JP2013129813A - 粘着剤組成物、粘着剤シート、粘着剤付き光学フィルム及び光学積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の粘着剤組成物を構成するアクリル樹脂(A)は、前記式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル(A−1)に由来する構造単位を主成分とし、さらに、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体(A−2)に由来する構造単位、及び前記式(II)で示されるカルボキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(A−3)に由来する構造単位を含むものである。ここで、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸のいずれでもよいことを意味し、その他、(メタ)アクリレートなどというときの「(メタ)」も同様の趣旨である。本明細書では、前記式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル(A−1)を単に「単量体(A−1)」と、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体(A−2)を単に「単量体(A−2)」と、また前記式(II)で示されるカルボキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(A−3)を単に「単量体(A−3)」と、それぞれ呼ぶことがある。
以上のようなアクリル樹脂(A)に、架橋剤(B)及び有機酸(C)を配合して、粘着剤組成物とする。架橋剤(B)は、アクリル樹脂(A)中の極性官能基である水酸基やカルボキシル基と反応し、アクリル樹脂を架橋し得る官能基を分子内に少なくとも2個有する化合物であり、具体的には、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、金属キレート系化合物、アジリジン系化合物などが例示される。
粘着剤組成物に配合される有機酸(C)は、前記式(III) で示されるカルボン酸であることが好ましい。また、有機酸(C)は、粘着剤組成物を適当な基材上に塗布した後、乾燥する際に揮発することが好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、粘着剤シート又は粘着剤付き光学フィルムとした後、それとガラス基板との密着性を向上させるため、シラン系化合物(D)を含有することが好ましく、とりわけ、架橋剤を配合する前のアクリル樹脂にシラン系化合物(D)を配合しておくことが好ましい。
以上説明した各成分は、溶剤に溶かした状態で混合され、粘着剤組成物とされる。ここで、溶剤としては、例えば、トルエンやキシレンの如き芳香族炭化水素類;酢酸エチルや酢酸ブチルの如きエステル類;プロピルアルコールやイソプロピルアルコールの如き脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンの如きケトン類などを用いることができる。そしてこの粘着剤組成物は、良好な性能を示すものであるが、特定の剥離フィルムと接触した場合、強固に接着してしまうことを避けるため、アミノ基を含有しないことが好ましい。特に第3級アミノ基を有しないことが好ましい。
粘度変化(%)=(η2−η1)/η1×100
本発明の粘着剤シートは、先にも述べたとおり、以上説明した粘着剤組成物からシート状に形成されたものである。そしてこの粘着剤シートは、それをシート状に塗工してから室温で8日間放置した後のゲル分率に対する、上記粘着剤組成物をシート状に塗工してから室温で1日放置した後のゲル分率の比を0.8以上にすることができる。この比が0.8以上ということは、シート状に塗工してから架橋反応が素早く進行し、翌日には粘着剤の硬化がかなり進行していることを意味する。すなわち、このゲル分率の比は、養生速度の目安となる。また、粘着剤組成物をシート状に塗工してから室温で8日間放置した後のゲル分率に対する、粘着剤組成物をシート状に塗工してから室温で4日間放置した後のゲル分率の比を0.97以上とすることができる。この比が0.97以上ということは、4日目の時点で粘着剤の硬化がほぼ完了していることを意味する。すなわち、このゲル分率の比は、粘着剤シートの加工性の目安となる。これらの両方を満たすこと、すなわち、粘着剤組成物をシート状に塗工してから室温で8日間放置した後のゲル分率に対する、シート状に塗工してから室温で1日放置した後のゲル分率の比が 0.8以上となり、かつシート状に塗工してから室温で4日間放置した後のゲル分率の比が 0.97以上となることは、一層好ましい。
(1)約8cm×約8cmの面積の粘着剤シートと、約10cm×約10cmの SUS304 からなる金属メッシュ(その重量をWm とする)とを貼合する。
(2)上記(1)で得られた貼合物を秤量して、その重量をWs とし、次に粘着剤シートを包み込むように4回折りたたんでホッチキス(ステープラー)で留めた後秤量して、その重量をWb とする。
(3)上記(2)でホッチキス留めしたメッシュをガラス容器に入れ、酢酸エチル60mLを加えて浸漬した後、このガラス容器を室温で3日間保管する。
