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JP6049055B2 - 紫外線硬化型樹脂組成物、硬化物及び物品 - Google Patents

紫外線硬化型樹脂組成物、硬化物及び物品 Download PDF

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Description

本発明は、光学透明部材の貼り合わせに有用な紫外線硬化型樹脂組成物に関する。
近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等の表示装置とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせたタッチパネルが広く利用されている。このタッチパネルは、表示装置、透明電極が形成されたガラス板又は樹脂製フィルム、ガラス又は樹脂製の透明保護板を貼り合せた構造を有している。
タッチパネルにおける、表示装置、透明電極が形成されたガラス板又はフィルム、ガラス又は樹脂製の透明保護板との貼り合せには、両面粘着シートを用いる技術があるが、気泡が入りやすいという問題があった。両面粘着シートに代わる技術として光硬化型樹脂組成物で貼り合せる技術が提案されている(特許文献1〜3)。
一方で、表示装置の薄型化や大画面化が進んでいる。例えば、透明保護板が薄くなると、光硬化型樹脂組成物で貼り合わせる際の硬化収縮によって、タッチパネルが変形してしまう問題があった。また、披接着体の材質がガラス/アクリル樹脂、ガラス/ポリカーボネート樹脂と異なる場合、熱膨張や吸湿性の違いから、耐湿熱試験において接着面が剥がれる問題があった。これら問題を解決するため、硬化時の収縮を抑え、基材への接着性および柔軟性に優れた硬化物を与える光硬化型樹脂組成物が求められていた。しかし、このような特性を備える特許文献1に記載されているポリイソプレンを主成分として使用した場合、リワークする際にヘプタン、ヘキサン等といった有機溶剤で除去しなければならず、リワーク性に劣る問題があった。また、特許文献2に記載されているようなシクロアルカン骨格を有するエポキシ樹脂を使用した場合には、柔軟性に劣り、特許文献3に記載されているような組成物においても硬化時の黄変が懸念されている。そのため、特許文献1〜3では満足するものが得られていなかった。
国際公開第2010/027041号 特開2010−248387号公報 特表2011−511851号公報
本発明は、硬化性に優れ、硬化時の収縮が小さく、硬化物の透明性、基材との接着性かつ柔軟性、リワーク性に優れる光学透明接着剤を得ることが出来る紫外線硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有するノボラック化合物と(メタ)アクリレート化合物、光重合開始剤を含有する紫外線硬化型樹脂組成物が、上記の課題が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、下記の(1)〜(10)に関する。
(1)2以上の光学基材が紫外線硬化型樹脂組成物によって接着されている光学部材において、前記2以上の光学基材の接着に用いられ、エネルギー線を照射して固定化させる液状樹脂接着剤であって、キシレン化合物とホルムアルデヒドを反応して得られるノボラック化合物(A)、(メタ)アクリレート化合物(B)及び光重合開始剤(C)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物。
(2)2以上の光学基材が紫外線硬化型樹脂組成物によって接着されている光学部材において、前記2以上の光学基材の接着に用いられ、エネルギー線を照射して固定化させる液状樹脂接着剤であって、下記式(1)

(式中、Xは繰り返し単位ごとにそれぞれ独立して−(CHO)nCH−であり、nは0〜10の整数を示す。繰り返し構造においてXは同一でも異なっても良い。Yはそれぞれ独立して水素原子、−CHOH、−(CHO)lCH、−CHOOCHであり、lは0〜10の整数を示す。mは0〜10の整数を示す。)
で表されるノボラック化合物(A)、(メタ)アクリレート化合物(B)及び光重合開始剤(C)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物。
(3)(メタ)アクリレート化合物(B)が、(メタ)アクリロイル基を1個又は2個有する(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする(1)または(2)に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(4)(メタ)アクリレート化合物(B)が、ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、アクリロイルモルホリン、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−デシルテトラデカニル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートの群から選ばれる1種以上からなることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(5)組成物全体に対して、一般式(1)で示される構造を有する化合物(A)が5〜95重量%、(メタ)アクリレート化合物(B)が5〜95重量%及び光重合開始剤(C)が0.2〜5重量%含有する(4)に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(6)硬化収縮率が3.0%以下である(1)〜(5)のいずれか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(7)1MHzの誘電率が5.0以下である(1)〜(6)のいずれか一項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(8)(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物に活性エネルギー線を照射して得られる硬化物。
(9)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物を用いてなることを特徴とするタッチパネル。
(10)
下記第一工程、第二工程、第三工程を経由することで製造されるタッチパネルに使用する(1)に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
(第一工程)光学基材に紫外線硬化型樹脂組成物を塗布して、少なくとも2つ以上の光学基材を貼り合わせる工程。
(第二工程)貼り合わせた光学基材に対して、照射量10〜2000mJ/cm2で紫外線を照射することで仮硬化を行う工程。
(第三工程)第2工程後、欠陥がない場合には照射量100〜3000mJ/cm2で紫外線を照射し、欠陥がある場合には、光学基材から樹脂硬化物層をアルコールの溶剤で除去する工程。
本発明によれば、硬化性に優れ、硬化時の収縮が小さく、硬化物の透明性、基材との接着性かつ柔軟性、リワーク性に優れる光学透明接着剤を得ることが出来る紫外線硬化型樹脂組成物を提供することができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、特定の構造を有するノボラック化合物、(メタ)アクリレート化合物、及び光重合開始剤を含有する。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、一般式(1)で表されるノボラック化合物(A)を含有する。

(式中、Xは繰り返し単位ごとにそれぞれ独立して−(CHO)nCH−であり、nは0〜10の整数を示す。繰り返し構造においてXは同一でも異なっても良い。Yはそれぞれ独立して水素基、−CHOH、−(CHO)lCH、−CHOOCHであり、lは0〜10の整数を示す。mは0〜10の整数を示す。)
この場合において、n、lの値は0〜6が好ましく、0〜3がより好ましい。mの値は0〜6が好ましく、0〜4がより好ましい。
上記(1)記載のノボラック型樹脂は、公知の手法であれば特に限定なく得られるが、例えば、酸触媒を触媒として使用し(又は無触媒)、キシレン化合物とホルムアルデヒドを縮合する反応により得ることができる。
この反応で使用しうるキシレン化合物としては、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレンが挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上併用してもよい。
ここで、キシレン化合物としては、m−キシレンが好ましい。
また、用いうるホルムアルデヒドは、パラホルムアルデヒド、ホルマリン等特に態様を問わず使用することができ、ホルムアルデヒドの使用量は、キシレン化合物1モルに対して通常0.2〜2.0モル、好ましくは0.3〜1.8モル、より好ましくは0.4〜1.6モルである。
