JP5848327B2 - 粘着剤組成物及び光学部材用フィルム - Google Patents
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Description
(1) 炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を40質量%〜80質量%、炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を10質量%〜59.9質量%、及び水酸基を有する単量体に由来する構成単位を0.1質量%〜10質量%含有するアクリル系共重合体(A)と、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数が20以上であるポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位及び前記ポリオキシアルキレン基含有単量体以外の単量体に由来する構成単位を含み、前記ポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位の含有率が10質量%以上60質量%以下であり、重量平均分子量が3,000〜100,000であるポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)と、アルカリ金属塩(C)と、分子内にポリオキシアルキレン基を有し、HLB値が5以上9以下であるジメチルポリシロキサン化合物(D)と、を含有し、前記アクリル系共重合体(A)100質量部に対する前記ポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)の含有量、及び前記アルカリ金属塩(C)の含有量が、それぞれ0.05質量部〜2.0質量部、及び0.01質量部〜0.6質量部であり、前記アクリル系共重合体(A)100質量部に対する前記ジメチルポリシロキサン化合物(D)の含有量が0.01質量部〜1.0質量部である粘着剤組成物。
本発明の粘着剤組成物は、炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を40質量%〜80質量%、炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を10質量%〜59.9質量%、及び水酸基を有する単量体に由来する構成単位を0.1質量%〜10質量%含有するアクリル系共重合体(A)と、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数が20以上であるポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位及び前記ポリオキシアルキレン基含有単量体以外の単量体に由来する構成単位を含み、前記ポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位の含有率が60質量%以下であり、重量平均分子量が3,000〜100,000であるポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)と、アルカリ金属塩(C)と、分子内にポリオキシアルキレン基を有し、HLB値が9以下であるジメチルポリシロキサン化合物(D)と、を含有する。前記粘着剤組成物は必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
上記特定の構成を有する粘着剤組成物は、剥離帯電による静電気の発生が抑制され、粘着性、耐糊転着性に優れる。
上記粘着剤組成物は、含有率が40質量%〜80質量%である炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位と、含有率が10質量%〜59.9質量%である炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位と、含有率が0.1質量%〜10質量%である水酸基を有する単量体に由来する構成単位とを有するアクリル系共重合体の少なくとも1種を含む。ここで「(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位」とは(メタ)アクリル酸アルキルエステルが他の単量体と付加重合して形成される構成単位を意味し、「単量体に由来する構成単位」等についても同様である。
上記アクリル系共重合体(A)は、炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を1種単独でも、2種以上含んでいてもよい。
上記アクリル系共重合体(A)は、炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を1種単独でも、2種以上含んでいてもよい。
上記アクリル系共重合体(A)は、水酸基を有する単量体に由来する構成単位を1種単独でも、2種以上含んでいてもよい。
(重量平均分子量及び数平均分子量の測定方法)
アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、下記(1)〜(3)の手順に従って測定する。
(1)アクリル系共重合体溶液を剥離シートに塗布し、100℃で2分間乾燥し、フィルム状の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、アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定する。
GPC : HLC−8220 GPC〔東ソー(株)製〕
カラム : TSK−GEL GMHXL 4本使用
移動相溶媒 : テトラヒドロフラン
流速 : 0.6ml/min
カラム温度 : 40℃
式1 1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+・・・・・・・・・+w(k−1)/Tg(k−1)+wk/Tgk
式1中、Tg1、Tg2、・・・・・・・、Tg(k−1)、Tgkは、アクリル系共重合体を構成する各単量体成分の単独重合体のガラス転移温度(K)をそれぞれ示す。w1、w2、・・・・・・、w(k−1)、wkは、アクリル系共重合体を構成する各単量体成分の質量分率をそれぞれ表わし、w1+w2+・・・・・+w(k−1)+wk=1である。
上記粘着剤組成物は、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数が20以上であるポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位及び前記ポリオキシアルキレン基含有単量体以外の単量体に由来する構成単位を含み、前記ポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位の含有率が、その含有率が60質量%以下であり、重量平均分子量3,000〜100,000であるポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)の少なくとも1種を含有する。
上記粘着剤組成物は、アルカリ金属塩(C)の少なくとも1種を含有する。アルカリ金属塩(C)は、リチウム、ナトリウム、カリウム等をカチオンとする金属塩である。具体的には、Li+、Na+、K+等のカチオンと、Cl−、Br−、I−、BF4 −、PF6 −、SCN−、ClO4 −、CF3SO3 −、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−、(CF3SO2)3C−等のアニオンから構成される金属塩が好適に用いられる。特に、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、LiSCN、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(CF3SO2)3Cなどのリチウム塩が好ましく用いられる。中でもLiCF3SO3、及びLi(CF3SO2)2Nは、帯電防止効果、金属腐食性が良好であるため特に好ましい。これらのアルカリ金属塩は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
上記粘着剤組成物は、分子内にポリオキシアルキレン基を有し、HLB値が9以下であるジメチルポリシロキサン化合物(D)の少なくとも1種を含有する。上記ジメチルポリシロキサン化合物(D)が、その分子内にポリオキシアルキレン基を有し、HLB値が特定の範囲であることで、優れた帯電防止性能を示し、さらに粘着剤組成物を構成する上記共重合体等の樹脂との相溶性に優れ、また適度な粘着性を示すことができる。
式2 {(親水性基部分の式量の総和)/(界面活性剤の分子量)}×20
上記粘着剤組成物は、架橋剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。上記架橋剤としてはイソシアネート化合物の少なくとも1種であることが好ましく、多価イソシアネート化合物の少なくとも1種であることがより好ましい。粘着剤組成物の構成成分が架橋剤(好ましくは、イソシアネート化合物)により架橋されることにより、粘着剤組成物の凝集力がより向上し、粘着特性により優れる粘着剤組成物を得ることができる。
また上記粘着剤組成物は、必要に応じてジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート等の硬化触媒を更に含んでいてもよい。
本発明の光学部材用フィルムは、基材と、該基材上に設けられ、上記粘着剤組成物の塗膜である粘着剤層とを備える。上記光学部材用フィルムは必要に応じてその他の構成要素を更に備えていてもよい。上記光学部材用フィルムは光学部材用の表面保護フィルムとして好適に用いられる。
粘着剤組成物の塗布方法は特に制限されず、通常用いられる塗布方法から適宜選択して用いることができる。塗布方法としては例えば、ブレードコーティング、ダイレクトコーティング、ナイフコーティング等を挙げることができる。
(製造例A−1)
