JP6270721B2 - 粘着性シート - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、帯電防止性、粘着特性及び防塵性の向上を図った帯電防止性粘着テープが開示されており、具体的な構成として、基材の片面又は両面に導電性材料を分散させた第1の粘着剤層と、更に当該第1の粘着剤層上に導電性材料を含有しない所定の厚さの第2の粘着剤層を有する帯電防止性粘着テープが開示されている。
しかしながら、粘着性組成物中に、多量の導電性物質を配合すると、粘着力が低下する傾向にある。一方で、粘着力を高めるために導電性物質の含有量を低減させると、導電性が低下するという、二律背反の問題がある。
上記問題については、特許文献1記載の帯電防止性粘着テープは、粘着力及び導電性を共に向上させるという点において未だ不十分である。また、特許文献1記載の帯電防止性粘着テープは、2層の粘着剤層を形成する必要があるため、工程数が多くなり、生産性が劣るという問題も有する。
すなわち、本発明は、下記[1]〜[9]を提供するものである。
[1]粘着性樹脂(A)及び導電性材料(B)を含む粘着性組成物からなる粘着剤層を有する粘着性シートであって、導電性材料(B)を除いた前記粘着性組成物の表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値が26.0以下である、粘着性シート。
[2]前記粘着性シートが、基材を有しない粘着性シート又は絶縁性材料からなる基材を有する粘着性シートである、上記[1]に記載の粘着性シート。
[3]粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)樹脂、スチレン−block−(エチレン−co−ブテン)−block−スチレントリブロック共重合体(SEBS)樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂を含む、上記[1]又は[2]に記載の粘着性シート。
[4]粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、且つ、当該(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構造単位中に含まれるカルボキシ基含有モノマー由来の構成単位の含有量が3.0質量%以下である、上記[3]に記載の粘着性シート。
[5]粘着性樹脂(A)が、さらに粘着付与剤(b)を含む、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の粘着性シート。
[6]粘着付与剤(b)が、ロジン系樹脂、部分水素化テルペン系樹脂を除くテルペン系樹脂、及び水素化石油樹脂から選ばれる1種以上を含む、上記[5]に記載の粘着性シート。
[7]粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、且つ、当該(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構造単位中に含まれる水酸基含有モノマー由来の構成単位の含有量が0.1〜30質量%である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の粘着性シート。
[8]導電性材料(B)が、直径1〜1000nm、長さ10nm〜200μmであるカーボンナノ材料である、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の粘着性シート。
[9]前記粘着性組成物中の導電性材料(B)の含有量が、粘着性樹脂(A)100質量部に対して、0.05〜15質量部である、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の粘着性シート。
また、例えば「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の双方を示す語として用いており、他の類似用語についても同様である。
本発明の粘着性シートは、当該粘着性組成物からなる粘着剤層を有するものであれば、その構成は特に限定されない。
図1は、本発明の粘着性シートの構成の示す粘着性シートの断面図である。
本発明の粘着性シートの構成は、例えば、図1(a)のように、基材11上に粘着剤層12を形成した、基材付き粘着性シート1aが挙げられる。
他にも、図1(b)のように、基材11の両面上に粘着剤層12、12’を形成した粘着性シート1bや、図1(c)のように、基材11上に形成した粘着剤層12上に剥離材13が積層された粘着性シート1cのような構成であってもよい。なお、粘着性シート1bは、粘着剤層12及び12’上に、さらに剥離材が設けられていてもよい。
また、図1(d)のように、基材を用いずに、粘着剤層12を、剥離材13と別の剥離材13’とで挟持した、基材無し粘着性シート1dとしてもよい。この粘着性シート1dの剥離材13、13’の素材は、同じものでもよく、異なるものでもよいが、剥離材13と剥離材13’との剥離力が異なるように調整された素材であることが好ましい。
他にも、表面が剥離処理された剥離材の片面に粘着剤層を設けたものをロール状に巻いた粘着性シート等の構成も挙げられる。
本発明の粘着性シートの粘着剤層の形成材料である粘着性組成物は、粘着性樹脂(A)(以下、「(A)成分」ともいう)及び導電性材料(B)(以下、「(B)成分」ともいう)を含み、導電性材料(B)を除いた粘着性組成物の表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値(以下、単に「ファンデルワールス力成分γs dの値」ともいう)が26.0mJ/m 2 以下である。
当該粘着性組成物は、粘着性樹脂(A)及び導電性材料(B)を含むが、本発明の効果を損なわない範囲において、粘着性シートの用途に応じて、その他の添加剤を含有してもよい。
