JP5539630B2 - 両面粘着シート、発泡体の固定方法および積層体 - Google Patents

両面粘着シート、発泡体の固定方法および積層体 Download PDF

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Description

本発明は、両面粘着シートに関する。詳しくは発泡体を被着体に固定する用途に好適であり、再剥離性に優れた両面粘着シートに関する。また、該両面粘着シートを用いた発泡体の固定方法、両面粘着シートを介して発泡体と被着体とを貼り合わせた積層体に関する。
両面粘着シート(両面粘着テープも含む)は、作業性が良好で接着の信頼性が高い接合手段として、家電製品や自動車、OA機器などの各種産業分野に利用されている。近年、省資源の観点から、製品に使用されているリサイクル可能な部品については、使用後に製品を分解して再利用する場合が多くなっている。このとき、両面粘着シートを用いて部品を被着体に貼付している場合には、貼付された両面粘着シートを剥離(再剥離)することが必要となる。このように再剥離される両面粘着シートには、部品固定のための接着性のに加えて、剥離時に被着体表面に粘着剤が残らないようにすること(糊残り防止性)や剥離時に両面粘着シートが破断しないことなどが必要とされる。
上記の再剥離される用途に用いられる両面粘着シートとしては、これまでにも各種の提案がなされおり、例えば、剥離時の破断を防止したものとして、マニラ麻を主成分とする不織布基材の両面に粘着剤層が設けられ、粘着剤層のうち少なくとも一方が水溶性粘着剤層であることを特徴とする両面粘着テープ(特許文献1)や、さらに糊残り防止性を改良したものとして、不織布基材の両面に粘着剤層が形成されており、層間破壊が抑制された両面接着テープ(特許文献2)などが知られている。
しかしながら、上記のような不織布基材を用いた両面粘着シートは腰がないため、細幅や長尺の緩衝材やフィルムの固定に用いる場合には、貼付の際の位置合わせが困難となり、また再剥離する際に破断が生じることがあり、作業性が著しく低下していた。特に、近年の家電製品やOA機器の部品の小型化により上記の問題は一層深刻となっているのが現状である。
一方、両面粘着シートの基材としてプラスチックフィルムを用いる場合には、上記基材の腰の弱さや破断の問題は改善するものの、基材への粘着剤の投錨性が悪いため、糊残りが生じて、これらの残渣を取り除く作業が必要となり、やはり作業性が低下する問題が生じていた。
特開平7−70527号公報 特開2003−342544号公報
本発明の目的は、細幅や長尺の部材の貼り合わせに用いても作業性が良好なプラスチックフィルム基材の両面粘着シートであって、接着性に優れ、かつ、テープを剥離する際には、糊残りが発生することなく優れた剥離性(再剥離性)を発揮する両面粘着シートを提供することにある。また、該両面粘着シートを用いた発泡体の固定方法および発泡体が固定された積層体を提供することにある。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、プラスチックフィルム基材の両面側にそれぞれ特定の組成からなるアクリル系粘着剤から形成された、特定のゲル分率に制御された粘着剤層を設けることにより、細幅・長尺であっても腰が強く作業性が良好で、接着性に優れ、なおかつ、再剥離時には被着体に糊残りが少ない優れた両面粘着シートが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、プラスチックフィルム基材の両面側に粘着剤層が設けられた両面粘着シートであって、一方の粘着剤層(A層)が、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー成分として構成される(メタ)アクリル系ポリマーと架橋剤を含むアクリル系粘着剤から形成されたゲル分率が5〜40%の粘着剤層であり、もう一方の粘着剤層(B層)が、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー成分として構成される(メタ)アクリル系ポリマーと架橋剤を含むアクリル系粘着剤から形成されたゲル分率が30〜60%の粘着剤層であり、前記B層のゲル分率が前記A層のゲル分率より大きいことを特徴とする両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、A層を形成するアクリル系粘着剤において、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に対する、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの合計含有量が50〜99重量%であり、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量比[前者/後者](重量比)が5/95〜95/5である前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、A層を形成するアクリル系粘着剤中に、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤を1〜5重量部含有する前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、B層を形成するアクリル系粘着剤において、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に対する、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が50〜99重量%である前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、B層を形成するアクリル系粘着剤中に、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤を3〜8重量部含有する前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、動的粘弾性試験で測定される、A層の23℃における貯蔵弾性率が0.1×105〜1.0×105Paであり、B層の23℃における貯蔵弾性率が1.0×105〜7.0×105Paである前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、引張試験(23℃、50%RH)で測定される、A層の破断伸度が2000〜4000%であり、B層の破断伸度が800〜2500%である前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、発泡体を被着体に固定する用途に用いる両面粘着シートであって、被着体に対して再剥離が可能である前記の両面粘着シートを提供する。
さらに、本発明は、前記の両面粘着シートの、A層側の粘着面に発泡体を貼付し、B層側の粘着面を被着体に貼付する発泡体の固定方法を提供する。
さらに、本発明は、前記の両面粘着シートを介して、発泡体と被着体とを貼り合わせた積層体を提供する。
本発明の両面粘着シートは、前記構成を有しているので、細幅、長尺の部品の固定に用いられる場合であっても、腰が強いため、貼付作業性が良好である。また、被着体に対する接着性に優れる。さらに、剥離時には、基材の破断がなく、さらに、糊残りが生じることもないため、再剥離性にも優れる。
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の両面粘着シートは、プラスチックフィルム基材の両面側に粘着剤層を有しており、少なくとも3層の積層構造を有する。なお、以下では、一方の粘着剤層をA層、もう一方の粘着剤層をB層と称する。また、本発明の両面粘着シートは、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、他の層(例えば、中間層、下塗り層など)を有していてもよい。さらに、プラスチックフィルム基材と粘着剤層は、直接積層されていてもよいし、中間層などの他の層を介して積層されていてもよい。なお、本発明の「両面粘着シート」は、テープ状のもの、即ち、「両面粘着テープ」も含むものとする。
[プラスチックフィルム基材]
