JP2015014011A - アクリル系粘着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】アクリル系粘着剤組成物を提供する。【解決手段】本発明は、アクリル系粘着剤組成物に関し、より詳しくは、(a)アクリル系共重合体100重量部;(b)帯電防止剤0.001〜30重量部;及び(c)腐食防止剤0.01〜10重量部を含み、光学的に透明であり、耐久信頼性を変化させることなく、金属面に接触しても腐食の発生がないと同時に、帯電防止性能に優れたアクリル系粘着剤組成物に関するものである。【選択図】なし

Description

本発明は、アクリル系粘着剤組成物に関し、より詳しくは、(a)アクリル系共重合体100重量部;(b)帯電防止剤0.001〜30重量部;及び(c)腐食防止剤0.01〜10重量部を含み、光学的に透明であり、耐久信頼性を変化させることなく、金属面に接触しても腐食の発生がないと同時に、帯電防止性能に優れたアクリル系粘着剤組成物に関するものである。
情報化産業への進入につれて、静電気は、多くの電子部品において様々な問題を引き起こしている。一般的に、静電気は二つの異なる物体を摩擦させる時、発生する摩擦帯電、また互いに密着された物体が落ちる時、発生する剥離帯電などがある。上記静電気は、塵埃などの異物吸入、ディバイスの静電破壊、測定機器の誤作動、又は火災などを引き起こし得る。また、現代の電磁装置は静電気の放出により一時的又は永久損傷を受ける傾向も非常に高い。
例えば、液晶表示装置製造時、液晶セルに偏光板を付着するために粘着剤層から離型フィルムを剥離するとき静電気が発生する。このように発生された静電気は液晶表示装置内部の液晶配向に影響を与えて不具合を誘発する。
また、偏光板が高速で製造されるため、偏光板保護フィルム剥離時、既存の工程では発生しなかった静電気によるTFT IC素子の破壊現象が起こり、液晶表示パネルの不具合を誘発する。
上記のような静電気発生を抑制するために、偏光板の外面に帯電防止層を形成する方法があるが、その効果が小さく、静電気発生を基本的に防止し得ない問題点があった。従って、静電気発生を根本的に抑制するためには、粘着剤に帯電防止性能を付与することが必要とされた。
粘着剤に帯電防止性能を付与するために、粘着剤内部にイオン性帯電防止剤を添加する場合、静電気防止性能には優れるが、金属面に接触するとき腐食する問題点を有していた。もちろん、帯電防止性が求められる粘着剤は、静電気が発生し易い絶縁製剤品に主に使用されているが、部分的に金属面に接触する可能性を排除することができないため、帯電防止性と同時に耐腐食性を要求する用途において有用である。例えば、偏光板用保護フィルム応用の場合、保護フィルムの粘着剤が接触した偏光板外面をベゼルと呼ばれる金属製で固定するが、使用中に腐食によりベゼルが変質する問題があった。
粘着剤に帯電防止機能を付与するためには、導電性金属粉末や炭素粒子などの物質を添加する方法、又は界面活性剤のようなイオン性物質を接着剤に添加する方法などがある。しかし、上記導電性金属粉末や炭素粒子を添加する場合、帯電防止性を表すためには、多量の導電性金属粉末や炭素粒子を使用しなければならなく、これにより、透明性が低下するという問題があった。また、界面活性剤を添加する場合には、湿度の影響を受けやすく、粘着剤表面への移行によって接着性が低下する問題があった。
接着剤に帯電防止性能を付与するための方法として、特許文献1には粘着剤内部にエチレンオキシド変性フタル酸ジオクチル系の可塑剤を添加して柔軟性を持たせ、静電気発生を抑制する方法が開示されている。また、特許文献2は水酸基を有するイオン導電性ポリマーを添加して帯電防止性能を付与しようとした。
しかし、上記方法は偏光板表面への転写問題が発生し、粘着物性とレオロジー物性が変わり、腐食防止を制御することができないという問題があった。
一方、金属層を腐食させない粘着剤を作るためのいくつの方法が提案された。特許文献3にはカルボキシル基含有共重合性粘着剤成分を用いない方法だけが開示されている。
従って、光学的に透明であり、耐久信頼性を変化させることなく、金属面と接触しても腐食の発生がないと同時に、帯電防止性能に優れた粘着剤に対する研究が切実に求められる実状である。
特開平5−140519号公報 特開第2004−287199号公報 特開第2005−325250号公報
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、光学的に透明であり、耐久信頼性を変化させることなく、金属面に接触しても腐食の発生がないと同時に、帯電防止性能に優れたアクリル系粘着剤組成物を提供することにある。
本発明の別の目的は、上記のような優れた物性を有するアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層を含む保護フィルム及び偏光板を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、上記偏光板を含む液晶表示素子を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、
(a)アクリル系共重合体;(b)帯電防止剤;及び(c)腐食防止剤を含むアクリル系粘着剤組成物を提供する。
また、本発明は、基材;及び上記基材の一面又は両面に形成され、本発明に係るアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む保護フィルムを提供する.
