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WO2012165259A1 - エネルギー線硬化性樹脂組成物 - Google Patents

エネルギー線硬化性樹脂組成物 Download PDF

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WO2012165259A1
WO2012165259A1 PCT/JP2012/063192 JP2012063192W WO2012165259A1 WO 2012165259 A1 WO2012165259 A1 WO 2012165259A1 JP 2012063192 W JP2012063192 W JP 2012063192W WO 2012165259 A1 WO2012165259 A1 WO 2012165259A1
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WO
WIPO (PCT)
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resin composition
curable resin
component
energy ray
mass
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/063192
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶次 後藤
健司 深尾
貴子 星野
渡辺 淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
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Priority to JP2013518000A priority patent/JP5973431B2/ja
Priority to KR1020137033724A priority patent/KR20140031948A/ko
Priority to KR1020187033006A priority patent/KR102006993B1/ko
Publication of WO2012165259A1 publication Critical patent/WO2012165259A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
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    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins

Definitions

  • the present invention relates to an energy ray curable resin composition, an adhesive using the same, and a cured product.
  • energy ray curable adhesives that can be cured in a short time with energy rays such as ultraviolet rays have been applied to the assembly of components and the mounting of semiconductor device packages and the like.
  • the components include electronic products such as liquid crystal panels, organic electroluminescence panels, touch panels, projectors, smartphones, mobile phones, digital cameras, digital movies, LEDs, and solar cells.
  • the semiconductor element include a CCD, a CMOS, a flash memory, and a DRAM.
  • Energy ray curable adhesives used in these fields are required to have high adhesion to various materials and high reliability that can withstand heat, humidity, heat cycle, and the like. Furthermore, the energy ray curable adhesives used in these fields are exposed to chemicals such as alcohol, acid, alkali, etc. in the cleaning process, etching process, etc., so that they are resistant to these various chemicals, so-called resistance. There is a need for adhesives having chemical properties.
  • the energy ray curable adhesive is required to have high transparency in the visible light range of 400 nm to 800 nm.
  • Acrylic, epoxy, and ene / thiol adhesives are on the market.
  • Acrylic and ene / thiol adhesives are excellent in fast curability and adhesiveness, but have a problem of poor chemical resistance.
  • Epoxy adhesives are excellent in chemical resistance and adhesiveness, but have a problem of inferior rapid curability.
  • Patent Documents 1 to 3 resin compositions having an acrylic compound and an epoxy compound
  • Patent Documents 4 to 8 resin compositions having an acrylic group and an epoxy group in the same molecule
  • these known resin compositions do not satisfy the fast curability, adhesiveness, and chemical resistance required for the above-mentioned adhesive.
  • the amount of component (A) is different from Patent Document 7.
  • the present invention relates to an energy beam curable resin composition having rapid curability.
  • the present invention includes the following aspects (1) to (7).
  • (1) Compound having (meth) acryloyl group and alicyclic epoxy group in the molecule represented by the following formula [1]
  • the energy ray-curable resin composition having the above-described configuration can satisfy, for example, quick curability.
  • the energy ray curable resin composition means a resin composition that can be cured by irradiation with energy rays.
  • the energy rays mean energy rays typified by ultraviolet rays and visible rays.
  • the molecular weight means a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • a polymerization component means (A) component, (D) component used as needed, and (E) component used as needed.
  • the energy ray-curable resin composition according to the present embodiment includes, as an essential component, a compound having a (meth) acryloyl group and an alicyclic epoxy group in the molecule represented by the following formula [1] as the component (A). To do.
  • R represents hydrogen or a methyl group
  • X represents an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms or an oxyalkylene chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the oxyalkylene chain include —R′—O—.
  • R ′ refers to alkylene having 1 to 6 carbon atoms.
  • the formula [1] is represented by the following formula [1 ′].
  • 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate examples include 4-epoxycyclohexylbutyl (meth) acrylate, ethylene oxide-modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, and propylene oxide-modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate.
  • 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate is preferable in terms of excellent chemical resistance.
  • the component (A) is preferably contained in a proportion of more than 65 parts by mass and 100 parts by mass or less in a total amount of 100 parts by mass of the polymerization component composed of the components (A), (D) and (E). If it is in this range, the curability will not deteriorate, and the adhesiveness and chemical resistance will not deteriorate. In particular, 70 parts by mass or more and 95 parts by mass or less are more preferable in terms of curability, adhesiveness, and chemical resistance.
  • the energy ray-curable resin composition according to the present embodiment includes a cationic photopolymerization initiator as an essential component as the component (B).
  • the photocationic polymerization initiator as the component (B) is not particularly limited as long as it is a compound that generates a cationic species when irradiated with energy rays.
  • arylsulfonium salt derivatives for example, Cyracure UVI-6990, Cyracure UVI-6974, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., Adekaoptomer SP manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
  • Adeka optomer SP-152 Adeka optomer SP-170
  • Adeka optomer SP-172 Adeka optomer SP-172, CPI-100P, CPI-101A, CPI-200K, CPI-210S made by San Apro, Ciba Cure 1190 made by Double Bond CGI * TPS C1, GSID26-1, etc.
  • aryliodonium salt derivatives for example, Irgacure 250 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, CGI * BBI C1 manufactured by Ciba Japan, Rhodia Japan Co., Ltd.