本発明の両面粘着シートにおけるプラスチックフィルム基材は、粘着剤層の支持基材であり、両面粘着シートの加工性、取り扱い性(ハンドリング性)を向上させる役割を担う。プラスチックフィルムとしては、粘着シートの支持体として一般的に使用されるものを用いることが可能で、例えば、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)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドなどからなる樹脂フィルムが挙げられる。中でも、粘着剤層との密着性の観点から、ポリエステル系フィルムなどの極性の高いポリマーからなる強接着性基材が好ましく、さらに好ましくは、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである。なお、プラスチックフィルム基材は単層の形態を有していてもよく、また、複層の形態を有していてもよい。
また、プラスチックフィルム基材の表面には、必要に応じて、粘着剤層との密着性を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的方法による酸化処理等が施されていてもよく、下塗り剤によるコーティング処理等が施されていてもよい。
上記プラスチックフィルム基材の厚みは、特に限定されないが、貼付作業性の観点から、38μm以上が好ましく、より好ましくは75μm以上である。また、加工性の観点から、210μm以下が好ましく、より好ましくは188μm以下である。
[粘着剤層]
本発明の両面粘着シートにおける粘着剤層は、(メタ)アクリル系ポリマー((メタ)アクリル系重合体)を主成分とし、且つ架橋剤を含むアクリル系粘着剤から形成される。なお、以下では、「(メタ)アクリル系ポリマー」を単に「アクリル系ポリマー」と称する場合がある。このような粘着剤は、上記アクリル系ポリマー、架橋剤に、必要に応じて各種の添加剤を添加して作製することができる。主成分であるアクリル系ポリマーの含有量は、粘着剤の総重量(固形分)に対して、50重量%以上が好ましく、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは65重量%以上である。なお、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」及び/又は「メタクリル」を意味する。
(A層)
本発明の両面粘着シートの粘着剤層のうち、一方の粘着剤層(A層)を形成するアクリル系粘着剤に用いられるアクリル系ポリマー(以下、「アクリル系ポリマー(A)」と称する場合がある)は、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー(単量体)成分として構成される。必要に応じて、他のエチレン性不飽和単量体を共重合成分(共重合モノマー)として用いることができる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマーおよび他のエチレン性不飽和単量体は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。また、上記「(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」を意味し、他も同様である。また、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの「アルキル基」は、「直鎖又は分岐鎖状のアルキル基」を意味する。
上記アルキル基の炭素数が2〜6の(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sec−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)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシルなどが挙げられる。中でも、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
上記アルキル基の炭素数が7〜12の(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2−エチルヘキシル、(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などが挙げられる。中でも、アクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー又はその酸無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸など)が挙げられる。中でも、アクリル酸が好ましい。
上記水酸基含有モノマーとしては、(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4−ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルの他、ビニルアルコール、アリルアルコールなどが挙げられる。中でも、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチルが好ましい。
上記共重合モノマーとして用いられる他のエチレン性不飽和単量体は、例えば、アクリル系ポリマー(A)に架橋点を導入させるためや、アクリル系ポリマー(A)の凝集力をコントロールするために用いることができる。上記共重合モノマー(他のエチレン性不飽和単量体)としては、(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−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−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−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド系モノマー;(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t−ブチルアミノエチルなどのアミノ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジルなどのエポキシ基含有モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノ含有モノマー;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−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリンなどの窒素原子含有環を有するモノマーなどが挙げられる。また、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル系モノマー;スチレン、置換スチレン(α−メチルスチレン等)、ビニルトルエンなどのスチレン系モノマー;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマー;塩化ビニル、塩化ビニリデン;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマー;(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などのアルコキシ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマーの他、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(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、プロピレングリコールジ(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、トリメチロールプロパントリ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、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、ジビニルベンゼンなどの多官能モノマー等を用いることもできる。
上記アクリル系ポリマー(A)を構成するモノマー成分全量に対する、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの合計含有量[(アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量)+(アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量)]は、50重量%以上が好ましく、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。また、合計含有量の上限としては、特に制限されないが、99重量%以下が好ましく、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは97重量%以下である。アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アクリル系ポリマー(A)の粘着特性を担う主モノマー成分であるため、上記合計含有量が50重量%未満であると、アクリル系ポリマーとしての特性(粘着性など)が発現しにくくなる場合がある。