また、本発明は、偏光フィルム又は偏光素子;及び本発明に係るアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む偏光板を提供する。
さらに、本発明は、上記偏光板を液晶セルの一面又は両面に接合した液晶パネルを含む液晶表示素子を提供する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者は、粘着剤に帯電防止剤を添加することによって、静電気防止性能には優れるが、金属面に接触したとき腐食する問題を腐食防止剤を添加することによって、これを改善しうることを確認した。
さらに、腐食防止剤を添加することによって帯電防止性能が低下することなく、相乗効果によって帯電防止性能がさらに向上すると同時に腐食を防止することができることが分かった。即ち、腐食防止剤は構造的特性の双極子モーメントが大きな構造を有する。従って、腐食防止剤はイオン性帯電防止剤の解離力を増大させるために、帯電防止剤の効果を極大化しうることを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明はアクリル系粘着剤組成物に帯電防止剤及び腐食防止剤を同時に含むことを特徴とする。
本発明に係るアクリル系粘着剤組成物において、各構成成分は下記によって具体化される。
(a)アクリル系共重合体
本発明で使用される上記アクリル系共重合体は、当業界で通常粘着剤として用いられるものであればば特に制限されないが、
(i)炭素数1〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体90〜99.9重量部;及び(ii)架橋可能な官能基を有するビニル系単量体及び/又はアクリル系単量体0.1〜10重量部を含むことが好ましい。
上記(ii)の炭素数1〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、又はイソノニル(メタ)アクリレートなどを単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記炭素数1〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体は、90〜99.9重量部で含まれることが好ましく、その含量が90重量部未満のときには初期接着力が低下され、99.9重量部を超えると凝集力低下により耐久性に問題が発生しうる。
上記(ii)の架橋可能な官能基を有するビニル系単量体及び/又はアクリル系単量体は、架橋剤と反応して高温又は高湿条件で粘着剤の凝集力破壊が起きないように化学結合による凝集力又は接着強度を付与する作用をする。
上記架橋可能な官能基を有するビニル系単量体及び/又はアクリル系単量体は、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、4−ヒドロキシブチル(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、2−ヒドロキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、又は2−ヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレートのようなヒドロキシ基を含有する単量体;(メタ)アクリル酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、又はフマル酸のようなカルボキシル基を含有する単量体;又はアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、又はN−ビニルカプロラクタムのような窒素を含有する単量体;などを単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記架橋可能な官能基を有するビニル系単量体及び/又はアクリル系単量体は、アクリル系共重合体に0.1〜10重量部で含まれることが好ましく、その含量が0.1重量部未満のときには高温又は高湿条件で凝集破壊が起きやすいという問題があり、10重量部を超えると相溶性が低減され、深刻な表面移行が引き起こされる原因となり、流動特性が低減され、凝集力上昇により応力緩和性が低下するという問題がある。
また、本発明はアクリル系共重合体製造時、粘着剤のガラス転移温度を調節するか、又はその他の機能性を付与するために、任意成分として共単量体を含むことが好ましい。
上記共単量体としては通常の共重合可能なビニル基を有する単量体であり、架橋しない状態でのガラス転移温度が−130〜50℃のアクリル粘着樹脂であればいずれも使用しうるが、下記一般式(1)のビニル系単量体を使用することが好ましい:
Figure 2015014011
(式中、Rは水素又はアルキルを表し、Rはシアノ、アルキルで置換されていてもよいフェニル、アセチルオキシ、又はCOR(ここで、Rはアルキルで置換されていてもよいアミノ又はグリシジルオキシを表す)を表す。)
上記機能性単量体の好ましい例は、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、スチレン、メチルスチレン、グリシジル(メタ)アクリレート、及びビニルアセテートを含むが、これらに限定されず、上記単量体は単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記のような成分からなるアクリル系共重合体は、溶液重合法、光重合法、バルク重合法、サスペンション重合法、又はエマルジョン重合法等の常法で製造することができ、特に溶液重合法で製造することが好ましい。この時、上記重合温度は50〜140℃であり、単量体が均一に混合された状態で開始剤を混合すればよい。
(b)帯電防止剤
本発明で使用される上記帯電防止剤は、粘着剤と相溶性に優れ、透明性及び耐久信頼性に影響を与えることなく、イオンの解離を通して静電気防止を抑制しうるイオン性帯電防止剤であればいずれも使用可能である。
上記帯電防止剤は、アクリル系共重合体100重量部に対して、0.001〜30重量部で含まれることが好ましい。その含量が0.001重量部未満の場合には帯電防止性能が低下するという問題があり、30重量部を超えると凝集力低下によって耐久信頼性が劣るという問題がある。
具体的に、帯電防止剤は、
(i)金属カチオン及びアニオンからなる無機塩;
(ii)オニウムカチオン及びアニオンからなる有機塩;
(iii)上記無機塩及び無機塩の金属イオンと結合を形成しうるキレート剤の混合物;及び
