(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明者らは上記不都合を解消すべく鋭意検討した結果、高分子の紫外線吸収剤を含む粘着剤に粒径が6μm未満の微粒子が均一に混合されることを見出し、単一の層で紫外線吸収機能及び光拡散機能双方を発揮する本発明に至った。つまり、紫外線に対する耐久性を向上させるために粘着剤との相溶性に優れる高分子の紫外線吸収剤を粘着剤に配合すると、粘着剤に含まれるポリマーと、紫外線吸収剤である高分子とが密接に絡み合うため、通常は光拡散粒子が均一に粘着剤に混合されなくなるが、6μm未満の微粒子であれば高分子の紫外線吸収剤を含む粘着剤と均一に混合され、紫外線耐久性の向上と拡散性の向上とを同時に達成できる。6μm未満の微粒子がこのような混合性を有する理由は定かではないが、微粒子が粘着剤を構成する樹脂の網目に浸透して安定的に定着することが一因として考えられる。
【0006】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、高い紫外線吸収効果と光拡散効果とを備える粘着シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するためになされた発明は、
基材層と、この基材層の一方の面に積層され、粘着剤を含有する粘着層とを備える粘着シートであって、
上記粘着層が、ベンゾトリアゾール骨格を有するビニルモノマーを重合させた紫外線吸収剤と光拡散粒子とを含有し、
上記光拡散粒子が、粒子径が0.1μm以上6μm未満の光拡散粒子を60質量%以上含むことを特徴とする。
【0008】
当該粘着シートは、粘着剤(粘着性樹脂)との相溶性が高いベンゾトリアゾール骨格を有するビニルモノマーの重合体を紫外線吸収剤として含有しているため、優れた紫外線吸収性能を発揮する。また、粒子径が6μm未満の光拡散粒子を多く含む光拡散粒子を粘着層に含有させることによって、光拡散粒子を粘着剤の網目に浸透させ、粘着層内に分散して配置することができると考えられる。その結果、当該粘着シートは高い光拡散性を発揮することができる。
【0009】
上記光拡散粒子がシリコーン樹脂粒子であるとよい。このように光拡散粒子の材質としてシリコーン樹脂を用いることによって、光拡散粒子の耐久性、透明度をさらに向上させることができる。
【0010】
当該粘着シートは、波長が380nmの光に対する透過率が3%以下であるとよい。このように波長が380nmの光(紫外線光)の透過率を上記範囲とすることによって、当該粘着シートの紫外線吸収効果を高めることができる。
【0011】
上記粘着層の厚さが20μm以上500μm以下であるとよい。このように粘着層の厚さを上記範囲とすることによって、当該粘着シートの紫外線吸収効果及び光拡散効果をさらに高めつつ、粘着強度を保持することができる。
【0012】
上記光拡散粒子が、粒子径が0.1μm以上6μm未満の光拡散粒子のみを含むとよい。このように上記光拡散粒子として、粒子径が6μm未満の粒子のみを用いることによって、光拡散粒子の分散性を向上させて、当該粘着シートの光拡散性をさらに高めることができる。
【0013】
本発明の構造体は、板状の光源と、この光源の表面側に積層される当該粘着シートとを備える。当該構造体は、光源の表面側に積層された当該粘着シートによって、光源の紫外線劣化が防止されるとともに、輝度及び輝度の均一性にも優れる。
【0014】
ここで、「透過率」とは、JIS−K7361(1997)に記載の光線透過率の試験方法に準拠して測定される値である。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、本発明の粘着シートは、高い紫外線吸収効果と光拡散効果とを備え、例えば屋外で使用される有機EL等の光源に好適に使用できる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の粘着シート及び構造体の実施形態を詳説する。
【0017】
本発明の粘着シートは、基材層と、この基材層の表面に積層された粘着層とを備える。
【0018】
<基材層>
本発明の基材層としては、光線を透過させることができれば特に限定されず、透明な合成樹脂又はガラスから形成された平板状の部材を用いることができる。ここでいう透明には、無色透明に加え、有色透明、半透明が含まれるが、特に無色透明が好ましい。上記合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、セルロースアセテート系樹脂、耐候性塩化ビニル系樹脂等を挙げることができる。中でも、透明性に優れ、強度が高いポリエチレンテレフタレート系樹脂が特に好ましい。
【0019】
