WO2022265075A1 - 粘着フィルム、積層体、液晶ディスプレイ及び合わせガラス - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、粘着フィルムとして広く使用されている従来の可塑化ポリビニルアセタール系樹脂は、粘着フィルムを備えた積層体を作製するとき、低温で貼り合わせを行うと、透明性が不十分となり、発泡が端部に発生するという問題が生じやすい。
また、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂は、各種の樹脂材料、特に極性の低い樹脂材料に対する接着性を十分に高めることが難しい。そのため、ディスプレイや、調光フィルムが導入された合わせガラスで使用する場合には、偏光フィルムや調光フィルムに接着されることがあるが、これらに対する接着性を十分に高めることが難しい。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[33]を提供する。
[1]熱可塑性樹脂を含み、厚みが150μm以上2000μm以下の粘着フィルムであって、
下記圧縮クリープ試験を行ったときの試験サンプルAの厚みの変化量が50μm以上325μm以下であり、
下記粘着力測定方法で測定したポリカ―ボネート基材への接着力が100N以上である、粘着フィルム。
<圧縮クリープ試験>
粘着フィルムを切り出して得られた直径8mmのサイズの試験サンプルAを、410gの荷重及び30℃の条件で30分圧縮した後、試験サンプルAの厚さ(A)を測定する。その後、410gの荷重を維持しながら、6℃/分の昇温速度で30℃から90℃に温度を上昇させる。そして、410gの荷重及び90℃の条件で5分圧縮した後、試験サンプルAの厚さ(B)を測定する。試験サンプルAの厚さ(A)及び厚さ(B)の差の絶対値を試験サンプルAの厚みの変化量とする。
<接着力測定方法>
縦15mm及び横15mmのサイズの粘着フィルムと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスを2枚用意する。前記粘着フィルムを介して、2枚のポリカーボネート板ガラスを、互いの長手方向が垂直となるように配置して十字に重ね合わせる。その後、前記粘着フィルムの厚みが一定になるように、前記粘着フィルムと同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、前記粘着フィルムを介して、重ね合わせた2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。次いで、仮圧着した2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.5MPaの条件でさらに1時間本圧着を行い、合わせガラスサンプルを得る。得られた合わせガラスサンプルについて、温度23℃の環境下で、速度10mm/分で、一方のポリカーボネート板ガラスから他方のポリカーボネート板ガラスを、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。
[2]tanδの極大ピーク温度が10℃以上52℃以下である、上記[1]に記載の粘着フィルム。
[3]85℃におけるせん断貯蔵弾性率が0.06×106Pa以上である、上記[1]又は[2]に記載の粘着フィルム。
[4]可塑剤を含まない、又は前記熱可塑性樹脂100質量部に対して可塑剤を20質量部未満で含む、[1]~[3]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[5]厚みが150μm以上1500μm以下である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[6]前記熱可塑性樹脂がポリビニルアセタール系樹脂である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[7]前記ポリビニルアセタール系樹脂の重量平均分子量(Mw)が50,000以上800,000以下である、上記[6]に記載の粘着フィルム。
[8]前記ポリビニルアセタール系樹脂が、以下の式(1)で示すポリアルキレンオキサイド構造を有する上記[6]又は[7]に記載の粘着フィルム。
(式(1)において、A1Oは炭素数2~6のオキシアルキレン基であり、mは平均繰り返し数であり、4~200である。R1は炭素数が1~8のアルキル基又は水素原子である。なお、オキシアルキレン基は1種単独でもよいし、2種類以上が混在していてもよい。*は他の基との結合位置である。)
[9]前記式(1)において、R1がアルキル基である、上記[8]に記載の粘着フィルム。
[10]前記ポリビニルアセタール系樹脂が、ポリアルキレンオキサイド構造を有する、上記[6]又は[7]に記載の粘着フィルム。
[11]前記ポリアルキレンオキサイド構造が、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基の少なくともいずれかを含む、上記[8]~[10]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[12]前記ポリアルキレンオキサイド構造が、単結合、またはエーテル結合、エステル結合、アミド結合、及びこれら結合のうち少なくともいずれかを有してもよい炭化水素基のいずれかを介して主鎖に連結される、上記[8]~[11]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[13]前記ポリアルキレンオキサイド構造による変性量が、0.1モル%以上10モル%以下である、上記[8]~[12]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[14]アセタール化度が60モル%以上である、上記[6]~[13]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[15]前記ポリビニルアセタール系樹脂のアセタール化度が60モル%以上90モル%以下である、上記[6]~[14]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[16]前記ポリビニルアセタール系樹脂の水酸基量が、5モル%以上35モル%以下である、上記[6]~[15]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[17]前記ポリビニルアセタール系樹脂のアセチル化度が、0.01モル%以上50モル%以下である、上記[6]~[16]のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
[18]前記ポリビニルアセタール系樹脂が、ポリビニルブチラール系樹脂である、上記[6]~[17]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[19]前記ポリビニルアセタール系樹脂の含有量は、粘着フィルムに含有される熱可塑性樹脂全量基準で、50質量%以上100質量%以下である、上記[6]~[18]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[20]第1の有機材料基材と、第2の有機材料基材もしくは無機材料基材とを接合するときに使用される上記[1]~[19]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[21]前記第1の有機材料基材及び前記第2の有機材料基材が、偏光フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネート板、及び(メタ)アクリル板からなる群から選択される少なくとも1種の有機材料基材である、上記[1]~[20]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[22]分子量1000未満の低分子量化合物を含有しないか、または、前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、20質量部未満で含有する、上記[1]~[21]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[23]前記可塑剤が、有機エステル可塑剤、有機リン系可塑剤、有機エーテル系可塑剤、及びアルコール系可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[22]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[24]前記粘着フィルムが、可塑剤として、グリコールと一塩基性有機酸とのエステル、及び炭素数4~12の二塩基性有機酸と炭素数4~10のアルコールとのエステル化合物、ポリアルキレングリコール系可塑剤、及びポリオキシアルキレンエーテル系可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種を含む、上記[1]~[23]のいずれかに記載の粘着フィルム。
