JP7047063B2 - 架橋性組成物 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１７年１２月１５日付けで提出された第１０－２０１７－０１７２９８３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
本出願は、架橋性組成物に関する。
粘着剤または接着剤等のような架橋性組成物の架橋層は、多様な分野および用途に用いられている。例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等のようなディスプレイ装置には、偏光板等のような各種光学フィルムが適用されるが、光学フィルムは、前記ディスプレイ装置に付着するものに一般的に粘着剤や接着剤が使用される。
また、粘着剤は、ディスプレイ装置に適用される光学フィルムを保護するための表面保護フィルム等にも適用される。
用途に応じて前記粘着剤や接着剤に導電性が付与される場合があるが、粘着剤や接着剤に導電性を付与する代表的な方式は、当該当粘着剤や接着剤にイオン性化合物を配合する方式である。
本出願は、架橋性組成物に関する。本出願では、架橋性組成物にイオン性化合物が配合される場合にも、架橋効率が良好に確保される架橋性組成物を提供することを目的とする。
本出願は、架橋性組成物に関する。本出願で用語「架橋性組成物」は、化学的または物理的方式により架橋構造を具現し得る成分、主に化学的方式により架橋構造を具現し得る成分を含む組成物を指すことができる。
前記架橋性組成物は、例えば、粘着剤組成物または接着剤組成物であってもよい。用語「粘着剤組成物」は、粘着剤として作用したり、架橋後に粘着剤として作用し得る組成物であり、接着剤組成物は、接着剤として作用したり、架橋後に接着剤として作用し得る組成物である。
前記で粘着剤と接着剤の定義は、当業界に知られている定義に従う。
架橋性組成物は、アクリル重合体を含むことができる。用語「アクリル重合体」は、アクリル単量体単位を主成分として含む重合体である。本明細書で用語「重合体」が含む任意の単量体の単位は、当該単量体が重合反応を経て前記重合体に含まれている状態を意味する。また、本明細書で任意の成分Ａが他の成分Ｂに主成分として含まれているというのは、前記成分Ａの前記成分Ｂ内の比率が成分Ｂの全体重量を基準として約５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または約９０重量％以上の比率で含まれている場合を意味する。前記比率の上限は、特に制限されず、例えば、約９８重量％以下または約９５重量％以下であってもよい。
また、本明細書で用語「アクリル単量体」は、アクリル酸またはメタクリル酸や、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル等の前記アクリル酸やメタクリル酸の誘導体を意味する。
また、本明細書で用語「（メタ）アクリル」は、アクリルまたはメタクリルを意味する。
本出願の架橋性組成物において前記アクリル重合体は、主成分として含まれていてもよい。
前記アクリル重合体は、粘着重合体または接着重合体であってもよい。用語「粘着または接着重合体」は、そのガラス転移温度等の物性が架橋前および／または後に粘着性能または接着性能が発現できるように調節された重合体を意味し、当該分野にそのような重合体の構成はよく知られている。
一例において、アクリル重合体は、アルキル（メタ）アクリレート単位を含むことができる。前記でアルキル（メタ）アクリレートに含まれるアルキル基は、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数４～８の直鎖、分岐鎖または環状アルキル基であってもよい。
このようなアルキル（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレートまたはイソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ－ブチル（メタ）アクリレート、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、２－エチルブチル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートおよびテトラデシル（メタ）アクリレート等を例示することができ、前記のうち１種または２種以上を適用することができる。一般的には、ｎ－ブチルアクリレートや２－エチルヘキシルアクリレート等を使用する。
前記アルキル（メタ）アクリレート単位は、アクリル重合体内に主成分として含まれていてもよい。
また、アクリル重合体は、架橋性官能基を有する架橋性重合体であってもよい。前記架橋性官能基は、架橋性官能基を有する単量体（以下、架橋性単量体と呼ぶ）の単位を重合体に含ませて導入することができる。前記で架橋性官能基としては、一般的にヒドロキシ基またはカルボキシル基を適用することができる。
したがって、前記架橋性単量体としては、例えば、ヒドロキシ基含有単量体やカルボキシル基含有単量体を適用することができる。前記各架橋性単量体の具体的な種類は、特に制限されず、当業界で公知となった単量体を使用することができる。