  • RP- 074 aryliodonium salt derivatives
  • Allen - ion complex derivatives for example, Irgacure 250 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, CGI * BBI C1 manufactured by Ciba Japan, Rhodia Japan Co., Ltd.
  • Allen - ion complex derivatives for example, Irgacure 250 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, CGI * BBI C1 manufactured by Ciba Japan, Rhodia Japan Co., Ltd.
  • Allen - ion complex derivatives for example, Irgacure 250 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, CGI * BBI C1 manufactured by Ciba Japan, Rhodia Japan Co., Ltd.
  • Allen - ion complex derivatives for example, Irgacure 250 manufactured
  • anionic species of the photocationic polymerization initiator include halides such as boron compounds, phosphorus compounds, antimony compounds, arsenic compounds, and alkyl sulfonic acid compounds. Among these, arylsulfonium salt derivatives are preferable in terms of excellent curability.
  • the cationic photopolymerization initiator of component (B) is contained in a proportion of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of polymerization components composed of component (A), component (D) and component (E). It is preferable to make it. If it is in this range, the curability will not deteriorate, and the adhesiveness and chemical resistance will not deteriorate. In particular, in terms of curability, adhesiveness, and chemical resistance, the amount of the photocationic polymerization initiator (B) used is more preferably 0.3 to 5 parts by mass, and most preferably 0.5 to 3 parts by mass. .
  • the energy beam curable resin composition according to the present embodiment includes a radical photopolymerization initiator as an essential component as the component (C).
  • the radical photopolymerization initiator of component (C) is not particularly limited as long as it is a compound that generates radicals when irradiated with energy rays.
  • radical photopolymerization initiator of the component (C) used in the present invention examples include benzophenone, 4-phenylbenzophenone, benzoylbenzoic acid, 2,2-diethoxyacetophenone, bisdiethylaminobenzophenone, benzyl, benzoin, benzoylisopropyl ether, benzyl Dimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, thioxanthone, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl) -2- Hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2- Methyl-propionyl) -benzyl] pheni ⁇ -2-Methyl-propan-1-one, camphorquinone, 2,4,6-
  • the (C) component radical photopolymerization initiator is contained in a proportion of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerization components composed of the (A), (D) and (E) components. It is preferable to make it. If it is in this range, the curability will not deteriorate, and the adhesiveness and chemical resistance will not deteriorate.
  • the amount of the radical photopolymerization initiator (C) used is more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and most preferably 1 to 3 parts by mass.
  • a photosensitizer means a compound that absorbs energy rays and efficiently generates cations and radicals from a photocationic polymerization initiator or a photoradical polymerization initiator.
  • the photosensitizer is preferably contained in a proportion of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerization components. If it is within this range, the adhesiveness and chemical resistance will not be lowered.
  • the use amount of the photosensitizer is more preferably 0.3 to 3 parts by mass, and most preferably 0.5 to 2 parts by mass from the viewpoint of curability, adhesion, and chemical resistance.
  • the energy beam curable resin composition according to this embodiment preferably contains an oligomer having one or more epoxy groups in the molecule as the component (D).
  • oligomer having one or more epoxy groups in the molecule of the component (D) used in the present invention examples include aromatic, aliphatic and alicyclic oligomers.
  • Aromatic resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, novolac phenol type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, and modified products thereof. Etc.
  • Aliphatics include epoxidized modified polyolefins such as epoxidized modified polybutadiene and epoxidized modified polyisoprene, diglycidyl ethers of polyethylene glycol adducts, diglycidyl ethers of polyalkylene glycols such as diglycidyl ethers of polypropylene glycol adducts, etc. Is mentioned.
  • Examples of the alicyclic system include 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol and hydrogenated products of the above-mentioned aromatic epoxy resins. Can be mentioned.
  • epoxidized modified polybutadiene epoxidized modified polyisoprene
  • epoxidized modified polybutadiene is more preferable.
  • the microstructure of polybutadiene is not particularly limited.
  • a low-cis polybutadiene skeleton with a small proportion of 1,4-cis isomer units, a high-cis polybutadiene skeleton with a large proportion of 1,4-cis isomer units, and a 1,2-polybutadiene skeleton are included. Any of the 1,2-cis bodies shown may be used. One or more of these may be mixed.
  • the molecular weight of the oligomer having one or more epoxy groups in the molecule of component (D) is preferably 350 to 100,000, more preferably 500 to 50,000, and most preferably 2,000 to 20,000. If the molecular weight is 350 or more, the chemical resistance is not lowered, and if it is 100,000 or less, the curability is not lowered.
  • the molecular weight said here means a number average molecular weight, and means the number average molecular weight of polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • numerator of a component is (A) component, (D) component, and (E) component, when the balance of quick curability, adhesiveness, and chemical resistance is considered. 5 to 35 parts by mass is preferable, and 10 to 30 parts by mass is more preferable in a total amount of the polymerization component consisting of
  • the energy ray curable resin composition according to the present embodiment can contain a cationically polymerizable monomer other than the components (A) and (B) as the component (E) as long as the target physical properties are not impaired. .
  • Examples of the cationically polymerizable monomer other than the components (A) and (B) that are the component (E) used in the present invention include a cyclic ether monomer, a cyclic thioether monomer, and a cationic polymerizable vinyl monomer.
  • Examples of cyclic ether monomers include monomers such as epoxy and oxetane.
  • Examples of the thioether monomer include isobutylene sulfide.
