本発明の粘着シートは、支持体(A)の少なくとも一方の面側に直接または他の層を介して粘着剤層(B)を有する総厚さ20μm以下の粘着シートであって、
前記粘着剤層(B)が、0.1μm〜1.0μmの範囲の中心線平均表面粗さRaを有する粘着剤層であり、
温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下、片面の粘着剤層がポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちされた試験片を、前記粘着剤層(B)がステンレス板(SUS板)の表面に接するように載置し、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの上面で2kgローラーを一往復させることによってそれらを圧着させた時から5分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が3N/20mm以上であり、前記圧着させた時から60分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が4N/20mm以上であることを特徴とする粘着シートであることを特徴とする。
本発明の粘着シートの具体的な実施態様としては、前記支持体(A)の両側の表面に、直接、粘着剤層(B)が積層された粘着シート、前記支持体(A)の両側の表面に、粘着剤層(B)がその他の層を介して積層された粘着シート、前記支持体(A)の一方の面側の表面に、直接、前記粘着剤層(B)が積層され、かつ、他方の面側の表面に、直接または他の層を介して前記粘着剤層(B)以外の粘着剤層が積層された粘着シート、前記支持体(A)の一方の面側の表面に、その他の層を介して、前記粘着剤層(B)が積層され、かつ、他方の面側の表面に、直接または他の層を介して前記粘着剤層(B)以外の粘着剤層が積層された粘着シートが挙げられる。
また、本発明の粘着シートの具体的な実施態様としては、前記支持体(A)の一方の面側の表面に、直接または他の層を介して、前記粘着剤層(B)が積層された片面粘着シートが挙げられる。
前記粘着剤層(B)は、前記支持体(A)の少なくとも一方の面側に設けられ、中心線平均表面粗さRa0.1μm〜1μmの粘着剤層である。前記粘着剤層(B)を支持体(A)の片面または両面に有する粘着シートを使用することによって、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や接着力等の性能低下を抑制することができる。
前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRaは、その粘着剤層(B)表面に剥離ライナー(C)が積層された状態において前記範囲内であることが適切である。また、前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRaは、その粘着剤層(B)表面から離型ライナー(C)を除去した後、その表面に被着体を貼付するまでの期間、保持されていることが適切である。
上記粘着剤層(B)を有する粘着シートを使用することによって、前記被着体と粘着剤層(B)との界面に気泡が残存することを防止でき、また、貼付後、速やかに優れた接着力を発現することができる。
上記粘着剤層(B)としては、被着体の表面に圧着させた時から5分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が3N/20mm以上であり、前記圧着させた時から60分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が4N/20mm以上であるものを使用する。これにより、前記被着体と粘着剤層(B)との界面に気泡が残存することを防止でき、また、貼付後、速やかに優れた接着力を発現することができる。前記粘着剤層(B)は、上記圧着後も、前記範囲内の中心線表面粗さRaを有していてもよいが、上記範囲の強接着力を、圧着後、速やかに発現するうえで、前記範囲外の中心線表面粗さRaの粘着剤層を形成していてもよい。
本発明の粘着シートは、前記したとおり、前記粘着剤層(B)が被着体の表面に接するようにしそれらを圧着させた時から5分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が3N/20mm以上であり、かつ、それを被着体の表面に圧着させた時から60分後の180°引き剥がし接着力(剥離速度300mm/min)が4N/20mm以上である。
前記5分後の180°引き剥がし接着力は、3.5N/20mm〜15N/20mmの範囲であることが好ましく、4.1N/20mm〜10N/20mmの範囲であることがより好ましく、4.5N/20mm〜8N/20mmの範囲であることが、薄型であっても、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を除去しやすく、かつ、前記圧着後、速やかに優れた接着力を発現できるためさらに好ましい。
また、前記60分後の180°引き剥がし接着力は、4.3N/20mm〜20N/20mmの範囲であることが好ましく、4.5N/20mm〜15N/20mmの範囲であることがより好ましく、5.0N/20mm〜10N/20mmの範囲であることが、薄型であっても、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を除去しやすく、かつ、速やかに優れた接着力を発現できるためさらに好ましい。
なお、前記圧着5分後の180°引き剥がし接着力は、JISZ0237に準じて測定される値をさす。具体的には、前記180°引き剥がし接着力は、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下、両面粘着シートの場合にはその片面の粘着剤層が厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちされた試験片を、前記粘着剤層(B)が清潔で平滑なステンレス板(SUS板)の表面に接するように載置し、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの上面で2kgローラーを一往復させることによってそれらを圧着させた時から、23℃及び50%RHの条件下で5分間放置した後、前記圧着面に対し180°方向に300mm/minの剥離速度で前記粘着シートを引き剥がすことによって測定された値である。
なお、前記裏打ちは、本発明の粘着シートとして両面粘着シートを使用する場合に、その表面が平滑な粘着剤層の表面に対して行い、本発明の構成要件である粘着剤層(B)に相当する粘着剤層に対して行わないようにした。また、前記両面粘着シートを構成する粘着剤層が、両面側共に粘着剤層(B)に相当するものである場合には、そのいずれか一方の粘着剤層(B)に対して裏打ちしたものを試験片とした。
また、本発明の粘着シートとして片面粘着シートを使用する場合には、前記裏打ちを行わないものを試験片とした。
また、前記圧着60分後の180°引き剥がし接着力は、JISZ0237に準じて測定される値をさす。具体的には、前記180°引き剥がし接着力は、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下、両面粘着シートの場合にはその片面の粘着剤層が厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちされた試験片を、前記粘着剤層(B)が清潔で平滑なステンレス板(SUS板)の表面に接するように載置し、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの上面で2kgローラーを一往復させることによってそれらを圧着させた時から、23℃及び50%RHの条件下で60分間放置した後、前記圧着面に対し180°方向に300mm/minの剥離速度で前記粘着シートを引き剥がすことによって測定された値である。
なお、前記裏打ちは、本発明の粘着シートとして両面粘着シートを使用する場合に、その表面が平滑な粘着剤層の表面に対して行い、本発明の構成要件である粘着剤層(B)に相当する粘着剤層に対して行わないようにした。また、前記両面粘着シートを構成する粘着剤層が、両面側共に粘着剤層(B)に相当するものである場合には、そのいずれか一方の粘着剤層(B)に対して裏打ちしたものを試験片とした。
また、本発明の粘着シートとして片面粘着シートを使用する場合には、前記裏打ちを行わないものを試験片とした。
また、本発明の粘着シートとしては、総厚さ20μm以下であるものを使用することが好ましく、1μm〜15μmであるものを使用することがより好ましく、3μm〜12μmであるものを使用することがさらに好ましく、3μm〜7μmであるものを使用することが、例えば携帯電子端末等の薄型化に貢献するうえで特に好ましい。なお、前記粘着シートの総厚さは、JIS K6783にしたがい、ダイヤルゲージを用いた方法で、ダイヤルゲージの接触面が平面、その径が5mm及び荷重が1.23Nである条件で測定された粘着シートの厚さを指し、剥離ライナーの厚さを含むものではない。上記厚さは、例えばテスター産業製の厚さ計TH−102等を用いて測定された値を指す。
