説明

粘着組成物および該粘着組成物を用いた粘着フィルム

【課題】リワーク性に優れ、高温下または高温高湿下でも光学フィルムの周端部にクラックが生じないだけではなく、中央部に微細な発泡、浮き・剥がれも生じず、高輝度の光源を用いた表示装置において白抜けが発生せず、光学フィルムの貼り付けに好適に用いられる粘着組成物を提供すること。
【解決手段】単量体(a)、(b)を重合してなる重量平均分子量100万〜200万の共重合体(A)100部、前記共重合体(A)の存在下で単量体(c)、(d)を重合してなる重量平均分子量1万〜10万の共重合体(B)20〜150部、重合度が3以上で25℃で液体のポリオール(C)0.1〜10部、多官能性化合物(D)0.003〜3部を含む粘着組成物。
(a):反応性官能基を有する単量体、(b):(a)と共重合可能な単量体、(c):カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有する単量体、(d):(c)と共重合可能な単量体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着組成物および該粘着組成物を用いた粘着フィルムに関する。詳しくは、本発明は、ガラス等の被着体に光学フィルムを貼着する際に好適に用いられる粘着組成物に関する。さらに詳しくは、貼着後、高温下または高温高湿度下に置かれたりしても、クラック(貼り付けられた光学フィルムの周辺端部に極めて小さい気泡がスジ状に連なった状態で発生すること、またその状態)、白抜けが生じない光学フィルム積層体を形成し得る粘着組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、表示装置は、電子計算機、電子時計、携帯電話、テレビジョン等の家庭用・業務用電化製品、車載用の機器等に活用され、様々で過酷な条件下で使用される機会が多くなっている。そして、これら表示部材には、偏光フィルム等の各種光学フィルムが用いられている。
偏光フィルム等の各種光学フィルムは、粘着組成物を用いて、被着体であるガラスや他の光学フィルムに貼着される。一度被着体に貼着した後、貼着自体に不具合が発見された場合、ガラス等から偏光フィルムが剥がされ、新たな偏光フィルムが貼着される。この貼り直す作業のことを「リワーク」という。リワークの際には、粘着層が被着体表面に残存しないことが要求される。
【0003】
偏光フィルムは、色素で染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルムがトリアセチルセルロース系保護フィルムやシクロオレフィン系保護フィルムで挟まれた積層フィルムである。偏光フィルムは、これら材料の特性故に寸法安定性に乏しい。特に、高温下または高温高湿条件下では、ポリビニルアルコールフィルムの収縮による寸法の変化が激しい。
【0004】
光学フィルム/粘着層/被着体からなる積層体が、高温下または高温高湿条件下に置かれ、偏光フィルムの寸法が変化すると、粘着層と被着体との界面に気泡が生じたり(発泡)、光学フィルムが被着体から浮き上がり、剥がれたりする。
粘着組成物の主たる成分の分子量や粘着組成物の架橋度を調整し、粘着力を高くすることによって、偏光フィルムの寸法変化に抗して、過酷な環境下でも発泡、浮き・剥がれが生じないようにする試みがなされた。
【0005】
しかし、単に粘着力を高くすることによって、光学フィルムの寸法変化に抗しようとすると、高温下または高温高湿条件下で生じる偏光フィルムの寸法変化に起因する応力分布が不均一となり、応力が光学フィルムの四隅や周端部に集中してしまう。その結果、偏光フィルムが用いられる表示装置において、表示装置の周端部から光が漏れる、いわゆる白抜けが発生するという問題が生じた。
【0006】
そこで、過酷な条件下でも、被着体との界面に発泡が生じず、浮き・剥がれも生じない光学フィルム貼着用の粘着組成物であって、白抜けが発生しない、光学特性に優れる様々な粘着組成物が提案されてきた。
【0007】
例えば、分子内にカルボキシル基及びヒドロキシル基を有するアクリル系共重合体、ポリイソシアネート化合物、及びメルカプト基又は脂環式エポキシ基含有シランカップリング剤を必須成分として含有してなる偏光フィルム用感圧接着剤組成物が知られている(特許文献1参照)。
【0008】
さらに、反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(a)および(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(b)をラジカル共重合してなる共重合体(A)と、上記共重合体(A)の存在下でカルボキシル基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)および(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(d)をラジカル共重合してなる重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体(B)、および上記共重合体(A)および/または上記共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物からなる粘着剤が知られている(特許文献2参照)。
【0009】
さらに、アクリル系粘着剤にポリエーテルポリオールを配合してなる粘着剤が知られている(特許文献3参照)。
【0010】
特許文献1〜3に記載される粘着組成物を用いてなる粘着フィルムは、いずれも被着体に貼着後、高温下または高温高湿下に長期間曝されても、被着体との界面に生じる発泡、浮き・剥がれは目視レベルでは確認されず、20インチ未満の表示装置では白抜けも見られなかった。
しかし、特許文献1〜3に記載される粘着組成物を用いてなる粘着フィルムは、いずれも被着体に貼着後、上記のような過酷な環境下に長期間曝されると、光学フィルムの周辺端部に極めて小さい気泡がスジ状に連なった状態で発生してしまう。スジ状に連なった極めて小さい気泡が一種のヒビのように見えることから、この現象は「クラック」と呼ばれる。
また、電子顕微鏡でなければ確認できない10μm以下の気泡が、中央部に1m2あたり10個程度発生してしまう。
さらに、20インチ以上の表示装置では、見やすさの観点から光源の輝度を高く設定しなければならない。特許文献1〜3に記載される粘着組成物を用いてなる粘着フィルムは、20インチ未満の表示装置では白抜けは問題視されなかった。しかし、20インチ以上で使用される高輝度の光源を用いた表示装置では白抜けが目立ってしまう。
