JP7724090B2 - Method for manufacturing adhesive sheet, and adhesive sheet - Google Patents
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Description
本発明は、粘着シートの製造方法、及び粘着シートに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an adhesive sheet, and an adhesive sheet.
粘着シートは、基材上に粘着剤等を含有する粘着層が形成されたものであり、OA機器、家電製品、自動車等の各産業分野において、部品の固定用途等に用いられている。それ以外にも、各種情報を表示するためのラベル用途等、多岐にわたり使用されている。 Adhesive sheets have an adhesive layer containing adhesives formed on a substrate, and are used for fixing parts in various industrial fields such as office equipment, home appliances, and automobiles. They are also used in a wide range of other applications, such as labels for displaying various types of information.
例えば、特許文献1には、炭素数1~18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分モノマーとする(メタ)アクリル酸エステル系重合体(A)と、分子内に不飽和基を有する不飽和基含有リン系化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含有する粘着剤組成物に活性エネルギー線を照射してなる粘着剤層を備えた粘着シートが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a pressure-sensitive adhesive sheet having a pressure-sensitive adhesive layer formed by irradiating an adhesive composition containing (A) a (meth)acrylic acid ester polymer whose main monomer is a (meth)acrylic acid alkyl ester having an alkyl group of 1 to 18 carbon atoms, (B) an unsaturated group-containing phosphorus-based compound having an unsaturated group in the molecule, and (C) a photopolymerization initiator, with active energy rays.
そして、粘着シートに種々の処理を施すことによって、その粘着性等をコントロールすることが試みられている。 Attempts are being made to control the adhesive properties of adhesive sheets by subjecting them to various treatments.
例えば、特許文献2には、プラズマ流に、有機多官能性シランを含有する前駆体が供給され、前駆体が富化されたプラズマ流が巻き面に方向づけられ、巻き面がSiOxコーティングで覆われることにより、接着テープロールの巻き面接着性を低下させる方法が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a method for reducing the adhesiveness of the winding surface of an adhesive tape roll by supplying a precursor containing an organic polyfunctional silane to a plasma flow, directing the precursor-enriched plasma flow to the winding surface, and covering the winding surface with a SiO x coating.
上述した粘着シートは、使用時等に粘着層が基材から剥離しない程度に、しっかりと基材と粘着層とが密着していることが望まれている。しかしながら、特許文献1、2は、このような点には配慮されていない。 It is desirable for the adhesive sheet described above to have a strong bond between the substrate and the adhesive layer so that the adhesive layer does not peel off from the substrate during use. However, Patent Documents 1 and 2 do not take this into consideration.
基材と粘着層との密着性を確保するためには、基材及び粘着層の組み合わせが重要であるため、基材及び粘着層の材料選択の制約があるという問題がある。 The combination of the substrate and adhesive layer is important to ensure adhesion between them, so there are restrictions on the selection of materials for the substrate and adhesive layer.
この点、基材及び粘着層の間に中間層を設けたり、基材の表面等に表面処理を施したりすることも試みられているが、基材及び粘着層の密着性を向上させるという観点から、未だ改良の余地がある。 In this regard, attempts have been made to provide an intermediate layer between the substrate and the adhesive layer, or to apply a surface treatment to the surface of the substrate, but there is still room for improvement in terms of improving the adhesion between the substrate and the adhesive layer.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、基材と粘着層との密着性が高く、使用時に基材と粘着層とが剥離することがない粘着シートの製造方法、及び粘着シートを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a method for manufacturing an adhesive sheet that has high adhesion between the substrate and the adhesive layer and does not peel off from the substrate during use, and an adhesive sheet.
本発明者は、上述した目的を達成するために鋭意検討した結果、基材の表面上に、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層を形成させる工程と、前記有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、前記有機金属化合物層中の前記有機金属化合物の少なくとも一部を金属酸化物に変化させて金属酸化物層とし、さらに親水化する工程と、金属酸化物層の表面上に、粘着層を形成させる工程と、を含む、粘着シートの製造方法とすることに知見を得て、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into achieving the above-mentioned objectives, the inventors discovered a method for manufacturing an adhesive sheet that includes the steps of: applying a coating liquid containing an organometallic compound onto the surface of a substrate to form an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm; irradiating the organometallic compound layer with energy to convert at least a portion of the organometallic compound in the organometallic compound layer into a metal oxide to form a metal oxide layer that is then further hydrophilized; and forming an adhesive layer on the surface of the metal oxide layer, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明は以下のとおりである。 In other words, the present invention is as follows:
(1)
基材の表面上に、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層を形成させる工程と、前記有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、前記有機金属化合物層中の前記有機金属化合物の少なくとも一部を金属酸化物に変化させて金属酸化物層とし、さらに親水化する工程と、金属酸化物層の表面上に、粘着層を形成させる工程と、を含む、粘着シートの製造方法である。
(2)
前記エネルギーの照射は、大気雰囲気下で行う、(1)に記載の製造方法である。
(3)
前記エネルギーの照射は、大気圧下で行う、(1)又は(2)に記載の製造方法である。
(4)
前記金属酸化物層は、表面の水接触角が50°以下である、(1)~(3)のいずれかに記載の製造方法である。
(5)
前記有機金属化合物が、有機ケイ素化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機バナジウム化合物、有機ジルコニウム化合物、有機ニオブ化合物、有機モリブデン化合物、有機ハフニウム化合物、有機タンタル化合物、有機タングステン化合物、有機セリウム化合物、有機ニッケル化合物、有機クロム化合物、有機コバルト化合物、有機スズ化合物、及び有機銅化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、(1)~(4)のいずれかに記載の製造方法である。
(6)
基材と、前記基材の表面上に形成された金属酸化物層と、金属酸化物層の、前記基材と反対側の表面上に形成された粘着層と、を含み、前記金属酸化物層は、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して得られた、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、親水化処理が施された金属酸化物層である、粘着シートである。
(1)
The method for producing a pressure-sensitive adhesive sheet includes the steps of: applying a coating liquid containing an organometallic compound onto the surface of a substrate to form an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm; irradiating the organometallic compound layer with energy to convert at least a portion of the organometallic compound in the organometallic compound layer into a metal oxide, thereby forming a metal oxide layer and further hydrophilizing the metal oxide layer; and forming an adhesive layer on the surface of the metal oxide layer.
(2)
The method for producing a semiconductor device according to (1), wherein the energy irradiation is carried out in an air atmosphere.
(3)
The method for producing a film according to (1) or (2), wherein the energy irradiation is carried out under atmospheric pressure.
(4)
The method according to any one of (1) to (3), wherein the metal oxide layer has a water contact angle of 50° or less on the surface.
(5)
The method according to any one of (1) to (4), wherein the organometallic compound is at least one selected from the group consisting of organosilicon compounds, organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organovanadium compounds, organozirconium compounds, organoniobium compounds, organomolybdenum compounds, organohafnium compounds, organotantalum compounds, organotungsten compounds, organocerium compounds, organonickel compounds, organochromium compounds, organocobalt compounds, organotin compounds, and organocopper compounds.
(6)
The pressure-sensitive adhesive sheet includes a substrate, a metal oxide layer formed on the surface of the substrate, and a pressure-sensitive adhesive layer formed on the surface of the metal oxide layer opposite the substrate, wherein the metal oxide layer is an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm obtained by applying a coating liquid containing an organometallic compound, and the organometallic compound layer is subjected to a hydrophilization treatment by irradiating the organometallic compound layer with energy.
本発明によれば、基材と粘着層との密着性が高く、使用時に基材と粘着層とが剥離することがない粘着シートの製造方法、及び粘着シートを提供することができる。 The present invention provides a method for producing an adhesive sheet that has high adhesion between the substrate and the adhesive layer, and that does not peel off from the substrate during use, as well as an adhesive sheet.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 The following describes in detail the form for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as the "present embodiment"). The following present embodiment is an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention to the following content. The present invention can be carried out with appropriate modifications within the scope of its gist.
そして、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 In the drawings, identical elements will be given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. Furthermore, unless otherwise specified, positional relationships such as up, down, left, and right will be based on the positional relationships shown in the drawings. Furthermore, the dimensional ratios of the drawings are not limited to those shown.
図1は、本実施形態に係る製造方法の一例を説明する概念図であり、図1(a)は、本実施形態に係る製造方法において作製される積層体の断面模式図であり、図1(b)は、図1(a)の積層体に親水化処理を施した処理後積層体の断面模式図であり、図1(c)は、本実施形態に係る製造方法により得られる粘着シートの一例の断面模式図である。 Figure 1 is a conceptual diagram illustrating an example of a manufacturing method according to this embodiment. Figure 1(a) is a cross-sectional schematic diagram of a laminate produced by the manufacturing method according to this embodiment. Figure 1(b) is a cross-sectional schematic diagram of a laminate after a hydrophilization treatment has been performed on the laminate of Figure 1(a). Figure 1(c) is a cross-sectional schematic diagram of an example of a pressure-sensitive adhesive sheet obtained by the manufacturing method according to this embodiment.
本実施形態に係る粘着シート1の製造方法は、
(1)基材10の表面上に、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層21を形成させる工程と、
(2)有機金属化合物層21に、エネルギーを照射することによって、有機金属化合物層21中の有機金属化合物の少なくとも一部を金属酸化物に変化させて金属酸化物層20とし、さらに親水化する工程と、
(3)金属酸化物層20の表面上に、粘着層30を形成させる工程と、
を含む、粘着シート1の製造方法である。本実施形態に係る製造方法によって得られる粘着シート1は、基材10、金属酸化物層20、及び粘着層30を少なくとも備える(図1(c)参照)。
The method for producing the pressure-sensitive adhesive sheet 1 according to this embodiment includes the steps of:
(1) a step of applying a coating liquid containing an organometallic compound onto the surface of a substrate 10 to form an organometallic compound layer 21 having a thickness of 0.01 to 1 μm;
(2) a step of irradiating the organometallic compound layer 21 with energy to convert at least a part of the organometallic compound in the organometallic compound layer 21 into a metal oxide to form a metal oxide layer 20, and further making the metal oxide layer 20 hydrophilic;
(3) forming an adhesive layer 30 on the surface of the metal oxide layer 20;
The pressure-sensitive adhesive sheet 1 obtained by the manufacturing method according to this embodiment includes at least a substrate 10, a metal oxide layer 20, and a pressure-sensitive adhesive layer 30 (see FIG. 1(c)).
