明 細 書 光照射によりァミンを発生する化合物、 光硬化性組成物及び光反応性 接着剤組成物 発明の分野
本発明は、 光照射によりアミンを発生する化合物、 光硬化性組成物及 び光反応性接着剤組成物に関する。
光照射によりアミンを発生する化合物としては、 コバルトアミン系錯 体、 カルパミン酸 o—二トロベンジル、 ォキシムエステル等が知られて いる。
しかしながら、 これらの光照射によりアミンを発生する化合物は量子 収率が低く、 例えば、 B u i 1. C h e m. S o c . J p n. , (No. 1 1) , 249 5, (1 9 9 8) に記載されているように、 コバルトァ ミン系錯体の量子収率は、 254 nmの光に対して約 0. 01、 力ルバ ミン酸 o—二トロベンジルの量子収率は、 254 nmの光に対して約 0. 1 3、 ォキシムエステルの量子収率は、 366 nmの光に対して約 0. 3である。
このような光照射によりアミンを発生する化合物がァミンにより硬ィ匕 する化合物と反応して硬化が進行する光硬化性樹脂組成物として、 例え ば、 エポキシ樹脂と、 エポキシ樹脂の光ァニオン重合開始剤としての o 一二トロべンジルカルバメート化合物とを含むエポキシ樹脂組成物があ る (特開平 7— 7029 2号公報) 。
しかしながら、 ここで用いられている o—二トロべンジルカルパメー ト化合物は、 ァミン化合物への光分解効率が低い。 そのため上記ェポキ シ樹脂組成物では長時間の光照射が必要であること、 また、 十分な硬化
速度を得るためにはエポキシ樹脂に対して多量の o—二トロべンジルカ ルバメート化合物を添加しなければならないことといった問題点がある。 他方、 一般に接着剤は液状であり、 接合すべき部材に刷毛やローラー で塗布された後、 接合作業が行なわれる。 接合後に、 溶剤の気化や高分 子量化反応により、 接着剤が固体化し、 接合すべき部材同士が強固に接 着される。
接着剤は、 接着強度に優れているが、 接合に際して被着体に塗布する 作業が煩雑であった。 また、 硬化に比較的長時間を要するので、 接着剤 力 固体化を含め、 必要接着強度を発現するまでに何らかの方法で接合 すべき部材同士を固定して置かなければならず、 作業性が十分でなかつ た。
また、 溶剤を気化させる場合に、 乾燥手段や加熱手段を講じる必要が あったり、 溶剤の気化により作業環境が悪化したりするという問題点も あった o
従来、 一液型のウレタン系接着剤が種々提案されている (例えば、 特 開昭 6 1 - 3 1 4 1 8号公報) 。 しかしながら、 一液型のウレタン系接 着剤では、 貼り合わせ直後には、 ウレタンプレボリマーの湿気による硬 化反応が十分進行せず、 初期接着力及び貼り合わせ直後の耐熱性が十分 でな力 つた。
他方、 特開昭 6 4 - 2 4 8 2 1号公報には、 活性イソシァネート基を 有するポリウレタンオリゴマーと、 水酸基を有する紫外線硬化性有機化 合物と、 光重合開始剤とからなる光硬化性ポリゥレタン組成物が開示さ れている。 ここでは、 一液型の低粘度の光硬化性ポリウレタン組成物が 得られ、 作業性が高められており、 且つ紫外線の照射により硬化が進行 することにより初期接着力が高められるとされている。
また、 特公平 7— 1 0 3 3 5 6号公報には、 数平均分子量が 3, 0 0
0以上で、 かつ分子内に少なくとも 1つの光重合性二重結合を有する化 合物 (a ) と、 分子量が 2 0 0〜8 0 0である光重合性単量体 (b ) と、 イソシァネート化合物 (c ) とを有する光硬化型ポリウレタン系接着剤 及びこれを用いた接着方法が開示されている。
しかしながら、 特開昭 6 4 - 2 4 8 2 1号公報ゃ特公平 7— 1 0 3 3 5 6号公報に開示されているように、 光ラジカル重合を用いた光硬化性 ポリウレタン組成物を接着剤として用いた場合、 貼り合わせ直後の耐熱 性を高めるために、 光照射により硬化する成分の配合割合を高めたり、 光照射により架橋させたりすると、 貼り合わせた際の初期接着力や硬化 後の接着力が低下するという問題があつた。 発明の概要
本発明の目的は、 光分解性に優れ、 かつ、 ァミンにより硬化する化合 物との反応性及び相溶性に優れた、 光照射によりアミンを発生する化合 物及ぴ該化合物を含む光硬化性組成物並びに光反応性接着剤組成物を提 供することにある。
本発明の他の目的は、 上述した従来の光硬化性ゥレタン系接着剤の欠 点を解消し、 一液型であっても作業性に優れているだけでなく、 光の照 射により硬化が進行し、 速やかに初期接着力及び耐熱性が発現される光 反応性接着剤組成物を提供することにある。
本願の第 1の発明の広い局面によれば、 カルパモイルォキシィミノ基 を含有する下記構造式 1で示される光照射によりアミンを発生する化合 物が提供される。
但し、 構造式 1において、 R 1は、 n価の有機基、 1¾ 2及ぴ1 3は、 各々、 水素、 芳香族基もしくは脂肪族基、 nは、 1以上の整数である。
構造式 1
第 1の発明の特定の局面では、 前記構造式 1において、 R 1が、 下記 の構造式 2で表わされる有機基であり、 構造式 2において、 R 4が (m + n ) 価の有機基、 R 5は、 イソシァネート基、 (メタ) アタリロイル 基及びビニル基からなる群から選ばれた 1種であり、 R 5が複数の場合 複数の R 5は、 同一であってもよく、 異なっていてもよく、 mは、 それ ぞれ 1以上の正の整数である。 構造式 2
一
上記構造式 1においては、 好ましくは、 R 2及ぴ R 3の一方が水素も しくは脂肪族基であり、 他方が芳香族基である。
また、 上記構造式 1において、 好ましくは、 R 1は芳香族基である。 また、 上記構造式 2において、 好ましくは、 R 4は芳香族基である。 また、 第 1の発明の特定の局面では、 1 2及び1 3は、 それぞれ、 水
素、 メチル基、 フエニル基及びナフチル基からなる群から選ばれた基で める
本願の第 2の発明は、 (メタ) ァクリロイル基と力ルバモイルォキシ ィミノ基とを有するモノマーの単独重合体、 またはラジカル重合性基を 有する化合物と、 (メタ) ァクリロイル基及び力ルバモイルォキシイミ ノ基を有するモノマーとを共重合してなるポリマーもしくはオリゴマー であることを特徴とする光照射によりアミンを発生する化合物である。 本願の第 3の発明は、 第 1, 第 2の発明に係る光照射によりアミンを 発生する化合物と、 ァミンにより硬化する化合物とを含むことを特徴と する光硬化性組成物である。 好ましくは、 該光硬化性組成物は、 チォキ サントン系増感剤をさらに含む。
第 3の発明に係る光硬化性成物では、 光の照射によりァミンが極めて 効率的に発生し、 該ァミンとイソシァネート基、 エポキシ基、 (メタ) ァクリロイル基ゃビニル基との反応により、 貼り合わせ直後に十分な初 期接着力、 保持力及び耐熱性が発現する。 しかる後、 イソシァネート基 が残存していた場合には、 ァミンにより硬化する化合物の湿気による硬 化が進行し、 最終的に高い接着強度が発現する。
更に、 チォキサントンもしくはその誘導体を含有させた光反応性接着 剤組成物では、 光増感効果により光照射によるァミンの発生速度が増大 する。
本願の第 4の発明によれば、 A:ァミンにより硬化する化合物と、 B :光照射によりアミンを発生する化合物であって、 力ルバモイルォ キシィミノ基を有する化合物とを含むことを特徴とする光硬化性組成物 が提供される。
第 4の発明において、 上記化合物 Bとしては、 第 1、 第 2の発明に係 る、 光照射によりアミンを発生する化合物を用いることができる。
第 4の発明の別の特定の局面では、 前記力ルバモイルォキシィミノ基 を有する化合物 Bが、 ゥレタンプレポリマーのィソシァネート基とォキ シム化合物とを反応させて得られる化合物である。
第 4の発明のさらに別の特定の局面では、 前記力ルバモイルォキシィ ミノ基を有する化合物 Bが、 イソシァネート基、 エポキシ基、 及びラジ 力ル重合性基から選ばれる官能基と、 力ルバモイルォキシィミノ基とを 有する化合物である。
第 4の発明に係る光硬化性組成物においては、 好ましくは、 チォキサ ントン系増感剤がさらに含有される。
第 4の発明に係る光硬化性組成物は、 光照射後に、 接合すべき部材同 士を貼り合わせた場合であっても、 貼り合わせた後短時間で、 高い初期 接着強度及び耐熱性を発現する。 また、 最終的には高い接着強度を発現 する。
本願の第 5の発明の広い局面によれば、
A:ァミンにより硬化する化合物と、
B ' :光照射によりアミンを発生する化合物であって、 ラジカル重合. 性基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有する化合物と、
C :光ラジカル重合開始剤とを含むことを特徴とする光硬化性組成物 が提供される。
