JP6317591B2 - 両面粘着シート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
粘着剤層は、ベースポリマー(主成分)として、アクリル系ポリマーを含んでいる。粘着剤層(100質量%)中におけるアクリル系ポリマーの含有率(質量%)は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、75質量%以上が更に好ましい。また、粘着剤層中におけるアクリル系ポリマーの含有率(質量%)の上限については、特に限定されないが、100質量%以下が好ましく、99.9質量%以下がより好ましく、99質量%以下が更に好ましい。
アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位を9〜30質量%含んでいる。
極性モノマーは、少なくとも極性基を1種類有すると共に重合性不飽和結合を含むモノマーからなる。アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位を、好ましくは12質量%以上含み、より好ましくは15質量%以上含む。また、アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位を、好ましくは30質量%以下含み、より好ましくは26質量%含む。
アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位を好ましくは2質量%以上含み、より好ましくは3質量%以上含む。また、アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位を、好ましくは5質量%以下含み、より好ましくは4質量%以下含む。
アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、水酸基含有モノマーに由来する構成単位を、好ましくは2質量%以上含み、より好ましくは3質量%以上含む。また、アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、水酸基含有モノマーに由来する構成単位を、好ましくは5質量%以下含み、より好ましくは4質量%以下含む。
アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、複素環含有ビニル系モノマーに由来する構成単位を、好ましくは10質量%以上含み、より好ましくは12質量%以上含み、更に好ましくは15質量%以上含む。また、アクリル系ポリマー(100質量%)は、極性モノマーに由来する構成単位として、複素環含有ビニル系モノマーに由来する構成単位を、好ましくは30質量%以下含み、より好ましくは25質量%以下含み、更に好ましくは20質量%以下含む。
また、アクリル系ポリマー(100質量%)は、炭素数が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(単に「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」と称する場合がある)に由来する構成単位を50質量%以上含むことが好ましい。
また、アクリル系ポリマーは、不飽和二重結合を含む重合性の官能基を2個以上有する多官能性モノマー(以下、単に「多官能性モノマー」と称する場合がある)に由来する構成単位を含んでもよい。
アクリル系ポリマーは、本発明の目的を損なわない限り、上述したモノマー以外の他のモノマーを構成単位として含んでもよい。このようなモノマーとしては、例えば、(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−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、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;(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等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等のシアノ基含有モノマー;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;2−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェート等のリ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−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエ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;塩化ビニル等が挙げられる。これらは、単独で、又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
アクリル系ポリマーは、公知乃至慣用の重合方法を用いて調製することができる。重合方法としては、例えば、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、光重合法等が挙げられる。なかでも、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等の重合開始剤を用いた熱や活性エネルギー線(例えば、紫外線)による硬化反応を利用することが好ましい。特に、重合時間の短縮や粘着剤層の厚肉化等の利点を有することより、光重合開始剤を用いた硬化反応を利用することが好ましい。
