JP7526007B2 - 粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルム - Google Patents

粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルム Download PDF

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Description

本発明は、粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルムに関するものであり、特に、偏光板等の光学フィルムへの適用に有用な粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルムに関するものである。
近年、各種電子機器のディスプレイパネルとして、表示装置と入力手段とを兼ねたタッチパネルが多く使用されている。タッチパネルの種類には、主として、抵抗膜式、静電容量式、光学式および超音波式があり、抵抗膜式にはアナログ抵抗膜式およびマトリックス抵抗膜式があり、静電容量式には表面型および投影型がある。
最近注目されているスマートフォンやタブレット端末等のモバイル電子機器におけるタッチパネルでは、投影型静電容量式のものが多く使用されている。かかるモバイル電子機器における投影型静電容量式のタッチパネルとして、例えば、下から順に、液晶表示装置(LCD)、粘着剤層、透明導電膜(スズドープ酸化インジウム:ITO)、ガラス基板、透明導電膜(ITO)、および強化ガラスなどの保護板が積層されたものが提案されている。
上記液晶表示装置を構成する光学部品としては、一般的に液晶セルが用いられる。液晶セルは、一般に配向層を形成した2枚の透明電極基板の配向層を内側にして、スペーサにより所定の間隔になるように配置し、その周辺をシールして、2枚の透明電極基板の間に液晶材料を挟持したものである。通常、液晶セルにおける2枚の透明電極基板の外側には、それぞれ粘着剤を介して偏光板や、位相差板を有する複合偏光板が接着される。
光学フィルム用の粘着剤としては、例えば、特許文献1に示されるものが知られている。この粘着剤は、アクリル系共重合体(A)および硬化剤(B)を含む粘着剤であって、アクリル系共重合体(A)が、所定のモノマー(a-1)~(a-4)由来の構成単位を含有し、酸性基含有モノマー由来の構成単位を含有せず、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分散度(Mw/Mn)が1.5~2.5であるものである。
なお、上記粘着剤が被着体とする偏光板は、偏光子であるポリビニルアルコールフィルム(PVC層)が2層のトリアセチルセルロースフィルム(TAC層)により挟まれた構成を有するものである。
特開2017-193608号公報
ここで、近年のモバイル電子機器の薄型化の要請に伴って、偏光板等の光学フィルムも薄膜化させることが求められている。しかしながら、従来のトリアセチルセルロールフィルムを薄膜化すると、水分バリア特性が損なわれる等の問題が生じる。そのため、トリアセチルセルロールフィルムに替えて、アクリル系樹脂からなるアクリル系フィルムを使用することが検討されている。
ただし、上記のようなアクリル系フィルムは、従来公知の粘着剤層とは密着性の確保が難しく、また、引張に対する靭性の面でやや劣る傾向にあることが分かってきた。それにより、当該アクリル系フィルムを偏光板に使用したときに、耐久条件下で粘着剤層との界面に浮きや剥がれが生じる傾向にあることが分かってきた。
上記のようなアクリル系フィルムを使用した偏光板に対して特許文献1の粘着剤を適用した場合、当該粘着剤は分子量分布が狭すぎて凝集力が過度に高いため、耐久性が低いものとなってしまう。
一方、上述したような粘着剤は、通常はあらかじめ粘着剤層にして粘着シートとして使用される。薄膜化した偏光板等を被着体とする場合には、光学的な観点等から、粘着剤層の面状態が高平滑であることが要求される。かかる粘着剤層の平滑性は、粘着性組成物塗工時の加工性の良し悪しによって大きく影響を受ける。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れるとともに、粘着性組成物塗工時の加工性が良好な粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1に本発明は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を含有する粘着性組成物であって、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量分布において、分子量300万以上の成分の量が15質量%以下であり、かつ、ピークトップ分子量(Mp)が80万以上、120万以下であり、酢酸エチルを85質量%含有する、酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒に、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を濃度20質量%で溶解させたときの粘度が、5000mPa・s以上、10000mPa・s以下であることを特徴とする粘着性組成物を提供する(発明1)。
上記発明(発明1)においては、粘着性組成物が上記物性を満たすことにより、当該粘着性組成物から得られる粘着剤層を有する粘着シートが、例えばアクリル系フィルム(アクリル系樹脂層)を有する偏光板等の光学フィルムに対して適用されたときにも、耐久性に優れる。また、上記物性を満たす粘着性組成物は、当該粘着性組成物を塗工するときの加工性が良好であり、得られる粘着剤層の面状態が高平滑なものとなる。
上記発明(発明1)においては、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、沸点70℃以下の溶媒を使用せずに重合されたものであることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明1,2)においては、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が、80万以上、200万以下であることが好ましい(発明3)。
上記発明(発明1~3)においては、架橋剤(B)を含有することが好ましい(発明4)。
第2に本発明は、前記粘着性組成物(発明1~4)を架橋してなる粘着剤を提供する(発明5)。
第3に本発明は、前記粘着剤(発明5)からなる粘着剤層を備えた粘着シートを提供する(発明6)。
第4に本発明は、アクリル系樹脂層を少なくとも1層有する光学フィルムと、前記光学フィルムの少なくとも片面に積層された、前記粘着剤(発明5)からなる粘着剤層とを備えた粘着剤層付き光学フィルムを提供する(発明7)。
上記発明(発明7)においては、前記光学フィルムが、前記アクリル系樹脂層を偏光子保護層として有する偏光板であることが好ましい(発明8)。
本発明に係る粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルムは、耐久性に優れるとともに、粘着性組成物塗工時の加工性が良好である。
本発明の一実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルムの断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔粘着性組成物〕
本発明の一実施形態に係る粘着性組成物(以下「粘着性組成物P」という場合がある。)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を含有し、好ましくはさらに架橋剤(B)を含有する。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの両方を意味する。他の類似用語も同様である。
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した分子量分布(標準ポリスチレン換算)においては、分子量300万以上の成分の量が15質量%以下であり、かつ、ピークトップ分子量(Mp)が80万以上、120万以下である。また、酢酸エチルを85質量%含有する、酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒に、上記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を濃度20質量%で溶解させたときの粘度は、5000mPa・s以上、10000mPa・s以下である。なお、GPC法および粘度の測定方法の詳細は、後述する試験例に示す通りである。
上記物性を満たす粘着性組成物Pから得られる粘着剤層を有する粘着シートは、例えばアクリル系フィルム(アクリル系樹脂層)を有する偏光板等の光学フィルムに対して適用したときにも、耐久性に優れる。すなわち、上記光学フィルムに上記粘着剤層を積層してなる粘着剤層付き光学フィルムを、液晶セル等の被着体(試験例では無アルカリガラス板)に貼付した積層体を、高温条件下、湿熱条件下またはヒートショック条件下においた場合でも、粘着剤層と被着体との界面に浮きや剥がれが発生することが抑制される。
また、上記物性を満たす粘着性組成物Pは、当該粘着性組成物Pを塗工するときの加工性が良好である。すなわち、当該粘着性組成物Pの塗布溶液を塗工して得られる粘着剤層の面状態は、スジ状の凹凸等がなく、高平滑なものとなる。そのため、塗工速度を大きくすることができ、生産性の向上を図ることができる。かかる高平滑な粘着剤層は、薄膜化した偏光板等に適用したときにも、光学特性に優れる。
