JP6755089B2 - 粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置 - Google Patents

粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置に関する。
現在、ディスプレイパネルとして、液晶ディスプレイパネル(LCD)およびプラズマディスプレイパネル(PDP)等の平面状ディスプレイパネルが主に使用されている。平面状ディスプレイパネル表面には、通常、複数のフィルムが積層された積層体が貼りあわされている。例えば、LCDは通常、液晶パネルの表面に、偏光板、位相差板、視野角拡大フィルムおよび輝度改善フィルム等の光学フィルムが積層されている。そして、平面状ディスプレイパネルを構成する各層は、通常、各種粘着剤により形成される粘着層により貼り合わされている。
一方、最近では平面状ディスプレイに加えてデザイン性、使い方の多様性から曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイも求められるようになっている。曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイには有機エレクトロルミネッセンスパネル(OLED)が主に使用されている。
この曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイに使用される粘着剤層、および粘着剤層または接着剤層によって積層された光学フィルム積層体には、光学特性や耐久性に加えて、良好な接着性や、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することのないことが要求される。
従来の平面状ディスプレイパネル用光学フィルム積層体(光学部材)に用いられる粘着剤層として、例えば、特許文献1には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数2以上18以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのモノマーユニットを主骨格とし、さらに当該(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合する共重合モノマーをモノマーユニットとする、重量平均分子量が30万以上250万以下のアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有しており、かつガラス転移温度(Tg)が−35℃以下である光学用粘着剤層が開示されている。
また、非特許文献1には、粘着剤の接着力を高める方法として、タッキファイヤーを添加する技術が開示されている。
特開2011−17009号公報
日本接着学会 季刊誌 接着の技術,Vol.34,No.2(2014)、第30頁〜第36頁
しかしながら、上記特許文献1および非特許文献1に記載の技術では、接着力と、折り曲げても粘着剤層や接合部においてはがれや浮きが生じないという屈曲耐性と、のバランスが十分でないという問題があった。
そこで、本発明は、接着力と、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することがほとんどない屈曲耐性とのバランスに優れた、粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、硬化性化合物からなる主剤(A)と、カチオンとアニオンとからなり、前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が分子量45以上の官能基を3つ以上有するイオン性化合物(B)と、を含む粘着剤組成物であって、硬化後の23℃における貯蔵弾性率が特定の範囲にある粘着剤組成物によって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、硬化性化合物からなる主剤(A)と、カチオンとアニオンとからなり、前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が分子量45以上の官能基を3つ以上有するイオン性化合物(B)と、を含む粘着剤組成物であって、硬化後の23℃での貯蔵弾性率が3.0×10Pa未満である、粘着剤組成物である。
本発明によれば、接着力と、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することがほとんどない屈曲耐性とのバランスに優れた、粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置が提供される。
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
[粘着剤組成物]
本発明の粘着剤組成物は、硬化性化合物からなる主剤(A)と、カチオンとアニオンとからなり、前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が分子量45以上の官能基を3つ以上有するイオン性化合物(B)と、を含む粘着剤組成物であって、硬化後の23℃における貯蔵弾性率が3.0×10Pa未満である、粘着剤組成物である。このような構成を有することにより、本発明の粘着剤組成物は、接着力と、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することがほとんどない屈曲耐性と、のバランスに優れるという効果が得られる。
折り曲げ可能な画像表示装置に用いられる粘着剤には、従来の折り曲げることのできない画像表示装置における応力による変形に加えて、折り曲げによる大きな変形にも耐えることが要求される。大きな変形に耐えうるように、荷重当たりの変形量を大きくする方法としては、特許文献1のような粘着剤のガラス転移温度を下げる方法が知られている。しかしながら、ガラス転移温度の低い粘着剤は、同じ温度で比較すると、一般には動的粘弾性測定によって得られる貯蔵弾性率の値が低い粘着剤だと考えられる。接着界面の状態が同じであるという仮定の下では、バルクの変形エネルギーの大小が接着力の大小を決める要因となるが、貯蔵弾性率が低ければその分、接着力が低下する。よって、特許文献1の技術では、屈曲耐性は良好であるが、接着力が十分でないという問題があった。
一方、粘着剤の接着力を高める方法として、非特許文献1のような、タッキファイヤーの添加が知られている。この場合、接着力は確保できるものの、応力あたりのひずみ量は変化しないため、折り曲げ径が小さい場合や、曲げの中立点から離れた層の接着に供される際に、折り曲げによって粘着剤層や接合部が破壊されてしまうといった屈曲耐性が低いという問題が生じていた。
このように、従来の粘着剤において、接着力の向上と屈曲耐性の向上とは、トレードオフの関係にあった。
かような問題に対し、本発明者らが鋭意研究を行った結果、硬化性化合物からなる主剤(A)に対して、カチオンおよびアニオンの少なくとも一方に、分子量45以上の官能基を3つ以上有するイオン性化合物(B)を配合した粘着剤組成物が、上記の問題を解決することを見出した。
なぜ、本発明の粘着剤組成物により上記効果が得られるか詳細は不明であるが、本発明に係るイオン性化合物(B)は、カチオンおよびアニオンの少なくとも一方に、分子量45以上の官能基を3つ以上有する。かようなイオン性化合物(B)は、幾何学的に互いに異なる方向に伸びる3つ以上の官能基を有しているということができる。よって、該イオン性化合物(B)は、粘着剤組成物から得られる比較的軟らかい粘着剤層を、3つ以上の幾何学的に互いに異なる方向に、いわば楔を打ち込むような形で、微視的かつ部分的な物理的拘束を生じさせる作用を有する。加えて、イオン性化合物(B)のカチオン部分とアニオン部分との相互作用も働き、これにより、接着力と、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することがほとんどない屈曲耐性と、のバランスに優れた粘着剤層を形成できる粘着剤組成物を得ることができると考えられる。本発明の粘着剤組成物は、硬化後に得られる粘着剤層の貯蔵弾性率を維持したまま、応力あたりのひずみ量と接着力とを改善しているところに特徴があると言える。
なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら制限されるものではない。
ここで、低温での折り曲げ耐性(屈曲耐性)は、低温での屈曲試験により評価できる。屈曲試験における、低温とは具体的には、0℃以下、あるいは−10℃以下であり、下限は、−40℃以上である。
本発明の粘着剤組成物においては、硬化後の23℃における貯蔵弾性率は3.0×10Pa未満である。硬化後の23℃における貯蔵弾性率が3.0×10Pa以上の場合は、接着力および低温での屈曲耐性が低下する。硬化後の23℃における貯蔵弾性率は、2.5×10Pa以上2.5×10Pa以下が好ましく、4.5×10Pa以上7.5×10Pa以下がより好ましい。
なお、23℃における貯蔵弾性率は、実施例に記載の方法によって測定した値を採用する。貯蔵弾性率は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の組成、イオン性化合物(B)の種類および添加量、架橋剤(D)の種類および添加量等により制御することができる。
さらに、本発明の粘着剤組成物において、硬化後の90kPaせん断応力下でのせん断ひずみは1500%以上であることが好ましく、2000%以上であることがより好ましい。この範囲であれば、屈曲耐性に優れる。なお、該せん断ひずみは、実施例に記載の方法によって、測定した値を採用する。また、該せん断ひずみは、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の組成、イオン性化合物(B)の種類および添加量、架橋剤(D)の種類および添加量等により制御することができる。
本発明の粘着剤組成物の硬化後のガラス転移温度は、−40℃以下であることが好ましい。この範囲であれば、低温での屈曲耐性に優れる。該ガラス転移温度は、より好ましくは−70℃以上−45℃以下、さらに好ましくは−55℃以上−50℃以下である。なお、硬化後のガラス転移温度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明の粘着剤組成物の硬化後のゲル分率は、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、54質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。該ゲル分率がこの範囲であれば、粘着剤層の凝集力がある程度小さくなり、粘着剤層が柔軟になり、屈曲耐性が向上する。また、粘着剤層が柔軟になり過ぎず、接着力が向上する。該ゲル分率は、実施例に記載の方法により測定することができる。該ゲル分率は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の組成、イオン性化合物(B)の種類および添加量、架橋剤(D)の種類および添加量等により制御することができる。
以下、本発明の粘着剤組成物の各成分について詳細に説明する。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、アクリル酸エステルモノマーおよびメタクリル酸エステルモノマーの総称である。(メタ)アクリル酸等の(メタ)を含む化合物等も同様に、名称中に「メタ」を有する化合物と「メタ」を有さない化合物の総称である。このため、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリル双方を包含する。「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、アクリル酸エステルモノマーおよびメタアクリル酸エステルモノマー双方を包含する。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸双方を包含する。また、「粘着剤組成物」を単に「粘着剤」とも称する。また、「(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)」を単に「共重合体(C)」とも称する。
[主剤(A)]
本発明に係る硬化性化合物からなる主剤(A)の形態としては、
(1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)(以下、単に「(c1)成分」とも称する)と、(c1)成分と共重合可能なモノマー(c2)(以下、単に(c2)成分とも称する)とからなる形態(硬化性化合物がモノマーのみからなる形態)
(2)上記(c1)成分、上記(c2)成分、および上記(c1)成分由来の構成単位と上記(c2)成分由来の構成単位とを有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)(以下、単に共重合体(C)とも称する)からなる形態(硬化性化合物がモノマーおよびポリマーからなる形態であり、いわゆるポリマーシロップの形態)
(3)共重合体(C)のみからなる形態(硬化性化合物がポリマーのみからなる形態)
が挙げられる。
かような主剤(A)が、本発明の粘着剤組成物に含まれることによって、硬化後に得られる粘着剤層の粘着性の確保や基本特性を確保する意義を有すると考えられる。
中でも、本発明に係る粘着剤層の形成のしやすさ、本発明の所期の効果をより効率的に奏することができる等の観点から、硬化性化合物が共重合体(C)を含むこと(上記(2)または(3)の形態)が好ましい。
≪上記(1)の形態≫
本発明に係る一形態として、主剤(A)が(c1)成分と、(c2)成分とからなる形態(硬化性化合物がモノマーのみからなる形態)が挙げられる。この(c1)成分および(c2)成分は、硬化処理を行うことにより、共重合体(C)を形成することができる。
<(c1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー>
(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)は、(メタ)アクリル酸エステルのエステル部位に、アルキル基が導入されている形態であれば、特に制限はない。
アルキル基の炭素数も特に制限はないが、炭素数1以上20以下が好ましく、特に相溶性の観点や、ガラス転移温度を低く抑える観点から、炭素数2以上18以下がより好ましく、炭素数3以上16以下であることがさらに好ましく、炭素数4以上12以下であることが特に好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、(c1)成分における、アルキル基の炭素数は1以上18以下である。また、アルキル基は、直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状であってもよいが、ガラス転移温度を低くする観点から、直鎖状または分枝鎖状であることが好ましい。なお、環状の場合、炭素数は3以上である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)は、典型的には、下記式(1):
で示される。
ここで、上記式(1)中、
は、水素原子またはメチル基であり、Rは、上記アルキル基である。
