JPWO2019026577A1 - 光学透明粘着シート、積層体、及び、貼り合わせ構造物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の光学透明粘着シートは、第一の表面粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面粘着剤層とをこの順に有し、85℃における上記第一の表面粘着剤層及び上記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、85℃における上記中間粘着剤層の貯蔵弾性率よりも高く、85℃における上記第一の表面粘着剤層及び上記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、3.0×104Pa以上、30.0×104Pa以下であり、85℃における上記中間粘着剤層の貯蔵弾性率は、1.0×104Pa以上、15.0×104Pa以下であり、上記中間粘着剤層はポリウレタンを含有することを特徴とする。
85℃における第一の表面粘着剤層11及び第二の表面粘着剤層13の貯蔵弾性率は、85℃における中間粘着剤層12の貯蔵弾性率よりも高い。貯蔵弾性率が低い(架橋密度が低く柔らかい)粘着剤層は、優れた柔軟性を有する一方で、基材に対する密着性が低く、単層で用いると基材との界面で浮きや剥離が発生することがある。また、貯蔵弾性率を下げると、高温・高湿環境下においてディレイバブルが発生しやすい傾向がある。そこで、貯蔵弾性率が低い粘着剤層を中間粘着剤層12として用い、中間粘着剤層12の両面に、貯蔵弾性率が高い(架橋密度が高く硬い)表面粘着剤層を設けることで、優れた柔軟性と基材に対する密着性とを両立しつつ、高温・高湿環境下におけるディレイバブルの発生を抑制することができる。上記貯蔵弾性率は、例えば、アントンパール社(Anton Paar Germany GmbH)製の粘弾性測定装置「Physica MCR301」を用いて測定することができる。測定条件は、測定プレートとしてPP12を用い、ひずみ0.1%、周波数1Hz、セル温度25℃〜100℃(昇温速度3℃/分)で測定し、目的の温度における測定値を採用することができる。
85℃における中間粘着剤層12の貯蔵弾性率(G’85℃)は、1.0×104Pa以上、15.0×104Pa以下である。中間粘着剤層12のG’85℃が1.0×104Pa未満であると、柔らかすぎるため内部発泡が発生しやすく、ヒートサイクル試験において剥離が発生しやすい。一方、中間粘着剤層12のG’85℃が15.0×104Paを超えると、柔軟性が低下するため、充分な段差追従性が得られない。また、環境変化による伸縮性が異なる基材同士の貼り合わせに用いた場合に、基材間の寸法変化に追従できず剥離する。中間粘着剤層12のG’85℃の好ましい下限は2.0×104Paであり、好ましい上限は14.0×104Paである。
上記ポリオール成分は、オレフィン骨格を有するものが好ましい。すなわち主鎖がポリオレフィン又はその誘導体によって構成されていることが好ましい。上記オレフィン骨格を有するポリオール成分としては、例えば、1,2−ポリブタジエンポリオール、1,4−ポリブタジエンポリオール、1,2−ポリクロロプレンポリオール、1,4−ポリクロロプレンポリオール等のポリブタジエン系ポリオールや、ポリイソプレン系ポリオール、それらの二重結合を水素又はハロゲン等で飽和化したものが挙げられる。また、上記ポリオール成分は、ポリブタジエン系ポリオール等に、スチレン、エチレン、酢酸ビニル、アクリル酸エステル等のオレフィン化合物を共重合させたポリオールやその水添物であってもよい。上記ポリオール成分は、直鎖構造を有するものであってもよく、分岐構造を有するものであってもよい。上記ポリオール成分は、1種類のみ用いられてもよいし、2種類以上用いられてもよい。上記ポリオール成分は、オレフィン骨格を有するポリオール成分を80モル%以上含むことが好ましく、より好ましくは、オレフィン骨格を有するポリオール成分のみからなる。
ポリイソシアネート成分は、イソシアネート基を有する脂肪族及び/又は脂環族ポリイソシアネートと、エチレンオキシドユニットを有するエーテル化合物とを反応させて得られる変性ポリイソシアネートであることが好ましい。脂肪族及び/又は脂環族ポリイソシアネートを用いることにより、着色や変色がより発生しにくく、長期に渡って光学透明粘着シートの透明性をより確実に確保することができる。また、エチレンオキシドユニットを有するエーテル化合物を反応させた変性体とすることによって、ポリイソシアネート成分は、親水性部分(エチレンオキシドユニット)の作用によって白化を抑制することができ、疎水性部分(その他のユニット)の作用によって低極性のタッキファイヤー、可塑剤等との相溶性を発揮することができる。
