JP2021116359A - 粘着シート、繰り返し屈曲積層部材および繰り返し屈曲デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
〔粘着シート〕
本発明の一実施形態に係る粘着シートは、繰り返し屈曲デバイスを構成する一の屈曲性部材と他の屈曲性部材とを貼合するための粘着剤層を有しており、好ましくは、当該粘着剤層の片面または両面に剥離シートを積層してなる。繰り返し屈曲デバイスおよび屈曲性部材については、後述する。
図1に示すように、一実施形態に係る粘着シート1は、2枚の剥離シート12a,12bと、それら2枚の剥離シート12a,12bの剥離面と接するように当該2枚の剥離シート12a,12bに挟持された粘着剤層11とから構成される。なお、本明細書における剥離シートの剥離面とは、剥離シートにおいて剥離性を有する面をいい、剥離処理を施した面および剥離処理を施さなくても剥離性を示す面のいずれをも含むものである。
1−1.粘着剤層
粘着剤層11は、前述した物性を有する粘着剤からなるものである。粘着剤層11を構成する粘着剤の種類は、前述した物性(特に水蒸気透過度および貯蔵弾性率G’(85))が満たされれば特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤(主ポリマー:アクリル系ポリマー)、ポリエステル系粘着剤(主ポリマー:ポリエステル系ポリマー)、ポリウレタン系粘着剤(主ポリマー:ポリウレタン系ポリマー)、ゴム系粘着剤(主ポリマー:ゴム系ポリマー)、シリコーン系粘着剤(主ポリマー:シリコーン系ポリマー)等のいずれであってもよい。また、当該粘着剤は、エマルション型、溶剤型または無溶剤型のいずれでもよく、架橋タイプまたは非架橋タイプのいずれであってもよい。それらの中でも、前述した物性を満たし易く、粘着物性、光学特性等にも優れるアクリル系粘着剤が好ましく、特に、溶剤型のアクリル系粘着剤が好ましい。
(1−1)(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、良好な粘着性を発現するための(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、架橋点となる反応性官能基を有するモノマー(反応性官能基含有モノマー)とを含有することが好ましい。
ポリロタキサン化合物(B)は、少なくとも2つの環状分子の開口部に直鎖状分子が貫通し、かつ、直鎖状分子の両末端にブロック基を有してなる化合物である。このポリロタキサン化合物(B)においては、環状分子が直鎖状分子上を自由に移動(スライド)することが可能であるが、ブロック基により環状分子は直鎖状分子からは抜け出せない構造となっている。すなわち、直鎖状分子および環状分子は、共有結合等の化学結合ではなく、いわゆる機械的結合によりその形態を維持するものとなっている。
架橋剤(C)は、反応性基を有する。この反応性基は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性官能基、およびポリロタキサン化合物(B)の環状分子が有する反応性基と反応可能なものであることが好ましい。かかる架橋剤(C)は、ポリロタキサン化合物(B)と架橋剤付加物を形成する。そして、当該架橋剤付加物は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)同士を架橋し、三次元網目構造を形成する。これにより、得られる粘着剤の凝集力が向上し、前述した物性が満たされ易くなる。
粘着性組成物Pには、所望により、アクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えば、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘着付与剤、酸化防止剤、光安定剤、軟化剤、充填剤、屈折率調整剤などを添加することができる。なお、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pを構成する添加剤に含まれないものとする。
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、ポリロタキサン化合物(B)と、所望により架橋剤(C)および添加剤を加えることで製造することができる。
本実施形態における粘着剤層11を構成する粘着剤は、好ましくは粘着性組成物Pを架橋してなるものである。粘着性組成物Pの架橋は、通常は加熱処理により行うことができる。なお、この加熱処理は、所望の対象物に塗布した粘着性組成物Pの塗膜から希釈溶剤等を揮発させる際の乾燥処理で兼ねることもできる。
本実施形態に係る粘着シート1における粘着剤層11の厚さ(JIS K7130に準じて測定した値)は、下限値として1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましく、特に10μm以上であることが好ましく、さらには15μm以上であることが好ましい。粘着剤層11の厚さの下限値が上記であると、所望の粘着力を発揮し易く、耐久性がより優れたものとなる。
剥離シート12a,12bは、粘着シート1の使用時まで粘着剤層11を保護するものであり、粘着シート1(粘着剤層11)を使用するときに剥離される。本実施形態に係る粘着シート1において、剥離シート12a,12bの一方または両方は必ずしも必要なものではない。
(1)粘着力
本実施形態に係る粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力は、下限値として0.1N/25mm以上であることが好ましく、1N/25mm以上であることがより好ましく、特に3N/25mm以上であることが好ましく、さらには4.5N/25mm以上であることが好ましい。粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力の下限値が上記であると、耐久性がより優れたものとなる。一方、上記粘着力の上限値については、特に制限されないが、リワーク性が必要な場合がある。このような観点から、上記粘着力は、60N/25mm以下であることが好ましく、30N/25mm以下であることがより好ましく、10N/25mm以下であることが特に好ましい。なお、本明細書における粘着力は、基本的にはJIS Z0237:2009に準じた180度引き剥がし法により測定した粘着力をいい、具体的な試験方法は、後述する試験例に示す通りである。
