TW202411069A - 補強膜、裝置之製造方法及補強方法 - Google Patents
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Abstract
補強膜(10)具備固著積層於膜基材(1)之一主面上之黏著劑層(2)。黏著劑層包含光硬化性組合物,該光硬化性組合物包含具有交聯結構之丙烯酸系基礎聚合物、光硬化劑及光聚合起始劑,光硬化劑包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。將黏著劑層之壓入彈性模數X除以黏著劑層之表面力Y而得之值X/Y較佳為30以上。
Description
本發明係關於一種固著積層有膜基材及光硬化性之黏著劑層之補強膜。進而,本發明係關於一種表面貼合有補強膜之裝置之製造方法、及於被黏著體之表面固著積層補強膜之補強方法。
於顯示器等光學裝置或電子裝置之表面,出於保護表面或賦予耐衝擊性等目的,有時會貼附黏著性膜。此種黏著性膜通常於膜基材之主表面固著積層有黏著劑層,且經由該黏著劑層貼合於裝置表面。
於裝置之組裝、加工、輸送等使用前之狀態下,在裝置或裝置構成零件之表面暫時黏著黏著性膜,藉此可抑制被黏著體之損傷或破損。於專利文獻1中揭示了一種補強膜,該補強膜於膜基材上具備包含光硬化性之黏著劑組合物之黏著劑層,且作為光硬化性之黏著劑組合物之具體例(組成21),示出如下例:調配相對於丙烯酸系基礎聚合物100重量份為0.5重量份之環氧系交聯劑及相對於丙烯酸系基礎聚合物100重量份為30重量份之光硬化劑(多官能丙烯酸酯)。
該補強膜之黏著劑在剛與被黏著體貼合後呈低黏著性之暫時黏著狀態,因此容易自被黏著體剝離。因此,可自被黏著體進行二次加工,並且亦可自被黏著體之無需補強之部位(非補強對象區域)位置選擇性地剝離去除補強膜。補強膜之黏著劑藉由光硬化而與被黏著體牢固地接著,因此成為膜基材永久接著於被黏著體之表面的狀態,可用作負責裝置之表面保護等之補強材。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-41113號公報
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1中,作為減小使黏著劑光硬化前之接著力(初始接著力)之方法之一,揭示了增多光硬化劑之量,且揭示了由於液態之光硬化劑滲出至黏著劑層表面,而形成接著抑制層(Weak Boundary Layer,WBL),故而初始接著力變小。然而,若為了降低初始接著力而增大光硬化劑之含量,則黏著劑變軟,對補強膜進行切割加工時,黏著劑容易附著於切割刀,加工性較差。又,有時自端面滲出之黏著劑會導致周圍污染。
於專利文獻1中,作為用於減小黏著劑之初始接著力之其他方法,揭示了增多交聯劑之調配量。藉由增大交聯劑之量,黏著劑之凝膠分率變高,凝集力提高,因此可降低初始接著力,並且亦可改善加工性。然而,若交聯劑之量較多,則存在即便使黏著劑光硬化,接著力亦不充分上升之情形。
即,對於專利文獻1中所揭示之補強膜,藉由調整黏著劑組合物中之交聯劑之量或光硬化劑(多官能(甲基)丙烯酸酯)之量,可調整初始接著力之降低、黏著劑之滲出抑制(加工性提昇)及光硬化後之高接著力這3個特性,但該等3個特性不易全部滿足。
本發明之目的在於提供一種可同時滿足上述3個要求特性之補強膜。
[解決問題之技術手段]
鑒於上述問題,本發明人等經研究,結果發現,藉由使用具有規定組成之光硬化性黏著劑,可實現加工性提昇,並且可兼顧初始接著力之降低及光硬化後之高接著力,從而完成本發明。
本發明之補強膜具備固著積層於膜基材之一主面上之黏著劑層。黏著劑層包含光硬化性組合物,該光硬化性組合物包含丙烯酸系基礎聚合物、光硬化劑及光聚合起始劑。丙烯酸系基礎聚合物含有選自由含有羥基之單體及含有羧基之單體所組成之群中之1種以上作為單體單元,藉由使基礎聚合物之羥基及/或羧基與交聯劑鍵結而導入交聯結構。
於一實施方式中,丙烯酸系基礎聚合物包含含有羧基之單體作為單體成分。丙烯酸系基礎聚合物可藉由於源自含有羧基之單體之羧基上鍵結環氧系交聯劑而形成交聯結構。
構成黏著劑層之光硬化性組合物包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑。構成黏著劑層之光硬化性組合物除包含丙烯酸系基礎聚合物、光硬化劑及光聚合起始劑以外,還可包含重量平均分子量為1000~30000之丙烯酸系低聚物。
將黏著劑層之壓入彈性模數X除以黏著劑層之表面力Y而得之值X/Y較佳為30以上。壓入彈性模數X為將荷重-位移曲線中之最大荷重Pmax除以壓頭之接觸投影面積A而得之值,該荷重-位移曲線係藉由以壓入速度5 μm/s、壓入深度5 μm將壓頭壓入至黏著劑層之奈米壓痕測定而獲得。表面力Y為將使中央彎曲之聚對苯二甲酸乙二酯膜之彎曲部分以接觸面積成為0.002 m
2之方式與黏著劑層接觸之狀態下,以移動速度4200 mm/min提起聚對苯二甲酸乙二酯膜時之最大荷重除以接觸面積(0.002 m
2)而得的值。
補強膜在使黏著劑層光硬化之前(黏著劑未硬化之狀態)對作為被黏著體之聚醯亞胺膜之接著力較佳為0.3 N/25 mm以下。又,補強膜在使黏著劑層光硬化之後對聚醯亞胺膜之接著力較佳為3 N/25 mm以上。光硬化後之接著力可為光硬化前之接著力之10倍以上。
作為光硬化劑之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之(甲基)丙烯醯基之官能基當量可為80~150 g/eq。胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可於1個分子中具有4個以上(甲基)丙烯醯基。
作為胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之具體例,可例舉:二異氰酸酯之異氰酸基與具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物之羥基形成有胺基甲酸酯鍵之化合物。作為二異氰酸酯,可例舉:甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等。作為具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物之例,可例舉具有季戊四醇骨架者。
相對於丙烯酸系基礎聚合物100重量份,光硬化性之黏著劑組合物之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之含量較佳為0.5~15重量份,不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量較佳為5~40重量份。丙烯酸系基礎聚合物較佳為使用相對於聚合物100重量份為0.4~1.3重量份之交聯劑而導入有交聯結構。
黏著劑組合物較佳為以X/Y成為上述範圍之方式於上述範圍內調整光硬化劑之量及交聯劑之量。
在於作為被黏著體之裝置之表面貼合並暫時黏著上述補強膜之後,使黏著劑層光硬化,藉此可獲得附補強膜之裝置。在將補強膜暫時黏著於被黏著體之後,使黏著劑層光硬化之前,可對暫時黏著於被黏著體之補強膜進行切割,自被黏著體上之一部分區域(非補強對象區域)剝離去除補強膜。
[發明之效果]
本發明之補強膜之黏著劑層包含光硬化性組合物,藉由在與被黏著體貼合之後使黏著劑層光硬化,而使與被黏著體之接著力上升。藉由使構成黏著劑層之組合物包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,可實現補強膜之加工性提昇,並且兼顧初始接著力之降低及光硬化後之高接著力。
圖1係表示補強膜之一實施方式之剖視圖。補強膜10於膜基材1之一主面上具備黏著劑層2。黏著劑層2固著積層於膜基材1之一主面上。黏著劑層2為包含光硬化性組合物之光硬化性黏著劑,藉由照射紫外線等活性光線而硬化,從而與被黏著體之接著力上升。
圖2係於黏著劑層2之主面上暫時黏著有剝離襯墊5之補強膜之剖視圖。圖3係表示於裝置20之表面貼設有補強膜10之狀態之剖視圖。
自黏著劑層2之表面剝離去除剝離襯墊5,將黏著劑層2之露出面貼合於裝置20之表面,藉此於裝置20之表面貼設補強膜10。於該狀態下,黏著劑層2為光硬化前,呈於裝置20上暫時黏著有補強膜10(黏著劑層2)之狀態。藉由使黏著劑層2光硬化,使裝置20與黏著劑層2之界面之接著力上升,使裝置20與補強膜10固著。
「固著」係所積層之2個層牢固地接著,且於兩者之界面無法或難以剝離之狀態。「暫時黏著」係所積層之2個層間之接著力較小,於兩者之界面可容易地剝離之狀態。
於圖2所示之補強膜中,固著有膜基材1及黏著劑層2,剝離襯墊5暫時黏著於黏著劑層2。若將膜基材1與剝離襯墊5剝離,則於黏著劑層2與剝離襯墊5之界面產生剝離,維持於膜基材1上固著有黏著劑層2之狀態。剝離後之剝離襯墊5上未殘存黏著劑。
關於圖3所示之貼設有補強膜10之裝置,在黏著劑層2之光硬化前,裝置20與黏著劑層2呈暫時黏著狀態。自裝置20剝離膜基材1時,於黏著劑層2與裝置20之界面產生剝離,維持於膜基材1上固著有黏著劑層2之狀態。裝置20上未殘存黏著劑,因此容易進行二次加工。在使黏著劑層2光硬化之後,黏著劑層2與裝置20之接著力上升,因此不易自裝置20剝離膜1,若將兩者剝離,則存在產生黏著劑層2之凝集破壞之情形。
[補強膜之構成]
<膜基材>
膜基材1使用塑膠膜。為了將膜基材1與黏著劑層2固著,較佳為不對膜基材1之黏著劑層2附設面實施離型處理。
膜基材1之厚度例如為4~500 μm左右。就藉由賦予剛性或緩和衝擊等補強裝置之觀點而言,膜基材1之厚度較佳為12 μm以上,更佳為30 μm以上,進而較佳為45 μm以上。就使補強膜具有可撓性而提高處理性之觀點而言,膜基材1之厚度較佳為300 μm以下,更佳為200 μm以下。就兼顧機械強度與可撓性之觀點而言,膜基材1之壓縮強度較佳為100~3000 kg/cm
