JP2018100399A - 粘着剤組成物、およびそれを用いてなる偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板、ならびに画像表示装置 - Google Patents

粘着剤組成物、およびそれを用いてなる偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板、ならびに画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】偏光板(保護フィルム)と液晶セル(ガラス)との貼合わせに用いる、リワーク性、耐久性、帯電防止性、リワーク時の粘着力ばらつきが小さく、均一な粘着力を有する粘着剤の提供。
【解決手段】(a1)ノルマルブチルアクリレート5〜75重量%、(a2)芳香環含有モノマー及びC1〜2のアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種のモノマー20〜80重量%、(a3)カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーの少なくとも一方と、窒素原子含有モノマーから選ばれる極性基含有モノマー1〜30重量%、(a4)(a1)〜(a3)以外のモノマー10重量%以下を共重合したアクリル系樹脂(A)、フッ素含有アニオンを有するイオン性化合物(B)、重量平均分子量が4,000以上であるシランカップリング剤(C)、架橋剤(D)を含有する粘着剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、粘着剤組成物に関し、更に詳しくは、液晶表示装置等に用いられる偏光板と液晶セルとの貼り合わせに用いる際に要求される各種性能を満足し、更には粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を示す粘着剤を得ることができる粘着剤組成物、およびそれを用いてなる偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板、ならびに画像表示装置に関するものである。
従来より、偏光性が付与されたポリビニルアルコール(以下、PVAと略記することがある。)系フィルム等からなる偏光子の両面が保護フィルムで保護された偏光板を、2枚のガラス板の間に配向した液晶成分を挟持させた液晶セルの表面に積層して、液晶表示板が製造されている。この液晶セルの表面への偏光板の積層は、偏光板の保護フィルム表面に粘着剤層を設けた粘着剤層付偏光板を製造し、粘着剤層を上記液晶セル面に当接し、押し付けることにより行われるのが通常である。
かかる偏光板(保護フィルム)と液晶セル(ガラス)の貼り合わせに用いられる粘着剤には、例えば高温、湿熱などの環境でも浮きや剥がれが発生しない耐久性、またこのような条件に曝した場合でも、バックライトの光の漏れを防ぐ耐表示ムラ性、液晶セルから偏光フィルムを剥離する際に液晶セルを破損したり液晶セルに糊残りが発生したりするのを防止するリワーク性、外部の静電気による液晶セルの故障を防ぐための帯電防止性等、様々な性能が要求されている。
このような様々な性能を満足する粘着剤を得るために、多くの検討が行われており、例えば、特許文献1には、ホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が0℃以上のモノマーと芳香環含有モノマーを含むアクリル系樹脂と、イオン性化合物からなる粘着剤が記載され、湿熱環境下における耐久性、耐光漏れ性、帯電防止性に優れることが記載されている。
また、特許文献2には、芳香環含有モノマーを共重合してなるアクリル系樹脂を用いることで耐熱性に優れた粘着剤が得られることが記載されている。
また、特許文献3では、リワーク性を向上させるためにオリゴマー型のシランカップリング剤を添加することが提案されている。
国際公開WO2013/099683号公報 特開昭59−111114号公報 特開平7−331206号公報
しかしながら、上記特許文献1または2に記載された粘着剤においても、要求される性能を全て満足するものではなく、また、特許文献1および2を参照し、各種性能を満足させるべく、ホモポリマーのガラス転移温度が高いモノマーや芳香環含有モノマーを併用すると、アクリル系樹脂のガラス転移温度が高くなりすぎて、リワーク性が低下してしまうという問題があった。
更に、リワーク性を向上させるための特許文献3の開示技術においては、単にオリゴマー型シランカップリング剤を使用したとしても、粘着力の平均値は低下する傾向にあるが、ガラス転移温度が高いアクリル系樹脂を用いた場合、剥離する際の粘着力のばらつきが大きく、近年の薄膜化したガラス基板や液晶セルに使用した場合、リワーク作業を行う際に、スムーズに剥離できず液晶セルを破損してしまう恐れがあった。
そこで、本発明ではこのような背景下において、液晶表示装置の製造時に、ホモポリマーのガラス転移温度が高いモノマー、とりわけ芳香環含有モノマーや炭素数1〜2のアルキル(メタ)アクリレートを用いてなる耐熱性の高いアクリル系樹脂を用いた場合であっても偏光板(保護フィルム)と液晶セル(ガラス)との貼り合わせに用いる粘着剤として使用した際に、耐久性、リワーク性、帯電防止性能に優れ、更にはリワーク時の粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を有し、リワーク作業を効率的に行うことができる粘着剤を得ることができる粘着剤組成物を提供することを目的とするものである。
しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、粘着剤組成物において、アクリル系樹脂として、ノルマルブチルアクリレートと、芳香環含有モノマー及びアルキル基の炭素数1〜2のアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種のモノマーと、カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、窒素原子含有モノマーから選ばれる少なくとも1種の極性基含有モノマーを含有する特定組成からなるアクリル系樹脂を含有し、特定構造を含むイオン性化合物を含有し、通常用いられるよりも重量平均分子量が大きいシランカップリング剤を含有することにより、ホモポリマーのガラス転移温度が高いモノマー成分を用いてなるアクリル系樹脂を用いた場合であっても、リワーク性、耐久性、帯電防止性、といった様々な要求性能をバランスよく満足し、更には、粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を有し、リワーク作業を効率的に行うことができる粘着剤を得ることができることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、
アクリル系樹脂(A)
イオン性化合物(B)
シランカップリング剤(C)
架橋剤(D)を含有する粘着剤組成物であって、
アクリル系樹脂(A)が、下記モノマー(a1)〜(a4)をモノマー成分全体に対して下記割合で含有し共重合して得られるものであり、
(a1)ノルマルブチルアクリレート 5〜75重量%
(a2)芳香環含有モノマー及びアルキル基の炭素数が1〜2のアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種のモノマー 20〜80重量%
