JPWO2014058042A1 - 光硬化性接着剤組成物、偏光板とその製造法、光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
当該接着剤組成物は、接着力と耐久性のみならず、生産性にも優れた偏光板用光硬化性接着剤であった。
この接着力低下は、通常環境で15時間放置すると、保護フィルムが材料破壊するほど剥離接着力が回復する。又、耐湿熱試験終了直後であっても、偏光板をガラスに貼り付けた製品形態で加わる力(せん断方向又は垂直方向の力)によっては、保護フィルムの剥離は起こらない。しかし、偏光板輸送中に高温高湿環境に曝された後、すぐに加工工程に入るという最悪のケースを想定すると、耐湿熱試験終了直後の剥離強度も向上させることが望まれる。
(A)分子内に少なくとも2個の下記式(1)に示す脂環式エポキシ基を有するエポキシ化合物、
(C)光カチオン重合開始剤、
(D)下記式(2)に示すオキセタン化合物及び
前記(A)〜(E)成分の含有割合が、組成物中に、
(A)成分:10〜65重量%
(B)成分:10〜55重量%
(C)成分:0.5〜10重量%
(D)成分:1〜25重量%
(E)成分:0.1〜25重量%
であることを特徴とする。
本発明の組成物は、(A)成分として、下記式(4)に示すエポキシ化合物が好ましい。
当該重合体としては、構成単量体単位としてメチルメタクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜200,000である重合体〔以下、「(E1)成分」ともいう〕、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜200,000である重合体〔以下、「(E2)成分」ともいう〕が好ましい。
(E2)成分としては、さらに、高温重合で得られた重合体であって、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜20,000である重合体が好ましい。
(G)成分としては、アシルフォスフィンオキサイド化合物が、接着力に優れる点で好ましい。
本発明では、偏光子と保護膜とを貼合するのに、特定組成の光硬化性接着剤組成物を用いる。以下、この光硬化性接着剤組成物を、単に「光硬化性接着剤」又は「組成物」と呼ぶこともある。本発明の光硬化性接着剤は、以下の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の5成分を必須に含有するものである。
(B)炭素数2〜15個を有するポリオールのポリ(メタ)アクリレート
(C)光カチオン重合開始剤
(D)後記式(2)に示すオキセタン化合物
(E)アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単量体単位とする重合体
本発明の光硬化性接着剤において、(A)成分となるエポキシ化合物は、分子内に少なくとも2個の下記式(1)に示す脂環式エポキシ基を有するエポキシ化合物であり、一般に知られている各種の硬化性エポキシ化合物を用いることができる。尚、式(1)において、波線部分は他の構造との結合位置を表す。
又、(A)成分における式(1)に示す脂環式エポキシ基の数は、低粘度、硬化性、接着力及び耐久性に優れる点で、2〜10個であることが好ましく、2〜6個であることがより好ましく、2個であることがさらに好ましい。
本発明の光硬化性接着剤において、(B)成分となるポリ(メタ)アクリレートは、炭素数2〜15個を有するポリオールのポリ(メタ)アクリレートである。
(B)成分はエステル骨格やイソシアヌレート骨格を有しても良い。エステル骨格を有する化合物の具体例としては、ネオペンチルグリコールとヒドロキシピバリン酸と(メタ)アクリル酸のエステル化反応生成物などが挙げられ、イソシアヌレート骨格を有する化合物の例としては、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のジ又はトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
本発明の光硬化性接着剤は、硬化成分として以上説明したエポキシ化合物(A)、オキセタン化合物(D)及び必要に応じて後記するオキセタン化合物を含有し、これらはいずれもカチオン重合により硬化するものであることから、(C)成分として光カチオン重合開始剤が配合される。この光カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、エポキシ基やオキセタニル基の重合反応を開始する。
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロボレートなど。
ジフェニルヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェートなど。
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4,4’−ビス(ジフェニルスルホニオ)ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロアンチモネート、
