JP6915291B2 - 表面保護用粘着剤および表面保護シート - Google Patents

表面保護用粘着剤および表面保護シート Download PDF

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Description

本発明は、表面保護用の粘着剤に関する。
液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置(ディスプレイ)は、偏光板、位相差板、反射防止フィルム、ハードコートフィルム、透明導電性フィルム等の光学部材が使用されており、液晶表示装置の製造時や、搬送時に光学部材の傷つきを防止するための表面保護シートを貼り合わせた保護が行われている。また、ディスプレイの製造後、表面保護シートを貼付した状態で液晶表示装置を外観検査する場合もある。また、ディスプレイの高精細化が進んでいる状況の下、表面保護シートを光学部材に貼付する際、気泡を巻き込んでしまうと前記外観検査で正確な検査が難しくなるため、貼付の際に気泡を巻き込まないように、表面保護フィルムの濡れ性を向上させる必要がある。
表面保護シートは、使用後に光学部材から剥離して取り除く。その際、表面保護シートの粘着剤層は、保護対象の光学部材やディスプレイ液晶表示装置に付着して残留しない耐汚染性が必要である。
さらには、スマートデバイス、カーナビゲーションやダッシュボードパネルなどの車載機器に使用されるディスプレイは、テレビ、PCのような固定表示装置とは異なり、高温高湿雰囲気などの過酷な環境下で使用されるため、表面保護シートにさらなる耐久性等が必要になる。
表面保護シートに使用する粘着剤として、特許文献1では、表面保護フィルムとしてアクリル系共重合体とセバシン酸エステル系可塑剤、エポキシ化脂肪酸エステル系可塑剤、または、アジピン酸モノエステル系可塑剤から選ばれる脂肪酸エステルからなる粘着剤が開示されている。また、特許文献2では、放射線反応性部位を有するアクリル系共重合体と可塑剤からなる粘着剤が開示されている。また、特許文献3では、ポリエーテルポリオールを使用したウレタン系粘着剤が開示されている。しかしながら、耐久性及び、汚染性に劣るという問題があった。
特開2010−209324号公報 特開2013−40256号公報 特開2014−028878号公報
しかし、特許文献1の粘着剤は、しかしながら、耐久性、及び耐汚染性が劣る問題があった。また、特許文献2の粘着剤は、濡れ性が劣る問題があった。また、特許文献2の粘着剤は、濡れ性に劣る問題があった。
本発明は、濡れ性、耐汚染性に優れ、高温環境下や高温高湿環境下に曝された後、耐久性光学特性の低下および被着体からの浮きや剥がれを抑制する、耐久性が良好な表面保護フィルムを作製できる表面保護用粘着剤および表面保護シートの提供を目的とする。
本発明の表面保護用粘着剤は、アルキレンオキシ基含有モノマー、および水酸基含有モノマーを含むモノマー混合物の共重合物であるアクリル系ポリマー、イソシアネート硬化剤、ならびに可塑剤を含み、前記モノマー混合物100質量%中に前記アルキレンオキシ基含有モノマーを20〜80質量%含む。
本発明により、濡れ性、耐汚染性に優れ、高温環境下や高温高湿環境下に曝された後、耐久性光学特性の低下および被着体からの浮きや剥がれを抑制する、耐久性が良好な表面保護フィルムを作製できる表面保護用粘着剤および表面保護シートを提供できる。
本明細書で使用する用語を定義する。(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを含む。モノマーとは、エチレン性不飽和基含有単量体である。被着体といは、粘着シートを貼り付ける相手方をいう。本発明でシート、フィルムおよびテープは同義語である。
本発明の表面保護用粘着剤は、アルキレンオキシ基含有モノマー、および水酸基含有モノマーを含むモノマー混合物の共重合物であるアクリル系ポリマー、イソシアネート硬化剤、ならびに可塑剤を含む。前記モノマー混合物100質量%中に前記アルキレンオキシ基含有モノマーを20〜80質量%含むことが好ましい。
表面保護用粘着剤は、アクリル系ポリマーが水酸基およびアルキレンオキシ基を有するため、可塑剤との適度な相溶性が得られたことで、被着体への濡れ性向上および被着体への耐汚染性向上という相反する効果を両立していることに加え、良好な耐久性(例えば、耐熱性)が得られる。
表面保護用粘着剤は、塗工により粘着剤層を形成し、基材を備えた表面保護シートとして使用することが好ましい。表面保護シートは、様々な被着体の保護ができるところディスプレイの保護に使用することが好ましい。
<アクリル系ポリマー>
本明細書におけるアクリル系ポリマーは、アルキレンオキシ基含有モノマー、および水酸基含有モノマーを含むモノマー混合物の共重合物である。
表面保護用粘着剤は、アクリル系ポリマーの原料としてアルキレンオキシ基含有モノマーを使用することで、基材との密着性が向上することに加え、濡れ性の良好な粘着剤層を形成できる。また、表面保護シートは、貼付後に高温環境下や高温高湿環境下に曝された後、光学特性の低下を抑制する耐久性が得られる。
アルキレンオキシ基含有モノマーは、下記一般式(1)、または一般式(2)で示すモノマーである。アルキレンオキシ基は、例えば、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基が好ましく、エチレンオキシ基がより好ましい。
一般式(1)
Figure 0006915291
一般式(2)
Figure 0006915291
式中、R1、R2はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基、n、mは、繰り返し単位を表す整数であり、2≦n≦25、2≦m≦25であり、2≦n≦13、2≦m≦5が好ましい。
