JP2010525089A - 両面感圧接着テープ - Google Patents

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Abstract

【課題】 LC−ディスプレーのバックライティング装置中の反射フィルムを接合するために用いるために薄さ許容範囲が最少化されそして従来の接着フィルムの改善された代替性を示す両面接着テープの提供。
【解決手段】 1つの支持体フィルム層及び2つの感圧接着剤層を持つ、液晶ディスプレーシステムのバックライティング装置中の反射フィルムを接合するための接着テープにおいて、全体厚(平均値)が30μmより薄くそして全体厚の標準偏差が1.25μmより少ないことを特徴とする、上記接着テープ。

Description

本発明は、LC−ディスプレーのバックライティング装置の反射フィルムを接合するための両面感圧接着テープに関する。
工業化の時代において感圧接着テープは広く知られた加工用補助品である。特にエレクトロニック工業において使用するために感圧接着テープには非常に高度の要求が求められている。粘着テープはガス放出挙動が小さく、広い温度範囲で使用できるべきであり、製造許容範囲が小さくそして出来るだけ薄い全体厚のもとで出来るだけ高い接着力を保証するべきである。
用途分野は、コンピュータ、テレビジョン、ラップトップ、PDAs、携帯電話、デジタルカメラ等に必要とされる液晶データディスプレー(LC−ディスプレー、LCDs)である。この種類の用途のための非常に普及したタイプのLCD−モジュールを図1に例示的に示す。図1の場合、符号は以下を意味する:
1…LCDガラス
2…両面黒色白色接着テープ
3…感圧接着テープ
4…光源(LED)
5…光線
6…両面接着テープ
7…光導波管
8…反射フィルム
9… LCD−ケーシング
10…接着テープの黒色吸収側
11…反射側
12…視認域
13…“ブラインド”域。
LC−ディスプレーを製造するためにはバックライティング装置を実際のLC−ディスプレーと接合する。小型化を進める一環として、設計者はLC−ディスプレーの全体的構造を常に薄く設計することがますます要求されている。
バックライティング装置のハウジング中には、発光ダイオードユニット(LED−ユニット)から放射する光をLC−ディスプレーに一様に反射する機能を満足する反射フィルムが取付られている。この場合、ディスプレー中の後ろの方に輝きのある光点が認められないように、できるだけ均一な光分布を達成しなければならない。これの一つの前提条件は反射フィルムの側の非常に良好な平面であることであり、何故ならばさもないと光の反射が凹凸によって乱れるからである。それ故にこの反射フィルムは、それとハウジングとの間の例えば封入空気を裂けるために、特に有利には両面接着テープで固定される。
ハウジング中へのバックライティング装置の固定は、平面状態に関する前述の要求を満足する両面接着テープによってしばしば行われる。それ故に従来には、この接着テープが十分な安定性を有していなければならず、このために十分に強くかつ安定した支持体フィルムを持つ両面接着テープを使用することから出発している。しかしながらこの様な支持体フィルムの欠点は必ず厚さ許容範囲を有しており、換言すれば、全面積にわたって厳密な厚さを有し得ないことである。これに対して、非常に薄いフィルムは十分な安定性を有しておらず、従って波打っており、平坦さを保証できないことが予想される。
接着層を著しく薄くすることも、接着力を悪くさせることが予想され、それ故にハウジングへ反射フィルムを接合した構造物に必要とされる強度を保証できないので、考えられていなかった。
それ故に本発明の課題は、特にLC−ディスプレーのバックライティング装置中の反射フィルムを接合するために用いるために厚さ許容範囲が最少化されそして従来の接着フィルムとの改善された代替性を示す両面接着テープを提供することである。
この用途では出来るだけ薄い全体厚、厚さに関しての出来るだけ小さい許容範囲及び接合過程での良好な加工特性を有する特に両面接着テープが要求される。
本発明において驚くべきことに、非常に薄い支持体フィルムを持つ両面感圧接着テープが、加工行程にとって必要な安定性を有し、高い接着強度を薄い全体厚の下で示しそしてそれ故にバックライティング装置中の反射フィルムの接合にとって非常に良好に適していることを見出した。
従って本発明は、多層構造を有しそして30μmの全体厚(平均値)を有する両面感圧接着テープに関する。本発明の課題を解決するのには、<25μm、殊に<20μm、特に<10μm、中でも<5μmの全体厚(平均値)である感圧接着テープが特に適している。
この明細書における全体厚としては個々の測定値の算術平均値を意味する(実験部分参照)。
本発明の感圧接着テープの別の基準は平坦さ、要するに接着テープの厚さ(全体厚)の一様さである。これは下記式の標準偏差(s)によって得られる:
Figure 2010525089
式中、nは測定されたデータ値の番号であり、xは個々の測定値でありそしてxは測定値の平均値である。sが小さければ小さいほど、接着テープは厚さに関してますます一様である。
4s(標準偏差sの4倍)の値はしばしばいわゆる許容範囲、仕様限界又は厚さ公差の最大偏差と称される。
は吸収のための黒色層及び反射のための白色層を持つ従来技術に従う両面感圧接着テープの概略図を示している。 は本発明の有利な一つの実施態様を示す感圧接着テープの概略図である。
本発明の接着テープは特に<5μm、特に<2μm、中でも<2μmの層厚許容範囲を有しているのが有利であり、全体厚において非常に高度な均一性を有している。
この場合、特に小さい標準偏差(小さい層厚許容範囲に相当する)は薄い全体厚で補正する。個々の例は、<5μm、更に好ましくは3μmより小さい許容範囲で<20μmの厚さを持つ本発明に従う(特に三層の)接着テープである。中でも5μmより薄い全体厚である三層接着テープ(支持体フィルム厚:<1μm、支持体層の両側の感圧接着剤層厚:それぞれ<2μm)が特に有利であることが判っている。この場合、層厚許容範囲(4sの仕様限界)は<3μmであり、特に有利な実施態様においては<2.5μmであり、更に有利な実施態様においては<1μmに下げることができる。
本発明の感圧接着テープの例示的な製品構造を図2に例示する。図中、(a)は支持体フィルム層でありそして(b)及び(b’)は接着剤層を図示している。
製品構造:
本発明の感圧接着テープは支持体フィルム層(a)と2枚の接着剤層(b)及び(b’)よりなり、これら感圧接着剤は互いに同じでも異なっていてもよく、しかも層厚に関しても、かつ、化学組成に関しても互いに同じでも異なっていてもよい。
両面感圧接着テープの加工性を改善するために、非常に有利な実施態様において、該テープは少なくとも1枚の剥離ライナーを装備している。これは両面接着テープの巻き解くことを可能とし並びに打ち抜き法で並びにシート状で更に加工することを可能とする。さらに、両面感圧接着テープに二枚の剥離ライナーを装備させること、いわゆる両面の接着剤を一種類の又は異なる剥離ライナーで覆うことが必要な場合もある。これは製品を打ち抜くときに非常に有利であり得る。特に、これは打ち抜き加工が非常に薄い感圧接着テープの場合に要求が高まる。
本発明の両面感圧接着テープの全体厚は30μmより厚くない(この全体厚には、場合によって存在する剥離ライナーを含まれない。)。特に有利な一つの実施態様においては両面感圧接着テープの全体厚は2〜29μm、特に3〜21μmである。
薄い支持体フィルム層厚によって両面感圧接着テープは非常に良好な柔軟性を有しており、これが基体上(例えば反射フィルム上又は合成樹脂ハウジング上)に非常に細かい微細構造を補償すること及び接着剤の良好な濡れ挙動によって高い接着効率を達成することも可能とする。それにもかかわらず、驚くべきことに必要な安定性を保証することができた。
支持体フィルム(a):
支持体フィルム(a)は0.5〜12μm、特に0.9〜8μm、中でも0.9〜2μmの層厚を有しているのが有利である。
フィルム状支持体としては原則として、あらゆるフィルム状ポリマー支持体を使用することができる。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリフェニルスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリメタクリレート、スチレンベースフィルム、ポリカルボナート、ポリエーテルケトン類、ポリアリール類、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリブチラール、ポリエチルビニルアセテート、ポリエチレンナフタレート及びフッ素化ポリマーを使用することが可能である。特に有利な一つの実施態様においては、ポリエステルフィルム、特に好ましくはPET−フィルム(ポリエチレンテレフタレート)が使用される。本発明の有利な用途に関しては、PET−フィルムは高い抗張力及び非常に良好な厚さ許容範囲を有している。この場合、絶対的な厚さ許容範囲は常に比較的に薄いフィルムを使用することによって更に改善される。