4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントン ヘキサフルオロアンチモネート、
7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントン テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4−フェニルカルボニル−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロホスフェート、
4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロアンチモネート、
4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジ(p−トルイル)スルホニオ−ジフェニルスルフィド テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなど。
キシレン−シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート、
クメン−シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、
キシレン−シクロペンタジエニル鉄(II)−トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メタナイドなど。
本発明の光硬化性接着剤において、(D)成分として下記式(2)に示すオキセタン化合物を配合する。(D)成分を含むことにより、光照射後の接着力発現速度を向上させることができる。又、塗工環境の相対湿度が約45%のときの最終的な接着力を向上させることができる。さらに、変動しうる塗工環境の相対湿度において、(D)成分を含むことにより、塗工環境の相対湿度が多少変動しても接着力を発現させることができる。
本発明の光硬化性接着剤において、(E)成分を含むことにより、耐湿熱試験終了直後の接着力を良好にすることができる。尚、本発明において、「アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単量体単位とする」重合体とは、「アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単量体単位を少なくとも有する」重合体と同義である。
これら化合物の中でも、炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数1〜4の低級アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。
その他単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基含有単量体;アクリルアミド2−メチルプロパンスルホン酸及びスチレンスルホン酸等のスルホン酸基含有単量体;リン酸基含有単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有単量体、ビニルエステル;スチレン及びα−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;酸無水物基含有単量体;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有単量体;アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド等のアミド基含有単量体;アミノ基含有単量体;イミド基含有単量体;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有単量体;(メタ)アクリロイルモルホリン;並びにビニルエーテル等が挙げられる。
接着性に加え、組成物との溶解性を改善する目的では、アルキル(メタ)アクリレートと酸性基含有単量体の共重合体が好ましい。
酸性基含有単量体としては、カルボキシル基含有単量体、スルホン基含有単量体、酸無水物基含有単量体及びリン酸基含有単量体等が挙げられ、カルボキシル基含有単量体が好ましい。
当該共重合体としては、組成物の保存安定性を良好にするという理由で酸価が20mgKOH/g以下の共重合体が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以下である。
尚、本発明において、Mwとは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう)により測定した分子量をポリスチレン換算したものを意味する。
当該重合体のより好ましい例としては、例えば、下記2種の重合体を挙げることができる。
・(E1)成分:構成単量体単位としてメチルメタクリレートを60重量%以上含み、Mwが1,000〜200,000である重合体
・(E2)成分:構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、Mwが1,000〜200,000である重合体
(E1)成分は、酸性基含有単量体との共重合体でも良く、酸性基含有単量体としては、前記と同様の単量体が挙げられ、カルボキシル基含有単量体が好ましい。