上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、更に、タッキファイヤー(粘着付与剤)を含有してもよい。タッキファイヤーは、粘着力を向上するために添加される添加剤であり、通常、分子量が数百〜数千の無定型オリゴマーで、常温で液状又は固形の熱可塑性樹脂である。熱硬化性ポリウレタン組成物がタッキファイヤーを含有することで、熱硬化ポリウレタンを含有する中間粘着剤層12は、その両面において充分な粘着力を有する。
上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、更に、可塑剤を含有してもよい。上記可塑剤としては、熱硬化ポリウレタンに柔軟性を付与するために用いられる化合物であれば特に限定されないが、相溶性及び耐候性の観点から、カルボン酸系可塑剤を含むことが好ましい。
上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、更に、触媒を含有してもよい。触媒としては、ウレタン化反応に用いられる触媒であれば特に限定されず、例えば、ジラウリル酸ジ−n−ブチル錫、ジラウリル酸ジメチル錫、ジブチル錫オキシド、オクタン酸錫等の有機錫化合物;有機チタン化合物;有機ジルコニウム化合物;カルボン酸錫塩;カルボン酸ビスマス塩;トリエチレンジアミン等のアミン系触媒が挙げられる。
本発明の光学透明粘着シートは、光学透明粘着シートとしての性能を確保するために、ヘイズが1%以下であること、全光線透過率が90%以上であることが好ましい。ヘイズ及び全光線透過率は、例えば、日本電色工業社製の濁度計「HazeMeter NDH2000」を用いて測定することができる。ヘイズは、JIS K 7136に準拠した方法で測定され、全光線透過率は、JIS K 7361−1に準拠した方法で測定される。
本発明の光学透明粘着シートの両面には離型フィルムが貼り付けられてもよい。図2は、本発明の積層体の一例を模式的に示した断面図である。本発明の光学透明粘着シート10と、光学透明粘着シート10の一方の面を覆う第一の離型フィルム21と、光学透明粘着シート10の他方の面を覆う第二の離型フィルム22とが積層された積層体20(以下、「本発明の積層体」とも言う)もまた、本発明の一態様である。本発明の積層体によれば、第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムによって、本発明の光学透明粘着シートの両面を、被着体に貼り付ける直前まで保護することができる。これにより、本発明の光学透明粘着シートに対する、粘着性の低下、及び、異物の付着が防止される。また、本発明の光学透明粘着シートが被着体以外に貼り付いてしまうことも防止されるため、取り扱い性が高まる。
本発明の光学透明粘着シートの用途は特に限定されないが、ガラス基材を有する第一の被着体と、樹脂基材を有する第二の被着体と、前記ガラス基材及び前記樹脂基材を接合する本発明の光学透明粘着シートとを備える貼り合わせ構造物(以下、「本発明の貼り合わせ構造物」とも言う)もまた、本発明の一態様である。
下記の実施例及び比較例において、熱硬化性ポリウレタン組成物を調製するために用いた配合原料は以下の通りである。
(A)ポリオール成分
・ポリオレフィンポリオール(出光興産社製の「EPOL(エポール、登録商標)」)
(B)ポリイソシアネート成分
・イソシアネートA
HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)系ポリイソシアネート(東ソー社製の「コロネート4022」)
・イソシアネートB
(B−1)HDI系ポリイソシアネート(東ソー社製の「コロネート2760」)
(B−2)IPDI(イソホロンジイソシアネート)系ポリイソシアネート(住化バイエルウレタン社製の「デスモジュールI」)
(B−3)HDIモノマー(東ソー社製の「HDIモノマー」)
(C)タッキファイヤー
・水添石油樹脂系タッキファイヤー(出光興産社製の「アイマーブP−100」)
(D)触媒
・ジラウリル酸ジメチル錫(Momentive社製の「Fomrez catalyst UL−28」)