本実施形態に係る製造方法によれば、(2)工程を行うことによって、有機金属化合物層21を金属酸化物層20に変化させるだけでなく、その表面を親水化させることもできる。これにより、金属酸化物層20を易接着層として機能させることができるとともに、金属酸化物層20に低分子物質の層間の移行を抑制する機能も付与できる。 According to the manufacturing method of this embodiment, by performing step (2), not only is the organometallic compound layer 21 converted into a metal oxide layer 20, but its surface can also be made hydrophilic. This allows the metal oxide layer 20 to function as an easy-adhesion layer, and also provides the metal oxide layer 20 with the function of inhibiting the interlayer migration of low-molecular-weight substances.
以下、各工程について説明する。 Each process is explained below.
<工程(1)> <Step (1)>
(1)まず、基材10の表面上に、金属酸化物の前駆体である有機金属化合物を含む塗布液を塗布して、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層21を形成させる。 (1) First, a coating liquid containing an organometallic compound, which is a precursor of a metal oxide, is applied to the surface of the substrate 10 to form an organometallic compound layer 21 having a thickness of 0.01 to 1 μm.
基材10の材料は特に限定されず、通常の粘着シート1として使用される材料を採用することができる。基材10の具体例としては、例えば、樹脂、紙、不織布、金属、又はこれらの複合シート等が挙げられる。 The material of the substrate 10 is not particularly limited, and any material commonly used for a pressure-sensitive adhesive sheet 1 can be used. Specific examples of the substrate 10 include resin, paper, nonwoven fabric, metal, or composite sheets of these.
基材10として使用可能な樹脂としては、例えば、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ポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;アセテート樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合(ABS)樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの中でも、本実施形態の効果をより発揮できるという観点から、粘着層30との密着性が低い、ポリオレフィン、ポリエステルであることが好ましく、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートであることがより好ましい。なお、基材10と有機金属化合物層21との間には易接着層が介在されていないことが好ましい。 Resins that can be used for the substrate 10 include, for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymers; polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; acetate resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, polystyrene, and polyvinyl chloride. Among these, polyolefins and polyesters, which have low adhesion to the adhesive layer 30, are preferred, and polypropylene, polyethylene, and polyethylene terephthalate are even more preferred, from the perspective of better demonstrating the effects of this embodiment. It is preferable that no easy-adhesion layer be interposed between the substrate 10 and the organometallic compound layer 21.
これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more types.
基材10として使用可能な紙としては、例えば、クラフト紙(酸性紙又は中性紙)、上質紙、中質紙、微塗工紙、塗工紙、ライナー、セミグラシン紙、グラシン紙、片艶紙、パーチメント紙板紙、白板紙等が挙げられる。 Examples of paper that can be used as the substrate 10 include kraft paper (acidic or neutral), fine paper, medium-quality paper, lightly coated paper, coated paper, liner, semi-glassine paper, glassine paper, one-sided glazed paper, parchment paper, and white paperboard.
また、基材10には、添加剤として、染料、顔料等の着色剤、アニリド系、フェノール系等の酸化防止剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、光安定剤、改質剤、防錆剤、充填剤、表面潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、重合禁止剤、架橋剤、触媒、可塑剤、レベリング剤、増粘剤、軟化剤、分散剤等を含有していてもよい。 The substrate 10 may also contain additives such as colorants such as dyes and pigments, antioxidants such as anilides and phenols, UV absorbers such as benzophenones and benzotriazoles, light stabilizers, modifiers, rust inhibitors, fillers, surface lubricants, corrosion inhibitors, heat stabilizers, lubricants, antistatic agents, polymerization inhibitors, crosslinking agents, catalysts, plasticizers, leveling agents, thickeners, softeners, dispersants, etc.
また、基材10は、単層であってもよいし、2層以上の複数層から構成されていてもよい。2層以上の複数層とする場合、上述した2種以上を併用してもよいし、上述した層に加えて、公知の機能層を有していてもよい。なお、基材10が2層以上の複数層である場合、易接着層を含まないことが好ましい。 The substrate 10 may be a single layer, or may be composed of two or more layers. When it is composed of two or more layers, two or more of the above-mentioned types may be used in combination, or it may have a known functional layer in addition to the above-mentioned layers. When the substrate 10 is composed of two or more layers, it preferably does not include an easy-adhesion layer.
基材10の寸法形状は特に限定されず、用途に応じて好適な寸法形状を採用することができる。例えば、基材10の厚さは、20~150μmであることが好ましい。この厚さの下限は、25μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることが更に好ましく、35μm以上であることがより更に好ましい。また、この厚さの上限は、80μm以下であることがより好ましく、70μm以下であることが更に好ましく、60μm以下であることがより更に好ましい。 The dimensions and shape of the substrate 10 are not particularly limited, and suitable dimensions and shapes can be adopted depending on the application. For example, the thickness of the substrate 10 is preferably 20 to 150 μm. The lower limit of this thickness is more preferably 25 μm or more, even more preferably 30 μm or more, and even more preferably 35 μm or more. The upper limit of this thickness is more preferably 80 μm or less, even more preferably 70 μm or less, and even more preferably 60 μm or less.
本実施形態に係る粘着シート1の製造時において、基材10の供給を連続的に行うことができ、量産におけるメリットが大きいことから、基材10は長尺基材であることが好ましい。このような長尺基材の長手方向の長さは、通常10~10000mであり、好ましくは100~3000mである。長尺基材の短手方向の長さは、通常0.1~5mであり、好ましくは0.2~2mである。なお、本明細書において「長尺基材」とは、「ロール状に巻かれた長尺の基材」及び「ロール状の長尺基材から巻きだした基材」を含むものである。 When manufacturing the pressure-sensitive adhesive sheet 1 according to this embodiment, the substrate 10 is preferably a long substrate, as this allows for continuous supply of the substrate 10, which offers significant advantages in mass production. The longitudinal length of such a long substrate is typically 10 to 10,000 m, and preferably 100 to 3,000 m. The lateral length of the long substrate is typically 0.1 to 5 m, and preferably 0.2 to 2 m. In this specification, the term "long substrate" includes both "a long substrate wound into a roll" and "a substrate unwound from a roll of long substrate."
使用する有機金属化合物は、エネルギー照射することによって、金属酸化物に変化するものであれば良い。そして、有機金属化合物は、溶剤に溶解し、溶液塗布が可能であることが好ましい。溶液塗布はウェットプロセスコーティングであるため、真空を使わないため、ドライプロセスコーティングと比べて、成膜コスト、成膜スピードに優位性があり、量産性が向上する。 The organometallic compound used should be one that changes into a metal oxide when exposed to energy. It is also preferable that the organometallic compound dissolves in a solvent and can be applied as a solution. Because solution application is a wet process coating that does not use a vacuum, it offers advantages over dry process coating in terms of film formation cost and film formation speed, improving mass productivity.
有機金属化合物の好適例としては、例えば、有機ケイ素化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機バナジウム化合物、有機ジルコニウム化合物、有機ニオブ化合物、有機モリブデン化合物、有機ハフニウム化合物、有機タンタル化合物、有機タングステン化合物、有機セリウム化合物、有機ニッケル化合物、有機クロム化合物、有機コバルト化合物、有機スズ化合物、及び有機銅化合物等からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Suitable examples of organometallic compounds include at least one selected from the group consisting of organosilicon compounds, organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organovanadium compounds, organozirconium compounds, organoniobium compounds, organomolybdenum compounds, organohafnium compounds, organotantalum compounds, organotungsten compounds, organocerium compounds, organonickel compounds, organochromium compounds, organocobalt compounds, organotin compounds, and organocopper compounds.
これらの有機金属化合物の中でも、有機ケイ素化合物、有機チタン化合物がより好ましい。 Of these organometallic compounds, organosilicon compounds and organotitanium compounds are more preferred.
有機ケイ素化合物としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン等のオルガノポリシロキサン類;シリコンテトラメトキシド、シリコンテトラエトキシド、シリコン-tert-ブトキシド、シリコンテトラ-n-ブトキシド、シリコンテトライソプロポキシド等のケイ素アルコキシド類;及びその加水分解生成物からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 The organosilicon compound may be at least one selected from the group consisting of organopolysiloxanes such as polydimethylsiloxane and polymethylphenylsiloxane; silicon alkoxides such as silicon tetramethoxide, silicon tetraethoxide, silicon tert-butoxide, silicon tetra-n-butoxide, and silicon tetraisopropoxide; and hydrolysis products thereof.
有機チタン化合物としては、例えば、アセチルアセトンチタン、チタニルアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシド等のチタンアセチルアセトン錯体類;及びチタンテトラエトキシド、チタンテトラ-n-ブトキシド、チタンテトライソプロポキシド等のチタンアルコキシド類からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Examples of organic titanium compounds include at least one selected from the group consisting of titanium acetylacetone complexes such as titanium acetylacetonate, titanyl acetylacetonate, and titanium diisopropoxide; and titanium alkoxides such as titanium tetraethoxide, titanium tetra-n-butoxide, and titanium tetraisopropoxide.
これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more types.
2種以上を併用する場合の具体例としては、例えば、有機ケイ素化合物と有機チタン化合物;有機ケイ素化合物と有機銅化合物;有機チタン化合物と有機銅化合物;有機ケイ素化合物と有機チタン化合物と有機銅化合物;等が挙げられる。 Specific examples of combinations of two or more compounds include an organosilicon compound and an organotitanium compound; an organosilicon compound and an organocopper compound; an organotitanium compound and an organocopper compound; an organosilicon compound, an organotitanium compound and an organocopper compound; etc.
有機金属化合物を含む塗布液は、上述した有機金属化合物と溶媒を少なくとも含有するものを使用できる。溶媒としては、特に限定されず、有機金属化合物の種類に応じて公知の溶媒を選択することができる。 The coating liquid containing the organometallic compound can contain at least the organometallic compound described above and a solvent. The solvent is not particularly limited, and a known solvent can be selected depending on the type of organometallic compound.
溶媒としては、有機溶媒を使用することができる。溶媒の具体例としては、例えば、アルコール類、アセトン、酢酸エチル、酢酸、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル(DME)、メチルエチルケトン(MEK)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、トルエン、四塩化炭素、n-ヘキサン等が挙げられる。 An organic solvent can be used as the solvent. Specific examples of solvents include alcohols, acetone, ethyl acetate, acetic acid, tetrahydrofuran (THF), diethyl ether (DME), methyl ethyl ketone (MEK), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), toluene, carbon tetrachloride, and n-hexane.
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、フェネチルアルコール等のモノアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオール類;トリエチレングリコール等のトリオール類;ポリエチレングリコール等のポリオール類が挙げられる。 Examples of alcohols include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and phenethyl alcohol; diols such as ethylene glycol, propylene glycol, and butanediol; triols such as triethylene glycol; and polyols such as polyethylene glycol.
