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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-13
(45)【発行日】2024-08-21
(54)【発明の名称】粘着剤組成物、粘着剤および粘着シート
(51)【国際特許分類】
   C09J 133/06 20060101AFI20240814BHJP
   C09J 11/06 20060101ALI20240814BHJP
   C09J 7/38 20180101ALI20240814BHJP
【FI】
C09J133/06
C09J11/06
C09J7/38
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2020208867
(22)【出願日】2020-12-16
(65)【公開番号】P2022095505
(43)【公開日】2022-06-28
【審査請求日】2023-07-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124349
【弁理士】
【氏名又は名称】米田 圭啓
(72)【発明者】
【氏名】浅野 鉄也
【審査官】澤村 茂実
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-178992(JP,A)
【文献】国際公開第2017/022770(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09J 1/00-201/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル系樹脂(A)および架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物であって、
前記アクリル系樹脂(A)が、
ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度が-27~50℃のアルキルアクリレート(a1)を10~30重量%、
ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度が0~100℃のアルキルメタクリレート(a2)を10~40重量%、
酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)を10~30重量%、および
2-エチルへキシルアクリレートを35~60重量%含有し、
アルキルアクリレート(a1)とアルキルメタクリレート(a2)の含有割合(a1/a2)が重量比で20/80~55/45である共重合成分(a)を重合して得られた共重合体であり、
前記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が-10~15℃であることを特徴とする粘着剤組成物。
【請求項2】
前記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が5万~40万であることを特徴とする請求項1に記載の粘着剤組成物。
【請求項3】
架橋剤(B)として、活性エネルギー線架橋剤(B1)および熱架橋剤(B2)を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
【請求項4】
請求項1~のいずれか一項に記載の粘着剤組成物が架橋されてなることを特徴とする粘着剤。
【請求項5】
架橋が活性エネルギー線の照射により行なわれることを特徴とする請求項に記載の粘着剤。
【請求項6】
請求項またはに記載の粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴とする粘着シート。
【請求項7】
前記粘着剤層が複数の段階で硬化する多段硬化性であることを特徴とする請求項に記載の粘着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着剤組成物、当該粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤、当該粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着シートに関する。本発明の粘着剤組成物は、複数の段階で硬化する多段硬化性粘着シートの粘着剤に好適に用いることができ、一次硬化後の低架橋状態においても優れた粘着物性が得られる。
【背景技術】
【0002】
近年、テレビやパソコン用モニター、ノートパソコンや携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等のモバイル機器において、ディスプレイと位置入力装置を組み合わせたタッチパネルが広く用いられるようになり、なかでも、静電容量式タッチパネルが増加している。
タッチパネルは、通常、有機ELまたは液晶からなるディスプレイ、透明電導膜基板(ITO基板)、保護フィルム(保護ガラス)から構成され、これらの部材の貼り合せには透明粘着シートが用いられている。
【0003】
透明粘着シートは様々な形状の部材を貼り合わせる必要があるため、透明粘着シート用の粘着剤は完全硬化する前の低架橋状態において貼り合わせられ、粘着層が完全硬化するまでの工程において十分な粘着物性が要求される。
具体的には、複雑形状の部材に貼り合わせる場合において、目的とする箇所以外への透明粘着シートの貼りつき等の貼り合わせ不良が発生し易いため、低架橋状態においても、タック性が低い透明粘着シートが求められている。さらに、複雑形状の部材同士を固定するためには、応力がかかった状態で部材から透明粘着シートの剥がれを抑制することが求められる。そのため低架橋状態においても、定荷重保持力が高い透明粘着シートであることが要求されている。
したがって、透明粘着シート用の粘着剤は通常の完全硬化後の粘着力等の粘着物性のみならず、一次硬化後の低架橋状態においても優れた粘着物性が求められる。一般的に一次硬化は熱架橋または活性エネルギー線の照射により架橋し、完全硬化は活性エネルギー線の照射により架橋し硬化する。
かかる多段硬化性の粘着剤を用いた粘着シートとして、例えば特許文献1~3に記載の粘着シートが挙げられる。
【0004】
特許文献1には、アクリル系樹脂からなる溶剤系の粘着剤に、一般の乾燥条件において揮発しやすい有機溶剤を更に用いると共に、揮発しにくいエチレン性不飽和モノマーを特定割合で配合することにより、厚塗り塗工が可能であり、綺麗な塗膜表面の粘着剤層が得られることが開示されている。
また、特許文献2には、架橋剤を使用せず溶剤型アクリル酸エステル系粘着剤の3次元網目構造を形成するために、水素引抜型光開始剤を用い、塗工乾燥工程の後に光照射することでエージング工程を省略することが開示されている。
さらに特許文献3には、ガラス転移温度が高いアクリル系樹脂を用いることで、段差追従性と耐ブリスター性の高い粘着剤が得られることが開示されている。
しかしながら、特許文献1~3のいずれも一次硬化時の低架橋状態における粘着物性については考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2012-111939号公報
【文献】特開2017-210542号公報
【文献】国際公開第2017/022770号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、多段硬化させるために用いることができる粘着剤組成物であって、一次硬化後の低架橋状態においても優れた粘着物性が得られる粘着剤組成物を提供することであり、更に、当該粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤、当該粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、特定組成の共重合成分を用いて得られるアクリル系樹脂を含有する粘着剤組成物を用いることで、一次硬化後の低架橋状態においても、タック性が低く、定荷重保持力が高いといった優れた粘着物性が得られることを見出した。
具体的に、本発明は以下の構成を有する。
【0008】
(1)アクリル系樹脂(A)および架橋剤(B)を含有する粘着剤組成物であって、
前記アクリル系樹脂(A)が、ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度が-27~50℃のアルキルアクリレート(a1)を10~30重量%、ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度が0~100℃のアルキルメタクリレート(a2)を10~40重量%、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)を10~30重量%、および2-エチルへキシルアクリレートを35~60重量%含有し、アルキルアクリレート(a1)とアルキルメタクリレート(a2)の含有割合(a1/a2)が重量比で20/80~55/45である共重合成分(a)を重合して得られた共重合体であり、