2,更佳為200~2900 kg/cm
2,進而較佳為300~2800 kg/cm
2,尤佳為400~2700 kg/cm
2。
作為構成膜基材1之塑膠材料,可例舉:聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚醚酮樹脂等。於顯示器等光學裝置用之補強膜中,膜基材1較佳為透明膜。又,於自膜基材1側照射活性光線而進行黏著劑層2之光硬化之情形時,膜基材1較佳為對黏著劑層之硬化所使用之活性光線具有透明性。就兼具機械強度與透明性之方面而言,適宜使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂。於自被黏著體側照射活性光線而使黏著劑層硬化之情形時,被黏著體對活性光線具有透明性即可,膜基材1可不對活性光線透明。
亦可於膜基材1之表面設置易接著層、易滑層、離型層、防靜電層、硬塗層、抗反射層等功能性塗層。再者,如上所述,為了將膜基材1與黏著劑層2固著,較佳為不於膜基材1之黏著劑層2附設面設置離型層。
<黏著劑層>
固著積層於膜基材1上之黏著劑層2包含光硬化性組合物,該光硬化性組合物包含基礎聚合物、光硬化劑及光聚合起始劑。黏著劑層2由於在光硬化前與裝置或裝置零件等被黏著體之接著力較小,因此容易剝離。黏著劑層2藉由光硬化而使與被黏著體之接著力提昇,因此使用裝置時,補強膜亦不易自裝置表面剝離,接著可靠性優異。
光硬化性之黏著劑於一般存放環境中幾乎不進行硬化,藉由照射紫外線等活性光線而硬化。因此,本發明之補強膜具有如下優點:可任意地設定黏著劑層2之硬化時間,可靈活地應對步驟之準備時間等。
於補強膜用於顯示器等光學裝置之情形時,黏著劑層2之全光線透過率較佳為80%以上,更佳為85%以上,進而較佳為90%以上。黏著劑層2之霧度較佳為2%以下,更佳為1%以下,進而較佳為0.7%以下,尤佳為0.5%以下。
(基礎聚合物)
基礎聚合物為黏著劑組合物之主要構成成分,為決定黏著劑層之接著力等之主要素。就光學透明性及接著性優異,且容易控制接著力或儲存彈性模數之方面而言,黏著劑組合物較佳為含有丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物,且較佳為黏著劑組合物之50重量%以上為丙烯酸系聚合物。
丙烯酸系聚合物適宜使用包含(甲基)丙烯酸烷基酯作為主要單體成分者。再者,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。
(甲基)丙烯酸烷基酯適宜使用烷基之碳數為1~20之(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯之烷基可具有支鏈,亦可具有環狀烷基(脂環式烷基)。
作為具有鏈狀烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例,可例舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸異十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸異十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸異十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等。
作為具有脂環式烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例,可例舉:(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環庚酯、(甲基)丙烯酸環辛酯等(甲基)丙烯酸環烷基酯;(甲基)丙烯酸異𦯉基酯等具有二環式之脂肪族烴環之(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三環戊酯、(甲基)丙烯酸1-金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基酯等具有三環以上之脂肪族烴環之(甲基)丙烯酸酯。具有脂環式烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯可於(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯等之環上具有取代基。又,具有脂環式烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯可為(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等包含脂環結構與具有不飽和鍵之環結構之縮合環的(甲基)丙烯酸酯。
相對於構成基礎聚合物之單體成分總量,(甲基)丙烯酸烷基酯之含量較佳為40重量%以上,更佳為50重量%以上,進而較佳為55重量%以上。
丙烯酸系基礎聚合物較佳為含有具有可交聯之官能基之單體成分作為共聚成分。藉由向基礎聚合物中導入交聯結構,而有凝集力提昇,黏著劑層2之接著力提昇,並且二次加工時被黏著體之糊劑殘留減少之趨勢。
作為具有可交聯之官能基之單體,可例舉:含有羥基之單體或含有羧基之單體。基礎聚合物之羥基或羧基為與下述交聯劑之反應點。例如,於使用異氰酸酯系交聯劑之情形時,較佳為包含含有羥基之單體作為基礎聚合物之共聚成分。於環氧系交聯劑之情形時,較佳為包含含有羧基之單體作為基礎聚合物之共聚成分。
作為含有羥基之單體,可例舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸4-(羥基甲基)環己基甲酯等。
作為含有羧基之單體,可例舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸等。其中,就容易藉由增大黏著劑之凝集性而使接著力及接著保持力提昇之方面而言,較佳為丙烯酸及甲基丙烯酸,尤佳為丙烯酸。
於丙烯酸系基礎聚合物包含含有羧基之單體之情形時,導入至基礎聚合物之羧基可成為與環氧系交聯劑等交聯劑之交聯點。又,於丙烯酸系基礎聚合物包含羧基之情形時,有包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之黏著劑之凝集力提高,初始接著力變小之趨勢。
相對於構成單體成分總量,丙烯酸系基礎聚合物之含有羥基之單體與含有羧基之單體之合計量較佳為1~30重量%,更佳為2~25重量%,進而較佳為3~20重量%。其中,較佳為含有羧基之單體之含量處於上述範圍,尤佳為丙烯酸或甲基丙烯酸之含量處於上述範圍。
丙烯酸系基礎聚合物亦可含有N-乙烯基吡咯啶酮、甲基乙烯基吡咯啶酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌𠯤、乙烯基吡𠯤、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基㗁唑、乙烯基𠰌啉、N-丙烯醯𠰌啉、N-乙烯基羧醯胺類、N-乙烯基己內醯胺等含氮單體作為構成單體成分。
丙烯酸系基礎聚合物亦可包含除上述以外之單體成分。丙烯酸系基礎聚合物例如亦可包含乙烯酯單體、芳香族乙烯基單體、含有環氧基之單體、乙烯醚單體、含有磺基之單體、含有磷酸基之單體、含有酸酐基之單體等作為單體成分。
丙烯酸系基礎聚合物亦可實質上不含氮原子。基礎聚合物之構成元素中之氮之比率可為0.1莫耳%以下、0.05莫耳%以下、0.01莫耳%以下、0.005莫耳%以下、0.001莫耳%以下、或0。藉由使用實質上不含氮原子之基礎聚合物,有抑制對被黏著體進行電漿處理等表面活化處理時之光硬化前之黏著劑層之接著力(初始接著力)上升之趨勢。
藉由不含含有氰基之單體、含有內醯胺結構之單體、含有醯胺基之單體、含有𠰌啉環之單體等含有氮原子之單體作為基礎聚合物之構成單體成分,可獲得實質上不含氮原子之基礎聚合物。再者,於向基礎聚合物中導入交聯結構之情形時,交聯結構導入前之聚合物只要實質上不含氮原子即可,交聯劑亦可包含氮原子。於基礎聚合物實質上不含氮原子之情形時,就提高黏著劑之凝集性之觀點而言,基礎聚合物較佳為包含含有羧基之單體作為單體成分。
就使黏著劑具有優異之接著性之觀點而言,丙烯酸系基礎聚合物之玻璃轉移溫度較佳為-10℃以下,更佳為-15℃以下,進而較佳為-20℃以下。丙烯酸系基礎聚合物之玻璃轉移溫度可為-25℃以下或-30℃以下。丙烯酸系基礎聚合物之玻璃轉移溫度一般為-100℃以上,亦可為-80℃以上或-70℃以上。
玻璃轉移溫度係黏彈性測定中之損耗正切tanδ為極大之溫度(峰頂溫度)。亦可使用理論Tg來代替藉由黏彈性測定所得之玻璃轉移溫度。理論Tg係根據丙烯酸系基礎聚合物之構成單體成分之均聚物之玻璃轉移溫度Tg
i及各單體成分之重量分率W
i並藉由下述Fox式而算出。
1/Tg=Σ(W
i/Tg
i)
Tg為聚合物之玻璃轉移溫度(單位:K),W
i為構成鏈段之單體成分i之重量分率(重量基準之共聚比率),Tg
i為單體成分i之均聚物之玻璃轉移溫度(單位:K)。均聚物之玻璃轉移溫度可採用Polymer Handbook第3版(John Wiley & Sons, Inc., 1989年)中所記載之數值。上述文獻中未記載之單體之均聚物之Tg採用藉由動態黏彈性測定所得之tanδ之峰頂溫度即可。