例えば、前記ヒドロキシ基含有単量体としては、炭素数が１～１２の範囲内のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートであって、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートおよび／または６－ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート等を使用することができ、カルボキシル基含有単量体としては、（メタ）アクリル酸、２－（メタ）アクリロイルオキシ酢酸、３－（メタ）アクリロイルオキシプロピオン酸、４－（メタ）アクリロイルオキシ酪酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸および／またはマレイン酸無水物等を使用することができる。
一般的に高い剥離力の具現のためには、前記単量体のうちカルボキシル基含有単量体を使用することがあるが、本出願では、目的に応じて好適な単量体を選択および適用することができる。
前記架橋性単量体単位の比率は、目的とする凝集力等を考慮して選択されるものであって、特に制限されないが、一般的に前記アルキル（メタ）アクリレート単位１００重量部に対して約０．０１～約１０重量部の比率の範囲内で重合体に含まれ得る。前記単量体単位の比率は、他の例において、約０．０５重量部以上、０．１重量部以上、０．５重量部以上、１重量部以上、１．５重量部以上、２重量部以上、２．５重量部以上、３重量部以上、３．５重量部以上、４重量部以上、４．５重量部以上または約５重量部以上であってもよく、約９．５重量部以下、９重量部以下、８．５重量部以下、８重量部以下、７．５重量部以下、７重量部以下、６．５重量部以下または約６重量部以下であってもよい。
アクリル重合体は、前記言及された単量体単位にさらに必要な場合、他の単量体単位を含むことができ、その種類は、特に制限されない。さらに含まれ得る単量体単位としては、芳香族基含有単量体単位、例えば、芳香族環を有する（メタ）アクリレート単位がある。このような単位は、いわゆる光学補償効果を得るために使用するか、その他、他の理由で適用することができる。
このような単位を形成できる芳香族基含有単量体の種類は、特に制限されず、例えば、下記化学式６の単量体を例示することができる。
Figure 0007047063000001
化学式６でＲは、水素またはアルキルを示し、Ａは、アルキレンを示し、ｎは、０～３の範囲内の整数を示し、Ｑは、単一結合、－Ｏ－、－Ｓ－またはアルキレンを示し、Ｐは、芳香族環を示す。
化学式６で単一結合は、両側の原子団が別途の原子を媒介とせず、直接結合した場合を意味する。
化学式６でＲは、例えば、水素または炭素数１～４のアルキルであるか、水素、メチルまたはエチルであってもよい。
化学式６の定義で、Ａは、炭素数１～１２または１～８のアルキレンであってもよく、例えば、メチレン、エチレン、ヘキシレンまたはオクチレンであってもよい。
化学式６でｎは、例えば、０～２の範囲内の数であるか、０または１であってもよい。
化学式６でＱは、単一結合、－Ｏ－または－Ｓ－であってもよい。
化学式６でＰは、芳香族化合物から誘導される置換基であって、例えば、炭素数６～２０の芳香族環由来官能基、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチルまたはアントラセニルであってもよい。
化学式６で、芳香族環は、任意に一つ以上の置換基により置換されていてもよく、前記で置換基の具体例としては、ハロゲンまたはアルキルや、ハロゲンまたは炭素数１～１２のアルキルや、塩素、臭素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ノニルまたはドデシルが挙げられるが、これらに制限されるものではない。
化学式６の化合物の具体例としては、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２－フェニルチオ－１－エチル（メタ）アクリレート、６－（４，６－ジブロモ－２－イソプロピルフェノキシ）－１－ヘキシル（メタ）アクリレート、６－（４，６－ジブロモ－２－ｓｅｃ－ブチルフェノキシ）－１－ヘキシル（メタ）アークレート、２，６－ジブロモ－４－ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２，６－ジブロモ－４－ドデシルフェニル（メタ）アクリレート、２－（１－ナフチルオキシ）－１－エチル（メタ）アクリレート、２－（２－ナフチルオキシ）－１－エチル（メタ）アクリレート、６－（１－ナフチルオキシ）－１－ヘキシル（メタ）アクリレート、６－（２－ナフチルオキシ）－１－ヘキシル（メタ）アクリレート、８－（１－ナフチルオキシ）－１－オクチル（メタ）アクリレートおよび８－（２－ナフチルオキシ）－１－オクチル（メタ）アクリレートの一種または二種以上の混合が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
前記芳香族基含有単位の比率は、目的に応じて制御されるものであって、特に制限されず、例えば、前記アルキル（メタ）アクリレート単位１００重量部に対して約０．１～約４５重量部の比率の範囲内で重合体に含まれ得る。前記比率は、他の例において、約４０重量部以下、３５重量部以下または約３０重量部以下であってもよい。
粘着重合体は、必要な場合に、前記言及された単位の他に公知の他の単位でさらに含むことができる。
このような粘着重合体は、前記に言及された単量体を適用した公知の重合方法で製造することができる。
