JP7212911B1 - 粘着剤組成物、粘着剤層、粘着剤層付き光学フィルム、及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の粘着剤組成物は、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)と、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)と、を含有する。
一実施形態に係る第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、70質量部以上、100質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と、0質量部以上、30質量部以下の芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)と、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)との合計量100質量部に対して0.01質量部以上、10質量部以下の反応性官能基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a3)とを構成単位として含有する。
第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、70質量部以上、100質量部以下、好ましくは80質量部以上、100質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)を構成単位として含有する。
第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、0質量部以上、30質量部以下、好ましくは0質量部以上、25質量部以下の芳香族基を有するアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a2)を構成単位として含有する。
第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と、芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)の合計量100質量部に対して、0.01質量部以上、10質量部以下、好ましくは0.1質量部以上、7質量部以下の反応性官能基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a3)を構成単位として含有する。第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)が、後述する架橋剤(C)と反応する反応性官能基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a3)を構成単位として、上記質量部の範囲で含有することで、高温環境での耐久性に優れる粘着剤層の形成が可能になる。
一実施形態に係る第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量(GPC測定、標準ポリスチレン換算)は、30万以上、350万以下、好ましくは120万以上、250万以下である。第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量が30万未満である場合、粘着剤層に十分な耐久性を付与することができない。一方で、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量が350万を超える場合、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の粘度が非常に高くなるため、粘着剤組成物の塗工性が悪化する。
上記(a1)~(a3)を重合する際に使用する重合開始剤は、例えば、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシピバレート、ベンゾイルパーオキサイド、o-メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス-3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、及びt-ブチルパーオキサイドなどの油溶性有機過酸化物、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)などの油溶性アゾ化合物などを含む。油溶性重合開始剤は、好ましくは油溶性アゾ化合物である。油溶性重合開始剤は、上記のうちの1種類を単独で又は2種類以上で用いられる。
上記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の分子量を調整するために、連鎖移動剤を適宜使用することができる。連鎖移動剤は、例えば、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、ステアリルメルカプタン、ラウリルメルカプタンなどのメルカプタン類、α-メチルスチレンダイマーなどを含み、上記のうちの1種類を単独で又は2種類以上で用いられる。一方で、従来公知の連鎖移動剤を使用せずに、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)を製造しても良い。
一実施形態に係る第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、0質量部以上、85質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(b1)と、0質量部以上、85質量部以下の芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(b2)と、15質量部以上、70質量部以下のアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)とを構成単位として含有する。
一実施形態に係る第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、0質量部以上、85質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(b1)を構成単位として含有する。
一実施形態に係る芳香族基を有する第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、0質量部以上、85質量部以下、好ましくは0質量部以上、70質量部以下の芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(b2)を構成単位として含有する。
