(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023102312
(43)【公開日】2023-07-25
(54)【発明の名称】光学用粘着剤、および粘着シート
(51)【国際特許分類】
C09J 133/06 20060101AFI20230718BHJP
C09J 175/04 20060101ALI20230718BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20230718BHJP
C09J 7/38 20180101ALI20230718BHJP
C08L 33/08 20060101ALI20230718BHJP
C08K 5/29 20060101ALI20230718BHJP
C08G 18/65 20060101ALI20230718BHJP
C08F 222/26 20060101ALI20230718BHJP
C08F 222/12 20060101ALI20230718BHJP
【FI】
C09J133/06
C09J175/04
C09J11/06
C09J7/38
C08L33/08
C08K5/29
C08G18/65
C08F222/26
C08F222/12
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022002688
(22)【出願日】2022-01-12
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-05-02
(71)【出願人】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】東洋インキSCホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】711004506
【氏名又は名称】トーヨーケム株式会社
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 悟
【テーマコード(参考)】
4J002
4J004
4J034
4J040
4J100
【Fターム(参考)】
4J002BG041
4J002ER006
4J002GJ01
4J002GP00
4J004AA10
4J004AA14
4J004AB01
4J004BA02
4J004DB02
4J004EA05
4J004EA06
4J004FA08
4J034FA02
4J034FB01
4J034FC05
4J034HA01
4J034HA07
4J034HC03
4J034HC22
4J034HC26
4J034HC35
4J034HC61
4J034HC73
4J034KB04
4J034KC16
4J034KD08
4J034RA08
4J040DF041
4J040DF061
4J040EF292
4J040GA05
4J040HD32
4J040JA09
4J040JB09
4J040KA16
4J040LA06
4J040MA05
4J040MA10
4J040MB05
4J040NA17
4J040PA23
4J100AL03P
4J100AL03Q
4J100AL09R
4J100AM21R
4J100BA03R
4J100CA03
4J100CA05
4J100CA06
4J100DA01
4J100DA03
(57)【要約】
【課題】
優れた粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性を併せ持つ粘着剤および粘着シートを提供すること。
【解決手段】
アクリル系共重合体(A)と硬化剤(B)を含み、アクリル系共重合体(A)は、モノマー混合物100質量%中、炭素数1~2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モノマー(a1)の含有率が20~60質量%、炭素数4~8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モノマー(a2)の含有率が30~70質量%、および水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)の含有率が2.6~15質量%であるモノマー混合物の共重合体であり、前記モノマー混合物は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)を少なくとも2種含み、175℃における貯蔵弾性率G’1と225℃における貯蔵弾性率G’2の比率G’2/G’1が0.4~1.4である、光学用粘着剤により解決される。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)を含み、
アクリル系共重合体(A)は、モノマー混合物100質量%中、炭素数1~2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モノマー(a1)の含有率が20~60質量%、炭素数4~8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モノマー(a2)の含有率が30~70質量%、および水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)の含有率が2.6~15質量%であるモノマー混合物の共重合体であり、
前記モノマー混合物は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)を少なくとも2種含み、
175℃における貯蔵弾性率G’1と225℃における貯蔵弾性率G’2の比率G’2/G’1が0.4~1.4である、
光学用粘着剤。
【請求項2】
水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)は、下記一般式(1)で表される水酸基を有するアミド系モノマー(a3-1)と、下記一般式(2)で表される水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-2)を含む、請求項1記載の光学用粘着剤。
CH2=C(R1)CONHR2OH 一般式(1)
(一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1以上のアルキレン基を表す。)
CH2=C(R3)COOR4OH 一般式(2)
(一般式(2)中、R3は水素原子又はメチル基、R4は炭素数2以上のアルキレン基を表す。)
【請求項3】
イソシアネート系硬化剤(B)は、脂肪族イソシアネート系硬化剤および脂環族イソシアネート系硬化剤の少なくともいずれかを含む、請求項1または2記載の光学用粘着剤。
【請求項4】
さらにシランカップリング剤(C)を含む、請求項1~3いずれか1項記載の光学用粘着剤。
【請求項5】
カバーパネルと光学ディスプレイ部材とを貼り合わせるために用いられる、請求項1~4いずれか1項記載の光学用粘着剤。
【請求項6】
請求項1~5いずれか1項記載の光学用粘着剤から形成される粘着剤層を備えた、カバーパネルと光学ディスプレイ部材とを貼り合わせるためのカバーパネル固定用粘着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学用粘着剤、粘着シートに関する。
【背景技術】
【0002】
粘着剤から形成した粘着剤層を有する粘着シートは、取り扱いが容易であることから、ラベル用途や医療用途等幅広い分野で使用されている。その中でも、マーキングフィルムやウィンドウフィルム、自動車部材、光学ディスプレイ等、長期の使用が想定される用途に用いられる粘着剤は、耐熱性や耐湿熱性、耐候性、耐光性等の耐久性が必要であり、近年粘着剤の耐久性向上に向けた検討が盛んに行われている。
【0003】
液晶ディスプレイ(LCD)、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(OLED)等様々な光学ディスプレイが、表示装置として広く使用されている。また、光学ディスプレイは、表示装置としての利用に加えてタッチパネルのような入力装置として利用されている。タッチパネルには、表面の保護を目的としてカバーパネルが設置される。通常、これら光学ディスプレイを構成する部材の貼り合わせは、粘着剤層を介して行われる。
