JP2015028607A - 偏光板用活性エネルギー線硬化性接着剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドから合成させるウレタン(メタ)アクリルアミドを必須成分として配合することを特徴とする活性エネルギー線硬化性接着剤を用い、偏光フィルムと偏光層保護フィルムおよび/又は位相差フィルム或いは光学補償フィルムを貼り合わせ、活性エネルギー線照射で硬化させることにより、偏光性、透明性及び耐熱性に優れた偏光板を作製することができる。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、このような活性エネルギー線硬化性接着剤を用いて、偏光性、耐熱性、耐久性及び耐湿性に優れた偏光板を作製、提供することを課題とする。
(1)ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの少なくとも片面に透明樹脂からなる保護フィルムを貼り合わせるために用いる活性エネルギー線硬化型偏光板用接着剤であって、該接着剤は少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリルアミドを含有することを特徴とする偏光板用接着剤、
(2)前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、一般式[1](R1は水素原子またはメチル基を示し、R2及びR3は同一または異なって、水素原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数1乃至6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、炭素数3乃至6の脂肪族または芳香環を示し、また、R2及びR3は、それらを担持する窒素原子と一緒になって、さらに酸素原子または窒素原子を含んでいてもよい飽和あるいは不飽和の5〜7員環を形成してもよい。但し、R2及びR3が同時に水素原子の場合、及びR2及びR3が同時に水酸基で置換されていない場合を除く。)で示される化合物(A)と、1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)との付加反応で得られるものであることを特徴とする前記(1)に記載の偏光板用接着剤、
(3)化合物(A)と化合物(B)の付加反応は、化合物(A)の水酸基の合計に対して化合物(B)のイソシアネート基の合計は当量以下で行うことを特徴とする前記(1)または(2)に記載の偏光板用接着剤、
(4)化合物(A)が、N−ヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミド、及びN−アルキル−N−ヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミドからなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物であることを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(5)化合物(B)は1分子内に1個のイソシアネート基を有する単官能イソシアネート、及び/又は、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートであることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(6)多官能イソシアネートは、脂肪族、芳香族、脂環族またはこれらの多量体、アダクトタイプであることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(7)1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)は、1分子内に1個以上の水酸基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、水酸基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(8)1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)は、1分子内に1個以上のカルボキシル基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、カルボキシル基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(9)1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)は、1分子内に1個以上のチオール基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、チオール基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(10)1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)は、1分子内に1個以上のアミン基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、アミン基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(11)前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、重量平均分子量200乃至4,000の単量体またはオリゴマーであることを特徴とする前記(1)乃至(10)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(12)前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、重量平均分子量4,000を超えて、かつ200,000以下のポリマーであることを特徴とする前記(1)乃至(10)のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤、
(13)さらに水酸基を有するアクリルモノマー(C)を含有する前記(1)乃至(12)のいずれかに記載の偏光板用接着剤、
(14)さらにエポキシ基を有するアクリルモノマー(D)を含有する前記(1)乃至(13)のいずれかに記載の偏光板用接着剤、
(15)前記偏光板用接着剤中のウレタン(メタ)アクリルアミドと水酸基を含有するアクリルモノマー(C)の含有量比が、ウレタン(メタ)アクリルアミド/(C)が10乃至60重量%/40乃至90重量%であることを特徴とする偏光板用接着剤、
(16)前記偏光板用接着剤中のウレタン(メタ)アクリルアミドとエポキシ基を含有するアクリルモノマー(D)の含有量比が、ウレタン(メタ)アクリルアミド/(D)が30乃至95重量%/5乃至70重量%であることを特徴とする偏光板用接着剤、