塗布液における有機金属化合物の濃度は、特に限定されないが、0.1~10質量%であることが好ましい。この下限は、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましい。また、この上限は、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましい。有機金属化合物の濃度をこのような範囲とすることで、有機金属化合物層21の厚さをより正確に制御することができるとともに、ハジキやスジ等の塗膜の外観不良を抑制することができる。 The concentration of the organometallic compound in the coating solution is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by mass. The lower limit is more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more. The upper limit is more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less. By setting the concentration of the organometallic compound within this range, it is possible to more accurately control the thickness of the organometallic compound layer 21 and to suppress defects in the appearance of the coating film, such as repelling and streaks.
有機金属化合物を含む塗布液の塗布は、公知の方法によって行うことができる。例えば、基材10の表面上に、バーコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、サイズプレスコーター等の塗工機を用いて塗布して、形成させる方法が挙げられる。これらの中でも、塗膜の形成し易さの観点から、バーコーター、ダイコーター、グラビアコーターを用いる方法が好ましい。 The coating solution containing the organometallic compound can be applied by known methods. For example, it can be formed by applying the solution to the surface of the substrate 10 using a coating machine such as a bar coater, die coater, gravure coater, roll coater, blade coater, air knife coater, or size press coater. Of these, methods using a bar coater, die coater, or gravure coater are preferred from the standpoint of ease in forming a coating film.
塗布後、必要に応じて、加熱乾燥等の更なる工程を行ってもよい。 After application, further processes such as heat drying may be carried out as necessary.
本実施形態によれば、工程(1)はRoll to Roll形式により連続的に行うことができる。具体的には、巻芯に巻き取られている基材10(長尺基材)を搬送する方向に、適度な張力を付与しながら巻き出し、塗工機を通過させ、基材10の表面上に有機金属化合物を含む塗布液を塗布する。塗工機を通過して塗膜が形成された基材10は、乾燥炉へ搬送され、乾燥炉によって塗布膜が乾燥されて有機金属化合物層21が形成され、その後、基材10は、巻芯に巻き取られる。 According to this embodiment, step (1) can be performed continuously in a roll-to-roll manner. Specifically, the substrate 10 (long substrate) wound around a core is unwound while being applied with appropriate tension in the transport direction, and passed through a coater to apply a coating liquid containing an organometallic compound to the surface of the substrate 10. After passing through the coater and forming a coating film, the substrate 10 is transported to a drying oven, where the coating film is dried to form an organometallic compound layer 21, after which the substrate 10 is wound around the core.
このようにして形成される有機金属化合物層21の厚さは、0.01~1μmである。この厚さが0.01μm未満であると、基材と粘着層との密着性が十分に得られない。また、この厚さが1μmを超えると、(2)工程におけるエネルギー照射によって、有機金属化合物層が十分に金属酸化物に変化せず(例えば、有機金属化合物層21の基材10と接する側の面の改質が不十分となり)、基材10と金属酸化物層20の密着性が不十分となる場合がある。例えば、有機金属化合物層21の厚さが1μmを超える場合、エネルギー照射によって照射表面をある程度改質できたとしても、その反対側の表面(裏面)は十分には改質できず、有機金属化合物が多量に残存してしまいやすい。一般的に、有機金属化合物は凝集力が低く、有機金属化合物の凝集破壊により密着性が低下する傾向にあるため、1μmを超える厚さの場合には十分な効果が得られない(ただし、本実施形態の作用はこれらに限定されない。)。 The thickness of the organometallic compound layer 21 thus formed is 0.01 to 1 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, sufficient adhesion between the substrate and the adhesive layer cannot be achieved. Furthermore, if the thickness exceeds 1 μm, the organometallic compound layer may not be sufficiently converted to metal oxide by the energy irradiation in step (2) (e.g., the surface of the organometallic compound layer 21 that contacts the substrate 10 may not be sufficiently modified), resulting in insufficient adhesion between the substrate 10 and the metal oxide layer 20. For example, if the thickness of the organometallic compound layer 21 exceeds 1 μm, even if the irradiated surface can be modified to some extent by energy irradiation, the opposite surface (back surface) may not be sufficiently modified, and a large amount of organometallic compound may remain. Generally, organometallic compounds have low cohesion, and adhesion tends to decrease due to cohesive failure of the organometallic compound. Therefore, a thickness exceeding 1 μm will not be sufficient (however, the effect of this embodiment is not limited to this).
このような観点から、有機金属化合物層21の厚さの下限は、好ましくは0.03μm以上であり、より好ましくは0.05μm以上である。また、この厚さの上限は、好ましくは0.5μm以下であり、より好ましくは0.2μm以下である。 From this perspective, the lower limit of the thickness of the organometallic compound layer 21 is preferably 0.03 μm or more, and more preferably 0.05 μm or more. The upper limit of this thickness is preferably 0.5 μm or less, and more preferably 0.2 μm or less.
<工程(2)> <Step (2)>
次に、(2)有機金属化合物層21に、エネルギーを照射することによって、有機金属化合物層21中の有機金属化合物の少なくとも一部を金属酸化物に変化させて金属酸化物層20とし、さらに親水化する。 Next, (2) energy is irradiated onto the organometallic compound layer 21, converting at least a portion of the organometallic compound in the organometallic compound layer 21 into metal oxide to form the metal oxide layer 20, which is then further rendered hydrophilic.
工程(2)を行うことによって、高い親水性を有する金属酸化物層20を基材10の表面に形成することができる。これにより、金属酸化物層20の表面が親水化され、粘着層30との密着性を高くすることができる。金属酸化物層20の親水化が実現される理由は定かではないが、以下のような理由からだと推測される。まず、有機金属化合物層21にエネルギーを照射することにより、有機金属化合物層21中の有機金属化合物の少なくとも一部が変化し、金属酸化物層20となる。そして、大気中等に存在する水分子が金属酸化物層20の表面に付加する。これによって、金属酸化物層20の表面に水酸基(-OH)が付加して、金属酸化物層20の表面が親水化されるため、粘着層30と金属酸化物層20とが強固に密着する。 By performing step (2), a highly hydrophilic metal oxide layer 20 can be formed on the surface of the substrate 10. This makes the surface of the metal oxide layer 20 hydrophilic, thereby increasing adhesion to the adhesive layer 30. The reason why the metal oxide layer 20 becomes hydrophilic is unclear, but it is presumed to be for the following reason. First, by irradiating the organometallic compound layer 21 with energy, at least a portion of the organometallic compounds in the organometallic compound layer 21 are converted to form the metal oxide layer 20. Then, water molecules present in the atmosphere, etc., are added to the surface of the metal oxide layer 20. As a result, hydroxyl groups (-OH) are added to the surface of the metal oxide layer 20, making the surface of the metal oxide layer 20 hydrophilic, thereby firmly adhering the adhesive layer 30 and the metal oxide layer 20.
さらに、基材10と粘着層30との間に金属酸化物層20が存在することにより、基材10及び/又は粘着層30に含まれている低分子化合物(例えば、可塑剤、オイル等)が、粘着層30及び/又は基材10に移行することを抑制するバリア機能も付与できる。 Furthermore, the presence of the metal oxide layer 20 between the substrate 10 and the adhesive layer 30 also provides a barrier function that prevents low molecular weight compounds (e.g., plasticizers, oils, etc.) contained in the substrate 10 and/or adhesive layer 30 from migrating to the adhesive layer 30 and/or substrate 10.
またさらに、金属酸化物層20の表面に水酸基(-OH)が存在することによって、粘着剤等に配合されている架橋剤(例えば、イソシアナート系架橋剤等)やシランカップリング剤と積極的に結合することができ、これによっても密着性が向上することが期待される(ただし、本実施形態の作用はこれらに限定されない。)。 Furthermore, the presence of hydroxyl groups (-OH) on the surface of the metal oxide layer 20 allows them to actively bond with crosslinking agents (e.g., isocyanate-based crosslinking agents) or silane coupling agents contained in adhesives, etc., which is expected to also improve adhesion (however, the effects of this embodiment are not limited to these).
金属酸化物層20の表面の水酸基(-OH)を定量評価する方法として、X線光電子分光法(XPS)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)、核磁気共鳴(NMR)、フーリエ変換型赤外分光(FT-IR)、昇温脱離ガス分析(TPD)、ラベル化剤法等が挙げられる。 Methods for quantitatively evaluating the hydroxyl groups (-OH) on the surface of the metal oxide layer 20 include X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermal desorption spectroscopy (TPD), and labeling agent methods.
この点、粘着層30との密着性が低い基材10(例えば、疎水性の基材10)を使用する場合、従来は、コロナ処理等の表面処理を行うことにより、処理表面に官能基を付加し、その表面を親水化させて粘着層30との密着性を向上させようとすることが試みられている。しかし、このようなコロナ処理では、周辺気体(空気、窒素、酸素、二酸化炭素等)に準ずる親水性官能基を付加させて親水性を向上させているのみであるため、親水性の向上に限界がある。例えば、ポリプロピレンである基材にコロナ処理を行った場合、基材の表面に付加する親水性官能基の量が少なく、基材の処理表面の親水化が不十分となる。 In this regard, when using a substrate 10 that has low adhesion to the adhesive layer 30 (e.g., a hydrophobic substrate 10), conventional attempts have been made to improve adhesion to the adhesive layer 30 by performing surface treatments such as corona treatment to add functional groups to the treated surface, making the surface hydrophilic. However, such corona treatments only improve hydrophilicity by adding hydrophilic functional groups similar to those of ambient gases (air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, etc.), and therefore have limitations on the improvement in hydrophilicity. For example, when corona treatment is performed on a polypropylene substrate, the amount of hydrophilic functional groups added to the substrate surface is small, resulting in insufficient hydrophilicity of the treated substrate surface.