当該共重合体としては、前記と同様の理由で、酸価が20mgKOH/g以下の共重合体が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以下である。
(E1)成分は市販されており、例えば、三菱レイヨン(株)製のダイヤナールBR−80(構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw95,000、酸価0mgKOH/gのPMMA系ポリマー)、同BR−83(構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw40,000、酸価2mgKOH/gのPMMA系ポリマー)及び同BR−87(構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw25,000、酸価10.5mgKOH/gのPMMA系ポリマー)等が挙げられる。
炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートとしては、前記と同様の化合物が挙げられる。
(E2)成分としては、炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを構成単量体単位として60重量%以上含めば、アルキルメタクリレートやその他単量体との共重合体であっても良い。
(E2−1)成分における単量体の好ましい組み合わせとしては、ポリアクリレートブロック単位とポリメタクリレートブロック単位を有するブロックポリマー、及びポリアクリレートブロック単位とその他単量体のポリマーのブロック単位を有するブロックポリマー等を挙げることができる。
これらの中でも、ポリアクリレート系ブロック単位とポリメタクリレート系ブロック単位を有するブロックポリマー、さらに、ポリブチルアクリレートとポリメチルメタクリレートをブロック単位として含むブロックポリマーが好ましい。
当該低分子量重合体を通常の重合方法で製造しようとすると、通常、連鎖移動剤や重合開始剤を多くする必要がある。連鎖移動剤を多量に使用した重合体を使用すると、組成物のカチオン硬化性や接着力が低下し易くなり、又、重合開始剤を多量に使用した重合体を使用すると、組成物の保存安定性が低下し易くなる。
このため、多量の連鎖移動剤や重合開始剤を必要としない高温重合により製造された重合体であって、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、Mwが1,000〜20,000である重合体〔以下、「(E2−2)成分」という〕が好ましい。
尚、本発明において、Mwとは、GPCにより測定した分子量をポリスチレン換算したものを意味する。
高温重合の中でも、高温連続重合は、生産性優れるだけでなく、共重合体製品中の組成分布が出来難いため、相溶性に優れる等の長所を有する。
高温連続重合は、公知の方法で実施することができる(例えば、特表昭57−502171号公報、特開昭59−6207号公報及び特開昭60−215007号公報等)。
具体的には、加圧可能な反応器を溶媒で満たし、加圧下で所定温度に設定した後、単量体、又は必要に応じて重合溶媒、重合開始剤とからなる単量体混合物を一定の供給速度で反応器へ供給し、単量体混合物の供給量に見合う量の反応液を抜き出す方法が挙げられる。
(E2−2)成分のガラス転移温度としては、20℃以下が好ましく、より好ましくは−90〜0℃である。
尚、本発明において、ガラス転移温度とは、示差走査熱量計(DSC)を用いて、2℃/分の昇温速度で測定した値を意味する。
(E)成分の好ましい組み合わせとしては、異なる種類の基材との接着性に優れたものとなる点で、(E1)成分と(E2)成分を組み合わせて使用することが好ましく、より好ましくは、(E1)成分と(E2−2)成分を組み合わせて使用することが好ましい。
(E1)成分と(E2)成分の併用割合としては、1/9〜7/3が好ましい。
本発明の光硬化性接着剤において、(F)成分として下記式(3)に示すオキセタン化合物を配合することができる。(F)成分を含むことにより、光照射後の接着力発現速度や最終的な接着力をさらに向上させることができる。
本発明の光硬化性接着剤に含まれる(B)成分等のラジカル硬化性成分は、(C)成分が光で分解する際に発生するラジカルで硬化させることが可能であるが、少ない照射量で十分な反応率を得るために、(G)成分として光ラジカル重合開始剤を配合することが好ましい。(G)成分の配合割合は、組成物全体を基準として10重量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜3重量%である。配合量が10重量%以上であると、耐久性の低下を引き起こすことがあるため好ましくない。
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、及びベンゾインイソブチルエーテルの如き、ベンゾインエーテル系光重合開始剤;
ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、及び2,4,6−トリメチルベンゾフェノンの如き、ベンゾフェノン系光重合開始剤;
