JP7105222B2 - 粘着フィルム - Google Patents
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Description
(A)120℃で10分間加熱する熱収縮試験において、流れ方向(MD)の熱収縮率SMDおよび該流れ方向と直交する方向(幅方向;TD)の熱収縮率STDが、いずれも-2%以上2%以下である。
(B)30m/分の剥離速度で測定される高速剥離強度が3N/20mm以上20N/20mm以下である。
(C)30gの荷重を1時間付加する定荷重剥離試験において、剥離距離が50mm未満である。
(D)波長1000nm~1100nmの範囲におけるレーザ光吸収率が20%以上である。
吸収率A(%)=100(%)-T(%)-R(%) (I)
(a)SMDおよびSTDがいずれも0%であるか、または
(b)|SMD|および|STD|がいずれも0%より大きく、かつ0.5≦|SMD/STD|≦4であることが好ましい。このような粘着フィルムによると、レーザ切断時の縮みや剥がれがよりよく抑制される傾向にある。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
なお、上記Foxの式において、Tgは共重合体のガラス転移温度(単位:K)、Wiは該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を表す。ホモポリマーのTgとしては、公知資料に記載の値を採用するものとする。
いるものとする。
2-エチルヘキシルアクリレート -70℃
n-ブチルアクリレート -55℃
n-ブチルメタクリレート 20℃
アクリロニトリル 104℃
アクリル酸 106℃
2-ヒドロキシエチルアクリレート -15℃
4-ヒドロキシブチルアクリレート -40℃
ここに開示される粘着フィルムの厚さは特に限定されないが、通常は10μm~200μm程度が適当である。粘着フィルムのハンドリング性等の観点から、いくつかの態様において、粘着フィルムの厚さは、例えば20μm以上であってよく、25μm以上でもよく、30μm以上でもよい。また、レーザ加工の迅速性や精密性の観点から、粘着フィルムの厚さは、例えば150μm以下であってよく、120μm以下でもよく、100μm以下でもよく、80μm以下でもよく、55μm以下でもよい。
(a)SMD=0%、かつSTD=0%である。
(b)0%<|SMD|、0%<|STD|、かつ0.5≦|SMD/STD|≦4である。
ここで、|SMD/STD|は、TD熱収縮率に対するMD熱収縮率の比の絶対値を意味する。以下、|SMD/STD|のことを熱収縮比と表記することがある。
SMD=0%、かつSTD=0%である粘着フィルム、すなわち上記条件(a)を満たす粘着フィルムは、MDおよびTDのいずれにおいても加熱に対する寸法安定性に優れるので好ましい。
(1) 基材としてのプラスチックフィルムと、該基材の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備えた粘着フィルムであって、
以下の条件:
(A)120℃で10分間加熱する熱収縮試験において、流れ方向の熱収縮率SMDおよび該流れ方向と直交する方向の熱収縮率STDがいずれも-2%以上2%以下である;
(B)30m/分の剥離速度で測定される高速剥離強度が3N/20mm以上20N/20mm以下である;
(C)30gの荷重を1時間付加する定荷重剥離試験において、剥離距離が50mm未満である;および、
(D)波長1000nm~1100nmの範囲におけるレーザ光吸収率が20%以上である;
を満たす、粘着フィルム。
(2) 上記粘着剤層を構成する粘着剤は、120℃における弾性率が50kPa以上150kPa以下である、上記(1)に記載の粘着フィルム。
(3) 上記粘着剤層を構成する粘着剤は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含む、上記(1)または(2)に記載の粘着フィルム。
(4) 上記アクリル系ポリマーは、ガラス転移温度が-40℃以下である、上記(3)に記載の粘着フィルム。
(5) 上記アクリル系ポリマーは、C4-12アルキル(メタ)アクリレートを70重量%以上含有するモノマー原料の重合物である、上記(3)または(4)に記載の粘着フィルム。
(6) 上記アクリル系ポリマーは、カルボキシ基含有モノマーを0.5重量%以上7重量%以下含むモノマー原料の重合物である、上記(3)~(5)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(7) 上記プラスチックフィルムはPETフィルムである、上記(1)~(6)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(8) 上記粘着フィルムの厚さが10μm以上150μm以下である、上記(1)~(7)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(9) 上記熱収縮率SMD,STDは、
