JPWO2015079902A1 - 両面粘着シートおよび両面粘着シートの製造方法 - Google Patents

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Abstract

粘着剤層が比較的高い凝集力を有している場合であっても、良好な定荷重剥離特性が得られる両面粘着シートおよびこのような両面粘着シートを安定的に製造できる両面粘着シートの製造方法を提供する。基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖の両末端に、所定の加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマーに対して所定の範囲内の値とし、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanσ)の極大値を所定の範囲内の値とする。

Description

本発明は、両面粘着シートおよび両面粘着シートの製造方法に関する。特に、粘着剤層が、比較的高い凝集力を有している場合であっても、良好な定荷重剥離特性が得られる両面粘着シートおよびそのような両面粘着シートの製造方法に関する。
従来、粘着シートは、押圧により容易に被着体に貼付できるという利点から汎用の情報表示用ラベルから電子材料用など、多くの分野に使用されている。また、基材の両面に粘着剤層を設けた両面粘着テープは、作業性が良く信頼性の高い接着性を発現するため、家電製品、自動車、OA機器などに使用されている。
ここで、このような両面粘着テープには、通常の粘着シートに要求される粘着力の他に、テープ固定面に小さい応力が長時間にわたり負荷される所謂低負荷が加わった時、剥離し始めるとそのまま加速度的に剥離されたり、ズレが生じたりすることがすることが少ない特性、すなわち、良好な定荷重剥離特性を有することが要求される。
そこで、例えば、耐反発性の向上ために、所定の定荷重剥離特性を有する両面粘着テープが提案されている(例えば特許文献1)。
すなわち、特許文献1には、フレキシブルプリント回路基板に挟持された液晶表示パネルとバックライト筐体とを固着させるために用いられる両面粘着テープであって、振動数1Hzでの損失正接(Tanδ)の極大値が−40〜−22℃の温度域に存在し、ゲル分率が15〜45%である粘着剤層を有する両面粘着テープが開示されている。
他方、特に定荷重剥離特性の向上を目的としたものではないが、所定の末端シリル基ポリマーを主剤として含む粘着剤組成物を用いることを特徴とした、優れた粘着力を有する粘着シートが提案されている(例えば、特許文献2)。
すなわち、特許文献2には、主鎖または側鎖にウレタン結合および/または尿素結合をもち、末端に下記一般式(A)で表わされる加水分解性シリル基を含有する末端シリル基ポリマー100質量部と、粘着付与樹脂10〜150質量部と、三フッ化ホウ素および/またはその錯体、フッ素化剤およびフッ素系無機酸のアルカリ金属塩よりなる群から選ばれたフッ素系化合物0.001〜10質量部とを均一に混合した粘着剤前駆体を、テープ基材またはシート基材の表面に塗布した後、該末端シリル基ポリマーを硬化させることにより、該粘着剤前駆体を粘着剤層とすることを特徴とする粘着シートが開示されている。
Figure 2015079902
(一般式(A)中、Xはヒドロキシ基またはアルコキシ基を表わし、Rは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、nは0、1または2を表わす。)
特許第4645074号公報(特許請求の範囲) WO2010/038715号公報(特許請求の範囲)
しかしながら、特許文献1に記載の両面粘着テープは、ある程度の定荷重剥離特性を有しているものの、粘着剤層のゲル分率が比較的低いため、両面粘着テープをロール形態にした際に、経時で粘着剤が側面より浸み出してくるという問題が見られた。
他方、特許文献2に記載の粘着シートは、高い粘着力を示しているものの、適切な粘着付与樹脂を選定しておらず、さらに、損失正接を考慮しているものではないため、両面テープに要求される定荷重剥離特性を得ることが困難であるという問題が見られた。
そこで、本発明者等は、以上のような事情に鑑み、鋭意努力したところ、所定の末端シリル基ポリマーに対し、所定の粘着付与樹脂を所定の配合割合にて加えかつ、損失正接の極大値を所定の範囲内の値とすることにより、粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスを向上させて、良好な定荷重剥離特性が得られることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、粘着剤層が、比較的高い凝集力を有している場合であっても、良好な定荷重剥離特性が得られる両面粘着シートおよびそのような両面粘着シートの製造方法を提供することにある。
本発明によれば、基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、少なくとも一方の粘着剤層の粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シートが提供され、上述した問題を解決することができる。
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
すなわち、本発明の両面粘着シートであれば、粘着剤層を構成する粘着剤組成物が主剤として所定の末端シリル基ポリマーを含むと共に、粘着付与樹脂として所定の粘着付与樹脂を含むことから、これらの相互作用により、優れた粘着力を発揮することができる。
また、本発明の両面粘着シートであれば、粘着剤組成物の粘着剤層が、所定の損失正接の極大値を有することにより、優れた定荷重剥離特性を有することができる。
したがって、両面粘着シートは、貼付固定した部材や部品等に対して、剥離応力が長時間加えられた場合であっても、これらの部材等のずれや剥がれを生じにくい特性を十分に発揮することができることから、優れた粘着信頼性を得ることができる。
また、(A)成分である末端シリル基ポリマーが主鎖中にポリオキシアルキレン構造を有するため、得られる粘着剤層を構成する粘着剤組成物に対し、適度な柔軟性を付与することができる。
また、主鎖の両末端に一般式(1)で表される加水分解性シリル基を有するため、(A)成分同士の架橋密度が好適な範囲に調節され、硬化後の粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスの調節をより容易にすることができる。
また、本願発明の別の態様は、基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シートである。
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
すなわち、両面粘着シートが基材を含まないことにより、被着体に凹凸がある場合でも、その凹凸部分に柔軟に追従して固定することができる。
また、貼付後の表面にカバーシートなどをさらに貼着することができる。
したがって、本発明の基材を含まない両面粘着シートは、凹凸部分に追従させて貼付けることが容易であることから優れた施行性を付与することができる。
また、本発明の両面粘着シートを構成するにあたり、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂の配合量を、(B)成分である粘着付与樹脂の全体量(100重量%)に対して、30〜100重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、得られる粘着剤層を構成する粘着剤組成物の損失正接の極大値を調節することができ、優れた定荷重剥離特性を得ることができる。
また、本発明の両面粘着シートを構成するにあたり、粘着剤組成物が、(C)成分として、(A)成分である末端シリル基ポリマーの硬化を促進するための触媒を含むとともに、当該触媒が、アルミ系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒、ビスマス系触媒および三フッ化ホウ素系触媒からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
このように構成することにより、(A)成分同士の架橋密度の制御が容易になり、硬化後の粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスの調節をより一段と容易にすることができる。