前記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が-10~15℃であることを特徴とする粘着剤組成物。
【0009】
(2)上記粘着剤組成物が架橋されてなることを特徴とする粘着剤。
【0010】
(3)上記粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴とする粘着シート。
【発明の効果】
【0011】
本発明の粘着剤組成物は、一次硬化後の低架橋状態においてもタック性が低く、定荷重保持力が高いといった粘着物性に優れるため、作業性や信頼性が向上する。このため、特にタッチパネルおよび画像表示装置等に用いられる粘着剤や粘着シートとして有用である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリルあるいはメタクリルを、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものであり、「アクリル系樹脂」とは(メタ)アクリル系モノマーを少なくとも1種含有するモノマー成分を重合して得られる樹脂である。また、「シート」とは、シート、フィルム、テープを概念的に包含するものである。
【0013】
<粘着剤組成物>
本発明の粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)および架橋剤(B)を含有する。
アクリル系樹脂(A)は、アルキルアクリレート(a1)、アルキルメタクリレート(a2)および水酸基含有モノマー(a3)を少なくとも含有する共重合成分(a)を重合して得られた共重合体である。
以下、各成分について説明する。
【0014】
〔アルキルアクリレート(a1)〕
アルキルアクリレート(a1)はガラス転移温度(以下「Tg」と表記する。)が-27~50℃であり、好ましくは-10~45℃、より好ましくは-5~10℃である。かかるTgが範囲内であると、本願発明の効果が得られる。
なお、アルキルアクリレート(a1)のTgは、アルキルアクリレート(a1)からなるホモポリマーガラス転移温度であり、Wiley出版「POLYMER HANDBOOK」等に記載されている標準的な分析値を採用することができる。
【0015】
かかるアルキルアクリレート(a1)としては、例えば、メチルアクリレート(Tg=8℃)、エチルアクリレート(Tg=-22℃)、イソブチルアクリレート(Tg=-26℃)、t-ブチルアクリレート(Tg=41℃)、シクロヘキシルアクリレート(Tg=15℃)等を挙げることができる。なかでも粘着物性の点からメチルアクリレートが好ましい。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0016】
上記アルキルアクリレート(a1)の含有量は、共重合成分(a)中、5重量%以上であり、好ましくは8~50重量%であり、より好ましくは10~30重量%、特に好ましくは12~28重量%、殊に好ましくは15~25重量%である。
かかる含有量が少なすぎると、一次硬化状態の粘着物性が低下する傾向があり、含有量が多すぎると、完全硬化後の粘着物性が低下する傾向がある。
【0017】
〔アルキルメタアクリレート(a2)〕
アルキルメタアクリレート(a2)はTgが0~100℃であり、好ましくは20~85℃、より好ましくは40~70℃である。かかるTgが範囲内であると、本願発明の効果が得られる。
なお、アルキルメタクリレート(a2)のTgは、アルキルメタクリレート(a2)からなるホモポリマーガラス転移温度であり、Wiley出版「POLYMER HANDBOOK」等に記載されている標準的な分析値を採用することができる。
【0018】
かかるアルキルメタクリレート(a2)としては、例えば、エチルメタクリレート(Tg=65℃)、n-ブチルメタクリレート(Tg=20℃)、イソブチルメタクリレート(Tg=48℃)、シクロヘキシルメタクリレート(Tg=66℃)等を挙げることができる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。なかでも、エチルメタクリレート、イソブチルメタクリレートが好ましい。
【0019】
上記アルキルメタクリレート(a2)の含有量は、共重合成分(a)中、10重量%以上であり、好ましくは12~40重量%、より好ましくは15~30重量%である。かかる含有量が少なすぎると、一次硬化状態の粘着物性が低下する傾向があり、含有量が多すぎると、完全硬化後の粘着物性が低下する傾向がある。
【0020】
また、本発明で用いる共重合成分(a)において、アルキルアクリレート(a1)とアルキルメタクリレート(a2)の含有割合(a1/a2)は重量比で20/80~55/45が好ましく、より好ましくは30/70~52/48、特に好ましくは35/65~50/50である。
(a1/a2)の含有割合が上記範囲内であると、一次硬化状態での粘着物性に優れる。
【0021】
また、アルキルアクリレート(a1)とアルキルメタクリレート(a2)との合計含有量は、共重合成分(a)中、好ましくは30~70重量%であり、より好ましくは38~65重量%、特に好ましくは40~60重量%である。
両モノマーの合計含有量が上記範囲であれば、一次硬化状態の低架橋状態における粘着物性が良好となり好ましい。
【0022】
〔水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)〕
水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、1または2以上の水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルであり、かかるモノマー(a3)としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(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、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー;ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー;その他、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド等の1級水酸基含有モノマー;2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-クロロ2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;2,2-ジメチル2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマーが挙げられる。なかでも、ジ(メタ)アクリレート等の不純物が少なく、製造しやすい点で、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましく、特には2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0023】
上記水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)の含有量は、共重合成分(a)中、好ましくは5重量%以上であり、より好ましくは10~40重量%、特に好ましくは12~30重量%である。かかる含有量が少なすぎると、耐湿熱性が低下する傾向があり、含有量が多すぎると、アクリル系樹脂の自己架橋反応が起こりやすくなり、耐熱性が低下する傾向がある。
【0024】
なお、本発明で使用する水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)としては、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)に不純物として含まれるジ(メタ)アクリレートの含有割合が少ないもの程好ましく、具体的には、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)に含まれるジ(メタ)アクリレートの含有割合が0.5重量%以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは0.2重量%以下、特に好ましくは0.1重量%以下、更に好ましくは0重量%のものである。
【0025】
また水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)中には、不純物としてアクリル酸も含有していることが多く、その含有量は、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)中、通常0.001~0.5重量%程度であり、より少ないものを用いることが好ましい。
