JP5046721B2 - 活性エネルギー線硬化型接着性組成物、それを用いた偏光板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、これらの接着剤はいずれも比較的分子量の大きい化合物を配合することを必須要件とするものであり、接着剤の粘度が高くなって接着層の厚さを薄くすることが困難であるという問題があった。
また、特許文献8には、カチオン的に硬化可能な成分と、多官能アクリレート、ラジカル光開始剤、カチオン性光開始剤を含む照射硬化可能な組成物がステレオリソグラフィーによる3次元の成型品の製造に好適であることが記載されている。
(1)ポリビニルアルコール系フィルムとプラスチックフィルムとを接着するための活性エネルギー線硬化型接着性組成物であって、該接着性組成物は(A)(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物と(B)カチオン重合性化合物からなる主剤と、該主剤100重量部に対し、(C)光ラジカル重合開始剤を0.1〜10重量部、及び(D)光カチオン重合開始剤を0.1〜10重量部を含有していて、20℃における粘度が5〜100mPa・sであり、前記主剤は、
(A1)分子中に(メタ)アクリル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物5〜40重量%
(A2)分子中に水酸基と、ただ1つの(メタ)アクリル基を有する(メタ)アクリル系化合物15〜55重量%
(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物15〜65重量%を、含有していることを特徴とする活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(3)(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物が、エポキシ基またはオキセタン基を有していることを特徴とする(1)又は(2)記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(4)(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物が、脂環式エポキシ基を有していることを特徴とする(3)記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(5)(C)光ラジカル重合開始剤がアルキルフェノン系又はアシルフォスフィンオキサイド系の光ラジカル重合開始剤であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(6)(D)光カチオン重合開始剤が、ヨードニウム塩系の光カチオン重合開始剤であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(7)チオキサントン系の光増感剤を併用することを特徴とする(6)記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(8)ポリビニルアルコール系フィルムがポリビニルアルコール系偏光フィルムであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(9)プラスチックフィルムがポリオレフィン系フィルムであることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(10)ポリオレフィン系フィルムが熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムであることを特徴とする(9)記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
(12)ポリビニルアルコール系偏光フィルムと熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムとを(1)〜(10)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物を介して貼合した後、活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化型接着性組成物を硬化させることを特徴とする偏光板の製造方法、
を要旨とするものである。
特に、本発明の接着剤組成物は、接着層の厚さを薄くすることができるので、従来、フィルム状の被着体を接着する場合に必須とされていた分子量の高い化合物を含有していないにもかかわらず、ポリビニルアルコール系フィルムとプラスチックフィルムとを強固に接着できると共に、貼合されたフィルムをロール状に巻き取ることが可能になるという効果を有している。
したがって、本発明の接着剤組成物は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムと熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムの貼合に好適であり、高性能な偏光板を提供することが可能となった。
特に、本発明において分子中に(メタ)アクリル基を2又は3個有する(メタ)アクリル系化合物を使用することが好ましい。更に、(A1)分子中に(メタ)アクリル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物として、分子量が2000以下のものを使用するのが接着性組成物の粘度を5〜100mPa・s以下とする上で好ましい。