前記アクリル重合体は、重量平均分子量（Ｍｗ）が約５０万以上であってもよい。本出願で用語「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィー（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ；ＧＰＣ）で測定した標準ポリスチレン換算数値であり、単純に分子量と呼ぶこともある。前記分子量（Ｍｗ）は、他の例において、約６０万以上程度、７０万以上程度、８０万以上程度、９０万以上程度、１００万以上程度、１１０万以上程度、１２０万以上程度、１３０万以上程度、１４０万以上程度または約１５０万以上程度であってもよく、約３００万以下、２８０万以下、２６０万以下、２４０万以下、２２０万以下または約２００万以下であってもよい。
架橋性組成物は、前記重合体にさらにイオン性化合物を含む。イオン性化合物を適用することによって、用途に応じて適切な導電性を付与することができる。
イオン性化合物としては、公知の化合物を使用することができ、例えば、アルカリ金属カチオンを含むイオン性化合物である塩（ｓａｌｔ）を使用することができる。一例において、前記金属カチオンとしては、リチウム、ナトリウムまたはカリウムカチオンを適用できるし、最も好適な例としては、リチウムカチオンがある。
イオン性化合物に含まれるアニオンの種類は、特に制限されない。一例において、前記アニオンは、ＰＦ６ －、ＡｓＦ－、ＮＯ２ －、フルオライド（Ｆ－）、クロリド（Ｃｌ－）、ブロミド（Ｂｒ－）、ヨーダイド（Ｉ－）、ペルクロレート（ＣｌＯ４ －）、ヒドロキシド（ＯＨ－）、カーボネート（ＣＯ３ ２－）、ニトレート（ＮＯ３ －）、トリフルオロメタンスルホネート（ＣＦ３ＳＯ３ －）、スルホネート（ＳＯ４ －）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６ －）、メチルベンゼンスルホネート（ＣＨ３（Ｃ６Ｈ４）ＳＯ３ －）、ｐ－トルエンスルホネート（ＣＨ３Ｃ６Ｈ４ＳＯ３ －）、テトラボレート（Ｂ４Ｏ７ ２－）、カルボキシベンゼンスルホネート（ＣＯＯＨ（Ｃ６Ｈ４）ＳＯ３ －）、トリフルオロメタンスルホネート（ＣＦ３ＳＯ２ －）、ベンゾエート（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ－）、アセテート（ＣＨ３ＣＯＯ－）、トリフルオロアセテート（ＣＦ３ＣＯＯ－）、テトラフルオロボラート（ＢＦ４ －）、テトラベンジルボレート（Ｂ（Ｃ６Ｈ５）４ －）および／またはトリスペタフルオロエチルトリフルオロホスフェート（Ｐ（Ｃ２Ｆ５）３Ｆ３ －）等であってもよい。
一例において、前記イオン性化合物は、下記化学式２で表されるアニオンまたはビスフルオロスルホニルイミド等を含むこともできる。
［化学式２］
［Ｘ（ＹＯｍＲｆ）ｎ］－
化学式２でＸは、窒素原子または炭素原子であり、Ｙは、炭素原子または硫黄原子であり、Ｒｆは、ペルフルオロアルキル基であり、ｍは、１または２であり、ｎは、２または３である。
化学式２でＹが炭素原子である場合、ｍは、１であり、Ｙが硫黄原子である場合、ｍは、２であり、Ｘが窒素原子である場合、ｎは、２であり、Ｘが炭素原子である場合、ｎは、３であってもよい。
化学式２のＲｆは、炭素数１～２０、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４のペルフルオロアルキル基であってもよく、この場合、前記ペルフルオロアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状構造を有することができる。化学式２のアニオンは、スルホニルメチド系、スルホニルイミド系、カルボニルメチド系またはカルボニルイミド系アニオンであってもよく、具体的には、トリストリフルロエメタンスルホニルメチド、ビストリフルオロメタンスルホニルイミド、ビスペルフルオロブタンスルホニルイミド、ビスペタフルオロエタンスルホニルイミド、トリストリフルオロメタンカルボニルメチド、ビスペルフルオロブタンカルボニルイミドまたはビスペタフルオロエタンカルボニルイミド等の一種または二種以上の混合であってもよい。
また、アニオンとしては、下記化学式３～５のうちいずれか一つで表されるアニオンを適用することもできる。
［化学式３］
［ＯＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１］－
［化学式４］
［Ｎ（ＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１）２］－
［化学式５］
［Ｃ（ＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１）２］－
化学式３～５で、ｎは、０～４の範囲内の数である。
化学式２のアニオン、ビス（フルオロスルホニル）イミドまたは前記化学式３～５のアニオンは、ペルフルオロアルキル基（Ｒｆ）またはフルオル基によって高い電気陰性度を示し、また、特有の共鳴構造を含み、カチオンとの弱い結合を形成すると同時に、疎水性を有する。したがって、イオン性化合物が重合体等の組成物の他の成分と優れた相溶性を示すと共に、少量でも高い帯電防止性を付与することができる。
イオン性化合物の架橋性組成物内においての比率は、特に制限されず、目的とする帯電防止性等を考慮して適正範囲に調節され得る。一例において、前記イオン性化合物は、アクリル重合体１００重量部に対して約０．００１重量部～約２０重量部の量で使用することができる。一例において、前記範囲でイオン性化合物は、前記アクリル重合体１００重量部に対して約０．００５重量部以上、０．０１重量部以上、０．０５重量部以上、０．１重量部以上、０．５重量部以上、１重量部以上、１．５重量部以上、２重量部以上、２．５重量部以上または約３重量部以上の比率で含まれていてもよい。また、前記比率は、約１８重量部以下、１６重量部以下、１４重量部以下、１２重量部以下、１０重量部以下、８重量部以下、６重量部以下、５重量部以下、４．５重量部以下または約４重量部以下であってもよい。本出願では、このように過量のイオン性化合物が適用される場合にも、そのイオン性化合物による架橋効率の低下問題を解決することができる。
