JP2013142131A - トリアセチルセルロース用粘着剤組成物、並びにこれを用いた積層体、光学フィルム及び光学部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】トリアセチルセルロース(TAC)基材11とガラス基材13とを粘着層12を介して積層した際に、高温多湿下であっても過酸化物を使用することなく、TAC基材の収縮応力を緩和でき、ガラス基材からの浮きを防止できる粘着剤組成物を提供する。
【解決手段】本発明のTAC用粘着剤組成物は、重量平均分子量が40万以上90万以下であるアクリル系粘着剤と、このアクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.01質量部以上0.5質量部以下のイソシアネート系硬化剤と、メタクリル酸エステル重合体ブロック(M)とアクリル酸エステル重合体ブロック(A)とからなるアクリル共重合体とを含有し、酸成分を実質的に含有しない。上記共重合体は、重量平均分子量10,000〜300,000のM−A−M型トリブロック共重合体であることが好適であり、上記硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネート系であることが好適である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のTAC用粘着剤組成物は、重量平均分子量が40万以上90万以下であるアクリル系粘着剤と、このアクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.01質量部以上0.5質量部以下のイソシアネート系硬化剤と、メタクリル酸エステル重合体ブロック(M)とアクリル酸エステル重合体ブロック(A)とからなるアクリル共重合体とを含有し、酸成分を実質的に含有しない。上記共重合体は、重量平均分子量10,000〜300,000のM−A−M型トリブロック共重合体であることが好適であり、上記硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネート系であることが好適である。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶ディスプレイやタッチパネル搭載のモバイルディスプレイ等の画像表示装置に用いる光学部材に関し、さらに詳しくは、トリアセチルセルロース(以下、「TAC」ともいう。)基材とガラス基材とを粘着層を介して積層したときに、高温多湿下であっても、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる粘着剤組成物に関する。
液晶ディスプレイ等の画像表示装置を構成する光学フィルムとして、TACフィルムが用いられている。TACはガラスや偏光板を保護する等の役割を有しており、必要に応じてその表面に耐擦過性付与のためのハードコート層や、耐擦傷性はそのままに反射防止機能により液晶画面の見易さの向上に寄与する反射防止層等が形成されるタイプもある。
TACフィルムは粘着層を介してガラス基材と積層され、光学部材として使用される。しかし、一般にTACは湿熱条件で収縮する性質を有するため、高温多湿下では、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くという問題が生じてしまう。
この問題を解決するために、例えば特許文献1には、アクリル系粘着剤とイソシアネート系硬化剤の他に、過酸化物を含有させることによって、過酸化物による熱分解反応を併用し、充分な応力緩和性を維持することが開示されている。
また、特許文献2には、同じくガラス基材の反りを防止するために、粘着剤組成物からなる層を架橋して得られる粘着層の、23℃における貯蔵弾性率(G’)が32000〜70000Pa及び80℃における貯蔵弾性率(G’)が20000〜45000Paになるように、粘着剤組成物からなる層を加熱処理する工程、を含む光学部材用粘着層の製造方法が開示されている。
特許文献1、2の粘着剤は、その実施例から明らかなように、いずれも過酸化物を含有させることによって、過酸化物による熱分解反応を併用し、充分な応力緩和性を維持するものである。
しかしながら、硬化剤以外の第3成分として過酸化物を含有させると、残留した過酸化物によって、その後経時で架橋反応が進行し粘着物性が変化してしまうという問題や、残留した過酸化物が光や熱で分解し、ラジカルを発生するため粘着剤が経時劣化してしまうという問題が生じる。このため、過酸化物を含有させずに浮きや剥れを抑制する方法が望まれていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、TAC基材とガラス基材とを粘着層を介して積層した際に、高温多湿下において、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる粘着剤組成物を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、アクリル系粘着剤と、イソシアネート系硬化剤と、アクリル共重合体とを組み合わせることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
(1)本発明は、トリアセチルセルロース基材上に形成される粘着層を構成する組成物であって、重量平均分子量が40万以上90万以下であるアクリル系粘着剤と、前記アクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.01質量部以上1.0質量部以下のイソシアネート系硬化剤と、メタクリル酸エステル重合体ブロックとアクリル酸エステル重合体ブロックとからなるアクリル共重合体と、を含有し、酸成分を実質的に含有しない、トリアセチルセルロース用粘着剤組成物である。
(2)また、本発明は、前記アクリル共重合体がメタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなる重量平均分子量10,000〜300,000のM−A−M型トリブロック共重合体である、(1)記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物である。