上述した効果の観点から、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量分布においては、分子量300万以上の成分の量が15質量%以下であることを要し、13質量%以下であることが好ましく、11質量%以下であることがより好ましく、特に10質量%以下であることが好ましく、さらには9.0質量%以下であることが好ましい。当該成分量が15質量%以下であると、得られる粘着剤層の表面平滑性が高いものとなり、優れた耐久性が得られる。
上記成分量の下限値は、0質量%であってもよいが、通常は3質量%以上であることが好ましく、特に5質量%以上であることが好ましい。
なお、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)における分子量300万以上の成分量は、当該(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)のモノマー組成や、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)または分散度(Mw/Mn)(Mnは数平均分子量)が決まれば一義的に決まるパラメータではなく、それらとは直接的には関係のない別個独立のパラメータである。
また、上述した効果の観点から、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量分布においては、ピークトップ分子量(Mp)が80万以上であることを要し、85万以上であることが好ましく、特に90万以上であることが好ましく、さらには95万以上であることが好ましい。ピークトップ分子量(Mp)が80万未満であると、得られる粘着剤の凝集力が低くなり過ぎて、耐久性が低下する。
一方、上記ピークトップ分子量(Mp)は、120万以下であることを要し、115万以下であることが好ましく、特に110万以下であることが好ましく、さらには105万以下であることが好ましい。ピークトップ分子量(Mp)が120万を超えると、得られる粘着シートの耐久性が不足する。
さらに、上述した効果の観点から、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の上記粘度は、5000mPa・s以上であることを要し、6000mPa・s以上であることが好ましく、特に7000mPa・s以上であることが好ましく、さらには8000mPa・s以上であることが好ましい。上記粘度が5000mPa・s未満であると、得られる粘着剤の凝集力が低過ぎて、耐久性が低下する。
一方、上記粘度は、10000mPa・s以下であることを要し、9800mPa・s以下であることが好ましく、特に9500mPa・s以下であることが好ましく、さらには9200mPa・s以下であることが好ましい。上記粘度が10000mPa・sを超えると、得られる粘着剤の凝集力が高過ぎて、耐久性が低下する。また、塗工により形成される粘着剤層の面状態が悪化する。
なお、粘度の測定において、溶媒(重合溶媒)に溶解している(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を使用する場合、当該溶媒が酢酸エチルおよび/またはアセトンであるときには、当該重合溶媒を合わせて、酢酸エチルとアセトンとの質量比が85:15になるよう、それぞれの量を調整すればよい。また、酢酸エチルおよびアセトン以外の溶媒を含む溶媒(重合溶媒)に溶解している(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を使用する場合には、エバポレーション操作により一旦溶媒を除去してから、酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒(質量比85:15)に再溶解させればよい。
ここで、粘着性組成物Pから得られる粘着剤は、エマルション型、溶剤型および無溶剤型のいずれであってもよいが、溶剤型であることが好ましい。この場合、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、分子量分布を制御し易い溶液重合法により重合することが好ましい。そして、当該溶液重合法では、重合溶媒として沸点70℃以下の溶媒を使用しないことが好ましい。これにより、粘着性組成物Pを塗工するときに、塗布溶液に発泡が生じ難く、得られる粘着剤層の面状態は、より高平滑なものとなる。
沸点70℃以下の溶媒としては、アセトン、ヘキサン、クロロホルム、ジエチルエーテル、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、メタノール、ペンタンおよび酢酸メチルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合に使用可能な重合溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、メチルエチルケトン等が好ましく挙げられ、2種類以上を併用してもよい。中でも、モノマーとの相溶性、沸点、重合時の連鎖移動等の観点から、酢酸エチルを使用することが好ましい。
なお、上記重合溶媒として、沸点70℃超の溶媒と、沸点70℃以下の溶媒とを混合して使用することもできる。例えば、酢酸エチルとアセトンとを混合して使用することもできる。この場合、重合溶媒は、沸点70℃超の溶媒を80質量%以上含有することが好ましく、特に90質量%以上含有することが好ましく、さらには95質量%以上含有することが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の、GPC法により測定した分子量分布(標準ポリスチレン換算)においては、重量平均分子量(Mw)が、80万以上であることが好ましく、特に90万以上であることが好ましく、さらには100万以上であることが好ましい。また、当該重量平均分子量(Mw)は、200万以下であることが好ましく、170万以下であることがより好ましく、特に150万以下であることが好ましく、さらには140万以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が上記範囲にあることにより、耐久性が低下せず、かつ、塗工により形成される粘着剤層の面状態の悪化を抑制することができる。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が上記範囲にあることと、後述する粘着剤のゲル分率が所定の範囲であることとにより、得られる粘着剤層は、例えばアクリル系フィルム(アクリル系樹脂層)を有する偏光板等の光学フィルムに対して適用したときにも、リワーク性に優れる。すなわち、上記光学フィルムに上記粘着剤層を積層してなる粘着剤層付き光学フィルムを、液晶セル等の被着体(試験例では無アルカリガラス板)に貼付した後、当該粘着剤層付き光学フィルムを被着体から剥離する(リワークする)ときに、上記アクリル系樹脂層を破断することなく、良好に剥離することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の、GPC法により測定した分子量分布(標準ポリスチレン換算)においては、分散度(Mw/Mn)が、1.5以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましく、特に2.5以上であることが好ましく、さらには3.0以上であることが好ましい。また、当該分散度(Mw/Mn)は、5.0以下であることが好ましく、4.5以下であることがより好ましく、特に4.0以下であることが好ましく、さらには3.8以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分散度(Mw/Mn)が上記範囲にあることにより、得られる粘着剤の凝集力が適度なものとなり、より優れた耐久性が得られる。
1.各成分
(1)(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、前述した物性を満たすものであれば限定されないが、当該重合体を構成するモノマーとして、少なくとも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、分子内に反応性官能基を有する反応性官能基含有モノマーとを含有することが好ましい。構成モノマーとして(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有することで、良好な粘着性を発現することができる。また、構成モノマーとして反応性官能基含有モノマーを含有することで、当該反応性官能基含有モノマー由来の反応性官能基を介して、後述する架橋剤(B)と反応し、これにより架橋構造(三次元網目構造)が形成され、所定の凝集力を有する粘着剤が得られる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であってもよい。かかる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、粘着性の観点から、アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。
