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特開2024-72200新規重合体、重合体組成物、粘着剤、および光学部材
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(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】P2024072200
(43)【公開日】2024-05-27
(54)【発明の名称】新規重合体、重合体組成物、粘着剤、および光学部材
(51)【国際特許分類】
   C09J 133/04 20060101AFI20240520BHJP
【FI】
C09J133/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022182923
(22)【出願日】2022-11-15
(71)【出願人】
【識別番号】000205638
【氏名又は名称】大阪有機化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 利沙子
(72)【発明者】
【氏名】椿 幸樹
【テーマコード(参考)】
4J040
【Fターム(参考)】
4J040DF021
4J040GA05
4J040GA17
4J040HB45
4J040HD30
4J040JA02
4J040JB09
4J040KA16
4J040KA23
4J040KA26
4J040KA29
4J040KA38
4J040LA08
4J040MA10
4J040MB03
4J040NA17
(57)【要約】
【課題】粘着剤として用いられる重合体組成物に用いた場合、優れた粘着力を発現し、かつ低温における低い貯蔵弾性率を付与することのできる新規重合体、ならびにそれを含む高い粘着力と低温における低い貯蔵弾性率とを有する重合体組成物を提供すること。
【解決手段】ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位とを含む重合体、当該重合体を含有する重合体組成物、ならびに当該重合体組成物を用いた粘着剤および光学部材。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、
4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、
少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位と
を含む重合体。
【請求項2】
ビニルモノマー(a)のガラス転移温度(Tg)が90℃以上である請求項1記載の重合体。
【請求項3】
ビニルモノマー(a)に由来する構成単位、(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位および(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位の合計に対するビニルモノマー(a)に由来する構成単位の割合が1mol%~5mol%である請求項1または2記載の重合体。
【請求項4】
ガラス転移温度(Tg)が-40℃以下である請求項1または2記載の重合体。
【請求項5】
重量平均分子量が40万以上かつ120万未満である請求項1記載の重合体。
【請求項6】
ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、および少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位とを含む重合体(A)を含有する重合体組成物。
【請求項7】
さらに有機溶剤を含む請求項6記載の重合体組成物。
【請求項8】
さらに架橋剤を含む請求項6または7記載の重合体組成物。
【請求項9】
請求項6または7記載の重合体組成物を含む粘着剤。
【請求項10】
請求項9記載の粘着剤が硬化した粘着剤層を備える光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規重合体および当該重合体を含む重合体組成物に関し、特にフレキシブルデバイスへの利用に適した弾性率の低い粘着剤として有用な重合体組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ディスプレイパネルの一種として、使用方法の多様化やデザイン性への要望から、平面状のディスプレイパネルに加え、折り曲げや屈曲が可能なフレキシブルディスプレイなどが提案されている。このようなフレキシブルディスプレイは、例えば円柱状の柱に沿わせた形状で設置した据え置き型のディスプレイや、折り曲げたり丸めたりして持ち運ぶことのできるモバイルディスプレイなどとして、その利用可能性が広がっている。
【0003】
フレキシブルディスプレイには有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイが主に使用されている。通常、有機ELディスプレイは、樹脂フィルムや光学フィルムなどの構成部材を、接着剤層を介して積層させた積層体をなしている。有機ELディスプレイをフレキシブルディスプレイとする場合には、光学特性や耐久性といった平面状ディスプレイパネルと同様の基本的な特性に加えて、より良好な接着性や折り曲げを行ってもはがれや浮きが発生することのない性質(以下、耐折り曲げ性という。)が要求される。
【0004】
従来の平面状ディスプレイにおいて使用されていた接着剤は、一般に紫外線を当てると硬化して粘着性を発現する材料であるが、硬化後の接着剤は低温での貯蔵弾性率が高いため、耐折り曲げ性を十分に満たすものではなく、また接着力が十分でない。
【0005】
これに対し、特許文献1では、直鎖状または分岐鎖状の炭素数1~24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを主成分とするモノマーにより構成される重量平均分子量(Mw)が100万~250万の(メタ)アクリル系ポリマーを含有する粘着剤組成物から形成されたガラス転移温度(Tg)が0℃以下であるフレキシブル画像表示装置用粘着剤層が、繰り返しの屈曲に対しても剥がれや破断することがなく、耐屈曲性に優れていることが開示されている。
【0006】
また、特許文献2では、(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位10~95質量%と、(a2)アルコキシアルキル基またはアルキレンオキサイド基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位5~90質量%と、(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位0~20質量%から構成され、ガラス転移温度が-70~-50℃であり、かつ重量平均分子量が100万を超えて250万以下である(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む光学フィルム用粘着剤について、貼合したフィルムを変形させた状態で長時間保持または屈曲試験をしてもはがれや浮きが生じないことが開示されている。
