JP5563411B2 - 粘着剤組成物、粘着剤および光学フィルム - Google Patents
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Description
しかしながら、光学用途や屋外での使用等、過酷な条件をクリアする必要がある場合においては、ポリマーを主成分とする粘着剤組成物を単に積層して粘着剤層としただけでは、十分な耐久性を得ることが困難であるという問題が見られた。
すなわち、特許文献1には、アクリル系共重合体と、側鎖に活性エネルギー線重合性基を有するアクリル系共重合体を含む粘着性材料に、活性エネルギー線を照射してなる粘着剤が開示されている。
したがって、特許文献1の粘着剤は、イソシアナート系架橋剤等を併用して、アクリル系共重合体における架橋具合を微調整する必要があり、それ故、所定のシーズニング期間を要していた。
したがって、粘着剤組成物を粘着剤にする際のシーズニング期間を不要とし、さらに、長期間過酷な環境に曝された場合においても、粘着剤自体の性能変化を生じさせないことは勿論のこと、該粘着剤が適用されている基材等の伸縮等をも抑えることにより機能変化を生じさせない粘着剤が求められていた。
より具体的には、例えば、粘着剤のシーズニング期間が不要でありながら、偏光板を液晶セル等の被着体に耐久性よく接着することができ、また、光漏れ性やヘイズ値といった光学特性にも優れ、かつ、所定期間経過後であっても、容易に被着体から剥がすことができる(リワーク性)粘着剤が求められていた。
すなわち、本発明の目的は、粘着剤組成物を粘着剤にする際のシーズニング期間を不要とし、さらに、長期間過酷な環境に曝された場合においても、粘着剤自体の性能変化を生じさせないことは勿論のこと、該粘着剤が適用されている基材等の伸縮等をも抑えることにより機能変化を生じさせない粘着剤組成物、粘着剤および光学フィルムを提供することにある。
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
すなわち、(A)所定重量平均分子量を有する(メタ)アクリル酸エステル重合体と、(B1)所定重量平均分子量を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体または(B2)所定のポリエン化合物、あるいは(B1)および(B2)と、(C)所定のポリチオール化合物とを、所定割合で配合してあることから、光照射(活性エネルギー線照射)により、(B1)成分または(B2)成分(以下、(B1)成分および(B2)成分をまとめて(B)成分と称する場合がある。)と、(C)成分との間で、効率的にエン−チオール反応をさせることができる。
その結果、イソシアナート等による熱架橋を別途行うことなく、(B)成分および(C)成分間の光架橋のみによって、所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることができる。
また、(A)成分としての(メタ)アクリル酸エステル重合体が、所定の重量平均分子量を有することから、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を効果的に向上させることができる。
したがって、本発明の粘着剤組成物であれば、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制することができる。
なお、エン−チオール反応とは、活性エネルギー線照射により、メルカプト基上にラジカルが発生し、該ラジカルによりメルカプト基がエチレン性二重結合に付加する反応を言う。
なお、本発明においては、その規定からも明らかなように、(A)成分および(C)成分に対し、(B1)成分および(B2)成分を、それぞれ単独で含有させてもよく、これらを両方含有させてもよい。
すなわち、本発明の規定において、「下記(A)、(B1)、(C)成分」を含有する粘着剤組成物は、(B2)成分を含有しない粘着剤組成物を意味し、「下記(A)、(B2)、(C)成分」を含有する粘着剤組成物は(B1)成分を含有しない粘着剤組成物を意味する。
したがって、本発明の規定する「下記(A)、(B1)、(C)成分」を含有する粘着剤組成物、「下記(A)、(B2)、(C)成分」を含有する粘着剤組成物、および「下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分」を含有する粘着剤組成物は、それぞれ重複部分を有さない。
このように構成することにより、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を、より効果的に向上させることができるばかりか、熱架橋を行うことなく所望の粘着性および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より効果的に得ることができる。
このように構成することにより、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を、さらに効果的に向上させることができるばかりか、熱架橋を行うことなく所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、さらに効果的に得ることができる。
なお、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体とは、共重合の後において、最終的に側鎖にエチレン性二重結合を有することとなる単量体をも含むものとする。
このように構成することにより、(B1)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を、より効果的に行うことができる。
このように構成することにより、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を、より効果的に向上させることができるばかりか、(B2)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を、より効果的に行わせることができる。
このように構成することにより、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を、さらに効率的に行うことができる。
このように構成することにより、偏光板と、液晶セルと、の密着性を効果的に向上させることができる。
このように構成することにより、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を過度に阻害することなく、光硬化速度を向上させることができる。
(1)下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物を準備する工程
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
(2)粘着剤組成物を、剥離フィルムに対して塗布する工程
(3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射する工程
すなわち、このように構成することにより、シーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、耐久性を維持しながら光漏れの発生を効果的に抑制できる粘着剤を、剥離フィルム上において安定的に得ることができる。
したがって、偏光板等の光学フィルムに対して、効率的に粘着剤を積層することができる。
なお、照射量を、光量と称する場合がある。
また、以下において、活性エネルギー線による硬化を、これに含まれる概念である「光硬化」と省略する場合がある。
このように構成することにより、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を、より効果的に抑制することができる。
すなわち、このように構成することにより、所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より安定的に発揮させることができる。
このように構成した場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制することができる。
本発明の第1の実施形態は、下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物である。
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
すなわち、図1(a)〜(e)に例示するような態様で用いられる粘着剤組成物1である。
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
(1)種類
(A)成分は、(メタ)アクリル酸エステル重合体であって、所謂アクリルポリマーである。
また、後述する(B1)成分との相違点として、(A)成分は、側鎖にエチレン性二重結合を有しておらず、ラジカルに対して非反応性であるという特徴がある。
したがって、(A)成分は、光架橋に供されないため、粘着特性および耐久性の向上に寄与する。
