JP6595082B2 - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
図1は、一実施形態に係る積層体製造方法を示すフロー図であり、図2は、該方法により製造される積層体を示す斜視図であり、図3はそのIII−III線における断面図である。図2,3に示されるように、この実施形態により製造される積層体1は、被着体10と、該被着体10の表面10Aを部分的に覆う粘着片21A,21Bとを含む。粘着片21A,21Bは、粘着シート20を被着体10に貼り付けた後、該粘着シート20のうち第一領域21を被着体10上に残して第二領域22を被着体10から剥離除去することにより、被着体10上に残された第一領域21から形成されたものである。粘着シート20は、基材層202の片面に粘着剤層204が積層された構成を有する。
貼付工程S10では、粘着シート20を被着体10に貼り付ける。この工程において用いられる粘着シート20は、粘着片21A,21Bとして積層体1の構成要素に含まれることとなる領域である第一領域21と、積層体1の構成要素とはならず積層体1の製造過程においてのみ用いられる第二領域22とを含む。図2に示す例では、粘着シート20の幅のほぼ中央に、該粘着シート20の長手方向の一端から他端に至るまで直線状に延びる第二領域22が設定されている。貼付工程S10に用いられる粘着シート20では、第一領域21と第二領域22とは物理的に繋がっており、これらの領域21,22を一続きの粘着シート20として取り扱うことができる。
ここに開示される積層体製造方法は、例えば図5に示すように、粘着シート20を被着体10に貼り付ける貼付機構51と、粘着シート20の第一領域21と第二領域22との境界に切断加工を施すカット機構52と、第一領域21を被着体10上に残しつつ第二領域22を被着体10から剥離除去する剥離機構53と、第一領域21に対してその粘着力を上昇させ得る刺激を与える粘着力上昇機構54と、を備えた積層体製造装置50を用いて実施することができる。また、分割工程を含む態様の積層体製造方法に用いられる製造装置は、図示しない分割機構をさらに含み得る。
以下、ここに開示される積層体製造方法を実施するために好ましく採用され得る粘着シートのいくつかの例について説明するが、本発明の範囲を限定する意図ではない。
上記基材層としては、各種のフィルム基材を好ましく用いることができる。上記フィルム基材は、発泡体フィルムや不織布シート等のように多孔質の基材でもよく、非多孔質の基材でもよく、多孔質の層と非多孔質の層とが積層した構造の基材でもよい。いくつかの態様において、上記フィルム基材としては、独立して形状維持可能な(自立型の、あるいは非依存性の)樹脂フィルムをベースフィルムとして含むものを好ましく用いることができる。ここで「樹脂フィルム」とは、非多孔質の構造であって、典型的には実質的に気泡を含まない(ボイドレスの)樹脂フィルムを意味する。したがって、上記樹脂フィルムは、発泡体フィルムや不織布とは区別される概念である。上記樹脂フィルムは、単層構造であってもよく、二層以上の多層構造(例えば三層構造)であってもよい。
粘着剤層を構成する粘着剤の組成は特に限定されない。上記粘着剤は、粘着剤の分野において公知のアクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、フッ素系ポリマー等、室温域においてゴム弾性を示す各種のポリマーの1種または2種以上をベースポリマー(ポリマー成分のなかの主成分、すなわち50重量%超を占める成分)として含むものであり得る。なかでも好ましい粘着剤として、アクリル系粘着剤およびゴム系粘着剤が例示される。ここで、アクリル系粘着剤とは、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含む粘着剤をいう。ゴム系粘着剤についても同様である。また、上記アクリル系ポリマーとは、該アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量のうち50重量%以上がアクリル系モノマーである重合物をいう。なお、本明細書においてアクリル系モノマーとは、1分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーをいう。また、上記(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を包括的に指す意味である。
粘着剤層(1)は、ベースポリマーAおよびシロキサン構造含有ポリマーBを含み、加熱により粘着力が昂進する性質を示す。したがって、粘着力向上工程において粘着力の上昇をもたらす刺激として加熱を行う態様で、ここに開示される積層体製造方法に好ましく用いられ得る。粘着剤層(1)は、ベースポリマーAまたはその前駆体と、シロキサン構造含有ポリマーBと、を含有する粘着剤組成物から形成され得る。粘着剤組成物の形態は特に制限されず、例えば水分散型、溶剤型、ホットメルト型、活性光線硬化型(例えば、UV硬化型)等の、各種の形態であり得る。
