(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記アクリル系共重合体(A)100重量部に対して、液状キシレン系樹脂(B)を1.0〜20重量部含む、請求項1〜2いずれか1項に記載の研磨パッド固定用粘着剤。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の研磨パッド盤固定用粘着剤は、アクリル系共重合体(A)と、液状キシレン系樹脂(B)と、イソシアネート硬化剤(C)とを含む研磨パッド固定用粘着剤である。本発明の研磨パッド固定用粘着剤は、塗工することで粘着剤層を形成し、基材を備えた粘着シートとして使用することができる。なお本発明で粘着シート、粘着テープ、粘着フィルムは同義語である。
【0014】
<アクリル系共重合体(A)>
本発明において、アクリル系共重合体(A)は、アクリルモノマーを用いて合成することが可能な(メタ)アクリル系重合体であり、アクリルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、アクリルニトリル等が挙げられるが、これに限定するものではなく、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
合成する際は、溶液重合、乳化重合、塊状重合または紫外線照射による重合等の重合方法をとることができるが、本発明では、反応制御や物性コントロールが容易な溶液重合を用いることが好ましい。
【0015】
アクリル系共重合体(A)として、カルボキシル基含有モノマーを含む事が好ましい。カルボキシル基含有モノマーは0.1〜10.0重量部を用いることが好ましい。0.1重量部以上であると、硬化剤との架橋密度が向上することで凝集力が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが発生しにくく、また、耐酸性が向上する。一方、10.0重量部以下であると、硬化剤との架橋密度が過剰にならないため研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくく、また、耐アルカリ性および耐酸性が向上する。上記の観点から、0.5〜8.0重量部がより好ましい。
【0016】
カルボキシル基含有モノマーとしては、カルボキシル基を有するものであればよく、例えば(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等が挙げられるが、(メタ)アクリル酸が好ましい。これらのモノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい
【0017】
また、本アクリル系共重合体(A)として、水酸基含有モノマーを含むことが好ましい。水酸基含有モノマーは、0.01〜1.5重量部を用いることが好ましい。0.01重量部以上であると、硬化剤との架橋密度が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが発生しにくい。1.5重量部以下であると、硬化剤との架橋密度が過剰にならないため研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくく、また、耐アルカリ性および耐酸性が向上する。上記の観点から、0.05〜1.0重量部がより好ましい。
【0018】
水酸基含有モノマーは、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(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、グリシジル(メタ)アクリレート、N−メチロールアクリルアミド、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらの中でも硬化剤との適度な架橋性の観点から炭素数1〜3のアルキレン基を有する水酸基含有モノマーは、凝集力、耐熱性、密着性をより向上できるため好ましい。そして、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。これらのモノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0019】
本発明において共重合には、過酸化物系の重合開始剤やアゾビス系の重合開始剤等、従来公知の重合開始剤を使用することができる。有機過酸化物の重合開始剤としては、例えば、ベンゾ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、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート等が挙げられ、アゾ系の重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、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]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)等が挙げられるが、これら重合開始剤は単独で使用しても、2種類以上の併用で使用してもよい。
