JP2020111738A - 粘着テープ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者らは、携帯型の表示デバイスについて、頻繁に使用している間に画像表示部が黄変してしまう原因を検討した。
従来から、表示デバイスにおいて部品を固定する際、粘着テープが広く用いられている。具体的には、例えば、携帯表示デバイスの表面を保護するためのカバーパネルをタッチパネルモジュール又はディスプレイパネルモジュールに接着したり、タッチパネルモジュールとディスプレイパネルモジュールとを接着したりするために粘着テープが用いられている。本発明者らは、黄変の原因が粘着テープの粘着剤層の膨潤にあることを突き止めた。即ち、携帯用の表示デバイスの人が触れる部分に皮脂や薬品が侵入すると、粘着テープの粘着剤層が膨潤してしまう。膨潤により粘着剤層の高さ方向に体積が増加することにより、表示デバイスの印刷段差付近に応力が集中し、内部の液晶を圧迫することが、画像表示部の黄変の原因となっていた。
以下に本発明を詳述する。
上記粘着剤層は、60℃、湿度90%の条件でオレイン酸とスクアレンを重量比1:1に混合した皮脂液(以下、単に「皮脂液」ともいう。)に24時間浸漬した後の膨潤率(以下、単に「皮脂液膨潤率」ともいう。)が150%以下である。
携帯型の表示デバイスは、頻繁に使用され、また、タッチパネル等により素手で操作が行われることから、頻繁に手が触れる部分に粘着テープが用いられている場合、皮脂や薬品が侵入することがある。上記粘着剤層の皮脂液膨潤率が150%以下であることによって、本発明の粘着テープは皮脂の主成分であるオレイン酸やスクアレンによる膨潤によって、高さ方向の体積の増加を抑えることができる。これにより、体積増加による印刷段差付近への応力の集中を抑え、内部の液晶の圧迫を抑えることができることから、画像表示部の黄変を防止することができる。上記皮脂液膨潤率の好ましい上限は120%、より好ましい上限は110%である。
なお、本明細書中における「皮脂液膨潤率」とは、下記式のように皮脂液に浸漬する前の粘着剤層の重量に対する皮脂液に浸漬した後の粘着剤層の重量の割合を百分率で表した値である。基材を有するサポートテープである場合には、基材の重量を差し引く。
皮脂膨潤率(重量%)=(皮脂液浸漬後の粘着剤層の重量/皮脂液浸漬前の粘着剤層の重量)×100
なお、圧縮強度は、試料を20mm×20mmのサイズにカットし、厚み10mmになるまで積層した上で、引張試験機(島津製作所社製、オートグラフAGS−X、又はその同等品)を用い、23℃、湿度50%にて測定する。
応力緩和率(%)=(A−B)/A×100
上記応力緩和率が30%以上であることにより、皮脂や薬品が侵入することにより粘着剤層が膨潤した場合にでも、印刷段差付近へかかる応力がより緩和されて、画像表示部の黄変をより防止することができる。上記応力緩和率のより好ましい下限は40%、更に好ましい下限は50%である。
上記粘着剤層は、140℃におけるtanδが0.5以上であることが好ましい。上記140℃におけるtanδが0.5以上であることにより、上記50%圧縮強度や応力緩和率を上記の範囲に調整しやすくなる。上記140℃におけるtanδは、0.6以上であることがより好ましい。上記140℃におけるtanδの上限は特に限定されないが、実質的には2程度が上限であり、好ましい上限は1.5である。
ここで、上記50%圧縮強度及び応力緩和率は23℃における値であるが、これらは23℃における貯蔵弾性率及びtanδとは必ずしも相関しないことを本発明者らは見出した。これは、圧縮強度及び応力緩和率を測定する際の上記粘着剤層の変形速度が低速であるのに対して、同じ温度における貯蔵弾性率及びtanδの測定では変形速度が異なるためと考えられる。すなわち、温度−速度換算則から、上記粘着剤層の低速での圧縮、緩和挙動は、それらの測定温度領域より更に高温の領域における貯蔵弾性率及びtanδと、より相関していると考えられる。本発明者らは、上記測定温度領域よりも高温の領域における貯蔵弾性率及びtanδに着目し、鋭意検討した結果、140℃における貯蔵弾性率及びtanδが上記50%圧縮強度及び応力緩和率と相関が強いことを見出した。つまり、140℃における貯蔵弾性率やtanδを上記の範囲に調整することにより、上記50%圧縮強度や応力緩和率を上記の範囲に調整しやすくなる。
なお、上記粘着剤層の140℃における貯蔵弾性率及びtanδは、例えば、DVA−200(アイティー計測制御社製)等の粘弾性スペクトロメーターを用い、定速昇温引張モードの10℃/分、10Hzの条件で粘着剤層の動的粘弾性スペクトルを測定して求めることができる。
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート及びメトキシエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位を含有する(メタ)アクリル共重合体は、極性及び凝集力が高い。このため、皮脂や薬剤が分子鎖内へ浸入するのを防ぐことが出来ることから、得られる粘着剤層に皮脂や薬剤に対する優れた耐性を付与して、上記皮脂液膨潤率を一定以下とすることができる。このような(メタ)アクリル共重合体が、更に架橋性官能基を有するモノマーに由来する構成単位を含有することにより、架橋度を調整して、上記の範囲の50%圧縮強度を満たすようにすることができる。