また、本発明の両面粘着シートを構成するにあたり、粘着剤組成物が、(D)成分として、分子中にアミノ基を有するシランカップリング剤を含むことが好ましい。
このように構成することにより、粘着剤組成物の硬化を効果的に促進することができる。
また、本発明の両面粘着シートを構成するにあたり、浸漬法(溶剤:酢酸エチル、温度:23℃、時間:120時間)で測定される、粘着剤層のゲル分率を30〜70%の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、優れた凝集力を発揮することができる。
より具体的には、粘着剤層が、比較的高い凝集力を有している場合であっても、良好な定荷重剥離特性が得ることができる。
また、本発明さらに別の態様は、基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法である。
(1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
(2)粘着剤組成物を、基材の少なくとも一方の面に積層する工程
(3)粘着剤組成物を、硬化させるとともに、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
このように実施することにより、優れた粘着力と定荷重剥離特性を有する両面粘着シートを効率的に製造することができる。
より具体的には、このように両面粘着シートを製造することによって、粘着剤層の損失正接の極大値を所定の範囲内の値にすることができる。
したがって、優れた粘着力と定荷重剥離特性を有する両面粘着シートを安定的に得ることができる。
また、本発明のさらに別の態様は、基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法である。
(1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
(2)粘着剤組成物を、剥離基材の表面に積層する工程
(3)粘着剤組成物を、硬化させて、粘着剤層とするとともに、得られた粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
このように実施することにより、優れた粘着力と定荷重剥離特性を有する基材を含まない両面粘着シートを効率的に製造することができる。
より具体的には、基材がない場合であっても、剥離基材表面に当該粘着剤組成物を積層することによって、優れた粘着力と定荷重剥離特性を有する両面粘着シートを効率的に製造することができる。
したがって、このように両面粘着シートを製造することによって、粘着剤層の損失正接の極大値を所定の範囲内の値にすることができる。
すなわち、粘着力と定荷重剥離特性とのバランスに優れた、基材を含まない両面粘着シートを安定的に得ることができる。
図1(a)〜(b)は、それぞれ所定の末端シリル基ポリマーについて説明するために供する図である。 図2(a)〜(b)は、それぞれ所定の粘着付与樹脂のFT−IRスペクトルについて説明するために供する図である。 図3は、所定の粘着付与樹脂の配合量と、損失正接の極大値との関係について説明するために供する図である。 図4は、所定の粘着付与樹脂の配合量と、粘着力との関係について説明するために供する図である。 図5は、所定の粘着付与樹脂の配合量と、定荷重剥離特性との関係について説明するために供する図である。 図6(a)〜(c)は、それぞれ両面粘着シートの態様を説明するために供する図である。 図7(a)〜(d)は、それぞれ両面粘着シートの製造方法を説明するために供する別の図である。
[第1の実施形態]
本発明の実施形態は、基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、少なくとも一方の粘着剤層の粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シートである。
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
1.粘着剤層
本発明の両面粘着シートは、(A)成分としての所定の末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての所定の粘着付与樹脂とを含む所定の粘着剤組成物からなることを特徴とする。
以下、かかる粘着剤組成物について、成分ごとに説明する。
(1)(A)成分:末端シリル基ポリマー
(1)−1 種類
(A)成分としての末端シリル基ポリマーは、主鎖または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有するとともに、主鎖の両末端に上述した一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有することを特徴とする。
この理由は、このような(A)成分であれば、一般式(1)で表わされる2官能の加水分解性末端シリル基を有することから、(A)成分同士の加水分解脱水縮合により効果的に三次元網目構造を形成することができるためである。
したがって、所定の粘着付与樹脂との組み合わせにより、優れた粘着力を発揮することができ、両面粘着シートとして高い信頼性を発現することができる。
また、このような(A)成分であれば、一般式(1)で表わされる2官能の加水分解性末端シリル基を有することから、硬化後の粘着剤組成物におけるゲル分率を所定の範囲に調節することで、優れた凝集力を発揮することができるためである。
したがって、粘着剤組成物自体の硬さによって、ロール形態にした際に、経時で粘着剤が側面より浸み出してくることを抑制することが出来る。
よって、(A)成分として所定の末端シリル基ポリマーを用いることで、粘着力と凝集力とのバランスに優れ、接着信頼性の高い粘着剤組成物を得ることができる。
なお、一般式(1)中、Rで表わされるアルキル基の炭素数は、加水分解脱水縮合反応性の観点から、1〜12であることがより好ましく、1〜3であることがさらに好ましい。
また、一般式(1)中、X1またはX2がアルコキシ基である場合、当該アルコキシ基における炭素数は、加水分解脱水縮合反応性の観点から、1〜12であることが好ましく、1〜3であることがさらに好ましい。
(i)基本的構成
次いで、(A)成分としての所定の末端シリル基ポリマーの基本構成を説明する。
すなわち、末端シリル基ポリマーは、所定の末端部分と、所定の骨格部分から構成されている。
なお、末端シリル基ポリマーの具体的な合成方法については、第3の実施形態で説明する。
(ii)末端部分
まず、図1(a)に示す所定の末端シリル基ポリマー30の末端部分32(32a、32b)の具体的な構造を下記一般式(2)〜(8)(末端部分−A〜G)に示す。
Figure 2015079902
(一般式(2)中、R2およびR3は炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、R、X1およびX2は一般式(1)の場合と同様であり、下記一般式(3)〜(8)においても同様である。)
Figure 2015079902
Figure 2015079902
Figure 2015079902
Figure 2015079902
Figure 2015079902
Figure 2015079902
(一般式(8)中、X3はアルキレン基であり、X4は炭素数1〜20の有機基を示す。)
すなわち、末端シリル基ポリマーがこのような末端部分を有することによって、被着体に対する密着性をより強固なものとすることができるためである。
(iii)骨格部分
また、図1(a)に示す所定の末端シリル基ポリマーの主鎖12または側鎖(図示せず)の骨格としては、ポリオキシアルキレンであることを特徴とする。
この理由は、ポリオキシアルキレンであれば、得られる粘着剤組成物に対し、適度な柔軟性を付与することができ、被着体に対する密着性をさらに向上させることができるためである。
また、かかるポリオキシアルキレンの具体例としては、ポリオキシプロピレンやポリオキシエチレン等が挙げられる。
(iv)加水分解性シリル基の位置
また、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーが、図1(a)に示すように、側鎖に一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有さず、主鎖の両末端のみに一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有する両末端シリル基ポリマーであることを特徴とする。