粘着剤層は、アクリル系ポリマー以外の成分として、着色剤を含んでもよい。粘着剤層は、着色剤を含むことにより、意匠性や光学特性(遮光性、光反射性等)を備えることになる。着色剤は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
粘着剤層は、更に、本発明の目的を損なわない限り、以下に示される添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、ステンレス等の金属粉、炭酸カルシウム(例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム)、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、タルク、マイカ、クレー、ベントナイト、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、酸化チタン、中空微小球状体、熱膨張性微小球体、粘着付与剤、架橋剤(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)、架橋促進剤、シランカップリング剤、老化防止剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、帯電防止剤、溶剤、ポリマー、粘着剤(例えば、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、エポキシ系粘着剤)等が挙げられる。これらは、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
(測定方法)
(1)粘着剤層を厚み方向に切断して、切断面へのダメージが極力抑えられた状態の測定サンプルを作製する。なお、粘着剤層を液体窒素に浸漬した後に、前記粘着剤層を破断して、測定サンプルを作製してもよい。
(2)次いで、得られた測定サンプルの断面(切断面、破断面)を、電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式:S−4800)によって100倍に拡大表示する。
(3)そして、拡大表示された前記断面において、(幅1mm)×(粘着剤層の厚み)で囲まれた四角形の部分を基準面積S1とし、そのS1中に含まれる気泡部分の合計面積S2を求める。
(4)(S2/S1)×100によって前記断面における気泡率(%)が求められる。
(5)上述した(1)〜(4)の操作を繰り返して、粘着剤層を一方向に沿って等間隔で、全部で5個所サンプリングし、得られた各気泡率の平均値を、粘着剤層中における気泡の含有率(体積%)として採用する。
粘着剤層は、例えば、粘着剤組成物を用いて形成される。粘着剤組成物としては、上述した粘着剤層を形成できるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて、適宜選択される。粘着剤組成物としては、作業性等の観点より、アクリル系ポリマーを形成するための複数種のモノマー成分を含むモノマー組成物と、前記モノマー成分を重合させるための重合開始剤と、必要に応じて添加される着色剤等のその他の成分との混合物を含む硬化型の粘着剤組成物を用いることが好ましい。特に、粘着剤組成物としては、重合開始剤として光重合開始剤を用いる光硬化型の粘着剤組成物が好ましい。硬化型の粘着剤組成物は、いわゆる無溶剤型の粘着剤組成物であり、前記モノマー組成物に対して、前記重合開始剤等が混合されることによって調製される。
粘着剤層の厚みは、280μm以上であり、好ましくは300μm以上であり、より好ましくは350μm以上である。粘着剤層の厚み(μm)が、このような範囲であると、被着体の表面に段差部(例えば、凸部)が形成されていても、粘着剤層は、段差部の形状に追従するように変形し、かつ段差部に対して隙間なく密着するように、被着体に対して接着することができる。
両面粘着シートにおける粘着剤層の表面(粘着面)は、使用時までは、剥離ライナーにより保護されていてもよい。両面粘着シートは、各粘着面が別々の剥離ライナーによりそれぞれ保護されてもよいし、ロール状に巻回される形態で各粘着面が1枚の剥離ライナーにより保護されてもよい。剥離ライナーは粘着面の保護材として用いられており、被着体に貼付する際に剥がされる。また、両面粘着シートが基材レス両面粘着シートの場合には、剥離ライナーは支持体としての役割も担う。なお、剥離ライナーは必ずしも両面粘着シートに設けられていなくてもよい。
両面粘着シートは、必要に応じて支持基材を備えてもよい。前記支持基材としては、例えば、プラスチックフィルム製の基材(以下、プラスチックフィルム基材)が使用される。プラスチックフィルム基材の素材は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、商品名「アートン(環状オレフィン系ポリマー、JSR製)」、商品名「ゼオノア(環状オレフィン系ポリマー、日本ゼオン製)」等の環状オレフィン系ポリマー等のプラスチック材料が挙げられる。なお、これらのプラスチック材料は単独で、又は2種以上を組み合せて使用してもよい。また、前記「支持基材」とは、両面粘着シートを使用(貼付)する際に、粘着剤層と共に、被着体に貼付される部分である。両面粘着シートの使用時(貼付時)に剥離される剥離ライナーは、前記「支持基材」には含まれない。
両面粘着シートの形状は、特に制限はなく、用途に応じて適宜、設定される。両面粘着シートの具体的な形状としては、平面視した際、例えば、テープ状(帯状)、短冊状、U字状(コの字状)、L字状、額縁状(ループ状)等の種々の形状が挙げられる。
