JP2020090587A - 光学フィルム用粘着剤、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、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】片面保護偏光板に用いた場合であっても、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性を向上させるとともに、反りおよび打痕の両方を抑制でき、さらにリワーク性(加工性)にも優れた光学フィルム用粘着剤を提供する。【解決手段】水酸基を有するポリマー成分(A)と、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)とを含む光学フィルム用粘着剤であって、前記シランカップリング剤(B)が、特定の構造のイソシアネート基を複数有するイソシアヌレート骨格を含有する化合物であることを特徴とする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に関する。また、本発明は、当該光学フィルム用粘着剤から形成される粘着剤層、当該粘着剤層を用いた光学部材、および当該光学部材を用いた画像表示装置にも関する。
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の表面には、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剤層により貼り合わされている。
粘着剤の必要特性としては、環境促進試験として通常行われる加熱および加湿等による耐久試験に対して粘着剤に起因する剥がれや浮き等の不具合が発生しないという、粘着剤の接着状態での耐久性が求められている。
一方、最近、より安価であり、より薄い偏光板が求められている。その一つの形態として、従来、偏光子の両側を保護フィルムで貼りあわせた両面保護偏光板に対し、保護フィルムを偏光子の片面に1枚のみ使用した片面保護偏光板が提案されている。しかしながら、この片面保護偏光板は、従来の両面保護偏光板とは異なり、耐久性、特に加熱耐久性やヒートショックサイクル試験時により大きく収縮することがわかっている。
そのため、この片面保護偏光板では、従来の両面保護偏光板と同様の耐久性が求められることから、剥がれや浮きの発生を抑えることや、さらに耐久性試験時に偏光板が大きく収縮することにより偏光板端部に発生する気泡を抑制することが要求される。この偏光板端部に発生する気泡を抑制するには、架橋剤として機能しながらもガラスへの濡れ性も向上させることができる複数のイソシアネート基を有するシランカップリング剤を使用することが有効であると考えられている。
イソシアネート基を有するシランカップリング剤を含有する粘着剤としては、粘着剤成分(A)と、イソシアネート基を有するシランカップリング剤(B)と、架橋剤及び硬化剤から選択される少なくとも一つの成分(C)とを含む粘着剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、別の発明としては、カルボキシル基または水酸基の少なくとも一方を有する、ガラス転移温度−80℃以上10℃以下のポリマー[P]、イソシアネート基とアルコキシシリル基とを有するシラン化合物(f2)と、ポリオール(f1)との反応生成物(F)であって、水酸基とアルコキシシリル基とを含む反応生成物(F)及び前記ポリマー[P]中のカルボキシル基または水酸基の少なくとも一方と反応し得る反応性化合物(G)とを含むことを特徴とする感圧式の接着剤が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2013−209600号公報 特開2009−280776号公報
しかしながら、本発明者の検討によると、以下の問題があることも判明した。特許文献1においては、イソシアネート基を有するシランカップリング剤は、イソシアネート基が一つまたはイソシアヌレート骨格を有していない場合に、ガラスへの濡れ性向上と架橋剤としての機能の両立化が出来ない。またイソシアネート基が複数ある場合に、架橋剤として使用した時に架橋密度が上がりすぎる。そのために、いずれの場合においても、耐久性試験時の偏光板端部に発生する気泡を抑制することができないという問題があることが判明した。さらにリワーク性(加工性)が十分でないという問題があることも判明した。
また、特許文献2においては、イソシアネート基を有するシランカップリング剤は、イソシアネート基が一つである。イソシアネート基が一つの場合、ガラスへの濡れ性向上と架橋剤としての機能の両立化が出来ない。そのために、耐久性試験時のはがれや浮きの発生と、偏光板端部に発生する気泡の両方を抑制することができないという問題があることが判明した。さらにリワーク性(加工性)が十分でないという問題があることも判明した。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものである。即ち、片面保護偏光板に用いた場合であっても、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板の剥がれや浮きの抑制と、偏光板端部に発生する気泡の抑制と)を向上させることができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れた光学フィルム用粘着剤を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、特定の構造を有するイソシアネート基を複数有するシランカップリング剤を含む粘着剤によって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、水酸基を有するポリマー成分(A)と、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)とを含む光学フィルム用粘着剤であって、
前記イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)が、イソシアヌレート骨格を含有する下記一般式1から一般式4までで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする、光学フィルム用粘着剤である。
前記一般式1中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式2中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式3中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記一般式4中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
、R10は、それぞれ独立して、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Y、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記式5中、*は、他の原子(隣接した原子)と連結される部分を意味する。
本発明によれば、片面保護偏光板に用いた場合であっても、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)を向上させることができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れた光学フィルム用粘着剤が提供される。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
[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、水酸基を有するポリマー成分(A)と、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)とを含む光学フィルム用粘着剤であって、
前記(B)イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤が、イソシアヌレート骨格を含有する下記一般式1から一般式4までで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むものであることを特徴とするものである。
前記一般式1中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式2中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式3中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記一般式4中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
、R10は、それぞれ独立して、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Y、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記式5中、*は、他の原子(隣接した原子)と連結される部分を意味する。
かような構成を有する本発明の光学フィルム用粘着剤によれば、片面保護偏光板に用いた場合であっても、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)を向上させることができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れる。
最近、より安価であり、より薄い偏光板が求められている。その一つの形態として、保護フィルムを偏光子の片面に1枚のみ使用した片面保護偏光板が提案されている。片面保護偏光板においては、保護フィルムによる偏光子の収縮の抑制力が小さくなる。そのため、加熱等による収縮が起こりやすく、特に、偏光板端部に気泡が発生しやすいという問題が起こることを本発明者は知見した。そこで、本発明者は、この問題を解決すべく鋭意検討を積み重ねた。その結果、水酸基を有するポリマー成分(A)と、特定の構造を有するイソシアネート基(NCO)を複数有するシランカップリング剤(B)を含む粘着剤を用いることにより、上記問題が解決しうることを見出した。特定の構造を有するイソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)を用いることで、ガラスへの濡れ性と複数のNCOによる架橋効果を同時に実現できる。さらにNCO架橋構造を有し、かつ柔軟性を確保することできる。そのため、架橋よる効果が大きく、かつ応力緩和性を損うこともなく、片面保護偏光板において保護フィルムによる偏光子の収縮の抑制力が小さくなっても、加熱等による収縮を抑制することができる。その結果、端部の気泡の発生を抑制し、偏光板の剥がれや浮きを抑制することができる。すなわち、水酸基を有するポリマー成分(A)と、上記したシランカップリング剤(B)を含む粘着剤を用いることで、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)を向上させることができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れる粘着剤が得られることを見出したのである。
なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムには何ら制限されない。
以下、本発明に係る光学フィルム用粘着剤を構成する各成分について、順に説明する。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの総称である。(メタ)アクリルアミド等の(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。また、「(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)」を、単に「共重合体(A1)」とも称する。
<水酸基を有するポリマー成分(A)>
本発明に係る光学フィルム用粘着剤は、水酸基を有するポリマー成分(A)を必須に含む。水酸基を有するポリマー成分(A)としては、水酸基含有不飽和化合物又は、重合後に何らかの化学的改質により水酸基を導入又は生成することができる極性基を含有する不飽和化合物等の単独重合体、他の重合性モノマーとの共重合体、および他のポリマーへのグラフト重合体からなる群から選ばれた少なくとも一種の(共)重合体であり、結果として、構造的に、分岐状あるいは、線状の分子鎖に水酸基が不規則あるいは、規則的にペンダントしていたり、水酸基を有する側鎖が、グラフトしている構造を有するオリゴマーからポリマーまでの全般を指す。
該ポリマー成分(A)は、周知の方法で製造することができる。例えば、水酸基含有不飽和化合物の重合法、水酸基含有不飽和化合物と他の重合性モノマーとの共重合法、水酸基含有不飽和化合物をポリマーへグラフトする方法、ポリマー中の極性基に、ジオール化合物、ポリオール化合物、エポキシ含有化合物、あるいは二官能以上で少なくとも一つは水酸基を有する化合物を反応する方法、およびポリマー中の極性基を酸化あるいは、加水分解等の化学反応によって水酸基を生成する方法等を挙げることができる。上記製造法等から製造される該ポリマーのなかでも、下記に示すように、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)が好ましい。以下、好適な共重合体(A1)につき、詳しく説明する。
<(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)>
