以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<(メタ)アクリル系ポリマー>
本発明の粘着剤組成物は、モノマー成分として、炭素数1〜14であるアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを50〜99.9質量%含有する(メタ)アクリル系ポリマーを含有することを特徴とする。なお、本発明における(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマー及び/又はメタクリル系ポリマーをいい、また(メタ)アクリレートはアクリレート及び/又はメタクリレートをいう。
なお、本発明に用いられる(メタ)アクリル系ポリマーとしては、前記(メタ)アクリル系モノマーを含有し、粘着性を有する(メタ)アクリル系ポリマーであれば、特に限定されない。
本発明の(メタ)アクリル系ポリマーのモノマー成分としては、優れた粘着性が得られることから、炭素数1〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリレート((メタ)アクリル酸アルキルエステル)が用いられ、好ましくは、炭素数4〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリレートである。また、帯電防止剤として、例えば、イオン性化合物等を使用する場合、前記イオン性化合物との相溶性のバランスからも、前記モノマー成分を使用することは好ましい態様である。前記(メタ)アクリレートとしては、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー成分として、前記炭素数1〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを50〜99.9質量%含有し、好ましくは60〜97質量%であり、より好ましくは70〜95質量%である。前記モノマー成分が前記範囲内にあると、粘着剤組成物に適度な濡れ性と凝集力が得られる観点から好ましい。
本発明において、前記炭素数1〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーの具体例としては、たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、へキシル(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、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレートなどがあげられる。
なかでも、本発明の粘着シートを表面保護フィルムとして用いる場合には、n−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、へキシル(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、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数4〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好適なものとしてあげられる。炭素数4〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリレートを用いることにより、被着体への剥離力(粘着力)を制御することが容易となり、再剥離性に優れたものが得られやすくなる。
また、その他の重合性モノマー成分として、粘着性のバランスが取りやすい理由から、Tgが0℃以下(通常−100℃以上)になるようにして、(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度や剥離性を調整するための重合性モノマーなどを、本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。
本発明の粘着剤組成物は、前記(メタ)アクリル系ポリマーが、更に、モノマー成分として、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有することが好ましい。前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル系モノマーを用いることにより、粘着剤組成物の架橋などを制御しやすくなり、ひいては流動による濡れ性の改善と剥離における剥離力(粘着力)の低減とのバランスを制御しやすくなる。さらに、一般に架橋部位として作用しうるカルボキシル基やスルホネート基などを有する(メタ)アクリル系モノマーとは異なり、ヒドロキシル基は、帯電防止剤として使用できるイオン性化合物等と適度な相互作用を有するため、帯電防止性の面においても好適に用いることができる。
前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル系モノマーとしては、たとえば、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、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−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチルアクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどがあげられる。
前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含む場合において、前記(メタ)アクリル系ポリマーの全構成単位(全モノマー成分)100質量%に対して、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル系モノマーが0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜15質量%であることがより好ましく、1〜10質量%であることがもっとも好ましい。前記範囲内にあると、粘着剤組成物の濡れ性と凝集力のバランスを制御しやすくなるため、好ましい。
また、本発明において用いられる(メタ)アクリル系ポリマーにおいて、上記モノマー以外のその他の重合性モノマーとしては、たとえば、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、シアノ基含有モノマー、ビニルエステルモノマー、芳香族ビニルモノマーなどの凝集力・耐熱性向上成分や、カルボキシル基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー、アミド基含有モノマー、イミド基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、N−アクリロイルモルホリン、ビニルエーテルモノマーなどの剥離力(粘着力)向上や架橋化基点として働く官能基を有す成分を適宜用いることができる。これらモノマーは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記スルホン酸基含有モノマーとしては、たとえば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸、ビニルスルホン酸ナトリウムなどがあげられる。
前記リン酸基含有モノマーとしては、たとえば、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートがあげられる。
前記カルボキシル基含有モノマーとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルマレイン酸、カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルテトラヒドロフタル酸などがあげられる。
前記酸無水物基含有モノマーとしては、たとえば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、上記のカルボキシル基含有モノマーの酸無水物体などがあげられる。
前記シアノ基含有モノマーとしては、たとえば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルがあげられる。
前記ビニルエステルモノマーとしては、たとえば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルなどがあげられる。
前記芳香族ビニルモノマーとしては、たとえば、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、その他の置換スチレンなどがあげられる。
前記アミド基含有モノマーとしては、たとえば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどがあげられる。
前記イミド基含有モノマーとしては、たとえば、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、イタコンイミドなどがあげられる。
前記アミノ基含有モノマーとしては、たとえば、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどがあげられる。
前記エポキシ基含有モノマーとしては、たとえば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどがあげられる。
前記ビニルエーテルモノマーとしては、たとえば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテルなどがあげられる。
本発明において、前記その他の重合性モノマーは、単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよいが、前記(メタ)アクリル系ポリマー全構成単位(全モノマー成分)100質量%に対して、0〜30質量%であることが好ましく、0〜20質量%であることがより好ましく、0〜10質量%であることが特に好ましい。前記その他の重合性モノマーを、前記範囲内で用いることにより、良好な再剥離性を適宜調節することができ、また、帯電防止剤として、イオン性化合物等を使用する際には、イオン性化合物等との良好な相互作用を図ることができる。
また、前記(メタ)アクリル系ポリマーには、粘着剤層の凝集力を調整するために必要に応じて、モノマー成分として、多官能性モノマーを含有してもよい。
前記多官能性モノマーとしては、たとえば、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2−エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ブチルジ(メタ)アクリレート、ヘキシルジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。多官能(メタ)アクリレートは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記多官能性モノマーの含有量としては、その分子量や官能基数等により異なるが、(メタ)アクリル系ポリマーを調製するためのモノマー成分全量100質量%に対して、0〜3質量%、好ましくは0〜2質量%であり、さらに好ましくは0〜1質量%となるように添加する。前記多官能性モノマーの含有量が、3質量%を超えると、粘着剤層の凝集力が高くなりすぎ、剥離力(粘着力)が低下したりする場合等がある。
本発明に用いられる(メタ)アクリル系ポリマーの重合方法は特に制限されるものではなく、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、放射線硬化(放射線エネルギー)重合等の(メタ)アクリル系ポリマーの合成手法として、一般的に用いられる各種の重合方法を適用することができるが、特に、作業性の観点や、被着体への低汚染性など特性面から、溶液重合がより好ましい態様である。また、得られるポリマーは、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体などいずれでもよい。
