JP2012131981A - 粘着剤、光学部材用粘着剤、粘着剤層付き光学部材、画像表示装置、活性エネルギー線硬化性粘着剤組成物 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】 側鎖に水酸基を含有するアクリル系樹脂(A1)、側鎖にカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂(A2)、およびエチレン性不飽和基を1つ含有する芳香族化合物(B)を含有する粘着剤組成物[I]が、活性エネルギー線及び/又は熱により硬化されてなることを特徴とする粘着剤。
【選択図】なし
Description
更に、比較的重合が行ないやすい、ベンジルアクリレートやフェノキシエチルアクリレートなどの低分子量の芳香族モノマーを重合に用いた場合には、重合時の残存モノマーが、粘着剤層形成後も残ってしまう可能性があり、その臭気も問題となるものであった。
更には、上記粘着剤を用いてなる光学部材用粘着剤、およびかかる光学部材用粘着剤を含む粘着剤層および光学部材の積層構造を含む粘着剤層付き光学部材、かかる光学部材からなる画像表示装置に関するものである。
一般的に光漏れが発生する要因は、偏光板を耐熱条件下にさらした際の収縮により、偏光板のトリアセチルセルロース(TAC)系保護フィルムに応力が集中し複屈折(正の光弾性係数を有する)が発生したり、粘着剤のアクリルポリマーが同様に偏光板の収縮に追随することにより配向し、複屈折(一般的には負の光弾性係数を有する)を発生するものと推測される。
そこで、本発明では、アクリル系樹脂(A1)および(A2)に正の光弾性係数を有する成分を適量配合して、TAC系保護フィルムの正の光弾性係数と合わせて、従来のアクリルポリマーに発生する負の光弾性を相殺することに着目した。具体的には、正の光弾性係数を有する成分として、芳香族化合物(B)の重合体を一定量使用することによって、耐光漏れ性に優れた粘着剤層付き偏光板を得ることができたものである。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
本発明の粘着剤組成物[I]は、アクリル系樹脂(A)として、側鎖に水酸基を含有するアクリル系樹脂(A1)および側鎖にカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂(A2)の2種を含有し、更にエチレン性不飽和基を1つ含有する芳香族化合物(B)を含有してなるものである。
以下、アクリル系樹脂(A1)として水酸基含有モノマー(a1)を共重合させる方法により製造する場合について説明する。
これら官能基含有モノマー(a3)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、α―メチルスチレン、ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有モノマー;
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリ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、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-モノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシ基およびオキシアルキレン基を含有するモノマー;
メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソプロポキシメチル(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、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド系モノマー;
(メタ)アクリロイルモルホリン、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドN−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、ジメチルアリルビニルケトン等が挙げられる。
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
以下、アクリル系樹脂(A2)をカルボキシル基含有モノマー(a'1)を共重合させる方法により製造する場合について説明する。
これら官能基含有モノマー(a’3)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂(A2)に対するアクリル系樹脂(A1)の含有割合が多すぎると、架橋剤添加量に依存して、大きくゲル分率上昇が発生し、耐久性や耐光漏れ性が低下してしまう傾向があり、少なすぎると粘着力が上昇しすぎてしまう傾向がある。
なお、上記粘着剤組成物[I]中の水酸基、カルボキシル基とは、実質的にアクリル系樹脂(A1)とアクリル系樹脂(A2)に由来する官能基であることが好ましいが、その他構成成分由来の官能基を含むものであってもよい。
かかる(メタ)アクリロイル基を含有する構造部位としては、オキシアルキレン構造も含有する下記一般式(1)で示されるものが好ましい。
nが2以上のポリオキシアルキレン鎖部位の場合は、同一オキシアルキレン鎖のホモ重合体でもよいし、相異なるオキシアルキレン鎖がランダム或いはブロック状に共重合したものでもよい。
また、上記アルキレン基は置換基を有していてもよく、置換基としては、通常ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられるが、これらの中でも水酸基が好ましい。
かかる(メタ)アクリロイル基を含有する構造部位としては、前述した一般式(1)で示されるものが好ましい。
反応しやすい官能基を含む場合には、アクリル系樹脂(A)の架橋ネットワークに取り込まれて、単官能性化合物(B)と後述の多官能性不飽和化合物(C)の硬化物の自由度が失われてしまい、耐光漏れ改良効果が充分に得られないこととなる。
