JP6859248B2 - 粘着膜及び粘着シート - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、(メタ)アクリル系ポリマーと、不均化ロジンエステルと、架橋剤と、有機溶媒と、を含有する粘着剤により形成され、乾燥厚みが1.5μmであり、ステンレス板に対する粘着力が5.0N/20mmである粘着剤層(即ち、粘着膜)を備える両面テープが開示されている。
しかし、粘着膜が粘着付与樹脂を含むと、被着体に貼着した粘着膜を貼り直しのために剥離した際、粘着膜の一部が被着体の表面に残存し、被着体の表面を汚染する、所謂、糊残りの問題が生じ得る。
しかし、(メタ)アクリル系重合体を含む粘着膜では、ゲル分率を低くすると凝集力が低下するため、上述の糊残りの問題が生じ得る。
しかし、高極性の被着体に対し、高い粘着力を示しつつ、剥離の際には糊残りが生じ難い粘着膜を実現することは容易ではなく、ましてや、粘着膜を薄膜化した場合、その実現は困難であった。
また、本発明が解決しようとする課題は、上記粘着膜を備える粘着シートを提供することである。
<1> カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上20モル%以下の範囲で含み、かつ、重量平均分子量が10万以上40万以下の範囲である(メタ)アクリル系共重合体を含有し、ゲル分率が0質量%であり、厚みが0.5μm以上7μm以下の範囲である粘着膜。
<2> 上記(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位を更に含む<1>に記載の粘着膜。
<3> 上記(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度は、−60℃以上−40℃以下の範囲である<1>又は<2>に記載の粘着膜。
<4> 上記(メタ)アクリル系共重合体は、単独重合体としたときのガラス転移温度が−50℃以下である単量体に由来する構成単位と、単独重合体としたときのガラス転移温度が−30℃以上10℃以下の範囲である単量体に由来する構成単位と、を含む<1>〜<3>のいずれか1つに記載の粘着膜。
<5> <1>〜<4>のいずれか1つに記載の粘着膜を備える粘着シート。
また、本発明によれば、上記粘着膜を備える粘着シートが提供される。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、各成分の量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において「外観に優れる粘着膜」とは、外観上の欠陥(例えば、キズ、凹み、及びブツ)の発生が抑制された粘着膜を意味する。
本発明の粘着膜は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上20モル%以下の範囲で含み、かつ、重量平均分子量が10万以上40万以下の範囲である(メタ)アクリル系共重合体(以下、適宜「特定(メタ)アクリル系共重合体」と称する。)を含有し、ゲル分率が0質量%であり、厚みが0.5μm以上7μm以下の範囲の粘着膜である。
本発明の粘着膜は、薄膜(即ち、厚みが0.5μm以上7μm以下の範囲の膜)でありながら、高極性の被着体に対し、高い粘着力を示すとともに、剥離の際の糊残りが生じ難く、かつ、外観に優れる。
本発明の粘着膜がこのような効果を奏し得る理由については明らかでないが、本発明者らは以下のように推測している。但し、以下の推測は、本発明の粘着膜の効果を限定的に解釈するものではなく、一例として説明するものである。
これに対し、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が40万以下であり、かつ、粘着膜のゲル分率が0質量%であるため、被着体への濡れ性が高い。このため、本発明の粘着膜は、薄膜でありながらも、高い粘着力を示す。
また、通常、ゲル分率が0質量%の粘着膜、即ち、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤との架橋反応物ではない粘着膜は、凝集力が低く、特に、粘着膜を薄膜化した場合には、糊残りの問題が生じ易い。
これに対し、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が10万以上であるため、十分な凝集力を示す。
また、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体がカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上20モル%以下の範囲であるため、粘着膜のゲル分率が0質量%であっても、適度に高い凝集力を示す。
詳細には、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体がカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上であり、かつ、粘着膜のゲル分率が0質量%であるため、粘着膜中には、架橋に寄与していないカルボキシ基が存在し、この架橋に寄与していないカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位同士が水素結合することで、十分な凝集力を示す。また、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体がカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して20モル%以下であり、かつ、粘着膜のゲル分率が0質量%であるため、粘着膜が過度に硬くならず、適度に高い凝集力を示す。
