JP6574841B2 - 貼り合わせ用フィルムおよび積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、OCRによれば、貼り合わせるべき2つの物品の少なくとも一方にOCRを塗布し、塗布したOCRを介して2つの物品を重ね合わせた後、光照射等の硬化処理によってOCRを硬化させることにより、2つの物品を貼り合わせることができる。
OCAによれば、貼り合わせるべき2つの物品の間にOCAを配置することにより、塗布工程なしに物品の貼り合わせが可能である。ただし、貼り合わせるべき2つの物品の間にOCAを配置すると、OCAの粘着層と物品が接着されてしまうため、貼り合わせのやり直しを行う(リワーク)を行うことは容易ではない。
これに対しOCRは、OCAによる貼り合わせでは必要とされない塗布工程を要するものの、OCRに硬化処理を施す前であればリワークが可能である。
上記の通り、OCAとOCRは、それぞれ他方にはない利点を有する。OCAとOCRの利点を併せ持つ新たな貼り合わせ手段を提供することができれば、画像表示装置の製造分野をはじめとする様々な技術分野において、広く利用可能な貼り合わせ手段となることが期待される。
成分A:重量平均分子量が100,000以上の樹脂;および
分子量が500以上10,000以下の重合性化合物、
を含む貼り合わせ用フィルム、
を新たに見出すに至った。上記貼り合わせ用フィルム(以下、単に「フィルム」とも記載する。)は、詳細を後述するように加熱によりフィルム中からフィルム両面に上記重合性化合物(成分B)を浸み出させることができる。かかる浸み出しの後に硬化処理を施すことにより成分Bを硬化させることができ、その結果、フィルム両面にそれぞれ接触させて配置した物品同士を、フィルムを介して貼り合わせて積層体を得ることができる。上記貼り合わせ用フィルムは、硬化処理前はリワークが可能である点でOCRの利点を有し、貼り合わせのために塗布工程を要さない点でOCAの利点を有する。即ち、上記貼り合わせ用フィルムは、OCAとOCRの利点を併せ持つ、新たな貼り合わせ手段である。かかる貼り合わせ用フィルムの詳細は、後述する。
GPC装置:HLC−8120(東ソー製)
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、7.8mmID(内径)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
2つの物品を貼り合わせて積層体を製造する方法であって、
貼り合わせるべき2つの物品の間に、上記貼り合わせ用フィルムを、この貼り合わせ用フィルムの一方の面を上記2つの物品のうちの一方と接触させ、他方の面を上記2つの物品のうちの他方と接触させて配置して前駆積層体を準備する工程と、
前駆積層体を加熱することにより、上記貼り合わせ用フィルムの両面にそれぞれこの貼り合わせ用フィルムに含まれる成分Bの少なくとも一部を浸み出させる工程と、
上記加熱後に上記浸み出した重合性化合物の重合処理を行う工程と、
を含む、積層体の製造方法、
に関する。
更に本発明によれば、上記貼り合わせ用フィルムを用いる積層体の製造方法も提供することができる。
本発明の一態様にかかる貼り合わせ用フィルムは、重量平均分子量が100,000以上の樹脂(成分A)および分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)を含む。
以下は、本発明者らによる推察であって、本発明を何ら限定するものではないが、本発明者らは、分子量が10,000以下の重合性化合物は、重量平均分子量が100,000以上の樹脂との親和性または相溶性に乏しいと考えている。また、分子量が500以上の重合性化合物は、加熱によりフィルムから遊離しやすいと考えている。親和性または相溶性の乏しさと加熱による遊離のしやすさから、分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)は、成分Bを重量平均分子量が100,000以上の樹脂(成分A)ともに含む上記貼り合わせ用フィルムを加熱することにより、フィルム表面に浸み出しやすいと、本発明者らは推察している。これにより、詳細を後述するように、貼り合わせるべき2つの物品の間に上記貼り合わせ用フィルムを配置し加熱した後に硬化処理を施すことにより、浸み出した重合性化合物(成分B)が硬化することによって、OCRのように重合性化合物の硬化による貼り合わせが可能になると、本発明者らは推察している。
以下、上記貼り合わせ用フィルムについて、更に詳細に説明する。
上記貼り合わせ用フィルムに含まれる樹脂(成分A)の重量平均分子量は、100,000以上である。100,000以上の重量平均分子量を有する樹脂を含むフィルムは、この樹脂とともに500以上10,000以下の分子量を有する重合性化合物を含むことにより、加熱によって上記樹脂をフィルム表面に浸み出させることができる。また、100,000以上の重量平均分子量を有する樹脂を含むフィルムは、高い機械的強度を示すことができる。
フィルム表面への成分Bの浸み出しをより促進する観点から、上記貼り合わせ用フィルムに含まれる成分Aの重量平均分子量は、150,000以上であることが好ましく、250,000以上であることがより好ましい。また、成分Aの重量平均分子量は、例えば5,000,000以下、または1,000,000以下であることができるが、これらを超えてもよく、特に限定されるものではない。
以下、上記有機溶剤可溶性樹脂の具体的態様について説明するが、本発明は下記の態様に限定されるものではない。
セルロースアシレートとしては、特に制限はない。セルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基を置換するアシル基の詳細については、特開2012−215812号公報段落0017を参照できる。好ましくは、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基であり、より好ましくはアセチル基、プロピオニル基であり、更に好ましくはアセチル基である。光学性能(フィルムの透明性等)の観点からは、アセチル置換度が2.95以下のセルロースアシレートが好ましく、より好ましくは2.90以下、更に好ましくは2.89以下である。一方、溶剤溶解性等の観点からは、アセチル置換度が2.00以上のセルロースアシレートが好ましく、より好ましくは2.50以上、更に好ましくは2.80以上である。同様の観点から、セルロースアシレートの総アシル置換度も、アセチル置換度について上記した範囲にあることが好ましい。なお総アシル置換度およびアセチル置換度は、ASTM(American Society for Testing and Materials)−D817−96に規定の方法に準じて測定することができる。アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。その他、セルロースアシレートの詳細については、特開2012−215812号公報段落0017〜0020も参照できる。