(a3)カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー及び窒素原子含有モノマーから選ばれる少なくとも1種の極性基含有モノマー 1〜30重量%
(ただし、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーの少なくとも一方を含有する。)
(a4)(a1)〜(a3)以外のモノマー 10重量%以下
イオン性化合物(B)がフッ素含有アニオンを有するイオン性化合物であり、
シランカップリング剤(C)の重量平均分子量が4,000以上である
ことを特徴とする粘着剤組成物に関するものである。
更に本発明は、上記粘着剤組成物を用いてなる偏光板用粘着剤、粘着剤層付偏光板、ならびに画像表示装置に関するものである。
本発明の粘着剤組成物は、偏光板(保護フィルム)と液晶セル(ガラス基材)との貼り合わせに用いる粘着剤として用いた際に、リワーク性、耐久性、帯電防止性、といった様々な要求性能をバランスよく満足する粘着剤を得ることができ、更には、粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を有する粘着剤を得ることができるため、リワーク時の液晶セルや基板の破損を防止することができ、効率よく液晶表示装置を製造することができるのである。
図1は実施例1及び比較例2における粘着力のばらつきの測定結果である。
以下に、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。また、アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリレート系モノマーを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
本発明の粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)、イオン性化合物(B)、シランカップリング剤(C)および架橋剤(D)を必須成分として含有するものである。
<アクリル系樹脂(A)>
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)は、下記モノマー成分を共重合してなるものである。即ち、
(a1)ノルマルブチルアクリレート
(a2)芳香環含有モノマー及びアルキル基の炭素数が1〜2のアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種のモノマー
(a3)カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー及び窒素原子含有モノマーから選ばれる少なくとも1種の極性基含有モノマー
(ただし、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーの少なくとも一方を含有する。)
(a4)(a1)〜(a3)以外のモノマー
上記ノルマルブチルアクリレート(a1)の含有割合は、上記モノマー成分全体((a1)〜(a4)の合計)に対して、5〜75重量%であり、好ましくは20〜75重量%、特に好ましくは30〜70重量%である。かかる含有割合が少なすぎるとアクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が高くなりすぎるために粘着剤とした時のタックが低下し作業性が低下する傾向にあり、多すぎると耐熱性が低下する傾向にある。
上記モノマー(a2)において、芳香環含有モノマーとしては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート;フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等のフェノキシアルキル(メタ)アクリレート;フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のフェノキシジアルキレングリコール(メタ)アクリレート;フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート;フェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、アクリル系樹脂(A)の複屈折を効率よく調整できる点、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が高くなり過ぎない点で、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシアルキル(メタ)アクリレート、フェノキシジアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましく、重合時に残存したモノマーが粘着剤組成物を乾燥する際に粘着剤層中に残留せず臭気やアウトガスの原因とならない点でベンジル(メタ)アクリレートが特に好ましく、殊にはアクリル樹脂のガラス転移点が上がりすぎない点でベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートが好ましい。
また、上記モノマー(a2)において、アルキル基の炭素数1〜2のアルキル(メタ)アクリレートとしては、メチルアクリレート(炭素数1)、メチルメタクリレート(炭素数1)、エチルアクリレート(炭素数2)、エチルメタクリレート(炭素数2)である。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、他のモノマーとの共重合性に優れている点、重量平均分子量を大きくしやすい点で、メチルアクリレート、エチルアクリレートが好ましい。
上記モノマー(a2)の含有割合は、上記モノマー成分全体((a1)〜(a4)の合計)に対して、20〜80重量%であり、好ましくは25〜70重量%、特に好ましくは30〜60重量%である。かかる含有割合が少なすぎると、耐熱性が低下する傾向にあり、多すぎるとアクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が高くなり粘着剤とした時のタックが低くなり作業性が低下する傾向にある。
上記極性基含有モノマー(a3)は、カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー及び窒素原子含有モノマーから選ばれる少なくとも1種であり、更に、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーの少なくとも一方を含有するものである。
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレートなどのアクリル酸のダイマー酸等が挙げられ、中でも耐湿熱白化性の点、重合時の安定性の点でアクリル酸が好ましい。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等の1級の水酸基含有(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級の水酸基含有(メタ)アクリレート;2,2−ジメチル−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級の水酸基含有(メタ)アクリレート;N−(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド等の水酸基含有(メタ)アクリルアミドモノマー等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