表示装置に対する種々の要求が高まる今日、耐久性レベルも例外ではなく、もはや単に発泡、浮き・剥がれ、白抜けが生じないというだけでは不十分となってきた。即ち、かつてクラックの発生は何ら問題視されなかったが、近年はクラックが発生しないことや20インチ以上で使用される高輝度の光源を用いた表示装置においても白抜けしないことも求められるようになってきた。
【特許文献1】特開2004−224873号公報
【特許文献2】特開2004−331697号公報
【特許文献3】特開平6−128539号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の目的は、リワーク性に優れ、光学フィルムを被着体に貼着後、高温下または高温高湿下に長期間曝されても、光学フィルムの周端部にクラックが生じないだけではなく、中央部に電子顕微鏡でなければ確認できない10μm以下の発泡、浮き・剥がれも生じず、20インチ以上で使用される高輝度の光源を用いた表示装置において白抜けが発生することなく、光学フィルムの貼り付けに好適に用いられる粘着組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、下記単量体(a)および(b)をラジカル共重合してなる重量平均分子量100万以上200万以下の共重合体(A)と、該共重合体(A)100重量部に対して、上記共重合体(A)の存在下で下記単量体(c)および(d)をラジカル共重合してなる重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体(B)20〜150重量部、重合度が3以上で25℃で液体であるポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)0.1〜10重量部、上記共重合体(A)および/または上記共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)0.003〜3重量部からなる粘着組成物に関する。
(a):反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(b):(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(c):カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(d):(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
【0013】
さらに、本発明は、共重合体(A)、共重合体(B)のガラス転移温度が、−60℃〜0℃であることを特徴とする上記発明の粘着組成物に関する。
【0014】
さらに、本発明は、下記単量体(a)および(b)をラジカル共重合し、重量平均分子量100万以上200万以下の共重合体(A)を得、該共重合体(A)100重量部に対して、上記共重合体(A)の存在下で共重合体(A)の重合後に残留する単量体(a)および単量体(b)並びに下記単量体(c)をラジカル共重合し、重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体(B)20〜150重量部を含む共重合体を得、
次いで重合度が3以上で25℃で液体であるポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)0.1〜10重量部、及び上記共重合体(A)および/または上記共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)0.003〜3重量部を添加することを特徴とする粘着組成物の製造方法に関する。
(a):反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(b):(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(c):カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
【0015】
そして、さらに本発明は、上記発明の粘着組成物、または上記発明の製造方法で得られる粘着組成物から形成される粘着剤層が、光学フィルムの少なくとも一方の面に形成されてなることを特徴とする粘着フィルムに関する。
【発明の効果】
【0016】
本発明により、リワクーク性に優れ、光学フィルムを被着体に貼着後、高温下または高温高湿下に長期間曝されても、光学フィルムの周端部にクラックが生じないだけでなく、中央部に電子顕微鏡でなければ確認できない10μm以下の発泡、浮き・剥がれも生じず、20インチ以上で使用される高輝度の光源を用いた表示装置において白抜けが発生することなく、光学フィルムの貼り付けに好適に用いられる粘着組成物を提供できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の粘着組成物について説明する。
本発明の粘着組成物に含まれる共重合体(A)は、反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(a)と、(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(b)とをラジカル共重合して得られる共重合体である。反応性官能基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、アミド基、マレイミド基、イタコンイミド基、スクシンイミド基、エポキシ基等が挙げられる。また、単量体(a)および単量体(b)としては、(メタ)アクリル系単量体、ビニル系単量体が好適に用いられる。
【0018】
カルボキシル基を有する単量体(a)の具体例としては、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、無水フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸ブチル等があげられる。
【0019】
