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JP2008007694A - 接着剤用感光性組成物 - Google Patents

接着剤用感光性組成物 Download PDF

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JP2008007694A
JP2008007694A JP2006181264A JP2006181264A JP2008007694A JP 2008007694 A JP2008007694 A JP 2008007694A JP 2006181264 A JP2006181264 A JP 2006181264A JP 2006181264 A JP2006181264 A JP 2006181264A JP 2008007694 A JP2008007694 A JP 2008007694A
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Japan
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meth
acrylate
acid
composition
compound
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JP2006181264A
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Tsutomu Yamashita
勉 山下
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

【課題】 硬化性が良好で、プラスチック、ガラス、金属等との接着性および透明性、柔軟性に優れる硬化物を与える接着剤用感光性組成物を提供する。
【解決手段】 水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物(a1)、ポリオール(a2)およびポリイソシアネート(b)から形成されてなるウレタン(メタ)アクリレート(A)、単官能(メタ)アクリロイル基含有化合物(B)、エポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)および光カチオン重合開始剤(E)からなることを特徴とする接着剤用感光性組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、紫外線硬化型接着剤用の感光性組成物に関する。さらに詳しくは、硬化性、接着性および柔軟性に優れる紫外線硬化型接着剤用の感光性組成物に関する。
従来、感光性接着剤用組成物は、硬化速度が速く生産性向上が可能であること、および硬化させるのに熱を必要とせず、熱変形しやすい熱可塑性樹脂の接着に適していること等から、光学部材、電気・電子部材等の接着剤、シーリング剤として広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。該組成物としては、主に、(メタ)アクリレート樹脂を使用したラジカル硬化型組成物が使用されているが、該組成物は(1)酸素による硬化阻害を受けやすい、(2)硬化収縮が大きい、(3)金属との密着性が悪い、(4)耐熱性が悪い、等の欠点があり、これを解消するため、近年、エポキシやビニルエーテル、オキセタン等のカチオン硬化型接着剤用組成物、特に反応性が比較的速い感光性エポキシ樹脂組成物(例えば、特許文献2参照)が使用されてきた。
特開2004−161935号公報 特開2002−235066号公報
しかしながら、これらの感光性エポキシ樹脂組成物は、(メタ)アクリレート樹脂組成物に比べ、反応速度が遅く、紫外線照射直後に性能が十分に発現せず、熱を加える必要があったり、また、硬化物が硬くて脆いため、接着性の悪化、クラック、ひび、割れが発生する等の問題があった。
本発明の目的は、上記(メタ)アクリレート樹脂およびエポキシ樹脂組成物の欠点を補い、硬化性が良好で、プラスチック、ガラス、金属等との接着性および透明性、柔軟性に優れた感光性接着剤を与える感光性組成物を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物(a1)、ポリオール(a2)およびポリイソシアネート(b)から形成されてなるウレタン(メタ)アクリレート(A)、単官能(メタ)アクリロイル基含有化合物(B)、エポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)および光カチオン重合開始剤(E)からなることを特徴とする接着剤用感光性組成物;該組成物からなる、光学部材の接着剤またはシーリング剤;並びに、基材、基材上の該組成物の塗工層および塗工層上の透明基材の3層からなる積層物を硬化させてなる積層体である。
本発明の感光性組成物は、下記の効果を奏する。
(1)紫外線照射時の硬化性に優れる。
(2)該組成物を硬化させてなる硬化物は、透明性、柔軟性および接着性に優れる。
本発明におけるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物(a1)、ポリオール(a2)およびポリイソシアネート(b)から形成されてなる。
(a1)には、炭素数(以下Cと略記)4以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記、測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。]5,000以下の、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が含まれる。
(a11)水酸基含有(メタ)アクリル酸化合物およびそのアルキレンオキシド(以下AOと略記)(C2〜4)付加物
(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、−2−ヒドロキシプロピル、−2−ヒドロキシブチルおよびこれらのAO付加物(分子量160以上かつMn5,000以下)等;
(a12)(a11)のε−カプロラクトン付加物(分子量230以上かつMn5,000以下)
(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル−ε−カプロラクトン2モル付加物等;
(a13)(メタ)アクリル酸とジオール(Mn300〜5,000)との反応生成物
ジオール(Mn300〜5,000、例えばポリカーボネートジオール、ポリエチレングリコール、ポリエステルジオール)のモノ(メタ)アクリレート;
(a14)(メタ)アクリル酸とエポキシドとの反応生成物
C8〜30、例えば3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ビフェノキシ−2−ヒドロキシプロプル(メタ)アクリレート等;
(a15)(メタ)アクリル酸と3官能以上のポリオール(分子量92以上かつMn5,000以下)との反応生成物
グリセリン(以下GRと略記)モノ−およびジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(以下TMPと略記)モノ−およびジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(以下PEと略記)モノ−、ジ−およびトリ(メタ)アクリレート、ジTMPモノ−、ジ−およびトリ(メタ)アクリレート、ジPEモノ−、ジ−、トリ−、テトラ−およびペンタ(メタ)アクリレート、およびこれらのAO付加物(付加モル数1〜100)等;
(a16)(メタ)アクリル酸とポリアルカジエン(アルカジエンはC4〜5)ポリオールまたはその水添物との反応生成物[但し、(a13)および(a15)を除く。]
ポリアルカジエンポリオールとしては、ブタジエンポリオール(Mn300〜5,000)、イソプレンポリオール(Mn300〜5,000)等が挙げられ、水添ポリアルカジエンポリオールとしては、水添ブタジエンポリオール(Mn300〜5,000)、水添イソプレンポリオール(Mn300〜5,000)等が挙げられ、水添率は好ましくは50〜98モル%、さらに好ましくは80〜95モル%である。
これらのうち後述のポリイソシアネート(b)との反応性の観点から好ましいのは(a11)、(a14)、(a15)、さらに好ましいのは(a11)および(a15)である。
本発明におけるポリオール(a2)には、上記(a1)を除く、C2以上かつMn400以下の、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が含まれる。