なお、本発明において、(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両方を意味する。
例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシルおよび(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の少なくとも一種に由来したものであることが好ましい。
例えば、官能基として水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基の少なくとも1種を含むことが好ましく、具体例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のアクリルアミド類;(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピル等の(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。
この理由は、(A)成分をこのように構成することにより、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を、より効果的に向上させることができるばかりか、熱架橋を行うことなく所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より効果的に得ることができるためである。
したがって、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数を、2〜18(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜12(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
このような観点から、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステル(a1)と、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体(a2)と、の共重合比(a1:a2)(重量基準)を、99:1〜90:10の範囲内の値とすることがより好ましく、98.5:1.5〜95:5の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルとは、例えば、(メタ)アクリル酸メチルのように、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびアミド基を有さない(メタ)アクリル酸エステルを意味する。
また、上述した共重合比は、各構成単位である単量体の仕込み量から算出される理論値を示す。
また、共重合形態については特に制限されるものではなく、ランダム、ブロック、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
(A)成分の重量平均分子量を50万〜250万の範囲内の値とする。
この理由は、かかる(A)成分の重量平均分子量が、50万未満の値になると、環境変化に曝された場合における耐久性が不十分となって、光漏れの発生を効果的に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる(A)成分の重量平均分子量が、250万を超えた値になると、粘着剤組成物の粘度が高くなりすぎて、加工適性を損なう場合があるためである。
したがって、(A)成分の重量平均分子量を50万〜220万の範囲内の値とすることが好ましく、100万〜200万の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。
なお、(A)成分は1種単独で用いてもよいし、モノマー成分や分子量の異なる2種以上を併用してもよい。
(B)成分は、(B1)成分としての所定の反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体、または、(B2)成分としての所定のポリエン化合物、あるいは(B1)成分および(B2)成分の組み合わせである。
以下、(B1)成分および(B2)成分について、それぞれ説明する。
(1)−1 種類
(B1)成分は、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体であって、いわゆる反応性アクリルポリマーである。
かかる(B1)成分は、(C)成分とのエン−チオール反応によって光架橋に供され、粘着剤の凝集力を上昇させることにより耐久性を向上させることに寄与する。
すなわち、まず、(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に水酸基やカルボキシル基等の官能基を有する単量体と、の共重合体を用意する。
次いで、分子内にエチレン性二重結合と、イソシアナート基やエポキシ基等と、を有する化合物を用意し、かかるイソシアナート基やエポキシ基を介して、用意した共重合体の水酸基やカルボキシル基等の置換基に対し付加反応させることで、(B1)成分を得ることができる。
また、付加反応させる割合としては、共重合体を構成する、分子内に水酸基やカルボキシル基等の官能基を有する単量体の50〜100モル%の範囲内の値とすることが好ましく、60〜95モル%の範囲内の値とすることがより好ましく、70〜90モル%の範囲内の値であることがさらに好ましい。
また、共重合体における置換基がカルボキシル基の場合にはイソシアナート基やエポキシ基、共重合体における置換基が水酸基の場合にはイソシアナート基、共重合体における置換基がアミノ基または置換アミノ基の場合には、イソシアナート基を介して、それぞれ分子内にエチレン性二重結合を有する化合物を付加反応させることが好ましい。
なお、(メタ)アクリル酸エステルおよび分子内に官能基を有する単量体としては、(A)成分におけるのと同様にすることができる。
この理由は、(B1)成分をこのように構成することにより、光硬化により得られる粘着剤の耐久性を、さらに効果的に向上させることができるばかりか、熱架橋を行うことなく所望の粘着性および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、さらに効果的に得ることができるためである。
なお、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体とは、共重合の後において、最終的に側鎖にエチレン性二重結合を有することとなる単量体をも含むものとする。
したがって、(メタ)アクリル酸エステルにおけるアルキル基の炭素数を、2〜18の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜12の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
したがって、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステル(b1)と、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体(b2)と、の共重合比(b1:b2)(重量基準)を、95:5〜60:40の範囲内の値とすることがより好ましく、90:10〜70:30の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、上述した共重合比は、仕込み量から算出される理論値を示す。
より具体的には、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体の量は、置換基を有する単量体に対してエチレン性二重結合を付加反応させる際の仕込み量、および(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を共重合させる際の仕込み量から算出される理論値を示す。
この理由は、このように構成することにより、(B1)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を、より効果的に行うことができるためである。
すなわち、(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であれば、適度な反応性を有することから、上述したエン−チオール反応を、効率よく進行させることができるためである。
より具体的には、アクリロイルオキシエチルイソシアナート、アクリロイルオキシプロピルイソシアナート、メタクリロイルオキシエチルイソシアナートおよびメタクリロイルオキシプロピルイソシアナート等を、予め用意してある共重合体の水酸基に対し付加反応させることが好ましい。
なお、かかる付加反応は、例えば、温度25〜60℃で6〜48時間程度行うことが好ましい。
また、必要に応じて、ジブチル錫ジラウレート等の有機錫化合物や置換アミン化合物等を触媒として用いることも好ましい。
(B1)成分の重量平均分子量を3万〜150万の範囲内の値とする。