(3)また、本発明は、前記イソシアネート系硬化剤がヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤である、(1)又は(2)記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物である。
(4)また、本発明は、請求項1から3いずれか記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物が粘着層としてトリアセチルセルロース基材上に形成され、このトリアセチルセルロース基材の前記粘着層と反対側の面に、ハードコート層及び反射防止層が形成された光学フィルムである。
(5)また、本発明は、(4)記載の光学フィルムにおける前記粘着層を介して前記トリアセチルセルロース基材とガラス基材とが積層されている光学部材である。
本発明のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物によれば、この粘着剤組成物の硬化物からなる粘着層を介してTAC基材とガラス基材とを積層した際に、高温多湿下であっても、過酸化物を使用することなく、TAC基材の収縮応力を緩和でき、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる。
以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
<トリアセチルセルロース用粘着剤組成物>
本発明のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物は、主剤としてのアクリル系粘着剤と、イソシアネート系硬化剤と、アクリル共重合体とを必須成分とする。以下、これらの構成要素について説明する。
本発明のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物は、主剤としてのアクリル系粘着剤と、イソシアネート系硬化剤と、アクリル共重合体とを必須成分とする。以下、これらの構成要素について説明する。
[アクリル系粘着剤]
まず、アクリル系粘着剤について説明する。アクリル系粘着剤は、酸成分を実質的に含有しないことが好適である。酸成分を含有すると、粘着層に接する導電性薄膜の劣化を促進し得るため、好ましくない。このような酸成分としては、カルボン酸等が挙げられる。一方、酸成分を実質的に含有しない組成として、例えば、アクリル酸エステルと、このアクリル酸エステルと共重合可能な水酸基含有モノマーとを含み、これらアクリル酸エステルと水酸基含有モノマーとの共重合により得られる粘着剤が挙げられる。
まず、アクリル系粘着剤について説明する。アクリル系粘着剤は、酸成分を実質的に含有しないことが好適である。酸成分を含有すると、粘着層に接する導電性薄膜の劣化を促進し得るため、好ましくない。このような酸成分としては、カルボン酸等が挙げられる。一方、酸成分を実質的に含有しない組成として、例えば、アクリル酸エステルと、このアクリル酸エステルと共重合可能な水酸基含有モノマーとを含み、これらアクリル酸エステルと水酸基含有モノマーとの共重合により得られる粘着剤が挙げられる。
ここで、実質的に含有しないとは、アクリル系ポリマー中のカルボキシル基の含有量が25ppm未満であることを意味する。本発明では、アクリル系ポリマー中にカルボキシル基を25ppm以上含有させないことで、導電性薄膜の腐食を有効に防止できる。なお、アクリル系ポリマー中のカルボキシル基の含有量は、核磁気共鳴装置(NMR)により測定することができる。具体的には、カルボキシル基とシリル化剤とを反応させ、1H−NMR(600MHz)にて、シリル化物に由来するピークを測定する(定量下限:25ppm)。
上記アクリル系ポリマーは、アクリル酸エステルを主成分とする。ここで、主成分とは、共重合割合が51質量%以上であることを意味し、65質量%以上であることが好ましい。アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸ヒドロキシルエチル、アクリル酸プロピレングリコール、アクリルアミド、アクリル酸グリシジル等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記アクリル酸エステルの中でも、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルが、耐久性、透明性、塗工適性等に優れ、また、低コストである点において好ましい。
共重合可能な水酸基含有モノマーは、その構造中に、共重合可能な重合性基と、水酸基とを有していれば、特に限定されず、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−ヒドロキシブチル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸ポリエチレングリコール等が挙げられる。
粘着剤組成物中の上記水酸基含有モノマーの含有量は、アクリル酸エステルが主成分であれば、特に限定されず、所望の粘着強度を示すように、適宜、設定することができるが、耐久性、粘着性、光学特性等の観点から、当該組成物に含まれる上記アクリル酸エステルの総量に対し、0.1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。なお、上記共重合比は、核磁気共鳴装置(NMR)により測定することができる。
また、上記アクリル系ポリマーの質量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、耐久性の観点から、好ましくは40万〜90万の範囲内である。重量平均分子量が40万未満であると、粘着層が軟らかくなり、TAC基材の収縮量には十分追従するが、高温多湿の長期条件下で繰り返される内部応力に耐えることができず、重量平均分子量が90万を超えると粘着層が硬くなり、TAC基材の収縮量と粘着層の変化量の差が大きくなるため収縮応力が生じ、いずれの場合もTAC基材の収縮応力を適度に緩和することができないので好ましくない。なお、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した際の、ポリスチレン換算の値である。