iv)上記無機塩及び分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有する化合物の混合物からなる群から選択された1種以上であることが好ましい。
上記無機塩又は有機塩のアニオンは、ヨージド(I)、クロリド(Cl)、ブロマイド(Br)、ニトラート(NO )、スルホネート(SO )、メチルベンゼンスルホネート(CH(C)SO )、カルボキシベンゼンスルホネート(COOH(C)SO )、ベンゾエート(CCOO)、ペルクロラート(ClO )、ヒドロキシド(OH)、トリフルオロアセテート(CFCOO)、トリフルオロメタンスルホネート(CFSO )、テトラフルオロボレート(BF )、テトラベンジルボレート(B(C )、ヘキサフルオロホスフェート(PF )、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(N(SOCF )、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(N(SOC )、ビス(ペンタフルオロエタンカルボニル)イミド(N(COC )、ビス(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド(N(SO )、ビス(ペルフルオロブタンカルボニル)イミド(N(COC )、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド(C(SOCF )、及びトリス(トリフルオロメタンカルボニル)メチド(C(SOCF )からなる群から選択されるのが好ましいが、これに制限されない。二重電子求引性の役割を良くし、疎水性の良いフッ素が置換されていることがイオン安定性を高めるため、イミド系アニオンがより好ましい。
また、上記金属カチオンはアルカリ金属又はアルカリ土類金属カチオンを含み、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、ベリリウム(Be2+)、マグネシウム(Mg2+)、カルシウム(Ca2+)、ストロンチウム(Sr2+)及びバリウム(Ba2+)からなる群から選択されるのが好ましく、より好ましくは、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、セシウム(Cs+)、ベリリウム(Be2+)、マグネシウム(Mg2+)、カルシウム(Ca2+)、及びバリウム(Ba2+)から選択され、最も好ましくはイオン安定性が高く、粘着剤内で移動し易いリチウムである。
また、上記オニウムカチオンは、窒素オニウムカチオン、リンオニウムカチオン、又は硫黄オニウムカチオンを使用することが好ましい。ここで用語“オニウム”とは、一つ以上の窒素、リン、又は硫黄原子上に偏在された少なくとも一部の電荷を保持する量で荷電されたイオンを意味する。
さらに、上記オニウムカチオンは、原子が環(cycle)を形成する非環式又は環状であってもよい。環状カチオンは、芳香族の飽和又は不飽和カチオンであってもよい。環状カチオンは窒素、リン、又は硫黄以外の1種以上の環へテロ原子(例えば、酸素、硫黄)を含有することができ、任意の水素、ハロゲン、アルキル、又はアリールなどの置換基によって置換されていてもよい。非環式カチオンは、1個以上(好ましくは4個以上)の窒素が結合された有機置換基又はR基を有することができ、残余置換基は水素である。上記R基は環状又は非環式、置換又は非置換、芳香族又は非芳香族であってもよく、1個以上のヘテロ原子(例えば、窒素、酸素、硫黄、リン又はハロゲン)を含有していてもよい。
特に、窒素オニウムカチオンは、非環式第4級アンモニウム;及びピリジニウム、ピリダジウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、及びトリアゾリウムから選択された芳香族アンモニウム塩からなる群から選択された1種以上であることが好ましい。
最も好ましい窒素オニウムカチオンは、テトラアルキルアンモニウム[N(C2n+1:n=1〜8];N−アルキルピリジニウム[N−C2n+1−cyc−N:n=4〜16]、1,3−アルキルメチルイミダゾリウム[CH−cyc−(NNCH)C2n+1:n=2〜10];及び1,2−ジメチル−3−アルキルイミダゾリウム[CH−cyc−(NNC(CH))C2n+1:n=2〜10]からなる群から選択された1種以上である。
一方、金属カチオン及びアニオンからなる無機塩を帯電防止剤として使用する場合、上記iii)無機塩及び無機塩の金属イオンと結合を形成しうるキレート剤の混合物;又は上記iv)無機塩及び分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有する化合物の混合物を使用することが好ましい。
本発明に使用可能なキレート剤は、分子構造中に金属イオンと結合を形成しうる官能基を有する化合物であり、上記キレート剤はカチオンとアニオンに解離された金属塩のカチオンと結合して安定化されたキレート錯化合物を形成する。従って、粘着剤内部に金属塩のアニオン濃度が増加され、これにより粘着剤組成物内にイオン導電性を有するようになり、このようなイオン導電性は粘着剤組成物に導電性を付与し、粘着剤層を保護する離型フィルムの剥離及び被着篩に付着した後、保護フィルム剥離時に発生する静電気を低減し、剥離帯電圧を低くする。
上記キレート剤は、通常の有機溶媒、即ち、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン、又はアルコール類などに溶解度が高く、アクリル系感圧性粘着剤と相溶性に優れたものが好ましい。具体的に、上記キレート剤はオキサレート基、ジアミン基、ポ多価カルボキシル基、β−ケトン基、又はオキシム基などを有する化合物を単独又は2種以上混合して使用することができ、特にオキサレート基を有する化合物を使用することが好ましい。
上記オキサレート基を有する化合物は下記一般式(2)で示される化合物が好ましい:
Figure 2015014011
(式中、R及びRはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基である。)
上記一般式(2)で示される化合物の具体的な例は、ジエチルオキサレート、ジメチルオキサレート、ジブチルオキサレート、ジ−tert−ブチルオキサレート、又はビス(4−メチルベンジル)オキサレートを含む。
上記ジアミン基を有する化合物は下記一般式(3)で示される化合物が好ましい:
Figure 2015014011
(式中、Rは直鎖状又は分枝状の炭素数1〜10のアルキレン基、又は直鎖状又は分枝状の炭素数2〜10のアルケニレン基である。)
上記一般式(3)で示される化合物の具体的な例は、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、又はジアミノブタンを含む。
また、上記多価カルボキシル基を有する化合物は、ポリカルボン酸又はカルボキシレート基を有する化合物として、下記一般式(4a)、(4b)、又は(4c)で示される官能基を含む化合物が好ましい:
Figure 2015014011
Figure 2015014011
Figure 2015014011
上記一般式(4a)又は(4b)で示される官能基を含む化合物の具体的な例は、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸(EDTA)、N,N,N’,N’ ’,N’ ’−ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’ ’,N’ ’ ’−テトラ酢酸(DOTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’ ’−トリ酢酸(DO3A)、トランス(1,2)−シクロヘキサノジエチレントリアミンペンタ酢酸、又はN,N−ビスカルボキシメチルグリシンを含む。
上記一般式(4c)で示される官能基を含む化合物の具体的な例は、下記一般式(4c−1)〜(4c−5)を含む。
Figure 2015014011
Figure 2015014011
Figure 2015014011
Figure 2015014011
Figure 2015014011
一方、上記β−ケトン基を有する化合物は下記一般式(5)で示される化合物好ましい:
Figure 2015014011
(式中、R及びRはそれぞれ独立して直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基であり、及び
は水素又は直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基である。)
上記一般式(5)で示される化合物の具体的な例は、2,4−ペンタジオン、1−ベンゾイルアセトン、又はエチルアセトアセテートを含む。
上記のような金属イオンと結合を形成しうるキレート剤は、無機塩1重量部に対して、0.1〜10重量部で含まれるのが好ましい。その含量が0.1重量部未満の場合には無機塩と十分に結合されず、帯電防止性能が低下するという問題があり、10重量部を超えると凝集力低下によって耐久信頼性が劣るという問題がある。
また、本発明に使われる上記分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有する化合物は、分子中のエーテル結合、無機塩及び錯体を形成することによって粘着剤にイオン導電性を付与し、安定な構造をなし、帯電防止性能を向上させる作用をする。
上記分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有する化合物は下記一般式(6)で示される化合物が好ましい:
Figure 2015014011
(式中、R及びRはそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基であり、好ましくは、炭素数4〜12のアルキル基、又はフェニル基若しくは炭素数6〜12のアリール基を表し;Rは水素又はメチル基であり、nは2〜20の整数である。)
上記一般式(6)の具体例は、ジエチレングリコールジ−2−エチルヘキソネート、テトラエチレングリコールジ−2−エチルヘキソネート、ポリエチレングリコールジ−2−エチルヘキソネート、トリエチレングリコールジエチルブチレート、ポリエチレングリコールジエチルブチレート、ポリプロピレングリコールジエチルヘキソネート、トリエチレングリコールジベンゾネート、テトラエチレングリコールジベンゾネート、ポリエチレングリコールジベンゾネート、ポリプロピレングリコールジベンゾネート、又はポリエチレングリコール−2−エチルヘキソネートベンゾエートなどを単独又は2種以上混合して使用することができる。
また、上記一般式(6)で示される化合物と混合物をなす無機塩は、超強酸の共役塩基であり、ペルフルオロアルキル基を含有するアニオン及びアルカリ金属カチオンからなる下記一般式(7)で示される金属塩が好ましい:
Figure 2015014011
[式中、Mはアルカリ金属、好ましくはリチウム、ナトリウム又はカリウムであり;Rは炭素数1〜4のペルフルオロアルキル基であり;及びYは炭素又は硫黄であり、Xは窒素又は炭素であり、mは1又は2、nは2又は3であり、Yが炭素のときm=1である(ここで、Yが硫黄のときm=2であり、Xが窒素のときn=2であり、Xが炭素のときn=3である。)]
上記アルカリ金属塩は、アニオンの共鳴構造とフッ素原子の高い電気陰性度に起因して金属カチオンに対する低い配位結合性と高い水素性によって粘着剤との相溶性に優れ、耐湿熱条件下で光学的に透明である。
上記一般式(7)で示されるアルカリ金属塩は単独で添加しても帯電防止性の効果を付与することができるが、上記分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有するエステル系可塑剤と一緒に使用することによって、少ない含量でも帯電防止性をさらに效果的に付与することができ、同時にイオン導電性を増大させることができるという効果がある。
上記一般式(7)で示されるアルカリ金属塩中のアニオンとしては、ビストリフルオロメタンスルホニルイミド、ビスペンタフルオロエタンスルホニルイミド、ビスペンタフルオロエタンカルボニルイミド、ビスペルフルオロブタンスルホニルイミド、ビスペルフルオロブタンカルボニルイミド、トリストリフルオロメタンスルホニルメチド、又はトリストリフルオロメタンカルボニルメチドを含む。
上記分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有するエステル系化合物は、無機塩1重量部に対して、0.1〜10重量部で含まれるのが好ましく、その含量が0.1重量部未満の場合にはアルカリ金属塩と十分に錯体が形成されず、帯電防止性能が低下するという問題があり、10重量部を超えると凝集力低下により粘着耐久性が劣るという問題がある。
(c)腐食防止剤
