JP2009062522A

JP2009062522A - 水系接着剤

Info

Publication number: JP2009062522A
Application number: JP2008203911A
Authority: JP
Inventors: Kaiyo Maeda; 海洋前田
Original assignee: Sumika Chemtex Co Ltd
Current assignee: Sumika Chemtex Co Ltd
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2009-03-26
Also published as: CN101362931A; KR20090015832A; TW200925232A

Abstract

【課題】従来の偏光板は、十分な耐温水性を示さない場合がある。
【解決手段】ポリアミンエピハロヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂及び水を含有することを特徴とする水系接着剤。
保護フィルム、該水系接着剤に含まれる固形物からなる層、及び偏光子を含むことを特徴とする偏光板。
ポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液を混合する工程を含むことを特徴とする水系接着剤の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、水系接着剤等に関する。

偏光板は、特定の振動方向の光だけ透過させ他の光を遮断する光学部材として、コンピュータ、テレビ、携帯電話、カーナビゲーション、携帯情報端末などのフラットパネル表示装置（ＦＰＤ）として幅広く用いられている。偏光板は、ヨウ素や二色性染料などの偏光素子をポリビニルアルコールフィルムなどの基材に含浸及び延伸して得られる偏光子と、トリアセチルセルロースなどの保護フィルムとを含み、該偏光子と該保護フィルムとの接着剤には、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤が用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−１３１５２４号公報（［００３２］）

最近、偏光板を含むＦＰＤを厳しい環境下、特に高湿高温の環境下で使用しても破壊されないような耐久性が求められており、偏光板についても、高湿高温下で変化しないものが求められている。具体的には、偏光板を温水下に浸漬しても、偏光子が収縮して偏光子から偏光素子が溶出しない特性、いわゆる耐温水性に優れる偏光板が求められている。しかしながら、従来の偏光板は、十分な耐温水性を示さない場合がある。

このような状況下、本発明者らは耐温水性に優れた偏光板を与える接着剤を見出すべく鋭意検討したところ、以下の［１］〜［８］記載の発明に至った。
［１］．ポリアミンエピハロヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂及び水を含有することを特徴とする水系接着剤。
［２］．ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量が１０〜２００重量部であることを特徴とする［１］記載の水系接着剤。
［３］．ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量５０〜１８０重量部であることを特徴とする［１］又は［２］記載の水系接着剤。
［４］．ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量７０〜１５０重量部であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか記載の水系接着剤。
［５］．さらにポリビニルアルコールを含有し、該ポリビニルアルコールの含有量が、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の合計含有量１００重量部に対し、３００重量部以下であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか記載の水系接着剤。
［６］．保護フィルム、［１］〜［５］のいずれか記載の水系接着剤に含まれる固形物からなる層、及び偏光子を含むことを特徴とする偏光板。
［７］．ポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液を混合する工程を含むことを特徴とする水系接着剤の製造方法。
［８］．［７］記載の製造方法で得られた混合物をｐＨ８〜１１に調整する工程を含むことを特徴とする水系接着剤の製造方法。

本発明の水系接着剤は、耐温水性に優れた偏光板を与える。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の水系接着剤は、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂及び水を含有する。
ポリアミンエピハロヒドリン樹脂は、ポリジアリルメチルアミンとエピハロヒドリンとの反応生成物であり、例えば、センカ工業（株）製のミリオゲン（登録商標）Ｐ−２０として、該反応生成物を約２０重量％含有する水溶液が市販されている。

ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂は、ポリアミンとポリカルボン酸の縮重合物にエピハロヒドリンを反応させたものであり、田岡化学工業（株）製のスミレーズレジン（登録商標、「Srz.」と記すことがある）６６１５、６５０（３０）、６７５Ａ、星光ＰＭＣ社製のＷＳシリーズ、荒川化学工業（株）アラフィックス５３０、５０４などが水溶液の形状で市販されている。
中でも、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液としては、田岡化学工業（株）製のスミレーズレジン（登録商標）６６１５（ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１５〜１７重量％，粘度２０〜１００ｍＰａ・ｓ）が、速やかに耐温水性が発現する傾向があることから好ましい。