かかるアルキル基としては、特に制限されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、へプタデシル基、またはオクタデシル基等が挙げられる。特には、粘着性の確保や基本特性を確保する観点から、メチル基、ブチル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘキシル基、ノニル基、イソノニル基が好ましい。
よって、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これら(a)成分は単独でも、または2種以上混合しても用いることができる。また、(a)成分は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
<(c2)(c1)成分と共重合可能なモノマー>
本発明に係る主剤(A)は、(c1)成分と共重合可能なモノマー(c2)成分を含むことが好ましい。(c2)成分としては、(c2−1)アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー、(c2−2)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー、(c2−3)重合性官能基を有するマクロモノマー、ならびに(c2−4)(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマーが好ましく挙げられる。
≪(c2−1)アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー≫
本発明に係る主剤(A)は、(c2−1)アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー(以下、単に(c2−1)成分とも称する)を含むことが好ましい。かような(c2−1)成分が、主剤(A)に含まれることによって、以下の効果がある。すなわち、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマーは、通常、高いガラス転移温度を有し、また極性も高い。よって、粘着剤のバルク物性としては凝集力が向上する。他方で、界面特性としては極性材料への親和性が向上する。よって、硬化後の粘着剤層に含まれるポリマーが(c2−1)成分由来の構成単位を有することによって、接着力、耐久性が向上する。かようなメカニズムは、アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマーを使っても同様に起こると考えられるが、アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマーは金属腐食性があるため用途によっては不適の場合がある。
アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー(c2−1)は、(メタ)アクリルモノマーにおいて、アミド基を有しているものであれば特に制限はないが、一実施形態によると、典型的には、下記式(2):
で示される。
ここで、上記式(2)中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、単結合または二価の有機基であり、
10は、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、ヒドロキシル基、アシル基、エポキシ基、炭素数1以上6以下のアルコキシ基またはジメチルアミノ基であり、R11は、水素原子または炭素数1以上10以下のアルキル基である。
二価の有機基としても特に制限はないが、炭素数1以上10以下のアルキレン基が好適である。また、アルキレン基またはアシル基が、少なくとも1つの、炭素数1以上8以下のアルキル基、フェニル基またはシクロヘキシル基を置換基として有していてもよい。
炭素数1以上10以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基などが好適である。
アシル基の炭素数も特に制限はないが、好ましくは炭素数1以上18以下、より好ましくは炭素数1以上6以下である。なお、アシル基は、アセトアセトキシ基を含むものとする。
炭素数1以上6以下のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、2−ヘキシルオキシ基、3−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などが好適である。
炭素数1以上10以下のアルキレン基としては、上記炭素数1以上10以下のアルキル基の一つの水素原子を取り除いた2価の置換基である。
また、R10とR11は、互いに環を形成してもよく、当該環において、酸素原子を有していてもよい。
以上より、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミドなどが好適であり、中でも、接着性向上の観点から、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドなどが好ましい。これら(b1)成分は単独でも、または2種以上混合しても用いることができる。また、(b1)成分は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
市販品としては、HEAA、ACMO、DMAPAA、DMAA、NIPAM、DEAA(以上、KJケミカルズ株式会社製)、DAAm(以上、日本化成株式会社製)、NBMA、IBMA、NMMA、TBAA、MBAA(以上、MRCユニテック株式会社製)、NMAM(以上、三木理研工業株式会社製)等が好適である。
≪(c2−2)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー≫
本発明に係る主剤(A)は、(c2−2)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー(以下、単に(c2−2)成分とも称する)を含んでもよい。
かような官能基含有モノマーは、ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーであれば特に制限はないが、本発明の好ましい形態によれば、(c2−2)成分は、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーである。
なお、ある化合物が、(c2−2)成分となりえて、かつ、(c1)成分または(c2−1)成分にもなりうる場合は、それは(c1)成分または(c2−1)成分に分類するものとする。
(c2−2)成分は上記(c2−1)成分と組み合わされて、硬化後の粘着剤層に含まれるポリマーの構成単位として含まれる。これによって、本発明の粘着剤組成物から形成されてなる粘着剤層が接着性向上の効果を有し、本発明の所期の効果をより効率的に奏することができる。
ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、典型的には、下記式(3):
で示される。
ここで、上記式(3)中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、二価の有機基または単結合であり、
は、ヒドロキシル基、アシル基またはエポキシ基である。
なお、アシル基の炭素数も特に制限はないが、好ましくは炭素数1以上18以下、より好ましくは炭素数1以上6以下である。なお、アシル基は、アセトアセトキシ基を含むものとする。
ここで、二価の有機基としても特に制限はないが、炭素数1以上10以下のアルキレン基が、好適である。炭素数1以上10以下のアルキレン基としては、上述のものが同様に挙げられる。また、上記アルキレン基または上記アシル基が、少なくとも1つの、炭素数1以上8以下のアルキル基、フェノキシアルキル基(アルキル基の炭素数:炭素数1以上8以下)、フェニル基またはシクロヘキシル基を置換基として有していてもよい。炭素数1以上8以下のアルキル基としても上記から適宜選択できる。
以上より、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノール(メタ)モノアクリレートなどが好適であり、中でも、接着性の観点から、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレートなどが好ましい。これら(b2)成分は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。また、(b2)成分は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
市販品としては、2HEA(以上、株式会社日本触媒製)、4HBA、CHDMMA(以上、日本化成株式会社製)、ライトエステルHOA(N)、ライトエステルHOP−A(N)、ライトアクリレートHOB−A、エポキシエステルM−600A(以上、共栄社化学株式会社製)、GMA(三菱ガス化学株式会社製)、AAEM(以上、日本合成化学工業株式会社製)等が好適である。
≪(c2−3)重合性官能基を有するマクロモノマー≫
本発明に係る主剤(A)は、(c2−3)重合性官能基を有するマクロモノマー(以下、(c2−3)成分とも称する)由来の構成単位を含んでもよい。上記(c2−3)成分は、重合可能な官能基(不飽和基)を有する高分子量のモノマーであり、ポリマー鎖部分と、重合性官能基部分とを有する。
かようなモノマーを用いて重合(硬化)したポリマーが粘着剤層に含まれることで、折り曲げ耐性(屈曲耐性)が向上する。そのメカニズムは、マクロモノマーのポリマー鎖部分のガラス転移温度によって異なると考えられる。具体的には、ポリマー鎖部分のガラス転移温度が高い場合、ポリマー鎖部分が粘着剤層中でハードなセグメントを形成することにより、粘着剤層に凝集力が生まれる。これにより、基材への接着力が高まり、折り曲げ耐性が向上すると考えられる。一方、マクロモノマーのポリマー鎖部分のガラス転移温度が低い場合、粘着剤層が柔軟になり、基材への追従性が高まることで、折り曲げ耐性が向上すると考えられる。なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムには何ら制限されない。
(c2−3)成分の重合性官能基としては、エチレン性不飽和二重結合を有する基(エチレン性不飽和基)が好ましい。具体的には、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、プロペニル基よりなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。重合性基はマクロモノマーの末端に存在することが好ましく、マクロモノマーの一方の末端にのみ存在することが重合時の安定性の面からより好ましい。ただし、重合性基は、マクロモノマーの側鎖として存在していてもよいし、マクロモノマーの鎖の両方の末端に存在していてもよい。
(c2−3)成分のポリマー鎖部分は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、ヒドロキシ(メタ)アクリレート、エチルヘキシルアクリレート、ジメチルシロキサン等から誘導される繰り返し単位を主構成単位とする(共)重合体であることが好ましい。これらのポリマー鎖部分は単一の繰り返し単位から構成されていてもよいし、複数の繰り返し単位から構成されていてもよい。また、ポリマー鎖が複数の繰り返し単位からなる共重合体である場合にその繰り返し形態は制限されず、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。
(c2−3)成分は、典型的には、下記式(4):
で示される。
ここで、上記式(4)において、R12は水素原子またはメチル基を表し、Xは単結合または二価の結合基を表す。
二価の結合基としては、例えば、直鎖、分岐または環状のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基などが挙げられる。これらは、さらにヒドロキシ基、シアノ基などの置換基を有してもよい。前記アルキレン基の炭素数としては1以上10以下が好ましく、1以上4以下がより好ましい。該アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、デシレン基、などが挙げられる。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、などが好ましい。前記アラルキレン基の炭素数としては、7以上13以下が好ましい。該アラルキレン基としては、例えば、ベンジリデン基、シンナミリデン基、などが挙げられる。前記アリーレン基の炭素数としては、6以上12以下が好ましい。該アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、クメニレン基、メシチレン基、トリレン基、キシリレン基、などが挙げられる。これらの中でも、フェニレン基が好ましい。
二価の結合基中には、さらに、−NR−、−COO−、−OCO−、−O−、−S−、−SONH−、−NHSO−、−NHCOO−、−OCONH−または複素環から誘導される基、などが結合基として介在されていてもよい。前記Rは水素またはメチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基である。
また、上記式(4)において、Xは、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、ヒドロキシ(メタ)アクリレート、エチルヘキシルアクリレートから選択される1つまたは2以上のモノマーを単独重合もしくは共重合させてなるポリマー、または有機基がケイ素原子に結合したポリシロキサン(ポリオルガノシロキサン)を表す。中でも、Xは、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレートを単独重合させてなるポリマー、アクリロニトリルおよびスチレンを共重合させてなるポリマーまたはポリオルガノシロキサンであることが好ましい。さらに、高温下での耐久性の観点から、Xは、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、イソブチル(メタ)アクリレートを単独重合させてなるポリマーまたはアクリロニトリルおよびスチレンを共重合させてなるポリマーが特に好ましい。あるいは、低温下での折り曲げ耐性の観点から、Xはポリオルガノシロキサンが好ましく、ポリジメチルシロキサンが特に好ましい。なお、粘着剤の性能に影響しない限り、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部は、水素原子やメチル基以外の有機基(エチル基、フェニル基等)に置換されていてもよい。
なお、上記ポリジメチルシロキサンは、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジメチルジアルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得ることができる。この際、メチル基以外の有機基を有するアルコキシシラン(例えば、ジエチルジエトキシシラン等)を併用することによって、ポリジメチルシロキサンにメチル基以外の有機基を導入することができる。また、上記のジアルコキシ型シラン化合物のほかに、トリアルコキシ型シラン化合物を少量添加してもよい。