上記の中でも、粘着力を効率的に付与するとともに、前述した物性が得やすいという観点から、アルキル基の炭素数が1~12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が1~8のアクリル酸アルキルエステルが特に好ましい。具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルおよび(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが好ましく挙げられ、(メタ)アクリル酸メチルおよび(メタ)アクリル酸n-ブチルがより好ましく挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、粘着性を付与する観点から、当該重合体を構成するモノマー単位として、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルを70質量%以上含有することが好ましく、80質量%以上含有することがより好ましく、85質量%以上含有することが特に好ましい。また、他の成分の配合量を確保する観点から、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルを99質量%以下含有することが好ましく、95質量%以下含有することがより好ましく、90質量%以下含有することが特に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、当該重合体を構成するモノマー単位として含有する反応性官能基含有モノマーとしては、分子内に水酸基を有するモノマー(水酸基含有モノマー)、分子内にカルボキシ基を有するモノマー(カルボキシ基含有モノマー)、分子内にアミノ基を有するモノマー(アミノ基含有モノマー)などが好ましく挙げられる。これらの反応性官能基含有モノマーは、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。
上記反応性官能基含有モノマーの中でも、水酸基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーが好ましく、両者を併用することが特に好ましい。これにより、粘着剤中に良好な架橋構造が形成され、得られる粘着シートの耐久性およびリワーク性がより優れたものとなる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル等が挙げられる。中でも、架橋剤との反応性の観点から、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルおよび(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸が挙げられる。中でも、得られる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の粘着力の点からアクリル酸が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、反応性官能基含有モノマーを、0.5質量%以上含有することが好ましく、特に1.0質量%以上含有することが好ましく、さらには1.3質量%以上含有することが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、反応性官能基含有モノマーを、5.0質量%以下含有することが好ましく、特に4.0質量%以下含有することが好ましく、さらには3.0質量%以下含有することが好ましい。反応性官能基含有モノマーの含有量が上記範囲にあることにより、得られる粘着剤の凝集力が適度なものとなり、より優れた耐久性およびリワーク性が得られる。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、当該重合体を構成するモノマー単位として、水酸基含有モノマーを含有する場合、水酸基含有モノマーの含有量は、0.1質量%以上であることが好ましく、特に0.5質量%以上であることが好ましい。また、当該水酸基含有モノマーの含有量は、5.0質量%以下であることが好ましく、特に3.0質量%以下であることが好ましく、さらには2.0質量%以下であることが好ましい。一方、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、当該重合体を構成するモノマー単位として、カルボキシ基含有モノマーを含有する場合、カルボキシ基含有モノマーの含有量は、0.1質量%以上であることが好ましく、特に0.3質量%以上であることが好ましい。また、当該カルボキシ基含有モノマーの含有量は、3.0質量%以下であることが好ましく、特に2.0質量%以下であることが好ましく、さらには1.0質量%以下であることが好ましい。水酸基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーの含有量がそれぞれ上記であることにより、良好な架橋構造が形成され、より優れた耐久性およびリワーク性が得られる。
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマーとして、さらに、分子内に芳香環を有する芳香環含有モノマーを含有することが好ましい。構成モノマーとして芳香環含有モノマーを含有することで、得られる粘着剤の凝集力がより好適なものとなり、より優れた耐久性が得られる。
芳香環含有モノマーとしては、芳香環を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環、フルオレン環等が挙げられ、中でもベンゼン環が好ましい。
芳香環含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2-フェニルエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ナフチル;(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシブチル等の(メタ)アクリル酸フェノキシアルキル;フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香環及びエチレングリコール含有(メタ)アクリレート;エトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート、エチレンオキサイド変性クレゾール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、凝集力の点から、(メタ)アクリル酸フェノキシアルキルならびに芳香環及びエチレングリコール含有(メタ)アクリレートが好ましく、特に(メタ)アクリル酸フェノキシエチルおよびフェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレートが好ましく、さらにはフェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、芳香環含有モノマーを2.0質量%以上含有することが好ましく、特に3.0質量%以上含有することが好ましく、さらには5.0質量%以上含有することが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、芳香環含有モノマーを、20.0質量%以下含有することが好ましく、特に15.0質量%以下含有することが好ましく、さらには12.0質量%以下含有することが好ましい。芳香環含有モノマーの含有量が上記範囲にあることにより、得られる粘着剤の凝集力がより好適なものとなり、より優れた耐久性が得られる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、窒素原子含有モノマーを含有してもよい。窒素原子含有モノマーとしては、アミノ基を有するモノマー、アミド基を有するモノマー、窒素含有複素環を有するモノマーなどが挙げられる。中でも、得られる粘着剤の耐久性およびリワーク性の観点から、アミド基を有するモノマー(アミド基含有モノマー)が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、前述の反応性官能基含有モノマーは、ここでいう窒素原子含有モノマーからは除かれる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド;N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。中でも、得られる粘着剤の耐久性およびリワーク性の観点から、アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、特にN-ブトキシアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、さらにはN-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、当該重合体を構成するモノマー単位として、窒素原子含有モノマー(特にアミド基含有モノマー)を含有する場合、その含有量は、0.01質量%以上であることが好ましく、特に0.2質量%以上であることが好ましく、さらには0.5質量%以上であることが好ましい。また、当該含有量は、5.0質量%以下であることが好ましく、特に3.0質量%以下であることが好ましく、さらには2.0質量%以下であることが好ましい。窒素原子含有モノマー(特にアミド基含有モノマー)の含有量が上記範囲にあることにより、得られる粘着剤の耐久性がより優れたものとなる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合態様は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。
粘着性組成物Pにおいて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に係る粘着性組成物P中における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の含有量は、80質量%以上であることが好ましく、特に85質量%以上であることが好ましく、さらには90質量%以上であることが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の含有量は、99.9質量%以下であることが好ましく、特に99.7質量%以下であることが好ましく、さらには99.5質量%以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の含有量が上記範囲にあることにより、得られる粘着剤の耐久性がより優れたものとなる。
(2)架橋剤(B)