この理由は、かかる両末端シリル基ポリマーであれば、(A)成分同士の架橋密度が好適な範囲に調節され、硬化後の粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスの調節を容易にすることができるためである。
また、(A´)成分として、さらに主鎖の片末端のみに一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有する片末端シリル基ポリマーを含むとともに、その配合量を、両末端シリル基ポリマー100重量部に対して、0.1〜30重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、両末端シリル基ポリマーに対して、所定の範囲で片末端シリル基ポリマーを混合することで、(A)成分同士の架橋密度がより好適な範囲に調節され、硬化後の粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスの調節をさらに容易にすることができるためである。
すなわち、片末端シリル基ポリマーの配合量が0.1重量部未満の値となると、その添加効果を十分に得られない場合があるためである。一方、片末端シリル基ポリマーの配合量が30重量部を超えた値となると、(A)成分同士の架橋密度が過度に低下して、所定のゲル分率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、片末端シリル基ポリマーの配合量を、両末端シリル基ポリマー100重量部に対して、0.5〜10重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、1〜5重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
但し、両末端シリル基ポリマーのみを用いた場合であっても粘着力に優れた粘着剤組成物を得られることが確認されているため、特に必要のない場合には、片末端シリル基ポリマーを混合することなく、両末端シリル基ポリマーのみを用いることも、製造工程の簡略化等の観点からは好ましい。
(1)−2 重量平均分子量
また、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーの重量平均分子量を1000〜20万の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる重量平均分子量が1000未満の値となると、分子構造が密になり十分な粘着力が得られず、また粘度が低くなりすぎ、溶液塗布によるシート化時に加工性が悪くなる場合があるためである。一方、かかる重量平均分子量が20万を超えた値となると、粘度増大等による加工適性の低下が顕著になったり、架橋密度が過度に低下して、粘着力と凝集力とのバランスを調節することが困難になったりする場合があるためである。
したがって、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーの重量平均分子量を1000〜15万の範囲内の値とすることがより好ましく、1万〜10万の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、上述した(A´)成分を配合する場合には、(A´)成分の重量平均分子量についても、(A)成分と同様にすることができる。
(1)−3 配合量
また、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーの配合量を、硬化前の粘着剤組成物の全体量100重量%に対して、20〜90重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる配合量が20重量%未満の値となると、粘着剤組成物全体に対する(A)成分の絶対量が過度に少なくなって、十分な凝集力を得ることが困難になる場合があるためである。一方、かかる配合量が90重量%を超えた値となると、粘着剤組成物全体に対する(A)成分の絶対量が過度に多くなって、十分な粘着力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、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーの配合量を、硬化前の粘着剤組成物の全体量100重量%に対して、25〜85重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、30〜80重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2)(B)成分:粘着付与樹脂
(2)−1 完全水添テルペンフェノール系樹脂
両面粘着シートの粘着剤組成物を構成するにあたり、(B)成分としての粘着付与樹脂が完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいることを特徴とする。
この理由は、両面粘着シートの粘着剤組成物が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含むことにより、後述するように粘着剤層のガラス転移点を調節することが容易となり、粘着剤組成物における凝集力が比較的高い値である場合であっても、所定の定荷重剥離特性を得ることができるためである。
ここで、完全水添テルペンフェノール系樹脂は、テルペンフェノール系樹脂を水添することにより得られる樹脂である。
より具体的には、テルペンフェノール樹脂は、テルペン由来の二重結合とフェノール類由来の芳香族環二重結合とを有している。
したがって、本願発明において、完全水添テルペンフェノール系樹脂とは、テルペン部位およびフェノール部位の両方の部位が、完全にまたはほとんど水添された樹脂を意味する。
なお、完全水添テルペンフェノール系樹脂に該当するか否かは、後述するようにフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により得られるFT−IRスペクトルを用いて判断することができる。
そこで、図2(b)に示す完全水添テルペンフェノール系樹脂のFT−IRスペクトルを用いてより具体的に説明する。
ここで、メチル基の炭素−水素結合伸縮振動に由来する約2960cm-1のピークの高さを100とした場合に、フェノール部位の芳香族炭素−炭素二重結合伸縮振動に由来する1625‐1575cm-1のピークの高さが20%未満であるならば、フェノール部位が完全にまたはほとんど水添していることとする。
一方、フェノール部位由来のピークの高さが20%以上である場合は、図2(a)に示すようにフェノール部位およびテルペン部位がほとんど水添していない非水添テルペンフェノール系樹脂であると判断する。
なお、水添する方法や反応形式としては、特に限定されるものではなく、完全水添テルペンフェノール系樹脂としては、例えば、ヤスハラケミカル(株)製、NH等が挙げられる。
(2)−2 その他の粘着付与樹脂
また、(B)成分の一部として、他の粘着付与樹脂をさらに含むことが好ましい。ここで、粘着付与剤種類は特に限定されるものではなく、重合ロジン、重合ロジンエステル、ロジン誘導体などのロジン系樹脂、ポリテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂及びその水素化物、テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、脂肪族系石油系樹脂、芳香族系石油樹脂及びその水素化物、脂肪族/芳香族共重合体石油樹脂、部分水添テルペンフェノール系樹脂、スチレン又は置換スチレンの低分子質量合体などの少なくとも一種類が例示される。
この理由は、これらの粘着付与樹脂であれば、上述した完全水添テルペンフェノールと(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーとの相互作用を阻害することなく、粘着剤組成物に対し、優れた粘着力を付与することができるためである。
(2)−3 軟化点
