JP6902903B2 - 無溶剤型粘着剤組成物、粘着剤および粘着シート - Google Patents
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Description
特に、無溶剤型粘着剤組成物およびこれを硬化して得られる粘着剤に要求される基本的な特性を安定的に得ることができ、かつ、得られる粘着剤において、比誘電率を上昇させることなく、優れた耐湿熱白化性を得ることができる無溶剤型粘着剤組成物、粘着剤および粘着シートに関する。
このとき、ハードコートフィルムと導電性パターン層等との接着は、リワーク性や貼合の容易性等を考慮して、積層面の外周部にのみ粘着剤層を設けて行われることが多い。
その場合、ハードコートフィルムと導電性パターン層との間には、エアギャップが形成されることになる。
そこで、近年、ハードコートフィルムと導電性パターン層との積層面の全面に光学透明粘着剤(OCA)からなる厚膜の層を設け、エアギャップを充填する技術が採用され始めている。
そこで、OCAの構成成分として、親水性モノマーを所定の割合で配合することにより、侵入してきた水分をOCA内で相溶、分散させ、耐湿熱白化性を向上させる方法が開示されている(例えば、特許文献1)。
(a−1)アルキル(メタ)アクリレート 40〜92重量%
(a−2)水酸基含有モノマー 5〜20重量%
(a−3)水溶性N置換アクリルアミド 3〜25重量%
を含有し、かつ酸性基含有モノマーを実質的に含有しないモノマー群(A)(全モノマーを100重量%とする)またはその部分重合物(A´)100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤および/または多官能モノマー(B)0.01〜2重量部ならびに光重合開始剤(C)0.1〜2重量部を含有することを特徴とする光重合性粘着剤が開示されている。
なお、かかる耐ブリスター性が不十分になると、被着体由来のアウトガスが被着体とOCAとの界面に溜まってブリスターが発生してしまい、光学的な障害となることから、耐ブリスター性はOCAに求められる基本的な特性の1つである。
また、水溶性N置換アクリルアミドを省略した分を補うために、水酸基含有モノマーを多量に使用した場合、耐湿熱白化性は得られるものの、比誘電率が過度に高くなって、タッチパネルの誤動作が発生しやすくなるという問題が見られた。
すなわち、本発明の目的は、無溶剤型粘着剤組成物およびこれを硬化して得られる粘着剤に要求される基本的な特性を安定的に得ることができ、かつ、得られる粘着剤において、比誘電率を上昇させることなく、優れた耐湿熱白化性および耐ブリスター性を得ることができる無溶剤型粘着剤組成物、粘着剤および粘着シートを提供することにある。
(a)炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
100重量部
(b)脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
1〜100重量部
(c)極性ビニルモノマー 1〜60重量部
(d)N−ビニルカルボン酸アミド 0.1〜50重量部
(e)ウレタン(メタ)アクリレート 10〜200重量部
すなわち、本発明の無溶剤型粘着剤組成物であれば、極性ビニルモノマーおよびN−ビニルカルボン酸アミドを所定の割合で含むことから、得られる粘着剤の比誘電率を上昇させることなく、外部環境由来の水分と、得られる粘着剤との相溶性を効果的に向上させて、優れた耐湿熱白化性を付与することができる。
また、所定のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むことから、得られる粘着剤に対し優れた粘着性を付与することができる。
また、脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを所定の割合で含むことから、その優れた希釈性により、無溶剤型粘着剤組成物の粘度を好適な範囲に調節することができ、かつ、無溶剤型粘着剤組成物の硬化性を向上させて、得られる粘着剤の凝集力を向上させることができる。
また、N−ビニルカルボン酸アミドは、得られる粘着剤の凝集力を向上させる作用も有することから、上述した脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの作用と相まって、得られる粘着剤に対し優れた耐ブリスター性を付与することができる。
さらに、ウレタン(メタ)アクリレートを所定の割合で含むことから、得られる粘着剤に所定のフレキシブル性を付与することができ、ひいては優れた段差追従性を得ることができる。
なお、本発明において、(c)成分としての極性ビニルモノマーには、(d)成分としてのN−ビニルカルボン酸アミドは含まれないものと定義する。
このように構成することにより、より効果的に比誘電率の上昇を抑制しつつ、優れた耐湿熱白化性および耐ブリスター性を得ることができる。
このように構成することにより、優れた親水性により、さらに優れた耐湿熱白化性を得ることができる。
このように構成することにより、さらに優れた段差追従性を得ることができる。
このように構成することにより、より容易に無溶剤型粘着剤組成物として構成することができるばかりか、無溶剤型粘着剤組成物を硬化させるにあたり、熱を加える必要がなくなるため、無溶剤型粘着剤組成物の塗布対象としての基材等の熱劣化、および熱収縮を防ぐことができる。
このように構成することにより、得られる粘着剤の粘着性を、より効果的に向上させることができる。
すなわち、本発明の粘着剤は、所定の無溶剤型粘着剤組成物を硬化してなることから、優れた粘着力や凝集力といった基本特性はもちろんのこと、比誘電率の上昇を効果的に抑制しつつ、優れた耐湿熱白化性を発揮することができ、さらには、優れた耐ブリスター性や段差追従性も発揮することができる。
すなわち、本発明の粘着シートは、所定の粘着剤からなる粘着剤層を有することから、優れた粘着力や凝集力といった基本特性はもちろんのこと、比誘電率の上昇を効果的に抑制しつつ、優れた耐湿熱白化性を発揮することができ、さらには、優れた耐ブリスター性や段差追従性も発揮することができる。
