JP2021121682A - 粘着シート及び該粘着シートに用いられる粘着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 貼り合わせ初期における粘着力が低く、加熱や紫外線照射などといったエネルギー付与を要することなく短時間で粘着力が上昇する粘着剤層を有する粘着シートを提供する。
【解決手段】 本発明は、基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを有する粘着シートを提供する。粘着剤層は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマーと、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーとを含む。本発明による粘着シートは、粘着剤層とステンレス鋼板とを貼り合わせたのち23℃の環境下において30分経過したときの粘着力である第1の粘着力が1.0N/20mm以下である。また、本発明による粘着シートは、着剤層とステンレス鋼板とを貼り合わせたのち23℃の環境下において24時間経過したときの粘着力である第2の粘着力が、3.0N/20mm以上かつ第1の粘着力の7.0倍以上である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、粘着剤に関し、より具体的には、時間の経過に伴って粘着力が上昇するように設計された粘着シート、及び該粘着シートに含まれる粘着剤組成物に関する。
例えば光学フィルムの技術分野において、複数の光学フィルムを貼り合わせたり、光学パネルに光学フィルムを貼り合わせたりする目的で、粘着剤が用いられる。粘着剤に求められる特性は用途によって様々であり、例えば粘着剤の層を介して貼り合わされた光学パネルと光学フィルムとの貼り合わせを修正する必要が生じた場合(例えば、貼り合わせのずれが生じた場合など)に、修正作業が発生してもできるだけ歩留りが低下しないように、貼り合わせた光学パネルから光学フィルムを容易に剥離することができるようになる粘着剤が求められている。こうした用途で用いられる粘着剤として、貼り合わせ後のある程度の時間内(以下、「貼り合わせ初期」という)では粘着力が低く、貼り合わせの修正などの必要がない場合には、最終的な製品に求められる貼り合わせの状態を維持することができる粘着力(以下、「規定粘着力」という)を発現する粘着剤が求められている。
従来、このような粘着力の変化を満足する粘着剤として、熱や紫外線などによるエネルギーを外部から付与することによって粘着力を変化させることができる粘着剤が提案されてきた(例えば、特許文献1及び特許文献2)。しかし、エネルギーを外部から付与することによって粘着力を上昇させる粘着剤を用いる場合には、こうした粘着剤を用いて製品を製造するための設備に加熱や紫外線照射を行うための装置の導入を必要とする。
加熱や紫外線照射などといった方法を用いることなく時間経過に伴って粘着力が上昇する粘着剤に関する技術として、特許文献3に記載される技術が提案されている。この粘着剤は、シロキサン部分を含むシロキサンリッチな表面を有し、この表面と基材とを接触状態においたときに、時間の経過とともに粘着力が向上する。
特許文献3に提案される粘着剤は、実施例の記載を考慮すれば、シロキサンリッチな表面と基材とを接触状態においたときの粘着力(初期の剥離粘着力)があまり低くなく、最終的な貼り合わせ状態を維持するのに必要な粘着力(第二の剥離粘着力)に達するまでの時間が長く、その粘着力も低いものと考えられる。粘着剤の初期の剥離粘着力が大きいと、粘着剤と基材との貼り合わせを修正する必要がある場合に、粘着剤が基材に残ったり、脆弱な基材や薄い基材が用いられているときには基材が破損したりするおそれがある。また、第二の剥離粘着力に達するまでの時間が長いと生産性に劣り、第二の剥離粘着力が低いと製品の接着信頼性が低いことになる。
本出願の出願人は、粘着力が上昇するように設計された粘着シートとして、特許文献4に記載される粘着シートを提案している。この粘着シートは、被着体との貼り合わせ後に時間が経過しても粘着力はあまり上昇せず、粘着力を上昇させる必要がある場合には加熱することによって所定の粘着力を発現させることができるものである。この粘着シートは、被着体からの剥離が長期にわたって容易に可能であり、任意のタイミングで被着体の固定に必要な粘着力を発現させることができるものである点で有用性の高い粘着シートである。この粘着シートを用いる製品の製造設備には、粘着力を上昇させるための加熱装置の導入を要する。
さらに本出願の出願人は、特許文献5に記載される粘着シートも提案している。この粘着シートは、被着体との貼り合わせ直後の粘着力が低く、加熱により粘着力を上昇させることができるものである。この粘着シートは、加熱すれば短時間で必要な粘着力を発現させることができる点で有用性の高い粘着シートである。この粘着シートを用いる製品の製造設備には、特許文献4の粘着シートと同様に、粘着力を上昇させるための加熱装置の導入を要する。
特開平11−302610号公報 特開2011−127054号公報 特表2008−513232号公報 特許第5951153号公報 特許第5890596号公報
本発明は、貼り合わせ初期における粘着力が低く、加熱や紫外線照射などといったエネルギー付与を要することなく短時間で粘着力が上昇する粘着剤層を有する粘着シートを提供することを課題とする。さらに、本発明は、こうした粘着シートの粘着剤層に含まれる粘着剤組成物を提供することを別の課題とする。
本発明は、基材と、該基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを有する粘着シートに関する。粘着剤層は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマーと、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーとを含む。本発明による粘着シートは、粘着剤層とステンレス鋼板(SUS304BA)とを貼り合わせたのち23℃の環境下において30分経過したときの粘着力である第1の粘着力が1.0N/20mm以下である。また、本発明による粘着シートは、着剤層とステンレス鋼板(SUS304BA)とを貼り合わせたのち23℃の環境下において24時間経過したときの粘着力である第2の粘着力が、3.0N/20mm以上かつ第1の粘着力の7.0倍以上である。一実施形態においては、第2の粘着力は、4.0N/20mm以上であることが好ましい。
別の態様においては、本発明は、基材と、該基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを有する粘着シートの該粘着層に含まれる粘着剤組成物を提供する。粘着剤組成物は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマー(A)100質量部と、官能基当量が1000g/mol以上4000g/mol未満であるポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーをモノマー単位として含み、重量平均分子量が10000以上70000以下である重合体(B)2質量部以上15質量部以下とを含む。重合体(B)における、モノマー成分としてポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの含有量は、15質量%以上50質量%以下である。
一実施形態においては、ポリマー(A)はアクリル系ポリマーであることが好ましい。また、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーは、下記一般式(1)又は(2)で表されるモノマー群から選ばれる1種又は2種以上のモノマーであることが好ましい。なお、下記式(1)(2)中、R3は水素又はメチルであり、R4はメチル又は1価の有機基であり、m及びnは0以上の整数である。
Figure 2021121682
Figure 2021121682
本発明によれば、貼り合わせ初期の剥離性と経時での接着性向上とを両立する粘着シートを提供することができるため、製品の歩留まりの向上、生産効率の向上、及び製造コストの低減を達成することができる。
以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明による粘着シートは、基材と、基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを有する。粘着剤層は、ポリマー(A)及び重合体(B)を含む粘着剤組成物からなる。
以下、本発明の実施の形態に係る粘着剤組成物を構成する各成分について、詳細に説明する。
[ポリマー(A)]
ポリマー(A)は、ガラス転移温度(Tg)が0℃未満のポリマーである。ポリマー(A)は、ガラス転移温度(Tg)が0℃未満であれば特に限定されず、アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー等の、粘着剤として一般的に用いられる各種ポリマーを用いることができる。特に重合体(B)が(メタ)アクリル系重合体の場合には、ポリマー(A)は、(メタ)アクリル系重合体と相溶し易く透明性が高いアクリル系ポリマーが好ましい。
ポリマー(A)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは−10℃未満であり、より好ましくは−40℃未満であり、通常−80℃以上である。ポリマー(A)のガラス転移温度(Tg)が0℃以上の場合には、ポリマーが流動しにくく、経時での粘着力上昇に劣る場合がある。
ガラス転移温度(Tg)は、文献、カタログ等に記載された公称値であるか、あるいは、下記式(X)(Fox式)に基づいて計算された値である。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn (X)
[式(X)中、Tgはポリマー(A)のガラス転移温度(単位:K)、Tgi(i=1、2、・・・n)はモノマーiがホモポリマーを形成した際のガラス転移温度(単位:K)、Wi(i=1、2、・・・n)はモノマーiの全モノマー成分中の質量分率を表す。]
