JP2014201709A - アクリル系樹脂組成物、アクリル系粘着剤、粘着シート、両面粘着シート、透明電極用粘着剤、タッチパネル及び画像表示装置、並びに粘着剤層含有積層体の製造方法 - Google Patents

アクリル系樹脂組成物、アクリル系粘着剤、粘着シート、両面粘着シート、透明電極用粘着剤、タッチパネル及び画像表示装置、並びに粘着剤層含有積層体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】耐ブリスター性及び段差追従性能、特に耐久試験後の追従性に優れたアクリル系樹脂組成物を提供する。【解決手段】アクリル系樹脂(A)、有機溶媒(B)、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)、及びチオール化合物(D)を含有し、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の含有割合(重量比)が、(A):(C)=10:90〜75:25であるアクリル系樹脂組成物であって、有機溶媒(B)の引火点(℃)をBf.p.、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の引火点(℃)をCf.p.としたとき、Cf.p.がBf.p.よりも高く、かつ、Cf.p.とBf.p.の差が50℃以上であることを特徴とするアクリル系樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、アクリル系樹脂組成物、アクリル系粘着剤、粘着シート、両面粘着シート、透明電極用粘着剤、タッチパネル、画像表示装置、粘着剤層含有積層体の製造方法に関するものであり、詳しくは活性エネルギー線硬化型の溶剤系アクリル系粘着剤に用いられるアクリル系樹脂組成物などに関するものである。
タッチパネルなどに使用される粘着剤は、主にITO(インジウムチンオキサイド)面をもつ支持板と、カバーパネルとの貼り合わせに用いられる。従来のタッチパネルでは、ガラス/粘着剤/ガラスの構造がとられており、粘着剤には、衝撃吸収性と視認性に優れるものが求められ、種々の粘着剤が開発されてきたが、粘着剤層を厚膜化することにより、これらの要求は満たされていた。
このような厚膜化への対応として、本出願人は、厚塗り塗工に適したアクリル系粘着剤として、アクリル系樹脂、特定の引火点をもつ有機溶媒、及び特定の引火点をもつエチレン性不飽和化合物を含有するアクリル系樹脂組成物から得られるアクリル系粘着剤を開発し、提案している(例えば、特許文献1参照。)。
また、最近では、軽量化や危険性を減らす目的で、ガラスがポリカーボネートなどのプラスチック材料に代替され、さらに意匠性を高めるため印刷等による装飾を施すようになっている。ガラスがプラスチック材料に替ったために、高温下でプラスチック材料から発生するガスが原因で気泡が発生し、視認性の低下をまねくという新たな問題が生じており、かかる気泡を発生させない、いわゆる耐ブリスター性に優れることが求められている。更に、印刷等による段差が生じるため、粘着剤層がその段差によく追従しないと作業性が悪く、またそこで気泡が入ってしまい、視認性が低下するという問題も生じている。特に、額縁印刷部は応力が集中しているため、一旦、段差に追従した粘着剤層が形成されても、高温多湿下で長時間放置した場合等には、粘着剤層の浮きが生じてしまうという問題があった。
このような耐ブリスター性を改善するために、アクリル系ポリマー、及び架橋剤を含む粘着剤であって、炭素数4〜20のアルキル基を有するアルキルアクリレートモノマー由来の構成単位を30〜77質量%、脂環式基含有(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位を20〜60質量%、及び(メタ)アクリル酸由来の構成単位を0.1〜10.0質量%含む粘着剤が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2012−111939号公報 特開2012−201877号公報
しかしながら、上記特許文献1のアクリル系粘着剤は、粘着剤層の厚膜化に適しているため、段差への追従性は厚膜化により改善されていたが、まだまだ改善の余地が残るものであり、耐ブリスター性についても、更なる改良が求められるものであった。
また、特許文献2のアクリル粘着剤は耐ブリスター性に優れると記載されているが、段差への追従性の記述はなく、耐ブリスター性と段差への追従性の両立については考慮されていないものであった。
そこで、本発明ではこのような背景下において、耐ブリスター性及び段差追従性能、特に耐久試験後の追従性に優れたアクリル系樹脂組成物の提供を目的とするものである。
しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、一般的に用いられる溶液重合で製造されたアクリル系樹脂からなる溶剤系の粘着剤に、更に一般の乾燥条件において、揮発しやすい有機溶媒を用いると共に、揮発しにくいエチレン性不飽和モノマーを特定割合で配合し、さらにチオール化合物を配合することにより、粘着剤を厚塗り塗工後、溶剤を乾燥する際に、液状であるエチレン性不飽和モノマーが残留しているために、粘着剤層の粘度が上昇しすぎるのを防ぎ、粘着剤層表面が硬くなることを防ぐことができ、そのため、厚塗り塗工時でも、溶剤が揮発しやすく乾燥適正に優れ、かつチオール化合物の連鎖移動効果とエンチオール反応による架橋または末端への硫黄元素導入効果により耐ブリスター性及び段差追従性能、特に耐久試験後の追従性に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の要旨は、アクリル系樹脂(A)、
有機溶媒(B)、
エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)、及び
チオール化合物(D)
を含有し、
アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の含有割合(重量比)が、(A):(C)=10:90〜75:25であり、有機溶媒(B)の引火点(℃)をBf.p.、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の引火点(℃)をCf.p.としたとき、Cf.p.がBf.p.よりも高く、かつ、Cf.p.とBf.p.の差が50℃以上であることを特徴とするアクリル系樹脂組成物に関するものである。
更には、本発明は、上記アクリル系樹脂組成物を用いてなるアクリル系粘着剤、粘着シート、透明電極用粘着剤、タッチパネル、画像表示装置、粘着剤層含有積層体の製造方法に関するものである。
本発明のアクリル系樹脂組成物は、一般の乾燥条件において、揮発しやすい有機溶媒を用いると共に、揮発しにくいエチレン性不飽和モノマーを特定割合含有しているために、通常の溶液重合で製造されたアクリル系樹脂を含む溶剤系アクリル系粘着剤では達成することが困難であった厚塗り時の塗工適正に優れた効果を有するものである。更に、チオール化合物を含有するため、得られた粘着剤層の耐ブリスター性及び段差追従性能、特に耐久試験後の追従性に優れた効果を有するものである。
以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)としては、例えば、活性エネルギー線照射により、アクリル系樹脂の一部分、または、アクリル系樹脂組成物中に含まれるその他硬化成分と反応しうる反応性構造部位を有する活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)や、
後述の架橋剤(G)と反応することにより、架橋点となりうる官能基を含有するモノマー(後述の官能基含有モノマー(a2))を共重合成分として使用したアクリル系樹脂(A2)等があげられる。
本発明のアクリル系樹脂(A)としては、養生期間が不要である点から、活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)が好ましい。
活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)が含有する反応性構造部位としては、エチレン性不飽和基及び環状エーテル構造から選ばれる少なくとも1つであることが、反応性が高く、エージングを必要としない点で好ましく、特に好ましくはエチレン性不飽和基である。
以下、活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)として、エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂(A1−1)および環状エーテル構造含有アクリル系樹脂(A1−2)について説明する。
エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂(A1−1)は、分子内にエチレン性不飽和基を含有するアクリル系樹脂であればよく、例えば、分子内に官能基を有するアクリル系樹脂(x)に、分子内にかかる官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(y)(以下、「エチレン性不飽和化合物(y)」と記すことがある。)を反応させて得られるものである。
分子内に官能基を有するアクリル系樹脂(x)としては、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)及び(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(x2)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(x3)を共重合してなる重合体である。
かかる官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、(メタ)アクリルアミドN−グリコール酸、ケイ皮酸、(メタ)アクリル酸のミカエル付加物(例えば、(メタ)アクリル酸ダイマー、(メタ)アクリル酸トリマー、(メタ)アクリル酸テトラマー、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジカルボン酸モノエステル(例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル、等)等のカルボキシル基含有不飽和モノマー;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の水酸基含有不飽和モノマー;
グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有不飽和モノマー;
2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有不飽和モノマー;
(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブトキシアルキル)(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド−3−メチルブチルメチルアミン、ジメチルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和モノマー;
エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸あるいはその塩等のスルホン酸基含有不飽和モノマー;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有不飽和モノマー;
等が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも1種が用いられる。中でも、カルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマー、グリシジル基含有不飽和モノマー、イソシアネート基含有不飽和モノマー、アミド基含有不飽和モノマーが好適に用いられ、特に好ましくはカルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマーである。
(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(x2)としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、脂環を含有する(メタ)アクリル酸エステル、芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステル、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル、特にはアルキル基の炭素数1〜12、好ましくは4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、具体例として、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記脂環を含有する(メタ)アクリル酸エステル、具体的には、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロペンテニル(メタ)アクリレート、それらのアルキレンオキシド基含有不飽和モノマー等が挙げられる。
