JP2020056001A - 偏光板用粘着剤組成物及び粘着剤層付偏光板 - Google Patents

偏光板用粘着剤組成物及び粘着剤層付偏光板 Download PDF

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Abstract

【課題】耐久性及びリワーク性に優れ、かつ、白抜けを発生させ難い粘着剤層を形成できる偏光板用粘着剤組成物、並びに粘着剤層付偏光板の提供。【解決手段】水酸基を有する単量体(A)単位aと、第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基から選ばれる基を有する単量体(B)単位bと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)単位cとを含み、単位aの含有率が全単位に対して0.05〜0.4質量%であり、単位bの含有率が全単位に対して10〜30質量%であり、かつ、Mwが20万〜200万である共重合体と、ポリイソシアネート化合物と、シランカップリング剤とを含有し、共重合体中の水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が、0.5〜5.0であり、架橋後のゲル分率が45〜80質量%である偏光板用粘着剤組成物及びその応用。【選択図】なし

Description

本発明は、偏光板用粘着剤組成物及び粘着剤層付偏光板に関する。
携帯電話、携帯端末等の携帯電子機器は、液晶表示装置が組み込まれているものが多い。一般に、液晶表示装置は、2枚のガラス基板に液晶層が挟まれた液晶セルと、液晶セルの両面に配置される偏光板とを備えている。液晶セルと偏光板とは、液晶表示装置の視認性を確保する観点から、一般的には、アクリル系粘着剤により形成される粘着剤層を介して貼合される。
偏光板は、通常、収縮率の異なる部材を積層して構成される。そのため、温度及び/又は湿度の変化により偏光板に反りが発生し、偏光板と粘着剤層との界面で、気泡、剥がれ等が生じることがある。
また、偏光板では、温度及び/又は湿度が変化すると、収縮又は膨張しようとして応力が発生する場合がある。この発生した応力が緩和されない場合には、粘着剤層に応力が残留する。そして、粘着剤層に残留した応力が不均一になると、例えば、液晶表示装置において光漏れが生じて白くなる現象、所謂、白抜けが発生することがある。
さらに、液晶セルと偏光板との貼合では、貼合ミスが生じることがある。貼合ミスが生じた場合には、貼り直す必要がある。
そのため、液晶セルと偏光板との貼合に用いられる粘着剤には、高温環境下又は高温高湿環境下に曝された場合に生じ得る気泡及び剥がれを抑制できる性質(所謂、耐久性)と、白抜けの発生を抑制できる性質と、液晶セルを汚染させることなく容易に貼り直しができる性質(所謂、リワーク性)と、を備える粘着剤層を形成できることが求められる。
このような要求に対し、例えば、特許文献1には、剥がれ、気泡、及び白抜け現象の発生を十分に防止することができ、かつ、リワーク性及びリサイクル性に優れた偏光フィルム用感圧接着剤組成物として、分子内にカルボキシ基を有する繰り返し単位及びヒドロキシ基を有する繰り返し単位を特定量含み、重量平均分子量が特定値以上であり、かつ、ガラス転移温度が特定値以下のアクリル系共重合体と、特定量のポリイソシアネート化合物と、特定の構造を有する特定量のシランカップリング剤とを含有する偏光フィルム用感圧接着剤組成物が開示されている。
ところで、近年、偏光板においては、偏光子上に設けられたトリアセチルセルロース(TAC)層上に、更にEWV(Excellent wide view)層を設けることで、液晶表示装置の視野角を高めようとする傾向がある。EWV層は、通常、ディスコティック液晶化合物を含む。
例えば、特許文献2には、(メタ)アクリル系ポリマーを含む粘着剤層と、ディスコティック液晶化合物を含有する光学補償フィルムと、偏光子とを有する光学補償フィルム付き偏光板が開示されている。
特開2004−224873号公報 特開2009−258660号公報
一般に、EWV層は、粘着剤層との密着性が極めて劣る。そのため、EWV層が設けられた偏光板(EWV層付き偏光板;以下、「EWV偏光板」ともいう。)には、剥離する際に、EWV層の表面に形成された粘着剤層が、被着体(例えば、液晶セルのガラス基板)に転着しやすいという問題がある。
EWV偏光板のリワーク性を改善するためには、例えば、粘着剤層を形成する粘着剤組成物に配合する架橋剤の量を増やすことが考えられる。粘着剤組成物に配合される架橋剤の量が増えると、架橋に寄与しない架橋剤がEWV層と相互作用することにより、粘着剤層とEWV層との密着性が向上するため、リワーク性を改善し得る。
その一方で、粘着剤組成物への架橋剤の配合量が多すぎると、形成される粘着剤層の架橋密度の向上により、粘着剤層の柔軟性が低くなる。粘着剤層の柔軟性が低いと、温度及び/又は湿度の変化に伴う基材の伸縮に対し、十分追随できず、耐久性の低下を招来し得る。
以上のとおり、EWV偏光板に用いられる粘着剤組成物において、耐久性とリワーク性とが共に優れる粘着剤層の形成を実現することは困難であった。
本発明が解決しようとする課題は、耐久性及びリワーク性に優れ、かつ、白抜けを発生させ難い粘着剤層を形成できる偏光板用粘着剤組成物、並びに粘着剤層付偏光板を提供することである。
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aと、
第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位bと、
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、上記構成単位a及び上記構成単位bとは異なる構成単位cと、を含み、
上記構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.4質量%であり、上記構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜30質量%であり、かつ、重量平均分子量が、20万〜200万である(メタ)アクリル系共重合体と、
ポリイソシアネート化合物と、
シランカップリング剤と、を含有し、
上記(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、上記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が、0.5〜5.0であり、
架橋後のゲル分率が、45質量%〜80質量%である偏光板用粘着剤組成物。
<2> 上記架橋後のゲル分率が、60質量%〜80質量%である<1>に記載の偏光板用粘着剤組成物。
<3> 上記構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.25質量%である<1>又は<2>に記載の偏光板用粘着剤組成物。
<4> 上記構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜20質量%である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<5> 更に、架橋触媒を含有する<1>〜<4>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<6> 上記単量体(B)が、t−ブチルアクリレートである<1>〜<5>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<7> 偏光板と、
上記偏光板上に配置され、かつ、水との接触角が90°以上である層と、
上記水との接触角が90°以上である層の表面に配置された、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物により形成された粘着剤層と、
を備える粘着剤層付偏光板。
<8> 上記水との接触角が90°以上である層が、ディスコティック液晶化合物を含む層である<7>に記載の粘着剤層付偏光板。
本発明によれば、耐久性及びリワーク性に優れ、かつ、白抜けを発生させ難い粘着剤層を形成できる偏光板用粘着剤組成物、並びに粘着剤層付偏光板が提供される。
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、各成分の量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「粘着剤組成物」とは、架橋反応が終了する前の液状又はペースト状の物質を意味する。
本明細書において、「粘着剤層」とは、粘着剤組成物における架橋反応が終了した後の物質からなる膜を意味する。
本明細書において、「被着体」とは、使用時に偏光板とは逆側の粘着剤層と接する対象物を意味し、例えば、本発明の粘着剤組成物をEWV層が設けられた偏光板(即ち、EWV偏光板)に用いる場合には、液晶セルのガラス基板が被着体となり得る。
本明細書において、「基材」とは、例えば、偏光板を指し、「基材」との用語は、「被着体」との用語とは、区別して用いられる。
本発明において、「耐久性」とは、高温高湿(例えば、65℃、95%RH)環境下に曝されたときに、剥がれが生じ難く、かつ、高温(例えば、95℃)環境下に曝されたときに、発泡を抑制し得る性質をいう。
本発明において、「リワーク性」とは、貼り直し作業時の剥離しやすさ、例えば、被着体から剥がす際に、被着体に粘着剤層が転着(所謂、糊残り)することなく、貼り直しができることを意味する。リワーク性が優れるほど、貼り直し作業を容易に行うことができる。
本明細書において、「(メタ)アクリル系共重合体」とは、(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が、全構成単位〔即ち、(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位〕の50質量%以上である共重合体を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び「メタクリル」の両方を包含する用語であり、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を包含する用語であり、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の両方を包含する用語である。
本明細書において、「n−」はノルマルを意味し、「i−」はイソを意味し、「s−」はセカンダリーを意味し、「t−」はターシャリーを意味する。
[偏光板用粘着剤組成物]
本発明の偏光板用粘着剤組成物(以下、単に「粘着剤組成物」ともいう。)は、水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aと、第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位bと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、上記構成単位a及び上記構成単位bとは異なる構成単位cと、を含み、上記構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.4質量%であり、上記構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜30質量%であり、かつ、重量平均分子量が、20万〜200万である(メタ)アクリル系共重合体〔以下、「特定(メタ)アクリル系共重合体」ともいう。〕と、ポリイソシアネート化合物と、シランカップリング剤と、を含有し、上記(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、上記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が、0.5〜5.0であり、架橋後のゲル分率が、45質量%〜80質量%である。
本発明の粘着剤組成物によれば、リワーク性及び耐久性に優れ、かつ、白抜けを発生させ難い粘着剤層を形成できる。
