JP2011093957A - 光学用粘着剤組成物、光学用粘着剤及び光学フィルム - Google Patents

光学用粘着剤組成物、光学用粘着剤及び光学フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤組成物、粘着剤及び光学フィルムを提供する。
【解決手段】下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物が提供され、上述した問題を解決することができる。
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
【選択図】 図1

Description

本発明は、活性エネルギー線を用いて硬化させる光学用粘着剤組成物、光学用粘着剤、及び光学フィルムに関する。特に、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤組成物、光学用粘着剤及び光学フィルムに関する。
液晶表示装置等において良好な画像表示を行うためには、液晶セルに対し、偏光板を光学的に均一に貼合し、光学的性質を維持する必要がある。
すなわち、液晶表示装置等においては、偏光板の寸法変化にともなう貼合部の浮きや剥れ、あるいは、偏光板の寸法変化にともなう不均一な残留応力等が、いわゆる「光漏れ」の原因となり、直接的に製品品質の低下へと繋がりやすい。
したがって、液晶表示装置等においては、環境変化等にかかわらず、偏光板の光学的性質を維持する必要がある。
そこで、従来、偏光板の貼合における粘着剤、あるいは接着剤には、光照射により、短時間で硬化させることができる光硬化性組成物が広く用いられている(例えば、特許文献1〜2)。
すなわち、特許文献1には、シーズニング期間を短縮でき、かつ、永久接着剤、再剥離用等、様々な用途に使用できる感圧接着剤シートであって、偏光板の貼合にも使用可能な感圧接着剤シートが開示されている。
より具体的には、支持体または剥離シート上に、炭素数1〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体を重合してなるアクリル系重合体100重量部に対して、少なくとも、側鎖に放射線重合性基を有するアクリル系重合体1〜100重量部が配合された配合物からなる薄膜を形成し、放射線架橋してなる感圧接着剤シートが開示されている。
また、特許文献2には、液晶セルに対し、偏光板を耐久性よく接着し得るとともに、高温高湿環境下であっても光漏れが生じにくい偏光板用粘着剤が開示されている。
より具体的には、アクリル系共重合体と、側鎖に活性エネルギー線重合性基を有するアクリル系共重合体を含む粘着性材料に、活性エネルギー線を照射してなる、23℃における貯蔵弾性率(G´)が0.3〜10MPaであることを特徴とした偏光板用粘着剤が開示されている。
特開2001−107005号公報(特許請求の範囲) 特開2006−309114号公報(特許請求の範囲)
しかしながら、特許文献1に開示された感圧接着剤シートは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体を重合して得られるアクリル系重合体に対して、側鎖に放射線重合性基を有するアクリル系重合体の相溶性が低く、光学材料である偏光板の貼合に用いるには、透明性が乏しいという問題が見られた。
また、特許文献1に開示された感圧接着剤は、側鎖に放射線重合性基を有するアクリル系重合体同士を、直接的に光架橋させているため、架橋密度が高く、環境変化に曝された場合には、十分な耐久性を得ることが困難となって、光漏れが生じやすくなる問題が見られた。
また、特許文献2に開示された偏光板用粘着剤においても、アクリル系共重合体に対する、側鎖に活性エネルギー線重合性基を有するアクリル系共重合体の相溶性が低く、十分な透明性が得られないという問題が見られた。
一方、引用文献2に開示された偏光板用粘着剤は、イソシアナート等の熱架橋剤を併用することにより、耐久性を向上させ、光漏れの発生をある程度抑制することには成功している(実施例)。
しかしながら、この場合、熱架橋のためのシーズニング期間を、1週間程度設けなければならないという問題が生じていた。
このような事情から、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤が求められていた。
そこで、本発明の発明者等は、以上のような事情に鑑み鋭意努力したところ、(A)所定重量平均分子量を有する(メタ)アクリル酸エステル重合体と、(B)所定重量平均分子量を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体と、(C)多官能(メタ)アクリレート化合物と、(D)光重合開始剤とを、所定割合で配合することによって、シーズニングを行わなくとも、環境変化によらず良好な粘着剤特性が得られ、かつ、透明性についても向上することを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤組成物、光学用粘着剤及び光学フィルムを提供することにある。
本発明によれば、下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物が提供され、上述した問題を解決することができる。
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
すなわち、本配合により、(B)成分同士の架橋において、(C)成分を介在させることになり、(B)成分同士を直接架橋させた場合と比べ、架橋密度を好適な範囲に調節することができるとともに、(B)成分同士の架橋をより効率的に行うことができる。
その結果、イソシアナート等による熱架橋を別途行うことなく、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることができるばかりか、優れた透明性を得ることも可能となる。
また、(A)成分及び(B)成分が、所定の重量平均分子量を有することから、(C)成分による(B)成分の光架橋と相まって、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性を効果的に向上させることができる。
したがって、本発明の光学用粘着剤組成物であれば、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、優れた透明性を得ることができる。
また、本発明の光学用粘着剤組成物を構成するにあたり、(A)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99.9:0.1〜80:20の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性を、より効果的に向上させることができるばかりか、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より効果的に得ることができる。
また、本発明の光学用粘着剤組成物を構成するにあたり、(B)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99:1〜50:50の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性を、さらに効果的に向上させることができるばかりか、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、さらに効果的に得ることができる。
なお、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体とは、共重合の後に、側鎖にエチレン性二重結合を有することとなる単量体をも含むものとする。
また、本発明の光学用粘着剤組成物を構成するにあたり、(B)成分の側鎖におけるエチレン性二重結合が、イソシアナート基を介して導入された(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
このように構成することにより、(B)成分及び(C)成分の光架橋における架橋点間距離を、より好適な範囲に調節することができる。
また、(C)成分が、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、及びε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートからなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。