(a21)2価アルコール(C2〜20またはそれ以上)、例えばC2〜12の脂肪族2価アルコール[(ジ)アルキレングリコール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−、2,3−、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールおよび3−メチルペンタンジオール(以下それぞれEG、DEG、PG、DPG、BD、HD、NPGおよびMPDと略記)、ドデカンジオール等)等]、C6〜10の脂環式骨格を有する2価アルコール[1,3−および1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール(以下CHDMと略記)等]、C8〜20の芳香脂肪族2価アルコール[キシリレングリコール、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン等];
(a22)3価〜8価またはそれ以上の多価アルコール、例えば(シクロ)アルカンポリ オールおよびそれらの分子内もしくは分子間脱水物[GR、TMP、PE、ソルビトール(以下SOと略記)およびジPE、1,2 ,6−ヘキサントリオール、エリスリトール、シクロヘキサントリオール、マンニトール、キシリトール、ソルビタン、ジGRその他のポリGR等]、糖類およびその誘導体[ショ糖、グルコース、フラクトース、マンノース、ラクトース、グルコシド(メチルグルコシド等)等];
(a23)ポリエーテルポリオール、例えば、ポリエチレングリコール(以下PEGと略記)(Mn200〜20,000)、ポリプロピレングリコール(以下PPGと略記)(Mn200〜20,000)、ポリテトラメチレングリコール(以下PTMGと略記)(Mn400〜10,000);
(a24)ポリエステルポリオール(Mn400〜20,000)、例えば、アジピン酸とBDおよびHDとのエステル、無水マレイン酸とNPGとのエステル、コハク酸とビスフェノールAのエチレンオキシド(以下EOと略記)4モル付加物とのエステル;ポリカプロラクトンポリオール(Mn400〜10,000)、例えば、HDのε−カプロラクトン付加物、TMPのε−カプロラクトン付加物;
(a25)ポリカーボネートポリオール(Mn500〜10,000)例えば、BDまたはHDのポリカーボーネートジオール、アジピン酸変性HDのポリカーボネートジオール;
(a26)ポリブタジエンポリオール(Mn500〜10,000)、ポリイソプレンポリオール(Mn500〜10,000)およびこれらの水添化物;
(a27)エポキシ樹脂(Mn300〜5,000)、例えば、1,6ヘキサンジオールジグリシジルエーテルと酢酸2モルとの反応物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルの5モル開環重合物;
(a28)上記(a23)を除く(a21)〜(a27)のAO1〜50モル付加物、例えばビスフェノールAのAO1〜50モル付加物。
これらのうち硬化物の密着性および強靭性の観点から好ましいのは、(a23)、(a24)、(a25)、(a28)、さらに好ましいのは(a24)および(a28)である。
(a1)と(a2)の重量比は、硬化性および後述する硬化物の柔軟性の観点から好ましくは1/99〜90/10、さらに好ましくは3/97〜40/60である。
本発明におけるポリイソシアネート(以下、PIと略記することがある。)(b)には、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が含まれる。
(b1)C(NCO基中のCを除く、以下同じ)6〜20の芳香族ポリイソシアネート
ジイソシアネート(以下、DIと略記)、例えば1,3−および/または1,4−フェ ニレンDI、2,4−および/または2,6−トリレンDI(TDI)、4, 4’−および/または2,4’−ジフェニルメタンDI(MDI)、m−およびp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニ ル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンDI、およびm−およびp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート;および3官能以上のPI(トリイソシアネート等)、例えば粗製TDI、粗製MDI(ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート)および4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート
(b2)C2〜18の脂肪族ポリイソシアネート
DI、例えばエチレンDI、テトラメチレンDI、ヘキサメチレンDI(HDI)、ヘプタメチレンDI、オクタメチレンDI、ノナメチレンDI、デカメチレンDI、ドデカメチレンDI、2,2,4−および/または2,4,4 −トリメチルヘキサメチレンDI、リジンDI、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、2,6−ジイソシアナトエチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネートおよびトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI);および3官能以上のPI(トリイソシアネート等)、例えば1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネートおよびリジンエステルトリイソシアネート(リジンとアルカノールアミンの反応生成物のホスゲン化物、例えば2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、2−および/または3−イソシアナトプロピル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート)
(b3)C4〜45の脂環式ポリイソシアネート
DI、例えばイソホロンDI(IPDI)、2,4−および/または2,6−メチルシクロヘキサンDI(水添TDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−DI(水添MDI)、シクロヘキシレンDI、メチルシクロヘキシレンDI、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキシレン−1,2−ジカルボキシレートおよび2,5−および/または2,6−ノルボルナンDI、ダイマー酸DI(DDI);および3官能以上のPI(トリイソシアネート等)、例えばビシクロヘプタントリイソシアネート
(b4)C8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート
m−および/またはp−キシリレンDI(XDI)、ジエチルベンゼンDIおよびα,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンDI(TMXDI)
(b5)上記(b1)〜(b4)のヌレート化物
(b6)上記(b1)〜(b4)の、(b5)以外の変性物
カーボジイミド、ウレタン、ウレア、ウレトイミン、アロファネート、ビウレット、オキサゾリドンおよび/またはウレトジオン基を有する変性物等。
これらのPIのうち後述する硬化物の透明性の観点から好ましいのは(b2)、(b3)、および(b5)のうちの脂肪族のものである。
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造において、NCO基と水酸基の当量比は、特に限定されないが、(A)の保存安定性の観点から好ましくは1:1.1〜1.1:1、さらに好ましくは1:1.05〜1.05:1である。
(A)の製造におけるウレタン化反応の条件は、特に限定されず、例えば、
[1](a1)および/または(a2)の、一部とすべての(b)を混合し、通常40〜120℃、反応性および該混合物の安定性の観点から好ましくは60〜100℃で2〜20時間反応させてNCO末端プレポリマーを製造した後、残りの(a1)および/または(a2)を加え、同様の条件で(A)を製造するか、または、すべての(a1)および(a2)と、(b)の一部を上記と同様の条件で反応させてOH末端プレポリマーを製造した後、残りの(b)を加え、同様の条件で(A)を製造する方法[プレポリマー法];
