JP6769503B2 - 粘着剤、および粘着シートとその使用方法 - Google Patents
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Description
本明細書において、特に明記しない限り、「粘着剤」は再剥離性を有する粘着剤(再剥離型粘着剤)であり、「粘着シート」は再剥離性を有する粘着シート(再剥離型粘着シート)である。
ウレタン系粘着シートは、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネルディスプレイ、並びに、これらの製造工程で製造または使用される基板(ガラス基板、およびガラス基板上にITO(インジウム酸化錫)膜が形成されたITO/ガラス基板等)および光学部材等の表面保護シートとして好適に用いられる。
光照射により硬化性分子が重合することで、引き剥がし強度は低下する。光照射後の引き剥がし強度の低下率は例えば30〜98%、好ましくは50〜95%である(請求項15、16)。
特許文献1に記載の組成物は、好ましくは医療用接着性ドレッシング材用である(請求項25)。
ベース接着剤ポリマーは好ましくは、ポリアクリレートである(請求項8)。[実施例]の項では、ベース接着剤ポリマーとしてポリアクリレートを含むアクリル系粘着剤のみが製造されている。アクリル系粘着剤は粘着力が高いため、被着体に対する濡れ広がり性が良くなく、気泡を巻き込まずにきれいに貼着することが難しい。アクリル系粘着剤はまた、粘着力が高いため、被着体に貼着した後の再剥離性が良くなく、貼り直しを行うことが難しい。
例えば、特許文献1の実施例8で製造されたアクリル系粘着シートでは、光照射前の粘着力は約1200〜100gf/25mmであり、光照射後の粘着力は約100〜30gf/25mmである(表11のデータより換算)。このアクリル系粘着シートは、光照射前の粘着力が非常に高いため、濡れ広がり性と再剥離性が良くない。このアクリル系粘着シートは、光照射により粘着力が低下するものの、光照射後の粘着力は依然として高く、高速剥離を行うことは難しい。
特許文献2には、上記の紫外線硬化型粘着剤組成物を基材に塗工した後に、有機溶剤(D)を乾燥する紫外線硬化型粘着シートの製造方法が開示されている(請求項9)。また、2つ以上の被着体を上記紫外線硬化型粘着シートを用いて貼り合せ、次いで紫外線照射する積層体の製造方法が開示されている(請求項10)。
特許文献2に記載の粘着剤は、OCA(Optical Clear Adhesive)用途を対象としており(段落0002)、再剥離用途を対象としていない。OCA用の粘着シートには、被着体に貼着される際には高い段差追従性が求められる一方、2つ以上の被着体を貼り合わせた後は再剥離しないことが求められる。特許文献2では、紫外線照射前は段差追従性を重視して架橋密度を低めに設計し、紫外線照射により架橋密度を高め、再剥離性を低減させている。
特許文献2の[実施例]の項では、紫外線照射前の架橋密度を抑えるために、ウレタン樹脂(A)の原料ポリオールとして2官能ポリオールのみが用いられている。
特許文献2では、ウレタン樹脂(A)と光重合性単量体である(メタ)アクリル化合物(C)がいずれも(メタ)アクリロイル基を有することで、紫外線照射後の粘着層の架橋密度を効果的に高めている(段落0014)。しかしながら、ウレタン樹脂(A)と光重合性単量体である(メタ)アクリル化合物(C)がいずれも(メタ)アクリロイル基を有する場合、反応性が高くなりすぎて、蛍光灯の光および太陽光等の環境光に含まれる少量の紫外線の照射により容易に反応が開始および進行し、粘着力が低下してしまう恐れがある。被着体の真空吸着搬送時等に、環境光に含まれる少量の紫外線の照射で粘着層の粘着力が低下することは好ましくない。
特許文献3の[実施例]の項では、用いられている光重合性単量体(B)の官能基数は1〜2である。この場合、光照射による粘着層の架橋が不充分で、光照射後の粘着力の低下が高速剥離を行うには不充分である恐れがある。
なお、特許文献1〜3に記載の各成分の符号は、これら文献に記載の符号であり、本発明の各成分に使用する符号とは何ら関係がない。
本発明はまた、紫外線等の活性エネルギー線の照射前は、被着体に対して良好な濡れ広がり性を有し、被着体に対して貼り直し可能な再剥離性を有しつつ、被着体に対して容易に剥がれない粘着力で貼着することができ、活性エネルギー線の照射後は粘着力が効果的に低下して被着体から容易に剥離することが可能な粘着シートを提供することを目的とする。
1分子中に複数の活性水素基を有する1種以上の活性水素基含有化合物(HX)と1種以上のポリイソシアネート(N)との反応生成物であり、(メタ)アクリロイル基を含まない水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)と、
多官能イソシアネート化合物(I)とを含む再剥離型の粘着剤であって、
さらに、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含むラジカル重合性単量体(MX)を含み、
前記粘着剤の硬化物からなる粘着層は、活性エネルギー線の照射により粘着力が低下するものである。
本発明の粘着シートは、表面保護シート用として好適である。
被着体の表面に対して前記粘着シートを貼着する工程と、
前記被着体の表面に貼着された前記粘着シートに対して活性エネルギー線を照射して、前記粘着シートの粘着力を低下させる工程と、
粘着力の低下した前記粘着シートを前記被着体から剥離する工程とを含む。
本発明によればまた、紫外線等の活性エネルギー線の照射前は、被着体に対して良好な濡れ広がり性を有し、被着体に対して貼り直し可能な再剥離性を有しつつ、被着体に対して容易に剥がれない粘着力で貼着することができ、活性エネルギー線の照射後は粘着力が効果的に低下して被着体から容易に剥離することが可能な粘着シートを提供することができる。
本発明の粘着剤は、
1分子中に複数の活性水素基を有する1種以上の活性水素基含有化合物(HX)と1種以上のポリイソシアネート(N)との反応生成物であり、(メタ)アクリロイル基を含まない水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)と、