金属酸化物は、上述した有機金属化合物と同じ金属種である。有機金属化合物から金属酸化物に変化する際の具体例としては、
有機ケイ素化合物である場合は酸化ケイ素(SiO2等)に変化し、
有機アルミニウム化合物である場合は酸化アルミニウム(Al2O3等)に変化し、
有機チタン化合物である場合は酸化チタン(TiO2等)に変化し、
有機バナジウム化合物である場合は酸化バナジウム(V2O5、VO2、V2O3、V6O13等)に変化し、
有機ジルコニウム化合物である場合は酸化ジルコニウム(ZrO2等)に変化し、
有機ニオブ化合物である場合は酸化ニオブ(Nb2O5、NbO2、Nb2O3等)に変化し、
有機モリブデン化合物である場合は酸化モリブデン(MoO2、MoO3、Mo2O5等)に変化し、
有機ハフニウム化合物である場合は酸化ハフニウム(HfO2等)に変化し、
有機タンタル化合物である場合は酸化タンタル(Ta2O5等)に変化し、
有機タングステン化合物である場合は酸化タングステン(WO3等)に変化し、
有機セリウム化合物である場合は酸化セリウム(Ce2O3、CeO2等)に変化し、
有機ニッケル化合物である場合は酸化ニッケル(NiO等)に変化し、
有機クロム化合物である場合は酸化クロム(CrO、Cr2O3、CrO3等)に変化し、
有機コバルト化合物である場合は酸化コバルト(CoO等)に変化し、
有機スズ化合物である場合は酸化スズ(SnO2等)に変化し、
有機銅化合物である場合は酸化銅(Cu2O、CuO等)に変化する。
The metal oxide is the same metal species as the organometallic compound described above. Specific examples of the transformation from an organometallic compound to a metal oxide include:
In the case of an organic silicon compound, it changes to silicon oxide ( SiO2 , etc.),
In the case of an organoaluminum compound, it will change to aluminum oxide (Al 2 O 3 etc.),
In the case of an organic titanium compound, it will change to titanium oxide ( TiO2 , etc.),
In the case of organic vanadium compounds, they are converted into vanadium oxides ( V2O5 , VO2 , V2O3 , V6O13 , etc.),
In the case of an organic zirconium compound, it changes to zirconium oxide ( ZrO2 , etc.),
In the case of an organic niobium compound, it changes to niobium oxide (Nb 2 O 5 , NbO 2 , Nb 2 O 3 , etc.),
In the case of organic molybdenum compounds, they are converted into molybdenum oxides (MoO 2 , MoO 3 , Mo 2 O 5, etc.),
In the case of organic hafnium compounds, they are converted into hafnium oxide ( HfO2 , etc.),
In the case of an organic tantalum compound, it changes to tantalum oxide (Ta 2 O 5 , etc.),
In the case of an organic tungsten compound, it changes to tungsten oxide ( WO3 , etc.),
In the case of organic cerium compounds, they are converted into cerium oxide (Ce 2 O 3 , CeO 2 , etc.),
In the case of organic nickel compounds, they change to nickel oxide (NiO, etc.),
In the case of organic chromium compounds, they are converted into chromium oxides (CrO, Cr2O3 , CrO3 , etc.),
In the case of organic cobalt compounds, they are converted into cobalt oxide (CoO, etc.),
In the case of organotin compounds, they are converted into tin oxide ( SnO2 , etc.),
In the case of an organic copper compound, it is converted into copper oxide (Cu 2 O, CuO, etc.).
金属酸化物の中でも、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化モリブデン、酸化クロム、酸化コバルト、酸化銅等であることが好ましい。これらの中でも、透明性及び親水性の観点から、酸化ケイ素、酸化チタンであることがより好ましい。 Among metal oxides, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, nickel oxide, molybdenum oxide, chromium oxide, cobalt oxide, copper oxide, etc. are preferred. Of these, silicon oxide and titanium oxide are more preferred from the standpoints of transparency and hydrophilicity.
金属酸化物層20に含まれる金属酸化物は、1種単独でもよいし、2種以上を含む複合金属であってもよい。 The metal oxide contained in the metal oxide layer 20 may be a single metal oxide or a composite metal containing two or more metal oxides.
一例として、有機ケイ素化合物としてポリジアルキルシロキサン(-OSiR2-;Rはアルキル基を示す。)を用いて、有機金属化合物層21を形成し、酸化ケイ素の金属酸化物層20を形成する場合について説明する。まず、有機金属化合物層21に酸化ケイ素(O=Si=O)のバンドギャップエネルギー(約8.2eV)相当のエネルギーを照射すると、Si-O、Si-C、Si-H等の結合が切れてポリジアルキルシロキサンが分解されるとともに、空気中の酸素と結合(酸化)することによって、ポリジアルキルシロキサンが酸化ケイ素(O=Si=O)に変換されて、金属酸化物層20を形成する。さらに、酸化ケイ素の酸素原子(O)の1つと、大気中に存在する微量の水分子(H2O)や水素ラジカル(・OH)等とが反応することによって、金属酸化物層20の表面に親水性の水酸基(-OH)が生成する。例えば、酸化ケイ素層(金属酸化物層20)の表面にエネルギーが照射されると、一部の架橋酸素が脱離して酸素欠陥が生じる。この酸素欠陥に上述した水分子等が乖離吸着して、表面水酸基が生成する。このようなメカニズムによって、金属酸化物層20である酸化ケイ素層に親水性が発現又は向上するものと考えられる(但し、本実施形態の作用はこれらに限定されない。)。 As an example, a case will be described in which an organometallic compound layer 21 is formed using polydialkylsiloxane (—OSiR 2 —; R represents an alkyl group) as the organosilicon compound, and then a silicon oxide metal oxide layer 20 is formed. First, when the organometallic compound layer 21 is irradiated with energy equivalent to the band gap energy (approximately 8.2 eV) of silicon oxide (O═Si═O), bonds such as Si—O, Si—C, and Si—H are broken, decomposing the polydialkylsiloxane. Furthermore, the polydialkylsiloxane bonds with oxygen in the air (oxidation), converting it to silicon oxide (O═Si═O), forming the metal oxide layer 20. Furthermore, one of the oxygen atoms (O) of the silicon oxide reacts with trace amounts of water molecules (H 2 O) and hydrogen radicals (·OH) present in the air, generating hydrophilic hydroxyl groups (—OH) on the surface of the metal oxide layer 20. For example, when energy is irradiated onto the surface of the silicon oxide layer (metal oxide layer 20), some of the bridging oxygen atoms are released, creating oxygen defects. The aforementioned water molecules and the like dissociate and adsorb to these oxygen defects, generating surface hydroxyl groups. It is believed that this mechanism contributes to the development or improvement of hydrophilicity in the silicon oxide layer, which is the metal oxide layer 20 (however, the effects of this embodiment are not limited to these).
別の一例として、有機チタン化合物としてアルコキシドチタンを用いて、有機金属化合物層21を形成し、酸化チタンの金属酸化物層20を形成する場合について説明する。まず、アルコキシドチタンにバンドギャップエネルギー(約3.2eV)相当のエネルギーを照射すると、分解、酸化することによって、アルコキシドチタンが酸化チタン(O=Ti=O)に変換されて、金属酸化物層20を形成する。さらに、酸化チタンにバンドギャップエネルギー(約3.2eV)相当のエネルギーが照射されると、酸化チタンの酸素原子(O)の1つと、外部に存在する微量の水分子(H2O)等とが反応することによって、酸化チタンの表面に親水性の水酸基(-OH)が生成する。これによって、親水性が発現又は向上するものと考えられる(但し、本実施形態の作用はこれらに限定されない。)。 As another example, a case will be described in which an organometallic compound layer 21 is formed using titanium alkoxide as the organotitanium compound, and then a titanium oxide metal oxide layer 20 is formed. First, when titanium alkoxide is irradiated with energy equivalent to the band gap energy (approximately 3.2 eV), it is decomposed and oxidized, converting the titanium alkoxide to titanium oxide (O=Ti=O), thereby forming the metal oxide layer 20. Furthermore, when the titanium oxide is irradiated with energy equivalent to the band gap energy (approximately 3.2 eV), one of the oxygen atoms (O) of the titanium oxide reacts with a trace amount of water molecules (H 2 O) present outside, generating hydrophilic hydroxyl groups (—OH) on the surface of the titanium oxide. This is thought to result in the development or improvement of hydrophilicity (however, the effects of this embodiment are not limited to this).
上述したように金属酸化物層20の表面に水酸基が形成されると(表面水酸基の形成)、水素結合等によってそこに外部の水分子が吸着することによって、親水性が更に向上する。いわば、化学吸着水だけでなく、物理吸着水によっても親水性に寄与することが可能となる。その結果、親水部位と疎水部位とが混在する表面構造となり、水をたらした場合の水接触角が後述するような好適な角度(例えば、50°以下)となるように制御することが可能となり、基材10及び粘着層30の密着性が一層向上する。このような観点から、本実施形態の好適な態様として、金属酸化物層20の表面に水酸基が存在している態様が挙げられる。 As described above, when hydroxyl groups are formed on the surface of the metal oxide layer 20 (formation of surface hydroxyl groups), external water molecules are adsorbed thereto through hydrogen bonding or the like, further improving hydrophilicity. In other words, not only chemically adsorbed water but also physically adsorbed water can contribute to hydrophilicity. As a result, a surface structure is formed in which hydrophilic and hydrophobic regions are mixed, and the water contact angle when water is dripped can be controlled to a suitable angle (e.g., 50° or less) as described below, further improving the adhesion between the substrate 10 and the adhesive layer 30. From this perspective, a preferred embodiment of this embodiment is one in which hydroxyl groups are present on the surface of the metal oxide layer 20.
本実施形態では、照射によってエネルギーを有機金属化合物層21に付与して、有機金属化合物を金属酸化物に変化させた上で、水酸基を付加することができればよい。エネルギーの照射は、プラズマ処理、エキシマランプ処理、低水銀ランプ処理、電子線処理、γ線処理等によって行うことが好ましく、エキシマランプ処理によって行うことがより好ましい。エキシマランプ処理を行う場合、キセノンエキシマランプを用いることが好ましい。なお、本実施形態では、金属酸化物のバンドギャップエネルギー相当のエネルギーを、有機金属化合物層21に照射することが好ましく、金属酸化物のバンドギャップエネルギー以上のエネルギーを、有機金属化合物層21に照射することがより好ましい。この程度のエネルギーを照射することによって、有機金属化合物層21中の金属化合物を、金属酸化物に効率よく変化(改質)させることができる。 In this embodiment, it is sufficient to apply energy to the organometallic compound layer 21 by irradiation, converting the organometallic compound to a metal oxide, and then adding hydroxyl groups. Energy irradiation is preferably performed by plasma treatment, excimer lamp treatment, low-mercury lamp treatment, electron beam treatment, gamma ray treatment, etc., and more preferably by excimer lamp treatment. When excimer lamp treatment is performed, a xenon excimer lamp is preferably used. Note that in this embodiment, it is preferable to irradiate the organometallic compound layer 21 with energy equivalent to the band gap energy of the metal oxide, and more preferably to irradiate the organometallic compound layer 21 with energy equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide. Irradiating this level of energy allows the metal compound in the organometallic compound layer 21 to be efficiently converted (modified) into a metal oxide.