架橋性組成物は、前記成分にさらに下記化学式１で表される化合物を含む。このような化合物は、架橋性組成物の架橋効率を改善させることができる成分である。本発明者らは、架橋性組成物がイオン性化合物、特にリチウムカチオン等の金属カチオンを含む場合に、前記カチオンが架橋成分、例えば、前記アクリル重合体の架橋性官能基や後述する架橋剤と相互作用をして架橋効率を悪化させることを確認した。したがって、イオン性化合物を含む架橋性組成物の架橋効率を改善するためには、前記金属カチオンが架橋作用を阻害しないようにすることが必要である。本発明者らは、化学式１の化合物は、構造的に前記金属カチオンと複合体を形成することができ、これにより、前記カチオンが架橋作用を阻害しないシステムが具現されるという点を確認した。
下記化学式１の化合物の範疇に属する構造を有する化合物のうち一部の化合物は、いわゆる架橋遅延剤として粘着剤組成物等の架橋性組成物に適用される場合がある。しかしながら、本出願で前記化合物は、架橋遅延剤として適用されるものではなく、あえて言及すると、架橋を促進する成分として用いられる。
架橋遅延剤として当該成分が用いられるシステムは、一般的に金属キレート系の架橋剤や、やはり金属キレート系のような金属含有架橋触媒を含むシステムであり、前記架橋剤や架橋触媒と共に下記化学式１の構造を有する化合物が適用される場合がある。このようなシステムにおいて前記化合物は、前記架橋剤や架橋触媒の少なくとも一部の成分と相互作用を通じて架橋を遅延させる作用をする。しかしながら、本出願では、下記化学式１の化合物が架橋を妨害する成分の作用を抑制できるシステムであり、特にアクリル重合体の架橋官能基がカルボキシル基であり、架橋剤としてエポキシ化合物や、アジリジン化合物が適用される場合に、架橋効率の低下を防止する作用を行うことができるようにシステムが調節される。
したがって、本出願の架橋性組成物は、金属キレート架橋剤および金属含有架橋触媒を含まない。このような成分が下記化学式１の化合物と共に適用される場合には、本出願で意図する架橋効率の改善効果が発揮され難い。
下記化学式１の化合物は、さらに、イオン性化合物の解離を促進して、導電性がより円滑に確保され得るようにする作用もすることができる。
Figure 0007047063000002
化学式１でＲ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基である。
化学式１でアルキル基としては、例えば、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基が適用され、メチル基やエチル基等が適用されることもできる。
化学式１の化合物としては、前記規定された範疇内の構造を有するものであれば、多様に適用され得、例えば、化学式１でＲ１およびＲ２は、それぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル基、例えば、メチル基やエチル基であり、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数１～４のアルキル基、例えば、水素原子、メチル基またはエチル基である化合物を使用することができる。
一例において、前記Ｒ３およびＲ４は、いずれも、水素原子であるか、または、少なくとも一つが前記炭素数１～４のアルキル基である化合物を使用することができる。
前記化学式１の化合物の架橋性組成物内においての比率は、特に制限されないが、架橋性組成物の架橋効率の低下を解決できる観点から、架橋効率低下を誘導する成分であるイオン性化合物の比率に応じて好適な比率を適用することができる。
一例において、前記化学式１の化合物は、前記イオン性化合物１００重量部に対して約０．０１～約３０重量部の比率で含まれ得る。前記化学式１の化合物の比率は、他の例において、約０．０５重量部以上、０．１重量部以上、０．５重量部以上、０．７重量部以上、０．７５重量部以上、０．９重量部以上、約１重量部以上、１．５重量部以上、２重量部以上、２．５重量部以上、３重量部以上、３．５重量部以上または約４重量部以上であるか、約２５重量部以下、２０重量部以下、１５重量部以下、１０重量部以下または約５重量部以下であってもよい。このような比率は、目的に応じて適切に変更され得る。
また、架橋性組成物は、架橋剤をさらに含むことができ、前記架橋剤は、前記アクリル重合体を架橋させる成分であってもよい。
架橋剤としては、特別な制限なしに公知の架橋剤を使用することができ、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤またはアジリジン系架橋剤等を使用することができる。特に本出願の架橋性組成物の場合、重合体の架橋性官能基がカルボキシル基であり、架橋剤が前記の種類のうちエポキシまたはアジリジン系である場合に、好適な効果を発揮することができる。
