JP2017048257A - 硬化性樹脂組成物と、硬化性樹脂組成物を用いた積層体および画像表示装置 - Google Patents

硬化性樹脂組成物と、硬化性樹脂組成物を用いた積層体および画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】硬化速度が速く、高い生産性で硬化物を形成でき、かつ、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる硬化性樹脂組成物と、該硬化性樹脂組成物を使用した積層体および画像表示装置の提供。【解決手段】ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性オリゴマー(A)を含有する硬化性オリゴマー成分と、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有する非硬化性オリゴマー(E)と、硬化性モノマー(D)とを含有する、硬化性樹脂組成物と、該硬化性樹脂組成物を使用した積層体および画像表示装置である。【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性樹脂組成物と、硬化性樹脂組成物を用いた積層体および画像表示装置に関する。
画像表示装置として、表示デバイス上に透明樹脂層を介して保護板が積層された画像表示装置が知られている。また、一対の透明基板などの間に、透明樹脂層が挟まれた透明パネル、合わせガラス等が知られている。
透明樹脂層は、たとえば、ポリイソプレン単位を骨格に有する硬化性ポリマーと、硬化性モノマーと、光重合開始剤とを含む硬化性樹脂組成物を硬化させる方法で形成される(特許文献1参照。)。ポリイソプレン単位を骨格に有する硬化性ポリマーを含む硬化性樹脂組成物を用いると、形成される透明樹脂層の屈折率が高くなる。
また、透明樹脂層の形成には、ジエン系のオリゴマーを含む硬化性樹脂組成物を用いる方法も知られている(特許文献2参照。)。
また、特許文献3には、ポリイソプレン、ポリブタジエンまたはポリウレタンを骨格に持つ(メタ)アクリレートオリゴマーと、柔軟化成分を含有する硬化性樹脂組成物が記載されている。
特開2008−282000号公報 国際公開第2012/005169号 国際公開第2010/027041号
しかし、特許文献1〜3に記載された硬化性樹脂組成物は、必ずしも硬化速度が速くない。そのため、透明樹脂層を形成する際の生産性が低い。
本発明は、硬化速度が速く、高い生産性で硬化物を形成でき、かつ、積層体とするのに適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる硬化性樹脂組成物と、該硬化性樹脂組成物を使用した積層体および画像表示装置の提供を目的とする。
本発明は、下記[1]〜[8]の構成を有する硬化性樹脂組成物と、該硬化性樹脂組成物を使用した積層体および画像表示装置を提供する。
[1]ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性オリゴマー(A)を含有する硬化性オリゴマー成分と、
ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有する非硬化性オリゴマー(E)と、
硬化性モノマー(D)とを含有する、硬化性樹脂組成物。
[2]硬化性オリゴマー(A)および硬化性モノマー(D)が、硬化性基として(メタ)アクリロイル基を、それぞれ1分子中に1つ以上有する、[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3]ウレタン結合の濃度が0を超え3質量%以下である、[1]または[2]の硬化性樹脂組成物。
[4]前記硬化性オリゴマー(A)のウレタン結合の濃度が0.1〜10質量%である、[1]〜[3]のいずれかの硬化性樹脂組成物。
[5]前記硬化性オリゴマー成分の100質量部に対して、前記非硬化性オリゴマー(E)を100〜500質量部含む、[1]〜[4]のいずれかの硬化性樹脂組成物。
[6]前記硬化性オリゴマー(A)が、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方と水酸基とを有する化合物(a1)と、ポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100超となる比率で反応させて得られたイソシアネート基末端プレポリマーに、水酸基を有する硬化性モノマー(a3)を反応させたオリゴマー;または、
化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100以下となる比率で反応させて得られた水酸基末端プレポリマーに、イソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)を反応させたオリゴマーである、[1]〜[5]のいずれかの硬化性樹脂組成物。
[7]表示デバイスと、
該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板と、
前記表示デバイスと前記透明基板との間に挟まれた硬化樹脂層と、
を有する積層体であって、
前記硬化樹脂層は、[1]〜[6]のいずれかの硬化性樹脂組成物が硬化した硬化樹脂層である、積層体。
[8][1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物が硬化されてなる硬化樹脂層を有する画像表示装置。
本発明によれば、硬化速度が速く、高い生産性で硬化物を形成でき、かつ、積層体とするのに適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる硬化性樹脂組成物と、該硬化性樹脂組成物を使用した積層体および画像表示装置を提供できる。
本発明の積層体の製造方法における一工程を示す断面図である。 図1の方法で製造された積層体の一例を示す断面図である。 実施例1および比較例1の硬化性樹脂組成物について、紫外光照射時間に対する貯蔵せん断弾性率(G’)をプロットしたグラフである。 実施例2および比較例2の硬化性樹脂組成物について、紫外光照射時間に対する貯蔵せん断弾性率(G’)をプロットしたグラフである。 実施例1および比較例1の硬化性樹脂組成物について、紫外光照射時間に対する硬化度をプロットしたグラフである。 実施例2および比較例2の硬化性樹脂組成物について、紫外光照射時間に対する硬化度をプロットしたグラフである。
本明細書において、アクリロイルオキシ基とメタクリロイルオキシ基を総称して(メタ)アクリロイルオキシ基と記す。同様に、アクリロイル基とメタクリロイル基を総称して(メタ)アクリロイル基と記す。同様に、アクリレートとメタクリレートを総称して(メタ)アクリレートと記す。また、アクリル酸とメタクリル酸を総称して(メタ)アクリル酸と記す。
また、式(I)で表される単位を単位(I)と記し、他の式で表される単位についても同様に記す。
また、本発明において「透明」とは、基板や積層体の全体または一部において、一方の面側から他方の面側が視認できる様態を意味する。基板や積層体に入射する光の一部の吸収、反射、または光学的な位相の変化等によって可視線透過率が低い場合も、一方の面側から他方の面側が視認できる様態は「透明」に含まれる。
<硬化性樹脂組成物>
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性オリゴマー(A)(以下、「オリゴマー(A)」とも記す。)を含有する硬化性オリゴマー成分と、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有する非硬化性オリゴマー(E)(以下、「オリゴマー(E)」とも記す。)と、硬化性モノマー(D)(以下、「モノマー(D)」とも記す。)とを含有する。
オリゴマー(A)およびモノマー(D)は、硬化性基として、それぞれ1分子中に(メタ)アクリロイル基を1つ以上有し、それに基づく硬化性を有する。
オリゴマー(E)は、(メタ)アクリロイル基を有さず、そのため、硬化性を有しない。