(a)SMDおよびSTDがいずれも0%であるか、または
(b)|SMD|および|STD|がいずれも0%より大きく、かつ0.5≦|SMD/STD|≦4である、上記(1)~(8)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(11) 上記レーザ光吸収剤は、カーボンブラック、金属粉末および金属化合物粉末からなる群から選択される少なくとも一種を含む、上記(10)に記載の粘着フィルム。
(12) 上記基材は、上記レーザ光吸収剤を含む単層のプラスチックフィルムである、上記(10)または(11)に記載の粘着フィルム。
(13) 上記基材は、上記レーザ光吸収剤を含む単層のPETフィルムである、上記(10)~(12)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(14) 上記粘着剤層に対する基材フィルムの厚さ比(基材/粘着剤層)が2以上5以下である、上記(1)~(13)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(15) 上記アクリル系ポリマーは、2-エチルヘキシルアクリレートを75重量%以上含有するモノマー原料の重合物である、上記(3)~(6)のいずれかに記載の粘着フィルム。
(16) 上記アクリル系ポリマーは、C4-12アルキル(メタ)アクリレートを95重量%以上含み、さらにカルボキシ基含有モノマーを0.5~5重量%含むモノマー原料の重合物である、上記(3)~(6)および(15)にいずれかに記載の粘着フィルム。
(17) 上記粘着剤層は、イソシアネート系架橋剤およびエポキシ系架橋剤からなる群から選択される少なくとも一種を含む粘着剤組成物により形成されている、上記(1)~(16)のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
(18) 上記(1)~(17)のいずれかに記載の粘着フィルムからなり、主波長1000nm~1100nmのレーザ光で切断して用いられる、レーザ切断用粘着フィルム。
上記粘着フィルムが貼り付けられている上記加工対象物に主波長1000nm~1100nmのレーザ光を照射することにより、上記加工対象物をレーザ加工するとともに上記レーザ光により上記粘着フィルムを切断すること、
を包含する、レーザ加工された物品の製造方法。
(20) 上記レーザ光が照射される上記加工対象物には、該加工対象物の上記レーザ光が照射される側の面およびその反対面の少なくとも一方に上記粘着フィルムが貼り付けられている、上記(19)に記載の方法。
(21) 上記レーザ加工後の上記加工対象物をさらに後加工すること、および
上記加工対象物から上記粘着フィルムを引き剥がして除去すること、
をこの順に含む、上記(19)または上記(20)に記載の方法。
基材A:厚さ38μmの白色PETフィルム(帝人デュポン社製、テトロンフィルムU2)
基材B:厚さ38μmの黒色PETフィルム(東レ社製、ルミラーX30)
基材C:厚さ38μmの黒色PETフィルム(三菱樹脂社製、ダイアホイルB100)
基材D:厚さ38μmの白色PETフィルム(三菱樹脂社製、ダイアホイルW400)
基材E:厚さ38μmの透明PETフィルム(東レ社製、ルミラーS10)
基材F:低密度ポリエチレン(三井化学社製、スミカセンF208)をインフレーション法にてダイス温度160℃で製膜して厚さ55μmの透明なポリエチレンフィルムを得、その一方の表面(粘着剤層形成面)にコロナ放電処理を施したもの。
基材G:平均粒径20nmのカーボンブラック(CB)1.5%および低密度ポリエチレン(東ソー社製、ペトロセン186R)98.5%を含む樹脂材料をインフレーション成形法によりダイス温度180℃で成膜して厚さ55μmの黒色ポリエチレンフィルムを得、その一方の表面(粘着剤層形成面)にコロナ放電処理を施したもの。
基材H:平均粒径20nmのカーボンブラック(CB)0.75%およびポリブチレンテレフタレート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ノバデュラン5505S)99.25%を含む樹脂材料をTダイ法によりダイス温度245℃で成膜して厚さ40μmの黒色PBTフィルムを得、その一方の表面(粘着剤層形成面)にコロナ放電処理を施したもの。
(例1~3、5~9)
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器に、重合溶媒としての酢酸エチルと、モノマー原料としての2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)96部およびアクリル酸(AA)4部と、重合開始剤としてのAIBN0.2部とを入れて窒素気流下で重合反応を行い、アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液を得た(濃度40%)。上記アクリル系ポリマーのMwは50×104であった。この溶液に、該溶液に含まれる不揮発分100部に対してイソシアネート系架橋剤(東ソー社製、コロネートL)1部を添加して、粘着剤組成物Aを得た。表1に示す基材の一方の面に上記粘着剤組成物Aを塗布し、乾燥させて、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。このようにして本例に係る粘着フィルムを得た。