本出願で適用される架橋剤の種類は、特に制限されない。例えば、イソシアネート系架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、テトラメチルキシレンジイソシアネートまたはナフタレンジイソシアネート等のようなジイソシアネートや前記ジイソシアネートのうち一つまたはそれ以上の種類とポリオール（例えばトリメチロールプロパン）との反応物等を使用することができ、エポキシ系架橋剤としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジルエチレンジアミンおよびグリセリンジグリシジルエーテルよりなる群から選ばれる一つ以上を使用することができ、アジリジン系架橋剤としては、Ｎ，Ｎ－トルエン－２，４－ビス（１－アジリジンカルボキサミド）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルメタン－４，４’－ビス（１－アジリジンカルボキサミド）、トリエチレンメラミン、ビスイソフタロイル－１－（２－メチルアジリジン）およびトリ－１－アジリジニルホスフィンオキシドよりなる群から選ばれる一つ以上を使用することができる。
架橋剤は、アクリル重合体１００重量部に対して約１０重量部以下の比率、または約０．００１重量部～約１０重量部の量で使用することができ、この比率下で架橋物の凝集力を適切に維持しつつ、層間剥離や浮き上がり現象が発生する等の耐久信頼性の低下を防止することができる。前記架橋剤の比率は、他の例において、約０．００５重量部以上、０．０１重量部以上または約０．０２重量部以上であってもよく、約９重量部以下、８重量部以下、７重量部以下、６重量部以下、５重量部以下、４重量部以下、３重量部以下、２重量部以下、１．５重量部以下、１重量部以下、０．５重量部以下、０．４重量部以下、０．３重量部以下、０．２重量部以下、０．１重量部以下または約０．０５重量部以下であってもよい。
架橋性組成物は、前述した成分の他にも、必要な公知の他の添加剤もさらに含むことができる。このような添加剤としては、シランカップリング剤等のカップリング剤と、帯電防止剤と、粘着付与剤（ｔａｃｋｉｆｉｅｒ）と、紫外線安定剤と、酸化防止剤と、調色剤と、補強剤と、充填剤と、消泡剤と、界面活性剤と、多官能性アクリレートのような光重合性化合物、および可塑剤よりなる群から選ばれる一つ以上を例示することができるが、これらに制限されるものではない。
前記のような架橋性組成物は、多様な用途に適用することができる。一例において、前記架橋性組成物は、粘着型光学積層体や、表面保護フィルム等において粘着剤層を形成するものに適用することができる。
したがって、本出願は、例えば、光学積層体または表面保護フィルムに関するものであってもよい。
前記で光学積層体は、光学フィルムと、前記光学フィルムの一面に形成されており、前記架橋性組成物の架橋物である粘着剤層とを含むことができ、表面保護フィルムの場合、保護用基材フィルムと、前記基材フィルムの一面に形成されており、前記架橋性組成物の架橋物である粘着剤層とを含むことができる。
前記で光学積層体や表面保護フィルムに含まれる構成、例えば、光学フィルムや保護用基材フィルムの種類は、特に制限されず、公知となった構成を使用することができる。
例えば、前記光学積層体に含まれる光学フィルムとしては、各種ディスプレイ装置で使用される多様な種類が含まれ得るが、例えば、前記光学フィルムは、偏光板、偏光子、偏光子保護フィルム、位相差フィルム、視野角補償フィルムまたは輝度向上フィルム等であってもよい。本明細書で用語「偏光子」と「偏光板」は、互いに区別される対象を指す。偏光子は、偏光機能を示すフィルム、シートまたは素子そのものを指し、偏光板は、前記偏光子と共に他の要素を含む光学素子を意味する。偏光子と共に光学素子に含まれ得る他の要素としては、偏光子保護フィルムまたは位相差層等を例示することができるが、これらに制限されるものではない。
本出願の光学フィルムに含まれ得る偏光子は、基本的には特に制限されない。例えば、偏光子として、ポリビニルアルコール偏光子を使用することができる。用語「ポリビニルアルコール偏光子」は、例えば、ヨードや二色性色素のような異方性吸収物質を含むポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと呼ぶ）系の樹脂フィルムを意味する。このようなフィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに異方性吸収物質を含ませ、延伸等により配向させて製造することができる。前記でポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタールまたはエチレン－酢酸ビニル共重合体のけん化物等が挙げられる。前記ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、１００～５，０００または１，４００～４，０００程度であってもよいが、これらに制限されるものではない。
このようなポリビニルアルコール偏光子は、例えば、ＰＶＡ系フィルムに、染色工程、架橋工程および延伸工程を少なくとも行って製造することができる。染色工程、架橋工程および延伸工程には、それぞれ染色浴、架橋浴および延伸浴の各処理浴が使用され、これらの各処理浴は、各工程による処理液を使用することができる。
染色工程では、前記ＰＶＡ系フィルムに異方性吸収物質を吸着および／または配向させることができる。このような染色工程は、延伸工程と共に行われ得る。染色は、前記フィルムを異方性吸収物質を含む溶液、例えば、ヨード溶液に浸漬させて行われ得る。ヨード溶液としては、例えば、ヨードおよび溶解補助剤であるヨウ化化合物によりヨードイオンを含有させた水溶液等を使用することができる。ヨウ化化合物としては、例えばヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化スズまたはヨウ化チタン等を使用することができる。ヨード溶液のうちヨードおよび／またはヨウ化イオンの濃度は、目的とする偏光子の光学特性を考慮して調節することができ、このような調節方式は、公知となっている。染色工程でヨード溶液の温度は、通常、２０℃～５０℃、２５℃～４０℃程度であり、浸漬時間は、通常、１０秒～３００秒または２０秒～２４０秒程度であるが、これらに制限されるものではない。