なお、上記アクリル系ポリマーの市販品としては、例えば、SKダイン2971(綜研化学社製)、SKダイン2975(綜研化学社製)、SKダイン1811L(綜研化学社製)、SKダイン2147(綜研化学社製)、SKダイン1435(綜研化学社製)、SKダイン1415(綜研化学社製)、オリバインEG−655(トーヨーケム社製)等を好適に用いることができる。
[硬化剤]
硬化剤は、TAC基材への密着性が良好であるという理由から、イソシアネート系硬化剤を用いることが好ましい。イソシアネート系硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物の3量体、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られるイソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマー、該ウレタンプレポリマーの3量体等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,5−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、3−メチルジフェニルメタ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、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4′−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、粘着層に柔軟性を付与できるため応力の緩和性に優れる点で、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤を用いることが好ましい。
硬化剤は、TAC基材への密着性が良好であるという理由から、イソシアネート系硬化剤を用いることが好ましい。イソシアネート系硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物の3量体、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られるイソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマー、該ウレタンプレポリマーの3量体等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,5−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、3−メチルジフェニルメタ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、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4′−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、粘着層に柔軟性を付与できるため応力の緩和性に優れる点で、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤を用いることが好ましい。
上記イソシアネート系硬化剤の含有量は、アクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.01質量部以上1.0質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以上0.3質量部以下であることがより好ましく、0.05質量部以上0.2質量部以下であることがさらに好ましい。配合量が0.01質量部よりも少ないと、高温での弾性率が低下するため十分な応力緩和性が発現されにくく、耐久性が得られない場合がある点で好ましくない。一方で、含有量が1.0質量部よりも多いと、弾性率が高くなり、高温でのTAC基材の収縮に追従しにくくなる上に粘着力が低下するため、浮きや剥れが発生しやすくなる場合がある点で好ましくない。0.01質量部以上1.0質量部以下であれば、適度な弾性率を有する粘着層を形成することができ、TAC基材の収縮応力を緩和して、高温多湿下であってもTAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる。
[アクリル共重合体]
アクリル共重合体は、高温でのTAC基材への密着性が向上することや、粘着層の凝集性が向上するため、高温での弾性率が低下しにくいことから、トリブロック共重合体系硬化剤を用いることが好ましい。トリブロック共重合体は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなり、アクリル酸ブチル重合体ブロック(A)の占める割合は70質量%以上であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は10,000〜300,000である。
アクリル共重合体は、高温でのTAC基材への密着性が向上することや、粘着層の凝集性が向上するため、高温での弾性率が低下しにくいことから、トリブロック共重合体系硬化剤を用いることが好ましい。トリブロック共重合体は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなり、アクリル酸ブチル重合体ブロック(A)の占める割合は70質量%以上であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は10,000〜300,000である。
上記の重量平均分子量とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)の占める割合とを満たすトリブロック共重合体としては、特に限定されないが、具体的には、例えばLA2330、LA2140、LA4285(クラレ社製)、M51、M52、M53、M52N、M22N(アルケマ社製)の商品名で市販されているものを好適に使用することができる。
