CN105102561A - 活性能量射线固化型胶粘剂组合物、偏振膜及其制造方法、光学膜以及图像显示装置 - Google Patents

活性能量射线固化型胶粘剂组合物、偏振膜及其制造方法、光学膜以及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

能够提供用于将至少2片构件层叠的胶粘剂层的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物能够提供即使在常温的水中浸渍数小时后也能够发挥粘接性的、耐水性极其优异的胶粘剂,为了提供上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物,活性能量射线固化型胶粘剂组合物至少含有自由基聚合性化合物(A)、自由基产生剂(B)、光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)。

Description

活性能量射线固化型胶粘剂组合物、偏振膜及其制造方法、光学膜以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及用于形成将2个以上的构件粘接的胶粘剂层的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,特别是涉及用于形成偏振片与透明保护膜的胶粘剂层的活性能量射线固化型胶粘剂组合物、及偏振膜。该偏振膜可以单独或者以层叠有该偏振膜的光学膜的形式形成液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置。此外,本发明涉及该偏振膜的制造方法、光学膜和图像显示装置。
背景技术
对于钟表、手机、PDA、笔记本电脑、个人电脑用显示器、DVD播放器、TV等而言,液晶显示装置在市场上急剧发展。液晶显示装置是使由液晶的开关引起的偏振状态可见的装置,根据其显示原理,使用偏振片。特别是,在TV等用途中,越来越要求高亮度、高对比度、广视角,对于偏振膜而言,也越来越要求高透射率、高偏振度、高颜色再现性等。
作为偏振片,从具有高透射率、高偏振度的观点考虑,最普遍地广泛使用使碘吸附于例如聚乙烯醇(以下,也仅称为“PVA”)并进行拉伸而得到的结构的碘系偏振片。一般而言,偏振膜使用如下获得的偏振膜:利用将聚乙烯醇系的材料溶于水的、所谓的水系胶粘剂,将透明保护膜贴合在偏振片的两面而得到(下述专利文献1和专利文献2)。作为透明保护膜,使用透湿度高的三醋酸纤维素等。
在制造偏振膜时,在使用聚乙烯醇系胶粘剂这样的水系胶粘剂的情况下(所谓的湿式层压),在将偏振片与透明保护膜贴合后,需要干燥工序。为了提高偏振膜的生产率,优选缩短干燥工序、或者采用不需要干燥工序的其他粘接方法。
另外,在使用水系胶粘剂的情况下,为了提高与偏振片的粘接性,如果不预先使偏振片的水分率也相对增高(通常偏振片的水分率为约30%),则无法得到粘接性良好的偏振膜。但是,对于这样得到的偏振膜而言,存在高温、高温高湿度下的尺寸变化大、光学特性差等问题。另一方面,为了抑制尺寸变化,可以降低偏振片的水分率、或者使用透湿度低的透明保护膜。但是,将这样的偏振片与透明保护膜使用水系胶粘剂进行贴合时,干燥效率降低、或者偏振特性下降、或者产生外观不良而实质上无法得到有用的偏振膜。
另外,特别是,以TV所代表的那样,随着近年来图像显示装置的大屏幕化发展,偏振膜的大型化从生产率、成本的方面(成品率、成品数(取り数)提高)考虑也是非常重要的。但是,对于前述的使用了水系胶粘剂的偏振膜而言,存在如下问题:由于背光的热而使偏振膜产生尺寸变化,偏振膜变得不均匀,在屏幕整体中的一部分处黑色显示看起来发白的所谓漏光(不均)变得显著。
为了解决上述湿式层压中的问题,提出了不含有水、有机溶剂的活性能量射线固化型胶粘剂。例如,在下述专利文献3中公开了一种活性能量射线固化型胶粘剂,其含有:(A)具有极性基团的分子量1000以下的自由基聚合性化合物、(B)不具有极性基团的分子量1000以下的自由基聚合性化合物和(D)自由基产生剂。但是,构成所述胶粘剂的自由基聚合性化合物(单体)的组合特别是为了提高对降冰片烯系树脂膜的粘接性而设计的,因此存在与偏振膜的粘接性差的倾向。
在下述专利文献4中公开了一种活性能量射线固化型胶粘剂,其以360~450nm波长下的摩尔吸光系数为400以上的自由基产生剂和紫外线固化性化合物作为必要成分。但是,构成所述胶粘剂的单体的组合主要是为了防止在粘接光盘等时的翘曲、变形而设计的,因此,在用于偏振膜时,存在与偏振膜的粘接性差的倾向。
在下述专利文献5中公开了一种活性能量射线固化型胶粘剂,其中,在(甲基)丙烯酸系化合物的合计量100重量份中含有(a)在分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物、(b)在分子中具有羟基且仅具有1个聚合性双键的(甲基)丙烯酸系化合物和(c)苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯或壬基苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯。但是,构成所述胶粘剂的单体的组合中,各单体之间的相容性相对较低,与此相伴产生相分离,胶粘剂层的透明性可能会降低等。另外,所述胶粘剂通过使固化物(胶粘剂层)变软(使Tg降低)来提高粘接性,耐裂纹性等耐久性可能会变差。耐裂纹性可以通过冷热冲击试验(热冲击试验)来评价。
本发明人开发了含有自由基聚合性化合物、光自由基产生剂和光致产酸剂的活性能量射线固化型胶粘剂(下述专利文献6和专利文献7)。此外,本发明人开发了含有各自的SP值不同的至少3种自由基聚合性化合物的活性能量射线固化型胶粘剂组合物(下述专利文献8)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-220732号公报
专利文献2:日本特开2001-296427号公报
专利文献3:日本特开2008-009329号公报
专利文献4:日本特开平09-31416号公报
专利文献5:日本特开2008-174667号公报
专利文献6:日本特开2012-67260号公报
专利文献7:日本特开2012-68593号公报
专利文献8:日本特开2012-144690号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述专利文献6-8中记载的胶粘剂的粘接性和耐水性优异,但近年来要求即使是在常温的水中浸渍数小时后也能够发挥粘接性的、耐水性极其优异的胶粘剂。对此,专利文献6-8中记载的胶粘剂为了将耐水性提高至即使在常温的水中浸渍数小时后也能够发挥粘接性的水平,还存在下功夫的余地。
本发明是鉴于上述实际情况而完成,其目的在于提供:能够提供用于将至少2片构件层叠的胶粘剂层的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物能够提供即使在常温的水中浸渍数小时后也能够发挥粘接性的、耐水性极其优异的胶粘剂层。另外,本发明的目的在于提供:具备耐水性极其优异的胶粘剂层的偏振膜及其制造方法、光学膜以及图像显示装置。
用于解决课题的方法
上述目的通过下述本发明实现。即,本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物的特征在于,含有:自由基聚合性化合物(A)、自由基产生剂(B)、光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:上述含有烷氧基的氨基化合物(D)为含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:将上述自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,上述含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)的含量为0.1~20重量份。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:作为上述光致产酸剂(C),含有具有选自PF6 -、SbF6 -和AsF6 -中的至少1种作为抗衡阴离子的光致产酸剂。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:上述自由基聚合性化合物(A)含有丙烯酰胺衍生物。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:上述自由基聚合性化合物(A)为选自羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰基吗啉和N-甲氧基甲基丙烯酰胺中的至少1种。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:作为上述产生剂(B),含有下述通式(1)所示的化合物:
【化1】
式中,R1和R2表示-H、-CH2CH3、-iPr或Cl,R1和R2可以相同或不同。
上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,优选:作为所述自由基产生剂(B),还含有下述通式(2)所示的化合物:
【化2】
式中,R3、R4和R5表示-H、-CH3、-CH2CH3、-iPr或Cl,R3、R4和R5可以相同或不同。
另外,本发明所涉及的偏振膜的特征在于,在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜,其中,上述胶粘剂层由对权利要求1~10中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物照射活性能量射线而成的固化物层形成。
上述偏振膜中,优选:上述胶粘剂层的玻璃化转变温度Tg为20℃以上。
上述偏振膜中,优选:上述透明保护膜的透湿度为150g/m2/24h以下。
上述偏振膜中,优选:上述透明保护膜的SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且小于33.0(MJ/m3)1/2
上述偏振膜中,优选:上述透明保护膜的SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于24.0(MJ/m3)1/2
另外,本发明所涉及的偏振膜的制造方法的特征在于,其为在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜的偏振膜的制造方法,包括:涂敷工序,在所述偏振片或所述透明保护膜的至少一个面涂敷权利要求1~10中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物;贴合工序,使上述偏振片与上述透明保护膜贴合;和粘接工序,通过胶粘剂层使上述偏振片与上述透明保护膜粘接,上述胶粘剂层通过从上述偏振片面一侧或上述透明保护膜面一侧照射活性能量射线使上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物固化而得到。
上述偏振膜的制造方法中,优选:在上述涂敷工序前,对上述偏振片或上述透明保护膜的至少一个面、即要涂敷上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物一侧的面实施电晕处理、等离子体处理、火焰处理或准分子处理。
上述偏振膜的制造方法中,优选:上述贴合工序时的上述偏振片的水分率小于15%。
