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JP5285591B2 - 粘着剤組成物ならびにこれを用いた光学部材および表面保護フィルム - Google Patents

粘着剤組成物ならびにこれを用いた光学部材および表面保護フィルム Download PDF

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JP5285591B2 JP2009290816A JP2009290816A JP5285591B2 JP 5285591 B2 JP5285591 B2 JP 5285591B2 JP 2009290816 A JP2009290816 A JP 2009290816A JP 2009290816 A JP2009290816 A JP 2009290816A JP 5285591 B2 JP5285591 B2 JP 5285591B2
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Description

本発明は、粘着剤組成物ならびにこれを用いた光学部材および表面保護フィルムに関する。
最近、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、有機EL装置などのフラットパネルディスプレイ(FPD)の使用が拡大している。これに伴い、FPDに使用される粘着剤の開発が行われている。
かかる粘着剤も細かく分ければ様々な用途も用いられ、いわゆる光学シート(光学部材)の粘着部位として用いられたり、流通、製造過程において傷や汚れを防止することを目的とした表面保護フィルムの粘着部位として用いられたりする。一方で、FPDの需要は高まるばかりであり、それに伴って、光学シート(光学部材)や表面保護フィルムの需要も高まっている。
それらの高まる需要に応えるために、それらに用いられる粘着剤の硬化条件(例えば、硬化温度や硬化時間)をより低減させて粘着層の生産性を高めることが望まれている。また、基材として用いられるシートやフィルムへの熱への影響を考えれば、硬化温度や硬化時間を低減する条件によって粘着層を製造し品質を高めることが好ましいと言える。
このように、光学シート(光学部材)、表面保護フィルムの生産性に影響する粘着剤の硬化条件をより緩やかにするという技術を開発することは急務であると言える。
ところで、上記のような用途に用いられうる粘着剤についての技術が、例えば、特許文献1に開示されている。
特開2008−063350号公報
これらの特許文献においては、上記硬化条件が問題となっているという認識が欠如している。そのため、これらの特許文献に開示されている技術によっては、粘着剤として同様の特性(例えば、ゲル分率が同等、粘着力が同等)を発揮させようとすると、硬化条件をより厳しくしなければならない。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、粘着剤の硬化条件をより緩やかにして、粘着層の生産性を高め、ひいては、光学シート(光学部材)や表面保護フィルムの生産性および品質を向上させることを課題とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、(1)(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部と、(2)過酸化物を含む架橋剤 0.05〜5質量部およびベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤 0.1〜5質量部を有する架橋剤組成物と、を有する、粘着剤組成物を用いることによって、上記課題を解決する。
本発明のさらに好ましい態様は、前記ベンゾトリアゾール化合物が、下記式(I)〜(V):
ただし、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基またはハロゲン原子を表わし、pが2〜4である場合には、Rは、それぞれ同一であってもあるいは異なるものであってもよく;
pは、0〜4であり;
は、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基及び炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群より選択される置換基を表わし;
は、水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基、フェニル基、フェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル基及び1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群より選択される置換基を表わし;
qは、1〜3である、
で示される化合物から選択される粘着剤組成物である。
本発明のさらに好ましい態様は、
前記ベンゾトリアゾール化合物が、下記式:
から選択される少なくとも1種である、粘着剤組成物である。
本発明のさらに好ましい態様は、前記過酸化物が、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−チルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジラウロイルパーオキシド、ジ−n−オクタノイルパーオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキシド、ジベンゾイルパーオキシドおよびt−ブチルパーオキシブチレートからなる群から選択される少なくとも1種である、粘着剤組成物である。
本発明のさらに好ましい態様は、
前記(メタ)アクリル系ポリマーが、
(A)(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、
(B)カルボキシル基含有モノマーと、
(C)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマーと、
の少なくとも1種を含む、粘着剤組成物である。
粘着剤の硬化条件がより緩やかになり、粘着層の生産性が向上し、ひいては、光学シート(光学部材)や表面保護フィルムの生産性および品質の向上に繋がる。
本発明は、(1)(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部と、(2)過酸化物を含む架橋剤 0.05〜5質量部およびベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤 0.1〜5質量部を有する架橋剤組成物と、を有する、粘着剤組成物である。本発明は、特定量の(メタ)アクリル系ポリマーに、特定量の架橋剤組成物が含有されている構成に特徴を有する。このような構成であることによって、粘着剤の硬化条件がより緩やかになり、粘着層の生産性が向上し、ひいては、光学シート(光学部材)や表面保護フィルムの生産性および品質の向上に繋がる。
従来においては、粘着剤を硬化するにあたり、過酸化物を含む架橋剤によって架橋を行うという技術は知られている。本発明者らは、本発明を完成させるにあたり鋭意研究を行う過程において、かかる技術は硬化時間の短縮に寄与することもあるが、より高い温度で架橋を行って硬化させる必要があることを見出した。つまり、加熱のために大きなエネルギーが必要になったり、かかる熱によって、基材として用いられるシートやフィルムへ悪影響を及ぼしたりする問題が生じることを見出した。
本発明においては、架橋をする際に用いられる過酸化物を含む架橋剤に、ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤を併用させることによって、架橋に要する加熱時間を短縮しながら、加熱温度を低くすることができる。換言すると、過酸化物を含む架橋剤に、ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤を配合する場合としない場合とを比較すると、粘着剤として同様の特性(例えば、ゲル分率が同等、粘着力が同等)、つまり、同等の粘着物性を発揮させようとしたときに、同じ加熱温度であればより短い時間で、同じ時間であればより低い加熱温度で行うことができる。
本発明におけるベンゾトリアゾール化合物を架橋助剤として用いるという技術的思想は、他にはない画期的なものである。まず、架橋に要する加熱時間を短縮できる。また、加熱温度を低くすることができる。このため、加熱に要するエネルギーが削減する。そのため、環境に対しても優しい。さらに、基材として用いられるシートやフィルムへの熱への影響が低減するため、粘着剤組成物から形成される粘着層を備える光学部材および表面保護フィルムの品質が向上する。また、「過酸化物を含む架橋剤」に、「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」を配合しない場合、耐熱性や、耐湿熱性に劣ることがあるが、配合する場合、優れた耐熱性や、優れた耐湿熱性を維持する。
