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JP6729380B2 - 粘着シート、粘着剤層付き積層体の製造方法、粘着剤層付き積層体、画像表示装置およびタッチパネル - Google Patents

粘着シート、粘着剤層付き積層体の製造方法、粘着剤層付き積層体、画像表示装置およびタッチパネル Download PDF

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JP6729380B2 JP2016550652A JP2016550652A JP6729380B2 JP 6729380 B2 JP6729380 B2 JP 6729380B2 JP 2016550652 A JP2016550652 A JP 2016550652A JP 2016550652 A JP2016550652 A JP 2016550652A JP 6729380 B2 JP6729380 B2 JP 6729380B2
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Description

本発明は、粘着シート、粘着剤層付き積層体の製造方法、粘着剤層付き積層体、画像表示装置およびタッチパネルに関するものであり、詳しくは段差追従性に優れるとともに、耐ブリスター性にも優れ、粘着物性や耐湿熱性にもバランスよく優れた粘着剤層を有する粘着シートに関するものである。
近年、様々な分野で、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置や、前記表示装置と組み合わせて用いられるタッチパネルなどの入力装置が広く用いられるようになっており、これらの製造においては、光学部材を貼り合わせる用途に透明な粘着シートが使用されている。
例えば、タッチパネルと各種表示装置や光学部材(保護板等)の貼付に透明な両面粘着シートが使用されているが、かかる用途においては、近年のタッチパネルにおける構成変化に伴い様々な段差に追従すること(以下、段差追従性という。)が要求される。さらに、タッチパネルを構成する部材として、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、(環状)オレフィン樹脂等のプラスチック材料が用いられる場合には、かかる部材から発生するガスや水分により被着体(部材)と粘着剤層との間に発泡や剥離が生じることがあり、これらを抑制できるような耐ブリスター性も要求される。
段差追従性を付与するための手段としては、柔らかい粘着剤層を使用する方法があるが、前記方法では、粘着剤層を柔らかくすることにより段差追従性は向上するものの、変形、歪みが生じやすくなり、更には耐久性に劣るといった問題があった。
上記問題点に着目し、段差追従性を確保しやすく、フィルムの変形・歪みを防止できる粘着シートとして、例えば、特許文献1には、熱架橋性架橋剤によるアクリル系樹脂の架橋と、エチレン性不飽和モノマーの活性エネルギー線の照射による硬化を併用するタイプの粘着シートであって、ベースポリマー、重合性不飽和基を少なくとも1つ有する単量体、熱によりベースポリマーと反応する架橋剤、重合開始剤、溶剤、を含有する粘着組成物を加熱により半硬化させた粘着剤を含む粘着剤層を備える粘着シートが提案されている。
また、耐ブリスター性を付与するための手段としては、重合成分として酸系や窒素系のモノマーを含有してなるポリマーを粘着層に使用することにより粘着層の凝集力を高める方法や、粘着層を被着体に圧着した後に高温で加熱する方法等が提案されている。
国際公開第2013/061938号
しかしながら、近年、上記のごとく被着体(部材)の構成変化に伴い様々な段差に追従することが要求されており、また使用環境も様々であるため、被着体や使用環境、用途等によっても粘着剤に対してまだまだ改善が求められている。特許文献1に開示された粘着シートについても、段差追従性には優れるものの、耐ブリスター性の点では十分なものではなく、段差追従性と耐ブリスター性により優れた粘着シートが求められている。
そこで、本発明ではこのような背景下において、段差追従性と耐ブリスター性に優れた粘着シートであり、粘着物性(粘着力、保持力)、耐湿熱性にもバランスよく優れた、高レベルの信頼性を有する粘着シートの提供を目的とする。
しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、アクリル系樹脂が架橋剤により架橋された粘着剤層を有する粘着シートにおいて、ガラス転移温度が、通常粘着剤として用いられるアクリル系樹脂のガラス転移温度より高いアクリル系樹脂を用いることにより、得られる粘着シートが、凹凸のある基材との貼り合せ時の優れた段差追従性を示すとともに、プラスチック基材と貼り合せた場合においても基材と粘着剤層との間に発泡や剥離などが生じることがなく耐ブリスター性に優れ、粘着物性(粘着力、保持力)、耐湿熱性にも優れることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は、以下の(1)〜(9)である。
(1)官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物、およびエチレン性不飽和基を一つ有するエチレン性不飽和化合物(C)を含有する粘着剤層を有する粘着シートであり、前記官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が−35℃以上である粘着シート。
(2)前記官能基含有アクリル系樹脂(A)が、アルキル基の炭素数が1〜8のメタクリル酸アルキルエステル系モノマーを含有する単量体成分を重合してなるアクリル系樹脂である、前記(1)記載の粘着シート。
(3)前記粘着剤層の厚みが5〜300μmである、前記(1)または(2)に記載の粘着シート。
(4)前記粘着剤層の両側に離型シートが積層されてなる両面粘着シートである、前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の粘着シート。
(5)前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の粘着シートの粘着剤層面を、被着体に貼合し、活性エネルギー線照射及び加熱のうちの少なくとも一方を行う粘着剤層付き積層体の製造方法。
(6)前記被着体の表面に1〜100μmの段差がある、前記(5)記載の粘着剤層付き積層体の製造方法。
(7)前記(5)または(6)記載の粘着剤層付き積層体の製造方法により得られる粘着剤層付き積層体。
(8)前記(7)記載の粘着剤層付き積層体を有する画像表示装置。
(9)前記(7)記載の粘着剤層付き積層体を有するタッチパネル。
本発明は、段差追従性を要求される粘着剤に対しては通常用い難い、ガラス転移温度が高いアクリル系樹脂を用いることを最大の特徴とするものであり、さらにエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物を粘着剤層に含有させる。この構成により、本発明の粘着シートを被着体と貼り合せる際には、良好な段差追従性と粘着力を示し、被着体と貼り合せた後に、活性エネルギー線及び/又は熱により硬化させた際には被着体と粘着剤層とが非常に強固に固定化されるため、被着体と粘着層の間の発泡を抑えることができる。
本発明の粘着シートは、段差追従性に優れるとともに、耐ブリスター性にも優れた粘着シートであり、粘着物性(粘着力、保持力)、耐湿熱性にもバランスよく優れ、リワーク性も優れるため、特にタッチパネルや画像表示装置の貼合せに使用する粘着シートとして有用である。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
またアクリル系樹脂とは(メタ)アクリル系モノマーを少なくとも1種含有するモノマー成分を重合して得られる樹脂である。
本発明の粘着シートは、特定のガラス転移温度を有する官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物、およびエチレン性不飽和基を一つ有するエチレン性不飽和化合物(C)を含有する粘着剤層を有する粘着シートである。
<官能基含有アクリル系樹脂(A)>
本発明の粘着シートにおいては、ガラス転移温度が−35℃以上である官能基含有アクリル系樹脂(A)を用いることを最大の特徴とする。官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度は−35℃〜30℃であることが好ましく、更に好ましくは−35℃〜0℃、特に好ましくは−35℃〜−10℃、殊に好ましくは−30℃〜−10℃である。官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が低すぎると耐ブリスター性が悪化し本発明の目的を達成することができない。また、ガラス転移温度が高すぎても段差追従性が低下しやすい傾向がある。
官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を上記範囲内にするためには、官能基含有アクリル系樹脂(A)を構成する単量体成分の種類や配合割合を適宜調整すればよい。
尚、上記のガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
Figure 0006729380
上記式中、
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:単量体Aのホモポリマーのガラス転移温度(K)
Wa:単量体Aの重量分率
Tgb:単量体Bのホモポリマーのガラス転移温度(K)
Wb:単量体Bの重量分率
Tgn:単量体Nのホモポリマーのガラス転移温度(K)
Wn:単量体Nの重量分率
(ただし、Wa+Wb+・・・+Wn=1)
である。