前記水酸基を有するポリマー成分(A)は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)であることが好ましい。
前記共重合体(A1)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量(Mw)は、50万以上200万以下が好ましい。上記範囲の高分子量の共重合体(A1)を特定の構造を有するイソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)で架橋させることで、以下の効果が得られる。即ち、架橋よる効果が大きく、かつ応力緩和性を損うこともない。そのため、片面保護偏光板において保護フィルムによる偏光子の収縮の抑制力が小さくなっても、加熱等による収縮を抑制することができる。その結果、端部の気泡の発生を抑制し、偏光板の剥がれや浮きを抑制することができるなど、過酷な環境下での耐久性の大幅な向上が図れる。重量平均分子量(Mw)が50万以上であれば、高温における耐久性や加熱後のリワーク性が低下するのを防止できる点で好ましい。一方、200万以下であれば、ポリマー溶液中のゲル成分が少なく、塗工時の塗液粘度の増大による塗工性の悪化がない点で好ましい。
前記共重合体(A1)のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、90万以上150万以下がより好ましく、100万以上150万以下がさらに好ましい。共重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)が上記範囲であれば、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性をより向上させることができる。共重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)は、当業者であれば、容易に制御することができる。例えば、後述する重合反応で使用する重合開始剤の種類および/または使用量、反応温度、反応時間などの反応条件等を適宜調整することによって制御できる。
なお、共重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)は、GPCにより測定することができ、詳細には実施例に示す方法で測定されうる。
本発明において、共重合体(A1)を構成する構成単位としては、
(a1)アルキル(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a1)」とも称する)、ならびに
(a2)ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a2)」とも称する)および(a3)カルボキシル基を有するモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a3)」とも称する)からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位、
を含むのが好ましい。すなわち、共重合体(A1)は、成分(a1)および成分(a2)を含むことが好ましく;成分(a1)および成分(a3)を含むことも好ましく;さらに成分(a1)、成分(a2)、および成分(a3)と、を含むことも好ましい。
なお、本明細書において、例えば「共重合体Xが、モノマーY1由来の構成単位およびモノマーY2由来の構成単位を含む」とは、共重合体Xを共重合によって得る際に、使用される原料モノマーとして、モノマーY1とモノマーY2とを含むことを意味する。
以下、共重合体(A1)を構成しうる各モノマー由来の構成単位について順に説明する。
〔(a1)アルキル(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位〕
共重合体(A1)は、(a1)アルキル(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a1)」とも称する)を含むことが好ましい。かような成分(a1)は、(メタ)アクリレート共重合体(A1)の構成単位として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。
本発明において、アルキル(メタ)アクリレートモノマーの構造は、(メタ)アクリレートのエステル部位に、アルキル基が導入されている形態であれば、特に制限されない。
係るアルキル基の炭素数は、特に制限はないが、1以上18以下が好ましく、1以上12以下がより好ましく、1以上10以下がさらに好ましく、1以上8以下がよりさらに好ましく、1以上6以下が特に好ましい。係るアルキル基の炭素数が上記範囲であれば、汎用性、価格および取り扱い等の観点から好ましい。また、アルキル基は、直鎖状、分枝鎖状、または環状のいずれであってもよい。ガラス転移温度を低くする観点から、アルキル基は、直鎖状または分枝鎖状であることが好ましい。なお、アルキル基が環状の場合、炭素数は3以上である。
係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、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、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、t−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、t−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、オクタデシル基、またはシクロヘキシル基等が挙げられる。特に、粘着性の確保や基本特性を確保する観点から、メチル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基が好ましい。
よって、アルキル(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、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、t−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、加熱耐久性および接着力(特にリワーク性)の向上の観点から、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。なお、成分(a1)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
共重合体(A1)における成分(a1)の含有量(原料モノマーとしてのアルキル(メタ)アクリレートモノマーの配合量)は、特に制限されないが、当該(メタ)アクリレート共重合体(A1)を構成する構成単位の全量100質量%に対して、64.5質量%以上99.5質量%未満が好ましく、80質量%以上99質量%以下がより好ましく、85質量%以上99質量%以下が特に好ましい。共重合体(A1)における成分(a1)の含有量が上記範囲であれば、後述する他の原料モノマーの含有量との良好なバランスや、耐久性の向上等の観点から好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート共重合体(A1)を構成する構成単位の全量100質量%」とは、(メタ)アクリレート共重合体(A)を共重合により得る際に、使用される全ての原料モノマーの全量100質量%であることを意味する。
〔(a2)ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位〕
共重合体(A1)は、(a2)ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a2)」とも称する)を含むことが好ましい。かような成分(a2)は、シランカップリング剤(B)や架橋剤との反応性に富む。そのため、共重合体(A1)の構成単位として含まれることによって、後述する粘着剤層の凝集性や耐熱性や耐久性を向上する意義を有すると考えられる。また、共重合体(A1)の成分(a2)の部分が、シランカップリング剤(B)や架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)と反応することができる。そのため、後述する粘着剤層の架橋密度が上がり粘着剤層が硬くなり、再剥離時の粘着剤層の変形量が小さくなる。これによって接着力が下がり、望ましいリワーク性が得られ、耐久性においても剥がれや浮きを抑制できることが分かった。
本発明において、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの構造は、(メタ)アクリレートモノマーの一部にヒドロキシル基が導入されている形態であれば、特に制限されない。
ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等が挙げられ、さらに、アルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有化合物と、(メタ)アクリル酸との付加反応により得られる化合物等が挙げられる。なかでも、架橋点として効率良く機能する観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートが好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。なお、これら成分(a2)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
共重合体(A1)が成分(a2)を含む場合、成分(a2)の含有量(原料モノマーとしてのヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの配合量)は、共重合体(A1)を構成する構成単位の全量100質量%に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましい。成分(a2)の含有量が0.01質量%以上であれば、架橋反応点が少なくなり過ぎることもなく、耐久性が向上できる点で好ましい。一方、成分(a2)の含有量が10質量%以下であれば、配合される極性モノマーの割合が相対的に多くなることもなく、形成される粘着剤層の極性も高くなり過ぎることもなく耐久性が向上する点で好ましい。成分(a2)の含有量は、0.3質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。
〔(a3)カルボキシル基を有するモノマー由来の構成単位〕
本発明において、共重合体(A1)は、(a3)カルボキシル基を有するモノマー由来の構成単位(以下、単に「成分(a3)」とも称する)を含むことが好ましい。かような成分(a3)は、光学フィルム用粘着剤において、主に耐久性およびリワーク性の向上に寄与しうる。
本発明において、カルボキシル基を有するモノマーの構造は、その構造中にカルボキシル基および重合性の不飽和結合を含むものであれば、いかなる構造を有するものであってもよい。
カルボキシル基を有するモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、およびオレイン酸等が挙げられる。なかでも、他の(メタ)アクリルモノマーとの共重合性が優れているという観点から、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。なお、これら成分(a3)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
共重合体(A1)が成分(a3)を含む場合、成分(a3)の含有量(原料モノマーとしてのヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの配合量)は、共重合体(A)を構成する構成単位の全量100質量%に対して、0.01質量%以上7質量%以下であるのが好ましい。成分(a3)の含有量が0.01質量%以上であれば、架橋反応点が少なくなり過ぎることもなく、耐久性が向上する点で好ましい。一方、成分(a3)の含有量が7質量%以下であれば、配合される極性モノマーの割合が相対的に多くなり過ぎることもなく、形成される粘着剤層の極性も高くなり過ぎず耐久性が向上する点で好ましい。成分(a3)の含有量は、0.2質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.6質量%以上5質量%以下であることがさらに好ましい。
〔(a4):成分(a1)から(a3)以外のモノマー由来の構成単位〕
本発明に係る共重合体(A)は、任意成分として、上述した成分(a1)から(a3)と共重合可能な、成分(a1)から(a3)以外のモノマー(以下、単に「成分(a4)」とも称する)由来の構成単位を含むことができる。
成分(a4)としては、本発明の効果を損なわない限り、公知のものを使用することができる。例えば、成分(a4)として、芳香環を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位を用いることができる。芳香環を有する(メタ)アクリレートモノマーの構造は、その構造中に芳香環(芳香族環)および(メタ)アクリロイル基を含むものであれば、いかなる構造を有するものであってもよい。ここで、芳香環としては、特に制限はないが、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環等が挙げられる。
