DE69924506T2

DE69924506T2 - Haftmittel für optische Scheiben

Info

Publication number: DE69924506T2
Application number: DE69924506T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Takehana; Toshihiko Takahashi; Takashi Ukachi
Original assignee: JSR Corp; Japan Fine Coatings Co Ltd; DSM IP Assets BV
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-05-22
Also published as: EP1112330B1; HK1042106A1; CN1160431C; WO2000011097A1; DE69924506D1; HK1042106B; EP1112330A1; CN1324389A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein photohärtbares Haftmittel für optische Scheiben.
Hintergrund der Erfindung
Der derzeitige Fortschritt an Informationstechnologien, einschließlich Computer, Computersoftware und Kommunikationstechnologien ermöglicht eine Hochgeschwindigkeitsübermittlung von Masseninformationen. Zusammen mit diesem Fortschritt sind Aufzeichnungsmedien, die noch mehr Informationen bei hoher Dichte aufzeichnen können, gewünscht und die Entwicklung solcher Aufzeichnungsmedien geht voran. Ein Beispiel von solchen Aufzeichnungsmedien mit hoher Dichte ist eine DVD (digitale Videodisk oder Digital Versatile Disk), die als ein Aufzeichnungsmedium zur breiten Verwendung in der nächsten Generation entwickelt worden ist. Die DVD unterscheidet sich von konventionellen CDs (Kompaktdisk) dahingehend, daß die DVD durch das Laminieren von zwei Scheiben hergestellt wurde. Deshalb ist ein Haftmittel zum Laminieren dieser zwei Scheiben erforderlich. Heißschmelz-, wärmehärtbare, anaerob härtbare und ähnliche Haftmittel sind zum Laminieren der Scheiben für DVDs versucht worden, aber diese Haftmittel sind nicht vollkommen erfolgreich gewesen. Schmelzkleber weisen unzureichende Wärmestabilität und Verwitterbarkeit auf. Da die Schmelzkleber bei einer hohen Temperatur erweichen, verursacht die verringerte Haftfestigkeit, daß sich die laminierten Scheiben trennen und verformen. Da außerdem die Transparenz des Haftmittels unzureichend ist, ist es schwierig, Schmelzkleber für die DVD mit einer doppelschichtigen Struktur, umfassend einen transluzenten Aufzeichnungsfilm, zu verwenden. Wärmehärtbare Haftmittel sind nicht zufriedenstellend, da das Wärmehärten verursacht, daß das Substrat eine Scheibe bildet, die sich verformt, und die Härtungszeit ist lang. Anaerob härtba re Haftmittel sind ebenso nicht zufriedenstellend, da sie einen bestimmten Zeitraum zum Härten benötigen, was zur verringerten Produktivität führt. Es sind photohärtbare Haftmittel vorgeschlagen worden, die diese Probleme lösen. Beispielsweise sind UV-härtbare Haftmittel, die ein Urethanacrylat als eine Hauptkomponente umfassen, in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 142545/1986 und Nr. 89462/1994 offenbart worden.
Jedoch sind die bisher bekannten UV-härtbaren Haftmittel ebenso nicht zufriedenstellend. Konventionelle UV-härtbare Haftmittel stellen keine ausreichende Haftung an Harze, wie ein Polycarbonat, zur Bildung der Scheiben, an Aluminium zur Bildung von Reflexionsfilmen, an Gold zur Bildung von transluzenten Filmen bereit, während gehärtete Produkte mit ausreichender Feuchtigkeitsbeständigkeit hergestellt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein UV-härtbares Haftmittel bereitzustellen, das bessere Haftung an Harze, wie Polycarbonat zur Bildung der Scheiben, Aluminium zur Bildung von Reflexionsfilmen und Gold zur Bildung von transluzenten Filmen zeigt. Eine verwandte Aufgabe ist es, ein UV-härtbares Haftmittel bereitzustellen, das gehärtete Produkte mit ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit, insbesondere bei relativ hohen Temperaturen erzeugen kann.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden ohne weiteres vom Fachmann im Hinblick auf die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Als Ergebnis der intensiven Untersuchungen stellten die Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, daß die obigen Probleme durch das folgende Haftmittel für optische Scheiben gelöst werden können.
Speziell umfaßt gemäß der vorliegenden Erfindung ein photohärtbares Haftmittel für optische Scheiben die folgenden Komponenten (A), (B) und (C):

(A) ein Urethanacrylat oder -methacrylat, hierin als (Meth)acrylat bezeichnet, umfassend ein Rückgrat, Urethangruppen und eine (Meth)acrylatgruppe.
(B) ein Hydroxyalkyl(meth)acrylat, wobei die Hydroxylgruppe und die (Meth)acrylatgruppe durch mindestens 3 Kohlenstoffe getrennt sind; und
(C) mindestens einen Photoinitiator, wobei die Menge der freien Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung mindestens 0,3 meq/g beträgt.