このように構成することにより、(B)成分及び(C)成分の光架橋における架橋密度を、さらに好適な範囲に調節することができ、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性についても、より効果的に向上させることができる。
また、(A)成分に対する(B)成分の相溶性をさらに向上させて、より優れた透明性を得ることができる。
また、本発明の光学用粘着剤組成物を構成するにあたり、(E)成分として、シランカップリング剤をさらに含有するとともに、当該(E)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、光学用粘着剤とした場合における偏光板や位相差フィルム等と、液晶セルと、の密着性を効果的に向上させることができる。
また、本発明の別の態様は、光学用粘着剤組成物を硬化させてなる光学用粘着剤であって、工程(1)〜(3)を経て形成されることを特徴とする光学用粘着剤である。
(1)下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物を準備する工程
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
(2)光学用粘着剤組成物を剥離フィルムに塗布する工程
(3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射し、光学用粘着剤を得る工程
すなわち、このように構成することにより、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤を、剥離フィルム上において安定的に得ることができる。
したがって、偏光板等の光学フィルムに対して、効率的に光学用粘着剤を積層することができる。
なお、照射量を、光量と称する場合がある。
また、本発明のさらに別の態様は、フィルム基材上に、上述した光学用粘着剤を含む粘着剤層を備えてなる光学フィルムであって、粘着剤層の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする光学フィルムである。
すなわち、このように構成することにより、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より安定的に発揮させることができる。
また、本発明の光学用フィルムを構成するにあたり、フィルム基材が、偏光板であることが好ましい。
このように構成した場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制することができる。
図1(a)〜(e)は、光学用粘着剤組成物等の使用態様、及び光学フィルムの製造方法を説明するために供する概略図である。 図2は、光漏れの評価方法を説明するために供する図である。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態は、下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物である。
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
1.(A)成分
(1)種類
(A)成分は、(メタ)アクリル酸エステル重合体であって、いわゆるアクリルポリマーである。
また、後述する(B)成分との相違点として、(A)成分は、側鎖にエチレン性二重結合を有しておらず、非反応性であるという特徴がある。
したがって、(A)成分は、光架橋に供されないため、粘着特性及び耐久性の向上に寄与する。
なお、本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの両方を意味する。
かかる(A)成分の構成単位としての(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを適宜使用することができる。
例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル及び(メタ)アクリル酸ステアリル等の少なくとも一種に由来したものであることが好ましい。
また、分子内に官能基を有する単量体を使用することも好ましい。
例えば、官能基として水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基の少なくとも1種を含むことが好ましく、具体例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のアクリルアミド類;(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピル等の(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。
また、(A)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99.9:0.1〜80:20の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(A)成分をこのように構成することにより、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性を、より効果的に向上させることができるばかりか、熱架橋を行うことなく所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より効果的に得ることができるためである。
すなわち、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数が20を超えた値となると、貯蔵弾性率が過度に低くなり、耐久性が低下する場合があるためである。一方、かかるアルキル基の炭素数が過度に小さいと、貯蔵弾性率が過度に高くなり、耐久性が低下する場合がある。
したがって、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数を、2〜18の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜12の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、(メタ)アクリル酸エステルの共重合比が99.9:0.1を超えた値となると、他成分との相溶性が低下する場合があるためである。また、シランカップリング剤等の助剤との相互作用も弱くなり、シランカップリング剤等の効果を十分に発揮させることが困難となり、耐久性が低下する場合があるためである。一方、(メタ)アクリル酸エステルの共重合比が80:20未満の値となると、他成分との相溶性が低下して、光学物性や耐久性が低下する場合があるためである。
したがって、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸ステルと、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体と、の共重合比(重量基準)を、99.5:0.5〜85:15の範囲内の値とすることがより好ましく、99:1〜90:10の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルとは、例えば、(メタ)アクリル酸メチルのように、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基を有さない(メタ)アクリル酸エステルを意味する。
また、上述した共重合比は、各構成単位である単量体の仕込み量から算出される理論値を示す。
また、共重合形態については特に制限されるものではなく、ランダム、ブロック、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
(2)重量平均分子量
(A)成分の重量平均分子量を20万〜250万の範囲内の値とする。
この理由は、かかる(A)成分の重量平均分子量が、20万未満の値になると、環境変化に曝された場合における耐久性が不十分となって、光漏れの発生を効果的に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる(A)成分の重量平均分子量が、250万を超えた値になると、熱架橋を行うことなく所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、(A)成分の重量平均分子量を50万〜220万の範囲内の値とすることが好ましく、100万〜200万の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。
2.(B)成分
(1)種類