上記式(X)は、ポリマー(A)が、モノマー1、モノマー2、・・・、モノマーnのn種類のモノマー成分から構成される場合の計算式である。「ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度」とは、「当該モノマーの単独重合体のガラス転移温度」を意味し、あるモノマー(「モノマーX」と称する場合がある)のみをモノマー成分として形成される重合体のガラス転移温度(Tg)を意味する。具体的には、「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons,Inc,1989年)に数値が挙げられている。
上記文献に記載されていない単独重合体のガラス転移温度(Tg)は、例えば、以下の測定方法により得られる値をいう。すなわち、温度計、撹拌機、窒素導入管及び還流冷却管を備えた反応器に、モノマーX100質量部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部及び重合溶媒として酢酸エチル200質量部を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間撹拌する。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質量%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。そして、この試験サンプルをアルミニウム製のオープンセルに約1〜2mg秤量し、温度変調DSC(商品名「Q−2000」 ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、50ml/minの窒素雰囲気下で昇温速度5℃/minにて、ホモポリマーのReversing Heat Flow(比熱成分)挙動を得る。JIS−K−7121を参考にして、得られたReversing Heat Flowの低温側のベースラインと高温側のベースラインを延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度をホモポリマーとした時のガラス転移温度(Tg)とする。
また、ポリマー(A)の重量平均分子量(Mw)は、例えば、7万〜500万程度である。重量平均分子量(Mw)が7万未満であると、粘着剤の凝集力が不足して、接着信頼性に劣る場合がある。一方、重量平均分子量(Mw)が500万を超えると、粘着剤の流動性が低くなり、経時での粘着力上昇性に劣る場合がある。
(アクリル系ポリマー)
以下にポリマー(A)の好ましい具体例であるアクリル系ポリマーについて詳述する。
アクリル系ポリマーは、例えば、炭素数1〜20の直鎖又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モノマー単位として60質量%以上含有するポリマーである。また、アクリル系ポリマーは、炭素数1〜20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が単独で、又は2種以上が組み合わされた構成とすることができる。アクリル系ポリマーを得る方法は特に限定されず、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、放射線硬化重合等の、アクリル系ポリマーの合成手法として一般的に用いられる各種の重合方法を適用して該ポリマーを得ることができる。
炭素数1〜20の直鎖又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の割合は、アクリル系ポリマーを調製するためのモノマー成分全量に対して50質量%〜99.9質量%、好ましくは60質量%〜98質量%、より好ましくは70質量%〜95質量%である。
炭素数1〜20の直鎖又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としては、例えば、(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)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソオクタデシル、(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の(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステル[好ましくは(メタ)アクリル酸C1−14アルキルエステル、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸C1−10アルキルエステル、特に好ましくは(メタ)アクリル酸C2−8アルキルエステル、(メタ)アクリル酸C2−4アルキルエステル]等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸ブチルが特に好ましい。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとはアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルをいい、「(メタ)・・・」は全て同様の意味である。
なお、アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性、架橋性等の改質を目的として、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成分(共重合性モノマー)を含んでいてもよい。したがって、アクリル系ポリマーは、主成分としての(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共に、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、極性基を有するモノマーを用いることができる。
共重合性モノマーの具体的な例としては、
アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー;
(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)メチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル等のヒドロキシル基含有モノマー;
無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有モノマー;
スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、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等のスルホン酸基含有モノマー;
2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー;
(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、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−エチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、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、N−アクリロイルモルホリン等の(N−置換)アミド系モノマー;
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のスクシンイミド系モノマー;
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のマレイミド系モノマー;
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のイタコンイミド系モノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;
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−2−ピペリドン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニル−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の窒素含有複素環系モノマー;
N−ビニルカルボン酸アミド類;
N−ビニルカプロラクタム等のラクタム系モノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ含有モノマー;
(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;
(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(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系モノマー;
スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー;
(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有アクリル系モノマー;
(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素原子含有(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等の複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子等を有するアクリル酸エステル系モノマー;
イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;
ビニルトルエン、スチレン等の芳香族ビニル化合物;
エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等のオレフィン又はジエン類;
ビニルアルキルエーテル等のビニルエーテル類;
塩化ビニル;
ビニルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有モノマー;
シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有モノマー;
2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有モノマー;
アクリロイルモルホリン;
シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル;
フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル;