第 5の発明に係る光硬化性組成物では、 光の照射により光ラジカル重 合開始剤が活性化されて、 光照射によりァミンを発生する化合物がポリ マー化される。 従って、 光照射前は光照射によりアミンを発生する化合 物がモノマーの状態であるため、 比較的粘度が低く、 光硬化性組成物の 塗布作業性が高められる。 光の照射により、 光ラジカル重合開始剤が活 性化されて、 光照射によりアミンを発生する化合物がポリマー化し、 さ らに光の照射によりアミンが発生し、 ァミンとァミンにより硬化する化
合物のァミンと反応し得る官能基との反応が開始する。 従って、 光照射 後、 短時間で、 優れた初期接着強度及び耐熱性を発現する。
本願の第 6の発明の広い局面によれば、 A, : ウレタンプレポリマー と、
B :光照射によりアミンを発生する化合物であって、 カルパモイルォ キシィミノ基とを有する化合物とを含むことを特徴とする光硬化性組成 物が提供される。
第 6の発明のある特定の局面では、 前記カルパモイルォキシィミノ基 を有する化合物 Bが、 ラジカル重合性基を有する化合物と、 (メタ) ァ クリロイル基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有するモノマーとを共 重合してなるポリマーまたはオリゴマーである。
光照射によりアミンを発生する化合物がラジカル重合性基を有する化 合物と、 (メタ) アタリロイル基とカルパモイルォキシィミノ基とを有 するモノマーとを共重合したポリマーもしくはオリゴマーである場合に は、 上記ラジカル重合性基を有する化合物の選択により、 ウレタンプレ ポリマーとの相溶性を高めることができ、 かつポリマーまたはオリゴマ 一 1分子中に複数のカルパモイルォキシィミノ基を導入し得るので、 硬 化速度を高めることができる。
また、 チォキサントンもしくはその誘導体は光ラジカル重合開始剤で もあるので、 光照射によりアミンを発生する化合物をポリマー化させる とともに、 光増感作用により高効率で光の照射によりアミンを発生させ ることができる。
本願の第 7の発明は、 A' : ウレタンプレポリマーと、
B ' :光照射によりアミンを発生する化合物であって、 (メタ) ァク リロイル基と、 力ルバモイルォキシィミノ基とを有する化合物と、
C :光ラジカル重合開始剤とを含むことを特徴とする光硬化性組成
物である。
第 4〜第 7の発明では、 好ましくは、 チォキサントン系増感剤がさら に含有される。
また、 本発明に係る光反応性接着剤組成物は、 第 3〜第 7の発明に係 る各光硬化性組成物からなることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例 1で合成された化合物 1の赤外吸収スぺク トルを示す 図である。
図 2は、 実施例 2で合成された化合物 2の赤外吸収スペクトルを示す 図である。
図 3は、 実施例 3で合成された化合物 3の赤外吸収スぺク トルを示す 図である。
図 4は、 実施例 4で合成された化合物 4の赤外吸収スぺク トルを示す 図である。 発明の詳細な説明
本発明の構造式 1で示される光照射によりアミンを発生する化合物に おいて、 R 1は、 n価の有機基であり、 好ましくは、 脂肪族基;芳香族 基; あるいは末端もしくは側鎖に結合価を有するポリウレタン、 ポリエ 一テルまたはポリエステルからなる高分子主鎖である。 R 2及び R 3は、 水素、 または芳香族基もしくは脂肪族基等の有機基であり、 より好まし くは、 水素、 炭素数が 1〜1 0の範囲のアルキル基、 フ: ϋ二ル基、 ナフ チル基または置換基が導入されたフエニル基、 ナフチル基の群から選ば れる。
構造式 1において、 ηは 1以上の整数であり、 好ましくは 2以上であ
る。 nが 2以上の場合、 ァミンへの光分解性及び生成したァミンの反応 性が良好となる。
構造式 1において、 R 1の分子量が、 小さいすぎると、 ァミンにより 硬化する化合物との相溶性が低下し、 大きずぎると、 生成したアミン化 合物の反応性が低下する。 従って、 好ましくは、 R 1の分子量は 200 〜2万、 より好ましくは 400〜 1万、 さらに好ましくは 400〜50 00である。
R 2及び R 3としては、 R 2及び R 3のいずれか一方が水素もしく は脂肪族基であり、 他方が、 芳香族基であることが好ましい。 さらに好 ましくは、水素とフエニル基の組合わせ、水素とナフチル基の組合わせ、 メチノレ基とフエニル基の糸且合わせまたはメチル基とナフチル基の組合わ せであり、 特に好ましくはメチル基とフユニル基の組合わせである。 構造式 1で示される化合物に光が照射されると、 R 1 (— NH2) „ または R l (-NH-NH2) nの構造を有するァミンが発生する。
本発明の特定の局面では、 R 1は構造式 2で示される有機基である。 構造式 2において、 R4は (m+n) 価の有機基であり、好ましくは、 脂肪族基;芳香族基またはポリウレタン基、 ポリエーテル基もしくはポ リエステル基であり、'より好ましくは芳香族基である。
構造式 2において、 R 4の分子量が、 小さすぎると、 ァミンにより硬 化する化合物との相溶性が低下し、 大きすぎると、 生成したァミン化合 物の反応性が低下する。 従って、 R 4の分子量は 200〜 2万が好まし く、 より好ましくは 400〜1万、 さらに好ましくは 400〜 5000 である。
構造式 2において、 mは 1以上の正の整数である。 また、 この場合好 ましくは nは 2以上である。
構造式 2において、 R 5が複数の場合、 R 5は同一でもよく、 異なつ
ていてもよい。 R 5は、 好ましくはイソシァネート基、 (メタ) アタリ ロイル基及びビニル基からなる群から選ばれた少なく とも 1種以上であ る。
構造式 2で示される基を有する構造式 1の化合物に光が照射されると、 ( R 5 - ) m R 4 (― N H 2 ) . n又は (R 5— ) m R 4 (一 N H— N H 2 ) nの構造を有するァミンが発生する。
構造式 1で示される光照射によりアミンを発生する化合物としては、 芳香族炭化水素にイソシァネート基が結合したイソシァネート化合物と ォキシム化合物との反応により生成された化合物が好ましい。 該生成化 合物は光増感剤がなく とも単独で特に優れた光分解性を有する。
構造式 1で示される光照射によりアミンを発生する化合物を得る方法 としては、 特に限定されるものでない。 例えば、 ウレタンプレボリマー (低分子量イソシァネート化合物であってもよい) とォキシム化合物と を、 ゥレタンプレボリマーのィソシァネート基のモル数とォキシム化合 物の水酸基のモル数とが等モル数となるように仕込み、 必要に応じて錫 触媒や 3級ァミン等の触媒を添加して反応させることにより、 上記光照 射によりァミンを発生する化合物が得られる。
また、 構造式 1の R 1力 (メタ) アタリロイル基又はビニル基であ る場合は、 上記光照射によりァミンを発生する化合物を得る方法として は、 例え '、 2—メタクリロイルォキシェチルイソシァネート又はジメ チルメタイソプロぺニルベンジルイソシァネートのようなィソシァネー ト基とアタリロイル基又はビエル基を持つ化合物と、 ォキシムとを反応 させる方法;水酸基を持った (メタ) アタリレートもしくはカルボキシ ル基を持った (メタ) アタリレートに多官能イソシァネートを反応させ た後、 残存したイソシァネート基とォキシムとを反応させる方法等が挙 げられる。
0
上記水酸基を持った (メタ) アタリレートとしては、 特に限定される ものではないが、 例えば、 2—ヒ ドロキシェチル (メタ) アタリ レート、 2—ヒ ドロキシプロピル (メタ) ァクリレート、 2—メタタリロイルォ キシェチルァシッ ドホスフエート、 グリセリンジメタタリレート、 2一 ヒ ドロキシ一 3—ァクリロイルォキシプロピルメタクリレート、 2—(メ タ) アタリロイルォキシェチルー 2—ヒ ドロキシェチルフタル酸ェポキ シエステル等が挙げられる。 上記カルボキシル基を持った (メタ) ァク リ レートとしては、 例えば、 (メタ) アクリル酸、 2— (メタ) アタリ ロイルォキシェチルコハク酸、 2一 (メタ) アタリロイルォキシェチル へキサヒ ドロフタル酸、 2—アタリロイルォキシェチルフタル酸等が挙 げられる。
構造式 2の R 5がィソシァネート基である場合には、 構造式 1に示さ れる光照射によりァミンを発生する化合物の製造において、 (イソシァ ネート基のモル数) / (ォキシムの水酸基のモル数) が 1を超えると得 られる構造式 2における mの値が 1を超えるものが主となる。 このよう な生成物を光照射によりァミンを発生する化合物として用いた場合、 光 照射により発生したァミンと、 残存しているイソシァネート基が反応す るのでそれ自体でも自己硬化が可能である。 特に、 R 4が芳香族炭化水 素基である場合には、 自己硬化を起しやすくすることができより好まし い。