(B)成分は、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体であり、いわゆる反応性アクリルポリマーである。
かかる(B)成分は、(C)成分とのラジカル反応によって光架橋に供され、粘着剤の凝集力を向上させて、その耐久性の向上に寄与する。
また、(B)成分は、以下のようにして得ることができる。
すなわち、まず、(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に水酸基やカルボキシル基等の官能基を有する単量体と、の共重合体を用意する。
次いで、分子内にエチレン性二重結合と、イソシアナート基やエポキシ基等と、を有する化合物を用意し、かかるイソシアナート基やエポキシ基を介して、用意した共重合体の水酸基やカルボキシル基等の置換基に対し付加反応させることで、(B)成分を得ることができる。
また、付加反応させる割合としては、共重合体を構成する、分子内に水酸基やカルボキシル基等の官能基を有する単量体の50〜100モル%の範囲内の値とすることが好ましく、60〜95モル%の範囲内の値とすることがより好ましく、70〜90モル%の範囲内の値であることがさらに好ましい。
また、共重合体における置換基がカルボキシル基の場合にはイソシアナート基やエポキシ基、共重合体における置換基が水酸基の場合にはイソシアナート基、共重合体における置換基がアミノ基または置換アミノ基の場合には、イソシアナート基を介して、それぞれ分子内にエチレン性二重結合を有する化合物を付加反応させることが好ましい。
なお、(メタ)アクリル酸エステル及び分子内に官能基を有する単量体としては、(A)成分におけるのと同様にすることができる。
また、(B)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99:1〜50:50の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分をこのように構成することにより、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性を、さらに効果的に向上させることができるばかりか、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、さらに効果的に得ることができるためである。
なお、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体とは、共重合の後において、側鎖にエチレン性二重結合を有することとなる単量体をも含むものとする。
すなわち、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数が20より大きいと、貯蔵弾性率の値が過度に小さくなり、耐久性が低下しやすくなる場合があるためである。一方、かかるアルキル基の炭素数が小さいと、貯蔵弾性率の値が過度に大きくなり、逆に耐久性が低下しやすくなる場合があるためである。
したがって、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数を、2〜18の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜12の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、(メタ)アクリル酸エステルの共重合比率が99:1を超えた値となると、(B)成分及び(C)成分間における結合が過度に少なくなって、十分な耐久性や所望の粘着剤特性を得ることが困難になる場合があるためである。一方、(メタ)アクリル酸エステルの共重合比が50:50未満の値となると、(B)成分及び(C)成分間における結合が過度に多くなって、所望の粘着剤特性を得ることが困難になる場合があるためである。
したがって、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、の共重合比(重量基準)を、95:5〜60:40の範囲内の値とすることがより好ましく、90:10〜70:30の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、上述した共重合比は、仕込み量から算出される理論値を示す。
より具体的には、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体の量は、置換基を有する単量体に対してエチレン性二重結合を付加反応させる際の仕込み量、及び(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を共重合させる際の仕込み量から算出される理論値を示す。
また、(B)成分の側鎖におけるエチレン性二重結合が、イソシアナート基を介して導入された(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、(B)成分及び(C)成分の光架橋における架橋密度を、より好適な範囲に調節することができるためである。
すなわち、(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であれば、適度な反応性を有しており、効率よく反応を進行させることができるためである。
より具体的には、アクリロイルオキシエチルイソシアナート、アクリロイルオキシプロピルイソシアナート、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート及びメタクリロイルオキシプロピルイソシアナート等を、予め用意してある共重合体の水酸基に対し付加反応させることが好ましい。
なお、かかる付加反応は、例えば、温度25〜60℃で6〜48時間程度行うことが好ましい。
また、必要に応じて、ジブチル錫ジラウレート等の有機錫化合物や置換アミン化合物等を触媒として用いることも好ましい。
(2)重量平均分子量
(B)成分の重量平均分子量を3万〜150万の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(B)成分の重量平均分子量が、3万未満の値になると、環境変化に曝された場合における耐久性が不十分となって、光漏れの発生を効果的に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる(B)成分の重量平均分子量が、150万を超えた値になると、熱架橋を行うことなく所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、(B)成分の重量平均分子量を10万〜120万の範囲内の値とすることが好ましく、30万〜100万の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。
(3)含有量
また、(B)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、1〜50重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(B)成分の含有量が、1重量部未満の値になると、架橋反応が十分に進行せず、凝集力不足となる場合があるためである。一方、かかる(B)成分の含有量が、50重量部を超えた値になると、架橋反応が過度に進行し、粘着物性及び耐久性が低下する場合があるためである。
したがって、(B)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、2〜40重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、5〜30重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、(B)成分は1種単独で用いてもよいし、モノマー成分や分子量等の異なる2種以上を併用してもよい。
3.(C)成分
(1)種類
(C)成分は、多官能(メタ)アクリレート化合物である。
かかる(C)成分は、(B)成分とのラジカル反応によって光架橋に供され、粘着剤における凝集力及び貯蔵弾性率の向上に寄与する。
なお、本発明における多官能(メタ)アクリレート化合物とは、一分子中に(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するモノマー、あるいはオリゴマーを意味する。
また、一分子中に(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するモノマーとしては、分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーを好ましく挙げることができる。
