JP2020129103A - 偏光板用粘着剤組成物、粘着剤層付偏光板、及び、車載表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、例えば、特許文献2には、高温高湿下での耐久性に優れ、白ヌケの発生を抑制する粘着剤組成物として、イソシアネート化合物が5質量部以上30質量部以下含む粘着剤組成物が開示されている。
近年、偏光板を備えた各種光学表示装置において、従来よりも高い温度、例えば、115℃以上、での耐久性が求められている。
たとえば、上記特許文献1には、80℃、500時間での耐久評価試験の評価に優れる偏光板用粘着剤組成物が記載されており、これら偏光板用粘着剤組成物を、80℃以上の高温下に曝露した場合、耐久性に劣る可能性がある。
また、特許文献2に記載の粘着剤組成物は、例えば、115℃等の高温条件下での耐久性及び反りについて更なる改善が求められる。
また、本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、偏光板用粘着剤組成物を用いた粘着剤層付偏光板、及び、粘着剤層付偏光板を備えた車載表示装置を提供することである。
<1> (メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含む、(メタ)アクリル系共重合体と、トリレンジイソシアネート系架橋剤と、を含有し、上記(メタ)アクリル系共重合体中の、上記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位と上記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位との合計の含有率が、全構成単位に対して0質量%を超え0.45質量%以下であり、
上記水酸基及び上記カルボキシ基の合計モル数に対する上記トリレンジイソシアネート系架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比が3.0〜22.0である、偏光板用粘着剤組成物。
<2> 上記(メタ)アクリル系共重合体は、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位、上記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、上記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む、<1>に記載の偏光板用粘着剤組成物。
<3> 上記(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基及びカルボキシ基の合計モル数に対する上記トリレンジイソシアネート系架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比が、が6.0〜13.0である、<1>又は<2>に記載の偏光板用粘着剤組成物。
<4> 上記(メタ)アクリル系共重合体において、上記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率が、上記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率よりも多い、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<5> 上記(メタ)アクリル系共重合体において、上記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率と、上記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率と、が同量である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<6> 上記(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が、100万以上である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<7> 架橋触媒として、有機金属化合物を更に含む、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物。
<8> 上記有機金属化合物が、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、及び、鉄化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、<7>に記載の偏光板用粘着剤組成物。
<9> <1>〜<8>のいずれか1つに記載の偏光板用粘着剤組成物の架橋物である粘着剤層を備える、粘着剤層付偏光板。
<10> <9>に記載の粘着剤層付偏光板を備える、車載表示装置。
また、本発明の他の実施形態によれば、偏光板用粘着剤組成物を用いた粘着剤層付偏光板、及び、粘着剤層付偏光板を備えた車載表示装置を提供することができる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質を複数種併用する場合には、特に断らない限り、その成分に該当する複数種の物質の合計量を意味する。
更に、本発明において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において(メタ)アクリル系共重合体とは、これを構成するモノマーのうち少なくとも主成分であるモノマーが(メタ)アクリロイル基を有するモノマーが重合して形成された重合体を意味する。
(メタ)アクリル系共重合体における主成分とは、重合体を形成するモノマー成分の中で最も含有率(質量%)が多いことを意味し、例えば、(メタ)アクリル系共重合体の場合、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率が全構成単位の50質量%以上であるモノマーを意味する。
粘着剤層とは、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤とが実質的に架橋した後の層であって、例えば、固形状又はゲル状の層を意味する。
