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JP5897392B2 - 粘着シート及び剥離方法 - Google Patents

粘着シート及び剥離方法 Download PDF

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Description

本発明は、被着体に緊密に貼付(又は接着)できるとともに、貼付後の剥離性(再剥離性又はリワーク性)に優れた粘着シート(特に、芯材を有する透明粘着シート)及びこの粘着シートの剥離方法に関する。
液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディプレイ(PDP)などの表示装置では、アクリル系粘着剤を含む粘着シートを介して、ガラス基板と光学部材とが貼着されている。光学部材としては、例えば、偏光板、位相差板、透明電極(酸化インジウムスズ(ITO)膜など)、基材を衝撃や摩擦から保護する保護部材、有害な紫外線や電磁波をカットするカットフィルム、蛍光灯などの外光の写り込みを防止する反射防止フィルム、ギラツキやチラツキを防止する防眩フィルムなどが使用される。これらの光学部材を、ガラス基板に対して所定の位置に位置合わせしつつ、ガラス基板との間に気泡を混入することなく貼り合わせることは困難であり、不良品が発生しやすい。そのため、不良品から粘着シートを剥がして、ガラス基板と光学部材とを再利用できるように、粘着シートには再剥離性(リワーク性)が求められている。
国際公開第WO2009/093577号パンフレット(特許文献1)には、粘着型光学フィルムが貼り付けられたガラス基板から、粘着型光学フィルムを剥離する方法として、ガラス基板を温度40〜98℃かつ相対湿度60〜99%の環境下に3分間以上曝す方法が開示されている。この文献には、粘着型光学フィルムとして、少なくとも片面にアクリル系粘着剤層が形成された偏光板が記載されている。
特許第4421714号公報(特許文献2)には、偏光板などの基材と粘着剤層とを有する粘着シートであって、前記粘着剤層が、アクリル系樹脂などの粘着剤中にポリビニルアセタールを含有する粘着シートが開示されている。この文献には、前記粘着シートはTN液晶セルに貼着して使用されることが記載されている。
特許第4537450号公報(特許文献3)には、所定のアクリル系共重合体と架橋剤と所定のポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン共重合体とを含むアクリル系感圧粘着剤組成物が開示されている。この文献には、上記組成物をPDPフィルタの表面に塗布して得られた感圧粘着型PDPフィルタを、PDPの上部ガラス板に貼り付けることが記載されている。
これらの特許文献に開示されている積層体は、図1に示す通り、粘着剤層Vを介して光学部材Cとガラス基板Dとが積層されている。この積層体Lから光学部材C又はガラス基板Dを剥離して再利用するためには、矢印A1又は矢印A2で示す箇所に応力を加える必要がある。しかし、応力が光学部材C又はガラス基板Dにほぼ直接伝えられるため、光学部材C又はガラス基板Dが傷つき、場合によっては破損する。さらに、粘着剤層Vの粘着力が大きいため、光学部材C又はガラス基板Dに糊残りが生成し易い。このように粘着シートの再剥離性は未だ十分ではない。
国際公開第WO2009/093577号パンフレット(請求の範囲、実施例) 特許第4421714号公報(特許請求の範囲、段落[0016]、実施例) 特許第4537450号公報(特許請求の範囲、実施例)
従って、本発明の目的は、被着体に緊密に貼付(又は密着、接着)できるとともに、貼付後の剥離性に優れた粘着シート及びこの粘着シートの剥離方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、被着体を傷つけたり破損させることなく剥離可能な粘着シート及びこの粘着シートの剥離方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、気泡を混入することなく被着体に貼り合わせできる粘着シート及びこの粘着シートの剥離方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、高温下及び/又は多湿下にあっても、粘着力を持続できる粘着シート及びこの粘着シートの剥離方法を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、室温及び加工温度付近で所定の貯蔵弾性率を示す重合体で芯材フィルムを形成し、芯材フィルムの端面を芯材フィルムに積層した粘着層の端面よりも延出させると、被着体に緊密に貼付できるとともに、貼付後は被着体を傷つけたり破損させずに、糊残りなく剥離できることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明の粘着シートは、25℃での貯蔵弾性率が500〜5000MPaであり、かつ50℃での貯蔵弾性率が1〜200MPaである重合体を含む芯材フィルムと、この芯材フィルムの少なくとも一方の面に積層された粘着層とを備えている。粘着シートの少なくとも一方の端部において、芯材フィルムの端面(端部)が粘着層の端面(端部)よりも突出又は延出している。そのため、剥離端を確保でき、リワーク性に優れている。
芯材フィルムと粘着層との粘着強度Fは、32N/25mm以上であってもよい。粘着シートは、粘着層と芯材フィルムとの粘着強度Fよりも、粘着層に対する粘着強度F’が小さい被着体を接着する用途に適している。各層間の粘着強度が上記の関係にあると、粘着層と芯材フィルムとが分離することなく一体となって、被着体から剥離できる。そのため、被着体に糊残りが生成するのを顕著に抑制できる。
芯材フィルムが含有する重合体は非結晶性オレフィン系重合体であってもよい。また、重合体は、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体の放射線架橋体又は電子線架橋体であってもよい。粘着層はアクリル系粘着剤を含んでいてもよい。アクリル系粘着剤を構成する単量体の全量に対して、(メタ)アクリル酸の含有量は5重量%以下であってもよい。
本発明は、上記の粘着シートと被着体とが接着した積層体から、粘着シートを剥離する剥離方法を包含する。この方法は、前記積層体を冷却する工程と、冷却した前記積層体の芯材フィルムに剥離応力を作用する工程とを含んでいる。冷却温度は−60〜−20℃程度であってもよく、剥離応力は0.5〜1MPa程度であってもよい。
また、本発明は、上記の粘着シート(両面粘着シート)を介して、光学部材とガラス基板とを接着させる方法、及び光学部材とガラス基板とを接着(又は積層)した積層体も包含する。
本発明では、室温付近及び加工温度付近で所定の貯蔵弾性率を示す重合体を含む芯材フィルムと、芯材フィルムの端部よりも後退した端部を有する粘着層とを備えているため、被着体に緊密に貼付(又は接着)できるとともに、貼付後は被着体を傷つけたり破損させずに糊残りなく剥離でき、リワーク性に優れる。特に、粘着層に対する粘着強度が、粘着層と芯材フィルムとの粘着強度よりも小さい被着体を接着させる場合、リワーク性を顕著に向上できる。また、本発明では、加工温度付近で芯材フィルムが軟化するため、気泡を混入することなく被着体に貼り合わせできる。そのため、製造工程における積層体の歩留りを向上できる。さらに、本発明では、高温下及び/又は多湿下にあっても粘着力を持続でき、被着体からの浮き剥がれを防止できる。
図1は、従来の粘着シートを介して光学部材とガラス基板とが積層された積層体を示す概略断面図である。 図2は、本発明の粘着シートの一例を示す概略断面図である。 図3は、図2に示す粘着シートを介して光学部材とガラス基板とが積層された積層体を示す概略断面図である。 図4は、本発明の粘着シートの他の例を示す概略断面図である。 図5は、図4に示す粘着シートを介して光学部材とガラス基板とが積層された積層体を示す概略断面図である。 図6は、図2に示す粘着シートの剥離方法の説明図であり、(a)粘着シートの剥離前の状態を示す模式図であり、(b)粘着シートを剥離している状態を示す模式図であり、(c)粘着シートの剥離後の状態を表す模式図である。 図7は、図4に示す粘着シートの剥離方法の説明図であり、(a)粘着シートの剥離前の状態を示す模式図であり、(b)粘着シートを剥離している状態を示す模式図であり、(c)粘着シートの剥離後の状態を示す模式図である。