偏光子の製造過程で行われる架橋工程は、例えば、ホウ素化合物のような架橋剤を使用して行うことができる。架橋工程の順序は、特に制限されず、例えば、染色および／または延伸工程と共に行うか、別に行うことができる。架橋工程は、複数回実施することもできる。ホウ素化合物としては、ホウ酸またはホウ砂等を使用することができる。ホウ素化合物は、水溶液または水と有機溶媒の混合溶液の形態で一般的に使用することができ、通常、ホウ酸水溶液を使用する。ホウ酸水溶液においてのホウ酸の濃度は、架橋度とそれによる耐熱性等を考慮して適正範囲に選択され得る。ホウ酸水溶液等にも、ヨウ化カリウム等のヨウ化化合物を含有させることができる。
架橋工程は、前記ＰＶＡ系フィルムをホウ酸水溶液等に浸漬することによって行うことができるが、この過程で処理温度は、通常、２５℃以上、３０℃～８５℃または３０℃～６０℃程度の範囲であり、処理時間は、通常、５秒～８００秒間または８秒～５００秒間程度である。
延伸工程は、一般的に一軸延伸で行う。このような延伸は、前記染色および／または架橋工程と共に行うこともできる。延伸方法は、特に制限されず、例えば、湿潤式延伸方式を適用することができる。このような湿潤式延伸方法では、例えば、染色後に延伸を行うことが一般的であるが、延伸は、架橋と共に行われ得、複数回または多段で行うこともできる。
湿潤式延伸方法に適用される処理液にヨウ化カリウム等のヨウ化化合物を含有させることができ、この過程での比率調節等を通しても光遮断率の調節が可能になり得る。延伸で処理温度は、通常、２５℃以上、３０℃～８５℃または５０℃～７０℃の範囲内の程度であり、処理時間は、通常、１０秒～８００秒または３０秒～５００秒間であるが、これらに制限されるものではない。
延伸過程で総延伸倍率は、配向特性等を考慮して調節することができ、ＰＶＡ系フィルムの元の長さを基準として総延伸倍率が３倍～１０倍、４倍～８倍または５倍～７倍程度であってもよいが、これらに制限されるものではない。前記で総延伸倍率は、延伸工程以外の膨潤工程等において延伸を伴う場合には、各工程における延伸を含む累積延伸倍率を意味する。このような総延伸倍率は、配向性、偏光子の加工性ないしは延伸切断可能性等を考慮して適正範囲に調節され得る。
偏光子の製造工程では、前記染色、架橋および延伸にさらに前記工程を行う前に膨潤工程を行うこともできる。膨潤によりＰＶＡ系フィルム表面の汚染やブロッキング防止剤を洗浄することができ、また、これにより、染色偏差等の不均一を減らすことができるという効果もある。
膨潤工程では、通常、水、蒸留水または純水等を使用することができる。当該処理液の主成分は、水であり、必要に応じて、ヨウ化カリウム等のヨウ化化合物または界面活性剤等のような添加物や、アルコール等が少量含まれていてもよい。この過程でも工程変数の調節を通じて前述した光遮断率の調節が可能になり得る。
膨潤過程においての処理温度は、通常、２０℃～４５℃または２０℃～４０℃程度であるが、これらに制限されない。膨潤偏差は、染色偏差を誘発することができるので、このような膨潤偏差の発生ができるだけ抑制されるように工程変数が調節され得る。
必要に応じて、膨潤工程において適切な延伸が行われ得る。延伸倍率は、ＰＶＡ系フィルムの元の長さを基準として６．５倍以下、１．２～６．５倍、２倍～４倍または２倍～３倍程度であってもよい。膨潤過程においての延伸は、膨潤工程後に行われる延伸工程での延伸を小さく制御することができ、フィルムの延伸破断が発生しないように制御することができる。
偏光子の製造過程では、金属イオン処理が行われ得る。このような処理は、例えば、金属塩を含有する水溶液にＰＶＡ系フィルムを浸漬することによって実施する。これにより、偏光子内に金属イオンを含有させることができるが、この過程で金属イオンの種類ないしは比率を調節することによって、ＰＶＡ系偏光子の色調調節が可能である。適用できる金属イオンとしては、コバルト、ニッケル、亜鉛、クロム、アルミニウム、銅、マンガンまたは鉄等の遷移金属の金属イオンを例示することができ、このうち適切な種類の選択によって色調の調節が可能になり得る。
偏光子の製造過程では、染色、架橋および延伸後に洗浄工程が行われ得る。このような洗浄工程は、ヨウ化カリウム等のヨード化合物溶液により行うことができるが、この過程で前記溶液内のヨウ化化合物の濃度ないしは前記洗浄工程の処理時間等を利用して前述した光遮断率の調節が可能になり得る。したがって、前記ヨウ化化合物の濃度とその溶液での処理時間は、前記光遮断率を考慮して調節され得る。ただし、洗浄工程は、水を使用して行うこともできる。
このような水による洗浄とヨード化合物溶液による洗浄は組合わせられてもよく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールまたはプロパノール等の液体アルコールを配合した溶液も使用することもできる。
このような工程を経た後に乾燥工程を行って偏光子を製造することができる。乾燥工程では、例えば、偏光子に要求される水分率等を考慮して適切な温度で適切な時間の間行われ得、このような条件は、特に制限されない。
前記のような偏光子の厚さは、特に制限されず、目的に応じて好適な厚さで形成され得る。通常、偏光子の厚さは、５μｍ～８０μｍの範囲内であってもよいが、これに制限されるものではない。