2EHA70部、n-ブチルメタクリレート(BMA)28部およびAA2部からなるモノマー原料と、界面活性剤(第一工業製薬社製、アクアロンKH-1025)2部および水150部とを混合し、窒素ガスを導入しながら乳化機(ホモミキサー)で乳化させることにより、モノマー原料の乳化液を調製した。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器に上記乳化液を入れ、窒素気流下で攪拌しながら液温50℃まで加熱した。これに重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業社製、商品名「V-50」)0.03部を加え、液温を50℃付近に保って5時間重合反応を行った。得られた重合反応液にアンモニア水を加えてpHを8程度に調整した。このようにしてアクリル系ポリマーの水分散液を調製した。上記水分散液に含まれる不揮発分100部に対してエポキシ系架橋剤(DIC社製、CR-5L)2部を混合して、粘着剤組成物Bを得た。表1に示す基材の一方の面に上記粘着剤組成物Bを塗布し、乾燥させて、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。このようにして本例に係る粘着フィルムを得た。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器に、重合溶媒としての酢酸エチル、モノマー原料としてのn-ブチルアクリレート(BA)85部、アクリロニトリル(AN)15部およびAA2.5部と、重合開始剤としてのAIBN0.2部とを入れて窒素気流下で重合反応を行い、アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液(濃度25%)を得た。上記アクリル系ポリマーのMwは60×104であった。この溶液に、該溶液に含まれる不揮発分100部に対して、テルペン変性フェノール樹脂(住友ベークライト社製、スミライトレジンPR-12603N)10部、イソシアネート系架橋剤(東ソー社製、コロネートL)5部、および剥離助剤としてのポリオキシエチレンジアルキルフェニルエーテルリン酸(東邦化学工業社製、フォスファノールRE-410、モノエステルとジエステルとの混合体、pKa2.7)1.0部を配合し、粘着剤組成物Cを得た。表1に示す基材の一方の面に上記粘着剤組成物Cを塗布し、乾燥させて、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。このようにして本例に係る粘着フィルムを得た。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器に、重合溶媒としての酢酸エチル、モノマー原料としての2EHA90部およびAA10部と、重合開始剤としてのAIBN0.4部とを入れて窒素気流下で重合反応を行い、アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液(濃度30%)を得た。上記アクリル系ポリマーのMwは100×104であった。この溶液に、該溶液に含まれる不揮発分100部に対してエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、テトラッドC)0.05部を添加して混合し、粘着剤組成物Dを得た。上記基材Bの一方の面に上記粘着剤組成物Dを塗布し、乾燥させて、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。このようにして本例に係る粘着フィルムを得た。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器に、重合溶媒としての酢酸エチルと、モノマー原料としての2EHA96部およびAA4部と、重合開始剤としてのAIBN0.2部とを入れて窒素気流下で重合反応を行い、アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液を得た(濃度40%)。上記アクリル系ポリマーのMwは50×104であった。この溶液に、該溶液に含まれる不揮発分100部に対してイソシアネート系架橋剤(東ソー社製、コロネートL)1部およびエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、テトラッドC)3部を添加して、粘着剤組成物Eを得た。表1に示す基材の一方の面に上記粘着剤組成物Eを塗布し、乾燥させて、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。このようにして本例に係る粘着フィルムを得た。