官能基含有アクリル系樹脂(A)は、後述の架橋剤(B)と反応することにより架橋点となりうる官能基を含有するものであり、官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アセトアセチル基、イソシアネート基、グリシジル基等が挙げられる。
これらの中でも、効率的に架橋反応ができる点で水酸基、カルボキシル基を含有することが好ましく、更に耐湿熱性も向上できる点で水酸基を含有することが好ましい。
本発明で用いられる官能基含有アクリル系樹脂(A)は、単量体成分として、官能基含有モノマー(a1)を必須成分として含有し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2)、必要に応じて更にその他の重合性モノマー(a3)を含有してなる単量体成分を重合してなるものである。
上記官能基含有モノマー(a1)としては、後述の架橋剤(B)と反応することにより架橋点となりうる官能基を含有するモノマーであればよく、例えば、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等が挙げられる。
これらの中でも、効率的に架橋反応ができる点で水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーを用いることが好ましく、更に耐湿熱性も向上できる点で水酸基含有モノマーを用いることが好ましい。
なお、被着体が金属又はその酸化物である場合には腐食しやすくなるため、カルボキシル基含有モノマーを用いないことが好ましい。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー、その他、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の1級水酸基含有モノマー;
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;
2,2−ジメチル2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマーを挙げることができる。
上記水酸基含有モノマーの中でも、架橋剤との反応性に優れる点で1級水酸基含有モノマーが好ましく、2−ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートを使用することが特に好ましい。
なお、本発明で使用する水酸基含有モノマーとしては、不純物であるジ(メタ)アクリレートの含有割合が、0.5%以下のものを用いることも好ましく、特には0.2%以下、更には0.1%以下のものを使用することが好ましく、具体的には、2−ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートが好ましい。
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、アクリルアミド−N−グリコール酸、ケイ皮酸等が挙げられ、中でも(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、2−(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート等が挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートやそれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジル等が挙げられる。
これら官能基含有モノマー(a1)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
上記官能基含有モノマー(a1)の単量体成分中における含有割合としては、好ましくは0.01〜70重量%、特に好ましくは0.1〜50重量%、更に好ましくは1〜35重量%、殊に好ましくは10〜30重量%である。官能基含有モノマー(a1)の含有割合が少なすぎると、アクリル系樹脂の凝集力が不足することにより、耐久性能が低下する傾向があり、多すぎるとアクリル系樹脂の粘度が高くなったり、保存安定性が低下する傾向がある。
かかる官能基含有モノマー(a1)として、水酸基含有モノマーを用いる場合においては、水酸基含有モノマーの含有割合が共重合成分全体に対して5〜50重量%であることが好ましく、特には7〜40重量%、更には10〜35重量%、殊には15〜30重量%であることが好ましい。水酸基含有モノマーの含有量が少なすぎると、粘着力が低下したり、耐湿熱性が低下したりする傾向があり、多すぎると、アクリル系樹脂の粘度が高くなり良好な塗膜を形成することが難しくなる傾向がある。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、iso−ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−デシルテトラデカニル(メタ)アクリレート等があげられる。
これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
本発明において、凝集力を上げる点で、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜8のメタクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2−1)を用いることが好ましく、更に好ましくは、主鎖の剛直性を効率良く上昇させ、耐ブリスター性を向上できる点や、モノマーとの共重合性(重合安定性)に優れる点から、アルキル基の炭素数が4〜8のメタクリル酸アルキルエステル系モノマー、特には、tert−ブチルメタクリレートを用いることが好ましい。
粘着剤層に疎水性を付与する点からは、ホモポリマーとしたときのガラス転移温度が−20℃以上、かつアルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2−2)(ただし、(a2−1)を除く。)を用いることが好ましい。
ホモポリマーとしたときのガラス転移温度が−20℃以上、かつアルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとしては、例えば、ラウリルアクリレート(Tg=−3℃;炭素数12)、セチルアクリレート(Tg=35℃;炭素数16)、n−ステアリルアクリレート(Tg=30℃;炭素数18)、イソステアリルアクリレート(Tg=−18℃;炭素数18)、ベヘニルアクリレート(Tg=46℃;炭素数22)、2−デシルテトラデカニルアクリレート(Tg=9℃;炭素数24)、2−エチルヘキシルメタクリレート(Tg=−10℃;炭素数8)、セチルメタクリレート(Tg=23.5℃;炭素数16)、n−ステアリルメタクリレート(Tg=38℃;炭素数18)、ベヘニルメタクリレート(Tg=44℃;炭素数22)、2−デシルテトラデカニルメタクリレート(Tg=10℃;炭素数24)等が挙げられる。
これらの中でも重合安定性、疎水性に優れる点で2−エチルヘキシルメタクリレート、イソステアリルアクリレートが好ましく用いられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2)の単量体成分中における含有割合としては、好ましくは5〜99重量%、特に好ましくは20〜80重量%、更に好ましくは40〜70重量%である。(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2)の含有割合が少なすぎると、耐ブリスター性や凝集力が低下する傾向にあり、多すぎると、粘着剤として使用した場合の粘着物性が低下する傾向にある。
上記アルキル基の炭素数が1〜8のメタクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2−1)を用いる場合における、単量体成分中における含有割合としては、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは15〜60重量%、更に好ましくは20〜50重量%である。含有割合が少なすぎると、凝集力の低下による耐ブリスター性が低下する傾向にあり、多すぎると、段差追従性が悪化する傾向にある。
上記ホモポリマーとしたときのガラス転移温度が−20℃以上、かつアルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2−2)を用いる場合における、単量体成分全体における含有割合としては、好ましくは1〜70重量%、特に好ましくは5〜60重量%、更に好ましくは7〜55重量%、殊に好ましくは10〜50重量%である。(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a2−2)の含有割合が少なすぎると、耐ブリスター性能が低下する傾向があり、多すぎるとアクリル系樹脂の粘度が高くなり、取扱いが困難になったり、粘着剤とした際の粘着物性が低下する傾向がある。
その他の重合性モノマー(a3)としては、例えば、
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環族の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン等の1つの芳香環を含有するモノマー;
ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等のビフェニルオキシ構造含有(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のエーテル鎖含有(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン、(メタ)アクリロイルモルホリン等を用いることができる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記その他の重合性モノマー(a3)の単量体成分中における含有割合としては、好ましくは0〜40重量%、特に好ましくは0〜30重量%、更に好ましくは0〜25重量%である。その他の重合性モノマー(a3)が多すぎると粘着特性が低下しやすい傾向がある。
