CN100523109C - 粘合剂和采用该粘合剂的光学部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了在热或湿热条件下不产生发泡和分层等现象、通过使因偏振片伸缩等而产生的应力集中得到松弛而使液晶元件上不产生色彩不均匀和白斑等现象的粘合剂。本发明提供了粘合剂,它包含以下组分:共聚物(A),其重均分子量为至少100万至多200万;相对于该共聚物(A)100重量份,共聚物(B)20-100重量份,其重均分子量为至少1万至多10万,以及多官能性化合物(C)0.003-3重量份,该化合物具有至少两个可以与前述共聚物(A)和/或前述共聚物(B)发生反应的反应性官能团,并且提供了通过在光学部件的至少一个面上形成具有该粘合剂的粘合剂层而获得的光学部件。
Description
技术领域
本发明涉及在液晶显示装置液晶池(液晶セル)等光学部件上粘贴偏振片和相位差片等光学部件所用的粘合剂,以及采用了该粘合剂的光学部件。
背景技术
液晶显示装置的液晶池等光学部件上粘贴着偏振片以及偏振片与相位差片的层合体。该偏振片,一般是以三乙酰基纤维素系保护片从两面将聚乙烯醇系起偏器夹在中间的多层结构,并且在该偏振片一面或两面的三乙酰基纤维素系保护片上形成粘合剂层。偏振片通过该粘合剂层而粘贴在液晶池等光学部件上,由此用于液晶显示装置。近年来,液晶显示装置从以个人计算机显示器、液晶电视为首的家用用途开始逐渐扩展到汽车导航用显示器等车载用途,其使用环境变得越来越苛刻。
液晶显示装置用的偏振片,因其材料特性所致,其尺寸稳定性很差,在热或湿热条件下发生伸缩,所以尺寸的变化很大,因此在这些条件下容易产生粘合剂层发泡以及偏振片从液晶池中浮离(浮きハガレ)等问题。
为了解决这些问题,作为粘合剂,提出了由丙烯酸系聚合物形成的压敏粘合剂,它是由以烷基碳原子数为1-12的(甲基)丙烯酸烷基酯为主要成分的由丙烯酸系聚合物形成的压敏粘合剂,该压敏粘合剂含有至多15重量%的重均分子量至多10万的聚合物成分,并且含有至少10重量%的重均分子量至少100万的聚合物成分(参见比如特开平1-66283号公报)。
通过采用前述压敏粘合剂,能够抑制粘合剂层发泡和偏振片从液晶池中浮离的现象,但是无法吸收和松弛因偏振片尺寸变化而产生的应力,应力集中在偏振片的边缘部位上,所以液晶显示装置的边缘部位与中央部位的明亮程度是不同的,因此存在着在液晶显示装置表面上产生色彩不均匀和白斑的问题。
为了消除液晶显示装置表面上的色彩不均匀和白斑现象,作为粘合剂,由重均分子量至少100万的高分子量(甲基)丙烯酸系共聚物100重量份、重均分子量至多3万的低分子量(甲基)丙烯酸系共聚物20-200重量份与多官能性化合物0.005-5重量份形成的偏振片用粘合剂是已知的(参见比如特开平10-279907号公报)。
还有,由可以与含有反应性官能团的重均分子量为100万-250万的高分子量丙烯酸系聚合物和玻璃化转变温度为0℃~-80℃的重均分子量为3万-10万的低分子量丙烯酸系聚合物和具有可以形成交联结构的官能团的多官能性化合物形成的偏振片用粘合剂组合物是已知的(参见比如特开2002-121521号公报)。
在特开平10-279907号公报中,该文献公开的偏振片粘合剂能够跟随偏振片的尺寸变化,因此根据所述,在液晶元件上不容易产生色彩不均匀和白斑现象。但是,特开平10-279907号公报所公开的偏振片粘合剂,在与多官能性化合物三维交联的高分子量(甲基)丙烯酸系共聚物中存在着很难发生交联或者无法进行交联的低分子量(甲基)丙烯酸系(共)聚合物,所以能显示出应力松弛性能,可以改善色彩不均匀和白斑现象,但是低分子量(甲基)丙烯酸系聚合物很容易渗漏,使被粘合物受到污染的问题尚待解决。
还有,特开2002-121521号公报中公开了偏振片用粘合剂组合物,根据所述,同时具备了不容易产生色彩不均匀和白斑现象的性能与低分子量丙烯酸系聚合物不易发生渗漏的性能,但是在更为苛刻的环境下的液晶显示装置的应用中,很难发挥性能平衡效果。
发明内容
因此,本发明的目的是提供粘合剂,采用它时,即使在热或湿热条件下也不产生粘合剂层发泡和偏振片浮离等现象、使因偏振片伸缩等而产生的应力集中现象得到松弛因而使液晶显示装置上不产生色彩不均匀和白斑等现象,而且能够减少重新粘贴偏振片时产生的被粘物污染和浊雾等问题。
本发明的粘合剂因为含有特定比例的高分子量共聚物(A)、带有羧基的单体和其它单体在该共聚物(A)存在下通过自由基共聚反应获得的低分子量共聚物(B)和多官能性化合物(C),所以同时具有了使因偏振片尺寸变化而产生的色彩不均匀和白斑等现象缓和的性能,以及在热或湿热条件下能够抑制发泡和分离等现象的性能。