粘着剤層(1)のベースポリマーA(以下、「ポリマーA」と略記することがある。)としては、アクリル系ポリマーを好ましく用いることができる。ポリマーAとしてアクリル系ポリマーを用いると、ポリマーBとの良好な相溶性が得られやすくなる傾向にある。ポリマーAとポリマーBとの相溶性が良いことは、粘着剤層内におけるポリマーBの移動性向上を通じて、一部除去工程における低粘着性と粘着力上昇処理(例えば加熱処理)後の強粘着性を併せもつ粘着剤層(1)の実現に貢献し得るので好ましい。粘着剤層(1)の50重量%以上がアクリル系ポリマーであることが好ましい。
カルボキシ基含有モノマー:例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等。
ヒドロキシ基含有モノマー:例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチル(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;N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(HEAA)等の、ヒドロキシ基とアミド基とを有するモノマー等。
窒素含有モノマー:例えば、N−ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニル−1,3−オキサジン−2−オン、N−ビニル−3,5−モルホリンジオン、N−アクリロイルモルホリン、N−ビニルカルボン酸アミド類等。
その他、シアノ基含有モノマー、ビニルエステルモノマー、芳香族ビニルモノマー、エポキシ基含有モノマー、ビニルエーテルモノマー、スルホ基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー等。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
上記Foxの式において、Tgは共重合体のガラス転移温度(単位:K)、Wiは該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を表す。Tgの特定に係る対象のポリマーがホモポリマーである場合、該ホモポリマーのTgと対象のポリマーのTgとは一致する。
シロキサン構造含有ポリマーB(以下、「ポリマーB」と略記することがある。)は、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマー(以下、「モノマーS1」ともいう。)と(メタ)アクリル系モノマーとの共重合体である。ポリマーBは、モノマーS1に由来するポリオルガノシロキサン構造の低極性および運動性によって、初期粘着力の抑制および粘着力上昇比の向上に寄与する粘着力上昇遅延剤として機能し得る。モノマーS1としては、特に限定されず、ポリオルガノシロキサン骨格を含有する任意のモノマーを用いることができる。モノマーS1は、その構造に由来する極性の低さにより、使用前(被着体への貼付け前)の粘着シートにおいてポリマーBの粘着剤層表面への偏在を促進し、貼り合わせ初期の軽剥離性(低粘着性)を発現する。モノマーS1としては、片末端に重合性反応基を有する構造のものを好ましく用いることができる。このようなノマーS1と(メタ)アクリル系モノマーとの共重合によると、側鎖にポリオルガノシロキサン骨格を有するポリマーBが形成される。かかる構造のポリマーBは、側鎖の運動性および移動容易性により、初期粘着力が低く、かつ粘着力上昇比の高いものとなりやすい。
モノマーS1の官能基当量(g/mol)=(モノマーS11の官能基当量×モノマーS11の配合量+モノマーS12の官能基当量×モノマーS12の配合量+・・・+モノマーS1nの官能基当量×モノマーS1nの配合量)/(モノマーS11の配合量+モノマーS12の配合量+・・・+モノマーS1nの配合量)
粘着剤層には、凝集力の調整等の目的で、必要に応じて架橋剤が用いられ得る。架橋剤としては、粘着剤の分野において公知の架橋剤を使用することができ、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等を挙げることができる。特に、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤が好ましい。架橋剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。ここに開示される技術は、架橋剤として少なくともイソシアネート系架橋剤を用いる態様で好ましく実施され得る。