【0004】
上述した通り、長期の使用が想定される光学ディスプレイ用の粘着剤においては、高温/高湿度の環境下で被着体から浮きや剥がれが生じないこと(耐剥離性)、粘着剤層自体が白く変色しないこと(耐湿熱白化性)、粘着剤層自体が黄色く変色しないこと(耐黄変性)といった高い耐久性が要求される。また、ポリカーボネート(PC)やポリメタクリル酸メチル(PMMA)といった透明プラスチック素材から成るカバーパネルの固定用途に用いられる粘着剤においては、上記の耐久性に加えて透明プラスチックから発生するガスに起因する外観不良が生じないこと(耐アウトガス性)が必要となる。
【0005】
光学ディスプレイの中でも、特に車載用途においては高い耐久性が要求される。特に、近年の5G、IoT、AIといった情報技術の革新的な進歩に起因して自動車の電装化や車外ディスプレイ搭載車の開発が進んでおり、それに伴い120℃といったより高温での耐熱性(従来は85~105℃程度)が求められるなど、その要求性能は更に厳しいものとなっている。従って、より高温での耐熱性と従来から引き続き求められる耐湿熱白化性や耐アウトガス性等を全て満たす粘着剤を開発することは大きな課題となっていた。
【0006】
これまでも、光学ディスプレイ用の粘着剤に要求される耐久性を満たすための検討は多くなされている。例えば、特許文献1に記載の粘着剤では、耐湿熱白化性と耐アウトガス性付与のために水酸基含有アクリル酸アルキルエステルと窒素含有アクリル酸エステルを共重合したアクリル系粘着剤を使用しているが、120℃での耐熱性や耐光性が不十分であった。また、特許文献2に記載の粘着剤においては、表示ムラ抑制のためにモノマーとして炭素数4~8のアクリル酸アルキルエステルとN-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミドを共重合したアクリル系粘着剤を使用しているが、120℃における耐熱性や耐湿熱白化性、耐アウトガス性、粘着性が不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2017-106000号公報
【特許文献2】特開2007-264092号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明が解決しようとする課題は、粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性を併せ持つ粘着剤、粘着シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の実施態様は、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)を含み、アクリル系共重合体(A)は、モノマー混合物100質量%中、炭素数1~2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モノマー(a1)の含有率が20~60質量%、炭素数4~8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モノマー(a2)の含有率が30~70質量%、および水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)の含有率が2.6~15質量%であるモノマー混合物の共重合体であり、前記モノマー混合物は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)を少なくとも2種含み、175℃における貯蔵弾性率G’1と225℃における貯蔵弾性率G’2の比率G’2/G’1が0.4~1.4である、光学用粘着剤である。
【0010】
また、本発明の実施態様は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)は、下記一般式(1)で表される水酸基を有するアミド系モノマー(a3-1)と、下記一般式(2)で表される水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-2)を含む、上記光学用粘着剤である。
CH2=C(R1)CONHR2OH 一般式(1)
(一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1以上のアルキレン基を表す。)
CH2=C(R3)COOR4OH 一般式(2)
(一般式(2)中、R3は水素原子又はメチル基、R4は炭素数2以上のアルキレン基を表す。)
【0011】
また、本発明の実施態様は、イソシアネート系硬化剤(B)は、脂肪族イソシアネート系硬化剤および脂環族イソシアネート系硬化剤の少なくともいずれかを含む、上記光学用粘着剤である。
【0012】
また、本発明の実施態様は、さらにシランカップリング剤(C)を含む、上記光学用粘着剤である。
【0013】
また、本発明の実施態様は、カバーパネルと光学ディスプレイ部材とを貼り合わせるために用いられる、上記光学用粘着剤である。
【0014】
また、本発明の実施態様は、上記光学用粘着剤から形成される粘着剤層を備えた、カバーパネルと光学ディスプレイ部材とを貼り合わせるためのカバーパネル固定用粘着シートである。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性を併せ持つ粘着剤、粘着シートの提供を目的とする。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の詳細を説明する。なお、本明細書では、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを含む。モノマーとは、エチレン性不飽和基を有する単量体である。
また、本明細書では、「炭素数1~2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モノマー(a1)」を「モノマー(a1)」、「炭素数4~8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モノマー(a2)」を「モノマー(a2)」、「水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)」を「モノマー(a3)」、「一般式(1)で表される水酸基を有するアミド系モノマー(a3-1)」を「モノマー(a3-1)」、「一般式(2)で表される水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a3-2)」を「モノマー(a3-2)」、「イソシアネート系硬化剤(B)」を「硬化剤(B)」称することがある。
本明細書中に出てくる各種成分は特に注釈しない限り、それぞれ独立に一種単独でも二種以上を併用してもよい。
【0017】
《光学用粘着剤》
本発明の光学用粘着剤は、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)を含み、175℃における貯蔵弾性率G’1と225℃における貯蔵弾性率G’2の比率G’2/G’1が0.4~1.4である。
なお、アクリル系共重合体(A)は、モノマー混合物100質量%中、炭素数1~2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(a1)の含有率が20~60質量%、炭素数4~8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(a2)の含有率が30~70質量%、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)の含有率が2.6~15質量%であるモノマー混合物の共重合体であり、前記モノマー混合物は、少なくとも2種の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a3)を含む。
このような光学用粘着剤であることにより、粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性を併せ持つことができる。
