JP5700396B2 - 光学部材用粘着剤およびそれを用いて得られる粘着剤層付き光学部材 - Google Patents
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Description
このような静電気発生に起因した不具合の発生防止対策として、例えば、光学部材の片面または両面にガラス転移温度が0℃以下のポリマーとイオン性液体を有する粘着剤層を形成させて得られる粘着型光学部材が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、アクリル系ポリマーと帯電防止剤としてパーフルオロアルキル基を有しているリチウムイミド塩を含有する帯電防止性粘着剤組成物を、帯電防止性表面保護フィルムとして用いること(例えば、特許文献2参照)や、フッ素含有イミドアニオンを有するイオン性液体、およびベースポリマーとしてガラス転移温度Tgが0℃以下のポリマーを含有する粘着剤組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
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。
本発明に用いられる粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)と、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンを有するイオン性化合物(B)を含有してなるものである。
nが2以上のモノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート等があげられる。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、下記Foxの式より算出されるものである。
かかる親水基、親油基の種類および親水基、親油基の基数の値の例としては、下記[表1]に記載するものがあげられるが、詳細に関しては、文献「新版界面活性剤ハンドブック」(日本油脂株式会社著、工学図書株式会社版)の第234〜242頁の5.1.5.〜5.1.7.に記載されている。
更に、イミダゾリウムカチオンとしては、アルキルイミダゾリウムカチオンを用いることが好ましく、特にはジメチルイミダゾリウムカチオンを用いることが好ましい。
なお、精製が不完全であると、目的外のイオン等が含まれることにより、耐湿熱性に悪影響を及ぼしたり、帯電防止性能がやや劣る傾向がある。
なお、本発明において常温とは、20℃±15℃(5〜35℃)を意味する。
これらの中でも、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、ナトリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、カリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1,3−ジメチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミドが、帯電防止性能が良好な点で好ましく用いられる。
なお、これらイオン性化合物(B)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の光学部材用粘着剤は、上述した粘着剤組成物[I]が架橋されてなるものである。
なお、本発明においては、粘着剤組成物[I]が、アクリル系樹脂(A)を主成分とするものであることが好ましく、ここで「主成分とする」とは、上記アクリル系樹脂(A)が粘着剤組成物[I]全量に対して、通常、50重量%以上、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上含有することを意味する。なお、上限としては通常99.9重量%である。
また、上記不飽和基含有化合物(C)は、オキシアルキレン鎖や水酸基、または酸塩基のイオン対および/またはベタイン構造等の親水性を示す構造部位を含有することも帯電防止性能からより好ましい。
上記架橋剤(E)を用いて架橋する場合は、粘着剤組成物[I]として、前記アクリル系樹脂(A)およびイオン性化合物(B)に加え、さらに架橋剤(E)を含有する粘着剤組成物[I]を用いる。
上記オキシアルキレン基含有化合物(F)の中でも、架橋システムに組み込まれず、分子鎖の自由度が高いため帯電防止機能を向上させる点で、オキシアルキレン構造を含有し、分子鎖末端に水酸基を含有しないものが好ましく、特に好ましくは、下記一般式(3)で示される化合物を使用することが、帯電防止能がより向上する点で好ましい。
また、上記一般式(3)で示される化合物以外のオキシアルキレン基含有化合物(F)化合物の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、オキシアルキレン基を有するカチオン性界面活性剤や両イオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシアルキレン基含有ポリエーテルエステル等があげられる。
これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。上記オキシエチレン基含有化合物のなかでも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが、効果的に帯電防止能を上げる点で好ましい。
また、上記添加剤の他にも、粘着剤組成物[I]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。
また、上記の架橋方法の他にも、アクリル系樹脂(A)およびイオン性化合物(B)を含有してなる粘着剤組成物[I]の架橋方法としては、粘着剤組成物[I]に実質的に不飽和基を含有させず、粘着剤組成物[I]に、活性エネルギー線を照射する方法により架橋させることもできる。なお、このときに重合開始剤(D)、架橋剤(E)、オキシアルキレン基含有化合物(F)、シランカップリング剤(G)を含有することが、上記と同様の理由で好ましい。
[アクリル系樹脂(A−1)]
還流冷却器、撹拌器、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、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、撹拌しながら昇温し、78℃で、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)30部、ブチルアクリレート(a2)69部、アクリル酸(a3)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)80万、分散度(Mw/Mn)4.5、ガラス転移温度−45℃、固形分35%、粘度7,000mPa・s(25℃))を得た。
なお、アクリル系樹脂(A−1)のHLBに関しては、以下の計算により求め、7.42であった。
・重合時の2−ヒドロキシエチルアクリレートを各構成部分に分解すると、
(CH2:−0.475)(CH:−0.475)(COO:2.4)(CH2:−0.475)(CH2:−0.475)(OH:1.9)であるので、
HLB値=Σ疎水機の基数+Σ親水基の基数+7
={(−0.475)×4}+{(2.4)+(1.9)}+7
=9.4
・同様に、アクリル酸(CH2:−0.475)(CH:−0.475)(COOH:2.1)についても計算すると、
HLB値={(−0.475)×2}+(2.1)+7
=8.15
・同様に、ブチルアクリレート(CH2:−0.475)(CH:−0.475)(COO:−2.4)(CH2:−0.475)(CH2:−0.475)(CH2:−0.475)(CH3:−0.475)についても計算すると、
HLB値={(−0.475)×6}+(2.4)+7
=6.55
・アクリル系樹脂(A−1)