本発明に係る偏光板用粘着剤組成物(以下、単に「粘着剤組成物」ともいう)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含む、(メタ)アクリル系共重合体(以下、「特定(メタ)アクリル系共重合体」ともいう。)と、トリレンジイソシアネート系架橋剤(以下、「特定架橋剤」ともいう。)と、を含有し、上記(メタ)アクリル系共重合体中の、上記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位と上記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位との合計の含有率が、全構成単位に対して0質量%を超え0.45質量%以下であり、上記水酸基及び上記カルボキシ基(以下、「特定官能基」ともいう。)の合計モル数に対する上記トリレンジイソシアネート系架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比が3.0〜22.0である。
本発明に係る粘着剤組成物は、特定架橋剤と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含み、(メタ)アクリル系共重合体中の、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位とカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位との合計含有率が0質量%を超え0.45質量%以下とすることで、粘着剤組成物中の水分となりうる特定官能基の含有率を低減し、例えば、100℃以上の高温環境下において、粘着剤組成物中の水分の気化を抑制することができる。
また、上記合計含有率が特定量以下であるので、特定官能基と特定架橋剤とが過架橋となることを抑制することができ、形成された架橋構造の網目構造が広くなるので、得られた粘着剤層は応力緩和性に優れるため、高温環境下における粘着剤層の反りの抑制に優れると推定される。
本発明に係る粘着剤組成物に含まれるトリレンジイソシアネート系架橋剤は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート系架橋剤等の架橋剤と比べて構造的な自由度が小さく、より剛直な構造を有する架橋剤である。本発明に係る粘着剤組成物は、上記の特定架橋剤と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含み、(メタ)アクリル系共重合体において、トリレンジイソシアネート系架橋剤のイソシアネート基のモル数を、(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基及びカルボキシ基(特定官能基)の合計モル数に対して、モル当量比で3.0〜22.0とすることで、粘着剤組成物中に上記特定架橋剤を十分に存在させて、上記特定架橋剤と特定官能基との架橋反応効率が高く十分に架橋されるため、粘着剤組成物の凝集力が高まり、高温環境下においても、発泡の抑制に優れる。
また、架橋反応に寄与しないイソシアネート系架橋剤が縮合物を形成し、この縮合物が上記網目構造に取り込まれることで、粘着剤層は応力緩和性を維持しつつ、高温環境下における粘着剤層からの発泡及び粘着剤層の反りの抑制に優れると推定される。
以下、本発明に係る粘着剤組成物に含まれる各構成要件の詳細について説明する。
本発明に係る粘着剤組成物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含有する(メタ)アクリル系共重合体(特定(メタ)アクリル系共重合体)を含む。
高温環境下における得られる粘着剤層からの発泡及び得られる粘着剤層の反りを抑制する観点から、本発明に係る粘着剤組成物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位、水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマーにより形成される構成単位を含有する(メタ)アクリル系共重合体を含むことが好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位を含む。
特定(メタ)アクリル系共重合体が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位を含むことにより、得られる粘着剤層は、優れた粘着力が付与され得る。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位を1種単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル中のアルキル基としては、特に制限はなく、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
また、粘着剤層の被着体に対する粘着力及び基材との密着性の観点から、上記アルキル基の炭素数は、1〜18であることが好ましく、1〜12であることがより好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位を含む。
高温環境下における得られる粘着剤層からの発泡及び得られる粘着剤層の反りを抑制する観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体は、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位を含むことが好ましい。
水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位は、1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリルアミド基、又は、(メタ)アクリロイルオキシ基等が挙げられ、反応性及び製造上の観点から、(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体が水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む場合、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率は、高温環境下における得られる粘着剤層からの発泡の抑制及び粘着剤層の反りの抑制により優れる観点から、後述のカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率と、同量であることが好ましい。
