JP2013129822A - 粘着剤組成物、粘着剤層、粘着剤層付偏光フィルムおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モノマー単位として、芳香族環含有アルキル(メタ)アクリレートを含有する芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)、ならびにアニオン成分およびカチオン成分を有するイオン性化合物(B)を含有する粘着剤組成物。アニオン成分として、下記一般式(1):
(CnF2n+1SO2)2N− (1)
(一般式(1)中、nは1〜10の整数)、下記一般式(2):
CF2(CmF2mSO2)2N− (2)
(一般式(2)中、mは2〜10の整数):および下記一般式(3):
−O3S(CF2)l SO3 − (3)
(一般式(3)中、lは3〜10の整数)で表される少なくとも1種のアニオン成分を使用することが好ましい。
【選択図】なし
Description
(CnF2n+1SO2)2N− (1)
(一般式(1)中、nは1〜10の整数)、下記一般式(2):
CF2(CmF2mSO2)2N− (2)
(一般式(2)中、mは2〜10の整数):および下記一般式(3):
−O3S(CF2)l SO3 − (3)
(一般式(3)中、lは3〜10の整数)で表される少なくとも1種のアニオン成分であることが好ましい。
本発明においては、アニオン成分が、下記一般式(1):
(CnF2n+1SO2)2N− (1)
(一般式(1)中、nは1〜10の整数)、下記一般式(2):
CF2(CmF2mSO2)2N− (2)
(一般式(2)中、mは2〜10の整数):および下記一般式(3):
−O3S(CF2)l SO3 − (3)
(一般式(3)中、lは3〜10の整数)で表される少なくとも1種のアニオン成分である場合、芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)と併用することにより、粘着剤としての耐久性の低下を著しく抑制しつつ、帯電防止機能を付与できるため、好ましい。
イオン性化合物(B)のカチオン成分としては、リチウム、ナトリウム、カリウムのアルカリ金属イオンが挙げられ、上記のアニオン成分と共に、イオン性化合物(B)としてのアルカリ金属塩を構成する。アルカリ金属イオンのなかでも、カリウムイオンを有するイオン性化合物(B)を含有する粘着剤組成物から形成された粘着剤層では、初期の表面抵抗値が上昇する傾向にある。その一方で、リチウムイオンを有するイオン性化合物(B)を含有する場合、粘着剤層の初期の表面抵抗値および加湿後の表面抵抗値の上昇を抑制できる。
アニオン成分としては、CH3COO−、CF3COO−、CH3SO3 −、CF3SO3 −、(CF3SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、C4F9SO3 −、(C2F5SO2)2N−、C3F7COO−、(CF3SO2)(CF3CO)N−、−O3S(CF2)3SO3 −、PF6 −、CO3 2−、などの有機物;Cl−、Br−、I−、AlCl4 −、Al2Cl7 −、BF4 −、PF6 −、ClO4 −、NO3 −、AsF6 −、SbF6 −、NbF6 −、TaF6−、(CN)2N−、などの無機物が挙げられる。上記アニオン成分の中でも、特に、フッ素原子を含むアニオン部は、イオン解離性の良いイオン化合物が得られることから好ましく、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−等の(ペルフルオロアルキルスルホニル)イミドがより好ましく、(CF3SO2)2N−、で表わされる(トリフルオロメタンスルホニル)イミドがさらに好ましい。
(式中、Rは、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の1価の有機基であり、Mは水酸基又は加水分解性基であり、aは0〜2の整数である。但し、Rが複数存在するとき複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、Mが複数存在するとき複数のMは互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表される反応性シリル基を有する。
一般式(4):RaM3−aSi−X−Y−(AO)n−Z
(式中、Rは、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の1価の有機基であり、Mは水酸基又は加水分解性基であり、aは0〜2の整数である。但し、Rが複数存在するとき複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、Mが複数存在するとき複数のMは互いに同一であっても異なっていてもよい。AOは、直鎖または分岐鎖の炭素数1〜10のオキシアルキレン基を示し、nは1〜1700であり、オキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。Xは、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を示す。Yは、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合、またはカーボネート結合を示す。
Zは、水素原子、1価の炭素数1〜10の炭化水素基、
一般式(4A):−Y1−X−SiRaM3−a
(式中、R、M、X、aは、前記と同じ。Y1は単結合、−CO−結合、−CONH−結合、または−COO−結合を示す。)、または、
一般式(4B):−Q{−(OA)n−Y−X−SiRaM3−a}m
(式中、R、M、X、Y、aは、前記と同じ。OAは前記のAOに同じで、nは前記と同じ。Qは、2価以上の炭素数1〜10の炭化水素基であり、mは当該炭化水素基の価数と同じ。)で表される基である。)で表される化合物が挙げられる。
更に具体的には、次のような方法により、薄型偏光膜を製造することができる。
上記の薄型偏光膜の製造方法は、上記工程以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、架橋工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
上記不溶化工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。不溶化処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部〜4重量部である。不溶化浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃〜50℃である。好ましくは、不溶化工程は、積層体作製後、染色工程や水中延伸工程の前に行う。
上記架橋工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部〜4重量部である。また、上記染色工程後に架橋工程を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部〜5重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃〜50℃である。好ましくは、架橋工程は上記第2のホウ酸水中延伸工程の前に行う。好ましい実施形態においては、染色工程、架橋工程および第2のホウ酸水中延伸工程をこの順で行う。
芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍になるように延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ20μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルムを、それぞれ、ポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光フィルムを作成した。以下、これをTAC系偏光フィルム(1)という。
薄型偏光膜を作製するため、まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸された4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する、厚さ4μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。更に、当該光学フィルム積層体の偏光膜の表面にポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、けん化処理した40μm厚のアクリル樹脂フィルムを貼合せたのち、非晶性PET基材を剥離し、薄型偏光膜を用いた偏光フィルムを作製した。以下、これを薄型偏光フィルム(2)という。