本発明の粘着剤組成物がこのような効果を奏し得る理由については明らかでないが、本発明者らは以下のように推測している。但し、以下の推測は、本発明の粘着剤組成物を限定的に解釈するものではなく、一例として説明するものである。
一般に、粘着剤層のリワーク性は、粘着剤層を形成する粘着剤組成物に配合する架橋剤の量を増やすことで改善できる。これは、粘着剤組成物に配合される架橋剤の量が増えると、架橋に寄与しない架橋剤が基材と相互作用し、粘着剤層と基材との密着性が向上するためであると考えられる。
その一方で、粘着剤組成物に配合される架橋剤の量が多すぎると、形成される粘着剤層は、架橋密度の向上により柔軟性が低下する。粘着剤層の柔軟性が低いと、粘着剤層が、温度及び/又は湿度の変化に伴う基材の伸縮に対し、十分追随できない。よって、粘着剤層の耐久性は低下する。
これに対し、本発明の粘着剤組成物では、架橋反応の適切な制御により、耐久性とリワーク性とが共に優れ、かつ、白抜けを発生させ難い粘着剤層の形成を実現した。
詳述すると、本発明の粘着剤組成物は、特定(メタ)アクリル系共重合体と、ポリイソシアネート化合物と、シランカップリング剤とを含有する。
本発明の粘着剤組成物では、特定(メタ)アクリル系共重合体に含まれる水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基と、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基との架橋反応が進行することで、粘着剤層が形成される。特定(メタ)アクリル系共重合体は、特定量の構成単位aに加えて、かさ高い分子構造を有する単量体(B)に由来する構成単位bを特定量含むため、単量体(B)の分子構造に起因する立体障害により、単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基とポリイソシアネート化合物のイソシアネート基との架橋反応が適度に阻害され、架橋密度が過度に高くなることが抑制される。その結果、粘着剤層の架橋密度が適度に高くなる。
また、本発明の粘着剤組成物では、(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が0.5〜5.0であることで、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基の量が少ないにもかかわらず、十分な架橋がなされ、粘着剤層の架橋密度が適度に高くなる。さらに、架橋に寄与しないポリイソシアネート化合物が過剰に生じないため、粘着剤層が適度な柔軟性を示す。適度な柔軟性を示す粘着剤層は、温度及び湿度の変化に伴う基材の伸縮に対し、十分追随できる。
また、本発明の粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が20万以上であること、及び、架橋後のゲル分率が45質量%〜80質量%であることによって、粘着剤層の凝集力が更に適切な範囲となる。
以上のように、本発明の粘着剤組成物により形成される粘着剤層は、架橋反応が適切に制御されているため、耐久性及びリワーク性に優れ、かつ、白抜けを発生させ難いと推測される。
本発明の粘着剤組成物に対し、特許文献2(特開2009−258660号公報)に記載された粘着剤は、(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総量に対する、イソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が非常に低いため、十分な架橋密度が得られない。このため、形成される粘着剤層のリワーク性が顕著に劣ると考えられる。
以下、本発明の粘着剤組成物の各成分について説明する。
〔特定(メタ)アクリル系共重合体〕
本発明の粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体(即ち、特定(メタ)アクリル系共重合体)は、水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aと、第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位bと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、構成単位a及び構成単位bとは異なる構成単位cと、を含み、構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.4質量%であり、構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜30質量%であり、かつ、重量平均分子量が、20万〜200万である。
<水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位a>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aを含む。また、特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率は、全構成単位に対して0.05質量%〜0.4質量%である。
水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基は、後述のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基と架橋し得る。このため、本発明の粘着剤組成物では、特定(メタ)アクリル系共重合体に含まれる水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基と、後述のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基との架橋反応が進行することで、粘着剤層が形成される。
本明細書において、「水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位a」とは、水酸基を有する単量体(A)が付加重合して形成される構成単位aを意味する。
水酸基を有する単量体(A)の種類としては、特に制限はない。
水酸基を有する単量体(A)の具体例としては、2−ヒドロキシメチル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−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、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,1−ジメチル−3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,3−ジメチル−3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2,2,4−トリメチル−3−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−3−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
これらの中でも、水酸基を有する単量体(A)としては、例えば、後述の単量体(B)及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)との相溶性及び共重合性がより良好である点、並びに、後述のポリイソシアネート化合物との反応性がより良好である点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、構成単位aを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率(即ち、割合;以下、同じ。)は、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.05質量%〜0.4質量%である。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率が、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して0.05質量%以上であると、粘着剤層の架橋密度が適度となる。そのため、粘着剤層が耐久性に優れる傾向を示す。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率が、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して0.4質量%以下であると、粘着剤層が架橋に寄与しない架橋剤を適度に含むことで、EWV層に代表される基材と粘着剤層とが相互作用し、良好な密着性を示す。そのため、粘着剤層がリワーク性に優れる傾向を示す。また、粘着剤層が適度な柔軟性を有し、応力を緩和させるため、白抜けを発生させ難い。
また、特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率は、例えば、高温環境下に曝された場合に、被着体と粘着剤層との界面に気泡がより生じ難いという観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.05質量%以上であり、0.1質量%以上が好ましく、0.15質量%以上がより好ましい。
また、特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率は、例えば、白抜けをより発生させ難いという観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.4質量%以下であり、0.35質量%以下が好ましく、0.3質量%以下がより好ましく、0.25質量%以下が更に好ましく、0.2質量%以下が特に好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位aの含有率は、例えば、粘着剤層の耐久性向上と白抜け発生抑制との両立の観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.1質量%〜0.35質量%が好ましく、0.1質量%〜0.3質量%がより好ましく、0.15質量%〜0.25質量%が更に好ましい。
<第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位b>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位bを含む。また、特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位bの含有率は、全構成単位に対して10質量%〜30質量%である。
本明細書において、「第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位b」とは、第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)が付加重合して形成される構成単位bを意味する。
第3級炭素原子を有する基の種類としては、特に制限はない。
第3級炭素原子を有する基としては、t−ブチル基が挙げられる。
t−ブチル基を有する単量体としてはt−ブチルアクリレート、t−ブチルスチレン、t−ブチルアクリルアミド等が挙げられる。
t−ブチル基を有する単量体としては、t−ブチルアクリレートが好ましい。
脂環構造を有する基の種類としては、特に制限はない。
脂環構造を有する基としては、例えば、シクロアルキル基が挙げられる。
シクロアルキル基としては、イソボルニル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
イソボニル基を有する単量体としては、イソボニルアクリレートが好ましい。
シクロヘキシル基を有する単量体としては、シクロヘキシルアクリレートが好ましい。
芳香環を有する基の種類としては、特に制限はない。
