説明

光学用粘着シート、光学フィルムおよび表示装置

【課題】加湿によって白濁化することなく、かつ耐久性にも優れた光学用粘着シートを提供する。
【解決手段】60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の水分率が0.65重量%以上であり、動的粘弾性測定により測定される85℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×104〜5.0×105Paである粘着剤層を少なくとも有し、下記の定荷重剥離試験により測定される、被着体をポリエチレンテレフタレート板とした時の剥離距離が30mm以下であり、かつ被着体をアクリル板とした時の剥離距離が30mm以下であることを特徴とする光学用粘着シートを提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学用粘着シートに関する。より詳しくは、光学部材の貼り合わせや光学製品の製造等に用いられる光学用粘着シートに関する。また、本発明は、前記光学用粘着シートを有する光学フィルムおよび表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、様々な分野で、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置や、前記表示装置と組み合わせて用いられるタッチパネルなどの入力装置が広く用いられるようになってきた。これらの表示装置や入力装置の製造等においては、光学部材を貼り合わせる用途に透明な粘着シート(粘着テープ)が使用されている。例えば、タッチパネルと各種表示装置や光学部材(保護板等)の貼り合わせには、透明な粘着シートが使用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
【0003】
上記の表示装置や入力装置の用途拡大に伴い、これらの装置に使用される粘着シートには透明性のみならず、粘着シートとしての特性を多様な環境下において十分に発揮することが要求されるようになってきた。例えば、高温条件下での高い粘着性や高温条件下で発泡や剥がれを生じない性質(耐発泡剥がれ性)などの、高温での接着信頼性が要求されている。また、例えば、防水機能付きの携帯電話のように、加湿条件下(例えば、高温高湿条件下)においても使用される製品中の粘着シートには、加湿により白濁化することなく、前記の表示装置や入力装置の外観を悪化させたり、前記表示装置における表示部の視認性を低下させたりしないことが要求されている。
【0004】
上記の要求に対し、加湿による白濁化が抑制された粘着剤が提案されている(特許文献4参照)。しかしながら、前記粘着剤より構成された粘着シートは、表示装置や入力装置等の外観や視認性の悪化を生じさせないものの、高温において粘着力が不足し、発泡や剥がれが発生する等、高温での接着信頼性に劣るという問題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2003−238915号公報
【特許文献2】特開2003−342542号公報
【特許文献3】特開2004−231723号公報
【特許文献4】特開2004−263084号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の問題に対し、高温での接着信頼性に優れ、かつ加湿による白濁化が抑制された粘着シートの設計がなされてきている。しかしながら、前記の粘着シートは白濁化の抑制に主眼を置いて設計された結果、被着体の材質や雰囲気条件などによっては、高温条件下(特に、高温高湿条件下)で発泡や剥がれが生じたりするなど耐久性が不足する場合があった。即ち、加湿によって白濁化することなく、かつ耐久性にも優れた粘着シートは未だ得られていないのが現状である。
【0007】
従って、本発明の目的は、加湿によって白濁化することなく、かつ耐久性に優れた光学用粘着シートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、耐腐食性にも優れた光学用粘着シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の水分率及び85℃におけるせん断貯蔵弾性率が特定範囲に制御された粘着剤層を有し、定荷重剥離試験により測定されるポリエチレンテレフタレート板に対する剥離距離およびアクリル板に対する剥離距離が特定範囲に制御された粘着シートとすることによって、加湿により白濁化することなく、かつ耐久性にも優れた光学用粘着シートが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
【0009】
すなわち、本発明は、60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の水分率が0.65重量%以上であり、動的粘弾性測定により測定される85℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×104〜5.0×105Paである粘着剤層を少なくとも有し、定荷重剥離試験により測定される、被着体をポリエチレンテレフタレート板とした時の剥離距離が30mm以下であり、かつ被着体をアクリル板とした時の剥離距離が30mm以下であることを特徴とする光学用粘着シートを提供する。上記の定荷重剥離試験は以下の通りである。被着体の片面に、粘着シート(幅20mm×長さ60mm)の前記粘着剤層表面を貼付した後、オートクレーブ中で50℃、5気圧の条件で15分間処理する。その後、23℃、50%RHの条件下で、粘着シートの長さ方向の末端に、被着体の表面と垂直方向に100gfの荷重をかけ、3時間経過後の粘着シートの剥離距離を測定する。
【0010】
さらに、前記の光学用粘着シートは、イオンクロマトグラフ法で測定される、純水で100℃、45分の条件で抽出されたアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量が、前記粘着剤層の単位面積あたり20ng/cm2以下であることが好ましい。
【0011】
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記粘着剤層のゲル分率が40〜95%であることが好ましい。
【0012】
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記粘着剤層が、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、メタクリル酸メチルの含有量が5〜20重量%であるモノマー成分より構成されたアクリル系ポリマーを含む粘着剤層であることが好ましい。
【0013】
さらに、前記の光学用粘着シートにおいては、前記アクリル系ポリマーが、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、水酸基含有モノマーの含有量が10〜25重量%であるモノマー成分より構成されたアクリル系ポリマーであることが好ましい。
【0014】
さらに、本発明は、前記の光学用粘着シートを有する光学フィルムを提供する。
【0015】
さらに、本発明は、前記の光学用粘着シートを有する表示装置を提供する。
【発明の効果】
【0016】
本発明の光学用粘着シートは、前記構成を有しているので、加湿によって白濁化することがない。また、高温環境下や、特に、高温高湿環境下においても発泡や剥がれを生じることなく、耐久性に優れる。このため、本発明の光学用粘着シートを用いると、LCDやタッチパネル等の製品の表示部の視認性を妨げ、外観を悪化させ得る上記の白濁化や発泡等の現象が生じないため、美しい仕上がりの光学部材(例えば、光学フィルムなど)や光学製品(例えば、表示機器など)が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は、定荷重剥離試験における、試験板、粘着シート、錘の位置関係を示す概略図(斜視図)である。
【図2】図2は、定荷重剥離試験における、測定開始時の、試験板、粘着シート、錘の位置関係を示す概略図(側面図)である。
【図3】図3は、定荷重剥離試験における、測定開始から3時間経過後の粘着シートの剥離状態、及び、剥離距離を示す概略図(側面図)である。
【図4】図4は、実施例における耐腐食性の評価に用いた、抵抗値測定サンプルを示す概略図(平面図)である。
【図5】図5は、実施例における耐腐食性の評価に用いた、抵抗値測定サンプルを示す概略図(図4におけるA−A断面図)である。
【図6】図6は、実施例における段差吸収性の評価に用いた、黒色印刷層を有するPETフィルムの概略図(黒色印刷層側から見た平面図)である。
【図7】図7は、実施例における段差吸収性の評価に用いた、測定サンプルの概略図(断面図)である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の光学用粘着シート(以下、単に「本発明の粘着シート」と称する場合がある)は、60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の水分率が0.65重量%以上であり、動的粘弾性測定により測定される85℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×104〜5.0×105Paである粘着剤層(以下、「本発明の粘着剤層」と称する場合がある)を少なくとも有する。
【0019】
なお、本発明において、「粘着シート」という場合には、テープ状のもの、即ち、「粘着テープ」も含まれるものとする。また、本発明の粘着シートにおける粘着剤層表面のことを、「粘着面」と称する場合がある。
【0020】
本発明の粘着シートは、シートの両面が粘着面となっている両面粘着シートであってもよいし、シートの片面のみが粘着面となっている片面粘着シートであってもよい。中でも、2つの部材同士を貼り合わせる観点からは、両面粘着シートであることが好ましい。
【0021】
本発明の粘着シートは、基材(基材層)を有しない、いわゆる「基材レスタイプ」の粘着シート(以下、「基材レス粘着シート」と称する場合がある)であってもよいし、基材を有するタイプの粘着シートであってもよい。上記基材レス粘着シートとしては、例えば、本発明の粘着剤層のみからなる両面粘着シートや、本発明の粘着剤層と本発明の粘着剤層以外の粘着剤層(以下、「他の粘着剤層」と称する場合がある)からなる両面粘着シート等が挙げられる。基材を有するタイプの粘着シートとしては、基材の少なくとも片面側に本発明の粘着剤層を有する粘着シート等が挙げられる。中でも、粘着シートの薄膜化、透明性などの光学物性向上の観点からは、基材レス粘着シートが好ましく、より好ましくは、本発明の粘着剤層のみからなる基材レス粘着シート(両面粘着シート)である。
【0022】
[本発明の粘着剤層]
本発明の粘着剤層は、60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後(直後)の水分率が、0.65重量%以上(例えば、0.65〜5.0重量%)であり、好ましくは0.65〜3.0重量%、より好ましくは0.75〜3.0重量%である。水分率を0.65重量%以上とすることにより、加湿による粘着シートの白濁化が生じないため、該粘着シートを用いた製品の表示部の視認性や外観を悪化させない。
【0023】
上記の加湿による粘着シートの白濁化は、粘着シートを高温高湿環境に置くことによって粘着剤層が吸湿し、この吸湿水分が結露することが原因で起こる現象であると考えられる。本発明においては、粘着剤層の水分率(60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の水分率)を0.65重量%以上に制御することにより、例えば、粘着シートが置かれた環境が大きく変化した場合(例えば、高温高湿環境から室温環境への変化など)であっても、粘着剤層の高い吸水性に起因して吸湿水分が結露しにくくなり、その結果、加湿による白濁化が抑止(抑制)されたものと推定される。
【0024】
なお、上記水分率は、本発明の粘着剤層を60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後、室温環境(23℃、50%RH)に取り出した直後(例えば、取り出し後0〜10分程度)に測定して得られた値である。60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の本発明の粘着剤層の水分率は、具体的には、例えば、下記の[水分率の測定方法]に記載の方法により測定することができる。
