−830)0.2部とを配合し、均一に混合して、粘着剤組成物P−1を調製した。
粘着剤組成物E−1に代えて粘着剤組成物P−1を用いることにより水膨潤性の粘着剤層を形成した他は例1と同様にして、本例に係る粘着シートを作製した。
(例8)
例1と同様にして、PETフィルム(支持体)と粘着剤層B1と剥離フィルムR1とがこの順に積層した積層シートを得た。この積層シートの粘着剤層B1を覆う剥離フィルムR1を剥がし、ここに市販の水溶性両面粘着テープ(クロバー株式会社製)を貼り合わせることにより、本例に係る粘着シートを作製した。
<性能評価(1)>
例1〜例8により得られた粘着シートについて、A層側の常態粘着力N0,耐水粘着力N1および水剥離力N2を上述した方法により測定した。被着体としては、アルカリガラス板(松硝子工業社製、フロート法で作製、厚さ1.35mm、青板縁磨品、粘着シートを貼り合わせる面の蒸留水に対する接触角:8度)を使用した。得られた結果から、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表1に示した。
Figure 2020193346
表1に示されるように、例1〜例5に係る粘着シートは、耐水粘着力低下率が低くかつ水剥離粘着力低下率が高いことにより、少量の水を用いて容易に被着体から剥離することができ、耐水信頼性にも優れていた。例1〜3では特に良好な結果が得られた。これに対して、例6に係る粘着シートは水による剥離が困難であった。また、7、8に係る粘着シートは耐水信頼性が低かった。より詳しくは、例7に係る粘着シートは、30分間の水浸漬の途中で試験片の全体が被着体から自然に剥がれて浮き上がり、水から引き上げて剥離強度を測定することができなかった。そのため、表1では例7の耐水粘着力N1を便宜上0N/10mmと表示している。例8に係る粘着シートにおいても、上記30分間の水浸漬により試験片の端から一部に被着体からの浮きが生じていた。また、例7に係る粘着シートが水浸漬により自然に剥がれた後の被着体表面および例8に係る粘着シートの耐水粘着力N1の測定後の被着体表面では、糊残りが観察された。一方、例1〜例6に係る粘着シートでは、耐水粘着力N1の測定および水剥離力N2の測定のいずれにおいても、試験片剥離後の被着体表面において糊残りは観察されなかった。なお、具体的な数値は示さないが、粘着剤組成物U−1,U−2,S−1,S−2,E−1,E−2から形成された粘着剤層の各々は、いずれも、非水溶性かつ非水膨潤性であることが確認されている。
≪実験例2≫
<粘着剤組成物の調製(2)>
(粘着剤組成物B−1)
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、モノマー成分としてBA64.5部、CHA6部、NVP9.6部、ISTA5部および4HBA14.9部と、連鎖移動剤としてα−チオグリセロール0.07部、重合溶媒として酢酸エチル122部を仕込み、熱重合開始剤としてAIBN0.2部を投入して窒素雰囲気下で溶液重合を行うことにより、Mwが60万のアクリル系ポリマーを含有する溶液を得た。
上記で得られたアクリル系ポリマー溶液に、該溶液の調製に使用したモノマー成分100部あたり、イソシアネート系架橋剤(トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(三井化学株式会社製、タケネートD−110N、固形分濃度75質量%)を固形分基準で0.09部、アクリル系オリゴマー0.4部、架橋促進剤としてジオクチルスズジラウレート(東京ファインケミカル社製、エンビライザーOL−1)0.02部、架橋遅延剤としてアセチルアセトン3部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)2.7部、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.22部を加え、均一に混合して粘着剤組成物B−1を調製した。
上記アクリル系オリゴマーとしては、以下の方法で合成したものを使用した。
[アクリル系オリゴマーの合成]
トルエン100部、ジシクロペンタニルメタクリレート(DCPMA)(商品名:FA−513M、日立化成工業株式会社製)60部、メチルメタクリレート(MMA)40部、および連鎖移動剤としてα−チオグリセロール3.5部を4つ口フラスコに投入した。そして、70℃にて窒素雰囲気下で1時間攪拌した後、熱重合開始剤としてAIBN0.2部を投入し、70℃で2時間反応させ、続いて80℃で2時間反応させた。その後、反応液を130℃の温度雰囲気下に投入し、トルエン、連鎖移動剤、および未反応モノマーを乾燥除去することにより、固形状のアクリル系オリゴマーを得た。このアクリル系オリゴマーのTgは144℃であり、Mwは4300であった。
<粘着シートの作製(2)>
(例9)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物B−1を塗布し、135℃で2分間乾燥させて、厚さ130μmの、光架橋性を有する粘着剤層B9を形成した。この粘着剤層B9に、コロナ処理された厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを貼り合わせることにより、PETフィルム(支持体)と粘着剤層B9と剥離フィルムR1とがこの順に積層した積層シートを得た。