芳香環を有する(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノール(メタ)アクリレートフェノキシ(メタ)アクリレート、p−t−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性クレゾール(メタ)アクリレート、フェノールエチレンオキシド変性(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、メトキシベンジル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート、クレジル(メタ)アクリレート、ポリスチリル(メタ)アクリレート等のベンゼン環を有するもの;ヒドロキシエチル化β−ナフトールアクリレート、2−ナフトエチル(メタ)アクリレート、2−ナフトキシエチルアクリレート、2−(4−メトキシ−1−ナフトキシ)エチル(メタ)アクリレート等のナフタレン環を有するもの;ビフェニル(メタ)アクリレート等のビフェニル環を有するものが挙げられる。なかでも、光漏れを抑制し、かつ耐久性を確保しやすくなるという観点から、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。なお、これら成分(a4)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
さらに、成分(a4)としては、上記した芳香環を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位の他にも、成分(a4)の原料モノマーとして、本発明の効果を損なわない限り、公知のものを使用することができる。
成分(a4)の原料モノマーの例としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するアクリルモノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド等のアミノ基を有する(メタ)アクリルモノマー;(メタ)アクリルアミド、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、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(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,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド等のアミド基を有する(メタ)アクリルモノマー;2−メタクリロイルオキシエチルジフェニルホスファート(メタ)アクリレート、トリメタクリロイルオキシエチルホスファート(メタ)アクリレート、トリアクリロイルオキシエチルホスファート(メタ)アクリレート等のリン酸基を有する(メタ)アクリルモノマー;スルホプロピル(メタ)アクリレートナトリウム、2−スルホエチル(メタ)アクリレートナトリウム、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基を有する(メタ)アクリルモノマー;ウレタン(メタ)アクリレート等のウレタン基を有する(メタ)アクリルモノマー;2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、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−メトキシエチル)シラン、ビニルトリアセチルシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン基を有するビニルモニマー;スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリロニトリル、ビニルピリジン、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモロフォリン、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
また、成分(a4)の原料モノマーとして、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリレートモノマーも好適に用いられる。
アルコキシアルキル基またはアルキレンオキシド基を有する(メタ)アクリレートモノマーの例としては、例えば、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−ジグリコール(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)、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などが挙げられる。
なお、上述したモノマーは、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。また、成分(a4)の原料モノマーは、エチレン、プロピレンなどのオレフィン系モノマーを含有しない方が好ましい。これは、(メタ)アクリレート共重合体(A1)を製造する際に、後述するシランカップリング剤(B)や架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)との反応を容易に制御できるからである。また、分子量が高くなりにくいからである。
共重合体(A1)における成分(a4)由来の構成単位の含有量は、成分(a1)、成分(a2)、および成分(a3)由来の構成単位の合計100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。
〔(メタ)アクリレート共重合体(A1)の製造方法〕
次に、共重合体(A1)の製造方法について説明する。本発明において、共重合体(A1)の製造方法は、特に制限されず、重合開始剤を使用する溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法、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またはそれに加えて、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線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。なかでも、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、より好ましい。これは、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である。
熱重合開始剤を用いた溶液重合法では、共重合体(A1)の原料となるモノマー溶液、例えば、上記のモノマーからなる原料モノマー溶液に熱重合開始剤を添加し、重合反応を行う。より詳細には、溶剤として酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン等を用い、原料モノマーの合計量100質量部に対して、熱重合開始剤を好ましくは0.01質量部以上1質量部以下を添加する。その後、窒素雰囲気下で、例えば、反応温度40℃以上90℃以下(または60℃以上90℃以下)で、3時間以上10時間以下反応させる方法が挙げられる。
熱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’−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;t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルハイドロパーオキシ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。これら熱重合開始剤は、単独でもまたは2種以上を混合しても用いることができる。
光重合開始剤を用いた塊状重合法では、例えば、原料モノマーと、光重合開始剤とを添加する。その後、窒素雰囲気下で反応開始温度を20℃以上35℃以下として活性エネルギー線を照射する。反応系内の温度が、反応開始温度から5℃以上15℃以下上昇した段階で、反応系内に空気を導入するなどして反応を停止させ、共重合体(A1)を得る方法が挙げられる。
塊状重合法で用いられる活性エネルギー線の例としては、例えば、紫外線、レーザー線、α線、β線、γ線、X線、電子線などが挙げられる。制御性および取り扱い性の良さ、コストの点から、上記活性エネルギー線には、紫外線が好適に用いられる。より好ましくは、波長200nm以上400nm以下の紫外線が用いられる。紫外線は、高圧水銀灯、マイクロ波励起型ランプ、ケミカルランプ、ブラックライトなどの光源を用いて照射することができる。照度は3.2mW/cm以上5.6mW/cm以下が好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、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、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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挙げられる。これら光重合開始剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤は市販品を用いてもよく、市販品の例としては、例えば、イルガキュア(登録商標)184、819、907、651、1700、1800、819、369、261、ダロキュア(登録商標)TPO、1173(以上、BASFジャパン株式会社製)、エザキュア(登録商標)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。
光重合開始剤の使用量は、原料モノマーの合計量100質量部に対して、好ましくは0.0005質量部以上1質量部以下、より好ましくは0.002質量部以上0.5質量部以下である。
また、共重合体(A1)の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、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。これら連鎖移動剤は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
<イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)を含む。さらに、前記(B)イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤が、イソシアヌレート骨格を含有する下記一般式1から一般式4までで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むものである。本発明では、特定の構造を有するイソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)を用いることにより、以下の効果が得られる。即ち、ガラスへの濡れ性と複数のNCOによる架橋効果を同時に実現できる。さらにNCO架橋構造を有し、かつ柔軟性を確保することできる。そのため、架橋よる効果が大きく、かつ応力緩和性を損うこともない。それゆえ、片面保護偏光板において保護フィルムによる偏光子の収縮の抑制力が小さくなっても、加熱等による収縮を抑制することができる。その結果、端部の気泡の発生を抑制し、偏光板の剥がれや浮きを抑制することができる。さらに過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)を向上させることができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れる粘着剤を提供できる。なお、本明細書において、「シランカップリング剤」とは、シロキサン結合(Si−O−Si結合)を有さず、分子内に2以上の反応基を有するシラン化合物を意味する。
前記一般式1中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式2中、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
nは、1以上8以下の整数であり、
aは、0以上3以下の整数である。
前記一般式3中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
は、炭素数1〜16のアルキレン基であり、
、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記一般式4中、
、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
、R10は、それぞれ独立して、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
、Y、Yは、下記式5で表される基であり、
n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数である。
前記式5中、*は、他の原子(隣接した原子)と連結される部分を意味する。
上記R、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基である。架橋剤としての効果と応力緩和性の両方の効果を確保できる観点から、好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基である。
上記R、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基である。架橋剤としての効果と応力緩和性の両方の効果を確保できる観点から、好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上4以下のアルキレン基である。