粘着シートは、特定の貯蔵弾性率を有する芯材フィルムと、この芯材フィルムの少なくとも一方の面(例えば、両面)に積層された粘着層とを備えている。粘着シートの少なくとも一方の端部(例えば、片端)において、芯材フィルムの端部(端面)が粘着層の端部(端面)よりも突出又は延出している。このような粘着シートは、粘着層を介して被着体に緊密に貼付(又は接着)できるとともに、貼付後は被着体を糊残りなく剥離できる。
(芯材フィルム)
芯材フィルムは、室温及び加工温度で特定の貯蔵弾性率を示す重合体を含んでいる。温度25℃での重合体の貯蔵弾性率は、500〜5000MPa、好ましくは700〜3000MPa、さらに好ましくは1000〜2500MPa(例えば、1200〜2000MPa)程度である。温度50℃での貯蔵弾性率は、1〜200MPa、好ましくは10〜180MPa、さらに好ましくは20〜150MPa程度である。このような特性を有する重合体は、室温付近(20〜25℃程度)では、機械的強度が高く、剥離時に大きな応力を作用させても破断しないため、リワーク性に優れる。また、加工温度付近(貼付温度など)では軟化して、気泡の混入や浮き剥がれを防止できる。なお、上記50℃での貯蔵弾性率を「1」としたとき、25℃での貯蔵弾性率は、例えば、3〜5000(例えば、10〜1000、好ましくは15〜500、さらに好ましくは20〜100)程度である。上記貯蔵弾性率の比率が小さすぎると、リワーク性が低下し、大きすぎると、被着体に対する密着性や気密性が低下しやすい。重合体の貯蔵弾性率は、実施例に記載の方法で測定できる。
重合体は、上記異なる温度で上記貯蔵弾性率を示す限り特に制限されず、未架橋重合体(後述する架橋重合体の原料)であってもよいが、加工温度付近での軟化性(低温軟化性)と耐熱性とを両立できる点から、通常、架橋重合体(特に、低い架橋密度で緩く架橋した構造を有する架橋重合体)である場合が多い。架橋重合体の架橋点間分子量(平均分子量)は、例えば、8000〜30000、好ましくは9000〜25000、さらに好ましくは10000〜18000程度である。架橋点間分子量が小さすぎると、低温軟化性が低下し、架橋点間分子量が大きすぎると、耐熱性が低下する。なお、架橋重合体の架橋点間分子量は、慣用の方法、例えば、ゴム弾性理論を利用した代表的な方法により求めることができる。この方法では、下記式により架橋点間分子量を算出できる。
G=(ρRT)/M
(式中、Gは剪断弾性率(単位Pa)、ρは密度(g/m)、Rはガス定数(8.314J/K/mol)、Tは絶対温度(K)、Mは架橋点間分子量(g/mol)を示す)
上記剪断弾性率Gはゴム状平坦域(例えば、140℃、角周波数0.1Hz)における貯蔵弾性率により測定できる(貯蔵弾性率の測定方法は上記と同様である)。また、密度ρはアルキメデス法で測定でき、成書「Polymer Engineering and Science, MID-JULY, 1990, Vol.30, No13, P753-761」に記載された重合体の密度を参照することもできる。
架橋重合体のガラス転移温度Tg(又は結晶性重合体では融点Tm)は、例えば、10〜100℃、好ましくは20〜80℃、さらに好ましくは25〜60℃程度であり、25〜50℃(例えば、30℃を超えて50℃以下、好ましくは32〜45℃、さらに好ましくは33〜40℃程度)程度であってもよい。ガラス転移温度が低すぎると、被着体に対する密着性が低下し、高すぎると、低温での密着性が低下し易い。なお、上記異なる温度で上記貯蔵弾性率を示す重合体は、通常、25〜80℃の範囲内にガラス転移温度を有する場合が多い。また、結晶性重合体の場合には、25〜80℃の範囲内に融点を有していてもよい。ガラス転移温度Tg及び融点Tmは、示差走査熱量計(DSC)を用いて、昇温速度10℃/分で測定できる。
架橋重合体は未架橋重合体を架橋させることにより形成できる。未架橋重合体としては、例えば、ガラス転移温度が−130℃〜100℃程度の重合体から選択できる。未架橋重合体のガラス転移温度は、10〜90℃、好ましくは20〜80℃程度であってもよく、通常、15〜50℃(例えば、20〜40℃)程度である。このような未架橋重合体は低温軟化性を有する重合体である場合が多く、未架橋重合体は、単独重合体が低いTgを有する単量体と高いTgを有する単量体との共重合体である場合が多い。
未架橋重合体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリスチレン換算で、例えば、3000〜500000、好ましくは5000〜300000(例えば、10000〜200000)、さらに好ましくは15000〜100000程度である。
未架橋重合体は、架橋剤により架橋可能な重合体、活性エネルギー線の照射により架橋可能な重合体であってもよい。なお、後者の重合体は、α,β−エチレン性不飽和結合を有する重合体であってもよく、高エネルギー線を利用する場合には、α,β−エチレン性不飽和結合を必要とせず、広範囲の重合体が利用できる。
前記未架橋重合体の種類は特に制限されないが、前記未架橋重合体のうち、架橋剤により架橋可能な重合体(反応性官能基を利用して架橋構造を形成する重合体)の代表的な例としては、例えば、(メタ)アクリル系重合体、脂肪族ポリエステル系重合体、脂肪族ポリアミド系重合体、不飽和ポリエステル系重合体などが例示できる。また、活性エネルギー線の照射により架橋可能な重合体の代表的な例としては、例えば、オレフィン系重合体、ポリウレタン(メタ)アクリレート系重合体、ポリエステル(メタ)アクリレート系重合体、前記不飽和ポリエステル系重合体などが例示できる。
これらの未架橋重合体のうち、架橋構造を効率よく導入できる点から、活性エネルギー線の照射により架橋可能な重合体、例えば、オレフィン系重合体が好ましい。
オレフィン系重合体としては、鎖状オレフィンの単独又は共重合体、鎖状オレフィンと共重合性単量体との共重合体、鎖状オレフィンと環状オレフィンとの共重合体などが例示できる。鎖状オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどの鎖状C2−10オレフィン類などが挙げられる。これらの鎖状オレフィンは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの鎖状オレフィンのうち、α−C2−8オレフィン類(例えば、α−C2−4オレフィン類)、特に、エチレンが好ましい。
鎖状オレフィンの単独又は共重合体としては、ポリエチレン(低、中又は高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなど)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体などのエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂(プロピレン−エチレン共重合体など)などが例示できる。
共重合性単量体としては、有機酸ビニルエステル(酢酸ビニルなど)、(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸C1−12アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシC2−6アルキルエステル;(メタ)アクリル酸グリシジルなど)などが例示できる。これらの共重合性単量体は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。共重合性単量体のうち、少なくともアクリル系単量体(例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどのアクリル酸C2−10アルキルエステル)が好ましい。
鎖状オレフィンと共重合性単量体との共重合体としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸C2−10アルキルエステル共重合体、エチレン−プロピレン−アクリル酸C2−10アルキルエステル共重合体などが例示できる。
