JP5203964B2 - 光学フィルム用粘着剤 - Google Patents
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Description
更に、光学フィルム用粘着剤に対しては、加熱、湿熱状態に曝されても、発泡したり、被着体から剥離しない、高い耐久性が必要とされている。
そして、本発明の目的は、化学架橋処理が不要で、化学架橋を行わずに粘着性能と耐久性能に優れる粘着型光学フィルムなどを生産性よく製造することのできる光学フィルム用粘着剤を提供することである。
更に、本発明の目的は、有機溶媒に溶解したときに低粘度の溶液を調製することができ、それによって有機溶媒の使用量を低減しながら、塗工性および取扱性に優れる溶液型の光学フィルム用粘着剤を提供することである。
また、本発明の目的は、前記した光学フィルム用粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着型の光学フィルムおよび粘着型の光学フィルム用保護フィルム、並びに前記した粘着型の光学フィルムおよび/または粘着型の光学フィルム用保護フィルムを用いた画像表示装置を提供することである。
また、本発明者らは、前記特定のアクリル系トリブロック共重合体を有機溶媒に溶解した溶液は高濃度でも溶液粘度が低くて、当該アクリル系トリブロック共重合体を含有する粘着剤を基材に塗工する際の取り扱い性や保存安定性に優れており、光学フィルム用粘着剤を調製する際に環境汚染や塗工後の溶媒除去工程に負荷を与える有機溶媒の使用量を低減しながら、基材に塗工できることを見出した。
さらに、本発明者らは、その際に、当該光学フィルム用粘着剤の貯蔵弾性率を特定の範囲にすると、基材や被着体の変形、膨張、収縮などの変化への追従性が増し、基材や被着体にかかる応力を軽減して、長期にわたってより安定した接着力と耐久性を発揮することを見出し、それらの種々の知見に基づいて本発明を完成した。
(1) 下記の要件(E1)、(E2)、(E3)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(I)を、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて60質量%以上の割合で含有することを特徴とする、非化学架橋型の光学フィルム用粘着剤である。
○アクリル系トリブロック共重合体(I):
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3) 重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;および、
(E4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
(2) アクリル系トリブロック共重合体(I)が、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ia)と、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ib)を、アクリル系トリブロック共重合体(Ia):アクリル系トリブロック共重合体(Ib)=45:55〜75:25の質量比で配合したものである、前記(1)の光学フィルム用粘着剤である。
○アクリル系トリブロック共重合体(Ia):
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’) 重量平均分子量(Mw)が50,000以上100,000未満である;および、
(E4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
○アクリル系トリブロック共重合体(Ib):
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’’) 重量平均分子量(Mw)が100,000以上300,000以下である;および、
(E4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
(3) アクリル系トリブロック共重合体(Ib)の重量平均分子量(Mw)が100,000以上200,000以下である前記(2)の光学フィルム用粘着剤;
(4) アクリル系トリブロック共重合体(Ia)における重合体ブロックBの含有量が50〜70質量%であり、アクリル系トリブロック共重合体(Ib)における重合体ブロックBの含有量が65〜95質量%である前記(2)または(3)の光学フィルム用粘着剤;
(5) アクリル系トリブロック共重合体(Ib)として、上記の要件(E1)、(E2)および(E4)を備え且つ重量平均分子量(Mw)が100,000以上120,000未満であるアクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)と、上記の要件(E1)、(E2)および(E4)を備え且つ重量平均分子量(Mw)が120,000以上200,000以下であるアクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)を、アクリル系トリブロック共重合体(Ib−1):アクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)=10:90〜90:10の質量比で配合したものを用いる、前記(2)〜(4)のいずれかの光学フィルム用粘着剤;および、
(6) アクリル系トリブロック共重合体(I)、アクリル系トリブロック共重合体(Ia)、アクリル系トリブロック共重合体(Ib)、アクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)またはアクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)を構成するメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロックのシンジオタクティシティが65%以上である前記(1)〜(5)のいずれかの光学フィルム用粘着剤;
である。
(7) さらに、下記の要件(F1)、(F2)、(F3)および(F4)を備えるアクリル系ジブロック共重合体(II)を、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて3〜25質量%の割合で含有する前記(1)〜(6)のいずれかの光学フィルム用粘着剤である。
○アクリル系ジブロック共重合体(II):
(F1) 下記の一般式(2);
C−D (2)
(式中、Cはメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびDはアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系ジブロック共重合体である;
(F2) 重合体ブロックDの含有量が50〜95質量%である;
(F3) 重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;および、
(F4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
(8) 粘着剤を振動数6.28rad/sにて動的粘弾性測定したときに、23℃での貯蔵弾性率[G’(23℃)]が1.0×105〜8.0×105Paであり、且つ90℃での貯蔵弾性率[G’(90℃)]が7.0×104〜6.0×105Paである前記(1)〜(7)のいずれかの光学フィルム用粘着剤;
(9) 有機溶媒に溶解した溶液型の粘着剤である前記(1)〜(8)のいずれかの光学フィルム用粘着剤;および、
(10) 固形分濃度45質量%のトルエン溶液にして、温度25℃でB型粘度計にて測定した溶液粘度が1000〜4000mPa・sである前記(1)〜(9)のいずれかの光学フィルム用粘着剤;
である。
(12) 前記(11)の粘着型の光学フィルムおよび/または粘着型の光学フィルム用保護フィルムを用いた画像表示装置;
である。
本発明の光学フィルム用粘着剤は、非化学架橋型であるため、従来の化学架橋型の光学フィルム用粘着剤で問題になっていた粘着剤溶液の保存安定性に優れ、さらに乾燥工程や保管中の条件(温度、風量、ラインスピード、保管期間など)によって架橋ムラが生じて製品の粘着性能にバラツキが発生するという不具合がなく、均一で高性能の粘着特性を有する。
前記特定のアクリル系トリブロック共重合体(I)を主体とする本発明の光学フィルム用粘着剤は、有機溶媒に溶解して溶液型の粘着剤とする際に、高濃度でも低い溶液粘度を示すので、有機溶媒の使用量を低減しながら、従来よりも固形分濃度の高い溶液型の粘着剤(固形分濃度が35質量%以上の溶液型粘着剤)にすることができ、当該固形分濃度の高い溶液型粘着剤は、塗工時の取り扱い性やラインスピードの向上など工程性に優れている。