上記芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステル、具体的には、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレン(メタ)アクリレート、ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
その他の共重合性モノマー(x3)としては、例えば、(メタ)アクリロイルモルフォリン、N−(メタ)アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン等が挙げられる。
上記の官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)及びアクリル酸エステル系モノマー(x2)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(x3)を共重合して、分子内に官能基を有するアクリル系樹脂(x)が得られる。
かかる共重合に当たっては、溶液重合で製造することが、安全に、安定的に、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(x)を製造できる点で好ましく、具体的には有機溶媒中に、上記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)及びアクリル酸エステル系モノマー(x2)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(x3)、重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、過酸化ベンゾイル等)を混合あるいは滴下し、還流状態あるいは50〜90℃で4〜20時間重合する。
かかる官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)、アクリル酸エステル系モノマー(x2)、その他の共重合性モノマー(x3)の含有割合としては、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)が0.1〜50重量%(好ましくは0.5〜10重量%)、アクリル酸エステル系モノマー(x2)が50〜99.9重量%(好ましくは90〜99.5重量%)、その他の共重合性モノマー(x3)が0〜40重量%(好ましくは0.1〜20重量%)であることが好ましい。
エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂(A1−1)は、分子内に官能基を有するアクリル系樹脂(x)に、分子内にかかる官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(y)を反応させるものであり、かかるエチレン性不飽和化合物(y)としては、前記のカルボキシル基含有不飽和モノマー、水酸基含有不飽和モノマー、グリシジル基含有不飽和モノマー、イソシアネート基含有不飽和モノマー、アミド基含有不飽和モノマー、アミノ基含有不飽和モノマー、スルホン酸基含有不飽和モノマー等が挙げられる。
また、トリレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートあるいはそれらのアダクト体やイソシアヌレート体等のイソシアネート化合物と、上記水酸基含有不飽和モノマーや水酸基と複数の(メタ)アクリロイル基を持った化合物とを、イソシアネート基が残存するような割合で反応させて得られるウレタンアクリレート型のイソシアネート基含有不飽和オリゴマーも使用できる。
これらの中でも、イソシアネート基含有不飽和モノマー、イソシアネート基含有不飽和オリゴマー等のイソシアネート基含有不飽和化合物を用いることがアクリル樹脂(x)とエチレン性不飽和化合物(y)が反応しやすい点で好ましい。
例えば、アクリル系樹脂(x)中の官能基がカルボキシル基の場合はエチレン性不飽和化合物(y)はグリシジル基含有不飽和モノマーやイソシアネート基含有不飽和モノマーが好ましく、該アクリル系樹脂(x)中の官能基が水酸基の場合はエチレン性不飽和化合物(y)はイソシアネート基含有不飽和モノマーが好ましく、アクリル系樹脂(x)中の官能基がグリシジル基の場合はエチレン性不飽和化合物(y)はカルボキシル基含有不飽和モノマーやアミド基含有不飽和モノマーが好ましく、アクリル系樹脂(x)中の官能基がアミノ基の場合はエチレン性不飽和化合物(y)はグリシジル基含有不飽和モノマーが好ましいものである。本発明においては、アクリル系樹脂(x)中の官能基が水酸基の場合で、エチレン性不飽和化合物(y)がイソシアネート基含有不飽和化合物であることが官能基の反応性に優れる点で特に好ましい。
エチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂(A1−1)の調製にあたっては、上記の分子内に官能基をもつアクリル系樹脂(x)とエチレン性不飽和化合物(y)とを反応させるわけであるが、かかる反応は、通常20〜80℃で1〜100時間程度反応させればよく、必要に応じて適宜触媒を使用してもよい。
また、反応にあたっては、上記アクリル系樹脂(x)100重量部に対してエチレン性不飽和化合物(y)を0.001〜10重量部反応させることが好ましく、特に好ましくは0.02〜2重量部、更に好ましくは0.05〜0.5重量部である。エチレン性不飽和化合物(y)が少なすぎると凝集力不足により耐久性が低下する傾向があり、多すぎると架橋密度が上がりすぎて粘着性が低下する傾向がある。
上記環状エーテル構造含有アクリル系樹脂(A1−2)は、上述した官能基含有アクリル系樹脂(x)における官能基含有エチレン性不飽和モノマー(x1)として、環状エーテル構造含有モノマーを必須成分として用いたアクリル系樹脂であればよい。
かかる環状エーテル構造含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジル等のグリシジル基含有モノマー、(メタ)アクリル酸3−メチル−3−オキセタニルメチルアクリレート等のオキセタン環含有モノマーが挙げられ、これらモノマーを単独または2種以上を併用して用いればよい。
これらの中でも、オキセタン環含有モノマーが保存安定性に優れる点で好ましい。
かかる環状エーテル構造含有モノマーの含有量としては、単量体成分全体に対して0.01〜30重量%が好ましく、特に好ましくは0.1〜10重量%であり、更に好ましくは0.5〜3重量部である。
かかる配合量が多すぎると凝集力が上がりすぎて粘着性が低下する傾向があり、少なすぎると凝集力が低下する傾向がある。
環状エーテル構造含有アクリル系樹脂(A1−2)の製造方法は、上述した官能基含有アクリル系樹脂(x)の製造方法に準じて製造すればよい。
本発明における活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)の重量平均分子量は、通常10万〜500万、好ましくは50万〜200万、特に好ましくは100万〜150万である。重量平均分子量が小さすぎると、耐久性能が低下する傾向があり、大きすぎると希釈溶剤を大量に必要とし、塗工性が低下し、厚塗り塗工をしにくくなる傾向がある。
また、活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、20以下であることが好ましく、特には15以下が好ましく、更には10以下が好ましい。かかる分散度が高すぎると粘着剤層の耐久性能が低下し、発泡等が発生しやすくなる傾向にある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
更に、活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)のガラス転移温度は、−80〜10℃、特には−60〜−10℃、更には−40〜−20℃であることが好ましく、ガラス転移温度が高すぎるとタックが不足する傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向がある。
尚、上記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×10、分離範囲:100〜2×10、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法を用いることができる。また分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。またガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
Figure 2014201709
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
なお、本発明のアクリル系樹脂組成物から得られる粘着剤を、ITOや銅などの腐食しやすい金属や金属酸化物を基材、または被着体として使用する場合には、上記活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)が実質的に酸成分を含有していないものであることが好ましい。
なお、酸成分を含有していないとは、具体的には、酸価が10mgKOH/g以下であることが好ましく、特に好ましくは1mgKOH/g以下、更に好ましくは0.1mgKOH/g以下である。
また、前記アクリル系樹脂(A2)は、共重合成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)を主成分とし、官能基含有モノマー(a2)を共重合してなるものであり、更に、その他の共重合性モノマー(a3)を共重合成分とすることもできる。上記アクリル系樹脂(A2)は、共重合成分として官能基含有モノマー(a2)を使用したものであるため、アクリル系樹脂(A2)の架橋点となり、基材や被着体との密着性を更に上昇させることができる。
かかる(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)としては、アルキル基の炭素数が、通常1〜20、特には1〜12、更には1〜8、殊には4〜8であることが好ましく、具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチルアクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、iso−ステアリルアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併せて用いることができる。
かかる(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の中でも、共重合性、粘着物性、取り扱いやすさ及び原料入手しやすさの点で、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられ、更に好ましく耐久性に優れる点でn−ブチル(メタ)アクリレートが用いられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは10〜100重量%、特に好ましくは50〜95重量%、更に好ましくは65〜90重量%、殊に好ましくは60〜85重量%であり、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の含有量が少なすぎると、粘着剤として使用した場合の粘着力が低下する傾向にある。
官能基含有モノマー(a2)としては、後述の架橋剤(G)と反応することにより架橋点となりうる官能基を含有するモノマーであればよく、例えば、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等が挙げられ、これらの中でも、効率的に架橋反応ができる点で水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーが好ましく用いられる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー、その他、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の1級水酸基含有モノマー;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;2,2−ジメチル2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマーを挙げることができる。
上記水酸基含有モノマーの中でも、架橋剤との反応性に優れる点で、例えば2−ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートを使用することが特に好ましい。
なお、本発明で使用する水酸基含有モノマーとしては、不純物であるジ(メタ)アクリレートの含有割合が、0.5%以下のものを用いることも好ましく、更に0.2%以下、殊には0.1%以下のものを使用することが好ましく、具体的には、2−ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートが好ましい。
