JP5769353B2 - 粘着剤組成物及び光学部材 - Google Patents
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Description
また特許文献2には、基材フィルムと、基材フィルムに積層された第四級アンモニウム塩を含む帯電防止層と、帯電防止層に積層された粘着剤層からなる帯電防止性粘着シートが開示されている。
また、特許文献1に記載の光学部材では、粘着層に含まれるイオン性液体が滲出する場合があり、滲出したイオン性液体が他の光学部材や金属部材等を劣化させるおそれがあった。
また、特許文献2に記載の帯電防止性粘着シートは、帯電防止層と粘着層とを別個に形成するため、コスト増を招くおそれがあった。
本発明の粘着剤組成物は、融点50℃以上のイオン性化合物からなる帯電防止剤と、0℃以下のガラス転移温度を有するベースポリマーとが含有されてなることを特徴とする。
また、本発明の粘着剤組成物においては、前記イオン性化合物が、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、アルキルアンモニウム塩、アルキルピロリジウム塩、アルキルホスホニウム塩のうちのいずれか一種以上であることが好ましい。
更に、本発明の粘着剤組成物においては、前記ベースポリマーが、炭素数1〜14のアルキル基を有するアクリレート及び/またはメタクリレートの一種以上を主成分とするポリマーであることが好ましい。
更にまた、本発明の粘着剤組成物は、前記ベースポリマーが架橋されていることが好ましい。
また、本発明の光学部材は、先のいずれか一項に記載の粘着剤組成物が、光学シートの一面または両面に塗布されてなることを特徴とする。
「粘着剤組成物」
本実施形態の粘着剤組成物は、融点50℃以上のイオン性化合物からなる帯電防止剤と、0℃以下のガラス転移温度を有するベースポリマーとが含有されて構成されている。また、ベースポリマーは架橋剤によって架橋されていることが好ましい。ベースポリマーに帯電防止剤が添加されることによって、光学シート等の基材に粘着剤組成物を塗布して粘着層とした場合の粘着層の表面抵抗値が、例えば、1×108〜1×1013(Ω/□)程度、好ましくは1×108〜1×1011(Ω/□)程度になる。
帯電防止剤は、融点50℃以上のイオン性化合物で構成される。イオン性化合物は、融点が50℃以上のものが好ましく、80℃以上のものがより好ましく、100℃以上のものが更に好ましい。融点が50℃以上のイオン性化合物を含む粘着剤組成物は、例えば、テレビやモニタ等のフラットパネルディスプレイ用の光学部材の粘着層に好適に用いることができる。また、融点が80℃以上のイオン性化合物を含む粘着剤組成物は、例えば、自動車に搭載されるフラットパネルディスプレイ用の光学部材の粘着層に好適に用いることができる。
イオン性化合物は、ベースポリマーに対する相溶性を有するとともに、粘着剤組成物の調製時に使用する有機溶媒に対する相溶性を有し、かつ、ベースポリマーに添加された場合に粘着剤組成物の透明性を維持できるものから選択される。また、光学シート等の基材に粘着剤組成物を塗布して粘着層とした場合の粘着層の表面抵抗値を、1×1013(Ω/□)以下にできるものから選択される。
イミダゾリウム塩としては、例えば、1,3−ジメチルイミダゾリウムクロライド(融点125℃)、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムクロライド(融点99℃)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド(融点78℃)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(融点65℃)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメタンスルホネート(融点75〜80℃)、1−ブチル−1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル)−イミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート(融点120〜121℃)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド(融点74℃)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(融点80〜84℃)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート(融点61℃)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(融点79℃)、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムクロライド(融点181℃)、1−メチルイミダゾリウムクロライド(融点75℃)、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムメチルサルフェート(融点113℃)、1−メチル−3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル)−イミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート(融点80℃)、1−アリール−3−メチルイミダゾリウムクロライド(融点55℃)、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(融点70℃)、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート(融点136℃)、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(融点77℃)等を例示できる。
ベースポリマーは、0℃以下のガラス転移温度Tgを有するものであり、好ましくはTgが−100℃〜−5℃であり、より好ましくはTgが−80℃〜−10℃である。ガラス転移温度Tgが0℃を超えると、イオン性化合物を含有する場合に、十分な粘着力が得られなくなる。
本実施形態の粘着剤組成物は、ベースポリマーを適宜架橋することで、更に耐熱性に優れた粘着層が得られる。架橋方法の具体的手段としては、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、金属キレートなどアクリル系ポリマーに適宜架橋化基点として含ませたカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基などと反応しうる基を有する化合物を添加し反応させるいわゆる架橋剤を用いる方法がある。
ベースポリマーと帯電防止剤との合計量に対する帯電防止剤の配合比は、0.01質量%以上1.8質量%以下の範囲が好ましく、0.05質量%以上1.5質量%以下の範囲がより好ましい。配合比が0.01質量%未満だと十分な帯電防止効果が得られず、1.8質量%を超えると被着体への汚染性が増大する恐れがある。
さらに本実施形態の粘着剤組成物には、従来公知の各種の粘着付与剤や表面潤滑剤、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項剤、金属粉、顔料などの粉体、粒子状、箔状物などの従来公知の各種の添加剤を使用する用途に応じて適宜添加することが出来る。
本実施形態の粘着剤組成物の製造方法としては、次の二通りの製造方法を例示できる。 第1の方法として例えば、ベースポリマーの原料である各種モノマーを、酢酸エチル、トルエン、アセトン、ヘキサン類、ケトン類、アルコール類等の沸点が120℃以下程度の有機溶媒に混合し、更に重合開始剤等を添加してモノマーを重合反応させることによって、ベースポリマーを調製する。得られたベースポリマーは、有機溶媒に溶解した状態か、あるいは有機溶媒に膨潤された状態で得られる。
次に、ベースポリマーが含まれる有機溶媒に、イオン性化合物からなる帯電防止剤を添加して、ベースポリマーと帯電防止剤とを混合する。
次に、架橋剤を添加してベースポリマーを架橋させ、更に必要に応じてシランカップリング剤等の各種添加剤を添加する。このようにして粘着剤組成物が得られる。
得られた粘着剤組成物は、例えば基材上に塗布した後に乾燥することによって粘着層となる。
次に、ベースポリマー及び帯電防止剤が含まれる有機溶媒に、架橋剤を添加してベースポリマーを架橋させ、更に必要に応じてシランカップリング剤等の各種添加剤を添加する。このようにして粘着剤組成物が得られる。
得られた粘着剤組成物は、第1の方法と同様に、例えば基材上に塗布した後に乾燥することによって粘着層となる。
本実施形態の光学部材は、以上のごとき粘着剤組成物を含有する粘着層を、通常厚み3〜200μm、好ましくは10〜100μm程度となるように、光学シートの片面又は両面に形成したものである。粘着層の形成は、光学シートに直接塗布する方法や、一旦別の基材(例えば剥離ライナーなど)に塗布形成したものを転写する方法等によって行うことができる。
更に、帯電防止剤として融点100℃以上のイオン性化合物を用いた場合には、帯電防止剤が少なくとも95℃以下の温度範囲で固体の状態で安定して存在するので、例えば、車載用のフラットパネルディスプレイのような高温雰囲気に置かれるディスプレイパネル用の光学部材の粘着層に好適に用いることができる。
また、ベースポリマーが、炭素数1〜14のアルキル基を有するアクリレート及び/またはメタクリレートの一種以上を主成分とするので、粘着剤組成物の透明性が高くなり、光学部材の粘着層を構成する粘着剤組成物として好適に用いることができる。