なお、ベンゾトリアゾール化合物を架橋助剤として用いた場合に奏する上記の効果のメカニズムは明らかにはなっていないが、以下のように推測される。すなわち、過酸化物を架橋剤として用いる場合、ラジカルが主鎖の近傍にできるため、結合(架橋)するに十分に主鎖同士が近づく必要があり、そのような挙動に時間が必要となると考えられる。本発明においては、ベンゾトリアゾール化合物がその間(架橋点)に介在し、ベンゾトリアゾール化合物が、過酸化物架橋が行われる際の助剤として機能するため、架橋速度が上がるのではないかと考えられる。しかしながら、かかるメカニズムは推測に過ぎず、本発明の技術的範囲がこれに限定されないのは言うまでもない。
なお、上記のような観点からすると、本発明は、過酸化物を含む架橋剤およびベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤を有する架橋剤組成物も提供される。
以下、本発明の粘着剤組成物について詳細に説明する。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタアクリレートの総称である。(メタ)アクリル酸等の(メタ)を含む化合物等も同様に、名称中に「メタ」を有する化合物と「メタ」を有さない化合物の総称である。
(1)(メタ)アクリル系ポリマー
本発明の粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系ポリマーを含む。
本発明で用いる(メタ)アクリル系ポリマーは、特に制限はされないが、好ましくは、以下の成分を含む。つまり、(メタ)アクリル系ポリマーが、(A)(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、(B)カルボキシル基含有モノマーと、(C)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマーと、の少なくとも1種を含むと好ましい。本発明で用いられる(メタ)アクリル系ポリマーは、単一の構成単位のみからなるものであっても、または異なる構成単位からなるものであってもよい。好ましくは、後者の場合である。その場合、各構成単位は、ランダム、ブロックのいずれの形態で付加してもよい。
(A)(メタ)アクリル酸エステルモノマー
本発明の(メタ)アクリル系ポリマーにおいて使用されうる(メタ)アクリル酸エステルモノマー(以下、単に「成分(A)」とも称する)は、分子中にヒドロキシ基を有さない(メタ)アクリル酸のエステルである。(メタ)アクリル酸エステルモノマーの具体例としては、以下に制限されないが、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(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−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタデカフルオロオキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、2,3−ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートがより好ましい。特に、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートがよい。
(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの量は、単量体量全体100質量部に対して99.9〜89.2質量部であることが好ましく、99.8〜90.5質量部であることがより好ましく、99.7〜93.6質量部であることがさらに好ましい。かかる範囲であると粘着物性を制御しやすい。
(B)カルボキシル基含有モノマー
本発明の(メタ)アクリル系ポリマーにおいて使用されうるカルボキシル基含有モノマー(以下、単に「成分(B)」とも称する)は、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和モノマーである。カルボキシル基含有モノマーの具体例としては、以下に制限されないが、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、およびオレイン酸などが挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらのうち、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
本発明において、カルボキシル基含有モノマーの量は、単量体量全体100質量部に対して0〜9質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜8質量部、さらに好ましくは0.1〜6質量部である。かかる範囲であると耐熱性とタックのバランスを取りやすい。つまり、カルボキシル基は極性が高く、カルボキシル基含有モノマーの重合体はTgが高くなるため、耐熱性が良好となる。しかし、多すぎるとタックが低下し、粘着剤としての機能が低下する可能性がある。
(C)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマー
本発明の(メタ)アクリル系ポリマーにおいて使用されうるヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマー(以下、単に「成分(C)」とも称する)は、分子中にヒドロキシ基を有するアクリル系モノマーである。ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマーの具体例としては、以下に制限されないが、2−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(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、N−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等が挙げられ、さらに、アルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有化合物と、(メタ)アクリル酸との付加反応により得られる化合物等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、2−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(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートが好ましく、2−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(メタ)アクリレート、N−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドがより好ましい。特に、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
ヒドロキシ基含有アクリル系モノマーの使用量は、単量体量全体100質量部に対して0〜9質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜8質量部、さらに好ましくは0.2〜5質量部である。かかる範囲であると被着体との濡れ性を上げることに効果がある。詳細は明らかではないが、このような濡れ性が発現するのは、ヒドロキシ基に極性があるためと考えられる。
ここで、後述もするが、本発明の粘着剤組成物は、光学部材や表面保護フィルムの粘着部位として好ましく用いられる。つまり、本発明においては、本発明の粘着剤組成物から形成される粘着層を備える、光学部材や、本発明の粘着剤組成物から形成される粘着層を備える、表面保護フィルムも提供される。
本発明の粘着剤組成物を、光学部材に用いることを考慮すると、耐久信頼性の観点から(メタ)アクリル系ポリマーの構造は、(A)(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、(B)カルボキシル基含有モノマーとを必須に含むことが好ましい。
本発明の粘着剤組成物を、表面保護フィルムに用いることを考慮すると、被着体との濡れ性の観点から(メタ)アクリル系ポリマーの構造は、(A)(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、(C)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル系モノマーとを必須に含むことが好ましい。