多官能イソシアネート化合物(I)と、
1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含むラジカル重合性単量体(MX)とを含む再剥離型のウレタン系粘着剤である。
本発明の粘着シートは、基材シートと、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含むウレタン系粘着シートである。
本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層は、活性エネルギー線の照射前に対して照射後に、粘着力が低下することができる。
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)は、1種以上の活性水素基含有化合物(HX)と1種以上のポリイソシアネート(N)とを共重合反応させて得られる反応生成物である。共重合反応は必要に応じて、1種以上の触媒存在下で行うことができる。共重合反応には必要に応じて、1種以上の溶剤を用いることができる。水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)は、(メタ)アクリロイル基を含まない。
活性水素基含有化合物(HX)は、1分子中に複数の活性水素基を有する化合物である。
活性水素基としては、水酸基(ヒドロキシ基)、メルカプト基、およびアミノ基(本明細書において、特に明記しない限り、アミノ基はイミノ基を含む)等が挙げられる。活性水素基含有化合物(HX)としては、1分子中に複数の水酸基を有するポリオール、1分子中に複数のアミノ基を有するポリアミン、1分子中にアミノ基と水酸基を有するアミノアルコール、および1分子中に複数のメルカプト基を有するポリチオール等が挙げられる。これら活性水素基含有化合物(HX)は、非重合体でもよいし、重合体でもよい。これらは、1種または2種以上用いることができる。
中でも、ポリオールが好ましい。ポリアミンおよびポリチオールはポリイソシアネートとの反応性が高くポットライフが短いため、これらを用いる場合にはポリオールと併用することが好ましい。
オキシラン化合物としては、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、およびブチレンオキシド(BO)等のアルキレンオキシド(AO);テトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。
粘着力と再剥離性とを両立させやすいことから、1種以上の活性水素基含有化合物(HX)は、2官能の活性水素基含有化合物と3官能以上の活性水素基含有化合物とを含むことが好ましい。
ポリイソシアネート(N)としては公知のものを使用でき、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、および脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。
複数種の活性水素基含有化合物(HX)の有する活性水素基(H)の総モル数に対するポリイソシアネート(N)の有するイソシアネート基(NCO)のモル数の比(NCO/H比)が0.20〜0.95、より好ましくは0.40〜0.80となるように、原料配合比を決定することが好ましい。NCO/H比が1に近くなる程、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の合成時にゲル化しやすくなる傾向がある。NCO/H比が0.95以下であれば、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)合成時のゲル化を効果的に抑制することができる。
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の重合には必要に応じて、1種以上の触媒を用いることができる。触媒としては公知のものを使用でき、3級アミン系化合物および有機金属系化合物等が挙げられる。
3級アミン系化合物としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、および1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7(DBU)等が挙げられる。
有機金属系化合物としては、錫系化合物および非錫系化合物等が挙げられる。
錫系化合物としては、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキシド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキシド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、および2−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。
非錫系化合物としては、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、およびブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系;オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、およびナフテン酸鉛等の鉛系;2−エチルヘキサン酸鉄および鉄アセチルアセトネート等の鉄系;安息香酸コバルトおよび2−エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系;ナフテン酸亜鉛および2−エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系;ナフテン酸ジルコニウム等のジルコニウム系が挙げられる。
触媒の種類および添加量は、反応が良好に進む範囲で適宜設計することができる。