2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、及び1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンの如き、チオキサントン系光重合開始剤;
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイドの如き、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤;
1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオフェニル)〕−,2−(O−ベンゾイルオキシム)の如き、オキシム・エステル系光重合開始剤;
カンファーキノンなど。
(G)成分の光ラジカル重合開始剤を配合する場合、その含有割合は、組成物全体を基準として、好ましくは10重量%以下、より好ましくは0.1〜3重量%である。光ラジカル重合開始剤(G)の含有割合が上記範囲であると、十分な強度が得られ、又、硬化性に優れる。
(G)成分としては、アシルフォスフィンオキサイド系化合物が、接着力に優れる点で好ましい。
本発明の光硬化性接着剤において、平滑性に優れた塗布面を得る目的で、(H)成分のレベリング剤を含有することが好ましい。
(H)成分としては、シリコーン系レベリング剤及び、フッ素系レベリング剤等が挙げられ、市販されている各種レベリング剤を使用することができる。これらのうち、(メタ)アクリロイル基を有するシリコーン系レベリング剤は、耐湿熱試験終了直後の接着力が優れる点で、特に好ましい。
本発明の光硬化性接着剤は、上述した(A)〜(H)成分の他に、その他のカチオン硬化性成分やラジカル硬化性成分を含有していてもよい。
多官能(メタ)アクリレートの配合割合としては、組成物中に2〜20重量%が好ましい。
さらに、本発明の光硬化性接着剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、硬化性を有さないその他の成分を任意に配合することができ、具体的には、光増感剤、熱カチオン重合開始剤、ポリオール化合物、水などが挙げられる。
以上説明した光硬化性接着剤は、一軸延伸され、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偏光子に保護膜を接着するために用いられ、こうして偏光子に保護膜が貼合されて偏光板となる。すなわち本発明に係る偏光板は、一軸延伸され、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偏光子に、保護膜を貼合したものである。保護膜は、偏光子の片面にだけ貼合してもよいし、偏光子の両面に貼合してもよい。偏光子の両面に保護膜を貼合する場合、それぞれの保護膜は、同じ種類の樹脂からなるものであってもよいし、異なる種類の樹脂からなるものであってもよい。
偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂として、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他のモノマーの共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他のモノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、好ましくは85〜100モル%、より好ましくは98〜100モル%の範囲である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用しうる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、好ましくは1,000〜10,000、より好ましくは1,500〜10,000の範囲である。
次いで、この偏光子は、先に説明した光硬化性接着剤を用いて、その片面又は両面に保護膜が貼合される。偏光子の保護膜として従来から広く採用されているトリアセチルセルロースフィルムは、概ね400g/m2/24hr程度の透湿度を有するが、本発明では、偏光子の少なくとも一方の面に貼合される保護膜として、かかるトリアセチルセルロースよりも低い透湿度を示す樹脂であって、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂又は非晶性ポリオレフィン系樹脂が採用される。
本発明の偏光板は、先に説明した偏光子と、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂及び非晶性ポリオレフィン系樹脂から選ばれる透明樹脂フィルムからなる保護膜との貼合面のうち少なくとも一方に、先に説明した光硬化性接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、得られる接着剤層を介して偏光子と保護膜とを貼合する貼合工程と、この接着剤層を介して偏光子と保護膜とが貼合された状態で光硬化性接着剤を硬化させる硬化工程とを包含する方法によって製造することができる。
