JP2016108555A - 光学フィルム用粘着剤、光学フィルム用粘着剤層、光学部材および画像表示装置 - Google Patents

光学フィルム用粘着剤、光学フィルム用粘着剤層、光学部材および画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学フィルム等に対する接着力に優れ、亦各種耐久性試験条件において、貼合したフィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生しない、光学フィルム用粘着剤の提供。【解決手段】(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位10〜95質量%と、(a2)アルコキシアルキル基又はアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位5〜90質量%と、(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位0〜20質量%とを重合して得られる、ガラス転移温度が−70〜−55℃で、かつ、重量平均分子量が100万超〜250万である、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む、光学フィルム用粘着剤。【選択図】なし

Description

本発明は、光学フィルム用粘着剤、光学フィルム用粘着剤層、光学部材および画像表示装置に関する。
現在、ディスプレイパネルとして、液晶ディスプレイパネル(LCD)およびプラズマディスプレイパネル(PDP)等の平面状ディスプレイパネルが主に使用されている。平面状ディスプレイパネル表面には、通常、複数のフィルムが積層された積層体が貼りあわされている。例えば、LCDは通常、液晶パネルの表面に、偏光板、位相差板、視野角拡大フィルムおよび輝度改善フィルム等の光学フィルムが積層されている。そして、平面状ディスプレイパネルを構成する各層は、通常、各種粘着剤により形成される粘着層により貼り合わされている。
一方、最近では平面状ディスプレイに加えてデザイン性、使い方の多様性から曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイも求められるようになっている。曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイには有機エレクトロルミネッセンスパネル(OLED)が主に使用されている。
この曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイに使用される光学フィルム、および粘着剤層または接着剤層によって積層された光学フィルム積層体には、従来の平面状ディスプレイパネルで必要とされた光学特性や耐久性に加えて、光学フィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生することのないことが要求される。
従来の平面状ディスプレイパネル用光学フィルム積層体(光学部材)に用いられる粘着剤層としては、光学フィルムの一つであるタッチパネル部材を貼り合わせるための粘着剤として、アルキル(メタ)アクリレートモノマーとアルコキシアルキル(メタ)アクリレートモノマーを含む共重合体である、タッチパネル部材貼付用粘着剤が提案されている(特許文献1、2)。
さらに、アクリル酸エステル系重合体と、アクリル系架橋モノマーと、架橋開始剤とを含有する粘着剤組成物を架橋してなる粘着シートが提案されている(特許文献3)。
また、ヒドロキシル基とアルキレンオキシド基含有アクリル系共重合体、及び多官能性イソシアネート系硬化剤を含むゲル含量が80%以上99%以下の硬化状態で相互浸透ネットワーク構造を具現する粘着剤組成物が提案されている(特許文献4)。
また、アルコキシアルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含む粘着剤が光学部材に適用された際に、誤動作の原因となる静電容量の変化を抑制できる光学用粘着シート用の粘着剤として提案されている(特許文献5)。
さらに、アルコキシアルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むアクリルシロップと重合性不飽和基を2つ以上有するモノマー、架橋剤、光重合開始剤を含有する光重合性粘着剤組成物が提案されている(特許文献6)。
特許2013−186808号公報 特許2013−185125号公報 特許2014−025073号公報 特許2014−055299号公報 特許2013−129704号公報 特許2007−161909号公報
しかしながら、特許文献1、2、4においては、これらの文献で提案されているTgの領域では折り曲げ時の耐久性を満足できない。また、特許文献3では、粘着剤層の架橋構造を導入するために2官能以上の多官能アクリル系架橋モノマーを使用している。このような多官能アクリル系架橋モノマーを使用すると粘着剤層の架橋度が高くなりすぎて応力緩和性が悪化し折り曲げ試験時にハガレが発生する。また特許文献5、6では、開示例での分子量では耐久試験を満足できず、ハガレ、浮きが発生してしまう。
このように、従来の粘着剤では、平面状ディスプレイパネルで必要とされた光学特性や耐久性に加え、光学フィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生することのないとの要求に応えられるものではなかった。
そこで、本発明においては、光学フィルム等に対する接着力に優れ、また各種耐久性試験条件において、貼合したフィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生することのない、光学フィルム用粘着剤、およびそれを利用した粘着剤層、光学部材および画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った。
その結果、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む、光学フィルム用粘着剤であって、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が、(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 10質量%以上95質量%以下と;(a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 5質量%以上90質量%以下と;(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位 0質量%以上20質量%以下と;前記(a1)、(a2)および(a3)成分由来の構成単位の合計量が、100質量%であり、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の、ガラス転移温度が−70℃以上−55℃以下であり、かつ、重量平均分子量が100万を超えて250万以下である、光学フィルム用粘着剤、ならびに、それを利用した粘着剤層、光学部材および画像表示装置を提供することで上記目的が達成できることを見出し、本発明が完成した。
光学フィルム等に対する接着力に優れ、また各種耐久性試験条件において、貼合したフィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生することのない、光学フィルム用粘着剤、および、それを利用した粘着剤層、光学部材および画像表示装置を提供することができる。
保護層および導電層を有する、光学フィルムの層構成を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
<光学フィルム用粘着剤>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む、光学フィルム用粘着剤であって、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が、(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 10質量%以上95質量%以下と;(a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 5質量%以上90質量%以下と;(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位 0質量%以上20質量%以下と;前記(a1)、(a2)および(a3)成分由来の構成単位の合計量が、100質量%であり、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の、ガラス転移温度が−70℃以上−55℃以下であり、かつ、重量平均分子量が100万を超えて250万以下である。
以下、本発明の粘着剤の各成分について詳細に説明する。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、アクリル酸エステルモノマーおよびメタアクリル酸エステルモノマーの総称である。(メタ)アクリル酸等の(メタ)を含む化合物等も同様に、名称中に「メタ」を有する化合物と「メタ」を有さない化合物の総称である。このため、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリル双方を包含する。「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、アクリル酸エステルモノマーおよびメタアクリル酸エステルモノマー双方を包含する。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸双方を包含する。また、「光学フィルム用粘着剤」を単に、「粘着剤」と称する場合もある。また、「(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)」を「共重合体(A)」とも称する。
このように、本発明においては、ガラス転移温度を低くし(具体的には、−70℃以上−55℃以下)とし、かつ、重量平均分子量を高くする(具体的には、重量平均分子量が100万を超えて250万以下)にすることに特徴を有する。
本発明においては、共重合体(A)の重量平均分子量は、100万を超えて250万以下である。重量平均分子量が、100万以下であると、耐久性に劣り、ハガレや浮きが発生してしまう。また、接着性低下の虞もある。また、高温や、高温多湿での折り曲げ耐性が低下し、また接着力が低下する。250万を超えると、共重合体溶液の粘度が非常に高くなり塗工性などの作業性が低下してしまう。
ここで、折り曲げ耐性は、折り曲げ試験(例えば、高温、低温、高温多湿)により評価できる。
折り曲げ試験における、高温とは具体的には、70℃以上、80℃以上、あるいは、85℃以上である。上限は、110℃以下、あるいは105℃以下である。
また、折り曲げ試験における、低温とは具体的には、0℃以下、あるいは−20℃以下であり、下限は、−40℃以上である。
また、折り曲げ試験における、高温多湿とは具体的には、40℃以上85℃以下で、あるいは55℃以上85℃以下で、相対湿度が、85%RH以上98%RH以下、あるいは85%RH以上95%RH以下を言う。
また、耐久性は、耐久性試験(例えば、高温試験、高温多湿試験、ヒートショック試験)により評価できる。その際の、「高温」、「高温多湿」とは、上記折り曲げ試験と同様に定義され、ヒートショック試験は、「高温」と、「低温」との繰り返しによる耐久試験であり、「低温」とは、0℃以下、−20℃以下、あるいは−40℃以下であり、下限としては、−50℃以上、あるいは−45℃以上である。繰り返し回数にも特に制限はないが、100回以上1000回以下程度である。
本発明の好ましい形態によれば、重量平均分子量が、120万を超える。120万を超えると、弾性率が上がり、耐久性、折り曲げ耐性、また接着力に優れることになる。つまり、高温時の弾性率を確保でき、その結果、架橋密度を低く設計できるため、接着力に優れ、その結果として耐久性、折り曲げ耐性が確保できる。
また、重量平均分子量は、耐久性、折り曲げ性、接着性、作業性の観点から、より好ましくは110万以上248万以下であり、さらに好ましくは120万以上245万以下である。なお、本明細書において、重量平均分子量は実施例に示す方法によって測定された値を言う。
また、上記のように、本発明においては、ガラス転移温度が−70℃以上−55℃以下である。−70℃未満であると、耐久性を維持できない。また、高温での弾性率が低下にハガレや発泡が発生する虞もある。他方、−55℃を超えると、特に低温時の折り曲げ時の耐久性を維持できない。