上記一般式1中のRは、炭素数1以上8以下のアルキレン基である。架橋剤としての効果と応力緩和性の両方の効果を確保できる観点から、好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上4以下のアルキレン基である。
上記一般式2から一般式4までのR、R10は、それぞれ独立して、炭素数1以上16以下のアルキレン基である。架橋剤としての効果と応力緩和性の両方の効果を確保できる観点から、好ましくは炭素数1以上12以下、より好ましくは炭素数1以上6以下のアルキレン基である。
上記n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数である。架橋剤としての効果と応力緩和性の両方の効果を確保できる観点から、好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下の整数である。
上記a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数であり、ガラスへの親和性確保の観点から、好ましくは0以上2以下、より好ましくは0以上1以下の整数である。
上記シランカップリング剤(B)は、下記一般式1aから一般式4aまでで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むのが好ましい。これらの化合物を用いることで、上記した発明の効果をより向上し得る点で優れている。
上記シランカップリング剤(B)は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。シランカップリング剤(B)の市販品としては、例えば、X−12−1159L(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(B)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
シランカップリング剤(B)の含有量は、水酸基を有するポリマー成分(A)100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下であることが好ましく、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さらに好ましい。シランカップリング剤(B)の含有量が0.001質量部以上であると、過酷な環境下においても耐久性に対する効果が発現できるという観点で好ましい。一方、シランカップリング剤(B)の含有量が10質量部以下であると、低分子量化合物に由来する加熱発泡の悪化がなくなるという観点で好ましい。
前記シランカップリング剤(B)は、周知の方法で製造することができる。以下、一般式1aの合成を例に取り説明するが、かかる製造方法に制限されるものではない。
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた反応容器の内部を窒素置換し、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)と3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランとをモル比2:1となるように仕込む。次に、加熱(例えば、70℃で)攪拌下、イソシアヌレート化触媒(例えば、テトラメチルアンモニウム・カプリエート)を適量に加える。反応液の屈折率測定により転化率が25%になった時点でリン酸を適量添加してイソシアヌレート化反応を停止する。さらに、得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を加熱(例えば、100℃にて150分加熱)する。
続いて、イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を濾過する。その後、未反応のHDIモノマーと3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランの一部を、加熱減圧(例えば、160℃、0.8mmHg)の条件下で1回目の薄膜蒸留により除去する。1回目の薄膜蒸留後のトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物中のHDIモノマーと3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランの含有量は10質量%前後である。1回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を熱処理(例えば、120℃の温度で60分間熱処理)する。その後、余剰のHDIモノマーを、加熱減圧(例えば、160℃、0.1mmHg)の条件下で2回目の薄膜蒸留により除去する。2回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物中のHDIモノマーの含有量は0.10質量%前後である。2回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を熱処理(例えば、90℃の温度で180分間熱処理)する。これにより、上記一般式1aで表されるトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネート(シランカップリング剤(B))が得られる。
<水酸基を有するポリマー成分(A)と反応し得る架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、水酸基を有するポリマー成分(A)と反応し得る架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)(以下、「架橋剤・硬化剤成分(C)」ともいう)を含むことが好ましい。架橋剤・硬化剤成分(C)は、水酸基を有するポリマー成分(A)と反応して架橋構造を形成する。そのため、架橋剤・硬化剤成分(C)は、光学フィルム用粘着剤において、主に接着性(粘着性)および耐久性に寄与しうる。
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)は、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(メタ)アクリル酸エステルモノマー、および過酸化物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。以下では、これら各種の架橋剤・硬化剤成分(C)について説明する。
〔イソシアネート化合物〕
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)として用いられるイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、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る。上記イソシアネート化合物とトリメチロールプロパン、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、ポリプロピレングリコール(PPG)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。
これらイソシアネート化合物は、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。
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、東ソー株式会社製)、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、住化コベストロウレタン株式会社製)、サンプレン(登録商標)P−6090(PTMG/MDI系)、サンプレン(登録商標)P−663L(PTMG/TDI系)、サンプレン(登録商標)P−664(PTMG/TDI系)、サンプレン(登録商標)P−665(PTMG/TDI系)、サンプレン(登録商標)P−667(PTMG/TDI系)、サンプレン(登録商標)P−868(PTMG/HMDI系)、サンプレン(登録商標)P−870(PTMG/HMDI系)、サンプレン(登録商標)C−810」(PPG/TDI系)(以上、三洋化成工業株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
イソシアネート化合物は、ブロック化されていないイソシアネート化合物の形態で使用されてもよい。また、イソシアネート化合物は、イソシアネート基を保護するブロック化剤と反応させて得られるブロックイソシアネート化合物の形態で使用されてもよい。かようなブロックイソシアネート化合物としては、市販品でもよいし、合成品でもよい。ブロックイソシアネート化合物の市販品としては、例えば、旭化成株式会社製のデュラネート(登録商標)MF−B60X(ブロック1,6−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)MF−K60X(ブロック1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート)、東ソー株式会社製のコロネート(登録商標)AP−M、2503、2507、2513、2515、ミリオネート(登録商標)MS−50、三井化学株式会社製のタケネート(登録商標)B−830(ブロックトリレンジイソシアネ−ト)、B−815N(ブロック4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート))、B−842N(ブロック1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン)、B−846N(ブロック1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン)、B−874N(ブロックイソホロンンジイソシアネ−ト)、B−882N(ブロック1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト)、DIC株式会社製のバーノック(登録商標)D−500(ブロックトリレンジイソシアネ−ト)、D−550(ブロック1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト)、第一工業製薬株式会社製のエラストロン(登録商標)BN−P17(ブロック4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト)、BN−04、BN−08、BN−44、BN−45(以上、ブロックウレタン変性多価イソシアネート)等が挙げられる。これらのうち、デュラネート(登録商標)MF−K60Xが好ましい。
なお、粘着剤の耐久性をより向上させる観点から、イソシアネート化合物は、ブロック化されていないイソシアネート化合物の形態で使用されることが好ましい。
また、本発明に係るイソシアネート化合物は、数平均分子量(Mn)が900以上10,000以下であることが好ましい。かような数平均分子量を有するイソシアネート化合物を架橋剤・硬化剤成分(C)として含むことにより、以下の効果が得られる。即ち、水酸基を有するポリマー成分(A)の架橋構造の密集化を抑制しながら、架橋点間距離が長いことによる緩やかな架橋効果を発現させることができる。これにより、端部気泡の抑制および剥がれの抑制の両立を、さらに効率よく達成することができる。
すなわち、本発明のより好ましい実施形態によれば、架橋剤・硬化剤成分(C)は、数平均分子量(Mn)が900以上10,000以下であるイソシアネート化合物(ただし、ブロックイソシアネート化合物を除く)を含む。
本発明の効果をより一層発揮させるという観点から、イソシアネート化合物の数平均分子量(Mn)は、900以上7,000以下であることがより好ましく、1,000以上5,000以下であることがさらに好ましい。なお、イソシアネート化合物の数平均分子量(Mn)は、実施例に示す共重合体(A1)の重量平均分子量の測定方法と同様の方法で求めることができる。
〔カルボジイミド化合物〕
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)として用いられるカルボジイミド化合物は、特に制限されない。カルボジイミド化合物の一例を挙げると、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させることによって生成した高分子量ポリカルボジイミドが使用される。
上記脱炭酸縮合反応に供されるジイソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1−メトキシフェニル−2,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
また、上記脱炭酸縮合反応に用いられるカルボジイミド化触媒としては、例えば、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキシド、あるいはこれらの3−ホスホレン異性体等のホスホレンオキシド等が挙げられる。
上記高分子量ポリカルボジイミドは、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日清紡ケミカル株式会社製のカルボジライト(登録商標)シリーズが挙げられる。なかでも、カルボジライト(登録商標)V−01、V−03、V−05、V−07、V−09は有機溶剤との相溶性に優れており好ましい。
〔オキサゾリン化合物〕
