JP7774189B2 - Reinforcement film, device with reinforcement film, and method for manufacturing the same - Google Patents
Reinforcement film, device with reinforcement film, and method for manufacturing the sameInfo
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Description
本発明は、デバイス表面に貼設される補強フィルムに関する。さらに、本発明は補強フィルムを備えるデバイスおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a reinforcing film that is attached to the surface of a device. Furthermore, the present invention relates to a device equipped with a reinforcing film and a method for manufacturing the same.
ディスプレイ等の光学デバイスや電子デバイスの表面には、表面保護や耐衝撃性付与等を目的として、粘着性フィルムが貼着される場合がある。このような粘着性フィルムは、通常、フィルム基材の主面に粘着剤層が固着積層されており、この粘着剤層を介してデバイス表面に貼り合わせられる。 Adhesive films are sometimes applied to the surfaces of optical devices such as displays and electronic devices for purposes such as surface protection and impact resistance. Such adhesive films typically have an adhesive layer firmly laminated to the main surface of a film substrate, and are attached to the device surface via this adhesive layer.
デバイスの組み立て、加工、輸送等の使用前の状態において、デバイスまたはデバイス構成部品の表面に粘着性フィルムを仮着することにより、被着体の傷つきや破損を抑制できる。特許文献1および特許文献2には、フィルム基材上に光硬化性の粘着剤組成物からなる粘着剤層を備える補強フィルムが開示されている。 By temporarily attaching an adhesive film to the surface of a device or device component before use, such as during device assembly, processing, or transportation, it is possible to prevent scratches and damage to the adherend. Patent Documents 1 and 2 disclose reinforcing films that have an adhesive layer made of a photocurable adhesive composition on a film substrate.
この補強フィルムは、粘着剤のゲル分率が高く、被着体との貼り合わせ直後は低粘着性であるため、被着体からのはく離が容易である。そのため、被着体からのリワークが可能であるとともに、被着体の補強を必要としない箇所から補強フィルムを位置選択的にはく離除去することも可能である。補強フィルムの粘着剤は、光硬化により被着体と強固に接着するため、被着体の表面にフィルム基材が永久接着した状態となり、デバイスの表面保護等を担う補強材として利用可能である。 This reinforcing film has a high gel fraction in the adhesive and low adhesiveness immediately after application to the adherend, making it easy to peel off from the adherend. This allows for rework from the adherend, and also makes it possible to selectively peel off the reinforcing film from areas of the adherend that do not require reinforcement. The adhesive in the reinforcing film firmly bonds to the adherend upon photocuring, leaving the film substrate permanently bonded to the surface of the adherend, making it usable as a reinforcing material for protecting the surface of devices, etc.
近年では、樹脂フィルム等の折り曲げ可能な基板(フレキシブル基板)を用いた有機ELパネルが実用化されており、折り畳み可能なデバイス(フォルダブルデバイス)も実用化されている。特許文献4では、フォルダブルデバイスの補強フィルムの粘着剤として、低ガラス転移温度のアクリル系ベースポリマーを含む光硬化性の粘着剤を用いることにより、フォルダブルデバイスの屈曲箇所での粘着剤層のはく離を抑制することが提案されている。In recent years, organic EL panels using bendable substrates (flexible substrates) such as resin films have been put to practical use, and foldable devices have also been put to practical use. Patent Document 4 proposes using a photocurable adhesive containing an acrylic-based polymer with a low glass transition temperature as the adhesive for the reinforcing film of a foldable device, thereby preventing peeling of the adhesive layer at the bending points of the foldable device.
フォルダブルデバイスでは、同じ場所で屈曲が繰り返し行われる。屈曲箇所では、内側には圧縮応力、外側には引張応力が付与されるため、屈曲箇所およびその周辺に歪みが生じる。補強フィルムの粘着剤層を、貯蔵弾性率が小さく柔らかい設計とすることにより、屈曲箇所での歪みが緩和されるため、屈曲箇所周辺での補強フィルムのはく離が抑制されるとともに、応力による表示素子へのダメージを低減できる。 Foldable devices are repeatedly bent at the same location. At the bent point, compressive stress is applied to the inside and tensile stress to the outside, causing distortion at the bent point and its surrounding area. By designing the adhesive layer of the reinforcing film to be flexible with a low storage modulus, distortion at the bent point is alleviated, preventing peeling of the reinforcing film around the bent point and reducing damage to the display element due to stress.
一方で、粘着剤が柔らかく弾性が小さい場合は、フォルダブルデバイスを折り畳み状態で保持した後に、開いた状態(伸展状態)に戻した際に、粘着剤層の変形が元に戻らず、シワとなってデバイスの形状を変形させる原因となる。屈曲箇所でのシワ等の変形を抑制するために、フォルダブルデバイスの補強フィルムの粘着剤には、被着体に対する接着力が高いことに加えて、形状復元性が高いことが要求される。 On the other hand, if the adhesive is soft and has little elasticity, when a foldable device is held in a folded state and then returned to an unfolded (extended) state, the deformation of the adhesive layer will not return to its original shape, causing wrinkles and distorting the shape of the device. To prevent wrinkles and other deformations at bent points, the adhesive of the reinforcing film of a foldable device must have high adhesive strength to the adherend as well as high shape recovery.
特許文献3に記載されているように、フォルダブルデバイスでは、表示素子の基板材料としてポリイミド等の樹脂フィルムが用いられているため、帯電しやすく、帯電(静電気)に起因するデバイスの静電破壊の問題が生じる場合がある。補強フィルムが貼り合わせられているデバイスの帯電を抑制するためには、デバイスに接して設けられる粘着剤層に帯電防止剤を含有させることにより粘着剤層を低抵抗化して、帯電防止性を持たせることが効果的である。しかし、特許文献4に記載の補強フィルムの粘着剤に帯電防止剤を添加しても、粘着剤が十分に低抵抗化せず、帯電防止剤の添加量を増大させると、帯電防止剤がブリードアウトして、粘着剤層とデバイスとの接着力の低下や、デバイス表面の汚染の原因となる。As described in Patent Document 3, foldable devices use resin films such as polyimide as the substrate material for the display elements, which are prone to charging and can lead to electrostatic damage to the device due to charging (static electricity). In order to prevent charging of a device to which a reinforcing film is attached, it is effective to incorporate an antistatic agent into the adhesive layer provided in contact with the device, thereby reducing the resistance of the adhesive layer and providing antistatic properties. However, even when an antistatic agent is added to the adhesive of the reinforcing film described in Patent Document 4, the adhesive does not sufficiently reduce its resistance. Increasing the amount of antistatic agent added causes the antistatic agent to bleed out, reducing the adhesive strength between the adhesive layer and the device and contaminating the device surface.
粘着剤層を低抵抗化するために、帯電防止剤に加えて、ポリオール等の極性基含有化合物を粘着剤に配合することが考えられる。しかし、ポリオール等の添加剤は、低分子量成分であるため、低抵抗化のために添加剤の配合量を増大させると、粘着剤の歪み回復性が低下し、フォルダブルデバイスの屈曲箇所におけるシワ等の変形が生じやすい。 To reduce the resistance of the adhesive layer, it is possible to blend a polar group-containing compound such as a polyol into the adhesive in addition to an antistatic agent. However, because additives such as polyols are low-molecular-weight components, increasing the amount of additive blended to reduce resistance reduces the strain recovery of the adhesive, making it more likely that wrinkles and other deformations will occur at the bent points of the foldable device.
上記の様に、フォルダブルデバイスに用いられる粘着剤層について、低貯蔵弾性化(応力緩和性)、歪み回復性、および低抵抗化の全てを達成することは容易ではない。 As mentioned above, it is not easy to achieve all of the following properties for the adhesive layer used in foldable devices: low storage elasticity (stress relaxation), strain recovery, and low resistance.
本発明は、被着体との貼り合わせ直後ははく離が容易であり、被着体との貼り合わせ後に粘着剤を光硬化することにより被着体と強固に接着可能であり、屈曲状態での被着体からの剥がれが生じ難く、粘着剤層の歪み回復性が高く、かつデバイスの帯電防止に寄与し得る補強フィルムの提供を目的とする。 The present invention aims to provide a reinforcing film that is easy to peel off immediately after being attached to an adherend, can be firmly adhered to the adherend by photo-curing the adhesive after being attached to the adherend, is less likely to peel off from the adherend when bent, has high strain recovery properties in the adhesive layer, and can contribute to preventing static electricity in devices.
本発明の補強フィルムは、フィルム基材の一主面上に固着積層された粘着剤層を備える。粘着剤層は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤および帯電防止剤を含む光硬化性組成物からなる。The reinforcing film of the present invention comprises an adhesive layer adhered and laminated to one main surface of a film substrate. The adhesive layer is made of a photocurable composition containing an acrylic-based polymer, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, and an antistatic agent.
アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル、および架橋可能な官能基を有するモノマーを含む。架橋可能な官能基を有するモノマーとしては、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーが挙げられる。アクリル系ベースポリマーの架橋構造導入前の重量平均分子量は10万以上が好ましい、The acrylic base polymer contains, as monomer units, (meth)acrylic acid alkyl esters; (meth)acrylic acid esters having alkylene oxide chains; and monomers having crosslinkable functional groups. Examples of monomers having crosslinkable functional groups include hydroxyl group-containing monomers and carboxyl group-containing monomers. The weight average molecular weight of the acrylic base polymer before the introduction of crosslinking structures is preferably 100,000 or more.
アクリル系ベースポリマーのモノマーユニットの合計100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は40~94重量部が好ましく、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの量が5~55重量部が好ましい。 For a total of 100 parts by weight of the monomer units of the acrylic base polymer, the amount of (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 40 to 94 parts by weight, and the amount of (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is preferably 5 to 55 parts by weight.
アクリル系ベースポリマーのモノマーユニットとしてのアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルは、一般式(1)で表される化合物である。
CH2=CR1-COO-(R2-O)m-R3 (1)
The (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain as a monomer unit of the acrylic base polymer is a compound represented by the general formula (1).
CH 2 =CR 1 -COO-(R 2 -O) m -R 3 (1)
R1は水素原子またはメチル基である。R2は分枝を有していてもよい炭素数2~4のアルキレン基である。mは1~5の整数である。R3は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基または炭素数6~20のアリール基である。 R1 is a hydrogen atom or a methyl group. R2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms which may be branched. m is an integer of 1 to 5. R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
アクリル系ベースポリマーのモノマーユニットとしての(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アルキル基の炭素数が6以上であるものが好ましい。 It is preferable that the (meth)acrylic acid alkyl ester used as the monomer unit of the acrylic base polymer has an alkyl group with 6 or more carbon atoms.
粘着剤層を構成する光硬化性組成物における光硬化剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、3~25重量部が好ましい。 The content of the photocuring agent in the photocurable composition that constitutes the adhesive layer is preferably 3 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
光硬化剤としては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。多官能(メタ)アクリレートは、アルキレンオキサイド鎖を含んでいてもよい。光硬化剤として、アルキレンオキサイド鎖を含む多官能(メタ)アクリレートに加えてウレタン(メタ)アクリレートを用いてもよい。 A polyfunctional (meth)acrylate is preferred as the photocuring agent. The polyfunctional (meth)acrylate may contain an alkylene oxide chain. In addition to a polyfunctional (meth)acrylate containing an alkylene oxide chain, a urethane (meth)acrylate may also be used as the photocuring agent.
粘着剤層の表面抵抗は、5×1011Ω以下が好ましい。粘着剤層は、光硬化後において、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×104~5.0×105Paであることが好ましい。 The pressure-sensitive adhesive layer preferably has a surface resistance of 5×10 11 Ω or less.The pressure-sensitive adhesive layer preferably has a shear storage modulus of 1.0×10 4 to 5.0×10 5 Pa at −20° C. after photocuring.
粘着剤層は、光硬化前において、ポリイミドフィルムに対する接着力が、1N/25mm以下であることが好ましい。粘着剤層は、光硬化後におけるポリイミドフィルムに対する接着力が5N/25mm以上であることが好ましい。 It is preferable that the adhesive layer has an adhesive strength to the polyimide film of 1 N/25 mm or less before photo-curing. It is preferable that the adhesive layer has an adhesive strength to the polyimide film of 5 N/25 mm or more after photo-curing.
デバイスの表面に上記の補強フィルムを貼り合わせ、粘着剤層を光硬化することにより、補強フィルム付きデバイスが得られる。デバイスは折り曲げ可能なフレキシブルデバイスであってもよい。 A device with a reinforcing film is obtained by laminating the above-mentioned reinforcing film to the surface of the device and photocuring the adhesive layer. The device may be a flexible device that can be bent.
本発明の補強フィルムは、粘着剤層が光硬化性組成物からなり、被着体との接着後に粘着剤層を光硬化することにより、被着体との接着力が上昇する。光硬化前は被着体との接着力が小さいため、被着体からのはく離が容易である。 The reinforcing film of the present invention has an adhesive layer made of a photocurable composition, and by photocuring the adhesive layer after adhering to the adherend, the adhesive strength with the adherend increases. Because the adhesive strength with the adherend is low before photocuring, the film can be easily peeled off from the adherend.
補強フィルムの粘着剤層が、帯電防止剤を含み、かつアクリル系ベースポリマーがモノマーユニットとしてアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むため、低抵抗化されており、粘着剤層自体の帯電が抑制されるとともに、被着体の帯電防止にも寄与する。また、粘着剤層の低温でのせん断貯蔵弾性率が小さく応力の緩和性に優れるため、同一箇所で屈曲を繰り返した場合でも、屈曲箇所における粘着剤層のはく離が抑制され、接着信頼性に優れている。 The adhesive layer of the reinforcing film contains an antistatic agent, and the acrylic base polymer contains a (meth)acrylic acid ester with an alkylene oxide chain as a monomer unit, resulting in low resistance. This not only suppresses static buildup in the adhesive layer itself, but also contributes to anti-static properties in the adherend. Furthermore, the adhesive layer has a low shear storage modulus at low temperatures and excellent stress relaxation properties, preventing peeling of the adhesive layer at the bent point even when the film is repeatedly bent at the same location, providing excellent adhesion reliability.
さらに、粘着剤層の歪み回復率が大きいため、被着体を折り畳み状態で保持後、伸展状態に戻した際に、粘着剤層の形状が復元しやすく、シワ等の変形が生じ難い。そのため、本発明の補強フィルムは、樹脂フィルム基板を用いたフォルダブルデバイスにも好適に使用できる。 Furthermore, because the adhesive layer has a high strain recovery rate, when the adherend is held in a folded state and then returned to an extended state, the adhesive layer easily restores its shape, making it less likely to develop wrinkles or other deformations. Therefore, the reinforced film of the present invention can also be suitably used in foldable devices that use a resin film substrate.
図1は、補強フィルムの一実施形態を表す断面図である。補強フィルム10は、フィルム基材1の一主面上に粘着剤層2を備える。粘着剤層2は、フィルム基材1の一主面上に固着積層されている。粘着剤層2は光硬化性組成物からなる光硬化性粘着剤であり、紫外線等の活性光線の照射により硬化して、被着体との接着強度が上昇する。 Figure 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a reinforcing film. The reinforcing film 10 comprises an adhesive layer 2 on one main surface of a film substrate 1. The adhesive layer 2 is fixedly laminated onto one main surface of the film substrate 1. The adhesive layer 2 is a photocurable adhesive made from a photocurable composition, and is cured by exposure to actinic rays such as ultraviolet light, thereby increasing the adhesive strength with the adherend.
図2は、粘着剤層2の主面上にはく離ライナー5が仮着された補強フィルムの断面図である。図3は、デバイス20の表面に補強フィルム10が貼設された状態を示す断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view of a reinforcing film with a release liner 5 temporarily attached to the main surface of the adhesive layer 2. Figure 3 is a cross-sectional view showing the reinforcing film 10 attached to the surface of the device 20.
粘着剤層2の表面からはく離ライナー5をはく離除去し、粘着剤層2の露出面をデバイス20の表面に貼り合わせることにより、デバイス20の表面に補強フィルム10が貼設される。この状態では、粘着剤層2は光硬化前であり、デバイス20上に補強フィルム10(粘着剤層2)が仮着された状態である。粘着剤層2を光硬化することにより、デバイス20と粘着剤層2との界面での接着力が上昇し、デバイス20と補強フィルム10とが固着される。 The release liner 5 is peeled off and removed from the surface of the adhesive layer 2, and the exposed surface of the adhesive layer 2 is attached to the surface of the device 20, thereby attaching the reinforcement film 10 to the surface of the device 20. In this state, the adhesive layer 2 has not yet been photocured, and the reinforcement film 10 (adhesive layer 2) is temporarily attached to the device 20. By photocuring the adhesive layer 2, the adhesive strength at the interface between the device 20 and the adhesive layer 2 increases, and the device 20 and the reinforcement film 10 are fixed together.
「固着」とは積層された2つの層が強固に接着しており、両者の界面でのはく離が不可能または困難な状態である。「仮着」とは、積層された2つの層間の接着力が小さく、両者の界面で容易にはく離できる状態である。 "Fixed" means that the two laminated layers are firmly bonded together, making it impossible or difficult to separate them at their interface. "Temporary adhesion" means that the adhesive strength between the two laminated layers is weak, making them easy to separate at their interface.
図2に示す補強フィルムでは、フィルム基材1と粘着剤層2とが固着しており、はく離ライナー5は粘着剤層2に仮着されている。フィルム基材1とはく離ライナー5をはく離すると、粘着剤層2とはく離ライナー5との界面ではく離が生じ、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。はく離後のはく離ライナー5上には粘着剤は残存しない。 In the reinforced film shown in Figure 2, the film substrate 1 and adhesive layer 2 are bonded together, and the release liner 5 is temporarily attached to the adhesive layer 2. When the film substrate 1 and release liner 5 are peeled apart, peeling occurs at the interface between the adhesive layer 2 and the release liner 5, leaving the adhesive layer 2 bonded to the film substrate 1. No adhesive remains on the release liner 5 after peeling.
図3に示す補強フィルム付きデバイスは、粘着剤層2の光硬化前においては、デバイス20と粘着剤層2とが仮着状態である。フィルム基材1とデバイス20をはく離すると、粘着剤層2とデバイス20との界面ではく離するため、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。デバイス20上には粘着剤が残存しないため、リワークや切断加工等のはく離操作が容易である。粘着剤層2を光硬化後は、粘着剤層2とデバイス20との接着力が上昇し、固着状態となるため、デバイス20から補強フィルム10をはく離することは困難である。 In the device with reinforced film shown in Figure 3, before the adhesive layer 2 is photocured, the device 20 and the adhesive layer 2 are temporarily attached to each other. When the film substrate 1 and the device 20 are peeled apart, the peeling occurs at the interface between the adhesive layer 2 and the device 20, so the adhesive layer 2 remains adhered to the film substrate 1. Because no adhesive remains on the device 20, peeling operations such as rework and cutting are easy. After the adhesive layer 2 is photocured, the adhesive strength between the adhesive layer 2 and the device 20 increases, resulting in a fixed state, making it difficult to peel the reinforced film 10 from the device 20.
[フィルム基材]
補強フィルム10のフィルム基材1としては、可撓性のプラスチックフィルムが用いられる。フィルム基材1と粘着剤層2とを固着するために、フィルム基材1の粘着剤層2付設面は離型処理が施されていないことが好ましい。
[Film substrate]
A flexible plastic film is used as the film substrate 1 of the reinforcing film 10. In order to bond the film substrate 1 and the pressure-sensitive adhesive layer 2 together, it is preferable that the surface of the film substrate 1 to which the pressure-sensitive adhesive layer 2 is to be attached is not subjected to a release treatment.
フィルム基材の厚みは、例えば4~150μm程度である。剛性付与や衝撃緩和等によりデバイスを補強する観点から、フィルム基材1の厚みは5μm以上が好ましく、12μm以上がより好ましく、20μm以上がさらに好ましく、25μm以上が特に好ましい。補強フィルムに可撓性を持たせて折り畳み可能とする観点から、フィルム基材1の厚みは125μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。機械強度と可撓性とを両立する観点から、フィルム基材1の圧縮強さは、100~3000kg/cm2が好ましく、200~2900kg/cm2がより好ましく、300~2800kg/cm2がさらに好ましく、400~2700kg/cm2が特に好ましい。 The thickness of the film substrate is, for example, about 4 to 150 μm. From the viewpoint of reinforcing the device by imparting rigidity and shock absorption, the thickness of the film substrate 1 is preferably 5 μm or more, more preferably 12 μm or more, even more preferably 20 μm or more, and particularly preferably 25 μm or more. From the viewpoint of imparting flexibility to the reinforcing film so that it can be folded, the thickness of the film substrate 1 is preferably 125 μm or less, more preferably 100 μm or less. From the viewpoint of achieving both mechanical strength and flexibility, the compressive strength of the film substrate 1 is preferably 100 to 3,000 kg/cm 2 , more preferably 200 to 2,900 kg/cm 2 , even more preferably 300 to 2,800 kg/cm 2 , and particularly preferably 400 to 2,700 kg/cm 2 .