なお、本発明において、(B)成分を除いた粘着性組成物の表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値が26.0mJ/m 2 以下となるような粘着性組成物であれば、当該粘着性組成物中に含まれる、粘着性樹脂(A)等の各成分の種類及び配合量は限定されない。
以下説明する粘着性組成物に含まれる各成分は、上記ファンデルワールス力成分γs dの値を26.0mJ/m 2 以下に比較的調整しやすい成分の一例である。
本発明で用いる粘着性組成物中に含まれる粘着性樹脂(A)は、単独の樹脂からなるものでもよく、2種以上の樹脂を組み合わせてなる混合物であってもよい。
粘着性樹脂(A)は、粘着性組成物から形成される粘着剤層を主として構成し、粘着力向上に直接的に寄与する樹脂である主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)樹脂、スチレン−block−(エチレン−co−ブテン)−block−スチレントリブロック共重合体(SEBS)樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂からなる群より選ばれる1以上の樹脂を含むことが好ましい。
これらの樹脂は、優れた粘着力を有すると共に、樹脂単独でのファンデルワールス力成分γs dの値が低いため、(B)成分を除いた粘着性組成物のファンデルワールス力成分γs dの値を調整やすい樹脂である。
主剤樹脂(a)と粘着付与剤(b)とを併用する場合、(A)成分中の主剤樹脂(a)の含有量は、好ましくは40〜95質量%、より好ましくは45〜90質量%、更に好ましくは50〜85質量%であり、粘着付与剤(b)の含有量は、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜55質量%、更に好ましくは15〜50質量%である。
ただ、上記の主剤樹脂(a)及び粘着付与剤(b)の含有量は、(B)成分を除いた粘着性組成物のファンデルワールス力成分γs dの値を調整する観点から、用いる主剤樹脂(a)の種類により、適宜調整することが好ましい。
つまり、粘着性樹脂(A)は、主剤樹脂(a)と共に、粘着付与剤(b)、架橋剤、及び触媒を必要に応じて含んでなるものであることが好ましい。
(B)成分を除いた粘着性組成物のファンデルワールス力成分γs dの値を調整する観点から、粘着性樹脂(A)は、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)樹脂、スチレン−block−(エチレン−co−ブテン)−block−スチレントリブロック共重合体(SEBS)樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂からなる群より選択される1以上の樹脂を含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂からなる群より選択される1以上の樹脂を含むことがより好ましく、(メタ)アクリル酸エステル樹脂及び/又はシリル化ウレタン樹脂を含むことが更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂の詳細については、以下のとおりである。
(メタ)アクリル酸エステル樹脂は、炭素数4以上のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(以下、「モノマー(p1)」ともいう)由来の構成単位(p1)を含む樹脂であることが好ましい。
モノマー(p1)が有するアルキル基の炭素数としては、粘着性シートの粘着力を向上させる観点から、好ましくは4〜20、より好ましくは4〜12、更に好ましくは4〜6である。また、モノマー(p1)のアルキル基は、直鎖及び分岐鎖のいずれであってもよい。
なお、これらのモノマー(p1)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、粘着性シートの粘着力を向上させる観点から、ブチル(メタ)アクリレートが好ましく、n−ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
なお、ここでいう、「官能基含有モノマー(p2)」の「官能基」とは、後述の架橋剤と反応し、架橋起点となり得る官能基又は架橋促進効果を有する官能基を意味する。
これらの中でも、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマーが好ましい。
その他のモノマーとしては、アクリル系モノマーと共重合可能なモノマーから選択することができ、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜3のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートモノマー;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類;塩化ビニル、ビニリデンクロリド等のハロゲン化オレフィン類;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン系モノマー類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。
シリル化ウレタン樹脂は、主鎖又は側鎖にウレタン結合及び/又は尿素結合を有すると共に、主鎖の両末端に下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有する樹脂が好ましい。
シリル化ウレタン樹脂は、末端に上記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有することから、シリル化ウレタン樹脂同士の加水分解脱水縮合により効果的に三次元網目構造を形成することができ、粘着力を向上させることができる。