多官能性モノマーとしては、例えば、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、ポリエチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(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、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ヘキサ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ブチルジオール(メタ)アクリレート、ヘキシルジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、トリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。多官能性モノマーは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用することができる。
粘着剤層には、必要に応じて粘着付与樹脂を含ませることができる。粘着付与樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、炭化水素系粘着付与樹脂、ケトン系粘着付与樹脂、ポリアミド系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂、エラストマー系粘着付与樹脂等が挙げられる。粘着付与樹脂は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
粘着剤層(1)は、粘着剤組成物の硬化層であり得る。すなわち、該粘着剤層(1)は、水分散型、溶剤型、光硬化型、ホットメルト型等の粘着剤組成物を適当な表面に塗布した後、硬化処理を適宜施すことにより形成され得る。二種以上の硬化処理(乾燥、架橋、重合、冷却等)を行う場合、これらは、同時に、または多段階にわたって行うことができる。モノマー成分の部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)を用いた粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、最終的な共重合反応が行われる。すなわち、部分重合物をさらなる共重合反応に供して完全重合物を形成する。例えば、光硬化性の粘着剤組成物であれば、光照射が実施される。必要に応じて、架橋、乾燥等の硬化処理が実施されてもよい。例えば、光硬化性粘着剤組成物で乾燥させる必要がある場合は、乾燥後に光硬化を行うとよい。完全重合物を用いた粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、必要に応じて乾燥(加熱乾燥)、架橋等の処理が実施される。
粘着剤層(2)は、ベースポリマーPおよび光硬化剤を含み、活性光線(例えばUV)の照射により硬化して粘着力が向上する性質を示す。したがって、粘着力向上工程において粘着力の上昇をもたらす刺激として活性光線の照射を行う態様で、ここに開示される積層体製造方法に好ましく用いられ得る。活性光線照射による硬化の効率を高める観点から、粘着剤層(2)を構成する粘着剤組成物(光硬化性組成物)は、光開始剤を含んでいることが好ましい。光硬化前の粘着剤層を固くして、一部除去工程において第二領域の粘着シートを剥離除去する際に粘着剤が被着体上に残留する現象、すなわち糊残り現象を抑制する観点から、ベースポリマーPには架橋構造が導入されていることが好ましい。
粘着剤層(2)のベースポリマーP(以下、「ポリマーP」と略記することがある。)としては、光学的透明性等の観点から、アクリル系ポリマーを好ましく用いることができる。例えば、粘着剤層(2)の50重量%以上がアクリル系ポリマーであることが好ましい。アクリル系ポリマーとしては、その構成モノマー成分全量のうち40重量%以上が、上述したポリマーAと同様の(メタ)アクリル酸アルキルエステルであるものを好ましく用いることができる。
粘着剤に適度の凝集力を持たせる観点から、ポリマーPには架橋構造が導入されていることが好ましい。例えば、ポリマーPを重合した後の溶液に架橋剤を添加し、必要に応じて加熱を行うことにより、架橋構造が導入される。架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。これらの架橋剤は、ポリマーPに導入されたヒドロキシ基等の官能基と反応して架橋構造を形成する。イソシアネート系架橋剤としては、粘着剤層(1)と同様のものを使用し得る。
粘着剤層(2)を構成する粘着剤組成物は、ポリマーPに加えて光硬化剤を含有することにより、光硬化性を示すように構成されている。粘着剤層(2)は、被着体との貼り合わせ後、粘着力を上昇させる刺激として活性光線の照射を行うことにより、光硬化して粘着力が向上する性質を示す。