かかる硬化では、単官能性芳香族化合物(B)、および多官能性不飽和化合物(C)が活性エネルギー線および/または熱により重合(ポリマー化)され、硬化される。
また、上記添加剤の他にも、粘着剤組成物[I]の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであっても良い。
℃で1日〜7日間等の条件で行なえばよい。
、重量基準を意味する。
なお、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
[アクリル系樹脂(A1−1)]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a1)1.5部、ブチルアクリレート(a2)98.5部、及び酢酸エチル120部、アセトン45部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A1−1)溶液(重量平均分子量(Mw)150万、分散度(Mw/Mn)3.4、ガラス転移温度−53℃、固形分23%、粘度8000mPa・s(25℃))を得た。
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、アクリル酸(a1’)5部、ブチルアクリレート(a’2)95部、及び酢酸エチル120部、アセトン45部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A2−1)溶液(重量平均分子量(Mw)150万、分散度(Mw/Mn)3.4、ガラス転移温度−53℃、固形分23%、粘度8000mPa・s(25℃))を得た。
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、2−ヒドロキシエチルアクリレート1.5部、ブチルアクリレート98部、アクリル酸0.5部及び酢酸エチル85部、アセトン45部を仕込み、加熱還流開始後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03部を加え、酢酸エチル還流温度で3時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A’−1)溶液(重量平均分子量(Mw)170万、分散度(Mw/Mn)3.4、ガラス転移温度−53℃、固形分17%、粘度8000mPa・s(25℃))を得た。
単官能性芳香族化合物(B−1)として、以下のものを用意した。
・フェニルジエチレングリコールアクリレート(共栄社製、商品名「ライトアクリレートP2HA」:分子量236.3)引火点165℃、揮発残分100%
単官能性芳香族化合物(B−2)として、以下のものを用意した。
・エトキシ化オルトフェニルフェノールアクリレート(日立化成工業社製、商品名「FA−301A」:分子量268引火点170−199℃、揮発残分100%
多官能性不飽和化合物(C−1)として、以下のものを用意した。
・トリメチロールプロパントリアクリレート(分子量296.3)
光重合開始剤(D−1)として、以下のものを用意した。
・ベンゾフェノンと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの質量比1:1の混合物(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア500」)
架橋剤(E−1)として、以下のものを用意した。
・トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物の55%酢酸エチル溶液(日本ポリウレタン社製、「コロネートL−55E」)
シラン系化合物(F−1)として、以下のものを用意した。
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、「KBM403」)
上記のようにして調製,準備した各配合成分を、下記の表2に示す割合で配合することにより光学部材用粘着剤形成材料となる粘着剤組成物を調製し、これを酢酸エチルにて希釈し(粘度〔500〜10000mPa・s(25℃)〕)粘着剤組成物溶液を作製した
。
実施例1および2、比較例2〜4では、得られた粘着剤組成物層をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)上に転写し、フュージョン社製無電極ランプ[LH6UVランプのHバルブ]にてピーク照度:600mW/cm2,積算露光量:240mJ/cm2で紫外線照射を行ない(120mJ/cm2×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で10日間エージングさせて粘着剤層付きPETフィルムを得た。
比較例1では、得られた粘着剤組成物層をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)上に転写し、23℃×50%R.H.の条件下で10日間エージングさせて粘着剤層付きPETフィルムを得た。
得られた粘着剤層付きPETフィルムを40×40mmに切断した後、離型シートを剥がし粘着剤層側を50×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合してから、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて浸漬した際の重量変化にてゲル分率の測定を行なった。
実施例1および2、比較例2、3では、得られた粘着剤組成物層を偏光板(厚み190μm)上に転写し、フュージョン社製無電極ランプ[LH6UVランプのHバルブ]にてピーク照度:600mW/cm2,積算露光量:240mJ/cm2で紫外線照射を行ない(120mJ/cm2×2パス)、23℃×50%R.H.の条件下で10日間エージングさせて粘着剤層付き偏光板を得た。