環状オレフィンは、炭化水素環内にエチレン性二重結合を有する重合性の環状オレフィンであればよく、単環式オレフィン(例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの環状C4−12シクロオレフィン類など)であってもよいが、多環式オレフィン(二環式〜四環式オレフィンなど)が好ましい。
代表的な多環式オレフィン(例えば、炭化水素環の炭素数が7〜10程度の二環式オレフィン)としては、例えば、ノルボルネン(2−ノルボルネン)、置換基を有するノルボルネン、シクロペンタジエンの多量体(ジシクロペンタジエンなど)、置換基を有するシクロペンタジエンの多量体などが例示できる。前記置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、シアノ基、アミド基、ハロゲン原子などが例示できる。これらの置換基は単独で又は二種以上組み合わせてもよい。
具体的に、多環式オレフィンとしては、例えば、2−ノルボルネン;1−メチル−2−ノルボルネン(2−ボルネン)、5−メチル−2−ノルボルネン、5,5−ジメチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、7,7−ジメチル−2−ノルボルネンなどのアルキル基を有するノルボルネン類;5−エチリデン−2−ノルボルネンなどのアルケニル基を有するノルボルネン類;5−メトキシカルボニル−2−ノルボルネン、5−メチル−5−メトキシカルボニル−2−ノルボルネンなどのアルコキシカルボニル基を有するノルボルネン類;5−シアノ−2−ノルボルネンなどのシアノ基を有するノルボルネン類;5−フェニル−2−ノルボルネン、5−フェニル−5−メチル−2−ノルボルネンなどのアリール基を有するノルボルネン類;ジシクロペンタジエン;2,3−ジヒドロジシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロフルオレン、ジメタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノシクロペンタジエノナフタレン、メタノオクタヒドロシクロペンタジエノナフタレンなどの誘導体;6−エチル−オクタヒドロナフタレンなどの置換基を有する誘導体;シクロペンタジエンとテトラヒドロインデンなどとの付加物、シクロペンタジエンの3〜4量体などが例示できる。
これらの環状オレフィンは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの環状オレフィンのうち、ノルボルネン類などの多環式オレフィンが好ましい。
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体において、鎖状オレフィンとしてはα−C2−4オレフィン(特に少なくともエチレン)が好ましく、環状オレフィンとしてはノルボルネン類などの多環式オレフィン(ノルボルネン、ジシクロペンタジエンなどの炭化水素環の炭素数が7〜10程度の二環式オレフィンなど)が好ましい。
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体において、環状オレフィンの割合(モル比)は、鎖状オレフィンと環状オレフィンとの合計に対して、15〜50モル%(例えば、16〜45モル%)、好ましくは15〜40モル%(例えば、17〜35モル%)程度であってもよい。通常、環状オレフィンの割合(モル比)は、鎖状オレフィンと環状オレフィンとの合計に対して、15モル%を超え、かつ40モル%以下、例えば、16〜35モル%(例えば、16〜30モル%)、好ましくは17〜25モル%(例えば、18〜22モル%)程度である。環状オレフィンの割合が小さすぎると、結晶性が高くなり、融点を生じることにより低温軟化性が低下し、環状オレフィンの割合が大きすぎてもガラス転移点が高くなり、低温軟化性が損なわれる。環状オレフィンの割合を調整することにより、ガラス転移温度を所望する温度に調整するとともに、架橋密度を調整することにより、低温軟化性と耐熱性とのバランスに優れる重合体が得られる。
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体は、他の共重合性単量体[例えば、前記例示のビニルエステル系単量体(例えば、酢酸ビニルなど)、(メタ)アクリル系単量体(例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなど)]との共重合体であってもよい。これらの他の共重合性単量体は単独で又は二種以上組み合わせてもよい。共重合性単量体の含有量は、共重合体に対して、例えば、5モル%以下、好ましくは1モル%以下である。
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体は、付加重合体であってもよく、開環重合体(開環メタセシス重合体など)であってもよい。また、開環メタセシス重合により得られた重合体は、水素添加された水添樹脂であってもよい。鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体の重合には、慣用の方法、例えば、メタセシス重合触媒を用いた開環メタセシス重合、チーグラー型触媒を用いた付加重合、メタロセン系触媒を用いた付加重合(通常、メタセシス重合触媒を用いた開環メタセシス重合)などが利用できる。
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体は、架橋可能な他の樹脂成分と組み合わせてもよい。他の樹脂成分は、通常、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体に相溶又は架橋する樹脂又はエラストマーであり、鎖状オレフィン系樹脂及び/又は環状オレフィン系樹脂などであってもよい。このようなオレフィン系樹脂を用いることにより、架橋密度を調整して柔軟性や耐熱性を制御できる。鎖状オレフィン系樹脂としては、例えば、前記例示の鎖状オレフィン[例えば、エチレンやプロピレンなどのα−C2−4オレフィン(特にエチレン)など]と、必要により共重合性単量体[例えば、前記例示のビニルエステル系単量体、ジエン系単量体、(メタ)アクリル系単量体など]とを重合成分とする重合体などが例示できる。代表的な鎖状オレフィン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などである。これらの鎖状オレフィン系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの鎖状オレフィン系樹脂のうち、低、中又は高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂が好ましい。
環状オレフィン系樹脂としては、前記環状オレフィンの単独重合体、前記鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体において、環状オレフィンの割合が大きな共重合体(例えば、環状オレフィンの割合が、鎖状オレフィン(例えば、エチレン)と環状オレフィン(例えば、ノルボルネン類)との合計に対して40モル%を超える割合、例えば、50〜100モル%、好ましくは60〜90モル%程度の共重合体)などが例示できる。
前記樹脂成分(鎖状オレフィン系樹脂及び/又は環状オレフィン系樹脂など)のガラス転移温度は、−150℃〜200℃程度の範囲から選択でき、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体よりもガラス転移温度の高い樹脂(例えば、ガラス転移温度が100℃を超える樹脂、例えば、120〜200℃程度の樹脂)や、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体よりもガラス転移温度の低い樹脂(例えば、ガラス転移温度が10℃未満(例えば、−110〜0℃)、好ましくは−80〜−5℃(例えば、−50〜−10℃)程度の樹脂)などを用いてもよい。ガラス転移温度の低い樹脂はポリエチレン系樹脂であってもよく、前記樹脂成分(ポリエチレン系樹脂など)のガラス転移温度は、−150℃〜10℃(例えば、−110〜0℃)、好ましくは−80〜−5℃(例えば、−50〜−10℃)程度であってもよい。