この分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、ジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレートなどの2官能型;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどの3官能型;ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能型;プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの5官能型;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの6官能型などが挙げられる。
また、特に、骨格構造に環状構造を有することが好ましい。
このような多官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、ジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのイソシアヌレート構造を有するものや、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、エチレンオキサイド変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、アダマンタンジアクリレートなどが好適である。
特に、イソシアヌレート構造を有する化合物であれば、(B)成分及び(C)成分の光架橋における架橋密度をさらに好適な範囲に調節することができ、光硬化後の粘着剤組成物の耐久性についても、より効果的に向上させることができ、さらに、(A)成分に対する(B)成分の相溶性をさらに向上させて、より優れた透明性を得ることができることから、好適である。
中でも、光学特性への影響が少なく、耐久性や被着体との密着性の向上に優れた効果を示すことから、3官能型かつイソシアヌレート構造を有するものがさらに好適である。
本発明において、これらの多官能(メタ)アクリレート系モノマーは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、一分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーとしては、重量平均分子量20,000以下のポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコーンアクリレート系などが挙げられる。
ここで、ポリエステルアクリレート系オリゴマーとしては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより、あるいは、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
エポキシアクリレート系オリゴマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環に、(メタ)アクリル酸を反応しエステル化することにより得ることができる。また、このエポキシアクリレート系オリゴマーを部分的に二塩基性カルボン酸無水物で変性したカルボキシル変性型のエポキシアクリレートオリゴマーも用いることができる。
ウレタンアクリレート系オリゴマーは、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアナートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができ、ポリオールアクリレート系オリゴマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
また、上述したアクリレート系オリゴマーの重量平均分子量は、GPC法で測定した標準ポリスチレン換算の値で、20,000以下が好ましく、より好ましくは1000〜10,000、さらに好ましくは3,000〜5,000の範囲で選定される。
なお、これらのオリゴマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(2)含有量
また、(C)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(C)成分の含有量が0.1重量部未満の値になると、(B)成分及び(C)成分間における結合が過度に少なくなって、環境変化に曝された場合における耐久性を得ることが困難となったり、(A)成分に対する(B)成分の相溶性が過度に低下して、十分な透明性を得ることが困難となったりする場合があるためである。一方、かかる(C)成分の含有量が50重量部を超えた値になると、(B)成分及び(C)成分間における結合が過剰になって、熱架橋を行うことなく所望の粘着力や貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、(C)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、1〜40重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、5〜30重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
4.(D)成分
(1)種類
(D)成分は、いわゆる光重合開始剤である。
かかる(D)成分は、活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生させ、(B)成分及び(C)成分間におけるラジカル反応を開始させることに寄与する。
また、かかる(D)成分としては、例えば、ベンソイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−(ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン]、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド等を用いることが好ましい。
(2)含有量
また、(D)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(D)成分の含有量が、0.01重量部未満の値になると、(B)成分及び(C)成分の架橋反応が効果的に進行しない場合があるためである。一方、かかる(D)成分の含有量が、10重量部を超えた値になると、(B)成分及び(C)成分の架橋反応が過度に進行し、粘着物性及び耐久性が低下する場合があるためである。
したがって、(D)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.1〜5重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.2〜3重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
5.(E)成分
(1)種類
また、いわゆるシランカップリング剤を含有させることも好ましい。
かかるシランカップリング剤は、液晶セル等のガラスからなる対象物と、偏光板等の光学フィルムと、の密着性を効果的に向上させることに寄与する。
また、かかるシランカップリング剤としては、アルコキシシリル基を分子内に少なくとも1つ有する有機ケイ素化合物であって、粘着剤組成物との相溶性がよく、かつ、光透過性を有するものであることが好ましい。
より具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等を用いることが好ましい。
(2)含有量
また、(E)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる(E)成分の含有量が、0.001重量部未満の値になると、偏光板等と、液晶セル等と、の密着性を向上させる効果を十分に発揮させることが困難となる場合があるためである。一方、かかる(E)成分の含有量が、10重量部を超えた値になると、粘着物性及び耐久性が低下する場合があるためである
したがって、(E)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜3重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
6.添加剤
添加剤として、粘着付与剤、酸化防止剤、帯電防止剤、近赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤等を含有させることも好ましい。
