JP5465007B2 - 光開始剤基を含有する偏光板用アクリル系粘着剤組成物 - Google Patents
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Description
アルキルの炭素数が2〜14のアルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体、及び共重合可能な光開始剤基含有単量体を含有する(メタ)アクリル系共重合体を含み、
下記数式(1)で示されるゲル分率が10〜55%であり、
下記数式(2)で示される膨張比が30〜110であり、
最終架橋粘着剤から酢酸エチルで溶出されたゾル(未架橋高分子)の重量平均分子量が600,000以上であることを特徴とする偏光板用アクリル系粘着剤組成物:
ゲル分率(%)=B/A×100 (1)
膨張比=C/B (2)
(式中、Aはアクリル系粘着剤組成物の質量を表し、
Bは室温で酢酸エチルに48時間浸漬後のアクリル系粘着剤組成物の不溶解分の乾燥質量
を表し、
Cは室温で酢酸エチルに48時間浸漬後の酢酸エチルによって膨張された不溶解分の質量
(アクリル粘着剤不溶解分質量+浸透溶剤の質量)を表す。)
に関する。
上記アルキルの炭素数が2〜14のアルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体は、アルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体がエチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(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(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、及びテトラデシル(メタ)アクリレートからなる群から選択された1種以上であることが好ましい。アルキルの炭素数が上記範囲から逸脱した場合、粘着剤のガラス転移温度(Tg)が上がるか、又は粘着性の調節が難しくなる。従って、炭素数は2〜14の範囲内に制限される。上記アルキル(メタ)アクリル酸エステルは単独又は2種類以上が併用されていてもよい。粘着力及び凝集力調節のために、全体単量体成分中、上記アルキル基が2〜14のアルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体50〜99.8重量部、より好ましくは80〜99.8重量部の範囲内で使用することが好ましい。
上記アルキルの炭素数が2〜14のアルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体を主成分とするアクリル系共重合体に架橋可能官能基を付与するために、アクリル酸エステル単量体と共重合可能な光開始剤が用いられる。
X−Y (1)
式中、Xはエチレン性二重結合を含む炭化水素基を表し、
Yは光開始官能基とヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基を表す。
Yは、好ましくはベンゾフェノン、チオキサントン、ベンジルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、又はα−アミノアルキルフェノンなどのベンゾイル基を含有する炭化水素基、チタノセン、カンファーキノン、トリクロロメチル-トリアジン又はチオキサンテンを表す。
上記(メタ)アクリル系共重合体の粘着力及び凝集力を調節するために、0.01〜5重量部の極性単量体の水酸基又はカルボキシル基含有ビニル単量体をさらに含んでいてもよい。それらの例は、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、2−ヒドロキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸又はマレイン酸無水物などが挙げられ、これらの単量体から1種以上選択していてもよい。上記単量体の量が高すぎると、粘着性が低下され剥離力が低下される。従って、全体単量体成分中の0.01〜5重量部の使用が好ましい。
本発明に係る(メタ)アクリル系共重合体は、粘着剤のガラス転移温度を調節するか、又はその他の機能性を付与するために、任意成分として総単量体重量対比0〜20重量部、好ましくは0.01〜20重量部の下記一般式(2)のビニル系単量体をさらに含むことが好ましい。
R3はシアノ、アルキルで置換されていてもよいフェニル、アセチルオキシ、又はCOR5を表し、ここで、R5はアルキルで置換されていてもよいアミノ又はグリシジルオキシを表す。
本発明のアクリル系粘着剤は、下記数式(1)で示されるゲル(Gel)分率が10〜55%であり、下記数式(2)で示される膨張比が30〜110であり、架橋粘着剤から溶剤(酢酸エチル)で溶出されたゾルの重量平均分子量が600,000以上である粘着剤組成物である。
膨張比=C/B (2)
式中、A、B及びCは上記定義と同義である。
また、本発明の組成物は、シラン系カップリング剤をさらに含んでいてもよく、これはガラス板と接着するとき、接着安定性を向上させ耐熱耐湿特性をさらに向上させることができる。上記シラン系カップリング剤は、特に高温・多湿下で長時間放置されたとき、接着信頼性を向上させるのを支援する役割を果たしており、その含量はアクリル共重合体100重量部に対して、0.005〜5重量部で使用すればよい。上記シラン系カップリング剤化合物には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、又はγ−アセトアセテートプロピルトリメトキシシランなどである。これらは単独又は混合して使用していてもよい。