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、アクリルアミドN−グリコール酸、ケイ皮酸等が挙げられ、中でも(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、2−(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート等が挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートやそれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジル等が挙げられる。
これら官能基含有モノマー(a2)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
官能基含有モノマー(a2)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは0〜90重量%、特に好ましくは5〜50重量%、更に好ましくは10〜45重量%、殊に好ましくは15〜40重量%であり、官能基含有モノマー(a2)の含有量が少なすぎると、耐湿熱白化性や、凝集力が低下しやすい傾向があり、多すぎると粘度が高くなったり、樹脂の安定性が低下する傾向がある。
その他の共重合性モノマー(a3)としては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、α―メチルスチレン等の1つの芳香環を含有するモノマー;ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等のビフェニルオキシ構造含有(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドN−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシ基またはオキシアルキレン基を含有するモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等が挙げられる。
その他の共重合性モノマー(a3)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは0〜40重量%、特に好ましくは0〜30重量%、更に好ましくは0〜25重量%であり、その他の共重合性モノマー(a3)が多すぎると粘着特性が低下しやすい傾向がある。
かくして、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)、好ましくは官能基含有モノマー(a2)、必要に応じてその他の共重合性モノマー(a3)を共重合成分として重合することによりアクリル系樹脂(A2)を製造するのであるが、かかる重合にあたっては、溶液重合で製造することが、安全に、安定的に、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(A)を製造できる点で好ましい。
かかる溶液重合では、例えば、有機溶媒中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)、官能基含有モノマー(a2)、その他の共重合性モノマー(a3)等のモノマー成分、重合開始剤を混合あるいは滴下し、還流状態あるいは50〜98℃で0.1〜20時間重合すればよい。
かかる重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が具体例として挙げられる。
アクリル系樹脂(A2)の重量平均分子量については、通常10万〜500万、好ましくは30万〜150万、特に好ましくは50万〜90万である。重量平均分子量が小さすぎると、耐久性能が低下する傾向があり、大きすぎると製造が難しくなる傾向となる。
また、アクリル系樹脂(A2)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、20以下であることが好ましく、特には15以下が好ましく、更には10以下が好ましく、殊には7以下が好ましい。かかる分散度が高すぎると粘着剤層の耐久性能が低下し、発泡等が発生しやすくなる傾向にある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
更に、アクリル系樹脂(A2)のガラス転移温度は、−80〜10℃、特には−60〜−10℃、更には−50〜−20℃であることが好ましく、ガラス転移温度が高すぎるとタックが不足する傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向がある。
尚、上記アクリル系樹脂(A2)の重量平均分子量、分散度およびガラス転移温度は、前記活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A1)と同様の方法により求められる。
また、本発明のアクリル系粘着剤をタッチパネル用等の透明電極やその他の電子部材、特に精密電子部材に貼り合わせて用いる情報ラベル用途や、電子部材固定用途で使用する際には、耐腐食性が求められるため、この場合は、上記アクリル系樹脂(A2)が酸性基を含有しないものであることが好ましい。
本発明のアクリル系樹脂組成物は、上記アクリル系樹脂(A)に加えて、有機溶媒(B)およびエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)(以下、「エチレン性不飽和化合物(C)」と記すことがある。)、チオール化合物(D)を必須成分として含有するものである。
かかる有機溶媒(B)とエチレン性不飽和化合物(C)は、乾燥適正に関する本発明の効果を発揮するために、それらの引火点に関して、有機溶媒(B)の引火点(℃)をBf.p、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の引火点(℃)をCf.pとしたとき、
(1)Cf.p.がBf.p.よりも高く、かつ、(2)Cf.p.とBf.p.の差が50℃以上であることが必要である。
かかる条件(2)について、Cf.p.とBf.p.の差は、50℃以上であることが必要であるが、好ましくは80℃以上、更に好ましくは120℃以上である。Cf.p.とBf.p.の差が小さすぎると乾燥のときに、エチレン性不飽和化合物(C)の残存率が下がることにより、厚塗り塗工時に効率よく乾燥ができなかったり、有機溶媒(B)の残存率が上がることにより、粘着剤塗膜中に溶剤が残り、粘着性能が低下する傾向がある。なお、Cf.p.とBf.p.の差の上限は通常400℃である。
また、有機溶媒(B)としては、条件(1)および(2)を満たす有機溶媒を単独または複数種用いてもよいし、エチレン性不飽和化合物(C)としても、条件(1)および(2)を満たすエチレン性不飽和化合物を単独または複数種用いてもよい。
なお、条件(1)および(2)を満たさない有機溶媒(B')やエチレン性不飽和化合物(C')も、本発明の効果を損なわない範囲で併用してもよい。
本発明では、上記関係を満たすことにより、アクリル系樹脂組成物を用いた粘着剤を塗工後、乾燥する際に、粘着剤層の粘度が上昇しすぎるのを防ぎ、粘着剤層表面が硬くなることを防ぐことができ、そのため、厚塗り塗工した際でも、溶剤が揮発しやすく、効率よく乾燥を行なうことができるものである。
なお、本来、化合物の揮発性については沸点や蒸発速度から求めるのが一般的であるが、不飽和モノマー(エチレン性不飽和化合物(C))は、常圧で温度をかけると重合してしまい沸点が正確に測れないことがあるために、本発明では揮発性を示す指標として、化合物の揮発性と相関関係のある引火点を使用した。また、引火点の測定はJIS K2265に準じるものとし、どの方法を用いるかは(消防法の4類の規定を参考にするものとし)、以下の通りとする。
詳細には下記の方法で行う。
(a) タグ密閉式引火点試験器により引火点を測定する。
(b)(a)において、引火点が80℃以下の温度で測定されない場合にあっては、クリーブランド開放式引火点試験器により引火点を測定する。
(c)(a)において、引火点が0℃以上80℃以下の温度で測定され、かつ、当該引火点における試験物品の動粘度が10cSt以上である場合にあっては、 セタ密閉式引火点測定器により引火点を測定する。
本発明で用いられる有機溶媒(B)は、上述した引火点に関する条件(1)および(2)を満足する有機溶媒(B)であれば、その種類は特に限定されるものではなく、アクリル系樹脂(A)の重合条件や、エチレン性不飽和化合物(C)種類に応じて、最適な有機溶媒を適宜選択して用いればよい。
かかる有機溶媒(B)は、アクリル系樹脂(A)を溶液重合にて製造する際に使用する有機溶媒であってもよいし、製造したアクリル系樹脂(A)を希釈するために使用する有機溶媒であってもよいし、アクリル系樹脂(A)と後述のエチレン性不飽和化合物(C)を混合する際に配合される有機溶媒であってもよいが、実質的には、経済性に優れる点で、アクリル系樹脂(A)を溶液重合にて製造する際に使用する有機溶媒であることが好ましい。
有機溶媒(B)の引火点としては、塗工乾燥時に揮発しやすく乾燥性に優れる点で、30℃以下であることが好ましく、特に好ましくは15℃以下、更に好ましくは0℃以下である。引火点が高すぎると粘着シートを作る際に溶剤が残りやすい傾向がある。また、下限値は、安全性の点で、通常−50℃である。
有機溶媒(B)として、具体的には、酢酸エチル(引火点−3℃)、酢酸メチル(引火点−10℃)、酢酸ブチル(引火点28℃)等のエステル系溶媒;アセトン(引火点−20℃)、メチルエチルケトン(引火点−7℃)、メチルイソブチルケトン(引火点17℃)等のケトン系溶媒;ヘプタン(引火点−4℃)、ヘキサン(引火点−30℃)、シクロヘキサン(引火点−18℃)、メチルシクロヘキサン(引火点−4℃)等の脂肪族炭化水素系溶媒;トルエン(引火点5℃)、o−キシレン(引火点27℃)、m−キシレン(引火点23℃)、p−キシレン(引火点23℃)等の芳香族炭化水素系溶媒;メタノール(引火点11℃)、エタノール(引火点13℃)、イソプロピルアルコール(引火点12℃)、イソブタノール(引火点29℃)、sec−ブタノール(引火点23℃)、ターシャリーブタノール(引火点11℃)等のアルコール系溶媒等が挙げられる(なお、引火点の値は、「塗料原料便覧第7版,日本塗料工業会」に記載の値である。ただし、メチルイソブチルケトンについては「三協化学社のMSDS」に記載の値である。)。
これらの中でも、汎用性、塗工適正、重合適正の点で、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒であることが好ましく、特に好ましくは、エステル系溶媒、ケトン系溶媒であり、更に好ましくは、最適な沸点を持つこと及び安価に大量に入手できる点で、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンであることが好ましい。
有機溶媒(B)の分子量は、120以下であることが好ましく、特に好ましくは20〜100、更に好ましくは30〜90である。かかる分子量が大きすぎると揮発しにくく、乾燥後に残存しやすい傾向がある。
また、有機溶媒(B)の沸点としては、塗工乾燥時に揮発しやすく乾燥性に優れる点で、120℃以下であることが好ましく、特に好ましくは100℃以下、更に好ましくは85℃以下である。沸点が高すぎると粘着シートを作る際に溶剤が残りやすい傾向がある。
また、下限値は、安全性の点で、通常40℃以上であることが好ましい。
なお、上記沸点は、常圧(1気圧)で測定したときの沸点とし、測定はJIS K5601−2−3に従い行なえばよい。
有機溶媒(B)の含有量としては、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、20〜1000重量部であることが好ましく、特に好ましくは40〜500重量部、更に好ましくは80〜250重量部、殊に好ましくは120〜180重量部である。
有機溶媒(B)の含有量が多すぎると塗工粘度が下がり過ぎることにより厚塗り塗工が困難になる傾向があり、少なすぎると溶液重合でアクリル系樹脂(A)を製造する際に、製造の安全性や自由度が低下する傾向がある。
本発明で用いられるエチレン性不飽和化合物(C)としては、上述した引火点に関する条件(1)および(2)を満足するエチレン性不飽和化合物(C)であれば、その種類は特に限定されるものではなく、アクリル系樹脂(A)の種類や有機溶媒(B)の種類に応じて、最適なエチレン性不飽和化合物を適宜選択して用いればよい。
本発明で使用されるエチレン性不飽和化合物(C)は、上記有機溶媒(B)の乾燥性を向上させるために、塗工乾燥時(特には厚膜塗工した際の乾燥時)に、有機溶媒(B)に比べて揮発しにくく粘着剤層中にとどまりやすいものが用いられる。
エチレン性不飽和化合物(C)の引火点としては、40℃以上であることが好ましく、特に好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上で、殊には140℃以上である。引火点が低すぎると乾燥工程で揮発してしまう傾向がある。なお、通常引火点の上限は350℃である。