また、一般式(1)中、X1、X2がアルコキシ基である場合、当該アルコキシ基の炭素数は、加水分解脱水縮合反応性の観点から、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜5、更に好ましくは1〜3である。
本発明で用いるポリイソブチレン系樹脂は、主鎖又は側鎖にポリイソブチレン骨格を有する樹脂であり、具体的には、下記構成単位(α)を有する樹脂である。
これらのポリイソブチレン系樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、ポリイソブチレン系樹脂が共重合体である場合、イソブチレンからなる構成単位が、全構成単位の中で一番多く含まれているものとする。
ポリイソブチレン系樹脂の全構成単位に対する、イソブチレンからなる構成単位の含有量は、好ましくは80〜100質量%、より好ましくは90〜100質量%、更に好ましくは95〜100質量%、より更に好ましくは98〜100質量%である。
また、ポリイソブチレン系樹脂としては、市販品を使用することもできる。市販品としては、Vistanex(Exxon Chemical Co.製)、Hycar(Goodrich社製)、Oppanol(BASF社製)等が挙げられる。
ポリイソブチレン系樹脂の全構成単位に対する、主鎖及び側鎖に重合性二重結合を残さないイソブチレンからなる構成単位の含有量は、好ましくは80〜100質量%、より好ましくは90〜100質量%、更に好ましくは95〜100質量%、より更に好ましくは98〜100質量%である。
当該重量平均分子量が2万以上であれば、粘着性組成物の凝集力が向上するため、保持力に優れた粘着性シートとすることができる。また、被着体を汚染してしまうような弊害も防止できる。
一方、当該重量平均分子量が80万以下であれば、得られる粘着性組成物の柔軟性や流動性が良好となり、被着体との濡れ性に優れた粘着性シートとすることができる。また、粘着性組成物を調製する際に、溶媒に対する溶解性も良好とすることができる。
より具体的には、本発明で用いるポリイソブチレン系樹脂は、重量平均分子量が27〜80万のポリイソブチレン系樹脂(α1)(以下、「PIB系樹脂(α1)」ともいう)と、重量平均分子量が3〜25万のポリイソブチレン系樹脂(α2)(以下、「PIB系樹脂(α2)」ともいう)とを含むことが好ましい。
重量平均分子量の高いPIB系樹脂(α1)は、粘着性組成物から形成される粘着剤層の耐久性及び耐候性の向上に寄与すると共に、粘着性シートの保持力及び粘着力の向上にも寄与する。
一方、重量平均分子量の低いPIB系樹脂(α2)は、PIB系樹脂(α1)と良好に相溶して、適度にPIB系樹脂(α1)を可塑化させることができ、それにより、当該粘着性組成物からなる粘着剤層の被着体に対する濡れ性を高め、得られる粘着性シートの粘着物性、柔軟性、保持力等を向上させることができる。
PIB系樹脂(α1)の重量平均分子量が27万以上であれば、粘着性組成物の凝集力を十分向上させることができ、粘着力が優れた粘着性シートとすることができる。また、被着体への汚染の懸念も解消し得る。
一方、PIB系樹脂(α1)の重量平均分子量が80万以下であれば、粘着性組成物の凝集力が高くなりすぎることにより柔軟性や流動性の低下という弊害を避けることができ、該組成物からなる粘着剤層の被着体との濡れを良好にすることができる。また、粘着性組成物を調製する際、溶媒に対する溶解性を良好とすることができる。
重量平均分子量が2万以上であれば、粘着性組成物から形成した粘着剤層において、PIB系樹脂(α2)が低分子成分として分離して、被着体が汚染される弊害を回避でき、また、高温下で発生するアウトガス発生量が増加する等の物性に及ぼす影響も回避することができる。
一方、25万以下であれば、PIB系樹脂(α1)を十分に可塑化させることができ、形成される粘着剤層の被着体との濡れを良好にすることができる。
なお、上記のPIB系樹脂(α1)及び(α2)は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において、粘着性シートの粘着力を向上させると共に、(B)成分を除いた粘着性組成物のファンデルワールス力成分γs dの値を調整する観点から、粘着性樹脂(A)は、さらに粘着付与剤(b)を含むことが好ましい。
粘着付与剤(b)としては、ロジン樹脂、ロジンフェノール樹脂、及びそのエステル化合物等のロジン系樹脂;これらロジン系樹脂を水素化した水素化ロジン系樹脂;テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等のテルペン系樹脂;これらテルペン系樹脂を水素化した水素化テルペン樹脂;水素化石油樹脂;等が挙げられる。
また、本発明において、石油樹脂とは、石油由来の樹脂であることを特徴とし、水素化テルペン系樹脂、水素化ロジン系樹脂、水素化ロジンエステル系樹脂、不均化ロジン、不均化ロジンエステル系樹脂等の生体由来の樹脂を除く概念である。
具体的な水素化石油樹脂としては、例えば、石油ナフサの熱分解で生成する、ペンテン、イソプレン、ピペリン、1.3−ペンタジエン等のC5留分を共重合して得られるC5系石油樹脂及びこのC5系石油樹脂の水素化樹脂;石油ナフサの熱分解で生成するインデン、ビニルトルエン、α−又はβ−メチルスチレン等のC9留分を共重合して得られるC9系石油樹脂及びこのC9系石油樹脂の水素化樹脂;これらのC5留分とC9留分の共重合石油樹脂の水素化樹脂;等が挙げられる。
なお、「軟化点」は、JIS K 2531に準拠して測定した値である。
粘着性樹脂(A)中に、上述の官能基含有モノマー(p2)由来の構成単位(p2)を有する(メタ)アクリル酸エステル樹脂等の上述の官能基を有する樹脂を含有する場合、粘着性樹脂(A)は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、上記樹脂の官能基と反応して、樹脂同士を架橋するものである。