即,本发明粘合剂是包含以下组分的粘合剂:共聚物(A),它由下述单体(a)和(b)通过自由基共聚反应而形成,其重均分子量为至少100万至多200万,相对于该共聚物(A)100重量份,由下述单体(c)和(d)在前述共聚物(A)存在下通过自由基共聚反应而形成的重均分子量至少1万至多10万的共聚物(B)20-100重量份,以及带有至少两个可以与前述共聚物(A)和/或前述共聚物(B)发生反应的反应性官能团的多官能性化合物(C)0.003-3重量份,
(a)带有反应性官能团和烯属不饱和双键的单体,
(b)可与前述单体(a)发生共聚反应且带有与前述单体(a)不同的烯属不饱和双键的单体,
(c)带有羧基和烯属不饱和双键的单体,
(d)可以与前述单体(c)发生共聚反应且带有与前述单体(c)不同的烯属不饱和双键的单体。
在上述粘合剂中,构成共聚物(A)的单体(a)的共聚比例为0.1-15重量%是优选的,单体(b)的共聚比例为85-99.9重量%是优选的。
还有,本发明中粘合剂的制造方法是包含下述工序(1)-(3)的粘合剂制造方法:
(1)使带有反应性官能团和烯属不饱和双键的单体(a)和可以与前述单体(a)发生共聚反应且带有与前述单体(a)不同的烯属不饱和双键的单体(b)按转化率50-90%发生自由基共聚反应而聚合共聚物
(A)的工序;
(2)使共聚物(A)聚合时残留的单体和带有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)在共聚物(A)存在下发生自由基共聚反应而聚合共聚物
(B)的工序;
(3)添加具有至少两个可以与共聚物(A)和/或共聚物(B)发生反应的反应性官能团的多官能性化合物(C)的工序。
在工序(2)中,使共聚物(A)聚合时残留的单体和带有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)按转化率70-100%发生自由基共聚反应而聚合共聚物(B)是优选的。
还有,本发明的粘合剂是按照前述方法制造的粘合剂。
还有,本发明的光学部件是以此为特征的光学部件,即在该光学部件的至少一个面上形成了具有前述任意一种粘合剂的粘合剂层。
具体实施方式
首先,针对本发明的粘合剂进行说明。
粘合剂中所含的共聚物(A)是带有反应性官能团和烯属不饱和双键的单体(a)和可以与前述共聚物(a)发生共聚反应且带有与前述共聚物(a)不同的烯属不饱和双键的单体(b)[即,带有可以与(a)发生共聚反应的其它烯属不饱和双键的单体(b)]通过自由基共聚反应而获得的共聚物。就反应性官能团而言,可以提及羧基、羟基、氨基、酰胺基、马来酰亚胺基、衣康酰亚胺基、琥珀酰亚胺基、环氧基等。还有,就单体(a)和单体(b)而言,可以适宜地采用(甲基)丙烯酸系单体、乙烯基系单体。
带有羧基的单体(a)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙基酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐、马来酸丁酯等。
带有羟基的单体(a)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己基酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛基酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸基酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂基酯、甲基丙烯酸(4-羟基甲基己基)酯、(甲基)丙烯酸氯代-2-羟基丙基酯、二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的(甲基)丙烯酸酯类、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯类、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯类等。
带有氨基的单体(a)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酸氨基甲基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基甲基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙基酯等。
带有酰胺基的单体(a)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、N-取代(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等。
