CN110023357A - 光固化性组合物、粘合片、粘合片层叠体、固化物、图像显示装置构成用层叠体及图像显示装置 - Google Patents

光固化性组合物、粘合片、粘合片层叠体、固化物、图像显示装置构成用层叠体及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

提供加热至可热熔的温度时能够追随贴合面的凹凸部而填充至各个角落、光固化后能够使被粘物彼此进一步更牢固地粘接的新型光固化性组合物。提出一种光固化性组合物,其特征在于,包含:以大分子单体为共聚性成分的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)、交联剂(B)及交联引发剂(C),该光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1(nm‑1)为0.05<X1<0.30。

Description

光固化性组合物、粘合片、粘合片层叠体、固化物、图像显示装 置构成用层叠体及图像显示装置
技术领域
本发明涉及使用含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物的光固化性组合物、以及使用其的粘合片、粘合片层叠体、固化物、图像显示装置构成用层叠体及图像显示装置。
背景技术
大分子单体为具有能键合的官能团的高分子量单体。大分子单体通过与其他单体加成或共聚,能够容易地合成接枝共聚物。而且,使用大分子单体合成接枝共聚物时,能够将物性不同的树脂各自分开地、而且简便并且纯度良好地组入到枝成分和干成分中,因此,在粘合粘接剂领域中也提出了各种使用这种大分子单体的粘合剂组合物。
例如专利文献1中,作为粘性、粘接力、内聚力等粘合物性良好的粘合剂用树脂组合物,公开了如下粘合剂用树脂组合物,其包含通过使数均分子量为1000~100000并且玻璃化转变温度为-20℃以下的大分子单体、具有羟基或羧基的自由基聚合性单体及其他单体进行自由基聚合而得到的接枝共聚物,且所述粘合剂用树脂组合物的干聚合物的玻璃化转变温度比枝聚合物的玻璃化转变温度高。
专利文献2中,作为提高高温·高湿条件下的耐久性和再剥离性的方法,公开了使用玻璃化转变温度为40℃以上并且数均分子量为2000~20000的含(甲基)丙烯酰基的大分子单体0.2~3质量份与(甲基)丙烯酸烷基酯57~98.8质量份、含官能团的单体1~20质量份、以及至少能与该(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体0~20质量份的共聚物(重均分子量50万~200万)的粘接剂。
专利文献3中,作为能够与各种被粘物容易地接合、在接合后使其固化从而能够发挥粘接剂那样的粘接力、并且进行切断加工时不易发生粘合粘接剂从切断面的渗出、不易发生切断面彼此的粘接的粘合粘接剂组合物,公开了如下固化型粘合粘接剂组合物,其包含:使(甲基)丙烯酸烷基酯单体与占全部单体成分中1~30质量%的数均分子量Mn为1000~200000且玻璃化转变点Tg为30~150℃的大分子单体共聚而成的丙烯酸类粘合性聚合物、光阳离子聚合性化合物、及光阳离子光聚合引发剂。
专利文献4中,作为即使在粘合带的粘合层中以高含量含有填充剂的情况下粘合性也优异、即使暴露于高温的情况下也会维持粘合性的压敏粘接剂,提出了一种压敏粘接剂,其特征在于,含有:将(甲基)丙烯酸类共聚物作为干聚合物、将(甲基)丙烯酸类大分子单体作为枝聚合物的(甲基)丙烯酸类接枝共聚物;交联剂;和填充剂。
专利文献5中,作为在通常状态即室温状态下能够具备可剥离的程度的粘接性(称为“粘性”)、并且加热至可热熔的温度时变得具有流动性、能够追随贴合面的高度差部而填充至各个角落、能够最终使被粘物彼此牢固地粘接的粘合剂树脂组合物,公开了一种粘合剂树脂组合物,其特征在于,含有:丙烯酸类共聚物(A)100质量份、交联剂(B)0.5~20质量份、和交联引发剂(C)0.1~5质量份,丙烯酸类共聚物(A)是重均分子量为5.0×104~5.0×105的接枝共聚物,所述粘合剂树脂组合物含有源自(甲基)丙烯酸酯的重复单元作为该接枝共聚物的干成分,含有源自数均分子量为5.0×102以上且不足6.0×103的大分子单体的重复单元作为该接枝共聚物的枝成分,并且,在丙烯酸类共聚物(A)中以0.1~3mol%的比例含有源自该大分子单体的重复单元。
另外,专利文献6中,公开了粘合剂组合物、以及使用该粘合剂组合物的粘合片,所述粘合剂组合物包含使含有数均分子量为500以上且不足6000的大分子单体(a)及乙烯基单体(b)的单体混合物聚合而得到的、重均分子量为5万~100万的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)。
专利文献7中公开了一种新型图像显示装置构成用层叠体的制造方法,所述图像显示装置构成用层叠体在室温状态下能够保持片状的形状、能够具备可剥离的程度的贴附性、通过热熔变得具有流动性、最终进行交联从而能够将图像显示装置构成构件彼此牢固地粘接。
专利文献8中公开了一种光固化性的粘合片,所述光固化性的粘合片即使为印刷遮盖部等光难以到达的部位也能够使其光固化,即使为具有某种程度的厚度的粘合片也能够使片整体固化。
专利文献9中公开了一种使光学装置构成用构件再循环的方法,所述方法从借助透明粘合材料将2个光学装置构成用构件暂时贴合而成的光学装置构成用层叠体将2个光学装置构成用构件剥离,从而使光学装置构成用构件再循环。
专利文献10中公开了一种粘合片层叠体,其在图像显示装置构成构件的贴合中能够抑制粘合层与脱模层的界面的异物混入、能够抑制脱模剂向粘合层的转移转印,贴合后的耐久性也优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平1-203412号公报
专利文献2:日本特开平8-209095号公报
专利文献3:日本特开平11-158450号公报
专利文献4:日本特开2011-219582号公报
专利文献5:日本特开2015-105296号公报
专利文献6:国际公开第2015/080244A1
专利文献7:国际公开第2015/137178A1
专利文献8:国际公开第2016/024618A1
专利文献9:国际公开第2016/002763A1
专利文献10:国际公开第2016/088697A1
发明内容
发明要解决的问题
本发明目的在于,通过对如上所述的以往公开的光固化性组合物、即具有含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物和交联剂的光固化性组合物进行进一步改良,来提供加热至可热熔的温度时能够追随贴合面的凹凸部而填充至各个角落、光固化后能够使被粘物彼此进一步更牢固地粘接的新型光固化性组合物。
用于解决问题的方案
本发明提出一种光固化性组合物,其特征在于,包含:含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)、交联剂(B)及交联引发剂(C),该光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1(nm-1)为0.05<X1<0.30。
发明的效果
利用本发明提出的光固化性组合物,能够在室温状态下保持片状并且显示自粘性(称为“粘性”),若在未交联状态下进行加热,则会软化乃至流动,例如通过加热至大分子单体的玻璃化转变温度以上,能够软化乃至流动,追随贴合面的凹凸部而填充至各个角落。进而,通过进行光固化,能够发挥优异的内聚力,因此,能够将被粘物彼此牢固地贴附。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式的一例进行说明。但是,本发明并不限于下述实施方式。
[本光固化性组合物]
本发明的实施方式的一例的组合物(称为“本光固化性组合物”)为如下的光固化性组合物,其特征在于,包含:含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)、交联剂(B)及交联引发剂(C),该光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1(nm-1)为0.05<X1<0.30。
上述“含有大分子单体作为结构单元”是指,除了含有大分子单体作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的共聚物成分的情况以外,还包括作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的加成键合成分而含有的情况等、作为除该共聚物成分以外的结构单元的情况而含有的情况。
本光固化性组合物优选具备至少交联剂(B)及交联引发剂(C)中的任一者与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合而成的构成。
至少交联剂(B)及交联引发剂(C)中的任一者与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合时,能够抑制键合的交联剂(B)、交联引发剂(C)的渗出。另外,通过使至少交联剂(B)及交联引发剂(C)中的任一者与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合,从而促进光交联反应的反应效率,因此能够得到内聚力更高的光固化物。
进而,至少交联剂(B)及交联引发剂(C)中的任一者与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合时,能够有意地设计(甲基)丙烯酸类共聚物(A)交联的部位,因此变得容易控制本发明中规定的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度。
此处,上述“与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合”是指交联剂(B)或交联引发剂(C)与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)通过包含共价键、离子键及金属键的化学键进行了键合的状态。
本光固化性组合物的特征在于,如上所述,小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1(nm-1)为0.05<X1<0.30。
小角X射线散射测定为通过观察散射角为几度以下(具体而言例如为10°以下)的散射X射线来获得纳米级(1~100nm)的结构信息的方法。
因此,小角X射线散射测定中能观测一维散射曲线的组合物是指不为在小角X射线散射测定中未观测到一维散射曲线的状态的组合物。需要说明的是,只要小角X射线散射测定中能观测一维散射曲线,就不限定本光固化性组合物的形状、状态。
本光固化性组合物中的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)为含有大分子单体作为结构单元的共聚物。通常将大分子单体作为结构单元的共聚物会形成接枝共聚物或嵌段共聚物。大分子单体的聚合性基团为1个的情况下,通常通过与其他单体的加成、缩合或共聚而形成接枝共聚物。另外,大分子单体的聚合性基团为2个的情况下,通常通过与其他单体的加成、缩合或共聚而形成嵌段共聚物。已知通常接枝共聚物、嵌段共聚物形成(微)相分离结构。