架橋剤としては、例えば、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等、及びそれらのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤;エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤;ヘキサ〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕トリフオスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤;アルミニウムキレート等のキレート系架橋剤;等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、凝集力を高めて粘着力を向上させる観点、及び入手し易さ等の観点から、イソシアネート系架橋剤が好ましい。
粘着性樹脂(A)中に、シリル化ウレタン樹脂を含む場合、シリル化ウレタン樹脂のシリル基同士の架橋反応を促進させ、粘着力を向上させる観点から、粘着性樹脂(A)は、さらに硬化促進剤としての役割を担う触媒を含有することが好ましい。
当該触媒としては、架橋密度の制御が容易であり、粘着力及び凝集力を向上させる観点から、アルミ系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒及び三フッ化ホウ素系触媒からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
チタン系触媒としては、チタンのアルコキシド、チタンキレート、塩化チタン(IV)が好ましい。
ジルコニウム系触媒としては、ジルコニウムのアルコキシド、ジルコニウムキレート、塩化ジルコニウム(IV)が好ましい。
三フッ化ホウ素系触媒としては、三フッ化ホウ素のアミン錯体やアルコール錯体が好ましい。
本発明で用いる導電性材料(B)としては、導電性を有する材料であれば特に限定はされないが、粘着性シートの粘着剤層の表面抵抗率を効率的に低下させる観点から、カーボンナノ材料であることが好ましい。
カーボンナノ材料とは、六員環配列構造を主構造とするグラファイトシートを含む物質からなり、ホウ素や窒素等の炭素以外の元素を含有していてもよく、他の物質に内包されている形態であってもよい。
カーボンナノ材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、フラーレン等が挙げられる。
これらのカーボンナノ材料は、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。
カーボンナノチューブには、1層の黒鉛シートが円筒状に閉じた構造を有する単層カーボンナノチューブと、2層の黒鉛シートが円筒状に閉じた構造を有する二層カーボンナノチューブと、黒鉛シートが3層以上同心筒状に閉じた多層構造を有する多層カーボンナノチューブとがあり、これらのうちのいずれか2つ以上を併用することもできる。
カーボンナノ材料の長さ(繊維長)は、好ましくは10nm〜200μm、より好ましくは50nm〜100μm、更に好ましくは100nm〜50μmである。
カーボンナノ材料のアスペクト比は、形成する粘着剤層の表面抵抗率を低下させる観点から、好ましくは10〜10000、より好ましくは50〜7000、更に好ましくは200〜5000、更に好ましくは300〜3500、より更に好ましくは400〜2000である。
なお、上記のカーボンナノ材料の平均直径、平均長さ、アスペクト比の値は、実施例に記載の方法に基づいて測定した値を意味する。
溶媒としては、水、有機溶媒が挙げられ、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、例えば、水、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、n−プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
導電性材料の分散液は、上記溶媒中に当該導電性材料を加えた後、超音波等を加えることにより得ることができる。
粘着性組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、粘着性シートの用途に応じて、その他の添加剤を含有させてもよい。その他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等が挙げられる。
これらの添加剤を配合する場合、添加剤の配合量は、粘着性樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.01〜6質量部である。
有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、n−プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
なお、これらの有機溶媒は、粘着性樹脂(A)の調製時に使用された有機溶媒をそのまま用いてもよいし、該粘着剤溶液を均一に塗布できるように、調製時に使用された有機溶媒以外の1種以上の有機溶媒を加えてもよい。
