JP2022026727A - 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、偏光フィルム保護層、およびそれを用いた偏光板 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、偏光子としては、高ケン化度のポリビニルアルコール系樹脂(以下、ポリビニルアルコールを「PVA」と略記する。)を用いて製膜してなるPVA系フィルム中にヨウ素等の二色性材料が分散、吸着され、好ましくはさらにホウ酸等の架橋剤によって架橋された、一軸延伸PVA系フィルムが広く用いられている。このような偏光子は、一軸延伸PVA系フィルムであるがゆえに、高湿度下においては膨潤しやすくなるため、耐湿性や強度を補うことを目的に、偏光子に保護フィルムが貼り合わされる。
カチオン重合とラジカル重合の重合速度を比べると、ラジカル重合の方が重合進行が速い。そのため、先にラジカル重合が進行して保護膜が形成されることで、光酸発生剤から発生した酸の拡散が遅くなり、カチオン重合の進行速度が遅くなる。その結果、硬化収縮率が低減され、密着性が良好となると考えらえる。さらに、カチオン重合は光を照射せずとも常温でも後硬化反応が進行するため、最終的に十分に重合反応が進行し、その結果、形成された保護膜を有する偏光板は耐湿熱性に優れると考えられる。
以下、順に硬化性樹脂組成物の各成分を説明する。
本発明で用いられる環状エーテル構造を有するカチオン硬化性樹脂(A)としては、2官能以上のオキセタン化合物(A1)、およびエポキシ化合物(A2)を含有することが必須である。
本発明で用いられる2官能以上のオキセタン化合物(A1)としては例えば、3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン、4,4'-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル等があげられる。これら2官能以上のオキセタン化合物(A1)は単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
かかる官能基数が1官能の場合、耐湿熱性が悪化し本発明の効果が発揮されず好ましくなく、また、多すぎても密着性が低下する傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と密着性のバランスがより良好となる傾向があり、好ましい。
かかる含有割合が少なすぎると硬化性が低下しやすい傾向があり、多すぎると偏光フィルムとの密着性が低下する傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と密着性のバランスがより良好となる傾向あり、好ましい。
本発明で用いられるエポキシ化合物(A2)としては、例えば、芳香環構造を有するエポキシ化合物(A2-1)、脂環構造を有するエポキシ化合物(A2-2)、芳香環構造および脂環構造を有するエポキシ化合物(A2-3)が挙げられる。
なかでもビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂が特に好ましい。
ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられ、これらビスフェノール構造が混合されたエポキシ樹脂でもよい。
これらの中でも取扱いが容易である点でビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。
脂環族多価アルコールのポリグリシジルエーテルであるエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等の芳香族エポキシ化合物に水素添加した水添型エポキシ樹脂化合物や1,6-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
脂環式環に直接エポキシ基が結合した脂環式エポキシ化合物としては、3',4'-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ε-カプロラクトン変性3',4'-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン、リモネンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジエポキシド等があげられる。
かかる官能基数が多すぎると、密着性が低下する傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と硬化膜の特性バランスがより良好となる傾向があり、好ましい。
かかる含有割合が少なすぎると偏光フィルムとの密着性が低下する傾向があり、多すぎると硬化性が低下しやすい傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と密着性のバランスがより良好となる傾向があり、好ましい。
芳香環含有成分((A2-1)+(A2-3))の含有割合が多くなると、密着性と耐湿熱性が低下する傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と密着性のバランスがより良好となる傾向があり、好ましい。
かかる2官能以上のオキセタン化合物(A1)の割合が多すぎると密着性が低下する傾向があり、エポキシ化合物(A2)の割合が多すぎると耐湿熱性が低下する傾向がある。一方、かかる含有割合を上記好ましい範囲内とすることで、硬化性と密着性のバランスがより良好となる傾向があり、好ましい。
本発明で用いられる少なくとも2つの不飽和炭化水素基を有する化合物(B)としては、ラジカル重合性多官能モノマーであることが好ましい。
ラジカル重合性多官能モノマーとしては、例えば2官能以上の官能基を有するビニル化合物、2官能以上の官能基を有する(メタ)アクリル系化合物があげられるが、硬化性に優れる点で2官能以上の官能基を有する(メタ)アクリル系化合物が特に好ましい。
1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
かかる含有量が、下限値以下であっても、上限値以上であっても偏光子に対する密着性が悪化し本発明の効果を発揮できない。一方、含有量を上記好ましい範囲内とすることで、偏光子への密着性に加え硬化性や硬化膜の耐湿熱性などの種々特性がより向上する傾向があり、好ましい。
なお、(A)と(B)に表される構造を両方有する化合物は、(A)に含まれるものとしてその含有量を計算するものとする。
上記光酸発生剤としては、活性エネルギー線の照射によりカチオン種やルイス酸を生じる化合物であり、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩、鉄-アレン錯体等があげられる。
上記光酸発生剤を使用することにより、オキセタン化合物(A1)の重合反応が十分に進行し、偏光フィルムとの接着性が向上し、かつ十分な強度を有する保護層となる傾向がある。
上記光酸発生剤(C)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
かかる含有量が多すぎると、溶解性の低下や、耐湿熱性が低下する傾向がある。また、少なすぎても、硬化が不充分となり、偏光フィルムとの接着性や保護膜の強度が低下する傾向がある。一方含有量が上記好ましい範囲内であることで、硬化性と耐湿熱性のバランスをより向上できる傾向があり、好ましい。
上記光ラジカル開始剤(D)としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。なお、これら光ラジカル開始剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