本発明の粘着シートとしては、薄型であっても被着体や支持体(A)の反発力等に起因した経時的な剥がれや部品の脱落等を防止でき、とりわけ比較的高温下で使用された場合であっても上記剥がれ等を防止するうえで、接着保持力が2mm以下であるものを使用することが好ましく、0.5mm以下であるものを使用することがより好ましく、0.1mm以下であるものを使用することがさらに好ましい。
なお、前記接着保持力はJISZ0237に準じて測定される値を指す。具体的には、前記接着保持力は、清潔で平滑なステンレス板(ヘアライン)と、粘着剤層(B)の一方を厚さ50μmのアルミニウム箔で裏打ちして得た粘着シートとを、その粘着剤層(B)が前記アルミニウム箔の表面に接着するように重ね、その上面を2kgローラーを用いて1往復させることで加圧したものを、23℃及び50%RHの条件下で1時間放置したものを試験片とする。次に、100℃の環境下に、前記試験片を構成するステンレス板を垂直方向に固定し、前記試験片を構成する粘着シートの下端部に100gの荷重をかけた状態で24時間放置した後の、前記ステンレス板と粘着シートとのズレ距離をノギスで測定することによって得られた値である。
[支持体(A)]
本発明の粘着シートを構成する支持体(A)としては、1μm〜4μmの厚さのものを使用することが好ましく、1.5μm〜2.5μmの厚さのものを使用することが、粘着シートを薄型化でき、かつ、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、前記粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や接着力等の性能低下をより効果的に防止できるためより好ましい。
前記支持体(A)としては、例えば樹脂を用いて得られるシート状のものを使用することができる。前記支持体(A)の製造に使用できる前記樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル、ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂、ポリブチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)等のスチレン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン等のポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエステルイミド、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール、ポリアリーレンエーテル(ポリフェニレンエーテルなど)、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリアリール、ポリウレタン、エポキシ系樹脂等を、単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
なかでも、前記支持体(A)としては、厚さのばらつきが少なく、引張強度や加工性に優れ、経済的(コスト)であることから、ポリエステルフィルムを使用することが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用することがより好ましい。前記ポリエステルフィルムは、二軸延伸されたものを使用することが、支持体(A)及びそれを用いて得られる粘着シートの強度をより一層高めることができるため好ましい。
前記支持体(A)は、前記した樹脂をシート状に成形することによって製造することができる。前記樹脂としてポリエステルを使用する場合、前記支持体(A)は、例えば以下の方法によって製造することができる。はじめに、乾燥または未乾燥のポリエステルチップと、必要に応じ着色剤または着色剤を高濃度に含むマスターバッチとを、混練押出機等を用いて溶融混練する。
次に、前記混練物をダイから押出し、回転冷却ドラム上で急冷固化させることによって、実質的に非晶状態である未延伸のポリエステルシートを得る。
前記ポリエステルシートの平滑性をより一層向上させる方法としては、例えば前記押出機内におけるポリエステルの滞留時間を短くする方法、一軸押出機を使用する場合には、水分量が好ましくは50ppm以下、より好ましくは30ppm以下となるように乾燥されたポリエステル等の原料を使用する方法、二軸押出機を使用する場合は、ベント口を設け、好ましくは40ヘクトパスカル以下、より好ましくは30ヘクトパスカル以下、さらに好ましくは20ヘクトパスカル以下の減圧環境下で行う方法、前記ポリエステルシートと前記回転冷却ドラムとの密着性を高めるべく、例えば静電印加密着法、液体塗布密着法を採用する方法が挙げられる。
前記方法で得られたポリエステルシートを延伸する方法としては、例えば前記未延伸シートを、好ましくは縦方向に70℃〜145℃で2〜6倍に延伸し、縦1軸延伸した後、横方向に90℃〜160℃で2〜6倍延伸を行い、熱固定工程に移る。
前記ポリエステルシートは、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に0.1%〜20%弛緩させることが好ましい。前記方法で得た延伸されたポリエステルシートは、必要に応じて再縦延伸、再横延伸させてもよい。
前記方法で得られた支持体(A)は、単一の層で構成されたものであってもよく、同一または異なる樹脂等からなる複層によって構成されるものを使用することもできる。
また、前記支持体(A)としては、前記粘着剤層(B)との密着性等とをより一層高めるうえで、その片面または両面に、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露処理、火炎暴露処理、高圧電撃暴露処理、イオン化放射線処理等の酸化処理等が施されたもの、コーティング剤等を用いることによってプライマー層等が形成されたものを使用することができる。
[粘着剤層(B)]
次に、本発明の粘着シートを構成する粘着剤層(B)について説明する。
前記粘着剤層(B)は、前記支持体(A)少なくとも一方の面側に直接または他の層を介して設けられる。すなわち、前記粘着剤層(B)は、支持体(A)の両面側に設けられてもよく、支持体(A)の一方の面側のみに設けられてもよい。
前記粘着剤層(B)としては、中心線平均表面粗さRaが0.1μm〜1μmの粘着剤層を使用する。
前記粘着剤層(B)は、その中心線平均表面粗さRaが0.1μm〜1μmの範囲のものである。ここで、前記表面とは、貼り合わせの際に、被着体の表面と接しうる粘着剤層(B)の面を指す。前記所定の中心線平均表面粗さを有する粘着剤層(B)は、被着体の表面に貼り合わせる際に、前記被着体と粘着剤層(B)との界面に残存しうる気泡が圧着工程で抜けやすく、また、前記圧着後、速やかに、非常に高いレベルの接着力を発現する。
前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRaは、0.15μm〜0.8μmであることがさらに好ましく、0.2μm〜0.7μmであることがより好ましく、0.3μm〜1.0μmであることが、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、前記粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や耐熱性や接着力等の性能低下をより効果的に防止できるためより好ましい。
また、前記粘着剤層(B)の十点平均表面粗さRzは、特に限定されるものではないが、Rzが2μm〜20μmであることが好ましく、3μm〜15μmであることがより好ましく、4μm〜10μmであることが、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、前記粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や耐熱性や接着力等の性能低下をより効果的に防止できるためさらに好ましい。
上記中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRz等の表面粗さは、共焦点レーザーを用いた非接触式表面粗さ測定器を用いて測定された値を指す。具体的には、上記中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzは、JISB0601に規定された値をさし、レーザー光源としてバイオレットレーザ(408nm)を使用した「カラー3Dレーザー顕微鏡・VK−9500」(KEYENCE製)を用い、離型ライナー(C)を剥離してから2分後の粘着剤層(B)表面の任意の3か所(それぞれ縦50μm×横50μmの範囲)の表面粗さを測定して得られた値の平均値である。
前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzは、前記したとおり、その粘着剤層(B)表面に剥離ライナー(C)が積層された状態において前記範囲内であることが適切である。また、前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzは、前記したとおり、その粘着剤層(B)表面から離型ライナー(C)を除去した後、その表面に被着体を貼付するまでの期間、保持されていることが適切である。
上記粘着剤層(B)を有する粘着シートを使用することによって、前記被着体と粘着剤層(B)との界面に気泡が残存することを防止でき、また、貼付後に優れた接着力を発現することができる。