Die erfindungsgemäße Haftmittelzusammensetzung kann ebenso mindestens ein von (B) verschiedenes (Meth)acrylat-funktionelles Verdünnungsmittel (D) und/oder mindestens ein Nicht-(Meth)acrylat-funktionelles Verdünnungsmittel (E) umfassen, wie hierin ausführlich beschrieben.
Das Urethan(meth)acrylat, das als Komponente (A) verwendet wird, wird im allgemeinen durch Umsetzen eines Polyols, eines Polyisocyanats und eines Hydroxylgruppen-enthaltenden (Meth)acrylats erhalten.
Das Polyol, das verwendet werden kann, um das Urethan(meth)acrylat zu bilden, kann ein Diol oder ein Polyol sein. Das Polyol kann ein Polyetherpolyol, Polyesterpolyol, Polycarbonatpolyol, Polycaprolactonpolyol, aliphatischer Kohlenwasserstoff, enthaltend zwei oder mehrere Hydroxylgruppen in dem Molekül, alicyclischer Kohlenwasserstoff, enthaltend zwei oder mehrere Hydroxylgruppen in dem Molekül, und ein ungesättigter Kohlenwasserstoff, enthaltend zwei oder mehrere Hydroxylgruppen in dem Molekül, sein. Die Polyole können entweder einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Das obige Polyetherpolyol umfaßt aliphatische Polyetherpolyole, alicyclische Polyetherpolyole und aromatische Polyetherpolyole.
Beispiele von aliphatischen Polyetherpolyolen umfassen mehrwertige Alkohole, wie Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol, Polyhexamethylenglykol, Polyheptamethylenglykol, Polydecamethylenglykol, Pentaerythritol, Dipen taerythritol, Trimethylolpropan, Alkylenoxidadditionspolyole, wie Ethylenoxidadditionstriol von Trimethylolpropan, Propylenoxidadditionstriol von Trimethylolpropan, Ethylenoxid und Propylenoxidadditionstriol von Trimethylolpropan, Ethylenoxidadditionstetraol von Pentaerythritol, Ethylenoxidadditionshexaol von Dipentaerythritol und Polyetherpolyole, hergstellt durch Ringöffnungspolymerisation von zwei oder mehreren ionisch polymerisierbaren, cyclischen Verbindungen.
Beispiele der ionisch polymerisierbaren, cyclischen Verbindungen umfassen cyclische Ether, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Buten-1-oxid, Isobutenoxid, 3,3-Bischlormethyloxetan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Dioxan, Trioxan, Tetraoxan, Cyclohexenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin, Glycidylether, Allylglycidylether, Allylglycidylcarbonat, Butadienmonoxid, Isoprenmonoxid, Vinyloxetan, Vinyltetrahydrofuran, Vinylcyclohexenoxid, Phenylglycidylether, Butylglycidylether und Glycidylbenzoat. Beispiele von speziellen Kombinationen aus zwei oder mehreren der obigen ionisch polymerisierbaren, cyclischen Verbindungen umfassen Kombinationen aus Tetrahydrofuran und Ethylenoxid, Tetrahydrofuran und Propylenoxid, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran, Tetrahydrofuran und 3-Methyltetrahydrofuran, Ethylenoxid und Propylenoxid, Buten-1-oxid und Ethylenoxid und Tetrahydrofuran, Buten-1-oxid und Ethylenoxid.
Ein Polyetherpolyol, hergestellt durch Ringöffnungspolymerisation von einer der obigen ionisch polymerisierbaren, cyclischen Verbindungen und cyclischen Aminen, wie Ethylenimin, cyclischen Milchsäuren, wie β-Propiolacton und Glykolsäure, oder Dimethylcyclopolysiloxan, kann ebenso verwendet werden.
Beispiele der alicyclischen Polyetherpolyole umfassen Alkylenoxidadditionsdiol von hydriertem Bisphenol A, Alkylenoxidadditionsdiol von hydriertem Bisphenol F und Alkylenoxidadditionsdiol von 1,4-Cyclohexandiol.
Beispiele der aromatischen Polyetherpolyole umfassen Alkylenoxidadditionsdiol von Bisphenol A, Alkylenoxidadditionsdiol von Bisphenol F, Alkylenoxidadditionsdiol von Hydrochinon, Alkylenoxidadditionsdiol von Naphthohydrochinon und Alkylenoxidadditionsdiol von Anthrahydrochinon.
Polyetherpolyole sind unter den folgenden Markennamen kommerziell erhältlich: Beispiele von aliphatischen Polyetherpolyolen umfassen PTMG650, PTMG1000, PTMG2000 (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.), PPG1000, EXCENOL1020, EXCENOL2020, EXCENOL3020, EXCENOL4020 (hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd.), PEG1000, Unisafe DC1100, Unisafe DC1800, Unisafe DCB1100, Unisafe DCB1800 (hergestellt von Nippon Oil und Fats Co., Ltd.), PPTG1000, PPTG2000, PPTG4000, PTG400, PTG650, PTG2000, PTG3000, PTGL1000, PTGL2000 (hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Z-30014, Z-3001-5, PBG2000, PBG2000B (hergestellt von Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), TMP30, PNT4 Glycol, EDA P4, EDA P8 (hergestellt von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) und Quadrol (hergestellt von Asahi Denka Kogyo K. K.); und Beispiele von aromatischen Polyetherpolyolen umfassen Uniol DA400, DA700, DA1000, and DB400 (hergestellt von Nippon Oil and Fats Co., Ltd.).
Das Polyesterpolyol kann durch das Umsetzen eines mehrwertigen Alkohols mit einer mehrbasigen Säure erhalten werden. Beispiele eines mehrwertigen Alkohols umfassen Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Polypropylenglykol, Tetramethylenglykol, Polytetramethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,2-Bis(hydroxyethyl)cyclohexan, 2,2-Diethyl-1,3-propandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,9-Nonandiol, 2-Methyl-1,8-octandiol, Glycerol, Trimethylolpropan, Ethylenoxidadditionsverbindung von Trimethylolpropan, Propylenoxidadditionsverbindung von Trimethylolpropan, Ethylenoxid und Propylenoxidadditionsverbindung von Trimethylolpropan, Sorbitol, Pentaerythritol, Dipentaerythritol und Alkylenoxidadditionspolyole. Beispiele von mehrbasigen Säuren umfassen Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure und Sebacinsäure. Kommerziell erhältliche Produkte von diesen Polyesterpolyolen, Kurapol P1010, Kurapol P2010, PMIPA, PKA-A, PKA-A2, PNA-2000 (hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und dergleichen können verwendet werden.