オリゴマー(A)およびオリゴマー(E)におけるポリブタジエン鎖は、ブタジエンに由来する単位(以下、「ブタジエン単位」とも記す。)を有し、ポリイソプレン鎖は、イソプレンに由来する単位(以下、「イソプレン単位」とも記す。)を有する。ポリブタジエン鎖を構成するブタジエン単位は、二重結合が水添されたものでもよく、ポリイソプレン鎖を構成するイソプレン単位は、二重結合が水添されたものでもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、一対の基板と、該一対の基板の間に挟まれた硬化樹脂層とを有する積層体において、硬化樹脂層の形成に好適に使用できる。積層体としては、詳しくは後述するように、たとえば、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置されたガラス板、透明樹脂板等からなる透明基板とを上述の一対の基板と見なした積層体が挙げられる。また、ガラス板、透明樹脂板等からなる一対の透明基板を有する透明積層体が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、さらに、液晶表示デバイス等の表示デバイス上に硬化樹脂層を介して、タッチパネルや、保護板等の透明基板が積層された画像表示装置において、硬化樹脂層の形成に好適に使用できる。
〔オリゴマー(A)〕
(オリゴマー(A))
オリゴマー(A)は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性のオリゴマーである。オリゴマー(A)は、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1個以上有し、平均値として1〜4個有することが好ましい。オリゴマー(A)の有する(メタ)アクリロイル基の数が上記範囲の下限値以上であると、硬化性樹脂組成物が充分に硬化する。上記範囲の上限値以下であると、適度な弾性率を有し、柔軟性のある硬化物が得られやすい。なお、硬化物の貯蔵せん断弾性率が1×10〜1×10Paであると、硬化物とたとえば基板とを密着性よく接着できる。また、硬化物は応力吸収性に優れ、得られる積層体の反りを防止できる。また、積層体を表示デバイスに用いたときに色ムラの発生も防止できる。オリゴマー(A)は、(メタ)アクリロイル基の数が異なるオリゴマーの混合物であってもよい。オリゴマー(A)は、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有し、オリゴマー(A)の有する(メタ)アクリロイル基の個数は、平均値として、1分子中1.8〜3個が好ましい。
オリゴマー(A)を含有する硬化性樹脂組成物の硬化物は、オリゴマー(A)が疎水性のポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有することに起因して、屈折率が高くなる。
オリゴマー(A)は、ブタジエンおよびイソプレン以外の単量体(m1)に由来する後述の単位(u1)を有していてもよい。
オリゴマー(A)を含有する硬化性樹脂組成物は、オリゴマー(A)がウレタン結合を有することに起因して、硬化速度が速い。この理由は明らかではないが、ウレタン結合による水素結合性が、分子内連鎖移動を速め、硬化速度を速めているものと考えられる。硬化性樹脂組成物の硬化速度が速いと、硬化性樹脂組成物の硬化物や、該硬化物を備えた物品を製造する際の生産性が優れる。また、硬化に際して硬化性樹脂組成物に照射する光の強度を小さくできるため、物品を構成する基板等への光照射によるダメージを低減できる。
オリゴマー(A)は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを共に有するため、該オリゴマー(A)を含む硬化性樹脂組成物は、屈折率が高い硬化物を優れた生産性で形成できる。
オリゴマー(A)は、硬化性樹脂組成物100質量%中のウレタン結合の濃度が0を超え3質量%以下となる範囲で含有されることが好ましく、0.2〜2.0質量%がより好ましい。硬化性樹脂組成物中のウレタン結合の濃度が増加すると、硬化性樹脂組成物の硬化速度が速くなる。硬化性樹脂組成物中のウレタン結合の濃度が上記範囲内であれば、硬化性樹脂組成物の硬化速度が充分に速く、かつ、得られる硬化物の弾性率が適度となる。このような硬化性樹脂組成物の硬化物は、基板同士を貼り合わせる用途、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板とを貼り合せる用途等に好適に用いることができる。
硬化性樹脂組成物中のウレタン結合の濃度は、硬化性樹脂組成物の質量を100質量%としたときの、−NH−C(=O)−O−(分子量:59)の質量割合である。
硬化性樹脂組成物中のウレタン結合の濃度は、硬化性樹脂組成物に含まれるウレタン結合を有する成分の配合量に基づいて計算される。
オリゴマー(A)のウレタン結合の濃度は、0.1〜10質量%が好ましく、0.3〜9質量%がより好ましい。ウレタン結合の濃度が上記範囲の下限値以上であれば、硬化速度を速めることができる。上記範囲の上限値以下であれば、硬化性樹脂組成物の硬化物に適度な弾性率を得ることができ、たとえば画像表示装置において、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板との密着性を良好にすることができる。また、応力吸収性にも優れる。
オリゴマー(A)のウレタン結合の濃度は、オリゴマー(A)を製造する際に用いる各化合物の比率をコントロールする方法により調整できる。たとえば、後述するポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方と水酸基とを有する化合物(a1)と、後述するポリイソシアネート(a2)とのインデックスをコントロールする方法;後述するイソシアネート基末端プレポリマーと水酸基を有する硬化性モノマー(a3)とのインデックス、または、後述する水酸基末端プレポリマーとイソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)とのインデックスをコントロールする方法;により調整できる。
なお、インデックスとは、イソシアネート基の当量数を水酸基の当量数で除して得られる比に100を乗じた値である。
オリゴマー(A)のウレタン結合の濃度は、オリゴマー(A)の質量に占める、−NH−C(=O)−O−(分子量:59)の質量割合であり、オリゴマー(A)の製造に用いた各成分の仕込み量から計算により求められる。
オリゴマー(A)のGPCによるポリスチレン換算の数平均分子量は、2,000〜500,000が好ましく、2,400〜100,000がより好ましい。オリゴマー(A)の数平均分子量が上記範囲の下限値以上であると、硬化性樹脂組成物の硬化物が適度な弾性率となりやすく、上限値以下であると、硬化速度を速めることができる。
オリゴマー(A)のうち、ポリブタジエン鎖を有するオリゴマーとしては、たとえば、下式(I)で表される単位および下式(II)で表される単位のうちの少なくとも一方からなる単位を骨格に有し、かつ、分子の少なくとも1つの末端に、下式(III)で表される基((メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価の基。)を有するオリゴマー(A1)が挙げられる。単位(I)は1,4結合による単位であり、単位(II)は1,2結合による単位である。
オリゴマー(A1)の分子の他の末端は、上式(III)で表される基でも、水酸基等の他の1価の基でも、水素原子でもよい。硬化性樹脂組成物の硬化性が優れる点から、オリゴマー(A1)の他の末端は、上式(III)で表される基であることが好ましい。
Figure 2017048257
Figure 2017048257
Figure 2017048257
式(I)および式(II)中、実線と点線の二重線部分は、単結合または二重結合を示す。単結合である場合、該単結合は、二重結合が水添されたものである。