本発明および本明細書において、「(メタ)アクリル系樹脂」は、メタクリル系樹脂とアクリル系樹脂の両方を含む概念である。「(メタ)アクリロイル基」、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリル酸」等も同様である。また、(メタ)アクリル系樹脂には、アクリレートエステルとメタクリレートエステルとの共重合体も含まれる。(メタ)アクリル系樹脂の繰り返し構造単位は、特に限定されない。(メタ)アクリル系樹脂は、繰り返し構造単位として(メタ)アクリル酸エステル単量体由来の繰り返し構造単位を有することが好ましい。
CH2=C(X)R201
環状ポリオレフィン系樹脂とは、環状オレフィン構造を有する樹脂を言うものとする。
環状オレフィン構造を有する樹脂の例としては、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィンの重合体、(3)環状共役ジエンの重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、および(1)〜(4)の水素化物等を挙げることができる。より具体的態様としては、下記一般式(21)で表される繰り返し単位を少なくとも1種以上含む付加(共)重合体である環状ポリオレフィン系樹脂、および必要に応じ、一般式(20)で表される繰り返し単位の少なくとも1種以上を更に含む付加(共)重合体である環状ポリオレフィン系樹脂を挙げることができる。また、一般式(22)で表される環状繰り返し単位を少なくとも1種含む開環(共)重合体も挙げることができる。なお(共)重合体とは、単一重合体(ホモポリマー)および共重合体(コポリマー)の両方を含む概念である。
ポリカーボネート系樹脂としては、特に限定されるものではない。例えば、市販品をそのまま、または市販品に適宜添加剤を添加したものを用いることができる。
ポリスチレン系樹脂としては、市販品をそのまま、または適宜添加剤を添加したものを用いることができる。また、物性制御のため、ポリスチレンに、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、無水マレイン酸などが共重合されたものを用いてもよい。
グルタル酸無水物系樹脂とは、グルタル酸無水物単位を有する重合体である樹脂を表す。グルタル酸無水物単位を有する重合体は、下記一般式(30)で表されるグルタル酸無水物単位(以下、グルタル酸無水物単位と呼ぶ)を有することが好ましい。
グルタルイミド系樹脂とは、グルタルイミド単位を有する重合体である樹脂を表す。グルタルイミド系樹脂は、側鎖に置換または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂である。側鎖に置換または非置換イミド基を有することによって光学特性や耐熱性などの点で好ましい特性バランスを発現できる。グルタルイミド系樹脂としては、少なくとも下記一般式(40):
上記貼り合わせ用フィルムは、重量平均分子量が100,000以上の樹脂(成分A)とともに、分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)の一種または二種以上を含む。加熱によるフィルムからの遊離のしやすさの観点から、成分Bの分子量は、530以上であることが好ましく、550以上であることがより好ましく、600以上であることが更に好ましい。また、成分Aとの親和性または相溶性に乏しいため加熱によりフィルムから浸み出しやすいという観点から、成分Bの分子量は、8,000以下であることが好ましく、5,000以下であることがより好ましく、3,000以下であることが更に好ましく、2、000以下であることがいっそう好ましい。
具体例として、2官能(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。市販品の例としては、新中村化学工業株式会社製:9G(ポリエチレングリコールジメタアクリレート、分子量536)、同社製:BPE−100等を挙げることもできる。
3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。市販品の例としては、日本化薬社製:KAYARAD DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、分子量579)、新中村化学工業株式会社製:A−GLY−9E(エトキシ化グリセリントリメタアクリレート、分子量811)等を挙げることもできる。
また、上記(メタ)アクリレート化合物は、分子骨格の一部が変性されているものでもよい。例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等による変性がなされたものを使用することができる。
上記貼り合わせ用フィルムは、以上説明した成分に加えて、一般に各種フィルムの作製に用いられる公知の成分の一種以上を、任意の割合で含むことができる。そのような成分としては、公知の重合開始剤、可塑剤、界面活性剤、マット剤等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記貼り合わせ用フィルムを用いて製造される積層体の用途に応じて求められる物性に基づき、フィルムに含有される成分および含有量を定めることができる。なお、加熱によりフィルム表面に浸み出した重合性化合物の重合処理は、重合性化合物や任意に用いられる重合開始剤の種類に応じて、光照射、加熱等により行うことができる。併用される成分によっては、光照射や加熱により活性種を発生し、この活性種が重合性化合物の重合を開始させる作用を発揮する場合がある。そのような場合には、上記貼り合わせ用フィルムは、重合開始剤を含まないものであってもよい。一例として、重合性化合物が加熱によりラジカルを発生する場合があり、このような場合には、重合開始剤を用いることなく、少なくとも加熱を行う重合処理により、重合性化合物の重合処理を行うこともできる。
