JP2022032292A - 粘着シート、剥離シート付き粘着シート、積層体及び積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
項1
粘着剤組成物の半硬化物を含む粘着剤層を備える粘着シートであって、
前記粘着剤組成物は、架橋性アクリル共重合体(A)と、架橋剤(B)と、分子内に重合性二重結合を2つ以上有する多官能単量体(C)と、光重合開始剤(D)とを含有し、
前記架橋性アクリル共重合体(A)は、非架橋性(メタ)アクリル酸エステル単位(a1)と、酸性官能基を有する構成単位(a2)とを含む共重合体であり、
前記非架橋性(メタ)アクリル酸エステル単位(a1)は、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位、及び、アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含み、
前記構成単位(a2)の含有割合は、前記架橋性アクリル共重合体(A)に含まれる全構成単位に対して5~15質量%であり、
前記多官能単量体(C)は、前記架橋性アクリル共重合体(A)100質量あたり1~20質量部含まれる、粘着シート。
項2
前記粘着剤層のゲル分率は50~80%であり、かつ、
前記粘着剤層に活性エネルギー線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射して後硬化した場合のゲル分率が75~90%である、項1に記載の粘着シート。
項3
前記粘着剤層の粘着力は5N/25mm以上であり、かつ、
前記粘着剤層に活性エネルギー線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射して後硬化した場合の粘着力が10N/25mm以上である、項1又は2に記載の粘着シート。
項4
項1~3のいずれかに記載の粘着シートの両面に、剥離力が互いに異なる一対の剥離シートを備える、剥離シート付き粘着シート。
項5
項1~3のいずれかに記載の粘着シートと、前記粘着シートの少なくとも一方の面側に備えた被着体とを有し、
前記粘着シートの粘着剤層は後硬化状態である、積層体。
項6
前記被着体が樹脂板及び樹脂フィルムからなる群より選ばれる1種以上である、項5に記載の積層体。
項7
項1~3のいずれかに記載の粘着シートの少なくとも一方の面側に被着体を積層する工程1、及び、
前記粘着シートの粘着剤層に活性エネルギー線を照射することにより前記粘着剤層を後硬化させる工程2を備える、積層体の製造方法。
項8
前記工程2の後、積層体を加工する工程をさらに備える、請求項7に記載の積層体の製造方法。
項9
前記粘着剤層の厚みが5~150μmである、項7又は8に記載の積層体の製造方法。
本発明の粘着シートは、粘着剤組成物の半硬化物を含む粘着剤層を備える。前記粘着剤組成物は、架橋性アクリル共重合体(A)と、架橋剤(B)と、分子内に重合性二重結合を2つ以上有する多官能単量体(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する。
架橋性アクリル共重合体(A)は、(メタ)アクリル系構成単位で形成される重合体であって、少なくとも非架橋性(メタ)アクリル酸エステル単位(a1)と、酸性官能基を有する構成単位(a2)とを含む共重合体である。なお、本明細書において、(メタ)アクリル系構成単位における「単位」又は「構成単位」は重合体を構成する繰り返し単位(単量体単位ともいう)である。
Foxの式:1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wm/Tgm)
ここで、W1+W2+・・・+Wm=1
式中、Tgは架橋性アクリル共重合体(A)のガラス転移温度(単位:K)であり、Tg1、Tg2、・・・、Tgmは架橋性アクリル共重合体(A)を構成するm種類の単量体(mは整数)のそれぞれのホモポリマーのガラス転移温度であり、W1、W2、・・・、Wmは架橋性アクリル共重合体(A)における各構成単位の質量分率である。なお、Tg1とW1とは、互いに対応する関係にあり、つまり、Tg1のガラス転移温度を示すホモポリマーを構成するモノマーは、質量分率がW1である構成単位を形成するためのモノマーと同一である。同様に、Tg2とW2、・・・TgmとWmとは、互いに対応する関係にある。
架橋剤(B)は、架橋性アクリル共重合体の架橋反応を進行させることができる限り、特に限定されず、例えば、公知の架橋剤を広く使用することができる。例えば、架橋剤(B)は、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物などの公知の架橋剤の中から選択できる。これらの中でも、カルボキシ基含有アクリレートを容易に架橋できることから、エポキシ化合物を用いることが好ましい。すなわち、架橋剤は二官能以上のエポキシ化合物であることが好ましい。
多官能単量体(C)は、分子内に重合性二重結合を2つ以上有する化合物である。多官能単量体(C)が粘着剤組成物に含まれることで、半硬化状態である粘着剤層が後硬化処理されたときに多官能単量体(C)のラジカル重合反応、特には架橋反応が進行し、これにより、粘着剤層が後硬化し、後硬化状態となる。
粘着剤組成物は光重合開始剤(D)を含有する。光重合開始剤は、後硬化処理における活性エネルギー線照射により架橋性アクリル共重合体や多官能単量体の重合を開始させるものであることが好ましい。光重合開始剤(D)としては、公知の光重合開始剤を用いることができる。「活性エネルギー線」とは電磁波または荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するものを意味し、紫外線、電子線、可視光線、X線、イオン線等が挙げられる。中でも、汎用性の点から、紫外線または電子線が好ましく、紫外線が特に好ましい。