芳香環を有する基としては、アリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
アリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基が挙げられる。
これらの中でも、芳香環を有する基としては、フェニル基及びベンジル基から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
フェニル基を有する単量体としては、フェノキシエチルアクリレートが好ましい。
ベンジル基を有する単量体としては、ベンジルアクリレートが好ましい。
単量体(B)としては、t−ブチルアクリレートが特に好ましい。
単量体(B)がt−ブチルアクリレートであると、水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基と後述のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基との反応をより適度に阻害し、粘着剤層の架橋密度をより適切に調整し得る。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、構成単位bを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位bの含有率は、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、10質量%〜30質量%であり、10質量%〜25質量%が好ましく、10質量%〜20質量%がより好ましく、15質量%〜20質量%が更に好ましい。
単量体(B)は、かさ高い分子構造を有する単量体である。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位bの含有率が、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して10質量%以上であると、単量体(B)の分子構造に起因する立体障害により、水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aの水酸基と後述のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基との架橋反応が適度に阻害され、架橋密度が過度に高くなることを防ぐことができる。その結果、粘着剤層の架橋密度が適度に高くなる。そのため、粘着剤層は、優れたリワーク性を保持しつつ、耐久性にも優れる傾向を示す。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位bの含有率が、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して30質量%以下であると、特定(メタ)アクリル系共重合体が硬くなりすぎず、粘着剤層が適度な柔軟性を有する。そのため、粘着剤層は、白抜けを発生させ難い傾向を示す。
<(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、構成単位a及び構成単位bとは異なる構成単位c>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、構成単位a及び構成単位bとは異なる構成単位cを含む。
構成単位cは、粘着剤層の粘着力の調整に寄与する。
本明細書において、「(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構成単位」とは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体が付加重合して形成される構成単位を意味する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)の種類は、既述の単量体(A)及び単量体(B)とは異なる(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体であれば、特に制限されない。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、無置換の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体が好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
また、アルキル基の炭素数は、形成される粘着剤層の、被着体に対する粘着力及び基材との密着性の観点から、1〜18の範囲が好ましく、1〜12の範囲がより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、i−オクチル(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−ノニル(メタ)アクリレート、i−ノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(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。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)としては、例えば、粘着剤層の凝集力と粘着力とを調整しやすいとの観点から、メチルアクリレート及びn−ブチルアクリレートから選ばれる少なくとも1種が好ましく、n−ブチルアクリレートがより好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、構成単位cを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位cの含有率は、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が特に好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体における構成単位cの含有率の上限は、特に制限されず、例えば、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、89.95質量%以下が好ましい。
<カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。
本明細書において、「カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位」とは、カルボキシ基を有する単量体が付加重合して形成される構成単位を意味する。
カルボキシ基を有する単量体の種類としては、特に制限はない。
カルボキシ基を有する単量体の具体例としては、アクリル酸(AA)、メタクリル酸(MAA)、クロトン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、グルタコン酸、シトラコン酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート(例えば、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン(n≒2)モノアクリレート)、コハク酸エステル(例えば、2−アクリロイルオキシエチル−コハク酸)等が挙げられる。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含む場合、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
ところで、カルボキシ基は、金属を腐食する要因となり得るため、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)ガラスのように、金属を含む光学部材を備えた表示装置に対し、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の割合が多い(メタ)アクリル系共重合体を含有する粘着剤組成物を用いると、形成される粘着剤層により金属の腐食が生じる場合がある。
このような観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含まないか、又は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が0質量%を超えて1.0質量%以下であることが好ましく、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含まないか、又は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が0質量%を超えて0.5質量%以下であることがより好ましく、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含まないか、又は、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率が0質量%を超えて0.2質量%以下であることが更に好ましく、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位を含まないことが特に好ましい。
<アミノ基を有する単量体に由来する構成単位>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、アミノ基を有する単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。
本明細書において、「アミノ基を有する単量体に由来する構成単位」とは、アミノ基を有する単量体が付加重合して形成される構成単位を意味する。
アミノ基は、後述のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基と架橋し得る。
なお、ここでいう「アミノ基」は、一級アミノ基又は二級アミノ基を指す。
一級アミノ基を有する単量体の種類としては、特に制限はない。
一級アミノ基を有する単量体の具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
二級アミノ基を有する単量体の具体例としては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、アミノ基を有する単量体に由来する構成単位を含む場合、アミノ基を有する単量体に由来する構成単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
<その他の構成単位>
特定(メタ)アクリル系共重合体は、本発明の効果が発揮される範囲内において、既述の構成単位、即ち、構成単位a、構成単位b、及び構成単位c、並びに、必要に応じて含まれる場合がある任意の構成単位(即ち、カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位及びアミノ基を有する単量体に由来する構成単位)以外の構成単位(所謂、その他の構成単位)を含んでいてもよい。
その他の構成単位を構成する単量体の種類としては、特に制限はない。
その他の構成単位を構成する単量体としては、例えば、メトキシエチル(メタ)アクリレート、及びエトキシエチル(メタ)アクリレートに代表されるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルに代表されるシアン化ビニル、並びに、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、及びバーサチック酸ビニルに代表されるビニルエステルが挙げられる。
また、その他の構成単位を構成する単量体としては、これらの単量体の各種誘導体が挙げられる。
また、その他の構成単位を構成する単量体としては、グリシジル基、アミド基又はN−置換アミド基、三級アミノ基等の官能基を有する単量体が挙げられる。