【0018】
[貯蔵弾性率]
粘着剤の貯蔵弾性率は、周波数1Hzの粘弾性測定により求められる。貯蔵弾性率は、材料が変形する際に弾性エネルギーとして貯蔵される部分に相当し、硬さの程度を表す指標である。すなわち、塗膜の架橋度が高く硬さが増すほど貯蔵弾性率の値が高くなり、塗膜の架橋度が低く柔らかくなるほど貯蔵弾性率の値が低くなる。一般的に、水酸基を有するモノマーは、高温環境下で熱架橋反応を起こすことが知られている。そのため、多量の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー混合物を共重合して得られるアクリル系共重合体は高温環境下で熱架橋反応が進行し、それに伴い150℃以上の高温域で貯蔵弾性率が上昇傾向となる。
【0019】
本発明の光学用粘着剤は、175℃における貯蔵弾性率G’1と225℃における貯蔵弾性率G’2の比率G’2/G’1が0.4~1.4であり、0.5~1.2がより好ましい。本発明者が鋭意検討を重ねた結果、175℃における貯蔵弾性率と225℃における貯蔵弾性率の比率G’2/G’1と、長期の高温/高湿度の環境下での耐剥離性とが相関することを見出した。すなわち、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー(a-3)を上述した上限よりも多く含むモノマー混合物を共重合して得られるアクリル系共重合体では、熱架橋反応が過剰に進行してG’2/G’1が1.4を超え、結果、高温/高湿度の環境下での耐剥離性の低下につながる。一方、(a-3)を上述した下限よりも少なく含むモノマー混合物を共重合して得られるアクリル系共重合体では、熱架橋反応がほとんど起きずG’2/G’1が0.4を下回り、結果、塗膜の凝集力が不足して高温/高湿度の環境下での耐剥離性の低下につながる。(a-3)を上述した範囲で含むモノマー混合物を共重合して得られるアクリル系共重合体では、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーの熱架橋反応が適度に進行してG’2/G’1が0.4~1.4となり、結果、塗膜に適度な凝集力が付与されることで高温/高湿度の環境下での耐剥離性が向上する。
【0020】
<アクリル系共重合体(A)>
アクリル系共重合体(A)は、モノマー(a1)、モノマー(a2)、および少なくとも2種のモノマー(a3)を含むモノマー混合物の共重合体であり、モノマー混合物は、必要に応じてモノマー(a1~3)以外のモノマー(a4)を含んでもよい。
なお、モノマー混合物100質量%中、モノマー(a1)の含有率は20~60質量%、モノマー(a2)の含有率は30~70質量%、およびモノマー(a3)の含有率は2.6~15質量%である。
【0021】
[モノマー(a1)]
モノマー(a1)は、炭素数1~2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モノマーである。アルキル基の炭素数1~2である(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a1)は、後述する(a2)、(a3)および(a4)(以下、全単量体とする)全量100質量部中、20~60質量部使用することができる。使用量の下限は25質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましい。上限は55質量部がより好ましく、50質量部がさらに好ましい。(a1)を20~60質量部使用することで塗膜に適度な凝集力が付与され、高温/高湿度の環境下での耐剥離性や耐アウトガス性が向上し、さらに粘着性が向上できる。(a1)の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、である。中でもアクリル酸メチルが、耐熱性や耐アウトガス性、粘着性の点で好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0022】
[モノマー(a2)]
モノマー(a2)は、炭素数4~8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モノマーである。アルキル基の炭素数4~8である(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a2)は、モノマー(a1)、(a3)および(a4)を合わせた全量100質量%中、30~70質量%使用することができる。全単量体100質量%中のモノマー(a2)の使用量の下限は、35質量%が好ましく、40質量%がより好ましい。上限は65質量%が好ましく、60質量%がより好ましい。
モノマー(a2)を30~70質量%使用することで塗膜に適度な凝集力が付与され、高温/高湿度の環境下での耐剥離性や耐アウトガス性が向上し、さらに粘着性が向上できる。
【0023】
モノマー(a2)の具体例としては、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)さらには(メタ)アクリル酸シクロヘキシルシクロヘキシルなどの(メタ)アクリル酸環状アルキルエステルなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a2)のうち、特に、アクリル酸ブチルは、適度な粘着性を得るため、および重量平均分子量を調節しやすいためより好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0024】
[モノマー(a3)]
モノマー(a3)は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーであり、本発明のアクリル系共重合体(A)を構成するモノマー混合物は、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーを、少なくとも2種含む。
【0025】
モノマー(a3)の含有率は、少なくとも2種の、水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーの合計が、モノマー混合物100質量%中2.6~15質量%である。下限は3.6質量%が好ましく、5.1質量%がより好ましい。上限は12.6質量%が好ましく、10.1質量%がより好ましい。
モノマー(a3)の含有率が15質量%を超えると、高温環境下で熱架橋反応が起こり、過剰な架橋状態となって塗膜が脆化し、耐剥離性が低下する。モノマー(a3)の含有率が2.6質量%より小さくなると、高温環境下での熱架橋反応がほとんど起きず、塗膜の凝集力が不足して耐剥離性が低下する。モノマー(a3)の含有率が2.6~15質量%の範囲内にあることで高温/高湿度の環境下での剥離を抑制することが可能となる。
【0026】
モノマー(a3)の具体例としては、後述する、モノマー(a3-1)等の水酸基を有するアミド系モノマー、モノマー(a3-2)等の水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリル酸エステル等のグリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル、カプロラクトン変性(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
【0027】
これらのなかでも、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーおよび水酸基を有するアミド系モノマーの少なくとも2種を含むことが好ましく、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー(a3-1)および水酸基を有するアミド系モノマー(a3-2)の少なくとも2種を含むことが、粘着性や耐剥離性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性の観点で特に好ましい。
モノマー(a3-1)は、できるだけ少量で親水性を上げ、耐湿熱白化性を向上させる効果があり、モノマー(a3-2)は、併用することで、塗膜の凝集力を適切に設計する効果がある。
【0028】
(モノマー(a3-1))