上記の単量体成分を重合することにより官能基含有アクリル系樹脂(A)を製造することができる。官能基含有アクリル系樹脂(A)の重合方法としては、例えば、溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合などの従来公知の重合方法を用いることができ、重合条件についても従来公知の一般的な重合条件に従って重合することができるが、溶液重合で製造することが、安全に、安定的に、任意のモノマー組成で官能基含有アクリル系樹脂(A)を製造できる点で好ましい。
かかる溶液重合では、例えば、有機溶媒中に、(a1)〜(a3)の単量体成分、重合開始剤を混合あるいは滴下し、還流状態あるいは50〜98℃で0.1〜20時間重合すればよい。
上記重合反応に用いられる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、N−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等があげられる。これらの溶剤の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果や粘着剤塗工時の乾燥のし易さ、安全上の点から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましく、更に好ましくは、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンが好ましい。
かかる重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が具体例として挙げられる。これらは、使用するモノマーに合わせて適宜選択して用いることができ、単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
官能基含有アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、通常5万〜200万であり、好ましくは20万〜100万、特に好ましくは30万〜80万である。重量平均分子量が小さすぎると、耐久性能が低下する傾向があり、大きすぎると段差追従性が低下する傾向がある。
官能基含有アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、20以下であることが好ましく、特には15以下が好ましく、更には10以下が好ましく、殊には7以下が好ましい。かかる分散度が高すぎると粘着剤層の耐久性能が低下する傾向にある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
なお、重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×10、分離範囲:100〜2×10、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法を用いることができる。分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。
また、本発明で用いる官能基含有アクリル系樹脂(A)としては、活性エネルギー線反応性構造部位を有する官能基含有アクリル系樹脂、即ち、エチレン性不飽和基を含有する官能基含有アクリル系樹脂(エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂)を用いることが、活性エネルギー線照射後の粘着剤層をより高弾性率にできる点で好ましい。
上記エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂は、上記官能基含有アクリル系樹脂(A)が有する官能基と、官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物とを反応させることにより得ることができるものである。かかるエチレン性不飽和化合物としては、前記のカルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマー、グリシジル基含有不飽和モノマー、イソシアネート基含有不飽和モノマー、アミド基含有不飽和モノマー、アミノ基含有不飽和モノマー、スルホン酸基含有不飽和モノマー等が挙げられる。
例えば、アクリル系樹脂中の官能基がカルボキシル基の場合はグリシジル基含有不飽和モノマーやイソシアネート基含有不飽和モノマーが、該官能基が水酸基の場合はイソシアネート基含有不飽和モノマーが、該官能基がグリシジル基の場合はカルボキシル基含有不飽和モノマーやアミド基含有不飽和モノマーが、該官能基がアミノ基の場合はグリシジル基含有不飽和モノマーが、それぞれ選択され用いられる。中でも、アクリル系樹脂中の官能基が水酸基の場合で、エチレン性不飽和化合物がイソシアネート基含有不飽和化合物であることが官能基の反応性に優れる点で好ましい。
また、本発明において、粘着シートをタッチパネル用等の透明電極やその他の電子部材、特に精密電子部材に貼り合わせて用いる情報ラベル用途や、電子部材固定用途で使用する際には、耐腐食性が求められるため、この場合は、上記官能基含有アクリル系樹脂(A)が酸性基を含有しないものであることが好ましい。
<架橋剤(B)>
本発明で用いられる架橋剤(B)は、主として官能基含有アクリル系樹脂(A)が含有する官能基と反応することで、優れた粘着力を発揮するものであり、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。これらの中でも、基材との密着性を向上させる点や官能基含有アクリル系樹脂(A)との反応性の点で、イソシアネート系架橋剤が好適に用いられる。
上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、およびこれらのポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体等が挙げられる。
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエリスリトール、ジグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記アジリジン系架橋剤としては、例えば、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、N,N′−ジフェニルメタン−4,4′−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、N,N′−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)等が挙げられる。
上記メラミン系架橋剤としては、例えば、へキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサプトキシメチルメラミン、ヘキサペンチルオキシメチルメラミン、ヘキサヘキシルオキシメチルメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。
上記アルデヒド系架橋剤としては、例えば、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、マレインジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
上記アミン系架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ジエチレントリアミン、トリエチルテトラアミン、イソフォロンジアミン、アミノ樹脂、ポリアミド等が挙げられる。
上記金属キレート系架橋剤としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、パナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセトアセチルエステル配位化合物等が挙げられる。
また、これらの架橋剤(B)は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤(B)の配合量は、通常は、官能基含有アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.001〜10重量部であることが好ましく、さらに好ましくは0.01〜5重量部、特に好ましくは0.1〜2重量部である。架橋剤(B)の使用量が少なすぎると、凝集力が不足し、充分な耐久性が得られない傾向がみられ、多すぎると柔軟性が低下することにより段差追従性が低下する傾向がみられる。
アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)を架橋させ架橋物を形成させる際の反応温度としては、常温でもよいし、例えば20〜60℃で加熱してもよい。
<エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)>
本発明で用いられるエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)(以下、単官能不飽和化合物(C)と記載することがある。)としては、エチレン性不飽和基を一つ有する(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)(後述の(C2)を除く。以下、「単官能(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)」と記載することがある。)や、窒素原子を含有するエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C2)(以下、「窒素含有単官能不飽和化合物(C2)」と記載することがある。)を用いることが好ましい。