前記粘着剤層(B)の、周波数1Hzで測定される動的粘弾性スペクトルに基づく損失正接のピーク温度は、特に限定されるものではないが、−40℃〜15℃であることが好ましく、−20℃〜10℃であることがより好ましく、−10℃〜5℃であることが、前記粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さRa等で表される表面形状が保持されやすいため表面粗さ等の経時的な変化を防止しやすく、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、前記粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や耐熱性や接着力等の性能低下をより効果的に防止できるためより好ましい。
前記動的粘弾性測定では、粘弾性試験機(レオメトリックス社製、商品名:アレス2KSTD)を用い、同試験機の測定部である平行円盤の間に試験片を挟み込み、周波数1Hzでの貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)とを測定する。前記損失正接は、tanδ=(G”)/(G’)で表される式により算出される。上記ピーク温度は、測定温度領域(−50℃から150℃)に対するtanδのスペクトルで確認されたピーク温度を指す。
前記試験片としては、厚さ0.5mm〜2.5mmの粘着剤層を使用することができる。また、前記試験片としては、本発明の粘着シートを複数積層したもののうち、粘着剤層の合計厚さが0.5mm〜2.5mmであるものを使用することができる。上記異なる構成の試験片を使用した場合、上記tanδの値は変化するものの、前記試験片中に占める前記粘着剤層(B)の合計厚さが同一である場合には、前記ピーク温度は実質変化しない。そのため、上記ピーク温度の測定では、いずれの試験片を使用してもよい。
前記粘着剤層(B)としては、5質量%〜55質量%のゲル分率を有するものを使用することが好ましく、10質量%〜50質量%のゲル分率を有するものを使用することがより好ましく、15質量%〜50質量%のゲル分率を有するものを使用することが、薄型であっても、被着体と粘着剤層(B)との界面に残りやすい微小な気泡をも容易に除去することができ、かつ、被着体に貼付された後に速やかに優れた接着力を発現できるため好ましい。
なお、前記ゲル分率は、下記に示す方法で測定した値を指す。
剥離ライナー(C)の離型処理面に、乾燥後の厚さが50μmになるように、前記粘着剤を塗工したものを、100℃の環境下で3分間乾燥した後、40℃の環境下で2日間エージングさせることによって粘着剤層を形成した。
前記粘着剤層を縦50mm及び横50mmの正方形に裁断したものを試験片とした。
上記試験片の質量(G1)を測定した後、23℃の環境下で、上記試験片をトルエンに24時間浸漬させた。
前記浸漬後、前記試験片とトルエンとの混合物を、300メッシュ金網を用いて濾過することによって、トルエンへの不溶成分を抽出した。前記不溶成分を110℃の環境下で1時間乾燥させたものの質量(G2)を測定した。
前記質量(G1)と質量(G2)と下記式に基づいて、そのゲル分率を算出した。
ゲル分率(質量%)=(G2/G1)×100
前記粘着剤層(B)としては、それぞれ厚さ0.5μm〜6μmであるものを使用することが好ましく、1μm〜3μmであるものを使用することが、薄型であっても接着力の優れた粘着シートを得るうえでより好ましい。特に前記粘着剤層(B)は、厚さ1μm〜6μmのものを使用することが好ましく、厚さ1μm〜3μmのものを使用することが、被着体と粘着剤層(B)との界面から気泡を容易に除去することができ、その結果、前記粘着シートの膨れ等に起因した外観不良や、熱伝導性や耐熱性や接着力等の性能低下をより効果的に防止できるためより好ましい。なお、前記粘着剤層(B)は、前記支持体(A)の各面に設けられる各粘着剤層が同一の厚さを有するものであってもよく、異なる厚さを有するものであってもよい。また、前記粘着剤層(B)の厚さは、JIS K6783にしたがい、ダイヤルゲージを用いた方法で、ダイヤルゲージの接触面が平面、その径が5mm及び荷重が1.23Nである条件で測定された両面粘着シートの厚さを指す。
前記粘着剤層(B)は、例えばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤、クリ−プ特性改良型粘着剤、放射線硬化型粘着剤などの公知の粘着剤を用いて形成することができる。なかでも、前記粘着剤層(B)としては、アクリル系粘着剤を用いて得られる粘着剤層を使用することが、接着信頼性に優れるため好ましい。本発明の粘着シートを構成する粘着剤層は、その両面側の粘着剤層ともに同一の組成やゲル分率等であってもよく、異なる組成やゲル分率等からなる粘着剤層であってもよい。
前記アクリル系粘着剤としては、アクリル重合体を含有するものを使用することができる。
前記アクリル重合体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の(メタ)アクリル単量体を含む単量体成分を重合させることによって得られるものを使用することができる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、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)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル等を単独または2種以上組合せすることができる。なかでも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、前記アルキル基の炭素原子数が1〜20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用することが好ましく、前記アルキル基の炭素原子数が4〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用することがより好ましい。前記アルキル基は、直鎖または分岐したアルキル基が挙げられる。
前記アクリル基を炭素原子数が4〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸ブチルを使用することが、被着体と粘着剤層(B)との界面に残りやすい微小な気泡をも容易に除去することができ、かつ、被着体に貼付された後に速やかに優れた接着力を発現できるため好ましい。
前記(メタ)アクリル単量体としては、前記したもの以外に、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基を有する単量体又はその無水物;ビニルスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸基を有する単量体;アクリロニトリルなどのシアノ基を有する単量体;アクリルアミド、メタアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基を有する単量体;(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、グリセリンジメタクリレートなどのヒドロキシル基を有する単量体;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリロイルモルホリン等のアミノ基を有する単量体;シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基を有する単量体;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル等のエポキシ基を有する単量体;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基を有する単量体、トリ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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエ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、1,6−ヘキサンジオールジ(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、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、ジビニルベンゼン等の単量体を単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
また、前記単量体としては、前記(メタ)アクリル単量体の他に、スチレン、置換スチレンなどの芳香族ビニル化合物;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのオレフィン類;酢酸ビニルなどのビニルエステル類;塩化ビニル等を使用することもできる。
前記アクリル重合体は、前記単量体を、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の方法で重合させることによって製造することができ、溶液重合法を採用することが、アクリル重合体の生産効率を向上するうえで好ましい。