藉由使基礎聚合物包含高Tg單體作為構成單體成分,有黏著劑之凝集力提昇,光硬化前二次加工性優異,光硬化後顯示出較高之接著性之趨勢。所謂高Tg單體意指均聚物之玻璃轉移溫度(Tg)較高之單體。作為均聚物之Tg為40℃以上之單體,可例舉:甲基丙烯酸環己酯(Tg:83℃)、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯(Tg:60℃)、甲基丙烯酸雙環戊酯(Tg:175℃)、丙烯酸雙環戊酯(Tg:120℃)、甲基丙烯酸異𦯉基酯(Tg:155℃)、丙烯酸異𦯉基酯(Tg:97℃)、甲基丙烯酸甲酯(Tg:105℃)、甲基丙烯酸1-金剛烷基酯(Tg:250℃)、丙烯酸1-金剛烷基酯(Tg:153℃)等(甲基)丙烯酸酯;甲基丙烯酸(Tg:228℃)、丙烯酸(Tg:106℃)等酸單體等。
相對於構成單體成分總量,丙烯酸系基礎聚合物之均聚物之Tg為40℃以上之單體之含量較佳為1重量%以上,更佳為2重量%以上,進而較佳為3重量%以上。為了形成具有適度之硬度且二次加工性優異之黏著劑層,基礎聚合物之單體成分較佳為包含均聚物之Tg為80℃以上之單體成分,更佳為包含均聚物之Tg為100℃以上之單體成分。關於丙烯酸系基礎聚合物,相對於構成單體成分總量,均聚物之Tg為100℃以上之單體之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為0.5重量%以上,進而較佳為1重量%以上,尤佳為2重量%以上。另一方面,就使黏著劑具有適度之柔軟性之觀點而言,相對於構成單體成分總量,均聚物之Tg為40℃以上之單體之含量較佳為50重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,亦可為20重量%以下或10重量%以下。就相同之觀點而言,相對於構成單體成分總量,均聚物之Tg為80℃以上之單體之含量較佳為30重量%以下,更佳為25重量%以下,進而較佳為20重量%以下,亦可為15重量%以下、10重量%以下或5重量%以下。
藉由溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合等各種公知之方法對上述單體成分進行聚合,藉此可獲得作為基礎聚合物之丙烯酸系聚合物。就黏著劑之接著力、保持力等特性之平衡、或成本等觀點而言,較佳為溶液聚合法。溶液聚合之溶劑使用乙酸乙酯、甲苯等。溶液濃度通常為20~80重量%左右。溶液聚合所使用之聚合起始劑可使用偶氮系、過氧化物系等各種公知者。為了調整分子量,可使用鏈轉移劑。反應溫度通常為50~80℃左右,反應時間通常為1~8小時左右。
丙烯酸系基礎聚合物之重量平均分子量較佳為10萬~200萬,更佳為20萬~150萬,進而較佳為30萬~100萬。再者,於向基礎聚合物中導入交聯結構之情形時,基礎聚合物之分子量係指交聯結構導入前之分子量。
(交聯劑)
就使黏著劑具有適度之凝集力,表現出接著力,並且確保光硬化前之黏著劑層與被黏著體之剝離性之觀點而言,較佳為向基礎聚合物中導入交聯結構。例如,向使基礎聚合物聚合後之溶液中添加交聯劑,視需要進行加熱,藉此導入交聯結構。交聯劑於1個分子中具有2個以上交聯性官能基。交聯劑亦可於1個分子中具有3個以上交聯性官能基。
作為交聯劑,可例舉:異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、㗁唑啉系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、金屬螯合物系交聯劑等。該等交聯劑與導入至基礎聚合物中之羥基或羧基等官能基進行反應而形成交聯結構。就與基礎聚合物之羥基或羧基之反應性較高,容易導入交聯結構之方面而言,較佳為異氰酸酯系交聯劑及環氧系交聯劑。
異氰酸酯系交聯劑使用1個分子中具有2個以上異氰酸基之聚異氰酸酯。異氰酸酯系交聯劑亦可於1個分子中具有3個以上異氰酸基。作為異氰酸酯系交聯劑,例如可例舉:伸丁基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等低級脂肪族聚異氰酸酯類;伸環戊基二異氰酸酯、伸環己基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等脂環族異氰酸酯類;2,4-甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯等芳香族異氰酸酯類;三羥甲基丙烷/甲苯二異氰酸酯三聚物加成物(例如三井化學製造之「Takenate D101E」)、三羥甲基丙烷/六亞甲基二異氰酸酯三聚物加成物(例如東曹製造之「Coronate HL」)、苯二甲基二異氰酸酯之三羥甲基丙烷加成物(例如三井化學製造之「Takenate D110N」)、六亞甲基二異氰酸酯之異氰尿酸酯體(例如東曹製造之「Coronate HX」)等異氰酸酯加成物等。
環氧系交聯劑使用1個分子中具有2個以上環氧基之多官能環氧化合物。環氧系交聯劑亦可於1個分子中具有3個以上或4個以上環氧基。環氧系交聯劑之環氧基可為縮水甘油基。作為環氧系交聯劑,例如可例舉:N,N,N',N'-四縮水甘油基間苯二甲胺、二縮水甘油基苯胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油胺甲基)環己烷、1,6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、山梨醇聚縮水甘油醚、甘油聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、山梨醇酐聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、己二酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、三縮水甘油基-三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯、間苯二酚二縮水甘油醚、雙酚-S-二縮水甘油醚等。環氧系交聯劑可使用長瀨化成製造之「Denacol」、三菱瓦斯化學製造之「Tetrad X」、「Tetrad C」等市售品。
即便於基礎聚合物實質上不含氮原子之情形時,交聯劑亦可包含氮原子。例如,可藉由異氰酸酯交聯劑而向實質上不含氮原子之基礎聚合物中導入交聯結構。於基礎聚合物實質上不含氮原子之情形時,藉由使用環氧系交聯劑等不含氮原子之交聯劑,有抑制由於電漿處理等表面活化處理所導致之初始接著力之上升之趨勢。
於包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之情形時,就提高黏著劑之凝集性,提昇加工性之觀點而言,較佳為丙烯酸系基礎聚合物具有源自(甲基)丙烯酸等含有羧基之單體之羧基,使用環氧系交聯劑作為交聯劑。
交聯劑之使用量相對於基礎聚合物100重量份為0.01~10重量份左右。於交聯劑之使用量較少之情形時,黏著劑之凝集力較小,容易產生黏著劑之流動或剪切破壞,因此有產生因黏著劑自補強膜之端面滲出或切割加工時黏著劑轉移黏著至切割刀所導致之污染等,加工性較差之趨勢。若增大交聯劑之使用量,則黏著劑之凝集力增大,因此加工性提昇。又,伴隨著交聯劑之使用量增加,黏著劑之凝膠分率增大,於使黏著劑光硬化前之狀態下,對被黏著體之接著力較小,因此可容易地將補強膜自被黏著體剝離。另一方面,存在伴隨著交聯劑之使用量增大,即便使黏著劑光硬化,對被黏著體之接著力亦不易上升,對被黏著體之接著力不足之情形。
基於該等情況,就黏著劑之加工性、光硬化前之黏著劑之低接著力化(補強膜之剝離容易性)及光硬化後之接著力之增大之觀點而言,設定交聯劑之使用量即可。若增大交聯劑之使用量,則有利於黏著劑之加工性及光硬化前之黏著劑之低接著力化,若減小交聯劑之使用量,則有利於光硬化後之接著力之增大。就同時滿足該等要求特性之觀點而言,相對於基礎聚合物100重量份,交聯劑之使用量較佳為0.4~1.3重量份,更佳為0.5~1重量份。
為了促進交聯結構之形成,可使用交聯觸媒。作為交聯觸媒,可例舉:有機金屬錯合物(螯合物)、金屬與烷氧基之化合物、及金屬與醯氧基之化合物等有機金屬化合物;以及三級胺等。就抑制於常溫之溶液態態下進行交聯反應而確保黏著劑組合物之適用期之觀點而言,尤佳為有機金屬化合物。作為有機金屬化合物之金屬,可例舉:鐵、錫、鋁、鋯、鋅、鈦、鉛、鈷等。一般而言,交聯觸媒之使用量相對於丙烯酸系基礎聚合物100重量份為0.5重量份以下。
(光硬化劑)
構成黏著劑層2之黏著劑組合物除含有基礎聚合物以外,還含有1個分子中具有2個以上光聚合性官能基之化合物作為光硬化劑。含有光硬化劑之黏著劑組合物具有光硬化性,若在與被黏著體貼合後再進行光硬化,則與被黏著體之接著力提昇。
作為光聚合性官能基,較佳為具有基於光自由基反應之聚合性者,作為光硬化劑,較佳為1個分子中具有2個以上乙烯性不飽和鍵之化合物,就與丙烯酸系基礎聚合物之相容性較高之方面而言,較佳為多官能(甲基)丙烯酸酯。
於本發明中,光硬化劑併用不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯與具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯。即,構成黏著劑層2之光硬化性組合物包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯。以下,將具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯記載為「胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯」。又,存在僅將不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯記載為「多官能(甲基)丙烯酸酯」之情形。
(多官能(甲基)丙烯酸酯)