2−エチルヘキサン酸錫とジオクチル錫ジラウレートとの質量比(2−エチルヘキサン酸錫/ジオクチル錫ジラウレート)は特に制限されず、好ましくは0超1未満、より好ましくは0.2〜0.8である。当該質量比が1未満であれば、触媒活性のバランスが良く、反応溶液のゲル化および白濁を効果的に抑制し、重合安定性がより向上する。
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の重合には必要に応じて、1種以上の溶剤を用いることができる。溶剤としては公知のものを使用でき、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、およびアセトン等が挙げられる。水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の溶解性および溶剤の沸点等の点から、酢酸エチルおよびトルエン等が特に好ましい。
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の重合方法としては特に制限されず、塊状重合法および溶液重合法等の公知重合方法を適用することができる。
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の重合手順としては、
手順1)1種以上の活性水素基含有化合物(HX)、1種以上のポリイソシアネート(N)、必要に応じて1種以上の触媒、および必要に応じて1種以上の溶剤を一括してフラスコに仕込む手順;
手順2)1種以上の活性水素基含有化合物(HX)、必要に応じて1種以上の触媒、および必要に応じて1種以上の溶剤をフラスコに仕込み、これに1種以上のポリイソシアネート(N)を滴下添加する手順等が挙げられる。
活性水素基含有化合物(HX)および/またはポリイソシアネート(N)を複数種用いる場合には、複数段階で反応を行ってもよい。
多官能イソシアネート化合物(I)としては公知のものを使用でき、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の原料であるポリイソシアネート(N)として例示した化合物(具体的には、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、および、これらのトリメチロールプロパンアダクト体/ビウレット体/アロファネート体/3量体)を用いることができる。
本発明の粘着剤は、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含むラジカル重合性単量体(MX)を含む。本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基およびメタクリロイル基を意味する。
ラジカル重合性単量体(MX)は、必要に応じてラジカル重合開始剤(R)の存在下で、紫外線および電子線等の活性エネルギー線の照射によって重合硬化する材料である。ラジカル重合性単量体(MX)は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化性であることが好ましい。
本発明では、3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む3官能以上のラジカル重合性単量体(MX)を用いるため、ラジカル重合性単量体(MX)の重合時に架橋反応が進み、粘着層の硬化とそれによる粘着力の低下を効果的に起こすことができる。粘着層の硬化とそれによる粘着力の低下をより効果的に起こすことができるから、ラジカル重合性単量体(MX)に含まれる(メタ)アクリロイル基の数は、好ましくは4つ以上、より好ましくは5つ以上である。粘着層の硬化とそれによる粘着力の低下をより効果的に起こすことができるから、(メタ)アクリロイル基を5つ以上含むラジカル重合性単量体の使用量は、ラジカル重合性単量体(MX)の全量に対して、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、特に好ましくは60質量%以上、最も好ましくは80質量%以上である。
ラジカル重合性単量体(MX)は、水酸基を含むことが特に好ましい。3つ以上の(メタ)アクリロイル基と水酸基を含むラジカル重合性単量体(MX)としては、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、およびジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種または2種以上用いることができる。
本発明では、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)が(メタ)アクリロイル基を含まないので、環境光に含まれる少量の紫外線の照射による架橋反応を抑制することができ、被着体の真空吸着搬送時等に、被着体が粘着シートから剥がれることを抑制することができる。
本発明の粘着剤は必要に応じて、活性エネルギー線の照射を受けたときにラジカル重合性単量体(MX)の重合を開始させるラジカル重合開始剤(R)を含むことができる。ラジカル重合性単量体(MX)が紫外線硬化性である場合、本発明の粘着剤はラジカル重合開始剤(R)(この場合のラジカル重合開始剤(R)は光重合開始剤(RL)とも言う。)を含むことが好ましい。
粘着層の粘着力の低下および濡れ性向上の観点から、本発明の粘着剤はさらに必要に応じて、1種以上の可塑剤(P)を含むことができる。可塑剤(P)としては特に制限されず、他の成分との相溶性等の観点から、有機酸エステルが好ましい。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の溶剤を含むことができる。溶剤としては公知のものを使用でき、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、およびアセトン等が挙げられる。水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)の溶解性および溶剤の沸点等の観点から、酢酸エチルおよびトルエン等が特に好ましい。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の変質防止剤を含むことができる。これにより、粘着層の長期使用による各種特性の低下を抑制することができる。変質防止剤としては、耐加水分解剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、および光安定剤等が挙げられる。