比較例1では、得られた粘着剤組成物層を偏光板(厚み190μm)上に転写し、23℃×50%R.H.の条件下で10日間エージングさせて粘着剤層付き偏光板を得た。
なお、上記偏光板には、美舘イメージング社製「MLP38U」を用い、延伸軸に対して45℃になるようにカットして使用した。
得られた粘着剤層付き偏光板の離型シートを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラス板(コーニング社製、イーグルXG)に押圧して、偏光板とガラス板とを貼合した後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行ない、その後、下記(1)〜(4)の耐久性試験(耐湿熱試験、ヒートサイクル試験、耐熱試験)において発泡、剥がれの評価を行なった。更に、下記(4)の耐熱試験においては、上記発泡、剥離の評価に加えて、偏光板がクロスニコルになるように表と裏の両面に同じサンプルを貼合した光漏れ観察用サンプルを作製し、光漏れ現象の評価も行なった。
なお、使用した試験片サイズは、20cm×15cmに打抜いて使用した。
(1)耐湿熱試験
60℃、90%R.H.150時間の耐久試験
(2)ヒートサイクル試験
−35℃で60分間放置した後、70℃で60分間放置する操作を1サイクルとして、75サイクル行なう耐久試験
(3)耐熱試験(A)
90℃、150時間の耐久試験
(4)耐熱試験(B)
80℃、150時間の耐久試験および光漏れ
(発泡)
○・・・発泡がほとんど見られない
△・・・発泡がわずかに見られる
×・・・発泡が多く見られる
(剥離)
○・・・0.5mm未満の剥がれ、もしくは0.5mm未満の浮き跡の発生
△・・・0.5mm以上10mm未満の剥がれ、もしくは0.5mm以上
10mm未満の浮き跡の発生
×・・・10mm以上の剥がれ、もしくは10mm以上の浮き跡の発生
(光漏れ)
◎・・・光漏れがほとんどない
○・・・光漏れが僅かに発生
△・・・光漏れが少し発生
×・・・4辺に光漏れが大きく発生
・粘着力の測定
粘着剤層付き偏光板について、幅25mm幅に裁断し、離型フィルムを剥離して、粘着剤層側を無アルカリガラス板(コーニング社製、「コーニング1737」)に押圧して、偏光板とガラス板とを貼合した。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行った後、初期粘着力として23℃・50%R.H.で24時間放置後、経時粘着力として50℃×2日間放置後の粘着力を、に180℃剥離試験にて行なった。
・評価
○・・・初期粘着力が10N/25mm以下で、かつ経時粘着力が20N/25mm以下であり、糊残りがない
×・・・初期粘着力が10N/25mmより大きい、または経時粘着力が20N/25mmより大きい、あるいは糊残りがある
・比較例2の粘着剤は、水酸基含有アクリル系樹脂(A1)および単官能性不飽和化合物(B)を含有するものの、カルボキシル基含有アクリル系樹脂(A2)を含有していない粘着剤組成物を活性エネルギー線照射により硬化して得られた粘着剤であり、リワーク性能、耐光漏れ性能は良好であるが、耐久性に劣るものである。
・比較例3の粘着剤は、水酸基およびカルボキシル基の両方を含有するアクリル系樹脂および単官能性不飽和化合物(B)を含有する粘着剤組成物を活性エネルギー線照射により硬化して得られた粘着剤であり、耐久性、耐光漏れ性能は良好であるが、リワーク性能に劣るものである。
Claims (12)
- 側鎖に水酸基を含有するアクリル系樹脂(A1)、
側鎖にカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂(A2)、
およびエチレン性不飽和基を1つ含有する芳香族化合物(B)
を含有する粘着剤組成物[I]が、活性エネルギー線及び/又は熱により硬化されてなることを特徴とする粘着剤。 - 粘着剤組成物[I]に含まれる水酸基とカルボキシル基の比率(モル比)が、水酸基/カルボキシル基=0.15〜20であることを特徴とする請求項1記載の粘着剤。
- 側鎖に水酸基を含有するアクリル系樹脂(A1)と側鎖にカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂(A2)の配合割合(重量比)が(A1):(A2)=50:50〜95:5であることを特徴とする請求項1または2記載の粘着剤。
- 粘着剤組成物[I]が、エチレン性不飽和化合物を2つ以上含有するエチレン性不飽和化合物(C)を含有することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の粘着剤。
- 粘着剤組成物[I]が、重合開始剤(D)を含有することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の粘着剤。
- 粘着剤組成物[I]が、架橋剤(E)を含有し、架橋剤により架橋されてなることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の粘着剤。
- 架橋剤(E)が、芳香族多価イソシアネート系架橋剤であることを特徴とする請求項6記載の粘着剤。
- 請求項1〜7いずれか記載の粘着剤を用いてなることを特徴とする光学部材用粘着剤。
- 光学部材が偏光板であることを特徴とする請求項8記載の光学部材用粘着剤。
- 請求項8または9記載の光学部材用粘着剤を含む粘着剤層および光学部材の積層構造を含むことを特徴とする粘着剤層付き光学部材。
- 請求項10記載の粘着剤層付き光学部材を用いることを特徴とする画像表示装置。
- 側鎖に水酸基を含有するアクリル系樹脂(A1)、側鎖にカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂(A2)、およびエチレン性不飽和基を1つ含有する芳香族化合物(B)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性粘着剤組成物。
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