【0020】
本発明において、アクリル系共重合体(A)の重合平均分子量は、30万〜200万が好ましく、60万〜150万がより好ましい。重合平均分子量が30万以上であると、凝集力が増し耐熱性が向上したり、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが生じ難くなる。一方、200万以下であると、凝集力が高くなりすぎないため研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが生じ難くなる。なお本発明において重量平均分子量とはGPC測定で求めたポリスチレン換算の重量平均分子量であり、GPC測定条件は以下のとおりである。装置:SHIMADZU Prominence((株)島津製作所製)カラム:TOSOH TSK−GEL GMHXL(東ソー(株)製)を使用。溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.5mL/min、温度:40℃、試料濃度:0.1wt%、試料注入量:100μL。
【0021】
<液状キシレン系樹脂(B)>
本発明において、液状キシレン系樹脂(B)は粘着付与樹脂としての機能を有する。また本明細書において液状とは、25℃における粘度が10〜30000mPa・sであることを示す。粘度の値は、試料を適量計量し25℃の温度に合わせた後、東機産業社製TVB-10M形粘度計を用いて測定する粘度に合わせてローターと回転数を適宜選択し、測定開始してから1分後の値である。液状キシレン系樹脂(B)は特に限定されないが、好ましくは、キシレンホルムアルデヒド重縮合体であり、数平均分子量が100〜500が好ましく、水酸基価が10〜50であることが更に好ましい。液状キシレン系樹脂(B)としては例えば、ニカノールY-50(フドー社製、数平均分子量250、粘度50mPa・s、水酸基価20)、ニカノールY-100(フドー社製、数平均分子量270、粘度100mPa・s、水酸基価25)、ニカノールY-1000(フドー社製、数平均分子量330、粘度1000mPa・s、水酸基価21)、ニカノールLLL(フドー社製、数平均分子量340、粘度2500mPa・s、水酸基価36)、ニカノールLL(フドー社製、数平均分子量365、粘度4700mPa・s、水酸基価40)、ニカノールL(フドー社製、数平均分子量400、粘度12600mPa・s、水酸基価32)、などを例示することができる。液状キシレン系樹脂(B)は、単独で使用しても良いし、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0022】
液状キシレン系樹脂(B)は、アクリル系共重合体(A)100重量部に対し、1.0〜20重量部であることが好ましい。1.0重量部以上であると、研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくい。20重量部以下であると、液状キシレン系樹脂(B)による凝集力の低下が起こらないために、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが発生しにくい。上記の観点から、3.0〜15.0重量部がより好ましい。
【0023】
<その他の粘着付与樹脂>
さらに、上記液状キシレン系樹脂(B)以外の粘着付与樹脂として、石油樹脂またはその共重合体を併用する事が好ましい。
石油樹脂またはその共重合体としては、FTR−6100(軟化点100℃、三井化学社製)、FTR−6110(軟化点110℃、三井化学社製)およびFTR−6125(軟化点125℃、三井化学社製)、ペトロタック70(軟化点70℃、東ソー社製)、ペトロタック90(軟化点95℃、東ソー社製)、ペトロタック120V(軟化点120℃、東ソー社製)、ペトコール100T(軟化点100℃、東ソー社製)、ペトコール120(軟化点120℃、東ソー社製)、ペトコール130(軟化点125℃、東ソー社製)、ペトコールLX(軟化点95℃、東ソー社製)、トーホーレジン120S、(軟化点120℃、東邦化学産業社製)、SylvaresSA-85(軟化点85℃、アリゾナケミカル社製)、SylvaresSA-100(軟化点100℃、アリゾナケミカル社製)、SylvaresSA-120(軟化点120℃、アリゾナケミカル社製)、SylvaresSA-140(軟化点140℃、アリゾナケミカル社製)、などを例示することができるが、これらに限定するものではない。好ましくは、軟化点80℃から150℃である石油樹脂またはその共重合体であり、これらは、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0024】
石油樹脂またはその共重合体を併用すると、研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくく、耐アルカリ性および耐酸性も向上する。また、凝集力が向上し研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが発生しにくい。