このため、本発明の粘着膜は、薄膜でありながらも、剥離の際に被着体への糊残りが生じ難い。
しかし、高極性の被着体に対し、高い粘着力を示しつつ、剥離の際には糊残りが生じ難い粘着膜を実現することは容易ではなく、ましてや、粘着膜を薄膜化した場合、その実現は困難であった。
これに対し、本発明の粘着膜は、粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体がカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上であるため、粘着膜の溶解度パラメータ(SP値)が高くなる。
このため、同じくSP値が高い被着体(即ち、ステンレス板に代表される高極性の被着体)に対し、高い粘着力を示す。
しかし、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤とを含む粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤との架橋反応の影響により僅かにゲル化するため、薄膜塗工を行うと、形成された粘着膜の表面に(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤との架橋反応物に由来する粒状物(所謂、ブツ)が確認されることがある。
これに対し、本発明の粘着膜は、ゲル分率が0質量%の膜、即ち、架橋剤を含まない粘着剤組成物を用いて形成された膜であるため、外観上の欠陥となり得る粒状物が発生しない。
このため、本発明の粘着膜は、薄膜でありながらも、外観に優れる。
本発明の粘着膜に含まれる(メタ)アクリル系共重合体(即ち、特定(メタ)アクリル系共重合体)は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上20モル%以下の範囲で含み、かつ、重量平均分子量が10万以上40万以下の範囲である。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含む。
本明細書において、「カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位」とは、カルボキシ基を有する単量体が付加重合して形成される構成単位を意味する。
カルボキシ基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、グルタコン酸、シトラコン酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン(n≒2)モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、カルボキシ基を有する単量体としては、被着体に対する粘着力の観点、及び、粘着膜を粘着シートに適用した場合における基材との密着性の観点から、アクリル酸(AA)が好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体におけるカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が、全構成単位に対して12.5モル%以上であると、架橋に寄与していないカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位同士が水素結合し、粘着膜が十分な凝集力を示し得る。このため、本発明の粘着膜は、被着体から剥離した際に被着体への糊残りが生じ難い。
また、特定(メタ)アクリル系共重合体におけるカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が、全構成単位に対して12.5モル%以上であると、粘着膜の溶解度パラメータ(SP値)が高くなる。このため、本発明の粘着膜は、同じくSP値が高い被着体(即ち、ステンレス板に代表される高極性の被着体)に対し、高い粘着力を示し得る。
特定(メタ)アクリル系共重合体におけるカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が、全構成単位に対して20モル%以下であると、粘着膜が過度に硬くならず、適度に高い凝集力を示し得る。このため、本発明の粘着膜は、被着体から剥離した際に被着体への糊残りが生じ難い。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位を更に含むことが好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位は、粘着膜の粘着力の調整に寄与する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
また、アルキル基の炭素数は、被着体に対する粘着力の観点、及び、粘着膜を粘着シートに適用した場合における基材との密着性の観点から、1〜18の範囲が好ましく、1〜12の範囲がより好ましい。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、例えば、粘着膜の凝集力と粘着力とを調整しやすいとの観点から、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、n−ブチルアクリレート(n−BA)、メチルアクリレート(MA)、及びエチルアクリレート(EA)からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、被着体に対してより高い粘着力を示し、かつ、剥離した際に被着体への糊残りがより生じ難い粘着膜を実現し得るとの観点から、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)とメチルアクリレート(MA)との組み合わせがより好ましい。