そして、有機溶媒の使用量を低減することによって、有機溶媒による作業環境の悪化や環境汚染の問題を少なくし、しかも塗工後の溶媒除去工程に要する時間や熱エネルギーなどを減らすことができる。
さらに、固形分濃度の高い溶液型粘着剤とすることで、輸送コストの削減、粘着剤タンク仕込回数の削減などによる生産性向上を図ることができる。
また、本発明の光学フィルム用粘着剤のうち、振動数6.28rad/sで動的粘弾性測定したときに、23℃での貯蔵弾性率[G’(23℃)]が1.0×105〜8.0×105Paで、且つ90℃での貯蔵弾性率[G’(90℃)]が7.0×104〜6.0×105Paである光学フィルム用粘着剤は、基材や被着体の変形、膨張、収縮などの変化への追従性が良好で、基材や被着体にかかる応力を軽減して、長期にわたってより安定した接着力と耐久性を発揮する。
本発明は、光学フィルム用粘着剤に係るものである。
本発明の「光学フィルム用粘着剤」とは、光学用途で用いられる各種フィルム(限定されるものではないが、例えば、偏光フィルム、偏光板、位相差フィルム、視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム、反射防止フィルム、アンチグレアフィルム、カラーフィルター、導光板、拡散フィルム、プリズムシート、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、複数の光学機能を複合させた機能性複合光学フィルムなど)の片面または両面の一部または全部に粘着剤層を形成して光学フィルムを他の被着体に貼着させるのに用いられる粘着剤、および前記した光学フィルムの表面保護のために保護フィルムを光学フィルムの表面に貼着するのに用いられる粘着剤の総称である。
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;
(E3) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である;および、
(E4) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
という要件(E1)〜(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体である。
アクリル系トリブロック共重合体(I)における2個の重合体ブロックA1およびA2は、いずれもガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体よりなる重合体ブロックである。ガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体よりなる重合体ブロックA1およびA2は、粘着剤の通常の使用温度においてミクロ相分離構造をなすアクリル系トリブロック共重合体(I)における拘束相(物理的な擬似架橋点)として作用する。そのため、本発明の光学フィルム用粘着剤は、化学架橋を行なって粘着力を発現させている前記特許文献1〜3に記載されている従来の光学フィルム用粘着剤とは異なり、架橋剤を配合する必要がなく、化学架橋を行なわなくても、十分な凝集力を発現して、優れた粘着特性および耐久性を発揮する。
アクリル系トリブロック共重合体(I)における重合体ブロックA1およびA2は、ガラス転移温度が100〜200℃、特に100〜150℃のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロックであることが、耐久性、耐熱性、基材変形への追従性、適度な応力緩和性の点から好ましい。
そのうちでも、重合体ブロックA1およびA2は、ポリメタクリル酸メチルからなっていることが、原料であるメタクリル酸メチルが経済的な価格で容易に入手でき、しかもポリメタクリル酸メチルが優れた耐久性と耐候性を有する点から好ましい。
ガラス転移温度が−20℃以下である重合体ブロックBは、通常の使用温度においてミクロ相分離構造を形成するアクリル系トリブロック共重合体(I)に優れた柔軟性と濡れ性を付与し、本発明の光学フィルム用粘着剤(以下単に「本発明の粘着剤」または「粘着剤」ということがある)に、適度な接着力と良好なリワーク性を発現させる。
そのうちでも、重合体ブロックBは、ガラス転移温度が−30℃以下、特に−40〜−80℃のアクリル酸アルキルエステル重合体からなることが、低温条件下での耐久性に優れる点から好ましい。
そのうちでも、重合体ブロックBは、アクリル酸プロピル、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n−オクチルからなる単位の1種または2種以上から構成されていることが、重合体ブロックBのガラス転移温度が−20℃以下となり、粘着剤の低温での接着力とタックが良好であって、しかも高速剥離時の接着力上昇およびジッピング現象を抑制できることから好ましい。
特に、重合体ブロックBが、アクリル酸n−ブチル単位および/またはアクリル酸2−エチルヘキシル単位から構成されていることが、アクリル酸n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルが汎用薬品として安価に入手可能であり、しかも重合体ブロックAと重合体ブロックBの相分離が明瞭となって重合体ブロックAの擬似架橋点が崩されず、粘着剤としての凝集力が高く且つ耐久性に優れるものとなる点から好ましい。
アクリル系トリブロック共重合体(I)における重合体ブロックBの含有割合が前記範囲内であることによって、粘着剤の接着力が安定したものとなる。
アクリル系トリブロック共重合体(I)における重合体ブロックBの含有割合が50質量%未満であると、粘着剤の接着力が低下し、一方95質量%を超えると擬似架橋点となる重合体ブロックA1およびA2の含有割合が相対的に低減するために凝集力が小さくなり、粘着剤の耐久性が低下する。
アクリル系トリブロック共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が50,000よりも小さいと、粘着剤の凝集力が不十分となり、粘着剤を用いて光学フィルムを被着体に貼着したり、保護フィルムを光学フィルムに貼着したときに、剥がれ易くなり、耐久性に劣るようになる。一方、アクリル系トリブロック共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が300,000よりも大きいと、製品の保管中などに接着力が徐々に上昇し、皺、気泡、異物の噛み込みや位置ズレを解消するために光学フィルムや保護フィルムを剥がして再度貼り合せる際のリワークが困難になる。また、アクリル系トリブロック共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が300,000よりも大きいと、溶液粘度が高くなって高濃度での塗工ができなくなり、溶剤使用量が多くなる。
アクリル系トリブロック共重合体(I)の分子量分布(Mw/Mn)が1.5よりも大きいと、低分子量成分の影響が無視できなくなり、凝集力の低下やリワーク時の糊残りなどの不具合が生じ易くなる。
ここで、本明細書におけるアクリル系トリブロック共重合体、以下に記載するアクリル系ジブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、以下の実施例に記載した方法で求めた値である。
特に、本発明の粘着剤において、主体をなすアクリル系トリブロック共重合体(I)として、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ia)と、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ib)を、アクリル系トリブロック共重合体(Ia):アクリル系トリブロック共重合体(Ib)=45:55〜75:25の質量比、好ましくは50:50〜70:30の質量比、より好ましくは60:40〜70:30の質量比で配合したものを用いると、粘着剤の粘着物性(粘着力、クリープなど)、バルク物性(動的粘弾性など)などを、より簡単に且つ円滑に所望の物性に調整することができ、しかも粘着剤の耐久性、リワーク性が一層向上する。
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’) 重量平均分子量(Mw)が50,000以上100,000未満である;および、
(E4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
(E1) 下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2) 重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’’) 重量平均分子量(Mw)が100,000以上300,000以下である;および、