本発明の好ましい形態によれば、耐久性と折り曲げ耐久性の両立の観点から、ガラス転移温度が、好ましくは−69℃以上、さらに好ましくは−68℃以上、よりさらに好ましくは−67℃以上である。また、ガラス転移温度が、好ましくは−56℃以下である。
本発明の好ましい形態によれば、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、ヒドロキシル基を含有する。かような構成であると、密着性向上やイソシアネート架橋剤を使用した際の特性向上等の技術的効果を有する。つまり、粘着剤層に架橋剤であるイソシアネートと反応する水酸基が入っている方が架橋構造を形成し、接着性と耐久性とを両立できることになるので好ましい。
[(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)]
((a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー)
本発明の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、(a1)成分として、アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を含む。
かような成分が、本発明の粘着剤に含まれることによって、粘着性の確保や基本特性を確保する意義を有すると考えられる。
アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、(メタ)アクリル酸エステルのエステル部位に、アルキル基が導入されている形態であれば、特に制限はない。
アルキル基の炭素数も特に制限はないが、炭素数1以上20以下が好ましく、特に相溶性の観点や、ガラス転移温度を低く抑える観点から、炭素数2以上18以下がより好ましく、3以上16以下であることがさらに好ましく、4以上12以下であることが特に好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、前記(a1)成分における、アルキルの炭素数が1以上18以下である。また、アルキル基は、直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状であってもよいが、ガラス転移温度を低くする観点から、直鎖状または分枝鎖状であることが好ましい。なお、環状の場合、炭素数は、3以上である。
アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、典型的には、下記式1:
で示される。
ここで、上記式1中、Rは、水素原子またはメチル基であり、Rは、上記アルキル基である。
かかるアルキル基としては、特に制限されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、へプタデシル基、またはオクタデシル基等が挙げられる。特には、粘着性の確保や基本特性を確保する観点から、ブチル基、2−エチルヘキシル基、メチル基、n−ヘキシル基、ノニル基、イソノニル基が好ましい。
よって、アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、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、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等がある。これらは単独または2種以上混合して用いることができる。
市販品としては、2EHA、BA(以上、日本触媒株式会社製)等が好適である。
前記(a1)、(a2)および(a3)由来の構成成分の合計量は、100質量%であるが、(a1)成分は、10質量%以上95質量%以下である。10質量%未満であると、各種耐久性に劣り、また高温および低温での折り曲げ耐性に劣る。他方で、95質量%を超えると、各種耐久性に劣り、また高温での折り曲げ耐性に劣り、高温での接着力が低下する。
(a1)成分は、本発明の所期の効果がより発揮される観点から、好ましくは10質量%を超え90質量%未満であり、より好ましくは12質量%以上85質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上80質量%以下である。
((a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー)
本発明の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含む。
アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、(メタ)アクリル酸エステル分子中に、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド構造を有するものであれば特に制限されない。かような成分が、本発明の粘着剤に含まれることによって、接着性向上と耐久性向上の作用を有すると考えられる。なお、アルコキシアルキル基構造を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの含有量が比較的少ない(例えば、20質量%以下、あるいは、18質量%以下)と、接着性が向上することがある。
アルコキシアルキル基におけるアルコキシ部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、1以上8以下であることが好ましい。炭素数1以上8以下のアルコキシ部分は、下記で掲げる具体例が好適である。
また、アルコキシアルキル基におけるアルキル部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上とのバランス、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、炭素数1以上20以下であることが好ましく、炭素数1以上6以下であることがより好ましく、炭素数1以上4以下であることがさらに好ましい。炭素数1以上20以下のアルキル部分の具体例は、上記で掲げた具体例から適宜選択できる。
また、アルキレンオキサイド基における、アルキレン部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、炭素数1以上4以下が好ましく、炭素数1以上3以下がより好ましい。
アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、典型的には、下記式2:
で示される。
ここで、上記式2中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、アルコキシアルキル基または−(A−O)−Xである。
アルコキシアルキル基のアルコキシ部分は、炭素数1以上8以下のアルコキシであることが好ましく、具体例は、上記のものが同様に妥当する。また、アルキルは、炭素数1以上20以下が好ましく、具体例は上記のものが同様に妥当する。
ここで、アルコキシアルキル基としては、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、2−エチルヘキシルオキシ基が好ましい。
また、上記Aは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基であり、nは、好ましくは1以上10以下であり、より好ましくは1以上4以下である。
また、上記Xは、アルキル基である。かかるアルキル基は、直鎖状、分枝鎖状であってもよく、炭素数としては、好ましくは1以上20以下であり、より好ましくは1以上10以下であり、さらに好ましくは1以上9以下であることがさらに好ましい。かかるアルキル基の具体例としては、上記掲げたものが好ましく、特にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基が好適である。
以上より、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(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、エトキシ−トリ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、メトキシ−ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシ−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、2−エチルヘキシルオキシ−ジ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(n=4−10)、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレートが好ましい。これらは単独または2種以上混合して用いることができる。
これらの中でも、接着性向上と耐久性向上また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、特に、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(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−トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルオキシ−ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレートがより好ましい。これらは単独または2種以上混合して用いることができる。
前記(a1)、(a2)および(a3)由来の構成単位の合計量は、100質量%であるが、(a2)成分は、5質量%以上90質量%以下である。5質量%未満であると、接着性向上と耐久性向上の効果が発揮されない虞がある。他方で、90質量%を超えると、(a2)成分に含まれる不純物であるジ(メタ)アクリレート成分等の多官能(メタ)アクリレートの量が結果として増加するためにゲル化してしまい、粘着剤としての機能を奏さなくなる虞がある。
(a2)成分は、本発明の所期の効果をより発揮するとの観点から、好ましくは5質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上70質量%以下であり、10質量%以上40質量%以下であってもよい。
市販品としては、AME(以上、日本触媒社製)、ライトアクリレートEC−A、ライトアクリレートEC−2A、ライトアクリレートMTG−A、ライトアクリレートEHDG−AT、ライトアクリレート130A、ライトアクリレートDPM−A、(以上、共栄社化学社製)、ビスコート#190、2−MTA2−MTA、MPE400A、MPE400A、MPE550A、MPE550A、(以上、大阪有機化学工業社製)が好適である。
((a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー)
本発明の好ましい形態では、本発明の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、(a3)成分として、ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位を含んでもよい。
かような官能基含有モノマーは、ラジカル重合性官能基を複数個有しない、(メタ)アクリル酸エステルモノマーであれば特に制限はないが、本発明の好ましい形態によれば、かかるモノマーは、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、または、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマーである。かような成分が、本発明の粘着剤に含まれることによって、接着性向上の効果を有すると考えられる。
(a3)成分は任意成分ではあるが、上記(a1)、(a2)成分と組み合わされて、本発明の粘着剤に含まれることによって、接着性向上の効果を有し、本発明の所期の効果をより効率的に奏することができる。
<ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー>
ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、典型的には、以下式3:
で示される。
ここで、上記式3中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、二価の有機基または単結合であり、