また、(B)成分である粘着付与樹脂の軟化点を、70〜160℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分である粘着付与樹脂の軟化点が、70℃未満の値となると、粘着剤層の基材への密着性および粘着性が低下する場合があるためである。一方、かかる軟化点が160℃を超えた値となると、他の粘着剤成分との相溶性が低下する場合があるためである。
したがって、(B)成分である粘着付与樹脂の軟化点を、90〜150℃の範囲内とすることがより好ましい。
なお、本発明において、軟化点は、JIS K 2531に準拠して測定した値である。
(2)−4 重量平均分子量
また、(B)成分である粘着付与樹脂の重量平均分子量を300〜5000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分である粘着付与樹脂の重量平均分子量が300未満の値となると、凝集力が過度に低下し、ロール形態にした際に、経時で粘着剤が浸み出してくる場合があるためである。一方、かかる重量平均分子量が5000を超えた値となると、粘着力が過度に低下する場合があるためである。
したがって、(B)成分である粘着付与樹脂の重量平均分子量を、500〜3000の範囲内の値とすることがより好ましい。
(2)−5 配合量
また、(B)成分である粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140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)成分の配合量をかかる範囲内の値とすることにより、粘着力と凝集力とのバランスに優れた粘着剤組成物を得ることができるためである。
すなわち、かかる配合量が70重量部未満の値となると、粘着剤組成物全体に対する(B)成分の絶対量が過度に少なくなって、十分な粘着力を得ることが困難になる場合があるためである。一方、かかる配合量が140重量部を超えた値となると、粘着剤組成物全体に対する(B)成分の絶対量が過度に多くなり、凝集力が過度に低下し、ロール形態にした際に、経時で粘着剤が浸み出してくる場合があるためである。
したがって、(B)成分である所定の粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、75〜130重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、85〜120重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂の配合量を(B)成分である粘着付与樹脂の全体量(100重量%)に対して、30〜100重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂の配合量をかかる範囲内の値とすることにより、粘着剤組成物の凝集力を比較的高い値にした場合であっても、優れた定荷重剥離特性を付与することができるためである。
すなわち、かかる配合量が30重量%未満の値となると、末端シリル基ポリマーのガラス転移点を調節することが困難となり、十分な定荷重剥離特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、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂の配合量を、(B)成分である粘着付与樹脂の全体量(100重量%)に対して、50〜100重量%の範囲内と値とすることがより好ましく、70〜100重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
ここで、図3を用いて、所定の粘着付与樹脂の配合量と、損失正接の極大値との関係について説明する。
すなわち、図3には、横軸に所定の粘着付与樹脂の配合量(重量部)を採り、縦軸に、得られた粘着剤組成物を粘着剤層として有する両面粘着シートにおける動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(Tanδ)の極大値を採った特性曲線AおよびBが示してある。
また、特性曲線Aは、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂を用いた場合の特性曲線であり、特性曲線Bは、非水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂を用いた場合の特性曲線である。
また、完全水添テルペンフェノール系樹脂を用いた特性曲線Aを見ると、非水添テルペンフェノール系樹脂を用いた特性曲線Bに比べて、粘着剤層のTanδは比較的高い値が得られていることがわかる。
とすると、Tanδは、粘着剤層のガラス転移点に相当する値であるため、完全水添テルペンフェノール系樹脂を用いた場合は、非水添テルペンフェノール系樹脂を用いた場合に比べて粘着剤層のガラス転移点を高く設定することが容易となっていることが理解される。
なお、粘着剤組成物の具体的な組成や、Tanδの測定方法は、実施例に記載する。
次いで、図4を用いて、所定の粘着剤付与樹脂の配合量と粘着力との関係について説明する。
すなわち、図4には、横軸に所定の粘着付与樹脂の配合量(重量部)を採り、縦軸に、得られた粘着剤組成物を粘着剤層として有する両面粘着シートにおける粘着力を採った特性曲線CおよびDが示してある。
また、特性曲線Cは、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂を用いた場合の特性曲線であり、特性曲線Dは、非水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂を用いた場合の特性曲線である。
また、特性曲線Cおよび特性曲線Dからは、完全水添テルペンフェノール系樹脂を用いた場合も非水添テルペンフェノール系樹脂を用いた場合も粘着付与樹脂の配合量の増加とともに粘着力は同様の増加傾向を示しており、その差は小さいことが理解される。
なお、粘着剤組成物の具体的な組成や、粘着力の測定方法は、実施例に記載する。
次いで、図5を用いて、所定の粘着剤付与樹脂の配合量と定荷重剥離特性との関係について説明する。
すなわち、図5には、横軸に所定の粘着付与樹脂の配合量(重量部)を採り、縦軸に、得られた粘着剤組成物を粘着剤層として有する両面粘着シートにおける定荷重剥離特性を採った特性曲線Eが示してある。
また、特性曲線Eは、完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂を用いた場合の特性曲線であり、配合量が0重量部の場合は、測定開始から24時間を経過する間に、試験片がSUS板から完全に剥離し落下したため、図示していない。
そして、特性曲線Eを見ると、完全水添テルペンフェノール系樹脂の配合量が増加するのに伴って定荷重剥離特性は向上しており、配合量が50重量部以上であれば、所定以上の定荷重剥離特性が安定的に得られることが理解される。
一方、非水添テルペンフェノール系樹脂を用いた場合は、測定開始から24時間を経過する間に、試験片がSUS板から完全に剥離し落下したため、図示していない。
とすると、図3〜図5より、粘着付与樹脂に、所定量の完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んだ場合には、粘着剤層のTanδ、即ちガラス転移点を比較的高く調整することが容易となり、良好な粘着力を有し、かつ、定荷重剥離特性を向上させることができることが理解される。
一方、非水添テルペンフェノール系樹脂のみを用いた場合には、粘着力は十分に得られるものの、粘着剤層のガラス転移点を調節することが容易ではなく、定荷重剥離特性が劣っていることが理解される。
したがって、両面粘着シートに求められる定荷重剥離特性を向上させるために、粘着付与樹脂に、所定量の完全水添テルペンフェノール系樹脂を含むことが重要であることが理解される。
なお、粘着剤組成物の具体的な組成や、定荷重剥離特性の測定方法は、実施例に記載する。
(3)(C)成分:触媒
(3)−1 種類
また、本発明の両面粘着シートにおける粘着剤層としての粘着剤組成物を構成するにあたり、粘着剤組成物が、(C)成分として、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマーの硬化を促進するための触媒を含むとともに、当該触媒が、アルミ系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒および三フッ化ホウ素系触媒からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