この理由は、かかる(B1)成分の重量平均分子量が、3万未満の値になると、環境変化に曝された場合における耐久性が不十分となって、光漏れの発生を効果的に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる(B1)成分の重量平均分子量が、150万を超えた値になると、熱架橋を行うことなく所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、(B1)成分の重量平均分子量を10万〜120万の範囲内の値とすることが好ましく、30万〜100万の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。
また、(B1)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、1〜80重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(B1)成分の含有量が、1重量部未満の値になると、(B1)成分および(C)成分間のエン−チオール反応が不十分になって、凝集力が低下しやすくなる場合があるためである。一方、かかる(B1)成分の含有量が、80重量部を超えた値になると、(B1)成分および(C)成分間のエン−チオール反応が過剰になって、粘着性や耐久性が低下しやすくなる場合があるためである。
したがって、(B1)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、2〜70重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜50重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、(B1)成分は1種単独で用いてもよいし、モノマー成分や分子量等の異なる2種以上を併用してもよい。
(2)−1 種類
(B2)成分は、1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物であって、いわゆるポリエン化合物である。
かかる(B2)成分は、(C)成分とのエン−チオール反応によって光架橋に供され、粘着剤の凝集力を上昇させることにより耐久性を向上させることに寄与する。
なお、(B1)成分も、1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有する化合物であるという点で(B2)成分と共通するが、(B2)成分がモノマーまたはオリゴマーであるのに対し、(B1)成分がポリマーである点で相違する。
より具体的には、(B2)成分は、分子量が3万未満のポリエン化合物である。
このような化合物としては、例えば、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、ネオペンチルグリコールジ(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、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、ジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレートなどの2官能型;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(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、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどの3官能型;ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能型;プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの5官能型;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの6官能型などが挙げられる。
このような多官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、ジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのイソシアヌレート構造を有するものや、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、エチレンオキサイド変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、アダマンタンジアクリレートなどが好適である。
特に、イソシアヌレート構造を有する化合物であれば、(B2)成分および(C)成分の光架橋における架橋密度をさらに好適な範囲に調節することができ、光硬化により得られる粘着剤の耐久性についても、より効果的に向上させることができ、さらに、(A)成分に対する(B2)成分の相溶性をさらに向上させて、より優れた透明性を得ることができることから、好適である。
中でも、光学特性への影響が少なく、耐久性や被着体との密着性の向上に優れた効果を示すことから、3官能型かつイソシアヌレート構造を有するものがさらに好適である。
本発明において、これらの多官能(メタ)アクリレート系モノマーは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、ポリエステルアクリレート系オリゴマーとしては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより、あるいは、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
エポキシアクリレート系オリゴマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環に、(メタ)アクリル酸を反応しエステル化することにより得ることができる。また、このエポキシアクリレート系オリゴマーを部分的に二塩基性カルボン酸無水物で変性したカルボキシル変性型のエポキシアクリレートオリゴマーも用いることができる。
ウレタンアクリレート系オリゴマーは、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアナートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができ、ポリオールアクリレート系オリゴマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
また、上述したアクリレート系オリゴマーの重量平均分子量は、GPC法で測定した標準ポリスチレン換算の値で、20,000以下が好ましく、より好ましくは1000〜10,000、さらに好ましくは3,000〜5,000の範囲で選定される。
なお、これらのオリゴマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、(B2)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、1〜50重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(B2)成分の含有量が1重量部未満の値になると、(B2)成分および(C)成分間におけるエン−チオール結合が過度に少なくなって、環境変化に曝された場合における耐久性を得ることが困難となる場合があるためである。一方、かかる(B2)成分の含有量が50重量部を超えた値になると、(B2)成分および(C)成分間におけるエン−チオール結合が過剰になって、熱架橋を行うことなく所望の粘着力や貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
このような観点から、(B2)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、2〜40重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜30重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、(B2)成分を、(B1)成分と併用して用いる場合に、(B2)成分の含有量が1重量部未満の値となると、架橋反応が十分に進行せず、凝集力が不十分となる場合があるためである。一方、かかる(B2)成分の含有量が50重量部を超えた値になると、架橋反応が過度に進行し、粘着物性や耐久性が低下する場合があるためである。
したがって、(B2)成分を、(B1)成分と併用して用いる場合には、(B2)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、2〜40重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜30重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(1)種類
(C)成分は、1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物である。