フィルム基材1を構成するプラスチック材料としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート系樹脂、アラミド系樹脂等が挙げられる。ディスプレイ等の光学デバイス用の補強フィルムにおいては、フィルム基材1は透明フィルムであることが好ましい。また、フィルム基材1側から活性光線を照射して粘着剤層2の光硬化を行う場合は、フィルム基材1は、粘着剤層の硬化に用いられる活性光線に対する透明性を有することが好ましい。機械強度と透明性とを兼ね備えることから、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、透明ポリイミド、透明アラミドが好適に用いられる。被着体側から活性光線を照射する場合は、被着体が活性光線に対する透明性を有していればよく、フィルム基材1は活性光線に対して透明でなくてもよい。 Examples of plastic materials constituting the film substrate 1 include polyester resins, polyolefin resins, cyclic polyolefin resins, polyamide resins, polyimide resins, polyether ether ketone, polyethersulfone, polyarylate resins, and aramid resins. In reinforcement films for optical devices such as displays, the film substrate 1 is preferably a transparent film. Furthermore, when photocuring of the adhesive layer 2 is performed by irradiating actinic rays from the film substrate 1 side, the film substrate 1 is preferably transparent to the actinic rays used to cure the adhesive layer. Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, as well as transparent polyimides and transparent aramids, are preferred because they combine mechanical strength and transparency. When irradiating actinic rays from the adherend side, the adherend only needs to be transparent to actinic rays; the film substrate 1 does not need to be transparent to actinic rays.
フィルム基材1の表面には、易接着層、易滑層、離型層、帯電防止層、ハードコート層、反射防止層等の機能性コーティングが設けられていてもよい。なお、前述のように、フィルム基材1と粘着剤層2とを固着するために、フィルム基材1の粘着剤層2付設面には離型層が設けられていないことが好ましい。The surface of the film substrate 1 may be provided with a functional coating such as an easy-adhesion layer, an easy-slip layer, a release layer, an antistatic layer, a hard coat layer, or an anti-reflection layer. As mentioned above, in order to bond the film substrate 1 and the pressure-sensitive adhesive layer 2 together, it is preferable that no release layer be provided on the surface of the film substrate 1 to which the pressure-sensitive adhesive layer 2 is attached.
[粘着剤層]
フィルム基材1上に固着積層される粘着剤層2は、光硬化性組成物からなる。粘着剤層2を構成する光硬化性組成物は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤および光重合開始剤を含み、さらに、帯電防止剤を含む。
[Adhesive layer]
The pressure-sensitive adhesive layer 2, which is fixedly laminated on the film substrate 1, is made of a photocurable composition. The photocurable composition constituting the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains an acrylic-based polymer, a photocuring agent, and a photopolymerization initiator, and further contains an antistatic agent.
粘着剤層2は、光硬化前はデバイスやデバイス部品等の被着体との接着力が小さいため、はく離が容易である。粘着剤層2は、光硬化により被着体との接着力が向上するため、デバイスの使用時においても補強フィルムがデバイス表面からはく離し難く、接着信頼性に優れる。 Before photocuring, the adhesive layer 2 has low adhesive strength to adherends such as devices and device components, making it easy to peel off. Photocuring improves the adhesive strength of the adhesive layer 2 to adherends, making it difficult for the reinforcing film to peel off from the device surface even when the device is in use, providing excellent adhesive reliability.
光硬化性の粘着剤は一般的な保管環境では硬化はほとんど進行せず、紫外線等の活性光線の照射により硬化する。そのため、本発明の補強フィルムは、粘着剤層2の硬化のタイミングを任意に設定可能であり、工程のリードタイム等に柔軟に対応できるとの利点を有する。 Photocurable adhesives undergo little curing in typical storage environments, but are cured when exposed to actinic light such as ultraviolet light. Therefore, the reinforcing film of the present invention has the advantage that the timing of curing of the adhesive layer 2 can be set as desired, allowing for flexible response to process lead times, etc.
<ベースポリマー>
ベースポリマーは粘着剤組成物の主構成成分であり、粘着剤層の接着力や貯蔵弾性率等の諸特性を決定する主要素である。本発明においては、粘着剤のベースポリマーとしてアクリル系ポリマーを用いる。アクリル系ポリマーは、光学的透明性および接着性に優れ、かつ接着力や貯蔵弾性率等の制御が容易である。
<Base polymer>
The base polymer is the main component of the pressure-sensitive adhesive composition and is a key factor determining various properties of the pressure-sensitive adhesive layer, such as adhesive strength and storage modulus. In the present invention, an acrylic polymer is used as the base polymer of the pressure-sensitive adhesive. Acrylic polymers have excellent optical transparency and adhesive properties, and their adhesive strength, storage modulus, etc. can be easily controlled.
アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含む。本発明において用いられるアクリル系ベースポリマーは、モノマー成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに加えて、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル、および架橋可能な官能基を有するモノマーを含む共重合体である。The acrylic base polymer contains a (meth)acrylic acid alkyl ester as a monomer component. The acrylic base polymer used in the present invention is a copolymer containing, as monomer components, a (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain, and a monomer having a crosslinkable functional group in addition to a (meth)acrylic acid alkyl ester.
((メタ)アクリル酸アルキルエステル)
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が1~20である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好適に用いられる。アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度を低くして、貯蔵弾性率を低減することにより、屈曲を繰り返した際の粘着剤層のはく離を抑制する観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は鎖状アルキル基であることが好ましい。鎖状アルキル基は直鎖でもよく、分枝を有していてもよい。
((Meth)acrylic acid alkyl ester)
As the (meth)acrylic acid alkyl ester, a (meth)acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably used. From the viewpoint of lowering the glass transition temperature of the acrylic base polymer and reducing the storage modulus, thereby suppressing peeling of the pressure-sensitive adhesive layer when repeatedly flexed, it is preferable that the alkyl group of the (meth)acrylic acid alkyl ester is a chain alkyl group. The chain alkyl group may be linear or branched.
鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例としては、(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)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(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2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(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)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸セチル、(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)アクリル酸イソオクタデシル、(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が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters having a chain alkyl group include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, s-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, isopentyl (meth)acrylate, neopentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, and methyl (meth)acrylate. Examples of the acrylate include nonyl acrylate, isononyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, undecyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, isotridecyl (meth)acrylate, tetradecyl (meth)acrylate, isotetradecyl (meth)acrylate, pentadecyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, heptadecyl (meth)acrylate, octadecyl (meth)acrylate, isooctadecyl (meth)acrylate, nonadecyl (meth)acrylate, and eicosyl (meth)acrylate.
例示の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中でも、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度を低くする観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、ホモポリマーのガラス転移温度が-56℃以下であるものが好ましい。ホモポリマーのガラス転移温度を低いことから、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は6以上が好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、20以下、12以下、10以下または9以下であってもよい。Among the exemplified (meth)acrylic acid alkyl esters, from the viewpoint of lowering the glass transition temperature of the acrylic base polymer, (meth)acrylic acid alkyl esters whose homopolymer glass transition temperature is -56°C or less are preferred. To lower the glass transition temperature of the homopolymer, the alkyl group of the (meth)acrylic acid alkyl ester preferably has 6 or more carbon atoms. The alkyl group of the (meth)acrylic acid alkyl ester may also have 20 or less, 12 or less, 10 or less, or 9 or less carbon atoms.
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-56℃以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg:-70℃)、アクリル酸n-ヘキシル(Tg:-65℃)、アクリル酸n-ヘプチル、アクリル酸n-オクチル(Tg:-65℃)、アクリル酸イソノニル(Tg:-60℃)、アクリル酸n-ノニル(Tg:-58℃)、アクリル酸イソオクチル(Tg:-58℃)等が挙げられる。中でも、-20℃付近の貯蔵弾性率を小さくできることから、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸n-ヘプチル、アクリル酸n-オクチルが好ましく、アクリル酸n-オクチルが特に好ましい。 Specific examples of (meth)acrylic acid alkyl esters whose homopolymer glass transition temperature (Tg) is -56°C or lower include 2-ethylhexyl acrylate (Tg: -70°C), n-hexyl acrylate (Tg: -65°C), n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate (Tg: -65°C), isononyl acrylate (Tg: -60°C), n-nonyl acrylate (Tg: -58°C), and isooctyl acrylate (Tg: -58°C). Among these, 2-ethylhexyl acrylate, n-heptyl acrylate, and n-octyl acrylate are preferred, with n-octyl acrylate being particularly preferred, as they can reduce the storage modulus around -20°C.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、アルキル基の炭素数が6~9である(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルと、アルキル基の炭素数が10~20である(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルを併用してもよい。(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルは、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルと比べて、ホモポリマーのTgが高いものの、Tg近傍に、粘弾性の温度依存が小さい温度領域(プラトー領域)を有している。そのため、アクリル系ベースポリマーが、モノマー成分として、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルに加えて、(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルを含むことにより、低温領域での貯蔵弾性率の温度依存が小さくなり、温度変化に伴う被着体の反りや、被着体からの補強フィルムの剥がれが抑制される場合がある。 As the (meth)acrylic acid alkyl ester, a C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group has 6 to 9 carbon atoms and a C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group has 10 to 20 carbon atoms may be used in combination. Compared to a C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester, a C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester has a higher homopolymer Tg, but has a temperature region (plateau region) near the Tg in which the temperature dependence of viscoelasticity is small. Therefore, when the acrylic base polymer contains a C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester in addition to a C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester as a monomer component, the temperature dependence of the storage modulus in the low temperature region is reduced, and warping of the adherend due to temperature changes and peeling of the reinforcing film from the adherend may be suppressed.
プラトー領域の温度範囲が広く、かつプラトー領域における貯蔵弾性率が小さいことから、(メタ)アクリル酸C10-20鎖状アルキルエステルの中でも、(メタ)アクリル酸C12-18アルキルエステルが好ましい。中でも、(メタ)アクリル酸ドデシルおよび(メタ)アクリル酸イソステアリルが好ましく、アクリル酸ドデシル(別名:アクリル酸ラウリル)が特に好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルと、(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルを併用する場合、アクリル酸2-エチルヘキシルまたはアクリル酸n-オクチルとアクリル酸ドデシルの組合せが特に好ましい。 Among C10-20 chain alkyl (meth)esters, C12-18 alkyl (meth)esters are preferred because of their wide temperature range in the plateau region and small storage modulus in the plateau region. Of these, dodecyl (meth)acrylate and isostearyl (meth)acrylate are preferred, with dodecyl acrylate (also known as lauryl acrylate) being particularly preferred. When a C6-9 alkyl (meth)ester and a C10-20 alkyl (meth)ester are used in combination as the alkyl (meth)ester, a combination of 2-ethylhexyl acrylate or n-octyl acrylate and dodecyl acrylate is particularly preferred.
(アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル)
アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキサイド鎖を有するアルコールのエステルであり、下記の一般式(1)で表される化合物である。
CH2=CR1-COO-(R2-O)m-R3 (1)
((Meth)acrylic acid ester having alkylene oxide chain)
The (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is an ester of (meth)acrylic acid and an alcohol having an alkylene oxide chain, and is a compound represented by the following general formula (1).
CH 2 =CR 1 -COO-(R 2 -O) m -R 3 (1)
一般式(1)におけるR1は水素原子またはメチル基であり、R1が水素原子である式(1)の化合物はアクリレート、R1がメチル基である式(1)の化合物はメタクリレートである。アクリル系ベースポリマーを低Tg化する観点から、R1は水素原子であることが好ましい。 In general formula (1), R1 is a hydrogen atom or a methyl group, and a compound of formula (1) in which R1 is a hydrogen atom is an acrylate, and a compound of formula (1) in which R1 is a methyl group is a methacrylate. From the viewpoint of lowering the Tg of the acrylic base polymer, R1 is preferably a hydrogen atom.
一般式(1)におけるR2は、分枝を有していてもよい炭素数2~4のアルキレン基であり、-R2-O-はアルキレンオキサイド鎖である。R2の炭素数が2~4であることにより、粘着剤の低抵抗化およびアクリル系ベースポリマーと光硬化剤との相溶性向上が図られる。R2の炭素数が2~4であるアルキレンオキサイド-R2-O-の具体例としては、エチレンオキサイド(-CH2CH2-O-)、プロピレンオキサイド(-CH(CH3)CH2-O-)、ブチレンオキサイド(-CH2CH2CH2CH2-O-)が挙げられる。 In general formula (1), R2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms which may have a branch, and -R2 -O- is an alkylene oxide chain. When R2 has 2 to 4 carbon atoms, the resistance of the pressure-sensitive adhesive is reduced and the compatibility between the acrylic base polymer and the photocuring agent is improved. Specific examples of alkylene oxide -R2 -O- in which R2 has 2 to 4 carbon atoms include ethylene oxide ( -CH2CH2 - O-), propylene oxide (-CH( CH3 ) CH2 - O-), and butylene oxide ( -CH2CH2CH2CH2 - O-).
一般式(1)において、mは、アルキレンオキサイド単位の繰り返し数であり、1~5の整数である。アルキレンオキサイドの繰り返し単位数mが5以下であることにより、高分子量(例えば、重量平均分子量10万以上)のアクリル系ベースポリマーが容易に得られる。mが過度に大きい場合は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート化合物が、連鎖移動剤として作用しやすいため、重合体としてのアクリル系ベースポリマーの分子量が十分に大きくならず、粘着剤の接着力が不足する場合がある。In general formula (1), m is the number of repeating alkylene oxide units and is an integer from 1 to 5. When the number of repeating alkylene oxide units, m, is 5 or less, it is easy to obtain an acrylic base polymer with a high molecular weight (for example, a weight average molecular weight of 100,000 or more). If m is excessively large, the (meth)acrylate compound represented by general formula (1) tends to act as a chain transfer agent, which can prevent the molecular weight of the acrylic base polymer as a polymer from becoming sufficiently large, resulting in insufficient adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive.
R3は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、または炭素数6~20のアリール基である。アクリル系ベースポリマーの低Tg化および光硬化剤との相溶性向上の観点から、R3は炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、メチル基またはエチル基が特に好ましい。 R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. From the viewpoint of lowering the Tg of the acrylic base polymer and improving compatibility with the photocuring agent, R3 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group.
一般式(1)において、m=1、R3がアルキル基である化合物は、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルである。一般式(1)において、m≧2、R3がアルキル基である化合物は、(メタ)アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルである。 In the general formula (1), a compound in which m=1 and R3 is an alkyl group is a (meth)acrylic acid alkoxyalkyl ester. In the general formula (1), a compound in which m≧2 and R3 is an alkyl group is a (meth)acrylic acid polyalkylene glycol ester.
一般式(1)で表される化合物の具体例としては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、アクリル系ベースポリマーを低Tg化して、粘着剤層の低温での貯蔵弾性率を小さくする観点においては、メトキシエチルアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度:-50℃)が特に好ましい。 Specific examples of compounds represented by general formula (1) include methoxyethyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethoxyethyl (meth)acrylate, methoxydipropylene glycol (meth)acrylate, and methoxytriethylene glycol (meth)acrylate. Among these, methoxyethyl acrylate (glass transition temperature of homopolymer: -50°C) is particularly preferred from the perspective of lowering the Tg of the acrylic base polymer and reducing the storage modulus of the adhesive layer at low temperatures.
(架橋可能な官能基を有するモノマー)
架橋可能な官能基を有するモノマーは、具体的には、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーである。アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分としてヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーの両方を有していてもよく、いずれか一方のみを有していてもよい。アクリル系ベースポリマーに架橋構造が導入されることにより、凝集力が向上し、光硬化前の粘着剤層2の被着体からのはく離性が向上する傾向がある。
(Monomers having crosslinkable functional groups)
The monomer having a crosslinkable functional group is specifically a hydroxy group-containing monomer or a carboxy group-containing monomer. The acrylic base polymer may have both a hydroxy group-containing monomer and a carboxy group-containing monomer as monomer components, or may have only one of them. The introduction of a crosslinked structure into the acrylic base polymer tends to improve the cohesive strength and the peelability of the pressure-sensitive adhesive layer 2 from the adherend before photocuring.
ヒドロキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(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、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリル、(メタ)アクリル酸4-(ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメチル等が挙げられる。これらの中でも、光硬化後の粘着剤の接着力向上への寄与が大きいことから、アクリル酸2-ヒドロキシエチルおよびアクリル酸4-ヒドロキシブチルが好ましい。 Hydroxy group-containing monomers include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, 12-hydroxylauryl (meth)acrylate, and 4-(hydroxymethyl)cyclohexylmethyl (meth)acrylate. Of these, 2-hydroxyethyl acrylate and 4-hydroxybutyl acrylate are preferred because they contribute significantly to improving the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive after photocuring.
カルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸カルボキシペンチル、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等が挙げられる。これらの中でも、接着力向上への寄与が大きいことから、アクリル酸が特に好ましい。 Carboxy group-containing monomers include (meth)acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, carboxypentyl (meth)acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid. Of these, acrylic acid is particularly preferred because of its significant contribution to improving adhesive strength.
(モノマーの比率)
アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量が40~94重量部であり、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの量が5~55重量部であることが好ましい。
(monomer ratio)
It is preferable that the amount of the (meth)acrylic acid alkyl ester is 40 to 94 parts by weight and the amount of the (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is 5 to 55 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total of the constituent monomer components of the acrylic base polymer.
アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルは、ベースポリマーと光硬化剤との相溶性向上および粘着剤の低抵抗化に寄与する成分であり、アクリル系ベースポリマー中の比率が大きいほど、粘着剤層が低抵抗となる傾向がある。アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの量は、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対して、5重量部以上が好ましく、8重量部以上がより好ましく、10重量部以上がさらに好ましく、15重量部以上または20重量部以上であってもよい。 The (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is a component that contributes to improving the compatibility between the base polymer and the photocuring agent and reducing the resistance of the adhesive; the higher its ratio in the acrylic base polymer, the lower the resistance of the adhesive layer tends to be. The amount of the (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is preferably 5 parts by weight or more, more preferably 8 parts by weight or more, even more preferably 10 parts by weight or more, and may be 15 parts by weight or more, or 20 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the total monomer components constituting the acrylic base polymer.
アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率が高いほど粘着剤の抵抗が小さくなる傾向があるが、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率が過度に大きくなると、光硬化剤との相溶性が過剰となり、光硬化前の粘着剤層と被着体との接着力(初期接着力)が大きく、はく離が困難となる場合がある。また、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率の増大に伴って、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの比率が相対的に低下し、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度が高くなり、低温での接着性が低下する場合がある。そのため、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの量は、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対して、55重量部以下が好ましく、50重量部以下がより好ましく、45重量部以下がさらに好ましく、40重量部以下、35重量部以下、30重量部以下または25重量部以下であってもよい。The higher the proportion of (meth)acrylic ester having an alkylene oxide chain, the lower the adhesive resistance tends to be. However, if the proportion of (meth)acrylic ester having an alkylene oxide chain is excessively high, the compatibility with the photocuring agent becomes excessive, resulting in high adhesive strength (initial adhesive strength) between the adhesive layer and the substrate before photocuring, which may make peeling difficult. Furthermore, as the proportion of (meth)acrylic ester having an alkylene oxide chain increases, the proportion of (meth)acrylic acid alkyl ester decreases relatively, which may increase the glass transition temperature of the acrylic base polymer and reduce adhesion at low temperatures. Therefore, the amount of (meth)acrylic ester having an alkylene oxide chain is preferably 55 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, even more preferably 45 parts by weight or less, and may be 40 parts by weight or less, 35 parts by weight or less, 30 parts by weight or less, or 25 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total monomer components constituting the acrylic base polymer.
アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度を低くする観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対して、40重量部以上が好ましく、50重量部以上がより好ましく、60重量部以上がさらに好ましく、65重量部以上、70重量部以上、75重量部以上または80重量部以上であってもよい。 From the viewpoint of lowering the glass transition temperature of the acrylic base polymer, the amount of (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 50 parts by weight or more, even more preferably 60 parts by weight or more, and may be 65 parts by weight or more, 70 parts by weight or more, 75 parts by weight or more, or 80 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the total of the constituent monomer components of the acrylic base polymer.