  • Examples of the cationic polymerizable vinyl monomer include vinyl ether, vinyl amine, and styrene. These monomers or derivatives may be used alone or in combination of two or more.
  • the vinyl ether monomer is not particularly limited, but ethylene glycol divinyl ether, ethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol monovinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, butane Di- or trivinyl ether compounds such as diol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, hydroxyethyl monovinyl ether, hydroxynonyl monovinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, octadecyl Monovinyl ethers such as nil ether, cyclohexyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, 2-
  • the vinylamine monomer is not particularly limited, and examples thereof include N-vinyldimethylamine, N-vinylethylbutylamine, N-vinyldiphenylamine, N-vinylformamide, and N-vinylacetamide compound.
  • a cyclic ether monomer is preferable, and 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxy is preferable.
  • One or more of cyclohexenecarboxylate and di (1-ethyl-3-oxetanyl) methyl ether are preferred.
  • the cationic polymerizable monomers other than the components (A) and (B) which are the components (E) are components (A) and (D) when considering the balance between fast curability, adhesion and chemical resistance.
  • 5 to 35 parts by mass are preferable, and 10 to 30 parts by mass are more preferable, in 100 parts by mass of the total amount of the polymerization components composed of the component (E).
  • 1 type (s) or 2 or more types in the group which consists of a phenolic antioxidant and a quinone antioxidant can be contained as antioxidant.
  • a phosphine oxide derivative may be used.
  • a filler inorganic filler may further be contained.
  • various elastomers such as acrylic rubber and urethane rubber, and graft copolymers such as methyl methacrylate-butadiene-styrene graft copolymer and acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer
  • Additives such as solvents, extenders, reinforcing materials, plasticizers, thickeners, dyes, pigments, flame retardants and surfactants may be contained.
  • a silane coupling agent can be contained 1 type or 2 types or more in arbitrary ratios.
  • the energy ray-curable resin composition having the above-described configuration may be cured by irradiation with energy rays to form a cured body.
  • This adhesive can be used to assemble parts of electronic products such as liquid crystal panels, organic electroluminescence panels, touch panels, projectors, smartphones, mobile phones, digital cameras, digital movies, LEDs, solar cells, lithium ion batteries, CCDs, CMOS, It can be suitably used for mounting a package of a semiconductor element such as a flash memory or a DRAM. Furthermore, it is a suitable adhesive for bonding optical elements used in craft glass pedestals, plate fixing applications, two or more lenses and prisms, cameras, binoculars, microscopes, and the like.
  • the mixing method of the material is not particularly limited, and examples thereof include a stirring method using a stirring force accompanying rotation of a propeller, a method using a normal disperser such as a planetary stirrer by rotation and revolution, and the like. These mixing methods are preferable because stable mixing can be performed at low cost.
  • the energy ray-curable resin composition may be cured by irradiation with energy rays using the following light source.
  • the light source used for curing and adhering the energy beam curable resin composition is not particularly limited, but is a halogen lamp, a metal halide lamp, a high power metal halide lamp (containing indium or the like), a low pressure mercury lamp, Examples thereof include a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a xenon excimer lamp, a xenon flash lamp, a light emitting diode (hereinafter referred to as LED), and the like.
  • LED light emitting diode
  • Each of the light sources has a different emission wavelength and energy distribution. Therefore, the light source is appropriately selected depending on the reaction wavelength of the photopolymerization initiator. Natural light (sunlight) can also be a reaction initiation light source.
  • the light source may perform direct irradiation, condensing irradiation using a reflecting mirror, or condensing irradiation using a fiber or the like.
  • a low wavelength cut filter, a heat ray cut filter, a cold mirror, or the like can also be used.
  • the energy ray curable resin composition having the above-described configuration can provide an energy ray curable resin composition excellent in curability, adhesiveness, and chemical resistance and an adhesive using the energy ray curable resin composition.
  • component (B) Aromatic sulfonium SbF 6 salt (“Adekaoptomer SP-170” manufactured by Adeka)
  • B-2) Aromatic sulfonium PF 6 salt (“Adekaoptomer SP-150” manufactured by Adeka)
  • component (C) 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Ciba Japan)
  • C-2) 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba Japan)
  • C-3) 2-hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl ⁇ -2-methyl-propan-1-one (“Irga” manufactured by Ciba Japan) Cure 127 ”)
  • D-1 Bisphenol A type epoxy resin (“ADEKA OPTOMER KRM-2410”, molecular weight: 400, manufactured by ADEKA)
  • D-2) Bisphenol F-type epoxy resin (“ADEKA OPTOMER KRM-2490” manufactured by ADEKA Corporation, molecular weight: 380)
  • D-3) Hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation “YX-8000” molecular weight: 410)
  • D-4) 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol (“EHPE-3150” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., molecular weight: 2, 400)
  • D-5) Epoxidized polybutadiene (1) (“BF-1000” manufactured by Adeka Corporation, molecular weight: 4,300, microstructure: 1,2-polybutadiene)
  • D-6) Epoxidized polybutadiene (2) (“J)
  • E-1 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate (“Celoxide 2021P” manufactured by Daicel Chemical Industries)
  • E-2) Di (1-ethyl-3-oxetanyl) methyl ether (Toa Gosei Co., Ltd. “OXT221”)
  • E-3) 4-hydroxybutyl methacrylate glycidyl ether (Nippon Kasei Co., Ltd. “Hite G”)
  • Examples 1 to 16 Comparative Examples 1 to 6
  • the raw materials of the types shown in Tables 1 to 4 were mixed at the composition ratios (units are parts by mass) shown in Tables 1 to 4 to prepare resin compositions, which were evaluated later.