【0025】
[水分率の測定方法]
(試料の調製及び水分率の測定)
本発明の粘着シートから、本発明の粘着剤層を約0.2g採取したものを試料として用いる。具体的には、本発明の粘着シートが基材レスタイプの両面粘着シートの場合には、例えば、剥離ライナーを剥離し、一方の粘着面にアルミニウム箔を貼り付け、粘着剤層の重さが約0.2gとなるように切り出したものを試料として用いることができる。また、本発明の粘着シートが基材付きの粘着シートの場合には、例えば、基材付きの粘着シートから粘着剤層約0.2gをかき取って採取したものを試料として用いることができる。
前記試料を60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後、該試料(60℃、95%RHの環境下で120時間保存後の試料)の秤量を行い、次いで、下記の加熱気化装置に入れ、150℃に加熱した時に発生したガスを下記の電量滴定式水分測定装置の滴定セル内に導入する。そして、前記電量滴定式水分測定装置により、下記の測定条件にて試料中の水分量(μg)を測定し、60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の本発明の粘着剤層1gあたり(本発明の粘着剤層のみからなる両面粘着シートの場合には、上記試料の重量からアルミホイルの重量を除いた重量1gあたり)の水分量を求め、粘着剤層の水分率(重量%)を算出する。なお、測定回数(n数)は、例えば、2回が好ましい。
(分析装置)
加熱気化装置:三菱化学(株)製、「VA−06型」
電量滴定式水分測定装置:三菱化学(株)製、「CA−06型」
(測定条件)
方法:加熱気化法/150℃加熱
陽極液:アクアミクロンAKX
陰極液:アクアミクロンCXU
【0026】
上記水分率は、アクリル系ポリマーを構成するモノマーの種類および配合量、添加剤(具体的には、粘着付与樹脂やアクリル系オリゴマーなど)の種類および配合量等により制御することができる。
【0027】
本発明の粘着剤層の、動的粘弾性測定により測定される85℃におけるせん断貯蔵弾性率(「せん断貯蔵弾性率(85℃)」又は「G'(85℃)」と称する場合がある)は、5.0×104〜5.0×105Paであり、好ましくは5.0×104〜3.0×105Pa、より好ましくは5.0×104〜1.0×105Paである。せん断貯蔵弾性率(85℃)を5.0×104Pa以上とすることにより、高温においても弾性率が高く維持されているため、耐久性が向上する。一方、せん断貯蔵弾性率(85℃)を5.0×105Pa以下とすることにより、低温から常温においてバランスのとれた性能(例えば、段差吸収性や貼り付け作業性など)を発揮する。なお、上記のせん断貯蔵弾性率(85℃)は、動的粘弾性測定により測定される。例えば、本発明の粘着剤層を厚さ約1.5mm程度になるように複数層を積層させ、Reometric Scientific社製「Advanced Reometric Expansion System(ARES)」にて、せん断モードで、周波数1Hzの条件で、−70〜200℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定することができる。
【0028】
上記せん断貯蔵弾性率(85℃)は、アクリル系ポリマーのモノマー組成、アクリル系ポリマーの重量平均分子量、架橋剤の使用量(添加量)、添加剤(具体的には、粘着付与樹脂やアクリル系オリゴマーなど)の有無、種類および量等により制御することができる。
【0029】
本発明の粘着剤層の、動的粘弾性測定により測定される23℃におけるせん断貯蔵弾性率(「せん断貯蔵弾性率(23℃)」又は「G'(23℃)」と称する場合がある)は、特に限定されないが、1.0×105〜5.0×105Paが好ましく、より好ましくは1.0×105〜4.0×105Pa、より好ましくは1.5×105〜4.0×105Paである。せん断貯蔵弾性率(23℃)を1.0×105Pa以上とすることにより、粘着剤層が柔らかくなり過ぎることなく、例えば、「糊はみ出し」(貼り合わせた時に粘着剤層が変形して貼り合わせた部材の端部からはみ出す現象)などの不具合が低減される。一方、せん断貯蔵弾性率(23℃)を5.0×105Pa以下とすることにより、段差吸収性(段差追従性)が向上し、貼り合わせ時の気泡や浮きの発生が低減される。なお、「段差吸収性」とは、表面に微細な段差(例えば、印刷段差など)を有する被着体に貼付した際に、粘着剤層が前記段差に追従し、前記段差を埋めることができる性能をいう。上記のせん断貯蔵弾性率(23℃)は、上記のせん断貯蔵弾性率(85℃)と同様の方法により測定することができる。
【0030】
なお、上記せん断貯蔵弾性率(23℃)は、アクリル系ポリマーのガラス転移温度、アクリル系ポリマーの分子量(重量平均分子量、分子量分布)、添加剤(具体的には、粘着付与樹脂やアクリル系オリゴマーなど)の有無、種類および量等により制御することができる。
【0031】
本発明の粘着剤層のゲル分率(溶剤不溶分)は、特に限定されないが、耐久性(特に、耐発泡剥がれ性)向上の観点から、40〜95%(重量%)が好ましく、より好ましくは50〜90%である。上記ゲル分率は、酢酸エチル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(粘着剤層)に対する重量分率(単位:重量%)として求められる。ゲル分率を40%以上とすることにより、耐久性が向上する。一方、ゲル分率を95%以下とすることにより、端部はがれが抑制される。
【0032】
上記ゲル分率は、具体的には、例えば、以下の「ゲル分率の測定方法」により算出される値である。
(ゲル分率の測定方法)
本発明の粘着シートから本発明の粘着剤層:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工(株)製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、粘着剤層(上記で採取した本発明の粘着剤層)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸との総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸との合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、本発明の粘着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて7日間静置する。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式からゲル分率を算出する。
ゲル分率(重量%)=(A−B)/(C−B)×100
(上記式において、Aは浸漬後重量であり、Bは包袋重量であり、Cは浸漬前重量である。)
【0033】
上記ゲル分率は、架橋点として使用しているモノマーの量、アクリル系ポリマーの重量平均分子量、架橋剤の種類および使用量(添加量)等により制御することができる。
【0034】
本発明の粘着剤層の酢酸エチル抽出における可溶分(ゾル分)(単に「ゾル分」と称する場合がある。)の重量平均分子量は、特に限定されないが、5万〜70万が好ましく、より好ましくは10万〜60万である。上記のゾル分の重量平均分子量を5万以上とすることにより、粘着剤層中に存在する低分子量成分が低減し、耐久性が向上する。一方、ゾル分の重量平均分子量を70万以下とすることにより、塗工性が向上する。
【0035】
上記の「酢酸エチル抽出における可溶分(ゾル分)の重量平均分子量」は、以下の測定方法により算出される。
(酢酸エチル抽出における可溶分(ゾル分)の重量平均分子量の測定方法)
本発明の粘着シートから本発明の粘着剤層:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工(株)製)に包んだ後、凧糸で縛る。
次に、上記本発明の粘着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったものを、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて7日間静置する。その後、容器中の酢酸エチル溶液(抽出されたゾル分を含む)を取り出して、減圧乾燥させて、溶媒(酢酸エチル)を揮発させ、ゾル分を得る。
上記ゾル分をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させて、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法によりゾル分の重量平均分子量を測定する。
【0036】
上記のゾル分の重量平均分子量は、アクリル系ポリマーの重量平均分子量、架橋剤の種類及び使用量(添加量)などにより制御することができる。
【0037】
上記のゾル分の分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定されないが、5.0以下が好ましく、より好ましくは4.0以下である。前記分子量分布を5.0以下とすることにより、粘着剤層中に存在する低分子量成分が低減し、耐久性が向上する。
【0038】
上記のゾル分の分子量分布は、重合開始剤の種類やその使用量、重合温度、連鎖移動剤の量などによりコントロールすることができる。
【0039】
上記のゾル分の重量平均分子量および分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定することができる。具体的には、例えば、後述のアクリル系ポリマーの重量平均分子量および分子量分布の測定方法と同様の方法により測定することができる。
【0040】
本発明の粘着剤層のヘイズ(JIS K7136に準じる)は、特に限定されないが、1.5%以下が好ましく、より好ましくは1.0%以下である。ヘイズを1.5%以下とすることにより、透明性が向上し、貼付した光学製品や光学部材の透明性や外観に悪影響を及ぼしにくい。なお、ヘイズは、例えば、スライドガラス(例えば、全光線透過率91.8%、ヘイズ0.4%のもの)に本発明の粘着剤層を貼り合わせ、ヘイズメータ((株)村上色彩技術研究所製、商品名「HM−150」)を用いて測定することができる。
【0041】
本発明の粘着剤層の可視光波長領域における全光線透過率(JIS K7136に準じる)は、特に限定されないが、90%以上が好ましく、より好ましくは91%以上である。上記全光線透過率を90%以上とすることにより、透明性が向上し、光学製品や光学部材の透明性や外観に悪影響を及ぼしにくい。なお、全光線透過率は、例えば、スライドガラス(例えば、全光線透過率91.8%、ヘイズ0.4%のもの)に本発明の粘着剤層を貼り合わせ、ヘイズメータ((株)村上色彩技術研究所製、商品名「HM−150」)を用いて測定することができる。
【0042】
本発明の粘着剤層の厚さは、特に限定されないが、10〜500μmが好ましく、より好ましくは10〜250μm、特に好ましくは10〜200μmである。厚さを10μm以上とすることにより、貼付時に発生する応力が分散されやすいため、剥がれが生じにくく、耐久性が向上する。また、段差吸収性が向上する。一方、厚さを500μm以下とすることにより、塗工後の巻き取り時にシワが生じにくくなる。
【0043】
本発明の粘着剤層は、60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の水分率およびせん断貯蔵弾性率(85℃)が上記範囲にあればよく、特に限定されない。本発明の粘着剤層を形成するための粘着剤の種類は、特に限定されないが、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、エポキシ系粘着剤などの公知の粘着剤を使用することができる。これらの粘着剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、粘着剤は、いずれの形態を有している粘着剤であってもよく、例えば、エマルジョン型粘着剤、溶剤型(溶液型)粘着剤、活性エネルギー線硬化型粘着剤、熱溶融型粘着剤(ホットメルト型粘着剤)などを使用できる。
【0044】
中でも、本発明の粘着剤層を形成するための粘着剤としては、耐候性とコストの観点で、アクリル系粘着剤が好ましい。即ち、本発明の粘着剤層は、アクリル系ポリマーを主成分として含むアクリル系粘着剤層であることが好ましい。本発明の粘着剤層におけるアクリル系ポリマーの含有量は、本発明の粘着剤層(100重量%)に対して、65重量%以上(例えば、65〜100重量%)が好ましく、より好ましくは70〜99.999重量%である。