キャパシタ膜、要するに一般に複数の層状金属フィルムと合成樹脂フィルム(“誘導性フィルム”)よりなる合成樹脂フィルム−コンデンサーのために合成樹脂フィルムが本発明に特に適していることが判っている。本発明の感圧接着テープのための支持体フィルムとして使用するためにはこのキャパシタ膜は金属化されていない状態で使用する(コンデンサーでの用途では、該フィルムは一般に蒸着或いはスパッタリングによって金属化される。)。特に有利に使用できるキャパシタ膜は例えばポリエステルよりなる。
適するフィルムは例えば三菱ポリエステルフィルム社からHostaphanTMの登録商標で市販されている。特にRE SMD、RE、TT並びにRNKの記号表示のある種類が特に適している。
厚さ許容範囲に関しては、フィルムは特に最大偏差値(標準偏差4s)0.5μm、中でも0.2μmを有している。
支持体は単層構造を有しているのが有利であるが、多層で構成されていてもよい。
支持体厚さ(a)は、感圧接着剤(b)及び(b’)を両面に設けることを可能とするために両面接着テープの全体厚より薄くする。接着テープの厚さは支持体層、両方の感圧接着剤層及び場合によっては他の場合により存在する別の層の厚さから与えられる。
特に有利な一つの実施態様においては、特に三層感圧接着テープの場合には、支持体(a)の層厚と感圧接着剤(b)及び(b’)の層厚の合計との差は29μmより厚くなく、特に有利には20μmより薄く、中でも15μmより薄い。
感圧接着剤層の層厚は両面接着テープの接着力に影響を及ぼす。接着テープがそれぞれの使用目的、特に電子部品の用途のために、この明細書に記載の通りに十分な接着力を有するようにするのが有利である。この目的のためには、接着剤層をそれぞれ少なくとも0.5μm、特にそれぞれ1μmの厚さである場合が非常に有利である。
支持体フィルム(a)は延伸処理されていても又は1つ又は複数の優先的方向を有していてもよい。その優先的方向はフィルム面において1つ、2つ又はそれ以上の方向に延伸することによって得られる。二つの方向への延伸がある場合には、その延伸方向が互いに直角になるように選択するのが特に有利である。延伸開放状態のものは、一般に被覆行程でも並びに最終用途でも後からの気候変化があったにももはや寸法変化が生じないので、本発明の用途にとって特に有利である。
フィルムの製造工程で、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−フィルム)を製造するときに、ブロッキング防止剤、例えば二酸化珪素、シリカチョーク、チョーク又はゼオライト等が使用されるのが有利である。
本発明の感圧接着テープのためには、できるだけ小さい粗面度を持つフィルムを使用するのが有利である。これは僅かなブロッキング防止剤しか含有していない場合であり、換言すれば少ないブロッキング防止剤含有量の場合である。
さらに、本発明にとって支持体フィルム(a)を着色又は前処理することも有利であり得る。例えば、実際の打ち抜き法に従っての打ち抜き行程で検出性を改善するために(特に非常に薄いフィルムの場合)着色は有利である。この目的のためには支持体フィルムをいわゆるマスターバッチ法によって(例えばPETがフィルム押出成形前に既に着色顔料を含有している)着色しても又はワニス塗装又は有色プライマーを塗布してもよい。さらに、感圧接着剤(b)及び(b’)の支持体フィルムへの繋留性を改善するために、支持体フィルム(a)を前処理する場合も有利であり得る。前処理するためには物理的及び/又は化学的方法を使用することができる。例えばプラズマ照射、コロナ放電及び/又は火炎での前処理、粘着性付与剤(プライマー)の塗布及び/又は化学的エッチング法が適している。
感圧接着剤(b)及び(b’)
感圧接着剤(b)及び(b’)は特に有利には感圧接着テープの両面において互いに同じである。しかしながら用途次第で、感圧接着剤(b)及び(b’)が互いに相違し、特にその層厚及び/又はその化学組成が相違している場合が有利であり得る。この場合には、例えば異なる粘着性に調整される。本発明の両面感圧接着テープの感圧接着剤系としては、好ましくはアクリレート、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン又はEVA接着剤が使用される。
更に当業者に知られた別のあらゆる感圧接着剤も加工される(従来技術、例えばDonatas Satas の“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology(感圧接着剤技術ハンドブック)”(van Nostrand,ニューヨーク1989)参照)。
天然ゴム接着剤のためには、約100,000ダルトンを下回らない、特に500,000ダルトンを下回らない分子量(重量平均)まで天然ゴムを摩砕しそして付加される。
接着剤の原料としてのゴム/合成ゴムの場合には、広範な変更が可能である。天然ゴム又は合成ゴム又は天然ゴム及び/又は合成ゴムの任意のブレンドを使用することができ、その際に天然ゴム又は天然ゴム類は必要とされる純度及び粘度次第で原則として入手し得るあらゆる品質のもの、例えばクレープ状物、RSS、ADS、TSR又はCVタイプ、及びランダム共重合されたスチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、合成ポリイソプレン(IR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(XIIR)、アクリレートゴム(ACM)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)及びポリウレタン及び/又はそれらのブレンドよりなる群から選択される合成ゴム又は合成ゴム群を選択することができる。
更にゴムには、加工性を向上させるために熱可塑性エラストマーを全エラストマー材料を基準として10〜50重量%の重量割合で添加するのが有利である。この点で、代表例としては特に有利な相容性のあるスチレン−イソプレン−スチレン(SIS)タイプ及びスチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)タイプが挙げられる。
本発明の有利な一つの実施態様においては、特に(メタ)アクリレート接着剤が使用される(この明細書の範囲においては、ポリアクリレート接着剤はポリアクリレート及び/又はポリメタクリレートをベースとする感圧接着剤を包含する)。
ラジカル重合によって得られる本発明に従って使用される(メタ)アクリレート感圧接着剤は、特に有利には少なくとも50重量%が以下の一般式で表される化合物群の内の少なくとも1種類のアクリル系モノマーよりなる。
Figure 2010525089
式中、残基RはH又はCHであり、そして残基RはH又はCHであるか又は炭素原子数1〜30の分岐した及び直鎖状の飽和アルキル基よりなる群から選択される。
このモノマーは、得られるポリマーが室温又は高温で感圧接着剤として使用することができるように選択するのが有利である。感圧接着剤として使用するためには相応するモノマーの割合を、重合生成物が特にガラス転位温度(T)≦15℃を有するように選択する。このモノマーは、得られるポリマーが室温で感圧接着剤として使用できるように選択する。特に得られるポリマーがDonatas Satas の“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology(感圧接着剤技術ハンドブック)”(van Nostrand,ニューヨーク1989、第444〜514頁)に相応する粘着性を有するように選択するのが有利である。感圧接着剤を基礎とするポリマーのガラス転位温度は、低い周波数で動的機械的分析(DMA)によって測定できる、非晶質系の動的ガラス転位温度及び半結晶質系の溶融温度の意味で15℃以下にあるのが有利である。
別の有利な一つの実施態様においては、コモノマー組成を、感圧接着剤が熱活性化可能な感圧接着剤として使用されるように選択する。熱活性化可能な感圧接着剤(又はホットメルト接着剤)、要するに、加熱によって初めて粘着性になる材料を用いるためには、上記モノマーの割合を、低い周波数で動的機械的分析(DMA)によって測定できる、非晶質系の動的ガラス転位温度及び半結晶質系の溶融温度の意味で15℃〜100℃、ことに30℃〜80℃、特に40℃〜60℃のガラス転位温度(T)≦15℃をコポリマーが有するように選択する。
このポリマーは式CH=CH(R)(COOR)で表されるアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステル及び/又はそれの遊離酸で組成されるモノマー混合物を重合することによって有利に製造される。ただし、RはH又はCHでありそしてRは炭素原子数1〜20のアルキル鎖又はHである。
使用されるポリアクリレートの分子量M(重量平均)は好ましくはM≧200,000g/mol(ゲルパーミッションクロマトグラフィーによって測定。実験部分参照)である。