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;
等が挙げられる。なお、これらの共重合性モノマーは単独で、又は2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使用量は特に制限はされないが、通常、アクリル系ポリマーを調製するためのモノマー成分全量に対して、共重合性モノマーを0.01質量%〜40質量%含有することができる。共重合性モノマーの含有量を0.01質量%以上とすることで、アクリル系粘着剤組成物で形成された粘着剤層を有する粘着シートの凝集力の低下を防ぐことができる。また、共重合性モノマーの含有量を40質量%以下とすることで、常温(25℃)でのタック感を向上させることができる。
また、アクリル系ポリマーには、形成する粘着剤組成物の凝集力を調整するために必要に応じて多官能性モノマーを含有してもよい。多官能性モノマーとしては、例えば、(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、1,2−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(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、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)アクリレートを用いることができる。多官能性モノマーは、単独で、又は2種以上を組み合わせて、用いることができる。
多官能性モノマーの使用量としては、その分子量や官能基数等により異なるが、アクリル系ポリマーを調製するためのモノマー成分全量に対して、0.01質量%〜3.0質量%、好ましくは0.02質量%〜2.0質量%であり、さらに好ましくは0.03質量%〜1.0質量%となるように添加する。
多官能性モノマーの使用量が、アクリル系ポリマーを調製するためのモノマー成分全量に対して3.0質量%を超えると、例えば、粘着剤組成物の凝集力が高くなりすぎ、経時での粘着力上昇が不十分となる場合がある。一方、多官能性モノマーの使用量が0.01質量%未満であると、例えば、粘着剤組成物の凝集力が低下し、剥離時に被着体に粘着剤が残る場合がある。
アクリル系ポリマーの調製に際して、熱重合開始剤や光重合開始剤(光開始剤)等の重合開始剤を用いた熱や紫外線による硬化反応を利用して、アクリル系ポリマーを容易に形成することができる。特に、粘着特性が向上する利点等から、光重合を好適に用いることができる。重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて、使用することができる。
熱重合開始剤としては、例えば、アゾ系重合開始剤(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−メチルブチロニトリル、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル、4,4´−アゾビス−4−シアノバレリアン酸、アゾビスイソバレロニトリル、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(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2´−アゾビス(N,N´−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロライド等);過酸化物系重合開始剤(例えば、ジベンゾイルペルオキシド、t−ブチルペルマレエート、過酸化ラウロイル等);レドックス系重合開始剤等が挙げられる。
熱重合開始剤の使用量としては、特に制限されないが、例えば、アクリル系ポリマーを調製するモノマー成分100質量部に対して0.01質量部〜5質量部、好ましくは0.05質量部〜3質量部の範囲内の量で配合される。熱重合開始剤の使用量が0.01重量部より少ないと、重合反応が不十分になる場合がある。熱重合開始剤の使用量が5質量部を超えると、得られる重合物の重量平均分子量が小さくなることが考えられ、そのため、形成される粘着剤層の凝集力が低くなり、剥離時に被着体に粘着剤が残る不具合が生じる場合がある。なお、熱重合性開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて、用いることができる。
光重合開始剤としては、特に制限されないが、例えば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、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、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等を用いることができる。
具体的には、ベンゾインエーテル系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン[商品名:イルガキュア651、BASF社製]、アニソイン等が挙げられる。アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名:イルガキュア184、BASF社製]、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン[商品名:イルガキュア2959、BASF社製]、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[商品名:ダロキュア1173、BASF社製]、メトキシアセトフェノン等が挙げられる。α−ケトール系光重合開始剤としては、例えば、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等が挙げられる。芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤としては、例えば、2−ナフタレンスルホニルクロライド等が挙げられる。光活性オキシム系光重合開始剤としては、例えば、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)−オキシム等が挙げられる。
また、ベンゾイン系光重合開始剤には、例えば、ベンゾイン等が含まれる。ベンジル系光重合開始剤には、例えば、ベンジル等が含まれる。ベンゾフェノン系光重合開始剤には、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が含まれる。ケタール系光重合開始剤には、例えば、ベンジルジメチルケタール等が含まれる。チオキサントン系光重合開始剤には、例えば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、ドデシルチオキサントン等が含まれる。
アシルフォスフィン系光重合開始剤としては、例えば、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−n−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−t−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)オクチルホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジブトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)(2,4−ジペントキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルオクチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジイソプロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−4−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジエチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,3,5,6−テトラメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジ−n−ブトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)イソブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメチトキシベンゾイル−2,4,6−トリメチルベンゾイル−n−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジブトキシフェニルホスフィンオキシド、1,10−ビス[ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド]デカン、トリ(2−メチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、などが挙げられる。
光重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、例えば、アクリル系ポリマーを調製するモノマー成分100質量部に対して、(0.01)質量部〜(5)質量部、好ましくは(0.05)質量部〜(3)質量部の範囲内の量で配合される。光重合開始剤の使用量が0.01質量部より少ないと、重合反応が不十分になる場合がある。光重合開始剤の使用量が5質量部を超えると、光重合開始剤が紫外線を吸収することにより、紫外線が粘着剤層内部まで届かなくなる場合がある。この場合、重合率の低下を生じたり、生成するポリマーの分子量が小さくなってしまう。そして、これにより、形成される粘着剤層の凝集力が低くなり、剥離時に被着体に粘着剤が残る場合がある。なお、光重合性開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて、用いることができる。
本実施形態において、ポリマー(A)は、モノマー成分と重合開始剤を配合した混合物に紫外線(UV)を照射して、モノマー成分を一部重合させた部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)として調製することもできる。アクリル系ポリマーシロップに、後述する重合体(B)を配合して粘着剤組成物を調製し、この粘着剤組成物を所定の被塗布体に塗布し、紫外線を照射させて重合を完結させることもできる。すなわち、アクリル系ポリマーシロップはポリマー(A)の前駆体であって、アクリル系ポリマーシロップに重合体(B)を配合したものも、本実施の形態の粘着剤組成物に相当する。