上記で作製した粘着フィルムから適切なサイズのサンプルを切り出し、以下の項目を評価した。
(1)透過率
測定装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製の分光光度計、型式「U-4100」
測定条件:測定モード応用計測、データモード%T、スキャンスピード750nm/min、サンプリング間隔1nm、スリット自動制御、ホトマル電圧自動1、光量制御モード固定、高分解能測定OFF、減光板未使用、PbS感度1、セル長10mm
測定方法:
(i).測定装置の電源を入れ、装置を安定させるために2時間以上待機した。その後、サンプルをセットせずにベースラインを測定した。
(ii).次いで、測定装置の透過率測定部分にサンプルを、粘着フィルムの背面から入光するようにセットし、上記測定条件にて1000nm~1100nmの波長範囲の透過率を測定した。
測定装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製の分光光度計、型式「U-4100」
測定条件:測定モード応用計測、データモード%R、スキャンスピード750nm/min、サンプリング間隔1nm、スリット自動制御、ホトマル電圧自動1、光量制御モード固定、高分解能測定OFF、減光板未使用、PbS感度1、セル長10mm
測定方法:
(i).測定装置の電源を入れ、装置を安定させるために2時間以上待機した。その後、反射率測定部分に白色標準板をセットし(サンプルはセットしない。)、ベースラインを測定した。
(ii).次いで、反射率測定部分にサンプルをセットした。このとき、サンプルを透過した光の反射を防止するため、サンプルの入光面と反対側に日東樹脂工業株式会社製の樹脂板、商品名「クラレックス(登録商標)」(黒色、1mm厚)を置き、該樹脂板にサンプルとしての粘着フィルムを貼り合わせた(貼り合わせ条件:2kgローラー1往復)。そして、上記測定条件にて1000nm~1100nmの波長範囲の反射率を測定した。
上記透過率T(%)および反射率R(%)から、次式:100(%)-T(%)-R(%);により、1000nm~1100nmの波長範囲における最小の吸収率を算出した。得られた値を表1のレーザ光吸収率の欄に示した。
各例に係る粘着フィルムを縦100mm×横100mmのサイズにカットして、測定用のサンプルを作製した。このとき、サンプルの縦方向が粘着フィルムのMDと一致するようにした。25℃において上記サンプルのMD(縦)およびTD(横)の長さを測定し、これをMDおよびTDの初期長さL0とした。
次いで、上記サンプルを120℃のオーブン中で10分間加熱した後、25℃の温度下に取り出して1時間以上放置した。このサンプルのMDおよびTDの長さを測定し、これをMDおよびTDの120℃加熱後長さL1とした。
そして、MDおよびTDのそれぞれについて、上記初期長さL0および120℃加熱後長さL1から以下の式により熱収縮率Sを求めた。すなわち、下記式におけるL0およびL1として、MDについての値を用いることにより、MD熱収縮率(SMD)を算出した。また、下記式におけるL0およびL1として、TDについての値を用いることにより、TD熱収縮率(STD)を算出した。
熱収縮率S(%)=((L0-L1)/L0)×100
粘着フィルムを幅20mm、長さ150mmのサイズにカットして試験片を作製した。23℃、50%RHの環境下にて、試験片をステンレス鋼板に2kgのローラを1往復させて圧着した。これを上記環境下に30分間放置した。その後、23℃、50%RHの環境下にて、試験片が貼り付けられた面が下方になるようにして被着体を水平に保持した。その試験片の一端に、剥離角度が90度となるように荷重30gを掛けて、1時間後の剥離距離を測定した。
各例に係る粘着フィルムを、幅20mm、長さ100mmのサイズの短冊状にカットして試験片を作製した。この試験片の粘着面を被着体としてのステンレス鋼板(SUS430BA板)に、JIS Z0237に規定する2kgのゴムローラを1往復させて圧着した。このサンプルを23℃×50%RHの標準環境下に30分間放置した後、該標準環境下にて、万能引張試験機を用いて、引張速度30m/分、剥離角度180度の条件で、高速剥離強度(N/20mm)を測定した。
高温弾性率(kPa)は、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社製、ARES-G2)を用いて、下記の方法により求めた。
上記粘着剤組成物A~Eを剥離ライナー上に塗布して乾燥させることにより、該剥離ライナー上に厚さ20μmの粘着剤層を作製した。この粘着剤層を積層して約2mmの厚みとし、これをΦ7.9mmに打ち抜き、円柱状のペレットを作製して粘弾性測定用サンプルとした。上記測定サンプルをΦ7.9mmパラレルプレートの治具に固定し、上記動的粘弾性測定装置により下記の条件で貯蔵弾性率G’を測定した。その結果から120℃における貯蔵弾性率を読み取り、高温弾性率の値とした。