上記単官能(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)としては、長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(C1−1)、脂環族(メタ)アクリレート(C1−2)、芳香族(メタ)アクリレート(C1−3)、および、これら(メタ)アクリレートのオキシアルキレン構造変性化合物(C1−4)等が挙げられる。
長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(C1−1)としては、例えば、デカン(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−デシルテトラデカニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
脂環族(メタ)アクリレート(C1−2)としては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族(メタ)アクリレート(C1−3)としては、例えば、ビフェニル(メタ)アクリレート、ナフタレン(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(C1−1)〜(C1−3)のオキシアルキレン構造変性化合物(C1−4)としては、以下が挙げられる。
(C1−1)のオキシアルキレン構造変性化合物として、例えば、2−エチルヘキシルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、アルキルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アルキレングリコールモノアルキルエステル(メタ)アクリレート、アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(C1−2)のオキシアルキレン構造変性化合物として、例えば、t−ブチルシクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルオキシアルキル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(C1−3)のオキシアルキレン構造変性化合物として、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェニルトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェニルテトラグリコール(メタ)アクリレート、ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し4)(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し8)(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これら単官能(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)の中でも、長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(C1−1)や、脂環族(メタ)アクリレート(C1−2)および芳香族(メタ)アクリレート(C1−3)のオキシアルキレン構造変性化合物(C1−4)を用いることが安定的に粘着力を得られる点で好ましく、特に好ましくは、イソミリスチルアクリレート、イソトリデシルアクリレート、イソステアリルアクリレート、フェニルジエチレングリコールアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレートである。
上記窒素含有単官能不飽和化合物(C2)は、使用することで粘着剤の粘着力を向上させることができ、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系不飽和モノマー、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、アクリロイルモルフォリン、オキサゾリドンアクリレート等が挙げられるが、これらの中でも、(メタ)アクリルアミド系不飽和モノマーを使用することが難揮発性、粘着性能にバランスよく優れる点で好ましく、特に好ましくはブトキシメチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドである。
これらの中でも、本発明においては、着色しにくく光学的に透明な粘着剤層が得られ、更には粘着層に疎水性を付与できる点で、長鎖脂肪族アクリレート(C1−1)を用いることが好ましく、特に好ましくは、イソミリスチルアクリレート、イソトリデシルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2−デシルテトラデカニルアクリレートである。
また、単官能不飽和化合物(C)は、後述の通り活性エネルギー線及び熱のうちの少なくとも1つを用いて硬化させることで、粘着剤層中で重合物として存在するものであるが、かかる重合物のガラス転移温度が−80〜80℃となるように単官能不飽和化合物(C)を選択することが好ましい。
かかるガラス転移温度としては、特に好ましくは−60〜40℃、更に好ましくは−55〜10℃、殊に好ましくは−20〜0℃である。ガラス転移温度が高すぎると粘着性能が発揮されにくい傾向があり、低すぎると凝集力が低下する傾向がある。
なお、ガラス転移温度は上述したFoxの式より算出されるものである。
また、単官能不飽和化合物(C)は、粘着剤を柔軟にすると同時に、有機溶剤を使用した塗工時の乾燥性を向上させる効果があり、塗工乾燥時(特には厚膜塗工した際の乾燥時)に、有機溶媒に比べて揮発しにくく粘着剤層中にとどまりやすいものが用いられる。
単官能不飽和化合物(C)の引火点としては、40℃以上であることが好ましく、特に好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上、殊に好ましくは140℃以上である。引火点が低すぎると乾燥工程で揮発してしまう傾向がある。なお、通常引火点の上限は350℃である。
単官能不飽和化合物(C)の重量平均分子量としては、100〜2,000であることが好ましく、特に好ましくは120〜1,000、更に好ましくは160〜600、殊に好ましくは200〜400である。
かかる分子量が大きすぎると、粘着物性が低下する傾向があり、小さすぎると乾燥工程で揮発しやすくなる傾向がある。
<粘着シート>
本発明の粘着シートは、特定のガラス転移温度を有する官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物、および単官能不飽和化合物(C)を含有する粘着剤層を有する粘着シートである。
上記粘着剤層中において、単官能不飽和化合物(C)の含有割合が、粘着剤層全体に対して5〜70重量%であることが好ましく、特には9〜50重量%、更には12〜40重量%、殊に好ましくは15〜30重量%であることが好ましい。
かかる単官能不飽和化合物(C)の含有割合が少なすぎると段差追従性が低下する傾向があり、多すぎるとシート作成時の弾性率が低くなりすぎて、取り扱い性や塗膜の安定性が低下する傾向がある。
なお、上記単官能不飽和化合物(C)の含有割合については、粘着剤層を構成する有機溶剤を乾燥除去した後の粘着剤組成物全体に対する単官能不飽和化合物(C)の含有割合として求められる値である。
上記粘着剤層は、官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)を架橋させた後に、単官能不飽和化合物(C)を配合したものでもよいし、予め単官能不飽和化合物(C)を配合し、単官能不飽和化合物(C)の存在下で官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)を架橋させたものであってもよいが、段差追従性に優れた粘着シートが得られやすい点で、単官能不飽和化合物(C)の存在下で官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)を架橋させたものであることが好ましい。
官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)と単官能不飽和化合物(C)を用いて、本発明の粘着シートを製造する際の、官能基含有アクリル系樹脂(A)の配合量と単官能不飽和化合物(C)の配合量は、50:50〜95:5(重量比)であることが好ましく、特には65:35〜90:9、更には70:30〜85:15であることが好ましい。
官能基含有アクリル系樹脂(A)に対する単官能不飽和化合物(C)の配合量が多すぎると塗膜の安定性が低下する傾向があり、少なすぎると段差追従性が低下する傾向がある。
架橋剤(B)の配合量と単官能不飽和化合物(C)の配合量は、0.1:99.9〜20:80(重量比)であることが好ましく、特には0.3:99.7〜2:98、更には0.5:99.5〜1:99.0であることが好ましい。
架橋剤(B)の配合量に対する単官能不飽和化合物(C)の配合量が多すぎると塗膜の安定性が低下する傾向があり、少なすぎると段差追従性が低下する傾向がある。
本発明の粘着シートの粘着剤層には、粘着剤層に官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物と、単官能不飽和化合物(C)以外に、エチレン性不飽和基を二つ以上含有するエチレン性不飽和化合物(D)(以下、「多官能不飽和化合物(D)」と略すことがある。)を含有することが粘着剤層全体の凝集力を調整できる点で好ましく、更に重合開始剤(E)を含有することが、活性エネルギー線照射時および/または加熱時の反応を安定化させることができる点で好ましい。