他の樹脂成分(鎖状オレフィン系樹脂及び/又は環状オレフィン系樹脂など)の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリスチレン換算で、例えば、5000〜300000、好ましくは10000〜200000、さらに好ましくは15000〜150000程度であってもよい。
他の樹脂成分(鎖状オレフィン系樹脂など)の割合は、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体100重量部に対して、0.01〜100重量部(例えば、0.05〜50重量部)、好ましくは0.1〜30重量部程度であってもよく、25重量部以下(例えば、0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部程度)であってもよい。
未架橋重合体は結晶性であってもよいが、透明性の点などから、非結晶性であってもよい。代表的な非結晶性未架橋重合体としては、例えば、非結晶性オレフィン系重合体(鎖状オレフィンと環状オレフィンとの共重合体(エチレンとノルボルネン類との共重合体など))、(メタ)アクリル系重合体などが例示できる。非晶性重合体(鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体などの重合体)の結晶化度は、通常、10%以下、例えば、0〜10%、好ましくは0〜5%、さらに好ましくは0〜1.8%(特に0〜1.5%)程度である。なお、結晶化度はX線回折法を用い、結晶質部分(ピーク)と非晶質部分(ハロー)のフィッティングを行い、各積分強度を以下の式に代入して結晶化度を算出できる。なお、式中、Xは結晶性散乱積分強度(結晶質部分に由来する散乱積分強度)を示し、Yは非晶性散乱積分強度(非晶質部分に由来する散乱積分強度を示す。
結晶化度(%)=[X/(X+Y)]×100
未架橋重合体は、その種類や架橋方法に応じて、重合開始剤を含んでいてもよく、重合開始剤を実質的に含んでいなくてもよい。重合開始剤は、熱重合開始剤(ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物などの熱ラジカル発生剤)であってもよいが、光重合開始剤(光ラジカル発生剤)であるのが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン類(ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類など)、アセトフェノン類(例えば、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、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノンなど)、アントラキノン類(アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンなど)、チオキサントン類(2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントンなど)、ケタール類(アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなど)、ベンゾフェノン類、キサントン類、ホスフィンオキサイド類、これらの組み合わせなどが例示できる。重合開始剤の割合は、未架橋重合体100重量部に対して0.01重量部〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部、さらに好ましくは0.1〜2.5重量部程度である。
光重合開始剤は光増感剤と併用してもよい。光増感剤としては、慣用の成分、例えば、第3級アミン類[例えば、トリアルキルアミン;トリエタノールアミンなどのトリアルカノールアミン;ジメチルアミノ安息香酸エチルなどのジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル;4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノンなどのビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノンなど]、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、N,N−ジメチルトルイジンなどのトルイジン類、9,10−ジメトキシアントラセンなどのアントラセン類、これらの組み合わせなどが挙げられる。光増感剤の使用量は、光重合開始剤100重量部に対して、例えば、0.1〜100重量部、好ましくは1〜80重量部程度である。
未架橋重合体を活性エネルギー線の照射により架橋させる場合、活性エネルギー線としては、紫外線、高エネルギー線[例えば、放射線(γ線、X線など)、電子線など]などが例示できる。好ましい活性エネルギー線は、架橋剤や重合開始剤などの添加剤を必要とせずに架橋構造を導入できる点から、高エネルギー線(特に、電子線、γ線)である。高エネルギー線を利用すると、ガラス転移温度の低い未架橋重合体であっても、加熱することなく、常温(例えば、10〜30℃程度の温度)で架橋できる。
紫外線の照射では、Deep UVランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー光源(ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマレーザーなどの光源)などが利用できる。照射光量(照射エネルギー)は、例えば、50〜10000mJ/cm、好ましくは70〜7000mJ/cm、さらに好ましくは100〜5000mJ/cm程度であってもよい。
高エネルギー線(電子線、γ線など)の照射量(線量)は、未架橋重合体の種類に応じて選択でき、例えば、100〜500kGy(グレイ)(例えば、150〜400kGy)程度の範囲から選択でき、150〜500kGy(例えば、170〜450kGy)、好ましくは200〜430kGy(例えば、250〜400kGy)程度であってもよい。高エネルギー線の加速電圧は、例えば、10〜1000kV(例えば、100〜500kV)程度の範囲から選択でき、耐熱性や耐久性を向上させる点から、150kV以上(例えば、160〜400kV、好ましくは170〜300kV、さらに好ましくは180〜250kV)程度であってもよい。
なお、活性エネルギー線の照射は、空気中で行ってもよく、必要であれば、不活性ガス(例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど)雰囲気中で行ってもよい。
これらの重合体のうち、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体の未架橋体又は架橋体が好ましい。特に、粘着層との親和性を向上できる点、熱による膨張収縮を制御できる点、高温多湿下であっても被着体との界面での浮き剥がれを防止し気泡の混入を抑制できる点などから、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体の架橋体(例えば、放射線又は電子線架橋体、特に電子線架橋体)が好ましい。
芯材フィルムは、前記重合体を含んでいればよく、必要により、慣用の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤など)、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
芯材フィルムの厚みは、特に制限されず、10〜1000μm程度の範囲から選択できる。芯材フィルムは厚みが小さすぎると、強度が低下してリワーク性も低下し易い。また、芯材フィルムは、厚みが大きくても高い柔軟性を示すため、被着体に緊密に貼付(又は接着)できる。そのため、芯材フィルムの厚みは、例えば、20〜400μm、好ましくは30〜350μm、さらに好ましくは40〜300μm(例えば、50〜200μm)程度であってもよく、100μm以上(例えば、100〜400μm)、好ましくは150μm以上(例えば、200〜350μm)程度であってもよい。