本実施形態の両面粘着シートは、優れた段差吸収性を備えており、被着体の表面に段差部(例えば、凸部)が形成されていても、粘着剤層は、段差部の形状に追従するように変形し、かつ段差部に対して隙間なく密着するように、被着体に対して接着することができる。このような、両面粘着シートの粘着剤層は、適度な柔軟性を備えており、被着体上の段差部を吸収するように変形可能である。したがって、本実施形態における両面粘着シートの粘着剤層は、例えば、寸法精度の低い部材からなる被着体に対しても、その誤差を許容するように貼り付くことができる。
本実施形態の両面粘着シート(粘着剤層)の粘着力(N/20mm)は、特に制限されないが、例えば、好ましくは20N/20mm以上である。粘着力は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。また、本実施形態の両面粘着シート(粘着剤層)は、被着体に対して長時間貼り付けられても剥がれ落ち難い特性(保持力)を備えている。保持力は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。また、本実施形態の両面粘着シート(粘着剤層)は、作業性(取扱性)、耐久性、耐落下衝撃特性等の特性を備えている。
本実施形態の両面粘着シートは、例えば、携帯電子機器を構成する各種部材や各モジュールを固定する際に利用される。このような携帯電子機器としては、例えば、携帯電話、PHS、スマートフォン、タブレット(タブレット型コンピュータ)、モバイルコンピュータ(モバイルPC)、携帯情報端末(PDA)、電子手帳、携帯型テレビや携帯型ラジオ等の携帯型放送受信機、携帯型ゲーム機、ポータブルオーディオプレーヤー、デジタルカメラ等のカメラ、カムコーダ型のビデオカメラ等が挙げられる。
(シロップの作製)
モノマー成分として、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)78質量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)18質量部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)4質量部が混合されてなる液状のモノマー混合物(モノマー組成物)に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」(BASFジャパン株式会社製)0.05質量部及び商品名「イルガキュア184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)」(BASFジャパン株式会社製)0.05質量部を配合した後、粘度(BH粘度計No.5ローター、10rpm、測定温度:30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射して、上記モノマー成分の一部が重合してなる部分重合体(重合率:約10質量%)を含むシロップ(2EHA/NVP/HEA=78/18/4)を得た。
100質量部の前記シロップに、アクリル酸(AA)4質量部と、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.12質量部とを添加して、前記シロップの混合物を得た。更に、前記混合物に、追加分の光重合開始剤として、商品名「イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」(BASFジャパン株式会社製)0.7質量部を添加した。その後、更に、黒色顔料(黒色着色剤)として、カーボンブラックを0.21質量部、前記混合物に添加した。これらを十分混合することによって、粘着剤組成物Aを得た。
前記粘着剤組成物Aを、剥離ライナー30の剥離処理されている片面上に、硬化後の厚みが400μmとなるように塗布して、塗布層を得た。そして前記塗布層上に他の剥離ライナー40を、剥離処理されている片面側から貼り合わせた。なお、剥離ライナー30,40としては、片面が剥離処理されているポリエチレンテレフタレート製基材(商品名「MRF」、三菱ポリエステルフィルム株式会社製、又は商品名「MRN」、三菱ポリエステルフィルム株式会社製)を使用した。
(両面粘着シートの作製)
実施例1と同じ粘着剤組成物Aを用いて、厚み350μmの粘着剤層を有する実施例2の両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を作製した。具体的には、粘着剤組成物Aを、剥離ライナーの剥離処理されている片面上に、硬化後の厚みが350μmとなるように塗布すること以外は、実施例1と同様にして、実施例2の両面粘着シートを作製した。
(粘着剤組成物Bの作製)
100質量部の前記シロップ(実施例1と同じシロップ)に、アクリル酸(AA)4質量部と、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.12質量部とを添加して、前記シロップの混合物を得た。更に、前記混合物に、追加分の光重合開始剤として、商品名「イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部を添加した。その後、更に、黒色顔料(黒色着色剤)として、カーボンブラックを0.5質量部、前記混合物に添加した。これらを十分混合することによって、粘着剤組成物Bを得た。
粘着剤組成物Bを用いて、厚み300μmの粘着剤層を有する実施例3の両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を作製した。具体的には、粘着剤組成物Aに代えて粘着剤組成物Bを用い、かつ粘着剤組成物Bを、剥離ライナーの剥離処理されている片面上に、硬化後の厚みが300μmとなるように塗布すること以外は、実施例1と同様にして、実施例3の両面粘着シートを作製した。