本発明で使用される腐食防止剤は、イオン性帯電防止剤を含む粘着剤の金属腐食防止作用をすることによって変色を防止する。さらに、上記の腐食防止剤を添加することによって相乗効果による帯電防止性能がさらに向上する。
上記腐食防止剤としては、基材に吸着を良くするリン、硫黄、窒素、又は酸素などの原子を少なくとも一つ以上含有し、構造的に立体障害性によって他の添加剤との反応性が低いだけでなく、酸素や水分の接近を防止することができる化合物が好ましい。上記の腐食防止剤は、(ベンゾ)トリアゾール系化合物;(ベンゾ)チアゾール系化合物;(ベンジル)イミダゾール系化合物;イミダゾリン系化合物;キノリン、ピリジン又はピリミジン系化合物;インドール系化合物又はその誘導体;アミン系化合物;ウレア系化合物;ナトリウムベンゾエート;ベンジルメルカプト;ジ−sec−ブチルスルフィド;及びジフェニルスルホキシドからなる群から選択される1種以上であることが好ましいが、これに制限されない。
具体的な例は、ベンゾトリアゾール、フェニルトリアゾール、又はトイルトリアゾールなどの(ベンゾ)トリアゾール系化合物;2−メルカプトベンゾチアゾール、2−アミノ−3−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、又は1,3,4−チアジアゾール−2,5−ジチオールなどの(ベンゾ)チアゾール系化合物;5,6−ジメチルベンジルイミダゾール、2−メルカプトベンジルイミダゾール、イミダゾール、1−フェニル−4−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−ブロモイミダゾール、エチル−4−メチル−5−イミダゾールカルボキシレート、5−ヒドロキシメチル−4−メチルイミダゾール、又は4−メチル−5−イミダゾールカルボン酸などの(ベンジル)イミダゾール系化合物;イミダゾリン、又は1−エチルアミノ−2−オクタデシルイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物;2−メルカプトピリミジン、又は2,4−ジメルカプトピリミジンなどのピリミジン系化合物;インドール、イサチン、3−アミノ−1H−イソインドール、又はインダゾールなどのインドール系化合物及びその誘導体;メチルアミン、ジエチルアミン、n−デシルアミン、モルホリン、又はアリールアミンなどのアミン系化合物;フェニルチオウレア、又はウレアなどのウレア系化合物などがあり、これらは単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記腐食防止剤は0.01〜10重量部で含まれるのが好ましく、0.01重量部未満を添加すれば金属腐食防止効果が充分ではなく、10重量部を超えると粘着特性と凝集力が悪くなり、耐久信頼性が劣るという問題がある。
(d)架橋剤
上記のような成分からなる本発明のアクリル系粘着剤組成物は必要に応じて多官能性架橋剤をさらに使用することができる。
上記多官能性架橋剤は、カルボキシル基、又は水酸基などと反応して接着剤の凝集力を高める作用をする。
上記多官能性架橋剤は、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物、又は金属キレート系化合物などを使用することができ、特にイソシアネート系架橋剤が好ましい。
上記イソシアネート系化合物は、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォームジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、又はこれらのトリメチロールプロパンなどのポリオールとの反応物などを含む。
上記エポキシ化合物は、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリ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、N,N,N’,N’−テトラグリシジルエチレンジアミン、又はグリセリンジグリシジルエーテルを含む。
上記アジリジン系化合物は、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、N,N’−ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、トリエチレンメラミン、又はトリ−1−アジリジニルホスフィンオキシドを含む。
また、上記金属キレート系化合物は、アルミニウム、鉄、亜鉛、スズ、チタン、アンチモン、マグネシウム、又はバナジウムなどの多価金属がアセチルアセトン又はアセト酢酸エチルに配位した化合物を含む。
上記のような多官能性架橋剤は、接着層の形成のために実施する配合過程で架橋剤の官能基架橋反応がほとんど起こらないとき、均一なコーティング作業を遂行することができる。上記コーティング作業が終了し、乾燥及び熟成過程を遂行すれば、架橋構造が形成され、弾性があり、凝集力の強い粘着層を得ることができる。この時、粘着剤の強い凝集力によって粘着製品の耐久信頼性などの粘着物性及び切断性が向上する。
上記のような多官能性架橋剤は、アクリル系共重合体100重量部に対して、0.01〜10重量部で含まれるのが好ましく、その含量が上記範囲内の場合には粘着剤の凝集力に優れ、気泡又は剥離のような粘着耐久性に問題が生じなく、浮き上がりなどが生じなく、耐久信頼性に優れた効果がある。
添加剤
上記のような成分からなる本発明のアクリル系粘着剤組成物は必要に応じてシラン系カップリング剤又は粘着性付与樹脂をさらに使用することができる。
上記シラン系カップリング剤は、アクリル系粘着剤がガラス板と接着する場合、接着安定性を向上させ、耐熱、耐湿特性をさらに向上させる作用をする。特に、上記シラン系カップリング剤は高温高湿下で長時間放置された場合、接着信頼性の向上を促進する作用をする。
上記シラン系カップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、又はγ−アセトアセテートプロピルトリメトキシシランなどを単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記シラン系カップリング剤は、アクリル系共重合体100重量部に対して、0.005〜5重量部で含まれるのが好ましく、その含量が上記範囲内の場合には高温高湿下で接着安定性及び接着信頼性を向上するのにさらによい。
一方、上記粘着性付与樹脂はアクリル系粘着剤の粘着性能を調節する作用をする。
