JP6776754B2 - 偏光板用粘着剤組成物、偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板並びに離型フィルム付粘着剤層付偏光板 - Google Patents
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Description
なお、オリゴマー型シランカップリング剤は、単分子に多数の官能基を有しているため、モノマー型シランカップリング剤と比較して架橋構造を取り易く、上記反応による離型フィルムの剥離力の上昇がより大きくなるものと推測される。
更には、偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板並びに離型フィルム付粘着剤層付偏光板にも関するものである。
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。また、アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリレート系モノマーを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、第3級アミノ基含有モノマー(a1)由来の構造単位を0.003〜0.25重量%含有するアクリル系樹脂であり、例えば、第3級アミノ基含有モノマー(a1)を0.003〜0.25重量%含有する共重合成分を共重合して得られるものである。アクリル系樹脂(A)の共重合成分には、必要に応じて官能基含有モノマー(a2)(ただし、(a1)を除く。)や、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a3)、その他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマー(a4)を含んでもよい。
これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらのなかでも、効率的に架橋反応ができる点で、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーが好ましく、特には、水酸基含有モノマーを用いることが好ましい。
本発明においては、水酸基含有モノマーが用いられる。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
かかる含有量が少なすぎると、耐湿熱白化性が低下する傾向があり、多すぎるとポットライフが低下する傾向がある。
かかる含有量が少なすぎると、耐久性、特に高温時の耐久性が低下したり、架橋剤のイソシアネート基との反応点が少ないため、架橋反応が完了し、物性が安定するまでに時間がかかりエージング特性が低下する傾向があり、多すぎると粘着剤の親水性が高くなり湿熱耐久性が低下したり、ポットライフが短くなる傾向がある。
かかる含有量が多すぎると、ポットライフが低下したり、被着体の金属または金属酸化物を腐食または劣化させる恐れがある。
これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
かかる含有量が少なすぎても多すぎても、粘着物性のバランスを取りにくくなる傾向がある。
これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
また、屈折率の調整及び複屈折の調整をしやすく、被着体への密着性に優れる点から、アルキル基の炭素数が1〜6である(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとベンジル(メタ)アクリレートを併用することが好ましい。
かかる含有量が多すぎても少なすぎても耐光漏れ性が低下する傾向がある。
これらの溶剤の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果や粘着剤塗工時の乾燥のしやすさ、安全上から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましく、特に好ましくは、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンである。
第3級アミノ基含有モノマー(a1)由来の構造単位が少なすぎるとエージング特性が低下し、多すぎると剥離力が上昇したり、ポットライフが低下する。
水酸基含有モノマー由来の構造単位が少なすぎるとエージング特性が低下したり、耐熱耐久性が低下し、多すぎると離型フィルムの剥離性が低下したり、偏光板と液晶セルと貼り合せた際の湿熱耐久性が低下する。
かかる重量平均分子量が小さすぎると耐久性が低下する傾向があり、大きすぎると粘度が高いため製造時に希釈溶剤を大量に必要とし、乾燥性が低下する傾向がある。
かかるガラス転移温度が高すぎるとタックが低下しやすくなる傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向がある。
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
シランカップリング剤は、構造中に反応性官能基とケイ素原子結合アルコキシ基をそれぞれ1つ以上含有する有機ケイ素化合物である。
本発明は、シランカップリング剤として、ケイ素原子結合アルコキシ基含有量が20〜45重量%であるオリゴマー型シランカップリング剤(B)を用いるものである。