また、その場合、添加剤の種類にもよるが、その含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
なお、本発明の光学用粘着剤組成物は、光架橋のみで十分な性能を発揮できることから、熱架橋剤の添加は不要である。
したがって、本発明においては、シーズニング期間を必要としない。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態は、光学用粘着剤組成物を硬化させてなる光学用粘着剤であって、工程(1)〜(3)を経て形成されることを特徴とする光学用粘着剤である。
(1)下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物を準備する工程
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
(2)光学用粘着剤組成物を剥離フィルムに塗布する工程
(3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射し、光学用粘着剤を得る工程
以下、本発明の第2の実施形態を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
1.工程(1)(光学用粘着剤組成物の準備工程)
工程1は、下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物を準備する工程である。
(A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
(C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
(D)光重合開始剤0.01〜10重量部
すなわち、かかる組成の光学用粘着剤組成物であれば、硬化させる際にシーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤を得ることができるためである。
尚、かかる光学用粘着剤組成物の具体的な内容については、第1の実施形態において説明したため、省略する。
2.工程(2)(光学用粘着剤組成物の塗布工程)
工程(2)は、図1(a)に示すように、光学用粘着剤組成物1を、剥離フィルム2に対して塗布する工程である。
かかる剥離フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルムや、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルムに対し、シリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して、剥離層を設けたものが挙げられる。
なお、かかる剥離フィルムの厚さは、通常20〜150μmの範囲内の値とすることが好ましい。
また、剥離フィルム上に光学用粘着剤組成物を塗布する方法としては、例えば、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を用いて、必要に応じ溶剤を加えた光学用粘着剤組成物を塗布して塗膜を形成させた後、乾燥させることが好ましい。
このとき、光学用粘着剤組成物の塗膜の厚さは、乾燥時において1〜100μmの範囲内の値とすることが好ましい。
また、乾燥条件としては、通常50〜150℃で、10秒〜10分の範囲内とすることが好ましい。
また、溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、エチルイソブチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が好ましく、溶剤を加えた際の光学用粘着剤組成物の濃度は、5〜30重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
また、図1(b)に示すように、剥離フィルム2に対して光学用粘着剤組成物1を塗布して乾燥させた後、フィルム基材101を、光学用粘着剤組成物1の上に積層させることが好ましい。
この理由は、かかる積層状態で、光学用粘着剤組成物を光硬化させることにより、空気中の酸素の影響を受けることなく光硬化を進めて、安定的に光学用粘着剤層付きフィルムを製造することができるためである。
また、図1(e)に示すように、剥離フィルム2に対して光学用粘着剤組成物1を塗布して乾燥させた後、さらに別の剥離フィルム2を、光学用粘着剤組成物1上に積層させることが好ましい。
かかる態様は、光学用粘着剤の製造と、かかる光学用粘着剤の使用とが、別の場所で行われる等の理由により、光学用粘着剤のみを輸送しなければならない場合等に必要とされるばかりでなく、空気中の酸素の影響を受けずに光硬化を進めることができる点からも好ましい。
3.工程(3)(光学用粘着剤組成物に対する光照射工程)
工程(3)は、図1(c)に示すように、活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射し、剥離フィルム2に対して塗布された光学用粘着剤組成物1を光硬化し、光学用粘着剤10とする工程である。
かかる活性エネルギー線としては、例えば、紫外線や電子線等が挙げられる。
また、紫外線であれば、高圧水銀ランプ、無電極ランプ、キセノンランプ等により得ることができ、電子線であれば、電子線加速器等によって得ることができる。
また、活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内で照射することを特徴とするが、この理由は、活性エネルギー線の照射量が50mJ/cm2未満の値となると、(B)成分及び(C)成分間におけるエチレン性二重結合の反応を十分に行わせることが困難となって、環境変化に曝された場合における耐久性や、所望の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。一方、活性エネルギー線の照射量が1000mJ/cm2を超えた値となると、粘着剤や基材を破壊しやすくなる場合があるためである。
したがって、光学用粘着剤組成物に対し、活性エネルギー線を100〜700mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射することがより好ましく、120〜500mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射することがさらに好ましい。
また、活性エネルギー線の照射は、図1(c)に示すように、剥離フィルム2側から行うことが好ましい。
この理由は、偏光板などの光学フィルム側から照射した場合、光学フィルムを傷める可能性があり、また、活性エネルギー線が光学フィルムで吸収等されて、光硬化の効率が低下する場合があるためである。
4.粘着剤特性
(1)ゲル分率
また、本発明の光学用粘着剤のゲル分率が70〜99.9%の範囲内の値であることが好ましい。
この理由は、かかるゲル分率が70%未満の値となると、凝集力が過度に低下して、耐久性等が悪化しやすくなる場合があるためである。一方、かかるゲル分率の値が99.9%を超えた値となると、粘着力が過度に低下して、耐久性が悪化しやすくなる場合があるためである。
したがって、光学用粘着剤のゲル分率が80〜99%の%の範囲内の値であることがより好ましく、85〜98%の範囲内の値であることがさらに好ましい。
なお、ゲル分率の測定方法については、実施例において記載する。
(2)粘着力
また、光学用粘着剤の粘着力を0.1〜50N/25mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粘着力が0.1N/25mm未満の値となると、環境変化に曝された場合における光漏れの発生を、十分に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粘着力が50N/25mmを超えた値となると、リワーク性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、光学用粘着剤の粘着力を0.5〜40N/25mmの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜30N/25mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、粘着力の測定方法については、実施例において記載する。
(3)シーズニングレス性