<重合開始剤>
前記(メタ)アクリル系ポリマーの調製に際して、前記モノマー成分を重合する際に、放射線エネルギー (例えば、熱や紫外線などの照射)により、重合する場合、熱重合開始剤や光重合開始剤(光開始剤)等の重合開始剤を用いて、(メタ)アクリル系ポリマーを容易に合成することができる。前記重合開始剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記熱重合開始剤としては、たとえば、アゾ系重合開始剤(たとえば、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、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル、4,4´−アゾビス−4−シアノバレリアン酸、アゾビスイソバレロニトリル、2,2´−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2´−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2´−アゾビス(N,N´−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロライド等);過酸化物系重合開始剤(たとえば、ジベンゾイルペルオキシド、t−ブチルペルマレエート、過酸化ラウロイル等);レドックス系重合開始剤等が挙げられる。
前記熱重合開始剤の含有量としては、特に制限されないが、たとえば、前記(メタ)アクリル系ポリマーを調製するモノマー成分全量100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.05〜3質量部である。前記含有量が0.01質量部より少ないと、重合反応が不十分になる場合がある。また、前記含有量が5質量部を超えると、ポリマーの分子量が小さくなりすぎる場合がある。そして、これにより、形成される粘着剤層の凝集力が低くなり、保持性や耐反撥性などの粘着特性が低下する場合がある。
前記光重合開始剤としては、特に制限されないが、たとえば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α−ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等を用いることができる。
具体的には、ベンゾインエーテル系光重合開始剤としては、たとえば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン[商品名:イルガキュア651、BASF社製]、アニソールメチルエーテル等が挙げられる。アセトフェノン系光重合開始剤としては、たとえば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名:イルガキュア184、BASF社製]、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン[商品名:イルガキュア2959、BASF社製]、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[商品名:ダロキュア1173、BASF社製]、メトキシアセトフェノン等が挙げられる。α−ケトール系光重合開始剤としては、たとえば、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等が挙げられる。芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤としては、たとえば、2−ナフタレンスルホニルクロライド等が挙げられる。光活性オキシム系光重合開始剤としては、たとえば、1−フェニル−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)−オキシム等が挙げられる。
また、ベンゾイン系光重合開始剤には、たとえば、ベンゾイン等が含まれる。ベンジル系光重合開始剤には、たとえば、ベンジル等が含まれる。ベンゾフェノン系光重合開始剤には、たとえば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が含まれる。ケタール系光重合開始剤には、たとえば、ベンジルジメチルケタール等が含まれる。チオキサントン系光重合開始剤には、たとえば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、ドデシルチオキサントン等が含まれる。
アシルフォスフィン系光重合開始剤としては、たとえば、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−n−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−t−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)オクチルホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジブトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)(2,4−ジペントキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルオクチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジイソプロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−4−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジエチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,3,5,6−テトラメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジ−n−ブトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)イソブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメチトキシベンゾイル−2,4,6−トリメチルベンゾイル−n−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジブトキシフェニルホスフィンオキシド、1,10−ビス[ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド]デカン、トリ(2−メチルベンゾイル)ホスフィンオキシドなどが挙げられる。
前記光重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、たとえば、前記(メタ)アクリル系ポリマーを調製するモノマー成分全量100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.05〜3質量部である。前記含有量が0.01質量部より少ないと、重合反応が不十分になる場合がある。また、前記含有量が5質量部を超えると、得られるポリマーの分子量が小さくなりすぎる場合がある。そして、これにより、形成される粘着剤層の凝集力が低くなり、保持性や耐反撥性などの粘着特性が低下する場合がある。
前記放射線としては、たとえば、紫外線(UV)、レーザー線、α線、β線、γ線、X線、電子線などがあげられるが、制御性および取り扱い性の良さ、コストの点から紫外線が好適に用いられる。より好ましくは、波長200〜400nmの紫外線が用いられる。紫外線は、高圧水銀灯、マイクロ波励起型ランプ、ケミカルランプなどの適宜光源を用いて照射することができる。
さらに、前記光重合開始剤と共に、アミン類などの光重合開始助剤を併用することも可能である。前記光重合開始助剤としては、たとえば、2−ジメチルアミノエチルベンゾエート、ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステルなどがあげられる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。前記光重合開始助剤は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対し、0.05〜10質量部配合するのが好ましく、0.1〜7質量部の範囲で配合するのがより好ましい。前記範囲内にあると、重合反応を制御しやすく、適度な分子量を得る観点から、好ましい。
なお、前記光重合開始剤を配合した場合において、前記粘着剤組成物を、被着体(被保護体)上に直接塗工するか、あるいはセパレーター等の所定の被塗布体に塗工した後に、または、支持フィルム(基材)上の片面に塗工した後、光照射することにより粘着剤層を得ることができる。通常は、波長300〜400nmにおける照度が1〜200mW/cm2である紫外線を、光量200〜4000mJ/cm2程度照射して光重合させることにより粘着剤層が得られる。
本発明に用いられる(メタ)アクリル系ポリマーは、重量平均分子量(Mw)が10万〜500万が好ましく、より好ましくは20万〜400万、さらに好ましくは30万〜300万である。重量平均分子量が10万より小さい場合は、粘着剤層の凝集力が小さくなることにより、粘着剤層(粘着シート)を剥離する際に、糊残りを生じる傾向がある。一方、重量平均分子量が500万を超える場合は、ポリマーの流動性が低下し、粘着剤組成物(粘着剤組成物溶液)の被着体(例えば、偏光板)への濡れが不十分となり、被着体と粘着剤組成物層(粘着剤層)との間に発生するフクレの原因となる傾向がある。なお、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により測定して得られたものをいう。
また、前記(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は0℃以下が好ましく、より好ましくは−10℃以下、更に好ましくは−41℃以下、特に好ましくは−51℃以下、最も好ましくは−61℃以下である(通常−100℃以上)。ガラス転移温度が0℃より高い場合、ポリマーが流動しにくく、例えば、被着体への濡れが不十分となり、被着体と粘着シートの粘着剤組成物層との間に発生するフクレの原因となる傾向がある。特にガラス転移温度を−61℃以下にすることで、被着体への濡れ性と軽剥離性に優れる粘着剤組成物が得られ易くなる。なお、前記(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、用いるモノマー成分や組成比を適宜変えることにより前記範囲内に調整することができる。
[オリゴマー]
本発明の粘着剤組成物は、融点が25℃以上のオリゴマー、及び/又は、ガラス転移温度が−55℃以上で、融点のないオリゴマーを含有し、前記オリゴマーの重量平均分子量が、500〜15000であることを特徴とする。これらオリゴマーを含有することにより、軽剥離性を有する粘着剤層(粘着シート)を得ることができ、前記粘着シートを貼付した被着体である光学フィルムの反り抑制でき、更に、剥離後のハジキ抑制を発現できるため、剥離力の減少を抑えることができる。前記オリゴマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、オリゴマーを2種以上使用する場合には、少なくとも1種のオリゴマーが前記特徴である融点かガラス転移温度を有するものであれば、特に問題はない。
