JP4960173B2 - 剥離シートおよび粘着シート - Google Patents
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Description
このような、精密電子機器の製造工程で使用される粘着シートにおいては、シリコーン系粘着剤は該粘着剤中に含まれる低分子量のシリコーン系化合物により電子部品がトラブルを起こすおそれがある。したがって、一般に、例えばアクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等の非シリコーン系粘着剤が用いられる。また、精密電子機器の製造工程で使用される粘着シートに限らず、一般的に粘着シートとしては、製造後使用時まで粘着剤層を保護するために基材上に剥離剤層を設けてなる剥離シートが貼付されている形態のもの、基材の粘着剤層の面と反対側の面に剥離剤層が設けられ、それが連続したロール状に巻回されている形態のもの、および、同じく基材の粘着剤層の面と反対側の面に剥離剤層が設けられ、それを一定のサイズに裁断したシートが複数枚積層されている形態のものがある。
したがって、精密電子機器用途に用いられる粘着シートのための剥離剤層には、非シリコーン系剥離剤として知られているアルキド系の樹脂(例えば、特許文献1参照)や長鎖アルキル系の樹脂(例えば、特許文献2参照)を使用することが試みられている。
しかしながら、剥離剤層を形成させるためにこれらの樹脂を用いた場合、粘着剤層と剥離剤層との間の剥離力が高く、粘着剤層と剥離剤層とが剥離し難い場合があるという問題が生じる。
しかしながら、これらの剥離シートを用いた場合であっても、粘着剤層と剥離剤層が貼付された状態で熱履歴を受けた場合には、粘着剤層と剥離剤層との間の剥離力が高くなり(重剥離化)、経時剥離安定性という点ではまだ充分ではなかった。
すなわち、本発明は、
(1)剥離シート基材と剥離剤層からなり、同剥離剤層がゴム系エラストマー100質量部および水素引き抜き型光重合開始剤0.1〜15質量部を含み、活性エネルギー線照射により得られた硬化層であることを特徴とする剥離シート、
(2)前記ゴム系エラストマーがポリブタジエンおよび/またはポリイソプレンである上記(1)に記載の剥離シート、
(3)剥離剤層が酸化防止剤を含むものである上記(1)または(2)に記載の剥離シート、
(4)剥離シート基材と剥離剤層との間に弾性体からなるアンダーコート層を設けた上記(1)〜(3)のいずれかに記載の剥離シート、
(5)弾性体がポリウレタンである上記(4)に記載の剥離シート、
(6)活性エネルギー線が紫外線である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の剥離シート、
(7)前記水素引き抜き型光重合開始剤がアセトフェノンである上記(1)〜(6)のいずれかに記載の剥離シート、
(8)基材の少なくとも片面に粘着剤層が形成され、同粘着剤層に上記(1)〜(6)のいずれかに記載の剥離シートを設けてなる粘着シート、
(9)粘着剤層がアクリル系粘着剤層である上記(8)に記載の粘着シート、
(10)前記水素引き抜き型光重合開始剤がアセトフェノンである上記(8)または(9)に記載の粘着シート、および
(11)前記剥離シートの前記粘着剤層に対する熱促進後の剥離力(B)と常態剥離力(A)の比(B)/(A)が5以下である上記(8)〜(10)のいずれかに記載の粘着シートを提供するものである。
本発明の剥離シートにおける剥離シート基材としては、特に制限はなく、従来剥離シート基材として知られている公知の剥離シート基材の中から、適宜選択して用いることができる。
そのような基材としては、グラシン紙、コート紙、キャストコート紙、無塵紙等の紙基材、これらの紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、あるい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、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂フィルム、ポリプロピレンやポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、酢酸セルロース系樹脂フィルム等のプラスチックフィルムまたはシート、およびこれらを含む積層シートまたはフィルムが挙げられる。
特に、PETのようなポリエステル系樹脂から製造されるフィルムまたはシートが、耐熱性が良好であり、機械的強度にも優れ、コストも比較的安価であることなどから好適に用いられる。
剥離シート基材の厚さは特に制限されないが、通常10〜150μm、好ましくは、20〜100μmである。
10μm以上とすることにより、強度および製造または使用時の取り扱い易さが確保され、150μm以下とすることにより、コストアップを防ぎ、かつ、製品が嵩高くなるのを防止する。