上記基材層の厚さとしては特に限定されないが、0.5μm以上1000μm以下が好ましく、1μm以上500μmがさらに好ましい。基材層の厚さが上記下限未満の場合、当該粘着シートの強度及び取扱い性が低下するおそれがある。逆に、基材層の厚さが上記上限を超える場合、当該粘着シートの光線透過率が低下して、当該粘着シートを用いる照明の輝度が低下するおそれがある。
【0020】
<粘着層>
当該粘着シートの粘着層は、基材層の表面に積層されている。粘着層は、粘着剤(粘着性樹脂)、紫外線吸収剤及び光拡散粒子を含有している。
【0021】
(粘着剤)
上記粘着層が含有する粘着剤(粘着性樹脂)としては、従来粘着用途で用いられている合成樹脂を使用することができる。具体的には、例えば、天然高分子またはその誘導体(例えば、デンプン、アルギン酸又はその塩、アラビアゴム、ゼラチン、カゼイン、デキストリン等)、セルロース誘導体(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、ポリアルキレンオキサイド(例えば、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等)、ビニルアルコール系重合体(例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等)、エチレン系重合体(エチレン−無水マレイン酸共重合体等)、アクリル酸エステル系共重合体等を挙げることができる。これらの中でも高い粘着強度を有するアクリル酸エステル系共重合体が特に好ましい。
【0022】
(紫外線吸収剤)
本発明で用いる紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール骨格を有するビニルモノマーを重合させたもの(以下、ベンゾトリアゾール系重合体と呼称することがある)である。このベンゾトリアゾール系重合体は上記粘着性樹脂との相溶性が高く、紫外線に対する耐久性が高い。
【0023】
ベンゾトリアゾール骨格を有するビニルモノマーを重合させた紫外線吸収剤としては、例えば、下記式(1)で表される化合物を用いることが好ましい。
【化1】
(式(1)中、R
1は、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基である。R
2は、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基である。R
3は、炭素数1〜5のアルキレン基又はオキシアルキレン基である。R
4は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である。X
1及びX
2は、それぞれエステル結合又はエーテル結合である。n
1及びn
2は、それぞれ独立しており、n
1は1以上、n
2は0又は1以上である。)
【0024】
式(1)のR
1における炭素数1〜8の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。これらの炭化水素基の中では炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1〜2のアルキル基がさらに好ましい。なお、R
1はベンゼン環において、どの部位のヒドロキシル基と置換されてもよい。
【0025】
式(1)のR
2における炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
【0026】
式(1)のR
3における炭素数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等を挙げることができる。これらのアルキレン基の中では、炭素数1〜4のアルキレン基が好ましい。
【0027】
式(1)のR
4における炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。
【0028】
上記ベンゾトリアゾール系重合体の質量平均分子量としては、1,000以上100,000以下が好ましく、5,000以上50,000以下がさらに好ましい。ベンゾトリアゾール系重合体の質量平均分子量が上記範囲未満の場合、ベンゾトリアゾール系重合体の紫外線に対する耐久性が低下して、当該粘着シートが十分な紫外線吸収効果を発揮できないおそれがある。逆に、ベンゾトリアゾール系重合体の質量平均分子量が上記範囲を超える場合、粘着層の粘着性が低下するおそれがあるのに加え、粘着剤との相溶性の低下や塗工性の低下のおそれがある。なお、質量平均分子量は、ゲルパーミティションクロマトグラフィー法(GPC法)を用いて測定した数値である。
【0029】