水酸基を有する単量体(a)の具体例としては、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、3−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、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルヘキシル)−メチルアクリレート、クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート類、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート類、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
【0020】
アミノ基を有する単量体(a)の具体例としては、アミノメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミド基を有する単量体(a)の具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。
マレイミド基を有する単量体(a)の具体例としては、N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド等が挙げられる。
イタコンイミド基を有する単量体(a)の具体例としては、N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド等が挙げられる。
【0021】
スクシンイミド基を有する単量体(a)の具体例としては、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミド等が挙げられる。
エポキシ基を有する単量体(a)の具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの単量体は、単独であるいは複数組み合わせて使用することができる。
【0022】
共重合体(A)を構成する単量体(a)の共重合比率は、共重合体(A)を構成する単量体の全量を基準として0.1〜15重量%であることが好ましい。その共重合比率が0.1重量%より少ない場合には、粘着剤層の凝集力が低下し、高温下で粘着剤層の発泡や浮き・剥がれが起こることがある。また、15重量%より多い場合には、粘着剤の粘着力が低下したり、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を十分に吸収・緩和する性質が発現しにくい。
【0023】
また、単量体(b)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、iso−ノニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニルモノマー、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル等も挙げられる。
【0024】
共重合体(A)を構成する単量体(b)の共重合比率は、共重合体(A)を構成する単量体の全量を基準として85〜99.9重量%であることが好ましい。その共重合比率が85重量%より少ない場合には、偏光フィルム等の各種光学フィルムへの密着性が低下する。また、99.9重量%より多い場合には、反応性官能基を有する単量体(a)の含有量が少なくなり、粘着剤層の凝集力が低下し、高温下で粘着剤層の発泡、浮き・剥がれが起こることがある。
【0025】
共重合体(A)は、公知の任意の方法で製造することができる。
例えば、共重合体(A)は、共重合体(A)を構成する単量体の合計100重量部に対して、0.001〜1重量部の重合開始剤を用いて、塊状重合、溶液重合などの方法、好ましくは溶液重合法により合成される。重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物が用いられ、重合開始剤は2種類以上を併用しても良い。また、溶液重合の場合、重合溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール等が用いられる。重合溶媒は2種類以上混合して用いても良い。
【0026】
重合開始剤のうちアゾ系化合物としては、例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4'−アゾビス(4−シアノバレリック酸)、2,2'−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等が挙げられる。
【0027】
また、有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
【0028】
共重合体(A)の重量平均分子量は、100万以上200万以下であることが必要であり、更に120万以上180万以下であることが好ましい。重量平均分子量が100万よりも小さい場合、架橋して使用しても粘着剤層の凝集力が不足して、発泡、浮き・剥がれが生じる。また、重量平均分子量が200万より大きいと、粘着剤の粘度が高くなり塗工等の作業性が劣る。なお、共重合体(A)の重量平均分子量は、共重合体(B)の重合を開始する前に反応溶液の一部をサンプリングして、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」という)測定を実施して算出する。
【0029】
本発明の粘着組成物に含まれる共重合体(B)は、上記共重合体(A)の存在下でカルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)および(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(d)をラジカル共重合してなる重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体である。共重合体(A)の存在下で単量体(c)および単量体(d)をラジカル共重合してなる、共重合体(A)よりも低分子量の共重合体(B)が粘着剤組成物中に含まれると、高温下または高温高湿度下でも粘着剤層の発泡、浮き・剥がれが発生せず、光学フィルムの伸縮等により生じる応力集中を緩和して表示装置に白抜けを発生させない。
【0030】
共重合体(A)、共重合体(B)のガラス転移温度は、−60℃以上0℃以下であることが好ましく、更に−55℃以上−10℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が−60℃未満であると架橋して使用しても粘着剤層の凝集力が不足して、発泡、浮き・剥がれが生じる。ガラス転移温度が0℃を超えると、粘着剤の粘着力が低下したり、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を十分に吸収・緩和する性質が発現しにくい。