モノマー(a3-1)は、下記一般式(1)で表される水酸基を有するアミド系モノマーである。
CH2=C(R1)CONHR2OH 一般式(1)
(一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1以上のアルキレン基を表す。)
【0029】
R2は炭素数1以上のアルキレン基であり、-Cn’H2n’-で表され、n’は1以上の整数である。n’は、粘着力や耐湿熱白化性、耐アウトガス性の観点から、4以下であることが好ましく、2以下であることがより好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。
【0030】
モノマー(a3-1)の含有率は、全単量体100質量%中、好ましくは2.5~14.9質量%である。下限は3.5質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましい。上限は12.5質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。通常、耐湿熱白化性を付与するためには、さらに水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーを少なくとも15質量%共重合し、塗膜を親水化することが望ましい。しかし、上述した通り、多量の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー混合物を共重合して得られるアクリル系共重合体は、耐熱性試験中に過剰な架橋状態となって塗膜が脆化し、剥離が生じる場合がある。モノマー(a3-1)は、モノマー(a3-2)に比べて高い親水性を有する為、より少量の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーで耐湿熱白化性を付与することができ、結果、高温/高湿度の環境下での耐剥離性と耐湿熱白化性を両立しうる設計が可能となる。また、高極性なアミド結合に起因し高凝集力が塗膜に付与され、耐アウトガス性が向上する。モノマー(a3-1)の量を上述した範囲内とすることで、耐剥離性や耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性が向上する。
【0031】
モノマー(a3-1)としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N-(3-ヒドロキシプロピル)アクリルアミド、N-(3-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、N-(4-ヒドロキシブチル)アクリルアミド、N-(4-ヒドロキシブチル)メタクリルアミド等が挙げられる。中でも特に、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミドが、粘着性や耐湿熱白化性、耐アウトガス性の点で好ましい。
【0032】
(モノマー(a3-2))
モノマー(a3-2)は、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーである。
CH2=C(R3)COOR4OH 一般式(2)
(一般式(2)中、R3は水素原子又はメチル基、R4は炭素数2以上のアルキレン基を表す。)
【0033】
R4は炭素数2以上のアルキレン基であり、-Cn’’H2n’’-で表され、n’’は2以上の整数である。n’’は、粘着力や耐熱性、耐アウトガス性の観点から、6以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基等が挙げられる。
【0034】
モノマー(a3-2)が有するアルキレン基の炭素数(n’’)は、モノマー(a3-1)が有するアルキレン基の炭素数(n’)よりも大きく(n’<n’’)、アルキレン基の長さが長いモノマーを少なくとも1種含むことが好ましい。これにより、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)とが反応する際、モノマー(a3-1)よりモノマー(a3-2)の方が、反応性が高くなる。その結果、モノマー(a3-1)中の高凝集力付与部位であるアミド結合と、硬化剤との反応により生成する高凝集力付与部位であるウレタン結合が塗膜内に適度に分散され、高温/高湿度の環境下での耐剥離性や耐アウトガス性、耐光性が向上する。
【0035】
モノマー(a3-2)の含有率は、全単量体100質量%中、下限は0.1質量%が好ましく、0.3質量%がより好ましい。上限は、5質量%が好ましく、4質量%がより好ましい。モノマー(a3-2)の含有率を0.1~5質量%にすることで、塗膜へ適度な凝集力が付与され、耐剥離性や耐アウトガス性、耐光性が向上できる。
【0036】
モノマー(a3-2)としては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル等が挙げられる。なかでも粘着力や耐熱性、耐アウトガス性の観点から、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルであることが好ましい。
【0037】
さらに、モノマー(a3-1)とモノマー(a3-2)の含有量の比率(a3-1)/(a3-2)は、(a3-1)/(a3-2)=2~50であることが好ましく、(a3-1)/(a3-2)=4~30であることがより好ましい。(a3-1)/(a3-2)=2~50であることで、耐熱性試験後の塗膜の凝集力、高凝集力付与部位の塗膜内での分散度合、塗膜の親水性が適切に設計され、結果、耐剥離性や耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性がより向上する。
【0038】
[モノマー(a4)]
モノマー(a4)は、モノマー(a1~3)以外のモノマーであり、本発明のアクリル系共重合体(A)を構成するモノマー混合物は、モノマー(a-1~3)に加えて、さらにモノマー(a4)を含んでもよい。
モノマー(a4)としては、具体的には、アクリルアミド等の窒素含有(メタ)アクリル酸エステル、メトキシエチルアクリレート等のアルコキシ系(メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル等のビニル系モノマーが挙げられる。
【0039】
アクリル系共重合体(A)は、上述した全単量体をラジカル重合開始剤を用いてラジカル重合を行うことができる。ラジカル重合は、溶液重合する場合は、例えば、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アニソール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどの溶剤の存在下で重合させるのが好ましい。ラジカル重合温度は60~120℃の範囲が好ましく、重合時間は3~10時間が好ましい。
【0040】
ラジカル重合開始剤としては、公知のものを使用でき、重合温度条件下でラジカルを発生しうる化合物であれば特に制限はない。例えば、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、ケトンパーオキサイド類、パーオキシケタール類、ジアシルパーオキサイド類、有機過酸化物、アゾ化合物等が挙げられる。
【0041】
アゾ化合物としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(略称:AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)などの2,2’-アゾビスブチロニトリル類、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)などの2,2’-アゾビスバレロニトリル類、2,2’-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)などの2,2’-アゾビスプロピオニトリル類、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)などの1,1’-アゾビス-1-アルカンニトリル類などが使用できる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。
