JPWO2010079584A1 - 粘着剤及び粘着フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
−20℃以下のガラス転移温度を有するホモポリマーを形成可能な重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を含有してなる粘着剤であって、
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)がアルコキシモノアルキレングリコール(メタ)アクリレートおよびアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種または2種以上であり、かつ、
前記ウレタン樹脂(A)と前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)との配合質量比[(A)/(B)]が80/20〜30/70の範囲内にある粘着剤を提供する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
また、前記ウレタン樹脂(A)としては、−60℃〜20℃のガラス転移温度を有するものを使用することが、良好な柔軟性を備えた粘着層を形成可能な粘着剤を得るうえで好ましい。とりわけ、本発明の粘着剤を光学製品の製造に使用する場合には、好ましくは−10〜20℃、より好ましくは0〜20℃のガラス転移温度を有するウレタン樹脂を使用することが、柔軟性に優れた粘着層を形成可能な粘着剤を得るうえで好ましい。
また、この反応工程(I)は、無溶剤下で行うこともできるが、必要に応じて後述する重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を溶媒として用いることもできる。
また、反応工程(I)では、必要に応じて触媒を用いてもよい。
これらの触媒の添加量は、ポリイソシアネート(b)とポリカーボネートポリオール(a)を含むポリオールの全仕込み量に対して、10〜10,000ppmであることが好ましい。
また、反応工程(II)は、無溶剤下で行うこともできるが、必要に応じて後述する重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を溶媒として用いることもできる。
ラジカル重合禁止剤の使用量は、(メタ)アクリル化合物(d)の全仕込み量に対して、10〜10,000ppmであることが好ましい。
ここで、前記ホモポリマーのガラス転移温度は、重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を重合して得られたホモポリマーを、窒素雰囲気下、DSC(示差走査熱量計、セイコーインスツル社製)を用いて、−100℃から昇温速度5℃/分の条件で測定したものを指す。
ここで、重合性不飽和二重結合含有単量体(B)の代わりに、ホモポリマーのガラス転移温度が90℃となり得るイソボルニルアクリレートを用いて得られた粘着剤では、屈曲に対する追従性や外的な衝撃を十分に吸収可能なレベルの柔軟性を付与することはできない。
また、重合性不飽和二重結合含有単量体(B)の代わりに、ホモポリマーのガラス転移温度が6℃となり得るベンジルアクリレートを用いて得られた粘着剤は、ある程度良好な透明性を有する粘着剤層を形成できるものの、その粘着剤層を概ね180°にまで屈曲させた場合、その屈曲部位における透明性が著しく低下することがある。
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)としては、ホモポリマーのガラス転移温度が−70〜−20℃のものを使用することが、良好な粘着力と前記自己修復性とを両立するうえで好ましい。
ここで、重合性不飽和二重結合含有単量体(B)の代わりに、ホモポリマーのガラス転移温度が−20℃以下であるが、ラウリル(メタ)アクリレートのような炭素数が12の脂肪族(メタ)アクリレートを用いた場合、ウレタン樹脂(A)がラウリル(メタ)アクリレートに溶解せず、粘着剤層の透明性を損なう場合がある。
アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又はヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレートにアルキレンオキサイドが付加して得られた付加物が有する水酸基をメチル基やエチル基などのアルキル基で封止した単量体を用いることが好ましい。前記アルキレンオキサイドの付加量は、前記水酸基含有(メタ)アクリレートの有する水酸基1モルに対して1〜10モルの範囲であることが好ましく、1〜5モルの範囲であることがより好ましい。
なお、「水酸基をメチル基やエチル基などのアルキル基で封止する」とは、「水酸基の水素をメチル基やエチル基などのアルキル基で置換する」ことを意味する。
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)としては、具体的には、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(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、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジブチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジブチレングリコール(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、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリブチレングリコール(メタ)アクリレートなどを使用することができる。なかでも、エトキシジエチレングリコールアクリレートやメトキシエチルアクリレートを使用することが、優れた柔軟性や透明性、該透明性の事故修復性を備えた粘着剤が得られるため特に好ましい。