また、特定(メタ)アクリル系共重合体における(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位の含有率(割合)の上限は、特に制限されず、例えば、全構成単位に対して、87.5モル%以下が好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、本発明の効果が発揮される範囲内において、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位、及び任意の構成単位である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位以外の構成単位(所謂、その他の構成単位)を含んでいてもよい。
その他の構成単位を構成する単量体としては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートに代表される環状基を有する(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、及びエトキシエチル(メタ)アクリレートに代表されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、p−クロロスチレン、クロロメチルスチレン、及びビニルトルエンに代表される芳香族モノビニル、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルに代表されるシアン化ビニル、並びに、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、及びバーサチック酸ビニルに代表されるビニルエステルが挙げられる。また、これらの単量体の各種誘導体が挙げられる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、10万以上40万以下の範囲であり、10万以上30万以下の範囲が好ましく、15万以上25万以下の範囲がより好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)が10万以上であると、粘着膜が十分な凝集力を示し得る。このため、本発明の粘着膜は、被着体から剥離した際に被着体への糊残りが生じ難い。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)が40万以下であると、高い粘着力を示し得る。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、重合温度、重合時間、有機溶媒の使用量、重合開始剤の種類、重合開始剤の使用量等を調整することにより、所望の値にできる。
(1)特定(メタ)アクリル系共重合体の溶液を剥離紙に塗布し、100℃で1分間乾燥し、フィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体を得る。
(2)上記(1)で得られたフィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体とテトラヒドロフランとを用いて、固形分濃度が0.2質量%である試料溶液を得る。
(3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、下記条件にて、標準ポリスチレン換算値として、特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)を測定する。
測定装置:高速GPC(型番:HLC−8220 GPC、東ソー(株))
検出器:示差屈折率計(RI)(HLC−8220に組込、東ソー(株))
カラム:TSK−GEL GMHXL(東ソー(株))を直列に4本接続
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:0.2質量%
注入量:100μL
流量:0.6mL/分
特定(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度(Tg)は、特に制限されない。
特定(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度(Tg)は、例えば、−60℃以上−40℃以下の範囲が好ましく、−55℃以上−40℃以下の範囲がより好ましく、−50℃以上−40℃以下の範囲が更に好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度(Tg)が−60℃以上であると、粘着膜が十分な凝集力を示すため、被着体から剥離した際に被着体への糊残りがより生じ難い。
特定(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度(Tg)が−40℃以下であると、粘着膜が過度に硬くならず、被着体への濡れ性が高くなるため、より高い粘着力を示す。
1/Tg=m1/Tg1+m2/Tg2+・・・+m(k−1)/Tg(k−1)+mk/Tgk (式1)
なお、絶対温度(K)から273を引くことで絶対温度(K)をセルシウス温度(℃)に換算でき、セルシウス温度(℃)に273を足すことでセルシウス温度(℃)を絶対温度(K)に換算できる。