本実施形態では、エキシマランプ処理を行う場合、例えば、ピーク波長が200nm以下のエネルギー(好適例として、真空紫外線;VUV)を有機金属化合物層21に照射することが好ましい。ピーク波長の下限は、100nm以上であることが好ましく、120nm以上であることがより好ましく、140nm以上であることが更に好ましく、150nm以上であることがより更に好ましい。また、ピーク波長の上限は、180nm以下であることがより好ましい。また、照射エネルギーが10~3000mJ/cm2の範囲のエネルギーを有機金属化合物層21に照射することが好ましい。このような条件でエネルギーを照射することで、金属化合物層21中の金属酸化物のバンドギャップエネルギー以上のエネルギーを、効率よく付与することができる。その結果、有機金属化合物層21中の金属化合物の分子の結合が切れて、分解されるとともに、空気中の酸素と結合(酸化)することによって、上述したような金属酸化物層20が効率よく形成させることができる。 In this embodiment, when performing excimer lamp treatment, it is preferable to irradiate the organometallic compound layer 21 with energy having a peak wavelength of 200 nm or less (a suitable example is vacuum ultraviolet light; VUV). The lower limit of the peak wavelength is preferably 100 nm or more, more preferably 120 nm or more, even more preferably 140 nm or more, and even more preferably 150 nm or more. The upper limit of the peak wavelength is more preferably 180 nm or less. It is also preferable to irradiate the organometallic compound layer 21 with an irradiation energy in the range of 10 to 3000 mJ/ cm² . By irradiating energy under these conditions, it is possible to efficiently impart energy equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide in the metal compound layer 21. As a result, the molecular bonds of the metal compound in the organometallic compound layer 21 are broken and decomposed, and the metal oxide is bonded (oxidized) with oxygen in the air, thereby efficiently forming the metal oxide layer 20 as described above.
従来の成膜技術の1つとして、化学蒸着(CVD)等の蒸着法が行われている。蒸着法は、例えば、減圧下又は真空下で、蒸着材料(プリカーサー)を加熱して原料ガスを発生させ、これを基板上に付着させて層形成を行う。このようなCVD法は、減圧設備が必要であるため、粘着シートの製造方法としては、装置構成が大がかりとなってしまい、簡便な製造方法ではない。また、製造コストの観点からも現実的でない。さらには、基材の材質に依存した成膜となるため、基材と蒸着材料の組み合わせ(材料選択性)の制約がある。 One conventional film-forming technology is a vapor deposition method such as chemical vapor deposition (CVD). Vapor deposition involves, for example, heating a vapor deposition material (precursor) under reduced pressure or vacuum to generate a raw material gas, which is then deposited on a substrate to form a layer. Because this type of CVD method requires reduced-pressure equipment, the equipment configuration becomes large and it is not a simple manufacturing method for adhesive sheets. It is also not practical from the perspective of manufacturing costs. Furthermore, because the film formation depends on the material of the substrate, there are restrictions on the combination of substrate and vapor deposition material (material selectivity).
また、従来の半導体の製造分野等では、大気圧下で有機金属化合物(Metal Organic:MO)や有機金属錯体を使用してCVDを行う、大気圧MOCVD法等も試みられている。大気圧MOCVD法は、大気圧下で行うことができるという利点はあるものの、均一な成膜を得るためには原料ガスやキャリアガスを高度にコントロールする必要がある。また、半導体の製造分野で採用される大気圧MOCVD法では、原料ガスが有毒であるため、反応装置(リアクター)の装置構成を簡略化できないといった制約もある。このように、大気圧MOCVD法も、粘着シートの製造方法としては簡便な製造方法とはいえない。そして、上述したように、原料ガスやキャリアガスのコントロールが難しいため、成膜の状態が不均一となり易く、均一な親水性面が得られにくいといった製品上の問題も起こり得る。 In addition, in the semiconductor manufacturing field, atmospheric pressure MOCVD methods have also been attempted, in which CVD is performed at atmospheric pressure using organometallic compounds (metal organics: MO) or organometallic complexes. While atmospheric pressure MOCVD has the advantage of being able to be performed at atmospheric pressure, it requires precise control of the source gas and carrier gas to achieve uniform film formation. Furthermore, the atmospheric pressure MOCVD method used in semiconductor manufacturing is limited by the fact that the source gas is toxic, making it difficult to simplify the reactor configuration. Thus, atmospheric pressure MOCVD cannot be considered a simple method for producing pressure-sensitive adhesive sheets. Furthermore, as mentioned above, the difficulty in controlling the source gas and carrier gas can lead to uneven film formation and product problems, such as difficulty in achieving a uniform hydrophilic surface.
しかしながら、本実施形態に係る製造方法は、予め基材上に有機金属化合物層21を形成し、これを金属酸化物層20に変化させ、さらにこれを親水化する。そのため、従来の蒸着法等と異なり、真空下で製造する必要がなく、簡便な装置構成で製造可能であるという利点を有する。さらに、均一な金属酸化物層20の形成が可能であり、かつ、高度に親水化することができる。 However, the manufacturing method according to this embodiment first forms an organometallic compound layer 21 on a substrate, converts this into a metal oxide layer 20, and then makes this layer hydrophilic. Therefore, unlike conventional vapor deposition methods, this method has the advantage of not requiring manufacturing under vacuum and can be manufactured using a simple device configuration. Furthermore, it is possible to form a uniform metal oxide layer 20 and make it highly hydrophilic.
本実施形態によれば、工程(2)はRoll to Roll形式により連続的にエネルギーを照射することができる。具体的には、工程(1)により得られた有機金属化合物層21が形成された基材10(長尺基材)を搬送する方向に、適度な張力を付与しながら巻き出し、エネルギーを照射する装置へ搬送され、有機金属化合物層21にエネルギーを照射し、その後、基材10は、巻芯に巻き取られる。 In this embodiment, step (2) allows for continuous energy irradiation in a roll-to-roll manner. Specifically, the substrate 10 (long substrate) on which the organometallic compound layer 21 obtained in step (1) is formed is unwound while applying an appropriate amount of tension in the transport direction, and is transported to an energy irradiation device, where energy is irradiated onto the organometallic compound layer 21. The substrate 10 is then wound onto a core.
上述したように、本実施形態によれば、工程(2)は必ずしも減圧下で行う必要がなく、大気圧下で行うことができる。よって、装置構成の制約がなく、かつ製造コストにも優れるといった観点から、エネルギーの照射は、大気圧下で行うことが好ましい。 As described above, according to this embodiment, step (2) does not necessarily have to be performed under reduced pressure, but can be performed under atmospheric pressure. Therefore, from the standpoint of eliminating restrictions on the device configuration and achieving superior manufacturing costs, it is preferable to perform energy irradiation under atmospheric pressure.
また、本実施形態によれば、有機金属化合物を金属酸化物に効率よく変換し、さらには金属酸化物層20の表面を効率よく親水化する観点から、エネルギーの照射は、酸素含有雰囲気下で行うことが好ましく、簡便性やコスト等の観点も加味すれば、大気雰囲気(空気雰囲気)下で行うことがより好ましい。酸素含有雰囲気としては、酸素を含有する雰囲気であればよく、例えば、大気(空気)の酸素分圧を増減させた雰囲気等が挙げられる。このような雰囲気では、いずれも酸素(O2)が存在するため、この酸素原子を有機金属化合物に導入することができるため、金属酸化物に効率よく変化させることができる。さらには金属酸化物層20の表面にもこの酸素原子を導入することができるため、金属酸化物層20の表面に水酸基(-OH)を効率よく導入することもできる。その結果、金属酸化物層20の親水性を一層向上させるともに、基材10と粘着層30の密着性を一層向上させることができる。さらに、窒素ガスや希ガス等の不活性ガス雰囲気下で行う必要がないため、簡便かつ製造コストに優れるといった利点も有する。このような利点は、特に大気雰囲気下において顕著である。 Furthermore, according to this embodiment, from the viewpoint of efficiently converting the organometallic compound to a metal oxide and further efficiently hydrophilizing the surface of the metal oxide layer 20, energy irradiation is preferably performed in an oxygen-containing atmosphere. Taking into consideration factors such as simplicity and cost, it is more preferable to perform the energy irradiation in an atmospheric atmosphere (air atmosphere). The oxygen-containing atmosphere may be any atmosphere containing oxygen, such as an atmosphere with an increased or decreased oxygen partial pressure in the atmosphere (air). In all of these atmospheres, oxygen (O 2 ) is present, allowing these oxygen atoms to be introduced into the organometallic compound, thereby efficiently converting it to a metal oxide. Furthermore, these oxygen atoms can also be introduced into the surface of the metal oxide layer 20, allowing hydroxyl groups (—OH) to be efficiently introduced into the surface of the metal oxide layer 20. As a result, the hydrophilicity of the metal oxide layer 20 can be further improved, and the adhesion between the substrate 10 and the adhesive layer 30 can be further improved. Furthermore, since the process does not require an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or a rare gas, it also has the advantages of simplicity and low manufacturing costs. These advantages are particularly pronounced in an atmospheric atmosphere.
工程(2)におけるエネルギーの照射条件は、特に限定されないが、例えば、エキシマランプ処理による場合、照射時間は、1~200秒であることが好ましく、5~100秒であることがより好ましく、10~50秒であることが更に好ましい。そして、エキシマランプ処理による場合、照射対象(基材10等)との照射距離は、0.01~100mmであることが好ましく、0.05~50mmであることがより好ましく、0.1~10mmであることが更に好ましい。このような照射時間及び照射距離とすることで、より均一な金属酸化物層20を形成できるとともに、より高い親水性を付与することができる。 The energy irradiation conditions in step (2) are not particularly limited. For example, when excimer lamp treatment is used, the irradiation time is preferably 1 to 200 seconds, more preferably 5 to 100 seconds, and even more preferably 10 to 50 seconds. Furthermore, when excimer lamp treatment is used, the irradiation distance from the irradiation target (substrate 10, etc.) is preferably 0.01 to 100 mm, more preferably 0.05 to 50 mm, and even more preferably 0.1 to 10 mm. By using such irradiation time and irradiation distance, a more uniform metal oxide layer 20 can be formed and greater hydrophilicity can be imparted.
金属酸化物層20の厚さは、好ましくは0.01~1μmである。そして、この厚さの下限は、より好ましくは0.03μm以上であり、更に好ましくは0.05μm以上である。また、この厚さの上限は、より好ましくは0.5μm以下であり、更に好ましくは0.2μm以下である。この厚さの下限をこのような範囲とすることで、(2)工程における親水化の効果が一層向上し、この厚さの上限をこのような範囲とすることで、(2)工程における有機金属化合物から金属酸化物への変化、及び金属酸化物の表面の親水化の改質の効果が一層向上し、基材10と金属酸化物層20の密着性が一層向上する。 The thickness of the metal oxide layer 20 is preferably 0.01 to 1 μm. The lower limit of this thickness is more preferably 0.03 μm or more, and even more preferably 0.05 μm or more. The upper limit of this thickness is more preferably 0.5 μm or less, and even more preferably 0.2 μm or less. Setting the lower limit of this thickness within this range further improves the hydrophilicity effect in step (2), and setting the upper limit of this thickness within this range further improves the effects of the transformation from the organometallic compound to a metal oxide and the hydrophilic modification of the metal oxide surface in step (2), thereby further improving the adhesion between the substrate 10 and the metal oxide layer 20.