前記溶液重合法としては、例えば前記単量体と、重合開始剤と、有機溶剤とを、好ましくは40℃〜90℃の温度下で混合、攪拌し、ラジカル重合させる方法が挙げられる。
前記重合開始剤としては、例えば過酸化ベンゾイルや過酸化ラウリル等の過酸化物、アゾビスイソブチルニトリル等のアゾ系熱重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキシド系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系の光重合開始剤等を使用することができる。
前記方法で得たアクリル重合体は、例えば溶液重合法で製造した場合であれば、有機溶剤に溶解または分散した状態であってもよい。
前記方法で得られたアクリル重合体としては、30万〜120万の重量平均分子量を有するものを使用することが好ましく、40万〜110万の重量平均分子量を有するものを使用することがより好ましく、50万〜100万の重量平均分子量を有するものを使用することが、薄型であってもより一層優れた接着力と、気泡の除去しやすさとを備えた粘着シートを得るうえで好ましい。
なお、前記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)により測定され、標準ポリスチレン換算して算出された値を指す。具体的には、前記重量平均分子量は、東ソー株式会社製GPC装置(HLC−8329GPC)を用い、以下の条件で測定することができる。
サンプル濃度:0.5質量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:100μl
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0ml/分
測定温度:40℃
本カラム:TSKgel GMHHR−H(20)2本
ガードカラム:TSKgel HXL−H
検出器:示差屈折計
標準ポリスチレンの重量平均分子量:1万〜2000万(東ソー株式会社製)
前記粘着剤層(B)の形成に使用できる粘着剤としては、より一層優れた接着力、引張強度及び引張破断強度を備えた粘着剤層を形成するうえで、粘着付与樹脂を含有するものを使用することが好ましい。
前記粘着付与樹脂としては、例えばロジン系粘着付与樹脂、重合ロジン系粘着付与樹脂、重合ロジンエステル系粘着付与樹脂、ロジンフェノール系粘着付与樹脂、安定化ロジンエステル系粘着付与樹脂、不均化ロジンエステル系粘着付与樹脂、水添ロジンエステル系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、テルペンフェノール系粘着付与樹脂、及び、スチレン系粘着付与樹脂等の石油樹脂系粘着付与樹脂等を使用することができる。
前記粘着付与樹脂としては、ロジン系粘着付与樹脂及び石油樹脂系粘着付与樹脂を組み合わせ使用することが、薄型であってもより一層優れた接着力と、気泡の除去しやすさとを備えた粘着シートを得るうえで好ましい。前記ロジン系粘着付与樹脂及び石油樹脂系粘着付与樹脂は、とりわけ前記アクリル系重合体と組合せ使用することが好ましく、(メタ)アクリル酸ブチルを含有する単量体を重合して得られるアクリル重合体と組み合わせ使用することが、薄型であってもより一層優れた接着力と、気泡の除去しやすさとを備えた粘着シートを得るうえで好ましい。
また、前記粘着付与樹脂としては、前記粘着剤層(B)の初期接着力をより一層向上させるうえで、常温で液状の粘着付与樹脂を使用することが好ましい。常温で液状の粘着付与樹脂としては、例えば、プロセスオイル、ポリエステル系可塑剤、ポリブテン等の低分子量の液状ゴムが挙げられ、テルペンフェノール樹脂を使用することができ、市販品としてはヤスハラケミカル社製YP−90L等が挙げられる。
前記粘着付与樹脂は、前記アクリル重合体100質量部に対し、20質量部〜60質量部の範囲で使用することが好ましく、30質量部〜55質量部の範囲で使用することが、より一層優れた接着力を備えた粘着シートを得るうえでより好ましい。
また、前記粘着剤層(B)を構成する粘着剤としては、前記アクリル重合体等の他に、必要に応じて、軟化剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤、着色剤等を含有するものを使用することができる。
なかでも、架橋剤を使用することが、前記粘着剤層(B)のゲル分率を前記した好適な範囲に調整することができ、その結果、被着体と粘着剤層(B)との界面に残りやすい微小な気泡をも容易に除去することができ、かつ、被着体に貼付された後に速やかに優れた接着力を発現できる粘着シートを得ることができるため好ましい。
前記架橋剤としては、例えばイソシアネート系架橋剤またはエポキシ架橋剤を使用することが好ましい。
前記イソシアネート系架橋剤としては、例えばトリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート等を使用することができ、トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート付加物を使用することが好ましい。前記トルエンジイソシアネート付加物とは、分子中にトルエンジイソシアネートに由来する構造を有するものであり、市販品でいえば、例えば、コロネートL(日本ポリウレタン工業株式会社製)等が挙げられる。
前記イソシアネート系架橋剤を使用する場合、前記アクリル系重合体としては、水酸基を有するアクリル系重合体を使用することが好ましい。前記水酸基を有するアクリル系重合体は、その製造に使用する単量体として、例えば(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル等を使用することができ、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルを使用することがより好ましい。
また、エポキシ架橋剤としては、例えば三菱瓦斯化学株式会社製のテトラッドXやテトラッドC、または、総研化学株式会社製のE−05X等を使用することができる。
前記エポキシ系架橋剤を使用する場合、前記アクリル系重合体としては、酸基を有するアクリル系重合体を使用することが好ましい。前記酸基を有するアクリル系重合体は、その製造に使用する単量体として、例えば(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸等を使用することが好ましく、(メタ)アクリル酸を使用することがより好ましい。
[粘着シートの製造方法]
本発明の粘着シートは、例えば、従来知られた方法で支持体(A)の少なくとも一方の面に、前記粘着剤層(B)の形成に使用可能なものとして例示した粘着剤を用い、中心線平均表面粗さRa0μm〜0.2μmの範囲の粘着剤層(B’)を有する粘着シートを製造する工程[1]、及び、前記粘着剤層(B’)の表面に、離型処理面の中心線平均表面粗さRaが0.1μm〜3μmである剥離ライナー(C)を貼付する工程[2]を経ることによって製造することができる。
前記工程[1]としては、例えば、前記支持体(A)の一方の面に、前記粘着剤を塗布し乾燥等させることによって粘着剤層(B’)を形成した後、前記支持体(A)の他方の面に粘着剤を塗布し乾燥等させることによって粘着剤層(B’)を形成し粘着シートを製造する工程が挙げられる。
また、前記工程[1]としては、前記支持体(A)の両面に粘着剤を連続して塗布し、乾燥等させることによって粘着剤層(B’)を形成し粘着シートを製造する工程が挙げられる。
また、前記工程[1]としては、例えば剥離ライナーの表面に前記粘着剤を塗布し乾燥等することによって粘着剤層(B’)を形成した後、前記粘着剤層を支持体(A)の片面または両面に転写させることによって粘着シートを製造する工程が好適である(図2及び3参照)。
具体的な製造方法を図2及び3で説明すれば、前記粘着シートは、剥離ライナー11の離型処理面に、粘着剤を、塗工装置12を用いて塗布し乾燥することによって、粘着剤層付剥離ライナー(1)を製造する工程、前記支持体14及び前記粘着剤層付剥離ライナー(1)を、ラミネートロール15によって積層させることによって、前記支持体の片面に前記粘着剤層を転写し片面粘着シート16を製造する工程、上記とは別の剥離ライナー17の離型処理面に、上記と同一または異なる粘着剤を、塗工装置12を用いて塗布し乾燥することによって、粘着剤層付剥離ライナー(2)を製造する工程、前記で得た片面粘着シート及び前記粘着剤層付剥離ライナー(2)を、ラミネートロール15によって積層させることによって、前記支持体の表面(前記粘着剤層付剥離ライナー(1)によって転写された粘着剤層を有しない面)に前記粘着剤層付剥離ライナー(2)由来の粘着剤層を転写し両面粘着シートを製造する工程を経ることによって製造することができる。
その際、前記剥離ライナーは、0μm〜0.2μmの範囲の中心線平均表面粗さRaを有する粘着剤層(B’)を形成するうえで、離型処理面の中心線平均表面粗さRaが0μm〜0.2μmである剥離ライナーを使用することが好ましい。
前記支持体(A)への粘着剤層(B’)の転写工程では、前記支持体(A)及び粘着剤層付剥離ライナー(1)、または、前記片面粘着シート及び粘着剤層付剥離ライナー(2)を、積層した状態で、40℃〜80℃に加熱することが、従来、薄型の粘着剤層(B’)が支持体(A)の表面形状(例えば微細な凹凸形状等)に対し追従しやすくなるため好ましい。