また、光学用粘着剤の製造(より具体的には、活性エネルギー線照射後を意味する。以下において同じ。)から1日後におけるゲル分率と、製造から7日後におけるゲル分率と、の差を、製造から1日後におけるゲル分率の15%未満の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるゲル分率の差が15%以上の値となると、硬化後においても、経時的な粘着剤特性の変化が大きいことから、粘着剤特性を安定させるためのシーズニング期間が必要であると判断される場合があるためである。
したがって、製造から1日後におけるゲル分率と、製造から7日後におけるゲル分率と、の差を、製造から1日後におけるゲル分立の10%未満の値とすることがより好ましく、5%未満の値とすることがさらに好ましい。
また、同様の理由から、製造から1日後における粘着力と、製造から7日後における粘着力と、の差を10N/25mm未満の値とすることが好ましく、5N/25mm未満の値とすることがより好ましく、0〜2N/25mm未満の値とすることがさらに好ましい。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態は、フィルム基材上に、第2の実施形態である光学用粘着剤を含む粘着剤層を備えてなる光学フィルムであって、粘着剤層の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする光学フィルムである。
以下、本発明の第3の実施形態を、図1を適宜参照して、具体的に説明する。
1.フィルム基材
本発明の光学フィルム100におけるフィルム基材101としては、光学フィルムに用いられるものであれば、特に限定されるものではない。
例えば、偏光板、偏光層保護フィルム、視野角拡大フィルム、防眩フィルム、位相差フィルム等、液晶ディスプレイに用いられる光学フィルム等が挙げられる。
特に、本発明の光学フィルムであれば、フィルム基材を偏光板とした場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制できる。
また、フィルム基材の材質としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、液晶ポリマー、シクロオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、脂環式構造含有重合体、芳香族系重合体等が挙げられる。
さらに、本発明における光学用粘着剤は、偏光子等へも耐久よく密着できることから、偏光板の原料であるヨウ素含有のポリビニルアルコール樹脂を延伸して作製された偏光子自体も、本発明の光学フィルム100におけるフィルム基材101となり得る。
また、偏光子の片面がトリアセチルセルロースやポリエチレンテレフタレート等の保護フィルムで覆われた偏光子等も同様である。
また、フィルム基材の厚さとしては特に制約はないが、通常1〜1000μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる基材の厚さが1μm未満となると、機械的強度や取り扱い性が過度に低下したり、均一な厚さに形成することが困難となったりする場合があるためである。一方、かかる基材の厚さが1000μmを超えると、取り扱い性が過度に低下したり、経済的に不利益となったりする場合があるためである。
したがって、フィルム基材の厚さを5〜500μmの範囲内の値とすることがより好ましく、10〜200μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、フィルム基材101に表面処理を施してあることも好ましい。
このような表面処理としては、例えば、プライマー処理、コロナ処理、火炎処理などが挙げられるが、特に、プライマー処理であることが好ましい。
この理由は、このようなプライマー層を形成した基材を用いることにより、基材フィルムに対する粘着剤層の密着性をさらに向上させることができるためである。
なお、このようなプライマー層を構成する材料としては、セルロースエステル(例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースニトレート、及びそれらの組み合わせ)、ポリアクリル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセタール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
また、プライマー層の厚さについても、特に限定されないが、通常0.05μm〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。
2.粘着剤層
また、本発明の光学フィルム100における粘着剤層10は、第2の実施形態として記載した特定の光学用粘着剤からなる粘着剤層とすることを特徴とする。
かかる光学用粘着剤の具体的な内容については、既に第1及び第2の実施形態において説明したため、省略する。
また、粘着剤層10の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、粘着剤層の厚さをかかる範囲とすることにより、所望の粘着力及び貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より安定的に発揮させることができるためである。
すなわち、かかる厚さが1μm未満の値となると、所望の粘着力を発現しにくくなり、浮き剥れなどの不具合が生じやすくなる場合があるためである。一方、かかる厚さが100μmを超えた値となると、被着体汚染、糊残りなどの不具合を生じやすくなる場合があるためである。
したがって、粘着剤層の厚さを5〜70μmの範囲内の値とすることがより好ましく、10〜50μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、光学フィルム基材に対する粘着剤層の積層方法としては、図1(a)〜(c)に示すように、光学用粘着剤組成物層1を最初から光学フィルム基材101に対して積層させた状態としておき、その上で光硬化させることが好ましい。
また、図1(e)に示すように、光学用粘着剤層10の両面に対して剥離フィルム2が積層してある場合には、剥離力の小さい方の剥離フィルム2を剥離して、光学用粘着剤層10の露出面を、光学フィルム基材101に対して貼り合わせることにより積層してもよい。
なお、得られた光学フィルムを被着体に貼合する方法としては、図1(c)〜(d)示すように、まず、光学用粘着剤層10に積層してある剥離フィルム2を剥離し、次いで、光学用粘着剤層10の露出面を、被着体200に対して貼り合わせることにより貼合することが好ましい。
以下、実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1〜13及び比較例1]
1.光学用粘着剤組成物の準備
表1に示すように、所定の(A)〜(F)成分を、所定割合にて混合し、光学用粘着剤組成物を調製した。
以下、表1における(A)〜(F)成分の内容を示す。
・(A)成分(I) BA/AA=95/5 Mw=150万
アクリル酸ブチル95重量部と、アクリル酸5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル共重合体を得た。
光学用粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
・(A)成分(II) BA/HEA=98.5/1.5 Mw=150万
アクリル酸ブチル98.5重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル1.5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
光学用粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
・(B)成分(III) BA/HEA=85/15(HEA量の80mol%にメタクリロイル基が付加) Mw=80万
アクリル酸ブチル85重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル15重量部とを、常法に従って重合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
次いで、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体の酢酸エチル溶液(固形分濃度30重量%)100重量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート4.8重量部(アクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100当量に対して80当量)を加えた。