本発明の水系接着剤は、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、通常、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量が１０〜２００重量部、好ましくは５０〜１８０重量部、より好ましくは７０〜１５０重量部である。
水系接着剤におけるポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量が１０重量部以上であれば、耐温水性に優れる傾向があることから好ましく、２００重量部以下であれば、混合溶液の経時安定性が高まる傾向にあることから好ましい。

本発明の水系接着剤は、ポリビニルアルコールを含有していてもよい。ポリビニルアルコールとしては、例えば、部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、シラノール基変性ポリビニルアルコールなどが挙げられ、中でも、スルホン酸変性ポリビニルアルコール及びカルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの酸変性ポリビニルアルコールが耐温水性に優れることから好ましい。
本発明の水系接着剤におけるポリビニルアルコールの含有量としては、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の合計含有量１００重量部に対して、好ましくは、３００重量部以下であり、より好ましくは、１５０重量部以下である。さらに好ましくは、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の合計含有量１００重量部に対して、ポリビニルアルコールの含有量が１重量部以下、特に好ましくは、ポリビニルアルコールを実質的に含有しない水系接着剤が、耐温水性が向上する傾向があることから好ましい。

本発明の水系接着剤の粘度は、通常、１〜１００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは、１〜３０ｍＰａ・ｓである。粘度が１ｍＰａ・ｓ以上であると、保存安定性が向上する傾向があることから好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以下であると、塗工性が向上する傾向があることから好ましい。
本発明の水系接着剤の固形分は、通常、０．５〜５０重量％であり、好ましくは、０．５〜２０重量％である。固形分が０．５重量％以上であると、保存安定性が向上する傾向があることから好ましく、５０重量％以下であると、塗工性が向上する傾向があることから好ましい。
上記粘度および固形分の調整は、水系接着剤に、適宜、水を添加すればよい。
尚、本発明における固形分とは、ＪＩＳＫ−６８２８に準じて測定される値であり、水溶液中における樹脂などの固形物の含有率を意味する。また、粘度は、２５℃でブルックフィールド粘度計（東機産業株式会社製）により測定した値である。

本発明の水系接着剤は、目的に応じて、さらに粘度調整剤、ｐＨ調整剤、耐候安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、タッキファイヤー、可塑剤、軟化剤、染料、顔料、および無機フィラー等を配合されていてもよい。また、本発明を阻害しない範囲内で、他の接着剤との併用してもよい。

本発明の水系接着剤は、アルカリ水溶液等にてｐＨを８〜１１、好ましくは、９〜１１に調整することが好ましい。
アルカリ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ金属水酸化物の水溶液；アンモニア水溶液、トリメチルアミン水溶液、トリス緩衝液などのアンモニア系水溶液などが挙げられ、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。

本発明の水系接着剤は、被着体と被着体との接着剤として用いてもよいし、被着体の一面のみに塗工、乾燥して塗料として用いてもよい。被着体と被着体との接着剤として用いる場合には、被着体の少なくとも一方が吸水して水系接着剤に含まれる固形物からなる層が形成される。

本発明の接着剤が接着し得る被着体としては、例えば、木材、合板、ＭＤＦ、パーティクルボード、ファイバーボードなどの木質系材料；壁紙、包装紙などの紙質系材料：綿布、麻布、レーヨン、トリアセチルセルロース等のセルロース系材料、あるいは多孔質系の材料などで水を吸収する材料が挙げられる。
また、本発明の接着剤の一部が水を吸収する材料と被着していれば、その他の部分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、シクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック材料、ガラス、陶磁器などのセラミック材料、アルミ箔、銅箔、鋼板などの金属材料などを被着体としてもよい。
さらに、ポリビニルアルコールフィルム、ポリアクリル酸系フィルムなどの吸水性プラスチック材料なども被着体として好適である。