なお、本明細書において、「同量」とは、含有率が等しい場合だけでなく、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位とカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位との含有率との差が±5%以内である場合も包含する。
特定(メタ)アクリル系共重合体が水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む場合、高温環境下における得られる粘着剤層の反りの抑制により優れる観点からは、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率は、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりも少ないことが好ましい。また、特定(メタ)アクリル系共重合体が水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む場合、同様の観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率は、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.45質量%以下であり、0.3質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.25質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以上0.15質量%以下であることが更に好ましい。
特定(メタ)アクリル系共重合体は、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位を含む。
高温環境下における粘着剤層からの発泡及び反りを抑制する観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体は、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位を含むことが好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基としては、既述の水酸基を有するモノマーにおけるエチレン性不飽和結合を有する基と同義であり、好ましい基も同様である。
これらの中でも、後述の特定架橋剤との反応性の観点から、カルボキシ基を有するモノマーとしては、アクリル酸及びω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートよりなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであることが好ましく、アクリル酸であることがより好ましい。
また、特定(メタ)アクリル系共重合体がカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む場合、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率は、特定(メタ)アクリル系共重合体の全構成単位に対して、0.45質量%以下であり、0.05質量%以上0.30質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上0.25質量%以下であることがより好ましい。
本発明に係る粘着剤組成物において、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位及びカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の合計含有率は、0質量%を超え0.45質量%以下である。
上記合計含有率が0.45質量%以下であると、高温環境下において、粘着剤組成物中に含まれる水分の気化が低減されるため、得られる粘着剤層からの発泡の抑制に優れる。 また、上記合計含有率が0質量%を超えると、後述の特定架橋剤と架橋反応することができるので、高温環境下において得られる粘着剤層からの発泡の抑制に優れる。
上記観点から、特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位及びカルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の合計含有率としては、0.05質量%以上0.3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上0.4質量%以下であることがより好ましく、0.15質量%以上0.35質量%以下であることが更に好ましく、0.15質量%以上0.25質量%以下であることが特に好ましい。
その他の構成単位を構成するモノマーは、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル、水酸基を有するモノマー及びカルボキシ基を有するモノマーと共重合できるものであれば特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。
シアン化ビニルモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
なお、固形分総質量とは、粘着剤組成物から、溶剤などの揮発性成分を除いた残渣の総質量を意味する。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、とくに制限はなく、粘着力を向上させる点から、10万〜200万であることが好ましく、60万〜200万であることがより好ましく、100万〜200万であることが更に好ましい。重量平均分子量は、重合反応温度、時間、有機溶媒の量等により調整することができる。
特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、下記の測定方法により求められる。
より具体的には、下記(1)〜(3)に従って測定して、重量平均分子量(Mw)を求めることができる。
(1)特定(メタ)アクリル系共重合体の溶液を剥離紙に塗布し、100℃で1分間乾燥し、フィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体を得る。
(2)上記(1)で得られたフィルム状の特定(メタ)アクリル系共重合体をテトラヒドロフランにて固形分0.2質量%になるように溶解させる。