【0042】
ラジカル重合開始剤は、エチレン性不飽和単量体100部に対し、0.001~5部使用することが好ましく、0.01~2部がより好ましい。
【0043】
本発明においてアクリル系共重合体(A)は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等で合成できる。これらの重合方法の中でも透明性や粘着性の観点から溶液重合が好ましい。
【0044】
アクリル系共重合体(A)の質量平均分子量は、特に制限されないが20万~200万程度であるのが好ましい。質量平均分子量を上述した範囲内にすることで高温/高湿度の環境下での耐剥離性や耐アウトガス性、耐光性がより向上する。なお、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定するポリスチレン換算の値である。
【0045】
<イソシアネート系硬化剤(B)>
本発明の光学用粘着剤は、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤(B)を含む。
硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤(B)やエポキシ系硬化剤、アジリジン系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、または金属キレート系硬化剤等が挙げられるが、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)をともに含むことで、耐久性が優れた粘着剤とすることができる。
必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、他の硬化剤を併用してもよい。
【0046】
イソシアネート系硬化剤(B)は、イソシアネート基を有するイソシアネートであり、アクリル系共重合体(A)が有する水酸基と反応することで、粘着剤層の凝集力が向上し、耐久性が向上できる。イソシアネート系硬化剤(B)は、例えば、芳香族イソシアネート系硬化剤、脂肪族イソシアネート系硬化剤、芳香脂肪族イソシアネート系硬化剤、脂環族イソシアネート系硬化剤等のイソシアネート系硬化剤が挙げられる。なかでも、耐黄変性の点で脂肪族イソシアネート系硬化剤、または脂環族イソシアネート系硬化剤が特に好ましい。
【0047】
芳香族イソシアネート系硬化剤としては、例えば、1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート等を挙げることができる。
【0048】
脂肪族イソシアネート系硬化剤としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(別名:HMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0049】
芳香脂肪族イソシアネート系硬化剤としては、例えば、ω,ω’-ジイソシアネート-1,3-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0050】
脂環族イソシアネート系硬化剤としては、例えば、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(別名:IPDI、イソホロンジイソシアネート)、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0051】
また、上記ポリイソシアネートのビュレット体、ヌレート体、及びアダクト体などを挙げることができる。
【0052】
ビュレット体とは、上記イソシアネートモノマーが自己縮合してなる、ビュレット結合を有する自己縮合物をいい、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体(スミジュールN-75、住化コベストロウレタン社製;デュラネート 24A-90CX、旭化成社製;NP-1200 三井化学社製)などが挙げられる。
【0053】
ヌレート体とは、上記イソシアネートモノマーの3量体をいい、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体(スミジュールN-3300、住化コベストロウレタン社製;コロネートHX、東ソー社製;デュラネートTPA100、旭化成社製;D-172 三井化学社製)、イソホロンジイソシアネートの3量体(VESTANAT T-1890、エボニック デグサジャパン社製;デスモジュールZ-4370、住化コベストロウレタン社製)、トリレンジイソシアネートの3量体(コロネート 2031、東ソー社製)などが挙げられる。
【0054】
アダクト体とは、上記イソシアネートモノマーと低分子活性水素含有化合物とを反応させてなる、イソシアナト基を2個以上有するイソシアネート化合物(2官能以上のイソシアネート化合物)をいい、例えば、イソシアナト基を3個有するイソシアネート化合物(3官能のイソシアネート化合物)としては、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとを反応させた化合物(コロネートHL、東ソー社製;スミジュールHT、住化コベストロウレタン社製;タケネートD-160N、三井化学社製)、トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとを反応させた化合物(コロネートL、東ソー社製;スミジュールL-75、住化コベストロウレタン社製)、トリメチロールプロパンとキシリレンジイソシアネートとを反応させた化合物(タケネートD-110N、三井化学社製)、トリメチロールプロパンとイソホロンジイソシアネートとを反応させた化合物(タケネートD-140N、三井化学社製)、2官能のイソシアネート化合物としては、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートとモノアルコールから製造されたアロハネート化合物(デュラネートD-201、旭化成社製;コロネート2770、東ソー社製;D-178NL 三井化学社製)などが挙げられる。
【0055】
ここで、低分子活性水素含有化合物としては、脂肪族あるいは脂環族ジオール類、3官能ポリオール類、4官能以上のポリオール類、芳香族ジオール類、脂肪族ポリアミン類、芳香族ポリアミン類、ポリチオール類を上げることができる。具体的には、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール(TMP)、1,1,1-トリメチロールプロパン、エチレンジチオール等があげられる。
【0056】
イソシアネート系硬化剤(B)の中でも、十分な架橋構造を形成するという理由で、2官能以上のイソシアネート化合物が好ましい。上述したイソシアネート系硬化剤(B)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0057】
イソシアネート系硬化剤(B)の含有量は、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。また、1質量部以下が好ましく、0.9質量部以下がより好ましい。上記範囲内とすることで粘着力、耐剥離性、耐アウトガス性、耐光性が向上する。
【0058】
<シランカップリング剤(C)>