かかるケイ素原子結合アルコキシ基含有量が少なすぎると、被着体との密着性が低下し、十分な耐久性が得られず、多すぎると、離形フィルムとの密着性が高くなり過ぎて、離形フィルムの剥離性が低下する。
かかる官能基等量が少なすぎる場合、反応点が少なくシランカップリング剤の効果が十分に得られず、被着体との密着性が低下する傾向があり、多すぎる場合は、反応点が過剰にあるため、離型フィルムと表面の残存反応性官能基等とも反応し、離型フィルムの剥離不良を起こす傾向がある。
これらの中から、ケイ素原子結合アルコキシ基含有量が満足するように適宜選択して用いればよく、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
かかる含有量が少なすぎると耐久性が低下する傾向があり、多すぎると離型フィルムの剥離性が低下したり、シランカップリング剤がブリードして耐久性が低下する傾向がある。
本発明に用いられる架橋剤(C)は、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤が挙げられる。
本発明においては、上記架橋剤(C)の中でも基材との密着性を向上させる点やベースポリマーとの反応性の点で、イソシアネート系架橋剤が用いられる。
イソシアネート系架橋剤のなかでも、トリレンジイソシアネート系架橋剤がポットライフや、樹脂との相溶性、耐久性のバランスに優れる点から好ましく、2,4−トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンとのアダクト体が特に好ましい。
かかる架橋剤の含有量が少なすぎると、耐久性が低下しやすい傾向があり、多すぎると応力緩和性が低下して基板が反りやすくなったり、長時間のエージングが必要となったりする傾向がある。
本発明のアクリル系粘着剤組成物には、更に帯電防止剤(D)を含有することが静電対策の点から好ましく、帯電防止剤(D)として金属塩及び/又は有機塩からなるイオン性化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。
金属塩としては例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。
有機塩としては例えば、アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、ピペリジニウム塩、ピロリジニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。
これらの中でも、帯電防止剤(D)としては、樹脂との相溶性の点、腐食防止性の点から、アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、ピペリジニウム塩、ピロリジニウム塩等の窒素含有カチオンからなるオニウム塩やホスホニウム塩からなるイオン性化合物を含有することが好ましく、特に好ましくはアンモニウム塩、更に好ましくはアンモニウムカチオンとトリフルオロメタンスルホニルイミドアニオンからなるアンモニウム塩である。
本発明の粘着剤組成物は、架橋剤で架橋させることにより粘着剤とすることができ、更に、かかる粘着剤からなる粘着剤層を偏光板(光学積層体)上に積層形成することにより、粘着剤層付偏光板を得ることができる。
上記粘着剤層付偏光板には、粘着剤層の偏光板とは逆の面に、さらに離型フィルムを設けることが好ましい。
具体的には、市販品の、藤森工業株式会社製「フィルムバイナ」、三井化学東セロ株式会社製「セパレーターSP−PET」などが挙げられる。
〔1〕偏光板上に、粘着剤組成物を塗布、乾燥した後、離型シートを貼合し、常温または加温状態でのエージングの少なくとも一方による処理を行なう方法、
〔2〕離型シート上に、粘着剤組成物を塗布、乾燥した後、偏光板を貼合し、常温または加温状態でのエージングの少なくとも一方による処理を行なう方法等がある。
これらの中でも、〔2〕の方法で、常温状態でエージングする方法が、基材を痛めない点、基材密着性に優れる点で好ましい。
[式1]
粘度変化率=24時間後の塗布液の粘度/調液直後の塗布液の粘度
かかる粘着剤層の厚みが薄すぎると、偏光板用粘着剤として、充分な応力緩和性を有せず、耐久性が低下する傾向にあり、厚すぎると水分の侵入が多くなり湿熱耐久性が低下する傾向がある。
粘着剤層の初期のゲル分率Giが、品質安定性の点(打痕等や糊のはみ出しによる汚染等がないこと)から、0〜80%であることが好ましく、より好ましく30〜80%、さらに好ましくは50〜80%である。ゲル分率Giが低すぎると、粘着剤層の凝集力が弱くなって、打痕等や糊のはみ出しによる汚染が発生しやすくなる傾向がある。
〔アクリル系樹脂(A−1)の製造〕
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、ジメチルアミノエチルアクリレート〔DMAEA〕(a1)0.2部、2−ヒドロキシエチルアクリレート〔HEA〕(a2)8部、ブチルアクリレート〔BA〕(a3)91.8部、溶媒として酢酸エチル47.2部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル〔AIBN〕0.013部を仕込み、適宜AIBNと酢酸エチルを追加しながら、還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈して、アクリル系樹脂(A−1)(重量平均分子量110万、分散度4.0)の溶液を得た。