(17)偏光フィルムの少なくとも片面に透明樹脂からなる保護フィルムを貼り合せるために用いる活性エネルギー線硬化型偏光板用接着剤であって、該接着剤が前記(1)乃至(16)のいずれかに記載の偏光板用接着剤により形成されていることを特徴とする偏光板
を提供するものである。
化合物(A)に起因するアミド基を有するため、活性エネルギー線硬化速度が非常に速い上、表面に水酸基を有するPVA系偏光フィルムや親水性の高いTAC系保護フィルムや位相差フィルム、光学補償フィルムに対して、ぬれ性や密着性に優れている。また、1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)に疎水性のセグメントを付与させることにより、化合物(A)の課題点であった、疎水性である環状ポリオレフィン樹脂やノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなる各種フィルムに対するぬれ性や密着性の低さに起因する接着力の低下が改善され、親水性及び疎水性の両フィルムに対して優れた接着性を持つ。更に、該接着剤は、水酸基を有するアクリルモノマー並びにエポキシ基を有するモノマーを混合して使用することによって、接着性、耐水性の更なる向上が得られる。また、必要に応じて第3級アミン化合物、有機系イオン性化合物、硬化性の多官能化合物を混合して使用することによって様々な付加機能を提供することができる。例えば、特殊の位相差フィルムや光学補償フィルムに対するぬれ性、密着性の一層向上、耐水性の更なる改善、導電性や帯電防止性付与等の機能を提供することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型接着剤は、必須成分として少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリルアミドを含有する。
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、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、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソンアネート、1,3−ブ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、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート類、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、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′−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、キシリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロ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、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類、又は、これらのアダクトタイプ、イソシアヌレートタイプ、ビュレットタイプ等の多量体が挙げられる。これらの具体的な製品名としては、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネートアダクトタイプであるコロネートL、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネートアダクトタイプであるコロネートHL、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートタイプであるコロネートHX(いずれも日本ポリウレタン工業(株)製)、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレットタイプであるデュラネート24A−100(旭化成工業(株)製)等が挙げられる。これらの多官能イソシアネートは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
多官能のエポキシ化合物及び/又は二官能以上の末端或いは側鎖にエポキシ基二つ以上を有する直鎖状化合物、及び/又は末端或いは側鎖にエポキシ基二つ以上を有する分岐状化合物を含有することができる。エポキシ化合物は、各種のものを例示でき、例えば、芳香族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。
は位相差フィルム、或いは光学補償フィルムに塗布する際の接着剤層の厚みは、特に限定されないが、通常は0.01〜20μmが好ましく、0.02〜10μmがより好ましく、0.5〜5μmが特に好ましい。接着剤層の厚みが0.01μm未満であると接着強度不足が原因で剥がれが生じやすくなる場合がある。その一方、厚みが20μmを超えると、接着剤層の透明性が損なわれる場合がある。
粘度測定:コーンプレート型粘度計(装置名:RE550型粘度計 東機産業株式会社製)を使用し、JIS K5600−2−3に準じて、所定温度で各合成例と比較合成例で得られたUAAmPの粘度を測定した。
ガラス相転移温度(Tg)測定:各合成例と比較合成例で得られたUAAmPを用いて適当な溶媒に溶かし、PETフィルムに塗工した。加熱で溶媒を除去した後、後記の偏光板作製と同様に紫外線を照射して硬化させた。得られた硬化層から10mgを取り出し、アルミニウムパンに入れて密封し、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、EXSTAR 6000)を用いて、10℃/minの昇温速度で測定した。