(3)下記条件にて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、標準ポリスチレン換算値として、特定(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)を測定する。
GPC:HLC−8220 GPC〔東ソー(株)製〕
カラム:TSK−GEL GMHXL〔東ソー(株)製〕4本使用
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.8mL/分
カラム温度:40℃
なお、絶対温度(K)から273を引くことで絶対温度(K)をセルシウス温度(℃)に換算可能であり、セルシウス温度(℃)に273を足すことでセルシウス温度(℃)を絶対温度(K)に換算可能である。
特定(メタ)アクリル系共重合体の製造方法は、特に制限されるものではなく、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の方法でモノマーを重合して製造できる。
なお、製造後に本発明に係る粘着剤組成物を調製するにあたり、処理工程が比較的簡単かつ短時間で行えることから、特定(メタ)アクリル系共重合体は、溶液重合を用いて製造されることが好ましい。
これらの有機溶媒は、それぞれ1種単独でも用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
本発明に係る粘着剤組成物は、トリレンジイソシアネート系架橋剤(特定架橋剤)を含有する。トリレンジイソシアネート系架橋剤(特定架橋剤)は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート系架橋剤と比べて、剛直な構造を有するため、本発明に係る粘着剤組成物は、特定架橋剤と、上記特定(メタ)アクリル系共重合体とを含有することで、高温環境下において得られる粘着剤層からの発泡の抑制に優れる。
特定架橋剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
特定架橋剤の含有率としては、特定(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して、1質量部〜20質量部であることが好ましく、1.5質量部〜15質量部であることがより好ましく、3.5質量部〜10質量部であることが更に好ましく、5.0質量部〜10質量部であることが特に好ましい。
本発明に係る粘着剤組成物において、上記水酸基及び上記カルボキシ基(特定官能基)の合計モル数に対する特定架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比(モル当量比)は、3.0〜22.0ある。
モル当量比が、3.0〜22.0であると、特定(メタ)アクリル系共重合体中に含まれる特定官能基よりも、上記特定架橋剤中のイソシアネート基が粘着剤組成物中に多く存在するため、特定官能基と特定架橋剤とが効率よく反応することができ、粘着剤層が十分な凝集力を持つので、高温環境下において得られる粘着剤層からの発泡の抑制に優れる。また、粘着剤組成物中の特定官能基が多すぎず、特定官能基と特定架橋剤とが過架橋となりすぎないため応力緩和性に優れ、得られる粘着剤層の高温環境下における粘着剤層の反りの抑制に優れる。
上記観点から、上記モル当量比としては、3.5〜22.0であることが好ましく、5.0〜15.0であることがより好ましく、7.0〜10.0であることが更に好ましい。
=[(特定架橋剤中のイソシアネート基の含有率(単位:質量%)×特定架橋剤の配合量(単位:g))/特定架橋剤の固形分(単位:質量%)]/イソシアネート基の分子量(単位:g/mol)×1000・・・式(1)
=[特定(メタ)アクリル系共重合体中のカルボキシ基を有する単量体により形成される構成単位の含有率(単位:質量%)×カルボキシ基を有する単量体により形成される構成単位中のカルボキシ基の個数(価数)×1000/カルボキシ基を有する単量体により形成される構成単位の分子量(単位:g/mol)]+[特定(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基を有する単量体により形成される構成単位の含有率(単位:質量%)×水酸基を有する単量体により形成される構成単位中の水酸基の個数(価数)×1000/水酸基を有する単量体により形成される構成単位の分子量(単位:g/mol)]・・・式(2)
本発明に係る粘着剤組成物がその他の架橋剤を含む場合、高温環境下における粘着剤層の反りの抑制の観点から、その他の架橋剤の含有率としては、特定(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して、1質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以下であることがさらに好ましく、実質的に含まないことが特に好ましい。
なお、実質的に含まないとは、含有率が0.05質量%未満であることをいい、0.01質量%未満であることが好ましい。
これらのエポキシ化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、被着体に対するリワーク性に優れる点では、同一分子内に有するエポキシ基の数が2以下であるエポキシ化合物を用いることがより好ましい。
これらのイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明に係る粘着剤組成物は、シランカップリング剤を含んでいてもよい。粘着剤組成物がシランカップリング剤を含む場合、粘着剤組成物より形成された粘着剤層の高温環境下における発泡等の耐久性を向上させることができる。