また、粘着剤組成物を構成するベースポリマーの重量平均分子量が100万〜200万の範囲であり、ゲル分率が50〜80%の範囲なので、粘着剤組成物を光学部材の粘着層とした場合の粘着力が高くなり、光学部材の粘着層として好適に用いることができる。
ブチルアクリレートを98.99質量部と、2−ヒドロキシエチルアクリレートを1質量部と、溶媒として酢酸エチルを120質量部とを、還流器及び攪拌機が装着されたフラスコに仕込み、窒素置換を行いながら65℃まで加熱した。次いで、重合開始剤としてAIBNを0.04質量部を加え、65℃を維持しつつ6時間をかけて重合反応を行った。重合反応の終了後、イオン性化合物として1-エチルピリジニウムブロマイドを0.01質量部添加し、更に粘度調整のために酢酸エチルを更に280質量部添加し、室温まで冷却することにより、実施例1の粘着剤組成物を含む共重合体組成物溶液を得た。共重合体組成物溶液中の粘着剤組成物の濃度は20質量%であり、共重合体組成物溶液の粘度は4000mPa・sであった。表1に、粘着剤組成物の配合比と、共重合体組成物溶液中の粘着剤組成物の濃度と、共重合体組成物溶液の粘度とを示す。また、ベースポリマーについて、ガラス転移点を測定した。具体的には、粘着剤組成物中から酢酸エチルを蒸発させて共重合体組成物溶液からを抽出し、粘着剤組成物を示差走査熱量測定(DSC)を行って、粘着剤組成物中のベースポリマーのガラス転移点を測定した。更に、ベースポリマーの平均重量分子量を、GPC法によって測定した。結果を表1に示す。
ブチルアクリレートと、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートまたはアクリル酸のうちのいずれか一種または2種以上のモノマーと、溶媒として酢酸エチルとを、適宜配合するとともに、イオン性化合物として、1-エチルピリジニウムブロマイド、テトラ-n-ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートまたはシクロヘキシルトリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドのいずれかを配合したこと以外は、上記実施例1の場合と同様にして、実施例2〜11の粘着剤組成物を含む共重合体組成物溶液を得た。表1に、実施例2〜11の粘着剤組成物の配合比と、各共重合体組成物溶液中の粘着剤組成物の濃度と、各共重合体組成物溶液の粘度と、ベースポリマーのガラス転移点とを合わせて示す。
ブチルアクリレートと、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートまたはアクリル酸のうちのいずれか一種または2種以上のモノマーと、溶媒として酢酸エチルとを適宜配合するとともに、イオン性化合物として、塩化アルキルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム、過塩素酸リチウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−オクチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェートまたは1−ブチル−3−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートのいずれかを配合したこと以外は、上記実施例1の場合と同様にして、比較例1〜7の粘着剤組成物を含む共重合体組成物溶液を得た。表2に、比較例1〜7の粘着剤組成物の配合比と、各共重合体組成物溶液中の粘着剤組成物の濃度と、各共重合体組成物溶液の粘度と、ベースポリマーのガラス転移点とを合わせて示す。
表1及び表2に示された、実施例1〜11及び比較例1〜7の共重合体組成物溶液中の粘着剤組成物100質量部に対し、架橋剤(B)としてトリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート型架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名コロネートL)と、シランカップリング剤(C)として3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名信越シリコーンKBM−403)とをそれぞれ、表3及び4に示す配合比となるように添加し、充分に混合して粘着剤組成物溶液とした。
得られた粘着剤組成物溶液を剥離PETフィルム(三菱化学ポリエステルフィルム(株)製、商品名MRF38)に乾燥後の厚さが25μmになるように塗布し、90℃で3分間乾燥させて、粘着剤組成物からなる粘着層を形成した。そして、粘着層及び剥離PETフィルムを偏光板((株)美舘イメージング製、商品名MLPH)に貼り合わせることにより、実施例1〜11及び比較例1〜7の光学部材を製造した。