[重合体(B)]
重合体(B)は、官能基当量が1000g/mol以上4000g/mol未満であるポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーをモノマー単位として含む。重合体(B)を構成するポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーとしては、特に限定されず、任意のポリオルガノシロキサン骨格含有モノマーを用いることができる。ポリオルガノシロキサン骨格含有モノマーは、その構造に由来する極性の低さのために、粘着剤表面に重合体(B)を偏在させ、貼り合わせ初期の軽剥離性を発現する。
ポリオルガノシロキサン骨格含有モノマーの具体例としては、例えば、下記一般式(1)又は(2)で表される、ポリオルガノシロキサン骨格含有モノマーを用いることができる。より具体的には、信越化学工業株式会社製の商品名X22−174ASX、X22−2426、X22−2475、KF−2012などが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて、使用することができる。
Figure 2021121682
Figure 2021121682
[式(1)(2)中、R3は水素又はメチルであり、R4はメチル又は1価の有機基であり、m及びnは0以上の整数である]
重合体(B)を構成するポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの官能基当量は、1000g/mol以上4000g/mol未満である。ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの官能基当量が1000g/mol未満であると、貼り合わせ初期の粘着力(以下、「初期粘着力」という場合がある)が低くならない場合がある。また、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの官能基当量が4000g/mol以上であると、ポリマー(A)との相溶性が低下し、経時での粘着力の上昇性に劣る場合がある。
ここで、「官能基当量」とは、官能基1個当たりに対するモノマーの分子量を意味し、本明細書においては、官能基1mol当たりに換算することにより単位g/molを用いている。ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの官能基当量は、例えば、核磁気共鳴測定装置(NMR)により得られる1H−NMR(プロトンNMR)のスペクトル強度から算出される。官能基として、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、カルボニル基、アミノ基、アルデヒド基、エーテル基などが挙げられる。本発明において用いられる重合体(B)の官能基としては、貼り合わせ初期の低粘着力と経時での粘着力上昇とを両立させることができる点で、メタクリル基が好ましい。
1H−NMRで、シロキサン構造のケイ素にCを介して結合するH(例えばSi−(CH3)2のH)のスペクトル強度と、官能基のC−CH3のH、SHのH、又はC=CH2のHのスペクトル強度の比を求める。シロキサン構造のSi−(CH3)2のHのスペクトル強度と、官能基のC=CH2のHのスペクトル強度比を求めた場合を例にとって説明すると、スペクトル強度比から、測定試料に含まれるシロキサン構造のSi−(CH3)2の個数と、官能基のC=CH2の個数の比が分かる。シロキサン構造の化学式と官能基の化学式は予め分かっているため、シロキサン構造のSi−(CH3)2の個数と、官能基のC=CH2の個数の比から、測定試料に含まれる、Si−(CH3)2結合を有するシロキサン構造の個数Aと、官能基の個数Bとの比(A/B)が分かる。Si−(CH3)2結合を有するシロキサン構造(ここではジメチルシロキサン)の1個当たりの分子量は分かっているため、その1個当たりの分子量に、上記シロキサン構造の個数Aと官能基の個数との比(A/B)を乗じた値が、官能基1個当たりの、Si−(CH3)2結合を有するシロキサン構造の質量、即ち、主骨格の質量となり、その質量にアボガドロ数を乗じた値が官能基当量(g/mol)となる。
なお、官能基当量が異なる2種類以上のポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーを用いる場合、その官能基当量は算術平均した値を用いることができる。すなわち、下記式により計算することが出来る。
モノマー混合物の官能基当量(g/mol)=(モノマー1の官能基当量×モノマー1の配合量+モノマー2の官能基当量×モノマー2の配合量+・・・+モノマーnの官能基当量×モノマーnの配合量)/(モノマー1の配合量+モノマー2の配合量+・・・+モノマーnの配合量)
官能基当量が1000g/mol以上4000g/mol未満であるポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの含有量は、重合体(B)の全モノマー成分に対して15質量%以上50質量%以下であり、20質量%以上45質量%以下であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。当該含有量が、15質量%未満の場合には、貼り合わせ初期の粘着力が低くならない場合がある。一方、当該含有量が、50質量%より多い場合には、経時での粘着力の上昇性に劣る場合がある。
重合体(B)は、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーと、(メタ)アクリル系モノマー、ポリオキシアルキレン骨格を有するモノマー、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、共重合性モノマーからなる群より選ばれる1以上のモノマーとの共重合体であってもよい。
(メタ)アクリル酸エステルモノマーの例としては、
(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−2−エチルヘキシル、(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のような(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジルのような(メタ)アクリル酸アリールエステル;
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;
等を挙げることができる。このような(メタ)アクリル酸エステルは単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、重合体(B)は、(メタ)アクリル酸エステル成分単位のほかに、(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な他のモノマー成分(共重合性モノマー)を共重合させて得ることも可能である。例えば、重合体(B)は、エポキシ基又はイソシアネート基と反応性を有する官能基が導入されていてもよい。このような官能基の例としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メルカプト基を挙げることができ、重合体(B)を製造する際にこうした官能基を有するモノマーを使用(共重合)してもよい。
(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な他のモノマーとしては、
アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー;
(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(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のような(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;
(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩等の塩;
エチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、プロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステルのような(ポリ)オキシアルキレンのジ(メタ)アクリル酸エステルモノマー;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステルのような多価(メタ)アクリル酸エステルモノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;
塩化ビニリデン、(メタ)アクリル酸−2−クロロエチルのようなハロゲン化ビニル化合物;
2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンのようなオキサゾリン基含有重合性化合物;
(メタ)アクリロイルアジリジン、(メタ)アクリル酸−2−アジリジニルエチルのようなアジリジン基含有重合性化合物;
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、(メタ)アクリル酸−2−エチルグリシジルエーテルのようなエポキシ基含有ビニルモノマー;
(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、ラクトン類と(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの付加物のようなヒドロキシル基含有ビニルモノマー;
フッ素置換(メタ)アクリル酸アルキルエステルのような含フッ素ビニルモノマー;
無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有モノマー;
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物系モノマー;
2−クロルエチルビニルエーテル、モノクロロ酢酸ビニルのような反応性ハロゲン含有ビニルモノマー;