【0031】
カルボキシル基を有する単量体(c)としては、(メタ)アクリル系単量体、ビニル系単量体が好適に用いられる。単量体(c)の具体例としては、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、無水フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸ブチル等が挙げられる。
水酸基を有する単量体(c)としては、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、3−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、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルヘキシル)−メチルアクリレート、クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート類、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート類、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
これらの単量体は、単独であるいは複数組み合わせて使用することができる。
【0032】
単量体(d)としては、共重合体(A)を構成する単量体と同じ単量体である、単量体(a)および単量体(b)を使用することができる。
共重合体(B)は、共重合体(A)の存在下で、カルボキシル基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)および(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(d)を、共重合体(A)と同様な方法でラジカル共重合することにより製造することができる。共重合体(B)は、単量体(a)と単量体(b)とを転化率50〜90%までラジカル共重合して共重合体(A)を重合した後に、反応系内に残留する単量体(a)および単量体(b)、並びに新たに反応系内に加えられる単量体(c)を、共重合体(A)の存在下でラジカル共重合して製造することが好ましい。
また、共重合体(B)を重合するにあたっては、さらに新たな単量体(d)を反応系内に加え、共重合してもよい。
単量体(c)の共重合比率は、共重合体(B)を構成する単量体の合計100重量%中0.1〜50重量%であることが好ましく、0.5〜30重量%であることがより好ましい。
【0033】
また、共重合体(A)の重合後に残留する単量体(a)および単量体(b)、並びに新たに反応系内に加えられる単量体(c)、さらに必要に応じて新たに反応系内に加えられる単量体(d)は、転化率50〜100%でラジカル共重合することが好ましい。ここで転化率とは、単量体を重合して得られる共重合体の重量を、原料として用いた単量体の総重量で除した値である。
上記の転化率で共重合体(A)および共重合体(B)を重合することにより、共重合体(A)100重量部に対して共重合体(B)を20〜150重量部の範囲に収めることが容易となる。
【0034】
共重合体(B)は、溶液重合法で合成することが好ましく、共重合体(A)合成時の5〜50重量倍程度の重合開始剤、すなわち単量体(c)および単量体(d)の合計100重量部に対して、0.005〜50重量部の重合開始剤を使用することが好ましい。また、共重合体(B)の合成時には、ラウリルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類、α−メチルスチレンダイマー、リモネン等の連鎖移動剤を使用しても良い。
【0035】
共重合体(B)の重量平均分子量は、1万以上10万以下であることが必要であり、更に2万以上8万以下であることが好ましい。重量平均分子量が1万より小さい場合、凝集力が不足して発泡、浮き・剥がれが生じやすい。また、重量平均分子量が10万を超える場合、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を十分に吸収・緩和する性質が発現しにくい。ここで共重合体(B)の重量平均分子量は、共重合体(A)と共重合体(B)との混合物をGPC測定し、得られたGPCスペクトルと前述の方法で測定した共重合体(A)のGPCスペクトルとの差スペクトルから算出する。
【0036】
粘着組成物に含まれる共重合体(B)の含有量は、共重合体(A)100重量部に対して20〜150重量部であり、好ましくは25〜100重量部である。共重合体(B)の含有量が20重量部より少ない場合には、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を十分に吸収・緩和する性質が発現しにくい。また、共重合体(B)の含有量が150重量部を超える場合には、粘着剤層の凝集力が不足して発泡、浮き・剥がれが生じやすい。
【0037】
共重合体(A)と共重合体(B)との重量比は、以下の方法で求められる。すなわち、まず、重合体(B)の重合を開始する前にサンプリングした溶液の一定量を重量既知の容器に入れて精秤し、この精秤した溶液を加熱乾燥して、共重合体以外の成分を揮散させ、共重合体(A)のみが残った容器を精秤し、一定量の溶液に含まれる共重合体(A)の重量を算出する。次に共重合体(B)の重合完了後に、共重合体(A)と共重合体(B)とが含まれる溶液をサンプリングし、共重合体(A)の重量を算出したときと同様の方法で、一定量の溶液に含まれる共重合体(A)と共重合体(B)との重量を算出する。そして一定量の溶液に含まれる共重合体(A)および共重合体(A)と共重合体(B)との混合物の重量を、同量の溶液に含まれる共重合体(A)および共重合体(A)と共重合体(B)との混合物の重量に換算し、共重合体(A)と共重合体(B)との混合物の重量から共重合体(A)を差し引くことにより、共重合体(B)の重量を算出する。
【0038】