上記多官能不飽和化合物(D)としては、例えば、1分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を含有するエチレン性不飽和モノマー、例えば、2官能モノマー、3官能以上のモノマーや、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物、ポリエステル(メタ)アクリレート系化合物を用いることができる。これらの中でも、エチレン性不飽和モノマー、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物を用いることが硬化速度や到達物性の安定性に優れる点で好ましい。
上記2官能モノマーとしては、エチレン性不飽和基を2つ含有するモノマーであればよく、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートジエステル等が挙げられる。
上記3官能以上のモノマーとしては、エチレン性不飽和基を3つ以上含有するモノマーであればよく、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物としては、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート系化合物であり、水酸基を含有する(メタ)アクリル系化合物と多価イソシアネート系化合物(必要に応じて、ポリオール系化合物)を、公知一般の方法により反応させて得られるものを用いればよい。ウレタン(メタ)アクリレート系化合物の重量平均分子量としては、通常300〜4000のものを用いればよい。
上記粘着剤層中において、多官能不飽和化合物(D)の含有割合が、粘着剤層全体に対して20〜0.1重量%であることが好ましく、特には10〜0.2重量%、更には5〜0.3重量%、殊には1〜0.5重量%であることが好ましい。
かかる多官能不飽和化合物(D)の含有割合が少なすぎると活性エネルギー線照射により硬化した際の信頼性が低下する傾向があり、多すぎると、活性エネルギー線照射により硬化した際の凝集力が上がりすぎ、硬化収縮が起こり粘着性能が低下する傾向がある。
なお、上記多官能不飽和化合物(D)の含有割合については、粘着剤層を構成する有機溶剤を乾燥除去した後の粘着剤組成物全体対する多官能不飽和化合物(D)の含有割合として求められる値である。
また、粘着剤層中の多官能不飽和化合物(D)の含有量は、単官能不飽和化合物(C)100重量部に対して、0.01〜50重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.5〜20重量部、更に好ましくは1〜5重量部である。多官能不飽和化合物(D)の含有量が多すぎると、後硬化工程において、凝集力が上がりすぎ、硬化収縮が起こり粘着性能が低下する傾向があり、少なすぎると保持力が不十分となる傾向がある。
官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)と単官能不飽和化合物(C)に、さらに多官能不飽和化合物(D)を用いて、本発明の粘着シートを製造する際の、多官能不飽和化合物(D)の配合量は、官能基含有アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜50重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜30重量部、更に好ましくは0.5〜20重量部、殊に好ましくは1〜5重量部である。多官能不飽和化合物(D)の配合量が多すぎると、後硬化工程において、凝集力が上がりすぎ、硬化収縮が起こり粘着性能が低下する傾向があり、少なすぎると保持力が不十分となる傾向がある。
上記重合開始剤(E)としては、例えば、光重合開始剤(e1)、熱重合開始剤(e2)等の種々の重合開始剤を用いることが可能であるが、特には光重合開始剤(e1)を使用することが、ごく短時間の紫外線等の活性エネルギー線照射により硬化させることが可能となる点で好ましい。
また、必要に応じて、両方を併用することも好ましい。
上記光重合開始剤(e1)、および熱重合開始剤(e2)としては、公知一般の重合開始剤を用いればよい。
上記光重合開始剤(e1)としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。なお、これら光重合開始剤(e1)は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
また、これらの助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。
これらの中でも、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイルイソプロピルエーテル、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンを用いることが好ましい。
また、上記熱重合開始剤(e2)としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセテートパーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α′−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノオエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメトルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等の有機過酸化物系開始剤;2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドリドクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド}、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4′−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2′−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等のアゾ系開始剤;等が挙げられる。なお、これらの熱重合開始剤(e2)は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記重合開始剤(E)の粘着剤層中の含有量については、単官能不飽和化合物(C)100重量部(多官能不飽和化合物(D)を使用する場合には、(C)と(D)の合計100重量部)に対して、0.01〜50重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜20重量部、さらに好ましくは0.3〜12重量部、殊に好ましくは0.5〜5重量部である。上記重合開始剤(E)の含有量が少なすぎると、硬化性に乏しく物性が安定しなくなる傾向がみられ、多すぎてもそれ以上の効果が得られない傾向がみられる。
本発明の粘着シートは、粘着剤層を基材シート上に設けた粘着シートや、粘着剤層を離型シート上に設けた両面粘着シート、被着体貼合時に基材シートを有さない状態で使用される基材レス両面粘着シート等が挙げられるが、透明性に優れ、構成する厚みに対しての粘着力が高い点で基材レス両面粘着シートが好ましい。
本発明の粘着シートの製造方法としては、例えば、官能基含有アクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)、単官能不飽和化合物(C)を必須成分として含有し、更に必要に応じてエチレン性不飽和基を二つ以上含有するエチレン性不飽和化合物(D)、重合開始剤(E)を含有する粘着剤組成物を、基材シートや離型シートに塗工、乾燥し、必要により養生することにより、官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物、および単官能不飽和化合物(C)を含有する粘着剤層を有する本発明の粘着シートが得られる。
基材レス両面粘着シートの場合は、例えば、離型シート上に粘着剤組成物を塗工し、乾燥することにより得られる粘着剤層を形成した後、該粘着剤層の離型シートのない側に、更に別の離型シートを貼合し、必要により養生することにより製造することができる。
上記基材シートとしては、例えば、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ボリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂や商品名「アートン(環状オレフィン系ポリマー;JSR社製)」、商品名「ゼオノア(環状オレフィン系ポリマー;日本ゼオン社製)」等の環状オレフィン系樹脂が挙げられる;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体;三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂;ポリスチレン;ポリカーボネート;ポリアリレート;ポリイミド等の合成樹脂シート,アルミニウム、銅、鉄の金属箔,上質紙、グラシン紙等の紙,硝子繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布が挙げられる。これらの基材シートは、単層体として又は2種以上が積層された複層体として用いることができる。
また、基材シートとしては、ITO(酸価インジウムスズ)電極膜やCuメッシュ、Agメッシュ、Agナノファイバー、またはポリチオフェン等の有機系導電幕等の透明電極膜、または、電極膜付きの上記各種基材、偏光板、位相差板、楕円偏光板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、AR(アンチリフレクション)フィルム等の光学部材を用いてもよい。