  • Various evaluation results are shown in Tables 1 to 4. Unless otherwise specified, the test was carried out in an environment of 23 ° C. and 50% humidity.
  • a rheometer (“MCR-301” manufactured by Arton Pearl) can measure the rigidity under UV irradiation. The measurement is performed by sandwiching the prepared resin composition from both sides with a circular plate having a diameter of 8 mm, and irradiating the resin composition with UV (365 nm illuminance: 150 mW / cm 2 ) at 25 ° C. ( ⁇ 0.5 ° C.), The frequency was 10 Hz. A sample in which the storage rigidity G ′ increased to 1.00 ⁇ 10 4 or more by 200 seconds after the start of UV irradiation was regarded as “Good”, and the curability was judged to be good.
  • Tensile shear bond strength measured in accordance with JIS K 6850. Specifically, the resin composition produced by using a heat-resistant glass (trade name “heat-resistant Pyrex (registered trademark) glass”, 25 mm ⁇ 25 mm ⁇ 2.0 mm) as an adherend, and forming a bonded portion with a circle having a diameter of 8 mm. Two pieces of heat-resistant glass are laminated together, using a UV irradiator, integrated light intensity of 3,000 mJ / cm 2 (365 nm illuminance: 150 mW / cm 2 , “SP-7 (mercury xenon lamp installed) by USHIO ELECTRIC CO., LTD. A test piece was prepared by curing under the conditions of a UV curing apparatus))). The produced test piece was measured for tensile shear bond strength using a tensile tester in an environment of 23 ° C. and humidity of 50%.
  • a heat-resistant glass trade name “heat-resistant Pyrex (registered
  • the present invention has rapid curability. Furthermore, the present invention has high adhesion and chemical resistance.
  • the component (A) is 65 parts by mass or less, the effect of the present invention cannot be obtained (contrast of Example 11 and Comparative Example 6).
  • the component (D) is used, the adhesive strength and the like are improved (contrast of Example 12 and Examples 1 to 3).
  • the adhesive strength and the like are improved as compared with the case where the component (E) is used (contrast of Examples 4 to 11 and Examples 14 to 15).
  • the present invention exhibits a transmittance of 90% or more at 405 nm and 98% or more at 550 nm, it can be seen that the present invention has excellent transparency in the visible light region.
  • an energy beam curable resin composition having rapid curability and having high adhesiveness and chemical resistance, and an adhesive using the same.
  • Assembling parts of electronic products such as panels, organic electroluminescence panels, touch panels, projectors, smartphones, mobile phones, digital cameras, digital movies, LEDs, solar cells, lithium ion batteries, CCD, CMOS, flash memory, DRAM, etc. It can be suitably used for mounting a semiconductor element package or the like.
  • it is a suitable adhesive for bonding optical elements used in craft glass pedestals, plate fixing applications, two or more lenses and prisms, cameras, binoculars, microscopes, and the like.

Landscapes

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Abstract

 本発明は、速硬化性を満足できるエネルギー線硬化性樹脂組成物の提供を目的とし、(A)下記式〔1〕で表される分子内に(メタ)アクリロイル基と、脂環式エポキシ基を有する化合物を、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、65質量部を超え100質量部以下、(B)光カチオン重合開始剤、(C)光ラジカル重合開始剤を含有するエネルギー線硬化型樹脂組成物である:式中のRは水素又はメチル基を表し、Xは炭素数1~6のアルキレン鎖又は炭素数1~6のオキシアルキレン鎖を表す。

Description

エネルギー線硬化性樹脂組成物
本願発明は、エネルギー線硬化性樹脂組成物とそれを用いた接着剤及び硬化体に関する。
近年、部品の組み立てや、半導体素子のパッケージ等の実装には、紫外線等のエネルギー線により短時間で硬化可能なエネルギー線硬化型接着剤が適用されている。部品としては、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、タッチパネル、プロジェクター、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルムービー、LED、太陽電池等のエレクトロニクス製品が挙げられる。半導体素子としては、CCD、CMOS、フラッシュメモリー、DRAM等が挙げられる。