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび乾燥空気導入管を備えた容量1Lの5つ口フラスコにAOI 122.8g(0.87mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1gとジメチルホルムアミド(DMF)180gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、メチルハイドロキノン(MHQ)0.3gを添加したN−ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ製、商品名「HEAA」)100.0g(0.87mol)を発熱に注意しながら5℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン化反応を行った。滴下終了後、10℃で4時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−1 220gを得、収率は98.6%であった。赤外吸収スペクトル(IR)により分析を行い、原料であるAOIのイソシアネート基の特有吸収(2260cm−1)が完全に消失し、また、「HEAA」由来の二重結合の特有吸収(1620cm−1)、「HEAA」由来のアミド基の特有吸収(1650cm−1)および生成するウレタン結合の特有吸収(1740cm−1)が検出されたことにより、目的のUAAmO−1の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量1Lの5つ口フラスコにジシクロヘキシルメタン4,4'-ジイソシアネート(HMDI、水添4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート)223.0g(0.85mol)、ジブチル錫ジラウレート0.2g、DMF 300gと酢酸ブチル 200gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、メチルハイドロキノン(MHQ)0.3gを添加したN−メチルヒドロキシエチルアクリルアミド(MHEAA)224.5g(1.74mol)を発熱に注意しながら20℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン化反応を行った。滴下終了後、40℃で4時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−2 429.2gを得、収率は95.8%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−2の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量1Lの5つ口フラスコにノルボルナンジイソシアネート(NBDI)174.6g(0.86mol)、ジブチル錫ジラウレート0.2g、アセトニトリル250g、メチルエチルケトン200gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、メチルハイドロキノン(MHQ)0.3gを添加したN−ヒドロキシエチルメタクリルアミド(HEMAA)224.5g(1.74mol)を発熱に注意しながら20℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン化反応を行った。滴下終了後、40℃で4時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−3 370.8gを得、収率は92.8%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−3の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量2Lの5つ口フラスコにイソホロンジイソシアネート(IPDI)191.1g(0.86mol)、ジブチル錫ジラウレート0.5g、アセトニトリル300g、メチルエチルケトン500gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、メチルハイドロキノン(MHQ)0.5gを添加したN、N'−ジヒドロキシエチルアクリルアミド(DHEAA)276.6g(1.74mol)を発熱に注意しながら10℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン化反応を行った。滴下終了後、30℃で6時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−4 438.7gを得、収率は93.6%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−4の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量2Lの5つ口フラスコにイソシアヌレート(HDIの三量体、略称TPA)252.3g(0.5mol)、ジブチル錫ジラウレート0.3g、DMF 300g、酢酸エチル300gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、メチルハイドロキノン(MHQ)0.5gを添加したN−ヒドロキシプロピルアクリルアミド(HPAA)387.0g(1.74mol)を発熱に注意しながら30℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン化反応を行った。滴下終了後、50℃で6時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−5 601.7gを得、収率は94.0%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−5の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量500mLの4つ口フラスコにポリプロピレングリコール(PPG、数平均分子量:1500)75.0g(0.05mol)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)13.4g(0.08mol)、ジブチル錫ジラウレート0.05g、DMF 60gと酢酸ブチル60gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を40℃まで冷やした後、MHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、「HEAA」 5.8g(0.05mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を40℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−1 93.0gを得、収率は98.7%であった。赤外吸収スペクトル(IR)により分析を行い、原料であるHDIのイソシアネート基の特有吸収(2270cm−1)が完全に消失し、また、PPG由来のエーテル基の特有吸収(1100cm−1)、「HEAA」由来の二重結合の特有吸収(1620cm−1)、「HEAA」由来のアミド基の特有吸収(1650cm−1)および生成するウレタン結合の特有吸収(1740cm−1)が検出されたことにより、目的のUAAmP−1の生成を確認した。得られたUAAmP−1の重量平均分子量は4000、60℃における粘度は3200mPa・s、Tgは−15.3℃であった。