作為不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯,可例舉:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯等於聚環氧烷鏈之兩端具有(甲基)丙烯醯基之化合物;雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯等多元醇與(甲基)丙烯酸之酯;環氧(甲基)丙烯酸酯等。
不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯可為經環氧烷改性之多元醇與(甲基)丙烯酸之酯。作為經環氧烷改性之多元醇與(甲基)丙烯酸之酯,可例舉:雙酚A環氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸環氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇環氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇環氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇環氧烷改性聚(甲基)丙烯酸酯等。
上述中,就顯示出與丙烯酸系基礎聚合物適度之相容性之方面而言,作為多官能(甲基)丙烯酸酯,較佳為聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等於聚環氧烷鏈之兩端具有(甲基)丙烯醯基之化合物、及經環氧烷改性之多元醇與(甲基)丙烯酸之酯。作為環氧烷,較佳為(聚)環氧乙烷或(聚)環氧丙烷,環氧烷之鏈長(重複單元數:n)較佳為1~15左右。
就與丙烯酸系基礎聚合物之相容性之觀點而言,作為光硬化劑之多官能(甲基)丙烯酸酯之分子量較佳為1500以下,更佳為1000以下,進而較佳為500以下,尤佳為400以下。就兼顧與基礎聚合物之相容性及光硬化後之接著力提昇之觀點而言,多官能(甲基)丙烯酸酯之官能基當量(g/eq)較佳為500以下,更佳為400以下,進而較佳為300以下,尤佳為200以下,亦可為180以下、170以下或160以下。另一方面,若多官能(甲基)丙烯酸酯之官能基當量過小,則存在光硬化後之黏著劑層之交聯點密度提高,接著性降低之情形。因此,光硬化劑之官能基當量較佳為80以上,更佳為100以上,進而較佳為120以上,亦可為130以上、140以上或150以上。
光硬化劑可併用2種以上之不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯。例如,藉由併用與丙烯酸系基礎聚合物之相容性相對較低之多官能(甲基)丙烯酸酯及與丙烯酸系基礎聚合物之相容性相對較高之多官能(甲基)丙烯酸酯,有時可獲得光硬化前對被黏著體之接著力更小而容易剝離,且光硬化後對被黏著體之接著力更大而不易剝離之補強膜。
(胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯)
胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯為1個分子中具有1個以上胺基甲酸酯鍵及2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物,較佳為1個分子中包含2個以上胺基甲酸酯鍵。
具有2個以上胺基甲酸酯鍵之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如可藉由聚異氰酸酯與具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物之反應而獲得,聚異氰酸酯之異氰酸基與(甲基)丙烯酸化合物之羥基鍵結而形成胺基甲酸酯鍵。
聚異氰酸酯可為芳香族聚異氰酸酯、脂環族聚異氰酸酯及脂環式聚異氰酸酯之任一者。作為聚異氰酸酯,較佳為二異氰酸酯。
作為芳香族系聚異氰酸酯,可例舉:伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯胺二異氰酸酯、二苯醚二異氰酸酯、二異氰酸二苯酯、萘二異氰酸酯等。作為脂肪族聚異氰酸酯,可例舉:丁烷-1,4-二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯等。作為脂環式聚異氰酸酯,可例舉:環己烷-1,4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、甲基環己烷二異氰酸酯等。
該等中,較佳為芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯。作為芳香族聚異氰酸酯,尤佳為甲苯二異氰酸酯(TDI)。甲苯二異氰酸酯可為2,4-甲苯二異氰酸酯及2,6-甲苯二異氰酸酯之任一者,亦可為兩者之混合物。作為脂肪族聚異氰酸酯,尤佳為六亞甲基二異氰酸酯(HDI)。
作為具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物,可例舉:(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基丁酯、(甲基)丙烯酸羥基己酯、羥基甲基丙烯醯胺、羥基乙基丙烯醯胺等具有1個羥基及1個(甲基)丙烯醯基之化合物;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸二(甲基)丙烯酸酯等具有1個羥基及2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物。
該等中,作為具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物,較佳為具有1個羥基及2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物,其中,尤佳為季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯及二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等具有季戊四醇骨架之化合物。
藉由二異氰酸酯與1個分子中具有1個羥基及2個以上(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸化合物之反應所獲得之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯於1個分子中具有2個胺基甲酸酯鍵及4個以上(甲基)丙烯醯基。胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之(甲基)丙烯醯基數可為6個以上或8個以上,亦可為12個以下或10個以下。
上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可使用共榮社化學、新中村化學、根上工業、日本合成化學、DAICEL-ALLNEX、昭和電工材料等所市售者。
就同時滿足初始接著力之降低、黏著劑之滲出抑制(加工性提昇)及光硬化後之高接著力這3個特性之觀點而言,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之分子量較佳為500~1500,更佳為600~1300,進而較佳為700~1100。就相同之觀點而言,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之(甲基)丙烯醯基之官能基當量(g/eq)較佳為80~150,更佳為100~135,亦可為120~130。
(光硬化劑之含量)
相對於基礎聚合物100重量份,黏著劑組合物中之光硬化劑之含量(不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯與胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之合計)較佳為6重量份以上,更佳為8重量份以上,進而較佳為10重量份以上,亦可為12重量份以上或15重量份以上。藉由將光硬化劑之調配量設為上述範圍,可獲得光硬化前容易自被黏著體剝離,且可藉由光硬化而與被黏著體牢固地接著之補強膜。
有光硬化劑之量越多則光硬化前之黏著劑與被黏著體之接著力越小之趨勢,剝離性優異。另一方面,於光硬化劑之量過多之情形時,黏著劑之凝集力不足,成為加工性降低之原因。又,若為了彌補凝集力不足而增多交聯劑之使用量,則有由光硬化所得之接著力上升不充分之趨勢。因此,相對於基礎聚合物100重量份,光硬化劑之含量較佳為50重量份以下,更佳為40重量份以下,進而較佳為35重量份以下,亦可為30重量份以下或25重量份以下。
如上所述,藉由調整交聯劑之使用量及光硬化劑之使用量,可調整加工性、光硬化前之接著力及光硬化後之接著力。然而,於僅使用不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之情形時,不易同時滿足該等3個要求特性。相對於此,藉由併用不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,可調整黏著劑之組成,以便同時滿足該等3個特性。
如上所述,若增大不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之量,則存在黏著劑之凝集力降低而加工性變差之情形。若追加胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯來代替增大不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之量,則可在保持黏著劑之加工性及光硬化前之低接著性(剝離容易性)之同時,增大光硬化後之接著力。因此,若僅包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,則可同時滿足不易達成之複數個要求特性。