Außerdem sind Beispiele der Polycarbonatpolyole Polycarbonatdiole, gezeigt durch die Formel:
worin R¹ eine Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Restgruppe von (Poly)ethylenglykol, eine Restgruppe von (Poly)propylenglykol oder eine Restgruppe von (Poly)tetramethylenglykol darstellt und m eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist.
Beispiele von R¹ sind eine Restgruppe, ausschließlich beiden terminalen Hydroxylgruppen, von 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol und Tetrapropylenglykol.
Polycarbonatpolyole sind unter den Markennamen beispielsweise DN-980, DN-981, DN-982, DN-983 (hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), PC-8000 (hergestellt von PPG), PNOC1000, PNOC2000, PMC100, PMC2000 (hergestellt von Kuraray Co., Ltd.), PLACCEL CD-205, CD-208, CD-210, CD-220, CD-205PL, CD-208PL, CD-210PL, CD-220PL, CD-205HL, CD-208HL, CD-210HL, CD-220HL, CD210T, CD-221T (hergestellt von Daicel Chemical Industries, Ltd.) kommerziell erhältlich.
Beispiele von Polycaprolactonpolyol umfassen Polycaprolactondiole, erhalten durch die Additionsreaktion von ε-Caprolacton zu einem Diol, wie Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Polypropylenglykol, Tetramethylenglykol, Polytetramethylenglykol, 1,2-Polybutylenglykol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol und 1,4-Butandiol. Polycaprolactonpolyole sind kommerziell erhältlich unter den Markennamen, beispielsweise PLACCEL 205, 205AL, 212, 212AL, 220, 220AL (hergestellt von Daicel Chemical Industries, Ltd.).
Beispiele von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, die zwei oder mehrere Hydroxylgruppen in dem Molekül enthalten, umfassen Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetramethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, Neopentylglykol, 2,2-Diethyl-1,3-propandiol, 3-Methyl- 1,5-pentandiol, 2-Methyl-1,8-octandiol, hydriertes Polybutadien mit terminalen Hydroxylgruppen, Glycerol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol und Sorbitol.
Beispiele von alicyclischen Kohlenwasserstoffen mit zwei oder mehreren Hydroxylgruppen in dem Molekül umfassen 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,2-Bis(hydroxyethyl)cyclohexan, Dimethylolverbindungen von Dicyclopentadien und Tricyclodecandimethanol.
Beispiele von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, die zwei oder mehrere Hydroxylgruppen in dem Molekül enthalten, umfassen ein Polybutadien mit terminalen Hydroxylgruppen und ein Polyisopren mit terminalen Hydroxylgruppen.
Außerdem umfassen Beispiele von anderen Polyolen als die obengenannten Polyolverbindungen β-Methyl-δ-valerolactondiol, Rizinusöl-modifiziertes Diol, ein Polydimethylsiloxan mit Diolen an den Enden, und ein Polydimethylsiloxancarbitol-modifiziertes Diol.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht der Polyole beträgt vorzugsweise 50 bis 15000 und stärker bevorzugt 100 bis 8000.
Das Polyisocyanat ist vorzugsweise ein Diisocyanat. Beispiele von Diisocyanatverbindungen umfassen 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, 1,3-Xylylendiisocyanat, 1,4-Xylylendiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 3,3'-Dimethylphenylendiisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 1,6-Hexandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Bis(2-isocyanatethyl)fumarat, 6-Isopropyl-1,3-phenyldiisocyanat, 4-Diphenylpropandiisocyanat, Lysindiisocyanat, hydriertes Diphenylmethandiisocyanat, hydriertes Xylylendiisocyanat und Tetramethylxylylendiisocyanat. Unter diesen sind 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, hydriertes Xylylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat und hydriertes Diphenylmethandiisocyanat bevorzugt. Diese Diisocyanatverbindungen können entweder einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Die Hydroxylgruppen-enthaltende (Meth)acrylatverbindung ist eine (Meth)acrylatverbindung, in der die Estergruppe einen Hydroxylsubstituenten umfaßt. Beispiele einer solchen Verbindung sind 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 2-Hydroxy-3-phenyloxypropyl(meth)acrylat, 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat, 2-Hydroxyalkyl(meth)acryloylphosphat, 4-Hydroxycyclohexyl(meth)acrylat, 1,6-Hexandiolmono(meth)acrylat, Neopentylglykolmono(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Trimethylolethandi(meth)acrylat, Pentaerythritoltri(meth)acrylat und Dipentaerythritolpenta(meth)acrylat. Zusätzliche Beispiele von solchen Hydroxylgruppen-enthaltenden (Meth)acrylaten sind Verbindungen, die durch die folgende Strukturformel (2) dargestellt werden:
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt und n eine ganze Zahl von 1 bis 15 und vorzugsweise von 1 bis 4 angibt. Verbindungen, die durch die Additionsreaktion einer (Meth)acrylsäure erhalten wurden, und eine Verbindung, die eine Glycidylgruppe enthält, wie Alkylglycidylether, Allylglycidylether und Glycidyl(meth)acrylat, können ebenso als Beispiele der (Meth)acrylatverbindung angegeben werden. Unter diesen Verbindungen sind 2-Hydroxyalkylacrylate, wie beispielsweise 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat und 2-Hydroxypropylacrylat bevorzugt. 2-Hydroxyethylacrylat ist am stärksten bevorzugt.
Es gibt keine speziellen Einschränkungen auf das Verfahren zur Synthetisierung des Urethan(meth)acrylats (A). Beispielsweise kann die Synthese des Urethan(meth)acrylats (A) gemäß den folgenden Verfahren (i) bis (iii) durchgeführt werden:

(i) Ein Verfahren zum Umsetzen der Polyisocyanatverbindung (b) mit der Hydroxylgruppen-enthaltenden (Meth)acrylatverbindung (c) und Umsetzen des resultierenden Produktes mit der Polyolverbindung (a);
(ii) ein Verfahren zum gemeinsamen Umsetzen der Polyolverbindung (a), der Polyisocyanatverbindung (b) und der Hydroxylgruppen-enthaltenden (Meth)acrylatverbindung (c); und
(iii) ein Verfahren zum Umsetzen der Polyolverbindung (a) mit der Polyisocyanatverbindung (b) und Umsetzen des resultierenden Produktes mit der Hydroxylgruppen-enthaltenden (Meth)acrylatverbindung.

Bei der Synthese des Urethan(meth)acrylats (A), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es bevorzugt, einen Urethanisationskatalysator, wie Kupfernaphthanat, Kobaltnaphthanat, Zinknaphthanat, Di-n-butylzinndilaurat, Triethylamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan und 1,4-Diaza-2-methylbicyclo[2.2.2]octan zu verwenden. Der Katalysator kann in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der gesamten Reaktionskomponenten, verwendet werden. Die Reaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 0 bis 90°C und vorzugsweise 10 bis 80°C durchgeführt.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht des Urethan(meth)acrylats, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt vorzugsweise 400 bis 20000 und stärker bevorzugt 600 bis 10000.
Um die bessere Haftung an Substrate und adäquate Viskosität zu gewährleisten, wird das Urethan(meth)acrylat (A) in die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 70 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt 15 bis 65 Gew.-Teilen und am stärksten bevorzugt 15 bis 55 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Komponenten (A), (B), (C), (D) und (E), aufgenommen.
Die Komponente (B), die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Verbindung, die mindestens eine Hydroxy- und mindestens eine (Meth)acrylatgruppe umfaßt, worin mindestens 3 Kohlenstoffatome zwischen der mindestens einen Hydroxylgruppe und dem mindestens einen Acrylatrest vorliegen.
Vorzugsweise ist die Komponente (B) ein Hydroxyalkyl(meth)acrylat, worin die Hydroxygruppe an der γ-, δ- oder ε-Stellung in bezug auf das Acrylat vorliegt, wobei die δ-Stellung am stärksten bevorzugt ist. Geeignete Verbindungen umfassen 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 4-Hydroxycyclohexyl (meth)acrylat, 1,6-Hexandiolmono(meth)acrylat, Neopentylglykolmono(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Trimethylolethandi(meth)acrylat, Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Dipentaerythritolpenta(meth)acrylat. Zusätzliche Beispiele der Hydroxygruppe und (Meth)acrylatgruppe, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind Verbindungen, die durch die folgende Strukturformel (2) dargestellt werden:
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt und n eine ganze Zahl von 1 bis 15 und vorzugsweise 1 bis 4 angibt.
Weitere zusätzliche Beispiele für die Komponente (B) umfassen Hydroxyarylacrylate, worin die Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert sein kann. In Übereinstimmung mit der Erfindung kann die Hydroxylgruppe an dem aromatischen Ring sein oder kann an einem Substituenten eines substituierten aromatischen Ringes sein. Vorzugsweise ist das Aryl mit einem Alkyl, an dem das Hydroxyl vorliegt, substituiert.
Noch weitere zusätzliche Beispiele umfassen Verbindungen gemäß Formel (3):
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, und
X ein C₂-C₂₄-Alkenyl,
ein C₂-C₂₄-Alkenyl,
ein Alkylester,
Alkylcarbonat,
Alkylurethan,
Alkylharnstoff,
ein Alkylamido und
ein Alkylether ist.
Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, daß die Auswahl von X so ist, daß die Hydroxylgruppe und der Acrylatrest durch mindestens 3 Kohlenstoffatome getrennt werden. Während die Hydroxylgruppe in Formel 3 und in Formel 2 oben in der Endstellung des Moleküls gezeigt wird, muß es nicht sein. Die Hydroxylgruppe kann in irgendeiner Stellung in der X-Verknüpfungsgruppe vorliegen, vorausgesetzt, die Hydroxylgruppe ist von der (Meth)acrylatkomponente durch 3 oder mehrere Kohlenstoffatome getrennt.
Vorzugsweise beträgt das Molekulargewicht des Verbindung-(B)-Moleküls 300 oder weniger, stärker bevorzugt weniger als 200. Von den obigen Verbindungen ist 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat besonders bevorzugt und ist von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd, oder von Mitsubishi kommerziell erhältlich.
Das Hydroxy(meth)acrylat, Komponente (B), wird vorzugsweise in die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einer Menge von 0,5 bis 90 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt 3 bis 50 Gew.-Teilen und am stärksten bevorzugt 5 bis 30 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Komponenten (A), (B), (C), (D) und (E), einbezogen.
Die Verbindungen, die unter D oder E kategorisiert sind, können ebenso Hydroxylgruppen aufweisen. Es ist bevorzugt, eine optimale Haftung an Polycarbonat, insbesondere eine gute Naßhaftung mit Zusammensetzungen zu erhalten, die vor der Härtung eine Viskosität von 1000 mPa·s oder weniger aufweisen, daß eine Verbindung (B) vorliegt, und daß die Menge an freien Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung 0,3 meq/g oder mehr, vorzugsweise 0,5 meq/g oder mehr und insbesondere 0,8 meq/g oder mehr beträgt. Im allgemeinen wird die geeignete Haftung mit 4 meq/g oder weniger, vorzugsweise mit 3 meq/g oder weniger erhalten.
Der Photopolymerisationsinitiator, der als Komponente (C) verwendet wird, ist vorzugsweise mindestens einer von 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on und 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon. Von diesen sind 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on besonders bevorzugt. Um ausgezeichnete Naßwärmebeständigkeit und Härtbarkeit der Zusammensetzung bereitzustellen, wird die Komponente (C) in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-Teilen und noch stärker bevorzugt von 1 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Komponenten (A), (B), (C), (D) und (E), verwendet.
Kommerziell erhältliche Produkte, die als Photopolymerisationsinitiator für die Komponente (C) verwendet werden können, umfassen IRGACURE 184, IRGACURE 500, IRGACURE 651, DAROCUR 1173, DAROCUR 4265 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.).
Ein anderer Photopolymerisationsinitiator als die bevorzugten Initiatoren, die oben beschrieben werden, kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als eine Komponente (C) allein oder in Kombination verwendet werden. Beispiele von anderen Photopolymerisationsinitiatoren sind 3-Methylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Xanthon, Fluorenon, Benzaldehyd, Fluoren, Anthrachinon, Triphenylamin, Carbazol, 3-Methylacetophenon, Benzophenon, 4-Chlorbenzophenon, 4,4'-Dimethoxybenzophenon, 4,4'-Diaminobenzophenon, Benzoinethylether, Benzoinpropylether, Michlers Keton, Benzylmethylketal, 1-(4-Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, 1-(4-Dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, 4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)keton, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on, 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphinat, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-on, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid, Methylbenzoylformiat, Thioxanethon, Diethylthioxanthon, 2-Isopropylthioxanthon, 2-Chlorthioxanthon und Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenylpropanon].