シランカップリング剤として、特に制限はないが、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、及び、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有シラン化合物、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、及び、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン等のチオール基含有シラン系化合物、及び、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、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エポキシ基含有シラン化合物、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−アミノプロピルトリメトキシシラン、及び、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等のアミノ基含有シラン化合物、並びに、トリス−(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。
シランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係る粘着剤組成物は、架橋触媒を含んでいてもよい。
本発明に係る粘着剤組成物が架橋触媒を含む場合、かさ高い分子構造を有するモノマーを含む場合においても架橋反応が進みやすく、架橋密度が高い粘着剤層を形成することができ、粘着剤層の高温環境下における耐久性及びリワーク性がより優れやすい。
本発明に係る粘着剤組成物が架橋触媒を含む場合、架橋触媒は1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
架橋触媒としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ジメチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、及び2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾールに代表されるイミダゾール化合物、ジオクチルチンジラウレート、及び1,3−ジアセトキシテトラブチルスタノキサンに代表される有機金属化合物、並びに、トリエチレンジアミン、及びN−メチルモルホリンに代表される第3級アミン化合物が挙げられる。
本発明に係る粘着剤組成物が架橋触媒として有機金属化合物を含む場合、有機金属化合物が触媒として作用することで、特定(メタ)アクリル系共重合体の特定官能基と配位結合を効率よく形成し、この架橋反応により粘着剤組成物の凝集力がより高まることで、高温環境下における粘着剤層からの発泡の抑制により優れる傾向がある。
また、本発明に係る粘着剤組成物が有機金属化合物を含む場合、架橋構造の変化により、凝集力が高くても応力緩和性に優れ、高温環境下における粘着剤層の反りの抑制性により優れる傾向がある。
有機金属化合物としては、上述の有機金属化合物の他に、例えば、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、鉄化合物、アルミニウム化合物、チタン化合物が挙げられる。
有機金属化合物としては、上記観点から、特に、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物及び鉄化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、錫化合物を用いることがより好ましい。
なお、耐久性、粘着剤層の着色、及び経時での剥離紙に対する粘着力の上昇を抑制できる点等、総合的な観点からは、有機金属化合物として亜鉛化合物を用いることが好ましい。
有機金属化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明に係る粘着剤組成物は、上記特定(メタ)アクリル系共重合体、及び、特定架橋剤の他に、必要に応じて、有機溶媒、耐候性安定剤、可塑剤、軟化剤、剥離助剤、染料、顔料、無機充填剤、界面活性剤、酸化防止剤、金属腐食防止剤、及び、粘着付与樹脂、帯電防止剤、並びに、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物等に代表される光安定剤等を適宜含有してもよい。
このような帯電防止剤の市販品は、スリーエムジャパン(株)製の商品名「FC―4400」、第一工業製薬(株)製の商品名「MP―402A」、「MP―430」、「AS―804」及び「AS―110」を好適に使用することができる。
本発明に係る粘着剤組成物において、架橋反応終了後のゲル分率(質量%)、すなわち、上記(メタ)アクリル系共重合体と上記特定架橋剤との間で架橋構造が形成された後のゲル分率(以下、「架橋反応終了後のゲル分率」ともいう。)は、75質量%未満であることが好ましい。架橋反応終了後のゲル分率が75質量%未満であると、(メタ)アクリル系共重合体と特定架橋剤との架橋反応を適度に進行させて、得られる粘着剤層が適度な凝集力を持ち、応力緩和性に優れ、高温環境下における粘着剤層の反りの抑制性により優れる。
上記観点から、架橋反応終了後のゲル分率としては、30質量%〜65質量%であることがより好ましく、35質量%〜60質量%であることが更に好ましい。
(1)粘着剤組成物を100μmの厚さのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムセパレーター(剥離紙)上に塗布し、室温で30分間風乾した後、100℃で5分間本乾燥させ、粘着剤層を形成し、セパレーター付き粘着剤層を得る。
(2)得られたセパレーター付き粘着剤層を23℃、相対湿度65%の条件にて10日間養生する。その後、セパレーター付き粘着剤層を75mm×75mmの大きさに切り出す。切り出されたサンプルの粘着剤層の重さは、概ね0.2g程度となる。
(4)上記金属金網は酢酸エチルで脱脂した後、乾燥させる。脱脂、乾燥後の金属金網は、デシケーター内に保管する。また、金属金網の端部の解れは、測定誤差の原因となるため、予め取り除く。
(5)金属金網の質量を正確に測定する。この質量をAとする。
(7)金属金網は、フィルム状の粘着剤層を貼り付けた面を内側にして、奥側の辺から手前側に半分に折り畳む。
(8)半分に折った金属金網(手前側に端部が2辺ある)の手前側3分の1を奥側に折りたたみ、さらに奥側3分の1を手前側に折り畳む(縦方向を100mmの6分の1に折り畳み、横方向は折り畳んでいない状態)。
(9)上記金網を左から3分の1の部位で右側に折り畳み、同様にして右から3分の1の部位で左側に折り畳む。これを試料1とする。試料1では、元の金属金網の大きさから、縦方向が6分の1に折り畳まれ、横方向が3分の1に折り畳まれている。
(10)上記の試料1の質量を正確に測定する。この質量をBとする。