(c2−3)成分の数平均分子量(Mn)は、2000以上20000以下の範囲内にあることが好ましく、2000以上10000以下の範囲内にあることがより好ましく、4000以上8000以下の範囲内にあることがさらに好ましい。数平均分子量(Mn)が2000以上であれば、共重合体(C)を合成する際の(c2−3)成分の添加量が少量であっても、粘着剤の性能を向上させることができる。一方、20000以下であれば、粘着剤の粘度が低く作業性が良好である。数平均分子量(Mn)の値は、重合系に添加する連鎖移動剤および重合開始剤等の量を適宜選択することにより制御されうる。なお、本発明において、マクロモノマーの数平均分子量(Mn)は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法により測定したポリスチレン換算の値を採用するものとする。
(c2−3)成分は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。(c2−3)成分を合成する場合、合成方法に特に制限はなく、例えば、(1)リビングアニオン重合でマクロモノマーを構成するポリマー鎖(リビングポリマーアニオン)を製造し、これにメタクリル酸クロライド等を作用させる方法;(2)メルカプト酢酸のような連鎖移動剤の存在下で、メチルメタクリレート等のラジカル重合性モノマーを重合させ、末端にカルボキシル基を有するオリゴマーを得た後、これをメタクリル酸グリシジル等と反応させる方法;(3)カルボキシル基を有するアゾ系重合開始剤の存在下に、メチルメタクリレート等のラジカル重合性モノマーを重合させ、末端にカルボキシル基を有するオリゴマーを得た後、メタクリル酸グリシジルでマクロモノマー化する方法などの任意の方法を用いることができる。
上記のような方法を利用してマクロモノマーを製造することにより、上記の式(4)においてXで示される二価の結合基として、例えば、下記に示すような基が導入される。
(c2−3)成分の市販品としては、例えば、末端がメタクリル基であって、ポリマー鎖部分がポリメチルメタクリレート(PMMA)であるマクロモノマー(製品名:45%AA−6(AA−6S)、AA−6;東亞合成株式会社製)、ポリマー鎖部分がポリスチレンであるマクロモノマー(製品名:AS−6S、AS−6;東亞合成株式会社製)、ポリマー鎖部分がスチレン/アクリルニトリルの共重合体であるマクロモノマー(製品名:AN−6S;東亞合成株式会社製)、ポリマー鎖部分がポリブチルアクリレートのマクロモノマー(製品名:AB−6;東亞合成株式会社製)、ポリマー鎖部分がポリイソブチルメタクリレートであるマクロモノマー(製品名:AW−6S;東亞合成株式会社製)、ポリマー鎖部分がポリジメチルシロキサンであるマクロモノマー(製品名:AK−5;東亞合成株式会社製)などを用いることができる。なお、これらのマクロモノマーは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
≪(c2−4) (c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマー≫
本発明に係る主剤(A)は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、および(c2−3)成分以外の(c2−4)(メタ)アクリル酸エステルモノマー(以下、単に(c2−4)成分とも称する)由来の構成単位を含んでもよい。
(c2−4)成分としては、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマーであれば特に制限はないが、例えば、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーなどが好適である。
上記のように、本発明の好ましい形態では、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマー((c2−4)成分)が、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーであると好ましい。
アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、(メタ)アクリル酸エステル分子中に、アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド構造を有するものであれば特に制限されない。かような成分が、本発明に係る共重合体(C)の構成単位に含まれることによって、接着性向上および耐久性向上の作用を有すると考えられる。また、(c2−4)成分由来の構成単位が含まれることによって、低温時の屈曲耐性を付与することができ、接着性を低下させずに低温での屈曲耐性を確保することができる。ただし、本発明においては、(c2−1)成分由来の構成単位が含まれている場合は、(c2−4)成分由来の構成単位を含んでも含まなくても、本発明の所期の効果を奏させることができる。
アルコキシアルキル基におけるアルコキシ部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、炭素数1以上6以下であることが好ましく、炭素数1以上4以下であることがより好ましい。炭素数1以上6以下のアルコキシ部分は、上記で掲げた具体例が好適である。
また、アルコキシアルキル基におけるアルキル部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上とのバランス、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、炭素数1以上8以下であることが好ましい。炭素数1以上8以下のアルキル部分の具体例も、上記で掲げた具体例から適宜選択できる。
また、アルキレンオキサイド基における、アルキレン部分の炭素数にも特に制限はないが、接着性向上と耐久性向上、また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、炭素数1以上4以下が好ましく、炭素数1以上3以下がより好ましい。
アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、典型的には、下記式(5):
で示される。
ここで、上記式(5)中、
は、水素原子またはメチル基であり、
は、アルコキシアルキル基または−(A−O)−Qである。
ここで、アルコキシアルキル基としては、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、2−エチルヘキシルオキシアルキル基が好ましい。
また、上記Aは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基であり、nは、好ましくは1以上20以下であり、より好ましくは1以上15以下である。
また、上記Qは、アルキル基である。かかるアルキル基は、直鎖状、分枝鎖状であってもよく、炭素数としては、好ましくは1以上10以下であり、より好ましくは1以上5以下であり、1以上3以下であることがさらに好ましい。かかるアルキル基の具体例としては、上記掲げたものが好ましく、特にはメチル基、エチル基またはプロピル基が好適である。
以上より、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート;エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ−トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルオキシジジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。
これらの中でも、接着性向上と耐久性向上また本発明の所期の効果を効率よく発揮させる観点から、特に、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルオキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートがより好ましい。これら(c2−3)成分は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。また、(c2−3)成分は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
(c2−4)成分の市販品としては、AME(以上、株式会社日本触媒製)、ライトアクリレートEC−A、ライトアクリレートMTG−A、ライトアクリレートEHDG−AT、ライトアクリレート130A、ライトアクリレートDPM−A、(以上、共栄社化学株式会社製)、ビスコート#190、2−MTA、MPE400A、MPE550A(以上、大阪有機化学工業株式会社製)、AM−90G、AM−130G、(以上、新中村化学工業株式会社製)等が好適である。
≪上記(1)の形態における各成分の含有量≫
(c1)成分の含有量は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分、および(c2−4)成分の合計量を100質量%として、9.9質量%以上99.9質量%以下であることが好ましい。9.9質量%以上であれば、高温および高温多湿での屈曲耐性に優れ、接着力が向上する。他方で、99.9質量%以下であれば、各種耐久性に優れ、また高温での屈曲耐性に優れ、高温での接着力が向上する。また、(c1)成分の含有量は、本発明の所期の効果がより発揮される観点から、より好ましくは9.9質量%を超え99.9質量%未満であり、さらに好ましくは10質量%以上99質量%であり、よりさらに好ましくは20質量%以上98質量%以下であり、特に好ましくは30質量%以上97質量%以下であり、最も好ましくは40質量%以上95質量%以下あるいは60質量%以上90質量%以下である。
(c2−1)成分の含有量は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分、および(c2−4)成分の合計量を100質量%として、0質量%以上15質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、接着性向上および耐久性確保の観点から0.5質量%以上13質量%以下であり、さらに好ましくは0.8質量%以上11質量%以下である。
(c2−2)成分の含有量は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分、および(c2−4)成分の合計量を100質量%として、0質量%以上20質量%未満であることが好ましい。(c1)成分や、(c2−1)成分などの量を十分に確保するという観点から、(c2−2)成分の含有量は、20質量%未満であるとよい。また、(c2−2)成分の含有量は、本発明の所期の効果をより発揮するとの観点から、0質量%を超えることが好ましく、より好ましくは5質量%以上19質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以上18質量%以下であり、特に好ましくは5質量%以上17質量%以下である。
(c2−3)成分の含有量は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分、および(c2−4)成分の合計量を100質量%として、0質量%以上15質量%以下であることが好ましい。含有量がこの範囲であれば、折り曲げ耐性(屈曲耐性)に優れる。また、当該含有量の上限は、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。また当該含有量の下限は、(c2−3)成分添加の効果を得る観点から、0.5質量%以上がより好ましく、0.8質量%以上がさらに好ましい。
(c2−4)成分の含有量は、(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分および(c2−4)成分の合計量を100質量%として、0質量%以上90質量%以下であることが好ましい。ここで(c2−4)成分の含有量が、例えば5質量%未満のように十分少ない量であったとしても、(c2−1)成分を含むことにより、本発明の所期の効果を十分に奏することができる。(c2−4)成分の含有量は、本発明の所期の効果をより発揮させるとの観点から、より好ましくは0質量%以上55質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%以上50質量%以下であり、特に好ましくは0質量%以上45質量%以下である。なお、90質量%を超えると、ゲル化してしまい、粘着剤としての機能を奏さなくなる虞がある。
≪上記(2)の形態≫
本発明に係る一形態として、主剤(A)が(c1)成分、(c2)成分、および(c1)成分由来の構成単位と(c2)成分由来の構成単位とを有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)(以下、単に共重合体(C)とも称する)からなる形態(硬化性化合物がモノマーおよびポリマーからなる形態、上記(2)の形態)が挙げられる。本形態は、共重合体(C)の原料モノマーのうち、未反応の原料モノマーである(c1)成分および(c2)が、共重合体(C)を溶解する溶媒となっている、いわゆるポリマーシロップの形態である。
(2)の形態における、(c1)成分、(c2)成分((c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分、および(c2−4)成分)の好適な含有量は、≪上記(1)の形態における各成分の含有量≫の項で説明した好適な含有量と同様であるので、ここでは説明を省略する。
また、(2)の形態において含まれる共重合体(C)の各構成単位の好適な含有量は、≪上記(1)の形態における各成分の含有量≫の項で説明した各成分((c1)成分、(c2)成分)の好適な含有量が、そのまま適用される。
すなわち、(2)の形態において含まれる共重合体(C)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)由来の構成単位 9.9質量%以上99.9質量%以下、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー(c2−1)由来の構成単位 0質量%以上15質量%以下、ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー(c2−2)由来の構成単位 0質量%以上20質量%未満、重合性官能基を有するマクロモノマー(c2−3)由来の構成単位 0質量%以上15質量%以下、ならびに前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマー(c2−4)由来の構成単位 0質量以上90質量%以下(ただし、前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分および(c2−4)成分由来の構成単位の合計量は100質量%)を有することが好ましい。
(2)の形態において、主剤(A)の総質量に対する共重合体(C)の含有量は3質量%以上25質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。この共重合体(C)の含有量は、例えば、後述の光重合開始剤を用いた塊状重合法において、重合率を制御することにより制御することができる。
≪上記(3)の形態≫
本発明に係る一形態として、主剤(A)が共重合体(C)からなる形態(硬化性化合物がポリマーのみからなる形態上記(3)の形態)が挙げられる。
(3)の形態において含まれる共重合体(C)の各構成単位の好適な含有量は、≪上記(1)の形態における各成分の含有量≫の項で説明した各成分((c1)成分、(c2)成分)の好適な含有量が、そのまま適用される。