(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−ジエチル(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−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−エチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(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、N−アクリロイルモルホリンのようなアミド基含有ビニルモノマー;
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のスクシンイミド系モノマー;
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のマレイミド系モノマー;
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のイタコンイミド系モノマー;
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の窒素含有複素環系モノマー;
N−ビニルカルボン酸アミド類;
N−ビニルカプロラクタム等のラクタム系モノマー;
(メタ)アクリロニトリル等のシアノアクリレートモノマー;
(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;
シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有モノマー;
2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有モノマー;
ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルアリルアミン、2−メトキシエトキシトリメトキシシランのような有機ケイ素含有ビニルモノマー;
(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸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)メチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル等の水酸基含有モノマー;
(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素原子含有(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等の複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子等を有するアクリル酸エステル系モノマー;
イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;
エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等のオレフィン又はジエン類;
ビニルアルキルエーテル等のビニルエーテル類;
塩化ビニル;
その他、ビニル基を重合したモノマー末端にラジカル重合性ビニル基を有するマクロモノマー類等を挙げることができる。これらのモノマーは、単独であるいは組み合わせて前記(メタ)アクリル酸エステルと共重合させることができる。
重合体(B)は、ホモポリマーのガラス転移温度が40℃以上のモノマーをモノマー単位として含んでもよい。重合体(B)を構成するホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃以上のモノマーとしては、例えば、ジシクロペンタニルメタクリレート(Tg:175℃)、ジシクロペンタニルアクリレート(Tg:120℃)、イソボルニルメタクリレート(Tg:173℃)、イソボルニルアクリレート(Tg:97℃)、メチルメタクリレート(Tg:105℃)、1―アダマンチルメタクリレート(Tg:250℃)、1―アダマンチルアクリレート(Tg:153℃)等の(メタ)アクリル系モノマー;アクリロイルモルホリン(Tg:145℃)、ジメチルアクリルアミド(Tg:119℃)、ジエチルアクリルアミド(Tg:81℃)、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(Tg:134℃)、イソプロピルアクリルアミド(Tg:134℃)、ヒドロキシエチルアクリルアミド(Tg:98℃)等のアミド基含有ビニルモノマー;N−ビニル−2−カプロラクタム等のN−ビニルカプロラクタム等のラクタム系モノマー等を挙げることができる。このモノマーは、そのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃以上のモノマーの含有量は、重合体(B)の全モノマー成分に対して10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、15質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上50質量%以下であることがさらに好ましい。当該含有量が、10質量%未満の場合には、ポリマーとの相溶性が低下し、剥離時に粘着剤が被着体に残る不具合が生じる場合がある。一方、当該含有量が、80質量%より多い場合には、経時での粘着力の上昇性に劣る場合がある。
重合体(B)にホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃以上の(メタ)アクリル系モノマーを含むことで、貼り合わせ初期の粘着力の抑制と経時で粘着力の上昇を両立させることができる。なお、重合体(B)は、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃未満の(メタ)アクリル系モノマーを含んでもよい。ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃未満の(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、ブチルメタクリレート(Tg:20℃)、2−エチルヘキシルメタクリレート(Tg:−10℃)などを挙げることができる。
重合体(B)は、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマー及びホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃以上の(メタ)アクリル系モノマーの他に、脂環式構造を有する(メタ)アクリル系モノマー、ポリオキシアルキレン骨格を有するモノマー、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、共重合性モノマーからなる群より選ばれる1以上のモノマーとの共重合体であってもよい。
重合体(B)において、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマー及びホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が40℃以上の(メタ)アクリル系モノマー以外の他のモノマー成分の含有量は、重合体(B)の全モノマー成分に対して5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、25質量%以上40質量%以下であることがさらに好ましい。
重合体(B)の重量平均分子量は10000以上70000以下であり、15000以上60000以下であることが好ましく、20000以上50000以下であることがより好ましい。重合体(B)の重量平均分子量が70000を超える場合には、規定粘着力が劣る場合がある。また、重量平均分子量が10000未満の場合には、低分子量となるため粘着シートの粘着力が経時で上昇しない場合がある。さらに、重合体(B)は、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーをモノマー単位として含むものであるため、重量平均分子量が10000未満の重合体(B)や70000を超える重合体(B)が得られない場合がある。
ポリマー(A)及び重合体(B)の重量平均分子量の測定は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によりポリスチレン換算して求めることができる。具体的には後述する実施例において記載する方法、条件に準じて測定される。
重合体(B)は、例えば、上述したモノマーを、溶液重合法やバルク重合法、乳化重合法、懸濁重合、塊状重合等により重合することで作製することができる。
重合体(B)の分子量を調整するためにその重合中に連鎖移動剤を用いることができる。使用する連鎖移動剤の例としては、オクチルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、t−ノニルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、α−チオグリセロール等のメルカプト基を有する化合物;チオグリコール酸、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸t−ブチル、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸イソオクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、エチレングリコールのチオグリコール酸エステル、ネオペンチルグリコールのチオグリコール酸エステル、ペンタエリスリトールのチオグリコール酸エステル等のチオグリコール酸エステル類;α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
連鎖移動剤の使用量としては、特に制限されないが、通常、モノマー100質量部に対して、連鎖移動剤を0.05質量部〜15質量部、好ましくは、0.1質量部〜10質量部、さらに好ましくは0.1質量部〜5質量部含有する。このように連鎖移動剤の添加量を調整することで、好ましい分子量の(メタ)アクリル系重合体(B)を得ることができる。なお、連鎖移動剤は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[粘着剤組成物]