なお、本発明においては、水酸基と窒素原子の両方を有するモノマーは上記の通り、水酸基含有モノマーに含めることとする。
上記水酸基含有モノマーの中でも、架橋剤との反応性に優れる点、耐湿熱白化性が向上する点、架橋剤との反応性に優れ架橋構造がしっかりしたものになり粘着力が安定しやすい点で1級水酸基含有モノマーが好ましく、更には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを使用することがジ(メタ)アクリレート等の不純物が少なく、製造しやすい点で好ましい。
なお、上記水酸基含有モノマーとしては、不純物であるジ(メタ)アクリレートの含有割合が、0.5%以下のものを用いることも好ましく、特に好ましくは0.2%以下、更に好ましくは0.1%以下である。
窒素原子含有モノマーとしては、例えば、アミノ基含有モノマーやアミド基含有モノマー、その他の窒素原子含有モノマー等が挙げられる。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート等の1級アミノ基含有モノマー;t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の2級アミノ基含有モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基含有モノマー;(メタ)アクリロイルモルホリン等の複素環式アミン構造含有モノマー等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、架橋促進効果が高い点、樹脂の保存安定性が高い点で3級アミノ基含有モノマーが好ましく、また耐久性に優れている点、金属や金属酸化物との密着性に優れている点で(メタ)アクリロイルモルホリン等の複素環式アミン構造含有モノマーが好ましい。
中でも、特に好ましくは、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリンである。
上記アミド基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等のN,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、樹脂溶液の安定性の点や、帯電防止剤の移行を抑制する点、湿熱環境下での結晶の析出を抑制する効果が大きい点で、(メタ)アクリルアミド、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、特には他のモノマーとの共重合性の点で、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアクリルアミドが好ましく、更には、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドが好ましい。
上記窒素原子含有モノマーの中でも最も好ましくは、保存安定性にも優れる点でN,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドである。
上記極性基含有モノマー(a3)の含有割合は、上記モノマー成分全体((a1)〜(a4)の合計)に対して、1〜30重量%であり、好ましくは2〜25重量%、特に好ましくは3〜15重量%である。かかる含有割合が少なすぎると耐久性や耐湿熱白化性(湿熱環境下で生じる粘着剤層の白化現象を抑制すること)が低下する傾向にあり、多すぎると樹脂の保存安定性やリワーク性が低下する傾向にある。
上記(a1)〜(a3)以外のモノマー(a4)としては、種々のエチレン性不飽和基含有モノマーが挙げられるが、本発明の効果の観点から、その含有割合はモノマー成分全体に対して10重量%以下、好ましくは5重量%以下である。
上記エチレン性不飽和モノマー(a4)としては、例えば、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(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、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニルアクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が通常3〜24(好ましくは3〜20、特に好ましくは3〜18、更に好ましくは3〜12)である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(ただし、n−ブチルアクリレート(a1)を除く。);シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2−アダマンチル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する(メタ)アクリル酸エステル;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレンリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシ基およびオキシアルキレン基を含有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記アクリル系樹脂(A)の製造方法としては、溶液ラジカル重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等の従来公知の方法を用いることができ、例えば、有機溶媒中に、モノマー成分、重合開始剤を混合あるいは滴下し所定の重合条件にて重合するものである。なかでも、溶液ラジカル重合、塊状重合が好ましく、特には安定にアクリル系樹脂(A)を得られる点で溶液ラジカル重合が好ましい。
上記重合反応に用いられる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等があげられる。
これらの有機溶媒の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果や粘着剤塗工時の乾燥のしやすさ、安全上から、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましく、特に好ましくは、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンである。
また、かかるラジカル重合に用いられる重合開始剤としては、例えば、通常のラジカル重合開始剤である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、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(メチルプロピオン酸)等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロリルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられ、使用するモノマーに合わせて適宜選択して用いることができる。これらの重合開始剤は、単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