なお、エチレン性不飽和化合物の中には、上記測定限界350℃を超えても引火しないものも存在するが、かかるエチレン性不飽和化合物は安定性が非常に高く、本発明の揮発しにくいという効果を発揮することができるものであるため、エチレン性不飽和化合物(C)として扱うこととする。
エチレン性不飽和化合物(C)の重量平均分子量としては、100〜2,000であることが好ましく、特に好ましくは120〜1,000、更に好ましくは160〜600、殊に好ましくは200〜400である。
かかる分子量が大きすぎると、粘着物性が低下する傾向があり、小さすぎると乾燥工程で揮発しやすくなる傾向がある。
エチレン性不飽和化合物(C)としては、比較的高引火点(引火点100℃以上)のエチレン性不飽和化合物、例えば、エチレン性不飽和基を1つ含有する(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)(後述のC2を除く)や、窒素原子を含有したエチレン性不飽和化合物(C2)を用いることが、幅広い範囲の乾燥温度において有機溶媒(B)を効率よく乾燥させることができる点で好ましい。
上記エチレン性不飽和基を1つ有する(メタ)アクリル酸エステル系化合物(C1)としては、長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1)、脂環式(メタ)アクリレート(c2)、芳香族(メタ)アクリレート(c3)、および、これら(メタ)アクリレートのオキシアルキレン構造変性化合物(c4)等が挙げられる。
長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1)としては、例えば、デカン(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
脂環式(メタ)アクリレート(c2)としては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族(メタ)アクリレート(c3)としては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、ビフェニル(メタ)アクリレート、ナフタレン(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(c1)〜(c3)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4)としては、(c1)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4−1)として、例えば、2−エチルヘキシルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アルキレングリコールモノアルキルエステル(メタ)アクリレート、アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、(c2)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4−2)として、例えば、t−ブチルシクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルオキシアルキル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、(c3)のオキシアルキレン(アルキル)構造変性化合物(c4−3)として、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラグリコール(メタ)アクリレート、ビフェニルオキシエチルアクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し4)(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し8)(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記例示化合物の具体的な引火点は以下の通りである。
・長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1);イソミリスチルアクリレート(引火点:129℃)、トリデシルアクリレート(引火点:154℃)、n−ステアリルアクリレート(引火点:181℃)、イソステアリルアクリレート(引火点:154℃)
・脂環式(メタ)アクリレート(c2);イソボルニルアクリレート(113℃)、ジシクロペンタニルアクリレート(132℃)、ジシクロペンテニルアクリレート(131℃)
・芳香族(メタ)アクリレート(c3):ベンジルアクリレート(108℃)
・(c1)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4−1);2−エチルヘキシルジエチレングリコールアクリレート(151℃)、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(143℃)、エトキシジエチレングリコールアクリレート(113℃)、メトキシジプロピレングリコールアクリレート(102℃)
・(c2)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4−2);ジシクロペンテニルオキシ
エチルアクリレート(166℃)
・(c3)のオキシアルキレン(アルキル)構造変性化合物(c4−3);フェノキシエチルアクリレート(141℃)、フェニルジエチレングリコールアクリレート(173℃)、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し4)アクリレート(223℃)、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(繰り返し8)アクリレート(304℃)
なお、上記で記載したアクリレート化合物に対応するメタクリレート化合物については、通常、引火点は更に高いものである。
これらの中でも、乾燥適性に優れる点で長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1)、(c1)〜(c3)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4)を用いることが好ましく、特に好ましくは、長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1)、長鎖脂肪族(メタ)アクリレート(c1)のオキシアルキレン構造変性化合物(c4−1)、芳香族(メタ)アクリレート(c3)のオキシアルキレン(アルキル)構造変性化合物(c4−3)であり、更に好ましくは、イソミリスチルアクリレート、トリデシルアクリレート、イソステアリルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェニルジエチレングリコールアクリレート、シクロペンテニルオキシエチルアクリレートである。
上記窒素原子を含有したエチレン性不飽和化合物(C2)は、使用することで粘着剤の粘着力を向上させることができ、例えば、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド(190℃)、アクリロイルモルフォリン(130℃)、オキサゾリドンアクリレート、アクリルアミド(134℃)、メタクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド(引火点:112℃)、ヒドロキシエチルアクリルアミド(189℃)、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(140℃)、ダイアセトンアクリルアミド(110℃)等が挙げられるが、これらの中でも、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、アクリロイルモルフォリン、ブトキシメチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドを用いることが好ましい。
また、本発明のアクリル系樹脂組成物を用いて得られる粘着剤を強粘着用途に用いる場合には、エチレン性不飽和化合物(C)全体に対する(C2)の含有割合が、1〜90重量%であることが好ましく、特に好ましくは5〜80重量%、更に好ましくは15〜70重量%、殊に好ましくは30〜65重量%である。(C2)の含有割合が多すぎても少なすぎても、粘着力が上昇しづらく、必要な粘着力が得られにくい傾向がある。
また、有機溶媒(B)の乾燥が比較的低温(100℃以下)で行なわれる場合には、エチレン性不飽和化合物(C)として、引火点が比較的低め(100℃未満)の化合物を使用することもできる。
かかるエチレン性不飽和化合物(C)としては、例えば、ブチルアクリレート(引火点:40℃)や2−エチルヘキシルアクリレート(引火点:88℃)等が挙げられる。
また、エチレン性不飽和化合物(C)は、後述の通り活性エネルギー線及び/又は熱により硬化させることで、粘着剤層中で重合物として存在するものであるが、かかる重合物のガラス転移温度(Tg)が−80〜80℃となるようにエチレン性不飽和化合物(C)を選択することが好ましい。
かかるガラス転移温度としては、特に好ましくは−60〜40℃、更に好ましくは−30〜20℃、殊に好ましくは−10〜10℃であり、ガラス転移温度が高すぎると粘着性能が出にくい傾向があり、低すぎると凝集力が低下する傾向がある。
なお、ガラス転移温度は上述したFoxの式より算出されるものである。
また本発明において、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)の含有割合(重量比)は、(A):(C)=10:90〜75:25であることが必要であり、好ましくは(A):(C)=20:80〜70:30であり、特に好ましくは(A):(C)=25:75〜65:35であり、殊に好ましくは(A):(C)=30:70〜55:45である。
アクリル系樹脂(A)に対するエチレン性不飽和化合物(C)の含有量が少なすぎると、厚塗り塗工が難しくなり本発明の効果を充分に発揮しにくい傾向があり、多すぎると粘度が下がりすぎて厚塗り塗工が難しくなる傾向がある。
本発明で用いられるチオール化合物(D)としては、例えば、単官能チオール化合物(チオール基を1つ含有する化合物)、2官能チオール化合物(チオール基を2つ含有する化合物)、3官能チオール化合物(チオール基を3つ含有する化合物)、4官能以上のチオール化合物(チオール基を4つ以上含有する化合物)等が挙げられるが、これらの中でも架橋密度のバランスに優れる点で2〜4官能チオール化合物が好ましく、特に好ましくは3官能チオール化合物である。
上記単官能チオール化合物としては、例えば、ヘキサンチオール、1−ヘプタンチオール、1−オクタンチオール、1−ノナンチオール、1−デカンチオール、1−ウンデカンチオール1−ドデカンチオール、1−トリデカンチオール、1−テトラデカンチオール、1−ステアリルチオール、メルカプトプロピオン酸メチル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸トリデシル、β−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル−3−メルカプトプロピオネート、n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート、ステアリル−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記2官能チオール化合物としては、例えば、
テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、1,2−プロピレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2−プロピレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2−プロピレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、1,2−プロピレングリコールビス(3−メルカプトイソブチレート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトイソブチレート)、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビス(2−メルカプトイソブチレート)、1,2−プロピレングリコールビス(2−メルカプトイソブチレート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトイソブチレート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、等のグリコール系チオール化合物;