[2](a1)、(a2)および(b)を一括混合し、上記と同様の条件で反応させて(A)を製造する方法[ワンショット(一括反応)法]が挙げられる。
これらのうち分子量制御の観点から好ましいのはプレポリマー法、さらに好ましいのはNCO末端プレポリマーを経由する方法である。
また、必要により溶剤(酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン等)で希釈して反応させてもよい。溶剤の使用量は、(a1)、(a2)および(b)の合計重量に基づいて通常5,000%以下、反応速度の観点から好ましい上限は1,000%、混合物の取り扱い性の観点から好ましい下限は10%である。
ウレタン化反応は、常圧、減圧または加圧のいずれでも行うことができる。ウレタン化反応の進行状況は、例えば反応系のNCO%および水酸基価を測定することにより判断することができる。
(A)の製造において、反応時間の観点からウレタン化触媒(U)を使用するのが好ましい。(U)には、有機ビスマス化合物(U1)、有機スズ化合物(U2)、有機チタン化合物(U3)、3級アミンおよび4級アンモニウム塩(U4)が含まれる。
(U1)としては、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(U11)有機ビスマスカルボキシレート
一般式 Bi(COOR)3 で表され、Rとしては1価の、脂肪族基[C1〜20、例えばアルキル(メチル、エチル、n−およびi−プロピル、n−、i−、sec−およびt−ブチル、オクチル、2−エチルヘキシル、デシルおよびドデシル)基およびアルケニル(1−、2−およびi−プロペニル、1−、2−および3−ブテニル)基]、芳香(脂肪)族(C6〜20、例えばフェニル、トルイル、キシレニル、ベンジル、フェネチルおよびヘキシルフェニル)基および脂環(C3〜10、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロオクチル)基等が挙げられる。
これらのRのうち耐加水分解性の観点から好ましいのはC2〜12の脂肪族基、およびC5〜10の脂環基である。
(U12)有機ビスマスアルコキシド
一般式Bi(OR)3 で表され、Rは上記と同じで、耐加水分解性の観点から好ましいRも上記と同じである。
(U13)ジカルボニル基を有する化合物とBiのキレート化合物
ジカルボニル基を有する化合物には、C4〜15、例えばアセチルアセトン、アセチル酢酸、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレートが含まれ、キレート化合物にはこれらとBiのキレート化合物が含まれる。
(U2)としては、例えばトリメチルチンラウレート、トリメチルチンヒドロキサイド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンマレエート、スタナスオクトエートが挙げられる。
(U3)としては、例えば、テトラアルキル(C2〜12)チタネート、アルキレンジカルボン酸(C3〜12)チタンが挙げられる。
(U4)のうち3級アミンとしては、例えばトリエチレンジアミン、テトラアルキル(C1〜3)アルキレン(C2〜6)ジアミン(例えば、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルヘキシレンジアミン)、ジアザビシクロアルケン{1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7〔DBU[サンアプロ(株)製、登録商標]〕等}が挙げられる。
(U4)のうち4級アンモニウム塩としては、例えばテトラアルキル(C1〜4)アンモニウムブロマイド、テトラアルキル(C1〜4)アンモニウムパークロレートが挙げられる。
これらのうち、反応性および非着色性の観点から好ましいのは、(U1)、(U2)、安全性と(A)の分子量制御の観点から、さらに好ましいのは(U1)である。(U1)のうち反応性および触媒としての安定性の観点からさらに好ましいのは(U11)および(U13)、非着色の観点からとくに好ましいのは(U11)である。
(U)の使用量は、(A)の重量に基づいて反応性、透明性の観点から好ましくは0.001〜1%、さらに好ましくは0.05〜0.2%である。
ウレタン化触媒(U)として有機ビスマスカルボキシレート(U11)を使用する場合、(U11)の安定性の観点からさらに有機酸を含有させてもよい。有機酸としては、例えば脂肪族カルボン酸(C2〜C20、例えば酢酸、プロピオン酸、イソプロピオン酸、酪酸、イソバレン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸およびドデカン酸)、脂環式カルボン酸(C4〜10、例えばシクロブタン酸、シクロペンタン酸およびシクロヘキサン酸)、芳香族カルボン酸(C7〜15、例えば安息香酸、テレフタル酸、フタル酸およびトリメリット酸)、α−不飽和カルボン酸[C3〜10、例えば(メタ)アクリル酸、桂皮酸およびマレイン酸]および2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと多塩基酸(C2〜15、例えばシュウ酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、トリメリット酸およびこれらの酸無水物)とのモノエステル化物およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち(U11)の耐加水分解性の観点から好ましいのは脂肪族および脂環式カルボン酸である。
(U11)と上記有機酸の重量比は(U11)の安定性の観点から好ましくは0.001/1〜9/1、さらに好ましくは0.01/1〜4/1である。
該有機酸の使用方法としては、触媒の溶解性、ウレタン化反応の観点から予め(U11)と混合して液状にしたものを反応系に加えるのが好ましい。
本発明における単官能(メタ)アクリロイル基含有化合物(B)としては、C4以上かつMn2,000以下の、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(B1)脂肪族1価アルコール(C1〜30)の(メタ)アクリレート
ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等
(B2)脂環含有1価アルコール(C6〜C20)の((メタ)アクリレート
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジイルメチル(メタ)アクリレート等
(B3)芳香脂肪族1価アルコール(C7〜C15)の(メタ)アクリレート
ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート等
(B4)複素環含有化合物(C5〜C15)の(メタ)アクリロイル基含有化合物
テトラフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン等
(B5)脂肪族、脂環含有、芳香脂肪族の各1価アルコール(C1〜30)のAO1〜30モル付加物の((メタ)アクリレート
ラウリルアルコールのEO2モル付加物の(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールのPO3モル付加物の(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアルコールのEO3モル付加物の(メタ)アクリレート、ベンジルアルコールのPO4モル付加物の(メタ)アクリレート等
(B6)[アルキル(C1〜20)]フェノール(C6〜30)のAO1〜30モル付加物の(メタ)アクリレート
フェノールのPO3モル付加物の(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO1モル付加物の(メタ)アクリレート等
(B7)水酸基含有(メタ)アクリレート
前記(a1)のうち、単官能のもの[(a11)〜(a14)および(a16)]等。
これらのうち、硬化物の柔軟性、接着性の観点から好ましいのは(B3)、(B4)、(B5)、(B7)、さらに好ましいのは(B3)、(B5)、(B7)である。
本発明におけるエポキシ化合物(C)としては、脂環式エポキシ化合物(C1)、グリシジル型エポキシ化合物(C2)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらのうち好ましいのは、反応速度の観点から(C1)である。