前記粘着シートを製造する際に使用できる前記剥離ライナー11及び17、支持体14、片面粘着テープ16、粘着シート18は、それぞれロールから繰り出されてもよく、ロール状に巻回されてもよい。
前記工程[1]で得られた粘着シートが有する粘着剤層(B’)は、被着体に圧着された際に速やかに優れた接着力を発現するうえで、5質量%〜55質量%のゲル分率を有するものを使用することが好ましく、10質量%〜50質量%のゲル分率を有するものを使用することがより好ましく、15質量%〜50質量%のゲル分率を有するものを使用することがさらに好ましい。なお、前記粘着剤層(B’)のゲル分率は、試験片として粘着剤層(B’)を有する粘着シートを使用したこと以外は、前記粘着剤層(B)のゲル分率の測定方法として記載した方法と同様の方法で測定した値を指す。
前記粘着シートが有する粘着剤層(B’)の少なくとも一方の表面に、前記所定の表面粗さRaを付与することによって粘着剤層(B)を形成する前記工程[2]は、例えば前記工程[1]で得られた粘着シートから剥離シートを除去し、前記粘着剤層(B’)の表面に、離型処理面の中心線平均表面粗さRaが0.1μm〜3μmである剥離ライナー(C)を貼付する工程が挙げられる(図4参照)。
前記剥離ライナー(C)としては、例えば離型処理面の中心線平均表面粗さRaが0.1μm〜2.0μmであるものを使用することが好ましく、0.2μm〜1.0μmであるものを使用することがより好ましく、0.3μm〜0.8μmであるものを使用することが、より一層優れた気泡の抜けやすさと優れた接着力とを高いレベルで両立した粘着シートを得るうえでさらに好ましい。
前記粘着剤層(B’)は、前記剥離ライナー(C)が貼付される際には、既にある程度の架橋反応が進み、前記範囲のゲル分率を有している場合がある。その場合、中心線平均表面粗さRa0.1μm〜1.0μmの範囲の粘着剤層(B)を形成するうえで、粘着剤層(B)の中心線平均表面粗さよりも大きな中心線平均表面粗さの離型処理面を有する離型ライナーを使用することが、0.1μm〜1.0μmの範囲の中心線平均表面粗さRaを有する粘着剤層(B)を形成しやすいため好ましい。
前記剥離ライナー(C)を含む剥離ライナーとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂をフィルム状に成形して得られたフィルム、発泡フィルム、和紙、洋紙、グラシン紙等の紙、不織布、金属箔、及び、それらを組み合わせ積層したフィルムを使用することができ、樹脂を用いて得られたフィルムを使用することが好ましく、ポリエチレンテレフタレートを含むフィルムを使用することがより好ましい。
前記粘着剤層(B)を形成する際に使用する剥離ライナー(C)としては、前記した各種フィルムの表面をサンドブラスト処理等して得られたサンドマットフィルム、前記樹脂とマット材との混合物をフィルム状に成形して得られたフィルム等を使用することができる。
また、前記剥離ライナー(C)としては、前記粘着剤層(B)に対する剥離力が、0.01N/20mm〜1N/20mmの範囲のものを使用することが好ましく、0.01N/20mm〜0.1N/20mmの範囲のものを使用することがより好ましく、0.01N/20mm〜0.06N/20mmのものを使用することが、前記剥離ライナー(C)を剥離する際に前記粘着剤層(B)の表面粗さの変化を制御するうえで好ましい。
なお、前記剥離力は、以下の方法で測定された値を指す。前記粘着シートが有する片側面の粘着剤層を厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちしたものを試験片とする。前記試験片が有する粘着剤層(B)の表面から、剥離ライナー(C)を0.3m/minの速度で、前記剥離ライナー(C)の面方向に対して180°方向に剥離して測定する。
前記剥離力は、離型処理面の形成に使用可能なものとして知られる離型処理剤の種類等を適宜変更することによって調整することができる。
前記離型処理剤としては、例えばシリコーン系離型処理剤、フッ素系離型処理剤、調査アルキル系離型処理剤等を使用することができる。前記離型処理剤は、例えば前記サンドマットフィルム等のフィルムの表面にコーティングする等して使用することができる。
本発明の粘着シートの実施態様としては、前記したとおり、支持体(A)の両面側に所定の表面粗さ等を備えた粘着剤層(B)を有する粘着シート、前記支持体(A)の一方の面側に所定の表面粗さ等を備えた粘着剤層(B)を有し、その他方の面側にはその表面粗さ等が特定されない、例えば表面平滑な粘着剤層を形成する粘着シート、または、前記支持体(A)の一方の面側に所定の表面粗さ等を備えた粘着剤層(B)を有する片面粘着シートが挙げられる。
例えば前記表面が実質的に平滑な粘着剤層(例えば0μm〜0.2μmの範囲の中心線平均表面粗さRaを有する粘着剤層(B’))を有する粘着シートを製造する場合、その表面平滑な粘着剤層を形成する際に、離型処理面が平滑な剥離ライナーを使用することができる。かかる剥離ライナーとしては、離型処理面の表面粗さ等の点以外は、上記粘着剤層(B)を製造する際に使用可能なものとして例示した剥離ライナー(C)と同様の材質等からなるものを使用することができる。より具体的には、前記剥離ライナーとしては、前記マット材を含まないもの、サンドブラスト処理等を施していないもの等が挙げられる。
前記方法で得られた粘着シートは、例えばロール状に巻回した状態で保管や輸送等することができる。前記ロール状に巻回する場合、前記粘着シートとしては、5m以上であることが好ましく、10m以上であることがより好ましく、20m以上であることがより好ましい。
本発明の粘着シートは、非常に薄型であっても、粘着剤層(B)と被着体との界面から微小な気泡も除去されやすく、かつ、被着体と圧着された後、速やかに優れた接着力を発現することができる。前記粘着シートの前記粘着剤層(B)が、被着体の表面に貼付される際に、前記所定の中心線表面粗さRaを有するため、前記圧着の際に前記界面から気泡が抜けやすい。一方、前記粘着シートと被着体とが圧着された後、前記粘着剤層(B)には、所定の中心線表面粗さRaを有する表面状態が付与される前の状態(具体的には、粘着剤層(B’)の状態)に戻ろうとする力がはたらくため、粘着剤層と被着体とが面接着しやすく、その結果、被着体と圧着された後、速やかに優れた接着力を発現する
したがって、本発明の粘着シートは、例えば薄型化が求められている携帯電子端末等の電子機器の製造場面で好適に使用することができる。特に、被着体間のクリアランス(粘着シートの貼付部位)が、幅20μm以下の非常に狭小な範囲である場合であっても、前記被着体を強固に接着することができる。
また、前記粘着シートは、被着体と接着剤層(B)との界面から気泡が抜けやすいため、前記気泡の残存に起因した性能の低下が懸念される放熱シートの固定用途、磁性シートの固定用途等で好適に使用することができる。
(放熱シート固定用途での使用)
携帯電子端末等の電子機器には、使用により熱を発する部材が搭載されたものが多い。発熱部材としては、例えば充電池、回路基板等が挙げられる。
前記部材が発する熱によって電子機器の一部が局所的に高温になることは、電子機器の誤作動等を防止するうえで避けることが好ましい。そのため、前記発熱部材またはそれに隣接する部材(例えば電子機器に剛性を付与するために使用されるフレーム材である金属部材等)には、前記熱を拡散させることを目的として、放熱シート等の放熱部材が貼付されていることが多い。
前記放熱部材としては、例えばグラファイトシートやグラフェンシートが好ましく用いられる。
前記グラファイトシートとしては、人工グラファイトシートや天然グラファイトシートの2種類が挙げられる。
前記人工グラファイトシートとしては、例えばポリイミドフィルムのような有機フィルムを高温の不活性ガス雰囲気中で熱分解して得られる熱分解グラファイトシートが挙げられる。
前記天然グラファイトシートは、例えば天然の黒鉛を酸処理した後、加熱膨張させた黒鉛粉末を加圧してシート状にしたものが挙げられる。
前記グラファイトシートとしては、皺が少ないものを使用することが、より一層優れた放熱性を発現するうえで好ましく、皺の少ない人工グラファイトシートを使用することがより好ましい。
前記グラファイトシートの厚さは、10μm〜100μmであることが好ましく、15μm〜50μmであることが、携帯電子端末等の電子機器の薄型化に貢献するうえで好ましい。
一方、前記グラファイトシートは、比較的脆いため、一般に、その片面または両面に粘着シートが貼付されたグラファイト複合シートの状態で使用される。
前記グラファイト複合シートとしては、例えば、図5に示すように、片面粘着テープと両面粘着シートとによって封止された構成を有するグラファイト複合シートを使用することが、グラファイトシートの高強度化と絶縁性とを両立するうえで好ましい。
前記グラファイト複合シートとしては、前記グラファイトシートよりも大きい面積である粘着シートによって封止(パウチ)されたものを使用することが、グラファイトシートの層間破壊や粉落ち等が発生することを防止でき、好適な加工性を実現しやすくなるため好ましい。