上述偏振膜的制造方法中,优选:在上述粘接工序时,在活性能量射线照射时或照射后具有加热工序。
此外,本发明涉及层叠有至少1片上述任一项所述的偏振膜的光学膜、和使用了上述任一项所述的偏振膜和/或上述记载的光学膜的图像显示装置。
发明效果
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物通过照射活性能量射线,自由基产生剂(B)产生自由基,自由基聚合性化合物(A)进行自由基聚合,由此可以形成由固化物层构成的胶粘剂层。本发明中,活性能量射线固化型胶粘剂组合物除自由基聚合性化合物(A)和自由基产生剂(B)之外,还含有光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D),因此与不含有光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)的情况相比,能够飞跃性地提高胶粘剂层的耐水性和粘接性。本发明中,胶粘剂层的耐水性和粘接性提高的理由尚不明确,但推测如下。
在活性能量射线固化型胶粘剂组合物中共存光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)时,含有烷氧基的氨基化合物(D)中的氨基与来自光致产酸剂的酸进行反应,同时含有烷氧基的氨基化合物(D)中的烷氧基由于水分而发生水解,生成反应性的羟基。由此,含有烷氧基的氨基化合物(D)中的反应性的羟基与存在于偏振片表面的羟基形成氢键。此外,含有烷氧基的氨基化合物(D)中的反应性的羟基可以与存在于偏振片表面的羟基直接反应形成共价键。结果,在活性能量射线固化型胶粘剂组合物中共存光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)时,胶粘剂层与偏振片的相互作用显著增高,因此胶粘剂层的耐水性、和胶粘剂层与偏振片的粘接性飞跃性地提高。
含有烷氧基的氨基化合物(D)为含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)的情况下,烷氧基由于水分而发生水解时,进一步生成反应性高的硅烷醇基。由此,含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)中的硅烷醇基与存在于偏振片表面的羟基能够通过氢键和/或共价键更牢固地相互作用。结果胶粘剂层的耐水性、和胶粘剂层与偏振片的粘接性进一步飞跃性地提高。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物的胶粘剂层,其粘接性和耐久性优异,特别是即使在常温的水中浸渍数小时后也能够发挥粘接性,耐水性极其优异。因此,通过所述胶粘剂层层叠有至少2片构件的层叠体能够合适地用于各种用途。例如,具备本发明所涉及的胶粘剂层的偏振膜的情况下,尺寸变化非常小,因此也能够容易地应对偏振膜的大型化,从成品率、成品数的观点出发,能够抑制生产成本,此外能够抑制由于背光的外部热所致的图像显示装置的不均的产生。
具体实施方式
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物含有自由基聚合性化合物(A)、自由基产生剂(B)、光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)。
上述自由基聚合性化合物(A)作为固化性成分发挥作用,所述固化性成分在通过对自由基产生剂(B)照射活性能量射线而产生的自由基的存在下进行自由基聚合、特别是光自由基聚合。因此,本发明中,作为自由基聚合性化合物(A),只要是具有包含至少1个以上的碳-碳双键的乙烯基、(甲基)丙烯酰基等的化合物,则能够没有特别限定地使用。然而,本发明中,自由基聚合性化合物(A)中,优选下述通式(1)所示的丙烯酰胺衍生物:
CH2=C(R1)-CONH2-m(X-O-R2)m(1)
(R1表示氢原子或甲基,X表示-CH2-基或-CH2CH2-基,R2表示-(CH2)n-H基(其中,n为0、1或2),m表示1或2)。
作为上述通式(1)所示的丙烯酰胺衍生物的具体例,例如可举出:N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯酰胺等。这些丙烯酰胺衍生物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为上述通式(1)所示的丙烯酰胺衍生物,也可以适合地使用市售品。具体而言,例如可举出:N-羟乙基丙烯酰胺(商品名“HEAA”,兴人公司制)、N-甲氧基甲基丙烯酰胺(商品名“NMMA”,MRCUnitec公司制)、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(商品名“NBMA”,MRCUnitec公司制)、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺(商品名“ワスマー2MA”,笠野兴产公司制)等。
作为上述通式(1)所示的丙烯酰胺衍生物,N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺是合适的。丙烯酰胺衍生物对于低水分率的偏振片、使用透湿度低的材料得到的透明保护膜也显示出良好的粘接性,上述中例示的单体中,N-羟乙基丙烯酰胺特别显示出良好的粘接性。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,作为自由基聚合性化合物(A),可以含有上述通式(1)所示的以外的丙烯酰胺衍生物、各种具有芳香环和羟基的单官能的(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、各种具有(甲基)丙烯酰基的化合物等。其中,在考虑胶粘剂层的粘接性和耐水性的情况下,在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,上述通式(1)所示的丙烯酰胺衍生物的比例优选为1~50重量份,更优选为3~30重量份。
作为上述通式(1)所示的以外的丙烯酰胺衍生物,例如可举出:N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-己基(甲基)丙烯酰胺、氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、巯基甲基(甲基)丙烯酰胺、巯基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉、N-丙烯酰基哌啶、N-甲基丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基四氢吡咯等。
具有芳香环和羟基的单官能的(甲基)丙烯酸酯可以使用具有芳香环和羟基的、各种单官能的(甲基)丙烯酸酯。羟基可以以芳香环的取代基的形式存在,本发明中,优选以将芳香环与(甲基)丙烯酸酯键合的有机基团(与烃基、特别是亚烷基键合的有机基团)的形式存在。
作为上述具有芳香环和羟基的单官能的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出:具有芳香环的单官能的环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应产物。作为具有芳香环的单官能的环氧化合物,例如可举出:苯基缩水甘油基醚、叔丁基苯基缩水甘油基醚、苯基聚乙二醇缩水甘油基醚等。作为具有芳香环和羟基的单官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可举出:(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-叔丁基苯氧基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯基聚乙二醇丙基酯等。
另外,作为上述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可举出:具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯、与聚氨酯二醇、聚酯二醇、聚醚二醇或者聚乙二醇、聚丙二醇等聚烷撑二醇等二醇化合物的一个末端的羟基的反应产物等。
作为具有(甲基)丙烯酰基的化合物,可举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等碳原子数为1~12的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯系单体;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟甲基环己基)-甲酯等含有羟基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等的含有酸酐基的单体;丙烯酸的己内酯加成物;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含有磺酸基的单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含有磷酸基的单体等。另外,可举出:(甲基)丙烯酰胺;马来酰胺、N-环己基马来酰胺、N-苯基马来酰胺等;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯、3-(3-吡啶基)丙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯系单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚甲基琥珀酰亚胺等琥珀酰亚胺系单体等含有氮单体。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,作为自由基聚合性化合物(A),在除上述具有1个碳-碳双键的单体外,还含有具有2个以上的碳-碳双键的单体、特别优选多官能(甲基)丙烯酸酯系单体的情况下,粘剂层的耐水性提高,因此优选。考虑到胶粘剂层的耐水性时,具有2个以上的碳-碳双键的单体更优选呈疏水性。作为疏水性的具有2个以上的碳-碳双键的单体、特别是疏水性的多官能(甲基)丙烯酸酯系单体,例如可举出:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、EO改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、EO改性二甘油四(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、双酚A-EO加成物二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇(甲基)丙烯酸加成物、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸EO改性二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸EO改性三(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯改性三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、1,1-双((甲基)丙烯酰基氧基甲基)乙基异氰酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯与1,6-二异氰酸酯己烷的聚合物、9,9-双[4-(2-(甲基)丙烯酰基氧基乙氧基)苯基]芴等。