本発明において、(B)成分を除いた粘着性組成物の表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値は、(B)成分を除いた粘着性組成物を単体でシート状に形成した試験サンプルを用いて測定する。具体的には、当該表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値は、上記試験サンプルをシート状に形成してから3時間経過後に、当該試験サンプルの表面に3種の溶媒(純粋、ジヨードメタン、及び1−ブロモナフタレン)を滴下し、それぞれに対する静的接触角を測定した上で、測定した値を基に、北崎 畑法により、粘着性樹脂の表面自由エネルギーγs totalのファンデルワールス力成分γs dを算出した値であり、より具体的には実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
なお、粘着性組成物を有機溶媒で希釈した場合、サンプル作成時に当該有機溶媒は除去されるため、有機溶媒の希釈の有無は、表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値には影響しない。
当該ファンデルワールス力成分γs dの値が26.0mJ/m 2 を超えると、形成した粘着剤層の表面抵抗率が上昇してしまう傾向にあり、また、粘着力の低下もみられるようになる。
また、当該ファンデルワールス力成分γs dの値は、好ましくは1.0mJ/m 2 以上、より好ましくは10.0mJ/m 2 以上、更に好ましくは15.0mJ/m 2 以上である。
つまり、当該ファンデルワールス力成分γs dの値は、主剤樹脂(a)を構成する由来のモノマーの種類及びそのモノマー由来の構成単位の含有割合、主剤樹脂(a)が有する官能基の種類、主剤樹脂(a)の重量平均分子量、粘着付与剤(b)の種類、粘着付与剤(b)の軟化点、主剤樹脂(a)と粘着付与剤(b)との具体的な組み合わせ、主剤樹脂(a)及び粘着付与剤(b)の含有量等に依存すると考えられる。
なお、当該ファンデルワールス力成分γs dの値は、架橋剤や触媒、上述の添加剤を配合することにより多少の変化はあるが、各添加剤の配合量が上述の範囲内であれば大きく変化するものではない。
そのため、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂を用いる場合、(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構造単位中に含まれるカルボキシ基含有モノマー由来の構成単位の含有量が5.0質量%を超えると、ファンデルワールス力成分γs dの値が上昇する傾向にある。
例えば、主剤樹脂(a)として、水酸基含有モノマー由来の構成単位を含む(メタ)アクリル酸エステル樹脂を用いる場合、ポリマー分子内に有する複数の水酸基間で相互作用を有するため、ポリマー分子間の相互作用を小さく調整することが出来、ファンデルワールス力成分γs dの値が低下する傾向にある。
そのため、(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構造単位中に含まれる水酸基含有モノマー由来の構成単位の含有量は、当該ファンデルワールス力成分γs dの値を所定の範囲に調整する観点から、好ましくは0.1〜30質量%、より好ましくは0.2〜20質量%、更に好ましくは0.3〜10質量%、より更に好ましくは0.4〜3質量%である。
なお、主剤樹脂(a)として、ポリイソブチレン系樹脂を用いる場合には、ファンデルワールス力成分γs dの値を所定の範囲に調整する観点から、上述の重量平均分子量の異なるPIB系樹脂(α1)とPIB系樹脂(α2)とを組み合わせて用いることが好ましい。
なお、ファンデルワールス力成分γs dの値を所定の範囲に調整するにあたり、用いるPIB系樹脂(α1)とPIB系樹脂(α2)の重量平均分子量や、PIB系樹脂(α1)とPIB系樹脂(α2)との配合比の好適な範囲は、上述のとおりである。
上述のように、本発明の粘着性シートは、基材を有する粘着性シートであってもよい。
用いる基材としては、特に限定されずに粘着性シートの使用目的に応じて適宜選定され、金属等の導電性材料からなる基材であってもよく、絶縁性材料からなる基材であってもよい。
ただ、本発明の粘着性シートは、当該粘着性シートが有する粘着剤層が単独でも優れた帯電防止性及び導電性を有しているため、金属等の導電性材料からなる基材を用いなくても、優れた帯電防止性及び導電性を有する。
そのため、本発明の粘着性シートは、多様な用途に使用し得るとの観点から、絶縁性材料からなる基材を有する粘着性シートが好ましい。
なお、プラスチックフィルム又はシート等の基材シートは、未延伸でもよいし、縦又は横等の一軸方向あるいは二軸方向に延伸されていてもよい。
また、基材には、さらに紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、着色剤等が含有されていてもよい。
酸化法としては、特に限定されず、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、クロム酸酸化(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。また、凹凸化法としては、特には限定されず、例えば、サンドブラスト法、溶剤処理法等が挙げられる。これらの表面処理は、基材の種類に応じて適宜選定されるが、粘着剤層との密着性の向上効果や操作性の観点から、コロナ放電処理法が好ましい。また、プライマー処理を施すこともできる。
また、本発明の粘着性シートは、上述のとおり、基材を有さない粘着性シートであってもよい。つまり、本発明の粘着性シートが有する粘着剤層が単独でも優れた帯電防止性及び導電性を有しているため、金属等の導電性材料からなる基材を用いなくても、基材無しの粘着性シートでも、優れた帯電防止性及び導電性を有する。
基材無し粘着性シートは、上述の基材の代わりに剥離材が用いられ、粘着性シートの使用時には、当該剥離材は除去される。