[25]上記[1]~[24]のいずれかに記載の粘着フィルムと、第1の有機材料基材と、第2の有機材料基材及び無機材料基の少なくとも1種の基材とを備える、積層体。
[26]前記基材が、タッチパネル、調光素子、及び表示素子の少なくとも一部を構成する、上記[25]に記載の積層体。
[27]前記一対の基材の間に配置される中間部材と、各基材と前記中間部材の間に配置される接着用フィルムを備え、前記接着用フィルムの少なくともいずれかが、前記粘着フィルムである、上記[25]又は[26]に記載の積層体。
[28]前記中間部材の前記粘着フィルムが接着する位置に無機材料基材、及び有機材料基材の少なくともいずれかが配置される、上記[27]に記載の積層体。
[29]前記中間部材が、タッチパネル及び調光素子のいずれかである、上記[27]又は[28]に記載の積層体。
[30]上記[25]~[29]のいずれかに記載の積層体を含む液晶ディスプレイ。
[31]上記[25]~[29]のいずれかに記載の積層体を含む合わせガラス。
[32]上記[1]~[24]のいずれかに記載の粘着フィルムのディスプレイにおける使用。
[33]上記[1]~[24]のいずれかに記載の粘着フィルムの合わせガラスにおける使用。
本発明の粘着フィルムは、熱可塑性樹脂を含み、厚みが150μm以上2000μm以下の粘着フィルムであり、所定の測定条件の圧縮クリープ試験を行ったときの厚みの変化量が50μm以上325μm以下であり、所定の測定条件で測定したポリカ―ボネート基材への接着力が100N以上となるものである。
本発明の粘着フィルムは、以上の構成を有することで、低温貼り合わせ時における透明性を良好にし、端部の発泡を抑制しつつ、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性を良好にできる。
[厚み]
本発明の粘着フィルムの厚みは、150μm以上2000μm以下である。厚みが150μm未満であると、接着性を十分に確保できないなどの不具合が生じる。また、2000μmより大きくなると、本発明の粘着フィルムを使用して貼り合わせて得られる積層体を薄くできないなどの不具合が生じる。これら観点から、粘着フィルムの厚みは、好ましくは150μm以上1500μm以下である。また、粘着フィルムは、接着性を高めるためには、粘着フィルムの厚みは大きいほどよく、より好ましくは200μm以上、更に好ましくは300μm以上である。また、薄型化の観点から、粘着フィルムの厚みは、1200μm以下がより好ましい。
本発明の粘着フィルムは、所定の測定条件で測定した厚みの変化量が50μm以上325μm以下となるものである。
上記厚みの変化量が50μm未満であると、低温にて貼り合わせを行う場合に、残存エアが多くなり、透明性が不十分になることがある。また、上記厚みの変化量が325μmよりも大きいと、低温貼り合わせ時の粘着フィルムの端部の発泡性が高くなることがある。これは、粘着フィルムが柔らかすぎてしまい、粘着フィルムに溶解していた気体が気泡の形態で、粘着フィルムから放出されたためであると考えられる。
なお、本発明の粘着フィルムを用いた被着体の貼り合わせは、一般的に仮圧着し、その後に本接着を行うが、仮圧着及び本接着のいずれもが例えば100℃以下の低温で行うとよい。100℃以下の低温貼り合わせでは、仮圧着時に生じたエアや発泡が本圧着でも取り除きにくくなるが、本発明の粘着フィルムは、厚みの変化量を上記所定の範囲内とすることで、仮圧着時に残存エアや発泡が生じにくくなり、それにより本接着後でも残存エアや発泡が見られにくくなる。
上記厚みの変化量は、低温貼り合わせ時における粘着フィルムの透明性を良好にしつつ、粘着フィルムの端部の発泡を抑制する観点から、75~300μmであることが好ましく、100~250μmであることがより好ましい。
まず、粘着フィルムを切り出して直径8mmのサイズの試験サンプルAを得る。次に、410gの荷重及び30℃の条件で、試験サンプルAを30分圧縮した後、圧縮した状態で試験サンプルAの厚さ(A)を測定する。その後、410gの荷重を維持しながら、6℃/分の昇温速度で30℃から90℃に温度を上昇させる。そして、410gの荷重及び90℃の条件で5分圧縮した後、圧縮した状態で試験サンプルAの厚さ(B)を測定する。試験サンプルAの厚さ(A)及び厚さ(B)の差の絶対値を試験サンプルAの厚みの変化量とする。
本発明の粘着フィルムは、所定の測定条件で測定したポリカ―ボネート基材への接着力が100N以上となるものである。ポリカ―ボネート基材は極性が低く、ポリビニルアセタール系樹脂などの粘着フィルムを構成する樹脂に接着されにくい樹脂であるが、本発明では、上記した接着力が100N以上であることで、粘着フィルムは偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着力が高くなる。一方で、上記接着力が100N未満であると、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着力が不十分になることがある。上記接着力は、偏光フィルムなどの各種の樹脂材料に対する接着力をより向上させる観点から、200N以上であることが好ましい。
また、上記接着力は、高ければ高い方がよいが、通常は1000N以下であればよく、600N以下であってもよい。
第1の工程:縦15mm及び横15mmのサイズの粘着フィルムと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスを2枚用意する。そして、粘着フィルムを介して、2枚のポリカーボネート板ガラスを、互いの長手方向が垂直となるように配置して十字に重ね合わせる。
第2の工程:粘着フィルムの厚みが一定になるように、粘着フィルムと同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、粘着フィルムを介して、重ね合わせた2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着した2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.5MPaの条件でさらに1時間本圧着を行い、合わせガラスサンプルを得る。
より具体的には、図5に示す冶具にセットして接着力を測定すればよい。冶具は、箱体11と、押圧部材20からなる。箱体11及び押圧部材20は、SUSからなる。箱体11は、上面が開口した直方体状であり、互いに対向する側面13、13の上端面に矩形の切り欠き14、14が設けられる。押圧部材20は、矩形のベース部16と、ベース16の長手方向における両端部に直角に接続される押圧片17、17が設けられたコの字状の部材である。各押圧片17は、幅Wが20mm、厚みTが5mmであり、押圧片17、17間の距離Lは35mmである。
合わせガラスサンプル10は、他方のポリカーボネート板22が下側に配置されるように、一方のポリカーボネート板ガラス21を切り欠き14、14間に掛け渡して配置する。ポリカーボネート板ガラス31を、速度10mm/分で接着面と垂直方向である鉛直下向きXに荷重を作用させて剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)から接着力(N)を求める。なお、接着力(N)は、225mm2面積あたり接着力である。また、接着力が大きく、十字剥離試験の測定時に、ポリカ―ボネート板ガラスが変形する場合は、必要に応じて、ポリカ―ボネート基材の厚みを大きくしたり、接着面とは逆面にSUS等を貼り付けたりすることによってポリカ―ボネート基材を補強して測定することが好ましい。
本発明において、粘着フィルムのtanδの極大ピーク温度は、10℃以上52℃以下であることが好ましい。tanδの極大ピーク温度を52℃以下とすると、樹脂フィルムが十分に柔軟となり、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性を良好にできる。また、低温貼り合わせ時における粘着フィルムの透明性も良好にすることができる。柔軟性を高めて接着性を向上させる観点から、樹脂組成物のtanδの極大ピーク温度は、48℃以下が好ましく、44℃以下がさらに好ましく、42℃以下がよりさらに好ましい。
また、tanδの極大ピーク温度が10℃以上であると、低温貼り合わせ時の粘着フィルムの端部の発泡性をさらに抑制することができる。樹脂組成物のtanδの極大ピーク温度は、好ましくは12℃以上、より好ましくは20℃以上である。
なお、樹脂フィルムのtanδの極大ピーク温度は、動的粘弾性測定装置を用いて粘弾性測定を行い、粘弾性測定の結果から得られる損失正接tanδが最大値となるピーク温度を読み取ることで検出できる。
