(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】P2024144737
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】光学フィルム用接着剤、皮膜及び光学フィルム
(51)【国際特許分類】
C09J 175/06 20060101AFI20241003BHJP
C09J 7/30 20180101ALI20241003BHJP
【FI】
C09J175/06
C09J7/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024129933
(22)【出願日】2024-08-06
(62)【分割の表示】P 2022151908の分割
【原出願日】2022-09-22
(31)【優先権主張番号】P 2022062646
(32)【優先日】2022-04-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003506
【氏名又は名称】第一工業製薬株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】金子 文弥
(72)【発明者】
【氏名】藤原 早季子
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 成相
(57)【要約】
【課題】高湿熱環境下であっても基材との密着性を高めることができる光学フィルム用接着剤を提供する。
【解決手段】本発明の光学フィルム用接着剤は、ポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体を含有し、ポリウレタン樹脂(X)は、少なくともポリオール(A)由来の構造単位と、ポリイソシアネート(B)由来の構造単位とを有し、前記ポリオール(A)は、テレフタル酸由来の構造とネオペンチルグリコール由来の構造とを有するポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を含み、ポリオール(A)は、ポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含み、ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は5000~50000であり、前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を98質量%以上含有し、ポリウレタン樹脂(X)は、酸価が5~15mgKOH/gである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体を含有する光学フィルム用接着剤であって、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、少なくともポリオール(A)由来の構造単位と、ポリイソシアネート(B)由来の構造単位とを有し、
前記ポリオール(A)は、テレフタル酸由来の構造とネオペンチルグリコール由来の構造とを有するポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を含み、
前記ポリオール(A)は、前記ポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含み、
前記ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は5000~50000であり、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を98質量%以上含有し、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、酸価が5~15mgKOH/gである、光学フィルム用接着剤。
【請求項2】
前記ポリイソシアネート(B)は、芳香族ポリイソシアネートを含む、請求項1に記載の光学フィルム用接着剤。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の光学フィルム用接着剤の乾燥物を含む、皮膜。
【請求項4】
請求項3に記載の皮膜を接着層として備える、光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルム用接着剤、皮膜及び光学フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
ポリウレタン樹脂水分散体は、機械的性質、耐溶剤性、耐水性に優れる塗膜を形成することができることから、各種分野において、水性コーティング剤や接着剤等の幅広い分野で使用されている。この観点から、分散性を向上させたポリウレタン樹脂水分散体や、接着剤として使用したときに皮膜に種々の機能を発現させることが可能なポリウレタン樹脂組成物の開発が盛んに進められている。
【0003】
例えば、特許文献1には、ヒドロキシル基及び/又はカルボキシル基末端のフルオロポリエーテルと、ポリイソシアネートとを含む原料を水中で反応させることで、ポリウレタン樹脂水性分散体を製造する技術が開示されている。このように得られるポリウレタン樹脂水性分散体により、撥水、撥油性、防汚性だけでなく、耐ブロッキング性、表面滑性に優れる皮膜を形成できるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ポリウレタン樹脂水分散体は、例えば、光学フィルム等の各種分野において接着剤として広く利用されているところ、従来のポリウレタン樹脂水分散体を利用した接着剤では、基材との密着性が十分でないことがあり、改善の余地が残されていた。特に、従来のポリウレタン樹脂水分散体を利用した接着剤では、高湿熱環境下におかれたときの密着性が大きく低下することが問題となっていた。このような観点から、ポリウレタン樹脂水分散体を含む光学フィルム用接着剤では、高湿熱環境下であっても基材との密着性をより高める性能を有することが求められていた。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高湿熱環境下であっても基材との密着性を高めることができる光学フィルム用接着剤、皮膜及び光学フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のポリオール由来の構造単位をポリウレタン樹脂に導入することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の主題を包含する。
