WO2022004238A1 - 光硬化性組成物および透明粘着シート - Google Patents
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- C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
- C09J7/38—Pressure-sensitive adhesives [PSA]
Definitions
- the present invention relates to a photocurable composition and a transparent pressure-sensitive adhesive sheet.
- the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-12950 filed in Japan on June 30, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
- touch panels that double as display devices and input means have been widely used in fields such as smartphones, tablets, personal computers, and game machines.
- Some touch panels have a built-in liquid crystal display, which is a display unit, and a capacitive sensor, which is a touch sensor unit.
- a liquid crystal display generally has a liquid crystal cell in which a liquid crystal compound is enclosed between two transparent electrode substrates, and a polarizing film bonded to both sides of the liquid crystal cell via an adhesive layer.
- the polarizing film has high electrical insulation. Therefore, static electricity is likely to be generated in the polarizing film. Therefore, it is necessary to prevent the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell from being disturbed by the static electricity generated in the polarizing film.
- Patent Document 1 describes a pressure-sensitive adhesive sheet containing an antistatic agent as a pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer.
- Patent Document 1 describes that the pressure-sensitive adhesive contains a (meth) acrylic acid ester polymer or a crosslinked product thereof.
- the pressure-sensitive adhesive composition is crosslinked by heat treatment to form a pressure-sensitive adhesive layer. Therefore, there is an inconvenience that it takes time and effort to form the pressure-sensitive adhesive layer. Further, in a pressure-sensitive adhesive sheet having a pressure-sensitive adhesive layer containing an antistatic agent, it is required to suppress a decrease in adhesive strength with time.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a photocurable composition capable of forming a pressure-sensitive adhesive layer containing an antistatic agent and capable of maintaining adhesive strength for a long period of time by a simple method.
- the purpose is.
- Another object of the present invention is to provide a transparent pressure-sensitive adhesive sheet having an antistatic performance, a pressure-sensitive adhesive strength that can be maintained for a long period of time, and a pressure-sensitive adhesive layer that can be formed by a simple method.
- the first aspect of the present invention is the photocurable composition according to the following [1].
- [1] (Meta) Acryloyloxy group-containing polyurethane (A) and Ethylene unsaturated group-containing monomer (B) and With antistatic agent (C), Containing a photopolymerization initiator (D),
- the (meth) acryloyloxy group-containing polyurethane (A) has a skeleton containing a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from polyisocyanate, and has a (meth) acryloyloxy group at a plurality of terminals (a1).
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) contains a first monomer (B-0) which is a hydroxy group-containing (meth) acrylate.
- the antistatic agent (C) is a photocurable composition characterized by being a fluorine-containing alkali metal imide salt.
- the first aspect of the present invention preferably includes the features described in the following [2] to [8]. Further, the following features can be preferably combined with two or more.
- the antistatic agent (C) is one or more selected from a salt of an alkali metal cation and a bis (fluorosulfonyl) imide anion, and a salt of an alkali metal cation and a bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide anion.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) has a second monomer (B-1) having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of ⁇ 5 ° C. or higher, and a homopolymer glass transition temperature (Tg).
- the photocurable composition according to any one of [1] to [3], further comprising a third monomer (B-2) having a temperature of less than ⁇ 5 ° C.
- the second monomer (B-1) is a cyclic alkyl (meth) acrylate.
- the third monomer (B-2) is contained in an amount of 10 to 60% by mass.
- the mass ratio ((B-1) :( B-2)) of the second monomer (B-1) and the third monomer (B-2) is 20:80 to 50:50.
- the second aspect of the present invention is the transparent pressure-sensitive adhesive sheet according to the following [9].
- [9] A transparent pressure-sensitive adhesive sheet having a pressure-sensitive adhesive layer made of a cured product of the photocurable composition according to any one of [1] to [8].
- the present invention it is possible to provide a photocurable composition which contains an antistatic agent and can form a pressure-sensitive adhesive layer capable of maintaining adhesive strength for a long period of time by a simple method.
- the transparent adhesive sheet of the present invention has an antistatic property, can maintain an adhesive force for a long period of time, and has an adhesive layer that can be formed by a simple method.
- the photocurable composition and the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present invention will be described in detail.
- the present invention is not limited to the embodiments shown below.
- the present invention can be added, omitted, replaced, changed, or the like with respect to numbers, types, positions, quantities, ratios, materials, configurations, etc., without departing from the spirit of the present invention.
- the photocurable composition of the present embodiment contains a (meth) acryloyloxy group-containing polyurethane (A), an ethylenically unsaturated group-containing monomer (B), an antistatic agent (C), and a photopolymerization initiator (D). ) And.
- the photocurable composition of the present embodiment is preferably used as a material for forming the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet.
- the (meth) acryloyloxy group-containing polyurethane (A) of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “polyurethane (A)”) has a skeleton containing a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from a polyisocyanate.
- a polyurethane having a (meth) acryloyloxy group at a plurality of terminals hereinafter, also referred to as "polyurethane (a1) is included.
- polyurethane means both ends when the polyurethane is a linear polymer.
- polyurethane is a branched polymer, it means two or more ends of the same number of ends as the number of each branched chain.
- the polyurethane (A) may contain not only polyurethane (a1) but also polyurethane other than polyurethane (a1).
- the polyurethane other than the polyurethane (a1) has a skeleton including a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from a polyisocyanate like the polyurethane (a1), and unlike the polyurethane (a1), 1 Examples thereof include polyurethane having a (meth) acryloyloxy group only at one end (hereinafter, also referred to as “polyurethane (a2)”).
- the terminal of the polyurethane (a2) having no (meth) acryloyloxy group preferably has any one selected from an isocyanato group, a structure derived from an alkyl alcohol, and a structure derived from an alkyl isocyanate, and has a structure derived from an alkyl alcohol. It is more preferable to have.
- the polyurethane (a2) has a function of adjusting the cohesive force in the cured product of the photocurable composition containing the polyurethane (A).
- the polyurethane (A) does not contain components other than the polyurethane (a1) and the polyurethane (a2) contained as needed.
- the polyoxyalkylene polyol (polyoxyalkylene polyol used as a raw material) having a structure derived from the polyoxyalkylene polyol contained in the skeleton of polyurethane (a1) and the skeleton of polyurethane (a2) has an alkylene chain having 2 to 4 carbon atoms. Is preferable. Specific examples include polyoxyethylene polyol, polyoxypropylene polyol, polyoxybutylene polyol and the like.
- the polyoxyalkylene polyol having a structure derived from the polyoxyalkylene polyol may contain one kind of alkylene chain or may contain two or more kinds of alkylene chains.
- the polyoxyalkylene polyol having a structure derived from the polyoxyalkylene polyol is preferably one having two or three hydroxyl groups at the terminal (diol type or triol type polyoxyalkylene polyol), and is preferably a polyoxyalkylene glycol (diol). Type) is more preferable, and polypropylene glycol having an alkylene chain having 3 carbon atoms is particularly preferable.
- the hydroxyl value is preferably 20 to 120 mgKOH / g, more preferably 30 to 100 mgKOH / g, and further preferably 40 to 80 mgKOH / g. preferable.
- Specific examples of polypropylene glycol include, for example, polypropylene glycol having a hydroxyl group (hydroxy group) having a hydroxyl value of 56 mgKOH / g at the end (Actcol D-2000 (trade name); Mitsui Chemicals, number average molecular weight 2000, diol type. ) And so on.
- the hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol is the hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol measured according to JIS K0070. That is, it means the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize free acetic acid when 1 g of polyoxyalkylene polyol is acetylated. Specifically, it can be obtained by acetylating the hydroxyl group in the sample (polyoxyalkylene polyol) with acetic anhydride and titrating the free acetic acid generated at that time with a potassium hydroxide solution.
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polyol is preferably 500 to 5,000, more preferably 800 to 4,000, and even more preferably 1,000 to 3,000.
- the pressure-sensitive adhesive layer made of a cured product of the photocurable composition containing polyurethane (A) synthesized using the polyoxyalkylene polyol has high adhesive strength.
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polyol is 5,000 or less, the polyurethane (A) synthesized using the polyoxyalkylene polyol contains a sufficient amount of urethane bonds. Therefore, the pressure-sensitive adhesive layer made of a cured product of the photocurable composition containing polyurethane (A) has a good cohesive force.
- the structure derived from the polyoxyalkylene polyol contained in the skeleton of the polyurethane (a1) and the structure derived from the polyoxyalkylene polyol contained in the skeleton of the polyurethane (a2) may be the same or different. ..
- the structure derived from the polyoxyalkylene polyol contained in the skeleton of the polyurethane (a1) and the skeleton of the polyurethane (a2) may be of only one type, or may be a structure containing two or more types.
- the polyurethane (a1) and the polyurethane (a2) may have a structure in which two or more kinds of polyoxyalkylene polyol-derived structures are bonded with a polyisocyanate-derived structure interposed therebetween.
- Polyisocyanate used as a raw material having a structure derived from the polyisocyanate contained in the skeleton of polyurethane (a1) and the skeleton of polyurethane (a2)
- a compound having a plurality of isocyanato groups may be used, and diisocyanate may be used. preferable.
- diisocyanate examples include tolylene diisocyanate and its hydrogen additive, xylylene diisocyanate and its hydrogen additive, diphenylmethane diisocyanate and its hydrogen additive, 1,5-naphthylene diisocyanate and its hydrogen additive, hexamethylene diisocyanate, and trimethyl.
- diisocyanate examples include hexamethylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyldiisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, norbornan diisocyanate and the like.
- polyisocyanates it is preferable to use an isophorone diisocyanate or a hydrogenated diphenylmethane diisocyanate from the viewpoint of controlling the light resistance of the polyurethane (A) synthesized using the polyisocyanate and the reactivity with the polyoxyalkylene polyol.
- a hydrogenated agent of diphenylmethane diisocyanate in terms of reactivity with a polyoxyalkylene polyol.
- polyisocyanate having a structure derived from the polyisocyanate examples include Death Module W (trade name: manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.), which is a hydrogenated additive of diphenylmethane diisocyanate, and VESTANT IPDI (trade name:), which is an isophorone diisocyanate. EVONIK) and the like.
- the structure derived from polyisocyanate contained in the skeleton of polyurethane (a1) and the structure derived from polyisocyanate contained in the skeleton of polyurethane (a2) may be the same or different.
- the structure derived from polyisocyanate contained in the skeleton of polyurethane (a1) and the skeleton of polyurethane (a2) may be of only one type, or may be a structure containing two or more types.
- the polyurethane (a1) and the polyurethane (a2) may have the same structure derived from the polyisocyanate contained in the skeleton and the structure derived from the polyoxyalkylene polyol. , Each may be different.
- the polyurethane (a1) and the polyurethane (a2) have the same polyisocyanate-derived structure and polyoxyalkylene polyol-derived structure contained in the skeleton, the polyurethane (a1) and the polyurethane (a2) can be synthesized at the same time. Polyurethane (A) can be efficiently produced.
- the ratio of the polyurethane (a1) contained in the polyurethane (A) is preferably 80 to 100%, more preferably 90 to 100%, still more preferably 100%, based on the number of molecules. That is, it is preferable that the polyurethane (A) is only the polyurethane (a1).
- the ratio of the polyurethane (a1) contained in the polyurethane (A) is 80% or more, the cured product of the photocurable composition containing the polyurethane (A) has a large cohesive force, which is preferable.
- the ratio of the polyurethane (a2) contained in the polyurethane (A) is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 10%, still more preferably 0%, based on the number of molecules.
- the terminal of 90 to 100% has a (meth) acryloyloxy group, more preferably 95 to 100%, still more preferably 100%.
- photocuring containing polyurethane (A) is performed. The cohesive force of the cured product obtained by curing the sex composition is sufficiently high.
- the ratio of the number of terminals into which the (meth) acryloyloxy group is introduced to the total number of terminals contained in the polyurethane (A) is determined by using an infrared absorption spectrum (IR) method, a nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) method, or the like. It can be calculated using the result of analysis of the polyurethane (A).
- IR infrared absorption spectrum
- NMR nuclear magnetic resonance spectrum
- the ratio of the number of terminals into which is introduced can be adjusted by the method for producing polyurethane (A) described later.
- the mass average molecular weight of polyurethane (A) (total of polyurethane (a1) and polyurethane other than polyurethane (a1) contained as needed) is preferably 30,000 to 200,000, preferably 50, It is more preferably 000 to 150,000, and even more preferably 60,000 to 100,000.
- the mass average molecular weight of the polyurethane (A) is 30,000 or more, the flexibility of the cured product obtained by curing the photocurable composition containing the polyurethane (A) becomes good. Further, when the mass average molecular weight of the polyurethane (A) is 200,000 or less, the photocurable composition containing the polyurethane (A) can be easily handled and the workability is improved.
- the mass average molecular weight of polyurethane (A) is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC-101; Showa Denko Corporation Shodex®) (hereinafter referred to as GPC). ..
- GPC gel permeation chromatography
- the measurement conditions of GPC are as follows. Column: LF-804 (manufactured by Showa Denko KK) Column temperature: 40 ° C Sample: 0.2 mass% tetrahydrofuran solution of polyurethane (A) Flow rate: 1 ml / min Eluent: Tetrahydrofuran detector: RI detector (differential refractive index detector)
- the content of polyurethane (A) in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 15 to 55% by mass, and 25 to 45% by mass. Is even more preferable.
- the content of the polyurethane (A) is 10% by mass or more, the cured product obtained by curing the photocurable composition has a sufficient cohesive force, and excellent adhesive force can be obtained. Further, the softness of the pressure-sensitive adhesive layer made of this cured product is within an appropriate range, and air bubbles are less likely to be caught between the pressure-sensitive adhesive layer and the adherend. Further, when the content of the polyurethane (A) is 60% by mass or less, the cured product obtained by curing the photocurable composition has sufficient flexibility.
- the pressure-sensitive adhesive layer made of this cured product has good wettability with respect to the adherend. Further, when the content of the polyurethane (A) is 60% by mass or less, the content of the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) in the photocurable composition can be sufficiently secured. As a result, the cured product obtained by curing the photocurable composition has more excellent adhesive strength.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) is a monomer other than the polyurethane (A) and having an ethylenically unsaturated group such as a vinyl group and a (meth) acryloyloxy group.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) may be a monofunctional monomer or a polyfunctional monomer.
- the term "monofunctional" of a monofunctional monomer means that the number of ethylenically unsaturated groups is only one. Further, in the present specification, the "polyfunctionality" of the polyfunctional monomer means that the number of ethylenically unsaturated groups is two or more.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) contains a first monomer (B-0) which is a hydroxy group-containing (meth) acrylate.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) may contain not only the first monomer (B-0) but also a monomer containing no hydroxy group in addition to the first monomer (B-0).
- the first monomer (B-0) may be any (meth) acrylate containing a hydroxy group, and is not particularly limited.
- the first monomer (B-0) preferably does not have a carboxy group that interacts with the antistatic agent (C).
- the first monomer (B-0) may be used alone or in combination of two or more.
- Preferred examples of the first monomer (B-0) include hydroxyalkyl (meth) acrylates.
- the alkyl group of the hydroxyalkyl (meth) acrylate preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms.
- Tg ⁇ 32 ° C.
- 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and / or 2-hydroxybutyl (meth) acrylate are used as the first monomer (B-0) because a pressure-sensitive adhesive layer having excellent adhesive strength can be obtained. Is particularly preferred.
- the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) contains two or more kinds of monomers, two kinds so that the glass transition temperature (Tg) of the cured product obtained by curing the photocurable composition is within a desired range. It is preferable to appropriately select the types of the above monomers and use them in combination.
- a first monomer (B-0) and a second monomer containing no hydroxy group and having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of ⁇ 5 ° C. or higher ( B-1) and a third monomer (B-2) which does not contain a hydroxy group and has a glass transition temperature (Tg) of a homopolymer of less than ⁇ 5 ° C. can be used in combination.
- the glass transition temperature (Tg) of the homopolymer in the present invention is the glass transition temperature (Tg) of the homopolymer (monopolymer of the monomer).
- Tg of various homopolymers is known as "Adhesive Technology Handbook” (published in March 1997) by Nikkan Kogyo Shimbun Co., Ltd. and "Polymer Handbook 4th Edition” (published by Wiley-Interscience). Date: 1999).
- the value obtained by the following method is adopted for the following method. That is, a homopolymer solution obtained by solution-polymerizing the target monomer is cast and dried on a release liner to prepare a test sample.
- differential scanning calorimetry was performed by changing the temperature from ⁇ 120 ° C to 280 ° C at a heating rate of 10 ° C / min using a differential scanning calorimeter (DSC), and the heat absorption start temperature due to glass transition was performed. Is (Tg) of the homopolymer.
- Tg glass transition temperature
- Propyl methacrylate (Tg 35 ° C)
- iso-propyl acrylate (Tg -3 ° C)
- tert-butyl acrylate (Tg 43 ° C)
- tert-butyl methacrylate (Tg 20 ° C)
- isobutyl methacrylate (Tg 48 ° C).
- Tg 39 ° C.
- these second monomers (B-1) those having a glass transition temperature (Tg) of 0 to 100 ° C. of the homopolymer are used from the viewpoint of heat-resistant yellowing of the cured product obtained by curing the photocurable composition. Is preferable.
- Tg glass transition temperature
- third monomers (B-2) since a cured product having excellent adhesive strength can be obtained, it is preferable to use a homopolymer having a glass transition temperature (Tg) of -100 to -20 ° C.