単独重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定装置(DSC)(型番:EXSTAR6000、セイコーインスツル(株))を用い、窒素気流中、測定試料10mg、昇温速度10℃/分の条件で測定し、得られたDSCカーブの変曲点を単独重合体のガラス転移温度(Tg)としたものである。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造に、単独重合体としたときのガラス転移温度が−50℃以下である単量体と、単独重合体としたときのガラス転移温度が−30℃以上10℃以下の範囲である単量体と、を用いると、特定(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度(Tg)を−60℃以上−40℃以下の範囲に調整し易い。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造方法は、特に制限されない。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、及び塊状重合に代表される公知の重合方法で、単量体を重合して製造できる。
これらの中でも、重合方法としては、例えば、製造後に粘着剤組成物を調製するにあたり、処理工程が比較的簡単であり、かつ、短時間で行える点で、溶液重合が好ましい。
重合反応時には、これらの有機溶媒を1種のみ用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
有機過酸化物としては、例えば、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、カプロイルペルオキシド、ジ−i−プロピルペルオキシジカルボナト、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカルボナト、t−ブチルペルオキシビバラト、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−アミルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−オクチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−α−クミルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)ブタン、及び2,2−ビス(4,4−ジ−t−オクチルペルオキシシクロヘキシル)ブタンが挙げられる。
アゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ABVN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、及び2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチルが挙げられる。
連鎖移動剤としては、例えば、シアノ酢酸、シアノ酢酸の炭素数1〜8のアルキルエステル類、ブロモ酢酸、ブロモ酢酸の炭素数1〜8のアルキルエステル類、α‐メチルスチレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン、及び9−フェニルフルオレンに代表される芳香族化合物類、p−ニトロアニリン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、p−ニトロ安息香酸、p−ニトロフェノール、及びp−ニトロトルエンに代表される芳香族ニトロ化合物類、ベンゾキノン及び2,3,5,6−テトラメチル−p−ベンゾキノンに代表されるベンゾキノン誘導体類、トリブチルボランに代表されるボラン誘導体、四臭化炭素、四塩化炭素、1,1,2,2−テトラブロモエタン、トリブロモエチレン、トリクロロエチレン、ブロモトリクロロメタン、トリブロモメタン、及び3−クロロ−1−プロペンに代表されるハロゲン化炭化水素類、クロラール及びフラルデヒドに代表されるアルデヒド類、炭素数1〜18のアルキルメルカプタン類、チオフェノール及びトルエンメルカプタンに代表される芳香族メルカプタン類、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸の炭素数1〜10のアルキルエステル類、炭素数1〜12のヒドロキシアルキルメルカプタン類、並びに、ビネン及びターピノレンに代表されるテルペン類が挙げられる。
本発明の粘着膜は、ゲル分率が0質量%である。
本発明の粘着膜は、ゲル分率が0質量%であるため、被着体への濡れ性が高い。このため、本発明の粘着膜は、薄膜でありながらも、高い粘着力を示し得る。
また、本発明の粘着膜は、ゲル分率が0質量%の膜、即ち、架橋剤を含まない粘着剤組成物を用いて形成された膜であるため、外観上の欠陥、例えば、形成された粘着膜の表面に特定(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤との架橋反応物に由来する粒状物(所謂、ブツ)が発生しない。このため、本発明の粘着膜は、薄膜でありながらも、外観に優れる。
(1)粘着膜を形成するための粘着剤組成物を100μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムセパレーター(剥離紙)上に塗布し、室温(23℃)で30分間風乾した後、雰囲気温度100℃で5分間本乾燥させ、粘着膜を形成し、セパレーター付き粘着膜を得る。
(2)得られたセパレーター付き粘着膜を雰囲気温度23℃、65%RHの条件にて10日間養生する。その後、セパレーター付き粘着膜を75mm×75mmの大きさに切り出す。切り出されたサンプルの粘着膜の重さは、概ね0.2g程度となる。
(4)上記金属金網は酢酸エチルで脱脂した後、乾燥させる。脱脂及び乾燥後の金属金網は、デシケーター内に保管する。また、金属金網の端部の解れは、測定誤差の原因となるため、予め取り除く。
