JPH11116903A - 光硬化型粘接着シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な工程を必要とすることなく常温下で容
易に貼付することができ、光の照射により硬化させて得
られる接着硬化物が接着剤なみの接着力及び耐熱性を発
現すると共に、厚み精度及び透明性に優れている光硬化
型粘接着シートを提供する。 【解決手段】 アルキル（メタ）アクリレートと、カチ
オン重合性官能基を有するラジカル重合性化合物とを共
重合してなるアクリル系ポリマーを主成分とし、これに
光カチオン重合開始剤を配合してなる光カチオン重合性
組成物をシート状に成形してなる光硬化型粘接着シー
ト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、初期状態では粘着
性を示し、光を照射することにより硬化し、高い接着力
を示す光硬化型粘接着シートに関し、より詳細には、耐
熱性及び透明性に優れた接着硬化物を与える光硬化型粘
接着シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学部品を構成するために、様々
な接着材料が用いられている。例えば、光ディスクの貼
り合わせや偏光板などの液晶表示用光学フィルムの接合
に、透明性に優れたアクリル系接着剤が用いられてい
る。

【０００３】工業調査会刊「電子材料」１９９６年６月
号、第４６ページ〜第４９ページには、ＤＶＤ（デジタ
ルビデオディスク）の貼り合わせに用いられる両面粘着
テープが記載されている。ここでは、透明性、厚みの均
一性及び良好な粘着性に優れたアクリル系両面粘着テー
プを用いて片面読み取り型２層ディスクが作製されてい
る。この２層ディスクは、２枚のディスクのそれぞれに
半透明型記録層を設け、記録層同士を上記アクリル系両
面粘着テープで貼り合わせることにより構成されてい
る。

【０００４】使用に際しては、２層ディスクの片面から
レーザー光を照射することにより、２枚のディスクの各
記録層が読み取られる。従って、上記２枚のディスクを
貼り合わせるための接着層は、透明性に優れていると共
に、高い厚み精度を有するものであることが求められて
いる。

【０００５】他方、特開平９−９０１２５号公報には、
液晶表示装置に用いられる偏光板や位相差板を液晶表示
セルに接着固定するに際し、アクリル系粘着剤を用いた
構成が示されている。ここでは、アクリル系粘着剤が、
透明性に優れ、十分な厚み精度を有するため、接着剤層
の残留応力が少なくなり、光学特性が安定するとされて
いる。

【０００６】上記のように、光学部品においては、透明
性及び厚み精度が強く求められるため、アクリル系粘着
剤が従来より用いられてきている。しかしながら、アク
リル系粘着剤は、接着力や耐熱性が接着剤ほどに高くな
く、高度の耐久性が求められるＤＶＤなどの記録材料に
用いるには十分な性能を有するものではなかった。

【０００７】そこで、特開昭６２−６４４９号公報で
は、アクリル系粘着剤に代えて、より高い接着力が得ら
れるアクリル系接着剤を用いることにより、光ディスク
を貼り合わせた構成が示されている。

【０００８】しかしながら、上記アクリル系接着剤は、
アクリル系粘着剤に比べて高い接着力を発揮し得るもの
の、厚み精度をコントロールするためにスペーサーを必
要としたり、接着剤塗布量のコントロールが必要であ
り、熱プレスや熱硬化工程を必要としたりするため、作
業性が十分でないという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱プ
レスや熱硬化工程を必要とせず、常温で被着体に対して
容易にラミネートすることができ、かつ常温で硬化させ
ることができ、しかも接着硬化物の透明性及び厚み精度
に優れ、接着剤と同等の接着力及び耐熱性を発揮し得る
光硬化型粘接着シートを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、アクリル系モ
ノマーと、カチオン重合性官能基を有するラジカル重合
性化合物とを共重合してなるアクリル系ポリマーと、光
カチオン重合開始剤とを含む光カチオン重合性粘接着剤
組成物をシート状に成形してなることを特徴とする光硬
化型粘接着シートである。