本発明の第1の実施形態は、下記(a)〜(e)成分を含むことを特徴とする無溶剤型粘着剤組成物である。
(a)炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
100重量部
(b)脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
1〜100重量部
(c)極性ビニルモノマー 1〜60重量部
(d)N−ビニルカルボン酸アミド 0.1〜50重量部
(e)ウレタン(メタ)アクリレート 10〜200重量部
以下、本発明の第1の実施形態である無溶剤型粘着剤組成物を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(a)成分として炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むことを特徴とする。
この理由は、かかる所定アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むことにより、得られる粘着剤に対し優れた粘着性を付与することができるためである。
かかる(a)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の1種単独、または2種以上の組み合わせを用いることが好ましい。
中でも、アルキル基の炭素数が6〜14であることがより好ましく、8〜10であることがさらに好ましい。
したがって、具体的には、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルまたは(メタ)アクリル酸イソオクチルを用いることが特に好ましい。
また、(a)成分の配合量は、無溶剤型粘着剤組成物における諸成分の配合量の基準として、100重量部とする。
なお、2種以上の(a)成分を組み合わせて用いる場合には、かかる2種以上の(a)成分の合計配合量を100重量部とする。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(b)成分として脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むことを特徴とする。
この理由は、脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むことで、その優れた希釈性により、無溶剤型粘着剤組成物の粘度を好適な範囲に調節することができ、ひいては、無溶剤型であるにもかかわらず良好な塗布性を得ることができるためである。
また、無溶剤型粘着剤組成物の硬化性を向上させて、得られる粘着剤の凝集力を向上させる作用を有することから、後述する(d)成分としてのN−ビニルカルボン酸アミドの作用と相まって、得られる粘着剤に対して優れた耐ブリスター性を付与することができる。
かかる(b)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、脂環式炭化水素骨格部分を、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、ジシクロデカン環、トリシクロデカン環、イソボルニル環およびアダマンタン環などとするものが好ましく挙げられる。
中でも、脂環式炭化水素骨格部分を、複数の環状構造を有するものとすることが好ましく、例えば、ジシクロデカン環、トリシクロデカン環、イソボルニル環およびアダマンタン環からなる群から選択される少なくとも一種とすることがより好ましい。
この理由は、このような脂環式炭化水素骨格部分を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーであれば、無溶剤型粘着剤組成物の粘度調節がさらに容易になるとともに、得られる粘着剤の凝集力をさらに向上させることができるためである。
また、(b)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して1〜100重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、(b)成分の配合量が1重量部未満の値となると、無溶剤型粘着剤組成物の粘度が過度に大きくなって、塗布性が不十分になったり、無溶剤型粘着剤組成物の硬化性が低下して、得られる粘着剤に対し十分な凝集力を付与することが困難になったりする場合があるためである。一方、(b)成分の配合量が100重量部を超えた値となると、無溶剤型粘着剤組成物の硬化性が過度に高くなって、得られる粘着剤における段差追従性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、(b)成分の配合量の下限値を10重量部以上の値とすることがより好ましく、20重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(b)成分の配合量の上限値を80重量部以下の値とすることがより好ましく、60重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(c)成分として極性ビニルモノマーを含むことを特徴とする。
この理由は、極性ビニルモノマーを含むことで、その優れた親水性により、外部環境由来の水分と、得られる粘着剤との相溶性を効果的に向上させて、優れた耐湿熱白化性を得ることができるためである。
かかる(c)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびアミド基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を有するビニルモノマーを用いることが好ましい。
この理由は、このような官能基を有するビニルモノマーであれば、優れた親水性を備えることから、より優れた耐湿熱白化性を得ることができるためである。