(4)ガラス容器からメッシュを取り出し、120℃で24時間乾燥した後秤量して、その重量をWa とし、次式に基づいてゲル分率を計算する。
ゲル分率(重量%)=〔{Wa−(Wb−Ws)−Wm}/(Ws−Wm)〕×100
本発明の粘着剤付き光学フィルムは、光学フィルムの少なくとも一方の面に、以上のような粘着剤組成物から形成される粘着剤シートを貼合したものである。こうして粘着剤シートが光学フィルムに貼合された状態の粘着剤付き光学フィルム、あるいはそれがさらにガラス基板に積層された状態の光学積層体において、当該粘着剤シートの層を、本明細書では単に「粘着剤層」と呼ぶこともある。粘着剤付き光学フィルムに用いる光学フィルムとは、光学特性を有するフィルムであり、例えば、偏光板、位相差フィルムなどが挙げられる。
本発明の粘着剤付き光学フィルムは、その粘着剤層側をガラス基板に積層して、光学積層体とすることができる。粘着剤付き光学フィルムをガラス基板に積層して光学積層体とするには、例えば、上記のようにして得られる粘着剤付き光学フィルムから剥離フィルムを剥がし、露出した粘着剤層面をガラス基板の表面に貼り合わせればよい。ガラス基板としては、例えば、液晶セルのガラス基板、防眩用ガラス、サングラス用ガラスなどを挙げることができる。中でも、液晶セルの前面側(視認側)のガラス基板に粘着剤付き光学フィルム(上偏光板)を積層し、液晶セルの背面側のガラス基板にもう一つの粘着剤付き光学フィルム(下偏光板)を積層してなる光学積層体は、液晶表示装置のためのパネル(液晶パネル)として使用できることから好ましい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラスなどがあるが、液晶セルには無アルカリガラスが好適に用いられる。
-802”を1本、計5本を直列につないで配置し、溶出液としてテトラヒドロフランを用いて、試料濃度5mg/mL、試料導入量100μL 、温度40℃、流速1mL/分の条件で、標準ポリスチレン換算により測定した値である。
CH2=CH(COOCH2CH2)nCOOH(n=平均1)
と表示されており、具体的には、アクリル酸2−カルボキシエチル(すなわちアクリル酸の2量体)40%、アクリル酸の3量体以上のオリゴマー40%、アクリル酸20%である。以下、その商品名に倣って「β−CEA」と表示する。なお、以下で「アクリル酸2−カルボキシエチル」というときは、アクリル酸の2量体、すなわち
CH2=CHCOOCH2CH2COOH
自体を指すものとする。
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、酢酸エチル120部を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換し、酸素不含としたあと、内温を75℃に上げた。アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤) 0.05部を酢酸エチル5部に溶かした溶液を全量添加したあと、内温を74〜76℃に保ちながら、単量体(A−1)としてアクリル酸ブチル69.9部、アクリル酸メチル20.0部及びアクリル酸2−(2−フェノキシエトキシ)エチル8.0部、単量体(A−2)としてアクリル酸2−ヒドロキシエチル2.0部、並びに単量体(A−3)としてβ−CEA 0.1部の混合溶液を、2時間かけて反応系内に滴下した。その後、内温74〜76℃で5時間保温し、反応を完結した。最後に酢酸エチルを添加して、アクリル樹脂の濃度が40%となるように調節し、アクリル樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが68万、Mw/Mnが4.9であった。これをアクリル樹脂Aとする。
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に、 酢酸エチル81.8部、単量体(A−1)としてアクリル酸ブチル69.7部、アクリル酸メチル20.0部及びアクリル酸2−(2−フェノキシエトキシ)エチル8.0部、 単量体(A−2)としてアクリル酸2−ヒドロキシエチル2.0部、並びに単量体(A−3)としてβ−CEA0.3部を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換して酸素不含としながら、内温を55℃に上げた。その後、アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤) 0.14部を酢酸エチル10部に溶かした溶液を全量添加した。開始剤の添加後1時間、この温度で保持し、次に内温を54〜56℃に保ちながら、添加速度17.3部/hr で酢酸エチルを反応容器内へ連続的に加え、アクリル樹脂の濃度が35%となった時点で酢酸エチルの添加を止め、さらに酢酸エチルの添加開始から12時間経過するまでこの温度で保温した。最後に酢酸エチルを加えて、アクリル樹脂の濃度が20%となるように調節し、アクリル樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量Mw が153万、Mw/Mn が4.2であった。これをアクリル樹脂Bとする。