【0025】
上記以外の粘着付与樹脂も、25℃において液状および固形のものであれば、求められる性能を損なわない範囲で必要に応じて使用することができる。例えば、ロジンエステル、重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン、ロジンフェノール樹脂などのロジン系樹脂;、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、ジペンテン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、酸変性テルペン樹脂、スチレン化テルペン樹脂などのテルペン系樹脂。さらにはクマロン−インデン樹脂、スチレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、このような粘着付与樹脂は、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0026】
その他の粘着付与樹脂は、アクリル系共重合体(A)100重量部に対し、5〜50重量部用いることが好ましい。5重量部以上であると、研磨パッドに対する密着性が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくく、耐酸性および耐アルカリ性が向上する。50重量部以下であると、粘着付与樹脂を起因とした密着性の低下や凝集力の低下が起こらないために、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレや、ハガレが発生しにくい。上記の観点から、10〜40重量部がより好ましく、10〜30重量部がさらに好ましい。
【0027】
<イソシアネート硬化剤(C)>
本発明の、イソシアネート硬化剤(C)は架橋剤としての機能を有し、例えば、トリレンジイソシアネート、キシ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等のイソシアネート化合物とトリメチロールプロパンなどのポリオールとのアダクト体などが挙げられるが特に限定されない。アダクト体としては、イソシアネート化合物はトリレンジイソシアネートが好ましく、ポリオールはトリメチロールプロパンが好ましい。上記架橋剤は単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
【0028】
本発明の粘着剤は、求められる性能を損なわない範囲で、必要に応じてイソシアネート硬化剤(C)以外の架橋剤を含むことも可能である。イソシアネート硬化剤(C)以外の硬化剤としては、例えば、エポキシ化合物、金属キレート化合物、アジリジン化合物などが挙げられる。エポキシ系化合物では、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリ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、グリセリンジグリシジルエーテルなどが挙げられ、金属キレート化合物では、例えば、アルミニウム、亜鉛、鉄、スズ、チタン、アンチモン、マグネシウム、バナジウムなどの多価金属がアセチルアセトンやアセト酢酸エチルに廃位した化合物が挙げられ、アジリジン系化合物では、例えば、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、N,N’−ジフェニルメタン-4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)トリエチレンメラミン、ビスイソプロタロイル−1−(2−メチルアジリジン)、またはトリ−1−アジリジニルホスフィンオキサイドなどが挙げられ、上記架橋剤は、2種類以上を併用してもよい。
【0029】
イソシアネート硬化剤(C)を含む架橋剤は、アクリル系共重合体(A)100重量部に対し、合計で0.5〜10.0重量部が好ましく、1.0〜8.0重量部がより好ましい。0.5重量部以上であると、架橋密度が向上し凝集力が増し、研磨工程で研磨パッドと粘着面の横ズレが生じにくい。一方、10重量部以下であると、架橋密度が過剰にならないため研磨パッドに対する密着性が増し、すなわち研磨工程で研磨パッドと粘着面のハガレが発生しにくい。
【0030】
<その他添加剤>
本発明の粘着剤には、必要に応じて公知の粘着剤組成物に配合される充填剤、顔料、染料、希釈剤、老化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、カップリング剤等、各種添加剤を含んでもよく、また、2種類以上を用いてもよい。また、添加剤の添加量は、必要な物性が得られる量とすればよく、特に限定されるものではない。
【0031】
<粘着シートの構成について>