前記融点が25℃以上のオリゴマーは、融点(融解温度)(Tm)が、好ましくは30℃以上であり、より好ましくは35℃以上(120℃以下)である。融点(Tm)が25℃以上であることにより、室温(25℃)以上の環境下で、被着体である光学フィルムと、粘着剤層(粘着シート)の接着(粘着)界面に、オリゴマーの結晶成分が存在することとなり、前記界面付近における粘着剤ポリマー((メタ)アクリル系ポリマーなど)の分子運動が拘束されることで、せん断方向の変形が抑えられ、光学フィルムの反りが抑制されることとなり好ましい。
また、前記ガラス転移温度(Tg)のないオリゴマーは、ガラス転移温度(Tg)が、−55℃以上であり、好ましくは−50℃以上であり、より好ましくは−40℃以上(120℃以下)である。Tgが−55℃以上であることにより、被着体である光学フィルムと、粘着剤層(粘着シート)の接着(粘着)界面付近おける粘着剤ポリマー((メタ)アクリル系ポリマーなど)の分子運動性が抑制され、せん断方向の変形が抑えられる。このため、被着体である光学フィルムの反りが抑制されることとなり、好ましい。
なお、本実施形態において、前記オリゴマーのガラス転移温度(Tg)と融点(融解温度)(Tm)は、JIS K7121−1987の熱流速示差走査熱量測定(熱流速DSC)に準拠して測定することができる。
また、前記オリゴマーは、エーテル基を有することが好ましい。エーテル基を有することにより、被着体(例えば、光学フィルム)と粘着剤層(粘着シート)との界面に、たとえば、イオン性化合物などの帯電防止剤と共に、濃縮することができる。また、帯電防止剤が前記界面に濃縮することで、剥離時に帯電防止剤が光学フィルムの表面に微量転写(残存)し、粘着シートの剥離時に静電気が発生しないため好ましい。なお、前記エーテル基(オキシアルキレン基)としては、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基などが挙げられる。
前記オリゴマーの重量平均分子量(Mw)は、500〜15000であり、好ましくは500〜8000、より好ましくは1000〜3000である。分子量が前記範囲内にあると、オリゴマーの濃縮速度が速くなり、軽剥離性、光学フィルムの反り抑制、剥離後のハジキ抑制の機能を発現するまでが短時間となり好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により測定して得られたものをいう。
前記オリゴマーは、前記(メタ)アクリル系ポリマーよりも重量平均分子量(Mw)が小さい重合体であり、前記(メタ)アクリル系ポリマーに比べて分子運動性が高く、光学フィルムと粘着剤の接着(粘着)界面に濃縮しやすい点で、好ましい態様となる。
前記オリゴマーのモノマー成分を構成する重合性モノマーとして、モノマー末端に少なくとも2つ以上のヒドロキシ基(多価アルコール)を有するモノマー、及び、モノマー末端に少なくとも2つ以上のカルボキシル基を有するモノマーが好ましく、たとえば、前記モノマーの構造中に、エーテル基、エステル基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、脂環式炭化水素基を有するものを使用することができる。
前記モノマー末端に少なくとも2つ以上のヒドロキシ基(多価アルコール)を有するモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ノナメチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、1,5−ジヒドロキシ-3-メチルペンタン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,9−ノナンジオール、ダイマージオール、水添ダイマージオール、トリシクロデカンジオ−ル、トリシクロデカンジメチロール、スピログリコ−ル、水添ビスフェノ−ルA、水添ビスフェノ−ルAのエチレンオキサイド付加物およびプロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。また、3価以上の多価アルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,3,6−ヘキサントリオールなども使用することができる。更にポリエーテルポリオールとして、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなども使用できる。
前記モノマー末端に少なくとも2つ以上のカルボキシル基を有するモノマーとしては、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、ダイマー酸、ブタン二酸、2,2−ジメチル−1,4−ブタン二酸、メチルこはく酸、メチレンこはく酸、オキサル酢酸、DL−りんご酸、2,3−ノルボルナンジカルボン酸、イタコン酸モノメチル、メルカプトこはく酸、アミノこはく酸、テレフタル酸、2−アミノテレフタル酸、アジピン酸、イソフタル酸、などがあげられる。また、3価以上のカルボキシル基を含有するモノマーとしてはトリマー酸、1−プロペン−1,2,3−トリカルボン酸、トリメシン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5−ペンタントリカルボン酸、トリカルバリル酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、3−ブテン−1,2,3−トリカルボン酸などがあげられる。
また、前記前記オリゴマーは、脂環式構造を含有するモノマーの単独重合体であってもよく、あるいは脂環式構造を有するモノマーと他のモノマー、または共重合性モノマーとの共重合体であってもよい。
前記モノマーを反応させてなるオリゴマーを使用することで、被着体の接着時にオリゴマーを接着(粘着)界面に濃縮させることができ、剥離時には剥離力が軽く、剥離帯電防止性を発現させることができる。
前記オリゴマーとしては、例えば、1,5−ヒドロキシ−3−メチルペンタンとイソフタル酸の共重合オリゴマー、1,5−ヒドロキシ−3−メチルペンタンとテレフタル酸の共重合オリゴマー、1,5−ヒドロキシ−3−メチルペンタンとアジピン酸の共重合オリゴマー、ノナメチレングリコールとアジピン酸の共重合オリゴマーなどが挙げられる。中でも、柔軟なエーテル基を含むモノマーと剛直な分子鎖を含むモノマーが共重合されていることで、TgやTmを満足しながらも、分子運動性の高いオリゴマーが得られる点で好ましい態様となる。
前記オリゴマーとしては、たとえば、市販品として、商品名が、Kuraray Polyol P-510、Kuraray Polyol P-1010、Kuraray Polyol P-2010、Kuraray Polyol P-3010、Kuraray Polyol P-4010、Kuraray Polyol P-5010、Kuraray Polyol P-6010、Kuraray Polyol F-510、Kuraray Polyol F-1010、Kuraray Polyol F-2010、Kuraray Polyol F-3010、Kuraray Polyol P-2011、Kuraray Polyol P-2013、Kuraray Polyol P-520、Kuraray Polyol P-1020、Kuraray Polyol P-2020、Kuraray Polyol P-1012、Kuraray Polyol P-2012、Kuraray Polyol P-530、Kuraray Polyol P-2030、Kuraray Polyol P-2050、Kuraray Polyol P-2010、Kuraray Polyol PNMA-2016(以上、クラレ社製)などがあげられる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
前記オリゴマーは、たとえば、上述した前記(メタ)アクリル系ポリマーと同様に、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、放射線硬化重合等を合成手法として、一般的に用いられる各種の重合方法を適用することができる。
前記オリゴマーの重量平均分子量(Mw)を調整するために、その重合中に、連鎖移動剤を用いることができる。使用する連鎖移動剤の例としては、オクチルメルカプタン、t−ノニルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、α−チオグリセロール等のメルカプト基を有する化合物;チオグリコール酸、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸t−ブチル、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸イソオクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、エチレングリコールのチオグリコール酸エステル、ネオペンチルグリコールのチオグリコール酸エステル、ペンタエリスリトールのチオグリコール酸エステルが挙げられる。特に好ましい連鎖移動剤としては、α−チオグリセロール、メルカプトエタノール、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸t−ブチル、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸イソオクチルが挙げられる。なお、連鎖移動剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記連鎖移動剤の含有量としては、特に制限されないが、通常、前記オリゴマーを構成するモノマー成分全量100質量部に対して、連鎖移動剤を0.1〜20質量部が好ましくは、0.2〜15質量部がより好ましく、さらに好ましくは0.3〜10質量部である。前記範囲内に、連鎖移動剤の含有量を調整することで、好適な分子量のオリゴマーを得ることができる。
また、前記オリゴマーの含有量は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜10質量部であり、さらに好ましくは0.1〜6質量部である。前記オリゴマーの含有量が、20質量部を超える場合、得られる粘着剤層の弾性率が高くなり、低温での粘着特性が悪くなったり、室温においても、十分な剥離(粘着)力を発現しなくなる場合があり、好ましくない。また、前記オリゴマーの含有量が、0.01質量部より少ない場合は、粘着剤層の保持性(凝集力)や耐反撥性を向上させる効果が得られない場合がある。
<イオン性化合物>
本発明の粘着シートは、前記粘着剤組成物が、帯電防止剤として、イオン性化合物を含有することが好ましく、前記イオン性化合物が、アルカリ金属塩、及び/又は、イオン液体であることがより好ましい。これらのイオン性化合物を、帯電防止剤として含有することにより、優れた帯電防止性を付与することができる。
<アルカリ金属塩>
前記アルカリ金属塩は、イオン解離性が高いため、微量の添加量でも優れた帯電防止性を発現する点で、好ましい。前記アルカリ金属塩としては、たとえば、Li+、Na+、K+よりなるカチオンと、Cl−、Br−、I−、AlCl4 −、Al2Cl7 −、BF4 −、PF6 −、SCN−、ClO4 −、NO3 −、CH3COO−、C9H19COO−、CF3COO−、C3F7COO−、CH3SO3 −、CF3SO3 −、C4F9SO3 −、C2H5OSO3 −、C6H13OSO3 −、C8H17OSO3 −、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−、(C3F7SO2)2N−、(C4F9SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、AsF6 −、SbF6 −、NbF6 −、TaF6 −、F(HF)n −、(CN)2N−、(CF3SO2)(CF3CO)N−、(CH3)2PO4 −、(C2H5)2PO4 −、CH3(OC2H4)2OSO3 −、C6H4(CH3)SO3 −、(C2F5)3PF3 −、CH3CH(OH)COO−、及び、(FSO2)2N−よりなるアニオンから構成される金属塩が好適に用いられる。特に、より好ましくは、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、LiSCN、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(FSO2)2N、Li(CF3SO2)3Cなどのリチウム塩であり、さらに好ましくは、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C3F7SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N、Li(FSO2)2N、Li(CF3SO2)3Cのリチウム塩である。これらのアルカリ金属塩は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