用いうる酸触媒の具体例としては、塩酸、硫酸、蓚酸、p−トルエンスルホン酸などが挙げられる。酸触媒の使用量はホルムアルデヒド1.0モルに対して、通常0.01〜5.0モル、好ましくは0.05〜4.0モル、より好ましくは0.1〜3.0モルである。
キシレン化合物とホルムアルデヒドの縮合反応は、酸触媒の存在下、還流温度以下で1〜10時間行えばよい。反応が終了したら、そのまま或はトルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン等の溶剤に溶解して、水洗を繰り返して酸触媒を除去後、溶剤及び/または未反応のキシレン化合物、ホルムアルデヒドを加熱減圧下で除去することにより本発明のノボラック型樹脂が得られる。
一般式(1)で示される構造を有するノボラック化合物(A)は接着剤の柔軟性を付与することができる。一般式(1)で示される構造を有するノボラック化合物(A)としては、n、lが0〜10の整数の範囲であれば制限なく使用することができる。市販品として容易に入手することも可能であり、ニカノールYシリーズ(ニカノールY−50、ニカノールY−100、ニカノールY−1000)、ニカノールLシリーズ(ニカノールLLL、ニカノールLL、ニカノールL)、ニカノールH、ニカノールGとしてフドー(株)より入手できる。特にニカノールYシリーズ、ニカノールLシリーズは(メタ)アクリレートとの相溶性が優れているため好ましい。
一般式(1)で示される構造を有するノボラック化合物(A)の数平均分子量はポリスチレン換算値で通常100〜1000であり、100〜700が好ましく、200〜600が特に好ましい。数平均分子量が100未満である場合には、柔軟性、接着性に劣る恐れがあり、1000を超える場合には相溶性に劣る恐れがあるためである。
一般式(1)で示される構造を有するノボラック化合物(A)の本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は5重量%〜95重量%程度が好ましく、10重量%〜85重量%程度が特に好ましい。5重量%より少ないと柔軟性が劣り、95重量%より多いと硬化性が悪くなる。
また、一般式(1)で示される構造を有するノボラック化合物(A)の含有量が(メタ)アクリレート化合物(B)との比率(重量比)において、A/Bの比率が1.0〜10.0の場合において、極めて柔軟性に優れ、硬化性にも優れた光硬化型樹脂組成物とすることができる。A/Bの比率(重量比)は1.0〜9.0が好ましく、1.1〜8.5が特に好ましい。A/Bの比率は大きくなるほど硬化に影響する架橋成分が少なくなるが、(B)を適宜選択することにより、硬化性良好で柔軟性のある硬化物を得ることができる。
本発明の組成物においては(メタ)アクリレート化合物(B)を含有する。(メタ)アクリレート化合物であれば、公知のものであれば特に限定することなく使用することができる。
本発明の組成物に含有される(メタ)アクリレート化合物(B)としては、(メタ)アクリロイル基を1個有する(メタ)アクリレート化合物が好適に用いられ、具体的には、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート等の炭素数5〜20のアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、フェニルグリシジル(メタ)アクリレート、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−エチル−2−アダマンチルアクリレート、1−アダマンチルメタクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエンオキシエチル(メタ)アクリレート、等の環状骨格を有する(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する炭素数1〜5のアルキル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性フェノキシ化リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ブトキシ化リン酸(メタ)アクリレート及びエチレンオキシド変性オクチルオキシ化リン酸(メタ)アクリレート等を挙げることができる。中でも、炭素数10〜30のアルキル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、アクリロイルモルホリン、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート、2−デシルテトラデカニル(メタ)アクリレートが好ましく、特に、樹脂の柔軟性の観点から、炭素数10〜30のアルキル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、数平均分子量800〜5000のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。
一方、ガラスへの密着性を向上させる観点からは、水酸基を有する炭素数1〜5のアルキル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリンが好ましく、アクリロイルモルホリンが特に好ましい。
本発明の組成物には、本発明の特性を損なわない範囲で2官能以上の(メタ)アクリレートを含有することができる。例えば、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート及びエチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールオクタントリ(メタ)アクリレート等のトリメチロールC2〜C10アルカントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリプロポキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシポリプロポキシトリ(メタ)アクリレート等のトリメチロールC2〜C10アルカンポリアルコキシトリ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクロイルオキシエチル]イソシアヌレ−ト、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のアルキレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートペンタエリスリトールポリエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリプロポキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。特に、樹脂の柔軟性の観点から、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明においては、併用する場合は、硬化収縮を抑えるために、1又は2官能の(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、これら(B)成分は、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。(B)成分の本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は通常5〜95重量%、好ましくは3〜70重量%である。5重量%より少ないと硬化性が乏しくなり、95重量%より多いと収縮が大きくなる。
本発明の組成物に含有させることができるウレタン(メタ)アクリレートは多価アルコール、ポリイソシアネート及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを反応させることによって得られる。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類、1,4−ブタンジオール、1、6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル1,3−プロパンジオール等の炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキレングリコール類、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のトリオール、ビスフェノールAポリエトキシジオール、ビスフェノールAポリプロポキシジオール等のビスフェノール系ジオール、トリシクロデカンジメチロール、ビス−〔ヒドロキシメチル〕−シクロヘキサン等の環状骨格を有するアルコール等、これら多価アルコールと多塩基酸(例えば、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等)との反応によって得られるポリエステルポリオール、多価アルコールとε−カプロラクトンとの反応によって得られるカプロラクトンアルコール、ポリカーボネートポリオール(例えば1,6−ヘキサンジオールとジフェニルカーボネートとの反応によって得られるポリカーボネートジオール等)又は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、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA等)等、イソプレン骨格やブタジエン骨格を有するジオールが挙げられる。硬化後の樹脂の柔軟性の観点からポリエーテルポリオールが好ましく、(A)成分との相溶性の観点からポリプロピレングリコールがより好ましく、基材への密着性の観点から分子量が2000以上のポリプロピレングリコールが特に好ましい。