架橋剤(B)は、粘着性組成物Pの加熱等により(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を架橋し、三次元網目構造の架橋構造を良好に形成することが可能となる。これにより、所定の凝集力を有する粘着剤が得られ、耐久性およびリワーク性がより優れたものとなる。
上記架橋剤(B)としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性官能基と反応するものであればよく、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、アンモニウム塩系架橋剤等が挙げられる。ここで、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が構成モノマー単位として水酸基含有モノマーを含有する場合には、架橋剤(B)としては、水酸基との反応性に優れたイソシアネート系架橋剤を使用することが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が構成モノマー単位として水酸基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーを含有する場合も同じく、イソシアネート系架橋剤を使用することが好ましい。なお、架橋剤(B)は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
イソシアネート系架橋剤は、少なくともポリイソシアネート化合物を含むものである。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリ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、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートなど、及びそれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油等の低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体などが挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)との反応性および耐久性の観点から、トリメチロールプロパン変性の芳香族ポリイソシアネートおよび脂肪族ポリイソシアネートのイソシアヌレート体が好ましく、特に、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およびヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアヌレートが好ましい。
粘着性組成物P中における架橋剤(B)の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、下限値として、0.01質量部以上であることが好ましく、特に0.05質量部以上であることが好ましく、さらには0.1質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、上限値として、1.0質量部以下であることが好ましく、特に0.8質量部以下であることが好ましく、さらには0.5質量部以下であることが好ましい。架橋剤(B)の含有量が上記範囲にあると、所定の架橋構造が形成され、得られる粘着剤の耐久性およびリワーク性がより優れたものとなる。
(3)シランカップリング剤(C)
粘着性組成物Pは、さらにシランカップリング剤(C)を含有することが好ましい。これにより、被着体がプラスチック板であっても、ガラス部材であっても、当該被着体に対する接着力が向上し、耐久性がより優れたものとなる。
シランカップリング剤(C)としては、分子内にアルコキシシリル基を少なくとも1個有する有機ケイ素化合物であって、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)との相溶性がよく、光透過性を有するものが好ましい。
かかるシランカップリング剤(C)としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有ケイ素化合物、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(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等のエポキシ構造を有するケイ素化合物、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン等のメルカプト基含有ケイ素化合物、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、あるいはこれらの少なくとも1つと、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有ケイ素化合物との縮合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着性組成物P中におけるシランカップリング剤(C)の含有量は、耐久性の観点から、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.05質量部以上であることが好ましく、特に0.1質量部以上であることが好ましく、さらには0.3質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、粘着性の観点から、5.0質量部以下であることが好ましく、特に2.0質量部以下であることが好ましく、さらには1.0質量部以下であることが好ましい。
(4)各種添加剤
粘着性組成物Pには、所望により、アクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えば、帯電防止剤、分散剤(例えば、アルキレングリコールジアルキルエーテル)、粘着付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤、屈折率調整剤などを添加することができる。なお、粘着性組成物Pは、粘着剤層中に、そのまま、あるいは反応した状態で、残存する各種成分の混合物を表すものであって、乾燥工程等で除去される成分、例えば、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pに含まれない。
帯電防止剤としては、例えば、イオン性化合物、アニオン系界面活性剤、アルカリ金属塩、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられ、中でも、イオン性化合物およびアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
イオン性化合物としては、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩、含リンオニウム塩等が好ましい。また、アルカリ金属塩としては、リチウム塩、カリウム塩等が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の中でも、含窒素オニウム塩が好ましく、特に含窒素オニウム塩のイオン性化合物が好ましく、さらにはピリジニウム塩系イオン性化合物が好ましい。これを使用することにより、耐久性を低下させることなく、帯電防止性能を発現することができる。
粘着性組成物P中における帯電防止剤の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、特に1.0質量部以上であることが好ましく、さらには2.0質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、10.0質量部以下であることが好ましく、7.0質量部以下であることがより好ましく、特に5.0質量部以下であることが好ましく、さらには3.5質量部以下であることが好ましい。帯電防止剤の含有量が上記の範囲内にあることで、帯電防止性能と粘着剤の耐久性とのバランスが良好となる。
2.粘着性組成物の製造方法
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、所望により、シランカップリング剤(C)、添加剤等とを混合することで製造することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、重合体を構成するモノマー単位の混合物を通常のラジカル重合法で重合することにより製造することができる。前述した通り、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、溶液重合法により重合することが好ましい。溶液重合法で使用する重合溶媒は、前述した通りである。
上記溶液重合法では、所望により重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。アゾ系化合物としては、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-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(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-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2'-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