式(III)中、R〜Rは、各々独立して、炭素数が1〜10の直鎖状または分岐状の2価のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキレン基、上述のアルキレン基およびシクロアルキレン基の複合した基のいずれかを表す。
は水素原子またはメチル基を表す。
式(III)において、炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の2価のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、メチルエチレン基、ブチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、ペンチレン基、1−メチルブチレン基、2−メチルブチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキレン基としては、シクロプロピレン基、2−メチルシクロプロピレン基、シクロブチレン基、2,2−ジメチルシクロブチレン基、シクロペンチレン基、2、3−ジメチルシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、1,3,3,−トリメチルシクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等が挙げられる。
アルキレン基およびシクロアルキレン基の複合した基としては、メチレン−シクロプロピレン基、メチレン−シクロペンチレン基、メチレン−2,3−ジメチルシクロペンチレン基、メチレン−1,3,3、−トリメチルシクロヘキシレン基、エチレン−シクロプロピレン基、エチレン−シクロヘキシレン基、エチレン−3,3、−ジメチルシクロへキシレン基、メチレン−シクロプロピレン−メチレン基、エチレン−シクロヘキシレン−メチレン基、ヘキシレン−シクロヘキシレン−メチレン基等が挙げられる。
なお、複合した基において、アルキレン基およびシクロアルキレン基の順序は入れ替わってもよい。
は、後述のポリイソシアネート(a2)に由来する基であり、上記のうち、Rとしては、硬化性樹脂組成物の硬化物の非黄変性の点で、ヘキサメチレン基、メチレン−1,3,3,−トリメチルシクロヘキシレン基、メチレンビス(シクロヘキサン−4,1−ジイル)基、m−フェニレンビスメチレン基、が好ましい。
およびRは、後述の硬化性モノマー(a3)に由来する基であり、上記のうち、柔軟性付与の点から、アルキレン基が好ましい。
オリゴマー(A)のうち、ポリイソプレン鎖を有するオリゴマーとしては、たとえば、下式(IV)で表される単位および下式(V)で表される単位のうちの少なくとも一方からなる単位を骨格に有し、かつ、分子の少なくとも1つの末端に、上式(III)で表される基を有するオリゴマー(A2)が挙げられる。単位(IV)は1,4結合による単位であり、単位(V)は1,2結合による単位である。
オリゴマー(A2)の分子の他の末端は、上式(III)で表される基でも、水酸基等の他の1価の基でも、水素原子でもよい。硬化性樹脂組成物の硬化性が優れる点から、オリゴマー(A2)の他の末端は、上式(III)で表される基であることが好ましい。
Figure 2017048257
Figure 2017048257
式(IV)および式(V)中、実線と点線の二重線部分は、単結合または二重結合を示す。単結合である場合、該単結合は、二重結合が水添されたものである。
オリゴマー(A1)の骨格における単位(I)と単位(II)との比率には制限はなく、単位(I)のみからなる骨格でも、単位(II)のみからなる骨格でも、単位(I)と単位(II)とからなる骨格でもよい。
オリゴマー(A2)の骨格における単位(IV)と単位(V)との比率には制限はなく、単位(IV)のみからなる骨格でも、単位(V)のみからなる骨格でも、単位(IV)と単位(V)とからなる骨格でもよい。
(オリゴマー(A)の製造方法)
オリゴマー(A)は、イソシアネート基末端プレポリマーまたは水酸基末端プレポリマーに、水酸基を有する硬化性モノマー(a3)またはイソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)を反応させることで製造できる。
具体的には、以下の方法で製造できる。
(1)触媒の存在または非存在下で、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方と水酸基とを有する化合物(a1)と、複数のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100超となる比率(イソシアネート基が水酸基に対して過剰。)で反応させてイソシアネート基末端プレポリマーを得て、該イソシアネート基末端プレポリマーに水酸基を有する硬化性モノマー(a3)を反応させる方法。
該(1)の方法によれば、末端に上式(III)で表される基を有するオリゴマー(A1)または(A2)を製造できる。
(2)触媒の存在または非存在下で、上記化合物(a1)と上記ポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100以下となる比率(水酸基がイソシアネート基に対して同モルまたは過剰。)で反応させて水酸基末端プレポリマーを得て、該水酸基末端プレポリマーにイソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)を反応させる方法。
該(2)の方法によれば、末端に下式(VI)で表される基を有するオリゴマー(A1)または(A2)を製造できる。
Figure 2017048257
式(VI)中、RおよびRは、各々独立して、炭素数が1〜10の直鎖状または分岐状の2価のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキレン基、上述のアルキレン基およびシクロアルキレン基の複合した基のいずれかを表す。各基の具体例は、式(III)中のR〜Rについて例示したものを同様に挙げられる。
は水素原子またはメチル基を表す。
およびRは、後述の硬化性モノマー(a4)に由来する基であり、Rは水酸基末端プレポリマーに由来する基である。
すなわち、オリゴマー(A)は、プレポリマーの末端がイソシアネート基の場合は、水酸基を有する硬化性モノマー(a3)と反応させたオリゴマーであり、プレポリマーの末端が水酸基の場合は、イソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)と反応させたオリゴマーである。
なお、オリゴマー(A)は、下記の方法でも製造できる。
(3)触媒の存在又は非存在下で、化合物(a3)と化合物(a2)とを反応させた後、化合物(a1)を反応させる方法。
得られるオリゴマー(A)の分子量を一定にしやすい点で、(1)および(2)の方法が好ましい。分子量が一定であると、オリゴマー(A)の反応性を均一にすることができ、得られる硬化物の弾性率を制御しやすい。
化合物(a1)は、1分子中に水酸基を1個以上有し、平均値として、1〜4個有することが好ましい。水酸基の数が上記範囲の下限値以上であれば、適度な弾性率の硬化物が得られ、上記範囲の上限値以下であれば、オリゴマー(A)製造時の過度な増粘、ゲル化を防ぐことができる。化合物(a1)の水酸基価(OHV)としては、反応性の点から、225〜11mgKOH/gが好ましく、113〜14mgKOH/gが好ましい。本明細書において水酸基価は、試料1g中に含まれる水酸基をアセチル化するために要する水酸化カリウムのmg数を求めることにより測定できる。化合物(a1)のGPCによるポリスチレン換算の数平均分子量は、反応性の点から、500〜10,000が好ましく、1,000〜8,000がより好ましい。
化合物(a1)のうち、ポリブタジエン鎖を有する化合物としては、単位(I)および単位(II)のうちの少なくとも一方からなる単位を有し、かつ、分子の少なくとも1つの末端に水酸基を有する化合物(a11)が挙げられる。化合物(a11)の水酸基の数は、平均値として1〜2個が好ましい。