【0045】
本発明の粘着剤層(アクリル系粘着剤層)は、粘着剤層の形成方法によっても異なり、特に限定されないが、アクリル系ポリマーを必須成分とするアクリル系粘着剤組成物、または、アクリル系ポリマーを構成する単量体(モノマー)の混合物(「モノマー混合物」と称する場合がある)又はその部分重合物を必須成分とするアクリル系粘着剤組成物から形成される。特に限定されないが、前者としては、例えば、いわゆる溶剤型の粘着剤組成物などが挙げられ、後者としては、例えば、いわゆる活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物などが挙げられる。上記粘着剤組成物には、さらに必要に応じて、架橋剤やその他の各種の添加剤が含まれていてもよい。
【0046】
上記「粘着剤組成物」には「粘着剤層を形成するための組成物」という意味も含むものとする。また、上記「モノマー混合物」とは、上記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分のみからなる混合物を意味する。また、上記「部分重合物」とは、上記モノマー混合物の構成成分のうち1又は2以上の成分が部分的に重合している組成物を意味する。
【0047】
上記アクリル系ポリマーは、アクリル系モノマーを必須のモノマー成分(単量体成分)として構成(形成)された重合体である。上記アクリル系ポリマーは、特に限定されないが、例えば、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び/又は(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルおよび極性基含有モノマーをモノマー成分として構成された重合体であることが好ましい。さらに、上記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分としては、その他の共重合性モノマーを含んでいてもよい。なお、上記「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」(「アクリル」及び「メタクリル」のうち、いずれか一方又は両方)を表し、他も同様である。
【0048】
上記の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(以下、単に「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」と称する場合がある)としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−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)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどのアルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。中でも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸メチル(MMA)、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)が好ましい。
【0049】
また、上記の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル[アルコキシアルキル(メタ)アクリレート]としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸4−エトキシブチルなどが挙げられる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。中でも、アクリル酸2−メトキシエチル(2MEA)が好ましい。
【0050】
(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び/又は(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの含有量は、低温接着性の観点から、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、30重量%以上(例えば、30〜99重量%)が好ましく、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは50〜95重量%である。なお、上記アクリル系ポリマーのモノマー成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの両方が用いられている場合は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量と(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの含有量の合計量(合計含有量)が上記の範囲を満たせばよい。
【0051】
また、上記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの両方が用いられている場合、これらの合計含有量(100重量%)に対する(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの含有量は、特に限定されないが、1〜75重量%が好ましく、より好ましくは1〜50重量%である。
【0052】
上記極性基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−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、ビニルアルコール、アリルアルコールなどの水酸基(ヒドロキシル基)含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどのアミノ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジルなどのエポキシ基含有モノマー;アクリロニトリルやメタクリロニトリルなどのシアノ基含有モノマー;N−ビニル−2−ピロリドン、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾールなどの複素環含有ビニル系モノマー;ビニルスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェートなどのリン酸基含有モノマー;シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミドなどのイミド基含有モノマー;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマーなどが挙げられる。上記極性基含有モノマーは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。中でも、水酸基含有モノマー、複素環含有ビニル系モノマーが好ましい。
【0053】
上記極性基含有モノマーの含有量は、特に限定されないが、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、10〜25重量%が好ましく、より好ましくは10〜20重量%である。
【0054】
上記その他の共重合性モノマーとしては、多官能性モノマーを用いることができる。上記多官能性モノマーとしては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。なお、上記多官能性モノマーは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。上記の中でも、耐久性向上の観点から、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを好ましく使用することができる。
【0055】
上記多官能性モノマーの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、0.5重量%以下(例えば、0〜0.5重量%)が好ましく、より好ましくは0〜0.1重量%である。含有量を0.5重量%以下とすることにより、端部はがれが抑制される。なお、架橋剤を用いる場合には多官能性モノマーを用いなくてもよいが、架橋剤を用いない場合には多官能性モノマーの含有量は0.001〜0.5重量%が好ましく、より好ましくは0.002〜0.1重量%である。
【0056】
また、上記多官能性モノマー以外のその他の共重合性モノマーとしては、例えば、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルやフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどの前述の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、極性基含有モノマー、多官能性モノマー以外の(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレンなどのオレフィン類又はジエン類;ビニルアルキルエーテルなどのビニルエーテル類;塩化ビニルなどを挙げることができる。
【0057】
上記の中でも、本発明の粘着剤層におけるアクリル系ポリマーは、メタクリル酸メチルを必須のモノマー成分として構成されたアクリル系ポリマーであることが好ましい。メタクリル酸メチルを必須のモノマー成分とすることにより、特に、ポリカーボネートやアクリル製の被着体に対する接着性が向上し、かつ粘着剤層のせん断貯蔵弾性率(85℃)も向上するため、優れた耐久性を発揮できる。
【0058】
上記メタクリル酸メチルの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、5〜20重量%が好ましく、より好ましくは7〜18重量%、さらに好ましくは10〜18重量%である。含有量を5重量%以上とすることにより、接着性が向上し、かつ85℃におけるせん断貯蔵弾性率が向上するため、優れた耐久性を発揮できる。一方、含有量を20重量%以下とすることにより、粘着剤層が硬くなり過ぎず、段差吸収性も良くなる。
【0059】
さらに、上記アクリル系ポリマーは、上述の水酸基含有モノマーをモノマー成分として構成されたアクリル系ポリマーであることが好ましい。水酸基含有モノマーを用いることにより、粘着剤層の水分率が向上するため、加湿による白濁化が抑制されやすい。上記水酸基含有モノマーとしては、特に限定されないが、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、より好ましくはアクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)、アクリル酸4−ヒドロキシブチル(4HBA)、アクリル酸2−ヒドロキシプロピルである。
【0060】
上記水酸基含有モノマー(特に、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル)の含有量は、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、10〜25重量%が好ましく、より好ましくは10〜22重量%、さらに好ましくは12〜22重量%である。含有量を10重量%以上とすることにより、粘着剤層の水分率が高くなり、白濁化が抑制される。一方、含有量を25重量%以下とすることにより、高湿下での水分率が大きくなり過ぎず、常態下と高湿下とにおける誘電率の変化が大きくなり過ぎてしまうことを防止できる。常態下と高湿下とにおける誘電率の変化が大きくなり過ぎた場合には、例えば、タッチパネルの動作不良が生じやすくなる場合がある。
【0061】
さらに、上記アクリル系ポリマーは、上述の複素環含有ビニル系モノマーをモノマー成分として構成されたアクリル系ポリマーであることが好ましい。複素環含有ビニル系モノマーを用いることにより、粘着剤層の水分率および凝集力が向上するため、加湿による白濁化の抑制と耐久性向上が両立された粘着剤層とすることができる。上記複素環含有ビニル系モノマーとしては、特に限定されないが、凝集力向上の観点で、N−ビニル環状アミドが好ましい。上記N−ビニル環状アミドとしては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−2−カプロラクタムなどが挙げられる。中でも、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)が好ましい。