(E4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
アクリル系トリブロック共重合体(I)の含有量が、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて、60質量%未満であると、凝集力が低下し、粘着剤の耐久性(粘着力の持続性)が低下する。
○アクリル系ジブロック共重合体(II):
(F1) 下記の一般式(2);
C−D (2)
(式中、Cはメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびDはアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系ジブロック共重合体である;
(F2) 重合体ブロックDの含有量が50〜95質量%である;
(F3) 重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;および、
(F4) 分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。
アクリル系ジブロック共重合体(II)を前記した量で含有していると、粘着剤の被着体に対する濡れ性が改良されて、接着力の経時変化が小さくなり、リワーク性に優れる光学フィルム用粘着剤を得ることができる。アクリル系ジブロック共重合体(II)の含有量が25質量%を超えると、粘着剤の凝集力が低下して、耐久性(長期的な接着状態の維持)が悪くなることがある。
さらに、アクリル系ジブロック共重合体(II)の重合体ブロックCは、粘着剤中の主成分であるアクリル系トリブロック共重合体(I)の重合体ブロックAと相容していることが好ましく、またアクリル系ジブロック共重合体(II)の重合体ブロックDは、アクリル系トリブロック共重合体(I)の重合体ブロックBと相容していることが好ましい。
これによって、アクリル系ジブロック共重合体(II)の重合体ブロックCがアクリル系トリブロック共重合体(I)における重合体ブロックA1およびA2よりなる拘束相に拘束されて凝集力の低下を防止する。また、アクリル系ジブロック共重合体(II)の重合体ブロックDは、アクリル系トリブロック共重合体(I)の重合体ブロックBからなる非拘束相中に存在し、被着体との界面での接着過程において濡れ性が向上して、貼り合せの初期の段階から安定した接着力を発現する。
そのうちでも、重合体ブロックDは、アクリル酸プロピル、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n−オクチルからなる単位の1種または2種以上から構成されていることが好ましく、それによって重合体ブロックDのガラス転移温度が−20℃以下となって、粘着剤の低温での接着力とタックが良好になり、しかも高速剥離時の接着力上昇およびジッピング現象を抑制することができる。上記したモノマーのうちでも、アクリル酸n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルは汎用薬品として安価に入手可能である。
アクリル系ジブロック共重合体(II)における重合体ブロックDの含有割合が前記範内であることによって、粘着剤の接着力が安定したものとなる。
アクリル系ジブロック共重合体(II)における重合体ブロックDの含有割合が50質量%未満であると、粘着剤の接着力が低下し、一方95質量%を超えると擬似架橋点となる重合体ブロックCの含有割合が相対的に低減するために凝集力が小さくなり、粘着剤の耐久性が劣る場合がある。
アクリル系ジブロック共重合体(II)の重量平均分子量(Mw)が50,000よりも小さいと、粘着剤の凝集力が不十分となり、アクリル系トリブロック共重合体(I)と共にアクリル系ジブロック共重合体(II)を含有する粘着剤を用いて光学フィルムを被着体に貼着したり、保護フィルムを光学フィルムに貼着したときに、剥がれ易くなり、耐久性に劣るようになる。一方、アクリル系ジブロック共重合体(II)の重量平均分子量(Mw)が300,000よりも大きいと、濡れ性が低下するため、製品の保管中などに接着力が徐々に上昇し、皺、気泡、異物の噛み込みや位置ズレを解消するために光学フィルムや保護フィルムを剥がして再度貼り合せる際のリワークが困難になる。
AlR1R2R3 (III)
(式中、R1、R2およびR3はそれぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基またはN,N−二置換アミノ基を表すか、或いはR1が前記したいずれかの基であり、R2およびR3が一緒になって置換基を有していてもよいアリーレンジオキシ基を形成している。)
で表される有機アルミニウム化合物の存在下に、必要に応じて、反応系内に、ジメチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、12−クラウン−4などのエーテル化合物;トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、1,1,4,7,10,10−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ピリジン、2,2’−ジピリジルなどの含窒素化合物をさらに添加して、(メタ)アクリル酸エステルを重合させる方法などを採用することができる。
本発明の粘着剤ではアクリル系トリブロック共重合体(I)の含有量が粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて60質量%以上であることから、本発明の粘着剤が、アクリル系ジブロック共重合体(II)、粘着付与樹脂、可塑剤、その他の成分などのアクリル系トリブロック共重合体(I)以外の固形分を含有している場合は、それらの他の固形分の合計含有量は、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて40質量%以下であることが必要であり、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
前記した粘着付与樹脂の中でも、アクリル系トリブロック共重合体(I)との相容性が高く、安定した接着力を発現する点で、水素添加テルペン樹脂、テルペンフェノールなどのテルペン系樹脂;水添ロジンエステル、不均化ロジンエステル、重合ロジンなどのロジン系樹脂;C5/C9系石油樹脂、芳香族系石油樹脂などの石油樹脂;αメチルスチレン重合体、スチレン/αメチルスチレン共重合体などのスチレン系樹脂などの粘着付与樹脂が好ましく用いられる。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。
粘着付与樹脂の軟化点は、高い接着力を発現するために、50℃〜150℃であることが好ましい。
本発明の粘着剤における可塑剤の配合量は、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて、25質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。可塑剤の配合量が多くなると凝集力が低下し、リワーク時に糊残りが起こるなどの不都合を生じ易くなる。
ここで、本明細書における、振動数6.28rad/sにて動的粘弾性測定したときの、前記した23℃での貯蔵弾性率[G’(23℃)]および90℃での貯蔵弾性率[G’(90℃)]は、以下の実施例に記載した方法で測定されるものをいう。
アクリル系トリブロック共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)および重合体ブロックBの質量%、構成モノマー単位、各種添加剤(粘着付与樹脂、可塑剤など)の添加量を調整することによって、前記した貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]を簡単に且つ円滑に得ることができる。
また、複数のアクリル系トリブロック共重合体(I)を使用し、各重合体の比率を変えることにより、最適な動的粘弾性をもつ粘着剤を製造することができるため、各種光学フィルム基材に合わせた粘着剤を容易に製造し提供することができる。さらに、原料由来のバラツキを粘着剤配合時の配合組成を微細に調整することができ、極めて安定した品質の粘着剤を供給することができる。
画面表示装置は、一般に前記した複数の光学フィルムの積層体から構成されている。光学フィルムをガラス基板などに貼り合わせたり、異なる種類の光学フィルムを貼り合わせたりするのに使用する粘着剤としては、光学フィルムとガラス基板との間の熱膨張率(温度上昇に伴う寸法変化)の差、または異なる種類の光学フィルム間における熱膨張率(温度上昇に伴う寸法変化)の差に追従して接着できることが望ましい。光学フィルムの中でも特に偏光板の場合は、延伸されたPVAに熱ストレスが加わることで偏光板が元の状態(延伸前の状態)に戻ろうとするため、熱条件下にて大きく収縮する場合がある。このため、偏光板を液晶セルに貼着する粘着剤、または偏光板に対して貼着される他の光学フィルムに用いる粘着剤としては、応力緩和による寸法変化に対する追従性が求められる。さらに、偏光板では、偏光板に応力がかかると、応力複屈折(位相差)が発生し、液晶ディスプレイに搭載した際に光学ムラ(液晶ディスプレイを黒表示した際に画面周辺部で白く光が漏れてくる現象)の不具合を生じる場合があるが、この場合には、通常、粘着剤の寸法変化に対する追従性を高めることで、光学ムラを低減することができる。