上記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、20万〜250万であることが好ましく、特に好ましくは60万〜200万、更に好ましくは100万〜180万である。かかる重量平均分子量が小さすぎると耐久性が低下する傾向があり、大きすぎると、重合時にゲル化しやすくなったり、製造時に希釈溶剤が大量に必要となり、乾燥性が低下し、粘着剤層中に残溶剤が多くなり、耐熱性が低下する傾向がある。
また、アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、15以下であることが好ましく、特に好ましくは10以下、更に好ましくは6以下である。かかる分散度が高すぎると、凝集力が低下し、リワーク性が低下したり耐久性が低下したりする傾向がある。なお、かかる分散度の下限は通常1である。
なお、上記のアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100〜2×107、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法で測定することができる。また分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。
上記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、−45〜10℃であることが好ましく、特に好ましくは−40〜0℃、更に好ましくは−39〜−10℃である。かかるガラス転移温度が高すぎると、タックが低下し貼り合わせの際の作業性が低下する傾向があり、低すぎると耐久性が低下する傾向がある。
なお、ガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
即ち、アクリル系樹脂を構成するそれぞれのモノマーのホモポリマーとした際のガラス転移温度および重量分率をFoxの式に当てはめて算出した値である。
なお、アクリル系樹脂を構成するモノマーのホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JIS K7121−1987や、JIS K 6240に準拠した方法で測定することができる。
主要なモノマーのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)について以下に示す。本発明におけるアクリル樹脂(A)のTgは下記値により計算されたものである。
(a1):
ノルマルブチルアクリレート −56℃
(a2):
メチルアクリレート 8℃
メチルメタクリレート 105℃
エチルメタクリレート 65℃
ベンジルアクリレート 6℃
フェノキシエチルアクリレート −22℃
(a3):
アクリル酸 106℃
2−ヒドロキシエチルアクリレート −15℃
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 55℃
ジメチルアクリルアミド 119℃
アクリロイルモルホリン 145℃
本発明において、上記アクリル系樹脂(A)の屈折率は、通常1.440〜1.600であり、好ましくは1.460〜1.550、特に好ましくは1.470〜1.500である。かかる屈折率は積層する各部材の屈折率差を小さくすることが部材界面での光損失が小さくなり好ましい。
上記屈折率は、10μm〜100μm程度の薄膜状にしたアクリル系樹脂(A)を屈折率測定装置(アタゴ社製「アッベ屈折計1T」)を用いてNaD線で測定した値である。
上記アクリル系樹脂(A)を層状にした時のヘイズは1.0以下であることが好ましく、特に好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.5以下である。かかるヘイズが高すぎるとディスプレイの画質が低下する傾向にある。
かかるヘイズは、拡散透過率及び全光線透過率を、HAZE MATER NDH2000(日本電色工業社製)を用いて測定し、得られた拡散透過率と全光線透過率の値を下記式に代入して、算出したものである。なお、本機はJIS K7361−1に準拠している。
ヘイズ(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100
<イオン性化合物(B)>
本発明のイオン性化合物(B)は、カチオンとアニオンからなり、アニオンとしてフッ素含有アニオンを有するイオン性化合物であることが必要である。
フッ素含有アニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレートアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、N,N―ビス(フルオロスルホニル)イミド等のフッ素含有無機アニオン;N,N−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N−ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド、N,N−ビス(ヘプタフルオロプロパンスルホニル)イミド、N,N−ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド等のフッ素含有有機アニオン等が挙げられる。
上記のなかでも、帯電防止性能や粘着力のばらつきが小さくなる点で、N,N−ビス(フルオロスルホニル)イミド、N,N−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N−ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド等のフッ素含有イミドアニオンが好ましい。
上記カチオンとしては、無機カチオン、有機カチオンから選ばれるカチオンであればよい。
無機カチオンとしては、例えば、ホスホニウムカチオン、スルホニウムカチオン等の非金属無機カチオンや、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カルシウムカチオン、カリウムカチオン等の金属無機カチオンが挙げられる。
有機カチオンとしては、例えば、4級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、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等の窒素原子を有するカチオン等が挙げられる。
これらの中でも、腐食防止に優れる点、リワーク性に優れる点、粘着力のばらつきが小さい点で、有機カチオン等の非金属カチオンが好ましく、なかでも、4級アンモニウムカチオン(とりわけ非環状4級アンモニウムカチオン)、イミダゾリウムカチオン、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等の窒素原子含有カチオン、とりわけ4級アンモニウムカチオンの窒素原子含有カチオンが好ましい。
また、本発明のイオン性化合物(B)の融点は10〜80℃であることが好ましく、特に好ましくは25〜50℃である。かかる融点が高すぎると、低温で析出しやすい傾向があり、低すぎると湿熱環境下で偏光板の色抜けが発生しやすい傾向がある。
本発明においては、イオン性化合物(B)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して1〜20重量部が好ましく、特に好ましくは2−15重量部、更に好ましくは2−10重量部である。多すぎると耐久性が低下したり、基材や被着体の加水分解を促進したり、偏光板用として使用したとき偏光度が低下しやすくなったりする傾向があり、少なすぎると粘着力のばらつきが大きくなる傾向がある。