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)として用いられるオキサゾリン化合物は、特に制限されない。オキサゾリン化合物としては、アクリル骨格またはスチレン骨格からなる主鎖を含み、その主鎖の側鎖にオキサゾリン基を有しているオキサゾリン基含有アクリル/スチレン系ポリマーや、アクリル骨格からなる主鎖を含み、その主鎖の側鎖にオキサゾリン基を有しているオキサゾリン基含有アクリル系ポリマーといった、オキサゾリン基含有ポリマーが好ましい。
オキサゾリン基としては、例えば、2−オキサゾリン基、3−オキサゾリン基、4−オキサゾリン基などが挙げられ、なかでも、2−オキサゾリン基が好ましい。
また、上記オキサゾリン基含有ポリマーは、オキサゾリン基以外に、ポリオキシアルキレン基を有していてもよい。
オキサゾリン基含有ポリマーとしては、具体的には、株式会社日本触媒製のエポクロス(登録商標)WS−300、エポクロス(登録商標)WS−500、エポクロス(登録商標)WS−700などのオキサゾリン基含有アクリル系ポリマー、株式会社日本触媒製のエポクロス(登録商標)K−1000シリーズ、エポクロス(登録商標)K−2000シリーズなどのオキサゾリン基含有アクリル/スチレン系ポリマーなどが挙げられる。
〔エポキシ化合物〕
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)として用いられるエポキシ化合物は、特に制限されず、公知のエポキシ系架橋剤を適宜採用することができる。エポキシ化合物の市販品としては、例えば、三菱ガス化学株式会社製の「TETRAD(登録商標)−C」、「TETRAD(登録商標)−X」、株式会社ADEKA製の「アデカレジン(登録商標)EPUシリーズ」や「アデカレジン(登録商標)EPRシリーズ」、株式会社ダイセル製の「セロキサイド(登録商標)」等の液状エポキシ樹脂が挙げられる。これらの液状エポキシ樹脂は、光学フィルム用粘着剤を製造する際の混合操作が容易になる点で好ましい。
〔多官能(メタ)アクリル酸エステルモノマー〕
多官能(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、ラジカル重合性官能基を複数個有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーである。このような化合物も架橋剤・硬化剤成分(C)として用いることができる。
多官能(メタ)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挙げられる。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基を(メタ)アクリレート化した化合物である。これらは、架橋による接着性向上の観点から好ましい。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脂肪族炭化水素基、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挙げられる。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挙げられる。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)等が挙げられる。
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、ネオペンチルグルコールジ(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)アクリレート等が挙げられる。
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した化合物のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。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)アクリレート等が挙げられる。
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)アクリレート等が挙げられる。
また、上記炭化水素系または炭化水素エーテル系以外のモノマーとしては、末端に(メタ)アクリロイル基を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)アクリレート等が挙げられる。
〔過酸化物〕
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)として用いられる過酸化物は、特に限定されず、公知のものを使用することができる。また、過酸化物としては、生産性や安定性を勘案して、1分間半減期温度が80℃以上160℃以下であるものが好ましく、80℃以上140℃以下であるものがより好ましく、80℃以上125℃以下であるものがさらに好ましく、90℃以上125℃以下であるものが特に好ましい。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、過酸化物の残存量が半分になるまでの時間を意味する。ある時間で半減期を得るための分解温度や、ある温度での半減期時間に関しては、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。
かような過酸化物の例としては、例えば、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(1分間半減期温度88.3℃、以下、カッコ内の温度は1分間半減期温度を示す)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート(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(92.1℃)、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(92.4℃)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(103.5℃)、t−ヘキシルパーオキシピバレート、(109.1℃)、t−ブチルパーオキシピバレート(110.3℃)、ジラウロイルパーオキシド(116.4℃)、ビス−n−オクタノイルパーオキシド(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(124.3℃)、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキシド(128.2℃)、ジベンゾイルパーオキシド(過酸化ベンゾイル)(130.0℃)、ジベンゾイルパーオキシドとベンゾイルm−メチルベンゾイルパーオキシドとm−トルオイルパーオキシドとの混合物(131.1℃)、t−ブチルパーオキシブチレート(136.1℃)などが挙げられる。中でも、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエートが好ましく用いられる。これらは、1種のみで用いてもよいが、反応性を調節する観点から2種以上併用することもまた好ましい。2種以上併用する例としては、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートとジラウロイルパーオキシドとの組合せが好適である。
過酸化物は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日油株式会社製の商品名:「パーロイル(登録商標、以下同じ)IB」(85.1℃)、「パークミル(登録商標、以下同じ)ND」(94.0℃)、「パーロイルNPP」(94.0℃)、「パーロイルIPP」(88.3℃)、「パーロイルSBP」(92.4℃)、「パーオクタ(登録商標、以下同じ)ND」(92.4℃)、「パーロイルTCP」(92.1℃)、「パーロイルOPP」(90.6℃)、「パーヘキシル(登録商標、以下同じ)ND」(100.9℃)、「パーブチル(登録商標、以下同じ)ND」(103.5℃)、「パーブチルNHP」(104.6℃)、「パーヘキシルPV」(109.1℃)、「パーブチルPV」(110.3℃)、「パーロイル355」(112.6℃)、「パーロイルL」(116.4℃)、「パーオクタO」(124.3℃)、「パーロイルSA」(131.8℃)、「パーヘキサ(登録商標、以下同じ)25O」(118.8℃)、「パーヘキシルO」(132.6℃)、「ナイパー(登録商標、以下同じ)PMB」(128.2℃)、「パーブチルO」(134.0℃)、「ナイパーBMT」(131.1℃)、「ナイパーBW」(130.0℃)、「ナイパーBMT−K40」(131.1℃)、「ナイパーBMT−M」(131.1℃)、「パーヘキサMC」(142.1℃)、「パーヘキサTMH」(147.1℃)、「パーヘキサHC」(149.2℃)、「パーヘキサC」(153.8℃)、「パーテトラ(登録商標、以下同じ)A」(153.8℃)、「パーヘキシルI」(155.0℃)、「パーブチルL」(159.4℃)、「パーブチルI」(158.8℃)、「パーヘキサ25Z」(158.2℃)、「パーブチルA」(159.9℃)、「パーヘキサ22」(159.9℃)等が挙げられる。
本発明において、架橋剤・硬化剤成分(C)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせる場合は、同じ系統の架橋剤・硬化剤成分(C)を2種以上(例えば、イソシアネート化合物を2種)組み合わせてもよいし、異なる系統の架橋剤・硬化剤成分(C)をそれぞれ1種以上(例えば、イソシアネート化合物1種と過酸化物1種)組み合わせてもよい。
本発明の光学フィルム用粘着剤における、架橋剤・硬化剤成分(C)の含有量は、特に制限されないが、水酸基を有するポリマー成分(A)100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.01質量部以上10質量部以下であることがより好ましく、0.03質量部以上5質量部以下であることがさらに好ましく、0.05質量部以上3質量部以下であることが特に好ましい。架橋剤・硬化剤成分(C)の含有量が0.001質量部以上であると、加熱耐久性時に発泡を抑制できるという観点で好ましい。一方、架橋剤・硬化剤成分(C)の含有量が20質量部以下であると、架橋構造が密になりすぎずに、過酷な環境下でも耐久性を確保できるという観点で好ましい。
<イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)をさらに含むことが好ましい。イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)は、光学フィルム用粘着剤において、主に耐久性の向上や、被着体がガラスである場合におけるガラスとの密着性向上に寄与しうる。
本発明において、イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)は、特に制限されないが、具体的には、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、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。
上記イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。シランカップリング剤(D)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(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
上記イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
本発明の光学フィルム用粘着剤がイソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)を含む場合の、シランカップリング剤(D)の含有量は、特に制限されないが、水酸基を有するポリマー成分(A)100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下であることが好ましく、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さらに好ましい。イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)の含有量が0.001質量部以上であると、過酷な環境下においても耐久性に対する効果が発現できるという観点で好ましい。一方、イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)の含有量が10質量部以下であると、低分子量化合物に由来する加熱発泡の悪化がなくなるという観点で好ましい。
<その他の添加成分>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、必要に応じて、公知の添加成分(その他の添加成分)を、本発明の効果を損なわない範囲内で含有してもよい。公知の添加成分としては、特に制限されないが、例えば、溶剤、架橋促進剤、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などが挙げられる。
<溶剤>
本発明の光学フィルム用粘着剤は、溶剤を含んでもよい。溶剤を含むことにより、塗工時の生産性の大幅な向上効果が得られる。溶剤としては、特に制限されないが、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン等のケトン類などの有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
<光学フィルム用粘着剤の製造(調製)方法>