なお、上記重合工程において、2-メルカプトエタノール等の連鎖移動剤を配合することにより、得られる重合体の分子量分布を調節することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が得られたら、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の溶液に、架橋剤(B)、および所望によりシランカップリング剤(C)、添加剤、希釈溶剤等を添加し、十分に混合することにより、溶剤で希釈された粘着性組成物P(塗布溶液)を得る。
粘着性組成物Pを希釈して塗布溶液とするための希釈溶剤としては、沸点70℃以下の溶剤を使用しないことが好ましい。これにより、粘着性組成物Pを塗工するときに、塗布溶液に発泡が生じ難く、得られる粘着剤層の面状態は、より高平滑なものとなる。沸点70℃以下の溶剤は、重合溶媒として前述した通りである。
使用可能な希釈溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、メチルエチルケトン等が好ましく挙げられ、2種類以上を併用してもよい。中でも、得られる粘着剤層の面状態の観点から、酢酸エチルを使用することが好ましい。
なお、上記希釈溶剤として、沸点70℃超の溶剤と、沸点70℃以下の溶剤とを混合して使用することもできる。例えば、酢酸エチルとアセトンとを混合して使用することもできる。この場合、希釈溶剤は、沸点70℃超の溶媒を90質量%以上含有することが好ましく、特に95質量%以上含有することが好ましく、さらには98質量%以上含有することが好ましい。
このようにして調製された塗布溶液の濃度・粘度としては、コーティング可能な範囲であればよく、特に制限されず、状況に応じて適宜選定することができる。例えば、粘着性組成物Pの濃度が10~40質量%となるように希釈する。なお、塗布溶液を得るに際して、希釈溶剤等の添加は必要条件ではなく、粘着性組成物Pがコーティング可能な粘度等であれば、希釈溶剤を添加しなくてもよい。この場合、粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合溶媒をそのまま希釈溶剤とする塗布溶液となる。
〔粘着剤〕
本実施形態に係る粘着剤は、前述した粘着性組成物Pを架橋してなるものである。粘着性組成物Pの架橋は、好ましくは加熱処理により行うことができる。なお、この加熱処理は、塗布した粘着性組成物Pの希釈溶剤等を揮発させる際の乾燥処理で兼ねることもできる。
加熱処理を行う場合、加熱温度は、50~150℃であることが好ましく、特に70~120℃であることが好ましい。また、加熱時間は、30秒~10分であることが好ましく、特に50秒~2分であることが好ましい。加熱処理後、必要に応じて、常温(例えば、23℃、50%RH)で1~2週間程度の養生期間を設けてもよい。この養生期間が必要な場合は、養生期間経過後、養生期間が不要な場合には、加熱処理終了後、所定の物性を備えた粘着剤層が形成される。
上記の加熱処理(及び養生)により、架橋剤(B)によって(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が架橋し、三次元網目構造が形成される。
本実施形態に係る粘着剤のゲル分率は、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、特に70%以上であることが好ましく、さらには72%以上であることが好ましい。また、上記ゲル分率は、95%以下であることが好ましく、特に85%以下であることが好ましく、さらには80%以下であることが好ましい。粘着剤のゲル分率が上記の範囲にあることと、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が前述した範囲にあることとにより、得られる粘着剤層は、耐久性およびリワーク性に優れたものとなる。なお、本明細書におけるゲル分率の測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
〔粘着シート〕
本実施形態に係る粘着シートは、前述した粘着剤からなる粘着剤層を備えたものである。その粘着剤層の片面または両面には、剥離シートが積層されていてもよい。また、粘着剤層の一方の面に剥離シート、他方の面に所望の基材が積層されていてもよい。なお、その基材が光学フィルムの場合、本明細書では、当該粘着シートは、後述する粘着剤層付き光学フィルムに該当することとなる。
粘着剤層の厚さは、粘着シートの使用目的に応じて適宜決定されるが、5μm以上であることが好ましく、特に10μm以上であることが好ましく、さらには15μm以上であることが好ましい。また、上記粘着剤層の厚さは、50μm以下であることが好ましく、特に40μm以下であることが好ましく、さらには30μm以下であることが好ましい。粘着剤層の厚さが上記範囲にあることで、アクリル系樹脂層を有する偏光板等の光学フィルムに対して適用したときに、耐久性およびリワーク性により優れたものとなる。
剥離シートとしては、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フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。また、これらの架橋フィルムも用いられる。さらに、これらの積層フィルムであってもよい。
上記剥離シートの少なくとも一方の面(特に粘着剤層と接する剥離面)には、剥離処理が施されていることが好ましい。剥離処理に使用される剥離剤としては、例えば、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系の剥離剤が挙げられる。なお、本明細書における剥離シートの剥離面とは、剥離シートにおいて剥離性を有する面をいい、剥離処理を施した面および剥離処理を施さなくても剥離性を示す面のいずれをも含むものである。
粘着剤層の両面に剥離シートを積層する場合、一方の剥離シートを剥離力の大きい重剥離型剥離シートとし、他方の剥離シートを剥離力の小さい軽剥離型剥離シートとすることが好ましい。
剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20~150μm程度である。
基材としては、特に制限は無く、通常の粘着シートの基材シートとして用いられているものは全て使用できる。例えば、所望の光学フィルムの他、レーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維を用いた織布または不織布;合成紙;上質紙、グラシン紙、含浸紙、コート紙等の紙類;アルミ、銅等の金属箔;ウレタン発泡体、ポリエチレン発泡体等の発泡体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、トリアセチルセルロース等のセルロースフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン-酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリル樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、シクロオレフィン樹脂フィルム等のプラスチックフィルム;これらの2種以上の積層体などを挙げることができる。プラスチックフィルムは、一軸延伸または二軸延伸されたものでもよい。
基材の厚さは、その種類によっても異なるが、通常5~500μmであり、好ましくは10~300μmであり、特に好ましくは20~150μmである。
本実施形態に係る粘着シートの製造方法の一例としては、剥離シートの剥離面に、粘着性組成物Pの塗布溶液を塗布し、加熱処理を行って塗膜を形成した後、所望により、その塗膜に別の剥離シート(剥離面が塗膜に接するように)または基材を積層する。上記塗膜は、養生期間が不要な場合は、そのまま粘着剤層となり、養生期間が必要な場合は、養生期間経過後に粘着剤層となる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
上記塗布溶液を塗布する方法としては、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を利用することができる。
本実施形態における粘着性組成物Pは、塗工時の加工性が良好であるため、塗工速度を大きくしても、高平滑な粘着剤層を形成することができる。特に、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合溶媒として、アセトン等の沸点70℃以下の溶媒を使用しなかった場合には、塗布溶液に発泡が生じ難いため、得られる粘着剤層は、より高平滑なものとなる。
〔粘着剤層付き光学フィルム〕
本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルムは、アクリル系樹脂層を少なくとも1層有する光学フィルムと、その光学フィルムの少なくとも片面に積層された粘着剤層とを備えて構成される。粘着剤層は、前述した本実施形態に係る粘着剤から形成されてなるか、前述した本実施形態に係る粘着シートの粘着剤層からなる。粘着剤層の厚さ等は、前述した粘着シートの粘着剤層と同様である。
上記アクリル系樹脂層を少なくとも1層有する光学フィルムにおけるアクリル系樹脂層は、粘着剤層と接触する位置に存在することが好ましい。また、上記アクリル系樹脂層は、押出成形を経て形成されたアクリル系樹脂層であってもよい。なお、「押出成形を経て形成されたアクリル系樹脂層」には、押出成形の後、延伸処理をして得られるアクリル系樹脂層も含まれる。
アクリル系樹脂層を少なくとも1層有する光学フィルムにおいては、当該アクリル系樹脂層が脆性破壊し易いという特性があるが、当該光学フィルムのアクリル系樹脂層と上記粘着剤層とが接触している場合でも、当該粘着剤層はアクリル系樹脂層に対する接着力が高く、高温条件下、湿熱条件下、ヒートショック条件下等の耐久条件下で界面に浮きや剥がれが生じ難く、耐久性に優れる。