酸化法としては、たとえば、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾンや紫外線照射処理などが挙げられる。凹凸化法としては、たとえば、サンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は剥離シート基材の種類に応じて適宜選ばれるが、一般にコロナ放電処理が効果および操作性などの面から好ましく用いられる。また、プライマー処理を施すこともできる。
剥離剤層はゴム系エラストマーと水素引き抜き型光重合開始剤を含んでおり、活性エネルギー線照射により硬化した層からなっている。
両者の配合量(固形分換算)は、ゴム系エラストマー100質量部に対して水素引き抜き型光重合開始剤0.1〜15質量部、好ましくは、0.5〜12質量部である。水素引き抜き型光重合開始剤の配合量を0.1質量部以上とすることにより、後で述べる粘着シートの重剥離化を抑制し、15質量部以下とすることにより、剥離剤層表面の表面エネルギーを抑えて剥離力を低くすることができる。
光重合開始剤としては、分子内開裂型光重合開始剤と水素引き抜き型光重合開始剤が知られているが、本発明の剥離シートにおける剥離剤層では水素引き抜き型光重合開始剤を使用することが必須である。
本発明で用いられる水素引き抜き型光重合開始剤は剥離シートの重剥離の要因となる剥離剤層表面に存在しているゴム系エラストマー中の二重結合を開裂させて安定化させる役割を有しており、活性エネルギー線の照射によりゴム系エラストマー中にラジカルを発生させる。したがって、水素引き抜き型光重合開始剤を用いた方が反応効率としては小さいが、ゴム系エラストマーに極性基が付加せず、二重結合を開裂できるため有効である。
水素引き抜き型光重合開始剤の具体例としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、P,P´−ジメトキシベンゾフェノン、P,P´−ジクロルベンゾフェノンP,P´−ジメチルベンゾフェノン、アセトナフトンなどの芳香族ケトン類が挙げられ、そのほか、テレフタルアルデヒドなどの芳香族アルデヒド、メチルアントラキノンなどのキノン系芳香族化合物が挙げられる。
これらの中で、剥離シートの重剥離化を起こしにくく経時剥離安定性を確保できるという点でアセトフェノンが好ましい。
を構成するゴム系ポリマー、特にポリブタジエンやイソプレンなどのジエン系ゴムは、分子内に二重結合を有しているので、酸化劣化し易く、それを抑制するために酸化防止剤を含有させるのが有利である。
酸化防止剤としては、特に制限はなく、公知のホスファイト系酸化防止剤、有機イオウ系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等のいずれもが使用可能である。
有機溶媒としては、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、n-ブタノール、イソブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、これらは単独でも二種以上組み合わせて用いても良い。
剥離剤溶液は剥離シート基材への塗工性の観点から、ゴム系エラストマー等の濃度を0.5〜15質量%程度に調整するのが好ましい。0.5質量%以上とすることにより、剥離シート基材上に均一な剥離剤層を形成させることができ、15質量%以下とすることにより、ゴム系エラストマー等の不必要な使用を回避し、コストアップするのを防止する。
剥離剤溶液の塗工量は、必要とする剥離力(軽剥離)を得るためには、剥離剤の量として0.01g/m2以上が好ましく、ブロッキングを起こさないためには、1.5g/m2以下が好ましい。剥離剤の塗工量を上記のような範囲にすれば、剥離剤層の厚さが0.01〜2μm程度となり、塗工量をより好ましい範囲である0.02〜0.5g/m2とすれば剥離剤層の厚さが0.02〜0.8μm程度のより好ましい範囲となる。
本発明の剥離シートにおいては、剥離シート基材と剥離剤層との間に、必要に応じて、アンダーコート層を介在させてもよい。アンダーコート層を介在させることにより、密着性と安定した剥離力を得ることができるという利点がある。アンダーコート層を形成させるための材料としては弾性体が挙げられる(以下、アンダーコート層のことを「弾性体層」と記載することがある)。
弾性体としては、天然ゴムなどの天然樹脂、ポリウレタン系、エチレン酢酸ビニル共重合休、ポリオレフィン系等の合成樹脂、或いは、合成ゴム、例えば、スチレンブタジエン系、クロロプレン系、ブチル系、エチレン・プロピレン系、アクリル系のゴム等の材料から形成される弾性体が使用可能であるが、剥離剤溶液に使用する有機溶媒に対しての耐溶剤性(不溶解である)及び優れたゴム弾性を有することから、特にポリウレタンエラストマーや変性ポリウレタンエラストマーなどのポリウレタン系の合成樹脂が好ましい。
弾性体層は、上記のような材料を有機溶媒に溶解させたアンダーコート液を剥離シート基材上に塗工、乾燥させることにより形成させることができる。さらに必要に応じて、塗工、乾燥後に紫外線照射をすることにより耐溶剤性の向上、基材との密着性を向上させることができる。
アンダーコート層を介在させる場合、その中にも必要に応じて前記のような酸化防止剤を配合することができる。