すなわち、(3)の形態において含まれる共重合体(C)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)由来の構成単位 9.9質量%以上99.9質量%以下、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー(c2−1)由来の構成単位 0質量%以上15質量%以下、ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー(c2−2)由来の構成単位 0質量%以上20質量%未満、重合性官能基を有するマクロモノマー(c2−3)由来の構成単位 0質量%以上15質量%以下、ならびに前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマー(c2−4)由来の構成単位 0質量%以上90質量%以下(ただし、前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分および(c2−4)成分由来の構成単位の合計量は100質量%)を有することが好ましい。
[(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の製造]
上記(2)や(3)の形態において、主剤(A)に含まれうる(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)を製造する方法は、特に限定されず、重合開始剤を使用する溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、薄膜重合法、噴霧重合法など従来公知の方法を用いることができる。重合制御の方法としては、断熱重合法、温度制御重合法、等温重合法などが挙げられる。重合開始剤は、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれを用いてもよい。また、重合開始剤により重合を開始させる方法の他にまたはそれに加えて、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合を開始させる方法を採用することもできる。中でも、熱重合開始剤を用いた溶液重合法または光重合開始剤を用いた塊状重合法が、分子量の調節が容易であり、また不純物も少なくできるために、より好ましい。
熱重合開始剤を用いた溶液重合法としては、例えば、溶剤として酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン等を用い、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の原料モノマーの合計量100質量部に対して、熱重合開始剤を好ましくは0.01質量部以上0.50質量部以下を添加し、窒素雰囲気下で、例えば反応温度40℃以上90℃以下(あるいは60℃以上90℃以下)で、3時間以上10時間以下反応させる方法が挙げられる。
前記熱重合開始剤としては、例えば、2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビスシアノ吉草酸、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2.4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2.4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジサルフェイト ジハイドレイト、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレイト、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]等のアゾ化合物;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物が挙げられる。これら熱重合開始剤は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。この方法によれば、共重合体(C)からなる主剤(A)を得ることができる(上記(3)の形態)。
光重合開始剤を用いた塊状重合法としては、特に制限されないが、例えば、共重合体(C)の原料モノマーと、光重合開始剤とを添加し、窒素雰囲気下で反応開始温度を20℃以上28℃以下として活性エネルギー線を照射し、反応系内の温度が反応開始温度から5℃以上15℃以下上昇した段階で、反応系内に空気を導入するなどして反応を停止させ、共重合体(C)を得る方法が挙げられる。この際、使用する原料モノマーをすべて反応させる必要はなく、所望の重量平均分子量になった段階で反応を停止させればよい。未反応の原料モノマーである(c1)成分や(c2)成分は、共重合体(C)を溶解する溶媒となるため、この方法によれば、(c1)成分、(c2)成分および共重合体(C)からなる主剤(A)(ポリマーシロップ)を得ることができる(上記(2)の形態)。
塊状重合法で用いられる活性エネルギー線の例としては、例えば、紫外線、レーザー線、α線、β線、γ線、X線、電子線などが挙げられるが、制御性および取り扱い性の良さ、コストの点から紫外線が好適に用いられる。より好ましくは、波長200nm以上400nm以下の紫外線が用いられる。紫外線は、高圧水銀灯、マイクロ波励起型ランプ、ケミカルランプ、ブラックライトなどの光源を用いて照射することができる。照度は3.2mW/cm以上5.6mW/cm以下が好ましい。
光重合開始剤の例としては、アセトフェノン、3−メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;ベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノンをはじめとするベンゾフェノン類;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル類;4−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、フルオレノン、カンファーキノン、ベンズアルデヒド、アントラキノンなどがある。これら光重合開始剤は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
光重合開始剤は市販品を用いてもよく、市販品の例としては、例えばイルガキュア(登録商標)184、819、907、651、1700、1800、819、369、261、ダロキュア(登録商標)TPO、ダロキュア(登録商標)1173(以上、BASFジャパン株式会社製)、エザキュア(登録商標)KIP150、TZT(以上、DKSHジャパン株式会社製)、カヤキュア(登録商標)BMS、DMBI(以上、日本化薬株式会社製)等が挙げられる。
光重合開始剤の使用量は、共重合体(C)の原料モノマーの合計量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上1質量部以下、より好ましくは0.003質量部以上0.5質量部以下である。
また、共重合体(C)の合成に際して、分子量を調節するために、連鎖移動剤を使用することもできる。例えば、メチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸およびそのエステル、2−エチルヘキシルチオグリコール、チオグリコール酸オクチルなどのメルカプタン類;メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、t−ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、アリルアルコールなどのアルコール類;クロルエタン、フルオロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒドなどのカルボニル類;メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、α−メチルスチレンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
本発明においては、共重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は、100万以上350万以下であることが好ましく、120万以上320万以下であることがより好ましい。重量平均分子量が100万以上であると、耐久性に優れ、はがれや浮きの発生を抑制することができ、また、接着性が向上する。また、350万以下であれば、共重合体溶液の粘度が適度になり塗工性などの作業性が向上する。
[イオン性化合物(B)]
本発明の粘着剤組成物は、カチオンとアニオンとからなるイオン性化合物(以下、単にイオン性化合物とも称する)(B)を含む。本発明に係るイオン性化合物(B)においては、前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が、分子量45以上の官能基を3つ以上有する。このような構造を有するイオン性化合物(B)は、幾何学的に互いに異なる方向に伸びる3つ以上の官能基を有しているということができる。よって、該イオン性化合物(B)は、粘着剤組成物から得られる比較的軟らかい粘着剤層を、3つ以上の幾何学的に互いに異なる方向に、いわば楔を打ち込むような形で、微視的かつ部分的な物理的拘束を生じさせる作用を有する。加えて、イオン性化合物(B)のカチオン部分とアニオン部分との相互作用も働き、これにより、接着力と、折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することがほとんどない屈曲耐性と、のバランスに優れた粘着剤層を形成できる粘着剤組成物を得ることができると考えられる。本発明の粘着剤組成物は、硬化後に得られる粘着剤層の貯蔵弾性率を維持したまま、応力あたりのひずみ量と接着力とを改善していると言える。
前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が、分子量45以上の官能基を3つ以上有さない場合、屈曲耐性が低下する。
イオン性化合物(B)が有する分子量45以上の官能基の例としては、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、2,4−ジメチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルペンチル基、2,5−ジメチルヘキシル基、2,5,5−トリメチルヘキシル基、n−ノニル基、2,2−ジメチルヘプチル基、2,6−ジメチル−4−ヘプチル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、4−エチルオクチル基、n−ウンデシル基、1−メチルデシル基、n−ドデシル基、1,3,5,7−テトラメチルオクチル基、n−トリデシル基、1−ヘキシルヘプチル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基、n−トリコシル基、n−テトラコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のアルキル基;ベンジル基、α−メチルベンジル基、フェネチル基、α−メチルフェネチル基、α,α−ジメチルベンジル基、α,α−ジメチルフェネチル基、4−メチルフェネチル基、4−メチルベンジル基、4−イソプロピルベンジル基、4−ベンジルベンジル基、4−フェネチルベンジル基、4−フェニルベンジル基等のアラルキル基;等が挙げられる。
以上から、本発明に係るイオン性化合物(B)の具体的な例としては、トリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、メチルトリオクチルアンモニウムメチルカーボネート、メチルトリオクチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、テトラブチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、メチルトリオクチルアンモニウムチオサリチレート、テトラブチルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルアンモニウムメタンスルフォネート、テトラブチルアンモニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、テトラヘキシルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラオクチルアンモニウムクロライド、テトラペンチルアンモニウムチオシアネート、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィネート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムブロマイド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロライド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムジシアンアミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリブチルメチルホスホニウムメチルスルフェート、テトラブチルホスホニウムメチルスルフェート、p−トルエンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、トリブチルメチルホスホニウムジブチルホスフェート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド、メチルトリオクタデシルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルトリオクタデシルアンモニウムブロマイド、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロライド、テトラヘプチルアンモニウムクロライド、ギ酸テトラブチルアンモニウム、酢酸テトラブチルアンモニウム、重硫酸テトラブチルアンモニウム、シアン化テトラブチルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラペンチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムブロマイド、三臭化テトラブチルアンモニウム、三臭化ベンジルトリエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、りん酸二水素テトラブチルアンモニウム、シアノ化水素ホウ素テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、硫酸テトラブチルアンモニウム、亜硝酸テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、硝酸テトラブチルアンモニウム、リン酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロほう酸テトラブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリフェニルホスホニウム、メタンスルホン酸テトラブチルホスホニウム、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、硫酸水素メチルトリオクチルアンモニウム、安息香酸テトラブチルアンモニウム、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムスクシンイミド、テトラブチルアンモニウムチオフェノラート、三ヨウ化テトラブチルアンモニウム、テトラドデシルアンモニウムブロマイド、テトラドデシルアンモニウムクロライド、硫酸水素テトラヘキシルアンモニウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、1−メチルイミダゾリウムトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、2−メチルイミダゾリウムトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、メチルトリオクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラブチルホスホニウムブロマイド、テトラオクチルホスホニウムブロマイド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロライド、トリブチルテトラデシルホスホニウムクロライド、トリブチルメチルホスホニウムメチルカーボネート、トリオクチルメチルホスホニウムメチルカーボネート、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムジシアナミド、トリイソブチルメチルホスホニウムトシレート、テトラブチルホスホニウムクロライド、エチルトリブチルホスホニウムジエチルホスフェート、トリブチルテトラデシルホスホニウムドデシルベンゼンスルホネート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド等が挙げられる。