<イオン液体>
前記イオン液体とは、0〜150℃の範囲内のいずれかで液体(液状)であり、かつ、不揮発性の溶融塩をいう。前記イオン液体は、前記範囲内のいずれかにおいて、液状であるため、固体の塩とくらべ、粘着剤への添加および分散または溶解が容易に行える。さらにイオン液体は蒸気圧がない(不揮発性)ため、経時で消失することもなく、帯電防止性が継続して得られるものとなる。
また、前記イオン液体を帯電防止剤として用いることで、粘着特性(粘着性や再剥離性など)を損なうことなく、帯電防止効果の高い粘着剤層が得られる。イオン液体を用いることで優れた帯電防止特性が得られる理由の詳細は明らかでないが、イオン液体は、通常のイオン性化合物とくらべ、低融点(融点150℃以下)であるため、分子運動が容易であり、優れた帯電防止能が得られるものと考えられる。特に被着体への帯電防止を図る際にはイオン液体が被着体へ極微量転写することにより、被着体での優れた剥離帯電防止性が図れていると考えられる。特に、融点が室温(25℃)以下のイオン液体は、被着体への転写がより効率的に行えるため、優れた帯電防止性が得られる。
前記イオン液体としては、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩、または含リンオニウム塩のいずれかであることが好ましく、より好ましくは、下記一般式(C1)〜(C5)で表される有機カチオン成分と、アニオン成分からなるものが好ましく用いられる。これらのカチオンを持つイオン液体により、さらに帯電防止性に優れたものが得られる。
前記式(C1)中のRaは、炭素数4から20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよく、RbおよびRcは、同一または異なって、水素または炭素数1から16の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。但し、窒素原子が2重結合を含む場合、Rcはない。
前記式(C2)中のRdは、炭素数2から20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよく、Re、Rf、およびRgは、同一または異なって、水素または炭素数1から16の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。
前記式(C3)中のRhは、炭素数2から20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよく、Ri、Rj、およびRkは、同一または異なって、水素または炭素数1から16の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。
前記式(C4)中のZは、窒素、硫黄、またはリン原子を表し、Rl、Rm、Rn、およびRoは、同一または異なって、炭素数1から20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。但しZが硫黄原子の場合、Roはない。
前記式(C5)中のRPは、炭素数1から18の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部がヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。
式(C1)で表されるカチオンとしては、たとえば、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン、モルフォリニウムカチオンなどがあげられる。
式(C2)で表されるカチオンとしては、たとえば、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオンなどがあげられる。
式(C3)で表されるカチオンとしては、たとえば、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオンなどがあげられる。
式(C4)で表されるカチオンとしては、たとえば、テトラアルキルアンモニウムカチオン、トリアルキルスルホニウムカチオン、テトラアルキルホスホニウムカチオンや、前記アルキル基の一部がアルケニル基やアルコキシル基、さらにはエポキシ基に置換されたものなどがあげられる。
式(C5)で表されるカチオンとしては、たとえば、スルホニウムカチオン等が挙げられる。また、前記式(E)中のRPの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
一方、アニオン成分としては、イオン液体になることを満足するものであれば特に限定されず、例えば、Cl−、Br−、I−、AlCl4 −、Al2Cl7 −、BF4 −、PF6 −、SCN−、ClO4 −、NO3 −、CH3COO−、CF3COO−、CH3SO3 −、CF3SO3 −、C4F9SO3 −、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−、(C3F7SO2)2N−、(C4F9SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、AsF6 −、SbF6 −、NbF6 −、TaF6 −、F(HF)n −、(CN)2N−、C4F9SO3 −、(C2F5SO2)2N−、C3F7COO−、(CF3SO2)(CF3CO)N−、C9H19COO−、(CH3)2PO4 −、(C2H5)2PO4 −、CH3OSO3 −、C2H5OSO3 −、C4H9OSO3 −、C6H13OSO3 −、C8H17OSO3 −、CH3(OC2H4)2OSO3 −、C6H4(CH3)SO3 −、(C2F5)3PF3 −、CH3CH(OH)COO−、(FSO2)2N−、B(CN)4 −、C(CN)3 −、N(CN)2 −、p−トルエンスルホネートアニオン、2−(2−メトキシエチル)エチルサルフェートアニオン等を用いることができる。
また、アニオン成分としては、下記式(C6)で表されるアニオンなども用いることができる。
[式(C6)中のR
1〜R
4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアリール基、及び、置換基を有してもよい複素環基を表わす。前記置換基の水素原子は、更に他の置換基(電子吸引性基の置換基等)に置換されていても構わない。]
また、アニオン成分としては、下記式(C7)で表されるアニオンなども用いることができる。
前記アニオン成分としては、なかでも特に、フッ素原子を含むアニオン成分は、低融点のイオン液体が得られたり、(メタ)アクリルポリマーとの相溶性に優れたイオン液体が得られることから好ましく用いられる。
イオン液体は、市販のものを使用してもよいが、下記のようにして合成することも可能である。イオン液体の合成方法としては、目的とするイオン液体が得られれば特に限定されないが、一般的には、文献“イオン液体−開発の最前線と未来−”[(株)シーエムシー出版発行]に記載されているような、ハロゲン化物法、水酸化物法、酸エステル法、錯形成法、および中和法などが用いられる。
下記にハロゲン化物法、水酸化物法、酸エステル法、錯形成法、および中和法について含窒素オニウム塩を例にその合成方法について示すが、その他の含硫黄オニウム塩、含リンオニウム塩などその他のイオン液体についても同様の手法により得ることができる。
ハロゲン化物法は、下記式(1)〜(3)に示すような反応によって行われる方法である。まず3級アミンとハロゲン化アルキルと反応させてハロゲン化物を得る。(反応式(1)、ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素が用いられる)得られたハロゲン化物を目的とするイオン液体のアニオン構造(A−)を有する酸(HA)あるいは塩(MA、Mはアンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウムなど目的とするアニオンと塩を形成するカチオン)と反応させて目的とするイオン液体(R4NA)が得られる。
水酸化物法は、(4)〜(8)に示すような反応によって行われる方法である。まずハロゲン化物(R4NX)をイオン交換膜法電解(反応式(4))、OH型イオン交換樹脂法(反応式(5))または酸化銀(Ag2O)との反応(反応式(6))で水酸化物(R4NOH)を得る。(ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素が用いられる)得られた水酸化物を前記ハロゲン化法と同様に反応式(7)〜(8)の反応を用いて目的とするイオン液体(R4NA)が得られる。
酸エステル法は、(9)〜(11)に示すような反応によって行われる方法である。まず3級アミン(R3N)を酸エステルと反応させて酸エステル物を得る。(反応式(9)、酸エステルとしては、硫酸、亜硫酸、りん酸、亜りん酸、炭酸などの無機酸のエステルやメタンスルホン酸、メチルホスホン酸、蟻酸などの有機酸のエステルなどが用いられる)得られた酸エステル物を前記ハロゲン化法と同様に反応式(10)〜(11)の反応を用いて目的とするイオン液体(R4NA)が得られる。また、酸エステルとしてメチルトリフルオロメタンスルホネート、メチルトリフルオロアセテートなどを用いることにより、直接イオン液体を得ることもできる。
錯形成法は、(12)〜(15)に示すような反応によって行われる方法である。まず4級アンモニウムのハロゲン化物(R4NX)、4級アンモニウムの水酸化物(R4NOH)、4級アンモニウムの炭酸エステル化物(R4NOCO2CH3)などをフッ化水素(HF)やフッ化アンモニウム(NH4F)と反応させてフッ化4級アンモニウム塩を得る。(反応式(12)〜(14))得られたフッ化4級アンモニウム塩をBF3,AlF3,PF5,AsF5,SbF5,NbF5,TaF5などのフッ化物と錯形成反応により、イオン液体を得ることができる。(反応式(15))
中和法は、(16)に示すような反応によって行われる方法である。3級アミンとHBF4,HPF6,CH3COOH,CF3COOH,CF3SO3H,(CF3SO2)2NH,(CF3SO2)3CH,(C2F5SO2)2NHなどの有機酸とを反応させることにより得ることができる。
前記の式(1)〜(16)記載のRは、水素または炭素数1から20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基の一部が、ヘテロ原子で置換された官能基であってもよい。
なお、前記イオン液体は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
本発明の粘着剤組成物は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対して、前記イオン性化合物の含有量としては、0.001〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.005〜3質量部であり、さらに好ましくは0.01〜1質量部であり、最も好ましくは0.02〜0.5質量部である。前記範囲内にあると、得られる粘着剤層(粘着シート)が帯電防止性と低汚染性の両立がしやすいため、好ましい。