なお、必要に応じて、上記成分(A)〜(C)と共重合可能なその他のモノマーが用いられる。その他のモノマーは特に制限されず、具体的な例としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するアクリル系モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−tert−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド(メタ)アクリレート等のアミノ基を有するアクリル系モノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のアミド基を有するアクリル系モノマー;2−メタクリロイルオキシエチルジフェニルホスフェート(メタ)アクリレート、トリメタクリロイルオキシエチルホスフェート(メタ)アクリレート、トリアクリロイルオキシエチルホスフェート(メタ)アクリレート等のリン酸基を有するアクリル系モノマー;スルホプロピル(メタ)アクリレートナトリウム、2−スルホエチル(メタ)アクリレートナトリウム、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基を有するアクリル系モノマー;ウレタン(メタ)アクリレート等のウレタン基を有するアクリル系モノマー;p−tert−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、o−ビフェニル(メタ)アクリレート等のフェニル基を有するアクリル系ビニルモノマー;、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエチル)シラン、ビニルトリアセチルシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン基を有するビニルモニマー;スチレン、クロロスチレン、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリロニトリル、ビニルピリジン等が挙げられる。これらその他のモノマーは、単独で使用してもよいし2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらのその他のモノマーの中でも、(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレートが好ましく、(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
その他のモノマーを使用する場合の使用量は、成分(A)〜(C)の合計量100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜5質量部であることがより好ましく、0.3〜2質量部であることが特に好ましい。
なお、上記成分(A)の使用量は、0質量部ではないことが好ましい。すなわち、本発明の(メタ)アクリル系ポリマー中に、成分(A)に由来する構成単位が、必ず含まれていることが好ましい。好ましくは、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計量が100質量部となるようにする。
本発明の(メタ)アクリル系ポリマーの製造方法は、特に制限されず、重合開始剤を使用する溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、薄膜重合法、噴霧重合法など従来公知の方法を用いることができる。重合制御の方法としては、断熱重合法、温度制御重合法、等温重合法などが挙げられる。また、重合開始剤により重合を開始させる方法の他に、放射線、電子線、紫外線等を照射して重合を開始させる方法を採用することもできる。中でも重合開始剤を使用する溶液重合法が、分子量の調節が容易であり、また不純物も少なくできるために好ましい。例えば、溶剤として酢酸エチル(エチルアセテート)、トルエン、メチルエチルケトン等をモノマーの合計量100質量部に対して、好ましくは60〜200質量部用い、重合開始剤を、モノマーの合計量100質量部に対して、好ましくは0.01〜0.50質量部を添加し、窒素雰囲気下で、例えば反応温度60〜110℃で、3〜10時間反応させることで得られる。なお、重合開始剤の添加は2度以上に分けて行ってもよい。
前記重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビスシアノ吉草酸等のアゾ化合物;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド 、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
上記各成分を共重合することによって得られる(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は好ましくは20万〜200万であり、より好ましくは40万〜160万である。重量平均分子量(Mw)の範囲がかかる範囲であると耐久性やリワーク性において効果がある。なお、本発明において、重量平均分子量は、ポリスチレン換算の値を採用し、下記方法で測定された値である。
<重量平均分子量>
下記の測定方法・測定条件により測定する。
(2)架橋剤組成物
本発明の粘着剤組成物は、架橋剤組成物を含む。本発明で用いる架橋剤組成物は、過酸化物を含む架橋剤と、ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤とを含む。
上記のように、本発明においては、架橋をする際に用いられる「過酸化物を含む架橋剤」に、「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」を併用させるという点に特徴を有する。かような構成によって、架橋に要する加熱時間を短縮しながら、加熱温度を低くすることができる。換言すると、過酸化物を含む架橋剤に、ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤を配合する場合としない場合とを比較すると、粘着剤として同様の特性(例えば、ゲル分率が同等、粘着力が同等)、つまり、同等の粘着物性を発揮させようとしたときに、同じ加熱温度であればより短い時間で、同じ時間であればより低い加熱温度で行うことができる。つまり、架橋に要する加熱時間を短縮できる。また、加熱温度を低くすることができる。このため、加熱に要するエネルギーが削減する。そのため、環境に対しても優しい。さらに、基材として用いられるシートやフィルムへの熱への影響が低減するため、粘着剤組成物から形成される粘着層を備える光学部材および表面保護フィルムの品質が向上する。
(過酸化物を含む架橋剤)
本発明の架橋剤に用いる過酸化物としては、加熱によりラジカルを発生して粘着剤組成物の架橋を達成できるものであれば使用可能であるが、作業性や安定性を勘案して、1分間半減期温度が好ましくは80℃〜160℃、より好ましくは90℃〜140℃の過酸化物を使用すると好ましい。1分間半減期温度が低すぎると塗布乾燥する前に保存時に反応が起こり粘度が高くなり塗布不能となる場合があり、高すぎると架橋反応時の温度が高くなり副反応が起こったり、過酸化物が残存して経時での架橋が進行したりするおそれがある。
なお、過酸化物の半減期とは、過酸化物の分解速度を表す指標であって、過酸化物の分解量が半分になる時間であり、任意の時間で半減期を得るための分解温度や、任意の温度での半減期時間に関しては、メーカーカタログ等に記載されており、例えば、日本油脂株式会社発行の有機過酸化物カタログ第9版(2003年5月)に記載されている。
このような過酸化物としては、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート(1分間半減期温度90.6℃)、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(同92.1℃)、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(同92.4℃)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(同103.5℃)、t−ヘキシルパーオキシピバレート、(同109.1℃)、t−ブチルパーオキシピバレート(同110.3℃)、ジラウロイルパーオキシド(同116.4℃)、ジ−n−オクタノイルパーオキシド(同117.4℃)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同124.3℃)、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキシド(同128.2℃)、ジベンゾイルパーオキシド(同130.0℃)、t−ブチルパーオキシブチレート(同136.1℃)などが挙げられ、架橋反応効率に優れるジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネートやジラウロイルパーオキシド、ジベンゾイルパーオキシドが好ましく用いられる。特に、分解温度の観点からジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネートが好ましい。
架橋剤は、過酸化物のみから構成されても、または、他の架橋剤を含んでもよいが、前者の方が好ましい。