剥離材用の基材としては、例えば、グラシン紙、コート紙、上質紙等の紙基材、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、又はポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂フィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、イソプレン系樹脂、ブタジエン系樹脂等のゴム系エラストマー、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
剥離材の厚さは、特に制限ないが、好ましくは10〜200μm、より好ましくは25〜150μmである。
粘着性シートの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。例えば、上述の有機溶媒を配合した粘着性組成物の溶液を公知の塗布方法により製造する方法が挙げられる。
塗布方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。
また、図1(b)のような、基材11の両面に粘着剤層12、12’を形成した粘着性シート1bの製造方法としては、例えば、基材の両面のそれぞれに、粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して粘着剤層12、12’を形成させて製造する方法や、予め作製した後述の粘着性シート1dの一方の剥離材を除去して基材11の一方の面と粘着剤層とを貼り合わせ、基材11の他方の面に、粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して粘着剤層を形成させる製造する方法等が挙げられる。
さらに、図1(c)のような、基材11上に形成した粘着剤層12上に剥離材13が積層された粘着性シート1cの製造方法としては、例えば、上述の粘着性シート1aの粘着剤層12の面と剥離材13とを貼り合わせて製造する方法や、剥離材13の剥離処理面に、粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して粘着剤層12を形成させた後、粘着剤層12と基材11とを貼り合わせて製造する方法等が挙げられる。
そして、図1(d)のような、基材を用いずに、粘着剤層12を剥離材13、13’で挟持した粘着性シート1dの製造方法としては、例えば、剥離材13の剥離処理面に粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して粘着剤層12を形成させた後、粘着剤層12と剥離材13’とを貼り合わせて製造する方法や、両面に剥離処理された剥離材の片面に、粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して粘着剤層を形成させた後、ロール状に巻いて1層テープ状の基材を有さない両面粘着性テープとして製造する方法等が挙げられる。なお、前述のように、剥離材13と剥離材13’との剥離力が異なるように調整することが好ましい。
また、基材や剥離材の剥離層面に粘着性組成物を有機溶剤に溶解した溶液を塗布した後、80〜150℃の温度で30秒〜5分間加熱することが好ましい。
本発明の粘着性シートは、優れた粘着力を有すると共に、粘着剤層の表面抵抗率が低く、帯電防止性及び導電性に優れる。
本発明の粘着性シートの粘着剤層の表面抵抗率は、好ましくは9.0×105Ω/□以下、より好ましくは6.0×105Ω/□以下、より好ましくは5.0×105Ω/□以下、更に好ましくは1.0×105Ω/□以下、更に好ましくは7.0×104Ω/□以下、より更に好ましくは5.0×104Ω/□以下である。
なお、上記粘着剤層の表面抵抗率の値は、実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
なお、上記の粘着性シートの粘着力は、実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、製品名「S−4700」)を用いて、カーボンナノチューブを観察して測定した値である。
ゲル浸透クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC−8020」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(測定条件)
・カラム:「TSK guard column HXL−H」「TSK gel GMHXL(×2)」「TSK gel G2000HXL」(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:1.0mL/min
粘着付与剤(b)の軟化点について、JIS K 2531に準拠して測定した値を用いた。
導電性材料である、多層カーボンナノチューブ(フィルジェン社製、製品名「F−M−ML−1/25」、繊維径:10nm、長さ:5〜15μm、アスペクト比:500〜1500)を酢酸エチルに添加し、超音波洗浄機(42kHz、125W)で超音波による振動を1時間与えて、酢酸エチル中に分散させ、多層カーボンナノチューブ濃度が0.3質量%のカーボンナノチューブ分散液(1)を調製した。
導電性材料である、多層カーボンナノチューブ(宇部興産社製、製品名「AMC」、繊維径:5〜15nm、長さ:1〜1.5μm、アスペクト比:67〜300)を酢酸エチルに添加し、超音波洗浄機(42kHz、125W)で超音波による振動を1時間与えて、酢酸エチル中に分散させ、多層カーボンナノチューブ濃度が0.3質量%のカーボンナノチューブ分散液(2)を調製した。
(1)粘着性組成物の調製