关于本光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度的规定,可以作为包含如上所述的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的组合物形成的(微)相分离结构的“相分离状态”的尺度来考虑。即,例如接枝共聚物中的干成分和枝成分、或嵌段共聚物中的各个嵌段成分形成了以不同的“相”的形式进行了微分离的状态。
此处,小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度大(宽)的情况下,是指峰较宽,是指与半值宽度小的情况相比,相分离的各相的密度差小的情况、相分离结构不均匀。
另一方面,半值宽度越小(窄),表示峰越尖锐,是指与半值宽度大的情况相比,相分离的各相的密度差更明确的情况、相分离结构更均匀。
因此,本光固化性组合物通过将上述半值宽度控制在特定的范围内,从而进行了微相分离的各个相能分别承担不同的粘合特性。
因此,可以认为能兼备通常难以兼顾的特性。
以下的说明中有时使用“枝成分”、“干成分”这样的用语以接枝共聚物为例进行说明,对于嵌段共聚物,将其换称为“各嵌段成分”(例如“嵌段成分A”、“嵌段成分B”)即可。
从如上所述的观点出发,对于本光固化性组合物,小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1,可以作为:包含大分子单体作为结构单元的共聚聚合物中由大分子单体形成的枝成分与干成分所形成的(微)相分离结构根据处方的交联剂、光引发剂而发生了变化后的状态的指标。
因此,对于本光固化性组合物,通过使0.05<X1<0.30,由此与如上所述的以往公开的光固化性组合物、即具有包含大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物和交联剂的以往的光固化性组合物相比,能够以更高水准兼顾作为矛盾物性的粘合性和形状稳定性,能够得到提高处理性的效果。
从所述观点出发,对于本光固化性组合物,小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1优选为0.05<X1<0.30、其中更进一步优选为0.06<X1或X1<0.27、尤其0.08<X1或X1<0.25、进而尤其为0.11<X1或X1≤0.23。
根据以上,前述半值宽度X1优选为0.05<X1<0.30、0.05<X1<0.27、0.05<X1<0.25或0.05<X1≤0.23中的任一者,其中更优选为0.06<X1<0.30、0.06<X1<0.27、0.06<X1<0.25或0.06<X1≤0.23中的任一者,其中进一步优选为0.08<X1<0.30、0.08<X1<0.27、0.08<X1<0.25或0.08<X1≤0.23中的任一者,进而其中最优选为0.11<X1<0.30、0.11<X1<0.27、0.11<X1<0.25或0.11<X1≤0.23中的任一者。
对于本光固化性组合物,作为用于调整小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1的主要手段,可列举出调整作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的结构、组成、分子量等并且调整或选择交联剂(B)、交联引发剂(C)的种类和量的手段。但是,不限定于这样的手段。需要说明的是,“基础聚合物”是指光固化性组合物中所含的主成分,另外,“主成分”是指以超过光固化性组合物的40质量%来含有的成分。
此处,作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的结构的选择,例如可列举出接枝共聚物或嵌段共聚物的选择。
作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的组成的调整,可列举出干成分和枝成分(嵌段共聚物的情况下为各嵌段成分)的组成的调整。
具体而言,通过调整基于(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分的相及基于干成分的相的玻璃化转变温度(Tg)、或将枝成分及干成分的相容性参数的平衡最优化、或将枝成分及干成分的亲水性·疏水性的平衡最优化,均能够控制上述半值宽度。例如,可以用枝成分形成Tg高的相、用干成分形成Tg低的相,来控制上述半值宽度。
如上所述,通过使用接枝聚合物,使枝成分与干成分的相容性的平衡最优化,能够控制半值宽度而形成最佳的相分离状态,从而兼备粘性和热熔性。
作为交联剂(B)、交联引发剂(C)的种类的调整,例如可列举出调整与构成(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的亲水性成分的相容性。对于交联剂(B)、交联引发剂(C),采用与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)形成的干成分和枝成分(嵌段共聚物的情况下为各嵌段成分)中任一相或两相的相容性高的成分、或者调整添加量,由此能够调整(甲基)丙烯酸类共聚物(A)形成的干成分与枝成分(嵌段共聚物的情况下为各嵌段成分)的相容性,从而控制相分离状态、即一维散射曲线的半值宽度。
其中,作为本光固化性组合物的上述半值宽度X1的调整方法,如后述,有效的是通过构成干成分和枝成分的单体所具有的官能团的种类、含有比例的最优化、枝成分的分子量的最优化等将(甲基)丙烯酸类共聚物(A)最优化,并且进行交联剂(B)、交联引发剂(C)的种类和量的调整。
进而,对于本光固化性组合物,为了将上述半值宽度X1调整到优选的范围,详细而言如后述,例如优选(1)作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的主要共聚成分(干成分),使用碳数为5以上、尤其8以上、尤其9以上、特别是10以上的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体。具体而言,优选从后述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的单体的例示中选择。
另外,优选(2a)作为除前述(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体以外的前述共聚性成分(干成分),使用亲水性成分。具体而言,优选从后述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的亲水性单体的例示中选择。而且,进一步优选(2b)相对于前述共聚成分(干成分)100以0.1~20的质量比例含有该亲水性成分从而提高干成分的亲水性。
进而,优选(3a)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混碳数4以下的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。另外,优选(3b)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混具有环状结构的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。
进而,优选(4a)作为交联剂(B),使用与亲水性成分的相容性高的含羟基化合物等。具体而言,优选从后述的交联剂(B)的例示中选择。而且,进一步优选(4b)相对于(甲基)丙烯酸类共聚物100质量份添加0.05~30质量份前述交联剂(B),适宜调整由干成分形成的相的极性。
如上所述,通过各自独立地适宜选择上述(1)~(4b),能够调整干成分与枝成分所成的相分离结构。其中,上述(1)~(4b)的方法中,优选将(1)与(2a)和/或(2b)组合、将(1)与(3a)和/或(3b)组合,更优选将(1)与(3a)和/或(3b)与(4a)和/或(4b)组合、最优选采用(1)~(4b)的全部方法。但是,不限定于该方法。
如上所述,使用接枝聚合物,使枝成分与干成分的相容性的平衡最优化,由此形成最佳的相分离状态即可,因此除了上述以外,例如也可以使用疏水性成分作为上述共聚物(A)的主要共聚性成分(干成分),并且使用亲水性成分作为上述共聚物(B)的枝成分,由此控制上述半值宽度X1。
本光固化性组合物更进一步优选照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X2(nm-1)为0.05<X2<0.25。
对于本光固化性组合物,通过使照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的该一维散射曲线、即照射光后的本光固化性组合物的该一维散射曲线的半值宽度X2(nm-1)为0.05<X2<0.25,从而不仅能够得到X1处于规定范围时的效果,还能够得到光固化后的组合物获得高的内聚力的效果。照射光的波长优选为后述的交联引发剂(C)会感应的波长。
从所述观点出发,对于本光固化性组合物,照射累积光照射量为4000mJ/m2的光时的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X2(nm-1)优选为0.05<X2<0.25、其中更进一步优选为0.06<X2或X2<0.24、尤其优选为0.08<X2或X2<0.22、进而尤其优选为0.10<X2或X2<0.20。
根据以上,前述半值宽度X2优选为0.05<X2<0.25、0.05<X2<0.24、0.05<X2<0.22或0.05<X2<0.20中的任一者,其中更优选为0.06<X2<0.25、0.06<X2<0.24、0.06<X2<0.22或0.06<X2<0.20中的任一者,其中进一步优选为0.08<X2<0.25、0.08<X2<0.24、0.08<X2<0.22或0.08<X2<0.20中的任一者,进而其中最优选为0.10<X2<0.25、0.10<X2<0.24、0.10<X2<0.22或0.10<X2<0.20中的任一者。
对于本光固化性组合物,用于调整照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X2(nm-1)的手段与用于调整上述半值宽度X1的手段同样。例如,可列举出调整作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的结构、组成、分子量等并且调整或选择交联剂(B)、交联引发剂(C)的种类和量的手段。但是,不限定于这样的手段。
进而,对于本光固化性组合物,为了将上述半值宽度X2调整为优选的范围,详细而言如后述,优选(1)作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的主要共聚成分(干成分),使用碳数为5以上、尤其8以上、尤其9以上、特别是10以上的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体。具体而言,优选从后述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的单体的例示中选择。
另外,优选(2a)作为除前述(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体以外的前述共聚成分(干成分),使用亲水性成分。具体而言,优选从后述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的亲水性单体的例示中选择。而且,进一步优选(2b)相对于前述共聚成分(干成分)100以0.1~20的质量比例含有该亲水性成分从而提高干成分的亲水性。