薄型偏光膜を作製するため、まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸された4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する、厚さ4μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。更に、当該光学フィルム積層体の偏光膜の表面にポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロースフィルムを貼合せたのち、非晶性PET基材を剥離した後、他の片面に厚さ33μmのノルボルネン系フィルムを、それぞれ、ポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、薄型偏光膜を用いた偏光フィルムを作製した。以下、これを薄型偏光フィルム(3)という。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−1)の調製>
冷却管、窒素導入管、温度計及び撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸ブチル90部、ベンジルアクリレート(BzA)5部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル5部、及び開始剤として、AIBNをモノマー(固形分)100部に対して1部を酢酸エチルと共に加えて窒素ガス気流下、60℃で7時間反応させた後、その反応液に酢酸エチルを加えて、重量平均分子量120万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−1)を含有する溶液を得た(固形分濃度30重量%)。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−2)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル87部、ベンジルアクリレート10部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量130万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−2)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−3)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル82部、ベンジルアクリレート15部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量130万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−3)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−4)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル77部、ベンジルアクリレート20部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量135万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−4)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−5)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル72部、ベンジルアクリレート25部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量120万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−5)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−6)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル67部、ベンジルアクリレート30部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量120万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−6)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−7)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル82部、フェノキシエチルアクリレート(PEA)15部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量130万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−7)の溶液を調製した。
<芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−8)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル77部、フェノキシエチルアクリレート20部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量125万の芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−8)の溶液を調製した。
<芳香族環を含有しない(メタ)アクリル系ポリマー(A−9)の調製>
製造例1において、モノマー混合物として、アクリル酸ブチル97部、アクリル酸4−ヒドロキシブチル3部を含有するモノマー混合物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、重量平均分子量135万であって、芳香族環を含有しない(メタ)アクリル系ポリマー(A−9)の溶液を調製した。
(粘着剤組成物の調製)
製造例1で得られた芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A−1)溶液の固形分100部あたり0.1部のトリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート(三井化学(株)製:タケネートD110N)と、ジベンゾイルパーオキサイド0.3部と、0.1部のγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業(株)製:KBM−403)と、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドリチウム(商品名「EF−N445」、三菱マテリアル電子化成社製)1部を配合して、アクリル系粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤溶液をシリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(基材)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ20μmの粘着剤層を形成した。次いで、TAC系偏光フィルム(1)に、粘着剤層を形成したセパレータを移着させ、粘着剤層付光学フィルムを作製した。
実施例1において、粘着剤組成物の調製にあたり、各成分の使用量を表1および表2に示すように変えたこと、あるいは偏光フィルムの種類を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤層付偏光フィルムを作製した。
粘着剤層付偏光フィルムのセパレータフィルムを剥がした後、粘着剤表面の表面抵抗値(Ω/□)を三菱化学アナリテック社製MCP−HT450を用いて測定した。
作製された粘着剤層付偏光フィルムを100mm×100mmの大きさに切断し、液晶パネルに貼り付けた。このパネルを10000cdの輝度を持つバックライト上に置き、静電気発生装置であるESD(SANKI社製,ESD−8012A)を用いて5kvの静電気を発生させることで液晶の配向乱れを起こした。その配向不良による表示不良の回復時間(秒)を、瞬間マルチ測光検出器(大塚電子社製,MCPD−3000)を用いて測定し、下記基準で評価した。
