JP2021059617A - 粘着シート - Google Patents
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Abstract
Description
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
重量平均分子量が3000〜10000であり、かつガラス転移温度が20〜120℃の(メタ)アクリル重合体Bと、を有する粘着シートであって、
(メタ)アクリル重合体Aにおける、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して20質量%以上であり、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位は、環構成原子として窒素原子を有さず、
(メタ)アクリル重合体Bの含有量は、(メタ)アクリル重合体A100質量部に対して1質量部以上である、粘着シート。
[2] (メタ)アクリル重合体Aにおける、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して5質量%以上である、[1]の粘着シート。
[3] (メタ)アクリル重合体Bは、脂環を有するモノマー単位を含む、[1]又は[2]に記載の粘着シート。
[4] (メタ)アクリル重合体Bは、脂環を有するモノマー単位を含み、脂環を構成する炭素数は6以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の粘着シート。
[5] (メタ)アクリル重合体Bは、官能基を実質的に有さない、[1]〜[4]のいずれかに記載の粘着シート。
[6] 多官能モノマー及び架橋剤から選択される少なくとも1種をさらに含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の粘着シート。
[7] 光重合開始剤をさらに含み、光重合開始剤が、アセトフェノン系光重合開始剤又はアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤である、[1]〜[6]のいずれかに記載の粘着シート。
本発明は、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位と、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位とを有し、かつ重量平均分子量が10000より大きい(メタ)アクリル重合体Aと、重量平均分子量が3000〜10000であり、かつガラス転移温度が20〜120℃の(メタ)アクリル重合体Bと、を有する粘着シートに関する。ここで、(メタ)アクリル重合体Aにおける、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して20質量%以上であり、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位は、環構成原子として窒素原子を有さない。また、(メタ)アクリル重合体Bの含有量は、(メタ)アクリル重合体A100質量部に対して1質量部以上である。
剥離性積層シートにおける剥離シート用基材には、紙類、高分子フィルムが使用される。剥離剤層を構成する剥離剤としては、例えば、汎用の付加型もしくは縮合型のシリコーン系剥離剤や長鎖アルキル基含有化合物が用いられる。特に、反応性が高い付加型シリコーン系剥離剤が好ましく用いられる。
シリコーン系剥離剤としては、具体的には、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−4527、SD−7220等や、信越化学工業(株)製のKS−3600、KS−774、X62−2600などが挙げられる。また、シリコーン系剥離剤中にSiO2単位と(CH3)3SiO1/2単位あるいはCH2=CH(CH3)SiO1/2単位を有する有機珪素化合物であるシリコーンレジンを含有することが好ましい。シリコーンレジンの具体例としては、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−843、SD−7292、SHR−1404等や、信越化学工業(株)製のKS−3800、X92−183等が挙げられる。
剥離性積層シートとして、市販品を用いてもよい。例えば、帝人デュポンフィルム(株)製の離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムである重セパレータフィルムA71や、帝人デュポンフィルム(株)製の離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムである軽セパレータフィルムA38STを挙げることができる。
粘着シートは、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位と、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位とを有し、かつ重量平均分子量が10000より大きい(メタ)アクリル重合体Aを含有する。(メタ)アクリル重合体Aにおける、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して20質量%以上である。また、(メタ)アクリル重合体Aにおける、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位は、環構成原子として窒素原子を有さないものである。
粘着シートは、重量平均分子量が3000〜10000であり、かつガラス転移温度が20〜120℃の(メタ)アクリル重合体Bを含有する。(メタ)アクリル重合体Bは、(メタ)アクリル重合体Aと比較して、低分子量成分であり、アクリル系粘着付与剤としての機能を有するものである。(メタ)アクリル重合体Bは、官能基を実質的に有さないものであることが好ましく、この場合、(メタ)アクリル重合体Bは、上述した(メタ)アクリル重合体Aと架橋構造を形成しない。