前記アルコキシモノアルキレングリコール(メタ)アクリレートおよびアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとしては、メトキシエチルアクリレートやエトキシジエチレングリコールアクリレートを用いることが、基材の屈曲に粘着剤層が追従した場合であっても、追従に伴う透明性の低下を引き起こし難いため非常に好ましい。
ウレタン樹脂(A)と重合性不飽和二重結合含有単量体(B)との配合質量比を、前記範囲に調整した粘着剤であれば、粘着剤層の変形などに起因した透明性の低下が生じた場合であっても、元の優れた透明性に近いレベルまで回復可能な自己修復性を奏することができる。
前記その他の重合性不飽和二重結合含有単量体としては、例えば、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシプロピルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、トリデシルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、イソアミルアクリレート、アクリルニトリルベンジルアクリレート、ジシクロオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、イソボルニルアクリレートなどを使用することができる。
重合禁止剤の配合量は、本発明の粘着剤中、10〜1000ppmの範囲内であることが好ましい。
本発明の粘着剤は、基材の変形に十分追従可能なレベルの柔軟性等を備えた粘着層を形成できることから、液晶ディスプレイの液晶パネルと透明カバーの貼り合わせや、タッチパネルを構成する透明導電膜(ITO電極)と表面フィルムとの貼り合わせ等の光学製品の製造、自動車内装部材の固定、防音壁等の建築材料の製造、衝撃吸収を目的としたアクリルガラスの貼り合わせ等の用途に幅広く使用可能である。特に、本発明の粘着剤は、前記柔軟性とともに優れた透明性を両立した粘着層を形成できることから、液晶ディスプレイやタッチパネルなどの光学製品の製造に使用することが好適である。
本発明の粘着フィルムは、通常、ポリエチレンテレフタレートやガラスなどの基材表面の全部または一部に、予め粘着剤層が設けられ、さらに、この粘着剤層表面に離型フィルムなどが設けられたものである。
離型フィルムを剥離する際、前記した通りの粘着剤層の僅かな変形や歪みが発生する場合があり、その変形などに起因する粘着剤層の透明性が低下する場合がある。
アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(I)の調製
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、および、還流冷却器を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに、ポリカーボネートジオール(商品名:UH−CARB50、宇部興産社製、数平均分子量:500、カーボネート結合の数:2〜3、水酸基価:224.4KOHmg/g)を500質量部仕込み、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略す。)を444質量部加え、発熱を抑制しながら、80℃にて4時間反応させた。
イソシアネート基の当量が、ポリカーボネートジオールの有する水酸基が全てIPDIのイソシアネート基と反応した場合の理論値とほぼ同じ472となり安定した後、40℃まで冷却し、2−ヒドロキシエチルアクリレートを244質量部加え、反応促進触媒としてスズ触媒を0.037質量部添加し、空気雰囲気下、90℃にて7時間反応させた。
そして、未反応のイソシアネート基が0.3質量%以下となった後、ハイドロキノン0.05質量部を加え、アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(I)を得た。
アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(II)の調製
合成例1と全く同一の反応装置に、ポリカーボネートジオール(商品名:UH−CARB100、宇部興産社製、数平均分子量:1000、カーボネート結合の数:6〜7、水酸基価:112.2KOHmg/g)を500質量部仕込み、次いで、IPDIを222質量部加え、発熱を抑制しながら、80℃にて4時間反応させた。
イソシアネート基の当量が、ポリカーボネートジオールの有する水酸基が全てIPDIのイソシアネート基と反応した場合の理論値とほぼ同じ732となり安定した後、40℃まで冷却し、2−ヒドロキシエチルアクリレートを122質量部加え、反応促進触媒としてスズ触媒を0.02質量部添加し、空気雰囲気下、90℃にて5時間反応させた。
そして、未反応のイソシアネート基が0.3質量%以下となった後、ハイドロキノン0.049質量部を加え、アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(II)を得た。
アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(III)の調製
合成例1と全く同一の反応装置に、ポリカーボネートジオール(商品名:T5652、旭化成社製、数平均分子量:2000、カーボネート結合の数:13〜14、水酸基価:56.1KOHmg/g)を1000質量部仕込み、次いで、IPDIを222質量部加え、発熱を抑制しながら、80℃にて4時間反応させた。