一実施形態に係る第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、15質量部以上、70質量部以下のアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)を構成単位として含有する。第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)が上記質量部の範囲のアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)を含有することで、被着体或いは基材への密着性が向上し、且つ第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)と良好な相溶性を有することができ、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との間に十分な相互作用が生じるため、高温環境での粘着剤層の耐久性が向上する。一方で、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)がアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)を15質量部未満含有する場合、被着体或いは基材と反応するアルコキシシリル基が少なくなることで、被着体或いは基材への密着性が不足し、高温環境での粘着剤層の耐久性が低下する。また、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)がアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)を70質量部よりも多く含有する場合、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との相溶性が低下することで、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との相互作用が小さくなり、高温環境での粘着剤層の耐久性が低下する。
第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、(b1)~(b3)以外にビニル系モノマー、エーテル基を有するモノマー、及びアミド基若しくは置換アミド基含有モノマーを含有することができる。一実施形態に係る第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、5質量部以上、50質量部以下、好ましくは10質量部以上、35質量部以下のビニル系モノマー、エーテル基を有するモノマー、及びアミド基若しくは置換アミド基含有モノマーのいずれかを構成単位として含有する。
一実施形態に係る第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量(GPC測定、標準ポリスチレン換算)は、3万以上、40万以下、好ましくは3万以上、36万以下である。第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)が上記範囲の重量平均分子量であることにより、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)と第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)との相互作用が適度に生じ、高温環境での粘着剤層の耐久性が向上する。一方で、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量が3万未満である場合、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との相互作用が小さくなり、高温環境での粘着剤層の耐久性が低下する。また、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量が40万よりも大きい場合、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との相溶性が低下することで、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)との相互作用が小さくなり、高温環境での粘着剤層の耐久性が低下する。
上記(b1)~(b3)及びその他のモノマーを重合する際に使用する重合開始剤は、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)を製造する際と同様に、従来公知の油溶性有機過酸化物、油溶性アゾ化合物などを含む。油溶性重合開始剤は、好ましくは油溶性アゾ化合物である。油溶性重合開始剤は、1種類を単独で又は2種類以上で用いられる。
上記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の分子量を調整するために、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)を製造する際と同様に、従来公知の連鎖移動剤を適宜使用することができる。連鎖移動剤は、メルカプタン類、α-メチルスチレンダイマーなどを含み、上記のうちの1種類を単独で又は2種類以上で用いられる。一方で、従来公知の連鎖移動剤を使用せずに、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)を製造しても良い。
一実施形態に係る粘着剤組成物は、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、架橋剤(C)0.01質量部以上、10質量部以下、好ましくは0.01質量部以上、4質量部以下で含有する。
一実施形態に係る粘着剤組成物は、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、帯電防止剤(D)1質量部以上、200質量部以下、好ましくは1質量部以上、25質量部以下で含有する。
粘着剤組成物は、シランカップリング剤(E)をさらに含有することができる。一方で、粘着剤組成物は、シランカップリング剤(E)を含有しなくてもよい。シランカップリング剤(E)は、公知のシランカップリング剤であってよい。一実施形態に係る粘着剤組成物は、第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、シランカップリング剤(E)0.05質量部以上、3.0質量部以下、好ましくは0.1質量部以上、1.5質量部以下で含有する。