剥離フィルムR1(三菱樹脂株式会社、MRF#38)に粘着剤組成物E−1を塗布し、120℃で3分間乾燥させて、厚さ20μmの粘着剤層A1を形成した。上記積層シートの粘着剤層B9を覆う剥離フィルムR1を剥がし、ここに粘着剤層A1を貼り合わせることにより、上記PETフィルム(支持体)上に粘着剤層B9と粘着剤層A1とがこの順に直接接して積層した二層構造の粘着剤層を形成した。この粘着シートのA1層側の表面は、粘着剤層A1の形成に用いた剥離フィルムR1より保護されている。
<性能評価(2)>
例9により得られた粘着シートについて、A層側の常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2を測定した。各測定は、被着体であるアルカリガラス板(松硝子工業社製、フロート法で作製、厚さ1.35mm、青板縁磨品、粘着シートを貼り合わせる面の蒸留水に対する接触角:8度)に粘着シートを上記の方法で貼り付け、23℃、50%RHの環境下で上記アルカリガラス板を介して光照射を行った後、上記の方法で実施した。上記光照射は、高圧水銀ランプ(300mW/cm)を使用して、積算光量3000mJ/cmの紫外線を照射することにより行った。得られた結果から、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。なお、粘着力N0,N1,N2のいずれの測定においても、試験片剥離後の被着体表面において糊残りは観察されなかった。また、具体的な数値は示さないが、光照射後の粘着剤層B9は、非水溶性かつ非水膨潤性であることが確認されている。
<粘着シート付き部材の作製および評価>
(例10)
市販のアクリル板(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリライト板(品番001)」、厚さ2mm×幅200mm×長さ300mm)を、特に表面に親水化処理を施すことなく、本例における部材(被着体)として使用した。このアクリル板の表面(接合面)の蒸留水に対する接触角を測定した後、該接触角の測定から30分以内に、上記表面に例9に係る粘着シートのA層側を貼り付けて、本例に係る粘着シート付き部材を作製した。この粘着シート付き部材について、アルカリガラス板に代えて上記アクリル板を用いたこと以外は上述した常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2の測定と同様にして、例9に係る粘着シートの被着体に対する常態粘着力、耐水粘着力および水剥離力を測定し、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。
(例11〜16)
例10で用いたものと同じアクリル板の接合面に、常圧プラズマ表面処理装置(積水化学工業製、AP−T05)を用いてプラズマ処理を施した。プラズマ処理条件は、プラズマ吹き出し口からアクリル板の表面までの距離を4mmとし、窒素流量を60L/分、パルス幅を5μs、電圧を150Vに固定して、アクリル板の搬送速度を0.2〜0.3m/分の範囲で、周波数を10Hz〜20kHzの範囲で変化させることにより、表2に示すプラズマ処理エネルギー[Ws/cm]で処理された接合面を有するアクリル板を得た。プラズマ処理後、30分以内に各アクリル板の接合面の接触角を測定した。その接触角測定から30分以内に、各アクリル板の接合面に例9に係る粘着シートのA層側を貼り付けて、例11〜16に係る粘着シート付き部材を作製した。これらの粘着シート付き部材について、例10の粘着シート付き部材と同様に、例9に係る粘着シートの常態粘着力、耐水粘着力および水剥離力を測定し、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。
(例17)
厚さ75μmのPETフィルム(東レ社製、ルミラーS10、厚み75μm)を、特に表面に親水化処理を施すことなく、本例における部材(被着体)として使用した。このPETフィルムの表面(接合面)の蒸留水に対する接触角を測定した後、該接触角の測定から30分以内に、上記表面に例9に係る粘着シートのA層側を貼り付けて、本例に係る粘着シート付き部材を作製した。操作の便宜上、上記PETフィルムは、松硝子工業社製のアルカリガラス板(フロート法で作製、厚さ1.35mm、青板縁磨品)の表面に両面粘着テープ(日東電工株式会社製、商品名「No.5000」)で固定して使用した。この粘着シート付き部材について、アルカリガラス板に代えて上記PETフィルムを用いたこと以外は上述した常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2の測定と同様にして、例9に係る粘着シートの被着体に対する常態粘着力、耐水粘着力および水剥離力を測定し、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。