【００１１】以下、本発明の詳細を説明する。本発明に
おいて用いられる上記アクリル系ポリマーは、アクリル
系モノマーと、カチオン重合性官能基を有するラジカル
重合性化合物との共重合体である。

【００１２】上記アクリル系モノマーとしては、上記ラ
ジカル重合性化合物と共重合し得るものであり、かつ粘
着性ポリマーを構成し得る限り、特に限定されないが、
アクリル系粘接着剤に慣用されているアルキル（メタ）
アクリレートを用いることができる。

【００１３】ここで、アルキル基としては、メチル基、
エチル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ヘキシル基、
オクチル基、ｉ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、
ノニル基などを好適に用いることができる。

【００１４】上記カチオン重合性官能基を有するラジカ
ル重合性化合物としては、水酸基、ビニルエーテル基、
エピスルフィド基、エチレンイミン基及び／またはエポ
キシ基を有する種々のモノマーやオリゴマーを挙げるこ
とができ、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートなどを例示す
ることができる。

【００１５】なお、アクリル系モノマー及びカチオン重
合性官能基を有するラジカル重合性化合物に加えて、さ
らに、必要に応じて、（メタ）アクリル酸、マレイン酸
等の不飽和カルボン酸や、アクリロニトリル、ウレタン
アクリレート、スチレン、酢酸ビニル、ε−（ポリ）カ
プロラクトンアクリレート、テトラヒドロフラニルアク
リレート等を共重合してもよい。

【００１６】上記カチオン重合性官能基を有するラジカ
ル重合性化合物とアクリル系モノマーとの共重合割合に
ついては、特に限定されるわけではなく、後述する如
く、得られるアクリル系ポリマー中のカチオン重合性官
能基量をコントロールできればよい。

【００１７】共重合の方法については、従来より用いら
れている適宜の方法を採用することができる。例えば、
適当な溶剤にモノマー成分を溶解させて加熱し、ラジカ
ル重合開始剤により共重合させる溶液重合法、モノマー
成分を水溶液に分散させて微粒子化し、バルク重合させ
る懸濁重合法やエマルジョン重合法を好適に用いること
ができる。また、近年、モノマー混合物に直接光ラジカ
ル重合開始剤を配合し、紫外線照射により共重合させる
方法も用いられており、このような光ラジカル重合法も
好適に用いることができる。

【００１８】上記アクリル系ポリマーの分子量は、特に
限定されないが、初期凝集力を確保するため、通常１０
０００〜２００００００の範囲とされる。また、上記ア
クリル系ポリマー中のカチオン重合性官能基量は、好ま
しくは５０００ｇ−ｒｅｓｉｎ／ｍｏｌ以下とされる。
カチオン重合性官能基量が５０００ｇ−ｒｅｓｉｎ／ｍ
ｏｌを超えると、カチオン重合性官能基濃度が低下し、
カチオン重合が不十分となり、硬化後の接着力及び耐熱
性が不十分となることがある。

【００１９】上記光カチオン重合開始剤としては、特に
限定されず、イオン性光酸発生タイプ及び非イオン性光
酸発生タイプのいずれであってもよい。イオン性光酸発
生タイプとしては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロ
ニウム塩、芳香族スルホニウム塩などのオニウム塩や、
鉄−アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノール
−アルミニウム錯体などの有機金属錯体類などを挙げる
ことができる。より具体的には、例えば、オプトマーＳ
Ｐ−１５０（旭電化社製）、オプトマーＳＰ−１７０
（旭電化社製）、ＵＶＥ−１０１４（ゼネラルエレクト
ロニクス社製）、ＣＤ−１０１２（サートマー社製）な
どの市販の化合物を用いることができる。