溶液型粘着剤とする場合は、アクリル系トリブロック共重合体(I)、および必要に応じて他の成分[アクリル系ジブロック共重合体(II)、粘着付与樹脂、可塑剤、その他の成分など]を、例えば、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトンなどの有機溶媒に比較的低温(通常0〜70℃程度の温度)で溶解させることによって調製することができる。
また、固形粘着剤とする場合は、ニーダールーダー、押出機、ミキシングロ−ル、バンバリーミキサーなどの既知の混練装置を使用して、通常100℃〜250℃の温度範囲で混合することによって調製することができる。
特に、アクリル系トリブロック共重合体(I)を主体とする本発明の粘着剤は、有機溶媒に溶解したときに高固形分濃度でも低い溶液粘度を示し、トルエンに溶解して固形分濃度45質量%という高濃度溶液にしたときにも、温度25℃でB型粘度計にて測定した溶液粘度が1000〜4000mPa・sの範囲にあることが好ましく、1500〜3500mPa・sの範囲にあることがより好ましく、2000〜3500mPa・sの範囲にあることがさらに好ましい。そのため、本発明の粘着剤は、有機溶媒の使用量を低減しながら、従来よりも固形分濃度の高い溶液型の粘着剤(固形分濃度が35質量%以上の溶液型粘着剤)にすることができ、当該高固形分の溶液型粘着剤は、固形分濃度が高いにも拘わらず塗工時の取り扱い性や工程性(乾燥負荷の低減、塗工速度の向上、養生工程の省略など)に優れている。
本発明の粘着剤を、溶液型粘着剤にして用いる場合は、アクリル系トリブロック共重合体(I)、および必要に応じて用いられるアクリル系ジブロック共重合体(II)、粘着付与樹脂、可塑剤、その他の成分の全固形分の合計含有量が、溶液型粘着剤の質量に対して、30〜60質量%、特に35〜55質量%とすることが、溶液型粘着剤の塗工性、取り扱い性、工程性などの点から好ましい。
ここで、「非化学架橋型」とは、粘着製品の製造工程(粘着剤の保管工程、塗工工程、乾燥工程、エージング工程、輸送工程など)において、粘着剤成分であるポリマーに共有結合の形成を伴う化学架橋反応がないことを意味する。
従来の光学フィルム用アクリル系粘着剤に使用されるアクリル系ポリマーは、特許文献1〜3にみるように、通常、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸6−ヒドロキシヘキシルなどが共重合されており、カルボキシル基や水酸基などの反応性基を有している。そのような従来の光学フィルム用アクリル系粘着剤は、アクリル系ポリマーのみでは、粘着剤に必要な凝集力が発現しないため、通常、多官能の架橋剤(例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、エチレンイミン化合物など)を配合し、粘着製品の製造工程でポリマー中の反応性基と架橋剤を化学架橋反応させて凝集力を発現させている。
これに対して、本発明の光学フィルム用粘着剤は、粘着剤の主体をなすアクリル系トリブロック共重合体(I)中に重合体ブロックA1およびA2が物理的な擬似架橋を形成するため、従来の光学フィルム用アクリル系粘着剤で必要であった化学架橋を行わなくても、十分な耐久性を有する接着性能を発現することができる。
従来の架橋型アクリル粘着剤は、主剤と架橋剤の2液系が主流であり、2液を混合後は架橋反応が室温においても進行するため、混合後は速やかに使用しないと粘着物性や塗工特性が変化してしまう。
さらに、従来の光学フィルム用アクリル系粘着剤では、上記した架橋反応が、乾燥工程や製品の保管中に進行するため、乾燥条件(温度、風量、ラインスピードなど)や保管条件(保管期間、温度など)によって架橋ムラが生じ、製品の粘着性能にバラツキが生じる不具合があったが、非化学架橋型の本発明の光学フィルム用粘着剤は、そのような不具合を生じない。
従来の架橋型アクイル粘着剤では、イソシアネートなどの架橋剤が水と反応するため、粘着剤溶液の厳密な水分管理が必要となる。そして、光学フィルムが偏光板である場合には、偏光板中に水分やアルコール類が残留していることが多く、これらが架橋型アクリル粘着剤中の架橋剤と反応することがあるため、粘着剤の架橋が安定して進行せずに粘着物性が安定しないといった問題がある。これに対して、本発明の光学フィルム用粘着剤は、架橋剤が不要であるため、粘着剤溶液や光学フィルム基材の厳密な水分管理を必要とせず、製品品質の安定性が高いというメリットもある。
本発明の光学フィルム用粘着剤層を有する粘着型の光学フィルムおよび光学フィルム用保護フィルムは、液晶表示装置、PDP、有機EL表示装置、電子ペーパーなどの各種画像表示装置に用いられる光学フィルムまたは当該光学フィルム用の保護フィルムの片面または両面の一部または全部に、少なくとも一層の本発明の光学フィルム用粘着剤からなる粘着層を有し、架橋工程を経ずに製造される。その際の光学フィルムとしては、例えば、偏光フィルム、偏光板、位相差フィルム、視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム、反射防止フィルム、アンチグレアフィルム、カラーフィルター、導光板、拡散フィルム、プリズムシート、電磁波シールドフィルム、近赤外線吸収フィルム、および、複数の光学機能を複合させた機能性複合光学フィルムなどを挙げることができる。また、光学フィルム用保護フィルムとしては、前記した種々の光学フィルムの保護のために、当該光学フィルムに貼着されるフィルムを挙げることができる。
非化学架橋型の本発明の光学フィルム用粘着剤を用いて作製した粘着型の光学フィルムおよび光学フィルム用保護フィルムは、架橋型アクリル粘着剤を使用する際に必要であったアニールや養生の処置を行なうことなく、液晶パネルやその他の被着体に貼付け可能な製品としてそのまま出荷することができ、生産性に優れている。
リワーク性が求められる用途では、リワーク操作を行なう時点での180°剥離接着力が、一般に0.05〜20N/25mmであることが好ましいとされているが、0.1〜15N/25mmであることがより好ましく、3〜10N/25mmがさらに好ましい。本発明の光学フィルム用粘着剤は、前記した好ましい180°剥離接着力を、熱処理後であっても保持している。
実施例および比較例に用いたアクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体は、常法により乾燥精製した薬品を用い、以下に示す合成例によって合成した。
また、合成したアクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、組成(アクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体におけるポリアクリル酸n−ブチルブロックの含有割合)、トリブロック共重合体におけるポリメタクリル酸メチルブロックのシンジオタクティシティ[立体規則性(rr)]、各重合体ブロックのガラス転移温度、仕込みモノマーの重合転化率、粘着剤の貯蔵弾性率、粘着剤の溶液粘度、粘着剤の接着力と糊残り性(貼り合わせ初期における接着力と糊残り性、熱処理後の接着力と糊残り性、オートクレーブ処理後の接着力と糊残り性、オートクレーブ処理および熱処理後の接着力と糊残り性)、粘着型光学フィルムの保持力試験(クリープ試験)および粘着剤の剪断接着破壊温度(SAFT)の測定または評価は、以下のようにして行った。
ブロック共重合体をテトラヒドロフランに溶解した溶液を用いて、下記の装置および条件を使用して、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、アクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定した。
・装置:東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ「HLC−8020」
・カラム:東ソー社製のTSKgel GMHXL、G4000HXLおよびG5000HXLを直列に連結
・溶離剤:テトラヒドロフラン
・溶離剤流量:1.0ml/分
・カラム温度:40℃
・検出方法:示差屈折率(RI)
・検量線:標準ポリスチレンを用いて作成