測定:せん断モード
温度範囲:-70~150℃
昇温速度:5℃/min
周波数:1Hz
加工対象物として厚さ1.0mmのSUS304板(2B仕上げ)を用い、各例に係る粘着フィルムを加工対象物の上面および下面に貼付した。この加工対象物の上面側からレーザビームを照射して切断試験を行った。具体的には、ファイバーレーザ加工機(トルンプ社製、Trulaser5030)を使用し、切断速度1500mm/min、出力3000W、窒素ガス圧力18bar、ノズル直径2.0mm、ノズル高さ2mmにて、レーザビームの焦点を加工対象物(金属板)の上面側より0.5mm下の位置として直線の切断加工を行った。このとき、上面および下面に貼り付けられた粘着フィルムのTDと、レーザビームによる切断線の延びる方向とが一致するようにした。
その後、レーザ加工(ここではレーザ切断)された加工対象物の加工縁部を、マイクロスコープを用いて観察し、加工対象物(金属板)の切断端から粘着フィルムの端までの距離(すなわち、加工対象物の端が粘着フィルムの端から露出した長さ)を測定した。測定は、加工対象物の上面および下面のそれぞれについて10mm間隔で5箇所(合計10箇所)行い、それらの平均値を求めた。得られた結果を、表1の「加工対象物露出幅」の欄に示した。
また、上記加工端部において粘着フィルムの端に浮き、剥がれ、縒れ等がみられた場合には、レーザ加工時における耐浮き性に乏しい(P)と評価し、加工対象物露出幅の測定は行わなかった。粘着フィルムの端に浮き等の接着不具合が認められなかった場合には、耐浮き性良好(G)と評価した。結果を表1の「耐浮き性」の欄に示した。
なお、例5~7の粘着フィルムについては上記の切断試験条件で加工対象物を切断することができなかったため、切断性不足(P)と評価し、耐浮き性および加工対象物露出幅の評価は行わなかった。他の粘着フィルムは上記の切断試験条件で加工対象物を切断することができたため、切断性良好(G)と評価した。
10 プラスチックフィルム(基材、基材フィルム)
10A 一方の面
10B 他方の面(背面)
20 粘着剤層
20A 表面(粘着面)
30 剥離ライナー
42 レーザ光吸収層
402 レーザ光吸収剤
Claims (8)
- 主波長1000nm~1100nmのレーザ光で切断して用いられるレーザ切断用粘着フィルムであって、
基材としてのプラスチックフィルムと、該基材の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備えた粘着フィルムであり、
以下の条件:
(A)120℃で10分間加熱する熱収縮試験において、流れ方向の熱収縮率SMDおよび該流れ方向と直交する方向の熱収縮率STDがいずれも-2%以上2%以下である;
(B)30m/分の剥離速度で測定される高速剥離強度が3N/20mm以上20N/20mm以下である;
(C)30gの荷重を1時間付加する定荷重剥離試験において、剥離距離が50mm未満である;および、
(D)波長1000nm~1100nmの範囲におけるレーザ光吸収率が20%以上である;
を満たし、
前記基材は、レーザ光吸収剤を含むポリエチレンテレフタレートフィルムであり、
前記粘着剤層に対する前記基材の厚さ比が2以上である、粘着フィルム。 - 前記粘着剤層を構成する粘着剤は、120℃における弾性率が50kPa以上150kPa以下である、請求項1に記載の粘着フィルム。
- 前記粘着剤層を構成する粘着剤は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含む、請求項1または2に記載の粘着フィルム。
- 前記アクリル系ポリマーは、ガラス転移温度が-40℃以下である、請求項3に記載の粘着フィルム。
- 前記アクリル系ポリマーは、C4-12アルキル(メタ)アクリレートを70重量%以上含有するモノマー原料の重合物である、請求項3または4に記載の粘着フィルム。
- 前記アクリル系ポリマーは、カルボキシ基含有モノマーを0.5重量%以上7重量%以下含むモノマー原料の重合物である、請求項3から5のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
- 厚さが10μm以上150μm以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
- 前記熱収縮率SMD,STDは、
(a)SMDおよびSTDがいずれも0%であるか、または
(b)|SMD|および|STD|がいずれも0%より大きく、かつ0.5≦|SMD/STD|≦4である、請求項1から7のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
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