本発明の粘着フィルムは、85℃におけるせん断貯蔵弾性率が0.06×106Pa以上であることが好ましい。せん断貯蔵弾性率が0.06×106Pa以上であると、低温貼り合わせ時において粘着フィルムの端部が発泡することをさらに抑制することができる。低温貼り合わせ時における粘着フィルムの端部における発泡抑制の観点から、上記した85℃におけるせん断貯蔵弾性率は0.10×106Pa以上がより好ましく、0.20×106Pa以上がさらに好ましい。
なお、せん断貯蔵弾性率は、周波数1Hz、動的粘弾性測定装置を用いてせん断モードで粘弾性測定を行い、85℃における貯蔵弾性率(G’)を検出することで測定することができる。
粘着フィルムに使用される熱可塑性樹脂としては、例えば(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂(PVA)、ポリウレタン系樹脂(PU)、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、エチレン-酢酸ビニル共重合体けん化物(EVOH)、エチレン-メタクリル酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、イソブチレン樹脂、スチレン-イソプレン共重合体樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体樹脂などが挙げられる。
粘着フィルムにおいて、熱可塑性樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂は、上記の中では、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂を使用することで、低温貼り合わせ時における透明性を良好にし、端部の発泡を抑制しつつ、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性を良好にしやすくなる。以下、熱可塑性樹脂に使用されるポリビニルアセタール系樹脂について詳細に説明する。
上記の通り熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール系樹脂であることが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂は、変性ポリビニルアセタール樹脂であってもよいし、未変性ポリビニルアセタール樹脂であってもよい。変性ポリビニルアセタール樹脂は、後述する通り、アセタール基、水酸基、及びアセチル基以外の構造(変性基)を有すればよく、好ましくは変性基を側鎖に有する。
ポリビニルアセタール系樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化し、さらに必要に応じて変性剤と反応させたり、再酢化処理したりすることで得られるものである。また、変性ポリビニルアセタール樹脂を得るには、原料となるポリビニルアルコールとして変性ポリビニルアルコールを使用してもよい。
(式(1)において、A1Oは炭素数2~6のオキシアルキレン基であり、mは平均繰り返し数であり、4~200である。R1は炭素数が1~8のアルキル基又は水素原子である。なお、オキシアルキレン基は1種単独でもよいし、2種類以上が混在していてもよい。*は他の基との結合位置である。)
オキシアルキレン基におけるアルキレン基は、直鎖であってもよいし、分岐構造を有してもよい。オキシアルキレン基としては、例えばオキシエチレン基、オキシプロピレン基、又はオキシブチレン基が挙げられ、好ましくはオキシエチレン基、オキシプロピレン基である。オキシアルキレン基は1種単独で使用してよいが、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合、各オキシアルキレン基は、ランダムに付加してもよいし、ブロックで付加してもよいが、ランダムに付加されることがより好ましい。
また、R1におけるアルキル基は、直鎖であってもよいし、分岐構造を有していてもよい。
R1におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル、t-ブチル基どの分岐ブチル基、n-ペンチル基、分岐ペンチル基、n-ヘキシル基、分岐ヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、3-ヘプチル基などの分岐ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基などの分岐オクチル基などが挙げられる。
R1は、好ましくは炭素数1~6のアルキル基又は水素原子であり、より好ましは炭素数1~4のアルキル基又は水素原子である。
単結合以外の連結基としては、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-)、アミド結合(-CONR-:Rは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、好ましくは水素原子)、又はこれら結合のうち少なくともいずれかを有してもよい炭化水素基が挙げられる。これらの中では、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-)、又はこれら結合のうち少なくともいずれかを有してもよい炭化水素基がより好ましい。該炭化水素基の炭素数は、特に限定されないが、例えば1~10程度であればよく、好ましくは1~4である。また、これらの中では、上記ポリアルキレンオキサイド構造は、エーテル結合又は-CH2O-のいずれかを介して、主鎖に結合されることがより好ましい。ポリアルキレンオキサイド構造は、これらのいずれかを介して主鎖に結合することで、その製造が容易になる。なお、-CH2O-においては、酸素原子が上記ポリアルキレンオキサイド構造に結合するとよい。
また、ポリビニルアセタール系樹脂は、変性することで、上記の通り、上記式(1)で示されるポリアルキレンオキサイド構造を有することが好ましい。なお、以下では、ポリアルキレンオキサイド構造を有するポリビニルアセタール系樹脂は、他のポリビニルアセタール系樹脂と区別して説明するために、変性ポリビニルアセタール樹脂(A)として説明することがある。
これら観点から、ポリアルキレンオキサイド構造による変性量は、0.2モル%以上が好ましく、0.3モル%以上がより好ましく、0.4モル%以上がさらに好ましく、また、8モル%以下が好ましく、6モル%以下がより好ましく、4モル%以下がさらに好ましい。
なお、エステル結合、ウレタン結合において、「*」及び「**」は、アルキル基又は主鎖に対する結合位置であり、各結合において「*」がアルキル基に対する結合位置で、「**」が主鎖に対する結合位置であることが好ましい。また、ウレタン結合において、Rは水素原子であることが好ましい。
ただし、ポリビニルアセタール系樹脂は、例えば未変性ポリビニルアセタール樹脂などである場合、上記のとおり水酸基を有さなくてもよく、式(3-2)で示される構成単位を有さなくてもよい。すなわち、未変性ポリビニルアセタール樹脂は、以下の式(3-1)及び式(3-3)で示される構成単位を有し、さらに任意で以下の式(3-2)で示される構成単位を有してもよい。
アセタール基としては、具体的にはブチラール基が特に好ましく、したがって、ポリビニルアセタール系樹脂としては、ポリビニルブチラール系樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂のアセタール化度(すなわち、アセタール量)は、好ましくは60モル%以上である。また、アセタール化度は、55モル%以上がより好ましく、60モル%以上がさらに好ましく、また、好ましくは90モル%以下であり、より好ましくは88モル%以下であり、さらに好ましくは85モル%以下である。アセタール化度をこれら範囲内とすることで、水酸基の量を適度な量としつつ、式(1)で示される官能基を一定量含有させやすくなる。
なお、アセタール化度とは、ポリビニルアセタール系樹脂のアセタール基がアセトアセタール基である場合には、アセトアセタール化度を意味し、アセタール基がブチラール基である場合には、ブチラール化度を意味する。
また、アセタール化度は、ポリビニルアセタール系樹脂を構成する全ビニル単量体単位に対する、アセタール化されたビニルアルコール単位の割合を表す。
また、ポリビニルアセタール系樹脂の水酸基量は、0モル%以上であるとよいが、変性ポリビニルアセタール樹脂(A)である場合には、粘着フィルムが柔軟になりすぎることを防止する観点から、一定量の水酸基量を含有するとよく、例えば5モル%以上、好ましくは9モル%以上、より好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは12モル%以上である。
なお、水酸基量は、ポリビニルアセタール系樹脂を構成する全ビニル単量体単位に対する、水酸基の割合を表す。