<架橋剤>
本発明において得られる粘着剤層の凝集力を調整するために、前記粘着剤組成物は、架橋剤を含有することも可能である。架橋剤は、通常、粘着剤分野において用いられる架橋剤を使用することができ、たとえば、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、シリコーン系化合物、オキサゾリン系化合物、アジリジン系化合物、シラン系化合物、メラミン系化合物(アルキルエーテル化メラミン系化合物など)、金属キレート系化合物等を挙げることができる。特に、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、金属キレート系化合物を好適に使用することができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記イソシアネート系化合物としては、たとえば、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ−トなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート類、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネ−ト類、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(商品名コロネートL、日本ポリウレタン工業社製)、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(商品名コロネートHL、日本ポリウレタン工業社製)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(商品名コロネートHX、日本ポリウレタン工業社製)などのイソシアネート付加物などがあげられる。あるいは、1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基と、1つ以上の不飽和結合を有する化合物、具体的には、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレートなどもイソシアネート系化合物として使用することができる。
前記エポキシ系化合物としては、たとえば、ビスフェノールA、エピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレン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、ジアミングリシジルアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン(商品名TETRAD−X、三菱瓦斯化学社製)や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(商品名TETRAD−C、三菱瓦斯化学社製)などがあげられる。
前記メラミン系化合物としては、ヘキサメチロールメラミンなどがあげられる。また、前記アジリジン系化合物(アジリジン誘導体)としては、たとえば、市販品としての商品名HDU(相互薬工社製)、商品名TAZM(相互薬工社製)、商品名TAZO(相互薬工社製)などがあげられる。
前記金属キレート系化合物としては、金属成分としてアルミニウム、鉄、スズ、チタン、ニッケルなど、キレート成分としてアセチレン、アセト酢酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。
本発明に用いられる架橋剤の含有量は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対して、0.1〜15質量部含有されていることが好ましく、より好ましくは0.5〜10質量部であり、更に好ましくは1〜8質量部である。前記含有量が0.1質量部よりも少ない場合、架橋剤による架橋形成が不十分となり、粘着剤層の凝集力が小さくなって、十分な耐熱性が得られない場合もあり、また糊残りの原因となる傾向がある。一方、前記含有量が15質量部を超える場合、粘着剤層の凝集力が大きく、流動性が低下し、被着体への濡れが不十分となり、被着体と表面保護フィルム(粘着シート)の粘着剤層(粘着剤組成物層)との間に発生するフクレの原因となる傾向がある。
また、本発明で用いられる前記粘着剤組成物は、架橋促進剤をさらに含んでもよい。架橋促進剤の種類は、使用する架橋剤の種類に応じて適宜選択することができる。なお、本明細書において架橋促進剤とは、架橋剤による架橋反応の速度を高める触媒を指す。前記架橋促進剤としては、例えば、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、テトラ−n−ブチル錫、トリメチル錫ヒドロキシド等の錫(Sn)含有化合物;N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミンやトリエチルアミン等のアミン類、イミダゾール類等の窒素(N)含有化合物;トリス(アセチルアセトナト)鉄、トリス(ヘキサン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(ヘプタン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(ヘプタン−3,5−ジオナト)鉄、トリス(5−メチルヘキサン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(オクタン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(6−メチルヘプタン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(2,6−ジメチルヘプタン−3,5−ジオナト)鉄、トリス(ノナン−2,4−ジオナト)鉄、トリス(ノナン−4,6−ジオナト)鉄、トリス(2,2,6,6−テトラメチルヘプタン−3,5−ジオナト)鉄、トリス(トリデカン−6,8−ジオナト)鉄、トリス(1−フェニルブタン−1,3−ジオナト)鉄、トリス(ヘキサフルオロアセチルアセトナト)鉄、トリス(アセト酢酸エチル)鉄、トリス(アセト酢酸−n−プロピル)鉄、トリス(アセト酢酸イソプロピル)鉄、トリス(アセト酢酸−n−ブチル)鉄、トリス(アセト酢酸−sec−ブチル)鉄、トリス(アセト酢酸−tert−ブチル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸メチル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸エチル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸−n−プロピル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸イソプロピル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸−n−ブチル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸−sec−ブチル)鉄、トリス(プロピオニル酢酸−tert−ブチル)鉄、トリス(アセト酢酸ベンジル)鉄、トリス(マロン酸ジメチル)鉄、トリス(マロン酸ジエチル)鉄、トリメトキシ鉄、トリエトキシ鉄、トリイソプロポキシ鉄、塩化第二鉄などの鉄含有化合物が例示される。これら架橋促進剤は、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、錫(Sn)含有化合物が好ましい。前記粘着剤組成物に含まれる架橋促進剤の量は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対し、例えば0.0001〜1.0質量部程度、好ましくは0.001〜0.5質量部程度、配合することができる。
更に、前記粘着剤組成物には、ケト−エノール互変異性を生じる化合物を含有させることができる。例えば、架橋剤を含む粘着剤組成物または架橋剤を配合して使用され得る粘着剤組成物において、前記ケト−エノール互変異性を生じる化合物を含む態様を好ましく採用することができる。これにより、架橋剤配合後における粘着剤組成物の過剰な粘度上昇やゲル化を抑制し、粘着剤組成物のポットライフを延長する効果が実現され得る。前記架橋剤として少なくともイソシアネート化合物を使用する場合には、ケト−エノール互変異性を生じる化合物を含有させることが特に有意義である。この技術は、例えば、前記粘着剤組成物が、有機溶剤溶液又は無溶剤の形態である場合に好ましく適用され得る。
前記ケト−エノール互変異性を生じる化合物としては、各種のβ−ジカルボニル化合物を用いることができる。具体例としては、アセチルアセトン、2,4−ヘキサンジオン、3,5−ヘプタンジオン、2−メチルヘキサン−3,5−ジオン、6−メチルヘプタン−2,4−ジオン、2,6−ジメチルヘプタン−3,5−ジオン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸tert−ブチル等のアセト酢酸エステル類;プロピオニル酢酸エチル、プロピオニル酢酸エチル、プロピオニル酢酸イソプロピル、プロピオニル酢酸tert−ブチル等のプロピオニル酢酸エステル類;イソブチリル酢酸エチル、イソブチリル酢酸エチル、イソブチリル酢酸イソプロピル、イソブチリル酢酸tert−ブチル等のイソブチリル酢酸エステル類;マロン酸メチル、マロン酸エチル等のマロン酸エステル類;等が挙げられる。なかでも好適な化合物として、アセチルアセトンおよびアセト酢酸エステル類が挙げられる。かかるケト−エノール互変異性を生じる化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記ケト−エノール互変異性を生じる化合物の含有量は、前記(メタ)アクリル系ポリマー100質量部に対して、例えば0.1〜20質量部とすることができ、通常は0.5〜15質量部(例えば1〜10質量部)とすることが適当である。前記化合物の量が少なすぎると、十分な使用効果が発揮され難くなる場合がある。一方、前記化合物を必要以上に多く使用すると、粘着剤層に残留し、凝集力を低下させる場合がある。
さらに、本発明の粘着剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、その他の公知の添加剤を含有していてもよく、たとえば、着色剤、顔料などの粉体、可塑剤、粘着付与剤、界面活性剤、乳化剤、分散剤、低分子量ポリマー、表面潤滑剤、レベリング剤、酸化防止剤、腐食防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、シランカップリンング剤、無機または有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物などを使用する用途に応じて適宜添加することができる。
<粘着剤層・粘着シート>
本発明の粘着シートは、前記粘着剤組成物から形成(粘着剤組成物を架橋)されてなる粘着剤層を、支持フィルムの少なくとも片面に形成されていることが好ましい。本発明の粘着シートによると、上記の如き作用効果を奏する粘着剤組成物を架橋してなる粘着剤層を備えるため、被着体(被保護体)への汚染が低減された粘着シートとなる。また、帯電防止剤等を使用した場合に、剥離した際に帯電防止されていない被着体への帯電防止が図れ、このため、帯電や汚染が特に深刻な問題となる光学・電子部品関連の技術分野における帯電防止性粘着シートとして非常に有用となる。