本発明は、さらにシランカップリング剤(C)を含むことができる。本発明においてシランカップリング剤(C)を使用すると、粘着性や耐湿熱白化性を向上できる。シランカップリング剤(C)としては、具体的には、例えば、γ-(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリブトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどの(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランなどのビニル基を有するアルコキシシラン化合物;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、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのアミノアルキル基を有するアルコキシシラン化合物;γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、β-メルカプトメチルフェニルエチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、6-メルカプトヘキシルトリメトキシシラン、10-メルカプトデシルトリメトキシシランなどのメルカプト基を有するアルコキシシラン化合物;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシランなどのアルキル基を有するアルコキシシラン化合物;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシランなどのフェニル基を有するアルコキシシラン化合物;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラプロポキシシランなどの置官基を有さないアルコキシシラン化合物;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシジル基を有するアルコキシシラン化合物;その他、アルコキシシラン化合物として、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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルシラザン、ジフェニルジメトキシシラン、1,3,5-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、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、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、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、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【0059】
シランカップリング剤(C)は、粘着剤層中においては、アルコキシ基が加水分解したシランカップリング剤のケイ素が結合した形態で存在することが好ましい。この形態をとることで、粘着剤層中、もしくは粘着剤と基材の界面に侵入した水と親和しやすくなり耐湿熱白化性が向上する。そして、シランカップリング剤(C)は、粘着剤層中を比較的自由に移動し、水と親和することがより好ましい。そのため、耐湿熱白化性をより向上させるためシランカップリング剤(C)は、アルコキシ基以外の反応性官能基を有さない、または、アクリル系共重合体(A)が有する官能基と反応しにくい官能基を有するものがより好ましい。例えば、アルコキシ基以外に脂環エポキシ基を有するものがより好ましい。なお、前記記載はシランカップリング剤(C)が、脂環エポキシ基以外の反応性官能基を有することを妨げるものではない。
【0060】
脂環エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどが挙げられる。また、アルコキシ基以外の反応性基を有さないシランカップリング剤とは、上記、アルキル基を有するアルコキシシラン化合物、フェニル基を有するアルコキシシラン化合物、及び置官基を有さないアルコキシシラン化合物である。さらに好ましくは、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、メチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリエトキシシランである。なお、シランカップリング剤(C)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0061】
シランカップリング剤(C)の使用量は、アクリル系共重合体(A)100質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、0.05質量部以上がより好ましい。1質量部以下が好ましく、0.5質量部以下がより好ましい。シランカップリング剤(C)は、前記範囲で使用することで耐剥離性を損なうことなく粘着力、耐湿熱白化性をより向上できる。
【0062】
本発明の粘着剤は、アクリル系共重合体(A)、硬化剤(B)に加えて、必要に応じて、他の樹脂、例えば、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂を併用することもできる。また、用途に応じて、カップリング剤、粘着付与剤、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン等の充填剤、着色剤、軟化剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、光安定剤、耐候安定剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、リン酸エステル等の添加剤を配合しても良い。
【0063】
《粘着シート》
粘着シートは、本発明の光学用粘着剤から形成される粘着剤層を備える。
本発明の粘着シートは、優れた粘着性、耐久性を有するため、LCDやOLED等の表示装置やタッチパネルのような入力装置といった光学ディスプレイ部材の形成や、それらの部材同士の貼り合わせのための粘着剤として好適であり、なかでもカバーパネルを光学ディスプレイ部材に固定する用途に用いられることがより好適である。本発明の粘着剤をカバーパネルと光学ディスプレイ部材の固定に用いることで、耐熱性や耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性といった様々な耐久性を満たすことが可能となる。
【0064】
本発明の粘着シートは、粘着剤層の両面に剥離フィルムが形成された構成を有しており、且つ剥離フィルムの間に形成されている粘着剤層が、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)の混合物により形成された粘着剤層である。
【0065】
カバーパネルの素材としては大別するとガラスと透明プラスチックが挙げられ、特に制限はないが、本発明の粘着シートは特に透明プラスチックから成るカバーパネルの固定に好適に用いることができる。本発明の粘着シートを透明プラスチックから成るカバーパネルの固定に用いることで、透明プラスチックからのガス発生に起因する外観不良を抑制することができ、高温/高湿度の環境下での剥離が生じることなく、高い透明性を維持することができる。透明プラスチックの素材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリイミド等のプラスチック材料などが挙げられ、特に制限はないが、PMMAやポリカーボネートが好ましい。なお、プラスチック材料は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0066】
<剥離フィルム>
剥離フィルムとしては、特に制限されないが、透明プラスチック基材を好適に用いることができる。透明プラスチック基材の素材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリシクロオレフィン等のプラスチック材料などが挙げられる。なお、プラスチック材料は単独で又は2 種以上組み合わせて使用することができる。
【0067】
剥離フィルムとしては、前述のような透明プラスチック基材のなかでも、耐熱性が優れた透明プラスチック基材、すなわち、高温、高温高湿などの苛酷な条件下において、変形が抑制または防止されている透明プラスチック基材を好適に用いることができる。透明プラスチック基材としては、特に、PETフィルム又はシートが好適である。
【0068】
透明プラスチック基材の厚さは、特に限定されず、例えば、10~200μmが好ましく、25~150μmがより好ましい。
【0069】