また、変性ポリビニルアセタール樹脂(A)のアセチル化度は、上記のとおり例えば0.01モル%以上であるが、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.3モル%以上である。
なお、アセチル化度は、ポリビニルアセタール系樹脂を構成する全ビニル単量体単位に対する、アセチル基の割合を表す。
なお、重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定されるものである。
本発明で使用するポリビニルアセタール系樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
具体的には、ポリビニルアセタール系樹脂の含有量は、粘着フィルムに含有される熱可塑性樹脂全量基準で、例えば50質量%以上であり、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、最も好ましくは100質量%である。したがって、本発明の粘着フィルムに含まれる熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール系樹脂のみからなるものでもよい。
本発明の粘着フィルムは、可塑剤を含有してもよい。粘着フィルムは、可塑剤を含有することにより柔軟となり、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性を高くすることができる。また、低温貼り合わせ時の透明性も改善することができる。ただし、本発明の粘着フィルムは、可塑剤を含有しないか、含有していても少量である。可塑剤を少量のみ含有し又は含有させないことで、低温貼り合わせ時における端部の発泡をさらに抑制できる。
また、本発明の粘着フィルムは、可塑剤が少量であり又は含有しなくても、上記した所定の熱可塑性樹脂を使用することで、低温貼り合わせが可能となり、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性も良好にできる。
低温貼り合わせ時における粘着フィルムの端部の発泡の抑制の観点から、可塑剤の上記含有量は、好ましくは15質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、よりさらに好ましくは1質量部以下である。可塑剤の含有量の下限は、0質量部である。
本発明の樹脂組成物は、変性ポリビニルアセタール樹脂(A)を使用する場合には、可塑剤を含有しなくてもよく、含有してもよいが、可塑剤を含有することで樹脂フィルムの接着性を向上しやすくなる。一方で、樹脂組成物は、未変性ポリビニルアセタール樹脂を使用する場合には、樹脂フィルムの接着性を向上させる観点から、可塑剤を含有したほうがよい。
可塑剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。上記したなかでも、有機エステル可塑剤が好ましい。好ましい有機エステル可塑剤としては、一塩基性有機酸エステル及び多塩基性有機酸エステル等が挙げられる。
グリコールとしては、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ブチレングリコールなどが挙げられる。
一塩基性有機酸としては、炭素数3~10の有機酸が挙げられ、具体的には、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2-エチル酪酸、ヘプチル酸、n-オクチル酸、2-エチルヘキシル酸、n-ノニル酸及びデシル酸などが挙げられる。
具体的には、セバシン酸ジブチル、アゼライン酸ジオクチル、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ヘキシルシクロヘキシル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ヘプチルノニル、ジブチルカルビトールアジペート、混合型アジピン酸エステルなどが挙げられる。また、油変性セバシン酸アルキドなどでもよい。混合型アジピン酸エステルとしては、炭素数4~9のアルキルアルコール及び炭素数4~9の環状アルコールから選択される2種以上のアルコールから作製されたアジピン酸エステルが挙げられる。
上記有機リン系可塑剤としては、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート及びトリイソプロピルホスフェート等のリン酸エステルなどが挙げられる。
さらに、グリセリンなどの3価以上のアルコールと、一塩基性有機酸の部分エステルなどであってよい。一塩基性有機酸としては、炭素数3~24、好ましくは炭素数6~18の一塩基性有機酸が挙げられる。3価以上のアルコールと、一塩基性有機酸の部分エステルの具体例としては、グリセリンとステアリン酸のモノ又はジエステル、グリセリンと2-エチルヘキシル酸とのモノ又はジエステルなどが挙げられる。
有機エステル可塑剤としては、上記したなかでも、トリエチレングリコール-ジ-2-エチルヘキサノエート(3GO)が特に好適に用いられる。
具体的なポリオキシアルキレンエーテル系可塑剤としては、例えば、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレン-2-エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシプロピレンアリルエーテル、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンペンタエリスリトールエーテルなどが挙げられる。
ポリオキシアルキレンエーテル系可塑剤は、好ましくは多価アルコールとポリオキシアルキレンとのエーテル化合物であり、より好ましくはグリセリン又はジグリセリンとポリオキシアルキレンとのエーテル化合物であり、更に好ましくはグリセリン又はジグリセリンとポリオキシプロピレンとのエーテル化合物である。
アルコール系可塑剤としては、ブタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの各種の多価アルコールが挙げられる。これらの中では、トリメチロールプロパンが好ましい。
可塑剤以外の添加剤は、具体的には、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤、顔料、染料、蛍光増白剤、結晶核剤等が挙げられる。また、本発明の樹脂組成物は、溶媒により希釈されて希釈液の形態で使用されてもよい。
なお、低分子量化合物は、分子量1000未満の化合物をいい、上記した可塑剤や、光照射による硬化する反応性希釈剤などが挙げられる。反応性希釈剤としては、例えば、(メタ)アクリルモノマーや(メタ)アクリルオリゴマー等の(メタ)アクリル系反応性希釈剤や、エポキシモノマー、エポキシオリゴマー等のエポキシ系反応性希釈剤や、アルコキシシランモノマー、アルコキシシランオリゴマー等のシリコーン系反応性希釈剤等が挙げられる。
粘着フィルムにおける低分子量化合物の含有量は、低温貼り合わせ時における端部の発泡の抑制の観点から、粘着フィルムに含まれる熱可塑性樹脂100質量部に対して、例えば20質量部未満である。低分子量化合物の含有量は、低温貼り合わせ時における端部の発泡の抑制の観点から、好ましくは15質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、よりさらに好ましくは1質量部以下である。低分子量化合物の含有量の下限は、0質量部である。
本発明の粘着フィルムで使用されるポリビニルアセタール系樹脂は、ポリビニルアルコール(「原料ポリビニルアルコール」ともいう)をアルデヒドでアセタール化し、その後、必要に応じて変性剤と反応させ、または再酢化処理をすることで得られるものである。原料ポリビニルアルコールとしては、未変性ポリビニルアルコールでもよいが、変性ポリビニルアセタール樹脂を得る場合には、原料ポリビニルアルコールとして変性ポリビニルアルコールを使用してもよい。
例えば、ポリアルキレンオキサイド構造を有する変性ポリビニルアセタール樹脂(A)を製造する際には、以下の製造方法(1)により製造することが好ましい。
本製造方法(1)では、まず、原料ポリビニルアルコールとしてポリオキシアルキレン変性ポリビニルアルコールを製造する。具体的には、ビニルエステルと、ポリオキシアルキレン基を有するビニルモノマーを含むモノマーを重合してポリマーを得た後、ポリマーをけん化することにより得られる。ケン化には、一般に、アルカリ又は酸が用いられるが、アルカリを用いることが好ましい。ポリオキシアルキレン変性ポリビニルアルコールとしては、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
次いで、上記で得られたポリオキシアルキレン変性ポリビニルアルコールに対して、アルデヒドでアセタール化して、変性ポリビニルアセタール樹脂(A)を得るとよい。アセタール化の方法は、公知の方法で行うとよい。