粘着剤層(2)は、光開始剤を含むことが好ましい。光開始剤は、活性光線の照射により活性種を発生し、光硬化剤の硬化反応を促進する。光開始剤としては、光硬化剤の種類等に応じて、光カチオン開始剤(光酸発生剤)、光ラジカル開始剤、光アニオン開始剤(光塩基発生剤)等が用いられる。光硬化剤として多官能アクリレートが用いられる場合は、光ラジカル開始剤を用いることが好ましい。光ラジカル開始剤としては、ヒドロキシケトン類、ベンジルジメチルケタール類、アミノケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、ベンゾフェノン類、トリクロロメチル基含有トリアジン誘導体等が挙げられる。光ラジカル発生剤は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。粘着剤層における光開始剤の含有量は、粘着剤層の全量100重量部に対して、0.001〜10重量部が好ましく、0.01〜5重量部がより好ましい。
上記例示の各成分の他、粘着剤層は、シランカップリング剤、粘着性付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤等の添加剤を、ここに開示される技術により得られる効果を大きく損なわない範囲で含有していてもよい。
粘着剤層(2)は、例えば、ポリマーP、光硬化剤および必要に応じて用いられる他の成分とを含む粘着剤組成物を適当な表面に塗布した後、必要に応じて溶媒を乾燥除去することにより形成することができる。乾燥方法としては、適宜、適切な方法が採用され得る。加熱乾燥温度は、好ましくは40℃〜200℃、より好ましくは50℃〜180℃、さらに好ましくは70℃〜170℃である。乾燥時間は、好ましくは5秒〜20分、より好ましくは5秒〜15分、さらに好ましくは10秒〜10分である。
光硬化前の粘着剤層(2)は、粘着力を抑制しやすくする観点から、摩擦力顕微鏡(FFM)のタッピングモードにより測定される周波数5Hzでの摩擦力が、周波数0.1Hzでの摩擦力の2〜5倍であることが好ましい。また、粘着剤層(2)の周波数0.1Hzと5Hzの摩擦力の比が当該範囲にある場合に、光硬化後の粘着力を光硬化前に比べて大きく上昇させやすくなる傾向にある。
(測定条件)
カンチレバー:BudgetSensors製「Tap300E−G」(バネ定数40N/m相当品)
ADD値:8.44V、DIF値:0.4V、FFM値:0V
雰囲気:真空、室温
スキャン速度:0.1Hz,1Hzおよび5Hz
ここに開示される製造方法に用いられる粘着シートの厚さは特に限定されず、例えば3μm〜11mm程度であり得る。粘着シートの取扱い性等の観点から、粘着シートの厚さは、通常、5μm以上であることが適当であり、10μm以上でもよく、30μm以上でもよい。一部除去工程における第二領域の剥離作業性等の観点から、いくつかの態様において、厚さが50μm以上、70μm以上または90μm以上の粘着シートを好ましく使用し得る。また、カット工程における切断加工性や一部除去工程における第二領域の剥離作業性等の観点から、粘着シートの厚さは、例えば1000μm以下であってよく、600μm以下であってもよく、350μm以下でもよく、200μm以下でもよく、150μm以下でもよい。
ここに開示される方法によると、粘着片によるパターンが被着体上に精度よく形成され、かつ上記パターンの耐久性に優れた積層体を、効率よく製造することができる。かかる特長を活かして、ここに開示される方法は、車両の外装材や内装材、建物の外装材や内装材等の建材、窓ガラス、看板、標識、家電製品、光学製品、電子製品等の製品またはその構成部材を被着体とし、そのような被着体が粘着片のパターンによって部分的に覆われた積層体を製造する用途に好ましく適用され得る。上記積層体は、上述した各種製品またはその構成部材であり得る。上記粘着片は、上記積層体の構成要素として各種製品に含まれることにより、該積層体に含まれる被着体、または上記積層体を含む製品やその部材に、装飾、表示、保護、補強、衝撃緩和、応力集中の緩和、形状維持、形状回復、等の機能を付与するために役立ち得る。ここに開示される方法は、例えば、フィルムカバーレイを備えたFPCの製造に好ましく適用され得る。
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管および冷却器を備えた反応容器に、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)63部、N−ビニルピロリドン(NVP)15部、メチルメタクリレート(MMA)9部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)13部、および重合溶媒として酢酸エチル200部を仕込み、60℃にて窒素雰囲気下で2時間撹拌した後、熱開始剤としてAIBN0.2部を投入し、60℃で6時間反応を行って、ポリマーA1の溶液を得た。このポリマーA1のMwは110万であった。
使用するモノマーの組成を2EHA/HEA=95/5(重量比)に変更した他はポリマーA1の合成と同様にして溶液重合を行うことにより、ポリマーA2の溶液を得た。このポリマーA2のMwは90万であった。