また、 (イソシァネート基のモル数) > (ォキシムの水酸基のモル数) である場合、 光照射により発生するァミンのァミノ基よりもイソシァネ 一ト基の方が多いため、 湿気等の水分によるイソシァネート基の硬化反 応をさせることが可能となる。
よって、光照射により発生するァミンとイソシァネート基との反応と、 その後のィソシァネート基による湿気硬化反応とによって二段階硬化を
起すことができる。
本発明においては、 光照射によりアミンを発生する化合物は、 ラジカ ル重合性基を有する化合物と、 (メタ) ァクリロイル基と力ルバモイル ォキシィミノ基とを有するモノマーを共重合したポリマー又はオリゴマ 一であってもよい。
ここで、 ラジカル重合性基を有する化合物としては、 特に限定される ものではないが、 例えば、 (メタ) アクリル酸; (メタ) アクリル酸メ チルエステル、 アクリル酸ェチルエステル、 (メタ) アクリル酸 n—プ 口ピルエステル、 (メタ) アクリル酸イソプロピルエステル、 (メタ) アクリル酸 n —ブチルエステル、 (メタ) アクリル酸 s e c—ブチルェ ステル、 (メタ) アクリル酸 t —ブチルエステル、 (メタ) アクリル酸 ペンチノレ、 (メタ) アクリル酸へキシル、 メタクリル酸シクロへキシル エステル、 (メタ) アクリル酸へプチル、 (メタ) アクリル酸 n—オタ チルエステル、 (メタ) ァクリル酸イソォクチルエステル、 (メタ) ァ クリル酸 2—ェチルへキシルエステル、 (メタ) アクリル酸デシル、 (メ タ) アクリル酸イソノニルエステル、 (メタ) アクリル酸ヒ ドロキシェ チルエステル、 (メタ) アクリル酸イソミリスチルエステル、 (メタ) アクリル酸イソステアリルエステル、 (メタ) アクリル酸ステアリルェ ステル、 (メタ) アクリル酸ラウリルエステル、 グリシジル (メタ) ァ クリ レート、 2—ヒ ドロキシェチル (メタ) アタリレート、 (メタ) ァ クリル酸 n—ブトキシェチル、 (メタ) アクリル酸フエノキシェチル、' (メタ) アクリル酸テトラヒ ドロフルフリル、 (メタ) アクリル酸ベン ジル、 (メタ) アクリル酸トリブロモフヱニル、 (メタ) アクリル酸 2, 3—ジクロ口プロピル、 ε — (ポリ) 力プロラタ トンアタリレート、 テ トラヒ ドロフラエルアタリレート等に代表される (メタ) アクリル酸ァ ノレキノレエステノレ類; ひーメチノレスチレン、 ビニノレトノレェン、 クロロスチ
レン、 tーブチルスチレン、スチレン等に代表されるスチレン系単量体; メチルビ二ノレエーテル、 ェチルビニルエーテル、 イソプチルビニルエー テル等に代表されるビュルエーテル系単量体; フマル酸; マレイン酸; ィタコン酸 ; フタル酸 ; フマル酸のモノアルキルエステル、 フマル酸の ジアルキルエステル ; マレイン酸のモノアルキルエステル、 マレイン酸 のジァノレキノレエステノレ ; イタコン酸のモノァノレキルエステル、 ィタコン 酸のジアルキルエステル ; フタル酸のモノァノレキルエステル、 フタル酸 のジアルキノレエステル; ァク リル酸 N, N—ジメチルァミノエチル、 了 ク リル酸 N, N—ジェチルアミノエチル、 アクリル酸 N, tーブチルァ ミノエチル等のァクリル酸ァミノアルキルエステル; (メタ) ァク リ ロ 二トリル; ブタジエン;イソプレン;塩化ビニル;塩化ビニリデン;酢 酸ビニノレ ; ビニルケトン; N—ビニノレピロ リ ドン; ビュルピリジン; (メ タ) ァク リ ノレアミ ド ; ビニルカルバゾール等 ; ジビニルベンゼン ; ィソ シァネート基を持つ化合物と活性水素を持つ (メタ) アクリルモノマー との反応等により得られるウレタンァクリレート ;エポキシ基を持つ化 合物とアク リル酸、 または、 水素基を持つ (メタ) アクリルモノマーと の反応等によって得られるエポキシエステル化合物; ポリエステルァク リ レート ; エチレングリ コーノレやプロピレングリコーノレとのァノレキレン グリコールとァクリル酸との反応によって得られるアルキレングリコー ノレモノ (メタ) アタ リ レート類、 ジアルキレングリコールモノ (メタ) ァクリ レート類、 ポリアルキレングリコール (メタ) アタリレート類、 アルキレングリコールジ (メタ) アタリ レート類、 ポリアルキレンダリ コールジ (メタ) ァクリレート類; グリセリンモノ (メタ) ァクリレー ト類、 グリセリンジ (メタ) アタリ レート類、 グリセリントリ (メタ) アタリ レート類; トリメチロールアルカントリ (メタ)アタリレート類; アタリルァミ ド類; シリコンアタリ レート ; ポリブタジェンァクリレー
ト等が挙げられる。
(メタ) アタリロイル基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有するモ ノマーとしては、 例えば、 5カ (メタ) ァクリロイル基である構造式 2を有する構造式 1で示される化合物が挙げられる。
上記ラジカル重合性基を有する化合物と、 (メタ) ァクリロイル基と 力ルバモイルォキシィミノ基とを有するモノマーとの共重合は、 公知の 方法で行い得る。
上記のように、 ラジカル重合性基を有する化合物と、 (メタ) アタリ ロイル基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有する化合物とを共重合さ せポリマーにすれば、 共重合させるラジカル重合性基を有する化合物を 適宜選択することによりァミンにより硬化する化合物との相溶性を制御 し易く したり、 ポリマー 1分子中に複数の力ルバモイルォキシィミノ基 を導入し得るため、 光の照射による硬化速度を高めることができる。 ラジカル重合開始剤としては、 特に限定されないが、 光の照射により ラジカル重合を開始し得るものが好ましく、例えば、直接開裂型として、 ァリールアルキルケトン、 才キシムケトン、 ァシルホスフィンォキシド、 ァリーノレァノレキルケトン、 チォ安息香酸 S—フエニル、 チタノセン、 水 素引き抜き型として、 芳香族ケトン、 チォキサントン、 ベンジルとキノ ン誘導体、 3—ケトクマリン;複合型ラジカル重合開始剤として、 有機 過酸化物 Z電子供与型色素、 ビスイミダゾール、 ォニゥム塩/電子供与 型色素、 N—フヱニルグリシン/電子吸引型色素、 N—フエニルダリシ ン /ジフエニルョードニゥム塩/増感剤等が挙げられる。
本発明の光照射によりアミンを発生する化合物は光増感剤と併用する ことによって光分解を向上させることができる。
ここで言う光増感剤としては、 三重項励起エネルギー移動光増感剤、 電子移動光増感剤が挙げられる。
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例えば、 ァセトフエノン類、 ベンゾフエノン、 ミヒラーケトン、 ベン ジノレ、 ベンゾイン、 ベンゾインエーテノレ、 ベンジノレジメチノレケターノレ、 ベンゾィノレべンジエート、 a一ァシロキシムエステノレ、 テトラメチノレチ ウラムモノサルファイ ド、 チォキサントン、 脂肪族ァミン、 芳香族基を 含むァミ ン、 ピぺリジンのように窒素が環系の一部をなしているもの、 ァリルチオ尿素、 O—トリルチオ尿素、 ナトリウムジェチルジチォホス フェート、 芳香族スルフィン酸の可溶性塩、 N, N—ジ置換一 p—アミ ノベンゾニトリル系化合物、 トリー n—ブチルフォスフィン、 N—ニト ロソヒ ドロキシルァミン誘導体、 ォキサゾリジン化合物、 テトラヒ ドロ 一 1, 3—ォキサジン化合物、 ホルムアルデヒ ドかァセトアルデヒ ドと ジァミンの縮合物、 アントラセン (またはその誘導体) 、 キサンチン、 N—フエニノレグリシン、 フタロシアニン、 ナフトシァニン、 チオシァニ ン等のシァニン色素類ポルフィリ ン (またはその誘導体) 等が挙げられ る。
なかでも、 本発明の光照射によりアミンを発生する化合物をチォキサ ントン系增感剤と併用することにより極めて優れた光分解性が得られる。 なお、 ここで言うチォキサントン系增感剤とはチォキサントン、 もしく はこれに置換剤を導入した化合物のことであり、 置換剤を導入した化合 物としては、 例えば、 2, 4—ジェチルチオキサントン、 2—クロロチ ォキサントン、 2, 4ージイソプロピルチオキサントン、 2, 4ージメ チルチオキサントン、 ィソプロピルチオキサントン等が挙げられる。 特に、 R 4が脂肪族炭化水素で R 5がイソシァネート基である構造式 2で示される化合物に対して、 チォキサントン系光増感剤の併用による 光分解性の向上効果が顕著である。 また、 チォキサントン系光増感剤は ラジカル重合開始剤としても作用する。
光増感剤は光照射によりァミンを発生する化合物 1 0 0重量部に対し
て、 1重量部から 1 0 0重量部が好ましい。 更に好ましくは、 : から 5 0重量部である。 なお、 1重量部以下では、 十分な增感効果が得 られないことがある。