上記紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系重合体)の粘着層における含有量としては、上記粘着性樹脂100質量部に対して0.5質量部以上20質量部以下が好ましく、3質量部以上15質量部以下がより好ましい。紫外線吸収剤の含有量が上記範囲未満の場合、当該粘着シートが十分な紫外線吸収効果を奏さないおそれがある。逆に、紫外線吸収剤の含有量が上記範囲を超える場合、コストが上昇するばかりで紫外線吸収性能が向上しないほか、光透過性が低下したり、光拡散粒子の粘着層への分散配合が困難になったりするおそれがある。
【0030】
(光拡散粒子)
光拡散粒子は、光線を拡散させる性質を有する粒子である。形成材料としては、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、シリコーン樹脂等の無機化合物、又はアクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂等の有機化合物を用いることができる。これらの中でも、透明性を有し、かつ高い耐久性を備えるシリコーン樹脂が特に好ましい。
【0031】
光拡散粒子の形状としては、特に限定されず、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状等を挙げることができる。これらの中でも光拡散性に優れる球状のビーズ体を用いることが好ましい。
【0032】
本発明においては、粒子径が0.1μm以上6μm未満の光拡散粒子を60質量%以上含む光拡散粒子を粘着層に含有させることが必須である。特に、粘着層における全ての光拡散粒子の粒子径が0.1μm以上6μm未満であることが好ましい。6μm以上の粒子径を有する光拡散粒子は、粘着性樹脂の網目に浸透しにくいと考えられる。逆に、0.1μm未満の粒子径を有する光拡散粒子は、光拡散性を十分に奏しない。また、上記範囲の粒子径を有する光拡散粒子の割合が60質量%未満の場合、粒径が6μmより大きく粘着性樹脂の網目に浸透しにくい光拡散粒子の割合が大きくなるため、光拡散粒子が均一に分散されずに光拡散性が低下するのみならず、粘着性も低下するおそれがある。
【0033】
なお、光拡散粒子の直径は、電子顕微鏡写真において電子ノギスを用いて測定される。光拡散粒子が球形でない場合は、光拡散粒子の最も長い弦の寸法と、この弦と直交する弦の寸法とを平均した値を各光拡散粒子の直径とする。
【0034】
また、粘着層に6μm以上の粒子径を有する光拡散粒子を含有させる場合には、その粒径は12μm以下とすることが好ましく、粘着層に含有させる光拡散粒子全体の平均粒子径は3μm以上8μm以下とすることが好ましい。光拡散粒子の平均粒子径が上記範囲未満の場合、十分な光拡散性が得られないおそれがある。逆に、光拡散粒子の平均粒子径が上記範囲を超える場合、粘着層の粘着性が低下したり、粘着層の形成材料の塗工性が低下したりするおそれがある。なお、光拡散粒子の平均粒子径とは、任意に抽出した1000個の光拡散粒子の直径を電子顕微鏡写真において電子ノギスを用いて測定し、この直径を単純平均することにより導出される。
【0035】
光拡散粒子の粘着層における含有量としては、上記粘着性樹脂100質量部に対して5質量部以上100質量部以下が好ましく、10質量部以上60質量部以下がより好ましい。光拡散粒子の含有量が上記範囲未満の場合、十分な光拡散性が得られないおそれがある。逆に、光拡散粒子の含有量が上記範囲を超える場合、コストが上昇するばかりで光拡散性が向上しないほか、光透過性が低下したり、光拡散粒子の定着性が低下したりするおそれがある。
【0036】
(その他の添加物)
粘着層には、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系重合体)の紫外線吸収機能の耐久性を高める目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤によって、紫外線によって発生するラジカルを捕捉してベンゾトリアゾール系重合体の変質を防止することができる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物等を用いることができる。
【0037】
また、粘着層には、顔料や染料等の着色剤、滑剤、耐電防止剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌・防カビ剤等を適宜添加することができる。
【0038】
(粘着層の厚さ)
粘着層の厚さとしては、20μm以上500μm以下が好ましく、25μm以上250μm以下がさらに好ましい。粘着層の厚さが上記範囲未満の場合、当該粘着シートが十分な紫外線吸収機能及び光拡散機能及び粘着性能を発揮できないおそれがある。逆に、粘着層の厚さが上記範囲を超える場合、裁断などの加工性が低下するおそれや、粘着シートの製造コストが大きくなるおそれがある。
【0039】
(粘着シートの透過率)