温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却器を備えた反応容器内に、酢酸エチル35.0質量部を入れた。別の容器に2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)55.0質量部、n−ブチルアクリレート(BA)42.0質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)3.0質量部を入れて混合して単量体混合物を調製し、その中の15質量%を反応容器中に加え、次いで窒素雰囲気下で攪拌しながら還流温度まで加熱した。その後、残りの単量体混合物の全量と、酢酸エチル10質量部、トルエン10質量部、アゾビスイソブチロニトリル0.1質量部とを混合した混合液を、100分かけて還流温度の反応容器に逐次添加し、引き続いて45分間還流温度を維持したまま反応させた。さらにその後、酢酸エチル15質量部とt−ブチルパーオキシピバレート0.2質量部とを混合した溶液を60分かけて還流温度の反応容器に逐次添加し、引き続いてさらに80分間還流状態にて反応させた。反応終了後、酢酸エチルにて適宜希釈して固形分50質量%のアクリル系共重合体(A−1)溶液を得た。得られたアクリル系共重合体(A−1)溶液の固形分、ガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)、粘度、重量平均分子量(Mw)の数平均分子量に対する比である分散度(Mw/Mn)を表1に示す。なお、表1中の「−」は未配合であることを示す。
また、「固形分」とはアクリル系共重合体溶液から溶媒を除去した残渣量である。粘度は、BH型粘度計を用いて25℃、回転数10rpmで測定した。ガラス転移温度(Tg)は既述の方法で算出したものであり、重量平均分子量(Mw)は既述の方法で測定したものである。
単量体組成を表1に示す単量体組成に変更し、適宜開始剤量等を調整したこと以外は製造例A−1と同様にしてアクリル系共重合体(A−2)〜(A−12)溶液を製造した。得られたアクリル系共重合体溶液の固形分、ガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
(製造例B−1)
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器、滴下ロートを備えた反応容器内に、メチルエチルケトン100.0質量部を入れ、窒素雰囲気下で攪拌しながら還流温度まで過熱した。滴下ロートに、予め混合しておいた、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(アルキレンオキシド単位の平均付加モル数:23)10質量部、t−ブチルメタクリレート90質量部、メチルエチルケトン100質量部、アゾビスイソブチロニトリル5.0質量部の混合溶液を入れ、120分かけて還流温度の反応容器に逐次添加した。その後、240分間還流温度を維持したまま反応させ、反応を終了した。得られたポリオキシアルキレン基含有共重合体(B−1)溶液の固形分、重量平均分子量(Mw)を表2に示す。
単量体組成を表2に示す単量体組成に変更し、適宜開始剤量等を調整する以外は製造例B−1と同様にしてシド鎖含有共重合体(B−2)、(B−3)溶液を製造した。得られたポリオキシアルキレン基含有共重合体溶液の固形分、重量平均分子量(Mw)を表2に示す。
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート(Tg:−76℃)
n−OA:n−オクチルアクリレート(Tg:−80℃)
BA:n−ブチルアクリレート(Tg:−57℃)
EA:エチルアクリレート(Tg:−27℃)
MA:メチルアクリレート(Tg:5℃)
4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート(Tg:−30℃)
t−BMA:t−ブチルメタクリレート
MePEGMA:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数は23
攪拌羽根、温度計を備えた四つ口フラスコに、製造例A−1で得られたアクリル系共重合体(A−1)溶液100質量部(ただし、固形分として50質量部)、製造例B−1で得られたポリオキシアルキレン基含有共重合体(B−1)溶液0.6質量部(ただし、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、有効成分として0.4質量部)、アルカリ金属塩(C)としてLiCF3SO3(以下、「LiTFS」と略称することがある)0.05質量部(ただし、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、有効成分として0.1質量部)、ジブチルスズジラウレート0.01質量部(ただし、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、有効成分として0.02質量部)を仕込み、フラスコ内の液温を25℃付近に保って4.0時間混合撹拌を行い、アクリル系共重合体混合溶液を得た。