(製造方法(2))
本製造方法(2)では、原料ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化して、ポリビニルアセタール系樹脂(以下、原料ポリビニルアセタール系樹脂ともいう)を得る。ここで、原料ポリビニルアルコールとしては、ポリビニルエステルをケン化して得られた未変性ポリビニルアルコールを使用する。次いで、原料ポリビニルアセタール系樹脂に対して、再酢化処理して、未変性ポリビニルアセタール樹脂を得るとよい。再酢化処理としては、従来公知の方法で行えばよいが、無水酢酸を用いてピリジンなどの塩基存在下で行えばよい。また、再酢化処理は、例えば50℃以上100℃以下、好ましくは70℃以上90℃以下程度に加熱して行うとよい。ポリビニルアセタール系樹脂は、再酢化処理されることで、水酸基量が少なくなり、tanδの極大ピーク温度を低くしやすくなり、偏光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性が良好となる。
まず、原料ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化して、ポリビニルアセタール系樹脂(以下、原料ポリビニルアセタール系樹脂ともいう)を得る。ここで使用される原料ポリビニルアルコールは、ポリビニルエステルをケン化して得られたものであり、未変性ポリビニルアルコールであることが好ましい。
次に、上記原料ポリビニルアセタール系樹脂に対して、アルキル基を有する変性剤を反応させて、原料ポリビニルアセタール系樹脂にアルキル基を導入する。変性剤としては、原料ポリビニルアセタール系樹脂が有する水酸基に反応して、ウレタン結合やエステル結合を形成する反応性基を有する化合物であるとよい。具体的には、n-オクタデシルイソシアネートなどのアルキル基の炭素数が2~30であるアルキルイソシアネートが挙げられる。また、炭素数3~31のカルボン酸、又は上記カルボン酸の無水物、カルボン酸エステル、カルボン酸ハライドなどのカルボン酸誘導体が挙げられる。カルボン酸誘導体としては、2-エチルヘキサノイルクロリド、ラウロイルクロリド、ミリスチルクロリド、パルミトイルクロリド、ステアロイルクロリドなどのカルボン酸クロリドが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、単層からなるものでよい。単層フィルムを構成する層は、上記粘着フィルムで述べたとおりの組成を有するとよい。すなわち、単層フィルムを構成する層は、熱可塑性樹脂を含有し、かつ、可塑剤を含有せず、あるいは、可塑剤を上記のとおりの含有量で含有するとよい。さらに、上記のとおりに適宜添加剤が配合されてもよい。
また、多層フィルムは、上記した第1の層と、第1の層以外の層(以下、「第2の層」ともいう)との積層体であってもよい。具体的には、例えば第1の層/第2の層/第1の層の3層構造などが挙げられる。
なお、本発明の粘着フィルムが2層以上の多層フィルムである場合、各層がそれぞれ上記粘着フィルムで述べたとおりの組成であることが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、ポリビニルアセタール系樹脂などの熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することで製造することができる。樹脂組成物は、上記の通り製造されたポリビニルアセタール系樹脂などの熱可塑性樹脂を少なくとも含み、必要に応じて、可塑剤、添加剤などを添加して調製するとよい。また、樹脂組成物は、適宜溶媒に希釈して使用してもよい。
また、上記の通り、原料ポリビニルアセタール系樹脂を変性剤と反応させて、ポリビニルアセタール系樹脂を得る場合には、以下のように成形してもよい。すなわち、原料ポリビニルアセタール系樹脂と、変性剤と、その他の必要に応じて配合される可塑剤などの添加剤を含む組成物を、剥離シートなどの支持体上に塗布して、あるいは、型枠に流し込んで、その後、加熱することで変性剤を原料ポリビニルアセタール系樹脂に反応させつつフィルム状に成形してもよい。
合わせガラスは、自動車、電車などの車両、船舶、飛行機などの各種乗り物、あるいは、ビル、マンション、一戸建て、ホール、体育館などの各種建築物、あるいは切削、研磨などの工作機械、ショベルやクレーンなどの建設機械等の窓ガラスに使用されるが、中でも自動車などの車両用途が好ましい。本発明の粘着フィルムは、透明性が良好であり、端部の発泡が少なく、偏光フィルムや調光フィルムなどの樹脂材料に対する接着性も良好であるので、各種ディスプレイや調光フィルムを備える合わせガラスに使用することが適している。
なお、本発明の粘着フィルムが適用される合わせガラス及びディスプレイは、後述する積層体を備えるとよい。
本発明の粘着フィルムは、特に限定されないが、有機材料基材、無機材料基材などの基材とともに使用され、積層体の一部として使用されることが好ましい。本発明の積層体は、具体的には、上記粘着フィルムと、無機材料基材、及び有機材料基材の少なくともいずれかを備えるとよい。また、粘着フィルムは、無機材料基材、及び有機材料基材の少なくともいずれに接着するように配置されることが好ましく、より好ましくは有機材料基材に接着する位置に配置される。粘着フィルムは、各種樹脂材料に対する接着力が高いため、有機材料基材に接着する位置に配置されることで、高い接着力で基材に接着させることができる。
上記した中では、透明性、耐衝撃性に優れる点から、ポリカーボネート板が好ましく、透明性が高く、耐候性、機械強度に優れる点から、(メタ)アクリル板が好ましく、これらの中ではポリカーボネート板がより好ましい。
有機樹脂板の厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは0.4mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.0mm以下である。
樹脂フィルムの厚さは、特に限定されないが、好ましくは30μm以上、さらに好ましくは50μm以上であり、また、好ましくは500μm以下、さらに好ましくは450μm以下である。
なお、厚みが比較的大きく、柔軟性が低くて、一般的に折り曲げできないようなものを有機樹脂板という一方、厚みが比較的小さく、一般的に折り曲げ可能なものを概ね樹脂フィルムというが、これらは明確に区別されるものでない。
センサーとしては、タッチセンサーが挙げられる。タッチセンサーとは、指、タッチペン、その他の物体が基材に近づき、又は接触するタッチ入力を検知するセンサーであり、上記基材に積層される導電層により構成される。タッチセンサーは、指、タッチペン、その他の物体が、基材に近づき、又は接触することで、静電容量、電流、電圧などの電気的な変化が導電層に生じ、その電気的な変化により、タッチ入力を検知する。
導電層は、特に限定されず、従来公知の透明性を有する電極材料であれば特に限定なく用いることができ、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)導電膜、酸化錫導電膜、酸化亜鉛導電膜、高分子導電膜などが挙げられる。
また、電極、センサーなどの導電層が積層された有機材料基材(特に、フィルム)は、導電層が設けられた面とは反対側の面に上記したハードコート層が形成されてもよい。導電層が設けられた面は、通常、粘着フィルムとの接着面となるが、本発明の粘着フィルムは、ハードコート層が設けられた面に対しても高い接着力を有することが可能である。
このような多層構造において、接着用フィルムは、例えば、一対の基材の両方に接着され、それにより、一対の基材が接着用フィルムを介して接合されるとよい。この場合、接着用フィルムは、上記した本発明の粘着フィルムであるとよい。
中間部材は、上記した無機材料基材、及び有機材料基材の少なくともいずれを有するとよく、本発明の粘着フィルムが接着する位置に無機材料基材、及び有機材料基材の少なくともいずれが配置されるとよい。
また、表示素子31としては、有機EL表示素子、液晶表示素子が挙げられる。表示素子31は、その表面側の最外面に偏光板(偏光フィルム)が設けられることが好ましい。なお、表面側の最外面とは、表面保護パネル側の最外面であり、その反対側を裏面側ともいう。
偏光板(偏光フィルム)は、一般的にポリビニルアルコール樹脂フィルムなどの偏光子の両面に保護フィルムが設けられた構成を有する。保護フィルムは、上記した樹脂フィルムから構成され、好ましくは、PETフィルム、COPフィルム、又はTACフィルムのいずれかである。したがって、表示素子31の表面側の最外面には、一般的に有機材料基材が配置されることになる。
また、表示素子31は、その表面側の面に偏光板(偏光フィルム)が設けられない場合でも、表面側の最外面には保護フィルムが設けられるとよく、したがって、そのような場合でも、表示素子31の表面側の最表面は有機材料基材により構成されることになる。