(湿)熱環境下等において粘着層に加水分解反応が生じてカルボキシ基が生成した場合、このカルボキシ基を封鎖するために、耐加水分解剤を用いることができる。耐加水分解剤としては、カルボジイミド系、オキサゾリン系、およびエポキシ系等が挙げられる。中でも、加水分解抑制効果の観点から、カルボジイミド系が好ましい。
モノカルボジイミド化合物としては、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、およびナフチルカルボジイミド等が挙げられる。
ポリカルボジイミド化合物は、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させて生成することができる。ここで、ジイソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、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、1−メトキシフェニル−2,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、およびテトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。カルボジイミド化触媒としては、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキシド、およびこれらの3−ホスホレン異性体等のホスホレンオキシド等が挙げられる。
酸化防止剤としては、ラジカル捕捉剤および過酸化物分解剤等が挙げられる。ラジカル捕捉剤としては、フェノール系化合物およびアミン系化合物等が挙げられる。過酸化物分解剤としては、硫黄系化合物およびリン系化合物等が挙げられる。
酸化防止剤の添加量は特に制限されず、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)100質量部に対して、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜3質量部、特に好ましくは0.2〜2質量部である。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸系化合物、シュウ酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物、およびトリアジン系化合物等が挙げられる。
紫外線吸収剤の添加量は、活性エネルギー線照射によるラジカル重合性単量体(MX)の重合の開始および進行が阻害されず、かつ、蛍光灯の光および太陽光等の環境光により容易にラジカル重合性単量体(MX)の反応が開始されない範囲内で、適宜設計することができる。ラジカル重合性単量体(MX)が紫外線硬化性である場合、紫外線吸収剤の添加量は、紫外線吸収剤の種類、および、粘着層に照射される紫外線の波長域と積算光量に応じて設計される。紫外線吸収剤の添加量は、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)100質量部に対して、好ましくは0.01〜3質量部、より好ましくは0.1〜2.5質量部、特に好ましくは0.2〜2質量部である。
光安定剤としては、ヒンダードアミン系化合物およびヒンダードピペリジン系化合物等が挙げられる。光安定剤の添加量は特に制限されず、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)100質量部に対して、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.1〜1.5質量部、特に好ましくは0.2〜1質量部である。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の帯電防止剤(AS)を含むことができる。帯電防止剤(AS)としては、無機塩、イオン性液体、イオン固体、および界面活性剤等が挙げられ、中でもイオン性液体およびイオン固体が好ましい。なお、「イオン性液体」は常温溶融塩ともいい、25℃で流動性がある塩である。
アニオン性の低分子界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、およびアルキルホスフェート等が挙げられる。
両性の低分子界面活性剤としては、アルキルベタインおよびアルキルイミダゾリウムベタイン等が挙げられる。
アニオン性の高分子界面活性剤としては、ポリスチレンスルホン酸型等が挙げられる。
両性の高分子界面活性剤としては、高級アルキルアミノプロピオン酸塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、高級アルキルジメチルベタイン、および高級アルキルジヒドロキシエチルベタイン等のベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。
本発明の粘着剤は必要に応じて、レベリング剤を含むことができる。レベリング剤を添加することで、粘着層のレベリング性を向上させることができる。レベリング剤としては、アクリル系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、およびシリコーン系レベリング剤等が挙げられる、粘着シート再剥離後の被着体汚染抑制の観点から、アクリル系レベリング剤等が好ましい。
本発明の粘着剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、他の任意成分を含むことができる。他の任意成分としては、触媒、ウレタン系樹脂以外の他の樹脂、充填剤(タルク、炭酸カルシウム、および酸化チタン等)、金属粉、着色剤(顔料等)、箔状物、軟化剤、導電剤、シランカップリング剤、潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、重合禁止剤、および消泡剤等が挙げられる。