【００２０】また、非イオン光酸発生タイプしては、ニ
トロベンジルエステル、スルホン酸誘導体、リン酸エス
テル、フェノールスルホン酸エステル、ジアゾナフトキ
ノン、Ｎ−ヒドロキシイミドスルホナートなどを用いる
ことができる。光カチオン重合開始剤は単独で用いられ
てもよく、２種以上併用されてもよい。

【００２１】上記光カチオン重合開始剤は、カチオン重
合性反応基１ｍｏｌに対し、カチオンが０．０００１ｍ
ｏｌ％以上発生するように配合することが望ましい。
０．０００１ｍｏｌ％より少ない場合には、光カチオン
重合が十分に進行し難くなり、硬化速度が遅くなること
がある。

【００２２】本発明に係る光硬化型粘接着シートを得る
にあたって、上記光カチオン重合性粘接着剤組成物に
は、アクリル系ポリマー及び光カチオン重合開始剤の他
に、硬化後の架橋密度を高め、接着力や耐熱性を向上さ
せるために、エポキシ樹脂、ポリオールなどのカチオン
重合成分をさらに配合してもよい。特に、エポキシ樹脂
は、様々な構造のものが市販されており、これらを選択
することにより接着性のコントロールを容易に行うこと
ができ、かつカチオン重合速度も速いため、好ましい。
これらのカチオン重合成分をさらに配合する場合、上記
アクリル系ポリマーや光カチオン重合開始剤との相溶性
が高いものを選択することが望ましい。

【００２３】本発明に係る光硬化型粘接着シートは、上
述した各成分を配合してなる光カチオン重合性粘接着剤
組成物をシート状に成形することにより得られる。この
シート状に成形する方法については、特に限定されず、
上記光カチオン重合性粘接着剤組成物を何らかの方法で
薄く加工すればよい。好ましくは、離型処理されたシー
ト状支持体上において、ロールコート法、グラビアコー
ト法、押出法などの各種方法により成形することができ
る。光カチオン重合性粘接着剤組成物が固形であった
り、あるいは液状であっても粘性が高く、容易に塗布で
きない場合には、適当な溶剤により光カチオン重合性粘
接着剤組成物を稀釈したり、加熱により溶融させたりす
ることにより、粘度を低下させてもよい。

【００２４】また、成形された光硬化型粘接着シート
は、常温で感圧接着性を示すため、取り扱いを容易とす
るように、感圧性接着面を離型シートで保護することが
望ましい。

【００２５】また、本発明に係る光硬化型粘接着シート
の使用に際しては、被着体である基板材料の形状に応じ
て光硬化型粘接着シートを切断加工したり、予め被着体
である基板材料に接着させた光硬化型粘接着シートを打
抜き成形したりすることも多い。従って、光硬化型粘接
着シートの厚みは、１〜５００μｍとすることが望まし
く、より好ましくは１０〜２００μｍである。厚みが１
μｍより薄いと、接着性が不足し、十分な接着力が得ら
れないことがあり、５００μｍを超えると、硬化に長時
間を要したり、切断時に切断刃に粘接着剤が付着し、切
断性が低下したりすることがある。

【００２６】また、光硬化型粘接着シートは、全光線透
過率が８０％以上であることが望ましく、特に９０％以
上であることが好ましい。全光線透過率が８０％を下回
ると、内部まで光が十分に照射されず、内部まで十分に
接着・硬化し難いことがある。なお、全光線透過率は、
可視分光光度計により測定することができる。

【００２７】本発明に係る光硬化型粘接着シートは、初
期状態において感圧接着性すなわち粘着性を示すため、
熱プレスなどの強圧着を必要とせずに容易に被着体に貼
り合わせることができる。この場合、初期感圧接着性の
程度は、ボールタックで１〜２０の範囲とすることが好
ましく、より好ましくは３〜１０である。ボールタック
が１未満では、初期感圧接着性が低く、貼付し難いこと
があり、２０を超えると、切断加工時に切断刃に硬化型
粘接着剤が付着し、切断し難くなることがある。