光学フィルムは、単層(アクリル系樹脂層)からなってもよいし、複数層からなってもよい。光学フィルムとしては、例えば、偏光子、偏光板、位相差板、位相差板付き偏光板等の複合偏光板、視野角補償フィルム、輝度向上フィルム、コントラスト向上フィルム、液晶ポリマーフィルム、拡散フィルム、半透過反射フィルム、それらの積層体などが挙げられる。中でも偏光子は、収縮し易く、寸法変化が大きく、耐久性が要求されるため、当該偏光子を含む光学フィルムは、本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルムの光学フィルムとして好適である。
光学フィルムが偏光板である場合における、本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルムの一例を、図1を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルム10は、偏光板2と、偏光板2の一方の面(図1では下側の面)に積層された粘着剤層1とを備えて構成される。なお、図示はしないが、粘着剤層1における偏光板2側とは反対側の面には、粘着剤層付き光学フィルム10が使用されるまで、剥離シートが積層されていてもよい。
粘着剤層1は、前述した本実施形態に係る粘着剤から形成されてなる。
本実施形態における偏光板2は、偏光子21と、偏光子21の一方の面(図1では上側の面)に積層された第1の保護層22と、偏光子21の他方の面(図1では下側の面)に積層された第2の保護層23とを備えて構成される。第1の保護層22および第2の保護層23は、偏光子21を保護する偏光子保護層として機能する。
偏光子21は、一例として、ヨウ素等の二色性色素が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなることが好ましい。かかる偏光子21は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色して、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程を経ることにより、好ましく製造される。
偏光子21の厚さは、3~50μm程度であることが好ましく、特に10~30μm程度であることが好ましい。
第1の保護層22および第2の保護層23のいずれか一方または両方は、アクリル系樹脂を主成分とするアクリル系樹脂層である。第1の保護層22および第2の保護層23は、透明樹脂フィルムからなることが好ましい。第1の保護層22および第2の保護層23は、同じ種類の透明樹脂フィルムからなってもよいし、異なる種類の透明樹脂フィルムからなってもよい。透明樹脂フィルムは、延伸されていないフィルム、または、一軸若しくは二軸延伸されたフィルムのいずれであってもよい。
また、第1の保護層22または第2の保護層23は、ゼロ位相差フィルムであっても位相差フィルムであってもよい。なお、ゼロ位相差フィルムとは、正面レタデーションRと厚み方向のレタデーションRthが、ともに-15~15nmと小さく、光学的に等方なフィルムをいう。位相差フィルムとは、正面レタデーションRおよび厚み方向のレタデーションRthの少なくとも一方の位相差値が-15~15nmであるものをいう。
アクリル系樹脂層を形成するアクリル系樹脂としては、一例として、メタクリル酸エステルを主たるモノマーとする重合体であることが好ましく、これに少量の他のコモノマー成分が共重合されている共重合体であることがより好ましい。この共重合体は、通常、メタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルを含む単官能単量体を、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の共存下に重合して得ることができる。また、アクリル系樹脂は、第三の単官能単量体を共重合させることができる。
アクリル系樹脂層は、必要に応じて公知の添加剤、例えば紫外線吸収剤を含有していてもよい。また、アクリル系樹脂層は、フィルムへの製膜性やフィルムの耐衝撃性などの観点から、衝撃性改良剤であるアクリル系ゴム粒子を含有していてもよい。
透明樹脂フィルム(アクリル系樹脂フィルム)の製造方法としては、溶融流延法、Tダイ法やインフレーション法のような溶融押出法、カレンダー法など、いずれの方法を用いてもよい。
第1の保護層22および第2の保護層23のいずれか一方の保護層がアクリル系樹脂層である場合、他方の保護層としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、非晶性ポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂等を主成分とする樹脂層(透明樹脂フィルム)が挙げられる。
第1の保護層22および第2の保護層23の厚さは、通常5~200μm程度の範囲であり、好ましくは10~120μm、特に好ましくは10~85μm、さらに好ましくは30~70μmである。
偏光子21と第1の保護層22、偏光子21と第2の保護層23とは、接着剤を使用して貼合、積層することができる。接着剤としては、被着体の種類や目的に応じて、適宜、適切なものを用いることができる。例えば、溶剤型接着剤、エマルション型接着剤、水系接着剤、感圧性接着剤、再湿性接着剤、重縮合型接着剤、無溶剤型接着剤、フィルム状接着剤、ホットメルト型接着剤等が挙げられる。上記の中でも水系接着剤が好ましく、その代表例として、ポリビニルアルコール系樹脂や水溶性エポキシ樹脂を含有するものが挙げられる。
本実施形態における光学フィルム(特に偏光板)は、JIS K7127:1999に準拠(ただし、試験片の幅は50mm)して測定した破断応力が、10N/50mm幅以下であるものが好ましく、特に5N/50mm幅以下であるものが好ましく、さらには3.5N/50mm幅以下であるものが好ましい。本実施形態における粘着剤層によれば、上記のように破断応力が小さい光学フィルム(偏光板)に貼付して使用したときにも、光学フィルムを破断することなく液晶セル等の被着体から再剥離(リワーク)することができる。一方、本実施形態における光学フィルムの破断応力の下限値は、強度の観点から、0.1N/50mm幅以上であることが好ましく、特に1N/50mm幅以上であることが好ましく、さらには2N/50mm幅以上であることが好ましい。なお、本明細書における破断応力は、光学フィルムの厚さに依存しない値であり、いかなる厚さの光学フィルムについても、50mm幅で測定して得られる値である。上記破断応力の測定方法の詳細は、後述する実施例に示す通りである。
また、本実施形態における光学フィルム(特に偏光板)は、85℃環境下に144時間投入した後における最も熱収縮し易い方向の熱収縮率が、0.5%以上であるものが好ましく、特に1.3%以上であるものが好ましく、さらには1.8%以上であるものが好ましい。本実施形態における粘着剤層によれば、上記のように熱収縮率が大きい光学フィルム(偏光板)に貼付して使用したときにも、耐久性に優れ、高温条件下、湿熱条件下またはヒートショック条件下においた場合でも、粘着剤層と被着体との界面に浮きや剥がれが発生することが抑制される。一方、本実施形態における光学フィルムの熱収縮率の上限値は、10%以下であることが好ましく、特に5%以下であることが好ましく、さらには3%以下であることが好ましい。
なお、上記熱収縮率は、以下の式によって表され、具体的な測定方法の詳細は、後述する実施例に示す通りである。
S[%]={(M1-M2)/M1}×100
M1:加熱前の一辺の長さ
M2:加熱後の一辺の長さ
測定サンプルの大きさ:10cm×10cm
加熱条件:85℃、144時間
粘着剤層付き光学フィルム10の製造方法の一例としては、前述した本実施形態に係る粘着シートとして、粘着剤層の両面に剥離シートを積層してなる粘着シートを用意し、一方の剥離シート(軽剥離型剥離シート)を剥離する。そして、露出した粘着剤層に偏光板2の第2のアクリル系樹脂層23を重ね合わせ、粘着シートと偏光板2とを圧着する。これにより、上記粘着剤層付き光学フィルム10(剥離シート付き)が得られる。
粘着剤層付き光学フィルム10の製造方法の他の例としては、剥離シートの剥離面に、前述した粘着性組成物Pを含む溶液(塗布溶液)を塗布し、加熱処理を行って塗膜を形成した後、その塗膜に偏光板2の第2のアクリル系樹脂層23を重ね合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記塗膜が粘着剤層1となる。これにより、上記粘着剤層付き光学フィルム10(剥離シート付き)が得られる。
粘着剤層付き光学フィルム10を使用することにより、例えば、液晶セルと偏光板とを備えた液晶表示装置を製造することができる。
具体的には、粘着剤層付き光学フィルム10の粘着剤層(剥離シートが積層されている場合には、当該剥離シートを剥離して露出した粘着剤層)を、液晶セルの所望の面に対して重ね合わせ、圧着すればよい。これにより、液晶セルと偏光板2とを備えた液晶表示装置が得られる。
本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルム10の粘着剤層1は、耐久性に優れるため、得られた液晶表示装置を高温条件下、湿熱条件下またはヒートショック条件下においても、粘着剤層1の界面にて浮きや剥がれが発生することが抑制される。例えば、粘着剤層付き光学フィルム10を貼付したガラス板を80℃の高温条件下や60℃・90%RHの湿熱条件下に250時間おいた場合や、-35℃~70℃のヒートショック(各30分,200サイクル)を与えた場合にも、浮きや剥がれが発生することが抑制される。
また、本実施形態に係る粘着剤層付き光学フィルム10の粘着剤層1を構成する粘着剤のゲル分率および(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が所定の範囲にある場合には、優れたリワーク性が得られる。この場合、一度液晶セルに貼付した粘着剤層付き光学フィルム10を剥離したときに、粘着剤層付き光学フィルム10の偏光板2(アクリル系樹脂層22,23)が破断することが抑制される。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