<シランカップリング剤(C)>
本発明で用いられるシランカップリング剤(C)は、重量平均分子量が4,000以上であることが必要であり、より好ましくは4,500以上、特に好ましくは5,000以上、更に好ましくは7,500以上、殊に好ましくは10,000以上である。なお、重量平均分子量の上限としては、100,000が好ましく、より好ましくは80,000、特に好ましくは50,000、更に好ましくは30,000である。重量平均分子量が小さすぎるとリワーク性が低下する傾向にあり、大きすぎるとアクリル系樹脂(A)との相溶性が低下しブリードアウトして耐久性が低下する傾向にある。
なお、上記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、下記の方法により測定される。
装置:ゲル浸透クロマトグラフィー
検出器:示差屈折率検出器RI(東ソー社製 RI−8020型、感度32)
カラム:東ソー社製 TSKguardcolumn HHR−H(1本)(φ6mm×4cm)、(TSKgelGMHHR−N(2本)(φ7.8mm×30cm)、
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
カラム温度:23℃流速:1.0mL/min
シランカップリング剤(C)は構造中に、アルコキシ基以外の反応性官能基と、ケイ素原子と結合したアルコキシ基をそれぞれ1つ以上含有する有機ケイ素化合物である。
上記反応性官能基としては、例えば、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基含、メルカプト基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、イソシアネート基が挙げられ、これらの中でも、耐久性とリワーク性のバランスの点からメルカプト基、エポキシ基が好ましい。
上記ケイ素原子と結合したアルコキシ基としては、耐久性と保存安定性の点から炭素数1〜8のアルコキシ基を含有することが好ましく、特に好ましくは炭素数1〜2のアルコキシ基であり、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、である。
シランカップリング剤(C)のアルコキシ基含有量は、1〜30重量%であることが好ましく、特に好ましくは3〜20重量%、更に好ましくは5〜15重量%である。かかるケイ素原子と結合したアルコキシ基の含有量が少なすぎると、液晶セルとの密着性が低下し、耐久性が低下する傾向があり、多すぎるとリワーク性が低下する傾向がある。
また、シランカップリング剤(C)の反応性官能基当量は、1000g/mol以下であることが好ましく、特に好ましくは100〜650g/mol、更に好ましくは300〜600g/molである。かかる反応性官能基当量が小さすぎるとリワーク性が低下する傾向があり、大きすぎると湿熱条件下での耐久性が低下する傾向がある。
なお、シランカップリング剤(C)は、反応性官能基及びアルコキシ基以外の有機置換基、例えば、アルキル基、フェニル基等を有していてもよい。
本発明で用いられるシランカップリング剤(C)としては、重量平均分子量が40,000以上であればよく、例えば、
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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等のシラン化合物の一部が加水分解縮重合したり、上記シラン化合物とメチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有シラン化合物が共縮合したシラン化合物であるオリゴマー型エポキシ基含有シランカップリング剤;
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のシラン化合物の一部が加水分解縮重合したり、上記シラン化合物とメチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有シラン化合物が共縮合したシラン化合物であるオリゴマー型メルカプト基含有シランカップリング剤;
が挙げられる。
上記以外のシランカップリング剤としては、アルキル基やポリエーテル基で置換されたものが挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし2種類以上併用してもよい。
本発明で用いられるシランカップリング剤(C)として、具体的には、市販品の信越化学工業株式会社製、「X−24−9590」(重量平均分子量;13,700、含有アルコキシ基;メトキシ基、アルコキシ含有量;9.5重量%、反応性官能基;エポキシ基、エポキシ当量592g/mol)、「X−24−9589」(重量平均分子量4,700含有アルコキシ基エトキシ基、アルコキシ基含有量14.5重量%、反応性官能基エポキシ基、エポキシ当量1509g/mol)が挙げられる。
また、本発明において、シランカップリング剤(C)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.001〜5重量部が好ましく、0.005〜1重量部が特に好ましく、0.01〜0.3重量部が更に好ましい。かかる含有量が多すぎるとブリードアウトして耐熱性が低下する傾向にあり、少なすぎると粘着力が上昇したり耐湿熱性が低下したりする傾向にある。
なお、本発明のアクリル系粘着剤組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記シランカップリング剤(C)以外のシランカップリング剤を用いることができるが、かかるシランカップリング剤の合計量が多すぎるとブリードにより耐久性が低下する傾向があるため、具体的には、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して1重量部以下であることが好ましく、更に好ましくは0.5重量部以下である。
<架橋剤(D)>
架橋剤(D)は、アクリル系樹脂(A)中の官能基と反応し、架橋構造を形成させるものであり、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤が挙げられる。これらの中でも基材との密着性を向上させる点やベースポリマーとの反応性に優れる点で、イソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。