上記貼り合わせ用フィルムは、単層フィルムであってもよく、二層以上の積層構造のフィルムであってもよい。上記貼り合わせ用フィルムは、貼り合わせるべき2つの物品の間に、一方の面を上記2つの物品のうちの一方の物品と接触させ、他方の面を他方の物品と接触させて配置して前駆積層体を準備し、この前駆積層体を加熱した後に重合処理を施すことにより、このフィルムを介して、2つの物品を貼り合わせることができる。即ち、上記貼り合わせ用フィルムは、2つの物品の貼り合わせのために用いられるフィルムである。上記貼り合わせ用フィルムによる貼り合わせの具体的態様は、次の通りである。
上記貼り合わせ用フィルムが単層フィルムの場合、上記のように準備した前駆積層体を加熱することにより、上記貼り合わせ用フィルムの両面にそれぞれフィルムに含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させることができる。これにより、前駆積層体において、貼り合わせるべき2つの物品のうちの一方の物品とフィルムの一方の面との間に浸み出した成分Bを介在させることができ、他方の物品とフィルムの他方の面との間に浸み出した成分Bを介在させることができる。その後、浸み出した成分Bが重合処理により硬化することによって、貼り合わせるべき2つの物品のうちの一方の物品とフィルム一方の面とを接着することができ、他方の物品とフィルムの他方の面とを接着することができる。こうして、上記貼り合わせ用フィルムを介して、2つの物品を貼り合わせることができる。
また、上記貼り合わせ用フィルムが二層の積層構造のフィルムの場合、上記貼り合わせ用フィルムを2つの物品の間に配置して準備した前駆積層体を加熱することにより、上記貼り合わせ用フィルムに含まれる二層のうちの一方の層の表面から、この層に含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させることができ、他方の層の表面から、この層に含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させることができる。以降は、上記の単層フィルムの場合と同様であり、上記貼り合わせ用フィルムを介して、2つの物品を貼り合わせることができる。
更に、上記貼り合わせ用フィルムが三層以上の積層構造のフィルムの場合、上記貼り合わせ用フィルムを2つの物品の間に配置して準備した前駆積層体を加熱することにより、三層以上の積層構造の一方の側の最表層の表面から、この層に含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させることができ、他方の側の最表層の表面から、この層に含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させることができる。以降は、上記の単層フィルムの場合と同様であり、上記貼り合わせ用フィルムを介して、2つの物品を貼り合わせることができる。例えば、一方の側から他方の側に向かって第一層/第二層/第三層が存在する三層の積層構造のフィルムの場合、一方の側の最表層は第一層であり、他方の側の最表層は第三層である。ただし積層構造は、二層または三層に限定されず、四層、五層、更には六層以上であってもよい。三層以上の積層構造のフィルムについては、フィルムを構成する層の中で、少なくとも両方の最表層に重合性化合物(成分B)が含まれていることが好ましいが、最表層以外の層には、重合性化合物(成分B)は含まれていてもよく、含まれなくてもよい。
上記貼り合わせ用フィルムは、重量平均分子量が100,000以上の樹脂(成分A)および分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)を少なくとも含む。単層フィルムの場合、上記貼り合わせ用フィルムにおける成分Aの含有量は、フィルム質量を100質量部として、例えば30〜70質量部であることができ、40〜65質量部であることが好ましく、40〜50質量部であることがより好ましい。また、単層フィルムの場合、上記貼り合わせ用フィルムにおける成分Bの含有量は、成分Aの含有量100質量部に対して、例えば30〜200質量部であることができ、50〜180質量部であることが好ましく、70〜160質量部であることがより好ましい。また、単層フィルムが重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、重合性化合物(成分B)の含有量100質量部に対して、例えば1〜10質量部であることができるが、特に限定されるものではない。
なお以上の記載に関して、フィルム質量とは、このフィルムの製膜に用いる組成物中の固形分質量と同様とみなすことができる。固形分とは、溶剤を除く成分をいう。また、以上に記載したフィルム中の各成分の含有量は、このフィルムの製膜に用いる組成物中の含有量と同様とみなすことができる。
また、二層以上の積層構造のフィルムについては、分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)を含む層における各成分の含有量について、上記の単層フィルムに関する記載を参照できる。
上記貼り合わせ用フィルムを画像表示装置等の透明性が望まれる用途に用いる場合、上記貼り合わせ用フィルムは、可視光に対して透明であることが好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における光線透過率が、80%以上、好ましくは85%以上であることをいう。可視光領域とは、400〜800nmの波長域をいうものとする。透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS−K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。
以上説明した本発明の一態様にかかる貼り合わせ用フィルムは、任意の製造方法によって製造することができ、好ましくは、溶液流延法によって製造することができる。
以下に溶液流延法による製造方法の具体的態様について説明する。ただし、上記貼り合わせ用フィルムは、重量平均分子量が100,000以上の樹脂(成分A)および分子量が500以上10,000以下の重合性化合物(成分B)を含むフィルムであればよく、下記製造方法によって製造されるフィルムに限定されるものではない。