項1
ポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体を含有する光学フィルム用接着剤であって、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、少なくともポリオール(A)由来の構造単位と、ポリイソシアネート(B)由来の構造単位とを有し、
前記ポリオール(A)は、テレフタル酸由来の構造とネオペンチルグリコール由来の構造とを有するポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を含み、
前記ポリオール(A)は、前記ポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含み、
前記ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は5000~50000であり、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を98質量%以上含有し、
前記ポリウレタン樹脂(X)は、酸価が5~15mgKOH/gである、光学フィルム用接着剤。
項2
前記ポリイソシアネート(B)は、芳香族ポリイソシアネートを含む、項1に記載の光学フィルム用接着剤。
項3
項1又は2に記載の光学フィルム用接着剤の乾燥物を含む、皮膜。
項4
項3に記載の皮膜を接着層として備える、光学フィルム。
【発明の効果】
【0009】
本発明の光学フィルム用接着剤は、たとえ高湿熱環境下であっても基材との密着性を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
【0011】
本発明の光学フィルム用接着剤は、ポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体を含有する。前記ポリウレタン樹脂(X)は、少なくともポリオール(A)由来の構造単位と、ポリイソシアネート(B)由来の構造単位とを有し、前記ポリオール(A)は、テレフタル酸由来の構造とネオペンチルグリコール由来の構造とを有するポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を含む。前記ポリオール(A)は、前記ポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含み、前記ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は5000~50000であり、前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を98質量%以上含有し、前記ポリウレタン樹脂(X)は、酸価が5~15mgKOH/gである。なお、「前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を98質量%以上含有し、」とは、「前記ポリウレタン樹脂(X)は、2官能型化合物に由来する構成単位を98質量%以上含有し、」と読み替えることができる。
【0012】
本発明の光学フィルム用接着剤は前記ポリウレタン樹脂(X)を含むので、基材との密着性に優れる接着剤を形成することができ、しかも、たとえ高湿熱環境下であっても基材との密着性に優れる接着剤を形成することができる。
【0013】
以下、本発明の光学フィルム用接着剤に含まれるポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体(ポリウレタン樹脂水分散体)の構成について詳述する。
【0014】
(ポリオール(A))
ポリウレタン樹脂(X)は、少なくともポリオール(A)由来の構造単位を有する。
【0015】
本発明では、ポリオール(A)は、複数の水酸基を有する化合物(好ましくは、2個の水酸基を有する化合物)を少なくとも2種以上含有する組成物である。特に本発明では、ポリオール(A)は、テレフタル酸由来の構造とネオペンチルグリコール由来の構造とを有するポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を少なくとも含む。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性に優れる接着剤を形成することができる。念のための注記であるが、ジメチロ
ールプロピオン酸(b)は、水酸基を2個有する化合物であるので、斯かる化合物は2官能の化合物である。
【0016】
ポリエステルポリオール(a)は、例えば、グリコール化合物と、カルボキシ基含有化合物との脱水縮合反応によって形成される化合物であり、グリコール由来の構造と、カルボキシ基含有化合物由来の構造とを有する。従って、本発明では、ポリエステルポリオール(a)は、例えば、ネオペンチルグリコールを含むグリコールと、テレフタル酸を含むカルボキシ基含有化合物との脱水縮合反応によって形成され得るポリエステルポリオール化合物である。
【0017】
ポリエステルポリオール(a)は、本発明の効果が阻害されない限り、テレフタル酸由来の構造及びネオペンチルグリコール由来の構造以外に他の化合物に由来する構造を含むことができる。斯かる他の化合物は、例えば、公知のポリエステルポリオールを製造するために使用される化合物を広く挙げることができ、例えば、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2-ビス(フェノキシ)エタン-p,p´-ジカルボン酸等のカルボキシ基含有化合物;当該カルボキシ基含有化合物の無水物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量6000以下のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のグリコール成分が挙げられる。
【0018】
これらの中でも、ポリエステルポリオール(a)は、アジピン酸及びエチレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物に由来する構造をさらに有することが好ましい。この場合、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性を高めることができる。