これらの分野で用いられるエネルギー線硬化型接着剤は、各種材料への高い接着性、及び熱、湿度、ヒートサイクル等に耐えうる高い信頼性が求められている。更に、これらの分野で用いられるエネルギー線硬化型接着剤は、洗浄工程やエッチング工程等で、接着剤がアルコール、酸、アルカリ等の薬品に曝されるため、これらの各種薬品に対する耐性、いわゆる耐薬品性を有する接着剤が求められている。
デジタルカメラ、双眼鏡及び顕微鏡等に用いられるレンズ、プリズム、フィルター等の光学素子を接着する場合、エネルギー線硬化型接着剤は、400nm~800nmの可視光域での高い透明性が求められる。
エネルギー線硬化型接着剤としては、アクリル系、エポキシ系、エン・チオール系等の接着剤が上市されている。アクリル系やエン・チオール系の接着剤は速硬化性、接着性に優れるが、耐薬品性が劣るという課題がある。エポキシ系の接着剤は耐薬品性、接着性に優れるが、速硬化性が劣るという課題がある。
上述のようなアクリル系の課題とエポキシ系の課題を両立する手段として、アクリル化合物とエポキシ化合物とを有する樹脂組成物(特許文献1~3)や、アクリル基とエポキシ基を同一分子内に有する化合物及び樹脂組成物(特許文献4~8)が開示されている。しかしながら、これらの公知の樹脂組成物は上述の接着剤に要求される速硬化性、接着性、耐薬品性を満足するものではなかった。本発明の場合、特許文献7とは、(A)成分の量が異なる。
特開平11-35846号公報 特開2006-233009号公報 特開2008-260879号公報 特開2003-55362号公報 特開2008-88167号公報 特許第4095380号公報 特開2008-260879号公報 特開2010-248500号公報
本発明は、速やかな硬化性を有するエネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
本発明は、以下の(1)~(7)の態様を包含する。
(1)(A)下記式〔1〕で表される分子内に(メタ)アクリロイル基と、脂環式エポキシ基を有する化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中のRは水素又はメチル基を表し、Xは炭素数1~6のアルキレン鎖又は炭素数1~6のオキシアルキレン鎖を表す。)を、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、65質量部を超え100質量部以下
(B)光カチオン重合開始剤
(C)光ラジカル重合開始剤
を含有するエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(2)(D)分子内に2つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーを含有する(1)に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
(3)(D)分子内に2つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーの分子量が、350~100,000である(2)に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
(4)(E)(A)および(B)以外のカチオン重合性単量体を含有する(1)に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
(5)(1)~(4)のいずれかに記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物からなる接着剤。
(6)(1)~(4)のいずれかに記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化してなる硬化体。
(7)(1)~(4)のいずれかに記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物を用いる接合体。
上記構成からなるエネルギー線硬化性樹脂組成物は、例えば、速硬化性を満足することができる。
<用語の説明>
本明細書において、エネルギー線硬化性樹脂組成物とは、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂組成物を意味する。ここで、エネルギー線とは、紫外線、可視光線等に代表されるエネルギー線を意味する。
本明細書において、分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
本明細書において、特記しない限り、質量部とは、重合成分の総量100質量部中の質量部を意味する。ここで、重合成分とは、(A)成分、必要に応じて使用する(D)成分、必要に応じて使用する(E)成分をいう。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物の成分について説明する。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物は、(A)成分として下記式〔1〕で表される分子内に(メタ)アクリロイル基と、脂環式エポキシ基を有する化合物を必須成分とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中のRは水素又はメチル基を表し、Xは炭素数1~6のアルキル鎖又は炭素数1~6のオキシアルキレン鎖を表す。)
 オキシアルキレン鎖としては、-R’-O-が挙げられる。ここで、R’は炭素数1~6のアルキレンをいう。オキシアルキレン鎖が-R’-O-である場合、式〔1〕は下記式〔1’〕で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
本発明に用いられる(A)成分としては、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルブチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが、耐薬品性に優れている点で、好ましい。
(A)成分は、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、65質量部を超え100質量部以下の割合で含有させることが好ましい。この範囲にあれば硬化性が悪くなることもないし、接着性や耐薬品性も低下しない。特に硬化性と接着性、耐薬品性の点で、70質量部以上95質量部以下がより好ましい。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物は、(B)成分として光カチオン重合開始剤を必須成分とする。(B)成分の光カチオン重合開始剤は、エネルギー線を照射することによりカチオン種が発生する化合物であれば、特に制限されない。
本発明に用いられる(B)成分の光カチオン重合開始剤としては、アリールスルホニウム塩誘導体(例えば、ダウケミカル社製のサイラキュアUVI-6990、サイラキュアUVI-6974、旭電化工業社製のアデカオプトマーSP-150、アデカオプトマーSP-152、アデカオプトマーSP-170、アデカオプトマーSP-172、サンアプロ社製のCPI-100P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S、ダブルボンド社製チバキュアー1190、チバジャパン社製のCGI*TPS C1、GSID26-1等)、アリールヨードニウム塩誘導体(例えば、チバスペシャリティーケミカルズ社製のイルガキュアー250、チバジャパン社製のCGI*BBI C1、ローディア・ジャパン社製のRP-2074)、アレン-イオン錯体誘導体、ジアゾニウム塩誘導体、トリアジン系開始剤及びその他のハロゲン化物等の酸発生剤が挙げられる。光カチオン重合開始剤は、1種又は2種以上を選択して任意の割合で使用してもよい。光カチオン重合開始剤のカチオン種としては、オニウムカチオンが好ましい。オニウムカチオンとしては、アリールスルホニウム塩誘導体、アリールヨードニウム塩誘導体等が挙げられる。光カチオン重合開始剤のアニオン種としては、ホウ素化合物、リン化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、アルキルスルホン酸化合物等のハロゲン化物等が挙げられる。これらの中では、アリールスルホニウム塩誘導体が、硬化性に優れている点で、好ましい。