一般式(1)で示すモノマーは、例えば、メトキシジエチレングリコールアクリレート(大阪有機化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=2)、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(大阪有機化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=3)、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=9)、メトキシポリエチレングリコール#600アクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=13)、メトキシポリエチレングリコール#1000アクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=23)、メトキシジエチレングリコールメタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1がメチル基、n=2)、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1がメチル基、n=3)、メトキシテトラエチレングリコールメタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1がメチル基、n=4)、メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=9)、メトキシポリエチレングリコール#600メタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=13)、メトキシポリエチレングリコール#1000メタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(1)において、R1が水素原子、n=23)が挙げられる。
一般式(2)で示すモノマーは、例えば、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート(新中村化学工業社製:上記式(2)において、R1が水素原子、m=3)、メトキシトリプロピレングリコールメタクリレート(新中村化学工業社製:上記式(2)において、R1がメチル基、m=3)
これらの中でも被着体への濡れ性が向上する面で、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#600アクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール#600メタクリレートが好ましい。
アルキレンオキシ基含有モノマーは、モノマー混合物100質量%中に20〜80質量%含むことが好ましく、40〜80質量%がより好ましい。含有量が20質量%以上になると凝集力が得易い。また、含有量が80質量%以下になる凝集力および基材への密着性を高度に両立できる。
表面保護用粘着剤は、アクリル系ポリマーの原料として水酸基含有モノマーを使用することで、粘着剤層に架橋によるポリマーネットワークが形成できる。この粘着剤層は、凝集力を有する上、耐汚染性に優れ、高温環境下や高温高湿環境下での浮きおよび剥がれを抑制できる。
水酸基含有モノマーは、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が挙げられる。
これらの中でも耐汚染性の向上、ならびに前記浮きおよび剥がれをより抑制できる面でアクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチルがより好ましい。
水酸基含有モノマーは、モノマー混合物100質量%中に5〜20質量%を含むことが好ましく、8〜13質量%がより好ましい。含有量が5質量%以上になると凝集力が得易い。また、含有量が20質量%以下になると凝集力と密着性を高い水準で両立し易い。
アクリル系ポリマーは、アルキレンオキシ基含有モノマーおよび水酸基含有モノマー以外にその他モノマーを使用できる。その他モノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー、アミド結合含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、ビニルモノマーが好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(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)アクリル酸シクロヘキシル、(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)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等が挙げられる。これらの中でも粘着性能がより向上する面で(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
カルボキシル基含有モノマーは、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリル酸p−カルボキシベンジル、アクリル酸β−カルボキシエチル、マレイン酸、モノエチルマレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等が挙げられる。
アミド結合含有モノマーは、アミド結合またはアミド基を有するモノマーであり、例えば(メタ)アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)アクリルアミド、N−(ブトキシメチル)アクリルアミド、などの(メタ)アクリルアミド系の化合物、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン、などの複素環を含有する化合物、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド等が挙げられる。
エポキシ基含有モノマーは、例えば、(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、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等が挙げられる。