1,4−ブタンジオールビス(2−メルカプトプロピオネート)、1,4−ブタンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ブタンジオールビス(3−メルカプトブチレート)1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,4−ブタンジオールビス(3−メルカプトイソブチレート)、1,4−ブタンジオールビス(2−メルカプトイソブチレート)、ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビス(3−メルカプトイソブチレート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、等のブタンジオール系チオール化合物;
1,8−オクタンジオールビス(2−メルカプトプロピオネート)、1,8−オクタンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート、1,8−オクタンジオールビス(3−メルカプトブチレート)、1,8−オクタンジオールビス(3−メルカプトイソブチレート)、1,8−オクタンジオールビス(2−メルカプトイソブチレート)等のオクタンジオール系チオール化合物;
ヘキサンジオールビスチオグリコレート等が挙げられる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記3官能チオール化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトイソブチレート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトイソブチレート)、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート等のトリメチロールプロパン系チオール化合物;トリス−[(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル]−イソシアヌレート、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトブチレート)、 1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン等が挙げられ、これらの中でも汎用性の点においてトリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)が好ましい。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記4官能以上のチオール化合物としては、例えば、
ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトイソブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトイソブチレート)等のペンタエリスリトール系チオール化合物;ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトイソブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレートジペンタエリスリトールヘキサキスチオグリコレート等のジペンタエリスリトール系チオール化合物;等が挙げられる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
本発明のチオール化合物(D)の分子量は、好ましくは100以上、特に好ましくは150以上、更に好ましくは200以上である。
分子量が低すぎると乾燥時に揮発する傾向がある。また、上記分子量の上限は、通常5,000、好ましくは1,000である。
チオール化合物(D)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜8重量部、特に好ましくは0.3〜6重量部、更に好ましくは0.5〜5重量部である。
含有量が多すぎると加工性が低下する傾向があり、含有量が少なすぎると密着性が低下する傾向がある。
また、(A)〜(D)成分全体に対して、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)の合計量が、20重量%以上であることが好ましく、特に好ましくは40重量%以上、更に好ましくは60重量%以上であり、かかる含有割合の上限としては、通常98重量%である。
かかる(A)〜(D)成分全体に対するアクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)の合計量の割合が低すぎると、厚塗り塗工が困難になり厚膜の粘着剤層が得られにくい傾向がある。
アクリル系樹脂組成物全体に対するアクリル系樹脂(A)の含有割合は、通常5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは25〜35重量%である。かかる含有割合が多すぎると粘度が上がりすぎて塗工適正が低下する傾向があり、少なすぎると粘度が下がりすぎて塗工適性が低下する傾向がある。
アクリル系樹脂組成物全体に対する有機溶媒(B)の含有割合は、通常10〜90重量%、好ましくは15〜50重量%、特に好ましくは20〜40重量%である。かかる含有割合が多すぎると塗工濃度が下がりすぎて塗工適正が低下する傾向があり、少なすぎると粘度が上がりすぎて塗工適正が低下する傾向がある。
アクリル系樹脂組成物全体に対するエチレン性不飽和化合物(C)の含有割合は、通常5〜85重量%、好ましくは10〜50重量%、特に好ましくは20〜40重量%である。かかる含有割合が多すぎると(A)の含有量が下がりすぎて、粘着物性が低下する傾向があり、少なすぎると乾燥中の塗膜粘度が上がりすぎることにより乾燥性が落ち、厚膜での塗工が難しくなる傾向がある。
アクリル系樹脂組成物全体に対するチオール化合物(D)の含有割合は、通常0.01〜30重量%、好ましくは0.01〜10重量%、特に好ましくは0.01〜5重量%である。
かかる含有割合が多すぎると加工性が低下する傾向があり、少なすぎると密着性が低下する傾向がある。
また、本発明のアクリル系樹脂組成物は、粘度が20,000mPa・s/25℃以下であることが塗工性の点から好ましく、特に好ましくは18,000mPa・s/25℃以下、更に好ましくは15,000mPa・s/25℃以下、殊に好ましくは3,000mPa・s/25℃以下である。通常、かかる粘度の下限値としては、100mPa・s/25℃である。
かかる粘度が高すぎると、塗工筋が出やすくなったりする等により、塗工が困難になる傾向がある。
本発明のアクリル系樹脂組成物は、アクリル系樹脂(A)を製造した後、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)とチオール化合物(D)を同時に配合、撹拌して製造することが好ましい。有機溶媒(B)は、アクリル系樹脂(A)の製造時に使用するとともに、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)とチオール化合物(D)の製造時にも使用することが好ましい。
かくして、本発明のアクリル系樹脂(A)、有機溶媒(B)、エチレン性不飽和化合物(C)、及びチオール化合物(D)を含有してなるアクリル系樹脂組成物が得られるわけであるが、本発明では、アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和化合物(C)の含有割合(重量比)が上記範囲内にあることにより、乾燥適正に優れ、厚塗りでの塗工を可能にするものである。また、チオール化合物(D)を含有させることにより、チオール化合物の連鎖移動効果とエンチオール反応による架橋または末端への硫黄元素導入効果により、耐ブリスター性が良好となるものである。
本発明においては、上記アクリル系樹脂(A)、有機溶媒(B)、エチレン性不飽和化合物(C)、及びチオール化合物(D)を含有してなるアクリル系樹脂組成物を塗工・乾燥させて有機溶媒(B)を揮発させた後に、硬化・架橋させることによってアクリル系粘着剤とすることができる(ただし、硬化・架橋時のアクリル系樹脂組成物に、乾燥工程で残留した有機溶媒(B)が多少含まれていてもよい。)。
かかる硬化・架橋方法としては、[α]活性エネルギー線および/または熱により硬化する方法、[β]活性エネルギー線および/または熱により硬化する方法と架橋剤を用いて架橋する方法とを組み合わせる方法、等が挙げられる。
上記[α]活性エネルギー線および/または熱による硬化を行なう際には、アクリル系樹脂組成物が、更に、エチレン性不飽和基を2つ以上含有するエチレン性不飽和化合物(E)(以下、「多官能性不飽和化合物(E)」と略すことがある。)を含有することが粘着剤層全体の凝集力を調整できる点で好ましく、更に重合開始剤(F)を含有することが、活性エネルギー線照射時および/または加熱時の反応を安定化させることができる点で好ましい。
かかる硬化では、エチレン性不飽和化合物(C)チオール化合物(D)、及び多官能性不飽和化合物(E)が、活性エネルギー線および/または熱により重合(ポリマー化)され、硬化される。
また、上記[β]で架橋剤を用いて架橋する際には、アクリル系樹脂組成物に架橋剤(G)を含有させることで架橋反応を行なうことができる。なお、架橋剤(G)を用いる場合には、アクリル系樹脂(A)は官能基を有するものであることが好ましく、この官能基と架橋剤が反応することにより架橋(硬化)が行なわれる。
本発明においては、エージング時間が必要なく、短時間で粘着剤層のゲル分率を上昇させることが可能な点では、上記[α]活性エネルギー線および/または熱(活性エネルギー線照射および/または加熱)による硬化を行なうことが好ましい。なお、この場合はアクリル系樹脂(A)の官能基に不飽和基をあらかじめ付加させておくことも好ましい。
また、粘着剤の架橋密度を上げ、凝集力を上げて耐久性に関してより一層優れたものが得られる点では、[β]活性エネルギー線および/または熱により硬化する方法と架橋剤を用いて架橋する方法とを組み合わせる方法が好ましい。
上記多官能性不飽和化合物(E)としては、例えば、1分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を含有するエチレン性不飽和モノマー、例えば、2官能モノマー、3官能以上のモノマーや、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物、ポリエステル(メタ)アクリレート系化合物を用いることができる。これらの中でも、エチレン性不飽和モノマー、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物を用いることが硬化速度や到達物性の安定性に優れる点で好ましい。
上記2官能モノマーとしては、エチレン性不飽和基を2つ含有するモノマーであればよく、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブ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ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(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、1,6−ヘキサンジオールエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、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、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートジエステル等が挙げられる。
上記3官能以上のモノマーとしては、エチレン性不飽和基を3つ以上含有するモノマーであればよく、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)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(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物としては、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート系化合物であり、水酸基を含有する(メタ)アクリル系化合物と多価イソシアネート系化合物(必要に応じて、ポリオール系化合物)を、公知一般の方法により反応させて得られるものを用いればよく、その重量平均分子量としては、通常300〜4000のものを用いればよい。
多官能性不飽和化合物(E)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜100重量部であることが望ましく、好ましくは0.05〜10重量部、更に好ましくは0.1〜5重量部である。多官能性不飽和化合物(E)の含有量が多すぎると、凝集力が上がりすぎるため、粘着性能に劣る傾向があり、少なすぎると保持力が不充分となる傾向がある。