带有马来酰亚胺基的单体(a)的具体实例,可以提及N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等。
带有衣康酰亚胺基的单体(a)的具体实例,可以提及N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等。
带有琥珀酰亚胺基的单体(a)的具体实例,可以提及N-(甲基)丙烯酰氧亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰-6-氧六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰-8-氧八亚甲基琥珀酰亚胺等。
带有环氧基的单体(a)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
这些单体可以单独或多个组合在一起使用。
构成共聚物(A)的单体(a)的共聚比例基于单体的总量为0.1-15重量%是优选的。共聚比例低于0.1重量%时,粘合剂的聚集力降低,在加热环境下有可能产生粘合剂发泡和浮离等现象。还有,超过15重量%时,粘合剂的粘接力降低,很难获得充分吸收和松弛因偏振片伸缩而引起的应力集中现象的性能。
还有,单体(b)的具体实例,可以提及(甲基)丙烯酸酯,比如(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丙基酯、(甲基)丙烯酸正丁基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸正辛基酯、(甲基)丙烯酸异辛基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异壬基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯等。还有,可以提及苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基单体、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯腈等。
构成共聚物(A)的单体(b)共聚比例基于单体的总量为85-99.9重量%是优选的。共聚比例低于85重量%时,偏振片与光学部件的密着性下降。还有,超过99.9重量%时,带有反应性官能团的单体(a)的含量变少,粘合剂的聚集力降低,在加热环境下会产生粘合剂发泡和浮离等现象。
共聚物(A)能通过已知的任何方法制造。
比如,合成共聚物(A)时,相对于单体总量100重量份,可以采用0.001-1重量份的聚合引发剂,可通过本体聚合、溶液聚合等方法进行,优选溶液聚合方法。就聚合引发剂而言,可以采用偶氮系化合物、有机过氧化物,两种或以上聚合引发剂共用也是可以的。还有,溶液聚合时,就聚合溶剂而言,可以采用乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、丙酮、己烷、甲基乙基酮等。两种或以上聚合溶剂混合使用也是可以的。
就聚合引发剂中的偶氮系化合物而言,可以提及比如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮二(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、二甲基2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮二(2-羟基甲基丙腈)、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]等。
还有,就有机过氧化物而言,比如可以提及过氧化苯甲酰、叔丁基过苯甲酸酯、氢过氧化枯烯、二异丙基过氧化二碳酸酯、二正丙基过氧化二碳酸酯、二(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯(t-ブチルパ—オキシビバレ—ト)、(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、二丙酰基过氧化物、二乙酰基过氧化物等。
共聚物(A)的重均分子量必须为至少100万至多200万,而且至少120万至多180万是优选的。共聚物(A)的重均分子量比100万小时,即使交联后再使用,粘合剂的聚集力也不足,会产生发泡和浮离等现象。还有,重均分子量超过200万时,粘合剂的粘度变大,使涂布等操作性能变差。而且,共聚物(A)的重均分子量是在共聚物(B)开始聚合之前通过从反应溶液中取样,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定而计算出来的。