アミノ基含有モノマーは、例えば、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピルなどの(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノエステル等が挙げられる。
ビニルモノマーは、例えば酢酸ビニル、クロトン酸ビニル、スチレン、アクリロニトリルな等が挙げられる。
その他モノマーは、単独または2種類以上を併用できる。
その他モノマーは、モノマー混合物100質量%中に、5〜70重量%を含むことが好ましく、10〜60%重量%がより好ましい。含有量が5重量%以上になると密着性がより向上する。また、含有量が70重量%以下になると凝集力と密着性を両立し易い。
アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、20万〜120万が好ましく、40万〜100万がより好ましい。20万〜120万の範囲にあることで凝集力がより向上するため、高温環境下や高温高湿環境下における浮きおよび剥がれがより抑制できる上、耐汚染性もより向上する。なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定するポリスチレン換算の値である。GPCの測定法の詳細は、実施例に記載する。
アクリル系ポリマーは、モノマー混合物を重合することで合成できる。重合は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合など公知の重合方法が可能であるが、溶液重合が好ましい。溶液重合で使用する溶媒は、例えば、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アニソール、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどが好ましい。
重合温度は、60〜120℃の沸点反応が好ましい。重合時間は、5〜12時間程度が好ましい。
重合に使用する重合開始剤は、ラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤は、過酸化物およびアゾ化合物が一般的である。
過酸化物は、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジアルキルパーオキサイド;
t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサンなどのパーオキシエステル;シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド;
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレート、などのパーオキシケタール;
クメンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルシクロヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;
ベンゾイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;
ビス(t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート等が挙げられる。
アゾ化合物は、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(略称:AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などの2,2’−アゾビスブチロニトリル;
2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などの2,2’−アゾビスバレロニトリル;
2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)などの2,2’−アゾビスプロピオニトリル;
1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)などの1,1’−アゾビス−1−アルカンニトリル等が挙げられる。
重合開始剤は、単独または2種以上を併用できる。
重合開始剤は、前記モノマー混合物100質量部に対して、0.01〜10質量部を使用することが好ましく、0.1〜2質量部がより好ましい。
<イソシアネート硬化剤>
イソシアネート硬化剤は、アクリル系ポリマーの水酸基と反応し、粘着剤層の凝集力が向上することに加え、高温雰囲気下または高温高湿雰囲気下における浮きおよび剥がれを抑制し、透明性がより向上する。
イソシアネート硬化剤は、2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネートである。イソシアネート硬化剤は、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等のイソシアネートモノマー、ならびにこれらのビュレット体、ヌレート体、およびアダクト体が好ましい。
芳香族ポリイソシアネートは、例えば、1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートは、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチ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(別名:HMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートは、例えば、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
脂環族ポリイソシアネートは、例えば、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(別名:IPDI、イソホロンジイソシアネート)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