本実施形態に係る粘着シート1の粘着剤層11は、CIE1976L*a*b*表色系により規定される明度L*が、60以上であることが好ましく、70以上であることがより好ましく、特に80以上であることが好ましく、さらには90以上であることが好ましい。また、当該明度L*は、100以下であることが好ましく、99以下であることがより好ましく、特に98以下であることが好ましい。粘着剤層11の色度a*の絶対値は、0以上であることが好ましく、特に0.1以上であることが好ましく、さらには0.2以上であることが好ましい。また、当該色度a*の絶対値は、0.8以下であることが好ましく、特に0.6以下であることが好ましく、さらには0.4以下であることが好ましい。粘着剤層11の色度b*の絶対値は、0以上であることが好ましく、特に0.1以上であることが好ましく、さらには0.2以上であることが好ましい。また、当該色度b*の絶対値は、0.8以下であることが好ましく、特に0.6以下であることが好ましく、さらには0.4以下であることが好ましい。上記により、粘着剤層11は、繰り返し屈曲ディスプレイ用として好適な色味を有するものとなる。なお、本明細書における明度L*、色度a*およびb*の測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
粘着シート1の一製造例として、上記粘着性組成物Pを使用した場合について説明する。一方の剥離シート12a(または12b)の剥離面に、粘着性組成物Pの塗布液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成した後、その塗布層に他方の剥離シート12b(または12a)の剥離面を重ね合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記塗布層が粘着剤層11となる。これにより、上記粘着シート1が得られる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
図2に示すように、本実施形態に係る繰り返し屈曲積層部材2は、第1の屈曲性部材21(一の屈曲性部材)と、第2の屈曲性部材22(他の屈曲性部材)と、それらの間に位置し、第1の屈曲性部材21および第2の屈曲性部材22を互いに貼合する粘着剤層11とを備えて構成される。
本実施形態に係る繰り返し屈曲デバイスは、上記の繰り返し屈曲積層部材2を備えたものであり、繰り返し屈曲積層部材2のみからなってもよいし、一または複数の繰り返し屈曲積層部材2と、他の屈曲性部材とを備えて構成されてもよい。一の繰り返し屈曲積層部材2と他の繰り返し屈曲積層部材2とを積層するとき、または繰り返し屈曲積層部材2と他の屈曲性部材とを積層するときには、前述した粘着シート1の粘着剤層11を介して積層することが好ましい。
1.(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の調製
アクリル酸n−ブチル70質量部、アクリル酸メチル10質量部、アクリル酸2−フェノキシエチル15質量部、アクリル酸ジメチルアミノエチル1質量部およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル4質量部を溶液重合法により共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を調製した。この(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量を後述する方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)150万であった。また、FOXの式により算出された(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、−35℃であった。
上記工程1で得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部(固形分換算値;以下同じ)と、ポリロタキサン化合物(B)(アドバンスト・ソフトマテリアルズ社製,製品名「セルム スーパーポリマー SH3400P」,直鎖状分子:ポリエチレングリコール,環状分子:ヒドロキシプロピル基およびカプロラクトン鎖を有するα−シクロデキストリン,ブロック基:アダマンタン基,重量平均分子量(Mw)70万,水酸基価72mgKOH/g)5.0質量部と、架橋剤(C)としてのトリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネート(綜研化学社製,製品名「TD−75」)1.5質量部と、シランカップリング剤としての3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.17質量部とを混合し、十分に撹拌して、メチルエチルケトンで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した重剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP−PET752150」)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布した。そして、塗布層に対し、90℃で1分間加熱処理して塗布層を形成した。
[(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)]
BA:アクリル酸n−ブチル
MA:アクリル酸メチル
PhEA:アクリル酸2−フェノキシエチル
DMAEA:アクリル酸ジメチルアミノエチル
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を構成する各モノマーの種類および割合、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)、ポリロタキサン化合物(B)の配合量、架橋剤(C)の配合量、ならびに粘着剤層の厚さを表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着シートを製造した。各例における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)のFOXの式により算出されたガラス転移温度(Tg)を表1に記載した。
実施例および比較例で作製した粘着シートを80mm×80mmのサイズに裁断して、その粘着剤層をポリエステル製メッシュ(品名:テトロンメッシュ #200)に包み、その質量を精密天秤にて秤量し、上記メッシュ単独の質量を差し引くことにより、粘着剤のみの質量を算出した。このときの質量をM1とする。
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層を積層し、厚さ100μmとした。得られた厚さ100μmの上記粘着剤層について、2枚のテトロンメッシュ#380で挟み、40℃、90%RHの条件でJIS K7129に準拠して、透過率測定機(LYSSY社製,製品名「L80−5000」)を用いて、水蒸気透過度(g/(m2・24h))を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層を複数層積層し、厚さ3mmの積層体とした。得られた粘着剤層の積層体から、直径8mmの円柱体(高さ3mm)を打ち抜き、これをサンプルとした。