〔製造例1〕((メタ)アクリル酸エステル重合体(A-1)の調製)
重合溶媒として酢酸エチルを使用し、アクリル酸n-ブチル78.4質量部、アクリル酸メチル10質量部、アクリル酸フェノキシエチル10質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル1質量部およびアクリル酸0.6質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-1)を調製した。
〔製造例2〕((メタ)アクリル酸エステル重合体(A-2)の調製)
重合溶媒として酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒(質量比80:20)を使用し、アクリル酸n-ブチル78.4質量部、アクリル酸メチル10質量部、アクリル酸フェノキシエチル10質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル1質量部およびアクリル酸0.6質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-2)を調製した。
〔製造例3〕((メタ)アクリル酸エステル重合体(A-3)の調製)
重合溶媒として酢酸エチルを使用し、アクリル酸n-ブチル68.0質量部、アクリル酸メチル20質量部、フェニルジエチレングリコールアクリレート10質量部、N-ブトキシメチルアクリルアミド0.6質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル1質量部およびアクリル酸0.4質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-3)を調製した。
〔製造例4〕((メタ)アクリル酸エステル重合体(A-4)の調製)
重合溶媒として酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒(質量比80:20)を使用し、アクリル酸n-ブチル68.0質量部、アクリル酸メチル20質量部、フェニルジエチレングリコールアクリレート10質量部、N-ブトキシメチルアクリルアミド0.6質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル1質量部およびアクリル酸0.4質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-4)を調製した。
〔製造例5〕((メタ)アクリル酸エステル重合体(A-5)の調製)
重合溶媒として酢酸エチルを使用し、アクリル酸n-ブチル67.5質量部、アクリル酸メチル20質量部、フェニルジエチレングリコールアクリレート10質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル1質量部およびアクリル酸1.5質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-5)を調製した。
なお、表1に記載の略号等の詳細は以下の通りである。
[(メタ)アクリル酸エステル重合体の組成]
BA:アクリル酸n-ブチル
MA:アクリル酸メチル
PEA:アクリル酸フェノキシエチル
PEA2:フェニルジエチレングリコールアクリレート
BMAA:N-ブトキシメチルアクリルアミド
HEA:アクリル酸2-ヒドロキシエチル
AA:アクリル酸
〔実施例1〕
1.偏光板の製造
(1)偏光子の作製
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上であるポリビニルアルコールからなる厚さ60μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した。その後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の質量比が0.05/5/100の水溶液に、28℃で60秒間浸漬した。続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の質量比が8.5/8.5/100の水溶液に、72℃で300秒間浸漬した。次いで、26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光子を得た。この偏光子の厚さは23μmであった。
(2)偏光板の作製
水100質量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール(クラレ社製,商品名「KL-318」)を3質量部溶解し、その水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤(田岡化学工業社製,商品名「スミレーズレジン 650(30)」,固形分濃度30質量%の水溶液)を1.5質量部添加してエポキシ系接着剤を調製した。当該エポキシ系接着剤を、上記で得られた偏光子の一方の面に塗布した。
上記エポキシ系接着剤の塗布層に対し、第1の保護層として、紫外線吸収剤を含む厚さ60μmのアクリル系樹脂フィルム(住友化学社製,商品名「テクノロイS001」)を貼合した。
次に、上記偏光子の他方の面に、上記と同様にしてエポキシ系接着剤を塗布し、当該塗布層に対し、第2の保護層として、厚さ40μmのアクリル系樹脂からなるゼロ位相差フィルムを貼合した。その後、80℃で5分間乾燥することにより、上記第1の保護層および第2の保護層を偏光子に接着させた。接着後、40℃で168時間養生し、第1の保護層(層厚60μm)、偏光子(延伸倍率5倍,層厚23μm)および第2の保護層(層厚40μm)を積層してなる総厚130μmの偏光板を得た。
(3)偏光板の破断応力試験
得られた偏光板から、長軸が偏光子の吸収軸と一致するように50mm幅、150mm長の評価サンプルを切り出し、オートグラフ(島津製作所社製,商品名「AGS-50NX」)を用いて、温度23℃、相対湿度60%の環境下にて、評価用サンプルの長さ方向一端を掴み、もう一端を180度捻った状態で掴み、引張速度300mm/分で180°引張試験を行ったところ(JIS K7127:1999に準拠)、偏光板破断時の応力(破断応力)は3.1N/50mm幅であった。
(4)偏光板の熱収縮率試験
得られた偏光板から、偏光子の吸収軸が評価サンプルの各辺と平行または垂直となるように10cm角の評価サンプルを切り出した。温度23℃、相対湿度60%の環境下にて、吸収軸と平行な辺の長さを金属尺にて測定し、これをM1とした。評価サンプルを85℃環境下に144時間投入したのち、温度23℃、相対湿度60%の環境下にて、最も熱収縮した辺の長さを測定し、これをM2とした。測定されたM1およびM2に基づいて、下記の式(X)により、偏光板の熱収縮率S(%)を算出した。その結果、本偏光板の熱収縮率Sは1.9%であった。
S[%]={(M1-M2)/M1}×100 …式(X)
(5)参考例・偏光板Aの作製
偏光板の第1の保護層として、厚さ60μmのアクリル系樹脂フィルムの代わりに厚さ60μmのトリアセチルセルロース系樹脂フィルム(コニカミノルタ社製,商品名「KC4KR」)を、第2の保護層として厚さ40μmのアクリル系樹脂フィルムの代わりに厚さ50μmの環状シクロオレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン社製,商品名「ZEONOR」)を用いたこと以外は上記(1)~(2)と同様にして、偏光板Aを作製した。
(6)偏光板Aの破断応力試験
上記(3)と同一の評価手法を用い、偏光板Aの破断応力試験を実施した。その結果、偏光板Aの破断応力は、5.5N/50mm幅であった。
(7)偏光板Aの熱収縮率試験
上記(4)と同一の評価手法を用い、偏光板Aの熱収縮率Sを導出した。その結果、偏光板Aの熱収縮率Sは、1.4%であった。
2.粘着剤層付き光学フィルムの製造
(1)粘着性組成物の調製
製造例1で調製した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A-1)100質量部と、架橋剤(B)として、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(綜研化学社製,商品名「L-45」)0.4質量部と、シランカップリング剤(C)として、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.5質量部とを混合し、十分に撹拌して、酢酸エチルで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
(2)粘着剤層付き光学フィルムの作製
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離シート(リンテック社製,SP-PET3811,厚さ:38μm)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布したのち、90℃で1分間加熱処理して、粘着性組成物の塗膜を形成した。
次いで、上記1.(1)-(2)で得られた光学フィルムとしての偏光板を、その第2の保護層の表面と上記塗膜の露出面とが接するように、上記塗膜と貼合し、23℃、50%RHで7日間養生することにより、偏光板上に粘着剤層が形成された、粘着剤層付き光学フィルムを得た。なお、当該形成された粘着剤層の厚さは20μmであった。
〔実施例2~8,比較例1~2〕
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の種類、架橋剤(B)の種類および配合量、シランカップリング剤(C)の配合量、ならびに帯電防止剤(ピリジニウム塩系イオン性液体(広栄化学社製,商品名「IL-P18」))の配合量を表2に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着剤層付き光学フィルムを製造した。