◎:表示不良が1秒未満で消失した。
○:表示不良が1秒以上10秒未満で消失した。
×:表示不良が10秒以上で消失した。
実施例、比較例で得られた粘着剤層付偏光フィルムを60℃/95%RHの恒温恒湿機に投入し、48時間後取り出したのち、60℃で2時間乾燥したのちセパレータフィルムを剥がし、粘着剤表面の表面抵抗値を(株)三菱化学アナリテック製MCP−HT450を用いて測定した。
実施例、比較例で得られた粘着剤層付偏光フィルムのセパレータフィルムを剥がし、無アルカリガラスに貼り合わせ、50℃、5atm、15分間のオートクレーブ処理を行った後、80℃の加熱オーブンおよび60℃/90%RHの恒温恒湿機に投入した。500h後の偏光フィルムの剥がれの有無を確認し、全く剥がれが認められなかったものを◎、目視では確認できない程度の剥がれを○、目視で確認できる小さな剥がれを△、明らかな剥がれが認められたものを×とした。
サンプルを、縦420mm×横320mmのサイズに切り出したものを2枚用意した。このサンプルを、厚さ0.07mmの無アルカリガラス板の両面にクロスニコルになるようにラミネーターにて貼り合せた。次いで、50℃、5atmで15分間のオートクレーブ処理を行って二次サンプルとした(初期)。次いで、二次サンプルを、85℃の条件下で100時間の処理を行った(加熱後)。初期および加熱後の二次サンプルを、1万カンデラのバックライト上に置き、光漏れを下記の基準により、目視で評価した。
◎:コーナームラの発生がなく、実用上問題ない。
○:コーナームラがわずかながら発生しているが、表示領域には表れていないので、実用上問題ない。
×:コーナームラが発生して表示領域にはきつく表れており、実用上問題がある。
架橋剤(C)における、「C−1」は三井化学ポリウレタン社製のイソシアネート架橋剤(商品名「タケネートD110N」,トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート)、「C−2」は日本油脂社製のジベンゾイルパーオキサイド(ナイパーBMT)を示す。
シランカップリング剤(D)における「D−1」は信越化学工業社製のKBM403を示す。
ポリエーテル化合物(E)における「E−1」は、(商品名「サイリルSAT10」、カネカ社製、「E−2」は、(商品名「SIB1824.82」、GELEST社製)を示す。
Claims (23)
- (メタ)アクリル系ポリマー(A)、ならびにアニオン成分およびカチオン成分を有するイオン性化合物(B)を含有する粘着剤組成物であって、
前記(メタ)アクリル系ポリマー(A)が、モノマー単位として、芳香族環含有アルキル(メタ)アクリレートを含有する芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)であることを特徴とする粘着剤組成物。 - 前記アニオン成分が、有機基を有し、かつ炭素数が2以上であるアニオン成分である請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記アニオン成分が、下記一般式(1):
(CnF2n+1SO2)2N− (1)
(一般式(1)中、nは1〜10の整数)、下記一般式(2):
CF2(CmF2mSO2)2N− (2)
(一般式(2)中、mは2〜10の整数):および下記一般式(3):
−O3S(CF2)l SO3 − (3)
(一般式(3)中、lは3〜10の整数)で表される少なくとも1種のアニオン成分である請求項1または2に記載の粘着剤組成物。 - 前記イオン性化合物(B)が有するカチオン成分が、アルカリ金属カチオンおよび有機カチオンの少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記イオン性化合物(B)が有するカチオン成分が、リチウムカチオンである請求項1〜4のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記イオン性化合物(B)が有するカチオン成分が、炭素数4〜10の有機カチオンである請求項1〜5のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記イオン性化合物(B)が有するアニオン成分が、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ヘプタフルオロプロパンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン、シクロ−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドアニオン、およびヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホン酸アニオンの少なくとも1種である請求項1〜6のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、前記イオン性化合物(B)を0.001〜10重量部含有する請求項1〜7のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有アルキル(メタ)アクリレートとして、ベンジル(メタ)アクリレートおよびフェノキシエチル(メタ)アクリレートの少なくとも1種を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)が、モノマー単位として、さらにヒドロキシル基含有モノマーを含有する請求項1〜9のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)が、モノマー単位として、さらにカルボキシル基含有モノマーを含有する請求項1〜10のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- さらに、架橋剤(C)を含有する請求項1〜11のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、前記架橋剤(C)を0.01〜20重量部含有する請求項12に記載の粘着剤組成物。
- 前記架橋剤(C)が、イソシアネート系化合物および過酸化物の少なくとも1種である請求項12または13に記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、さらに、シランカップリング剤(D)を0.001〜5重量部含有する請求項1〜14のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)100重量部に対して、さらにポリエーテル変性シリコーン(E)を0.001〜10重量部含有する請求項1〜15のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 前記芳香族環含有(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量が、50万〜300万である請求項1〜16のいずれかに記載の粘着剤組成物。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の粘着剤組成物から形成されたものであることを特徴とする粘着剤層。
- 偏光子の片面または両面に透明保護フィルムを有する偏光フィルムと、請求項18に記載の粘着剤層とを少なくとも有する粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記透明保護フィルムがトリアセチルセルロースフィルム、(メタ)アクリル樹脂フィルム、または環状ポリオレフィンポリマーフィルムである請求項19記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記偏光子の厚みが1〜10μmである請求項19または20に記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記偏光フィルムと前記粘着剤層との間に、易接着層を有する請求項19〜21のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 請求項19〜22のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムを少なくとも1つ用いたことを特徴とする画像表示装置。
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