かかる(C)成分は、(B)成分とのエン−チオール反応によって光架橋に供され、粘着剤の凝集力を上昇させることにより耐久性を向上させることに寄与する。
この理由は、これらのポリチオール化合物であれば、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を、さらに効果的に行うことができるためである。
すなわち、チオール基を含む反応性基を3つ以上有し、適度な反応性を発揮するためである。
また、(C)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.01〜50重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる(C)成分の含有量が、0.01重量部未満の値になると、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール結合が過度に少なくなって、環境変化に曝された場合における耐久性を得ることが困難となる場合があるためである。一方、かかる(C)成分の含有量が、50重量部を超えた値になると、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール結合が過剰になって、熱架橋を行うことなく所望の粘着力や貯蔵弾性率等の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、(C)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.05〜40重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜30重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(1)種類
さらに、(D)成分として、いわゆるシランカップリング剤を含有させることも好ましい。
かかる(D)成分は、液晶セル等のガラスからなる対象物と、偏光板等の光学フィルムと、の密着性を効果的に向上させることに寄与する。
また、かかる(D)成分としては、アルコキシシリル基を分子内に少なくとも1つ有する有機ケイ素化合物であって、粘着剤組成物との相溶性がよく、かつ、光透過性を有するものであることが好ましい。
また、(D)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる(D)成分の含有量が、0.001重量部未満の値になると、偏光板等と、液晶セル等と、の密着性を向上させる効果を十分に発揮させることが困難となる場合があるためである。一方、かかる(D)成分の含有量が、10重量部を超えた値になると、粘着性および耐久性が低下する場合があるためである。
このような観点から、(D)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜3重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(1)種類
さらに、(E)成分として、いわゆる光重合開始剤を含有させることも好ましい。
かかる(E)成分は、光硬化速度を向上させることに寄与する。
また、かかる(E)成分としては、例えば、ベンソイン、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−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、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、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、オリゴ[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]、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等を用いることが好ましい。
また、(E)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、10重量部未満の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる(E)成分の含有量が、10重量部以上の値となると、(B)成分および(C)成分間におけるエン−チオール反応を過度に阻害し、環境変化に曝された場合における耐久性や、所定の粘着剤特性を得ることが困難となる場合があるためである。一方、かかる(E)成分の含有量が過度に少なくなると、光硬化速度を向上させる効果を得ることが困難となる。
したがって、(E)成分の含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.1〜5重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.3〜2重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、実施例においても示すように、(E)成分を全く含有させなくとも、環境変化に曝された場合における耐久性や、所定の粘着剤特性を十分に得られることが確認されている。
したがって、エン−チオール反応の阻害を抑制する観点からは、(E)成分を全く含有させないことも好ましい。
また、本発明の粘着剤組成物は、帯電防止剤を含むことも好ましい。
この理由は、帯電防止剤を含むことにより、粘着剤層付き偏光板等を被着体である液晶セル等に貼合した後、貼りミス等により剥離する必要が生じた際に、静電気の発生を効果的に抑制することができるためである。
その結果、偏光板等の表面にゴミが付着し易くなったり、液晶配向に乱れが生じやすくなったり、周辺回路素子の静電破壊が生じ易くなったりすることを、安定的に防止することができるためである。
また、帯電防止剤の種類としては、カリウム/フッ素含有スルホニルイミド塩およびリチウム/フッ素含有スルホニルイミド塩、あるいはいずれか一方を用いることが好ましい。
この理由は、これらの化合物であれば、優れた帯電防止性を長期間に渡って有効に発揮することができるためである。
特に、高温環境下に長時間曝された場合であっても、光硬化後に得られる粘着剤層からのブリードを抑制できるとともに、粘着力や所定環境下における耐久性の低下についても、有効に防止することができるためである。
また、カリウム/フッ素含有スルホニルイミド塩としては、例えば、カリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、カリウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド等が好ましく挙げられる。
また、リチウム/フッ素含有スルホニルイミド塩としては、例えば、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド等が好ましく挙げられる。
また、帯電防止剤の含有量を、(A)成分としての(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部に対して、0.05〜15重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる帯電防止剤の含有量が0.05重量部未満の値となると、粘着剤組成物を光硬化させてなる粘着剤に対する帯電防止性の付与が不十分になって、静電気の発生を安定的に抑制することが困難になる場合があるためである。一方、かかる帯電防止剤の含有量が15重量部を超えた値となると、粘着剤組成物を光硬化させてなる粘着剤における粘着力や所定条件下における耐久性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、帯電防止剤の含有量を、(A)成分としての(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部に対して、0.5〜10重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、2〜4重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、粘着剤組成物およびそれを硬化させてなる粘着剤中における帯電防止剤の分散性を向上させるために、さらに分散助剤を添加することが好ましい。
また、当該分散助剤としては、ポリオキシエチレングリコール−ポリオキシプロピレングリコールブロック共重合体等を用いることもできるが、アルキレングリコールジアルキルエーテルを用いることが好ましい。
この理由は、アルキレングリコールジアルキルエーテルであれば、カリウム(またはリチウム)/フッ素含有スルホニルイミド塩等の帯電防止性を、効果的に向上させることができるとともに、かかる分散助剤自体が光学用粘着剤からブリードすることについても、効果的に抑制することができるためである。