アンダーコート液は、塗工の利便さから、これらの有機溶媒を使用して、固形分濃度が0.1〜15質量%程度、好ましくは0.5〜5質量%の範囲になるように調製するのが好ましい。
アンダーコート液の前記剥離シート基材上への塗工は、例えばバーコート法、リバースロールコート法、ナイフコート法、ロールナイフコート法、グラビアコート法、エアドクターコート法、ドクターブレードコート法など、従来公知の塗工方法により行なうことができる。
アンダーコート液を前記剥離シート基材上へ塗工し、40〜160℃程度の温度で30秒〜2分間程度の時間加熱して乾燥させたることにより、アンダーコート層を形成させるための材料よりなるアンダーコート層が形成される。
アンダーコート液の塗工量は、アンダーコート層を設けることによる効果である経時剥離安定性を得るには、厚さとして、0.01μm以上が好ましい。ブロッキングを起こさず、且つ経済的、効率的な厚さとして、3μm以下が好ましく、特に0.05〜1μmの範囲が好ましい。
アンダーコート層の厚さを上記のような範囲に調整するためには、アンダーコート液の塗工量は、アンダーコート剤の量として0.01g/m2〜3g/m2程度である。
剥離剤層を形成させるために、活性エネルギー線が照射されるが、活性エネルギー線としては、紫外線や電子線等があるが、汎用性という観点から紫外線を用いることが好ましい。
紫外線照射に使用するランプとしては、従来公知の高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、無電極ランプなどが使用できるが、ゴム系エラストマーの硬化性の点で無電極ランプが最も適している。
紫外線照射における照射量は、剥離シート基材と剥離剤層との高い密着性を得るという観点からは、1mJ/cm2以上が好ましく、1000mJ/cm2以下が好ましい。さらに好ましくは、紫外線照射量は70〜300mJ/cm2の範囲、特に100〜150mJ/cm2の範囲が好ましい。
以下、粘着シートについて説明する。
本発明の粘着シートは粘着シート用の基材の少なくとも片面に粘着剤層が設けられており、この粘着剤層に前記剥離シートの剥離剤層が貼付されている。
粘着シート用の基材の厚みは、特に制限はされないが、通常5〜200μm程度であり、好ましくは25〜150μm程度である。5μm以上とすることにより、粘着シートを製造する際および使用する際に必要な強度や剛性が確保され、200μm以下とすることにより、強度や剛性が必要以上に高くなったり、製品が嵩高くなるのを防ぐとともに、コストアップするのを防止することができる。
粘着シート用の基材は、着色されていてもよいし無色透明のものでもよい。また、基材の表面又は裏面には、印刷、印字などが施されていてもよい。そのために、基材には、感熱記録層、熱転写、インクジェット、レーザー印字などが可能な印字受像層、印刷性向上層等が設けられてもよい。
酸化防止剤としては、特に制限はなく、前記剥離シートの説明において記載した公知のホスファイト系酸化防止剤、有機イオウ系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等の何れもが使用可能である。
架橋剤の使用量は粘着剤中の固形分100質量部に対して通常0.01〜10質量部、好ましくは0.05〜5質量部である。
架橋剤は単独の使用だけでなく、必要に応じて2種類以上併用しても良い。
粘着剤層の形成方法としては、前記剥離シート基材の剥離剤層上に粘着剤溶液を塗工・乾燥させ、粘着剤層を形成させた後に基材と貼り合わせても良いし、基材の片面に粘着剤層を形成させた後、剥離シート基材の剥離剤層と貼り合わせても良い。粘着剤溶液を作製するために用いられる有機溶媒としては、粘着剤に対する溶解性が良好である公知の溶媒の中から適宜選択して用いることができる。このような有機溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソブタノール、n−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、粘着剤溶液の塗工は、例えばバーコート法、リバースロールコート法、ナイフコート法、ロールナイフコート法、グラビアコート法、エアドクターコート法、ドクターブレードコート法など、従来公知の塗工方法により行なうことができる。
本発明の剥離シートの剥離剤層に水素引き抜き型光重合開始剤の中でも、特にアセトフェノンを含ませることにより(B)/(A)が3以下である経時剥離安定性に優れた本発明の粘着シートが得られる。
また、熱促進後の剥離力(B)というのは、粘着シート作製後温度23℃、相対湿度50%の条件下に7日放置した後、温度70℃(ドライ)の条件下に7日放置後、温度23℃、相対湿度50%の条件下に1日放置後に測定される剥離強度である。
<評価方法および試験方法>
(1)剥離強度(mN/20mm)
a)常態剥離力(A)
粘着シート作製後、温度23℃、相対湿度50%の条件下に7日放置後に、同じ条件下において各々の剥離強度を測定した。