粘着剤組成物は、塗工性を良好にする観点から、溶剤を含むことができる。溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素類;ジクロロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酪酸エチル等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等のポリオール及びその誘導体が挙げられる。
粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、分子内に反応性二重結合を1つ有する単官能単量体を含むことができる。斯かる単官能単量体の種類は特に限定されず、例えば、公知の粘着剤組成物に含まれる単官能単量体を広く使用することができる。
粘着剤層は、粘着剤組成物を半硬化状態とすることで形成される。つまり、粘着剤層は粘着剤組成物の半硬化物を含み、かつ、後硬化性を有する。
ゲル分率(質量%)=(乾燥質量/粘着剤層の採取質量)×100・・・式1
によりゲル分率を求めることができる。
本発明の粘着シートは、前述のように、粘着剤組成物の半硬化物を含有する粘着剤層を含む。従って、本発明の粘着シートは、後硬化性、特には活性エネルギー線硬化性を有する。
本発明は、上述した粘着シートと被着体を有する積層体を包含する。斯かる積層体は、本発明の粘着シートと、前記粘着シートの少なくとも一方の面側に備えた被着体とを有する。積層体において、前記粘着シートの粘着剤層は後硬化状態、つまり、半硬化状態の粘着剤層が後硬化処理されている。
表1の配合表に示されるとおり、重合性単量体の重合反応により、架橋性アクリル共重合体(A-1)を作製した。より詳細には、アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてブチルアクリレートモノマー(以下、「BA」)、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてメチルアクリレートモノマー(以下、「MA」)、及び、カルボキシ基含有単量体としてアクリル酸(以下、「AA」)を準備し、それぞれ表1に示す質量比(70:22:8)となるように混合して単量体混合物を調製した。この単量体混合物を酢酸エチル中に溶解し、ラジカル重合開始剤としてAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)の存在下、60℃にて重合反応を行った。これにより、架橋性アクリル共重合体(A-1)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(A-1)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-33℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてBA、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてエチルアクリレートモノマー(以下、「EA」)、及び、カルボキシ基含有単量体としてAAを準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(A-2)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(A-2)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-28℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてBA、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてメチルメタクリレートモノマー(以下、「MMA」)、及び、カルボキシ基含有単量体としてAAを準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(A-3)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(A-3)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-25℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてBA、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてMA、及び、カルボキシ基含有単量体としてAAを準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(A-4)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(A-2)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-26℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてBA、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてMA、及び、ヒドロキシエチルアクリレート(以下、「HEA」)を準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(a-1)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(a-1)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-39℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてアクリル酸-2-エチルヘキシル(以下、「2EHA」)、及び、カルボキシ基含有単量体としてAAを準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(a-2)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(a-2)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-60℃であった。
アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてBA、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてMA及びMMA、並びに、カルボキシ基含有単量体としてAAを準備し、それぞれ表1に示す質量比となるように混合して単量体混合物を調製したこと以外は製造例1と同様の方法で架橋性アクリル共重合体(a-3)を得た。得られた架橋性アクリル共重合体(a-3)において、FOXの式を用いて求めたガラス転移温度(Tg)は-44℃であった。
表2に示すように、架橋性アクリル共重合体(A)として製造例1で得られた架橋性アクリル共重合体(A-1)を100質量部と、架橋剤(B)としてエポキシ系化合物(三菱ガス化学社製、テトラッドX)を0.1質量部(表2中、エポキシと表記)と、多官能単量体(C)としてエチレンオキサイド変性ジアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM211B、Tg=75℃)を7質量部と、光重合開始剤(D)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(IGM Resins B.V.社製、Omnirad184)0.5質量部とを混合し、固形分濃度が40質量%となるように溶剤として酢酸エチルを添加して粘着剤組成物を調製した。
多官能単量体(C)の使用量を12質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
多官能単量体(C)の使用量を5質量部に変更し、光重合開始剤(D)をフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(BASFジャパン社製、IRGACURE819)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
多官能単量体(C)の使用量を3質量部に変更した以外は、実施例3と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
多官能単量体(C)をトリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM321、Tg=50℃)7質量部に変更した以外は、実施例4と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例2で得られた架橋性アクリル共重合体(A-2)に変更し、光重合開始剤(D)をフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(BASFジャパン社製、IRGACURE819)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例3で得られた架橋性アクリル共重合体(A-3)に変更し、光重合開始剤(D)をフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(BASFジャパン社製、IRGACURE819)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例4で得られた架橋性アクリル共重合体(A-4)に変更し、架橋剤(B)の使用量を0.05質量部に変更し、光重合開始剤(D)をフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(BASFジャパン社製、IRGACURE819)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
多官能単量体(C)の使用量を25質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例3で得られた架橋性アクリル共重合体(A-3)に変更し、多官能単量体(C)をポリエチレングリコール#200ジアクリレート(新中村化学工業社製、A-200、Tg=50℃)30質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例5で得られた架橋性アクリル共重合体(a-1)に変更し、架橋剤(B)としてキシリレンジイソシアネート化合物(三井化学社製、タケネートD-110N)0.2質量部(表2中、イソシアネートと表記)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例6で得られた架橋性アクリル共重合体(a-2)に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
架橋性アクリル共重合体(A)として製造例7で得られた架橋性アクリル共重合体(a-3)に変更し、架橋剤(B)の使用量を0.05質量部に変更し、多官能単量体(C)の使用量を15質量部に変更し、光重合開始剤(D)の使用量を0.7質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物及び剥離シート付きの粘着シートを得た。
<ゲル分率>
粘着剤層を100mm×60mmとなるようにカットし、半硬化状態の測定用サンプルを作製した。また、粘着剤層を100mm×60mmとなるようにカットし、重セパレータフィルムである第1の剥離シート側から紫外線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射し、後硬化後の測定用サンプルを作製した。
ゲル分率(質量%)=(乾燥質量/粘着シートの採取質量)×100・・・式1
によりゲル分率を求めた。