Diese Photopolymerisationsinitiatoren sind kommerziell erhältlich unter den Markennamen, beispielsweise IRGACURE 261,369,907, CGI-403,819,1700, 1800,1850 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Lucirin TPO, LR8728, LR8893 (hergestellt von BASF), Darocur 953,1116,1664,2273,2959, ZL1 3331 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Ubecryl P36 (hergestellt von UCB Co.), VICURE55 (hergestellt von Akzo), ESACURE KIP100F, KIP150 (hergestellt von Lamberti) und KAYACURE ITX, QTX, DETX, BMS (hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.).
Die zweite Gruppe an Photoinitiatoren kann zu der ersten Gruppe hinzugefügt werden, um die Oberflächenhärtbarkeit zu verbessern und die Härtungsgeschwindigkeit der Zusammensetzung zu erhöhen. Eine bevorzugte kombinierte Verwendung der zweiten Gruppe von Photoinitiatoren ist, bis zu 70% des Initiators aus der ersten Gruppe zu ersetzen.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten (A), (B) und (C) kann eine (Meth)acrylatverbindung, enthaltend mindestens eine (Meth)acryloylgruppe in dem Molekül, ausschließlich der Verbindungen, die als Komponente (B) verwendet werden, zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Komponente (D) zugegeben werden. Es kann entweder eine monofunktionelle Verbindung mit einer (Meth)acryloylgruppe oder eine polyfunktionelle Verbindung mit zwei oder mehreren (Meth)acryloylgruppen oder in entsprechend proportionierten Kombinationen als die Komponente (D) verwendet werden.
Beispiele von monofunktionellen Monomeren in der Zusammensetzung als Komponente D umfassen Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Amyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Isoamyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Iso-octyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Isodecyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Butoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxydiethylenglykol(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Phenoxyethyl(meth)acrylat, Polyethylenglykolmono(meth)acrylat, Polypropylenglykolmono(meth)acrylat, Methoxyethylenglykolmono(meth)acrylat, Ethoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxyethoxyethyl(meth)acrylat, Methoxypolyethylenglykol(meth)acrylat, Methoxypolypropylenglykol(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat, Dicyclopentanyl(meth)acrylat, Dicyclopentenyl(meth)acrylat, Tricyclodecanyl(meth)acrylat, Bor nyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Adamantyl(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Diethylaminoethyl(meth)acrylat, 7-Amino-3,7-dimethyloctyl(meth)acrylat, (Meth)acryloylmorpholin, 2-(Meth)acryloyloxyethylphthalsäure, 2-(Meth)acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, 2-(Meth)acryloyloxypropylphthalsäure, 2-(Meth)acryloyloxypropyltetrahydrophthalsäure, 2-(Meth)acryloyloxypropylhexahydrophthalsäure, 2-(Meth)acryloyloxyethylbernsteinsäure, Trifluorethyl(meth)acrylat, Tetrafluorpropyl(meth)acrylat, Hexafluorpropyl(meth)acrylat, Octafluorpentyl(meth)acrylat, Heptadecafluordecyl(meth)acrylat, Mono-[2-(meth)acryloyloxyethyl]phosphat, Mono[2-(meth)acryloyloxyethyl]diphenylphosphat, Mono[2-(meth)acryloyloxypropyl]phosphat und Verbindungen, die durch die folgenden Formeln (3) bis (5) dargestellt sind:
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, R³ eine Alkylengruppe oder eine Hydroxyalkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, R⁴ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt, und q eine ganze Zahl von 0 bis 20, vorzugsweise 1 bis 8 angibt;
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, R⁵ eine Alkylengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt und r eine ganze Zahl von 0 bis 8, vorzugsweise 1 bis 8 und stärker bevorzugt 1 bis 4 angibt; und
worin R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, R⁵ eine Alkylengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, s eine ganze Zahl von 0 bis 8 angibt, und R⁶ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
Diese Verbindungen sind kommerziell erhältlich unter den Markennamen, beispielsweise Aronix M101, M102, M110, M111, M113, M114, M117, M120, M152, M154, M5300, M5400, M5500, M5600 (hergestellt von Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TC-110S, R-128H, R629, R644 (hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.), IPAA, AIB, SBAA, TBA, IAAA, HEXA, CHA, NOAA, IOAA, INAA, LA, TDA, MSAA, CAA, HDAA, LTA, STA, ISAA-1, ODAA, NDAA, IBXA, ADAA, TCDA, 2-MTA, DMA, Viscoat#150, #150D, #155, #158, #160, #190, #190D, #192, #193, #220, #320, #2311 HP, #2000, #2100, #2150, #2180, MTG (hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), NK Ester M-20G, M-40G, M-90G, M-230G, CB-1, SA, S, AMP-10G, AMP20G, AMP-60G, AMP-90G, A-SA, NLA (hergestellt von Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.), ACMO (hergestellt von Kojin Co., Ltd.), Light Acrylate IA-A, L-A, S-A, BO-A, EC-A, MTG-A, DPM-A, PO-A, P-200A, THF-A, IB-XA, HOA-MS, HOA-MPL, HOA-MPE, HOA-HH, IO-A, BZ-A, NP-EA, NP-10EA, HOB-A, FA-108, Epoxy Ester M-600A, Light Ester P-M (hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), FA-511, FA-512A, FA-513A (hergestellt von Hitachi Chemical Co., Ltd.), AR-100, MR-100, MR-200, MR-260 (hergestellt von Daihachi Chemical Co., Ltd.) und JAMP-100, JAMP-514, JPA-514 (hergestellt von Johoku Chemical Co., Ltd.).
Beispiele einer polyfunktionellen Verbindung, die in die Zusammensetzung als Komponente D einbezogen werden kann, umfassen Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Propylenglykoldi(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, 1,9-Nonandioldi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat, Polypropylenglykoldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Hydroxypivalinsäureneopentylglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat, Ditrimethylolpropantetra(meth)acrylat, Dipentaerythritolpenta(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Trimethylolpropantrioxyethyl(meth)acrylat, Trimethylolpropanpolyoxyethyl(meth)acrylat, Trimethylolpropantrioxypropyl(meth)acrylat, Trimethylolpropanpolyoxyethyl(meth)acrylat, Tris(2-hydroxyethyl)isocyanuratdi(meth)acrylat, Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurattri(meth)acrylat, Ethylenoxidadditionsbisphenol-A- di(meth)acrylat, Ethylenoxidadditionsbisphenol-F-di(meth)acrylat, Propylenoxidadditionsbisphenol-A-di(meth)acrylat, Propylenoxidadditionsbisphenol-F-di(meth)acrylat, Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat, Bisphenol-A-diepoxydi(meth)acrylat, Bisphenol-F-diepoxydi(meth)acrylat, Bis[2-(meth)acryloyloxyethyl]phosphat, Bis[2-(meth)acryloyloxypropyl]phosphat und Tris[2-(meth)acryloyloxyethyl]phosphat.