(両面粘着シートの作製)
実施例3と同じ粘着剤組成物Bを用いて、厚み250μmの粘着剤層を有する比較例1の両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を作製した。具体的には、粘着剤組成物Bを、剥離ライナーの剥離処理されている片面上に、硬化後の厚みが250μmとなるように塗布すること以外は、実施例3と同様にして、比較例1の両面粘着シートを作製した。
(全光線透過率)
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シート(粘着剤層のみ)について、以下に示す方法により、全光線透過率(%)を測定した。測定結果は、表1に示した。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、以下に示す方法により、溶剤不溶分率(質量%)を測定した(粘着剤層のみ)。測定結果は、表1に示した。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、以下に示す方法により、段差吸収性を評価した。
図2は、段差吸収性を評価する際に用いる評価用サンプルセットの平面図であり、図3は、図2のA−A線断面図である。図2及び図3において、41はポリカーボネート板、42は段差テープ、43は窓枠状両面粘着シート、44はアクリル板(アクリルレンズ)、45は不織布を示す。以下、段差吸収性の評価手順を具体的に示す。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、以下に示す方法により、ポリカーボネート板に対する粘着力(N/20mm)を測定した。測定結果は、表1に示した。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、ステンレス(SUS304B)板に対する粘着力(N/20mm)を測定した。測定方法は、ポリカーボネート板(PC板)に代えて、ステンレス(SUS304B)板を用いること以外は、上述の場合と同様である。結果は、表1に示した。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、以下に示す方法により、60℃の環境下における保持力を評価した。評価結果は、表1に示した。
実施例1〜3及び比較例1の各両面粘着シートについて、80℃の環境下における保持力を評価した。評価方法は、60℃の環境下に代えて、80℃の環境下にすること以外は、上述した場合と同様である。結果は、表1に示した。
Claims (6)
- 携帯電子機器を構成する部材を固定するための両面粘着シートであって、
極性モノマーに由来する構成単位を9〜30質量%含み、かつ炭素数が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に由来する構成単位を50質量%以上含むアクリル系ポリマーをベースポリマーとして有するアクリル系粘着剤層を備え、
前記アクリル系ポリマーは、前記極性モノマーに由来する構成単位として、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位を2質量%以上、及び複素環含有ビニル系モノマーに由来する構成単位を10質量%以上含み、
前記アクリル系粘着剤層は、前記極性モノマー(ただし、前記カルボキシル基含有モノマーを除く)と、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むモノマー成分の部分重合体を含有するシロップ組成物と、前記カルボキシル基含有モノマーとを有する粘着剤組成物の硬化物からなり、かつ
前記アクリル系粘着剤層の厚みが280μm以上である両面粘着シート。 - 前記アクリル系ポリマーは、前記極性モノマーに由来する構成単位として、水酸基含有モノマーに由来する構成単位を2質量%以上含む請求項1に記載の両面粘着シート。
- 前記アクリル系ポリマーは、重合性の官能基を2個以上有する多官能性モノマーに由来する構成単位を含む請求項1又は2に記載の両面粘着シート。
- 前記アクリル系粘着剤層は、厚み方向における透過率が5%以下である請求項1〜3の何れか一項に記載の両面粘着シート。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の両面粘着シートの製造方法であって、
カルボキシル基含有モノマー、複素環含有ビニル系モノマーを含む極性モノマーと、炭素数が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を有する、アクリル系ポリマーを形成するための複数種のモノマー成分と、前記モノマー成分(ただし、前記カルボキシル基含有モノマーを除く)の一部が重合してなる部分重合体と、光重合開始剤と、着色剤とを有する粘着剤組成物を、支持体上に付与して前記粘着剤組成物からなる塗膜を形成する工程と、
前記塗膜に光を照射して、前記塗膜中の前記モノマー成分を光重合させて前記アクリル系ポリマーを形成するとともに、前記塗膜を硬化させてアクリル系粘着剤層を得る工程と、を備える両面粘着シートの製造方法。 - 前記粘着剤組成物における前記光重合開始剤の配合量は、前記アクリル系ポリマーを形成するための全モノマー成分100質量部に対して、0.3質量部以上であり、かつ前記粘着剤組成物における前記着色剤の配合量は、前記全モノマー成分100質量部に対して、0.25質量部以下である請求項5に記載の両面粘着シートの製造方法。
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