【0026】
〔活性エネルギー線硬化性構造部位含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a4)〕
本発明で用いるアクリル系樹脂(A)は、活性エネルギー線架橋性構造部位を有することもできる。
上記活性エネルギー線架橋性構造部位とは、活性エネルギー線照射により、アクリル系樹脂(A)の一部分、または、粘着剤組成物中に含まれるその他硬化成分と反応し、架橋構造を形成し得る構造部位である。
本発明において活性エネルギー線架橋性構造部位としては、ベンゾフェノン系架橋性構造部位であることが、反応性が高く、凝集力向上に優れる点で好ましい。
【0027】
したがって、本発明においては、アクリル系樹脂(A)を重合するための共重合成分(a)が、活性エネルギー線架橋性構造部位含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a4)をさらに含有することが好ましい。
活性エネルギー線架橋性構造部位含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a4)としては、ベンゾフェノン系架橋性構造部位を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーが、紫外線、電子線等の活性エネルギー線により効率的な架橋構造を形成することができる点で好ましく、例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【0028】
活性エネルギー線架橋性構造部位含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a4)の含有量としては、共重合成分(a)中、0.01~5重量%であることが好ましく、なかでも、ベンゾフェノン系架橋性構造部位を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの含有量としては、共重合成分(a)中、0.01~5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~2重量%、さらに好ましくは0.2~1重量%である。かかる含有量が少なすぎると、活性エネルギー線により架橋構造を形成する際の保持力が低下する傾向があり、さらには、加工可能な粘着シートを作成するために架橋構造を形成する際、活性エネルギー線量が多く必要となり、粘着シート作成時にエネルギーを多量に必要とし、効率の良い製造が困難となる傾向にある。また、含有量が多すぎると系全体の凝集力が上がりすぎ、粘着力が低下する傾向がある。
【0029】
また、アクリル系樹脂(A)に活性エネルギー線架橋性構造部位を導入するに際しては、活性エネルギー線架橋性構造部位含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a4)を共重合する以外にも、アクリル系樹脂(A)中に水酸基を含有させておき、かかる水酸基にエチレン性不飽和基含有イソシアネート化合物を反応させて、活性エネルギー線架橋性構造部位としてエチレン性不飽和基を導入することもできる。
【0030】
〔エチレン性不飽和モノマー(a5)〕
本発明において共重合成分(a)は、必要に応じて、モノマー(a1)~(a4)を除くその他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a5)を更に含有してもよい。
その他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a5)としては、例えば、n-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート(但し、モノマー(a1)および(a2)を除く。);フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-(メタ)アクリレート、オルトフェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート等の芳香環含有モノマー;シクロヘキシルオキシアルキル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂環含有モノマー;2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のエーテル鎖含有モノマー;(メタ)アクリル酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のアクリル酸ダイマー、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、N-グリコール酸、ケイ皮酸等のカルボキシ基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N-(n-ブトキシアルキル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;その他、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α-メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N-アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等が挙げられる。
これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0031】
また、アクリル系樹脂(A)の高分子量化を目的とする場合、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等のエチレン性不飽和基を二つ以上有する化合物等を併用することもできる。
【0032】
その他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a5)の含有量は、共重合成分(a)中、通常60重量%以下であり、好ましくは48重量%以下、さらに好ましくは38重量%以下である。
かかる含有量が多すぎると低架橋時の粘着物性が低下する傾向がある。
【0033】
〔アクリル系樹脂(A)〕
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、前記のアルキルアクリレート(a1)、アルキルメタクリレート(a2)および水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー(a3)を必須成分とし、必要に応じて、上記の任意重合成分(a4)および(a5)を更に含有する共重合成分(a)を共重合させることにより製造することができる。
【0034】
上記アクリル系樹脂(A)の重合方法としては、例えば、溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等の従来公知の重合方法を用いることができるが、本発明においては、溶液重合で製造することが、安全に、安定的に、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(A)を製造できる点で好ましい。
以下、本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)の好ましい製造方法の一例を示す。
【0035】
まず、有機溶媒中に、共重合成分(a)、重合開始剤を混合あるいは滴下し、溶液重合を行う。
【0036】
上記重合反応に用いられる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;n-ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等の脂肪族エーテル類;塩化メチレン、塩化エチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。これらの溶媒の中でも、エステル類、ケトン類が好ましく、酢酸エチル、アセトンが特に好ましい。
【0037】
上記重合反応に用いられる重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤であるアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤等を用いることができる。