粘着剤組成物は、上述のポリマー(A)及び重合体(B)を必須成分として含むものである。重合体(B)の含有量は、ポリマー(A)100質量部に対して、2質量部以上15質量部以下であるが、好ましくは2質量部〜10質量部である。重合体(B)を15質量部を超えて添加すると、粘着剤組成物で形成した粘着剤層の粘着力が経時で上昇しない。また、重合体(B)の添加量が2質量部より少ない場合は、貼り合せ初期の粘着力が低くならず、被着体からの接着剤組成物の剥離が困難となるおそれがある。
粘着剤組成物は、上述したポリマー(A)及び重合体(B)以外に、粘着剤組成物の分野において一般的な各種の添加剤を任意成分として含有してもよい。このような任意成分としては、粘着付与樹脂、架橋剤、触媒、可塑剤、軟化剤、充填剤、着色剤(顔料、染料等)、酸化防止剤、レベリング剤、安定剤、防腐剤、帯電防止剤等が例示される。このような添加剤は、従来公知のものを常法により使用することができる。
粘着剤層の凝集力を調整するには、上述の各種モノマー以外に、架橋剤を用いることも可能である。架橋剤は、通常用いる架橋剤を使用することができ、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、シリコーン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、シラン系架橋剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等を挙げることができる。特に、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤を好適に使用することができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
具体的には、イソシアネート系架橋剤の例としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、及び、これらとトリメチロールプロパン等のポリオールとのアダクト体を挙げることができる。あるいは、1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基と、1つ以上の不飽和結合を有する化合物、具体的には、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレートなどもイソシアネート系架橋剤として使用することができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
エポキシ系架橋剤としては、ビスフェノールA、エピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン及び1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
金属キレート化合物としては、金属成分としてアルミニウム、鉄、スズ、チタン、ニッケルなど、キレート成分としてアセチレン、アセト酢酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
架橋剤の含有量は、ポリマー(A)100質量部に対し、0.01質量部〜10質量部であることが好ましく、0.05質量部〜5質量部であることがより好ましい。含有量が0.01質量部未満である場合には、粘着剤組成物の凝集力が小さくなり、接着信頼性に劣る場合がある。一方、含有量が10質量部を超える場合には、粘着剤組成物の凝集力が大きく、流動性が低下し、経時の粘着力上昇性が劣る場合がある。
粘着付与樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、炭化水素系粘着付与樹脂、ケトン系粘着付与樹脂の他、ポリアミド系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂、エラストマー系粘着付与樹脂などを挙げることができる。
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、トール油ロジンなどの未変性ロジン(生ロジン)や、これらの未変性ロジンを重合、不均化、水添化などにより変性した変性ロジン(重合ロジン、安定化ロジン、不均化ロジン、完全水添ロジン、部分水添ロジンや、その他の化学的に修飾されたロジンなど)の他、各種のロジン誘導体などを挙げることができる。
ロジン誘導体としては、例えば、
ロジン類(未変性ロジン、変性ロジンや、各種ロジン誘導体など)にフェノールを酸触媒で付加させ熱重合することにより得られるロジンフェノール系樹脂;
未変性ロジンをアルコール類によりエステル化したロジンのエステル化合物(未変性ロジンエステル)や、重合ロジン、安定化ロジン、不均化ロジン、完全水添ロジン、部分水添ロジンなどの変性ロジンをアルコール類によりエステル化した変性ロジンのエステル化合物(重合ロジンエステル、安定化ロジンエステル、不均化ロジンエステル、完全水添ロジンエステル、部分水添ロジンエステルなど)などのロジンエステル系樹脂;
未変性ロジンや変性ロジン(重合ロジン、安定化ロジン、不均化ロジン、完全水添ロジン、部分水添ロジンなど)を不飽和脂肪酸で変性した不飽和脂肪酸変性ロジン系樹脂;
ロジンエステル系樹脂を不飽和脂肪酸で変性した不飽和脂肪酸変性ロジンエステル系樹脂;
未変性ロジン、変性ロジン(重合ロジン、安定化ロジン、不均化ロジン、完全水添ロジン、部分水添ロジンなど)、不飽和脂肪酸変性ロジン系樹脂や不飽和脂肪酸変性ロジンエステル系樹脂におけるカルボキシル基を還元処理したロジンアルコール系樹脂;
未変性ロジン、変性ロジンや、各種ロジン誘導体等のロジン系樹脂(特に、ロジンエステル系樹脂)の金属塩などを挙げることができる。
テルペン系粘着付与樹脂としては、例えば、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合体などのテルペン系樹脂や、これらのテルペン系樹脂を変性(フェノール変性、芳香族変性、水素添加変性、炭化水素変性など)した変性テルペン系樹脂(例えば、テルペンフェノール系樹脂、スチレン変性テルペン系樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、水素添加テルペン系樹脂など)などを挙げることができる。
フェノール系粘着付与樹脂としては、例えば、各種フェノール類(例えば、フェノール、m−クレゾール、3,5−キシレノール、p−アルキルフェノール、レゾルシンなど)とホルムアルデヒドとの縮合物(例えば、アルキルフェノール系樹脂、キシレンホルムアルデヒド系樹脂など)、前記フェノール類とホルムアルデヒドとをアルカリ触媒で付加反応させたレゾールや、前記フェノール類とホルムアルデヒドとを酸触媒で縮合反応させて得られるノボラックなどを挙げることができる。
炭化水素系粘着付与樹脂(石油系粘着付与樹脂)としては、例えば、
脂肪族系炭化水素樹脂[炭素数4〜5のオレフィンやジエン(ブテン−1、イソブチレン、ペンテン−1等のオレフィン;ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン等のジエンなど)などの脂肪族炭化水素の重合体など]、
脂肪族系環状炭化水素樹脂[いわゆる「C4石油留分」や「C5石油留分」を環化二量体化した後重合させた脂環式炭化水素系樹脂、環状ジエン化合物(シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジペンテンなど)の重合体又はその水素添加物、下記の芳香族系炭化水素樹脂や脂肪族・芳香族系石油樹脂の芳香環を水素添加した脂環式炭化水素系樹脂など]、
芳香族系炭化水素樹脂[炭素数が8〜10であるビニル基含有芳香族系炭化水素(スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、インデン、メチルインデンなど)の重合体など]、
脂肪族・芳香族系石油樹脂(スチレン−オレフィン系共重合体など)、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加炭化水素樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂などを挙げることができる。
好ましく使用され得る重合ロジンエステルの市販品としては、荒川化学工業株式会社製の商品名「ペンセルD−125」、「ペンセルD−135」、「ペンセルD−160」、「ペンセルKK」、「ペンセルC」等が例示されるが、これらに限定されない。
好ましく使用され得るテルペンフェノール系樹脂の市販品としては、ヤスハラケミカル株式会社製の商品名「YSポリスターS−145」、「YSポリスターG−125」、「YSポリスターN125」、「YSポリスターU−115」、荒川化学工業株式会社製の商品名「タマノル803L」、「タマノル901」、住友ベークライト株式会社製の商品名「スミライトレジンPR−12603」等が例示されるが、これらに限定されない。
[粘着剤層及び粘着シート]
粘着剤層は、粘着剤組成物の硬化層である。すなわち、粘着剤層は、粘着剤組成物を適当な基材に付与(例えば、塗布・塗工)した後、硬化処理を適宜施すことにより形成することができる。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、又は多段階に行うことができる。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、硬化処理として、最終的な共重合反応が行われる(部分重合物を更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。
粘着剤組成物の塗付・塗工は、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。なお、基材に粘着剤組成物を直接付与して粘着剤層を形成してもよく、剥離ライナー上に形成した粘着剤層を基材に転写してもよい。
粘着剤層の厚さは特に限定されないが、通常は、例えば3μm〜200μm、好ましくは5μm〜150μmとすることにより、良好な接着性を実現することができる。粘着剤層の厚さが3μm未満の場合には、規定の粘着力に達しない場合があり、粘着剤層の厚さが150μmを超える場合には、貼り合せ初期の粘着力の抑制効果が不十分になる場合がある。