本発明に係る光学フィルム用粘着剤が、水酸基を有するポリマー成分(A)と水酸基を有するポリマー成分(A)以外の成分とを含む場合は、各成分を混合することにより調製することができる。なお、各成分の混合順や混合温度などついて、特に制限されず、当業者により適宜調整されうる。
[用途]
上述した本発明の光学フィルム用粘着剤は、様々な用途に適する。例えば、光学フィルムなどの光学部材に好ましく用いられる。特に、近年、大型の液晶パネルに使用される薄型の粘着型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、偏光板、着色防止としての位相差板、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、上述した光学フィルム用粘着剤により形成されてなる粘着剤層の形態、光学フィルム等に当該粘着剤層が形成されてなる光学部材の形態、当該光学フィルムが偏光板である形態、または、当該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)、マイクロLEDディスプレイ、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も提供されうる。以下、それぞれについて説明する。
<粘着剤層>
本発明の一形態によれば、上述した本発明の光学フィルム用粘着剤から形成されてなる光学フィルム用粘着剤層が提供される。
本発明の粘着剤層の厚さ(乾燥後膜厚)は、その用途により当業者が適宜設定することができる。粘着剤層の厚さは、好ましくは1μm以上200μm以下であり、より好ましくは3μm以上75μm以下であり、さらに好ましくは5μm以上40μm以下であり、特に好ましくは7μm以上35μm以下であり、最も好ましくは10μm以上30μm以下である。粘着剤層の厚さが上記範囲内であると、耐久性と粘着特性とが良好なバランスが取れるという観点で好ましい。
本発明の粘着剤層の乾燥直後のゲル分率は、特に制限されないが、打ち抜き加工やスリット加工を行う観点から、95%以下であることが好ましい。また、乾燥直後の粘着剤層への打痕や反りや耐久性への懸念がなくなりエージング処理を必要としない観点から、40%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましい。ゲル分率は、シランカップリング剤(B)の量や架橋剤の量や過酸化物の量を制御することによって調整することができる。
〔粘着剤層の製造方法〕
本発明の他の形態によると、上述した本発明の光学フィルム用粘着剤を、離型シート上に塗布し、次いで加熱処理して架橋反応させることを含む、光学フィルム用粘着剤層の製造方法も提供される。
粘着剤を光学フィルムに使用する際には、光学フィルム上に直接粘着剤を塗工し粘着剤層を形成してもよい。なかでも、離型性を有するフィルム上に当該粘着剤を塗工し粘着剤層を形成した上で、様々な光学フィルムに転写して使用することが望ましい。また、このようにして製造された粘着剤層付の離型性を有するフィルムも製造工程で一緒に巻き取ってロール状とすることができる。さらにロール状とした後に、必要に応じて裁断や加工をして、様々な光学フィルムや液晶パネルなどに貼着する際に、当該離型性を有するフィルムを取りはずして使用することができる。さらに、粘着剤層が実用に供されるまで、離型性を有するフィルムは、粘着剤層を保護する役割も果たすことができる。本明細書において、かような離型性を有するフィルムは、離型シート(セパレータ)とも称する。
離型シート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。表面平滑性に優れる点から、離型シートの構成材料には、プラスチックフィルムが好適に用いられる。
また、離型シートの厚さは、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。
離型シートには、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さらに行うことができる。特に、離型シート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行うことが好ましい。これは、前記粘着剤層からの剥離性をより高めることができるためである。
本発明において、本発明の光学フィルム用粘着剤を離型シート上に塗布する際の、塗布方式としては、特に制限されず、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。
本発明の粘着剤層の製造方法においては、上述した光学フィルム用粘着剤を離型シート上に塗布後、加熱処理する工程を行う。係る加熱処理工程は、塗布して得られる塗布膜中の溶剤を乾燥して除去するだけではなく、上述した光学フィルム用粘着剤を架橋反応させる目的も果たしている。加熱処理の温度は、好ましくは40℃以上150℃以下であり、より好ましくは50℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは80℃以上120℃以下である。加熱処理の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、加熱処理の時間は、適宜設定されうるが、好ましくは5秒以上20分以下であり、より好ましくは5秒以上10分以下であり、さらに好ましくは10秒以上5分以下である。
また、加熱処理の手段としては、特に制限されず、各種公知の方法が用いられる。例えば、上下同じ方向にフィルムの搬送方向に熱風を送風するパラレル乾燥方式、上下異なる方向にフィルムの搬送方向に熱風を送風するカウンター乾燥方式、フィルムの上下から直接熱風を送風するフロート乾燥方式などの方法が挙げられる。
[光学部材]
本発明の一形態によると、上述した光学フィルム用粘着剤層と、前記粘着剤層の一方の面に設けられた第一の光学フィルムと、を有する光学部材が提供される。
また、本発明の一形態によると、上述した光学フィルム用粘着剤層と、前記粘着剤層の一方の面に設けられた第一の光学フィルムと、前記粘着剤層のもう一方の面に設けられたガラスまたは第二の光学フィルムと、を有する光学部材が提供される。なお、ここで、「第一の光学フィルム」と、「第二の光学フィルム」とは、同じ構成(材料、機能等)を有するフィルムであってもよく、異なる構成(材料、機能等)を有するフィルムであってもよい。また、本発明において、第一の光学フィルム(または第二の光学フィルム)が偏光板である形態も提供される。
本発明において、上述した粘着剤は、光学フィルムの片面または両面に直接塗布して粘着剤層を形成して使用されてもよい。本発明では、上述した理由で、セパレータなどに粘着剤層を予め形成し、これを光学フィルムの片面または両面に転写することにより使用することが望ましい。また、転写する前に、光学フィルムの表面には、その材質に応じて、易接着処理層の形成などの下地処理や、帯電防止層の形成などを行ってもよい。また、粘着剤層の表面においても易接着処理を行ってもよい。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、光学フィルムと本発明の光学フィルム用粘着剤層との間に、易接着処理層を有することが好ましい。
<易接着処理層(易接着層)>
本発明の光学部材は、上記第一の光学フィルムと、上記光学フィルム用粘着剤層との間に、少なくとも1層の易接着処理層をさらに有することが好ましい。
また、より好ましい形態として、本発明の光学部材は、前記第一の光学フィルムと、前記光学フィルム用粘着剤層との間に、前記第一の光学フィルム側から順に、第一の易接着処理層、第二の易接着処理層を有する。このように光学部材において、第一および第二の易接着処理層の両方を有する構成は、光学フィルムと粘着剤層とをより強固に接着させられるという観点から好ましい。
易接着処理層としては、コロナ処理、プラズマ処理など、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。また、易接着処理層としては、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るものであってもよい。
プライマー層を構成する材料は、プライマー層と接触する部材と良好な密着性を有し、凝集力に優れる膜を形成するものが好ましい。プライマー層を構成する材料は、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る。なかでもポリマー類が好ましく用いられる。プライマー層は、帯電防止機能を有していてもよい。
プライマー層を構成す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。なかでも、ポリウレタン樹脂、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。
オキサゾリン基含有ポリマーとしては、市販品を用いることができる。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」から段落「0113」までに開示されているものが適宜採用されうる。
プライマー層の厚さは、10nm以上5000nm以下であることが好ましく、50nm以上500nm以下であることがより好ましい。上記の範囲内であると、十分な強度および密着性を発揮しつつ、光学特性を維持することができる。
プライマー層の形成方法は、特に制限されず、プライマー層の原料(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し、乾燥することによってプライマー層を形成することができる。
<光学フィルム>
本発明において、光学フィルム(第一の光学フィルムまたは第二の光学フィルム)としては、偏光板、着色防止としての位相差板、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等が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、光学フィルム(第一の光学フィルムまたは第二の光学フィルム)は、偏光板である。以下、偏光板について説明する。
〔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る。その後、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することができる。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。
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系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系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系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。
ヨウ素の水溶液に浸漬する方法としては、例えば、濃度が0.1質量%以上10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てもよく、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、必要に応じて水洗し、35℃以上55℃以下で1分以上10分以下程度乾燥してもよい。かような偏光子は、多種多様のものが市販品として入手することもできる。
また、偏光子の厚みは、特に制限されないが、一般的に3μm以上80μm以下であり、好ましくは10μm以上25μm以下である。偏光子の厚みが25μm以下であれば、片面保護偏光板において保護フィルムによる偏光子の収縮の抑制力に寄与することができる。その結果、加熱等による収縮を抑制でき、端部の気泡の発生や偏光板の剥がれや浮きをより一層抑制することができる。
本発明において、光学フィルムとしてより高度な耐久性が求められるという観点から、光学フィルムとして片面または両面が保護された偏光板が好ましい。なかでも、光学フィルムとして片面が保護された偏光板(片面保護偏光板)がより好ましい。保護の方法として、特に制限されず、保護フィルムを貼り合わせるなどの公知の方法が適宜採用されうる。
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、アクリル樹脂、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(ノルボルネン樹脂)、ポリアリレート系樹脂、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る。偏光子の他の片側には、透明保護フィルムが接着剤により貼り合わされる、または保護層が形成される。保護層としては、(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て形成することができる。
偏光板の厚みは、特に制限されず、一般的に20μm以上200μm以下であるが、薄型化の観点から、100μm以下であることが好ましい。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。
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ー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10μm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の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系接着剤または紫外線硬化系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、ポリビニルアルコール系接着剤では10nm以上200nm以下であることが好ましく、紫外線硬化系接着剤では0.2μm以上10μm以下であることが好ましい。接着剤層の厚さが上記範囲であれば、均一な面内厚みを得ることができ、かつ十分な接着力を得ることができるからである。