非常に有利な一つの態様では、炭素原子数4〜14、特に炭素原子数4〜9のアルキル基を持つアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルを含めたアクリルモノマー又はメタクリルモノマーを使用する。以下に挙げる化合物に限定されるものではないが、特別な例には、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘプチルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレート、及び分岐したそれらの異性体、例えばイソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレートがある。
使用できる別の化合物の種類には、少なくとも6個の炭素原子を有するブリッジ付きシクロアルキルアルコールの単官能性アクリレート或いはメタクリレートがある。これらシクロアルキルアルコールは例えばC1〜6−アルキル基、ハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよい。特別な例にはシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート及び3,5−ジメチルアダマンチルアクリレートがある。
有利な一つの実施態様においては、カルボキシル残基、スルホン酸及びホスホン酸基、ヒドロキシル残基、ラクタム及びラクトン、N−置換アミド、N−置換アミン、カルバマート、エポキシ、チオール、アルコキシ、シアンの各残基、エーテル又はこれらの類似残基よりなる極性基を持つモノマーを使用する。
中程度の塩基性のモノマーには例えばN,N−ジアルキル置換アミド類、例えばN,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−第三ブチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアクタム、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、N−メチロールメタクリルアミド、N−(ブトキシメチル)メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−(エトキシメチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドがあり、ただしここに挙げたものが全てではない。
別の特に有利な例にはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、アリルアルコール、無水マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、グリセリジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、グリセリルメタクリレート、6−ヒドロキシヘキシルメタクリレート、酢酸ビニル、テトラヒドロフルフリルアクリレート、β−アクリロイルオキシプロピオン酸、トリクロロアクリル酸、フマル酸、クロトン酸、アコニット酸、ジメチルアクリル酸があり、ただしここに挙げたものが全てではない。
別の非常に有利な態様においてはモノマーとしてビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルハロゲニド、ビニリデンハロゲニド、α−位に芳香族環又はヘテロ環を有するビニル化合物が使用される。ここでも以下に挙げるものが全てではないが例示する:酢酸ビニル、ビニルホルムアミド、ビニルピリジン、エチルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン及びアクリロニトリル。
さらに、別の一つの態様においては、共重合性二重結合を持つ光開始剤を使用する。光開始剤としてはノリシュ(Norrish)−I−及び−II−光開始剤が適している。例には例えばベンゾインアクリレート及びアクリル化ベンゾフェノン、例えばUCB 社のもの(Ebecryl P 36(R))がある。原則として、ポリマーをラジカリ機構によって紫外線照射下に架橋することのできる当業者に知られるあらゆる光開始剤を共重合することができる。二重結合で官能化されていてもよいあるいは使用できる光開始剤の概説はFouassierの“Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fun-damentals and Applications(光開始、光重合及び光硬化:基礎的応用)”、Hanser出版社、ミュンヘン 1995に記載されている。 補助文献としてはCarroy 等の“Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints(被覆剤、インク及び塗料の紫外線及びエネルギー線の化学及び工業)”、Oldring (Hrsg.)、1994、SITA, Londonが使用される。
別の特に有利な一つの態様においては、記載したコモノマーを高い静止ガラス転位温度を有するモノマーと混合する。成分としては芳香族ビニル化合物、例えばスチレンが適する。その際に芳香族核はC〜C18−構成単位よりなりそしてヘテロ原子も含有していてもよい。特に有利な例には4−ビニルピリジン、N−ビニルフタルイミド、メチルスチレン、3,4−ジメトキシスチレン、4−ビニル安息香酸、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、第三ブチルフェニルアクリレート、第三ブチルフェニルメタクリレート、4−ビスフェニルアクリレート及び−メタクリレート、2−ナフチルアクリレート及び−メタクリレート並びにこれらのモノマーの混合物が適する。ただしここに挙げたものに限定されない。
更に向上させるために感圧接着剤に樹脂を混入してもよい。添加できる粘着性付与樹脂としては既に公知の及び文献に記載されたあらゆる粘着性付与剤樹脂を使用することができる。代表例にはピネン樹脂、インデン樹脂及びコロホニウム樹脂、それらの不均化した、水素化した、重合した及びエステル化した誘導体及びその塩、脂肪族及び芳香族炭化水素樹脂、テルペン樹脂及びテルペン−フェノール樹脂並びにC5−、C9−並びに他の炭化水素樹脂を挙げることができる。得られる接着剤の性質を所望の通りに調整するために、これらの樹脂の及び他の樹脂との任意の組合せも使用することができる。一般に相応するポリアクリレートと相容性(溶解性)のあるあらゆる樹脂が使用される。特に脂肪族、芳香族、アルキル芳香族炭化水素樹脂、純粋のモノマーをベースとする炭化水素樹脂、水素化炭化水素樹脂、官能性炭化水素樹脂及び天然樹脂が特に挙げられる。Donatas Satas の“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology(感圧接着剤技術ハンドブック)”(van Nostrand, 1989)の従来技術において明瞭に説明されている。
ここでも透明性を改善するために及びポリマーとの相容性を非常に良好にするために樹脂を使用する。水素化又は部分水素化樹脂がこれらの性質をしばしば有している。
更に場合によっては可塑剤、別の充填剤(例えば繊維、カーボンブラック、酸化亜鉛、チョーク、中実又は中空ガラスビーズ、他の材料の微小球状物、珪酸、珪酸塩)、核形成剤、導電性材料、例えば共役ポリマー、ドープド共役ポリマー、金属顔料、金属粒子、グラファイト等、発泡剤、配合剤及び/又は老化防止剤、例えば第一及び第二酸化防止剤の形又は光安定剤の形のものを使用することができる。
追加的に架橋剤及び促進剤を架橋させるために添加してもよい。電子線架橋及び紫外線架橋のための適する架橋剤には例えば二官能性又は多官能性アクリレート、二官能性又は多官能性イソシアネート(ブロックされた状態でもよい)又は二官能性又は多官能性エポキシドがある。更に熱活性化性架橋剤、例えばルイス酸、金属キレート又は多官能性イソシアネートも使用することができる。
紫外線を用いて光学的に架橋させるために感圧接着剤に紫外線吸収性光開始剤を添加してもよい。非常に良好に使用できる有用な光開始剤にはベンゾインエーテル類、例えばベンゾインメチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテル、置換されたアセトフェノン、例えば2,2−ジエトキシアセトフェノン(Ciba Geigy社のIrgacure 651(R))、2,2−ジメトキシ−2−フェニル−1−フェニルエタノン、ジメトキシヒドロキシ−アセトフェノン、置換α−ケトール類、例えば2−メトキシ−2−ヒドロキシプロピオフェノン、芳香族スルホニルクロライド類、例えば2−ナフチルスルホニルクロライド及び光活性オキシム類、例えば1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシムがある。