本発明の粘着シートは、分子内に反応性二重結合を2つ以上有する多官能モノマーを含有するものであってもよい。多官能モノマーは反応性二重結合を2つ以上有するものであり、中でも、多官能モノマーは反応性二重結合を2つ以上5つ未満有するものであることが好ましく、2つ以上4つ未満有するものであることがより好ましい。
本発明の粘着シートは、架橋剤を含有するものであってもよい。架橋剤は、(メタ)アクリル重合体が有する架橋性官能基との反応性を考慮して適宜選択できる。例えばイソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物などの公知の架橋剤の中から選択できる。中でも、架橋剤は、イソシアネート化合物、エポキシ化合物及び金属キレート化合物から選択される少なくとも1種を含むものであることが好ましい。
本発明の粘着シートは、光重合開始剤を含有するものであってもよい。光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により多官能モノマーの重合を開始させるものである。ここで、「活性エネルギー線」とは電磁波または荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するものを意味し、紫外線、電子線、可視光線、X線、イオン線等が挙げられる。中でも、汎用性の点から、紫外線または電子線が好ましく、紫外線が特に好ましい。
粘着シートは、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、粘着剤用の添加剤として公知の成分を挙げることができる。例えば可塑剤、酸化防止剤、金属腐食防止剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物等の光安定剤等の中から必要に応じて選択できる。また、着色を目的に染料や顔料を添加してもよい。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等が挙げられる。これら酸化防止剤は1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
金属腐食防止剤としては、粘着剤の相溶性や効果の高さから、ベンゾトリアゾール系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
シランカップリング剤としては、例えば、メルカプトアルコキシシラン化合物(例えば、メルカプト基置換アルコキシオリゴマー等)、(メタ)アクリロキシプロピルメトキシシランなどが挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物などが挙げられる。
本発明の粘着シートは、粘着剤組成物(塗工液)を硬化させてなる粘着剤層からなるシートであることが好ましい。粘着剤組成物には、少なくとも(メタ)アクリル重合体Aと(メタ)アクリル重合体Bが含まれる。また、粘着剤組成物には上述した多官能モノマー、架橋剤、光重合開始剤、他の成分が含まれていてもよい。
本発明の粘着シートの製造方法は、剥離シート上に粘着剤組成物を塗工して塗膜を形成する工程と、この塗膜に活性エネルギー線を照射する工程を含むことが好ましい。なお、粘着剤組成物に溶剤が含まれる場合は加熱工程を含むことも好ましい。加熱工程では溶剤を除去すると同時に、塗膜の加熱により、粘着剤層を形成してもよい。
本発明の粘着シートは、光学部材貼合用であることが好ましい。光学部材としては、タッチパネルや画像表示装置等の光学製品における各構成部材を挙げることができる。タッチパネルの構成部材としては、例えば透明樹脂フィルムにITO膜が設けられたITOフィルム、ガラス板の表面にITO膜が設けられたITOガラス、透明樹脂フィルムに導電性ポリマーをコーティングした透明導電性フィルム、ハードコートフィルム、耐指紋性フィルムなどが挙げられる。画像表示装置の構成部材としては、例えば液晶表示装置に用いられる反射防止フィルム、配向フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。また、本発明の粘着シートは、液晶モジュールとタッチパネルモジュールなどのモジュール同士の貼合に用いられてもよい。
これらの部材に用いられる材料としては、ガラス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリイミド、セルロースアシレートなどが挙げられる。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)
攪拌機、窒素導入管、冷却管、温度計を備えた2Lフラスコにアクリル酸ブチル450g、アクリル酸4ヒドロキシルブチル360g、アクリル酸シクロヘキシル100g、メタクリル酸イソブチル90g、n−ドデシルメルカプタン0.4gを投入し、窒素流量300ml/minで60分間窒素置換した後、窒素流量を100ml/minまで下げ、ウォーターバスにて60℃まで昇温し加熱した。次いで、AIBN0.15gを投入し、発熱を制御しながら30分間反応させ、その後冷却することで(メタ)アクリル重合体を合成した。その後、上述したアクリルモノマーを45:36:10:9の比率でフラスコに投入し、固形分濃度が30質量%のアクリルシロップAを得た。
アクリルシロップA100gにIGM RESINS B.V.社製光開始剤(EsacureOne)0.5g添加し、攪拌及び脱泡したものをシリコーン離型剤が塗布された50μmポリエステルフィルム上に、厚みが100μmになるよう塗工し、さらにその上に、シリコーン離型剤が塗布された50μmポリエステルフィルムを重ねた。その後、ケミカルランプにて7mW/cm2の光強度で2分間照射し(メタ)アクリル重合体Aからなる層を得た。この層を採取し、酢酸エチルに溶解したものをGPC測定した結果、(メタ)アクリル重合体Aの重量平均分子量は40万であった。