これにジメチルシロキサン化合物(D)として、SH−8400 0.075質量部(ただし、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、有効成分として0.15質量部)、イソシアネート化合物としてN3300 0.75質量部(住化バイエルウレタン(株)製ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体であるイソシアヌレート構造を有するイソシアネート化合物、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、有効成分として1.5質量部)を添加し、十分に攪拌して、表3に示す光学部材用フィルム用の粘着剤組成物を得た。
上記で得られた粘着剤組成物を用いて以下のようにして、光学部材用フィルムとして試験用粘着シートを得た。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム〔商品名;帝人テトロンフィルム、タイプG2、厚み38μm;帝人デュポンフィルム(株)製〕上に、アプリケーターを用いて、乾燥後の塗工量が20g/m2となるように粘着剤組成物を塗布し、100℃で60秒間熱風循環式乾燥機にて乾燥して粘着剤層を形成した後、シリコーン系離型剤で表面処理された離型フィルム上に該粘着剤層面が接するように載置し、加圧ニップロールを通して圧着して貼り合わせた後、23℃、50%RHで3日間養生を行って試験用粘着シートを得た。
実施例1の配合条件の代わりに表3に示した各実施例及び比較例の配合条件を適用したこと以外は、実施例1と同様にして表3に示すような光学部材用フィルム用の粘着剤組成物をそれぞれ作製した。これらの粘着剤組成物を用い、上記試験用粘着シートの作製方法に従って試験用粘着シートをそれぞれ作製した。
LiTFS:LiCF3SO3、アルカリ金属塩(C)
LiTFSI:Li(CF3SO2)2N、アルカリ金属塩(C)
N−3300:住化バイエルウレタン(株)製ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体であるイソシアヌレート構造を有するイソシアネート化合物、商品名:デスモジュールN3300、有効成分100質量%、架橋剤(イソシアネート化合物)
SH−8400:東レ・ダウ(株)製、側鎖にポリオキシアルキレン基を導入したジメチルシロキサン化合物、ポリオキシアルキレン基の末端はアセチルオキシ基、HLB値=7、ジメチルポリシロキサン化合物(D)成分
L−7001:東レ・ダウ(株)製、側鎖にポリオキシアルキレン基を導入したジメチルシロキサン化合物、ポリオキシアルキレン基の末端はメトキシ基、HLB値=5、ジメチルポリシロキサン化合物(D)成分
SH−3773M:東レ・ダウ(株)製、側鎖にポリオキシアルキレン基を導入したジメチルシロキサン化合物、ポリオキシアルキレン基の末端は水酸基、HLB値=8、ジメチルポリシロキサン化合物(D)成分
FZ−2104:東レ・ダウ(株)製、側鎖にポリオキシアルキレン基を導入したジメチルシロキサン化合物、ポリオキシアルキレン基の末端はメトキシ基、HLB値=14
KP−355:信越化学工業(株)製、ポリオキシアルキレン基を導入したジメチルポリシロキサン化合物、HLB値=10
DBTDL:ジブチルスズジラウレート、硬化触媒
(粘着力)
上記で作製した試験用粘着シートを25mm×150mmにカットしたのち、この試験用粘着シート片を、卓上ラミネート機を用いて、離型フィルムを剥がしつつ、粘着剤層面をアンチグレア処理された偏光フィルムに圧着して試験サンプルとした。この試験サンプルを23℃、50%RHの条件下で24時間放置した後、180゜剥離における粘着力を剥離速度300mm/分(低速)、もしくは30m/分(高速)にて測定した。結果を表4に示した。
剥離速度300mm/分における粘着力が0.07N/25mm以上であれば、光学部材の表面保護が必要とされる間、該部材の表面上でずれを生じたり表面から脱落したりすることがなく好ましい。
また、剥離速度30m/分における粘着力が2.0N/25mm以下であれば、剥離作業性が良好であり好ましい。
上記で作製した試験用粘着シートを20mm×150mmにカットしたのち、この試験用粘着シート片を、卓上ラミネ−ト機を用いて、離型フィルムを剥がしつつ、粘着剤層面をクリア偏光フィルム(表面処理を施していない)に圧着して試験サンプルとした。この試験サンプルのPETフィルム表面にボールペンを垂直に固定し、500gの荷重をかけ1mm/sの速度で試料30mmの距離を3往復ボールペンで引っかき、引っかき試験を行った。引っかき試験後、試験サンプルから試験用粘着シートを剥離し、クリア偏光フィルムの表面から目視観察により、粘着剤組成物のクリア偏光フィルムへの転着状態を、下記評価基準に従って評価した。結果を表4に示した。
A:粘着剤組成物の転着が全く認められなかった。
B:粘着剤組成物の転着がほとんど認められなかったが、薄く転着の痕跡が認められた。