本発明の粘着シートは、基材と、上記の粘着剤を塗工することで形成した粘着剤層とを含むことができる。構成としては、基材の両面に粘着層を有する両面粘着シートであることが好ましい。本発明の粘着剤は、両面粘着シートにおいて研磨パッド側に使用される粘着剤として好適に使用することができるが、定盤側に使用してもよい。定盤側に使用される粘着剤は、従来より熱を用いて貼り合わせることがないため、求められる性能を損なわない範囲で従来のアクリル系粘着剤やゴム系粘着剤なども使用することが可能である。
【0032】
本発明で基材とは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、セロファン等のプラスチック、また、上質紙、クラフト紙、クレープ紙、グラシン紙等の紙、また、織布、不織布等の布、ウレタン発泡体、EPDM発泡体等の発泡体が挙げられ、特にこれに限定させるものではないが、好ましくは両面にコロナ処理をされたフィルムである。基材の厚さは5〜300μmが好ましく、さらに好ましくは、10〜200μmである。
【0033】
本発明で研磨パッドとは、例えば、ウレタン系研磨パッド、不織布系研磨パッド、スウェード系研磨パッドなどが挙げられるが、研磨を目的としたパッドに使用されるのであれば、これらに限定されるものではない。
【0034】
前記塗工は、剥離性シートに粘着剤を塗工して粘着剤層を形成した後、基材へ粘着剤層を転写する転写法、または基材に直接粘着剤を塗工し粘着剤層を形成する直接塗工法が一般的である。塗工装置としては、例えばリバースロールコーター、エアーナイフコーター、ナイフコータ-、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーターなどが用いられるが、特にこれに限定されるものではない。粘着剤層の厚さは、25〜200μmが好ましく、さらに好ましくは、50〜150μmである。
【実施例】
【0035】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の例によって限定されるものではない。なお、実施例中の部及び%は、それぞれ重量部および重量%を示している。
【0036】
(重量平均分子量の測定)
明細書に記載の方法と同様にして測定した。
(粘度の測定方法)
明細書に記載の方法と同様にして測定した。
(軟化点の測定方法)
JIS K2207に準じて測定した値である。
(水酸基価の測定方法)
水酸基価はJIS K 5601−2−1に準じて測定した値である。
【0037】
<実施例1>
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下管を備えた反応装置を使用して、窒素雰囲気下で、表1の各モノマーの合計量の50重量%、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.03部、溶剤として酢酸エチル50部を反応槽に仕込み、残りのモノマーの全量、および酢酸エチル35部、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部添加して混合した溶液を滴下管に仕込んだ。反応槽を加熱し還流を確認後、モノマー混合物を滴下管から約1時間かけて滴下し、その後約80℃にて反応を継続した。反応終了後、冷却、酢酸エチルで希釈し、アクリル系共重合体溶液を得た。アクリル系共重合体の不揮発分は47%、粘度は10200mPa・s、重量平均分子量は820000であった。
得られたアクリル系共重合体100重量部に対して、表1の実施例1記載の粘着付与樹脂である液状キシレン系樹脂(B)7.0部、その他粘着付与樹脂15.0部、イソシアネート硬化剤(トリレンジイソシアネートトリメチロールプロパンアダクト体の不揮発分37.5%酢酸エチル溶液)を不揮発分換算で3.0重量部、酢酸エチル適量、を配合し不揮発分40%の粘着剤を得た。なお、表1の数値は部を表す。
【0038】
<実施例1〜23、比較例1〜4>
表1〜表2に示すように、共重合体溶液の種類、粘着付与樹脂及び硬化剤の種類、配合量を変更した以外は実施例1と同様にして、粘着剤を得た。
実施例20の重量平均分子量:790000
実施例21の重量平均分子量:880000
実施例22の重量平均分子量:830000
実施例23の重量平均分子量:840000
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
表中の略号および製品の説明を下記に示す。
(アクリル共重合体(A)モノマー)
BA:ブチルアクリレート
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
VAC:サクサンビニル
AA:アクリル酸
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
(液状キシレン系樹脂(B))
ニカノールL(フドー社製、数平均分子量400、粘度12600mPa・s、水酸基価32)
ニカノールLL(フドー社製、数平均分子量365、粘度4700mPa・s、水酸基価40)
ニカノールLLL(フドー社製、数平均分子量340、粘度2500mPa・s、水酸基価36)