測定は、万能引張り試験機(オリエンテック社製、型番:TENSILON UTM-4−100)を用いて、温度23℃、相対湿度50%の条件で、粘着シート(長さ150mm、幅20mm)の剥離シート側をステンレス板に両面粘着テープを用いて貼着し、剥離シート基材側を180°方向に300mm/分の速度で剥離させることにより行った。
b)熱促進後剥離力(B)
粘着シート作製後、温度23℃、相対湿度50%の条件下に7日放置したのち、温度70℃(ドライ)条件下に7日間放置後、温度23℃、相対湿度50%の条件下に1日放置して、各々の剥離強度を測定した。測定は、上記a)と同じ方法で行った。
(2)シリコーン転移量
粘着シート作製後、温度23℃、相対湿度50%の条件下に7日放置後に、粘着シートを3mm×3mmの大きさに裁断して剥離シートを剥がした後、粘着剤層面のシリコーン量をX線光電子分光法(XPS)により下記の条件で測定した。
測定装置:アルバックファイ(株)製 Quantera SXM
X線源:単色化AIKα(100W、20KV)
取出し角度:45度
測定元素:ケイ素(Si)及び炭素(C)
Si量は、Si/(Si+C)の数値に100を乗じて、「%」で表示した。
剥離シート基材として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム[三菱ポリエステルフィルム(株)製、商品名「T100」]を準備し、その片面にアンダーコート液を乾燥後の膜厚が0.15μmとなるように塗工し、100℃で1分間加熱・乾燥させてアンダーコート層を形成させた。アンダーコート液はポリウレタン溶液[大日本インキ化学工業(株)製、商品名「クリスボン 5150S」、固形分50質量%]100質量部、イソシアナート系架橋剤[大日本インキ化学工業(株)製:商品名「クリスボンNX」、固形分濃度75質量%]5質量部をメチルエチルケトンにて固形分濃度1質量%になるように希釈して調製した。
水素引き抜き型光重合開始剤の添加量を5質量部とした以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
ゴム系エラストマーとしてポリイソプレン(クラレ社製、LIR30)を使用した以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
水素引き抜き型光重合開始剤としてベンゾフェノン[東京化成工業(株)製、ベンゾフェノン100質量%]を0.3質量部添加した以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
水素引き抜き型光重合開始剤を添加しなかった以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
水素引き抜き型光重合開始剤の添加量を10質量部(固形分比で20質量部)とした以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
水素引き抜き型光重合開始剤の替わりに分子内開裂型光重合開始剤である1-ヒドロキシ-シクロヘキシルーフェニルケトン(チバガイギー社製、IRGACURE 184)を1質量部添加した以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
シリコーン系剥離剤[信越化学(株)製、KS-847H]100質量部と硬化触媒[信越化学(株)製、CAT-PL-50T]1質量部とをトルエンにて濃度が1質量%になるように希釈して調製した剥離剤溶液を乾燥後の厚さが0.1μmになるように塗布して100℃、30秒間乾燥させた以外は実施例1と同様にして剥離シートおよび粘着シートを作製した。
上記実施例、比較例および参考例で得られた結果を表1に示した。
Claims (11)
- 剥離シート基材と剥離剤層からなり、同剥離剤層がゴム系エラストマー100質量部および水素引き抜き型光重合開始剤0.1〜15質量部を含み、活性エネルギー線照射により得られた硬化層であることを特徴とする剥離シート。
- 前記ゴム系エラストマーがポリブタジエンおよび/またはポリイソプレンである請求項1に記載の剥離シート。
- 剥離剤層が酸化防止剤を含むものである請求項1または2に記載の剥離シート。
- 剥離シート基材と剥離剤層との間に弾性体からなるアンダーコート層を設けた請求項1〜3のいずれかに記載の剥離シート。
- 弾性体がポリウレタンである請求項4に記載の剥離シート。
- 活性エネルギー線が紫外線である請求項1〜5のいずれかに記載の剥離シート。
- 前記水素引き抜き型光重合開始剤がアセトフェノンである請求項1〜6のいずれかに記載の剥離シート。
- 基材の少なくとも片面に粘着剤層が形成され、同粘着剤層に請求項1〜6のいずれかに記載の剥離シートを設けてなる粘着シート。
- 粘着剤層がアクリル系粘着剤層である請求項8に記載の粘着シート。
- 前記水素引き抜き型光重合開始剤がアセトフェノンである請求項8または9に記載の粘着シート。
- 前記剥離シートの前記粘着剤層に対する熱促進後の剥離力(B)と常態剥離力(A)の比(B)/(A)が5以下である請求項8〜10のいずれかに記載の粘着シート。
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