JP5649275B2 - 粘着剤、光学部材用粘着剤、及び粘着剤層付き光学部材 - Google Patents
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Description
粘着剤層を該セル面に当接し、押し付けることにより行われるのが通常である。
一方、偏光板や位相差板に用いる粘着剤において、アクリルポリマーと紫外線硬化型樹脂と架橋剤を含有させ高い貯蔵弾性率を示す粘着剤とすることにより耐久性や光漏れ耐性を発現することも提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
アクリル系樹脂を主成分とする粘着剤組成物に含有させることにより、高温、高湿の条件下においても、光学積層体、とりわけ偏光板とガラス基板との接着性に優れ、粘着剤層とガラス基板との間に発泡や剥離が生じないといった耐久性も良好でありながら、帯電防止性能に優れ、被着体汚染を生じさせない粘着剤となることを見出し、本発明を完成した。
)を含有する樹脂組成物が、活性エネルギー線及び熱のうち少なくとも1つにより架橋さ
れてなる粘着剤であり、親水性基を有する不飽和化合物(B)が、カチオン性基を有する不飽和化合物(b2)、アニオン性基を有する不飽和化合物(b3)、両性イオン基を有する不飽和化合物(b4)から選ばれる少なくとも1つであり、アニオン性基を有する不飽和化合物(b3)がα、β−不飽和カルボン酸の中和物であることを特徴とする粘着剤に関するものである。
本発明においては、前記粘着剤を含有する光学部材用粘着剤および、かかる光学部材用
粘着剤が光学部材に積層されてなる粘着剤層付き光学部材も提供するものである。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
かかる中和剤としては、アンモニア、アルカリ性を示すアンモニウム塩およびモノエチルアミン、モノエタノールアミン等の一級アミン;ジエチルアミン、ジエタノールアミン等の二級アミン;トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N,N,N′−トリメチルエチレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルヒドロキシルアミン等の三級アミン;ジアミン、ポリエチレンイミン等の1分子中に複数の窒素原子を有するアミノ化合物;ピリジン等の環式アミノ化合物等のアミン化合物;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等があげられる。
これら中和剤の中でも、中和後の帯電防止能の点からアルカリ金属の水酸化物が好ましく、特にはアクリル系樹脂との相溶性から水酸化カリウムを使用することが好ましい。
これら官能基含有モノマー(a2)は、1種又は2種以上併用して用いてもよい。
重合性の不飽和基の両方を有する化合物であり、親水性を示す構造部位としては、カチオン性基、アニオン性基、両性イオン基等が挙げられ、重合性の不飽和基としては、ビニル基やアリル基等のアルケニル基、または(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。かかる不飽和基としては、重合時反応性が高い点で(メタ)アクリロイル基が好ましい。
(i)(メタ)アクリル酸と炭素数1〜4のエピハロヒドリン四級化物から誘導される化合物である、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルアミノエチル(メタ)アクリレートクロリドや(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウムブロミド等。
(ii)(メタ)アクリルアミド又は(メタ)アクリル酸と炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルアルカノールアミンとから誘導されるアミン誘導体である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、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等、又はジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の、塩酸、乳酸等の酸による中和物、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化エチル等のハロゲン化アルキルによる変性物、モノクロロ酢酸エチル、モノクロロプロピオン酸メチル等のハロゲン化脂肪酸エステルによる変性物、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等のジアルキル硫酸による変性物。
(iii)ジアリルジメチルアンモニウムクロリド等のアリル化合物のアミン誘導体。
を挙げることができる。
とが可能である。
上記親水性基を有する不飽和基含有化合物(B)の含有量が多すぎると、樹脂との相溶性が低下し、塗膜が白化する傾向が見られ、少なすぎると粘着剤の帯電防止性能が不十分になる。
架橋剤により架橋する場合には、樹脂組成物は、上記アクリル系樹脂(A)、親水性基
を有する不飽和化合物(B)に加え、更に架橋剤(D)を含有するものである。
これらの中でも、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、四級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、シアノ基含有塩が好ましく用いられ、特に好ましくはアルカリ金属塩やイミダゾリウム塩が好ましく用いられる。
更に、かかるヘテロ環式化合物のカチオン類としては、1〜5個のヘテロ原子を含む1〜6員環のヘテロ環式化合物のカチオン類が好ましく、特にはヘテロ原子として窒素原子を含む1〜5個のヘテロ原子を含む1〜5員環のヘテロ環式化合物のカチオン類が好ましく、殊にはイミダゾリウム塩が好ましい。
また、上記添加剤の他にも、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良い。
該粘着剤層付き光学部材には、粘着剤層の光学部材と逆の面に更に離型シートを設けることが好ましい。
また、実用に供する際には、かかる離型シートを剥がして用いられ、更に離型シートはシリコン系の離型シートであることが好ましい。
なお、通常ゲル分率の上限値は100%である。