进而,优选(3a)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混碳数4以下的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。另外,优选(3b)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混具有环状结构的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。
进而,优选(4a)作为交联剂(B),使用与亲水性成分的相容性高的含羟基化合物等。具体而言,优选从后述的交联剂(B)的例示中选择。而且,进一步优选(4b)相对于(甲基)丙烯酸类共聚物100质量份添加0.05~30质量份前述交联剂(B),适宜调整由干成分形成的相的极性。
如上所述,通过各自独立地适宜选择上述(1)~(4b),能够调整干成分与枝成分所成的相分离结构。其中,上述(1)~(4b)的方法中,优选将(1)与(2a)和/或(2b)组合、将(1)与(3a)和/或(3b)组合,更优选将(1)与(3a)和/或(3b)与(4a)和/或(4b)组合,最优选采用(1)~(4b)的全部方法。但是,不限定于该方法。
如上所述,使用接枝聚合物,使枝成分与干成分的相容性的平衡最优化,由此形成最佳的相分离状态即可,因此除了上述以外,例如,也可以使用疏水性成分作为上述共聚物(A)的主要共聚性成分(干成分),并且使用亲水性成分作为上述共聚物(B)的枝成分,由此控制上述半值宽度X2。
需要说明的是,如前所述,本光固化性组合物的形状、状态没有限定。上述的4000mJ/m2的光不对光固化性组合物均匀地照射的情况下,以将该光固化性组合物成形为厚度150μm的片状者为基准(测定对象)来判断即可。
本光固化性组合物优选具有在20℃下显示粘合性、并且在50~100℃下软化或流动化的性质。
如上所述,本光固化性组合物通过使用后述的(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)作为基础树脂,从而能够具有这样的性质。
<(甲基)丙烯酸类共聚物(A)>
对于包含大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物(A),可以举出包含具备大分子单体作为枝成分的接枝共聚物的(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)作为一例。
本光固化性组合物通过交联剂(B)及交联引发剂(C)的作用进行交联,因此从其效率的方面出发,(甲基)丙烯酸类共聚物(A)为接枝共聚物是适当的。
将上述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)作为基础树脂来制作本光固化性组合物时,变得容易控制本发明中规定的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度。即,是使该半值宽度为范围内的达成手段的一个方式。因此,本光固化性组合物能够在室温状态下保持规定的形状例如片状并且显示自粘性(自己粘合性),具有在未交联状态下进行加热时会软化乃至流动的热熔性,进而能够光固化,光固化后发挥优异的内聚力从而能够粘接。
因此,使用(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)作为本光固化性组合物的基础聚合物时,即使为未交联状态,也能够具备在室温(20℃)下显示粘合性、并且加热至50~90℃、更优选60℃以上或80℃以下的温度时会软化乃至流动化的性质。
(干成分)
构成前述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分的(共)聚合物的玻璃化转变温度优选为-70~0℃。
此时,构成干成分的(共)聚合物成分的玻璃化转变温度是指仅将组成(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分的单体成分聚合而得到的聚合物的玻璃化转变温度。具体而言,是指根据由该(共)聚合物各成分的均聚物得到的聚合物的玻璃化转变温度和构成比率,通过Fox计算式算出的值。需要说明的是,仅包含干成分的聚合物也有均聚物(homopolymer)、共聚物的任意情况。
需要说明的是,Fox计算式为下式,可以使用聚合物手册〔PolymerHandBook,J.Brandrup,Interscience,1989〕中记载的值来求出。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))
[式中,Wi表示单体i的重量分率、Tgi表示单体i的均聚物的Tg(℃)。]
构成前述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分的(共)聚合物的玻璃化转变温度会影响室温状态下的本光固化性组合物的柔软性、本光固化性组合物对被粘物的润湿性即粘接性,因此本光固化性组合物为了在室温状态得到适度的粘接性(粘性),该玻璃化转变温度优选为-70℃~0℃、尤其为-65℃以上或-5℃以下,其中特别优选为-60℃以上或-10℃以下。
但是,即使该(共)聚合物的玻璃化转变温度为相同的温度,也可以通过调整分子量来调整粘弹性。例如可以通过减小干成分的分子量来使其更柔软。
作为前述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的单体,可列举出(甲基)丙烯酸酯单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、3,5,5-三甲基环己烷丙烯酸酯、对枯基苯酚环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
另外,也可以使用这些(甲基)丙烯酸酯单体上键合有亲水基的(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,也可以使用(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基琥珀酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、衣康酸、马来酸单甲酯、衣康酸单甲酯等含羧基单体。
进而也可以使用马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基的单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯等含环氧基单体、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等含氨基的(甲基)丙烯酸酯系单体;(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺·氯甲烷盐、(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(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-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等丙烯酰胺系单体;马来酸酰胺、马来酰亚胺等含有酰胺基的单体;乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基咔唑等杂环系碱性单体;(甲基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、2-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧基)乙基异氰酸酯、(甲基)丙烯酸2-(0-[1’-甲基丙叉基氨基]羧基氨基)乙酯、2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯等含有异氰酸酯基或封端异氰酸酯基的单体;2-[2-羟基-5-[2-((甲基)丙烯酰氧基)乙基]苯基]-2H-苯并三唑等含有紫外线吸收性基团的单体等。
另外,也可以适宜使用可以与上述丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体共聚的、苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、烷基乙烯基醚、羟基烷基乙烯基醚、烷基乙烯基单体等各种乙烯基单体。
另外,(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分优选含有疏水性的单体和亲水性的单体作为结构单元。
(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分仅由疏水性单体构成时,可观察到湿热白化的倾向,因此优选将亲水性单体也导入至干成分,从而防止湿热白化。
具体而言,作为上述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的干成分,可列举出疏水性的(甲基)丙烯酸酯单体与亲水性的(甲基)丙烯酸酯单体与大分子单体的末端的聚合性官能团无规共聚而成的共聚物成分。
此处,作为上述的疏水性的(甲基)丙烯酸酯单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧乙酯、甲基丙烯酸甲酯。
另外,作为疏水性的乙烯基单体,可列举出乙酸乙烯酯等烷基乙烯基酯、苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、烷基乙烯基单体等。
其中,从与后述枝成分所成的相容易形成适度的相分离结构的方面和对本光固化性组合物赋予适度的粘接性(粘性)的观点出发,优选为碳数5以上、尤其8以上、尤其9以上、特别是10以上的烷基(甲基)丙烯酸酯。
例如具有触摸传感器功能的构件中使用本光固化性组合物的情况下,为了吸收触摸检测灵敏度的变化从而抑制检测信号的噪音产生,有时要求相对介电常数低的光固化性组合物。此时,从将本光固化性组合物和/或使本光固化性组合物光固化而成的固化物的相对介电常数调整为较低的观点出发,作为疏水性单体,优选使用碳数5以上、尤其8以上、尤其9以上、特别是10以上的烷基(甲基)丙烯酸酯。
此处,作为碳数8以上的烷基(甲基)丙烯酸酯,例如可列举出丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧乙酯等。
作为上述的亲水性的单体,例如除了丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基琥珀酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、衣康酸、马来酸单甲酯、衣康酸单甲酯等含羧基单体、马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基的单体、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯等含环氧基单体、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯以外,还可以使用(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、苯基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(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-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺系单体。