合成例6と同じ装置を用い、乾燥窒素気流下、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)(数平均分子量:3000)150g(0.05mol)、HDI 18.5g(0.11mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1g、アセトニトリル120gとメチルエチルケトン120gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を60℃まで冷やした後、MHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、MHEAA 15.5g(0.12mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を40℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−2 181.2gを得、収率は98.5%であった。合成例6と同様に、IR分析により目的のUAAmP−2の生成を確認した。得られたUAAmP−2の重量平均分子量は5000、60℃における粘度は9600mPa・s、Tgは−15.9℃であった。
合成例6と同じ装置を用い、乾燥窒素気流下、両末端水酸基ポリブタジエン(G−1000、日本曹達社製、数平均分子量:1400、略称PBD)70.0g(0.05mol)、IPDI 15.5g(0.07mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1g、DMF 150gと酢酸エチル100gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を40℃まで冷やした後、MHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、「HEAA」 4.6g(0.04mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を60℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−3 87.9gを得、収率は97.6%であった。合成例6と同様に、IR分析により目的のUAAmP−3の生成を確認した。得られたUAAmP−3の重量平均分子量は8000、60℃における粘度は800万Pa・s、Tgは−5.1℃であった。
合成例6と同じ装置を用い、乾燥窒素気流下、PBD 70.0g(0.05mol)、HDI 11.8g(0.07mol)、ジブチル錫ジラウレート0.2gとDMF 200gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を40℃まで冷やした後、MHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、「HEAA」 2.3g(0.02mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を40℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−4 82.6gを得、収率は98.2%であった。合成例6と同様に、IR分析により目的のUAAmP−4の生成を確認した。得られたUAAmP−4の重量平均分子量は12000、60℃における粘度は54000mPa・s、Tgは−12.7℃であった。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた300mLの4つ口フラスコに、脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオール(宇部興産(株)製、UC−100)50.0g(0.05mol)を仕込み、IPDI 22.2g(0.10mol)とトルエン18.1g加え、発熱を抑制しながら、80℃で3時間反応させることによって分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(I)のトルエン溶液を得た。次いで、40℃まで冷却した前記トルエン溶液にDMF 14.5gを加え、混合した。その後、イソホロンジアミン7.4g(0.04mol)を仕込み、60℃で3時間反応させることによって分子末端にイソシアネート基を有するウレタンウレアポリマー(II)の溶液を得た。次いで、ウレタンウレアポリマー(II)の溶液にMHQ 0.05gと「HEAA」 8.0g(0.07mol)混合し、70℃で1時間反応させた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−6 81.1gを得、収率は92.5%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−6の生成を確認した。
攪拌機、温度計、冷却器、乾燥ガス導入管、滴下ロートを備えた200mL4つ口フラスコにDMF 50.0g、1,2−エタンジチオール 7.06g(0.08mol)を仕込んで、室温で撹拌しながら、HDI 21.9g(0.13mol)とジブチル錫ジラウリレート 0.04gの混合液を滴下ロートより30分かけて滴下した。その後、室温から40℃まで昇温し、3時間反応を継続し、チオウレタン溶液を得た。次いで、該チオウレタン溶液にMHQ 0.05gとHEMAA 16.8g(0.13mol)を加え、70℃で1時間反応させた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−7 89.7gを得、収率は93.6%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−7の生成を確認した。
攪拌機、温度計、冷却器、乾燥ガス導入管を備えた1L4つ口フラスコに、イソフタル酸 58.1g(0.35mol)、HDI 120.1g(0.71mol)とN−メチルピロリドン 250gを仕込み、160℃まで昇温した後、3時間反応させ、アミド溶液を得た。次いで、該アミド溶液にMHQ 0.2gとHPAA 91.6g(0.71mol)を加え、70℃で1時間反応させた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリルアミドオリゴマーUAAmO−8 248.4gを得、収率は92.0%であった。合成例1と同様に、IR分析により目的のUAAmO−8の生成を確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量500mLの4つ口フラスコにPTMG(数平均分子量:3000)187.5g(0.13mol)、HDI 21.8g(0.13mol)、ジブチル錫ジラウレート0.2gとDMF 180gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を40℃まで冷やした後、MHQ 0.02gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、「HEAA」 0.5g(4.3mmol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を40℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、ワックス状ウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−5 207.3gを得、収率は98.7%であった。合成例6と同様に、IR分析により目的のUAAmP−5の生成を確認した。得られたUAAmP−5の重量平均分子量は19万、60℃における粘度は200万mPa・s以上、Tgは−15.5℃であった。