アクリル共重合体の配合量は、アクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.1〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。配合量が0.1質量部よりも少なくなると、高温での弾性率が低下して十分な応力緩和性が発現されにくく、耐久性が得られない場合がある点で好ましくない。一方で、含有量が10質量部よりも多くなると、アクリル系粘着剤との相溶性が悪化し、透明性が低下する場合がある点で好ましくない。上記範囲であれば、高温多湿の条件下であってもTAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる。
[他の添加剤]
その他の添加剤は、粘着剤組成物に対して、耐候性、耐光性、耐熱性、耐湿性、難燃性等を付与するために必要に応じて添加される。また、添加剤は、コーティング液の安定性、塗工性、乾燥性、アンチブロッキング性等を向上させるためにも必要に応じて添加される。その他の添加剤としては、特に、上記の粘着剤、硬化剤、アクリル共重合体、可塑剤及び金属キレート剤に加えて、シランカップリング剤を併用、添加することにより、TAC基材と被接着物との接着性をさらに高めることができる。
その他の添加剤は、粘着剤組成物に対して、耐候性、耐光性、耐熱性、耐湿性、難燃性等を付与するために必要に応じて添加される。また、添加剤は、コーティング液の安定性、塗工性、乾燥性、アンチブロッキング性等を向上させるためにも必要に応じて添加される。その他の添加剤としては、特に、上記の粘着剤、硬化剤、アクリル共重合体、可塑剤及び金属キレート剤に加えて、シランカップリング剤を併用、添加することにより、TAC基材と被接着物との接着性をさらに高めることができる。
シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−フェニルアミノフロピルトリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤;ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤;ビニルエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のビニル系シランカップリング剤;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のメタクリレート系シランカップリング剤;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、等のエポキシ系シランカップリング剤;γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤;ポリエトキシジメチルシロキサン、ポリエトキシジメチルシロキサン等のポリマー型シランカップリング剤;N−(N−ベンジル−β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等のカチオン型シランカップリング剤等が挙げられる。
また、分散剤、消泡剤、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。これらは、公知のものを特に制限なく使用することができ、コーティング液や粘着剤組成物に求められる性能に応じて、適宜選択される。
<トリアセチルセルロース積層体>
本発明のトリアセチルセルロース積層体は、上記トリアセチルセルロース用粘着剤組成物を粘着層としてトリアセチルセルロース基材上に形成してなる。
本発明のトリアセチルセルロース積層体は、上記トリアセチルセルロース用粘着剤組成物を粘着層としてトリアセチルセルロース基材上に形成してなる。
[トリアセチルセルロース基材]
トリアセチルセルロース(TAC)は、不燃性、透明性、表面外観、電気絶縁性に優れる点において光学フィルムの基材として好ましい。TACは湿熱環境下において収縮する性質があるが、粘着層が一定の厚みと弾性を有する場合、TAC基材の収縮応力を緩和して、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる。
トリアセチルセルロース(TAC)は、不燃性、透明性、表面外観、電気絶縁性に優れる点において光学フィルムの基材として好ましい。TACは湿熱環境下において収縮する性質があるが、粘着層が一定の厚みと弾性を有する場合、TAC基材の収縮応力を緩和して、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できる。
TAC基材の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。通常50μm以上150μm以下であるが、好ましくは50μm以上100μm以下である。上記範囲より薄いと、機械的強度が不十分であり、また湿熱条件下における反りによって破断を生じる場合があり、上記範囲より厚いと、過剰性能でコスト高になる場合がある。
TAC基材の形成方法は、特に限定されず、例えば、溶液流延法、溶融押出法、カレンダー法等の従来公知の製膜方法を用いることができる。また、上記方法によりあらかじめフィルム状に製膜された市販の基材を使用してもよい。
なお、基材には、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー処理、予熱処理、除塵埃処理、蒸着処理、アルカリ処理等の公知の易接着処理を行ってもよい。
[粘着層]
粘着層の厚みは、通常、5μm以上100μm以下であるが、好ましくは10μm以上50μm以下である。厚みが5μm未満であると、TACの収縮に粘着層の大部分が追従してしまい、TAC基材の収縮応力を緩和することができない。100μmを超えると、応力緩和特性について問題はないが、光線透過率等の光学特性に悪影響を及ぼす場合があり好ましくない。