【0007】
さらに、特許文献3では、(a1)アルキル(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位9.9~99.9質量%と、(a2)重合官能基を有するマクロモノマー由来の構成単位0.1~15質量%と、(a3)ラジカル重合性官能基を複数個有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーである官能基含有モノマー由来の構成単位0~20質量%から構成され、ガラス転移温度が-70℃以上-57℃以下であり、かつ、重量平均分子量が100万を超えて250万以下である、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を含む光学フィルム用粘着剤について、光学フィルム等に対する接着性に優れ、また、貼合したフィルムを変形させた状態で長時間保持または繰り返し折り曲げでもはがれや浮きが発生することがほとんどないことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2018-027996号公報
【特許文献2】特開2016-108555号公報
【特許文献3】特開2017-095654号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ここで、一般にフレキシブルディスプレイ用の粘着剤においては、高い粘着力が求められている。しかしながら、特許文献1においては、密着性に優れるとして偏光板に対する粘着力に言及されているものの、具体的に粘着力を確認した記載はなく、また、特許文献2においては、具体的に測定された接着力が最も高いものでも室温で5.6N/25mmであり、実際、いずれにおいても粘着力に依然として改善の余地がある。また、特許文献3においては、比較的高い粘着力を示しているものの、マクロモノマー由来の構成単位を必須の構成単位としていることで、透明性等の光学特性が低下する。特に、本発明者らは、特許文献3に開示された粘着剤から形成される粘着剤層を備える光学部材では、温度や湿度の影響により、粘着剤層に着色の発生や透明性の低下等が起こり、ひいては光学部材としての光学特性が悪化することを確認している。
【0010】
そこで、本発明は、粘着剤として用いられる重合体組成物に用いた場合、優れた粘着力を発現し、かつ低温における低い貯蔵弾性率を付与することのできる新規重合体、ならびにそれを含み、高い粘着力と低温における低い貯蔵弾性率とを有し、光学部材の粘着剤層を形成した場合の光学特性の低下を抑制できる重合体組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
すなわち、本発明は、
[1]ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、
4-24アルキル、好ましくはC5-20アルキル、より好ましくはC6-18アルキル、特に好ましくはC6-12アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、
少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキル、好ましくはC2-5アルキル、より好ましくはC2-4アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位と
を含む重合体、
[2]ビニルモノマー(a)のガラス転移温度(Tg)が90℃以上、好ましくは90℃~200℃、より好ましくは95℃~198℃、さらに好ましくは100℃~196℃である上記[1]記載の重合体、
[3]ビニルモノマー(a)に由来する構成単位、(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位および(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位の合計に対するビニルモノマー(a)に由来する構成単位の割合が1mol%~5mol%、好ましくは2mol%~4mol%である上記[1]または[2]記載の重合体、
[4]ガラス転移温度(Tg)が-40℃以下、好ましくは-80℃~-40℃、より好ましくは-75℃~-45℃、さらに好ましくは-70℃~-50℃である上記[1]~[3]のいずれかに記載の重合体、
[5]重量平均分子量(Mw)が40万以上かつ120万未満、好ましくは40万~115万、より好ましくは40万~110万、さらに好ましくは50万~115万、特に好ましくは50万~110万、よりさらに好ましくは50万~100万、最も好ましくは50万~90万である上記[1]~[4]のいずれかに記載の重合体、
[6]ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、C4-24アルキル、好ましくはC5-20アルキル、より好ましくはC6-18アルキル、特に好ましくはC6-12アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、および少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキル、好ましくはC2-5アルキル、より好ましくはC2-4アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位とを含む重合体(A)を含有する重合体組成物、
[7]さらに有機溶剤を含む上記[6]記載の重合体組成物、
[8]さらに架橋剤を含む上記[6]または[7]記載の重合体組成物、
[9]上記[6]~[8]のいずれかに記載の重合体組成物を含む粘着剤、ならびに
[10]上記[9]記載の粘着剤が硬化した粘着剤層を備える光学部材
に関する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の新規重合体によれば、重合体組成物に用いて粘着剤とした場合、優れた粘着力を発現し、かつ低温における低い貯蔵弾性率を付与することができる。また、本発明の重合体組成物は、高い粘着力と低温における低い貯蔵弾性率とを有する。さらに、本発明の重合体組成物は、粘着剤として用い、光学部材の粘着剤層を形成した場合の光学特性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位(以下、構成単位αという。)と、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位(以下、構成単位βという。)と、少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位(以下、構成単位γという。)と、を含む重合体(本明細書中において、重合体(A)とも称する。)を新規な重合体として得ることができたものであり、この重合体(A)を含む重合体組成物が、優れた粘着力を発現し、低温において低い貯蔵弾性率を示すという特徴を有するものである。粘着のメカニズムの三要素としてタック性、保持力(凝集力)および粘着力(接着力)が存在する。タック性は粘着剤が被着体の表面に触れた瞬間に発揮される物性であり、どれだけ素早く被着体の表面に食いつくか、いわゆる「ベタツキ」の程度を評価するものである。保持力(凝集力)は粘着剤として自らの形を保持し、流動してしまわないための物性である。粘着力は剥がそうとするときに抵抗する力であり、接着の強さの尺度である。これらは互いに強く関連して影響しており、一要素のみ優れているものであっても優れた粘着剤とはいうことができない。