上述之中,从防止本光固化性组合物的湿热白化、并且提高对被粘物的密合性的观点出发,作为上述的亲水性的单体,优选使用含羟基单体、含羧基单体、含酸酐基的单体、(甲基)丙烯酰胺系单体。
另一方面,本光固化性组合物用于金属或金属氧化物等具有腐蚀性的构件的情况下,为了防止本光固化性组合物和/或使本光固化性组合物光固化而成的固化物带来的被粘物的腐蚀劣化,优选使用不含有酸性度高的羧基、酸酐的亲水性成分。从所述观点出发,作为上述亲水性的单体,例如优选使用(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、苯基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(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-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺系单体。
(枝成分:大分子单体)
(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)优选导入大分子单体作为接枝共聚物的枝成分,包含大分子单体作为结构单元。
大分子单体为具有末端的聚合性官能团和高分子量骨架成分的高分子单体。
大分子单体的玻璃化转变温度(Tg)优选比构成上述(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)的共聚物成分的玻璃化转变温度高。
具体而言,大分子单体的玻璃化转变温度(Tg)会影响本光固化性组合物的加热熔融温度(热熔温度),因此优选为30℃~120℃、其中进一步优选为40℃以上或110℃以下、尤其50℃以上或100℃以下。
大分子单体为这样的玻璃化转变温度(Tg)时,通过调整分子量,能够保持优异的加工性、保管稳定性、并且能够调整为在50℃~80℃附近热熔。
大分子单体的玻璃化转变温度是指该大分子单体自身的玻璃化转变温度,可以利用差示扫描量热计(DSC)来测定。
另外,为了使得在室温状态下枝成分彼此相互吸引从而作为粘合剂组合物能够维持进行物理交联这样的状态、而且通过加热至适度的温度能够使前述物理交联解开从而得到流动性,调整大分子单体的分子量、含量也是优选的。
从所述观点出发,(甲基)丙烯酸类共聚物(A1)中优选以5质量%~30质量%的比例含有大分子单体、尤其优选为6质量%以上或25质量%以下、尤其为8质量%以上或20质量%以下。
另外,大分子单体的数均分子量优选为500~10万、其中优选不足8000、其中优选为800以上或不足7500、尤其为1000以上或不足7000。
大分子单体可以适宜使用通常制造的大分子单体(例如东亚合成株式会社制大分子单体等)。
大分子单体的高分子量骨架成分优选由丙烯酸类聚合物或乙烯基系聚合物构成。
作为前述大分子单体的高分子量骨架成分,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、3,5,5-三甲基环己烷丙烯酸酯、对枯基苯酚环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯、烷氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、烷基乙烯基单体、烷基乙烯基酯、烷基乙烯基醚、羟基烷基乙烯基醚、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、N-取代(甲基)丙烯酰胺等各种乙烯基单体,这些可以单独使用或组合使用2种以上。
大分子单体具有自由基聚合性基团、或羟基、异氰酸酯基、环氧基、羧基、氨基、酰胺基、巯基等聚合性官能团。作为大分子单体,优选具有可与其他单体共聚的自由基聚合性基团。对于自由基聚合性基团,可以含有一个或两个以上,其中特别优选为一个。大分子单体具有官能团的情况下,官能团也可以含有一个或两个以上,其中特别优选为一个。另外,对于自由基聚合性基团和官能团,可以含有任一者,也可以含有两者。含有自由基聚合性基团和官能团这两者的情况下,与由其他单体形成的聚合物单元加成的官能团、或与其他单体共聚的自由基聚合性基团中的任意者以外的官能团、或自由基聚合性基团可以为两个以上。
因此,作为前述大分子单体的末端官能团,例如除了甲基丙烯酰基、丙烯酰基、乙烯基等自由基性聚合基团以外,还可列举出羟基、异氰酸酯基、环氧基、羧基、氨基、酰胺基、巯基等官能团。
其中,作为前述大分子单体的末端官能团,优选具有可与其他单体共聚的自由基聚合性基团。此时,对于该自由基聚合性基团,可以含有一个或两个以上,其中特别优选为一个。
大分子单体具有官能团的情况下,也可以含有一个或两个以上官能团,其中特别优选为一个。
另外,对于自由基聚合性基团和官能团,可以含有任一者,也可以含有两者。含有自由基聚合性基团和官能团这两者的情况下,与由其他单体形成的聚合物单元加成的官能团、或与其他单体共聚的自由基聚合性基团中的任意者以外的官能团、或自由基聚合性基团可以为两个以上。
大分子单体可以通过公知的方法来制造。作为大分子单体的制造方法,例如可列举出使用钴链转移剂进行制造的方法、使用α-甲基苯乙烯二聚物等α取代不饱和化合物作为链转移剂的方法、使聚合性基团化学键合的方法、及利用热分解的方法。这些中,作为大分子单体的制造方法,在制造工序数少、使用链转移常数高的催化剂的方面,优选使用钴链转移剂进行制造的方法。
(制造方法)
丙烯酸类共聚物(A1)例如可以将特定的大分子单体(a)与由乙烯基单体(b)形成的聚合物加成来得到,另外,也可以将含有特定的大分子单体(a)和乙烯基单体(b)的单体混合物聚合来得到。
<交联剂(B)>
本光固化性组合物中的交联剂(B)具有作为包含(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的组合物形成的(微)相分离结构的控制剂、换言之为用于调整本光固化性组合物的柔软性和内聚力的控制剂的作用。
作为交联剂(B),例如可列举出具有选自(甲基)丙烯酰基、环氧基、异氰酸酯基、羧基、羟基、碳二亚胺基、噁唑啉基、氮丙啶基、乙烯基、氨基、亚氨基、酰胺基、N-取代(甲基)丙烯酰胺基、烷氧基甲硅烷基中的至少1种交联性官能团的交联剂,可以使用1种或组合2种以上来使用。
需要说明的是,上述交联性官能团可以被可脱保护的保护基团保护。
其中,从交联反应的控制的容易性的观点出发,优选多官能(甲基)丙烯酸酯。
作为这样的多官能(甲基)丙烯酸酯,例如除了1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油缩水甘油基醚二(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、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A聚乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、双酚A聚烷氧基二(甲基)丙烯酸酯、双酚F聚烷氧基二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三氧乙基(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯改性三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇的ε-己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯等紫外线固化型的多官能单体类以外,还可列举出聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等多官能丙烯酸类低聚物类、以及多官能丙烯酰胺等。
上述列举出的例子中,从提高对被粘物的密合性、湿热白化抑制的效果的观点出发,上述多官能(甲基)丙烯酸酯单体中,优选含有羟基、羧基、氨基、酰胺基等极性官能团的多官能单体或低聚物。其中,优选使用具有羟基或酰胺基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
从防止湿热白化的观点出发,作为前述(甲基)丙烯酸酯共聚物(A1)、即接枝共聚物的干成分,优选含有疏水性的丙烯酸酯单体和亲水性的丙烯酸酯单体,进而,作为交联剂(B),优选使用具有羟基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
另外,为了调整密合性、耐湿热性、耐热性等效果,还可以添加与交联剂(B)反应的单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯。
另外,作为具有2种以上交联性官能团的交联剂,例如除了(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油基醚等含环氧基单体、(甲基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、2-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧基)乙基异氰酸酯、(甲基)丙烯酸2-(0-[1’-甲基丙叉基氨基]羧基氨基)乙酯、2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯等含有异氰酸酯基或封端异氰酸酯基的单体以外,还可列举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-环氧丙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、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等各种硅烷偶联剂。
具有2种以上交联性官能团的交联剂可以采用使一种交联性官能团与(甲基)丙烯酸类共聚物反应、从而与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合而成的结构。
通过使交联剂(B)与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合,从而能够抑制交联剂(B)的渗出、抑制粘合剂组合物的未预期到的增塑化。另外,通过使交联剂(B)与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合,从而促进光交联反应的反应效率,因此能够得到内聚力更高的固化物。
对于交联剂(B)的含量,从将小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度调整为适当范围从而维持适度的相分离结构,使本光固化性组合物的柔软性与内聚力平衡的观点出发,相对于前述(甲基)丙烯酸类共聚物(A)100质量份,优选以0.05质量份或30质量份的比例含有、其中优选以0.1质量份或20质量份的比例含有、其中特别优选为0.5质量份以上或15质量份以下、特别是1质量份以上或13质量份以下的比例。