また、これらの中でも、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテルが特に好ましい。
なお、添加割合としては、帯電防止剤と、アルキレングリコールジアルキルエーテルと、の添加割合(モル比)を30:70〜70:30の範囲内の割合とすることが好ましく、40:60〜60:40の範囲内の割合とすることがより好ましく、45:55〜55:45の範囲内の割合とすることがさらに好ましい。
添加剤として、粘着付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤等を含有させることも好ましい。
また、その場合、添加剤の種類にもよるが、その含有量を、(A)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
なお、本発明の粘着剤組成物は、光架橋のみで十分な性能を発揮できることから、熱架橋剤の添加は不要である。
したがって、本発明は、シーズニング期間を必要としない。
本発明の第2の実施形態は、粘着剤であって、下記工程(1)〜(3)を経て形成されることを特徴とする粘着剤である。
(1)下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物を準備する工程
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
(2)粘着剤組成物を、剥離フィルムに対して塗布する工程
(3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射する工程
以下、本発明の第2の実施形態を、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
工程(1)は、下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物を準備する工程である。
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
すなわち、かかる組成の粘着剤組成物であれば、硬化させる際にシーズニングが不要である一方で、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制できる粘着剤を得ることができるためである。
なお、かかる粘着剤組成物の具体的な内容については、第1の実施形態において説明したため、省略する。
工程(2)は、図1(a)に示すように、粘着剤組成物1を、剥離フィルム2に対して塗布する工程である。
かかる剥離フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルムや、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルムに対し、シリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して、剥離層を設けたものが挙げられる。
なお、かかる剥離フィルムの厚さは、通常20〜150μmの範囲内の値とすることが好ましい。
このとき、粘着剤組成物の塗膜の厚さは、乾燥時において1〜100μmの範囲内の値とすることが好ましい。
また、乾燥条件としては、通常50〜150℃で、10秒〜10分の範囲内とすることが好ましい。
また、溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、エチルイソブチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が好ましく、溶剤を加えた際の粘着剤組成物の濃度は、5〜30重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる積層状態で、粘着剤組成物を光硬化させることにより、空気中の酸素の影響を受けることなく光硬化を進めて、安定的に粘着剤層付きフィルムを製造することができるためである。
かかる態様は、粘着剤の製造と、かかる粘着剤の使用とが、別の場所で行われる等の理由により、粘着剤のみを輸送しなければならない場合等に必要とされるばかりでなく、空気中の酸素の影響を受けずに光硬化を進めることができる点からも好ましい。
また、2つの剥離フィルムにおける剥離力に所定の差を設けることにより、剥離力の低い側の剥離フィルムを剥がした際に、粘着剤が部分的に追従してくることを防止することができる点からも好ましい。
工程(3)は、図1(c)に示すように、活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射し、剥離フィルム2に対して塗布された粘着剤組成物1を光硬化し、粘着剤10とする工程である。
かかる活性エネルギー線としては、例えば、紫外線や電子線等が挙げられる。
また、紫外線であれば、高圧水銀ランプ、無電極ランプ、キセノンランプ等により得ることができ、電子線であれば、電子線加速器等によって得ることができる。
したがって、粘着剤組成物に対し、活性エネルギー線を100〜700mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射することがより好ましく、120〜500mJ/cm2の照射量にて照射することがさらに好ましい。
また、活性エネルギー線の照射は、図1(c)に示すように、剥離フィルム2側から行うことが好ましい。
この理由は、偏光板等の光学フィルムを傷めることなく、効率よく照射を行うことができるためである。
(1)貯蔵弾性率
また、粘着剤の、23℃における貯蔵弾性率G´を0.01〜0.8MPaの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、貯蔵弾性率G´をかかる範囲とすることにより、環境変化に曝された場合であっても、光漏れの発生を、より効果的に抑制することができるためである。
すなわち、かかる貯蔵弾性率G´が0.01MPa未満の値となると、環境変化に曝された場合における光漏れの発生を、十分に抑制することが困難になる場合があるためである。一方、かかる貯蔵弾性率G´が0.8MPaを超えた値となると、所望の粘着力等を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、23℃における貯蔵弾性率G´を0.05〜0.75MPaの範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜0.7MPaの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、貯蔵弾性率G´の測定方法については、実施例において記載する。
また、粘着剤の粘着力を0.1〜50N/25mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粘着力が0.1N/25mm未満の値となると、環境変化に曝された場合における光漏れの発生を、十分に抑制することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粘着力が50N/25mmを超えた値となると、リワーク性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、粘着剤の粘着力を0.5〜40N/25mmの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜30N/25mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、粘着力の測定方法については、実施例において記載する。
また、粘着剤の製造(活性エネルギー線照射後を意味する。)から1日後における貯蔵弾性率G´(23℃)が、製造から7日後における貯蔵弾性率G´(23℃)の70%以上の値であることが好ましい。
この理由は、かかる変化率が70%未満の値となると、経時的な粘着剤特性の変化が大きいことから、粘着剤特性を安定させるためのシーズニング期間が必要であると判断されるためである。
また、同様の理由から、製造から1日後における粘着力と、製造から7日後における粘着力と、の差を5N/25mm未満の値とすることが好ましく、3N/25mm未満の値とすることがより好ましく、0〜2N/25mm未満の値とすることがさらに好ましい。
本発明の第3の実施形態は、フィルム基材上に、第2の実施形態である粘着剤を含む粘着剤層を備えてなる光学フィルムであって、粘着剤層の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする光学フィルムである。
以下、本発明の第3の実施形態を、図1を適宜参照して、具体的に説明する。
本発明の光学フィルム100におけるフィルム基材101としては、光学フィルムに用いられるものであれば、特に限定されるものではない。
例えば、偏光板、偏光層保護フィルム、視野角拡大フィルム、防眩フィルム、位相差板等、液晶ディスプレイに用いられる光学フィルム等が挙げられる。
特に、本発明の光学フィルムであれば、フィルム基材を偏光板とした場合であっても、光漏れの発生を効果的に抑制できる。