したがって、例えば、(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3−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3−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エステル;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド類:N−N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルフォリン、(メタ)アクリル酸N−N−ジエチルアミノエチル;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸等の1種単独、または2種以上の組み合わせを用いることが好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルまたは(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルを用いることが好ましい。
なお、本発明において、(c)成分としての極性ビニルモノマーには、(d)成分としてのN−ビニルカルボン酸アミドは含まれないものと定義する。
また、(c)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して1〜60重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、(c)成分の配合量が1重量部未満の値となると、得られる粘着剤に対し、十分な耐湿熱白化性を付与することが困難になる場合があるためである。一方、(c)成分の配合量が60重量部を超えた値となると、耐湿熱白化性を向上させることはできるものの、得られる粘着剤における比誘電率が過度に高くなって、特にタッチパネル用のOCAとして適用した場合には、タッチパネルの誤動作が発生しやすくなる場合があるためである。
したがって、(c)成分の配合量の下限値を5重量部以上の値とすることがより好ましく、10重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(c)成分の配合量の上限値を45重量部以下の値とすることがより好ましく、30重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
一方、比誘電率を低く抑える観点から、30重量%以下の値とすることが好ましく、20重量%以下の値とすることがより好ましく、15重量%以下の値とすることが特に好ましい。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(d)成分としてN−ビニルカルボン酸アミドを含むことを特徴とする。
この理由は、N−ビニルカルボン酸アミドを含むことで、上述した(c)成分としての極性ビニルモノマーとの相乗効果により、より優れた親水性が発現し、外部環境由来の水分と、得られる粘着剤との相溶性をより効果的に向上させて、さらに優れた耐湿熱白化性を得ることができるためである。
その結果、極性ビニルモノマーの配合量を効果的に低減させて、得られる粘着剤における比誘電率の上昇を効果的に抑制しつつ、所定の耐湿熱白化性を得ることが可能となる。
また、得られる粘着剤の凝集力を向上させる作用を有することから、上述した(b)成分としての脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの作用と相まって、得られる粘着剤に対して優れた耐ブリスター性を付与することができる。
かかる(d)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
したがって、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルホルムアミド、N−エチル−N−ビニルホルムアミド、N−プロピル−N−ビニルホルムアミド、N−イソプロピル−N−ビニルホルムアミド、N−ブチル−N−ビニルホルムアミド、N−イソブチル−N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−エチル−N−ビニルアセトアミド、N−プロピル−N−ビニルアセトアミド、N−イソプロピル−N−ビニルアセトアミド、N−ブチル−N−ビニルアセトアミド、N−イソブチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニルプロピオニックアミド、N−メチル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−エチル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−プロピル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−イソプロピル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−ブチル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−イソブチル−N−ビニルプロピオニックアミド、N−ビニルブチリックアミド、N−メチル−N−ビニルブチリックアミド、N−エチル−N−ビニルブチリックアミド、N−プロピル−N−ビニルブチリックアミド、N−ブチル−N−ビニルブチリックアミド、N−イソブチル−N−ビニルブチリックアミド、N−メチル−N−ビニルイソブチリックアミド、N−エチル−N−ビニルイソブチリックアミド、N−プロピル−N−ビニルイソブチリックアミド、N−イソプロピル−N−ビニルイソブチリックアミド、N−イソプロピル−N−ビニルブチリックアミド、N−ビニルイソブチリックアミド、N−ブチル−N−ビニルイソブチリックアミド、N−イソブチル−N−ビニルイソブチリックアミド等の一種単独、または2種以上の組み合わせを用いることが好ましい。
中でも、N−ビニルアセトアミドおよびN−ビニル−N−メチルアセトアミド、あるいはいずれか一方を用いることが特に好ましい。