【0019】
ポリエステルポリオール(a)において、テレフタル酸由来の構造及びネオペンチルグリコール由来の構造の含有割合は特に限定されない。例えば、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、テレフタル酸由来の構造の含有割合は10~70質量%であることが好ましく、10~60質量%であることがより好ましく、15~45質量%であることがさらに好ましい。また、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、ネオペンチルグリコール由来の構造の含有割合は20~60質量%であることが好ましく、30~55質量%であることがより好ましい。
【0020】
ポリエステルポリオール(a)がテレフタル酸由来の構造及びネオペンチルグリコール由来の構造以外に他の化合物に由来する構造を含む場合、他の化合物に由来する構造の含有割合は特に限定されない。例えば、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、他の化合物に由来する構造の含有割合は5~50質量%であることが好ましく、7~48質量%であることがより好ましく、10~45質量%であることがさらに好ましい。言い換えれば、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、テレフタル酸由来の構造及びネオペンチルグリコール由来の構造の含有割合は50~95質量%であることが好ましく、52~93質量%であることがより好ましく、55~90質量%であることがさらに好ましい。
【0021】
また、ポリエステルポリオール(a)がテレフタル酸及びアジピン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボン酸化合物に由来する構造を有する場合、これらの構造の含有割合は特に限定されず、例えば、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。
【0022】
また、ポリエステルポリオール(a)がエチレングリコールに由来する構造を有する場合、斯かる構造の含有割合は特に限定されず、例えば、ポリエステルポリオール(a)の全構造単位に対し、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。
【0023】
ポリエステルポリオール(a)は、2官能のポリエステルポリオールを98質量%以上含有することが好ましく、99質量%以上含有することがより好ましい。これらの場合において、残部は、例えば、3官能以上のポリエステルポリオールであり得る。ポリエステルポリオール(a)は、2官能のポリエステルポリオールのみからなるものであってもよい。
【0024】
ポリエステルポリオール(a)の数平均分子量は、特に限定されず、例えば、500以上が好ましく、1000以上がより好ましく、1500以上がさらに好ましく、また、5000以下が好ましく、4000以下がより好ましく、3000以下がさらに好ましい。
【0025】
ポリオール(A)に含まれる、ポリエステルポリオール(a)は、1種単独であってもよいし、2種以上であってもよい。
【0026】
ポリエステルポリオール(a)は、例えば、公知の製造方法と同様の方法で得ることができ、あるいは、市販品等から入手することもできる。例えば、前述のように、ポリエステルポリオール(a)は、グリコール化合物と、カルボキシ基含有化合物との脱水縮合反応によって製造できる。
【0027】
ポリオール(A)は、前記ポリエステルポリオール(a)、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)以外に他のポリオール化合物を含むこともできる。他のポリオール化合物は、公知のポリオールを広く挙げることができ、例えば、ポリエステルポリオール(a)以外のポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、炭化水素系ポリオール、又は分子量400以下の低分子量ポリオール、ジメチロールプロピオン酸(b)以外の活性水素基とカルボキシ基(又はその塩)を各1個以上含有する化合物等を挙げることができる。
【0028】
ポリカーボネートポリオールは特に限定されず、例えば、ウレタン樹脂を形成するための公知のポリカーボネートポリオールを広く挙げることができる。例えば、ポリカーボネートポリオールとして、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等のグリコールとジフェニルカーボネート、ホスゲンとの反応によって得られる化合物が挙げられる。ポリカーボネートポリオールは、例えば、公知の製造方法と同様の方法で得ることができ、あるいは、市販品等から入手することもできる。
【0029】
ポリエーテルポリオールは特に限定されず、例えば、ウレタン樹脂を形成するための公知のポリエーテルポリオールを広く挙げることができる。例えば、ポリオール化合物とアルキレンオキサイドとを付加重合させてなるポリエーテルポリオールが挙げられる。ポリエステルポリオールを形成するためのポリオール化合物は、各種の脂肪族ポリオール、脂環式ポリオールが挙げられる。アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド等が挙げられる。ポリエーテルポリオールは、例えば、公知の製造方法と同様の方法で得ることがで
き、あるいは、市販品等から入手することもできる。市販品としては、例えば、三洋化成社の「ニューポールBPE」(登録商標)シリーズを挙げることができる。
【0030】
炭化水素系ポリオールは特に限定されず、例えば、ウレタン樹脂を形成するための公知の炭化水素系ポリオールを広く挙げることができる。例えば、炭化水素系ポリオールとしては、炭化水素鎖の末端を水酸基で終端したもので、例えば、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、又は水添ポリイソプレンポリオール等を挙げることができる。
【0031】
分子量が400以下の低分子量ポリオールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1 ,3-プ
ロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール(MPD)、1,6-ヘキサンジオール(1,6-HD)、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
【0032】
活性水素基とカルボキシ基(又はその塩)を各1個以上含有する化合物(ジメチロールプロピオン酸(b)を除く)は、例えば、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、2,6-ジオキシ安息香酸、3,4-ジアミノ安息香酸等のカルボン酸含有化合物及びこれらの誘導体並びにそれらの塩が挙げられ。その他、活性水素基とカルボキシ基(又はその塩)を各1個以上含有する化合物としては、アラニン、アミノ酪酸、アミノカプロン酸、グリシン、グルタミン酸、アスパラギン酸、ヒスチジン等のアミノ酸類、コハク酸、アジピン酸、無水マレイン酸、フタル酸、無水トリメリット酸等のカルボン酸類も挙げられる。
【0033】
ポリオール(A)は、ポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含む。すなわち、ポリオール(A)の総質量に対し、ポリエステルポリオール(a)の含有割合が85質量%以上である。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性に優れる接着剤を形成することができる。ポリオール(A)の総質量に対し、ポリエステルポリオール(a)の含有割合が85質量%未満である場合、高湿熱環境下における基材との密着性が低下する。ポリオール(A)は、2官能のポリエステルポリオール(a)を85質量%以上含むことがより好ましい。
【0034】
ここで、ポリオール(A)の総質量とは、ポリエステルポリオール(a)、及びジメチロールプロピオン酸(b)、並びにその他のポリオール化合物(水酸基を2以上有する化合物)の総質量を意味する。
【0035】
ポリオール(A)は、ポリエステルポリオール(a)(好ましくは2官能のポリエステルポリオール(a))を87質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがより好ましく、92質量%以上含むことがさらに好ましく、95質量%以上含むことが特に好ましい。ポリオール(A)は、ポリエステルポリオール(a)(好ましくは2官能のポリエステルポリオール(a))を99質量%以下含むことが好ましく、97質量%以下含むことがより好ましい。
【0036】
ジメチロールプロピオン酸(b)の含有量は、ポリエステルポリオール(a)の総質量100質量部あたり、1~10質量部であることが好ましく、2~8質量部であることがより好ましく、2.5~7質量部であることがさらに好ましく、3~6質量部であることが特に好ましい。なお、ジメチロールプロピオン酸は、「2,2-ジメチロールプロピオン酸」ともいう。
【0037】
ポリオール(A)は、3官能以上の低鎖ポリオールを含むこともできるが、この含有割合は、ポリオール(A)の全質量に対し、0.75質量%以下であることが好ましく、0.40質量%以下であることがより好ましく、0.30質量%以下であることがさらに好ましくい。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性により優れるものとなる。3官能以上の低鎖ポリオール化合物としては、例えば、分子量が150以下の多価アルコールを挙げることができ、具体的にトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。ポリオール(A)は、3官能以上の低鎖ポリオールを含まなくてもよい。
【0038】
ポリオール(A)は、2官能のポリオール(すなわち、水酸基を2個有するポリオール)を98質量%以上含有することが好ましく、99質量%以上含有することがより好ましい。これらの場合において、残部は、例えば、3官能以上のポリオールであり得る。ポリオール(A)は、2官能のポリオールのみからなるものであってもよい。
【0039】
(ポリイソシアネート(B))
ポリウレタン樹脂(X)は、ポリイソシアネート(B)由来の構造単位を有する。ポリイソシアネート(B)は特に限定されず、例えば、ポリウレタン樹脂を形成するために使用されるポリイソシアネート化合物を広く挙げることができ、例えば、2個以上のイソシアネート基を有する化合物を挙げることができ、2個のイソシアネート基を有する化合物であることがより好ましい。
【0040】
ポリイソシアネート(B)としては、具体的に、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート等の2官能型イソシアネート化合物を挙げることができる。
【0041】
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサ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、リジンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート等を挙げることができる。
【0042】
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(以下、「H12MDI」と表記することができる)、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-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。
【0043】
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタ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、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0044】
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α-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。
【0045】
また、ポリイソシアネート(B)として、有機ポリイソシアネートの変性体を用いても
よい。有機ポリイソシアネートの変性体としては、特に限定されず、例えば、カルボジイミド体、アロファネート体、ビューレット体、イソシアヌレート体、アダクト体等を挙げることができる。尚、ポリイソシアネートは、単独で又は2種以上を併用して用いることもできる。