- Tg glass transition temperature
- the content of the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 39 to 89% by mass, more preferably 43 to 82% by mass, and further preferably 55 to 70% by mass. preferable.
- the content of the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) is 39% by mass or more, a cured product having better adhesive strength can be obtained.
- the content of the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) is 89% by mass or less, the cohesive force of the cured product obtained by curing the photocurable composition is improved, and a cured product having more excellent adhesive strength can be obtained. Be done.
- the content of the first monomer (B-0), which is a hydroxy group-containing (meth) acrylate, in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 3 to 25% by mass, more preferably 3 to 20% by mass. 8 to 15% by mass is more preferable.
- the content of the first monomer (B-0) is 3% by mass or more, a cured product having better adhesive strength can be obtained.
- the content of the first monomer (B-0) is 25% by mass or less, a cured product having good water resistance can be obtained.
- the content of the second monomer (B-1) in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, still more preferably 15 to 30% by mass.
- the content of the second monomer (B-1) is 5% by mass or more, a cured product having good heat resistance can be obtained.
- the content of the second monomer (B-1) is 40% by mass or less, a cured product having better adhesive strength can be obtained.
- the content of the third monomer (B-2) in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 15 to 50% by mass, still more preferably 20 to 40% by mass.
- the content of the third monomer (B-2) is 10% by mass or more, a cured product having good flexibility can be obtained.
- the content of the third monomer (B-2) is 60% by mass or less, a cured product having better adhesive strength can be obtained.
- the mass ratio [(B-1) :( B-2)] of the second monomer (B-1) and the third monomer (B-2) in the photocurable composition of the present embodiment is from 20:80 to It is preferably 50:50, more preferably 30:70 to 40:60. When the mass ratio is in the above range, a cured product having excellent bonding properties and durability can be obtained.
- the antistatic agent (C) of the present embodiment is a fluorine-containing alkali metal imide salt composed of an alkali metal cation and a fluorine-containing imide anion.
- alkali metal cation contained in the fluorine-containing alkali metal imide salt include lithium cation, sodium cation, potassium cation and the like, and lithium cation is preferable because of its high ionic conductivity.
- the polyurethane (A) contains the polyurethane (a1)
- the whitening phenomenon of the cured product occurs even if the fluorine-containing lithium metalimide salt is contained as the antistatic agent (C). It is unlikely to occur and can maintain transparency for a long period of time. This is because the structure derived from the polyoxyalkylene polyol contained in the skeleton of polyurethane (a1) and the lithium ion contained in the antistatic agent (C) form a complex, and the antistatic agent (antistatic agent) in the photocurable composition. This is due to the improvement in compatibility of C).
- the whitening phenomenon of the cured product is likely to occur.
- whitening is likely to occur under high temperature and high humidity.
- a cured product that easily causes a whitening phenomenon is not preferable as an adhesive layer used for bonding optical members.
- the content of the antistatic agent (C) is reduced in order to suppress the whitening phenomenon of the cured product, a cured product having sufficient antistatic performance cannot be obtained.
- the antistatic agent (C) of the present embodiment is one or more selected from a salt of an alkali metal cation and a bis (fluorosulfonyl) imide anion, and a salt of an alkali metal cation and a bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide anion.
- the alkali metal cation of the antistatic agent (C) is a lithium cation. That is, it is more preferably one or more selected from a salt of a lithium cation and a bis (fluorosulfonyl) imide anion and a salt of a lithium cation and a bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide anion.
- the bis (fluorosulfonyl) imide anion is an anion represented by (SO 2 F) 2 N ⁇ .
- n is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4.
- p is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4.
- q is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4.
- the fluorine-containing imide anion (SO 2 F) 2 N ⁇ and / or (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ are preferable.
- the antistatic agent (C) has high ionic conductivity, so that a pressure-sensitive adhesive layer having good antistatic performance can be obtained even if the content of the antistatic agent (C) is small.
- the pressure-sensitive adhesive layer obtained by curing the antistatic agent (C) has good durability in which the decrease in adhesive strength with time is further suppressed. ,preferable.
- the total content of the antistatic agent (C) in the photocurable composition of the present embodiment is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.3 to 4% by mass. , 0.5 to 3% by mass, more preferably.
- the content of the antistatic agent (C) is 0.1% by mass or more, the effect of lowering the surface resistivity of the cured product obtained by curing the photocurable composition can be obtained. Therefore, a cured product suitable as the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet can be obtained.
- the content of the antistatic agent (C) is 5% by mass or less, the pressure-sensitive adhesive layer obtained by curing the antistatic agent (C) is further suppressed from decreasing in adhesive strength with time.
- the photopolymerization initiator (D) is not particularly limited, but it is preferable to use a photoradical polymerization initiator.
- the photopolymerization initiator (D) include a carbonyl-based photopolymerization initiator, a sulfide-based photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator, a quinone-based photopolymerization initiator, and a sulfochloride-based photopolymerization initiator.
- a thioxanthone-based photopolymerization initiator or the like can be used.
- a carbonyl-based photopolymerization initiator and / or an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator is used from the viewpoint of transparency of the cured product obtained by photocuring the pressure-sensitive adhesive composition. It is preferable to use 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and / or 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone.
- the content of the photopolymerization initiator (D) in the pressure-sensitive adhesive composition of the present embodiment is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.05 to 3% by mass, and 0. It is more preferably 1 to 2% by mass.
- the content of the photopolymerization initiator (D) is 0.01% by mass or more, the photocuring of the photocurable composition proceeds sufficiently.
- the content of the photopolymerization initiator (D) is 5% by mass or less, the low molecular weight component does not become too large during photocuring of the photocurable composition. Therefore, the adhesive strength of the cured product is sufficiently improved, which is preferable.
- a tackifier resin is added within a range that does not reduce the transparency of the cured product. May be good.
- tackifying resins include rosin and rosin-based resins such as rosin esterified products; terpene-based resins such as diterpene polymers and ⁇ -pinene-phenol copolymers; aliphatic (C5) and aromatic (C5) and aromatic (C5). Petroleum resins such as C9 series); In addition, styrene-based resins, phenol-based resins, xylene resins and the like can be mentioned.
- tackifier resin From the viewpoint of light resistance of the cured product, hydrogenated rosin having few unsaturated double bonds, esterified product of disproportionated rosin, aliphatic, aromatic petroleum resin, high Tg acrylic resin, etc. are used as the tackifier resin. Is preferable.
- the amount of the tackifier resin added shall be in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photocurable composition (relative to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) to (D)). Is preferable. From the viewpoint of adhesive residue on the adherend of the cured product of the photocurable composition, it is preferable that the photocurable composition does not contain the tackifier resin.
- the photocurable composition of the present embodiment may contain a solvent or may not contain a solvent.
- the photocurable composition of the present embodiment is preferably a solvent-free one containing substantially no solvent.
- a solvent can be used as a viscosity modifier, a leveling agent and / or a softening agent.
- Specific examples of the solvent include methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane, cyclohexanone, n-hexane, toluene, xylene, n-propanol, isopropanol and the like.
- the step of heating and drying the solvent can be omitted when the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet is produced using the pressure-sensitive adhesive composition. Therefore, excellent productivity can be obtained.
- the productivity improvement effect by omitting the step of heating and drying the solvent Becomes noticeable. Therefore, it is preferable that it is solvent-free.
- the meaning of "substantially free of solvent” in the photocurable composition means that the content of the solvent in the photocurable composition is 0 to 1% by mass, preferably 0. It is about 0.5% by mass, more preferably 0 to 0.1% by mass.
- the photocurable composition of the present embodiment may contain additives, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- Additives include, for example, plasticizers, surface lubricants, antioxidants, antioxidants, light stabilizers, UV absorbers, polymerization inhibitors, light stabilizers such as benzotriazoles, phosphate esters and others. Flame retardants, dyes, etc. may be mentioned.
- the acid value of the photocurable composition of the present embodiment is preferably 0 to 5 mgKOH / g, more preferably 0 to 0.5 mgKOH / g, still more preferably 0 to 0.1 mgKOH / g. ..
- the acid value is 5 mgKOH / g or less, for example, when the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet is attached to the conductive layer surface of the transparent conductive film of the touch panel, the conductive layer surface is not corroded, which is preferable.
- Acid value (mgKOH / g) [B ⁇ f ⁇ 5.661] / S ⁇ ⁇ ⁇ (1)
- B, f and S in the calculation formula (1) are as follows.
- the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment has a pressure-sensitive adhesive layer made of a cured product of the above-mentioned photocurable composition.
- the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment is one side in which a pressure-sensitive adhesive layer made of a cured product of the above-mentioned photocurable composition is provided on one side of a base material formed of a transparent resin sheet such as polyethylene terephthalate (PET). It may be a pressure-sensitive adhesive sheet, or it may be a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet having only a pressure-sensitive adhesive layer without a base material.
- the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment is preferably a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet that does not have a base material and consists only of a pressure-sensitive adhesive layer from the viewpoint of ensuring transparency and shape-following property (step absorption).
- the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment may have a single-layer structure or a multi-layer structure in which a plurality of layers are laminated.
- Specific examples of the pressure-sensitive adhesive layer having a multi-layer structure include a three-layer structure in which the composition of the central layer and the composition of the outer layer sandwiching the central layer are different.
- the cohesive force and adhesion of the pressure-sensitive adhesive layer are adjusted by adjusting the composition of the photo-curable composition used as the material of the central layer and the composition of the photo-curable composition used as the material of the outer layer. You can balance the power.
- the pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet is preferably a single layer.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer of the present embodiment is preferably 5 to 1000 ⁇ m, more preferably 10 to 500 ⁇ m, and even more preferably 15 to 300 ⁇ m.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is 5 ⁇ m or more, the workability when the transparent pressure-sensitive adhesive sheet is bonded is good. Further, when the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is 1000 ⁇ m or less, the film thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be easily controlled.
- the glass transition temperature (Tg) of the pressure-sensitive adhesive layer of the present embodiment is preferably ⁇ 40 to 20 ° C, more preferably ⁇ 30 to 10 ° C.
- the pressure-sensitive adhesive layer has an appropriate hardness, so that a transparent pressure-sensitive adhesive sheet having sufficient adhesive strength can be obtained.
- the pressure-sensitive adhesive layer has an appropriate softness, so that the transparent pressure-sensitive adhesive sheet has good step absorption to the adherend.
- the glass transition temperature (Tg) of the cured product of the photocurable composition is a value measured by the following method. That is, using a differential scanning calorimeter (DSC), differential scanning calorimetry is performed by changing the temperature from -80 ° C to 280 ° C at a temperature rise rate of 10 ° C / min for a sample of about 10 mg, and heat absorption by glass transition is performed.
- the starting temperature is the glass transition temperature (Tg) of the cured product.
- the surface resistivity of the pressure-sensitive adhesive layer in the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment is preferably 1.0 ⁇ 10 8 to 5.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ , preferably 1.0 ⁇ 10 8. It is more preferably ⁇ 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ , and even more preferably 1.0 ⁇ 10 8 to 5.0 ⁇ 10 9 ⁇ / ⁇ .
- a pressure-sensitive adhesive layer having a small surface resistivity and an excellent antistatic performance is preferable because, for example, charging is less likely to occur in the process of bonding optical members.
- the surface resistivity is 1.0 ⁇ 10 8 ⁇ / ⁇ or more, a transparent adhesive sheet having an adhesive layer charge decays relatively quickly. Further, when the surface resistivity is 5.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ or less, the transparent pressure-sensitive adhesive sheet has a pressure-sensitive adhesive layer having better antistatic performance.
- the gel fraction of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 55 to 90% by mass, more preferably 60 to 80% by mass. When the gel fraction is 55% by mass or more, the workability when the transparent adhesive sheet is attached or cut (punched) is improved. When the gel fraction is 90% by mass or less, the transparent pressure-sensitive adhesive sheet has a pressure-sensitive adhesive layer having good step absorption with respect to the adherend.
- the surface of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet (the surface of the pressure-sensitive adhesive layer) of the present embodiment may be protected by a release film (separator) until use.
- a release film separator
- both sides of the double-sided adhesive sheet may be protected by two release films, respectively, or may be rolled by one release film having both sides as release surfaces. It may be protected in the form of being wound around.
- the release film is used as a protective material for the pressure-sensitive adhesive layer, and is peeled off when the pressure-sensitive adhesive layer is attached to an adherend.
- the release film may not be provided on the surface of the pressure-sensitive adhesive layer.
- the release film a conventional release film or the like can be used, and the release film is not particularly limited.
- the release film include a plastic film surface-treated with a release treatment agent such as a silicone-based, long-chain alkyl-based, or fluorine-based release film.
- the release film can be formed by a known method.
- the thickness of the release film is not particularly limited. For example, when the surface (both sides) of the pressure-sensitive adhesive layer is protected by two release films, the thicknesses of the two release films may be the same or different. In this case, the two release films may be made of the same material or may be made of different materials. For example, it is possible to control the peelability of the release films by changing the rigidity of the two release films.
- the transparent adhesive sheet of the present embodiment is suitably used for bonding optical members that are easily charged.
- the optical member to be bonded includes a member having optical characteristics, and is not particularly limited, and examples thereof include a member constituting an image display device or a touch panel, or a member used in these devices. Specifically, for example, a polarizing film, a retardation film, an optical compensation film, a brightness improving film, a light guide film, a reflective film, an antireflection film, a transparent conductive film, a design film, a decorative film, a surface protective film, a prism, and a lens. , Color filters, transparent substrates, and members in which these are laminated.
- the reaction between the hydroxy group and the isocyanato group is carried out in any step using a urethanization catalyst in the presence of an organic solvent inert to the isocyanato group.
- a urethanization catalyst for example, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diethylhexoate, dioctyltin dilaurate and the like can be used.
- the amount of the urethanization catalyst used is preferably 50 to 500 mass ppm with respect to the total mass of the reactant (raw material). Further, it is preferable that the reaction between the hydroxy group and the isocyanato group is continuously carried out at 30 to 100 ° C. for 1 to 5 hours in any of the steps.
- polyurethane (A) In order to synthesize polyurethane (A), first, the polyoxyalkylene polyol and the polyisocyanate are mixed with the isocyanato group amount (based on the total number of functional groups, the same applies hereinafter) based on the hydroxy group amount (based on the total amount of functional groups, the same applies hereinafter). Prepare at a high rate. Then, the polyoxyalkylene polyol is reacted with the polyisocyanate to synthesize a polyurethane having an isocyanato group at the terminal as a precursor of the polyurethane (A). Specific examples of the polyoxyalkylene polyol and the polyisocyanate used as raw materials are as exemplified in the section of polyurethane (A).
- the molecular weight (degree of polymerization) of the polyurethane having an isocyanato group at the terminal can be adjusted by adjusting the ratio of the isocyanato group amount to the hydroxy group amount contained in the raw material. Specifically, the smaller the excess amount of the isocyanato group with respect to the hydroxy group amount, the larger the molecular weight of the polyurethane having an isocyanato group at the terminal. Further, the larger the excess amount of the isocyanato group with respect to the hydroxy group amount, the smaller the molecular weight of the polyurethane having an isocyanato group at the terminal.
- the mass average molecular weight of the target polyurethane (A) is adjusted by adjusting the molecular weight of the polyurethane having an isocyanato group at the terminal.
- the polyurethane having an isocyanato group at the terminal is reacted with a compound having a hydroxy group and a (meth) acryloyloxy group to have a skeleton containing a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from polyisocyanate.
- a polyurethane (A) containing a polyurethane (a1) having a (meth) acryloyloxy group at a plurality of ends is produced.
- the compound having a hydroxy group and a (meth) acryloyloxy group is not particularly limited, but is a hydroxyalkyl such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate.
- (Meta) acrylate 1,3-butanediol mono (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate, 3-methylpentanediol mono (meth)
- monool having a (meth) acryloyloxy group derived from various polyols such as acrylate These compounds having a hydroxy group and a (meth) acryloyloxy group may be used alone or in combination of two or more.
- 2-hydroxyethyl is obtained from the viewpoint of reactivity with the isocyanato group of a polyurethane having an isocyanato group at the terminal and the photocurability of the photocurable composition. It is preferable to use (meth) acrylate.
- the polyurethane (A) has an isocyanato group at the terminal in combination with a compound having a hydroxy group and a (meth) acryloyloxy group and an alkyl alcohol having no (meth) acryloyloxy group and having one hydroxy group. It may be produced by reacting with polyurethane having.
- the alkyl alcohol may be any as long as it does not have a (meth) acryloyloxy group and has one hydroxy group, and linear type, branched type, alicyclic type alkyl alcohols and the like can be used, and is particularly limited. Not done.
- the above alkyl alcohol may be used alone or in combination of two or more.
- a compound having a hydroxy group and a (meth) acryloyloxy group, an alkyl alcohol having no (meth) acryloyloxy group and having one hydroxy group, and a polyurethane having an isocyanato group at the terminal are reacted to form a polyurethane (a polyurethane (meth).
- the amount of (meth) acryloyloxy group introduced into the polyurethane having an isocyanato group at the terminal can be adjusted.
- a polyurethane (A) containing a plurality of types of polyurethane having different amounts of introduced (meth) acryloyloxy groups at the terminal is produced.
- the plurality of types of polyurethanes include polyurethanes (a1) having a (meth) acryloyloxy group at a plurality of ends.