接着剤塗布工程では、偏光子と保護膜との貼合面のうち少なくとも一方に、先に説明した光硬化性接着剤が塗布される。偏光子又は保護膜の表面に直接光硬化性接着剤を塗布する場合、その塗布方法に特別な限定はない。例えば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーターなど、種々の塗工方式が利用できる。又、偏光子と保護膜の間に先に説明した光硬化性接着剤を流延させたのち、ロール等で加圧して均一に押し広げる方法も利用できる。
接着剤塗布工程の雰囲気温度は、15〜30℃であることが好ましく、20〜25℃であることが特に好ましい。又、塗布雰囲気の相対湿度は、80%以下であることが好ましく、より好ましくは70%以下、さらに好ましくは30〜70%、特に好ましくは40〜60%である。接着剤塗布工程の雰囲気温度と湿度を上記範囲に調節することにより、接着力発現速度や最終的な接着力を安定的に良好にすることができる。
尚、雰囲気温度とは別に、塗布する際の接着剤の温度は、低粘度化による塗工性改善や後記する接着力向上の目的で、加温又は加熱しておいても良い。この際の加温又は加熱温度は、80℃以下が好ましく、20〜60℃の範囲がより好ましい。但し、フィルムに塗布されてから貼合工程に入るまでの間に、接着剤塗膜が、15〜30℃、湿度80%以下の雰囲気に曝されることが、接着力発現速度や最終的な接着力を良好にする点で好ましい。
こうして光硬化性接着剤を塗布した後は、貼合工程に供される。この貼合工程では、例えば、先の塗布工程で偏光子の表面に光硬化性接着剤を塗布した場合は、そこに保護膜が重ね合わされ、先の塗布工程で保護膜の表面に光硬化性接着剤を塗布した場合は、そこに偏光子が重ね合わされる。又、偏光子と保護膜の間に光硬化性接着剤を流延させた場合は、その状態で偏光子と保護膜が重ね合わされる。偏光子の両面に保護膜を貼合する場合であって、両面とも本発明の光硬化性接着剤を用いる場合は、偏光子の両面にそれぞれ、光硬化性接着剤を介して保護膜が重ね合わされる。そして通常は、この状態で両面(偏光子の片面に保護膜を重ね合わせた場合は、偏光子側と保護膜側、又偏光子の両面に保護膜を重ね合わせた場合は、その両面の保護膜側)からロール等で挟んで加圧することになる。ここでロールの材質は、金属やゴム等を用いることが可能である。両面に配置されるロールは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。
以上のように、未硬化の光硬化性接着剤を介して偏光子と保護膜が貼合された状態のものは、次いで硬化工程に供される。この硬化工程では、光硬化性接着剤に活性エネルギー線を照射して、エポキシ化合物、(メタ)アクリレート及びオキセタン化合物等を含む接着剤層を硬化させ、偏光子と保護膜とを接着させる。偏光子の片面に保護膜を貼合した場合、活性エネルギー線は、偏光子側、保護膜側のどちらから照射してもよい。又、偏光子の両面に保護膜を貼合する場合は、偏光子の両面にそれぞれ光硬化性接着剤を介して保護膜を貼合した状態で、どちらか一方の保護膜側から活性エネルギー線を照射し、両面の光硬化性接着剤を同時に硬化させるのが有利である。ただし、どちらか一方の保護膜に紫外線吸収剤が配合されている場合(例えば、紫外線吸収剤が配合されたセルロース系樹脂フィルムを一方の保護膜とする場合)であって、活性エネルギー線が紫外線である場合は、通常、他方の紫外線吸収剤が配合されていない保護膜側から紫外線が照射される。
又、本発明の接着剤と保護フィルムの接着力を向上させる他の好ましい方法としては、加熱せずとも、すなわち20〜25℃においても、偏光子と保護フィルムを貼合してから活性エネルギー線照射されるまでの製造ラインの長さを長くして、接着剤とアクリル樹脂が接してからの時間を60秒程度と長くする方法も挙げられる。
偏光板の使用に際しては、その一方の側に、偏光機能以外の光学機能を示す光学層を積層した光学部材とすることもできる。光学部材の形成を目的に偏光板に積層する光学層には、例えば、反射層、半透過型反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルムなど、液晶表示装置等の形成に用いられる各種のものがある。前記の反射層、半透過型反射層及び光拡散層は、反射型ないし半透過型や拡散型、それらの両用型の偏光板からなる光学部材を形成する場合に用いられるものである。
以上のような光学部材は、液晶セルの片側又は両側に配置して、液晶表示装置とすることができる。用いる液晶セルは任意であり、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、スーパーツイステッドネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなど、種々の液晶セルを使用して液晶表示装置を形成することができる。液晶セルの両側に設ける光学部材は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
CEL−2021:前記式(4)に示す脂環式エポキシ化合物、ダイセル化学工業(株)製の“セロキサイド2021P”。
HDDA:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、共栄社化学(株)製の“ライトアクリレート1,6HX−A”。