【0014】
そして、粘着剤の粘着力に影響する要素の一つとして、粘着剤のTgが挙げられる。粘着力の高い粘着剤は、一般的にはTgの高い粘着剤ということができ、この観点から、粘着剤はTgの高い重合体を含むことが好ましく、Tgの高い重合体はTgの高いモノマーに由来する構成単位を多量に含むことで実現させやすい。しかし、Tgの高いモノマーは、粘着剤の貯蔵弾性率も合わせて上昇させるため、重合体に占めるTgの高いモノマーの割合を高めて粘着力を向上させることには限界がある。他方、粘着剤の粘着性に影響する他の要素の一つとして、重合体を構成する構成単位(モノマー)の極性が影響することも知られている。モノマーのTgと同様、極性が高いモノマーを構成単位とする重合体を含む粘着剤の方が粘着力が向上するところ、本発明者らは、モノマーのTgよりもモノマーの極性の方が粘着力への影響が大きいことを見出した。すなわち、粘着剤において高い粘着力を実現しようとした場合、Tgの高いモノマーよりも極性の高いモノマーの方が重合体に占める割合が小さくても粘着力を向上させる効果が大きいと考えられる。したがって、極性が高いモノマーを用いれば、それ自体がTgの高いモノマーであっても、また、Tgの高い他のモノマーを共重合体に加える場合であっても、これらTgの高いモノマーの量が比較的少なくても一定以上の粘着力を実現できる。すなわち、重合体に占めるTgの高いモノマーの割合を低減できるので、比較的低いTgを有する貯蔵弾性率の低い重合体(A)、ひいては貯蔵弾性率が低く粘着力の高い粘着剤を実現できると考えられる。さらに、詳細な理由は不明であるが、本発明者らは、極性の高いモノマーの中でも、ラクトン環を含むものは特に粘着力を向上させやすいことも見出した。このように、本発明は、重合体(A)に比較的極性の高いラクトン環を含むビニルモノマー(a)を含むことで、高い粘着力と低い貯蔵弾性率を実現している。なお、本段落の記載は本発明の範囲を拘束するものではない。
【0015】
本明細書において、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリレート」などの用語は、それぞれ「メタクリル」と「アクリル」、「メタクリレート」と「アクリレート」の総称である。
【0016】
本明細書において「置換基」の定義における炭素の数を、例えば、「C1-6」等と表記する場合もある。具体的には、「C1-6アルキル」なる表記は、炭素数1から6のアルキル基と同義である。
【0017】
本明細書において、「~」を用いて数値範囲を示す場合、その両端の数値を含むものとする。
【0018】
本明細書において、重合体の「ガラス転移温度(Tg)」は、重合体を構成する各構成単位のホモポリマーのTgと各構成単位の割合から、FОXの式により算出される理論値である。
FOXの式:1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+・・・+wn/Tgn
(Tg:重合体のガラス転移温度(K)、Tg1、Tg2、・・・Tgn:各構成単位のホモポリマーのガラス転移温度(K)、w1、w2、・・・wn:各構成単位の重量分率)
なお、上記FOXの式より求められる理論ガラス転移温度は示差走査熱量測定(DSC)や動的粘弾性などにより求められる実測ガラス転移温度とよく一致する。
【0019】
<モノマーのTg>
また、上記のFOX式で用いるホモポリマーのTgを含む本明細書におけるモノマーのTgについては、公知の文献値を使用できる場合にはその値を使用し、それ以外の場合には、例えば次のようにモノマーを塊状重合してホモポリマーとし、そのホモポリマーのTgを測定した値をそのモノマーのTgとした。
【0020】
モノマーと重合開始剤を、成形型(2枚のガラス板のそれぞれに離型フィルムを貼りつけ、離型フィルム面を対向させた間に、4mm厚のシリコンスペーサーで、縦:100mm、横:100mmの領域を形成し、間隔が2~4mm程度になるように2枚のガラス板でシリコンスペーサーを挟持したもの)内に注入した。LED露光機により紫外線(波長:365nm)を成形型に1時間照射し、重合体を得た。
【0021】
得られた重合体を10mg秤取り、示差走査熱量計(DSC7000X、(株)日立ハイテクサイエンス製)に取り付け、昇温速度10℃/分、温度領域-130~100℃で測定を行い、1回目の昇温過程における重合体由来の吸熱ピークの温度を重合体のガラス転移温度(Tg)とし、これをモノマーのTgとした。
【0022】
本明細書において、「貯蔵弾性率」は、後述の実施例に記載しているように、例えば動的粘弾性測定装置(MCR302、Anton Paar社製)を用いて、せん断モードにて1Hzの周波数で測定することができる。
【0023】
<新規重合体(A)>
第一の実施形態において、本発明は、ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位と、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位と、少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位とを含む重合体(A)に関する。重合体(A)は、各構造単位によるランダムコポリマーであってもブロックコポリマーであってもよい。
【0024】
(ビニルモノマー(a))
ビニルモノマー(a)は、ラクトン環を含み、かつ、ビニル基を有する分子である。ビニルモノマー(a)に由来する構成単位αは、重合体(A)が重合体組成物に用いられた場合に、凝集力、貯蔵弾性率の向上、粘着力の向上に寄与していると考えられる。ビニルモノマー(a)は、上述の条件を満たせば特に限定されるものではないが、例えば、α-メチレンラクトン、β―メチレンラクトン、γ―メチレンラクトン、ラクトン環を有する(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0025】