本発明の粘着剤組成物からなる粘着剤層は、規定量の粘着剤組成物を離型フィルム上に塗布して、粘着剤組成物を硬化、乾燥させることで得られる。一実施形態に係る粘着剤層の厚さは、好ましくは10~50μm、より好ましくは10~25μmである。粘着剤層の厚さを上記厚さの範囲内とすることにより、耐久性と帯電防止性に優れた後述の粘着シートを形成できる。そして、本発明の粘着シートを用いて、例えば、液晶表示装置のガラス基板上に偏光板を貼着することで、ガラス基板と偏光板をしっかりと貼着できる。なお、粘着剤層は、任意の有機材料からなる被着材同士、任意の無機材料からなる被着材同士、又は任意の有機材料からなる被着材と任意の無機材料からなる被着材を接着できる。
一実施形態に係る粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着シートは、偏光板を被着体に貼着する。粘着シートは、離型フィルム等と離型フィルム等の上に形成された粘着剤層を有する。粘着剤層の一方の粘着面は偏光板に貼着され、他方の粘着面は離型フィルム等に貼着される。粘着シートの他方の粘着面に貼着している離型フィルム等を剥離し、被着体に貼着することができる。
本発明の粘着剤層付き光学フィルムは、光学フィルムの少なくとも一方の面に粘着剤層を備える。一実施形態に係る光学フィルムは、例えば、ポリスチレン、スチレン-アクリル共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、トリアセチルセルロース等のプラスチックフィルム、反射防止フィルム、電磁波遮蔽フィルム等を含む。
本発明の表示装置は、上記の粘着剤層付き光学フィルムを備え、例えば、液晶表示装置、有機ELディスプレイである。液晶表示装置は、液晶セル(所定の方向に配向した液晶成分を2枚のガラス基板で挟んで構成される)のガラス基板の外面に、粘着剤組成物から形成された粘着剤層を介して偏光板又は偏光板と位相差板との積層体などを貼着してなるものである。有機ELディスプレイは、透明基材(ガラス)上に複数の有機EL素子を行列状に配置したものを備える。
表1は、表2~9の略語の説明を示す。表2は、実施例1~17及び比較例1~7の第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の原料配合を示す。表3~4は、実施例1~17の第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の原料配合を示す。表5は、比較例1~7の第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の原料配合を示す。表6~8は、実施例1~17の粘着剤組成物の原料配合を示す。表9は、比較例1~7の粘着剤組成物の原料配合を示す。
[第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の製造]
表2の製造例1の原料配合に基づいて、攪拌機、温度計、還流冷却器および窒素導入管を備えた反応装置に、窒素ガスを封入後、酢酸エチル140部、n-ブチルアクリレート80部、メチルアクリレート20部、2-ヒドロキシエチルアクリレート2部、重合開始剤(2,2'-アゾビスイソブチロニトリル)0.05部を仕込む。これを攪拌させながら、窒素ガス気流中において、55℃で7時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで希釈し、固形分15.0質量%、重量平均分子量200万の第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)溶液A1を得た。
表3の製造例1の原料配合に基づいて、攪拌機、温度計、逐次滴下装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた反応装置に、窒素ガスを封入後、トルエン80部、メチルエチルケトン20部、重合開始剤(2,2'-アゾビスイソブチロニトリル)0.3部を仕込む。一方、別の容器に、n-ブチルアクリレート35部、メチルアクリレート20部、フェノキシエチルアクリレート15部、3-メタクロキシプロピルトリメトキシシラン15部、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン15部とからなるモノマー混合物を用意した。上記反応装置を、窒素ガス気流中において90℃に昇温し、別の容器に計量したモノマー混合物を120分間かけて滴下させ、90℃で7時間重合反応を行った。反応終了後、トルエンで希釈し、固形分50質量%、重量平均分子量72,000の第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)溶液B1を得た。
実施例1~17及び比較例1~7のそれぞれの粘着剤組成物を用いて、以下の試験例1~5を行い性能評価した。
粘着剤組成物を、シリコーン樹脂コートされたPETフィルム(離型性基材)上に塗布後、90℃で乾燥することによって溶媒を除去し、厚さ20μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層を形成した面に、厚さ110μmの偏光フィルム(TAC)を貼り合わせた後、23℃、50%RHの雰囲気で7日間養生することにより、サイズ80mm×150mmの評価用サンプルを作製した。
評価用サンプル(すなわち、偏光板)を、ガラスに貼り付けた後、105℃(DRY)の雰囲気下に500時間放置した後、評価用サンプルの発泡および剥がれについて目視で確認し、以下の評価基準に基づいて耐久性を評価した。
[評価基準]
(1)発泡
○:偏光板に発泡が確認されない。
△:偏光板に発泡が僅かに確認された。
×:偏光板に発泡が確認された。
(2)剥れ
○:偏光板に剥れが確認されない。
△:偏光板に剥れが僅かに確認された。
×:偏光板に剥れが確認された。
評価用サンプル(すなわち、偏光板)を、ガラスに貼り付けた後、115℃(DRY)の雰囲気下に500時間放置した後、評価用サンプルの発泡および剥がれについて目視で確認し、以下の評価基準に基づいて耐久性を評価した。
[評価基準]
(1)発泡
○:偏光板に発泡が確認されない。
△:偏光板に発泡が僅かに確認された。
×:偏光板に発泡が確認された。
(2)剥れ
○:偏光板に剥れが確認されない。
△:偏光板に剥れが僅かに確認された。
×:偏光板に剥れが確認された。
評価用サンプル(すなわち、偏光板)を、ガラスに貼り付けた後、65℃95%RHの雰囲気下に500時間放置した後、評価用サンプルの発泡および剥がれについて目視により確認し、以下の評価基準に基づいて耐久性を評価した。