(12)粘着剤組成物の1種類につき、ゲル分率測定用の試料2を2個作製する。
(14)試料2を入れたガラス瓶を23℃、相対湿度65%の条件にて3日間放置する。
(15)試料2をガラス瓶から取り出し、酢酸エチルで簡単に洗浄する。
(16)試料2を120℃で24時間乾燥した後、質量を正確に測定する。これをDとする。
ゲル分率[質量%] = (D−(A+(C−B)))/(B−A)×100
本発明に係る粘着剤組成物の用途としては、特に制限はないが、粘着剤層を介して偏光板を被着体に貼着させる用途に好適に挙げられ、具体的には、偏光板を液晶セルに貼着させる用途、偏光板を位相差フィルム等の光学フィルムに貼着させる用途等が挙げられる。
これらの中でも、高温環境下における得られる粘着剤層からの発泡及び反りの抑制、加工性、並びに、ガラスに貼着した際の反り抑制性により優れる点から、本発明に係る粘着剤組成物は、偏光板を液晶セルに貼着させる用途に用いることが好ましい。
本発明に係る粘着剤層付偏光板は、偏光板と、上記偏光板上に設けられ、上記粘着剤組成物の架橋物である粘着剤層と、を備える。
本発明に係る粘着剤層付偏光板は、本発明に係る粘着剤組成物の架橋物である粘着剤層を備えるため、高温環境下において得られる粘着剤層からの発泡及び粘着剤層の反りの抑制に優れる。
また、本発明に係る粘着剤層付偏光板は、例えば、液晶セルのガラス基板に貼着した場合であっても、高温環境下において粘着剤層付偏光板の反りが生じ難い。
偏光板は、偏光子単独の1層構造であってもよく、偏光子の片面に保護フィルムを有する2層構造であってもよく、偏光子の両面に保護フィルムを有する3層構造であってもよい。
偏光子の素材としては、特に制限はなく、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムが挙げられる。
保護フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリシクロオレフィン(COP)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、及びアクリルフィルムが挙げられる。
なお、偏光子と保護フィルムとの間、保護フィルムと粘着剤層との間、及び偏光子と粘着剤層との間に、位相差フィルム(例えば、EWV(Excellent wide view)層に代表される光学機能性層、接着剤層、及び易接着層)などの層を有していてもよい。
また、粘着剤層付偏光板の最も外側の面は、剥離フィルムで保護されていてもよい。
粘着剤層側の面と反対側の面を剥離フィルムで保護する場合、剥離フィルムとしては、ハードコートされたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の表面保護フィルムが挙げられる。
粘着剤層付偏光板の作製方法としては、特に制限はないが、例えば、本発明に係る粘着剤組成物を剥離フィルム上に塗布し、乾燥させ、剥離フィルム上に粘着剤組成物の塗布層を形成した後、この塗布層を偏光板上に転写、養生させることで粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
また、粘着剤層付偏光板の作製方法の他の一例としては、本発明に係る粘着剤組成物を剥離フィルム上に塗布し、乾燥させ、剥離フィルム上に粘着剤組成物の塗布層を形成した後、塗布層の露出面に剥離フィルムを密着させて設け、支持体のない両面粘着テープを作製する。次いで、塗布層を養生させて粘着剤層とする。次いで、一方の剥離フィルムを剥離し、露出した粘着剤層を偏光板上に転写させることで粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
また、粘着剤層付偏光板の作製方法の他の一例としては、本発明に係る粘着剤組成物を偏光板上に塗布し、乾燥、養生させることで粘着剤層付偏光板を作製する方法が挙げられる。
なお、乾燥の条件としては、例えば、熱風乾燥機を用いて、70℃〜120℃で1分間〜3分間乾燥させる条件が挙げられる。
本発明に係る車載表示装置は、上記粘着剤層付偏光板を備える。
本発明に係る車載表示装置は、本発明に係る粘着剤組成物の架橋物である粘着剤層を備える粘着剤層付偏光板を備えることで、高温環境下になりやすい車内において、得られる粘着剤層からの発泡及び粘着剤層の反りの抑制に優れるため、車内環境に適した車載表示装置として好適である。
車載表示装置としては、例えば、位置情報、速度情報等の各種情報を表示するモニター、ヘッドアップディスプレイなどが例示される。
実施例のガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)、及び、ゲル分率(質量%)は既述の方法で測定及び計算したものである。
(製造例1;(メタ)アクリル系共重合体1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び、還流冷却管を備えた反応器内に、n−ブチルアクリレート(n−BA)45.000質量部、メチルアクリレート(MA)37.775質量部、ベンジルアクリレート(BZA)17.000質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)0.075質量部、アクリル酸(AA)0.15質量部、及び、酢酸エチル110質量部を入れて混合した後、反応器内を窒素置換した。次いで、反応器内の混合物を撹拌しながら70℃に昇温した後、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ABVN)0.02質量部と、酢酸エチル40質量部と、を逐次添加し、6時間保持して重合反応させた。重合反応終了後、酢酸エチルで希釈し、固形分を17.3質量%にし、重量平均分子量(Mw)が160万である(メタ)アクリル系共重合体1の溶液を得た。
特定官能基の合計モル数は、上述の式(2)より求めたところ、2.73ミリモル([0.15(単位:質量%)×1/72(単位:g/mol)+0.075(単位:質量%)×1/116(単位:g/mol)]×1000)であった。なお、AAの分子量は72、価数は1であり、2HEAの分子量は116、価数は1である。
なお、「固形分」とは、(メタ)アクリル系共重合体の溶液から溶媒等の揮発性成分を除去した残渣量を意味する。