【００２８】また、上記光硬化型粘接着シートは、被着
体に対して、常温あるいは１２０℃程度以下の低い温度
でその初期感圧接着性を利用して圧着することができる
が、圧着方法については特に限定されない。もっとも、
ゴムロールによるラミネート法が、操作が簡易であるた
め好適に用いられる。

【００２９】本発明に係る光硬化型粘接着シートでは、
光を照射されることにより光カチオン重合が進行し、硬
化し、最終的に接着剤なみの強固な接着力を発現する。
光カチオン重合は、光を照射した後、照射を停止したと
しても徐々に進行する。従って、光の照射は、光硬化型
粘接着シートを被着体に貼付する際に行えばよく、貼付
前及び貼付後の何れであってもよい。特に、被着体が光
透過性材料よりなる場合には、貼付後に被着体の光透過
性を利用して光を照射し、光硬化型粘接着シートを硬化
させてもよい。

【００３０】しかしながら、第１，第２の基板を貼り合
わせてなる光ディスクなどでは、一般に、記録層が光反
射性を有し、光透過率が比較的低いため、短時間の光照
射では十分に光硬化型粘接着シートは硬化しないことが
多い。このような場合には、第１の基板に光硬化型粘接
着シートを塗布した後、第２の基板を光硬化型粘接着シ
ートの他面に接合する直前に光硬化型粘接着シートに光
を照射し、しかる後第２の基板を貼付すればよい。この
場合、光照射後、速やかに第２の基板を貼り合わせるこ
とが望ましいが、できれば１０分以内に貼付することが
望ましい。

【００３１】上記光硬化型粘接着シートに光を照射した
後、光の照射を停止したとしても、室温で光カチオン重
合による硬化が進み、比較的短時間で十分な接着強度及
び耐熱性が得られる。この場合、熱あるいは熱湿度を加
えることにより重合反応を促進し、さらに短時間で硬化
させてもよい。

【００３２】上記のような光カチオン重合を生じさせる
光としては、マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ
線、γ線などを用いることができるが、一般的に取扱い
が容易かつ簡便であり、比較的高エネルギーを得ること
ができる紫外線が好適に用いられる。より好ましくは、
波長４００ｎｍ以下の紫外線が用いられる。

【００３３】上記紫外線は、高圧水銀灯、マイクロ波励
起型ランプ、ケミカルランプ、ハロゲンランプなどの適
宜の光源を用いて照射することができる。本発明に係る
光硬化型粘接着シートは、様々な用途に用いることがで
きるが、硬化後の厚み精度及び透明性に優れているた
め、光ディスクなどの光学材料の貼り合わせに好適に用
いることができる。

【００３４】（作用）本発明に係る光硬化型粘接着シー
トでは、アクリル系モノマーと、上記カチオン重合性官
能基を有するラジカル重合性化合物とを共重合してなる
アクリル系ポリマーを主成分として含むため、該アクリ
ル系ポリマーの感圧接着性により常温で被着体に対して
容易に貼り合わせることができる。この場合、常温で感
圧接着性を有するため、熱プレスや熱硬化工程を必要と
しない。

【００３５】また、カチオン重合性官能基及び光カチオ
ン重合開始剤が配合されているため、光の照射により光
カチオン重合し、硬化する。従って、アクリル系粘着剤
に比べて高い耐熱性及び接着力を発現する。また、予め
上記光カチオン重合性粘接着剤組成物はシート状に成形
されているため、接着硬化物は十分な厚み精度を有し、
かつ容易に加工することができるため、被着体の形状に
応じた平面形状を有するように加工することにより、接
合時の作業性を高めることも容易である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の比限定的な実施例を挙げるこ
とにより、本発明をより詳細に説明する。