また、タッチパネル33において、無機ガラス、有機樹脂板、又は樹脂フィルムは、これらのうちから2以上が積層されて多層構造体であってもよい。その場合も、タッチパネル33において、無機ガラス、有機樹脂板、又は樹脂フィルムのいずれかにタッチセンサーが付されるとよい。
また、タッチパネル33は、表面側の最表面、裏面側の最表面のいずれかに樹脂フィルムからなる保護フィルムが配置されてもよい。したがって、タッチパネル33は、接着用フィルム34A、34Bとの接着面が、無機ガラス、有機ガラス、及び樹脂フィルムのいずれかとなる。
本発明の粘着フィルムは、無機材料基材のみならず、各種樹脂材料(すなわち、有機材料基材)に対しても、高い接着力を有する。したがって、表示素子33、表面保護パネル32、及びタッチパネル33は、接着用フィルム34A、34Bとの接着面が、有機材料基材により構成されることがあるが、そのような場合でも、高い接着力で、表示素子31とタッチパネル33、及び表面保護パネル32とタッチパネル33とを接合させることができる。
また、低温貼り合わせが可能であるので、タッチパネル33や表示素子31の構成部材を熱劣化させることなく、貼り合わせが可能である。
表示素子31と、表面保護パネル32の詳細は、第1の実施形態で述べたとおりである。
本実施形態では接着用フィルム34が本発明の粘着フィルムからなる。接着用フィルム34(粘着フィルム)は、表示素子31及び表面保護パネル32に接着されて、これらを接合し、したがって、第1の実施形態と同様に、表示素子31と表面保護パネル32とは、高い接着力で接合されることになり、また、低温貼り合わせにより表示素子31の構成部材などを熱劣化させることなく、貼り合わせが可能である。
合わせガラス部材41、42は、無機ガラス板、有機樹脂板のいずれでもよく、これらの詳細は上記で説明したとおりである。
調光素子43が備える樹脂フィルムとしては、PETフィルム、PENフィルムなどのポリエステル樹脂フィルム、(メタ)アクリル樹脂フィルム、TACフィルム、PES樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルムなどが挙げられる。これらの中では、取扱い性などの観点から、ポリエステル樹脂フィルムが好ましく、中でもPETフィルムがより好ましい。
また、2枚の樹脂フィルムそれぞれには調光層側の面に電極を構成する導電層が設けられる。
本発明の粘着フィルムは、無機材料基材のみならず、各種樹脂材料に対しても、高い接着力を有するので、高い接着力で、合わせガラス部材41、42と、偏光素子43とを接合させることができる。
また、低温貼り合わせにより偏光素子43の構成部材などを熱劣化させることなく、貼り合わせが可能である。
一対の合わせガラス部材41、42は、第3の実施形態において説明したとおりである。接着用フィルム34(粘着フィルム)は、合わせガラス部材41、42の両方に接着されて、これらを接合するので、合わせガラス部材41、42を高い接着力で接合することができる。
粘着フィルムをテトラヒドロフランに0.05重量%の濃度に溶解させ、シリンジフィルター(メルク社製、Millex-LH 0.45μm)を用いてろ過した後、ゲル浸透クロマトグラフィー(Waters社製、e2690)を用いて、分子量を測定した。重量平均分子量(Mw)は、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出した。また、カラムはShodex GPC KF-806L(昭和電工社製)を用い、溶離液としてテトラヒドロフランを用いた。
実施例、比較例で得られた粘着フィルムを、長さ10mm、幅5mmで切り出し、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製、商品名「DVA-200」)を用いて、以下の測定条件で粘弾性を測定し、85℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’)を検出した。
また、粘弾性測定の結果から得られる損失正接tanδのピーク温度を読みとった。-50~150℃の温度領域において上記ピーク温度のうち、tanδが最大値となるピーク温度をtanδの最大ピーク温度とした。
(測定条件)
変形様式:せん断モード、測定温度:-50℃~200℃、昇温速度:5℃/分、測定周波数:1Hz、歪:1%
ポリビニルアセタール系樹脂をクロロホルム-dに溶解し、1H-NMR(核磁気共鳴スペクトル)を用いて測定し、各ユニットのモル比を分析することで求めた。
明細書記載の方法に従って、各実施例、比較例の粘着フィルムを用いて、圧縮クリープ試験を行った時の試験サンプルAの厚み変化量を測定した。また、試験サンプルAの厚み変化量を、圧縮クリープ試験を行う前の試験サンプルAの厚みで割り算した値を試験サンプルAの厚みの変化率として、算出した。
縦10cm×横10cm×厚み2.5mmの2枚のガラス板(クリアフロートガラス)を用意した。この2つのガラス板の間に、得られた粘着フィルムを挟み込み、積層体を得た。得られた積層体をゴムバック内に入れ、2660Pa(20torr)の真空度で20分間脱気した。次いで、脱気したままで積層体を、4℃/分の昇温速度で90℃まで加熱し、90℃で5分間保持した後、30℃まで降温した。次いで、常圧に戻した。このようにして、合わせガラスを得た。
得られた合わせガラスを暗幕上に静置し、合わせガラスの端部を目視により観察し、発泡の割合をレベル1~5の5段階で評価した。レベル1では発泡が全く観察されず、レベル5に向かうにつれて発泡している部分が観察される。
(評価基準)
1:図6(a)に示すように端部の発泡が全く観察されない。
2:図6(b)に示すように小さな発泡が端部の一部に僅かに見られるレベル。
3:図6(c)に示すように小さな発泡が端部の部分的に複数見られるレベル。
4:図6(d)に示すように小さな発泡が端部の全面的に見られるレベル
5:図6(e)に示すように端部の発泡が多数見られるレベル。
なお、合わせガラスの端部における発泡の評価結果が1~3のときに、その後工程のオートクレーブにおける90℃および0.5MPaの条件の本圧着により、合わせガラスの端部における発泡は消滅する。
縦30cm×横30cm×厚み2.5mmの2枚のガラス板(クリアフロートガラス)を用意した。この2つのガラス板の間に、得られた中間膜を挟み込み、積層体を得た。得られた積層体をゴムバック内に入れ、2660Pa(20torr)の真空度で20分間脱気した。次いで、脱気したままで積層体を、6℃/分の昇温速度で95℃まで加熱し、95℃で20分間保持した後、30℃まで降温した。次いで、常圧に戻した。このようにして、合わせガラスを得た。
得られた合わせガラスを暗幕上に静置し、合わせガラスの透明性を目視により観察し、透明性のレベルを1~5の5段階で評価した。レベル1では全面が完全な透明になっており、レベル5に向かうにつれて透明性の低い部分が観察される。
(評価基準)
1:図7(a)に示すように全面が完全に透明になっている。
2:図7(b)に示すように外周付近に透明性の低い部分があるが、その内側は完全に透明になっている。
3:図7(c)に示すように外周付近に透明性の低い部分があり、その内側にも不透明な部分があるが、その内側の不透明さは問題のないレベルである。
4:図7(d)に示すように全面がほぼ不透明であるが、外周の内側に、若干、透明な部分が残っている。
5:図7(e)に示すように全面が不透明である。
なお、合わせガラスにおける透明性の評価結果が1~4のときに、その後工程のオートクレーブにおける90℃および0.5MPaの条件の本圧着により、合わせガラスは十分な透明性を有するようになる。
明細書記載の方法に従って、各実施例、比較例の粘着フィルムを用いて、ポリカーボネート基材への接着力を測定し、下記基準に基づいて評価した。
(評価基準)
AA:最大荷重が200N以上である。
A:最大荷重が100N以上200N未満である。
B:最大荷重が100N未満である。
縦10mm及び横10mmのサイズにした粘着フィルム、縦25mm及び横100mmの住友化学社製のTAC製偏光板フィルム、及び縦25mm及び横100mmのフロートガラスを用意した。TAC製偏光板フィルムは、PVAフィルムの両面にTACフィルムが積層されたものであった。
図8に示すように、TAC製偏光板フィルム50とフロートガラス51を、互いの長手方向が平行になるように配置して、粘着フィルム52を介して重ね合わせた。
その後、粘着フィルム52の厚みが一定になるように、粘着フィルム52と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、90℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をした。次いで、90℃、0.5MPaの条件でさらに1時間本圧着を行い、積層体53を得た。