本光固化性组合物可以还含有与交联剂(B)的交联性官能团反应的单官能单体。通过含有单官能单体,从而能够增大本光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1的值、或提高热熔时的流动性,而且能够提高对被粘物的密合性、能够提高湿热白化抑制的效果。
作为这样的单官能单体,例如除了丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸烷基酯以外,还可列举出(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基马来酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基琥珀酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、衣康酸、马来酸单甲酯、衣康酸单甲酯等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基的单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等含醚基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、苯基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(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-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺系单体等。
其中从提高对被粘物的密合性、湿热白化抑制的效果的观点出发,优选使用含羟基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺系单体。
<交联引发剂(C)>
本光固化性组合物中使用的交联引发剂(C)发挥作为交联剂(B)的交联反应中的反应引发助剂的功能。
交联引发剂可以适宜使用现在公知的交联引发剂。其中,从交联反应的控制的容易性的观点出发,优选对波长380nm以下的紫外线发生感应的光聚合引发剂。
另一方面,从得到高的光反应性的方面及感应的光在将本光固化性组合物赋形为片状时容易到达至片的深部的方面出发,对波长比380nm长的波长的光发生感应的光聚合引发剂是优选的。
光聚合引发剂根据自由基产生机理大致分为2类,大致分为能够使光聚合引发剂自身的单键开裂分解从而产生自由基的裂解型光聚合引发剂;和经光激发的引发剂与体系中的供氢体形成激发络合物并能够使供氢体的氢转移的夺氢型光聚合引发剂。
这些当中的裂解型光聚合引发剂通过光照射产生自由基时发生分解而形成其他化合物,一旦被激发就不会带来作为交联引发剂的功能。因此,不会作为活性种而残留在交联反应结束后的粘合材料中,没有给粘合材料带来未预期到的光劣化等的可能性,因此优选。
另一方面,夺氢型光聚合引发剂在基于紫外线等活性能量射线照射的自由基发生反应时不会产生裂解型光聚合引发剂这样的分解物,因此在反应结束后不易形成挥发成分,能够减少对被粘物的损伤,在这方面是有用的。
作为前述裂解型光聚合引发剂,例如可列举出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-(4-(2-羟基乙氧基)苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-[4-{4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)苄基}苯基]-2-甲基-丙烷-1-酮、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、苯基乙醛酸甲酯、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、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、{1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)]}1,2-辛二酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰基肟)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)乙氧基苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)2,4,4-三甲基戊基氧化膦、他们的衍生物等。
作为前述夺氢型光聚合引发剂,例如可列举出二苯甲酮、4-甲基-二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基二苯甲酮、4-[2-((甲基)丙烯酰氧基)乙氧基]二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基-4’-甲氧基二苯甲酮、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯、苯甲酰基甲酸甲酯、双(2-苯基-2-氧代乙酸)氧双乙烯、4-(1,3-丙烯酰基-1,4,7,10,13-五氧杂十三烷基)二苯甲酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、3-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、樟脑醌、其衍生物等。
但是,作为光聚合引发剂,不限定与前述中举出的物质。可以使用上述中举出的光聚合引发剂中的任一种或其衍生物,也可以组合使用两种以上。
其中,从对光的感应性高、并且在反应后变为分解物、发生消色的方面出发,优选双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)乙氧基苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)2,4,4-三甲基戊基氧化膦等酰基氧化膦系光聚合引发剂。
另外,从反应控制的容易性及与包含具备大分子单体作为枝成分的接枝共聚物的丙烯酸类共聚物的相容性的方面出发,作为交联引发剂(C),优选使用二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基二苯甲酮、4-[2-((甲基)丙烯酰氧基)乙氧基]二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基-4’-甲氧基二苯甲酮、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯、苯甲酰基甲酸甲酯等。
交联引发剂(C)的含量没有特别限制。作为标准,相对于丙烯酸类共聚物(A)100质量份,优选以0.1~10质量份、尤其0.5质量份以上或5质量份以下、尤其1质量份以上或3质量份以下的比例来含有。
通过将交联引发剂(C)的含量设为上述范围,从而能够得到对活性能量射线的适度的反应灵敏度。
进而,除了交联引发剂(C)成分以外,也可以使用敏化剂。
作为敏化剂,没有特别限定,只要为光聚合引发剂中使用的敏化剂,就可以没有问题地使用。例如可列举出芳香族胺、蒽衍生物、蒽醌衍生物、香豆素衍生物、噻吨酮衍生物、酞菁衍生物等、二苯甲酮、呫吨酮、噻吨酮、米氏酮、9,10-菲醌等芳香族酮及它们的衍生物等。
<其它成分>
本光固化性组合物可以含有通常的粘合组合物中配混的公知的成分作为除上述以外的成分。例如,可以适宜含有增粘树脂、抗氧化剂、光稳定化剂、金属减活剂、防锈剂、抗老化剂、吸湿剂、防水解剂、抗静电剂、消泡剂、无机颗粒等各种添加剂。
另外,根据需要可以适宜含有根据需要的反应催化剂(叔胺系化合物、季铵系化合物、月桂酸锡化合物等)。
<本粘合片>
可以由本光固化性组合物制作粘合片(称为“本粘合片”)。
本粘合片可以为由单一层形成的片,也可以为2层以上层叠而成的多层片。
将本粘合片制成3层以上的粘合片的情况下,例如,形成具备中间层和最外层的层叠构成的粘合片的情况下,优选由本光固化性组合物形成其最外层。
使本粘合片形成具备中间层和最外层的层叠构成的粘合片的情况下,各最外层的厚度与中间层的厚度的比率优选为1:1~1:20、其中进一步优选为1:2~1:10。
中间层的厚度为上述范围时,对层叠体中的粘合材料层的厚度的贡献不会过大,不会过度柔软从而使得裁断、取回的操作性差,因此优选。
另外,最外层为上述范围时,对凹凸、弯曲面的追随性不会差,能够维持对被粘物的粘接力、润湿性,是优选的。
(本粘合片的厚度)
对于本粘合片的厚度,通过减薄片厚,从而能够满足薄壁化要求,另一方面,若过度减薄片厚,则例如有在被粘面有凹凸部的情况下不能充分追随凹凸、不能发挥充分的粘接力的可能性。
从所述观点出发,本粘合片的厚度优选为20μm~500μm、尤其为25μm以上或350μm以下、其中特别优选为50μm以上或250μm以下。
(本粘合片的粘合力)
对于本粘合片,贴附于玻璃、照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的、对玻璃的180°剥离强度、即照射光后的本粘合片的该180°剥离强度优选为3N/cm以上。
对玻璃的该180°剥离强度为3N/cm以上时,能够发挥优异的内聚力,因此,能够将被粘物彼此牢固地贴附。因此,能够将后述的图像显示构成构件彼此更牢固地贴附。
从所述观点出发,本粘合片如上所述,光照射时的对玻璃的180°剥离强度优选为3N/cm以上、其中进一步优选为5N/cm以上、尤其为10N/cm以上。
(本粘合片的使用方法)
本粘合片也可以以原样单独使用。另外,也可以与其他构件层叠来使用。
<本粘合片层叠体>
本粘合片层叠体只要为层构成中包含本粘合片的层叠体,则其构成是任意的。例如,可以在本粘合片的一侧或两侧层叠脱模薄膜而构成粘合片层叠体。
作为脱模薄膜,可以任意使用现在公知的薄膜。
上述脱模薄膜的厚度没有特别限制。其中,例如从加工性及处理性的观点出发,优选为25μm~500μm、其中进一步优选为38μm以上或250μm以下、尤其为50μm以上或200μm以下。
<本固化物>
通过对上述本光固化性组合物照射光使其固化(称为“光固化”),能得到特征在于小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X3(nm-1)为0.05<X3<0.25的固化物(称为“本固化物”)。
此处,固化物是指对本光固化性组合物照射光使其固化而成者,其形态是任意的。因此可以为片状,也可以不为片状。
本固化物中,通过使小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X3(nm-1)为0.05<X3<0.25,由此能够得到高内聚力且可靠性高的固化物。
从所述观点出发,本固化物中,对于小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X3(nm-1),从与上述本光固化性组合物同样的观点出发,优选为0.05<X3<0.25、其中更进一步优选为0.06<X3或X3<0.24、尤其0.08<X3或X3<0.22、进而尤其0.10<X3或X3<0.20。