アクリル酸ブチルの仕込み量を68.85部に、 アクリル酸2−ヒドロキシエチルの仕込み量を3.0部に、そしてβ−CEAの仕込み量を0.15部にそれぞれ変更し、その他は重合例2と同様にして、アクリル樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量Mw が144万、 Mw/Mn が4.6であった。これをアクリル樹脂Cとする。
アクリル酸ブチルの仕込み量を67.9部に、 アクリル酸2−ヒドロキシエチルの仕込み量を4.0部に、そしてβ−CEAの仕込み量を0.1部にそれぞれ変更し、その他は重合例2と同様にして、アクリル樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量Mw が147万、Mw/Mn が4.5であった。これをアクリル樹脂Dとする。
アクリル酸ブチルの仕込み量を70.4部に、 アクリル酸2−ヒドロキシエチルの仕込み量を1.0部にそれぞれ変更し、β−CEAを仕込まず、代わりにアクリル酸を0.6部仕込んだ以外は、重合例1と同様にして、アクリル樹脂の酢酸エチル溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量Mw が63万、Mw/Mn が5.0であった。これをアクリル樹脂Xとする。
(A−1)
BA :アクリル酸ブチル
MA :アクリル酸メチル
PEA2 :アクリル酸2−(2−フェノキシエトキシ)エチル
(A−2)
2HEA :アクリル酸2−ヒドロキシエチル
(A−3)
β−CEA:アクリル酸2−カルボキシエチル(アクリル酸の2量体)40%、
アクリル酸の3量体以上のオリゴマー40%、アクリル酸20%の混合物
AA :アクリル酸
コロネートL:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の酢酸エチル溶液(固形分濃度75%)、日本ポリウレタン(株)から入手。
アクリル酸:CH2=CHCOOH、液体、日本触媒(株)から入手。
KBM-403 :3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、液体、信越化学工業(株)から入手。
(a−1)粘着剤組成物1〜5の製造
重合例1で得たアクリル樹脂Aの40%酢酸エチル溶液を用い、その固形分100部に対して、上述の架橋剤(コロネートL)、有機酸(アクリル酸)を表2に示すそれぞれの量、及び上述のシラン系化合物(KBM-403)を0.5部混合し、さらに固形分濃度が28%となるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物1〜5を調製した。なお、架橋剤(コロネートL)は、上述のとおり固形分濃度75%の酢酸エチル溶液であるが、表2に示す添加量は、その固形分量である。
重合例2で得たアクリル樹脂Bの20%酢酸エチル溶液を用いた以外は、(a−1)に準ずる操作を行って粘着剤組成物6及び7を調製した。
重合例3で得たアクリル樹脂Cの20%酢酸エチル溶液を用いた以外は、(a−1)に準ずる操作を行って粘着剤組成物8及び9を調製した。
重合例4で得たアクリル樹脂Dの20%酢酸エチル溶液を用いた以外は、(a−1)に準ずる操作を行って粘着剤組成物10及び11を調製した。
有機酸を混合しなかった以外は、(a−1)〜(a−4)にそれぞれ準ずる操作を行って粘着剤組成物12〜15を調製した。
重合例5で得たアクリル樹脂Xの40%酢酸エチル溶液を用い、有機酸を混合しなかった以外は、(a−1)に準ずる操作を行って粘着剤組成物16を調製した。
上記(a−1)〜(a−6)で調製したそれぞれの粘着剤組成物につき、調製直後及び調製6時間後に、先に述べた方法で粘度を測定した。 調製直後の値を表2の「η1」の欄に、調製6時間後の値を表2の「η2」の欄にそれぞれ示し、(η2−η1)/η1×100で算出される粘度の変化率を表2の「粘度変化」の欄に示した。
上記(a−1)〜(a−6)で調製したそれぞれの粘着剤組成物を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム〔商品名“PLR-382050”、リンテック(株)から入手、セパレーターと呼ぶ〕の離型処理面に、乾燥後の厚さが20μm となるようにアプリケーターを用いて塗布し、100℃で1分間乾燥して、粘着剤シートを作製した。
上記(c)で作製した粘着剤シートを室温で1日放置した後、4日放置した後、及び8日放置した後のそれぞれについて、先に述べた方法でゲル分率を測定した。1日放置後の値を表2の「1日目」の欄に、4日放置後の値を表2の「4日目」の欄に、8日放置後の値を表2の「8日目」の欄にそれぞれ示し、そして8日放置後のゲル分率に対する1日放置後のゲル分率の比を表2の「1日目/8日目」の欄に、8日放置後のゲル分率に対する4日放置後のゲル分率の比を表2の「4日目/8日目」の欄に示した。
ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している偏光フィルムの両面がトリアセチルセルロースからなる保護フィルムで挟まれている3層構造の偏光板の片面に、上記(c)で作製した粘着剤シートのセパレーターと反対側の面(粘着剤面)をラミネーターにより貼り合わせたのち、温度23℃、相対湿度65%の条件で7日間養生して、粘着剤付き偏光板を作製した。