本发明中,具有2个以上的碳-碳双键的单体相对于自由基聚合性化合物(A)的合计量的比例优选为5~80重量份,更优选为10~70重量份。该比例小于5重量份时,有时无法得到充分的耐水性,另一方面,超过80重量份时,有时无法得到充分的粘接性。
本发明的特征在于:在活性能量射线固化型胶粘剂组合物中共存光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D),因此含有烷氧基的氨基化合物(D)中的烷氧基由于水分而发生水解,结果,与存在于偏振片表面的羟基发生氢键键合和/或共价键合。因此,光致产酸剂(C)被含有环氧基的化合物的光阳离子聚合消耗时,上述的胶粘剂层的耐水性和耐久性变得难以充分提高,因此不优选。因此,活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,含有环氧基的化合物相对于自由基聚合性化合物(A)与含有环氧基的化合物的合计量的比例优选为5重量%以下,更优选为1重量%以下,特别优选不具有含有环氧基的化合物。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物含有自由基产生剂(B)。自由基产生剂(B)通过照射活性能量射线而产生自由基。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,作为自由基产生剂(B),优选单独使用下述通式(1)所示的化合物,或者并用通式(1)所示的化合物与后述的对380nm以上的光呈高灵敏度的自由基产生剂
【化3】
(式中,R1和R2表示-H、-CH2CH3、-iPr或Cl,R1和R2可以相同或不同)。使用通式(1)所示的化合物时,与单独使用对380nm以上的光呈高灵敏度的自由基产生剂的情况相比,粘接性更优异。通式(1)所示的化合物中,特别优选R1和R2为-CH2CH3的二乙基噻吨酮。关于组合物中的通式(1)所示的化合物的组成比率,在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,优选为0.5~10重量份,更优选为1~7重量份,进一步优选为1~5重量份。
另外,优选根据需要添加聚合引发助剂。作为聚合引发助剂,可举出:三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯等,特别优选4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。使用聚合引发助剂时,关于其添加量,在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,通常为0~5重量份、优选为0~4重量份、最优选为0~3重量份。
另外,可以根据需要并用公知的自由基产生剂。具有UV吸收能力的透明保护膜不透射380nm以下的光,因此作为自由基产生剂,优选使用对380nm以上的光呈高灵敏度的自由基产生剂。具体而言可举出:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、双(η-5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛等。
特别地,作为自由基产生剂,除通式(1)的自由基产生剂外,还优选使用下述通式(2)所示的化合物:
【化4】
(式中,R3、R4和R5表示-H、-CH3、-CH2CH3、-iPr或Cl,R3、R4和R5可以相同或不同)。作为通式(2)所示的化合物,可以适合地使用作为市售品的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(商品名:IRGACURE907制造商:BASF)。另外,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(商品名:IRGACURE369,制造商:BASF)、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(商品名:IRGACURE379,制造商:BASF)的灵敏度高,因此优选。
关于自由基产生剂(B)的含量,将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,优选为0.5~10重量份,更优选为1~7重量份,进一步优选为1~5重量份。
本发明中,除自由基聚合性化合物(A)和自由基产生剂(B)外,活性能量射线固化型胶粘剂组合物还含有光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)。结果,与不含有光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)的情况相比,能够飞跃性提高胶粘剂层的耐水性和耐久性。光致产酸剂(C)由下述通式(3)表示。
通式(3)
【化5】
L+X-
(其中,L+表示任意鎓阳离子。另外,X-表示选自PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、SbCl6 -、BiCl5 -、SnCl6 -、ClO4 -、二硫代氨基甲酸盐阴离子、SCN-中的抗衡阴离子。)
关于优选作为构成通式(3)的鎓阳离子L+的鎓阳离子的结构,可举出选自下述通式(4)~通式(12)中的鎓阳离子。
通式(4)
【化6】
通式(5)
【化7】
通式(6)
【化8】
通式(7)
【化9】
通式(8)
【化10】
通式(9)
【化11】
通式(10)
【化12】
通式(11)
【化13】
通式(12)
【化14】
Ar4—I+—Ar5
(上述通式(4)-(12)中,R1、R2和R3各自独立地表示选自氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基氧基、取代或未取代的杂环氧基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的羰基氧基、取代或未取代的氧基羰基、或者卤素原子中的基团。R4表示与R1、R2和R3中记载的基团同样的基团。R5表示取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷基硫基。R6和R7各自独立地表示取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基。R表示卤素原子、羟基、羧基、巯基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基甲酰基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基氧基、取代或未取代的杂环氧基、取代或未取代的烷基硫基、取代或未取代的芳基硫基、取代或未取代的杂环硫基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的羰基氧基、取代或未取代的氧基羰基中的任一种。Ar4、Ar5表示取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基中的任一种。X表示氧或硫原子。i表示0~5的整数。j表示0~4的整数。k表示0~3的整数。另外,相邻的R之间、Ar4与Ar5、R2与R3、R2与R4、R3与R4、R1与R2、R1与R3、R1与R4、R1与R、或者R1与R5可以为相互键合而成的环状结构。)
符合通式(4)的鎓阳离子(锍阳离子)可举出:
二甲基苯基锍、二甲基(邻氟苯基)锍、二甲基(间氯苯基)锍、二甲基(对溴苯基)锍、二甲基(对氰基苯基)锍、二甲基(间硝基苯基)锍、二甲基(2,4,6-三溴苯基)锍、二甲基(五氟苯基)锍、二甲基(对(三氟甲基)苯基)锍、二甲基(对羟基苯基)锍、二甲基(对巯基苯基)锍、二甲基(对甲基亚磺酰基苯基)锍、二甲基(对甲基磺酰基苯基)锍、二甲基(邻乙酰基苯基)锍、二甲基(邻苯甲酰基苯基)锍、二甲基(对甲基苯基)锍、二甲基(对异丙基苯基)锍、二甲基(对十八烷基苯基)锍、二甲基(对环己基苯基)锍、二甲基(对甲氧基苯基)锍、二甲基(邻甲氧基羰基苯基)锍、二甲基(对苯基硫基苯基)锍、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基)二甲基锍、(4-甲氧基萘-1-基)二甲基锍、二甲基(对异丙氧基羰基苯基)锍、二甲基(2-萘基)锍、二甲基(9-蒽基)锍、二乙基苯基锍、甲基乙基苯基锍、甲基二苯基锍、三苯基锍、二异丙基苯基锍、二苯基(4-苯基硫基-苯基)-锍、4,4’-双(二苯基锍)二苯基硫醚、4,4’-双[二[(4-(2-羟基-乙氧基)-苯基)]锍]]二苯基硫醚、4,4’-双(二苯基锍)联苯撑、二苯基(邻氟苯基)锍、二苯基(间氯苯基)锍、二苯基(对溴苯基)锍、二苯基(对氰基苯基)锍、二苯基(间硝基苯基)锍、二苯基(2,4,6-三溴苯基)锍、二苯基(五氟苯基)锍、二苯基(对(三氟甲基)苯基)锍、二苯基(对羟基苯基)锍、二苯基(对巯基苯基)锍、二苯基(对甲基亚磺酰基苯基)锍、二苯基(对甲基磺酰基苯基)锍、二苯基(邻乙酰基苯基)锍、二苯基(邻苯甲酰基苯基)锍、二苯基(对甲基苯基)锍、二苯基(对异丙基苯基)锍、二苯基(对十八烷基苯基)锍、二苯基(对环己基苯基)锍、二苯基(对甲氧基苯基)锍、二苯基(邻甲氧基羰基苯基)锍、二苯基(对苯基硫基苯基)锍、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基)二苯基锍、(4-甲氧基萘-1-基)二苯基锍、二苯基(对异丙氧基羰基苯基)锍、二苯基(2-萘基)锍、二苯基(9-蒽基)锍、乙基二苯基锍、甲基乙基(邻甲苯基)锍、甲基二(对甲苯基)锍、三(对甲苯基)锍、二异丙基(4-苯基硫基苯基)锍、二苯基(2-噻吩基)锍、二苯基(2-呋喃基)锍、二苯基(9-乙基-9H咔唑-3-基)锍等,但并不限定于此。
符合通式(5)的鎓阳离子(氧化锍阳离子)
可举出:二甲基苯基氧化锍、二甲基(邻氟苯基)氧化锍、二甲基(间氯苯基)氧化锍、二甲基(对溴苯基)氧化锍、二甲基(对氰基苯基)氧化锍、二甲基(间硝基苯基)氧化锍、二甲基(2,4,6-三溴苯基)氧化锍、二甲基(五氟苯基)氧化锍、二甲基(对(三氟甲基)苯基)氧化锍、二甲基(对羟基苯基)氧化锍、二甲基(对巯基苯基)氧化锍、二甲基(对甲基亚磺酰基苯基)氧化锍、二甲基(对甲基磺酰基苯基)氧化锍、二甲基(邻乙酰基苯基)氧化锍、二甲基(邻苯甲酰基苯基)氧化锍、二甲基(对甲基苯基)氧化锍、二甲基(对异丙基苯基)氧化锍、二甲基(对十八烷基苯基)氧化锍、二甲基(对环己基苯基)氧化锍、二甲基(对甲氧基苯基)氧化锍、二甲基(邻甲氧基羰基苯基)氧化锍、二甲基(对苯基硫基苯基)氧化锍、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基)二甲基氧化锍、(4-甲氧基萘-1-基)二甲基氧化锍、二甲基(对异丙氧基羰基苯基)氧化锍、二甲基(2-萘基)氧化锍、二甲基(9-蒽基)氧化锍、二乙基苯基氧化锍、甲基乙基苯基氧化锍、甲基二苯基氧化锍、三苯基氧化锍、二异丙基苯基氧化锍、二苯基(4-苯基硫基-苯基)-氧化锍、4,4’-双(二苯基氧化锍)二苯基硫醚、4,4’-双[二[(4-(2-羟基-乙氧基)-苯基)]氧化锍]二苯基硫醚、4,4’-双(二苯基氧化锍)联苯撑、二苯基(邻氟苯基)氧化锍、二苯基(间氯苯基)氧化锍、二苯基(对溴苯基)氧化锍、二苯基(对氰基苯基)氧化锍、二苯基(间硝基苯基)氧化锍、二苯基(2,4,6-三溴苯基)氧化锍、二苯基(五氟苯基)氧化锍、二苯基(对(三氟甲基)苯基)氧化锍、二苯基(对羟基苯基)氧化锍、二苯基(对巯基苯基)氧化锍、二苯基(对甲基亚磺酰基苯基)氧化锍、二苯基(对甲基磺酰基苯基)氧化锍、二苯基(邻乙酰基苯基)氧化锍、二苯基(邻苯甲酰基苯基)氧化锍、二苯基(对甲基苯基)氧化锍、二苯基(对异丙基苯基)氧化锍、二苯基(对十八烷基苯基)氧化锍、二苯基(对环己基苯基)氧化锍、二苯基(对甲氧基苯基)氧化锍、二苯基(邻甲氧基羰基苯基)氧化锍、二苯基(对苯基硫基苯基)氧化锍、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基)二苯基氧化锍、(4-甲氧基萘-1-基)二苯基氧化锍、二苯基(对异丙氧基羰基苯基)氧化锍、二苯基(2-萘基)氧化锍、二苯基(9-蒽基)氧化锍、乙基二苯基氧化锍、甲基乙基(邻甲苯基)氧化锍、甲基二(对甲苯基)氧化锍、三(对甲苯基)氧化锍、二异丙基(4-苯基硫基苯基)氧化锍、二苯基(2-噻吩基)氧化锍、二苯基(2-呋喃基)氧化锍、二苯基(9-乙基-9H咔唑-3-基)氧化锍等,但并不限定于此。