粘着シートは、粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する。粘着シートは、粘着剤層を基材の少なくとも片面に固定的に、すなわち当該基材から粘着剤層を分離する意図なく、設けたものである。ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着フィルム、粘着ラベル等と称されるものが含まれる。粘着シートは、その用途に応じ、適宜な形状に切断、打ち抜き加工等されたものであってもよい。なお、粘着剤層は連続的に形成されたものに限定されず、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンとなるように形成された粘着剤層であってもよい。
上記基材としては、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体などのポレオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリアクリレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ナイロン6、ナイロン6,6、部分芳香族ポリアミドなどのポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリカーボネート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等のフォーム基材;
クラフト紙、クレープ紙、和紙等の紙;
綿布、スフ布等の布;
ポリエステル不織布、ビニロン不織布等の不織布;
アルミニウム箔、銅箔等の金属箔;
等を、粘着テープの用途に応じて適宜選択して用いることができる。
また、基材には、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系若しくは脂肪酸アミド系の離型剤の付与、シリカ粉等による離型及び防汚処理や酸処理、アルカリ処理、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの易接着処理、又は、塗布型、練り込み型、蒸着型などの静電防止処理を施すこともできる。基材の厚みは目的に応じて適宜選択できるが、一般的には概ね5μm〜200μm(典型的には10μm〜100μm)程度である。
本実施形態の粘着シートには必要に応じて粘着面を保護する目的で粘着剤層表面に剥離ライナーを貼り合わせることが可能である。剥離ライナーを構成する材料としては紙やプラスチックフィルムがあるが、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。そのフィルムとしては、粘着剤層を保護し得るフィルムであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどを挙げすことができる。
剥離ライナーの厚みは、通常5μm〜200μm、好ましくは10μm〜100μm程度である。厚みがこの範囲内にあれば、粘着剤層への貼り合せ作業性と粘着剤層からの剥離作業性に優れるため、好ましい。剥離ライナーには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤の付与、シリカ粉などによる離型及び防汚処理や、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理を施すこともできる。
粘着シートは、被着体との貼り合せ初期には、粘着力が極めて小さいという特性を有する。貼り合わせ初期における粘着力は、引張速度300mm/分、剥離角度が180°で剥離した時の180°引き剥がし粘着力試験により評価することができる。180°引き剥がし粘着力試験は、後述する実施例において記載する方法、条件に準じて測定される。
粘着シートは、被着体との貼り合せ初期における粘着力が極めて小さいため、例えば、粘着シートに被着体を貼り合わせた後に、その貼り合わせを修正する必要が生じた場合でも、被着体から粘着シートを容易に剥離することが可能であり、製品の歩留まりを向上させることができる。あるいは、粘着シートを被着体に貼り合わせたときに、粘着シートと被着体との間に気泡が入った場合でも、気泡が粘着剤層と被着体との間を容易に移動するため、気泡を抜くことができる。
粘着シートの貼り合わせ初期における粘着力は、低いほど好ましく、粘着シートと被着体とを貼り合わせたのち温度23℃、湿度50%RHで30分経過したときの粘着力(第1の粘着力)は、1.0N/20mm以下であり、0.8N/20mm以下であることが好ましく、0.5N/20mm以下であることがより好ましい。第1の粘着力が1.0N/20mmより大きい粘着シートの場合は、例えば被着体と粘着シートとの貼り合わせを修正する必要がある場合でも粘着シートを被着体から剥離するのが困難となるおそれがある。
また、粘着シートは、被着体に貼り合わせたのち、加熱や紫外線照射などのエネルギー付与を要することなく短い時間の経過で粘着力が上昇し、規定粘着力に達した後には接着信頼性が高いという特性を有する。時間経過後の粘着力も、貼り合わせ初期における粘着力と同様に180°引き剥がし粘着力試験により評価することができる。
粘着シートは、被着体と貼り合わせたのち、同じ環境下において放置することにより短時間で規定粘着力に達するため、例えば粘着シートに被着体を貼り合わせた後に、その貼り合わせを修正する必要がない場合には、短時間で粘着シートと被着体とを固着させることができる。また、貼り合わせを修正する必要が生じた場合でも、再貼り合わせの後に短時間で粘着シートと被着体とを固着させることができるため、製品の歩留まりを向上させることができる。さらに、この粘着シートを用いれば、粘着力を上昇させるときに加熱や紫外線照射などのエネルギー付与を要しないため、製品の製造コストを抑制することができる。
粘着シートと被着体とを貼り合わせたのち温度23℃、湿度50%RHで放置したときの粘着力(第2の粘着力)は、24時間後に第1の粘着力の7.0倍以上であり、10倍以上であることが好ましく、15倍以上であることがより好ましい。貼り合わせたのち24時間後の第2の粘着力が第1の粘着力の7.0倍より小さい場合には、最終的に必要な粘着力に達するまでの時間が長くなるため、製造の効率性が低下するおそれがある。
貼り合わせの修正が必要な場合に、短時間で規定粘着力に達する粘着シートは、被着体から剥離することが困難になるおそれがある。したがって、粘着力が第1の粘着力の7.0倍以上となるのは、貼り合わせたのち1時間以上であることが好ましい。
粘着シートは、貼り付け初期は容易に剥離可能な程度に粘着力が低く、剥離しない場合はエネルギーの付与を要することなく短時間で被着体に強固に接着するという特徴を有する。このため、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどの画像表示装置に用いられる光学フィルムの接着などの光学用途以外にも、モバイル機器やその他の電気電子機器等における部材の接合材として、あるいは自動車や家電製品等における各種部材の接合材として用いることができる。
(ポリマー(A1)の調製)
アクリル系ポリマー(A1)の調製は、以下のとおり行った。撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管及び冷却器を備えた4つ口フラスコに、n−ブチルアクリレート(BA)95質量部、アクリル酸(AA)5質量部、及び重合溶媒として酢酸エチル200質量部を仕込み、60℃の窒素雰囲気下で2時間撹拌した。その後、熱重合開始剤としてAIBN 0.2質量部を投入し、60℃で6時間反応させ、アクリル系ポリマー(A1)の溶液を得た。このアクリル系ポリマー(A1)の重量平均分子量(Mw)は80万であった。
(ポリマー(A2)の調製)
アクリル系ポリマー(A2)の調製は、n−ブチルアクリレート95質量部を2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)95質量部に変えたこと以外、アクリル系ポリマー(A1)と同様に行った。このアクリル系ポリマー(A2)の重量平均分子量(Mw)は110万であった。
(ポリマー(A3)の調製)
アクリル系ポリマー(A3)の調製は、以下のとおり行った。n−ブチルアクリレート(BA)95質量部、アクリル酸(AA)5質量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュア184、BASF社製)0.05質量部、及び光重合開始剤(商品名:イルガキュア651、BASF社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入した。その後、混合物を窒素雰囲気下で紫外線に暴露して部分的に光重合させ、重合率約8%の部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)を得た。
(ポリマー(A4)の調製)
アクリル系ポリマー(A3)の調製は、n−ブチルアクリレート95質量部を78質量部に変更し、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)17質量部を加えたこと以外、アクリル系ポリマー(A3)と同様に行った。
(ポリマー(A5)の調製)
アクリル系ポリマー(A5)の調製は、n−ブチルアクリレート95質量部を67質量部に変更し、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)28質量部を加えたこと以外、アクリル系ポリマー(A3)と同様に行った。
(重合体(B1)の調製)
(メタ)アクリル系重合体(B1)の調製は、以下のとおり行った。トルエン100質量部、メチルメタクリレート(MMA)40質量部、ブチルメタクリレート(BMA)20質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート(2−EHMA)20質量部、官能基当量が4600g/molのポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマー(商品名:KF−2012、信越化学工業株式会社製)11質量部、官能基当量が900g/molのポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマー(商品名:X22−174ASX、信越化学工業株式会社製)9質量部、及び連鎖移動剤としてチオグリコール酸メチル1.5質量部を、撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器及び滴下ロートを備えた4つ口フラスコに投入し、70℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、熱重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を投入し、70℃で2時間反応させた後に、熱重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.1質量部を投入し、続いて80℃で5時間反応させた。得られた(メタ)アクリル系重合体(B1)の重量平均分子量(Mw)及び官能基当量は、表1に記載のとおりであった。