本発明の粘着組成物に含まれる、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)としては、アルキレンオキサイドの重合度が3以上で25℃で液体であることが重要である。重合度が3以上のポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)の主鎖が螺旋を形成し、高温下または高温高湿下に曝されても粘着層にかかる応力に応じて螺旋が伸縮し、白抜けが目立たなくなる。従って、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)の重合度が3未満であると、螺旋を形成できず、応力緩和性が十分に発揮されず、白抜けが明確になってしまう。一方、アルキレンオキサイドの重合度が大きくなりすぎて25℃で固体であるポリオールであると、粘着層の剛直性が高くなりすぎてしまい、応力緩和性が乏しくなり、白抜けがむしろ顕著になってしまう。
このようなポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)の例としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、ペンテンオキサイド、へキシレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを少なくとも1種類重合して得られるジオールなどが挙げられる。
【0039】
ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)の含有量は、上記共重合体(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部であることが重要であり、0.3〜8重量部であることが好ましい。0.1重量部未満であると白抜けが改善できず、10重量部を超えると耐久性が低下する。
【0040】
粘着組成物に含まれる共重合体(A)および/または共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)は、共重合体(A)が有する反応性官能基および/または共重合体(B)が有するカルボキシル基やカルボキシル基以外の反応性官能基と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個、好ましくは2〜4個有する化合物である。このような多官能性化合物(D)の例としては、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アミン系化合物、金属キレート系化合物、アジリジン系化合物などが挙げられる。特に、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物が好ましい。
多官能性化合物(D)は、単独であるいは複数組み合わせて使用することができる。
【0041】
イソシアネート系化合物の例としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタ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、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物、およびこれらポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体、更にはこれらポリイソシアネート化合物と公知のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等とのアダクト体等が挙げられる。
【0042】
また、エポキシ系化合物の例としては、ビスフェノールA−エピクロロヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1、3−ビス(N、N'−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N',N'−テトラグリシジルアミノフェニルメタン等が挙げられる。
【0043】
また、アジリジン系化合物の例としては、N,N'−ジフェニルメタン−4,4'−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、N,N'−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、ビスイソフタロイル−1−(2−メチルアジリジン)、トリ−1−アジリジニルホスフィンオキサイド、N,N'−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキサイト)、トリメチロールプロパントリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタントリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリス−2,4,6−(1−アジリジニル)−1、3、5−トリアジン等が挙げられる。
【0044】
多官能性化合物(D)の含有量は、上記共重合体(A)100重量部に対して、0.003〜3重量部である。多官能性化合物(D)の含有量が0.003重量部未満では、粘着剤層の凝集力が不足して、発泡、浮き・剥がれが生じやすい。また、3重量部より多い場合には、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を十分に吸収・緩和する性質が発現しにくい。
【0045】
本発明の粘着組成物には、さらにシランカップリング剤を配合することが好ましい。
シランカップリング剤(E)としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトブチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【0046】
シランカップリング剤は、粘着剤層とガラスとの接着性向上に効果があり、高温下又は高温高湿度下における粘着フィルムの発泡、浮き・剥れ、クラック等の発生防止に特に効果を奏するものである。
【0047】
粘着組成物中のシランカップリング剤(E)の含有量は共重合体(A)100重量部に対して、0.001〜3重量部が好ましい。0.001重量部より少ないと、その物性の改善効果が乏しく、3重量部を越えると、粘着剤が高価になるのみならず、浮き・剥がれの原因となる。
また、粘着組成物には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂、可塑剤、消泡剤、レベリング調整剤を、共重合体(A)100重量部に対して、それぞれ0.01〜20重量部程度を配合しても良い。