合成例13と同じ装置を用い、乾燥窒素気流下、PBD 70g(0.05mol)、HDI 11.8g(0.07mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1gとTHF 200gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液を40℃まで冷やした後、MHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングした。そして、N−[2−(3,4−ジヒドロキシフェニル)エチル]アクリルアミド (ACS Macro Letters (2013), 2(2), 112−115を参考に合成)4.1g(0.02mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を40℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリルアミドポリマーUAAmP−4 84.4gを得、収率は98.2%であった。合成例6と同様に、IR分析により目的のUAAmP−6の生成を確認した。得られたUAAmP−6の重量平均分子量は16000、60℃における粘度は70000mPa・s、Tgは−10.5℃であった。
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび乾燥空気導入管を備えた容量500mLの5つ口フラスコにAOI 121.4g(0.86mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1gとDMF 180gを仕込んだ。次に、乾燥空気気流下、MHQ 0.3gを添加したヒドロキシエチルアクリレート(HEA)100g(0.86mol)を発熱に注意しながら20℃で2時間かけて徐々に滴下し、ウレタン反応を行った。滴下終了後、60℃で4時間の熟成を行った。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色液体としてウレタンアクリレートオリゴマーUAO−1 170.0gを得、収率は76.5%であった。赤外吸収スペクトル(IR)により分析を行い、HEA由来の二重結合の特有吸収(1625cm−1)および生成するウレタン結合の特有吸収(1745cm−1)が検出されたことにより、ウレタンアクリレートの生成を確認した。一方、原料であるAOIのイソシアネート基の特有吸収(2260cm−1)が完全に消失せず、AOIおよびHEAの残存が認められた。
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび乾燥空気導入管を備えた容量300mLの5つ口フラスコにトルエンジイソシアネート(TDI) 10.0g(0.06mol)とヒドロキシブチルアクリレート(HBA)100.0g(0.69mol)を仕込んで、室温で4時間撹拌した。反応液を赤外吸収スペクトル(IR)により分析を行った結果、TDIとHBA由来の特有吸収のみ確認され、ウレタン結合の生成は認められなかった。反応液を70℃に加熱し、更に24時間の熟成を行った。熟成後の反応液を赤外吸収スペクトル(IR)により再度分析した結果、ウレタン結合の生成が少々見られたが、TDIとHBAが殆ど残存していることを確認した。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量500mLの4つ口フラスコにPPG(数平均分子量:1500)75.0g(0.05mol)、HDI 13.4g(0.08mol)、ジブチル錫ジラウレート0.05g、DMF 60gと酢酸ブチル60gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液にMHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングし、HEA 5.8g(0.05mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を80℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリレートポリマーUAP−1 81.6gを得、収率は86.6%であった。赤外吸収スペクトル(IR)により分析し、PPG由来のエーテル基の特有吸収(1100cm−1)、HEA由来の二重結合の特有吸収(1625cm−1)および生成するウレタン結合の特有吸収(1745cm−1)が検出され、UAP−1の生成を確認した。しかし、原料由来のイソシアネート基の特有吸収(2260cm−1)、PPGやHEAの水酸基由来の特有吸収(3500cm−1付近)が少量であるが観察され、HDI、PPGまたはHEAの残存が認められた。得られたUAP−1の重量平均分子量は4000、60℃における粘度は4000mPa・s以上、Tgは−20℃であった。
撹拌機、温度計、冷却器および乾燥ガス導入管を備えた容量500mLの4つ口フラスコにPBD(数平均分子量:1400) 70.0g(0.05mol)、IPDI 15.5g(0.07mol)、ジブチル錫ジラウレート0.1g、DMF 100gと酢酸ブチル100gを仕込んで、乾燥窒素を通しながら、70℃で2時間反応させた。次に、反応液にMHQ 0.2gを添加し、乾燥空気を10分間バブリングし、HEA 5.8g(0.05mol)を仕込み、乾燥空気の気流下、系内温度を80℃に保持しながら10時間撹拌を続けた。減圧法により溶剤を留去し、薄黄色粘性のある液体としてウレタンアクリレートポリマーUAP−2 76.9gを得、収率は84.2%であった。赤外吸収スペクトル(IR)により分析した結果、比較合成例と同様にウレタンアクリレートポリマーの生成が確認されたが、IPDI、PBDまたはHEAの残存が認められた。得られたUAP−2の重量平均分子量は8300、60℃における粘度は67000mPa・s以上、Tgは0℃であった。
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび乾燥空気導入管を備えた容量300mLの3つ口フラスコにHDI 10g(0.065mol)と「HEAA」 100.0g(0.87mol)を仕込んで、室温で撹拌した。撹拌開始から徐々に白色固形物が生成し、30分後撹拌不能となり、白色固形物を得た。該白色固形物はDMF、酢酸エチル、エタノール等の溶剤および水には溶解せず、ゲルであることが確認された。