溶液流延法に用いられる流延用組成物(ドープ)は、成分A、成分B、および必要に応じて任意成分を含み、これらの成分を溶剤と同時または任意の順序で混合して調製することができる。流延用組成物に含まれる成分A、成分B、および任意成分の詳細は、先に記載した通りである。
溶液流延法によるフィルムの製造は、公知の溶液流延法により行うことができる。一例として、特開2012−96523号公報の図3および図4ならびに同公報中のこれら図面の説明を参照することができる。ただし、特開2012−96523号公報に記載の態様に限定されるものではなく、公知の溶液流延法を何ら制限なく用いることができる。溶液流延法によれば、流延用組成物(ドープ)を支持体上に流延して流延膜を形成し、形成した流延膜に乾燥処理等の各種処理を施すことによりフィルムを製造することができる。例えば、流延用組成物を、走行する流延製膜用支持体(例えばバンドまたはドラム)の上に流延し、支持体とともに走行させながら各種処理を施し、適当な時期に支持体から剥ぎ取る。支持体から剥ぎ取る前、支持体から剥ぎ取った後、またはその両時期において、流延膜に乾燥処理を施すことができる。乾燥処理は、加熱炉内への配置、加熱炉内での搬送、温風の吹き付け等により行うことができる。乾燥時の加熱温度は、流延用組成物に含まれる溶剤を揮発させることができる温度とすればよく、流延用組成物に含まれる溶剤の種類に応じて設定すればよい。また、乾燥時の加熱温度は、フィルム表面からの重合性化合物(成分B)の浸み出しが起こらないか、起こったとしてもわずかに浸み出す程度の温度とすることが好ましい。成分Bは、ここで製造された貼り合わせ用フィルムを、貼り合わせるべき2つの物品間に配置した後に行われる加熱によってフィルム両面に浸み出させるべき成分だからである。ただし、製造工程の中で行われる乾燥処理等の処理において、重合性化合物(成分B)の重合が一部進行し成分Bの重合体が含まれるフィルムも、本発明の一態様にかかる貼り合わせ用フィルムに包含されるものである。
以上の点からは、通常、乾燥時の加熱温度は70℃以上とすることが好ましく、80℃以上とすることがより好ましい。また、通常、加熱温度は100℃以下とすることが好ましい。ここで加熱温度とは、加熱炉内の雰囲気温度または温風の温度をいうものとする。ただし、流延用組成物(ドープ)に含まれる溶剤や重合性化合物の種類によっては、上記範囲外の乾燥温度とすることが好ましい場合もあるため、上記範囲の加熱温度に限定されるものではない。
一方、二層以上の積層構造のフィルムを製造する場合には、組成の異なる二種以上の流延用組成物を同時または逐次に支持体上に流延すればよい。例えば、異なる重合性化合物(成分B)を含む二種の流延用組成物を同時に流延(共流延)または逐次に流延することにより、各層に含まれる成分Bが異なる二層の積層構造のフィルムを製造することができる。また、一方の最表層用の流延用組成物、コア層用の流延用組成物、および他方の最表層用の流延用組成物の三種の流延用組成物を、同時または逐次に流延することにより、三層の積層構造のフィルムを製造することができる。ここで、一方の最表層用の流延用組成物と他方の最表層用の流延用組成物とに、異なる重合性化合物(成分B)を含有させることにより、一方の最表層と他方の最表層とで異なる成分Bを含む三層の積層構造のフィルムを製造することができる。
本発明の一態様は、2つの物品を貼り合わせて積層体を製造する方法であって、
貼り合わせるべき2つの物品の間に、上記貼り合わせ用フィルムを、この貼り合わせ用フィルムの一方の面を上記2つの物品のうちの一方と接触させ、他方の面を上記2つの物品のうちの他方と接触させて配置して前駆積層体を準備する工程(以下、「前駆積層体準備工程」と記載する。)と、
前駆積層体を加熱することにより、上記貼り合わせ用フィルムの両面にそれぞれこの貼り合わせ用フィルムに含まれる成分Bの少なくとも一部を浸み出させる工程(以下、「加熱浸み出し工程」と記載する。)と、
上記加熱後に上記浸み出した重合性化合物の重合処理を行う工程(以下、「重合処理工程」と記載する。)と、
を含む、積層体の製造方法、
に関する。上記積層体の製造方法に用いる貼り合わせ用フィルムの詳細は、先に記載した通りである。
以下、上記積層体の製造方法について、更に詳細に説明する。
上記貼り合わせ用フィルムは、様々な物品の貼り合わせのために好適である。貼り合わせる2つの物品の組み合わせの具体的態様としては、例えば下記態様を挙げることができる。ただし、下記態様は例示に過ぎず、上記貼り合わせ用フィルムを介して貼り合わせて積層体を構成する2つの物品は、下記態様に限定されるものではない。素材および表面形状が同様の物品同士の貼り合わせにも、素材および表面形状の一方または両方が異なる物品同士の貼り合わせにも、上記貼り合わせ用フィルムは好適である。
(1)ガラスとガラスとの貼り合わせ;
(2)樹脂フィルムと樹脂フィルムとの貼り合わせ;
(3)ガラスと樹脂フィルムとの貼り合わせ。
(4)画像表示装置の構成部材である偏光板を製造するために行われる、偏光板保護フィルムと偏光子との貼り合わせ;
(5)画像表示装置の構成部材である表示素子と他の構成部材との貼り合わせ(例えば液晶セルと偏光板との貼り合わせ);
(6)タッチパネルの構成部材である電極パターンを有するフィルム(以下、「タッチパネル用電極パターンフィルム」とも記載する。)と、このフィルム表面に露出した電極パターンを保護するための保護フィルムとの貼り合わせ;
(7)タッチパネル用電極パターンフィルムと、前面板(例えば樹脂フィルム、ガラス基板)との貼り合わせ。
上記の点に関し、本発明の一態様にかかる積層体の製造方法において、貼り合わせるべき物品の一方または両方の貼り合わせ面が凹凸を有する面である場合、前駆積層体を加熱浸み出し工程に付す前には、上記貼り合わせ用フィルム表面が凹凸を有する面の凸部と接触し凹部とは接触していない場合がある。このような場合でも、加熱浸み出し工程で浸み出した重合性化合物(成分B)が凹部を埋めた後に重合処理を施すことにより、OCRによる貼り合わせのように、空気溜まりの発生を抑制することができる。即ち、本発明の一態様によれば、この点からも、OCRによる利点を得ることができる。
前駆体準備工程は、貼り合わせるべき2つの物品の間に、上記貼り合わせ用フィルムを、この貼り合わせ用フィルムの一方の面を上記2つの物品のうちの一方と接触させ、他方の面を上記2つの物品のうちの他方と接触させて配置して前駆積層体を準備する工程である。かかる工程は、貼り合わせるべき2つの物品のうちの一方と貼り合わせ用フィルムの一方の面とを接触させた後に、他方の物品と他方の面とを接触させる方法により行ってもよく、それぞれの物品と貼り合わせ用フィルムの面とを同時に接触させる方法で行ってもよい。例えば、ロール・ツー・ロール方式による貼り合わせにおいては、後者の方法で、前駆積層体を準備することができる。