上記アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量比[(アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量)/(アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量)](重量比)は、5/95〜95/5が好ましく、より好ましくは50/50〜90/10である。A層は特に発泡体などの粗面に対して良好な接着力を発揮することが望ましく、そのためにはアクリル系ポリマー(A)はある程度の柔軟性を有する(ヤング率が低く、破断伸度が大きい)ことが好ましい。アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルはアクリル系ポリマー(A)に柔軟性を与える役割を担う。一方、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ポリマーにある程度の硬さを与え、加工性を保つ役割を担う。このため、上記含有量比が上記の範囲に含まれている場合に、アクリル系ポリマー(A)の柔軟性と加工性を両立できるため好ましい。上記範囲よりもアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が少ないと、アクリル系ポリマー(A)の柔軟性が低下して粗面接着性が低下する場合があり、一方、上記範囲よりもアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が多いと、加工性が低下して、両面粘着シートの打ち抜き加工性が低下する場合がある。
上記アクリル系ポリマー(A)を構成するモノマー成分中、カルボキシル基含有モノマー(特に、アクリル酸)の含有量は、接着力向上、硬さと極性のバランスの観点から、上記アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの合計含有量100重量部に対して、1〜15重量部が好ましく、より好ましくは1〜10重量部、さらに好ましくは1〜5重量部である。カルボキシル基含有モノマーの含有量が1重量部未満では十分な接着力が得られない場合があり、15重量部を超えると特性のバランスがとれない場合がある。
上記アクリル系ポリマー(A)を構成するモノマー成分中、水酸基含有モノマーの含有量は、架橋の促進の観点から、上記アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの合計含有量100重量部に対して、0.01〜0.5重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜0.2重量部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。水酸基含有モノマーの含有量が0.01重量部未満では架橋促進の効果が得られない場合があり、0.5重量部を超えるとゲル化が速く塗工性に問題が生じる場合がある。
上記アクリル系ポリマー(A)は、公知乃至慣用の重合方法により調製することができる。重合方法としては、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法や紫外線照射による重合方法などが挙げられるが、中でも、コスト、量産性の観点から、溶液重合方法が好ましい。なお、重合に際しては、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤や溶剤など、それぞれの重合方法に応じた適宜な成分を、公知乃至慣用のものの中から適宜選択して使用することができる。
アクリル系ポリマー(A)の重合に際して用いられる重合開始剤、連鎖移動剤などは、特に限定されず、公知乃至慣用のものの中から適宜選択して使用することができる。より具体的には、重合開始剤としては、例えば、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1´−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2´−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系重合開始剤;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、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン等の過酸化物系重合開始剤などの油溶性重合開始剤が好ましく例示される。重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、例えば、アクリル系ポリマー(A)を構成する全モノマー成分100重量部に対して0.01〜1重量部程度の範囲から選択することができる。
アクリル系ポリマー(A)を溶液重合により重合する際に用いられる溶剤としては、公知慣用の有機溶剤などを用いることが可能であり、例えば、酢酸エチル、酢酸メチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤;メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤;シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶剤;トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤などが使用できる。これらの有機溶剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合使用してもよい。
本発明の両面粘着シートのA層を形成するアクリル系粘着剤に用いられる架橋剤は、粘着剤層のゲル分率(溶剤不溶分の割合)をコントロールするなどの役割を担う。架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、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、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などが挙げられる。中でも、イソシアネート系架橋剤が好ましい。これら架橋剤は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、1,2−エチレンジイソシアネート、1,4−ブチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート類などが挙げられ、その他、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[日本ポリウレタン工業(株)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[日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートHL」]なども用いられる。
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3−ビス(N,N−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、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコ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、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリ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、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテルの他、分子内にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ系樹脂などが挙げられる。