(B)成分の光カチオン重合開始剤は、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部に対して、0.1~10質量部の割合で含有させることが好ましい。この範囲にあれば硬化性が悪くなることもないし、接着性や耐薬品性も低下しない。特に硬化性と接着性、耐薬品性の点で、(B)成分の光カチオン重合開始剤の使用量は、0.3~5質量部がより好ましく、0.5~3質量部が最も好ましい。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物は、(C)成分として光ラジカル重合開始剤を必須成分とする。(C)成分の光ラジカル重合開始剤は、エネルギー線を照射することによりラジカルが発生する化合物であれば、特に制限されない。
本発明に用いられる(C)成分の光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、2,2-ジエトキシアセトフェノン、ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾイルイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン、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-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-1―プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、カンファーキノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)―フェニルホスフィンオキサイド、2-メチル―1―(4-(メチルチオ)フェニル)―2-モルフォリノプロパン-1-オン、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)―1-ブタノン-1、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)―2,4,4―トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。これらの中では、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-1―プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等のα-ヒドロキシアセトフェノン類からなる1種以上が、硬化性に優れる点で、好ましい。これらは1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
(C)成分の光ラジカル重合開始剤は、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部に対して、0.1~10質量部の割合で含有させることが好ましい。この範囲にあれば硬化性が悪くなることもないし、接着性や耐薬品性も低下しない。特に硬化性と接着性、耐薬品性の点で、(C)成分の光ラジカル重合開始剤の使用量は、0.5~5質量部がより好ましく、1~3質量部が最も好ましい。
本発明の樹脂組成物には、各種光増感剤を併用してもよい。光増感剤とは、エネルギー線を吸収して、光カチオン重合開始剤や光ラジカル重合開始剤からカチオンやラジカルを効率よく発生させる化合物をいう。
本発明に用いられる光増感剤としては、特に限定されないが、ベンゾフェノン誘導体、フェノチアジン誘導体、フェニルケトン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタセン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、ペンタセン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサンテン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、トリアリルメタン誘導体、フタロシアニン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、有機ルテニウム錯体等が挙げられる。
光増感剤は、重合成分の総量100質量部に対して、0.1~5質量部の割合で含有させることが好ましく、この範囲にあれば接着性や耐薬品性も低下しない。特に硬化性と接着性、耐薬品性の点で、光増感剤の使用量は、0.3~3質量部がより好ましく、0.5~2質量部が最も好ましい。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物は、(D)成分として分子内に1つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーを含有することが好ましい。
本発明に用いられる(D)成分の分子内に1つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーとしては、芳香族系、脂肪族系、脂環系のオリゴマーが挙げられる。芳香族系としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、これらの変性物等が挙げられる。
脂肪族系としては、エポキシ化変性ポリブタジエン、エポキシ化変性ポリイソプレン等のエポキシ化変性ポリオレフィン、ポリエチレングリコール付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。脂環系としては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物や、上述の芳香族系エポキシ樹脂の水素添加物が挙げられる。これらの中では、エポキシ化変性ポリブタジエン、エポキシ化変性ポリイソプレン、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物からなる1種以上が、耐薬品性に優れる点で、好ましく、エポキシ化変性ポリブタジエンがより好ましい。
ポリブタジエンのミクロ構造については特に制限はなく、1,4-cis体ユニット割合の少ないlow-cisポリブタジエン骨格、1,4-cis体ユニット割合の多いhigh-cisポリブタジエン骨格、1,2-ポリブタジエン骨格を示す1,2-cis体等いずれでも構わない。これらの1種以上を混合しても良い。
(D)成分の分子内に1つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーの分子量は、350~100,000が好ましく、500~50,000がより好ましく、2,000~20,000が最も好ましい。分子量が350以上であれば耐薬品性が低下することもなく、100,000以下であれば硬化性が低下することもない。
尚、ここで言う分子量とは、数平均分子量をいい、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量をいう。
(D)成分の分子内に1つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーは、速硬化性、接着性、耐薬品性のバランスを考慮した場合、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、5~35質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物は、目的の物性を損なわない範囲で、(E)成分として(A)および(B)成分以外のカチオン重合性単量体を含有することができる。
本発明に用いられる(E)成分である(A)および(B)成分以外のカチオン重合性単量体としては、環状エーテル単量体、環状チオエーテル単量体、カチオン重合性ビニル単量体等が挙げられる。環状エーテル単量体としては、エポキシ、オキセタン等の単量体が挙げられる。チオエーテル単量体としては、イソブチレンスルフィド等が挙げられる。