(C1)としては、C4以上かつMn3,000以下の、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(C11)単官能脂環式エポキシ化合物
シクロヘキサンオキシド、シクロペンタンオキシド、α−ピネンオキシド3,4−エポキシビニルシクロヘキサン等;
(C12)2官能脂環式エポキシ化合物
2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシル−5,5−スピロ−(3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキサンジオキシド、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、エキソ−エキソビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エンド−エキソビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、2,2−ビス(4−(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル)プロパン、2,6−ビス(2,3−エポキシプロポキシシクロヘキシル−p−ジオキサン)、2,6−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ノルボルネン、リモネンジオキシド、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロパン、ジシクロペンタジエンジオキシド、1,2−エポキシ−6−(2,3−エポキシプロポキシ)ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン、p−(2,3−エポキシ)シクロペンチルフェニル−2,3−エポキシプロピルエーテル、1−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル−5,6−エポキシヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン、o−(2,3−エポキシ)シクロペンチルフェニル−2,3−エポキシプロピルエーテル)、1,2−ビス〔5−(1,2−エポキシ)−4,7−ヘキサヒドロメタノインダノキシル〕エタン、シクロペンテニルフェニルグリシジルエーテル、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)エチレングリコールジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)等;
(C13)多官能(3価〜20価またはそれ以上)脂環式エポキシ化合物
3,4−エポキシシクロヘキサンメタノールのε−カプロラクトン(1〜10モル)付加物と多価(3〜20価)アルコール(GR、TMP、PE、DPE、ヘキサペンタエリスリトール)のエステル化物等。
これらのうち好ましいのは、反応性の観点から(C12)、(C13)、さらに好ましいのは、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートである。
(C2)としては、C7以上かつMn5,000以下の、例えば下記のもの、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(C21)単官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物
アルキル(C4〜18)グリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アルキル(C1〜12)フェニルグリシジルエーテル、フェノールのAO付加物(付加モル数1〜20モル)のグリシジルエーテル等
(C22)多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物
ビスフェノールA型および−F型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールAまたは−FのAO付加体のジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAのAO付加体のジグリシジルエーテル、EG、PG、NPG、BD、HD、CHDM、PEGおよびPPGの各ジグリシジルエーテル、TMPジおよび/またはトリグリシジルエーテル、PEトリおよび/またはテトラグリシジルエーテル、SOヘプタおよび/またはヘキサグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン・フェノール付加型グリシジルエーテル、メチレンビス(2,7−ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル等。
これらのうち好ましいのは、反応性の観点から(C22)、さらに好ましいのは、ビスフェノールA型および−F型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物である。
本発明における光重合開始剤(D)としては、ヒドロキシベンゾイル化合物(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等)、ベンゾイルホルメート化合物(メチルベンゾイルホルメート等)、チオキサントン化合物(イソプロピルチオキサントン等)、ベンゾフェノン(ベンゾフェノン等)、リン酸エステル化合物(1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等)、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらのうち、硬化物の非着色の観点から好ましいのはヒドロキシベンゾイル化合物(とくに2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)およびリン酸エステル化合物(とくに1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド)である。
本発明の光カチオン重合開始剤(E)としては、例えば、アリルスルホニウム塩〔トリフェニルスルホニウムホスフェート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4,4’−ビス[ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート等〕、アリルヨードニウム塩[ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等]、スルホン酸エステル[o−ニトロベンジルトシレート、ジメトキシアントラセンスルホン酸p−ニトロベンジルエステル、トシレートアセトフェノン等]、フェロセン〔(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−Fe(II)ヘキサフルオロホスフェート等〕が挙げられる。
これらのうち反応性の観点から好ましいのは、アリルスルホニウム塩およびスルホン酸エステルである。
本発明の組成物を構成する(A)〜(E)の合計重量に基づく各成分の割合は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)は柔軟性、強靭性および取り扱い性、接着性の観点から好ましくは10〜79.8%、さらに好ましくは20〜50%;単官能(メタ)アクリロイル基含有化合物(B)は柔軟性、反応性および寸法安定性の観点から好ましくは10〜79.8%、さらに好ましくは15〜40%;エポキシ化合物(C)は接着性、寸法安定性および反応性の観点から好ましくは5〜69.8%、さらに好ましくは10〜50%;光重合開始剤(D)は反応性および耐光性の観点から好ましくは0.1〜3.0%、さらに好ましくは0.3〜2.0%;光カチオン重合開始剤(E)は反応性および強靭性の観点から好ましくは0.1〜5.0%、さらに好ましくは0.5〜3.0%である。
本発明の組成物には、さらに少なくとも1個のエポキシ基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(F)を含有させるのが好ましい。(F)を含有させることで、硬化物の透明性を良くすることができる。
(F)としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキサンメチル(メタ)アクリレート、並びに、前記(C12)、(C13)および(C22)と(メタ)アクリル酸の部分反応物およびその混合物が挙げられる。