主剤樹脂(a)として、「アクリル酸エステル樹脂(1)(n−ブチルアクリレート(BA)/メチルメタクリレート(MMA)/酢酸ビニル(VAc)/2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)=80.0/10.0/9.0/1.0(質量比)、重量平均分子量:100万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度15質量%)」80.0質量部(固形分比)を配合し、さらに粘着付与剤(b)として、ロジン系樹脂「KE−359」(製品名、荒川化学工業(株)製、軟化点:94〜104℃、固形分濃度:50質量%)20.0質量部(固形分比)を配合して混合し、粘着性樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。
次いで、当該粘着性樹脂の溶液の固形分100質量部に対して、架橋剤として、イソシアネート系架橋剤「BXX5640」(製品名、東洋インキ製造(株)製)1.35質量部(固形分比)を配合し、さらに上記製造例1で調製したカーボンナノチューブ分散液(1)1.0質量部(固形分比)を配合して混合し、均一に攪拌して、粘着性組成物の酢酸エチル溶液を調製した。
(2)粘着性シートの作製
調製した粘着性組成物の酢酸エチル溶液を、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる厚み50μmの基材の片面上に、乾燥後の膜厚が25μmになるように塗布して塗布膜を形成し、当該塗布膜を乾燥させ、粘着性シートを作製した。
粘着性組成物中の各成分の種類及び/又は配合量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、粘着性組成物の酢酸エチル溶液を調製し、当該溶液を用いて粘着性シートを作製した。なお、表1中の配合量は固形分比である。
また、各実施例及び比較例で使用した各成分は以下のとおりである。
・アクリル酸エステル樹脂(2):n−ブチルアクリレート(BA)/アクリル酸(AA)=98.0/2.0(質量比)、重量平均分子量:100万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:15質量%。
・アクリル酸エステル樹脂(3):n−ブチルアクリレート(BA)/アクリル酸(AA)=90.0/10.0(質量比)、重量平均分子量:70万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:33.6質量%。
・アクリル酸エステル樹脂(4):n−ブチルアクリレート(BA)/アクリル酸(AA)=95.0/5.0(質量比)、重量平均分子量:70万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:40質量%。
・アクリル酸エステル樹脂(5):n−ブチルアクリレート(BA)/アクリル酸(AA)=80.0/20.0(質量比)、重量平均分子量:70万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:33.6質量%。
・アクリル酸エステル樹脂(6):n−ブチルアクリレート(BA)/メチルアクリレート(MA)/アクリロイルモルホリン(ACMO)/2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)=83.0/2.0/14.0/1.0(質量比)、重量平均分子量:65万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:35質量%。
・スチレン−block−(エチレン−co−ブテン)−block−スチレントリブロック共重合体(SEBS)樹脂(1):シェル化学社製、製品名「クレイトンG1657」、スチレン含量:13質量%、重量平均分子量:15万、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:30質量%。
・ポリイソブチレン系樹脂(1):OppanolB50(製品名、BASF社製、重量平均分子量34万のポリイソブチレン系樹脂)/OppanolB30(製品名、BASF社製、重量平均分子量20万のポリイソブチレン系樹脂)=100/10(質量比)のポリイソブチレン系樹脂混合物、溶剤:トルエン、固形分濃度:20質量%。
・ロジン系樹脂「ハリエスターTF」:製品名、ハリマ化成(株)製、軟化点:75〜85℃。
・ロジン系樹脂「KE−359」:荒川化学工業(株)製、製品名、軟化点:94〜104℃、固形分濃度:50質量%。
・テルペンフェノール系樹脂「YSポリスターT130」:製品名、ヤスハラケミカル社製、軟化点:130℃。
・テルペンフェノール系樹脂「YSポリスターS145」:製品名、ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール共重合体、軟化点:145℃。
・テルペンフェノール系樹脂「YSポリスターG125」:製品名、ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール共重合体、軟化点:125℃。
・部分水素化テルペンフェノール系樹脂「YSポリスターTH130」:製品名、ヤスハラケミカル社製、軟化点:130℃。
・水素化石油樹脂「アルコンP−125」:製品名、荒川化学工業社製、軟化点:125℃。
・イソシアネート系架橋剤「コロネートL」:製品名、日本ポリウレタン(株)製、固形分濃度:75質量%。
・イソシアネート系架橋剤「BXX5640」:製品名、東洋インキ製造(株)製。
<触媒>
・チタンキレート系触媒「オルガチックスTC−100」:製品名、マツモトファインケミカル(株)製。
・カーボンナノチューブ分散液(1):製造例1で調製したカーボンナノチューブ分散液。
・カーボンナノチューブ分散液(2):製造例2で調製したカーボンナノチューブ分散液。
導電性材料(B)を含有せずに、それ以外の成分を含有した粘着性組成物を単体でシート状に形成した試験サンプルを作成し、作成してから3時間経過後に、当該試験サンプルの表面に3種の溶媒(純粋、ジヨードメタン、及び1−ブロモナフタレン)を滴下し、当該試験サンプルの純水、ジヨードメタン及び1−ブロモナフタレンのそれぞれに対する3秒後の静的接触角を、全自動接触角計(協和界面科学株式会社製、製品名「DM−701」)を用いて測定し、測定した値を基に、北崎 畑法により、粘着性樹脂の表面自由エネルギーγs totalのファンデルワールス力成分γs dの値を算出した。