また、フィルム基材の材質としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、液晶ポリマー、シクロオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、脂環式構造含有重合体、芳香族系重合体等が挙げられる。
さらに、本発明における粘着剤は、偏光子等へも耐久性よく密着できることから、偏光板の原料であるヨウ素含有のポリビニルアルコール樹脂を延伸して作製された偏光子自体も、本発明の光学フィルム100におけるフィルム基材101となり得る。
また、偏光子の片面がトリアセチルセルロースやポリエチレンテレフタレート等の保護フィルムで覆われた偏光子等も同様である。
この理由は、かかる基材の厚さが1μm未満となると、機械的強度や取り扱い性が過度に低下したり、均一な厚さに形成することが困難となったりする場合があるためである。一方、かかる基材の厚さが1000μmを超えると、取り扱い性が過度に低下したり、経済的に不利益となったりする場合があるためである。
したがって、フィルム基材の厚さを5〜500μmの範囲内の値とすることがより好ましく、10〜200μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
このような表面処理としては、例えば、プライマー処理、コロナ処理、火炎処理などが挙げられるが、特に、プライマー処理であることが好ましい。
この理由は、このようなプライマー層を形成した基材を用いることにより、基材フィルムに対する粘着剤層の密着性をさらに向上させることができるためである。
なお、このようなプライマー層を構成する材料としては、セルロースエステル(例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースニトレート、およびそれらの組み合わせ)、ポリアクリル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエステル、ポリビニルアセタール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
また、プライマー層の厚さについても、特に限定されないが、通常0.05μm〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。
また、本発明の光学フィルム100における粘着剤層10は、第2の実施形態として記載した特定の粘着剤からなる粘着剤層とすることを特徴とする。
かかる粘着剤の具体的な内容については、既に第1および第2の実施形態において説明したため、省略する。
この理由は、粘着剤層の厚さをかかる範囲とすることにより、所望の粘着力および貯蔵弾性率等の粘着剤特性を、より安定的に発揮させることができるためである。
すなわち、かかる厚さが1μm未満の値となると、所望の粘着力を発現しにくくなり、浮き剥れ等の不具合が生じやすくなる場合があるためである。一方、かかる厚さが100μmを超えた値となると、被着体汚染や糊残りなどの不具合が生じやすくなる場合があるためである。
したがって、粘着剤層の厚さを5〜70μmの範囲内の値とすることがより好ましく、10〜50μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、図1(e)に示すように、粘着剤層10の両面に対して剥離フィルム2が積層してある場合には、剥離力の小さい方の剥離フィルム2を剥離して、粘着剤層10の露出面を、光学フィルム基材101に対して貼り合わせることにより積層してもよい。
なお、得られた光学フィルムを被着体に貼合する方法としては、図1(c)〜(d)示すように、まず、粘着剤層10に積層してある剥離フィルム2を剥離し、次いで、粘着剤層10の露出面を、被着体200に対して貼り合わせることにより貼合することが好ましい。
1.粘着剤組成物の準備工程
表1に示すように、所定の(A)〜(F)成分を、所定割合にて混合し、粘着剤組成物を調製した。
以下、表1における(A)〜(F)成分の内容を示す。
アクリル酸ブチル(BA)95重量部と、アクリル酸(AA)5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル共重合体を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
尚、比較例1のみMw=10万のものを使用した。
アクリル酸ブチル(BA)98.5重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)1.5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
アクリル酸ブチル(BA)85重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)15重量部とを、常法に従って重合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
次いで、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体の酢酸エチル溶液(固形分濃度30重量%)100重量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート4.8重量部(アクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100当量に対して80当量)を加えた。
さらに、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.01重量部を添加し、25℃で24時間付加反応させ、重量平均分子量80万である反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の溶液を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
アクリル酸ブチル(BA)80重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)20重量部とを、常法に従って重合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
次いで、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体の酢酸エチル溶液(固形分濃度30重量%)100重量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート6.4重量部(アクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100当量に対して80当量)を加えた。
さらに、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.01重量部を添加し、25℃で24時間付加反応させ、重量平均分子量80万である反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の溶液を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン
(昭和電工(株)製、カレンズ MT NR1)
ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)
(昭和電工(株)製、カレンズ MT PE1)
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM403)
3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM5103)
ベンゾフェノン/1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
=1:1(重量)混合物
(チバ・スペシャリティケミカルズ(株)製、イルガキュア 500)
トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアナート(イソシアナート架橋剤)
(日本ポリウレタン(株)製、コロネート L)
トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアナート(イソシアナート架橋剤)
(三井化学ポリウレタン(株)製、タケネート D110N)
すなわち、まず、ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
次いで、(メタ)アクリル酸エステル共重合体等の測定対象の濃度が1重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液を準備し、東ソー(株)製、GEL PER MEATION CHROMATOGRAPH HLC−8020(TSKGEL GMHXL、TSKGEL GMHXL、TSKGEL G2000HXLからなる3連カラム)にて40℃、THF溶媒、1ml/分の条件にて重量平均分子量を測定した。
なお、ガードカラムとして、東ソー(株)製、TSK GUARD COLUMNを使用した。