尤其是,於丙烯酸系基礎聚合物具有源自作為單體成分之含有羧基之單體之羧基之情形時,容易獲得同時滿足上述複數個特性之組成。作為1個可能性,認為基礎聚合物之羧基與胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之胺基甲酸酯鍵部分形成氫鍵,因此胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯容易被黏著劑層之主體部分吸收,隨之,不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯偏集存在於黏著劑層之表面(接著界面)附近,於光硬化劑之量較少之情形時,亦容易形成WBL,初始接著力降低。又,認為藉由使基礎聚合物之羧基與胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之胺基甲酸酯鍵部分形成氫鍵及隨之降低光硬化劑之量,而提高黏著劑之凝集性,因此黏著劑之流動得以抑制,有助於提昇加工性。即,認為胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯在光硬化前有助於降低初始接著力及增大凝集力,並且與多官能(甲基)丙烯酸酯一同參與光硬化反應,因此亦有助於光硬化後之黏著劑之接著力上升。
就實現上述效果之觀點而言,相對於基礎聚合物100重量份,黏著劑組合物中之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之含量較佳為0.5重量份以上,更佳為1重量份以上,進而較佳為1.5重量份以上,亦可為2重量份以上或2.5重量份以上。
另一方面,一般而言,與不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯相比,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與丙烯酸系基礎聚合物之相容性較小,因此,若超過有助於藉由氫鍵之形成等而提昇凝集力之範圍來使用胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,則亦可成為抑制黏著劑凝集之主要原因。相對於基礎聚合物100重量份,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之含量較佳為15重量份以下,更佳為13重量份以下,進而較佳為10重量份以下,亦可為8重量份以下、6重量份以下或5重量份以下。
如上所述,藉由使黏著劑組合物包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,可滿足各特性。然而,於光硬化劑僅為胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之情形時,即便進行光硬化,與被黏著體之接著力亦幾乎不會上升。
藉由使構成黏著劑層2之組合物併用不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,提昇加工性,且在使黏著劑光硬化之前對被黏著體之接著力較低,容易自被黏著體剝離,若使黏著劑光硬化,則對被黏著體之接著力大幅度上升,補強膜牢固地接著於被黏著體。
就將光硬化前及光硬化後之黏著劑層與被黏著體之接著性調整至適當範圍之觀點而言,相對於基礎聚合物100重量份,黏著劑組合物中之不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量較佳為5~40重量份,更佳為10~35重量份,進而較佳為15~30重量份。
於不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量較小之情形時,有由光硬化所得之接著力之增加率較小之趨勢,藉由降低交聯劑之使用量而使接著力之增加率上升。另一方面,於多官能(甲基)丙烯酸酯之含量較小之情形時,有加工性降低之趨勢,可藉由增加交聯劑之使用量而改善加工性。即,若包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,則藉由調整多官能(甲基)丙烯酸酯之量及交聯劑之量,可製作滿足加工性、光硬化前之接著力及光硬化後之接著力這3個特性全部之補強膜。
(光聚合起始劑)
光聚合起始劑係藉由照射活性光線而產生活性物種,促進光硬化劑之硬化反應。光聚合起始劑較佳為使用光自由基聚合起始劑(光自由基產生劑)。
作為光自由基聚合起始劑,較佳為藉由照射相較於波長450 nm而言為短波長之可見光或紫外線而生成自由基者,可例舉:羥基酮類、苯偶醯二甲基縮酮類、胺基酮類、醯基氧化膦類、二苯甲酮類、含有三氯甲基之三𠯤衍生物等。光聚合起始劑可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
相對於基礎聚合物100重量份,黏著劑層2中之光聚合起始劑之含量較佳為0.01~5重量份,更佳為0.02~3重量份,進而較佳為0.03~2重量份。相對於光硬化劑100重量份,黏著劑層2中之光聚合起始劑之含量較佳為0.02~20重量份,更佳為0.05~10重量份,進而較佳為0.1~7重量份。
(低聚物)
黏著劑組合物除包含基礎聚合物以外,還可包含低聚物。例如,黏著劑組合物除包含丙烯酸系基礎聚合物以外,還可包含丙烯酸系低聚物。低聚物可使用重量平均分子量為1000~30000左右者。丙烯酸系低聚物含有(甲基)丙烯酸烷基酯作為主要構成單體成分。
丙烯酸系低聚物可有助於提昇接著力。如上所述,於黏著劑組合物包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之情形時,於光硬化前之黏著劑層中,不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯偏集存在於黏著劑層之表面附近而容易形成WBL,成為初始接著力之主要原因,因此有無丙烯酸系低聚物對初始接著力沒有較大影響。另一方面,於光硬化後之黏著劑層中,低分子量之丙烯酸系低聚物以塑化劑之方式發揮作用,因此有藉由黏著劑之潤濕擴散性提昇等,而使接著力提高之趨勢。
就提高光硬化後之黏著劑層2之接著力之觀點而言,丙烯酸系低聚物較佳為與丙烯酸系基礎聚合物之相容性較高。就相容性之觀點而言,丙烯酸系低聚物較佳為與丙烯酸系基礎聚合物之組成之差較小,玻璃轉移溫度之差較小。丙烯酸系低聚物之玻璃轉移溫度與丙烯酸系基礎聚合物之玻璃轉移溫度之差較佳為±100℃以內,更佳為±50℃以內,亦可為±30℃以內或±20℃以內。丙烯酸系低聚物之玻璃轉移溫度較佳為30℃以下,更佳為0℃以下,亦可為-20℃以下、-30℃以下、-40℃以下或-50℃以下。丙烯酸系低聚物之玻璃轉移溫度一般為-100℃以上,亦可為-80℃以上或-70℃以上。丙烯酸系低聚物亦可與丙烯酸系基礎聚合物相同地包含可交聯之官能基。
黏著劑組合物中之低聚物之含量並無特別限定。於黏著劑組合物除含有丙烯酸系基礎聚合物以外,還含有丙烯酸系低聚物之情形時,就不使光硬化前之黏著劑層之特性(初始接著力、下述X/Y之值等)大幅度變化,而提高光硬化後之黏著劑層之接著力之觀點而言,相對於基礎聚合物100重量份,低聚物之量較佳為0.1~20重量份,更佳為0.3~15重量份,亦可為0.5~10重量份、0.8~7重量份或1~5重量份。
(其他添加劑)
除上述例示之各成分以外,黏著劑層中還可於不損害本發明之特性之範圍內含有矽烷偶合劑、黏著性賦予劑、塑化劑、軟化劑、抗劣化劑、填充劑、著色劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、界面活性劑、抗靜電劑等添加劑。
[補強膜之製作]
藉由於膜基材1上積層光硬化性之黏著劑層2,可獲得補強膜。黏著劑層2可直接形成於膜基材1上,亦可將片狀地形成於其他基材上之黏著劑層轉印至膜基材1上。
藉由輥式塗佈、接觸輥式塗佈、凹版塗佈、反向塗佈、輥式刷塗、噴塗、浸漬輥塗佈、棒式塗佈、刮塗、氣刀塗佈、淋幕式塗佈、模唇塗佈、模嘴塗佈等將上述黏著劑組合物塗佈於基材上,視需要將溶劑乾燥去除,藉此形成黏著劑層。乾燥方法可適宜地採用適當之方法。加熱乾燥溫度較佳為40℃~200℃,更佳為50℃~180℃,進而較佳為70℃~170℃。乾燥時間較佳為5秒~20分鐘,更佳為5秒~15分鐘,進而較佳為10秒~10分鐘。
黏著劑層2之厚度例如為1~300 μm左右。有黏著劑層2之厚度越大則與被黏著體之接著性越提昇之趨勢。另一方面,於黏著劑層2之厚度過大之情形時,存在光硬化前之流動性較高,不易處理之情形。因此,黏著劑層2之厚度較佳為3~100 μm,更佳為5~50 μm,進而較佳為6~40 μm,尤佳為8~30 μm。就薄型化之觀點而言,黏著劑層2之厚度可為25 μm以下、20 μm以下或18 μm以下。
於黏著劑組合物含有交聯劑之情形時,較佳為在溶劑乾燥之同時或溶劑乾燥後,藉由加熱或老化進行交聯。加熱溫度或加熱時間可根據所使用之交聯劑之種類而適宜地設定,通常藉由於20℃~160℃之範圍下加熱1分鐘至7天左右而進行交聯。用於將溶劑乾燥去除之加熱亦可兼作用於交聯之加熱。
藉由交聯劑而向聚合物中導入交聯結構後,光硬化劑亦維持未反應之狀態。因此,形成包含高分子量成分及光硬化劑之光硬化性之黏著劑層2。於在膜基材1上形成黏著劑層2之情形時,出於保護黏著劑層2等目的,較佳為於黏著劑層2上附設剝離襯墊5。亦可於黏著劑層2上附設剝離襯墊5後進行交聯。