根据以上,前述半值宽度X3优选为0.05<X3<0.25、0.05<X3<0.24、0.05<X3<0.22或0.05<X3<0.20中的任一者,其中更优选为0.06<X3<0.25、0.06<X3<0.24、0.06<X3<0.22或0.06<X3<0.20中的任一者,其中进一步优选为0.08<X3<0.25、0.08<X3<0.24、0.08<X3<0.22或0.08<X3<0.20中的任一者,进而其中最优选为0.10<X3<0.25、0.10<X3<0.24、0.10<X3<0.22或0.10<X3<0.20中的任一者。
作为用于调整本固化物的上述半值宽度X3的手段,与用于调整上述半值宽度X1(nm-1)的手段同样。例如,可列举出调整作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的结构、组成、分子量等并且调整或选择交联剂(B)、交联引发剂(C)的种类和量的手段。但是,不限定于这些手段。
进而,本固化物中,为了将上述半值宽度X3调整为优选的范围,详细而言如前述,优选(1)作为(甲基)丙烯酸类共聚物的主要共聚成分(干成分),使用碳数为5以上、尤其8以上、尤其9以上、特别是10以上的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体。具体而言,优选从前述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的单体的例示中选择。
另外,优选(2a)作为除前述(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体以外的前述共聚性成分(干成分),使用亲水性成分。具体而言,优选从后述的丙烯酸类共聚物(A1)的干成分含有的亲水性单体的例示中选择。而且,进一步优选(2b)相对于前述共聚成分(干成分)100以0.1~20的质量比例含有该亲水性成分从而提高干成分的亲水性。
进而,优选(3a)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混碳数4以下的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。另外,优选(3b)以相对于干成分100成为1~100的质量比例的方式配混具有环状结构的(甲基)丙烯酸类单体或乙烯基单体成分作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的枝成分,调整干成分的相与枝成分的相所成的微相分离状态。
进而,优选(4a)作为交联剂(B),使用与亲水性成分的相容性高的含羟基化合物等。具体而言,优选从前述的交联剂(B)的例示中选择。而且,进一步优选(4b)相对于(甲基)丙烯酸类共聚物100质量份含有0.05~30质量份前述交联剂(B),适宜调整干成分的极性。
如上所述,通过各自独立地适宜选择上述(1)~(4),能够调整干成分与枝成分所成的相分离结构。其中,上述(1)~(4b)的方法中,优选将(1)与(2a)和/或(2b)组合、将(1)与(3a)和/或(3b)组合,更优选将(1)与(3a)和/或(3b)与(4a)和/或(4b)组合,最优选采用(1)~(4b)的全部方法。但是,不限定于该方法。
如上所述,使用接枝聚合物,使枝成分与干成分的相容性的平衡最优化,由此形成最佳的相分离状态即可,因此除上述以外,例如,也可以使用疏水性成分作为上述共聚物(A)的主要共聚性成分(干成分),并且使用亲水性成分作为上述共聚物(B)的枝成分,由此控制上述半值宽度X3。
<本图像显示装置构成用层叠体>
可以夹着上述本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物将2个图像显示装置用构成构件层叠而构成图像显示装置构成用层叠体(称为“本图像显示装置构成用层叠体”)。
此时,作为2个图像显示装置用构成构件,例如可列举出由触摸传感器、图像显示面板、表面保护面板及偏光薄膜组成的组中的任意者、或2种以上的组合。
作为本图像显示装置构成用层叠体的具体例,例如可列举出脱模片/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/触摸面板、脱模片/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/保护面板、脱模片/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/图像显示面板、图像显示面板/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/触摸面板、图像显示面板/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/保护面板、图像显示面板/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/触摸面板/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/保护面板、偏光薄膜/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/触摸面板、偏光薄膜/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/触摸面板/本光固化性组合物或上述本粘合片或上述本固化物/保护面板等构成。但是,不限定于这些层叠例。
上述触摸面板也包括使保护面板内在触摸面板功能的结构体、使图像显示面板内在触摸面板功能的结构体。
<本图像显示装置>
使用如上所述的本图像显示装置构成用层叠体,可以构成图像显示装置(称为“本图像显示装置”)。
作为本图像显示装置,例如可以构成液晶显示器、有机EL显示器、无机EL显示器、电子纸、等离子体显示器及微机电系统(MEMS)显示器等图像显示装置。
<语句的说明>
本说明书中记载为“X~Y”(X、Y为任意的数字)的情况下,只要没有特别说明,则与“X以上且Y以下”的含义一同,也包含“优选大于X”或“优选小于Y”的含义。
另外,记载为“X以上”或“X≤”(X为任意数字)的情况下,也包含“优选大于X”的意思。
另外,记载为“Y以下”或“Y≥”(Y为任意数字)的情况下,也包含“优选不足Y”的意思。
通常片与薄膜的界限不明确,本发明中没必要在表述上将两者区别开,因此在本发明中,称为“薄膜”的情况下也包含“片”,称为“片”的情况下也包含“薄膜”。
实施例
以下,利用实施例更具体地对本发明进行说明。但是,本发明不限定于实施例。
[实施例1]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将数均分子量2500的聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体15质量份、丙烯酸丁酯81质量份、及丙烯酸4质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类共聚物(A-1、质均分子量:20万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)50g、作为光引发剂(C)的ESACURETZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物1。
接着,在表面进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂株式会社制、Diafoil MRV、厚度100μm)上,将前述光固化性组合物1以厚度成为150μm的方式成形为片状后,覆盖表面进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂株式会社制、Diafoil MRQ、厚度75μm),制作粘合片层叠体1。
[实施例2]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将末端官能团为甲基丙烯酰基的聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体(数均分子量3000)15质量份、丙烯酸丁酯81质量份、及丙烯酸4质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类共聚物(A-2、质均分子量:15万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)110g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物2。
对于前述光固化性组合物2,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体2。
[实施例3]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将末端官能团为甲基丙烯酰基的聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体(数均分子量6700)15质量份、丙烯酸丁酯81质量份、及丙烯酸4质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类共聚物(A-3、质均分子量:4.6万)1kg,添加作为交联剂(B)的壬二醇二丙烯酸酯(大阪有机工业株式会社制、Viscoat 260)(B-2)5g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物3。
对于前述光固化性组合物3,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体3。
[实施例4]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将末端官能团为甲基丙烯酰基的聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体(数均分子量2500)30质量份、丙烯酸丁酯66质量份、及丙烯酸4质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类共聚物(A-4、质均分子量:11万)1kg,混合作为交联剂(B)的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯(昭和电工株式会社制、Karenz MOI)(B-3)27g。在80℃下加热4小时,使(甲基)丙烯酸类共聚物(A-4)的羧基与交联剂(B-3)的异氰酸酯基反应。其后,添加作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g及丙烯酸羟基丁酯100g,进行均匀混合,得到光固化性组合物4。
对于前述光固化性组合物4,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体4。
[实施例5]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的实施例2中使用的丙烯酸类共聚物(A-2、质均分子量:15万)1kg混合作为交联剂(B)的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯(昭和电工株式会社制、Karenz MOI)(B-3)36g。在80℃下加热4小时,使(甲基)丙烯酸类共聚物(A-4)的羧基与交联剂(B-3)的异氰酸酯基反应。其后,添加作为光引发剂(C)的ESACURE KTO46(IGM公司制)(C-2)15g,均匀混合,得到光固化性组合物5。