上記の及び他の使用可能な光開始剤は次の残基を含有しているのが有利である:ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、トリメチルベンゾイルホスフィノキシド、メチルチオフェニルモルホリンケトン、アミノケトン、アゾベンゾイン、チオキサントン、ヘキサリールビスイミダゾール、トリアジン又はフルオレノン。ただしこれらの残基は1つ以上のハロゲン原子及び/又は1つ以上のアルコキシ基及び/又は1つ以上のアミノ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。代表的な概要はFouassierによって“Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications(光開始、光重合及び光硬化:基礎的応用)”、Hanser出版社、ミュンヘン 1995に記載されている。 補助文献としてはCarroy 等の“Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints(被覆剤、インク及び塗料の紫外線及びエネルギー線の化学及び工業)”、Oldring (Hrsg.)、1994、SITA, Londonが使用される。
アクリレート感圧接着剤の製造方法:
製造するポリアクリレート(感圧接着剤:ホットメルト接着剤及びその類似物)の性質は、特に個々のモノマーの異なる重量割合によってポリマーのガラス転位温度を変えることによって影響される。
純粋結晶質系のためには、結晶と液体との間の熱平衡が融点(T)の所にある。これに対して、非晶質又は部分結晶質の系は多かれ少なかれ硬質の非晶質或いは部分結晶質相を軟質(ゴム様乃至粘性液状)相に転化することに特徴がある。特にポリマー系の場合、ガラス転位点の所で、比較的に長い鎖長のセグメントのブラウン分子運動の“解凍”(或いは“凍結”)がある。
それ故に、融点(T)(“溶融温度”とも言う。純粋結晶質系についてのみ規定される:“ポリマー結晶”)からガラス転位点(T)(“ガラス転位温度”、“ガラス温度”とも言う)への移行は。試験される試料の部分結晶質の割合次第で、流動的であると考えられる。
この明細書の目的にとって、上述の意味において、ガラス転位点は融点も包含している。要するにガラス転位点(又はガラス転位温度と同義語)とは相応する“溶融性”系の融点をも意味する。ガラス転位温度の表記は小さい周波数での動的機械的分析(DMA)による測定に基づく。
所望のガラス転位温度を持つポリマー、例えば感圧接着剤又はホットメルト接着剤を製造するためには、モノマー混合物の量的組成を、ポリマーの所望のガラス転位温度が、Foxの式(T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123参照)に類似する式(G1)に従って得られるように、モノマーを有利に選択する。
Figure 2010525089
この式中、nは使用する一連のそれぞれのモノマーのNoであり、Wはそれぞれのモノマーnの質量割合(重量%)でありそしてTG,nはそれぞれのモノマーnのホモポリマーのガラス転位温度(K)である。
ポリ(メタ)アクリレート接着剤を製造するために慣用のラジカル重合を有利に実施する。ラジカル的に進行する重合のためには、重合用の別のラジカル開始剤を追加的に含有する開始剤系、特に熱分解するラジカル形成性アゾ又はペルオキソ開始剤を含有する。原則としてアクルレートについて当業者に熟知される通例のあらゆる開始剤が適している。C−中心のラジカルの生成はHouben Weyl, “Methoden der Organischen Chemie(有機化学方法)”、 Vol. E 19a、第 60 - 147頁に記載されている。この方法も同様に有利に使用される。
ラジカル源の例には過酸化物、ヒドロキシペルオキシド及びアゾ化合物があり、ここに挙げるがこれらに限定されない代表的なラジカル開始剤の幾つかの例にはペルオキソ二硫酸カリウム、ジベンゾイルペルオキシド、クモールヒドロペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジ第三ブチルペルオキシド、アゾジイソ酸ブチロニトリル、シクロヘキシルスルホニルアセチルペルオキシド、ジイソプロピルペルカルボナート、第三ブチルペルオクトエート、ベンズピナコールがある。非常に有利な一つの実施態様においては、ラジカル開始剤として1,1’−アゾビス−(シクロヘキサンカルボン酸ニトリル)(DuPont社のVazo 88(R)) 又はアゾイソブチロニトリル(AIBN)が使用される。
ラジカル重合で生じる感圧接着剤の平均分子量(重量平均)Mは、200,000〜4,000,000g/molの範囲内にあるように選択するのが非常に有利である。本発明に従う別の用途のためには、400,000〜1,400,000g/molの平均分子量Mを有する感圧接着剤を製造する。重量平均分子量はバイモード又はマルチモードでもよい。重量平均分子量の測定はサイズ排除クロマトグラフィー(GPC:実験部分参照)によって測定する。
重合は塊状で、1種類以上の有機溶剤の存在下に、水の存在下に又は有機溶剤と水との混合物中で実施することができる。この場合、使用される溶剤の量はできるだけ少なくするよう努力する。適する有機溶剤は純粋のアルカン類(例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン)、芳香族炭化水素(例えばベンゼン、トルエン、キシレン)、エステル(例えば酢酸エチルエステル、酢酸プロピルエステル、酢酸ブチルエステル又は酢酸ヘキシルエステル)、ハロゲン化炭化水素(例えばクロロベンゼン)、アルコール類(例えばメタノール、エタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル)及びエーテル(例えばジエチルエーテル、ジブチルエーテル)又はそれらの混合物である。水性重合反応は、反応混合物をモノマーの反応の間、均一な相の状態で存在することを保証するために、水と混和し得るか又は親水性の共溶剤と混合してもよい。本発明において有利に使用できる共溶剤は脂肪族アルコール類、グリコール、エーテル、グリコールエーテル、ピロリジン類、N−アルキルピロリジノン類、N−アルキルピロリドン類、ポリエチレングリコール類、ポリプロピレングリコール、アミド類、カルボン酸及びそれの塩、エステル類、オルガノスルフィド類、スルホキシド類、スルホン類、アルコール誘導体、ヒドロキシエーテル誘導体、アミノアルコール類、ケトン類及びそれらの類似物並びにそれらからの誘導体及びそれらの混合物よりなる群から選択される。
重合時間は、転化率及び温度に依存して2〜72時間である。反応温度を高く選択すればするほど、即ち反応混合物の熱安定性が高ければ高いほど、反応期間をますます短く選択することができる。
重合を開始するためには、熱で分解し得る開始剤のためには熱の供給が重要である。重合は熱分解性開始剤のためには、開始剤の種類次第で50〜160℃に加熱することによって開始する。
製造のためには(メタ)アクリレート感圧接着剤を塊状重合するのが有利であり得る。この目的のため特に適する技術は予備重合技術である。この重合は紫外線を用いて開始されるが、約10〜30%の僅かな転化率しか得られない。得られるポリマーシロップを次いで例えばフィルム状で(最も簡単な場合には、アイスキューブ状で)溶着し、次に水中で高い転化率で重合する。このペレットは次いでアクリレートホットメルト接着剤として使用することができる。その際にポリアクリレートと相容性のあるフィルム材料を溶融作業のために使用するのが特に有利である。この製造方法のために、熱伝導性材料添加物を重合前又は後に添加してもよい。
ポリ(メタ)アクリレート感圧接着剤のための他の有利な製造方法はアニオン重合である。この場合には、反応媒体として不活性の溶剤、例えば脂肪族及び脂環式炭化水素を使用するか又は芳香族炭化水素を使用する。
この場合、リビングポリマーは一般に構造P(A)−Meで表され、その際にMeは元素周期律表の第1族の金属、例えばリチウム、ナトリウム又はカリウムであり、そしてP(A)はアクリレートモノマーよりなる成長性ポリマーである。製造するべきポリマーの分子量は開始剤濃度とモノマー濃度との比によって制御する。適する重合開始剤としては例えばn−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、第二ブチルリチウム、2−ナフチルリチウム、シクロヘキシルリチウム又はオクチルリチウムが適し、ただしここに挙げたものは本発明で使用できる重合開始剤の全てではない。更にサマリウム錯塩をベースとする開始剤もアクリレートの重合のために知られており(Macromolecules, 1995, 28, 7886)、ここで使用できる。
更に二官能性開始剤も使用できる。例えば1,1,4,4−テトラフェニル−1,4−ジリチオブタン又は、1,1,4,4−テトラフェニル−1,4−ジリチオイソブタンも同様に使用できる。共開始剤も同様に使用できる。適する共開始剤は中でも他のハロゲン化リチウム類、アルカリ金属アルコキシド又はアルカリアルミニウム化合物がある。非常に有利な一つの変法においては配位子及び共開始剤は、アクリレートモノマー、例えばn−ブチルアクリレート及び2−エチルヘキシルアクリレートを直接的に重合することができるように選択しそして相応するアルコールとのエステル交換によってポリマー中で生じさせるべきでない。
狭い分子量分布を有するポリ(メタ)アクリレート感圧接着剤を製造するためには、制御された遊離ラジカル重合法も適している。次に重合のために、一般式
Figure 2010525089
で表される制御剤を使用するのが特に有利である。ただし式中、R及びRは互いに無関係に選択されるか又は同じであり:
− 分岐した又は直鎖状のC〜C18−アルキル基、C〜C18−アルケニル基、C〜C18−アルキニル基である;
− C〜C18−アルコキシ基である:
− 少なくとも1つのOH−基又はハロゲン原子又はシリルエーテルで置換されたC〜C18−アルキル基、C〜C18−アルケニル基、C〜C18−アルキニル基である;
− 少なくとも1つの酸素原子及び/又はNR基を炭素鎖中に有するC〜C18−ヘテロ−アルキル基であり、その際にR、は任意(特に有機)残基でもよい;
− 少なくとも1つのエステル基、アミン基、カルボナート基、シアノ基、イソシアノ基及び/又はエポキシ基及び/又は硫黄で置換されたC〜C18−アルキル基、C〜C18−アルケニル基、C〜C18−アルキニル基である;
− C〜C18−シクロアルキル基である;
− C〜C18−アリール又はベンジル基である;
− 水素
である。
タイプ(I)の制御剤はこれらに制限されないが、以下の化合物であるのが有利である:この場合、ハロゲン原子はF、Cl、Br又はI、特にCl及びBrであるのが特に有利である。直鎖並びに分岐鎖を含めた種々の置換基中のアルキル、アルケニル及びアルキニル基が適している。炭素原子数1〜18のアルキル基の例にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三ブチル、ペンチル、2−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、第三オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、トリデシル、テロラデシル、ヘキサデシル及びオクタデシルがある。炭素原子数3〜18の炭素原子を持つアルケニル基の例にはプロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、イソブテニル、n−2,4−ペンタジエニル、3−メチル−2−ブテニル、n−2−オクテニル、n−2−ドデセニル、イソドデセニル及びオレイルがある。
炭素原子数3〜18のアルキニルの例にはプロピニル、2−ブチニル、3−ブチニル、n−2−オクチニル及びn−2−オクタデシニルがある。
ヒドロキシ置換されたアルキル基の例にはヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル又はヒドロキシヘキシルがある。
ハロゲン置換されたアルキル基の例にはジクロロブチル、モノブロモブチル又はトリクロロヘキシルがある。
炭素鎖中に少なくとも1つの酸素原子を持つ、適するC〜C18−ヘテロアルキル基は例えば-CH2-CH2-O-CH2-CH3である。
〜C18−シクロアルキル基としては例えばシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル又はトリメチルシクロヘキシル基が役立つ。
〜C18−アリール基としては例えばフェニル、ナフチル、ベンジル、4−第三ブチルベンジル又は他の置換フェニル基、例えばエチルフェニル、トルエン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、ジクロロベンゼン又はブロモトルエンが役立つ。
上に挙げた基はそれぞれの化合物群の単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。
さらに、以下の種類の化合物も制御剤として使用することができる。
Figure 2010525089
式中、RはR及びRに無関係にこれらの基についての前述の群から選択することができる。
慣用のRAFT法の場合には、できるだけ狭い分子量分布を達成するために低い転化率でのみ一般に重合を実施する(国際特許出願公開第98/01478 A1号明細書)。しかし、低い転化率のために、このポリマーは感圧接着剤として使用できず、特にホットメルト感圧接着剤として使用できない。何故ならば、残留モノマー分が多いことが接着特性にマイナスの影響を及ぼし、残留モノマーが濃厚化工程で回収する溶剤を汚染しそして相応する粘着テープが非常に高いガス放出挙動を示すからである。低い転化率のこの欠点を回避するために、特に有利な実施態様においては重合を多段階で開始する。
他の制御されたラジカル重合法としては、酸化窒素制御した重合を実施することができる。ラジカルを安定化するために有利な方法ではタイプ(Va)又は(Vb)の酸化窒素化合物を使用する。
Figure 2010525089
式中、R、R、R、R、R、R、R、R10は互いに無関係に以下の化合物又は原子を意味する:
i) ハロゲン、例えば塩素、臭素又は沃素:
ii) 飽和、不飽和又は芳香族でもよい炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状、脂環式及びヘテロ環式炭化水素
iii)エステル(-COOR11)、アルコキシ(-OR12) 及び/又はリン酸塩(-PO(OR13)2)。 ただしR11、R12又はR13はグループii)の残基である。
式(Va)又は(Vb)の化合物は種類次第でポリマー鎖に結合していてもよく(前述の残基の少なくとも1種類がこの種類のポリマー鎖であるのが第一である)そしてそれ故にポリアクリレート系感圧接着剤の合成にも使用できる。
以下種類の化合物を、重合するための制御剤として使用して制御するのが有利である:
・ 2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシ (PROXYL)、3−カルバモイル−PROXYL、2,2−ジメチル−4,5−シクロヘキシル−PROXYL、3−オキソ−PROXYL、3−ヒドロキシルイミン−PROXYL、 3−アミノメチル−PROXYL、3−メトキシ−PROXYL、3−第三ブチル−PROXYL、3,4−ジ第三ブチル−PROXYL。
・ 2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−メトキシ−TEMPO、4−クロロ−TEMPO、4−ヒドロキシ−TEMPO、4−オキソ−TEMPO、4−アミノ−TEMPO、2,2,6,6−テトラエチル−1−ピペリジニルオキシ、2,2,6−トリメチル−6−エチル−1−ピペリジニルオキシ。
・ N−第三ブチル−1−フェニル−2−メチル−プロピルニトロキシド、
・ N−第三ブチル−1−(2−ナフチル)−2−メチルプロピルニトロキシド、
・ N−第三ブチル−1−ジエチルホスホノ−2,2−ジメチルプロピルニトロキシド、
・ N−第三ブチル−1−ジベンジルホスホノ−2,2−ジメチルプロピルニトロキシド、
・ N−(1−フェニル−2−メチルプロピル)−1−ジエチルホスホノ−1−メチルエチルニトロキシド、
・ ジ第三ブチルニトロキシド、
・ ジフェニルニトロキシド、
・ 第三ブチルアミルニトロキシド。
取って代わる方法で感圧接着剤を製造することができる別の一連の重合法は従来技術から選択される。
米国特許第4,581,429号明細書には、式 R’R”N−O−Yで表される化合物を開始剤として使用する制御されたラジカル重合法が開示されている。この場合、Yは不飽和モノマーを重合することができる遊離ラジカル種である。しかしながらこの反応は一般に転化率が低い。特別の問題は、非常に小さい収率及び非常に小さい分子量しかもたらさないアクリレート類の重合方法であることである。国際特許出願公開第98/13392 A1号明細書は、対称置換パターンを有する開鎖アルコキシアミン化合物を開示している。ヨーロッパ特許出願公開第735,052 A1号明細書は狭い分子量分布を有する熱可塑性エラストマーの製造方法を開示している。国際特許出願公開第96/24620 A1号明細書は、非常に特別なラジカル化合物、例えばイミダゾーリジンをベースとする燐含有ニトロキシドを使用する重合法を開示している。国際特許出願公開第98/44008 A1号明細書は、モルホリン、ピペラジノン及びピペラジンジオンをベースとする特別なニトロキシルを開示している。ドイツ特許出願公開第19,949,352 A1号明細書は、制御されたラジカル重合において制御剤としてヘテロ環式アルコキシアミンを開示している。アルコキシアミン類あるいは相応する遊離ニトロキシド類の相応する更なる開発がポリアクリレートの製造効率を改善している。
別の制御された重合法としては、ポリアクリレート感圧接着剤の合成に有利には原子移動ラジカル重合(ATRP)が使用され、その際に開始剤として単官能性又は二官能性の第二又は第三ハロゲニド、及び該ハロゲニドを除くためのCu、Ni、Fe、Pd、Pt、Ru,Os、Rh、Co、Ir、Ag又はAu錯塩が使用されている(ヨーロッパ特許出願公開第0,824,111 A1;同第826,698 A1号明細書;同第824,110 A1号明細書;同第841,346 A1号明細書;同第850,957 A1号明細書)。更にATRPの異なる可能な方法も米国特許第5,945,491A号明細書、同第5,854,364A号明細書及び同第 5,789,487A号明細書に開示されている。
剥離ライナー:
両面接着テープは片面又は両面に剥離ライナーを装備していてもよい。剥離ライナーは、接着テープを巻き解きするときに接着剤(b)及び(b’)が互いに貼り付くのを防止する。両面感圧接着テープを本発明に従って使用するためには、剥離ライナーができるだけ小さい粗面度を有しているべきである。剥離ライナーには合成樹脂フィルム、紙、織物材料及び/又は金属ホイルをベースとするものが使用される。紙としてはグラシン紙又はクレー塗工紙が使用できる。ベース材料の厚さは後での加工法に依存して10〜500μmであるのが有利である。
非常に有利な一つの実施態様においては、剥離ライナーのベース材料としては合成樹脂フィルムが使用される。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリフェニルスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリメタクリレート、スチレンをベースとするフィルム、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリアリール類、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリブチラール、ポリエチルビニルアセテート、ポリエチレンナフチレートをベースとすることができる。これらの合成樹脂フィルムは延伸されていなくとも、一軸又は二軸延伸されていてもよい。
両面感圧接着テープの製造の関係では、ポリエチレンテレフタレート(PET)をベースとするポリエステルフィルムが特に有利である。
剥離機能のためにはベース基体に少なくとも1種類の剥離層を塗工する。剥離層はシリコーン、フッ素化シリコーン又はフッ素化ポリマーをベースとするのが有利である。剥離層としては脂肪族長鎖をベースとする化合物を使用することができる。
被覆方法、支持体材料の処理:
特に有利な一つの実施態様において、両面感圧接着テープを製造するために溶液の感圧接着剤を支持体材料の上に塗工する。原則として感圧接着剤は溶融物から塗布することもできるが、大きい厚み許容範囲を接着テープにもたらしてしまう。
溶融物から被覆するためには、この製造方法のために、感圧接着剤から溶剤を除くことが必要とされ得る。ここでは、原則として当業者に知られるあらゆる方法を使用することができる。非常に有利な方法は一軸又は二軸スクリュー式押出機によって濃厚化するものである。二軸スクリュー式押出器は同方向回転又は逆回転で運転することができる。溶剤又は水は好ましくは多段減圧によって留去する。更に溶剤の蒸留温度次第で対向加熱する。残留溶剤分は好ましくは<1%、特に好ましくは<0.5%、中でも<0.2%である。ホットメルトの別の加工法を溶融物から行う。
ホットメルトとして塗布するためには、色々な塗装法で塗布することができる。一つの実施態様では感圧接着剤をロール塗装法によって塗布する。色々なとロール塗装法がDonatas Satas の“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology(感圧接着剤技術ハンドブック)”(van Nostrand,ニューヨーク1989)によって説明されている。別の一つの実施態様では溶融ダイを介して塗布することができる。別の有利な一つの方法では押出成形によって被覆する。押出成形被覆は押出成形ダイを用いて有利に行われる。使用される押出成形ダイは三つの次のカテゴリーの一つから来るものである;T型ダイ、魚尾型ダイ及びコートハンガーダイ。個々の種類はそれの流路の形状が相違している。
これらの被覆法によって感圧接着剤は配向し得る。
更に感圧接着剤を架橋させる必要があり得る。有利な一つの実施態様においては紫外線照射及び/又は電子線照射で架橋させる。
紫外線架橋のためには、使用される紫外線光開始剤次第で、200〜400nmの波長の範囲内の短い波長の紫外線を照射し、特に水銀高圧−又は−中圧ランプの使用下に80〜240W/cmの出力で照射する。照射強度は紫外線光開始剤のそれぞれの量的収率及び調製すべき架橋度に適合させる。
さらに本発明の一つの有利な実施態様においては、感圧接着剤は電子線で架橋させることが可能である。使用できる代表的な照射装置は、電子線加速度機を含む装置である限り、リニヤーカソード系、スキャナー系或いは区分化されたカソード系がある。従来技術の詳細な説明及び最も重要な方法パラメータは、“Skelhorne, Electron Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints”、Vol. 1、1991、SITA, Londonに記載されている。典型的な促進電圧は50kV〜500kV、好ましくは80kV〜300kVの範囲内にある。使用される放射線量は5〜150kGyの間、特に20〜100kGyの間である。
両方の架橋方法を使用しても又は高エネルギー照射を可能とする別の方法を用いてもよい。
非常に有利な一つの実施態様においては接着剤を溶液状態で塗布する。この場合には、非常に色々な塗装法を使用することができる。被覆をノズルから行っても又はブレードコーター又はスプレーコーティング又はロールアプリケーター又はプリンティングによって行うこともできる。非常に薄い被覆は特にスプレーコーティング法又はロール塗装法が適している。溶剤で比較的に高度に希釈することによって塗膜の厚さ許容範囲が改善される。何故ならば溶剤は後で蒸発されるからである。特定の被覆装置のための厚さ許容範囲はメカニクスで決められる。被覆を溶液から行う場合には、このメカニクスで溶液から塗装される感圧接着剤フィルムの特定の許容範囲が達成されるが、該フィルムは溶剤の蒸発によって後で更に薄くなる。溶剤含有感圧接着剤を被覆した後で溶剤は除かれる。これはできるだけ長い滞留時間、乾燥用トンエル中で行われる。気泡形成を避けるために、一般に色々な温度段階で高温に加熱される。さらに、最終トンネル温度は、両面感圧接着テープの後からの脱気を最少限にするために、溶剤の沸点より上にあるべきである。
第一の段階に感圧接着剤を剥離ライナーに塗布する。これは非常に薄められた溶液で行うのが特に有利である。一つの特に有利な実施態様においては溶液の固形分含有量は、溶剤中の感圧接着剤の割合に関して25%より薄く、特に15%より薄い。被覆はブレードにより4〜10g/mの塗布量(乾燥後の固体)で行う。1〜3g/mの非常に少ない塗布量とするためには、スプレーコーティング法又は5本ロールアプリケーターを使用するのが有利である。非常に少ない固形分含有量(15%より少ない固形分含有量)を使用することによって、感圧接着テープの被覆物の層厚許容範囲を低減させることができる。
5本ロールアプリケーターを使用することによって層厚許容範囲は、例えば1g/m(乾燥後の固体)の塗布量で±30%を達成できる。これは0.3g/mの変動に相当する。
感圧接着剤の第一の塗工段階の後に乾燥用トンエル中で感圧接着剤を乾燥させそして溶剤を除く。さらに熱の導入が熱架橋反応を開始するのに利用できる。さらに接着剤を紫外線及び/又は電子線で架橋させる必要があり得る。この目的のためには、既にホットメルト法で挙げた技術が使用できる。
感圧接着剤の塗工及び乾燥の後に支持体フィルムを接着剤に積層する。この目的のために、支持体フィルムを例えばコロナ放電処理で前処理する必要がある。この積層は気泡が無い様に行うべきである。さらに、引張り応力が、特に非常に薄い支持体フィルムの場合に、支持体フィルムの破断応力より著しく下にあるように選択するよう注意するべきである。引張り応力は特に有利な実施態様においては支持体フィルムの破断応力の少なくとも50%下にある。
両面感圧接着テープを製造するためには、更に第二の感圧接着剤層も塗工しなければならない。これは既に上述した方法で行うことができる。原則として感圧接着剤を第二の被覆で支持体フィルム(剥離ライナー、感圧接着剤及び支持体フィルムよりなる複合体)の上に直接的に塗布することができる。これはしかし特に有利な実施態様ではない。何故ならば続く乾燥用トンネル内で熱の導入によって応力が生じ得るからである。非常に有利な実施態様は、第二の感圧接着剤を最初に剥離ライナーに塗布しそして次にこれを乾燥用トンネル中で乾燥する段階を含み、これを剥離ライナー、感圧接着剤及び支持体フィルムよりなる複合体に、その支持体フィルム側で積層する。このように支持体フィルムへの熱負荷を節約することができ、このことが4μm以下の層厚、特に2μm以下の層厚の支持体フィルムにとって有利である。
この方法段階でも感圧接着剤層を追加的に紫外線及び/又は電子線照射で既に上述した方法に従って架橋させる必要がある。
極めて有利な実施態様においては、両面感圧接着テープを二重ライナー製品として上述の複合体中で使用する。二重ライナーの変法によって、製品の厚さ許容範囲にマイナスに影響しそして本発明に従って使用するときに反射挙動に関しての凹凸をもたらす空気の封入(フィシュ・アイ)及び気泡が避けられる。しかしながら剥離ライナーを外から積層しそしてこれを同じ又は他のプロセスで再使用するのが有利である。しかしながらこの段階は感圧接着テープを巻き解くときにも同様に気泡又はフィシュ・アイを生じさせるべきでない。