1.UV照射による偏光板の作製
卓上型ロール式ラミネーター機(Royal Sovereign製 RSL−382S)を用いて、2枚の透明フィルム(保護フィルム、位相差フィルム又は光学補償フィルム)の間に偏光フィルムを挟み、透明フィルムと偏光フィルムの間に、実施例又は比較例の接着剤を、厚さ2μmになるように貼り合わせた。貼り合わせた透明フィルムの上面から紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製 インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製 M04−L41、紫外線照度:700mW/cm2、積算光量:1000mJ/cm2)し、偏光フィルムの両側に透明フィルムを有する偏光板を作製した。
2.EB照射による偏光板の作製
上記1.と同様に、卓上型ロール式ラミネーター機、保護フィルム、位相差フィルム又は光学補償フィルム等の透明フィルム、偏光フィルム及び実施例又は比較例の接着剤を用い、貼り合わせを行った。貼り合わせた透明フィルムの上面から電子線を照射(装置:日新ハイボルテージ株式会社製、商品名:キュアトロンEBC−200−AA3、加速電圧:200kV、照射線量20kGy)し、偏光フィルムの両側に透明フィルムを有する偏光板を作製した。
1.粘度測定
コーンプレート型粘度計(装置名:RE550型粘度計 東機産業株式会社製)を使用し、JIS K5600−2−3に準じて、25℃で接着剤の粘度を測定した。
2.ぬれ性評価
ぬれ張力はJIS K6768に準拠し、測定した。綿棒に接着剤を含ませて偏光フィルム、保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムそれぞれに塗布し、2秒経過した時点で液膜が破れを生じないで、元の状態を維持しているときを「ぬれている」と判定した。
◎:液膜が破れず2秒以上塗布された状態を保っている;
○:液膜が破れず2秒は塗布された状態を保っているが、2秒以上で僅かに動き始める;
△:液膜は破れないが、端が2秒以内に動き始める;
×:液膜が2秒以内に破れ、又は全体に収縮を生じる;
3.浸透性評価
浸透性評価は自社法で実施した。綿棒に接着剤を含ませて保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムそれぞれに塗布し、5秒経過した時点で柔らかい布で拭き取り、続いてメタノールを含ませた脱脂綿でさらに拭き取り、塗布面を観察した。
◎:接着剤を塗布していた部分の保護フィルムの白濁(侵食)が確認された;
○:接着剤を塗布していた部分の保護フィルムに僅かに白濁が確認された;
△:接着剤を塗布していた部分の保護フィルムに接着剤塗布の薄い跡が確認された;
×:接着剤を塗布していた部分が塗布前後で全く変わらない;
4.剥離強度
温度23℃、相対湿度50%の条件下、20mm×150mmに裁断した偏光板(試験片)を、引っ張り試験機(島津製作所製 オートグラフAGXS−X 500N)に取り付けた粘着テープ引きはがし試験装置の試験板に両面接着テープを用いて貼り付けた。両面接着テープを貼付していない方の透明保護フィルムと偏光フィルムの一片を、20〜30mm程度あらかじめ剥がしておき、上部つかみ具にチャックし、剥離速度300mm/minにて90°剥離強度(N/20mm)を測定した。
◎:3.0(N/20mm)以上
○:1.5(N/20mm)以上、3.0(N/20mm)未満
△:1.0(N/20mm)以上、1.5(N/20mm)未満
×:1.0(N/20mm)未満
5.表面抵抗率測定
厚さ100μmのポリエチレンテレフタラート(PET)フィルムに、実施例および比較例で得られた接着液をバーコーター(No.3)を用いて塗布し、フィルムの上面から紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製 インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製 M04−L41、紫外線照度:700mW/cm2、積算光量:1000mJ/cm2)し、表面抵抗率測定用フィルムを得た。続いて、温度23℃、相対湿度50%の条件下、110mm×110mmに裁断し、表面抵抗率測定用試験片を得、JIS K 6911 に基づき、デジタルエレクトロメーター(R8252型:エーディーシー社製)を用いて表面低効率を測定した。
6.外観
得られた偏光板の透明性を目視によって観察し、下記基準で評価した。
◎:偏光板の表面に微小なスジも凹凸ムラも確認できない;
○:偏光板の表面に部分的に微小なスジが確認できる;
△:偏光板の表面に微小なスジや凹凸ムラが確認できる;
×:偏光板の表面に明らかなスジや凹凸ムラが確認できる;
7.透明性(ヘイズ値)
得られた偏光板をヘイズメーター(日本電色工業製 ヘイズ計NDK2000)を用いてヘイズ値を測定し、下記基準で評価した。
◎:実用上全く問題がない。ヘイズ:0.5未満;
○:曇り等は認められないが、ヘイズ:0.5以上1未満;
△:若干曇りが認められる。ヘイズ1以上3未満;
×:曇りが認められ、実用上問題がある。あるいは、ヘイズ:3以上;
8.耐水性
得られた偏光板を20×80mmに切断し、60℃の温水に48時間浸漬した後、偏光子と保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムとの界面における剥離の有無を確認した。判定は下記の基準で行った。
◎:偏光子と保護フィルムとの界面で剥離なし(1mm未満)
○:偏光子と保護フィルムとの界面の一部に剥離あり(1mm以上、3mm未満)
△:偏光子と保護フィルムとの界面の一部に剥離あり(3mm以上、5mm未満)
×:偏光子と保護フィルムとの界面で剥離あり(5mm以上)
9.耐久性
得られた偏光板を150mm×150mmに裁断し、冷熱衝撃装置(エスペック社製TSA−101L−A)に入れ、−40℃〜80℃のヒートショックを各30分間、100回行い、下記基準で評価した。
◎:クラックの発生なし;
○:端部にのみ5mm以下の短いクラックの発生あり;
△:端部以外の場所にクラックが短い線状に発生している。しかし、その線により偏光板が2つ以上の部分に分離してはいない;
×:端部以外の場所にクラックの発生あり。その線により、偏光板が2つ以上の部分に分離している;
「HEAA」:N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
MHEAA:N−メチル−N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
HEMAA:N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド(KJケミカルズ社製)