本発明においては、粘着剤層が形成されてなる粘着型偏光板も提供されうる。なお、粘着型偏光板の構成や製造などについては、上述した粘着剤層を有する光学フィルムの場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
[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をも提供する。
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)、マイクロLEDディスプレイ等が挙げられる。また、本発明の光学フィルム用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が好ましく適用される。
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
また、下記操作において、特記しない限り、操作および物性などの測定は、23℃、相対湿度55%RHの条件で行った。
((メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)の測定)
下記製造例で調製した各(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(測定条件は下記参照)。
・分析装置:東ソー株式会社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー株式会社製、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。
(片面保護偏光板の作製)
厚さ45μm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質量%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、3倍まで延伸したフィルムを60℃、4質量%濃度のホウ酸、および10質量%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、6倍まで延伸したフィルムを30℃、1.5質量%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。その後、50℃で4分間乾燥を行い、偏光子を得た。当該偏光子の片面に、厚さ80μmの1軸延伸PETフィルム(東洋紡株式会社製 コスモシャイン(登録商標) 超複屈折タイプ(SRF)のPETフィルム)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、合計厚みが98μmの片面保護の薄型偏光板(単に片面保護偏光板ともいう)を作製した。
〔製造例1:(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の溶液の調製〕
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、以下の共重合体原料等を仕込んだ。即ち、n−ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製)50質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)49質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)1質量部、および重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部を、酢酸エチル122.2質量部と共に仕込んだ。その後、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入した。窒素ガス置換した後に、フラスコ内の液温を55℃付近に保って4時間重合反応を行った。これにより、重量平均分子量(Mw)125万の(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:(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A2)の溶液の調製〕
製造例1において、(メタ)アクリル酸エステル共重合体を形成する各モノマーの種類およびその組成割合を下記表1に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様な操作を行った。これにより、重量平均分子量(Mw)130万の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A2)の溶液を調製した。
〔製造例3:(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A3)の溶液の調製〕
製造例1において、(メタ)アクリル酸エステル共重合体を形成する各モノマーの種類およびその組成割合を下記表1に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様な操作を行った。これにより、重量平均分子量(Mw)125万の(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A3)の溶液を調製した。(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)から(A3)のガラス転移温度(Tg)および重量平均分子量(Mw)も表1に示した。表1中の空欄は、そのモノマーを使用しなかったことを表す。
〔合成例1:一般式1aで表される化合物:シランカップリング剤(B)の合成方法〕
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた4つ口フラスコの内部を窒素置換し、以下の一般式1aで表される化合物の原料を仕込んだ。即ち、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI、分子量=168.20) 336.40g(2モル)と、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製 KBE−9007、分子量=205.28) 205.28g(1モル)とを仕込んだ。その後、70℃で攪拌下、イソシアヌレート化触媒としてテトラメチルアンモニウム・カプリエート 0.1gを加えた。反応液の屈折率測定により転化率が25%になった時点でリン酸0.2gを添加してイソシアヌレート化反応を停止した。さらに、得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を100℃にて150分間加熱した。ここで、上記反応液の屈折率測定は、アッベ屈折率計により屈折率n20 を測定した。得られた屈折率から転化率を算出した。
続いて、上記で得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を濾過した。その後、未反応のHDIモノマーと、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランの一部を、160℃、0.8mmHgの条件下で1回目の薄膜蒸留により除去した。1回目の薄膜蒸留後のトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物中のHDIモノマーと3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランとの合計含有量は12.0質量%であった。1回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を120℃の温度で60分間熱処理を行った。その後、余剰のHDIモノマーを、160℃、0.1mmHgの条件下で2回目の薄膜蒸留により除去した。2回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物中のHDIモノマーの含有量は0.10質量%であった。2回目の薄膜蒸留後のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を90℃の温度で180分間熱処理を行った。これにより、シランカップリング剤(B)として、トリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートを得た。得られたトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、一般式1aで表される構造の化合物となる。
以下の実施例のうち、シランカップリング剤(B)として上記合成例1と同じ一般式1aで表される化合物を用いる場合、市販品のX−12−1159L(一般式1aで表される化合物のシランカップリング剤、信越化学工業株式会社製)を用いて実験を行った。
〔合成例2:一般式2aで表される化合物:シランカップリング剤(B)の合成方法〕
仕込み量として、HDI 504.60g(3モル)と3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製 KBE−9007) 205.28g(1モル)とを仕込んだ以外は合成例1と同様にして、シランカップリング剤(B)として一般式2aで表される化合物のトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートを得た。
〔合成例3:一般式3aで表される化合物:シランカップリング剤(B)の合成方法〕
仕込み量として、HDI 336.40g(2モル)と3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製 KBE−9007) 410.56g(2モル)とを仕込んだ以外は合成例1と同様にして、シランカップリング剤(B)として一般式3aで表される化合物のトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートを得た。
〔合成例4:一般式4aで表される化合物:シランカップリング剤(B)の合成方法〕
仕込み量として、HDI 504.60g(3モル)と、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製 KBE−9007) 410.56g(2モル)とを仕込んだ以外は合成例1と同様にして、シランカップリング剤(B)として一般式4aで表される化合物のトリエトキシシリル基含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートを得た。
<実施例1>
〔光学フィルム用粘着剤の調製〕
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質量部(すなわち、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)100質量部)に対して、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)としてX−12−1159L(一般式1aで表される化合物90質量%含有、信越化学工業株式会社製)0.2質量部を配合して、光学フィルム用粘着剤(固形分18質量%)を調製した。
〔粘着剤層の形成〕
上記で得られた光学フィルム用粘着剤を、シリコーン処理を施した厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱ケミカル株式会社製、MRF38、オリゴマー防止層なし)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが25μmになるように塗布した。次に、上記フィルムに塗布した上記粘着剤を110℃で4分間加熱処理して、実施例1の粘着剤層を形成した。なお、加熱処理は、フィルムの上下から直接熱風を送風するフロート乾燥方式の方法によって行った。
〔光学部材(粘着剤層付き片面保護偏光板)の作製〕
上記の片面保護偏光板の粘着剤層を形成する偏光子側に、コロナ放電量80[W・min/m]でコロナ処理を行った。次いで、このコロナ処理を行った偏光子の表面上に、上記のシリコーン処理を施したPETフィルム上に形成された粘着剤層を転写し、光学部材(粘着剤層付き片面保護偏光板)を作製した。
<実施例2から実施例18までおよび比較例1から比較例8まで>
下記表2に示すように、光学フィルム用粘着剤を構成する(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)(比較例の中にはシランカップリング剤(B)に該当しないものを使用した例を含む)、架橋剤・硬化剤成分(C)、イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)(比較例の中にはシランカップリング剤(B)(D)に該当しないものを使用した例を含む)の種類および添加量(配合量)を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2から実施例18までおよび比較例1から比較例8までに対応する光学部材(粘着剤層付き片面保護偏光板)を作製した。
上記表2において、
1.(B)、(C)、(D)成分の添加量(単位:質量部)は、共重合体(A)を100質量部とした場合の添加量を表す。
2.表中の「−」は、係る成分が配合されていないことを表す。