グリシジル基を有する単量体としては、具体的には、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルビニルエーテル、グリシジル(メタ)アリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、及び3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アリルエーテルが挙げられる。
アミド基又はN−置換アミド基を有する単量体としては、具体的には、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル(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、N−tert−ブチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、及びジアセトンアクリルアミドが挙げられる。
三級アミノ基を有する単量体としては、具体的には、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、及びジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
<<特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量>>
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、20万〜200万であり、50万〜200万が好ましく、100万〜180万がより好ましく、150万〜180万が更に好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)が20万以上であると、粘着剤層の凝集力が適切な範囲となる。そのため、リワークする際に、粘着剤層の凝集破壊が起きず、基材及び/又は被着体への糊残りが生じ難くなる。また、高温環境下に曝された場合には、被着体と粘着剤層との界面に気泡が生じ難く、高温高湿環境下に曝された場合には、被着体と粘着剤層との界面に剥がれが生じ難くなる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)が200万以下であると、粘着剤組成物の粘度が高くなりすぎないため、粘着剤組成物を良好に塗工できる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、下記の方法により測定される値である。具体的には、下記(1)〜(3)に従って測定する。
(1)特定(メタ)アクリル系共重合体の溶液を剥離紙に塗布し、100℃で2分間乾燥し、フィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体を得る。
(2)上記(1)で得られたフィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体とテトラヒドロフランとを用いて、固形分濃度が0.2質量%である試料溶液を得る。
(3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、下記条件にて、標準ポリスチレン換算値として、特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)を測定する。
〜条件〜
測定装置:高速GPC(型番:HLC−8220 GPC、東ソー(株))
検出器:示差屈折率計(RI)(HLC−8220に組込、東ソー(株))
カラム:TSK−GEL GMHXL(東ソー(株))を直列に4本接続
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:0.2質量%
注入量:100μL
流量:0.6mL/分
本発明の粘着剤組成物における特定(メタ)アクリル系共重合体の含有率は、粘着剤層の凝集力と粘着力とを調整しやすいとの観点から、粘着剤組成物中の全固形分量に対して、50質量%〜99質量%が好ましい。
本明細書において、「粘着剤組成物中の全固形分量」とは、粘着剤組成物が溶媒等の揮発性成分を含まない場合には、粘着剤組成物の全質量を意味し、粘着剤組成物が溶媒等の揮発性成分を含む場合には、粘着剤組成物から溶媒等の揮発性成分を除いた残渣の質量を意味する。
〔特定(メタ)アクリル系共重合体の製造方法〕
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造方法は、特に制限されない。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、及び塊状重合に代表される公知の重合方法で、単量体を重合して製造できる。
これらの中でも、重合方法としては、製造後に本発明の粘着剤組成物を調製するにあたり、処理工程が比較的簡単であり、かつ、短時間で行える点で、溶液重合が好ましい。
溶液重合では、一般に、重合槽内に所定の有機溶媒、単量体、重合開始剤、及び、必要に応じて用いられる連鎖移動剤を仕込み、窒素気流中又は有機溶媒の還流温度で、撹拌しながら数時間加熱反応させる。この場合、有機溶媒、単量体、重合開始剤及び/又は連鎖移動剤の少なくとも一部を逐次添加してもよい。
重合反応時に用いられる有機溶媒としては、芳香族炭化水素化合物、脂肪族系又は脂環族系炭化水素化合物、エステル化合物、ケトン化合物、グリコールエーテル化合物、アルコール化合物等が挙げられる。
重合反応時に用いられる有機溶媒としては、より具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、テトラリン、デカリン、及び芳香族ナフサに代表される芳香族炭化水素類、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、i−オクタン、n−デカン、ジペンテン、石油スピリット、石油ナフサ、及びテレピン油に代表される脂肪族系又は脂環族系炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸2−ヒドロキシエチル、酢酸2−ブトキシエチル、酢酸3−メトキシブチル、及び安息香酸メチルに代表されるエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、及びメチルシクロヘキサノンに代表されるケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルに代表されるグリコールエーテル類、並びに、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、及びt−ブチルアルコールに代表されるアルコール類が挙げられる。
重合反応時には、これらの有機溶媒を1種のみ用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造に際しては、芳香族炭化水素類、エステル類、ケトン類等の重合反応中に連鎖移動を生じ難い有機溶媒の使用が好ましく、特に、特定(メタ)アクリル系共重合体の溶解性、重合反応の容易さ等の観点から、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン等の使用が好ましい。
重合開始剤としては、通常の溶液重合で用いられる有機過酸化物、アゾ化合物等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、カプロイルペルオキシド、ジ−i−プロピルペルオキシジカルボナート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカルボナート、t−ブチルペルオキシピバレート、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−アミルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−オクチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−α−クミルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)ブタン、及び2,2−ビス(4,4−ジ−t−オクチルペルオキシシクロヘキシル)ブタンが挙げられる。
アゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル〔AIBN〕、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)〔ABVN〕、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、及び2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチルが挙げられる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造に際しては、重合反応中にグラフト反応を起こさない重合開始剤の使用が好ましく、特にアゾビス系の重合開始剤の使用が好ましい。
重合開始剤の使用量は、特に制限されず、目的とする特定(メタ)アクリル系共重合体の分子量に応じて、適宜設定される。
例えば、重合開始剤の使用量は、特定(メタ)アクリル系共重合体を構成する単量体の合計量100質量部に対して、0.001質量部〜0.1質量部が好ましく、0.005質量部〜0.05質量部がより好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造に際しては、本発明の目的及び効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて連鎖移動剤を用いてもよい。
連鎖移動剤としては、例えば、シアノ酢酸、シアノ酢酸の炭素数1〜8のアルキルエステル類、ブロモ酢酸、ブロモ酢酸の炭素数1〜8のアルキルエステル類、α−メチルスチレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン、及び9−フェニルフルオレンに代表される芳香族化合物類、p−ニトロアニリン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、p−ニトロ安息香酸、p−ニトロフェノール、及びp−ニトロトルエンに代表される芳香族ニトロ化合物類、ベンゾキノン及び2,3,5,6−テトラメチル−p−ベンゾキノンに代表されるベンゾキノン誘導体類、トリブチルボランに代表されるボラン誘導体、四臭化炭素、四塩化炭素、1,1,2,2−テトラブロモエタン、トリブロモエチレン、トリクロロエチレン、ブロモトリクロロメタン、トリブロモメタン、及び3−クロロ−1−プロペンに代表されるハロゲン化炭化水素類、クロラール及びフラルデヒドに代表されるアルデヒド類、炭素数1〜18のアルキルメルカプタン類、チオフェノール及びトルエンメルカプタンに代表される芳香族メルカプタン類、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸の炭素数1〜10のアルキルエステル類、炭素数1〜12のヒドロキシアルキルメルカプタン類、並びに、ピネン及びターピノレンに代表されるテルペン類が挙げられる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造に際し、連鎖移動剤を用いる場合、連鎖移動剤の使用量は、特に制限されず、目的とする特定(メタ)アクリル系共重合体の分子量に応じて、適宜設定される。
例えば、連鎖移動剤の使用量は、特定(メタ)アクリル系共重合体を構成する単量体の合計量100質量部に対して、0.005質量部〜1.0質量部とすることができる。
重合温度は、特に制限されず、目的とする特定(メタ)アクリル系共重合体の分子量に応じて、適宜設定される。
例えば、重合温度は、30℃〜120℃が好ましく、50℃〜100℃がより好ましく、60℃〜80℃が更に好ましい。
〔ポリイソシアネート化合物〕
本発明の粘着剤組成物は、ポリイソシアネート化合物を含む。
ポリイソシアネート化合物は、分子内に2以上のイソシアネート基を有し、架橋剤として機能する。