これらイオン性化合物(B)は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。また、イオン性化合物(B)は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。イオン性化合物(B)の市販品の例としては、FC−4400(スリーエムジャパン株式会社製)、製品コード:M1660(東京化成工業株式会社製)、製品コード:T0054(東京化成工業株式会製)、製品コード:T1338(東京化成工業株式会社製)、製品コード:H1047(東京化成工業株式会社製)等が挙げられる。
さらに、これらイオン性化合物(B)の中でも、本発明の効果をより得やすいという観点から、トリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、メチルトリオクチルアンモニウムチオサリチレート、テトラドデシルアンモニウムクロライド、テトラヘプチルアンモニウムクロライド、硫酸水素メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸水素テトラヘキシルアンモニウム、安息香酸テトラブチルアンモニウム、亜硝酸テトラブチルアンモニウム、三臭化テトラブチルアンモニウム、メチルトリオクタデシルアンモニウムブロマイド、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、p−トルエンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、トリブチルメチルホスホニウムジブチルホスフェート、トリブチルメチルホスホニウムメチルスルフェート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムブロマイド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、3−(トリフェニルホスホニオ)プロパン−1−スルホン酸トシレート、3−(トリフェニルホスホニオ)プロパン−1−スルホネート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィネート、およびメタンスルホン酸テトラブチルホスホニウムからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
本発明の粘着剤組成物中のイオン性化合物(B)の含有量は、主剤(A)100質量部に対して、0.1質量部以上3質量部以下であることが好ましい。この範囲であれば、屈曲耐性が向上する。イオン性化合物(B)の含有量は、主剤(A)100質量部に対して、0.4質量部以上2.5質量部以下がより好ましく、0.5質量部以上1.8質量部以下がさらに好ましい。
[架橋剤(D)]
本発明の粘着剤組成物は、本発明の所期の効果を効率的に奏するために、架橋剤(D)をさらに含有することが好ましい。架橋剤(D)を含有する場合の添加量は、主剤(A)100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.01質量部以上5質量部以下であり、さらに好ましくは0.01質量部以上1質量部以下である。かような範囲であれば、接着性と屈曲耐性との両立の技術的効果がある。
本発明の粘着剤組成物に用いられうる架橋剤(D)の種類は、特に限定されず、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、多官能アクリル酸エステルモノマー、過酸化物、チタンカップリング剤、ジルコニウム化合物、アルミキレート化合物および熱酸発生剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。特に、前記架橋剤(D)が、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物(上記(c1)成分、(c2)成分に該当する場合を除く)、多官能アクリル酸エステルモノマー(上記(c1)成分、(c2)成分に該当する場合を除く)および過酸化物からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、また、接着性および耐久性の観点から、イソシアネート化合物および過酸化物の少なくとも一方であることがさらに好ましい。
なお、本発明に係る架橋剤(D)には、自ら架橋構造を形成するもの(硬化剤タイプ)のものも含まれるし、自らは架橋構造を形成しないが、架橋反応を促進するもの(硬化触媒タイプ)のものも含まれる。特に後者は、過酸化物、熱酸発生剤などである。
(イソシアネート化合物)
架橋剤(D)として好適に用いられるイソシアネート化合物として、特に限定されず、例えば、トリアリルイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリデンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ジイソシアネート類;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ジイソシアネート類;トランスシクロヘキサンー1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6−XDI(水添XDI)、H12−MDI(水添MDI)などの脂環式ジイソシアネート類;上記ジイソシアネートのカルボジイミド変性ジイソシアネート類;またはこれらのイソシアヌレート変性ジイソシアネート類などが挙げられ、これらを1種または2種以上を用いることができる。また、後述する過酸化物と併用してもよい。上記イソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらイソシアネート化合物のビウレット体やイソシアヌレート体も好適に使用することができる。
また、イソシアネート化合物は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
市販品としては、例えば、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HL、コロネート(登録商標)HX、コロネート(登録商標)2030、コロネート(登録商標)2031(以上、日本ポリウレタン工業株式会社製)、タケネート(登録商標)D−102、タケネート(登録商標)D−110N、タケネート(登録商標)D−200、タケネート(登録商標)D−202(以上、三井化学株式会社製)、デュラネート(登録商標)24A−100、デュラネート(登録商標)TPA−100、デュラネート(登録商標)TKA−100、デュラネート(登録商標)P301−75E、デュラネート(登録商標)E402−90T、デュラネート(登録商標)E405−80T、デュラネート(登録商標)TSE−100、デュラネート(登録商標)D−101、デュラネート(登録商標)D−201(以上、旭化成ケミカルズ株式会社製)、スミジュール(登録商標)N−75、N−3200、N−3300(以上、住化バイエルウレタン株式会社)等が挙げられる。これらの中で、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HL、コロネート(登録商標)HX、タケネート(登録商標)D−110N、デュラネート(登録商標)24A−100、デュラネート(登録商標)TPA−100が好ましく、コロネート(登録商標)L、コロネート(登録商標)HX、デュラネート(登録商標)24A−100がより好ましい。
(カルボジイミド化合物)
架橋剤(D)として好適に用いられるカルボジイミド化合物として、特に限定されず、例えば、特開2012−246444号公報の段落「0039」〜「0046」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(オキサゾリン化合物)
架橋剤(D)として好適に用いられるオキサゾリン化合物としては、特に限定されず、例えば、特開2015−087539号公報の段落「0037」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(エポキシ化合物)
エポキシ系架橋剤(エポキシ化合物)としては、任意の適切なエポキシ系架橋剤を採用し得る。例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、テトラグリシジルキシレンジアミン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等を使用することができる。
市販品としては、例えば、三菱ガス化学株式会社製のテトラッド(登録商標)C、テトラッド(登録商標)X、株式会社ADEKA製のアデカレジン(登録商標)EPUシリーズやアデカレジン(登録商標)EPRシリーズ、株式会社ダイセル製のセロキサイド(登録商標)等が挙げられる。特に、これらのような液状エポキシ樹脂は、粘着剤層を製造する際の粘着剤混合操作が容易になる点で、好ましい。
(多官能(メタ)アクリル酸エステルモノマー)
多官能アクリル酸エステルモノマーは、ラジカル重合性官能基を複数個有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーであり、例えば、炭化水素系または炭化水素エーテル系の多官能性モノマーがあげられる。炭化水素系または炭化水素エーテル系の多官能性モノマーは、炭素数10以上100以下の炭化水素基または炭化水素エーテル基を主骨格とする多価アルコールのヒドロキシル基を(メタ)アクリレート化した化合物であり、架橋による接着性の点で好ましい。前記多価アルコールの炭化水素基としては、直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基、およびこれら炭化水素基を組み合わせた炭化水素基があげられ、前記炭化水素エーテル基としては、前記炭化水素基をエーテル化したものがあげられる。また、炭化水素エーテル基を主骨格とする多価アルコールとしては、前記多価アルコールに炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドを付加した化合物(付加数1以上30以下)等や、炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドから得られるポリアルキレングリコール(付加数1以上30以下)が挙げられる。
上記炭化水素系の二官能性モノマーの具体例としては、例えば、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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、ネオペンチルグルコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;シクロへキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環族炭化水素基を有するジオール化合物のジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有するジオール化合物のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、炭化水素エーテル系の二官能性モノマーの具体例としては、例えば、アルコキシ化へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化シクロへキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等の上記炭化水素系の二官能性モノマーに記載のアルキレングリコールやジオール化合物にアルキレンオキサイドを付加物した化合物のジ(メタ)アクリレート等があげられる。また、炭化水素エーテル系の二官能性モノマーの具体例としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(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、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレートや、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、炭化水素系または炭化水素エーテル系の三官能性モノマーや四官能性モノマーのとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、グリセリルトリ(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、トリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等のトリまたはテトラオール化合物のトリ(メタ)アクリレートまたはテトラ(メタ)アクリレートや、上記トリまたはテトラオール化合物にアルキレンオキサイドを付加した化合物のトリ(メタ)アクリレートまたはテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記炭化水素系または炭化水素エーテル系以外の非ウレタン系多官能性モノマーとしては、末端に(メタ)アクリレート基を2個以上有するポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(過酸化物)