上記(e)で作製した粘着剤付き偏光板からセパレーターを剥がした後、その粘着剤面を液晶セル用ガラス基板〔商品名“EAGLE XG”、コーニング社から入手〕の両面にクロスニコルとなるように貼着し、光学積層体を作製した。この光学積層体につき、温度80℃の乾燥条件下で96時間保管する耐熱試験を行った。その後、一方の偏光フィルム側から光を入射させたときの白ヌケの発現状態を目視で観察した。結果を以下の基準で分類し、表2の「白ヌケ」の欄に示した。
◎:白ヌケが全くみられない。
○:白ヌケがほとんど目立たない。
△:白ヌケがやや目立つ。
×:白ヌケが顕著に認められる。
◎:浮き、剥れ、発泡等の外観変化が全くみられない。
○:浮き、剥れ、発泡等の外観変化がほとんどみられない。
△:浮き、剥れ、発泡等の外観変化がやや目立つ。
×:浮き、剥れ、発泡等の外観変化が顕著に認められる。
リワーク性の評価は次のように行った。まず、上記(e)で作製した粘着剤付き偏光板を25mm×150mmの大きさの試験片に裁断した。次に、この試験片からセパレーターを剥がした後、貼付装置〔フジプラ(株)製の商品名“ラミパッカー”〕を用いて粘着剤層側で液晶セル用ガラス基板に貼り付け、温度50℃、圧力5kg/cm2 (490.3kPa)で20分間オートクレーブ処理を行った。続いて70℃で2時間加熱処理し、引き続き50℃のオーブン中にて48時間保管した後、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気中、この貼着試験片から偏光板を粘着剤層とともに300mm/分の速度で180°方向(偏光板を剥がして裏返しとなった状態でガラス面に平行な方向)に剥離し、ガラス板表面の状態を観察して、以下の基準で分類した。結果を、併せて表2の「リワーク性」の欄に示した。
◎:ガラス板表面に曇り等が全く認められない。
○:ガラス板表面に曇り等がほとんど認められない。
△:ガラス板表面に曇り等が認められる。
×:ガラス板表面に粘着剤の残りが認められる。
「アクリル樹脂」の欄の官能基含有単量体を表す符号の意味
2HEA :アクリル酸2−ヒドロキシエチル(水酸基含有成分)
β−CEA:アクリル酸2−カルボキシエチル(アクリル酸の2量体)40%、
アクリル酸の3量体以上のオリゴマー40%、
アクリル酸20%の混合物(カルボキシル基含有成分)
AA :アクリル酸
「粘度」の欄の説明
η1 :粘着剤組成物調製直後の粘度
η2 :粘着剤組成物調製から6時間後の粘度
粘度変化(%)=(η2−η1)/η1×100
2……表面処理層、
3……(第一の)保護フィルム、
4……第二の保護フィルム、
5……偏光板、
7……位相差フィルム、
8……層間粘着剤、
10……光学フィルム、
20……液晶セル(ガラス基板)に貼合される粘着剤層(粘着剤シート)、
25……粘着剤付き光学フィルム、
30……液晶セル(ガラス基板)、
40……光学積層体。
Claims (13)
- (A)(A−1)下式(I)
で示される(メタ)アクリル酸エステル94.8〜99.89重量%、
(A−2)水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体0.1〜5重量%、及び
(A−3)下式(II)
で示されるカルボキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル0.01〜0.2重量%
を含む単量体混合物から得られる共重合体であって、重量平均分子量が50万〜200万であるアクリル樹脂100重量部、
(B)架橋剤0.01〜5重量部、並びに
(C)有機酸0.03〜5重量部
を含有することを特徴とする粘着剤組成物。 - カルボキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(A−3)は、アクリル酸2−カルボキシエチルである請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 架橋剤(B)は、イソシアネート系化合物を含有する請求項1又は2に記載の粘着剤組成物。
- さらに、(D)シラン系化合物 0.03〜2重量部を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の粘着剤組成物からシート状に形成されていることを特徴とする粘着剤シート。
- 粘着剤組成物をシート状に塗工してから8日後のゲル分率に対するシート状に塗工してから1日後のゲル分率の比が0.8以上である請求項6に記載の粘着剤シート。
- 粘着剤組成物をシート状に塗工してから8日後のゲル分率に対するシート状に塗工してから4日後のゲル分率の比が0.97以上である請求項6に記載の粘着剤シート。
- プラスチックフィルムの上に形成されている請求項6〜8のいずれかに記載の粘着剤シート。
- プラスチックフィルムは、離型処理が施された剥離フィルムである請求項9に記載の粘着剤シート。
- 請求項6〜8のいずれかに記載の粘着剤シートが、光学フィルムに貼合されていることを特徴とする粘着剤付き光学フィルム。
- 光学フィルムは、偏光板及び位相差フィルムから選ばれる請求項11に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 請求項11又は12に記載の粘着剤付き光学フィルムが、その粘着剤シート側でガラス基板に積層されていることを特徴とする光学積層体。
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