これらの中でも、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、4―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)アクリレートが好ましく、特に、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートが好ましいが、最も好ましいのは4−ヒドロキシブチルアクリレートである
(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物は、主剤中に15〜65重量%、特に、20〜55重量%の範囲で含まれるようにするのが好ましい。この含有量が15重量%未満ではポリビニルアルコール系フィルムとプラスチックフィルムとの接着強度が十分ではないので好ましくなく、65重量%を超えると、重合スピードが遅くなり、連続生産に適用できなくなるので好ましくない。
本発明で用いられる(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートや3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル―3’,4’―エポキシシクロヘキセンカルボキシレートなどの脂環式エポキシ基含有(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート等が挙げられるが、特に、脂環式エポキシ基含有(メタ)アクリレートが好ましい。
このような(B2)分子中に(メタ)アクリル基を有さないカチオン重合性化合物としては、例えば、3−エチル−3−エチルヒドロキシメチルオキセタンや3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが挙げられる。
これら長波長側に吸収を有する光ラジカル重合開始剤を使用した場合、メタルハライドランプのように長波長側にもスペクトルを有する紫外線ランプを使用した場合でも速やかに硬化させることができる。その場合、照射時の被着体の温度上昇を抑えることができるという利点を有している。なお、従来、400nm以上の波長に吸収を有する光ラジカル重合開始剤を使用すると接着性組成物が僅かに着色するという問題があったが、本発明の接着性組成物は低粘度であるため極めて薄く塗布できるので問題が生じないという利点も有している。
(C)光ラジカル重合開始剤の配合割合は、主剤の合計量100重量部に対して0.1〜10重量部、特に0.1〜5重量部が好ましい。
本発明においては、(D)光カチオン重合開始剤は主剤の合計量100重量部に対し、通常0.1〜10重量部、特に0.1〜5重量部配合するのが好ましい。
粘度を上記範囲とするためには、従来、プラスチックフィルムの貼合に使用する接着性組成物において、接着強度の向上と柔軟性の付与を目的として配合していた分子量の高い化合物、例えば、分子量が2000以上のウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、末端に(メタ)アクリロイル基を有するジエン化合物等の配合量を極力減らすか、或いは配合しないことで達成することができる。なお、その場合であっても、本発明の接着性組成物は粘度が低いため接着層の厚みが薄いので十分な柔軟性と接着強度を発揮するという特徴を有している。
まず、ポリビニルアルコール系偏光フィルム及び/又は熱可塑性ノルボルネン系フィルムの表面に、本発明の活性エネルギー線硬化型接着性組成物をロールコーター、バーコーター、グラビアロール、接着剤塗布ノズル等の塗布装置を用いて塗布する。その際の、接着性組成物の塗布厚さは、0.5〜5μm、好ましくは0.5〜3μmである。次いで接着塗布層を介してポリビニルアルコール系偏光フィルムの両面に熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムを貼合した後、活性エネルギー線を照射して上記接着性組成物を硬化させ本発明の偏光板を得る。また、偏光板の製造に当たり、ポリビニルアルコール系偏光フィルムと熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムとの密着性を強化するために、必要に応じてあらかじめ熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルム、若しくはポリビニルアルコール系偏光フィルムの表面を公知のコロナ処理、プラズマ処理、UV処理、火炎処理などで、表面を改質することも出来る。
また、上述したように熱可塑性ノルボルネン系フィルム/接着性組成物/ポリビニルアルコール系偏光フィルム/接着性組成物/熱可塑性ノルボルネン系フィルムの構成となるように貼り合わせた場合で、一方の側から紫外線を照射すると照射面側の接着性組成物は十分な照度の紫外線照射を受けるが、その反対面の接着性組成物へは偏光フィルムを通過した紫外線を照射したことになるためおおよそ1/2以下、測定した結果では1/3程度の照度でしか照射されないこととなる。紫外線照射の照度をより高くすれば反対面の照度も高くすることが可能ではあるが、照度を500mW/cm2を超えて高くすると被着物であるポリビニルアルコール系偏光フィルムの性能低下や劣化の原因となるという問題がある。よって、本発明の接着性組成物は、100mW/cm2以下の低照度でも十分に短時間で硬化するが、硬化の際の照度は30〜500mW/cm2、好ましくは50〜300mW/cm2である。また、積算光量は300〜1500mJ/cm2とすることが好ましい。
したがって、一方の面に紫外線吸収剤を添加した熱可塑性ノルボルネン系フィルムを使用した場合であっても、紫外線吸収剤を添加した熱可塑性ノルボルネン系フィルムの反対側からのみ紫外線を照射することによりポリビニルアルコール系偏光フィルムを挿む両方の接着性組成物を容易に硬化させることができる。
このように積層して得られる偏光板は、液晶パネルの少なくとも片面に使用されるべき偏光板として、あるいはサングラス、視力矯正用メガネ等の眼鏡用レンズの少なくとも片面に粘着される偏光板として好ましく適用される。