この理由は、これらの触媒であれば、(A)成分同士の架橋密度の制御が容易になり、硬化後の粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスをより一段と容易にすることができるためである。
また、アルミ系触媒としては、アルミニウムのアルコキシド、アルミニウムキレート、塩化アルミニウム(III)が好ましく、チタン系触媒としては、チタンのアルコキシド、チタンキレート、塩化チタン(IV)が好ましく、ジルコニウム系触媒としては、ジルコニウムのアルコキシド、ジルコニウムキレート、塩化ジルコニウム(IV)が好ましく、三フッ化ホウ素系触媒としては、三フッ化ホウ素のアミン錯体やアルコール錯体が特に好ましく使用される。
(3)−2 配合量
また、(C)成分である触媒の配合量を、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマー100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる配合量が0.001重量部未満の値となると、触媒作用が不十分となり、粘着剤組成物の凝集力が過度に低下する場合があるためである。一方、かかる配合量が10重量部を超えた値となると、触媒作用が過剰となり、粘着剤組成物が、基材に塗布する前に硬化してしまう場合があるためである。
したがって、(C)成分である触媒の配合量を、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマー100重量部に対して、0.01〜8重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.05〜5重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(4)(D)成分:シランカップリング剤
また、本発明の両面粘着シートにおける粘着剤層としての粘着剤組成物を構成するにあたり、粘着剤組成物が、(D)成分として、アミノ基を有するシランカップリング剤を、(C)成分1モルに対して、1モル以上含有することが好ましい。
この理由は、アミノ基を有するシランカップリング剤をかかる範囲で配合することにより、所定の末端シリル基ポリマーの架橋助剤としての効果を発揮し、粘着剤組成物の凝集力を、より好適な範囲に調節することができるためである。
したがって、(D)成分であるアミノ基を有するシランカップリング剤の配合量を、(C)成分1モルに対して1〜30モルの範囲内の値とすることがより好ましく、2〜10モルの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、アミノ基を有するシランカップリング剤としては、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、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−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が好適に用いられる。
(5)添加剤
また、本発明の両面粘着シートにおける粘着剤層としての粘着剤組成物には、上述した以外の成分として、例えば、老化防止剤、ビニルシラン化合物や酸化カルシウム等の脱水剤、充填剤、導電性材料、熱伝導性材料、可塑剤、無水シリカ、アマイドワックス等の揺変剤、イソパラフィン等の希釈剤、水酸化アルミニウム、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等の難燃剤、シリコーンアルコキシオリゴマー、アクリルオリゴマー等の機能性オリゴマー、顔料、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、乾性油等を添加混合してもよい。
また、これらの添加剤を加える場合には、添加剤の種類にもよるが、本発明の効果を損なわない程度に配合することが好ましく、その配合量を、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマー100重量部に対して、0.01〜100重量部の範囲内の値とすることが好ましく、0.01〜70重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.01〜40重量部の範囲内の値とすることが特に好ましい。
(6)ゲル分率
また、本発明の両面粘着シートにおける粘着剤層としての粘着剤組成物を構成するにあたり、粘着剤層のゲル分率を30〜70%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、粘着剤層のゲル分率をかかる範囲内の値とすることにより、優れた凝集力を発揮することができ、ロール形態にした際、経時で粘着剤層が側面より浸み出してくることを抑制することが出来るためである。
すなわち、粘着剤層のゲル分率が30%未満の値となると、凝集力が過度に小さくなって、ロール形態にした際、経時で粘着剤層が側面より浸み出してくる場合があるためである。
一方、粘着剤層のゲル分率が過度に高くなると、十分な粘着力が得られない場合があるためである。
したがって、粘着剤組成物における粘着剤層のゲル分率を35〜65%の範囲内の値とすることがより好ましく、40〜60%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、「粘着剤層のゲル分率」とは、粘着剤組成物を基材又は剥離材に対して塗布した後、23℃、50%RH環境下にて14日間シーズニングした後、当該シーズニング後の粘着剤組成物(粘着剤層)を測定試料として浸漬法によって測定されるゲル分率を意味する。
また、ゲル分率の具体的な測定方法については、実施例に記載する。
(7)厚さ
また、粘着剤層の厚さを、1〜100μmの範囲内の値とすることが好ましく、5〜50μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
この理由は、粘着剤層の厚さが薄すぎると、十分な粘着特性等が得られない場合があり、逆に、厚すぎると、残留溶剤が問題となる場合があるためである。
(8)態様
また、本発明において、図6(b)に示すように、所定の上述の粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層40を、基材の片面にのみ積層した場合、基材の他の面に積層する粘着剤層50は、特に制限されるものではないが、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等とすることが好ましい。
2.基材
また、本発明の両面粘着シートは、図6(a)〜(b)に示すように、粘着剤層40、40´を基材2の片面もしくは両面に有することが好ましい。
かかる基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、トリアセチルセルロース、ポリノルボルネン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルエーテルサルフォンなどの樹脂からなる樹脂フィルムが好ましく挙げられる。
また、基材の厚さとしては、特に制限されるものではないが、通常1〜1,000μmの範囲内の値とすることが好ましく、10〜100μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
3.剥離基材(剥離フィルム)
また、本発明の両面粘着シートは、粘着剤層の両面に対して剥離基材(剥離フィルム)が貼合されている態様であることも好ましい。
かかる態様は、粘着剤層の製造と、かかる粘着剤層の使用とが、別の場所で行われる等の理由により、粘着剤層のみを輸送しなければならない場合等に必要とされる。
また、かかる剥離基材としては、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。
また、かかる剥離基材の厚さは、通常、20〜150μmの範囲内の値とすることができる。
なお、2つの剥離基材における粘着剤層からの剥離力に所定の差を設けることにより、剥離力の低い側の剥離基材を剥がした際に、粘着剤層が部分的に追従してくることを防止することができる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シートである。