は、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基である。
なお、アシル基の炭素数も特に制限はないが、好ましくは炭素数1以上18以下、より好ましくは炭素数1以上6以下である。なお、アシル基は、アセトアセトキシ基を含むものとする。
ここで、二価の有機基としても特に制限はないが、炭素数1以上10以下のアルキレン基が、好適である。中でも、高温での貯蔵弾性率を考慮すると、炭素数1以上3以下のアルキレン基が好ましい。
炭素数1以上10以下のアルキレン基としては、上記炭素数1以上10以下のアルキル基の一つの水素原子を取り除いた2価の置換基である。また、上記アルキレン基または上記アシル基が、少なくとも一つの、炭素数1以上8以下のアルキル基、フェノキシアルキル基(アルキル基の炭素数:炭素数1以上8以下)、フェニル基またはシクロヘキシル基を置換基として有していてもよい。炭素数1以上8以下のアルキル基としても上記から適宜選択できる。
以上より、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシメチル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノール(メタ)モノアクリレートなどが好適であり、中でも、接着性の観点から、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレートなどが好ましい。これらは単独または2種以上混合して用いることができる。
市販品としては、2HEA(以上、日本触媒株式会社製)、4HBA(以上、日本化成株式会社製)、ライトエステルHOA(N)、ライトエステルHOP−A(N)、ライトアクリレートHOB−A、エポキシエステルM−600A(以上、共栄社化学社製)、CHDMMA(以上、日本化成社製)、GMA(三菱瓦斯化学株式会社製)、AAEM(以上、日本合成化学工業株式会社製)が好適である。
<アミド基を有する、(メタ)アクリルモノマー>
アミド基を有する、(メタ)アクリルモノマーは、一実施形態によると、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する。
また、アミド基を有する、(メタ)アクリルモノマーは、典型的には、以下式4:
で示される。
ここで、上記式4中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、単結合または二価の有機基であり、
10は、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、ヒドロキシル基、アシル基、エポキシ基、炭素数1以上8以下のアルコキシ基またはジメチルアミノ基であり、
11は、水素原子または炭素数1以上10以下のアルキル基である。
二価の有機基としても特に制限はないが、炭素数1以上10以下のアルキレン基が好適である。炭素数1以上10以下のアルキレン基としては、上述のものが同様に挙げられる。また、アルキレン基またはアシル基が、少なくとも一つの、炭素数1以上8以下のアルキル基、フェニル基またはシクロヘキシル基を置換基として有していてもよい。
炭素数1以上10以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基などが好適である。この炭素数1以上10以下のアルキル基の例示は、本明細書全体に亘って適用可能である。
アシル基の炭素数も特に制限はないが、好ましくは炭素数1以上18以下、より好ましくは炭素数1以上6以下である。なお、アシル基は、アセトアセトキシ基を含むものとする。
炭素数1以上8以下のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、2−ヘキシルオキシ基、3−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基などが好適である。
また、R10とR11は、互いに環を形成してもよく、当該環において、酸素原子を有していてもよい。
以上より、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミドなどが好適であり、中でも、接着性向上の観点から、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドなどが好ましい。これらは単独または2種以上混合して用いることができる。
市販品としては、HEAA、ACMO、DMAPAA、DMAA、NIPAM、DEAA(以上、KJケミカルズ社製)、DAAm(以上、日本化成社製)、NBMA、IBMA、NMMA、TBAA、MBAA(以上、MRCユニテック社製)、NMAM(以上、三木理研工業株式会社製)が好適である。
前記(a1)、(a2)および(a3)由来の構成成分の合計量は、100質量%であるが、(a3)成分は、0質量%以上20質量%以下である。20質量%を超えると、本発明の所期の効果を奏することができない虞がある。
(a3)成分は、本発明の所期の効果がより発揮される観点から、好ましくは0質量%超19質量%以下であり、より好ましくは1質量%以上18質量%以下であり、5質量%以上15質量%以下であってもよい。
[(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の製造]
(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を製造する方法は、特に限定されず、重合開始剤を使用する溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、薄膜重合法、噴霧重合法など従来公知の方法を用いることができる。重合制御の方法としては、断熱重合法、温度制御重合法、等温重合法などが挙げられる。重合開始剤は、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれを用いてもよい。また、重合開始剤により重合を開始させる方法の他に、放射線、電子線、紫外線等を照射して重合を開始させる方法を採用することもできる。中でも、熱重合開始剤を用いた溶液重合法または光重合開始剤を用いた塊状重合法が好ましく、中でも重合開始剤を使用する溶液重合法が、分子量の調節が容易であり、また不純物も少なくできるために、さらに好ましい。
例えば、溶剤として酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン等を用い、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の原料モノマーの合計量100質量部に対して、重合開始剤を好ましくは0.001以上質量部を添加し、より好ましくは0.01質量部以上0.5質量部以下を添加し、窒素雰囲気下で、例えば反応温度40℃以上90℃以下(あるいは、60℃以上90℃以下)で、3時間以上10時間以下反応させることで得られる。
前記重合開始剤としては、例えば、2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビスシアノ吉草酸、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2.4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2.4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、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[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジサルフェイト ジハイドレイト、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレイト、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(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロライド、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]等のアゾ化合物;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
光重合開始剤の例としては、アセトフェノン、3−メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;ベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノンをはじめとするベンゾフェノン類;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル類;4−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;キサントン、フルオレノン、カンファーキノン、ベンズアルデヒド、アントラキノンなどがある。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
光重合開始剤は市販品を用いてもよく、例えばIRGACURE(登録商標)−184、819、907、651、1700、1800、819、369、261、DAROCUR−TPO(以上、BASFジャパン株式会社製)、ダロキュア(登録商標)−1173(メルク株式会社製)、エザキュアKIP150、TZT(以上、DKSHジャパン株式会社製)、カヤキュア(登録商標)BMS、DMBI(以上、日本化薬株式会社製)等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の合成に際して、分子量を調節するために、連鎖移動剤を使用することもできる。例えば、メチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸およびそのエステル、2−エチルヘキシルチオグリコール、チオグリコール酸オクチルなどのメルカプタン類;メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、t−ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、アリルアルコールなどのアルコール類;クロルエタン、フルオロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒドなどのカルボニル類;メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、α−メチルスチレンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
また、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を製造する際の、各原料モノマーの使用量は、(a1)成分を 10質量%以上95質量%以下とし、(a2)成分を 5質量%以上90質量%以下とし、(a2)成分を 0質量%以上20質量%以下とする。これらの使用量の好ましい範囲は、上記したとおりである。
上記のように、本発明の光学フィルム用粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む、光学フィルム用粘着剤であって、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が、(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 10質量%以上95質量%以下と;(a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 5質量%以上90質量%以下と;(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位 0質量%以上20質量%以下と;前記(a1)、(a2)および(a3)成分由来の構成単位の合計量が、100質量%であり、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の、ガラス転移温度が−70℃以上−55℃以下であり、かつ、重量平均分子量が100万を超えて250万以下である。
かような構成の光学フィルム用粘着剤から得られる粘着剤層を有する光学部材(粘着型光学フィルム)は、本発明の所期の効果を有することができる。
[架橋剤(B)]