上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート等のトリレンジイソシアネート系架橋剤、1,3−キシリレンジイソシアネート等のキシリレンジイソシアネート系架橋剤、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート等のジフェニルメタン系架橋剤、1,5−ナフタレンジイソシアネート等のナフタレンジイソシアネート系架橋剤等の芳香族系イソシアネート系架橋剤;イソホロンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ジ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等の脂環族系イソシアネート系架橋剤;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等の脂肪族系イソシアネート系架橋剤;および上記イソシアネート系化合物のアダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらのなかでも、トリレンジイソシアネート系架橋剤がポットライフと耐久性の点で好ましく、非芳香族系イソシアネート系架橋剤が耐黄変性の点で好ましい。これらの中で具体的には、トリレンジイソシアネート、キシ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とトリメチロールプロパンのアダクト体、およびヌレート体が、耐久性、ポットライフ、架橋速度のバランスに優れている点で好ましい。
上記架橋剤(D)は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤(D)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜5重量部であることが好ましく、さらに好ましくは0.05〜3重量部、特に好ましくは0.1〜1.5重量部である。かかる含有量が少なすぎると、耐久性が低下したり、リワーク時に糊残りが発生したりする傾向があり、多すぎると応力緩和性が低下して液晶セルが反りやすくなり液晶ディスプレイの表示ムラがおこりやすくなる傾向がある。
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において、その他の成分として、アクリル系樹脂(A)以外の樹脂成分、アクリル系モノマーや、重合禁止剤、酸化防止剤、腐食防止剤、架橋促進剤、ラジカル発生剤、過酸化物、ラジカル補足剤等の各種添加剤、金属及び樹脂粒子等を配合することができる。また、上記の他にも、粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであってもよい。
上記その他の成分の含有量は、アクリル系樹脂(A)に対して5重量部以下であることが好ましく、特に好ましくは1重量部以下、更に好ましくは0.5重量以下である。かかる含有量が多すぎるとアクリル系樹脂(A)との相溶性が低下し、耐久性が低下する傾向がある。
かくして本発明の粘着剤組成物を得ることができる。
本発明の粘着剤組成物は、架橋剤(D)で架橋させることにより粘着剤とすることができ、更に、かかる粘着剤からなる粘着剤層を偏光板(光学積層体)上に積層形成することにより、粘着剤層付偏光板を得ることができる。
上記粘着剤層付偏光板には、粘着剤層の偏光板とは逆の面に、さらに離型シートを設けることが好ましい。
上記粘着剤層付偏光板の製造方法としては、〔1〕偏光板上に、粘着剤組成物を塗布、乾燥した後、離型シートを貼合し、常温または加温状態でのエージングの少なくとも一方による処理を行なう方法、〔2〕離型シート上に、粘着剤組成物を塗布、乾燥した後、偏光板を貼合し、常温または加温状態でのエージングの少なくとも一方による処理を行なう方法等がある。
これらの中でも、〔2〕の方法で、常温状態でエージングする方法が、偏光板を痛めない点、基材密着性に優れる点で好ましい。
かかるエージング処理は、粘着剤の化学架橋の反応時間として、粘着物性のバランスをとるために行なうものであり、エージングの条件としては、温度は通常室温〜70℃、時間は通常1日〜30日であり、具体的には、例えば23℃で1日〜20日間、23℃で3〜10日間、40℃で1日〜7日間等の条件で行なえばよい。
上記粘着剤組成物の塗布に際しては、この粘着剤組成物を溶剤で希釈して塗布することが好ましく、希釈濃度としては、加熱残分濃度として、好ましくは5〜60重量%、特に好ましくは10〜30重量%である。
また、上記溶剤としては、粘着剤組成物を溶解させるものであれば特に限定されることなく、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、メタノール、エタノール、プロピルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。これらの中でも、溶解性、乾燥性、価格等の点から酢酸エチル、メチルエチルケトンが好適に用いられる。
また、上記粘着剤組成物の塗布に関しては、例えば、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等の慣用の方法により行なわれる。
また、得られる粘着剤層付偏光板における粘着剤層の厚みは、5〜100μmが好ましく、特には10〜50μmが好ましく、更には10〜30μmが好ましい。
かかる粘着剤層の厚みが薄すぎると、偏光板用粘着剤として、充分な応力緩和性を有せず、耐久性が低下する傾向があり、厚すぎると水分の侵入が多くなり湿熱耐久性が低下する傾向がある。
上記方法により製造される粘着剤層のゲル分率については、耐久性能と偏光度低下抑制の点から30〜100%であることが好ましく、特に好ましくは40〜95%であり、更に好ましくは50〜90%である。ゲル分率が低すぎると耐久性が十分に得られなかったり、リワーク性が低下したりする傾向があり、高すぎると浮きや剥がれが生じやすくなる傾向がある。
上記ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材に粘着剤層が形成されてなる粘着シートから粘着剤をピッキングにより採取し、粘着剤を200メッシュのSUS製金網で包み酢酸エチル中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。
上記方法により製造される粘着剤層は、指で触れたときに程好いタック感があった方が、実際に被着体に貼る際に濡れ性が良いため、作業性が上がる傾向があり好ましい。
本発明の粘着剤組成物を用いて得られる粘着剤層の電気特性としては、表面抵抗値が低いことが静電気対策として好ましく、特に好ましくは1×1012Ω/□以下、更に好ましくは5×1011Ω/□以下、殊に好ましくは1×1011Ω/□以下である。かかる表面抵抗値が、高すぎると帯電防止性能が得られにくく、静電気による液晶ディスプレイの表示不良が回復しにくくなる傾向がある。
本発明の粘着剤層付偏光板は、直接あるいは離型シートを有するものは離型シートを剥がした後、粘着剤層面を液晶セルのガラス基材に貼合して、例えば液晶表示板に供され、画像表示装置が製造される。
本発明の粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤層を有する粘着シートとした場合に、その平均粘着力は、被着体の材料等に応じて適宜決定されるが、液晶セルなどのガラス基板に貼着する場合には、0.1〜20N/25mmの粘着力を有することが好ましく、特に好ましくは0.1〜10N/25mmである。
また、被着体の破損を低減させる点で、粘着剤層の粘着力のばらつきが少ないことが好ましく、下記式(1)より算出される粘着力の変動係数が4%未満であることが好ましく、更に好ましくは3%未満である。
粘着力の変動係数=粘着力の標準偏差/粘着力の平均値×100・・・(1)
粘着力の平均値:剥離開始点を剥離距離0mmとし剥離終了点を剥離距離120mmとした際の剥離距離30mm〜110mmを測定部とし、0.05mm毎の測定値1600点についての粘着力の平均値を用いた。なお、剥離開始点と剥離終了点付近の測定値はノイズとして測定から排除した。