本発明の粘着剤組成物においては、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、架橋剤組成物を構成する過酸化物を含む架橋剤が、0.05〜5質量部含まれる。0.05質量部未満であると、架橋が不十分となり、ゲル分率が低くなりすぎ、粘着剤としての用途に用いることができない。また、粘着剤が柔らかいことから、粘着シート裁断時に糊のはみ出しが多く発生し、工程性の低下という問題もある。一方で、5質量部を超えると、架橋が進みすぎ、ゲル分率が高くなりすぎ、粘着剤としての用途に用いることができない。また、低温安定性が悪くなるという問題もある。つまり、低温状態で結晶が析出し、表面保護フィルムや光学部材の用途も用いることができない場合がある。
本発明の粘着剤組成物を、光学部材(特に、偏光板)に用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成する過酸化物を含む架橋剤が、好ましくは0.3質量部以上、4.5質量部以下、より好ましくは1.0質量部以上、4.0質量部以下、さらに好ましくは2.0質量部を超えて、3.8質量部以下である。過酸化物を含む架橋剤の配合量がかかる範囲であると良好な耐熱性を発現する架橋度を実現するという効果がある。
本発明の粘着剤組成物を、光学部材(特に、ハードコートPET)に用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成する過酸化物を含む架橋剤が、好ましくは0.3質量部以上、4.5質量部以下、より好ましくは1.0質量部以上、4.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以上、3.8質量部以下である。過酸化物を含む架橋剤の配合量がかかる範囲であると良好な耐熱性を発現する架橋度を実現するという効果がある。
本発明の粘着剤組成物を、表面保護フィルムに用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成する過酸化物を含む架橋剤が、好ましくは0.3質量部以上、4.5質量部以下、より好ましくは1.0質量部以上、4.0質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以上、3.8質量部以下である。過酸化物を含む架橋剤の配合量がかかる範囲であると粘着力を低減させるという効果がある。
(ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤)
本発明の架橋助剤に用いるベンゾトリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール基を有する化合物であれば、特に制限されない。具体的には、下記式(I)〜(V):
で示される化合物などが挙げられる。なお、上記式(II)の化合物は、異性体が存在するが、本発明は、すべての異性体ともを包含する。なお、「異性体」とは、如何なる構造異性体及び位置異性体、互変異性形態、シス−トランス異性体及び立体異性体、例えば、鏡像異性形態及びラセミ混合物も含む。
上記式(I)〜(V)において、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基またはハロゲン原子を表わす。ここで、炭素原子数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基がある。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子がある。これらのうち、Rは、メチル基、エチル基、フッ素原子、塩素原子が好ましく、メチル基、塩素原子がより好ましい。また、Rが複数個存在する(pが2〜4である)場合には、これらのRは、それぞれ同一であってもあるいは異なるものであってもよい。また、pは、0〜4であり、好ましくは0〜1であり、より好ましくは0である。なお、上記式(I)〜(V)において、「pが0である」とは、置換基Rが存在しない、即ち、置換基Rがすべて水素原子であることを意味する。
は、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基及び炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基(シクロアルキルアルキレン基)からなる群より選択される置換基を表わす。ここで、炭素原子数1〜12のアルキル基としては、特に制限されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及び2−エチルヘキシル基等の、直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基が挙げられる。また、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基としては、特に制限されないが、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基があり、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基がある。1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基としては、特に制限されないが、好ましくは、炭素原子数1ないし4のアルキル基、例えば、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、イソブチル基、tert−ブチル基で置換されたシクロペンチル基及びシクロヘキシル基がある。炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基(シクロアルキルアルキレン基)としては、特に制限されないが、例えば、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロペンチル−1,1−エチル基、シクロヘキシル−1,1−エチル基、シクロペンチル−1,2−エチル基又はシクロヘキシル−1,2−エチル基がある。これらのうち、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
は、水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基(シクロアルキルアルキレン基)、フェニル基、フェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基(フェニルアルキレン基)、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル基及び1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基からなる群より選択される置換基を表わす。ここで、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換された炭素原子数5〜7のシクロアルキル基、炭素原子数5〜7のシクロアルキル−炭素原子数1〜4のアルキル基(シクロアルキルアルキレン基)は、上記置換基Rの定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、フェニル基、フェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基(フェニルアルキレン基)、1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル基及び1〜3個の炭素原子数1〜4のアルキルで置換されたフェニル−炭素原子数1〜4のアルキル基としては、特に制限されないが、例えば、フェニル基、ベンジル基、1−若しくは2−フェニルエチル基、4−メチル若しくは4−エチルクミル基、4−メチルベンジル基がある。これらのうち、Rは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
また、qは、1〜3であり、好ましくは1〜2であり、1が特に好ましい。
上記した式(I)〜(V)のベンゾトリアゾール基を有する化合物としては、1,2,3−ベンゾトリアゾール、1−(メトキシメチル)−1H−ベンゾトリアゾール、1−(ホルムアミドメチル)−1H−ベンゾトリアゾール、1−(イソシアノメチル)−1H−ベンゾトリアゾール、4−メチルベンゾトリアゾール、5−メチルベンゾトリアゾール、5−クロルベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、トリルトリアゾールのカリウム塩、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。これらは、単独であるいは組み合わせて使用することができるが、これらのうちでは、取り扱いの容易さや金属腐食防止効果の点から1,2,3−ベンゾトリアゾール、1−(メトキシメチル)−1H−ベンゾトリアゾール、1−(ホルムアミドメチル)−1H−ベンゾトリアゾール、1−(イソシアノメチル)−1H−ベンゾトリアゾールが好ましい(下記化学式参照)。
また、ベンゾトリアゾール基を有する化合物は、合成によって製造してもあるいは市販品を使用してもよい。市販品としては、下記表に示されるような東京化成工業(株)製、精工化学株式会社製のものなどが使用されうる。