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、ジメチルアミノエチルアクリレート〔DMAEA〕(a1)0.2部、2−ヒドロキシエチルアクリレート〔HEA〕(a2)3.5部、ブチルアクリレート〔BA〕(a3)96.3部、溶媒として酢酸エチル47.2部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル〔AIBN〕0.013部を仕込み、適宜AIBNと酢酸エチルを追加しながら、還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈して、アクリル系樹脂(A−1)(重量平均分子量147万、分散度3.2)の溶液を得た。
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、ジメチルアミノエチルアクリレート〔DMAEA〕(a1)0.05部、2−ヒドロキシエチルアクリレート〔HEA〕(a2)8部、ブチルアクリレート〔BA〕(a3)91.95部、溶媒として酢酸エチル47.2部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル〔AIBN〕0.013部を仕込み、適宜AIBNと酢酸エチルを追加しながら、還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈して、アクリル系樹脂(A−1)(重量平均分子量110万、分散度4.0)の溶液を得た。
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〔HEA〕(a2)8部、ブチルアクリレート〔BA〕(a3)92部、溶媒として酢酸エチル47.2部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル〔AIBN〕0.013部を仕込み、適宜AIBNと酢酸エチルを追加しながら、還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈して、アクリル系樹脂(A−4)(重量平均分子量134万、分散度4.5)の溶液を得た。
オリゴマー型シランカップリング剤として、以下のものを用意した。
(B−1):オリゴマー型シランカップリング剤
信越化学工業株式会社製「X−41−1059A」(含有官能基;エポキシ基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基;メトキシ基及びエトキシ基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基量;42重量%、官能基量;350g/mol、25℃粘度;30mm2/s(メーカーカタログ値))
(B−2):オリゴマー型シランカップリング剤
信越化学工業株式会社製「X−41−1810」(含有官能基;メルカプト基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基;メトキシ基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基量;30重量%、官能基等量;450g/mol、25℃粘度;5mm2/s(メーカーカタログ値))
(B−3):本発明で規定するケイ素原子結合アルコキシ基含有量を満たさないオリゴマー型シランカップリング剤
信越化学株式会社製「X−41−1805」(含有官能基;メルカプト基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基;メトキシ基及びエトキシ基、含有ケイ素原子結合アルコキシ量;50重量%、官能基等量;800g/mol、25℃粘度;20mm2/s(メーカーカタログ値))
(B−4):モノマー型シランカップリング剤
信越化学株式会社製「KBM−403」(含有官能基;エポキシ基、含有ケイ素原子結合アルコキシ基;メトキシ基)
架橋剤として以下のものを用意した。
(C−1):トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加体(55%酢酸エチル溶液)(日本ポリウレタン工業社製、「コロネートL−55E」)
帯電防止剤として以下のものを用意した。
(D−1):メチルトリ−n−ブチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(スリーエム株式会社製「FC−4400」、融点27.5℃(メーカー公表値))
上記のようにして調製、準備した各配合成分を下記表2の通りに配合して粘着剤組成物を得、これを酢酸エチルにて固形分濃度を13%に調液し、粘着剤組成物溶液を得た。
〔ゲル分率測定用サンプルの作製〕
上記の実施例および比較例の粘着剤組成物溶液を、それぞれポリエステル系離型フィルム(三井化学東セロ株式会社製「SP−PET 01BU」、厚み38μm)に、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥した後、形成された粘着剤組成物層を偏光板(保護フィルム1/PVA/保護フィルム2の構成、保護フィルム1:富士フィルム株式会社製TACフィルム、保護フィルム2:日本ゼオン株式会社製COPフィルム、PVA:延伸ヨウ素系色素で染色されたPVAフィルム)の保護フィルム2側に貼付し、これを、23℃×65%RHの条件下で3日間エージングしたものを「3日後のゲル分率Gt」測定用サンプル、7日間エージングしたものを「エージング後のゲル分率Ga」測定用サンプルとした。
初期のゲル分率が高いほどエージング特性に優れ、また、ゲル分率の変化率が小さいほどエージング特性に優れる。
○・・・ゲル分率の変化率が10%未満