これらのうち、反応性の観点から好ましいのは、3,4−エポキシシクロヘキサンメチル(メタ)アクリレートおよび(C12)、(C13)と(メタ)アクリル酸の部分反応物である。
(F)の使用量は、(A)〜(E)の合計重量に基づいて、通常40%以下、透明性および柔軟性の観点から好ましくは1〜30%、さらに好ましくは5〜20%である。
本発明の組成物には、さらに、その他の多官能(メタ)アクリレート(G)を含有させることができる。(G)としては、C8以上かつMn500,000以下の、下記のものが含まれ、これらは1種単独でも2種以上の併用でもいずれでもよい。
(G1)ジ(メタ)アクリレート
(G11)ポリオキシアルキレン(アルキレンはC2〜4)(分子量106以上かつMn3,000以下)のジ(メタ)アクリレート
PEG(Mn400)、PPG(Mn200)およびPTMG(Mn650)の各ジ(メタ)アクリレート等
(G12)ビスフェノール化合物のAO2〜30モル付加物のジ(メタ)アクリレート
ビスフェノールA、−Fおよび−Sの、EO2モルおよびPO4モル付加物の各ジ(メタ)アクリレート等
(G13)C2〜30の脂肪族2価アルコールのジ(メタ)アクリレート
EG、PG、NPGおよびHDの各ジ(メタ)アクリレート等
(G14)C6〜30の脂環式骨格を有する2価アルコールのジ(メタ)アクリレート
ジメチロールトリシクロデカン、シクロヘキサンジメタノールおよび水素化ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等
(G2)ポリ(3価〜6価またはそれ以上)(メタ)アクリレート
(G21)C3〜40の多価(3価〜6価またはそれ以上)アルコールのポリ(メタ)アクリレート
TMPトリ(メタ)アクリレート、GRトリ(メタ)アクリレート、TMPのPO3モル付加物のトリ(メタ)アクリレート、TMPのEO3モル付加物のトリ(メタ)アクリレート、PEのトリ(メタ)アクリレート、PEのテトラ(メタ)アクリレート、PEのEO4モル付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジPEのヘキサ(メタ)アクリレート等
(G3)ポリエステル(メタ)アクリレート
多価(2〜4)カルボン酸、多価(2〜8またはそれ以上)アルコールおよび(メタ)アクリロイル基含有化合物のエステル化により得られる複数のエステル結合と複数の(メタ)アクリロイル基を有する分子量150以上かつMn4,000以下のポリエステル(メタ)アクリレート
多価(2〜4)カルボン酸としては、例えば脂肪族多価カルボン酸[C3〜20、例えばマロン酸、マレイン酸(無水物)、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、酸無水物の反応物(ジPEと無水マレイン酸の反応物等)、脂環式多価カルボン酸[C5〜30、例えばシクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸およびメチルテトラヒドロ(無水)フタル酸]および芳香族多価カルボン酸[C8〜30、例えばイソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸(無水物)およびトリメリット酸(無水物)]が挙げられる。
多価(2〜8またはそれ以上)アルコールとしては、前記(a2)として例示したポリオールが挙げられる。
(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、C2〜30、例えば(メタ)アクリル酸およびヒドロキシメチル(メタ)アクリレート挙げられる。
(G4)側鎖および/または末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリアルカジエン ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート(Mn500〜500,000)等
(G5)エポキシ(メタ)アクリレート
前記エポキシ化合物(C)と(メタ)アクリレートの反応物で前記少なくとも1個のエポキシ基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(F)以外のもの
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートの(メタ)アクリル酸2モル付加物、ビスフェノールA型エポキシ化合物の(メタ)アクリル酸2モル付加物等
(G6)ジメチルポリシロキサンの側鎖および/または末端に(メタ)アクリロイル基を有するシロキサン重合体(Mn300〜20,000)
ジメチルポリシロキサンジ(メタ)アクリレート等。
これらのうち硬化物の強靭性の観点から好ましいのは(G1)、(G2)および(G3)である。
(G)の使用量は、(A)〜(E)の合計重量に基づいて、通常100%以下、硬化物の弾性および靭性の観点から好ましくは5〜50%、とくに好ましくは10〜30%である。
本発明の組成物には、さらに必要により光増感剤(H)を含有させることができる。(H)としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4’−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン等が挙げられる。
本発明の組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で必要によりさらに種々の添加剤(J)を含有させてもよい。(J)には、無機微粒子(J1)、顔料(J2)、分散剤(J3)、消泡剤(J4)、レベリング剤(J5)、シランカップリング剤(J6)、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)(J7)、スリップ剤(J8)、酸化防止剤(J9)および紫外線吸収剤(J10)からなる群から選ばれる1種または2種以上の添加剤が含まれる。
(J)の合計の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常60%以下、好ましくは0.005〜50%である。
無機微粒子(J1)としては、アルミナ[酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、アルミナホワイト(アルミナ水和物)、シリカアルミナ(アルミナとシリカの融着物、アルミナの表面にシリカをコーティングしたもの等)]、ジルコニア、金属炭化物(炭化タングステン、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素等)、ダイヤモンド、カーボンブラック(チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等)、シリカ(微粉ケイ酸、含水ケイ酸、ケイ藻、コロイダルシリカ等)、ケイ酸塩(微粉ケイ酸マグネシウム、タルク、ソープストーン、ステアライト、ケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸ソーダ等)、炭酸塩[沈降性(活性、乾式、重質または軽質)炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等]、クレー(カオリン質クレー、セリサイト質クレー、バイロフィライト質クレー、モンモリロナイト質クレー、ベントナイト、酸性白土等)、硫酸塩[硫酸アルミニウム(硫酸バンド、サチンホワイト等)、硫酸バリウム(バライト粉、沈降性硫酸バリウム、リトポン等)、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム(石コウ)(無水石コウ、半水石コウ等)等]、鉛白、雲母粉、亜鉛華、酸化チタン、活性フッ化カルシウム、セメント、石灰、亜硫酸カルシウム、二硫化モリブデン、およびマイクロバルーン等が挙げられる。
これらのうち硬化物の耐擦傷性および組成物、硬化物の非着色の観点から好ましいのはアルミナ、シリカ、ケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩および酸化チタン、さらに好ましいのはシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムおよび酸化チタンである。
(J1)は、2種以上併用してもよく、また2種以上が複合化(例えばシリカに酸化チタンが融着)されたものでもよい。(J1)の形状は、特に限定されず、例えば不定形状、球状、中空状、多孔質状、花弁状、凝集状および粒状(楕円球型、星型および角型形状等)のいずれでもよい。