まず、100〜150℃に温調したポリオレフィンポリオール(EPOL)に、固形状の水添石油樹脂系タッキファイヤー(アイマーブP−100)を添加し、攪拌することによって、ポリオレフィンポリオール中にタッキファイヤーを溶解させたマスターバッチを得た。このとき、マスターバッチにおけるタッキファイヤーの含有量は30重量%に調整した。次に、α比が1.82となるように、ポリオレフィンポリオール(EPOL)100重量部、上記イソシアネートAを11重量部、タッキファイヤーマスターバッチ、及び、触媒(ジラウリル酸ジメチル錫)0.006重量部を、往復回転式撹拌機アジターを用いて攪拌混合し、熱硬化性ポリウレタン組成物を調製した。上記タッキファイヤーマスターバッチは、タッキファイヤーの含有量が熱硬化性ポリウレタン組成物全体に対して、22.74重量%となるように添加した。
下記表1に示したように配合を変更したことを除いて製造例1と同様にして、製造例2〜16に係る離型フィルム付き粘着シートB〜Pをそれぞれ作製した。なお、粘着シートB〜Pの厚みは、それぞれ1500μmとした。
アクリル系樹脂(綜研化学社製の「SK1838」)に、アクリル系樹脂組成物全体に対して、0.15重量%となるようにエポキシ系硬化剤(綜研化学社製の「E−AX」)を添加し、アクリル系樹脂組成物を作製した。得られたアクリル系樹脂組成物を離型フィルムにコンマコーターにて塗工した後、80℃〜120℃の乾燥炉において乾燥後、更にアクリル粘着剤塗工面に離型フィルムを重ねた。その後、40℃で1週間加熱することにより硬化を完了させ、厚み100μmの粘着シートを作成した。上記粘着シートを15枚重ねて、厚さ1500μmの粘着シートQを作製した。
上記硬化剤の含有量をそれぞれ、0.25重量%、0.35重量%に変更したことを除いて製造例17と同様にして、製造例18及び19に係る粘着シートR及びSをそれぞれ作製した。なお、粘着シートR及びSの厚みは、それぞれ1500μmとした。
製造例1〜19で作製した粘着シートについて、下記の方法により、(1)貯蔵弾性率及び損失正接を測定した。更に、高温・高湿環境下における耐久性を評価するために、(2)ディレイバブルの確認、(3)ヒートサイクル試験、及び、(4)白化の確認を行った。上記(2)〜(4)のいずれかの評価が×であるものは、総合評価を×とした。結果を下記表2に示した。
アントンパール社(Anton Paar Germany GmbH)製の粘弾性測定装置「Physica MCR301」を用いて、各粘着シートの貯蔵剪断弾性率及び損失正接を測定した。測定プレートは、PP12を用い、測定条件は、ひずみ0.1%、周波数1Hz、セル温度25℃〜100℃(昇温速度3℃/分)とした。下記表2には、30℃及び85℃における貯蔵剪断弾性率及び損失正接の測定値を記載した。
離型フィルムを剥離した各粘着シートを、ガラス板とプラスチック板とで挟み込み、ガラス板/粘着シート/プラスチック板の順に積層された試験片を作製した。上記ガラス板としては、松浪硝子工業社製の1.3mm厚のソーダガラス板を用いた。上記プラスチック板としては、名阪真空工業株式会社製の、ポリカーボネートとアクリルとの積層シート(厚さ1mm)を用いた。上記積層シートは、両面がアクリル系のプライマーで処理されたものであった。上記積層シートのポリカ―ボネート側と粘着シートとを貼り合わせた。上記試験片を、高温・高湿下(85℃、85%)でそれぞれ1000時間放置した後、貼り合わせ界面を目視により観察し、気泡の有無を確認した。気泡が確認されなかった場合を○、気泡が確認された場合を×とした。
上記(2)のディレイバブルの確認と同様にして、ガラス板/粘着シート/プラスチック板の順に積層された試験片を作製した。各試験片について、日立製作所社製のヒートショック試験装置(ES−56L)を用いてヒートサイクル試験を行った。上記ヒートサイクル試験は、−40℃で30分、85℃で30分を1サイクルとし、1000サイクル行った。試験片の全面及び端部において剥離が発生しない場合を○、少なくとも試験片の端部において剥離が発生した場合を×とした。
各離型フィルム付き粘着シートの片面の離型フィルムを剥離した後、各粘着シート側をスライドガラス(ソーダガラス製)に貼り付け、圧力0.4MPaで30分間保持し、各粘着シートとスライドガラスとを貼り合わせた。そして、スライドガラスとは反対側の離型フィルムを剥離し、高温・高湿(温度85℃、湿度85%)環境下で168時間放置した後、各粘着シートの外観を目視観察した。白化が確認されなかった場合を○、白化が確認された場合を×とした。