上記(1)で得られたアクリル系トリブロック共重合体またはアクリル系ジブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)の値を数平均分子量(Mn)の値で除して、アクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体のそれぞれについて分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
アクリル系トリブロック共重合体またはアクリル系ジブロック共重合体を重クロロホルムに溶解し、日本電子株式会社製核磁気共鳴装置(「JNM−LA400」)を使用し、溶媒として重クロロホルムを用いて、プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)分光法により、ブロック共重合体の組成(アクリル系トリブロック共重合体およびアクリル系ジブロック共重合体におけるポリメタクリル酸メチルブロックとポリアクリル酸n−ブチルブロックの含有割合)を測定した。
その際に、1H−NMRスペクトルにおいて、3.6ppmおよび4.0ppm付近のシグナルは、それぞれ、メタクリル酸メチル単位のエステル基(−O−CH 3)、およびアクリル酸n−ブチル単位のエステル基(−O−CH 2−CH2−CH2−CH3)に帰属され、その積分値の比によって共重合成分の含有量を求めた。
アクリル系トリブロック共重合体を重クロロホルムに溶解し、日本電子株式会社製核磁気共鳴装置(「JNM−LA400」)を使用して、アクリル系トリブロック共重合体におけるメタクリル酸メチル重合体ブロック(重合体ブロックA1およびA2)のシンジオタクティシティ[立体規則性(rr)]を求めた。
その際に、13C−NMRスペクトルにおいて、44.5ppm、44.8ppmおよび45.5ppm付近のシグナルは、ポリメタクリル酸メチルブロックの四級炭素に帰属され、それぞれ、立体規則性rr、mrおよびmmに対応し、その積分値の比によって立体規則性rrを求めた。なお、立体規則性は1H−NMR法によっても求めることができる。本発明の実施例および比較例で用いたブロック共重合体では、1H−NMR法ではポリメタクリル酸メチル由来のシグナルとポリアクリル酸n−ブチル由来のシグナルとの分離が困難であったため、13C−NMR法による分析を採用した。
メトラー社製のDSC測定装置(DSC−822)を使用して、昇温速度10℃/分の条件でDSC測定して得られた曲線において、外挿開始温度(Tgi)をガラス転移温度(Tg)とした。
各重合体ブロックの形成反応を終了した段階の反応液の一部を採取して、以下の装置および条件を採用して、反応液中に残存しているモノマーの量を測定して、モノマーの重合添加率を求めた。
・装置:島津製作所製ガスクロマトグラフ「GC−14A」
・カラム:GL Sciences Inc.製「INERT CAP 1」[内径0.25mm×長さ60m、膜厚(df)0.4μm]
・分析条件:injection300℃、detecter300℃、60℃(0分保持)→5℃/分→100℃(0分保持)→15℃/分→300℃(2分保持)
(i) 下記の実施例または比較例の粘着剤をトルエンに溶解して固形分濃度30質量%の粘着剤溶液を調製した後、該溶液を離型紙(基材)で作った箱に注いだ。続いて、室温にて24時間風乾した後、60℃にて24時間真空乾燥して、粘着剤層の厚さが約1mmのシートを製造し、このシートを直径8mmの円形に打ち抜いた後、基材を剥離して試験片を作製した。
(ii) 上記(i)で作製した試験片を用いて、下記の装置および条件を採用して、動的粘弾性温度分散を測定し、温度23℃および90℃での貯蔵弾性率(G’)の値を、それぞれ、「G’(23℃)」および「G’(90℃)」とした。
・装置:Rhemetric Scientific 社製「Advanced Rheometric Expansion System」
・平行プレート:直径8mm
・振動数:6.28 rad/s
・測定温度範囲:−50℃〜250℃
・昇温速度:3℃/分
・ひずみ:0.05%(−50℃〜−37℃)、1.0%(−37℃〜−15℃)、5.0%(−15℃〜250℃)
以下の実施例または比較例で調製した粘着剤をトルエンに溶解して固形分濃度45質量%の粘着剤溶液を調製し、当該粘着剤溶液の温度25℃における粘度を、B型粘度計(株式会社東京計器製作所製「BL型粘度計」)を使用して測定した。
久性が劣る場合がある。
(i) 下記の実施例または比較例で作製した、離型ポリエチレンテレフタレートフィルム/粘着剤/ポリエチレンテレフタレートフィルム基材からなる粘着型光学フィルム[以下これを「粘着型光学フィルム(α)」という]、または離型ポリエチレンテレフタレート/粘着剤/偏光板からなる粘着型光学フィルム(粘着型偏光板)[以下これを「粘着型光学フィルム(β)」という]を、幅×長さ=25mm×200mmのサイズに切断して試験片を作製した[なお、以下の実施例および比較例において、粘着型光学フィルム(α)と粘着型光学フィルム(β)を総称して「粘着型光学フィルム」ということがある]。
(ii)貼り合わせ初期(非熱処理)における接着力と糊残り性:
(a) 上記(i)で作製した試験片の一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、被着体であるガラス板またはポリカーボネート製平板に貼り、2kgのローラーを10mm/秒の速度で粘着型光学フィルムの上を2往復させて貼着させ、温度23℃、湿度50%RHで大気圧下に24時間放置した後、引き続いてJIS Z0237に準拠して、300mm/分の剥離速度で180°剥離接着力を測定した。
(b) 前記(a)の180°剥離接着力の測定試験後のガラス板面またはポリカーボネート製平板面に粘着剤が残留しているか否かを目視により観察し、粘着剤が残留している場合を「糊残りあり」、また粘着剤が残留しておらずきれいに剥がれている場合を「糊残りなし」と評価した。
(a) 上記(i)で作製した試験片の一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、被着体であるガラス板またはポリカーボネート製平板に貼り、2kgのローラーを10mm/秒の速度で粘着型光学フィルムの上を2往復させて貼着させ、温度70℃の熱風オーブン中で15時間放置して熱処理した後、さらに温度23℃、湿度50%RHの大気圧下に1時間放置して調湿を行い、JIS Z0237に準拠して、300mm/分の剥離速度で180°剥離接着力を測定した。
(b) 前記(a)の180°剥離接着力の測定試験後のガラス板面またはポリカーボネート製平板面に粘着剤が残留しているか否かを目視により観察し、粘着剤が残留している場合を「糊残りあり」、また粘着剤が残留しておらずきれいに剥がれている場合を「糊残りなし」と評価した。
(a) 上記(i)で作製した試験片の一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、被着体であるガラス板またはポリカーボネート製平板に貼り、2kgのローラーを10mm/秒の速度で粘着型光学フィルムの上を2往復させて貼着させ、温度50℃、圧力5気圧(0.5MPa)の条件下に15分放置してオートクレーブ処理した後、さらに温度23℃、湿度50%RHの大気圧下に1時間放置して調湿を行い、JIS Z0237に準拠して、300mm/分の剥離速度で180°剥離接着力を測定した。
(b) 前記(a)の180°剥離接着力の測定試験後のガラス板面またはポリカーボネート製平板面に粘着剤が残留しているか否かを目視により観察し、粘着剤が残留している場合を「糊残りあり」、また粘着剤が残留しておらずきれいに剥がれている場合を「糊残りなし」と評価した。
(a) 上記(i)で作製した試験片の一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、被着体であるガラス板またはポリカーボネート製平板に貼り、2kgのローラーを10mm/秒の速度で粘着型光学フィルムの上を2往復させて貼着させ、温度50℃、圧力5気圧(0.5MPa)の条件下に15分放置してオートクレーブ処理した後、温度70℃の熱風オーブン中で15時間放置して熱処理し、次いで温度23℃、湿度50%RHの大気圧下に1時間放置して調湿を行い、JIS Z0237に準拠して、300mm/分の剥離速度で180°剥離接着力を測定した。
(b) 前記(a)の180°剥離接着力の測定試験後のガラス板面またはポリカーボネート製平板面に粘着剤が残留しているか否かを目視により観察し、粘着剤が残留している場合を「糊残りあり」、また粘着剤が残留しておらずきれいに剥がれている場合を「糊残りなし」と評価した。
(i) 下記の実施例または比較例で作製した、粘着型光学フィルム(α)(離型PETフィルム/粘着剤/PETフィルム基材からなる積層体)または粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を、幅25mm、長さ40mmに切断して試験片とした。