本明細書で言及する物性のうち測定温度および／または圧力がその物性値に影響を及ぼす場合には、特に別途言及しない限り、当該物性は、常温および／または常圧で測定した物性を意味する。
本出願で用語「常温」は、加温されたり減温されない自然そのままの温度であり、例えば、約１０℃～約３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、２５℃または２３℃程度の温度を意味することになる。
本出願で用語「常圧」は、特別に減圧も加圧もしないときの圧力であって、通常、大気圧のようなほぼ一気圧を意味する。
また、本出願は、前記のような光学積層体を含むディスプレイ装置に関するものであってもよい。前記装置は、例えば、前記光学積層体が前記言及した粘着剤層を介して付着しているディスプレイパネルを含むことができる。前記でディスプレイパネルの種類は、特に制限されず、例えば、公知のＬＣＤパネルまたはＯＬＥＤパネル等であってもよい。また、光学積層体が前記パネルに付着する位置等も、公知の方式に従うことができる。
本出願は、架橋性組成物に関する。本出願では、イオン性化合物を含んでいて、導電性を示しながらも、架橋効率の低下がない架橋性組成物とその用途を提供することができる。
図１は、本出願の効果を確認するためのＮＭＲ測定結果を示す図である。
以下、実施例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例により制限されるものではない。
１．硬化率の測定方法
硬化率は、ゲル分率を通じて評価した。実施例または比較例で製造された架橋性組成物を適切な厚さでコーティングした後、約１２０℃の温度で約３分間維持した後、さらに５０℃で約３日間維持して架橋層を形成し、その後、当該架橋層を７日間恒温除湿室（２３℃， ５０％相対湿度）に維持した。その後、架橋層の中から約０．２ｇ（＝ゲル分率測定数式でＡ）を採取した。採取された架橋物を５０ｍＬのエチルアセテートに完全に浸るように入れた後、常温の暗室で１日間保管した。次に、エチルアセテートに溶解しない部分（不溶解分）を＃２００ステンレス金網に採取し、これを１５０℃で３０分間乾燥して、質量（不溶解分の乾燥質量＝ゲル分率測定数式でＢ）を測定した。次に、前記測定結果を下記式に代入してゲル分率（単位：％）を測定した。
＜ゲル分率測定数式＞
ゲル分率＝Ｂ／Ａ×１００
Ａ：粘着剤の質量（０．２ｇ）
Ｂ：不溶解分の乾燥質量（単位：ｇ）
２．面抵抗の測定方法
面抵抗は、三菱社の面抵抗測定機を使用してプローブ方式で確認した。また、高温面抵抗は、架橋層を８０℃で約１２０時間維持した後、前記方式で評価し、耐湿熱面抵抗は、架橋層を６０℃の温度および９０％の相対湿度で約２４０時間維持した後、前記方式で評価した。
３．ＮＭＲの測定方法
ＮＭＲは、Ｂｒｕｋｅｒ ５００ＭＨｚ ＮＭＲ機器を使用してＬｉ ＮＭＲで確認した。
製造例１．粘着重合体（Ａ）の製造
窒素ガスが還流され、温度調節が容易となるように冷却装置を設置した１Ｌの反応器にｎ－ブチルアクリレート（ｎ－ＢＡ）およびアクリル酸（ＡＡ）を９５：５の重量比（ｎ－ＢＡ：ＡＡ）で投入し、溶剤としてエチルアセテート（ＥＡｃ）１００重量部を投入した。次に、酸素除去のために窒素ガスを１時間パージングした後、反応開始剤としてエチルアセテートに５０重量％の濃度で希釈させたアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．０３重量部を投入し、８時間反応させて、分子量（Ｍｗ）が約１８０万程度である共重合体（Ａ）を製造した。
実施例１
製造例１の共重合体（Ａ）にエポキシ架橋剤（Ｔ－７４３Ｌ、日本のＳＯＫＥＮ社）を前記共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約０．０３７重量部の比率で配合し、イオン性化合物として、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）を前記共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約０．７４重量部の比率で配合した後、さらにアセチルアセトンを前記共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約０．０３重量部の比率で配合して、架橋性組成物を製造した。
実施例２
実施例１に準じた方式で行うものの、イオン性化合物として、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）を製造例１の共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約３．７重量部で配合し、アセチルアセトンを前記共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約０．０３重量部の比率で配合して、架橋性組成物を製造した。
実施例３
実施例１に準じた方式で行うものの、イオン性化合物として、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）を製造例１の共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約３．７重量部で配合し、アセチルアセトンを前記共重合体（Ａ）の固形分１００重量部に対して約０．１５重量部の比率で配合して、架橋性組成物を製造した。
比較例１
イオン性化合物とアセチルアセトンを適用しないことを除いて、実施例１と同一に架橋性組成物を製造した。
比較例２