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
すなわち、このように構成することにより、被着体に凹凸がある場合であっても、その凹凸部分に柔軟に追従して固定することができる。
また、貼付後の表面にカバーシート等をさらに貼付することができる。
また、本発明の基材を含まない両面粘着シートは、図6(c)に示すように、剥離基材8の表面に粘着剤層40を積層することが好ましい態様である。
また、上述の粘着剤層を2枚の剥離基材で挟持された態様としてもよい。
なお、基材以外については、第1の実施形態である基材を含む両面粘着シートの構成と同じであるため、具体的な記載は省略する。
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法である。
(1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
(2)粘着剤組成物を、基材の少なくとも一方の面に積層する工程
(3)粘着剤組成物を、硬化させるとともに、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
以下、第1の実施形態において記載した内容と異なる点を中心に、粘着シートを製造する工程について、図面を参照して、両面粘着シートの製造方法について具体的に説明する。
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
(1)工程(1)(粘着剤組成物の準備工程)
工程(1)は、(A)〜(B)成分を含む所定の粘着剤組成物を準備する工程である。
ここで、図1(a)に、(A)成分である所定の末端シリル基ポリマー30の合成例を示す。
まず、分子の主鎖12または側鎖(図示せず)の末端にイソシアネート基14(14a、14b)を有するポリマー骨格10を用意する。
次いで、分子の片末端にイソシアネート基14(14a、14b)と反応可能な活性水素基22を有するとともに、分子の別の末端に一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基24を有するシリル化剤20を用意する。
次いで、ポリマー骨格10およびシリル化剤20を混合した後、例えば、窒素雰囲気下、80℃で1時間反応させることで、所定の末端シリル基ポリマー30を得ることができる。
また、図1(b)に示すように、かかる所定の末端シリル基ポリマー30は、一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基の加水分解(30´)を経由した架橋反応により硬化して3次元網目構造(30´´)をとる、所謂、湿気硬化型のポリマーである。
また、末端シリル基ポリマーを合成する際には、図1(a)の場合とは逆に、シリル化剤20がイソシアネート基14を有し、ポリマー骨格10が活性水素基22を有していてもよい。
また、所定の末端シリル基ポリマーの主鎖または側鎖に導入されているウレタン結合あるいは尿素結合における活性水素は、第1の実施形態で説明したように有機基で置換されていてもよい。
したがって、アロファネート結合もウレタン結合の範疇に含まれ、ビュレット結合も尿素結合の範疇に含まれることになる。
次いで、得られた(A)成分を所望により希釈溶剤で希釈し、撹拌下、(B)成分を添加して、均一な混合液とすることが好ましい。
続いて、得られた混合液に対し、(C)成分および(D)成分またはその他の添加剤を添加した後、均一になるまで撹拌しつつ、所望の粘度になるように、必要に応じて希釈溶剤をさらに加えることにより、粘着剤組成物の溶液を得ることが好ましい。
なお、他の成分の詳細および配合量等は、既に記載した通りであるため、省略する。
(2)工程(2)(粘着剤組成物の塗布工程)
工程(2)は、図7(a)に示すように、粘着剤組成物を、基材2に対して塗布して塗布層4、4´を形成する工程である。
また、基材2上に粘着剤組成物を塗布する方法としては、例えば、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を用いて、溶剤を加えた粘着剤組成物を塗布して塗布層4(塗膜)を形成した後、乾燥させることが好ましい。
このとき、塗布層4の厚さを、1〜100μmの範囲内の値とすることが好ましく、5〜50μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
この理由は、塗布層4の厚さが薄すぎると、十分な粘着特性等が得られない場合があり、逆に、厚すぎると、残留溶剤が問題となる場合があるためである。
また、乾燥条件としては、通常、50〜150℃で、10秒〜10分の範囲内とすることが好ましい。
なお、基材の詳細については、既に記載した通りであるため、省略する。
(3)工程(3)(塗布層の硬化工程)
工程(3)は、粘着剤組成物の塗布層4、4´を硬化させて、塗布層4、4´を粘着剤層40、40´とする工程である。
すなわち、図7(b)〜(c)に示すように、基材2上で乾燥させた状態の塗布層4、4´の表面に対し、剥離基材8、8´を積層させた状態で硬化させて、粘着剤層40、40´とすることが好ましい。
あるいは、基材2上に塗布した粘着剤組成物の塗布層4、4´を、先に硬化させ、粘着剤層40、40´としたのち、剥離基材8、8´に対して積層させてもよい。
若しくは、剥離基材8を最後まで積層させなくてもよい。
なお、粘着剤組成物の塗布層4における硬化は、上述した乾燥工程と、シーズニング工程とを通して行われる。
かかるシーズニング工程の条件としては、粘着剤組成物の塗布層4や基材2にダメージを与えることなく、かつ、粘着剤組成物の塗布層4を均一に硬化する観点から、温度を20〜50℃とすることが好ましく、23〜30℃とすることがより好ましい。
また、湿度としては、30〜75%RHとすることが好ましく、45〜65%RHとすることがより好ましい。
なお、最終的に得られた両面粘着シート100を被着体200に貼合する方法としては、図7(c)〜(d)に示すように、まず、粘着剤層40に積層してある剥離フィルム8を剥離し、次いで、表れた粘着剤層40の表面を、被着体200に対して密着させることによって貼合することが好ましい。
(4)被着体
また、本発明の両面粘着シートが対象とする被着体の種類は、特に限定されるものではないが、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂等の樹脂等またはガラスを被着体とすることが好ましい。
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法である。
(1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、粘着付与樹脂の配合量を、(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
(2)粘着剤組成物を、剥離基材の表面に積層する工程
(3)粘着剤組成物を、硬化させて、粘着剤層とするとともに、得られた粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanδ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
Figure 2015079902
(一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
すなわち、このように、製造することにより、基材を含まない場合であっても、所定の両面粘着シートを効率的に製造することができる。
なお、工程(2)において、粘着剤組成物を、剥離基材8の表面に塗布して塗布層4を形成する工程以外は、第3の実施形態である基材を含む両面粘着シートの製造方法と同じであるため、具体的な記載は省略する。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
[実施例1]
1.粘着剤組成物の調製
(1)シリル化剤の準備
反応容器に、N−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン206重量部、アクリル酸メチル172重量部を仕込み、窒素雰囲気下にて80℃で10時間撹拌し、シリル化剤となるシラン化合物を得た。
(2)ウレタンプレポリマーの準備
別の反応容器に、ポリオキシプロピレンジオール(旭硝子(株)製、PML S4015、重量平均分子量15,000)1000重量部、イソホロンジイソシアネート24.6重量部(NCO/OH比=1.7)、ジブチルスズジラウレート0.05重量部を仕込み、窒素雰囲気下にて85℃で7時間反応させ、ウレタンプレポリマーを得た。
(3)末端シリル基ポリマーの合成
次いで、得られたウレタンプレポリマー1000重量部に対し、得られたシリル化剤としてのシラン化合物42.1重量部を添加し、窒素雰囲気下にて80℃で1時間反応させ、末端シリル基ポリマーを得た。
このとき、IRにてイソシアネート基の吸収(2265cm-1)の消失具合により反応の進行を確認した。
なお、得られた末端シリル基ポリマーは、主鎖であるポリオキシプロピレンの両末端に、下記式(9)で表わされる末端部分を有する、重量平均分子量40,000の両末端シリル基ポリマーであった。
また、シリル化剤の原材料をN−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランとしたことにより、得られた末端シリル基ポリマーには、2官能の末端シリル基が導入された。
Figure 2015079902
(4)混合
次いで、得られた末端シリル基ポリマー100重量部に対し、溶媒としての酢酸エチル100重量部、粘着付与樹脂としての完全水添テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)製、NH)100重量部を添加し、均一になるまで撹拌して混合物を得た。
次いで、得られた混合物に含まれる末端シリル基ポリマー100重量部に対し、触媒としての三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体0.12重量部と、シランカップリング剤としての3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、KBM-903)0.4重量部を添加し、均一になるまで撹拌して硬化前の粘着剤組成物を得た。
なお、以下において、上述した粘着付与樹脂を「NH」と略記する場合がある。
また、用いた完全水添テルペンフェノールのFT−IRスペクトルを、図2(b)に示す。
2.粘着剤組成物の塗布
次いで、得られた硬化前の粘着剤組成物を、厚さ25μmのポリエステルフィルム(東レ(株)製、ルミラーT60 #25)の両面に対してナイフコーター法にて塗布した後、100℃で1分間乾燥させ、厚さが23μmの塗布層を形成して両面粘着シートを得た。
また、同様に、得られた硬化前の粘着剤組成物を、厚さ188μmのポリエステルフィルム(東レ(株)製、ルミラーT50 #188)の片面にナイフコーター法にて塗布した後、100℃で1分間乾燥させ、厚さが23μmの塗布層を形成して評価用の片面粘着シートを得た。
3.粘着剤組成物のシーズニング
次いで、得られた硬化前の粘着剤組成物の塗布層と、基材(ポリエステルフィルム)からなる積層体を、23℃、50%RHの環境下に14日間放置(シーズニング)し、硬化前の粘着剤組成物を十分に硬化させ、塗布層を粘着剤層とし、実施例1の両面粘着シートおよび、評価用片面粘着シートの2種類を得た。
4.評価
(1)損失正接(Tanδ)
得られた評価用の片面粘着シートより、厚さ188μmのポリエステルフィルムを除去した粘着剤、すなわち、シーズニング工程を経た硬化後の粘着剤組成物における周波数1HzにてダイナミックスペクトルメータRDS(II)(レオメトリックス社製)を用いて測定した貯蔵弾性率および損失弾性率から下記式(10)より損失正接を算出し、当該損失正接が極大値をとる際の温度を測定した。得られた結果を表1に示す。
損失正接(Tanδ)=損失弾性率/貯蔵弾性率 (10)
(2)粘着力の評価
得られた両面粘着シート(基材の両面に粘着剤層を設けたもの)における粘着力を測定した。
すなわち、得られた両面粘着シートから25mm×250mmの試験片を切り出し、2kgのゴムローラを用いて、切り出した両面粘着シートの片面をSUS#360板に対して貼合し、貼合直後から24時間、23℃、50%RHの標準環境下に放置した。
次いで、引っ張り試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン)を用いて、放置後の両面粘着シートを、SUS#360板から、剥離速度300mm/分、剥離角度180°にて剥離し、このとき測定された剥離荷重を粘着力(N/25mm)とした。得られた結果を表1に示す。
(3)定荷重剥離特性の評価
得られた両面粘着シート(基材の片面に粘着剤層を設けたもの)における定荷重剥離特性を評価した。
すなわち、得られた両面粘着シートから25mm×100mmの試験片を切り出し、2kgのゴムローラを用いて、切り出した両面粘着シートの端部から50mm(面積として25mm×50mm=1250mm2)の粘着剤層面をSUS#600板に対して貼合わし、貼合直後から24時間、23℃、50%RHの標準環境下に放置した。
次いで、放置後の試験片を両面粘着シートが貼付された面を下側に向けて配置し、両面粘着シートの端部を垂直(下)方向に200gの荷重をかけ、その状態を24時間維持した後、両面粘着シートがSUS板表面から剥離される距離(剥離距離、mm)を測定した。得られた結果を表1に示す。
なお、測定開始から24時間を経過する間に、試験片がSUS板から完全に剥離し落下した場合には、表1において「落下」と記載した。
(4)ゲル分率の評価
得られた評価用の片面粘着シートより、厚さ188μmのポリエステルフィルムを除去した粘着剤、すなわち、シーズニング工程を経た硬化後の粘着剤組成物のゲル分率を測定した。
すなわち、粘着剤を23℃、50%RHの環境下で、酢酸エチルに120時間浸漬させた後、100℃、30分間乾燥し、浸漬前後の重量を下記式(11)に代入し、ゲル分率を算出した。得られた結果を表1に示す。
ゲル分率(%)=(浸漬後の重量/浸漬前の重量)×100 (11)
[実施例2]
実施例2では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂の配合量を90重量部に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例3では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂の配合量を80重量部に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例4では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂を、完全水添テルペンフェノール(ヤスハラケミカル社製、NH)50重量部および部分水添テルペンフェノール(ヤスハラケミカル社製、TH130)50重量部に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
なお、以下において、上述した粘着付与樹脂を「TH130」と略記する場合がある。
[実施例5]
実施例5では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂の配合量を70重量部に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[比較例1]
比較例1では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂を、部分水添テルペンフェノール(ヤスハラケミカル社製、TH130)に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
また、以下において、上述した粘着付与樹脂を「TH130」と略記する場合がある。
なお、部分水添テルペンフェノールは、テルペン部位が完全にまたはほとんど水添した化合物である。
[比較例2]
比較例2では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂の配合量を60重量部に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[比較例3]
比較例3では、粘着剤組成物を調整する際に、粘着付与樹脂を非水添テルペンフェノール(ヤスハラケミカル社製、G125)に変えたほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
また、以下において、上述した粘着付与樹脂を「G125」と略記する場合がある。