加熱浸み出し工程は、上記工程で準備した前駆積層体を加熱することにより、前駆積層体において、上記貼り合わせ用フィルムの両面にそれぞれ、この貼り合わせ用フィルムに含まれる重合性化合物(成分B)の少なくとも一部を浸み出させる工程である。かかる浸み出しにより、貼り合わせ用フィルムとそれぞれの物品との界面に成分Bが浸み出すため、貼り合わせ用フィルムとそれぞれの物品との間に成分Bを介在させることができる。この状態の前駆積層体に後述するように重合処理を施すことにより浸み出した重合性化合物(成分B)を硬化させることによって、2つの物品を、上記貼り合わせ用フィルムを介して貼り合わせて積層体を得ることができる。
なお、重合性化合物の重合処理を加熱処理により行う場合には、成分Bの浸み出しのための加熱処理と重合処理としての加熱処理は、別々の加熱処理として明確に区別されなくてもよい。重合性化合物(成分B)を浸み出させるための加熱と、重合処理のための加熱は、同じ加熱温度で行ってもよく、異なる加熱温度で行ってもよい。
以上説明した前駆積層体準備工程および加熱浸み出し工程の後、前駆積層体においてフィルム両面に浸み出した重合性化合物の重合処理を行う。重合処理は、重合性化合物(成分B)や任意に用いられる重合開始剤の種類に応じて、光照射、加熱等によって行うことができる。
なおフィルム両面に浸み出した重合性化合物(成分B)への光照射は、フィルム両面にそれぞれ接触させた物品を介して行われることになる。例えば、前駆積層体に含まれる2つの物品のうちの一方からのみ光照射を行ってもよく、両方から同時または順次光照射を行ってもよい。上記貼り合わせ用フィルム自体が照射される光を透過する性質を有するならば、2つの物品のうちの一方からのみ光照射を行うことで、他方の物品とフィルムとの界面に浸み出した重合性化合物(成分B)にも、フィルムを介して光を照射し重合処理を施すことができる。例えば、先に成分Aとして例示した各種樹脂を含むフィルムは、通常、紫外線を透過する性質を有するため、かかるフィルムを介して光照射を行うことができる。
ただし図1に示す製造装置は例示であって、ロール・ツー・ロール方式による貼り合わせ以外の方法でも、貼り合わせを行い積層体を得ることができ、そのような態様も本発明の一態様として好ましい。
以下に記載のMWは、重合体(例えばセルロースアセテート等)については重量平均分子量を示す。
[ドープA(成分B含有)の調製]
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープAを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
多官能重合性化合物 100質量部
(10官能ウレタンアクリレート(日本合成化学工業社製UV−1700B)、MW2000)
固形分濃度(組成物全量100質量%に対して) 24質量%
(溶剤組成比:溶剤全量100質量%に対して、括弧内はセルロースアセテート100質量部に対する含有量)
メチレンクロライド 79質量%(500質量部)
メタノール 20質量%(127質量部)
1−ブタノール 1質量%(6質量部)
―――――――――――――――――――――――――――――――
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープBを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
多官能重合性化合物 150質量部
(10官能ウレタンアクリレート(日本合成化学工業社製UV−1700B)、MW2000)
熱重合開始剤*1 7.5質量部
メチレンクロライド 625質量部
メタノール 158質量部
1−ブタノール 8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
熱重合開始剤*1:和光純薬工業社製VAm−110:2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープCを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
多官能重合性化合物 150質量部
(10官能ウレタンアクリレート(日本合成化学工業社製UV−1700B)、MW2000)
光重合開始剤*2 2.5質量部
メチレンクロライド 625質量部
メタノール 158質量部
1−ブタノール 8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
光重合開始剤*2:BASF製IRGACURE(Irg)819
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープDを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
カチオン重合性化合物*3 100質量部
カチオン重合開始剤*4 2.5質量部
メチレンクロライド 625質量部
メタノール 158質量部
1−ブタノール 8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
カチオン重合性化合物*3::下記の構造の化合物(油化シェル社製B10315、MW622)
カチオン重合開始剤*4:サンアプロ社製CPI−100P
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープEを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
カチオン重合性化合物*5 100質量部
カチオン重合開始剤*4 2.5質量部
メチレンクロライド 625質量部
メタノール 158質量部
1−ブタノール 8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
カチオン重合性化合物*5:大阪ガスケミカル社製CG−500(Mw=562)
カチオン重合開始剤*4:サンアプロ社製CPI−100P
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープFを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