於在其他基材上形成黏著劑層2之情形時,在對溶劑進行乾燥後,將黏著劑層2轉印至膜基材1上,藉此可獲得補強膜。可將用於形成黏著劑層之基材直接作為剝離襯墊5。
剝離襯墊5適宜使用聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯膜等塑膠膜。剝離襯墊之厚度通常為3~200 μm,較佳為10~100 μm左右。較佳為對剝離襯墊5與黏著劑層2之接觸面實施利用聚矽氧系、氟系、長鏈烷基系、或脂肪醯胺系等離型劑、或者二氧化矽粉末等所進行之離型處理。藉由對剝離襯墊5之表面進行離型處理,於黏著劑層2與剝離襯墊5之界面產生剝離,維持於膜基材1上固著有黏著劑層2之狀態。可對剝離襯墊5之離型處理面及非處理面之任一者或兩者實施防靜電處理。藉由對剝離襯墊5實施防靜電處理,可抑制自黏著劑層剝離剝離襯墊時之靜電。
[補強膜之特性及補強膜之用途]
本發明之補強膜貼合於裝置或裝置構成零件使用。補強膜10之黏著劑層2與膜基材1固著,且在與被黏著體貼合後光硬化前,與被黏著體之接著力較小。因此,光硬化前容易自被黏著體剝離補強膜。
貼合有補強膜之被黏著體並無特別限定,可例舉各種電子裝置、光學裝置及其構成零件等。在貼合補強膜之前,出於淨化等目的,可進行被黏著體之表面之活化處理。作為表面活化處理,可例舉:電漿處理、電暈處理、輝光放電處理等。
藉由貼合補強膜而賦予適度之剛性,因此可期待處理性提昇或破損防止效果。於裝置之製造步驟中,在於在製品貼合補強膜之情形時,可於切割為製品尺寸之前之大開頁在製品貼合補強膜。能夠以卷對卷式於藉由卷對卷式工藝製造之裝置之母輥貼合補強膜。
補強膜可貼合於被黏著體之整面,亦可僅選擇性地貼合於需要補強之部分(補強對象區域)。又,可在於需要補強之部分(補強對象區域)及無需補強之區域(非補強對象區域)之整體貼合補強膜之後,將貼合於非補強對象區域之補強膜切割去除。
例如,在以卷對卷式於裝置或其在製品之母輥貼合補強膜之後,將貼合有補強膜之母輥切割分離為單個製品,藉由半切僅對補強膜進行切割,剝離非補強對象區域之補強膜,藉此可獲得於補強對象區域貼合有補強膜之裝置。
切割方法並無特別限定,可採用旋切刀、壓入刀(例如Thomson刀)、雷射裁刀等適宜之切割方式。對於改善了加工性之補強膜,黏著劑自端面之滲出較少,不易產生黏著劑附著於切割刀等缺陷,因此可改善步驟之良率。
就實現優異之加工性之觀點而言,補強膜之將黏著劑層之壓入彈性模數X除以黏著劑層之表面力Y而得之值X/Y較佳為30以上。X/Y更佳為33以上,進而較佳為35以上,亦可為37以上、39以上或40以上。就加工性之觀點而言,X/Y之上限並無特別限定,另一方面,於X/Y過大之情形時,存在黏著劑較硬(黏性較低),對被黏著體之接著力不足之情形,因此X/Y較佳為70以下,更佳為65以下,亦可為60以下。
壓入彈性模數X為將荷重-位移曲線中之最大荷重Pmax除以壓頭之接觸投影面積A而得之值,該荷重-位移曲線係藉由以壓入速度5 μm/s、壓入深度5 μm將壓頭壓入至黏著劑層之奈米壓痕測定而獲得。壓入硬度係表示黏著劑之硬度之指標,有壓入硬度越大,則黏著劑之凝集力越高,抑制黏著劑流動,並且抑制切割時由剪力等所導致之黏著劑之「撕裂」之趨勢。因此,有壓入硬度X越大則加工性越優異之趨勢。
表面力Y係使將中央彎曲而製成U字狀之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜之彎曲部分以接觸面積成為規定值之方式與黏著劑層接觸後,提起PET膜而自黏著劑層剝離,根據此時之試驗力(施加於荷重元之負載)而算出。PET膜與黏著劑層之接觸面積設為0.002 m
2,PET膜之移動速度設為4200 mm/min。將提起PET膜而自黏著劑層剝離PET膜時之最大荷重除以接觸面積(0.002 m
2)而得之值為表面力Y。
表面力Y係表示黏著劑之抓固力、觸黏性之指標,有表面力Y越大,觸黏性越強,黏著劑越容易黏附於與黏著劑接觸之物質之趨勢。反之,於表面力Y較小之情形時,觸黏性較小,即便物質與黏著劑接觸,亦不易黏附。因此,即便在切割加工時切割刀與黏著劑層接觸,若表面力Y較小,則亦有黏著劑不易附著於切割刀,加工性優異之趨勢。
有將壓入彈性模數X除以表面力Y而得之值X/Y越大,則凝集力越高,抑制黏著劑撕裂,觸黏性較低,抑制黏著劑之附著之趨勢。因此,X/Y越大則黏著劑之加工性越高。
有黏著劑組合物中之交聯劑之量越大且光硬化劑之量越小,則X/Y越大,加工性越優異之趨勢。於黏著劑組合物僅包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之情形時,若以X/Y成為30以上之方式調整交聯劑及光硬化劑之量,則光硬化後之接著力不會充分增大,不易滿足作為具備光硬化性之黏著劑之補強膜之要求特性。相對於此,藉由併用不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,可將X/Y設為30以上而提高加工性,並且兼顧初始接著力之降低及光硬化後之高接著力。
再者,於黏著劑組合物包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑之情形時,亦存在X/Y未達30之情形。於該情形時,藉由增大交聯劑之使用量及/或減少多官能(甲基)丙烯酸酯之量,可兼顧初始接著力之降低及光硬化後之高接著力,並且提高X/Y。
若黏著劑為光硬化前,則補強膜呈暫時黏著於被黏著體表面之狀態,接著力較小,因此可容易地自被黏著體之表面剝離去除補強膜。就容易自被黏著體剝離之觀點而言,光硬化前之黏著劑層2與被黏著體之接著力(初始接著力)較佳為0.3 N/25 mm以下,更佳為0.2 N/25 mm以下,亦可為0.15 N/25 mm以下或0.1 N/25 mm以下。就防止存放或處理時之補強膜之剝離之觀點而言,初始接著力較佳為0.005 N/25 mm以上,更佳為0.01 N/25 mm以上。接著力係以聚醯亞胺膜作為被黏著體,藉由拉伸速度300 mm/分鐘、剝離角度180°之剝離試驗而求出。除非特別說明,否則接著力為25℃下之測定值。初始接著力係使用貼合後再於25℃下靜置30分鐘之試樣進行測定。
在於被黏著體貼合補強膜之後,對黏著劑層2照射活性光線,藉此使黏著劑層光硬化。作為活性光線,較佳為紫外線。活性光線之照射強度或照射時間根據黏著劑層2之組成或厚度等適宜地設定即可。關於對黏著劑層2照射活性光線,可自膜基材1側及被黏著體側之任一面實施,亦可自兩面照射活性光線。
黏著劑層對被黏著體之接著力隨著光硬化而上升。就裝置實際使用時之接著可靠性之觀點而言,光硬化後之黏著劑層2與被黏著體之接著力較佳為3 N/25 mm以上,更佳為4 N/25 mm以上,進而較佳為5 N/25 mm以上,亦可為6 N/25 mm以上。補強膜較佳為光硬化後之黏著劑層對聚醯亞胺膜具有上述範圍之接著力。光硬化後之黏著劑層2與被黏著體之接著力可為光硬化前之黏著劑層2與被黏著體之接著力之10倍以上、20倍以上或30倍以上。
補強膜之黏著劑以X/Y為30以上,且光硬化前之接著力(初始接著力)及光硬化後之接著力成為上述範圍之方式,調整交聯劑及光硬化劑之量即可。其最佳值未必可一概而論地規定,作為一例,基於以下指標調整組成即可,X/Y為30以上,且可兼顧初始接著力之降低及光硬化後之高接著力。
於作為光硬化劑之不含胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量相對於基礎聚合物100重量份為5~10重量份之情形時,交聯劑之使用量較佳為0.3~0.9重量份,更佳為0.4~0.7重量份。於不含胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量相對於基礎聚合物100重量份超過10重量份且為25重量份以下之情形時,交聯劑之使用量較佳為0.4~1.1重量份,更佳為0.5~1重量份。於不含胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯之含量相對於基礎聚合物100重量份超過25重量份且為35重量份以下之情形時,交聯劑之使用量較佳為0.7~1.3重量份,更佳為0.8~1.2重量份。再者,該等範圍為調整黏著劑之組成時之標準,基於上述各見解,調整各成分之調配量即可。
本發明之補強膜之黏著劑層2為光硬化性,可任意地設定硬化之時間。補強膜之加工或二次加工等處理可在於被黏著體貼設補強膜後,使黏著劑光硬化前之期間之任意時間實施。
藉由貼合補強膜,而對被黏著體賦予適度之剛性,並且可緩和、分散應力,因此可抑制製造步驟中可能產生之各種缺陷,提昇生產效率,改善良率。如上所述,藉由使黏著劑層包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯這兩者作為光硬化,可將光硬化前後之接著力調整至適當範圍,並且改善補強膜之加工性,可改善步驟之良率。
使黏著劑層光硬化後對被黏著體顯示出較高之接著力,補強膜不易自裝置表面剝離,接著可靠性優異,並且賦予較高之耐衝擊性。因此,於使用完成後之裝置時,由於裝置掉落、於裝置上載置重量物、飛來物碰撞裝置等,意外負載了外力之情形時,亦可藉由貼合補強膜而防止裝置之破損。
[實施例]
以下,例舉實施例進一步進行說明,但本發明並不限定於該等實施例。
[實施例1]
<基礎聚合物之製備>
向具備溫度計、攪拌機、回流冷凝管及氮氣導入管之反應容器中投入作為單體之95重量份之丙烯酸丁酯(BA)及5重量份之丙烯酸(AA)、0.2重量份之作為熱聚合起始劑之偶氮二異丁腈(AIBN)、以及233重量份之作為溶劑之乙酸乙酯,通入氮氣,一面進行攪拌一面進行約1小時氮氣置換。其後,加熱至60℃,反應7小時,獲得重量平均分子量60萬之丙烯酸系聚合物之溶液。
<黏著劑組合物之製備>