イソシアネート基の当量が、ポリカーボネートジオールの有する水酸基が全てIPDIのイソシアネート基と反応した場合の理論値とほぼ同じ1222となり安定した後、40℃まで冷却し、2−ヒドロキシエチルアクリレートを122質量部加え、反応促進触媒としてスズ触媒を0.037質量部添加し、空気雰囲気下、90℃にて5時間反応させた。
そして、未反応のイソシアネート基が0.3質量%以下となった後、ハイドロキノンを0.049質量部加え、アクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(III)を得た。
アクリロイル基を有するがポリカーボネート骨格を含有しないウレタン樹脂(IV)の調製
ポリプロピレングリコール(商品名:アクトコールDiol−700、三井化学ポリウレタン社製、数平均分子量:700、カーボネート結合の数:0、水酸基価:160.3KOHmg/g)を700質量部、IPDIを444質量部仕込み、窒素雰囲気下、発熱を抑制しながら、80℃にて5時間反応させた。
イソシアネート基の当量が、ポリプロピレングリコールの有する水酸基が全てIPDIのイソシアネート基と反応した場合の理論値とほぼ同じ572となったのを確認した後、30℃まで冷却し、2−ヒドロキシエチルアクリレートを244質量部加え、窒素雰囲気下、80℃にて4時間反応させた。
そして、未反応のイソシアネート基が0.3質量%以下になった後、ハイドロキノンを0.08質量部加え、アクリロイル基を有するがポリカーボネート骨格を含有しないウレタン樹脂(IV)を得た。
合成例1で得られたアクリロイル基を有するポリカーボネート骨格含有ウレタン樹脂(I)の50質量部と、エトキシジエチレングリコールアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度が−70℃)の50質量部とを、60℃にて攪拌混合して溶解し、均一溶液とすることにより粘着剤を得た。
合成例1〜4により得られたウレタン樹脂(I)〜(IV)と、重合性不飽和二重結合含有単量体としてエトキシジエチレングリコールアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度が−70℃)、メトキシエチルアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度が−50℃)、ベンジルアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度が6℃)、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキサイド構造の繰り返し数は9、ホモポリマーのガラス転移温度は−71℃)、フェノキシエチルアクリレート(ホモポリマーのガラス転移温度が−22℃)、又はスチレン(ホモポリマーのガラス転移温度が100℃)とを、表1〜4に記載の配合組成にしたがって用いた以外は、実施例1と同様の方法により粘着剤を得た。
実施例1〜8および比較例1〜6で得られたそれぞれの粘着剤に、イルガキュアー184(チバ・ジャパン社製)を3質量%溶解させたものを、離型セロファン(商品名:PHT(厚み350μm)、フタムラ化学社製)の表面に厚み約0.1mmとなるように塗布し、窒素雰囲気下、その塗布面にUVランプ120Wメタルハライド1灯(UV照射量500mJ/cm2 1pass)を用いて紫外線を照射して、硬化させ、離型フィルムを除去することによって粘着剤層を得た。
また、前記伸度は、株式会社島津製作所製のオートグラフAG−I(試験片サイズ:幅10mm 長さ50mm、チャック間:20mm、試験速度:4mm/min)を用いて測定した。
実施例1〜5および比較例1〜2で得られたそれぞれの粘着剤に、イルガキュアー184(チバ・ジャパン社製)を3質量%溶解させ、得られた溶液を、JIS R3202 に準拠した厚み2mmのガラス板(ヘーズ:0.58)の表面に厚み約0.05mmとなるように塗布し、窒素雰囲気下、その塗布面にUVランプ120Wメタルハライド1灯(UV照射量500mJ/cm2 1pass)を用いて紫外線を照射し、硬化させることによって粘着剤層を得た。
ヘーズが概ね0.7以下であれば、実用上十分な透明性を有しているといえる。
前記の方法で粘着剤層のヘーズを測定した後、測定後の粘着剤層の表面を、JKワイパーティッシュ150−S(日本製紙クレシア社製)を用いて500g加重で20回ラビングし、ラビング後の粘着剤層のヘーズを、前記の方法と同様の方法により測定した。ラビングによって粘着剤層がガラス板から脱落したものは、「測定不可」とした。
その後、室温になるまで冷却した粘着剤層のヘーズを、前記の方法と同様の方法により測定した。
実施例1〜8および比較例1〜6で得られたそれぞれの粘着剤に、イルガキュアー184(チバ・ジャパン社製)を3質量%溶解させ、得られた溶液を、離型セロファン(商品名:PHT(厚み350μm)、フタムラ化学社製)の表面に厚み約0.1mmとなるように塗布し、窒素雰囲気下、その塗布面にUVランプ120Wメタルハライド1灯(UV照射量500mJ/cm2 1pass)を用いて紫外線を照射して、硬化させ、離型フィルムを除去することによって粘着剤層を得た。
プレス後、粘着剤層の折り目部分のヘーズを測定した。なお、粘着剤層の硬化が十分に進行せず、のり状であるために、前記ハンドプレスによる圧着によって粘着剤層が密着してしまい、折り目を形成できなかったものは、「測定不可」とした。
[粘着力の評価方法]
実施例1〜8および比較例1〜6で得られたそれぞれの粘着剤に、イルガキュアー184(チバ・ジャパン社製)を3質量%溶解させたものを、ポリエチレンテレフタレートからなるPETフィルム(商品名:A4100(厚み100μm)、東洋紡社製)の易接着処理面に厚み約0.1mmとなるように塗布し、窒素雰囲気下、その塗布面にUVランプ120Wメタルハライド1灯(UV照射量500mJ/cm2 1pass)を用いて紫外線を照射して、硬化させることによって、粘着フィルムを得た。