粘着層の厚みは、通常、5μm以上100μm以下であるが、好ましくは10μm以上50μm以下である。厚みが5μm未満であると、TACの収縮に粘着層の大部分が追従してしまい、TAC基材の収縮応力を緩和することができない。100μmを超えると、応力緩和特性について問題はないが、光線透過率等の光学特性に悪影響を及ぼす場合があり好ましくない。
粘着層の粘性については、上記粘着層の60℃における損失正接(以下、「tanδ(60℃)」ともいう。)が0.35以上1.0未満であり、上記粘着層の80℃における損失正接(以下、「tanδ(80℃)」ともいう。)が0.40以上1.0未満であることが好ましい。tanδは、粘着層の粘性を反映し、応力緩和挙動(力が加わった場合の変形の遅れ)を示すパラメーターの1つである。tanδは、例えば、測定装置として、ティー・エイ・インスツルメント社製の固体粘弾性アナライザーRSA−IIIを用い、JIS K7244−1に準拠した動的粘弾性測定法(アタッチメントモード:圧縮モード,周波数:1Hz,温度:−50〜150℃、昇温温度:5℃/分)にて測定することができる。本発明は、高温多湿下であっても、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮かないようにすること、さらにはフィルムの端部がガラス基材から僅かにでも剥がれないようにすることを目的とするため、高温下(60℃及び80℃)における損失正接tanδを指標とした。tanδの値が上記の範囲よりも低いと、粘着剤の流動性が低く、高温でのTAC基材の収縮に追従しにくくなるため、浮きや剥れが発生しやすくなる場合がある点で好ましくない。tanδの値が上記の範囲よりも高いと、粘着剤の高温での流動性が高く、粘着層の凝集性が低下し耐久性が得られない場合がある点で好ましくない。
[TAC積層体の製造方法]
本発明のTAC積層体の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。一例として、剥離フィルム上に、上記粘着剤組成物をアプリケータ等により全面塗工、乾燥後、粘着層が形成された面に、TAC基材をラミネートすることにより製造することができる。
本発明のTAC積層体の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。一例として、剥離フィルム上に、上記粘着剤組成物をアプリケータ等により全面塗工、乾燥後、粘着層が形成された面に、TAC基材をラミネートすることにより製造することができる。
<光学フィルム>
上記TAC積層体におけるTAC基材の粘着層と反対側の面に、ハードコート層、反射防止層等をさらに形成することにより、窓ガラスのほか、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイ、有機ELディスプレイ、電界放出ディスプレイ等の各種画像表示装置において、反射防止、表面の保護、防眩等の目的で使用される光学フィルムとして好適に用いることができる。ハードコート層はアクリル系の紫外線硬化型樹脂による硬化皮膜をTAC基材の表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層はシリカ等の微粒子の添付により形成することができる。
上記TAC積層体におけるTAC基材の粘着層と反対側の面に、ハードコート層、反射防止層等をさらに形成することにより、窓ガラスのほか、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイ、有機ELディスプレイ、電界放出ディスプレイ等の各種画像表示装置において、反射防止、表面の保護、防眩等の目的で使用される光学フィルムとして好適に用いることができる。ハードコート層はアクリル系の紫外線硬化型樹脂による硬化皮膜をTAC基材の表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層はシリカ等の微粒子の添付により形成することができる。
<光学部材>
本発明の光学フィルムは、上記粘着層を介してガラス基材を貼着することにより、液晶ディスプレイ等の各種画像表示装置において使用される光学部材として好適に用いることができる。図1に、本発明の光学部材の構成の一例を示す。光学部材1は、TAC基材11の一方の面には、ハードコート層14、反射防止層15が順次積層されており、他方の面には粘着層12が形成されており、粘着層12を介して、ガラス基材13が貼着されている。ガラス基材13を貼着する方法としては、特に限定されないが、通常、圧着方式が用いられる。なお、ガラス基材13は近年0.5mm程度まで薄型化の傾向があり、本発明の粘着層は、ガラス基材13の厚さが0.1mmから0.7mmの場合に好適に用いられる。
本発明の光学フィルムは、上記粘着層を介してガラス基材を貼着することにより、液晶ディスプレイ等の各種画像表示装置において使用される光学部材として好適に用いることができる。図1に、本発明の光学部材の構成の一例を示す。光学部材1は、TAC基材11の一方の面には、ハードコート層14、反射防止層15が順次積層されており、他方の面には粘着層12が形成されており、粘着層12を介して、ガラス基材13が貼着されている。ガラス基材13を貼着する方法としては、特に限定されないが、通常、圧着方式が用いられる。なお、ガラス基材13は近年0.5mm程度まで薄型化の傾向があり、本発明の粘着層は、ガラス基材13の厚さが0.1mmから0.7mmの場合に好適に用いられる。
また、粘着層12の厚さは10μm程度と極めて薄い場合がある。本発明の光学部材は、粘着層12の厚さが極めて薄いにもかかわらず、湿熱条件下において長期間使用しても、ガラス基材からの浮きが発生しにくく、安定した光学特性を保つことを特徴としている。そのため、本発明の光学部材は、薄型の光学部材として好適に用いることができる。また粘着剤組成物に過酸化物を含まないため、残留した過酸化物によって、その後経時で架橋反応が進行し粘着物性が変化してしまうおそれや、残留した過酸化物が、光や熱で分解することにより発生するラジカルの影響で粘着剤が劣化してしまうおそれもない。
<画像表示装置>