本発明の粘着剤は、本発明の所期の効果を効率的に奏するためには、架橋剤(B)をさらに含有することが好ましい。架橋剤を含有することによって共重合体(A)の架橋度が上がり、所期の特性が向上する。架橋剤(B)を含有する場合の添加量は、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.01質量部以上5質量部以下であり、さらに好ましくは0.01質量部以上1質量部以下であり、よりさらに好ましくは0.08質量部以上である。かような範囲であれば、折り曲げ耐久性(特に高温)の技術的効果がある。なお、架橋度が上がりすぎることによって高温および高温多湿環境下での折り曲げ耐性が低下する場合がある。
本発明の粘着剤に用いられうる架橋剤(B)の種類は、特に限定されず、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、多官能アクリル酸エステルモノマー、過酸化物、チタンカップリング剤、ジルコニウム化合物、金属アルミキレート、ヒドラジド化合物および熱酸発生剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。特には、前記架橋剤(B)が、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物((a1)、(a2)および(a3)に該当する場合を除く)、多官能アクリル酸エステルモノマー((a1)、(a2)および(a3)に該当する場合を除く)および過酸化物からなる群から選択される少なくとも1種であると好ましく、また、接着性と耐久性確保の観点から、イソシアネート化合物および過酸化物の少なくとも一方であると好ましい。
なお、本発明の架橋剤(B)には、自ら架橋構造を形成するもの(硬化剤タイプ)のものも含まれるし、自らは架橋構造を形成しないが、架橋反応を促進するもの(硬化触媒タイプ)のものが含まれ、特に後者は、過酸化物、熱酸発生剤などである。
(イソシアネート化合物)
架橋剤(B)として好適に用いられるイソシアネート化合物として、特に限定されず、例えば、トリアリルイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリデンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ジイソシアネート類;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ジイソシアネート類;トランスシクロヘキサンー1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6−XDI(水添XDI)、H12−MDI(水添MDI)などの脂環式ジイソシアネート類;上記ジイソシアネートのカルボジイミド変性ジイソシアネート類;またはこれらのイソシアヌレート変性ジイソシアネート類などが挙げられ、これらを1種または2種以上を用いることができる。また、後述する過酸化物と併用してもよい。上記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、これらイソシアネート化合物のビウレット体やイソシアヌレート体も好適に使用することができる。
また、イソシアネート化合物は、合成してもよいし市販品を使用してもよい。
市販品としては、例えば、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HL、コロネート(登録商標)HX、コロネート(登録商標)2030、コロネート(登録商標)2031(以上、日本ポリウレタン工業株式会社製)、タケネート(登録商標)D−102、タケネート(登録商標)D−110N、タケネート(登録商標)D−200、タケネート(登録商標)D−202(以上、三井化学株式会社製)、デュラネート(登録商標)24A−100、デュラネート(登録商標)TPA−100、デュラネート(登録商標)TKA−100、デュラネート(登録商標)P301−75E、デュラネート(登録商標)E402−90T、デュラネート(登録商標)E405−80T、デュラネート(登録商標)TSE−100、デュラネート(登録商標)D−101、デュラネート(登録商標)D−201(以上、旭化成ケミカルズ株式会社製)、スミジュール(登録商標)N−75、N−3200、N−3300(以上、住化バイエルウレタン株式会社)等が挙げられる。これらの中で、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HL、コロネート(登録商標)HX、タケネート(登録商標)D−110N、デュラネート(登録商標)24A−100、デュラネート(登録商標)TPA−100が好ましく、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HX、デュラネート(登録商標)24A−100がより好ましい。
(カルボジイミド化合物)
架橋剤(B)として好適に用いられるカルボジイミド化合物として、特に限定されず、例えば、特開2012−246444号公報の段落「0039」〜「0046」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(オキサゾリン化合物)
架橋剤(B)として好適に用いられるオキサゾリン化合物としては、特に限定されず、例えば、特開2015−087539号公報の段落「0037」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(エポキシ化合物)
エポキシ系架橋剤(エポキシ化合物)としては、任意の適切なエポキシ系架橋剤を採用し得る。市販品としては、例えば、三菱ガス化学(株)製の「テトラッドC」、「テトラッドX」、(株)ADEKA製の「アデカレジンEPUシリーズ」や「アデカレジンEPRシリーズ」、(株)ダイセル製の「セロキサイド」などが挙げられる。特に、これらのような液状エポキシ樹脂は、粘着剤層を製造する際の粘着剤混合操作が容易になる点で、好ましい。
(多官能アクリル酸エステルモノマー)
多官能アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、炭化水素系または炭化水素エーテル系の多官能性モノマーがあげられる。炭化水素系または炭化水素エーテル系の多官能性モノマーは、炭素数10以上100以下の炭化水素基または炭化水素エーテル基を主骨格とする多価アルコールのヒドロキシル基を(メタ)アクリレート化した化合物であり、架橋による接着性の点で好ましい。前記多価アルコールの炭化水素基としては、直鎖または分岐鎖の肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基、およびこれら炭化水素基を組み合わせた炭化水素基があげられ、前記炭化水素エーテル基としては、前記炭化水素基をエーテル化したものがあげられる。また、炭化水素エーテル基を主骨格とする多価アルコールとしては、前記多価アルコールに炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドを付加した化合物(付加数1以上30以下)等や、炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドから得られるポリアルキレングリコール(付加数1以上30以下)があげられる。
上記炭化水素系の二官能性モノマーの具体例としては、例えば、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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)アクリレート等のアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;シクロへキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環族炭化水素基を有するジオール化合物のジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有するジオール化合物のジ(メタ)アクリレート等があげられる。
また、炭化水素エーテル系の二官能性モノマーの具体例としては、例えば、アルコキシ化へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化シクロへキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等の上記炭化水素系の二官能性モノマーに記載のアルキレングリコールやジオール化合物にアルキレンオキサイドを付加物した化合物のジ(メタ)アクリレート等があげられる。また、炭化水素エーテル系の二官能性モノマーの具体例としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、トリ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)アクリレート等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレートや、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート等があげられる。
また、炭化水素系または炭化水素エーテル系の三官能性モノマーや四官能性モノマーのとしては、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、グリセリルトリ(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、トリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等のトリまたはテトラオール化合物のトリ(メタ)アクリレートまたはテトラ(メタ)アクリレートや、上記トリまたはテトラオール化合物にアルキレンオキサイドを付加物した化合物のトリ(メタ)アクリレートまたはテトラ(メタ)アクリレート等があげられる。
また、上記炭化水素系または炭化水素エーテル系以外の非ウレタン系多官能性モノマー(b)としては、末端に(メタ)アクリレート基を2個以上有するポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等があげられる。
(過酸化物)
架橋剤(B)として好適に用いられる過酸化物として、加熱によりラジカルを発生して粘着剤の架橋を達成できるものであれば使用可能であるが、作業性や安定性を勘案して、1分間半減期温度が好ましくは80℃以上160℃以下、より好ましくは90℃以上140℃以下の過酸化物を使用すると好ましい。なお、過酸化物の半減期とは、過酸化物の分解速度を表す指標であって、過酸化物の分解量が半分になる時間であり、任意の時間で半減期を得るための分解温度や、任意の温度での半減期に関しては、メーカーカタログ等に記載されており、例えば、日本油脂(日油)株式会社発行の有機過酸化物カタログ第9版(2003年5月)に記載されている。
かような過酸化物としては、ビス(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート(1分間半減期温度90.6℃)、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(同92.1℃)、ビス−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(同92.4℃)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(同103.5℃)、t−ヘキシルパーオキシピバレート、(同109.1℃)、t−ブチルパーオキシピバレート(同110.3℃)、ジラウロイルパーオキシド(同116.4℃)、ビス−n−オクタノイルパーオキシド(同117.4℃)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同124.3℃)、ビス(4−メチルベンゾイル)パーオキシド(同128.2℃)、ジベンゾイルパーオキシド(同130.0℃)、t−ブチルパーオキシブチレート(同136.1℃)などが挙げられ、架橋反応効率に優れるビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネートやジラウロイルパーオキシド、ジベンゾイルパーオキシドが好ましく用いられる。特に、分解温度の観点からビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネートが好ましい。これらを1種または2種以上を用いることができる。また、上述のイソシアネート化合物と併用してもよい。
(チタンカップリング剤)