【0062】
上記複素環含有ビニル系モノマー(特に、N−ビニル環状アミド)の含有量は、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、5〜20重量%が好ましく、より好ましくは5〜15重量%、さらに好ましくは7〜15重量%である。含有量を5重量%以上とすることにより、凝集力が向上するため、耐久性が向上する。また、粘着剤層の水分率が高くなり、白濁化が抑制される。一方、含有量を20重量%以下とすることにより、粘着剤層が硬くなり過ぎず、段差吸収性も良くなる。
【0063】
さらに、本発明の粘着シートにおいて、金属薄膜や金属酸化物薄膜等の金属に対する耐腐食性を発揮させるためには、上記アクリル系ポリマーを構成するためのモノマー成分として、カルボキシル基含有モノマーの含有量を少なくすることが好ましい。具体的には、例えば、カルボキシル基含有モノマーの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、5重量%未満であることが好ましく、より好ましくは2重量%以下(例えば、0〜2重量%)、さらに好ましくは0.5重量%以下(例えば、0〜0.5重量%)である。含有量を5重量%未満とすることによって、金属薄膜や金属酸化物薄膜に対する耐腐食性が向上する。上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸などを例示することができる。また、これらカルボキシル基含有モノマーの酸無水物(例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物含有モノマー)も、上記カルボキシル基含有モノマーとして含まれるものとする。
【0064】
上記アクリル系ポリマーは、上記モノマー成分を公知慣用の重合方法により重合して調製することができる。上記アクリル系ポリマーの重合方法としては、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法や活性エネルギー線照射による重合方法(活性エネルギー線重合方法)などが挙げられるが、透明性、耐水性、コストなどの点で、溶液重合方法、活性エネルギー線重合方法が好ましい。
【0065】
上記の活性エネルギー線重合(光重合)に際して照射される活性エネルギー線としては、例えば、α線、β線、γ線、中性子線、電子線などの電離性放射線や、紫外線などが挙げられ、特に紫外線が好適である。また、活性エネルギー線の照射エネルギー、照射時間、照射方法などは特に限定されず、光重合開始剤を活性化させて、モノマー成分の反応を生じさせることができればよい。
【0066】
上記の溶液重合に際しては、各種の一般的な溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類などの有機溶剤が挙げられる。上記溶剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0067】
上記アクリル系ポリマーの調製に際しては、重合反応の種類に応じて、光重合開始剤(光開始剤)や熱重合開始剤などの重合開始剤を用いることができる。重合開始剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0068】
上記光重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α−ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤等を用いることができる。光重合開始剤の使用量としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量100重量部に対して0.01〜0.2重量部が好ましく、より好ましくは0.05〜0.15重量部である。
【0069】
ベンゾインエーテル系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、アニソールメチルエーテルなどが挙げられる。アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−(t−ブチル)ジクロロアセトフェノンなどが挙げられる。α−ケトール系光重合開始剤としては、例えば、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンなどが挙げられる。芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤としては、例えば、2−ナフタレンスルホニルクロライドなどが挙げられる。光活性オキシム系光重合開始剤としては、例えば、1−フェニル−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)−オキシムなどが挙げられる。ベンゾイン系光重合開始剤には、例えば、ベンゾインなどが含まれる。ベンジル系光重合開始剤には、例えば、ベンジルなどが含まれる。ベンゾフェノン系光重合開始剤は、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどが含まれる。ケタール系光重合開始剤には、例えば、ベンジルジメチルケタールなどが含まれる。チオキサントン系光重合開始剤には、例えば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、ドデシルチオキサントンなどが含まれる。
【0070】
上記アクリル系ポリマーを溶液重合により重合させる際に用いられる重合開始剤としては、例えばアゾ系開始剤、過酸化物系重合開始剤(例えば、ジベンゾイルペルオキシド、tert−ブチルペルマレエートなど)、レドックス系重合開始剤などが挙げられる。中でも、特開2002−69411号公報に開示されたアゾ系開始剤が特に好ましい。かかるアゾ系開始剤は開始剤の分解物が加熱発生ガス(アウトガス)の発生原因となる部分としてアクリル系ポリマー中に残留しにくいため好ましい。上記アゾ系開始剤としては、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと称する場合がある)、2,2'−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(以下、AMBNと称する場合がある)、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル、4,4'−アゾビス−4−シアノバレリアン酸などが例示される。上記アゾ系開始剤の使用量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量100重量部に対して、0.05〜0.5重量部が好ましく、より好ましくは0.1〜0.3重量部である。
【0071】
上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば、40万〜200万が好ましく、より好ましくは50万〜150万である。重量平均分子量を40万以上とすることにより、耐久性が向上する。一方、重量平均分子量を200万以下とすることにより、粘着剤組成物の粘度が高くなり過ぎず、塗工性が向上する。
【0072】
上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、重合開始剤の種類やその使用量、重合の際の温度や時間の他、モノマー濃度、モノマー滴下速度などによりコントロールすることができる。
【0073】
上記アクリル系ポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定されないが、例えば、15以下が好ましく、より好ましくは12以下である。分子量分布を15以下とすることにより、耐久性が向上する。
【0074】
上記アクリル系ポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、重合開始剤の種類やその使用量、重合温度などによりコントロールすることができる。
【0075】
なお、本発明では、上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定することができる。具体的には、例えば、下記の測定装置を用いて、ポリスチレン換算値により、下記測定条件にて測定して求めることができる。
[測定サンプルの調製]
アクリル系ポリマーを10mM−LiBr+10mM−リン酸/DMF溶液(溶離液)に溶解させ、前記アクリル系ポリマーの濃度が2.0g/Lの溶液を調製し、一晩放置した後、前記溶液を0.45μmメンブレンフィルターでろ過し、ろ液を測定サンプルとして用いる。
[測定装置及び測定条件]
測定装置:商品名「HLC−8120GPC」(東ソー(株)製)
カラム:商品名「TSKgel,SuperAWM−H+superAW4000+superAW2500」(東ソー(株)製)
カラムサイズ:各6.0mmI.D.×150mm
溶離液:10mM−LiBr+10mM−リン酸/DMF
流量:0.4mL/min
検出器:示差屈折計(RI)
カラム温度(測定温度):40℃
注入量:20μL
【0076】
上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、例えば、耐久性の観点から、−40〜10℃が好ましく、より好ましくは−30〜0℃である。ガラス転移温度を−40℃以上とすることにより、耐久性が向上する。一方、ガラス転移温度を10℃以下とすることにより、段差吸収性と低温での落下衝撃性を向上させることができる。
【0077】
上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、下記式で表されるガラス転移温度(理論値)である。
1/Tg = W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn
上記式中、Tgはアクリル系ポリマーのガラス転移温度(単位:K)、Tgiはモノマーiがホモポリマーを形成した際のガラス転移温度(単位:K)、Wiはモノマーiの全モノマー成分中の重量分率を表す(i=1、2、・・・・n)。なお、上記はアクリル系ポリマーがモノマー1、モノマー2、・・・、モノマーnのn種類のモノマー成分から構成される場合の計算式である。
【0078】
なお、上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、アクリル系ポリマーを構成するモノマーの種類やその含有量などによって制御することができる。
【0079】
本発明の粘着剤層を形成するための粘着剤組成物(アクリル系粘着剤組成物)には、必要に応じて、架橋剤、架橋促進剤、シランカップリング剤、粘着付与樹脂(ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノールなど)、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。また、本発明の粘着剤層を形成する際には、各種の一般的な溶剤を用いることもできる。溶剤の種類としては、特に限定されず、前述の溶液重合に際して用いられる溶剤として例示されたものなどを用いることができる。
【0080】
上記架橋剤を用いることにより、本発明の粘着剤層中のアクリル系ポリマーを架橋し、粘着剤層のゲル分率をコントロールすることができる。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、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤の他、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などが挙げられる。なお、上記架橋剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記の中でも、耐久性向上の観点で、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤が好ましく、より好ましくはイソシアネート系架橋剤である。
【0081】