本発明の粘着剤が触媒を含む場合、粘着剤のポットライフを向上させる目的で、アセチルアセトン等の公知の触媒作用抑制剤を添加することが好ましい。
本発明の粘着剤は、1種以上の水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)、1種以上の多官能イソシアネート化合物(I)、および1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む1種以上のラジカル重合性単量体(MX)を必須成分として含み、さらに必要に応じて1種以上の任意成分を含む。これらの配合比は特に制限されないが、好ましい配合比は以下の通りである。
本発明の粘着剤の製造方法は、特に制限されない。
上記方法にて合成された1種以上の水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)(溶剤を含む溶液の形態でもよい)に対して、1種以上の多官能イソシアネート化合物(I)、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む1種以上のラジカル重合性単量体(MX)、および必要に応じて1種以上の他の任意成分を添加し混合することで、本発明の粘着剤を製造することができる。
本発明の粘着シートは、基材シートと、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む。粘着層は、基材シートの片面または両面に形成することができる。必要に応じて、粘着層の露出面は、剥離シートで被覆することができる。なお、剥離シートは、粘着シートを被着体に貼着する前に剥離される。
図2に、本発明に係る第2実施形態の粘着シートの模式断面図を示す。図2中、符号20は粘着シート、符号21は基材シート、符号22A、22Bは粘着層、符号23A、23Bは剥離シートである。粘着シート20は、基材シートの両面に粘着層が形成された両面粘着シートである。
ポリウレタンシートを除く樹脂シートの厚みは特に制限されず、好ましくは15〜300μmである。ポリウレタンシート(発泡体を含む)の厚みは特に制限されず、好ましくは20〜50,000μmである。
金属箔の構成金属としては特に制限されず、アルミニウム、銅、およびこれらの組合せ等が挙げられる。
粘着シートは、公知方法にて製造することができる。
はじめに、基材シートの表面に本発明の粘着剤を塗工して、本発明の粘着剤からなる塗工層を形成する。塗布方法は公知方法を適用でき、ロールコーター法、コンマコーター法、ダイコーター法、リバースコーター法、シルクスクリーン法、およびグラビアコーター法等が挙げられる。
次に、塗工層を乾燥および硬化して、本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を形成する。加熱乾燥温度は特に制限されず、60〜150℃程度が好ましい。粘着層の厚み(乾燥後の厚み)は用途によって異なるが、好ましくは0.1〜200μmである。
次に必要に応じて、公知方法により粘着層の露出面に剥離シートを貼着する。
以上のようにして、片面粘着シートを製造することができる。
上記操作を両面に行うことで、両面粘着シートを製造することができる。
本発明の粘着シートの使用方法は、
被着体の表面に対して本発明の粘着シートを貼着する工程と、
被着体の表面に貼着された粘着シートに対して紫外線および電子線等の活性エネルギー線を照射して、粘着シートの粘着力を低下させる工程と、
粘着力の低下した粘着シートを被着体から剥離する工程とを含む。
「粘着シート付き被着体」とは、ガラス基板、ガラス基板上にITO(インジウム酸化錫)膜が形成されたITO/ガラス基板、および光学部材等の被着体の表面に対して粘着シートを貼着した積層体である。
上記のような用途では、被着体の表面に対して粘着シートを貼着して必要な工程を終えた後、被着体の表面に貼着された粘着シートに対して紫外線等の活性エネルギー線を照射して粘着シートの粘着力を低下させ、粘着力の低下した粘着シートを被着体から容易に剥離することができる。
粘着層の活性エネルギー線の照射前の粘着力は、好ましくは100gf/25mm以下、より好ましくは50gf/25mm以下、特に好ましくは20gf/25mm以下である。
粘着層の活性エネルギー線の照射前の粘着力は、好ましくは8gf/25mm以上、より好ましくは10gf/25mm以上、特に好ましくは15gf/25mm以上である。
粘着層の活性エネルギー線の照射後の粘着力は、好ましくは10gf/25mm以下、より好ましくは8gf/25mm未満、特に好ましくは5gf/25mm未満である。
本発明によればまた、紫外線等の活性エネルギー線の照射前は、被着体に対して良好な濡れ広がり性を有し、被着体に対して貼り直し可能な再剥離性を有しつつ、被着体に対して容易に剥がれない粘着力で貼着することができ、活性エネルギー線の照射後は粘着力が効果的に低下して被着体から容易に剥離することが可能な粘着シートを提供することができる。
本発明の粘着シートは、テープ、ラベル、シール、および両面テープ等の形態で、使用することができる。本発明の粘着シートは、表面保護シート、化粧用シート、および滑り止めシート等として好適に使用される。
なお、本明細書において、特に明記しない限り、「シート」は「フィルム」および「テープ」を含むものとする。
液晶ディスプレイ(LCD)および有機エレクトロルミネセンスディスプレイ(OELD)等のフラットパネルディスプレイ、並びに、かかるフラットパネルディスプレイとタッチパネルとを組み合わせたタッチパネルディスプレイは、テレビ(TV)、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話、および携帯情報端末等の電子機器に広く使用されている。
本発明の粘着シートは、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネルディスプレイ(これらを総称して単に「ディスプレイ」とも言う)、並びに、これらの製造工程で製造または使用される基板(ガラス基板、およびガラス基板上にITO(インジウム酸化錫)膜が形成されたITO/ガラス基板等)および光学部材等の表面保護シートとして好適に用いられる。