【0046】
ポリイソシアネート(B)の数平均分子量は、特に限定されないが、100以上400以下が好ましく、120以上300以下がより好ましく、150以上280以下がより好ましい。
【0047】
ポリイソシアネート(B)は、芳香族ポリイソシアネートであることが好ましく、2官能の芳香族ポリイソシアネートであることがより好ましい。芳香族ポリイソシアネートは、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)であることが好ましい。
【0048】
ポリイソシアネート(B)は、公知の製造方法で得ることができ、あるいは、市販品から入手することも可能である。ポリイソシアネートは、1種単独であってもよいし、2種以上を含むものであってもよい。
【0049】
ポリイソシアネート(B)は、2官能のイソシアネートを98質量%以上含有することが好ましく、99質量%以上含有することがより好ましい。これらの場合において、残部は、例えば、3官能以上のポリイソシアネートであり得る。ポリイソシアネート(B)は、2官能のポリオールのみからなるものであってもよい。
【0050】
(ポリウレタン樹脂(X))
ポリウレタン樹脂(X)は、前記ポリオール(A)由来の構造単位と、前記ポリイソシアネート(B)由来の構造単位とを有する。ポリウレタン樹脂(X)は、これらの構造単位の他、例えば、後記するブロック剤に由来する構造や鎖長伸長剤に由来する構造を含むこともできる。ポリウレタン樹脂(X)は、前記ポリオール(A)由来の構造単位と、前記ポリイソシアネート(B)由来の構造単位のみで形成することもできる。
【0051】
ポリウレタン樹脂(X)は、後記する一官能の活性水素基を有する化合物由来の構造単位を有することもある。ポリウレタン樹脂(X)が一官能の活性水素基を有する化合物由来の構造単位を含む場合、その含有割合はポリウレタン樹脂(X)の全構造単位に対し、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性により優れる。
【0052】
その他、ポリウレタン樹脂(X)は、後記する鎖長伸長剤として使用されるポリアミン(鎖長伸長剤)等の低鎖アミン化合物由来の構造単位を有することもある。
【0053】
ポリウレタン樹脂(X)において、各構造単位の含有割合は特に限定されない。例えば、ポリウレタン樹脂(X)は、ポリオール(A)由来の構造単位及びポリイソシアネート(B)由来の構造単位の総質量100質量に対し、ポリイソシアネート由来の構造単位を5~50質量部含有することが好ましく、10~40質量部含有することがより好ましい。
【0054】
ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分(すなわち、2官能型化合物に由来する構成単位)を98質量%以上含有する。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性により優れるものとなる。ポリウレタン樹脂(X)は、2官能の構成成分を99質量%以上含むことが好ましい。ポリウレタン樹脂(X)
は2官能の構成成分のみで形成されていてもよい。ここで、2官能の構成成分とは、例えば、2官能型のポリオール(A)及び2官能型のポリイソシアネート(B)である。
【0055】
ポリウレタン樹脂(X)が3官能以上の化合物に由来する構造を有する場合、その含有割合は、ポリウレタン樹脂(X)の全質量に対して3質量%以下であることが好ましく、0.75質量%以下であることがより好ましく、0.40質量%以下であることがさらに好ましく、0.30質量%以下であることが特に好ましい。
【0056】
本発明において、ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は、5000~50000である。これにより、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性に優れる。ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量が5000未満の場合、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下における基材との密着性が低下する。また、ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量が50000を上回ると、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下における基材との密着性が低下する。
【0057】
ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)を溶媒とするGPC装置により行い、ポリスチレン換算値として求められる。具体的な測定条件は、下記のとおりである。
カラム:Shodex OHPak SB-806M HQ
カラム温度:50℃
検出器:示差屈折率検出器 RID-20A(株式会社島津製作所)
流速:0.5ml/分
すなわち、本発明において、ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は上記測定方法で定義されるものであって、特に、溶媒溶解成分のポリウレタン樹脂の重量平均分子量を意味する。
【0058】
ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は、7000以上であることが好ましく、8000以上であることがより好ましく、9000以上であることがさらに好ましく、10000以上であることが特に好ましい。また、ポリウレタン樹脂(X)の重量平均分子量は、48000以下であることが好ましく、45000以下であることがより好ましく、43000以下であることがさらに好ましく、40000以下であることが特に好ましい。
【0059】
本発明において、ポリウレタン樹脂(X)は、酸価が5~15mgKOH/gである。この場合、本発明の光学フィルム用接着剤は、高湿熱環境下であっても基材との密着性に特に優れる接着剤となる。酸価が5mgKOH/g未満になると密着性が低下し、そればかりかポリウレタン樹脂(X)の製造において乳化分散が難しく、接着剤の形成が困難になる。酸価が15mgKOH/gを超過すると密着性が大きく低下する。ポリウレタン樹脂(X)の酸価は7mgKOH/g以上であることがより好ましく、8mgKOH/g以上であることがさらに好ましく、9mgKOH/g以上であることが特に好ましい。ポリウレタン樹脂(X)の酸価は14mgKOH/g以下であることがより好ましく、13mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。