即ち、後述の如く得られる粘着シート(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。但し、基材の重量は差し引いておく。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、酢酸エチル100部を仕込み、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.05部を加え、攪拌しながら昇温し、還流温度で、ブチルアクリレート(a1)69部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a2)30部、アクリル酸(a2)1部の混合物を2時間にわたって滴下した。重合途中に酢酸エチル10部にAIBN0.05部を溶解させた重合開始剤液を逐次追加しながら、酢酸エチル還流温度で3.5時間重合させた後、希釈してアクリル系樹脂(A−1)溶液(重量平均分子量(Mw)85万、分散度(Mw/Mn)4.5、ガラス転移温度−43℃、固形分35%、粘度7,000mPa・s(25℃))を得た。
還流冷却器、攪拌器、窒素ガスの吹き込み口および温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、ブチルアクリレート(a1)90部、アクリル酸(a2)10部、酢酸エチル100部、アセトン45部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂溶液〔重量平均分子量(Mw)160万、分散度(Mw/Mn)3.2、ガラス転移温度−49℃、固形分17.5%、粘度8200mPa・s(25℃)〕を得た。
上記で得られたアクリル系樹脂100部(固形分)に対し、メタノールで希釈し、中和剤として水酸化カリウムの10%メタノール溶液(カルボキシル基1モルに対して1当量)を含有させ、充分に撹拌して、アクリル系樹脂(A−2)の12%溶液を得た。
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、ブチルアクリレート(a1)94.5部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a2)5部、アクリル酸(a2)0.5部及び酢酸エチル80部、アセトン45部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A−3)溶液(重量平均分子量(Mw)180万、分散度(Mw/Mn)3.5、ガラス転移温度−54℃、固形分18%、粘度9000mPa・s(25℃))を得た。
親水性基を有する不飽和化合物(B−1:ノニオン性基を有する単官能不飽和化合物)として、以下のものを用意した。
・アルキレンオキサイドの繰返し単位約9のメトキシポリエチレングリコール−モノアクリレート(日油社製、ブレンマーAME−400)
温度計、撹拌機、水冷コンデンサーを備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート(イソシアネート基含有量37.8%)94.1g(0.42モル)と2,6−ジ−t−ブチルヒドロキシトルエン2.0g、ジブチルスズジラウリレート0.1gを仕込み、60℃以下でジペンタエリスリトールペンタアクリレート(0.51モル)〔ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(水酸基価50.0mgKOH/g)569.8gとして仕込む〕を約2時間で滴下し、60℃で2時間反応させ、残存イソシアネート基が2.1%となった時点で、さらにポリエチレングリコール(重量平均分子量993.1、エチレンオキサイド付加モル数22、水酸基価113mgKOH/g)336.2g(0.34モル)を55℃にて添加し、60℃で4時間反応させて、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了し、親水性基を有する不飽和化合物(B−2)を含有する組成物を得た(樹脂分濃度100%)。
上記の調製で得られた組成物は、親水性基を有する不飽和化合物(B−2)が69.4%含有され、エチレン性不飽和モノマー(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物)が30.6%含有されたものであり、また、重量平均分子量は2500であった。
・2−メタクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムジシアンアミド
・1−(2−メタクリロイロキシエチル)−3−オクチルイミダゾリウムジシアンアミド
・温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体(イソシアネート基含有量21.3%)128.1g(0.22モル)と2,6−ジ−tert−ブチルクレゾール0.56g、ジブチルスズジラウリレート0.12g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(0.44モル)(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートアクリレートの混合物(水酸基価48mgKOH/g)507.5gとして仕込む)、メチルエチルケトン300.0gを仕込み、60℃で2時間反応させ、残存イソシアネート基が1.0%となった時点で45℃に冷却し、更にジメチルアルキルヒドロキシエチルアンモニウムスルホン酸塩〔竹本油脂社製「NGS−101」:下記一般式(4)参照(分子量297.0)〕64.4g(0.22モル)を45℃にて反応系に加え、60℃で3時間反応させて、残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、4級アンモニウム塩基構造を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B−5)を得た(樹脂分濃度70%)。
・アクリル酸カリウム
・還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、イソホロンジイソシアネート19.2部、ジ−t−ブチルヒドロキシフェノール0.05部、ジブチルスズジラウレート0.02部を仕込み、50℃以下で、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(共栄社化学社製ライトアクリレートPE−3A、水酸基価120mgKOH/g)80.8部を、70℃で反応を継続し、不飽和化合物(B’−1)を得た。
光重合開始剤(C−1)として、以下のものを用意した。
・ベンゾフェノンと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの質量比1:1の混合物(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア500」)