重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により測定した。測定条件は以下の通りである。なお、MwおよびMnはいずれも、ポリスチレン換算値である。
装置:SHIMADZU Prominence(株式会社島津製作所製)、
カラム:SHODEX LF−804(昭和電工株式会社製)を3本直列に接続、
検出器:示差屈折率検出器、
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、
流速:1mL/分、
溶媒温度:40℃、
試料濃度:0.2%、
試料注入量:200μL。
使用した材料は、以下の通りである。
<活性水素基含有化合物(HX)>
(HX−1):クラレポリオール P−2010、ポリエステルポリオール、数平均分子量Mn2000、水酸基数2、クラレ社製、
(HX−2):サンニックス GP−3000、ポリエーテルポリオール、数平均分子量Mn3000、水酸基数3、三洋化成工業社製、
(HX−3):サンニックス GL−3000、ポリエーテルポリオール、数平均分子量Mn3000、水酸基数3、三洋化成工業社製、
(HX−4):エクセノール 851、ポリエーテルポリオール、数平均分子量Mn6700、水酸基数3、AGC社製、
(HX−5):サンニックス PP−1000、ポリエーテルポリオール、数平均分子量Mn1000、水酸基数2、三洋化成工業社製、
(HX−6):1,4−ヘキサンジメタノール(CHDM)。
(HY−1):2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)。
(N−1):デスモジュールH、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、住化コベストロウレタン社製、
(N−2):デスモジュールI、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、住化コベストロウレタン社製、
(N−3):デスモジュールT−80、トリレンジイソシアネート(TDI)、住化コベストロウレタン社製。
(I−1):スミジュール HT、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、不揮発分75%、住化コベストロウレタン社製、
(I−2):タケネート D−110N、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、不揮発分75%、三井化学社製。
(MX−1):MIRAMER M500、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アクリロイル基5個、水酸基1個、MIWON社製、
(MX−2):MIRAMER M600、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アクリロイル基6個、水酸基0個、MIWON社製、
(MX−3):MIRAMER M300、トリメチロールプロパントリアクリレート、アクリロイル基3個、水酸基0個、MIWON社製、
(MX−4):MIRAMER M340、ペンタエリスリトールトリアクリレート、アクリロイル基3個、水酸基1個、MIWON社製、
(MX−5):サートマー CN925、脂肪族ウレタンテトラアクリレート、アクリロイル基4個、水酸基0個、アルケマ社製。
(RL−1):イルガキュアTPO、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、BASF社製、
(RL−2):SB−PI 712、4−メチルベンゾフェノン、三洋貿易社製。
(P−1):アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、三菱ケミカル社製、
(P−2):モノサイザーW262、エーテルエステル系可塑剤、DIC社製。
(O−1):イルガノックス1010、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、BASF社製。
(AS−1):IL−P14、イオン性液体、広栄化学工業社製。
(合成例1)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、および滴下漏斗を備えた4口フラスコに、活性水素基含有化合物(HX−1)400部、活性水素基含有化合物(HX−2)600部、およびポリイソシアネート(N−1)57部を仕込んだ。これに、トルエン705部と、触媒としてのジブチル錫ジラウレート0.1部および2−エチルヘキサン酸錫0.04とを加え、混合した。内容液を90℃まで徐々に昇温し、90℃で2時間反応を行った。
随時サンプリングを行い、赤外吸収(IR)スペクトルで残存イソシアネート基の消滅を確認した上で、反応溶液を30℃まで冷却し反応を終了した。以上のようにして、水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH1)の溶液(不揮発分:60%)を得た。得られた水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH1)の重量平均分子量Mwは、83,000であった。配合組成および得られた水酸基末端ウレタンプレポリマーのMwを表1に示す。
合成例2〜7においては、活性水素基含有化合物(HX)の種類、ポリイソシアネート(N)の種類、およびこれらの配合比を変更した以外は合成例1と同様にして、無色透明の水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH−2)〜(UPH−7)の溶液を得た。各合成例において、配合組成および得られた水酸基末端ウレタンプレポリマーのMwを表1に示す。