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管および冷却器を備えた反応容器に、2EHA96.2部、HEA3.8部、および重合溶媒として酢酸エチル150部を仕込み、60℃にて窒素雰囲気下で2時間撹拌した後、熱開始剤としてAIBN0.2部を投入し、60℃で6時間反応を行って、ポリマーA3の溶液(固形分40%)を得た。このポリマーA3のMwは54万であった。
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管および冷却器を備えた反応容器に、MMA40部、n−ブチルメタクリレート(BMA)20部、2−エチルヘキシルメタクリレート(2EHMA)20部、官能基当量が900g/molのポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマー(商品名:X−22−174ASX、信越化学工業株式会社製)9部、官能基当量が4600g/molのポリオルガノシロキサン骨格含有メタクリレートモノマー(商品名:KF−2012、信越化学工業株式会社製)11部、酢酸エチル100部、および連鎖移動剤としてチオグリセロール0.6部を投入し、70℃にて窒素雰囲気下で1時間撹拌した後、熱開始剤としてAIBN0.2部を投入し、70℃で3時間反応させた後に、さらに0.1重量部のAIBNを投入し、続いて80℃で5時間反応させた。このようにしてシロキサン構造含有ポリマーB1の溶液を得た。このポリマーB1のMwは20000であった。
・サンプル濃度:0.2wt%(テトラヒドロフラン(THF)溶液)
・サンプル注入量:10μl
・溶離液:THF・流速:0.6ml/min
・測定温度:40℃
・カラム:
サンプルカラム;TSKguardcolumn SuperHZ-H(1本)+TSKgel SuperHZM-H(2本)
リファレンスカラム;TSKgel SuperH-RC(1本)
・検出器:示差屈折計(RI)
(粘着シートD1)
上記ポリマーA1の溶液に、該溶液に含まれるポリマーA1の100部当たり、固形分基準で、ポリマーB1を2.5部、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学社製)を2.5部添加し、均一に混合して粘着剤組成物C1を調製した。
表面処理がされていない厚さ75μmのPETフィルム(東レ製「ルミラーS10」)の片面に、粘着剤組成物C1を直接塗布し、110℃で2分間加熱して乾燥させることにより厚さ25μmの粘着剤層を形成し、該粘着剤層の表面(粘着面)に剥離ライナー(三菱ケミカル社製のMRQ50T100、片面がシリコーン系剥離剤で処理されたポリエステルフィルム、厚さ50μm)の剥離処理面を貼り合わせて保護した。このようにして、厚さ75μmのPETフィルムからなる基材層の片面に粘着剤層を有し、該粘着剤層の表面(粘着面)が剥離ライナーで保護された形態の粘着シートD1を得た。
上記ポリマーA1の溶液に、該溶液に含まれるポリマーA1の100部当たり、固形分基準で、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学社製)を2.5部、光硬化剤(商品名:A−200、ポリエチレングリコール#200ジアクリレート、官能基当量154g/eq、新中村化学工業製)を30部、および光開始剤を0.1部添加し、均一に混合して、粘着剤組成物C2を調製した。光開始剤としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製「イルガキュア184」)を使用した。
表面処理がされていない厚さ75μmのPETフィルム(東レ製「ルミラーS10」)の片面に、ファウンテンロールを用いて粘着剤組成物C2を直接塗布し、130℃で1分間加熱して乾燥させることにより、厚さ25μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層の表面(粘着面)に剥離ライナー(表面がシリコーン剥離剤で処理されたPETフィルム、厚さ25μm)の剥離処理面を貼り合わせて保護し、25℃の雰囲気で4日間のエージング処理を行って架橋を進行させた。このようにして、粘着面が剥離ライナーで保護された形態の粘着シートD2を得た。
上記ポリマーA2の溶液に、該溶液に含まれるポリマーA2の100部当たり、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学社製)を固形分基準で2.5部添加し、均一に混合して粘着剤組成物C3を調製した。粘着剤組成物C1に代えて粘着剤組成物C3を用いた他は粘着シートD1の作製と同様にして、粘着面が剥離ライナーで保護された形態の粘着シートD3を得た。
ポリマーB1を使用しない他は粘着剤組成物C1の調製と同様にして、粘着剤組成物C4を調製した。粘着剤組成物C1に代えて粘着剤組成物C4を用いた他は粘着シートD1の作製と同様にして、粘着面が剥離ライナーで保護された形態の粘着シートD4を得た。