前記ビュレット体は、イソシアネートモノマーが自己縮合したビュレット結合を有する自己縮合物である。ビュレット体は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体が挙げられる。
前記ヌレート体は、イソシアネートモノマーの3量体である。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体、イソホロンジイソシアネートの3量体、トリレンジイソシアネートの3量体などが挙げられる。
前記アダクト体は、イソシアネートモノマーと2官能以上の低分子活性水素含有化合物が反応した2官能以上のイソシアネート化合物である。アダクト体は、例えば、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとを反応させた化合物、トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとを反応させた化合物、トリメチロールプロパンとキシリレンジイソシアネートとを反応させた化合物、トリメチロールプロパンとイソホロンジイソシアネートとを反応させた化合物、1,6−ヘキサンジオールとヘキサメチレンジイソシアネートとを反応させた化合物等が挙げられる。
イソシアネート硬化剤は、十分な架橋構造を形成する観点から、3官能のイソシアネート化合物が好ましい。イソシアネート硬化剤は、イソシアネートモノマーと3官能の低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体、及びヌレート体がより好ましい。イソシアネート硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、トリレンジイソシアネートのヌレート体、イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、イソホロンジイソシアネートのヌレート体が好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体、トリレンジイソシアネートのヌレート体、イソホロンジイソシアネートのヌレート体がより好ましい。
イソシアネート硬化剤は、アクリル系ポリマー100質量部に対して5質量部〜20質量部を使用することが好ましく、10質量部〜20質量部がより好ましい。含有量が5質量部以上になると凝集力がより向上する。また含有量が20質量部以下になると凝集力と密着性を両立しやすくなる。
本発明の表面保護用粘着剤は、その他硬化剤を併用できる。その他硬化剤は、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、酸無水物基含有化合物、金属キレート等が好ましい。
エポキシ化合物は、例えばビスフェノールA−エピクロロヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1、3−ビス(N、N’−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N',N'−テトラグリシジルアミノフェニルメタン等が挙げられる。
アジリジン化合物は、例えばN,N’−ジフェニルメタン−4,4'−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、ビスイソフタロイル−1−(2−メチルアジリジン)、トリ−1−アジリジニルホスフィンオキサイド、N,N’−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、2,2’−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパントリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタントリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリス−2,4,6−(1−アジリジニル)−1、3、5−トリアジン、4,4’−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。
カルボジイミド化合物は、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネート化合物を脱炭酸縮合反応させることによって生成した高分子量ポリカルボジイミドが好ましい。前記高分子量ポリカルボジイミドの市販品は、日清紡績社のカルボジライトシリーズが好ましい。その中でもカルボジライトV−01、03、05、07、09は有機溶剤との相溶性に優れており好ましい。
酸無水物基含有化合物は、カルボン酸無水物基を2つ以上有する化合物である。酸無水物基含有化合物は、例えば、テトラカルボン酸二無水物、ヘキサカルボン酸三無水物、ヘキサカルボン酸二無水物、無水マレイン酸共重合樹脂が挙げられる。なお、反応中に脱水反応を経由して無水物と成りうるポリカルボン酸、ポリカルボン酸エステル、ポリカルボン酸ハーフエステルなどは、「酸無水物基含有化合物」に含まれる。
テトラカルボン酸二無水物は、例えば無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
金属キレートは、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロムおよびジルコニウムなどの多価金属と、アセチルアセトンまたはアセト酢酸エチルとの配位化合物が好ましい。金属キレートは、例えば、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレートが挙げられる。
その他硬化剤は、単独または2種以上を併用できる。
その他硬化剤は、アクリル系ポリマー100質量部に対して0.05質量部〜20質量部を使用することが好ましく、0.1質量部〜15質量部がより好ましい。含有量が0.05質量部以上になると凝集力がより向上する。含有量が20質量部以下になると凝集力と柔軟性を両立しやすくなる。