本発明の水系接着剤は、耐温水性に優れる。また、接着性及び透明性にも優れる。このことから、光学部材用接着剤に好適であり、特に、偏光板用接着剤に好ましく、とりわけ、保護フィルム、本発明の水系接着剤に含まれる固形物からなる層、及び偏光子を含む偏光板用の水系接着剤に好適である。
ここで、保護フィルムの材質としては、例えば、トリアセチルセルロース、部分ケン化トリアセチルセルロース、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。トリアセチルセルロース系保護フィルムとしては、例えば、フジタック（富士写真フィルム（株）の登録商標）のシリーズ、コニカミノルタオプト社製のコニカミノルタＴＡＣフィルムとして市販されている。また、シクロオレフィンポリマーとしては、例えば、ゼオノア（日本ゼオン（株）の登録商標）シリーズなどが挙げられる。
また、保護フィルムはけん化処理などの改質やコロナ処理など表面処理が施されたものであってもよい。

偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコールフィルムなどの基材にヨウ素や二色性染料などの偏光素子を含浸させ、延伸したものが挙げられる。

本発明の水系接着剤は、接着性が速やかに発現することから、接着剤を塗布した被着体を室温あるいは加熱下で保存して接着性を向上させる、いわゆる、「養生」を行う時間が短いか不要であり、接着作業の生産性に優れる。

本発明の水系接着剤は、例えば、偏光板などの光学部材用接着剤、塗料、コーティング材、建築用接着剤、発泡壁紙用材料などに好適である。

以下、本発明を実施例で詳細に説明する。特に断りがない限り、部および％は重量基準を意味する。
（実施例１）
ポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液１部（ミリオゲンＰ−２０、固形分１９．９％、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量０．１９９部）とポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液１部（スミレーズレジン６６１５、固形分１５．７％、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量０．１５７部）と水３１部とを混合し、ｐＨ約４の水溶液を得、次いで、ｐＨが約１０となるように１０％水酸化ナトリウム水溶液をさらに混合して、本発明の水系接着剤を得た。得られた水系接着剤の固形分は１．１％、粘度は約１０ｍＰａ・ｓであった。

＜偏光子の調製＞
厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルム（平均重合度１７００、ケン化度９９．９％以上）に一軸延伸を施し（延伸倍率５倍）、緊張状態に保ったまま、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含む水溶液（ヨウ素／ヨウ化カリウム／水＝０．０５／５／１００（重量比））に６０秒間浸漬した。次にヨウ化カリウムおよびほう酸を含む６５℃の水溶液（ヨウ化カリウム／ほう酸／水＝２．５／７．５／１００（重量比））に３００秒浸漬した。２５℃の純水で２０秒水洗した後、５０℃で乾燥して偏光子を得た。

＜偏光板の調製＞
保護フィルムとして、縦２０ｃｍ（ＭＤ方向）×横７ｃｍ（ＴＤ方向）のけん化処理済トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ）と、縦２０ｃｍ（ＭＤ方向）×横７ｃｍ（ＴＤ方向）のコロナ処理済延伸シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を使用した。ＴＡＣとＣＯＰの間に、縦１５ｃｍ（ＭＤ方向）×横５ｃｍ（ＴＤ方向）の前記偏光子を挟み込み、ＴＡＣと偏光子との間及びＣＯＰと偏光子との間に、前記水系接着剤を１〜２ｍＬ程度滴下した。続いて小型ヘビーマングルで圧締して（圧締条件４ｋｇｆ/ｃｍ^２、３９．２Ｎ/ｃｍ^２）、８０℃に調整された通風オーブンに３分間静置し、偏光板を得た（断面図として図１参照）。該偏光板の透明性は良好であった。

＜接着性＞
偏光板の保護フィルムと偏光子との界面にカッター刃を入れ、力を入れても剥離せず、接着性は良好（◎）であった。
接着性の評価は以下の通りとした。
◎：保護フィルムと偏光子との界面にカッター刃を入れ、力を加えても剥離しなかった。
○：保護フィルムと偏光子との界面にカッター刃を入れ、力を加えるとやや剥離した。
×：保護フィルムと偏光子との界面にカッター刃を入れると剥離した。