さらに、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.01重量部を添加し、25℃で24時間付加反応させ、重量平均分子量が80万である反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の溶液を得た。
光学用粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
・(B)成分(IV) BA/HEA=80/20(HEA量の80mol%にメタクリロイル基が付加) Mw=80万
アクリル酸ブチル80重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル20重量部とを、常法に従って重合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
次いで、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体の酢酸エチル溶液(固形分濃度30重量%)100重量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート6.4重量部(アクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100当量に対して80当量)を加えた。
さらに、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.01重量部を添加し、25℃で24時間付加反応させ、重量平均分子量80万の反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の溶液を得た。
光学用粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
・(C)成分(V)
トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート
(東亜合成(株)製、アロニックスM−315)
・(C)成分(VI)
トリメチロールプロパントリアクリレート
(東亜合成(株)製、アロニックスM−309)
・(D)成分
ベンゾフェノン/1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
=1:1(重量)混合物
(チバ・スペシャリティケミカルズ(株)製、イルガキュア 500)
・(E)成分(VII)
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM403)
・(E)成分(VIII)
3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM5103)
・(F)成分
トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアナート(イソシアナート架橋剤)
(日本ポリウレタン(株)製、コロネート L)
なお、(メタ)アクリル酸エステル重合体、及び側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(以下、GPC法と略記する。)にて測定した。
すなわち、まず、ポリスチレンを用いて検量線を作成した。以降、重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算値で表す。
次いで、(メタ)アクリル酸エステル共重合体等の測定対象の濃度が1重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液を準備し、東ソー(株)製、GEL PER MEATION CHROMATOGRAPH HLC−8020(TSKGEL GMHXL、TSKGEL GMHXL、TSKGEL G2000HXLからなる3連カラム)にて40℃、THF溶媒、1ml/分の条件にて重量平均分子量を測定した。
なお、ガードカラムとして、東ソー(株)製、TSK GUARD COLUMNを使用した。
2.光学用粘着剤組成物の塗布工程
次いで、剥離フィルムとしての厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3811)の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布した。
次いで、90℃で1分間乾燥処理を施し、光学用粘着剤組成物層を形成した後、得られた光学用粘着剤組成物層における剥離フィルムの無い側の表面を、直接光学フィルム基材としての厚さ180μmのポリビニルアルコール系偏光板(住友化学(株)製)に対して密着させて積層し、偏光板/光学用粘着剤組成物層/剥離フィルムからなる構成体を得た。
3.光照射工程
次いで、得られた構成体の剥離フィルム側から、紫外線(UV)を下記の条件にて照射して、光学用粘着剤組成物層を、光学用粘着剤層とし、光学フィルムとしての光学用粘着剤層付き偏光板を得た。
このとき、光学用粘着剤層の厚さは、25μmであった。
ランプ:フュージョン(株)製、無電極ランプ Hバルブ使用
光量:600mJ/cm2
照度:150mW/cm2
なお、紫外線の光量及び照度は、アイグラフィックス(株)製、UVPF−36を用いて測定した。
4.評価
(1)シーズニングレス性の評価
(1)−1 ゲル分率の評価
製造(より具体的には、活性エネルギー線照射後を意味する。なお、比較例1については、剥離フィルムに対する粘着剤組成物塗布後を意味する。以下において同じ。)から1日後及び7日後における光学用粘着剤層の23℃におけるゲル分率を測定した。
すなわち、上述した光学用粘着剤組成物の塗布工程において得られた、光学用粘着剤組成物層/剥離フィルム基材からなる構成体の粘着剤組成物層側の露出面に、偏光板ではなく、別の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3801)を積層した。
次いで、上述した光照射工程と同様の条件にて光を照射し、2つの剥離フィルムに挟持された光学用粘着剤層を得た。
次いで、得られた光学用粘着剤層における、製造から1日後及び7日後の23℃におけるゲル分率を測定した。
すなわち、まず、光硬化させてから1日後及び7日後の光学用粘着剤シートを80mm×80mmのサイズに裁断し他のち、両面の剥離フィルムを除去したものをサンプルとした。
次いで、得られたサンプルを、ポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包んだ状態で、サンプルのみの重さを精密天秤にて秤量した。ことのときの重さをM1とする。
次いで、ソックスレー(抽出器)を用いて、酢酸エチル溶剤に対して、得られたサンプルを浸漬させ、還流を行い、24時間処理した。
次いで、サンプルを取り出し、温度23度、相対湿度50%の環境下で24時間風乾させた後、80度のオーブン中に手12時間乾燥させた。
次いで、乾燥後のサンプルのみの重さを精密天秤にて秤量した。このときの重さをM2とする。
最後に、ゲル分率(%)を、(M2/M1)×100の式から算出した。得られた結果を表2に示す。
(1)−2 粘着力の評価
製造から1日後及び7日後における光学用粘着剤層の粘着力を測定した。
すなわち、偏光板の替わりにポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、ルミラー U426)を用いたほかは、上述した光学用粘着剤層付き偏光板と同様にして、粘着力測定用の光学フィルムを製造した。
次いで、製造後1日及び7日後の光学フィルムから、25mm幅、100mm長のサンプルをそれぞれ切り出した後、剥離フィルムを剥がして、無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼付し、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。
次いで、23℃、50%RH環境下で24時間放置した後、引張試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。得られた結果を表2に示す。
(2)耐久性の評価
(2)−1 浮き、剥がれ等の評価
得られた光学用粘着剤層付き偏光板について、耐久条件下における光学用粘着剤層付き偏光板の浮き、剥がれ等を評価した。
すなわち、得られた光学用粘着剤層付き偏光板を、裁断装置(荻野精機製作所(株)製、スーパーカッター PN1−600)により、233mm×309mmサイズに調整した後、製造から1日後に、剥離フィルムを剥がして無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させた。