本実施例においては主剤として以下の(A)(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物及び(B)カチオン重合性化合物を使用した。
1.(A)(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物
<(A1)分子中に(メタ)アクリル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物>
(A1−1) トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート
(A1−2) ε―カプロラクトン変性トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌルレート(新中村化学(株)製、商品名:A−9300−2CL)
(A1−3) エチレンオキシド変性ビスフェノールAジメタクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名:BPE−4)
<(A2)分子中に水酸基と、ただ1つの(メタ)アクリル基を有する(メタ)アクリル系化合物>
(A2−1) ヒドロキシエチルメタクリレート
(A2−2) 4−ヒドロキシブチルアクリレート
(A2−3) 水酸基含有カプロラクトン変性アクリレート(ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFA1DDM)
<(A3) その他の(メタ)アクリル系化合物>
(A3−1) フェノールエチレンオキサイド(n=4)変性アクリレート(東亞合成化学(株)製、商品名:M−102)
2.(B)カチオン重合性化合物
<(B1) (メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物>
(B1−1) 3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート
(B1−2) オキセタンメタクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名:OXE−30)
<(B2) (メタ)アクリル基を有さないカチオン重合性化合物>
(B2−1) 3−エチル−3−エチルヒドロキシメチルオキセタン
(B2−2) 3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
光重合開始剤としてはとしては以下のものを使用した。
<(C)光ラジカル重合開始剤>
(C−1) DAROCUR4265(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)
DAROCUR TPOとDAROCUR1173のブレンド物
(C−2) IRGACURE819(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)
(C−3) IRGACURE184(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)
<(D)光カチオン重合開始剤>
(D−1) IRGACURE250(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)
ヨードニウム塩系の光カチオン重合開始剤
(D−2) UVACURE1590(ダイセル・サイテック(株)製)
スルホニウム塩系の光カチオン重合開始剤
<(E)光増感剤>
(E−1) KAYACURE DTEX―S(日本化薬(株)製)
(E−2) 4−フェニルベンゾフェノン(日本シイベルヘグナー(株)製)
<偏光板の製造>
ポリビニルアルコール系フィルムとして厚み27μmのポリビニルアルコール系偏光フィルム(ヨウ素系偏光フィルム、以下、偏光フィルムという。)、プラスチックフィルムとして厚み60μmの熱可塑性ノルボルネン系フィルム(JSR(株)社製、商品名「アートン」製フィルム、以下、保護フィルムという。)を使用し、偏光フィルムと保護フィルムの間に活性エネルギー線硬化型接着性組成物を塗布厚みが1μmになるように塗布して、保護フィルム(表面側)/偏光フィルム/保護フィルム(裏面側)の順に積層貼合した。次いで、メタルハライドランプを光源にして、紫外線を保護フィルム(表面側)の側から照射して活性エネルギー線硬化型接着性組成物を硬化させ、偏光板を製造し、各種試験に供した。
接着性組成物に対する紫外線の照度(mW/cm2)、積算光量(mJ/cm2)については、保護フィルム(表面側)と偏光フィルムの間の接着性組成物については保護フィルム(表面側)表面の実測値をそのまま、保護フィルム(裏面側)と偏光フィルムの間の接着性組成物については、ブランク試験の結果より、照射した紫外線の照度、スペクトルの分布は保護フィルムを通過しても殆ど変化せず、偏光フィルムを通過した場合はスペクトルの分布は変化せずに強度のみが概ね1/3に減少したことから、保護フィルム(表面側)表面の照度及び積算光量に1/3を乗じた値を採用した。
したがって、照射面の照度が300mW/cm2、積算光量が1500mJ/cm2の場合、裏面側の接着性組成物に対する照度は100mW/cm2、積算光量は500mJ/cm2となる。
上記方法で得られた偏光板25mm巾に裁断して試験片とし、23℃、50%RH環境下で、島津製作所製引張試験機「オートグラフAGS−100B」を用い、JIS K6854−4 接着剤―はく離接着強さ試験方法―第4部:浮動ローラ法に準拠し、引張速度300mm/分で測定した。
<硬化状態>
上記方法で得られた偏光板の界面を剥離し、接着性組成物の硬化状態をタックの有無で評価した。接着性組成物が十分に硬化していない場合はタックが生じる。