本発明の粘着シートは、前記粘着剤層を支持フィルム上に形成してなるものであり、一般的には、粘着剤組成物の架橋は、粘着剤組成物の塗布後に行われるが、架橋後の粘着剤組成物からなる粘着剤層を支持フィルムなどに転写することも可能である。
また、前記支持フィルム上に粘着剤層を形成する方法は、特に問わないが、たとえば、前記粘着剤組成物を支持フィルムに塗布し、重合溶剤などを乾燥除去して粘着剤層を支持フィルム上に形成することにより作製される。その後、粘着剤層の成分移行の調整や架橋反応の調整などを目的として養生をおこなってもよい。また、粘着剤組成物を支持フィルム上に塗布して粘着シートを作製する際には、支持フィルム上に均一に塗布できるよう、前記粘着剤組成物中に重合溶剤以外の一種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
また、本発明の粘着シートを製造する際の粘着剤層の形成方法としては、粘着テープ類の製造に用いられる公知の方法が用いられる。具体的には、たとえば、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、エアーナイフコート法、ダイコーターなどによる押出しコート法などがあげられる。
本発明の粘着シートは、通常、上記粘着剤層の厚みが3〜100μm、好ましくは5〜50μm程度となるように作製する。粘着剤層の厚みが、前記範囲内にあると、適度な再剥離性と粘着(接着)性のバランスを得やすいため、好ましい。前記粘着シートは、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルムや、紙、不織布などの多孔質材料などからなる各種の支持フィルムの片面または両面に、上記粘着剤層を塗布形成し、シート状やテープ状などの形態としたものである。
本発明の粘着剤組成物を用いてなる粘着シートを構成する支持フィルムの厚みは、通常5〜200μm、好ましくは10〜125μm、さらに好ましくは20〜100μm程度である。前記支持フィルムの厚みが、前記範囲内にあると、被着体(例えば、偏光板)への貼り合せ作業性と被着体からの剥離作業性に優れるため、好ましい。
前記支持フィルムには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉等による離型および防汚処理や、酸処理、アルカリ処理、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの易接着処理、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理をすることもできる。
前記支持フィルムとしては、耐熱性および耐溶剤性を有すると共に、可とう性を有するプラスチックフィルムであることがより好ましい。支持フィルムが可とう性を有することにより、ロールコーターなどによって粘着剤組成物を塗布することができ、ロール状に巻き取ることができる。
前記プラスチックフィルムとしては、シート状やフィルム状に形成できるものであれば特に限定されるものでなく、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体などのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリアクリレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ナイロン6、ナイロン6,6、部分芳香族ポリアミドなどのポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリカーボネートフィルムなどがあげられる。
また、本発明の粘着シートを表面保護用途に使用(表面保護フィルムとして使用)する場合、特に、前記支持フィルムが、帯電防止処理がなされてなるプラスチックフィルムの場合には、剥離した際の表面保護フィルム自身の帯電が抑えられるため、好ましい。なお、上記の如き作用効果を奏する粘着剤組成物を架橋してなる粘着剤層を備えるため、被着体への汚染が低減された表面保護フィルムとなる。このため、光学・電子部品関連の技術分野における表面保護フィルムとして非常に有用となる。
前記支持フィルム(プラスチックフィルム)に施される帯電防止処理としては、特に限定されないが、一般的に用いられる支持フィルムの少なくとも片面に帯電防止層を設ける方法や支持フィルムに練り込み型帯電防止剤を練り込む方法が用いられる。また、支持フィルムの少なくとも片面に帯電防止層を設ける方法としては、帯電防止剤と樹脂成分から成る帯電防止性樹脂や導電性ポリマー、導電性物質を含有する導電性樹脂を塗布する方法や導電性物質を蒸着あるいはメッキする方法があげられる。
前記帯電防止性樹脂に含有される帯電防止剤としては、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1、第2、第3アミノ基などのカチオン性官能基を有すカチオン型帯電防止剤、スルホン酸塩や硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、リン酸エステル塩などのアニオン性官能基を有するアニオン型帯電防止剤、アルキルベタインおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、アラニンおよびその誘導体などの両性型帯電防止剤、アミノアルコールおよびその誘導体、グリセリンおよびその誘導体、ポリエチレングリコールおよびその誘導体などのノニオン型帯電防止剤、さらには、上記カチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基を有するモノマーを重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体があげられる。これらの帯電防止剤は、単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
前記カチオン型の帯電防止剤として、たとえば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アシルアミドプロピルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、アルキルベンジルメチルアンモニウム塩、アシル塩化コリン、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートなどの4級アンモニウム基を有する(メタ)アクリレート共重合体、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモニウム基を有するスチレン共重合体、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモニウム基を有するジアリルアミン共重合体などがあげられる。
前記アニオン型の帯電防止剤として、たとえば、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエトキシ硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、スルホン酸基含有スチレン共重合体があげられる。
前記両性イオン型の帯電防止剤として、たとえば、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン、カルボベタイングラフト共重合があげられる。
前記ノニオン型の帯電防止剤として、たとえば、脂肪酸アルキロールアミド、ジ(2−ヒドロキシエチル)アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸グリセリンエステル、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンジアミン、ポリエーテルとポリエステルとポリアミドからなる共重合体、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどがあげられる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。あげられる。
前記導電性ポリマーとしては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどがあげられる。
前記導電性物質としては、たとえば、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化亜鉛、インジウム、錫、アンチモン、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、ヨウ化銅、およびそれらの合金または混合物があげられる。
前記帯電防止性樹脂および導電性樹脂に用いられる樹脂成分としては、ポリエステル、アクリル、ポリビニル、ウレタン、メラミン、エポキシなどの汎用樹脂が用いられる。なお、高分子型帯電防止剤の場合には、樹脂成分を含有させなくてもよい。また、帯電防止樹脂成分に、架橋剤としてメチロール化あるいはアルキロール化したメラミン系、尿素系、グリオキザール系、アクリルアミド系などの化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物を含有させることも可能である。
前記帯電防止層の形成方法としては、たとえば、上述帯電防止性樹脂、導電性ポリマー、導電性樹脂を有機溶剤もしくは水などの溶媒で希釈し、この塗液をプラスチックフィルムに塗布、乾燥することで形成される。
前記帯電防止層の形成に用いる有機溶剤としては、たとえば、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-ヘキサン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどがあげられる。これらの溶剤は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
前記帯電防止層の形成における塗布方法については公知の塗布方法が適宜用いられ、具体的には、たとえば、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、エアーナイフコート、含浸およびカーテンコート法があげられる
前記帯電防止性樹脂層、導電性ポリマー、導電性樹脂の厚みとしては通常0.01〜5μm、好ましくは0.03〜1μm程度である。前記範囲内にあると、プラスチックフィルムの耐熱性、耐溶剤性、及び可とう性を損なう可能性が小さいため、好ましい。
前記導電性物質の蒸着あるいはメッキの方法としては、たとえば、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、化学蒸着、スプレー熱分解、化学メッキ、電気メッキ法などがあげられる。
前記導電性物質層の厚みとしては通常0.002〜1μmであり、好ましくは0.005〜0.5μmである。前記範囲内にあると、プラスチックフィルムの耐熱性、耐溶剤性、及び可とう性を損なう可能性が小さいため、好ましい。
前記練り込み型帯電防止剤としては、上記帯電防止剤が適宜用いられる。練り込み型帯電防止剤の配合量としては、プラスチックフィルムの総質量に対して20質量%以下、好ましくは0.05〜10質量%の範囲で用いられる。前記範囲内にあると、プラスチックフィルムの耐熱性、耐溶剤性、及び可とう性を損なう可能性が小さいため、好ましい。練り込み方法としては、前記帯電防止剤がプラスチックフィルムに用いられる樹脂に均一に混合できる方法であれば特に限定されず、たとえば、加熱ロール、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、二軸混練機などが用いられる。
本発明の粘着シート(表面保護フィルム)には、必要に応じて、粘着剤層の粘着面を保護する目的で、セパレーター(剥離ライナー)を貼り合わせることが可能である。