(例18〜19)
例17で使用したものと同じPETフィルムの接合面に、ワイヤーバー#5(rds社製)を用いて親水コーティング剤を塗布した後、120℃で2分間乾燥させることにより、厚さ0.2μm〜0.5μmの親水コーティング層を形成した。上記親水コーティング剤としては、例18ではコルコート株式会社製の商品名「コルコート PC−301」(表2では「PC−301」と表示)、例19では同社製の商品名「コルコート N−103X」(表2では「N−103X」と表示)を使用した。このようにして得られた親水化表面を有するPETフィルムを、例18、19における部材(被着体)として使用した。その他の点については例17と同様にして、例18、19に係る粘着シート付き部材を作製した。これらの粘着シート付き部材について、例17の粘着シート付き部材と同様に、例9に係る粘着シートの常態粘着力、耐水粘着力および水剥離力を測定し、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。
(例20)
フロート法で作製されたアルカリガラス板(松硝子工業社製、厚さ1.35mm、青板縁磨品、表面の蒸留水に対する接触角:8度)を用意した。このアルカリガラス板の表面に、常圧プラズマ表面処理装置(積水化学工業製、AP−T05)により、表2に示すプラズマ処理エネルギー[Ws/cm]でプラズマ処理を施した。上記プラズマ処理された表面(接合面)の蒸留水に対する接触角を測定した後、該接触角の測定から30分以内に、上記表面に例9に係る粘着シートのA層側を貼り付けて、本例に係る粘着シート付き部材を作製した。この粘着シート付き部材について、未処理のアルカリガラス板に代えて上記プラズマ処理後のアルカリガラス板を用いたこと以外は上述した常態粘着力N0、耐水粘着力N1および水剥離力N2の測定と同様にして、例9に係る粘着シートの被着体に対する常態粘着力、耐水粘着力および水剥離力を測定し、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表2に示した。
Figure 2020193346
表2に示すように、例9に係る粘着シートは、耐水粘着力低下率が低くかつ水剥離粘着力低下率が高いことにより、良好な水剥離性および耐水信頼性を示した。また、表2に示す結果から、例9の粘着シートを用いて作製した例10〜20の粘着シート付き部材において、部材(被着体)の粘着剤層と接する面の接触角が小さくなると、粘着シートの水剥離性は概して向上することがわかる。
≪実験例3≫
<粘着剤組成物の調製(3)>
(粘着剤組成物B−2)
粘着剤組成物B−1で得られたアクリル系ポリマー溶液に、該溶液の調製に使用したモノマー成分100部あたり、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403、信越化学工業社製)0.33部、水親和剤として非イオン性界面活性剤A(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、HLB13.3、商品名:レオドールTW−L106、花王社製)0.1部、イソシアネート系架橋剤(トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(三井化学株式会社製、タケネートD−110N、固形分濃度75質量%)を固形分基準で0.09部、アクリル系オリゴマー0.4部、架橋促進剤としてジオクチルスズジラウレート(東京ファインケミカル社製、エンビライザーOL−1)0.02部、架橋遅延剤としてアセチルアセトン3部、多官能モノマーとしてDPHA2.7部、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.22部を加え、均一に混合して、溶剤型の粘着剤組成物B−2を調製した。
(粘着剤組成物B−3)
水親和剤として、非イオン性界面活性剤A0.1部に替えてアニオン性界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム、商品名:エマール10G、花王社製)0.1部を用いた他は粘着剤組成物B−2と同様にして、粘着剤組成物B−3を調製した。
(粘着剤組成物B−4)
水親和剤として、非イオン性界面活性剤A0.1部に替えて非イオン性界面活性剤F(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB12.1、商品名:エマルゲン108、花王社製)0.05部を用いた他は粘着剤組成物B−2と同様にして、粘着剤組成物B−4を調製した。
(粘着剤組成物B−5)
非イオン性界面活性剤Aを使用しなかった他は粘着剤組成物B−2と同様にして、粘着剤組成物B−5を調製した。
(粘着剤組成物B−6)
粘着剤組成物U−1に、該組成物の調製に用いたモノマーシロップ100部あたり、水親和剤として非イオン性界面活性剤G(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、HLB16.7、商品名:レオドールTW−L120、花王社製)0.15部をさらに添加し、均一に混合して、紫外線硬化型の粘着剤組成物B−6を調製した。