- the plurality of types of polyurethane include not only polyurethane (a1) but also polyurethane having a structure derived from the above-mentioned alkyl alcohol at least a part of the terminals thereof.
- polyurethane having at least a part of the terminals having no (meth) acryloyloxy group is included.
- polyurethane (a2) having a (meth) acryloyloxy group at only one terminal may be contained.
- the amount of the urethanization catalyst used is preferably 50 to 500 mass ppm with respect to the total mass of the reactant (raw material). Further, it is preferable that the reaction between the hydroxy group and the isocyanato group is continuously carried out at 30 to 100 ° C. for 1 to 5 hours in any of the steps.
- polyurethane having a hydroxy group at the terminal is synthesized as a precursor of polyurethane (A).
- the polyoxyalkylene polyol and the polyisocyanate are charged at a ratio in which the amount of hydroxy groups (based on the total amount of functional groups, the same applies hereinafter) is larger than the amount of isocyanato groups (based on the total amount of the number of functional groups, the same applies hereinafter). ..
- the polyoxyalkylene polyol is reacted with the polyisocyanate to synthesize a polyurethane having a hydroxy group at the terminal as a precursor of the polyurethane (A).
- the molecular weight (degree of polymerization) of the polyurethane having a hydroxy group at the terminal can be adjusted by adjusting the ratio of the hydroxy group amount to the isocyanato group amount contained in the raw material. Specifically, the smaller the excess of the hydroxy group amount with respect to the isocyanato group amount, the larger the molecular weight of the polyurethane having a hydroxy group at the terminal. Further, the larger the excess amount of the hydroxy group with respect to the isocyanato group amount, the smaller the molecular weight of the polyurethane having a hydroxy group at the terminal.
- the mass average molecular weight of the target polyurethane (A) is adjusted by adjusting the molecular weight of the polyurethane having a hydroxy group at the terminal.
- the polyurethane having a hydroxy group at the terminal is reacted with a compound having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group to have a skeleton containing a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from polyisocyanate.
- a polyurethane (A) containing a polyurethane (a1) having a (meth) acryloyloxy group at a plurality of ends is produced.
- the compound having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group is not particularly limited, but is limited to 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 2- (meth) acryloyloxypropyl isocyanate, and 1,1-bis (acryloyloxymethyl). Examples thereof include ethyl isocyanate. Examples of commercially available compounds having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group include Karenz MOI (registered trademark) and Karenz AOI (registered trademark) manufactured by Showa Denko KK.
- These compounds having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group may be used alone or in combination of two or more.
- 2- (meth) is used in terms of reactivity with the hydroxy group of polyurethane having a hydroxy group at the terminal and photocurability of the pressure-sensitive adhesive composition. It is preferable to use acryloyloxyethyl isocyanate.
- the polyurethane (A) has a hydroxy group at the terminal in combination with a compound having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group and an alkyl isocyanate having no (meth) acryloyloxy group and having one isocyanato group. It may be produced by reacting with polyurethane having.
- the alkyl isocyanate may be any as long as it does not have a (meth) acryloyloxy group and has one isocyanato group, and linear type, branched type, alicyclic type alkyl isocyanate and the like can be used, and is particularly limited. Not done.
- the above-mentioned alkyl isocyanate may be used alone or in combination of two or more.
- Polyurethane (a compound having an isocyanato group and a (meth) acryloyloxy group, an alkyl isocyanate having no (meth) acryloyloxy group and having one isocyanato group, and a polyurethane having a hydroxy group at the terminal are reacted to form a polyurethane (polyurethane (meth).
- polyurethane (meth) By generating A), the amount of (meth) acryloyloxy group introduced into the polyurethane having a hydroxy group at the terminal can be adjusted.
- a polyurethane (A) containing a plurality of types of polyurethane having different amounts of introduced (meth) acryloyloxy groups at the terminal is produced.
- the plurality of types of polyurethanes include polyurethanes (a1) having a (meth) acryloyloxy group at a plurality of ends.
- the plurality of types of polyurethane include not only polyurethane (a1) but also polyurethane having a structure derived from the above-mentioned alkyl isocyanate at least a part of the terminals thereof.
- polyurethane having at least a part of the terminals having no (meth) acryloyloxy group is included.
- polyurethane (a2) having a (meth) acryloyloxy group at only one terminal may be contained.
- the amount of the terminal (meth) acryloyloxy group introduced in the polyurethane (A) is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, and 90 to 90 to the total number of terminals (total amount) of the polyurethane (A). 100 mol% is more preferable. When the introduction amount is 50 mol% or more, the cohesive force of the cured product obtained by curing the photocurable composition is sufficiently high.
- the photocurable composition of the present embodiment contains a polyurethane (A) obtained by the above synthesis method, an ethylenically unsaturated group-containing monomer (B), an antistatic agent (C), and a photopolymerization initiator ( It can be produced by a method of mixing D) with other additives added as needed.
- the method for mixing each component contained in the photocurable composition of the present embodiment is not particularly limited, and for example, it may be carried out using a stirring device equipped with a stirring blade such as a homodisper or a paddle blade. can.
- the method for producing the transparent adhesive tape of the present embodiment is not particularly limited, and can be produced by using a known method.
- a photocurable composition is applied to a base material or a release film, and the applied photocurable composition is directly irradiated with ultraviolet rays using an ultraviolet irradiation device or the like to emit light. It can be produced by a method of photocuring a curable composition.
- a photocurable composition is applied to a base material or a release film, a transparent release film is laminated on the substrate, and ultraviolet rays are emitted through the transparent release film using an ultraviolet irradiation device or the like.
- the photocurable composition may be produced by irradiating with a method of photocuring the photocurable composition.
- the method of applying the photocurable composition to the base material or the release film is not particularly limited and can be appropriately selected.
- Examples include a method using various coaters and a screen printing method.
- Examples of the light source used for photocuring the photocurable composition include a black light, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and a xenon lamp.
- the irradiation amount of light can be, for example, 50 to 3000 mJ / cm 2 . If the amount of light irradiation is too small, it takes time to cure the photocurable composition, and the productivity is lowered.
- the photocurable composition may be irradiated with ultraviolet rays from the side of these base materials or the release film.
- the transparent adhesive tape of the present embodiment can be suitably used for the purpose of bonding optical members. Specifically, it can be suitably used when two plate-shaped optical members are bonded together, such as when a liquid crystal cell of a touch panel and a polarizing film are bonded together.
- the transparent adhesive sheet is preferably highly transparent. Specifically, the total light transmittance of the transparent adhesive sheet is preferably 90% or more, and more preferably 91% or more. Further, the haze value is preferably 1% or less, and more preferably 0.5% or less.
- the peel strength of the transparent adhesive tape used for the above applications is preferably 15 to 40 (N / 25 mm), more preferably 20 to 35 (N / 25 mm). A specific method for measuring the peel strength of the transparent adhesive sheet will be described later in Examples.
- the transparent adhesive sheet is used for bonding the optical members of the touch panel, the transparent adhesive sheet is affected by the heat generated from the touch panel.
- the transparent adhesive sheet of the present embodiment has good durability against heat, and the haze value and the adhesive strength (peeling strength) do not change with time. Therefore, it can be preferably used for bonding the optical members of the touch panel.
- the photocurable composition of the present embodiment contains a (meth) acryloyloxy group-containing polyurethane (A), an ethylenically unsaturated group-containing monomer (B), an antistatic agent (C), and a photopolymerization initiator (D). ) And.
- the (meth) acryloyloxy group-containing polyurethane (A) has a skeleton containing a structure derived from a polyoxyalkylene polyol and a structure derived from a polyisocyanate, and has a skeleton including a structure derived from a polyisocyanate, and has a plurality of terminals.
- a polyurethane (a1) having a (meth) acryloyloxy group is contained, and the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) contains a first monomer (B-0) which is a hydroxy group-containing (meth) acrylate, and is an antioxidant.
- (C) is a fluorine-containing alkali metal imide salt. Therefore, the transparent pressure-sensitive adhesive sheet having the pressure-sensitive adhesive layer made of the cured product of the photocurable composition of the present embodiment has antistatic performance and is unlikely to decrease in adhesive strength with time, and for a long period of time. Adhesive strength can be maintained.
- the pressure-sensitive adhesive layer in the transparent pressure-sensitive adhesive sheet of the present embodiment can be formed by a method of photo-curing a photocurable composition, and can be formed by a simple method without performing a time-consuming and complicated process such as heat treatment. ..
- polypropylene glycol (trade name: Actol D-2000, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., number average molecular weight 2000) having a hydroxy group having a hydroxyl value of 56 mgKOH / g at the end, and dioctyl, which is a urethanization catalyst.
- tin (trade name: Neostan U-810, manufactured by Nitto Kaseisha Co., Ltd.) was charged.
- the obtained polyurethane (a1-1) was analyzed using an infrared absorption spectrum (IR) method. As a result, no peak derived from the isocyanato group was observed. Therefore, it was confirmed that the polyurethane (a1-1) is a polyurethane (a1) in which an acryloyloxy group is introduced at all terminals.
- the weight average molecular weight of the obtained polyurethane (a1-1) was 70,000.
- the obtained polyurethane (a1-2) was analyzed using an infrared absorption spectrum (IR) method. As a result, no peak derived from the isocyanato group was observed. Therefore, it was confirmed that the polyurethane (a1-2) is a polyurethane (a1) in which an acryloyloxy group is introduced at all terminals.
- the weight average molecular weight of the obtained polyurethane (a1-2) was 70,000.
- Isophorone diisocyanate (trade name: VESTANT IPDI, manufactured by EVONIK) was added to a reactor consisting of a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, and a cooling tube with a drying tube, and 15 mol of isophorone diisocyanate (trade name: VESTANT IPDI, manufactured by EVONIK) and a hydroxyl group-terminated hydrogenated polybutadiene (trade name: VESTANT IPDI, manufactured by EVONIK).
- the reactor was heated to 60 ° C. and reacted for 4 hours to obtain a polyurethane having a structure derived from polybutadiene and having isocyanato groups at both ends. Subsequently, 2 mol of 2-hydroxyethyl acrylate was added to the reactor, the temperature was raised to 70 ° C., and the reaction was carried out for 2 hours to obtain polyurethane (a3-1).
- the obtained polyurethane (a3-1) was analyzed using an infrared absorption spectrum (IR) method. As a result, no peak derived from the isocyanato group was observed. Therefore, it was confirmed that the polyurethane (a3-1) is a polyurethane in which an acryloyloxy group is introduced at all terminals.
- the weight average molecular weight of the obtained polyurethane (a3-1) was 70,000.
- Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 4 Photopolymerization of any of the polyurethanes (a1-1) to (a3-1) obtained by the above synthesis method, the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) shown in Table 1 or Table 2, the antistatic agent (C), and the photopolymerization.
- the initiator (D) is blended in the proportions shown in Table 1 or Table 2 and mixed at 25 ° C. using a disper to prepare the photocurable compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4. did.
- Tg glass transition temperature
- BUA n-butyl acrylate (manufactufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.,
- LiFSI LiN (SO 2 F) 2 (Product name; Ionel LF-101, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
- LiTFSI LiN (CF 3 SO 2 ) 2 (Product name: Ftop EF-N115, manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Co., Ltd.)
- PFMLi LiSO 3 CF 3 (trade name; Ftop EF-15, manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.)
- AS-804 1-octyl-4-methylpyridinium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
- Photopolymerization Initiator (D) OMN184: 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketone (trade name; Omnirad 184, manufactured by IGM)
- the transparent pressure-sensitive adhesive sheets of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 were produced by using the photocurable compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, respectively, by the methods shown below.
- a 75 ⁇ m thick release PET film (length 200 mm, width 150 mm, manufactured by Higashiyama Film Co., Ltd., trade name: S-10-2) was prepared.
- a photocurable composition was applied to the peeled surface of the peeled PET film using an applicator so that the film thickness after curing was 150 ⁇ m. Then, the coated surface was covered with a 50 ⁇ m-thick peeling PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: E7006).
- the photocurable composition was cured by irradiating the photocurable composition with ultraviolet rays via a peeling PET film having a thickness of 50 ⁇ m.
- transparent adhesive sheets of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 having an adhesive layer sandwiched between peeling PET films on both sides were obtained.
- the glass transition temperature (Tg), surface resistivity, adhesive strength, total light transmittance, and moisture-heat whitening resistance of the transparent adhesive sheets of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 were measured by the methods described below. .. The results are shown in Table 1 or Table 2.
- Glass transition temperature (Tg) Peel off the peeled PET film from both sides of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet, measure about 10 mg of the pressure-sensitive adhesive layer, and use a differential scanning calorimeter (DSC) to measure about 10 mg of the sample at a heating rate of -80 ° C / min.
- the differential scanning calorimetry was performed by changing the temperature from 1 to 280 ° C.
- the endothermic start temperature due to the glass transition was defined as the glass transition temperature (Tg) of the cured product.
- the transparent adhesive sheet was cut into a size of 120 mm in length and 120 mm in width, and a peeling PET film having a thickness of 50 ⁇ m was peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive layer. Then, the humidity was adjusted by leaving it in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH (relative humidity) for 3 hours. Then, the surface resistivity on the adhesive layer side was measured using a high resistivity meter (High Restor-UX manufactured by Mitsubishi Chemical Analytec Co., Ltd.) under the condition of an applied voltage of 100 V ⁇ 60 seconds.
- a high resistivity meter High Restor-UX manufactured by Mitsubishi Chemical Analytec Co., Ltd.
- a 50 ⁇ m-thick peeling PET film was peeled off from the transparent adhesive sheet, and a 50 ⁇ m-thick PET film (Toyobo Co., Ltd .: Toyobo Ester Film E5100) having a corona treatment on one side was reattached.
- the transparent adhesive sheet was cut into a size of 25 mm in length and 150 mm in width, and a 75 ⁇ m-thick peeling PET film was peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive layer (measurement surface).
- the adhesive layer was attached to a glass plate, and a 2 kg rubber roller (width: about 50 mm) was reciprocated once to prepare a sample for measurement.
- the obtained measurement sample was left for 0.5 hours, 24 hours, and 500 hours in an environment of 23 ° C. and 50% humidity RH (relative humidity).
- the adhesive strength of each of the measurement samples after being left to stand was measured by the methods shown below. That is, each measurement sample was subjected to a tensile test in the 180 ° direction at a peeling speed of 300 mm / min according to JIS K6854, and the obtained measured value was taken as the adhesive force (N / 25 mm) of the transparent adhesive sheet to the glass plate. did.
- Total light transmittance The transparent adhesive sheet was cut into a size of 30 mm in length and 30 mm in width, and a peeling PET film having a thickness of 50 ⁇ m was peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive layer.
- the exposed pressure-sensitive adhesive layer was attached to a glass plate having a thickness of 0.7 mm.
- the 75 ⁇ m-thick peeling PET film on the opposite surface was peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive layer.
- the exposed pressure-sensitive adhesive layer was attached to a glass plate.
- a measurement sample having an adhesive layer sandwiched between glass plates on both sides was obtained.
- the total light transmittance of the measurement sample was measured using a haze meter "HR-100 (manufactured by Murakami Color Technology Research Institute)".
- a measurement sample was prepared in the same manner as in the measurement of total light transmittance. The obtained measurement sample was left to stand for 500 hours under the conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH (relative humidity). Then, for the measurement sample, the diffusion transmittance and the total light transmittance were measured using a haze meter "NM-150 (manufactured by Murakami Color Technology Laboratory Co., Ltd.)", and the haze value was calculated. The haze value (%) was calculated by dividing the diffusion transmittance by the total light transmittance and multiplying by 100. Moreover, as a blank, the glass plate used for the measurement sample was used. The n number (measurement number) of the measured values used for calculating the haze value was set to 3 times, and the average value was adopted. The haze value means that the smaller the value, the higher the transparency. The results are shown in Table 1 or Table 2.
- the transparent adhesive sheets of Examples 1 to 10 had a small surface resistivity and had antistatic performance. Further, it was confirmed that the transparent adhesive sheets of Examples 1 to 10 had an adhesive layer capable of maintaining the adhesive strength for a long period of time without reducing the adhesive strength even after being left for 500 hours. Further, the transparent adhesive sheets of Examples 1 to 10 had a total light transmittance of 91.0% or more and were highly transparent.
- Comparative Example 1 containing polyurethane (a3-1) containing no structure derived from polyoxyalkylene polyol
- Example 7 in which the contents of polyurethane (A) and antistatic agent (C) are the same.
- the surface resistivity was high.
- Comparative Example 2 containing polyurethane (a3-1) containing no structure derived from a polyoxyalkylene polyol had a higher surface resistivity than Example 3.
- Comparative Example 3 containing the antistatic agent (C) which is not a fluorine-containing alkali metal imide salt, the content of the antistatic agent (C) is doubled as compared with Example 1 in which the polyurethane (A) is the same. Despite this, the surface resistivity was high. Further, in Comparative Examples 3 and 4 containing the antistatic agent (C) which is not a fluorine-containing alkali metal imide salt, the polyurethane (A) and the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B) are the same, and their contents are also the same. The surface resistance was higher than that of Example 9.
- the present invention can provide a photocurable composition which contains an antistatic agent and can form a pressure-sensitive adhesive layer capable of maintaining adhesive strength for a long period of time by a simple method.
- a transparent pressure-sensitive adhesive sheet which can be formed by a simple method, has antistatic performance, and has a pressure-sensitive adhesive layer in which a decrease in adhesive strength with time is suppressed, and a pressure-sensitive adhesive layer of the transparent pressure-sensitive adhesive sheet.