図2は、上記光学部材1を、タッチパネル搭載の画像表示装置2に用いたときの例を示す。なお、本発明の光学部材1は、ウィンドウディスプレイや自動車のメーター等、TAC基材11とガラス基材13とを貼着するものであれば、液晶ディスプレイやタッチパネル搭載のモバイルディスプレイ等の画像表示装置に限らず幅広く用いることができるものであるが、酸成分を実質的に含有しないトリアセチルセルロース用粘着剤組成物を用いており、導電性薄膜の腐食を有効に防止できることから、タッチパネル搭載の画像表示装置に用いることがより好適である。
図2は、上記光学部材1を、タッチパネル搭載の画像表示装置2に用いたときの例を示す。なお、本発明の光学部材1は、ウィンドウディスプレイや自動車のメーター等、TAC基材11とガラス基材13とを貼着するものであれば、液晶ディスプレイやタッチパネル搭載のモバイルディスプレイ等の画像表示装置に限らず幅広く用いることができるものであるが、酸成分を実質的に含有しないトリアセチルセルロース用粘着剤組成物を用いており、導電性薄膜の腐食を有効に防止できることから、タッチパネル搭載の画像表示装置に用いることがより好適である。
<画像表示装置>
上記光学部材1は、タッチパネル搭載のモバイルディスプレイ等の各種画像表示装置において使用され得る。図2に、この場合の画像表示装置2の構成の一例を示す。画像表示装置の最表面には、ガラス等の薄膜基材21aからなる透明基材21が設けられ、この透明基材21の裏面の周縁には、透明基材21の周縁を装飾するための印刷インキ層21bが形成されている。透明基材21の裏面には第2の粘着層22が形成され、この第2の粘着層22を介して、ITO等の導電性薄膜が表面に形成された透明導電性基材23が形成されている。粘着層22の組成は、粘着層12の組成とは異なってもよいし、同一でもよい。また、透明導電性基材23は、X軸方向のセンサに相当する。
上記光学部材1は、タッチパネル搭載のモバイルディスプレイ等の各種画像表示装置において使用され得る。図2に、この場合の画像表示装置2の構成の一例を示す。画像表示装置の最表面には、ガラス等の薄膜基材21aからなる透明基材21が設けられ、この透明基材21の裏面の周縁には、透明基材21の周縁を装飾するための印刷インキ層21bが形成されている。透明基材21の裏面には第2の粘着層22が形成され、この第2の粘着層22を介して、ITO等の導電性薄膜が表面に形成された透明導電性基材23が形成されている。粘着層22の組成は、粘着層12の組成とは異なってもよいし、同一でもよい。また、透明導電性基材23は、X軸方向のセンサに相当する。
透明導電性基材23の粘着層22と反対側の面には、上記光学フィルム1がガラス基材13、粘着層12、TAC基材11、ハードコート層14及び反射防止層15の順に積層されている。なお、図2においては、粘着層12側のガラス基材13上には第2の透明導電性基材24が形成されている。この第2の透明導電性基材24はY軸方向のセンサに相当する。
反射防止層15のハードコート層14と反対側の面には、エアギャップ層25及び液晶ディスプレイ層26が順次積層されている。エアギャップ層25は、空気の層であり、外部の衝撃から液晶ディスプレイ層26を保護するために設けられる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
アクリル系粘着剤A(商品名「SK2975」,重量平均分子量:40万,固形分:42%,綜研化学社製)100質量部と、イソシアネート系硬化剤A(商品名「Y−75」,ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:75%,綜研化学社製)0.1質量部と、アクリル共重合体(商品名「LA2330」,固形分:100%,メタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなる重量平均分子量160,000のM−A−M型トリブロック共重合体,クラレ社製)をトルエンにて溶解し、固形分が40%となるように調整したアクリル共重合体溶液2.625質量部と、シランカップリング剤(商品名「A50」,固形分:50%,綜研化学社製)0.25質量部とを、トルエン及びメチルエチルケトンの混合溶媒(商品名:KT−11,質量比1:1、DICグラフィクス社製)25質量部に溶解させて粘着剤組成物を得た。
アクリル系粘着剤A(商品名「SK2975」,重量平均分子量:40万,固形分:42%,綜研化学社製)100質量部と、イソシアネート系硬化剤A(商品名「Y−75」,ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:75%,綜研化学社製)0.1質量部と、アクリル共重合体(商品名「LA2330」,固形分:100%,メタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなる重量平均分子量160,000のM−A−M型トリブロック共重合体,クラレ社製)をトルエンにて溶解し、固形分が40%となるように調整したアクリル共重合体溶液2.625質量部と、シランカップリング剤(商品名「A50」,固形分:50%,綜研化学社製)0.25質量部とを、トルエン及びメチルエチルケトンの混合溶媒(商品名:KT−11,質量比1:1、DICグラフィクス社製)25質量部に溶解させて粘着剤組成物を得た。
この粘着剤組成物を用いて実施例1の光学フィルムを作製した。光学フィルムは、TACを基材としたAR5.5(Sony Chemical & Information Device社製)を用いて作製した。AR5.5の構成は、図1に示した光学部材1と同様、TAC基材11の一方の面にハードコート層14、反射防止層15を順次積層したものである。上記粘着剤組成物を、アプリケータを用いて剥離フィルムであるPETフィルム(東レフィルム加工社製セラピールBX9A(RX)PET38μm)に92℃2分の乾燥条件にて乾燥後の粘着層膜厚が12μmとなるように塗布し、この剥離フィルムの粘着層が形成された面に、上記AR5.5の反射防止層15が形成されている面とは反対側の面をラミネートし、実施例1の光学フィルムを作製した。反射防止層の厚さは0.1μm、ハードコート層の厚さは10μm、TAC基材の厚さは80μmである。