(粘着剤組成物B−7)
水親和剤として、非イオン性界面活性剤G0.15部に替えてPEG400(ポリエチレングリコール、平均分子量360〜440)0.25部を用いた他は粘着剤組成物B−6と同様にして、粘着剤組成物B−7を調製した。
(粘着剤組成物B−8)
非イオン性界面活性剤Gを使用しなかった他は粘着剤組成物B−6と同様にして、粘着剤組成物B−8を調製した。
<粘着シートの作製(3)>
(例21)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂社製、MRF#38)に、上記で得た粘着剤組成物B−2を塗布し、135℃で2分間乾燥させて、厚さ50μmの、光架橋性を有する粘着剤層を形成した。この粘着剤層に、コロナ処理された厚さ50μmのPETフィルムを貼り合わせることにより、上記PETフィルム(支持体)上に粘着剤層を有する支持体付き粘着シートを得た。この粘着シートの被着体への貼付面(粘着剤層の、支持体に貼り合わされた側とは反対側の表面)は、剥離フィルムR1より保護されている。
(例22〜24)
粘着剤組成物B−2に代えて粘着剤組成物B−3〜B−5をそれぞれ用いた他は例21と同様にして、各例に係る粘着シートを作製した。
(例25)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂社製、MRF#38)に、上記で得た粘着剤組成物B−6を塗布し、ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR2(三菱樹脂社製、MRE#38)を被せて空気を遮断し、紫外線を照射して硬化させることにより、厚さ50μmの、光架橋性を有する粘着剤層を形成した。次いで、上記粘着剤層を覆う剥離フィルムR2を剥がし、コロナ処理された厚さ50μmのPETフィルムを貼り合わせることにより、上記PETフィルム(支持体)上に粘着剤層を有する支持体付き粘着シートを得た。この粘着シートの被着体への貼付面は、剥離フィルムR1より保護されている。
(例26、例27)
粘着剤組成物B−6に代えて粘着剤組成物B−7、B−8をそれぞれ用いた他は例25と同様にして、各例に係る粘着シートを作製した。
<性能評価(3)>
例21〜27により得られた粘着シートの常態粘着力N0,耐水粘着力N1および水剥離力N2を、上述した方法により測定した。各測定は、被着体であるアルカリガラス板(松硝子工業社製、フロート法で作製、厚さ1.35mm、青板縁磨品、粘着シートを貼り合わせる面の蒸留水に対する接触角:8度)に粘着シートを上記の方法で貼り付け、23℃、50%RHの環境下で上記アルカリガラス板を介して光照射を行った後、上記の方法で実施した。上記光照射は、高圧水銀ランプ(300mW/cm)を使用して、積算光量3000mJ/cmの紫外線を照射することにより行った。得られた結果から、耐水粘着力低下率および水剥離粘着力低下率を算出した。結果を表3に示した。
Figure 2020193346
表3に示されるように、例21〜27に係る粘着シートは、耐水粘着力低下率が低くかつ水剥離粘着力低下率が高いことにより、少量の水を用いて容易に被着体から剥離することができ、耐水信頼性にも優れていた。例21〜23、例25〜26では特に良好な結果が得られた。なお、具体的な数値は示さないが、粘着剤組成物B−2〜8から形成された粘着剤層の各々は、いずれも、非水溶性かつ非水膨潤性であることが確認されている。
≪実験例4≫
実験例1、3で作製した粘着シートのうち表4に示すものにつき、上記の方法で定荷重剥離試験を行い、乾式剥離距離および水進入距離を測定した。結果を表4に示した。例1については、蒸留水を供給してから10秒以内に試験片の端まで剥離が進行して該試験片が被着体から落下したため、水剥離距離を「100[mm]超」と記載した。表4には、実験例1、3において求められた各粘着シートの耐水粘着力低下率を併せて示している。
Figure 2020193346
表4に示されるように、例1、2、21、23に係る粘着シートは、乾式剥離距離が短いことにより界面への水の供給前には良好な保持性を示し、かつ界面に水を供給することで容易に被着体から剥離できるものであった。これらの粘着シートは、耐水粘着力低下率が低いことから、耐水信頼性にも優れていた。
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 粘着シート
10 粘着剤層(A層)
10A 一方の表面(粘着面)
10B 他方の表面
20 支持体
20A 第一面
20B 第二面(背面)
30 剥離ライナー
50 剥離ライナー付き粘着シート
70 部材
80 アルカリガラス板(被着体)
80A 蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面
82 試験片
82A 粘着面
822 一端
84 錘
86 マイクロシリンジ
110 粘着剤層
110A 一方の表面(粘着面)
112 A層