上記粘着性付与樹脂は(水素化)ハイドロカーボン系樹脂、(水素化)ロジン樹脂、(水素化)ロジンエステル樹脂、(水素化)テルペン樹脂、(水素化)テルペンフェノール樹脂,重合ロジン樹脂、又は重合ロジンエステル樹脂などを単独又は2種以上混合して使用することができる。
上記粘着性付与樹脂は、アクリル系共重合体100重量部に対して、1〜100重量部で含まれるのが好ましく、その含量が上記範囲明日場合には粘着剤の相溶性及び凝集力を向上するのにさらによい。
また、本発明のアクリル系粘着剤組成物は必要に応じてアクリル系低分子量体、エポキシ樹脂、硬化剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、調色剤、補強剤、充填剤、消泡剤、界面活性剤、又は可塑剤等の添加剤をさらに使用することができる。
上記のような成分からなる本発明のアクリル系粘着剤組成物は常法によって製造でき、具体的に熱硬化又は光硬化等の方法で製造することができる。
上記のような本発明のアクリル系粘着剤組成物は架橋密度5〜95%が好ましく、架橋密度が5%未満の場合には接着剤の凝集力が低くなり、気泡又は剥離のような粘着耐久性に問題が生じ、95%を超えると浮き上がりのような耐久信頼性が劣るという問題がある。
また、本発明は基材;及び上記基材の一面又は両面に形成され、本発明に係る上記アクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む保護フィルムに関するものである。
上記保護フィルムは、光学フィルム、好ましくは偏光板表面を保護する層は、基材と粘着剤層とで構成される。
上記基材フィルムは特に制限されないが、透明性を有するセルロース、ポリカーボネート、又はポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系フィルム;ポリエーテルスルホンのようなポリエーテル系フィルム;又はポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン、又はエチレンプロピレン共重合体のようなポリオレフィン系フィルムなどを含む。
上記透明基材フィルムは、単層又は2層以上の積層であってもよく、その膜厚も用途に応じて適宜選択して使用することができるが、特に5〜500μmのものが好ましく、より好ましくは、10〜100 μmである。
また、上記透明基材フィルムには、粘着剤との基材密着性を向上させるために、一面又は両面に表面処理又はプライマー処理を実施することができ、帯電防止層、又は防汚層などを形成することができる。
上記のような基材フィルムに粘着剤層を形成する方法は特に制限されず、例えば基材フィルム表面に直接バーコーターなどを使用して粘着剤を塗布、乾燥させる方法、粘着剤を剥離性基材表面に塗布し、乾燥した後、上記剥離性基材表面に形成された粘着剤層を基材フィルム表面に転写し、熟成させる方法などが用いられる。この時、粘着層の膜厚は2〜100μmが好ましく、より好ましくは、5〜50μm である。その膜厚が上記範囲を外れた場合には、均一な粘着層を得ることが難しく、粘着フィルムの物性が不均一になるという問題がある。
また、本発明は、偏光フィルム又は偏光素子;及び本発明に係るアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む偏光板に関するものである。
上記偏光板を構成する偏光フィルム又は偏光素子は特に制限されないが、例えば、上記偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムにヨウ素又は二色性染料などの偏光成分を含有させ、延伸して製造されたフィルムなどを使用することができ、また、これらの偏光フィルムの膜厚も特に制限されず、通常的な膜厚を形成することができる。この時、上記ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール及びエチレン、又は酢酸ビニル共重合体のケン化物を含む。
上記偏光フィルムの両面には、トリアセタールセルロースなどのセルロース系フィルム;ポリカーボネートフィルム、又はポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム;ポリエーテルスルホン系フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン系フィルム;又はエチレンプロピレン共重合体のようなポリオレフィン系フィルムなどの保護フィルムが積層された多層フィルムなどを形成することができる。この時、これらの保護フィルムの膜厚も特に制限されず、通常的な膜厚を形成することができる。
上記のような偏光フィルムに粘着剤層を形成する方法は特に制限されず、例えば、偏光フィルム表面に直接バーコーターなどを使用して粘着剤を塗布、乾燥する方法、又は粘着剤を剥離性基材表面に塗布し、乾燥した後、上記剥離性基材表面に形成された粘着剤層を偏光フィルム表面に転写し、熟成する方法などが適用することができる。
また、上記のような本発明の偏光板には、保護層、反射層、防眩層、位相差板、広視野角補償フィルム、又は輝度向上フィルムなどの追加機能を提供する層が1種以上積層されていてもよく、本発明に係る粘着層は上記機能層にも形成され得る。
また、本発明は偏光板を液晶セルの一面又は両面に接合した液晶パネルを含むことを特徴とする液晶表示素子に関するものである。本発明の粘着剤が適用された偏光板は、通常の液晶表示素子に適用可能であり、その液晶パネルの種類は特に限定されない。好ましくは、上記粘着剤が適用された偏光板を液晶セルの一面又は両面に接合した液晶パネルを含む液晶表示素子を構成することができる。
上記のような本発明のアクリル系粘着剤組成物は産業用シート、特に保護フィルム、反射シート、構造用粘着シート、写真用粘着シート、車線表示用粘着シート、光学用粘着剤品、電子部品用粘着剤など用いることができる。また、多層構造のラミネート製品、即ち、一般商業用粘着シート製品、医療用パッチ、加熱活性粘着剤(heat activated pressure sensitive adhesives)などの作用概念が同じ応用分野でも適用され得る。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示するが、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。
実施例1
(アクリル系共重合体の製造)