表1に示すモノマー組成とし、有機溶媒及び重合開始剤の量を変更して重量平均分子量を調整した以外は(メタ)アクリル系共重合体1と同様にして、(メタ)アクリル系共重合体2〜20を合成した。
(メタ)アクリル系共重合体2〜20のモノマー組成、及び、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
表1における略号は以下の通りである。
・BA:n−ブチルアクリレート
・MA:メチルアクリレート
・t−BA:t−ブチルアクリレート
・PHEA:フェノキシエチルアクリレート
・BZA:ベンジルアクリレート
・2HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
・4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
・2HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
・AA:アクリル酸
・M−5300:ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン(n≒2)モノアクリレート(商品名;アロニックスM−5300、東亞合成(株)製)
<<粘着剤組成物の調製>>
上記で調製した(メタ)アクリル系共重合体1の溶液100質量部(固形分換算値)と、コロネート(登録商標)L45E(トリレンジイソシアネート(TDI)、固形分:45質量%、イソシアネート基の含有率:7.9質量%、東ソー(株)製)6.0質量部(固形分換算値)と、シランカップリング剤(商品名:KBM−403、固形分:100質量%、信越化学工業(株)製)0.2質量部と、を十分に撹拌し、混合して粘着剤組成物を得た。
上記特定架橋剤中のイソシアネート基のモル数は、上述の式(1)により求めたところ、25.08ミリモル((7.9(単位:質量%)×6(単位:g)/45(単位:質量%))/42(単位:g/mol)×1000)であった。
なお、イソシアネート基の分子量は42として計算した。
得られた粘着剤組成物における、(メタ)アクリル系共重合体1が有する特定官能基の合計モル数に対するコロネート(登録商標)L45Eが有するイソシアネート基のモル数の比(トリレンジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基のモル数/(メタ)アクリル系共重合体が有する特定官能基の合計モル数)は、上述の式(3)により求めたところ、25.08/2.73≒9.2であった。
また、得られた粘着剤組成物のゲル分率は52%であった。
上記にて調製した粘着剤組成物を用い、以下のようにして、粘着剤層付偏光板を作製した。
シリコーン系離型剤で表面処理された剥離フィルム(商品名:フィルムバイナ(登録商標)100E−0010N023、藤森工業(株)製)の表面処理面側に、乾燥後の厚みが25μmとなるように上記粘着剤組成物を塗布し、塗布膜を形成した。次いで、形成した塗布膜を、熱風循環式乾燥機を用いて、乾燥温度100℃で90秒間乾燥させ、剥離フィルム上に粘着剤層を形成した。次いで、トリアセチルセルロース(TAC)層/ポリビニルアルコール(PVA)層/TAC層の積層構造を有する偏光板の一方の面と、剥離フィルム上に形成した粘着剤層の面と、を重ねて貼り合わせた後、加圧ニップロールに通して圧着した。圧着後、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm2、処理時間:20分間)を施し、次いで、雰囲気温度23℃、50%RHの環境下で96時間養生させ、剥離フィルム/粘着剤層/偏光板の積層構造を有する粘着剤層付偏光板を作製した。
<<発泡評価用サンプルの作製>>
粘着剤層付偏光板を、吸収軸に対して長辺が0°になるように切断し、50mm×89mm(長辺)の大きさの試験片を1枚準備した。
試験片の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着剤層の表面を、250mm×350(長辺)の大きさで、厚みが1.8mmのガラスの片面に貼り合わせ、ラミネーターを用いて圧着し、粘着剤層付偏光板とガラスとの積層体を作製した。作製した積層体に対し、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm2、処理時間:20分間)を施した後、23℃、50%RHの条件下で1時間放置し、発泡評価用サンプルを作製した。
上記にて作製した発泡評価用サンプルを、115℃に、168時間放置した。放置後の発泡評価用サンプルの外観を目視により観察し、下記の評価基準に従って、高温環境下(115℃)における発泡の抑制性を評価した。
なお、評価結果が「A」「B」、又は「C」であれば、発泡の抑制性に優れるといえる。
−評価基準−
A:発泡が認められない。
B:発泡試験用サンプルの端部から0.3mm以内の部分にわずかに発泡が認められる。
C:発泡試験用サンプルの端部から0.3mmを超えて0.5mm以内の部分に発泡が認められる。
D:発泡試験用サンプルの全面に発泡が認められる。
上記にて作製した粘着剤層付偏光板を50mm×160mm(長辺)の大きさに切断した。
粘着剤層付偏光板の剥離フィルムを剥離し、剥離により露出した粘着剤層の表面を、50mm×160mm(長辺)の大きさで、厚みが0.5mmのガラスの片面に貼り合わせ、ラミネーターを用いて圧着し、積層体を作製した。作製した積層体に対し、オートクレーブ処理(温度:50℃、圧力:5kg/cm2、処理時間:20分間)を施した後、23℃、50%RHの条件下で1時間放置し、反り評価用サンプルを作製した。
上記にて作製した反り評価用サンプルを、115℃に、168時間放置した。放置後の反り評価用サンプルを、23℃、50%RHの条件下で、平滑な台の上に置き、レーザー変位計((株)キーエンス社製、LK−H027K型番)を用いて上記サンプル両端の反りの大きさを測定した。両端における測定値の平均した値を下記の評価基準に従って、反りの抑制性を評価した。
なお、評価結果が「A」「B」、又は「C」であれば、反りの抑制性に優れるといえる。
−評価基準−
A:反りが3.0mm未満である。
B:反りが3.0mm以上3.3mm未満である。
C:反りが3.3mm以上3.6mm未満である。
D:反りが3.6mm以上である。
表2〜表4に示す(メタ)アクリル系共重合体2〜20に変更した以外は、実施例1と同様にして、粘着剤組成物を調製し、この粘着剤組成物を用いて粘着剤層付偏光板をそれぞれ作製した。作製した粘着剤層付偏光板を用いて、実施例1と同様にして各試験用サンプルを作製し、各試験用サンプルについて、実施例1と同様にして各評価を行った。結果を表2〜表4に示す。