A層を形成するアクリル系粘着剤中の架橋剤(特にイソシアネート系架橋剤)の含有量は、アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、1〜5重量部が好ましく、より好ましくは1〜4重量部、さらに好ましくは2〜3重量部である。架橋剤の含有量が1重量部未満の場合には、粘着特性と加工性が悪くなる場合があり、5重量部を超えるとA層のゲル分率が高くなりすぎて、特に発泡体などの粗面に対する粘着性が低下する場合がある。
本発明の両面粘着シートのA層を形成するアクリル系粘着剤には、粘着性向上の観点から、粘着付与樹脂(粘着付与剤)が添加されることが好ましい。上記粘着付与樹脂としては、例えば、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、ロジン系粘着付与樹脂、石油系粘着付与樹脂などが挙げられる。中でも好ましくは、ロジン系粘着付与樹脂である。これら粘着付与樹脂は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記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)などが挙げられる。
上記フェノール系粘着付与樹脂としては、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の他、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変性フェノール樹脂などが挙げられる。
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水添化、不均化、重合などにより変性した変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジンの他、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が挙げられる。なお、前記ロジン誘導体としては、例えば、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や、水添ロジン、不均化ロジン、重合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などのロジンエステル類;未変性ロジンや変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジンなど)を不飽和脂肪酸で変性した不飽和脂肪酸変性ロジン類;ロジンエステル類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類;未変性ロジン、変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジンなど)、不飽和脂肪酸変性ロジン類や不飽和脂肪酸変性ロジンエステル類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類;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類(特に、ロジンエステル類)の金属塩などが挙げられる。
上記石油系粘着付与樹脂としては、例えば、芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂(脂肪族環状石油樹脂)、脂肪族・芳香族系石油樹脂、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加石油樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂等の公知の石油樹脂を用いることができる。具体的には、芳香族系石油樹脂としては、例えば、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、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、インデン、メチルインデンなど)が1種のみ又は2種以上用いられた重合体などが挙げられる。芳香族系石油樹脂としては、ビニルトルエンやインデン等の留分(いわゆる「C9石油留分」)から得られる芳香族系石油樹脂(いわゆる「C9系石油樹脂」)を好適に用いることができる。また、脂肪族系石油樹脂としては、例えば、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、ピペリレン(1,3−ペンタジエン)、イソプレン等のジエンなど]が1種のみ又は2種以上用いられた重合体などが挙げられる。脂肪族系石油樹脂としては、ブタジエン、ピペリレンやイソプレン等の留分(いわゆる「C4石油留分」や「C5石油留分」など)から得られる脂肪族系石油樹脂(いわゆる「C4系石油樹脂」や「C5系石油樹脂」など)を好適に用いることができる。脂環族系石油樹脂としては、例えば、脂肪族系石油樹脂(いわゆる「C4系石油樹脂」や「C5系石油樹脂」など)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、エチリデンビシクロヘプテン、ビニルシクロヘプテン、テトラヒドロインデン、ビニルシクロヘキセン、リモネンなど)の重合体又はその水素添加物、前記の芳香族系炭化水素樹脂や、下記の脂肪族・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が挙げられる。脂肪族・芳香族系石油樹脂としては、スチレン−オレフィン系共重合体などが挙げられる。脂肪族・芳香族系石油樹脂としては、いわゆる「C5/C9共重合系石油樹脂」などを用いることができる。
粘着付与樹脂は、市販品を用いることが可能であり、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名「ペンセルD125」、住友ベークライト(株)製、商品名「スミライトレジン PR−12603」などを使用することができる。
上記粘着付与樹脂の添加量は、アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、1〜60重量部が好ましく、より好ましくは20〜40重量部である。添加量が1重量部未満では十分に粘着力を発揮できない場合があり、60重量部を超えると接着性が低下する場合がある。
A層を形成するアクリル系粘着剤には、前記成分の他、必要に応じて、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの公知の添加剤が、本発明の特性を損なわない範囲で含まれていてもよい。
本発明の両面粘着シートにおけるA層の形成方法は、特に制限されず、公知の粘着剤層の形成方法の中から適宜選択することができる(B層も同様である)。具体的には、例えば、上記アクリル系粘着剤(又はアクリル系粘着剤溶液)を、プラスチックフィルム基材表面上に、乾燥後の厚さが所定の厚さとなるように塗布し乾燥乃至硬化させる方法(直写法)、適当な剥離ライナー上にアクリル系粘着剤(又はアクリル系粘着剤溶液)を、乾燥後の厚さが所定の厚さとなるように塗布し、必要に応じて乾燥乃至硬化させて粘着剤層を形成した後、該粘着剤層をプラスチックフィルム基材表面上に転写(移着)させる方法(転写法)などが挙げられる。中でも、基材との投錨性向上の観点から、直写法が好ましい。なお、アクリル系粘着剤(又はアクリル系粘着剤溶液)の塗布に際しては、慣用の塗工機(例えば、グラビヤロールコーター、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、スプレーコーターなど)を用いることができる。
本発明の両面粘着シートにおけるA層の厚さは、特に制限されないが、40〜100μmが好ましく、より好ましくは45〜90μm、さらに好ましくは50〜80μmである。A層の厚さが40μm未満であると、十分に粗面に対する接着性が発揮できない場合があり、一方、100μmを超えると加工性や塗工性が悪くなる場合がある。なお、A層は単層、複層の何れの形態を有していてもよい。
本発明の両面粘着シートにおけるA層は、ゲル分率が5〜40%(重量%)であり、好ましくは10〜40%、より好ましくは15〜35%である。ゲル分率が5%未満では、A層の凝集力が低下して凝集破壊を起こしやすくなり、接着性低下などが生じるため好ましくない。また、40%を超えると、A層が硬くなり、発泡体などの粗面に対する接着性が低下するため好ましくない。上記ゲル分率は、アクリル系ポリマー(A)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量などにより制御することができる。