化合物(a1)のうち、ポリイソプレン鎖を有する化合物としては、単位(IV)および単位(V)のうちの少なくとも一方からなる単位を有し、かつ、分子の少なくとも1つの末端に水酸基を有する化合物(a12)が挙げられる。化合物(a12)の水酸基の数は、平均値として1〜2個が好ましい。
化合物(a11)は、たとえば、ブタジエンを重合させて重合体を得て、必要に応じて水素添加した後、重合体の分子の末端に水酸基を導入する方法で製造できる。
ブタジエンを重合する方法としては、
(α)ブタジエンを溶液中、チーグラー触媒、リチウム触媒やラジカル重合開始剤により重合させる方法;
(β)ブタジエンを溶液中でナトリウム触媒の存在下に重合させる方法;
が挙げられる。
上記(α)の方法によれば、ブタジエンが主として1,4−結合で重合した重合体を得ることができ、上記(β)のブタジエンの重合方法によれば、ブタジエンが主として1,2−結合で重合した重合体を得ることができる。
化合物(a12)は、たとえば、イソプレンを重合させて重合体を得て、必要に応じて水素添加した後、重合体の分子の末端に水酸基を導入する方法で製造できる。
イソプレンを重合する方法としては、上記(α)および(β)の方法において、ブタジエンの代わりにイソプレンを用いればよい。
重合体の分子の末端に水酸基を導入する方法としては、たとえば、ブタジエンまたはイソプレンを重合させて得られる、重合体を含む反応液に、エポキシ化合物を添加する方法が挙げられる。エポキシ化合物としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。化合物(a1)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
化合物(a1)は、ブタジエンおよびイソプレン以外の単量体(m1)に由来する単位(u1)を有していてもよい。
単量体(m1)としては、たとえば、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1,2−メチルペンテン−1、ヘキセン−1,3−メチルヘキセン−1、シクロヘキセン等のα−オレフィン類;スチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;アクリル酸、メタクリル酸等のエチレン性不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性不飽和カルボン酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリロアミド等のエチレン性不飽和カルボン酸誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン等の不飽和モノオレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン系単量体;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン等の含窒素ビニル系単量体;等のモノビニル系単量体を挙げることができる。
単量体(m1)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
化合物(a1)が単位(u1)を有する場合、単量体(m1)の使用量は、ブタジエンおよびイソプレンの重合反応において使用するブタジエンおよびイソプレンの100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下が特に好ましい。
ポリイソシアネート(a2)としては、ヘキサメチレンジイソシアネート等の2個のイソシアネート基を有する非黄変型である脂肪族ジイソシアネート、1,2−シクロプロパンジイルジイソシアネート、1,3−シクロブタンジイルジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイルジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4−メチル−シクロヘキサン−1,3−ジイル−ジイソシアネート、イソホロ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等の2個のイソシアネート基を有する非黄変型である脂環式ジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の2個のイソシアネート基を有する芳香族ジイソシアネートが挙げられる。
また、これらのジイソシアネートのプレポリマー変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。
これらのなかでも、非黄変型ジイソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ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、キシレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらのプレポリマー変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が好ましく、なかでも、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートが特に好ましい。
ポリイソシアネート(a2)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
硬化性モノマー(a3)としては、ヒドロキシメチル(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、3−ヒドロキシ−n−プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−n−プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ−n−ブチルアクリレート、2−ヒドロキシ−n−ブチルアクリレート、3−ヒドロキシ−n−ブチルアクリレート、5−ヒドロキシ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシシクロプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシシクロペンチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の1分子中に水酸基および(メタ)アクリロイル基を1個ずつ有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
硬化性モノマー(a3)としては、反応性の点でヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
硬化性モノマー(a3)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
硬化性モノマー(a4)としては、分子内にイソシアネート基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物、例えば、2−イソシアナートエチルメタクリレート(「カレンズMOI(登録商標)」、昭和電工(株)製。)や2−イソシアナートエチルアクリレート(「カレンズAOI(登録商標)」、昭和電工(株)製。)などの1分子中にイソシアナート基および(メタ)アクリロイル基を1個ずつ有する(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートが挙げられる。
化合物(a4)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