符合通式(6)的鎓阳离子(鏻阳离子)
鏻阳离子的例子:
可举出:三甲基苯基鏻、三乙基苯基鏻、四苯基鏻、三苯基(对氟苯基)鏻、三苯基(邻氯苯基)鏻、三苯基(间溴苯基)鏻、三苯基(对氰基苯基)鏻、三苯基(间硝基苯基)鏻、三苯基(对苯基硫基苯基)鏻、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基)三苯基鏻、三苯基(邻羟基苯基)鏻、三苯基(邻乙酰基苯基)鏻、三苯基(间苯甲酰基苯基)鏻、三苯基(对甲基苯基)鏻、三苯基(对异丙氧基苯基)鏻、三苯基(邻甲氧基羰基苯基)鏻、三苯基(1-萘基)鏻、三苯基(9-蒽基)鏻、三苯基(2-噻吩基)鏻、三苯基(2-呋喃基)鏻、三苯基(9-乙基-9H咔唑-3-基)鏻等,但并不限定于此。
符合通式(7)的鎓阳离子(吡啶鎓阳离子)
吡啶鎓阳离子的例子:
可举出:N-苯基吡啶鎓、N-(邻氯苯基)吡啶鎓、N-(间氯苯基)吡啶鎓、N-(对氰基苯基)吡啶鎓、N-(邻硝基苯基)吡啶鎓、N-(对乙酰基苯基)吡啶鎓、N-(对异丙基苯基)吡啶鎓、N-(对十八烷基氧基苯基)吡啶鎓、N-(对甲氧基羰基苯基)吡啶鎓、N-(9-蒽基)吡啶鎓、2-氯-1-苯基吡啶鎓、2-氰基-1-苯基吡啶鎓、2-甲基-1-苯基吡啶鎓、2-乙烯基-1-苯基吡啶鎓、2-苯基-1-苯基吡啶鎓、1,2-二苯基吡啶鎓、2-甲氧基-1-苯基吡啶鎓、2-苯氧基-1-苯基吡啶鎓、2-乙酰基-1-(对甲苯基)吡啶鎓、2-甲氧基羰基-1-(对甲苯基)吡啶鎓、3-氟-1-萘基吡啶鎓、4-甲基-1-(2-呋喃基)吡啶鎓、N-甲基吡啶鎓、N-乙基吡啶鎓等,但并不限定于此。
符合通式(8)的鎓阳离子(喹啉鎓阳离子)
喹啉鎓阳离子的例子:
可举出:N-甲基喹啉鎓、N-乙基喹啉鎓、N-苯基喹啉鎓、N-萘基喹啉鎓、N-(邻氯苯基)喹啉鎓、N-(间氯苯基)喹啉鎓、N-(对氰基苯基)喹啉鎓、N-(邻硝基苯基)喹啉鎓、N-(对乙酰基苯基)喹啉鎓、N-(对异丙基苯基)喹啉鎓、N-(对十八烷基氧基苯基)喹啉鎓、N-(对甲氧基羰基苯基)喹啉鎓、N-(9-蒽基)喹啉鎓、2-氯-1-苯基喹啉鎓、2-氰基-1-苯基喹啉鎓、2-甲基-1-苯基喹啉鎓、2-乙烯基-1-苯基喹啉鎓、2-苯基-1-苯基喹啉鎓、1,2-二苯基喹啉鎓、2-甲氧基-1-苯基喹啉鎓、2-苯氧基-1-苯基喹啉鎓、2-乙酰基-1-苯基喹啉鎓、2-甲氧基羰基-1-苯基喹啉鎓、3-氟-1-苯基喹啉鎓、4-甲基-1-苯基喹啉鎓、2-甲氧基-1-(对甲苯基)喹啉鎓、2-苯氧基-1-(2-呋喃基)喹啉鎓、2-乙酰基-1-(2-噻吩基)喹啉鎓、2-甲氧基羰基-1-甲基喹啉鎓、3-氟-1-乙基喹啉鎓、4-甲基-1-异丙基喹啉鎓等,但并不限定于此。
符合通式(9)的鎓阳离子(异喹啉鎓阳离子)
异喹啉鎓阳离子的例子:
可举出:N-苯基异喹啉鎓、N-甲基异喹啉鎓、N-乙基异喹啉鎓、N-(邻氯苯基)异喹啉鎓、N-(间氯苯基)异喹啉鎓、N-(对氰基苯基)异喹啉鎓、N-(邻硝基苯基)异喹啉鎓、N-(对乙酰基苯基)异喹啉鎓、N-(对异丙基苯基)异喹啉鎓、N-(对十八烷基氧基苯基)异喹啉鎓、N-(对甲氧基羰基苯基)异喹啉鎓、N-(9-蒽基)异喹啉鎓、1,2-二苯基异喹啉鎓、N-(2-呋喃基)异喹啉鎓、N-(2-噻吩基)异喹啉鎓、N-萘基异喹啉鎓等,但并不限定于此。
符合通式(10)的鎓阳离子(苯并噁唑鎓阳离子、苯并噻唑鎓阳离子)
苯并噁唑鎓阳离子的例子:
可举出:N-甲基苯并噁唑鎓、N-乙基苯并噁唑鎓、N-萘基苯并噁唑鎓、N-苯基苯并噁唑鎓、N-(对氟苯基)苯并噁唑鎓、N-(对氯苯基)苯并噁唑鎓、N-(对氰基苯基)苯并噁唑鎓、N-(邻甲氧基羰基苯基)苯并噁唑鎓、N-(2-呋喃基)苯并噁唑鎓、N-(邻氟苯基)苯并噁唑鎓、N-(对氰基苯基)苯并噁唑鎓、N-(间硝基苯基)苯并噁唑鎓、N-(对异丙氧基羰基苯基)苯并噁唑鎓、N-(2-噻吩基)苯并噁唑鎓、N-(间羧基苯基)苯并噁唑鎓、2-巯基-3-苯基苯并噁唑鎓、2-甲基-3-苯基苯并噁唑鎓、2-甲硫基-3-(4-苯基硫基苯基)苯并噁唑鎓、6-羟基-3-(对甲苯基)苯并噁唑鎓、7-巯基-3-苯基苯并噁唑鎓、4,5-二氟-3-乙基苯并噁唑鎓等,但并不限定于此。
苯并噻唑鎓阳离子的例子:
可举出:N-甲基苯并噻唑鎓、N-乙基苯并噻唑鎓、N-苯基苯并噻唑鎓、N-(1-萘基)苯并噻唑鎓、N-(对氟苯基)苯并噻唑鎓、N-(对氯苯基)苯并噻唑鎓、N-(对氰基苯基)苯并噻唑鎓、N-(邻甲氧基羰基苯基)苯并噻唑鎓、N-(对甲苯基)苯并噻唑鎓、N-(邻氟苯基)苯并噻唑鎓、N-(间硝基苯基)苯并噻唑鎓、N-(对异丙氧基羰基苯基)苯并噻唑鎓、N-(2-呋喃基)苯并噻唑鎓、N-(4-甲硫基苯基)苯并噻唑鎓、N-(4-苯基硫基苯基)苯并噻唑鎓、N-(2-萘基)苯并噻唑鎓、N-(间羧基苯基)苯并噻唑鎓、2-巯基-3-苯基苯并噻唑鎓、2-甲基-3-苯基苯并噻唑鎓、2-甲硫基-3-苯基苯并噻唑鎓、6-羟基-3-苯基苯并噻唑鎓、7-巯基-3-苯基苯并噻唑鎓、4,5-二氟-3-苯基苯并噻唑鎓等,但并不限定于此。
符合通式(11)的鎓阳离子(呋喃基或者噻吩基碘鎓阳离子)
可举出:二呋喃基碘鎓、二噻吩基碘鎓、双(4,5-二甲基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-氯-2-噻吩基)碘鎓、双(5-氰基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-硝基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-乙酰基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-羧基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-甲氧基羰基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-苯基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-(对甲氧基苯基)-2-噻吩基)碘鎓、双(5-乙烯基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-乙炔基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-环己基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-羟基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-苯氧基-2-呋喃基)碘鎓、双(5-巯基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-丁基硫基-2-噻吩基)碘鎓、双(5-苯基硫基-2-噻吩基)碘鎓等,但并不限定于此。
符合通式(12)的鎓阳离子(二芳基碘鎓阳离子)
可举出:二苯基碘鎓、双(对甲苯基)碘鎓、双(对辛基苯基)碘鎓、双(对十八烷基苯基)碘鎓、双(对辛基氧基苯基)碘鎓、双(对十八烷基氧基苯基)碘鎓、苯基(对十八烷基氧基苯基)碘鎓、4-异丙基-4’-甲基二苯基碘鎓、(4-异丁基苯基)-对甲苯基碘鎓、双(1-萘基)碘鎓、双(4-苯基硫基苯基)碘鎓、苯基(6-苯甲酰基-9-乙基-9H-咔唑-3-基)碘鎓、(7-甲氧基-2-氧代-2H-苯并吡喃-3-基)-4’-异丙基苯基碘鎓等,但并不限定于此。
然后,对通式(3)中的抗衡阴离子X-进行说明。
通式(3)中的抗衡阴离子X-在原理上没有特别限制,但优选非亲核性阴离子。抗衡阴离子X-为非亲核性阴离子的情况下,不易引起分子内共存的阳离子、并用的各种材料的亲核反应,因此结果能够提高通式(3)表示的光致产酸剂本身、使用其的组合物的经时稳定性。在此所说的非亲核性阴离子是指引起亲核反应的能力低的阴离子。作为这样的阴离子,可举出:PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、SbCl6 -、BiCl5 -、SnCl6 -、ClO4 -、二硫代氨基甲酸盐阴离子、SCN-等。
上述的例示阴离子中,作为特别优选的通式(3)中的抗衡阴离子X-,可举出PF6 -、SbF6 -和AsF6 -,特别优选举出PF6 -、SbF6 -
因此,作为构成本发明的光致产酸剂(C)的优选鎓盐的具体例,为上述例示的通式(3)~通式(12)所示的鎓阳离子的结构的具体例与选自PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、SbCl6 -、BiCl5 -、SnCl6 -、ClO4 -、二硫代氨基甲酸盐阴离子、SCN-中的阴离子所形成的鎓盐。
具体而言,作为本发明的光致产酸剂(C)的优选的具体例,可举出:“CyracureUVI-6992”、“CyracureUVI-6974”(以上为陶氏化学日本公司制)、“AdekaOptomerSP150”、“AdekaOptomerSP152”、“AdekaOptomerSP170”、“AdekaOptomerSP172”(以上为公司ADEKA制)、“IRGACURE250”(汽巴精化公司制)、“CI-5102”、“CI-2855”(以上为日本曹达公司制)、“Sun-aidSI-60L”、“Sun-aidSI-80L”、“Sun-aidSI-100L”、“Sun-aidSI-110L”、“Sun-aidSI-180L”(以上为三新化学公司制)、“CPI-100P”、“CPI-100A”(以上为San-Apro公司制)、“WPI-069”、“WPI-113”、“WPI-116”、“WPI-041”、“WPI-044”、“WPI-054”、“WPI-055”、“WPAG-281”、“WPAG-567”、“WPAG-596”(以上为和光纯药公司制)。
关于光致产酸剂(C)的含量,相对于活性能量射线固化型胶粘剂组合物的合计量,优选为0.01~10重量份,更优选为0.05~5重量份,进一步优选为0.1~3重量份,特别优选为0.8~2重量份。
另外,本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,除上述光自由基产生剂外,还可以添加以羰基化合物等代表的使电子射线所致的固化速度、灵敏度提高的敏化剂。