攪拌機、窒素導入管、冷却管、温度計を備えた2Lフラスコにメタクリル酸メチル300g、メタクリル酸ジシクロペンタニル200g、n−ドデシルメルカプタン35g、酢酸エチル300g、メチルエチルケトン200gを投入し、窒素流量300ml/minで60分間窒素置換した後、窒素流量を100ml/minまで下げ、ウォーターバスにて70℃まで昇温し加熱した。次いで、AIBN0.4gを投入し、発熱を制御しながら3時間反応後、さらにAIBNを0.6g追加して4時間反応させた。このようにして、(メタ)アクリル重合体Bを含む樹脂溶液Bを得た。樹脂溶液BをGPC測定した結果、(メタ)アクリル重合体Bの重量平均分子量は3,600であった。
樹脂溶液Bを金属バットに流し込み、乾燥機温度120℃にて2時間乾燥し、溶媒を除去したものを、アクリルシロップA100gに対し10g溶解させた後、IGM RESINS B.V.社製光開始剤(EsacureOne)0.5g、新中村化学工業社製多官能モノマー(A−400)0.4gを添加し攪拌脱泡したものを粘着剤組成物として準備した。塗工液をシリコーン離型剤が塗布された50μmポリエステルフィルム上に、粘着剤層の厚みが100μmになるよう塗工し、さらにその上に、シリコーン離型剤が塗布された50μmポリエステルフィルムを重ねた。その後、ケミカルランプにて7mW/cm2の光強度で2分間照射した後、高圧水銀ランプにて積算光量が1500mJ/cm2となるよう照射することで実施例1の粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した。((メタ)アクリル重合体Bの合成)におけるn−ドデシルメルカプタンの添加量を30gとなるように変更し、重量平均分子量4,900の重合体Bを得た。さらに、アクリルシロップAに対する(メタ)アクリル重合体Bの混合量を表1に記載の割合に変更し、添加量を5gとした。上記事項以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、((メタ)アクリル重合体Bの合成)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、さらにアクリルシロップAに対する(メタ)アクリル重合体Bの添加量を5gにした以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した。((メタ)アクリル重合体Bの合成)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した。さらに、アクリルシロップAに対する(メタ)アクリル重合体Bの添加量を5gに変更した。上記事項以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
攪拌機、窒素導入管、冷却管、温度計を備えた2Lフラスコにアクリル酸ブチル310g、アクリル酸4ヒドロキシルブチル145g、アクリル酸シクロヘキシル45g、酢酸エチル500g、n−ドデシルメルカプタン0.4gを投入し、窒素流量300ml/minで60分間窒素置換した後、窒素流量を100ml/minまで下げ、ウォーターバスにて70℃まで昇温し加熱した。次いで、AIBN0.25gを投入し、発熱を制御しながら2時間反応させた後、AIBNを0.5g追加投入し75℃にて5時間反応させた。その後酢酸エチルを200g投入し冷却することで固形分濃度が40質量%の(メタ)アクリル重合体A溶液を得た。なお、GPC測定の結果、(メタ)アクリル重合体Aの重量平均分子量は40万であった。
得られたアクリル重合体A溶液100gに対し、実施例1で使用した(メタ)アクリル重合体Bを4g添加し、架橋剤として東ソー製コロネートL−75を0.67g添加し、攪拌混合して粘着剤組成物とした。
シリコーン離型剤が塗布された50μmポリエステルフィルム上に、上記粘着剤組成物を乾燥後の粘着シート層の厚みが100μmになるよう塗工し、90℃の乾燥機にて3分間乾燥することで実施例6の粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、(メタ)アクリル重合体Bを添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、多官能モノマー(A−400)の添加量を0.3gとした以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した、多官能モノマー(A−400)の添加量を0.3gとした以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、多官能モノマー(A−400)の添加量を0.3gとした以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更した。さらに(メタ)アクリル重合体Bの組成を表1のとおりとし、n−ドデシルメルカプタンを1gとなるように変更し、重量平均分子量が14,000の重合体Bを得た。上記事項以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体を含むシロップAの作製)におけるモノマーの組成を表1のとおりとなるように変更し、重合体Bの代わりに水添テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル社製 UH−115 平均分子量700、ガラス転移温度113℃)を添加した以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物及び粘着シートを得た。