また、多官能性不飽和化合物(E)の含有量は、エチレン性不飽和化合物(C)100重量部に対して、0.01〜99重量部であることが望ましく、好ましくは0.05〜10重量部、更に好ましくは0.1〜5重量部である。多官能性不飽和化合物(E)の含有量が多すぎると、粘着剤の凝集力が上がりすぎてしまい、粘着性能が劣る傾向にあり、少なすぎると、凝集力が低下することにより耐久性に低下する傾向にある。
また、多官能性不飽和化合物(E)とチオール(D)の含有割合は、(E)の不飽和基と(D)のメルカプト基のmol数の比で(D):(E)=30:1〜1:1が好ましく、特に好ましくは(D):(E)=15:1〜1.5:1、更に好ましくは(D):(E)=5:1〜2:1である。
チオール化合物(D)に対する多官能性不飽和化合物(E)の含有割合が高すぎると
加工性が低下する傾向があり、低すぎると密着性が低下する傾向がある。
上記重合開始剤(F)としては、例えば、光重合開始剤(f1)、熱重合開始剤(f2)等の種々の重合開始剤を用いることが可能であるが、特には光重合開始剤(f1)を使用することが、ごく短時間の紫外線等の活性エネルギー線照射により硬化させることが可能となる点で好ましい。
また、上記光重合開始剤(f1)を用いるときは、活性エネルギー線照射によりアクリル系樹脂組成物を硬化させ、熱重合開始剤(f2)を用いるときは、加熱によりアクリル系樹脂組成物を硬化させるのであるが、必要に応じて、両方を併用することも好ましい。
上記光重合開始剤(f1)としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、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、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、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、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;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、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。なお、これら光重合開始剤(f1)は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
また、これらの助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。
これらの中でも、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイルイソプロピルエーテル、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンを用いることが好ましい。
また、上記熱重合開始剤(f2)としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセテートパーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α′−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノオエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメトルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等の有機過酸化物系開始剤;2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドリドクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4′−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2′−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等のアゾ系開始剤;等が挙げられる。なお、これらの熱重合開始剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記重合開始剤(F)の含有量については、前記エチレン性不飽和化合物(C)100重量部(多官能性不飽和化合物(E)を使用する場合には、(C)と(E)の合計100重量部)に対して、0.01〜50重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜20重量部、さらに好ましくは0.3〜12重量部、殊に好ましくは0.5〜3重量部であることが好ましい。上記重合開始剤(F)の含有量が少なすぎると、硬化性に乏しく物性が安定しなくなる傾向がみられ、多すぎてもそれ以上の効果が得られない傾向がみられる。
上記活性エネルギー線照射に際しては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線照射による硬化が有利である。なお、電子線照射を行なう場合は、上記光重合開始剤(f1)を用いなくても硬化可能である。
そして、上記紫外線照射を行なう時の光源としては、高圧水銀灯、無電極ランプ、超高圧水銀灯カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライト等が用いられる。上記高圧水銀ランプの場合は、例えば、5〜3000mJ/cm、好ましくは50〜2000mJ/cmの条件で行われる。また、上記無電極ランプの場合は、例えば、2〜2000mJ/cm、好ましくは10〜1000mJ/cmの条件で行われる。そして、照射時間は、光源の種類、光源と塗布面との距離、塗工厚、その他の条件によっても異なるが、通常は、数秒〜数十秒、場合によっては数分の1秒でもよい。一方、上記電子線照射の場合には、例えば、50〜1000Kevの範囲のエネルギーを持つ電子線を用い、2〜50Mradの照射量とするのがよい。
また、上記重合開始剤(F)として、熱重合開始剤(f2)を用いる場合には加熱により重合反応を開始し、進行させる。加熱による硬化時の処理温度や処理時間は、使用する熱重合開始剤(f2)の種類によって異なるものであり、通常、開始剤の半減期より計算されるものであるが、処理温度は、通常70℃〜170℃であることが好ましく、処理時間は、通常0.2〜20分が好ましく、特には0.5〜10分が好ましい。
上記架橋剤(G)は、主としてアクリル系樹脂(A)の構成モノマーである官能基含有モノマー(a2)由来の官能基と反応することで、優れた粘着力を発揮するものであり、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤が挙げられる。これらの中でも、基材との密着性を向上させる点やアクリル系樹脂(A)との反応性の点で、イソシアネート系架橋剤が好適に用いられる。
上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、およびこれらのポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体等が挙げられる。
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエリスリトール、ジグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記アジリジン系架橋剤としては、例えば、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、N,N′−ジフェニルメタン−4,4′−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、N,N′−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)等が挙げられる。
上記メラミン系架橋剤としては、例えば、へキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサプトキシメチルメラミン、ヘキサペンチルオキシメチルメラミン、ヘキサヘキシルオキシメチルメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。
上記アルデヒド系架橋剤としては、例えば、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、マレインジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
上記アミン系架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ジエチレントリアミン、トリエチルテトラアミン、イソフォロンジアミン、アミノ樹脂、ポリアミド等が挙げられる。
上記金属キレート系架橋剤としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、パナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセトアセチルエステル配位化合物等が挙げられる。
また、これらの架橋剤(G)は、単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤(G)の含有量は、通常は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜10重量部であることが好ましく、さらに好ましくは0.05〜5重量部、特に好ましくは0.1〜2重量部である。架橋剤(G)が少なすぎると、凝集力が不足し、充分な耐久性が得られない傾向がみられ、多すぎると柔軟性、および粘着力が低下し、耐久性が低下し、剥離が起こりやすくなるため光学部材としての使用が困難となる傾向がみられる。
また、アクリル系樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、シランカップリング剤、帯電防止剤、その他のアクリル系粘着剤、その他の粘着剤、ウレタン樹脂、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、フェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂等の粘着付与剤、着色剤、充填剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、機能性色素等の従来公知の添加剤や、紫外線あるいは放射線照射により呈色あるいは変色を起こすような化合物を配合することができるが、これら添加剤の配合量は、組成物全体の30重量%以下であることが好ましく、特に好ましくは20重量%以下であり、添加剤として分子量が1万よりも低い低分子成分は極力含まないことが耐久性に優れる点で好ましい。
また、上記添加剤の他にも、粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであっても良い。
本発明においては、上記で得られたアクリル系樹脂組成物が、硬化または架橋されてアクリル系粘着剤が得られるのである。
そして、本発明のアクリル系粘着剤は、アクリル系粘着剤からなる粘着剤層と、基材シート、離型シート、または光学部材とを含有する粘着剤層含有積層体として用いることが好ましく、具体的には、粘着剤層を基材シート上に設けた粘着シート、粘着剤層を離型シート上に設けた両面粘着シート、粘着剤層を光学部材上に設けた粘着剤層付き光学部材として用いることが好ましい。
かかる粘着シートの製造方法としては、公知一般の粘着シートの製造方法に従って製造することができ、例えば、基材シート上に上記アクリル系樹脂組成物を塗工し、乾燥することにより粘着剤組成物層を形成させた後、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行ない、必要により養生することで粘着剤層を形成させ得られるものである。
上記アクリル系樹脂組成物を設ける基材シートとしては、例えば、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ボリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体;三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂;ポリスチレン;ポリカーボネート;ポリアリレート;ポリイミド等の合成樹脂シート,アルミニウム、銅、鉄の金属箔,上質紙、グラシン紙等の紙,硝子繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布が挙げられる。これらの基材シートは、単層体として又は2種以上が積層された複層体として用いることができる。これらのなかでも、軽量化等の点から、合成樹脂シートが好ましい。
また、上記両面粘着シートとしては、上記アクリル系粘着剤を用いた公知一般の構成の両面粘着シートであればよく、特には透明性に優れ、構成する厚みに対しての粘着力が高い点で基材レス両面粘着シートとすることが好ましい。