粘合剂中所含的共聚物(B)是带有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)和带有可与(c)共聚的其它烯属不饱和双键的单体(d)在前述共聚物(A)存在下通过自由基共聚反应而形成的重均分子量至少1万至多10万的共聚物。通过将在共聚物(A)存在下使单体(c)和单体(d)通过自由基共聚反应而获得的、分子量比共聚物(A)更低的共聚物(B)包含在粘合剂中,即使在热或湿热条件下也不会产生粘合剂发泡和浮离等现象、使因偏振片伸缩而产生的应力集中得到松弛因而使液晶元件上不会产生色彩不均匀和白斑现象。
就单体(c)和单体(d)而言,适宜地可以采用(甲基)丙烯酸系单体、乙烯基系单体。单体(c)的具体实例可以提及(甲基)丙烯酸、β-羧基乙基丙烯酸酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐、马来酸丁酯等。这些单体可以单独或多个组合在一起采用。
构成共聚物(B)的单体(c)的共聚比例以单体(c)和单体(d)的总量计为0.1-50重量%是优选的,0.5-30重量%是更为优选的。
作为单体(d),可以采用与在构成共聚物(A)的单体(a)中带有除羧基以外的反应性官能团的单体(a)相同的单体,以及与单体(b)相同的单体。
共聚物(B)可以是带有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)和可与前述单体(c)共聚且带有与前述单体(c)不同的烯属不饱和双键的单体(d)[即,带有可与(c)发生共聚反应的其它烯属不饱和双键的单体(d)]在共聚物(A)存在下按照与共聚物(A)相同的方法通过自由基共聚反应制造的。共聚物(B)优选是使单体(a)和单体(b)按照转化率50-90%(优选70-80%)通过自由基共聚反应而聚合共聚物(A)之后,使残留的单体与单体(c)在共聚物(A)存在下进行自由基共聚反应而制造的。
还有,共聚物(A)聚合时残留的单体与单体(c)按转化率70-100%进行自由基共聚反应是优选的。其中,转化率是单体聚合而获得的共聚物的重量除以用作原材料的单体的总重量所得到的值。
通过在前述转化率下使共聚物(A)和共聚物(B)聚合,相对于共聚物(A)100重量份,很容易使共聚物(B)处于20-100重量份的范围。
共聚物(B)优选是通过溶液聚合法合成的,使用合成共聚物(A)时5-50重量倍左右的聚合引发剂,即相对于单体总量100重量份采用0.005-50重量份的聚合引发剂是优选的。还有,合成共聚物(B)时,使用月桂基硫醇、正十二烷基硫醇等硫醇类、α-甲基苯乙烯二聚体、萜二烯等链转移剂也是可以的。
共聚物(B)的重均分子量必须至少1万至多10万,更优选至少2万至多5万。使用重均分子量比1万小的共聚物(B)时,因为聚集力不足容易产生发泡和浮离等现象。还有,使用重均分子量超过10万的共聚物(B)时,充分吸收和松弛因偏振片伸缩而引起的应力集中现象的性质是很难获得的。其中,共聚物(B)的重均分子量是通过计算经GPC法测定共聚物(A)和共聚物(B)混合物而获得的GPC谱与前述方法测定的共聚物(A)的GPC谱的差示谱而得到的。
相对于共聚物(A)100重量份,粘合剂中所含的共聚物(B)的含量是20-100重量份,优选20-50重量份。共聚物(B)的含量低于20重量份时,充分吸收和松弛因偏振片伸缩而引起的应力集中现象的性质是很难获得的。还有,共聚物(B)含量超过100重量份时,因为粘合剂的聚集力不足容易产生发泡和浮离等现象。
共聚物(A)和共聚物(B)的重量比是通过以下方法取得的。即,首先将在共聚物(B)聚合开始之前取样的一定量溶液添加到重量已知的容器中然后精确称量,将该精确称量的溶液加热干燥,使共聚物以外的成分挥发掉,将只残留有共聚物(A)的容器精确称量,计算出该一定量溶液中所含的共聚物(A)的重量。然后在共聚物(B)聚合结束之后,取样含有共聚物(A)和共聚物(B)的溶液,采用与计算共聚物(A)重量时相同的方法,计算出一定量溶液中所含的共聚物(A)和共聚物(B)的重量。然后将一定量溶液中所含的共聚物(A)以及共聚物(A)与共聚物(B)混合物的重量换算成同量溶液中所含的共聚物(A)以及共聚物(A)和共聚物(B)混合物的重量,从共聚物(A)和共聚物(B)混合物的重量中扣除掉共聚物(A),由此计算出共聚物(B)的重量。