本発明に係る光硬化性組成物においてァミンにより硬化する化合物と は、 特に限定されるわけではないが、 反応基としてイソシァネート基を 有するウレタンプレボリマー;エポキシ基を有するエポキシ樹脂、 ェポ キシ基含有オリゴマー、 エポキシ基含有オリゴマーの付加重合体、 ェポ キシ変性縮重合系重合体もしくはエポキシ基含有モノマー等のエポキシ 化合物; (メタ) アタリロイル基を有するアクリル系化合物; ビニル基 を有するビニル化合物;その他ラジカル重合性二重結合を有する化合物 等が挙げられる。
本発明においてァミンにより硬化する化合物として、 好ましくは上述 したウレタンプレポリマーが用いられる。 ゥレタンプレポリマーとは、 ポリヒ ドロキシ化合物とポリイソシァネート化合物との反応によって得 られる反応生成物であって、 ィソシァネート基が残存している化合物で ある。
上記反応に用いられるポリヒ ドロキシ化合物としては、 特に限定され るわけではないが、 ウレタン系化合物の製造に一般的に用いられるポリ エーテル系ポリオール、 ポリエステル系ポリオールまたはポリマーポリ オールなどを挙げることができ、 これらを好適に用いることができる。 上記ポリヒ ドロキシ化合物は、 単独で用いられてもよく、 2種以上併 用されてもよい。
ポリエーテル系ポリオールとしては特に限定されないが、 例えば、 活 性水素を 2個以上有する低分子量活性水素化合物の存在下でアルキレン ォキサイドを開環重合させて得られる重合体が挙げられる。
上記活性水素を 2個以上有する低分子量活性水素化合物の具体例とし
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ては、 例えば、 ビスフエノーノレ A、 エチレングリコー プロピレング リコーノレ、 ブチレングリコーノレ、 1 , 6 —へキサンジオー^^などのジォ ール類; グリセリン、 トリメチロールプロパンなどのトリオール類;ェ チレンジアミン、 ブチレンジアミン等のアミン類等を挙げることができ る。
上記活性水素を 2個以上含有する低分子量活性水素化合物は単独で用 いられてもよく、 2種以上併用されてもよい。
また、 上記アルキレンオキサイ ドの具体例としては、 エチレンォキサ イ ド、 プロピレンォキサイ ド、 ブチレンオキサイ ド、 ァミレンォキサイ ド、 へキシレンオキサイ ド、 テトラヒ ドロフランなどが挙げられる。 上記アルキレンオキサイ ドは、 単独で用いられてもよく、 2種以上併 用されてもよい。
上記ポリエステル系ポリオールとしては、 特に限定されるわけではな いが、 例えば、 アジピン酸、 ァゼライン酸、 セパシン酸、 テレフタル酸、 イソフタル酸、 琥珀酸などの多塩基酸と、 ビスフエノール Α、 エチレン グリコール、 1 , 2 —プロピレングリコール、 1 , 4—ブタンジオール、 ジエチレングリコーノレ、 1 , 6一へキサングリコーノレ、 ネオペンチノレグ リコールなどの多価アルコールとを脱水縮合して得られる重合体; ε — 力プロラタ トン、 α—メチルー ε—力プロラタ トンなどのラク トンの重 合体;ひまし油、 ひまし油とエチレングリコールとの反応生成物等のよ うなヒ ドロキシカルボン酸等と、 上記多価アルコールなどとの縮合物等 が挙げられる。
上記ポリエステル系ポリオールは、 単独で用いられてもよく、 2種以 上併用されてもよい。
上記ポリマーポリオールとしては、 特に限定されるわけではないが、 例えば、上記ポリエーテル系ポリオールやポリエステル系ポリオールに、
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アクリ ロニ トリル、 スチレン、 メチル (メタ) ァク リ レート等のェチレ ン性不飽和化合物をグラフト重合させて得られるグラフト重合体; 1 , 2—ポリブタジエンポリオール、 1, 4一ポリブタジエンポリオールま たはこれらの水素添加物などが挙げられる。
上記ポリマーポリオールは、 単独で用いられてもよく、 2種以上併用 されてもよレ、。
上記ポリマーポリオールの重量平均分子量は、 特に限定されるわけで はないが、 1 0 0〜5 0, 0 0 0程度であることが好ましく、 5 0 0〜 5 , 0 0 0の範囲がより好ましい。
ゥレタンプレボリマーの製造に用いられる上記ポリイソシァネート化 合物としては、 特に限定されるわけではないが、 2, 4一トリレンジィ ソシァネート、 フエ二レンジイソシァネート、 キシレンジイソシァネー ト、 4, 4 ' ージフエニルメタンジイソシァネート (MD I ) 、 MD I と トリフヱニルメタントリイソシァネートなどとの混合物 (クルー M D I ) 、 1, 5—ナフチレンジィソシァネート、 イソフ才ロンジイソシ ァネート、 ジシクロへキシノレメタンジイソシァネート、 エチレンジイソ シァネート、 メチレンジィソシァネート、 プロピレンジィソシァネート、 テ トラメチレンジイソシァネート、 トリフヱニルメタントリイソシァネ ートまたはこれらの水素添加物等が挙げられる。 中でも、 安全性及び反 応性等に優れているため、 MD Iやクルー MD Iが好適に用いられる。 上記ポリイソシァネート化合物は単独で用いられてもよく、 2種以上 併用されてもよい。
本発明に係る光硬化性組成物に用いられるウレタンプレボリマーの製 造方法は特別なものではなく、 例えば、 上記ポリヒ ドロキシ化合物と上 記ポリイソシァネート化合物とを、 ポリヒ ドロキシ化合物の有する水酸 基 (O H) に対するポリイソシァネート化合物の有するイソシァネート
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基 (N C O ) の比率 (N C OZ O H) が当量比で 1 . 2〜1 5、 好まし くは 3〜1 2となるような割合で混合し、 窒素気流中で 8 0〜 1 0 0 °C 程度の温度で 3〜 5時間程度反応させることにより、 所望のウレタンプ レポリマーを得ることができる。
上記 N C O / O Hが当量比で 1 . 2未満であると、 得られるウレタン プレボリマーの粘度が高くなりすぎ、 接着剤組成物を得ることが困難と なることがあり、 逆に N C OZ O Hが当量比で 1 5を超えると、 得られ る接着剤組成物が硬化時に発泡し易くなり、 硬化物の凝集力が低下し、 十分な接着強度が得られないことがある。
上記エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、 ビスフエノール A型、 ビスフエノール F型、 フエノールノボラック型、 クレゾールノボラック型、 グリシジルエーテル型、 グリシジルァミン型 等のエポキシ樹脂を拳げることができる。
エポキシ基含有オリゴマーとしては、特に限定されるものではないが、 例えば、 ビスフエノール A型エポキシオリゴマー (例えば、 油化シェル エポキシ社製、 商品名 「ェピコ一ト 1 0 0 1」 、 「ェピコ一ト 1 0 0 2」 等) を挙げることができる。
また、 エポキシ変性縮重合系重合体としては、 特に限定されるもので はないが、 例えば、 グリシジル化ポリエステル、 グリシジル化ポリウレ タン、 グリシジル化ポリアクリル系ポリマー等を挙げることができる。 上記エポキシ基を含有するアクリル系ポリマーとしては、 例えば、 水酸 基を含有するァクリル系ポリマーに、 ェピクロルヒ ドリンを反応させる 方法、 或いはグリシジル (メタ) アタリレートと、 これと共重合可能な ビニル基を有するモノマーとを共重合させる方法で得られたグリシジル 化ポリアクリル系ポリマー等を拳げることができる。
上記 (メタ) アタリロイル基を有するアクリル系化合物としては、 特
に限定されるものではないが、 例えば、 (メタ) アクリル酸; (メタ) アタリノレ酸メチルエステル、 (メタ) アクリル酸ェチルエステル、 (メ タ) アクリル酸 n—プロピルエステル、 (メタ) アクリル酸イソプロピ ルエステル、 (メタ) アクリル酸 n—ブチルエステル、 (メタ) アタリ ル酸 s e c一ブチルエステル、 (メタ) アクリル酸 t一プチルエステル、 (メタ) アクリル酸ペンチルエステル、 (メタ) アクリル酸へキシルェ ステル、 (メタ) アクリル酸シクロへキシルエステル、 (メタ) アタリ ノレ酸へプチノレエステル、 (メタ) アクリル酸 n—ォクチルエステル、 (メ タ) アクリル酸 n—イソオタチルエステル、 (メタ) アクリル酸 2 —ェ チルへキシルエステル、 (メタ) アクリル酸デシルエステル、 (メタ) ァクリル酸ィソノニルエステル、 (メタ) ァクリル酸ラウリルエステル、 (メタ) アクリル酸イソミリスチルエステル、 (メタ) アクリル酸ステ ァリルエステル、 (メタ) アクリル酸イソステアリルエステル、 (メタ) アクリル酸ヒ ドロキシェチルエステル、 (メタ) アクリル酸 n—ブトキ シェチルエステル、 (メタ) アクリル酸フエノキシェチルエステル、 (メ タ) アクリル酸テトラヒ ドロフルフリルエステル、 (メタ) アクリル酸 ベンジルエステル、 (メタ) アクリル酸トリブロモフエニルエステル、 (メタ) アクリル酸 2, 3—ジクロ口プロピルエステル、 (メタ) ァク リル酸テトラヒ ドロフラニルエステル、 £ 一 (ポリ) 力プロラク トンァ タリレート等の (メタ) アクリル酸エステル類;イソシァネート基を持 つ化合物と活性水素を持つ (メタ) アクリルモノマーとの反応等により 得られるウレタンアタリ レート類;エポキシ基を持つ化合物とァクリル 酸または水酸基を持つ (メタ) アクリル系モノマーとの反応等により得 られるエポキシエステル化合物類; ポリエステルァクリレート類;ェチ レングリコーノレ、プロピレンダリコーノレ等のアルキレングリコーノレと(メ タ)ァクリル酸との反応等により得られるアルキレンダリコールモノ(メ