上記離型シートとしては、上記基材シートで例示した各種合成樹脂シート、紙、布、不織布等に離型処理したものを使用することができ、例えば、シリコン系の離型シート、オレフィン系の離型シート、フッ素系の離型シート、長鎖アルキル系の離型シート、アルキッド系の離型シートが挙げられる。
上記粘着剤組成物の塗工方法としては、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター等用いればよい。
上記乾燥条件としては、乾燥条件については、乾燥温度が、通常50℃〜250℃、好ましくは60℃〜120℃、更に好ましくは65℃〜95℃である。乾燥時間は、通常10秒〜10分である。
上記養生処理の条件としては、温度は通常室温〜70℃、時間は通常1日〜30日であり、具体的には、例えば23℃で1日〜20日間、好ましくは、23℃で3〜10日間、40℃で1日〜7日間等の条件で行えばよい。
本発明の粘着シートの粘着剤層の厚みは、通常、5〜300μmであることが好ましく、特に好ましくは10〜250μm、更に好ましくは25〜200μm、殊に好ましくは50〜175μmである。
かかる粘着剤層の厚みが薄すぎると段差追従性が低下する傾向があり、厚すぎると光学部材全体の厚みが増しすぎてしまう傾向がある。
また、特に厚膜の粘着剤層を得る場合には、10μm以上の膜厚で塗工することが好ましく、特に好ましくは50μm以上、更に好ましくは100μm以上であり、かかる膜厚の上限としては、塗工時の膜厚で通常800μmである。
なお、上記膜厚は、ミツトヨ社製「ID−C112B」を用いて、粘着シート全体の厚みの測定値から、粘着剤層以外の構成部材の厚みの測定値を差し引くことにより求めた値である。
本発明の粘着シート(活性エネルギー線照射及び/又は加熱による硬化前)の粘着剤層のゲル分率については、粘着力や段差追従性の点から5〜60%であることが好ましく、更には10〜50%、特には20〜45%であることが好ましい。ゲル分率が低すぎると凝集力の低下により粘着シートが異物により跡がついたり、粘着シートが垂れる傾向がある。また、ゲル分率が高すぎると凝集力の上昇により段差追従性が低下したり、被着体への密着性が低下し、耐ブリスター性が悪化する傾向がある。
本発明の粘着シートの活性エネルギー線照射及び/又は加熱による硬化後の粘着剤層のゲル分率については、耐久性能と粘着力の点から10〜95%であることが好ましく、特には20〜90%が好ましく、殊には30〜80%であることが好ましい。ゲル分率が低すぎると凝集力の低下により粘着層の耐久性が悪化する傾向がある。また、ゲル分率が高すぎると凝集力の上昇により界面との密着性が低下する傾向がある。
上記ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材となる高分子シート(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等)に粘着剤層が形成されてなる粘着シート(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。ただし、基材の重量は差し引いておく。
かくして得られる本発明の粘着シートは、粘着剤層に特定のガラス転移温度を有する官能基含有アクリル系樹脂(A)と、架橋剤(B)との架橋物に加えて、単官能不飽和化合物(C)を含有するものであるために、単官能不飽和化合物(C)が粘着剤に可塑効果を付与することで粘着剤層の弾性率が低くなるために被着体の段差(凹凸)に対して優れた追従性を発揮する。また官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が通常より高いことにより、架橋剤の含有量を低減させることができ、従ってアクリル系樹脂の熱架橋による密着性の低下を最小限に抑制することができる。
そして、被着体を貼合した後には、粘着剤層に活性エネルギー線照射及び/又は加熱することで、粘着剤層中に含まれる単官能不飽和化合物(C)が重合し、被着体とより強固に接着することが可能となるものである。
上記粘着シートと被着体との貼合方法としては、例えば、上記粘着シートの粘着剤層面を被着体に貼合した後、オートクレーブ等で加熱加圧処理(例えば、50℃・0.5MPa×30分)を行う方法が挙げられる。
本発明において、粘着剤層を活性エネルギー線照射により硬化する場合には、基材シート、被着体の少なくとも一方に透明なものを用い、かかる透明な面から活性エネルギー線照射を行えばよい。
上記活性エネルギー線照射に際しては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線照射による硬化が有利である。なお、電子線照射を行う場合は、上記光重合開始剤(e1)を用いなくても硬化可能である。
そして、上記紫外線照射を行う時の光源としては、高圧水銀灯、無電極ランプ、超高圧水銀灯カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライト、LEDランプ等が用いられる。上記高圧水銀ランプの場合は、例えば、5〜3000mJ/cm、好ましくは50〜2000mJ/cmの条件で行われる。また、上記無電極ランプの場合は、例えば、2〜2000mJ/cm、好ましくは10〜1000mJ/cmの条件で行われる。そして、照射時間は、光源の種類、光源と塗布面との距離、塗工厚、その他の条件によっても異なるが、通常は、数秒〜数十秒、場合によっては数分の1秒でもよい。一方、上記電子線照射の場合には、例えば、50〜1000Kevの範囲のエネルギーを持つ電子線を用い、2〜50Mradの照射量とするのがよい。
また、粘着剤層を熱により硬化する場合には、上記重合開始剤(E)として、熱重合開始剤(e2)を用い、加熱により重合反応を開始し、進行させる。加熱による硬化時の処理温度や処理時間は、使用する熱重合開始剤(e2)の種類によって異なるものであり、通常、開始剤の半減期より計算されるものであるが、処理温度は、通常70〜170℃であることが好ましく、処理時間は、通常0.2〜20分が好ましく、特には0.5〜10分が好ましい。
かくして本発明の粘着シートを被着体に貼合し、活性エネルギー線照射及び加熱のうちの少なくとも一方を行うことで、硬化後の本発明の粘着剤層が被着体に積層してなる粘着剤層付き積層体([被着体/粘着剤層/基材シート]、あるいは基材レス両面粘着シートとした際には[被着体/粘着剤層/被着体])を得ることができる。
上記被着体としては、特に限定されるものではないが、例えば、ITOフィルム、Cuメッシュ、Agナノファイバーやポリチオフェン等の有機系導電幕等の透明電極膜、偏光板、位相差板、楕円偏光板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、AR(アンチリフレクション)フィルム等の光学部材が挙げられる。特には表面に段差を有する被着体であることが、本発明の追従性に優れた粘着シートの効果が顕著に発揮され、好ましく、例えば、1〜100μm、特には3〜50μm、更には、5〜30μmといった段差を表面に有する被着体であっても、良好な追従性を発揮するものである。
本発明の粘着シートは、粘着剤層の貯蔵弾性率が23℃、1Hzにて1.0×10〜1.0×10であり、かつ50℃、1Hzにおけるtanδが、0.5〜0.7であることが好ましい。
また、活性エネルギー線及び/又は熱による硬化後の粘着剤層の貯蔵弾性率が23℃、1Hzにて1.0×10以上であり、かつ50℃、1Hzにおけるtanδが、0.5未満であることが好ましい。
本発明の粘着シートは、ガラスやITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途に有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネル等の画像表示装置に対して好適に用いることができる。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
まず、下記のようにして各種官能基含有アクリル系樹脂(A)溶液を調製した。なお、官能基含有アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、分散度、ガラス転移温度の測定に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
なお、固形分濃度の測定に関しては、アルミ箔に官能基含有アクリル系樹脂(A)溶液1〜2gを取り、ケット(赤外線乾燥機、185W、高さ5cm)で45分間加熱乾燥し、乾燥前後の重量変化を測定し、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
〔官能基含有アクリル系樹脂(A)溶液の製造〕
[官能基含有アクリル系樹脂(A−1)]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート(a2)29部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)30部、2−エチルヘキシルメタクリレート(a2−2)15部、イソステアリルアクリレート(a2−2)15部、tert−ブチルメタクリレート(a2−1)11部、及びアセトン8部、メチルエチルケトン41部、酢酸エチル5部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.04部を加え、メチルエチルケトン還流温度で3時間反応後、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.02部、酢酸エチル3部を加え、更に4時間反応し、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液を得た。得られたアクリル系樹脂溶液100部(樹脂分)に、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート0.03部を仕込み、50℃で12時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基をヒドロキシエチルアクリレートに対して0.13モル%付加した官能基含有アクリル系樹脂(A−1)溶液(重量平均分子量29.6万、分散度3.72、ガラス転移温度−25.4℃、固形分60%、粘度12,000mPa・s(25℃))を得た。