上記イソシアネート系架橋剤(多官能イソシアネート化合物)としては、例えば、1,2−エチレンジイソシアネート、1,4−ブチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなど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、シクロヘ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、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−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などの芳香族ポリイソシアネート類などが挙げられる。上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物[日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートL」]、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート付加物[日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートHL」]、トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物[三井化学(株)製、商品名「タケネート110N」]などの市販品を用いることもできる。
【0082】
上記エポキシ系架橋剤(多官能エポキシ化合物)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の他、分子内にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ系樹脂などが挙げられる。上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、三菱ガス化学(株)製、商品名「テトラッドC」などの市販品を用いることもできる。
【0083】
上記粘着剤組成物における上記架橋剤の含有量としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して0.001〜10重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜5重量部である。含有量を0.001重量部以上とすることにより、耐久性が向上する。一方、含有量を10重量部以下とすることにより、段差吸収性が向上する。
【0084】
上記粘着剤組成物には、架橋反応を速めることを目的として、架橋促進剤(架橋助剤)として複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物を使用することができる。上記複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物としては、分子内にヒドロキシル基(アルコール性ヒドロキシル基)を少なくとも2個有しているアミン系化合物であれば、特に限定されないが、例えば、特開2009−079203号公報に開示された複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物を特に好ましく使用することができる。上記複数のヒドロキシル基を有するアミン系化合物を使用すると、架橋速度が速くなるため生産性が向上する。このようなアミン系化合物としては、例えば、商品名「EDP−300」、「EDP−450」、「EDP−1100」、「プルロニック」(以上、(株)ADEKA製)などの市販品を利用することもできる。
【0085】
上記粘着剤組成物における上記複数のヒドロキシル基を含有するアミン系化合物の含有量は、架橋速度を促進してエージング時間を短縮し、生産性を向上させる観点から、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対して、0.01〜5.0重量部が好ましく、より好ましくは0.05〜1.0重量部である。
【0086】
さらに、上記粘着剤組成物は、ガラスに対する接着性(特に、高温高湿環境でのガラスに対する接着信頼性)向上を目的として、シランカップリング剤を含有していてもよい。上記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−アミノプロピルトリメトキシシランなどが好ましく例示される。中でも、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。なお、上記シランカップリング剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記シランカップリング剤としては、例えば、商品名「KBM−403」(信越化学(株)製)などの市販品を利用することもできる。
【0087】
上記粘着剤組成物における上記シランカップリング剤の含有量は、ガラスに対する接着信頼性向上の観点から、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量部)に対し、0.01〜1重量部が好ましく、より好ましくは0.03〜0.5重量部である。
【0088】
本発明の粘着剤層の形成方法としては、公知乃至慣用の粘着剤層の形成方法を利用することができ、特に限定されないが、例えば、以下の(1)〜(3)などの方法が挙げられる。(1)モノマー混合物又はその部分重合物及び必要に応じて光重合開始剤や架橋剤などの添加剤を含む粘着剤組成物を、基材又はセパレータ上に塗布(塗工)し、活性エネルギー線(特に、紫外線が好ましい)を照射して、粘着剤層を形成する。(2)アクリル系ポリマー、溶剤、必要に応じて架橋剤などの添加剤を含む粘着剤組成物(溶液)を、基材又はセパレータ上に塗布(塗工)し、乾燥及び/又は硬化させて粘着剤層を形成する。(3)上記(1)で形成した粘着剤層をさらに乾燥させる。
【0089】
なお、本発明の粘着剤層の形成方法における塗布(塗工)には、公知のコーティング法を用いることが可能であり、慣用のコーター、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーターなどを用いることができる。
【0090】
本発明の粘着剤層の特に好ましい具体的構成としては、例えば、下記の(1)や(2)の粘着剤層などが挙げられる。ただし、これに限定されるものではない。
(1)アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、メタクリル酸メチルを5〜20重量%、アクリル酸2−エチルヘキシルを35〜80重量%、N−ビニル−2−ピロリドンを5〜20重量%、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを10〜25重量%含有するモノマー成分から構成されたアクリル系ポリマー100重量部、およびイソシアネート系架橋剤0.01〜5.0重量部を含む粘着剤組成物より形成された粘着剤層。
(2)アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、メタクリル酸メチルを5〜20重量%、アクリル酸n−ブチルを35〜80重量%、N−ビニル−2−ピロリドンを5〜20重量%、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを10〜25重量%含有するモノマー成分から構成されたアクリル系ポリマー100重量部、およびイソシアネート系架橋剤0.01〜5.0重量部を含む粘着剤組成物より形成された粘着剤層。
【0091】
[他の粘着剤層]
本発明の粘着シートが他の粘着剤層を有する場合、他の粘着剤層としては、特に限定されず、例えば、ウレタン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、エポキシ系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、フッ素系粘着剤などの公知の粘着剤から形成された公知慣用の粘着剤層が挙げられる。なお、上記粘着剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0092】
[基材]
本発明の粘着シートが基材を有する場合、基材としては、特に限定されないが、プラスチックフィルム、反射防止(AR)フィルム、偏光板、位相差板などの各種フィルム(例えば、後述の光学フィルム)が挙げられる。上記プラスチックフィルムなどの素材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、商品名「アートン(環状オレフィン系ポリマー;JSR製)」、商品名「ゼオノア(環状オレフィン系ポリマー;日本ゼオン製)」等の環状オレフィン系ポリマーなどのプラスチック材料が挙げられる。なお、これらのプラスチック材料は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、上記の「基材」とは、粘着シートを被着体(光学部材等)に使用(貼付)する際には、粘着剤層とともに被着体に貼付される部分である。粘着シートの使用時(貼付時)に剥離されるセパレータ(剥離ライナー)は「基材」には含まない。
【0093】
上記の中でも、基材としては、透明基材が好ましい。上記基材の可視光波長領域における全光線透過率(JIS K7361に準じる)は、特に限定されないが、85%以上が好ましく、より好ましくは88%以上である。また、上記基材のヘイズ(JIS K7361に準じる)は、特に限定されないが、1.5%以下が好ましく、より好ましくは1.0%以下である。上記透明基材としては、PETフィルムや、商品名「アートン」、商品名「ゼオノア」などの無配向フィルムなどが挙げられる。
【0094】
上記基材の厚さは、特に限定されないが、例えば、12〜75μmが好ましい。なお、上記基材は単層および複層のいずれの形態を有していてもよい。また、基材表面には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理等の物理的処理、下塗り処理等の化学的処理などの公知慣用の表面処理が適宜施されていてもよい。
【0095】
[本発明の粘着シート]
本発明の粘着シートは、本発明の粘着剤層を少なくとも有していればよく、特に限定されないが、例えば、本発明の粘着剤層のみからなる基材レスタイプの両面粘着シートであってもよいし、基材の少なくとも一方の表面側に本発明の粘着剤層を有する基材を有するタイプの粘着シートであってもよい。
【0096】
本発明の粘着シートは、後述の定荷重剥離試験により測定される、被着体をポリエチレンテレフタレート板(PET板)とした時の剥離距離(「剥離距離(対PET)と称する場合がある」)が30mm以下であり、好ましくは0〜20mm、より好ましくは0〜10mmである。上記剥離距離(対PET)は、PET製の被着体に対する、接着界面における粘着シートの接着性の強弱を表す指標である。即ち、粘着シートの剥離距離(対PET)を30mm以下とすることにより、特にPET製の被着体に貼付した場合に優れた耐発泡剥がれ性、高い耐久性を発揮できる。
【0097】
上記の定荷重剥離試験は、以下の通りである。
被着体(PET板)の片面に、粘着シート(幅20mm×長さ60mm)の本発明の粘着剤層側の表面を貼付した後、オートクレーブ中で50℃、5気圧の条件で15分間処理する。その後、23℃、50%RHの条件下で、粘着シートの長さ方向の末端に、PET板の表面と垂直方向(PET板から離れる方向)に100gfの荷重をかけ、23℃、50%RHの条件下で3時間放置し、粘着シートが剥離した長さ(粘着シートの剥離距離)を測定し、「剥離距離(対PET)」とする。
【0098】
より具体的な試験方法は、例えば、以下の通りである(図1〜3参照)。
[定荷重剥離試験]
ポリエチレンテレフタレートフィルム[PETフィルム、東洋紡(株)製、商品名「A4300」、長さ100mm×幅30mm、厚さ125μm]の一方の表面に、両面粘着テープを用いてガラス板を貼り合わせて補強した、ポリエチレンテレフタレート板[PET板(PETフィルムとガラス板の貼り合わせ体)、長さ100mm×幅30mm、厚さ2.0mm]の片面(PETフィルム側表面)に、粘着シート(幅20mm×長さ60mm)の本発明の粘着剤層側の表面を貼付した後、オートクレーブ中で50℃、5気圧の条件で15分間処理する。
次いで、図1、図2に示すように、上記PET板11を、粘着シート12を貼付した面が下面になるように水平に設置する。粘着シート12を、長さ方向の末端(片末端)から長さ方向に5mm剥離し、長さ方向の端部(幅方向の中心位置)から、100gの錘13をひもで吊し、粘着シート12の長さ方向の末端に、PET板11の表面と垂直方向に100gfの荷重をかける。