(重合体(B2)〜重合体(B4)の調製)
(メタ)アクリル系重合体(B2)〜(メタ)アクリル系重合体(B4)は、連鎖移動剤としてチオグリコール酸メチルを表1に記載の量で用いたこと以外、(メタ)アクリル系重合体(B1)と同様に調製した。得られた(メタ)アクリル系重合体(B2)〜(メタ)アクリル系重合体(B4)の重量平均分子量(Mw)は、それぞれ表1に記載のとおりであった。
(重合体(B5)〜重合体(B12)の調製)
(メタ)アクリル系重合体(B5)〜(メタ)アクリル系重合体(B12)は、トルエン100重量部に、メチルメタクリレート(MMA)、ブチルメタクリレート(BMA)、2−エチルヘキシルメタクリレート(2−EHMA)、及びポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマーを、それぞれ表1に記載の割合で用いたこと以外、(メタ)アクリル系重合体(B1)と同様に調製した。得られた(メタ)アクリル系重合体(B5)〜(メタ)アクリル系重合体(B12)の官能基当量は、それぞれ表1に記載のとおりであった。
なお、ポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマーの各々(いずれも信越化学工業株式会社製)の官能基当量は、以下のとおりである。
・商品名 X22−2475: 420g/mol
・商品名 X22−174ASX: 900g/mol
・商品名 KF−2012: 4600g/mol
・商品名 X22−2426: 12000g/mol
Figure 2021121682
なお、重合体の重量平均分子量は、GPC装置(東ソー社製、HLC−8220GPC)を用いて測定を行った。測定条件は下記の通りであり、標準ポリスチレン換算により分子量を求めた。
・サンプル濃度:0.2wt%(テトラヒドロフラン(THF)溶液)
・サンプル注入量:10μl
・溶離液:THF
・流速:0.6ml/min
・測定温度:40℃
・カラム:
サンプルカラム;TSKguardcolumn SuperHZ-H(1本)+TSKgel SuperHZM-H(2本)
リファレンスカラム;TSKgel SuperH-RC(1本)
・検出器:示差屈折計(RI)
[実施例1]
(粘着剤組成物の調製)
上述のアクリル系ポリマー(A1)溶液(30質量%)を酢酸エチルで20質量%に希釈した溶液500質量部(アクリル系ポリマー(A1)100質量部)に、(メタ)アクリル系重合体(B1)を5質量部、及び架橋剤としてコロネートL(日本ポリウレタン工業社製、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)1質量部を加え、25℃下で約5分間混合撹拌を行って、粘着剤組成物を調製した。
(粘着シートの作製)
上記粘着剤組成物を、片面をシリコーンで処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理面に塗布し、130℃で2分間加熱して、厚さ25μmの粘着剤層を形成した。その後、片面をシリコーンで処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRE、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理面を粘着剤層に貼り合せ、実施例1の粘着シートとした。
[実施例2〜実施例9、比較例1〜比較例10]
粘着剤組成物の調製は、表2に記載のアクリル系ポリマー(A1)又は(A2)100質量部に、表1に記載の(メタ)アクリル系重合体(B2)〜(B12)を、それぞれ表2に記載の配合部数加えたこと以外、実施例1と同様に行った。そのように調製した粘着剤組成物を用いて、_実施例2〜実施例9及び比較例1〜比較例10の粘着シートを作製した。
[実施例10、実施例11、比較例11]
(粘着剤組成物の調製)
上述のアクリル系ポリマー(A3)100質量部に、表1に記載の(メタ)アクリル系重合体(B2)5質量部と、架橋剤としてヘキサンジオールジアクリレート0.07質量部とを添加した後、これらを均一に混合して粘着剤組成物を調製した。
(粘着シートの作製)
片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理面に、上述した粘着剤組成物を最終的な厚みが25μmになるように塗布して塗布層を形成した。次いで、塗布された粘着剤層組成物の表面に、片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRE、三菱樹脂株式会社製)を、当該フィルムの剥離処理面が塗布層側になるようにして被覆した。これにより、粘着剤組成物の塗布層(粘着剤層)を酸素から遮断した。このようにして得られた塗布層に、ケミカルライトランプ(株式会社東芝製)を用いて照度5mW/cm(約350nmに最大感度をもつトプコンUVR−TIで測定)の紫外線を360秒間照射して重合させ、粘着剤層シートを得た。粘着剤層シートの両面に設けられたポリエステルフィルムは、剥離ライナーとして機能する。
[粘着力測定方法]
実施例1〜実施例11及び比較例1〜比較例11の粘着シートの粘着力を、180°引き剥がし粘着力試験によって測定した。各実施例及び各比較例に係る粘着シートの一方のポリエステルフィルムを剥離し、接着剤層の露出面に厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合せ、 それを20mm幅に切断して、試験片を作製した。トルエンで清浄化したステンレス鋼板(SUS304BA)(以下、SUS板という)を用意した。粘着シートの他方のポリエステルフィルムを剥離し、粘着剤層の露出面にSUS板を接触させ、2kgローラーを往復させて粘着剤層とSUS板とを貼り合わせた。なお、ステンレス鋼板(SUS304BA)は、JIS G4305の「表3−オーステナイト系の化学成分」、「表15−表面仕上げ」等の記載から組成や表面状態が規定されている。
SUS板と粘着シートとを貼り合わせたのち、その積層物を温度23℃、湿度50%RHの環境下で30分間放置した。また、SUS板に粘着シートを貼り合わせたのち、その積層物を温度23℃、湿度50%RHの環境下で24時間放置した。それぞれの積層物について、粘着シートをその端部から180 度の剥離方向に300mm/分の引張速度で剥離し、その時の被着体に対する粘着力(抵抗力)(単位:N/20mm )を測定した。
粘着力の測定値を表2に示す。表2において、第1の粘着力は、貼り合わせたのち温度23℃、湿度50%RHの環境下において30分経過したときの粘着力であり、第2の粘着力は、貼り合わせたのち温度23℃、湿度50%RHの環境下において24時間経過したときの粘着力である。また、経時粘着力は、貼り合わせたのち温度23℃、湿度50%RHの環境下において一定時間が経過したときの粘着力であり、ここでは貼り合わせたのち8時間が経過したときの粘着力を掲載している。比率は、第1の粘着力と第2の粘着力との比である。
Figure 2021121682
表2に示されるように、実施例に係る粘着シートはいずれも、第1の粘着力が1.0N/20mm以下であり、粘着シートと被着体との貼り合わせ直後には低い粘着力であるため、粘着シートと被着体とを容易に剥離することができる。また、貼り合わせたのち24時間が経過したときの第2の粘着力は、第1の粘着力の7.0倍以上であることから、実施例に係る粘着シートは、短時間で粘着力が上昇することがわかる。

Claims (5)

  1. 基材と該基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを有する粘着シートであって、
    粘着剤層は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマーと、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーをモノマー単位として含む重合体とを含み、
    前記粘着剤層とステンレス鋼板(SUS304BA)とを貼り合わせたのち23℃の環境下において30分経過したときの粘着力である第1の粘着力が1.0N/20mm以下であり、
    前記粘着剤層とステンレス鋼板(SUS304BA)とを貼り合わせたのち23℃の環境下において24時間経過したときの粘着力である第2の粘着力が、3.0N/20mm以上かつ前記第1の粘着力の7.0倍以上である、
    粘着シート。
  2. 前記第2の粘着力は、4.0N/20mm以上である、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の粘着シートの粘着剤層を形成する粘着剤組成物であって、
    ガラス転移温度が0℃未満のポリマー(A)100質量部と、
    官能基当量が1000g/mol以上4000g/mol未満であるポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーをモノマー単位として含み、重量平均分子量が10000以上70000以下である重合体(B)2質量部以上15質量部以下と
    を含み、
    前記重合体(B)における、モノマー成分としてポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーの含有量は、15質量%以上50質量%以下である、粘着剤組成物。
  4. 前記ポリマー(A)はアクリル系ポリマーである、請求項3に記載の粘着剤組成物。
  5. 前記ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーは、下記一般式(1)又は(2)で表されるモノマー群から選ばれる1種又は2種以上のモノマーである、請求項3又は請求項4に記載の粘着剤組成物。
    Figure 2021121682
    Figure 2021121682
    [式(1)(2)中、R3は水素又はメチルであり、R4はメチル又は1価の有機基であり、m及びnは0以上の整数である]


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