<光学特性>
得られた偏光板の光学特性と偏光フィルム自身の光学特性との差異が大きいかどうかで判断した。
○:変化なし、 ×:変化有り
<耐屈曲性>
得られた偏光板を直径30mmの円柱に巻き付け、その際にクラック等が発生したかどうかについて観察した。
○:クラックの発生なし、 ×:クラックの発生有り
(A1−2)ε―カプロラクトン変性トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌルレート20重量%、(A2−2)4−ヒドロキシブチルアクリレート40重量%、(B1−1)3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート40重量%からなる主剤100重量部に対して、光ラジカル重合開始剤としての(C−2)IRGACURE819、(C−3)IRGACURE184、光カチオン重合開始剤としての(D−1)IRGACURE250、及び光増感剤としての(E)KAYACURE DTEXを表1に示す量配合して接着性組成物を調製し、得られた接着性組成物について紫外線の照射量、積算光量を変化させて各種性能を測定した。結果を同じく表1に示す。
また、光開始剤の配合割合を半減させた実施例2の活性エネルギー線硬化型接着性組成物も同様に良好な性能を示した。
表2に示す配合割合で活性エネルギー線硬化型接着性組成物を調製し、得られた接着性組成物について各種性能を測定した。結果を同じく表2に示す。
Claims (12)
- ポリビニルアルコール系フィルムとプラスチックフィルムとを接着するための活性エネルギー線硬化型接着性組成物であって、該接着性組成物は(A)(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物と(B)カチオン重合性化合物からなる主剤と、該主剤100重量部に対し、(C)光ラジカル重合開始剤を0.1〜10重量部、及び(D)光カチオン重合開始剤を0.1〜10重量部を含有していて、20℃における粘度が5〜100mPa・sであり、前記主剤は、
(A1)分子中に(メタ)アクリル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物5〜40重量%
(A2)分子中に水酸基と、ただ1つの(メタ)アクリル基を有する(メタ)アクリル系化合物15〜55重量%
(B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物15〜65重量%を、含有していることを特徴とする活性エネルギー線硬化型接着性組成物。 - (A2)分子中に水酸基を有し、(メタ)アクリル基をただ1つ有する(メタ)アクリル系化合物が、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- (B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物が、エポキシ基またはオキセタン基を有していることを特徴とする請求項1又は2記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- (B1)分子中に(メタ)アクリル基を有するカチオン重合性化合物が、脂環式エポキシ基を有していることを特徴とする請求項3記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- (C)光ラジカル重合開始剤がアルキルフェノン系又はアシルフォスフィンオキサイド系の光ラジカル重合開始剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- (D)光カチオン重合開始剤が、ヨードニウム塩系の光カチオン重合開始剤であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- チオキサントン系の光増感剤を併用することを特徴とする請求項6記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- ポリビニルアルコール系フィルムがポリビニルアルコール系偏光フィルムであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- プラスチックフィルムがポリオレフィン系フィルムであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- ポリオレフィン系フィルムが熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムであることを特徴とする請求項9記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物。
- ポリビニルアルコール系偏光フィルムと熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムとを請求項1〜10のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物を用いて接着してなる偏光板。
- ポリビニルアルコール系偏光フィルムと熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムとを請求項1〜10のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型接着性組成物を介して貼合した後、活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化型接着性組成物を硬化させることを特徴とする偏光板の製造方法。
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