その後、23℃、50%RHの条件下で、3時間放置し、粘着シート12の剥離距離16を測定し、「剥離距離(対PET)」とする。
なお、上記剥離距離は、測定開始時から3時間経過する間に粘着シートが剥離した長さ(長さ方向の距離)であり、測定開始時に粘着シートとPET板が密着している末端位置14から、3時間経過後に粘着シートとPET板が密着している末端位置15までの距離16をいう(図2、図3参照)。
なお、粘着シートが両面粘着シートである場合には、PET板側とは反対側の粘着面上に、厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)して測定してもよい。
【0099】
本発明の粘着シートの、定荷重剥離試験により測定される、被着体をアクリル板とした時の剥離距離(「剥離距離(対アクリル)」と称する場合がある)は、30mm以下であり、好ましくは0〜20mm、より好ましくは0〜10mmである。上記剥離距離(対アクリル)は、アクリル製やポリカーボネート製の被着体に対する、接着界面における粘着シートの接着性の強弱を表す指標である。従って、剥離距離(対アクリル)を30mm以下とすることにより、特に、アクリル製やポリカーボネート製の被着体に貼付した場合に優れた耐発泡剥がれ性、高い耐久性を発揮できる。なお、上記の定荷重剥離試験は、PET板をアクリル板[PMMA板、三菱レイヨン(株)製、商品名「MR−200」]に変更すること以外は、前述の剥離距離(対PET)を測定する前述の定荷重剥離試験と同様の方法で測定することができる。
【0100】
イオンクロマトグラフ法で測定される、本発明の粘着シートより純水で100℃、45分の条件で抽出されたアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量[抽出(メタ)アクリル酸イオン量]は、特に限定されないが、本発明の粘着剤層の単位面積あたり、20ng/cm2以下(例えば、0〜20ng/cm2)が好ましく、より好ましくは0〜17ng/cm2、さらに好ましくは0〜15ng/cm2である。上記の抽出(メタ)アクリル酸イオン量は、本発明の粘着シートを加湿環境下などに置いた場合の粘着剤層からのアクリル酸イオン及びメタクリル酸イオンの水分での遊離しやすさの度合いを表す。上記抽出(メタ)アクリル酸イオン量を20ng/cm2以下とすることにより、金属薄膜等に貼付した状態で加湿環境下などの水分の存在下で保存した場合であっても、前記金属薄膜等に対して腐食を生じにくく、耐腐食性が向上する。
【0101】
上記の「イオンクロマトグラフ法で測定される、本発明の粘着シートより純水で100℃、45分の条件で抽出されたアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量」は、以下の方法で測定することができる。
まず、粘着シートを適切な大きさに切り出し、セパレータが設けられている場合にはセパレータを剥離して、粘着面を露出させ試験片とする。両面粘着シートの場合には、一方の粘着面上にはPETフィルム(厚さ25〜50μm)を貼付して、片方の粘着面のみを露出させた形態とする。なお、この際、金属薄膜に貼付する側の粘着面(本発明の粘着シートであれば、本発明の粘着剤層側の表面)を露出させる。試験片の大きさ(粘着面の露出面積)は100cm2が好ましい。
次いで、上記試験片を、温度100℃の純水中に入れ、45分間煮沸し、アクリル酸イオン及びメタクリル酸イオンの煮沸抽出を行う。
次いで、イオンクロマトグラフ法(イオンクロマトグラフィー)により、上記で得られた抽出液中のアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量(単位:ng)を測定し、試験片の粘着面(露出した粘着面)の単位面積あたりのアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量(単位:ng/cm2)を算出する。イオンクロマトグラフ法(イオンクロマトグラフィー)の測定条件は、特に限定されないが、例えば、下記の条件で測定することができる。
[イオンクロマトグラフ法の測定条件]
分析装置 : DIONEX社製、DX−320
分離カラム : Ion Pac AS15(4mm×250mm)
ガードカラム : Ion Pac AG15(4mm×50mm)
除去システム : ASRS−ULTRA(エクスターナルモード、100mA)
検出器 : 電気伝導度検出器
溶離液 : 7mM KOH(0〜20分)
45mM KOH(20〜30分)
(溶離液ジェネレーターEG40を使用)
溶離液流量 : 1.0ml/分
試料注入量 : 250μl
【0102】
粘着シートから水分によって遊離してくる(メタ)アクリル酸イオンは、一般的に、粘着剤層中に存在する(メタ)アクリル酸に起因する。上記(メタ)アクリル酸イオンは、高温高湿環境下で水分により金属薄膜に浸入して導通を妨げるためと推定されるが、金属薄膜の抵抗値上昇(金属薄膜の腐食)を引き起こす。一般的に、粘着シートの接着性を向上させることを目的として、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分として(メタ)アクリル酸(特に、アクリル酸)を多量(例えば、10重量%以上)に使用した場合には、粘着剤層中に未反応の(メタ)アクリル酸が残留しやすくなり、粘着シートから水分によって遊離してくる(メタ)アクリル酸イオンも増加する傾向にある。これに対して、本発明においては、粘着剤層形成時の乾燥を十分に行うか、アクリル系ポリマーの重合時間を長くするか、モノマー成分として用いる(メタ)アクリル酸の量を低減することによって、粘着剤層中に残留する(メタ)アクリル酸を低減させた場合には、粘着シートから水分によって遊離してくる(メタ)アクリル酸イオンが少なく、これに起因する、被着体である金属薄膜の腐食や抵抗値の上昇が抑制される。
【0103】
本発明の粘着シートのヘイズ(JIS K7136に準じる)は、特に限定されないが、3.0%以下が好ましく、より好ましくは1.5%以下である。ヘイズを3.0%以下とすることにより、光学製品や光学部材の外観や透明性に悪影響を及ぼしにくい。なお、上記ヘイズは、例えば、上述の粘着剤層のヘイズと同様の方法により測定することができる。
【0104】
本発明の粘着シートの可視光波長領域における全光線透過率(JIS K7136に準じる)は、特に限定されないが、87%以上が好ましく、より好ましくは、89%以上である。全光線透過率を87%以上とすることにより、光学製品や光学部材の外観や透明性に悪影響を及ぼしにくい。なお、上記全光線透過率は、例えば、上述の粘着剤層の全光線透過率と同様の方法により測定することができる。
【0105】
本発明の粘着シートの粘着面は、使用時まではセパレータ(剥離ライナー)により保護されていてもよい。なお、本発明の粘着シートが両面粘着シートである場合、各粘着面は2枚のセパレータによりそれぞれ保護されていてもよいし、両面が剥離面となっているセパレータ1枚によりロール状に巻回される形態で保護されていてもよい。セパレータは粘着剤層の保護材として用いられており、被着体に貼付する際に剥がされる。また、本発明の粘着シートが基材レス粘着シートの場合には、セパレータは粘着剤層の支持体の役割も担う。なお、セパレータは必ずしも設けられていなくてもよい。上記セパレータとしては、慣用の剥離紙などを使用でき、特に限定されないが、例えば、剥離処理層を有するセパレータ、フッ素ポリマーからなる低接着性基材や無極性ポリマーからなる低接着性基材などを用いることができる。上記剥離処理層を有するセパレータとしては、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離処理剤により表面処理されたプラスチックフィルムや紙等が挙げられる。上記フッ素ポリマーからなる低接着性基材におけるフッ素系ポリマーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体等が挙げられる。また、上記無極性ポリマーとしては、例えば、オレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど)等が挙げられる。なお、セパレータは公知乃至慣用の方法により形成することができる。また、セパレータの厚さ等も特に限定されない。
【0106】
本発明の粘着シートは、光学部材を貼り合わせる用途や、光学製品の製造用途に使用される光学用粘着シートである。このような用途に本発明の粘着シートを用いると、製品の視認性や外観の妨げとなり得る上記の気泡や浮きの発生、白濁化等の現象が抑制されるため、美しい仕上がりの製品が得られる。
【0107】
本発明の粘着シートは、光学製品に用いられる光学部材を貼り合わせる用途等に好ましく使用することができる。上記光学部材とは、光学的特性(例えば、偏光性、光屈折性、光散乱性、光反射性、光透過性、光吸収性、光回折性、旋光性、視認性など)を有する部材をいう。上記光学部材としては、光学的特性を有する部材であれば特に限定されないが、例えば、偏光板、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、導光板、反射フィルム、反射防止フィルム、透明導電フィルム(ITOフィルム)、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護板、プリズム、レンズ、カラーフィルター、透明基板や、さらにはこれらが積層されている部材(これらを総称して「光学フィルム」と称する場合がある)などが挙げられる。なお、上記の「板」及び「フィルム」は、それぞれ板状、フィルム状、シート状等の形態を含むものとし、例えば、「偏光フィルム」は、「偏光板」、「偏光シート」を含むものとする。例えば、本発明の粘着シートを用いて上記光学フィルムを貼り合わせることによって、あるいは、基材レスタイプの本発明の粘着シートを上記光学フィルムの少なくとも片面に貼付すること等によって、本発明の粘着シートを有する光学フィルムを得ることができる。
【0108】
特に、本発明の粘着シートが両面粘着シートの場合、本発明の粘着シートを各種の光学フィルムの少なくとも片面に貼付、積層することにより、光学フィルムの少なくとも片面に本発明の粘着剤層を有する粘着型光学フィルム(本発明の粘着シートを有する光学フィルム)を得ることができる。上記粘着型光学フィルムに用いられる本発明の粘着シート(両面粘着シート)は、基材レス粘着シートであってもよいし、基材付きの粘着シートであってもよい。
【0109】
上記の光学部材を構成する素材としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料、ガラス、金属(金属酸化物を含む)などが挙げられる。
【0110】
本発明の粘着シートは、特に限定されないが、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、PDP(プラズマディスプレイパネル)、電子ペーパーなどの表示装置(画像表示装置)の製造用途に好ましく使用することができる。また、本発明の粘着シートは、タッチパネルなどの入力装置の製造用途にも好ましく使用することができる。例えば、本発明の粘着シートを有する光学部材(例えば、光学フィルム)を用いて前記表示装置を製造することにより、あるいは、本発明の粘着シートを用いて前記表示装置を製造すること等によって、本発明の粘着シートを有する表示装置を得ることができる。
【0111】
本発明の粘着シートは、上記の抽出(メタ)アクリル酸イオン量を特定範囲に制御した場合には、優れた耐腐食性を発揮することができ、特に金属薄膜(金属薄膜又は金属酸化物薄膜)に対して貼り付ける用途に好ましく使用できる。金属薄膜としては、金属、金属酸化物やこれらの混合物からなる薄膜であればよく、特に限定されないが、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)、ZnO、SnO、CTO(酸化カドミウムスズ)の薄膜が挙げられる。金属薄膜の厚みとしては、特に限定されないが、100〜2000Åが好ましい。ITOなどの金属薄膜は、例えば、PETフィルム上に設けられ、透明導電フィルムとして使用される。上記の本発明の粘着シートを金属薄膜に対して貼り付ける際には、本発明の粘着剤層側の表面を金属薄膜に貼り付けられる側の粘着面となるようにして使用することが好ましい。
【0112】
本発明の粘着シートの具体的な用途の一例として、タッチパネルの製造用途に用いる、タッチパネル用粘着シートを挙げることができる。例えば、静電容量方式のタッチパネルの製造においては、ITOなどの金属薄膜が設けられた透明導電フィルムと、ポリメチルメタクリレート(PMMA)板、ハードコートフィルム、ガラスレンズ等とを本発明の粘着シートを介して貼り合わせる等の用途に用いることができる。上記タッチパネルは、特に限定されないが、例えば、タッチパネルを有する携帯電話などに用いられる。