M−7100:3官能以上のポリエステルアクリレートを主成分とするアクリレート混合物、東亞合成(株)製の“アロニックスM−7100”。
V#1000:デンドリマー型ポリエステルアクリレート、大阪有機化学工業(株)製の“ビスコート#1000”。
CPI−100P:トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートを主成分とする有効成分50%のプロピレンカーボネート溶液、サンアプロ(株)製の“CPI−100P”。表中には有効成分の部数を記載。
CPI−110P:トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート(有効成分100%)、サンアプロ(株)製の“CPI−110P”。CPI−100P中の有効成分に相当。
OXT−101:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、東亞合成(株)製の“アロンオキセタンOXT−101”。
BR−80:構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw95,000、酸価0mgKOH/gのPMMA系ポリマー、三菱レイヨン(株)製の“ダイヤナールBR−80”。
BR−83:構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw40,000、酸価2mgKOH/gのPMMA系ポリマー、三菱レイヨン(株)製の“ダイヤナールBR−83”。
BR−87:構成単量体単位としてメチルメタクリレート60重量%以上含有、Mw25,000、酸価10.5mgKOH/gのPMMA系ポリマー、三菱レイヨン(株)製の“ダイヤナールBR−87”。
LA2140:Mw80,000、酸価0mgKOH/g。メチルメタクリレートとブチルアクリレートのブロック共重合体、構成単量体単位としてブチルアクリレート60重量%以上含有、両末端PMMA。(株)クラレ製の“クラリティLA2140e”。
LA1114:Mw80,000、酸価0mgKOH/g。メチルメタクリレートとブチルアクリレートのブロック共重合体、構成単量体単位としてブチルアクリレート60重量%以上含有、片末端PMMA。(株)クラレ製の“クラリティLA1114”。
ポリマーA:後述する製造例1で得られるポリマー。
OXT−221:3−エチル−3−〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕オキセタン、東亞合成(株)製の“アロンオキセタンOXT−221”。
Irg−184:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、BASF社製の“イルガキュア184”。
Irg−819:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、BASF社製の“イルガキュア819”。
BYK−UV3500:ビックケミー(株)製の分子内にアクリロイル基を有するシリコーン系レベリング剤“BYK−UV3500”。
SH−28:東レ・ダウコーニング(株)製の分子内にアクリロイル基を有さないシリコーン系レベリング剤“DOW CORNING TORAY SH 28 PAINT ADDITIVE”。
OXT−212:3−エチル−3−(2−エチルヘキシルオキシメチル)オキセタン、東亞合成(株)製の“アロンオキセタンOXT−212”。
PC:プロピレンカーボネート(上記CPI−100Pから持ち込まれる溶剤)
オイルジャケットを備えた容量1,000mLの加圧式攪拌槽型反応器のジャケット温度を181℃に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、ブチルアクリレート(45部)、2−エチルヘキシルアクリレート(45部)、メチルメタクリレート(10部)、重合溶媒として、イソプロピルアルコール(9部)、メチルエチルケトン(9部)、重合開始剤としてジt−ブチルパーオキサイド(0.25部)からなる単量体混合物を、一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給を開始し、単量体混合物の供給量に相当する反応液を出口から連続的に抜き出した。反応開始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、オイルジャケット温度を制御することにより、反応器の内温を183〜185℃に保持した。反応器内温が安定してから36分後の時点を、反応液の採取開始点とし、これから25分間反応を継続した結果、1.2kgの単量体混合液を供給し、1.2kgの反応液を回収した。その後反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応モノマー等の揮発成分を分離して、未反応モノマー等の揮発成分を除去し、重合体「ポリマーA」を得た。GPCを測定した結果、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が2,500、重量平均分子量(Mw)が7,500であり、25℃における粘度が、20,000mPa・sであった。