【0048】
本発明の粘着組成物は、下記の工程(1)〜(3)を経ることにより製造することができる。
(1)反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(a)および(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(b)を好ましくは転化率50〜90%でラジカル共重合して共重合体(A)を重合する工程。
(2)共重合体(A)の重合時に残留する単量体(a)および単量体(b)、並びに新たに反応系内に加える、カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)、さらには、必要に応じて新たに反応系内に加える、(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(d)を共重合体(A)の存在下、好ましくは転化率70%〜100%でラジカル共重合して共重合体(B)を重合する工程。
(3)ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)と、共重合体(A)および/または共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)とを添加する工程。
【0049】
次に、本発明の粘着フィルムについて説明する。
本発明の粘着フィルムは、本発明の粘着剤からなる粘着剤層が、光学フィルムの少なくとも一方の面に形成されている粘着フィルムであり、各種光学部材の形成に好適に用いられる。例えば、液晶表示部材のガラスに対して、好適に貼付し、使用される。
【0050】
粘着剤層を積層する光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム、楕円偏光フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム等が挙げられ、偏光フィルムが好ましい。
【0051】
本発明の粘着組成物を上記の光学フィルムに塗工し、乾燥・硬化した後に剥離シートを貼り合わせるか、あるいは、本発明の粘着組成物を剥離シートに塗工し、乾燥・硬化した後に光学フィルムを貼り合わせ、粘着剤層を光学フィルムに転写することによって、本発明の粘着シートを得ることができる。粘着シートを得た後、必要に応じてエージングをおこなってもよい。
【0052】
粘着剤層の形成は、通常使用されている塗布装置を用いて行うことができる。塗布装置としては、例えば、ロールナイフコーター、ダイコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、ディッピング、ブレードコーターなどが挙げられる。
また、粘着剤層の乾燥膜厚は、光学フィルムの伸縮に起因する応力集中を吸収、緩和するのに適切な膜厚を考慮して、1〜200μmであることが好ましい。より好ましくは、3〜100μmである。
1μm未満であると粘着性が乏しくなり、200μmを越えると粘着フィルムの製造、取り扱いが難しくなる。
【0053】
上記のようにして得られる粘着剤層は、25℃における貯蔵弾性率が、0.01×105Pa〜5×105Paであることが好ましい。より好ましくは、0.1×105〜3×105Paである。貯蔵弾性率は、TAインスツルメント・ジャパン社製の粘弾性試験機「RDA−III」を用いて測定することができる。
【0054】
粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率が0.01×105Paより小さい場合には、ガラス等の被着体に貼り合わせた後、高温下または高温高湿下に長期間曝すと、粘着剤層が軟化して、発泡、浮き・剥がれ、クラック等が発生しやすい。一方、粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率が5×105Paより大きい場合には、耐熱性は十分に高くなるが、室温では粘着剤層は硬いので、被着体に粘着フィルムを貼り合わせる際、粘着剤層が被着体に十分なじまず、粘着力が低下する傾向にある。
【実施例】
【0055】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、以下の説明において、「部」および「%」とあるのは、「重量部」および「重量%」をそれぞれ意味するものとする。
【0056】
(合成例1)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート99部、4−ヒドロキシブチルアクリレート1部、アセトン150部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.06部を仕込み、この反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、攪拌しながら窒素雰囲気下で、この反応溶液を60℃に昇温させ、5時間反応させた。反応開始より5時間後、トルエンを190部とアクリル酸0.25部および2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.5部を添加して、70℃に昇温し、6時間反応させた。トルエン60部を添加して室温まで冷却し、固形分20%の重合体溶液Aを得た。
【0057】
(合成例2)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート99部、4−ヒドロキシブチルアクリレート1部、アセトン150部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.06部を仕込み、この反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、攪拌しながら窒素雰囲気下で、この反応溶液を60℃に昇温させ、5時間反応させた。反応開始より5時間後、トルエンを190部と2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.25部および2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.5部を添加して、70℃に昇温し、6時間反応させた。トルエン60部を添加して室温まで冷却し、固形分20%の重合体溶液Bを得た。
【0058】