- a photocurable composition suitably used as a raw material can be provided.
- the transparent adhesive sheet of the present invention is excellent in transparency and durability.
- the transparent adhesive sheet of the present invention can be preferably used for bonding optical members that are easily charged.
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Abstract
(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)と、を含有し、前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含み、前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含み、前記帯電防止剤(C)は、フッ素含有アルカリ金属イミド塩である光硬化性組成物とする。
Description
本発明は、光硬化性組成物および透明粘着シートに関する。
本願は、2020年6月30日に、日本に出願された特願2020-112950号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2020年6月30日に、日本に出願された特願2020-112950号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、スマートフォン、タブレット、パソコン、ゲーム機器などの分野において、表示装置と入力手段とを兼ねるタッチパネルが多く使用されている。タッチパネルとしては、表示部である液晶ディスプレイと、タッチセンサー部である静電容量方式センサーとを内蔵したものがある。
液晶ディスプレイは、一般に、2枚の透明電極基板間に液晶化合物を封入してなる液晶セルと、液晶セルの両側に粘着剤層を介して貼り合せた偏光フィルムとを有する。偏光フィルムは、電気絶縁性が高い。このため、偏光フィルムには、静電気が発生し易い。したがって、偏光フィルムに発生した静電気によって、液晶セル内の液晶分子の配向が乱れることを防ぐ必要がある。
静電気による液晶分子の配向の乱れを防ぐ方法として、帯電防止剤を含有する粘着剤層を有する粘着シートを用いて、液晶セルと偏光フィルムとを貼り合わせる方法がある。
特許文献1には、粘着剤層を構成する粘着剤が、帯電防止剤を含有している粘着シートが記載されている。特許文献1には、粘着剤が、(メタ)アクリル酸エステル重合体またはその架橋物を含有することが記載されている。
特許文献1には、粘着剤層を構成する粘着剤が、帯電防止剤を含有している粘着シートが記載されている。特許文献1には、粘着剤が、(メタ)アクリル酸エステル重合体またはその架橋物を含有することが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の粘着シートでは、粘着性組成物を加熱処理によって架橋することにより、粘着剤層を形成する。このため、粘着剤層の形成に手間がかかるという不都合があった。
また、帯電防止剤を含有する粘着剤層を有する粘着シートでは、経時的な粘着力の低下を抑制することが要求されている。
また、帯電防止剤を含有する粘着剤層を有する粘着シートでは、経時的な粘着力の低下を抑制することが要求されている。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、帯電防止剤を含み、かつ長期に亘って粘着力を維持できる粘着剤層を、簡便な方法により形成できる光硬化性組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、帯電防止性能を有し、長期に亘って粘着力を維持でき、簡便な方法により形成できる粘着剤層を有する透明粘着シートを提供することを目的とする。
また、本発明は、帯電防止性能を有し、長期に亘って粘着力を維持でき、簡便な方法により形成できる粘着剤層を有する透明粘着シートを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の[1]~[9]の通りである。
すなわち本発明の第一の態様は、以下の[1]に記載の光硬化性組成物である。
[1] (メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、
帯電防止剤(C)と、
光重合開始剤(D)と、を含有し、
前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含み、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含み、
前記帯電防止剤(C)は、フッ素含有アルカリ金属イミド塩であることを特徴とする光硬化性組成物。
[1] (メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、
帯電防止剤(C)と、
光重合開始剤(D)と、を含有し、
前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含み、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含み、
前記帯電防止剤(C)は、フッ素含有アルカリ金属イミド塩であることを特徴とする光硬化性組成物。
本発明の第一の態様は、以下の[2]~[8]に記載される特徴を好ましく含む。また以下の特徴は2つ以上を好ましく組み合わせることができる。
[2] 前記帯電防止剤(C)が、アルカリ金属カチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンとの塩、およびアルカリ金属カチオンとビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンとの塩から選択される一種以上である[1]に記載の光硬化性組成物。
[3] 前記帯電防止剤(C)のアルカリ金属カチオンが、リチウムカチオンである[2]に記載の光硬化性組成物。
[2] 前記帯電防止剤(C)が、アルカリ金属カチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンとの塩、およびアルカリ金属カチオンとビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンとの塩から選択される一種以上である[1]に記載の光硬化性組成物。
[3] 前記帯電防止剤(C)のアルカリ金属カチオンが、リチウムカチオンである[2]に記載の光硬化性組成物。
[4] 前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)が、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)と、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)とを、さらに含む[1]~[3]のいずれかに記載の光硬化性組成物。
[5] 前記第2モノマー(B-1)が、環状アルキル(メタ)アクリレートであり、
前記第3モノマー(B-2)が、アルキル(メタ)アクリレートである[4]に記載の光硬化性組成物。
[5] 前記第2モノマー(B-1)が、環状アルキル(メタ)アクリレートであり、
前記第3モノマー(B-2)が、アルキル(メタ)アクリレートである[4]に記載の光硬化性組成物。
[6] 前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)を10~60質量%、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)を39~89質量%、
前記帯電防止剤(C)を0.1~5質量%、
前記光重合開始剤(D)を0.01~5質量%含有する[1]~[5]のいずれかに記載の光硬化性組成物。
[7] 前記第1モノマー(B-0)を3~25質量%含有する[1]~[6]のいずれかに記載の光硬化性組成物。
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)を39~89質量%、
前記帯電防止剤(C)を0.1~5質量%、
前記光重合開始剤(D)を0.01~5質量%含有する[1]~[5]のいずれかに記載の光硬化性組成物。
[7] 前記第1モノマー(B-0)を3~25質量%含有する[1]~[6]のいずれかに記載の光硬化性組成物。
[8] 前記第2モノマー(B-1)を5~40質量%、
前記第3モノマー(B-2)を10~60質量%含有し、
前記第2モノマー(B-1)と前記第3モノマー(B-2)の質量の割合((B-1):(B-2))が20:80~50:50である[4]に記載の光硬化性組成物。
前記第3モノマー(B-2)を10~60質量%含有し、
前記第2モノマー(B-1)と前記第3モノマー(B-2)の質量の割合((B-1):(B-2))が20:80~50:50である[4]に記載の光硬化性組成物。
本発明の第二の態様は、以下の[9]に記載の透明粘着シートである。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する透明粘着シート。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する透明粘着シート。
本発明によれば、帯電防止剤を含み、かつ長期に亘って粘着力を維持できる粘着剤層を、簡便な方法により形成できる光硬化性組成物を提供できる。
本発明の透明粘着シートは、帯電防止性能を有し、長期に亘って粘着力を維持でき、簡便な方法により形成できる粘着剤層を有する。
本発明の透明粘着シートは、帯電防止性能を有し、長期に亘って粘着力を維持でき、簡便な方法により形成できる粘着剤層を有する。
以下、本発明の光硬化性組成物および透明粘着シートについて詳細に説明する。
なお、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、数、種類、位置、量、比率、材料、構成などについて、付加、省略、置換、変更などが可能である。
なお、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、数、種類、位置、量、比率、材料、構成などについて、付加、省略、置換、変更などが可能である。
本明細書および特許請求の範囲において、「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、化学式「CH2=CH-(C=O)-O-」で表される基、および化学式「CH2=C(CH3)-(C=O)-O-」で表される基から選択される一種以上を意味する。また、「イソシアナト基」とは、化学式「-N=C=O」で表される基を意味する。
<光硬化性組成物>
本実施形態の光硬化性組成物は、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)と、を含有する。
本実施形態の光硬化性組成物は、透明粘着シートの粘着剤層を形成する材料として好ましく使用される。
本実施形態の光硬化性組成物は、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)と、を含有する。
本実施形態の光硬化性組成物は、透明粘着シートの粘着剤層を形成する材料として好ましく使用される。
[(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)]
本実施形態の(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)(以下、単に「ポリウレタン(A)」とも言う。)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(以下、「ポリウレタン(a1)」とも言う。)を含む。
本実施形態の(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)(以下、単に「ポリウレタン(A)」とも言う。)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(以下、「ポリウレタン(a1)」とも言う。)を含む。
本明細書において、ポリウレタンの「複数の末端」とは、ポリウレタンが直鎖ポリマーである場合、両方の末端を意味する。ポリウレタンが分岐ポリマーである場合、各分岐鎖の本数と同じ数の末端のうち2つ以上の末端を意味する。
ポリウレタン(A)は、ポリウレタン(a1)だけでなく、ポリウレタン(a1)以外のポリウレタンを含むものであってもよい。ポリウレタン(a1)以外のポリウレタンとしては、ポリウレタン(a1)と同様に、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有するものであって、ポリウレタン(a1)とは異なり、1つの末端のみに(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(以下、「ポリウレタン(a2)」とも言う。)が挙げられる。
ポリウレタン(a2)の有する(メタ)アクリロイルオキシ基を有さない末端は、イソシアナト基、アルキルアルコール由来の構造、アルキルイソシアネート由来の構造から選ばれるいずれかを有することが好ましく、アルキルアルコール由来の構造を有することがより好ましい。ポリウレタン(a2)は、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物の硬化物における凝集力を調節する機能を有する。
ポリウレタン(A)は、ポリウレタン(a1)と、必要に応じて含有されるポリウレタン(a2)以外の成分を含まないことが好ましい。
「ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造」
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造となるポリオキシアルキレンポリオール(原料として用いるポリオキシアルキレンポリオール)は、炭素数2~4のアルキレン鎖を有することが好ましい。具体例としては、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシブチレンポリオールなどが挙げられる。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造となるポリオキシアルキレンポリオール(原料として用いるポリオキシアルキレンポリオール)は、炭素数2~4のアルキレン鎖を有することが好ましい。具体例としては、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシブチレンポリオールなどが挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造となるポリオキシアルキレンポリオールは、1種類のアルキレン鎖を含むものであってもよいし、2種類以上のアルキレン鎖を含むものであってもよい。
ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造となるポリオキシアルキレンポリオールは、末端に2つまたは3つの水酸基を有するもの(ジオール型またはトリオール型のポリオキシアルキレンポリオール)であることが好ましく、ポリオキシアルキレングリコール(ジオール型)であることがより好ましく、炭素数3のアルキレン鎖を有するポリプロピレングリコールであることが特に好ましい。
ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造となるポリオキシアルキレンポリオールは、末端に2つまたは3つの水酸基を有するもの(ジオール型またはトリオール型のポリオキシアルキレンポリオール)であることが好ましく、ポリオキシアルキレングリコール(ジオール型)であることがより好ましく、炭素数3のアルキレン鎖を有するポリプロピレングリコールであることが特に好ましい。
例えば、ポリオキシアルキレンポリオールが、ポリプロピレングリコールである場合、水酸基価が20~120mgKOH/gであるものが好ましく、30~100mgKOH/gであることがより好ましく、40~80mgKOH/gであることがさらに好ましい。ポリプロピレングリコールの具体例としては、例えば、水酸基価が56mgKOH/gの水酸基(ヒドロキシ基)を末端に有するポリプロピレングリコール(アクトコールD-2000(商品名);三井化学製、数平均分子量2000、ジオール型)などが挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価とは、JISK0070にしたがって測定されたポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価である。すなわち、ポリオキシアルキレンポリオール1gをアセチル化したときに、遊離酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数を意味する。具体的には、無水酢酸を用いて試料(ポリオキシアルキレンポリオール)中の水酸基をアセチル化し、その際に生じる遊離酢酸を水酸化カリウム溶液で滴定することにより求めることができる。
ポリオキシアルキレンポリオールの数平均分子量は、500~5,000であることが好ましく、800~4,000であることがより好ましく、1,000~3,000であることがさらに好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールの数平均分子量が500以上であると、これを用いて合成したポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層が、粘着力の高いものとなる。また、ポリオキシアルキレンポリオールの数平均分子量が5,000以下であると、これを用いて合成したポリウレタン(A)が十分な量のウレタン結合を含むものとなる。このため、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層は、凝集力が良好なものとなる。
ポリウレタン(a1)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造と、ポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造は、それぞれ1種類のみであってもよいし、2種類以上を含む構造であってもよい。
ポリウレタン(a1)およびポリウレタン(a2)は、2種以上のポリオキシアルキレンポリオール由来の構造が、ポリイソシアネート由来の構造を挟んで結合された構造を有していてもよい。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造は、それぞれ1種類のみであってもよいし、2種類以上を含む構造であってもよい。
ポリウレタン(a1)およびポリウレタン(a2)は、2種以上のポリオキシアルキレンポリオール由来の構造が、ポリイソシアネート由来の構造を挟んで結合された構造を有していてもよい。
「ポリイソシアネート由来の構造」
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造となるポリイソシアネート(原料として用いるポリイソシアネート)としては、イソシアナト基を複数有する化合物が用いられ、ジイソシアネートを用いることが好ましい。ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネートおよびその水素添加物、キシリレンジイソシアネートおよびその水素添加物、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその水素添加物、1,5-ナフチレンジイソシアネートおよびその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造となるポリイソシアネート(原料として用いるポリイソシアネート)としては、イソシアナト基を複数有する化合物が用いられ、ジイソシアネートを用いることが好ましい。ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネートおよびその水素添加物、キシリレンジイソシアネートおよびその水素添加物、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその水素添加物、1,5-ナフチレンジイソシアネートおよびその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
これらのポリイソシアネートの中でも、これを用いて合成したポリウレタン(A)の耐光性、およびポリオキシアルキレンポリオールとの反応性の制御の点から、イソホロンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物を用いることが好ましく、ポリオキシアルキレンポリオールとの反応性の点で、ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物を用いることがより好ましい。
ポリイソシアネート由来の構造となるポリイソシアネートの具体例としては、ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物であるデスモジュールW(商品名:住化コベストロウレタン株式会社製)、イソホロンジイソシアネートであるVESTANT IPDI(商品名:EVONIK社製)などが挙げられる。
ポリウレタン(a1)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造と、ポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造は、それぞれ1種類のみであってもよいし、2種類以上を含む構造であってもよい。
ポリウレタン(a1)の骨格およびポリウレタン(a2)の骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造は、それぞれ1種類のみであってもよいし、2種類以上を含む構造であってもよい。
ポリウレタン(A)がポリウレタン(a2)を含む場合、ポリウレタン(a1)とポリウレタン(a2)とは、骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造およびポリオキシアルキレンポリオール由来の構造が同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。ポリウレタン(a1)とポリウレタン(a2)とにおいて、骨格に含まれるポリイソシアネート由来の構造およびポリオキシアルキレンポリオール由来の構造が同じである場合、ポリウレタン(a1)とポリウレタン(a2)とを同時に合成でき、ポリウレタン(A)を効率よく製造できる。
ポリウレタン(A)に含まれるポリウレタン(a1)の割合は、分子数基準でポリウレタン(A)の80~100%であることが好ましく、90~100%がより好ましく、100%がさらに好ましい。すなわち、ポリウレタン(A)は、ポリウレタン(a1)のみであることが好ましい。ポリウレタン(A)に含まれるポリウレタン(a1)の割合が80%以上であると、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物の硬化物が、凝集力の大きいものとなり、好ましい。
ポリウレタン(A)に含まれるポリウレタン(a2)の割合は、分子数基準でポリウレタン(A)の0~20%であることが好ましく、0~10%がより好ましく、0%がさらに好ましい。
ポリウレタン(A)に含まれるポリウレタン(a2)の割合は、分子数基準でポリウレタン(A)の0~20%であることが好ましく、0~10%がより好ましく、0%がさらに好ましい。
ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数(ポリウレタン(a1)の末端数と、必要に応じて含有されるポリウレタン(a1)以外のポリウレタンの末端数との合計数)のうち、末端数基準で90~100%の末端が(メタ)アクリロイルオキシ基を有していることが好ましく、95~100%がより好ましく、100%がさらに好ましい。ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数のうち、(メタ)アクリロイルオキシ基が導入されている末端数の割合が、末端数基準で90%以上であると、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の凝集力が十分に高いものとなる。
ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数のうち、(メタ)アクリロイルオキシ基が導入されている末端数の割合は、赤外線吸収スペクトル(IR)法、核磁気共鳴スペクトル(NMR)法などを用いてポリウレタン(A)を分析した結果を用いて算出できる。
ポリウレタン(A)に含まれているポリウレタン(a1)の含有量とポリウレタン(a2)の含有量との割合、すなわち、ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数のうち、(メタ)アクリロイルオキシ基が導入されている末端数の割合は、後述するポリウレタン(A)の製造方法により調整できる。
ポリウレタン(A)の(ポリウレタン(a1)、および必要に応じて含有されるポリウレタン(a1)以外のポリウレタンの合計)の質量平均分子量は、30,000~200,000であることが好ましく、50,000~150,000であることがより好ましく、60,000~100,000であることがさらに好ましい。ポリウレタン(A)の質量平均分子量が30,000以上であると、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の柔軟性が良好となる。また、ポリウレタン(A)の質量平均分子量が200,000以下であると、ポリウレタン(A)を含む光硬化性組成物の取り扱いが容易となり、作業性が良好となる。
(ポリウレタン(A)の質量平均分子量の測定方法)
ポリウレタン(A)の質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC-101;昭和電工株式会社製Shodex(登録商標))(以下、GPCという。)により測定されたポリスチレン換算の値である。GPCの測定条件は、以下のとおりである。
カラム:LF-804(昭和電工株式会社製)
カラム温度:40℃
試料:ポリウレタン(A)の0.2質量%テトラヒドロフラン溶液流量:1ml/分
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI検出器(示差屈折率検出器)
ポリウレタン(A)の質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC-101;昭和電工株式会社製Shodex(登録商標))(以下、GPCという。)により測定されたポリスチレン換算の値である。GPCの測定条件は、以下のとおりである。
カラム:LF-804(昭和電工株式会社製)
カラム温度:40℃
試料:ポリウレタン(A)の0.2質量%テトラヒドロフラン溶液流量:1ml/分
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI検出器(示差屈折率検出器)
本実施形態の光硬化性組成物中におけるポリウレタン(A)の含有量は、10~60質量%であることが好ましく、15~55質量%であることがより好ましく、25~45質量%であることがさらに好ましい。ポリウレタン(A)の含有量が10質量%以上であると、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物が、十分な凝集力を有するものとなり、優れた粘着力が得られる。また、この硬化物からなる粘着剤層は、柔らかさが適正範囲となり、粘着剤層と被着体との間への気泡の挟み込みが生じにくい。また、ポリウレタン(A)の含有量が60質量%以下であると、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物が、十分な柔軟性を有するものとなる。したがって、この硬化物からなる粘着剤層は、被着体に対する濡れ性が良好となる。また、ポリウレタン(A)の含有量が60質量%以下であると、光硬化性組成物中におけるエチレン性不飽和基含有モノマー(B)の含有量を十分に確保できる。その結果、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物が、より優れた粘着力を有するものとなる。
[エチレン性不飽和基含有モノマー(B)]
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ポリウレタン(A)以外であって、ビニル基、および(メタ)アクリロイルオキシ基などのエチレン性不飽和基を有するモノマーである。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、単官能モノマーであってもよいし、多官能モノマーであってもよい。
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ポリウレタン(A)以外であって、ビニル基、および(メタ)アクリロイルオキシ基などのエチレン性不飽和基を有するモノマーである。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、単官能モノマーであってもよいし、多官能モノマーであってもよい。
本明細書において、単官能モノマーの「単官能」とは、エチレン性不飽和基の数が、1つのみであることを意味する。また、本明細書において、多官能モノマーの「多官能」とは、エチレン性不飽和基の数が、2つ以上であることを意味する。
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含む。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、第1モノマー(B-0)だけでなく、第1モノマー(B-0)の他に、ヒドロキシ基を含まないモノマーを含有していてもよい。
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含む。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、第1モノマー(B-0)だけでなく、第1モノマー(B-0)の他に、ヒドロキシ基を含まないモノマーを含有していてもよい。
[第1モノマー(B-0)]
第1モノマー(B-0)は、ヒドロキシ基を含有する(メタ)アクリレートであればよく、特に限定されない。第1モノマー(B-0)は、帯電防止剤(C)との相互作用を有するカルボキシ基を有さないものであることが好ましい。第1モノマー(B-0)は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1モノマー(B-0)の好ましい例としては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの有するアルキル基の炭素数は2~10が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
第1モノマー(B-0)は、ヒドロキシ基を含有する(メタ)アクリレートであればよく、特に限定されない。第1モノマー(B-0)は、帯電防止剤(C)との相互作用を有するカルボキシ基を有さないものであることが好ましい。第1モノマー(B-0)は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1モノマー(B-0)の好ましい例としては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの有するアルキル基の炭素数は2~10が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
第1モノマー(B-0)としては、具体的には、2-ヒドロキシエチルアクリレート(Tg=-15℃)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート(Tg=-32℃)、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート(ダイセル社製、プラクセルFA、FMシリーズ、Tg=-8~-53℃)などが挙げられる。
これらの中でも、第1モノマー(B-0)としては、優れた粘着力を有する粘着剤層が得られるため、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび/または2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。
これらの中でも、第1モノマー(B-0)としては、優れた粘着力を有する粘着剤層が得られるため、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび/または2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)が2種類以上のモノマーを含む場合、光硬化性組成物を硬化させた硬化物のガラス転移温度(Tg)が所望の範囲内となるように、2種類以上のモノマーの種類を適宜選択し、組み合わせて用いることが好ましい。
例えば、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)として、第1モノマー(B-0)と、ヒドロキシ基を含まず、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)と、ヒドロキシ基を含まず、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)とを組み合わせて用いることができる。
例えば、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)として、第1モノマー(B-0)と、ヒドロキシ基を含まず、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)と、ヒドロキシ基を含まず、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)とを組み合わせて用いることができる。
本発明におけるホモポリマーのガラス転移温度(Tg)は、ホモポリマー(モノマーの単独重合体)のガラス転移温度(Tg)である。各種ホモポリマーのTgは、公知資料である株式会社日刊工業新聞社の「粘着技術ハンドブック」(発行日:1997年3月)およびWiley-Interscienceの「ポリマーハンドブック(Polymer Handbook)第4版」(発行日:1999年)に記載されている。
上記公知資料に記載のないモノマーのホモポリマーのTgについては、以下の方法により求められた値を採用する。すなわち、対象となるモノマーを溶液重合して得られたホモポリマー溶液を、剥離ライナー上に流延乾燥させて試験サンプルを作製する。この試験サンプルにつき、示差走査熱量計(DSC)を用いて、10℃/分の昇温速度で-120℃から280℃まで温度を変化させて示差走査熱量測定を行い、ガラス転移による吸熱開始温度を当該ホモポリマーの(Tg)とする。
上記公知資料に記載のないモノマーのホモポリマーのTgについては、以下の方法により求められた値を採用する。すなわち、対象となるモノマーを溶液重合して得られたホモポリマー溶液を、剥離ライナー上に流延乾燥させて試験サンプルを作製する。この試験サンプルにつき、示差走査熱量計(DSC)を用いて、10℃/分の昇温速度で-120℃から280℃まで温度を変化させて示差走査熱量測定を行い、ガラス転移による吸熱開始温度を当該ホモポリマーの(Tg)とする。
[第2モノマー(B-1)]
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)の具体例としては、例えば、メチルアクリレート(Tg=8℃)、メチルメタクリレート(Tg=105℃)、プロピルメタクリレート(Tg=35℃)、iso-プロピルアクリレート(Tg=-3℃)、tert-ブチルアクリレート(Tg=43℃)、tert-ブチルメタクリレート(Tg=20℃)、イソブチルメタアクリレート(Tg=48℃)、iso-ブチルアクリレート(Tg=43℃)、ペンチルアクリレート(Tg=22℃)、ペンチルメタクリレート(Tg=-5℃)、ヘキシルメタクリレート(Tg=-5℃)、エトキシエチルメタクリレート(Tg=15℃)、ステアリルアクリレート(Tg=35℃)、ラウリルアクリレート(Tg=10℃)、テトラデシルアクリレート(Tg=24℃)、ヘキサデシルアクリレート(Tg=35℃)、ヘキサデシルメタクリレート(Tg=15℃)などのアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシルアクリレート(Tg=15℃)、イソボルニルメタクリレート(Tg=180℃)、イソボルニルアクリレート(Tg=97℃)などの環状アルキル(メタ)アクリレート;ベンジルアクリレート(Tg=6℃)などの芳香環含有(メタ)アクリレート;酢酸ビニル(Tg=32℃)などのビニル化合物;N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート(Tg=18℃)、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(Tg=18℃)、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート(Tg=20℃)などのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;スチレン(Tg=100℃);ジプロピレングリコールジアクリレート(Tg=104℃)、ネオペンチルグリコールジメタクリレート(Tg=32.5℃)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(Tg=43℃)などの多官能(メタ)アクリレート;アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(Tg=39℃)、アクリロニトリル(Tg=97℃)、アクリルアミド(Tg=165℃)、グリシジルメタクリレート(Tg=46℃)などが挙げられる。
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)の具体例としては、例えば、メチルアクリレート(Tg=8℃)、メチルメタクリレート(Tg=105℃)、プロピルメタクリレート(Tg=35℃)、iso-プロピルアクリレート(Tg=-3℃)、tert-ブチルアクリレート(Tg=43℃)、tert-ブチルメタクリレート(Tg=20℃)、イソブチルメタアクリレート(Tg=48℃)、iso-ブチルアクリレート(Tg=43℃)、ペンチルアクリレート(Tg=22℃)、ペンチルメタクリレート(Tg=-5℃)、ヘキシルメタクリレート(Tg=-5℃)、エトキシエチルメタクリレート(Tg=15℃)、ステアリルアクリレート(Tg=35℃)、ラウリルアクリレート(Tg=10℃)、テトラデシルアクリレート(Tg=24℃)、ヘキサデシルアクリレート(Tg=35℃)、ヘキサデシルメタクリレート(Tg=15℃)などのアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシルアクリレート(Tg=15℃)、イソボルニルメタクリレート(Tg=180℃)、イソボルニルアクリレート(Tg=97℃)などの環状アルキル(メタ)アクリレート;ベンジルアクリレート(Tg=6℃)などの芳香環含有(メタ)アクリレート;酢酸ビニル(Tg=32℃)などのビニル化合物;N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート(Tg=18℃)、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(Tg=18℃)、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート(Tg=20℃)などのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;スチレン(Tg=100℃);ジプロピレングリコールジアクリレート(Tg=104℃)、ネオペンチルグリコールジメタクリレート(Tg=32.5℃)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(Tg=43℃)などの多官能(メタ)アクリレート;アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(Tg=39℃)、アクリロニトリル(Tg=97℃)、アクリルアミド(Tg=165℃)、グリシジルメタクリレート(Tg=46℃)などが挙げられる。
これらの第2モノマー(B-1)の中でも、光硬化性組成物を硬化させた硬化物の耐熱黄変性の観点から、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が0~100℃のものを用いることが好ましい。第2モノマー(B-1)としては、粘着力の優れた硬化物が得られるため、環状アルキル(メタ)アクリレートを用いることがより好ましく、特に、シクロヘキシルアクリレートおよび/またはイソボルニルアクリレートを用いることが好ましい。
[第3モノマー(B-2)]
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)の具体例としては、例えば、エチルアクリレート(Tg=-22℃)、n-ブチルアクリレート(Tg=-55℃)、イソブチルアクリレート(Tg=-26℃)、オクチルアクリレート(Tg=-65℃)、iso-オクチルアクリレート(Tg=-70℃)、iso-オクチルメタクリレート(Tg=-45℃)、2-エチルヘキシルアクリレート(Tg=-70℃)、2-エチルヘキシルメタクリレート(Tg=-10℃)、テトラデシルメタクリレート(Tg=-72℃)、ラウリルメタクリレート(Tg=-65℃)、イソアミルアクリレート(Tg=-45℃)などのアルキル(メタ)アクリレート;2-メトキシエチルアクリレート(Tg=-50℃)、メトキシメタクリレート(Tg=-16℃)などのアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;エトキシジエチレングリコールアクリレート(Tg=-70℃)、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(Tg=-50℃)などのアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート;エチルカルビトールアクリレート(Tg=-67℃)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(Tg=-12℃)、フェノキシエチルアクリレート(Tg=-22℃)などが挙げられる。
ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)の具体例としては、例えば、エチルアクリレート(Tg=-22℃)、n-ブチルアクリレート(Tg=-55℃)、イソブチルアクリレート(Tg=-26℃)、オクチルアクリレート(Tg=-65℃)、iso-オクチルアクリレート(Tg=-70℃)、iso-オクチルメタクリレート(Tg=-45℃)、2-エチルヘキシルアクリレート(Tg=-70℃)、2-エチルヘキシルメタクリレート(Tg=-10℃)、テトラデシルメタクリレート(Tg=-72℃)、ラウリルメタクリレート(Tg=-65℃)、イソアミルアクリレート(Tg=-45℃)などのアルキル(メタ)アクリレート;2-メトキシエチルアクリレート(Tg=-50℃)、メトキシメタクリレート(Tg=-16℃)などのアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;エトキシジエチレングリコールアクリレート(Tg=-70℃)、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(Tg=-50℃)などのアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート;エチルカルビトールアクリレート(Tg=-67℃)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(Tg=-12℃)、フェノキシエチルアクリレート(Tg=-22℃)などが挙げられる。
これらの第3モノマー(B-2)の中でも、粘着力の優れた硬化物が得られるため、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-100~-20℃のものを用いることが好ましい。第3モノマー(B-2)としては、光硬化性組成物を硬化させた硬化物の耐熱黄変性の観点から、アルキル(メタ)アクリレートを用いることがより好ましく、炭素数4~12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートを用いることがさらに好ましく、特に、n-ブチルアクリレートおよび/または2-エチルヘキシルアクリレートを用いることが好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物中におけるエチレン性不飽和基含有モノマー(B)の含有量は、39~89質量%が好ましく、43~82質量%がより好ましく、55~70質量%がさらに好ましい。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)の含有量が39質量%以上であると、粘着力のより優れた硬化物が得られる。エチレン性不飽和基含有モノマー(B)の含有量が89質量%以下であると、光硬化性組成物を硬化させた硬化物の凝集力が向上し、粘着力のより優れた硬化物が得られる。
本実施形態の光硬化性組成物中におけるヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)の含有量は、3~25質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましく、8~15質量%がさらに好ましい。第1モノマー(B-0)の含有量が、3質量%以上であると、粘着力のより優れた硬化物が得られる。第1モノマー(B-0)の含有量が、25質量%以下であると、耐水性の良好な硬化物が得られる。
本実施形態の光硬化性組成物中における第2モノマー(B-1)の含有量は、5~40質量%が好ましく、10~35質量%がより好ましく、15~30質量%がさらに好ましい。第2モノマー(B-1)の含有量が、5質量%以上であると、耐熱性の良好な硬化物が得られる。第2モノマー(B-1)の含有量が、40質量%以下であると、粘着力のより優れた硬化物が得られる。
本実施形態の光硬化性組成物中における第3モノマー(B-2)の含有量は、10~60質量%が好ましく、15~50質量%がより好ましく、20~40質量%がさらに好ましい。第3モノマー(B-2)の含有量が、10質量%以上であると、柔軟性の良好な硬化物が得られる。第3モノマー(B-2)の含有量が、60質量%以下であると、粘着力のより優れた硬化物が得られる。
本実施形態の光硬化性組成物中における第2モノマー(B-1)と第3モノマー(B-2)の質量の割合[(B-1):(B-2)]は20:80~50:50であることが好ましく、30:70~40:60であることがより好ましい。上記質量の割合が上記範囲であると、貼り合わせ性および耐久性の優れた硬化物が得られる。
[帯電防止剤(C)]
本実施形態の帯電防止剤(C)は、アルカリ金属カチオンとフッ素含有イミドアニオンとからなるフッ素含有アルカリ金属イミド塩である。
フッ素含有アルカリ金属イミド塩に含まれるアルカリ金属カチオンとしては、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオンなどが挙げられ、イオン電導性が高いため、リチウムカチオンが好ましい。
本実施形態の帯電防止剤(C)は、アルカリ金属カチオンとフッ素含有イミドアニオンとからなるフッ素含有アルカリ金属イミド塩である。
フッ素含有アルカリ金属イミド塩に含まれるアルカリ金属カチオンとしては、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオンなどが挙げられ、イオン電導性が高いため、リチウムカチオンが好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物では、ポリウレタン(A)がポリウレタン(a1)を含むため、帯電防止剤(C)としてフッ素含有リチウム金属イミド塩を含有していても、硬化物の白化現象が生じにくく、長期に亘って透明性を維持できる。これは、ポリウレタン(a1)の骨格に含まれるポリオキシアルキレンポリオール由来の構造と、帯電防止剤(C)に含まれるリチウムイオンとが錯体を形成し、光硬化性組成物中における帯電防止剤(C)の相溶性が向上することによるものである。