アゾ系重合開始剤としては、例えば、2,2' -アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2' -アゾビスイソブチロニトリル、(1-フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、2,2' -アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2' -アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2' -アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。
過酸化物系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-tert-ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert-ブチルペルオキシピバレート、tert-ヘキシルペルオキシピバレート、tert-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ジイソブチリルパーオキサイド等が挙げられる。
これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
なかでもアゾ系重合開始剤が好ましく、より好ましくは2,2' -アゾビスイソブチロニトリル、2,2' -アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)である。
【0038】
上記重合開始剤の使用量としては、共重合成分(a)100重量部に対して、通常0.001~10重量部であり、好ましくは0.1~8重量部、より好ましくは0.5~6重量部、特に好ましくは1~4重量部、更に好ましくは1.5~3重量部、最も好ましくは2~2.5重量部である。上記重合開始剤の使用量が少なすぎると、アクリル系樹脂(A)の重合率が低下し、残存モノマーが増加したり、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が高くなる傾向があり、使用量が多すぎると、アクリル系樹脂(A)がゲル化する傾向がある。
【0039】
溶液重合の重合条件については特に限定されず、従来公知の重合条件にしたがって重合することができる。例えば、上記有機溶媒中に、共重合成分(a)、重合開始剤を混合あるいは滴下し所定の重合条件にて重合することができる。
【0040】
上記重合反応における重合温度は、通常40~120℃であるが、本発明においては、安定的に反応できる点から50~90℃が好ましい。重合温度が高すぎるとアクリル系樹脂(A)がゲル化しやすくなる傾向があり、低すぎると重合開始剤の活性が低下するため、重合率が低下し、残存モノマーが増加する傾向がある。
【0041】
また、重合反応における重合時間は特に制限はないが、最後の重合開始剤の添加から0.5時間以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上、特に好ましくは5時間以上である。
なお、重合反応は、除熱がしやすい点で溶媒を還流しながら行うことが好ましい。
かくして本発明に用いるアクリル系樹脂(A)を製造することができる。
【0042】
上記のとおり、本発明に用いるアクリル系樹脂(A)を製造することができるが、かかるアクリル系樹脂(A)は、重量平均分子量が1万~100万であることが好ましく、より好ましくは5万~40万、特に好ましくは10万~30万、更に好ましくは15万~28万である。かかる重量平均分子量が大きすぎると粘度が高くなりすぎて、塗工性やハンドリングが低下する傾向があり、小さすぎると凝集力が低下し、粘着物性が低下する傾向がある。
なお、上記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、製造完了時の重量平均分子量であり、製造後に加熱等がされていないアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量である。
【0043】
また、アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、15以下であることが好ましく、より好ましくは10以下、特に好ましくは7以下、更に好ましくは5以下である。かかる分散度が高すぎると粘着剤層の耐久性能が低下し、発泡等が発生しやすくなる傾向にあり、低すぎると取り扱い性が低下する傾向がある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
【0044】
なお、上記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフ(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF-806L(排除限界分子量:2×10、分離範囲:100~2×10、理論段数:10000段/本、充填剤材質:スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本を直列にして用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法を用いて測定することができる。また、分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。
【0045】
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、ガラス転移温度(Tg)が-10~15℃であり、好ましくは-7~12℃、より好ましくは-5~10℃、特に好ましくは0~8℃である。かかるガラス転移温度が高すぎると、粘着剤層の段差追従性の低下や密着性の低下に伴って粘着力が低下する傾向がある。ガラス転移温度が低すぎると、低架橋時の粘着物性が低下する傾向がある。
【0046】
なお、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、下記の測定法により求められるものである。
後述する活性エネルギー線照射前の粘着シートから離型シートを剥離し、複数の粘着シートを積層して、未架橋状態で厚さ約800μmの粘着シートを作成する。作成したシートの動的粘弾性を以下の条件にて測定し、損失正接(損失弾性率G''/貯蔵弾性率G' =tanδ)が最大となった温度を読み取り、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)とする。
【0047】
(測定条件)
測定機器:動的粘弾性測定装置(商品名:DVA-225、アイティー計測制御社製)
変形モード:せん断
歪み:0.1%
測定温度:-100~60℃
測定周波数:1Hz
【0048】
本発明の粘着剤組成物は、上記アクリル系樹脂(A)を粘着剤組成物全体に対して80重量%以上含有することが好ましく、より好ましくは90~99.9重量%、特に好ましくは92~99.9重量%の含有量である。
【0049】
〔架橋剤(B)〕
本発明の粘着剤組成物には、架橋剤(B)が含有される。架橋剤(B)として、単官能性架橋剤や多官能性架橋剤等の活性エネルギー線架橋剤(B1)および/または熱架橋剤(B2)を含有させることが好ましい。
架橋剤(B)として活性エネルギー線架橋剤(B1)のみを含有する場合は、活性エネルギー線量を制御することで多段硬化が可能となり、また架橋剤(B)として活性エネルギー線架橋剤(B1)と熱硬化剤(B2)を含有する場合は、熱硬化と活性エネルギー線硬化を併用することで多段硬化が可能となる。このように架橋反応を制御することで、粘着剤層全体の凝集力を調整し、一次硬化後や完全硬化後において安定した粘着物性を得ることができる。
【0050】
(活性エネルギー線架橋剤(B1))
上記活性エネルギー線架橋剤(B1)としては、1分子内に1つのエチレン性不飽和基を含有する単官能性架橋剤、1分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を含有する多官能性架橋剤(B1-1)が挙げられ、特に多官能性架橋剤(B1-1)が好ましい。
【0051】
多官能性架橋剤(B1-1)としては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(ポリ)ブチレングリコールモノ(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、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)ペンタメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)ヘキサメチレングリコールジ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、EO変性グリセリントリ(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、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(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、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、上記多官能性架橋剤(B1-1)から選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。なかでも、硬化後の粘着物性のバランスの点で、2つのエチレン性不飽和基を含有する(メタ)アクリレートが好ましく、特には、(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、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