波長が380nmの光(紫外線光)に対する当該粘着シートの透過率としては、0.01%以上3%以下が好ましく、0.01%以上2%以下がさらに好ましい。380nmの光に対する透過率が上記範囲を超える場合、紫外線吸収効果が十分達成できない。
【0040】
一方で、波長が380nm超780nm以下(可視光)に対する当該粘着シートの透過率としては、30%以上89%以下が好ましい。可視光に対する透過率が上記範囲未満の場合、光源の光を十分外部に透過させることができず、照明輝度が低下する。逆に、可視光に対する透過率が上記範囲を超える場合、当該粘着シートの透明度を著しく向上させる必要があり、製造が困難である。
【0041】
<粘着シートの使用方法>
当該粘着シートは、粘着層が粘着性を有するため、光源の表面に粘着層の表面を対面させる形で貼着することが可能である。上述のように当該粘着シートは、紫外線吸収性能及び光拡散性に優れる。そのため、当該粘着シートを光源に貼着することによって、光源の劣化を防止すると同時に、照明輝度を向上させることができる。
【0042】
<粘着シートの製造方法>
当該粘着シートの製造方法としては、特に限定されず、例えば、基材層の表面に粘着層を形成する材料(粘着性樹脂に上記紫外線吸収剤及び光拡散粒子を含有させた組成物)を積層する製造方法を用いることができる。
【0043】
粘着層の形成材料を基材層に積層する方法としては、例えば塗工法を用いることができる。具体的な塗工法としては、ロールコーター、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、グラビアコーター、フローコーター、エアーナイフ、スプレー等を用いた塗工法を挙げることができる。また、上記塗工法以外にも、押出し法や転写法等を用いて積層することも可能である。
【0044】
<構造体>
本発明の構造体は、板状の光源と、この光源の表面側に積層される当該粘着シートとを備える。当該構造体は、光源の表面側に当該粘着シートが積層されているため、太陽光に含まれる紫外線が粘着層で吸収されて、光源の紫外線劣化が防止される。また、粘着層が光拡散機能を奏するため、照明輝度及び輝度の均一性にも優れる。特に、光源として有機ELを用いた場合に、紫外線による劣化が効果的に防止されて屋外での使用寿命を長くできる。
【0045】
なお、本発明の粘着シートは、基材層及び粘着層に加えて他の機能層を備えていてもよい。例えば、当該粘着シートは、粘着層の表面側に剥離性を有する剥離層を積層することができる。この剥離層によって、光源に当該粘着シートを貼着するまでの間、粘着層を容易かつ確実に保護することができる。
【実施例】
【0046】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0047】
なお、本実施例で行った品質及び性能の評価方法は以下のとおりである。
【0048】
[質量平均分子量]
高速液体クロマトグラフ(型番:LC−10VP 島津製作所株式会社製)を用いてGPC(ゲルパーミティションクロマトグラフィー)によって測定した。
【0049】
[塗工厚(単位:μm)]
マイクロゲージを用いて粘着層の厚さを測定した。
【0050】
[380nm光透過率(単位:%)]
ポリエステルフィルム(品番:A4100 東洋紡績株式会社製)に粘着シートの粘着面を表面に貼付し、次いで粘着シートの裏面に支持体として1mm厚のソーダライムガラスを貼り合わせてサンプルを作った。このサンプルに、紫外可視近赤外分光光度計(型番:UV−3150 島津製作所株式会社製)を使用して、380nmにおける光線透過率(D65光源、視野角2°)を測定した。
【0051】
[紫外線耐久性]
上述のポリエステルフィルムに貼付した粘着シートをソーダライムガラスで支持したサンプルを用い、サンプルにガラス面側から紫外線(照射条件:フレーム側キセノン照射、照度:70W/m
2、温度・湿度条件:B.P.T;65℃・50%)を以下の2条件で照射し、粘着層及びポリエステルフィルムの劣化状態を目視にて判定した。
通常条件:紫外線を250時間照射
過酷条件:紫外線を500時間照射
(評価基準)
◎:通常条件及び過酷条件両方において、粘着層及びポリエステルフィルムの劣化が確認されない。
○:通常条件においては、粘着層及びポリエステルフィルムの劣化が確認されないが、過酷条件においては、粘着層及びポリエステルフィルムの少なくとも一方の僅かな劣化が確認され、実使用できる下限値である。
△:通常条件においては、粘着層及びポリエステルフィルムの劣化が確認されないが、過酷条件においては、粘着層及びポリエステルフィルムの少なくとも一方の劣化が確認され、実使用できない。
×:通常条件及び過酷条件両方で粘着層及びポリエステルフィルムの少なくとも一方の劣化が確認された。
【0052】
[光拡散性]
上述のサンプルを通した光を目視で確認した際の光のムラを官能的に判断した。
◎:目視で光のムラが確認できない。