これに対し、例えば、帯電防止剤(C)としてフッ素含有リチウム金属イミド塩を含有し、ポリウレタン(A)に代えて、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造を含まないアクリル共重合体またはポリウレタンを含む光硬化性組成物では、硬化物の白化現象が生じやすい。特に、高温高湿下では、白化現象が生じやすい。白化現象が生じやすい硬化物は、光学部材を貼り合わせるために使用される粘着剤層として好ましくない。しかし、硬化物の白化現象を抑制するために、帯電防止剤(C)の含有量を少なくすると、十分な帯電防止性能を有する硬化物が得られない。
本実施形態の帯電防止剤(C)は、アルカリ金属カチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンとの塩、およびアルカリ金属カチオンとビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンとの塩から選択される一種以上であることが好ましく、帯電防止剤(C)のアルカリ金属カチオンがリチウムカチオンであることが、より好ましい。すなわち、リチウムカチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンとの塩、およびリチウムカチオンとビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンとの塩から選択される一種以上であることが、より好ましい。
ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンは、(SO2F)2N-で表されるアニオンである。
ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンは、(CnF2n+1SO2)2N-(但し、nは1~10の整数)または(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(但し、p、qは1~10の整数)で表されるアニオンである。上記式中、nは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。上記式中、pは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。上記式中、qは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。
ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンは、(CnF2n+1SO2)2N-(但し、nは1~10の整数)または(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(但し、p、qは1~10の整数)で表されるアニオンである。上記式中、nは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。上記式中、pは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。上記式中、qは1~6が好ましく、1~4がより好ましい。
これらの中でも、フッ素含有イミドアニオンとしては、(SO2F)2N-および/または(CF3SO2)2N-が好ましい。それは、イオン電導性の高い帯電防止剤(C)となるため、帯電防止剤(C)の含有量が少なくても、良好な帯電防止性能を有する粘着剤層が得られるからである。光硬化性組成物中の帯電防止剤(C)の含有量が少ないと、これを硬化させた粘着剤層は、経時的な粘着力の低下がより一層抑制された耐久性の良好なものとなり、好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物中における帯電防止剤(C)の合計の含有量は、0.1~5質量%であることが好ましく、0.3~4質量%であることがより好ましく、0.5~3質量%であることがさらに好ましい。帯電防止剤(C)の含有量が0.1質量%以上であると、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の表面抵抗率を低下させる効果が得られる。このため、透明粘着シートの粘着剤層として好適な硬化物が得られる。また、帯電防止剤(C)の含有量が5質量%以下であると、これを硬化させた粘着剤層は、経時的な粘着力の低下がより一層抑制されたものとなる。
[光重合開始剤(D)]
光重合開始剤(D)は、特に限定されるものではないが、光ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤(D)としては、例えば、カルボニル系光重合開始剤、スルフィド系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、キノン系光重合開始剤、スルホクロリド系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いることができる。これらの光重合開始剤(D)中でも、粘着剤組成物を光硬化させて得られる硬化物の透明性の観点から、カルボニル系光重合開始剤および/またはアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いることが好ましく、具体的には、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および/または1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトンを用いることが好ましい。
光重合開始剤(D)は、特に限定されるものではないが、光ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤(D)としては、例えば、カルボニル系光重合開始剤、スルフィド系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、キノン系光重合開始剤、スルホクロリド系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いることができる。これらの光重合開始剤(D)中でも、粘着剤組成物を光硬化させて得られる硬化物の透明性の観点から、カルボニル系光重合開始剤および/またはアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いることが好ましく、具体的には、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および/または1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトンを用いることが好ましい。
本実施形態の粘着剤組成物中における光重合開始剤(D)の含有量は、0.01~5質量%であることが好ましく、0.05~3質量%であることがより好ましく、0.1~2質量%であることがさらに好ましい。光重合開始剤(D)の含有量が0.01質量%以上であると、光硬化性組成物の光硬化が十分に進行する。また、光重合開始剤(D)の含有量が5質量%以下であると、光硬化性組成物の光硬化時に低分子量成分が多くなりすぎることがない。このため、硬化物の粘着力が十分に向上し、好ましい。
(粘着付与樹脂)
本実施形態の光硬化性組成物においては、これを硬化させた硬化物の粘着力を向上させるために、必要に応じて、硬化物の透明性を低下させない範囲で粘着付与樹脂を添加してもよい。
粘着付与樹脂の例としては、ロジン、ロジンのエステル化物などのロジン系樹脂;ジテルペン重合体、α-ピネン-フェノール共重合体などのテルペン系樹脂;脂肪族系(C5系)、芳香族系(C9系)などの石油樹脂;その他、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。硬化物の耐光性の点から、粘着付与樹脂としては、不飽和二重結合が少ない水添ロジン、不均化ロジンのエステル化物、脂肪族、芳香族系石油樹脂、高Tgアクリル樹脂などを用いることが好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物においては、これを硬化させた硬化物の粘着力を向上させるために、必要に応じて、硬化物の透明性を低下させない範囲で粘着付与樹脂を添加してもよい。
粘着付与樹脂の例としては、ロジン、ロジンのエステル化物などのロジン系樹脂;ジテルペン重合体、α-ピネン-フェノール共重合体などのテルペン系樹脂;脂肪族系(C5系)、芳香族系(C9系)などの石油樹脂;その他、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。硬化物の耐光性の点から、粘着付与樹脂としては、不飽和二重結合が少ない水添ロジン、不均化ロジンのエステル化物、脂肪族、芳香族系石油樹脂、高Tgアクリル樹脂などを用いることが好ましい。
粘着付与樹脂の添加量としては、光硬化性組成物100質量部に対して((A)~(D)成分の合計量100質量部に対して)、1~10質量部の範囲であることが好ましい。
光硬化性組成物の硬化物の被着体に対する糊残りの観点からは、光硬化性組成物が粘着付与樹脂を含まないことが好ましい。
光硬化性組成物の硬化物の被着体に対する糊残りの観点からは、光硬化性組成物が粘着付与樹脂を含まないことが好ましい。
(溶剤)
本実施形態の光硬化性組成物は、溶剤を含んでいてもよく、溶剤を含まなくてもよい。
本実施形態の光硬化性組成物は、溶剤を実質的に含まない無溶剤のものであることが好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物が溶剤を含む場合、例えば、粘度調整剤、レベリング剤および/または軟化剤として溶剤を用いることができる。溶剤としては、具体的には、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n-へキサン、トルエン、キシレン、n-プロパノール、イソプロパノールなどが挙げられる。
本実施形態の光硬化性組成物は、溶剤を含んでいてもよく、溶剤を含まなくてもよい。
本実施形態の光硬化性組成物は、溶剤を実質的に含まない無溶剤のものであることが好ましい。
本実施形態の光硬化性組成物が溶剤を含む場合、例えば、粘度調整剤、レベリング剤および/または軟化剤として溶剤を用いることができる。溶剤としては、具体的には、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n-へキサン、トルエン、キシレン、n-プロパノール、イソプロパノールなどが挙げられる。
本実施形態の粘着剤組成物が無溶剤である場合、これを用いて透明粘着シートの粘着剤層を作製する際に、溶媒を加熱乾燥する工程を省略できる。このため、優れた生産性が得られる。特に、本実施形態の光硬化性組成物を用いて、厚みが50μmを超える粘着剤層を有する透明粘着シートを製造する場合には、溶媒を加熱乾燥する工程を省略することによる生産性向上効果が顕著となる。このため、無溶剤であることが好ましい。
本発明において、光硬化性組成物が「溶剤を実質的に含まない」の意味は、光硬化性組成物中における溶剤の含有量が0~1質量%であることを意味し、好ましくは0~0.5質量%であり、より好ましくは0~0.1質量%である。
(その他)
本実施形態の光硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、表面潤滑剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、ベンゾトリアゾール系などの光安定剤、リン酸エステル系およびその他の難燃剤、染料などが挙げられる。
本実施形態の光硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、表面潤滑剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、ベンゾトリアゾール系などの光安定剤、リン酸エステル系およびその他の難燃剤、染料などが挙げられる。
本実施形態の光硬化性組成物の酸価は、0~5mgKOH/gであることが好ましく、0~0.5mgKOH/gであることがより好ましく、0~0.1mgKOH/gであるさらに好ましい。酸価が5mgKOH/g以下であると、例えば、透明粘着シートの粘着剤層をタッチパネルの透明導電膜の導電層面に貼合した際に、導電層面を腐食することがなく、好ましい。
光硬化性組成物の酸価は、JIS K0070に準拠して測定した値である。光硬化性組成物の酸価は、具体的には、以下に示す方法により求める。
精密天秤を用いて100ml三角フラスコに試料約2gを精秤し、これにエタノール/ジエチルエーテル=1/1(重量比)の混合溶媒10mlを加えて溶解する。更に、この三角フラスコ内の溶液に、指示薬としてフェノールフタレインエタノール溶液を1~3滴添加し、均一になるまで充分に攪拌する。これを、0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液で滴定し、指示薬のうすい紅色が30秒間続いたときを、中和の終点とする。その結果から下記計算式(1)を用いて得た値を、光硬化性組成物の酸価とする。
精密天秤を用いて100ml三角フラスコに試料約2gを精秤し、これにエタノール/ジエチルエーテル=1/1(重量比)の混合溶媒10mlを加えて溶解する。更に、この三角フラスコ内の溶液に、指示薬としてフェノールフタレインエタノール溶液を1~3滴添加し、均一になるまで充分に攪拌する。これを、0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液で滴定し、指示薬のうすい紅色が30秒間続いたときを、中和の終点とする。その結果から下記計算式(1)を用いて得た値を、光硬化性組成物の酸価とする。
酸価(mgKOH/g)=[B×f×5.661]/S ・・・(1)
なお、計算式(1)におけるB、fおよびSは以下のとおりである。
B:0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液の使用量(ml)
f:0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液のファクター(試薬のロットによるぶれの補正)
S:試料の採取量(g)
なお、計算式(1)におけるB、fおよびSは以下のとおりである。
B:0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液の使用量(ml)
f:0.1N水酸化カリウム-エタノール溶液のファクター(試薬のロットによるぶれの補正)
S:試料の採取量(g)
<透明粘着シート>
本実施形態の透明粘着シートは、上記光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する。
本実施形態の透明粘着シートは、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの透明樹脂シートで形成された基材の一方の面に、上記光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層が設けられた片面粘着シートであってもよいし、基材を有さず粘着剤層のみからなる両面粘着シートであってもよい。本実施形態の透明粘着シートは、透明性の確保および形状追従性(段差吸収性)の観点から、基材を有さず、粘着剤層のみからなる両面粘着シートであることが好ましい。
本実施形態の透明粘着シートは、上記光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する。
本実施形態の透明粘着シートは、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの透明樹脂シートで形成された基材の一方の面に、上記光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層が設けられた片面粘着シートであってもよいし、基材を有さず粘着剤層のみからなる両面粘着シートであってもよい。本実施形態の透明粘着シートは、透明性の確保および形状追従性(段差吸収性)の観点から、基材を有さず、粘着剤層のみからなる両面粘着シートであることが好ましい。
本実施形態の透明粘着シートの有する粘着剤層は、単層構造であってもよいし、複数の層が積層された多層構造であってもよい。多層構造の粘着剤層の具体例としては、例えば、中心層の組成と、中心層を挟む外層の組成とが異なる三層構造のものが挙げられる。このような粘着剤層では、中心層の材料として用いる光硬化性組成物の組成と、外層の材料として用いる光硬化性組成物の組成とを調整することにより、粘着剤層の凝集力と粘着力のバランスを図ることができる。透明粘着シートの製造工程の簡略化の観点からは、透明粘着シートの有する粘着剤層は単一層であることが好ましい。
本実施形態の粘着剤層の厚みは、5~1000μmであることが好ましく、10~500μmであることがより好ましく、15~300μmであることがさらに好ましい。粘着剤層の厚みが5μm以上であると、透明粘着シートを貼り合わせる際の作業性が良好となる。また、粘着剤層の厚みが1000μm以下であると、粘着剤層の膜厚制御が容易となる。
本実施形態の粘着剤層のガラス転移温度(Tg)は、-40~20℃であることが好ましく、-30~10℃であることがより好ましい。ガラス転移温度(Tg)が-40℃以上であると、粘着剤層が適度な硬さを有することにより、十分な粘着力が得られる透明粘着シートとなる。また、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下であると、粘着剤層が適度な柔らかさを有するため、被着体に対する段差吸収性の良好な透明粘着シートとなる。
光硬化性組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、以下の方法で測定した値である。すなわち、示差走査熱量計(DSC)を用いて、約10mgの試料について10℃/分の昇温速度で-80℃から280℃まで温度を変化させて示差走査熱量測定を行い、ガラス転移による吸熱開始温度を硬化物のガラス転移温度(Tg)とする。
本実施形態の透明粘着シートにおける粘着剤層の表面抵抗率は、実用性の観点から1.0×108~5.0×1010Ω/□であることが好ましく、1.0×108~1.0×1010Ω/□であることがより好ましく、1.0×108~5.0×109Ω/□であることがさらに好ましい。表面抵抗率が小さく、帯電防止性能に優れた粘着剤層であるほど、例えば、光学部材を貼り合わせる工程において帯電が発生しにくく、好ましい。表面抵抗率が1.0×108Ω/□以上であると、帯電が比較的速やかに減衰する粘着剤層を有する透明粘着シートとなる。また、表面抵抗率が5.0×1010Ω/□以下であると、帯電防止性能のより良好な粘着剤層を有する透明粘着シートとなる。
粘着剤層のゲル分率は、55~90質量%であることが好ましく、60~80質量%であることがより好ましい。ゲル分率が55質量%以上であると、透明粘着シートを貼り合わせたり、裁断(打ち抜き加工)したりするときの作業性が良好となる。ゲル分率が90質量%以下であると、被着体に対する段差吸収性の良好な粘着剤層を有する透明粘着シートとなる。
本実施形態の透明粘着シートの表面(粘着剤層の表面)は、使用時まで剥離フィルム(セパレータ)により保護されていてもよい。透明粘着シートが両面粘着シートである場合、両面粘着シートの両面が、2枚の剥離フィルムによりそれぞれ保護されていてもよいし、両面が剥離面となっている1枚の剥離フィルムにより、ロール状に巻回される形態で保護されていてもよい。剥離フィルムは、粘着剤層の保護材として用いられており、粘着剤層を被着体に貼着する際に剥がされる。剥離フィルムは、粘着剤層の表面に設けられていなくてもよい。
剥離フィルムとしては、慣用されている剥離フィルムなどを使用でき、特に限定されない。剥離フィルムとしては、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系などの剥離処理剤により表面処理されたプラスチックフィルムなどが挙げられる。剥離フィルムは、公知の方法により形成できる。
剥離フィルムの厚さは、特に制限されない。例えば、粘着剤層の表面(両面)が2枚の剥離フィルムによりそれぞれ保護されている場合、2枚の剥離フィルムの厚さは同じであってもよいし、異なっていてもよい。この場合、2枚の剥離フィルムは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。例えば、2枚の剥離フィルムの剛性をそれぞれ変えて、剥離フィルムの剥離性を制御することも可能である。
剥離フィルムの厚さは、特に制限されない。例えば、粘着剤層の表面(両面)が2枚の剥離フィルムによりそれぞれ保護されている場合、2枚の剥離フィルムの厚さは同じであってもよいし、異なっていてもよい。この場合、2枚の剥離フィルムは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。例えば、2枚の剥離フィルムの剛性をそれぞれ変えて、剥離フィルムの剥離性を制御することも可能である。
本実施形態の透明粘着シートは、帯電しやすい光学部材を貼り合わせる用途に好適に用いられる。貼り合わせの対象となる光学部材は、光学的特性を有する部材あり、特に限定されないが、例えば、画像表示装置またはタッチパネルを構成する部材、またはこれらの機器に用いられる部材などが挙げられる。具体的には、例えば、偏光フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、導光フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、透明導電フィルム、意匠フィルム、装飾フィルム、表面保護フィルム、プリズム、レンズ、カラーフィルター、透明基板、さらにはこれらが積層されている部材が挙げられる。
<光硬化性組成物の製造方法>
次に、本実施形態の光硬化性組成物の製造方法について、例を挙げて詳細に説明する。
以下、本実施形態の光硬化性組成物に含まれる成分のうち、ポリウレタン(A)について、好ましい合成方法について例を挙げて説明する。本実施形態の光硬化性組成物に含まれる成分のうち、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)、帯電防止剤(C)、光重合開始剤(D)など、ポリウレタン(A)を除く各成分については、市販品を容易に購入できるし、各成分として用いる化合物の種類によってそれぞれ合成方法が異なるため、合成方法の説明を省略する。
次に、本実施形態の光硬化性組成物の製造方法について、例を挙げて詳細に説明する。
以下、本実施形態の光硬化性組成物に含まれる成分のうち、ポリウレタン(A)について、好ましい合成方法について例を挙げて説明する。本実施形態の光硬化性組成物に含まれる成分のうち、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)、帯電防止剤(C)、光重合開始剤(D)など、ポリウレタン(A)を除く各成分については、市販品を容易に購入できるし、各成分として用いる化合物の種類によってそれぞれ合成方法が異なるため、合成方法の説明を省略する。
<(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)の合成方法>
以下、本実施形態の光硬化性組成物に含まれるポリウレタン(A)の好ましい合成方法の一例について説明する。ポリウレタン(A)の合成方法は、以下に示す合成方法に限定されるものではなく、合成に用いる原料および設備などの条件によって、適宜変更可能である。
以下、本実施形態の光硬化性組成物に含まれるポリウレタン(A)の好ましい合成方法の一例について説明する。ポリウレタン(A)の合成方法は、以下に示す合成方法に限定されるものではなく、合成に用いる原料および設備などの条件によって、適宜変更可能である。
以下に示すポリウレタン(A)の合成方法において、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、イソシアナト基に不活性な有機溶媒の存在下で、ウレタン化触媒を用いて行う。ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジエチルヘキソエート、ジオクチルスズジラウレートなどを用いることができる。ウレタン化触媒の使用量は、反応物(原料)の総質量に対して、50~500質量ppmであることが好ましい。
また、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、30~100℃で1~5時間継続して行うことが好ましい。
また、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、30~100℃で1~5時間継続して行うことが好ましい。