114 B層
200 粘着シート付き部材
(23) 上記(1)〜(22)のいずれか一項に記載の上記粘着シートと、上記粘着剤層の上記一方の表面に接合された部材と、を含む、粘着シート付き部材。
(24) 上記部材は、上記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、上記(23)に記載の粘着シート付き部材。
(25) 被着体に貼り付けられた粘着シートの剥離方法であって、
上記被着体からの上記粘着シートの剥離前線において上記被着体と上記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、上記剥離前線の移動に追随して上記水性液体の上記界面への進入を進行させつつ上記被着体から上記粘着シートを剥離する水剥離工程を含む、剥離方法。
(26) 上記粘着シートは、上記(1)〜(22)のいずれかに記載の粘着シートである、上記(25)に記載の剥離方法。
(27) 上記水剥離工程では上記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる、上記(25)または(26)に記載の剥離方法。
(28) 上記被着体は、上記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、上記(25)〜(27)のいずれかに記載の粘着シート付き部材。
(29) 上記(25)〜(28)のいずれか一項に記載の剥離方法により、被着体である部材から粘着シートを剥離する工程と、
粘着シートを剥離した前記部材に、剥離した前記粘着シートとは別の粘着シートを貼付する工程と、
を含む、粘着シート付き部材の製造方法。
(101) 粘着剤層を有する粘着シートであって、
前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0が2.0N/10mm以上であり、
被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、前記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、前記被着体に20μLの蒸留水を滴下し、該蒸留水を前記粘着剤層と前記被着体との界面の一端に進入させた後、JIS Z0237:2009の10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で測定される水剥離力N2[N/10mm]と、前記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N2/N0))×100;により算出される水剥離粘着力低下率が40%以上である、粘着シート。
(102) 粘着剤層を有する粘着シートであって、
前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、前記アルカリガラス板の前記面に前記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
下記の定荷重剥離試験により測定した乾式剥離距離が0.5mm以下であり、水進入距離が10mm以上である、粘着シート。
[定荷重剥離試験]
測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ150mmの長方形状にカットして試験片を調製する。被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に、前記試験片のA層側をハンドローラーで貼り合わせて評価用サンプルとする。この評価用サンプルをオートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、同環境下において、試験片の長手方向の一端から50mmの範囲を被着体から剥離させて自由端とし、該試験片の貼り付けられた面が下方に開放されるようにして被着体を水平に固定する。次いで、試験片の前記自由端に100gの錘を固定し、該錘を固定してから1分後に前記試験片と被着体との界面に20μLの蒸留水を供給する。前記自由端に錘を固定して0秒後から1分間に試験片の被着体からの剥離が進行した距離を計測し、乾式剥離距離とする。前記界面に蒸留水を供給して0秒後から10秒間に剥離が進行した距離を計測し、水進入距離とする。
(103) 前記A層は、水親和剤を含む、上記(101)または(102)に記載の粘着シート。
(104) 前記水親和剤の含有量は、前記A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して0.01重量部以上20重量部以下である、上記(103)に記載の粘着シート。
(105) 前記A層は、非水溶性かつ非水膨潤性である、上記(101)〜(104)のいずれかに記載の粘着シート。
(106) 前記A層は、アクリル系重合物を含むアクリル系粘着剤により構成されており、
前記アクリル系重合物を構成するモノマー成分のうち50重量%以上は炭素原子数1〜20のアルキル基をエステル末端に有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである、上記(101)〜(105)のいずれかに記載の粘着シート。