有機ポリイソシアネートとしては、例えばテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の鎖状飽和炭化水素イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ジシクロペンタニルイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添トルエンジイソシアネート等の環状飽和炭化水素イソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、1,3−キシレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3‘−ジメチルー4,4’−ジイソシアネート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
透明性の観点から、イソホロンジイソシアネートまたはトリレンジイソシアネートが好ましい。
又、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートとしては、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシC2〜C4アルキル(メタ)アクリレート、ジメチロールシクロヘキシルモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシカプロラクトン(メタ)アクリレート等を使用することができる。
前記反応は、例えば、以下のようにして行う。即ち、多価アルコールにその水酸基1当量あたり有機ポリイソシアネートをそのイソシアネート基が好ましくは1.1〜2.0当量、さらに好ましくは1.1〜1.5当量になるように混合し、反応温度を好ましくは70〜90℃で反応させ、ウレタンオリゴマーを合成する。次いで、ウレタンオリゴマーのイソシアネート基1当量あたり、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物をその水酸基が好ましくは1〜1.5当量となるように混合し、70〜90℃で反応させて目的とするウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量としては7000〜25000程度が好ましく、10000〜20000がより好ましい。重量平均分子量が7000より小さいと収縮が大きくなり、重量平均分子量が25000より大きいと硬化性が乏しくなる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、ウレタンアクリレート成分は、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。使用する場合、本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は通常0.1〜50重量%、好ましくは1〜40重量%である。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物には、(メタ)アクリレート化合物として、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーを含有させることができる。ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、公知のものであれば特に限定することなく使用することができる。
上記ポリイソプレン、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーとして、好適には(a)イソプレン重合体、ブタジエン重合体またはこれらの共重合体をまず合成し、次にこれらの重合体に不飽和酸無水物を反応させ、その後に得られたポリマー中の一部または全部に、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物を反応させることにより得られるオリゴマー、または(b)水酸基末端イソプレン重合体、水酸基末端ブタジエン重合体またはこれらの共重合体に不飽和カルボン酸またはその誘導体を反応させて得られるオリゴマーを使用することができる。
まず、(a)イソプレン重合体、ブタジエン重合体またはこれらの共重合体をまず合成し、次にこれらの重合体に不飽和酸無水物を反応させ、その後に得られたポリマー中の一部または全部に、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物を反応させることにより得られるオリゴマーについて説明する。
上記イソプレン重合体、ブタジエン重合体としては、イソプレンまたはブタジエンの1種類を単独で重合することにより得られるイソプレン重合体またはブタジエン重合体を使用しても良いし、イソプレン及びブタジエンの混合物を共重合させることにより得られるイソプレン−ブタジエン共重合体を使用しても構わない。
重合させる方法としては、イソプレンおよび/またはブタジエンをメチルリチウム、エチルリチウム、s−ブチルリチウム、n−ブチルリチウム、ペンチルリチウムなどのアルキルリチウム、ナトリウムナフタレン錯体、を開始剤としてアニオン重合させることにより得ることもできるし、ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾビスニトリル化合物を開始剤としてラジカル重合させることによって製造することもできる。
なお、これらの重合反応は、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の溶媒の存在下に−100℃〜200℃で0.5〜100時間反応させて行うことができる。
本発明に使用する前記重合体の数平均分子量は、柔軟性を付与する観点から、通常2000〜100000であり、5000〜50000が好ましく、20000〜50000が特に好ましい。
次に、上述の方法により得られた重合体に不飽和酸無水物を反応させる。この反応は、例えば、前記重合体と不飽和酸無水物をヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の溶媒などの、反応に不活性な溶媒の存在下、または無溶媒で通常、常温〜300℃、0.5〜100時間反応させることで行うことができる。
酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などを使用することができる。
酸無水物の使用量は、通常、重合体100重量部に対して0.1〜200重量部の範囲であるのが好ましく、0.1〜100重量部の範囲内であることがより好ましい。
前記重合体に対しての酸無水物基の反応による付加は、上記の条件で反応させることにより、通常、1分子あたりの付加数が1〜30個の範囲であり、2〜20個の範囲であることが好ましい。
次に、上記重合体に導入された酸無水物基の一部または全部にヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物を反応させることにより、ポリイソプレン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーを得ることが出来る。
反応は、ヘキサン、ヘプタン等の溶媒または無溶媒で通常、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物をその水酸基が好ましくは1〜1.5当量となるように混合し、20〜200℃で0.1〜100時間反応させて得ることができる。
ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物としては、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシC2〜C4アルキル(メタ)アクリレート、ジメチロールシクロヘキシルモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシカプロラクトン(メタ)アクリレート等を使用することができる。