上記アクリル系共重合体の製造方法は特に制限されないが、溶液重合法、光重合法、バルク重合法、サスペンション重合法又はエマルジョン重合法によって製造することができる。好ましくは、アクリル系共重合体は溶液重合法を使用して製造し、重合温度は50℃〜140℃が好ましく、単量体が均一に混合された状態で開始剤を添加することが好ましい。
このような重合開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル、又はアゾビスシクロヘキサンカルボニトリルなどのアゾ系重合開始剤と過酸化ベンゾイル、又は過酸化アセチルなどの過酸化物を、単独又は混合して使用することが可能である。
好ましくは、上記偏光フィルムは、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素又は二色性染料などの偏光成分を含有させて延伸することによって得られたフィルムであり、これらの偏光フィルムの膜厚も特に制限なく、通常的な膜厚を形成することができる。このとき、上記ポリビニルアルコール系樹脂はポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール及びエチレン、酢酸ビニル共重合体のけん化物などが使用されていてもよい。
窒素ガスの還流及び温度調節が容易な冷却装置付きの1L反応器に下記表1に示した組成のように、n−ブチルアクリレート(BA)98.5重量部、ヒドロキシメタクリレート1.0重量部、及びアクリレートベンゾフェノン(商品名:Ebecryl P36、UCB社製)0.5重量部で構成される単量体の混合物を投入した。その後、溶剤として酢酸エチル(EAc)120重量部を投入した。酸素を除去するために、窒素ガスを60分間パージした後、温度は60℃に維持し、反応開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03重量部を投入し、8時間反応させた。反応後、酢酸エチル(EAc)で希釈して固形分20重量%、重量平均分子量が1,500,000、分子量分布4.9のアクリル系共重合体を製造した。
上記製造例1において、下記表1で示されるように、各成分の一部を添加しないか、又は部分添加して高分子量アクリル系共重合体を製造した。その結果は表1に示した。
上記の製造例1で得られた高分子量アクリル系20重量部と製造例6で得られた高分子量アクリル系80重量部とを均一に混合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.1重量部を投入し、コーティング性を考慮して適正の濃度で希釈し、均一に混合した後、離型紙にコーティングして乾燥し、30μの均一な粘着層を得た。離型フィルム上に乾燥された粘着層を高圧水銀UV硬化装置に入れ、450mJ/cm2で5秒間照射し、粘着層を架橋させた。
上記で製造された粘着層を膜厚185μのヨード系偏光板に粘着加工した。得られた偏光板を適切な大きさに切断し、評価した。上記粘着剤が適用された偏光板について、以下の評価を行った結果を下記の表2に示した。
下記表2の配合比のように実施例1の配合に基づいて、一部を配合しないか、又は部分配合することを除いては、上記実施例1と同様の方法でアクリル系共重合体を配合及びラミネート工程を遂行した。以下、実施例1と同様の方法で耐久信頼性及び光透過均一性を評価し、その結果を表2に示した。
下記表2の配合比のように実施例1の配合に基づいて、一部を配合しないか、又は部分配合することを除いては、上記実施例1と同様の方法でアクリル系共重合体を配合及びラミネート工程を遂行した。以下、実施例1と同様の方法で耐久信頼性及び光透過均一性を評価し、その結果を表2に示した。
上記配合工程で乾燥された粘着剤を約10日間、恒温・恒湿室(23℃、60%RH)で放置した後、約0.3gの粘着剤を#200ステンレス金網に入れ、100mLの酢酸エチルに浸漬させて後、室温、暗室で2日間保管、不溶解分を分離し、不溶解分を70℃オーブンで4時間乾燥後、質量を測定した。
上記ゲル含量測定時、不溶解分を分離し、不溶解分と不溶解分に含有された(膨張された)溶剤の重量を測定した。測定された重量を乾燥後の不溶解分の質量で割って膨張比を求めた。
粘着剤がコートされた偏光板を幅25mm、長さ100mmに切断した後、コーニング社の無アルカリ板ガラスにラミネーターを用いて付着した後、恒温・恒湿室で1時間放置後、剥離角度180、剥離速度300mm/分で剥離接着力(dyne/25mm)を測定した。
粘着剤がコートされた偏光板を幅90mm、長く170mmに切断した後、コーニング社の無アルカリ板ガラスにラミネーターを用いて付着した後、恒温・恒湿室で1時間放置後、50℃で4時間加熱し、室温で1時間放置後、偏光板をガラスから剥離した。この時、再剥離性は下記のように評価した。
○:容易に再剥離される
△:再剥離が難しい
×:基材やガラスが破壊される程再剥離が難しい
