JP6077346B2 - 粘着組成物、粘着組成物の製造方法及び粘着シート - Google Patents
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Description
1 粘着組成物の製造方法
2 粘着組成物の構造・物性
3 粘着組成物の用途
4 粘着シートの製造方法
5 粘着シートの構成
6 粘着シートの用途・適用方法
まず、図1及び図2を参照しながら、本発明に係る粘着組成物の製造方法について説明する。図1は、本発明に係る粘着組成物を得るための反応機構の一例を示す模式図である。図2は、エン・チオール反応の一般的な反応機構を示す図である。
以上、本発明に係る粘着組成物の製造方法について詳細に説明したが、続いて、このような製造方法を用いることで得られる本発明に係る粘着組成物の構造及び物性について順に説明する。
本発明に係る粘着組成物は、アリルエーテル基及びビニルエーテル基の少なくとも一方を複数有するウレタンプレポリマーと、チオール基を1個有するモノチオールと、チオール基を複数有するポリチオールとを光重合反応させて得られるものである。
次に、上述した構造を有する本発明に係る粘着組成物の物性について述べる。
本発明では、粘着組成物の柔軟性を指標するものとして、25%圧縮時の圧縮応力を採用しており、この25%圧縮時の圧縮応力が、1.50N/mm2以下である。25%圧縮時の圧縮応力を1.50N/mm2以下とすることで、粘着組成物に非常に高い柔軟性を持たせることができ、これにより、従来のアクリル系粘着組成物よりも、ディスプレイ等と表面保護板との貼り合わせの際の段差追従性を顕著に向上させることができる。なお、上記圧縮応力が1.50N/mm2を超えると、粘着組成物が固くなり、粘着強度が弱くなる従って、本発明に係る粘着組成物を使用した粘着シートは、アクリル系粘着組成物よりも薄い厚みで、同じ又はより厚い印刷段差に追従することができる。以上の観点から、本発明に係る粘着組成物の25%圧縮時の圧縮応力が1.13N/mm2以下であることが好ましく、1.00N/mm2以下であることがより好ましい。なお、粘着組成物の25%圧縮時の圧縮応力は低いほど段差追従性が高くなるため、その下限値については特に規定するものではないが、現実的に製造できる範囲としては、例えば、0.13N/mm2以上である。
本発明では、粘着組成物の粘着力を指標するものとして、JIS A5759:2008に基づく方法(180°引きはがし試験方法)に準拠して測定された粘着力(N/25mm)を採用することが可能であり、その方法に準拠して測定された粘着力(N/25mm)が、15N/25mm以上であることが好ましい。このような粘着力とすることで、ディスプレイ等と表面保護板とを良好に貼り合わせることができる。また、この効果をより高くするために、上記粘着力が、20N/25mm以上であることがより好ましい。一方、粘着力の上限値に関しては、35N/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い。
本発明では、粘着組成物の透明度を指標するものとして、JIS K7105−1981に基づく方法(プラスチックの光学的特性試験方法)に準拠して測定された色相(YI値)を採用することが好ましい。色相(YI値)は、その値が高いほど黄色の度合いが高いことを示しており、0.5以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。なお、アクリル系の粘着組成物では、材料の特性上、黄色の度合いが高くなり、色相(YI値)が0.5超となる。このようなアクリル系の粘着組成物を、ディスプレイ等と表面保護板との貼り合わせに使用した場合には、画質への悪影響が懸念される。
上述した本発明に係る粘着組成物は、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機、液晶テレビジョン装置、カーナビゲーションシステム等の画像表示装置の製造時におけるディスプレイ等と表面保護板との貼り合わせに用いることができる。このような用途に用いる場合、上述した製造方法により得られた粘着組成物を、帯状、シート状、短冊状等に成形したものを用いればよい。
本発明に係る粘着シートの製造方法は、上述した原料であるウレタンプレポリマー、モノチオール及びポリチオールを用いて、これらの原料を所定の配合比で混合した結果得られる原料混合物を、所望の形態を有する離型フィルムに塗工した後に、塗工した原料混合物を硬化することにより、粘着シートを得る方法である。
続いて、上述した製造方法により得られた本発明に係る粘着シートの構成について説明する。本発明に係る粘着シートは、帯状又はシート状等の形状を有しており、必要に応じて、その片面又は両面に剥離ライナーが付着されたものであり、画像表示装置の製造時におけるディスプレイ等と表面保護板とを貼り合わせる際等に使用することができる。