=BA/HEA/AAc
=69/30/1であるので、上記計算値に各モノマーの含有割合を掛け合わせると、
HLB値=(6.55×69+9.4×30+8.15×1)/100
=7.42
還流冷却器、撹拌器、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、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)10部、2−メトキシエチルアクリレート(a1)40部、ブチルアクリレート(a2)49部、アクリル酸(a3)1部および酢酸エチル140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、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−2)溶液(重量平均分子量(Mw)120万、分散度(Mw/Mn)4.3、ガラス転移温度−49℃、固形分20%、粘度5,000mPa・s(25℃))を得た。
なお、アクリル系樹脂(A−2)のHLBは7.55であった。
還流冷却器、撹拌器、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、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)10部、2−メトキシエチルアクリレート(a1)40部、ブチルアクリレート(a2)50部および酢酸エチル140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、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)120万、分散度(Mw/Mn)4.6、ガラス転移温度−50℃、固形分20%、粘度4,700mPa・s(25℃))を得た。
なお、アクリル系樹脂(A−3)のHLBは7.54であった。
イオン性化合物(B−1)として、以下のものを用意した。
・カリウムビス(フルオロスルホニル)イミド
イオン性化合物(B−2)として、以下のものを用意した。
・1,3−ジメチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド
イオン性化合物(B’−1)として、以下のものを用意した。
・カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド
イオン性化合物(B’−2)として、以下のものを用意した。
・カリウムビス(ノナフルオロブチルスルホニル)イミド
イオン性化合物(B’−3)として、以下のものを用意した。
・1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド
還流冷却器、撹拌器、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、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、不飽和基含有化合物(C−1)を得た。
光重合開始剤(D−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(E−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」)
オキシアルキレン基含有化合物(F−1)として、以下のものを用意した。
・テトラエチレングリコールジメチルエーテル(東邦化学工業社製、「ハイソルブMTEM」)
シラン系化合物(G−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」)
上記のようにして調製,準備した各配合成分を、下記の表3および表4に示す割合で配合することにより光学部材用粘着剤形成材料となる粘着剤組成物を調製し、これをメチルエチルケトンにて希釈し(粘度〔1000〜10000mPa・s(25℃)〕)粘着剤組成物溶液を作製した。
上記のようにして調製,準備した各配合成分を、下記の表3に示す割合で配合することにより光学部材用粘着剤形成材料となる粘着剤組成物を調製し、これをメチルエチルケトンにて希釈し(粘度〔1000〜10000mPa・s(25℃)〕)粘着剤組成物溶液を作製した。
得られた粘着剤層付きPETフィルムを40×40mmの大きさに切断した後、これを温度23℃×相対湿度65%の条件下に3時間放置し調湿した後、離型シートを剥がして10〜20秒後の粘着剤層について、抵抗率計(三菱化学社製、ハイレスターUP)を用いて表面抵抗率を測定した。なお、表面抵抗率が小さいほど帯電防止性能が高いことを意味する。
得られた粘着剤層付きPETフィルムを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浸漬した際の重量変化にてゲル分率の測定を行なった。
なお、上記偏光板には、膜厚30μmのポリビニルアルコール偏光フィルム(平均重合度1700、平均ケン化度99モル%、ヨウ素染色、4倍延伸)の両側を厚さ80μmの三酢酸セルロースフィルムで積層した偏光板(ポリビニルアルコール偏光フィルムの延伸軸方向を45°傾けて100mm×100mmに切断)を用いた。
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(耐湿熱試験、ヒートサイクル試験、耐熱試験)における発泡、剥がれ、光漏れ現象の評価を行なった。
なお、耐熱試験のみは、偏光板がクロスニコルになるように表と裏の両面に同じサンプルを貼合し、光漏れ観察用とした。
なお、使用した試験片サイズは、耐湿熱・ヒートサイクルでは10cm×10cmを使用し、耐熱試験では20cm×15cmのものを使用した。
(1)耐湿熱試験
60℃、90%R.H.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
(3)耐熱試験
80℃、100時間の耐久試験
(発泡)
○・・・発泡がほとんど見られない
△・・・発泡がわずかに見られる
×・・・発泡が多く見られる
(剥離)
○・・・0.5mm未満の剥がれ、もしくは浮き跡の発生
△・・・0.5mm以上10mm未満の剥がれ、もしくは浮き跡の発生
×・・・10mm以上の剥がれ、もしくは10mm以上の浮き跡の発生
(光漏れ)
上記(3)耐熱試験のみ光漏れに関する評価を行なった。
○・・・光漏れが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
調製した粘着剤層付き偏光板について、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、偏光板とガラス板とを貼合した。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行い、24時間後に180度剥離試験を行った。剥離性においては粘着力が小さいことが望まれ、1日後で10N/25mm以下が目標となる。
更には、偏光板用粘着剤としての高耐久・耐光漏れ性にも優れるものである。
Claims (5)
- 粘着剤組成物が、不飽和基含有化合物(C)および重合開始剤(D)を含有し、活性エネルギー線および/または熱により架橋されてなることを特徴とする請求項1記載の光学部材用粘着剤。
- 粘着剤組成物が、架橋剤(E)を含有し、この架橋剤(E)により架橋されてなることを特徴とする請求項1または2記載の光学部材用粘着剤。
- 光学部材が偏光板であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学部材用粘着剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学部材用粘着剤が光学部材に積層されてなることを特徴とする粘着剤層付き光学部材。
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