メチレンクロライド 625質量部
メタノール 158質量部
1−ブタノール 8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
下記組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して各成分を溶解し、ドープXを調製した。
セルロースアセテート 100質量部
(アセチル置換度2.86、重合度350、MW400,000)
多官能重合性化合物 100質量部
(3官能アクリレート(共栄社化学製DA-314)、MW490)
メチレンクロライド 500質量部
メタノール 127質量部
1−ブタノール 6質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
ドープXに用いた多官能重合性化合物を、共栄社化学社製ライトアクリレートNP−A(2官能アクリレート、MW212)に変更した点以外、ドープXと同様の方法によりドープYを調製した。
ドープXに用いた多官能重合性化合物を、共栄社化学社製BPZA−100(重合性オリゴマー、MW14,250)に変更した点以外、ドープXと同様の方法によりドープZを調製した。
図2または図3に一部拡大図を示す流延製膜装置を用いて、以下に記載の方法により、フィルム1〜9を作製した。フィルム1〜3、7、8、10は単層フィルム、フィルム4、5、9は二層の積層構造のフィルム、フィルム6は三層の積層構造のフィルムである。
流延ダイとして、図2に示す構成の流延ダイを用いた。フィルム1の作製に用いた製膜装置は、流延ドラム(ドラム支持体)を備え、流延ドラムからはぎ取られたフィルムが乾燥室(加熱室)に搬送されて加熱される。乾燥室以外は開放系とした。加熱時間は、乾燥室の搬送距離を変更することにより制御した。図2に示す流延ダイ21は、ドープaの流れとドープbの流れとを合流させた後、先端の吐出口から走行する流延ドラム22上に流出させることによって、ドープa由来の塗布層40aとドープb由来の塗布層40bの積層体として流延膜40を形成する。
上記で調製したドープD、Eを、図2に示すドープaとしてドープD、ドープbとしてドープEを用い、空気面側から支持体側に向かってドープD、Eの順序になるように、それぞれが表1に示す膜厚(設定膜厚)相当になるように流量を調節して、流延ダイから表面温度5℃のドラム支持体上に共流延して流延膜を形成した。その後、ドラム支持体上で40℃の除湿風を当て、ドラム支持体から流延膜を剥ぎとった。
走行する流延膜に乾燥室において乾燥風をあて80℃の加熱温度で15分間加熱し、溶剤を乾燥させ、二層の積層構造のフィルム4を得た。
単層フィルムであるフィルム1〜3、7、8、10を、図2に示す構成の流延ダイに、ドープaは導入せず、ドープbとして表1に示すドープを導入して表1に示す膜厚(設定膜厚)相当になるように流量を調整して流延して単層の流延膜を得た点以外、フィルム4の作製と同様の方法でフィルムを得た。
二層の積層構造のフィルムであるフィルム5は、図2に示すドープaとしてドープC、ドープbとしてドープEを用いた点以外、フィルム4の作製と同様の方法でフィルムを得た。
二層の積層構造のフィルムであるフィルム9は、図2に示すドープaとしてドープX、ドープbとしてドープYを用いた点以外、フィルム4の作製と同様の方法でフィルムを得た。
三層の積層構造のフィルム6は、流延ダイとして、図3に示す構成の流延ダイを用いて、図3に示すドープcとしてドープC、ドープdとしてドープF、ドープeとしてドープEを用い、空気面側から支持体側に向かってドープC、F、Eの順序になるように、それぞれが表1に示す膜厚(設定膜厚)相当になるように流量を調節した点以外、フィルム4の作製と同様の方法でフィルムを得た。
なお図3に示す製膜装置は、流延ダイ以外は図2と同様である、
2枚のガラス板(コーニング社製1737)を、フィルム1を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度190℃の加熱炉内に20分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程および重合処理工程が行われる。フィルム1の作製に用いたドープAに含まれる重合性化合物は、約170℃以上に加熱されると重合性基がラジカルを発生する性質を有する。したがって、190℃の加熱温度での加熱処理により重合性化合物からラジカルが発生することにより、重合反応が開始される。
こうして、2枚のガラス板がフィルム1を介して貼り合わされた積層体を得た。
実施例1と同様の2枚のガラス板を、フィルム2を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度120℃の加熱炉内に25分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程および重合処理工程が行われる。
こうして、2枚のガラス板がフィルム2を介して貼り合わされた積層体を得た。
<貼り合わせる物品の準備>
(偏光子の作製)
厚み75μmのポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする樹脂フィルム(クラレ社製「VF−PS#7500」)を下記[1]〜[5]の条件の5浴に、フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルム元長に対し、6.2倍になるように延伸した。この延伸フィルムを空気循環式オーブン内(内部の雰囲気温度40℃)で1分間乾燥させて、偏光子(ヨウ素染色ポリビニルアルコールフィルム)を作製した。
(条件)
[1]膨潤浴:液温30℃の純水。
[2]染色浴:水100質量部に対し、0.032質量部のヨウ素と、0.2質量部のヨウ化カリウムとを含む、液温30℃の水溶液。
[3]第1の架橋浴:3質量%のヨウ化カリウムと、3質量%のホウ酸とを含む、液温40℃
の水溶液。
[4]第2の架橋浴:5質量%のヨウ化カリウムと、4質量%のホウ酸とを含む、液温60℃
の水溶液。
[5]水洗浴:3質量%のヨウ化カリウムを含む、液温25℃の水溶液。
上記偏光子と貼り合わせる偏光板保護フィルムとして、厚み60μmの市販のセルローストリアセテートフィルム(富士フイルム社製フジタック(登録商標)TD60UL)を準備した。