芯材フィルムは、未架橋重合体(又は未架橋重合体と添加剤とを含む組成物)を慣用の成形方法、例えば、流延法、押出成形法、ブロー成形法などにより、所定厚みにシート状に成形した後、必要に応じてシート状成形体を架橋することにより得ることができる。なお、必要であれば、シート状成形体は、架橋処理前又は架橋処理後に、コロナ処理やプラズマ処理などの表面処理を施してもよく、所定の倍率で一軸又は二軸延伸してもよい。
(粘着層)
粘着層は、芯材フィルムに緊密に接着できるため、芯材フィルムと一体となって被着体から分離でき、被着体に糊残りを生成させることなく、被着体を有効に再利用できる。
粘着層に含有される粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、これらの組み合わせなどが例示できる。これらの粘着剤のうち、アクリル系粘着剤が汎用される。
アクリル系粘着剤は、アクリル系共重合体(例えば、アクリル系単量体の共重合体、アクリル系単量体と共重合性単量体との共重合体)であってもよい。アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレートなどの直鎖状又は分岐鎖状C1−20アルキルアクリレート;シクロヘキシルアクリレートなどのC5−10シクロアルキルアクリレート;イソボルニルアクリレートなどの橋架け環式アクリレート;フェニルアクリレートなどのC6−10アリールアクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリレートなどのヒドロキシC2−6アルキルアクリレート;ポリエチレングリコールモノアクリレートなどのポリC2−4アルキレングリコールモノアクリレート;グリセリンジアクリレート、トリメチロールエタンジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールジ乃至トリアクリレート、ジペンタエリスリトールジ乃至ペンタアクリレート;β−カルボキシエチルアクリレートなどのカルボキシC2−6アルキルアクリレート;ヒドロキシC2−4アルキルアクリレートとジカルボン酸とのモノエステル;グリシジルアクリレート;N−メチルアミノエチルアクリレート、N−エチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N−メチルアミノプロピルアクリレート、などのC1−4アルキルアミノC2−6アルキルアクリレート類;アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミドなどのアクリルアミド類;アクリロニトリルなどが例示できる。
これらのアクリル系単量体のうち、粘着力、耐久性、リワーク性の点から、少なくともアルキルアクリレート(例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートなどのC1−10アルキルアクリレート)が好ましい。また、アルキルアクリレートと、架橋性基(ヒドロキシル基など)を有するアクリル系単量体(例えば、ヒドロキシエチルアクリレートなどのヒドロキシC2−6アルキルアクリレート)との組み合わせも好ましい。この組み合わせにおいて、架橋性基を有するアクリル系単量体の割合は、アルキルアクリレート100重量部に対して、100重量部以下、例えば、0.01〜50重量部、好ましくは0.1〜30重量部(例えば、1〜10重量部)程度であってもよい。
共重合性単量体としては、メタクリル系単量体(前記アクリレートに対応するメタクリレート、例えば、メチルメタクリレートなどのC1−10アルキルメタクリレートなど)、オレフィン系単量体(例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどのα−C2−4オレフィンなど)、スチレン系単量体(例えば、スチレン、p−クロロスチレン、α−メチルスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウムなど)、有機酸ビニルエステル単量体(例えば、酢酸ビニルなど)、これらの組み合わせなどが例示できる。共重合性単量体の割合は、アクリル系単量体100重量部に対して、例えば、100重量部以下、好ましくは0.01〜50重量部、さらに好ましくは0.1〜30重量部程度である。
上記単量体のうち、(メタ)アクリル酸などのカルボキシル基を有する単量体は、リワーク性を低下させる虞や、透明電極を含む電子デバイスの接着用途では、透明電極を腐食させて電気抵抗値を増大させる虞がある。一方、カルボキシル基を有する単量体は、粘着力の持続性を向上させる機能も有すると推定される。そのため、アクリル系粘着剤を構成する全単量体に対して、(メタ)アクリル酸などのカルボキシル基を有する単量体の含有量は、例えば、5重量%以下、好ましくは4重量%以下、さらに好ましくは3重量%以下(例えば、0.5〜3重量%)程度である。
重合方法は、特に制限されず、例えば、重合開始剤を用いたラジカル重合であってもよい。重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤、スルホン系重合開始剤、これらの組み合わせなどが例示できる。これらの重合開始剤のうち、安定して高分子量体を得るため、アゾ系重合開始剤が好ましい。重合開始剤の使用量は、重合性単量体の全量100重量部に対して、例えば、0.001〜5重量部、好ましくは0.005〜1重量部程度である。
粘着剤(例えば、アクリル系粘着剤)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリスチレン換算で、例えば、50×10〜150×10、好ましくは70×10〜120×10程度であってもよい。分子量がこの範囲にあると、適度な凝集効果が得られ被着体に糊残りが生成するのを抑制できる。
粘着剤のガラス転移温度は、例えば、−80℃〜100℃、好ましくは−60〜80℃、さらに好ましくは−50〜50℃(例えば、−30〜30℃)程度であってもよい。
粘着層は、粘着剤を含んでいればよく、慣用の添加剤、例えば、粘着付与剤(タッキファイヤー)、架橋剤、安定剤、可塑剤、難燃剤、シランカップリング剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの添加剤のうち、粘着付与剤、架橋剤などが汎用される。
粘着付与剤(タッキファイヤー)としては、特に制限されず、例えば、ロジン系樹脂(トールロジン、ガムロジン、ウッドロジンなど)、テルペン系樹脂(モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、セスタテルペン、トリテルペン、テトラテルペンなど)、スチレン系樹脂(ポリスチレン、スチレンとアクリロニトリルとの共重合体など)、メタクリル系樹脂[メタクリル系単量体(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレートなどのC1−10アルキルメタクリレートなど)の単独又は共重合体など]、これらの組み合わせなどが例示できる。これらの粘着付与剤のうち、リワーク性を向上できる点から、スチレン系樹脂、メタクリル系樹脂(例えば、メタクリル系樹脂)が好ましい。
粘着付与剤の割合は、粘着剤100重量部に対して、例えば、0.1〜50重量部、好ましくは1〜40重量部、さらに好ましくは5〜30重量部程度である。粘着付与剤の割合が少なすぎると、リワーク性が低下し易く、多すぎると、粘着力が低下し易い。
架橋剤は、粘着剤を架橋して凝集性を向上させることができる。架橋剤としては、架橋性基の種類に応じて適宜選択でき、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤[例えば、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ乃至トリグリシジルエーテルなど]、アミン系架橋剤[例えば、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンアミンなど]、アジリジン系架橋剤[例えば、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)、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、トリ−1−アジリジニルホスフィンオキサイドなど]、多価金属キレート系架橋剤[例えば、多価金属(アルミニウムなど)に配位子(アセチルアセトンなど)が配位した化合物など]などが例示できる。これらの架橋剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの架橋剤のうち、ヒドロキシル基などの架橋性基に対して、イソシアネート系架橋剤が汎用される。