次いで、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。その後、60℃/相対湿度90%RH、及び80℃/dryの各耐久条件の環境下に投入し、200時間後に、10倍率ルーペを用いて観察を行い、以下の判定基準で耐久性を評価した。得られた結果を表2に示す。
○:4辺において、外周端部から0.6mm以上に欠点がないもの。
×:4辺のいずれか1辺に、外周端部から0.6mm以上に浮き、剥がれ、発泡、スジなどの0.1mm以上の粘着剤の外観異常欠点があるもの。
(2)−2 光漏れの評価
得られた粘着剤層付き偏光板について、耐久条件下における光漏れを評価した。
すなわち、得られた粘着剤層付き偏光板を、裁断装置(荻野精機製作所(株)製、スーパーカッター PN1−600)により、233mm×309mmサイズに調整した後、剥離フィルムを剥がして無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させた。
次いで、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。なお、上述の貼合は、無アルカリガラスの表裏に、偏光板の偏光軸がクロスニコル状態になるように行った。
次いで、この状態で80℃、200時間放置後、23℃、相対湿度50%の環境下に2時間放置して、以下に示す方法で光漏れ性を評価した。
すなわち、大塚電子(株)製、MCPD−2000を用い、図2に示す各領域の明度を測定し、明度差ΔL*を、下記式にて求めた。得られた結果を、表2に示す。
なお、ΔL*の値が小さいほど光漏れが少ないことを意味する。
ΔL*=[(b+c+d+e)/4]−a
(ただし、a、b、c、d及びeは、それぞれA領域、B領域、C領域、D領域及びE領域のあらかじめ定められた測定点(各領域の中央部1箇所)における明度である。)
(3)ヘイズ値の評価
すなわち、光学用粘着剤組成物を、第1の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3811)の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布した。
次いで、90℃で1分間乾燥処理を施し、光学用粘着剤組成物層を形成した。
次いで、得られた光学用粘着剤組成物層の露出面側に、第1の剥離フィルムよりも軽剥離型の第2の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3801)を貼合させた。
次いで、上述した光照射工程と同様の照射条件にて紫外線を照射し、光学用粘着剤組成物層を光硬化させ、光学用粘着剤層とした。
次いで、第2の剥離フィルムを剥がして、得られた光学用粘着剤層をソーダーライムガラスに貼合させた後、第1の剥離フィルムを剥がし、測定試料とした。
そして、得られた測定試料について、積分球式光線透過率測定装置を用いて、JIS K 7105に準拠しながら、ヘイズ値を測定した。得られた結果を表2に示す。
(4)リワーク性の評価
得られた光学用粘着剤層付き偏光板について、リワーク性を評価した。
すなわち、製造後1日経過した状態の光学用粘着剤層付き偏光板から、25mm幅、100mm長のサンプルを切り出した後、剥離フィルムを剥がして、無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させ、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加熱した。
次いで、23℃、50%RH環境下で7日間放置した後、引張試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を測定し、下記基準に沿ってリワーク性を評価した。得られた結果を表2に示す。
○:貼合から7日後の粘着力が25N/25mm未満の値である。
×:貼合から7日後の粘着力が25N/25mm以上の値である。
Figure 2011093957
Figure 2011093957
以上詳述したように、本発明によれば、(A)所定重量平均分子量を有する(メタ)アクリル酸エステル重合体と、(B)所定重量平均分子量を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体と、(C)所定の多官能(メタ)アクリレート化合物と、(D)光重合開始剤とを、所定割合で配合することによって、シーズニングを行わなくとも、環境変化によらず良好な粘着剤特性が得られ、かつ、透明性についても向上させられるようになった。
その結果、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制でき、かつ、透明性に優れた光学用粘着剤組成物等が得られるようになった。
したがって、本発明の光学用粘着剤組成物等は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等の光学フィルムにおける高品質化及び低コスト化に、著しく寄与することが期待される。
1:光学用粘着剤組成物(層)、2:剥離フィルム、10:光学用粘着剤(層)、100:光学フィルム、101:光学フィルム基材、200:被着体

Claims (9)

  1. 下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物。
    (A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
    (B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
    (C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
    (D)光重合開始剤0.01〜10重量部
  2. 前記(A)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99.9:0.1〜80:20の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の光学用粘着剤組成物。
  3. 前記(B)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99:1〜50:50の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載の光学用粘着剤組成物。
  4. 前記(B)成分の側鎖におけるエチレン性二重結合が、イソシアナート基を介して導入された(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学用粘着剤組成物。
  5. 前記(C)成分が、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート及びε―カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学用粘着剤組成物。
  6. (E)成分として、シランカップリング剤をさらに含有するとともに、当該(E)成分の含有量を、前記(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学用粘着剤組成物。
  7. 光学用粘着剤組成物を硬化させてなる光学用粘着剤であって、工程(1)〜(3)を経て形成されることを特徴とする光学用粘着剤。
    (1)下記(A)〜(D)成分を含有する光学用粘着剤組成物を準備する工程
    (A)重量平均分子量が20万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
    (B)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜50重量部
    (C)多官能(メタ)アクリレート化合物0.1〜50重量部
    (D)光重合開始剤0.01〜10重量部
    (2)光学用粘着剤組成物を剥離フィルムに塗布する工程
    (3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射し、光学用粘着剤を得る工程
  8. フィルム基材上に、請求項7に記載の光学用粘着剤を含む粘着剤層を備えてなる光学フィルムであって、前記粘着剤層の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする光学フィルム。
  9. 前記フィルム基材が、偏光板であることを特徴とする請求項8に記載の光学フィルム。
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