<可塑剤>
本発明の表面保護用粘着剤は、可塑剤を含有することで、粘着剤層の柔軟性が向上し、被着体への濡れ性、および耐汚染性が向上する。
可塑剤は、エステル系可塑剤、液状ゴム系可塑剤などが挙げられる。
エステル系可塑剤は、例えば、ステアリン酸ブチル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、ステアリン酸2−エチルヘキシル、ベヘニン酸モノグリセライド、2−エチルヘキサン酸セチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、イソステアリン酸コレステリル、メタクリル酸ラウリル、ヤシ脂肪酸メチル、ラウリン酸メチル、オレイン酸メチル、ステアリン酸メチル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、ペンタエリスリトールモノオレエート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸イソトリデシル、2−エチルヘキサン酸トリグリセライド、ラウリン酸ブチル、オレイン酸オクチルなどの脂肪族2塩基酸エステル系可塑剤;
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジノルマルヘキシル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ビス(2 −ノルマルヘキシル)、フタル酸ジノルマルオクチル、フタル酸ジイソノリル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ビスブチルベンジルなどの芳香族2塩基酸エステルであるフタル酸エステル系可塑剤;
トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリイソブチル、トリメリット酸トリノルマルヘキシル、トリメリット酸トリス(2−エチルヘキシル)、トリメリット酸トリス(2−ノルマルヘキシル)、トリメリット酸トリノルマルオクチル、トリメリット酸トリイソノリル、トリメリット酸トリノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリウンデシル、トリメリット酸トリブチルベンジルなどの芳香族3塩基酸エステルであるトリメリット酸エステル系可塑剤;
ピロメリット酸テトラメチル、ピロメリット酸テトラエチル、ピロメリット酸テトラブチル、ピロメリット酸テトライソブチル、ピロメリット酸テトラノルマルヘキシル、ピロメリット酸テトラキス(2−エチルヘキシル)、ピロメリット酸テトラキス(2−ノルマルヘキシル)、ピロメリット酸テトラノルマルオクチル、ピロメリット酸テトライソノリル、ピロメリット酸テトラノニル、ピロメリット酸テトライソデシル、ピロメリット酸テトラウンデシル、ピロメリット酸テトラブチルベンジルなどの芳香族4塩基酸エステルであるピロメリット酸エステル系可塑剤;
アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシルなどのアジピン酸エステル系可塑剤;
ジエチレングリコールジエチレート、ジエチレングリコールジブチレート、ジエチレングリコールジイソブチレート、ジエチレングリコールジノルマルヘキサノエート、ジエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、ジエチレングリコールジノルマルオクチノエート、ジエチレングリコールジブチルベンゾエート、
テトラエチレングリコールジエチレート、テトラエチレングリコールジブチレート、テトラエチレングリコールジイソブチレート、テトラエチレングリコールジノルマルヘキサノエート、テトラエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、テトラエチレングリコールジノルマルオクチノエート、テトラエチレングリコールジブチルベンゾエート、
ヘキサエチレングリコールジエチレート、ヘキサエチレングリコールジブチレート、ヘキサエチレングリコールジイソブチレート、ヘキサエチレングリコールジノルマルヘキサノエート、ヘキサエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、ヘキサエチレングリコールジノルマルオクチノエート、ヘキサエチレングリコールジブチルベンゾエート、
オクタエチレングリコールジエチレート、オクタエチレングリコールジブチレート、オクタエチレングリコールジイソブチレート、オクタエチレングリコールジノルマルヘキサノエート、オクタエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、オクタエチレングリコールジノルマルオクチノエート、オクタエチレングリコールジブチルベンゾエート、ポリエチレングリコールジエチルヘキサノエート、
ジプロピレングリコールジエチレート、ジプロピレングリコールジブチレート、ジプロピレングリコールジイソブチレート、ジプロピレングリコールジノルマルヘキサノエート、ジプロピレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、ジプロピレングリコールジノルマルオクチノエート、ジプロピレングリコールジブチルベンゾエート、
テトラプロピレングリコールジエチレート、テトラプロピレングリコールジブチレート、テトラプロピレングリコールジイソブチレート、テトラプロピレングリコールジノルマルヘキサノエート、テトラプロピレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、テトラプロピレングリコールジノルマルオクチノエート、テトラプロピレングリコールジブチルベンゾエート、
ヘキサプロピレングリコールジエチレート、ヘキサプロピレングリコールジブチレート、ヘキサプロピレングリコールジイソブチレート、ヘキサプロピレングリコールジノルマルヘキサノエート、ヘキサプロピレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、ヘキサプロピレングリコールジノルマルオクチノエート、ヘキサプロピレングリコールジブチルベンゾエート、