(5)金属金網の質量を正確に測定する。この質量をAとする。
(7)金属金網は、フィルム状の粘着膜を貼り付けた面を内側にして、奥側の辺から手前側に半分に折り畳む。
(8)半分に折った金属金網(手前側に端部が2辺ある)の手前側3分の1を奥側に折りたたみ、さらに奥側3分の1を手前側に折り畳む(縦方向を100mmの6分の1に折り畳み、横方向は折り畳んでいない状態)。
(9)上記金網を左から3分の1の部位で右側に折り畳み、同様にして右から3分の1の部位で左側に折り畳む。これを試料1とする。試料1では、元の金属金網の大きさから、縦方向が6分の1に折り畳まれ、横方向が3分の1に折り畳まれている。
(10)上記の試料1の質量を正確に測定する。この質量をBとする。
(12)粘着剤組成物の1種類につき、ゲル分率測定用の試料2を2個作製する。
(14)試料2を入れたガラス瓶を雰囲気温度23℃、65%RHの条件にて3日間放置する。
(15)試料2をガラス瓶から取り出し、酢酸エチルで簡単に洗浄する。
(16)試料2を120℃で24時間乾燥した後、質量を正確に測定する。これをDとする。
ゲル分率[質量%] = (D−(A+(C−B)))/(B−A)×100
本発明の粘着膜の厚み(以下、適宜「膜厚」と称する。)は、0.5μm以上7μm以下の範囲であり、好ましくは0.75μm以上7μm以下の範囲であり、より好ましくは1μm以上7μm以下の範囲である。
本発明の粘着膜は、薄膜(即ち、厚みが0.5μm以上7μm以下の範囲の膜)でありながらも、高極性の被着体に対し、高い粘着力を示すとともに、剥離の際の糊残りが生じ難く、かつ、外観に優れる。
本発明の粘着膜の作製方法は、特に制限されない。
本発明の粘着膜は、例えば、支持体(基材、剥離フィルム等)上に、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体を含む粘着剤組成物を塗布し、形成された塗布膜を乾燥させることにより作製できる。
支持体上への粘着剤組成物の塗布量は、作製する粘着膜の厚みに応じて、適宜設定される。
塗布膜の乾燥温度及び乾燥時間は、特に制限されず、作製する粘着膜の厚み、粘着剤組成物中の有機溶媒の量等に応じて、適宜設定される。
本発明における粘着剤組成物は、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体を含み、液状又はペースト状の物質である。
粘着剤組成物は、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体以外に、必要に応じて、有機溶媒、添加剤(以下、「他の成分」と称する。)等の成分を含んでいてもよい。
粘着剤組成物は、例えば、塗布性向上の観点から、有機溶媒を含むことが好ましい。
有機溶媒としては、例えば、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体の重合反応時に用いられる有機溶媒と同様のものが挙げられる。
粘着剤組成物が有機溶媒を含む場合、粘着剤組成物における有機溶媒の含有量は、例えば、塗布性の観点から、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して、100質量部〜150質量部が好ましい。
粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、既述した成分以外の成分(所謂、他の成分)を含んでいてもよい。
他の成分としては、特定(メタ)アクリル系共重合体以外の重合体、酸化防止剤、着色剤(例えば、染料及び顔料)、光安定剤(例えば、紫外線吸収剤)、帯電防止剤等の各種添加剤が挙げられる。
本発明の粘着シートは、本発明の粘着膜を備える。
本発明の粘着シートは、基材を有しない無基材タイプの粘着シートでもよく、基材の少なくとも片面に粘着膜を備える有基材タイプの粘着シートでもよい。
剥離フィルムは、粘着シートを実用に供するまでの間、粘着膜の表面を保護し、使用時に剥離される。
無基材タイプの粘着シートの場合、まず、剥離フィルムの剥離処理面に既述の粘着剤組成物を塗布し、塗布膜を形成する。形成した塗布膜を乾燥する。乾燥後の塗布膜の、剥離フィルムと接しない露出した面に、別の剥離フィルムを剥離処理面が接するように重ねることにより、剥離フィルム/粘着膜/剥離フィルムの積層構造を有する、無基材タイプの粘着シートを作製できる。
<製造例1>
−(メタ)アクリル系共重合体の製造−
撹拌機、還流冷却器、逐次滴下装置、及び温度計を備えた反応器内に、酢酸エチル(EAc)1560質量部及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN;重合開始剤)0.16質量部を仕込んだ。
次いで、別の容器に、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、単独重合体としたときのTg:−76℃)1392質量部(73.6モル%)、メチルアクリレート(MA;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、単独重合体としたときのTg:5℃)80質量部(9.1モル%)、及びアクリル酸(AA;カルボキシ基を有する単量体)128質量部(17.3モル%)からなる単量体混合液1600質量部を準備した。
この準備した単量体混合液のうち、まず320質量部を上記の反応器内に仕込み、加熱して、還流温度で20分間還流を行った。
次いで、還流温度条件下で、単量体混合液の残量1280質量部と、EAc 267質量部とAIBN 1.08質量部との混合溶液と、を90分間かけて逐次滴下し、滴下終了後に60分間反応させた。その後、EAc 347質量部とAIBN 1.92質量部との混合溶液を60分間かけて逐次滴下し、更に60分間反応させた。