ポリウレタン(A)を合成するには、まず、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを、イソシアナト基量(官能基数の総量基準、以下同じ)がヒドロキシ基量(官能基数の総量基準、以下同じ)より多くなる割合で仕込む。その後、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを反応させて、ポリウレタン(A)の前駆体として、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンを合成する。原料として用いられるポリオキシアルキレンポリオールおよびポリイソシアネートの具体的な例は、ポリウレタン(A)の項で例示したとおりである。
このとき、原料中に含まれるヒドロキシ基量に対するイソシアナト基量の比を調整することにより、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンの分子量(重合度)を調整できる。具体的には、ヒドロキシ基量に対するイソシアナト基量の過剰量が少ないほど、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンの分子量は大きくなる。また、ヒドロキシ基量に対するイソシアナト基量の過剰量が多いほど、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンの分子量は小さくなる。本実施形態では、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンの分子量を調整することにより、目的物であるポリウレタン(A)の質量平均分子量を調整する。
次に、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンと、ヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物とを反応させて、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含むポリウレタン(A)を生成する。
ヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物としては、特に限定されないが、2-ヒドロキシエチル(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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;1,3-ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールモノ(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、3-メチルペンタンジオールモノ(メタ)アクリレートなどの各種ポリオール由来の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノオールなどが挙げられる。これらのヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物は、単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。これらのヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物の中でも、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンのイソシアナト基との反応性、および光硬化性組成物の光硬化性の点から、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
また、ポリウレタン(A)は、ヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物とともに、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、ヒドロキシ基を1個有するアルキルアルコールを併用して、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンと反応させることにより、生成してもよい。
アルキルアルコールとしては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、ヒドロキシ基を1個有するものであればよく、直鎖型、分岐型、脂環型のアルキルアルコールなどを用いることができ、特に限定されない。上記アルキルアルコールは、1種のみ単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
アルキルアルコールとしては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、ヒドロキシ基を1個有するものであればよく、直鎖型、分岐型、脂環型のアルキルアルコールなどを用いることができ、特に限定されない。上記アルキルアルコールは、1種のみ単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
ヒドロキシ基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物と、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、ヒドロキシ基を1個有するアルキルアルコールと、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンとを反応させて、ポリウレタン(A)を生成させることにより、末端にイソシアナト基を有するポリウレタンに対する(メタ)アクリロイルオキシ基の導入量を調整できる。
より詳細には、上記反応によれば、ポリウレタン(A)として、末端の(メタ)アクリロイルオキシ基の導入量が異なる複数種のポリウレタンを含むものが生成される。複数種のポリウレタンの中には、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)が含まれる。さらに、複数種のポリウレタンの中には、ポリウレタン(a1)だけでなく、複数の末端のうち少なくとも一部の末端が上記アルキルアルコール由来の構造を有しているポリウレタンが含まれる。したがって、生成した複数種のポリウレタンの中には、複数の末端のうち少なくとも一部の末端が(メタ)アクリロイルオキシ基を有さないポリウレタンが含まれる。さらに、生成した複数種のポリウレタンの中には、1つの末端にのみ(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a2)も含まれ得る。
<ポリウレタン(A)の合成方法の他の例>
次に、ポリウレタン(A)の好ましい合成方法の他の例について説明する。
以下に示すポリウレタン(A)の合成方法においても上記の合成方法の例と同様に、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、イソシアナト基に不活性な有機溶媒の存在下で、ウレタン化触媒を用いて行う。ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジエチルヘキソエート、ジオクチルスズジラウレートなどを用いることができる。ウレタン化触媒の使用量は、反応物(原料)の総質量に対して、50~500質量ppmであることが好ましい。
また、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、30~100℃で1~5時間継続して行うことが好ましい。
次に、ポリウレタン(A)の好ましい合成方法の他の例について説明する。
以下に示すポリウレタン(A)の合成方法においても上記の合成方法の例と同様に、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、イソシアナト基に不活性な有機溶媒の存在下で、ウレタン化触媒を用いて行う。ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジエチルヘキソエート、ジオクチルスズジラウレートなどを用いることができる。ウレタン化触媒の使用量は、反応物(原料)の総質量に対して、50~500質量ppmであることが好ましい。
また、ヒドロキシ基とイソシアナト基との反応は、いずれの工程においても、30~100℃で1~5時間継続して行うことが好ましい。
この合成方法を用いてポリウレタン(A)を合成する場合、上記の合成方法の例と異なり、ポリウレタン(A)の前駆体として、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンを合成する。
具体的には、まず、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを、ヒドロキシ基量(官能基数の総量基準、以下同じ)がイソシアナト基量(官能基数の総量基準、以下同じ)より多くなる割合で仕込む。その後、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを反応させて、ポリウレタン(A)の前駆体として、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンを合成する。
具体的には、まず、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを、ヒドロキシ基量(官能基数の総量基準、以下同じ)がイソシアナト基量(官能基数の総量基準、以下同じ)より多くなる割合で仕込む。その後、ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートとを反応させて、ポリウレタン(A)の前駆体として、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンを合成する。
このとき、原料中に含まれるイソシアナト基量に対するヒドロキシ基量の比を調整することにより、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンの分子量(重合度)を調整できる。具体的には、イソシアナト基量に対するヒドロキシ基量の過剰量が少ないほど、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンの分子量は大きくなる。また、イソシアナト基量に対するヒドロキシ基量の過剰量が多いほど、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンの分子量は小さくなる。本実施形態では、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンの分子量を調整することにより、目的物であるポリウレタン(A)の質量平均分子量を調整する。
次に、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンと、イソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物とを反応させて、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含むポリウレタン(A)を生成する。
イソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物としては、特に限定されないが、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソシアネート、1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートなどが挙げられる。また、イソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物の市販品としては、例えば、昭和電工株式会社製のカレンズMOI(登録商標)、カレンズAOI(登録商標)などを例示できる。これらのイソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのイソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物の中でも、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンのヒドロキシ基との反応性、および粘着剤組成物の光硬化性の点から、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートを用いることが好ましい。
また、ポリウレタン(A)は、イソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物とともに、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、イソシアナト基を1個有するアルキルイソシアネートを併用して、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンと反応させることにより、生成してもよい。
アルキルイソシアネートとしては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、イソシアナト基を1個有するものであればよく、直鎖型、分岐型、脂環型のアルキルイソシアネートなどを用いることができ、特に限定されない。上記アルキルイソシアネートは、1種のみ単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
アルキルイソシアネートとしては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、イソシアナト基を1個有するものであればよく、直鎖型、分岐型、脂環型のアルキルイソシアネートなどを用いることができ、特に限定されない。上記アルキルイソシアネートは、1種のみ単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
イソシアナト基および(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物と、(メタ)アクリロイルオキシ基を有さず、イソシアナト基を1個有するアルキルイソシアネートと、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンとを反応させて、ポリウレタン(A)を生成させることにより、末端にヒドロキシ基を有するポリウレタンに対する(メタ)アクリロイルオキシ基の導入量を調整できる。
より詳細には、上記反応によれば、ポリウレタン(A)として、末端の(メタ)アクリロイルオキシ基の導入量が異なる複数種のポリウレタンを含むものが生成される。複数種のポリウレタンの中には、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)が含まれる。さらに、複数種のポリウレタンの中には、ポリウレタン(a1)だけでなく、複数の末端のうち少なくとも一部の末端が上記アルキルイソシアネート由来の構造を有しているポリウレタンが含まれる。したがって、生成した複数種のポリウレタンの中には、複数の末端のうち少なくとも一部の末端が(メタ)アクリロイルオキシ基を有さないポリウレタンが含まれる。さらに、生成した複数種のポリウレタンの中には、1つの末端にのみ(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a2)も含まれ得る。
ポリウレタン(A)における末端の(メタ)アクリロイルオキシ基の導入量は、ポリウレタン(A)が有する全末端数(総量)に対し、50~100mol%が好ましく、80~100mol%がより好ましく、90~100mol%がさらに好ましい。導入量が50mol%以上であると、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の凝集力が十分に高いものとなる。
<光硬化性組成物に含まれる各成分の混合方法>
本実施形態の光硬化性組成物は、上記の合成方法により得られたポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)と、必要に応じて添加されるその他の添加剤とを混合する方法により製造できる。
本実施形態の光硬化性組成物に含まれる各成分を混合する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ホモディスパー、パドル翼などの攪拌翼を取り付けた攪拌装置を用いて行うことができる。
本実施形態の光硬化性組成物は、上記の合成方法により得られたポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)と、必要に応じて添加されるその他の添加剤とを混合する方法により製造できる。
本実施形態の光硬化性組成物に含まれる各成分を混合する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ホモディスパー、パドル翼などの攪拌翼を取り付けた攪拌装置を用いて行うことができる。
<透明粘着テープの製造方法>
次に、本実施形態の透明粘着テープの製造方法について説明する。
本実施形態の透明粘着テープの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いて製造できる。
本実施形態の透明粘着テープは、例えば、基材あるいは剥離フィルムに光硬化性組成物を塗布し、塗布した光硬化性組成物に直接、紫外線照射装置などを用いて紫外線を照射して、光硬化性組成物を光硬化させる方法により製造できる。また、本実施形態の透明粘着テープは、基材あるいは剥離フィルムに光硬化性組成物を塗布し、その上に透明剥離フィルムを積層し、透明剥離フィルムを介して紫外線照射装置などを用いて紫外線を照射し、光硬化性組成物を光硬化させる方法により製造してもよい。
次に、本実施形態の透明粘着テープの製造方法について説明する。
本実施形態の透明粘着テープの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いて製造できる。
本実施形態の透明粘着テープは、例えば、基材あるいは剥離フィルムに光硬化性組成物を塗布し、塗布した光硬化性組成物に直接、紫外線照射装置などを用いて紫外線を照射して、光硬化性組成物を光硬化させる方法により製造できる。また、本実施形態の透明粘着テープは、基材あるいは剥離フィルムに光硬化性組成物を塗布し、その上に透明剥離フィルムを積層し、透明剥離フィルムを介して紫外線照射装置などを用いて紫外線を照射し、光硬化性組成物を光硬化させる方法により製造してもよい。
基材あるいは剥離フィルムに光硬化性組成物を塗布する方法は、特に限定されず、適宜選択可能である。例えば、基材あるいは剥離フィルムに粘着剤組成物を塗布する方法として、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーターなどの各種コーターを用いる方法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
光硬化性組成物を光硬化させるために使用する光源としては、ブラックライト、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプなどが挙げられる。
光の照射量は、例えば、50~3000mJ/cm2とすることできる。光の照射量が少なすぎると、光硬化性組成物の硬化に時間がかかり、生産性が低下する。
光硬化性組成物を塗布する基材あるいは剥離フィルムが透明である場合、これらの基材あるいは剥離フィルム側から光硬化性組成物に紫外線を照射してもよい。
光の照射量は、例えば、50~3000mJ/cm2とすることできる。光の照射量が少なすぎると、光硬化性組成物の硬化に時間がかかり、生産性が低下する。
光硬化性組成物を塗布する基材あるいは剥離フィルムが透明である場合、これらの基材あるいは剥離フィルム側から光硬化性組成物に紫外線を照射してもよい。
<透明粘着シートの用途および求められる性能>
本実施形態の透明粘着テープは、光学部材を貼り合わせる用途に好適に用いることができる。具体的には、タッチパネルの有する液晶セルと偏光フィルムとの貼り合わせなど、2枚の板状光学部材を貼り合わせる場合に好適に用いることができる。
本実施形態の透明粘着テープを光学部材の貼り合わせに使用する場合、透明粘着シートは、透明性の高いものであることが好ましい。具体的には、透明粘着シートの全光線透過率は、90%以上であることが好ましく、91%以上であることがより好ましい。また、ヘイズ値が1%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましい。
本実施形態の透明粘着テープは、光学部材を貼り合わせる用途に好適に用いることができる。具体的には、タッチパネルの有する液晶セルと偏光フィルムとの貼り合わせなど、2枚の板状光学部材を貼り合わせる場合に好適に用いることができる。
本実施形態の透明粘着テープを光学部材の貼り合わせに使用する場合、透明粘着シートは、透明性の高いものであることが好ましい。具体的には、透明粘着シートの全光線透過率は、90%以上であることが好ましく、91%以上であることがより好ましい。また、ヘイズ値が1%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましい。
上記の用途に用いられる透明粘着テープの剥離強度は、15~40(N/25mm)であることが好ましく、20~35(N/25mm)であることがより好ましい。透明粘着シートの剥離強度の具体的な測定方法は、実施例において後述する。
透明粘着シートをタッチパネルの有する光学部材の貼り合わせに使用した場合、透明粘着シートはタッチパネルから発せられる熱の影響を受ける。本実施形態の透明粘着シートは、熱に対する耐久性が良好であり、上記ヘイズ値および粘着力(剥離強度)の経時的な変化が少ない。このため、タッチパネルの有する光学部材の貼り合わせに好ましく用いることができる。
透明粘着シートをタッチパネルの有する光学部材の貼り合わせに使用した場合、透明粘着シートはタッチパネルから発せられる熱の影響を受ける。本実施形態の透明粘着シートは、熱に対する耐久性が良好であり、上記ヘイズ値および粘着力(剥離強度)の経時的な変化が少ない。このため、タッチパネルの有する光学部材の貼り合わせに好ましく用いることができる。
本実施形態の光硬化性組成物は、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、帯電防止剤(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する。そして、本実施形態の光硬化性組成物では、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)が、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含み、エチレン性不飽和基含有モノマー(B)が、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含み、帯電防止剤(C)が、フッ素含有アルカリ金属イミド塩である。このため、本実施形態の光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する透明粘着シートは、帯電防止性能を有し、かつ経時的な粘着力の低下が生じにくく、長期に亘って粘着力を維持できる。また、本実施形態の透明粘着シートにおける粘着剤層は、光硬化性組成物を光硬化させる方法により形成でき、加熱処理などの手間のかかる煩雑な工程を行うことなく、簡便な方法により形成できる。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<ポリウレタン(a1-1)の合成>
温度計、撹拌器、滴下ロート、乾燥管付き冷却管を備えた四つ口フラスコからなる反応器に、ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物(商品名:デスモジュールW、住化コベストロウレタン株式会社製)を21molと、水酸基価が56mgKOH/gのヒドロキシ基を末端に有するポリプロピレングリコール(商品名:アクトコールD-2000、三井化学株式会社製、数平均分子量2000)を20molと、ウレタン化触媒であるジオクチルスズ(商品名:ネオスタンU-810、日東化成社株式会社製)を8gとを仕込んだ。
温度計、撹拌器、滴下ロート、乾燥管付き冷却管を備えた四つ口フラスコからなる反応器に、ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物(商品名:デスモジュールW、住化コベストロウレタン株式会社製)を21molと、水酸基価が56mgKOH/gのヒドロキシ基を末端に有するポリプロピレングリコール(商品名:アクトコールD-2000、三井化学株式会社製、数平均分子量2000)を20molと、ウレタン化触媒であるジオクチルスズ(商品名:ネオスタンU-810、日東化成社株式会社製)を8gとを仕込んだ。