前記粘着フィルムを幅25mmに切断し、鏡面仕上げのSUS304鋼板の表面に前記粘着フィルムを載置し、前記粘着フィルム上を、2kgのゴムローラーを一往復させることで、それらが圧着された積層体を得た。
圧着から20分経過後、株式会社島津製作所製のオートグラフAG−Iを用い、前記積層体の180度引き剥がし法(試験速度:300mm/min)による粘着力測定を行った。粘着力が5N/25mm以上であった場合は粘着力がありと判断した。
−20℃以下のガラス転移温度を有するホモポリマーを形成可能な重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を含有してなる粘着剤であって、
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)がアルコキシモノアルキレングリコール(メタ)アクリレートおよびアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種または2種以上であり、かつ、
前記ウレタン樹脂(A)と前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)との配合質量比[(A)/(B)]が80/20〜30/70の範囲内にある粘着剤を提供する。
−20℃以下のガラス転移温度を有するホモポリマーを形成可能な重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を含有してなる粘着剤であって、
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)がアルコキシモノアルキレングリコール(メタ)アクリレートおよびアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種または2種以上であり、かつ、
前記ウレタン樹脂(A)と前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)との配合質量比[(A)/(B)]が80/20〜50/50の範囲内にある粘着剤を提供する。
Claims (11)
- (メタ)アクリロイル基とポリカーボネートポリオール由来の構造とを有するウレタン樹脂(A)、および、
−20℃以下のガラス転移温度を有するホモポリマーを形成可能な重合性不飽和二重結合含有単量体(B)を含有してなる粘着剤であって、
前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)がアルコキシモノアルキレングリコール(メタ)アクリレートおよびアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種または2種以上であり、かつ、
前記ウレタン樹脂(A)と前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)との配合質量比[(A)/(B)]が80/20〜30/70の範囲内にあることを特徴とする粘着剤。 - 前記ウレタン樹脂(A)が、−60〜20℃のガラス転移温度を有する請求項1に記載の粘着剤。
- 前記ウレタン樹脂(A)が、
炭酸エステルと、脂肪族または脂肪族環式構造含有ポリオールとを反応させてポリカーボネートポリオール(a)を生成し、
当該ポリカーボネートポリオール(a)と、ポリイソシアネート(b)とを反応させて分子末端にイソシアネート基を有するウレタン樹脂(c)を生成し、
当該分子末端にイソシアネート基を有するウレタン樹脂(c)と、分子中に1個の水酸基および1個または2個以上の(メタ)アクリロイル基を含有する(メタ)アクリル化合物(d)とを反応させて生成されたものである請求項1に記載の粘着剤。 - 前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)が、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの水酸基を、メチル基もしくはエチル基により封止した単量体、または、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートに1〜10モルのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドが付加して得られた付加物の水酸基を、メチル基もしくはエチル基により封止した単量体である請求項1に記載の粘着剤。
- 前記重合性不飽和二重結合含有単量体(B)が、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート及びメトキシエチルアクリレートからなる群より選ばれる1種以上である請求項1に記載の粘着剤。
- 前記ポリカーボネートポリオール(a)が、400〜4000の数平均分子量を有するポリカーボネートジオールである請求項3に記載の粘着剤。
- 前記ポリカーボネートポリオール(a)の有するカーボネート結合の数が、1分子あたり2〜45個である請求項3に記載の粘着剤。
- 前記ポリカーボネートポリオール(a)の水酸基価が、25〜300KOHmg/gである請求項3に記載の粘着剤。
- 基材上に、請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤からなる粘着剤層が設けられた粘着フィルム。
- 液晶パネル表面または透明導電膜表面と、保護フィルムとの貼り合わせに使用する請求項9に記載の粘着フィルム。
- 液晶パネル表面または透明導電膜表面に、請求項1〜8のいずれかに記載の粘着剤を用いて形成された粘着剤層を有し、該粘着剤層の表面に保護フィルムが積層した積層体。
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