一方、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの比率の増大に伴って、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率が相対的に低下し、アクリル系ベースポリマーと光硬化剤との相溶性が低下する場合がある。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対して、94重量部以下が好ましく、90重量部以下がより好ましく、87重量部以下がさらに好ましく、85重量部以下、83重量部以下、80重量部以下または77重量部以下であってもよい。On the other hand, as the proportion of (meth)acrylic acid alkyl ester increases, the proportion of (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain decreases relatively, which may result in a decrease in compatibility between the acrylic base polymer and the photocuring agent. The amount of (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 94 parts by weight or less, more preferably 90 parts by weight or less, even more preferably 87 parts by weight or less, and may be 85 parts by weight or less, 83 parts by weight or less, 80 parts by weight or less, or 77 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total of the constituent monomer components of the acrylic base polymer.
アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分として2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含んでいてもよい。2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ホモポリマーのガラス転移温度が-56℃以下であるものと、ホモポリマーのガラス転移温度が-56℃よりも高いものを含んでいてもよく、アルキル基の炭素数が6以上であるものとアルキル基の炭素数が5以下であるものを含んでいてもよい。前述のように、アルキル基の炭素数が6~9であるものとアルキル基の炭素数が10~20であるものを含んでいてもよい。The acrylic base polymer may contain two or more types of (meth)acrylic acid alkyl esters as monomer components. The two or more types of (meth)acrylic acid alkyl esters may include those whose homopolymer glass transition temperature is -56°C or lower and those whose homopolymer glass transition temperature is higher than -56°C, and may include those whose alkyl group has 6 or more carbon atoms and those whose alkyl group has 5 or less carbon atoms. As mentioned above, they may also include those whose alkyl group has 6 to 9 carbon atoms and those whose alkyl group has 10 to 20 carbon atoms.
アクリル系ベースポリマーを低ガラス転移温度化する観点からは、アルキル基の炭素数が6以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量が上記範囲であることが好ましく、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルの量が上記範囲であってもよく、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸n-ヘプチル、アクリル酸n-オクチルの合計が上記範囲であってもよく、アクリル酸n-オクチルの量が上記範囲であってもよい。 From the viewpoint of lowering the glass transition temperature of the acrylic base polymer, the amount of the (meth)acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group has 6 or more carbon atoms is preferably in the above-mentioned range, the amount of the (meth)acrylic acid C6-9 alkyl ester may also be in the above-mentioned range, the total of 2-ethylhexyl acrylate, n-heptyl acrylate, and n-octyl acrylate may also be in the above-mentioned range, or the amount of n-octyl acrylate may also be in the above-mentioned range.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルと、(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルを含む場合、アクリル系ポリマーの構成モノマー成分全量100重量部に対して、(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルの量は15~84重量部が好ましく、(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルの量は10~79重量部が好ましい。(メタ)アクリル酸C6-9アルキルエステルの量は、20~70重量部、30~60重量部、35~55重量部または40~50重量部であってもよく、(メタ)アクリル酸C10-20アルキルエステルの量は、15~60重量部、20~50重量部、25~45重量部または30~40重量部であってもよい。 When the (meth)acrylic acid alkyl ester contains a C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester and a C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester, the amount of the C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 15 to 84 parts by weight, and the amount of the C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 10 to 79 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total amount of the constituent monomer components of the acrylic polymer. The amount of the C6-9 (meth)acrylic acid alkyl ester may be 20 to 70 parts by weight, 30 to 60 parts by weight, 35 to 55 parts by weight, or 40 to 50 parts by weight, and the amount of the C10-20 (meth)acrylic acid alkyl ester may be 15 to 60 parts by weight, 20 to 50 parts by weight, 25 to 45 parts by weight, or 30 to 40 parts by weight.
アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対する架橋可能な官能基を有するモノマーの量(ヒドロキシ基含有モノマーとカルボキシ基含有モノマーの合計量)は、0.5~15重量部が好ましく、1~10重量部がより好ましく、1.5~7重量部がさらに好ましい。アクリル系ベースポリマーがヒドロキシ基を含む場合に、粘着剤層の歪み回復率が大きく、形状復元性が高い傾向があることから、アクリル系ベースポリマーは、構成モノマー成分としてヒドロキシ基含有モノマーを含むことが好ましく、ヒドロキシ基含有モノマーの含有量が上記範囲であることが好ましい。The amount of monomers having crosslinkable functional groups (total amount of hydroxy group-containing monomers and carboxy group-containing monomers) per 100 parts by weight of the total of the constituent monomer components of the acrylic base polymer is preferably 0.5 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, and even more preferably 1.5 to 7 parts by weight. When the acrylic base polymer contains a hydroxy group, the pressure-sensitive adhesive layer tends to have a high strain recovery rate and high shape restorability. Therefore, it is preferable that the acrylic base polymer contain a hydroxy group-containing monomer as a constituent monomer component, and the content of the hydroxy group-containing monomer is preferably within the above range.
アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対する、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの量の合計は、60重量部以上が好ましく、70重量部以上がより好ましく、80重量部以上がさらに好ましく、85重量部以上、90重量部以上、93重量部以上または95重量部以上であってもよい。 The total amount of (meth)acrylic acid alkyl ester and (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain relative to a total of 100 parts by weight of the constituent monomer components of the acrylic base polymer is preferably 60 parts by weight or more, more preferably 70 parts by weight or more, even more preferably 80 parts by weight or more, and may be 85 parts by weight or more, 90 parts by weight or more, 93 parts by weight or more, or 95 parts by weight or more.
アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分の合計100重量部に対する、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルと架橋可能な官能基を有するモノマーの量の合計は、65重量部以上が好ましく、75重量部以上がより好ましく、85重量部以上がさらに好ましく、90重量部以上、95重量部以上、98重量部以上、99重量部以上または100重量部であってもよい。 The total amount of the (meth)acrylic acid alkyl ester and the monomer having a functional group crosslinkable with the (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain relative to a total of 100 parts by weight of the constituent monomer components of the acrylic base polymer is preferably 65 parts by weight or more, more preferably 75 parts by weight or more, even more preferably 85 parts by weight or more, and may be 90 parts by weight or more, 95 parts by weight or more, 98 parts by weight or more, 99 parts by weight or more, or 100 parts by weight.
(他のモノマー)
アクリル系ベースポリマーは、構成モノマー成分として、上記以外のモノマーを含んでいてもよい。上記以外のモノマーとしては、N-ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N-アクリロイルモルホリン、N-ビニルカルボン酸アミド類、N-ビニルカプロラクタム等の窒素含有モノマーが挙げられる。その他のモノマーとして、ビニルエステルモノマー、芳香族ビニルモノマー、エポキシ基含有モノマー、ビニルエーテルモノマー、スルホ基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー等が挙げられる。
(Other Monomers)
The acrylic base polymer may contain other monomers as constituent monomer components. Examples of other monomers include nitrogen-containing monomers such as N-vinylpyrrolidone, methylvinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylpiperidone, vinylpyrimidine, vinylpiperazine, vinylpyrazine, vinylpyrrole, vinylimidazole, vinyloxazole, vinylmorpholine, N-acryloylmorpholine, N-vinylcarboxylic acid amides, and N-vinylcaprolactam. Examples of other monomers include vinyl ester monomers, aromatic vinyl monomers, epoxy group-containing monomers, vinyl ether monomers, sulfo group-containing monomers, phosphate group-containing monomers, and acid anhydride group-containing monomers.
(ガラス転移温度)
アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度は、-40℃以下が好ましく、-45℃以下がより好ましく、-50℃以下または-55℃以下であってもよい。ガラス転移温度がデバイスの使用環境温度よりも十分低いことにより、使用環境の温度範囲における粘着剤層の貯蔵弾性率が小さく、屈曲を繰り返した際の剥がれが抑制される傾向がある。アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度の下限は特に限定されないが、一般には-80℃以上であり、-75℃以上または-70℃以上であってもよい。
(glass transition temperature)
The glass transition temperature of the acrylic base polymer is preferably −40° C. or lower, more preferably −45° C. or lower, and may be −50° C. or lower or −55° C. or lower. When the glass transition temperature is sufficiently lower than the ambient temperature of the device, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer within the ambient temperature range of the device tends to be small, and peeling during repeated bending tends to be suppressed. The lower limit of the glass transition temperature of the acrylic base polymer is not particularly limited, but is generally −80° C. or higher, and may be −75° C. or higher or −70° C. or higher.
ガラス転移温度は、粘弾性測定における損失正接tanδが極大となる温度(ピークトップ温度)である。粘弾性測定によるガラス転移温度に代えて、Foxの式により算出される理論Tgを適用してもよい。理論Tgは、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分のホモポリマーのガラス転移温度Tgiと、各モノマー成分の重量分率Wiから、下記のFoxの式により算出される。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
The glass transition temperature is the temperature (peak top temperature) at which the loss tangent tanδ in viscoelasticity measurement is maximized. Instead of the glass transition temperature determined by viscoelasticity measurement, a theoretical Tg calculated using Fox's formula may be used. The theoretical Tg is calculated using Fox's formula below from the glass transition temperature Tg i of the homopolymer of the constituent monomer components of the acrylic base polymer and the weight fraction W i of each monomer component.
1/Tg=Σ(W i /Tg i )
Tgはポリマー鎖のガラス転移温度(単位:K)、Wiはセグメントを構成するモノマー成分iの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマー成分iのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)である。ホモポリマーのガラス転移温度としては、Polymer Handbook 第3版(John Wiley & Sons, Inc., 1989年)に記載の数値を採用できる。上記文献に記載されていないモノマーのホモポリマーのTgは、動的粘弾性測定によるtanδのピークトップ温度を採用すればよい。 Tg is the glass transition temperature (unit: K) of the polymer chain, W i is the weight fraction (copolymerization ratio by weight) of the monomer component i constituting the segment, and Tg i is the glass transition temperature (unit: K) of a homopolymer of the monomer component i. The glass transition temperature of the homopolymer can be determined from the values listed in Polymer Handbook, 3rd Edition (John Wiley & Sons, Inc., 1989). The Tg of a homopolymer of a monomer not listed in the above literature can be determined from the peak top temperature of tan δ measured by dynamic viscoelasticity measurement.
(アクリル系ポリマーの重合)
上記モノマー成分を、溶液重合、乳化重合、塊状重合等の各種公知の方法により重合することによりベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーが得られる。粘着剤の接着力、保持力等の特性のバランスや、コスト等の観点から、溶液重合法が好ましい。溶液重合の溶媒としては、酢酸エチル、トルエン等が用いられる。溶液濃度は通常20~80重量%程度である。重合開始剤としては、アゾ系、過酸化物系等の各種公知のものを使用できる。分子量を調整するために、連鎖移動剤が用いられていてもよい。反応温度は通常50~80℃程度、反応時間は通常1~8時間程度である。
(Polymerization of acrylic polymer)
The above monomer components can be polymerized by various known methods such as solution polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization to obtain an acrylic polymer as a base polymer. Solution polymerization is preferred from the viewpoints of cost and the balance of adhesive strength, holding power, and other properties of the pressure-sensitive adhesive. Ethyl acetate, toluene, etc. are used as the solvent for solution polymerization. The solution concentration is typically about 20 to 80% by weight. Various known polymerization initiators, such as azo-based and peroxide-based initiators, can be used. A chain transfer agent may be used to adjust the molecular weight. The reaction temperature is typically about 50 to 80°C, and the reaction time is typically about 1 to 8 hours.
光硬化後の粘着剤層の接着力を高める観点から、アクリル系ベースポリマーの重量平均分子量は、10万以上が好ましく、15万以上がより好ましく、20万以上がさらに好ましく、30万以上、40万以上または50万以上であってもよい。前述のように、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルのアルキレンオキサイドの繰り返し単位数(一般式(1)におけるm)が小さい場合は、当該モノマーの連鎖移動剤としての作用が小さいため、高分子量のアクリル系列ポリマーが容易に得られる。From the viewpoint of increasing the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring, the weight-average molecular weight of the acrylic base polymer is preferably 100,000 or more, more preferably 150,000 or more, even more preferably 200,000 or more, and may be 300,000 or more, 400,000 or more, or 500,000 or more. As mentioned above, when the number of repeating alkylene oxide units (m in general formula (1)) of the (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain is small, the monomer's action as a chain transfer agent is small, and a high-molecular-weight acrylic polymer can be easily obtained.
粘着剤組成物の取り扱い性や、光硬化剤との相溶性等の観点から、アクリル系ベースポリマーの重量平均分子量は、200万以下が好ましく、150万以下がより好ましく、120万以下がさらに好ましく、100万以下または90万以下であってもよい。後述のように、アクリル系ベースポリマーには架橋構造が導入されるが、アクリル系ベースポリマーの分子量とは、架橋構造導入前の分子量を指す。From the standpoint of ease of handling of the pressure-sensitive adhesive composition and compatibility with the photocuring agent, the weight-average molecular weight of the acrylic base polymer is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,500,000 or less, even more preferably 1,200,000 or less, and may be 1,000,000 or less or 900,000 or less. As described below, a crosslinked structure is introduced into the acrylic base polymer, but the molecular weight of the acrylic base polymer refers to the molecular weight before the crosslinked structure is introduced.
<架橋剤>
粘着剤に適度の凝集力を持たせ、接着力を発現させるとともに、光硬化前の粘着剤層の被着体からのはく離性を確保する観点から、ベースポリマーには架橋構造が導入されることが好ましい。例えば、アクリル系ベースポリマーを重合後の溶液に架橋剤を添加し、必要に応じて加熱を行うことにより、架橋構造が導入される。
<Crosslinking agent>
From the viewpoints of imparting an appropriate cohesive strength to the pressure-sensitive adhesive, thereby enabling the pressure-sensitive adhesive layer to exhibit adhesive strength, and ensuring the peelability of the pressure-sensitive adhesive layer from the adherend before photocuring, it is preferable that a crosslinked structure be introduced into the base polymer. For example, the crosslinked structure is introduced by adding a crosslinking agent to a solution obtained after polymerization of an acrylic base polymer, and then heating the solution as necessary.
架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。これらの架橋剤は、アクリル系ベースポリマーに導入されたヒドロキシ基やカルボキシ基等の官能基と反応して架橋構造を形成する。アクリル系ベースポリマーのヒドロキシ基やカルボキシ基との反応性が高く、架橋構造の導入が容易であることから、イソシアネート系架橋剤およびエポキシ系架橋剤が好ましい。アクリル系ベースポリマーが架橋可能な官能基としてヒドロキシ基を有する場合はイソシアネート系架橋剤が好ましく、アクリル系ベースポリマーが架橋可能な官能基としてカルボキシ基を有する場合はエポキシ系架橋剤が好ましい。 Examples of crosslinking agents include isocyanate-based crosslinking agents, epoxy-based crosslinking agents, oxazoline-based crosslinking agents, aziridine-based crosslinking agents, carbodiimide-based crosslinking agents, and metal chelate-based crosslinking agents. These crosslinking agents react with functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups introduced into the acrylic base polymer to form a crosslinked structure. Isocyanate-based crosslinking agents and epoxy-based crosslinking agents are preferred because they are highly reactive with the hydroxyl and carboxyl groups of the acrylic base polymer and facilitate the introduction of crosslinked structures. When the acrylic base polymer has hydroxyl groups as crosslinkable functional groups, isocyanate-based crosslinking agents are preferred. When the acrylic base polymer has carboxyl groups as crosslinkable functional groups, epoxy-based crosslinking agents are preferred.
イソシアネート系架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートが用いられる。イソシアネート系架橋剤は、1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するものであってもよい。イソシアネート系架橋剤としては、例えば、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類;2,4-トリレンジイソシアネート、4,4’-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等の芳香族イソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、三井化学製「タケネートD101E」)、トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、東ソー製「コロネートHL」)、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(例えば、三井化学製「タケネートD110N」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(例えば、東ソー製「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物等が挙げられる。 As an isocyanate-based crosslinking agent, a polyisocyanate having two or more isocyanate groups per molecule is used. The isocyanate-based crosslinking agent may also have three or more isocyanate groups per molecule. Examples of isocyanate-based crosslinking agents include lower aliphatic polyisocyanates such as butylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; alicyclic isocyanates such as cyclopentylene diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate; aromatic isocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate; trimethylolpropane/trilene diisocyanate; and Examples of the isocyanate adduct include a diisocyanate trimer adduct (e.g., "Takenate D101E" manufactured by Mitsui Chemicals), a trimethylolpropane/hexamethylene diisocyanate trimer adduct (e.g., "Coronate HL" manufactured by Tosoh), a trimethylolpropane adduct of xylylene diisocyanate (e.g., "Takenate D110N" manufactured by Mitsui Chemicals), and an isocyanurate of hexamethylene diisocyanate (e.g., "Coronate HX" manufactured by Tosoh).
エポキシ系架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物が用いられる。エポキシ系架橋剤は、1分子中に3個以上または4個以上のエポキシ基を有するものであってもよい。エポキシ系架橋剤のエポキシ基はグリシジル基であってもよい。エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o-フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル-トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール-S-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。エポキシ系架橋剤として、ナガセケムテックス製の「デナコール」、三菱ガス化学製の「テトラッドX」「テトラッドC」等の市販品を用いてもよい。 The epoxy crosslinking agent used is a multifunctional epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule. The epoxy crosslinking agent may also have three or more or four or more epoxy groups per molecule. The epoxy group of the epoxy crosslinking agent may be a glycidyl group. Examples of epoxy crosslinking agents include N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, diglycidylaniline, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitan polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, o-phthalic acid diglycidyl ester, triglycidyl tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate, resorcinol diglycidyl ether, and bisphenol-S-diglycidyl ether. As the epoxy-based crosslinking agent, commercially available products such as "Denacol" manufactured by Nagase ChemteX, and "Tetrad X" and "Tetrad C" manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, may be used.
架橋剤の使用量は、アクリル系ベースポリマーの組成や分子量等に応じて適宜に調整すればよい。架橋剤の使用量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.01~5重量部程度であり、好ましくは0.03~3重量部、より好ましくは0.05~1重量部であり、0.08~0.8重量部または0.1~0.5重量部であってもよい。The amount of crosslinking agent used can be adjusted appropriately depending on the composition and molecular weight of the acrylic base polymer. The amount of crosslinking agent used is approximately 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.03 to 3 parts by weight, more preferably 0.05 to 1 part by weight, and may be 0.08 to 0.8 parts by weight or 0.1 to 0.5 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
架橋構造の形成を促進するために架橋触媒を用いてもよい。架橋触媒としては、有機金属錯体(キレート)、金属とアルコキシ基との化合物、および金属とアシルオキシ基との化合物等の有機金属化合物;ならびに第三級アミン等が挙げられる。特に、常温の溶液状態での架橋反応の進行を抑制して粘着剤組成物のポットライフを確保する観点から、有機金属化合物が好ましい。有機金属化合物の金属としては、鉄、錫、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、チタン、鉛、コバルト、等が挙げられる。架橋触媒の使用量は、一般には、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して0.5重量部以下である。A crosslinking catalyst may be used to promote the formation of a crosslinked structure. Examples of crosslinking catalysts include organometallic compounds such as organometallic complexes (chelates), compounds of metals with alkoxy groups, and compounds of metals with acyloxy groups; as well as tertiary amines. Organometallic compounds are particularly preferred from the perspective of suppressing the progress of the crosslinking reaction in solution at room temperature and ensuring the pot life of the adhesive composition. Examples of metals in organometallic compounds include iron, tin, aluminum, zirconium, zinc, titanium, lead, and cobalt. The amount of crosslinking catalyst used is generally 0.5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
<光硬化剤>
粘着剤層2を構成する粘着剤組成物は、ベースポリマーに加えて、光硬化剤として、1分子中に2個以上の光重合性官能基を有する化合物を含有する。光硬化剤を含有する粘着剤組成物は光硬化性を有し、被着体との貼り合わせ後に光硬化を行うと、被着体との接着力が向上する。
<Photocuring agent>
The pressure-sensitive adhesive composition constituting the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains, in addition to a base polymer, a compound having two or more photopolymerizable functional groups in one molecule as a photocuring agent. Pressure-sensitive adhesive compositions containing a photocuring agent have photocurability, and when photocuring is performed after lamination with an adherend, the adhesive strength with the adherend is improved.