ニカノールY-50(フドー社製、数平均分子量250、粘度50mPa・s、水酸基価20)
ニカノールY-100(フドー社製、数平均分子量270、粘度100mPa・s、水酸基価25)
ニカノールY-1000(フドー社製、数平均分子量330、粘度1000mPa・s、水酸基価21)
(キシレン樹脂)
ニカノールH80:(フドー社製、数平均分子量465、トルエン希釈前粘度100000mPa・s以上、水酸基価29)
ニカノールH:(フドー社製、数平均分子量480、粘度100000mPa・s以上、水酸基価33)
ニカノールG:(フドー社製、数平均分子量570、粘度100000mPa・s以上、水酸基価36)
(その他粘着付与樹脂)
SylvaresSA-100(石油樹脂またはその共重合体、軟化点100℃、アリゾナケミカル社製)
FTR−6100(石油樹脂またはその共重合体、軟化点100℃、三井化学社製)
トーホーレジン120S、(石油樹脂またはその共重合体、軟化点120℃、東邦化学産業社製)
ペトコール120(石油樹脂またはその共重合体、軟化点120℃、東ソー社製)
ペトロタック120V(石油樹脂またはその共重合体、軟化点120℃、東ソー社製)
スーパーエステルA100:(荒川化学社製、軟化点100℃ロジンエステル樹脂)
YSポリスターT100:(ヤスハラケミカル社製、軟化点130℃、テルペンフェノール共重合体)
(硬化剤(C))
イソシアネート化合物:トリレンジイソシアネートトリメチロールプロパンアダクト体の不揮発分37.5%酢酸エチル溶液
【0042】
<粘着シートの作成>
得られた粘着剤をコンマコーターを用いて市販の剥離性シート上に粘着剤層の乾燥後の厚さが80μmになるよう塗工し、乾燥オーブンで100℃−2分間乾燥し溶剤を除去した後に、25μPETフィルムの片面に貼り合せ、同様に再度塗工し、粘着剤の貼り合せされていないもう一方の面に貼り合せることで総厚185μの両面粘着シートを得た。
得られた粘着シートを用いて以下の物性評価を行った。結果を表3及び4に示す。
【0043】
<対SUS180度粘着力>
23℃−50%の雰囲気下で長さ10mm×幅25mmの粘着シートをステンレス板へ貼着し、2kgロールで1往復圧着し、23℃−50%の雰囲気下で24時間放置した。その後、23℃−50%の雰囲気下でJISZ1528の測定方法に準拠して、引っ張り試験を用いて剥離速度300mm/minで粘着力を測定した。数値が大きいほど粘着力が高く優れている。
【0044】
<対研磨パッド180度粘着力>
23℃−50%の雰囲気下で長さ10mm×幅25mmの粘着シートを研磨パッド(一般市販硬質ウレタンパッド)へ貼着し、2kgロールで1往復圧着し、23℃−50%の雰囲気下で24時間放置した。その後、23℃−50%の雰囲気下でJISZ1528の測定方法に準拠して、引っ張り試験を用いて剥離速度300mm/minで粘着力を測定した。数値が大きいほど粘着力が高く優れている。
【0045】
<耐アルカリ性>
23℃−50%の雰囲気下で長さ10mm×幅25mmの粘着シートを研磨パッド(一般市販硬質ウレタンパッド)へ貼着し、2kgロールで1往復圧着し、23℃−50%の雰囲気下で24時間放置した。その後、水酸化ナトリウムを用いてpH11.5に調整した水溶液中に浸し、40℃の環境下で、さらに24時間放置した。その後、水溶液より試料を取り出し、水洗浄後、23℃−50%の雰囲気下でJISZ1528の測定方法に準拠して、引っ張り試験を用いて剥離速度300mm/minで粘着力を測定した。180度粘着力の値に対する変化が少ないほど耐アルカリ性に優れる。
【0046】
<耐酸性>
23℃−50%の雰囲気下で長さ10mm×幅25mmの粘着シートを研磨パッド(一般市販硬質ウレタンパッド)へ貼着し、2kgロールで1往復圧着し、23℃−50%の雰囲気下で24時間放置した。その後、硫酸を用いてpH1.5に調整した水溶液中に浸し、40℃の環境下で、さらに24時間放置した。その後、水溶液より試料を取り出し、水洗浄後、23℃−50%の雰囲気下でJISZ1528の測定方法に準拠して、引っ張り試験を用いて剥離速度300mm/minで粘着力を測定した。180度粘着力の値に対する変化が少ないほど耐酸性に優れる。
【0047】
<保持力>
23℃−50%の雰囲気下で長さ100mm×幅25mmの粘着積層体の長さ25mm×幅25mmの粘着シートをステンレス板へそれぞれ貼着し、2kgロールで1往復圧着し、23℃−50%の雰囲気下で20分間放置した。その後、80℃の雰囲気下で1kgの重りを付け180度の方向に力が加わるようセットし、1時間後および24時間後に粘着シートが被着体から何ミリずれているか、もしくは落下したかを測定した。ずれ幅が小さいほど保持力に優れている。
【0048】
【表3】
【0049】
【表4】
【0050】
以上のように、本発明の粘着剤を用いた粘着シートは、研磨パッドに対し高い密着性を有しながら、凝集力、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性のバランスに優れていることが示された。