【0052】
上記活性エネルギー線架橋剤(B1)の含有量は、通常は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~20重量部が好ましく、より好ましくは0.1~10重量部であり、特に好ましくは、0.5~7.5重量部である。
かかる活性エネルギー線架橋剤(B1)が少なすぎると、凝集力が不足し、充分な耐久性が得られない傾向があり、多すぎると一次硬化時における粘着物性が低下する傾向がある。
【0053】
(熱架橋剤(B2))
本発明で用いられる熱架橋剤(B2)は、主としてアクリル系樹脂(A)の構成モノマーである官能基含有モノマー由来の官能基と反応することで、優れた粘着力を発揮するものであり、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤が挙げられる。これらの中でも、基材との密着性を向上させる点やアクリル系樹脂(A)との反応性の点で、イソシアネート系架橋剤(B2-1)が好適に用いられる。
【0054】
上記イソシアネート系架橋剤(B2-1)としては、例えば、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等のトリレンジイソシアネート系化合物、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等のキシリレンジイソシアネート系化合物、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等の芳香族イソシアネート系化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のヘキサメチレンジイソシアネート系化合物やリジンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート系化合物;イソホロンジイソシアネート等の脂環式イソシアネート系化合物;およびこれらのイソシアネート系化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体;これらイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体;等が挙げられる。
上記イソシアネート系架橋剤(B2-1)のなかでも、反応性に優れる点からは芳香族イソシアネート系化合物を用いることが好ましく、特に好ましくはトリレンジイソシアネート系化合物である。また、黄変を抑制する点からは脂肪族イソシアネート系化合物を用いることが好ましく、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート系化合物である。
【0055】
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジ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、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエリスリトール、ジグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0056】
上記アジリジン系架橋剤としては、例えば、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N′-ジフェニルメタン-4,4′-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N′-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)等が挙げられる。
【0057】
上記メラミン系架橋剤としては、例えば、へキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサプトキシメチルメラミン、ヘキサペンチルオキシメチルメラミン、ヘキサヘキシルオキシメチルメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。
【0058】
上記アルデヒド系架橋剤としては、例えば、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、マレインジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
【0059】
上記アミン系架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ジエチレントリアミン、トリエチルテトラアミン、イソフォロンジアミン、アミノ樹脂、ポリアミド等が挙げられる。
【0060】
上記金属キレート系架橋剤としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、パナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセトアセチルエステル配位化合物等が挙げられる。
【0061】
また、これらの熱架橋剤(B2)は、1種を単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。
【0062】
上記熱架橋剤(B2)の含有量は、通常は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.001~5重量部が好ましく、より好ましくは0.02~1重量部であり、特に好ましくは0.05~0.5重量部である。
かかる熱架橋剤(B2)が少なすぎると、凝集力が不足し、一次硬化時において粘着物性が低下する傾向があり、多すぎると完全硬化時において粘着力が低下する傾向がある。
【0063】
上記架橋剤(B)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、通常20重量部以下であり、好ましくは0.001~15重量部、より好ましくは0.1~10重量部である。かかる架橋剤が多すぎると粘着力が低下する傾向がある。なお、少なすぎると高温条件下の粘着物性が低下する傾向がある。
【0064】
架橋剤(B)として、活性エネルギー線架橋剤(B1)および熱架橋剤(B2)を併用することが好ましい。併用する場合は、活性エネルギー線架橋剤(B1)と熱架橋剤(B2)の含有割合(重量比)は、100/1~100/50が好ましく、100/4~100/10がより好ましい。
【0065】
〔光重合開始剤〕
本発明の粘着剤組成物は、架橋(硬化)されて粘着剤とすることができるが、架橋を効率的に行うために、光重合開始剤を更に含有していてもよい。特に、アクリル系樹脂(A)が上述の活性エネルギー線架橋性構造部位を有さない場合は、光重合開始剤を配合することが好ましい。
【0066】
かかる光重合開始剤としては、活性エネルギー線の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アシルフォスフィンオキサイド類等の光重合開始剤が挙げられる。これらの光重合開始剤は、1種を単独で、もしくは2種以上を併せて用いることができる。また、これらの光重合開始剤のなかでも、分子間または分子内で効率的に架橋できる点から水素引き抜き型のベンゾフェノン類、分子内開裂型のアセトフェノン類の光重合開始剤を用いることが好ましい。
【0067】
ベンゾフェノン類の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルメチルベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3' -ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン等が挙げられる。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0068】
分子内開裂型のアセトフェノン類の光重合開始剤としては、例えば、オキシフェニル-酢酸2-[2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステル等が挙げられる。