上記(1)の方法でオリゴマー(A)を製造する場合、化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させる際のインデックスは、100超200以下であることが好ましく、110〜190がより好ましく、120〜185が特に好ましい。インデックスが上記範囲であれば、得られたオリゴマー(A)を含有する硬化性樹脂組成物は、硬化速度に優れる。
なお、ここでのインデックスとは、化合物(a2)のイソシアネート基の当量数を化合物(a1)の水酸基の当量数で除して100倍した値である。
化合物(a3)の使用量は、ポリイソシアネート(a2)のイソシアネート基の当量数を、化合物(a1)と硬化性モノマー(a3)の水酸基の当量数の合計で除した値の100倍が90〜100となる量であることが好ましい。
上記(2)の方法でオリゴマー(A)を製造する場合、化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応させる際のインデックスは、50以上100未満であることが好ましく、51〜95がより好ましく、52〜91が特に好ましい。インデックスが上記範囲であれば、得られたオリゴマー(A)を含有する硬化性樹脂組成物は、硬化速度に優れる。
硬化性モノマー(a4)の使用量は、化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応して得られるプレポリマーの水酸基に対する、硬化性モノマー(a4)の有するイソシアネート基のインデックスが、90〜100であることが好ましい。
触媒としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、N,N、N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、N,N、N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N、N’,N”,N”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルピペラジン、N−メチル−N’−(2−ジメチルアミノ)−エチルピペラジン、N−メチルモルホリン、N−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)モルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N、N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N−メチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン等のアルコールアミン類、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(3−ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、また、金属系触媒としては、有機金属化合物であり、スタナスジアセテート、スタナスオクトエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジステアレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫メルカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、ビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルトやカルボン酸の塩等が挙げられる。
触媒は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
触媒としては、(RSn〔OC(=O)Rで表される錫化合物が好ましい。
式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を表し、Rは炭素数1〜23のアルキル基を表す。
ここで、Rとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル等が挙げられ、Rとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基(ラウリル基)、n−ドデシル基、n−トリデシル基(ミリスチル基)、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基(パルミチル基)、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基(ステアリル基)、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基等が挙げられる。
錫化合物の使用量は、化合物(a1)の100質量部に対して、0〜1質量部の範囲が好ましい。
化合物(a1)、ポリイソシアネート(a2)および硬化性モノマー(a3)または(a4)の反応は、無溶媒または適当な不活性溶媒中で行う。通常は無溶媒下で行う。不活性溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル等のエステル系溶媒;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、スチレン、プロピレン等の重合性単量体;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン等のエーテル系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;ジメチルスルホキシド;ヘキサメチルフォスホラストリアミド(HMPT)、ヘキサメチルフォスホロアミド(HMPA)等のリン酸アミド系溶媒等が挙げられる。
反応温度は、0℃〜100℃が好ましく、40〜80℃がより好ましい。反応は、通常、数分間〜数時間で終了する。
〔オリゴマー(E)〕
オリゴマー(E)は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有し、かつ、硬化性を有しない非硬化性のオリゴマーである。オリゴマー(E)は(メタ)アクリロイル基を有しない。
オリゴマー(E)を含有することにより、硬化性樹脂組成物の粘度が低下して、硬化性樹脂組成物の取扱性が優れる。また、オリゴマー(E)を含有することにより、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる。柔軟性を有する硬化物は、たとえば、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板との間に形成される硬化樹脂層に好適である。オリゴマー(E)は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有するため、オリゴマー(A)との相溶性に優れる。相溶性に優れるため、オリゴマー(E)を配合することによる上述の効果が充分に得られる。
オリゴマー(E)のGPCによるポリスチレン換算の数平均分子量は、500〜50,000が好ましく、1,000〜30,000がより好ましい。オリゴマー(E)の数平均分子量が上記範囲の下限値以上であると、硬化物においてオリゴマー(E)がブリードアウトし難く、上限値以下であると、減粘効果が得られやすい。
オリゴマー(E)のうち、ポリブタジエン鎖を有するオリゴマーとしては、たとえば、単位(I)および単位(II)のうちの少なくとも一方からなる単位を有するオリゴマー(E1)が挙げられる。ポリブタジエン鎖を有するオリゴマーは、たとえば、先に記載したブタジエンを重合する方法の(α)および(β)により製造できる。
オリゴマー(E)のうち、ポリイソプレン鎖を有するオリゴマーとしては、たとえば、単位(IV)および単位(V)のうちの少なくとも一方からなる単位を有するオリゴマー(E2)が挙げられる。ポリイソプレン鎖を有するオリゴマーは、たとえば、ブタジエンを重合する方法の(α)および(β)において、ブタジエンの代わりにイソプレンを用いることにより製造できる。