(合成例3)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート99部、4−ヒドロキシブチルアクリレート1部、アセトン150部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.06部を仕込み、この反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、攪拌しながら窒素雰囲気下で、この反応溶液を60℃に昇温させ、8時間反応させた。反応開始より8時間後、トルエンを250部を添加して室温まで冷却し、固形分20%の重合体溶液Cを得た。
【0059】
【表1】

【0060】
表1中の単量体の略記を以下に示す。
4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
BA:ブチルアクリレート
AA:アクリル酸
2HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
なお、共重合体の重量平均分子量(Mw)は、GPC測定で求めたポリスチレン換算の重量平均分子量であり、GPC測定条件は以下のとおりである。
装置:Shodex GPC System−21(昭和電工(株)製)
カラム:Shodex KF−602.5を1本、Shodex KF−606Mを2本(昭和電工(株)製)の合計3本を連結して使用。
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.5ml/min
温度:40℃
試料濃度:0.1wt%
試料注入量:50μl
【0061】
(実施例1)
合成例1で得られた重合体溶液A500重量部に対して、重合度34のポリプロピレングリコール(25℃で液体)3.5部、TDI/TMP(トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)0.08部およびシランカップリング剤「KBM−403」(信越化学工業(株)製)0.15部を添加してよく撹拌して粘着組成物を得た。この粘着組成物を剥離処理されたポリエステルフィルムに塗工して乾燥させ、25μmの粘着剤層を設けた後に、それを偏光フィルムの片面に転写して偏光フィルムを粘着加工した。この粘着加工された偏光フィルムを温度23℃相対湿度50%の条件で1週間熟成させて粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0062】
(実施例2)
重合体溶液Aに代えて重合体溶液B、重合度34のポリプロピレングリコールに代えて重合度17のポリプロピレングリコール(25℃で液体)、TDI/TMP(トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)に代えてXDI/TMP(キシリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)、「KBM−403」に代えてシランカップリング剤「KBE−403」(信越化学工業(株)製)をそれぞれ用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0063】
(比較例1)
重合度34のポリプロピレングリコールに代えて重合度520のポリプロピレングリコール(25℃で固体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0064】
(比較例2)
重合度34のポリプロピレングリコールに代えてプロピレングリコール(単量体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0065】
(比較例3)
重合度34のポリプロピレングリコールに代えてエチレングリコール(単量体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0066】
(比較例4)
重合度34のポリプロピレングリコールに代えて1、4−ブタンジオールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0067】
(比較例5)
重合度34のポリプロピレングリコールを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0068】
(比較例6)
重合度34のポリプロピレングリコールの添加量を3.5部から0.05部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0069】
(比較例7)
重合度34のポリプロピレングリコールの添加量を3.5部から15部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0070】
(比較例8)
重合体溶液Aに代えて重合体溶液Bを用い、TDI/TMP(トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0071】
(比較例9)
重合体溶液Aに代えて重合体溶液B、TDI/TMP(トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)0.08部に代えてXDI/TMP(キシリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体0.001部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0072】
(比較例10)
重合体溶液Aに代えて重合体溶液B、TDI/TMP(トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)0.08部に代えてXDI/TMP(キシリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体)5部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0073】
(比較例11)
重合体溶液Aに代えて重合体溶液Cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光フィルムを得た。
【0074】
【表2】

【0075】
表2中の化合物の略記を以下に示す。
PPG:ポリプロピレングリコール
PEG:ポリエチレングリコール
TDI−TMP:トリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体