粘着力の標準偏差:剥離開始点を剥離距離0mmとし剥離終了点を剥離距離120mmとした際の剥離距離30mm〜110mmを測定部とし、0.05mm毎の測定値1600点についての標準偏差値を用いた。
なお、剥離開始点と剥離終了点付近の測定値はノイズとして測定から排除した。
上記粘着力の平均値(平均粘着力)は、つぎのようにして測定される。
即ち、粘着剤層付偏光板を、25mm幅に裁断し、離型シートを剥離して、粘着剤層面を、メタノールで洗浄した後50℃で20分間乾燥し、23℃・50%RH条件下で3時間静置した後の無アルカリガラス板(コーニング社製、「イーグルXG」)に押圧して、偏光板とガラス板とを貼合する。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を行った後、23℃・50%RHで24時間静置後に、180°剥離試験を行い、上記1600点の粘着力から平均値を算出する。
本発明の粘着剤組成物を用いて得られる粘着剤は、耐リワーク性、耐久性、帯電防止性、といった様々な性能のバランスに優れ、更には、リワーク時の粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を有する粘着剤を得ることができるため偏光板とガラス基板等を貼り合わせる偏光板用粘着剤として有用である。
偏光板を構成する保護フィルムとしては、トリアセチルセルロース系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエチレン系フィルム、ポリプロピレン系フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどがあげられ、本発明はいずれの保護フィルムを用いた偏光板に対しても好適に用いられる。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
なお、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量、分散度、ガラス転移温度、シランカップリング剤の重量平均分子量、粘着剤のゲル分率に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度については、前述のFoxの式を用いて算出し、アクリル系樹脂(A)を構成するモノマーのホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常DSCにより測定されてなる文献値及びカタログ記載値を用いた。
また、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
〔アクリル樹脂(A−1)の製造〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、ノルマルブチルアクリレート(a1)64.5部、メチルアクリレート(a2)30部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a3)5部、アクリル酸(a3)0.5部、酢酸エチル83部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.0126部を仕込み、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル(ADVN)酢酸溶液(ADVN:0.0126部、酢酸エチル30部)を滴下しながら還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A−1)溶液(固形分17.4%、粘度4,120mPa・s/25℃;アクリル樹脂(A−1):ガラス転移温度−37.5℃、重量平均分子量141万、分散度4.0)を得た(表1参照)。
〔アクリル樹脂(A−2)の製造〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、ノルマルブチルアクリレート(a1)59.5部、メチルアクリレート(a2)25部、ベンジルアクリレート(a2)10部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a3)5部、アクリル酸(a3)0.5部、酢酸エチル83部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.0126部を仕込み、2,2‘−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル(ADVN)酢酸溶液(ADVN:0.0126部、酢酸エチル30部)を滴下しながら還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A−1)溶液(固形分16.4%、粘度2,620mPa・s/25℃;アクリル系樹脂(A−1):ガラス転移温度−34.7℃、重量平均分子量140万、分散度3.5)を得た(表1参照)。
〔アクリル樹脂(A−3)の製造〕
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、ノルマルブチルアクリレート(a1)52.3部、メチルアクリレート(a2)20部、ベンジルアクリレート(a2)19部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(a3)8部、アクリル酸(a3)0.7部、酢酸エチル54.9部、アセトン42部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.013部を仕込み、アゾビスイソブチロニトリル酢酸溶液を滴下しながら還流温度で3.25時間反応後、酢酸エチルにて希釈してアクリル系樹脂(A−1)溶液(固形分22.9%、粘度8,600mPa・s/25℃;アクリル系樹脂(A−1):ガラス転移温度−31.0℃、重量平均分子量140万、分散度4.3)を得た(表1参照)。
Figure 2018100399
<イオン性化合物>
イオン性化合物として以下のものを用意した。
アニオンにフッ素を有するイオン性化合物
(B−1):アンモニウムカチオンとN,N−ビス(フルオロスルホニル)イミドビからなるイオン性化合物(第一工業製薬社製「MP−402」、融点47℃)
(B−2):トリn‐ブチルメチルアンモニウム N,N―(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(スリーエム社製「FC−4400」 融点27.5℃)
<シランカップリング剤>
シランカップリング剤として、以下のものを用意した。
(C−1):信越化学工業株式会社製「X−24−9590」(重量平均分子量;13,700、アルコキシ基含有量;9.5重量%、反応性官能基;エポキシ基、エポキシ当量592g/mol、含有アルコキシ基;メトキシ基)
(C’−1):信越化学工業株式会社製「X−41−1059A」(重量平均分子量;2,300、アルコキシ基含有量;42重量%、反応性官能基;エポキシ基、エポキシ当量350g/mol、含有アルコキシ基;メトキシ基、エトキシ基)
(C’−2):信越化学工業株式会社製「X−41−1805」(重量平均分子量3,450;、アルコキシ基含有量;50重量%、反応性官能基;メルカプト基、メルカプト当量800g/mol、含有アルコキシ基;メトキシ基、エトキシ基)
<架橋剤>
架橋剤として以下のものを用意した。
(D−1):トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンのアダクト体(東ソー株式会社製「コロネートL55E」)