含有至少两个可与粘合剂中所含的共聚物(A)和/或共聚物(B)发生反应的反应性官能团的多官能性化合物(C),是具有至少两个、优选2-4个可以与共聚物(A)具有的反应性官能团和/或共聚物(B)具有的羧基以及除羧基以外的反应性官能团等发生反应的反应性官能团的化合物。作为这种多官能性化合物的实例,可以提及异氰酸酯系化合物、环氧系化合物、胺系化合物、金属螯合物系化合物、氮丙啶系化合物等。特别地,异氰酸酯系化合物、环氧系化合物、氮丙啶系化合物是优选的。多官能性化合物可以单独使用或者多种组合在一起使用。
就异氰酸酯系化合物的实例而言,可以提及甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯等多异氰酸酯化合物,以及这些多异氰酸酯化合物与三羟甲基丙烷等多元醇化合物的加成产物,这些多异氰酸酯化合物的缩二脲产物和异氰脲酸酯产物等,进一步可以提及这些多异氰酸酯化合物与已知的聚醚多元醇和聚酯多元醇、丙烯酸类多元醇、聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇等的加成产物等。
还有,作为环氧系化合物的实例,可以提及双酚A—表氯醇型环氧系树脂、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、トリチロ—ル丙烷三缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-m-二甲苯二胺、1,3-双(N,N′-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N′,N′-四缩水甘油基氨基苯基甲烷、三缩水甘油基等。
还有,氮丙啶化合物的实例可以提及N,N′-二苯基甲烷-4,4′-双(1-氮丙啶羰基化物)、N,N′-甲苯-2,4-双(1-氮丙啶羰基化物)、双间苯二酰-1-(2-甲基氮丙啶)、三-1-氮丙啶基氧化膦、N,N′-六亚甲基-1,6-双(1-氮丙啶羰基化物)、三羟甲基丙烷三-β-氮丙啶基丙酸酯、四羟甲基甲烷-β-氮丙啶基丙酸酯、三-2,4,6-(1-氮丙啶基)-1,3,5-三嗪等。
多官能性化合物(C)的官能团可根据前述共聚物(A)和/或前述共聚物(B)所具有的反应性官能团的种类进行适当选择。比如,前述共聚物(A)和/或前述共聚物(B)所具有的反应性官能团是羟基时,多官能性化合物(C)可具有异氰酸酯基作为官能团,前述共聚物(A)和/或前述共聚物(B)所具有的反应性官能团是羧基时,多官能性化合物(C)具有环氧基或氮丙啶基作为官能团是优选的。
相对于前述共聚物(A)100重量份,多官能性化合物(C)的含量是0.003-3重量份。多官能性化合物(C)的含量未达到0.003重量份时,着色剂的聚集力不足,容易产生发泡和浮离等现象。还有,超过3重量份时,充分吸收和松弛因偏振片伸缩而引起的应力集中现象的性质是很难获得的。
粘合剂中组合使用硅烷偶联剂是优选的。作为硅烷偶联剂,可以提及乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基丁基三甲氧基硅烷γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等。
相对于共聚物(A)100重量份,粘合剂中硅烷偶联剂的含量是0.01~2重量份是优选的。比0.01重量份少时,改善物理性能的效果不足,超过2重量份时,不仅粘合剂成本高而且会产生浮离现象。
还有,粘合剂中组合使用紫外线吸收剂、抗氧化剂、增粘树脂、增塑剂、消泡剂、流平剂也是可以的。
本发明的粘合剂可以使用
(1)前述共聚物(A)和共聚物(B)和
(2)多官能性化合物(C)的双液型粘合剂的形态。
该粘合剂可通过下述工序(1)-(3)进行制造:
(1)使带有反应性官能团和烯属不饱和双键的单体(a)和可以与前述共聚物(a)发生共聚反应且带有其他的烯属不饱和双键的单体(b)按转化率50-90%发生自由基共聚反应而聚合共聚物(A)的工序;
(2)使共聚物(A)聚合时残留的单体和带有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)在共聚物(A)存在下按转化率70-100%发生自由基共聚反应而聚合共聚物(B)的工序;
(3)添加具有至少两个可以与共聚物(A)和/或共聚物(B)发生反应的反应性官能团的多官能性化合物(C)的工序。
在通过前述制造方法获得的粘合剂中,前述共聚物(B)含有来自于单体(c)的羧基,所以本发明所获得的粘合剂在粘合界面上表现出优异的物理性能,不容易产生浮起和剥离等现象。而且,单体(a)在工序(1)中完全消耗掉,没有残留,所以即使前述工序(1)中所用的单体(a)含有作为反应性官能团的羧基时,也有必要通过在工序(2)中添加含有羧基的单体(c),而在共聚物(B)中引入羧基。还有,如果前述工序(1)中所用的单体(b)未在前述工序(1)中完全消耗而是残留下来,那么在工序(2)中添加单体(d)就不是必要的了。