なお、用いた非水添テルペンフェノールのFT−IRスペクトルを、図2(a)に示す。
[比較例4]
比較例4では、粘着付与剤を配合しなかったほかは、実施例1と同様に両面粘着シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
Figure 2015079902
以上、詳述したように、本発明によれば、所定の末端シリル基ポリマーに対し、所定の粘着付与樹脂を所定の配合割合にて加え、かつ、粘着剤層の動的粘弾性測定によって得られる損失正接の極大値を所定の範囲内の値とすることにより、粘着剤組成物における粘着力と凝集力とのバランスを向上させて、優れた定荷重剥離特性が得られるようになった。
その結果、粘着剤層の凝集力が比較的高い場合であっても、良好な定荷重剥離特性を発揮することができることから、優れた粘着信頼性を得ることができるようになった。
したがって、本発明の両面粘着シートは、高い信頼性を有する両面粘着シートとして、家電製品、自動車、OA機器などに使用されることが期待される。
特に、例えば、携帯電話やパソコンなどの電子機器内部の樹脂板同士の貼合わせや、光記録媒体、光磁気記録媒体、液晶ディスプレイ、タッチパネル用部材の貼合わせに使用されることが期待される。
2:基材、4:塗布層、88´:剥離シート、10:ポリマー骨格、12:分子の主鎖、14(14a、14b):イソシアネート基、20:シリル化剤、22:活性水素基、24:加水分解性シリル基、30、30´、30´´:末端シリル基ポリマー、32(32a、32b):末端シリル基ポリマー末端部分、40、40´:粘着剤層、50:他の粘着剤層、100:両面粘着シート、200:被着体

Claims (8)

  1. 基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、
    少なくとも一方の前記粘着剤層の前記粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、
    前記(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、
    前記(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、前記粘着付与樹脂の配合量を、前記(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、
    かつ、
    前記粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanσ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シート。
    Figure 2015079902
    (一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
  2. 基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートであって、
    前記粘着剤組成物が、少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、
    前記(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、
    前記(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、前記粘着付与樹脂の配合量を、前記(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とし、
    かつ、
    前記粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanσ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とすることを特徴とする両面粘着シート。
    Figure 2015079902
    (一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
  3. 前記完全水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂の配合量を、前記(B)成分である粘着付与樹脂の全体量(100重量%)に対して、30〜100重量%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載の両面粘着シート。
  4. 前記粘着剤組成物が、(C)成分として、(A)成分である末端シリル基ポリマーの硬化を促進するための触媒を含むとともに、当該触媒が、アルミ系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒、ビスマス系触媒および三フッ化ホウ素系触媒からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
  5. 前記粘着剤組成物が、(D)成分として、分子中にアミノ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
  6. 浸漬法(溶剤:酢酸エチル、温度:23℃、時間:120時間)で測定される、前記粘着剤層のゲル分率を30〜70%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
  7. 基材の両面に、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法。
    (1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、前記(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、前記(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、前記粘着付与樹脂の配合量を、前記(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
    (2)前記粘着剤組成物を、基材の少なくとも一方の面に積層する工程
    (3)前記粘着剤組成物を、硬化させるとともに、粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanσ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
    Figure 2015079902
    (一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
  8. 基材を含まず、粘着剤組成物の硬化物からなる粘着剤層を備えた両面粘着シートの製造方法であって、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする両面粘着シートの製造方法。
    (1)少なくとも(A)成分としての末端シリル基ポリマーと、(B)成分としての粘着付与樹脂とを含んでおり、前記(A)成分である末端シリル基ポリマーが、主鎖中に、ポリオキシアルキレン構造を有し、主鎖の一部または側鎖にウレタン結合および尿素結合、あるいはいずれか一方を有し、さらに、主鎖の両末端に、下記一般式(1)で表わされる加水分解性シリル基を有しており、前記(B)成分の粘着付与樹脂が、完全水添テルペンフェノール系樹脂を含んでいるとともに、前記粘着付与樹脂の配合量を、前記(A)成分である末端シリル基ポリマー100重量部に対して、70〜140重量部の範囲内の値とした粘着剤組成物を準備する工程
    (2)前記粘着剤組成物を、剥離基材の表面に積層する工程
    (3)前記粘着剤組成物を、硬化させて、粘着剤層とするとともに、得られた粘着剤層の動的粘弾性測定(周波数:1Hz)によって得られる損失正接(tanσ)の極大値を−10〜15℃の範囲内の値とする工程
    Figure 2015079902
    (一般式(1)中、X1およびX2は独立しており、ヒドロキシ基またはアルコキシ基であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。)
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