架橋剤(D)として好適に用いられる過酸化物として、加熱によりラジカルを発生して粘着剤の架橋を達成できるものであれば使用可能であるが、作業性や安定性を勘案して、1分間半減期温度が好ましくは80℃以上160℃以下、より好ましくは90℃以上140℃以下の過酸化物を使用すると好ましい。なお、過酸化物の半減期とは、過酸化物の分解速度を表す指標であって、過酸化物の分解量が半分になる時間であり、任意の時間で半減期を得るための分解温度や、任意の温度での半減期に関しては、メーカーカタログ等に記載されており、例えば、日本油脂株式会社(日油株式会社)発行の有機過酸化物カタログ第9版(2003年5月)に記載されている。
かような過酸化物としては、ビス(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート(1分間半減期温度90.6℃)、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(同92.1℃)、ビス−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(同92.4℃)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(同103.5℃)、t−ヘキシルパーオキシピバレート、(同109.1℃)、t−ブチルパーオキシピバレート(同110.3℃)、ジラウロイルパーオキシド(同116.4℃)、ビス−n−オクタノイルパーオキシド(同117.4℃)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同124.3℃)、ビス(4−メチルベンゾイル)パーオキシド(同128.2℃)、ジベンゾイルパーオキシド(同130.0℃)、t−ブチルパーオキシブチレート(同136.1℃)などが挙げられ、架橋反応効率に優れるビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートやジラウロイルパーオキシド、ジベンゾイルパーオキシドが好ましく用いられる。特に、分解温度の観点からビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートが好ましい。これらを1種または2種以上を用いることができる。また、上述のイソシアネート化合物と併用してもよい。
(チタンカップリング剤)
架橋剤(D)として好適に用いられるチタンカップリング剤として、特に限定されず、例えば、特に限定されず、例えば、特開2014−085616号公報の段落「0072」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(ジルコニウム化合物)
架橋剤(D)として好適に用いられるジルコニウム化合物として、特に限定されず、例えば、特開2014−085616号公報の段落「0073」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(アルミキレート化合物)
架橋剤(D)として好適に用いられるアルミキレート化合物として、特に限定されず、例えば、特開2008−251089号公報の段落「0037」に記載のものまたはそれらを適宜修飾したものが挙げられる。
(熱酸発生剤)
熱酸発生剤として、例えば、ヘキサフルオロアンチモネート系スルホニウム塩が挙げられ、市販品としてSI−60、SI−60L、SI−80、SI−80L、SI−100、SI−100L(以上、三新化学工業株式会社製)、CI−2624(以上、日本曹達株式会社製)等が挙げられる。熱酸発生剤は、単独でもまたは2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱酸発生剤の使用量は、主剤(A)100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下で含まれることが好ましく、0.05質量部以上10質量部以下がより好ましく、0.1質量部以上3質量部以下がさらに好ましい。
[シランカップリング剤]
本発明の粘着剤組成物はまた、耐久性が向上する観点から、シランカップリング剤をさらに含有することができる。
シランカップリング剤とは、シロキサン結合を有せず、分子中に2個以上の異なった反応基を持っているものを指す。
本発明の粘着剤組成物に用いられるシランカップリング剤は、特に限定されず、例えば、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス−(3−〔トリエトキシシリル〕プロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。さらには、エポキシ基(グリシドキシ基)、アミノ基、メルカプト基、(メタ)アクリロイル基等の官能基を有するシランカップリング剤と、これらの官能基と反応性を有する官能基とを含有するシランカップリング剤、他のカップリング剤、ポリイソシアネートなどを、各官能基について任意の割合で反応させて得られる加水分解性シリル基を有する化合物も使用できる。
上記シランカップリング剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。シランカップリング剤の市販品としては、例えば、KBM−303、KBM−403、KBE−402、KBE−403、KBE−502、KBE−503、KBM−5103、KBM−573、KBM−802、KBM−803、KBE−846、KBE−9007(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
上記シランカップリング剤は、単独でもまたは2種以上組み合わせて使用されてもよい。
本発明の粘着剤組成物がシランカップリング剤を含有する場合の含有量は、主剤(A)100質量部に対して、0.0001質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.001質量部以上5質量部以下であることがより好ましく、0.01質量部以上3質量部以下であることが特に好ましい。かような範囲であれば、耐久性を向上することができる。
[溶剤]
本発明の粘着剤組成物には、溶剤が含まれていてもよい。該溶剤としては、特に限定されないが、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類などの有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができる。
また、上述のように、共重合体(C)を、光重合開始剤を用いた塊状重合法により合成した場合、得られた共重合体(C)は、未反応の(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方を溶媒として含む形態、いわゆるポリマーシロップとなる。このポリマーシロップにおいて用いられる溶媒としては、上記で例示した(c1)成分および(c2)成分が挙げられる。また、イオン性化合物(B)を加える際、イオン性化合物(B)を(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方に溶解させ、(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方とイオン性化合物(B)と、を含む溶液を用いることが好ましい。よって、本発明の粘着剤組成物は、組成物中に溶媒として(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方を含んでいてもよい。
[その他の添加成分]
上記粘着剤組成物は、必要に応じて、架橋促進剤、粘着付与樹脂(ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノールなど)、老化防止剤、充填剤、着色剤(顔料や染料など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの公知の添加成分(その他の添加成分)を、本発明の効果を損なわない範囲内で含有してもよい。
また、主剤(A)がポリマーシロップの形態(上記(2)の形態)の場合、最終的な共重合反応を行って粘着剤層を形成するために、上記で説明した熱重合開始剤や光重合開始剤を追添してもよい。これらの重合開始剤を追添する際の添加量は、主剤(A)100質量部に対して、0.025質量部以上0.35質量部以下が好ましい。
[粘着剤組成物の製造方法]
上記粘着剤組成物の製造方法としては、特に限定されない。例えば、主剤(A)中の硬化性化合物がモノマーのみからなる上記(1)の形態の場合、(c1)成分、(c2)成分、添加剤(B)、および必要に応じて加えられる架橋剤(D)、シランカップリング剤、溶剤、その他の添加成分等を混合して製造する方法が挙げられる。
主剤(A)中の硬化性化合物がモノマーおよびポリマーからなる上記(2)の形態の場合、(c1)成分、(c2)成分、および共重合体(C)を含むポリマーシロップ、添加剤(B)、ならびに必要に応じて加えられる架橋剤(D)、シランカップリング剤、溶剤、その他の添加成分等を混合して製造する方法が挙げられる。
主剤(A)中の硬化性化合物がポリマーのみからなる上記(3)の形態の場合、共重合体(C)またはその溶液、添加剤(B)、および必要に応じて加えられる架橋剤(D)、シランカップリング剤、溶剤、その他の添加成分等を混合して製造する方法が挙げられる。
本発明に係るイオン性化合物(B)の添加方法としては、イオン性化合物(B)を(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方に溶解させ、前記(c1)成分および前記(c2)成分の少なくとも一方と前記イオン性化合物(B)と、を含む溶液を調製し、得られた溶液を、硬化性化合物からなる主剤(A)に添加する方法が好ましい。この方法によれば、イオン性化合物(B)が、粘着剤組成物中により均一に混合され、また、共重合体(C)の構成単位となる(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方をイオン性化合物(B)の溶媒として用いることになるため、粘着剤組成物、および硬化後に得られる粘着剤層の物性に及ぼす影響が小さく、好適である。なお、この際、必要に応じて添加される架橋剤(D)やその他の添加成分は、イオン性化合物(B)を含む溶液に添加されてもよいし、主剤(A)に添加されてもよいし、その両方に添加されてもよい。
(c1)成分および(c2)成分の少なくとも一方とイオン性化合物(B)とを含む溶液中のイオン性化合物(B)の含有量は、特に制限されないが、10質量%以上75質量%以下であることが好ましい。
[粘着剤層]
本発明においては、本発明の粘着剤組成物から形成されてなる、粘着剤層を提供する。本発明の粘着剤層は、本発明の粘着剤組成物の硬化層であり、本発明の粘着剤組成物(溶液)を適当な基材(支持体)に付与(例えば、塗布)した後、硬化処理を適宜施すことにより形成され得る。2種以上の硬化処理(乾燥、架橋、重合等)を行う場合、これらは、同時にまたは多段階に行うことができる。主剤(A)が(c1)成分や(c2)成分のモノマーを含む形態(硬化性化合物がモノマーを含む形態)である粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、最終的な共重合反応が行われる((c1)成分、(c2)成分、および/または共重合体(C)を共重合反応に供して完全重合物を形成する)。例えば、活性エネルギー線硬化性の粘着剤組成物を用いる場合であれば、活性エネルギー線照射が実施される。必要に応じて、架橋、乾燥等の硬化処理が実施されてもよい。活性エネルギー線硬化性の粘着剤組成物で乾燥させる必要がある場合は、乾燥後に活性エネルギー線硬化を行うとよい。主剤(A)が共重合体のみからなる形態(硬化性化合物が共重合体(C)のみからなる形態)である粘着剤組成物では、典型的には、上記硬化処理として、必要に応じて乾燥(加熱乾燥)、架橋等の処理が実施される。
粘着剤組成物の塗布にあたっては、適宜に1種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
粘着剤層の基材としては、後述するセパレータを用いることができる。
塗布方式としては、特に限定されず、各種公知方法が用いられる。例えば、ロールコート、ベーカー式アプリケータ、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーターなどによる押出しコート法などの方法が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物が有機溶剤を含む場合、有機溶剤を乾燥させることが好ましい。有機溶剤の乾燥方法としては、目的に応じて、適切な方法が採用されうる。好ましくは、塗膜を加熱乾燥する方法が用いられる。加熱乾燥温度は、好ましくは40℃以上200℃以下であり、さらに好ましくは、50℃以上180℃以下であり、特に好ましくは70℃以上170℃以下である。加熱温度を上記の範囲とすることによって、優れた粘着特性を有する粘着剤層を得ることができる。
また、乾燥時間は、適宜設定されうる。好ましくは5秒以上30分以下であり、さらに好ましくは5秒以上20分以下であり、特に好ましくは10秒以上15分以下である。加熱乾燥は、条件を変えて、2回以上行うことも可能である。
本発明の粘着剤組成物が光重合開始剤を含む場合、本発明の粘着剤組成物を、被着体上に直接塗工するか、あるいは、基材、セパレータ等の所定の被塗布体に塗工した後に、または、支持体(基材)上の片面に塗工した後、活性エネルギー線を照射することにより粘着剤層を得ることができる。通常は、波長300nm以上400nm以下における照度が1mW/cm以上200mW/cm以下である紫外線を、積算光量で200mJ/cm以上4000mJ/cm以下程度を照射して光重合させることにより粘着剤層が得られる。
本発明の粘着剤層の厚さ(乾燥膜厚)は、特に限定されず、使用用途によって適宜設定されうる。例えば、接着性および屈曲耐性の観点から、1μm以上200μm以下であることが好ましく、5μm以上150μm以下であることがより好ましく、10μm以上120μm以下であることがさらに好ましい。
また、本発明にかかる粘着剤層が露出する場合には、実用に供されるまで、剥離処理したシート(セパレータ)などで粘着剤層を保護することができる。
セパレータとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどのプラスチックフィルムが挙げられる。その他にも、紙、布、不織布などの多孔質材料、ネット、発泡シート、金属箔、およびこれらのラミネート体などの適宜な薄葉体などを挙げることができる。しかしながら、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。
セパレータの厚さは、通常5μm以上200μm以下であり、好ましくは5μm以上100μm以下である。
また、セパレータには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉などによる離型処理および防汚処理、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理を行うことができる。特に、セパレータの表面にシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理などの剥離処理を適宜行うことにより、前記粘着剤層からの剥離性をより高めることができる。
[粘着シート]