また、上記ゲル分率(溶剤不溶分の割合)とは、以下の「ゲル分率の測定方法」により算出される値である。
(ゲル分率の測定方法)
両面粘着シートの粘着剤層(架橋後)から粘着剤:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工株式会社製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、粘着剤層(粘着剤)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸との総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸との合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、上記の粘着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、室温にて1週間(7日間)静置する。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式からゲル分率を算出する。
ゲル分率(重量%)=(A−B)/(C−B)×100 (1)
(式(1)において、Aは浸漬後重量であり、Bは包袋重量であり、Cは浸漬前重量である。)
本発明の両面粘着シートにおけるA層(A層樹脂)の23℃における貯蔵弾性率(G’)は、0.1×105〜1.0×105Paが好ましく、より好ましくは0.3×105〜1.0×105Pa、さらに好ましくは0.5×105〜0.9×105Paである。上記貯蔵弾性率が0.1×105Pa未満では、A層の凝集力が低下して凝集破壊を起こしやすくなり、接着性が低下する場合があり、一方、1.0×105Paを超えると、A層が硬く、発泡体などの粗面に対する接着性が低下する場合がある。上記貯蔵弾性率は、アクリル系ポリマー(A)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、ゲル分率などにより制御することができる。なお、上記貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定により求めることができる。例えば、厚さ約1.5mmのA層樹脂(架橋後)をサンプルとし、レオメトリック社製の動的粘弾性測定装置RDS−IIを用いて、直径7.9mmのパラレルプレートの治具により、周波数1Hz、温度範囲−70〜200℃、昇温速度5℃/分の条件で測定できる。
本発明の両面粘着シートにおけるA層(A層樹脂)の上記同様の動的粘弾性測定により求められる損失正接(tanδ)のピーク温度(tanδの極大値における温度)は、A層の柔軟性による粗面接着性の向上の観点から、−25〜0℃が好ましく、より好ましくは−20〜−5℃である。上記tanδのピーク温度は、アクリル系ポリマー(A)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、粘着付与剤などにより制御することができる。
本発明の両面粘着シートにおけるA層(A層樹脂)の23℃、50%RHにおける破断伸度は、2000〜4000%が好ましく、より好ましくは2200〜3500%である。上記破断伸度が2000%未満では、A層が硬く、発泡体などの粗面に対する接着性が低下する場合があり、一方、4000%を超えると、A層の凝集力が低下して凝集破壊を起こしやすくなり、接着性が低下する場合がある。上記破断伸度は、アクリル系ポリマー(A)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、ゲル分率などにより制御することができる。なお、上記破断伸度は、引張試験により求めることができる。例えば、A層樹脂(架橋後)を断面積2mm2のひも状サンプルとし、チャック間距離10mm、引張速度50mm/分の条件で測定できる。
(B層)
本発明の両面粘着シートの粘着剤層のうち、もう一方の粘着剤層(B層)を形成するアクリル系粘着剤に用いられるアクリル系ポリマー(以下、「アクリル系ポリマー(B)」と称する場合がある)は、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー(単量体)成分として構成される。必要に応じて、他のエチレン性不飽和単量体を共重合成分(共重合モノマー)として用いることができる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマーおよび他のエチレン性不飽和単量体は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。また、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの「アルキル基」は、「直鎖又は分岐鎖状のアルキル基」を意味する。
上記アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、前述のアクリル系ポリマー(A)を構成するアルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステル及びアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして例示されたものを用いることができる。中でも、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
なお、本発明において、A層とB層における(メタ)アクリル酸アルキルエステルは異なることが必要である。ここで、「異なる」とは、選択する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの組成、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する含有量の少なくとも一方が、A層とB層とにおいて異なっていることと定義される。
上記カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーとしては、例えば、前述のアクリル系ポリマー(A)を構成するカルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーとして例示されたものを用いることができる。中でも、カルボキシル基含有モノマーとしてはアクリル酸が好ましく、水酸基含有モノマーとしてはアクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチルが好ましい。
上記共重合モノマーとして用いられる他のエチレン性不飽和単量体は、例えば、前述のアクリル系ポリマー(A)において、他のエチレン性不飽和単量体として例示されたものを用いることができる。中でも、アクリル系ポリマー(B)を構成するモノマー成分としては、酢酸ビニルを好ましく用いることができる。
上記アクリル系ポリマー(B)を構成するモノマー成分全量に対する、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、50重量%以上が好ましく、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。また、含有量の上限としては、特に制限されないが、99重量%以下が好ましく、さらに好ましくは97重量%以下である。アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アクリル系ポリマー(B)の粘着特性や再剥離性を担う主モノマー成分であるため、50重量%未満であると、アクリル系ポリマーとしての特性(粘着性、剥離性など)が発現しにくくなる場合がある。
上記アクリル系ポリマー(B)を構成するモノマー成分中、カルボキシル基含有モノマー(特に、アクリル酸)の含有量は、接着力向上、硬さと極性のバランスの観点から、上記アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル100重量部に対して、1〜15重量部が好ましく、より好ましくは1〜10重量部、さらに好ましくは1〜5重量部である。カルボキシル基含有モノマーの含有量が1重量部未満では十分な接着力が得られない場合があり、15重量部を超えると特性のバランスがとれない場合がある。