向丙烯酸系聚合物之溶液中添加0.5重量份之作為交聯劑之四官能之環氧系交聯劑(三菱瓦斯化學製造之「Tetrad C」)、作為光硬化劑之5重量份之新中村化學工業製造之「NK Ester A200」及3重量份之共榮社化學製造之「UA-306T」、以及0.3重量份之光聚合起始劑(IGM Resins製造之「Omnirad 651」),製備黏著劑組合物。
<黏著劑溶液之塗佈及交聯>
使用槽輥於未經表面處理之厚度75 μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜基材(三菱化學製造之「T100-75S」)上以乾燥後之厚度成為13 μm之方式塗佈上述黏著劑組合物。於130℃下乾燥1分鐘而去除溶劑後,於黏著劑之塗佈面貼合剝離襯墊(表面經聚矽氧離型處理之厚度25 μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜)之離型處理面。其後,於25℃之環境中進行4天老化處理,以使交聯進行,獲得於PET膜基材上固著積層有黏著片,於其上暫時黏著有剝離襯墊之補強膜。
[實施例2~18、比較例1~5]
將黏著劑組合物之組成(交聯劑之量、光硬化劑之種類及量)變更為如表1所示。除此以外,以與實施例1相同之方式,製作補強膜。
表1中之光硬化劑之詳細情況如下所示。
A200:聚乙二醇#200(n=4)二丙烯酸酯(新中村化學工業製造之「NK Ester A200」,官能基當量:154 g/eq)
UA306T:季戊四醇三丙烯酸酯-甲苯二異氰酸酯加成物(共榮社化學製造之「UA-306T」,官能基當量:128 g/eq)
DPH:二季戊四醇聚丙烯酸酯(二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯之混合物;新中村化學工業製造之「NK Ester A-DPH」,官能基當量:97 g/eq)
[實施例21~26]
除交聯劑、光硬化劑及光聚合起始劑以外,還向丙烯酸系聚合物之溶液中添加液態之丙烯酸系低聚物(東亞合成製造之「ARUFON UP-1190」,重量平均分子量:1700,玻璃轉移溫度:-50℃),製備表1所示之組成之黏著劑組合物。除此以外,以與實施例1相同之方式,製作補強膜。
[評價]
<壓入彈性模數>
自實施例及比較例之補強膜剝離去除剝離襯墊,將其固定於奈米壓痕系統(Hysitron製造之「TI950 TriboIndenter」)之載台上,於下述條件下以壓入深度5 μm將壓頭壓入至黏著劑層,測得荷重-位移曲線。
壓頭:Conical-spherical壓頭(前端之曲率半徑:10 μm)
測定溫度:室溫(25℃)
試驗方法:單一壓入測定
壓頭接近速度:5 μm/s
壓入速度:5 μm/s
抽拉速度:5 μm/s
以將所獲得之荷重-位移曲線中之最大荷重Pmax除以壓頭之接觸投影面積A而得之值Pmax/A作為黏著劑層之壓入彈性模數X。
<表面力>
將切割成寬度50 mm×長度100 mm之補強膜之PET膜基材側之面經由雙面黏著帶(日東電工製造之「No.531」)貼合於測定用夾具後,將剝離襯墊剝離去除,使黏著劑層露出於表面。使切割成寬度50 mm×長度100 mm之未經表面處理之厚度75 μm之PET膜(三菱化學製造之「T100-75S」)在長度方向之中央部彎曲而製成U字狀,利用自動立體測圖儀(島津製作所製造之「AG-Xplus」)之測定用吸盤保持長度方向之兩端。使測定用吸盤向下方移動,使PET膜之彎曲為U字之部分抵接於黏著劑層後,使測定用吸盤進一步下降直至PET膜與黏著劑層之接觸面積成為0.002 m
2為止。其後,以移動速度4200 mm/min提起測定用吸盤,實施試驗。算出將試驗過程中施加於荷重元之最大負載除以接觸面積(0.002 m
2)而得之值作為表面力Y。
<黏著劑之滲出>
將切割成寬度50 mm×長度100 mm之補強膜以PET膜基材側之面為上之方式載置於光學顯微鏡(奧林巴斯製造之「RX51」)之玻璃載台上,於試樣之4邊之全長上進行觀察,測定黏著劑自補強膜之端面(PET膜基材之端面)之滲出量。將滲出量之最大值未達10 μm者設為「A」,將滲出量之最大值為10 μm以上且未達20 μm者設為「B」,將滲出量之最大值為20 μm以上者設為「C」。
<對聚醯亞胺膜之接著力>
經由雙面黏著帶(日東電工製造之「No.531」)將厚度25 μm之聚醯亞胺膜(宇部興產製造之「Upilex S」)貼附於玻璃板,獲得測定用聚醯亞胺膜基板。自切割為寬度25 mm×長度100 mm之補強膜之表面剝離去除剝離襯墊,使用手動輥貼合於測定用聚醯亞胺膜基板。
將該試樣於25℃下靜置30分鐘後,利用吸盤保持補強膜之PET膜基材之端部,以拉伸速度300 mm/分鐘進行180°剝離試驗,測定剝離強度(光硬化前之接著力)。
於測定用聚醯亞胺膜基板貼合補強膜後經過30分鐘後,自補強膜側(PET膜基材側)使用波長365 nm之LED(Light Emitting Diode,發光二極體)光源照射累計光量4000 mJ/cm
2之紫外線,而使黏著劑層光硬化。使用該試驗樣品,以與上述相同之方式,進行180°剝離試驗,測定光硬化後之接著力。
根據所獲得之結果,算出光硬化後與光硬化前之接著力之比(伴隨著光硬化之黏著力之增加率)。
將各實施例及比較例之補強膜之黏著劑之組成(交聯劑之量、以及光硬化劑之種類及量)、及評價結果示於表1。
[表1]
組成 | 評價結果 | |||||||||||
交聯劑 | 光硬化劑 | 低聚物 | 壓入彈性模數X [kpa] | 表面力Y [kpa] | X/Y | 黏著劑之滲出 | 接著力 | |||||
A200 | UA306T | DPH | 光硬化前[N/25 mm] | 光硬化後[N/25 mm] | 增加率 [倍] | |||||||
實施例1 | 0.5 | 5 | 3 | - | - | 370 | 12.1 | 31 | B | 0.44 | 4.3 | 9.8 |
實施例2 | 0.5 | 5 | 5 | - | - | 323 | 10.5 | 31 | B | 0.40 | 4.7 | 11.6 |
實施例3 | 0.5 | 10 | 3 | - | - | 363 | 11.0 | 33 | B | 0.25 | 4.7 | 18.3 |
實施例4 | 0.5 | 10 | 5 | - | - | 298 | 10.1 | 30 | B | 0.21 | 4.9 | 23.7 |
實施例5 | 0.5 | 15 | 3 | - | - | 317 | 10.4 | 30 | B | 0.20 | 5.2 | 26.6 |
實施例6 | 0.5 | 15 | 5 | - | - | 271 | 9.1 | 30 | B | 0.19 | 5.4 | 29.2 |
實施例7 | 0.5 | 20 | 3 | - | - | 268 | 8.9 | 30 | B | 0.10 | 10.3 | 105.6 |
實施例21 | 0.5 | 20 | 3 | - | 5 | 269 | 8.9 | 30 | B | 0.11 | 19.1 | 173.7 |
實施例8 | 0.5 | 20 | 5 | - | - | 263 | 8.5 | 31 | B | 0.14 | 9.7 | 70.5 |
實施例9 | 0.5 | 25 | 3 | - | - | 253 | 8.2 | 31 | B | 0.08 | 11.0 | 139.8 |
實施例10 | 0.7 | 30 | 3 | - | - | 251 | 7.9 | 32 | B | 0.08 | 9.5 | 120.9 |
實施例11 | 0.8 | 15 | 3 | - | - | 361 | 9.1 | 40 | A | 0.16 | 4.4 | 28.2 |
實施例22 | 0.8 | 15 | 3 | - | 5 | 356 | 8.6 | 41 | A | 0.18 | 6.7 | 36.6 |
實施例12 | 0.8 | 20 | 3 | - | - | 302 | 7.5 | 40 | A | 0.10 | 5.5 | 56.4 |
實施例23 | 0.8 | 20 | 3 | - | 5 | 299 | 6.7 | 45 | A | 0.10 | 11.8 | 114.7 |
實施例24 | 0.8 | 20 | 3 | - | 10 | 289 | 6.3 | 46 | A | 0.12 | 11.7 | 100.7 |
實施例13 | 0.8 | 30 | 3 | - | - | 267 | 7.3 | 37 | B | 0.07 | 8.5 | 129.2 |
實施例25 | 0.8 | 30 | 3 | - | 5 | 264 | 6.9 | 38 | B | 0.08 | 12.9 | 162.5 |
實施例14 | 1.0 | 15 | 3 | - | - | 375 | 8.6 | 44 | A | 0.14 | 2.8 | 20.6 |
實施例15 | 1.0 | 20 | 3 | - | - | 338 | 6.7 | 50 | A | 0.07 | 3.3 | 46.0 |
實施例26 | 1.0 | 20 | 3 | - | 5 | 341 | 7.1 | 48 | A | 0.08 | 6.6 | 80.6 |
實施例16 | 1.0 | 30 | 3 | - | - | 294 | 6.3 | 47 | A | 0.05 | 4.6 | 99.1 |
實施例17 | 1.1 | 20 | 3 | - | - | 343 | 6.4 | 54 | A | 0.06 | 3.0 | 47.7 |
實施例18 | 1.2 | 30 | 3 | - | - | 335 | 5.5 | 61 | A | 0.04 | 3.3 | 80.9 |