【0060】
酸価の調整方法は特に限定されず、例えば、公知の方法を広く採用することができる。例えば、ポリオール(A)を構成する成分比を調節することで、ポリウレタン樹脂(X)の酸価を調節することができる。
【0061】
ポリウレタン樹脂組成物の酸価は、JIS K0070-1992に準じて測定することができる。
【0062】
(ポリウレタン樹脂水分散体)
ポリウレタン樹脂水分散体は、固形分として前記ポリウレタン樹脂(X)を含み、媒体として水を含む溶媒を含む。溶媒は水のみであってもよいし、水と、炭素数1~3の低級アルコール化合物との混合溶媒であってもよい。
【0063】
ポリウレタン樹脂水分散体において、ポリウレタン樹脂の含有割合は特に限定されない。例えば、水系溶媒100質量部に対し、ポリウレタン樹脂を10~50質量部含むことができ、20~40質量部含むことが好ましい。
【0064】
ポリウレタン樹脂水分散体において、ポリウレタン樹脂(X)の粒子径は特に限定されず、例えば、公知の接着剤用のポリウレタン樹脂水分散体におけるポリウレタン樹脂の粒子径と同様の範囲とすることができる。例えば、ポリウレタン樹脂(X)の体積平均粒子径D50は1~500nm、好ましくは3~300nm、より好ましくは5~250nmである。
【0065】
ポリウレタン樹脂水分散体は、ポリウレタン樹脂(X)及び水以外の成分を含むことができ、例えば、ポリウレタン樹脂水分散体を製造する際に使用する原料が残存していてもよい。斯かる原料は、例えば、界面活性剤、未反応モノマー、未反応鎖伸長剤、副生成物、触媒等である。触媒としては、例えば、金属触媒やアミン系触媒等である。金属触媒としては、例えば、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジオクテート等の錫触媒、オクチル酸鉛、オクテン酸鉛、ナフテン酸鉛等の鉛触媒、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマスなどのビスマス触媒等が挙げられる。アミン系触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン等の3級アミン化合物等が挙げられる。
【0066】
ポリウレタン樹脂の製造方法は特に限定されず、例えば、公知の製造方法を広く採用することができる。特に、後記する乳化分散を利用した製造方法によって、ポリウレタン樹脂を製造することが好ましい。
【0067】
ポリウレタン樹脂水分散体の製造方法は特に限定されず、例えば、公知のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法を広く採用することができる。特に、乳化分散を利用した製造方法によって、ポリウレタン樹脂水分散体を製造することが好ましい。
【0068】
乳化分散を利用した製造方法としては、例えば、ポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)を混合処理することでウレタンプレポリマーを調製し、このウレタンプレポリマーを乳化分散することで、ポリウレタン樹脂(X)が生成し、ポリウレタン樹脂水分散体を得ることができる。
【0069】
混合処理は溶媒中で行うことができる。斯かる溶媒は、イソシアネート基に対して不活性、かつ、生成するウレタンプレポリマーを溶解し得る性質を有することが好ましい。この観点から、溶媒は、ジオキサン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、N-メチル-2-ピロリドン、アセトン、トルエン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を挙げることができる。反応で使用した溶媒は最終的に除去することが好ましい。
【0070】
前記混合処理の温度は特に限定されず、例えば、30℃~130℃とすることができる。混合処理の時間は温度に応じて適宜設定することができ、例えば、0.5時間~10時間である。混合処理によってポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)の反応が進行し、ウレタンプレポリマーが生成する。溶媒を使用して混合処理をした場合は、ウレタンプレポリマー溶液が得られる。ウレタンプレポリマーが生成した後、乳化分散する前には必要に応じて、中和剤によって中和処理を行うことができる。
【0071】
中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類、アンモニア等の揮発性塩基等が挙げられる。
【0072】
中和処理の前後、好ましくは中和処理と同時にブロック剤をウレタンプレポリマー溶液に添加することもできる。ブロック剤は、残存するNCO基と反応して、反応を停止させる作用を有する。これにより、ポリウレタン樹脂(X)の分子量等の調整が容易になる。ブロック剤は、公知のブロック剤を広く使用することができ、例えば、一官能の活性水素基を有する化合物が挙げられ、具体的には、一価のアルコール化合物、一価のアミノ化合物(例えば、ジブチルアミン)が例示される。ブロック剤の使用量は、ポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)の総質量100質量に対し、5質量部以下とすることができ、好ましくは3質量部以下、より好ましくは1質量部以下、さらに好ましくは0.8質量部以下である。
【0073】
前記混合処理において、ポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)の使用量は特に限定されず、目的とするポリウレタン樹脂の組成に応じ、適宜使用量を調節することができる。
【0074】
混合処理によって得たウレタンプレポリマーを乳化分散する方法は特に限定されず、公知の方法を広く採用することができる。例えば、ウレタンプレポリマーの溶液と水系溶媒とを混合し、ホモジナイザー等の乳化分散機によってせん断を与えることで、ウレタンプレポリマーを乳化分散することができる。水系溶媒は必要に応じて前記中和剤が含まれていてもよい。
【0075】