反応終了後、反応混合物をEAcで希釈し、固形分が40質量%の(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得た。なお、「固形分」とは、(メタ)アクリル系共重合体の溶液から溶媒等の揮発性成分を除去した残渣量を意味する(以下、同じ)。
上記にて得られた(メタ)アクリル系共重合体の溶液100質量部(固形分換算値)に対して、酢酸エチル(EAc)100質量部を加えて混合し、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、(メタ)アクリル系共重合体を構成する単量体の組成を表1に示す組成に変更し、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、有機溶媒の量及び重合開始剤の量を調整することにより重量平均分子量を10万に変更し、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、有機溶媒の量及び重合開始剤の量を調整することにより重量平均分子量を40万に変更し、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、有機溶媒の量及び重合開始剤の量を調整することにより重量平均分子量を5万に変更し、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、有機溶媒の量及び重合開始剤の量を調整することにより重量平均分子量を50万に変更し、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例1の「−(メタ)アクリル系共重合体の製造−」において、別の容器に準備した単量体混合液1600質量部を、n−ブチルアクリレート(n−BA)1568質量部(96.5モル%)、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、単独重合体としたときのTg:−39℃)0.32質量部(0.0002モル%)、及びアクリル酸(AA)32質量部(3.4998モル%)からなる単量体混合液1600質量部に変更し、固形分が36質量%の(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得たこと、並びに、「−粘着剤組成物の調製−」において、(メタ)アクリル系共重合体の溶液100質量部(固形分換算値)に対して、粘着付与樹脂であるスーパーエステル A−100(特殊ロジンエステル、荒川化学工業(株))20質量部及びFTR−6100(高級炭化水素樹脂、三井化学(株))25質量部を加えて混合するとともに、酢酸エチル(EAc)の使用量を「154質量部」に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
製造例15では、「−粘着剤組成物の調製−」に記載の方法を以下に示す方法に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
(メタ)アクリル系共重合体の溶液100質量部(固形分換算値)に対して、架橋剤であるコロネート(登録商標)L−45E(商品名;トリレンジイソシアネート(TDI)とトリメチロールプロパンとのアダクト体、固形分:45質量%、イソシアネート基の含有率:7.9質量%、イソシアネート化合物、東ソー(株))1.0質量部(固形分換算値)及び酢酸エチル(EAc)101質量部を加えて混合し、粘着剤組成物を調製した。
製造例12の「−粘着剤組成物の調整−」において、(メタ)アクリル系共重合体100質量部(固形分換算値)に対して、粘着付与樹脂であるスーパーエステル A−100を20質量部加えて混合するとともに、酢酸エチル(EAc)の使用量を、「133質量部」に変更したこと以外は、製造例12と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
<実施例1>
製造例1で調製した粘着剤組成物を、調製から48時間後に、基材としてのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(商品名:東洋紡エステル(登録商標)フィルム E5001、厚さ:25μm、東洋紡(株))上に、乾燥後の厚みが1μmとなるように、グラビアコーターを用いて塗布し、塗布膜を形成した。次いで、PETフィルム上に形成された塗布膜を、熱風循環式乾燥機を用いて、100℃、1分間の乾燥条件で乾燥させた。次いで、乾燥後の塗布膜(即ち、粘着膜)の、PETフィルムと接しない露出した面に、シリコーン系剥離処理剤により易剥離処理された剥離フィルム(商品名:フィルムバイナ(登録商標) 100E、藤森工業(株))の剥離処理面を貼り合わせることにより、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
実施例2、3、4、5、8、9、及び10では、製造例1で調製した粘着剤組成物を使用する代わりに、それぞれ製造例2、3、4、5、6、7、及び8で調製した粘着剤組成物を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
実施例6では、PETフィルム上に、製造例1で調製した粘着剤組成物を乾燥後の厚みが0.5μmとなるように塗布し、塗布膜を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
実施例7では、PETフィルム上に、製造例1で調製した粘着剤組成物を乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布し、塗布膜を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