架橋剤(B)として好適に用いられるチタンカップリング剤として、特に限定されず、例えば、特に限定されず、例えば、特開2014−085616号公報の段落「0072」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(ジルコニウム化合物)
架橋剤(B)として好適に用いられるジルコニウム化合物として、特に限定されず、例えば、特開2014−085616号公報の段落「0073」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(金属アルミキレート)
架橋剤(B)として好適に用いられる金属アルミキレートとして、特に限定されず、例えば、特開2012−229373号公報の段落「0058」に記載のものや、特開2008−251089号公報の段落「0037」に記載のもの、またはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(ヒドラジド化合物)
ヒドラジド化合物としては、特に限定されず、ヒドラジノ基、セミカルバジド基を少なくとも2個有するヒドラジン系架橋剤が好適である。ヒドラジノ基を少なくとも2個有する化合物としては、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等の脂肪族多塩基酸のポリヒドラジド;芳香族酸多塩基酸のポリヒドラジド;ポリアクリル酸のポリヒドラジド;芳香族炭化水素のポリヒドラジド;ヒドラジン‐ピリジン誘導体;マレイン酸ジヒドラジド等の不飽和多塩基酸のポリヒドラジド;炭酸ポリヒドラジド等が挙げられる。また、セミカルバジド基を少なくとも2個有する化合物としては、例えば、脂肪族、脂環族、芳香族等のポリセミカルバジド等のセミカルバジド系化合物を用いることができる。
(熱酸発生剤)
熱酸発生剤として、例えば、エネルギー酸発生剤として例示されたヘキサフルオロアンチモネート系スルホニウム塩が挙げられ、市販品として三新化学社製、SI−60、SI−60L、SI−80、SI−80L、SI−100、SI−100L、日本曹達(株)社製CI−2624が挙げられる。熱酸発生剤は単独で使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。熱酸発生剤の使用量は、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下で含まれることが好ましく、0.05質量部以上10質量部以下、さらに好ましくは0.1質量部以上3質量部以下である。
[シランカップリング剤(C)]
本発明の粘着剤はまた、耐久性、接着性等の少なくとも一つの特性が向上する観点から、シランカップリング剤をさらに含有することができる。
シランカップリング剤とは、シロキサン結合を有せず、分子中に2個以上の異なった反応基を持っているものを指す。
本発明の粘着剤に用いられるシランカップリング剤は、特に限定されず、例えば、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(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−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メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノ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、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス−(3−〔トリエトキシシリル〕プロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。さらには、エポキシ基(グリシドキシ基)、アミノ基、メルカプト基、(メタ)アクリロイル基等の官能基を有するシランカップリング剤と、これらの官能基と反応性を有する官能基とを含有するシランカップリング剤、他のカップリング剤、ポリイソシアネートなどを、各官能基について任意の割合で反応させて得られる加水分解性シリル基を有する化合物も使用できる。
上記シランカップリング剤は、合成してもよいし市販品を使用してもよい。シランカップリング剤の市販品としては、例えば、KBM−303、KBM−403、KBE−402、KBE−403、KBE−502、KBE−503、KBM−5103、KBM−573、KBM−802、KBM−803、KBE−846、KBE−9007(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
上記シランカップリング剤は、単独で使用されてもよいし、2種以上組み合わせて使用されてもよい。
本発明において、シランカップリング剤を含有する場合の添加量は、粘着剤(A)100質量部に対して、0.0001質量部以上10質量部以下であることがより好ましく、0.001質量部以上5質量部以下であることがより好ましく、0.01質量部以上3質量部以下であることが特に好ましい。かような範囲であれば、耐久性を向上することができる。
よって、本発明の好ましい形態によれば、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部に対して、シランカップリング剤(C)0.001質量部以上5質量部以下をさらに含む、光学フィルム用粘着剤が提供される。
〔用途〕
上述した本発明の粘着剤は、様々な用途に適される。例えば、光学フィルムに好ましく用いられる。かような光学フィルムとしては、特に限定されず、液晶表示装置などの画像表示装置の形成に用いられるものが挙げられるが、例えば、少なくとも偏光板または位相差板を含み、さらに導電層および保護層の少なくとも一方を含むものや、カバーフィルム、透明導電フィルム、ウィンドフィルム、液晶ディスプレイの視野角を改善するための視野角拡大フィルム等の光学補償フィルム、ディスプレイのコントラストを高めるための輝度向上フィルム、さらにはこれらが積層されているものが挙げられる。
本発明において、上述した粘着剤から形成されてなる粘着剤層の形態、光学フィルム等に前記粘着剤層が形成されてなる光学部材の形態、また、前記光学部材が、粘着型光学フィルム(例えば、粘着型偏光板)である形態、または、前記光学部材を液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)、曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイ等の画像表示装置などに応用する形態等が提供されうる。
<粘着剤層>
本発明においては、本発明の粘着剤から形成されてなる、粘着剤層も提供する。
本発明において、粘着剤層は、本発明の粘着剤を基材などに塗布し、溶剤などを乾燥除去することによって、形成することができる。また、粘着剤の塗布にあたっては、適宜に1種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
なお、粘着剤層の基材としては、後述するセパレータを用いることができる。
塗布方式としては、特に限定されず、各種公知方法が用いられる。例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーターなどによる押出しコート法などの方法が挙げられる。
粘着剤に存在する溶剤を乾燥させる方法としては、目的に応じて、適切な方法が採用されうる。好ましくは、塗布膜を加熱乾燥する方法が用いられる。加熱乾燥温度は、好ましくは40℃以上200℃以下であり、さらに好ましくは、50℃以上180℃以下であり、特に好ましくは70℃以上170℃以下である。加熱温度を上記の範囲とすることによって、優れた粘着特性を有する粘着剤層を得ることができる。
また、乾燥時間は、適宜設定されうる。好ましくは5秒以上30分間以下であり、さらに好ましくは5秒以上20分間以下であり、特に好ましくは10秒以上15分間以下である。加熱乾燥は、条件を変えて、2回以上行うことも可能である。
本発明の粘着剤層の厚さ(乾燥膜厚)は、特に限定されず使用用途によって適宜設定されうる。例えば、光学フィルムに用いられる際に、接着性と耐久性および折り曲げ耐久性の観点から、1μm以上200μm以下であることが好ましく、5μm以上150μm以下であることがより好ましく、10μm以上120μm以下であることが特に好ましい。
本発明の好ましい形態によれば、−20℃での貯蔵弾性率(G’(−20))が、1×10Pa以下であり、かつ、85℃での貯蔵弾性率(G’(85))が、1×10Pa以上である。
粘着剤層の−20℃における貯蔵弾性率(G’(−20))が、1×10Pa以下であると、曲げたときに追随できる粘着剤としての特性を有する。また、85℃での貯蔵弾性率(G’(85))が、1×10Pa以上であるということは、十分な耐熱性を有しているということである。
粘着剤層の−20℃における貯蔵弾性率(G’(−20))は、5×10Pa以下であることがより好ましく、3×10Pa以下であることがさらに好ましい。また、−20℃における貯蔵弾性率(G’(−20))の下限としては、1×10Pa以上であることが好ましく、より好ましくは、2×10Pa以上であることがさらに好ましい。
他方、85℃での貯蔵弾性率(G’(85))は、1×10Pa以上であることが好ましく、より好ましくは、2×10Pa以上であり、3×10Pa以上である。また、85℃での貯蔵弾性率(G’(85))の上限としては、2×10Pa以下であることがより好ましく、1×10Pa以下であることがさらに好ましい。
また、G’(−20)とG’(85)との比率、すなわち、G’(−20)/G’(85)の値にも制限はないが、接着性と耐久性および折り曲げ耐久性との観点から、1.0以上5.0以下であることが好ましく、1.1以上4.0以下であることがより好ましい。なお、貯蔵弾性率は実施例に記載の方法によって測定するものとする。
また、本発明にかかる粘着剤層が露出する場合には、実用に供されるまで、剥離処理したシート(セパレータ)などで粘着剤層を保護することができる。また、通常粘着剤から塗工し、加熱乾燥して粘着剤層を設ける場合にはセパレータ上に粘着剤を塗布、加熱乾燥した上で、光学フィルムに貼りあわせる方式がとられることが多い。
セパレータの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム、紙、布、不織布などの多孔質材料、ネット、発泡シート、金属箔、およびこれらのラミネート体などの適宜な薄葉体などを挙げることができるが、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。
基材(例えば、セパレータ)の厚さは、通常5μm以上200μm以下であり、好ましくは5μm以上100μm以下程度である。
また、セパレータには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉などによる離型処理および防汚処理、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理を行うことができる。特に、セパレータの表面にシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理などの剥離処理を適宜行うことにより、前記粘着剤層からの剥離性をより高めることができる。
また、本発明においては、少なくとも片側に、コロナ処理層またはプラズマ処理層を有する、粘着剤層の形態も提供される。
<光学部材>
本発明は、光学フィルムの少なくとも片側に、本発明の粘着剤層が形成されてなる光学部材も提供する。言い換えれば、「光学部材」は、「粘着型光学フィルム」とも言える。
本発明の光学部材は、光学フィルムの片面または両面に、本発明の粘着剤を直接塗布することにより粘着剤層が形成されてなる構成でであってもよいし、セパレータ上に塗布して粘着剤層を形成した上で光学フィルムに転写する形態であってもよいし、易接着層を介して間接的に、粘着剤層が形成されてなる構成であってもよい。よって、本発明の好ましい形態においては、光学フィルムと、前記粘着剤層との間に、易接着層を有する、光学部材も提供される。
易接着層としては、コロナ処理、プラズマ処理などの、粘着剤層と接触する部材の表面を処理するものでもよいし、あるいは、プライマー層のような別途の部材を、粘着剤層と接触する部材の表面に設けてもよい。つまり、本発明の好ましい形態は、光学フィルムと粘着剤層とを強固に接着させる観点から、前記易接着層が、コロナ処理層、プラズマ処理層、または、プライマー層である。
[プライマー層]