前記乳化分散と同時に、もしくは乳化分散の後、鎖伸長剤を加えて鎖伸張をすることができる。これにより、乳化ミセル中のイソシアシネート基と鎖伸長剤との界面重合反応によりウレア結合が生成するので、乳化ミセル内の架橋密度が向上し、三次元架橋構造が形成される。なお、鎖伸長剤を使用しない場合であっても、ウレタンプレポリマーが水中に乳化分散されることで、系中に存在する水分子が鎖伸長を起こし得る。鎖伸長剤としては、前記ポリアミンを挙げることができる。この場合、最終的に生成するポリウレタン樹脂(X)は、ポリアミン由来の構造単位を有する。
【0076】
ポリアミン(鎖伸長剤)としては、ジアミン化合物やポリアミン化合物が挙げられる。ジアミン化合物としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、アミノ基含有シランカップリング剤などを例示することができ、ポリアミン化合物としては、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等を例示することができる。ポリアミンとしては、その他、ポリカルボジイミド化合物であってもよく、例えば、日清紡ケミカル社のカルボジライト水性樹脂用架橋剤を挙げることができる。
【0077】
鎖伸長剤(ポリアミン)を使用する場合、その使用量は特に限定されず、例えば、ウレタンプレポリマー中のイソシアネート基と、鎖伸長剤との当量比が1:0.5~1:0.9となるように鎖伸長剤の使用量を調節することができる。
【0078】
乳化分散にあたり、必要に応じて、各種界面活性剤を使用することができる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤は、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
【0079】
(光学フィルム用接着剤)
本発明の光学フィルム用接着剤は、ポリウレタン樹脂水分散体(ポリウレタン樹脂(X)を含む水分散体)を含有する。本発明の光学フィルム用接着剤は、ポリウレタン樹脂水分散体を含む限り、公知の光学フィルム用接着剤と同様の構成とすることができる。光学フィルム用接着剤は、ポリウレタン樹脂水分散体以外に他の添加剤等の成分を含有することもできる。
【0080】
本発明の光学フィルム用接着剤を用いて皮膜を形成することができる。本発明の光学フィルム用接着剤を用いて形成される皮膜は、光学フィルム用接着剤の乾燥物(すなわち、ポリウレタン樹脂組成物水分散体の乾燥物)を含む。斯かる皮膜は、例えば、接着機能を発揮することができ、基材との密着性を高めることができ、しかも、高湿熱環境下であっても基材との密着性を高めることができる。特に本発明の光学フィルム用接着剤は、光学フィルム用として好適である。
【0081】
皮膜を形成する方法は特に限定されず、例えば、公知の方法で皮膜を形成することができる。例えば、光学フィルム用接着剤を光学フィルム等の基材表面にコーティングし、乾燥等によって水系溶媒を揮発させることで、ポリウレタン樹脂水分散体の乾燥物が形成されるので、この乾燥物を皮膜とすることができる。皮膜の厚みは特に限定されず、用途や目的に応じて適宜の厚みに調節することができる。
【0082】
光学フィルムの種類は特に限定されず、例えば、公知の光学フィルムを広く挙げることができる。光学フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂からなるポリエステル系樹脂;環状ポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等の樹脂からなる酢酸セルロース系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;アクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂;等のフィルムが例示される。
【0083】
光学フィルムは前記皮膜(本発明の光学フィルム用接着剤から形成される皮膜)を接着層として備えることができる。光学フィルムへの皮膜の形成方法も特に限定されず、例えば、前記光学フィルムに光学フィルム用接着剤をコーティングすることで光学フィルムに皮膜を形成できる。斯かる皮膜(接着層)に他の部材と貼り合わせることで、光学フィルムを備える積層体を得ることができる。他の部材としては、例えば、後記する紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【0084】
本発明の光学フィルム用接着剤は、例えば、前記光学フィルムと、紫外線硬化樹脂とを接着させることが好ましい。紫外線硬化型樹脂は特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。紫外線硬化型樹脂は、例えば、板状、フィルム状等に形成され得る。
【0085】
本発明の光学フィルム用接着剤を用いて、前記光学フィルムと、前記紫外線硬化樹脂とを接着させる場合、光学フィルムは、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【0086】
前記皮膜を接着層として備える光学フィルムは、たとえ高湿熱環境下であっても基材(光学フィルム)と皮膜との密着性が高いものである。また、斯かる光学フィルムの接着層に他の基材(例えば、PET基材)を接着させた場合であっても、斯かる他の基材をより強固に接着させることができ、高湿熱環境下であっても強固に接着させることができる。
【実施例0087】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。
【0088】
(使用原料)
下記原料から適宜の原料を選択して、ポリウレタン樹脂水分散体を調製した。
<ポリオール(A)>
・ポリエステルポリオール(a-1)(数平均分子量2000、酸価0.5mgKOH/g)
・ポリエステルポリオール(a-2)(数平均分子量1000、酸価0.5mgKOH/g)
・ポリエステルポリオール(a-3)(数平均分子量2000、酸価0.5mgKOH/g)
・ジメチロールプロピオン酸(b)(2,2-ジメチロールプロピオン酸);(Perstorp社製Bis-MPA(登録商標))(官能基数2、分子量134.13)
・トリメチロールプロパン
・三洋化成社製「ニューポールBPE-20NK」(登録商標);その他ポリオール
【0089】