かかる含有量が多すぎると低分子量成分が多くなり架橋密度が低下し耐湿熱性が低下する傾向があり、少なすぎると硬化性に乏しく物性が不安定となる傾向がある。一方含有量が上記好ましい範囲内であることで、硬化性と耐湿熱性のバランスをより向上できる傾向があり、好ましい。
また、上記添加剤の他にも、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであってもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、上記各成分を用いて所定割合にて配合し、混合することにより得られる。
本発明の偏光板は、偏光フィルムに本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化してなる保護層を有するものであり、詳しくは、偏光フィルムの少なくとも一方の面、好ましくは両面に、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布または貼り合わされたものに、活性エネルギー線照射を行なうことで偏光板が形成される。
上記紫外線照射の照射量は365nmの積算で、通常2~3000mJ/cm2、好ましくは10~2000mJ/cm2の条件で行われる。
また、上記無電極ランプの場合は、例えば、通常2~2000mJ/cm2、好ましくは10~1500mJ/cm2の条件で行われる。
〔オキセタン化合物(A1)〕
(A1-1):3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン;東亞合成社製、商品名「アロンオキセタンOXT-221」(分子内にオキセタニル基を2個有するオキセタン化合物)
(A2-1):3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート;ダイセル社製、商品名「セロキサイド2021P」(分子内に脂環式エポキシ基を2個有する脂環式エポキシ化合物)
(B-1):トリシクロデカンジメタノールジアクリレート;共栄社化学社製、商品名「ライトアクリレートDCP-A」)
(C-1):ジフェニル〔4-(フェニルチオ)フェニル〕スルホニウム・ヘキサフルオロアンチモネート;サンアプロ社製、商品名「CPI-101A」
(D-1):フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド;IGM Resins社製、商品名「Omnirad819」
(E-1):9,10-ジブトキシアントラセン;川崎化成工業社製、商品名「UVS-1331」
<活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の調製>
上記各配合成分を、後記の表1に示す割合で配合し、混合することにより活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を偏光フィルム保護用硬化性樹脂組成物として用いて、以下の通り評価を行った。その結果を表1に示す。
60μmのPVAフィルムを、水温30℃の水槽に浸漬しつつ、1.5倍に延伸した。つぎに、ヨウ素0.2g/L、ヨウ化カリウム15g/Lよりなる染色槽(30℃)にて240秒間浸漬しつつ1.3倍に延伸した。さらに、ホウ酸50g/L、ヨウ化カリウム30g/Lの組成のホウ酸処理槽(50℃)に浸漬すると共に、同時に3.08倍に一軸延伸しつつ5分間にわたってホウ酸処理を行った。その後、90℃で乾燥して総延伸倍率6倍の偏光フィルムを製造した。
上記で調製した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を偏光フィルムの片面と離型PETフィルム(三井化学東セロ社製SPPET3801BU 厚み38μm)の間に挟み、ラミネーターを通すことで塗工した。その後、高圧水銀ランプの取り付けられた紫外線照射装置にてピーク照度:1,200mW/cm2、積算露光量:1,200mJ/cm2(波長365nm)で離型PETフィルム面より紫外線照射を行って活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させて保護層とした(膜厚:15μm)。
偏光子のもう一方の面に、同様の硬化性樹脂組成物を同様の条件で保護層を作成し、離型PETフィルムをそれぞれ剥離することで、偏光子の両面に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた保護層とした偏光板試験片を作製した。
(密着性)
得られた偏光板試験片を、40mm×40mmの大きさに裁断し、感圧接着剤を介してガラスに貼合した。得られたガラス付き偏光板に2mm間隔にて縦横にカッターで切込みを入れ100個の碁盤目を作製した後、碁盤目部分にセロハンテープを圧着させ、テープの端を90°方向にテープを剥離した際の、保護層の残存個数を確認し、下記基準により評価した。結果を表1に示す。
○:保護層の残存個数が、51~100であった
△:保護層の残存個数が、1~50であった
×:保護層の残存個数が、0であった
実施例1~5の活性エネルギー線硬化性組成物を用いて得られた偏光板試験片を、40mm×40mmの大きさに裁断し、感圧接着剤を介してガラスに貼り合わせた。得られたガラス付き偏光板を85℃及び85%の恒温恒湿器内に200時間放置した後、偏光板の偏光度を自動偏光フィルム測定装置VAP-7070S(日本分光株式会社製)にて測定した。偏光板の偏光度を下記基準にて評価した。結果を表2に示す。
○:200時間放置後の偏光度が99.8%以上であった。
△:200時間放置後の偏光度が99.0%以上99.8%未満であった。
×:200時間放置後の偏光度が99.0%未満であった。
Claims (7)
- 環状エーテル構造を有するカチオン硬化性樹脂(A)、および少なくとも2つの不飽和炭化水素基を有する化合物(B)を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、
環状エーテル構造を有するカチオン硬化性樹脂(A)として、2官能以上のオキセタン化合物(A1)、およびエポキシ化合物(A2)を含有し、
少なくとも2つの不飽和炭化水素基を有する化合物(B)の含有割合が(A)+(B)成分の合計100重量部に対して5~45重量部である
ことを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。 - 2官能以上のオキセタン化合物(A1)の含有割合が環状エーテル構造を有するカチオン硬化性樹脂(A)全体100重量部に対して51~99重量部であることを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- エポキシ化合物(A2)が芳香環構造および/または脂環構造を有するエポキシ化合物であることを特徴とする請求項1または2記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 少なくとも2つの不飽和炭化水素基を有する化合物(B)が、ラジカル重合性多官能モノマーであることを特徴とする請求項1~3いずれか記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 光酸発生剤(C)および光ラジカル重合開始剤(D)を含有することを特徴とする請求項1~4いずれか記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 請求項1~5いずれか記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化してなることを特徴とする偏光フィルム保護層。
- 請求項6記載の偏光フィルム保護層を含有することを特徴とする偏光板。
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