また、(d)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、(d)成分の配合量が0.1重量部未満の値となると、得られる粘着剤における水分との相溶性が低下するとともに凝集力も低下して、耐湿熱白化性および耐ブリスター性が不十分になる場合があるためである。また、耐湿熱白化性を補うために(c)成分としての極性ビニルモノマーの配合量を増加させた場合、得られる粘着剤における比誘電率が過度に上昇しやすくなるためである。一方、(d)成分の配合量が50重量部を超えた値となると、得られる粘着剤における比誘電率が過度に上昇しやすくなったり、凝集力が過度に大きくなって、段差追従性が不十分になったりする場合があるためである。
したがって、(d)成分の配合量の下限値を1重量部以上の値とすることがより好ましく、10重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(d)成分の配合量の上限値を35重量部以下の値とすることがより好ましく、25重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
一方、非誘電率を低く抑える観点から、30重量%以下の値とすることが好ましく、20重量%以下の値とすることがより好ましく、10重量%以下の値とすることが特に好ましい。
この理由は、(c)成分の配合比率と(d)成分の配合比率の合計を100とした場合に、(d)成分の配合比率が10未満の値となると、得られる粘着剤における水分との相溶性が低下するとともに凝集力も低下して、耐湿熱白化性および耐ブリスター性が不十分になる場合があるためである。また、(c)成分の配合比率が大きくなって、得られる粘着剤における比誘電率が過度に上昇しやすくなる場合があるためである。一方、(d)成分の配合比率が90を超えた値となると、得られる粘着剤における凝集力が過度に大きくなって、段差追従性が不十分になる場合があるためである。
したがって、(d)成分の配合比率の下限値を20以上の値とすることがより好ましく、30以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(d)成分の配合比率の上限値を80以下の値とすることがより好ましく、70以下の値とすることがさらに好ましい。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(e)成分としてウレタン(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする。
この理由は、ウレタン(メタ)アクリレートを含むことで、得られる粘着剤に所定のフレキシブル性を付与することができ、ひいては優れた段差追従性を付与することができるためである。
また、無溶剤型粘着剤組成物の粘度を増大させる作用があることから、無溶剤型粘着剤組成物の塗布性の向上にも寄与し、さらには、塗布層の厚膜化により粘着剤層の厚膜化にも寄与する。
かかる(e)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアルキレンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、水酸基末端を有する水添イソプレン、水酸基末端を有する水添ブタジエン等とポリイソシアナートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸誘導体で修飾して得られる化合物を用いることが好ましい。
中でも、ポリエーテルウレタン(メタ)アクリレートを使用することが特に好ましい。
この理由は、ポリエーテルウレタン(メタ)アクリレートであれば、ポリエーテル部分の特性に起因して、得られる粘着剤のフレキシブル性をさらに向上させることができ、ひいては優れた段差追従性を得ることができるためである。
この理由は、(e)成分の重量平均分子量が3,000未満の値となると、フレキシブル性の向上に寄与するポリエーテル部分等の長さが過度に短くなって、優れた段差追従性を得ることが困難になる場合があるためである。一方、(e)成分の重量平均分子量が20,000を超えた値となると、無溶剤型粘着剤組成物の粘度が過度に増大しやすくなって、好適な塗布性を得ることが困難になる場合があるためである。
したがって、(e)成分の重量平均分子量の下限値を4000以上の値とすることがより好ましく、7000以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(e)成分の重量平均分子量の上限値を17000以下の値とすることがより好ましく、13000以下の値とすることがさらに好ましい。
また、(e)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して10〜200重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、(e)成分の配合量が10重量部未満の値となると、得られる粘着剤に対して十分なフレキシブル性を付与することが困難になって、段差追従性が不十分になる場合があるためである。一方、(e)成分の配合量が200重量部を超えた値となると、無溶剤型粘着剤組成物の粘度が過度に増大しやすくなって、好適な塗布性を得ることが困難になる場合があるためである。
したがって、(e)成分の配合量の下限値を40重量部以上の値とすることがより好ましく、60重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(e)成分の配合量の上限値を130重量部以下の値とすることがより好ましく、90重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(f)成分として光重合開始剤を含むことが好ましい。
この理由は、光重合開始剤を含むことで、より容易に無溶剤型粘着剤組成物として構成することができるばかりか、無溶剤型粘着剤組成物を硬化させるにあたり、熱を加える必要がなくなるため、無溶剤型粘着剤組成物の塗布対象としての基材等の熱劣化、および熱収縮を防ぐことができるためである。