○:目視で注視することによって光のムラが確認でき、実使用できる下限値である。
△:目視で光のムラを一部確認でき、実使用できない。
×:目視で光のムラを確認できる。
【0053】
[粘着性]
上述のサンプルを用い、ポリエステルフィルム又はガラスに対する粘着強度を以下の基準で判断した。
◎:ポリエステルフィルムもガラスも容易に剥離できない。
○:◎よりも粘着性は低下するが、ポリエステルフィルムもガラスも容易に剥離できない。
×:ポリエステルフィルム又はガラスの少なくとも一方から容易に手で剥離できる。
【0054】
[実施例1]
粘着性樹脂(アクリル系樹脂)に紫外線吸収剤及び光拡散粒子を配合した粘着層組成物を東洋紡績製の基材に30μmの厚さに塗工して粘着シートを得た。
【0055】
上記紫外線吸収剤としては、前記式(1)で表される化合物のうち、R
1=H、R
2=H、R
3=C
2H
4、R
4=CH
3、X
1=COO、X
2=COOであるものを用いた。この紫外線吸収剤の質量平均分子量は10,000であり、粘着性樹脂100質量部に対して5質量部配合した。
【0056】
また、上記光拡散粒子は、シリコーン樹脂製で粒子径が0.1μm以上6μm未満の光拡散粒子(トスパール120、GE東芝シリコーン株式会社製)のみを用い、粘着性樹脂100質量部に対して20質量部配合した。
【0057】
[実施例2、3、7]
粘着層の塗工厚さを表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、実施例2、3、7の粘着シートを得た。
【0058】
[実施例4]
粒子径が0.1μm以上6μm未満の光拡散粒子と、粒子径が6μm以上12μm以下の光拡散粒子とを、質量比で60:40の割合で混合して粘着剤に配合し、粘着層の塗工厚さを表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、実施例4の粘着シートを得た。
【0059】
[実施例5、6]
上記紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系重合体)の質量平均分子量及び粘着層の塗工厚をそれぞれ表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、実施例5、6の粘着シートを得た。
【0060】
[比較例1]
粒子径が0.1μm以上6μm未満の拡散粒子と、粒子径が6μm以上12μm以下の光拡散粒子とを、質量比で50:50の割合で混合して粘着剤に配合し、粘着層の塗工厚さを表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、比較例3の粘着シートを得た。
【0061】
[比較例2]
光拡散粒子として、粒子径が6μm以上12μm以下の光拡散粒子のみを粘着剤に配合し、粘着層の塗工厚さを表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、比較例4の粘着シートを得た。
【0062】
[比較例3]
上記紫外線吸収剤として、ベンゼンプロパン酸、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ、C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステルを用い、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、比較例5の粘着シートを得た。
【0063】
[比較例4]
上記紫外線吸収剤として、ベンゼンプロパン酸、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ、C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステルを用い、さらに、粒子径が0.1μm以上6μm未満の拡散粒子と、粒子径が6μm以上12μm以下の光拡散粒子とを、質量比で70:30の割合で混合して粘着剤に配合し、粘着層の塗工厚さを表1に示す値とし、透過率が表1の値となるよう紫外線吸収剤の含有量を調整した点以外の条件は実施例1と同様にして、比較例6の粘着シートを得た。
【0064】
[比較例5]
上記紫外線吸収剤として、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンを用いた点以外の条件は実施例1と同様にして、比較例7の粘着シートを得た。
【0065】
上述した方法にて得られた各粘着シートの品質及び性能を評価した。評価結果を表1に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
表1に示されるように、実施例1〜7の粘着シートは、紫外線吸収性能(耐久性)に優れるとともに、高い光拡散性を有することがわかる。