＜耐温水性試験＞
図３の模式図で示したように、得られた切片のＭＤ方向約２／３が、６０℃に調製された温水に鉛直方向に浸漬させて（図３のｄ線の下まで浸漬させて）、４時間その状態で静置したのち取り出したところ、該切片はＭＤ方向に偏光子が僅かに収縮し（図３のａ）、偏光子の下からヨウ素が溶出していた（図３のｂ）。偏光子が温水により浸蝕された部分の長さ、すなわち、ａとｂの和（図３のｃ、以下、浸蝕度と記すことがある）を測定したところ、浸蝕度は３００μｍ以下であり、５００μｍ以下にとどまっていたため、耐温水性を良好（◎）と判定した。浸蝕度が５００μm以下であれば実用上まったく問題なく、１０００μmを超えると実用上大きな問題を生じることがある。また、別途、調製された偏光板について、１日間室温下で養生した後に、上記耐温水性試験を行ったところ、浸蝕度は３００μｍ以下と良好であった。さらに、別途、調製された偏光板について、５日間室温下で養生した後に、上記耐温水性試験を実施したところ、浸蝕度は３００μｍ以下と良好であった。

（耐温水性の評価基準）
◎：浸蝕度５００μｍ以下
○：浸蝕度５００μｍより大、１０００μｍ以下
×：浸蝕度１０００μｍより大

（実施例２〜８）
水系接着剤に含まれる樹脂の種類と該樹脂の重量比（ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂を１００部とした場合の他の樹脂の部数）を表１記載のとおり用いる以外は実施例１と同様に行った。結果は実施例１の結果とともに表１に示した。

（実施例９〜１４）
水系接着剤を表２記載のとおりに調製した。
次に、実施例１で用いたものと同じ保護フィルム（縦２０ｃｍ（ＭＤ方向）×横７ｃｍ（ＴＤ方向）のけん化処理済トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ））２枚の間に、実施例１と同様に調製された偏光子を挟み込み、ＴＡＣと偏光子と間に前記水系接着剤を１〜２ｍＬ程度滴下した。続いて小型ヘビーマングルで圧締して（圧締条件４ｋｇｆ/ｃｍ^２、３９．２Ｎ/ｃｍ^２）、８０℃に調整された通風オーブンに３分間静置し、偏光板を得た（断面図として図２参照）。該偏光板の透明性はいずれも良好であった。
接着性及び耐温水性の試験を実施例１と同様に行い、結果を表２に示した。

実施例１〜８で調製された偏光板の断面図実施例９〜１４で調製された偏光板の断面図耐温水性試験後の偏光板の平面図（模式図）

符号の説明

１：保護フィルム（けん化トリアセチルセルロースフィルム、ＴＡＣ）
２：水系接着剤
３：偏光子（ヨウ素含有）
４：保護フィルム（コロナ処理済シクロオレフィンポリマー、ＣＯＰ）
ａ：偏光子の収縮した長さ（ＭＤ方向）
ｂ：偏光子からヨウ素が溶出した長さ（ＭＤ方向）
ｃ：浸蝕度「偏光子が温水により浸蝕された長さ（ＭＤ方向）」
ｄ：温水面

Claims

ポリアミンエピハロヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂及び水を含有することを特徴とする水系接着剤。
ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量が１０〜２００重量部であることを特徴とする請求項１記載の水系接着剤。
ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量５０〜１８０重量部であることを特徴とする請求項１又は２記載の水系接着剤。
ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量１００重量部に対し、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂の含有量７０〜１５０重量部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の水系接着剤。
さらにポリビニルアルコールを含有し、該ポリビニルアルコールの含有量が、ポリアミンエピハロヒドリン樹脂及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂の合計含有量１００重量部に対し、３００重量部以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の水系接着剤。
保護フィルム、請求項１〜５のいずれか記載の水系接着剤に含まれる固形物からなる層、及び偏光子を含むことを特徴とする偏光板。
ポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液及びポリアミドポリアミンエピハロヒドリン樹脂水溶液を混合する工程を含むことを特徴とする水系接着剤の製造方法。
請求項７記載の製造方法で得られた混合物をｐＨ８〜１１に調整する工程を含むことを特徴とする水系接着剤の製造方法。