光重合性官能基としては、光ラジカル反応による重合性を有するものが好ましく、光硬化剤としては1分子中に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物が好ましく、アクリル系ベースポリマーとの相溶性が高いことから、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。 The photopolymerizable functional group is preferably one that is polymerizable by a photoradical reaction, and the photocuring agent is preferably a compound with two or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule. Multifunctional (meth)acrylates are preferred because of their high compatibility with acrylic-based polymers.
アクリル系ベースポリマーとの相溶性が高いことから、光硬化剤として多官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。多官能(メタ)アクリレートは、代表的には、ポリオールと(メタ)アクリル酸とのエステルである。多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールジ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ブタジエン(メタ)アクリレート、イソプレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。Due to their high compatibility with acrylic-based polymers, it is preferable to use polyfunctional (meth)acrylates as photocuring agents. Polyfunctional (meth)acrylates are typically esters of polyols and (meth)acrylic acid. Specific examples of polyfunctional (meth)acrylates include polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol di(meth)acrylate, alkanediol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, isocyanuric acid di(meth)acrylate, isocyanuric acid tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, and trimethylolpropane. Examples of the acrylate include ethylolpropane tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol poly(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, glycerin di(meth)acrylate, urethane (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate, butadiene (meth)acrylate, and isoprene (meth)acrylate.
多官能(メタ)アクリレートは、アルキレンオキサイド変性されたポリオールと(メタ)アクリル酸とのエステルであってもよい。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド(EO)およびプロピレンオキサイド(PO)が挙げられる。アルキレンオキサイドは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレンオキサイドでもよい。The polyfunctional (meth)acrylate may be an ester of an alkylene oxide-modified polyol and (meth)acrylic acid. Examples of alkylene oxides include ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO). The alkylene oxide may also be a polyalkylene oxide such as polyethylene glycol or polypropylene glycol.
アルキレンオキサイド変性多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of alkylene oxide-modified polyfunctional (meth)acrylates include bisphenol A ethylene oxide-modified di(meth)acrylate, bisphenol A propylene oxide-modified di(meth)acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide-modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane propylene oxide-modified tri(meth)acrylate, ethylene oxide isocyanuric acid-modified di(meth)acrylate, propylene oxide isocyanuric acid-modified di(meth)acrylate, ethylene oxide isocyanuric acid-modified tri(meth)acrylate, propylene oxide isocyanuric acid-modified tri(meth)acrylate, pentaerythritol ethylene oxide-modified tetra(meth)acrylate, and pentaerythritol propylene oxide-modified tetra(meth)acrylate.
ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性多官能(メタ)アクリレート等のアルキレンオキサイド鎖を含む多官能(メタ)アクリレートにおいて、アルキレンオキサイドとしては、(ポリ)エチレンオキサイドまたは(ポリ)プロピレンオキサイドが好ましく、(ポリ)エチレンオキサイドが特に好ましい。アルキレンオキサイドの鎖長(アルキレンオキサイドの繰り返し単位数)nは、1~15程度である。1分子中に複数のアルキレンオキサイド鎖が含まれる場合は、平均鎖長nが1~15であるものが好ましい。アルキレンオキサイド鎖の(平均)鎖長nは、12以下、10以下、8以下、6以下、5以下、4以下または3以下であってもよい。アルキレンオキサイドの種類および鎖長を調整することにより、アクリル系ベースポリマーとの相溶性を適切な範囲に調整できる。 In polyfunctional (meth)acrylates containing alkylene oxide chains, such as polyalkylene glycol di(meth)acrylates and alkylene oxide-modified polyfunctional (meth)acrylates, the alkylene oxide is preferably (poly)ethylene oxide or (poly)propylene oxide, with (poly)ethylene oxide being particularly preferred. The chain length (number of repeating units of alkylene oxide) n of the alkylene oxide is approximately 1 to 15. When multiple alkylene oxide chains are contained in one molecule, an average chain length n of 1 to 15 is preferred. The (average) chain length n of the alkylene oxide chain may be 12 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 5 or less, 4 or less, or 3 or less. Compatibility with acrylic base polymers can be adjusted within an appropriate range by adjusting the type and chain length of the alkylene oxide.
アクリル系ベースポリマーとの相溶性の観点から、光硬化剤としての多官能(メタ)アクリレートの分子量は、1500以下が好ましく、1000以下がより好ましく、800以下、500以下または400以下であってもよい。ベースポリマーとの相溶性と光硬化後の接着力向上とを両立する観点から、多官能(メタ)アクリレートの官能基当量(g/eq)は500以下が好ましく、400以下がより好ましく、300以下、250以下、200以下、180以下または160以下であってもよい。一方、多官能(メタ)アクリレートの官能基当量が過度に小さいと、光硬化後の粘着剤層の架橋点密度が高くなるために、貯蔵弾性率が大きくなり、低温領域での接着性が低下する場合がある。そのため、光硬化剤の官能基当量は、80以上が好ましく、100以上がより好ましく、120以上または130以上であってもよい。From the viewpoint of compatibility with the acrylic base polymer, the molecular weight of the polyfunctional (meth)acrylate used as the photocuring agent is preferably 1,500 or less, more preferably 1,000 or less, and may be 800 or less, 500 or less, or 400 or less. From the viewpoint of achieving both compatibility with the base polymer and improved adhesive strength after photocuring, the functional group equivalent weight (g/eq) of the polyfunctional (meth)acrylate is preferably 500 or less, more preferably 400 or less, and may be 300 or less, 250 or less, 200 or less, 180 or less, or 160 or less. On the other hand, if the functional group equivalent weight of the polyfunctional (meth)acrylate is excessively small, the crosslinking density of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring increases, resulting in an increased storage modulus and reduced adhesiveness at low temperatures. Therefore, the functional group equivalent weight of the photocuring agent is preferably 80 or more, more preferably 100 or more, and may be 120 or more or 130 or more.
上記のように、多官能(メタ)アクリレートはアクリル系ベースポリマーとの相溶性に優れている。しかし、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートは、アルキレンオキサイド鎖を有さない多官能(メタ)アクリレートと比較すると極性が高いため、アクリル系ポリマーとの相溶性が低く、特に、極性官能基の量が少ないアクリル系ポリマーに対する相溶性が低い。As mentioned above, polyfunctional (meth)acrylates have excellent compatibility with acrylic-based polymers. However, polyfunctional (meth)acrylates with alkylene oxide chains have higher polarity than polyfunctional (meth)acrylates without alkylene oxide chains, and therefore have lower compatibility with acrylic polymers, particularly with acrylic polymers with a low amount of polar functional groups.
アルキル基の炭素数が6以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アルキル基の炭素数が小さい(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えばアルキル基の炭素数が4であるアクリル酸ブチル)に比べて、アルキレンオキサイド鎖の体積比率が相対的に小さいために、極性が低い。 (Meth)acrylic acid alkyl esters with an alkyl group having 6 or more carbon atoms have a relatively small volume ratio of alkylene oxide chains and are therefore less polar than (meth)acrylic acid alkyl esters with a smaller alkyl group carbon number (for example, butyl acrylate, with an alkyl group having 4 carbon atoms).
アルキル基の炭素数が6以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの比率が高いアクリル系ポリマーは、極性が低いため、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートに対する相溶性が低い。そのため、アルキル基の炭素数が6以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの比率が高いアクリル系ポリマーに、光硬化剤としてアルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートを配合すると、光硬化剤のしみ出し等の不具合が生じる場合がある。 Acrylic polymers with a high proportion of (meth)acrylic acid alkyl esters, where the alkyl group has six or more carbon atoms, have low polarity and therefore low compatibility with polyfunctional (meth)acrylates with alkylene oxide chains. Therefore, when an acrylic polymer with a high proportion of (meth)acrylic acid alkyl esters, where the alkyl group has six or more carbon atoms, is blended with a polyfunctional (meth)acrylate with an alkylene oxide chain as a light curing agent, problems such as bleeding of the light curing agent may occur.
前述のように、アクリル系ベースポリマーが、モノマー成分として、アルキル基の炭素数が6以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルに加えて、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、極性が高められるため、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートに対しても相溶性を示す。また、アクリル系ベースポリマーおよび光硬化剤の両方がアルキレンオキサイド鎖を含むことにより、粘着剤が低抵抗化される傾向がある。As mentioned above, the acrylic base polymer contains, as a monomer component, a (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain in addition to a (meth)acrylic acid alkyl ester with an alkyl group having six or more carbon atoms, which increases polarity and makes the adhesive compatible with multifunctional (meth)acrylates having alkylene oxide chains. Furthermore, the presence of alkylene oxide chains in both the acrylic base polymer and the photocuring agent tends to reduce the resistance of the adhesive.
アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分におけるアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率を調整することにより、アルキレンオキサイド鎖を有する光硬化剤との相溶性を調整できる。前述のように、アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルを含まない場合、またはアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルの比率が低い場合は、光硬化剤との相溶性が低いため、光硬化剤のしみ出し等の原因となる。 By adjusting the ratio of (meth)acrylic acid esters with alkylene oxide chains in the constituent monomer components of the acrylic base polymer, it is possible to adjust compatibility with light-curing agents with alkylene oxide chains. As mentioned above, if the polymer does not contain (meth)acrylic acid esters with alkylene oxide chains, or if the ratio of (meth)acrylic acid esters with alkylene oxide chains is low, compatibility with the light-curing agent will be low, which can cause the light-curing agent to bleed out.
一方、アクリル系ベースポリマーが、光硬化剤(アルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル)に対して完全には相溶しない程度の極性を有している場合は、粘着剤層の表面(被着体との接着界面近傍)に光硬化剤が偏在しやすく、光硬化剤の配合量が少量であっても、被着体との接着界面に偏在した光硬化剤により、接着阻害層(Weak Boundary Layer; WBL)が形成されやすい。 On the other hand, if the acrylic base polymer has a polarity that makes it incompatible with the photocuring agent (a (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain), the photocuring agent tends to be unevenly distributed on the surface of the adhesive layer (near the adhesive interface with the adherend), and even if the amount of photocuring agent mixed is small, the photocuring agent unevenly distributed at the adhesive interface with the adherend is likely to form an adhesion-inhibiting layer (Weak Boundary Layer; WBL).
WBLが形成されると、粘着剤層の貯蔵弾性率等のバルク特性を保持したまま、表面(接着界面)の液状の特性が強くなるため、被着体との接着力が小さくなる傾向がある。そのため、光硬化前の粘着剤層は、被着体からのはく離が容易である。光硬化剤が被着体との接着界面近傍に偏在してWBLが形成されている粘着剤層を光硬化すると、光硬化剤の存在密度が高い接着界面近傍で、光硬化剤の硬化反応が進行しやすいため、接着力が向上しやすい。また、WBLが形成されている場合は、バルク特性である貯蔵弾性率の光硬化による増大が抑制される傾向があるため、フォルダブルデバイスへの適用性に優れている。When a WBL is formed, the adhesive layer retains its bulk properties, such as its storage modulus, while the liquid properties of the surface (adhesive interface) become stronger, tending to reduce the adhesive strength with the adherend. Therefore, the adhesive layer before photo-curing is easy to peel from the adherend. When an adhesive layer in which a WBL has been formed, with the photo-curing agent unevenly distributed near the adhesive interface with the adherend, is photo-cured, the curing reaction of the photo-curing agent is more likely to proceed near the adhesive interface where the photo-curing agent is present at a higher density, which tends to improve the adhesive strength. Furthermore, when a WBL is formed, the increase in the storage modulus, a bulk property, due to photo-curing tends to be suppressed, making this material highly applicable to foldable devices.
光硬化剤の官能基当量が小さく、光硬化剤の含有量が多いほど、光硬化による架橋密度が高くなるため、光硬化後の粘着剤層の貯蔵弾性率が大きくなる傾向がある。光硬化後の粘着剤の接着力を高めつつ、貯蔵弾性率の過度の上昇を抑制する観点から、粘着剤組成物における光硬化剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、3~25重量部が好ましく、5~20重量部がより好ましく、8~17重量部または10~15重量部であってもよい。上記のように、アクリル系ベースポリマーと光硬化剤の相溶性を調整することにより、粘着剤層の表面(接着界面)にWBLが形成されれば、光硬化剤が少量であっても、光硬化により接着力が上昇しやすく、高い接着力を実現できる。The smaller the functional group equivalent weight of the photocuring agent and the higher the content of the photocuring agent, the higher the crosslink density upon photocuring, and therefore the higher the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring. To increase the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive after photocuring while suppressing an excessive increase in the storage modulus, the content of the photocuring agent in the pressure-sensitive adhesive composition is preferably 3 to 25 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, or even 8 to 17 parts by weight or 10 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer. As described above, by adjusting the compatibility between the acrylic base polymer and the photocuring agent, if a WBL is formed on the surface (adhesion interface) of the pressure-sensitive adhesive layer, the adhesive strength is likely to increase upon photocuring, even with a small amount of photocuring agent, and high adhesive strength can be achieved.
光硬化剤は、2種以上を併用してもよい。例えば、光硬化剤として、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートを2種以上用いてもよく、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートとアルキレンオキサイド鎖を有さない多官能(メタ)アクリレートを用いてもよい。また、光硬化剤として、官能基数(1分子中の(メタ)アクリロイル基の数)の異なる多官能(メタ)アクリレートを用いてもよい。例えば、光硬化後の粘着剤層の接着力や貯蔵弾性率の調整等を目的として、光硬化剤として、2官能(メタ)アクリレートと3官能以上の多官能(メタ)アクリレートを併用してもよい。 Two or more types of photocuring agents may be used in combination. For example, two or more types of multifunctional (meth)acrylates having alkylene oxide chains may be used as the photocuring agent, or a multifunctional (meth)acrylate having an alkylene oxide chain and a multifunctional (meth)acrylate without an alkylene oxide chain may be used. Furthermore, multifunctional (meth)acrylates with different numbers of functional groups (the number of (meth)acryloyl groups per molecule) may be used as the photocuring agent. For example, a bifunctional (meth)acrylate and a trifunctional or higher multifunctional (meth)acrylate may be used in combination as the photocuring agent to adjust the adhesive strength and storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring.
光硬化剤として、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートを用いてもよい。ウレタン(メタ)アクリレートは、1分子中に、1個以上のウレタン結合と、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、好ましくは1分子中に2個以上のウレタン結合を含む。2個以上のウレタン結合を有するウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、ポリイソシアネートと、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル化合物との反応により得られ、ポリイソシアネートのイソシアネート基と(メタ)アクリル化合物のヒドロキシ基が結合して、ウレタン結合を形成する。2個以上のウレタン結合を有するウレタン(メタ)アクリレートは、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、プレポリマーの末端のイソシアネート基に、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル化合物を結合させる方法により得ることもできる。また、ポリイソシアネートとヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル化合物とを反応させた後に、当該反応物とポリオールとを反応させる方法により、2個以上のウレタン結合を有するウレタン(メタ)アクリレートを得ることもできる。 Polyfunctional (meth)acrylates with alkylene oxide chains and urethane (meth)acrylates may also be used as photocuring agents. Urethane (meth)acrylates are compounds containing one or more urethane bonds and two or more (meth)acryloyl groups per molecule, preferably two or more urethane bonds per molecule. Urethane (meth)acrylates with two or more urethane bonds can be obtained, for example, by reacting a polyisocyanate with a (meth)acrylic compound containing a hydroxy group. The isocyanate groups of the polyisocyanate bond to the hydroxy groups of the (meth)acrylic compound to form a urethane bond. Urethane (meth)acrylates with two or more urethane bonds can also be obtained by reacting a polyisocyanate with a polyol to prepare a prepolymer with isocyanate groups at its terminals, and then bonding a (meth)acrylic compound with a hydroxy group to the isocyanate groups at the terminals of the prepolymer. Alternatively, a urethane (meth)acrylate having two or more urethane bonds can be obtained by reacting a polyisocyanate with a (meth)acrylic compound having a hydroxy group, and then reacting the reaction product with a polyol.
ポリイソシアネートは、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネートおよび脂環式ポリイソシアネートのいずれでもよい。芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI)が特に好ましい。トリレンジイソシアネートは、2,4-トリレンジイソソアネート、および2,6-トリレンジイソシアネートのいずれでもよく、両者の混合物でもよい。脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)が特に好ましい。脂環式ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)が特に好ましい。 The polyisocyanate may be any of aromatic polyisocyanate, alicyclic polyisocyanate, and cycloaliphatic polyisocyanate. As an aromatic polyisocyanate, tolylene diisocyanate (TDI) is particularly preferred. As tolylene diisocyanate, either 2,4-tolylene diisocyanate or 2,6-tolylene diisocyanate may be used, or a mixture of the two. As an aliphatic polyisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI) is particularly preferred. As an alicyclic polyisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI) is particularly preferred.
ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル化合物としては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシへキシル、ヒドロキシメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド等の1個のヒドロキシ基と1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物;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ペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート等の1個のヒドロキシ基と2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic compounds having a hydroxy group include compounds having one hydroxy group and one (meth)acryloyl group, such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, hydroxyhexyl (meth)acrylate, hydroxymethyl acrylamide, and hydroxyethyl acrylamide; and compounds having one hydroxy group and two or more (meth)acryloyl groups, such as pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, and isocyanuric acid di(meth)acrylate.
ジイソシアネートと、1分子中に1個のヒドロキシ基および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル化合物との反応により得られるウレタン(メタ)アクリレートは、1分子中に2個のウレタン結合と4個以上の(メタ)アクリロイル基を有する。ウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基の数は、6個以上または8個以上であってもよく、12個以下または10個以下であってもよい。Urethane (meth)acrylates obtained by reacting diisocyanates with (meth)acrylic compounds having one hydroxy group and two or more (meth)acryloyl groups per molecule have two urethane bonds and four or more (meth)acryloyl groups per molecule. The number of (meth)acryloyl groups in the urethane (meth)acrylate may be six or more, eight or more, or 12 or fewer, or 10 or fewer.
上記のウレタン(メタ)アクリレートは、共栄社化学、新中村化学、根上工業、三菱ケミカル、ダイセル・オルネクス、レゾナック等から市販されているものを用いてもよい。 The above urethane (meth)acrylates may be commercially available from Kyoeisha Chemical, Shin-Nakamura Chemical, Negami Chemical Industries, Mitsubishi Chemical, Daicel Allnex, Resonac, etc.
光硬化剤として、ウレタン結合を有さない多官能(メタ)アクリレートに加えて、ウレタン(メタ)アクリレートを含むことにより、光硬化前の粘着剤層の接着力が小さく、光硬化後の粘着剤層の接着力が大きくなる場合がる。一因として、ウレタン(メタ)アクリレートが、ウレタン結合を有さない多官能(メタ)アクリレート、特にアルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートによるWBLの形成促進作用が考えられる。 By including a urethane (meth)acrylate as the photocuring agent in addition to a polyfunctional (meth)acrylate that does not have a urethane bond, the adhesive strength of the adhesive layer before photocuring may be low and the adhesive strength of the adhesive layer after photocuring may be high. One possible reason for this is that the urethane (meth)acrylate promotes the formation of WBL by polyfunctional (meth)acrylates that do not have a urethane bond, particularly polyfunctional (meth)acrylates that have alkylene oxide chains.
粘着剤層を構成する光硬化性組成物が、光硬化剤として、ウレタン結合を有さない多官能(メタ)アクリレートに加えて、ウレタン(メタ)アクリレートを含む場合、ウレタン(メタ)アクリレートの含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.01重量部以上が好ましく、0.05重量部以上がより好ましく、0.08重量部以上または0.1重量部以上であってもよい。 When the photocurable composition constituting the adhesive layer contains a urethane (meth)acrylate as a photocuring agent in addition to a polyfunctional (meth)acrylate that does not have a urethane bond, the content of the urethane (meth)acrylate is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.05 parts by weight or more, and may be 0.08 parts by weight or more or 0.1 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
<光重合開始剤>
光重合開始剤は、活性光線の照射により活性種を発生し、光硬化剤の硬化反応を促進する。光重合開始剤としては、光硬化剤の種類等に応じて、光カチオン開始剤(光酸発生剤)、光ラジカル開始剤、光アニオン開始剤(光塩基発生剤)等が用いられる。光硬化剤として多官能アクリレートが用いられる場合は、光ラジカル開始剤を用いることが好ましい。光ラジカル開始剤としては、波長450nmよりも短波長の可視光または紫外線により開裂してラジカルを発生する光ラジカル発生剤が好ましく、ヒドロキシケトン類、ベンジルジメチルケタール類、アミノケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、ベンゾフェノン類、トリクロロメチル基含有トリアジン誘導体等が挙げられる。光ラジカル発生剤は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
<Photopolymerization initiator>
The photopolymerization initiator generates active species upon irradiation with actinic rays and promotes the curing reaction of the photocuring agent. As the photopolymerization initiator, a photocationic initiator (photoacid generator), a photoradical initiator, a photoanionic initiator (photobase generator), etc. are used depending on the type of photocuring agent, etc. When a polyfunctional acrylate is used as the photocuring agent, it is preferable to use a photoradical initiator. As the photoradical initiator, a photoradical generator that is cleaved by visible light or ultraviolet light having a wavelength shorter than 450 nm to generate a radical is preferred, and examples of the photoradical initiator include hydroxyketones, benzyl dimethyl ketals, aminoketones, acylphosphine oxides, benzophenones, trichloromethyl group-containing triazine derivatives, etc. The photoradical generator may be used alone or in combination of two or more.
粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.001~5重量部が好ましく、0.01~3重量部がより好ましく、0.03~1重量部がさらに好ましい。粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、光硬化剤100重量部に対して、0.02~20重量部が好ましく、0.05~10重量部がより好ましく、0.1~7重量部がさらに好ましい。The content of the photopolymerization initiator in the pressure-sensitive adhesive composition is preferably 0.001 to 5 parts by weight, more preferably 0.01 to 3 parts by weight, and even more preferably 0.03 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer. The content of the photopolymerization initiator in the pressure-sensitive adhesive composition is preferably 0.02 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.1 to 7 parts by weight, per 100 parts by weight of the photocuring agent.
<帯電防止剤>
粘着剤組成物は、帯電防止剤を含む。粘着剤が帯電防止剤を含むことにより、粘着剤層が低抵抗化されて粘着剤層の帯電が低減されるとともに、被着体の帯電を抑制する作用を付与できる。
<Antistatic Agent>
The PSA composition contains an antistatic agent. When the PSA contains an antistatic agent, the PSA layer has a low resistance, reducing static electricity in the PSA layer and also providing the effect of suppressing static electricity on the adherend.
帯電防止剤としては、有機カチオンを含むイオン性化合物、アルカリ金属塩、イオン伝導ポリマー、イオン伝導フィラー、導電性ポリマー等が挙げられる。中でも、アクリル系ベースポリマーとの相溶性に優れることから、有機カチオンを含むイオン性化合物、およびアルカリ金属塩が好ましい。 Examples of antistatic agents include ionic compounds containing organic cations, alkali metal salts, ion-conductive polymers, ion-conductive fillers, and conductive polymers. Among these, ionic compounds containing organic cations and alkali metal salts are preferred due to their excellent compatibility with acrylic-based polymers.
有機カチオンを含むイオン性化合物は、常温で液体であるイオン性液体でもよく、常温で固体であるイオン性固体でもよい。有機カチオンを含むイオン性化合物は、好ましくは、有機アニオンまたはフルオロ無機アニオンと、オニウムカチオンから構成される。有機アニオンはフッ素原子を含むフルオロ有機アニオンでもよく、フッ素原子を含まない有機アニオンでもよい。Ionic compounds containing organic cations may be ionic liquids, which are liquid at room temperature, or ionic solids, which are solid at room temperature. Ionic compounds containing organic cations are preferably composed of an organic anion or a fluoroinorganic anion and an onium cation. The organic anion may be a fluoroorganic anion containing a fluorine atom, or an organic anion not containing a fluorine atom.
オニウムカチオンとしては、窒素含有オニウムカチオン、硫黄含有オニウムカチオン(例えば、トリアルキルスルホニウムカチオン)、リン含有オニウムカチオン(例えば、テトラアルキルホスホニウムカチオン)等が挙げられる。中でも窒素含有オニウムカチオンが好ましい。 Examples of onium cations include nitrogen-containing onium cations, sulfur-containing onium cations (e.g., trialkylsulfonium cations), and phosphorus-containing onium cations (e.g., tetraalkylphosphonium cations). Of these, nitrogen-containing onium cations are preferred.
窒素含有オニウムカチオンとしては、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。 Examples of nitrogen-containing onium cations include pyridinium cations, pyrrolidinium cations, piperidinium cations, cations having a pyrroline skeleton, cations having a pyrrole skeleton, imidazolium cations, tetrahydropyrimidinium cations, dihydropyrimidinium cations, pyrazolium cations, pyrazolinium cations, and tetraalkylammonium cations.
有機カチオンを含むイオン性化合物を構成するフルオロ有機アニオンは、完全にフッ素化(パーフルオロ化)されていてもよいし、部分的にフッ素化されていてもよい。フルオロ有機アニオンの例として、パーフルオロアルキルスルホネート、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドが挙げられる。より具体的には、例えば、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等が挙げられる。フッ素原子を含まない有機アニオンとしては、p-トルエンスルホネート等のスルホネートアニオン、ボレートアニオン、ジシアナミドアニオン等が挙げられる。フルオロ無機アニオンとしては、ヘキサフルオロリン酸、テトラフルオロホウ酸等が挙げられる。 The fluoroorganic anions constituting ionic compounds containing organic cations may be completely fluorinated (perfluorinated) or partially fluorinated. Examples of fluoroorganic anions include perfluoroalkylsulfonates, bis(fluorosulfonyl)imides, and bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides. More specific examples include trifluoromethanesulfonate, pentafluoroethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, bis(fluorosulfonyl)imides, and bis(trifluoromethanesulfonyl)imides. Examples of organic anions that do not contain fluorine atoms include sulfonate anions such as p-toluenesulfonate, borate anions, and dicyanamide anions. Examples of fluoroinorganic anions include hexafluorophosphate and tetrafluoroboric acid.
アルカリ金属塩は、好ましくは、上記の有機アニオンまたはフルオロ無機アニオンと、アルカリ金属カチオンから構成される。アルカリ金属カチオンは、Li+、Na+またはK+であり、中でもLi+が好ましい。 The alkali metal salt preferably comprises the above organic anion or fluoroinorganic anion and an alkali metal cation, which is Li + , Na + or K + , with Li + being preferred.
粘着剤組成物における帯電防止剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.01~3重量部程度であり、好ましくは0.03~2重量部、より好ましくは0.05~1重量部、さらに好ましくは0.1~0.7重量部である。粘着剤層2における帯電防止剤の含有量は、0.01~2重量%程度であり、好ましくは0.03~1重量%、より好ましくは0.05~0.7重量%、さらに好ましくは0.1~0.5重量%であり、0.15~0.4重量%であってもよい。帯電防止剤の量が少ないと、粘着剤を十分に低抵抗化できない場合がある。帯電防止剤の量が過度に多い場合は、帯電防止剤のブリードアウトによる被着体の汚染や腐食、接着力低下の原因となり得る。The content of the antistatic agent in the pressure-sensitive adhesive composition is approximately 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.03 to 2 parts by weight, more preferably 0.05 to 1 part by weight, and even more preferably 0.1 to 0.7 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer. The content of the antistatic agent in the pressure-sensitive adhesive layer 2 is approximately 0.01 to 2% by weight, preferably 0.03 to 1% by weight, more preferably 0.05 to 0.7% by weight, and even more preferably 0.1 to 0.5% by weight, and may be 0.15 to 0.4% by weight. If the amount of antistatic agent is too small, the resistance of the pressure-sensitive adhesive may not be sufficiently reduced. If the amount of antistatic agent is too large, bleed-out of the antistatic agent may cause contamination or corrosion of the adherend, or a decrease in adhesive strength.
上記の様に、粘着剤組成物のアクリル系ベースポリマーがモノマー成分としてアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、低抵抗化が図られるため、帯電防止剤の添加量が少量であっても、粘着剤の低抵抗化が可能である。そのため、帯電防止剤のブリードアウト等の不具合を抑制しつつ、表面抵抗が低く帯電防止性に優れる粘着剤層を提供できる。As described above, the acrylic base polymer of the adhesive composition contains a (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain as a monomer component, which reduces the resistance of the adhesive, making it possible to reduce the resistance of the adhesive even with a small amount of antistatic agent added. This makes it possible to provide an adhesive layer with low surface resistance and excellent antistatic properties, while suppressing problems such as antistatic agent bleed-out.
<他の成分>
上記の通り、粘着剤層2を構成する光硬化性の粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤および帯電防止剤を含む。粘着剤組成物は、これら以外の成分を含んでいてもよい。
<Other ingredients>
As described above, the photocurable pressure-sensitive adhesive composition constituting the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains an acrylic-based polymer, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, and an antistatic agent. The pressure-sensitive adhesive composition may contain components other than these.
例えば、粘着剤組成物は、ベースポリマーよりも低分子量のオリゴマーを含んでいてもよい。例えば、粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマーに加えて、重量平均分子量が1000~30000程度アクリル系オリゴマーを含んでいてもよい。アクリル系オリゴマーは、主たる構成モノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有する。光硬化後の粘着剤層2の接着力を高める観点から、アクリル系オリゴマーのガラス転移温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。アクリル系オリゴマーは、アクリル系ベースポリマーと同様に架橋可能な官能基を含んでいてもよい。For example, the pressure-sensitive adhesive composition may contain an oligomer with a lower molecular weight than the base polymer. For example, the pressure-sensitive adhesive composition may contain, in addition to the acrylic base polymer, an acrylic oligomer with a weight-average molecular weight of approximately 1,000 to 30,000. The acrylic oligomer contains a (meth)acrylic acid alkyl ester as the main constituent monomer component. From the viewpoint of increasing the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer 2 after photocuring, the glass transition temperature of the acrylic oligomer is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher. The acrylic oligomer may contain crosslinkable functional groups, similar to the acrylic base polymer.
粘着剤組成物は、上記の各成分の他に、シランカップリング剤、粘着性付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤等の添加剤を、本発明の特性を損なわない範囲で含有していてもよい。 In addition to the above components, the adhesive composition may contain additives such as silane coupling agents, tackifiers, plasticizers, softeners, anti-degradants, fillers, colorants, UV absorbers, antioxidants, surfactants, etc., to the extent that the properties of the present invention are not impaired.
粘着剤の低抵抗化や、アクリル系ベースポリマーと光硬化剤との相溶性の調整等を目的として添加剤を用いてもよい。例えば、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールを添加することにより、粘着剤が低抵抗化する傾向がある。ただし、ポリオール等の低分子量の添加剤は、粘着剤の光硬化には寄与せず、粘着剤を光硬化後も液状成分として残存するため、低分子量の添加剤の量が多い場合は、光硬化後の粘着剤のゲル分率が小さく、粘着剤層が塑性変形しやすく歪み回復率が低下する傾向がある。そのため、添加剤の量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、20重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、5重量部以下がさらに好ましく、3重量部以下、2重量部以下または1重量部以下であってもよい。Additives may be used to lower the resistance of the adhesive or to adjust the compatibility between the acrylic base polymer and the photocuring agent. For example, adding polyether polyols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol tends to lower the resistance of the adhesive. However, low-molecular-weight additives such as polyols do not contribute to the photocuring of the adhesive and remain as liquid components even after the adhesive is photocured. Therefore, if the amount of low-molecular-weight additive is large, the gel fraction of the adhesive after photocuring tends to be small, the adhesive layer tends to be prone to plastic deformation, and the strain recovery rate tends to be low. Therefore, the amount of additive is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, even more preferably 5 parts by weight or less, and may be 3 parts by weight or less, 2 parts by weight or less, or 1 part by weight or less per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
粘着剤組成物の固形分全量に対する、アクリル系ベースポリマー、架橋剤および光硬化剤の合計量は、80重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、93重量%以上がさらに好ましく、95重量%以上、97重量%以上または98重量%以上であってもよい。 The total amount of the acrylic base polymer, crosslinker, and photocuring agent relative to the total solids content of the adhesive composition is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, even more preferably 93% by weight or more, and may be 95% by weight or more, 97% by weight or more, or 98% by weight or more.
[補強フィルムの作製]
フィルム基材1上に光硬化性の粘着剤層2を積層することにより、補強フィルムが得られる。粘着剤層2は、フィルム基材1上に直接形成してもよく、他の基材上でシート状に形成された粘着剤層をフィルム基材1上に転写してもよい。
[Preparation of reinforcing film]
A reinforcing film is obtained by laminating a photocurable pressure-sensitive adhesive layer 2 on a film substrate 1. The pressure-sensitive adhesive layer 2 may be formed directly on the film substrate 1, or a pressure-sensitive adhesive layer formed in a sheet form on another substrate may be transferred onto the film substrate 1.
上記の粘着剤組成物を、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコート等により、基材上に塗布し、必要に応じて溶媒を乾燥除去することにより粘着剤層が形成される。乾燥方法としては、適宜、適切な方法が採用され得る。加熱乾燥温度は、好ましくは40℃~200℃、より好ましくは50℃~180℃、さらに好ましくは70℃~170℃である。乾燥時間は、好ましくは5秒~20分、より好ましくは5秒~15分、さらに好ましくは10秒~10分である。The above-mentioned adhesive composition is applied to a substrate by roll coating, kiss roll coating, gravure coating, reverse coating, roll brush, spray coating, dip roll coating, bar coating, knife coating, air knife coating, curtain coating, lip coating, die coating, or the like, and the solvent is dried and removed as needed to form an adhesive layer. Any appropriate drying method can be used. The heating and drying temperature is preferably 40°C to 200°C, more preferably 50°C to 180°C, and even more preferably 70°C to 170°C. The drying time is preferably 5 seconds to 20 minutes, more preferably 5 seconds to 15 minutes, and even more preferably 10 seconds to 10 minutes.
粘着剤組成物が架橋剤を含有する場合は、溶媒の乾燥と同時、または溶媒の乾燥後に、加熱またはエージングにより架橋を進行させることが好ましい。加熱温度や加熱時間は、使用する架橋剤の種類によって適宜設定され、通常、20℃~160℃の範囲で、1分から7日程度の加熱により架橋が行われる。溶媒を乾燥除去するための加熱が、架橋のための加熱を兼ねていてもよい。 When the pressure-sensitive adhesive composition contains a crosslinking agent, it is preferable to promote crosslinking by heating or aging simultaneously with or after drying of the solvent. The heating temperature and heating time are set appropriately depending on the type of crosslinking agent used, and crosslinking is typically achieved by heating at a temperature in the range of 20°C to 160°C for approximately 1 minute to 7 days. The heating used to dry and remove the solvent may also serve as the heating used for crosslinking.
アクリル系ベースポリマーに架橋構造が導入されることにより、ゲル分率が上昇し、粘着剤層2の貯蔵弾性率が上昇する傾向がある。光硬化前の粘着剤のゲル分率が高いほど、粘着剤が硬く、リワーク等による被着体からの補強フィルムのはく離時に、被着体への糊残りが抑制される傾向がある。粘着剤層2の光硬化前のゲル分率(すなわち、粘着剤層を構成する光硬化性組成物のゲル分率)は、25%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、35%以上、40%以上または45%以上であってもよい。一方、ゲル分率が過度に大きい場合は、光硬化後の粘着剤の貯蔵弾性率が高くなり、応力歪みの緩和性が低いために、フレキシブルデバイスの使用時に、屈曲部分で粘着剤のはく離が生じる場合がある。そのため、光硬化前の粘着剤層2のゲル分率は、80%以下が好ましく、75%以下、70%以下または65%以下であってもよい。The introduction of a crosslinked structure into the acrylic-based polymer increases the gel fraction and the storage modulus of the adhesive layer 2. The higher the gel fraction of the adhesive before photocuring, the harder the adhesive becomes, and the less adhesive residue tends to be left on the substrate when the reinforcing film is peeled from the substrate during rework, etc. The gel fraction of the adhesive layer 2 before photocuring (i.e., the gel fraction of the photocurable composition constituting the adhesive layer) is preferably 25% or more, more preferably 30% or more, and may be 35% or more, 40% or more, or 45% or more. On the other hand, if the gel fraction is excessively high, the storage modulus of the adhesive after photocuring increases, resulting in poor stress-strain relaxation, which may cause the adhesive to peel off at bent portions when a flexible device is used. Therefore, the gel fraction of the adhesive layer 2 before photocuring is preferably 80% or less, and may be 75% or less, 70% or less, or 65% or less.
ゲル分率は、酢酸エチル等の溶媒に対する不溶分として求めることができ、具体的には、粘着剤層を酢酸エチル中に23℃で7日間浸漬した後の不溶成分の、浸漬前の試料に対する重量分率(単位:重量%)として求められる。一般に、ポリマーのゲル分率は架橋度に等しく、ポリマー中の架橋された部分が多いほど、ゲル分率が大きくなる。The gel fraction can be determined as the insoluble portion in a solvent such as ethyl acetate. Specifically, it is determined as the weight fraction (unit: wt%) of the insoluble portion after immersing the adhesive layer in ethyl acetate at 23°C for 7 days relative to the sample before immersion. Generally, the gel fraction of a polymer is equal to the degree of crosslinking; the more crosslinked portions in the polymer, the higher the gel fraction.
架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入後も、光硬化剤は未反応の状態を維持している。そのため、粘着剤層2は、架橋構造が導入されたアクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、および帯電防止剤を含む。フィルム基材1上に粘着剤層2を形成する場合は、粘着剤層2の保護等を目的として、粘着剤層2上にはく離ライナー5を付設することが好ましい。粘着剤層2上にはく離ライナー5を付設後に架橋を行ってもよい。 Even after the crosslinking agent introduces a crosslinked structure into the polymer, the photocuring agent remains unreacted. Therefore, the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains an acrylic-based polymer with a crosslinked structure introduced, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, and an antistatic agent. When forming the pressure-sensitive adhesive layer 2 on the film substrate 1, it is preferable to apply a release liner 5 to the pressure-sensitive adhesive layer 2 for purposes such as protecting the pressure-sensitive adhesive layer 2. Crosslinking may also be carried out after the release liner 5 is applied to the pressure-sensitive adhesive layer 2.
他の基材上に粘着剤層2を形成する場合は、溶媒を乾燥後に、フィルム基材1上に粘着剤層2を転写することにより補強フィルムが得られる。粘着剤層の形成に用いた基材を、そのままはく離ライナー5としてもよい。 When forming the adhesive layer 2 on another substrate, the reinforcing film is obtained by transferring the adhesive layer 2 onto the film substrate 1 after drying the solvent. The substrate used to form the adhesive layer may also be used as the release liner 5 as is.
はく離ライナー5としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムが好ましく用いられる。はく離ライナーの厚みは、通常3~200μm、好ましくは10~100μm程度である。はく離ライナー5の粘着剤層2との接触面には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、もしくは脂肪酸アミド系等の離型剤、またはシリカ粉等による離型処理が施されていることが好ましい。はく離ライナー5の表面が離型処理されていることにより、フィルム基材1とはく離ライナー5をはく離した際に、粘着剤層2とはく離ライナー5との界面ではく離が生じ、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。はく離ライナー5は、離型処理面および非処理面のいずれか一方または両方に帯電防止処理が施されていてもよい。はく離ライナー5に帯電防止処理が施されていることにより、粘着剤層からはく離ライナーをはく離した際の帯電を抑制できる。 Preferably, the release liner 5 is a plastic film such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, or polyester film. The thickness of the release liner is typically 3 to 200 μm, preferably approximately 10 to 100 μm. The surface of the release liner 5 that comes into contact with the adhesive layer 2 is preferably treated with a release agent such as a silicone-based, fluorine-based, long-chain alkyl-based, or fatty acid amide-based release agent, or with silica powder. By treating the surface of the release liner 5 with a release treatment, when the release liner 5 is peeled from the film substrate 1, peeling occurs at the interface between the adhesive layer 2 and the release liner 5, maintaining the adhesive layer 2 adhered to the film substrate 1. The release liner 5 may be antistatically treated on either or both of the release-treated and untreated surfaces. Treating the release liner 5 with an antistatic treatment reduces static buildup when the release liner is peeled from the adhesive layer.
[粘着剤層の物性]
粘着剤層2の厚みは、例えば、1~300μm程度である。粘着剤層2の厚みが大きいほど被着体との接着性が向上する傾向がある。一方、粘着剤層2の厚みが過度に大きい場合は、光硬化前の流動性が高く、ハンドリングが困難となる場合がある。そのため、粘着剤層2の厚みは3~100μmが好ましく、5~50μmがより好ましく、6~40μmがさらに好ましく、8~30μmが特に好ましい。薄型化の観点から、粘着剤層2の厚みは、25μm以下、20μm以下または18μm以下であってもよい。
[Physical properties of adhesive layer]
The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is, for example, about 1 to 300 μm. The thicker the pressure-sensitive adhesive layer 2, the more likely it is to have improved adhesion to an adherend. On the other hand, if the pressure-sensitive adhesive layer 2 is excessively thick, the fluidity before photocuring may be high, making handling difficult. Therefore, the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 3 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm, even more preferably 6 to 40 μm, and particularly preferably 8 to 30 μm. From the viewpoint of achieving a thinner layer, the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 may be 25 μm or less, 20 μm or less, or 18 μm or less.