また、無溶剤型粘着剤組成物中の揮発成分を加熱によって失うことなく硬化させることができるためである。
かかる(f)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−(ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン]、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド等の1種単独、または2種以上の組み合わせを用いることが好ましい。
なお、熱重合開始剤を用いる場合には、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリウム等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を用いることが好ましい。
また、(f)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して0.1〜20重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(f)成分の配合量が0.1重量部未満の値となると、硬化が不十分になる場合があるためである。一方、(f)成分の配合量が20重量部を超えた値となると、硬化後の粘着剤中に未反応の開始剤や、その分解物が過度に含有されることになり、物性に悪影響を及ぼす場合があるためである。
したがって、(f)成分の配合量の下限値を1重量部以上の値とすることがより好ましく、2重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(f)成分の配合量の上限値を10重量部以下の値とすることがより好ましく、5重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
本発明の無溶剤型粘着剤組成物は、(g)成分としてシランカップリング剤を含むことが好ましい。
この理由は、シランカップリング剤を含むことで、得られる粘着剤の粘着性を、より効果的に向上させることができるためである。
かかる(g)成分の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等の1種単独、または2種以上の組み合わせを用いることが好ましい。
また、(g)成分の配合量を、(a)成分100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(g)成分の配合量が0.01重量部未満の値となると、被着体に対する粘着性を向上させる効果が十分に得られない場合があるためである。一方、(g)成分の配合量が5重量部を超えた値となると、耐ブリスター性が低下しやすくなる場合があるためである。
したがって、(g)成分の配合量の下限値を0.1重量部以上の値とすることがより好ましく、0.3重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(g)成分の配合量の上限値を1.5重量部以下の値とすることがより好ましく、0.8重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態としての無溶剤型粘着剤組成物を光硬化してなる粘着剤である。
以下、本発明の第2の実施形態である粘着剤を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
なお、本発明のさらに別の実施形態である粘着シートについても、第2の実施形態である粘着剤の説明に含めた形で記載する。
(A)下記(a)〜(e)成分を含む無溶剤型粘着剤組成物を準備する工程
(a)炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
100重量部
(b)脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
1〜100重量部
(c)極性ビニルモノマー 1〜60重量部
(d)N−ビニルカルボン酸アミド 0.1〜50重量部
(e)ウレタン(メタ)アクリレート 10〜200重量部
(B)基材に対し、無溶剤型粘着剤組成物を塗布し、塗布層を形成する工程
(C)塗布層を硬化して粘着剤とする工程
以下、各工程について説明する。
工程(A)は、(a)〜(e)成分を含む無溶剤型粘着剤組成物を準備する工程である。
かかる無溶剤型粘着剤組成物については、既に説明したため省略する。
工程(B)は、図1(a)に示すように、無溶剤型粘着剤組成物1を、基材2に対して塗布する工程である。
かかる基材としては、通常の剥離フィルムを使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルムや、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルムに対し、シリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して剥離層を設けたものが挙げられる。
なお、かかる基材の厚さは、通常20〜150μmの範囲内の値とすることが好ましい。
また、このときの塗布層の厚さは、3〜600μmの範囲内の値とすることが好ましい。
工程(C)は、塗布層を硬化して粘着剤とする工程である。
かかる硬化工程は、無溶剤型粘着剤組成物における重合開始剤が熱重合開始剤である場合には塗布層を通常50〜150℃の範囲で加熱することにより硬化する。一方、無溶剤型粘着剤組成物における重合開始剤が光重合開始剤である場合には塗布層に対して紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより硬化する。
特に、塗布層の硬化を、活性エネルギー線の照射により行うことが好ましい。
この理由は、所謂光硬化であれば、無溶剤型粘着剤組成物を硬化させるにあたり、熱を加える必要が無くなるため、基材等の熱劣化、および熱収縮を防ぐことができるためである。