ポリイソシアネート化合物としては、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ジフェニルメタ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、及びトリレンジイソシアネート(TDI)等の芳香族ポリイソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、イソホロンジイソシアネート、既述の芳香族ポリイソシアネート化合物の水素添加物等の脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート化合物などが挙げられる。
また、ポリイソシアネート化合物としては、上記ポリイソシアネート化合物の2量体、3量体、又は5量体、上記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、上記ポリイソシアネート化合物のビウレット体なども挙げられる。
これらの中でも、ポリイソシアネート化合物としては、例えば、架橋後のゲル分率を45質量%以上に調整しやすいという観点から、トリレンジイソシアネート(TDI)が好ましい。
ポリイソシアネート化合物としては、市販品を使用できる。
ポリイソシアネート化合物の市販品の例としては、「コロネート(登録商標)HX」、「コロネート(登録商標)HL−S」、「コロネート(登録商標)L」、「コロネート(登録商標)L−45E」、「コロネート(登録商標)2031」、「コロネート(登録商標)2030」、「コロネート(登録商標)2234」、「コロネート(登録商標)2785」、「アクアネート(登録商標)200」、及び「アクアネート(登録商標)210」〔以上、東ソー(株)〕、「スミジュール(登録商標)N3300」、「デスモジュール(登録商標)N3400」、及び「スミジュール(登録商標)N−75」〔以上、住化コベストロウレタン(株)〕、「デュラネート(登録商標)E−405−80T」、「デュラネート(登録商標)AE700−100」、「デュラネート(登録商標)24A−100」、及び「デュラネート(登録商標)TSE−100」〔以上、旭化成(株)〕、並びに、「タケネート(登録商標)D−110N」、「タケネート(登録商標)D−120N」、「タケネート(登録商標)M−631N」、「MT−オレスター(登録商標)NP1200」、及び「スタビオ(登録商標)XD−340N」〔以上、三井化学(株)〕が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は、ポリイソシアネート化合物を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本発明の粘着剤組成物は、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比〔ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量/特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総モル量〕が0.5〜5.0であり、0.5〜4.0が好ましく、0.5〜3.0がより好ましく、0.5〜2.0が更に好ましく、0.7〜1.5が特に好ましい。
本発明の粘着剤組成物では、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量/特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総モル量が0.5以上であることで、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基の量が少ないにもかかわらず、十分な架橋がなされ、粘着剤層の架橋密度が適度に高くなる。よって、本発明の粘着剤組成物は、優れたリワーク性を保持しつつ、耐久性にも優れる粘着剤層を形成し得る。
一方、本発明の粘着剤組成物では、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量/特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総モル量が5.0以下であることで、架橋に寄与しないポリイソシアネート化合物が過剰に生じない。その結果、粘着剤層が硬くなりすぎず、適度な柔軟性を示すため、温度及び湿度の変化に伴う基材の伸縮に対し、十分追随できる。よって、本発明の粘着剤組成物は、耐久性に優れる粘着剤層を形成し得る。
特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比〔ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量/特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総モル量〕は、以下の計算式(1)〜(3)により求められる。なお、以下の計算式では、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量を「NCO量」と表記し、特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総モル量を「総官能基量」と表記する。
NCO量(単位:mmol/固形分100g)
=[ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の含有率(単位:質量%)/ポリイソシアネート化合物の固形分(単位:質量%)×ポリイソシアネート化合物の配合量(単位:g)]/イソシアネート基の式量(単位:g/mol)×1000・・・(1)
総官能基量(単位:mmol/固形分100g)
=[特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位中のカルボキシ基の個数(価数)×1000]+[特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/水酸基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×水酸基を有する単量体に由来する構成単位中の水酸基の個数(価数)×1000]+[特定(メタ)アクリル系共重合体中のアミノ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/アミノ基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×アミノ基を有する単量体に由来する構成単位中のアミノ基の個数(価数)×1000]・・・(2)
特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比
=NCO量/総官能基量・・・(3)
〔シランカップリング剤〕
本発明の粘着剤組成物は、シランカップリング剤を含む。
本発明の粘着剤組成物がシランカップリング剤を含むと、耐久性に優れる粘着剤層を形成し得る。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランに代表される重合性不飽和基含有シラン化合物、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、及び3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシランに代表されるチオール基含有シラン系化合物、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び2−(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に代表されるエポキシ基含有シラン化合物、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランに代表されるアミノ基含有シラン化合物、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、並びに、トリス−(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートが挙げられる。
シランカップリング剤としては、市販品を使用できる。
シランカップリング剤の市販品としては、例えば、信越化学工業(株)の「KBM−1003」、「KBE−1003」、及び「KBM−503」(いずれも商品名)に代表される重合性不飽和基含有シラン化合物、信越化学工業(株)の「KBM−803」、「KBM−802」、「X−41−1810」、「X−41−1805」、及び「X−41−1818」(いずれも商品名)に代表されるチオール基含有シラン化合物、信越化学工業(株)の「KBM−903」、「KBM−603」、「KBM−573」、及び「KBM−602」(いずれも商品名)に代表されるアミノ基含有シラン化合物、信越化学工業(株)の「KBE−9007N」(商品名)に代表されるイソシアネート基含有シラン化合物、信越化学工業(株)の「KBM−9659」(商品名)に代表されるイソシアヌレート基含有シラン化合物、並びに、信越化学工業(株)の「KBM−403」、「KBM−303」、「KBM−402」、「KBE−402」、「KBE−403」、「X−41−1053」、及び「X−41−1056」(いずれも商品名)に代表されるエポキシ基含有シラン化合物が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は、シランカップリング剤を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本発明の粘着剤組成物におけるシランカップリング剤の含有量は、特に制限されず、例えば、特定(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して、0.01質量部〜5質量部が好ましく、0.05質量部〜1質量部がより好ましく、0.05質量部〜0.5質量部が更に好ましい。
本発明の粘着剤組成物におけるシランカップリング剤の含有量が、上記の範囲内であると、形成される粘着剤層の耐久性がより向上し得る。
〔架橋触媒〕
本発明の粘着剤組成物は、更に、架橋触媒を含んでいてもよい。
本発明の粘着剤組成物が架橋触媒を更に含むと、かさ高い分子構造を有する単量体(B)を含んでいても架橋反応がより適切に行われ、より適度な架橋密度を有する粘着剤層を形成し得る。そのため、粘着剤層の耐久性及びリワーク性がより優れる傾向を示す。
架橋触媒としては、特に制限はない。
架橋触媒としては、例えば、1,2−ジメチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、及び2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾールに代表されるイミダゾール化合物、ジオクチルチンジラウレート、及び1,3−ジアセトキシテトラブチルスタノキサンに代表される有機金属化合物、並びに、トリエチレンジアミン、及びN−メチルモルホリンに代表される第3級アミン化合物が挙げられる。
架橋触媒としては、市販品を使用できる。
架橋触媒の市販品としては、例えば、四国化成工業(株)の「キュアゾール(登録商標)1B2MZ」、「キュアゾール(登録商標)1B2PZ」、「キュアゾール(登録商標)TBZ」、及び「キュアゾール(登録商標)1,2DMZ」(いずれも商品名)が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は、架橋触媒を含む場合、架橋触媒を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本発明の粘着剤組成物が架橋触媒を含む場合、粘着剤組成物における架橋触媒の含有量は、例えば、特定(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して、0.01質量部〜1.5質量部が好ましく、0.05質量部〜1.0質量部がより好ましく、0.05質量部〜0.5質量部が更に好ましい。