α-メチレンラクトンとしては、例えばα-メチレン-γ-ブチロラクトン、α-メチレン-γ-バレロラクトン、α-メチレン-δ-バレロラクトンなどが挙げられる。β-メチレンラクトンとしては、例えばβ-メチレン-β-プロピオラクトン、β-メチレン-γ-ブチロラクトン、β-メチレン-δ-バレロラクトンなどが挙げられる。γ-メチレンラクトンとしては、例えばγ-メチレン-γ-ブチロラクトンが挙げられる。ラクトン環を有する(メタ)アクリレートとしては、例えばγ-ブチロラクトンアクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、δ-ブチロラクトンアクリレート、δ-ブチロラクトンメタクリレートなどが挙げられる。また、ラクトン環を有する(メタ)アクリレートは、ラクトン環と(メタ)アクリレロイル基とが直接結合しているもののみならず、ラクトン環と(メタ)アクリレロイル基とがアルキレン基等を介して間接的に結合しているものも含まれる。ビニルモノマー(a)においては、いずれのラクトン環の水素も、例えばメチル基、エチル基などのアルキル基、ハロゲンなどの置換基により置換されていてもよい。なかでも、製造性の観点から、ビニルモノマー(a)としては、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、α-メチレン-δ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトンアクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレートなどが好適に用いられ、重合体(A)を溶液重合で製造する際、および得られた重合体(A)を有機溶剤に溶解させる場合の有機溶剤への溶解性(以下、これらを合わせて溶剤への溶解性という)を高めやすい点からα-メチレン-γ-ブチロラクトンが特に好ましい。
【0026】
ビニルモノマー(a)のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されるものではないが、凝集力や貯蔵弾性率の向上、粘着力の向上という点から90℃以上であることが好ましく、95℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。また、ビニルモノマー(a)のTgは、特に限定されるものではないが、貯蔵弾性率の上昇の抑制や溶剤への溶解性の点から200℃以下であることが好ましく、198℃以下であることがより好ましく、196℃以下であることがさらに好ましい。なお、ビニルモノマー(a)のTgはビニルモノマー(a)のホモポリマーのTgを示し、上記のように当該ホモポリマーのTgを測定して決定することができると共に、文献値等を採用してもよい。
【0027】
上述の通り、ビニルモノマー(a)は比較的極性が高いモノマーである。本明細書において、極性の高さはlogP(オクタノール/水分配係数)で表し、その値が小さいほど極性が高いモノマーであるとする。また、本明細書におけるlogP値は、Perkin Elmer社製のChemDraw Professional ver.21.0を用いて計算したClogP値を意味する。ビニルモノマー(a)のlogPは、-2.0以上0以下であることが好ましく、-1.7以上-0.1以下であることがより好ましく、-1.5以上-0.2以下であることがさらに好ましい。
【0028】
((メタ)アクリル系モノマー(b))
(メタ)アクリル系モノマー(b)は、C4-24アルキルを有するモノマーであり、(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位βは、重合体(A)において溶剤への溶解性の向上等に寄与していると考えられる。
【0029】
ここで、「C4-24アルキル」は、炭素数4~24個を有する直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和炭化水素基を意味し、C5-20アルキルが好ましく、C6-18アルキルがより好ましく、C6-12アルキルが特に好ましい。C4-24アルキルは、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよいが、接着力の観点からは、分岐鎖状であることが好ましい。C4-24アルキルの具体例としては、例えば、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、1-エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1,1-ジメチルブチル、2,2-ジメチルブチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、2-エチルヘキシル、ヘプチル、イソへプチル、オクチル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、イソウンデシル、ドデシル(ラウリニル)、イソドデシル(イソラウリニル)、トリデシル、イソトリデシル、テトラデシル(ミリスチル)、イソテトラデシル(イソミリスチル)、ペンタデシル、イソペンタデシル、ヘキサデシル(パルミチル)、イソヘキサデシル(イソパルミチル)、ヘプタデシル、イソヘプタデシル、オクタデシル(ステアリル)、イソオクタデシル(イソステアリル)、ノナデシル、イソノナデシル、アラキジル、イソアラキジル、ヘンイコシル、イソヘンイコシル、ベヘニル、イソベヘニル、トリコシル、イソトリコシル、リグノセリル、イソリグノセリル等が挙げられる。
【0030】
(メタ)アクリル系モノマー(b)の具体例としては、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、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、なかでも粘着剤に用いる場合には、粘着力の点から2-エチルヘキシルアクリレート、n-ヘキシルアクリレートが好ましい。
【0031】
((メタ)アクリル系モノマー(c))
(メタ)アクリル系モノマー(c)は、少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリレートである。(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位γは、重合体(A)において粘着力の向上に寄与していると考えられる。「少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキル」とは、C1-6アルキルの少なくとも1つの水素が水酸基に置換されている基を意味する。
【0032】
「C1-6アルキル」は、炭素数1~6個を有する直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和炭化水素基を意味し、C2-5アルキルが好ましく、C2-4アルキルがより好ましく、直鎖状アルキルがさらに好ましい。具体例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、1-エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1,1-ジメチルブチル、2,2-ジメチルブチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル等が挙げられる。
【0033】
(メタ)アクリル系モノマー(c)において、少なくとも1つの水酸基は、C1-6アルキルのいずれの位置の水素を置換していてもよく、末端の水素が置換されていることがより好ましい。
【0034】