上記実施例1で製造された粘着剤がコートされた偏光板(90mm×170mm)をガラス基板(110mm×190mm×0.7mm)の両面に光学吸収軸がクロス状態で付着させた。このとき、加えられた圧力は約5kg/cm2であり、気泡や異物が生まれないようにクリーンルーム作業を行った。この試片の耐湿熱特性を把握するために、60℃の温度及び90%の相対湿度条件下で、1000時間放置した後、気泡や剥離の発生有無を観察した。耐熱特性は80℃の温度で1000時間放置した後、気泡や剥離の発生有無を観察した。試片の状態を評価する直前に、室温で24時間放置した後、評価した。また、上記で製造された粘着偏光板を5ヶ月以上放置後、上記の方法で信頼性を評価した。信頼性に対する評価基準は次の通りである。
○:気泡や剥離現象がない
△:気泡や剥離現象若干発生
×:気泡や剥離現象多量発生
光透過度の均一性を調べるために、バックライトを用いて暗室で光が漏れる部分があるか否かを観察した。偏光素子による影響を除去するために、二枚のガラス基板(210mm×210mm×0.7mm)間に粘着剤層をコーティングした後、一定の応力(5×10+4Pa)を加え、偏光板(200mm×200mm)をガラス基板両面に90度交差して付着した後、観察する方法を採択した。光透過性の均一性は次の基準で評価した。
◎:光透過性の不均一現象が肉眼で判断するのが難しい
○:光透過性の不均一現象が若干あり
△:光透過性の不均一現象が多少あり
×:光透過性の不均一現象が多量あり
Claims (10)
- アルキルの炭素数が2〜14のアルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体50〜99.8重量部、及び、
架橋可能官能基を付与するための単量体として、下記一般式(1):
X−Y (1)
〔式中、XはP−Q−を表し、ここで、P−はCR 1 R 2 =CR−CO−(R 1 、R 2 、及びRはそれぞれ水素又はメチルを表す。)を表し、QはO又は単結合を表し、Yはベンゾイル基を含有する炭化水素基、チタノセン、カンファーキノン、トリクロロメチル−トリアジン又はチオキサンテンを表す。〕
の光開始剤基を含有する共重合可能な単量体0.01〜3重量部
を含有する(メタ)アクリル系共重合体を含み、前記光開始剤基により架橋構造を具現するアクリル系粘着剤組成物であって、
下記数式(1)で示されるゲル分率が10〜55%であり、
下記数式(2)で示される膨張比が30〜110であり、
最終架橋粘着剤から酢酸エチルで溶出された未架橋高分子の重量平均分子量が600,000以上であることを特徴とする、偏光板用アクリル系粘着剤組成物:
ゲル分率(%)=B/A×100 (1)
膨張比=C/B (2)
〔上記式で、Aは、架橋構造が具現された前記アクリル系粘着剤組成物の質量を表し、
Bは室温で酢酸エチルに48時間浸漬後の架橋構造が具現された前記アクリル系粘着剤組成物の不溶解分の乾燥質量を表し、
Cは室温で酢酸エチルに48時間浸漬後の酢酸エチルによって膨張された不溶解分の質量(架橋構造が具現された前記アクリル粘着剤の不溶解分質量+浸透溶剤の質量)を表す〕。 - アルキル(メタ)アクリル酸エステル単量体が、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(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(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、及びテトラデシル(メタ)アクリレートからなる群から選択された1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物。
- (メタ)アクリル系共重合体は、0.01〜5重量部の極性単量体をさらに含み、極性単量体は、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、2−ヒドロキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸及びマレイン酸無水物からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物。
- (メタ)アクリル系共重合体は、20重量部以下の共重合可能なビニル系単量体をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物。
- 上記(メタ)アクリル系共重合体100重量部に対して、シラン系カップリング剤0.005〜5重量部及び粘着性付与樹脂1〜100重量部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物。
- 上記アクリル系共重合体が溶液重合法、光重合法、バルク重合法、サスペンション重合法、及びエマルジョン重合法からなる群から選択された重合方法によって製造されることを特徴とする請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物。
- 偏光フィルムの一面又は両面に、請求項1に記載の偏光板用アクリル系粘着剤組成物で形成された粘着剤層を含むことを特徴とする粘着偏光板。
- 上記粘着偏光板は保護層、反射層、位相差板、広視野角補償フィルム及び輝度向上フィルムからなる群から選択された1種以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の粘着偏光板。
- 請求項8又は9に記載の粘着偏光板を液晶セルの一面又は両面に接合する液晶パネルを含むことを特徴とする液晶表示装置。
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