上記アクリル系ポリマー(B)を構成するモノマー成分中、水酸基含有モノマーの含有量は、架橋の促進の観点から、上記アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル100重量部に対して、0.01〜0.6重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜0.3重量部、さらに好ましくは0.01〜0.2重量部である。水酸基含有モノマーの含有量が0.01重量部未満では架橋促進の効果が得られない場合があり、0.6重量部を超えるとゲル化が速く塗工性に問題が生じる場合がある。
上記アクリル系ポリマー(B)の重合方法及び用いる重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤や溶剤などは、前述のアクリル系ポリマー(A)において例示されたものを採用することができる。
本発明の両面粘着シートのB層を形成するアクリル系粘着剤に用いられる架橋剤としては、前述のA層を形成するアクリル系粘着剤に用いられる架橋剤として例示されたものを用いることができる。中でも、イソシアネート系架橋剤が好ましい。B層を形成するアクリル系粘着剤中の架橋剤(特にイソシアネート系架橋剤)の含有量は、アクリル系ポリマー(B)100重量部に対して、3〜8重量部が好ましく、より好ましくは3〜7重量部、さらに好ましくは3〜6重量部である。架橋剤の含有量が3重量部未満の場合には、凝集力が低下し、再剥離性が低下、糊残りが生じる場合があり、8重量部を超えるとB層のゲル分率が高くなりすぎて、接着力が低下する場合がある。
本発明の両面粘着シートのB層を形成するアクリル系粘着剤には、粘着性向上の観点から、粘着付与樹脂が添加されることが好ましい。上記粘着付与樹脂としては、前述のA層を形成するアクリル系粘着剤に用いられる粘着付与樹脂として例示されたものを用いることができる。中でも、テルペンフェノール系樹脂(テルペンフェノール系粘着付与剤)が好ましい。上記粘着付与樹脂の添加量は、アクリル系ポリマー(B)100重量部に対して、1〜60重量部が好ましく、より好ましくは30〜50重量部である。添加量が1重量部未満では十分に粘着力を発揮できない場合があり、60重量部を超えると接着性が低下する場合がある。
B層を形成するアクリル系粘着剤には、前記成分の他、必要に応じて、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの公知の添加剤が、本発明の特性を損なわない範囲で含まれていてもよい。
本発明の両面粘着シートにおけるB層の形成方法は、特に制限されず、A層と同様の方法を用いることができる。
本発明の両面粘着シートにおけるB層の厚さは、特に制限されないが、10〜60μmが好ましく、より好ましくは15〜55μm、さらに好ましくは20〜50μmである。B層の厚さが10μm未満であると、接着力が発揮できない場合があり、一方、60μmを超えると、再剥離性が低下する場合がある。なお、B層は単層、複層の何れの形態を有していてもよい。
本発明の両面粘着シートにおけるB層は、ゲル分率が30〜60%(重量%)であり、好ましくは30〜55%、より好ましくは40〜50%である。ゲル分率が30%未満では、B層の凝集力が低下して凝集破壊を起こしやすくなり、接着性低下、剥離時の糊残りなどが生じるため好ましくない。また、60%を超えると、B層が硬くなり、被着体との接着性が低下するため好ましくない。上記ゲル分率は、アクリル系ポリマー(B)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量などにより制御することができる。
なお、上記B層のゲル分率は、A層のゲル分率よりも大きいことが好ましい。A層のゲル分率の方が大きい場合には、粗面への接着力が得られない場合がある。
本発明の両面粘着シートにおけるB層(B層樹脂)の23℃における貯蔵弾性率(G’)は、1.0×105〜7.0×105Paが好ましく、より好ましくは1.1×105〜6.0×105Paである。上記貯蔵弾性率が1.0×105Pa未満では、B層が柔軟となって再剥離性が低下する場合があり、一方、7.0×105Paを超えると、B層が硬くなりすぎて、接着性が低下する場合がある。上記貯蔵弾性率は、アクリル系ポリマー(B)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、ゲル分率などにより制御することができる。
本発明の両面粘着シートにおけるB層(B層樹脂)の動的粘弾性測定により求められる損失正接(tanδ)のピーク温度は、再剥離性の観点から、−10〜10℃が好ましく、より好ましくは−7〜5℃である。上記tanδのピーク温度は、アクリル系ポリマー(B)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、ゲル分率などにより制御することができる。
本発明の両面粘着シートにおけるB層(B層樹脂)の23℃、50%RHにおける破断伸度は、800〜2500%が好ましく、より好ましくは800〜2000%、さらに好ましくは1000〜1800%である。上記破断伸度が800%未満では、B層が硬くなりすぎて、接着性が低下する場合があり、一方、2500%を超えると、B層が柔軟となって再剥離性が低下する場合がある。上記破断伸度は、アクリル系ポリマー(B)のモノマー組成、架橋剤の種類や含有量、ゲル分率などにより制御することができる。
[剥離ライナー]
本発明の両面粘着シートの粘着剤層(A層及びB層)の表面(粘着面)は、粘着面の保護、ブロッキング防止の観点などから、使用時までは、剥離ライナー(セパレータ)により保護されていることが好ましい。用いられる剥離ライナーとしては、特に限定されず、公知慣用の剥離紙などを使用できる。例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤により表面処理されたプラスチックフィルムや紙等の剥離層を有する基材;ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系ポリマーからなる低接着性基材;オレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど)等の無極性ポリマーからなる低接着性基材などを用いることができる。
上記剥離ライナーは、両側の粘着面に設けられてもよいし、片方の粘着面に背面剥離層を有する剥離ライナーを設け、シートを巻回することによって、反対側の粘着面にセパレータの背面剥離層が接するようにしてもよい。
[両面粘着シート]
本発明の両面粘着シートの厚さ(A層表面からB層表面までの厚さ)は、接着性と加工性の観点から、100〜270μmが好ましく、より好ましくは150〜200μmである。
本発明の両面粘着シートは、(1)基材にプラスチックフィルムを用いたため、不織布基材の両面粘着シートに比べてシートの腰が強く破断もし難いため、長尺化、細幅化した場合や発泡体などの軟らかい素材に用いた場合であっても、貼付作業性や剥離作業性が良好となる。(2)一方、プラスチックフィルム基材は粘着剤が含浸しないため、不織布基材と比べて、粘着剤層の基材に対する投錨性が低く、両面粘着シートを再剥離する際には、基材と粘着剤層の間で剥離が生じて糊残りが生じる問題があった。これに対して、本発明ではB層に架橋剤(特にイソシアネート系架橋剤)の量を増量した粘着剤を用いることによって、プラスチックフィルム基材の極性官能基と架橋剤が反応することによって、B層とプラスチックフィルム基材(特にPET基材)との接着性を向上し、糊残りを低減させた。さらに、架橋剤の添加量の調整により、当該粘着剤系でのゲル分率を特定範囲に調整して、強接着性でありながら再剥離性を向上させた。これにより、曲面などに貼付する際にも粘着シートの「浮き」が生じず、なおかつ再剥離が容易でリサイクル性に優れた両面粘着シートとなった。(3)さらに、A層側を、特定のモノマー組成とゲル分率とすることにより、比較的柔軟な樹脂として、粗面に対する接着性を向上させたため、A層側は発泡体などの粗面に対して特に良好な接着性を発揮することが可能となった。
本発明の両面粘着シートの粘着剤層表面(A層、B層)の、ステンレス板に対する接着力(「常態粘着力」と称する場合がある)は、被着体との接着性および再剥離性の観点から、10〜30N/20mmが好ましく、より好ましくは15〜25N/20mmである。上記接着力は、JIS Z0237に準拠して、180°剥離試験(引張速度300mm/分)により求められる値である。なお、接着力が上記範囲にあっても、凝集破壊が生じる場合には接着信頼性が低下するため好ましくない。