タ) アタリ レート類;エチレングリコールジメタタリレート、 1, 4一 ブタンジォーノレジメタク リ レート、 1, 6 一へキサンジオールジメタク リ レート、 1 , 9一ノナンジオールジメタク リ レート等のアルキレング リ コールジ (メタ) ァクリ レート類;ポリアルキレングリコールモノ (メ タ) ァクリ レート類;アルキレンダリコールジ(メタ) ァクリレート類; ジエチレングリ コールモノメタアタリ レート等のジアルキレングリ コー ノレモノ (メタ) アタ リ レート類; ジアルキレングリコールジ (メタ) 了 クリ レート類;ポリアルキレングリコールジ (メタ) アタリレート類; グリセリンモノ (メタ) アタリ レート、 グリセリンジ (メタ) アタリ レ ート、 グリセリントリ (メタ) アタリ レート、 トリメチロールプロバン トリ (メタ) ァク リ レート、 ジトリメチロールプロパンテトラアタリ レ ート、 ペンタエリスリ トールトリアタリ レート、 ペンタエリスリ トール テ トラアタ リ レート、 ジペンタエリスリ トールペンタァクリ レート、 ジ ペンタエリスリ トールへキサァク リ レート等のボリオール (メタ) ァク リ レート類; (メタ) アクリルアミ ド類; (メタ) アク リ ロニトリル; アク リル酸 N, N—ジメチルアミノエチルエステル、 アクリル酸 N, N ージェチルアミノエチルエステル、 ァク リル酸 N— t一ブチルアミノエ チルエステル等のァクリル酸アミノアルキルエステル類; シリコーンァ ク リ レート類; ポリブタジエンァク リ レート類; 2—ヒ ドロキシー 3— アタ リロイロキシプロピルメタタリ レート、 ビスフエノール Aのェチレ ンォキサイ ド付加物ジメタク リ レート、 トリメチロールプロパン P O変 性トリメタタリ レート、 トリメチロールプロパン E〇変性トリメタクリ レート等が挙げられる。
上記ビュル基を有するビニル化合物としては、 特に限定されるもので はないが、 例えば、 塩化ビニル、 塩化ビニデリン、 酢酸ビュル、 ビニル ケトン、 メチノレビニノレエーテノレ、 ェチルビニルエーテノレ、 イソブチノレビ
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ニノレエーテノレ、 N—ビュルピロ リ ドン、 ビニルピリジン、 ビ: ゾール、 スチレン、 ビニルトルエン、 ジビニルベンゼン、 α —メチノレス チレン、 クロロスチレン、 tーブチルスチレン等が挙げられる。
. その他、 ラジカル重合性二重結合を有する化合物としては、 特に限定 されるものではないが、 例えば、 ブタジエン、 イソプレン、 フマル酸及 びそのジアルキルエステノレ、マイレン酸及ぴそのモノアルキルエステル、 ジアルキルエステル、 イタコン酸及ぴそのモノアルキルエステル、 ジァ ノレキルエステル、 フタノレ酸及びそのモノァノレキノレエステノレ、 ジアルキル エステル等が挙げられる。
第 4の発明に係る光硬化性組成物は、 前述したァミンにより硬化する 化合物 (これを、 以下化合物 Aとする) と、 光照射によりアミンを発生 する化合物 Bとを含む。
第 4の発明において用いられる光照射によりアミンを発生する化合物 Bとは、 カルパモイルォキシィミノ基を有する化合物である。
また、 力ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物としては、 前述し た構造式 1で示される化合物が好適に用いられる。
光照射前は、 ァミンにより硬化する化合物 Aの官能基は反応しないの で、 本発明に係る光硬化性組成物は高い貯蔵安定性を有する。
光が照射されると、 発生したァミンが、 ァミンにより硬化する化合物 Aの官能基と反応を開始する。 この場合、 ァミンにより硬化する化合物 Aの硬化は直ちには完了しないので、 光を照射してから被着体同士を貼 り合わせることができ、 その場合においても、 光の照射により発生した ァミンが、 ァミンにより硬化する化合物 Aの官能基と反応し続ける。 そ して、 上記ァミンと官能基との反応は比較的速やかに進行するため、 被 着体同士を貼り合わせた後、 短時間で高い初期接着強度及び耐熱性が発 現する。
なお、 アミンにより硬化する化合物 Aがウレタンプレポリマーである 場合、 ウレタンプレボリマーのイソシァネート基よりも、 発生したアミ ンのァミノ基のモル数がより少ない場合には、 湿気により硬化を完了さ せることができる。
好ましくは、 光照射によりアミンを発生させる化合物 Bとして、 (メ タ) アタリロイル基とカルパモイルォキシィミノ基とを有するモノマー の単独重合体、 またはラジカル重合性基を有する化合物と (メタ) ァク リロイル基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有するモノマーを重合し た共重合体が用いられる。 なお、 ここでいう (共) 重合体はオリゴマー を含むものである。
ここで、 ラジカル重合性基を有する化合物としては、 前述した構造式 1の化合物の説明で例示したラジカル重合性基を有する化合物が挙げら れる。
(メタ) ァクリロイル基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有するモ ノマ一は、 下記の構造式 3で表される。
構造式 3
H R7 0 H 0 R2
C = C― C― 0一 R6一 N一 C― 0― =C
H R3 構造式 3において; R 7は水素またはメチル基であり、 R 2及ぴ R 3は、 構造式 1の場合と同様である。 R 6は 2価の有機基であり、 例えば、 了 ノレキレン、 フエ二レン、 キシリ レン、 ポリエーテ またはポリエステル である。
上記ラジカル重合性基を有する化合物と、 (メタ) アタリロイル基と
力ルバモイノレォキシィミノ基とを有するモノマーとの共重合は、 公知の 方法で行い得る。 ·
上記共重合により得られたポリマーに光が照射されると、 上述した力 ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物の場合と同様にして、 ァミン を生成する。 このァミンとァミンにより硬化する化合物 Aの官能基とが 反応を開始する。 この場合も、 光照射後に被着体同士を貼り合わせた場 合でも、 光の照射により発生したァミンが、 ァミンにより硬化する化合 物 Aの官能基と反応し続ける。従って、被着体同士が貼り合わされた後、 比較的短時間で高い初期接着強度及び耐熱性が発現する。
また、 ァミンにより硬化する化合物 Aがウレタンプレボリマーである 場合は、 ウレタンプレボリマーのィソシァネート基よりも、 発生したァ ミンのァミノ基のモル数が少ない場合には、 湿気により硬化を完了させ ることができる。
上記のように、 ラジカル重合性基を有する化合物と (メタ) ァクリロ ィル基及び力ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物とを共重合させ、 ポリマー化しておくことにより、 共重合させるラジカル重合性基を有す る化合物の種類や分子量を適宜制御することができ、 ァミンにより硬化 する化合物との相溶性を制御し易くしたり、 ポリマー 1分子中に複数の 力ルバモイルォキシィミノ基を導入し得るため、 光の照射による硬化速 度を高めることができる。
また、 力ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物 Bとして、 ウレタ ンプレポリマーのイソシァネート基とォキシム化合物とを反応させて得 られる力ルバモイルォキシィミノ基を有するゥレタンプレボリマーを用 いた場合であつてもァミンにより硬化する化合物と相溶し易くしたり、 ポリマー 1分子中に複数のカルパモイルォキシィミノ基を導入し得るた め、 光の照射による硬化速度を高めることができる。