本発明の粘着剤組成物における架橋触媒の含有量が、上記の範囲内であると、養生時間をより短縮できる傾向がある。
〔有機溶媒〕
本発明の粘着剤組成物は、例えば、塗布性向上の観点から、有機溶媒を含んでいてもよい。
有機溶媒としては、例えば、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体の重合反応時に用いられる有機溶媒と同様のものが挙げられる。
〔他の成分〕
本発明の粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、既述した成分以外の成分(所謂、他の成分)を含んでいてもよい。
他の成分としては、特定(メタ)アクリル系共重合体以外の重合体、ポリイソシアネート化合物以外の架橋剤、酸化防止剤、着色剤(例えば、染料及び顔料)、光安定剤(例えば、紫外線吸収剤)、帯電防止剤等の各種添加剤が挙げられる。
なお、本発明の粘着剤組成物は、過度の架橋反応を抑制する観点から、ポリイソシアネート化合物以外の架橋剤を含まないことが好ましい。
<架橋後のゲル分率>
本発明の粘着剤組成物は、架橋後のゲル分率が45質量%〜80質量%であり、55質量%〜80質量%が好ましく、60質量%〜80質量%がより好ましく、65質量%〜80質量%が更に好ましく、70質量%〜80質量%が特に好ましい。
架橋後のゲル分率が45質量%以上であると、粘着剤層の凝集力が適切な範囲となり、リワークする際には、粘着剤層の凝集破壊が起きず、基材及び/又は被着体への糊残りが生じ難く、また、高温環境下に曝された場合には、被着体と粘着剤層との界面に、気泡が生じ難くなる。よって、粘着剤層が、耐久性及びリワーク性に優れる傾向がある。
架橋後のゲル分率が80質量%以下であると、粘着剤層が硬くなりすぎず、温度及び湿度の変化に伴う基材の伸縮に対して十分追随できるため、耐久性に優れる傾向がある。
本明細書において、「粘着剤組成物の架橋後のゲル分率」は、酢酸エチルを抽出溶媒に用いて測定される溶媒不溶分の割合である。粘着剤組成物の架橋後のゲル分率は、具体的には、下記(1)〜(4)に従って測定する。
(1)精密天秤にて質量を正確に測定した250メッシュの金網(100mm×100mm)に、架橋後の粘着剤組成物(即ち、粘着剤層)を約0.15g貼付し、ゲル分が漏れないように、貼付した粘着剤層を内側にして、金網を5回折り畳み、試料とする。その後、精密天秤にて質量を正確に測定する。
(2)得られた試料を酢酸エチル80mLに3日間浸漬する。
(3)試料を取り出して少量の酢酸エチルにて洗浄し、120℃で24時間乾燥させる。その後、精密天秤にて質量を正確に測定する。
(4)下式によりゲル分率を算出する。
ゲル分率(単位:質量%)=(Z−X)/(Y−X)×100
但し、Xは金網の質量(単位:g)、Yは粘着剤層を貼付した金網の浸漬前の質量(単位:g)、Zは浸漬後乾燥させた、粘着剤層を貼付した金網の質量(単位:g)である。
[粘着剤組成物の用途]
本発明の粘着剤組成物は、偏光板を被着体に貼着させる用途に好適である。具体的な用途としては、偏光板を液晶セルに貼着させる用途、偏光板を位相差フィルム等の光学フィルムに貼着させる用途などが挙げられる。
これらの中でも、本発明の粘着剤組成物の用途としては、耐久性及び白抜けの発生抑制が特に求められる用途、即ち、偏光板を液晶セルに貼着させる用途が、本発明の粘着剤組成物による効果がより発揮されるため、好ましい。
既述のとおり、一般に、EWV層は、粘着剤層との密着性が極めて劣るため、EWV層の表面に形成された粘着剤層は、被着体(例えば、液晶セルのガラス基板)に転着しやすい。これに対し、本発明の粘着剤組成物は、EWV層に対しても良好な密着性を示す粘着剤層を形成でき、リワーク性に優れるため、EWV層が設けられた偏光板(即ち、EWV偏光板)を被着体(例えば、液晶セルのガラス基板)に貼着させる用途に、特に好適である。
液晶セルのガラス基板としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、及びITOガラスが挙げられる。
なお、EWV偏光板を被着体から剥離する際に、EWV層と粘着剤層との界面での剥がれが発生すると、リワーク性は極めて低下する。
[粘着剤層付偏光板]
本発明の粘着剤層付偏光板は、偏光板と、上記偏光板上に設けられ、かつ、既述の本発明の粘着剤組成物により形成された粘着剤層と、を備える。
本発明の粘着剤層付偏光板は、本発明の粘着剤組成物により形成された粘着剤層を備えるため、リワーク性及び耐久性に優れる。また、本発明の粘着剤層付偏光板では、白抜けが発生し難い。
本発明における偏光板は、少なくとも偏光子を含んで構成されるものであり、偏光子単体であってもよく、偏光子と保護フィルムとを積層したものであってもよい。
すなわち、偏光板は、偏光子単独の1層構造であってもよく、偏光子の片面に保護フィルムを有する2層構造であってもよく、偏光子の両面に保護フィルムを有する3層構造であってもよい。
本発明の粘着剤層付偏光板の層構成としては、例えば、粘着剤層/偏光子、粘着剤層/偏光子/保護フィルム、粘着剤層/保護フィルム/偏光子/保護フィルム、及び粘着剤層/保護フィルム/偏光子が挙げられる。
なお、本発明の粘着剤層付偏光板は、偏光子と保護フィルムとの間、保護フィルムと粘着剤層との間、及び偏光子と粘着剤層との間に、位相差フィルム(例えば、EWV層に代表される光学機能性層、接着剤層、及び易接着層)などの層を有していてもよい。
また、粘着剤層付偏光板の最も外側の面は、剥離フィルムで保護されていてもよい。
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムが挙げられる。
保護フィルムとしては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリシクロオレフィン(COP)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、及びアクリルフィルムが挙げられる。
粘着剤層に接する剥離フィルムとしては、剥離フィルムを粘着剤層から剥離しやすくするため、例えば、フッ素系樹脂、パラフィンワックス、シリコーン等の剥離処理剤により表面に易剥離処理が施されたポリエステル等の合成樹脂フィルムが好ましく挙げられる。
粘着剤層側の面と反対側の面を剥離フィルムで保護する場合の剥離フィルムとしては、ハードコートされたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の表面保護フィルムが挙げられる。
本発明の粘着剤層付偏光板の好ましい態様としては、偏光板と、上記偏光板上に配置され、かつ、水との接触角が90°以上である層と、上記水との接触角が90°以上である層の表面に配置された、本発明の粘着剤組成物により形成された粘着剤層と、を備える粘着剤層付偏光板である態様が挙げられる。
一般に、水との接触角が90°以上である層は、粘着剤層との密着性が極めて劣るため、かかる層の表面に形成された粘着剤層は、被着体に転着しやすい。これに対し、本発明の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、水との接触角が90°以上である層に対しても優れた密着性を示し、リワーク性に優れるため、上記のような態様の粘着剤層付偏光板の設計が可能となる。
本明細書における「水との接触角」は、雰囲気温度25℃の環境下において、測定対象である層の表面上に2μmの純水を滴下し、30秒間放置後の水滴の接触角を、接触角計を用いて測定した値である。
測定装置としては、例えば、協和界面科学(株)のDrop Master DM−701(商品名)を用いることができる。但し、測定装置は、これに限定されない。
水との接触角が90°以上である層としては、例えば、ディスコティック液晶化合物を含む層(即ち、EWV層)が挙げられる。
粘着剤層の厚さは、基材及び被着体の種類、基材及び被着体の表面粗さ等に応じて、適宜設定できる。一般には、粘着剤層の厚さは、1μm〜100μmであり、好ましくは5μm〜50μmであり、更に好ましくは10μm〜30μmである。
本発明の粘着剤層付偏光板は、公知の方法により作製できる。
公知の方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物を剥離フィルムの剥離処理面に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、形成した塗布膜を乾燥させることで、剥離フィルム上に粘着膜を形成する。次いで、形成した粘着膜を偏光板上に転写し、養生させることにより、粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
また、本発明の粘着剤組成物を剥離フィルムの剥離処理面に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、形成した塗布膜を乾燥させることで、剥離フィルム上に粘着膜を形成する。次いで、形成した粘着膜の露出した面に、別途、準備した剥離フィルムの剥離処理面を重ねて貼り合わせて、支持体のない両面粘着テープを作製する。次いで、作製した両面粘着テープの粘着膜を養生させた後、一方の剥離フィルムを剥離し、露出した粘着膜を偏光板上に転写することにより、粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
また、本発明の粘着剤組成物を偏光板上に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、形成した塗布膜を乾燥させることで、偏光板上に粘着膜を形成する。次いで、形成した粘着膜を養生させることにより、粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
なお、乾燥の条件としては、例えば、熱風乾燥機を用いて、70℃〜120℃で1分間〜3分間乾燥する条件が挙げられる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
[(メタ)アクリル系共重合体の製造]
〔製造例1〕
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び還流冷却管を備えた反応器内に、n−ブチルアクリレート〔n−BA;単量体(C)〕84.8質量部、t−ブチルアクリレート〔t−BA;単量体(B)〕15.0質量部、2−ヒドロキシルエチルアクリレート〔2HEA;単量体(A)〕0.2質量部、及び酢酸エチル110質量部を入れて混合した後、反応器内を窒素置換した。次いで、反応器内の混合物を撹拌しながら70℃に昇温した後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)〔ABVN;重合開始剤〕0.02質量部及び酢酸エチル40質量部の混合液を逐次添加し、6時間保持して重合反応させた。重合反応終了後、酢酸エチルで希釈し、固形分を17.5質量%にした。このようにして、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得た。
なお、ここでいう「固形分」とは、(メタ)アクリル系共重合体の溶液から溶媒等の揮発性成分を除いた残りの成分を意味する。以下の製造例2〜19により得られる(メタ)アクリル系共重合体の溶液についても同様である。
〔製造例2〜10〕
製造例1において、(メタ)アクリル系共重合体の単量体組成を、表1に示す単量体組成に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得た。
なお、得られた(メタ)アクリル系共重合体の溶液の固形分は、いずれも17.0質量%〜18.0質量%の範囲内であった。
〔製造例11〜15〕
製造例1において、(メタ)アクリル系共重合体の単量体組成を、表2に示す単量体組成に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得た。
なお、得られた(メタ)アクリル系共重合体の溶液の固形分は、いずれも17.0質量%〜18.0質量%の範囲内であった。
〔製造例16〜19〕