作製した粘着性シートを20mm×40mmにカットしたものを試験片として使用した。
当該試験片を23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で24時間放置後、低抵抗率計(株式会社三菱化学アナリテック製、製品名「ロレスタGP MCP−T610型」)を用いて、JIS−K7194に準拠して、粘着性シートの粘着剤層の表面抵抗率を測定した。
なお、当該測定は3回行い、表1には3回行った測定値の平均値を記載している。
作製した粘着性シートを25mm×300mmにカットしたものを試験片として使用した。
当該試験片を23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で、ステンレス板(SUS304、360番研磨)に貼付し、同じ環境下で24時間放置した後、JIS Z0237:2000に基づき、180°引き剥がし法により、引っ張り速度300mm/分にて、粘着性シートの粘着力を測定した。
一方、比較例1〜6の粘着性シートは、(B)成分を除いた粘着性組成物のファンデルワールス力成分γs dの値が26.0mJ/m 2 を超えるため、粘着剤層の表面抵抗率が高く、また、比較例6の粘着性シートは、粘着力が劣る結果となった。なお、比較例3の粘着性シートは、粘着力の測定の際に、粘着性シートの粘着剤層が被着体のステンレス板に転着してしまい、粘着力の測定を行うことができなかった。
11 基材
12、12’ 粘着剤層
13、13’ 剥離材
Claims (17)
- 粘着性樹脂(A)及び導電性材料(B)を含む粘着性組成物からなる粘着剤層を有する粘着性シートであって、導電性材料(B)を除いた前記粘着性組成物の表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分γs dの値が26.0mJ/m 2 以下であり、
導電性材料(B)が、アスペクト比が50〜10000のカーボンナノ材料であり、
導電性材料(B)の含有量が、粘着性樹脂(A)100質量部に対して、0.05〜10質量部である、粘着性シート。 - 前記粘着性シートが、基材を有しない粘着性シート又は絶縁性材料からなる基材を有する粘着性シートである、請求項1に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)樹脂、スチレン−block−(エチレン−co−ブテン)−block−スチレントリブロック共重合体(SEBS)樹脂、及びポリイソブチレン系樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂を含む、請求項1又は2に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、さらに粘着付与剤(b)を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の粘着性シート。
- 粘着付与剤(b)が、ロジン系樹脂、部分水素化テルペン系樹脂を除くテルペン系樹脂、及び水素化石油樹脂から選ばれる1種以上を含む、請求項4に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、粘着付与剤(b)として、ロジン系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)中の主剤樹脂(a)の含有量が60〜95質量%であり、粘着付与剤(b)の含有量が5〜40質量%である、請求項6に記載の粘着性シート。
- 前記(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構成単位中に含まれるカルボキシ基含有モノマー由来の構成単位の含有量が3.0質量%以下である、請求項6又は7に記載の粘着性シート。
- 前記(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構成単位中に含まれる水酸基含有モノマー由来の構成単位の含有量が0.1〜30質量%である、請求項6〜8のいずれかに記載の粘着性シート。
- 前記(メタ)アクリル酸エステル樹脂が、ブチル(メタ)アクリレート由来の構成単位(p1)を含み、構成単位(p1)の含有量が、当該(メタ)アクリル酸エステル樹脂の全構成単位に対して、60質量%以上である、請求項9に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、シリル化ウレタン樹脂を含む、請求項1又は2に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、主剤樹脂(a)として、ポリイソブチレン系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)が、さらに粘着付与剤(b)として、水素化石油樹脂を含む、請求項12に記載の粘着性シート。
- 粘着性樹脂(A)中の主剤樹脂(a)の含有量が55〜99質量%であり、粘着付与剤(b)の含有量が1〜45質量%である、請求項13に記載の粘着性シート。
- 前記カーボンナノ材料の直径が1〜1000nmであり、長さが10nm〜200μmである、請求項1〜14のいずれかに記載の粘着性シート。
- 前記粘着剤層の表面抵抗率が9.0×10 5 Ω/□以下である、請求項1〜15のいずれかに記載の粘着性シート。
- 前記粘着性シートの粘着力が、2.0N/25mm以上である、請求項1〜16のいずれかに記載の粘着性シート。
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