粘着剤層が固くなり過ぎず、上記50%圧縮強度を上記の範囲に調整しやすいという観点から、上記メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート及びメトキシエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位の含有量は、95重量%以下であることが好ましい。上記含有量は、より好ましくは90重量%以下、更に好ましくは85重量%以下である。
上記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
上記カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
上記グリシジル基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記アミド基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等が挙げられる。
上記ニトリル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル等が挙げられる。
これらの架橋性官能基を有するモノマーは単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
ただし、上記架橋性官能基がカルボキシル基である場合には、該カルボキシル基を有するモノマーに由来する構成単位の含有量は1重量%以下であることが好ましい。カルボキシル基を有するモノマーに由来する構成単位の含有量が1重量%を超えると、皮脂や薬品に対する耐性が低下することがある。
また、上記(メタ)アクリル共重合体を紫外線重合法により調製する場合には、更に、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能モノマーに由来する構成単位を含有することが好ましい。
なお、重量平均分子量は、重合条件(例えば、重合開始剤の種類又は量、重合温度、モノマー濃度等)によって調整できる。
上記有機過酸化物として、例えば、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート等が挙げられる。上記アゾ化合物として、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等が挙げられる。これらの重合開始剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤の配合量は、上記(メタ)アクリル共重合体100重量部に対する好ましい下限は0.01重量部、好ましい上限は10重量部であり、より好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は5重量部である。
なお、本明細書における「ゲル分率」とは、下記式のように酢酸エチルに浸漬する前の粘着剤層の重量に対する、酢酸エチルに浸漬し乾燥した後の粘着剤層の重量の割合を百分率で表した値である。
ゲル分率(重量%)=100×(W2−W0)/(W1−W0)
(W0:基材の重量、W1:酢酸エチル浸漬前の粘着テープ試験片の重量、W2:酢酸エチル浸漬、乾燥後の粘着テープ試験片の重量)
また、上記基材として、光透過防止のために黒色印刷された基材、光反射性向上のために白色印刷された基材、金属蒸着された基材等も用いることができる。
まず、(メタ)アクリル共重合体、必要に応じて架橋剤等に溶剤を加えてアクリル粘着剤aの溶液を作製する。得られたアクリル粘着剤aの溶液を基材の表面に塗布し、溶液中の溶剤を完全に乾燥除去して粘着剤層aを形成する。次に、形成された粘着剤層aの上に離型フィルムをその離型処理面が粘着剤層aに対向した状態に重ね合わせる。次いで、上記離型フィルムとは別の離型フィルムを用意し、この離型フィルムの離型処理面にアクリル粘着剤bの溶液を塗布し、溶液中の溶剤を完全に乾燥除去することにより、離型フィルムの表面に粘着剤層bが形成された積層フィルムを作製する。得られた積層フィルムを粘着剤層aが形成された基材の裏面に、粘着剤層bが基材の裏面に対向した状態に重ね合わせて積層体を作製する。そして、上記積層体をゴムローラ等によって加圧することによって、基材の両面に粘着剤層を有し、かつ、粘着剤層の表面が離型フィルムで覆われた粘着テープを得ることができる。
具体的には、液晶表示素子や有機EL素子等の表示デバイスに使用される、カバーパネル、タッチパネル、タッチセンサー等の表示デバイスを構成する部材同士の固定に好適に用いることができる。
(1)(メタ)アクリル共重合体の調製
反応容器内に、重合溶媒として酢酸エチルを加え、窒素でバブリングした後、窒素を流入しながら反応容器を加熱して還流を開始した。続いて、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.5重量部を酢酸エチルで10倍希釈した重合開始剤溶液を反応容器内に投入した。更に、メチルアクリレート40.0重量部、ブチルアクリレート57.7重量部、アクリル酸0.3重量部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート2.0重量部を2時間かけて滴下添加した。滴下終了後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を酢酸エチルで10倍希釈した重合開始剤溶液を反応容器内に再度投入し、4時間重合反応を行い、(メタ)アクリル共重合体含有溶液を得た。