次に、(b)ヒドロキシ基を含有するイソプレン重合体、ブタジエン重合体またはこれらの共重合体に不飽和カルボン酸またはその誘導体を反応させて得られるオリゴマーを得る方法について説明する。
水酸基末端イソプレン重合体、水酸基末端ブタジエン重合体の一部または全部に不飽和カルボン酸またはその誘導体を反応させることにより、ポリイソプレン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーを得ることが出来る。
反応は、ヘキサン、ヘプタン等の溶媒または無溶媒で通常、不飽和カルボン酸またはその誘導体を20〜200℃で0.1〜100時間反応させて得ることができる。
不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、α−エチルアクリル酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸等の不飽和カルボン酸、及びこれらの酸ハライド、アミド、イミド、無水物、エステル等の誘導体を使用することができる。
このようにして得られる化合物の具体例としては、クラレ社製UC−203(イソプレン重合物の無水マレイン酸付加物と2−ヒドロキシエチルメタクリレートのエステル化物オリゴマー)、日本曹達社製NISSO―PB TE―2000(両末端メタクリレート変性ブタジエン系オリゴマー)等を例示することができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、これらポリイソプレン、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーは、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。ポリイソプレン、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマーの本発明の紫外線硬化型接着剤中における重量割合は通常5〜90重量%、好ましくは20〜80重量%、より好ましくは25〜50重量%である。
本発明の組成物に含有される光重合開始剤(C)としては、特に限定はされないが、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュアー184;BASF製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノールオリゴマー(エサキュアONE;ランバルティ製)、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(イルガキュアー2959;BASF製)、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(イルガキュアー127;BASF製)、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(イルガキュアー651;BASF製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(ダロキュア1173;BASF製)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(イルガキュアー907;BASF製)、オキシ−フェニル−アセチックアシッド2−[2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステルとオキシ−フェニル−アセチックアシッド2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステルの混合物(イルガキュアー754;BASF製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、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フォスフィンオキサイド等を挙げることができる。透明性から1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュアー184;BASF製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノールオリゴマー(エサキュアKIP−150;ランバルティ製)、フェニルグルコキシル酸メチルエステル(ダロキュアMBF;BASF製)、オキシ−フェニル−アセチックアシッド2−[2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステルとオキシ−フェニル−アセチックアシッド2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステルの混合物(イルガキュアー754;BASF製)、が好ましい。また、接着剤内部硬化性を良好にする観点から2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(スピードキュアTPO;LAMBSON社製)が好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、これら(C)成分は、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。(C)成分の本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は通常0.2〜5重量%、好ましくは2〜5重量%である。
ここで、透明性を向上させるために2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドのみを光重合開始剤として使用する場合、好適な本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は通常0.3〜1.0重量%であり、0.3〜0.8が特に好ましい。
更に、光重合開始助剤となりうるアミン類等を上記の光重合開始剤と併用することもできる。使用しうるアミン類等としては、安息香酸2−ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルまたはp−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル等が挙げられる。該アミン類等の光重合開始助剤を使用する場合、本発明の接着用樹脂組成物中の含有量は通常0.005〜5重量%、好ましくは0.01〜3重量%である。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、必要によりオキセタン化合物を含有させることができる。使用できるオキセタン化合物は公知のものであれば特に限定されない。
オキセタン化合物の具体例としては、例えば、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、4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、3−メチル−3−グリシジルオキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−ヒドロ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−(フェノキシメチル)オキセタン、3−(シクロヘキシルオキシ)メチル−3−エチルオキセタン、キシリレンビスオキセタン、フェノールノボラックオキセタン等が挙げられるが、通常用いられるオキセタン化合物であればこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
本発明の紫外線硬化型接着剤においては、これらオキセタン化合物は、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。使用する場合、オキセタン化合物の本発明の光硬化型接着剤組成物中における重量割合は通常5〜70重量%、好ましくは5〜50重量%である。
本発明の組成物には、本発明の特性を損なわない範囲でエポキシ(メタ)アクリレートを使用することができる。エポキシ(メタ)アクリレートは、硬化性の向上や硬化物の硬度や硬化速度を向上させる機能がある。また、エポキシ(メタ)アクリレートとしては、グリシジルエーテル型エポキシ化合物と、(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られたものであればいずれも使用できるが、好ましく使用されるエポキシ(メタ)アクリレートを得るためのグリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ビスフェノールF或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールA或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールF或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等を挙げることができる。