なお、架橋助剤は、ベンゾトリアゾール化合物のみから構成されてもよいし、他の架橋助剤を含んでもよいが、前者が好ましい。
本発明の粘着剤組成物においては、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤が、0.1〜5質量部含まれる。0.1質量部未満であると、使用効果が見られないという問題がある。一方で、5質量部を超えると、粘着剤層から析出するという問題がある。
本発明の粘着剤組成物を、光学部材(特に、偏光板)に用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤が、好ましくは0.3〜4.0質量部、より好ましくは0.4〜3.0質量部、さらに好ましくは0.5〜2.5質量部である。架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤の配合量がかかる範囲であると良好な架橋助剤として作用するという効果がある。
本発明の粘着剤組成物を、光学部材(特に、ハードコートPET)に用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤が、好ましくは0.3〜3.0質量部、より好ましくは0.4〜2.0質量部、さらに好ましくは0.3〜1.5質量部である。架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤の配合量がかかる範囲であると良好な架橋助剤として作用するという効果がある。
本発明の粘着剤組成物を、表面保護フィルムに用いることを考慮すると、架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤が、好ましくは0.3〜4.0質量部、より好ましくは0.4〜3.0質量部、さらに好ましくは0.5〜2.5質量部である。架橋剤組成物を構成するベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤の配合量がかかる範囲であると良好な架橋助剤として作用するという効果がある。
上記のように、本発明は、過酸化物を含む架橋剤およびベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤を有する架橋剤組成物も提供される。
本発明の粘着剤組成物における架橋剤組成物の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、好ましくは0.5〜6.0質量部、より好ましくは1.0〜5.5質量部、さらに好ましくは2.0〜4.5質量部である。
かかる架橋剤組成物における「過酸化物を含む架橋剤」と「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」との組成比は、架橋性の観点から、「過酸化物を含む架橋剤」:「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」が、3:40〜15:1、より好ましくは1:3〜10:1、さらに好ましくは2:5〜38:5である。
また、本発明の粘着剤組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤を使用することで、反応性が向上し、架橋物の機械的強度や粘着力を向上させることができる。このようなシランカップリング剤は、特に限定されない。具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス−(3−〔トリエトキシシリル〕プロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
さらには、エポキシ基(グリシドキシ基)、アミノ基、メルカプト基、(メタ)アクリロイル基等の官能基を有するシランカップリング剤と、これらの官能基と反応性を有する官能基を含有するシランカップリング剤、他のカップリング剤、ポリイソシアネートなどを、各官能基について任意の割合で反応させて得られる加水分解性シリル基を有する化合物も使用できる。
上記シランカップリング剤は、合成してもよいし市販品を使用してもよい。シランカップリング剤の市販品としては、例えば、KBM−303、KBM−403、KBE−402、KBM−403、KBE−502、KBE−503、KBM−5103、KBM−573、KBM−802、KBM−803、KBE−846、KBE−9007(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
これらシランカップリング剤の中でも、KBM−303、KBM−403、KBE−402、KBM−403、KBM−5103、KBM−573、KBM−802、KBM−803、KBE−846、KBE−9007が好ましく、KBM−403がより好ましい。なお、上記シランカップリング剤は、単独で使用されてもよいし2種以上組み合わせて使用されてもよい。
本発明において、上記シランカップリング剤の使用量は、特に制限されない。具体的には、上記シランカップリング剤の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、好ましくは0.01〜2.0質量部、より好ましくは0.03〜0.8質量部、さらに好ましくは0.05〜0.3質量部である。この範囲にあれば、優れた耐熱性および接着性を発揮しうる。
なお、下記もするが、光学部材としては、例えば、偏光板、ハードコートPETなどが好ましく使用される。ここで、ハードコートPETに関しては、熱による影響を受けにくいため、本発明の粘着剤組成物にシランカップリング剤を含ませないことが好ましい。換言すると、本発明の粘着剤組成物には、シランカップリング剤が非存在であることが好ましい。
偏光板に関しては、偏光板の中に一般的に含まれている一軸延伸されたPVA(ポリビニルアルコール)は熱による影響を受けやすいため、本発明の粘着剤組成物にシランカップリング剤を含ませることが好ましい。
また、本発明の粘着剤組成物を、表面保護フィルムに用いることを考慮する場合、粘着力の経時変化の観点や、コストを抑えるとの観点、剥離フィルムの剥離性の観点から、本発明の粘着剤組成物にシランカップリング剤を含ませないことが好ましい。換言すると、本発明の粘着剤組成物には、シランカップリング剤が非存在であることが好ましい。
また、本発明の粘着剤組成物は、密着向上剤を含んでもよい。かような成分が含まれると、基材との密着性が上がり、基材からの浮きや剥がれなどを抑制または防止することができる効果がある。
密着向上剤としては、特に制限されないが、イソシアネート化合物が好ましく使用される。これらのうち、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。中でも、適度な凝集力を得る観点から、イソシアネート化合物やエポキシ化合物が特に好ましく用いられる。これらの化合物は、単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
より具体的には、イソシアネート化合物としては、たとえばブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート類、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体などのイソシアネート付加物などが挙げられる。
また、例えば、トリアリルイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリデンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ジイソシアネート類;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ジイソシアネート類;トランスシクロヘキサンー1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6−XDI(水添XDI)、H12−MDI(水添MDI)などの脂環式ジイソシアネート類;上記ジイソシアネートのカルボジイミド変性ジイソシアネート類;またはこれらのイソシアヌレート変性ジイソシアネート類などを私用してもよい。また、上記イソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらイソシアネート化合物のビウレット体やイソシアヌレート体も好適に使用することができる。
上記イソシアネート系化合物は、合成してもよいし市販品を使用してもよい。イソシアネート系硬化剤の市販品としては、例えば、コロネートL(登録商標)(トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物)、コロネートHL(トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物)、コロネートHX(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)、コロネート2030、コロネート2031(以上、日本ポリウレタン工業株式会社製)、タケネート(登録商標)D−102、タケネート(登録商標)D−110N、タケネート(登録商標)D−200、タケネート(登録商標)D−202(以上、三井化学ポリウレタン株式会社製)、デュラネート(商標)24A−100、デュラネート(商標)TPA−100、デュラネート(商標)TKA−100、デュラネート(商標)P301−75E、デュラネート(商標)E402−90T、デュラネート(商標)E405−80T、デュラネート(商標)TSE−100、デュラネート(商標)D−101、デュラネート(商標)D−201(以上、旭化成ケミカルズ株式会社製)等が挙げられる。