对于前述光固化性组合物5,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体5。
[实施例6]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将数均分子量2500的末端官能团为甲基丙烯酰基的聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体(数均分子量2500)11质量份、丙烯酸2-乙基己酯86质量份、及丙烯酸3质量份无规共聚而成的丙烯酸类共聚物(A-5、质均分子量:7.4万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NKESTER ATM-4PL)(B-1)90g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物6。
对于前述光固化性组合物6,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体6。
[实施例7]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含甲基丙烯酸异冰片酯:甲基丙烯酸甲酯=1:1的末端官能团为甲基丙烯酰基的大分子单体(数均分子量3000)13.5质量份、丙烯酸月桂酯43.7质量份、丙烯酸2-乙基己酯40质量份、及丙烯酰胺2.8质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类接枝共聚物(A-6、质均分子量:16万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)50g、作为光引发剂(C)的苯甲酰甲酸甲酯(Lambson公司制、Speedcure MBF)(C-3)15g,均匀混合,得到光固化性组合物7。
对于前述光固化性组合物7,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体7。
[实施例8]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含甲基丙烯酸异冰片酯:甲基丙烯酸甲酯=1:1的末端官能团为甲基丙烯酰基的大分子单体(数均分子量3000)30质量份、丙烯酸月桂酯33质量份、丙烯酸2-乙基己酯34质量份、及丙烯酰胺3质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类接枝共聚物(A-7、质均分子量:7.9万)1kg,添加作为交联剂(B)的三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、DCP)(B-4)200g、作为光引发剂(C)的ESACURETZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物8。
对于前述光固化性组合物8,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体8。
[实施例9]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含甲基丙烯酸异冰片酯:甲基丙烯酸甲酯=1:1的末端官能团为甲基丙烯酰基的大分子单体(数均分子量8800)13.5质量份、丙烯酸月桂酯43.7质量份、丙烯酸2-乙基己酯40质量份、及丙烯酰胺2.8质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类接枝共聚物(A-8、质均分子量:11万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)90g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物9。
对于前述光固化性组合物9,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体9。
[比较例1]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸酯甲酯的MMA-BA-MMA三嵌段型共聚物(KURARAY CO.,LTD制、KURARITY LA2140e)(A-9、质均分子量:7.4万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)110g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(IGM公司制)(C-1)15g,均匀混合,得到光固化性组合物10。
对于前述光固化性组合物10,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体10。
[比较例2]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含丙烯酸2-乙基己酯24质量份、丙烯酸丁酯74质量份及丙烯酸2质量份的丙烯酸类共聚物(A-10、质均分子量:50万)1kg添加作为交联剂(B)的壬二醇二丙烯酸酯(大阪有机工业株式会社制、Viscoat 260)(B-2)5.5g、作为光交联引发剂(C)的ESACURE TZT(C-1)(IGM公司制)9.5g,均匀混合,得到光固化性组合物11。需要说明的是,前述(甲基)丙烯酸类共聚物(A-10)为不含大分子单体成分的共聚物。
对于前述光固化性组合物11,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体11。
[比较例3]
相对于作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的、将包含甲基丙烯酸异冰片酯:甲基丙烯酸甲酯=1:1的末端官能团为甲基丙烯酰基的大分子单体(数均分子量3000)13.5质量份、丙烯酸月桂酯43.7质量份、丙烯酸2-乙基己酯40质量份、及丙烯酰胺2.8质量份进行无规共聚而成的丙烯酸类接枝共聚物(A-11、质均分子量:4.9万)1kg,添加作为交联剂(B)的丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制、NK ESTER ATM-4PL)(B-1)90g、作为光引发剂(C)的ESACURE TZT(C-1)(IGM公司制)15g,均匀混合,得到光固化性组合物12。
对于前述光固化性组合物12,通过与实施例1同样的方法制作粘合片层叠体12。
需要说明的是,前述(甲基)丙烯酸类聚合物(A-11)的分子量低、流动性高,因此光固化性组合物12在室温下呈粘稠液体状。
<评价>
接着,对关于上述实施例及比较例中得到的光固化性组合物、粘合片或粘合片层叠体的评价方法进行说明。
[小角X射线散射]
对于小角X射线散射测定,用作为大型辐射光设施的SPring-8的BL03XU(先进软材料开发产学联合光束线)来进行。
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体即光固化前的光固化性组合物,将两面的脱模薄膜剥离,将粘合片设置在试样用夹具中。
对于X射线的光束形状,将纵长设为120μm,将横长调整为120μm。X射线波长设为检测器使用CCD(Hamamatsu Photonics V7739P+ORCA R2)。对于相机长度,设为约4m,使用标准试样(骨胶原)进行校正。调整衰减器(衰减板)的种类、厚度、曝光时间,以使强力的X射线不会损伤检测器的方式来设定,在此基础上对样品照射X射线,得到样品的二维散射图像。
根据前述的步骤中得到的样品的二维散射图像进行背景的校正。具体而言,取得在没有样品的状态下进行了与前述步骤相同的操作的背景的二维散射图像,使用图像处理软件(Image-J),从样品的二维散射图像中扣除背景的二维散射图像,得到解析用的二维散射图像。在解析用的二维散射图像中确认到了环状的散射。接着,由解析用的二维散射图像变换为一维散射曲线。具体而言,用X射线数据处理软件(Fit2d)读入解析用的二维散射图像,遍及全方位角并且在q=0.04~0.4的范围进行积分,由此得到横轴为q[nm-1]、纵轴为散射强度的一维散射曲线。
根据得到的一维散射曲线,求出峰的半值宽度X、峰位置Y。在一维散射曲线中有如下情况:在q=0.1附近呈极小值、散射强度朝向原点变高的情况;和在q=0.1附近经过拐点后,散射强度朝向原点变小的情况。在q=0.1附近呈极小值、散射强度朝向原点变高的情况下,将比极小值的q大的区域作为解析对象。另外,在q=0.1附近经过拐点后,散射强度朝向原点变小的情况下,将比拐点的q大的区域作为解析对象。接着,作为基线校正,求出解析对象区域的散射强度的最小值,在整个区域扣除最小值,进行基线校正。用高斯函数和洛伦兹函数对得到的校正后的一维散射曲线进行拟合,将得到的合成函数的半值宽度设为X1、将峰位置设为Y1。拟合中使用波形分离软件(Fityk)。
另外,以Z1=2π/Y1算出本光固化性组合物所成的相分离结构的结构域间距离Z1。需要说明的是,对于未从得到的一维散射曲线检测到峰的情况,在表中记载为(ND)。
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体,用高压汞灯从一个脱模薄膜侧以波长365nm的累积光量成为4000mJ/cm2的方式照射光,将光固化性组合物固化。对光固化后的光固化性组合物即固化物,与上述的光固化前的光固化性组合物同样地操作,求出小角X射线散射测定中的一维散射曲线的峰半值宽度(X2)及峰位置(Y2),根据峰位置(Y2)算出结构域间距离(Z2)。
[保持力]
将实施例及比较例中制作的粘合片层叠体裁切为40mm×50mm,将单面的脱模薄膜剥离,用手压辊背贴裱合用的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂株式会社制DiafoilS-100、厚度38μm)后,将其裁切为宽度25mm×长度100mm的长条状,作为试验片。
接着,将残留的脱模薄膜剥离,用手压辊对SUS板(120mm×50mm×厚度1.2mm)以贴附面积成为25mm×20mm的方式进行贴附。
其后,使试验片在40℃的气氛下进行15分钟熟化后,对试验片在垂直方向安装挂上500gf(4.9N)的砝码并静置后,测定砝码的落下时间(分钟)。对于在30分钟以内未落下者,测定SUS与试验片的贴附位置向下方偏移的长度(mm)、即偏移量。
需要说明的是,表中的“<0.2mm”为偏移量不足0.2mm、基本没有偏移的状态的含义。
[玻璃粘接力]
<固化前粘接力的测定>
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体,将一侧的脱模薄膜剥离,用手压辊对作为裱合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东洋纺织株式会社制;商品名“COSMOSHINEA4300”、厚度100μm)进行辊压接。将其裁切为10mm宽度×100mm长的长条状,用手压辊将剥离残留的脱模薄膜而露出的粘合面辊贴附于钠钙玻璃。实施高压釜处理(70℃、表压0.2MPa、20分钟),进行最终贴附,制作光固化前的玻璃粘接力测定样品。对裱合薄膜一边以形成180°的角度、以60mm/分钟的剥离速度拉伸,一边从玻璃将粘合片剥离,用负荷传感器测定拉伸强度,测定光固化前的粘合片对玻璃的180°剥离强度(N/cm)。