補強フィルムが、ディスプレイ等の光学デバイスに用いられる場合、粘着剤層2の全光線透過率は80%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。粘着剤層2のヘイズは2%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.7%以下がさらに好ましく、0.5%以下が特に好ましい。When the reinforcing film is used in an optical device such as a display, the total light transmittance of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 90% or more. The haze of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 2% or less, more preferably 1% or less, even more preferably 0.7% or less, and particularly preferably 0.5% or less.
粘着剤層2の表面抵抗は、5.0×1011Ω以下が好ましく、1.0×1011Ω以下がより好ましく、7.0×1010Ω以下、5.0×1010Ω以下または3.0×1010Ω以下であってもよい。上記の様に、粘着剤組成物が帯電防止剤を含み、さらにアクリル系ベースポリマーがモノマー成分としてアルキレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、粘着剤層2を低抵抗化できる。 The surface resistance of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 5.0×10 11 Ω or less, more preferably 1.0×10 11 Ω or less, and may be 7.0×10 10 Ω or less, 5.0×10 10 Ω or less, or 3.0×10 10 Ω or less. As described above, the pressure-sensitive adhesive composition contains an antistatic agent, and the acrylic base polymer further contains a (meth)acrylic acid ester having an alkylene oxide chain as a monomer component, thereby making it possible to reduce the resistance of the pressure-sensitive adhesive layer 2.
粘着剤層2が低抵抗であることにより、被着体から補強フィルムをはく離した際の静電気等による被着体への電気的なダメージを抑制できる。粘着剤層2は、光硬化後においても、表面抵抗が上記範囲であることが好ましい。一般には、光硬化前後で粘着剤層の表面抵抗はほとんど変化しない。光硬化後の粘着剤層が上記の表面抵抗を有することにより、粘着剤層2が貼り合わせられる被着体の静電気が、粘着剤層2を介して除去されるため、被着体の帯電を抑制できる。そのため、補強フィルムが貼り合わせられたデバイスにおける静電破壊等の静電気に起因する不具合を抑制できる。 The low resistance of the adhesive layer 2 can suppress electrical damage to the adherend due to static electricity, etc., when the reinforcing film is peeled off from the adherend. It is preferable that the surface resistance of the adhesive layer 2 remains within the above range even after photo-curing. Generally, the surface resistance of the adhesive layer changes very little before and after photo-curing. When the adhesive layer after photo-curing has the above surface resistance, static electricity on the adherend to which the adhesive layer 2 is attached is removed via the adhesive layer 2, thereby suppressing charging of the adherend. This can suppress problems caused by static electricity, such as electrostatic breakdown, in devices to which the reinforcing film is attached.
光硬化前の粘着剤層2の25℃におけるせん断貯蔵弾性率は、5.0×103~1.0×105Paであることが好ましい。粘着剤層のせん断貯蔵弾性率(以下、単に「貯蔵弾性率」と記載する)は、JIS K7244-1「プラスチック-動的機械特性の試験方法」に記載の方法に準拠して、周波数1Hzの条件で、-50~150℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定した際の、所定温度における値を読み取ることにより求められる。 The shear storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25°C before photocuring is preferably 5.0 x 10 to 1.0 x 10 Pa. The shear storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer (hereinafter simply referred to as "storage modulus") is determined by reading the value at a predetermined temperature when measured at a temperature rise rate of 5°C/min in the range of -50 to 150°C at a frequency of 1 Hz in accordance with the method described in JIS K7244-1 "Plastics - Test methods for dynamic mechanical properties."
粘着剤層の加工性向上、補強フィルムの端面からの粘着剤のはみ出しの抑制、被着体から補強フィルムをはく離する際の被着体への糊残りによる汚染防止等の観点から、光硬化前の粘着剤層2の25℃における貯蔵弾性率は、7.0×103Pa以上が好ましく、9.0×103Pa以上がより好ましく、1.0×104Pa以上または1.5×104Pa以上であってもよい。粘着剤層に柔軟性を持たせる観点から、光硬化前の粘着剤層2の25℃における貯蔵弾性率は、7.0×104Pa以下が好ましく、5.0×104Pa以下がより好ましく、4.0×104Pa以下または3.0×104Pa以下であってもよい。 From the viewpoints of improving the processability of the pressure-sensitive adhesive layer, suppressing the pressure-sensitive adhesive from spilling out from the edge face of the reinforcing film, and preventing contamination of the adherend due to adhesive residue when the reinforcing film is peeled from the adherend, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25°C before photocuring is preferably 7.0 x 103 Pa or more, more preferably 9.0 x 103 Pa or more, and may be 1.0 x 104 Pa or more or 1.5 x 104 Pa or more. From the viewpoint of imparting flexibility to the pressure-sensitive adhesive layer, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25°C before photocuring is preferably 7.0 x 104 Pa or less, more preferably 5.0 x 104 Pa or less, and may be 4.0 x 104 Pa or less or 3.0 x 104 Pa or less.
光硬化前の粘着剤層2の-20℃における貯蔵弾性率は、1.0×104~2.0×105Paが好ましく、1.5×104~1.0×105Paがより好ましく、2.0×104~7.0×104Paまたは3.0×104~7.0×104Paであってもよい。光硬化前の粘着剤層の低温での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光硬化後においても粘着剤層の貯蔵弾性率が低く保持される傾向がある。 The storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at −20° C. before photocuring is preferably 1.0×10 4 to 2.0×10 5 Pa, more preferably 1.5×10 4 to 1.0×10 5 Pa, and may be 2.0×10 4 to 7.0×10 4 Pa or 3.0×10 4 to 7.0×10 4 Pa. When the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at low temperature before photocuring is within the above range, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer tends to be maintained low even after photocuring.
粘着剤層2を光硬化すると、光硬化剤が硬化反応して、貯蔵弾性率が上昇し、被着体との接着力が上昇する。粘着剤層2は、光硬化後においても低温での貯蔵弾性率が小さいことが好ましい。When the adhesive layer 2 is photocured, the photocuring agent undergoes a curing reaction, increasing the storage modulus and the adhesive strength with the adherend. It is preferable that the adhesive layer 2 maintain a small storage modulus at low temperatures even after photocuring.
光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、5.0×105Pa以下が好ましく、3.0×105Pa以下がより好ましく、2.0×105Pa以下がさらに好ましく、1.5×105Pa以下または1.0×105Pa以下であってもよい。光硬化後の粘着剤層2の低温での貯蔵弾性率が小さいことにより、低温環境において粘着剤層が歪み緩和性を示すため、補強フィルムを貼り合わせたデバイスの屈曲を繰り返した場合や、屈曲状態を長時間保持した場合でも、屈曲箇所での粘着剤層のはく離を抑制できる。 The storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring at −20° C. is preferably not more than 5.0×10 5 Pa, more preferably not more than 3.0×10 5 Pa, even more preferably not more than 2.0×10 5 Pa, and may be not more than 1.5×10 5 Pa or not more than 1.0×10 5 Pa. Since the pressure-sensitive adhesive layer 2 after photocuring has a small storage modulus at low temperatures, the pressure-sensitive adhesive layer exhibits strain relaxation properties in a low-temperature environment, and therefore peeling of the pressure-sensitive adhesive layer at the bending points can be suppressed even when a device to which a reinforcing film is bonded is repeatedly bent or when the bent state is maintained for a long period of time.
上記のように、粘着剤層を構成するアクリル系ベースポリマーのガラス転移温度が低く、光硬化剤の使用量が少ないほど、光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率が小さくなる傾向がある。特に、アクリル系ベースポリマーがモノマー成分としてアクリル酸n-オクチルを含む場合は、-20℃付近の低温領域に貯蔵弾性率の平坦領域(貯蔵弾性率の温度依存性が小さい領域)が存在するため、-20℃における貯蔵弾性率の小さい粘着剤が得られやすい。As mentioned above, the lower the glass transition temperature of the acrylic base polymer that makes up the adhesive layer and the smaller the amount of photocuring agent used, the smaller the storage modulus of the adhesive layer at -20°C after photocuring tends to be. In particular, when the acrylic base polymer contains n-octyl acrylate as a monomer component, a plateau region of storage modulus (a region where the temperature dependence of the storage modulus is small) exists in the low temperature range around -20°C, making it easier to obtain an adhesive with a low storage modulus at -20°C.
光硬化後の粘着剤層の貯蔵弾性率が過度に小さい場合は、接着保持力の不足に起因して被着体から粘着剤層がはく離する場合がある。そのため、光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、1.0×104Pa以上が好ましく、3.0×104Pa以上がより好ましく、5.0×104Pa以上または7.0×104Pa以上であてもよい。 If the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring is excessively small, the pressure-sensitive adhesive layer may peel off from the adherend due to insufficient adhesive holding power. Therefore, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring at −20° C. is preferably 1.0×10 4 Pa or more, more preferably 3.0×10 4 Pa or more, and may be 5.0×10 4 Pa or more or 7.0×10 4 Pa or more.
粘着剤層の温度60℃における歪み回復率は、85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、91%以上がさらに好ましく、92%以上であってもよい。歪み回復率は、回転レオメーターを用いて、粘着剤層に2kPaのせん断応力を10分間印加した後、応力を解放して10分間静置して歪みを回復させた際の、応力印加時の最大歪みS1と、応力開放時の最小歪みS2から、下記式によって算出される。
歪み回復率(%)=100×(S1-S2)/S1
The strain recovery rate of the pressure-sensitive adhesive layer at a temperature of 60° C. is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 91% or more, and may be 92% or more. The strain recovery rate is calculated by the following formula from the maximum strain S1 when a shear stress of 2 kPa is applied to the pressure-sensitive adhesive layer using a rotational rheometer for 10 minutes, and then the stress is released and left to stand for 10 minutes to allow the strain to recover, and the minimum strain S2 when the stress is released.
Strain recovery rate (%) = 100 × (S 1 - S 2 ) / S 1
歪み回復率は、粘着剤層に応力を付与して変形させ(歪み状態)、応力を解放した際に元の形状にどの程度復元するかを示す指標であり、100%に近いほど形状復元性が高い。歪み回復率が上記範囲であれば、フォルダブルデバイスを折り畳み状態(粘着剤層に伸び歪みが付与された状態)で保持した後に、デバイスを伸展状態に戻して粘着剤層の応力が開放された際に、粘着剤層の形状が復元しやすいため、シワ等の変形が生じ難い。 The strain recovery rate is an index that indicates the extent to which the adhesive layer returns to its original shape when stress is applied to it, causing it to deform (strained state), and then the stress is released; the closer it is to 100%, the higher the shape recovery rate. If the strain recovery rate is within the above range, when a foldable device is held in a folded state (a state in which the adhesive layer has been subjected to elongation strain), and then the device is returned to an extended state and the stress on the adhesive layer is released, the adhesive layer easily restores its shape, making it less likely to develop wrinkles or other deformations.
上記のように、ポリオール等の添加剤を使用せず(または使用量を少量として)、アクリル系ベースポリマーにアルキレンオキサイド構造を導入して低抵抗化を図ることにより、光硬化後の粘着剤に含まれる低分子量の液状成分の量が少なく、粘着剤のゲル分率が大きいため、歪み回復率を大きくすることが可能である。 As mentioned above, by introducing an alkylene oxide structure into an acrylic-based polymer to reduce resistance without using additives such as polyols (or using only small amounts), the amount of low-molecular-weight liquid components contained in the adhesive after photocuring is small and the gel fraction of the adhesive is large, making it possible to increase the strain recovery rate.
被着体からのはく離を容易とし、補強フィルムをはく離後の被着体への糊残りを防止する観点から、光硬化前の粘着剤層2と被着体との接着力は、1N/25mm以下が好ましく、0.7N/25mm以下がより好ましく、0.5N/25mm以下がさらに好ましく、0.4N/25mm以下、または0.3N/25mm以下であってもよい。保管やハンドリングの際の補強フィルムのはく離を防止する観点から、光硬化前の粘着剤層2と被着体との接着力は、0.01N/25mm以上が好ましく、0.02N/25mm以上がより好ましく、0.03N/25mm以上、0.04N/25mm以上または0.05N/25mm以上であってもよい。 From the viewpoint of facilitating peeling from the adherend and preventing adhesive residue on the adherend after peeling of the reinforcing film, the adhesive strength between the pressure-sensitive adhesive layer 2 and the adherend before photocuring is preferably 1 N/25 mm or less, more preferably 0.7 N/25 mm or less, even more preferably 0.5 N/25 mm or less, and may be 0.4 N/25 mm or less, or 0.3 N/25 mm or less. From the viewpoint of preventing peeling of the reinforcing film during storage or handling, the adhesive strength between the pressure-sensitive adhesive layer 2 and the adherend before photocuring is preferably 0.01 N/25 mm or more, more preferably 0.02 N/25 mm or more, and may be 0.03 N/25 mm or more, 0.04 N/25 mm or more, or 0.05 N/25 mm or more.
接着力は、ポリイミドフィルムを被着体として、引張速度300mm/分、はく離角度180°のピール試験により求められる。特に断りがない限り、接着力は25℃での測定値である。 Adhesion strength is determined by a peel test using a polyimide film as the adherend, at a tensile speed of 300 mm/min and a peel angle of 180°. Unless otherwise specified, adhesion strength is measured at 25°C.
デバイスの実用時の接着信頼性の観点から、光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、5N/25mm以上が好ましく、7N/25mm以上がより好ましく、8N/25mm以上がさらに好ましく、9N/25mm以上または10N/25mm以上であってもよい。 From the viewpoint of adhesive reliability during practical use of the device, the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend after photocuring is preferably 5 N/25 mm or more, more preferably 7 N/25 mm or more, even more preferably 8 N/25 mm or more, and may be 9 N/25 mm or more or 10 N/25 mm or more.
光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、光硬化前の粘着剤層と被着体との接着力の5倍以上が好ましく、10倍以上がより好ましく、15倍以上がさらに好ましく、20倍以上、30倍以上または50倍以上であってもよい。前述のように、アクリル系ベースポリマーの組成および光硬化剤の種類に基づいて両者の相溶性を調整することにより、光硬化前の接着力(初期接着力)を低く抑え、かつ光硬化後の粘着剤の接着力を大きくすることができる。The adhesive strength between the adhesive layer and the adherend after photocuring is preferably at least 5 times, more preferably at least 10 times, even more preferably at least 15 times, and may be at least 20 times, at least 30 times, or at least 50 times the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend before photocuring. As mentioned above, by adjusting the compatibility between the two based on the composition of the acrylic base polymer and the type of photocuring agent, it is possible to keep the adhesive strength before photocuring (initial adhesive strength) low and increase the adhesive strength of the adhesive after photocuring.
[補強フィルムの使用]
本発明の補強フィルムは、デバイスまたはデバイス構成部品に貼り合わせて用いられる。補強フィルム10は、粘着剤層2がフィルム基材1と固着されており、被着体との貼り合わせ後光硬化前は、被着体への接着力が小さい。そのため、光硬化前は被着体からの補強フィルムのはく離が容易である。
[Use of reinforcing film]
The reinforced film of the present invention is used by being attached to a device or a device component. The reinforced film 10 has a pressure-sensitive adhesive layer 2 fixed to a film substrate 1, and has low adhesive strength to the adherend after being attached to the adherend and before being photocured. Therefore, the reinforced film can be easily peeled from the adherend before being photocured.
補強フィルムを貼り合わせる被着体は特に限定されず、各種の電子デバイス、光学デバイスおよびその構成部品等が挙げられる。一実施形態において、補強フィルムは、折り曲げ可能なフレキシブルデバイスの表面に貼り合わせられる。折り曲げ可能なデバイスは、ヒンジ部を有し、このヒンジ部を中心に折り曲げることができる。折り曲げ角度は、任意に設定可能であり、180°折り曲げ(折りたたみ)可能であってもよい。デバイスが表示装置である場合、画面側の表面に補強フィルムを貼り合わせてもよく、裏面側(筐体)に補強フィルムを貼り合わせてもよい。ヒンジ部等の所定箇所で折り曲げ可能に構成されているフレキシブルデバイスでは、その使用状態において、同一箇所で屈曲と伸展が繰り返し行われる。 The adherend to which the reinforcing film is attached is not particularly limited, and examples include various electronic devices, optical devices, and their component parts. In one embodiment, the reinforcing film is attached to the surface of a foldable flexible device. The foldable device has a hinge portion and can be folded around this hinge portion. The folding angle can be set as desired, and the device may be bent (folded) 180 degrees. When the device is a display device, the reinforcing film may be attached to the surface on the screen side, or to the back side (housing). Flexible devices that are configured to be bendable at a predetermined location, such as a hinge portion, repeatedly bend and extend at the same location when in use.
補強フィルムは被着体の全面に貼り合わせられてもよく、補強を必要とする部分(補強対象領域)にのみ選択的に貼り合わせられてもよい。また、補強を必要とする部分(補強対象領域)と補強を必要としない領域(非補強対象領域)の全体に補強フィルムを貼り合わせた後、非補強対象領域に貼り合わせられた補強フィルムを切断除去してもよい。粘着剤が光硬化前であれば、補強フィルムは被着体表面に仮着された状態であるため、被着体の表面から補強フィルムを容易にはく離除去できる。補強対象領域と非補強対象領域に補強フィルムを貼り合わせ、補強対象領域に選択的に光を照射して粘着剤を光硬化した後、粘着剤が未硬化である非補強対象領域の補強フィルムを選択的にはく離除去してもよい。 The reinforcing film may be adhered to the entire surface of the adherend, or may be selectively adhered only to areas requiring reinforcement (reinforcement target areas). Alternatively, the reinforcing film may be adhered to the entire areas requiring reinforcement (reinforcement target areas) and areas not requiring reinforcement (non-reinforcement target areas), and then the reinforcing film adhered to the non-reinforcement target areas may be cut and removed. Before the adhesive is photocured, the reinforcing film is temporarily attached to the surface of the adherend, making it easy to peel and remove the reinforcing film from the surface of the adherend. The reinforcing film may be adhered to the areas requiring reinforcement and the areas not requiring reinforcement, and the areas requiring reinforcement may be selectively irradiated with light to photocure the adhesive, after which the reinforcing film may be selectively peeled and removed from the non-reinforcement target areas where the adhesive is not yet cured.
補強フィルムを貼り合わせることにより、適度な剛性が付与されるため、フレキシブルデバイス等の厚みが小さい部材に対して、ハンドリング性向上や破損防止等の効果が期待される。デバイスの製造工程において、仕掛品に補強フィルムが貼り合わせられる場合は、製品サイズに切断される前の大判の仕掛品に補強フィルムを貼り合わせてもよい。ロールトゥーロールプロセスにより製造されるデバイスのマザーロールに、補強フィルムをロールトゥーロールで貼り合わせてもよい。 By laminating a reinforcing film, appropriate rigidity is imparted, which is expected to improve handling and prevent breakage for thin components such as flexible devices. When a reinforcing film is laminated to a work-in-progress during the device manufacturing process, the reinforcing film may be laminated to a large-format work-in-progress before it is cut to product size. The reinforcing film may also be laminated roll-to-roll to the mother roll of a device manufactured by a roll-to-roll process.
被着体に補強フィルムを貼り合わせた後、粘着剤層2に活性光線を照射することにより、粘着剤層を光硬化させる。活性光線としては、紫外線、可視光、赤外線、X線、α線、β線、およびγ線等が挙げられる。保管状態における粘着剤層の硬化を抑制可能であり、かつ硬化が容易であることから、活性光線としては紫外線が好ましい。活性光線の照射強度や照射時間は、粘着剤層の組成や厚み等に応じて適宜設定すればよい。粘着剤層2への活性光線の照射は、フィルム基材1側および被着体側のいずれの面から実施してもよく、両方の面から活性光線の照射を行ってもよい。After laminating the reinforcing film to the adherend, the pressure-sensitive adhesive layer 2 is photo-cured by irradiating it with actinic rays. Examples of actinic rays include ultraviolet light, visible light, infrared light, X-rays, alpha rays, beta rays, and gamma rays. Ultraviolet light is preferred as it can inhibit curing of the pressure-sensitive adhesive layer during storage and facilitates curing. The irradiation intensity and irradiation time of the actinic rays can be set appropriately depending on the composition and thickness of the pressure-sensitive adhesive layer. The pressure-sensitive adhesive layer 2 can be irradiated with actinic rays from either the film substrate 1 side or the adherend side, or from both sides.