エポキシ(メタ)アクリレートは、これらグリシジルエーテル型エポキシ化合物と、(メタ)アクリル酸を、下記のような条件で反応させることにより得られる。
グリシジルエーテル型エポキシ化合物のエポキシ基1当量に対して、(メタ)アクリル酸を0.9〜1.5モル、より好ましくは0.95〜1.1モルの比率で反応させる。反応温度は80〜120℃が好ましく、反応時間は10〜35時間程度である。反応を促進させるために、例えばトリフェニルフォスフィン、TAP、トリエタノールアミン、テトラエチルアンモニウムクロライド等の触媒を使用するのが好ましい。又、反応中、重合を防止するために重合禁止剤として、例えば、パラメトキシフェノール、メチルハイドロキノン等を使用することもできる。
本発明において好適に使用することができるエポキシ(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールA型のエポキシ化合物より得られた、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレートである。本発明において、エポキシ(メタ)アクリレートの重量平均分子量としては500〜10000が好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、これらエポキシ(メタ)アクリレートは、1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。使用する場合、エポキシ(メタ)アクリレートの本発明の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は通常5〜90重量%、好ましくは10〜85重量%である。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物には、必要に応じて成分(A)以外の柔軟化成分を使用することができる。使用できる柔軟化成分の具体的としては、ポリイソプレン、ポリブタジエン骨格を有する(メタ)アクリレートオリゴマー又はそのエステル化物、ポリマー、オリゴマー、フタル酸エステル類、リン酸エステル類、グリコールエステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、脂肪酸エステル類、クエン酸エステル類、エポキシ系可塑剤、ヒマシ油類、テルペン系水素添加樹脂、スチレンポリマー、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、ポリカーボネート等が挙げられる。オリゴマー、ポリマーの例としては、ポリイソプレン系、ポリブタジエン系のオリゴマー又はポリマーを例示することができる。
成分(A)以外の柔軟化成分の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は、通常3〜70重量%、好ましく3〜50重量%である。
また柔軟化成分として、(メタ)アクリルポリマーを使用することができる。
(メタ)アクリルポリマーは、アクリル系又はメタクリル系モノマーを原料として重合させたポリマー、又は、該モノマー以外の他の重合性モノマーと該モノマーとの共重合体が挙げられ、溶液重合、懸濁重合、塊状重合等の通常の方法によって製造できる。
特に好ましい製造方法としては、高温で連続的にラジカル重合を行って製造することが好ましい。具体的には、以下のプロセスによって製造するものである。まず、アクリル系又はメタクリル系モノマーに対して微量の重合開始剤と微量の溶剤を混合させる。そして、150℃以上の温度において、10分以上高圧下で反応させる。その後、分離機で未反応成分と反応して得られた(メタ)アクリルポリマーに分離して、得ることができる。
ここで、重合開始剤が混入していると、保存安定性に劣る恐れがあるため、溶剤を留去しながら反応を行うか、(メタ)アクリルポリマーを分離して得た後に溶剤を留去することが好ましい。
(メタ)アクリルポリマーの原料として使用されるアクリル系又はメタクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、α−エチルアクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルブチル(メタ)アクリレート、1,3−ジメチルブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、3−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−エトキシブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、α−(ヒドロキシメチル)エチル(メタ)アクリレート、フェニル(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)アクリレート等のエステル系(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用することができる。
共重合させてもよい他の重合性モノマーとしては、不飽和二重結合を有する公知の化合物を用いることができ、例えば、スチレン、3−ニトロスチレン、4−メトキシスチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルトルエン、α−エチルスチレン、α−ブチルスチレン、α−ヘキシルスチレン等のアルキルスチレン類;4−クロロスチレン、3−クロロスチレン、3−ブロモスチレン等のハロゲン化スチレン類;クロトン酸、α−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸等の不飽和二重結合を有するカルボン酸類が挙げられる。
これらのうち、組成物の他の成分への溶解性、硬化物の接着性の面から、アクリル系又はメタクリル系モノマーとしてはメチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート等のC1〜C10アルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するC1〜C10アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、他の重合性モノマーとしてはスチレン等が好ましい。
本発明においては、(メタ)アクリルポリマーの重量平均分子量としては、1500〜30000であり、好ましくは3000〜20000、特に好ましくは5000〜15000である。重量平均分子量が1500未満の場合は、硬化物の接着性が劣る傾向にあり、一方、30000を越える場合には、他のモノマーに溶解しにくくなったり白濁したりするため好ましくない。
(メタ)アクリルポリマーは、市販品として容易に入手することもできる。例えば、東亞合成(株)製「ARUFONシリーズ」が挙げられ、UP−1170やUH−2190として入手できる。
(メタ)アクリルポリマーの本発明の光硬化型接着剤組成物中における重量割合は通常5重量%〜80重量%であり、5重量%〜60重量%が好ましく、5重量%〜50重量%程度がより好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物には、必要に応じて酸化防止剤、有機溶剤、シランカップリング剤、重合禁止剤、レベリング剤、帯電防止剤、表面潤滑剤、蛍光増白剤、光安定剤(例えば、ヒンダードアミン化合物等)、充填剤等の添加剤を加えてもよい。
酸化防止剤の具体例としては、例えば、BHT、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ペンタエリスリチル・テトラキス[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]、2,2−チオ−ジエチレンビス[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]、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−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]、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、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート、オクチル化ジフェニルアミン、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル−O−クレゾール、イソオクチル−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]、ジブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。