表1及び表2に示す各成分をそれぞれの割合で配合し、常法に従って攪拌混合して、光硬化性接着剤組成物を調製した。尚、前記したとおり、(C)成分として用いた“CPI−100P”は有効成分を50%含有するプロピレンカーボネート溶液であるため、表中では、(C)成分とプロピレンカーボネートを分けて表示した。すなわち、表中の“CPI−100P”の配合量は、有効成分の割合を意味し、“CPI−100P”それ自体の配合量は、(C)成分の欄に示す量とプロピレンカーボネートの欄に示す量を合わせた量である。
得られた組成物の25℃における粘度は、東機産業(株)製のE型粘度計により測定した。
ここでは、保護膜として次の2種類のフィルムを用いた。
延伸ノルボルネン系樹脂フィルム:厚さ70μm、商品名“ZEONORフィルム”、日本ゼオン(株)製。このフィルムにコロナ放電処理を施してから、偏光子との貼合に供した。
アクリル樹脂フィルム:厚さ80μm、商品名“テクノロイS001”、住友化学(株)製。このフィルムも、コロナ放電処理を施してから、偏光子との貼合に供した。
この実験を、23℃、相対湿度50%の条件下で実施した。
紫外線照射後の偏光板について、以下の方法で、接着力発現速度、最終接着力、冷熱サイクル試験、耐湿熱試験、及び耐湿熱試験後の接着力を評価し、結果を表1及び表2にまとめた。
紫外線照射してから3分後に、アクリル樹脂フィルムと偏光子の間を手で剥離し、その時の接着力が強いものほど、接着力発現速度に優れると評価した。接着力は、手で剥離した際の様子及び力から、以下の4水準で判定した。
◎:アクリル樹脂フィルムが材料破壊。
○:ゆっくりと注意して剥離すれば材料破壊しないが強い接着力。
△:材料破壊する強度はないが、少しの力で剥離してしまうほどの弱さでもない。
×:少しの力で剥離してしまうほど非常に弱い。
紫外線照射してから1日後に、カッターナイフの刃を、アクリル樹脂フィルムの上から斜めに挿入し、その時の様子及び力から、以下の4水準で判定した。
◎:刃が入らないか、入った場合でも強度があり、アクリル樹脂フィルムが破れた。
○:刃が入ったが抵抗力があり、アクリル樹脂フィルムが界面でスライスされた。
△:刃が入るが、界面において刃が少しの力で進行するほどの弱さでもない。
×:刃が入り、界面において刃が少しの力で進行するほど弱い。
紫外線照射してから2日以上経過した偏光板に対して、−35℃に60分置き、次に+70℃に60分置くサイクルを300回繰り返す冷熱衝撃サイクル試験を実施した。冷熱サイクル試験後の偏光板を目視で観察し、以下の3水準で判定した。
○:外観不良が認められなかった。
△:外観不良が僅かに認められた。
×:外観不良が認められた。
紫外線照射してから2日以上経過した偏光板を、幅1cm、長さ6cmに切り出し、60℃、相対湿度90%の高温高湿環境下に500時間置いた。耐湿熱試験後の偏光板について、剥離や変色を目視で観察し、以下の3水準で判定した。
○:剥離や変色が見られなかった。
△:剥離や変色が僅かに認められた。
×:剥離や変色が認められた。
耐湿熱試験終了後、速やかに、23℃、相対湿度50%の環境に移し、高温高湿環境から取出して5分後の接着性を、偏光板の角を弾くことにより評価した。このとき、アクリル樹脂を内側にして角5mmを手で90°曲げた後、手を瞬間的に離し、剥離するか否かを10回以上評価し、以下の3水準で判定した。
○:10回以上で剥離が見られなかった。
△:平均して3回〜9回の間に剥離が見られた。
×:2回以下で剥離が見られた。
耐湿熱試験終了後、速やかに、23℃、相対湿度50%の環境に移し、アクリル樹脂を上にして偏光板をガラス板に貼り付け、高温高湿環境から取り出して5分後及び15時間後に、引張速度60mm/分でアクリル樹脂を180°剥離して接着力を測定した。その時の強度及びアクリル樹脂材料破壊の様子から、下記の4水準で判定した。
◎:6N/cm以上又は剥離不能
○:3N/cm以上又は剥離途中でアクリル樹脂が材料破壊
△:0.1N/cm以上3N/cm未満
×:0.1N/cm未満
まず、実施例1〜実施例9について説明する。
本発明の接着剤組成物である実施例1〜実施例9の組成物は、粘度、接着力発現速度、最終接着力、冷熱サイクル試験、耐湿熱試験及び耐湿熱試験終了後15時間後の接着力に優れるだけでなく、耐湿熱試験終了後、取出し5分後の接着力も良好であった。このため、偏光板用接着剤としての基本的な性能に優れるだけでなく、高温高湿環境下で輸送された直後の信頼性も向上していた。
これらのうち、実施例7〜実施例9の組成物は、耐湿熱試験終了後にアクリル樹脂を曲げて剥離しようとすると、アクリル樹脂がすぐに破壊し、剥離不能であった。すなわち、耐湿熱試験終了直後の接着力がより一層向上していた。
さらに、ポリマーAを使用した実施例9の組成物は、25℃における粘度が50mPa・s以下であり、塗工性にも優れていた。
次に、比較例1について説明する。
(E)成分を含まない比較例1の組成物は、粘度、接着力発現速度、最終接着力、冷熱サイクル試験及び耐湿熱試験に優れるものであり、耐湿熱試験終了後15時間後の接着力にも優れるものであったが、耐湿熱試験終了後5分後の接着力が大きく低下してしまった。
Claims (17)