ここで、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を100質量部(固形分換算値)とした場合の粘着性組成物の各配合(固形分換算値)を表2に示す。なお、表2に記載の略号等の詳細は以下の通りである。
[架橋剤(B)]
・TDI: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(綜研化学社製,商品名「L-45」)
・ヌレート:ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアヌレート(日本ポリウレタン社製,商品名「コロネートHX」)
〔試験例1〕(分子量分布の測定)
製造例1~5で調製した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、以下の測定条件にて測定した。そして、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)、ピークトップ分子量(Mp)および分子量300万以上の成分量を、標準ポリスチレン換算にて導き出した。結果を表1に示す。
<測定条件>
・GPC測定装置:東ソー社製,HLC-8020
・GPCカラム(以下の順に通過):東ソー社製
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒:テトラヒドロフラン
・測定温度:40℃
〔試験例2〕(粘度測定)
製造例1~5で調製した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を、その重合溶媒とともに、酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒における濃度が20質量%となるように、当該混合溶媒に溶解させた。このとき、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合溶媒を合わせて、酢酸エチルとアセトンとの質量比が85:15となるよう、それぞれの量を調整した。得られた溶液の粘度(mPa・s)を、B型粘度計を使用し、No.4の冶具で60rpmにて測定した。なお、測定は、温度23℃±5℃、湿度50±5%の環境下で行った。結果を表1に示す。
〔試験例3〕(ゲル分率の測定)
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き光学フィルムを80mm×80mmのサイズに裁断して、その粘着剤層をポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み、その質量を精密天秤にて秤量し、上記メッシュ単独の質量を差し引くことにより、粘着剤のみの質量を算出した。このときの質量をM1とする。
次に、上記ポリエステル製メッシュに包まれた粘着剤を、室温下(23℃)で酢酸エチルに24時間浸漬させた。その後粘着剤を取り出し、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、24時間風乾させ、さらに80℃のオーブン中にて12時間乾燥させた。乾燥後、その質量を精密天秤にて秤量し、上記メッシュ単独の質量を差し引くことにより、粘着剤のみの質量を算出した。このときの質量をM2とする。ゲル分率(%)は、(M2/M1)×100で表される。結果を表2に示す。
〔試験例4〕(耐久性評価)
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き光学フィルムを裁断し、233mm×309mmの大きさのサンプルを作製した。このサンプルから剥離シートを剥がして、露出した粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製,イーグルXG)に貼付したのち、栗原製作所製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。
その後、下記3通りの耐久条件の環境下に投入し、250時間後に10倍ルーペを用いて、浮きや剥がれの有無を確認した。評価基準は以下の通りである。結果を表2に示す。
◎:浮きや剥がれが確認されなかった。
○:0.5mm以下の大きさの浮きや剥がれが確認された。
△:0.5mm超、1.0mm以下の大きさの浮きや剥がれが確認された。
×:1.0mm超の大きさの浮きや剥がれが確認された。
<耐久条件>
・耐熱:80℃dry
・湿熱:60℃,相対湿度90%RH
・H.S.:-35℃⇔70℃の各30分のヒートショック試験,200サイクル
〔試験例5〕(リワーク性評価)
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き光学フィルムから、25mm幅、100mm長のサンプルを切り出し、剥離シートを剥がして、露出した粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製,製品名「イーグルXG」)に貼付したのち、栗原製作所社製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。その後、50℃、50%RHの条件下で2日放置してから、引張試験機(オリエンテック社製,製品名「テンシロン」)を用い、剥離速度300mm/min、剥離角度180度の条件で、無アルカリガラスから粘着剤層付き光学フィルムを剥離し、その時の粘着力(50℃2日後の粘着力;N/25mm)を測定した。ここに記載した以外の条件はJIS Z0237:2009に準拠して、測定を行った。
上記貼付50℃2日後の粘着力と、粘着力測定時(剥離時)における光学フィルムの破断の有無とに基づいて、各サンプルについて、以下の基準によりリワーク性の評価を行った。結果を表に示す。
◎:50℃2日後の粘着力が10.0N/25mm未満で光学フィルムの破断無し
○:50℃2日後の粘着力が10.0N/25mm未満で光学フィルムの破断有り
×:50℃2日後の粘着力が10.0N/25mm以上
〔試験例6〕(塗工時加工性の評価)
実施例および比較例の粘着剤層付き光学フィルムの製造過程において、剥離シートの剥離処理面上に粘着性組成物の塗布溶液を塗布した際、スジ状の凹凸が発生したか否かを目視にて確認した。また、粘着性組成物の塗布溶液を塗布後、乾燥させた際の気泡発生の有無を目視にて確認し、以下の基準にて、塗工時加工性を評価した。
◎:スジ状の凹凸および気泡発生は見られなかった。
○:スジ状の凹凸または気泡発生がわずかに見られた。
△:スジ状の凹凸および気泡発生がわずかに見られた。
×:スジ状の凹凸および気泡発生が顕著に見られた。
Figure 0007526007000001
Figure 0007526007000002
表2から分かるように、実施例で得られた粘着剤層付き光学フィルムは、耐久性に優れるとともに、リワーク性にも優れていた。また、実施例で使用した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を含有する粘着性組成物は、塗工時の加工性が良好であった。
本発明に係る粘着性組成物、粘着剤、粘着シートおよび粘着剤層付き光学フィルムは、例えば、アクリル系樹脂層を偏光子保護層として有する薄膜の偏光板と、液晶セルとを貼合するのに好適である。
10…粘着剤層付き光学フィルム
1…粘着剤層
2…偏光板
21…偏光子
22…第1の保護層
23…第2の保護層

Claims (7)

  1. (メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を含有する粘着性組成物(スクアリリウム系化合物を含有するものを除く)であって、
    ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量分布において、分子量300万以上の成分の量が15質量%以下であり、かつ、ピークトップ分子量(Mp)が80万以上、120万以下であり、
    前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が、90万以上、140万以下であり、
    酢酸エチルを85質量%含有する、酢酸エチルとアセトンとの混合溶媒に、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を濃度20質量%で溶解させたときの粘度が、6000mPa・s以上、10000mPa・s以下であり、
    ディスプレイ用フィルターとしての機能を有しない
    ことを特徴とする粘着性組成物。
  2. 前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が、沸点70℃以下の溶媒を使用せずに重合されたものであることを特徴とする請求項1に記載の粘着性組成物。
  3. 架橋剤(B)を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の粘着性組成物。
  4. 請求項1~のいずれか一項に記載の粘着性組成物を架橋してなる粘着剤。
  5. 請求項に記載の粘着剤からなる粘着剤層を備え、ディスプレイ用フィルターとしての機能を有しない、粘着シート。
  6. アクリル系樹脂層を少なくとも1層有する光学フィルムと、
    前記光学フィルムの少なくとも片面に積層された、請求項に記載の粘着剤からなる粘着剤層と
    を備え
    ディスプレイ用フィルターとしての機能を有しない、
    粘着剤層付き光学フィルム。
  7. 前記光学フィルムが、前記アクリル系樹脂層を偏光子保護層として有する偏光板であることを特徴とする請求項に記載の粘着剤層付き光学フィルム。
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