<固化后粘接力的测定>
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体,将一侧的脱模薄膜剥离,用手压辊对作为裱合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东洋纺织株式会社制;商品名“COSMOSHINEA4300”、厚度100μm)进行辊压接。将其裁切为10mm宽度×100mm长的长条状,用手压辊将剥离残留的脱模薄膜而露出的粘合面辊贴附于钠钙玻璃。实施高压釜处理(70℃、表压0.2MPa、20分钟),进行最终贴附后,使用高压汞灯从裱合薄膜侧以波长365nm的累积光量成为4000mJ/cm2的方式对粘合片照射光,制作光固化后的玻璃粘接力测定样品。对裱合薄膜一边以形成180°的角度、以60mm/分钟的剥离速度拉伸,一边从玻璃将粘合片剥离,用负荷传感器测定拉伸强度,测定光固化后的粘合片对玻璃的180°剥离强度(N/cm)。
需要说明的是,表中的“<0.5”表示剥离强度过小从而不能测定的状态。
[相对介电常数]
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体,从一个脱模薄膜侧,用高压汞灯以波长365nm的累积光量成为4000mJ/cm2的方式照射光,将光固化性组合物固化。其后,依次剥离脱模薄膜,贴附于电极(KEYCOM Corporation.制、DPT-009)。用LCR测量仪(AgilentTechnologies制、E4980A)依据JIS K 6911测定23℃50%RH、频率100kHz下的相对介电常数。
将频率100kHz下的相对介电常数为3.5以上的情况评价为“×(poor)”,将不足3.5的情况评价为“○(good)”。
[耐金属腐蚀性]
在玻璃基板(60mm×45mm)上以线宽度70μm、线长度46mm、线间隔30μm进行10.5个往返,形成5根厚度的氧化铟(ITO)的往返线,并且在该往返线的两末端形成由ITO构成的2mm见方的正方形,形成ITO图案(长度约97cm),制作耐金属腐蚀性评价用ITO玻璃基板。
将实施例及比较例中制作的粘合片的一侧的脱模薄膜剥离,用手压辊将PET薄膜(TOYOBO CO.,LTD.制、COSMOSHINE A4100、125μm)贴附于其露出面。接着,将前述粘合片切出52mm×45mm后,剥离残留的脱模薄膜,以覆盖ITO的5根往返线的方式,用手压辊将粘合片贴附于耐金属腐蚀性评价用ITO玻璃基板。实施高压釜处理(70℃、表压0.2MPa、20分钟),进行最终贴附后,用高压汞灯从PET薄膜侧以波长365nm的累积光量成为4000mJ/cm2的方式对粘合片照射光,制作耐金属腐蚀性评价用样品(带粘合片的ITO布线)。
对于该耐金属腐蚀可靠性评价用样品(带粘合片的ITO布线)中的5根ITO布线,分别测定室温下的电阻值,求出初始的布线电阻值的平均值(Ω0)。
将该耐腐蚀可靠性评价用样品(带粘合片的ITO布线)在65℃90%RH环境下保管800小时。保管后,同样地测定耐金属腐蚀性评价用样品(带粘合片的ITO布线)中的ITO布线的电阻值,求出环境试验后的布线电阻值的平均值(Ω)。
然后,算出ITO电阻值即线末端间电阻值的变化率(%)[((Ω/Ω0)-1)×100],表中以“电阻值变化”的形式示出。
将电阻值的变化不足5%者判定为“◎(very good)”,将5%以上且不足10%者判定为“○(good)”,将10%以上者判定为“×(poor)”。
[形状稳定性]
对实施例及比较例中制作的粘合片层叠体,从一个脱模薄膜(三菱树脂株式会社制、Diafoil MRQ、厚度75μm)侧,以不贯通另一脱模薄膜(三菱树脂株式会社制、DiafoilMRV、厚度100μm)的方式,将粘合片半切割(half cut)成30mm×30mm的正方形状。
将经裁切的一个脱模薄膜(三菱树脂株式会社制、Diafoil MRQ、厚度75μm)剥离,在露出的粘合面覆盖经剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂株式会社制、Diafoil MRT、厚度50μm)。将两侧的剥离薄膜裁切为50mm×50mm,制作光固化前的形状稳定性评价用样品。
将前述形状稳定性评价用样品在温度40℃、湿度90%的环境下熟化300小时,观察熟化后的粘合片的端面的粘合材料的渗出量。对于粘合材料的渗出的量,对经裁切的固化后的粘合片测定各边的中央部的粘合材料的渗出距离,将4边的平均距离作为粘合材料的渗出量(mm)。
在熟化后粘合片被压碎、粘合材料的渗出量为2mm以上者判定为“×(poor)”,将观察到粘合材料的渗出但为1mm以上且不足2mm者判定为“○(good)”,将不足1mm者判定为“◎(very good)”。
需要说明的是,表中的“<0.1mm”是粘合材料的渗出量不足0.1mm、基本没有粘合材料的渗出的状态的含义,“>2.0mm”是指粘合材料的渗出更显著、渗出量大于2.0mm的状态。
[高度差吸收性]
对58mm×110mm×厚度0.8mm的玻璃的周缘部(长边侧3mm、短边侧15mm)实施厚度40~50μm的印刷,准备中央的凹部为52mm×80mm的带有印刷高度差的玻璃板。
将实施例及比较例中制作的粘合片层叠体的一侧的脱模薄膜剥离,辊贴合于钠钙玻璃(54mm×82mm×厚度0.5mm)的整面。剥离残留的脱模薄膜,将粘合片施加于前述带有印刷高度差的玻璃板的边框状的印刷高度差,并利用真空压制机进行压制压接(绝对压力5kPa、温度70℃、压制压力0.04MPa),制作评价样品。
对于前述评价样品的高度差吸收性,在60℃、0.3MPa的条件下实施30分钟高压釜处理后,确认贴合的评价样品的外观,将在印刷高度差附近观察到气泡的情况判定为“×(poor)”,将未观察到气泡的情况判定为“○(good)”。
[耐发泡可靠性]
用手压辊将带有粘合层的偏光板(SANRITZ CORPORATION制、VLC2-1518AGD2SF4、尺寸54mm×82mm)贴附于54mm×82mm×厚度0.5mm的钠钙玻璃,实施高压釜处理(25℃、表压0.2MPa、20分钟),制作偏光板基材。
将实施例及比较例中制作的粘合片层叠体的单面的脱模薄膜剥离,用手压辊将54mm×82mm×厚度0.5mm的钠钙玻璃贴附于其露出面。接着,将粘合片层叠体的残留的脱模薄膜剥离,用手压辊将前述的偏光板基材的偏光板面贴附于其露出面。实施高压釜处理(温度60℃、气压0.4MPa、30分钟),进行最终贴附后,用高压汞灯从钠钙玻璃面以波长365nm的累积光量成为4000mJ/cm2的方式对粘合片照射光,制作耐发泡可靠性评价样品。
将前述评价样品在95℃环境下熟化100小时,将无发泡等未观察到外观变化的情况判定为“○(good)”,将观察到发泡、剥离的情况判定为“×(poor)”。
[表1]
实施例中制作的光固化性组合物由于通过小角X射线散射测定求出的光固化性组合物的半值宽度处于规定的范围,因此同时实现适度的内聚力和粘合性,保管稳定性、贴合可靠性也优异。
对于光固化前后的光固化性组合物的半值宽度为0.08以上者,呈保持力特别高的结果。
另外,对于使用碳数5以上的疏水性单体作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的主要共聚成分的光固化性组合物6~9,频率100kHz下的相对介电常数低为3.5以下,更适合用于触摸传感器。
进而,对于光固化性组合物7~9,作为(甲基)丙烯酸类共聚物(A)的共聚成分,未使用酸性度高的含羧基单体、含酸酐基的单体,作为亲水性成分,使用了丙烯酰胺。因此,光固化性组合物7~9的耐金属腐蚀性特别优异,也适合用于金属及金属氧化物等具有腐蚀性的被粘物。
另一方面,比较例1中制作的光固化性组合物的通过小角X射线散射测定求出的光固化性组合物的半值宽度X1不足0.05,超出本发明的规定,因此内聚力过强从而粘合性不足,高度差吸收性差。
对于比较例2中制作的光固化性组合物,未观测到基于小角X射线散射测定的一维散射曲线。因此,光固化性组合物的内聚力不足,光固化前的保管稳定性、贴合后的耐发泡可靠性差。
比较例3中制作的光固化性组合物使用了包含大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类聚合物,但在室温下呈粘稠液体状,光固化性组合物未观测到小角X射线散射测定中的一维散射曲线。因此光固化性组合物缺乏内聚力,光固化前的保管稳定性、贴合后的耐发泡可靠性差。

Claims (15)

1.一种光固化性组合物,其特征在于,包含:含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)、交联剂(B)、及交联引发剂(C),
该光固化性组合物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X1(nm-1)为0.05<X1<0.30。
2.根据权利要求1所述的光固化性组合物,其特征在于,照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X2(nm-1)为0.05<X2<0.25。
3.根据权利要求1或2所述的光固化性组合物,其中,(甲基)丙烯酸类共聚物(A)是使含有大分子单体(a)及乙烯基单体(b)的单体聚合而得到的。
4.根据权利要求3所述的光固化性组合物,其特征在于,大分子单体(a)的数均分子量为500~10万。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光固化性组合物,其特征在于,至少交联剂(B)及交联引发剂(C)中的任一者与(甲基)丙烯酸类共聚物(A)键合。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光固化性组合物,其特征在于,其具有在20℃下显示粘合性、并且在50~100℃下软化或流动化的性质。
7.一种粘合片,其包含权利要求1~6中任一项所述的光固化性组合物。
8.根据权利要求7所述的粘合片,其特征在于,将粘合片贴附于玻璃并照射以累积光照射量计为4000mJ/m2的光时的、对玻璃的180°剥离强度为3N/cm以上。
9.一种粘合片层叠体,其具备将权利要求7或8所述的粘合片和脱模薄膜层叠而成的构成。
10.一种图像显示装置用层叠体,其具备在2个图像显示装置用构成构件之间夹设权利要求1~6中任一项所述的光固化性组合物而成的构成。
11.一种固化物,其特征在于,其是使光固化性组合物光固化而成的固化物,所述光固化性组合物包含:含有大分子单体作为结构单元的(甲基)丙烯酸类共聚物(A)、交联剂(B)、及交联引发剂(C),
该固化物的小角X射线散射测定中的一维散射曲线的半值宽度X3(nm-1)为0.05<X3<0.25。
12.根据权利要求11所述的固化物,其中,(甲基)丙烯酸类共聚物(A)是使含有大分子单体(a)及乙烯基单体(b)的单体聚合而得到的。
13.一种图像显示装置用层叠体,其具备在2个图像显示装置用构成构件之间夹设权利要求11或12所述的固化物而成的构成。
14.根据权利要求10或13所述的图像显示装置用层叠体,其特征在于,所述图像显示装置构成构件包含由触摸传感器、图像显示面板、表面保护面板及偏光薄膜、相位差薄膜组成的组中的任意2种以上的组合。
15.一种图像显示装置,其具备权利要求10、13或14所述的图像显示装置构成用层叠体。
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