架橋剤(D−1)として、以下のものを用意した。
・トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物の55%酢酸エチル溶液(日本ポリウレタン社製、「コロネートL−55E」)
シランカップリング剤(E−1)として、以下のものを用意した。
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、「KBM403」)
帯電防止剤(F−1)として、以下のものを用意した。
・ジメチルアルキルヒドロキシエチルアンモニウムスルホン酸塩(竹本油脂社製「NGS
−101」:上記一般式(3)参照)
表1に示す如き配合組成にて樹脂組成物溶液(酢酸エチルにて粘度(1000−10000mPa・s/25℃)に希釈)を調製した。得られた組成物溶液をポリエステル系離型シートに、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、90℃で3分間乾燥した後、かかる組成物層側を偏光板(厚み190μm)上に転写し、ポリエステル系離型シート側から、フュージョン社製無電極ランプ[LH6UVランプのHバルブ]にてピーク照度:600mW/cm2,積算露光量:240mJ/cm2でで紫外線照射を行い、23℃、65%R.H.の条件下で14日間エージングさせて粘着剤層付き偏光板を得た。
下記、表1に示す如き配合組成にて実施例1と同様の作業を行い、粘着剤層付き偏光板
を得た。
上記粘着剤付きサンプルを40×40mmに切断した後、離型シートを剥がし粘着剤層側を50×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合してから、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて、23℃環境下で24時間浸漬した際の重量変化にてゲル分率(%)の測定を行った。
得られた粘着剤付きサンプルを40×40mmに切断した後、23℃65%RH条件下でサンプルを3hr調湿後、剥離シートを剥がして10〜20秒後の粘着層について、三菱化学社製の抵抗率計「ハイレスターUP」を用いて、表面抵抗率(Ω/□)を測定した。なお、表面抵抗率の値が小さいほど帯電防止能が良いことを意味する。
(耐久性)
得られた粘着剤層付き偏光板の離型シートを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラス板(コーニング社製、コーニング1737)に押圧して、偏光板とガラス板とを貼合した後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行ない、その後、下記の耐久試験(耐熱試験、ヒートサイクル試験)における発泡、剥がれ、光漏れ現象の評価を行なった。評価基準は下記の通りである。評価結果を表2に示す。
(1)耐熱試験
80℃、100時間の耐久試験
(2)ヒートサイクル試験
−40℃で30分間放置した後、85℃で30分間放置する操作を1サイクルとして、100サイクル行なう耐久試験
(発泡)
○・・・発泡が見られない
△・・・発泡がわずかに見られる
×・・・発泡が多く見られる
(剥離)
○・・・剥がれがない、又は0.5mm未満の剥がれ、もしくはウキアトの発生
△・・・1mm未満の剥がれ、もしくはウキアトの発生
×・・・1mm以上の剥がれ、もしくはウキアトの発生
(光漏れ)
○・・・光漏れが見られない、又はほとんど見られない
△・・・光漏れが僅かに発生
×・・・4辺に光漏れが大きく発生
得られた粘着剤付き偏光板サンプルを幅25mm幅に裁断し、離型フィルムを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラス板(コーニング社製、「コーニング1737」)に押圧して貼合した。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行った後、23℃50%R.H.の条件下に2週間放置し、粘着剤サンプルをガラス板から剥がした後の糊残りを目視で評価した。評価基準は下記の通りである。
○・・・糊残りが見られない。
×・・・糊残りが見られる。
施例6と比較例2においても、親水性基を含有する不飽和化合物(B)を用いない
比較例2に比べて、親水性基を含有する不飽和化合物(B)を用いた実施例6の方
が低い表面抵抗率を示しており、帯電防止性能に優れたものであることがわかる。
また、更に、表面抵抗値を下げるために多量の帯電防止剤を使用すると、耐久性の悪化
及び糊残りが発生することとなり(比較例3参照)、実用に供するものではないと考えら
れる。
Claims (8)
- アクリル系樹脂(A)及び親水性基を有する不飽和化合物(B)を含有する樹脂組成物
が、活性エネルギー線及び熱のうち少なくとも1つにより架橋されてなる粘着剤であり、
親水性基を有する不飽和化合物(B)が、カチオン性基を有する不飽和化合物(b2)、アニオン性基を有する不飽和化合物(b3)、両性イオン基を有する不飽和化合物(b4)から選ばれる少なくとも1つであり、アニオン性基を有する不飽和化合物(b3)がα、β−不飽和カルボン酸の中和物であることを特徴とする粘着剤。 - アクリル系樹脂(A)が、共重合成分として水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、オキシアルキレン基含有モノマー、アミド基含有モノマー、アミノ基含有モノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマーを3〜90重量%含有することを特徴とする請求項1記載の粘着剤。
- 親水性基を有する不飽和化合物(B)の不飽和基が、(メタ)アクリロイル基であることを特徴とする請求項1または2いずれか記載の粘着剤。
- 樹脂組成物が、更に、重合開始剤(C)を含有することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の粘着剤。
- 樹脂組成物が、更に、架橋剤(D)を含有することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の粘着剤。
- 請求項1〜5いずれか記載の粘着剤を含有する光学部材用粘着剤。
- 光学部材が偏光板であることを特徴とする請求項6記載の光学部材用粘着剤。
- 請求項6または7記載の光学部材用粘着剤を含む粘着剤層を有することを特徴とする粘着剤層付き光学部材。
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