(J1)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常50%以下、硬化物の可撓性の観点から好ましくは30%以下、さらに好ましくは3〜25%である。
顔料(J2)としては、下記のものが挙げられる。
(1)アゾ系顔料
不溶性モノアゾ顔料(トルイジンレッド、パーマネントカーミンFB、ファストイエローG等)、不溶性ジスアゾ顔料(ジスアゾイエローAAA、ジスアゾオレンジPMP等)、アゾレーキ(溶性アゾ顔料)(レーキレッドC、ブリリアントカーミン6B等)、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等;
(2)多環式顔料
フタロシアニンブルー、インダントロンブルー、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等;
(3)染つけレーキ
塩基性染料(ビクトリアピュアブルーBOレーキ等)、酸性染料(アルカリブルートーナー等)等;
(4)その他
アジン系顔料(アニリンブラック等)、昼光けい光顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料等;
(J2)の使用量は、組成物の全重量に基づいて、通常50%以下、硬化物の可撓性の観点から好ましくは40%以下、さらに好ましく30%以下である。
分散剤(J3)としては、有機分散剤[高分子分散剤(Mn2,000〜500,000)および低分子分散剤(分子量100以上かつMn2,000未満)]および無機分散剤が挙げられる。
高分子分散剤としては、ナフタレンスルホン酸塩[アルカリ金属(NaおよびK等。以下同じ。)塩、アンモニウム塩等]のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩(塩は上記に同じ。以下も同じ。)、ポリアクリル酸塩、ポリ(2〜4)カルボン酸(マレイン酸/グリセリン/モノアリルエーテル共重合体等)塩、カルボキシメチルセルロース(Mn1,000〜10,000)およびポリビニルアルコール(Mn1,000〜100,000)等が挙げられる。
低分子分散剤としては、下記のものが挙げられる。
(1)ポリオキシアルキレン型
脂肪族アルコール(C4〜30)、[アルキル(C1〜30)]フェノール、脂肪族アミン(C4〜30)および脂肪族アミド(C4〜30)のAO(C2〜4)1〜30モル付加物
脂肪族アルコールとしては、n−、i−、sec−およびt−ブタノール、オクタノール、ドデカノール等;(アルキル)フェノールとしては、フェノール、メチルフェノールおよびノニルフェノール等;脂肪族アミンとしては、ラウリルアミンおよびメチルステアリルアミン等;および脂肪族アミドとしては、ステアリン酸アミド等が挙げられる。
(2)多価アルコール型
C4〜30の脂肪酸(ラウリン酸、ステアリン酸等。以下同じ。)と多価(2価〜6価またはそれ以上)アルコール(例えばGR、PE、SOおよびソルビタン)のモノエステル化合物
(3)カルボン酸塩型
C4〜30の脂肪酸のアルカリ金属塩
(4)硫酸エステル型
C4〜30の脂肪族アルコール(上記に同じ。以下も同じ。)および脂肪族アルコールのAO(C2〜4)1〜30モル付加物の硫酸エステルアルカリ金属塩等
(5)スルホン酸塩型
[アルキル(C1〜30)]フェノール(上記に同じ。以下も同じ。)のスルホン酸アルカリ金属塩
(6)リン酸エステル型
C4〜30の脂肪族アルコールおよび脂肪族アルコールのAO(C2〜4)1〜30モル付加物のモノまたはジリン酸エステルの塩[アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩等]
(7)1〜3級アミン塩型
C4〜30の脂肪族アミン[1級(ラウリルアミン等)、2級(ジブチルアミン等)および3級アミン(ジメチルステアリルアミン等)]塩酸塩、トリエタノールアミンとC4〜30の脂肪酸のモノエステルの無機酸(塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸等。以下同じ。)塩
(8)4級アンモニウム塩型
C4〜30の4級アンモニウム(ブチルトリメチルアンモニウム、ジエチルラウリルメチルアンモニウム、ジメチルジステアリルアンモニウム等)の無機酸塩等
が挙げられる。
無機分散剤としては、ポリリン酸のアルカリ金属塩およびリン酸系分散剤(リン酸、モノアルキルリン酸エステル、ジアルキルリン酸エステル等)等が挙げられる。
(J3)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.05〜5%である。
消泡剤(J4)としては、低級アルコール(C1〜6)(メタノール、ブタノール等)、高級アルコール(C8〜18)(オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール等)、高級脂肪酸(C10〜20)(オレイン酸、ステアリン酸等)、高級脂肪酸エステル(C11〜30)(グリセリンモノラウリレート等)、リン酸エステル(トリブチルホスフェート等)、金属石けん(ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等)、ポリエーテル[PEG(Mn200〜10,000)、PPG(Mn200〜10,000)等]、シリコーン(ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル等)および鉱物油系(シリカ粉末を鉱物油に分散させたもの)等が挙げられる。
(J4)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常3%以下、好ましくは0.01〜2%である。
レベリング剤(J5)としては、PEG型非イオン界面活性剤(ノニルフェノールEO1〜40モル付加物、ステアリン酸EO1〜40モル付加物等)、多価アルコール型非イオン界面活性剤(ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等)、フッ素含有界面活性剤(パーフルオロアルキルEO1〜50モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等)、変性シリコーンオイル[例えばポリエーテル変性シリコーンオイルおよび(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル]等が挙げられる。
(J5)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常3%以下、好ましくは0.1〜2%である。
シランカップリング剤(J6)としては、アミノ基含有シランカップリング剤(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−フェニルアミノフロピルトリメトキシシラン等)、ウレイド基含有シランカップリング剤(ウレイドプロピルトリエトキシシラン等)、ビニル基含有シランカップリング剤[ビニルエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等]、メタクリレート基含有シランカップリング剤(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等)、エポキシ基含有シランカップリング剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等)、イソシアネート基含有シランカップリング剤(γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等)、ポリマー型シランカップリング剤(ポリエトキシジメチルシロキサン、ポリエトキシジメチルシロキサン等)、カチオン型シランカップリング剤[N−(N−ベンジル−β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等]等が挙げられる。
(J6)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.5〜7%である。
チクソトロピー性付与剤(J7)としては、無機チクソトロピー性付与剤(ベントナイト、有機処理ベントナイトおよびコロイダル炭酸カルシウム等)および有機チクソトロピー性付与剤(水添ヒマシ油ワックス、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸アルミニウム、重合アマニ油等)が挙げられる。