[評価基準]
(1)発泡
○:偏光板に発泡が確認されない。
△:偏光板に発泡が僅かに確認された。
×:偏光板に発泡が確認された。
(2)剥れ
○:偏光板に剥れが確認されない。
△:偏光板に剥れが僅かに確認された。
×:偏光板に剥れが確認された。
評価用サンプル(すなわち、偏光板)を、ガラスに貼り付けた後、50℃(DRY)又は60℃90%RHの雰囲気下に72時間(3日)放置した後、評価用サンプルを剥がしたときのガラス上の粘着剤層の残留状態を目視にて確認し、以下の評価基準に基づいてリワーク性を評価した。ここで、リワーク性とは、評価用サンプルをガラスに貼着させた後、長時間経過した後においても、評価用サンプルをガラスから剥離することができ、評価用サンプルをガラスから剥離した後にガラスに粘着剤層が残留しない特性のことをいう。リワーク性は、偏光板を液晶セルに貼着し直す作業を可能とするために要求される特性である。
[評価基準]
○:ガラス上に粘着剤層が残らない。
△:ガラス上に粘着剤層の一部が残る。
×:ガラス上に粘着剤層の大半が残る。
評価用サンプル(すなわち、偏光板)の粘着剤層面を指で擦り、偏光板から粘着剤層が脱落するまでの回数をカウントし、粘着剤層の基材への密着性を評価した。
[試験結果の記載要領]
1~9:1~9回の指の擦りで粘着剤層が偏光板から脱落する。
≧10:10回以上の指の擦りを行っても粘着剤層が偏光板から脱落しない。
表10~12は、実施例1~17の試験結果を示す。表13は、比較例1~7の試験結果を示す。
Claims (10)
- 第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)と、第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)と、を含有する粘着剤組成物であって、
前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、70質量部以上、100質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と、0質量部以上、30質量部以下の芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)と、前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と前記芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)との合計量100質量部に対して0.01質量部以上、10質量部以下の反応性官能基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a3)とを構成単位として含有し、
前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は30万以上、350万以下であり、
前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、0質量部以上、85質量部以下のアルキル(メタ)アクリレートモノマー(b1)と、0質量部以上、85質量部以下の芳香族基を有する(メタ)アクリレートモノマー(b2)と、15質量部以上、70質量部以下のアルコキシシリル基を有するモノマー(b3)とを構成単位として含有し、
前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量は3万以上、40万以下であり、
前記粘着剤組成物は、前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)1質量部以上、50質量部以下で含有する、
粘着剤組成物。 - 前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)に含有される前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)及び前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)に含有される前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(b1)それぞれのアルキル基はC1以上、C14以下である、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)は、前記第2の(メタ)アクリル系ポリマー(B)100質量部中に、5質量部以上、50質量部以下のビニル系モノマー、エーテル基を有するモノマー、及びアミド基若しくは置換アミド基含有モノマーのいずれかを構成単位として含有する、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 前記反応性官能基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a3)の反応性官能基は、水酸基、エポキシ基、窒素含有基の少なくともいずれかである、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、架橋剤(C)0.01質量部以上、10質量部以下で含有し、
前記架橋剤(C)は、イソシアネート系化合物、金属キレート化合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物、及びメラミン系化合物の少なくともいずれかを含む、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、帯電防止剤(D)1質量部以上、200質量部以下で含有し、
前記帯電防止剤(D)は、フッ素或いはケイ素のいずれかを含有する化合物(但し、Mがアルカリ金属であるM+[(FSO2)2N]-で表示される化合物を含む場合を除く)である、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 前記第1の(メタ)アクリル系ポリマー(A)100質量部に対して、シランカップリング剤(E)0.05質量部以上、3.0質量部以下で含有する、
請求項1に記載の粘着剤組成物。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の粘着剤組成物からなる、粘着剤層。
- 少なくとも一方の面に請求項8に記載の粘着剤層を備える、粘着剤層付き光学フィルム。
- 請求項9に記載の粘着剤層付き光学フィルムを備える、表示装置。
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