実施例1では、上記製造例9で作成した離型フィルム付き粘着シートIを第一の表面粘着剤層及び第二の表面粘着剤層とし、上記製造例3で作成した離型フィルム付き粘着シートCを中間粘着剤層として、実施例1に係る離型フィルム付き光学透明粘着シートを作製した。
下記表3に示したように第一の表面粘着剤層、中間粘着剤層及び第二の表面粘着剤層に用いる粘着シートを変更したこと、各層の厚みを変更したことを除いて、実施例1と同様にして、実施例2〜5及び比較例1〜5に係る離型フィルム付き光学透明粘着シートをそれぞれ作製した。
実施例1〜5及び比較例1〜5で作製した光学透明粘着シートについて、上記「粘着シートの評価」と同様の方法及び評価基準で、(2)ディレイバブルの確認、(3)ヒートサイクル試験、及び、(4)白化の確認を行った。結果を下記表4に示した。
10:光学透明粘着シート
11:第一の表面粘着剤層
12:中間粘着剤層
13:第二の表面粘着剤層
20:積層体
21:第一の離型フィルム
22:第二の離型フィルム
30:表示パネル
31:ベゼル
32:タッチパネル
33:透明カバーパネル
41:スライドガラス
42:PETシート
100:表示装置
Claims (10)
- 第一の表面粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面粘着剤層とをこの順に有し、
85℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、85℃における前記中間粘着剤層の貯蔵弾性率よりも高く、
85℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、3.0×104Pa以上、30.0×104Pa以下であり、
85℃における前記中間粘着剤層の貯蔵弾性率は、1.0×104Pa以上、15.0×104Pa以下であり、
前記中間粘着剤層はポリウレタンを含有することを特徴とする光学透明粘着シート。 - 30℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、30℃における前記中間粘着剤層の貯蔵弾性率よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の光学透明粘着シート。
- 30℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の損失正接は、30℃における前記中間粘着剤層の損失正接よりも低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学透明粘着シート。
- 85℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の損失正接は、85℃における前記中間粘着剤層の損失正接よりも低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
- 85℃における前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層の損失正接は、0.54以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
- 前記中間粘着剤層は、前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層よりも厚いことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
- 前記第一の表面粘着剤層及び前記第二の表面粘着剤層は、ポリウレタン又はアクリル系樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
- 前記中間粘着剤層は、熱硬化ポリウレタンを含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の光学透明粘着シートと、前記光学透明粘着シートの一方の面を覆う第一の離型フィルムと、前記光学透明粘着シートの他方の面を覆う第二の離型フィルムとが積層されたものであることを特徴とする積層体。
- ガラス基材を有する第一の被着体と、樹脂基材を有する第二の被着体と、前記ガラス基材及び前記樹脂基材を接合する請求項1〜8のいずれかに記載の光学透明粘着シートとを備えることを特徴とする貼り合わせ構造物。
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