(C1)図2(b)に示すように、塗布層1に対して活性エネルギー線を照射して、塗布層1を予備硬化させ、予備硬化塗布層10とする工程
(C2)図2(c)に示すように、予備硬化塗布層10に対し、ラミネート基材2´を積層する工程
(C3)図2(d)に示すように、ラミネート基材2´が積層された状態の予備硬化塗布層10に対し、活性エネルギー線を照射して、予備硬化塗布層10を本硬化させ、粘着剤層100を得る工程
このように工程(C1)〜(C3)を実施した場合、工程(C1)と、工程(C2)、(C3)との間に、重合反応の進行に伴って発生する塗布層内の収縮応力が緩和または解消される余地を与えることができる。
したがって、その後のラミネート工程が容易となり、ひいてはラミネートによって酸素の影響を排しながら本硬化によって反応を効果的に完結させることができる。
また、紫外線であれば、高圧水銀ランプ、無電極ランプ、キセノンランプ等により得ることができ、電子線であれば、電子線加速器等により得ることができる。
なお、工程(C)において照射される活性エネルギー線の積算光量を、通常200〜6,000mJ/cm2の範囲内の値とすることが好ましい。
また、活性エネルギー線の照射は、基材2の側から行ってもよいし、ラミネート基材2´の側から行ってもよいし、両側から行ってもよい。
また、上述した粘着剤の製造方法においては、粘着剤層が基材とラミネート基材という2つの剥離フィルムに挟持された、所謂ノンキャリアの形態を例に挙げて説明したが、2つの剥離フィルムのうちの一方を粘着剤層に固定された基材としてもよい。
このように構成することにより、耐ブリスター性を保持しつつ、様々な厚さのエアギャップを埋めることができるためである。
したがって、かかる特性がより顕著になることから、シート状の粘着剤の厚さを25〜500μmの範囲内の値とすることがより好ましく、75〜300μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
かかる用途であれば、従来のエアギャップを容易に充填して表示装置500における表示画像の視認性を向上させることができるばかりか、タッチパネル200の下側に配置される液晶ディスプレイ300等の配線部分320を隠すためにカバープレート400の下面における外周部に設けられる額縁印刷部分420による凹凸に効果的に追従して、空隙が形成されることを防止することができる。
(1)全光線透過率
また、本発明の粘着剤からなる厚さ100μmの粘着剤層におけるJIS K 7361−1:1997に準拠して測定される全光線透過率を80%以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる全光線透過率が80%未満の値となると、OCAとして使用した場合に、画面の視認性が不十分になる場合があるためである。
したがって、かかる全光線透過率を90%以上の値とすることがより好ましく、98%以上の値とすることがさらに好ましい。
なお、全光線透過率の具体的な測定態様は、実施例に記載する。
また、本発明の粘着剤からなる厚さ200μmの湿熱耐久前の粘着剤層におけるJIS K 7136:2000に準拠して測定されるヘイズ値を2%以下の値とすることが好ましく、1.5%以下の値とすることがより好ましい。
また、本発明の粘着剤からなる厚さ200μmの湿熱耐久後の粘着剤層におけるJIS K 7136:2000に準拠して測定されるヘイズ値が、湿熱耐久前のヘイズ値の25倍以下であることが好ましく、5倍以下であることがより好ましく、1.5倍以下であることが特に好ましい。
この理由は、湿熱耐久前後におけるヘイズ値がこれらの条件を満たすことにより、優れた初期透明性、および、優れた耐湿熱白化性が保証されるため、OCAとして安定的に使用可能となるためである。
なお、湿熱耐久後のヘイズ値とは、粘着剤層を、85℃、85%RHの湿熱条件下に120時間保管した後、23℃、50%RHの常温常湿下に24時間放置したときのヘイズ値を意味する。より具体的な測定態様は、実施例に記載する。
また、本発明の粘着剤における比誘電率を5.5未満の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる比誘電率が5.5以上の値となると、OCAとして使用した場合に、タッチパネルの誤操作が生じやすくなるためである。
したがって、かかる比誘電率を5.0未満の値とすることがより好ましい。
なお、比誘電率の具体的な測定態様は、実施例に記載する。
また、本発明の粘着剤におけるゲル分率を40〜99%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるゲル分率が40%未満の値となると、粘着剤層が過度に変形しやすくなったり、凝集破壊しやすくなったりする場合があるためである。一方、かかるゲル分率が99%を超えた値となると、段差追従性が低下しやすくなる場合があるためである。
したがって、かかるゲル分率の下限値を50%以上の値とすることがより好ましく、60%以上の値とすることがさらに好ましい。
また、かかるゲル分率の上限値を90%以下の値とすることがより好ましく、80%以下の値とすることがさらに好ましい。
1.無溶剤型粘着剤組成物の調製
表1および以下に示すように、(a)成分としての炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、(b)成分としての脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、(c)成分としての極性ビニルモノマーと、(d)成分としてのN−ビニルカルボン酸アミドと、(e)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートと、(f)成分としての光重合開始剤と、(g)成分としてのシランカップリング剤と、を混合・撹拌した後、静置脱泡し、無溶剤型粘着剤組成物とした。
(b)アクリル酸イソボルニル 57.1重量部
(c)アクリル酸2−ヒドロキシエチル 28.6重量部