表2〜表4中、(メタ)アクリル系共重合体の製造例の欄は、表1に記載の製造例の番号を表している。例えば、表3の実施例26では、製造例16で合成された(メタ)アクリル系共重合体16と製造例17で合成された(メタ)アクリル系共重合体17とを用いていることを表している。
表2〜表4中、実施例26〜34は、(メタ)アクリル系共重合体16及び(メタ)アクリル系共重合体17をブレンドして粘着剤組成物を調製したことを示している。例えば、表3の実施例26の配合量は、(メタ)アクリル系共重合体16が80質量部であり、(メタ)アクリル系共重合体17が20質量部であることを示している。
表2〜表4中、評価の欄における、反りの抑制性の評価結果のカッコ内の数値は、反りの大きさの実測値を表す。
・HMDI:ヘキサメチレンジイソシアネート(商品名;「スミジュール N−75」、住化コベストロウレタン(株)製)
・XDI:キシリレンジイソシアネート(商品名;「タケネートD−110」、三井化学(株)製))
・TETRAD−X:エポキシ化合物(三菱ガス化学(株)製、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,3−ベンゼンジ(メタンアミン))、〔同一分子内に有するエポキシ基の数は4〕
・EX−141:エポキシ化合物(ナガセケムテックス(株)製、フェニルグリシジルエーテル)、〔同一分子内に有するエポキシ基の数は1〕
・EX−201:エポキシ化合物(ナガセケムテックス(株)製、レゾルシンジグリシジルエーテル)、〔同一分子内に有するエポキシ基の数は2〕
・KBM−403:シランカップリング剤(固形分:100質量%、信越化学工業(株)製)
・X−41−1053:シランカップリング剤(固形分:100質量%、信越化学工業(株)製)
・キュアゾール:架橋触媒であるイミダゾール化合物(1B2PZ 1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、固形分換算値、四国化成工業(株)製)
・Sn化合物:架橋触媒である有機金属化合物(錫化合物)(ADEKA(株)製、商品名;DOTDL(OT−1))
・Zn化合物:架橋触媒である有機金属化合物(亜鉛化合物)(日本化学(株)製、商品名;ナーセム亜鉛)
・Zr化合物:架橋触媒である有機金属化合物(ジルコニウム化合物)(日本化学(株)製、商品名;ナーセムジルコニウム)
・Fe化合物:架橋触媒である有機金属化合物(鉄化合物)(日本化学(株)製、商品名;ナーセム鉄)
Claims (10)
- (メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位と、水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構成単位と、を含む、(メタ)アクリル系共重合体と、
トリレンジイソシアネート系架橋剤と、
を含有し、
前記(メタ)アクリル系共重合体中の、前記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位と前記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位との合計の含有率が、全構成単位に対して0質量%を超え0.45質量%以下であり、
前記水酸基及び前記カルボキシ基の合計モル数に対する前記トリレンジイソシアネート系架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比が3.0〜22.0である、
偏光板用粘着剤組成物。 - 前記(メタ)アクリル系共重合体は、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルにより形成される構成単位、前記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位、及び、前記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位を含む、請求項1に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体中の水酸基及びカルボキシ基の合計モル数に対する前記トリレンジイソシアネート系架橋剤中のイソシアネート基のモル数の比が、6.0〜13.0である、請求項1又は請求項2に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体において、前記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率が、前記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率よりも多い、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体において、前記カルボキシ基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率と、前記水酸基を有するモノマーにより形成される構成単位の含有率と、が同量である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量が、100万以上である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 架橋触媒として、有機金属化合物を更に含む、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 前記有機金属化合物が、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、及び、鉄化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項7に記載の偏光板用粘着剤組成物。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の偏光板用粘着剤組成物の架橋物である粘着剤層を備える、粘着剤層付偏光板。
- 請求項9に記載の粘着剤層付偏光板を備える、車載表示装置。
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