金属酸化物層20の表面は、その水接触角が50°以下であることが好ましく、30°以下であることがより好ましく、10°以下であることがより好ましい。特に、粘着層30側の表面が、上述した水接触角であることが好ましい。親水化の程度として、水接触角の上限をこのような範囲とすることで、粘着層30に使用する粘着剤の種類の制限を緩和できる。すなわち、幅広い種類の粘着剤において、基材10との密着性を高くすることができる。そして、糊残り等といった品質不具合の発生もより効果的に抑制することができる。 The surface of the metal oxide layer 20 preferably has a water contact angle of 50° or less, more preferably 30° or less, and even more preferably 10° or less. In particular, it is preferable that the surface on the adhesive layer 30 side has the water contact angle described above. By setting the upper limit of the water contact angle within this range as a degree of hydrophilization, restrictions on the type of adhesive used in the adhesive layer 30 can be relaxed. In other words, adhesion to the substrate 10 can be improved for a wide range of adhesives. Furthermore, quality defects such as adhesive residue can be more effectively suppressed.
<工程(3)> <Step (3)>
続いて、(3)金属酸化物層20の表面上に、粘着層30を形成させる。本実施形態によれば、金属酸化物層20の表面が親水化されて、高い親水性を付与された状態(好適例の一例としては、例えば、金属酸化物層20の水接触角が50°以下である状態)で、粘着層30を形成させることにより、基材10及び粘着層30との高い密着性を得ることができる。 Next, (3) an adhesive layer 30 is formed on the surface of the metal oxide layer 20. According to this embodiment, by forming the adhesive layer 30 in a state where the surface of the metal oxide layer 20 has been hydrophilized and has been given high hydrophilicity (a suitable example is a state where the water contact angle of the metal oxide layer 20 is 50° or less), high adhesion between the substrate 10 and the adhesive layer 30 can be obtained.
粘着層30を形成させる方法としては、例えば、粘着層30となる粘着剤組成物を、金属酸化物層20の表面上に、バーコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、サイズプレスコーター等の塗工機を用いて塗布して、層形成させる方法が挙げられる。これらの中でも、層形成のし易さの観点から、バーコーター、ダイコーター、グラビアコーターを用いる方法が好ましい。 One method for forming the adhesive layer 30 is to apply the adhesive composition that will become the adhesive layer 30 to the surface of the metal oxide layer 20 using a coating machine such as a bar coater, die coater, gravure coater, roll coater, blade coater, air knife coater, or size press coater to form a layer. Among these, methods using a bar coater, die coater, or gravure coater are preferred from the perspective of ease of layer formation.
粘着剤組成物の粘着剤としては、例えば、公知のアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、エステル系粘着剤等を用いることができる。 The adhesive for the adhesive composition can be, for example, a known acrylic adhesive, rubber adhesive, silicone adhesive, epoxy adhesive, ester adhesive, etc.
また、粘着剤組成物には、添加剤として、染料、顔料等の着色剤、アニリド系、フェノール系等の酸化防止剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、光安定剤、改質剤、防錆剤、充填剤、表面潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、重合禁止剤、架橋剤、溶媒等を更に含んでいてもよい。すなわち、粘着層30は、必要に応じてこれらの添加剤を含んでいてもよい。後述するように、金属酸化物層20は、低分子化合物の他層への移行を効果的に抑制することも可能であるため、低分子の添加剤等の他層への移行を抑制することもできる。 The adhesive composition may also contain additives such as colorants (e.g., dyes, pigments), antioxidants (e.g., anilides, phenols), UV absorbers (e.g., benzophenones, benzotriazoles), light stabilizers, modifiers, rust inhibitors, fillers, surface lubricants, corrosion inhibitors, heat stabilizers, lubricants, antistatic agents, polymerization inhibitors, crosslinking agents, and solvents. In other words, the adhesive layer 30 may contain these additives as needed. As described below, the metal oxide layer 20 can effectively inhibit the migration of low-molecular-weight compounds to other layers, and therefore can also inhibit the migration of low-molecular-weight additives, etc., to other layers.
本実施形態によれば、工程(3)はRoll to Roll形式により連続的に行うことができる。具体的には、巻芯に巻き取られている基材10(長尺基材)を搬送する方向に、適度な張力を付与しながら巻き出し、塗工機を通過させ、金属酸化物層20の表面上に粘着剤組成物を含む塗布液を塗布する。塗工機を通過して塗膜が形成された基材10は、乾燥炉へ搬送され、乾燥炉によって塗布膜が乾燥されて粘着層30が形成され、その後、基材10は、巻芯に巻き取られる。 According to this embodiment, step (3) can be carried out continuously in a roll-to-roll manner. Specifically, the substrate 10 (long substrate) wound around a core is unwound in the transport direction while being applied with appropriate tension, and passed through a coater to coat the surface of the metal oxide layer 20 with a coating liquid containing an adhesive composition. The substrate 10, which has passed through the coater and on which a coating film has been formed, is then transported to a drying oven, where the coating film is dried to form an adhesive layer 30, after which the substrate 10 is wound around the core.
本実施形態によれば、上述した工程(1)~(3)を行うことによって、粘着シート1を製造することができる。上述した工程(1)~(3)は、連続的なインライン設備で行ってもよく、工程(1)~(3)を各々オフライン設備で行ってもよい。なお、粘着シート1は、剥離基材を更に有する剥離基材付き粘着シートとして使用することもできる。剥離基材付き粘着シートは、例えば、以下のような方法によって製造することができる。 According to this embodiment, the pressure-sensitive adhesive sheet 1 can be manufactured by carrying out the above-described steps (1) to (3). The above-described steps (1) to (3) may be carried out using continuous in-line equipment, or each of steps (1) to (3) may be carried out using offline equipment. The pressure-sensitive adhesive sheet 1 can also be used as a pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate, which further comprises a release substrate. A pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate can be manufactured, for example, by the following method.
図2は、本実施形態に係る製造方法により得られる剥離基材付き粘着シートの断面模式図である。 Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate obtained by the manufacturing method according to this embodiment.
剥離基材付き粘着シート4は、図1に示す粘着シート1の粘着層30の表面に剥離基材40が積層されたものである。この剥離基材付き粘着シート4は、例えば、以下の製造方法によって得ることができる。 The adhesive sheet 4 with a release substrate is formed by laminating a release substrate 40 on the surface of the adhesive layer 30 of the adhesive sheet 1 shown in Figure 1. This adhesive sheet 4 with a release substrate can be obtained, for example, by the following manufacturing method.
まず、上述した工程(1)及び(2)を行うことによって、基材10及び金属酸化物層20を有する処理後積層体3(図1(b)参照)を準備する。 First, the above-described steps (1) and (2) are performed to prepare a treated laminate 3 (see Figure 1(b)) having a substrate 10 and a metal oxide layer 20.
そして、粘着層30となる粘着剤組成物を準備し、これを工程(3)において説明した方法によって剥離基材40の表面に塗布し、粘着層30を形成させる。これにより、粘着層30が形成された剥離基材40(粘着層付き剥離基材5)を準備する。 Then, an adhesive composition that will form the adhesive layer 30 is prepared and applied to the surface of the release substrate 40 by the method described in step (3) to form the adhesive layer 30. This prepares a release substrate 40 (release substrate 5 with adhesive layer) on which the adhesive layer 30 has been formed.
続いて、処理後積層体3の金属酸化物層20と、粘着層付き剥離基材5の粘着層30とが接するように、処理後積層体3と粘着層付き剥離基材5とを貼り合わせることによって、剥離基材付き粘着シート4(図2参照)を得ることができる。 Then, the treated laminate 3 and the release substrate 5 with an adhesive layer are bonded together so that the metal oxide layer 20 of the treated laminate 3 comes into contact with the adhesive layer 30 of the release substrate 5 with an adhesive layer, thereby obtaining an adhesive sheet 4 with a release substrate (see Figure 2).
剥離基材40としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができる。 The release substrate 40 is not particularly limited and any known material can be used.
以上説明してきたように、本実施形態に係る製造方法によれば、基材10及び粘着層30が剥離することなく、高い密着性を有する粘着シート1を得ることができる。さらには、金属酸化物層20に低分子物質が他層に移行することを抑制する機能を付与することも可能である。 As explained above, the manufacturing method according to this embodiment makes it possible to obtain a highly adhesive pressure-sensitive adhesive sheet 1 without peeling the substrate 10 and the adhesive layer 30. Furthermore, it is also possible to impart to the metal oxide layer 20 the function of inhibiting the migration of low-molecular-weight substances to other layers.
そして、粘着シート1の好適例としては、基材10と、基材10の表面上に形成された金属酸化物層20と、金属酸化物層20の、基材10と反対側の表面上に形成された粘着層30と、を含み、金属酸化物層20は、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して得られた、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、親水化処理が施された金属酸化物層である。例えば、有機金属化合物が有機ケイ素化合物である場合、有機ケイ素化合物に、エネルギーを照射することによって、親水化処理が施された酸化ケイ素(金属酸化物)を含み、XPS装置でラベル化分析することによって、シラノール等の水酸基含有化合物に由来するピークを有することが確認される、粘着シート1である。 A suitable example of the pressure-sensitive adhesive sheet 1 includes a substrate 10, a metal oxide layer 20 formed on the surface of the substrate 10, and a pressure-sensitive adhesive layer 30 formed on the surface of the metal oxide layer 20 opposite the substrate 10. The metal oxide layer 20 is a metal oxide layer that has been hydrophilized by irradiating an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm obtained by applying a coating liquid containing an organometallic compound with energy. For example, when the organometallic compound is an organosilicon compound, the pressure-sensitive adhesive sheet 1 contains silicon oxide (metal oxide) that has been hydrophilized by irradiating the organosilicon compound with energy, and is confirmed to have peaks derived from hydroxyl-containing compounds such as silanols by labeling analysis using an XPS apparatus.
このようにして得られる粘着シート1は、一般ラベル用シート、電子部品加工用シート、ディスプレイ用シート、自動車用シート、ウィンドウ用シート等に好適に使用することができる。 The adhesive sheet 1 obtained in this manner can be suitably used as a sheet for general labels, a sheet for processing electronic components, a sheet for displays, a sheet for automobiles, a sheet for windows, etc.