有機溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
シランカップリング剤の具体例としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプロプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−(2−(ビニルベンジルアミノ)エチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤;イソプロピル(N−エチルアミノエチルアミノ)チタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、チタニウムジ(ジオクチルピロフォスフェート)オキシアセテート、テトライソプロピルジ(ジオクチルフォスファイト)チタネート、ネオアルコキシトリ(p−N−(β−アミノエチル)アミノフェニル)チタネート等のチタン系カップリング剤;Zr−アセチルアセトネート、Zr−メタクリレート、Zr−プロピオネート、ネオアルコキシジルコネート、ネオアルコキシトリスネオデカノイルジルコネート、ネオアルコキシトリス(ドデカノイル)ベンゼンスルフォニルジルコネート、ネオアルコキシトリス(エチレンジアミノエチル)ジルコネート、ネオアルコキシトリス(m−アミノフェニル)ジルコネート、アンモニウムジルコニウムカーボネート、Al−アセチルアセトネート、Al−メタクリレート、Al−プロピオネート等のジルコニウム、或いはアルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
重合禁止剤の具体例としては、パラメトキシフェノール、メチルハイドロキノン等が挙げられる。
光安定剤の具体例としては、例えば、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルアルコール、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアルコール、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル(メタ)アクリレート(アデカ(株)製、LA−82)、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、テトラキス(2,2,6,6−トトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールおよび3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンとの混合エステル化物、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カーボネート、2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−〔2−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル−メタアクリレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)〔〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル,1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、N,N’,N″,N″′−テトラキス−(4,6−ビス−(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ〔〔6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル〕〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〕、コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合物、2,2,4,4−テトラメチル−20−(β−ラウリルオキシカルボニル)エチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5・1・11・2〕ヘネイコサン−21−オン、β−アラニン,N,−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ドデシルエステル/テトラデシルエステル、N−アセチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5,1,11,2〕ヘネイコサン−21−オン、2,2,4,4−テトラメチル−21−オキサ−3,20−ジアザジシクロ−〔5,1,11,2〕−ヘネイコサン−20−プロパン酸ドデシルエステル/テトラデシルエステル、プロパンジオイックアシッド,〔(4−メトキシフェニル)−メチレン〕−ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)エステル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールの高級脂肪酸エステル、1,3−ベンゼンジカルボキシアミド,N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)等のヒンダートアミン系、オクタベンゾン等のベンゾフェノン系化合物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミド−メチル)−5−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)ベンゾトリアゾール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートとポリエチレングリコールの反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチルフェノール等のベンゾトリアゾール系化合物、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系、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〕フェノール等のトリアジン系化合物等が挙げられるが、特に好ましくは、ヒンダートアミン系化合物である。
充填剤の具体例としては、例えば、結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、チタニア、タルク等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられる。
各種添加剤の組成物中に存在する場合、各種添加剤の光硬化型透明接着剤組成物中における重量割合は、0.01〜3重量%、好ましくは0.01〜1重量%、より好ましくは0.02〜0.5重量%である。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、前記した各成分を常温〜80℃で混合溶解して得ることができ、必要により夾雑物をろ過等の操作により取り除いてもよい。本発明の接着用樹脂組成物は、塗布性を考え、25℃の粘度が300〜15000mPa・sの範囲となるように、成分の配合比を適宜調節することが好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物の硬化収縮率は3.0%以下であることが好ましく、2.0%以下であることがより好ましく、1.0%以下が特に好ましい。これにより、紫外線硬化型樹脂組成物が硬化する際に、樹脂硬化物に蓄積される内部応力を低減することができ、基材と紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物からなる層との界面に歪みができることを有効に防止することができる。
また、ガラス等の基材が薄い場合には、硬化収縮率が大きい場合には硬化時の反りが大きくなるころから、表示性能に大きな悪影響を及ぼすため、当該観点からも、硬化収縮率は少ない方が好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物においては、硬化物の1MHzでの誘電率が5.0以下であることが好ましく3.0以下であることが特に好ましい。誘電率が5.0を超える場合には、タッチパネル用に使用した際に応答性が良くなりすぎ、タッチパネルをタッチした際に、その周辺箇所まで感知する可能性が増え、結果的に感度不良を引き起こす恐れがあるためである。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物の400nm〜800nmでの透過率が90%以上であることが好ましい。透過率が90%未満である場合、光が透過し難く、表示装置に使用した場合に視認性が低下してしまうためである。