上記ポリマーA3の溶液に、該溶液に含まれるポリマーA3の100部当たり、固形分基準で、ポリマーB1を2.5部、イソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL(トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物の75%酢酸エチル溶液、東ソー社製)を3.3部添加し、均一に混合して粘着剤組成物C5を調製した。粘着剤組成物C1に代えて粘着剤組成物C5を用いた他は粘着シートD1の作製と同様にして、粘着面が剥離ライナーで保護された形態の粘着シートD5を得た。
厚さ12.5μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン製「カプトン50EN」)を、両面粘着テープ(日東電工製「No.531」)を介してガラス板に固定することにより、粘着力測定用のテストピースを作製した。また、粘着シートD1〜D4およびD5を幅25mmの短冊状に裁断して測定用サンプルを作製した。
23℃、50%RHの標準環境下において、上記テストピースに測定用サンプルの粘着面を、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを上記標準環境下に30分間放置した後、引張試験機(ミネベア社製「TCM−1kNB」)を使用して、JIS Z0237に準じて剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で剥離強度(初期粘着力)B0[N/25mm]を測定した。
加熱:80℃で5分間加熱した。
UV照射:ウシオ社製のUniFieldを用いて、主波長約365nmの紫外線を、2000mJ/cm2の光量となるように照射した。
(製造例1)
粘着シートD1を幅25mm、長さ100mmのサイズに裁断して、積層体製造用の粘着シートを調製した。また、被着体として、厚さ12.5μm、幅30mm、長さ120mmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、「カプトン50EN」)を用意した。上記被着体に上記粘着シートを貼り合わせ、該粘着シートにパターン加工を施した後に刺激を与えて粘着力を上昇させることにより、上記被着体が上記パターン加工された粘着シートで覆われた構成の積層体を作製した。
得られた粘着シート/被着体積層物における粘着シートの幅中央に、該粘着シートの長手方向の一端から他端まで直線状に延びる幅2mm、長さ100mmの第二領域を設定した。上記第二領域とその両側の第一領域との境界(二本の直線)に沿って粘着シート面側からレーザーを照射することにより、粘着シートD1のみを切断する切断加工を施した(カット工程)。上記切断加工は、GCC社製のレーザー切断装置「Spirit, Model number SI-30V」を使用して、以下の条件で行った。
Speed:9.0%
Power:10.0%
DPI:500
PPI:400
第二領域の一端を被着体から剥がして引張試験機のチャックで掴み、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で粘着シートの長手方向に引っ張ることにより、幅2mmのスリット状の第二領域を被着体から剥離除去した(一部除去工程)。
次いで、粘着力上昇刺激として上述の加熱(80℃、5分間)を行うことにより(粘着力上昇工程)、目的とする積層体を製造した。
粘着シートD1に代えて粘着シートD2を用いた点、および粘着力上昇工程において加える刺激を加熱から上述のUV照射(主波長約365nm、光量2000mJ/cm2)に変更した点を除いては、製造例1と同様の手順で積層体を製造した。
粘着シートD1,D3およびD4をそれぞれ使用して、粘着力上昇工程を行わない点を除いては製造例1と同様の手順により積層体を製造した。
粘着シートD1に代えて粘着シートD5を用いた点を除いては、製造例1と同様の手順で積層体を製造した。
各製造例の一部除去工程において、被着体から第二領域を剥離する際に被着体に伸び等の変形が認められなかった場合には「G」(パターン加工性良好)、変形が認められた場合には「P」(パターン加工性に乏しい)と評価した。結果を表2に示した。
なお、製造例5では第二領域の剥離を適切に行うことができなかったため、以下の耐久性試験は行わなかった。また、製造例1〜4、8のいずれにおいても、第二領域の剥離時に被着体への糊残りは認められなかった。
製造例1〜4、8により得られた積層体について、ユアサシステム機器社製の面状体無負荷U字伸縮試験機「DLDM111LH」および治具(面状体無負荷U字伸縮試験治具)を用いて、伸縮速度30rpm、曲げ半径3mm、伸縮回数100回の条件で耐久性試験を行った。
具体的には、図6に示すように、サンプル60の両端部x,yを上記試験機のクランプ部分61、62に両面テープ(図示せず)で固定した後、上記条件にて、サンプル60が平面の状態から粘着シート側を内側として曲げ半径3mmのU字状に折れ曲るような伸縮を繰り返して行った。サンプル60を折り曲げる際には、クランプの作動によりサンプル60の両端部x,yを接触させるとともに、サンプル60の他の部分を別途設置されている板部63、64により両外側から無負荷で挟み込むようにした。