前記セパレーターを構成する材料としては、紙やプラスチックフィルムがあるが、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。そのフィルムとしては、前記粘着剤層を保護し得るフィルムであれば特に限定されず、たとえば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどがあげられる。
前記セパレーターの厚みは、通常5〜200μm、好ましくは10〜100μm程度である。前記範囲内にあると、粘着剤層への貼り合せ作業性と粘着剤層からの剥離作業性に優れるため、好ましい。前記セパレーターには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉などによる離型および防汚処理や、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理をすることもできる。
<光学部材>
本発明の光学部材(光学フィルム)は、前記粘着シートにより保護されていることが好ましい。前記粘着シートにより保護されることにより、前記粘着シートを光学部材(光学フィルム)に貼付後、加工時における浮き抑制性(粘着シートの形状維持性)を確保しつつ、光学部材の反りを抑制でき(被着体の形状維持性)、被着体から粘着シートを剥離する際の低速及び高速剥離性(適度な剥離力、再剥離性)、及び作業性に優れるため、有用なものとなる。また、前記粘着シートの剥離後、前記光学部材(光学フィルム)に、別途、光学用粘着剤を貼付した際の剥離力低下を抑制でき、有用となる。更に、帯電防止処理を行った場合(例えば、粘着剤層に帯電防止剤を使用した粘着シートにより保護した場合など)、被着体である光学部材(光学フィルム)自体に、帯電防止性を付与できるため、帯電が特に深刻な問題となる光学・電子部品関連の技術分野において、帯電防止用途として、非常に有用となる。
なお、前記粘着シートは、各種光学部材(たとえば、液晶セルや光学用ポリエステルフィルム、タッチパネル部材など)に貼り合せる用途に好適に用いられる。ここでの光学部材とは、本発明の粘着剤組成物により形成される粘着剤層を、光学部材上に設けた積層体が含まれる。この積層体は、典型的には、光学部材上の粘着剤層がセパレーター(剥離ライナー)によって保護された態様をなす。このような粘着剤層が設けられた光学部材は、たとえば、プラスチック製のカバーレンズパネル、ガラス、液晶セルの表面等に容易に貼り付けることができ、有用である。
前記光学部材は、特に制限されず、偏光板、位相差板、透明導電性フィルム(ITOフィルム)等が挙げられる。このような光学部材は、同一材料からなる単層構造であってもよく、複数の材料からなる多層構造であってもよい。
前記光学部材上に粘着剤層を形成する方法は、支持フィルム(基材、支持体)上に、粘着剤層を形成する場合と同様に、直接付与する方法や転写する方法を適宜採用することができる。典型的には、光学部材のベース面に、セパレーター(剥離ライナー)上に形成した粘着剤層を転写する方法が挙げられる。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。
〔(メタ)アクリル系ポリマー1の調製〕
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)100質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)5質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部、酢酸エチル157質量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を65℃付近に保って6時間重合反応を行い、(メタ)アクリル系ポリマー1の溶液(40質量%)を調製した。前記(メタ)アクリル系ポリマー1の重量平均分子量(Mw)は54万、ガラス転移温度(Tg)は、−68℃であった。
〔(メタ)アクリル系ポリマー2の調製〕
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)100質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)4質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部、酢酸エチル158質量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を65℃付近に保って6時間重合反応を行い、(メタ)アクリル系ポリマー2の溶液(40質量%)を調製した。前記(メタ)アクリル系ポリマー2の重量平均分子量(Mw)は54万、ガラス転移温度(Tg)は、−68℃であった。
〔(メタ)アクリル系ポリマー3の調製〕
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)63質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)13質量部、N−ビニルピロリドン(NVP)15質量部、メタクリル酸メチル(MMA)9質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1質量部、酢酸エチル200質量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を65℃付近に保って6時間重合反応を行い、(メタ)アクリル系ポリマー3の溶液(40質量%)を調製した。前記(メタ)アクリル系ポリマー3の重量平均分子量(Mw)は101万、ガラス転移温度(Tg)は、−53℃であった。
<実施例1>
〔粘着剤溶液の調製〕
上記(メタ)アクリル系ポリマー1溶液(40質量%)を酢酸エチルで20質量%に希釈し、この溶液500質量部(固形分100質量部)に、オリゴマーとして、ポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)、帯電防止剤であるアルカリ金属塩として、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiN(CF3SO2)2:LiTFSI、東京化成工業社製)を酢酸エチルで1%に希釈した溶液5質量部(固形分0.05質量部)、架橋剤として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(日本ポリウレタン工業社製、コロネートHX:C/HX)3質量部(固形分3質量部)、架橋触媒としてジラウリン酸ジブチルスズ(1質量%酢酸エチル溶液)2質量部(固形分0.02質量部)を加えて、混合攪拌を行い、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例2>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエステルポリオール(P1020、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例3>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエステルポリオール(P2030、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例4>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエステルポリオール(P2011、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例5及び6>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1の(メタ)アクリル系ポリマー1溶液(40質量%)の代わりに、(メタ)アクリル系ポリマー2溶液(40質量%)を使用し、その他添加剤については、表1に記載した配合量を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例7及び8>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1の(メタ)アクリル系ポリマー1溶液(40質量%)の代わりに、(メタ)アクリル系ポリマー3溶液(40質量%)を使用し、その他添加剤については、表1に記載した配合量を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<実施例9>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液5質量部(固形分0.5質量部)、及び、ポリエステルポリオール(P1020、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液5質量部(固形分0.5質量部)を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例1>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエーテル(PTG−L3000、保土谷化学工業社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例2>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエチレングリコールメタクリレート(9G、新中村化学工業社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例3>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエチレングリコールメタクリレート(14G、新中村化学工業社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例4>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエチレングリコールメタクリレート(23G、新中村化学工業社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例5>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリオール(エクセノール851、旭硝子社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例6>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリオール(ニューポールPP−2000、三洋化成工業社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部) を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例7>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)を使用しなかった以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
<比較例8〜11>
〔粘着剤溶液の調製〕
実施例1のポリエステルポリオール(PNMA−2016、クラレ社製)を酢酸エチルで10%に希釈した溶液10質量部(固形分1質量部)の代わりに、ポリエーテル変性シリコーン(KF−353、信越化学工業社製)を使用し、表1に記載した配合量を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
〔粘着シートの作製〕
上記アクリル系粘着剤溶液を、支持フィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み38μm)にアプリケーターを用いて塗布し、130℃で2分間加熱して、厚さ15μmの粘着剤層を形成した。次いで、上記粘着剤層の表面に、片面にシリコーン処理を施したセパレーターであるポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ25μm)のシリコーン処理面を貼り合わせ、実施例及び比較例の粘着シートを得た。