得られた(メタ)アクリル共重合体含有溶液に、(メタ)アクリル共重合体100重量%に対してイソシアネート系架橋剤としてコロネートL−45(東ソー社製)を0.75重量%、シランカップリング剤としてKBM−403(信越シリコーン社製)を1.0重量%の濃度となるように加えた。得られた溶液を、厚み75μmの離型処理したPETフィルムに、乾燥後の粘着剤層の厚みが100μmとなるように塗工した後、110℃で5分間乾燥させた。この粘着剤層を、厚み25μmの離型処理したPETフィルムに転着させ、40℃で48時間養生し、粘着テープを得た。
得られた粘着テープを20mm×40mmの平面長方形状に裁断して試験片を作製し、重量を測定した。試験片を酢酸エチル中に23℃にて24時間浸漬した後、試験片を酢酸エチルから取り出して、110℃の条件下で1時間乾燥させた。乾燥後の試験片の重量を測定し、上記式を用いてゲル分率を算出した。
得られた粘着テープを20mm×40mmの平面長方形状に裁断して試験片を作製し、重量を測定した。試験片を皮脂液中に60℃、湿度90%の条件下にて24時間浸漬した後、試験片を皮脂液から取り出し、エタノールで表面を洗浄後、110℃にて3時間乾燥させた。乾燥後の試験片の重量を測定し、上記式を用いて粘着テープの皮脂液膨潤率を算出した。
得られた粘着テープを20mm×20mmの平面正方形状に裁断し、厚み10mmになるまで積層して試験片を作製し、引張試験機(島津製作所社製、オートグラフAGS−X)を用い、速度10mm/分の条件で圧縮したときの50%圧縮強度Aを測定した。更に、50%圧縮させた後、その状態で5分間静止した状態で圧縮強度Bを測定し、上記式により応力緩和率を算出した。
得られた粘着テープを20mm×40mmの平面長方形状に裁断して試験片を作製し、粘弾性スペクトロメーター(アイティー計測制御社製、DVA−200)を用い、定速昇温引張モードの10℃/分、1Hzの条件で粘着剤層の動的粘弾性スペクトルを測定して、140℃での貯蔵弾性率及びtanδを求めた。
使用するモノマーの種類と配合量を表1、2に記載の通りとした以外は実施例1と同様にして粘着テープを得た。
なお、粘着付与剤としては、ロジンエステルME−GH(荒川化学工業社製)を用いた。また、他の架橋剤として、コロネートHX(東ソー社製)を用いた。
実施例及び比較例で得られた粘着テープについて、下記の方法により耐黄変試験を行った。結果を表1、2に示した。
4辺に幅2mm、高さ15μmの黒色印刷層が設けられた、50mm×100mm、厚み100μmのPETフィルムを準備した。実施例及び比較例で得られた粘着テープを50mm×100mmの長方形状に裁断し、一方の面を準備したPETフィルムの黒色印刷層が設けられた面に貼り合わせ、もう一方の面を89mm×156mmの液晶パネル(Innolux社製)に貼り合わせ、試験片を作製した。試験片の端部にオレイン酸とスクアレンを重量比1:1に混合した皮脂液を10ml滴下し、室温で静置し、画面端部の黄変の有無を確認した。10日以上画面端部が黄色くならなかったものを「◎」、5日以上画面端部が黄色くならなかったものを「○」、5日未満で画面端部が黄色くなったものを「×」とした。
Claims (8)
- (メタ)アクリル共重合体を含有する粘着剤層を有する粘着テープであって、
前記粘着剤層は、60℃、湿度90%の条件でオレイン酸とスクアレンを重量比1:1に混合した皮脂液に24時間浸漬した後の膨潤率が150%以下であり、かつ、速度10mm/分の条件で圧縮したときの50%圧縮強度が300kPa以下である
ことを特徴とする粘着テープ。 - 粘着剤層は、速度10mm/分の条件で圧縮したときの50%圧縮強度をA、速度10mm/分の条件で50%圧縮させた後、その状態で5分間静止した状態で測定した圧縮強度をBとしたときに、(A−B)/A×100により算出される応力緩和率が30%以上であることを特徴とする請求項1記載の粘着テープ。
- 粘着剤層は、140℃における貯蔵弾性率が1kPa以上、10kPa以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の粘着テープ。
- 粘着剤層は、140℃におけるtanδが0.5以上であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の粘着テープ。
- (メタ)アクリル共重合体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート及びメトキシエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位を40重量%以上と、架橋性官能基を有するモノマーに由来する構成単位を含有することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の粘着テープ。
- 粘着剤層は、シランカップリング剤を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の粘着テープ。
- 粘着剤層は、ゲル分率が70%以下であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の粘着テープ。
- 表示デバイスを構成する部材同士の固定に用いられるものであることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の粘着テープ。
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