Beispiele von kommerziell erhältlichen Produkten der polyfunktionellen Verbindungen, die in die Zusammensetzung als Komponente D einbezogen werden können, umfassen SA-1002, SA-2006, SA-2007, SA-4100, SA-5001, SA-6000, SA-7600, SA8000, SA-9000 (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.), Viscoat #195, #195D, #214HP, #215, #215D, #230, #230D, #260, #295, #295D, #300, #310HP, #310HG, #312, #335HP, #335D, #360, GPT, #400, V#540, #700, GPT (hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), KAYARAD MANDA, R-526, NPGDA, PEG400DA, R-167, NX-220, HX-620, R-551, R-712, R-604, R-684, GPO-303, TMPTA, THE-330, TPA-320, TPA-330, PET-30, RP-1040, T-1420, DPHA, D-310, D-330, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120 (hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.), Aronix M210, M208, M215, M220, M225, M233, M240, M245, M260, M270, M305, M309, M310, M315, M-320, M-350, M-360, M-400, M-408, M-450 (hergestellt von Toagosei Co., Ltd.), SR-212, SR-213, SR-355 (hergestellt von Sartomer Co., Ltd.), SP-1506, SP-1507, SP-1509, SP-1519-1, SP1563, SP-2500, VR60, VR77, VR90 (hergestellt von Showa Highpolymer Co., Ltd.), Light Ester P-2M (hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Viscoat 3PA (hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), und EB-169, EB-179, EB-3603, R-DX63182 (hergestellt von Daicel UCB Co., Ltd.). Die Komponente (D) wird verwendet, um die Zusammensetzung mit einem gewünschten Bereich an Viskosität, Tg und Brechungsindex bereitzustellen. Die Komponente (D) wird vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 60 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A, B, C, D und E, verwendet.
Zusätzlich zu den obigen Komponenten (A), (B) und (C) können andere radikalisch polymerisierbare Verbindungen als die Verbindungen, die eine Acrylatgruppe enthalten, in die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Komponente (E) aufgenommen werden. Beispiele von solchen Verbindungen umfassen N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, Vinylacetat, Vinylpropionat, Styrol, Alkylacrylamide, Divinylbenzol und ungesättigte Polyester. Jedoch wird N-Vinyl-pyrrolidon vorzugsweise nicht verwendet. Der ungesättigte Polyester ist vorzugsweise ein Ester einer Dicarbonsäure, die eine radikalisch polymerisierbare ungesättigte Doppelbindung und einen Alkohol enthält. Beispiele einer Dicarbonsäure, die eine radikalisch polymerisierbare ungesättigte Doppelbindung enthält, umfassen Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure und Fumarsäure. Beispiele eines Alkohols umfassen einwertige Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, sec-Butylalkohol, tert-Butylalkohol, n-Hexanol, Cyclohexanol und 2-Ethylhexylalkohol; (Poly)ethylenglykole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol und Triethylenglykol; (Poly)propylenglykole, wie Propylenglykol, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol; zweiwertige Alkohole, wie 1,6-Hexandiol; und dreiwertige Alkohole, wie Glycerol und Trimethylolpropan.
Außerdem können ein Epoxydharz, Polyamid, Polyamidimid, Polyurethan, Polybutadien, Chloropren, Polyether, Polyester, Pentadienderivate, SBS (Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer), hydrierte Produkte von SBS, SIS (Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymer), Petrolharz, Xylolharz, Ketonharz, Fluor-basierendes Oligomer, Silicium-basierendes Oligomer und Polysulfid-basierendes Oligomer in die erfindungsgemäße Zusammensetzung als andere Additive aufgenommen werden.
Die Komponente (E), wie oben angemerkt, muß nicht in die erfindungsgemäße Zusammensetzung einbezogen werden. Wenn jedoch die Komponente (E) einbezogen wird, wird sie im allgemeinen in die nicht-gehärtete Zusammensetzung in einer Menge von weniger als 60 Gew.-Teilen und wünschenswerterweise 0,5 bis 30 Gew.-Teilen des Gesamtgewichtes der Komponenten (A), (B), (C), (D) und (E) einbezogen. Wenn vorhanden, liegt der besonders bevorzugte Bereich zwischen 1 und 13 Gew.-Teilen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann außerdem verschiedene andere Anstrichadditive als die obigen Additive umfassen, beispielsweise Antioxidationsmittel, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Altersvorbeugungsmittel, Silankupplungsmittel, Antischaummittel, Egalisierungshilfsmittel, Antistatikmittel, oberflächenaktive Mittel, Konservierungsmittel, Wärmepolymerisationsinhibitoren, Weichmacher und Benetzbarkeitsverbesserer. Beispiele von Antioxidationsmitteln umfassen Irganox 245, 259, 565, 1010, 1035, 1076, 1081, 1098, 1222, 1330 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.).
Beispiele von UV-Absorbern umfassen UV-Absorber vom Benzotriazoltyp und Triazintyp und kommerziell erhältliche Produkte, wie Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 213, 400 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Sumisorb 110, 130, 140, 220, 250, 300, 320, 340, 350, 400 (hergestellt von Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd.).
Beispiele von Lichtstabilisatoren umfassen kommerziell erhältliche Produkte, wie Tinuvin 144, 292, 622LD (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Sanol LS440, LS770 (hergestellt von Sankyo Co., Ltd.), und Sumisorb TM-061 (hergestellt von Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd.). Lichtstabilisatoren werden in der Menge von 5 Gew.-Teilen oder weniger von 100 Gew.-Teilen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zugegeben.
Beispiele von Alterungsvorbeugungsmitteln umfassen Alterungsvorbeugungsmittel vom Phenoltyp, Allylamintyp und Ketonamintyp. Beispiele von kommerziell erhältlichen Produkten von diesen Alterungsvorbeugungsmitteln umfassen Antigene W, S, P, 3C, 6C, RD-G, FR und AW (hergestellt von Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd.).
Ein bevorzugtes Additiv ist ein Silankupplungsmittel.
Beispiele von Silankupplungsmitteln umfassen:
γ-Mercaptopropylmethylmonomethoxysilan,
γ-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan,
γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan,
γ-Mercaptopropylmonoethoxysilan,
γ-Mercaptopropyldiethoxysilan,
γ-Mercaptopropyltriethoxysilan,
β-Mercaptoethylmonoethoxysilan,
β-Mercaptoethyltriethoxysilan,
β-Mercaptoethyltriethoxysilan,
N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan,
N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan,
γ-Aminopropyltriethoxysilan,
γ-Glycidoxylpropyltrimethoxysilan,
γ-Glycidoxylpropylmethyldimethoxysilan,
2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan,
γ-Chlorpropylmethyldimethoxysilan,
γ-Chlorpropyltrimethoxysilan und
γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan. Beispiele von kommerziell erhältlichen Produkten von diesen Verbindungen umfassen SILAACE S310, S311, S320, S321, S330, S510, S520, S530, S610, S620, S710, S810 (hergestellt von Chisso Corp.), SH6062, AY43-062, SH6020, SZ6023, SZ6030, SH6040, SH6076, SZ6083 (hergestellt von Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), KBM403, KBM503, KBM602, KBM603, KBM803, KBE903 (hergestellt von Shin Etsu Silicone Co., Ltd.). Das Silankupplungsmittel wird vorzugsweise in das nicht-gehärtete Haftmittel in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Verbindungen (A), (B), (C), (D) und (E) in dem nicht-gehärteten Haftmittel, aufgenommen.