△・・・ゲル分率の変化率が10%以上40%未満
×・・・ゲル分率の変化率が40%以上
離型フィルム付粘着剤層付偏光板を幅25mm幅に裁断し、離型フィルムとは反対面を両面テープでガラス板に張り付けて固定し、離型フィルムを、剥離角度を180度、剥離速度300mm/分で剥離した際にかかる剥離力から、剥離性を下記のように評価した。
(評価基準)
○・・・0.01〜0.13N/25mm
×・・・0.13N/25mmより大きい
離型フィルム付粘着剤層付偏光板を幅25mm幅に裁断し、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、「イーグルXG」)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)を行った後、23℃・50%RHで20日放置後に、180度剥離試験を行い、リワーク性を下記のように評価した。
○・・・20N/25mm以下
×・・・20N/25mmより大きい
離型フィルム付粘着剤層付偏光板の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、「イーグルXG」)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)を行い、その後、下記の耐久試験を行い、発泡、剥がれ等の有無により、下記の通り評価した。なお、試験に使用した試験片のサイズは200mm×150mm(打ち抜き)である。
80℃、240時間の耐久試験にて、下記の通り評価した。
(2)耐湿熱試験
60℃×90%RH×240時間の耐久試験にて、下記の通り評価した。
(3)高耐熱試験
100℃、240時間の耐久試験にて、下記の通り評価した。
(1),(2),(3)の試験それぞれについて欠点(発泡、スジ、浮き、ハガレ)の有無について光学顕微鏡観察および目視により評価した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
◎・・・光学顕微鏡観察において、どこにも欠点がみられなかった。
○・・・光学顕微鏡観察において、偏光板の端部から0.5mm以内の縁部に欠点がみられた。
△・・・偏光板の端部から0.5mm以内の縁部に、目視で確認できる1mm程度の欠点がみられた。
×・・・偏光板の端部から0.5mmより内側(中央寄り)に、目視で確認できる欠点がみられた。または1mm以上の剥がれがみられた。
また、オリゴマー型シランカップリング剤の代わりに、モノマー型シランカップリング剤を用いてなる比較例2においては、エージング特性や離型フィルムの剥離性のいずれも満足するものであり、第3級アミノ基含有モノマーを含有するアクリル系樹脂を用いても離型フィルムの剥離性の低下の問題は生じないが、粘着剤層のリワーク性に劣ることがわかる。
また、アミノ基含有モノマー(a1)を含有しないアクリル系樹脂を用いてなる比較例3や4においては、エージング後のゲル分率の変化率が大きく、エージング特性に劣るものであることがわかる。
Claims (9)
- アクリル系樹脂(A)、構造中に反応性官能基とケイ素原子結合アルコキシ基をそれぞれ1つ以上含有するオリゴマー型シランカップリング剤(B)及び架橋剤(C)を含有する偏光板用粘着剤組成物であって、
前記アクリル系樹脂(A)が、第3級アミノ基含有モノマー(a1)由来の構造単位と、水酸基含有モノマー由来の構造単位とを含有し、第3級アミノ基含有モノマー(a1)由来の構造単位の含有量が共重合成分全体に対して0.003〜0.25重量%であるアクリル系樹脂であり、
前記オリゴマー型シランカップリング剤(B)が、ケイ素原子結合アルコキシ基含有量が20〜45重量%であるオリゴマー型シランカップリング剤であり、
前記架橋剤(C)が、イソシアネート系架橋剤であることを特徴とする偏光板用粘着剤組成物。 - アクリル系樹脂(A)が、水酸基含有モノマー由来の構造単位を3〜15重量%含有するアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項1記載の偏光板用粘着剤組成物。
- オリゴマー型シランカップリング剤(B)の含有量が、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して0.01〜0.3重量部であることを特徴とする請求項1または2記載の偏光板用粘着剤組成物。
- オリゴマー型シランカップリング剤(B)の官能基当量が、200〜700g/molであることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の偏光板用粘着剤粘着剤組成物。
- オリゴマー型シランカップリング剤(B)の粘度(25℃)が、2〜50mPa・s(mm2/s)であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の偏光板用粘着剤粘着剤組成物。
- 請求項1〜5いずれか記載の偏光板用粘着剤組成物が、架橋剤(C)により架橋されてなることを特徴とする偏光板用粘着剤。
- 偏光板上に、請求項6記載の偏光板用粘着剤を含む粘着剤層を積層してなる粘着剤層付偏光板。
- 偏光板/粘着剤層/離型フィルムの構成からなり、粘着剤層が、請求項6記載の偏光板用粘着剤であることを特徴とする離型フィルム付粘着剤層付偏光板。
- 離型フィルムの粘着剤層からの剥離力が、0.02〜0.13N/25mmであることを特徴とする請求項8記載の離型フィルム付粘着剤層付偏光板。
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