HPAA:N−ヒドロキシプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
DHEAA:N、N'−ジヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
4−HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート(東京化成工業(株)製)
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート(東京化成工業(株)製)
2−HPA:2−ヒドロキシプロピルアクリレート(共栄社化学(株)製)
GA:グリシジルアクリレート(KJケミカルズ社製)
GMA:グリシジルメタクリレート(三菱ガス化学(株)製)
「ACMO」:アクリロイルモルホリン(KJケミカルズ社製)
「DMAA」:N,N−ジメチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
「DEAA」:N,N−ジエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
「NIPAM」:N−イソプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
THFA:テトラヒドロフルフリルアクリレート(大阪有機化学工業(株)製)
IBMA:N−イソブトキシメチルアクリルアミド(MRCユニテック(株)製)
DMAEA:ジメチルアミノエチルアクリレート(KJケミカルズ社製)
「DMAPAA」:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)
DMAEA−TFSIQ:アクリロイルオキシエチ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(KJケミカルズ社製)
DMAPAA−TFSIQ:アクリロイルアミノプロピ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(KJケミカルズ社製)
ECC:3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3',4'−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート((株)ダイセル製)
GOP:2,2'−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパン
HDDA:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(共栄社化学(株)製)
DCP−A:ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学(株)製)
CD536:シクロヘキサンジメタノールジアクリレート(サートマー(株)製)
UV6640B:ポリウレタンアクリレート(日本合成化学製)
UV7000B:ポリウレタンアクリレート(日本合成化学製)
サンデュレンSD−014:カネカ社製のアクリル系保護フィルム
アートンR5000:JSR(株)製の環状オレフィン系保護フィルム
n−TAC:(株)コニカミノルタオプト製のセルロースエステルを主成分とする高分子を用いた位相差フィルム
WV−SA:富士フィルム(株)製のTACフィルム上にディスコティック液晶がコーティングされてなる光学補償フィルム
合成例1で合成した「UAAmO−1」 20重量部、4−HBA 40重量部、「DMAA 」20重量部とGOP 20重量部を混合し、光重合開始剤としてBASF社(旧チバ・スペシャルティーケミカルズ)製、商品名Irgacure 250 3重量部、Darocure TPO 3重量部及び2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン 1重量部を加え、均一に混合し、紫外線硬化性接着剤を調製した。その後、得られた接着剤を用い、上記の方法にて、紫外線硬化による偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表1に示す。
合成例2で合成した「UAAmP−1」 15重量部、HEA 50重量部、THFA 15重量部、HDDA 15重量部とUV6640B 5重量部を混合し、光重合開始剤としてBASF社(旧チバ・スペシャルティーケミカルズ)製、商品名Darocure 1173 3重量部とIrgacure 907 1重量部を加え、均一に混合し、紫外線硬化性接着剤を調製した。その後、得られた接着剤を用い、上記の方法にて、紫外線硬化による偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドオリゴマーまたはウレタンアクリルアミドポリマー、水酸基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして偏光板を作製した。また、同様に偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表1と表2に示す。
実施例2において、活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドオリゴマーまたはウレタンアクリルアミドポリマー、水酸基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表1に示すように変えたこと以外は実施例2と同様にして偏光板を作製した。また、同様に偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表1と表2に示す。
活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドポリマー、水酸基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表1に示すように計量、均一に混合し、光重合開始剤を添加せず、電子線硬化性接着剤を調製した。その後、得られた接着剤を用い、上記の方法にて、電子線硬化による偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表1と表2に示す。