本発明の特に有利な一つの実施態様においては、上述の方法に従って達成される、両面感圧接着テープの厚み許容範囲は6μmより薄く、特に3μmより薄く、中でも1μmより薄い。これらの限界値は両面感圧接着テープの全体厚を考慮している。例えば6μmは20〜29μmの厚さの両面感圧接着テープのための特に有利な厚み許容範囲であり、3μmは10〜19μmの厚さの両面感圧接着テープのための特に有利な厚み許容範囲でありそして1μmは3〜9μmの厚さの両面感圧接着テープのための特に有利な厚み許容範囲である。
本発明に従う用途:
本発明の対象は更に両面感圧接着テープをバックライティング装置のハウジング中に反射フィルムを接合するために用いることである。感圧接着テープのこの用途のためには、両面感圧接着テープが1枚又は2枚の剥離フィルム又は剥離紙で被覆されていてもよい。第一の段階では打ち抜き製品が製造され、その際に典型的な平坦床式、回転式又はレーザー式打ち抜き方を使用することができる。非常に有利な一つの実施態様においては、両面感圧接着テープを最初に反射フィルムに全面に積層する。この目的のために、剥離ライナーを積層段階の前に除去する必要がある。反射フィルムの積層は、凹凸を避けるために、気泡又は汚染物質を封入しないように行わなければならない。
反射フィルムは、例えば片面又は両面にアルミニウム又は銀が蒸着された金属化フィルムであってもよい。耐候性を向上させるために、反射層に透明な保護塗料を塗布するのが有利であり得る。特に卓越した反射性を達成するために、蒸着するためにスパッタリングで、アルミニウム又は銀が非常に均一に塗布されるように制御しなければならない。反射フィルムは特に有利には10〜100μmの全体厚を有しそしてエンボス加工されていてもよい。
両面感圧接着テープを反射フィルムに全面的に又は部分的に貼り付けた後に、これを打ち抜き方で所望の形状にする。この目的のために既に上述の方法を使用することができる。
次いで剥離ライナーを反射フィルムと両面感圧接着テープとの複合体から除き、次いでバックライティング装置のハウジング中に配置する。このハウジングは合成樹脂又は金属で形成されている。非常に有利な実施態様においては例えばポリカーボネートの様な合成樹脂が使用されている。
適用は空気封入物が無いように再び行うのが有利である。ハウジング中への反射フィルムの保持強度の他に別の重要な判断基準は耐候サイクル性である。耐候サイクル試験は一方においては高温及び湿度の一定の気候もとでそしてもう一方においては低温と高温との間での切り換えを一定のサイクルで包含している。85℃、85%の相対湿度での一定の気候において500及び1000時間の期間内に捲くれ上がりが生じない場合が有利である。さらに、接合及び−40℃と+85℃との気候サイクルでそれぞれ4サイクル、全て24時間保存し、全部で500及び1000時間後に同様に捲くれ上がりが生じるべきでない。
試験部分:
ゲルパーミッションクロマトグラフィー法GPC:
この明細書における重量平均分子量M及び多分散性PDの数値はゲルパーミッションクロマトグラフィー法で測定されている。この測定は100μLの濾過精製した試料(試料濃度4g/L)について行った。溶離液として0.1容量%の三フッ化酢酸を含むテトラフルオロフランを使用する。測定は25℃で行った。予備カラムとしてPSS−SDV、5μ、10Å、内径8.0mm×50mmを使用する。分離するためにPSS−SDV、5μ、10Å並びに10Å及び10Å、内径8.0mm×300mmのカラムを使用する(Polymer Standards Service社のカラム;示差屈折計Shodex RI 71によって検出)。流量は1.0mL/分である。補正はPMMA−標準に対して行う(ポリメチルメタクリレート補正)。
接着テープの全体厚及び支持体フィルム層の層厚の測定:
接着テープ及び支持体フィルムの厚さはASTM D1000−04(2004年9月1日)No.21〜27に従って以下のパラメータを用いて記載する:ディスク直径10mm(No.23.1.2.);適用圧4N(No.23.1.3.);試験時気候23℃の温度/50%の相対湿度;評価は1時間の間に行う;測定は接着テープの長手方向に対して横切って10cmの間隔で行う。(代替測定法として上記のパラメータでAFERA 4000/PSTC 33を用いることもできる。)
標準偏差は下記式
Figure 2010525089
によって得られる。ただし、nはデータ値の番号であり、xは個々の測定値であり、xは全ての測定値の平均値である。
実施例:
本発明を以下に実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に不必要に制限されない。
使用した試験方法は次の通りである。
試験方法
A.反射率:
反射試験はDIN5036、3部に従って実施する。測定装置としてはLMT タイプのウルブリッヒ(Ulbricht)球を使用した。反射率は直射光反射率と散乱光反射率(%)の合計として記録する。
B.耐候試験(85%の相対湿度、85℃):
耐候試験室に接合した部品を保存する。この耐候試験室は85℃の温度及び85%の相対湿度で運転される。接合した部品を500時間及び1000時間の保存期間の後に取り出しそして捲くれ上がりについて調べる。この試験は、捲くれ上がりが認められない場合に合格とする。
C.耐候サイクル試験(−40℃/85℃):
耐候サイクル試験室に接合した部品を保存する。この耐候試験室は23℃の温度及び50%の相対湿度で試験を始動する。最初に30分の間に85℃/50%の相対湿度に加熱する。この温度を5時間の間、一定に維持する。次に1時間の間に−40℃/0%の相対湿度に冷却する。この温度を再び5時間、一定に維持する。次いで再び1時間の間に85℃/50%の相対湿度に加熱しそしてこの温度レベルを5時間維持する。このサイクルを絶えず実施する。接合された部品は500時間及び1000時間の全保存時間の後に取り出しそして捲くれ上がりについて調べる。この試験は、捲くれ上がりが認められない場合に合格とする。
180°接着力試験(試験D):
両面感圧接着テープを40μmの厚さのPVCフィルムで覆う。この感圧接着テープをポリカーボネートの上に2kgの重量で2度押し付ける。次いで直ちにこの接着テープを基体から180°の角度で300mm/分の速度で引っ張る。測定結果はN/cmで表示しそして三度の測定の平均値を示した。全ての測定は室温で23℃/50%の相対湿度の気候条件のもとで実施した。
ポリマー1:
ラジカル重合用の慣用の200L−反応器に2400gのアクリル酸、64kgの2−エチルヘキシルアクリレート、6.4kgのN−イソプロピルアクリルアミド及び53.3kgのアセトン/イソプロパノール(95:5)を装填する。攪拌下に45分間の窒素ガス導入後に、反応器を58℃に加熱しそして40gの2,2’−アゾイソ酪酸ニトリル(AIBN)を添加する。次いで外部加熱浴を75℃に加温しそして反応を一定のこの外部温度で実施する。1時間の反応時間の後に再び40gのAIBNを添加する。5時間後及び10時間後にそれぞれ15kgのアセトン/イソプロパノール(95:5)を用いて希釈する。6時間及び8時間後にそれぞれ100gのジシクロヘキシルペルオキシジカルボナート(Akzo Nobel 社のPerkadox 16(R))をそれぞれ800gのアセトンに溶解して添加する。反応を24時間の反応時間の後に終了しそして室温に冷却する。次いで30%のコロホニウム樹脂(Foral 85、軟化温度85℃、製造元:Hercules)を添加しそして0.5重量%のアルミニウム(III)アセチルアセテートを均一に混入する。この感圧接着剤をトルエンで15%の固形分含有量に希釈する。
両面感圧接着剤テープの製造:
両面感圧接着テープを製造するために、三菱ポリエステルフィルム社のポリエチレンテレフタレートを選択する。このフィルムは0.9μm、2μm及び4μmの層厚を有しておりそしてHostaphanTM RE の登録商標で市販されている。
これは、二軸配向されヒートセットされたPET−フィルムであり、キャパシタ用途のために開発されている。変性された凹凸プロフィールの算術中間値(Ra−値:参考区域Lを超える中間線を基準としての、絶対値の平均値(印なし))は相応する厚さの標準フィルムのそれよりも約10nm下にある。
ガイドライン値(製造元による):
機械的値(ISO 527−1−2:試験速度100%/分;23℃、50%の相対湿度):抗張力200N/mm(長手方向)、200N/mm(横方向);破断応力100%(長手方向)、100%(横方向);弾性率 4500N/mm(長手方向)、5000N/mm(横方向)
密度(ASTM−D 1505−68、方法C:23℃):1.395g/cm
収縮率(DIN 40634、150℃、15分)<2.5%(長手方向)、<2%(横方向)。
融点(示差熱分析;3K/分):260℃。
感圧接着剤のポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社;10%のCRATMで等級別にされたシリコーン系)に塗工する。塗工するためにロール撓み補正手段を備えた5本ロール塗工装置を用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に1.2g/mである。次の段階に三菱社の0.9μmのPETを積層する。