Beispiele von Antischaummitteln umfassen organische Copolymere, ausschließlich Silicium und Fluor, die unter den Markennamen beispielsweise Fluorene AC-202, AC-300, AC-303, AC-326F, AC900, AC-1190, and AC-2000 (hergestellt von Kyoeisha Yushi Co., Ltd.) kommerziell erhältlich sind; Silicium-enthaltende Antischaummittel, die unter den Markennamen beispielsweise Fluorene AC-901, AC-950, AC-1140, AO-3, AO-40H (hergestellt von Kyoeisha Yushi Co., Ltd.), FS1265, SH200, SH5500, SC5540, SC5570, F-1 und SD5590 (hergestellt von Toray-Dow Corning Silicone Co., Ltd.) kommerziell erhältlich sind; Fluor-enthaltende Antischaummittel, die unter den Markennamen beispielsweise MEGAFAC F-142D, F-144D, F-178K, F-179, F-815 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) kommerziell erhältlich sind.
Beispiele von Egalisierungshilfsmitteln umfassen Polyflow Nr. 7, Nr. 38, Nr. 50E, S, 75, Nr. 75, Nr. 77, Nr. 90, Nr. 95, Nr. 300, Nr. 460, ATF, KL-245 (hergestellt von Kyoeisha Yushi Co., Ltd.).
Die Menge dieser Additive kann entsprechend bestimmt werden, so daß der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflußt wird.
Die Viskosität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt vorzugsweise 10 bis 10000 mPa·s, stärker bevorzugt 50 bis 5000 mPa·s und noch stärker bevorzugt 100 bis 2000 mPa·s.
Diese Komponenten werden so aufgenommen, daß die Glasübergangstemperatur des resultierenden gehärteten Produktes normalerweise –50 bis 200°C, vorzugsweise –30 bis 200°C und stärker bevorzugt 0 bis 120°C beträgt. Wenn die Glasübergangstemperatur zu niedrig ist, können die gehärteten Produkte erweichen, wenn sie im Sommer oder in einem geschlossenen und sonnigen Raum erhitzt werden, woraus verringerte Haftungsfestigkeit resultiert. Dies kann verursachen, daß sich die anhaftenden Elemente ablösen oder herausziehen. Wenn im Gegensatz dazu die Glasübergangstemperatur zu hoch ist, kann die Haftung unzureichend sein oder die beschichteten Elemente brechen, wenn sie fallen gelassen oder gebogen werden.
Die hier beschriebene Glasübergangstemperatur wird als die Temperatur definiert, bei der ein Verlustfaktor (tan d) einen Peak erreicht, wenn durch eine dynamische Viskoelastizitäts-Meßvorrichtung bei einer Oszillationsfrequenz von 10 Hz gemessen wird.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann durch UV-Bestrahlung, sichtbare Strahlen und Elektronenstrahlen in derselben Weise wie in dem Fall der Verwendung von konventionellen photohärtbaren Harzzusammensetzungen gehärtet werden. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann leicht durch Füllen der Zusammensetzung zwischen die zu beschichtenden Elemente, so daß die Dicke der Haftmittelschicht 10 bis 100 μm beträgt, und Bestrahlen der Haftmittelschicht bei einer Dosie rung von 50 bis 2000 mJ/cm² unter Verwendung einer Metallhalogenidlampe, gehärtet werden, wobei die Elemente miteinander verklebt werden können.
Außerdem sollen die gehärteten Produkte, die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurden, ausgezeichnete Transparenz aufweisen. Beispielsweise ist es bevorzugt, daß die gehärteten Produkte mit einer Dicke von 60 μm eine Lichtdurchlässigkeit von 90% oder mehr bei einer Wellenlänge von 600 bis 700 nm aufweisen. Wenn die Lichtdurchlässigkeit weniger als 90% beträgt, ist nicht nur das Aussehen der optischen Scheibe beeinträchtigt, sondern wird ebenso das Licht zum Lesen der Informationen, die auf der Scheibe aufgezeichnet sind, durch die Haftmittelschicht verringert, wodurch es schwierig wird, die Informationen zu lesen. Deshalb sollte beim Herstellen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung jede Komponente so gemischt werden, daß die Lichtdurchlässigkeit des resultierenden gehärteten Produktes diese Erfordernisse erfüllt.
Außerdem ist es wünschenswert, jede Komponente so zu mischen, daß der Brechungsindex des photogehärteten Produktes, das aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde, zwischen 1,4 und 1,7 und vorzugsweise 1,51 und 1,70 bei 25°C liegt. Wenn der Brechungsindex außerhalb dieses Bereiches liegt, kann das Lesen der auf der Scheibe aufgezeichneten Informationen schwierig werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zeigt ausgezeichnete Haftung an Kunststoffe, wie Polycarbonat (PC) und Methylpolymethacrylat (PMMA), Metalle, wie Gold und Aluminium, und anorganische Materialien, wie Glas. Deshalb ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung als ein Haftmittel für optische Scheiben nützlich.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird in bezug auf die Beispiele ausführlich beschrieben.
Synthese von Urethanacrylat als Komponente (A)
Synthesebeispiel 1
209 g Isophorondiisocyanat, 0,2 g 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxytoluol und 0,8 g Di-n-butylzinndilaurat wurden in einen Trennkolben (1 Liter), ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, gegeben. Das Gemisch wurde gerührt und dann auf 10°C in einem kalten Wasserbad bei trockener Luft abgekühlt. 109 g 2-Hydroxyethylacrylat wurden allmählich zu dem Gemisch zugegeben und für eine Stunde während des Aufrechterhaltens der Temperatur bei 10 bis 35°C umgesetzt. Dann wurden 480 g Polytetramethylenglykol mit einer Hydroxylzahl von 109,7 mg KOH/g (Markenname: PTMG1000, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.) zugegeben und das resultierende Gemisch wurde bei 40 bis 60°C für 5 Stunden unter Reaktion gerührt, wodurch Urethanacrylat (A1) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1650 erhalten wurde.
Synthesebeispiel 2
Urethanacrylat (A2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1530 wurde in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 hergestellt, außer, daß 472 g Polyesterdiol mit einer Hydroxylzahl von 111,7 mg KOH/g (Markenname: Kurapol P1010, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) anstelle des Polytetramethylenglykols, das in Synthesebeispiel 1 verwendet wurde, verwendet wurden.
Synthesebeispiel 3
Urethanacrylat (A3) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2570 wurde in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 hergestellt, außer, daß 956 g Polyetherdiol mit einer Hydroxylzahl von 55,2 mg KOH/g (Markenname: PTG-L 2000, hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.) anstelle des Polytetramethylenglykols, das in Synthesebeispiel 1 verwendet wurde, verwendet wurden.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Herstellung von Zusammensetzungen zur Bildung von strahlungshärtbaren Beschichtungsfilmen
Die Komponenten, die in Tabelle 1 gezeigt werden, wurden in einen Reaktionsbehälter, ausgestattet mit einem Rührer, gegeben und gerührt, um die Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 herzustellen. Die Komponenten, die in Tabelle 1 gezeigt werden, sind folgende. Die Menge jeder Komponente wird in Gewichtsteilen in Tabelle 1 angegeben.
Komponente (B)