通过控制它们在进行共聚反应时所使用的聚合引发剂的种类和用量,能够适当控制共聚物(A)和共聚物(B)各自的重均分子量。比如,在前述工序(1)中,使用偶氮二异丁腈在反应温度约50-70℃下调制共聚物(A),然后,采用溶剂(比如甲苯)将前述工序(1)的生成物进行稀释,然后在前述工序(2)中采用偶氮二异戊腈在反应温度约60-80℃下调制共聚物(B),就能够形成重均分子量和重量比落入目标范围的共聚物(A)和共聚物(B)的组合物。
即,在前述工序(2)所生成的共聚物(A)和共聚物(B)的组合物中,实质上没有残留未反应的单体,因此无须经过特别的精制工序,而是直接能够使其与多官能性化合物(C)发生反应。
然后,针对本发明的光学部件进行说明。
本发明的光学部件是通过在光学部件的至少一个面上形成由本发明粘合剂形成的粘合剂层而获得的光学部件。
作为形成粘合剂层时所用的光学部件,可以提及偏振膜、相位差膜、椭圆偏振膜、防反射膜、亮度增强膜等。
为了形成粘合剂,可以采用常用的涂布装置。作为涂布装置,比如可以提及辊上刮板涂布机、模压涂布机、辊涂布机、绕线棒涂布机、凹印辊涂布机、逆转辊涂布机、浸涂机、刮刀涂布机等。
还有,从对于吸收和松弛因偏振片伸缩而引起的应力集中现象适当的膜厚度,以及从经济角度出发,粘合剂层的干膜厚度优选5-100μm。
实施例
以下采用实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限于这些。而且,在以下说明中,份数和%分别表示重量份和重量%。合成例1
向配备了搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴加装置、和氮气输入管的反应容器中添加丙烯酸正丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、丙酮150.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,以氮气置换该反应容器内的空气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到60℃,使其反应5小时。反应结束后,添加甲苯190份和丙烯酸0.25份和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)0.50份,升温到70℃,反应6小时。反应之后,添加甲苯55份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液A。
合成例2-9
如表1所示,除了改变具有反应性官能团和烯属不饱和双键的单体(a)、可与(a)发生共聚反应的具有其它烯属不饱和双键的单体(b)、具有羧基和烯属不饱和双键的单体(c)的种类和用量以外,按照与合成例1相同的方式获得共聚物溶液B~I。
合成例10
在与合成例1相同的反应装置中,添加丙烯酸丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、乙酸乙酯163.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到80℃,使其反应4小时。反应结束后,添加甲苯176份和丙烯酸0.25份和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)0.50份,升温到75℃,反应6小时。反应之后,添加甲苯57份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液J。
合成例11
在与合成例1相同的反应装置中,添加丙烯酸丁基酯60.0份、丙烯酸2-乙基己基酯37.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯3.0份、丙酮150.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到60℃,使其反应5小时。反应结束后,添加乙酸乙酯65.0份和丙烯酸0.28份和2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,升温到60℃,反应8小时。反应之后,添加甲苯183份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液K。
合成例12