(J7)の使用量は本発明の組成物の全重量に基づいて、通常20%以下、好ましくは0.5〜10%である。
スリップ剤(J8)としては、高級脂肪酸エステル(ステアリン酸ブチル等)、高級脂肪酸アミド(エチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等)、金属石けん(ステアリン酸カルシウム、オレイン酸アルミニウム等)、ワックス[パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルボキシル基含有ポリエチレンワックス等)等]およびシリコーン(例えばジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイルおよびフルオロシリコーンオイル)等が挙げられる。
(J8)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常5%以下、好ましくは0.01〜2%である。
酸化防止剤(J9)としては、ヒンダードフェノール化合物〔トリエチレングリコール−ビス−[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル〕およびアミン化合物(n−ブチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミノメチルメタクリレート等)が挙げられる。
(J9)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常3%以下、好ましくは0.005〜2%である。
紫外線吸収剤(J10)としては、ベンゾトリアゾール化合物[2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等]、トリアジン化合物〔2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール〕、ベンゾフェノン(2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン等)、シュウ酸アニリド化合物(2−エトキシ−2’−エチルオキサリック酸ビスアニリド等)が挙げられる。
(J10)の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常3%以下、好ましくは0.005〜2%である。
上記(J1)〜(J10)の間で添加剤が同一で重複する場合は、それぞれの添加剤が該当する添加効果を奏する量を他の添加剤としての効果に関わりなく使用するのではなく、他の添加剤としての効果も同時に得られることをも考慮し、使用目的に応じて使用量を調整するものとする。
本発明の組成物は、塗工の際に、塗工に適した粘度に調整するために、必要に応じて溶剤で希釈してもよい。溶剤の使用量は、溶剤を加える前の該組成物の重量に基づいて通常2,000%以下、好ましくは10〜500%である。また、塗工液の粘度は、使用時の温度(通常5〜60℃)で、通常5〜500,000mPa・s、安定塗工の観点から好ましくは50〜10,000mPa・sである。
該溶剤としては、本発明の組成物中の樹脂分を溶解するものであれば特に限定されることはなく、具体的には、芳香族炭化水素(C7〜10、例えばトルエン、キシレンおよびエチルベンゼン)、エステルまたはエーテルエステル(C4〜10、例えば酢酸エチル、酢酸ブチルおよびメトキシブチルアセテート)、エーテル(C4〜10、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、EGのモノエチルエーテル、EGのモノブチルエーテル、PGのモノメチルエーテルおよびDEGのモノエチルエーテル)、ケトン(C3〜10、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトンおよびシクロヘキサノン)、アルコール(C1〜10、例えばメタノール、エタノール、n−およびi−プロパノール、n−、i−、sec−およびt−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコールおよびベンジルアルコール)、アミド(C3〜6、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等)、スルホキシド(C2〜4、例えばジメチルスルホキシド)、水、およびこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
これらのうち好ましいのは沸点が70〜100℃のエステル、ケトンおよびアルコール、さらに好ましいのは酢酸エチル、メチルエチルケトン、i−プロパノールおよびこれらの混合物である。
本発明の組成物を紫外線照射して得られる硬化物のガラス転移温度(Tg)は、強靭性、柔軟性の観点から好ましくは0〜70℃、さらに好ましくは20〜50℃である。
ここでTgは、本発明の硬化物を5mm×50mm×1mmの短冊状とし、粘弾性スペクトル測定装置[Reogel E−4000、(株)ユービーエム製]で周波数10Hzで測定したものである。
本発明の積層体は、基材、基材上の上記組成物の塗工層および塗工層上の透明基材の3層からなる積層物を硬化させてなる。
積層体は、具体的には、上記組成物を、必要により溶剤で希釈して、基材(I)上に塗工し、必要により乾燥させた後、その上に透明基材(II)を貼り合せ、その後紫外線照射により硬化させることによって製造される。
透明基材(II)としては、特に限定されないが、通常Mn100,000〜10,000,000の樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロースおよびポリメチルメタクリレート−スチレン共重合樹脂、および無機基材(ガラス、石英等)が挙げられる。
これらは、板状またはフィルム状のいずれでもよいが、生産性の観点から好ましいのは0.1〜5mmのフィルム状である。
基材層(I)の材質としては、上記(II)と同じ材質および金属(銅、アルミ、鉄等)が挙げられる。(I)は、剛性の観点から好ましいのは3〜50mmの板状である。
本発明の組成物の塗工に際しては、通常用いられる装置、例えば塗工機[バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター(サイズプレスロールコーター、ゲートロールコーター等)、エアナイフコーター、スピンコーター、ブレードコーター等]が使用できる。
塗工膜厚(乾燥後膜厚)は、通常0.5〜300μm、乾燥性、硬化性の観点から好ましい上限は250μm、硬化性、接着性の観点から好ましい下限は1μmである。
本発明の組成物を溶剤で希釈して使用する場合は、塗工後に乾燥するのが好ましい。乾燥方法としては、例えば熱風乾燥(ドライヤー等)が挙げられる。乾燥温度は、通常10〜200℃、基材(I)の変形防止および表面平滑性の観点から好ましい上限は150℃、乾燥速度の観点から好ましい下限は30℃である。
本発明の組成物を塗工後、紫外線照射で硬化させるに際しては、公知の紫外線照射装置[例えば、商品名「アイグランデージ」、アイグラフィック(株)製]を使用することができる。紫外線の照射量は、通常10〜10,000mJ/cm2、硬化物の可撓性の観点から好ましい上限は、5,000mJ/cm2、組成物の硬化性の観点から好ましい下限は、100mJ/cm2である。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
製造例1
撹拌機、冷却管および温度計を備えた反応容器にPTMG[商品名「PTMG−2000」、三菱化学(株)製、Mn2,000]100部、IPDI 16.7部および触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)0.05部を仕込み、100℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシエチルアクリレート5.8部を加え、100℃で6時間反応させてウレタンアクリレート(A−1)を得た。(A−1)のMnは、4,890であった。
製造例2
製造例1と同様の反応容器にPEG[商品名「ニューポールPEG−600」、三洋化成工業(株)製、Mn600]100部と水添MDI 54.6部を仕込み、110℃で4時間反応させた後、2−ヒドロキシエチルアクリレート9.7部と触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)0.03部を加え、80℃で4時間反応させ、ウレタンアクリレート(A−2)を得た。(A−2)のMnは、3,950であった。