<実施例1〜3、比較例1〜3>
上記のようにして調製、準備した各成分(A)〜(D)を下記表2の通りに配合し、これを酢酸エチルにて固形分濃度を12.5%に調液し、粘着剤組成物を得た。
〔粘着剤層付き偏光板の作製〕
得られた粘着剤組成物を38μmポリエステル系離型シート(東レ社製「セラピールWZ」)に乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥したのち、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムを両面に積層した偏光板の一方のTACフィルム表面に、離型シートと反対側の粘着剤層面を貼り合わせ、23℃×50%RH環境下で7日間養生し、粘着剤層付偏光板を得た(層構成;離型シート/粘着剤層/TACフィルム/偏光子/TACフィルム)。
得られた粘着剤層付偏光板を用いて、下記の通り、ゲル分率、帯電防止性能、リワーク性(平均粘着力、粘着力のばらつき)、および耐久性を評価した。結果を表2に示す。
また、実施例1及び比較例2について、粘着力のばらつきの測定結果を図1に示す。
<帯電防止性>
〔表面抵抗値〕
上記粘着剤層付き偏光板を23℃×50%RHの雰囲気下で24時間静置した後、粘着剤層の離型シートを外し表面抵抗率測定装置(三菱化学アナリテック社製、装置名「Hiresta−UP MCP−HT450」)を用い粘着剤層の表面抵抗値を測定し、下記の基準にて評価した。
◎・・・1×1011Ω/□未満、
〇・・・1×1011Ω/□以上、5×1011Ω/□未満
△・・・5×1011Ω/□以上、1×1012Ω/□未満
×・・・1×1012Ω/□以上である。
<耐久性>
得られた粘着剤層付偏光板を15cm×20cmcm×160cmにカットし、離型シートを剥離して粘着剤層面を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」:厚み0.7mm)に押しつけ2kgローラーにて2往復して貼り合わせたのち、オートクレーブ処理(0.5Mpa×50℃×20分間)を行い、耐久性試験用のサンプルを作製した。
得られた耐久性試験用サンプルを用いて、下記耐久試験を行い評価した。
〔耐熱性試験〕
85℃雰囲気下で250時間
〔耐湿熱性試験〕
60×90℃雰囲気下で250時間の耐久性試験
(評価基準)
○・・・偏光板とガラスの間に浮きが見られなかった
×・・・偏光板とガラスの間に浮きが見られた
<リワーク性>
〔平均粘着力〕
上記で得られた粘着剤層付偏光板を25mm幅にカットし、離型シートを剥離して粘着剤層面を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」:厚み1.1mm)に押しつけ2kgローラーにて貼り合わせ、オートクレーブ処理(0.5Mpa×50℃×20分間)を行い、その後、23℃×50%RH環境下で1日間および15日間静置したのち、180°に引きはがし、剥離距離120mmのうち剥離距離30mm〜110mmにおける0.05mm毎の粘着力1600点の平均値を求めた。同様の測定を2回行い、その平均値を算出し、下記の基準にて評価した。
(評価基準)
◎・・・5N/25mm未満
〇・・・5N/25mm以上10N/25mm未満
△・・・10N/25mm以上20N/mm未満
×・・・20N/25mm以上もしくは糊残りが発生
〔粘着力のばらつき〕
上記リワーク試験において、剥離距離30mm〜110mmにおける0.05mm毎の粘着力1600点の粘着力の変動係数を下式より求めた。同様の測定を2回行い、その平均値を算出し、下記の基準にて評価した。
変動係数=(剥離距離30mm〜110mmの粘着力1600点の標準偏差)/平均粘着力
(評価基準)
◎・・・2.5未満
〇・・・2.5以上4未満
△・・・4以上5未満
×・・・5以上
Figure 2018100399
表2の結果より、フッ素含有アニオンを有するイオン性化合物(B)および高分子量のシランカップリング剤(C)を含有する粘着剤組成物を用いてなる実施例では、耐久性の高いガラス転移温度が高い重合成分を共重合してなるアクリル系樹脂を用いた場合でも、リワーク性に加えて、粘着力のばらつきも小さく、安定した剥離力を発揮できることがわかる。
これは、粘着剤層中にフッ素含有アニオンを有するイオン性化合物と高分子量のシランカップリング剤を共に含有することによって、粘着剤表面にイオン性化合物とシランカップリング剤が偏析し、その結果、被着体への濡れが向上するため、粘着力のばらつきが小さく均一な粘着力を発現できると考えられる。
一方、重量平均分子量が4,000以上のシランカップリング剤を含有しない粘着剤組成物を用いてなる比較例1〜2では、粘着力の変動係数が大きく、粘着力のばらつきが生じていることがわかる。
また、フッ素含有アニオンを有するイオン性化合物を使用していない比較例3については帯電防止性能はもとより、粘着力の変動係数も大きく、粘着力のばらつきが生じていることがわかる。
粘着力のばらつきについては、実施例1及び比較例2の測定結果を示した図1より、その差異が明確であることがわかる。
本発明の粘着剤組成物は、偏光板(保護フィルム)と液晶セル(ガラス基材)との貼り合わせに用いる粘着剤として用いた際に、リワーク性、耐久性、帯電防止性、といった様々な要求性能をバランスよく満足する粘着剤を得ることができるものであり、更には、単に平均粘着力が低いのみでなく、粘着力のばらつきが小さく、均一な粘着力を示す粘着剤層が得られる。そのため、リワーク時の液晶セルや基板の破損を防止することができ、効率よく液晶表示装置を製造することができるのであり、偏光板用粘着剤として非常に有用である。

Claims (4)

  1. アクリル系樹脂(A)
    イオン性化合物(B)
    シランカップリング剤(C)
    架橋剤(D)を含有する粘着剤組成物であって、
    アクリル系樹脂(A)が、下記モノマー(a1)〜(a4)をモノマー成分全体に対して下記割合で含有し共重合して得られるものであり、
    (a1)ノルマルブチルアクリレート 5〜75重量%
    (a2)芳香環含有モノマー及びアルキル基の炭素数が1〜2のアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種のモノマー 20〜80重量%
    (a3)カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー及び窒素原子含有モノマーから選ばれる少なくとも1種の極性基含有モノマー 1〜30重量%
    (ただし、カルボキシル基含有モノマー及び水酸基含有モノマーの少なくとも一方を含有する。)
    (a4)(a1)〜(a3)以外のモノマー 10重量%以下
    イオン性化合物(B)がフッ素含有アニオンを有するイオン性化合物であり、
    シランカップリング剤(C)の重量平均分子量が4,000以上である
    ことを特徴とする粘着剤組成物。
  2. 請求項1記載の粘着剤組成物が、架橋剤(D)により架橋されてなることを特徴とする偏光板用粘着剤。
  3. 請求項2記載の偏光板用粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴とする粘着剤層付偏光板。
  4. 請求項3記載の粘着剤層付偏光板を用いてなることを特徴とする画像表示装置。
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