製造例1において、有機溶媒の使用量及び重合開始剤の使用量の少なくとも一方を調整することにより、(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)を、表2に示す重量平均分子量(Mw)に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、(メタ)アクリル系共重合体の溶液を得た。
なお、得られた(メタ)アクリル系共重合体の溶液の固形分は、製造例16〜17が45.0質量%〜46.0質量%の範囲内であり、製造例18が21.5質量%であり、製造例19が13.2質量%であった。
上記にて得られた(メタ)アクリル系共重合体のうち、製造例1〜5、製造例8、製造例9、製造例12〜14、及び製造例17〜19により得られた(メタ)アクリル系共重合体は、本発明における特定(メタ)アクリル系共重合体に相当する。
(メタ)アクリル系共重合体の単量体組成(単位:質量%)、総官能基量(単位:mmol/固形分100g)、及び重量平均分子量〔Mw、単位:万(表中では、「×10」と表記〕を、表1及び表2に示す。
(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、既述の特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)の測定方法と同様の方法により測定した。
表1及び表2中、「−」は、該当する単量体を使用していないことを意味する。
〔実施例1〕
−粘着剤組成物の調製−
製造例1にて得られた(メタ)アクリル系共重合体の溶液100質量部(固形分換算値)と、ポリイソシアネート化合物〔商品名:コロネート(登録商標)L−45E、トリレンジイソシアネート(TDI)とトリメチロールプロパン(TMP)とのアダクト体、固形分:45質量%、イソシアネート基の含有率:7.9質量%、東ソー(株)〕0.40質量部(固形分換算値)と、架橋触媒〔商品名:キュアゾール(登録商標)1B2PZ、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、固形分:100質量%、四国化成工業(株)〕0.2質量部(固形分換算値)と、シランカップリング剤〔商品名:X−41−1810、固形分:100質量%、信越化学工業(株)〕0.1質量部と、を十分に撹拌し、混合して粘着剤組成物を得た。
得られた粘着剤組成物における、(メタ)アクリル系共重合体が有する水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対するポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の量のモル当量比[ポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基のモル量/(メタ)アクリル系共重合体が有する水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総モル量]は、0.97であった。
(メタ)アクリル系共重合体が有する水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の量のモル当量比は、既述の計算式(1)〜(3)を用いて計算したものである。具体的には、次のようにして計算した。
なお、ポリイソシアネート化合物であるコロネート(登録商標)L−45Eは、固形分が45質量%であり、イソシアネート基の含有率が7.9質量%である。また、イソシアネート基の式量は、42である。また、水酸基を有する単量体である2−ヒドロキシエチルアクリレートに由来する構成単位の分子量は、116である。
計算式(1)
NCO量(単位:mmol/固形分100g)
=ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の含有率(単位:質量%)/ポリイソシアネート化合物の固形分(単位:質量%)×ポリイソシアネート化合物の配合量(単位:g)/イソシアネート基の式量(単位:g/mol)×1000
=7.9(質量%)/45(質量%)×0.40(g)/42(g/mol)×1000=1.67
計算式(2)
総官能基量(単位:mmol/固形分100g)
=[(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/水酸基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×水酸基を有する単量体に由来する構成単位中の水酸基の個数(価数)×1000]+[(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×カルボキシ基を有する単量体に由来する構成単位中のカルボキシ基の個数(価数)×1000]+[(メタ)アクリル系共重合体中のアミノ基を有する単量体に由来する構成単位の含有率(単位:質量%)/アミノ基を有する単量体に由来する構成単位の分子量(単位:g/mol)×アミノ基を有する単量体に由来する構成単位中のアミノ基の個数(価数)×1000]
=[0.2(質量部)/100(質量部)×100(%)/116(g/mol)×1×1000]=1.72
計算式(3)
(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基、水酸基、及びアミノ基の総量に対する、イソシアネート基の量のモル当量比
=NCO量/総官能基量
=1.67/1.72=0.97
−粘着剤層付偏光板の作製−
上記にて調製した粘着剤組成物を用い、以下のようにして、粘着剤層付偏光板を作製した。シリコーン系剥離処理剤で易剥離処理された剥離フィルム〔商品名:フィルムバイナ(登録商標)100E−0010N023、藤森工業(株)〕の剥離処理面に、乾燥後の厚みが20μmとなるように粘着剤組成物を塗布し、塗布膜を形成した。次いで、形成した塗布膜を、熱風循環式乾燥機を用いて、100℃、1分間の乾燥条件で乾燥させ、剥離フィルム上に粘着膜を形成した。
次いで、EWV層/トリアセチルセルロース(TAC)層/ポリビニルアルコール(PVA)層/TAC層の積層構造を有する、EWV層付き偏光板(即ち、EWV偏光板)のEWV層側の面と、上記剥離フィルム上に形成された粘着膜の面と、を重ねて貼り合わせ、雰囲気温度25℃、50%RHの環境下で168時間養生させ、架橋反応を進行させて、剥離フィルム/粘着剤層/偏光板の積層構造を有する粘着剤層付偏光板を作製した。
なお、偏光板が有するEWV層の表面の水に対する接触角は、97.6°であった。
〔実施例2〜18〕
−粘着剤組成物の調製−
実施例2〜18では、実施例1における粘着剤組成物の組成を、表3に示す組成にしたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
−粘着剤層付偏光板の作製−
上記にて調製した粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、粘着剤層付偏光板を作製した。
〔比較例1〜12〕
−粘着剤組成物の調製−
比較例1〜比較例12では、実施例1における粘着剤組成物の組成を、表4に示す組成にしたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、粘着剤組成物を調製した。
−粘着剤層付偏光板の作製−
上記にて調製した粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、粘着剤層付偏光板を作製した。
[測定及び評価]
1.ゲル分率の測定
上記にて調製した粘着剤組成物を、シリコーン系剥離処理剤で易剥離処理された剥離フィルム〔商品名:フィルムバイナ(登録商標)100E−0010N023、藤森工業(株)〕の剥離処理面に、乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布し、塗布膜を形成した。次いで、形成した塗布膜を、熱風循環式乾燥機を用いて、100℃、1分間の乾燥条件で乾燥させ、剥離フィルム上に粘着膜を形成した。
次いで、粘着膜が露出した面を、別途準備した剥離フィルム〔商品名:フィルムバイナ(登録商標)100E−0010N023、藤森工業(株)〕の剥離処理面に重ねて貼り合わせた後、雰囲気温度25℃、50%RHの環境下で168時間養生させ、架橋反応を進行させて、剥離フィルム/粘着剤層/剥離フィルムの積層構造を有する無基材タイプの粘着シートを得た。
次いで、粘着シートの2枚の剥離フィルムを剥離し、得られた粘着剤層を用い、既述の方法により、粘着剤組成物の架橋後のゲル分率を測定した。
結果を表3及び表4に示す。
なお、比較例10の粘着剤組成物については、架橋後のゲル分率が上がらないため、後述の耐久性、リワーク性、及び白抜けの評価試験を行うことができなかった。
2.耐久性
(耐久性評価用サンプルの作製)
上記にて作製した粘着剤層付偏光板を、吸収軸に対して長辺が45°になるように切断し、50mm×89mm(長辺)の大きさの試験片を2枚準備した。
試験片の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着剤層の表面を、青板ソーダガラス〔松浪硝子工業(株)〕の片面に重ねて貼り合わせ、ラミネーターを用いて圧着し、積層体を作製した。
作製した積層体に対し、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm、処理時間:20分間)を施した。次いで、オートクレーブ処理後の積層体を、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下に1時間放置し、耐久性評価用サンプルを得た。
(評価試験)
2−1.発泡
上記にて作製した耐久性評価用サンプルを、雰囲気温度95℃の高温環境下に500時間放置した。放置後の耐久性評価用サンプルの外観を目視により観察し、発泡の有無及び程度を確認した。そして、下記の評価基準に従って、高温条件(95℃)での耐久性を評価した。
結果を表3及び表4に示す。
なお、評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題ない。
−評価基準−
A:発泡が全く認められなかった。
B:発泡が少し認められたが、許容範囲内であった。
C:発泡が認められ、許容範囲外であった。
D:発泡が顕著に認められた。
2−2.剥がれ
上記にて得られた耐久性評価用サンプルを、雰囲気温度65℃、95%RHの高温高湿環境下に500時間放置した。放置後の耐久性評価用サンプルの外観を目視により観察し、剥がれの有無及び程度を確認した。そして、下記の評価基準に従って、高温高湿条件(65℃、95%RH)での耐久性を評価した。
結果を表3及び表4に示す。
なお、評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題ない。
−評価基準−
A:剥がれが全く認められなかった。
B:剥がれが少し認められたが、許容範囲内であった。
C:剥がれが認められ、許容範囲外であった。
D:剥がれが顕著に認められた。
3.リワーク性
上記にて作製した粘着剤層付偏光板を切断し、25mm×75mm(長辺)の大きさの試験片を準備した。
試験片から剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着剤層の表面を、青板ソーダガラス〔松浪硝子工業(株);以下、単に「ガラス」と称する。〕の片面に重ねて貼り合わせ、ラミネーターを用いて圧着し、積層体を作製した。
作製した積層体に対し、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm、処理時間:20分間)を施した。次いで、オートクレーブ処理後の積層体を、雰囲気温度50℃の環境下に96時間放置した。
放置時間が経過した後、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下で、180°剥離を剥離速度300mm/分の条件で行った。ガラスの表面及び剥離した粘着剤層の表面を目視により観察し、下記の評価基準に従って、リワーク性を評価した。