本発明は、本発明の粘着剤層を有する粘着シートも提供する。粘着シートは、前記粘着剤層をシート状基材(支持体)の片面または両面に固定的に、すなわち前記基材から粘着剤層を分離する意図なく設けた、いわゆる基材付き粘着シート(片面または両面粘着シート)であってもよく、あるいは前記粘着剤層を剥離フィルム(剥離ライナー)(剥離紙、表面に剥離処理を施した樹脂シート等)のような剥離性を有する基材上に設け、貼付時に粘着剤層を支持する基材が除去される形態である、いわゆる基材レス(両面)粘着シートであってもよい。
ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称されるものが包含され得る。なお、前記粘着剤層は連続的に形成されたものに限定されず、例えば、点状、ストライプ状等の規則的またはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。
前記基材(支持体)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステルフィルムなどのプラスチック基材や、紙、不織布などの多孔質材料、ならびに金属箔などがあげられる。
前記プラスチック基材の構成材料としては、シート状やフィルム状に形成できるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体などのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル;ポリアクリレート、ポリスチレン、ナイロン6、ナイロン6,6、部分芳香族ポリアミドなどのポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネートなどがあげられる。
基材の厚みは特に制限されないが、好ましくは4μm以上100μm以下、より好ましくは4μm以上25μm以下である。
前記プラスチック基材には、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉等による離型および防汚処理や酸処理、アルカリ処理、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの易接着処理、塗布型、練り込み型、蒸着型などの静電防止処理をすることもできる。
また、前記剥離フィルム(剥離ライナー)としては、上記で例示したセパレータが挙げられる。
[用途]
上述した本発明の粘着剤組成物、粘着剤層、および粘着シートは、様々な用途に適用され、例えば、光学フィルムに用いられる。かような光学フィルムとしては、特に限定されず、液晶表示装置などの画像表示装置の形成に用いられるものが挙げられるが、例えば、少なくとも偏光板または位相差板を含み、さらに導電層および保護層の少なくとも一方を含むものや、カバーフィルム、透明導電フィルム、ウィンドフィルム、液晶ディスプレイの視野角を改善するための視野角拡大フィルム等の光学補償フィルム、ディスプレイのコントラストを高めるための輝度向上フィルム、さらにはこれらが積層されているものが挙げられる。
本発明の粘着剤組成物、粘着剤層、および粘着シートは、画像表示装置に好適に用いられる。画像表示装置としては、液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)、曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイ等が挙げられる。
上記のように、本発明は、粘着剤組成物、粘着剤層、粘着シート、および画像表示装置に関するものであり、接着力と、折り曲げても粘着剤層や接合部においてはがれや浮きが生じることがほとんどない屈曲耐性と、のバランスに優れた粘着剤組成物を提供することができる。また、本発明の粘着剤組成物は、フレキシブルディスプレイのような液晶表示素子およびエレクトロルミネッセンス素子等に使用される各種フィルムまたはシートの製造に好適に使用されるものであり、これら技術分野で商用され得るものである。
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。下記で特に規定のない室温放置条件は、全て23℃、55%RHである。
<(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の重量平均分子量(Mw)の測定>
(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用い、以下の測定条件により測定した。
・分析装置:東ソー株式会社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー株式会社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン。
(実施例1)
外部の紫外線をカットした環境下に、UVランプであるブラックライト4本(三共電気株式会社製、FL40SBL)を、フラスコの4方に設置した反応ボックス内で反応を実施した。
上記反応ボックス内に攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、および冷却管を備えた反応容器に、2−エチルヘキシルアクリレート((c1)成分、2EHA、株式会社日本触媒製)81質量部、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド((c2−1)成分、HEAA(登録商標)、KJケミカルズ株式会社製)1質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(c2−2)成分、4HBA、日本化成株式会社製)1質量部、およびメトキシポリエチレングリコールアクリレート((c2−4)成分、AM−130G、オキシエチレン基の繰り返し数は13、新中村化学工業株式会社製)3質量部を加え、フラスコ内の空気を窒素に置換した。
次いで、重合開始剤として、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(イルガキュア(登録商標)651、BASFジャパン株式会社製)0.005質量部を攪拌下に投入して均一に混合した。
ここで重合開始のために、ブラックライトを用い、波長360nm、照度4mW/cmの紫外線を常温(23℃)で照射した。反応開始後に反応系の温度が上昇し、反応開始からの反応温度の上昇が7℃になった段階で、ブラックライトの照射を止め、フラスコ内に空気ポンプにて空気を導入することにより反応を強制的に停止させてポリマーシロップ(主剤(A))を得た(重合率7%)。ポリマーシロップに含まれる(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は、192万であり、ポリマーシロップ(主剤(A))の総質量に対する共重合体(C)の含有量は、7質量%であった。なお、上記の「重合率」は、仕込みのモノマーがすべてポリマーとなった場合を100%として算出された反応率の値である。
イオン性化合物(B)であるトリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド(FC−4400、スリーエムジャパン株式会社製)50質量部を、4−ヒドロキシブチルアクリレート50質量部に溶解させた溶液を調製した。この溶液を、上記で作製した(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)を含むポリマーシロップ(主剤(A))に、イオン性化合物(B)の添加量が主剤(A)100質量部に対して0.8質量部となるように加え、さらに1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア(登録商標)184、BASFジャパン株式会社製)を主剤(A)100質量部に対して0.3質量部となるように加えて、粘着剤組成物を作製した。
(実施例2)
FC−4400の添加量がポリマーシロップ(主剤(A))100質量部に対して質量部となるように、FC−4400の溶液を加えたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(実施例3)
FC−4400の添加量がポリマーシロップ(主剤(A))100質量部に対して0.1質量部となるように、FC−4400の溶液を加えたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(実施例4)
実施例1と同様の反応ボックス内に2−エチルヘキシルアクリレートを43質量部、2−エチルヘキシル−ジグルコールアクリレート(EHDG−AT、共栄社化学株式会社製)を40質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレートを15質量部、N−ヒドロキシエチルアクリルアミドを1質量部、メチルメタクリレートマクロモノマー((c2−3)成分、AA−6、東亞合成株式会社製)を1質量部、および重合開始剤として2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(イルガキュア(登録商標)651、BASFジャパン株式会社製)を0.005質量部配合して常温(25℃)でUV照射を行った。照射はブラックライト(波長360nm)によって4mW/cmの光を照射し、反応開始時からの温度上昇が7℃に達した時点でフラスコ内に空気ポンプにて空気を導入することによって反応を停止させた。これにより、共重合体を含むポリマーシロップ(主剤(A))(重合率7%)を調製した。上記共重合体の重量平均分子量は156万であった。ポリマーシロップ(主剤(A))の総質量に対する共重合体(C)の含有量は、7質量%であった。
イオン性化合物(B)であるトリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド(FC−4400、スリーエムジャパン株式会社製)50質量部を、4−ヒドロキシブチルアクリレート50質量部に溶解させた溶液を調製した。この溶液を、上記で合成した(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)を含むポリマーシロップ(主剤(A))に、イオン性化合物(B)の添加量が主剤(A)100質量部に対して0.75質量部となるように加え、さらに1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア(登録商標)184、BASFジャパン株式会社製)を主剤(A)100質量部に対して0.3質量部となるように加えて、粘着剤組成物を作製した。
(比較例1)
FC−4400の溶液を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(比較例2)
FC−4400の溶液の代わりに、IL−P14(1−ヘキシル−4−メチルピリジニウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ピリジニウム系イオン性液体、広栄化学工業株式会社製)50質量部を4−ヒドロキシブチルアクリレート50質量部に溶解させた溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(比較例3)
FC−4400の溶液の代わりに、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメチルスルフェート(BMIMS、シグマアルドリッチジャパン株式会社製)50質量部を2−エチルヘキシルアクリレート50質量部に溶解させた溶液を用いて、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメチルスルフェートの添加量が主剤(A)100質量部に対して5質量部となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(比較例4)
FC−4400の代わりに、アルコン(登録商標)M−115(脂環族飽和炭化水素樹脂、荒川化学工業株式会社製)50質量部を2−エチルヘキシルアクリレート50質量部に溶解させた溶液を用いて、アルコン(登録商標)M−115の添加量が主剤(A)100質量部に対して1質量部となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
(比較例5)
<アクリル酸エステル共重合体(1)の作製>
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製)99質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(株式会社日本触媒製)1質量部および酢酸エチル100質量部を投入した。次いで、窒素置換を行いながら65℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.05質量部を加え、65℃を維持しつつ6時間重合を行った。重合反応後、酢酸エチル270質量部を加えて希釈を行い、アクリル酸エステル共重合体(1)の溶液を得た。得られた溶液の固形分は17.0質量%、溶液の粘度(23℃)は6.0Pa・sであった。また、得られたアクリル酸エステル共重合体(1)の重量平均分子量は180万であった。
<アクリル酸エステル共重合体(2)の作製>
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製)95質量部、アクリル酸(株式会社日本触媒製)5質量部および酢酸エチル110質量部を投入した。次いで、窒素置換を行いながら65℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.05質量部を加え、65℃を維持しつつ6時間重合を行った。重合反応終了後、酢酸エチル270質量部を加えて希釈を行い、アクリル酸エステル共重合体(2)の溶液を得た。得られた溶液の固形分は17.0質量%、溶液の粘度(23℃)は7.0Pa・sであった。また、得られたアクリル酸エステル共重合体(2)の重量平均分子量は180万であった。
<粘着剤組成物の作製>
上記アクリル酸エステル共重合体(1)100質量部に対して、トリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド(FC−4400、スリーエムジャパン株式会社製)0.1質量部、上記アクリル酸エステル共重合体(2)10質量部、多官能アクリレートモノマー(トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、分子量:423)15質量部、光重合開始剤(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、イルガキュア(登録商標)500、BASFジャパン株式会社製)1.5質量部、イソシアネート架橋剤(トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート、コロネート(登録商標)L、東ソー株式会社製)4質量部、およびシランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、KBM−403、信越化学工業株式会社製)0.03質量部を、それぞれ配合し、25℃で15分間混合して、粘着剤組成物を得た。
(比較例6)