かかる基材レス両面粘着シートは、例えば、離型シート上に上記アクリル系樹脂組成物を塗工し、乾燥することにより得られる粘着剤組成物層を形成した後、該粘着剤層の離型シートのない側に、更に別の離型シートを貼合し、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行ない、必要により養生することにより粘着剤層を形成させ得ることができる。使用方法は、一方の離型シートを剥がして被着体に貼合した後、他方の離型シートを剥がして被着体に貼合すればよい。
さらに、本発明においては、上記アクリル系粘着剤を光学部材用粘着剤として用いることが好ましく、かかるアクリル系粘着剤からなる粘着剤層を光学部材上に積層形成することにより、上記粘着剤層付き光学部材を得ることができる。
かかる光学部材としては、ITO電極膜やポリチオフェン等の有機系導電膜等の透明電極膜、偏光板、位相差板、楕円偏光板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、AR(アンチリフレクション)フィルム等が挙げられる。これらの中でも、光学部材が透明電極膜であるときに本発明の効果を顕著に発揮でき、高い粘着力が得られる点で好ましく、特に好ましくはITO電極膜である。なお、ITO電極膜はガラスやPETなどの基材上に薄膜で形成されていることが多い。
ここで、本発明のアクリル系樹脂組成物を、上記光学部材に用いる場合は、アクリル系樹脂(A)およびエチレン性不飽和化合物(C)が酸性基を含有しないものであること、特に腐食が起こりにくく好ましく、更には、組成物全体でも、酸性基を含有しないものであることがより好ましい。
なお、酸性基を含有していないとは、具体的には、酸価が10mgKOH/g以下であることが好ましく、特に好ましくは1mgKOH/g以下、更に好ましくは0.1mgKOH/g以下である。
上記粘着剤層付き光学部材には、粘着剤層の光学部材面とは逆の面に、さらに離型シートを設けることが好ましく、実用に供する際には、上記離型シートを剥離してから粘着剤層と被着体を貼合することとなる。かかる離型シートとしては、シリコン系の離型シートを用いることが好ましい。
上記離型シートが貼合された粘着剤層付き光学部材の製造方法としては、〔1〕光学部材上に、樹脂組成物を塗布、乾燥した後、離型シートを貼合し、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行なう方法、〔2〕離型シート上に、樹脂組成物を塗布、乾燥した後、光学部材を貼合し、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行なう方法、〔3〕光学部材上に樹脂組成物を塗布、乾燥し、さらに活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行なった後、離型シートを貼合する方法、〔4〕離型シート上に樹脂組成物を塗布、乾燥し、さらに活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行なった後、光学部材を貼合する方法、により製造することできる。これらの中でも、〔2〕の方法で活性エネルギー線照射のみを行なう場合が基材を痛めない点、作業性や安定製造の点で好ましい。
ここまで、一旦離型シートが貼合された粘着剤層付き光学部材を製造した後に、かかる上記離型シートを剥離してから粘着剤層と被着体(その他光学部材)を貼合する粘着剤の使用方法について説明したが、上述の両面粘着シートを用いて光学部材どうしを貼合する方法を用いてもよい。
上記粘着シート、両面粘着シート、粘着剤層付き光学部材に含まれる粘着剤層について説明する。かかる粘着剤層は、基材シート、離型シート、または光学部材上にアクリル系樹脂組成物を塗工し、乾燥させ粘着剤組成物層を形成させた後、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行ない、必要によりエージング処理を施す方法により製造されることが好ましい。
上記アクリル系樹脂組成物の塗工に際しては、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等の慣用の方法により行なわれる。
かかる粘着剤層を製造するにあたり、乾燥工程における乾燥条件については、乾燥温度が、通常50℃〜250℃、好ましくは60℃〜120℃、更に好ましくは65℃〜95℃である。また、エチレン性不飽和化合物(C)として引火点が低い化合物を使用する場合には、70℃〜90℃で乾燥させることが好ましく、特に好ましくは、75℃〜85℃である。
かかる乾燥時間は、通常10秒〜10分であり、低温で長い時間乾燥するほうが有機溶媒(B)を確実に揮発させ除去でき、かつエチレン性不飽和化合物(C)を揮発させずに粘着剤組成物層中にとどまらせることが可能となる点で好ましい。また、経済性、生産効率性を考慮すると、乾燥時間は短い方が好ましい。
本発明では、上記乾燥後の粘着剤組成物層中におけるアクリル系樹脂(A)の残存率が90重量%以上、更に好ましくは95重量%以上、有機溶媒(B)の残存率が5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下、エチレン性不飽和化合物(C)の残存率が50重量%以上、好ましくは75重量%以上、チオール化合物(D)の残存率が25重量%以上、好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上であることが効率的に粘着剤組成物層が形成できる点で好ましい。
かくして得られる粘着剤組成物層に、活性エネルギー線照射および加熱の少なくとも一方による処理を行ない、必要により粘着物性のバランスをとるためにエージング処理を施すことで粘着剤層が形成され、本発明の粘着シート、両面粘着シート、粘着剤層付き光学積層体が製造される。
かかる活性エネルギー線照射条件は上述の通りである。
かかるエージング処理は、特にアクリル系樹脂組成物に架橋剤(G)を用いる場合に行なうことが好ましく、かかるエージング処理の条件としては、温度は通常室温〜70℃、時間は通常1日〜30日であり、具体的には、例えば23℃で1日〜20日間、好ましくは、23℃で3〜10日間、40℃で1日〜7日間等の条件で行なえばよい。
上記粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層のゲル分率については、密着性に優れる点で5〜70%であることが好ましく、特に好ましくは10〜65%が好ましく、更に好ましくは15〜60%であることが好ましい。
ゲル分率が低すぎると粘着剤が柔らかすぎ、加工性が低下する傾向がある。また、ゲル分率が高すぎると基材への密着性が低下する傾向がある。
なお、ゲル分率を上記範囲に調整するにあたっては、例えば、架橋剤の種類と量や多官能アクリレート等の種類と量を調整すること等により達成される。
上記ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材となる高分子シート(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等)に粘着剤層が形成されてなる粘着シート(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。ただし、基材の重量は差し引いておく。
上記粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層の厚みは、通常、5〜3000μmであることが好ましく、特には50〜3000μmであることが好ましく、更には100〜1000μmがあることが好ましく、殊には120〜350μmであることが好ましい。
かかる粘着剤層の厚みが薄すぎると衝撃吸収性に不足する傾向があり、厚すぎると光学部材全体の厚みが増しすぎてしまう傾向がある。
本発明のアクリル系樹脂組成物においては、前述の通り、一般の乾燥条件において、揮発しやすい有機溶媒とともに揮発しにくいエチレン性不飽和化合物を特定割合含有しているために、厚塗り時の乾燥適正に優れるものであり、従来の溶剤系アクリル系粘着剤組成物では塗工、乾燥して得ることが不可能であった厚膜の粘着剤層を得ることが可能となるのである。
上記厚膜の粘着剤層を得る場合には、100μm以上の膜厚で塗工することが好ましく、特に好ましくは110μm以上、更に好ましくは250μm以上であり、かかる膜厚の上限としては、塗工時の膜厚で通常3000μmである。
また、特に衝撃吸収や空気層等の空隙を埋めるための用途に用いる場合には、乾燥後の粘着剤層の膜厚が100μm以上であることが好ましく、特に好ましくは120μm以上であり、上限としては通常2000μmである。
なお、本発明における膜厚は、ミツトヨ社製「ID−C112B」を用いて、粘着剤層含有積層体全体の厚みの測定値から、粘着剤層以外の構成部材の厚みの測定値を差し引くことにより求めた値である。
本発明の粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層の粘着力は、被着体の材料等に応じて適宜決定されるが、例えば、ガラス基板、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板、ITO層を蒸着したPETシートに貼着する場合には、5N/25mm〜500N/25mmの粘着力を有することが好ましく、更には10N/25mm〜100N/25mmが好ましい。
なお、上記粘着力は、つぎのようにして算出される。厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に厚み100μmの粘着剤層が形成された粘着剤層付きPETを、幅25mm幅に裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側を上記被着体に25mm×100mmの上記粘着シートを23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した後、常温で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
本発明の粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層の全線透過率は、85%以上であることが好ましく、特に好ましくは90%以上であることが好ましく、更に好ましくは92%以上である。かかる全線透過率が低すぎると、透過性が低いためディスプレイ用途で使用しにくい傾向がある。なお、全光線透過率の上限は通常95%である。
本発明の粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層のヘイズ値は、10%以下であることが好ましく、特に好ましくは2%以下である。かかるヘイズ値が高すぎると、ディスプレイ用として使用したときに、画像が不鮮明になる傾向がある。なお、ヘイズ値の下限は通常0.00%である。
ここで、上記の全線透過率およびヘイズ値はJIS K7361−1に準拠したヘイズメーターを使用して測定した値である。
本発明の粘着シート、両面粘着シート、および粘着剤層付き光学部材の粘着剤層の色差b値は、1以下であることが好ましく、特に好ましくは0.5以下である。かかる色差b値が高すぎると、ディスプレイ用として使用したときに、本来の色が出にくくなる傾向がある。なお、色差b値の下限は通常−1である。
ここで、かかる色差b値は、JIS K7105に準拠して測定したものであり、測定は、色差計(Σ90:日本電色工業社製)を用いて、透過条件で行なう。
なお、本発明における、ヘイズ、全光線透過率、色差b値の測定は、易接着PET付粘着剤層を、無アルカリガラス(全光線透過率=93、ヘイズ=0.06、b値=0.16)に貼着し測定した値である。
本発明のアクリル系樹脂組成物からなるアクリル系粘着剤は、ガラスやITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途に有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネル等の画像表示装置に対して好適に用いることができる。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
まず、下記のようにして各種アクリル系樹脂(A)溶液(有機溶媒(B)を含む)を調製した。なお、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、分散度、ガラス転移温度の測定に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
なお、固形分濃度の測定に関しては、アルミ箔にアクリル系樹脂(A)溶液1〜2gを取り、ケット(赤外線乾燥機、185W、高さ5cm)で45分間加熱乾燥し、乾燥前後の重量変化を測定し、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
〔アクリル系樹脂(A)溶液(有機溶媒(B)を含む)の調製〕