上記の2つの物品を、フィルム3を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度120℃の加熱炉内に5分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程が行われる。
その後、前駆積層体を加熱炉から紫外線露光機内に移し、紫外線露光機内で紫外線を表1に示す照射量で照射して重合処理工程を行った。
こうして、偏光子と偏光板保護フィルムとがフィルム3を介して貼り合わされた積層体(偏光板)を得た。
<貼り合わせる物品の準備>
(タッチパネル用電極パターンフィルムの作製)
以下の方法により、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に帯状電極のパターンを有するタッチパネル用電極パターンフィルムを作製した。
厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にインジウムスズ酸化物(ITO;Indium Tin Oxide)からなる透明導電膜をスパッタリング法にて全面形成した。
次いで、上記透明導電膜上に光硬化型のドライフィルムレジストを貼合した後、フォトマスクの非マスク部分に紫外線を透過させて、上記ドライフィルムレジストの帯状電極のパターンに相当する部分を露光した。露光後のドライフィルムレジストを炭酸ソーダで現像し、露光しなかった部分のドライフィルムレジストを除去し、エッチングレジストパターンを得た。
次に、上記エッチングレジストパターンが形成されていない箇所の透明導電膜を塩化第二鉄でエッチングした後、パターニングされた上記導電膜を被覆するエッチングレジストを3質量%水酸化ナトリウムで除去した。
以上の工程により、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にITO製の帯状電極のパターンを有するタッチパネル用電極パターンフィルムを作製した。
上記で作製したタッチパネル用電極パターンフィルムを実施例1と同様のガラス板と、フィルム4を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。重ね合わせは、表1に示す一層目側のフィルム表面がガラス板、二層目側のフィルム表面がタッチパネル用電極パターンフィルムと接触するように行った。タッチパネル用電極パターンフィルムは、帯状電極のパターンを有する表面(即ち凹凸を有する面)がフィルム4の表面と接触するように、フィルム4と重ね合わせた。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度120℃の加熱炉内に5分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程が行われる。
その後、前駆積層体を加熱炉から紫外線露光機内に移し、紫外線露光機内で紫外線を表1に示す照射量で照射して重合処理工程を行った。紫外線は、ガラス板側から前駆積層体に照射した。
こうして、ガラス板とタッチパネル用電極パターンフィルムとがフィルム4を介して貼り合わされた積層体を得た。
実施例4と同様の方法で準備したタッチパネル用電極パターンフィルムを、市販の樹脂フィルム(住化アクリル販売社製テクノロイC−101;PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)フィルム/ポリカーボネートフィルム/PMMAフィルムの積層フィルム)と、フィルム5を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。重ね合わせは、表1に示す一層目側のフィルム表面が樹脂フィルム、二層目側のフィルム表面がタッチパネル用電極パターンフィルムと接触するように行った。タッチパネル用電極パターンフィルムは、帯状電極のパターンを有する表面(即ち凹凸を有する面)がフィルム5の表面と接触するように、フィルム5と重ね合わせた。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度120℃の加熱炉内に5分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程が行われる。
その後、前駆積層体を加熱炉から紫外線露光機内に移し、紫外線露光機内で紫外線を表1に示す照射量で照射して重合処理工程を行った。紫外線は、樹脂フィルム側から前駆積層体に照射した。
こうして、樹脂フィルムとタッチパネル用電極パターンフィルムとがフィルム5を介して貼り合わされた積層体を得た。
実施例5と同様のタッチパネル用電極パターンフィルムおよび樹脂フィルムを、フィルム6を介して重ね合わせて前駆積層体を準備した。重ね合わせは、表1に示す一層目側のフィルム表面が樹脂フィルム、三層目側のフィルム表面がタッチパネル用電極パターンフィルムと接触するように行った。タッチパネル用電極パターンフィルムは、帯状電極のパターンを有する表面(即ち凹凸を有する面)がフィルム6の表面と接触するように、フィルム6と重ね合わせた。
準備した前駆積層体を、雰囲気温度120℃の加熱炉内に5分間配置して加熱処理を行った。この加熱処理により、加熱浸み出し工程が行われる。
その後、前駆積層体を加熱炉から紫外線露光機内に移し、紫外線露光機内で紫外線を表1に示す照射量で照射して重合処理工程を行った。紫外線は、樹脂フィルム側から前駆積層体に照射した。
こうして、樹脂フィルムとタッチパネル用電極パターンフィルムとがフィルム6を介して貼り合わされた積層体を得た。
フィルムとして、フィルム1に代えてフィルム7を用いた点以外、実施例1と同様の工程を行ったが、フィルムによりガラス板を貼り合わせることはできなかった。
フィルムとして、フィルム1に代えてフィルム8を用いた点以外、実施例1と同様の工程を行ったが、フィルムによりガラス板を貼り合わせることはできなかった。
フィルムとして、フィルム4に代えてフィルム9を用いた点以外、実施例4と同様の工程を行ったが、フィルムによりガラス板とタッチパネル用電極パターンフィルムを貼り合わせることはできなかった。なお前駆積層体を準備するための重ね合わせは、表1に示す一層目側のフィルム表面がガラス板、二層目側のフィルム表面がタッチパネル用電極パターンフィルムと接触するように行った。
フィルムとして、フィルム1に代えてフィルム10を用いた点以外、実施例1と同様の工程を行ったが、フィルムによりガラス板を貼り合わせることはできなかった。