また、実施例1の光学フィルムを用いて実施例1の光学部材を作製した。光学部材の作製にあたっては、ガラス基材(品名「ゴリラガラス#1737」,厚み:0.7mm,コーニング社製」)を用いた。実施例1の光学フィルムが有する面のうち、上記粘着層が形成されている面を上記ガラス基材にラミネートした。これによって、実施例1の光学部材を作製した。
<実施例2>
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤B(商品名「N7520」,重量平均分子量:70万,固形分:35%,日本合成化学工業社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤B(商品名「コロネートHX」,ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:100%,日本ポリウレタン工業社製)0.025質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液の量を2.19質量部にし、上記シランカップリング剤の量を0.2質量部にしたこと以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2の光学フィルム及び光学部材を得た。
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤B(商品名「N7520」,重量平均分子量:70万,固形分:35%,日本合成化学工業社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤B(商品名「コロネートHX」,ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:100%,日本ポリウレタン工業社製)0.025質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液の量を2.19質量部にし、上記シランカップリング剤の量を0.2質量部にしたこと以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2の光学フィルム及び光学部材を得た。
<比較例1>
上記アクリル系粘着剤Aの代わりに上記アクリル系粘着剤Bを100質量部用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤C(商品名「コロネートL−55E」,トリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:55%,日本ポリウレタン工業社製)0.25質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液及び上記シランカップリング剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例1の光学フィルム及び光学部材を得た。
上記アクリル系粘着剤Aの代わりに上記アクリル系粘着剤Bを100質量部用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤C(商品名「コロネートL−55E」,トリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:55%,日本ポリウレタン工業社製)0.25質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液及び上記シランカップリング剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例1の光学フィルム及び光学部材を得た。
<比較例2>
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤C(商品名「EG−655」,重量平均分子量:100万,固形分:23.5%,トーヨーケム社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤D(商品名「BXX5627」,m−キシリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:50%,トーヨーケム社製)0.02質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液及び上記シランカップリング剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例2の光学フィルム及び光学部材を得た。
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤C(商品名「EG−655」,重量平均分子量:100万,固形分:23.5%,トーヨーケム社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤D(商品名「BXX5627」,m−キシリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:50%,トーヨーケム社製)0.02質量部を用い、上記アクリル共重合体溶液及び上記シランカップリング剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例2の光学フィルム及び光学部材を得た。
<比較例3>
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤D(商品名「SK1811L」,重量平均分子量:60万,固形分:23%,綜研化学社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤E(商品名「TD−75」,m−キシリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:75%,綜研化学社製)0.4質量部を用い、上記シランカップリング剤を0.09質量部用い、上記アクリル共重合体溶液を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例3の光学フィルム及び光学部材を得た。