カチオン重合性ビニル単量体としては、ビニルエーテル、ビニルアミン、スチレン等が挙げられる。これらの単量体若しくは誘導体は、単独又は2種類以上を選択して使用してもよい。
環状エーテル単量体としては、特に限定されないが、1,2-エポキシシクロヘキサン、1-(エポキシエチル)-3,4-エポキシシクロヘキサン、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、ジ(1-エチル-3-オキセタニル)メチルエーテル、4-ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸=(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン、3-エチル-3-(フェノキシメチル)オキセタン、ジ(1-エチル-3-オキセタニル)メチルエーテル、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン等が挙げられる。オキセタンとは、分子内に1つ以上のオキセタニル基を有する単量体をいう。
ビニルエーテル単量体としては、特に限定されないが、エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ヒドロキシエチルモノビニルエーテル、ヒドロキシノニルモノビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル-o-プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
ビニルアミン単量体としては、特に限定されないが、N-ビニルジメチルアミン、N-ビニルエチルブチルアミン、N-ビニルジフェニルアミン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド化合物等が挙げられる。
(E)成分である(A)および(B)成分以外のカチオン重合性単量体の中では、環状エーテル単量体が好ましく、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、ジ(1-エチル-3-オキセタニル)メチルエーテルからなる1種以上が好ましい。
(E)成分である(A)および(B)成分以外のカチオン重合性単量体は、速硬化性、接着性、耐薬品性のバランスを考慮した場合、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、5~35質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。
本発明では、酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤とキノン系酸化防止剤からなる群のうちの1種又は2種以上を含有することができる。
本発明では、ホスフィンオキサイド誘導体を使用しても良い。
本発明では、フィラー(無機充填剤)を更に含有していてもよい。
本実施形態の目的を損なわない範囲で、アクリルゴム、ウレタンゴム等の各種エラストマー、メタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレン系グラフト共重合体やアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系グラフト共重合体等のグラフト共重合体、溶剤、増量材、補強材、可塑剤、増粘剤、染料、顔料、難燃剤及び界面活性剤等の添加剤が含有しても良い。
本発明では、シランカップリング剤を任意の割合で、1種又は2種以上を含有することができる。
上記構成からなるエネルギー線硬化性樹脂組成物は、エネルギー線の照射により硬化させ、硬化体としてもよい。
上記構成からなるエネルギー線硬化性樹脂組成物は接着剤として用いてもよい。この接着剤は、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、タッチパネル、プロジェクター、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルムービー、LED、太陽電池、リチウムイオン電池等のエレクトロニクス製品の部品の組み立てや、CCD、CMOS、フラッシュメモリー、DRAM等の半導体素子のパッケージ等の実装に好適に用いることができる。更には工芸ガラスの台座、皿の固定用途、2個以上のレンズやプリズム、カメラ、双眼鏡及び顕微鏡等に用いられる光学素子の接着においても好適な接着剤となる。
本実施形態に係るエネルギー線硬化性樹脂組成物の製造方法については、上記の材料を十分に混合できれば特に制限はない。材料の混合方法としては、特に限定されないが、プロペラの回転に伴う撹拌力を利用する撹拌法、自転公転による遊星式撹拌機等の通常の分散機を利用する方法等が挙げられる。これらの混合方法は、低コストで、安定した混合を行えるので好ましい。
上記の混合を行った後、下記の光源を用いたエネルギー線の照射により、エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化を行ってもよい。
本実施形態において、エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化、接着に用いられる光源としては、特に限定されないが、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ(インジウム等を含有する)、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、キセノンエキシマランプ、キセノンフラッシュランプ、ライトエミッティングダイオード(以下、LEDという)等が挙げられる。これらの光源は、それぞれの光重合開始剤の反応波長に対応したエネルギー線の照射を効率よく行える点で、好ましい。
上記光源は、各々放射波長、エネルギー分布が異なる。そのため、上記光源は光重合開始剤の反応波長等により適宜選択される。又、自然光(太陽光)も反応開始光源になり得る。
上記光源は、直接照射、反射鏡等による集光照射、ファイバー等による集光照射を行ってもよい。低波長カットフィルター、熱線カットフィルター、コールドミラー等も用いることもできる。
上記構成からなるエネルギー線硬化性樹脂組成物は、硬化性、接着性、耐薬品性に優れたエネルギー線硬化性樹脂組成物とそれを用いた接着剤を提供できる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例では、以下の化合物を使用した。
(A)成分として下記を用いた。
(A-1)3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(ダイセル化学工業社「サイクロマーM-100」)
(A-2)3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル化学工業社「サイクロマーA-200」)
(B)成分の光カチオン重合開始剤として下記を用いた。
(B-1)芳香族スルホニウムSbF6塩(アデカ社製「アデカオプトマーSP-170」)
(B-2)芳香族スルホニウムPF6塩(アデカ社製「アデカオプトマーSP-150」)
(C)成分の光ラジカル重合開始剤として下記を用いた。
(C-1)2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(チバジャパン社製「ダロキュア1173」)
(C-2)1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバジャパン社製「イルガキュアー184」)
(C-3)2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(チバジャパン社製「イルガキュアー127」)
(D)成分のエポキシ基を有するオリゴマーとして下記を用いた。
(D-1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(アデカ社製「アデカオプトマーKRM-2410」 分子量:400)
(D-2)ビスフェノールF型エポキシ樹脂(アデカ社製「アデカオプトマーKRM-2490」 分子量:380)