以下の実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、%及び部は、特に断りのない限り、質量基準に基づくものである。 The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples in any way. Note that percentages and parts are by weight unless otherwise specified.
<実施例1> <Example 1>
(有機金属化合物層の形成) (Formation of an organometallic compound layer)
付加反応硬化型ポリオルガノシロキサン(信越化学工業社製、商品名:KS835、付加反応硬化型PDMS)100質量部をトルエンで希釈して、10質量%の溶液を調製し、これに白金触媒(信越化学工業社製、商品名:PL-50T)2質量部を添加して、有機金属化合物の塗布液を調製した。 100 parts by weight of addition reaction curing polyorganosiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KS835, addition reaction curing PDMS) was diluted with toluene to prepare a 10% by weight solution, to which 2 parts by weight of platinum catalyst (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: PL-50T) was added to prepare an organometallic compound coating solution.
次いで、有機金属化合物の塗布液を、基材10(ポリプロピレン(PP)、王子エフテックス社製、商品名:アルファン PK-002、厚さ40μm)の表面に塗布した。そして、90℃で1分間の条件で加熱乾燥することによって、基材10上に乾燥後の厚さが0.05μmである有機金属化合物層21を形成させた。これにより、積層体2(基材10/有機金属化合物層21、図1(a)参照)を得た。 Next, the organometallic compound coating solution was applied to the surface of substrate 10 (polypropylene (PP), manufactured by Oji F-Tex Co., Ltd., product name: Alphan PK-002, thickness 40 μm). Then, by heating and drying at 90°C for 1 minute, an organometallic compound layer 21 with a dry thickness of 0.05 μm was formed on substrate 10. This resulted in a laminate 2 (substrate 10/organometallic compound layer 21, see Figure 1(a)).
(金属酸化物層20の形成及び親水化処理) (Formation of metal oxide layer 20 and hydrophilization treatment)
得られた積層体2(基材10/有機金属化合物層21)の有機金属化合物層21の表面に、キセノンエキシマランプ(浜松ホトニクス社製、商品名:FLAT EXCIMER EX-mini、L12530-01)を用いて、大気雰囲気下かつ大気圧下で、光照射窓と積層体との距離1mmで、ピーク波長が172nmの紫外線を30秒間照射して、照射エネルギーが10~3000mJ/cm2の範囲にあるエネルギーを付与することによって、有機金属化合物を金属酸化物(SiO2)に変化させた処理後積層体3(基材10/金属酸化物層20、図1(b)参照)を作製した。なお、エキシマランプ処理により有機金属化合物に付与したエネルギーは、金属酸化物(SiO2)のバンドギャップエネルギー以上であった。 The surface of organometallic compound layer 21 of the obtained laminate 2 (substrate 10/organometallic compound layer 21) was irradiated with ultraviolet light having a peak wavelength of 172 nm for 30 seconds using a xenon excimer lamp (manufactured by Hamamatsu Photonics KK, product name: FLAT EXCIMER EX-mini, L12530-01 ) in an air atmosphere and at atmospheric pressure, with a distance of 1 mm between the light irradiation window and the laminate, to impart energy in the range of 10 to 3000 mJ/cm2, thereby converting the organometallic compound to metal oxide ( SiO2 ), thereby producing post-treatment laminate 3 (substrate 10/metal oxide layer 20, see Figure 1(b)). Note that the energy imparted to the organometallic compound by the excimer lamp treatment was equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide ( SiO2 ).
なお、有機金属化合物層21から金属酸化物層20への変化は、XPS分析を行い、エキシマランプ処理後に、Si3+に由来するケミカルシフト、及びSi4+に由来するケミカルシフトの発現が確認され、PDMSからSiO2に変化したことを確認した。
そして、金属酸化物層20の表面について、X線光電子分光装置(XPS装置;アルバック・ファイ社製、製品名:Quantum2000)でラベル化分析を行うことによって、水酸基(-OH)が存在していることを確認した。このようにして得られた金属酸化物層20の表面の水接触角を測定した。
The change from the organometallic compound layer 21 to the metal oxide layer 20 was confirmed by XPS analysis, which confirmed the occurrence of a chemical shift due to Si 3+ and a chemical shift due to Si 4+ after the excimer lamp treatment, confirming that PDMS had changed to SiO 2 .
The presence of hydroxyl groups (-OH) was confirmed by labeling analysis of the surface of the metal oxide layer 20 using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS device; manufactured by ULVAC-PHI, Inc., product name: Quantum 2000). The water contact angle of the surface of the metal oxide layer 20 obtained in this manner was measured.
なお、有機金属化合物層21から金属酸化物層20への変化は、XPS装置を用い、C1s、O1s、Si2pに由来するピークを測定し、元素組成より、PDMSからSiO2に変化したことを確認した。 The change from the organometallic compound layer 21 to the metal oxide layer 20 was confirmed by measuring peaks derived from C1s, O1s, and Si2p using an XPS device and by the elemental composition, confirming that PDMS had changed to SiO2 .
また、金属酸化物層20表面について、水酸基(-OH)をラベル化系試薬でラベル化した後、X線光電子分光法(XPS)によって測定することで、金属酸化物層20表面に水酸基が存在していることを確認した(ラベル化分析)。 In addition, the hydroxyl groups (-OH) on the surface of the metal oxide layer 20 were labeled with a labeling reagent, and then measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to confirm the presence of hydroxyl groups on the surface of the metal oxide layer 20 (labeling analysis).
(粘着層30の形成) (Formation of adhesive layer 30)
アクリル酸2-エチルヘキシル80質量部と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル20質量部とを共重合させて、アクリル酸エステル共重合体(重量平均分子量:60万)を調製した。得られたアクリル酸エステル共重合体に、架橋剤として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(日本ポリウレタン工業社製、製品名:コロネートL)2質量部を混合し、十分に撹拌して、メチルエチルケトンで希釈することにより、固形分濃度25質量%である粘着性組成物の塗布溶液を得た。 80 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate and 20 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate were copolymerized to prepare an acrylic acid ester copolymer (weight average molecular weight: 600,000). The resulting acrylic acid ester copolymer was mixed with 2 parts by mass of trimethylolpropane-modified tolylene diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., product name: Coronate L) as a crosslinking agent, thoroughly stirred, and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating solution of an adhesive composition with a solids concentration of 25% by mass.
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離基材40(リンテック社製、製品名:SP-PET382150、厚さ38μmの粘着シート、図2参照)の剥離処理面に、乾燥後の厚さが25μmになるようにナイフコーターで塗布した後、100℃で1分間の条件で加熱処理することによって、粘着層30を形成させた。 The resulting adhesive composition coating solution was applied using a knife coater to the release-treated surface of a release substrate 40 (manufactured by Lintec Corporation, product name: SP-PET382150, adhesive sheet with a thickness of 38 μm, see Figure 2), one side of which had been treated with a silicone-based release agent, so that the dry thickness would be 25 μm. The adhesive layer 30 was then formed by heating at 100°C for 1 minute.
続いて、粘着層30が形成された剥離基材40を、上述の処理後積層体3(基材10/金属酸化物層20、図1(b)参照)の金属酸化物層20が粘着層30と接するように、処理後積層体3と貼り合わせた。そして、23℃、50%RHの条件下で7日間養生することにより、剥離基材付き粘着シート4(基材10/金属酸化物層20/粘着層30/剥離基材40、図2及び図1(c)参照)を製造した。 Next, the release substrate 40 on which the adhesive layer 30 was formed was attached to the treated laminate 3 (substrate 10/metal oxide layer 20, see Figure 1(b)) so that the metal oxide layer 20 of the treated laminate 3 was in contact with the adhesive layer 30. This was then cured for 7 days under conditions of 23°C and 50% RH to produce an adhesive sheet 4 with a release substrate (substrate 10/metal oxide layer 20/adhesive layer 30/release substrate 40, see Figures 2 and 1(c)).
<実施例2> <Example 2>
有機金属化合物層21の厚さ及び金属酸化物層20の厚さが0.1μmとなるようにした点以外は、実施例1と同様にして、剥離基材付き粘着シート4を作製した。なお、エキシマランプ処理により有機金属化合物に付与したエネルギーは、金属酸化物(SiO2)のバンドギャップエネルギー以上であった。 Except for the fact that the thickness of the organometallic compound layer 21 and the thickness of the metal oxide layer 20 were set to 0.1 μm, an adhesive sheet 4 with a release substrate was produced in the same manner as in Example 1. The energy imparted to the organometallic compound by the excimer lamp treatment was equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide (SiO 2 ).
実施例1と同様に分析した結果、有機金属化合物層21は、SiO2である金属酸化物層20に変化しており、その表面には水酸基(-OH)が存在していることを確認した。 As a result of analysis in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the organometallic compound layer 21 had changed into a metal oxide layer 20 made of SiO 2 , and that hydroxyl groups (—OH) were present on the surface.
<実施例3> <Example 3>
チタンオリゴマー(マツモトファインケミカル社製、商品名:オルガチックス PC-250;有機チタン化合物)100質量部をエタノールで希釈して2質量%の有機金属化合物溶液を調製した点以外は、実施例1と同様にして剥離基材付き粘着シート4を作製した。なお、エキシマランプ処理により有機金属化合物に付与したエネルギーは、金属酸化物(TiO2)のバンドギャップエネルギー以上であった。 A release substrate-attached pressure-sensitive adhesive sheet 4 was produced in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of titanium oligomer (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., trade name: Orgatix PC-250; organic titanium compound) was diluted with ethanol to prepare a 2 mass% organometallic compound solution. The energy imparted to the organometallic compound by excimer lamp treatment was equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide (TiO 2 ).
実施例1と同様に分析した結果、有機金属化合物層21は、TiO2である金属酸化物層20に変化しており、その表面には水酸基(-OH)が存在していることを確認した。 As a result of analysis in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the organometallic compound layer 21 had changed into a metal oxide layer 20 made of TiO2 , and that hydroxyl groups (-OH) were present on the surface.
<実施例4> <Example 4>
有機金属化合物層21の厚さ及び金属酸化物層20の厚さを0.1μmとした点以外は、実施例3と同様にして剥離基材付き粘着シート4を作製した。なお、エキシマランプ処理により有機金属化合物に付与したエネルギーは、金属酸化物(TiO2)のバンドギャップエネルギー以上であった。 Except for the fact that the thickness of the organometallic compound layer 21 and the thickness of the metal oxide layer 20 were 0.1 μm, an adhesive sheet 4 with a release substrate was produced in the same manner as in Example 3. The energy imparted to the organometallic compound by the excimer lamp treatment was equal to or greater than the band gap energy of the metal oxide (TiO 2 ).