【0069】
その他の光重合開始剤としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類が挙げられる。
【0070】
かかる光重合開始剤の含有量については、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~10重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~5重量部、特に好ましくは0.5~2重量部である。光重合開始剤の含有量が上記範囲であれば、例えば、アクリル系樹脂(A)が上述の活性エネルギー線架橋性構造部位を有さない場合であっても、十分な硬化性を得ることができる。
【0071】
また、これら光重合開始剤の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4' -ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4' -ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。これらから選ばれる1種を単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
【0072】
〔カルボジイミド系化合物〕
本発明の粘着剤組成物の構成成分として、上記アクリル系樹脂(A)および架橋剤(B)の他に、カルボジイミド系化合物を更に含むことが耐熱性の点から好ましい。
上記カルボジイミド系化合物としては、例えば、ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、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、t-ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ-t-ブチルカルボジイミド、ジドデシルカルボジイミド等のモノカルボジイミド、カルボジイミドが複数存在するポリカルボジイミドや環状カルボジイミド等が挙げられる。これらのうち1種を単独で、もしくは2種以上を併せて用いることができる。これらのなかでも、耐熱性の点から、モノカルボジイミド系化合物、更にはビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドが好ましい。
【0073】
本発明におけるカルボジイミド系化合物の含有量としては、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~10重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~5重量部、特に好ましくは0.2~2重量部、更に殊に好ましくは0.3~1重量部である。
カルボジイミド系化合物の含有量が少なすぎるとアクリル系樹脂(A)の熱安定性が低下する傾向があり、多すぎるとブリードアウト等の影響で耐久性が低下する傾向がある。
【0074】
更に、本発明の粘着剤組成物は、必要に応じて、その他の粘着剤を含有したり、架橋促進剤、帯電防止剤、粘着付与剤、機能性色素等の従来公知の添加剤を含有してもよい。
他の粘着剤や添加剤の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは10重量部以下であり、より好ましくは5重量部以下である。
【0075】
かくしてアクリル系樹脂(A)、架橋剤(B)、必要に応じて、光重合開始剤およびその他の任意成分を混合することにより本発明の粘着剤組成物を得ることができる。なお、混合方法については、特に限定されるものではなく、各成分を一括で混合する方法や、任意の成分を混合した後、残りの成分を一括または順次混合する方法等、種々の方法を採用することができる。
【0076】
<粘着剤>
本発明の粘着剤組成物は、粘着剤組成物が架橋(硬化)することにより、または、アクリル系樹脂(A)が活性エネルギー線架橋性構造部位を有する場合は活性エネルギー線の照射により、粘着剤組成物中に含まれるアクリル系樹脂(A)が分子内および分子間の少なくとも一方で架橋構造を形成し、本発明に係る粘着剤となる。
本発明の粘着剤は、複数の段階で硬化させることができる多段硬化性を有しており、完全硬化前の一次硬化により低架橋状態となる。完全硬化と一次硬化は、明確に区別できるものではないが、ゲル分率や動的粘弾性の相違により区別することができる。
なお、一次硬化工程および完全硬化工程のいずれの工程においても硬化手段は特に限定されず、加熱や活性エネルギー線の照射のいずれでもよい。また一次硬化工程を複数回に分けて行ってもよく、また完全硬化状態とするために多段硬化を行ってもよい。
本発明の粘着剤は、一次硬化後の粘着物性に優れるものであり、タッチパネルや画像表示装置等を構成する光学部材の貼り合せに好適に用いられる。
【0077】
<粘着シート>
本発明の粘着剤からなる粘着剤層を基材シート上に設けることにより粘着シートとすることができ、また、上記粘着剤層を離型シート上に設けることにより両面粘着シートとすることができる。更に、上記基材シートに替えて離型シート上に粘着剤層を形成し、反対側の粘着剤層面に離型シートを貼り合わせることにより、基材レスの両面粘着シートを作製することもできる。なお、形成された粘着剤層上に、粘着剤層を更に形成して、厚膜の粘着剤層を形成することもできる。
得られた粘着シートや両面粘着シートは、使用時には、上記離型シートを粘着剤層から剥離して使用に供される。
【0078】
上記粘着シートの作製方法としては、例えば、(i)本発明の粘着剤組成物を溶媒に溶解して塗工し粘着シートとする方法、(ii)本発明の粘着剤組成物を加熱により溶融し粘着シートとする方法などが挙げられる。
【0079】
まず、(i)の方法について説明する。
本発明の粘着剤組成物を溶媒に溶解して塗工し粘着シートとする際には、適当な有機溶剤により本発明の粘着剤組成物を含有する塗工液の濃度を調整し、基材シート上に直接塗工する。その後、例えば80~105℃、0.5~10分間加熱処理等により乾燥させ、これを基材シートまたは離型シートに貼付する。その後、エージングすることで粘着剤組成物を架橋(硬化)させ、さらに必要に応じて活性エネルギー線照射を行なうことで、上記粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着シートを作製することができる。
【0080】
濃度調整に用いられる有機溶剤としては、アクリル系樹脂(A)の重合反応に用いられる有機溶媒として挙げられたものを使用することができる。粘着剤組成物の濃度は、固形分として通常、20~60重量%であり、好ましくは30~50重量%である。
【0081】
次に(ii)の方法について説明する。
本発明の粘着剤組成物を加熱により溶融し粘着シートとする場合、かかる溶融した状態で基材シートの片面もしくは両面に塗工し、その後に冷却する方法や、Tダイ等により基材シート上に押出しラミネートする方法等によって、基材シート上の片面もしくは両面に所定の厚みとなるように粘着剤層を形成する。ついで、必要に応じて上記粘着剤層面に離型シートを貼り合わせることにより粘着シートを作製することができる。
また、基材シート上に粘着剤層を形成した後、必要に応じて活性エネルギー線照射処理を行ない、さらにエージングすることで粘着剤組成物が硬化(架橋)してなる粘着剤層を有する粘着シートを作製することができる。
さらに、離型シート上に粘着剤層を形成し、反対側の粘着剤層面に離型シートを貼り合わせることにより、基材レスの両面粘着シートを作製することもできる。
得られた粘着シートや両面粘着シートは、使用時には、上記離型シートを粘着剤層から剥離して使用に供される。
【0082】
基材シートとしては、例えば、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体;三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂;ポリスチレン;ポリカーボネート;ポリアリレート;ポリイミド等の合成樹脂シート,アルミニウム、銅、鉄などの金属箔,上質紙、グラシン紙等の紙,硝子繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布が挙げられる。これらの基材シートは、単層体としてまたは2種以上が積層された複層体として用いることができる。これらのなかでも、軽量化等の点から、合成樹脂シートが好ましい。
【0083】
離型シートとしては、例えば、上記基材シートで例示した各種の合成樹脂シート、紙、織物、不織布等に離型処理したものを使用することができる。離型シートとしては、例えば、シリコン系の離型シートを用いることが好ましい。
【0084】