本発明において、プライマー層を形成する材料は、粘着剤層と、光学フィルム(例えば、偏光板では透明保護フィルム)(あるいは粘着剤層と接触する部材)と、あるいは通常の光学フィルムのいずれにも良好な密着性を示し、凝集力に優れる膜を形成するものが好ましい。例えば、各種ポリマー類、金属酸化物のゾル、シリカゾルなどが用いられ、中には、特にポリマー類が好ましく用いられる。プライマー層は、上記のように帯電防止機能を有していてもよい。
本発明に好適に用いられるポリマー類としては、オキサゾリン基含有ポリマー、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類が挙げられる。これらの中で、オキサゾリン基含有ポリマーがより好ましく用いられる。
かかるオキサゾリン基含有ポリマーとしては、一般の市販品が用いられ、例えば株式会社日本触媒製のエポクロス(登録商標)シリーズ(例えば、エポクロス(登録商標)WS700)などが挙げられるが、これらに限定されない。また、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類などについては、特開2011−105918号公報の段落「0107」〜「0113」に開示されているものが適宜採用されうる。
本発明において、光学フィルムの上に、プライマー層を形成するための下塗り剤をコーティング法、ディッピング法、スプレー法などの塗工法を用いて、塗布、乾燥し、プライマー層を形成することができる。
プライマー層の厚さ(乾燥膜厚)としては、10nm以上5000nm以下程度であり、好ましくは50nm以上500nm以下である。かような範囲であれば、バルクとしての性質を有し、十分な強度および十分な密着性を示しながら、光学特性を維持することもできる。
上記のように、本発明の好ましい形態によれば、前記光学フィルムは、導電層を有する。この際、前記導電層を形成する材料にも特に制限はないが、前記導電層を形成する材料が、インジウムスズ酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、銀ナノワイヤ、インジウム亜鉛酸化物、酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物、ポリチオフェン、カーボンナノチューブ、アルミニウム亜鉛酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、フッ素亜鉛酸化物、フッ素インジウム酸化物、アンチモンスズ酸化物、フッ素スズ酸化物およびリンスズ酸化物からなる群から選択される、少なくとも1種であることが好ましい。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記光学フィルムは、保護層を有する。保護層を形成することによって、導電層の金属の腐食を、抑制することができる。
本発明の好ましい形態によれば、前記光学フィルムが偏光板を含む。よって、以下では、一例として、本発明にかかる光学フィルムに偏光板が含まれる場合について説明する。
[偏光板]
本発明において、光学フィルムとして好適な偏光板は、従来公知の方法により、保護フィルムと偏光子とを、接着剤を用いて貼り合わせ、加熱乾燥または紫外線、電子線等で硬化することによって製造し得る。塗布した接着剤は、乾燥または紫外線、電子線等で硬化により接着性を発現して接着層を構成する。また、本発明においては、位相差フィルム等のフィルムを偏光子に貼り合わせたものであっても、位相差フィルムを偏光板の一部として考える。なお、位相差フィルムを、偏光子を保護するための保護フィルムとして使用する場合もある。
偏光子としては、特に制限はなく、従来公知のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコールフィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコールフィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン配向フィルム等が挙げられる。
このうち、平均重合度2000以上2800以下、ケン化度90モル%以上100モル%以下のポリビニルアルコールフィルムをヨウ素で染色し、3倍以上8倍以下に一軸延伸して製造した偏光子が特に好ましい。より具体的には、このような偏光子は、例えばポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素の水溶液に浸漬して染色し、延伸して得られる。ヨウ素の水溶液としては、例えば、0.1質量%以上1.0質量%以下のヨウ素および/またはヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬することが好ましい。また、必要に応じて50℃以上70℃以下のホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬し、また延伸してもよい。また、洗浄や染色むら防止のために、25℃以上35℃以下の水に浸漬してもよい。
延伸はヨウ素で染色した後に行っても、染色しながら延伸しても、延伸してからヨウ素で染色してもよい。
染色および延伸後は、水洗またはヨウ素および/またはヨウ化カリウムを含む水溶液で洗い、35℃以上55℃以下で1分間以上10分間以下程度乾燥してもよい。かような偏光子は、多種多様のものがある。
また、偏光子の厚みは、特に限定されないが、1μm以上50μm以下程度がより好ましい。
保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れる材料が好ましい。例えば、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
なお、偏光子の片側には、透明保護フィルムが接着剤により貼り合わされてもよいが、その場合、他の片側には、透明保護フィルムまたは、保護層として(メタ)アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。
偏光板の厚みは、特に限定されないが、一般的に20μm以上200μm以下である。また、本発明において、薄型化、折り曲げの観点から、100μm以下であることが好ましく、90μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることが特に好ましい。かような薄型偏光板は、本発明の粘着剤の効果をより顕著に発現する観点から好ましい。よって、本発明の好ましい形態によれば、前記光学フィルムが偏光板であり、前記偏光板の厚みが、100μm以下である。
偏光板の製造方法は、特に限定されず、例えば、接着剤を塗布した後は、偏光子と保護フィルムとをロールラミネータ等により貼り合わせることによって行うことができる。
貼り合わせた後に適宜乾燥または紫外線、電子線等で硬化工程を施してもよい。
また、接着剤を塗布する際は、保護フィルム、偏光子のいずれに塗布してもよく、双方に塗布してもよい。接着剤は、乾燥後の接着層の厚みが10nm以上10000nm以下になるように塗布するのが好ましい。また、接着剤としては、特に限定されず、偏光子の材料に合わせて公知にものから適宜採用されうる。例えば、偏光子としてポリビニルアルコール系フィルムを用いる場合には、ポリビニルアルコール接着剤または紫外線硬化型接着剤としてアクリル系、エポキシ系、アクリル−エポキシ系を用いることができる。
接着剤層の厚さは、均一な面内厚みを得ることと、十分な接着力を得ることから、ポリビニルアルコール接着剤では10nm以上200nm以下、紫外線硬化型接着剤では0.2μm以上10μm以下であることが好ましい。
<画像表示装置>
本発明は、上述した光学部材のうち、少なくとも1つを用いた、画像表示装置も提供する。
画像表示装置としては、特に限定されず、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)等が挙げられる。また、本発明の粘着剤の効果をより顕著に発現する観点から、特に薄型の画像表示装置や曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイ等に好ましく適用される。
上記のように、本発明は、光学フィルム用粘着剤、光学フィルム用粘着剤層、粘着型光学フィルムおよび画像表示装置に関するものであり、得られる積層体を各耐久性試験条件で貼合した光学フィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが発生することのない粘着剤を提供することができる。また、本発明の粘着剤は、光学フィルムまたはシートを含む薄層被着体の積層に好適に使用され、さらにフレキシブルディスプレイのような液晶表示素子およびエレクトロルミネッセンス素子等に使用される各種フィルムまたはシートの製造に好適に使用されるものであり、これら技術分野で商用され得るものである。
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各例中の部および%はいずれも質量基準である。以下に特に規定のない室温放置条件は全て23℃55%RHである。
<(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の重量平均分子量の測定>
(メタ)アクリル酸エステル共重合体(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。
(薄型偏光板の作成)
薄型偏光板の作成を、図1を用いながら、説明する。
厚さ20μm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倍になるまで延伸した。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7μmの偏光子4を得た。
当該偏光子4の片面に、厚さ20μmのポリカーボネート系フィルム2と、それとは逆側の偏光子4の面に膜厚50μmの位相差フィルム6(1/4波長板、帝人社製「WRS」)をポリビニルアルコール系接着剤3、5によりそれぞれ貼り合せて合計厚みが77μmの薄型偏光板1を作成した。
<導電層の作成>
図1に示されるように、上記薄型偏光板の位相差フィルム6面に、下記の導電層形成用塗料をダイコート法で固形分塗布量が1g/mとなるように塗布し、80℃で乾燥して、位相差フィルム6上に導電層7(厚み:0.05μm)を積層した。
(導電層形成用塗料)
銀ナノワイヤ分散溶液(米Cambrios社製、CleraOhm Ink−A AQ)30質量部あたり、超純水(和光純薬工業社製、超純水Ultrapure Watar)を70質量部、防錆剤(米Cambrios社製、ClearOhm SFT−D)を0.12部添加し、導電層形成用塗料を調製した。
<保護層の作成>
上記で位相差フィルム6上に積層した導電層7の上に、下記の保護層形成用塗料を保護層の厚み(硬化後の厚み)が210nmとなるようにダイコート法で塗布し、80℃で乾燥し、UV(ヘレウス社製、LH10−70UVランプ)を照射して(積算光量:200mJ/cm)硬化することで保護層8を形成した。
(保護層形成用塗料)
アクリル樹脂系塗料(中国塗料社製、フォルシードNo.420C 樹脂濃度50質量%)5質量部あたり、酢酸エチルを95質量部加えて保護層形成用塗料を調製した。
(製造例1)
<(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の調製>
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート60部、メトキシエチルアクリレート35部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って5時間重合反応を行い、Mw(重量平均分子量)170万の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の溶液を調製した。
(製造例2〜17、20〜25)
製造例1において、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を形成するモノマーの種類またはその割合および重合開始剤を表1に示すように変えた他は、製造例1と同様にして、共重合体(A2〜17)〜(A20〜25)の溶液を調製した。(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1〜17)〜(A20〜25)の、Tg(ガラス転移温度)、Mw(重量平均分子量)は、表1に示す通り。
(製造例18、19)
アクリルシロップ(A18,19)は、以下に示すように調製した。
外部の紫外線をカットした環境下にUVランプであるブラックライトを4本(三共電気社製FL20SBL)フラスコの4方に設置した反応ボックス内で反応を実施した。