本発明の粘着シートは、前記グラファイトシートをパウチする際に、好適に使用することができる。その際、前記粘着シートは、その粘着剤層(B)が外側方向(グラファイトシート側でない方向)を向く状態で使用することが好ましい。これにより、グラファイト複合シートと、充電池等の発熱部材またはそれに隣接する部材とを貼り合わせる際に、それらの界面に気泡が残存することを効果的に防止することができる。
前記グラファイト複合シートと前記部材との貼付は、例えば前記部材の表面に前記グラファイト複合シートを載置し、軽く圧着させることによってそれらを仮接着させる工程、前記仮接着後、ローラー等を用いて加圧しそれらを強固に接着させる工程を経ることによって行うことができる。前記仮接着の工程では、通常、前記部材とグラファイト複合シートとの界面に気泡が存在する。しかし、本発明の粘着シートを用いてグラファイト複合シートであれば、前記ローラー等により加圧した際に、前記気泡が速やかに前記界面から除去される。
また、前記グラファイト複合シートには、その表面の傷つき等を防止することを目的として、表面保護フィルムが貼付されていることが多い。前記表面保護フィルムは、通常、前記グラファイト複合シートと前記部材とを貼付した後に、除去される。
本発明の粘着シートであれば、前記気泡が除去された後は部材等の被着体と強固に接着できるため、前記表面保護フィルムをグラファイト複合シートから除去する際に、前記グラファイト複合シートの部材からの浮きや剥がれを引き起こしにくい。
以上のとおり、本発明の粘着シートを用いて得られたグラファイト複合シートは、部材等の被着体との界面に気泡が存存することを防止できるため、前記気泡の存在による粘着シートの熱抵抗値の増加を効果的に防止することができ、その結果、粘着シートの厚さ方向の熱伝導率を向上させることができる。
前記粘着シートによって発熱部材と放熱部材、または、発熱部材に接する金属部材と放熱部材とが貼り合わされた構造を有する電子機器は、前記発熱部材からの熱を効果的に拡散できることから、前記熱の影響による誤作動等の不具合を引き起こしにくい。
(磁性シート固定用途での使用)
磁性シートは、電子機器を構成する部材から発せられた電磁波の外部への漏えいを遮断したり、外部で発生した電磁波が電子機器に影響を与えることを防止することを目的として、電子機器の内部に貼付されていることが多い。
前記磁性シートとしては、例えばNi系フェライト磁性体粉末、Mg系フェライト磁性体粉末、Mn系フェライト磁性体粉末、Ba系フェライト磁性体粉末、Sr系フェライト磁性体粉末、Fe−Si合金粉末、Fe−Ni合金粉末、Fe−Co合金粉末、Fe−Si−Al合金粉末、Fe−Si−Cr合金粉末、鉄粉末、Fe系アモルファス、Co系アモルファス、Fe基ナノ結晶体等を用いて得られるシートを使用することができる。
前記磁性シートとしては、一般に、比較的厚いものを使用した方が、良好な電磁波シールド特性を付与するうえで好ましい。
本発明の粘着シートは、前記したとおり非常に薄型であるため、前記磁性シートとして最大限の厚膜を有するものを使用することができる。
前記磁性シートは、良好な絶縁性と高強度とを付与することを目的として、その片面または両面に粘着シートが貼付された磁性複合シートの態様で使用されることが好ましい。
以下に、この発明の実施例を記載して、より具体的に説明する。
(調製例1)粘着剤A
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、80℃で8時間溶液重合させることによって、重量平均分子量90万のアクリル系重合体を得た。
前記アクリル系重合体100質量部に対して、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)5質量部と、「KE−100」(荒川化学工業株式会社製、不均化ロジンエステル)20質量部と、「FTR6100」(三井化学株式会社製、石油樹脂)25質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート系架橋剤)2.0質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤Aを得た。
前記粘着剤Aを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は0℃であり、そのゲル分率は40質量%であった。
(調製例2)粘着剤B
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.3質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、90℃で6時間溶液重合させることによって、重量平均分子量50万のアクリル系重合体を得た。
前記アクリル系重合体100質量部に対して、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)5質量部と「KE−100」(荒川化学工業株式会社製、不均化ロジンエステル)20質量部と、「FTR6100」(三井化学株式会社製、石油樹脂)25質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート系架橋剤)0.6質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤Bを得た。
前記粘着剤Bを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は0℃であり、そのゲル分率は10質量%であった。
(調製例3)粘着剤C
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.3質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、90℃で6時間溶液重合させることによって、重量平均分子量50万のアクリル系重合体を得た。
前記アクリル系重合体100質量部に対し、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)5質量部と、「KE−100」(荒川化学工業株式会社製、不均化ロジンエステル)20質量部と、「FTR6100」(三井化学株式会社製、石油樹脂)25質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート系架橋剤)3.3質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤Cを得た。
前記粘着剤Cを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は0℃であり、そのゲル分率は46質量%であった。
(調製例4)粘着剤D
n−ブチルアクリレート96.4質量部と、アクリル酸3.5質量部と、4−ヒドロキシ−エチルアクリレート0.1質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、80℃で8時間溶液重合させることによって、重量平均分子量80万のアクリル系重合体を得た。
前記アクリル系重合体100質量部に対し、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)10質量部と、「A100」(不均化ロジンエステル、荒川化学工業株式会社製)10質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート系架橋剤)1.3質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤Dを得た。
前記粘着剤Dを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は−15℃であり、そのゲル分率は40質量%であった。
(調製例5)粘着剤E
n−ブチルアクリレート44.9質量部と、2−エチルヘキシルアクリレート50質量部と、酢酸ビニル3質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.1質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.1質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、70℃で10時間溶液重合させることによって、重量平均分子量80万のアクリル系重合体を得た。
前記アクリル系重合体100質量部に対し、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)10質量部を混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート系架橋剤)1.3質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤Eを得た。
前記粘着剤Eを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は−25℃であり、そのゲル分率は40質量%であった。
(実施例1)
「PET25X1J0L」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、支持体である「K100−2.0W」(三菱樹脂株式会社製、ポリエステルフィルム、厚さ2μm)の一方の面に転写した。