得られた積層体53に対して、せん断接着試験を行った。具体的には、温度23℃の環境下で、フロートガラス51に対して、偏光板フィルム50をその長手方向に沿うせん断方向Sに速度200mm/分で引っ張り、偏光フィルム50を剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力として、以下の評価基準で評価した。
AA:最大荷重が220N以上である。
A:最大荷重が150N以上220N未満である。
B:最大荷重が150N未満である。
TAC製偏光板フィルムの代わりに、片面にITOがコーティングされ、反対側の面がハードコート処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(ITO-PET、積水ナノコートテクノロジー株式会社製)を用いた以外は、TAC製偏光板フィルムに対する接着力と同様に実施して評価した。なお、ITOがコーティングされている面とは反対側のハードコート面を、粘着フィルムが貼り付けられる面にした。
[エチレンオキサイド変性ポリビニルアルコールの合成]
表1に記載のアリルエーテルモノマー(1)を用意した。アリルエーテルモノマー(1)は、式(4-2)に示す化合物であり、A1Oには、オキシエチレン基(EO)と、オキシプロピレン基(PO)が混在し、かつこれらはランダム構造であり、そのモル比、EOとPOの平均繰り返し数、及び末端基(R1)は、表1に示すとおりである。
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を付したフラスコ中に、酢酸ビニル515質量部、アリルエーテルモノマー(1)151質量部、及びメタノール333質量部を添加し、系内の窒素置換を行った後、温度を60℃まで昇温した。この系に2,2-アゾビスイソブチロニトリル1.3質量部を添加し、重合を開始した。重合開始から5時間で重合を停止した。オーブンで加熱を行い、未反応のモノマーとメタノールを除去した後、共重合体の40質量%メタノール溶液を調製した。
得られた共重合体のメタノール溶液100質量部を40℃で攪拌しながら、3質量%のNaOHメタノール溶液7.4質量部を添加して、よく混合した後に放置した。2時間後、固化したポリマーを粉砕機で粉砕し、メタノールで洗浄後、乾燥してポリマー粉末(エチレンオキサイド変性ポリビニルアルコール)を得た。
得られたポリマー粉末280gを純水2100gに加え、90℃の温度で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を40℃に冷却し、濃度35質量%の塩酸160質量部とn-ブチルアルデヒド150質量部を添加し、液温を20℃まで下げ、温度を保持してアセタール化反応を行い、反応生成物を析出させた。その後、液温を40℃として3時間保持して反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を経て、ポリビニルアセタール系樹脂(PVB1)の白色粉末を得た。
得られたポリビニルアセタール系樹脂(PVB1)を、温度160℃、圧力20MPaでプレス成形して厚み780μmの粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、圧縮クリープ試験を行った時の試験サンプルAの厚み変化量、厚みの変化率、tanδの極大ピーク温度、及びせん断貯蔵弾性率(G’)、を測定した。また、合わせガラスの端部における発泡、合わせガラスの透明性、ポリカーボネート基材への接着力、TAC偏光板に対する接着力、及びITO-PETに対するの接着力を評価した。
使用するアリルエーテルモノマーを、アリルエーテルモノマー(2)に変更して、かつ酢酸ビニル723質量部、アリルエーテルモノマー(2)257質量部、及びメタノール20質量部、2,2-アゾビスイソブチロニトリルを1質量部、重合温度を62℃に変更した以外は実施例1と同様に実施して、PVB2を得た。そして、PVB2を用いて実施例1と同様に粘着フィルムを作製した。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に物性を測定し、または評価を行った。
なお、アリルエーテルモノマー(2)は、式(4-2)に示す化合物であり、A1Oがオキシプロピレン基(PO)であり、その平均繰り返し数、及び末端基(R1)は、表1に示すとおりである。
酢酸ビニル552質量部、アリルエーテルモノマー(1)162質量部、及びメタノール286質量部、2,2-アゾビスイソブチロニトリルを1.4質量部に変更した以外は実施例1と同様に実施して、PVB3を得て、PVB3を用いて実施例1と同様に粘着フィルムを作製した。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に物性を測定し、または評価を行った。
酢酸ビニル572質量部、アリルエーテルモノマー(1)143質量部、及びメタノール286質量部、2,2-アゾビスイソブチロニトリルを0.7質量部に変更した以外は実施例1と同様に実施して、PVB4を得て、PVB4を用いて実施例1と同様に粘着フィルムを作製した。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
使用するアリルエーテルモノマーを、アリルエーテルモノマー(3)に変更して、かつ酢酸ビニル751質量部、アリルエーテルモノマー(3)230質量部、及びメタノール20質量部、2,2-アゾビスイソブチロニトリルを1質量部に変更した以外は実施例1と同様に実施して、PVB5を得た。そして、PVB5を用いて実施例1と同様に粘着フィルムを作製した。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
なお、アリルエーテルモノマー(3)は、式(4-2)に示す化合物であり、A1Oがオキシエチレン基(PO)と、オキシプロピレン基(PO)が混在し、その平均繰り返し数、及び末端基(R1)は、は表1に示すとおりである。
使用するアリルエーテルモノマーを、アリルエーテルモノマー(4)に変更して、かつ酢酸ビニル834質量部、アリルエーテルモノマー(4)147質量部、及びメタノール20質量部、2,2-アゾビスイソブチロニトリルを0.5質量部、重合温度52℃に変更した以外は実施例1と同様に実施して、PVB6を得た。100質量部のPVB6に対して、15質量部の可塑剤(3GO)を混合して樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
なお、アリルエーテルモノマー(4)は、式(4-2)に示す化合物であり、A1Oがオキシエチレン基(EO)であり、その平均繰り返し数、及び末端基(R1)は、表1に示すとおりである。
使用するアリルエーテルモノマー(4)を85質量部に変更した以外は実施例6と同様に実施して、PVB9を得た。100質量部のPVB9に対して、可塑剤を数平均分子量が700であるポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル(ユニルーブ DGP-700、日油株式会社製、以下DGP700と呼ぶことがある)を14質量部用いた。それ以外は実施例6と同様の方法で樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
100質量部のPVB9に対して、可塑剤を数平均分子量が1000であるポリプロピレングリコール(PPG1000、富士フィルム和光純薬社製,以下PPG1000と呼ぶことがある)を14質量部用いた。それ以外は実施例6と同様の方法で樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
100質量部のPVB9に対して、可塑剤を数平均分子量が1000であるポリオキシプロピレングリセリルエーテル(ユニーオール TG-1000R、日油株式会社製,以下TG1000Rと呼ぶことがある)を14質量部用いた。それ以外は実施例6と同様の方法で樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
使用するポリビニルアセタール系樹脂を、未変性ポリビニルブチラールであるPVB7を使用し、かつ100質量部のPVB7に対して、40質量部の可塑剤(3GO)を混合して、樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
使用するポリビニルアセタール系樹脂を、未変性ポリビニルブチラールであるPVB8を使用し、かつ100質量部のPVB8に対して、25質量部の可塑剤(3GO)を混合して、樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