((メタ)アクリル重合体Bのガラス転移温度の測定)
(メタ)アクリル重合体Bのガラス転移温度の測定にはセイコーインスツル製DSC6200を用いた。リファレンスはアルミナ10mgとし、直径5mmのサンプル用アルミパンに樹脂溶液Bの溶媒除去品を10mg程度入れ、窒素流量50ml/minの環境下にて昇温速度10℃/minで0℃〜150℃まで昇温させた。その際に、比熱が変化する変曲点を(メタ)アクリル重合体Bのガラス転移温度として読み取った。
(湿熱定荷重)
実施例及び比較例で得られた粘着シート片面のセパレーターを除去し、易接着処理された100μmのポリエステルフィルム(東洋紡製A4300)に貼合した。次いで、被着体への貼り付け部が幅25mm、長さ75mmとなるようカットした。このサンプルを1mm厚、幅115mm、長さ250mmのフロートガラス、もしくは1mm厚、幅115mm、長さ250mmのポリカーボネート(帝人製パンライト1151)にそれぞれ被着体端部から20mm以上離し、サンプル全長75mmの内50mmを被着体に貼り付けた後、2kgのローラーで2往復し圧着した。その後オートクレーブにて温度30℃、圧力0.5MPaの環境下で30分間処理した後、大気圧、室温環境下にて1日静置した。次いで、各被着体を含むサンプルを、温度85℃、相対湿度85%に調整された恒温恒湿機内部に30分間静置した。その際、各被着体が上になるよう設置した。次いで、100gの分銅をサンプルの未接着部分である長さ25mmの端部に引っ掛け、粘着シートが被着体面から剥離し分銅が落下するまでの時間を測定し、以下の基準で評価した。
○:粘着シートが被着体面から剥離し分銅が落下するまでの時間が15分以上
×:粘着シートが被着体面から剥離し分銅が落下するまでの時間が15分未満
実施例及び比較例で得られた粘着シートの両面に幅52mm、長さ76mm、1mm厚のガラス(マツナミ製)を貼り合わせた後、オートクレーブにて温度30℃、圧力0.5MPaの環境下で30分間処理し、大気圧、室温環境下にて1日静置した。次いで、各被着体を含むサンプルをスガ試験機器製キセノンウェザーメーターSX75に設置し、相対湿度50%、ブラックパネル温度63℃、照度180W/cm2の条件で光線を300時間照射後、スガ試験機器製測色計Coloer Cute iにて色度のb*値を測定し、以下の基準で評価した。
○:評価前b*値に対して耐候性試験後のb*値が増加し、b*値が2未満である
△:評価前b*値に対して耐候性試験後のb*値が増加し、b*値が2以上3未満である
×:評価前b*値に対して耐候性試験後のb*値が増加し、b*値が3以上である
BA:アクリル酸ブチル
2EHA:アクリル酸2エチルヘキシル
iBMA:メタクリル酸イソブチル
MMA:メタクリル酸メチル
<水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー>
4HBA:アクリル酸4ヒドロキシルブチル
<環構造を有するモノマー>
CHA:アクリル酸シクロヘキシル
CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
DCPA:アクリル酸ジシクロペンタニル
PO−A:アクリル酸フェニルノキシエチル
NVP:n−ビニルピロリドン
DCPMA:メタクリル酸ジシクロペンタニル
IBXMA:メタクリル酸イソボルニル
St:スチレン
11 粘着剤層
12a 剥離シート
12b 剥離シート
Claims (7)
- 水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位と、環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位とを有し、かつ重量平均分子量が10000より大きい(メタ)アクリル重合体Aと、
重量平均分子量が3000〜10000であり、かつガラス転移温度が20〜120℃の(メタ)アクリル重合体Bと、を有する粘着シートであって、
前記(メタ)アクリル重合体Aにおける、前記水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、前記(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して20質量%以上であり、前記環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位は、環構成原子として窒素原子を有さず、
前記(メタ)アクリル重合体Bの含有量は、前記(メタ)アクリル重合体A100質量部に対して1質量部以上である、粘着シート。 - 前記(メタ)アクリル重合体Aにおける、前記環構造を有する(メタ)アクリルモノマー単位の含有量は、前記(メタ)アクリル重合体Aの全質量に対して5質量%以上である、請求項1の粘着シート。
- 前記(メタ)アクリル重合体Bは、脂環を有するモノマー単位を含む、請求項1又は2に記載の粘着シート。
- 前記(メタ)アクリル重合体Bは、脂環を有するモノマー単位を含み、前記脂環を構成する炭素数は6以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記(メタ)アクリル重合体Bは、官能基を実質的に有さない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 多官能モノマー及び架橋剤から選択される少なくとも1種をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 光重合開始剤をさらに含み、前記光重合開始剤が、アセトフェノン系光重合開始剤又はアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘着シート。
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