実施例1において、活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドオリゴマーまたはウレタンアクリルアミドポリマー、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはウレタンアクリレートポリマー、水酸基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表2に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして偏光板を作製した。また、同様に接着剤及び偏光板の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例2において、活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドオリゴマーまたはウレタンアクリルアミドポリマー、水酸基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表2に示すように変えたこと以外は実施例2と同様にして偏光板を作製した。また、同様に偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表3に示す。
活性エネルギー線硬化性接着剤の調製にあたり、ウレタンアクリルアミドポリマー、水酸基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、その他の単官能モノマー、重合性第3級アミン化合物、イオン性モノマー、多官能化合物、又はそれらの配合量を表2に示すように計量、均一に混合し、光重合開始剤を添加せず、電子線硬化性接着剤を調製した。その後、得られた接着剤を用い、上記の方法にて、電子線硬化による偏光板作製及び偏光板評価を行った。結果を表3に示す。
Claims (17)
- ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの少なくとも片面に透明樹脂からなる保護フィルムを貼り合わせるために用いる活性エネルギー線硬化型偏光板用接着剤であって、該接着剤は少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリルアミドを含有することを特徴とする偏光板用接着剤。
- 前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、下記一般式[1](R1は水素原子またはメチル基を示し、R2及びR3は同一または異なって、水素原子、または水酸基で置換されていてもよい炭素数1乃至6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、炭素数3乃至6の脂肪族または芳香環を示し、また、R2及びR3は、それらを担持する窒素原子と一緒になって、さらに酸素原子または窒素原子を含んでいてもよい飽和あるいは不飽和の5〜7員環を形成してもよい。但し、R2及びR3が同時に水素原子の場合、及びR2及びR3が同時に水酸基で置換されていない場合を除く。)で示される化合物(A)と、1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)との付加反応で得られるものであることを特徴とする請求項1に記載の偏光板用接着剤。
- 化合物(A)と化合物(B)の付加反応は、化合物(A)の水酸基の合計に対して化合物(B)のイソシアネート基の合計は当量以下で行うことを特徴とする請求項1または2に記載の偏光板用接着剤。
- 化合物(A)が、N−ヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミド及びN−アルキル−N−ヒドロキシアルキレン(メタ)アクリルアミドからなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 化合物(B)が、1分子内に1個のイソシアネート基を有する単官能イソシアネート、及び/又は、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 多官能イソシアネートが、脂肪族、芳香族、脂環族またはこれらの多量体、アダクトタイプであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)が、1分子内に1個以上の水酸基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、水酸基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)が、1分子内に1個以上のカルボキシル基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、カルボキシル基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)が、1分子内に1個以上のチオール基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、チオール基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 1分子中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物(B)が、1分子内に1個以上のアミン基を有する化合物と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物との付加反応物であり、かつ、アミン基の合計に対してイソシアネート基の合計は当量以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、重量平均分子量200乃至4,000の単量体またはオリゴマーであることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- 前記ウレタン(メタ)アクリルアミドが、重量平均分子量4,000を超えて、かつ200,000以下のポリマーであることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の偏光板用接着剤。
- さらに水酸基を有するアクリルモノマー(C)を含有する請求項1乃至12のいずれかに記載の偏光板用接着剤。
- さらにエポキシ基を有するアクリルモノマー(D)を含有する請求項1乃至13のいずれかに記載の偏光板用接着剤。
- 前記偏光板用接着剤中のウレタン(メタ)アクリルアミドと水酸基を含有するアクリルモノマー(C)の含有量比が、ウレタン(メタ)アクリルアミド/(C)が10乃至60重量%/40乃至90重量%であることを特徴とする偏光板用接着剤。
- 前記偏光板用接着剤中のウレタン(メタ)アクリルアミドとエポキシ基を含有するアクリルモノマー(D)の含有量比が、ウレタン(メタ)アクリルアミド/(D)が30乃至95重量%/5乃至70重量%であることを特徴とする偏光板用接着剤。
- 偏光フィルムの少なくとも片面に透明樹脂からなる保護フィルムを貼り合せるために用いる活性エネルギー線硬化型偏光板用接着剤であって、該接着剤が請求項1乃至16のいずれかに記載の偏光板用接着剤により形成されていることを特徴とする偏光板。
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