表1及び表2に示したオリゴマー等の添加剤を使用し、表1及び表2の配合割合に基づき、粘着シートを作製した。なお、表1及び表2中の配合量は、固形分(質量部)を示した。
作製した粘着シートについて、以下の評価を行った。得られた評価結果を表3に示した。なお、実施例10及び実施例11については、評価する際に使用する粘着シートは実施例10が実施例1の粘着シートを使用し、実施例11が実施例2の粘着シートを使用した。
また、被着体として、実施例1〜9、及び、比較例1〜11が、TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板)を使用したのに対して、実施例10及び実施例11は、HTX偏光板(カネカ社製、HTX、アクリルフィルム)を使用した。
<(メタ)アクリル系ポリマー、及び、オリゴマーの重量平均分子量の測定>
重量平均分子量(Mw)は、東ソー株式会社製GPC装置(HLC−8220GPC)を用いて測定を行った。測定条件は下記の通りである。
サンプル濃度:0.2質量%(THF溶液)
サンプル注入量:10μl
溶離液:THF
流速:0.6ml/min
測定温度:40℃
カラム:
サンプルカラム;TSKguardcolumn SuperHZ−H(1本)+TSKgel SuperHZM−H(2本)
リファレンスカラム;TSKgel SuperH−RC(1本)
検出器:示差屈折計(RI)
なお、重量平均分子量はポリスチレン換算値にて求めた。
<(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度の測定>
ガラス転移温度Tg(℃)は、各モノマーによるホモポリマーのガラス転移温度Tgn(℃)として下記の文献値を用い、下記の式により求めた。
式:1/(Tg+273)=Σ[Wn/(Tgn+273)]
〔式中、Tg(℃)は共重合体のガラス転移温度、Wn(−)は各モノマーの重量分率、Tgn(℃)は各モノマーによるホモポリマーのガラス転移温度、nは各モノマーの種類を表す。〕
文献値:
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):−70℃
4−ヒドロキブチルアクリレート(4HBA):−32℃
2−ヒドロキエチルアクリレート(2HEA):−15℃
N−ビニルピロリドン(NVP):80℃
メタクリル酸メチル(MMA):105℃
<オリゴマーのガラス転移温度と融点(融解温度)の測定>
オリゴマーのガラス転移温度(Tg)と融点(融解温度)(Tm)を、JIS K7121−1987の熱流速示差走査熱量測定(熱流速DSC)に準拠して測定した。測定装置および測定条件の詳細を以下に記載する。
装置:TAインスツルメント 高感度DSC Q2(製造会社名:TA Instruments社製)
試料質量:1〜2mg
温度範囲:−90〜150℃
昇温速度:10℃/min
<低速剥離力>
偏光板(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm))を23℃×50%RHの環境下に24時間放置した後、幅25mm、長さ100mmにカットした粘着シートを上記被着体に0.25MPaの圧力、0.3m/minの速度でラミネートし、評価サンプルを作製した。
上記ラミネート後、23℃×50%RHの環境下に30分間放置した後、万能引張試験機にて剥離速度0.3m/min(低速剥離)、剥離角度180°で剥離したときの低速剥離力(N/25mm)を測定した。測定は23℃×50%RHの環境下でおこなった。
なお、前記低速剥離力は、1.5N/25mm以下であることが好ましく、より好ましくは、0.05〜1.5N/25mm、更に好ましくは、0.01〜1.4N/25mmである。前記低速剥離力が、1.5N/25mmを超えると、被着体から粘着シート(保護フィルム)が剥がれ難くなり、粘着シートが不要になったときの剥離作業性が劣り、さらには剥離工程により被着体に損傷等を与えてしまうため、好ましくない。
<高速剥離力>
偏光板(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm))を23℃×50%RHの環境下に24時間放置した後、幅25mm、長さ100mmにカットした粘着シートを上記被着体に0.25MPaの圧力、0.3m/minの速度でラミネートし、評価サンプルを作製した。
上記ラミネート後、23℃×50%RHの環境下に30分間放置した後、万能引張試験機にて剥離速度30m/min(高速剥離)、剥離角度180°で剥離したときの高速剥離力(N/25mm)を測定した。測定は23℃×50%RHの環境下でおこなった。
なお、前記高速剥離力は、1.5N/25mm以下であることが好ましく、より好ましくは、0.05〜1.5N/25mm、更に好ましくは、0.01〜1.4N/25mmである。前記高速剥離力が、1.5N/25mmを超えると、被着体から粘着シート(保護フィルム)が剥がれ難くなり、粘着シートが不要になったときの剥離作業性が劣り、さらには剥離工程により被着体に損傷等を与えてしまうため、好ましくない。
<剥離力減少率>
(1)圧着剥離後の偏光板の表面に対する剥離力(剥離力(A))
実施例等で作成した粘着シートを幅70mm、長さ130mmのサイズにカットし、セパレーターを剥離した後、あらかじめ除電しておいたアクリル板(厚み:2mm、幅:70mm、長さ:100mm)に貼り合わせた偏光板(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm))に片方の端部が30mmはみ出すようにハンドローラーにて、0.2MPaで圧着した。その後、23℃×50%RHの環境下で24時間放置した後、前記粘着シートを偏光板表面から、万能引張試験機にて剥離速度0.3m/min(低速剥離)、剥離角度180°で剥離した。測定は23℃×50%RHの環境下でおこなった。
続いて、前記偏光板表面と同一面に、延伸ポリプロピレン系粘着テープ(日東電工社製、ダンブロンNo.3651、幅:25mm、長さ150mm)をハンドローラーにて、0.2MPaで圧着した。その後、23℃×50%RHの環境下に30分間放置した後、前記粘着テープを偏光板表面から、万能引張試験機にて剥離速度0.3m/min(低速剥離)、剥離角度180°で剥離したときの剥離力(A)(N/25mm)を測定した。測定は23℃×50%RHの環境下でおこなった。
(2)圧着剥離前の偏光板の表面に対する剥離力(剥離力(B))
実施例等で作成した粘着シートを圧着する前の偏光板表面に対して、延伸ポリプロピレン系粘着テープ(日東電工社製、ダンブロンNo.3651、幅:25mm、長さ150mm)をハンドローラーにて、0.2MPaで圧着した。その後、23℃×50%RHの環境下に30分間放置した後、前記粘着テープを偏光板表面から、万能引張試験機にて剥離速度0.3m/min(低速剥離)、剥離角度180°で剥離したときの剥離力(B)(N/25mm)を測定した。測定は23℃×50%RHの環境下でおこなった。なお、前記剥離力(B)は6.5N/25mmであった。この値を基準値として、以下の式に当てはめ、実施例等で作成した粘着シートの剥離力減少率を算出した。
剥離力減少率(%)=100×(剥離力(B)−剥離力(A))/剥離力(B)
前記剥離力減少率は、20%以下が好ましく、より好ましくは、15%以下であり、更に好ましくは、10%以下である。
<剥離帯電圧>
実施例等で作成した粘着シート1を幅70mm、長さ130mmのサイズにカットし、セパレーターを剥離した後、あらかじめ除電しておいたアクリル板3(厚み:2mm、幅:70mm、長さ:100mm)に貼り合わせた偏光板2表面(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)表面(TAC面)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm)表面(HTX面))に片方の端部が30mmはみ出すようにハンドローラーにて、0.2MPaで圧着した。その後、23℃×50%RHに1日放置した後、図1に示すように、所定の位置にサンプルをセットした。30mmはみ出した片方の端部を自動巻取り機(図示せず)に固定し、剥離角度150°、剥離速度10m/minとなるように剥離した。このときに発生する偏光板表面の電位(剥離帯電圧:絶対値、kV)を偏光板中央の位置に固定してある電位測定器5(春日電機社製、KSD−0103)にて測定した。測定は、23℃×50%RHの環境下で行った。
前記剥離帯電圧(絶対値)は、1.0kV以下が好ましく、より好ましくは、0.8kV以下であり、更に好ましくは、0.5kV以下である。前記剥離帯電圧が、1.0kVを超えると、パネルの素子が破壊してしまう恐れがあり、好ましくない。
<粘着シートの形状維持性>
実施例等で作成した粘着シートを、手動式延伸機(商品名:IMC−16B2型(株式会社井元製作所社製)にて、MD方向に、0.5%延伸(20mm長さの粘着シートを1mm延伸)したあと、偏光板表面(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)表面(TAC面)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm)表面(HTX面))に貼付し、周囲を切断した。切断して1分後、前記偏光板の四隅の高さを定規で計測した(平均高さ(C))。切断して23℃×50%RHで24時間貼付した後に再度、前記偏光板の四隅の高さを定規で計測し、これら四隅の平均値(平均高さ(D))から、高さ比(D/C)は、以下の式で算出した。
[高さ比(D/C)](%)=100×[切断して24時間後の四隅の高さ平均(D)]/[切断して1分後の四隅の高さ平均(C)]
前記高さ比により、粘着シートの形状維持性(浮きの有無)を判断した。高さ比が、70%以上を○、70%未満を×とした。測定は、23℃×50%RHの環境下で行った。
なお、高さ比が小さくなるほど、粘着シートのせん断力が小さく、被着体である偏光板の反りが時間の経過と共に、小さくなることを示すことになり、つまりは、被着体の形状維持性に劣ることを示す指標となる。
<汚染性>
実施例等で作成した粘着シートを幅70mm、長さ130mmのサイズにカットし、セパレーターを剥離した後、あらかじめ除電しておいたアクリル板(厚み:2mm、幅:70mm、長さ:100mm)に貼り合わせた偏光板(TAC偏光板(日東電工社製、SEG1423DU偏光板、幅:70mm、長さ:100mm)、又は、HTX偏光板(カネカ社製、アクリルフィルム、幅:70mm、長さ:100mm))に片方の端部が30mmはみ出すようにハンドローラーにて、0.2MPaで圧着した。その後、測定は、23℃×50%RHの環境下で24時間放置した。
圧着して24時間後、実施例1等で作成した粘着シートを剥離し、偏光板表面を目視で観察した。偏光板表面に残存物が無い場合、汚染なし、確認できた場合、汚染ありとして評価した。
注)表1および表2中の架橋剤、帯電防止剤、及び、オリゴマーは、使用する(メタ)アクリル系ポリマー100質量部(固形分)に対する配合量(質量部:固形分)を示した。
なお、表中の「不明」とは、分子量が公表されていないことを示す。また、(−)は使用していない、もしくは、存在しないことを示す。
上記表3の評価結果より、全ての実施例において、低速・高速剥離力や剥離力減少率に優れるため、粘着性や再剥離性、剥がれ・浮きの発生が抑制され、作業性に優れていることが確認できた。また、剥離帯電圧が抑制され、帯電防止性に優れ、粘着シートの形状維持性が高く、被着体の反りの発生が抑えられ(被着体の形状維持性に優れ)、汚染も抑えられているため、光学部材などの表面保護用途として、有用であることも確認できた。
これに対して、比較例においては、実施例のように、全ての特性を満足するものはなく、実施例よりも、特性において劣ることが確認された。