(ii) 上記(i)で作製した試験片は、重りを取り付ける部分を残して、一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、被着体であるガラス板またはポリカーボネート製平板に横方向25mm(荷重の向きに対して直角方向)、縦方向10mm(荷重の向きと同方向)となるように貼り付け、当該試験片に1kgの重りを取り付けて、温度90℃で、JIS Z0237に準拠して、30分後、60分後または1000分後に試験片の位置ズレを測定すると共に、試験片がガラス板またはポリカーボネート製平板から剥がれて、重りが落下した時間を測定した。
そして、下記の表1に示した評価基準にしたがって、粘着剤の耐久性(粘着保持力)を点数評価した。
この試験は、粘着剤の耐久性を調べるための試験であり、試験片の位置ズレがないこと、また試験片が脱落するまでの時間が長いほど、粘着剤が耐久性に優れていることを示す。
ASTM D4498に準拠して測定した。
具体的には、下記の実施例または比較例で作製した、粘着型光学フィルム(α)(離型PETフィルム/粘着剤/PETフィルム基材からなる積層体)または粘着型フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を、幅25mm、長さ60mmに切断して試験片とし、重りを取り付ける部分を残して、一方の表面の離型PETフィルムを剥がして、ガラス板に25mm×25mmの方形サイズで貼り付け、それを温度25℃、湿度50%RHの条件下で24時間保管した後、40℃のオーブンに入れて、試験片の一辺の中央部に500gの重りを取り付け、次いでオーブンの温度を0.5℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで上げ、試験片から重りが脱落したときの温度を記録した。
この試験は、粘着剤の耐久性および耐熱性を調べるための試験であり、重りが脱落したときの温度が高いほど、粘着剤は耐久性および耐熱性に優れていて、高温条件下での使用に適していることを示す。
(1) 2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にてトルエン868g、1,2−ジメトキシエタン43.4g、イソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウム40.2mmolを含有するトルエン溶液60.0gを加え、さらにsec−ブチルリチウム5.00mmolを含有するシクロヘキサンとn−ヘキサンの混合溶液2.89gを加えた。続いて、これにメタクリル酸メチル35.9gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。このとき、メタクリル酸メチルの重合転化率は99.9%以上であった。引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル240gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間攪拌した。このとき、アクリル酸n−ブチルの重合転化率は99.9%以上であった。さらに、これにメタクリル酸メチル35.9gを加え、一晩室温にて攪拌後、メタノ−ル3.50gを添加して重合反応を停止した。このとき、メタクリル酸メチルの重合転化率は99.9%以上であった。得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、白色沈澱物を析出させた。その後、濾過により白色沈殿物を回収し、乾燥させることにより、アクリル系トリブロック共重合体[アクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)]308gを得た。
また、アクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)における各重合体ブロックの質量比は、PMMA(11.5質量%)−PnBA(77.0質量%)−PMMA(11.5質量%)であって、PnBAブロックの含有量は77.0質量%であった。
さらに、アクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)におけるPMMAブロックのガラス転移温度は100.3℃、およびPnBAブロックのガラス転移温度は−46.5℃であった。
また、PMMAブロックのシンジオタクティシティシ[立体規則性(rr)]は67.3%であった。
(1) 2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にてトルエン868g、1,2−ジメトキシエタン43.4g、イソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウム40.2mmolを含有するトルエン溶液60.0gを加え、さらにsec−ブチルリチウム6.37mmolを含有するシクロヘキサンとn−ヘキサンの混合溶液3.68gを加えた。続いて、これにメタクリル酸メチル49.9gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。このとき、メタクリル酸メチルの重合転化率は99.9%以上であった。引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル212gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間攪拌した。このとき、アクリル酸n−ブチルの重合転化率は99.9%以上であった。さらに、これにメタクリル酸メチル49.9gを加え、一晩室温にて攪拌後、メタノ−ル3.50gを添加して重合反応を停止した。このとき、メタクリル酸メチルの重合転化率は99.9%以上であった。得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、白色沈澱物を析出させた。その後、濾過により白色沈殿物を回収し、乾燥させることにより、トリブロック共重合体[アクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)]310gを得た。
また、アクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)における各ブロックの質量比は、PMMA(16.0質量%)−PnBA(68.0質量%)−PMMA(16.0質量%)であって、PnBAブロックの含有量は68.0質量%であった。
さらに、アクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)におけるPMMAブロックのガラス転移温度は101.8℃、およびPnBAブロックのガラス転移温度は−44.6℃であった。
また、PMMAブロックのシンジオタクティシティ[立体規則性(rr)]は70.5%であった。
合成例1の(1)と同様の操作を行って、下記の表2に示す重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、PnBAブロック含有量、各重合体ブロックのガラス転移温度およびPMMAのシンジオタクティシティを有する、アクリル系トリブロック共重合体(Ia−3)、(Ib−1)、(Ib−2)および(Ib−3)をそれぞれ合成した。
(1) 2Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にてトルエン868g、1,2−ジメトキシエタン43.4g、イソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウム20.1mmolを含有するトルエン溶液30.0gを加え、さらにsec−ブチルリチウム4.30mmolを含有するシクロヘキサンとn−ヘキサンの混合溶液3.31gを加えた。続いて、これにメタクリル酸メチル21.5gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間攪拌後には無色となった。このとき、メタクリル酸メチルの重合転化率は99.9%以上であった。引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル291gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間攪拌した後、メタノ−ル3.5gを添加して重合反応を停止した。このとき、アクリル酸n−ブチルの重合転化率は99.9%以上であった。続いて、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、無色油状物を沈降させた。デカンテイションした後、乾燥させることにより、アクリル系ジブロック共重合体[アクリル系ジブロック共重合体(IIa)]295gを得た。