窒素ガスが還流され、温度調節が容易な冷却装置付き1Lの反応器に、n−ブチルアクリレート(BA)94.9重量部、アクリル酸(AA)4.5重量部、及びヒドロキシエチルメタアクリレート(2−HEMA)0.6重量部からなる単量体混合物を投入した後、溶剤として酢酸エチル(EAc)100重量部を投入した。その後、酸素を除去するために窒素ガスを1時間パージした後、62℃で保持した。上記混合物を均一にした後、反応開始剤として酢酸エチルに50%濃度で希釈したアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03重量部を投入し、8時間反応してアクリル系共重合体を製造した。
(配合過程)
上記製造したアクリル系共重合体100重量部、架橋剤としてイソシアネート系トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物(TDI−1)0.5重量部、帯電防止剤のリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(A−1)5.2重量部と腐食防止剤の2−メルカプトベンゾチアゾール(B−1)8.0重量部を投入し、適正の濃度で希釈し、均一に混合した後、離型紙にコートして乾燥した後、25μmの均一な粘着層を製造した。
(積層過程)
上記製造した粘着層を膜厚185μmヨード系偏光板に粘着加工した。
実施例2〜4及び比較例1〜4
上記実施例1で、下記表1に示される成分と組成比を使用したことを除いては、上記実施例1と同様にして偏光板を製造した。この時、表1の単位は重量部である。
上記実施例1〜4及び比較例1〜4で製造した偏光板を利用して、下記の方法で耐久信頼性、表面抵抗、腐食発生有を測定し、その結果を下記表2に示した。
(A)耐久信頼性
上記実施例1〜4及び比較例1〜4で製造した偏光板(90mm×170mm)をガラス基板(110mm×190mm×0.7mm)の両面に、光学吸収軸がクロスされた状態で付着させた。この時、気泡又は異物が生成されるのを防ぐために、5kg/cmの圧力を加えた。この試片らの耐湿熱特性を把握するために、60℃の温度と90%の相対湿度下で1000時間放置した後、気泡や剥離の発生を観察した。上記試片の状態を評価する直前に、室温で24時間放置した後、確認した。
評価基準は,
○:気泡や剥離現象がない
△:気泡や剥離現象がややある
×:気泡や剥離現象がある
(B)表面抵抗
上記実施例1〜4及び比較例1〜4で製造した偏光板から離型フィルムを除去した後、粘着面議表面抵抗を測定した。この時、表面抵抗は23℃の温度と50%の相対湿度下で500Vの電圧を1分間印加した後、測定された値を観察した。この時、表面抵抗が1013Ω/□以上の場合、通常帯電防止性能がないと見なした。
(C)腐食防止性
上記実施例1〜4及び比較例1〜4で製造した偏光板を50×50mmで切断し、金属(銅、アルミニウムなど)面に付着する。その後、測定サンプルを60℃の温度と90%の相対湿度下で1000時間放置した後、腐食程度を観察した。
評価基準は,
○:腐食未発生により金属面の変色無し
△:若干の腐食発生により金属面の部分変色
×:腐食発生により金属面の変色
Figure 2015014011
Figure 2015014011
上記表2で示されるように、本発明に係る帯電防止剤及び腐食防止剤を含有するアクリル系接着剤組成物が適用された実施例1〜4の偏光板は比較例1〜4と比較して、腐食の発生がなく、耐久信頼性に優れ、且つ帯電防止性能に優れていることがわかった。
(有利な効果)
本発明に係るアクリル系粘着剤組成物は、光学的に透明であり、耐久信頼性を変化させることなく、金属面に接触しても腐食の発生がないと同時に、帯電防止性能を改善することができる。
以上で本発明の記載された具体例だけを詳細に説明した。しかし、本発明の技術思想範囲内で様々な変形及び修飾が可能であることは当業者にとって自明なことであり、このような変形及び修飾が添付された特許請求の範囲に属するものである。

Claims (20)

  1. (a)アクリル系共重合体100重量部;
    (b)帯電防止剤0.001〜30重量部;及び
    (c)腐食防止剤0.01〜10重量部;
    を含むことを特徴とするアクリル系粘着剤組成物。
  2. アクリル系共重合体が、
    (i)炭素数1〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体90〜99.9重量部;及び
    (ii)架橋可能な官能基を有する単量体0.1〜10重量部;
    を含むことを特徴とする請求項1に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  3. 帯電防止剤が、
    (i)金属カチオン及びアニオンからなる無機塩;
    (ii)オニウムカチオン及びアニオンからなる有機塩;
    (iii)上記無機塩及び無機塩の金属イオンと結合を形成しうるキレート剤の混合物;及び
    (iv)上記無機塩及び分子中の少なくとも1つ以上のエーテル結合を有する化合物の混合物;
    からなる群から選択される1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  4. 無機塩又は有機塩のアニオンは、ヨージド(I)、クロリド(Cl)、ブロマイド(Br)、ニトラート(NO )、スルホネート(SO )、メチルベンゼンスルホネート(CH(C)SO )、カルボキシベンゼンスルホネート(COOH(C)SO )、ベンゾエート(CCOO)、ペルクロラート(ClO )、ヒドロキシド(OH)、トリフルオロアセテート(CFCOO)、トリフルオロメタンスルホネート(CFSO )、テトラフルオロボレート(BF )、テトラベンジルボレート(B(C )、ヘキサフルオロホスフェート(PF )、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(N(SOCF )、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド(N(SOC )、ビス(ペンタフルオロエタンカルボニル)イミド(N(COC )、ビス(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド(N(SO )、ビス(ペルフルオロブタンカルボニル)イミド(N(COC )、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド(C(SOCF )、及びトリス(トリフルオロメタンカルボニル)メチド(C(SOCF )からなる群から選択されることを特徴とする請求項3に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  5. 