イソシアネート系架橋剤としては、複数のイソシアネート基を有していれば特に制限されず、例えば、脂肪族ポリイソシアネート[例えば、テトラメチ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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどのジイソシアネート;1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネートなどのトリイソシアネートなど]、脂環族ポリイソシアネート[例えば、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ビス(イソシアナトフェニル)メタンなどのジイソシアネート;ビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリイソシアネートなど]、芳香族ポリイソシアネート[例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、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、ナフタレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトフェニル)メタン、トルイジンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトフェニル)プロパンなどのジイソシアネート;トリフェニルメタントリイソシアネートなどのトリイソシアネートなど]、これらのポリイソシアネートの二量体、三量体、アダクト体、ビウレット体などが例示できる。
これらのイソシアネート系架橋剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのイソシアネート系架橋剤のうち、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート;トリレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトフェニル)メタン、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートが好ましい。特に、黄変を防止し易く、透明性を向上できる点、高温多湿下にあっても耐久性に優れる点、粘着剤(特にアクリル系粘着剤)の凝集性を向上でき剥離時に糊残りを低減できる点などから、芳香族ポリイソシアネート系架橋剤、特にキシリレンジイソシアネート系架橋剤(例えば、キシリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンなどのアルカンポリオールで変性されたキシリレンジイソシアネートなど)が好ましい。
架橋剤の割合は、粘着剤の架橋性基の割合に応じて適宜選択でき、例えば、粘着剤100重量部に対して、0.001〜10重量部、好ましくは0.005〜5重量部、さらに好ましくは0.01〜1重量部程度である。
粘着層と芯材フィルムとの粘着強度Fは、例えば、30N/25mm以上、好ましくは31N/25mm以上、さらに好ましくは32N/25mm以上(例えば、33N/25mm以上)、特に34N/25mm以上(例えば、35N/25mm以上)であってもよく、通常、33〜45N/25mm(例えば、34〜42N/25mm、好ましくは35〜40N/25mm)程度である。なお、粘着強度は実施例に記載の方法で測定できる。
粘着層の厚み(両面に粘着剤層を形成する場合、各層の厚み)は、例えば、5〜100μm、好ましくは10〜90μm(例えば、15〜85μm)、さらに好ましくは20〜80μm(例えば、30〜70μm)程度である。粘着層の厚みが小さすぎると、被着体から剥がれ易く、大きすぎると、粘着剤中の溶剤成分などが残留したり、加工時の粘着層の切断面積が大きくなり、スリット刃に粘着剤が付着して加工性が低下したり、スリット刃の刃圧により端面が変形する虞がある。
芯材フィルムと粘着層(両面に粘着層を形成する場合、各層の厚み)との厚み比は、被着体に凹凸があっても追従でき、リワーク性も向上できる点から、芯材フィルム/粘着層=1/10〜10/1、好ましくは1/2〜8/1、さらに好ましくは1/1〜5/1程度であってもよい。
粘着層は、市販品[例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)テープなど]を利用してもよく、慣用の方法により調製してもよい。例えば、粘着層は、粘着剤と必要により他の添加剤と溶媒とを含む組成物を剥離性基材又は前記芯材フィルムに塗布することにより形成できる。塗布方法としては、スピンコート、スプレーコート、バーコート、ナイフコート、ロールコート、ブレードコート、ダイコート、グラビアコート、パートコート法、スプレー法などが例示できる。なお、塗布後は、必要に応じて乾燥し、粘着剤が架橋剤を含む場合、慣用の方法により架橋される。
(被着体)
被着体としては、粘着層と芯材フィルムとの粘着強度Fに応じて適宜選択でき、例えば、炭素部材、フッ素樹脂部材、金属酸化物部材(例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの周期表4族元素の酸化物;酸化インジウムなどの周期表13族元素の酸化物;酸化ケイ素、酸化錫などの周期表14族元素の酸化物などで構成された部材など)などが例示できる。
また、被着体としては、剥離性基材(例えば、シリコーン樹脂などの離型剤で表面処理した紙又はプラスチックシート)、光学基材又は光学部材(例えば、光学ガラス、光学レンズ、光学フィルム)などが例示できる。代表的な光学部材としては、例えば、防眩性フィルム(AGフィルム)、反射防止フィルム(ARフィルム)、偏光フィルム(又は偏光板)、位相差フィルム(又は位相差板)、光学等方性フィルム、透明導電性フィルム(ITOフィルム)又は透明電極、電磁防止フィルム(EMIフィルム)、視野角制御フィルム、保護部材(カバーガラス、透明プラスチックフィルム、ハードコートフィルムなど)、表示部材(液晶セルなど)なども例示でき、基材フィルム上に無機薄膜(前記金属酸化物の薄膜など)が形成されていてもよい。
これらの被着体のうち、脆弱な被着体(例えば、ガラス、酸化ケイ素、シリコン、炭素材、などで構成された部材)であっても、芯材フィルムに剥離応力を作用でき、作用させた剥離応力は粘着層で緩和できるため、破損させずに粘着シートを容易に剥離できる。
被着体と粘着層との粘着強度F’は、例えば、10〜30N/25mm、好ましくは15〜28N/25mm、さらに好ましくは20〜25N/25mm程度である。被着体と粘着層との粘着強度F’は、リワーク性の点から、芯材フィルムと粘着層との粘着強度Fよりも小さいのが好ましい。粘着強度の差(F−F’)は、例えば、5N/25mm以上(例えば、6〜25N/25mm)、好ましくは7N/25mm以上(例えば、8〜20N/25mm)、さらに好ましくは9N/25mm以上(例えば、10〜15N/25mm)程度である。粘着強度の差が小さすぎると、被着体から粘着シートを剥離する際、被着体と粘着層との分離よりも、粘着層と芯材フィルムとの分離が先行し、被着体に多量の糊残りが生成し、被着体の再利用が困難になる。
被着体の形状は特に制限されず、例えば、フィルム状、シート状などの二次元形状、板状などの三次元形状であってもよい。被着体の表面は平坦であってもよく、凹凸部(例えば、表示部材における黒色印刷層、実装部品など)などによる段差部を有していてもよい。
粘着層と被着体との接着(又は貼り合わせ)において、接着温度は、粘着層が粘着力を発現できる温度であれば特に制限されず、例えば、40〜70℃、好ましくは45〜65℃、さらに好ましくは50〜60℃程度である。また、接着は、常圧又は加圧下(例えば、0.5〜5MPa、好ましくは1〜4MPa程度)で行ってもよい。