作为敏化剂,例如可举出:蒽、吩噻嗪、苝、噻吨酮、二苯甲酮噻吨酮等。此外,作为敏化色素,可例示:硫代吡喃鎓盐(thiopyrylium)系色素、部花青系色素、喹啉系色素、苯乙烯基喹啉系色素、香豆素酮系色素、噻吨系色素、呫吨系色素、氧杂菁(oxonol)系色素、花青系色素、罗丹明系色素、吡喃鎓盐系色素等。
作为具体的蒽化合物,二丁氧基蒽、二丙氧基蒽醌(川崎化成公司制AnthracureUVS-1331、1221)等是有效的。
在添加敏化剂的情况下,关于其含量,相对于活性能量射线固化型胶粘剂组合物总量,优选为0.01~20重量份,更优选为0.01~10重量份,特别优选为0.1~3重量份。
本发明的特征在于,活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)共存。作为含有烷氧基的氨基化合物(D),可举出:含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)、和烷基化脲(D2)等。其中,从提高胶粘剂层的耐水性和粘接性的观点出发,能够特别适合使用含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)。需要说明的是,在计算胶粘剂层的玻璃化转变温度Tg时,不将含有烷氧基的氨基化合物(D)带入计算。
作为含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1),例如可举出:N-2(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、咪唑硅烷等。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上。为了进一步提高胶粘剂层的耐水性和粘接性,在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)的含量优选为0.1~20重量份,更优选为0.2~12重量份,进一步优选为0.5~3重量份。
此外,本发明中,除含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)外,还可以并用活性能量射线固化性的硅烷偶联剂,例如乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
作为烷基化脲(D2),可举出在脲所具有的氮原子上具有羟甲基、羟乙基等羟烷基、甲氧基甲基、乙氧基甲基等烷氧基烷基、烷基和/或氢原子的物质。为了进一步提高胶粘剂层的耐水性和粘接性,在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,烷基化脲(D2)的含量优选为0.1~30重量份,更优选为0.5~20重量份,进一步优选为1~15重量份,特别优选为8~12重量份。
作为烷基化脲(D2),也能够适合地使用市售品,例如可举出:三和化学公司制的NikalacMX-270、NikalacMX280、NikalacMX-290等。烷基化脲(D2)可以为树脂化后的物质(脲醛树脂)。
需要说明的是,脲醛树脂为胺树脂的一种,作为含有烷氧基的化合物(D),可以使用其他的胺树脂。
另外,在不损害本发明的目的、效果的范围中,可以在本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物中配合作为其他任意成分的各种添加剂。作为所述添加剂,可举出:聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚醚、聚酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、二甲苯树脂、酮醛树脂、纤维素树脂、氟系低聚物、硅酮系低聚物、聚硫醚系低聚物等聚合物或者低聚物;吩噻嗪、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚等阻聚剂;聚合引发助剂;流平剂;润湿性改良剂;表面活性剂;增塑剂;紫外线吸收剂;无机填充剂;颜料;染料等。其中,活性能量射线固化型胶粘剂组合物中,上述的添加剂的含量,相对于活性能量射线固化型胶粘剂组合物总量,优选为0.005~20重量份,更优选为0.01~10重量份,特别优选为0.1~5重量份。
本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物可以以使用电子射线作为活性能量射线的电子射线固化型、使用紫外线作为活性能量射线的紫外线固化型的方式来利用。
电子射线固化型中,关于电子射线的照射条件,只要是能够将上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物固化的条件,则可以采用任意适当的条件。例如,电子射线照射的加速电压优选为5kV~300kV,进一步优选为10kV~250kV。加速电压小于5kV的情况下,电子射线无法到达固化物层,从而有可能变得固化不足,加速电压超过300kV时,从试样通过的渗透力过强而电子射线发生弹回,可能对各构件带来损伤。作为照射剂量,为5~100kGy,进一步优选为10~75kGy。照射剂量低于5kGy时,固化物层会固化不足,超过100kGy时,对各构件带来损伤,产生机械强度的降低、黄变,无法得到规定的光学特性。
电子射线照射通常在惰性气体中进行照射,但若需要则也可以在大气中或在导入有少量氧气的条件下进行。虽然取决于要层叠的构件的材料,但通过适当导入氧气,在首先照射电子射线的构件的表面产生氧抑制,能够防止对该构件的损伤,能够仅对固化物层有效地照射电子射线。
另一方面,紫外线固化型中,在使用具有对波长短于约380nm的光进行吸收的紫外线吸收能力的构件的情况下,波长短于380nm的光无法到达活性能量射线固化型胶粘剂组合物,无助于该聚合反应。此外,由该构件吸收的波长短于380nm的光转变为热,从而该构件本身发热,成为供给所述构件的层叠体的卷取、皱褶等不良的原因。因此,本发明中,在采用紫外线固化型的情况下,作为紫外线产生装置,优选使用不发出波长短于380nm的光的装置,更具体而言,优选波长范围380~440nm的累积照度与波长范围250~370nm的累积照度之比为100:0~100:50,更优选为100:0~100:40。作为满足这样的累积照度关系的紫外线,优选封入镓的金属卤化物灯、发出波长范围380~440nm的光的LED光源。或者,也可以使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、白炽灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、金属卤化物灯、荧光灯、钨灯、镓灯、准分子激光器或太阳光作为光源,使用带通滤波器来阻断波长短于380nm的光。
本发明中得到的胶粘剂层通过对活性能量射线固化型胶粘剂组合物照射活性能量射线而成。通过所述胶粘剂层来层叠至少2片构件,由此能够制造各种层叠体。以下,作为层叠体的例子,示出在偏振片的至少一面通过胶粘剂层设置有透明保护膜的偏振膜的例子。偏振膜中,胶粘剂层由对活性能量射线固化型胶粘剂组合物照射活性能量射线而成的固化物层形成。其中,本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物能够形成偏振膜以外的各种层叠体的胶粘剂层,并不限定为偏振膜用途。
活性能量射线固化型胶粘剂组合物中使用的固化性成分(除含有烷氧基的氨基化合物(D)以外的自由基聚合性化合物(A))以由此形成的胶粘剂层的Tg达到20℃以上的方式选择时,耐久性提高,因此优选。从耐久性的观点出发,进一步优选为50℃以上,更进一步优选为60℃以上,再进一步优选为70℃以上,更再进一步优选为85℃以上。另一方面,固化物层的Tg过高时,偏振膜的弯曲性下降,因此固化物层的Tg优选为120℃以下,进一步优选为110℃以下,更进一步优选为100℃以下。
由活性能量射线固化型胶粘剂组合物形成的固化物层与水系胶粘剂层相比,耐久性更高。用于偏振膜用途时,作为胶粘剂层,使用Tg为20℃以上的胶粘剂层,且优选以胶粘剂层的厚度达到300nm~1μm的方式进行控制。胶粘剂层的厚度薄于300nm时,无法得到粘接力本身的凝聚力,有可能无法得到粘接强度。另一方面,胶粘剂层的厚度超过1μm时,偏振膜的耐水性有可能恶化。
本发明所涉及的偏振膜中,在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜。特别地,胶粘剂层由对上述记载的活性能量射线固化型胶粘剂组合物照射活性能量射线而成的固化物层形成,因此偏振片与透明保护膜之间的粘接性优异,进而耐水性极其优异。
关于能够适合地使用本发明所涉及的活性能量射线固化型胶粘剂组合物的偏振膜的制造方法,以下进行说明。
本发明所涉及的偏振膜的制造方法的特征在于,其为在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜的偏振膜的制造方法,包括:涂敷工序,在偏振片或透明保护膜的至少一个面涂敷上文记载的活性能量射线固化型胶粘剂组合物;贴合工序,使偏振片与透明保护膜贴合;和粘接工序,通过胶粘剂层使偏振片与透明保护膜粘接,所述胶粘剂层通过从偏振片面一侧或透明保护膜面一侧照射活性能量射线使所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物固化而得到。
偏振片、透明保护膜可以在涂敷上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物之前进行表面改性处理。具体而言,对偏振片或透明保护膜的至少一个面、即要涂敷所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物一侧的面实施电晕处理、等离子体处理、火焰处理或准分子处理。
能够在活性能量射线固化型胶粘剂组合物的涂敷工序中使用的涂敷方式,可以根据组合物的粘度、目标厚度来适当选择。作为涂敷方式的例子,例如可举出:反转涂布机、凹版涂布机(直接型、反转型、胶版印刷型)、刮棒反转式涂布机、辊式涂布机、模涂机、刮棒式涂布机、棒涂机等。此外,涂敷可以适当使用浸涂方式等方式。
通过如上所述所涂敷的胶粘剂,使偏振片与透明保护膜贴合(贴合工序)。偏振片与透明保护膜的贴合可以通过辊式层压机等进行。
在将偏振片与透明保护膜贴合后,照射活性能量射线(电子射线、紫外线等),使活性能量射线固化型胶粘剂组合物固化而形成胶粘剂层(粘接工序)。关于活性能量射线(电子射线、紫外线等)的照射方向,可以从任意的适当方向照射。优选从透明保护膜侧照射。从偏振片侧照射时,偏振片可能会由于活性能量射线(电子射线、紫外线等)而发生劣化。
在利用连续生产线制造本发明的偏振膜的情况下,线速度取决于胶粘剂的固化时间,但优选为1~500m/分钟,更优选为5~300m/分钟,进一步优选为10~100m/分钟。线速度过小时,生产率不足,或者对透明保护膜的损伤过大,无法制作能够耐受耐久性试验等的偏振膜。线速度过大时,胶粘剂的固化变得不充分,有时无法得到目标粘接性。
如上所述,活性能量射线固化型胶粘剂组合物中共存光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)时,含有烷氧基的氨基化合物(D)中的氨基与来自光致产酸剂的酸的反应进行,同时含有烷氧基的氨基化合物(D)中的烷氧基由于水分而发生水解,生成反应性的羟基。由此,含有烷氧基的氨基化合物(D)中的反应性羟基能够与存在于偏振片表面的羟基形成氢键和/或共价键。本发明中,上述粘接工序时,在活性能量射线照射时或照射后具有加热工序的情况下,促进含有烷氧基的氨基化合物(D)中的烷氧基的水解反应、以及在水解反应后生成的羟基与存在于偏振片表面的羟基之间形成氢键和/或共价键的反应。由此,能够制造具有耐水性进一步飞跃性提高的胶粘剂层的偏振膜。