これらイソシアネート系硬化剤の中でも、コロネートL(登録商標)、コロネートHL、タケネート(登録商標)D110N、デュラネート(商標)24A−100が好ましく、コロネートL、タケネート(登録商標)D110Nがより好ましく、コロネートL(登録商標)が特に好ましい。
本発明の粘着剤組成物においては、密着向上剤を使用する場合の使用量は、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、好ましくは0.01〜3.0質量部、より好ましくは0.02〜1.5質量部、さらに好ましくは0.03〜0.8質量部である。密着向上剤を使用する場合の使用量が、上記範囲であると、粘着剤の基材への投錨力向上の効果がある。
なお、本発明の粘着剤組成物をハードコートPETに適用する場合、ハードコートPETは、熱による影響を受けにくいため、本発明の粘着剤組成物に密着向上剤を含ませないことが好ましい。換言すると、本発明の粘着剤組成物には、密着向上剤が非存在であることが好ましい。
また、本発明の粘着剤組成物は、硬化促進剤、イオン性液体、リチウム塩、無機充填剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、安定剤、粘着付与樹脂、改質樹脂(ポリオール樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン樹脂等)、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、染料、顔料(着色顔料、体質顔料等)、処理剤、紫外線遮断剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤および溶剤のような添加剤を含んでもよい。
これらのうち、硬化促進剤としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、JCS−50(城北化学工業株式会社製)、フォーメートTK−1(三井化学株式会社製)等が挙げられる。
イオン性液体としては、例えば、ホスホニウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、グアニジニウムイオン、アンモニウムイオン、イソウロニウムイオン、チオウロニウムイオン、ピペリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、スルホニウムイオン等のカチオン成分と、アニオン成分としては、ハロゲンイオン、硝酸イオン、硫酸イオン、燐酸イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオン、亜硫酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、蟻酸イオン、蓚酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、アルキルスルホン酸イオン等のアニオン成分と、を有する物質が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、イルガノックス(登録商標)1010、イルガノックス(登録商標)1035FF、イルガノックス(登録商標)565(いずれも、チバ スペシャリティ ケミカルズ株式会社製)等が挙げられる。
粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン酸、重合ロジン酸およびロジン酸エステル等のロジン類、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族飽和炭化水素樹脂ならびに石油樹脂等が挙げられる。
上記添加剤を使用する場合の、添加剤の使用量は、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部に対して、0.1〜20質量部である。
本発明の粘着剤組成物は、上記で述べた各成分を一括に混合するか、各成分を順次混合するか、または任意の複数の成分を混合した後に残りの成分を混合するなどして、均一な混合物となるように撹拌することにより製造することができる。より具体的には、必要に応じて加温、例えば30〜40℃の温度に加温し、スターラーなどで均一になるまで、例えば10分〜5時間撹拌することにより調製することができる。また、本発明の粘着剤組成物を製造するに際しては、架橋剤組成物を含ませる必要があるが、これは、「過酸化物を含む架橋剤」と、「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」とを一括に混合してもよいし、各成分を順次混合してもよいことを付言しておく。つまり、「過酸化物を含む架橋剤」と、「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」と一括に混合して架橋剤組成物という形態にしてもよいし、「過酸化物を含む架橋剤」と、「ベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤」とを順次混合して架橋剤組成物という形態にしてもよい。好ましくは工程性の観点から順次混合する方法が好ましい。
上記のように粘着剤組成物を調製(製造)し、加熱を行うことによって、後述する粘着層を作製(製造)する。本発明の粘着剤組成物は上記の工夫がなされているため、粘着剤の硬化条件がより緩やかになり、粘着層の生産性が向上し、ひいては、光学シート(光学部材)や表面保護フィルムの生産性および品質の向上に繋がる。
(光学部材)
本発明の粘着剤組成物は、種々の基材の貼り合わせに使用することができる。ここで使用できる基材としては、ガラス、プラスチックフィルム、紙または金属箔等が挙げられる。ガラスとしては、一般的な無機ガラスが挙げられる。プラスチックフィルムにおける、プラスチックとしては、例えばポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、非結晶性ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体および塩素化ポリプロピレン等が挙げられる。非結晶性ポリオレフィン系樹脂は、通常、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのような環状ポリオレフィンの重合単位を有するものであり、環状オレフィンと鎖状環状オレフィンとの共重合体であってもよい。市販されている非結晶性ポリオレフィン系樹脂として、JSR株式会社の商品名アートン、日本ゼオン株式会社のZEONEX(登録商標)、ZEONOR(登録商標)、三井化学株式会社のAPO、アペル(登録商標)などがある。非結晶性ポリオレフィン系樹脂を製膜してフィルムにするには、溶剤キャスト法、溶融押出法など、公知の方法が適宜用いられる。また、紙としては、模造紙、上質紙、クラフト紙、アートコート紙、キャスターコート紙、純白ロール紙、パーチメント紙、耐水紙、グラシン紙および段ボール紙等を挙げることができ。金属箔としては、例えばアルミニウム箔等を挙げることができる。
したがって、本発明は、本発明の粘着剤組成物から形成される粘着層を備える、光学部材をも提供する。
光学部材としては、例えば、偏光板、ハードコートPET、位相差板、プラズマディスプレイ用光学フィルム、タッチパネル用導電フィルムなどが好ましく挙げられる。このうち、本発明の粘着剤組成物は、偏光板とガラスとの接着性に優れている。もちろん、本発明は、上記の形態に限定されるものではなく、他の部材の接着に使用することも可能である。
本発明の粘着剤組成物は、光学部材の片面あるいは両面に直接塗布して粘着層を形成して使用されてもよいし、剥離フィルム上に粘着層を予め形成し、これを光学部材の片面あるいは両面に転写することにより使用されてもよい。
本発明の粘着剤組成物の塗工は、従来公知の方法に従えばよく、例えば、ナチュラルコーター、ナイフベルトコーター、フローティングナイフ、ナイフオーバーロール、ナイフオンブランケット、スプレー、ディップ、キスロール、スクイーズロール、リバースロール、エアブレード、カーテンフローコーター、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、ベーカーアプリケーターおよびグラビアコーター等の装置を用いる種々の塗工方法が挙げられる。また、本発明の粘着剤組成物の塗布厚さ(乾燥後の厚さ)は、使用する基材および用途に応じて選択すればよいが、好ましくは5〜30μmであり、より好ましくは15〜25μmである。