上記のように、本発明の補強フィルムを貼り合わせることにより、被着体に適度な剛性が付与されるとともに、応力が緩和・分散されるため、製造工程において生じ得る種々の不具合を抑制し、生産効率を向上し、歩留まりを改善できる。補強フィルムは、粘着剤層を光硬化する前は、被着体からのはく離が容易であるため、積層や貼り合わせ不良が生じた場合もリワークが容易である。また、補強対象領域以外から選択的に補強フィルムを除去する等の加工も容易である。As described above, by applying the reinforcing film of the present invention, the adherend is given appropriate rigidity and stress is alleviated and dispersed, thereby suppressing various defects that may occur during the manufacturing process, improving production efficiency, and improving yield. Because the reinforcing film is easily peeled from the adherend before the adhesive layer is photocured, rework is easy even if lamination or adhesion defects occur. Furthermore, processing such as selectively removing the reinforcing film from areas other than those to be reinforced is also easy.
完成後のデバイスの使用において、デバイスの落下、デバイス上への重量物の載置、デバイスへの飛来物の衝突等により、不意に外力が負荷された場合でも、補強フィルムが貼り合わせられていることにより、デバイスの破損を防止できる。また、粘着剤を光硬化後の補強フィルムはデバイスに強固に接着しているため、長期使用においても補強フィルムが剥がれ難く、信頼性に優れている。 When the completed device is in use, the reinforcing film prevents damage to the device even if it is suddenly subjected to external force, such as if it is dropped, a heavy object is placed on the device, or it is hit by a flying object. Furthermore, because the reinforcing film firmly adheres to the device after the adhesive is photo-cured, the reinforcing film is less likely to peel off even during long-term use, providing excellent reliability.
樹脂基板を用いたフレキシブルデバイスに本発明の補強フィルムを貼り合わせた補強フィルム付きデバイスでは、屈曲を繰り返した場合や、屈曲状態を長時間保持した場合でも、屈曲箇所での補強フィルムのはく離が生じ難い。また、屈曲状態を長時間保持した後に伸展状態とした場合でも、粘着剤層の歪み回復率が大きく、形状復元性が高いため、シワ等の変形が生じ難い。さらに、粘着剤層が低抵抗であり、粘着剤層を介してデバイスの樹脂基板等の静電気を除去可能であるため、帯電(静電気)に起因するデバイスの静電破壊等の不具合を抑制できる。 In a device with a reinforced film in which the reinforced film of the present invention is bonded to a flexible device using a resin substrate, the reinforced film is less likely to peel off at the bent point, even when the device is repeatedly bent or maintained in a bent state for a long period of time. Furthermore, even when the device is extended after being maintained in a bent state for a long period of time, the adhesive layer has a high strain recovery rate and high shape recovery, making it less likely to develop wrinkles or other deformations. Furthermore, the adhesive layer has low resistance, making it possible to remove static electricity from the device's resin substrate and other components via the adhesive layer, thereby suppressing problems such as electrostatic breakdown of the device caused by charging (static electricity).
以下に実施例および比較例を挙げてさらに説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be further explained below with examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
[アクリル系ポリマーの重合]
<ポリマーA>
温度計、攪拌機、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、モノマーとして、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)76重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)4重量部、およびメトキシエチルアクリレート(MEA)20重量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2重量部、ならびに溶媒として酢酸エチル233重量部を投入し、窒素ガスを流し、攪拌しながら約1時間窒素置換を行った。その後、60℃に加熱し、7時間反応させて、重量平均分子量(Mw)が70万のアクリル系ポリマーAの溶液を得た。
[Polymerization of acrylic polymer]
<Polymer A>
A reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 76 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate (2EHA), 4 parts by weight of 4-hydroxybutyl acrylate (4HBA), and 20 parts by weight of methoxyethyl acrylate (MEA) as monomers, 0.2 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator, and 233 parts by weight of ethyl acetate as a solvent, and nitrogen gas was introduced and purged with nitrogen for about 1 hour while stirring. The mixture was then heated to 60°C and reacted for 7 hours to obtain a solution of acrylic polymer A having a weight average molecular weight (Mw) of 700,000.
<ポリマーB~Q>
モノマーの仕込み量を表1に示すように変更した。それ以外はポリマーAの重合と同様にして、ポリマーB~Qの溶液を得た。
<Polymers B to Q>
The amounts of the monomers charged were changed as shown in Table 1. Solutions of polymers B to Q were obtained in the same manner as in the polymerization of polymer A except for the above.
[補強フィルムの作製]
<実施例1>
(粘着剤組成物の調製)
アクリル系ポリマーAの溶液(ポリマーの固形分として100重量)に、架橋剤として3官能のイソシアネート系架橋剤(東ソー製「コロネートHX」)を0.1重量部、架橋触媒として鉄アセチルアセトナート(日本化学産業製「ナーセム第二鉄」)を0.02重量部、光硬化剤として表1に示す多官能アクリレートおよびウレタンアクリレート、光重合開始剤としてIGM Resins製「Omnirad 651」を0.3重量部、帯電防止剤Aとして1-ブチル-3-メチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本カーリット製「CIL-312」)を0.2重量部添加し、均一に混合して、表1に示す粘着剤組成物を調製した。
[Preparation of reinforcing film]
Example 1
(Preparation of Pressure-Sensitive Adhesive Composition)
To a solution of acrylic polymer A (100 weight percent of the polymer solids), 0.1 parts by weight of a trifunctional isocyanate crosslinking agent ("Coronate HX" manufactured by Tosoh Corporation) as a crosslinking agent, 0.02 parts by weight of iron acetylacetonate ("Nacem Ferric" manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as a crosslinking catalyst, 0.3 parts by weight of "Omnirad 651" manufactured by IGM Resins as a photopolymerization initiator, and 0.2 parts by weight of 1-butyl-3-methylpyridinium bistrifluoromethanesulfonylimide ("CIL-312" manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.) as an antistatic agent A were added, and the mixture was mixed uniformly to prepare a pressure-sensitive adhesive composition shown in Table 1.
(粘着剤溶液の塗布および架橋)
厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、上記の粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが25μmとなるように、ファウンテンロールを用いて塗布した。130℃で1分間乾燥して溶媒を除去後、粘着剤の塗布面に、はく離ライナー(両面が帯電防止処理され、一方の面がシリコーン離型処理された厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型処理面を貼り合わせた。その後、25℃の雰囲気で4日間のエージング処理を行い、架橋を進行させ、ポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に光硬化性粘着シートが固着積層され、その上にはく離ライナーが仮着された補強フィルムを得た。
(Application of adhesive solution and crosslinking)
The above-mentioned adhesive composition was applied to a 50 μm-thick polyethylene terephthalate film using a fountain roll so that the dried thickness was 25 μm. After drying at 130 ° C for 1 minute to remove the solvent, the release-treated surface of a release liner (a 25 μm-thick polyethylene terephthalate film with antistatic treatment on both sides and silicone release treatment on one side) was attached to the adhesive-coated surface. After that, an aging treatment was performed for 4 days in an atmosphere of 25 ° C to promote crosslinking, and a reinforced film was obtained in which a photocurable adhesive sheet was fixedly laminated on a polyethylene terephthalate film substrate and a release liner was temporarily attached thereon.
<実施例2,4~11、比較例1~5>
アクリル系ポリマーの種類、ならびに光硬化剤の種類および添加量を表1に示す様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
<Examples 2, 4 to 11, and Comparative Examples 1 to 5>
Pressure-sensitive adhesive compositions were prepared and reinforcing films were produced in the same manner as in Example 1, except that the type of acrylic polymer and the type and amount of photocuring agent added were changed as shown in Table 1.
<実施例3>
帯電防止剤Aに代えて、0.2重量部の帯電防止剤Bを用いたこと以外は、実施例2と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
Example 3
A pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that 0.2 parts by weight of antistatic agent B was used instead of antistatic agent A, and a reinforcing film was produced.
<実施例12>
(粘着剤組成物の調製)
アクリル系ポリマーHの溶液(ポリマーの固形分として100重量)に、架橋剤として4官能のエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学製「テトラッドC」)を0.5重量部、架橋触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトナート(マツモトファインケミカル製「ZC-150」)を0.2重量部、光硬化剤として表1に示す多官能アクリレートおよびウレタンアクリレート、光重合開始剤としてIGM Resins製「Omnirad 651」を0.3重量部、帯電防止剤として日本カーリット製「CIL-312」を0.2重量部添加し、均一に混合して、粘着剤組成物を調製した。
Example 12
(Preparation of Pressure-Sensitive Adhesive Composition)
To a solution of acrylic polymer H (100 weight parts as polymer solids), 0.5 parts by weight of a tetrafunctional epoxy crosslinking agent ("Tetrad C" manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.) as a crosslinking agent, 0.2 parts by weight of zirconium tetraacetylacetonate ("ZC-150" manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) as a crosslinking catalyst, a polyfunctional acrylate and a urethane acrylate shown in Table 1 as photocuring agents, 0.3 parts by weight of "Omnirad 651" manufactured by IGM Resins as a photopolymerization initiator, and 0.2 parts by weight of "CIL-312" manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd. as an antistatic agent were added, and the mixture was mixed uniformly to prepare a pressure-sensitive adhesive composition.
(粘着剤溶液の塗布および架橋)
上記の粘着剤組成物を用い、実施例1と同様に、塗布および架橋を行い、補強フィルムを作製した。
(Application of adhesive solution and crosslinking)
Using the above pressure-sensitive adhesive composition, coating and crosslinking were carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a reinforcing film.
<実施例13~16>
アクリル系ポリマーの種類、架橋剤の添加量、光硬化剤の種類および添加量、ならびに帯電防止剤の種類を表1に示す様に変更したこと以外は、実施例12と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
<Examples 13 to 16>
A pressure-sensitive adhesive composition was prepared and a reinforcing film was produced in the same manner as in Example 12, except that the type of acrylic polymer, the amount of crosslinking agent added, the type and amount of photocuring agent added, and the type of antistatic agent were changed as shown in Table 1.
<比較例6>
アクリル系ポリマーの種類、光硬化剤の種類および添加量、ならびに架橋剤の添加量を表1に示す様に変更したこと以外は、実施例12と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
<Comparative Example 6>
A pressure-sensitive adhesive composition was prepared and a reinforcing film was produced in the same manner as in Example 12, except that the type of acrylic polymer, the type and amount of photocuring agent, and the amount of crosslinking agent added were changed as shown in Table 1.
<比較例7>
アクリル系ポリマーの種類、ならびに光硬化剤の種類および添加量を表1に示す様に変更し、添加剤としてトリオールタイプのポリプロピレングリコール(AGC製「プレミノールS-3011」、Mn=10000、以下「PPG」と記載)を30重量部配合したこと以外は、実施例12と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
Comparative Example 7
Pressure-sensitive adhesive compositions were prepared and reinforcing films were produced in the same manner as in Example 12, except that the type of acrylic polymer and the type and amount of photocuring agent were changed as shown in Table 1 and 30 parts by weight of triol-type polypropylene glycol ("Preminol S-3011" manufactured by AGC, Mn = 10,000, hereinafter referred to as "PPG") was added as an additive.
<比較例8>
添加剤としてPPGを10重量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして粘着剤組成物を調製し、補強フィルムを作製した。
<Comparative Example 8>
A pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 10 parts by weight of PPG was added as an additive, and a reinforcing film was produced from the prepared composition.
[評価]
上記の実施例および比較例で得られた補強フィルムの粘着剤層に関して、以下の評価を実施した。なお、比較例1および比較例2では、粘着剤層の表面に液状の光硬化剤がしみ出しており粘着剤として機能しないものであったため、評価を実施しなかった。
[evaluation]
The pressure-sensitive adhesive layers of the reinforcing films obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated as follows: In Comparative Examples 1 and 2, the liquid photocuring agent oozed onto the surface of the pressure-sensitive adhesive layer, and the layer did not function as a pressure-sensitive adhesive, so no evaluation was performed.
<重量平均分子量>
ポリマーの重量平均分子量(ポリスチレン換算)は、GPC(東ソー製「HLC-8220GPC」)を用い下記の条件により測定した。
サンプル濃度:0.2重量%(テトラヒドロフラン溶液)
サンプル注入量:10μL
溶離液:THF
流速:0.6mL/min
測定温度:40℃
サンプルカラム: TSKguardcolumn SuperHZ-H(1本)+TSKgel SuperHZM-H(2本)
参照カラム: TSKgel SuperH-RC(1本)
検出器:RI
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight (in terms of polystyrene) of the polymer was measured using GPC ("HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation) under the following conditions.
Sample concentration: 0.2 wt% (tetrahydrofuran solution)
Sample injection volume: 10 μL
Eluent: THF
Flow rate: 0.6mL/min
Measurement temperature: 40℃
Sample column: TSKguardcolumn SuperHZ-H (1 column) + TSKgel SuperHZM-H (2 columns)
Reference column: TSKgel SuperH-RC (1 column)
Detector: RI
<表面抵抗>
補強フィルムからはく離ライナーをはく離して粘着剤層(光硬化前)を露出させ、温度25℃、相対湿度50%の環境下で、粘着剤層の表面に、プローブ(TREK製「Model 152P-2P」)を接触させ、抵抗率計(TREK製「Model 152-1」)を用いて、印加電圧10V、電圧印加時間10秒の条件で、表面抵抗を測定した。
<Surface resistance>
The release liner was peeled off from the reinforcing film to expose the pressure-sensitive adhesive layer (before photocuring). A probe (Model 152P-2P manufactured by TREK) was brought into contact with the surface of the pressure-sensitive adhesive layer in an environment of a temperature of 25°C and a relative humidity of 50%, and the surface resistance was measured using a resistivity meter (Model 152-1 manufactured by TREK) under conditions of an applied voltage of 10 V and a voltage application time of 10 seconds.
<貯蔵弾性率>
はく離ライナー上に、上記の各実施例・比較例と同様に粘着剤組成物の塗布および架橋を行い、粘着シート(光硬化前)を作製した。光硬化前の粘着シートの粘着剤層の表面にはく離ライナーを付設して酸素から遮断し、365nmのLEDランプで1000mJ/cm2の紫外線を照射して光硬化させた。光硬化後の粘着シートを積層して、厚さ約0.8mmの測定用試料を作製し、回転レオメーター(TA Instruments製「Discovery-HR2」)を用いて、以下の条件により動的粘弾性測定を行い、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率G’の値を読み取った。
(測定条件)
変形モード:ねじり
測定周波数:1Hz
昇温速度:5℃/分
測定温度:-50~150℃
形状:パラレルプレート 8.0mmφ
<Storage modulus>
A pressure-sensitive adhesive composition was applied to a release liner and crosslinked in the same manner as in each of the above Examples and Comparative Examples to prepare a pressure-sensitive adhesive sheet (before photocuring). A release liner was attached to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer of the pressure-sensitive adhesive sheet before photocuring to shield it from oxygen, and the sheet was photocured by irradiating it with 1000 mJ/ cm2 of ultraviolet light from a 365 nm LED lamp. The photocured pressure-sensitive adhesive sheets were laminated to prepare a measurement sample with a thickness of approximately 0.8 mm. Dynamic viscoelasticity measurements were performed under the following conditions using a rotational rheometer (TA Instruments, "Discovery-HR2"), and the shear storage modulus G' at -20°C was read.
(Measurement conditions)
Deformation mode: Torsion Measurement frequency: 1 Hz
Temperature rise rate: 5°C/min Measurement temperature: -50 to 150°C
Shape: Parallel plate 8.0 mm diameter
<歪み回復率>
上記と同様にして測定用試料を作製した。回転レオメーターを用いて、測定用試料に2kPaの応力を10分間印加した後、応力を解放して(応力:0kPa)10分間静置して歪みを回復させた。応力印加時の最大歪みS1と、応力開放時の最小歪みS2から、歪み回復率(%)=100×(S1-S2)/S1を算出した。
(測定条件)
変形モード:ねじり
測定温度:60℃
形状:パラレルプレート 8.0mmφ
<Strain recovery rate>
A measurement sample was prepared in the same manner as above. Using a rotational rheometer, a stress of 2 kPa was applied to the measurement sample for 10 minutes, and then the stress was released (stress: 0 kPa) and the sample was allowed to stand for 10 minutes to recover from the strain. The strain recovery rate (%) = 100 × (S 1 - S 2 )/S 1 was calculated from the maximum strain S 1 when the stress was applied and the minimum strain S 2 when the stress was released.
(Measurement conditions)
Deformation mode: Torsion Measurement temperature: 60°C
Shape: Parallel plate 8.0 mm diameter
<接着力>
厚み25μmのポリイミドフィルム(UBE製「ユーピレックス25S」)を、両面接着テープ(日東電工製「No.531」)を介してガラス板に貼付し、測定用ポリイミドフィルム基板を得た。幅25mm×長さ100mmに切り出した補強フィルムの表面からはく離ライナーをはく離除去し、測定用ポリイミドフィルム基板にハンドローラを用いて貼り合わせ、光硬化前の試験サンプルとした。光硬化前の試験サンプルの補強フィルム側(PETフィルム基材側)から紫外線を照射して粘着剤層を光硬化したものを光硬化後の試験サンプルとした。これらの試験サンプルを用い、補強フィルムのフィルム基材の端部をチャックで保持して、引張速度300mm/分で、補強フィルムの180°ピールを行い、ピール強度を測定した。
<Adhesive force>
A 25 μm-thick polyimide film (UBE's "Upilex 25S") was attached to a glass plate via double-sided adhesive tape (Nitto Denko's "No. 531") to obtain a polyimide film substrate for measurement. The release liner was peeled off from the surface of a reinforced film cut into a 25 mm wide x 100 mm long piece, and the piece was then attached to the polyimide film substrate for measurement using a hand roller to obtain a pre-photocuring test sample. The pre-photocuring test sample was irradiated with ultraviolet light from the reinforced film side (PET film substrate side) to photocure the adhesive layer, yielding a post-photocuring test sample. Using these test samples, the edge of the film substrate of the reinforced film was held with a chuck, and the reinforced film was peeled 180° at a tensile speed of 300 mm/min to measure peel strength.
<被着体汚染性>
補強フィルムの表面からはく離ライナーをはく離除去し、粘着剤層の表面にポリイミドフィルム(UBE製「ユーピレックス25S」)を、ハンドローラを用いて貼り合わせた。25℃で30分静置した後、ポリイミドフィルムから補強フィルムをはく離し、蛍光灯下でポリイミドフィルムの表面を目視して、汚染の有無を確認した。付着物による汚染が確認されたものを×、汚染が確認されなかったものを〇とした。
<Stainability of adherends>
The release liner was peeled off from the surface of the reinforcing film, and a polyimide film (UBE's "Upilex 25S") was attached to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer using a hand roller. After standing at 25°C for 30 minutes, the reinforcing film was peeled off from the polyimide film, and the surface of the polyimide film was visually inspected under a fluorescent lamp to check for the presence or absence of contamination. Those that were found to be contaminated by attached matter were rated x, and those that were not found to be contaminated were rated ◯.