100回伸縮後のサンプルの状態を目視により観察し、粘着シートと被着体の間に浮きが認められなかった場合は「G」(耐久性良好)、浮きが認められた場合は「P」(耐久性に乏しい)と評価した。結果を表2に示した。
図7に示すように、幅120mm、長さ220mmのポリイミドフィルム72の片面の幅中央に、該フィルム72の長手方向の一端から他端まで直線状に延びる幅1.9mmの銅パターン配線74を有する被着体70を用意した。この被着体70の銅パターン配線形成面のほぼ中央に、粘着シートD1を幅100mm、長さ200mmのサイズに裁断した粘着シートを、ハンドローラーにより貼り付けた(貼付工程)。
得られた粘着シート/被着体積層物に、上記銅パターン配線と重複して上記粘着シートを幅方向に横切って延びる幅2mmの第二領域を設定し、該第二領域とその両側の第一領域との境界に沿って上記積層物の粘着シート側から製造例1と同様のレーザー切断を行うことにより、上記粘着シートのみを切断する切断加工を施した(カット工程)。
次いで、上記第二領域を被着体から剥離除去することにより(一部除去工程)、幅2mmのスリットを有する粘着片によって被着体が部分的に覆われ、該スリットにおいて銅パターン配線が露出した構成の積層体を得た。
粘着シートD4を幅100mm、長さ200mmのサイズに裁断し、その背面(基材層の、粘着剤層が設けられた側とは反対側の面)をトーヨーケム社製の仮固定テープ「LE−900」の粘着面に貼り合わせた。
得られた粘着シート/仮固定テープ積層物に、該粘着シートを幅方向に横切って延びる幅2mmの第二領域を設定し、該第二領域とその両側の第一領域との境界に沿って上記積層物の粘着シート側から製造例1と同様のレーザー切断を行うことにより、上記粘着シートのみを切断する切断加工を施した。
次いで、上記第二領域を仮固定テープから剥離除去することにより、上記スリットが形成された粘着片の背面が上記仮固定テープに支持された積層物を得た。
ベアック社製高精度フィルム貼合せ機(型式:BCF250RH)を用いて、上記積層物の粘着片側を製造例6と同様の被着体に、上記スリットと上記銅パターン配線とが重複するようにして常温で圧着した後、上記仮固定テープのみを剥離した。
製造例6,7により得られた積層体について、オリンパス社製の測長顕微鏡(型式:STM6)を用いて、図8に示すように、銅パターン配線74の中心線L0と、粘着片76,76の間に設けられたスリットの中心線L1との距離を誤差Xとして計測した。その計測結果に基づいて、誤差Xが50μm未満である場合は「合格」、誤差Xが50μm以上である場合は「不合格」と判定した。結果を表3に示した。
(1) 被着体と、該被着体を部分的に覆う粘着片と、を含む積層体の製造方法であって、
基材層と該基材層の少なくとも前記被着体側の面に積層された粘着剤層とを含む粘着シートを上記被着体に貼り付ける貼付工程;
上記粘着シートのうち上記粘着片を構成する第一領域と上記粘着片を構成しない第二領域との境界に切断加工を施すカット工程;
上記第一領域を上記被着体上に残しつつ上記第二領域を上記被着体から剥離除去する一部除去工程;および、
上記第一領域の上記被着体に対する粘着力を上昇させる粘着力上昇工程;
を、この順で含む、積層体製造方法。
(2) 上記粘着力上昇工程は加熱処理を含む、上記(1)に記載の積層体製造方法。
(3) 上記粘着剤層は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマーAと、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーと(メタ)アクリル系モノマーとの共重合体であるポリマーBと、を含む、上記(2)に記載の積層体製造方法。
(4)上記粘着力上昇工程は紫外線照射処理を含む、上記(1)に記載の積層体製造方法。
(5) 上記粘着剤層は、ベースポリマーと光硬化剤とを含む光硬化性組成物からなり、
上記光硬化剤は多官能(メタ)アクリレートであり、
上記光硬化剤の含有量は、上記ベースポリマー100重量部に対して1重量部以上50重量部以下である、上記(4)に記載の積層体製造方法。
(6) 上記粘着力上昇工程では、上記粘着シートの上記被着体に対する粘着力を該工程前の2倍以上に上昇させる、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(7) 上記一部除去工程は、上記粘着シートの上記被着体に対する粘着力が2N/25mmを超える前に行われる、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(8) 上記粘着力上昇工程により、上記第一領域の粘着シートの上記被着体に対する粘着力を3N/25mm以上とする、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(9) 上記第二領域は、該第二領域の少なくとも一端が上記粘着シートの端に至るように設定される、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(10) 上記第二領域は、上記粘着シートの端に至る一端が当該粘着シートの端に向けて幅広になる形状である、上記(9)に記載の積層体製造方法。