本発明の両面粘着シートのB層表面の、軟質ポリウレタンフォーム(イノアック製、「カームフレックス F2」)に対する接着力(「フォーム接着力」と称する場合がある)は、5N/20mm以上が好ましく、より好ましくは7N/20mm以上である。上記接着力は、両面粘着シートのB層側とフォームを90%荷重(フォームが初期厚みから90%圧縮する荷重)で貼り合わせたサンプルに対する、180°剥離試験(引張速度300mm/分)により求められる値である。
本発明の両面粘着シートは、A層側が発泡体などの粗面に対して優れた接着性を有し、B層側が強接着性かつ再剥離性を有するため、A層側に発泡体などの部品を貼付し、B層側を被着体に貼付することにより、被着体に発泡体などからなる部品を貼付、固定する用途(特に、発泡体固定用途)に好ましく用いられる。さらに、上記発泡体からなる部品はリサイクル時などには再剥離される用途である場合(再剥離用途)により好ましく用いられる。中でも、部品が長尺や細幅である場合に特に好ましく用いられる。なお、本発明の両面粘着シートは、使用用途が上記用途に限定されるわけではなく、部品や被着体を半永久的に固定する用途としても使用できる。
上記の発泡体からなる部品としては、特に限定されないが、例えば、緩衝材、防塵材など(例えば、ポリウレタンフォーム製など)が例示される。また、被着体としては、インクカートリッジなど(例えば、ポリカーボネートとABSの混合樹脂、ポリスチレン製など)が例示される。本発明の両面粘着シートを介して、発泡体(部品)と被着体を貼り合わせることにより、発泡体と被着体の積層体が得られる。このような積層体としては、例えば、プリンターカートリッジ、フラットテレビの液晶ディスプレイ(LCD)パネル等が挙げられる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、表1には、実施例および比較例の粘着剤層(A層、B層)を形成する粘着剤におけるアクリル系ポリマーの構成モノマー組成、架橋剤、粘着付与剤の配合量、粘着剤層(A層、B層)の破断伸度とゲル分率および得られた両面粘着シートの評価結果を示す。
実施例1
(アクリル系粘着剤(A))
アクリル酸ブチル:70重量部、アクリル酸2−エチルヘキシル:30重量部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル:0.05重量部およびアクリル酸:3重量部のモノマー組成より構成されるアクリル系ポリマー100重量部に対して、重合ロジンエステル系粘着付与剤(荒川化学工業(株)製、商品名「ペンセルD125」)30重量部を配合して、アクリル系粘着剤(A)を得た。
(アクリル系粘着剤(B))
アクリル酸ブチル:100重量部、アクリル酸:3重量部およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル:0.1重量部のモノマー組成より構成されるアクリル系ポリマー100重量部に対して、テルペンフェノール系粘着付与剤(住友ベークライト(株)製、商品名「スミライトレジン PR−12603」)40重量部を配合して、アクリル系粘着剤(B)を得た。
上記のアクリル系粘着剤(A)に、アクリル系粘着剤(A)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートL」)2重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液(A1)を、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、上記のアクリル系粘着剤(B)に、アクリル系粘着剤(B)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)4重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液(B1)を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、本発明の両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
実施例2
上記のアクリル系粘着剤(A)に、アクリル系粘着剤(A)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)3重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、上記のアクリル系粘着剤(B)に、アクリル系粘着剤(B)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)6重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、本発明の両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
実施例3
上記のアクリル系粘着剤(A)に、アクリル系粘着剤(A)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)4重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、上記のアクリル系粘着剤(B)に、アクリル系粘着剤(B)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)3重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、本発明の両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
比較例1
上記のアクリル系粘着剤(A)に、アクリル系粘着剤(A)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)6重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、上記のアクリル系粘着剤(B)に、アクリル系粘着剤(B)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)2重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
比較例2
上記のアクリル系粘着剤(A)に、アクリル系粘着剤(A)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)0.5重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、上記のアクリル系粘着剤(B)に、アクリル系粘着剤(B)のアクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」)9重量部とトルエンを加えて均一に混合したアクリル系粘着剤溶液を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
比較例3
実施例1のアクリル系粘着剤粘着剤溶液(A1)を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、実施例1のアクリル系粘着剤粘着剤溶液(A1)を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
比較例4
実施例1のアクリル系粘着剤粘着剤溶液(B1)を、PETフィルム基材(東レ(株)製、「ルミラー S−27」、厚み:75μm)の一方の表面上に、乾燥後の厚さが70μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(A層:発泡体(フォーム)接着用途側)を形成した。
次いで、実施例1のアクリル系粘着剤粘着剤溶液(B1)を、PETフィルム基材のA層と反対側の表面上に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥して粘着剤層(B層:再剥離用途側)を形成し、両面粘着シート(厚み:185μm)を得た。
(評価)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートについて、下記の測定方法又は評価方法により測定又は評価した。測定又は評価結果は、表1に示した。
(1)接着力(180°ピール、対ステンレス板)(常態粘着力)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから、幅20mm、長さ90mmの短冊状シート片を切り出し、測定面の反対側の粘着面に厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)して測定用サンプルを作製した。