(粘着シートの形態)
図2は、本発明の粘着シートの一例を示す概略断面図である。図3は、図2に示す粘着シートを介して、光学部材(カバーガラス、光学フィルムなどの機能性部材など)とガラス基板(表示部材)とを積層した積層体を示す概略断面図である。
図2に示す例では、粘着シートが、芯材フィルム10と、この芯材フィルムの一方の面に積層された第1の粘着層11と、前記芯材フィルム10の他方の面に積層された第2の粘着層12とを備えている。粘着シートの一方の側部では、各層の端部(端面)が揃っているものの、他方の側部では、第1の粘着層11の端部(端面)が、芯材フィルム10及び第2の粘着層12の端部(端面)よりも後退し、後退部11aを形成している。換言すれば、芯材フィルム10及び第2の粘着層12の端部(端面)が、第1の粘着層11の端部(端面)よりも突出し、突出部(延出部又は余剰部)を形成している。
図2に示す粘着シートは、図3に示すように、第1の粘着層11を光学部材(カバーガラス)13に接着させ、第2の粘着層12をガラス基板14に接着させることにより、光学部材13とガラス基板14とを貼り合わせて使用できる。この粘着シートは、後退部11aを有しているため、芯材フィルム10と光学部材13との積層時には隙間が形成されるが、接着温度では芯材フィルム10が軟化し、上記隙間を埋めることができるため、光学部材13とガラス基板14とを緊密に貼り合わせできる。なお、後退部11aは、後述のように、光学部材13から粘着シートを剥離する際、剥離用治具の挿入部となり、粘着シートの剥離性を向上できる点で有利である。
図4は、本発明の粘着シートの他の例を示す概略断面図である。図5は、図4に示す粘着シートを介して、光学部材とガラス基板とを積層した積層体を示す概略断面図である。
図4に示す粘着シートは、芯材フィルム20と、この芯材フィルムの両面に積層された粘着層21,22とを備えており、一方の端部において、芯材フィルム20の端面よりも粘着層21,22の端面が後退し、後退部21a,22aを形成している。この粘着シートは、図5に示すように、光学部材(カバーガラス)23とガラス基板24とを積層するのに利用できる。この積層体では、芯材フィルム20を挟んで両側に後退部21a、22aが形成されており、粘着シートの一方の側部には大きな隙間が形成されているにも拘らず、接着温度で芯材フィルム20が軟化し、双方の隙間を埋めることができ、両部材を端部まで緊密に貼り合わせできる。なお、第1の粘着層及び第2の粘着層の双方に後退部が形成されているため、光学部材23及びガラス基板24の双方の部材を剥離するのに有利である。
なお、粘着シートの少なくとも一方の端部において、芯材フィルムの端面(端部)は、粘着層の端面(端部)と揃っていてもよいが、剥離端を確保し、リワーク性を向上できる点から、粘着層の端面(端部)よりも突出(又は延出)しているのが好ましい。芯材フィルムの突出部又は余剰部(粘着層の後退部)の長さは、例えば、0.1〜10mm、好ましくは0.5〜5mm程度であってもよい。
[剥離方法]
粘着シートの剥離方法は、粘着シートと被着体とが接着した積層体を冷却する工程と、冷却した積層体の芯材フィルムに剥離応力を付加する工程とを含んでいる。このような方法では、積層体を冷却することにより粘着層に含有される粘着剤が収縮して剛直になることと、低温軟化性を有する芯材フィルムに対する粘着強度が、被着体に対する粘着強度よりも大きいことから、粘着層のみを被着体から有効に分離でき、粘着シートの剥離性を向上できる。
冷却工程において、冷却温度は、特に制限されず、例えば、−80〜0℃、好ましくは−70〜−10℃、さらに好ましくは−60〜−20℃(例えば、−50〜−30℃)程度であってもよい。なお、冷却温度は、粘着剤の凝集性を高めて、被着体に糊残りが生成するのを抑制する点から、粘着剤のガラス転移温度未満の温度であってもよい。
剥離応力の付加工程において、剥離応力の大きさは、特に制限されず、例えば、0.1〜5MPa、好ましくは0.2〜3MPa、さらに好ましくは0.5〜1MPa程度であってもよい。剥離応力が、小さすぎると被着体から粘着層を剥離するのが困難になり、大きすぎると芯材フィルムから粘着層が剥離し、被着体に糊残りが生成し易い。
剥離応力は、慣用の方法、例えば、剥離用治具により付加できる。剥離用治具としては、例えば、針状、棒状、鉤状などの剛体(例えば、ステンレス製などの金属製剛体)などを使用できる。これらの剥離用治具のうち、芯材フィルムの所定部位に確実に応力を付加できる点から、針状剛体(例えば、外径が1mm以下の針状剛体)を使用するのが好ましい。
より具体的な粘着シートの剥離方法を以下に示す。図6及び図7は、それぞれ、図2及び図4に示す粘着シートの剥離方法を説明するための説明図であり、(a)は剥離前の状態を示す模式図であり、(b)は剥離中の状態を示す模式図であり、(c)は剥離後の状態を示す模式図である。
図6の例では、図2に示す粘着シートを介して光学部材(カバーガラス)13とガラス基板14とを貼り合わせた積層体を冷却することにより、第1の粘着層11が収縮して剛直になるとともに、冷却状態において、第1の粘着層11と光学部材13との粘着強度F1が、第1の粘着層11と芯材フィルム10との粘着強度F2よりも小さいため、第1の粘着層11の後退部11aに剥離用治具15を挿入し、芯材フィルム10に所定の剥離応力を付加することにより、第1の粘着層11が芯材フィルム10に追従し一体となって、光学部材13から剥離できる。そのため、光学部材13には糊残りが生成せず、光学部材13を有効に再利用できる。なお、後退部11aに剥離用治具15を挿入するため、剥離用治具15が光学部材13やガラス基板14に接触し、光学部材13やガラス基板14が破損することを防止できる。また、芯材フィルム10に作用させた剥離応力は第2の粘着層12で緩和されるため、前記応力によるガラス基板14の破損も防止できる。
図7の例では、図6と同様、図4に示す粘着シートをガラス基板24から剥離する方法を示している。なお、図示していないが、ガラス基板24を剥離した後、第2の粘着層22に支持体を接着し、芯材フィルム20と光学部材(カバーガラス)23との間隙(後退部21a)に剥離用治具25を挿入し、芯材フィルム20に所定の応力を付加することにより、光学部材23も剥離して再利用することができる。
このように、本発明では、被着体を緊密に貼り合わせることができるとともに、貼り合わせ後は、被着体を破損させず糊残りなく剥離でき、被着体を有効に再利用できる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例における各評価項目の評価方法は以下の通りである。
[貯蔵弾性率]
温度25℃及び50℃での貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン製、型番RSA−III)を用いて、昇温速度5℃/分、歪み0.5%及び角周波数1Hzの条件で測定した。
[貼合性]
実施例及び比較例の粘着シートの貼合性を次のとおり評価した。粘着シートの一方の面に基材(溶融カリウムで表面処理した強化ガラス)を2kgローラで1往復して圧着し、粘着シートの他方の面に光学部材としてのカバーガラス(森商会製、ソーダライムフロートガラス)を2kgローラで1往復して圧着し、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、30分)して試験片を作製し、24時間静置後に気泡の有無を確認した。なお、試験片に気泡がなく、製品として使用可能なレベルである場合を「○」と評価し、試験片の端部などに一部気泡が見られ、製品として使用できる下限レベルである場合を「△」と評価し、試験片全体に気泡が見られ、製品として使用できないレベルである場合を「×」と評価した。
[粘着力]