オクタプロピレングリコールジエチレート、オクタプロピレングリコールジブチレート、オクタプロピレングリコールジイソブチレート、オクタプロピレングリコールジノルマルヘキサノエート、オクタプロピレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、オクタプロピレングリコールジノルマルオクチノエート、オクタプロピレングリコールジブチルベンゾエート、
ポリプロピレングリコールジエチルヘキサノエート、などのアルキレンオキシ基基含有脂肪族2塩基酸エステル系可塑剤が挙げられる。
液状ゴム系可塑剤は、例えば、ポリブテン、水素化ポリブテンなどのポリブテン系可塑剤ポリブタジエン、両末端水酸基ポリブタジエン、水素化ポリブタジエン、両末端水酸基水素化ポリブタジエン、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化水素化ポリブタジエン、ポリイソプレン、水素化ポリイソプレンなどが挙げられる。
これらの中でも濡れ性および耐汚染性の面でエステル系可塑剤が好ましく、芳香族3塩基酸エステル、芳香族4塩基酸エステル、アルキレンオキシ基基含有脂肪族2塩基酸エステルがより好ましい。
可塑剤は、単独または2種類以上を併用できる。
可塑剤は、アクリル系ポリマー100質量部中に対して10質量部〜80質量部を使用することが好ましく、20質量部〜70質量部がより好ましい。含有量が10質量部以上になると柔軟性がより向上する。含有量が80質量部以下になると凝集力と汚染性を両立し易い。
本発明の表面保護用粘着剤は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、有機シラン化合物を含有できる。
有機シラン化合物は、例えば、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリブトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどの(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシラン化合物;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシランなどのビニル基を有するアルコキシシラン化合物;
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリプロポキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−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−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するアルコキシシラン化合物;
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシランなどのメルカプト基を有するアルコキシシラン化合物;
3−グリシド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エトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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などのエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物;
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン化合物;
3−クロロプロピルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、1,3,5−トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、分子内にアルコキシシリル基を有するシリコーンレジンなどが挙げられる。
有機シラン化合物は、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、0.01〜2質量部を使用することが好ましく、0.05〜1質量部がより好ましい。
本発明の粘着剤には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、任意成分として各種樹脂、オイル、軟化剤、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤及び帯電防止剤等を含有できる。
本発明の粘着剤は、表面保護シートとして好適であるほか、各種プラスチックシート、一般ラベル・シール、粘着性付与剤、積層構造体用粘着剤、シーリング剤の原料として、又、各種樹脂添加剤およびその原料等としても非常に有用に使用できる。
<表面保護シート>
本発明の表面保護シートは、基材、および表面保護用粘着剤から形成した粘着剤層を備えている。表面粘着シートは、例えば、基材に表面保護用粘着剤を塗工、乾燥することで粘着剤層を形成して作製する。また、剥離性シートに表面保護用粘着剤を塗工、乾燥することで粘着剤層を形成し、基材を貼り合わせて作製する。また、粘着剤層の基材と接していない面は、通常、異物の付着防止のため使用する直前まで剥離性シートを貼り合せる。
表面保護用粘着剤を塗工する際、溶媒で粘度を調整できる。溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶剤;ジエチルエーテル、メトキシトルエン、ジオキサン等のエーテル系溶剤が挙げられる。
基材は、例えばプラスチック、紙、金属箔等が挙げられる。基材の形状はシート、フィルム、発泡体等が挙げられる。これらの基材に中でも、前記外観検査用途と考慮すると透明性を有するプラスチックが好ましい。
種々の光学フィルムを使用することができる。また基材は、単独または、複数の基材を積層した構成も好ましい。