使用するポリビニルアセタール系樹脂を、未変性ポリビニルブチラールであるPVB7を使用した。100質量部のPVB7に対して、10質量部の可塑剤(3GO)を混合して、樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、実施例1と同様に評価した。
使用するポリビニルアセタール系樹脂を、未変性ポリビニルブチラールであるPVB7を使用した。100質量部のPVB7に対して、30質量部の可塑剤(3GO)、10質量部の反応性希釈剤(トリメチロールプロパントリアクリレート:TMPA)、及び光重合開始剤としてのベンゾフェノン(BP)0.1質量部を混合して、樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、圧縮クリープ試験を行った時の試験サンプルAの厚み変化量及び厚みの変化率を測定した。また、合わせガラスの端部における発泡、及び合わせガラスの透明性の評価を行った。粘着フィルムに対して、超高圧水銀灯を用いて、365nmの波長の光を4000mJ/cm2照射し、光照射後にせん断貯蔵弾性率(G’)、tanδの最大ピーク温度を測定した。
さらに、ポリカーボネート基材への接着力、TAC偏光板に対する接着力及びITO-PETに対するの接着力の評価においては、比較例4で作製した粘着フィルムを用いて上記各評価方法で述べたとおりに積層体を製造して、その積層体に対して超高圧水銀灯を用いて、365nmの波長の光を4000mJ/cm2照射した。その後、ポリカーボネート基材への接着力、TAC偏光板に対する接着力及びITO-PETに対するの接着力を評価した。
原料として使用するポリビニルブチラールを、PVB1の代わりに、未変性ポリビニルブチラールであるPVB8を使用した。100質量部のPVB8に対して、10質量部の可塑剤(3GO)、20質量部の反応性希釈剤(TMPA)、及び光重合開始剤としてのベンゾフェノン0.2質量部を混合して、樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法でプレス成形して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、圧縮クリープ試験を行った時の試験サンプルAの厚み変化量及び厚みの変化率を測定した。また、合わせガラスの端部における発泡、及び合わせガラスの透明性の評価を行った。粘着フィルムに対して、超高圧水銀灯を用いて、365nmの波長の光を4000mJ/cm2照射し、光照射後にせん断貯蔵弾性率(G’)、tanδの最大ピーク温度を測定した。
さらに、ポリカーボネート基材への接着力、TAC偏光板に対する接着力及びITO-PETに対するの接着力の評価においては、比較例5で作製した粘着フィルムを用いて上記各評価方法で述べたとおりに積層体を製造して、その積層体に対して超高圧水銀灯を用いて、365nmの波長の光を4000mJ/cm2照射した。その後、ポリカーボネート基材への接着力、TAC偏光板に対する接着力及びITO-PETに対するの接着力を評価した。
表3に示すモノマー比でモノマーを重合して得た(メタ)アクリル系重合体(Ac1)100質量部を固形分量45質量%になるように酢酸エチルで希釈して、固形分基準で、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン社製「コロネートL-45」、固形分量45質量%)を1質量部添加して、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、離型PETフィルムの離型処理面に乾燥後の厚さが150μmになるように塗工して、80℃で15分間乾燥して、粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムを5枚重ねて得られた積層体を、温度160℃、圧力20MPaでプレス成形して厚み750μmの粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムに対して、23℃で5日間養生した後、実施例1と同様に評価した。
(メタ)アクリル系重合体(Ac1)を(メタ)アクリル系重合体(Ac2)に変更した点を除いて比較例6と同様に実施した。
それに対して、比較例1~4、6及び7では、、圧縮クリープ試験前後での厚みの変化量が所定の範囲から外れており、比較例1~5では、ポリカ―ボネート基材への接着力が低かったため、低温貼り合わせ時における透明性、端部の発泡の発生の抑制効果、及びTAC偏光板に対する接着性の全てを良好とすることはできなかった。
31 表示素子
32 表面保護パネル
34、34A、34B 接着用フィルム(粘着フィルム)
32 第2の層
41、42 合わせガラス部材
43 偏光素子
Claims (15)
- 熱可塑性樹脂を含み、厚みが150μm以上2000μm以下の粘着フィルムであって、
下記圧縮クリープ試験を行ったときの試験サンプルAの厚みの変化量が50μm以上325μm以下であり、
下記粘着力測定方法で測定したポリカ―ボネート基材への接着力が100N以上である、粘着フィルム。
<圧縮クリープ試験>
粘着フィルムを切り出して得られた直径8mmのサイズの試験サンプルAを、410gの荷重及び30℃の条件で30分圧縮した後、試験サンプルAの厚さ(A)を測定する。その後、410gの荷重を維持しながら、6℃/分の昇温速度で30℃から90℃に温度を上昇させる。そして、410gの荷重及び90℃の条件で5分圧縮した後、試験サンプルAの厚さ(B)を測定する。試験サンプルAの厚さ(A)及び厚さ(B)の差の絶対値を試験サンプルAの厚みの変化量とする。
<接着力測定方法>
縦15mm及び横15mmのサイズの粘着フィルムと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスを2枚用意する。前記粘着フィルムを介して、2枚のポリカーボネート板ガラスを、互いの長手方向が垂直となるように配置して十字に重ね合わせる。その後、前記粘着フィルムの厚みが一定になるように、前記粘着フィルムと同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、前記粘着フィルムを介して、重ね合わせた2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。次いで、仮圧着した2枚のポリカーボネート板ガラスを、90℃、0.5MPaの条件でさらに1時間本圧着を行い、合わせガラスサンプルを得る。得られた合わせガラスサンプルについて、温度23℃の環境下で、速度10mm/分で、一方のポリカーボネート板ガラスから他方のポリカーボネート板ガラスを、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。 - tanδの極大ピーク温度が10℃以上52℃以下である、請求項1に記載の粘着フィルム。
- 85℃におけるせん断貯蔵弾性率が0.06×106Pa以上である、請求項1又は2に記載の粘着フィルム。
- 可塑剤を含まない、又は前記熱可塑性樹脂100質量部に対して可塑剤を20質量部未満で含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 厚みが150μm以上1500μm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂がポリビニルアセタール系樹脂である、請求項1~5のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 前記ポリビニルアセタール系樹脂の重量平均分子量(Mw)が50,000以上800,000以下である、請求項6に記載の粘着フィルム。
- 前記式(1)において、R1がアルキル基である、請求項8に記載の粘着フィルム。
- アセタール化度が60モル%以上である、請求項6~9のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 第1の有機材料基材と、第2の有機材料基材もしくは無機材料基材とを接合するときに使用される請求項1~10のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 前記第1の有機材料基材及び前記第2の有機材料基材が、偏光フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネート板、及び(メタ)アクリル板からなる群から選択される少なくとも1種の有機材料基材である、請求項1~11のいずれか1項に記載の粘着フィルム。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の粘着フィルムと、第1の有機材料基材と、第2の有機材料基材及び無機材料基の少なくとも1種の基材とを備える、積層体。
- 請求項13に記載の積層体を含む液晶ディスプレイ。
- 請求項13に記載の積層体を含む合わせガラス。
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