〔官能基含有アクリル系樹脂(A−2)]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート(a2)50部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)30部、tert−ブチルメタクリレート(a2−1)20部、及び酢酸エチル76部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.04部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.02部、酢酸エチル3部を加え、更に3時間反応し、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液を得た。得られたアクリル系樹脂溶液100部(樹脂分)に、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート0.03部を仕込み、50℃で12時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基をヒドロキシエチルアクリレートに対して0.08モル%付加した官能基含有アクリル系樹脂(A−2)溶液(重量平均分子量62.2万、分散度4.95、ガラス転移温度−32.2℃、固形分49.1%、粘度16,000mPa・s(25℃))を得た。
〔官能基含有アクリル系樹脂(A’−1)〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート(a2)70部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)30部、及び酢酸エチル150部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.04部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液を得た。得られたアクリル系樹脂溶液100部(樹脂分)に、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート0.03部を仕込み、50℃で12時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基をヒドロキシエチルアクリレートに対して0.17モル%付加した官能基含有アクリル系樹脂(A’−1)溶液(重量平均分子量69.1万、分散度4.99、ガラス転移温度−56.1℃、固形分51.7%、粘度20,000mPa・s(25℃))を得た。
上記のように製造した官能基含有アクリル系樹脂(A−1)、(A−2)および(A’−1)について、原料モノマー成分の含有量、各原料モノマー成分をホモポリマーとしたときのガラス転移温度、官能基含有アクリル系樹脂の重量平均分子量、分散度、粘度を下記の表1に示す。
Figure 0006729380
表1の略称は下記の化合物を表す。
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
tBMA:tert−ブチルメタクリレート
2EHMA:2−エチルヘキシルメタクリレート
ISTA:イソステアリルアクリレート
[架橋剤(B)]
架橋剤(B−1)として以下のものを用意した。
・トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物の55%酢酸エチル溶液(日本ポリウレタン社製「コロネートL−55E」)
[単官能不飽和化合物(C)]
単官能不飽和化合物(C)として以下のものを用意した。
・(C1−1a)イソトリデシルアクリレート(日立化成社製「FA−113A」)
・(C1−1b)2−デシルテトラデカニルアクリレート(共栄社化学社製「DTD−A」)
・(C1−1c)イソステアリルアクリレート(大阪有機化学工業社製「ISTA」)
[多官能不飽和化合物(D)]
多官能不飽和化合物(D−1)として以下のものを用意した。
・トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)
[重合開始剤(E)]
重合開始剤(E−1)として以下のものを用意した。
・1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとベンゾフェノンの1:1の混合物(チバジャパン社製「イルガキュア500」)
<実施例1>
上記官能基含有アクリル系樹脂(A−1)100部(樹脂分)に、架橋剤(B−1)0.2部、単官能不飽和化合物(C−1)40部、多官能不飽和化合物(D−1)1部、光重合開始剤(E−1)1部を配合し、粘着剤組成物溶液を調製した。
かかる粘着剤組成物溶液を、ポリエステル系離型シートに、乾燥後の厚みが100μmとなるように塗布し、90℃で5分間乾燥し、粘着剤層を形成させた。得られた粘着剤層をポリエステル系離型シートではさみ、40℃条件下で3日間エージングさせて基材レス両面粘着シート[I−1]を得た。
また、上記で得られた基材レス両面粘着シートの粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、厚み125μmの易接着処理ポリエチレンテレフタレート(PET)シートに押圧し、粘着剤層の膜厚が100μmの粘着剤層付きPETシート[II−1]を得た。
さらに、上記基材レス両面粘着シートの粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、厚み50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シートに押圧し、粘着剤層の膜厚が100μmの粘着剤層付きPETシート[III−1]を得た。
<実施例2、比較例1,2>
(A)〜(E)成分の配合割合を表2に記載の配合割合に変更した以外は実施例1と同様にして基材レス両面粘着シート[I−2]、[I’−1]、[I’−2]および粘着剤層付きPETシート[II−2]、[II’−1]、[II’−2]、[III−2]、[III’−1],[III’−2]を得た。
<実施例3>
(A)〜(E)成分の配合割合を表2に記載の配合割合に変更し、乾燥後の厚みが160μmとなるように塗布した以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の膜厚が160μmの基材レス両面粘着シート[I−3]および粘着剤層付きPETシート[II−3]、[III−3]を得た。
Figure 0006729380
上記基材レス両面粘着シート[I−1]〜[I−3]、[I’−1]、[I’−2]を用いて粘着剤層のゲル分率、粘着剤層の光学特性及び、耐ブリスター性を測定した。また、上記粘着剤層付きPETシート[II−1]〜[II〜3]、[II’−1]、[II’−2]を用いて粘着剤層の粘着力を測定し、段差追従性を評価した。さらに上記粘着剤層付きPETシート[III−1]〜[III−3]、[III’−1]、[III’−2]を用いて粘着剤層の耐湿熱性を評価した。結果を下記の表3に示す。
〔紫外線照射前ゲル分率〕
上記基材レス両面粘着シート[I−1]〜[I−3]、[I’−1]、[I’−2]をそれぞれ40mm×40mmに裁断した後、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置した。その後、一方の離型シートを剥がし、粘着剤層側を50mm×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した後、もう一方の離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行った。
〔紫外線照射後ゲル分率〕
上記基材レス両面粘着シート[I−1]〜[I−3]、[I’−1]、[I’−2]をそれぞれをそれぞれ40mm×40mmに裁断した後、高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行い(500mJ/cm×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置した。その後、一方の離型シートを剥がし、粘着剤層側を50mm×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した後、もう一方の離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行った。
〔粘着力(初期粘着力)〕
上記粘着剤層付きPETフィルム[II−1]〜[II〜3]、[II’−1]、[II’−2]をそれぞれ、幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラスに23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、23℃、相対湿度50%の雰囲気下で30分放置し、常温で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
〔粘着力(硬化後粘着力)〕
上記粘着剤層付きPETフィルム[II−1]〜[II〜3]、[II’−1]、[II’−2]をそれぞれ、幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラスに23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、オートクレーブで50℃・0.5MPa×20分の加圧加熱処理を行った。その後、PETフィルム側から高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行い(500mJ/cm×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置した後、常温で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