また、上記粘着剤組成物の塗工方法としては、特に限定されず、例えば、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スロットコーティング、スクリーン印刷等の方法が挙げられる。
【0085】
上記活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線;X線、γ線等の電磁波の他;電子線;プロトン線;中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線による硬化が好ましい。
【0086】
上記粘着シートの粘着剤層の完全硬化前のゲル分率については、被着体の形状に依らず、容易に貼り合わせることが可能な点と、貼り合わせた後に粘着層が被着体を保持できる点から、5~60重量%であることが好ましく、より好ましくは10~50重量%、特に好ましくは20~48重量%である。
【0087】
上記粘着シートの粘着剤層の完全硬化後のゲル分率については、耐久性能と粘着力の点から、40~100重量%であることが好ましく、より好ましくは45~90重量%、特に好ましくは48~80重量%である。ゲル分率が低すぎると凝集力が低下することにより耐久性が低下する傾向がある。なお、ゲル分率が高すぎると凝集力の上昇により粘着力が低下する傾向がある。
【0088】
ゲル分率を上記範囲に調整することは、例えば、活性エネルギー線照射量やアクリル系樹脂(A)中の活性エネルギー線架橋性構造部位の含有量を調整したり、架橋剤(B)や光重合開始剤の種類や量を調整することにより達成される。
【0089】
上記ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材となる高分子シート(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等)に粘着剤層が形成されてなる粘着シート(離型シートを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、23℃に保持したトルエン中に24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。ただし、トルエン溶解の前後における重量から基材の重量は差し引いて算出する。
【0090】
上記粘着シートの粘着剤層の厚みは、通常、50~3000μmであることが好ましく、より好ましくは75~1000μm、特に好ましくは100~350μmである。上記粘着剤層の厚みが薄すぎると衝撃吸収性が低下する傾向があり、厚すぎると、例えば光学部材に貼り付けた際に全体の厚みが増して実用性が低下する傾向がある。
【0091】
なお、本発明における粘着剤層の厚みは、ミツトヨ社製「ID-C112B」を用いて、粘着剤層含有積層体全体の厚みの測定値から、粘着剤層以外の構成部材の厚みの測定値を差し引くことにより求めた値である。
【0092】
本発明の粘着シートの粘着剤層は、粘着剤層の厚みが100μmの場合のヘイズ値が2%以下であることが好ましく、より好ましくは0~1.5%、特に好ましくは0~1%である。ヘイズ値が高すぎると粘着剤層が白化して透明性が低下する傾向がある。
ヘイズ値は、拡散透過率および全光線透過率を、HAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて測定し、得られた拡散透過率(DT)と全光線透過率(TT)の値を下記式1に代入して算出した。なお、本機はJIS K7361-1に準拠している。
[式1] ヘイズ値(%)=(DT/TT)×100
【0093】
本発明においては、上記粘着剤層を光学部材上に積層形成することにより、粘着剤層付き光学部材を得ることができる。例えば、離型シート上に粘着剤層が形成された本発明の粘着シートの粘着剤層面を光学部材に貼り付けた後、離型シートを剥離することによって、粘着剤層付き光学部材を得ることができる。また、上記の両面粘着シートを用いて光学部材同士を貼合することもできる。
【0094】
上記光学部材としては、タッチパネルや画像表示装置を構成する部材が挙げられ、例えば、ディスプレイ(有機EL、液晶)、透明電導膜基板(ITO基板)、保護フィルム(ガラス)、透明アンテナ(フィルム)、透明配線等が挙げられる。
【実施例
【0095】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。また、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、ガラス転移温度の測定に関しては、前述の方法に従って測定した。
【0096】
〔製造例1:アクリル系樹脂[A-1]の製造〕
冷却器付きの2Lフラスコに、重合溶媒として酢酸エチル24部(沸点77℃)、メチルエチルケトン16部(沸点80℃)、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN:10時間半減期温度52℃)0.01部、あらかじめ混合したモノマー溶液(メチルアクリレート15部(MA:a1、Tg=-7℃)、エチルメタクリレート(EMA:a2、Tg=65℃)25部、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA:a3)15部、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA:a5)45部の混合溶液)100部のうちの10%を入れ、フラスコ内で加熱還流させた後、ADVN0.2部、前述のモノマー溶液の残り90%を3時間かけて滴下した。更に、滴下30分後、酢酸エチル10部とADVN0.17部の混合物を1時間かけ滴下して反応させ、アクリル系樹脂[A-1](重量平均分子量:26万、分散度:3.05、ガラス転移温度-2℃)溶液を得た。
【0097】
〔製造例2、製造例3、比較製造例1〕
アクリル系樹脂の共重合成分を表1のとおりとした以外は製造例1と同様にしてアクリル系樹脂[A-2]、[A-3]および[A’-1]を製造した。
アクリル系樹脂[A-2]は重量平均分子量:26万、分散度:2.97、ガラス転移温度-7℃であった。
アクリル系樹脂[A-3]は重量平均分子量:18万、分散度:2.73、ガラス転移温度5℃であった。
アクリル系樹脂[A’-1]は重量平均分子量:26万、分散度:3.45、ガラス転移温度-13℃であった。
【0098】
【表1】
【0099】
※MA:メチルアクリレート
EMA:エチルメタクリレート
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
【0100】
<実施例1>
上記アクリル系樹脂[A-1]溶液100部(固形分換算)に対して、架橋剤として、コロネートL55E(東ソー社製)0.3部(固形分換算)、およびポリプロピレングリコール♯400ジアクリレート(NKエステルAPG400)(新中村化学工業社製)5.0部(固形分換算)、光重合開始剤として、Omnirad 184(IGM Resins B.V.社製)0.25部(固形分換算)およびOmnirad 754(IGM Resins B.V.社製)0.75部(固形分換算)を混合し、粘着剤組成物を得た。得られた粘着剤組成物溶液を酢酸エチルにて固形分濃度50%に調整し、ポリエステル系離型シートに、乾燥後の厚みが約50μmとなるように塗布し、100℃で5分間乾燥し、粘着剤組成物層を形成させた。
【0101】
このようにして粘着剤組成物層が形成されたポリエステル系離型シートを2枚用意し、両粘着剤組成物層を対向させて積層した。かかる積層した粘着剤組成物層の両側をポリエステル系離型シートで挟んだ状態で、40℃で3日間静置することで粘着剤層を形成し(一次硬化)、粘着剤層の厚みが100μmの基材レス両面粘着シートを得た。
また、上記で得られた基材レス両面粘着シートの粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、露出した粘着剤層側を易接着処理ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(厚み125μm)に押圧し、粘着剤層の厚みが100μmの粘着剤層付きPETシートを得た。
【0102】
<実施例2~4、比較例1>
アクリル系樹脂[A-1]をアクリル系樹脂[A-2]、アクリル系樹脂[A-3]または[A’-1]に変更する以外は実施例1と同様にして、基材レス両面粘着シートおよび粘着剤層付きPETシートをそれぞれ得た。
各粘着剤組成物の組成を表2にまとめた。
【0103】
〔ゲル分率:完全硬化前(一次硬化後)〕
上記基材レス両面粘着シートを40mm×40mmに裁断した後、23℃×50%RHの条件下で30分静置した後、一方の離型シートを剥がし、露出した粘着剤層側を50mm×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した。残りの離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返して粘着剤層をSUSメッシュシートで包み込んだ。これを、23℃に保持したトルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行った。