【実施例】
【0113】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下の記載及び表1中の「タケネートD110N」(固形分75重量%)の配合量は、「タケネートD110N」の固形分換算の配合量(重量部)で表した。また、「KBM−403」、「EDP−300」の配合量は、それぞれ「KBM−403」、「EDP−300」そのもの(商品自体)の配合量(重量部)で表した。
【0114】
実施例1
モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)63重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)15重量部、メタクリル酸メチル(MMA)9重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)13重量部、重合開始剤として2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部、及び重合溶媒として酢酸エチル133重量部を、セパラブルフラスコに投入し、窒素ガスを導入しながら1時間撹拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、65℃に昇温し、10時間反応させ、その後、酢酸エチルを加えて固形分濃度30重量%のアクリル系ポリマー溶液を得た。
表1に示すように、上記アクリル系ポリマー溶液中のアクリル系ポリマー100重量部に対して、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製、商品名「タケネートD110N」)を0.3重量部、架橋促進剤としてエチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加したポリオール((株)アデカ製、商品名「EDP−300」)を0.2重量部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名「KBM−403」)0.15重量部を加え、混合し、粘着剤組成物(溶液)を調製した。
次に、上記粘着剤組成物を、剥離ライナー(三菱樹脂(株)製、商品名「MRF75」)の剥離処理面上に、乾燥後の厚さが50μmとなるように塗布し、常圧下、60℃で1分間及び155℃で1分間加熱乾燥し、さらに23℃で120時間エージングを行い、両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0115】
実施例2
表1に示すように、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0116】
実施例3
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル(BA)76重量部、N−ビニル−2−ピロリドン6重量部、メタクリル酸メチル5重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル13重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0117】
実施例4
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル72重量部、N−ビニル−2−ピロリドン10重量部、メタクリル酸メチル5重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル13重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0118】
比較例1
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル72重量部、N−ビニル−2−ピロリドン15重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル13重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0119】
比較例2
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル72重量部、メタクリル酸メチル15重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル13重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0120】
比較例3
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル71重量部、N−ビニル−2−ピロリドン15重量部、メタクリル酸メチル9重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル5重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0121】
比較例4
表1に示すように、モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル77重量部、N−ビニル−2−ピロリドン3重量部、メタクリル酸メチル3重量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル13重量部を用い、イソシアネート系架橋剤「タケネートD110N」の使用量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、粘着剤層の厚さが50μmの両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
【0122】
(評価)
実施例および比較例で得られた粘着シート(両面粘着シート)について、表1に示す測定又は評価を行った。測定方法又は評価方法は下記の通りである。また、実施例および比較例で得られた両面粘着シートの粘着剤層のゲル分率、ゾル分の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、上述の方法により測定した。
【0123】
(1)水分率
実施例および比較例で得られた両面粘着シートを、幅1cm×長さ2cm(面積:2cm2)のサイズに切り出した。次に、剥離ライナーを剥離し、一方の粘着面にアルミホイルを貼付し、他方の粘着面は開放状態として試験片(「粘着剤層/アルミニウム箔」の構成を有する)を作製した。なお、前記試験片に貼り付けたアルミニウム箔の重量は、粘着シートに貼付する前にあらかじめ測定しておいた。
庫内の条件を60℃、95%RHに調節した恒温恒湿機に前記試験片を入れ、120時間保存した。その後、恒温恒湿機から試験片を取り出し、試験片の重量を測定した。次いで、前記試験片を下記の加熱気化装置に入れ、150℃で10分間加熱した時に発生したガスを下記の電量滴定式水分測定装置の滴定セル内に導入し、前記ガス中の水分量(μg)を測定して、60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の粘着剤層中の水分量(μg)を測定した。そして、下記式により60℃、95%RHの環境下で120時間保存した後の粘着剤層の水分率(重量%)を算出した。なお、測定回数(n数)は2回とし、平均値を算出した。
「粘着剤層の水分率(重量%)」=「60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の粘着剤層中の水分量(μg)」/(「60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の試験片の重量(μg)」−「アルミニウム箔の重量(μg)」)×100
(分析装置)
電量滴定式水分測定装置:三菱化学(株)製、「CA−06型」
加熱気化装置:三菱化学(株)製、「VA−06型」
(測定条件)
方法:加熱気化法/150℃加熱
陽極液:アクアミクロンAKX
陰極液:アクアミクロンCXU
【0124】
(2)せん断貯蔵弾性率(85℃)及びせん断貯蔵弾性率(23℃)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの粘着剤層を積層して、厚さ約1.5mmの粘着剤層の積層体を作製し、試験片とした。
上記試験片を、Rheometric Scientific社製「Advanced Rheometric Expansion System(ARES)」を用いて、周波数1Hzの条件で、−70〜200℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定して、85℃におけるせん断貯蔵弾性率及び23℃におけるせん断貯蔵弾性率を算出した。
【0125】
(3)剥離距離(定荷重剥離試験)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの一方の粘着面に、アルミ蒸着PETフィルム((株)麗光製、商品名「SZ PET25Al」、厚さ:25μm)を裏打ちし、幅20mm×長さ60mmのテープ片を切り出して、測定用サンプル12(両面粘着シートとアルミ蒸着PETフィルムの貼り合わせ体)とした。
上記測定用サンプル12の粘着面(両面粘着シートの他方の粘着面)を、ポリエチレンテレフタレート板11[PET板(PETフィルム(東洋紡(株)製、商品名「A4300」、厚さ125μm)とガラス板の貼り合わせ体)、長さ100mm×幅30mm、厚さ2.0mm]のPETフィルム側の表面(中央部)に貼り合わせ、オートクレーブ中で50℃、5気圧の条件で15分間処理した。
次いで、PET板11を、クランプを用いて、測定用サンプル12を貼付した面が下側になるように水平に設置した(図1、図2参照)。
図1、図2に示すように、PET板11から、測定用サンプル12を、サンプルの長さ方向の末端から長さ方向に5mm剥離した。さらに、測定用サンプル12の長さ方向の端部(上記剥離した部分)から、100gの錘13をひもで吊るし、PET板11の表面と垂直(下)方向に100gf(0.98N)の荷重をかけた。なお、上記の錘13は、測定用サンプル12の幅方向の中央、長さ方向の末端から5mmの部分に穴を開けて通したひもの先に取り付けた。
上記のように荷重をかけた後、23℃、50%RHの条件下で、3時間放置した。測定開始から3時間が経過する間(3時間放置の間)に測定用サンプル12がPET板11に対して剥離した距離(剥離距離)16を測定し、これを剥離距離(対PET板)とした。
なお、上記剥離距離16は、測定用サンプル12の長さ方向における剥離距離であり、測定開始時に両面粘着シートとPET板が密着している末端位置14から、3時間経過後に両面粘着シートとPET板が密着している末端位置15までの距離16をいう(図2、図3参照)。上記剥離距離16は測定用サンプル12の幅方向の中心距離で測定した。
また、PET板の代わりに、アクリル板[PMMA板、三菱レイヨン(株)製、商品名「アクリライト MR−200」、長さ100mm×幅30mm、厚さ1.5mm]を用いたこと以外は、上記と同様にして、剥離距離(対アクリル板)を測定した。
結果はそれぞれ、表1の「剥離距離 対PET」、「剥離距離 対アクリル」の欄に示した。
【0126】
(4)抽出(メタ)アクリル酸イオン量
実施例及び比較例で得られた両面粘着シートの一方の粘着面にPETフィルム(東レ(株)製、「ルミラー S10」、厚さ25μm)を貼付した後、サイズ:幅10cm×長さ10cmのシート片を切り出した。その後、剥離ライナーを剥離し、片面の粘着面だけを露出させた試験片を作製した(粘着面の露出面積:100cm2)。
次いで、前記試験片を、温度100℃の純水(50ml)中に入れ、45分間煮沸し、煮沸抽出を行い、抽出液を得た。
次いで、イオンクロマトグラフ法(イオンクロマトグラフィー)により、上記で得られた抽出液中のアクリル酸イオン及びメタクリル酸イオンの合計量(単位:ng)を測定し、試料の粘着面(露出した粘着面)の単位面積あたりのアクリル酸イオン及びメタクリル酸イオンの合計量(抽出(メタ)アクリル酸イオン量、単位:ng/cm2)を算出した。なお、抽出(メタ)アクリル酸イオンが検出限界未満(検出限界:2.5ng)であった場合には、表1において「ND」と記載した。
[イオンクロマトグラフ法の測定条件]