〔段差追従性〕
無アルカリガラス上に、25μm、38μm、50μm、70μm、100μmのPETフィルムをそれぞれセロハンテープで固定し、段差付きのガラスを作製した。上記粘着剤層付きPETシート[II−1]〜[II〜3]、[II’−1]、[II’−2]をそれぞれ、その段差付きガラスに対し、23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、オートクレーブで50℃・0.5MPa×20分の加圧加熱処理を行った。その後、PETフィルム側から高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行い(500mJ/cm×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置した後、段差への追従性を目視で下記のとおり評価した。
(評価)
◎・・・段差部に空気の噛みこみや浮きが確認できなかった。
○・・・段差部の一部に空気の噛み込みがわずかに確認できるが、浮きは確認できなかった。
△・・・段差部の一部に空気の噛み込みや浮きが確認できた。
×・・・段差部に大きな浮きが確認できた。
〔粘着剤層の光学特性測定〕
[光学測定用サンプルの作製]
上記基材レス両面粘着シート[I−1]〜[I−3]、[I’−1]、[I’−2]をそれぞれ25mm×25mmになるよう裁断し、高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行った(500mJ/cm×2パス)。その後、粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、粘着剤層側をスライドガラス(コーニング社製、イーグルXG)に貼り合わせた後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行い、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置した。最後にもう一方の離型シートを剥がし「スライドガラス/粘着剤層」の構成を有する試験片を作製した。
得られた試験片を用いてヘイズ値、色差b*値を測定した。
[ヘイズ値]
ヘイズ値は、拡散透過率及び全光線透過率を、HAZE MATER NDH2000(日本電色工業社製)を用いて測定し、得られた拡散透過率と全光線透過率の値を下記式に代入して、ヘイズを算出した。なお、本機はJIS K7361−1に準拠している。
ヘイズ値(%)=(拡散透過率(%)/全光線透過率(%))×100
[色差]
色差b*値は、JIS K7105に準拠して測定したものであり、測定は、分光色差計(SE6000:日本電色工業社製)を用いて、透過条件で行った。
なお、本発明における、ヘイズ、全光線透過率、色差b*値の測定は、粘着剤層のみを、無アルカリガラス(全光線透過率=93、ヘイズ=0.06、b*値=0.16)に貼着し測定した値である。
〔耐湿熱性〕
上記粘着剤層付きPETフィルム[III−1]〜[III−3]、[III’−1]、[III’−2]をそれぞれ25mm×25mmになるよう裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側をスライドガラス(コーニング社製、イーグルXG)に貼り合わせた後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行った。その後、PETフィルム側から高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行い(500mJ/cm×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置し、「スライドガラス/粘着剤層/PETフィルム」の構成を有する試験片を作製した。
得られた試験片を用いて、85℃×85%R.H.の雰囲気下で168時間の耐湿熱性試験を行い、耐湿熱性試験開始前と、耐湿熱性試験後のヘイズ値の測定し、下記の基準で評価した。ヘイズ値は、上記粘着剤層の光学特性測定と同様の方法で測定した。
(評価)
○・・・耐湿熱性試験後のヘイズ値が2.0%未満であり、耐湿熱性試験前後でヘイズ値の上昇割合が1.2倍以内。
△・・・耐湿熱性試験直後のヘイズ値が2.0%未満であり、耐湿熱性試験前後でヘイズ値の上昇割合が1.2倍よりも大きい。
×・・・耐湿熱性試験直後のヘイズ値が2.0%以上。
〔耐ブリスター性〕
上記粘着剤層付きPETフィルム[II−1]〜[II−3]、[II’−1]、[II’−2]をそれぞれ25mm×50mmになるよう裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側を厚み2mmの未処理ポリカーボネート板に貼り付け、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行った。次いで、PETフィルム側から高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm,積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行い(500mJ/cm×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で30分放置し、「ポリカーボネート板/アクリル系粘着剤層/PETフィルム」の構成を有する試験片を作製した。
その後、85℃×85%R.H.の雰囲気下で24時間静置し、静置前後のブリスター発生程度を目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
(評価)
◎…発泡がない。
○…φ0.5mm以下の発泡がみられたが、φ0.5mmを超える発泡がなかった。
△…φ0.5mmを超える発泡が貼付面全体の1/3未満に発生。
×…φ0.5mmを超える発泡が貼付面全体の1/3以上に発生。
Figure 0006729380
上記結果より、粘着剤層の厚みが100μmの実施例1および2の粘着シートは、25μm、38μmの段差に対して非常に優れた追従性を示すものであり、実施例1の粘着シートは50μmの段差に対しても十分な追従性を示すことがわかる。
また、粘着剤層の厚みが160μmの実施例3の粘着シートは、25μm、38μm、50μmの段差に対して非常に優れた追従性を示すものであり、75μmの段差に対しても十分な追従性を示すことがわかる。これは、粘着剤層の厚みに対して47%程度の段差に対して十分な追従性を示すものであり、粘着剤層の厚みに対して50%の段差に対して十分な追従性を示す実施例1の粘着シートと同程度に優れた段差追従性を有するものであることがわかる。
更に、実施例1〜3の粘着シートは、粘着シートをタッチパネル等の光学部材の貼合せ用途に使用する場合に要求される物性である、強粘着力、耐湿熱白化性、耐ブリスター性等にも優れるものであることがわかる。
一方、ガラス転移温度が−35℃より低い官能基含有アクリル系樹脂(A)を用いた比較例1、2の粘着シートでは、段差追従性、耐ブリスター性に劣るものであることがわかる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、2015年8月3日出願の日本特許出願(特願2015−153476)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の粘着シートは段差追従性に優れるものであり、更には、粘着力が高く、高い光透過性を有し、ヘイズを発生させにくい点で、ガラスやITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途に有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネルに対しても好適に用いることができる。

Claims (8)

  1. 官能基含有アクリル系樹脂(A)と架橋剤(B)の架橋物、およびエチレン性不飽和基を一つ有するエチレン性不飽和化合物(C)を含有する粘着剤層を有する粘着シートであり、
    前記官能基含有アクリル系樹脂(A)が、水酸基含有モノマー及びアルキル基の炭素数が4〜8のメタクリル酸アルキルエステル系モノマーを含有する単量体成分を重合してなるアクリル系樹脂であり、前記水酸基含有モノマーの含有割合は単量体成分全体に対して10〜40重量%であり、
    前記官能基含有アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が−35℃以上である粘着シート。
  2. 前記粘着剤層の厚みが5〜300μmである、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記粘着剤層の両側に離型シートが積層されてなる両面粘着シートである、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 請求項1〜のいずれか1項に記載の粘着シートの粘着剤層面を、被着体に貼合し、活性エネルギー線照射及び加熱のうちの少なくとも一方を行う粘着剤層付き積層体の製造方法。
  5. 前記被着体の表面に1〜100μmの段差がある、請求項記載の粘着剤層付き積層体の製造方法。
  6. 請求項または記載の粘着剤層付き積層体の製造方法により得られる粘着剤層付き積層体。
  7. 請求項記載の粘着剤層付き積層体を有する画像表示装置。
  8. 請求項記載の粘着剤層付き積層体を有するタッチパネル。
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