得られた光学部材について、粘着力、表面抵抗値、金属腐食性、光漏れ、耐久性、基材に対する密着性、被着体汚染性、低温安定性等の性能試験を行った。また、粘着剤組成物溶液における粘着剤組成物の濃度と、粘着剤組成物溶液の粘度を測定した。また、架橋後の粘着剤組成物について、ゲル分率を測定した。ゲル分率は、粘着剤組成物を、25℃の酢酸エチルに1日間浸漬した場合の、初期質量と浸漬乾燥後の質量より、「ゲル分率=浸漬乾燥後の質量/初期質量×100」の式で求めた。これらの結果を表3及び表4に示す。
尚、性能試験の手順は、以下の通りである。
「表面抵抗値」
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材の粘着剤層の表面抵抗値を、マイクロエレクトロメーター((株)川口電機製作所製)を使用して23℃、50%RHの雰囲気下で測定した。
「金属腐食性」
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材の粘着剤層に、アルミホイルを貼り合わせて60℃、90%RHの雰囲気下で2日間放置したときの腐食性を観察した。アルミホイルに変化がない場合は○とし、アルミホイルが白化した場合を×とした。
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材を120mm(偏光板MD方向)×60mm及び120mm(偏光板TD方向)×60mmの大きさにそれぞれ裁断し、ガラス板の両面に重なり合うように貼り合わせし、50℃、5kg/cm2×20分オートクレーブ処理を行った。その後、80℃雰囲気下で120時間放置後の外観を観察した。光漏れが観察されなかった場合は○とし、光漏れが観察された場合を×とした。
「耐久性」
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材を120mm(偏光板MD方向)×60mmの大きさに裁断し、ガラス板に貼り合わせし、50℃×5kg/cm2×20分オートクレーブ処理を行なった。その後、80℃雰囲気下および60℃、90%RHの雰囲気下で120時間放置した後の外観を観察した。発泡、浮き、または剥がれが観察されなかった場合を○とし、発泡、浮き、または剥がれが観察された場合を×とした。
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材を25mm幅に裁断し、これをガラス板に貼り合わせ、50℃×5kg/cm2×20分オートクレーブ処理を行った。その後、引っ張り試験機を用いて、23℃、50%RHの雰囲気下で、剥離角180度、剥離速度0.3m/分の条件でJIS Z0237(粘着テープ・粘着シート試験方法)に準じて粘着力の測定を行った。そして、偏光板(基材)に対する密着性を評価した。粘着層が偏光板からまったく剥がれない場合を○とし、粘着層が偏光板から剥がれた場合を×とした。
上記粘着力測定前後のガラス板面の接触角を測定した。粘着力測定前後のガラス面の接触角に変化がない場合を○とし、粘着力測定前後のガラス面の接触角に変化あった場合を×とした。尚、接触角の測定は、JIS R3257(基板ガラス表面のぬれ性試験方法)に準じて行った。
「低温安定性」
23℃、50%RHの雰囲気下で7日間放置後の光学部材を120mm(偏光板MD方向)×60mmの大きさに裁断し、これをガラス板に貼り合わせし、50℃×5kg/cm2×20分オートクレーブ処理を行った。その後、−40℃雰囲気下で120時間放置した後の外観を観察した。発泡、浮き、剥がれ、または析出物が観察されなかった場合を○とし、発泡、浮き、剥がれ、または析出物が観察された場合を×とした。
上記粘着力測定時に、剥離状態を観察した。界面破壊が観察された場合を○とし、ガラス板(被着体)に転着およびまたは凝集破壊が観察された場合を×とした。
同様に、実施例2〜11の光学部材についても、粘着力、粘着層の表面抵抗値、金属腐食性、光漏れ、耐久性、被着体に対する密着性、被着体汚染性、低温安定性およびリワーク性のいずれもが良好であった。
Claims (3)
- 粘着剤組成物が光学シートの一面または両面に塗布されてなる光学部材であって、
該粘着剤組成物が、融点50℃以上のイオン性化合物からなる帯電防止剤と、0℃以下のガラス転移温度を有するベースポリマーとが含有されてなり、
前記イオン性化合物が、ピリジニウム塩であり、
前記ベースポリマーと前記帯電防止剤との合計量に対する前記帯電防止剤の配合比が、0.01質量%以上1.8質量%以下の範囲であることを特徴とする光学部材。 - 前記ベースポリマーが、炭素数1〜14のアルキル基を有するアクリレート及び/またはメタクリレートの一種以上を主成分とするポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の光学部材。
- 前記ベースポリマーが架橋されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光学部材。
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