粘着剤層の軽セパレータフィルムである第2の剥離シートを剥がし、厚み50μmのPETフィルムに貼合し、25mm幅に切断した。フロートガラスの非スズ面をエタノールで清浄化した後、粘着シートの重セパレータフィルムである第1の剥離シートを剥がし、2kgローラを往復させてガラスに粘着シートの粘着面を貼り合わせた。得られたPET/粘着剤層/ガラスの構成のサンプルをオートクレーブ処理(40℃、0.5MPa、30min)した後、このサンプルの他端を300mm/分の速度で180度の剥離方向へ剥離し、その時のガラスに対する粘着力(つまり、半硬化状態の粘着剤層の粘着力;表2中、硬化前と表記)を測定した。一方で、前記と同様のPET/粘着剤層/ガラスの構成のサンプルをオートクレーブ処理(40℃、0.5MPa、30min)し、次いで、PETフィルム側より紫外線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射して試験サンプルを得た。この試験サンプルにおいて、粘着シートの他端を300mm/分の速度で180度の剥離方向へ剥離し、その時のガラスに対する粘着力(つまり、粘着剤層の後硬化後の(後硬化状態にある)粘着力;表2中、硬化後と表記)を測定した。
粘着剤層の軽セパレータフィルムである第2の剥離シートを剥がし、トリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、フジタックTD60UL 厚み60μm)に貼合した。次に重セパレータフィルムである第1の剥離シートを剥がし、厚みが1mmのPC板(ハードコート層を有してないポリカーボネート板:帝人製「パンライトPC1151」)に貼着した。トリアセチルセルロースフィルム/粘着剤層/PC板の構成のサンプルをオートクレーブ処理(40℃、0.5MPa、30min)し、次いで、トリアセチルセルロースフィルム側より紫外線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射し、100mm×200mmの大きさの試験サンプルを得た。この試験サンプルを85℃,相対湿度85%の環境下にそれぞれ240時間静置した。
A:エラーが確認されず、優れた耐久性を有していた。
B:一部に1mm以下のエラーが確認される程度であった。
C:1mmを超えるエラーが確認された。
PC板の厚みを2mmに変更したこと以外は耐久性試験1と同様の方法及び基準で耐久性を評価した。
粘着剤層の軽セパレータフィルムである第2の剥離シートを剥がし、厚み25μmのPETフィルムに貼合した。次に重セパレータフィルムである第1の剥離シートを剥がし、PC板に貼着した。このように得られたPET/粘着剤層/PCの構成のサンプルをオートクレーブ処理(40℃、0.5MPa、30min)し、次いで、PETフィルム側より紫外線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射することで、試験サンプルを得た。次いで、試験サンプルの端部を、ギロチン断裁機を用いてカットし、カット端部をPC板側から手でPETフィルムを剥がすようにこすった。その際の剥がれ距離を測定することにより加工性を評価した。
A:剥がれ距離が0.05mm未満であり、優れた加工性を有していた。
B:剥がれ距離が0.05mm以上0.1mm未満であった。
C:剥がれ距離が0.1mm以上であった。
Claims (9)
- 粘着剤組成物の半硬化物を含む粘着剤層を備える粘着シートであって、
前記粘着剤組成物は、架橋性アクリル共重合体(A)と、架橋剤(B)と、分子内に重合性二重結合を2つ以上有する多官能単量体(C)と、光重合開始剤(D)とを含有し、
前記架橋性アクリル共重合体(A)は、非架橋性(メタ)アクリル酸エステル単位(a1)と、酸性官能基を有する構成単位(a2)とを含む共重合体であり、
前記非架橋性(メタ)アクリル酸エステル単位(a1)は、アルキル基の炭素数が2以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位、及び、アルキル基の炭素数が3以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含み、
前記構成単位(a2)の含有割合は、前記架橋性アクリル共重合体(A)に含まれる全構成単位に対して5~15質量%であり、
前記多官能単量体(C)は、前記架橋性アクリル共重合体(A)100質量あたり1~20質量部含まれる、粘着シート。 - 前記粘着剤層のゲル分率は50~80%であり、かつ、
前記粘着剤層に活性エネルギー線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射して後硬化した場合のゲル分率が75~90%である、請求項1に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層の粘着力は5N/25mm以上であり、かつ、
前記粘着剤層に活性エネルギー線を積算光量が3000mJ/cm2となるように照射して後硬化した場合の粘着力が10N/25mm以上である、請求項1又は2に記載の粘着シート。 - 請求項1~3のいずれかに記載の粘着シートの両面に、剥離力が互いに異なる一対の剥離シートを備える、剥離シート付き粘着シート。
- 請求項1~3のいずれかに記載の粘着シートと、前記粘着シートの少なくとも一方の面側に備えた被着体とを有し、
前記粘着シートの粘着剤層は後硬化状態である、積層体。 - 前記被着体が樹脂板及び樹脂フィルムからなる群より選ばれる1種以上である、請求項5に記載の積層体。
- 請求項1~3のいずれかに記載の粘着シートの少なくとも一方の面側に被着体を積層する工程1、及び、
前記粘着シートの粘着剤層に活性エネルギー線を照射することにより前記粘着剤層を後硬化させる工程2を備える、積層体の製造方法。 - 前記工程2の後、積層体を加工する工程をさらに備える、請求項7に記載の積層体の製造方法。
- 前記粘着剤層の厚みが5~150μmである、請求項7又は8に記載の積層体の製造方法。
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