3.「D−110N」は、三井化学株式会社製の商品(タケネート(登録商標)D−110N、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重量%酢酸エチル溶液、1分子中のイソシアネート基数:3個)である。
4.「KBM−403」は、信越化学工業株式会社の商品(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)である。
5.「KBE−9007」:信越化学工業株式会社の商品(3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン)である。
6.「X−12−1159L」は、信越化学工業株式会社製の商品(一般式1aで表される化合物;イソシアネート基を複数有するイソシアヌレート骨格を含有するシランカップリング剤)である。
7.「文献1 段落「0063」の式(7)」は、特許文献1の段落「0063」に示される式(7)で表されるイソシアネート基を有するシランカップリング剤である。
[評価]
上記の実施例1から実施例18までおよび比較例1から比較例8までで作製した光学フィルム用粘着剤、および光学部材である粘着剤層付き片面保護偏光板(サンプル)に対して、以下の評価を行った。
<端部気泡>
上記の実施例1から実施例18までおよび比較例1から比較例8までで作製した光学部材(粘着剤層付き片面保護偏光板)を37インチサイズに切り出してサンプルとした。切り出したサンプルを厚さ0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製、イーグルXG)にラミネーターを用いて貼着した。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無アルカリガラスに密着させた。かかる処理の施されたサンプルを、下記(1)、(3)の耐久性試験にそれぞれ供し、各試験後に偏光板(粘着剤層が形成された偏光子面側)とガラスとの間の外観を下記基準で目視にて評価した。本評価では、偏光板の延伸方向側の両側の端部1mm以内で発生した気泡を観察した。
−目視評価−
◎:端部に新規に発生した気泡全くなし
○:わずかながら端部に発生した発泡があるが、実用上問題なし
△:端部に発泡があるが、特別な用途でなければ、実用上問題なし
×:端部に著しい数の気泡があり、実用上問題あり。
<耐久性>
上記端部気泡と同じように処理したサンプルを、下記(1)から(3)の耐久性試験にそれぞれ供し、各試験後に偏光板(粘着剤層が形成された偏光子面側)とガラスとの間の外観を下記基準で目視にて評価した。本評価では、偏光板全体を目視にて観察した。
(1)85℃で500時間処理した(加熱試験)
(2)60℃、相対湿度95%RHの雰囲気下で500時間処理した(加湿試験)
(3)85℃の環境で30分間放置の後、−40℃の環境で30分間放置することを1サイクル(1時間)とし、合計300サイクル(300時間)処理した(ヒートショック(HS)試験。
−目視評価−
◎:発泡、剥がれ、浮き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、または発泡があるが、実用上問題なし
△:端部に剥がれ、または発泡があるが、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。
<リワーク性>
上記実施例1から実施例18までおよび比較例1から比較例8までで作製した光学部材を幅25mm×長さ100mmに裁断したものをサンプル1、縦420mm×横320mmに裁断したものをサンプル2(3枚作製)とした。このサンプル1およびサンプル2を、それぞれ厚さ0.7mmの無アルカリガラス板(コーニング社製、イーグルXG)に、ラミネーターを用いて貼り付け、次いで50℃、506.5kPa(5atm)で15分間オートクレーブ処理して完全に密着させた(初期)。その後、50℃の乾燥条件下で48時間加熱処理を施した(加熱後)。
上記サンプル1の初期および加熱後の接着力を測定した。接着力は、引張り試験機(株式会社オリエンテック製、テンシロン万能材料試験機、STA−1150)にて、23℃、相対湿度50%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、サンプル1を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、上記サンプル2(3枚)について、人の手によって無アルカリガラス板からサンプルを剥がし、下記基準でリワーク性を評価した(実リワーク性)。
−評価基準−
◎:3枚とも糊残りやフィルムの破断がなく良好に剥離可能
○:3枚中一部はフィルムが破断したが、再度の剥離によって剥がせた
△:3枚ともフィルム破断したが、再度の剥離によって剥がせた
×:3枚とも糊残りが生じるか、または何度剥離してもフィルムが破断して剥がせなかった。
各評価結果を下記表3に示す。
上記表3から明らかなように、実施例1から実施例18までの本発明の光学フィルム用粘着剤を使用して作製した粘着剤層付きの片面保護偏光板は、過酷な環境下(高温、高湿、ヒートショック)における耐久性(特に、偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)が向上することができ、さらにリワーク性(加工性)にも優れていることがわかった。
一方、比較例1から比較例8までの粘着剤層付きの片面保護偏光板は、ヒートショック(HS)試験後の端部気泡の評価において、いずれも端部に著しい数の気泡があり、実用上問題あることがわかった。この他にも、耐久性(偏光板端部に発生する気泡の抑制、および偏光板の剥がれの抑制)とリワーク性(加工性)の何れかの評価が悪い(×評価)か、又は低い(△評価)ものがあることがわかった。

Claims (19)

  1. 水酸基を有するポリマー成分(A)と、イソシアネート基を複数有するシランカップリング剤(B)とを含む光学フィルム用粘着剤であって、
    前記シランカップリング剤(B)が、イソシアヌレート骨格を含有する下記一般式1から下記一般式4までで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする光学フィルム用粘着剤:
    前記一般式1中、
    、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
    、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
    は、下記式5で表される基であり、
    nは、1以上8以下の整数であり、
    aは、0以上3以下の整数であり、
    前記一般式2中、
    、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
    、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
    は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
    、Yは、下記式5で表される基であり、
    nは、1以上8以下の整数であり、
    aは、0以上3以下の整数であり、
    前記一般式3中、
    、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
    、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
    は、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
    、Yは、下記式5で表される基であり、
    n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
    a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数であり、
    前記一般式4中、
    、R、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、
    、R、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上8以下のアルキレン基であり、
    、R10は、それぞれ独立して、炭素数1以上16以下のアルキレン基であり、
    、Y、Yは、下記式5で表される基であり、
    n、mは、それぞれ独立して、1以上8以下の整数であり、
    a、bは、それぞれ独立して、0以上3以下の整数であり、
    前記式5中、*は、他の原子(隣接した原子)と連結される部分を意味する。
  2. 前記シランカップリング剤(B)が、下記一般式1aから一般式4aまでで表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム用粘着剤。
  3. 前記水酸基を有するポリマー成分(A)が、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルム用粘着剤。
  4. 前記水酸基を有するポリマー成分(A)と反応し得る架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  5. イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)をさらに含有することを特徴とする請求項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(A1)が、
    (a1)アルキル(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位、ならびに
    (a2)ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の構成単位および(a3)カルボキシル基を有するモノマー由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位、
    を含むことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  7. 前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A1)の重量平均分子量が、50万以上200万以下であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  8. 前記(a1)成分における、アルキルの炭素数が1以上18以下であることを特徴とする請求項6に記載の光学フィルム用粘着剤。
  9. 前記架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)が、前記水酸基を有するポリマー成分(A)100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下含まれることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  10. 前記架橋剤および硬化剤から選択される少なくとも1つの成分(C)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および過酸化物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項4〜9のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  11. 前記イソシアネート基を含有しないシランカップリング剤(D)が、前記水酸基を有するポリマー成分(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ことを特徴とする請求項5〜10のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
  12. 請求項1〜11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ことを特徴とする光学フィルム用粘着剤層。
  13. 請求項12に記載の光学フィルム用粘着剤層と、
    前記粘着剤層の一方の面に設けられた第一の光学フィルムと、を有することを特徴とする光学部材。
  14. 請求項12に記載の光学フィルム用粘着剤層と、
    前記粘着剤層の一方の面に設けられた第一の光学フィルムと、
    前記粘着剤層のもう一方の面に設けられたガラスまたは第二の光学フィルムと、を有することを特徴とする光学部材。
  15. 前記第一の光学フィルムと、前記光学フィルム用粘着剤層との間に、少なくとも1層の易接着処理層をさらに有することを特徴とする請求項13または14に記載の光学部材。
  16. 前記第一の光学フィルムと、前記光学フィルム用粘着剤層との間に、前記第一の光学フィルム側から順に、第一の易接着処理層、第二の易接着処理層を有することを特徴とする請求項15に記載の光学部材。
  17. 請求項13〜16のいずれか1項に記載の光学部材を少なくとも1つ用いたことを特徴とする画像表示装置。
  18. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤を、離型シート上に塗布し、次いで加熱処理して架橋反応させることを含むことを特徴とする光学フィルム用粘着剤層の製造方法。
  19. 前記加熱処理の温度が80℃以上120℃以下であることを特徴とする請求項18に記載の光学フィルム用粘着剤層の製造方法。
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