上記アクリル系粘着剤Aの代わりにアクリル系粘着剤D(商品名「SK1811L」,重量平均分子量:60万,固形分:23%,綜研化学社製)100質量部を用い、上記イソシアネート系硬化剤Aの代わりにイソシアネート系硬化剤E(商品名「TD−75」,m−キシリレンジイソシアネート系硬化剤,固形分:75%,綜研化学社製)0.4質量部を用い、上記シランカップリング剤を0.09質量部用い、上記アクリル共重合体溶液を用いなかったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例3の光学フィルム及び光学部材を得た。
<応力緩和特性の検討>
以下の試験を行うことによって、本発明のTAC積層体の応力緩和特性について、その粘着層の粘弾性の面から検証した。
以下の試験を行うことによって、本発明のTAC積層体の応力緩和特性について、その粘着層の粘弾性の面から検証した。
各実施例・比較例の光学フィルムを用いて、各実施例・比較例の粘着層について、第1の高温状態(60℃)のときの損失正接tanδと、第2の高温状態(80℃)のときの損失正接tanδとを測定した。損失正接tanδの測定はティー・エイ・インスツルメント社製の固体粘弾性アナライザーRSA−IIIを用い、JIS K7244−1に準拠した動的粘弾性測定法(アタッチメントモード:圧縮モード,周波数:1Hz,温度:−50〜150度、昇温速度:5度/分)にて行った。測定の結果を表2に示す。tanδ(60℃)については、0.35以上1.0未満である場合を“○”とし、そうでない場合を“×”とした。tanδ(80℃)については、0.40以上1.0未満である場合を“○”とし、そうでない場合を“×”とした。
<耐久試験の評価>
各実施例・比較例の光学部材を高温多湿(60℃、90%RH)の条件下で、500時間保存してから、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮いたか否かを目視で測定した。評価基準は以下の通りである。
○:浮きや剥れが生じた。
×:浮きや剥れが生じなかった。
測定の結果を表2に示す。
各実施例・比較例の光学部材を高温多湿(60℃、90%RH)の条件下で、500時間保存してから、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮いたか否かを目視で測定した。評価基準は以下の通りである。
○:浮きや剥れが生じた。
×:浮きや剥れが生じなかった。
測定の結果を表2に示す。
粘着層がアクリル系粘着剤と、イソシアネート系硬化剤と、アクリル共重合体とを含有し、tanδ(60℃)が0.35以上1.0未満であり、tanδ(80℃)が0.40以上1.0未満であるTAC積層体を用いた光学部材は、粘着層の厚さが12μmと極めて薄いにもかかわらず、TAC基材の収縮応力を適切に緩和でき、その結果、TAC基材の粘着フィルムがガラス基材から浮くことを防止できることが確認された(実施例1及び2)。また、粘着層は実質的に酸成分を含有しないため、導電性薄膜が粘着層に接する場合においても、導電性薄膜の劣化を防止できる。
一方、粘着層がアクリル共重合体を含有しない場合、tanδの値が上記の範囲よりも低い結果、高温でのTAC基材の収縮に追従しにくくなるため、浮きや剥れが発生しやすくなることが確認された(比較例1〜3)。
また、アクリル系粘着剤の重量平均分子量が90万を超えると、粘着層が硬くなり、TAC基材の収縮量と粘着層の変化量の差が大きくなるため収縮応力が生じ、TAC基材の収縮応力を適度に緩和できないことが確認された(比較例2)。
また、イソシアネート系硬化剤の添加量がアクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.5質量部を超える場合、高温での弾性率が高くなり、高温でのガラス基材の収縮に追従しにくくなる上に粘着力が低下するため、浮きや剥れが生じ得ることが確認された(比較例3)。
1 光学部材
11 TAC基材
12 粘着層
13 ガラス基材
14 ハードコート層
15 反射防止層
11 TAC基材
12 粘着層
13 ガラス基材
14 ハードコート層
15 反射防止層
Claims (5)
- トリアセチルセルロース基材上に形成される粘着層を構成する組成物であって、
重量平均分子量が40万以上90万以下であるアクリル系粘着剤と、
前記アクリル系粘着剤の固形分100質量部に対して固形分換算で0.01質量部以上1.0質量部以下のイソシアネート系硬化剤と、
メタクリル酸エステル重合体ブロックとアクリル酸エステル重合体ブロックとからなるアクリル共重合体と、
を含有し、
酸成分を実質的に含有しない、トリアセチルセルロース用粘着剤組成物。 - 前記アクリル共重合体は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(M)とアクリル酸ブチル重合体ブロック(A)とからなる重量平均分子量10,000〜300,000のM−A−M型トリブロック共重合体である、請求項1記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物。
- 前記イソシアネート系硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤である、請求項1又は2記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物。
- 請求項1から3いずれか記載のトリアセチルセルロース用粘着剤組成物が粘着層としてトリアセチルセルロース基材上に形成され、このトリアセチルセルロース基材の前記粘着層と反対側の面に、ハードコート層及び反射防止層が形成された光学フィルム。
- 請求項4記載の光学フィルムにおける前記粘着層を介して前記トリアセチルセルロース基材とガラス基材とが積層されている光学部材。
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- 2012-01-11 JP JP2012003611A patent/JP2013142131A/ja active Pending
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