結果を表3及び表4に示す。
なお、評価結果が「A」又は「B」であれば、実用上問題ない。
−評価基準−
A:ガラスの表面に粘着剤層が全く転着しなかった。
B:ガラスの表面に粘着剤層が全く転着しなかったが、剥離後の粘着剤層の表面が荒れていた。
C:ガラスの表面に粘着剤層が一部転着した。
D:ガラスの表面に粘着剤層が全面転着した。
4.白抜け
(白抜け評価用サンプルの作製)
上記にて作製した粘着剤層付偏光板を切断し、62mm×110mm(長辺)の大きさの試験片を2枚準備した。
2枚の試験片の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着剤層の表面を、それぞれの試験片の吸収軸が直交するように、Twisted Nematic(TN)方式の液晶パネルの両面に重ねて貼り合わせ、ラミネーターを用いて圧着し、積層体を作製した。作製した積層体に対し、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm、処理時間:20分間)を施した。次いで、オートクレーブ処理後の積層体を、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下に24時間放置し、白抜け評価用サンプルを得た。
(評価試験)
上記にて作製した白抜け評価用サンプルを、雰囲気温度95℃の環境下に500時間放置した。放置後の白抜け評価用サンプルを、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下、液晶モニターのバックライト上に置き、白抜けの発生の有無及び程度を目視にて観察した。そして、観察結果に基づき、下記の評価基準に従って、白抜けの発生抑制を評価した。
結果を表3及び表4に示す。
なお、評価結果が「A」、又は「B」であることが好ましい。
−評価基準−
A:白抜けが全く認められなかった。
B:白抜けが少し認められたが、許容範囲内であった。
C:白抜けが認められ、許容範囲外であった。
D:白抜けが顕著に認められた。
表3及び表4中、「−」は、該当する成分を含んでいないことを意味する。
表3及び表4では、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル量を「NCO量」と表記し、(メタ)アクリル系共重合体が有する水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、ポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の量のモル当量比を、「モル当量比」と表記した。
表3及び表4に記載の成分の詳細は、以下の通りである。
<架橋剤>
−ポリイソシアネート化合物−
「コロネート L−45E」〔商品名、東ソー(株)〕:トリレンジイソシアネート(TDI)とトリメチロールプロパン(TMP)とのアダクト体、固形分:45質量%、イソシアネート基の含有率:7.9質量%
「スミジュール N−75」〔商品名、住化コベストロウレタン(株)〕:ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)のビウレット型、固形分:75質量%、イソシアネート基の含有率:16.5質量%
「タケネート D−110N」〔商品名、三井武田ケミカル(株)〕:キシリレンジイソシアネート(XDI)、固形分:75質量%、イソシアネート基の含有率:11.5質量%
−その他−
「TETRAD−X」〔商品名、三菱ガス化学(株)〕:エポキシ化合物
<シランカップリング剤>
「X−41−1810」〔商品名、信越化学工業(株)〕:チオール基含有シラン化合物、固形分:100質量%
「KBM−9659」〔商品名、信越化学工業(株)〕:イソシアヌレート基含有シラン化合物、固形分:100質量%
「KBE−9007N」〔商品名、信越化学工業(株)〕:イソシアネート基含有シラン化合物、固形分:100質量%
「KBM−573」〔商品名、信越化学工業(株)〕:アミノ基含有シラン化合物、固形分:100質量%
<架橋触媒>
「キュアゾール 1B2PZ」〔商品名、四国化成工業(株)〕:1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、固形分:100質量%
表3に示すように、実施例1〜18の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、いずれも耐久性及びリワーク性に優れることが確認された。
また、実施例1〜18の粘着剤組成物により形成された粘着剤層によれば、白抜けが発生し難いことが確認された。
一方、表4に示すように、粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体が単量体(B)に由来する構成単位bを含まない比較例1の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性に劣ることが確認された。
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体が単量体(B)に由来する構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%未満である比較例2の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性に劣ることが確認された。
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体が単量体(B)に由来する構成単位bの含有率が、全構成単位に対して30質量%を超える比較例3の粘着剤組成物により形成された粘着剤層によれば、白抜けが発生しやすいことが確認された。
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体が単量体(A)に由来する構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%未満であり、モル当量比が5.0を超え、かつ、ゲル分率が45質量%未満である比較例4の粘着剤組成物により形成された粘着剤層では、高温環境下に曝された場合に発泡が顕著に認められ、耐久性に劣ることが確認された。
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体が単量体(A)に由来する構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.4質量%を超え、かつ、モル当量比が0.5未満である比較例5の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性に劣ることが確認された。また、比較例5の粘着剤組成物により形成された粘着剤層によれば、白抜けが発生しやすいことが確認された。
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が20万未満であり、かつ、ゲル分率が45質量%未満である比較例6の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、高温環境下に曝された場合には発泡が顕著に認められ、また、高温高湿環境下に曝された場合には剥がれが認められ、耐久性に劣ることが確認された。さらに、比較例6の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性にも劣ることが確認された。
モル当量比が0.5未満であり、かつ、ゲル分率が45質量%未満である比較例7の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、高温環境下に曝された場合には発泡が認められ、また、高温高湿環境下に曝された場合には剥がれが認められ、耐久性に劣ることが確認された。さらに、比較例7の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性にも劣ることが確認された。
ゲル分率が45質量%未満である比較例8、比較例9、及び比較例11の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、高温環境下に曝された場合には発泡が顕著に認められ、また、高温高湿環境下に曝された場合には剥がれが顕著に認められ、耐久性に劣ることが確認された。さらに、比較例8、比較例9、及び比較例11の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、リワーク性にも劣ることが確認された。
ポリイソシアネート化合物に代えてエポキシ化合物を含む比較例10の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、ゲル分率が上がらず、評価試験を行うことができなかった。
シランカップリング剤を含まない比較例12の粘着剤組成物により形成された粘着剤層は、高温高湿環境下に曝された場合には剥がれが認められ、耐久性に劣ることが確認された。

Claims (8)

  1. 水酸基を有する単量体(A)に由来する構成単位aと、
    第3級炭素原子を有する基、脂環構造を有する基、及び芳香環を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する単量体(B)に由来する構成単位bと、
    (メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(C)に由来する構成単位であり、かつ、前記構成単位a及び前記構成単位bとは異なる構成単位cと、を含み、
    前記構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.4質量%であり、前記構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜30質量%であり、かつ、重量平均分子量が、20万〜200万である(メタ)アクリル系共重合体と、
    ポリイソシアネート化合物と、
    シランカップリング剤と、を含有し、
    前記(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基、カルボキシ基、及びアミノ基の総量に対する、前記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量のモル当量比が、0.5〜5.0であり、
    架橋後のゲル分率が、45質量%〜80質量%である偏光板用粘着剤組成物。
  2. 前記架橋後のゲル分率が、60質量%〜80質量%である請求項1に記載の偏光板用粘着剤組成物。
  3. 前記構成単位aの含有率が、全構成単位に対して0.05質量%〜0.25質量%である請求項1又は請求項2に記載の偏光板用粘着剤組成物。
  4. 前記構成単位bの含有率が、全構成単位に対して10質量%〜20質量%である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
  5. 更に、架橋触媒を含有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
  6. 前記単量体(B)が、t−ブチルアクリレートである請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
  7. 偏光板と、
    前記偏光板上に配置され、かつ、水との接触角が90°以上である層と、
    前記水との接触角が90°以上である層の表面に配置された、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物により形成された粘着剤層と、
    を備える粘着剤層付偏光板。
  8. 前記水との接触角が90°以上である層が、ディスコティック液晶化合物を含む層である請求項7に記載の粘着剤層付偏光板。
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