オリゴマー(E1)の骨格における単位(I)と単位(II)との比率には制限はなく、単位(I)のみからなる骨格でも、単位(II)のみからなる骨格でも、単位(I)と単位(II)とからなる骨格でもよい。
オリゴマー(E2)の骨格における単位(IV)と単位(V)との比率には制限はなく、単位(IV)のみからなる骨格でも、単位(V)のみからなる骨格でも、単位(IV)と単位(V)とからなる骨格でもよい。
オリゴマー(E)は、ブタジエンおよびイソプレン以外の単量体(m1)に由来する単位(u1)を有していてもよい。
オリゴマー(E)が単位(u1)を有する場合、単量体(m1)の使用量は、ブタジエンおよびイソプレンの重合反応において使用するブタジエンおよびイソプレンの100質量部に対して、400質量部以下であることが好ましい。
オリゴマー(E)は、硬化性樹脂組成物中、オリゴマー(A)と後述のオリゴマー(B)とからなる硬化性オリゴマー成分の合計100質量部に対して100〜500質量部含まれることが好ましく、150〜400質量部含まれることがより好ましく、200〜350質量部含まれることが特に好ましい。オリゴマー(E)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、硬化性樹脂組成物の粘度が充分に低下して、硬化性樹脂組成物の取扱性が優れる。また、オリゴマー(E)を含有することにより、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる。上記範囲の上限値以下であれば、硬化物におけるオリゴマー(E)のブリードアウトを防止でき、また、硬化物の弾性率が低くなり過ぎない。
なお、硬化性オリゴマー成分には、オリゴマー(A)の他、後述のオリゴマー(B)が必要に応じて含まれる。
オリゴマー(E)の市販品としては、たとえば、クレイバレー社製「Ricon156(商品名)」(数平均分子量:2500)、日本ゼオン社製「Polyoil110(商品名)」(数平均分子量:1600)等が挙げられる。
〔モノマー(D)〕
モノマー(D)は硬化性を有するモノマーである。モノマー(D)を含有することにより、硬化性樹脂組成物の粘度が低下して、硬化性樹脂組成物の取扱性が優れる。また、モノマー(D)を含有することにより、得られる硬化物の弾性率が適度な範囲となるように、硬化性官能基数を調整できる。モノマー(D)は、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1個以上有し、1個有することが好ましい。
モノマー(D)の分子量は100〜1000が好ましい。分子量が上記範囲の下限値以上であれば柔軟性が得やすく、上記範囲の上限値以下であれば、粘度を下げやすい。
モノマー(D1)としては、水酸基を有するモノマー(D1)および水酸基を有しないモノマー(D2)の少なくとも一方を使用できる。水酸基を有するモノマー(D1)を用いることにより、硬化物の基板等への密着性が向上する。水酸基を有しないモノマー(D2)を用いることにより、屈折率のより高い硬化物を形成できる。
水酸基を有するモノマー(D1)としては、先に化合物(a3)として例示したモノマーや、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、安価な汎用品であることから、2−ヒドロキシ−n−プロピル(メタ)アクリレートが好ましい。
水酸基を有するモノマー(D1)は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
水酸基を有しないモノマー(D2)としては、アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(ポリ)エチレングリコールのモノあるいはジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールのモノあるいはジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールのモノ−あるいはジ−(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのモノ−、ジ−あるいはトリ−(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル類が挙げられる。
水酸基を有しないモノマー(D2)は1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
モノマー(D)は、硬化性樹脂組成物中、オリゴマー(A)の100質量部に対して10〜500質量部含まれることが好ましく、30〜300質量部含まれることがより好ましく、50〜150質量部含まれることが特に好ましい。モノマー(D)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、硬化性樹脂組成物の粘度が充分に低下して、硬化性樹脂組成物の取扱性が優れる。また、モノマー(D)を含有することにより、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる。上記範囲の上限値以下であれば、過度の弾性率上昇を防ぐことができる。
〔硬化性オリゴマー(B)〕
本発明の硬化性樹脂組成物は、組成物の相溶性を向上させる目的で、硬化性オリゴマー(A)以外の硬化性オリゴマー(B)(以下、「オリゴマー(B)」とも記す。)を含有してもよい。オリゴマー(B)は、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1個以上有し、平均値として、2〜3個有することが好ましい。
オリゴマー(B)としては、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有し、ウレタン結合を有しない硬化性オリゴマー(B1)(以下、「オリゴマー(B1)」とも記す。)、オリゴマー(B1)以外の硬化性オリゴマー(B2)(以下、「オリゴマー(B2)」とも記す。)が挙げられる。なかでも、オリゴマー(A)およびオリゴマー(E)との相溶性に優れる点から、オリゴマー(B1)が好ましい。
硬化性樹脂組成物中のオリゴマー(A)とオリゴマー(B1)の合計量は、オリゴマー(A)とオリゴマー(B)の合計量を100質量%とした場合に、50質量%以上であることが好ましい。オリゴマー(A)とオリゴマー(B1)の合計量が50質量%以上であれば、硬化樹脂組成物の硬化速度が充分に大きくなる。
オリゴマー(B2)は、必要に応じて、オリゴマー(A)の100質量部に対して、100質量部以下の範囲で含まれることが好ましく、50質量部以下の範囲で含まれることがより好ましい。
オリゴマー(B)のGPCによるポリスチレン換算の数平均分子量は、1,000〜50,000が好ましく、2,000〜40,000がより好ましく、2,000〜30,000が最も好ましい。オリゴマー(B)の数平均分子量が上記範囲の下限値以上であると、柔軟性が得やすく、上限値以下であると、粘度の上昇を抑えやすい。
(オリゴマー(B1))
オリゴマー(B1)のうち、ポリブタジエン鎖を有するオリゴマー(B11)としては、たとえば、単位(I)および単位(II)のうちの少なくとも一方からなる単位を有するポリブタジエンに、無水マレイン酸等の無水カルボン酸を付加して付加物を得て、該付加物に対して、先に例示した化合物(a3)をエステル反応させ、(メタ)アクリロイルオキシ基を導入する方法等が挙げられる。ポリブタジエンは、先に記載したオリゴマー(a11)の製造方法における、ブタジエンを重合する方法(α)および(β)により得られる。
オリゴマー(B1)のうち、ポリイソプレン鎖を有するオリゴマー(B12)としては、たとえば、単位(IV)および単位(V)のうちの少なくとも一方からなる単位を有するポリイソプレンに、無水マレイン酸等の無水カルボン酸を付加して付加物を得て、該付加物に先に例示した化合物(a3)をエステル反応させ、(メタ)アクリロイルオキシ基を導入する方法等が挙げられる。ポリイソプレンは、先に記載したオリゴマー(a11)の製造方法における、ブタジエンを重合する方法(α)および(β)において、ブタジエンの代わりにイソプレンを用いればよい。