在与合成例1相同的反应装置中,添加丙烯酸丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、丙酮150.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到60℃,使其反应3小时。反应结束后,添加甲苯1.1份和丙烯酸0.55份和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)1.1份,升温到70℃,反应7小时。反应之后,添加甲苯236份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液L。
合成例13
在与合成例1相同的反应装置中,添加丙烯酸丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、丙酮150.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到60℃,使其反应10小时。反应结束后,添加甲苯198份和丙烯酸0.08份和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)0.16份,升温到70℃,反应6小时。反应之后,添加甲苯51份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液M。
合成例14
在与合成例1相同的反应容器中,添加丙烯酸正丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、丙酮150.0份、2,2′-偶氮二异丁腈0.06份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到60℃,使其反应5小时。反应结束后,添加甲苯150份,冷却到室温,获得固体含量20.0%的共聚物溶液N。共聚物的重均分子量为161万,Mw/Mn为4.8。
合成例15
在与合成例1相同的反应容器中,添加丙烯酸正丁基酯99.0份、丙烯酸4-羟基丁基酯1.0份、丙酮150.0份、α-甲基苯乙烯二聚体1份和2,2′-偶氮二异丁腈2份,在将该反应容器内的空气置换为氮气之后,在搅拌的同时在氮气气氛下将该反应溶液升温到70℃,使其反应6小时。反应结束后,添加甲苯150份,冷却到室温,获得固体含量40.0%的共聚物溶液0。共聚物的重均分子量为2.4万,Mw/Mn为2.8。
针对合成例1-13获得的共聚物溶液,按照之前所述的方法计算出共聚物(A)的重均分子量(Mw)、共聚物(A)合成时的转化率、共聚物(B)的重均分子量(Mw)、共聚物(B)合成时的转化率、以及相对于共聚物(A)100份共聚物(B)的比例。结果见表1。
表1
表1中单体的缩略意义见下:
4-HBA:4丙烯酸-羟基丁基酯
AA:丙烯酸
HEA:丙烯酸2-羟基乙基酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羟基乙基酯
BA:丙烯酸丁基酯
2EHA:丙烯酸2-乙基己基酯
LA:丙烯酸月桂基酯
EA:丙烯酸乙基酯
VAc:乙酸乙烯酯
而且,共聚物的重均分子量是GPC法测得的聚苯乙烯换算重均分子量,GPC测定条件如下:
装置:Shodex GPC System-21(昭和电工(股份)公司制造)
柱:1根Shodex KF-602.5、2根Shodex KF-606M(昭和电工(股份)
公司制造),共计3根相连使用。
溶剂:四氢呋喃
流速:0.5ml/min
温度:40℃
试样浓度:0.1重量%
试样注入量:50μl
实施例1
相对于100重量份合成例1获得的聚合物溶液A,添加XDI/TMP(二甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成产物)0.05份和硅烷偶联剂(信越化学工业(股份)公司制造[KBM 403])0.1份,充分搅拌而获得粘合剂。将该粘合剂涂布在经剥离处理过的聚酯膜上,然后干燥,获得了25μm的粘合剂层,然后将其转印到偏振膜的一个面上,进行偏振膜的粘合处理。使该粘合处理的偏振膜在温度23℃相对湿度50%的条件下熟化1星期,获得偏振片。
实施例2-7和比较例1-7
除了采用表2中所示种类和用量的聚合物溶液、多官能性化合物(C)和硅烷偶联剂以外,按照与实施例1完全相同的方法制造粘合剂,使用所获得的粘合剂制造经粘合处理的偏振片。
比较例8
除了不采用聚合物溶液A,而是采用聚合物溶液N:100份与聚合物溶液0:30份的混合聚合物溶液以外,按照与实施例1完全相同的方法制造粘合剂,采用所获得的粘合剂制造经粘合处理的偏振片。
表2
表2中的多官能性化合物和硅烷偶联剂的缩略意义见下。
TAT:三-2,4,6-(1-氮丙啶基)-1,3,5-三嗪
TGMXDA:N,N,N′,N′-四缩水甘油基-间二甲苯二胺
KBM903:信越化学工业(股份)公司制造的硅烷偶联剂[KBM903]