(メタ)アクリル系モノマー(c)の具体例としては、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-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、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、中でも高い接着力を得る観点から3-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、5-ヒドロキシペンチルアクリレートが好ましい。
【0035】
ビニルモノマー(a)、(メタ)アクリル系モノマー(b)および(メタ)アクリル系モノマー(c)は、公知化合物と公知の合成方法を組み合わせた方法により合成される。また、市販品を使用してもよい。
【0036】
重合体(A)における構成単位α、構成単位βおよび構成単位γのモル分率をそれぞれ(l)、(m)および(n)で表した場合、いずれの場合にも(l)+(m)+(n)=1として0<(l)<1かつ0<(m)<1かつ0<(n)<1であり、0.01≦(l)≦0.05、0.8≦(m)≦0.94、0.05≦(n)≦0.15が好ましく、0.02≦(l)≦0.04、0.84≦(m)≦0.89、0.09≦(n)≦0.12がより好ましい。構成単位αを加えることにより、さらには(l)を0.01(すなわち重合体(A)における構成単位αの割合が1mol%)以上とすることにより、凝集力や貯蔵弾性率、粘着力が向上する傾向があり、また、(l)を0.05(すわなち、重合体(A)における構成単位αの割合が5mol%)以下とすることにより、溶剤への溶解性の向上や、透明性に優れる傾向がある。構成単位βを加えることにより、さらには(m)を0.8以上とすることにより、溶剤に対する溶解性が向上する傾向があり、(m)を0.94以下とすることにより、粘着力がさらに向上する傾向がある。構成単位γを加えることにより、さらには(n)を0.05以上とすることにより、粘着力がさらに向上する傾向があり、(n)を0.15以下することにより透明性に優れる傾向がある。
【0037】
重合体(A)の分子量は、その用途によって適したものであれば特に限定されるものではないが、特に粘着剤用の重合体組成物に使用する場合、重量平均分子量の下限が40万以上であることが好ましく、50万以上であることがより好ましい。また、重量平均分子量の上限が、120万未満であることが好ましく、115万以下であることがより好ましく、110万以下であることがさらに好ましく、100万以下であることが特に好ましく、90万以下であることが最も好ましい。重合体(A)の重量平均分子量を、40万以上とすることにより、粘着力がさらに向上する傾向がある。また、重合体(A)の重量平均分子量を、120万未満とすることにより、組成物がゲル化しやすくなることを防ぐことができる傾向がある。なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載するように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算の値で示す。
【0038】
重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、その用途によって適したものであれば特に限定されるものではないが、特に粘着剤用の重合体組成物に使用する場合、その下限は、-80℃以上が好ましく、-75℃以上がより好ましく、-70℃以上がさらに好ましく、-65℃以上が特に好ましい。また、重合体(A)のガラス転移温度(Tg)の上限は、-40℃以下が好ましく、-45℃以下がより好ましく、-50℃以下がさらに好ましい。重合体(A)のTgを-80℃以上とすることにより、後述する重合体組成物の貯蔵弾性率を低くできると共に、粘着剤組成物として高い粘着力を発揮できる傾向がある。また、重合体(A)のTgを-40℃以下とすることにより、重合体組成物の貯蔵弾性率を低くできる傾向がある。
【0039】
(重合体(A)の製造方法)
重合体(A)の製造には、当技術分野において公知の種々の方法を用いることができる。具体的には、重合体(A)の製造には、溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法、懸濁重合法などを用いることができる。
【0040】
特に、溶液重合法による重合体(A)の製造は、溶剤中に各モノマーを溶解させて重合反応を行うので、得られるポリマー溶液から溶媒を除去するなどの精製をすることなく後述する重合体組成物として使用することができる観点から好ましい。具体的には、重合体(A)は、ビニルモノマー(a)、(メタ)アクリルモノマー(b)および(メタ)アクリルモノマー(c)を、これらを溶解可能な有機溶剤に溶解し、必要に応じて重合開始剤を加えて重合することにより製造することができる。重合は光重合、熱重合のいずれにより行っても良いが、製造製の観点から熱重合により行うことが好ましい。光重合の場合、UV露光装置などの紫外線源から、波長約300~400nmの紫外線(UV)を照射して重合を行うことにより製造することができる。また、熱重合の場合、50~80℃で5~20時間重合させることにより製造することができる。
【0041】
(有機溶剤)
有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、テトラヒドロフラン、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、などのケトン系溶媒、酢酸エチル、ブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジグリムなどのエーテル系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶剤は、いずれかを単独で用いてもよいし、2種以上を併せて用いてもよい。
【0042】
(重合開始剤)
重合開始剤は、例えば、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビスシクロヘキシルニトリルなどのアゾニトリル化合物、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロルベンゾイルパーオキサイド、p-クロルベンゾイルパーオキサイド、o-メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;ジクミルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)-ヘキサン、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、1,3-ビス-(tert-ブチルパーオキシイソプロピル)-ベンゼンなどのジアルキルパーオキサイド;1,1-ジ-tert-ブチルパーオキシシクロヘキサン等のパーオキシケタール、tert-ブチルパーオキシベンゾエートなどのアルキルパーエステル;ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどのパーカーボネートなどの有機過酸化物、イルガキュア907(BASFジャパン(株)製)、イルガキュア369(BASFジャパン(株)製)などのα-アミノケトン系光重合開始剤、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系光重合開始剤、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤;さらには、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、チオキサンソンなどの光重合開始剤が挙げられ、反応に合わせて適宜選択して使用することができる。また、これらの光・熱重合開始剤は、いずれかを単独で用いてもよいし、2種以上を併せて用いてもよい。