上記の実施例で得た積層体の両面にそれぞれセロハンテープ(ニチバン社製セロテープ(登録商標))を貼り、評価者の一方の手で一方の面に貼ったセロハンテープの端部を持ち、他方の手で他方の面に貼ったセロハンテープの端部を持って、それぞれの手でセロハンテープを剥がしたところ、積層体は貼り合わされた状態のままであり、貼り合わせた物品とフィルムとの間で剥離は生じなかった。
なお実施例で用いたフィルム1〜6を、加熱炉内で各実施例での加熱処理温度で加熱したところ、フィルム両面にそれぞれ目視でべたつき(湿潤状態)が見られた。実施例で用いたフィルム1〜6の表面を評価者の指で押して押圧したが、べたつき(湿潤状態)は確認できなかった。
以上の結果から、実施例での加熱処理により、前駆積層体においてフィルム両面に重合性化合物(成分B)が浸み出したことが確認できる。
以上の結果は、各実施例で貼り合わせに用いたフィルムの可視光領域における光線透過率が高く、貼り合わせ後も高い透過率を維持していたことを示す結果であると、本発明者らは考えている。
なお実施例4〜6で作製した積層体を目視で観察したところ、気泡(空気溜まり)は確認されなかった。この結果から、実施例4〜6では、加熱により浸み出した重合性化合物(成分B)が、タッチパネル用電極パターンフィルム表面の凹凸の凹部に入り込んだ後に重合したため、空気溜まりの発生を抑制できたことが確認できる。
Claims (20)
- 成分A:重量平均分子量が250,000以上のセルロースアシレート、および
成分B:分子量が500以上10,000以下の重合性化合物、
を含む貼り合わせ用フィルム。 - 二層の積層構造を有し、
前記二層は、それぞれ成分Bを含み、かつ
前記二層のうちの一方の層に含まれる成分Bは、前記二層のうちの他方の層に含まれる成分Bとは異なる重合性化合物である請求項1に記載の貼り合わせ用フィルム。 - 三層以上の積層構造を有し、
一方の側の最表層および他方の側の最表層は、それぞれ成分Bを含み、かつ、
一方の側の最表層に含まれる成分Bは、他方の側の最表層に含まれる成分Bとは異なる重合性化合物である請求項1に記載の貼り合わせ用フィルム。 - 成分Bは、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基からなる群から選ばれる1つ以上の重合性基を含む化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の貼り合わせ用フィルム。
- 成分Aの重量平均分子量は、250,000以上1,000,000以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の貼り合わせ用フィルム。
- 重合開始剤を更に含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の貼り合わせ用フィルム。
- ロール状フィルムである請求項1〜6のいずれか1項に記載の貼り合わせ用フィルム。
- 2つの物品を貼り合わせて積層体を製造する方法であって、
貼り合わせるべき2つの物品の間に、下記成分Aおよび成分B:
成分A:重量平均分子量が100,000以上の樹脂、
成分B:分子量が500以上10,000以下の重合性化合物、
を含む貼り合わせ用フィルムを、前記貼り合わせ用フィルムの一方の面を前記2つの物品のうちの一方と接触させ、他方の面を前記2つの物品のうちの他方と接触させて配置して前駆積層体を準備する工程と、
前記前駆積層体を加熱することにより、前記貼り合わせ用フィルムの両面にそれぞれ前記貼り合わせ用フィルムに含まれる成分Bの少なくとも一部を浸み出させる工程と、
前記加熱後に前記浸み出した重合性化合物の重合処理を行う工程と、
を含む、積層体の製造方法。 - 前記重合処理は、加熱処理を含む、請求項8に記載の積層体の製造方法。
- 前記重合処理は、前記2つの物品のうちの少なくとも一方を介して、前記浸み出した重合性化合物に光照射することを含む、請求項8または9に記載の積層体の製造方法。
- 前記2つの物品は、いずれもガラスである請求項8〜10のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記2つの物品は、一方が偏光板保護フィルムであり、他方が偏光子である請求項8〜10のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記2つの物品は、一方がタッチパネル用電極パターンを有するフィルムであり、他方が樹脂フィルムまたはガラス基板である請求項8〜10のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記貼り合わせ用フィルムは、二層の積層構造を有し、前記二層は、それぞれ成分Bを含み、かつ前記二層のうちの一方の層に含まれる成分Bは、前記二層のうちの他方の層に含まれる成分Bとは異なる重合性化合物である請求項8〜13のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記貼り合わせ用フィルムは、三層以上の積層構造を有し、一方の側の最表層および他方の側の最表層は、それぞれ成分Bを含み、かつ、一方の側の最表層に含まれる成分Bは、他方の側の最表層に含まれる成分Bとは異なる重合性化合物である請求項8〜13のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 成分Bは、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基からなる群から選ばれる1つ以上の重合性基を含む化合物である請求項8〜15のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 成分Aは、セルロースアシレートを含む請求項8〜16のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 成分Aの重量平均分子量は、100,000以上1,000,000以下である請求項8〜17のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記貼り合わせ用フィルムは、重合開始剤を更に含む請求項8〜18のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記貼り合わせ用フィルムは、ロール状フィルムである請求項8〜19のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
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