粘着剤の塗工には、適当な液状媒体を添加して粘度を調整することもできる。具体的には、例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶剤;ジエチルエーテル、メトキシトルエン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、またはその他の炭化水素系溶剤等が挙げられる。ただし、水やアルコールは、アクリル系共重合体(A)とイソシアネート系硬化剤(B)との反応阻害を引き起こす可能性があるため、慎重に使用する必要がある。
【0070】
塗工方法は、特に制限は無く、マイヤーバー、アプリケーター、刷毛、スプレー、ローラー、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、ナイフコーター、リバースコ-ター、スピンコーター等種々の塗工方法が挙げられる。乾燥方法には特に制限はなく、熱風乾燥、赤外線や減圧法を利用したものが挙げられる。乾燥条件としては、通常60~180℃程度の熱風や蒸気加熱でよい。
【0071】
粘着剤層の厚みは、2~1000μmが好ましく、5~500μmがさらに好ましい。なお、粘着剤層は単層でも、2層以上の積層いずれの形態でもよい。
【0072】
本発明の粘着シートは、耐熱性や耐湿熱白化性といった高い耐久性を有するため光学ディスプレイ部材の形成や、それらの部材同士の貼り合わせのための粘着剤として好適に用いることができる。なかでも、高い粘着力が要求されるカバーパネルと光学ディスプレイ部材とを貼り合わせるカバーパネル固定用に用いることがより好適である。また、本発明の粘着シートは、カバーパネルの素材が透明プラスチックであった場合に要求される耐アウトガス性を併せもつため、透明プラスチック素材のカバーパネル固定用に用いることが更に好適である。
【実施例0073】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例中、特に断りのない限り、「部」とは「質量部」を、「%」とは「質量%」をそれぞれ示すものとする。また、表中の配合量は、質量部であり、溶剤以外は、不揮発分換算値である。尚、表中の空欄は配合していないことを表す。
なお、アクリル系共重合体の質量平均分子量の測定方法は、下記に示す通りである。
【0074】
<重量平均分子量(Mw)の測定>
重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。装置は、株式会社島津製作所製GPC装置:LC-GPCシステム「Prominence」を用いた。また、カラムには、東ソー社製:TSKgel α-Mを用い、2本を直列に連結した。溶離液として、N、Nジメチルホルムアミド(DMF)を用い、40℃で測定した。Mwの決定は、標準物質としてMwが既知のポリスチレンを標準物質とした換算で行った。
【0075】
実施例および比較例で使用した材料を下記に記す。
<硬化剤>
[イソシアネート系硬化剤(B)]
B-1:(「NP-1200」、三井化学社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体)
B-2:(「D-172N」、三井化学社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体)
B-3:(「D-160N」、三井化学社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン変性体)
B-4:(「デスモジュール2565」、コベストロ社製、イソホロンジイソシアネートのヌレート体)
B-5:(「コロネートL」、東ソー社製、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート体)
[その他硬化剤]
D-1:ジルコニウムテトラアセチルアセトネート:(「オルガチックス ZC-700」、マツモトファインケミカル社製)
【0076】
<シランカップリング剤(C)>
KBM-303:(3-(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、信越化学工業社製)
【0077】
<アクリル系共重合体の製造例>
(アクリル系共重合体(A-1))
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下管を備えた反応装置を使用して、モノマー(a1)としてアクリル酸メチル(MA)40部、モノマー(a2)としてアクリル酸ブチル(BA)52部、モノマー(a3-1)としてN-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド(HEAA)7部、モノマー(a3-2)としてアクリル酸4-ヒドロキシブチル4-HBA)1部、のそれぞれ半量のモノマー混合物、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.2部、溶剤として酢酸エチル60部を反応槽に仕込み、残りの半量のモノマー混合物、および酢酸エチル60部、アゾビスイソブチロニトリルを0.2部添加して混合した溶液を滴下管から約2時間かけて滴下し、窒素雰囲気下約80℃にて6時間重合させた。反応終了後、冷却し、酢酸エチルで希釈し、不揮発分30%、粘度6000mPa・sのアクリル系共重合体溶液を得た。ここで、得られたアクリル系共重合体を(A-1)とする。又、得られたアクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
【0078】
(アクリル系共重合体(A-2~19、A’-1~7))
表1~3記載の組成および配合量(質量部)に変更した以外は、アクリル系共重合体(A-1)の製造と同様の方法で共重合体(A-2~17、A’-1~7)を合成した。又、得られたアクリル系共重合体の質量平均分子量を表1~3に示す。
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
なお、略号は以下の通りである。
MA:アクリル酸メチル
EA:アクリル酸エチル
MMA:メタクリル酸メチル
BA:アクリル酸ブチル
2EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
HEAA:N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド(n’=2)
HBAA:N-(4-ヒドロキシブチル)アクリルアミド(n’=4)
2HEA:アクリル酸2-ヒドロキシエチル(n’’=2)
4HBA:アクリル酸4-ヒドロキシブチル(n’’=4)
6HBA:アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル(n’’=6)
CA:カプロラクトンアクリレート
【0083】
<実施例1>
アクリル系共重合体(A-1)100部に対して、イソシアネート系硬化剤(B)として「NP-1200」(三井化学社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体)を0.2部、及びシランカップリング剤(C)としてKBM-303(3-(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、信越化学工業社製)を0.1部配合し、光学用粘着剤を得た。
得られた光学用粘着剤を、コンマコーターを使用して、剥離性シートとして厚さ38μmの剥離ライナー(SP-PET-O1-BU:三井化学東セロ社製)上に乾燥後の厚みが100μmになるように塗工し、110℃で3分間乾燥させた後、粘着剤層に剥離性シートとして厚さ75μmの剥離ライナー(SP-PET-O3-B3:三井化学東セロ社製)を貼り合せ、この状態で23℃にて7日間エージングさせ、粘着シートを得た。
【0084】
<実施例2~26、比較例1~8>
表4、5に示すように、アクリル系共重合体、硬化剤およびシランカップリング剤の種類ならびに配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして、それぞれ光学用粘着剤および粘着シートを得た。
【0085】
《光学用粘着剤および粘着シートの物性値と評価》