B1:

4-Hydroxybutylacrylat (4HBA, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

B2:

4-Hydroxycyclohexylacrylat (4HCHA)

Komponente (C)

C1-1:

2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on (Irgacure 651, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)

C1-2:

2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on (Darocur 1173, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)

C2-1:

2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-on (Irgacure 369, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)

C2-2:

2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl-2-morpholino-propan-1-on (Irgacure 907, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)

C2-3:

2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (Lucirin TPO, hergestellt von BASF)

Komponente (D)

D1:

Hydroxypivalinsäure-neopentylglykoldiacrylat (KAYARAD MANDA, hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.)

D2:

Phenoxyethylacrylat (Viscoat 192, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

D3:

Laurylacrylat (LA, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

D4:

Isobornylacrylat (IBXA, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

D5:

2-Acryloyloxypropylhydrogenphthalat (Viscoat 2100, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

D6:

Nonylphenol EO-modifiziertes Acrylat (M111, hergestellt von Toagosei Co., Ltd.)

D7:

Ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat (A-TMPT 3EO, hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

Die Haftung an Substrate und die Naßwärmebeständigkeit der oben hergestellten Zusammensetzungen (Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4) wurden gemäß den folgenden Verfahren gemessen.
(1) Haftung an Substrate
Haftung an ein Polycarbonatsubstrat:
Die Zusammensetzung wurde auf ein PC-Substrat (Panlite, hergestellt von Teijin Chemicals Ltd.) unter Verwendung eines Schleuderbeschichters aufgetragen. Die Beschichtung wurde mit Licht bei einer Dosis von 100 mJ/cm² in einer Stickstoffatmosphäre bestrahlt, um eine gehärtete Beschichtung mit einer Dicke von 50 mm zu bilden. Die gehärtete Beschichtung wurde dann dem Gitterschnitt-Cellophanband-Ablösetest unterzogen. Speziell wurden 1 cm Kerben, die sich in der Mitte der gehärteten Beschichtung bei einem beinahe rechten Winkel kreuzen, unter Verwendung eines Schneidmessers geschnitten. Ein Cellophanband wurde auf die gehärtete Beschichtung aufgetragen und dann schnell abgelöst. Wenn die gehärtete Beschichtung bei dem Cellophanband-Ablösetest schnell abgelöst wird, wurde die Haftung als schlecht bestimmt, was durch „X" in Tabelle 1 angegeben wird. Wenn sich die gehärtete Beschichtung nicht ablöste, wurde die Haftung als gut bestimmt, was durch „O" in Tabelle 1 angegeben wird.
Haftung an Aluminium:
Die Zusammensetzung wurde auf einer Aluminiumbeschichtung, gebildet durch Aufdampfung unter Verwendung eines Sputterverfahrens, auf demselben PC-Substrat wie das, das in dem obigen Test unter Verwendung eines Schleuderbeschichters verwendet wird, aufgetragen. Die Beschichtung wurde mit Licht bei einer Dosis von 100 mJ/cm² in einer Stickstoffatmosphäre bestrahlt, um eine gehärtete Beschichtung mit einer Dicke von 50 mm zu bilden. Die gehärtete Beschichtung wurde dann dem Gitterschnitt-Cellophanband-Ablösetest in derselben Weise wie in dem Fall des obigen PC-Substrats unterzogen. Wenn sich ein Teil oder die gesamte Aluminiumbeschichtung von dem PC-Substrat ablöste, wurde die Haftung der gehärteten Beschichtung als gut bestimmt, was durch „O" in Tabelle 1 angegeben wird. Wenn sich die Aluminiumbeschichtung überhaupt nicht ablöste, wurde die Haftung als schlecht bestimmt, was durch „X" in Tabelle 1 angegeben wird.
Haftung an Gold:
Die Zusammensetzung wurde auf eine Goldbeschichtung, gebildet durch Aufdampfung unter Verwendung eines Sputterverfahrens, auf demselben PC-Substrat wie das, das in dem obigen Test verwendet wurde, unter Verwendung eines Schleuderbeschichters aufgetragen. Die Beschichtung wurde mit Licht bei einer Dosis von 100 mJ/cm² in einer Stickstoffatmosphäre bestrahlt, um eine gehärtete Beschichtung mit einer Dicke von 50 mm zu bilden. Die gehärtete Beschichtung wurde dann dem Gitterschnitt-Cellophanband-Ablösetest in derselben Weise wie in dem Fall des obigen PC-Substrats unterzogen. Wenn sich ein Teil oder die gesamte Goldbeschichtung von dem PC-Substrat ablöste, wurde die Haftung als gut bestimmt, was durch „O" in Tabelle 1 angegeben wird. Wenn sich die Goldbeschichtung überhaupt nicht ablöste, wurde die Haftung als schlecht bestimmt, was durch „X" in Tabelle 1 angegeben wurde.
(2) Naßwärmebeständigkeit
Eine Kombination „1" aus (a) einem Substrat, das durch Auftragen einer Aluminiumbeschichtung auf das PC-Substrat durch Sputtern gebildet wurde, und (b) einem PC-Substrat und eine Kombination „2" aus (a) einem Substrat, das durch Auftragen einer Aluminiumbeschichtung auf das PC-Substrat durch Sputtern gebildet wurde, und (c) einem Substrat, das durch Auftragen einer Goldbeschichtung auf das PC-Substrat durch Sputtern gebildet wurde, wurden bereitgestellt. Die zwei Substrate in jeder Kombination „1" oder „2" wurden durch Herstellen einer Beschichtung mit einer Dicke von etwa 50 mm unter Verwendung eines Schleuderbeschichters angebracht. Die vereinigten Substrate „1" und „2" wurden mit Licht bei einer Dosis von 500 mJ/cm² von der Seite des PC-Substrats (b) oder des Substrats, das durch Auftragen einer Goldbeschichtung auf ein PC-Substrat (c) gebildet wurde, bestrahlt, um ein Paar an Substraten (a) und (b) oder (a) und (c) zu kleben. Die verklebten Substrate wurden dann bei 800°C und 95% relativer Feuchte (rF) für 96 Stunden in einem Thermohygrostat stehengelassen. Wenn irgendwelche Abnormalitäten, wie Blasen und Korrosion, auf der Haftmittelschicht oder in der Grenzfläche zwischen der Haftmittelschicht und dem Substrat beobachtet wurde, wurde die Naßwärmebeständigkeit als schlecht bestimmt, was durch „X" in Tabelle 1 angegeben wurde. Wenn keine Abnormalitäten beobachtet wurden, wurde die Naßwärmebeständigkeit als gut bestimmt, was durch „O" in Tabelle 1 bestimmt wurde.
Die Zusammensetzung von Beispiel 1, welche die Komponenten (A), (B), (C) und (D) umfassen, zeigen bessere Haftungseigenschaften, einschließlich PC-, Al- und Au-Haftung, und weisen ausgezeichnete Naßwärmebeständigkeit auf. Die Zusammensetzung von Beispiel 2, die keine Komponente (D), aber eine große Menge der Komponente (B) enthält, zeigte besonders ausgezeichnete Naßwärmebeständigkeit. Die Zusammensetzung von Beispiel 3, die Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, die keine Komponente (C-2) umfaßte, zeigte zufriedenstellende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten. Andererseits war die Naßwärmebeständigkeit in der Zusammensetzung der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3, die keine Komponente (B) enthält, schlecht. Vergleichsbeispiel 2 zeigte schlechtere Al- und Au-Haftung.
Tabelle 1
Die erfindungsgemäße Haftmittelzusammensetzung härtet nicht nur schnell, weist eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf, zeigt bessere Haftung an Harze, Reflexionsfilme und transluzente Filme zur Bildung von optischen Scheiben, sondern verfügt auch über bessere Naßwärmebeständigkeit. Das Haftmittel ist zur Herstellung von optischen Scheiben im Vergleich zu konventionellen Haftmitteln sehr nützlich.

Claims

Haftmittel für optische Scheiben, umfassend Komponenten (A), (B) und (C), wobei: Komponente A ein Urethanacrylat oder -methacrylat, umfassend ein Rückgrat, Urethangruppen und eine Acrylat- oder eine Methacrylatgruppe, ist; Komponente B ein Hydroxyacrylat oder -methacrylat ist, wobei die Hydroxylgruppe und die Acrylat- oder Methacrylatgruppe durch mindestens 3 Kohlenstoffe getrennt sind; und Komponente C mindestens einen Photoinitiator umfasst, wobei die Menge der freien Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung mindestens 0,3 meq/g beträgt.
Haftmittel gemäß Anspruch 1, wobei Komponente (B) ein Hydroxyalkylacrylat oder -methacrylat ist, in welchem die Hydroxylgruppe in der γ-, δ- oder ε-Stellung in Bezug auf das Acrylat oder Methacrylat vorhanden ist.
Haftmittel gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) 4-Hydroxybutylacrylat oder 4-Hydroxybutylmethacrylat ist.
Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–3, weiter umfassend: ein monofunktionelles oder polyfunktionelles Acrylat oder ein monofunktionelles oder polyfunktionelles Methacrylat, das von Komponente (A) oder Komponente (B) verschieden ist.
Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–4, weiter umfassend: eine radikalisch polymerisierbare Verbindung, die von Verbindungen, umfas send Acrylat- oder Methacrylatgruppen, verschieden ist.
Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei Komponente (C) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, umfasst.
Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei die Zusammensetzung Hydroxylgruppen in einer Menge von mindestens 0,5 meq/g enthält.
Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei die Zusammensetzung eine Viskosität von 100–2000 mPa·s aufweist.
Haftmittelzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1–8, wobei die Zusammensetzung weiter ein Silankupplungsmittel umfasst.
Optische Scheibe, umfassend ein erstes Substrat, ein zweites Substrat und ein Haftmittel dazwischen zum Aneinanderhaften der Substrate, wobei das Haftmittel, in nicht-vernetzter Form, ein Haftmittel gemäß einem der Ansprüche 1–9 ist.
Optische Scheibe gemäß Anspruch 10, wobei das durch Bestrahlung mit UV-Licht erhaltene vernetzte Produkt eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 120°C aufweist.
Optische Scheibe gemäß Anspruch 10, wobei das durch Bestrahlung mit UV-Licht erhaltene vernetzte Produkt einen Brechungsindex von 1,4 bis 1,7 aufweist.