オリゴマー(B11)の骨格における単位(I)と単位(II)との比率には制限はなく、単位(I)のみからなる骨格でも、単位(II)のみからなる骨格でも、単位(I)と単位(II)とからなる骨格でもよい。
オリゴマー(B12)の骨格における単位(IV)と単位(V)との比率には制限はなく、単位(IV)のみからなる骨格でも、単位(V)のみからなる骨格でも、単位(IV)と単位(V)とからなる骨格でもよい。
オリゴマー(B1)は、ブタジエンおよびイソプレン以外の単量体(m1)に由来する単位(u1)を有していてもよい。
オリゴマー(B1)が単位(u1)を有する場合、単量体(m1)の使用量は、ブタジエンおよびイソプレンの重合反応において使用するブタジエンおよびイソプレンの100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下が特に好ましい。
オリゴマー(B1)の市販品としては、ポリブタジエン鎖を有する硬化性オリゴマーである、クラレ社製「クラプレン(登録商標)UC203」(数平均分子量:35,000、(メタ)アクリロイル基の数:3)、大阪有機化学工業(株)製「BAC45(商品名)」(数平均分子量:3,000、(メタ)アクリロイル基の数:2)が挙げられる。
(オリゴマー(B2))
オリゴマー(B2)としては、ウレタン結合を有し、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖を有しないウレタンオリゴマー;ポリオキシアルキレンポリオールのポリ(メタ)アクリレート;ポリエステルポリオールのポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ウレタン結合を有し、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖を有しないウレタンオリゴマーを使用する場合、硬化性樹脂組成物中のウレタン結合の濃度が上記範囲内となるように使用することが好ましい。
ウレタンオリゴマーは、例えば、下記の方法で製造できる。
(γ)(メタ)アクリロイルオキシ基を有し、かつイソシアネート基と反応する基を有さないモノマーを希釈剤として用い、該モノマーの存在下に、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基末端プレポリマーを得て、該プレポリマーのイソシアネート基に対しては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有し、かつ、水酸基、アミノ基等の、イソシアネート基と反応する基を有するモノマーを反応させる方法。
(δ)(メタ)アクリロイルオキシ基を有し、かつイソシアネート基と反応する基を有さないモノマーを希釈剤として用い、該モノマーの存在下に、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて水酸基末端プレポリマーを得て、該プレポリマーの水酸基に対しては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有し、かつ、イソシアネート基を有するモノマーを反応させる方法。
〔光重合開始剤〕
本発明の硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。すなわち、本発明の硬化性樹脂組成物は、光照射によって硬化反応が進行する光硬化性樹脂組成物であることが好ましい。なお、硬化性樹脂組成物には、光重合開始剤の代わりに、熱によりラジカルを発生する硬化剤を配合してもよい。
光重合開始剤としては、可視光線または紫外線(波長300〜400nm)の照射により励起され、活性化して硬化反応を促進するものが好ましい。具体的には、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、α−ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等が挙げられる。
光重合開始剤の具体例としては、ベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4、4’−ジメトキシベンゾフェノン、4、4’−ジアミノベンゾフェノン、アセトフェノン、3−メチルアセトフェノン、ベンゾイル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、アントラキノン、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−1−フェニルプロパン−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、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等が挙げられる。なかでも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、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等のアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が好ましくい。微量の添加でも充分に硬化性樹脂組成物を硬化できる点から、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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が特に好ましい。
光重合開始剤は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
硬化性樹脂組成物中の光重合開始剤の含有量は、オリゴマー(A)、オリゴマー(B)およびモノマー(D)の合計100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜2.5質量部がより好ましい。
〔その他の成分〕
本発明の硬化性樹脂組成物は、用途に応じて種々の添加剤を含んでよい。添加剤としては、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシフェニルトリアジン系等。)、光安定剤(ヒンダードアミン系等。)、重合禁止剤(ハイドロキノン系(2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン(以下、「DTBHQ」とも記す。)等。)、カテコール系(p−tert−ブチルカテコール等。)、アンスラキノン系、フェノチアジン系、ヒドロキシトルエン系等)、酸化防止剤、粘着付与剤(ロジンエステル等。)、顔料、染料、金属酸化物微粒子、フィラー等が挙げられる。
また、硬化性樹脂組成物には、塗布性を高めるために溶剤を含ませてもよい。この場合、硬化性樹脂組成物を塗布した後に溶剤を除いて硬化性樹脂組成物を硬化させる。ただし、後述の積層体の製造に本発明の硬化性樹脂組成物を使用する場合は、揮発性成分を有することは好ましくない。そのため、溶剤を使用しないことが好ましい。
硬化性樹脂組成物100質量%中における、その他の成分の含有量は、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。
〔硬化性樹脂組成物〕
本発明の硬化性樹脂組成物を用い、後述の減圧積層方法を用いた製造方法で積層体を製造する場合は、硬化性樹脂組成物における減圧雰囲気に曝される面積が比較的大きいことから、硬化性樹脂組成物は低沸点の化合物を含まないことが好ましい。これにより、硬化性樹脂組成物中の低沸点の化合物が揮発して組成が大きく変化することが抑制される。また、所望の減圧雰囲気を維持することも容易になる。