【００３７】（実施例１）アクリル系ポリマーとして、
ブチルアクリレート／グリシジルアクリレート共重合体
（共重合比は、重量比でブチルアクリレート：グリシジ
ルアクリレート＝８０：２０）１００重量部と、光カチ
オン重合開始剤（旭電化社製、芳香族スルホニウムアン
チモネート系重合開始剤、商品名：ＳＰ１７０）３重量
部とを含む光カチオン重合性粘接着剤組成物に、同重量
のメチルエチルケトンを均一に混合し、ロールコーター
を用い、シリコーンで表面が離型処理された１００μｍ
厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィ
ルム）に、最終膜厚が約５０μｍとなるように塗工し、
１００℃で２分乾燥し、ＰＥＴフィルム上に光硬化型粘
接着シートを成形した。この光硬化型粘接着シートの露
出している面を保護するために、表面がシリコーンで離
型処理された５０μｍ厚のＰＥＴフィルムを常温でラミ
ネートした。

【００３８】（実施例２）アクリル系ポリマーとして、
エチルアクリレート／グリシジルアクリレート共重合体
（共重合比は、重量比でエチルアクリレート：グリシジ
ルアクリレート＝８０：２０）を用いたことを除いて
は、実施例１と同様にして光硬化型粘接着シートを得
た。

【００３９】（実施例３）アクリル系ポリマーとして、
実施例２で用いたエチルアクリレート／グリシジルアク
リレート共重合体を用い、その配合割合を８０重量部と
し、実施例１で用いた光カチオン重合開始剤３重量部
と、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ社製、商品名：エピコート１９０Ｐ）２０重量部
とを配合してなる光カチオン重合性粘接着剤組成物を用
いたことを除いては、実施例１と同様にして光硬化型粘
接着シートを得た。

【００４０】（実施例４）アクリル系ポリマーとして、
エチルアクリレート／グリシジルアクリレート／２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート（共重合比は、重量比で８
０：１０：１０）を用いたことを除いては、実施例１と
同様にして光硬化型粘接着シートを得た。

【００４１】（比較例１）実施例３で用いたアクリル系
ポリマー１００重量部と、イソシアネート系架橋剤（日
本ポリウレタン社製、商品名：コロネートＬ５５Ｅ）１
重量部と、メチルエチルケトン１００重量部とを均一に
混合し、得られた組成物を用い、以下実施例１と同様に
して粘接着シートを作製した。

【００４２】（比較例２）ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート＃
８２８）１００重量部と、潜在性熱硬化剤としてジシア
ンジアミド（味の素社製、商品名：アミキュアＡＨ１６
２）２０重量部とを均一に混合し、接着剤とした。

【００４３】（測定サンプル）実施例１〜４及び比較例
１で得た各粘接着シートに被覆されている一方のＰＥＴ
フィルムを剥離し、３００ｍｍ角の厚み１００μｍのポ
リカーボネートシート上に各粘接着シートを貼付し、背
面から常温下でゴムロールを往復させてラミネートし
た。しかる後、超高圧水銀灯で波長３６５ｎｍの紫外線
を、照射強度０．２Ｊ／ｃｍ² となるように照射し、光
照射後５分以内に背面側のＰＥＴフィルムを剥離し、厚
み５０μｍの新たなＰＥＴフィルムを貼り合わせ、常温
下においてラミネート圧３ｋｇ／ｃｍ² 、速度２ｍ／分
でゴムロールを往復させラミネートした。しかる後、室
温で１日放置し、硬化させ、積層シートとした。

【００４４】なお、比較例１では、上記光照射は行わ
ず、貼り合わせ後、実施例１〜４と同様に室温で１日放
置し、積層シートとした。また、比較例２では、３００
ｍｍ角の厚み１００μｍのポリカーボネートに上記接着
剤を約５ｇ中央部に載せ、５０μｍの厚みのＰＥＴフィ
ルムを重ね、接着剤がはみ出さないように木ベラでしご
いた。接着剤が平滑に拡がった後に、両面に厚さ２ｍｍ
のシリコーンゴムシートを積層し、この一対のシリコー
ンゴムシートでポリカーボネートシート、接着剤及びＰ
ＥＴフィルムの積層体を１ｋｇ／ｃｍ² の圧力で挟持
し、１６０℃で１時間プレスし、積層シートとした。