合成例11においては、仕込み組成に1分子中に1つの活性水素基および1つの(メタ)アクリロイル基を有する活性水素基含有化合物(HY)を追加した以外は合成例7と同様にして、無色透明の水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPA−1)の溶液を得た。配合組成および得られた水酸基末端ウレタンプレポリマーのMwを表1に示す。
(合成例21)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、および滴下漏斗を備えた4口フラスコに、n−ブチルアクリレート990部、4−ヒドロキシブチルアクリレート10部、および酢酸エチル1000部を仕込み、混合した。内容液を90℃まで徐々に昇温し、溶剤還流を確認した後、アゾビスイソブチロニトリル2部を加え、混合した。8時間経過後、反応溶液を冷却し反応を終了した。以上のようにして、アクリル樹脂(AR1)の溶液(不揮発分:50%)を得た。得られたアクリル樹脂の重量平均分子量Mwは、890,000であった。
(実施例1)
合成例1で得られた水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH1)の溶液100部に対して、多官能イソシアネート化合物(I−1)を1部、ラジカル重合性単量体(MX−1)を5部、ラジカル重合性単量体(MX−2)を10部、ラジカル重合性単量体(MX−3)を3部、光重合開始剤(RL−1)を1部、光重合開始剤(RL−2)を1部、可塑剤(P−1)を30部、酸化防止剤(O−1)を0.1部、帯電防止剤(AS−1)を0.1部配合し、さらに溶剤として酢酸エチルを80部配合し、ディスパーで攪拌することで、ウレタン系粘着剤を得た。なお、溶剤以外の各材料の配合量は、不揮発分の量で示してある(他の実施例および比較例においても、同様)。配合組成を表2に示す。
基材シートとして、75μm厚のポリエチレンテレフタレートシート(両面易接着PETシート、コスモシャインA−4300、東洋紡社製)を用意した。この基材シートの片面に、得られた粘着剤を乾燥後の厚みが75μmになるように塗工し、100℃で5分間乾燥して、粘着層を形成した。この粘着層上に、厚さ38μmの剥離シート(スーパーステックSP−PET38、リンテック社製)を貼着して、粘着シートを得た。23℃−50%RHの雰囲気下で1週間養生した後、各種評価に供した。
実施例2〜35、比較例1〜3の各例においては、粘着剤の配合組成を表2〜表6に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、ウレタン系またはアクリル系の粘着剤およびこれを用いた粘着シートを製造した。
粘着剤および粘着シートの評価項目および評価方法は、以下の通りである。
(濡れ広がり性)
得られた粘着シートから幅100mm・長さ200mmの大きさの試験片を切り出し、23℃−50%RHの雰囲気下で30分間放置した後、試験片から剥離シートを剥離した。試験片の両端を両手で持ちながら露出した粘着層の中心部をガラス板に接触させた後、両手を離した。試験片の自重で粘着層全体がガラス板に密着するまでの時間を測定することで、粘着剤の濡れ広がり性を評価した。ガラス板と密着するまでの時間が短いほど、濡れ広がり性(被着体に対する親和性)が良好である。評価基準は以下の通りである。
◎:密着までの時間が6秒未満、優良。
○:密着までの時間が6秒以上8秒未満、良好。
△:密着までの時間が8秒以上10秒未満、実用可。
×:密着までの時間が10秒以上、実用不可。
得られた粘着シートから幅25mm・長さ100mmの大きさの試験片を切り出し、23℃−50%RHの雰囲気下で30分間放置した後、試験片から剥離シートを剥離した。23℃−50%RHの雰囲気下で、試験片の露出した粘着層側をステンレス(SUS)板に貼着し、2kgロールを用いて圧着した。24時間放置した後、JIS Z0237に準拠し、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で粘着力(UV照射前の粘着力)を測定した。なお、UV照射前の粘着力が低い方が、再剥離性が高く、貼り直しが容易である。評価基準は以下の通りである。
◎:20gf/25mm未満、優良。
○:20gf/25mm以上50gf/25mm未満、良好。
△:50gf/25mm以上100gf/25mm以下、実用可。
×:100gf/25mm超、実用不可。
得られた粘着シートから幅70mm・長さ100mmの大きさの試験片を切り出し、紫外線を含む光を出射する一般的な蛍光灯を含み、23℃−50%RHに調整された雰囲気下で3時間放置した後、試験片から剥離シートを剥離した。23℃−50%RHの雰囲気下で、試験片の露出した粘着層側を苛性ソーダガラス板に貼着し、2kgロールを用いて圧着した。次いで、60℃−90%RH条件下で24時間放置した後、23℃−50%RHの雰囲気にて1時間空冷した。ガラス板の裏面(試験片を貼着していない側の面)に0.5kgの重りを貼り付けた。試験片/ガラス板/重りの積層体について、試験片の上面(基材シート面、PETシート面)側から、真空吸着部材を用いて吸着保持し、1分間持ち上げ、裏面に0.5kgの重りを貼り付けたガラス板が試験片から剥がれて落下するかどうかを確認した。20回試験を実施し、落下の回数を調べた。なお、落下の回数が少ないほど、真空吸着保持適性が高くより良好であり、落下が全くないことが最も好ましい。評価基準は以下の通りである。
◎:落下が全くない、優良。
○:落下の回数が1回である、良好。
△:落下の回数が2〜3回である、実用可。
×:落下の回数が4回以上である、実用不可。
得られた粘着シートから幅25mm・長さ100mmの大きさの試験片を切り出し、23℃−50%RHの雰囲気下で30分間放置した後、試験片から剥離シートを剥離し、試験片の露出した粘着層側をステンレス(SUS)板に貼着し、2kgロールを用いて圧着した。23℃−50%RHの雰囲気下で24時間放置した後、高圧水銀ランプ(ピーク波長:254nm、365nm、405nm、および435nm、出力:120W)を用いて、試験片に対して、積算光量が1000mJとなる条件で、紫外線(UV)照射を行った。23℃−50%RHの雰囲気下で1時間空冷した後、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で、粘着力(UV照射後の粘着力)を測定した。また、UV照射前に対する粘着力の低下率