KBM803:信越化学工业(股份)公司制造的硅烷偶联剂[KBM803]
KBM9007:信越化学工业(股份)公司制造的硅烷偶联剂[KBM9007]
针对实施例和比较例所获得的粘合剂和经粘合处理的偏振片,按照以下方法评价其耐热性、耐湿热性、光学特性和重操作性。结果见表3。
(1)耐热性、耐湿热性、光学特性(白斑)的评价方法
将经粘合处理的偏振片切割成150mm×80mm大小,然后按照使偏振片的吸收轴垂直相交的方式用层压机粘贴在厚度为1.1mm的浮法玻璃板的两面上。然后,将粘贴了该偏振片的玻璃板在50℃下在5个大气压条件下在高压釜内保持20分钟,使偏振片与玻璃板贴紧。进一步地,目测观察偏振片和玻璃板的组合体在80℃下放置500小时后的浮离程度(耐热性)、在60℃相对湿度90%下放置500小时后的浮离程度(耐湿热性)以及在60℃相对湿度90%下放置500小时后当光透过偏振片和玻璃板的组合体时产生的漏光程度(白斑),该评价分为三个等级。
(2)重操作性的评价方法
将经粘合处理的偏振片切割成25mm×150mm大小,使用层压机粘贴在厚度为1.1mm的浮法玻璃上,在50℃下在5个大气压条件下在高压釜内保持20分钟,使其贴紧在玻璃板上。将该试验片在23℃和相对湿度50%下放置1星期之后,进行180°剥离试验(剥离速度300mm/min),目测观察剥离后玻璃的模糊程度,该评价分为两个等级。
将粘合剂涂布在经剥离处理的聚酯膜上,然后干燥,形成25μm的粘合剂层,然后再覆盖以经剥离处理的聚酯膜。使被经剥离处理的聚酯膜夹在中间的粘合剂层在温度23℃和相对湿度50%的条件下熟化1星期,之后取下经剥离处理的聚酯膜,采用NDH-300A(日本电色工业(股份)公司制造)测定粘合剂层自身的雾度。
表3
发明的效果
通过采用本发明的粘合剂,就能够提供即使在热或湿热条件下也不产生发泡和浮离等现象、通过使因偏振片伸缩等而产生的应力集中现象得到松弛而使液晶显示装置上不产生色彩不均匀和白斑等现象的光学部件。
Claims (5)
1.粘合剂,它包含以下组分:共聚物(A),它由下述单体(a)和(b)通过自由基共聚反应而形成,其重均分子量为至少100万至多200万;相对于100重量份所述共聚物(A)为20-100重量份的共聚物(B),它由下述单体(c)和(d)在前述共聚物(A)存在下通过自由基共聚反应而形成,其重均分子量为至少1万至多10万;以及0.003-3重量份选自异氰酸酯系化合物、环氧系化合物和氮丙啶系化合物的多官能性化合物(C),
(a)带有选自羧基、羟基、氨基、酰胺基、马来酰亚胺基、衣康酰亚胺基、琥珀酰亚胺基和环氧基的反应性官能团和烯属不饱和双键的单体,
(b)可与前述单体(a)发生共聚反应且与前述单体(a)不同的(甲基)丙烯酸酯单体或乙烯基系单体,
(c)选自(甲基)丙烯酸、β-羧基乙基丙烯酸酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐和马来酸丁酯的单体,
(d)可以与前述单体(c)发生共聚反应且与前述单体(c)不同的(甲基)丙烯酸系单体或乙烯基系单体。
2.权利要求1的粘合剂,其中构成共聚物(A)的单体(a)的共聚比例为0.1-15重量%,单体(b)的共聚比例为85-99.9重量%。
3.粘合剂的制造方法,它包含下述工序(1)-(3),
(1)使带有选自羧基、羟基、氨基、酰胺基、马来酰亚胺基、衣康酰亚胺基、琥珀酰亚胺基和环氧基的反应性官能团和烯属不饱和双键的单体(a)和可以与前述单体(a)发生共聚反应且与前述单体(a)不同的(甲基)丙烯酸酯单体或乙烯基系单体(b)按转化率50-90%发生自由基共聚反应而聚合共聚物(A)的工序;
(2)使共聚物(A)聚合时残留的单体和选自(甲基)丙烯酸、β-羧基乙基丙烯酸酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐和马来酸丁酯的单体(c)在共聚物(A)存在下发生自由基共聚反应而聚合共聚物(B)的工序;
(3)添加选自异氰酸酯系化合物、环氧系化合物和氮丙啶系化合物的多官能性化合物(C)的工序。
4.权利要求3的粘合剂制造方法,其中在工序(2)中,使共聚物(A)聚合时残留的单体和选自(甲基)丙烯酸、β-羧基乙基丙烯酸酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐和马来酸丁酯的单体(c)按转化率70-100%发生自由基共聚反应而聚合共聚物(B)。
5.光学部件,其特征在于在该光学部件的至少一个面上形成了具有由权利要求1或2的粘合剂形成的粘合剂层或者由通过权利要求3或4的制造方法制成的粘合剂形成的粘合剂层。
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