次に、「PET25X1J0」(リンテック株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、離型処理面の中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、前記支持体の他方の面に転写することによって、総厚さ6μmの粘着シートを得た。
前記粘着シートを23℃の環境下で120時間養生した後、前記「PET25X1J0L」を剥がし、その粘着剤層の表面に「PET50X1MC−J0」(ニッパ株式会社製、サンドマット処理されたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.52μm)を貼付し、その上面で2kgローラーを一往復させた後、23℃の環境下で24時間養生した。なお、粘着剤層を前記支持体に転写する際に使用したラミネーターの圧力は線圧3N/mmとした。
なお、上記剥離ライナー「PET50X1MC−J0」(ニッパ株式会社製、サンドマット処理されたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.52μm)を構成する剥離処理面を、KEYENCE製「カラー3Dレーザー顕微鏡・VK−9500」を用いて測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図6(1)に示す。また、上記剥離ライナー「PET50X1MC−J0」を剥離して得られた粘着剤層の表面を、上記と同様の方法で測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の前記粘着剤層の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図6(2)に示す。尚、3D鳥瞰図はZ軸を3倍に拡大して表示した。
(実施例2)
前記「PET50X1MC−J0」(ニッパ株式会社製)の代わりに、「PSM100GS」(リンテック株式会社製、サンドマット処理されたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.36μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例3)
前記「PET50X1MC−J0」(ニッパ株式会社製)の代わりに、「PLMF25GS」(リンテック株式会社製、マット材が練りこまれたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.21μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例4)
前記粘着剤Aの代わりに粘着剤Bを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例5)
前記粘着剤Aの代わりに粘着剤Cを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例6)
前記粘着剤Aの代わりに粘着剤Dを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例7)
前記粘着剤Aの代わりに粘着剤Eを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(実施例8)
前記粘着剤の厚みを2μmの代わりに4μmにしたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着シート(総厚さ6μm)を得た。
(比較例1)
「PET25X1J0L」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、支持体である「K100−2.0W」(三菱樹脂株式会社製、ポリエステルフィルム、厚さ2μm)の一方の面に転写した。
次に、「PET25X1J0」(リンテック株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、離型処理面の中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。次に、前記粘着剤層を、前記支持体の他方の面に転写することによって、総厚さ6μmの粘着シートを得た。
なお、粘着剤層を前記支持体に転写する際に使用したラミネーターの圧力は線圧3N/mmとした。
なお、上記剥離ライナー「PET25X1J0」(リンテック株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、離型処理面の中心線平均表面粗さRa=0.03μm)を構成する剥離処理面を、KEYENCE製「カラー3Dレーザー顕微鏡・VK−9500」を用いて測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図7(1)に示す。また、上記剥離ライナー「PET25X1J0」を剥離して得られた粘着剤層の表面を、上記と同様の方法で測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の前記粘着剤層の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図7(2)に示す。尚、3D鳥瞰図はZ軸を3倍に拡大して表示した。
(比較例2)
「PET25X1J0L」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、支持体である「K100−2.0W」(三菱樹脂株式会社製、ポリエステルフィルム、厚さ2μm)の一方の面に転写した。
次に、「PSM100GS」(リンテック株式会社製、サンドマット処理されたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.36μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。次に、前記粘着剤層を、前記支持体の他方の面に転写することによって、総厚さ6μmの粘着シートを得た。
なお、粘着剤層を前記支持体に転写する際に使用したラミネーターの圧力は線圧3N/mmとした。
なお、上記剥離ライナー「PSM100GS」(リンテック株式会社製、サンドマット処理されたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.36μm)を構成する剥離処理面を、KEYENCE製「カラー3Dレーザー顕微鏡・VK−9500」を用いて測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図8(1)に示す。また、上記剥離ライナー「PSM100GS」を剥離して得られた粘着剤層の表面を、上記と同様の方法で測定して得られた縦300μm×横200μmの範囲の前記粘着剤層の表面状態を示す3D鳥瞰図を、図8(2)に示す。尚、3D鳥瞰図はZ軸を3倍に拡大して表示した。
(比較例3)
「PET25X1J0L」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.03μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、支持体である「K100−2.0W」(三菱樹脂株式会社製、ポリエステルフィルム、厚さ2μm)の一方の面に転写した。
次に、「PLMF25GS」(リンテック株式会社製、マット材が練りこまれたPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー、中心線平均表面粗さRa=0.21μm)に、ロールコーターを用いて前記粘着剤Aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。次に、前記粘着剤層を、前記支持体の他方の面に転写することによって、総厚さ6μmの粘着シートを得た。
なお、粘着剤層を前記支持体に転写する際に使用したラミネーターの圧力は線圧3N/mmとした。
(粘着剤層の中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzの測定方法)
上記実施例及び比較例で得た粘着シートを、40℃の環境下で2日間養生した。
前記養生後の粘着シートから、本発明を構成する粘着剤層(B)に相当する粘着剤層(比較例1においてはいずれかの粘着剤層、比較例2及び3においては所定の中心線表面粗さの凹凸面を有する粘着剤層)側に積層された剥離ライナーを、300mm/minの速度で、前記離型ライナーの表面に対して180°方向に剥離した。前記剥離から2分後、その粘着剤層の表面の中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzを以下の方法で測定した。
前記粘着剤層の表面の任意の3箇所(それぞれ50μm×50μm四方の範囲)に対し、KEYENCE製「カラー3Dレーザー顕微鏡・VK−9500」(レンズ倍率50倍、測定モード:超深度、ピッチ:0.05μm、光学ズーム:1.0倍)を用いて表面測定を行い、その中心線平均表面粗さRa及び十点平均表面粗さRzを測定した。前記測定で得られた3点の中心線平均表面粗さRaの平均値を上記粘着剤層の中心線平均表面粗さとし、3点の十点平均表面粗さRzの平均値を上記粘着剤層の十点平均表面粗さRzとした。