プラスチックは、例えば、ポリビニルアルコールトリアセチルセルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリシクロオレフィン)、ポリエステル(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)、アクリル樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート)、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリアリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
塗工は、例えばマイヤーバー、アプリケーター、刷毛、スプレー、ローラー、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、ナイフコーター、リバースコ−ター、スピンコーター等が挙げられる。乾燥は、例えば、熱風乾燥、赤外線、減圧法が挙げられる。乾燥温度は、通常60〜160℃程度の熱風加熱である。
粘着剤層の厚さは、1〜300μmが好ましく、5〜100μmがより好ましい。1μm以上になると所望の粘着力が得易い。また、300μmを超えても粘着力等の物性は、向上し難い。
本発明の表面保護シートは、光学部材の表面保護シートとして好適に用いることができる。光学部材は、例えば、偏光板、位相差フィルム、楕円偏光フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム、透明導電フィルム等が挙げられる。
また、本発明の表面保護シートの用途は、特に限定されないが、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチスクリーンパネル、電極周辺部材等各種エレクトロニクス関連の部材やプロテクトフィルム用途にも適応できる。
次に、実施例を示して更に詳細を説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。例中、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を示し、「%」は「質量%」を示す。また、中の配合量は、質量部である。
<合成例1:アクリル系ポリマー>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、アクリル酸ブチル(BA)67.5部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)12.5部、アクリル酸メトキシジエチレングリコール(M3EGA)、一般式[1]において、R1が水素原子、n=3)20部、アセトン100部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNという)0.2部を仕込み、この反応容器内の雰囲気を窒素ガスで置換した。その後、窒素雰囲気下で撹拌しながら、65℃まで加熱し反応を開始した。その後、反応溶液を65℃で4時間反応させた。反応終了後、冷却し、酢酸エチルで希釈して不揮発分30%、粘度3000mPa・sのアクリル系ポリマー(A−1)溶液を得た。得られたアクリル系ポリマー(A−1)の重量平均分子量は20万であった。
<合成例2〜10>
表1の質量比率に従って原料および使用量を変更した以外は、合成例1と同様の方法でアクリル系ポリマーを合成した。得られたアクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)を表1に示す。尚、表中の空欄は配合していないことを表す。
<重量平均分子量(Mw)の測定>
重量平均分子量(Mw)の測定は、島津製作所社製GPC「LC−GPCシステム」を用いた。重量平均分子量(Mw)の決定は、分子量既知のポリスチレンを標準物質とした換算で行った。
装置名:島津製作所社製、LC−GPCシステム「Prominence」
カラム:東ソー社製GMHXL 4本、東ソー社製HXL-H 1本を連結した。
移動相溶媒 : テトラヒドロフラン
流量 : 1.0ml/分
カラム温度 : 40℃
Figure 0006915291
(実施例1)
<粘着剤の調製>
得られたアクリル系ポリマー(A−1)溶液中のアクリル系ポリマー(A−1)100部に対して、イソシアネート硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンのアダクト体12.5部、可塑剤としてヘキサエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)45部を配合し、不揮発分が20%となる量の酢酸エチルを配合し撹拌して粘着剤を得た。
<表面保護シートの作成>
得られた粘着剤を、基材として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、「ルミラーT−60」、東レ社製)上に、乾燥後の厚さが20μmになるように塗工し、100℃で2分間乾燥することで粘着剤層を形成した。次いで、この粘着剤層に、剥離性シート「E7004」(厚み50μm、シリコーン系剥離層、東洋紡社製)の片面を貼り合せ、「基材/粘着剤層/剥離性シート」の構成を作製した。次いで、得られた表面保護シートを温度25℃相対湿度55%の条件で1週間熟成させて、表面保護シートを得た。
(実施例2〜25、比較例1〜6)
実施例1で使用した材料の替わりに、表2、表3及び表4に示した材料および配合量にそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤をそれぞれ作製した。更に、実施例1と同様にして、表面保護シートをそれぞれ作製した。
Figure 0006915291
得られた表面保護シートを用いて、全光線透過率、HAZE、再剥離性、耐汚染性、耐熱性、耐湿熱性、濡れ性を評価した。
<全光線透過率>