実施例および比較例の補強フィルムの粘着剤の組成(アクリル系ポリマーの組成および重量平均分子量Mw、光硬化剤、架橋剤、帯電防止剤、PPGの添加量)、および接着力の評価結果を表1および表2に示す。表1および表2において、各成分の量は、アクリル系ポリマーの固形分100重量部に対する添加量であり、いずれの例においても、帯電防止剤の量は0.2重量部である。アクリル系ポリマーの構成モノマー、架橋剤および光硬化剤の詳細は下記の通りである。The adhesive compositions (acrylic polymer composition and weight-average molecular weight Mw, amount of photocuring agent, crosslinking agent, antistatic agent, and PPG added) of the reinforcing films of the examples and comparative examples, as well as the evaluation results of adhesive strength, are shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, the amount of each component is the amount added per 100 parts by weight of the acrylic polymer solids, and in all examples, the amount of antistatic agent is 0.2 parts by weight. Details of the constituent monomers of the acrylic polymer, the crosslinking agent, and the photocuring agent are as follows:
(モノマー)
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
BA: ブチルアクリレート
NOAA: n-オクチルアクリレート
LA: ラウリルアクリレート(ドデシルアクリレート)
4HBA: 4-ヒドロキシブチルアクリレート
AA: アクリル酸
MEA: メトキシエチルアクリレート(東亞合成製「アクリックスC-1」)
EEEA: エトキシエトキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業製「ビスコート#180」)
AM90G:メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート(新中村化学工業製「NKエステル AM90-G」
(monomer)
2EHA: 2-ethylhexyl acrylate BA: Butyl acrylate NOAA: n-octyl acrylate LA: Lauryl acrylate (dodecyl acrylate)
4HBA: 4-hydroxybutyl acrylate AA: acrylic acid MEA: methoxyethyl acrylate ("Acrix C-1" manufactured by Toagosei)
EEEA: Ethoxyethoxyethyl acrylate ("Viscoat #180" manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
AM90G: Methoxypolyethylene glycol #400 acrylate ("NK Ester AM90-G" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
(架橋剤)
T-C:1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(4官能のエポキシ化合物、三菱ガス化学製「テトラッドC」)
C/HX:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(東ソー製「コロネートHX)
(Crosslinking agent)
T-C: 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane (tetrafunctional epoxy compound, "Tetrad C" manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company)
C/HX: Isocyanurate of hexamethylene diisocyanate ("Coronate HX" manufactured by Tosoh)
(光硬化剤)
A200:ポリエチレングリコール#200(n=4)ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステルA-200」、官能基当量151g/eq)
A400:ポリエチレングリコール#400(n=9)ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステルA-400」、官能基当量263g/eq)
A600:ポリエチレングリコール#600(n=14)ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステル A600」、官能基当量371g/eq)
M350:トリメチロールプロパンEO変性(n=1)トリアクリレート(東亞合成製「アロニックスM-350」、官能基当量143g/eq)
UA:ポリカーボネート骨格含有ウレタンアクリレート(共栄社化学製「UF-X9-83」、官能基数2~3、重量平均分子量8400)
(Photocuring agent)
A200: Polyethylene glycol #200 (n=4) diacrylate ("NK Ester A-200" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., functional group equivalent weight 151 g/eq)
A400: Polyethylene glycol #400 (n=9) diacrylate ("NK Ester A-400" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., functional group equivalent weight 263 g/eq)
A600: polyethylene glycol #600 (n=14) diacrylate ("NK Ester A600" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., functional group equivalent weight 371 g/eq)
M350: Trimethylolpropane EO-modified (n=1) triacrylate ("Aronix M-350" manufactured by Toagosei Co., Ltd., functional group equivalent weight 143 g/eq)
UA: Polycarbonate skeleton-containing urethane acrylate (Kyoeisha Chemical Company, "UF-X9-83", functional groups 2-3, weight average molecular weight 8400)
(帯電防止剤)
帯電防止剤A:1-ブチル-3-メチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本カーリット製「CIL-312」)
帯電防止剤B:1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド(略称:EMI―FSI)
帯電防止剤C:1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド(略称:EMI-N(CN)2)
(Antistatic Agent)
Antistatic agent A: 1-butyl-3-methylpyridinium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., "CIL-312")
Antistatic agent B: 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)imide (abbreviation: EMI-FSI)
Antistatic agent C: 1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide (abbreviation: EMI-N(CN) 2 )
ブチルアクリレート(BA)を主たるモノマー成分とするポリマーOと30重量部の光硬化剤(A200)を含む粘着剤を用いた比較例6は、光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率G’が大きく、柔軟性に劣っていた。鎖長の大きい光硬化剤(A600)を10重量部配合し、低抵抗化のために30重量部のPPGを配合した比較例7は、粘着剤層が低貯蔵弾性率と低抵抗を両立していたものの、歪み回復率が低下していた。In Comparative Example 6, which used an adhesive containing polymer O, whose main monomer component is butyl acrylate (BA), and 30 parts by weight of a photocuring agent (A200), the storage modulus G' of the photocured adhesive layer at -20°C was high and flexibility was poor. In Comparative Example 7, which contained 10 parts by weight of a long-chain photocuring agent (A600) and 30 parts by weight of PPG to reduce resistance, the adhesive layer achieved both a low storage modulus and low resistance, but the strain recovery rate was reduced.
低貯蔵弾性率化のために、ブチルアクリレートよりもガラス転移温度が低い2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)を主たるモノマー成分とするポリマーJを用いた比較例1では、ポリマーと光硬化剤との相溶性が低く、液状の光硬化剤がしみ出していた。n-オクチルアクリレート(NOAA)を主たるモノマー成分とするポリマーKを用いた比較例2も同様であった。2EHAやNOAAは、BAに比べて極性が低いため、アクリル系ポリマーとアルキレンオキシサイド鎖を含む光硬化剤との相溶性が低いことがしみ出しの原因であると考えられる。In Comparative Example 1, which used Polymer J, whose main monomer component was 2-ethylhexyl acrylate (2EHA), which has a lower glass transition temperature than butyl acrylate, to achieve a low storage modulus, the compatibility between the polymer and the photocuring agent was low, resulting in the liquid photocuring agent seeping out. The same was true for Comparative Example 2, which used Polymer K, whose main monomer component was n-octyl acrylate (NOAA). Because 2EHA and NOAA have lower polarity than BA, the low compatibility between the acrylic polymer and the photocuring agent, which contains an alkylene oxide chain, is thought to be the cause of the seepage.
比較例1の組成物に10重量部のPPGを添加した粘着剤を用いた比較例8では、比較例1のような光硬化剤のしみ出しはみられなかったものの、補強フィルムをはく離後のポリイミドフィルムの表面が汚染していた。比較例8では、PPGが相溶化剤的に作用したことにより光硬化剤のしみ出しが抑制されたものの、光硬化剤および/またはPPGが組成物中で十分に相溶しておらず、ブリードアウトした成分が被着体の汚染の要因になったと考えられる。In Comparative Example 8, which used an adhesive in which 10 parts by weight of PPG was added to the composition of Comparative Example 1, no seepage of the photocuring agent was observed as in Comparative Example 1, but the surface of the polyimide film was contaminated after the reinforcing film was peeled off. In Comparative Example 8, the PPG acted as a compatibilizer, suppressing the seepage of the photocuring agent, but the photocuring agent and/or PPG were not sufficiently compatible in the composition, and it is believed that the bled-out components were the cause of contamination of the adherend.
比較例1のポリマーJに代えて、モノマー成分としてメトキシエチルアクリレート(MEA)を含むポリマーAを用いた実施例1では、比較例8と同程度にG’が小さく、かつ光硬化剤のしみ出しや、ブリードアウトによる被着体の汚染がみられなかった。実施例1の粘着剤層は、歪み回復率が93%と高く、低G’、低抵抗および高復元性を兼ね備えていた。In Example 1, where Polymer A containing methoxyethyl acrylate (MEA) as a monomer component was used instead of Polymer J in Comparative Example 1, G' was as small as in Comparative Example 8, and no contamination of the adherend due to seepage or bleed-out of the photocuring agent was observed. The adhesive layer in Example 1 had a high strain recovery rate of 93%, and combined low G', low resistance, and high recovery.
比較例2のポリマーKに代えて、モノマー成分としてメトキシエチルアクリレート(MEA)を含むポリマーB~Gを用いた実施例2,4~10も、実施例1と同様、低G’、低抵抗および高復元性を兼ね備えており、帯電防止剤の種類を変更した実施例3も同様であった。実施例3は実施例2に比べて表面抵抗が小さく、帯電防止剤B(EMI―FSI)がより優れた帯電防止性を発揮していることが分かる。 Examples 2, 4 to 10, which used polymers B to G containing methoxyethyl acrylate (MEA) as a monomer component instead of polymer K in Comparative Example 2, also achieved low G', low resistance, and high recovery, just like Example 1. This was also the case for Example 3, which used a different type of antistatic agent. Example 3 had lower surface resistance than Example 2, demonstrating that antistatic agent B (EMI-FSI) exhibited superior antistatic properties.
実施例1~10では、アクリル系ポリマーの構成モノマーとして、アルキレンオキサイド鎖を含むアクリル酸エステルであるMEAを含むために、ポリマーの極性が高められ、アクリル系ポリマーと光硬化剤との相溶性が向上し、光硬化剤のしみ出しが抑制されたと考えられる。また、実施例1~10は、光硬化後の粘着剤層がPPG等の低分子量成分を含まないために、高い歪み回復率を示したと考えられる。In Examples 1 to 10, the acrylic polymer contained MEA, an acrylic acid ester containing an alkylene oxide chain, as a constituent monomer. This is thought to have increased the polarity of the polymer, improved the compatibility between the acrylic polymer and the photocuring agent, and suppressed the seepage of the photocuring agent. Furthermore, it is thought that Examples 1 to 10 exhibited a high strain recovery rate because the adhesive layer after photocuring did not contain low-molecular-weight components such as PPG.
モノマー成分としてエトキシエトキシエチルアクリレート(EEEA)を含むポリマーH用いた実施例11も、実施例1~10と同様、優れた特性を示した。モノマー成分としてアクリル酸を含むポリマーIを用いた実施例12は、優れた特性を示したが、実施例1~11に比べて歪み回復率は小さな値であった。Example 11, which used Polymer H containing ethoxyethoxyethyl acrylate (EEEA) as a monomer component, also exhibited excellent properties, similar to Examples 1 to 10. Example 12, which used Polymer I containing acrylic acid as a monomer component, exhibited excellent properties, but the strain recovery rate was lower than that of Examples 1 to 11.
モノマー成分の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、C8アルキルエステルである2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)とC12アルキルエステルであるラウリルアクリレート(LA)を用いた実施例13~16は、実施例12と比べて、光硬化後の接着力が高く、さらに表面抵抗が低く、優れた特性を示した。実施例13と実施例14の対比、および実施例15と実施例16の対比から、フッ素原子を含まない帯電防止剤C(EMI-N(CN)2)が、帯電防止剤B(EMI―FSI)と同等以上の帯電防止性を発揮していることが分かる。 Examples 13 to 16, which used 2-ethylhexyl acrylate (2EHA), a C8 alkyl ester, and lauryl acrylate (LA), a C12 alkyl ester, as the (meth)acrylic acid alkyl ester monomer component, exhibited higher adhesive strength after photocuring and lower surface resistance, thus exhibiting superior properties, compared to Example 12. A comparison between Examples 13 and 14, and a comparison between Examples 15 and 16, shows that antistatic agent C (EMI-N(CN) 2 ), which does not contain fluorine atoms, exhibits antistatic properties equal to or better than antistatic agent B (EMI-FSI).
重量平均分子量が60000であるポリマーLを用いた比較例3は、表面抵抗が小さく帯電防止性に優れていたものの、光硬化を行っても接着力が十分に上昇せず、光硬化後の粘着剤層の接着力が不足していた。ポリマーLのモノマー成分として用いたメトキシポリエチレングリコールアクリレート(AM90G)は、ポリエチレングリコールの鎖長が大きいため、低抵抗化の作用に優れているものの、ポリマーの重合時に連鎖移動剤的に作用するために、ポリマーの分子量が十分に増大しなかったと考えられる。 Comparative Example 3, which used Polymer L with a weight-average molecular weight of 60,000, had low surface resistance and excellent antistatic properties, but photocuring did not sufficiently increase adhesive strength, resulting in insufficient adhesive strength for the adhesive layer after photocuring. Methoxypolyethylene glycol acrylate (AM90G), used as a monomer component of Polymer L, has a long polyethylene glycol chain length, which makes it excellent at reducing resistance. However, it acts as a chain transfer agent during polymer polymerization, which is thought to prevent the molecular weight of the polymer from increasing sufficiently.
アクリル系ポリマーの構成モノマー成分におけるMEAの割合が4%であるポリマーMを用いた比較例4は、G’が小さく、歪み回復率が大きいものの、表面抵抗が大きく、帯電防止性が不十分であった。 Comparative example 4, which used polymer M, in which the proportion of MEA in the constituent monomer components of the acrylic polymer was 4%, had a small G' and a large strain recovery rate, but had high surface resistance and insufficient antistatic properties.
実施例2、実施例5、実施例8および比較例4を対比すると、アクリル系ポリマーの構成モノマー成分におけるMEAの割合が多いほど、粘着剤層の表面抵抗が小さくなる傾向がみられる。これらの結果から、アルキレンオキサイド鎖を含むアクリル酸エステルをモノマー成分として共重合することにより、アクリル系ポリマーと光硬化剤との相溶性が向上することに加えて、粘着剤層が低抵抗化されることが分かる。Comparing Examples 2, 5, and 8 with Comparative Example 4, it can be seen that the surface resistance of the adhesive layer tends to decrease as the proportion of MEA in the constituent monomer components of the acrylic polymer increases. These results demonstrate that copolymerizing an acrylic acid ester containing an alkylene oxide chain as a monomer component not only improves the compatibility between the acrylic polymer and the photocuring agent, but also reduces the resistance of the adhesive layer.
実施例5、実施例6および実施例7の対比から、光硬化剤の量が多いほど、粘着剤層の表面抵抗が小さくなる傾向がみられることから、アルキレンオキサイド鎖を含む光硬化剤も低抵抗化に寄与していると考えられる。また、実施例2と実施例4との対比からも、アルキレンオキサイド鎖を含むモノマー成分、およびアルキレンオキサイド鎖を含む光硬化剤の量の増大に伴って、粘着剤層が低抵抗化する傾向があることが分かる。 A comparison of Examples 5, 6, and 7 reveals that the surface resistance of the adhesive layer tends to decrease as the amount of photocuring agent increases, suggesting that the photocuring agent containing an alkylene oxide chain also contributes to the reduction in resistance. Furthermore, a comparison of Examples 2 and 4 reveals that the resistance of the adhesive layer tends to decrease as the amount of monomer component containing an alkylene oxide chain and photocuring agent containing an alkylene oxide chain increases.
アクリル系ポリマーの構成モノマー成分におけるMEAの割合が60%であるポリマーNを用いた比較例5は、光硬化前の粘着剤層の接着力が高く、軽はく離性に劣っていた。また、比較例5では、光硬化を行っても接着力が十分に上昇せず、光硬化後の粘着剤層の接着力が不足していた。比較例5では、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分におけるアルキレンオキサイド鎖を含むアクリル酸エステルの比率が高く、アクリル系ポリマーと光硬化剤との相溶性が過度に高められるため、光硬化剤がWBLとして作用し難く、初期接着力が大きな値を示したと考えられる。In Comparative Example 5, which used Polymer N, an acrylic polymer with a 60% MEA content in its constituent monomer components, the adhesive layer had high adhesive strength before photocuring and poor peelability. Furthermore, in Comparative Example 5, photocuring did not sufficiently increase adhesive strength, resulting in insufficient adhesive strength in the adhesive layer after photocuring. In Comparative Example 5, the proportion of acrylic acid esters containing alkylene oxide chains in the monomer components making up the acrylic polymer was high, which excessively increased the compatibility between the acrylic polymer and the photocuring agent, making it difficult for the photocuring agent to function as a WBL and resulting in a high initial adhesive strength.
以上の結果から、所定の組成を有するアクリル系ベースポリマーを含む光硬化性の粘着剤組成物は、低抵抗で帯電防止性を有するとともに、初期接着力が低く、かつ光硬化後は優れた接着特性を示し、さらに、低温領域における貯蔵弾性率が低く、かつ高い歪み回復率を有しており、フォルダブルデバイス用の補強フィルムとして適していることが分かる。 These results demonstrate that photocurable adhesive compositions containing acrylic-based polymers with a specified composition have low resistance and antistatic properties, as well as low initial adhesive strength and excellent adhesive properties after photocuring. Furthermore, they have a low storage modulus in the low temperature range and a high strain recovery rate, making them suitable as reinforcing films for foldable devices.
1 フィルム基材
2 粘着剤層
10 補強フィルム
5 はく離ライナー
20 被着体
REFERENCE SIGNS LIST 1 film substrate 2 pressure-sensitive adhesive layer 10 reinforcing film 5 release liner 20 adherend
Claims (14)
前記粘着剤層は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、および帯電防止剤を含む光硬化性組成物からなり、
前記アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル;ならびにヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーからなる群から選択される1以上、を含み、モノマーユニットの合計100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量が40~94重量部、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステルの量が5~55重量部であり、
前記アクリル系ベースポリマーには架橋構造が導入されている、
補強フィルム:
CH2=CR1-COO-(R2-O)m-R3 (1)
一般式(1)において、
R1は水素原子またはメチル基であり、
R2は分枝を有していてもよい炭素数2~4のアルキレン基であり、
mは1~5の整数であり、
R3は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、または炭素数6~20のアリール基である。 A film substrate and a pressure-sensitive adhesive layer fixedly laminated on one main surface of the film substrate,
the pressure-sensitive adhesive layer is made of a photocurable composition including an acrylic-based polymer, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, and an antistatic agent;
The acrylic base polymer contains, as monomer units, one or more selected from the group consisting of a (meth)acrylic acid alkyl ester; a (meth)acrylic acid ester represented by the following general formula (1); and a hydroxy group-containing monomer and a carboxy group-containing monomer, wherein the amount of the (meth)acrylic acid alkyl ester is 40 to 94 parts by weight and the amount of the (meth)acrylic acid ester represented by the following general formula (1) is 5 to 55 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total of the monomer units,
A crosslinked structure is introduced into the acrylic base polymer.
Reinforcement film:
CH 2 =CR 1 -COO-(R 2 -O) m -R 3 (1)
In general formula (1),
R1 is a hydrogen atom or a methyl group;
R2 is an optionally branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
m is an integer from 1 to 5;
R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
折り曲げ可能なデバイスの表面に請求項1または2に記載の補強フィルムの前記粘着剤層を貼り合わせ、
前記粘着剤層を光硬化する、
補強フィルム付きデバイスの製造方法。 A method for manufacturing a device with a reinforcing film in which a reinforcing film is attached to a surface of a foldable device, comprising:
The pressure-sensitive adhesive layer of the reinforcing film according to claim 1 or 2 is attached to a surface of a foldable device,
photocuring the pressure-sensitive adhesive layer;
A method for manufacturing a device with a reinforcing film.
前記補強フィルムは、フィルム基材と、前記フィルム基材の一主面上に固着積層された粘着剤層とを備え、
前記粘着剤層が、デバイス表面に貼り合わせられており、
前記粘着剤層は、アクリル系ベースポリマーおよび光硬化剤を含む光硬化性粘着剤組成物を光硬化した光硬化物であり、帯電防止剤を含み、
前記アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル;ならびにヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーからなる群から選択される1以上、を含み、モノマーユニットの合計100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量が40~94重量部、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステルの量が5~50重量部であり、
前記アクリル系ベースポリマーには架橋構造が導入されており、
前記粘着剤層は、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×104~5.0×105Paである、
補強フィルム付きデバイス:
CH2=CR1-COO-(R2-O)m-R3 (1)
一般式(1)において、
R1は水素原子またはメチル基であり、
R2は分枝を有していてもよい炭素数2~4のアルキレン基であり、
mは1~5の整数であり、
R3は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、または炭素数6~20のアリール基である。 A device with a reinforcing film, in which a reinforcing film is attached to the surface of a foldable device,
The reinforcing film includes a film substrate and a pressure-sensitive adhesive layer fixedly laminated on one main surface of the film substrate,
the pressure-sensitive adhesive layer is attached to a device surface,
the pressure-sensitive adhesive layer is a photocured product obtained by photocuring a photocurable pressure-sensitive adhesive composition containing an acrylic-based polymer and a photocuring agent, and contains an antistatic agent;
The acrylic base polymer contains, as monomer units, one or more selected from the group consisting of a (meth)acrylic acid alkyl ester; a (meth)acrylic acid ester represented by the following general formula (1); and a hydroxy group-containing monomer and a carboxy group-containing monomer, wherein the amount of the (meth)acrylic acid alkyl ester is 40 to 94 parts by weight and the amount of the (meth)acrylic acid ester represented by the following general formula (1) is 5 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total of the monomer units,
a crosslinked structure is introduced into the acrylic base polymer,
the pressure-sensitive adhesive layer has a shear storage modulus at −20° C. of 1.0×10 4 to 5.0×10 5 Pa;
Device with stiffening film:
CH 2 =CR 1 -COO-(R 2 -O) m -R 3 (1)
In general formula (1),
R1 is a hydrogen atom or a methyl group;
R2 is an optionally branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
m is an integer from 1 to 5;
R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
The device with a reinforced film according to claim 13, wherein the pressure-sensitive adhesive layer has a surface resistance of 5×10 11 Ω or less.
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