上述偏振膜的制造方法中,优选上述贴合工序时的上述偏振片的水分率小于15%。根据所述制造方法,能够制造具备如下胶粘剂层的偏振膜:降低贴合工序(层压)后得到的偏振膜的干燥负荷、且偏振片与透明保护膜的粘接性优异、并且胶粘剂层的耐久性和耐水性优异的胶粘剂层。
需要说明的是,本发明的偏振膜中,偏振片和透明保护膜通过由上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物的固化物层形成的胶粘剂层而贴合,但可以在透明保护膜与胶粘剂层之间设置易粘接层。易粘接层可以利用例如具有聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚氨酯骨架、硅酮系、聚酰胺骨架、聚酰亚胺骨架、聚乙烯醇骨架等的各种树脂形成。这些聚合物树脂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。另外,在易粘接层的形成中可以添加其他添加剂。具体而言,还可以使用增粘剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、耐热稳定剂等稳定剂等。
易粘接层通常预先设置在透明保护膜上,将该透明保护膜的易粘接层侧与偏振片利用胶粘剂层贴合。易粘接层的形成通过利用公知技术在透明保护膜上涂敷易粘接层的形成材料并将其干燥来进行。易粘接层的形成材料通常考虑干燥后的厚度、涂布的顺利性等而以稀释至适当浓度的溶液的形式进行调节。易粘接层的干燥后的厚度优选为0.01~5μm,进一步优选为0.02~2μm,更进一步优选为0.05~1μm。需要说明的是,易粘接层可以设置多层,但在该情况下,也优选易粘接层的总厚度为上述范围。
本发明的偏振膜中,在偏振片的至少单面上,通过由上述活性能量射线固化型胶粘剂组合物的固化物层形成的胶粘剂层贴合有透明保护膜。
偏振片没有特别限制,可以使用各种偏振片。作为偏振片,可以列举例如在聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜上吸附碘、二色性染料等二色性材料并进行单轴拉伸而得到的膜、聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向膜等。其中,优选包含聚乙烯醇系膜和碘等二色性物质的偏振片。这些偏振片的厚度没有特别限制,通常为约80μm以下。
将聚乙烯醇系膜用碘染色并进行单轴拉伸而得到的偏振片例如可以通过将聚乙烯醇浸渍到碘的水溶液中而拉伸至原长的3~7倍来制作。也可以根据需要浸渍到硼酸、碘化钾等的水溶液。此外,还可以根据需要在染色前将聚乙烯醇系膜浸渍到水中进行水洗。通过对聚乙烯醇系膜进行水洗,能够清洗聚乙烯醇系膜表面的污垢、抗粘连剂,除此以外,还具有通过使聚乙烯醇系膜溶胀而防止染色的不均等不均匀的效果。拉伸可以在用碘染色后进行,也可以在染色的同时进行拉伸,另外,还可以在拉伸后用碘进行染色。也可以在硼酸、碘化钾等的水溶液中、水浴中进行拉伸。
另外,作为偏振片,可以使用厚度为10μm以下的薄型偏振片。从薄型化的观点而言,该厚度优选为1~7μm。厚度不均少,可视性优异,并且尺寸变化少,因此耐久性优异,并且作为偏振膜的厚度也实现了薄型化,从上述方面考虑优选这样的薄型偏振片。
作为薄型偏振片,可以代表性地列举:日本特开昭51-069644号公报、日本特开2000-338329号公报、WO2010/100917号小册子、PCT/JP2010/001460的说明书或日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书中记载的薄型偏振膜。这些薄型偏振膜可以通过包括将聚乙烯醇系树脂(以下也称为PVA系树脂)层和拉伸用树脂基材在层叠体的状态进行拉伸的工序和进行染色的工序的制法来得到。如果是该制法,则即使PVA系树脂层较薄,也能够通过由拉伸用树脂基材支承而在不会由于拉伸产生断裂等不良的情况下进行拉伸。
作为上述薄型偏振膜,包括在层叠体的状态进行拉伸的工序和进行染色的工序的制法中,从能够拉伸至高倍率而提高偏振性能的观点考虑,优选通过WO2010/100917号小册子、PCT/JP2010/001460的说明书、或日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书记载的包括在硼酸水溶液中进行拉伸的工序的制法得到,特别优选通过日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书记载的包括在硼酸水溶液中进行拉伸前辅助地进行空中拉伸的工序的制法得到。
上述的PCT/JP2010/001460的说明书记载的薄型高功能偏振膜为一体成膜在树脂基材上、由使二色性物质进行了取向的PVA系树脂构成且厚度为7μm以下的薄型高功能偏振膜,具有单体透射率为42.0%以上且偏振度为99.95%以上的光学特性。
上述薄型高功能偏振膜可以通过如下方法制造:在具有至少20μm的厚度的树脂基材上涂布PVA系树脂并使其干燥,由此生成PVA系树脂层,将生成的PVA系树脂层浸渍到二色性物质的染色液中,使二色性物质吸附在PVA系树脂层中,将吸附了二色性物质的PVA系树脂层在硼酸水溶液中与树脂基材一体地进行拉伸,使得总拉伸倍率达到原长的5倍以上。
另外,在制造包含使二色性物质进行了取向的薄型高功能偏振膜的层叠体膜的方法中,通过包含下述工序,可以制造上述薄型高功能偏振膜,所述工序为:生成层叠体膜,所述层叠体膜包含具有至少20μm的厚度的树脂基材、以及通过在树脂基材的单面上涂布含有PVA系树脂的水溶液并使其干燥而形成的PVA系树脂层;将包含树脂基材和形成在树脂基材的单面的PVA系树脂层的上述层叠体膜浸渍到含有二色性物质的染色液中,由此使二色性物质吸附到层叠体膜中含有的PVA系树脂层中;将包含吸附了二色性物质的PVA系树脂层的上述层叠体膜在硼酸水溶液中进行拉伸,使得总拉伸倍率达到原长的5倍以上;将吸附了二色性物质的PVA系树脂层与树脂基材一体地进行拉伸,由此制造在树脂基材的单面上成膜有包含使二色性物质进行了取向的PVA系树脂层、厚度为7μm以下并且具有单体透射率为42.0%以上且偏振度为99.95%以上的光学特性的薄型高功能偏振膜的层叠体膜。
上述的日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书的薄型偏振膜为包含使二色性物质进行了取向的PVA系树脂的连续薄片状的偏振膜,其中,将包含成膜在非晶性酯系热塑性树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体在由空中辅助拉伸和硼酸水中拉伸构成的两阶段拉伸工序中进行拉伸,由此形成10μm以下的厚度。所述薄型偏振膜优选具有如下光学特性,在将单体透射率设为T、将偏振度设为P时,满足P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)和P≥99.9(其中,T≥42.3)的条件。
具体而言,上述薄型偏振膜可以通过包括如下工序的薄型偏振膜的制造方法来制造:对成膜在连续薄片状的非晶性酯系热塑性树脂基材上的PVA系树脂层进行空中高温拉伸,由此生成包含取向后的PVA系树脂层的拉伸中间产物;对拉伸中间产物进行二色性物质的吸附,由此生成包含使二色性物质(优选碘或碘与有机染料的混合物)进行了取向的PVA系树脂层的着色中间产物;和对着色中间产物进行硼酸水中拉伸,由此生成包含使二色性物质进行了取向的PVA系树脂层的厚度为10μm以下的偏振膜。
该制造方法中,优选利用空中高温拉伸和硼酸水中拉伸的成膜在非晶性酯系热塑性树脂基材上的PVA系树脂层的总拉伸倍率为5倍以上。用于硼酸水中拉伸的硼酸水溶液的液温可以设定为60℃以上。优选在硼酸水溶液中对着色中间产物进行拉伸之前,对着色中间产物进行不溶化处理,该情况下,优选通过在液温不超过40℃的硼酸水溶液中浸渍上述着色中间产物来进行。上述非晶性酯系热塑性树脂基材优选为能够形成包含使邻苯二甲酸共聚而得到的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、使环己烷二甲醇共聚而得到的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或其他共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯且包含透明树脂的基材,其厚度可以设定为所制成的PVA系树脂层的厚度的7倍以上。另外,空中高温拉伸的拉伸倍率优选为3.5倍以下,空中高温拉伸的拉伸温度优选为PVA系树脂的玻璃化转变温度以上,具体而言,优选为95℃~150℃的范围。在通过自由端单轴拉伸进行空中高温拉伸的情况下,成膜在非晶性酯系热塑性树脂基材上的PVA系树脂层的总拉伸倍率优选为5倍以上且7.5倍以下。另外,在通过固定端单轴拉伸进行空中高温拉伸的情况下,成膜在非晶性酯系热塑性树脂基材上的PVA系树脂层的总拉伸倍率优选为5倍以上且8.5倍以下。
更具体而言,可以通过如下所述的方法来制造薄型偏振膜。
使6摩尔%邻苯二甲酸共聚而制作邻苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(非晶性PET)的连续薄片状的基材。非晶性PET的玻璃化转变温度为75℃。包含连续薄片状的非晶性PET基材和聚乙烯醇(PVA)层的层叠体以下述方式制作。顺便提一下,PVA的玻璃化转变温度为80℃。
准备200μm厚的非晶性PET基材、和使聚合度1000以上且皂化度99%以上的PVA粉末溶于水而得到的浓度为4~5%的PVA水溶液。接着,在200μm厚的非晶性PET基材上涂布PVA水溶液,在50~60℃的温度下干燥,得到在非晶性PET基材上成膜有7μm厚的PVA层的层叠体。
将包含7μm厚的PVA层的层叠体经过包含空中辅助拉伸和硼酸水中拉伸的两阶段拉伸工序的下述工序来制造3μm厚的薄型高功能偏振膜。通过第一阶段的空中辅助拉伸工序,将包含7μm厚的PVA层的层叠体与非晶性PET基材一体地拉伸,生成包含5μm厚的PVA层的拉伸层叠体。具体而言,该拉伸层叠体为通过将包含7μm厚的PVA层的层叠体置于配置在设定于130℃的拉伸温度环境的烘箱中的拉伸装置中并以使拉伸倍率为1.8倍的方式进行自由端单轴拉伸而得到的层叠体。通过该拉伸处理,使拉伸层叠体中含有的PVA层变化为PVA分子进行了取向的5μm厚的PVA层。
接着,通过染色工序,生成在PVA分子进行了取向的5μm厚的PVA层中吸附了碘的着色层叠体。具体而言,该着色层叠体为,通过将拉伸层叠体在液温30℃的含有碘和碘化钾的染色液中浸渍任意的时间使得构成最终生成的高功能偏振膜的PVA层的单体透射率为40~44%,由此使拉伸层叠体中含有的PVA层吸附碘的层叠体。本工序中,染色液以水作为溶剂,碘浓度在0.12~0.30重量%的范围内,碘化钾浓度在0.7~2.1重量%的范围内。碘与碘化钾的浓度比为1比7。顺便提一下,在将碘溶于水时,需要碘化钾。更详细而言,通过将拉伸层叠体在碘浓度为0.30重量%、碘化钾浓度为2.1重量%的染色液中浸渍60秒,生成在PVA分子进行了取向的5μm厚的PVA层中吸附了碘的着色层叠体。