【００４５】（評価）上記のようにして得られた各積層
シートについて、接着力、耐熱性、厚み精度を、
また、各粘接着シートについて光透過率を、それぞれ
以下の要領で測定した。

【００４６】接着力（ｇ／２０ｍｍ）…積層シートを
２０ｍｍ幅に切断し、速度５０ｍｍ／分でＴ型剥離力を
測定した。 耐熱性…積層シートを１２０℃のギヤオーブンに１０
日間放置し、接着面の変化を目視により観察した。

【００４７】厚み精度…積層シートの厚み精度をデジ
タル式厚み計にて測定した。シート中央部より塗工方向
に垂直方向（幅方向）に２０ｍｍ間隔で１０個所の測定
点を設定し、測定を行ない、平均値と標準偏差とを求め
た。

【００４８】光透過率…実施例１〜４の各光硬化型粘
接着シートに、上記積層シートを得た場合と同様にして
光を照射し、硬化させ、光硬化型粘接着シートのみから
なる硬化シートを作製し、可視分光光度計によりこの硬
化シートの可視光の全光線透過率を測定した。

【００４９】また、比較例１については、粘接着シート
を室温で１日放置し、同様にして積層シートを得、その
全光線透過率を測定した。上記評価結果を、下記の表１
及び表２に示す。

【００５０】なお、表１において、アクリル系ポリマー
（１）〜（３）は、それぞれ、前述したブチルアクリレ
ート／グリシジルアクリレート共重合体、エチルアクリ
レート／グリシジルアクリレート共重合体及びエチルア
クリレート／グリシジルアクリレート／２−ヒドロキシ
エチルアクリレート共重合体を示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】比較例１では、従来のアクリル系粘着テー
プと同様に初期感圧接着性を示すが、最終的に得られた
接着力は８００ｇ／２０ｍｍと低く、耐熱性評価におい
てもシートに浮きが生じていた。

【００５４】また、比較例２の接着剤では、接着力は２
０００ｇ／２０ｍｍと高く、耐熱性評価においても変化
は認められなかったが、液状の接着剤を塗布し、硬化さ
せるものであるため厚み精度が低く、光透過率も１１％
と低かった。

【００５５】これに対して、本発明に従った実施例１〜
４では、常温において粘着性を示すだけでなく、光の照
射により硬化するため、最終的な接着力が１７００ｇ／
２０ｍｍ以上と高く、耐熱性評価において変化が認めら
れず、さらに予めシートとされているため、最終的に得
られた硬化シートの厚み精度も高く、光透過率において
も良好な結果を示した。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係る光硬化型粘接着シートで
は、上記アクリル系ポリマーを主成分とする光カチオン
重合性粘接着剤組成物をシート成形してなるため、常温
で十分な感圧接着性を示し、被着体に対して容易に貼付
することができ、熱プレスなどの煩雑な作業を必要とし
ない。加えて、被着体に貼付する際に光を照射すること
により、光カチオン重合反応が進行し、硬化し、最終的
には接着剤なみの高い接着力を発現するため、被着体同
士を強固に接合することができる。

【００５７】さらに、予めシート状に成形されているた
め、接着硬化物の厚み精度に優れており、かつ上記光重
合性粘接着剤組成物を用いて構成されているため、透明
性においても優れている。

【００５８】よって、２枚のディスクを接着して構成さ
れる光ディスクに用いられる接合剤のように、厚み精度
及び透明性が強く求められる光学用途に好適な光硬化型
粘接着シートを提供することが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリル系モノマーとカチオン重合性官
   能基を有するラジカル重合性化合物とを共重合してなる
   アクリル系ポリマーと、光カチオン重合開始剤とを含む
   光カチオン重合性粘接着剤組成物をシート状に成形して
   なることを特徴とする光硬化型粘接着シート。