- 一軸延伸され、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偏光子に、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂及び非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる群より選ばれる透明樹脂フィルムからなる保護膜を接着するための接着剤組成物であって、
(A)分子内に少なくとも2個の下記式(1)に示す脂環式エポキシ基を有するエポキシ化合物、
(C)光カチオン重合開始剤、
(D)下記式(2)に示すオキセタン化合物及び
を含有し、
前記(A)〜(E)成分の含有割合が、組成物中に、
(A)成分:10〜65重量%
(B)成分:10〜55重量%
(C)成分:0.5〜10重量%
(D)成分:1〜25重量%
(E)成分:0.1〜25重量%
であることを特徴とする光硬化性接着剤組成物。 - (B)成分が、炭素数5〜10個を有するジオール(但し、アルキレンオキサイド単位の繰返し数3以上のポリエーテルジオールを除く)のジ(メタ)アクリレートである請求項1又は請求項2に記載の光硬化性接着剤組成物。
- (A)成分及び(B)成分の含有割合が、組成物中にそれぞれ10〜50重量%及び20〜45重量%である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- (E)成分が、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレートを含み、重量平均分子量が1,000〜500,000である重合体を含む請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- (E)成分が、構成単量体単位としてメチルメタクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜200,000である重合体を含む請求項5に記載の光硬化性接着剤組成物。
- (E)成分が、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜200,000である重合体を含む請求項5に記載の光硬化性接着剤組成物。
- (E)成分が、高温重合で得られた重合体であって、構成単量体単位として炭素数1〜10のアルキル基を含むアルキルアクリレートを60重量%以上含み、重量平均分子量が1,000〜20,000である重合体を含む請求項7に記載の光硬化性接着剤組成物。
- さらに、(G)光ラジカル重合開始剤を組成物中に10重量%以下の割合で含有する請求項1〜請求項9のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- (G)成分がアシルフォスフィンオキサイド化合物を含む請求項10に記載の光硬化性接着剤組成物。
- さらに、(H)レベリング剤を組成物中に0.01〜0.5重量%含有する請求項1〜請求11のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 一軸延伸され、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偏光子に、接着剤を介して、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂及び非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる群より選ばれる透明樹脂フィルムからなる保護膜が貼合されてなる偏光板であって、前記接着剤は、請求項1〜請求項12のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物から形成されていることを特徴とする偏光板。
- 一軸延伸され、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偏光子に、接着剤を介して、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂及び非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる群より選ばれる透明樹脂フィルムからなる保護膜を貼合し、偏光板を製造する方法であって、
前記偏光子と前記保護膜との貼合面のうち少なくとも一方に、請求項1〜請求項12のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物を塗布する接着剤塗布工程と、
得られる接着剤層を介して前記偏光子と前記保護膜とを貼合する貼合工程と、
前記接着剤層を介して偏光子と保護膜とが貼合された状態で前記光硬化性接着剤組成物を硬化させる硬化工程と
を包含することを特徴とする偏光板の製造方法。 - 請求項13に記載の偏光板に他の光学層が積層されていることを特徴とする光学部材。
- 他の光学層は、位相差板を含む請求項15に記載の光学部材。
- 請求項15又は請求項16に記載の光学部材が、液晶セルの片側又は両側に配置されてなることを特徴とする液晶表示装置。
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