また、硬化物の400〜450nmでの透過率が高いと視認性の向上が一層期待できることから、400〜450nmでの透過率が90%以上であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、一般式(1)で示される構造を有する化合物、ウレタン(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイル基を1個有する(メタ)アクリレートを含有しており、リワーク性にも優れる。
通常、リワークするために、張り合わされた基材を加熱した後、ワイヤーを用いて接着剤層を切り進むことによって基材と接着剤層の剥離を行う。その際に剥離を容易にするために溶剤を使用するが、本発明においては、組成物の成分が剥離性に優れるため、溶剤としてイソプロピルアルコール等のアルコール類を使用しても容易に剥離を行うことができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、片方の基材に、スリットコーター、ロールコーター、スピンコーター、スクリーン印刷法等の塗工装置を用いて、塗布した樹脂の膜厚が10〜300μmとなるように塗布し、もう片方の基材を貼り合わせ、透明基材側から活性エネルギー線として、例えば、紫外〜近紫外(波長200〜400nm付近)の光線を照射して硬化させることで接着させることができる。照射量は約100〜4000mJ/cm2が好ましく、特に好ましくは、200〜3000mJ/cm2程度である。紫外〜近紫外の光線照射による硬化には、紫外〜近紫外の光線を照射するランプであれば光源を問わない。例えば、低圧、高圧若しくは超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、(パルス)キセノンランプ、または無電極ランプ等が挙げられる。
剥離工程についてより詳細に説明すると、剥離工程は図1に示すように、まず、光学基材に紫外線硬化型樹脂組成物を塗布して、少なくとも2つ以上の光学基材を貼り合わせた後に紫外線を照射することにより光学部材を得る。塗布して貼り合わせる方法としては、片方の基材に、スリットコーター、ロールコーター、スピンコーター、スクリーン印刷法等の塗工装置を用いて、塗布した樹脂の膜厚が10〜300μmとなるように塗布し、もう片方の基材を貼り合わせることにより行う。
次に、こうして得られた光学部材において、光学基材と樹脂硬化物層との間に気泡が介在する等といった、貼り合わせにより生じる欠陥が検出されるか否かを検査する。
検査の際に欠陥の有無を判断し、欠陥がある場合には上記剥離方法により、樹脂硬化物層を光学基材から除去することとなる。
欠陥検査において、欠陥が無いことが確認された場合には、低い照射量により仮硬化を行う。ここでの照射量は、通常10〜2000mJ/cm2であり、10〜2000mJ/cm2が好ましく、特に好ましくは、50〜500mJ/cm2程度である。10mJ/cm2より少ないと樹脂硬化物層が剥離用基材に付着しにくくなり、2000mJ/cm2より多いと剥離しにくくなる。紫外〜近紫外の光線照射による硬化には、紫外〜近紫外の光線を照射するランプであれば光源を問わない。例えば、低圧、高圧若しくは超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、(パルス)キセノンランプ、または無電極ランプ等が挙げられる。
仮硬化においては、樹脂硬化物層の全面に紫外線を照射しても構わないし、樹脂硬化物層の数箇所を集中的に照射させる方法を採用しても構わない。
仮硬化後に再度検査を行い、欠陥が無ければ、本硬化を行うことで光学部材が得られる。
本工程においての照射量は通常100〜3000mJ/cm2であり、1000〜2000mJ/cm2が好ましく、特に好ましくは、50〜500mJ/cm2程度である。
一方、仮硬化後に欠陥がある場合には、上記剥離方法により、光学基材から樹脂硬化物層を除去し、付着物が除去された光学基材を、再度光学部材を得るために使用することとなる。
上記工程スキームで修復工程を行うことで、より効率的に欠陥品を少なく光学部材を提供することができるようになる。
ここで、本発明の樹脂組成物においては、組成物の成分が剥離性に優れるため、仮硬化後においても、溶剤としてイソプロピルアルコール等のアルコール類を使用して容易に剥離を行うことができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は2以上の光学基材を貼り合わせるのに好適に使用することができる。光学基材としては、下記の透明板、シート、板、表示体、タッチパネルが例として挙げられる。
また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、タッチパネルにおいて、複数の透明板を張り合わせる接着剤として好適に使用することができる。
透明板の材質としては、様々な材料が使用できるが、具体的には、PET、PC、PMMA、PCとPMMAの複合体、ガラス、COC、COP、プラスチック(アクリル樹脂等)、偏光板、レンズ、プリズム、TAC、ITOガラス等を使用することができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、タッチパネルとシート又は板を貼り合わせる接着剤としても使用することができる。
ここで、シートとしては、アイコンシート、化粧シート、保護シートが挙げられ、板としては化粧板、保護板が挙げられる。そして、シートないし板の材質としては、透明板の材質として列挙したものが適用できる。また、タッチパネル面の材質としては、ガラス、PET、PC、PMMA、PCとPMMAの複合体、COC、COPが挙げられる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、液晶表示装置の表示体と光学機能材料とを貼り合わせるためにも好適に使用することができる。表示体としては、ガラスに偏光板を貼り付けてあるLCD、ELディスプレイ、EL照明、電子ペーパーやプラズマディスプレイ等の表示装置が挙げられる。また、光学機能材料としては、アクリル板、PC板、PET板、PEN板等の透明プラスチック板、強化ガラス、タッチパネル入力センサーが挙げられる。
透明板を張り合わせる接着材として使用した場合に、視認性向上のために硬化物の屈折率が1.45〜1.55であることが好ましい。
当該屈折率の範囲内であれば、透明板として使用される基材との屈折率の差を低減させることができ、光の乱反射を抑えて光損失を低減させることが可能となる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物で張り合わせた表示体と光学機能材料とを含む表示パネルは、例えば、テレビ、小型ゲーム機、携帯電話、パソコンなどの電子機器に組み込むことができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。
実施例1〜6、比較例1、2を表1に示した組成からなる紫外線硬化型樹脂組成物を調整した。
なお、表1中に略称で示した各成分は下記の通りである。
ニカノールY−50:メタキシレンとホルムアルデヒドとの反応物(数平均分子量250)、フドー(株)社製
ニカノールY−1000:メタキシレンとホルムアルデヒドとの反応物(数平均分子量330)、フドー(株)社製
ニカノールLLL:メタキシレンとホルムアルデヒドとの反応物(数平均分子量340)、フドー(株)社製
ニカノールLL:メタキシレンとホルムアルデヒドとの反応物(数平均分子量365)、フドー(株)社製
ニカノールL:メタキシレンとホルムアルデヒドとの反応物(数平均分子量400)、フドー(株)社製
UA−1:ポリプロピレングリコール(数平均分子量3000)、イソホロンジイソシアネート、2−ヒドロキシエチルアクリレートの3成分をモル比1:1.3:2の反応物。
FA−512AS:ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、日立化成工業(株)社製
S−1800A:イソステアリルアクリレート、新中村化学工業(株)社製
AP−400:ポリプロピレングリコールモノアクリレート、日油(株)社製
4−HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート、大阪有機化学工業(株)社製
FA−P2100A:ポリプロピレングリコール(数平均分子量1000)のアクリレート、日立化成工業(株)社製
FA−P2200A:ポリプロピレングリコール(数平均分子量2000)のアクリレート、日立化成工業(株)社製
FA−P2400A:ポリプロピレングリコール(数平均分子量4000)のアクリレート、日立化成工業(株)社製
スピードキュアTPO:2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、LAMBSON社製