次いで、剥離フィルムとしての厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3811)の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布した。
次いで、90℃で1分間乾燥処理を施し、粘着剤組成物層を形成した後、得られた粘着剤組成物層における剥離フィルムの無い側の表面を、直接、光学フィルム基材としての厚さ180μmのポリビニルアルコール系偏光板(住友化学(株)製)に対して密着させることにより積層し、偏光板/粘着剤組成物層/剥離フィルムからなる構成体を得た。
次いで、前記構成体の剥離フィルム側から、紫外線(UV)を下記の条件にて照射して、粘着剤組成物層を粘着剤層とし、光学フィルムとしての粘着剤層付き偏光板を得た。
このとき、粘着剤層の厚さは、25μmであった。
ランプ:フュージョン(株)製、無電極ランプ Hバルブ使用
光量:600mJ/cm2
照度:150mW/cm2
なお、紫外線の光量および照度は、アイグラフィックス(株)製、UVPF−36を用いて測定した。
(1)シーズニングレス性の評価
(1)−1 貯蔵弾性率の評価
製造(より具体的には、活性エネルギー線照射後を意味する。以下において同じ。)から1日後および7日後における粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率G´を測定した。
すなわち、上述した粘着剤組成物の塗布工程において得られた、粘着剤組成物層/剥離フィルム基材からなる構成体の粘着剤組成物層側の露出面を、偏光板ではなく、別の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3801)に積層した。
次いで、上述した光照射工程と同様の条件にて光を照射し、2つの剥離フィルムに挟持された粘着剤層を得た。
次いで、得られた粘着剤層における、製造から1日後および7日後の23℃における貯蔵弾性率G´をJIS K7244−6に準拠して測定した。
すなわち、光硬化させてから1日後および7日後の厚さ25μmの粘着剤をそれぞれ複数積層して、直径8mm×3mm厚である柱状の試験片を作成した。
次いで、ねじり剪断法を用いて、下記条件にて得られた試験片の貯蔵弾性率G´を測定した。得られた結果を表2に示す。
測定装置:レオメトリック(株)製、自動的粘弾性測定装置 DYNAMIC ANALYZER RDAII
周波数:1Hz
温度:23℃
製造から1日後および7日後における粘着剤層の粘着力を測定した。
すなわち、偏光板の替わりにポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、ルミラー U426)を用いたほかは、上述した粘着剤層付き偏光板と同様にして、粘着力測定用の光学フィルムを製造した。
次いで、製造後1日および7日後の光学フィルムから、25mm幅、100mm長のサンプルをそれぞれ切り出した後、剥離フィルムを剥がして、無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼付し、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。
次いで、23℃、50%RH環境下で24時間放置した後、引張試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。得られた結果を表2に示す。
(2)−1 浮き、剥がれ等の評価
得られた粘着剤層付き偏光板について、耐久条件下における粘着剤層付き偏光板の浮き、剥がれ等を評価した。
すなわち、得られた粘着剤層付き偏光板を、裁断装置(荻野精機製作所(株)製、スーパーカッター PN1−600)により、233mm×309mmサイズに調整した後、剥離フィルムを剥がして無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させた。
次いで、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。その後、60℃/相対湿度90%RH、および80℃/dryの各耐久条件の環境下に投入し、200時間後に、10倍率ルーペを用いて観察を行い、以下の判定基準で耐久性を評価した。得られた結果を表2に示す。
なお、比較例3〜5では、製造から7日後の粘着剤層付き偏光板を用いて評価し、それ以外では、製造から1日後の粘着剤層付き偏光板を用いて評価した。
◎:4辺において、外周端部から0.3mm以上に欠点がないもの。
○:4辺において、外周端部から0.6mm以上に欠点がないもの。
×:4辺のいずれか1辺に、外周端部から0.6mm以上に浮き、剥がれ、発泡、スジなどの0.1mm以上の粘着剤の外観異常欠点があるもの。
得られた粘着剤層付き偏光板について、耐久条件下における光漏れを評価した。
すなわち、得られた粘着剤層付き偏光板を、裁断装置(荻野精機製作所(株)製、スーパーカッター PN1−600)により、233mm×309mmサイズに調整した後、剥離フィルムを剥がして無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させた。
次いで、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。なお、上述の貼合は、無アルカリガラスの表裏に、偏光板の偏光軸がクロスニコル状態になるように行った。
次いで、この状態で80℃、200時間放置後、23℃、相対湿度50%の環境下に2時間放置して、以下に示す方法で光漏れ性を評価した。
すなわち、大塚電子(株)製、MCPD−2000を用い、図2に示す各領域の明度を測定し、明度差ΔL*を、下記式にて求めるとともに下記基準に沿って評価し、光漏れ性の評価とした。得られた結果を、表2に示す。
なお、ΔL*の値が小さいほど光漏れが少ないことを意味する。
ΔL*=[(b+c+d+e)/4]−a
(ただし、a、b、c、dおよびeは、それぞれA領域、B領域、C領域、D領域およびE領域のあらかじめ定められた測定点(各領域の中央部1箇所)における明度である。)
◎:ΔL*の値が2未満の値である。
○:ΔL*の値が2〜3以下の値である。
×:ΔL*の値が3を超えた値である。
また、80℃、200時間放置した後23℃、相対湿度50%の環境下に2時間放置後の実施例1および比較例5におけるそれぞれの光漏れ具合の写真を、図3および4に示す。
粘着剤層のヘイズ値を評価した。
すなわち、粘着剤組成物を、第1の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3811)の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布した。
次いで、90℃で1分間乾燥処理を施し、粘着剤組成物層を形成した。
次いで、得られた粘着剤組成物層の露出面側に、第1の剥離フィルムよりも軽剥離型の第2の剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET3801)を貼合させた。
次いで、上述した光照射工程と同様の照射条件にて紫外線を照射し、粘着剤組成物層を光硬化させ、粘着剤層とした。
次いで、第2の剥離フィルムを剥がして、得られた粘着剤層をソーダーライムガラスに貼合させた後、第1の剥離フィルムを剥がし、測定試料とした。
そして、得られた測定試料について、積分球式光線透過率測定装置を用いて、JIS K 7105に準拠しながら、ヘイズ値を測定した。得られた結果を表2に示す。
得られた粘着剤層付き偏光板について、リワーク性を評価した。
すなわち、製造後1日経過した状態の粘着剤層付き偏光板から、25mm幅、100mm長のサンプルを切り出した後、剥離フィルムを剥がして、無アルカリガラス(コーニング(株)製、1737)に貼合させ、オートクレーブ(栗原製作所(株)製)にて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加熱した。
次いで、23℃、50%RH環境下で7日間放置した後、引張試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を測定し、下記基準に沿ってリワーク性を評価した。得られた結果を表2に示す。
○:貼合から7日後の粘着力が25N/25mm未満の値である。
×:貼合から7日後の粘着力が25N/25mm以上の値である。
1.粘着剤組成物の準備
表3に示すように、所定の(A)〜(E)成分を、所定割合にて混合し、粘着剤組成物を調製した。
以下、表1における(A)〜(E)成分の内容を示す。
アクリル酸ブチル(BA)95重量部と、アクリル酸(AA)5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
尚、比較例6のみMw=10万のものを使用した。
アクリル酸ブチル(BA)98.5重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)1.5重量部とを、常法に従って重合し、重量平均分子量150万の(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート
(東亜合成(株)製、アロニックスM−315)
トリメチロールプロパントリアクリレート
(東亜合成(株)製、アロニックスM−309)
1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン
(昭和電工(株)製、カレンズ MT NR1)
ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)
(昭和電工(株)製、カレンズ MT PE1)
アクリル酸ブチル(BA)85重量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)15重量部とを、常法に従って重合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。
次いで、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体の酢酸エチル溶液(固形分濃度30重量%)100重量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート4.8重量部(アクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100当量に対して80当量)を加えた。
さらに、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.01重量部を添加し、25℃で24時間付加反応させ、重量平均分子量が80万である反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体の溶液を得た。
粘着剤組成物を調製する際には、18重量%の酢酸エチル溶液を使用した。
ベンゾフェノン/1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
=1:1(重量)混合物
(チバ・スペシャリティケミカルズ(株)製、イルガキュア 500)
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM403)
3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製、KBM5103)
すなわち、まず、ポリスチレンを用いて検量線を作成した。以降、重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算値で表す。
次いで、(メタ)アクリル酸エステル共重合体等の測定対象の濃度が1重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液を準備し、東ソー(株)製、GEL PER MEATION CHROMATOGRAPH HLC−8020(TSKGEL GMHXL、TSKGEL GMHXL、TSKGEL G2000HXLからなる3連カラム)にて40℃、THF溶媒、1ml/分の条件にて重量平均分子量を測定した。
なお、ガードカラムとして、東ソー(株)製、TSK GUARD COLUMNを使用した。
次いで、実施例1と同様に、粘着剤組成物の塗布工程および光照射工程を行い、光学フィルムとしての粘着剤層付き偏光板を得た。
このとき、粘着剤層の厚さは、25μmであった。
実施例1と同様に、シーズニングレス性の評価(貯蔵弾性率の評価および粘着力の評価)、耐久性の評価(浮き、剥がれ等の評価および光漏れの評価)、ヘイズ値、およびリワーク性の評価を行った。得られた結果を表4に示す。
なお、実施例15〜28および比較例6〜7においては、リワーク性の評価基準を、以下に示す内容として評価した。
(リワーク性の評価基準)
○:貼合から7日後の粘着力が35N/25mm未満の値である。
×:貼合から7日後の粘着力が35N/25mm以上の値である。
その結果、粘着剤組成物を粘着剤にする際のシーズニング期間を不要とし、さらに、長期間過酷な環境に曝された場合においても、粘着剤自体の性能変化を生じさせないことは勿論のこと、該粘着剤が適用されている基材等の伸縮等をも抑えることにより機能変化を生じさせない粘着剤組成物等が得られるようになった。
したがって、本発明の粘着剤組成物等は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等の光学フィルムにおける高品質化および低コスト化に、著しく寄与することが期待される。
Claims (12)
- 下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物。
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部 - 前記(A)成分が、構成単位として、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびアミド基からなる群より選択される少なくとも一種を有する単量体を含むとともに、前記(メタ)アクリル酸エステルと当該単量体との共重合比(重量基準)を99.9:0.1〜80:20の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記(B1)成分が、構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルと、側鎖にエチレン性二重結合を有する単量体と、を含むとともに、これらの共重合比(重量基準)を99:1〜50:50の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
- 前記(B1)成分の側鎖におけるエチレン性二重結合が、イソシアナート基を介して導入された(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記(B2)成分が、1分子中に、2個以上の(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基を有する反応性イソシアヌレート化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 前記(C)成分が、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、トリス(3−メルカプトプロピオニルオキシエチル)イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリス3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス3−メルカプトプロピオネートおよびジペンタエリスリトールヘキサ3−メルカプトプロピオネートからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- (D)成分として、シランカップリング剤をさらに含有するとともに、当該(D)成分の含有量を、前記(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- (E)成分として、光重合開始剤をさらに含有するとともに、当該(E)成分の含有量を、前記(A)成分100重量部に対して、10重量部未満の値とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
- 粘着剤組成物を硬化させてなる粘着剤であって、下記工程(1)〜(3)を経て形成されることを特徴とする粘着剤。
(1)下記(A)、(B1)、(C)成分、または、下記(A)、(B2)、(C)成分、あるいは、下記(A)、(B1)、(B2)、(C)成分を含有することを特徴とする粘着剤組成物を準備する工程
(A)構成単位として、アルキル基の炭素数が1〜20(ただし、炭素数8以上は除く)の範囲内の値である(メタ)アクリル酸エステルを含み、重量平均分子量が50万〜250万である(メタ)アクリル酸エステル重合体100重量部
(B1)重量平均分子量が3万〜150万である、側鎖にエチレン性二重結合を有する反応性(メタ)アクリル酸エステル重合体1〜80重量部
(B2)1分子中に、2個以上のエチレン性二重結合を有するポリエン化合物1〜50重量部
(C)1分子中に、2個以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物0.01〜50重量部
(2)粘着剤組成物を、剥離フィルムに対して塗布する工程
(3)活性エネルギー線を50〜1000mJ/cm2の範囲内の照射量にて照射する工程 - 23℃における貯蔵弾性率G´を0.01〜0.8MPaの範囲内の値とすることを特徴とする請求項9に記載の粘着剤。
- フィルム基材上に、請求項9に記載の粘着剤を含む粘着剤層を備えてなる光学フィルムであって、前記粘着剤層の厚さを1〜100μmの範囲内の値とすることを特徴とする光学フィルム。
- 前記フィルム基材が、偏光板であることを特徴とする請求項11に記載の光学フィルム。
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