比較例1 | 0.5 | 30 | 3 | - | - | 206 | 7.3 | 28 | C | 0.07 | 13.7 | 199.3 |
比較例2 | 0.5 | 10 | - | - | - | 370 | 12.0 | 31 | B | 0.30 | 2.2 | 7.3 |
比較例3 | 1.0 | 30 | - | - | - | 301 | 7.1 | 42 | A | 0.08 | 2.2 | 28.5 |
比較例4 | 0.5 | - | 3 | - | - | 421 | 13.8 | 31 | B | 1.50 | 2.1 | 1.4 |
比較例5 | 0.5 | 15 | - | 3 | - | N.D. | 10.8 | N.D. | B | 0.20 | 2.7 | 13.9 |
於僅包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能丙烯酸酯(A200)作為光硬化劑之比較例2中,使黏著劑光硬化後對聚醯亞胺膜之接著力未達3 N/25 mm,光硬化後之接著性較差。於相較於比較例2而言,增加了交聯劑之量及多官能丙烯酸酯之量之比較例3中,初始接著力比比較例2低,黏著劑之滲出亦得以抑制,與比較例2相同地,光硬化後之接著力不足。
再者,雖未示出資料,但於相較於比較例2而言僅增加多官能丙烯酸酯之情形時,光硬化後之接著力上升,但黏著劑之凝集力降低,因此黏著劑之滲出量增大,加工性變差。又,於相較於比較例2而言僅增加交聯劑之情形時,黏著劑之滲出得以抑制,初始接著力降低,但光硬化後之接著力相較於比較例2而言進一步降低。
僅包含胺基甲酸酯丙烯酸酯(UA306T)作為光硬化劑之比較例4亦與比較例1、2相同地,光硬化後之接著力不充分。
相對於此,可知於包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能丙烯酸酯及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯這兩者作為光硬化劑之實施例1~18中,初始接著力較低,藉由光硬化使接著力大幅度增大,且進一步抑制了黏著劑之滲出,加工性優異。
於包含30重量份之多官能丙烯酸酯(A200)之比較例1中,初始接著力較低,藉由光硬化使接著力大幅度增大,但黏著劑之滲出較多,加工性較差。再者,由比較例1與實施例10、16、18之對比可知,若光硬化劑之種類及量相同,則交聯劑之量越大,越可抑制黏著劑之滲出。又,由比較例1與實施例1、3、5、7、9之對比可知,若交聯劑之種類及量相同,則多官能丙烯酸酯之含量越小,越可抑制黏著劑之滲出。
又,於上述各實施例、比較例中,可觀察到將黏著劑之壓入彈性模數X除以表面力Y而得之值X/Y越大,越可抑制黏著劑之滲出之趨勢。於比較例1中,交聯劑之量較少,多官能丙烯酸酯之含量較大,因此黏著劑之凝集力較低,結果,壓入彈性模數X較小,因此認為X/Y之值較小,黏著劑之滲出比其他例大。
比較例5相當於將實施例5之胺基甲酸酯丙烯酸酯(1個分子中之丙烯醯基數:6)置換為六官能丙烯酸酯與五官能丙烯酸酯之混合物DPH。由實施例5與比較例5之對比可知,為了抑制黏著劑之滲出,並且兼顧光硬化前之低接著性及光硬化後之高接著力,重要的是不僅包含多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,還包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑。
由上述各實施例、比較例之結果可知,除包含多官能(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑以外,還包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為光硬化劑,且以X/Y變大之方式調整黏著劑組合物中之交聯劑及光硬化劑之量,藉此可獲得滿足黏著劑之滲出抑制(補強膜之加工性提昇)、初始接著力之降低(光硬化前之輕剝離化)、及光硬化後之高接著力全部的補強膜。
於黏著劑組合物包含相對於丙烯酸系聚合物100重量份為5重量份之丙烯酸系低聚物之實施例21中,具有與不含丙烯酸系低聚物之實施例7同等之初始接著力,光硬化後之接著力比實施例7大。於實施例11與實施例22之對比、實施例12與實施例23及實施例24之對比、實施例13與實施例25之對比、以及實施例15與實施例26之對比中均可觀察到相同之趨勢。
由該等結果可知,藉由使黏著劑組合物包含丙烯酸系低聚物,可獲得不使X/Y之值大幅度變化,而抑制黏著劑之滲出,初始接著力較低,進而光硬化後之接著力進一步提昇之補強膜。
1:膜基材
2:黏著劑層
5:剝離襯墊
10:補強膜
20:被黏著體
圖1係表示補強膜之積層構成之剖視圖。
圖2係表示補強膜之積層構成之剖視圖。
圖3係表示貼設有補強膜之裝置之剖視圖。
1:膜基材
2:黏著劑層
10:補強膜
Claims (17)
- 一種補強膜,其具備膜基材、及固著積層於上述膜基材之一主面上之黏著劑層, 上述黏著劑層包含光硬化性組合物,該光硬化性組合物包含丙烯酸系基礎聚合物、具有2個以上光聚合性官能基之光硬化劑、及光聚合起始劑, 上述丙烯酸系基礎聚合物包含選自由含有羥基之單體及含有羧基之單體所組成之群中之1種以上作為單體成分,向上述丙烯酸系基礎聚合物中導入由鍵結於上述羥基及/或上述羥基之交聯劑所形成之交聯結構, 上述光硬化劑包含不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯、及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,且 將上述黏著劑層之壓入彈性模數X除以上述黏著劑層之表面力Y而得之值X/Y為30以上, 其中, 壓入彈性模數X為將荷重-位移曲線中之最大荷重Pmax除以壓頭之接觸投影面積A而得之值,該荷重-位移曲線係藉由以壓入速度5 μm/s、壓入深度5 μm將壓頭壓入至黏著劑層之奈米壓痕測定而獲得, 表面力Y為將在使中央彎曲之聚對苯二甲酸乙二酯膜之彎曲部分以接觸面積成為0.002 m 2之方式與黏著劑層接觸之狀態下,以移動速度4200 mm/min提起聚對苯二甲酸乙二酯膜時的最大荷重除以接觸面積而得的值。
- 如請求項1之補強膜,其中上述黏著劑層在光硬化前對聚醯亞胺膜之接著力為0.3 N/25 mm以下。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述黏著劑層在光硬化後對聚醯亞胺膜之接著力為3 N/25 mm以上。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述黏著劑層在光硬化後對聚醯亞胺膜之接著力為上述黏著劑層在光硬化前對聚醯亞胺膜之接著力之10倍以上。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之(甲基)丙烯醯基之官能基當量為80~150 g/eq。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯於1個分子中具有4個以上(甲基)丙烯醯基。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯為二異氰酸酯之異氰酸基與具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物之羥基形成有胺基甲酸酯鍵之化合物。
- 如請求項7之補強膜,其中上述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯。
- 如請求項7之補強膜,其中上述具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物具有季戊四醇骨架。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述丙烯酸系基礎聚合物包含含有羧基之單體作為單體成分。
- 如請求項10之補強膜,其中上述丙烯酸系基礎聚合物係藉由於源自上述含有羧基之單體之羧基上鍵結環氧系交聯劑而形成有交聯結構。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述光硬化性組合物包含相對於上述丙烯酸系基礎聚合物100重量份為0.5~15重量份之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述光硬化性組合物包含相對於上述丙烯酸系基礎聚合物100重量份為5~40重量份之不具有胺基甲酸酯鍵之多官能(甲基)丙烯酸酯。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述丙烯酸系基礎聚合物係使用相對於聚合物100重量份為0.4~1.3重量份之交聯劑而導入有交聯結構。
- 如請求項1或2之補強膜,其中上述光硬化性組合物進而包含重量平均分子量為10000~30000之丙烯酸系低聚物。
- 一種裝置之製造方法,其係於表面貼合有補強膜之裝置之製造方法,且 在將如請求項1至15中任一項之補強膜之上述黏著劑層暫時黏著於被黏著體之表面之後, 對上述黏著劑層照射活性光線,而使上述黏著劑層光硬化,藉此使上述補強膜與上述被黏著體之接著力上升。
- 一種補強方法,其係於被黏著體之表面貼合補強膜之補強方法,且 於被黏著體之表面暫時黏著如請求項1至15中任一項之補強膜之上述黏著劑層, 對上述黏著劑層照射活性光線,而使上述黏著劑層光硬化,藉此使上述補強膜與上述被黏著體之接著力上升。
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