また、 イソシァネート基、 エポキシ基またはラジカル重合性基から選 ばれる官能基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有する化合物では、 光 が照射されると発生したァミンがイソシァネート基、 エポキシ基、 ラジ カル重合性基などの官能基と反応し、それ自体も硬化するので好ましレ、。 ィソシァネート基とカルパモイルォキシィミノ基を有する化合物とは、 例えば、 構造式 1の R 1の部分にイソシァネート基を有する化合物であ り、 例えば、 ウレタンプレポリ.マーまたはイソシァネート化合物のよう なイソシァネート基を持つ化合物と、 ォキシムを反応させる方法で合成 することができる。 なお、 反応には錫化合物や 3級ァミンが触媒として 好適に用いられる。
上記反応における (イソシァネート基のモル数) / (ォキシムの水酸 基モル数) が 1以上であれば、 得られる化合物は、 イソシァネート基が 過剰なものが主体となって得られる。
特に、 ィソシァネート基のモル数がォキシムの水酸基のモル数より過 剰であれば、 光照射により発生するァミンのァミノ基よりもイソシァネ 一ト基の方が多いため、 湿気等の水分によるイソシァネート基の硬化反 応も十分期待できる。
ラジカル重合性基と力ルバモイルォキシィミノ基とを有する化合物と は、 例えば、 構造式 1の部分に (メタ) ァクロイル基、 ビュル基、 不飽 和二重結合などを有する化合物である。
本願の第 5の発明では、 ァミンにより硬化する化合物 Aと、 光照射に よりアミンを発生する化合物であって、 ラジカル重合性基とカルパモイ ルォキシィミノ基とを有する化合物 Bと、 光ラジカル重合開始剤 Cとを 含んでなる光硬化性組成物が提供される。 上記ァミンにより硬化する化 合物 Aは、 第 1〜第 4の発明の場合と同様である。
第 5の発明に係る光硬化性組成物に光が照射されると、 先ず、 光の照
射により光重合開始剤 Cが活性化され、 ラジカルが発生する。 発生した ラジカルが、 ラジカル重合性基をラジカル重合させ、ポリマー化させる。 更に、 第 1〜第 4の発明と同様の機構で光の照射によりァミンが生成さ れる。 このァミンとァミンにより硬化する化合物 Aの官能基が反応を'開 始し、 第 1〜第 4の発明と同様に、 短時間で高い初期接着剤強度及ぴ耐 熱性を発現する。
第 5の発明においても、 第 6, 第 7の発明のようにァミンにより硬化 する化合物 Aがウレタンプレボリマーである場合、 ウレタンプレボリマ 一のィソシァネート基よりも発生したァミンのァミノ基のモル数が少な い場合には, 湿気により硬化を完了させることができる。
第 5の発明に係る光硬化性組成物では、 光照射によりアミンを発生す る化合物 Bがモノマーの状態で添加され、 上記光ラジカル重合によりポ リマー化されるため、当初の光硬化性組成物の粘度を低めることができ、 それによつて塗布作業性を高めることができる。 また、 第 5の発明に おいて、 必要に応じて、 第 1の発明において好ましく用いられた上記ラ ジカル重合性基を有する化合物を添加しておいてもよい。
上記光ラジカル重合開始剤 Cとしては、 前述した光ラジカル重合開始 剤を用いることができる。 なお、 前述したように、 光増感剤としてのチ ォキサントン系増感剤を用いた場合、 ラジカル重合開始剤としての役割 も担わせることができる。
第 5の発明に係る光硬化性組成物には、 好ましくは、 第 1〜第 4の発 明と同様に前述した光増感剤が添加される。
(光照射後のゲル分率)
本発明に係る光硬化性組成物において、 光照射直後に十分な耐熱性を 発現させるには、 光照射直後のゲル分率が 0〜6 0重量%の範囲、 より 好ましくは 5〜5 0重量%であることが望ましい。また、必要に応じて、
光照射後、 加熱により硬化反応を促進
(添加剤)
本発明に係る光硬化性組成物には、 必須成分以外に、 本発明の課題達 成を阻害しない範囲で必要に応じて、 接着剤付与剤としてのシランカツ プリング剤、 充填剤、 チクソ性付与剤、 着色剤、 可塑剤 (軟化剤) 、 安 定剤、 酸化防止剤、 紫外線吸収剤、 有機溶剤等の各種添加剤の 1種もし くは 2種以上が含有されていてもよい。
シランカップリング剤としては、 特に限定されるものではないが、 例 えば、 y—ァミノメチルトリエトキシシラン、 N— (アミノエチル) 一 γ—ァミ ノプロビルト リ メ トキシシラン等のァミノアルコキシシラ ン ; 一メルカブトプロピルトリメ トキシシラン等のメルカプトアルコ キシシラン ; γ—グリシドキシプロピルトリメ トキシシラン、 3 , 4 - エポキシシク口へキシルェチノレトリメ トキシシラン等のエポキシァノレコ キシシラン ; ビニルトリス (、 β —メ トキシェトキシ) シラン、 ビニルト リェトキシシラン等のビエルシラン ; γ—ィソシァネートプロピルトリ ェトキシシラン等のようなイソシァネート基とアルコキシシリル基を各 1個有するシラン化合物等が挙げられ、 これらの 1種もしくは 2種以上 が好適に用いられる。
充填剤としては、 特に限定されるものではないが、例えば、雲母粉末、 炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、 カーボンブラック、 タルク、 酸化チタン、 ゴム粉末、 有機バルーン、 無機バルーン、 ウォラス トナイ ト等が挙げられ、 これらの 1種もしくは 2種以上が好適に用いられる。 また、 上記充填剤の形状は、 特に限定されるものではなく、 粉末状、 鱗片状、 球状、 塊状、 針状等のいずれの形状であってもよい。
チクソ性付与剤としては、 特に限定されるものではないが、 例えば、 コロイド状シリカ、水素添加ヒマシ油、有機ベントナイ ト等が挙げられ、
これらの 1種もしくは 2種以上が好適に用いられる。
可塑剤としては、 特に限定されるものではないが、 例えば、 ジォクチ ノレフタレート (D O P ) 、 ジブチノレフタレート、 ジラウリノレフタレート、 ジォクチルアジペート、 ジイソデシルアジペート、 トリブチルホスフエ ート、 トリオクチルホスフヱート、 アジピン酸プロピレングリコールポ リエステノレ、 アジピン酸ブチレングリコー ポリエステ Λ^、 エポキシ化 大豆油、 塩素化パラフィン、 流動パラフィン等が挙げられ、 これらの 1 種もしくは 2種以上が好適に用いられる。
安定剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、商品名「チ ヌビン 3 2 7」 (チパガイギ一社製) のようなべンゾトリァゾール系紫 外線吸収剤、 商品名 「ィルガノックス 1 0 1 0」 (チバガイギ一社製) のようなヒンダードフエノール系酸化防止剤、 ヒンダードアミン系耐光 安定剤、 ベンゾエート系紫外線安定剤等が挙げられ、 これらの 1種もし くは 2種以上が好適に用いられる。
有機溶剤としては、 特に限定されるものではないが、 例えば、 引火点 が 4 0。C以上の合成ィソパラフィン系溶剤等が挙げられ、 これらの 1種 もしくは 2種以上が好適に用いられる。
本願発明の光硬化性組成物は光反応性接着剤として好適に用いられる。 本発明に係る、 光反応性接着剤を用いた部材の接合方法では、 光反応性 接着剤組成物を用いて接合すべき部材同士を貼り合わせるに際し、 該光 反応性接着剤組成物に光が照射される。 この場合、 「接合部材同士を貼 り合わせる際に」 とは、 貼り合わせる前であってもよく、 貼り合わせ後 であってもよいことを意味する。 すなわち、 接合部材を貼り合わせる前 に少なくとも一方の被着体に光反応性接着剤組成物を塗布し、 光照射後 に接合部材同士を貼り合わせもよく、 あるいは光反応性接着剤組成物を 介して接合部材同士を貼り合わせた後に光を照射してもよい。 いずれの
場合においても、 光の照射により、 ァミンが発生し、 該ァミンとアミン により硬化する化合物のァミンと反応し得る官能基との反応が進行し、 優れた初期接着力及び耐熱性を発現する。
接合部材の少なくとも一方か光透過性の場合には、 上記のように貼り 合わせ後に光反応性接着剤組成物に透明性を有する接合部材を介して光 を確実に照射することができる。
本発明に係る光照射によりァミンを発生する化合物は、 光分解性に優 れ、 光照射により高効率でアミンを発生させ、 ウレタンプレボリマーや エポキシ化合物等のァミンにより硬化する化合物と共に用いることによ り光硬化性組成物を構成し、 接着剤、 粘着剤、 塗料、 コーティング材、 レジスト、 シーリング材、 インキ等の光硬化剤として好適に用いられる ものである。
(実施例 1 )
へキサメチレンジィソシァネート 0. 05mo lに、 テトラヒ ドロフ ラン (THF) 1 0 Om 1に溶解したァセトフエノンォキシム 0. l m o 1を添加し、 乾燥、窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪拌し反応させた。 反応液からテトラヒドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。 得られた白色の固体を 80°Cのメチルェチルケトンに溶解させ、 再結晶 により精製し、光照射によりァミンを発生する化合物を作製した(以下、 化合物 1と称する) 。