測定周波数:1Hz
測定温度:−20℃〜150℃
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7136:2000に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「NDH−5000」)を用いて、23℃におけるヘイズ値(全光線ヘイズ値;%)を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7361−1:1997に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「SH−7000」)を用いて、23℃における全光線透過率(%)を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層について、同時測光分光式色度計(日本電色工業社製,製品名「SQ2000」)を使用し、CIE1976L*a*b*表色系により規定される明度L*、色度a*および色度b*を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で作製した粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、易接着層を有するポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡社製,製品名「PET A4300」,厚さ:100μm)の易接着層に貼合し、重剥離型剥離シート/粘着剤層/PETフィルムの積層体を得た。得られた積層体を25mm幅、110mm長に裁断した。
23℃、50%RHの環境下にて、実施例および比較例で作製した粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、ポリイミド(PI)フィルム(東レ・デュポン社製,製品名「カプトン 100PI」,厚さ:25μm,ヤング率:3.4GPa)の一方の面に貼合した。次いで、重剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、同PIフィルムに貼合した。そして、栗原製作所社製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した後、23℃、50%RHの条件下で24時間放置した。このようにして得たPIフィルム/粘着剤層/PIフィルムからなる積層体を、50mm幅、200mm長に裁断し、これをサンプルとした。
◎:10サンプル全て剥離なし
〇:9〜5サンプルにおいて剥離なし
△:4〜2サンプルにおいて剥離なし
×:9サンプル以上で剥離あり
試験例8と同様にして得たPIフィルム/粘着剤層/PIフィルムからなる積層体を、150mm×50mmに裁断し、これを試験片とした。得られた試験片の両端部を、図5に示すように、面状態無負荷U字伸縮試験機(ユアサシステム機器社製,製品名「DLDMLH−FS」)の2つの保持プレートに固定した。そして、85℃、50%RHの環境下、屈曲径3mmφ、ストローク80mm、屈曲速度30rpmにて、試験片を3万回屈曲させた。
◎:10サンプル全て剥離なし
〇:9〜5サンプルにおいて剥離なし
△:4〜2サンプルにおいて剥離なし
×:9サンプル以上で剥離あり
実施例および比較例で作製した粘着シートの粘着剤層を、厚さ1.1mmの無アルカリガラス板(水蒸気透過度0.0006g/(m2・24h))と、厚さ0.7mmのプラスチック板(三菱レイヨン社製,製品名「アクリライト MR−200」,水蒸気透過度44g/(m2・24h・100μm))とで挟み、これをサンプルとした。得られたサンプルを、50℃、0.5MPaの条件下で20分間オートクレーブ処理した後、常圧、23℃、50%RHにて24時間放置した。
◎…ヘイズ値の差が、1.5未満である。
○…ヘイズ値の差が、1.5以上、8.0未満である。
×…ヘイズ値の差が、8.0以上である。
11…粘着剤層
12a,12b…剥離シート
2…繰り返し屈曲積層部材
21…第1の屈曲性部材
22…第2の屈曲性部材
3…繰り返し屈曲デバイス
31…カバーフィルム
32…第1の粘着剤層
33…偏光フィルム
34…第2の粘着剤層
35…タッチセンサーフィルム
36…第3の粘着剤層
37…有機EL素子
38…第4の粘着剤層
39…TFT基板
S…試験片
P…保持プレート
Claims (9)
- 繰り返し屈曲されるデバイスを構成する一の屈曲性部材と他の屈曲性部材とを貼合するための粘着剤層を有する粘着シートであって、
前記粘着剤層を厚さ100μmにしたものについて、2枚のテトロンメッシュ#380で挟み、40℃、90%RHの条件でJIS K7129に準拠して測定した水蒸気透過度が、150g/(m2・24h)以上であり、
前記粘着剤層を構成する粘着剤の85℃における貯蔵弾性率G’(85)が、0.02MPa以上、0.2MPa以下である
ことを特徴とする粘着シート。 - 前記粘着剤層を構成する粘着剤のゲル分率が、10%以上、90%以下であることを特徴とする請求項1に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層の23℃におけるヘイズ値が、10%以下であることを特徴とする請請求項1または2に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層を構成する粘着剤の23℃における貯蔵弾性率G’(23)が、0.02MPa以上、0.3MPa以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層を構成する粘着剤が、ポリロタキサン化合物を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層を構成する粘着剤が、アクリル系粘着剤であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着シートが、2枚の剥離シートを備えており、
前記粘着剤層が、前記2枚の剥離シートの剥離面と接するように前記剥離シートに挟持されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着シート。 - 繰り返し屈曲されるデバイスを構成する一の屈曲性部材および他の屈曲性部材と、
前記一の屈曲性部材と前記他の屈曲性部材とを互いに貼合する粘着剤層と
を備えた繰り返し屈曲積層部材であって、
前記粘着剤層が、請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着シートの粘着剤層からなる
ことを特徴とする繰り返し屈曲積層部材。 - 請求項8に記載の繰り返し屈曲積層部材を備えたことを特徴とする繰り返し屈曲デバイス。
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