製造例3
製造例1と同様の反応容器にPTMG[商品名「PTMG−1000」、三菱化学(株)製、Mn1,000]100部、BD9.8部、水添MDI 78.6部および2−ヒドロキシエチルアクリレート23.2部を仕込み均一混合後、触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)0.05部を加え、80℃で6時間反応させて、ウレタンアクリレート(A−3)を得た。(A−3)のMnは、2,120であった。
実施例1〜6
表1に示す重量比に従って配合し、本発明の感光性組成物(実施例1〜6)を得た。各組成物の25℃での粘度をBL型粘度計[東京計器(株)製]にて測定した。
次に、下記の評価方法に従って硬化物を作成し、透過率、接着強度、引張伸び率を評価した。結果を表3に示す。
比較例1〜4
表1に示す重量比に従って配合して得た比較の感光性組成物(比較例1〜4)について、実施例1〜6と同様に評価した。結果を表3に示す。
評価方法
(1)透過率(透明性の評価)
(i)硬化物作成法
ガラス板[商品名「MICRO SLIDE GLASS 水板」、松浪ガラス(株)製、タテ76mm×ヨコ26mm×厚さ1.3mm]上の周辺部にセットしたスペーサー枠(幅5mm、厚さ100μmの枠内に、試料を充填し、さらにその上にガラス板を重ね、ニップローラーで挟んで空気を押し出した。その後、紫外線照射装置[商品名「アイグランデージ」、アイグラフィック(株)製。照射ランプはメタルハライドランプ。以下同じ。]を用いて、1,000mJ/cm2の紫外線を照射し、硬化物を得た。
(ii)透過率測定方法
JIS K−7361−1に準じ、全光線透過率測定装置[商品名「haze−gard dual」、BYK gardner(株)製]を用いて透過率を測定した。
(2)接着強度(接着性の評価)
(i)硬化物作成法
JIS K−6854−1に準じて、基材[タテ70mm×ヨコ50mm×厚さ10mm]上の周辺部にセットしたスペーサー枠(幅5mm、厚さ100μm)の枠内に試料を充填し、さらにその上にPETフィルム[商品名「A4100」、東洋紡(株)製 、タテ150mm×ヨコ50mm×厚さ200μm]を重ね、ニップローラーで挟んで空気を押し出した。その後、紫外線照射装置を用い、1,000mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させ、90℃剥離用試験片を得た。
基材(1)PMMA:[商品名「アクリライトL」、三菱レイヨン(株)製]
(2)ガラス板:[商品名「GLASS PLATE」、アズワン(株)製]
(ii)接着強度測定方法
JIS K−6854−1に準じて、オートグラフ[AG100kNGまたはAG100NIS、(株)島津製作所製、以下同じ。]を用いて、室温23℃、引張速度50mm/分でT剥離(90℃剥離)試験を行い接着強度を測定した。
(3)硬化性
前記接着強度試験後の試験片の硬化物面を紙[商品名「共用紙KB−K39N」、コクヨ(株)製、A4版]上に置き、1時間静置した後、試験片を取り除き、紙上に残ったシミの有無を肉眼で観察し、下記の基準で評価した。

○:シミなし
×:シミあり
(4)引張伸び率(柔軟性の評価)
(i)硬化物作成法
フッ素系離型剤[商品名「ダイフリーGA−6010」、ダイキン工業(株)製 ]を表面に塗布したガラス板[商品名「GLASS PLATE」、アズワン(株)製、タテ200mm×ヨコ200mm×厚さ5mm]の周辺部にセットしたスペーサー枠(幅10mm、厚さ1mm)の枠内に試料を充填し、さらに同様に離型剤塗布したガラス板で挟んだ後、ニップローラーで挟んで空気を押し出した。その後紫外線照射装置を用いて、1,000mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、ガラス板を取り外し、硬化物からJIS K−7127の試験片タイプ5を打ち抜き、引張試験用の試験片を得た。
(ii)引張伸び率試験方法
得られた試験片をJIS K−7127に準じて、オートグラフを用いて、室温23℃、引張速度10mm/分で引張試験を行い引張伸び率を測定した。
IBXA :イソボルニルアクリレート[商品名「ライトアクリレートIBXA」、共栄
社化学(株)製]
M101 :フェノキシDEGアクリレート[商品名「アロニックスM−101」、東亞
合成(株)製]
ACMO :アクリロイルモルホリン[商品名「ACMO」、興人(株)製]
EP828:ビスフェノールAジグリシジルエーテル[商品名「エピコート828」、ジ
ャパンエポキシレジン(株)製]
C3000:リモネンジオキシド[商品名「セロキサイド3000」、ダイセル化学工業
(株)製]
C2021:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサン
カルボキシレート[商品名「セロキサイド2021」、ダイセル化学工業(
株)製]
A200 :3,4−エポキシシクロヘキサンメチルアクリレート[商品名「サイクロマ
ーA200」、ダイセル化学工業(株)製]
GMA :グリシジルメタクリレート[商品名「ブレンマーG」、日本油脂(株)製]
BA641:EO変性ビスフェノールAジアクリレート[商品名「ネオマーBA−641
」、三洋化成工業(株)製]
VR77 :ビスフェノールAジグリシジルエーテルジアクリレート[商品名「リポキシ
VR−77」、昭和高分子(株)製]
TPO :1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド[商品名
「ルシリンTPO」、BASF(株)製]
I184 :1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名「イルガキュア18
4」、チバスペシャルティケミカルズ(株)製]
SP170:4,4’−ビス[ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]フェ
ニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート[商品名「アデカオ
プトマーSP−170」、旭電化工業(株)製]
表1の結果から、本発明の組成物は比較の組成物に比べて、明らかに接着性および柔軟性に優れることがわかる。とくに比較例2〜4に比べて、接着性、硬化性、柔軟性に優れる。
本発明の接着剤用感光性組成物を硬化させてなる硬化物は、透明性、柔軟性、各種基材(プラスチック、ガラス、金属等)との接着性に優れることから、光学フィルム(反射防止膜、ハードコーティング膜、光拡散シート等)の貼り合わせ用接着剤、光ディスクの貼り合わせ用接着剤、ディスプレイパネル(液晶や有機EL等)のシーリング剤、光学部材の接着剤またはシーリング剤等として有用である。

Claims (6)

  1. 水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物(a1)、ポリオール(a2)およびポリイソシアネート(b)から形成されてなるウレタン(メタ)アクリレート(A)、単官能(メタ)アクリロイル基含有化合物(B)、エポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)および光カチオン重合開始剤(E)からなることを特徴とする接着剤用感光性組成物。
  2. (A)〜(E)の合計重量に基づく割合が、(A)が10〜79.8%、(B)が10〜79.8%、(C)が5〜69.8%、(D)が0.1〜3.0%および(E)が0.1〜5.0%である請求項1記載の組成物。
  3. さらに、少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基と少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物(F)を含有させてなる請求項1または2記載の組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれか記載の組成物からなる、光学部材の接着剤またはシーリング剤。
  5. 基材、基材上の請求項1〜4のいずれか記載の組成物の塗工層および塗工層上の透明基材の3層からなる積層物を硬化させてなる積層体。
  6. 基材上に請求項1〜4のいずれか記載の組成物を塗工し、さらに塗工面上に透明な別の基材を貼り合せ、紫外線照射により硬化させることを特徴とする積層体の製造方法。
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