を求めた。なお、UV照射後の粘着力および粘着力の低下率が低い方が、高速剥離が可能であり好ましい。評価基準は以下の通りである。
◎:粘着力が5gf/25mm未満、かつ粘着力の低下率が2/3以下、優良。
○:粘着力が5gf/25mm以上8gf/25mm未満、かつ粘着力の低下率が2/3以下、良好。
△:粘着力が8gf/25mm以上10gf/25mm以下、かつ粘着力の低下率が2/3以下、実用可。
×:粘着力が10gf/25mm超、または粘着力の低下率が2/3超、実用不可。
評価結果を表2〜表6に示す。
実施例1〜35では、1分子中に複数の活性水素基を有する1種以上の活性水素基含有化合物(HX)と1種以上のポリイソシアネート(N)との反応生成物であり、(メタ)アクリロイル基を含まない水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)と、多官能イソシアネート化合物(I)と、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基を含むラジカル重合性単量体(MX)とを含むウレタン系粘着剤を製造した。これら実施例では、得られた粘着剤を用いて粘着シートを製造した。
11、21 基材シート
12、22A、22B 粘着層
13、23A、23B 剥離シート
Claims (12)
- 1分子中に複数の活性水素基を有する1種以上の活性水素基含有化合物(HX)と1種以上のポリイソシアネート(N)との反応生成物であり、(メタ)アクリロイル基を含まない水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)と、
多官能イソシアネート化合物(I)とを含む再剥離型の粘着剤であって、
さらに、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリロイル基と活性水素基とを含む1種以上のラジカル重合性単量体(MX)を含み、
水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)100質量部に対する1種以上のラジカル重合性単量体(MX)の量は、10〜50質量部であり、
1種以上のラジカル重合性単量体(MX)は、1分子中に5つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む1種以上のラジカル重合性単量体を含み、
前記粘着剤の硬化物からなる粘着層は、
活性エネルギー線の照射前の、JIS Z0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で測定される粘着力が8〜26gf/25mmであり、
活性エネルギー線の照射前に対する照射後の、JIS Z0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で測定される粘着力の低下率が2/3以下であり、
活性エネルギー線の照射後の、JIS Z0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で測定される粘着力が6gf/25mm以下である、粘着剤。 - (メタ)アクリロイル基を5つ以上含む1種以上のラジカル重合性単量体の使用量は、1種以上のラジカル重合性単量体(MX)の全量に対して、80質量%以上である、請求項1に記載の粘着剤。
- 前記粘着層は、活性エネルギー線の照射後の、JIS Z0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で測定される粘着力が5gf/25mm以下である、請求項1または2に記載の粘着剤。
- 前記粘着層は、活性エネルギー線の照射後の、JIS Z0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度0.3m/分、剥離角度180°の条件で測定される粘着力が5gf/25mm未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着剤。
- 水酸基末端ウレタンプレポリマー(UPH)100質量部に対する多官能イソシアネート化合物(I)の量は、5〜15質量部である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤。
- 1種以上の活性水素基含有化合物(HX)は、1分子中に3つ以上の水酸基を有する3官能以上のポリオールを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着剤。
- さらに可塑剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘着剤。
- さらに帯電防止剤を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の粘着剤。
- さらに、酸化防止剤、耐加水分解剤、紫外線吸収剤、および光安定剤からなる群より選ばれた1種以上の変質防止剤を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤。
- 基材シートと、請求項1〜9のいずれか1項に記載の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む、粘着シート。
- 表面保護シート用である、請求項10に記載の粘着シート。
- 被着体の表面に対して前記粘着シートを貼着する工程と、
前記被着体の表面に貼着された前記粘着シートに対して活性エネルギー線を照射して、前記粘着シートの粘着力を低下させる工程と、
粘着力の低下した前記粘着シートを前記被着体から剥離する工程とを含む、請求項10または11に記載の粘着シートの使用方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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