(11) 上記貼付工程に用いられる上記粘着シートは、面積が2500cm2以上であり、かつ短辺の長さが50cm以上である、上記(1)〜(10)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(12) 上記貼付工程に用いられる上記粘着シートおよび上記被着体として、上記積層体に対応するユニットを複数含むものを使用し、
上記貼付工程より後に行われる工程として、上記粘着シートおよび上記被着体を上記ユニットに分割する分割工程をさらに含む、上記(1)〜(11)のいずれかに記載の積層体製造方法。
(13) 上記(1)〜(12)のいずれかに記載の製造方法を実施するための装置であって、
上記粘着シートを貼り付ける貼付機構と、
上記粘着シートに切断加工を施すカット機構と、
上記粘着シートの上記第二領域を剥離する剥離機構と、
上記粘着シートに粘着力上昇刺激を与える粘着力上昇機構と、
を含む、積層体製造装置。
10 被着体
10A 表面
20 粘着シート
21 第一領域
21A,21B 粘着片
22 第二領域
202 基材層
204 粘着剤層
50 積層体製造装置
51 貼付機構
52 カット機構
53 剥離機構
54 粘着力上昇機構
70 被着体
72 ポリイミドフィルム
74 銅パターン配線
76 粘着片
Claims (10)
- 被着体と、該被着体を部分的に覆う粘着片と、を含む積層体の製造方法であって、
基材層と該基材層の少なくとも前記被着体側の面に積層された粘着剤層とを含む粘着シートを前記被着体に貼り付ける貼付工程;
前記粘着シートのうち前記粘着片を構成する第一領域と前記粘着片を構成しない第二領域との境界に切断加工を施すカット工程;
前記第一領域を前記被着体上に残しつつ前記第二領域を前記被着体から剥離除去する一部除去工程;および、
前記第一領域の前記被着体に対する粘着力を上昇させる粘着力上昇工程;
を、この順で含み、
ここで、前記粘着力上昇工程は加熱処理を含み、
前記粘着剤層は、ガラス転移温度が0℃未満のポリマーAと、ポリオルガノシロキサン骨格を有するモノマーと(メタ)アクリル系モノマーとの共重合体であるポリマーBと、を含み、
前記ポリマーAを構成するモノマー成分はN−ビニル環状アミドを含み、
前記N−ビニル環状アミドの使用量は、前記ポリマーAを構成するモノマー成分全量の1重量%以上40重量%以下である、積層体製造方法。 - 前記ポリマーAを構成するモノマー成分は、さらに水酸基含有モノマーを含む、請求項1に記載の積層体製造方法。
- 前記粘着力上昇工程では、前記粘着シートの前記被着体に対する粘着力を該工程前の2倍以上に上昇させる、請求項1または2に記載の積層体製造方法。
- 前記一部除去工程は、前記粘着シートの前記被着体に対する粘着力が2N/25mmを超える前に行われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の積層体製造方法。
- 前記粘着力上昇工程により、前記第一領域の粘着シートの前記被着体に対する粘着力を3N/25mm以上とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の積層体製造方法。
- 前記第二領域は、該第二領域の少なくとも一端が前記粘着シートの端に至るように設定される、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層体製造方法。
- 前記第二領域は、前記粘着シートの端に至る一端が当該粘着シートの端に向けて幅広になる形状である、請求項6に記載の積層体製造方法。
- 前記貼付工程に用いられる前記粘着シートは、面積が2500cm2以上であり、かつ短辺の長さが50cm以上である、請求項1から7のいずれか一項に記載の積層体製造方法。
- 前記貼付工程に用いられる前記粘着シートおよび前記被着体として、前記積層体に対応するユニットを複数含むものを使用し、
前記貼付工程より後に行われる工程として、前記粘着シートおよび前記被着体を前記ユニットに分割する分割工程をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の積層体製造方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の製造方法を実施するための装置であって、
前記粘着シートを貼り付ける貼付機構と、
前記粘着シートに切断加工を施すカット機構と、
前記粘着シートの前記第二領域を剥離する剥離機構と、
前記粘着シートに粘着力上昇刺激を与える粘着力上昇機構と、
を含む、積層体製造装置。
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