(d)N−ビニルアセトアミド 14.3重量部
(e)ポリエーテルウレタンアクリレート 85.7重量部
(f)2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン
2.9重量部
(g)3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.6重量部
なお、以下において、アクリル酸2−エチルヘキシルを「2−EHA」、アクリル酸イソボルニルを「IBXA」、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを「2−HEA」、N−ビニルアセトアミドを「NVA」、ポリエーテルウレタンアクリレートを「PEUA」と表記する場合がある。
すなわち、容器内に、重量平均分子量9,200のポリプロピレングリコール(PPG)1モルに対して、イソホロンジイソシアナート(IPDI)2モル、および2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)2モルを収容した後、常法に従って反応させ、重量平均分子量9,900のポリエーテルウレタンアクリレートを得た。
なお、ポリプロピレングリコールおよびポリエーテルウレタンアクリレートの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて、下記条件に沿って測定したポリスチレン換算値である。
・GPC測定装置:東ソー(株)製、HLC−8020
・GPCカラム :東ソー(株)製、(以下、通過順に記載)
TSK guard column HXL−H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒 :テトラヒドロフラン
・測定温度 :40℃
次いで、得られた無溶剤型粘着剤組成物を剥離シートの剥離処理面上に塗布して塗布層を形成した後、剥離力の異なる別の剥離シートの剥離処理面を塗布層の露出面に対して貼り合わせた。
次いで、剥離シート越しに高圧水銀灯の光線(照度:100mW/cm2、積算光量:1500mJ/cm2)を照射して、厚さ200μmの粘着剤層を有する粘着シートを得た。
なお、粘着剤層の厚さは、定圧厚み測定計により測定した。
得られた粘着剤層の全光線透過率を評価した。
すなわち、全光線透過率の測定用に、厚さ100μmの粘着剤層を有する粘着シートを、上述の厚さ200μmの粘着剤層を有する粘着シートと同様に製造した。
次いで、得られた粘着シートから2枚の剥離シートをそれぞれ剥離して粘着剤層を取り出して測定用サンプルとし、全光線透過率(%)をJIS K 7361−1:1997に準拠して測定した。得られた結果を表2に示す。
得られた粘着剤層の耐湿熱白化性を評価した。
すなわち、得られた粘着シートから2枚の剥離シートをそれぞれ剥離して厚さ200μmの粘着剤層を取り出し、粘着剤層の両面にアクリル樹脂板(アクリライト(R)MR−200;厚さ3mm)と無アルカリガラスとを貼合して評価用サンプルとした。
次いで、得られた評価用サンプルにおけるヘイズ値(%)を、JIS K 7136:2000に準拠して測定し、これを湿熱耐久前のヘイズ値とした。
次いで、得られた評価用サンプルを85℃、85%RHの湿熱条件下にて120時間保管し、その後、23℃、50%RHの常温常湿下に取り出した。
次いで、取り出した直後、1時間後、6時間後、24時間後におけるヘイズ値を、同様にして測定し、これを湿熱耐久後のヘイズ値とした。得られた結果を表2に示す。
得られた粘着剤層の比誘電率を評価した。
すなわち、比誘電率の測定用に、厚さ100μmの粘着剤層を有する粘着シートを、上述の厚さ200μmの粘着剤層を有する粘着シートと同様に製造した。
次いで、得られた粘着シートから2枚の剥離シートをそれぞれ剥離して粘着剤層を取り出し、粘着剤層の両面に厚さ50μmの未処理PETフィルムを貼合して評価用サンプルとした。
次いで、インピーダンス/ゲイン・フェーズ アナライザ4194A(ヒューレット・パッカード社製)にAgilent16451B誘電体テスト・フィクスチャ(アジレントテクノロジー社製)を接続して、周波数1MHzにおける評価用サンプルの静電容量C1を測定した。
また、厚さ50μmの未処理PETフィルムの静電容量をC2(F)として、粘着剤層の静電容量C3(F)は下記数式(1)から導出した。
さらに、粘着剤層の静電容量C3(F)、粘着剤層の厚さd=100×10-6m、測定電極の直径L=0.005m、真空の誘電率ε0=8.854×10-12F/m)として、粘着剤層の比誘電率εrを下記数式(2)から導出した。得られた結果を表2に示す。
得られた粘着剤層のゲル分率を評価した。
すなわち、得られた粘着シートを80mm×80mmのサイズに裁断した後、2枚の剥離シートをそれぞれ剥離して厚さ200μmの粘着剤層を取り出し、評価用サンプルとした。
次いで、得られた評価用サンプルをポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み、その重量を精密天秤にて秤量した後、メッシュ単独の重量を差し引いて、評価用サンプルの重量M1を算出した。
次いで、ポリエステル製メッシュに包まれた状態の評価用サンプルを、23℃の環境下において酢酸エチルに24時間浸漬させた後、温度23度、相対湿度50%の環境下において、24時間風乾させ、さらに80℃のオーブン中にて12時間乾燥させた。
次いで、ポリエステル製メッシュに包まれた状態の評価用サンプルを精密天秤にて秤量した後、メッシュ単独の重量を差し引いて、評価用サンプルの重量M2を算出した。
次いで、ゲル分率(%)=(M2/M1)×100を算出した。得られた結果を表2に示す。
得られた粘着剤層における耐ブリスター性を評価した。
すなわち、得られた粘着シートから1枚の剥離シートを剥離して厚さ200μmの粘着剤層を取り出し、表面にITO(酸化インジウム錫)層を形成したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(以下、「ITO−PET」と称する場合がある。)のITO層を粘着剤層の露出面に対して貼合した後、裁断し、剥離シート/粘着剤層/ITO−PETの積層体(45mm×65mm)を構成した。