(実施例 2 )
トリレンジィソシァネート 0. 05mo lに、 テトラヒ ドロフラン 1 00m lに溶解したァセトフエノンォキシム 0. 1 mo 1を添加し、 乾 燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪拌し反応させた。 反応液からテト ラヒドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。 得られた白色の 固体を 80°Cのメチルェチルケトンに溶解させ、 再結晶により精製し、
光照射によりアミンを発生する化合物を作製した (以下、 化合物 2と称 する) 。
(実施例 3)
TMP (トリメチロールプロパン) 変性へキサメチレンジイソシァネ ート (住友バイエルウレタン社製、 「スミジュール HT」 ) 0. 05m o lに、 テトラヒ ドロフラン 1 00m lに溶解したァセトフエノンォキ シム 0. 1 5 mo 1を添加し、 乾燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪 拌し反応させた。 反応液からテトラヒ ドロフランを揮発させると橙色の 液体が得られた。 得られた橙色の液体に酢酸ェチルを添加して振盪し、 5 °Cでー晚静置して上澄みの酢酸ェチル層を除去した後、 真空乾燥機で 残存する溶剤を揮発させて精製し、 光照射によりアミンを発生する化合 物を作製した (以下、 化合物 3と称する) 。
(実施例 4)
2—メタクリロイルォキシェチルイソシァネート (昭和電工社製) 0. 05mo lに、 テトラヒ ドロフラン 1 00m lに溶解したァセトフエノ ンォキシム 0. 0 5mo 1を添加し、 乾燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4 時間攪拌し反応させた。 反応液からテトラヒドロフランを揮発させて、 光照射によりアミンを発生する液状の化合物を作製した (以下、 化合物 4と称する) 。
(実施例 5)
平均分子量 700のポリプロピレングリコール (三井化学社製、 「M N— 300」 ) と、 へキサメチレンジィソシァネートとを、 (NCO/ OH) 比が 1. 9となるように混合し、 80°Cで 5時間反応させた。 得 られた生成物 1 00重量部に、 ァセトフヱノンォキシム 1 0重量部を添 加し、 乾燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪拌し反応させて、 光照射 によりァミンを発生する化合物を作製した (以下、化合物 5と称する)。
(実施例 6 ) · ェチルアタリレート 80重量部、 実施例 4で得られた化合物 4、 20 重量部、脱水した酢酸ェチル 200重量部を、熱ラジカル重合開始剤(日 本油脂社製、 「パーへキサ TNH」 ) を用いて沸点重合法により共重合 させて、 光照射によりアミンを発生する化合物を作製した (以下、 化合 物 6と称する) 。
(比較例 1 )
へキサメチレンジイソシァネート 0. 05mo lに、 テトラヒ ドロフ ラン 1 0 Om 1に溶角军した o—二 トロベンジルァノレコーノレ 0. 1 mo 1 を添加し、 乾燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪拌し反応させた。 反 応液からテトラヒ ドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。 得 られた白色の固体をメチルェチルケトンで洗浄して精製した (以下、 得 られた生成物を化合物 Aと称する) 。 '
(比較例 2 )
トリ レンジイソシァネート 0. 05mo lに、 テトラヒ ドロフラン 1 00m lに溶角军した o—二ト口べンジルアルコール 0. 1 mo 1を添加 し、 乾燥、 窒素雰囲気下、 50°Cで 4時間攪拌し反応させた。 反応液か らテトラヒ ドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。 得られた 白色の固体をメチルェチルケトンで洗浄して精製した (以下、 得られた 精製物を化合物 Bと称する) 。
〔ァミンにより硬化する化合物の調製〕
トリメチロールプロパンとプロピレンォキサイ ドからなる重量平均分 子量 4, 000のポリエーテルトリオール(旭電化工業社製、商品名「ァ デカポリエーテル T一 4000」 ) 100重量部と、 ポリプロピレンォ キサイ ド (重量平均分子量 6, 000) 100重量部とに、 へキサメチ レンジイソシァネートを、 (NCOZOH) 比が当量比で 1. 9となる
3
ように添加し、 8 0 °Cで 5 時間反応させ、 ウレタンプレポリマー (1 ) を得た。
(溶解性の評価)
パーキンエルマ社製赤外吸収スぺク トル測定装置を用いて化合物 1〜 6及ぴ化合物 A, Bの N C O、 N H C = 0、 C =〇結合に帰属する赤外 吸収スぺク トル (以下、 I Rスぺク トルと略称する) の反応前後での変 化を観察し、 併せて、 得られた化合物 1〜 6及び化合物 A, Bのテトラ . ヒ ドロフランに対する溶解性並びにウレタンプレボリマー (1 ) 及びェ ポキシ樹脂 ( 「ェピコート 8 2 8」 ) との相溶性の評価を行なった。 評 価結果は、 表 1に示す。
なお、 図 1〜図 4は、 それぞれ、 化合物 1〜4の I Rスペク トルを示 す図である。
溶解性及び相溶性の評価方法は、 テトラヒ ドロフラン、 ウレタンプレ ポリマー (1 ) 及ぴエポキシ樹脂のそれぞれ 1 0 0重量部に対して、 被 検物 (化合物 1〜 6及び化合物 A, B ) の各々 1重量部を添加し、 攪拌 混合して溶解の状態を観察した。 評価は、 〇:完全に溶解して透明な混 合物が得られたもの、 △:殆ど溶解するものの若干白濁しているもの、 X :殆ど溶解しないもの、 の 3段階で評価した。
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表 1 の I Rスペク トル測定結果から、 イソシァネート基 (NCO) に起因するピークが消失し、 ウレタン結合 (NHC = 0) に起因するピ ークが現れていることから、ィ匕合物 1 6が生成したことが確認、できる。 表 1より、 化合物 A及び Bに対して力ルバモイルォキシィミノ基を有 する化合物 1 6では、 テトラヒ ドロフランに対する溶解性が良好であ ることが分かる。 又、 構造式 1における R 1基の分子量を或る程度まで
大きくすることによって、 ウレタンプレボリマー (2) 及びエポキシ榭 脂に対する相溶性が良好となることが、 化合物 1及び 2と化合物 5及び 6の比較によって理解できる。
(光分解性の評価)
表 2 に示すように、 化合物 2及び化合物 Bをそれぞれテトラヒ ドロ フランに溶解した後、 臭化カリウム板に塗布、 乾燥して形成された試料 について、 赤外分光光度計を用いて、 1 71 0 c m— 1付近に観察され るウレタン結合 (NHC = 0) の赤外吸収スペク トルのピーク吸光度を 測定した (この値を E 1とする) 。
次いで、 上記試料と同じ試料に、 超高圧水銀灯 (オーク製作所社製、 ジェットライ ト一 2300) を用いて、 5 OmW/cm2で 1分間照射 した後、 同様に赤外吸収スぺク トルを測定し、 1 71 0 cm—1付近に 観察されるウレタン結合 (NHC^O) のピーク吸光度を測定した (こ の値を E 2とする) 。
更に、 上記試料と同じ試料に、 超高圧水銀灯 (オーク製作所社製、 ジ エツトライ トー 2300) を用いて、 5 OmW/cm2で 4分間照射し た後、 同様に赤外吸収スペク トルを測定し、 1 7 1 0 cm— 1付近に観 察されるウレタン結合 (NHC = 0) のピーク吸光度を測定した (この 値を E 3とする) 。
得られた E 1、 E 2及ぴ E 3の値から、 (E 1— E 2 ) /E 1及び(E 1 -E 3) ZE 1の計算値の百分率を各々分解率 1及び 2とし、 カルパ モイルォキシィミノ基を有する化合物 2とこれを有しない化合物 Bのそ れぞれについて測定を行なった。 測定結果は表 2に示した。
表 2
表 2より明らかなように、 力ルバモイルォキシィミノ基を有する化合 物 2の方が光照射によりアミンを容易に発生することが理解できる。 合成例 1
ゥレタンプレポリマーの調製
トリメチロールプロパンとプロピレンォキサイドからなる重量平均分 子量 4, 000のポリエーテルトリオール (旭電化工業社製、 商品名 : アデ力ポリエーテル T一 4000) 100重量部と、 ポリプロピレンォ キサイ ド (重量平均分子量 6, 000) 100重量部とに、 ジフヱニル メタン一 4, 4 ' ージィソシァネート(日本ポリウレタン社製、商品名 : ミリオネート MT) を、 NCO/OH比が当量比で 1. 9となるように 添加し、 80°Cで 5時間反応させ、 ウレタンプレボリマー (2) を得た。 合成例 2
力ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物 Bの合成
へキサメチレンジィソシァネート 0. 02 mo 1及ぴァセトフエノン ォキシム 0. 04mo lを、 テトラヒ ドロフラン (THF) 50m lに 溶解し、 窒素雰囲気下、 60°Cで 5時間攪拌した。 その後、 室温で 5時 間静置し、得られた白色の結晶を濾過することにより採取した。 これを、 真空乾燥オーブンで乾燥し、 THFを揮発させた。 こうして得られた化 合物を、 化合物 7とする。
合成例 3
ラジカル重合性基を有する化合物と、 アタリロイル基とカルパモイル
ォキシィミノ基とを有するモノマーとを共重合したポリマーの合成
5 mm o 1の前述した実施例 4で得た化合物 4と、 l Ommo 1のブ チルアタリレートとを THF 1 0 m 1に溶解した。 その後、 60mgの 2, 2' ーァゾビスイソブチロニトリルを添加し、窒素雰囲気下、 60°C、 7時間重合することにより、 ポリマー溶液を得た。 このポリマー溶液を 真空乾燥オーブンに入れ、 ベンゼンを除去することにより、 ポリマ一を 得た。 このポリマーをポリマー 1とする。
(実施例 7)
上記のようにして得られたウレタンプレボリマー (2) 1 00重量部 に対し、 上記化合物 7を 1 0重量部及びべンゾフ ノン 1重量部を添加 した。 乾燥条件下で、 6 0°Cで均一になるまで攪拌し、 光反応性接着剤 組成物を得た。
(実施例 8 )
上記のようにして得たウレタンプレポリマー (2) 1 00重量部に対 し、上記実施例 4で得た化合物 4を 5重量部、ウレタンァクリレート(共 栄社化学社製、 品番: AH— 600) 5重量部及びベンゾフヱノン 1重 量部を添加した。 乾燥条件下で、 6 0°Cで均一となるまで攪拌し、 光反 応性接着剤組成物を得た。
(実施例 9 )
上記のようにして得たウレタンプレボリマー (2) 1 00重量部に、 上記ポリマー 1を 1 0重量部及びべンゾフエノン 1重量部を添加した。 乾燥条件下で、 60°Cで均一となるまで攪拌し、 光反応性接着剤組成物 を得た。
(比較例 3 )
上記のように合成したウレタンプレポリマー (2) のみを比較例とし た。
(実施例 7〜 9及び比較例 3の評価)
実施例及び比較例の接着剤組成物に関し、 ①接着力、 ②耐熱性、 ③ゲ ル分率を以下の要領で測定した。 結果を下記の表 3に示す。
①接着力
2 3°Cの雰囲気下で、 得られた一液型光反応性接着剤組成物を、 研磨 されたステンレス銅板 (S U S板) ( 3 c m X 1 0 c m X 0. 2 c m, 4 5 g) に塗布面積 3 c m X 1 0 c m及び 5 0 μ mの厚みで塗布した。 その後、超高圧水銀灯 (オーク製作所社製、 ジェットライ ト一 2 3 0 0) を用いて、 4 O mW/ c m2で 3分照射した後、 コロナ処理された P E Tフィルムをラミネートし、 試験片を得た。
次に、 室温で 3 0分間静置し、 1 8 0° 剥離接着力を引っ張り速度 5 O mmZ分で測定し、 初期接着力を求めた。
上記試験片を、 2 3°Cで 7日間養生した後、 その引張剥離接着力を、 引張速度 5 O mmZ分で測定し、 硬化後接着力を求めた。
②耐熱性
2 3 °Cの雰囲気下で、 得られた一液型光反応性接着剤組成物を、 研磨 されたステンレス鋼板 (S U S板) に 1 0 0 mの厚みで塗布した。 そ の後、 高圧水銀灯 (オーク製作所社製、 ジェットライト一 2 3 0 0) を 用いて、 4 O mWZ c ni2で 3分、 光を照射した後、 コロナ処理された P E Tフィルムをラミネートした。 その後、 コロナ処理 P ETフィルム を固定し、 8 0°Cのオーブンに垂直に吊るし、 S U S板のずれを測定し た。
③ゲル分率
得られた一液型光反応性接着剤組成物を、 2 3 °Cの雰囲気下で離型処 理された P E Tフィルムに 1 0 0 ju mの厚みとなるように塗布した。 そ の後、 超高圧水銀灯 (オーク製作所社製、 ジエツトライトー 2 3 0 0)
を用いて、 4 OmW/c m2で 3分、 光を照射した後、 テトラヒ ドロフ ランに溶解し、 その不溶分をゲル分として、 ゲル分率 (重量%) を求め た。 . 表 3
(実施例 1 0〜 1 4、 比較例 4、 5)
ウレタンプレボリマー (1 ) 1 00重量部に対して、 化合物 1〜3, 5, 6及び 2—ジェチルチオキサントン (日本化薬社製、 商品名 : DE TX- S) を表 4に示すように配合し乾燥条件下で均一になるまで攪拌 して実施例 1 0〜 1 4の光反応性接着剤組成物を得た。
なお、 比較例 4, 5においては化合物 A及び Bを用いた。
得られた光反応性接着剤組成物を離型性 P E Tフィルムの上に、 膜厚 が 50 μ mとなるように塗工し、 該塗膜上から超高圧水銀灯 (オーク製 作所社製、 「ジェットライ ト 2 3 00」 ) を用いて、 S OmW/cm2 で 1分間光照射した。
光照射された光反応性接着剤組成物の塗膜を、 23 °Cの雰囲気下で、 研磨した 2枚のステンレス鋼板 (3 cmX 1 0 cmX 0. 2 cm) 間に 挟み圧着してこれを貼り合わせた。
(実施例 1 5、 1 6、 比較例 6、 7 )
ウレタンプレポリマー (1) 1 00重量部に対して、 化合物 4及び 2
一ジェチルチオキサントン (日本化薬社製、 商品名 : DETX— S) 、 ウレタンアタリレート (共栄社化学社製、 品番: AH600) を表 5に 示すように配合し乾燥条件下で均一になるまで攪拌して光反応性接着剤 組成物を得た。 なお、 化合物 4に対しては 2—ジェチルチオキサントン は光ラジカル重合開始剤としても働く。
なお、 比較例 6、 7においては、 化合物 Aを用いた。
得られた光反応性接着剤組成物を離型性 P E Tフィルムの上に、 膜厚 が 50 μ mとなるように塗工し、 該塗膜上から超高圧水銀灯 (オーク製 作所社製、 「ジェットライ ト 2 3 00」 ) を用いて、 50mWZcm2 で 1分間光照射した。
光照射された光反応性接着剤組成物の塗膜を、 23 °Cの雰囲気下で、 研磨されたステンレス鋼板 (SUS板) (3 c mX l 0 c mX 0. 2 c m) の全表面を覆うように積層し、 別のサイズの研磨されたステンレス 鋼板でサンドィツチ状に挟んで圧着し、 これを貼り合わせた。
実施例 1 ◦〜 1 6及び比較例 4〜 7で得られた光反応性接着剤組成物 の性能を評価するため、 ③ゲル分率、 ④初期接着力及び⑤硬化後接着力 を測定し、 結果を表 4及ぴ表 5に示した。 なお、 ④初期接着力及び⑤硬 化後接着力については以下の要領で測定した。
(試験用試料の調整)
2 3°Cの雰囲気下で、 得られた光反応性接着剤組成物を、 研磨された ステンレス 岡板 (3 cmX l 0 cmX O. 2 cm) に塗布面積 3 c mX 3 c m、 50 μ mの厚みで塗布した。 その後、 高圧水銀灯 (オーク製作 所社製、 ジェットライ ト 2 3 00) を用いて、
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2で1分 間照射した後、 別のサイズの研磨されたステンレス鋼板でサンドィツチ 状に挟んで圧着し、 これを貼り合わせた。
④初期接着力:
試験用試料を、 室温で 30分間静置し、 引張速度 5mmZ分で剪断接 着力を測定し、 初期接着力を求めた。
⑤硬化後接着力
上記試験片を、 23°Cで 7日間養生した後、 その剪断接着力を、 引張 速度 5 Omm/分で測定し、 硬化後接着力を求めた。
表 4
表 4及び表 5において、比較例 4 〜 7と比べてみると明らかなように、 実施例 1 0 〜 1 4の光反応性接着剤組成物はいずれも適度の架橋がなさ れており、 良好なゲル分率を示している。 この良好なゲル分率は高い初 期接着力を示し光反応性接着剤組成物の施工性を著しく良好にすること に連なっている。 上記性能の差は光照射によってアミンを発生させる力 ルバモイルォキシィミノ基を有する化合物存否によって表れていること が明確に示されている
ό 更に、 上記力ルバモイルォキシィミノ基を有す る化合物の多官能化により硬化性が向上している。
また、 ラジカル重合性基を有する化合物の添加は実施例 1 5と実施例 1 6及び比較例 6 , 7の対比から、 ゲル分率がより高められ高い初期接 着力が得られることを示している。
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