[アクリル系樹脂(A−1)]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、酢酸エチル150部を仕込み、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.04部を加え、攪拌しながら昇温し、還流温度で、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)70部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)30部の混合物を2時間にわたって滴下した。酢酸エチル還流温度で1.5時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液(固形分濃度50%、粘度15000mPa・s(25℃))を得た。得られたアクリル系樹脂溶液100部(樹脂分)に、ジブチルヒドロキシトルエン0.08部及び2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート0.07部を仕込み、50℃で30時間反応させた。側鎖にエチレン性不飽和基をヒドロキシエチルアクリレートに対して0.2モル%付加した活性エネルギー線反応性アクリル系樹脂(A−1)溶液(重量平均分子量140万;分散度9.2;樹脂分50%;粘度15000mPa・s(25℃))を得た。
[有機溶媒(B)]
有機溶媒(B)として、以下のものを用意した。
・B−1:酢酸エチル(引火点:−3℃)
[エチレン性不飽和化合物(C)]
エチレン性不飽和化合物(C)として、以下のものを用意した。
・C−1:イソステアリルアクリレート(大阪有機化学工業社製、「ISTA」);引火
点154℃;分子量324
[チオール化合物(D)]
チオール化合物(D)として、以下のものを用意した。
・D−1:トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)(SC有機化学社製、商品名「TMMP」;官能基数3;分子量398.5)
・D−2:ペンタエリスリトール テトラキス(3−メルカプトブチレート):(昭和電工社製、商品名「カレンズMT PE1」;官能基数4;分子量544.8)
・D−3:1−ドデカンチオール:(キシダ化学社製、商品名「1−ドデカンチオール」
;官能基数1;分子量202.4)
[多官能性不飽和化合物(E)]
多官能性不飽和化合物(E)として、以下のものを用意した。
・E−1:トリプロピレングリコールジアクリレート(ダイセル・サイテック社製「TPGDA」)
・E−2:1.9-ノナンジオールジアクリレート(共栄社化学製「ライトアクリレート1.9−NDA」)
・E−3:トリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製、「アロニックスM−309」)
・E−4:ウレタンアクリレート(日本合成化学社製「UV−1700B」)
[光重合開始剤(F)]
・F−1:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとベンゾフェノンの1:1の混合物(チバジャパン社製、「イルガキュア500」)
〔実施例1〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコにアクリル系樹脂(A−1)を100部(樹脂分)、エチレン性不飽和化合物(C−1)100部、チオール化合物(D−1)3部、多官能不飽和化合物(E−1)1部、光重合開始剤(F)1部を同時に仕込み、有機溶媒(B)の配合量が70部になるように調製し、混合することでアクリル系樹脂組成物溶液を得た。
〔実施例2〜10、比較例1〜3〕
上記のようにして調製,準備した各配合成分を、下記の表1および表2に示す割合で配合することによりアクリル系樹脂組成物溶液を調製した。
そして、上記で得られたアクリル系樹脂組成物溶液を、ポリエステル系離型シートに、乾燥後の厚みが175μmとなるように塗布し、100℃で5分間乾燥し、粘着剤組成物層を形成させた。得られた粘着剤組成物層をポリエステル系離型シートではさみ、高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm、積算露光量:1000mJ/cmで紫外線照射を行ない(500mJ/cm2×2パス)基材レス両面粘着シートを得た。
上記で得られた基材レス両面粘着シートを用いて、ゲル分率、粘着力、耐ブリスター性、段差追従性を下記に示す各方法に従って測定・評価した。これらの結果を下記の表1および表2に併せて示した。
[ゲル分率]
基材レス両面粘着シートを40mm×40mmに裁断した後、片面の離型シートを剥離し、粘着剤層側を50mm×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した。SUSメッシュシートに軽くなじませた後、もう一方の離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込み、トルエン250gの入った密封容器にて浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行なった。
[粘着力]
基材レス両面粘着シートを40mm×40mmに裁断した後、片面の離型シートを剥離し、厚さ125μmの易接着PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに押圧し、粘着剤層付きPETフィルムを得た。上記粘着剤層付きPETフィルムについて、幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側をソーダガラスに23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した後、常温で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
[耐ブリスター性]
上記粘着剤層付きPETフィルムについて、幅25mm×長さ100mmに裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層側をポリカーボネート板に23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、0.5MPa×50℃で20分間オートクレープ処理を行った後、80℃の条件下で放置し、24時間後目視で気泡発生を確認した。評価基準は以下の通りである。
(評価基準)
○…φ0.5mmを超える気泡がない
△…φ0.5mmを超える気泡があるが、気泡発生面積が貼付面全体の1/3未満
×…貼付面全体の1/3以上に気泡発生
[段差追従性]
ソーダガラス板に幅5mmの25μmのPETフィルムと、50μmのPETフィルムをそれぞれゴムローラーで密着させ、25μmと50μmの段差を形成させて試験用基材とした。この試験用基材に幅25mm×長さ100mmに裁断した粘着剤層付きPETフィルムを、離型シートを剥離して、粘着剤層側をソーダガラス板に23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、0.5MPa×50℃で20分間オートクレープ処理を行った後、80℃×90%の条件下で静置し、3日後、段差部分について目視で確認した。評価基準は以下の通りである。
(評価基準)
◎:全く気泡・浮きが見られない
○:わずかに小さな気泡・浮きが見られる
△:大きな気泡が見られ、気泡同士がつながっている場合がある
×:大きな気泡同士がつながり、段差に平行に浮きがある
Figure 2014201709
※表中( )内の数字は重量部を表す。また、――は配合しなかったことを表す。
また、実施例1〜10および比較例1〜3について、上記で得られた基材レス両面粘着シートを用いて、以下の通り粘着剤層付き無アルカリガラス板を作製し、全光線透過率、ヘイズ、色差b値を下記に示す各方法に従って測定・評価した。これらの結果を下記の表3に示した。
[粘着剤層付き無アルカリガラス板の作製]
上記粘着剤付PETシートを3cm×4cmに切り抜き、重剥離離型シートを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラス板(コーニング社製、イーグルXG)に押圧して、粘着剤層付き無アルカリガラス板を得た。
[全光線透過率]及び[ヘイズ]
上記粘着剤層付き無アルカリガラス板の拡散透過率及び全光線透過率を、HAZE MATER NDH2000(日本電色工業社製)を用いて測定した。なお、本機はJIS K7361−1に準拠している。
得られた拡散透過率と全光線透過率の値を下記式に代入して、ヘイズを算出した。
ヘイズ(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100
[色差b値]
上記粘着剤層付き無アルカリガラス板の色差b値をJIS K7105に準拠して測定した。測定は、色差計(Σ90:日本電色工業社製)を用いて、透過条件で行なった。
なお、ガラス板のみについて、上記全光線透過率、ヘイズ、色差b値を測定した際の値は、全光線透過率93%、ヘイズ0.1%、色差b値0.2であった。
Figure 2014201709
アクリル系樹脂(A)、有機溶媒(B)、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)に加えて、チオール化合物(D)を含有する実施例1〜10のアクリル系樹脂組成物は、耐ブリスター性、段差追従性、光学特性に優れていることがわかる。これはチオールによる連鎖移動効果と架橋点増加、さらにはエン・チオール反応による架橋部または末端部への硫黄原子導入による密着性、凝集力の向上の結果と考えられる。
一方チオール化合物(D)を含有しない比較例1〜3のアクリル系樹脂組成物では、耐ブリスター性と段差追従性のいずれも不十分なものであることがわかる。
本発明のアクリル系樹脂組成物からなるアクリル系粘着剤は、粘着シート、特には両面粘着シート、中でも基材を有しない(基材レス)両面粘着シートとして好適に用いることができ、特には、粘着力が高く、高い光透過性を有し、ヘイズを発生させにくい点で、ガラスやITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途に有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネルに対しても好適に用いることができる。

Claims (12)

  1. アクリル系樹脂(A)、
    有機溶媒(B)、
    エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)、及び
    チオール化合物(D)
    を含有し、
    アクリル系樹脂(A)とエチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C
    )の含有割合(重量比)が、(A):(C)=10:90〜75:25であり、
    有機溶媒(B)の引火点(℃)をBf.p.、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の引火点(℃)をCf.p.としたとき、Cf.p.がBf.p.よりも高く、か
    つ、Cf.p.とBf.p.の差が50℃以上
    であることを特徴とするアクリル系樹脂組成物。
  2. チオール化合物(D)が、2〜4官能チオール化合物であることを特徴とする請求項1記載のアクリル系樹脂組成物。
  3. チオール化合物(D)の含有量が、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して
    0.01〜10重量部であることを特徴とする請求項1または2記載のアクリル系樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3いずれか記載のアクリル系樹脂組成物から得られることを特徴とするアクリル系粘着剤。
  5. 請求項4記載のアクリル系粘着剤を含む粘着剤層を含有することを特徴とする粘着シート。
  6. アクリル系粘着剤を含む粘着剤層のゲル分率が、5〜70であることを特徴とする請求項5記載の粘着シート。
  7. 請求項4記載のアクリル系粘着剤を含む粘着剤層を含有することを特徴とする両面粘着シート。
  8. 請求項4記載のアクリル系粘着剤を用いてなることを特徴とする透明電極用粘着剤。
  9. 請求項8記載の透明電極用粘着剤を含む粘着剤層を含有することを特徴とするタッチパネル。
  10. 請求項4記載のアクリル系粘着剤を含む粘着剤層を含有することを特徴とする画像表示装置。
  11. 請求項1〜3いずれか記載のアクリル系樹脂組成物を、基材シート、離型シート、または光学部材に塗工し、乾燥させて活性エネルギー線または熱により重合することを特徴とする粘着剤層含有積層体の製造方法。
  12. 乾燥後の粘着剤層中におけるアクリル系樹脂(A)の残存率が90重量%以上、有機溶媒(B)の残存率が5重量%以下、エチレン性不飽和基を一つ含有するエチレン性不飽和化合物(C)の残存率が50重量%以上、チオール化合物(D)の残存率が25重量%以上であることを特徴とする請求項11記載の粘着剤層含有積層体の製造方法。
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