【0043】
重合開始剤の使用量は特に限定されないが、使用する場合には、通常、上述した好ましい分子量の重合体(A)を得やすいという観点からモノマー成分の総量を100質量%として、0.01~1.0質量%が好ましく、0.1~0.5質量%がより好ましい。
【0044】
<重合体組成物>
第二の実施形態において、本発明は、ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位、および少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位を含む重合体(A)を含む重合体組成物に関する。
【0045】
(重合体(A))
重合体(A)は、上述の第一の実施形態である新規重合体であり、その記載は特に断りがない限り、すべて重合体組成物の構成成分としての重合体(A)に適用される。
【0046】
(有機溶剤)
重合体組成物には、上記重合体(A)に加え、有機溶剤を含有させることが好ましい。重合体(A)に有機溶剤を加えて重合体組成物とすることで、粘着剤として用いる場合に様々な基材への塗布が容易となる傾向があり、また低粘度化することで取り扱いが容易となる傾向がある。有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば上述する重合体(A)の製造において記載した有機溶剤から選択されるものを同様に使用することができる。具体的には、テトラヒドロフラン、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、などのケトン系溶媒、酢酸エチル、ブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジグリムなどのエーテル系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶剤は、いずれかを単独で用いてもよいし、2種以上を併せて用いてもよい。また、重合体(A)の製造において使用した有機溶剤を、製造後に除去することなく、そのまま重合体組成物とすることもできる。
【0047】
重合体組成物に有機溶剤を含有させる場合、粘度や塗工性の点から重合体(A)と有機溶剤との割合は質量比で10:90~50:50が好ましく、20:80~40:60がより好ましい。
【0048】
(架橋剤)
重合体組成物には、上記重合体(A)に加え、架橋剤を含有させることが好ましい。架橋剤を含有させることにより、粘着剤として用いた場合に凝集力が向上し、粘着力が増加するとともに、耐熱性、凝集力、弾性率、および透明性等が向上する傾向にある。架橋剤は、少なくとも2つの重合性官能基を有する化合物である。架橋剤としては、重合体(A)およびモノマー(B)の少なくとも一方と最終的に反応して架橋構造を形成できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタクリルアミド等の(メタ)アクリロイル基を2個以上(好ましくは2個)有する多官能(メタ)アクリルアミド;エチレンジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンアクリレート、水添ポリブタジエンアクリレート等の(メタ)アクリロイル基を2個以上(好ましくは2個または3個)有する多官能(メタ)アクリレート;ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-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、リシントリイソシアネート、メチリジントリフェニレントリイソシアネート等のイソシアネート基を2個以上(好ましくは2個または3個)有する多官能イソシアネート;ジアリルアミン、トリアリルアミン等の炭素-炭素二重結合を2個以上(好ましくは2個または3個)有する多官能アミン;ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン等の炭素-炭素二重結合を2個以上(好ましくは2個または3個)有する芳香族化合物等の多官能化合物が挙げられ、さらには上記多官能イソシアネートとトリメチロールピロパンなどのポリオール化合物とのアダクト体、多官能イソシアネートのビウレット体やイソシアヌレート体も好適に使用することができる。これらの架橋剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。具体的な市販品としては、トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(商品名:タケネートD110N、三井化学(株)製)、ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート(商品名:デュラネート24A-100、旭化成ケミカルズ(株)製)などが好適に使用される。
【0049】
重合体組成物中における架橋剤の量は、特に限定されるものではないが、例えば、重合体組成物に含まれる重合体(A)および有機溶剤の合計を100質量%とした場合、凝集力の向上や弾性率の低下、粘着力のさらなる向上の点から約0.05~約10質量%が好ましい。また、別の側面から、重合体組成物中における架橋剤の量は、特に限定されるものではないが、質量比で、(メタ)アクリル系モノマー(c):架橋剤の量=100:0.01~100:0.5が好ましく、100:0.03~100:0.2がより好ましい。特にイソシアネート系架橋剤において、重合体組成物中における架橋剤の量は、架橋剤に由来する重合性官能基の数が、重合体組成物中に存在するすべての(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する水酸基の数と同量以下となるように定めることができる。言い換えれば、(メタ)アクリル系モノマー(c)以外に水酸基を有するモノマーを含有させない場合には、架橋剤に由来する重合性官能基の数が重合体(A)に含まれる(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する水酸基の数と同量以下となるように架橋剤の量を決定することができる。
【0050】