次いで、反応器を60℃まで昇温して4時間反応させ、ポリウレタン(A)の前駆体として、イソシアナト基を両末端に有するポリウレタンを得た。続いて、反応器に2-ヒドロキシエチルアクリレート20molを加え、70℃まで昇温して2時間反応させ、ポリウレタン(a1-1)を得た。
得られたポリウレタン(a1-1)を赤外線吸収スペクトル(IR)法を用いて分析した。その結果、イソシアナト基由来のピークは観察されなかった。したがって、ポリウレタン(a1-1)は、全ての末端にアクリロイルオキシ基が導入されているポリウレタン(a1)であることが確認できた。得られたポリウレタン(a1-1)の重量平均分子量は、70,000であった。
<ポリウレタン(a1-2)の合成>
ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物(デスモジュールW)を20mol、およびポリプロピレングリコール(アクトコールD-2000)を21mol用いたこと以外は、ポリウレタン(a1-1)の合成と同様にして反応させ、ポリウレタン(A)の前駆体として、ヒドロキシ基を両末端に有するポリウレタンを得た。続いて、反応器に2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート(製品名:MOI-AOI、昭和電工株式会社製)20molを加え、70℃まで昇温して2時間反応させ、ポリウレタン(a1-2)を得た。
ジフェニルメタンジイソシアネートの水素添加物(デスモジュールW)を20mol、およびポリプロピレングリコール(アクトコールD-2000)を21mol用いたこと以外は、ポリウレタン(a1-1)の合成と同様にして反応させ、ポリウレタン(A)の前駆体として、ヒドロキシ基を両末端に有するポリウレタンを得た。続いて、反応器に2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート(製品名:MOI-AOI、昭和電工株式会社製)20molを加え、70℃まで昇温して2時間反応させ、ポリウレタン(a1-2)を得た。
得られたポリウレタン(a1-2)を赤外線吸収スペクトル(IR)法を用いて分析した。その結果、イソシアナト基由来のピークは観察されなかった。したがって、ポリウレタン(a1-2)は、全ての末端にアクリロイルオキシ基が導入されているポリウレタン(a1)であることが確認できた。得られたポリウレタン(a1-2)の重量平均分子量は、70,000であった。
<ポリウレタン(a3-1)の合成>
温度計、撹拌器、滴下ロート、乾燥管付き冷却管を備えた四つ口フラスコからなる反応器に、イソホロンジイソシアネート(商品名:VESTANT IPDI、EVONIK社製)を15molと、水酸基末端水素添加ポリブタジエン(商品名:GI-3000、日本曹達株式会社製、水酸基価25mgKOH/g)を14molと、ウレタン化触媒であるジオクチルスズ(商品名:ネオスタンU-810、日東化成社株式会社製)を8gとを仕込んだ。
温度計、撹拌器、滴下ロート、乾燥管付き冷却管を備えた四つ口フラスコからなる反応器に、イソホロンジイソシアネート(商品名:VESTANT IPDI、EVONIK社製)を15molと、水酸基末端水素添加ポリブタジエン(商品名:GI-3000、日本曹達株式会社製、水酸基価25mgKOH/g)を14molと、ウレタン化触媒であるジオクチルスズ(商品名:ネオスタンU-810、日東化成社株式会社製)を8gとを仕込んだ。
次いで、反応器を60℃まで昇温して4時間反応させ、ポリブタジエン由来の構造を有し、イソシアナト基を両末端に有するポリウレタンを得た。続いて、反応器に2-ヒドロキシエチルアクリレート2molを加え、70℃まで昇温して2時間反応させ、ポリウレタン(a3-1)を得た。
得られたポリウレタン(a3-1)を赤外線吸収スペクトル(IR)法を用いて分析した。その結果、イソシアナト基由来のピークは観察されなかった。したがって、ポリウレタン(a3-1)は、全ての末端にアクリロイルオキシ基が導入されているポリウレタンであることが確認できた。得られたポリウレタン(a3-1)の重量平均分子量は、70,000であった。
(実施例1~10、比較例1~4)
上記合成方法により得られたポリウレタン(a1-1)~(a3-1)のいずれかと、表1または表2に示すエチレン性不飽和基含有モノマー(B)と帯電防止剤(C)と光重合開始剤(D)とを、表1または表2に記載の割合で配合し、25℃でディスパーを用いて混合し、実施例1~10、比較例1~4の光硬化性組成物を調製した。
上記合成方法により得られたポリウレタン(a1-1)~(a3-1)のいずれかと、表1または表2に示すエチレン性不飽和基含有モノマー(B)と帯電防止剤(C)と光重合開始剤(D)とを、表1または表2に記載の割合で配合し、25℃でディスパーを用いて混合し、実施例1~10、比較例1~4の光硬化性組成物を調製した。
表1および表2中に記載の下記記号は、以下に示す化合物である。以下に示した化合物において、括弧内に記載したガラス転移温度(Tg)の値は、各化合物をホモポリマーとしたときのガラス転移温度の値である。
「エチレン性不飽和基含有モノマー(B)」
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=-15℃)
4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=-32℃)
CHA:シクロヘキシルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=15℃)IBA:イソボルニルアクリレート(株式会社日本触媒製、Tg=97℃)BUA:n-ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製、Tg=-55℃)EHA:2-エチルヘキシルアクリレート(東亞合成株式会社製、Tg=-70℃)
「エチレン性不飽和基含有モノマー(B)」
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=-15℃)
4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=-32℃)
CHA:シクロヘキシルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、Tg=15℃)IBA:イソボルニルアクリレート(株式会社日本触媒製、Tg=97℃)BUA:n-ブチルアクリレート(株式会社日本触媒製、Tg=-55℃)EHA:2-エチルヘキシルアクリレート(東亞合成株式会社製、Tg=-70℃)
「帯電防止剤(C)」
LiFSI:LiN(SO2F)2(商品名;イオネルLF-101、株式会社日本触媒製)
LiTFSI:LiN(CF3SO2)2(商品名;エフトップEF-N115、三菱マテリアル電子化成株式会社製)
PFMLi:LiSO3CF3(商品名;エフトップEF-15、三菱マテリアル電子化成株式会社製)
AS-804:1-オクチル-4-メチルピリジニウム・ビス(フルオロスルホニル)イミド(第一工業製薬株式会社製)
「光重合開始剤(D)」
OMN184:1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン(商品名;Omnirad 184、IGM社製)
LiFSI:LiN(SO2F)2(商品名;イオネルLF-101、株式会社日本触媒製)
LiTFSI:LiN(CF3SO2)2(商品名;エフトップEF-N115、三菱マテリアル電子化成株式会社製)
PFMLi:LiSO3CF3(商品名;エフトップEF-15、三菱マテリアル電子化成株式会社製)
AS-804:1-オクチル-4-メチルピリジニウム・ビス(フルオロスルホニル)イミド(第一工業製薬株式会社製)
「光重合開始剤(D)」
OMN184:1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン(商品名;Omnirad 184、IGM社製)
得られた実施例1~10、比較例1~4の光硬化性組成物のそれぞれについて、上記の方法により酸価を測定した。その結果を表1または表2に示す。
「透明粘着シートの製造」
以下に示す方法により、実施例1~10、比較例1~4の光硬化性組成物をそれぞれ用いて、実施例1~10、比較例1~4の透明粘着シートを製造した。
75μm厚の剥離PETフィルム(縦200mm、横150mm、東山フィルム株式会社製、商品名:S-10-2)を用意した。剥離PETフィルムの剥離面に、硬化後の膜厚が150μmとなるように、アプリケーターを用いて光硬化性組成物を塗布した。その後、塗布面を50μm厚の剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、商品名:E7006)で覆った。
以下に示す方法により、実施例1~10、比較例1~4の光硬化性組成物をそれぞれ用いて、実施例1~10、比較例1~4の透明粘着シートを製造した。
75μm厚の剥離PETフィルム(縦200mm、横150mm、東山フィルム株式会社製、商品名:S-10-2)を用意した。剥離PETフィルムの剥離面に、硬化後の膜厚が150μmとなるように、アプリケーターを用いて光硬化性組成物を塗布した。その後、塗布面を50μm厚の剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、商品名:E7006)で覆った。
次いで、紫外線照射装置(メタルハライドランプ、UV照射装置4kw×1、出力:160W/cm、日本電池株式会社製)を用いて、照射距離12cm、ランプ移動速度20m/min、照射量約500mJ/cm2の条件で、50μm厚の剥離PETフィルムを介して、光硬化性組成物に紫外線を照射して硬化させた。以上の工程により、両面が剥離PETフィルムに挟まれた粘着剤層を有する実施例1~10、比較例1~4の透明粘着シートを得た。
実施例1~10、比較例1~4の透明粘着シートについて、ガラス転移温度(Tg)、表面抵抗率、粘着力、全光線透過率、耐湿熱白化性を、以下に記載する方法により測定した。その結果を表1または表2に示す。
(ガラス転移温度(Tg))
透明粘着シートの両面から剥離PETフィルムを剥がして、粘着剤層を約10mg測り取り、示差走査熱量計(DSC)を用いて、約10mgの試料について10℃/分の昇温速度で-80℃から280℃まで温度を変化させて示差走査熱量測定を行った。ガラス転移による吸熱開始温度を硬化物のガラス転移温度(Tg)とした。
透明粘着シートの両面から剥離PETフィルムを剥がして、粘着剤層を約10mg測り取り、示差走査熱量計(DSC)を用いて、約10mgの試料について10℃/分の昇温速度で-80℃から280℃まで温度を変化させて示差走査熱量測定を行った。ガラス転移による吸熱開始温度を硬化物のガラス転移温度(Tg)とした。
(表面抵抗率)
透明粘着シートを縦120mm、横120mmの大きさに切り取り、50μm厚の剥離PETフィルムを剥がして粘着剤層を露出させた。その後、温度23℃、湿度50%RH(相対湿度)の環境下に3時間放置して調湿した。そして、印加電圧100V×60秒の条件で、高抵抗率計(株式会社三菱化学アナリテック製、ハイレスタ-UX)を使用して、粘着剤層側の表面抵抗率を測定した。
透明粘着シートを縦120mm、横120mmの大きさに切り取り、50μm厚の剥離PETフィルムを剥がして粘着剤層を露出させた。その後、温度23℃、湿度50%RH(相対湿度)の環境下に3時間放置して調湿した。そして、印加電圧100V×60秒の条件で、高抵抗率計(株式会社三菱化学アナリテック製、ハイレスタ-UX)を使用して、粘着剤層側の表面抵抗率を測定した。
(粘着力)
透明粘着シートから50μm厚の剥離PETフィルムを剥がし、片面にコロナ処理が施されている厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡社製:東洋紡エステルフィルム E5100)を貼り直した。透明粘着シートを縦25mm、横150mmの大きさに切り取り、75μm厚の剥離PETフィルムを剥がし、粘着剤層(測定面)を露出させた。粘着剤層をガラス板に貼付して、2kgのゴムローラー(幅:約50mm)を1往復させて、測定用サンプルとした。
透明粘着シートから50μm厚の剥離PETフィルムを剥がし、片面にコロナ処理が施されている厚さ50μmのPETフィルム(東洋紡社製:東洋紡エステルフィルム E5100)を貼り直した。透明粘着シートを縦25mm、横150mmの大きさに切り取り、75μm厚の剥離PETフィルムを剥がし、粘着剤層(測定面)を露出させた。粘着剤層をガラス板に貼付して、2kgのゴムローラー(幅:約50mm)を1往復させて、測定用サンプルとした。
得られた測定用サンプルを、23℃、湿度50%RH(相対湿度)の環境下で0.5時間、24時間、および500時間放置した。放置後の測定用サンプルについて、それぞれ以下に示す方法により粘着力の測定を行った。すなわち、各測定用サンプルについて、JIS K6854に準じて、剥離速度300mm/分で180°方向の引張試験を行い、得られた測定値を透明粘着シートのガラス板に対する粘着力(N/25mm)とした。
(全光線透過率)
透明粘着シートを縦30mm、横30mmの大きさに切り取り、50μm厚の剥離PETフィルムを剥離して粘着剤層を露出させた。露出させた粘着剤層を0.7mm厚のガラス板に貼付した。次いで、反対面の75μm厚の剥離PETフィルムを剥離し、粘着剤層を露出させた。露出させた粘着剤層を、ガラス板に貼付した。このことにより、両面がガラス板に挟まれた粘着剤層からなる測定用サンプルを得た。ヘーズメーター「HR-100(村上色彩技術研究所社製)」を用いて、測定用サンプルの全光線透過率を測定した。
透明粘着シートを縦30mm、横30mmの大きさに切り取り、50μm厚の剥離PETフィルムを剥離して粘着剤層を露出させた。露出させた粘着剤層を0.7mm厚のガラス板に貼付した。次いで、反対面の75μm厚の剥離PETフィルムを剥離し、粘着剤層を露出させた。露出させた粘着剤層を、ガラス板に貼付した。このことにより、両面がガラス板に挟まれた粘着剤層からなる測定用サンプルを得た。ヘーズメーター「HR-100(村上色彩技術研究所社製)」を用いて、測定用サンプルの全光線透過率を測定した。
(耐湿熱白化性)
全光線透過率の測定と同様にして、測定用サンプルを作製した。得られた測定用サンプルを、温度85℃、湿度85%RH(相対湿度)の条件で500時間放置した。
その後、測定用サンプルについて、ヘーズメーター「NM-150(株式会社村上色彩技術研究所製)」を用いて、拡散透過率と全光線透過率とを測定し、ヘイズ値を算出した。ヘイズ値(%)は、拡散透過率を全光線透過率で除し、100を乗じて算出した。また、ブランクとして、測定用サンプルに使用したガラス板を用いた。ヘイズ値の算出に用いた測定値のn数(測定数)は3回とし、その平均値を採用した。ヘイズ値は、値が小さいほど透明性が高いことを意味する。その結果を表1または表2に示す。
全光線透過率の測定と同様にして、測定用サンプルを作製した。得られた測定用サンプルを、温度85℃、湿度85%RH(相対湿度)の条件で500時間放置した。
その後、測定用サンプルについて、ヘーズメーター「NM-150(株式会社村上色彩技術研究所製)」を用いて、拡散透過率と全光線透過率とを測定し、ヘイズ値を算出した。ヘイズ値(%)は、拡散透過率を全光線透過率で除し、100を乗じて算出した。また、ブランクとして、測定用サンプルに使用したガラス板を用いた。ヘイズ値の算出に用いた測定値のn数(測定数)は3回とし、その平均値を採用した。ヘイズ値は、値が小さいほど透明性が高いことを意味する。その結果を表1または表2に示す。
表1または表2に示すように、実施例1~10の透明粘着シートは、表面抵抗率が小さく、帯電防止性能を有することが確認できた。また、実施例1~10の透明粘着シートは、500時間放置しても、粘着力が低下せず、長期に亘って粘着力を維持できる粘着剤層を有することが確認できた。
さらに、実施例1~10の透明粘着シートは、全光線透過率が91.0%以上であり、透明性の高いものであった。
さらに、実施例1~10の透明粘着シートは、全光線透過率が91.0%以上であり、透明性の高いものであった。
これに対し、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造を含まないポリウレタン(a3-1)を含む比較例1では、ポリウレタン(A)および帯電防止剤(C)の含有量が同じである実施例7と比較して、表面抵抗率が高かった。
同様に、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造を含まないポリウレタン(a3-1)を含む比較例2では、実施例3と比較して、表面抵抗率が高かった。
同様に、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造を含まないポリウレタン(a3-1)を含む比較例2では、実施例3と比較して、表面抵抗率が高かった。
また、フッ素含有アルカリ金属イミド塩でない帯電防止剤(C)を含む比較例3では、ポリウレタン(A)が同じである実施例1と比較して、帯電防止剤(C)の含有量が2倍であるにもかかわらず、表面抵抗率が高かった。
また、フッ素含有アルカリ金属イミド塩でない帯電防止剤(C)を含む比較例3、4では、ポリウレタン(A)およびエチレン性不飽和基含有モノマー(B)が同じで、それらの含有量も同じである実施例9と比較して、表面抵抗率が高かった。
また、フッ素含有アルカリ金属イミド塩ではなくイオン液体である帯電防止剤(C)を含む比較例4では、時間の経過とともに粘着力が低下した。これは、帯電防止剤(C)のブリードアウトに起因するものであると推定される。
また、フッ素含有アルカリ金属イミド塩でない帯電防止剤(C)を含む比較例3、4では、ポリウレタン(A)およびエチレン性不飽和基含有モノマー(B)が同じで、それらの含有量も同じである実施例9と比較して、表面抵抗率が高かった。
また、フッ素含有アルカリ金属イミド塩ではなくイオン液体である帯電防止剤(C)を含む比較例4では、時間の経過とともに粘着力が低下した。これは、帯電防止剤(C)のブリードアウトに起因するものであると推定される。
本発明は、帯電防止剤を含み、かつ長期に亘って粘着力を維持できる粘着剤層を、簡便な方法により形成できる光硬化性組成物を提供できる。
本発明によれば、簡便な方法により形成でき、帯電防止性能を有し、かつ経時的な粘着力低下が抑制された粘着剤層を有する透明粘着シート、および該透明粘着シートの粘着剤層の原料として好適に使用される光硬化性組成物を提供できる。本発明の透明粘着シートは、透明性、耐久性に優れる。本発明の透明粘着シートは、帯電しやすい光学部材を貼り合わせる用途に好ましく用いることができる。
本発明によれば、簡便な方法により形成でき、帯電防止性能を有し、かつ経時的な粘着力低下が抑制された粘着剤層を有する透明粘着シート、および該透明粘着シートの粘着剤層の原料として好適に使用される光硬化性組成物を提供できる。本発明の透明粘着シートは、透明性、耐久性に優れる。本発明の透明粘着シートは、帯電しやすい光学部材を貼り合わせる用途に好ましく用いることができる。
Claims (15)
- (メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)と、
エチレン性不飽和基含有モノマー(B)と、
帯電防止剤(C)と、
光重合開始剤(D)と、を含有し、
前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)は、ポリオキシアルキレンポリオール由来の構造およびポリイソシアネート由来の構造を含む骨格を有し、複数の末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリウレタン(a1)を含み、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)は、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートである第1モノマー(B-0)を含み、
前記帯電防止剤(C)は、フッ素含有アルカリ金属イミド塩であることを特徴とする光硬化性組成物。 - 前記帯電防止剤(C)が、アルカリ金属カチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンとの塩、およびアルカリ金属カチオンとビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンとの塩から選択される一種以上である請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記帯電防止剤(C)のアルカリ金属カチオンが、リチウムカチオンである請求項2に記載の光硬化性組成物。
- 前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)が、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃以上である第2モノマー(B-1)と、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が-5℃未満である第3モノマー(B-2)とを、さらに含む請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の光硬化性組成物。
- 前記第2モノマー(B-1)が、環状アルキル(メタ)アクリレートであり、
前記第3モノマー(B-2)が、アルキル(メタ)アクリレートである請求項4に記載の光硬化性組成物。 - 前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)を10~60質量%、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)を39~89質量%、
前記帯電防止剤(C)を0.1~5質量%、
前記光重合開始剤(D)を0.01~5質量%含有する請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の光硬化性組成物。 - 前記第1モノマー(B-0)を3~25質量%含有する請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の光硬化性組成物。
- 前記第2モノマー(B-1)を5~40質量%、
前記第3モノマー(B-2)を10~60質量%含有し、
前記第2モノマー(B-1)と前記第3モノマー(B-2)の質量の割合((B-1):(B-2))が20:80~50:50である請求項4に記載の光硬化性組成物。 - 請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の光硬化性組成物の硬化物からなる粘着剤層を有する透明粘着シート。
- 前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数のうち、90~100%の末端が、(メタ)アクリロイルオキシ基をする、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)に含まれる全ての末端数のうち、100%の末端が、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する、請求項10に記載の光硬化性組成物。
- 前記ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンが(SO2F)2N-で表されるアニオンであり、
前記ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドアニオンが、(CnF2n+1SO2)2N-(但し、nは1~10の整数)または(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(但し、p、qは1~10の整数)で表されるアニオンである、請求項2に記載の光硬化性組成物。 - 前記第1モノマー(B-0)を8~15質量%含有する請求項7に記載の光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリロイルオキシ基含有ポリウレタン(A)を25~60質量%含み、
前記エチレン性不飽和基含有モノマー(B)を55~70質量%含む、請求項6に記載の光硬化性組成物。 - 表面抵抗率が、1.0×108~5.0×1010Ω/□であり、
ゲル分率が55~90質量%であり、
全光線透過率が90%以上である、請求項9に記載の透明粘着シート。
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