本発明の光学用粘着剤および粘着シートの物性値および粘着力、耐熱性(剥離、黄変)耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性(剥離、黄変)の評価を下記の方法で行った。結果を表4、5に示す。
【0086】
<貯蔵弾性率>
TA Insturument-Waters LL.C.社製「Discovery HR-2(DHR-2)」を用い、温度分散測定を、周波数1Hz、昇温度4℃/分、冶具として8.0mmφを使用し、法線荷重0.2Nで測定した。得られた測定グラフから、175℃、225℃での貯蔵弾性率G’1、G’2を読み取り、その比率G’2/G’1を算出した。
【0087】
<粘着力>
得られた粘着シートの38μm剥離ライナーを剥がし、粘着剤層を基材であるPETフィルム(東洋紡社製、コスモシャインA-4360、厚さ100μm)に貼り合わせ、幅25mm×長さ100mmのサイズに切り取り試験用粘着シートを作製した。この試験用粘着シートのもう一方の75μm剥離ライナーを剥がし、23℃-50%RH雰囲気で、粘着剤層をガラス板に貼り付け、さらにJIS Z-0237に準じてロールで圧着した。圧着してから24時間経過後、引張試験機(テンシロン:オリエンテック社製)にて剥離強度(剥離角度180°、剥離速度300mm/分;単位N/25mm幅)を測定した。[評価基準]
◎:剥離強度が25N/25mm以上。優良。
○:剥離強度が20N/25mm以上、25N/25mm未満。良好。
△:剥離強度が15N/25mm以上、20N/25mm未満。実用可。
×:剥離強度が15N/25mm未満。実用不可。
【0088】
<耐熱性(剥離)>
得られた粘着シートの38μm剥離ライナーを剥がし、23℃-50%RHの雰囲気で、粘着剤層をラミネーターを用いて厚さ0.5mmのポリカーボネート(PC)板(ユーピロンNF2000:三菱ガス化学社製)に貼り合わせた。次いで、粘着シートのもう一方の75μm剥離ライナーを剥がし、上記同様ラミネーターを用いてガラス板に貼り合わせた。それを50℃の雰囲気下で0.5MPaの圧力をかけて20分間保持することでPC板/粘着剤層/ガラス板の順に積層した試験片を作製し、120℃の環境下で1000時間放置した。それを23℃-50%RHにて24時間冷却したのち、試験片の剥離度合いを目視で評価した。
[評価基準]
◎:剥離面積が全体の5%未満。優良。
○:剥離面積が全体の5%以上20%未満。良好。
△:剥離面積が全体の20%以上50%未満。実用可。
×:剥離面積が全体の50%以上。実用不可。
【0089】
<耐熱性(黄変)>
得られた粘着シートの38μm剥離ライナーを剥がし、23℃-50%RHの雰囲気で、粘着剤層をラミネーターを用いてガラス板に貼り合わせた。次いで、粘着シートのもう一方の75μm剥離ライナーを剥がし、上記同様ラミネーターを用いてガラス板に貼り合わせた。それを50℃の雰囲気下で0.5MPaの圧力をかけて20分間保持することでガラス板/粘着剤層/ガラス板の順に積層した試験片を作製し、120℃の環境下で1000時間放置した。それを23℃-50%RHにて1時間冷却した後、b値を測定し、耐熱試験前のb値との差Δbを算出した。なお、b値は日本電色工業社製分光色差計SE6000を用いて、D65光源、視野角2°の条件で測定した。
[評価基準]
◎:Δbが0.8未満。優良。
○:Δbが0.8以上1.5未満。良好。
△:Δbが1.5以上3.0未満。実用可。
×:Δbが3.0以上。実用不可。
【0090】
<耐湿熱白化性(ガラス構成)>
得られた粘着シートの38μm剥離ライナーを剥がし、23℃-50%RHの雰囲気で、粘着剤層をラミネーターを用いてガラス板に貼り合わせた。次いで、粘着シートのもう一方の75μm剥離ライナーを剥がし、上記同様ラミネーターを用いてガラス板に貼り合わせた。それを50℃の雰囲気下で0.5MPaの圧力をかけて20分間保持することでガラス板/粘着剤層/ガラス板の順に積層した試験片を作製し、85℃-85%RHの環境下で1000時間放置した。それを23℃-50%RHにて1時間冷却した後、HAZEを測定した。なお、HAZEは日本電色工業社製TurbidimeterNDH5000Wを用いて測定した。
[評価基準]
◎:HAZEが1.0未満。優良。
○:HAZEが1.0以上3.0未満。良好。
△:HAZEが3.0以上5.0未満。実用可。
×:HAZEが5.0以上。実用不可。
【0091】
<耐湿熱白化性(PC構成)>
得られた粘着シートの38μm剥離ライナーを剥がし、粘着剤層をPETフィルム(東洋紡績(株)製、A-4300、厚さ100μm)に貼り合わせ、幅40mm×長さ60mmのサイズに切り取り試験用粘着シートを作製した。次いで、試験用粘着シートのもう一方の75μm剥離ライナーを剥がし、厚さ0.5mmのポリカーボネート(PC)板(ユーピロンNF2000:三菱ガス化学社製)に貼り合わせた。それを50℃の雰囲気下で0.5MPaの圧力をかけて20分間保持することでPETフィルム/粘着剤層/PC板の順に積層した試験片を作製し、85℃-85%RHの環境下で240時間放置した。それを23℃-50%RHにて1時間冷却した後、HAZEを測定した。なお、HAZEは日本電色工業社製TurbidimeterNDH5000Wを用いて測定した。
[評価基準]
◎:HAZEが1.5未満。優良。
○:HAZEが1.5以上3.5未満。良好。
△:HAZEが3.5以上5.5未満。実用可。
×:HAZEが5.5以上。実用不可。
【0092】
<耐アウトガス性>
耐湿熱白化性(PC構成)の評価と同様の手順で試験片を作製後、85℃-85%RHの環境下で72時間放置した。そして23℃-50%RHの雰囲気に1時間放置したのち、試験片の外観を目視で観察した。
[評価基準]
◎:気泡、浮きがない。優良、
○:気泡または粘着剤層の浮きが僅かにある(気泡であれば1個以上5個未満、浮きであれば浮いた面積が全体の5%未満)。良好、
△:気泡または粘着剤層の浮きが僅かにある(気泡であれば5個以上20個未満、浮きであれば浮いた面積が全体の5%以上10%未満)。実用可、
×:気泡または粘着剤層の浮きが多数ある(気泡であれば20個以上、浮きであれば浮いた面積が全体の10%以上)。実用不可。
【0093】
<耐光性(剥離)>
表面保護コート剤(東洋インキ社製、YL454UR、アクリル系ワニス)100部に対して硬化剤としてD-172Nを10部混合して塗液を配合し、バーコーターを用いて上記PC板に塗布した。その後、40℃にて72時間エージングし、表面保護層を有するPC板を作製した。上述した表面保護層を有するPC板を用いる以外は、耐熱性(剥離)の評価と同様の手順で試験片を作製後、Q-Lab社製キセノン耐候性試験機を用いてブラックパネル温度83℃、照度60W/m2の条件で500時間光を照射した。それを23℃-50%RHにて24時間冷却したのち、試験片の剥離度合いを目視で評価した。
[評価基準]
◎:剥離面積が全体の5%未満。優良。
○:剥離面積が全体の5%以上20%未満。良好。
△:剥離面積が全体の20%以上50%未満。実用可。
×:剥離面積が全体の50%以上。実用不可。
【0094】
<耐光性(黄変)>
耐熱性(黄変)の評価と同様の手順で試験片を作製後、Q-Lab社製キセノン耐候性試験機を用いてブラックパネル温度63℃、照度85W/m2の条件で1000時間光を照射した。それを23℃-50%RHにて1時間冷却した後、b値を測定し、耐光性試験前のb値との差Δbを算出した。なお、b値は日本電色工業社製分光色差計SE6000を用いて、D65光源、視野角2°の条件で測定した。
[評価基準]
◎:Δbが1.0未満。優良。
○:Δbが1.0以上3.0未満。良好。
△:Δbが3.0以上5.0未満。実用可。
×:Δbが5.0以上。実用不可。
【0095】
【0096】
【0097】
表4、5に示すように、本発明の光学用粘着剤は、粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性で優れた結果であった。一方、比較例の光学用粘着剤は、粘着力、耐熱性、耐湿熱白化性、耐アウトガス性、耐光性すべてを満足することはできなかった。
これらの結果より、本発明の光学用粘着剤は、カバーパネルと光学ディスプレイ部材の固定用途にも好適に用いることができるといえる。