次いで、得られた剥離シート/粘着剤層/ITO−PETの積層体から剥離シートを剥離し、表面にポリカーボネート樹脂(PC)層を形成したポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)板(以下、「PC−PMMA」と称する場合がある。)のPC層を粘着剤層の露出面に対して貼合し、PC−PMMA/粘着剤層/ITO−PETの積層体を構成した。
次いで、得られたPC−PMMA/粘着剤層/ITO−PETの積層体に対し、50℃、0.5MPaの条件で20分間オートクレーブ処理を行った後、85℃、相対湿度85%の環境下に75時間放置した。
次いで、放置後のPC−PMMA/粘着剤層/ITO−PETの積層体におけるPC層と粘着剤層との間における気泡の発生具合を目視にて確認し、下記基準に沿って評価した。得られた結果を表2に示す。
〇:気泡の発生が確認されない
△:微小な気泡の発生が確認される
×:大きな気泡の発生が確認される
得られた粘着シートの抜き加工性を評価した。
すなわち、裁断機を用いて粘着シートの4辺を加工した際の刃の側面への糊残りや糊の付着、加工した粘着シートの端面における糊の浸み出しを目視にて確認し、下記基準に沿って評価した。得られた結果を表2に示す。
なお、抜き加工性の評価は、無溶剤型粘着剤組成物の硬化性に関する評価項目である。
〇:刃の側面への糊残りや糊の付着、および粘着シートの端面における糊の浸み出しが確認されなかった
△:粘着シートの4辺のうち、1〜2辺において、刃の側面への糊残りや糊の付着、および粘着シートの端面における糊の浸み出しが確認された
×:粘着シートの4辺のうち、3〜4辺において、刃の側面への糊残りや糊の付着、および粘着シートの端面における糊の浸み出しが確認された
実施例2では、無溶剤型粘着剤組成物を調製する際に、(c)成分の配合量を14.3重量部に変えるとともに、(d)成分の配合量を22.9重量部に変えたほかは、実施例1と同様にして粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表2に示す。
実施例3では、無溶剤型粘着剤組成物を調製する際に、(d)成分の配合量を1.4重量部に変えたほかは、実施例1と同様に粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表2に示す。
比較例1では、無溶剤型粘着剤組成物を調製する際に、(d)成分を配合しなかったほかは、実施例1と同様に粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表2に示す。
比較例2では、無溶剤型粘着剤組成物を調製する際に、(c)成分の配合量を57.1重量部に変えるとともに、(d)成分を配合しなかったほかは、実施例1と同様に粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表2に示す。
したがって、本発明の無溶剤型粘着剤組成物等は、特に透明性および低比誘電率の粘着剤層が要求されるタッチパネルの技術分野において、製品の高品質化に著しく寄与することが期待される。
Claims (9)
- 下記(a)〜(e)成分を含むことを特徴とする無溶剤型粘着剤組成物。
(a)炭素数4〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
100重量部
(b)脂環式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー
20〜100重量部
(c)極性ビニルモノマー 1〜60重量部
(d)N−ビニルカルボン酸アミド 0.1〜50重量部
(e)ウレタン(メタ)アクリレート 40〜200重量部 - 前記(c)成分としての極性ビニルモノマーと、前記(d)成分としてのN−ビニルアセトアミドと、の配合比((c)成分:(d)成分(重量比))を90:10〜10:90の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の無溶剤型粘着剤組成物。
- 前記(c)成分としての極性ビニルモノマーが、水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびアミド基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を有するビニルモノマーであることを特徴とする請求項1または2に記載の無溶剤型粘着剤組成物。
- 前記(e)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量を3,000〜20,000の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の無溶剤型粘着剤組成物。
- (f)成分としての光重合開始剤を、前記(a)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲内の値で含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の無溶剤型粘着剤組成物。
- (g)成分としてのシランカップリング剤を、前記(a)成分100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲内の値で含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の無溶剤型粘着剤組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の無溶剤型粘着剤組成物を光硬化してなる粘着剤。
- 基材上に、請求項8に記載の粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着シート。
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