金属カチオンが、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、ベリリウム(Be2+)、マグネシウム(Mg2+)、カルシウム(Ca2+)、ストロンチウム(Sr2+)及びバリウム(Ba2+)からなる群から選択されることを特徴とする請求項3に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  6. オニウムカチオンが、窒素オニウムカチオン、リンオニウムカチオン、又は硫黄オニウムカチオンであることを特徴とする請求項3に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  7. 窒素オニウムカチオンが、非環式第4級アンモニウム;及びピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、及びトリアゾリウムから選択された芳香族アンモニウム塩からなる群から選択される1種以上であることを特徴とする請求項6に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  8. 窒素オニウムカチオンが、テトラアルキルアンモニウム[N(C2n+1:n=1〜8];N−アルキルピリジニウム[N−C2n+1−cyc−N:n=4〜16]、1,3−アルキルメチルイミダゾリウム[CH−cyc−(NNCH)C2n+1:n=2〜10];及び1,2−ジメチル−3−アルキルイミダゾリウム[CH−cyc−(NNC(CH))C2n+1:n=2〜10]からなる群から選択された1種以上であることを特徴とする請求項7に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  9. 金属イオンと結合を形成しうるキレート剤が、オキサレート基を有する化合物、ジアミン基を有する化合物、多価カルボキシル基を有する化合物、β−ケトン基を有する化合物、及びオキシム基を有する化合物からなる群から選択された1種以上であることを特徴とする請求項3に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  10. オキサレート基を有する化合物が下記一般式(2)で示される化合物であることを特徴とする請求項9に記載のアクリル系粘着剤組成物:
    Figure 2015014011
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基である。)
  11. ジアミン基を有する化合物が下記一般式(3)で示される化合物であることを特徴とする請求項9に記載のアクリル系粘着剤組成物:
    Figure 2015014011
    (式中、Rは直鎖状又は分枝状の炭素数1〜10のアルキレン基、又は直鎖状又は分枝状の炭素数2〜10のアルケニレン基である。)
  12. 多価カルボキシル基を有する化合物が下記一般式(4a)、(4b)又は(4c)で示される官能基を含む化合物であることを特徴とする請求項9に記載のアクリル系粘着剤組成物:
    Figure 2015014011
    Figure 2015014011
    Figure 2015014011
  13. β−ケトン基を有する化合物が下記一般式(5)で示される化合物であることを特徴とする請求項9に記載のアクリル系粘着剤組成物:
    Figure 2015014011
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状又は分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基であり、及びRは水素、直鎖状もしくは分枝状の炭素数1〜20のアルキル基、直鎖状もしくは分枝状の炭素数1〜20のアルコキシ基、直鎖状もしくは分枝状の炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリールアルキル基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、又は炭素数5〜20のシクロアルキル基である。)
  14. 分子中の少なくとも1個以上のエーテル結合を有する化合物が下記一般式(6)で示される化合物であることを特徴とする請求項3に記載のアクリル系粘着剤組成物:
    Figure 2015014011
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基であり、Rは水素又はメチル基であり、nは2〜20の整数である。)
  15. 腐食防止剤が、(ベンゾ)トリアゾール系化合物;(ベンゾ)チアゾール系化合物;(ベンジル)イミダゾール系化合物;イミダゾリン系化合物;キノリン、ピリジン又はピリミジン系化合物;インドール系化合物又はその誘導体;アミン系化合物;ウレア系化合物;ナトリウムベンゾエート;ベンジルメルカプト;ジ−sec−ブチルスルフィド;及びジフェニルスルホサイドからなる群から選択される1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  16. アクリル系粘着剤組成物がアクリル系共重合体100重量部に対して、多官能性架橋剤0.01〜10重量部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のアクリル系粘着剤組成物。
  17. 基材;及び
    上記基材の一面又は両面に形成され、請求項1〜16のいずれか1項に記載のアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む保護フィルム。
  18. 偏光フィルム又は偏光素子;及び
    請求項1〜16のいずれか1項に記載のアクリル系粘着剤組成物を含有する粘着層;を含む偏光板。
  19. 偏光板が保護層、反射層、防眩層、位相差板、広視野角補償フィルム、及び輝度向上フィルムからなる群から選択される1種以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の偏光板。
  20. 請求項18に記載の偏光板を液晶セルの一面又は両面に接合した液晶パネルを含むことを特徴とする液晶表示素子。
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