(粘着剤層のゲル分率の測定方法)
前記粘着剤A〜Eを、それぞれ厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ株式会社製、S25)の表面に、乾燥厚さ30μmとなるよう塗工し乾燥させることによって粘着剤層を形成し、40℃の環境下に2日間養生した。
前記養生後の粘着剤層を、常温下、トルエンに浸漬し、24時間放置した。
前記トルエンに浸漬する前の粘着剤層の質量と、前記放置後にトルエン中に残存した粘着剤層の質量に基づき、以下の式によりゲル分率を算出した。
ゲル分率=[(トルエン中に残存した粘着剤層の質量)/(トルエンに浸漬する前の粘着剤層の質量)]×100
(動的粘弾性の測定)
前記粘着剤A〜Eを、それぞれ厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ株式会社製、S25)の表面に、乾燥厚さ50μmとなるよう塗工し乾燥させることによって粘着剤層を形成し、40℃の環境下に2日間養生した。前記養生後の粘着剤層を総厚さが2mmとなるまで重ねあわせたものを試験片とした。
次に、粘弾性試験機(レオメトリックス社製、商品名:アレス2KSTD)を用い、直径7.9mmの平行円盤形の測定部に前記試験片を挟み込み、周波数1Hz、昇温時間1℃/1分の条件で−50℃から150℃までの貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定した。損失正接tanδは、以下の計算式より算出した。
損失正接tanδ=G”/G’
(圧着5分後の180°引き剥がし接着力)
実施例及び比較例で得た粘着シートを20mm幅に切断し、その片側の粘着剤層を、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちしたものを試験片とした。前記裏打ちは、表面が平滑な粘着剤層の表面に対して行い、本発明の構成要件である粘着剤層(B)に相当する粘着剤層に対して行わないようにした。
前記粘着剤層(B)に相当する粘着剤層(比較例1においてはいずれかの粘着剤層、比較例2及び3においては所定の中心線表面粗さの凹凸面を有する粘着剤層)の表面から剥離ライナーを除去した後、直ちに、清潔で平滑なステンレス板の表面に貼付し、その上面を2kgローラーを用いて1往復させることで加圧したものを、JISZ−0237に準じ、23℃及び50%RHの条件下で5分間放置した。
前記放置後、23℃及び50%RHの雰囲気下、テンシロン引張試験機を用いて、ピール粘着力(剥離方向:180°、剥離速度:300mm/min)を測定した。
(圧着60分後の180°引き剥がし接着力)
実施例及び比較例で得た粘着シートを20mm幅に切断し、その片側の粘着剤層を、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちしたものを試験片とした。前記裏打ちは、表面が平滑な粘着剤層の表面に対して行い、本発明の構成要件である粘着剤層(B)に相当する粘着剤層に対して行わないようにした。
前記粘着剤層(B)に相当する粘着剤層(比較例1においてはいずれかの粘着剤層、比較例2及び3においては所定の中心線表面粗さの凹凸面を有する粘着剤層)の表面から剥離ライナーを除去した後、直ちに、清潔で平滑なステンレス板の表面に貼付し、その上面を2kgローラーを用いて1往復させることで加圧したものを、JISZ−0237に準じ、23℃及び50%RHの条件下で60分間放置した。
前記放置後、23℃及び50%RHの雰囲気下、テンシロン引張試験機を用いて、ピール粘着力(剥離方向:180°、剥離速度:300mm/min)を測定した。
(剥離力)
実施例及び比較例で得た粘着シートを、20mm幅に切断した後、本発明を構成する粘着剤層(B)に相当しない側に積層された剥離ライナーを剥離し、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちしたものを試験片とした。
前記試験片を、JISZ−0237に準じ、23℃及び50%RHの条件下に1時間放置した後、23℃及び50%RHの雰囲気下でテンシロン引張試験機を用いて、他方の粘着剤層(本発明の構成要件である粘着剤層(B)に相当する粘着剤層。比較例1においてはいずれかの粘着剤層、比較例2及び3においては所定の中心線表面粗さの凹凸面を有する粘着剤層)側の剥離ライナーを、剥離方向180°、剥離速度300m/minの条件で剥離した際の剥離力を測定した。
(グラファイト複合シートの作製)
縦100mm×横100mm×厚さ25μmのグラファイトシートの一方の面に、縦104mm×横104mm×厚さ5μmの片面粘着テープ「IL−05G」(DIC株式会社製)を貼り合せ、前記グラファイトシートの他方の面に、実施例及び比較例で得た粘着シートを縦104mm×横104mmの大きさに裁断したものを貼り合わせた。
その際、前記粘着シートを構成する粘着剤層のうち、平滑な表面を有する粘着剤層がグラファイトシートと接する向きとなるようにした。
次に、前記片面粘着テープ「IL−05G」の表面に、厚さ62μmの微粘着片面テープ「CPF50(25)−SP」(ニッパ株式会社製)を貼り合せることによって、グラファイト複合シートを得た。
[気泡の抜けやすさ1(除去しやすさ)の評価方法]
グラファイト複合シートから剥離ライナーを剥離し、23℃及び50%RH雰囲気下に2分放置した後、前記粘着剤層の表面に縦200mm×横200mmのアルミニウム板を置き、アルミニウム板の上から10Nを荷重した状態で5秒放置することによって仮貼付物を得た。
次に、前記仮貼付物を反転させた後、グラファイト複合シート側の面から2kgローラーを1往復させることでそれらを加圧することによって積層体を得た。
上記方法で前記積層体を10個作製した。前記積層体を構成する前記グラファイト複合シートの粘着剤層とアルミニウム板との間に気泡が存在するか否かを、グラファイトシートの膨らみを目視で観察することによって確認した。前記方法で気泡の存在を確認できなかった積層体の数に基づいて、前記気泡の抜けやすさを評価した。
[気泡の抜けやすさ2(除去しやすさ)の評価方法]
50mm×50mmの粘着シートの粘着剤層(B)に相当する粘着剤層(比較例1においてはいずれかの粘着剤層、比較例2及び3においては所定の中心線表面粗さの凹凸面を有する粘着剤層)の表面から剥離ライナーを剥がし、23℃及び50%RH雰囲気下に2分放置した後、その粘着剤層の表面にガラス板を載置し、その上面で2kgローラーを一往復させそれらを圧着させた後、24時間放置した。前記ガラス板と粘着剤層との界面に、目視では確認できない大きさの微小な気泡が残存するか否かを、HIROX製デジタルマイクロスコープKH−7700を用い、250倍に拡大して観察した。上記観察の結果、目視では確認できない微小な大きさの気泡(概ね直径10μmの気泡)が確認されなかったものを「○」と評価し、上記微小な大きさの気泡が確認されたものを「×」と評価した。
(粘着シートの接着力の評価方法)
[微粘着フィルムを剥離した際のグラファイト複合シートの浮きの有無]
前記グラファイト複合シートを構成する片面粘着テープ「IL−05G」(DIC株式会社製)の表面に、微粘着フィルム(厚さ75μmのPETフィルムの片面にシリコーン系微粘着層を有するもの:清潔で平滑なステンレス板の表面に貼付し、その上面を2kgローラーを用いて1往復させることで加圧したものを、JISZ−0237に準じテンシロン引張試験機を用い、剥離方向180°及び剥離速度300mm/minで測定された粘着力=0.05N/20mm)を貼り合せた積層品を、アルミニウム板に載置し、2kgローラーでその表面を1往復させることによってそれらを貼付した。
前記貼付から1分後、前記微粘着フィルムを10m/minの速度で、前記グラファイト複合シートの表面に対して180°方向に剥離した後、前記グラファイト複合シートがアルミニウム板の表面から浮いたか否かを目視で評価した。実施例、比較例及び参考例で得たグラファイト複合シートそれぞれにつき10個の積層品を作製し、上記試験を行った。上記試験によって前記アルミニウム板の表面からのグラファイト複合シートの浮きが確認できなかった積層品の数を、下記表に記載した。
表1〜3中の「貼り換え」は、離型ライナーを貼り換える工程を経て製造した粘着テープであることを表し、「直塗」は、離型ライナーを貼り換える工程を経ることなく製造した粘着テープであることを表す。
実施例の粘着シート及びそれを用いて得られたグラファイト複合シートは、非常に薄膜であっても被着体との界面から大きな気泡が抜けやすく、かつ、被着体に圧着した後、速やかに優れた接着力を発現した。また、実施例の粘着シートは、非常に小さな気泡も抜けやすく、グラファイトシート複合シートの固定用途に最適であった。また、前記微粘着フィルムを剥離する際に高速で剥がしても前記粘着シートのウキや剥がれが生じにくいため、グラファイト複合シートの固定用途に好適に使用できるものであった。一方、比較例1のテープ及びそれを用いて得られたグラファイト複合シートは、被着体との界面から大きな気泡が抜けにくく貼付作業性の点で十分でなかった。比較例2及び3の粘着シート及びそれを用いて得られたグラファイト複合シートは、大きな気泡は抜けやすいものの、小さな気泡が残りやすかった。またグラファイト複合シートの表面から微粘着フィルムを高速剥離した場合に、グラファイト複合シートと被着体との界面に浮きを発生させた。