上記ボックス内に攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び冷却管を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに、表1に示したモノマー組成をそれぞれ投入し、フラスコ内の空気を窒素に置換しながら30℃まで加熱した。
次いで、重合開始剤として、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(IRGACURE(登録商標) 651;BASFジャパン社製)0.005部を攪拌下に投入して均一に混合した。
ここで重合開始のために、ブラックライトで積算光量200mJ/cmを照射した。反応開始後、反応系の温度は上昇したが、開始からの反応温度の上昇が10℃になった段階でフラスコ内に空気ポンプにて空気を導入することにより反応を強制的に停止させてアクリルシロップ(A18,19)を得た。アクリルシロップ(A18,19)中の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A18,19)のTg(ガラス転移温度)、Mw(重量平均分子量)は、表1に示す通り。
(製造例26)
アクリルシロップ(A26)は、以下に示すように調製した。
外部の紫外線をカットした環境下にUVランプであるブラックライトを4本(三共電気社製FL20SBL)フラスコの4方に設置した反応ボックス内で反応を実施した。
上記ボックス内に攪拌機、温度計、窒素ガス導入管および冷却管を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート60部、メトキシエチルアクリレート35部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5部および連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン0.1部を投入し、フラスコ内の空気を窒素に置換しながら50℃まで加熱した。ついで、重合開始剤として、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70;和光純薬製)0.0025部を攪拌下に投入して均一に混合した。重合開始剤投入後、反応系の温度は上昇したが、冷却を行わずに重合反応を続けたところ、反応系の温度が120℃に達し、その後徐々に下がり始めた。
反応系の温度が115℃まで下がったところで、2−エチルヘキシルアクリレート7.5部、メトキシエチルアクリレート19.5部、2−ヒドロキシエチルアクリレート3部およびn−ドデシルメルカプタン0.08部を投入して強制冷却を行い50℃まで冷却した。さらに、重合開始剤としてV−70 0.005部を攪拌下に投入して均一に混合した。重合開始剤投入後、反応系の温度は上昇したが、冷却を行わずに重合反応を続けたところ、反応系の温度が125℃に達し、その後徐々に下がり始めた。
反応系の温度が120℃まで下がったところで、2−エチルヘキシルアクリレート5.7部、メトキシエチルアクリレート15部、2−ヒドロキシエチルアクリレート2.3部を投入して強制冷却を行い、アクリルシロップ(A26)を得た。
なお、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)のガラス転移温度は、各重合体を構成するモノマー単位とその割合から、FOXの式:により算出される理論値である。
FOXの式:1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+・・・+wn/Tgn
(Tg:重合体のガラス転移温度(K)、Tg1,Tg2,・・・Tgn:各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度(K)、w1,w2,・・・wn:各モノマーの重量分率)
なお、上記FOXの式より求められる理論ガラス転移温度は示差走査熱量測定(DSC)や動的粘弾性などにより求められる実測ガラス転移温度とよく一致する。
<実施例1>
(粘着剤の調製)
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)溶液の固形分100部に対して、架橋剤(B)としてイソシアネート架橋剤 タケネート(登録商標)D110N(キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物の75%酢酸エチル溶液、1分子中のイソシアネート基数:3個、三井化学社製)0.1部を配合して、アクリル系粘着剤の溶液(固形分15%)を調製した。
(粘着剤層の形成)
次いで、上記アクリル系粘着剤の溶液を、シリコーン処理(剥離処理)を施した、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、MRF50)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが100μmになるようにダイコーターで塗布し、80℃ 3分乾燥後、120℃で10分間乾燥処理して粘着剤層(100μm)を形成した。
(粘着剤層付偏光板の作製)
前記保護層8側に、コロナ処理をコロナ放電量80[W・min/m2]で処理を行い、保護層上に易接着層(図示せず)を形成した。
次いで、上記粘着剤層を形成したシリコーン処理を施したPETフィルムを、上記粘着剤層と保護層8とが易接着層を介して接触するように転写し、粘着剤層付偏光板(光学部材)を作製した。
<実施例2〜31および比較例1〜6>
表2に示すように、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)(ポリマー種)の種類、架橋剤の種類またはその使用量を変えたこと、また例によっては、表2に示す割合でシランカップリング剤を用いたこと、また例によっては、表2に示す割合で重合開始剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤層付偏光板(光学部材)を作製した。
<実施例32、33>
製造例18および19で得られた、アクリルシロップ中の有効成分100gに対し、表2に示す配合量の、トリメチロールプロパントリアクリレート(ライトアクリレートTMP−A;共栄化学社製、以下「TMP−A」とする)、ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート(デュラネート(登録商標)24A−100;旭化成ケミカルズ株式会社製、以下「24A−100」という)、2−ヒドロキシ−2−メチル−I−フェニル−プロパン−1−オン(イルガキュア(登録商標)1173;BASFジャパン社製、以下「I−1173」とする)及びシランカップリング剤である3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(KBE−403;信越化学工業株式会社製、以下「KBE−403」という)を添加し、混合・脱泡処理して光重合性の粘着剤組成物(アクリル系粘着剤の溶液)を得た。
ここで、上記アクリルシロップ中の有効成分100g中に、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A18)および(A19)が各々32.5g含まれており、残存する未反応モノマーが67.5g含まれている。
この光重合性の粘着剤組成物を、片面剥離処理された(つまり、シリコーン処理された)厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの剥離処理面上に100μmの塗布厚さになるように塗布し、この塗布表面上に剥離処理された厚さ50μmのPETセパレータを貼着することによって、粘着剤組成物の上下にPETセパレータを配置してサンドイッチ状に密閉した後、ブラックライトにより5.0mWの光を10分間照射して無色透明のアクリルシート(粘着剤層)を得た。
次いで、一方のPETセパレータを剥がし、無色透明のアクリルシート(粘着剤層)を露出させ、当該粘着剤層と、保護層8とが易接着層を介して接触するように転写し、粘着剤層付偏光板を作製した。
<比較例7>
製造例26で得られた、アクリルシロップ中の有効成分100gに対し、表2に示す配合量の、トリメチロールプロパントリアクリレート(ライトアクリレートTMP−A;共栄化学社製、以下「TMP−A」とする)、ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート(デュラネート(登録商標)24A−100;旭化成ケミカルズ株式会社製、以下「24A−100」という)、2−ヒドロキシ−2−メチル−I−フェニル−プロパン−1−オン(イルガキュア(登録商標)1173;BASFジャパン社製、以下「I−1173」とする)およびシランカップリング剤である3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(KBE−403;信越化学工業株式会社製、以下「KBE−403」という)を添加し、混合・脱泡処理して光重合性の粘着剤組成物(アクリル系粘着剤の溶液)を得た。
ここで、上記アクリルシロップ中の有効成分100g中に、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A26)が32.5g含まれており、残存する未反応モノマーが67.5g含まれている。
この光重合性の粘着剤組成物を、片面剥離処理された(つまり、シリコーン処理された)厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの剥離処理面上に100μmの塗布厚さになるように塗布し、この塗布表面上に剥離処理された厚さ50μmのPETセパレータを貼着することによって、粘着剤組成物の上下にPETセパレータを配置してサンドイッチ状に密閉した後、ブラックライトにより5.0mWの光を10分間照射して無色透明のアクリルシート(粘着剤層)を得た。
次いで、一方のPETセパレータを剥がし、無色透明のアクリルシート(粘着剤層)を露出させ、当該粘着剤層と、保護層8とが易接着層を介して接触するように転写し、粘着剤層付偏光板を作製した。
上記実施例および比較例で得られた、粘着剤層付偏光板(光学部材)(サンプル)について以下の評価を行った。評価結果を表3に示す。
<耐久性>
厚さ0.7mmのポリイミドフィルムに最表面に厚さ50nmの窒化ケイ素(SiNx)膜を有するフィルムをフレキシブルパネルの代替品として使用した。
粘着剤層付偏光板サンプルを、5インチサイズとし、上記ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを剥がして、ラミネーターを用いてポリイミドフィルムに貼着した。次いで、50℃、0.5MPaで15分間オートクレーブ処理して、上記サンプルを完全にポリイミドフィルムに密着させた。その後、サンプルを内径(直径)が6mmに保持できるようにガラス板で挟み固定した。
(1)かかる処理の施されたサンプルに、85℃(10%RH以下)で500時間(加熱試験)の処理を施した。
(2)また、60℃/95%RHの雰囲気下で500時間処理を施した(加湿試験)。
(3)また、85℃と−40℃の環境を1サイクル1時間で300サイクル施した(ヒートショック試験)。
それぞれの試験について、偏光板とポリイミドフィルムの外観を下記基準で目視にて評価した。
◎:発泡、剥がれ、浮き、クラックなしなどの外観上の変化が全くなし。
○:わずかながら端部に剥がれ、発泡、またはクラックがあるが、実用上問題なし。
△:端部に剥がれ、発泡、またはクラックがあるが、特別な用途でなければ、実用上問題なし。
×:端部に著しい剥がれあり、実用上問題あり。
なお、(1)、(2)および(3)の試験は、それぞれサンプルを用意し、独立して試験を行っている。
<折りたたみ耐性(折り曲げ試験10万回)>
上記耐久性試験で用いたものと同じサンプル(50℃、0.5MPaで15分間オートクレーブ処理したもの)を、新たに準備し、折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製)にて折り曲げた時の内径(直径)が6mmになるように条件設定し、折り曲げと180°開放とを1サイクルとして10万サイクル繰り返し行った。
試験環境としては、それぞれ、
(1)23℃/55%RHの雰囲気下、
(2)85℃(10%RH以下)、
(3)60℃/95%RHの雰囲気下、
(4)−20℃で行った。
試験後の偏光板とポリイミドフィルムの外観を下記基準で目視にて評価した。なお、テスター産業株式会社製の折り曲げ試験機で試験を行っても同じ結果となる。
なお、(1)、(2)、(3)および(4)の試験は、それぞれサンプルを用意し、独立して試験を行っている。
◎:発泡、剥がれ、浮き、クラックなしなどの外観上の変化が全くなし。