比較例1、2、3、4、及び7では、製造例1で調製した粘着剤組成物を使用する代わりに、それぞれ製造例9、10、11、12、及び14で調製した粘着剤組成物を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
比較例5では、PETフィルム上に、製造例1で調製した粘着剤組成物を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布し、塗布膜を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
比較例6では、製造例1で調製した粘着剤組成物を使用する代わりに、製造例13で調製した粘着剤組成物を使用し、かつ、PETフィルム上に、粘着剤組成物を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布し、塗布膜を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
製造例15で調製した粘着剤組成物を、調製から48時間後に、基材としてのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(商品名:東洋紡エステル(登録商標)フィルム E5001、厚さ:25μm、東洋紡(株))上に、乾燥後の厚みが1μmとなるように、グラビアコーターを用いて塗布し、塗布膜を形成した。次いで、PETフィルム上に形成された塗布膜を、熱風循環式乾燥機を用いて、100℃、1分間の乾燥条件で乾燥させた。次いで、乾燥後の塗布膜の、PETフィルムと接しない露出した面に、シリコーン系剥離処理剤により易剥離処理された剥離フィルム(商品名:フィルムバイナ(登録商標)100E、藤森工業(株))の剥離処理面を貼り合わせた後、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下で7日間養生することにより、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
比較例9では、製造例1で調製した粘着剤組成物を使用する代わりに、製造例16で調製した粘着剤組成物を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着膜を備える粘着シートを作製した。
<(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体>
・「2EHA」:2−エチルヘキシルアクリレート(単独重合体としたときのTg:−76℃)
・「n−BA」:n−ブチルアクリレート(単独重合体としたときのTg:−57℃)
・「MA」:メチルアクリレート(単独重合体としたときのTg:5℃)
・「EA」:エチルアクリレート(単独重合体としたときのTg:−27℃)
・「4HBA」:4−ヒドロキシブチルアクリレート(単独重合体としたときのTg:−39℃)
<カルボキシ基を有する単量体>
・「AA」:アクリル酸(単独重合体としたときのTg:163℃)
・「M5300」:アロニックス(登録商標) M−5300(商品名;ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン(n≒2)モノアクリレート、単独重合体としたときのTg:−30℃、東亜合成(株))
上記にて作製した粘着膜を備える粘着シートを用い、既述の方法により、粘着膜のゲル分率を測定した。結果を表1に示す。
1.粘着力の測定
上記にて作製した粘着膜を備える粘着シートを25mm×150mmの大きさに切断し、評価用粘着シート片を2枚準備した。
準備した2枚の評価用粘着シート片の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着膜の表面を、それぞれ別のステンレス板(商品名:SUS304(BA)、(株)パルテック)(以下、適宜「SUS」と称する。)の表面に重ねて貼り合わせた後、2kgのローラーを用いて圧着し、試験片A−1及びA−2を作製した。
試験片A−1を、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下にて30分間放置した。放置後の試験片A−1について、ステンレス板から評価用粘着シートを長辺(150mm)方向に180°剥離した場合の粘着力(単位:N/25mm)を、測定装置として、(株)エー・アンド・デイのシングルコラム型材料試験機(型番:STA−1225)を用い、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下、剥離速度300mm/分の条件にて測定し、下記の評価基準に従って、ステンレスに対する初期の粘着力を評価した。結果を表2に示す。
評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題がないと判断した。
A:粘着力が5N/25mm以上である。
B:粘着力が3N/25mm以上5N/25mm未満である。
C:粘着力が3N/25mm未満である。
試験片A−2を、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下にて24時間放置した。放置後の試験片A−2について、ステンレス板から評価用粘着シートを長辺(150mm)方向に180°剥離した場合の粘着力(単位:N/25mm)を、測定装置として、(株)エー・アンド・デイのシングルコラム型材料試験機(型番:STA−1225)を用い、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下、剥離速度300mm/分の条件にて測定し、下記の評価基準に従って、ステンレスに対する経時後の粘着力を評価した。結果を表2に示す。