第二の製造行程で再びポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社、易剥離性)の上に塗工する。塗工するためにロール撓み補正手段を備えた5本ロール塗工装置を用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に1.2g/mである。次いで接着剤をPET−フィルム/接着剤/PET剥離ライナーよりなる第一の複合体の上に積層する。感圧接着テープの全体厚(PET剥離ライナーを考慮に入れない)は3μmである。許容範囲の測定(50cmの幅にわたって/5個のサンプル)は1μmの最大偏差(4s)であった。
感圧接着剤のポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社;10%のCRATMで等級別にされたシリコーン系)に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バー(comma bar )を用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に5.5g/mである。次の段階に三菱社の0.9μmのPETを積層する。
第二の製造行程で再びポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社、易剥離性)の上に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バーを用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に5.5g/mである。次いで接着剤をPET−フィルム/接着剤/PET剥離ライナーよりなる第一の複合体の上に積層する。感圧接着テープの全体厚(PET剥離ライナーを考慮に入れない)は10μmである。許容範囲の測定(50cmの幅にわたって/5個のサンプル)は2.5μmの最大偏差(4s)であった。
感圧接着剤のポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社;10%のCRATMで等級別にされたシリコーン系)に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バー(comma bar )を用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に4.5g/mである。次の段階に三菱社の2μmのPETを積層する。
第二の製造行程で再びポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社、易剥離性)の上に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バーを用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に4.5g/mである。次いで接着剤をPET−フィルム/接着剤/PET剥離ライナーよりなる第一の複合体の上に積層する。感圧接着テープの全体厚(PET剥離ライナーを考慮に入れない)は10μmである。許容範囲の測定(50cmの幅にわたって/5個のサンプル)は2.5μmの最大偏差(4s)であった。
感圧接着剤のポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社;10%のCRATMで等級別にされたシリコーン系)に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バー(comma bar )を用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に6.5g/mである。次の段階に三菱社の4μmのPETを積層する。
第二の製造行程で再びポリマー1を溶液状態で、シリコーン加工されたPET−フィルム(75μmの層厚、製造元:Siliconature社、易剥離性)の上に塗工する。塗工するために撓み補正手段を備えたコンマ・バーを用いる。塗工された感圧接着剤塗膜を次いで30℃/40℃/50℃/70℃/100℃及び110℃の温度段階のある40mの長さの乾燥用トンネルで乾燥する。ウエブ速度は20m/分である。塗工量は乾燥後に6.5g/mである。次いで接着剤をPET−フィルム/接着剤/PET剥離ライナーよりなる第一の複合体の上に積層する。感圧接着テープの全体厚(PET剥離ライナーを考慮に入れない)は16μmである。許容範囲の測定(50cmの幅にわたって/5個のサンプル)は3μmの最大偏差(4s)であった。
[参考例1]
参考例として、樹脂変性されたアクリレート接着剤を有する市販の両面接着性のポリエステル接着テープを使用する[ここでは、tesaTM 4983 (PV0)]。この接着テープはLCD反射フィルムの接合のために提供されている。この接着テープは30μmの全体厚を有しそして6μmの層厚許容差(4sの規格限界)を有している。このものは樹脂変性アクリレート感圧接着剤及び12μmのPET−フィルム支持体をベースとしている。
反射フィルム(Al蒸着):
三菱ポリエステルフィルム社の23μmの透明なフィルム(RNタイプ)の両面にアルミニウムを、全面にアルミニウム層が適用されるまで蒸着させる。このフィルムは300mmの幅でスパッタリング法に従って蒸着されている。この方法では負に荷電したイオン化アルゴンガスが高減圧質に導かれている。次に荷電したイオンが負に荷電したAl板の上に衝突しそして分子レベルでアルミニウム粒子を剥離され、それが該板上を通過するポリエステルフィルムの上に析出する。
結果:
実施例1及び2を参考例1と一緒に最初に試験法Dに従って試験した。結果を表1に示す。
Figure 2010525089
表1の結果から、実施例1〜4が両面接着テープの意味での全ての性質を有していることが判る。参考例1は最大の塗布量及び最も厚い支持体フィルム層によって最大の接着力を示している。
以下の試験において実施例1〜4及び参考例1を反射フィルムの上に積層し、3×3cmの大きさの正方形を打ち抜き、次いでPC用ハウジング中に2kgの押圧で適用する。24時間の適用時間の後にバックライティング装置をLC−ディスプレーの全体に貼り付けそして試験法B及びCを実施する。結果を表2に示す。
Figure 2010525089
気候条件に曝した後反射フィルムの捲くれ上がりがいずれの場合にも観察できなかった。薄い両面感圧接着テープがバックライティング装置に反射フィルムを保持するのに十分の高い接着性を有していることが判る。従って、この用途にも30μmより著しく薄い構造物も適している。
最後の試験では反射率測定を試験法Aに従って実施した。参考例として貼り付けていない反射フィルムを測定した。次いで実施例1〜4及び参考例1を反射フィルムの貼り付けに使用しそして反射率を測定した(新鮮値:接合直後の測定)。測定値を表3に挙げる。
Figure 2010525089
測定値から、実施例1〜4が一様な表面によって比較的に高い光反射を可能とすることが判る。これらの値は、貼り付けていない本来のフィルムの光反射がほんの僅かしか上でない。凹凸は散乱の割合に特に多く影響する。ここで、参考例は著しく高い散乱割合を示した。従ってバックライティング装置の光収率は実施例1〜4では高めることができる。
1…LCDガラス
2…両面黒色白色接着テープ
3…粘着剤
4…光源(LED)
5…光線
6…両面接着テープ
7…光導波管
8…反射フィルム
9… LCD−ケーシング
10…接着テープの黒色吸収側
11…反射側
12…視認域
13…“ブラインド”域。
a・・・支持体フィルム層
b、b’・・・粘着剤層

Claims (9)

  1. 1つの支持体フィルム層及び2つの感圧接着剤層を持つ、液晶ディスプレーシステムのバックライティング装置中の反射フィルムを接合するための接着テープにおいて、全体厚(平均値)が30μmより薄くそして全体厚の標準偏差が1.25μmより少ないことを特徴とする、上記接着テープ。
  2. 全体厚の標準偏差が0.75μmより少ない、殊に0.65μmより少ない、特に0.5μmより少ない、請求項1に記載の接着テープ。
  3. 支持体層として0.5〜12μmの厚さ、特に0.9〜2μmの厚さを有するフィルム材料を使用する、請求項1又は2に記載の接着テープ。
  4. 支持体フィルム層としてフィルム状ポリマーフィルムを使用する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の接着テープ。
  5. 支持体層としてキャパシタ膜を使用する、請求項1〜4のいずれか一つに記載の接着テープ。
  6. 支持体フィルムが最大0.5μm、特に最大0.2μmの厚さ許容範囲を有している、請求項1〜5のいずれか一つに記載の接着テープ。
  7. 感圧接着剤層がそれぞれ10g/m、特に3g/mの面積重量を越えない、請求項1〜6のいずれか一つに記載の接着テープ。
  8. 全体厚が2〜29μm、好ましくは3〜21μmである、請求項1〜7のいずれか一つに記載の接着テープ。
  9. 請求項1〜8のいずれか一つに記載の粘着テープの、バックライティング装置のハウジング中の反射フィルムの接合での使用。
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