然后,通过第二阶段的硼酸水中拉伸工序,进一步将着色层叠体与非晶性PET基材一体地进行拉伸,生成包含3μm厚的构成高功能偏振膜的PVA层的光学膜层叠体。具体而言,该光学膜层叠体为,通过将着色层叠体置于配置在含有硼酸和碘化钾且设定于液温范围60~85℃的硼酸水溶液的处理装置中的拉伸装置中、并以使拉伸倍率为3.3倍的方式进行自由端单轴拉伸而得到的层叠体。更详细而言,硼酸水溶液的液温为65℃。另外,将硼酸含量相对于水100重量份设定为4重量份,将碘化钾含量相对于水100重量份设定为5重量份。本工序中,首先将调节了碘吸附量的着色层叠体在硼酸水溶液中浸渍5~10秒。然后,使该着色层叠体直接从配置在处理装置中的拉伸装置即周速不同的多组辊之间通过,用30~90秒以使拉伸倍率为3.3倍的方式进行自由端单轴拉伸。通过该拉伸处理,使着色层叠体中含有的PVA层变化为吸附的碘以多碘离子络合物的形式沿一个方向进行了高次取向的3μm厚的PVA层。该PVA层构成光学膜层叠体的高功能偏振膜。
虽然不是光学膜层叠体的制造中必需的工序,但优选通过清洗工序将光学膜层叠体从硼酸水溶液中取出,对成膜在非晶性PET基材上的3μm厚的PVA层的表面上附着的硼酸用碘化钾水溶液进行清洗。然后,将清洗后的光学膜层叠体通过利用60℃的温风的干燥工序进行干燥。需要说明的是,清洗工序为用于消除硼酸析出等外观不良的工序。
同样,虽然不是光学膜层叠体的制造中必需的工序,但也可以通过贴合和/或转印工序在成膜在非晶性PET基材上的3μm厚的PVA层的表面上涂布胶粘剂,并且贴合80μm厚的三醋酸纤维素膜,然后,将非晶性PET基材剥离,将3μm厚的PVA层转印到80μm厚的三醋酸纤维素膜上。
[其他工序]
上述的薄型偏振膜的制造方法中,在上述工序以外,可以还包含其他工序。作为其他工序,可以列举例如不溶化工序、交联工序、干燥(水分率的调节)工序等。其他工序可以在任意的适当时机来进行。
代表性地,上述不溶化工序可以通过将PVA系树脂层浸渍到硼酸水溶液中来进行。通过实施不溶化处理,能够对PVA系树脂层赋予耐水性。该硼酸水溶液的浓度相对于水100重量份优选为1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃~50℃。不溶化工序优选在层叠体制作后、染色工序或水中拉伸工序前进行。
代表性地,上述交联工序通过将PVA系树脂层浸渍到硼酸水溶液中来进行。通过实施交联处理,能够对PVA系树脂层赋予耐水性。该硼酸水溶液的浓度相对于水100重量份优选为1重量份~4重量份。另外,在上述染色工序后进行交联工序的情况下,优选进一步配合碘化物。通过配合碘化物,能够抑制PVA系树脂层中吸附的碘的溶出。碘化物的配合量相对于水100重量份优选为1重量份~5重量份。碘化物的具体例如上所述。交联浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃~50℃。交联工序优选在上述第二硼酸水中拉伸工序前进行。优选的实施方式中,依次进行染色工序、交联工序和第二硼酸水中拉伸工序。
作为用于形成设置在上述偏振片的单面或两面的透明保护膜的材料,优选透明性、机械强度、热稳定性、水分阻断性、各向同性等优异的材料,特别是,更优选透湿度为150g/m2/24h以下的材料,特别优选透湿度为140g/m2/24h以下的材料,进一步优选透湿度为120g/m2/24h以下的材料。透湿度通过实施例所述的方法求出。
透明保护膜的厚度可以适当决定,一般而言,从强度、处理性等操作性、薄层性等观点考虑,为约1μm~约500μm,优选为1~300μm,更优选为5~200μm。进一步优选为20~200μm,进一步优选为30~80μm。
作为满足上述低透湿度的透明保护膜的形成材料,可以使用例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂;聚碳酸酯树脂;芳酯系树脂;尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系树脂;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物、环系或具有降冰片烯结构的环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、或它们的混合体。上述树脂中,优选聚碳酸酯系树脂、环状聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂,特别优选环状聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂。
作为环状聚烯烃树脂的具体例,优选为降冰片烯系树脂。环烯烃系树脂是以环烯烃作为聚合单元进行聚合的树脂的总称,可以列举例如日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等记载的树脂。作为具体例,可以列举:环烯烃的开环(共)聚合物、环烯烃的加成聚合物、环烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表性地为无规共聚物)、和将它们用不饱和羧酸或其衍生物改性而得到的接枝聚合物、以及、它们的氢化物等。作为环烯烃的具体例,可以列举降冰片烯系单体。
作为环状聚烯烃树脂,市售有各种制品。作为具体例,可以列举日本瑞翁株式会社制造的商品名“ZEONEX”、“ZEONOR”、JSR株式会社制造的商品名“ARTON”、TICONA社制造的商品名“TOPAS”、三井化学株式会社制造的商品名“APEL”。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上,更优选为120℃以上,进一步优选为125℃以上,特别优选为130℃以上。通过使Tg为115℃以上,能够使偏振膜的耐久性优异。上述(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值没有特别限定,从成形性等观点考虑,优选为170℃以下。可以由(甲基)丙烯酸系树脂得到面内相位差(Re)、厚度方向相位差(Rth)大致为零的膜。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,可以在不损害本发明的效果的范围内采用任意的适当的(甲基)丙烯酸系树脂。可以列举例如:聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选列举聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选以甲基丙烯酸甲酯作为主要成分(50~100重量%,优选为70~100重量%)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为(甲基)丙烯酸系树脂的具体例,可以列举例如:三菱丽阳株式会社制造的ACRYPETVH、ACRYPETVRL20A、日本特开2004-70296号公报记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂、通过分子内交联、分子内环化反应得到的高Tg(甲基)丙烯酸系树脂。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,也可以使用具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。这是因为,具有高耐热性、高透明性并且通过双轴拉伸而具有高机械强度。
作为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂,可以列举日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等记载的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
需要说明的是,设置在偏振片的两面的上述低透湿度的透明保护膜可以使用在其表背面由相同的聚合物材料构成的透明保护膜,也可以使用由不同的聚合物材料等构成的透明保护膜。
上述偏振膜中,透明保护膜的SP值优选为29.0(MJ/m3)1/2以上且低于33.0(MJ/m3)1/2。如果透明保护膜的SP值为上述范围内,则活性能量射线固化型胶粘剂组合物中的自由基聚合性化合物(A)例如含有羟乙基丙烯酰胺(SP值29.6)、N-羟甲基丙烯酰胺(SP值31.5)等时,由于与它们这些SP值非常接近,因此透明保护膜与胶粘剂层的粘接性大幅提高。作为SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且小于33.0(MJ/m3)1/2的透明保护膜,例如可举出皂化三乙酰纤维素(例如SP值32.7)。
另外,上述偏振膜中,优选透明保护膜的SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于24.0(MJ/m3)1/2。如果透明保护膜的SP值为上述范围内,则活性能量射线固化型胶粘剂组合物中的自由基聚合性化合物(A)例如含有丙烯酰基吗啉(SP值22.9)、N-甲氧基甲基丙烯酰胺(SP值22.9)、N-乙氧基甲基丙烯酰胺(SP值22.3)等时,由于与这些SP值非常接近,因此透明保护膜与胶粘剂层的粘接性大幅提高。作为SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于24.0(MJ/m3)1/2的透明保护膜,例如可举出未皂化三乙酰纤维素(SP值23.3)和丙烯酸膜(SP值22.2)。
另外,作为上述透明保护膜,可以使用正面相位差为40nm以上和/或厚度方向相位差为80nm以上的具有相位差的相位差板。正面相位差通常控制为40~200nm的范围,厚度方向相位差通常控制为80~300nm的范围。在使用相位差板作为透明保护膜的情况下,该相位差板也作为透明保护膜发挥作用,因此能够实现薄型化。
作为相位差板,可以列举将高分子原材进行单轴或双轴拉伸处理而得到的双折射性膜、液晶聚合物的取向膜、将液晶聚合物的取向层用膜支承而得到的膜等。相位差板的厚度也没有特别限制,通常为约20μm~约150μm。
需要说明的是,上述具有相位差的膜可以另外贴合在不具有相位差的透明保护膜上而赋予上述功能。
在上述透明保护膜的不粘接偏振片的表面上可以设置硬涂层、防反射层、抗粘连层、扩散层或防眩层等功能层。需要说明的是,上述硬涂层、防反射层、防粘连层、扩散层、防眩层等功能层除了可以设置在透明保护膜本身上,也可以另外与透明保护膜分开地设置。
本发明的偏振膜在实际使用时可以以与其他光学层层叠的光学膜的形式使用。关于该光学层,没有特别限定,可以使用1层或2层以上的例如有时在反射板、半透射板、相位差板(包含1/2、1/4等波长板)、视角补偿膜等液晶显示装置等的形成中使用的光学层。特别优选在本发明的偏振膜上进一步层叠有反射板或半透射反射板的反射型偏振膜或半透射型偏振膜、在偏振膜上进一步层叠有相位差板的椭圆偏振膜或圆偏振膜、在偏振膜进一步层叠有视角补偿膜的广视角偏振膜、或者在偏振膜上进一步层叠有增亮膜的偏振膜。
在偏振膜上层叠有上述光学层的光学膜也可以通过在液晶显示装置等的制造过程中依次个别进行层叠的方式来形成,但预先层叠而制成光学膜具有品质的稳定性、组装操作等优异并且能够改善液晶显示装置等的制造工序的优点。层叠可以使用粘合层等适当的粘接手段。上述的偏振膜、其他光学膜的粘接时,它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而形成适当的配置角度。
在前述的偏振膜、层叠有至少1层偏振膜的光学膜上也可以设置用于与液晶单元等其他构件粘接的粘合层。形成粘合层的粘合剂没有特别限制,可以适当选择使用以例如丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、含氟或橡胶系等的聚合物作为基础聚合物的粘合剂。特别是,可以优选使用像丙烯酸系粘合剂这样光学透明性优异、显示出适度的润湿性、凝聚性和粘接性的粘合特性并且耐候性和耐热性等优异的粘合剂。