(D-3)水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX-8000」 分子量:410)
(D-4)2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(ダイセル化学工業社製「EHPE-3150」 分子量:2,400)
(D-5)エポキシ化ポリブタジエン(1)(アデカ社製「BF-1000」 分子量:4,300 ミクロ構造:1,2-ポリブタジエン)
(D-6)エポキシ化ポリブタジエン(2)(日本曹達社製「JP-200」 分子量:6,400 ミクロ構造:1,2-ポリブタジエン)
(D-7)エポキシ化ポリブタジエン(3)(ダイセル化学工業社製「BP-3600」 分子量:19,300 ミクロ構造:1,2-体/1,4-cis体/1,4-trans体=40mol%/40mol%/20mol%の共重合体)
(D-8)エポキシ化ポリブタジエンとスチレンの共重合体(ダイセル化学工業社製「エポフレンドシリーズ」 分子量:20,000を超える)
(E)成分である(A)および(B)成分以外のカチオン重合性単量体として下記を使用した。
(E-1)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(ダイセル化学社製「セロキサイド2021P」)
(E-2)ジ(1-エチル-3-オキセタニル)メチルエーテル(東亜合成社「OXT221」)
(E-3)4-ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテル(日本化成社「ヒッタイトG」)
(実施例1~16、比較例1~6)
表1~表4に示す種類の原材料を、表1~表4に示す組成割合(単位は質量部)で混合し、樹脂組成物を調製し、後述の評価を実施した。各種評価結果を表1~表4に示す。特記しない限り、23℃、湿度50%の環境下で実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
〔光硬化性評価〕
レオメーター(アートンパール社製「MCR-301」)ではUV照射下の剛性率を測定することができる。測定は、調製した樹脂組成物を直径8mmの円形のプレートで両面から挟み、該樹脂組成物にUV(365nmの照度:150mW/cm2)を照射しながら25℃(±0.5℃)、周波数10Hzで行った。UV照射開始後200秒までに、貯蔵剛性率G’が1.00×104以上に増加したものを「合格(Good)」とし、硬化性が良好と判断した。
〔固着時間の評価〕
ガラス試験片(商品名「耐熱パイレックス(登録商標)ガラス」、25mm×25mm×2.0mm)上に、直径8mm、厚さ80μmになるように樹脂組成物を塗布した後、2枚目のガラス試験片を張り合わせ、UV照射器(365nmの照度:150mW/cm2、ウシオ電機社製「SP-7(水銀キセノンランプ搭載UV硬化装置)」)によりUV光を照射し、2枚のガラス試験片が動かなくなる時間を測定し、固着時間とした。尚、測定時間は最大で120秒までとした。
〔引張剪断接着強さの評価〕
引張剪断接着強さ:JIS K 6850に従い測定した。具体的には被着材とした耐熱ガラス(商品名「耐熱パイレックス(登録商標)ガラス」、25mm×25mm×2.0mm)を用いて、接着部位を直径8mmの円形として、作製した該樹脂組成物にて、2枚の耐熱ガラスを張り合わせ、UV照射器を使用し、積算光量3,000mJ/cm2(365nmの照度:150mW/cm2、ウシオ電機社製「SP-7(水銀キセノンランプ搭載UV硬化装置)」)の条件にて硬化させ、試験片を作製した。作製した試験片は、23℃、湿度50%の環境で、引張試験機を使用して、引張剪断接着強さを測定した。
〔分光透過率の評価〕
ガラス試験片(商品名「耐熱パイレックス(登録商標)ガラス」、25mm×25mm×2.0mm)上に、直径20mm、厚さ80μmになるように樹脂組成物を塗布した後、2枚目のガラス試験片を張り合わせ、UV照射器(365nmの照度:150mW/cm2、ウシオ電機社製「SP-7(水銀キセノンランプ搭載UV硬化装置)」)によりUV光を照射し、試験片を作成した。作成した試験片の波長405nmと500nmの分光透過率を紫外-可視分光スペクトルメーター(島津製作所社製「UV-2550」)を用いて測定した。尚、リファレンスには純水を用いた。
〔耐薬品性の評価〕
UV照射器を使用し、4,000mJ/cm2(365nmの照度:150mW/cm2、フュージョン社製「ベルトコンベア式無電極放電ランプ(D-バルブ:メタルハライドランプ)」)の条件にて25mm×25mm×2.0mmの形状の硬化物を作製し、作製した硬化物をアセトン中に23℃の環境下で4時間浸漬し、浸漬前後での質量の変化率(%)を測定した。質量の変化率が低いもの程、耐薬品性に優れるものとして評価した。
表1~4に示した結果から以下のことが判る。本発明は、速やかな硬化性を有する。更に、本発明は、高接着性、耐薬品性も有する。(A)成分が65質量部以下だと、本発明の効果が得られない(実施例11と比較例6の対比)。(D)成分を使用した場合、接着強さ等が向上する(実施例12と実施例1~3の対比)。(D)成分を使用した場合、(E)成分を使用した場合よりも、接着強さ性等が向上する(実施例4~11と実施例14~15の対比)。
さらに本発明は405nmで90%以上、550nmで98%以上の透過率を示すことから可視光域で優れた透明性を有することが判る。
以上のように、本発明によれば、速やかな硬化性を有し、そして、高接着性、耐薬品性を有するエネルギー線硬化性樹脂組成物とそれを用いた接着剤を提供できるため、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、タッチパネル、プロジェクター、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルムービー、LED、太陽電池、リチウムイオン電池等のエレクトロニクス製品の部品の組み立てや、CCD、CMOS、フラッシュメモリー、DRAM等の半導体素子のパッケージ等の実装に好適に用いることができる。更には工芸ガラスの台座、皿の固定用途、2個以上のレンズやプリズム、カメラ、双眼鏡及び顕微鏡等に用いられる光学素子の接着においても好適な接着剤となる。

Claims (7)

  1. (A)下記式〔1〕で表される分子内に(メタ)アクリロイル基と、脂環式エポキシ基を有する化合物
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中のRは水素又はメチル基を表し、Xは炭素数1~6のアルキレン鎖又は炭素数1~6のオキシアルキレン鎖を表す。)を、(A)成分、(D)成分及び(E)成分からなる重合成分の総量100質量部中、65質量部を超え100質量部以下
    (B)光カチオン重合開始剤
    (C)光ラジカル重合開始剤
    を含有するエネルギー線硬化型樹脂組成物。
  2. (D)分子内に2つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーを含有する請求項1に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
  3. (D)分子内に2つ以上のエポキシ基を有するオリゴマーの分子量が、350~100,000である請求項2に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
  4. (E)(A)および(B)以外のカチオン重合性単量体を含有する請求項1に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
  5. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物からなる接着剤。
  6. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化してなる硬化体。
  7. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物を用いる接合体。
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