重合体組成物には、さらに、その他のモノマー、界面活性剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂(タッキファイヤー)など、必要に応じて、当該技術分野において一般に使用される公知の成分を適宜添加することができる。これらは、重合体組成物を使用する直前に添加してもよい。また、これら任意成分の含有量は特に限定されないが、使用する場合には、例えば、重合体組成物に含まれる重合体(A)および有機溶剤の合計を100質量%とした場合、その他のモノマーは粘着力のさらなる向上の点から約0.01~約10質量%、界面活性剤は組成物のぬれ性の向上による対象物への均一な塗布の点から約0.01~1質量%、シランカップリング剤はさらなる粘着力の向上の点から約0.01~約1質量%、酸化防止剤は黄化等の防止や透明性の保持の点から約0.01~約1質量%、タッキファイヤーはさらなる粘着力の向上の点から約0.1~約10質量%添加することが好ましい。
【0051】
(その他のモノマー)
本発明の重合体組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲内でその他のモノマーを配合してもよい。その他のモノマーの一例としては、上述した(メタ)アクリル系モノマー(b)および(メタ)アクリル系モノマー(c)のいずれにも該当しないアクリレートやメタクリレート、特に、環状構造を有するアクリレートやメタクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、その他のモノマーを配合する場合、必要に応じて重合開始剤をさらに加えることができる。
【0052】
(界面活性剤)
界面活性剤としては、本発明の目的を阻害しない範囲内で一般に用いられている界面活性剤をいずれも用いることができる。具体例としては、例えば、ラウリル硫酸ソーダ、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテルホスフェート、ナトリウムオレイルスクシネート、ミリスチン酸カリウム、ヤシ油脂肪酸カリウム、ナトリウムラウロイルサルコシネートなどのアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールモノラウレート、ステアリン酸ソルビタン、ミリスチン酸グリセリル、ジオレイン酸グリセリル、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエートなどのノニオン性界面活性剤;ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウムクロリドなどのカチオン性界面活性剤;ラウリルベタイン、アルキルスルホベタイン、コカミドプロピルベタイン、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン、ラウロイルサルコシンナトリウム、ココアンホ酢酸ナトリウムなどの両性界面活性剤;さらに、BYK-361、BYK-306、BYK-307(ビックケミージャパン(株)製)、フロラードFC430(スリーエム ジャパン(株)製)、メガファックF171、R08(DIC(株)製)などの界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、何れかを単独で用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。界面活性剤を含むことで、均一な厚さの膜を形成させやすい傾向にある。
【0053】
本発明に係る重合体組成物は、低温においても低い貯蔵弾性率を示す。これにより、粘着剤としてフレキシブルディスプレイに用いた場合、使用が想定される温度領域全般にわたってその屈曲等に柔軟に追随しはがれや浮きを発生させることなくその役割を果たすことが可能となる。具体的には、本発明の重合体組成物は-20℃での貯蔵弾性率が1.2MPa以下が好ましく、1.0MPa以下がより好ましく、0.5MPa以下がさらに好ましい。重合体組成物の-20℃での貯蔵弾性率は、耐折り曲げ性をさらに向上させる点から0.01MPa以上が好ましく、0.025MPa以上がより好ましい。
【0054】
<粘着剤>
第三の実施形態において、本発明は、ラクトン環を含むビニルモノマー(a)に由来する構成単位、C4-24アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(b)に由来する構成単位、および少なくとも1つの水酸基を有するC1-6アルキルを有する(メタ)アクリル系モノマー(c)に由来する構成単位を含む重合体(A)を含む粘着剤に関する。上述したように、本発明の重合体組成物は優れた粘着力と低温での低い貯蔵弾性率を共に備えるため、粘着剤として好適に使用することができる。したがって、本発明の粘着剤においては、その記載は特に断りがない限り、すべて重合体組成物の記載内容が適用される。なお、粘着剤のTgは、粘着剤に含まれる重合体(A)のTgとし、複数の重合体(A)が含まれる場合の粘着剤のTgは、各重合体(A)のTgとその含有比率に応じて算出した値とする。
【0055】
本発明の粘着剤は、例えば、本発明の重合体組成物を基材上に塗布し、溶剤を含む場合には溶剤を除去することにより、粘着剤層を得、これに貼付対象物を貼り付けるなどして使用することができる。溶媒の除去は、必要に応じて加熱により行うことができ、加熱乾燥温度は、突沸による気泡発生を抑制する点から50~150℃が好ましく、55~130℃がより好ましい。また、乾燥時間は乾燥温度によって変動するが、例えば上記のような加熱乾燥温度で行う場合には、2~20分が好ましく、4~15分がより好ましい。加熱は、条件を変えて、2回以上行うことも可能である。
【0056】
本発明の粘着剤の用途は特に限定されないが、高い粘着力と透明性等を備えることから、光学フィルムを対象物に固定する(貼り付ける)ための粘着剤として好適に用いられる。さらには、本発明の粘着剤は、特に経時的な着色の発生や透明性の低下などを抑えることができるため光学フィルム等に使用することが好ましい。光学フィルムとしては、特に限定されず、液晶表示装置などの画像表示装置の形成に用いられるものが挙げられるが、例えば、少なくとも偏光板または位相差板を含み、さらに導電層および保護層の少なくとも一方を含むものや、カバーフィルム、透明導電フィルム、ウィンドフィルム、液晶ディスプレイの視野角を改善するための視野角拡大フィルム等の光学補償フィルム、ディスプレイのコントラストを高めるための輝度向上フィルム、さらにはこれらが積層されているものが挙げられる。
【0057】
本発明によれば、上述した粘着剤から形成される粘着剤層、光学フィルム等に当該粘着剤層が形成された光学部材、また、当該光学部材が、粘着型光学フィルム(例えば、粘着型偏光板)である形態、または、当該光学部材を液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)、曲面ディスプレイまたはフレキシブルディスプレイ等の画像表示装置などに応用する形態等が提供されうる。
【0058】
本明細書において、「粘着力」や「粘着剤」は、広義の意味を有し、一方の基材と他方の基材との両方に結合し、一方の基材が他方の基材に対して相対的に移動することを防止する力や材料をいう。一方の基材に対して他方の基材が相対的に移動することを防止するとは、一方の基材が他方の基材からみて完全に動かない場合だけではなく、一方の基材が他方の基材に対して一定の範囲で移動することを許容するように固定することも含む。