光学部材において、本発明の粘着剤組成物の粘度は、特に制限されない。しかしながら、塗工のしやすさ、該組成物から形成される粘着層の膜厚の制御のしやすさなどを考慮すると、25℃における粘度が好ましくは1000〜8000mPa・s、より好ましくは3000〜7500mPa・sである。
光学部材において、粘着層(粘着剤組成物)の粘着力は、2.0〜15.0(N/25mm)程度が好ましく、3.0〜12.0(N/25mm)程度がより好ましい。
本発明の粘着剤組成物から得られる粘着層は、本発明の粘着剤組成物を用いて形成される。上述したように本発明の粘着剤組成物によれば、架橋に要する加熱時間を短縮しながら、加熱温度を低くすることができる。そして、適度な粘着力や基材への密着性を有し、金属腐食耐食性、耐被着体汚染性、低温安定性、透明性に優れ、また、高温・高圧条件下(オートクレーブ処理時)での発泡を抑制・防止する。
(表面保護フィルム)
本発明の粘着剤組成物は、種々の基材の貼り合わせに使用することができるが、表面保護フィルム、特に光学部材用の表面保護フィルムに好適に使用できる。したがって、本発明は、保護フィルムと、前記保護フィルムの少なくとも一方の面に形成される粘着層とを備える表面保護フィルムであって、前記粘着層が本発明の粘着剤組成物を含む、表面保護フィルムを提供する。
本発明において、保護フィルムとしては、特に制限されず、公知の保護フィルムを同様にして使用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレンなどのフィルムあるいはこれらの複合フィルム等の樹脂フィルムを用いることができるが、特に、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、保護フィルムは、例えば15〜50μm程度の厚みを有するものを用いることができる。
また、保護フィルムへの粘着層の形成は、本発明の粘着剤組成物を保護フィルムに直接塗布する方法や、本発明の粘着剤組成物を一旦別の基材(例えば剥離ライナーなど)に塗布形成したものを転写する方法等によって行うことができる。
粘着剤組成物の塗布方法は、特に制限されず、粘着テープの製造に用いられる公知の方法が用いられる。具体的には、ナチュラルコーター、ナイフベルトコーター、フローティングナイフ、ロールコート、エアーナイフコート、ナイフオーバーロール、ナイフオンブランケット、スプレー、ディップ、キスロール、スクイーズロール、リバースロール、エアブレード、カーテンフローコーター、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、ベーカーアプリケーターおよびグラビアコーター等の装置を用いる種々の塗工方法が挙げられる。これらのうち、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、エアーナイフコート、ダイコート法が好ましく使用される。
本発明の粘着剤組成物の粘度は、特に制限されない。しかしながら、塗工のしやすさ、該組成物から形成される粘着層の膜厚の制御のしやすさなどを考慮すると、25℃における粘度が好ましくは1000〜8000mPa・s、より好ましくは3000〜7500mPa・sである。
保護フィルム上に形成される組成物の塗布厚さ(粘着層の厚さ)は、特に制限されず、所望の用途によって適宜選択できる。好ましくは、保護フィルム上に形成される組成物の塗布厚さ(粘着層の厚さ;乾燥後の厚さ)は、3〜200μm、より好ましくは10〜100μm程度である。
本発明の表面保護フィルムは、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルに貼り合わされる光学部材を保護する用途に用いることができる。光学部材としては例えば、偏光板、位相差板、輝度向上板、又は防眩シートなどを含むものである。なお、光学部材は、偏光板と位相差板を積層したものや位相差板の積層体、偏光板と輝度向上板または防眩シートの積層体など、光学素材を2層以上積層したものであってもよい。
また、本発明の表面保護フィルムは、光学部材が単独で流通する場合のみならず、光学部材がフラットディスプレイパネルに貼り合わされた状態で流通される場合にも使用されうる。
本発明の表面保護フィルムにおいて、保護フィルムに形成された粘着層(粘着剤組成物)の粘着力は、0.02〜1.0(N/25mm)程度が好ましく、0.05〜0.8(N/25mm)程度がより好ましい。
本発明の粘着剤組成物から得られる粘着層は、本発明の粘着剤組成物を用いて形成される。上述したように本発明の粘着剤組成物によれば、架橋に要する加熱時間を短縮しながら、加熱温度を低くすることができる。そして、適度な粘着力や基材への密着性を有し、金属腐食耐食性、耐被着体汚染性、低温安定性、透明性に優れ、また、高温・高圧条件下(オートクレーブ処理時)での発泡を抑制・防止する。
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
なお、合成例で得られた重合体溶液の固形分および粘度、ならびに重合体(A)の重量平均分子量の測定は、以下の方法で行った。
<固形分(乾燥残分)>
重合体溶液 約1gを、精秤したガラス皿に精秤する。105℃で1時間乾燥した後室温に戻し、ガラス皿と残存固形分との合計の質量を精秤する。ガラス皿の質量をX、乾燥する前のガラス皿とポリマー溶液との合計の質量をY、ガラス皿と残存固形分との合計の質量Zとして、下記数式1により固形分を算出した。
<粘度>
ガラス瓶に入れたポリマー溶液を25℃に温調し、B型粘度計により測定した。
1.光学部材
(偏光板)
(実施例1)
還流器および攪拌機を備えたフラスコに、n−ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製)99質量部、アクリル酸(株式会社日本触媒製)1質量部、および酢酸エチル130質量部を投入した。次いで、窒素置換を行いながら65℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.075質量部を加え、65℃を維持しつつ6時間重合を行った。重合反応終了後、酢酸エチル270質量部を加えて希釈を行い、重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分(乾燥残分)は17.0質量%、粘度は5.0Pa・sであった。 上記重合体溶液588質量部(重合体の固形分換算100質量部)に、
架橋剤であるパーロイルTCP(ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、日油株式会社製)1.0質量部、
架橋助剤であるベンゾトリアゾール(精工化学株式会社製 ベンゾトリアゾールR)2.0質量部、
密着向上剤であるコロネート(登録商標)L(トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物、日本ポリウレタン工業株式会社製) 0.04質量部(固形分換算0.03質量部、固形分75%)、
および
シランカップリング剤であるKBM−403(3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、信越化学工業株式会社製) 0.1質量部
を記載の順番で添加し、室温(25℃)で10分間混合し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。
この溶液を、剥離PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、MRF38、厚み:38μm)上に、乾燥後の厚さが25μmとなるように塗布した。130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、偏光板に貼り合わせをし、粘着層付き偏光板を作製した。
(実施例2〜3)
実施例1において、粘着剤組成物の組成を表1のように変更したことを除いては、実施例1と同様に粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。そして、実施例1と同様に130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、偏光板に貼り合わせをし、粘着層付き偏光板を作製した。
(比較例1〜2)
実施例1において、組成を表1のように変更し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。そして、
比較例1は、130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、偏光板に貼り合わせをし、粘着層付き偏光板を作製した。
比較例2は、130℃で6分間乾燥させることによって粘着層を形成し、偏光板に貼り合わせをし、粘着層付き偏光板を作製した。
(ハードコートPET)
(実施例4)
還流器および攪拌機を備えたフラスコに、n−ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製)95質量部、アクリル酸(株式会社日本触媒製)5質量部、および酢酸エチル130質量部を投入した。次いで、窒素置換を行いながら65℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.075質量部を加え、65℃を維持しつつ6時間重合を行った。重合反応終了後、酢酸エチル270質量部を加えて希釈を行い、重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分は17.0質量%、粘度は5.0Pa・sであった。