実施例1と同様に分析した結果、有機金属化合物層21は、TiO2である金属酸化物層20に変化しており、その表面には水酸基(-OH)が存在していることを確認した。 As a result of analysis in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the organometallic compound layer 21 had changed into a metal oxide layer 20 made of TiO2 , and that hydroxyl groups (-OH) were present on the surface.
<比較例1> <Comparative Example 1>
基材10の表面上に金属酸化物層20を形成しなかった点以外は、実施例1と同様にして剥離基材付き粘着シートを作製した。 A pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate was prepared in the same manner as in Example 1, except that a metal oxide layer 20 was not formed on the surface of the substrate 10.
<比較例2> <Comparative Example 2>
有機金属化合物層21の厚さ及び金属酸化物層20の厚さを0.003μmとした点以外は、実施例1と同様にして剥離基材付き粘着シートを作製した。 A pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate was prepared in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the organometallic compound layer 21 and the metal oxide layer 20 were both 0.003 μm.
実施例1と同様に分析した結果、有機金属化合物層21は、SiO2である金属酸化物層20に変化しており、その表面には水酸基(-OH)が存在していることを確認した。 As a result of analysis in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the organometallic compound layer 21 had changed into a metal oxide layer 20 made of SiO 2 , and that hydroxyl groups (—OH) were present on the surface.
<比較例3> <Comparative Example 3>
有機金属化合物層21の厚さ及び金属酸化物層20の厚さを3.0μmとした点以外は、実施例3と同様にして剥離基材付き粘着シートを作製した。 A pressure-sensitive adhesive sheet with a release substrate was prepared in the same manner as in Example 3, except that the thickness of the organometallic compound layer 21 and the metal oxide layer 20 were both 3.0 μm.
実施例1と同様に分析した結果、有機金属化合物層21は、SiO2である金属酸化物層20に変化しており、その表面には水酸基(-OH)が存在していることを確認した。 As a result of analysis in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the organometallic compound layer 21 had changed into a metal oxide layer 20 made of SiO 2 , and that hydroxyl groups (—OH) were present on the surface.
<評価方法> <Evaluation Method>
以下に示す方法に準拠して各物性の評価を行った。なお、測定対象である粘着シート1(図1参照)は、剥離基材付き粘着シート4(図2参照)から剥離基材40を剥がしたものを用いた。 Each physical property was evaluated according to the methods described below. The pressure-sensitive adhesive sheet 1 (see Figure 1) to be measured was prepared by removing the release substrate 40 from the pressure-sensitive adhesive sheet 4 with release substrate (see Figure 2).
(表面分析) (Surface analysis)
有機金属化合物層21及び金属酸化物層20の表面分析は、上述したように、以下の手法に準拠して行った。
有機金属化合物層21から金属酸化物層20への変化は、XPS分析を行い、処理前後に有機金属化合物から金属酸化物への変化の有無を確認した。
そして、金属酸化物層20の表面について、XPS装置でラベル化分析を行うことによって、水酸基(-OH)が存在しているか否かを確認した。
As described above, the surface analysis of the organometallic compound layer 21 and the metal oxide layer 20 was carried out in accordance with the following method.
The change from the organometallic compound layer 21 to the metal oxide layer 20 was confirmed by XPS analysis to see whether or not there was a change from the organometallic compound to the metal oxide before and after the treatment.
Then, the surface of the metal oxide layer 20 was subjected to labeling analysis using an XPS device to confirm whether or not hydroxyl groups (—OH) were present.
(厚さの測定) (Thickness measurement)
有機金属化合物層21の厚さ及び金属酸化物層20の厚さは、反射式膜厚計(フィルメトリクス社製、製品名:F20)、及びJ.A.Woollam Japan社製の分光エリプソメーター(製品名:M-2000)を用いて、以下の条件で測定した。
・測定領域0.001~0.5μm:分光エリプソメーター
・測定領域0.5~10μm:反射式膜厚計
The thickness of the organometallic compound layer 21 and the thickness of the metal oxide layer 20 were measured under the following conditions using a reflective film thickness meter (manufactured by Filmetrics, product name: F20) and a spectroscopic ellipsometer (product name: M-2000) manufactured by J. A. Woollam Japan.
Measurement range 0.001 to 0.5 μm: Spectroscopic ellipsometer Measurement range 0.5 to 10 μm: Reflection film thickness meter
(水接触角の測定) (Water contact angle measurement)
JIS R 3257に準拠し、全自動接触角測定装置(協和界面科学社製、製品名:DM-701)を用いて、金属酸化物層20の表面について、水2μLに対する接触角として測定した。 In accordance with JIS R 3257, the contact angle of the surface of the metal oxide layer 20 with 2 μL of water was measured using a fully automatic contact angle measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., product name: DM-701).
(密着性試験) (Adhesion test)
粘着シートの粘着剤の密着性試験はラブオフ(rub-off)試験にて評価した。具体的には、粘着層の表面上において3cmの距離を指先で5回強く擦った後、粘着層の表面から粘着剤の脱落があったか否かを、目視で確認した。
〇:粘着層の表面から粘着剤の脱落が、目視で全く確認されなかった。
×:粘着層の表面から粘着剤の脱落が、目視で確認された。
The adhesiveness of the adhesive sheet was evaluated by a rub-off test. Specifically, the surface of the adhesive layer was rubbed strongly with a fingertip five times over a distance of 3 cm, and then visually inspected to see if any of the adhesive had come off from the surface of the adhesive layer.
Good: No peeling of the adhesive from the surface of the adhesive layer was visually confirmed.
×: Peeling off of the adhesive from the surface of the adhesive layer was visually confirmed.
(鉱物オイル移行抑制試験) (Mineral oil migration inhibition test)
さらに、実施例1~4の粘着シート1(図1(c)参照)について、鉱物オイル移行抑制試験を行い、低分子化合物の移行抑制効果についても検証した。具体的には、図1(b)の段階の処理後積層体3の金属酸化物層20の表面に、鉱物オイル(成分:水素処理重ナフテン系石油)をバーコーターで塗布して、室温で7日間静置した。そして、7日経過後の状態を観察した。その結果、実施例1~4のいずれについても、目視によって、鉱物オイルが基材10に浸透していないことが確認された。 Furthermore, a mineral oil migration inhibition test was conducted on the PSA sheets 1 of Examples 1 to 4 (see Figure 1(c)), and the effect of inhibiting the migration of low molecular weight compounds was also verified. Specifically, mineral oil (components: hydrogen-treated heavy naphthenic oil) was applied to the surface of the metal oxide layer 20 of the post-treatment laminate 3 at the stage of Figure 1(b) using a bar coater, and the sheet was left to stand at room temperature for seven days. The condition after seven days was then observed. As a result, it was confirmed by visual inspection that the mineral oil had not penetrated into the substrate 10 in any of Examples 1 to 4.
各実施例及び各比較例の製造条件及び評価結果を、表1及び表2に示す。 The manufacturing conditions and evaluation results for each example and comparative example are shown in Tables 1 and 2.
以上より、本実施例によれば、金属酸化物層の親水性が高く、基材と粘着層との密着性が高く、使用時に基材と粘着層とが剥離することがなく、さらには、低分子化合物の移行も抑制できる粘着シートを製造できることが少なくとも確認された。 From the above, it was confirmed that this example at least makes it possible to produce an adhesive sheet in which the metal oxide layer is highly hydrophilic, the adhesive layer has high adhesion to the substrate, the substrate and adhesive layer do not peel off during use, and the migration of low-molecular-weight compounds can be suppressed.
1:粘着シート
2:積層体
3:処理後積層体
4:剥離基材付き粘着シート
5:粘着層付き剥離基材
10:基材
20:金属酸化物層
21:有機金属化合物層
30:粘着層
40:剥離基材
1: Adhesive sheet 2: Laminate 3: Treated laminate 4: Adhesive sheet with release substrate 5: Release substrate with adhesive layer 10: Substrate 20: Metal oxide layer 21: Organometallic compound layer 30: Adhesive layer 40: Release substrate
Claims (6)
前記有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、前記有機金属化合物層中の前記有機金属化合物の少なくとも一部を金属酸化物に変化させて金属酸化物層とし、さらに親水化する工程と、
前記金属酸化物層の表面上に、粘着層を直接形成させる工程と、
を含み、
前記金属酸化物層は、単独層であり、
前記エネルギーは、エキシマランプ処理により照射される、
粘着シートの製造方法。 a step of directly applying a coating liquid containing an organometallic compound onto the surface of a substrate to form an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm;
a step of irradiating the organometallic compound layer with energy to convert at least a part of the organometallic compound in the organometallic compound layer into a metal oxide to form a metal oxide layer, and further making the metal oxide layer hydrophilic;
forming an adhesive layer directly on the surface of the metal oxide layer ;
Including,
the metal oxide layer is a single layer,
The energy is irradiated by an excimer lamp treatment.
A method for manufacturing an adhesive sheet.
請求項1に記載の製造方法。 The energy irradiation is carried out in an atmospheric environment.
The method of claim 1.
請求項1又は2に記載の製造方法。 The energy irradiation is carried out under atmospheric pressure.
The method according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。 the metal oxide layer has a surface water contact angle of 50° or less;
The method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~4のいずれか一項に記載の製造方法。 the organometallic compound is at least one selected from the group consisting of organosilicon compounds, organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organovanadium compounds, organozirconium compounds, organoniobium compounds, organomolybdenum compounds, organohafnium compounds, organotantalum compounds, organotungsten compounds, organocerium compounds, organonickel compounds, organochromium compounds, organocobalt compounds, organotin compounds, and organocopper compounds;
The method according to any one of claims 1 to 4.
前記基材の表面上に直接形成された金属酸化物層と、
金属酸化物層の、前記基材と反対側の表面上に直接形成された粘着層と、
を含み、
前記金属酸化物層は、有機金属化合物を含む塗布液を塗布して得られた、厚さが0.01~1μmである有機金属化合物層に、エネルギーを照射することによって、親水化処理が施された金属酸化物層であり、
前記金属酸化物層は、単独層であり、
前記エネルギーは、エキシマランプ処理により照射される、
粘着シート。 A substrate;
a metal oxide layer formed directly on the surface of the substrate;
an adhesive layer formed directly on the surface of the metal oxide layer opposite to the substrate;
Including,
the metal oxide layer is a metal oxide layer obtained by applying a coating liquid containing an organometallic compound to an organometallic compound layer having a thickness of 0.01 to 1 μm, and then subjecting the organometallic compound layer to a hydrophilic treatment by irradiating the organometallic compound layer with energy ;
the metal oxide layer is a single layer,
The energy is irradiated by an excimer lamp treatment.
Adhesive sheet.
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