粘合层也可以作为组成或种类等不同的层的重叠层而设置在偏振膜、光学膜的单面或两面。另外,在设置于两面的情况下,也可以在偏振膜、光学膜的表面上形成组成、种类、厚度等不同的粘合层。粘合层的厚度可以根据使用目的、粘接力等适当决定,通常为1~500μm,优选为1~200μm,特别优选为1~100μm。
对于粘合层的露出面,在直到供于实用为止的期间,为了防止其污染等暂时粘着隔片而进行保护。由此,能够在通常的处理状态下与粘合层接触。作为隔片,除上述厚度条件以外,可以使用例如将塑料膜、橡胶片、纸、布、无纺布、薄片状物、发泡片、金属箔以及它们的层压体等适当的薄片体等根据需要用有机硅系、长链烷基系、含氟型、硫化钼等适当的剥离剂进行了包覆处理的隔片等。
本发明的偏振膜或光学膜可以优选在液晶显示装置等各种装置的形成等中使用。液晶显示装置的形成可以根据以往方式进行。即,液晶显示装置一般通过将液晶单元与偏振膜或光学膜、和根据需要的照明系统等构成部件适当地组装后设置驱动电路等来形成,本发明中,除了使用本发明的偏振膜或光学膜以外,没有特别限定,可以根据现有方式进行。对于液晶单元,可以使用例如TN型、STN型、π型等任意的类型。
在液晶单元的单侧或两侧配置有偏振膜或光学膜的液晶显示装置可以形成使用背光、反射板作为照明系统等的适当的液晶显示装置。在这种情况下,本发明的偏振膜或光学膜可以设置在液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置偏振膜或光学膜时,它们可以相同也可以不同。此外,在形成液晶显示装置时,可以在适当的位置配置一层或两层以上的扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列、光扩散板、背光等适当的部件。
实施例
以下记载本发明的实施例,但本发明的实施方式不限于这些实施例。
(活性能量射线固化型胶粘剂组合物的制备)
使用的各成分如下所述。
(1)自由基聚合性化合物(A)
HEAA(羟乙基丙烯酰胺)、SP值29.6(MJ/m3)1/2、均聚物的Tg:123℃,兴人公司制
Lightacrylate1.9ND-A(1.9-壬二醇二丙烯酸酯)、SP值19.2(MJ/m3)1/2、均聚物的Tg:69℃,共荣公司化学公司制
ACMO(丙烯酰基吗啉)、SP值22.9(MJ/m3)1/2、均聚物的Tg:150℃,兴人公司制
(2)自由基产生剂(B)
IRGACURE907(2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮)、BASF公司制
(3)光引发剂(C)
CPI-101A(三芳基锍-SbF6盐)、San-Apro公司制
(4)含有烷氧基的氨基化合物(D)
含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1):KBM603(N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越硅酮公司制
实施例1
相对于表1所述的自由基聚合性化合物(A)(在将自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,HEAA30重量份、Lightacrylate1.9ND-A30重量份、ACMO40重量份)100重量份,添加自由基产生剂(B)(IRGACURE819)1重量份、作为光致产酸剂(C)的CPI-101A1重量份、含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)(KBM603)1重量份,由此制备胶粘剂组合物。用微凹版辊在2片未处理丙烯酸膜(透明保护膜、SP值22.2、透湿度70g/m2/24h)的单面(贴合面)以最终的胶粘剂层的厚度为0.6μm的方式涂敷胶粘剂组合物。然后,以100W·min/m2的放电量对偏振片的两面进行电晕处理,在偏振片的两面分别从涂敷面侧贴合涂敷有胶粘剂组合物的2片透明保护膜。此外,从贴合的两侧的透明保护膜侧分别照射累积光量为700mJ/cm2的紫外线,制造在偏振片的两面具有透明保护膜的偏振膜。
实施例2~3
将含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)(KBM603)的配合量变更为表1所述的配合量,除此以外,通过与实施例1同样的方法制造偏振膜。
比较例1~2
不使用光引发剂(C)或含有烷氧基的氨基化合物(D)中的任一种,除此以外,通过与实施例1同样的方法制造偏振膜。
[评价]
对实施例和比较例中得到的偏振膜进行下述评价。结果如表1所示。
<Tg:玻璃化转变温度>
Tg使用TAINSTRUMENTS制造的动态粘弹性测定装置RSAIII在以下的测定条件下进行测定。
样品尺寸:宽度10mm、长度30mm、
夹具距离:20mm、
测定模式:拉伸并以频率:1Hz、升温速度:5℃/分钟进行动态粘弹性的测定,采用tanδ的峰顶温度Tg。
<透明保护膜的透湿度>
透湿度的测定中,基于JISZ0208的透湿度试验(杯法)进行测定。将切割为直径60mm的样品设置于放入有约15g的氯化钙的透湿杯中,放入温度40℃、湿度90%R.H.的恒温机中,测定在放置24小时前后氯化钙的重量增加,由此求出透湿度(g/m2/24h)。
<耐水性试验>
关于耐水性试验,进行下述的3组试验。
[试验(1):40℃、92%R.H.、500h]
在40℃、92%R.H.环境下,将偏振膜切割为1.5cm×15cm见方的样品放置500小时后,取出,马上以300m/min的剥离速度进行90°剥离,测定其剥离力。
[试验(2):40℃温水、2h]
在40℃的温水中将样品(与试验(1)相同形状的样品)浸渍2小时,取出,马上以300m/min的剥离速度进行90°剥离,测定其剥离力。
[试验(3):40℃温水、2h、有老化]
在试验前,将样品(与试验(1)相同形状的样品)在50℃加热(老化)12小时,将其在40℃的温水中浸渍2小时,取出,马上以300m/min的剥离速度进行90°剥离,测定其剥离力。
试验(1)~(3)中,测定的剥离力的评价基准如下所述。
◎:剥离力为1.0N/15mm以上
○:剥离力为0.5N以上且小于1.0N/15mm
△:剥离力为0.2N以上且小于0.5N/15mm
×:剥离力小于0.2N/15mm
【表1】

Claims (19)

1.一种活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其特征在于,含有:
自由基聚合性化合物(A)、自由基产生剂(B)、光致产酸剂(C)和含有烷氧基的氨基化合物(D)。
2.如权利要求1所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
所述含有烷氧基的氨基化合物(D)为含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)。
3.如权利要求2所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
将所述自由基聚合性化合物(A)的总量设为100重量份时,所述含有烷氧基的氨基硅烷偶联剂(D1)的含量为0.1~20重量份。
4.如权利要求1~3中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
作为所述光致产酸剂(C),含有具有选自PF6 -、SbF6 -和AsF6 -中的至少1种作为抗衡阴离子的光致产酸剂。
5.如权利要求1~4中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
所述自由基聚合性化合物(A)含有丙烯酰胺衍生物。
6.如权利要求1~5中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
所述自由基聚合性化合物(A)为选自羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰基吗啉和N-甲氧基甲基丙烯酰胺中的至少1种。
7.如权利要求1~6中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
作为所述自由基产生剂(B),含有下述通式(1)所示的化合物:
式中,R1和R2表示-H、-CH2CH3、-iPr或Cl,R1和R2可以相同或不同。
8.如权利要求7所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物,其中,
作为所述自由基产生剂(B),还含有下述通式(2)所示的化合物:
式中,R3、R4和R5表示-H、-CH3、-CH2CH3、-iPr或Cl,R3、R4和R5可以相同或不同。
9.一种偏振膜,其特征在于,
在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜,其中,
所述胶粘剂层由对权利要求1~8中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物照射活性能量射线而成的固化物层形成。
10.如权利要求9所述的偏振膜,其中,
所述胶粘剂层的玻璃化转变温度Tg为20℃以上。
11.如权利要求9或10所述的偏振膜,其中,
所述透明保护膜的透湿度为150g/m2/24h以下。
12.如权利要求9~11中任一项所述的偏振膜,其中,
所述透明保护膜的SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且小于33.0(MJ/m3)1/2
13.如权利要求9~12中任一项所述的偏振膜,其中,
所述透明保护膜的SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于24.0(MJ/m3)1/2
14.一种偏振膜的制造方法,其特征在于,
其为在偏振片的至少一个面通过胶粘剂层设置有波长365nm的光线透射率小于5%的透明保护膜的偏振膜的制造方法,包括:
涂敷工序,在所述偏振片或所述透明保护膜的至少一个面涂敷权利要求1~8中任一项所述的活性能量射线固化型胶粘剂组合物;
贴合工序,使所述偏振片与所述透明保护膜贴合;和
粘接工序,通过胶粘剂层使所述偏振片与所述透明保护膜粘接,所述胶粘剂层通过从所述偏振片面一侧或所述透明保护膜面一侧照射活性能量射线使所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物固化而得到。
15.如权利要求14所述的偏振膜的制造方法,其中,
在所述涂敷工序前,对所述偏振片或所述透明保护膜的至少一个面、即要涂敷所述活性能量射线固化型胶粘剂组合物一侧的面实施电晕处理、等离子体处理、火焰处理或准分子处理。
16.如权利要求14或15所述的偏振膜的制造方法,其中,
所述贴合工序时的所述偏振片的水分率小于15%。
17.如权利要求14~16中任一项所述的偏振膜的制造方法,其中,
在所述粘接工序时,在活性能量射线照射时或照射后具有加热工序。
18.一种光学膜,其特征在于,
层叠有至少1片权利要求9~13中任一项所述的偏振膜。
19.一种图像显示装置,其特征在于,
使用了权利要求9~13中任一项所述的偏振膜和/或权利要求18所述的光学膜。
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