【0104】
〔ゲル分率:完全硬化後〕
上記基材レス両面粘着シートを高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm、積算露光量:3000mJ/cm(1000mJ/cm×3パス)で紫外線照射を行った後、40mm×40mmに裁断し、23℃×50%RHの条件下で30分静置した。その後、一方の離型シートを剥がし、露出した粘着剤層側を50mm×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した。残りの離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返して粘着剤層をSUSメッシュシートで包み込んだ。これを、23℃に保持したトルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行った。
完全硬化前(一次硬化後)および完全硬化後の各ゲル分率を表2にまとめた。
【0105】
〔プローブタック:完全硬化前(一次硬化後)〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、幅12mm×長さ12mmの大きさに裁断し、離型シートを剥離し、プローブタックテスター(テスター産業社製、プローブタックテスターTE-6001)を用いて、加圧時間1秒、貼り付け圧力20.4gf/cm、押し込み速度120mm/min、引き上げ速度600mm/min、プローブ径5.1mm(直径)の条件にてプローブタック(単位:N/2kPa)を測定した。評価基準は下記のとおりである。結果を表3にまとめた。
(評価基準)
◎・・・プローブタック(単位:N/2kPa)が3未満
〇・・・プローブタック(単位:N/2kPa)が3以上、6未満
△・・・プローブタック(単位:N/2kPa)が6以上、9未満
×・・・プローブタック(単位:N/2kPa)が9以上
【0106】
〔定荷重保持力(50℃):完全硬化前(一次硬化後)〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、幅25mm×長さ75mm(粘着剤層部の幅25mm×長さ50mm+非粘着層部の幅25mm×長さ25mm)の大きさに裁断し、離型シートを剥離した。露出した粘着剤層側をステンレス鋼板(SUS304)に2kgローラーを往復させ加圧貼付(貼り付け面積25mm×50mm)して、50℃雰囲気下で20分間静置した。その後、非貼付部(面積25mm×25mm)の長さ方向端部に50gのおもりを吊るし、ステンレス鋼板の平面に対して90°の方向に50gの荷重を加え、その状態で60分間静置し、PETシートが剥離した距離を測定した。評価基準は下記のとおりである。結果を表3にまとめた。
(評価基準)
◎・・・剥離距離が5mm未満
○・・・剥離距離が5mm以上、10mm未満
△・・・剥離距離が10mm以上、50mm未満
×・・・落下
【0107】
〔180度剥離強度(23℃):完全硬化後〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、幅25mm×長さ100mmの大きさに裁断し、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm、積算露光量:3000mJ/cm(1000mJ/cm×3パス)で紫外線照射を行った後、離型シートを剥離した。露出した粘着剤層側を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)に、23℃、50%RHの雰囲気下、2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分間静置した。この後、常温(23℃)下、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。結果を表3にまとめた。
【0108】
〔保持力(80℃):完全硬化後〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、25mm×50mmの大きさに裁断し、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:3000mJ/cm2(1000mJ/cm2×3パス)で紫外線照射を行った後、離型シートを剥離した。露出した粘着剤層側をステンレス鋼板(SUS304)に、2kgローラーを往復させて、加圧貼付(貼り付け面積25mm×25mm)し、クリープテスター(テスター産業社製、恒温恒湿槽付保持力試験機BE-501)を用いて、80℃雰囲気下で24時間、荷重1kgを加えて保持力を測定した。評価基準は下記のとおりである。結果を表3にまとめた。
(評価基準)
〇・・・ズレなし
△・・・ズレが1.0mm未満
×・・・ズレが1.0mm以上、または落下
【0109】
〔定荷重保持力(80℃):完全硬化後〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、幅25mm×長さ75mm(粘着剤層部の幅25mm×長さ50mm+非粘着層部の幅25mm×長さ25mm)の大きさに裁断し、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm、積算露光量:3000mJ/cm(1000mJ/cm×3パス)で紫外線照射を行った後、離型シートを剥離した。露出した粘着剤層側をステンレス鋼板(SUS304)に2kgローラーを往復させ加圧貼付(貼り付け面積25mm×50mm)して、80℃雰囲気下で20分間静置した。その後、非貼付部(面積25mm×25mm)の長さ方向端部に50gのおもりを吊るし、ステンレス鋼板の平面に対して90°の方向に50gの荷重を加え、その状態で60分間静置し、PETシートが剥離した距離を測定した。評価基準は下記のとおりである。結果を表3にまとめた。
(評価基準)
○・・・剥離距離が10mm未満
△・・・剥離距離が10mm以上、50mm未満
×・・・落下
【0110】
〔耐湿熱性:完全硬化後〕
上記粘着剤層付きPETシートについて、30mm×50mmの大きさに裁断し、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm、積算露光量:3000mJ/cm(1000mJ/cm×3パス)で紫外線照射を行った後、離型シートを剥離した。露出した粘着剤層側を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)に貼り合わせた後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分間)を行い、23℃、50%RHの雰囲気下で30分間静置し、「無アルカリガラス/粘着剤層/PET」の構成を有する試験片を作製した。
【0111】
得られた試験片を用いて、60℃、90%RHの雰囲気下で7日間(168時間)の耐湿熱性試験を行い、耐湿熱性試験開始前と、耐湿熱性試験後のヘイズ値を測定した。
ヘイズ値は、拡散透過率および全光線透過率を、HAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて測定し、得られた拡散透過率(DT)と全光線透過率(TT)の値を下記式1に代入して算出した。さらに、下記式2からヘイズ値の上昇率(%)を算出した。なお、本機はJIS K7361-1に準拠している。結果を表3にまとめた。
[式1] ヘイズ値(%)=(DT/TT)×100
[式2] ヘイズ値上昇率(%)={(耐湿熱性試験後のヘイズ値-耐湿熱性試験開始前のヘイズ値)/耐湿熱性試験開始前のヘイズ値}×100
(評価基準)
○・・・上昇率が100%未満
×・・・上昇率が100%以上
【0112】
【表2】
【0113】
【表3】
【0114】
実施例1~4の粘着剤組成物を用いてなる粘着シートは、完全硬化前(一次硬化後)の低架橋状態においてもタック性が低く、定荷重保持力が高いといった粘着物性に優れるものであり、完全硬化後においても粘着物性が優れるものであった。
一方、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が-10~15℃の範囲外である比較例1の粘着剤組成物を用いてなる粘着シートは、実施例1~4と比べて、一次硬化後の低架橋状態における粘着物性に劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【0115】
本発明の粘着剤組成物を用いてなる粘着剤は、一次硬化後の低架橋状態における粘着物性に優れるものであり、特にタッチパネルや画像表示装置等を構成する光学部材の貼り合せや有機ELディスプレイ封止用途等に用いられる粘着剤として有用である。