JIS Z0237に準拠して、180°剥離試験を行った。測定用サンプルと試験板(SUS304BA鋼板)を常態(23℃、50%RH)で、2kgのゴムローラー(幅:30mm)を1往復させることにより貼り合わせた。30分経過後、引張試験機を用いて、測定用サンプル(粘着シート)側を剥離した際の荷重を測定し、接着力(180°ピール、対ステンレス板)(常態粘着力)とした。
測定は、23℃、50%RHの雰囲気下、剥離角度180°、引張速度300mm/分、剥離長さ60mmの条件で行った。試験回数は、各試料につき3回(平均値)とした。また、測定は両面粘着シートの両方の粘着面について行った。
(2)接着力(180°ピール、対フォーム)(フォーム接着力)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから、幅20mm、長さ90mmの短冊状シート片を切り出し、測定面の反対側の粘着面に厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)して測定用サンプルを作製した。
測定用サンプルを、厚み5mmのアルミニウム板に両面テープで固定した軟質ポリウレタンフォーム(イノアック製、「カームフレックスF2」)に、2kgのゴムローラー(幅:30mm)を1往復させることにより貼り合わせた。なお、貼り合わせは、治具を用いて、90%荷重で(フォームが90%圧縮するように)行った。
30分経過後、引張試験機を用いて、測定用サンプル(粘着シート)側を剥離した際の荷重を測定した。なお、測定は、23℃、50%RHの雰囲気下、剥離角度180°、引張速度300mm/分、剥離長さ60mmの条件で行った。試験回数は、各試料につき3回(平均値)とした。また、測定は両面粘着シートの発泡体接着用途側の粘着面についてのみ行った。
上記剥離測定で得られた剥離時の剥離距離−荷重(剥離荷重)のチャート(以下、「剥離チャート」と称する場合がある)から、荷重の最大平均値と最小平均値とを求め、この最大平均値と最小平均値の平均値[=(最大平均値+最小平均値)/2]を接着力(180°ピール、対フォーム)(フォーム接着力)とした。
上記最大平均値は、得られた剥離チャートの山部分の頂点の荷重の値のすべてを平均した平均値とした。また、上記最小平均値は、得られた剥離チャートの谷部分の頂点の荷重の値のすべてを平均した平均値とした。なお、上記算出には、剥離チャートの剥離開始から10%と剥離終了前10%を除いた部分を用いた。
具体的には、例えば、図1に示すように、得られた剥離チャート(X)の算出に用いる部分のうち、山部分の頂点A1、A2、・・・、A5の荷重の値を平均した平均値を最大平均値とし、谷部分の頂点B1、B2、・・・、B6の荷重の値を平均した平均値を最小平均値とした。
(3)再剥離性
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから、幅20mm、長さ90mmの短冊状シート片を切り出し、測定面の反対側の粘着面に厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)して測定用サンプルを作製した。
測定用サンプルをポリカーボネート板に、2kgのゴムローラー(幅:30mm)を1往復させることにより貼り合わせた。70℃(湿度制御なし)と60℃90%RHの条件で2週間放置後、引張試験機を用いて、測定用サンプル(粘着シート)を、剥離角度180°、引張速度300mm/分にて剥離し、ポリカーボネート板表面の糊残りを目視にて観察し、以下の基準で判断した。
なお、測定は両面粘着シートの再剥離用途側の粘着面についてのみ行った。
○ : 糊残りは見られない。
△ : 貼り付け面積中30%未満に糊残りあり。
× : 貼り付け面積中30%以上に糊残りあり。
なお、△、×はいずれも再剥離性は不十分である。
Figure 0005539630
評価結果(表1)より、本発明の両面粘着シート(実施例)は、ステンレス板、フォーム(発泡体)のいずれに対しても接着力が良好で、なおかつ、再剥離時には糊残りがなく、優れた再剥離性を有することがわかった。
一方、A層のゲル分率が高い場合やA層を形成する粘着剤の構成モノマーとして炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを用いない場合(比較例1、4)には、発泡体(フォーム)に対する接着性が低下した。また、A層のゲル分率が低い場合(比較例2)にはA層が凝集破壊を起こし接着性(接着信頼性)が低下した。さらに、B層のゲル分率が低い場合(比較例1、3)には再剥離性が低下し、B層のゲル分率が高い場合(比較例2)にはB層の接着性(接着力)が低下した。
図1は、フォーム接着力の評価において、剥離チャートより「接着力(180°ピール、対フォーム)」を求める求め方を示した説明図である。
符号の説明
X : 剥離チャート
A1〜A5 : 山部分の頂点
B1〜B6 : 谷部分の頂点

Claims (9)

  1. プラスチックフィルム基材の両面側に粘着剤層が設けられた両面粘着シートであって、
    一方の粘着剤層(A層)が、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー成分として構成される(メタ)アクリル系ポリマーと架橋剤を含むアクリル系粘着剤から形成されたゲル分率が5〜40%の粘着剤層であり、
    もう一方の粘着剤層(B層)が、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーを必須のモノマー成分として構成される(メタ)アクリル系ポリマーと架橋剤を含むアクリル系粘着剤から形成されたゲル分率が30〜60%の粘着剤層であり、
    前記B層のゲル分率が前記A層のゲル分率より大きく、
    前記B層を形成するアクリル系粘着剤中に、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤を3〜8重量部含有することを特徴とする両面粘着シート。
  2. A層を形成するアクリル系粘着剤において、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に対する、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの合計含有量が50〜99重量%であり、アルキル基の炭素数が2〜6の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が7〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量比[前者/後者](重量比)が5/95〜95/5である請求項1に記載の両面粘着シート。
  3. A層を形成するアクリル系粘着剤中に、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤を1〜5重量部含有する請求項1又は2に記載の両面粘着シート。
  4. B層を形成するアクリル系粘着剤において、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に対する、アルキル基の炭素数が2〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が50〜99重量%である請求項1〜3のいずれか項に記載の両面粘着シート。
  5. 動的粘弾性試験で測定される、A層の23℃における貯蔵弾性率が0.1×10 5 〜1.0×10 5 Paであり、B層の23℃における貯蔵弾性率が1.0×10 5 〜7.0×10 5 Paである請求項1〜4のいずれか1項に記載の両面粘着シート。
  6. 引張試験(23℃、50%RH)で測定される、A層の破断伸度が2000〜4000%であり、B層の破断伸度が800〜2500%である請求項1〜5のいずれか1項に記載の両面粘着シート。
  7. 発泡体を被着体に固定する用途に用いる両面粘着シートであって、被着体に対して再剥離が可能である請求項1〜6のいずれか1項に記載の両面粘着シート。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の両面粘着シートの、A層側の粘着面に発泡体を貼付し、B層側の粘着面を被着体に貼付する発泡体の固定方法。
  9. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の両面粘着シートを介して、発泡体と被着体とを貼り合わせた積層体。
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