ポリエステルポリオール(a-1)、ポリエステルポリオール(a-2)及びポリエステルポリオール(a-3)は、下記表1に示す配合表に従って製造した。撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸、アジピン酸、ネオペンチルグリコール及びエチレングリコールを表1の配合に従って仕込み、窒素気流下で撹拌しながら250℃まで昇温した。酸価が5以下になるまで反応を続けた後に、徐々に減圧を行って、1mmHgで5時間脱グリコール反応を行い、ポリエステルポリオール(a-1)、ポリエステルポリオール(a-2)及びポリエステルポリオール(a-3)の溶液を得た。
【0090】
【0091】
<ポリイソシアネート(B)>
・4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)
・トリレンジイソシアネート(TDI)
【0092】
<ブロック剤及び中和剤>
・ジブチルアミン(ブロック剤)
・トリエチルアミン(中和剤)
・アンモニア(中和剤)
【0093】
表2に示す配合に従い、以下の手順でポリウレタン樹脂水分散体を調製した。なお、表2に掲載の配合条件(使用原料の欄)において、単位は「質量部」であり、また、空欄は、その原料を使用していないこと(すなわち「0」)を意味する。
【0094】
(実施例1)
ポリエステルポリオール(a-1)を81.45質量部、及び、ジメチロールプロピオン酸(b)を2.63質量部からなるポリオール(A)と、MDIからなるポリイソシアネート(B)15.92質量部と、メチルエチルケトン100質量部とを混合し、70~75℃で120分間反応させてウレタンプレポリマー溶液を得た。このウレタンプレポリマー溶液を35℃まで冷却し、ブロック剤としてジブチルアミンを0.11質量部及び中和剤としてトリエチルアミン1.88質量部を添加して中和を行った後、水を徐々に加えながらホモジナイザーを使用して乳化分散させた。この後、メチルエチルケトンを留去し、表2に示すように、重量平均分子量30800、酸価が11であるポリウレタン樹脂を含む水分散体を得た。
【0095】
(実施例2~12)
使用原料の種類及び配合量を表2のように変更したこと以外は実施例1と同様の方法でポリウレタン樹脂を含む水分散体を得た。
【0096】
(比較例1~6)
使用原料の種類及び配合量を表2のように変更したこと以外は実施例1と同様の方法でポリウレタン樹脂を含む水分散体を得た。なお、比較例6では酸価の値が小さすぎるために乳化分散することができず、目的のポリウレタン樹脂を含む水分散体を得ることができなかった。
【0097】
【0098】
(評価方法)
各実施例及び比較例で得たポリウレタン樹脂を含む水分散体を用いて、「初期の密着性
(PET)」、「高湿熱下での密着性(PET)」、「三層重ねた状態での密着性」、「三層重ねた状態での高湿熱下での密着性」を下記のように評価した。
【0099】
<初期の密着性(PET)>
ポリウレタン樹脂接着剤とPETとの密着性を以下の方法で評価した。基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)(「ルミラーT-60」、東レ社製))をイソプロピルアルコールにより脱脂し、次いで、ポリウレタン樹脂を含む水分散体をバーコーターで乾燥膜厚10μmになるように塗布し、80℃で10分間乾燥し、さらに120℃で10分間乾燥し、ポリウレタン樹脂接着剤(皮膜)がコートされた試験片Aを得た。この試験片Aをサンプルとして、2mm碁盤目試験を実施し、ポリウレタン樹脂接着剤とPETとの密着性を、下記式
密着性(%)=100-(剥がれたマス目の数)
により算出し、密着性が95%以上である場合を合格とした。
【0100】
<三層重ねた状態での密着性>
三層重ねた状態でのポリウレタン樹脂接着剤とPETとの密着性を以下の方法で評価した。前記試験片Aのポリウレタン樹脂接着剤上に、UV硬化樹脂処方液をバーコーターで乾燥膜厚7μmになるように塗布し、80℃で1分間乾燥し、溶剤を除去し、次いで、UV硬化樹脂処方液の塗布面に対し、高圧水銀灯を用いて600mJ/cm2の紫外線を照射し試験片Bを得た。UV硬化樹脂処方液は、メチルエチルケトン30質量部、エポキシアクリレート(GX-8821L-M9、第一工業製薬製)68質量部、光重合開始剤(Irgacure184、チバスペシャリティーケミカルズ社製)2質量部を用いて調製した。この試験片Bをサンプルとして、2mm碁盤目試験を実施し、UV硬化樹脂と、ポリウレタン樹脂接着剤と、PETとの密着性を、下記式
密着性(%)=100-(剥がれたマス目の数)
により算出し、密着性が70%以上である場合を合格とした。
【0101】
<高湿熱下での密着性(PET)>
前記試験片Aを温度85℃、湿度85%で168時間保管後、室温乾燥させてから、2mm碁盤目試験を実施し、ポリウレタン樹脂接着剤とPETとの密着性を、下記式
密着性(%)=100-(剥がれたマス目の数)
により算出し、密着性が60%以上である場合を合格とした。
【0102】
<三層重ねた状態での高湿熱下での密着性>
前記試験片Bを温度85℃、湿度85%で168時間保管後、室温乾燥させてから、2mm碁盤目試験を実施し、UV硬化樹脂と、ポリウレタン樹脂接着剤と、PETとの密着性を、下記式
密着性(%)=100-(剥がれたマス目の数)
により算出し、密着性が50%以上である場合を合格とした。
【0103】
<ヘイズ>
得られたポリウレタン樹脂接着剤のヘイズはJIS K 7136:2000に準拠し、濁度計(日本電色製、NDH4000)を用いて測定した。
【0104】
表2は、各実施例及び比較例で調製したポリウレタン樹脂水分散体の製造するにあたって採用した配合条件及びそれらのポリウレタン樹脂水分散体から得られた接着剤の評価結果を示している。表2において、ポリウレタン樹脂の酸価の単位は、mgKOH/gである。
【0105】
表2の結果から、実施例で得られたポリウレタン樹脂水分散体は、基材(PETフィル
ム)との密着性に優れる接着剤を形成することができ、しかも、たとえ高湿熱環境下であっても基材との密着性に優れる接着剤を形成することができることがわかった。加えて、実施例で得られたポリウレタン樹脂水分散体は、三層重ねた状態での密着性が高湿熱環境下であっても合格レベルであったことから、基材(PETフィルム)と紫外線硬化樹脂とを強固に接着できることもわかった。比較例4は、2官能構成成分の総量がポリウレタン樹脂に対して98質量%を下回るので、高湿熱環境下において基材との密着性が低下するものであった。