(2) 上記した方法で測定した結果、前記(1)で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)は、PMMA−PnBAからなるジブロック共重合体であり、重量平均分子量(Mw)は92,000および数平均分子量(Mn)は76,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.21であった。
また、アクリル系ジブロック共重合体(IIa)における各ブロックの質量比は、PMMA(6.9質量%)−PnBA(93.1質量%)であった。
(1) 合成例1で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)を単独で用いて光学フィルム用粘着剤を調製した。
この実施例1の粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
また、この実施例1の粘着剤の溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(2) アクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)をトルエンに溶解して固形分濃度30質量%の粘着剤溶液を調製し、これをポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ50μm)上に塗工し、60℃で10分間乾燥した後、粘着剤面を離型ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)で覆って、離型PETフィルム/粘着剤/PET基材フィルムよりなる粘着型光学フィルム(α)を作製した。
(3) 上記(2)で作製した粘着型光学フィルム(α)を用いて、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(1) 合成例2で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)と合成例7で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)を85:15の質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
この粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られた粘着剤をトルエンで希釈して調製した固形分濃度30質量%の粘着剤溶液を用いた以外は、実施例1の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(α)(離型PETフィルム/粘着剤/PETフィルム基材からなる積層体)を作製し、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(1) 合成例2で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)と合成例7で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)を85:15の質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
この粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られた粘着剤をトルエンで希釈して固形分濃度30質量%の粘着剤溶液を調製し、これを離型加工されたポリエチレンテレフタレ−トフィルム(厚さ38μm)上に塗工を行った後、60℃で10分間で乾燥して離型ポリエチレンテレフタレートフィルム上に粘着剤層を有するフィルムとし、それを市販の偏光板にラミネーターで貼り合わせて粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を作製した。
(3) 上記(2)で作製した粘着型光学フィルム(β)を用いて、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(1) 合成例3で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−3)、合成例7で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)および粘着付与樹脂(荒川化学工業株式会社製「KE311」、特殊ロジンエステル樹脂)を85:5:10の質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
この粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られた粘着剤を用いる以外は、実施例3の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を作製し、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(1) 合成例1で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)、合成例7で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)および粘着付与樹脂(荒川化学工業株式会社製「KE311」、特殊ロジンエステル樹脂)を53:5:42の質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
この粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られた粘着剤を用いる以外は、実施例3の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(β)を作製し、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(1) 合成例1で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−1)、合成例4で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)および合成例5で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)のうちの1種または2種と、合成例7で得られたアクリル系ジブロック共重合体(IIa)を下記の表4に示す質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
これにより得られた粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表4に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られたそれぞれの粘着剤を用いる以外は、実施例3の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を作製し、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表4に示すとおりであった。
(1) 合成例2で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ia−2)、合成例4で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)および合成例6で得られたアクリル系トリブロック共重合体(Ib−3)のうちの2種または3種を下記の表5に示す質量比で固形分が45質量%になるようにトルエンに溶解して光学フィルム用粘着剤を調製した。
これにより得られた粘着剤の貯蔵弾性率[G’(23℃)]および貯蔵弾性率[G’(90℃)]並びに溶液粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表5に示すとおりであった。
(2) 上記(1)で得られたそれぞれの粘着剤を用いる以外は、実施例1の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(α)(離型PETフィルム/粘着剤/PET基材フィルムからなる積層体)を作製するか(実施例10と12)、実施例3の(2)と同様にして粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)を作製し(実施例11と13)、上記した方法で各種物性を測定または評価したところ、下記の表5に示すとおりであった。
さらに、当該実施例1〜13の粘着剤を用いて作製した粘着型光学フィルム(α)(離型PETフィルム/粘着剤/PET基材フィルムからなる積層体)および粘着型光学フィルム(β)(離型PETフィルム/粘着剤/偏光板からなる積層体)は、貼り合せ初期、熱処理後、オートクレーブ処理後、オートクレーブと熱処理後のいずれにおいても、適度な接着力(一般に0.05〜20N/25mm)を有していて、剥がしたときに、糊残りがなく、リワーク性に優れている。