Polyip:水酸基末端液状ポリイソプレン(数平均分子量2500)、出光興産(株)社製
BR−1022:アクリルポリマー
ユニセーフPKA−5017:ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールアリルブチルエーテル(数平均分子量2500)、日油(株)社製
得られた本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて以下評価を行った。
(硬化性)厚さ1mmのスライドガラス2枚で、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼り合わせ、ガラス越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で2000mJ/cmの紫外線照射を行い、硬化状態を確認した。
○・・・完全に硬化していた
△・・・半硬化状態
×・・・未硬化
(硬化収縮率)フッ素系離型剤を塗布した厚さ1mmのスライドガラス2枚で、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼り合わせ、ガラス越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で2000mJ/cmの紫外線照射を行い、硬化させ膜比重測定用の硬化物を作製した。これを、JIS K7112 B法に準拠し、硬化物の比重(DS)を測定した。また、25℃で樹脂組成物の液比重(DL)を測定し、次式より硬化収縮率を算出した。
硬化収縮率(%)=(DS−DL)÷DS×100
◎・・・2.0%未満
○・・・2.0%以上、3.0%未満
×・・・3.0%以上
(接着性)厚さ0.8mmのスライドガラスと厚さ0.8mmのアクリル板を、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼り合わせ、ガラス越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で2000mJ/cmの紫外線照射を行い、評価用サンプルを作製した。これを、85℃、85%RH環境下、250時間放置し、目視にて剥がれを確認した。
○・・・剥がれなし
×・・・剥がれあり
(柔軟性)得られた紫外線硬化型樹脂組成物を充分に硬化させ、JIS K7215に準じて、デュロメータ00硬さを測定し、柔軟性を評価した。
◎・・・10未満
○・・・10以上、20未満
×・・・20以上
(透明性)フッ素系離型剤を塗布した厚さ1mmのスライドガラス2枚で、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼り合わせ、ガラス越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で2000mJ/cmの紫外線照射を行い、透明性測定用の硬化物を作製した。透明性は分光光度計(U−3310、日立ハイテクノロジーズ(株))を用いて、400〜800nm及び400〜450nmの透過率を測定した。
◎・・・400〜800nmの透過率90%以上かつ400〜450nmの透過率が90%以上
○・・・400〜800nmの透過率90%以上かつ400〜450nmの透過率が88〜90%以上
×・・・400〜800nmの透過率90%未満
(誘電率)未処理の或いは離型処理の施されたPETフィルム2枚で、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼りあわせ、PETフィルム越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で2000mJ/cmの紫外線照射を行い、誘電率測定用の硬化物を作成した。誘電率は誘電率測定器(6440B,Wayne Kerr社製、1MHz)を用いて測定した。
◎・・・誘電率3.0未満
○・・・誘電率3.0以上〜5.0未満
×・・・誘電率5.0以上
(リワーク性)厚さ0.8mmのスライドガラスと厚さ0.8mmのアクリル板を、得られた紫外線硬化型樹脂組成物の膜厚が200μmとなるように貼り合わせ、ガラス越しに高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で50mJ/cmの紫外線照射を行い、評価用サンプルを作製した。これを、張り合わされた基材を加熱した後、ワイヤーを用いて接着剤層を切り進むことによって基材と接着剤層の剥離を行った。その際に剥離を容易にするために溶剤としてイソプロピルアルコールを使用した。剥離後、基材に付着した樹脂をイソプロピルアルコールを使用してふき取り、ふき取り不可能な樹脂があるかどうか確認したところ、実施例1〜6全てにおいて、付着した樹脂を完全に取り除くことができた。
◎・・・付着した樹脂を完全に取り除くことができた。
○・・・繰り返し拭き取ることにより取り除くことができた。
×・・・付着した樹脂を取り除くことができなかった。
表1の結果より、一般式(1)でメタキシレンとホルムアルデヒドを、酸触媒を用いて反応して得られるノボラック化合物(A)を特定の多価アルコールからなるウレタン(メタ)アクリレートを含有する実施例1〜6の本発明の樹脂組成物は、硬化性に優れ、硬化時の収縮が小さく、硬化物の透明性、基材との接着性かつ柔軟性、低誘電性、リワーク性に優れる光学透明接着剤を得られることが確認出来た。
タッチパネルの製造工程を説明する概略図である。

Claims (9)

  1. 2以上の光学基材が紫外線硬化型樹脂組成物によって接着されている光学部材において、前記2以上の光学基材の接着に用いられ、エネルギー線を照射して固定化させる液状樹脂接着剤であって、キシレン化合物とホルムアルデヒドを反応して得られる下記式(1’)で表される化合物(A)、(メタ)アクリレート化合物(B)及び光重合開始剤(C)を含有することを特徴とするタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。


    (式中、Xは繰り返し単位ごとにそれぞれ独立して−(CHO)nCH−であり、nは0〜10の整数を示す。繰り返し構造においてXは同一でも異なっても良い。mは0〜9の整数を示す。
  2. (メタ)アクリレート化合物(B)が、(メタ)アクリロイル基を1個又は2個有する(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
  3. (メタ)アクリレート化合物(B)が、ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、アクリロイルモルホリン、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイド変性ノニルフェニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−デシルテトラデカニル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートの群から選ばれる1種以上からなることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
  4. 組成物全体に対して、一般式(1)で示される構造を有する化合物(A)が5〜95重量%、(メタ)アクリレート化合物(B)が5〜95重量%及び光重合開始剤(C)が0.2〜5重量%含有する請求項3に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
  5. 硬化収縮率が3.0%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
  6. 1MHzの誘電率が5.0以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
  7. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物に活性エネルギー線を照射して得られる硬化物。
  8. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物を用いてなることを特徴とするタッチパネル。
  9. 下記第一工程、第二工程、第三工程を経由することで製造されるタッチパネルに使用する請求項1に記載のタッチパネル用紫外線硬化型樹脂組成物。
    (第一工程)光学基材に紫外線硬化型樹脂組成物を塗布して、少なくとも2つ以上の光学基材を貼り合わせる工程。
    (第二工程)貼り合わせた光学基材に対して、照射量10〜2000mJ/cm2で紫外線を照射することで仮硬化を行う工程。
    (第三工程)第2工程後、欠陥がない場合には照射量100〜3000mJ/cm2で紫外線を照射し、欠陥がある場合には、光学基材から樹脂硬化物層をアルコールの溶剤で除去する工程。


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