本発明に係る粘着組成物は、上述したように、非常に高い柔軟性を有することから、本発明に係る粘着シートは、上記表面保護板等が印刷段差を有する場合、粘着組成物としてアクリル系のものを使用した場合よりも薄い厚みで、同じ又はより厚い印刷段差に追従することができる。ここで、粘着組成物としてアクリル系のものを用いると、このような粘着組成物は溶剤を含んだものであることから、一工程で厚みの大きな粘着シートを成形することは困難である。そのため、重ね塗り(複数回の塗布を繰り返す)をする必要があるので、生産性が低下してしまう。また、アクリル系の粘着組成物の厚みを大きくすると、その分、乾燥させなければならない溶剤の量も増えるため、生産性が低下するとともに、環境上の観点からも好ましくない。これに対して、本発明に係る粘着組成物は、溶剤を含んでいないため、アクリル系のものよりも厚く成形することが容易であり、厚いものから薄いものまで成形時の厚みの自由度が高い(バリエーションが豊富である)。具体的には、本発明に係る粘着シートの厚みを、例えば、25μm以上500μm以下と広い範囲とすることができる。また、印刷段差との関係では、例えば、印刷段差が50μm以下の範囲であれば、粘着シートの厚みを175μm程度とすれば十分な段差追従性を有する。また、印刷段差が50μm超100μm以下の範囲であれば、粘着シートの厚みを200μm超500μm以下程度とすれば十分な段差追従性を有する。
次に、図3を参照しながら、本発明に係る粘着シートの用途及び適用方法について説明する。図3は、本発明に係る粘着シートの適用例を示す説明図である。
まず、ウレタンプレポリマーの合成方法について説明する。1リットル容量のセパラブルフラスコにポリイソシアネートを下記表1に示す量添加し、窒素を流しながらポリオール(ポリオールa〜d)を撹拌しながら下記表に示す量滴下した。滴下終了後、温度上昇に注意しながら、触媒(DBTDL:ジブチルチンジラウレート 0.3g)を添加した。その後2時間反応させた後にサンプリングし、イソシアネート基含有率が2.0〜2.5%の範囲内であることを確認した。なお、イソシアネート基含有率は、JIS Z1603−1:2007に基づく方法(ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法)に準拠して測定した。次いで、上記の反応生成物にビニルエーテルを滴下し、2時間反応させた。反応後にサンプリングし、イソシアネート基含有率が0.5%以下になっていることを確認した。イソシアネート基含有率が0.5%以下の場合に反応完了とし、また、イソシアネート基含有率が0.5%超の場合には反応時間を延長し、イソシアネート基含有率が0.5%以下となっていることを確認した後に、生成物をウレタンプレポリマーA〜Dとして使用した。
・ポリオールa; ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:サンニックスPP−1000、三洋化成(株)製
・ポリオールb; ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:サンニックスPP−3000、三洋化成(株)製
・ポリオールc; ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:プレミノールS4011、旭硝子(株)製
・ポリオールd; ポリカーボネートジオール(PCD)、商品名:デュラノールT−5652、旭化成ケミカルズ(株)製
・ポリイソシアネート; 水添MDI、商品名:デスモジュールW、バイエル(株)製
・ビニルエーテル; ヒドロキシブチルビニルエーテル、日本カーバイド(株)製
次に、粘着シートの成形方法について説明する。上述したようにして得られた各「プレポリマー」と後述する複数のチオールを下記表2に示す配合比(phr)となるように計量し、80℃に加温した後に、混合撹拌し、粘着組成物の各材料を配合した。この結果物をナイフコーターを用いてシリコーン離型PETフィルム上に所望の厚み(ここでは175μm)となるように塗工し、次いで、UVランプ(高圧水銀ランプ)にて800mJ/cm2(365nm積算光量)でUV照射し、実施例1〜7の粘着シートを得た。また、比較例1の粘着シートとして、3M社製のアクリル系粘着剤である商品名「高透明性接着剤転写テープ8146」を使用した。
・モノチオール; 重量平均分子量218.4、2−エチルヘキシル−3−メルカプトプロピオネート、EHMP、SC有機化学(株)製
・ポリチオールa; 官能基数2、重量平均分子量238.6、ブタンジオールビスチオグリコレート、1,4−BDTG、淀化学(株)製
・ポリチオールb; 官能基数3、重量平均分子量398.5、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、TMMP、SC有機化学(株)製
以上のようにして作成した実施例1〜7及び比較例1の粘着シートに対して、25%圧縮応力(N/mm2)及び段差追従性を以下のように評価した。