(107) 前記粘着剤層の厚さは10μm以上200μm以下である、上記(101)〜(106)のいずれかに記載の粘着シート。
(108) 前記粘着剤層は、前記A層の背面側に配置されたB層をさらに含む、上記(101)〜(107)のいずれかに記載の粘着シート。
(109) 前記B層は前記A層の背面に直接接して配置されている、上記(108)に記載の粘着シート。
(110) 前記B層の厚さは20μm以上である、上記(108)または(109)に記載の粘着シート。
(111) 前記A層の厚さは5μm以上50μm以下である、上記(108)〜(110)のいずれかに記載の粘着シート。
(112) 前記A層は水分散型粘着剤組成物から形成された層であり、
前記B層は光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層である、上記(108)〜(111)のいずれかに記載の粘着シート。
(113) 前記水剥離力N2が3.0N/10mm以下である、上記(101)〜(112)のいずれかに記載の粘着シート。
(114) 上記(101)〜(113)のいずれかに記載の粘着シートと、前記粘着剤層の前記一方の表面に接合された部材と、を含む、粘着シート付き部材。
(115) 前記部材は、前記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、上記(114)に記載の粘着シート付き部材。
(116) 被着体に貼り付けられた粘着シートの剥離方法であって、
前記被着体からの前記粘着シートの剥離前線において前記被着体と前記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、前記剥離前線の移動に追随して前記水性液体の前記界面への進入を進行させつつ前記被着体から前記粘着シートを剥離する水剥離工程を含む、剥離方法。
(117) 前記水剥離工程では前記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる、上記(116)に記載の剥離方法。
(118) 前記粘着シートは粘着剤層を有し、
前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
前記A層は水親和剤を含む粘着剤により構成されている、上記(116)または(117)に記載の剥離方法。
(119) 前記粘着シートは、上記(101)〜(113)のいずれかに記載の粘着シートである、上記(116)〜(118)のいずれかに記載の剥離方法。
(120) 上記(116)〜(119)のいずれかに記載の剥離方法により、被着体である部材から粘着シートを剥離する工程と、
粘着シートを剥離した前記部材に、剥離した前記粘着シートとは別の粘着シートを貼付する工程と、
を含む、粘着シート付き部材の製造方法。

Claims (20)

  1. 粘着剤層を有する粘着シートであって、
    前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
    被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0が2.0N/10mm以上であり、
    被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、前記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
    被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、前記被着体に20μLの蒸留水を滴下し、該蒸留水を前記粘着剤層と前記被着体との界面の一端に進入させた後、JIS Z0237:2009の10.4.1 方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力に従い、具体的には、試験温度23℃にて引張試験機を用いて引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で測定される水剥離力N2[N/10mm]と、前記粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N2/N0))×100;により算出される水剥離粘着力低下率が40%以上である、粘着シート。
  2. 粘着剤層を有する粘着シートであって、
    前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
    被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に前記A層側を貼り付けて室温1日後、水に30分間浸漬し、次いで水から引き上げて付着水を拭き取った後に測定される耐水粘着力N1[N/10mm]と、前記アルカリガラス板の前記面に前記A層側を貼り付けて室温1日後の粘着力N0[N/10mm]とから、次式:(1−(N1/N0))×100;により算出される耐水粘着力低下率が30%以下であり、かつ