XDI−TMP:キシリレンジイソシネートのトリメチロールプロパンアダクト体
KBM−403:信越化学工業(株)製シランカップリング剤「KBM−403」
KBE−403:信越化学工業(株)製シランカップリング剤「KBE−403」
【0076】
(リワーク性の評価方法)
各実施例、比較例で得られた粘着剤層付き偏光フィルムを25mm×150mmの大きさにカットし、剥離シートを剥がして厚さ1.1mmのガラスにラミネーターを用いて貼り付け、50℃、5気圧の条件のオートクレーブ内に20分保持させてガラスに密着させた。この試験片を23℃−50%で1週間放置した後に、180°ピール試験(剥離速度300mm/min)を実施し、ピール後のガラスの曇りを目視で観察した。
○:実用上全く問題がない。
×:実用上問題がある。
【0077】
(耐熱性及び耐湿熱性)
粘着剤層付き偏光フィルムを200mm×200mmの大きさにカットし、剥離シートを剥がして厚さ1.1mmのガラスにラミネーターを用いて貼り付け、50℃、5気圧の条件のオートクレーブ内に20分保持させてガラスに密着させ、80℃の雰囲気中に500時間(耐熱性試験)、あるいは60℃−90%RHの雰囲気中に500時間それぞれ放置した(耐湿熱性試験)。
500時間放置後、室温に戻し、偏光フィルムの発泡、浮き・剥がれ、クラックの発生状態を観察した。
発泡とは、粘着剤層とガラスとの界面(周辺端部以外)に比較的大きな気泡が発生している状態である。
浮き・剥がれとは、粘着加工した偏光フィルムがガラスから浮き上がり、剥がれてしまっている状態である。
クラックとは、偏光フィルムの周辺端部に、直径1mm以下の細かい気泡がスジ状に連なるように発生している状態である。
それぞれの評価基準は以下の通りである。
◎:発生せず、優れている。
○:発生せず。
△:軽微な発生が認められる。
×:顕著な発生が認められる。
【0078】
(光漏れ現象:白抜けの評価方法)
粘着剤層付き偏光フィルムを200mm×200mmの大きさにカットし、剥離シートを剥がして厚さ1.1mmのガラスの両面に、それぞれの偏光フィルムの吸収軸が直交するようにラミネーターを用いて貼り付けた。続いて、この偏光フィルムを貼り付けたガラスを50℃、5気圧の条件のオートクレーブ内に20分保持させてガラスに密着させた。60℃−90%RHの雰囲気中で500時間放置した後の偏光フィルムとガラスとの積層物に、20インチ以上で使用される高輝度の光源を用いて光を透過させた。積層物の各辺の中心から、白くなっている部分の端までの長さを測定し、その平均値を示した。この長さが短い方が光漏れがしにくいことを示す。
○:白抜け部の長さが5mm未満、実用上全く問題がない。
△:白抜け部の長さが5mm以上15mm未満、実用上やや問題がある。
×:白抜け部の長さが15mm以上、実用上問題がある。
【0079】
【表3】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記単量体(a)および(b)をラジカル共重合してなる重量平均分子量100万以上200万以下の共重合体(A)と、該共重合体(A)100重量部に対して、上記共重合体(A)の存在下で下記単量体(c)および(d)をラジカル共重合してなる重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体(B)20〜150重量部、重合度が3以上で25℃で液体であるポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)0.1〜10重量部、上記共重合体(A)および/または上記共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)0.003〜3重量部からなる粘着組成物。
(a):反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(b):(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(c):カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(d):(c)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
【請求項2】
共重合体(A)、共重合体(B)のガラス転移温度が、−60℃〜0℃であることを特徴とする請求項1記載の粘着組成物。
【請求項3】
下記単量体(a)および(b)をラジカル共重合し、重量平均分子量100万以上200万以下の共重合体(A)を得、該共重合体(A)100重量部に対して、上記共重合体(A)の存在下で共重合体(A)の重合後に残留する単量体(a)および単量体(b)並びに下記単量体(c)をラジカル共重合し、重量平均分子量1万以上10万以下の共重合体(B)20〜150重量部を含む共重合体を得、
次いで重合度が3以上で25℃で液体であるポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリオール(C)0.1〜10重量部、及び上記共重合体(A)および/または上記共重合体(B)と反応可能な反応性官能基を少なくとも2個有する多官能性化合物(D)0.003〜3重量部を添加することを特徴とする粘着組成物の製造方法。
(a):反応性官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(b):(a)と共重合可能な他のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
(c):カルボキシル基又は水酸基の少なくともいずれか一方を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体。
【請求項4】
請求項3記載の製造方法により得られることを特徴とする粘着組成物。
【請求項5】
請求項1、2または4記載の粘着組成物からなる粘着剤層が、光学フィルムの少なくとも一方の面に形成されてなることを特徴とする粘着フィルム。


【公開番号】特開2008−44984(P2008−44984A)
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−219530(P2006−219530)
【出願日】平成18年8月11日(2006.8.11)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】