25%圧縮応力は、JIS K6254に準拠して、圧縮速度を1.0mm/分とし、厚み1.0mm、大きさ20mm×20mmのサンプルを用いて評価した。この評価結果を表1に示した。なお、表1に記載した25%圧縮応力の値は、ストローク0.25mmの時の値である。ここで、参考までに、実施例1及び比較例1のストローク(mm)を変化させながら測定した25%圧縮時の圧縮応力(N/mm2)の測定結果を図4に示した。図4に示すように、比較例1の粘着シートでは、ストロークが大きくなるに従い、圧縮応力も大きくなったのに対して、実施例1の粘着シートでは、ストロークが大きくなっても、圧縮応力の大きさはそれ程変化しなかった。この結果は、段差追従性の結果を反映しているものといえる。
段差追従性は、印刷段差が50μmの表面保護板に対する追従性を以下の基準により評価した。なお、段差追従性については、粘着シートの厚みが175μmのものに加えて、粘着シートの厚みが150μmのものについても評価した。ここで、参考までに、実施例1及び比較例1の段差追従性を評価した際の泡の噛み込み状態を図5に示した。図5に示すように、比較例1は段差部に泡の噛み込みがあるのに対し(図5の丸で囲んだ部分)、実施例1には段差部に泡の噛み込みがないことから、実施例1の粘着シートの方が厚みが薄くても比較例1の粘着シートよりも段差追従性に優れることがわかる。
◎:シート厚みが150μmで、段差部に泡の噛み込みが無い
○:シート厚みが175μmで、段差部に泡の噛み込みが無い
×:シート厚みが175μmでも、段差部に泡の噛み込みが発生する
粘着シートの透明度を評価するべく、JIS K7105−1981に基づく方法に準拠して、透過率(%)、HAZE(%)及び色相(YI値)を測定し、其々を以下の基準で評価した。(透過率) ○:透過率が92%超 ×:透過率が92%以下(HAZE) ◎:HAZEが0.2%以下 ○:HAZEが0.2%超0.5%以下 ×:HAZEが0.5%超(色相(YI値))
◎:YI値が0.2以下
○:YI値が0.2超0.5以下
×:YI値が0.5超
粘着シートの粘着力を評価するべく、JIS A5759:2008に基づく方法(180°引きはがし試験方法)に準拠して、引張り速さ300mm/minにてガラス板との粘着力(N/25mm)を測定し、以下の基準で評価した。
◎:粘着力が20N/25mm以上30N/25mm以下
○:粘着力が15N/25mm以上20N/25mm未満
×:粘着力が15N/25mm未満
次に、実施例1の粘着シートを用いて、印刷段差の異なる表面保護板を用いて段差追従性の評価を行った。評価方法は上述した通りである。具体的には、下記表3に示す材質の表面保護板(カバー)を用いて、同表に示す印刷段差のカバーに対して、粘着シートの厚みを変えて段差追従性を以下の基準で評価した。その結果を表3に示す。表3に示すように、印刷段差が50μm以下の範囲であれば、粘着シートの厚みを175μm程度とすれば十分な段差追従性を有することがわかる。また、印刷段差が50μm超100μm以下の範囲であれば、粘着シートの厚みを250μm程度とすれば十分な段差追従性を有することがわかる。
○:段差部に泡の噛み込みが無い
×:段差部に泡の噛み込みが発生した
11 液晶ディスプレイ(LCD)
12 タッチパネル
13 表面保護板
13a 段差(印刷段差)
14 粘着シート
Claims (10)
- アリルエーテル基及びビニルエーテル基の少なくとも一方を複数有するウレタンプレポリマーと、チオール基を1個有するモノチオールと、チオール基を複数有するポリチオールとを重合反応させて得られる粘着組成物であって、
25%圧縮時の圧縮応力が、1.50N/mm2以下である、粘着組成物。 - 前記ポリチオールが、チオール基を2個有するものと、チオール基を3個以上有するものとからなる、請求項1に記載の粘着組成物。
- 前記ポリチオールが、チオール基を2個有するものと、チオール基を3個有するものとからなる、請求項2に記載の粘着組成物。
- 前記チオール基を3個有するポリチオールが、前記モノチオールと前記ポリチオールの全質量に対する質量比で、20%以上60%以下である、請求項2又は3に記載の粘着組成物。
- 前記ウレタンプレポリマーの重量平均分子量が、1000以上15000以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着組成物。
- 前記ウレタンプレポリマーのポリオール成分が、ポリエーテルポリオールである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着組成物の製造方法であって、
アリルエーテル基及びビニルエーテル基の少なくとも一方を複数有するウレタンプレポリマーと、チオール基を1個有するモノチオールと、チオール基を複数有するポリチオールとを重合反応させる工程を含む、粘着組成物の製造方法。 - 前記重合反応が、光重合反応である、請求項7に記載の粘着組成物の製造方法。
- 前記ウレタンプレポリマーが、アリルエーテル基及びビニルエーテル基のうち、ビニルエーテル基のみを有する、請求項7又は8に記載の粘着組成物の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着組成物がシート状である粘着シート。
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