実施例及び比較例の粘着シートの粘着力を次のとおり評価した。粘着シートの一方の面に支持体(東洋紡績(株)製、コスモシャインA4100、ポリエステルフィルム)を2kgローラで1往復して圧着し、他方の面に光学部材、芯材フィルム又は基材を2kgローラで1往復して圧着し、温度23℃、相対湿度50%RH環境下で30分放置し、25mm巾の試験片を作製した。試験片から支持体を、剥離角度180°及び剥離速度300mm/分の条件で引っ張ることで、光学部材、芯材フィルム又は基材から粘着シートを剥離させ、(a)光学部材に対する粘着力F1、(b)芯材フィルムに対する粘着力F2及びF3、(c)基材に対する粘着力F4を、オートグラフ(島津製作所製、型番AGS500NG)を用いて測定した。
[耐久性]
実施例及び比較例の粘着シートの耐久性を次のとおり評価した。貼合性の項と同様に試験片を作製した。試験片を、高温多湿環境(温度85℃、相対湿度85%RH)に1,000時間放置した後、粘着層の浮き剥がれ程度を評価した。なお、浮き剥がれがなく、製品として使用可能なレベルを「○」と評価し、端部に多少の浮き剥がれがあり、製品として使用できる下限レベルを「△」、浮き剥がれが大きく、製品として使用できないレベルを「×」と評価した。
[リワーク性]
実施例及び比較例の粘着シートのリワーク性を次のとおり評価した。貼合性の項と同様に試験片を作製した。試験片を低温環境(−40℃)で24時間放置し、室温環境に取り出した直後に光学部材を剥離した。なお、実施例の粘着シートを用いた試験片の側部には、凹部が形成されているため、この凹部に金属製の棒状の剛体を挿入し、てこの原理で光学部材を剥離した。なお、光学部材を容易に剥離でき、剥離した光学部材に破損や糊残りなく製品として十分に使用できるレベルを「○」と評価し、光学部材の剥離が困難であり、剥離した光学部材に一部破損や糊残りが見られ、製品として使用できる下限レベルを「△」と評価し、光学部材の剥離が困難であり、剥離すれば大きな破損や糊残りが見られ、製品として使用できないレベルを「×」と評価した。
[芯材]
(実施例の芯材)
鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体(Topas Advanced Polymers GmbH社製、商品名「TOPAS9903」、数平均分子量69000、ガラス転移温度33℃、ノルボルネン含量20モル%)を小型押出機((株)プラスチック工学研究所製、20mmφ、L/D=25)に幅150mmのTダイを取り付け、引取速度を調整し、厚み100μmのフィルム(COC6)を作製した。
上記のCOC6を窒素雰囲気中、常温で、エリアビーム形電子線照射装置((株)NHVコーポレーション製「EBC−300−60」)を用いて、加速電圧200kV、照射量350kGyで電子線を照射して架橋し、厚み100μmのフィルム(COC1)を作製した。
また、COC6を窒素雰囲気中、常温で、エリアビーム形電子線照射装置((株)NHVコーポレーション製「EBC−300−60」)を用いて、加速電圧200kV、照射量450kGyで電子線を照射して架橋し、厚み100μmのフィルム(COC2)を作製した。
さらに、COC6をガンマ線照射装置(Nordion社製「JS1000HD」)を用いて、線源コバルト-60、平均吸収線量350kGyでガンマ線を照射して架橋し、厚み100100μmのフィルム(COC3)を作製した。
(比較例の芯材)
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムとして、市販のフィルム(東洋紡績(株)製、コスモシャインA4300、厚み100μm)を用いた。また、ポリウレタン(PU)フィルムとして、市販のフィルム((株)ダイセル製、商品名U−3、厚み75μm)を用いた。
[粘着層]
表1に示す各モノマー合計100重量部と、重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル0.6重量部)、溶媒(酢酸エチル233重量部)からなる混合物を、60℃で8時間重合させ、重量平均分子量100万の粘着剤となる共重合体の溶液を得た。この共重合体の溶液100重量部(有姿)に対し、アクリル系粘着付与剤(MMA:IBMA(重量比)=5:95)、架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、コロネートHX0.1重量部)を添加し、粘着層用組成物を得た。この組成物を、乾燥後の膜厚が50μmになるように剥離フィルムにダイコーターを用いて塗布し、120℃で1分乾燥することにより粘着層を作製した。
なお、表1において、MAはメチルアクリレートを示し、EAはエチルアクリレートを示し、BAはブチルアクリレートを示し、2EHAは2−エチルヘキシルアクリレートを示し、DMはN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートを示し、2HEAは2−ヒドロキシエチルアクリレートを示し、AAはアクリル酸を示し、MMAはメチルメタクリレートを示し、IBMAはイソブチルメタクリレートを示す。
[粘着シート]
芯材の両面に粘着層を貼り合わせることにより、粘着シートを作製した。なお、実施例の粘着シートの一方の側部において、粘着層の端部が芯材の端部よりも後退し後退部を形成している。
表2から明らかなように、比較例と比較して、実施例では、粘着力、貼合性、リワーク性及び耐久性に優れている。
本発明の粘着シートは、各種部材の貼り合わせに利用できる。例えば、粘着シートは、被着体を傷つけたり破損せずに剥離できるため、脆弱な部材(ガラス板など)の貼り合わせに適している。さらに、粘着シートは、OCAテープなどとしても利用でき、光学部材の貼合せに適している。そのため、粘着シートは、光学部材を備えた電子デバイス、例えば、表示装置[例えば、フラットパネルディスプレイ(例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL)を有する表示装置、タッチパネル(光学方式、超音波方式、静電容量方式、抵抗膜方式など)を備えた上記表示装置など]、これらの表示装置を備えた電子デバイス[例えば、携帯電話(スマートフォンなど)、電子ペーパー、PDA(Portable Device Assistance)など]の構成部材として好適に利用できる。
10、20…芯材フィルム
11、21…第1の粘着層
12、22…第2の粘着層
13、23、C…光学部材
14、24、D…ガラス基板
15、25…剥離用治具
V…粘着層
L…積層体

Claims (11)

  1. 25℃での貯蔵弾性率が500〜5000MPaであり、かつ50℃での貯蔵弾性率が1〜200MPaである重合体を含む芯材フィルムと、この芯材フィルムの少なくとも一方の面に積層された粘着層とを備えた粘着シートであって、
    少なくとも一方の端部において、芯材フィルムの端面が、粘着層の端面よりも延出している粘着シート。
  2. 重合体が、非結晶性オレフィン系重合体である請求項1記載の粘着シート。
  3. 重合体が、鎖状オレフィン−環状オレフィン共重合体の放射線架橋体又は電子線架橋体である請求項1又は2記載の粘着シート。
  4. 芯材フィルムと粘着層との粘着強度が、32N/25mm以上である請求項1〜3のいずれかに記載の粘着シート。
  5. 粘着層に対する粘着強度が、粘着層と芯材フィルムとの粘着強度よりも小さい被着体を接着するために用いられる請求項1〜4のいずれかに記載の粘着シート。
  6. 粘着層がアクリル系粘着剤を含んでおり、前記アクリル系粘着剤を構成する単量体の全量に対して、(メタ)アクリル酸の含有量が5重量%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の粘着シート。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の粘着シートと被着体とが接着した積層体から、前記粘着シートを剥離する剥離方法であって、前記積層体を冷却する工程と、冷却した前記積層体の芯材フィルムに剥離応力を作用する工程とを含む剥離方法。
  8. 冷却温度が−60〜−20℃である請求項7記載の剥離方法。
  9. 剥離応力が0.5〜1MPaである請求項7又は8記載の剥離方法。
  10. 請求項1〜6のいずれかに記載の粘着シートを介して、光学部材とガラス基板とを接着させる方法。
  11. 請求項1〜6のいずれかに記載の粘着シートを介して、光学部材とガラス基板とを接着した積層体。
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