上記重合体溶液588質量部(重合体の固形分換算100質量部)に、
架橋剤であるパーロイルTCP(ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、日油株式会社製)2.5質量部、
架橋助剤であるベンゾトリアゾール(精工化学株式会社製 型番ベンゾトリアゾールR)0.5質量部、
を記載の順番で添加し、室温(25℃)で10分間混合し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。
この溶液を、剥離PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、MRF38、厚み:38μm)上に、乾燥後の厚さが25μmとなるように塗布した。130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、ハードコートPET(厚み、100μm)に貼り合わせをし、粘着層付きハードコートPETを作製した。
(実施例5)
実施例4において、粘着剤組成物の組成を表1のように変更したことを除いては、実施例4と同様に粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。そして、実施例4と同様に130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、ハードコートPETに貼り合わせをし、粘着層付きハードコートPETを作製した。
(比較例3〜4)
実施例4において、組成を表1のように変更し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。そして、
比較例3は、130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、ハードコートPETに貼り合わせをし、粘着層付きハードコートPETを作製した。
比較例4は、130℃で6分間乾燥させることによって粘着層を形成し、ハードコートPETに貼り合わせをし、粘着層付きハードコートPETを作製した。
上記のようにして得られた実施例1〜3および比較例1〜2の粘着層付き偏光板ならびに実施例4〜5および比較例3〜4の粘着層付き偏光板について、下記の方法に従って、各性能を評価した。
<耐熱性試験>
120mm(偏光板MD方向)×60mmに裁断し、ガラス板(Glass板)に貼り合わせし、50℃、0.49MPa(5kg/cm)の条件で20分間オートクレーブ処理を行った。その後、80℃の雰囲気下で120時間放置した後の外観を観察した。
下記表1中、「良好」は発泡、浮き、剥がれが観察されなかったことを、「発泡」は発泡、浮き、剥がれが観察されたことを、それぞれ表す。
<耐湿熱性試験>
120mm(偏光板MD方向)×60mmに裁断し、ガラス板に貼り合わせし、50℃、0.49MPa(5kg/cm)の条件で20分間オートクレーブ処理を行った。その後、60℃、90%RHの雰囲気下で120時間放置した後の外観を観察した。
下記表1中、「良好」は発泡、浮き、剥がれが観察されなかったことを、「発泡」は発泡、浮き、剥がれが観察されたことを、それぞれ表す。
<粘着力>
25mm幅に裁断し、ガラス板に貼り合わせ、50℃、0.49MPa(5kg/cm)の条件下で20分間オートクレーブ処理を行った。貼り付け後20分後に、引っ張り試験機を用いて、20℃、50%RHの雰囲気下で剥離角90度、剥離速度0.3m/分で、JIS Z0237(2000年)に記載の粘着テープ・粘着シート試験方法に準じて粘着力の測定を行った。なお、afは界面破壊を、cfは凝集破壊を示す。
<ゲル分率>
各実施例、比較例で作製した粘着層を有する偏光板、粘着層付きハードコートPETの代わりに、剥離処理したポリエステルフィルムを使用して、ゲル分率を測定した。ゲル分率は、23℃、50%RHの雰囲気下で放置した粘着剤組成物約0.1gを秤量して、重量W(g)を測定した。これをサンプル瓶に採取し、酢酸エチルを約30g加えて24時間放置した。所定時間経過後の該サンプル瓶の内容物を200メッシュのステンレス製金網(膜の重量をW2(g))にてろ別し、金網および残留物を90℃で1時間乾燥させた全体の重量W(g)を測定した。ゲル分率は、これらの測定値から下記数式2により算出した。なお、下記の表面保護フィルムについても同様にゲル分率を算出した。
2.表面保護フィルム
(実施例6)
還流器および攪拌機を備えたフラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート(株式会社日本触媒製)98質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(株式会社日本触媒製)2質量部、および酢酸エチル150質量部を投入した。次いで、窒素置換を行いながら65℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部を加え、65℃を維持しつつ2時間重合を行い、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2質量部を加え、70℃に昇温し、4時間重合を行った。重合反応終了後、酢酸エチル80質量部を加えて希釈を行い、重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分は30.0質量%、粘度は4.0Pa・sであった。 上記重合体溶液333質量部(重合体の固形分換算100質量部)に、
架橋剤であるパーロイルTCP(ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、日油株式会社製)、1.0質量部、
架橋助剤であるベンゾトリアゾール(精工化学株式会社製 ベンゾトリアゾールR)2.0質量部、
密着向上剤であるコロネート(登録商標)L(トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物、日本ポリウレタン工業株式会社製) 0.13質量部(固形分換算0.1質量部、固形分75%)を記載の順番で添加し、室温(25℃)で10分間混合し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。
この溶液を、剥離PETフィルム(三菱樹脂株式会社製、MRF38、厚み:38μm)上に、乾燥後の厚さが25μmになるよう塗布し、130℃で3分間乾燥させて、粘着層を形成した後、さらに粘着層側を、PETフィルム(東レ株式会社製、商品名 ルミラー(登録商標)S10#25、厚み:25μm)に貼り合わせることで、粘着層付き表面保護フィルムを作製した。
(実施例7〜8)
実施例6において、組成を表2のように変更し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。
そして、実施例6と同様に130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、PETフィルムに貼り合わせをし、粘着層付き表面保護フィルムを作製した。
(比較例5〜6)
実施例6において、組成を表2のように変更し、粘着剤組成物が溶解している溶液を得た。
比較例5は、130℃で3分間乾燥させることによって粘着層を形成し、PETフィルムに貼り合わせをし、粘着層付き表面保護フィルムを作製した。
比較例6は、130℃で6分間乾燥させることによって粘着層を形成し、PETフィルムに貼り合わせをし、粘着層付き表面保護フィルムを作製した。
上記のようにして得られた実施例6〜8および比較例5〜6の粘着層付き表面保護フィルムについて、下記の方法に従って、各性能を評価した。
<粘着力>
25mm幅に裁断し、ガラス板に貼り合わせ、貼合せの20分後に、引っ張り試験機を用いて、20℃、50%RHの雰囲気下で剥離角90度、剥離速度0.3m/分で、JIS Z0237(2000年)に記載の粘着テープ・粘着シート試験方法に準じて粘着力の測定を行った。なお、afは界面破壊を、cfは凝集破壊を示す。

Claims (5)

  1. (1)(メタ)アクリル系ポリマー 100質量部と、
    (2)過酸化物を含む架橋剤 0.05〜5質量部およびベンゾトリアゾール化合物を含む架橋助剤 0.1〜5質量部を有する架橋剤組成物と、
    を有する、粘着剤組成物。
  2. 請求項1に記載の粘着剤組成物から形成される粘着層を備える、表面保護フィルム。
  3. 請求項1に記載の粘着剤組成物から形成される粘着層を備える、光学部材。
  4. 前記過酸化物を含む架橋剤の含量が2質量部を超える、請求項3に記載の光学部材。
  5. 前記粘着剤組成物が、シランカップリング剤をさらに含む、請求項3または4に記載の光学部材。
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