    下記の定荷重剥離試験により測定した乾式剥離距離が0.5mm以下であり、水進入距離が10mm以上である、粘着シート。
    [定荷重剥離試験]
    測定対象の粘着シートを幅10mm、長さ150mmの長方形状にカットして試験片を調製する。被着体としてのフロート法で作製されたアルカリガラス板の、蒸留水に対する接触角が5度〜10度である面に、前記試験片のA層側をハンドローラーで貼り合わせて評価用サンプルとする。この評価用サンプルをオートクレーブに投入し、圧力5atm、温度50℃の条件で15分間処理する。オートクレーブから取り出した評価用サンプルを23℃、50%RHの環境に1日保持した後、同環境下において、試験片の長手方向の一端から50mmの範囲を被着体から剥離させて自由端とし、該試験片の貼り付けられた面が下方に開放されるようにして被着体を水平に固定する。次いで、試験片の前記自由端に100gの錘を固定し、該錘を固定してから1分後に前記試験片と被着体との界面に20μLの蒸留水を供給する。前記自由端に錘を固定して0秒後から1分間に試験片の被着体からの剥離が進行した距離を計測し、乾式剥離距離とする。前記界面に蒸留水を供給して0秒後から10秒間に剥離が進行した距離を計測し、水進入距離とする。
  3. 前記A層は、水親和剤を含む、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 前記水親和剤の含有量は、前記A層に含まれる重合物を構成するモノマー成分100重量部に対して0.01重量部以上20重量部以下である、請求項3に記載の粘着シート。
  5. 前記A層は、非水溶性かつ非水膨潤性である、請求項1から4のいずれか一項に記載の粘着シート。
  6. 前記A層は、アクリル系重合物を含むアクリル系粘着剤により構成されており、
    前記アクリル系重合物を構成するモノマー成分のうち50重量%以上は炭素原子数1〜20のアルキル基をエステル末端に有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである、請求項1から5のいずれか一項に記載の粘着シート。
  7. 前記粘着剤層の厚さは10μm以上200μm以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の粘着シート。
  8. 前記粘着剤層は、前記A層の背面側に配置されたB層をさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の粘着シート。
  9. 前記B層は前記A層の背面に直接接して配置されている、請求項8に記載の粘着シート。
  10. 前記B層の厚さは20μm以上である、請求項8または9に記載の粘着シート。
  11. 前記A層の厚さは5μm以上50μm以下である、請求項8から10のいずれか一項に記載の粘着シート。
  12. 前記A層は水分散型粘着剤組成物から形成された層であり、
    前記B層は光硬化型粘着剤組成物または溶剤型粘着剤組成物から形成された層である、請求項8から11のいずれか一項に記載の粘着シート。
  13. 前記水剥離力N2が3.0N/10mm以下である、請求項1から12のいずれか一項に記載の粘着シート。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載の粘着シートと、前記粘着剤層の前記一方の表面に接合された部材と、を含む、粘着シート付き部材。
  15. 前記部材は、前記粘着剤層と接する面の蒸留水に対する接触角が50度以下である、請求項14に記載の粘着シート付き部材。
  16. 被着体に貼り付けられた粘着シートの剥離方法であって、
    前記被着体からの前記粘着シートの剥離前線において前記被着体と前記粘着シートとの界面に水性液体が存在する状態で、前記剥離前線の移動に追随して前記水性液体の前記界面への進入を進行させつつ前記被着体から前記粘着シートを剥離する水剥離工程を含む、剥離方法。
  17. 前記水剥離工程では前記剥離前線を10mm/分以上の速度で移動させる、請求項16に記載の剥離方法。
  18. 前記粘着シートは粘着剤層を有し、
    前記粘着剤層は、該粘着剤層の少なくとも一方の表面を構成するA層を含み、
    前記A層は水親和剤を含む粘着剤により構成されている、請求項16または17に記載の剥離方法。
  19. 前記粘着シートは、請求項1から13のいずれか一項に記載の粘着シートである、請求項16から18のいずれか一項に記載の剥離方法。
  20. 請求項16から19のいずれか一項に記載の剥離方法により、被着体である部材から粘着シートを剥離する工程と、
    粘着シートを剥離した前記部材に、剥離した前記粘着シートとは別の粘着シートを貼付する工程と、
    を含む、粘着シート付き部材の製造方法。

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