C:粘着剤組成物の転着が多少認められ、実用上問題があるレベルであった。
D:粘着剤組成物の転着が認められた。
上記で作製した試験用粘着シートを200mm×150mmにカットしたのち、離型フィルムを剥がして、粘着剤層面をアンチグレア処理された偏光フィルムに23℃、50%RHの条件下で中心部分より貼り合せ、自然重力により濡れ広がる時間を測定し、下記評価基準に従って評価した。結果を表4に示した。
A:端部まで完全になじむ時間が45秒未満であった。
B:端部まで完全になじむ時間が45秒以上60秒未満であった。
C:端部まで完全になじむ時間が60秒以上、又は端部まで完全になじまなかった。
上記で作製した試験用粘着シートを25mm×150mmにカットしたのち、この試験用粘着シート片を、卓上ラミネート機を用いて、離型フィルムを剥がしつつ、粘着剤層面をアンチグレア処理された偏光フィルムに圧着して試験サンプルとした。この試験サンプルを23℃、50%RHの条件下で24時間放置(コンディショニング処理)した後、180゜剥離、剥離速度30m/分(高速剥離条件)で剥離した。このときの発生する偏光板表面の電位を図1に示すように所定の位置に固定してある電位測定機〔春日電機(株)製KSD−0303〕にて測定した。測定は、23℃、50%RHの環境下で行った。結果を表4に示した。
剥離速度30m/分で剥離した際の、剥離帯電圧の絶対値が0.3kV以下であれば、光学部材から表面保護フィルムを剥離する際に、剥離帯電による静電気の発生が少なく、液晶表示装置の回路が破壊したり、光学部材表面にごみや埃を吸着したりすることがなく好ましい。
上記で作製した試験用粘着シートを作製した離型フィルムを剥がし、粘着剤層にカッターにて、2mm幅×2mm幅で100個のクロスカット部分を形成した。指にてクロスカット部を3回強くこすり、こすった箇所の粘着剤層が基材から剥離したかどうか目視にて観察した。また剥離したクロスカット部分の数を計数し、クロスカット部分の総数に対する比率(%)を求め、下記評価基準に従って評価した。結果を表4に示した。
A:剥離は無かった、または5%未満の剥離部分が見られたが、実用上問題ない程度であった。
B:クロスカット部分の5%以上の剥離部分が見られ、実用上問題となる程度であった。
C:全面的に剥離が見られた。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (5)
- 炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を40質量%〜80質量%、炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を10質量%〜59.9質量%、及び水酸基を有する単量体に由来する構成単位を0.1質量%〜10質量%含有するアクリル系共重合体(A)と、
アルキレンオキシド単位の平均付加モル数が20以上であるポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位及び前記ポリオキシアルキレン基含有単量体以外の単量体に由来する構成単位を含み、前記ポリオキシアルキレン基含有単量体に由来する構成単位の含有率が10質量%以上60質量%以下であり、重量平均分子量が3,000〜100,000であるポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)と、
アルカリ金属塩(C)と、
分子内にポリオキシアルキレン基を有し、HLB値が5以上9以下であるジメチルポリシロキサン化合物(D)と、
を含有し、
前記アクリル系共重合体(A)100質量部に対する前記ポリオキシアルキレン基含有共重合体(B)の含有量、及び前記アルカリ金属塩(C)の含有量が、それぞれ0.05質量部〜2.0質量部、及び0.01質量部〜0.6質量部であり、
前記アクリル系共重合体(A)100質量部に対する前記ジメチルポリシロキサン化合物(D)の含有量が0.01質量部〜1.0質量部である粘着剤組成物。 - 前記ジメチルポリシロキサン化合物(D)のHLB値が、5以上8以下である請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記炭素数1〜5のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルがn−ブチル(メタ)アクリレートである請求項1又は請求項2に記載の粘着剤組成物。
- 前記炭素数6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが2−エチルヘキシルアクリレートである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 基材と、
前記基材上に設けられ、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物の塗膜である粘着剤層と、
を備える光学部材用フィルム。
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