分析装置 : DIONEX社製、DX−320
分離カラム : Ion Pac AS15(4mm×250mm)
ガードカラム : Ion Pac AG15(4mm×50mm)
除去システム : ASRS−ULTRA(エクスターナルモード、100mA)
検出器 : 電気伝導度検出器
溶離液 : 7mM KOH(0〜20分)
45mM KOH(20〜30分)
(溶離液ジェネレーターEG40を使用)
溶離液流量 : 1.0ml/分
試料注入量 : 250μl
【0127】
(5)加湿濁り性(加湿による白濁化の有無)
実施例、比較例で得られた両面粘着シートから剥離ライナーを剥離し、該両面粘着シートの一方の粘着面をスライドガラス(松浪硝子(株)製、商品名「MICRO SLIDE GLASS」、品番「S」、厚さ1.3mm、ヘイズ0.1%、水縁磨)に貼り付け、他方の粘着面を導電性PETフィルム(日東電工(株)製、商品名「エレクリスタ V270L−THMP」)のITO膜形成面に貼り付けて、「スライドガラス/両面粘着シート(粘着剤層)/導電性PETフィルム」の構成を有する試験片を作製した。前記試験片のヘイズを、23℃、50%RHの環境下において、ヘイズメータ((株)村上色彩技術研究所製、商品名「HM−150」)を用いて測定し、これを「初期のヘイズ」とした。
次いで、上記試験片を60℃、95%RHの環境下(湿熱環境下)に120時間保存した。その後、上記試験片を23℃、50%RHの環境下に取り出し、取り出した直後のヘイズ(「ヘイズ(直後)」と称する)、23℃、50%RHの環境下に取り出してから30分後のヘイズ(「ヘイズ(30分後)」と称する)、23℃、50%RHの環境下に取り出してから1時間後のヘイズ(「ヘイズ(1時間後)」と称する)、及び23℃、50%RHの環境下に取り出してから2時間後のヘイズ(「ヘイズ(2時間後)」と称する)を測定した。そして、「初期のヘイズ」に対する「ヘイズ(直後)」の上昇幅[=(ヘイズ(直後))−(初期のヘイズ)]、「初期のヘイズ」に対する「ヘイズ(30分後)」の上昇幅[=(ヘイズ(30分後))−(初期のヘイズ)]、「初期のヘイズ」に対する「ヘイズ(1時間後)」の上昇幅[=(ヘイズ(1時間後))−(初期のヘイズ)]、及び「初期のヘイズ」に対する「ヘイズ(2時間後)」の上昇幅[=(ヘイズ(2時間後))−(初期のヘイズ)]をそれぞれ算出し、いずれも5.0%(%ポイント)未満であった場合を○(加湿による白濁化なし)、いずれかが5.0%(%ポイント)以上であった場合を×(加湿による白濁化あり)として判定した。結果は表1の「加湿濁り性」の欄に示した。
【0128】
(6)耐久性(発泡剥がれ)
実施例、比較例で得られた両面粘着シートの一方の粘着面を、導電性フィルム(日東電工(株)製、商品名「エレクリスタ V270L−THMP」)をあらかじめ140℃で120分間処理したもののITO膜形成面に貼り合わせ、100mm×100mmのフィルム片を作製した。
上記のフィルム片より剥離ライナーを剥離して、他方の粘着面をアクリル板(三菱レイヨン(株)製、商品名「アクリライトL」、サイズ:幅50mm×長さ100mm、厚さ1.0mm)に貼り合わせ、線圧5N/cmの条件で圧着し、「導電性フィルム/両面粘着シート(粘着剤層)/アクリル板」の層構造を有する試験片を作製した。次いで、前記試験片を50℃、24時間の条件でエージングした。
上記試験片を庫内の温度が85℃のオーブン中に入れ、240時間熱処理(耐熱性試験)を行った。熱処理後、試験片の接着界面(粘着剤層と導電性フィルムとの界面)における気泡や浮きの発生の有無を目視にて観察した。また、85℃での耐熱性試験の代わりに、60℃、95%RHの条件で250時間湿熱処理(耐湿熱性試験)を行い、試験片の接着界面における気泡や浮きの発生の有無を観察した。
また、上記アクリル板の代わりに、ポリカーボネート板(PC板)(ハードコートが施されていないポリカーボネート板;帝人化成(株)製、商品名「PC1111」、サイズ:幅50mm×長さ100mm、厚さ1.0mm)を用いた試験片について、上記と同様に、85℃での耐熱性試験、60℃、95%RHでの耐湿熱性試験を行い、試験片の接着界面における気泡や浮きの発生の有無を観察した。
下記の評価基準により耐久性を評価し、結果を表1の「耐久性(発泡剥がれ)」の欄に示した。
耐久性の評価基準:アクリル板を用いた85℃での耐熱性試験および60℃、95%RHでの耐湿熱性試験、PC板を用いた85℃での耐熱性試験および60℃、95%RHでの耐湿熱性試験において、いずれの場合にも気泡や浮きが全く見られなかった場合を耐久性「良好」、いずれかの場合に気泡又は浮きが僅かでも見られた場合には耐久性「不良」と判定した。
【0129】
(7)耐腐食性(ITO抵抗値変化)
実施例、比較例で得られた両面粘着シートの一方の粘着面に、PETフィルム(東レ(株)製、商品名「ルミラー S−10 #25」、厚さ25μm)を貼り合わせ、幅20mm×長さ50mmのサイズに切り出し、試験片とした。
図4及び図5に示すように、導電性PETフィルム22(日東電工(株)製、商品名「エレクリスタ P−400L TNMP」)(サイズ:長さ70mm×幅25mm)の両端部に15mm幅で銀ペーストを塗布し、その導電面(ITO膜形成面22a側)に剥離ライナーを剥離した上記試験片21の粘着面を貼り合わせ、積層体(試験片21と導電性PETフィルム22との積層体)(抵抗値測定サンプル)を作製した。これを、23℃の環境下で24時間放置した後、60℃、95%RHと80℃のそれぞれの環境下で250時間放置し、「貼付直後の抵抗値」に対する「60℃95%RH、250時間放置後の抵抗値」の割合(%)[=(60℃95%RH、250時間放置後の抵抗値)/(貼付直後の抵抗値)×100(%)]、及び、「貼付直後の抵抗値」に対する「80℃、250時間放置後の抵抗値」の割合(%)[=(80℃、250時間放置後の抵抗値)/(貼付直後の抵抗値)×100(%)]をそれぞれ測定した。なお、上記の抵抗値は、日置電気(株)製「3540 ミリオームハイテスタ」を用いて、上記積層体の両端の銀ペースト部分22bに電極をつけて測定した。
「貼付直後の抵抗値」に対する「60℃95%RH、250時間放置後の抵抗値」の割合、及び、「貼付直後の抵抗値」に対する「80℃、250時間放置後の抵抗値」の割合が共に120%未満であれば耐腐食性「良好」、いずれか一方でも120%以上であれば耐腐食性「不良」と判断した。結果は表1における「耐腐食性」の欄に示した。
なお、ブランクとして粘着シートを貼付しない導電性PETフィルムのみで同様の試験を行った結果、「250時間放置前の抵抗値」に対する「250時間放置後の抵抗値」の割合は、80℃の条件では110%、60℃、95%RHの条件では120%であった。
【0130】
(8)段差吸収性
PETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名「A4100」、厚さ188μm)の片面上に、スクリーン印刷で厚さ4μmの黒色印刷を3回施し、図6に示すような額縁状の黒色印刷層(印刷層厚さ12μm、外形寸法:長さ60mm×幅42mm)を有するPETフィルム(サイズ:長さ60mm×幅42mm)を作製した。
次いで、実施例および比較例で得られた両面粘着シート(サイズ:長さ60mm×幅42mm)の粘着面(一方の粘着面)を、上記黒色印刷層を有するPETフィルムの黒色印刷層を有する側の表面上に、ラミネータ(線圧:5kg/cm)で貼り合わせた。
さらに、上記の黒色印刷層を有するPETフィルムと両面粘着シートの積層体から剥離ライナーを剥離して、該積層体の粘着面側を、予めガラス基板上に貼り合わせたPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名「A4300」、厚さ125μm)(サイズ:長さ60mm×幅42mm)上に、ラミネータ(線圧:5kg/cm)で貼り合わせ、測定サンプル(図7参照)を作製した。
上記測定サンプルを、オートクレーブを用いて、50℃、0.5MPaの条件下で15分間処理した後、ガラス基板側から目視にて段差部分の気泡、浮きの有無を観察した。段差部分に気泡、浮きが全くない場合には○(段差吸収性良好)、気泡又は浮きが少しでも生じている場合には×(段差吸収性不良)と判定した。なお、結果は、表1における「段差吸収性」の欄に示した。
【0131】
【表1】

【0132】
表1の結果から明らかなように、本発明の両面粘着シート(実施例)は、加湿によって白濁化することがなかった。さらに、高温環境下及び高温高湿環境下のいずれにおいても発泡(気泡)や剥がれが生じることなく、耐久性にも優れていた。これに対して、両面粘着シートの剥離距離(対アクリル)及び/又は剥離距離(対PET)が大き過ぎる場合(比較例1、2、4)には、耐久性に劣り、60℃、95%RHの環境下に120時間保存後の粘着剤層の水分率が低過ぎる場合(比較例3)には、加湿によって白濁化した。
【符号の説明】
【0133】
11 PET板又はアクリル板
12 粘着シート(又は測定用サンプル(両面粘着シート/PETフィルム))
13 錘
14 測定開始時に粘着シート(又は測定用サンプル)とPET板又はアクリル板が密着している末端位置
15 3時間経過後に粘着シート(又は測定用サンプル)とPET板又はアクリル板が密着している末端位置
16 剥離距離
21 試験片
21a PETフィルム
21b 粘着シート(両面粘着シート)
22 導電性PETフィルム
22a 導電性PETフィルムのITO膜形成面
22b 導電性PETフィルムの銀ペースト塗布部分
31 PETフィルム
32 黒色印刷層
33 両面粘着シート(アクリル系粘着剤層)
34 PETフィルム
35 ガラス基板
36 段差部分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
60℃、95%RHの環境下に120時間保存した後の水分率が0.65重量%以上であり、動的粘弾性測定により測定される85℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×104〜5.0×105Paである粘着剤層を少なくとも有し、
下記の定荷重剥離試験により測定される、被着体をポリエチレンテレフタレート板とした時の剥離距離が30mm以下であり、かつ被着体をアクリル板とした時の剥離距離が30mm以下であることを特徴とする光学用粘着シート。
定荷重剥離試験:被着体の片面に、粘着シート(幅20mm×長さ60mm)の前記粘着剤層表面を貼付した後、オートクレーブ中で50℃、5気圧の条件で15分間処理する。その後、23℃、50%RHの条件下で、粘着シートの長さ方向の末端に、被着体の表面と垂直方向に100gfの荷重をかけ、3時間経過後の粘着シートの剥離距離を測定する。
【請求項2】
イオンクロマトグラフ法で測定される、純水で100℃、45分の条件で抽出されたアクリル酸イオンおよびメタクリル酸イオンの合計量が、前記粘着剤層の単位面積あたり20ng/cm2以下である請求項1に記載の光学用粘着シート。
【請求項3】
前記粘着剤層のゲル分率が40〜95%である請求項1又は2に記載の光学用粘着シート。
【請求項4】
前記粘着剤層が、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、メタクリル酸メチルの含有量が5〜20重量%であるモノマー成分より構成されたアクリル系ポリマーを含む粘着剤層である請求項1〜3のいずれかの項に記載の光学用粘着シート。
【請求項5】
前記アクリル系ポリマーが、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、水酸基含有モノマーの含有量が10〜25重量%であるモノマー成分より構成されたアクリル系ポリマーである請求項4に記載の光学用粘着シート。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかの項に記載の光学用粘着シートを有する光学フィルム。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれかの項に記載の光学用粘着シートを有する表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−87240(P2012−87240A)
【公開日】平成24年5月10日(2012.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−236316(P2010−236316)
【出願日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】