上記アクリル酸エステル共重合体(1)100質量部に対して、トリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド(FC−4400、スリーエムジャパン株式会社製)1.0質量部、上記アクリル酸エステル共重合体(2)10質量部、多官能アクリレートモノマー(トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、分子量:423)15質量部、光重合開始剤(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、イルガキュア(登録商標)500、BASFジャパン株式会社製)1.5質量部、イソシアネート系架橋剤(トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート、コロネート(登録商標)L、東ソー株式会社製)4質量部、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、KBM−403、信越化学工業株式会社製)0.03質量部を、それぞれ配合し、25℃で15分間混合して、粘着剤組成物を得た。
(比較例7)
FC−4400の溶液の代わりに、2−(トリメチルシリル)エトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロライド(製品コード:T1458、東京化成工業株式会社製)の34質量%4−ヒドロキシブチルアクリレート溶液を用いて、2−(トリメチルシリル)エトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロライドの添加量が、主剤(A)100質量部に対して0.1質量部となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を作製した。
実施例および比較例の粘着剤組成物の構成を、下記表1に示す。
<粘着シートの作製(1)>(実施例1〜4、比較例1〜4、および比較例7)
粘着剤組成物を、シリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルム(商品名:MRF50、三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、厚さ:50μm)の上にベーカー式アプリケータを用いて塗布し、塗膜を得た。その後、得られた塗膜の上に、もう1枚の上記と同様のシリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルムを重ね、ブラックライト(FL20SBL、三共電気株式会社製)を用いて、照度2.5mW/cmの紫外線(波長:360nm)を10分間照射し(積算光量:1500mJ/cm)、塗膜を硬化させた。これにより、厚さ50μmの粘着剤層が2枚のPETフィルムに挟持された粘着シートを得た。
<粘着シートの作製(2)>(比較例5〜6)
粘着剤組成物を、シリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルム(商品名:MRF50、三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、厚さ:50μm)の上にベーカー式アプリケータを用いて塗布し、塗膜を得た。その後、得られた塗膜の上に、もう1枚の上記と同様のシリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルムを重ね、メタルハライドランプ(アイグラフィックス株式会社製)を用いて、照度250mW/cmの紫外線(波長:360nm)を積算光量が200mJ/cmとなるように照射し、塗膜を硬化させた。これにより、厚さ50μmの粘着剤層が2枚のPETフィルムに挟持された粘着シートを得た。なお、照度および積算光量は、アイグラフィック株式会社製、UV照度計、UVPF−36を用いて測定した。
<接着力の測定>
上記<粘着シートの作製>と同様にして、厚さ50μmの粘着剤層が2枚の離型PETフィルムに挟持された粘着シートを作製した。作製した粘着シートから粘着剤層を取り出し、厚さ50μmのPETフィルム(商品名:MRF50、三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製)にコロナ処理を施した上で、ハンドラミネータを用いて厚さ50μmの粘着剤層を貼り付け、幅25mm×長さ100mmに裁断した。なお、コロナ処理は、3DT corona treating system(ナビタス株式会社製、商品名POLYDYNE)を使用し、速度6.0m/分、電圧9.5kVに設定したコロナ照射部に2回、PETフィルムを通すことによって行った。その後、50℃、0.5MPaの条件で15分間オートクレーブ処理して完全に密着させた。さらに、23℃、55%RH雰囲気下で1時間静置し、接着力を測定した。
接着力は、サンプルを引張試験機(テンシロン万能材料試験機STA−1150、株式会社オリエンテック製)を用いて、23℃、55%RH雰囲気下、剥離角度180°、剥離速度0.3m/minでJIS Z0237:2009の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に準拠して、引きはがす際の接着力(N/25mm)を測定することにより求めた。
<せん断ひずみの測定>
厚さ50μmのPETフィルム(商品名:MRF50、三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製)上に、ベーカー式アプリケータを用いて粘着剤組成物を塗布し、塗膜を得た。得られた塗膜に、ブラックライトを用いて、照度2.5mW/cmの紫外線(波長:360nm)を10分間照射し(積算光量:1500mJ/cm)、塗膜を硬化させた。これにより、厚さ100μmの粘着剤層を得た。
得られた粘着剤層付きPETフィルムを、PETフィルムと粘着剤層との接着面積が4cmとなるように継手形状の試験片を作製した。この試験片を、引張試験装置(商品名:テンシロン万能材料試験機 STA−1150、株式会社オリエンテック製)に取り付け、23℃、55%RH雰囲気下、チャック移動速度30mm/minでせん断変形させた際の荷重および伸びを測定した。測定で得られた荷重を接着面積で除した値をせん断強度とし、この値が90kPaになった際のひずみを測定することにより求めた。
<ガラス転移温度の測定>
粘着剤層の厚みを100μmに変更したこと以外は、上記の<貯蔵弾性率の測定>と同様の方法で、粘着シートを得た。
得られた粘着シートから粘着剤層を少量取り出し、示差走査熱量計(DSC、セイコーインスツル株式会社製、EXSTAR6000、オートサンプラー:ASD−2)に取り付けた。昇温速度10℃/minで、−130℃以上100℃以下の温度領域で測定を行い、1回目の昇温過程における粘着剤層由来の吸熱ピークの温度を、粘着剤層(硬化後の粘着剤組成物)のガラス転移温度(Tg)とした。
<貯蔵弾性率の測定>
粘着剤組成物を、シリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルム(商品名:MRF50、三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、厚さ:50μm)の上にベーカー式アプリケータを用いて塗布し、塗膜を得た。その後、得られた塗膜の上に、もう1枚の上記と同様のシリコーン系離型剤による離型処理を施したPETフィルムを重ね、ブラックライト(FL20SBL、三共電気株式会社製)を用いて、照度2.5mW/cmの紫外線(波長:360nm)を10分間照射し(積算光量:1500mJ/cm)、塗膜を硬化させた。これにより、厚さ50μmの粘着剤層が2枚のPETフィルムに挟持された粘着シートを得た。
得られた粘着シートを、1.0mm×1.0mmの大きさに切りだし、2枚のPETフィルムを剥がし、粘着剤層を取り出した。このようにして粘着剤層を繰り返し作製し、得られた粘着剤層を3mmの厚さになるまで重ねた。
3mm厚さの粘着剤層を、動的粘弾性測定装置(Exstar DMS7100、株式会社日立ハイテクサイエンス製)に取り付けた。ずりせん断モード、周波数1Hz、昇温速度5℃/minで、−30℃以上100℃以下の温度領域で測定を行い、23℃での貯蔵弾性率を測定した。
<ゲル分率>
粘着剤層の厚みを100μmに変更したこと以外は、上記の<貯蔵弾性率の測定>と同様の方法で、粘着シートを得た。
粘着シートから厚み100μmの粘着剤層を取り出し、10mm×160mmのサイズにサンプリングして、ポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み、粘着剤層のみの重さを精密天秤にて秤量した。このときの重さをM1とした。抽出器を用いて酢酸エチル中に粘着剤層を浸漬させ、還流を行い16時間処理した。その後、粘着剤層をとり出し、温度23℃、相対湿度50%RHの環境下で、24時間風乾させ、さらに80℃のオーブン中で12時間乾燥させた。乾燥終了後、粘着剤層のみの重さを精密天秤にて秤量した。このときの重さをM2とし、ゲル分率を{(M2/M1)×100}の式で算出した(単位:%)。
<屈曲試験>
上記の<貯蔵弾性率の測定>と同様の方法で、粘着シートを得た。
粘着シートから厚み50μmの粘着剤層を取り出し、厚さ188μmのPETフィルム(商品名:A4300、東洋紡株式会社製)上に、ハンドラミネータを用いて厚さ50μmの粘着剤層を貼り付けた後、さらに、厚さ100μmのPETフィルム(商品名:A4100、東洋紡株式会社製)を重ね、50℃、0.5MPaの条件で15分間オートクレーブ処理して完全に密着させた。これにより、2枚のPETフィルムが厚さ50μmの粘着剤層により接着された粘着シートを得た。
得られた粘着シートを、折り曲げ試験機(商品名:折り曲げ試験機、テスター産業株式会社製)を用いて、−20℃の温度条件で、曲率1mmの繰り返し曲げ負荷を加え(1時間300サイクル、繰り返し回数:30000回)、粘着剤層とPETフィルムとのはがれ、浮き、しわ等が生じているかを目視で確認した。表中、○は、はがれ、浮き、しわ等がなかったことを、×は、はがれがあったことを、それぞれ示す。○であれば実用可能である。
評価結果を下記表2に示す。
上記表2に示されるように、実施例の粘着剤組成物は、接着力と屈曲耐性とのバランスに優れていることが分かった。一方、比較例の粘着剤組成物は、屈曲耐性が劣ることが分かった。

Claims (7)

  1. 硬化性化合物からなる主剤(A)と、
    カチオンとアニオンとからなり、前記カチオンおよび前記アニオンの少なくとも一方が分子量45以上の官能基を3つ以上有するイオン性化合物(B)と、
    を含む粘着剤組成物であって、
    硬化後の23℃での貯蔵弾性率が3.0×10Pa未満であり、
    硬化後の90kPaせん断応力下でのせん断ひずみは1500%以上であり、
    前記硬化性化合物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)由来の構成単位、および前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと共重合可能なモノマー(c2)由来の構成単位を有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)を含み、
    前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)が、
    前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(c1)由来の構成単位 9.9質量%以上99質量%以下;と、
    前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと共重合可能なモノマー(c2)由来の構成単位として、
    アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー(c2−1)由来の構成単位 0.5質量%以上15質量%以下;
    ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー(c2−2)由来の構成単位 0質量%以上20質量%未満;
    重合性官能基を有するマクロモノマー(c2−3)由来の構成単位 0質量%以上15質量%以下;ならびに
    前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、および(c2−3)成分以外の(メタ)アクリル酸エステルモノマー(c2−4)由来の構成単位 0質量%以上55質量%以下;と、
    (ただし、前記(c1)成分、(c2−1)成分、(c2−2)成分、(c2−3)成分および(c2−4)成分由来の構成単位の合計量は100質量%)
    を含み、
    前記ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー(c2−2)は、ヒドロキシル基、アシル基、またはエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーである、粘着剤組成物。
  2. 前記主剤(A)の総質量に対する前記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(C)の含有量が3質量%以上25質量%以下である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
  3. 前記イオン性化合物(B)は、トリ−n−ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、メチルトリオクチルアンモニウムチオサリチレート、テトラドデシルアンモニウムクロライド、テトラヘプチルアンモニウムクロライド、硫酸水素メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸水素テトラヘキシルアンモニウム、安息香酸テトラブチルアンモニウム、亜硝酸テトラブチルアンモニウム、三臭化テトラブチルアンモニウム、メチルトリオクタデシルアンモニウムブロマイド、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、p−トルエンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、トリブチルメチルホスホニウムジブチルホスフェート、トリブチルメチルホスホニウムメチルスルフェート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムブロマイド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、3−(トリフェニルホスホニオ)プロパン−1−スルホン酸トシレート、3−(トリフェニルホスホニオ)プロパン−1−スルホネート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィネート、およびメタンスルホン酸テトラブチルホスホニウムからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の粘着剤組成物。
  4. 前記イオン性化合物(B)の含有量は、前記主剤(A)100質量部に対して0.4質量部以上2.5質量部以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物から形成されてなる粘着剤層。
  6. 請求項5に記載の粘着剤層を有する、粘着シート。
  7. 請求項5に記載の粘着剤層または請求項6に記載の粘着シートを有する、画像表示装置。
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