アセチルアセトンを配合しないことを除いて、実施例１と同一に架橋性組成物を製造した。
比較例３
アセチルアセトンを配合しないことを除いて、実施例２と同一に架橋性組成物を製造した。
前記各架橋性組成物に対して測定した硬化率と表面抵抗の数値を整理すると、下記表１の通りである。
Figure 0007047063000003
結果の検討
前記実施例１～３および比較例１～３の各架橋性組成物に対して硬化率を前記に言及された方式で測定した結果、実施例１～３の場合、それぞれ８５．３％、４５．５％および８０％であり、比較例１～３の場合、それぞれ８１．５％、７８．９％および０％であった。
前記結果のうち比較例１の場合、イオン性化合物が含まれていない状態で高い硬化率を示すのに対し、これを比較例２および３の結果と比較するとき、イオン性化合物の添加量が増加するに伴って、硬化率が劣ることが分かるので、イオン性化合物が架橋効率を低下させる原因となり、特に比較例３のように相当量のイオン性化合物を配合する場合には、架橋がほとんど行われないことを確認することができる。
しかしながら、前記比較例２および３と同一組成で化学式１の化合物に該当するアセチルアセトンを配合する場合（実施例１～３）、硬化率が大きく増加することを確認することができる。
このような結果は、ＮＭＲ測定によっても検証され得るが、図１を参照してこれを説明すると、次の通りである。
図１で最も下段のＮＭＲ結果は、実施例および比較例で使用したイオン性化合物であるＬｉＴＦＳＩをエチルアセテート溶媒内に単独で溶解させた後に測定した結果であり、最も上段のＮＭＲは、前記に実施例および比較例で適用したものと同じエポキシ架橋剤を配合して測定した結果である。
前記二つの結果を比較すると、ＬｉＴＦＳＩにエポキシ架橋剤が添加されると、ピークがダウンフィールド（ｄｏｗｎ ｆｉｅｌｄ）にシフトすることが分かる。図１で上段から２番目のＮＭＲは、ＬｉＴＦＳＩおよびエポキシ架橋剤を含む溶液にアセチルアセトンを前記エポキシ架橋剤との体積比率が１：０．２５（エポキシ架橋剤：アセチルアセトン）になるように添加した場合であり、３番目のＮＭＲは、前記体積比率が約１：０．５（エポキシ架橋剤：アセチルアセトン）になるように添加した後に測定した結果である。図面を見れば、アセチルアセトンが添加されることによって、ピークがさらにアップフィールド（ｕｐｆｉｅｌｄ）にシフトすることが確認され、これにより、ＬｉＴＦＳＩがアセチルアセトンとの相互作用を通じて架橋反応を妨害する現象が解消されていることを確認することができる。

Claims (10)

  1. 架橋性単量体単位としてのカルボキシル基含有単量体を含むアクリル重合体と、リチウムカチオンを有するイオン性化合物と、前記リチウムカチオンと複合体を形成して架橋を促進するアセチルアセトンとを含み、
    イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤またはアジリジン系架橋剤をさらに含み、
    前記アセチルアセトンが、イオン性化合物１００重量部に対して０．０１～３０重量部の比率で含まれ、
    前記アクリル重合体は、アルキル（メタ）アクリレート単位をさらに含み、前記架橋性単量体単位は、前記アルキル（メタ）アクリレート単位１００重量部に対して０．０１～１０重量部の比率の範囲内で含まれる、架橋性組成物。
  2. イオン性化合物は、下記化学式１のアニオンを含む、請求項１に記載の架橋性組成物：
    ［化学式１］
    ［Ｘ（ＹＯｍＲｆ）ｎ］－
    化学式１でＸは、窒素原子または炭素原子であり、Ｙは、炭素原子または硫黄原子であり、Ｒｆは、ペルフルオロアルキル基であり、ｍは、１または２であり、ｎは、２または３である。
  3. イオン性化合物は、下記化学式２～４のうちいずれか一つで表されるアニオンを含む、
    請求項１又は２に記載の架橋性組成物：
    ［化学式２］
    ［ＯＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１］－
    ［化学式３］
    ［Ｎ（ＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１）２］－
    ［化学式４］
    ［Ｃ（ＳＯ２ＣｎＦｎ＋１２ ） ３ ］－
    化学式２～４でｎは、０～４の範囲内の数である。
  4. イオン性化合物は、アクリル重合体１００重量部に対して０．００１～２０重量部で含まれる、請求項１～３のいずれか一項に記載の架橋性組成物。
  5. イオン性化合物は、アクリル重合体１００重量部に対して３重量部以上の比率で含まれる、請求項１～４のいずれか一項に記載の架橋性組成物。
  6. 架橋剤は、アクリル重合体１００重量部に対して１０重量部以下の比率で含まれる、請求項１～５のいずれか一項に記載の架橋性組成物。
  7. 架橋剤は、アクリル重合体１００重量部に対して１重量部以下の比率で含まれる、請求項１～５のいずれか一項に記載の架橋性組成物。
  8. 光学フィルムと、前記光学フィルムの一面に形成されており、請求項１～７のいずれか一項に記載の架橋性組成物の架橋物を有する粘着剤層とを含む光学積層体。
  9. 保護用基材フィルムと、前記基材フィルムの一面に形成されており、請求項１～７のいずれか一項に記載の架橋性組成物の架橋物を有する粘着剤層とを含む表面保護フィルム。
  10. 請求項８に記載の光学積層体がその粘着剤層を介して付着しているディスプレイパネルを含むディスプレイ装置。
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