しかも、実施例1〜13の粘着剤は、クリープ試験において、60分後でもガラス板またはポリカーボネート製平板に貼着した試験片[粘着型光学フィルム(α)または粘着型光学フィルム(β)から採取した試験片]がズレたり落下したりせず、耐久性に優れており、更にSAFTが151℃以上と高く、耐久性および耐熱性に優れている。
その上、比較例1および2の粘着剤を用いて作製した粘着型偏光板(離型PET/粘着剤/偏光板)は、貼り合せ初期、熱処理後、オートクレーブ処理後、オートクレーブと熱処理後の接着力が高過ぎ、また剥がしたときに糊残りがあり、リワーク性に劣る。
さらに、比較例1および2の粘着剤は、クリープ試験において、ガラス板またはポリカーボネート製平板に貼着した試験片[粘着型偏光板(離型PET/粘着剤/偏光板)から採取した試験片]が早くも1分後に落下してしまい、耐久性に劣っており、またSAFT温度が121℃または125℃と低く、耐久性および耐熱性に劣っている。
特に、本発明において、アクリル系トリブロック共重合体(I)として、重量平均分子量(Mw)が50,000以上100,000未満である上記したアクリル系トリブロック共重合体(Ia)と、重量平均分子量(Mw)が100,000以上300,000以下の上記したアクリル系トリブロック共重合体(Ib)を、45:55〜75:25の質量比で配合してなる光学フィルム用粘着剤は、粘着物性(粘着力、クリープなど)、バルク物性(動的粘弾性など)などをより簡単に且つ円滑に調整でき、しかも耐久性、耐熱性および基材変形に対する追従性に一層優れているので、光学フィルム用の粘着剤として産業上極めて有用である。
Claims (11)
- (i) 下記の要件(E1)、(E2)、(E3)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(I)を、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて60質量%以上の割合で含有する非化学架橋型の光学フィルム用粘着剤であって;
○アクリル系トリブロック共重合体(I):
(E1)下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2)重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3)重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;及び、
(E4)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である;
(ii) 前記アクリル系トリブロック共重合体(I)が、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ia)と、下記の要件(E1)、(E2)、(E3’’)および(E4)を備えるアクリル系トリブロック共重合体(Ib)を、アクリル系トリブロック共重合体(Ia):アクリル系トリブロック共重合体(Ib)=45:55〜75:25の質量比で配合したものである;
○アクリル系トリブロック共重合体(Ia):
(E1)下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2)重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’)重量平均分子量(Mw)が50,000以上100,000未満である;および、
(E4)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である;
○アクリル系トリブロック共重合体(Ib):
(E1)下記の一般式(1);
A1−B−A2 (1)
(式中、A1およびA2はそれぞれ独立してガラス転移温度が100℃以上のメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびBはガラス転移温度が−20℃以下のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系トリブロック共重合体である;
(E2)重合体ブロックBの含有量が50〜95質量%である;
(E3’’)重量平均分子量(Mw)が100,000以上300,000以下である;および、
(E4)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である;
ことを特徴とする、非化学架橋型の光学フィルム用粘着剤。 - アクリル系トリブロック共重合体(Ib)の重量平均分子量(Mw)が100,000以上200,000以下である請求項1に記載の光学フィルム用粘着剤。
- アクリル系トリブロック共重合体(Ia)における重合体ブロックBの含有量が50〜70質量%であり、アクリル系トリブロック共重合体(Ib)における重合体ブロックBの含有量が65〜95質量%である請求項1または2に記載の光学フィルム用粘着剤。
- アクリル系トリブロック共重合体(Ib)として、上記の要件(E1)、(E2)および(E4)を備え且つ重量平均分子量(Mw)が100,000以上120,000未満であるアクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)と、上記の要件(E1)、(E2)および(E4)を備え且つ重量平均分子量(Mw)が120,000以上200,000以下であるアクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)を、アクリル系トリブロック共重合体(Ib−1):アクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)=10:90〜90:10の質量比で配合したものを用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
- アクリル系トリブロック共重合体(I)、アクリル系トリブロック共重合体(Ia)、アクリル系トリブロック共重合体(Ib)、アクリル系トリブロック共重合体(Ib−1)またはアクリル系トリブロック共重合体(Ib−2)を構成するメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロックA1およびA2のシンジオタクティシティが65%以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
- さらに、下記の要件(F1)、(F2)、(F3)および(F4)を備えるアクリル系ジブロック共重合体(II)を、粘着剤に含まれる全固形分の合計質量に基づいて3〜25質量%の割合で含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
○アクリル系ジブロック共重合体(II):
(F1)下記の一般式(2);
C−D (2)
(式中、Cはメタクリル酸アルキルエステル重合体ブロック、およびDはアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを示す。)
で表されるアクリル系ジブロック共重合体である;
(F2)重合体ブロックDの含有量が50〜95質量%である;
(F3)重量平均分子量(Mw)が50,000〜300,000である;及び、
(F4)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5である。 - 粘着剤を振動数6.28rad/sにて動的粘弾性測定したときに、23℃での貯蔵弾性率[G’(23℃)]が1.0×105〜8.0×105Paであり、且つ90℃での貯蔵弾性率[G’(90℃)]が7.0×104〜6.0×105Paである請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
- 有機溶媒に溶解した溶液型の粘着剤である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
- 固形分濃度45質量%のトルエン溶液にして、温度25℃でB型粘度計にて測定した溶液粘度が1000〜4000mPa・sである請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤から形成した粘着層を有し、架橋工程を経ずに製造される粘着型の光学フィルムまたは粘着型の光学フィルム用保護フィルム。
- 請求項10に記載の粘着型の光学フィルムおよび/または粘着型の光学フィルム用保護フィルムを用いた画像表示装置。
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