○:わずかながら端部に剥がれ、発泡、またはクラックがあるが、実用上問題なし。
△:端部に剥がれ、発泡、またはクラックがあるが、特別な用途でなければ、実用上問題なし。
×:端部に著しい剥がれあり、実用上問題あり。
<接着力>
上記耐久性試験で用いたものと同じサンプルを、新たに準備し、それぞれ、幅25mm×長さ100mmに裁断し、次いで50℃、0.5Mpaで15分間オートクレーブ処理して完全に密着させた。その後、23℃/55%RHの雰囲気下1時間静置後、かかるサンプルの接着力を測定した。
接着力は、サンプルを、恒温槽付き引張り試験機(オリエンテック社製 テンシロン万能材料試験機 STA−1150)にて、23℃、相対湿度55%RHの条件下、剥離角度180°、剥離速度300mm/minでJIS Z0237(2009)の粘着テープおよび粘着シート試験の方法に準拠して、引き剥がす際の接着力(N/25mm)を測定することにより求めた。また、85℃の測定は上記機器を用いて85℃(10%RH以下)環境下にした以外は上記と同様にして測定した。
ここで、室温での試験、85℃での試験も独立して行っている。
(貯蔵弾性率の測定)
各実施例及び比較例で作製した粘着剤層について、粘弾性測定装置(アントンパール社製:形式:MCR300)を用いて−30℃以上150℃以下の測定範囲の貯蔵弾性率を測定した。より詳細には、作製した粘着剤層を厚さ400μmに積層後、サンプルサイズを直径8mmを切断し、測定試料をパラレルプレート治具にセットし−30℃以上150℃以下の温度域で角周波数 1rad/s、ノーマルフォース 3N、昇温速度5℃/minの条件下で測定した。なお、−30℃以上150℃以下の測定範囲の貯蔵弾性率を測定し、表には、「−20℃」、「85℃」のときの貯蔵弾性率の値を示している。
<考察>
表3に示されるように、実施例の光学フィルム用粘着剤は、いずれも、耐久性、折り曲げ試験、接着力の結果が、優れていることが分かる。以下、より詳しく考察する。
まず、実施例1を標準的な配合として考える。
実施例2は、架橋剤の量を増やしている。よって、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上していることが分かる。
実施例3では、過酸化物架橋によって架橋度を向上させている。よって、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上していることが分かる。
実施例4では、Siカップリング剤の効果によって接着性が向上していることが分かる。
実施例5では、架橋剤の種類を変えたことで、耐熱性(特に、高温高湿での折り曲げ性)が向上している。
実施例6では、実施例5において架橋剤の量を増やしたことで、特性が変化し、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)がさらに向上している。
実施例7では、過酸化物架橋によって架橋度が向上し、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上している。
実施例8では、Siカップリング剤の効果によって接着性が向上していることが分かる。
実施例9〜16は、標準的な配合からAMEの量を減量させている。そのことによって、実施例9では、Tgが低下し、室温での接着性が若干向上している。
実施例10では、架橋剤の量を増やしたことで、特性が変化し、実施例9と比べて、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上している。
実施例11では、過酸化物架橋によって架橋度が向上し、実施例9と比べて、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上している。
実施例12では、Siカップリング剤の効果によって、実施例9と比べて、接着性が向上していることが分かる。
実施例13では、架橋剤の種類を変えたことで、高温での接着性を除き、全般的に特性が向上している。
実施例14では、架橋剤の量を増やしたことによる特性変化で、実施例13と比べ、高温高湿耐性(つまり、高温高湿での折り曲げ性)と、接着性が若干低下している。
実施例15では、過酸化物架橋によって架橋度が向上し、実施例13と比べ、高温高湿耐性(つまり、高温高湿での折り曲げ性)と、接着性が若干低下している。なお、製造例2の共重合体(A2)の方が、製造例1の共重合体(A1)よりもTgが低く、粘着剤層の凝集力が低くなるため、(架橋度が高くても)接着力が若干低下したものと考えられる。
実施例16では、Siカップリング剤の効果によって、実施例13と比べて、接着性が向上していることが分かる。
実施例17は、標準的な配合からAMEの量を減量させている。そのことによって、Tgが低下し、室温での接着性が若干向上している。
実施例18は、標準的な配合から、EC−Aが主体のタイプに変えている。結果、実施例1に比べ、室温での接着性が若干向上している。
実施例19は、AME、EC−A複合タイプである。それによって、全般的な特性が向上しており、耐熱性が向上し、低温での折り曲げ耐性が向上し、接着性が向上している。
実施例20〜22は、EHDG−ATの導入タイプである。実施例20は、比較的少量で、実施例21は、やや多く、実施例22には多く導入している。結果、実施例20は、実施例1と比較すると、Tgが低下し、接着性が若干低下している。実施例21〜22は、実施例20と比べて、Tgが低下し、耐熱性、高温高湿耐性、接着性が、若干低下している。
実施例23は、BAを導入し、高いTgのタイプであるが、G’が向上し、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)が向上している。
実施例24は、水酸基モノマーを標準から変更したものであるが、それによって高温貯蔵弾性率が低下している。
実施例25〜26は、アミドモノマーを導入したタイプであるが、それによって、貯蔵弾性率、耐熱性(特に、高温での折り曲げ性)と、接着性が向上している。
実施例27は、水酸基モノマーを減量させたものであるが、貯蔵弾性率と、接着性が若干低下している。
実施例28は、水酸基モノマーを増量させたものであるが、折り曲げ耐性が若干低下しているが、接着性は向上している。
実施例29は、分子量を高めたものであるが、高温貯蔵弾性率と、耐熱性と、接着性とが向上している。
実施例30は、分子量をやや低めたものであるが、耐久性と、折り曲げ耐性(特に、高温高湿)が低下している。
実施例31は、分子量の下限領域であるが、耐久性と、折り曲げ耐性が低下している。
実施例32〜33は、紫外線硬化タイプであるが、結果は、実施例32は、実施例1と同様であり、実施例33は、実施例20と比べ、Tgが低下し、耐熱性(特に、高温での耐久性)、接着性が、若干低下している。
1 薄型偏光板、
2 ポリカーボネート系フィルム、
3 ポリビニルアルコール系接着剤、
4 偏光子、
5 ポリビニルアルコール系接着剤、
6 位相差フィルム、
7 導電層、
8 保護層。

Claims (21)

  1. (メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む、光学フィルム用粘着剤であって、
    前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が、
    (a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 10質量%以上95質量%以下と;
    (a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位 5質量%以上90質量%以下と;
    (a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位 0質量%以上20質量%以下と;
    前記(a1)、(a2)および(a3)成分由来の構成単位の合計量が、100質量%であり、
    前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の、ガラス転移温度が−70℃以上−55℃以下であり、かつ、重量平均分子量が100万を超えて250万以下である、光学フィルム用粘着剤。
  2. 前記重量平均分子量が、120万を超える、請求項1に記載の光学フィルム用粘着剤。
  3. 前記(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマーが、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー、または、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマーである、請求項1または2に記載の光学フィルム用粘着剤。
  4. 前記(a1)成分における、アルキルの炭素数が1以上18以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  5. 前記(a1)成分が、15質量%以上80質量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  6. 前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が、ヒドロキシル基を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  7. 架橋剤(B)をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  8. 前記架橋剤(B)が、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下で含まれる、請求項7に記載の光学フィルム用粘着剤。
  9. 前記架橋剤(B)が、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、多官能アクリル酸エステルモノマー、過酸化物、チタンカップリング剤、ジルコニウム化合物、金属アルミキレート、ヒドラジド化合物および熱酸発生剤からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項7または8に記載の光学フィルム用粘着剤。
  10. シランカップリング剤(C)が、前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下含まれる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤から形成されてなる、粘着剤層。
  12. 少なくとも片側に、コロナ処理層またはプラズマ処理層を有する、請求項11に記載の粘着剤層。
  13. −20℃での貯蔵弾性率(G’(−20))が、1×10Pa以下であり、かつ、
    85℃での貯蔵弾性率(G’(85))が、1×10Pa以上である、請求項11または12に記載の粘着剤層。
  14. G’(−20)/G’(85)が、1.0以上5.0以下である、請求項11〜13のいずれか1項に記載の粘着剤層。
  15. 光学フィルムの少なくとも片側に、請求項11〜14のいずれか1項に記載の粘着剤層が形成されてなる、光学部材。
  16. 前記光学フィルムと、前記粘着剤層との間に、易接着層を有する、請求項15に記載の光学部材。
  17. 前記易接着層が、コロナ処理層、プラズマ処理層、または、プライマー層である、請求項16に記載の光学部材。
  18. 前記光学フィルムが偏光板であり、
    前記偏光板の厚みが、100μm以下である、請求項15〜17のいずれか1項に記載の光学部材。
  19. 前記光学フィルムに導電層を有し、前記導電層を形成する材料が、インジウムスズ酸化物、銀ナノワイヤ、インジウム亜鉛酸化物、酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物、ポリチオフェン、カーボンナノチューブ、アルミニウム亜鉛酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、フッ素亜鉛酸化物、フッ素インジウム酸化物、アンチモンスズ酸化物、フッ素スズ酸化物およびリンスズ酸化物からなる群から選択される、少なくとも1種である、請求項15〜18のいずれか1項に記載の光学部材。
  20. 請求項15〜19のいずれか1項に記載の光学部材を、少なくとも1つ用いた、画像表示装置。
  21. 曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイである、請求項20に記載の画像表示装置。
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