【実施例0059】
以下に本発明を、実施例および比較例により、さらに具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において示された化合物名は、必ずしもIUPAC命名法に従うものではない。
【0060】
本実施例において、以下の略号を使用することがある。
<モノマー(a)>
モノマーa1:α-メチレン-γ-ブチロラクトン(MBL)(商品名:α-メチレン-γ-ブチロラクトン、東京化成(株)製、Tg:195℃、ClogP:-0.148)
モノマーa2:γ-ブチロラクトンアクリレート(GBLA)(商品名:GBLA、大阪有機化学工業(株)製、Tg:94℃、ClogP:-0.2826)
<モノマー(a’)>
モノマーa’1:テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)(商品名:ビスコート#150、大阪有機化学工業(株)製、Tg:-12℃、ClogP:1.2239)
モノマーa’2:ジメチルアクリルアミド(DMAA)(商品名:DMAA(登録商標)、KJケミカルズ(株)製、Tg:119℃、ClogP:-0.167)
<モノマー(b)>
モノマーb1:n-ヘキシルアクリレート(HA)(商品名:アクリル酸ヘキシル、東京化成(株)製、Tg:-58℃)
モノマーb2:2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)(商品名:EHA、三菱ケミカル(株)製、Tg:-70℃)
<モノマー(c)>
モノマーc1:4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)(商品名:4-HBA、大阪有機化学工業(株)製、Tg:-32℃)
<重合開始剤>
重合開始剤1:2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(富士フイルム和光純薬(株)製)
<架橋剤>
架橋剤1:トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(商品名:タケネートD110N、三井化学(株)製)
【0061】
実施例1~4および比較例1~3:重合体の合成
それぞれ表1に示す組成にしたがい、撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに各モノマーを入れ、さらに重合開始剤1を入れ、モノマー100質量部に対して酢酸エチル186質量部を加えて溶解させた。この溶液に窒素を1時間通気した後、60℃に加熱して15時間維持することで反応を進行させ、反応液を室温まで冷却させ、酢酸エチルに溶解している状態の重合体A-1~A-4およびA’-1~A’-3をそれぞれ得た。得られた重合体A-1~A-4およびA’-1~A’-3のガラス転移温度をFOXの式により算出し、表1に示す。
【0062】
試験例1:分子量の測定
実施例1~4および比較例1~3で得られた酢酸エチルに溶解している状態の重合体A-1~A-4およびA’-1~A’-3の重量平均分子量(MW)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製、品番:HLC-8320、カラム:TSKgel GMHHR-H(30)の2連結、検出器:RI、移動相:テトラヒドロフラン)を用いて測定した。得られた重量平均分子量(MW)は各重合体の重量平均分子量を示し、ポリスチレン換算で表1に示す。測定にあたっては、酢酸エチルに溶解している状態の重合体A-1~A-4およびA’-1~A’-3を直接THFに溶解させて測定を行った。
【0063】
【表1】
【0064】
実施例5~8および比較例4~6:重合体組成物(粘着剤)の調製
表2の組成にしたがい、実施例1~4および比較例1~3で得られた酢酸エチルに溶解している状態の重合体A-1~A-4およびA’-1~A’-3を、酢酸エチル:各重合体:架橋剤1=65:35:0.05または0.1(質量比)となるように酢酸エチルおよび架橋剤1を加えてよく混合し、対応する実施例5~8および比較例4~6の重合体組成物を調製した。
【0065】
試験例2:粘着性試験
≪試料の作製≫
実施例5~8および比較例4~6より得られた重合体組成物を、シリコーン処理(剥離処理)を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、アプリケーターを用いて塗布した。その後、温風乾燥機中において120℃で10分乾燥して溶媒を除去しつつ、架橋反応を進行させた。次に、剥離処理を施した同サイズのPETフィルムを塗膜上に載せて圧着し、基板から取り外して膜厚約25μmの粘着シート(試料)を得た。
【0066】
≪試験方法≫
粘着性試験は、第十七改正日本薬局方6.12に記載の「180°ピール粘着力試験法」に準拠して実施した。具体的には、剥離処理されていないPETフィルムを準備し、その表面にコロナ処理(コロナ放電量:72W・min/m2、2回)を行った。次いで、上記で得られた各粘着シートの粘着剤層の一面側のPETフィルムを剥がしてガラス(試験板)と貼り合わせ、粘着剤層の他面側のPETフィルムを剥がして、コロナ処理を施したPETフィルムと貼り合わせて試験試料を得た。上記の各試験試料において、PETフィルムの端を把持して180°に折り返して試験板から20mmはがした後、引張試験機の下部チャックに試験板を固定し、上部チャックにフィルムを固定した。引張試験機を、室温、湿度45%の環境下で、剥離速度300mm/秒で動かし測定を開始し、試験板から引き剥がされた50%の長さの粘着力測定値を平均して粘着力を測定した。性能目標値は15N/25mm以上とする。結果を表2に示す。
【0067】
試験例3:貯蔵弾性率の測定
試験例2と同様にして作成した粘着シートの貯蔵弾性率を、動的粘弾性測定装置(MCR302、Anton Paar社製)を用いて、1Hzの周波数、-20℃でせん断弾性率を測定した。結果を表2に示す。
【0068】
試験例4:ヘイズ、着色の評価
試験例2と同様にして作製した粘着シートのヘイズを、ヘイズメーター(HM-150、(株)村上色彩技術研究所製)を用いて測定し、透明性の指標の一つとした。結果は、実施例5~8および比較例4~6のいずれの粘着シートにおいても0.1%~0.2%の範囲の値を示し、非常に高い透明性を有していることを示した。また、各粘着シートを85℃、湿度85%の環境下に500時間置き、着色が発生するかを目視により確認したところ、実施例5~8および比較例4~6のいずれの粘着シートにおいても経時的な着色の発生は認められなかった。
【0069】
【表2】
【0070】
実施例5~8においては、粘着力は、いずれも15N/25mm以上あり、かつ貯蔵弾性率が1.0MPa以下にあり、優れた粘着力と低い貯蔵弾性率を両立していることが分かる。一方、ビニルモノマー(a)を用いていない重合体A’-1、A’-2およびA’-3をそれぞれ含む比較例4、5および6では粘着力が3.7N、8.1Nおよび13.2Nであり、十分な粘着力が得られていないことが分かる。