評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題がないと判断した。
A:粘着力が5N/25mm以上である。
B:粘着力が3N/25mm以上5N/25mm未満である。
C:粘着力が3N/25mm未満である。
上記にて作製した粘着膜を備える粘着シートを25mm×150mmの大きさに切断し、評価用粘着シート片を準備した。
準備した評価用粘着シート片の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着膜の表面を、ステンレス板(商品名:SUS304(BA)、(株)パルテック)の表面に重ねて貼り合わせた後、2kgのローラーを用いて圧着し、試験片を作製した。
作製した試験片を、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下にて24時間放置した。放置後の試験片について、(株)エー・アンド・デイのシングルコラム型材料試験機(型番:STA−1225)を用い、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下、剥離速度300mm/分の条件で、ステンレス板から評価用粘着シートを長辺(150mm)方向に180°剥離した。剥離後、ステンレス板の表面を目視にて観察し、下記の評価基準に従って、ステンレスに対する糊残りを評価した。結果を表2に示す。
評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題がないと判断した。
A:糊残りが確認されなかった。
B:糊残りが剥がし初めに僅かに確認された。
C:糊残りが全体的に確認された。
上記にて作製した粘着膜の表面を目視にて観察し、下記の評価基準に従って、粘着膜の外観を評価した。結果を表2に示す。
評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題がないと判断した。
A:粘着膜の表面に粒状物が確認されなかった。
B:粘着膜の表面に粒状物が1個又は2個確認された。
C:粘着膜の表面に粒状物が3個以上確認された。
また、実施例1〜10の粘着膜は、高極性の被着体であるSUSに貼着した場合であっても、剥離の際に被着体への糊残りが生じ難いことがわかった。
さらに、実施例1〜10の粘着膜は、表面に粒状物が確認されず、外観に優れていた。
カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の割合が、全構成単位に対して20モル%を超える(メタ)アクリル系共重合体を含有する比較例2の粘着膜は、SUSに対して、糊残りが生じ易いことがわかった。
重量平均分子量が10万未満である(メタ)アクリル系共重合体を含有する比較例3の粘着膜は、SUSに対して、糊残りが生じ易いことがわかった。
重量平均分子量が40万を超える(メタ)アクリル系共重合体を含有する比較例4の粘着膜は、SUSに対して、高い粘着力を示さないことがわかった。
厚みが0.5μm未満である比較例5の粘着膜は、SUSに対して、高い粘着力を示さないことがわかった。
厚みが7μmを超える比較例6の粘着膜は、SUSに対して、糊残りが生じ易いことがわかった。
ゲル分率が0質量%ではない比較例8の粘着膜は、表面に粒状物が確認され、外観に劣っていた。
カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の割合が、全構成単位に対して12.5モル%未満である(メタ)アクリル系共重合体及び粘着付与樹脂を含有する比較例7の粘着膜は、SUSに対して、糊残りが生じ易いことがわかった。
粘着付与樹脂を含有しない比較例4の粘着膜との対比によれば、粘着付与樹脂を含有する比較例9の粘着膜は、SUSに対して、高い粘着力を示すものの、糊残りが生じ易いことが分かった。
Claims (5)
- カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を全構成単位に対して12.5モル%以上20モル%以下の範囲で含み、かつ、重量平均分子量が10万以上40万以下の範囲である(メタ)アクリル系共重合体を含有し、
ゲル分率が0質量%であり、
厚みが0.5μm以上7μm以下の範囲である粘着膜。 - 前記(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位を更に含む請求項1に記載の粘着膜。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体のガラス転移温度は、−60℃以上−40℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の粘着膜。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体は、単独重合体としたときのガラス転移温度が−50℃以下である単量体に由来する構成単位と、単独重合体としたときのガラス転移温度が−30℃以上10℃以下の範囲である単量体に由来する構成単位と、を含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の粘着膜。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の粘着膜を備える粘着シート。
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