得られた表面保護シートを25mm幅、100mm長のサイズに準備し試料とした。次いで、剥離性シートを剥がし、粘着剤層が露出した状態で、全光線透過率を測定した。測定には日本電色工業(株)製Turbidimeter NDH5000Wを用いた。
評価基準は以下の通りである。
◎:全光線透過率が90%以上。優れている。
○:全光線透過率が85%以上90%未満。実用域。
×:全光線透過率が80%未満。実用不可。
<HAZE>
得られた表面保護シートを25mm幅、100mm長のサイズに準備し試料とした。次いで、剥離性シートを剥がし、粘着剤層が露出した状態で、HAZEを測定した。なお、測定には日本電色工業(株)製Turbidimeter NDH5000Wを用いた。評価基準は以下の通りである。
◎:HAZEが2.0未満。優れている。
○:HAZEが2.0以上、4.0未満。実用域。
×:HAZEが4.0以上。実用不可。
<再剥離性>
得られた表面保護シートを25mm幅、100mm長のサイズに準備し試料とした。次いで剥離性シートを剥がし、露出した粘着剤層を無アルカリガラス板(EN−A1:旭硝子社製)に貼着した後、50℃、5気圧の条件のオートクレーブ内に20分間保持して各部材を密着させることで測定試料を得た。次いで得られた測定試料を25℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置した後、JISZ0237に準拠し、引張試験機(オリエンテック社製「テンシロン」)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で試料を無アルカリガラスから剥離した。剥離後のガラス表面の曇りを目視で観察し、以下の基準に基づいて評価した。
○:糊残り、曇りが無い。良好。
×:糊残り、曇りが有った。実用不可。
<耐汚染性>
得られた表面保護シートを100mm幅、100mm長のサイズに準備し試料とした。次いで剥離性シートを剥がし、露出した粘着剤層を無アルカリガラス板(EN−A1:旭硝子社製)に貼着した後、50℃5気圧の条件のオートクレーブ内に20分間保持して十分に密着させることで測定試料を得た。次いで得られた測定試料を60℃、相対湿度95%の環境下で24時間放置した。その後、測定試料を25℃、相対湿度50%の環境下で1時間放置した後、無アルカリガラスから試料を剥離し、試料が貼付していた部分の無アルカリガラスの水接触角を測定した。試料を貼付する前の未処理無アルカリガラスの水接触角値(ブランク)と比較し、下記の評価基準で判定を行った。なお、測定値には協和界面科学(株)製DM−501を用いて、1000m秒後の水接触角を用いた。
◎:ブランクの水接触角に対し、試験後のガラスの水接触角が±5度未満。優れている。
○:ブランクの水接触角に対し、試験後のガラスの水接触角が±5度以上±10度未満。実用域。
×:ブランクの水接触角に対し、試験後のガラスの水接触角が±10度以上。実用不可。
<耐熱性及び、耐湿熱性>
得られた表面保護シートを、幅150mm、縦200mmの大きさに準備し試料とした。次いで剥離性シートを剥がし、露出した粘着剤層を無アルカリガラス板(EN−A1:旭硝子社製)に貼着した後、50℃5気圧の条件のオートクレーブ内に20分間保持して十分に密着させることで測定試料を得た。この測定試料を、高温雰囲気での耐久性として耐熱性を評価した。すなわち測定試料を150℃で500時間放置した後に、浮き、剥がれの有無を目視で観察した。
また、別途、同様に作製した測定試料を、高温高湿雰囲気での耐久性として耐湿熱性を評価した。すなわち測定試料を85℃、相対湿度85%で500時間放置した後に浮き、剥がれの有無を目視で観察した。耐熱性および耐湿熱性は、いずれも以下の基準に基づいて評価した。
◎:浮き、剥がれが無い。優れている。
○:0.5mm以下の浮き、剥がれのいずれかが有った。実用域。
×:全面的に浮き、剥がれが有った。実用不可。
<濡れ性>
得られた表面保護シートを、幅100mm、縦150mmの大きさに準備し試料とした。次いで剥離性シートを剥がし、試料の両端を手で持ちながら露出した粘着剤層の中心部を無アルカリガラス板(EN−A1:旭硝子社製)に接触させた後、手を離し、自重で粘着剤層全体が無アルカリガラス板に貼着するまでの時間(秒数)を測定することで濡れ性を評価した。評価基準は以下のとおりとした。
◎:粘着剤層全体がガラス板に密着するまでに要した時間が、3秒未満。優れている。
○:粘着剤層全体がガラス板に密着するまでに要した時間が、3秒以上〜5秒未満。実用域。
×:粘着剤層全体がガラス板に密着するまでに要した時間が、5秒以上。実用不可。
Figure 0006915291
表5の結果から実施例1〜28の表面保護用粘着剤は、全光線透過率、HAZE、再剥離性、耐汚染性、耐熱性、耐湿熱性、濡れ性が優れている。一方、比較例1〜5は、前記特性を全て満たすことはできなかった。

Claims (6)

  1. アルキレンオキシ基含有モノマー、および水酸基含有モノマーを含むモノマー混合物の共重合物であるアクリル系ポリマー、イソシアネート硬化剤、ならびに可塑剤を含み、前記モノマー混合物100質量%中に前記アルキレンオキシド含有モノマーを20〜80質量%含み、前記可塑剤は、芳香族3塩基酸エステル、芳香族4塩基酸エステル、およびアルキレンオキシ基含有脂肪族2塩基酸エステルからなる群より選択される1種以上を含む、表面保護用粘着剤。
  2. 前記モノマー混合物100質量%中に水酸基含有モノマーを5〜20質量%含む、請求項1記載の表面保護用粘着剤。
  3. 前記アルキレンオキシ基含有モノマーがアルキレンオキシ単位を平均4〜25有する、1または2いずれか1項に記載の表面保護用粘着剤。
  4. 前記可塑剤を前記アクリル系ポリマー100質量部に対して10〜80質量部含む、請求項1〜いずれか1項に記載の表面保護用粘着剤
  5. 前記イソシアネート硬化剤を前記アクリル系ポリマー100質量部に対して5〜20質
    量部含む、請求項1〜いずれか1項に記載の表面保護用粘着剤
  6. 基材、および請求項1〜いずれか1項に記載の表面保護用粘着剤の硬化物である粘着剤層を備えた、表面保護シート。
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