減圧積層方法を用いた製造方法で積層体を製造する場合、硬化性樹脂組成物は、大気圧雰囲気下の沸点が150℃以下の成分(モノマー等。)を含まないことが好ましく、大気圧雰囲気下の沸点が200℃以下の成分を含まないことがより好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物の40℃での粘度V40は、50Pa・s以下が好ましく、5Pa・s以下がより好ましい。粘度V40が上限値以下であれば、充分な流動性が得られ、硬化性樹脂組成物中に気泡が発生し難い。
また、本発明の硬化性樹脂組成物の25℃での粘度V25は、0.05Pa・s以上が好ましく、0.20Pa・s以上がより好ましい。粘度V25は、4.5Pa・s以下が好ましい。粘度V25が下限値以上であれば、粘度を下げるために低分子量のモノマー等を多量に使用しなくてもよいため、硬化物の物性が低下し難い。
なお、粘度は、E型粘度計(東機産業社製、RE−85U)を用いて測定される値である。
ただし、硬化性樹脂組成物の粘度が100Pa・s以下の場合は、ロータとして1°34’×R24を用い、100Pa・sを超える粘度の場合は、ロータとして3°×R9.7を用いるものとする。
以上説明した本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性オリゴマー(A)とともに、ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有する非硬化性オリゴマー(E)と、硬化性モノマー(D)とを含有する。そのため、本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化速度が速く、高い生産性で硬化物を形成でき、かつ、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、後述する積層体および画像表示装置において、硬化樹脂層を形成する用途以外にも、接着剤、コーティング剤等の用途に使用できる。
<硬化性樹脂組成物の硬化物>
本発明の硬化性樹脂組成物は、たとえば、前述した量の前述した光重合開始剤を配合した硬化性樹脂組成物に、可視光または紫外線を500mJ以上照射することにより、硬化物とすることができる。熱によりラジカルを発生する硬化剤を用いる場合には、硬化剤の半減期に応じた温度で加熱することにより硬化物を得ることができる。
<積層体および画像表示装置>
本発明の硬化性樹脂組成物は、一対の基板と、該一対の基板の間に挟まれた硬化樹脂層とを有する積層体において、硬化樹脂層の形成に好適に使用できる。積層体としては、上述のとおり、たとえば、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板とを一対の基板と見なした積層体、一対の基板がいずれも透明基板である透明積層体等が挙げられる。このように積層体を構成する基板としては、透明な基板および不透明な基板のいずれも使用できる。透明基板としては、ガラス板、透明樹脂板(ポリカーボネート板)等が挙げられる。また、基板は多層構造体であっても単層構造体であってもよい。
さらに、本発明の硬化性樹脂組成物は、液晶表示デバイス等の表示デバイス上に硬化樹脂層を介して、タッチパネルや、保護板等の透明基板が積層された画像表示装置において、硬化樹脂層の形成に好適に使用できる。
表示デバイスとしては、たとえば液晶表示デバイス、有機EL表示デバイス、プラズマ表示デバイス、電子インク型表示デバイスなどが挙げられる。これらの表示デバイスは、通常、多層構造体であり、全体として不透明である。よって、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板とを一対の基板と見なした積層体は、不透明な積層体である。
ただし、表示デバイスは、通常、多層構造体であり、表示層(液晶層、有機EL層等。)と、表示層よりも非視認面側の層とは不透明であるが、表示層よりも視認面側の層は、通常、透明である。したがって、表示デバイスの視認面側の表面層(たとえば、液晶表示デバイスにおける偏光板からなる層、位相差板等の光学フィルムからなる層等の最外層。)に硬化樹脂層を介して透明な保護板が積層された画像表示装置において、表示デバイスの視認面側の表面層を一方の基板と見なし、保護板を他方の基板と見なした場合には、表面層/硬化樹脂層/保護板からなる積層体は、透明積層体と見なすことができる。
積層体において、一対の基板のうちの少なくとも一方が透明基板であると、該透明基板を通して、基板の間に挟まれた硬化性樹脂組成物に光照射することにより、硬化樹脂層を形成できる。一対の基板の両方が不透明な基板である場合には、硬化性樹脂組成物を加熱して熱硬化させることにより、硬化樹脂層を形成できる。
本発明の画像表示装置は、本発明の硬化性樹脂組成物が硬化した硬化樹脂層を1層以上有する画像表示装置である。硬化樹脂層は、たとえば、タッチパネルを備えた画像表示装置において、表示デバイスとタッチパネルとの間等の接着層、および、タッチパネルと保護板等の透明基板との間等の接着層として作用する。
このように本発明の画像表示装置において、本発明の硬化性樹脂組成物が硬化した硬化樹脂層は、画像表示装置を構成する板状またはフィルム状の各部材間のいかなる層間にも設けることができる。
硬化樹脂層は、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物からなる層である。
硬化樹脂層の厚さは、0.01〜0.5mmが好ましく、0.05〜0.3mmがより好ましい。硬化樹脂層の厚さが下限値以上であれば、積層体の機械的強度が良好となる。硬化樹脂層の厚さが上限値以下であれば、積層体が軽量となる。
以上説明した積層体にあっては、一対の基板の間に挟まれた硬化樹脂層が本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物からなるため、生産性に優れる。また、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化樹脂層を備えている。
〔積層体の製造方法〕
上述の積層体は、減圧積層方法を用いた製造方法によって製造することが好ましい。減圧積層方法は、国際公開第2008/081838号および国際公開第2009/016943号に開示されている。
本発明の積層体、すなわち、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板とを一対の基板と見なした積層体は、たとえば、下記の第1の工程および第2の工程を有する方法により製造できる。
第1の工程:減圧雰囲気下において、一対の基板の間に本発明の硬化性樹脂組成物が挟まれ、かつ前記一対の基板の間の前記硬化性樹脂組成物の周囲がシール材で封じられて密閉された積層前駆体を形成する。
第2の工程:前記減圧雰囲気よりも圧力が高い雰囲気下で前記積層前駆体の前記硬化性樹脂組成物を硬化させる。
(第1の工程)
減圧雰囲気下で硬化性樹脂組成物が密閉されて積層前駆体とされる範囲であれば、第1の工程における全ての作業を減圧雰囲気下で行う必要はない。たとえば、一方の基板上の周縁部に全周にわたってシール材を設け、該基板上の該シール材の内側に硬化性樹脂組成物を供給した後に他方の基板を重ねる場合は、他方の基板を重ねる前に減圧雰囲気とすれば、それよりも前の作業は大気圧雰囲気下で行ってもよい。また、硬化性樹脂組成物中における気泡の発生を抑制する点から、硬化性樹脂組成物を減圧雰囲気下に充分に曝してから前記他方の基板を重ねることが好ましい。
シール材としては、たとえば、両面接着テープ等や、本発明の硬化性樹脂組成物が挙げられる。
第1の工程における減圧雰囲気は、1kPa以下の圧力雰囲気が好ましく、100Pa以下の圧力雰囲気がより好ましい。また、減圧雰囲気の圧力が低すぎると硬化性樹脂組成物中の低沸点の化合物が揮発するおそれが生じることから、減圧雰囲気は、1Pa以上の圧力雰囲気が好ましく、10Pa以上の圧力雰囲気がより好ましい。
一対の基板とシール材の密着強度は、第2の工程において積層前駆体を前記減圧雰囲気よりも圧力が高い雰囲気に置いたときに、基板とシール材の界面から気体が進入しない範囲であればよい。
たとえば、感圧接着剤を使用することで、基板とシール材の密着強度を高めることができる。また、基板とシール材の界面に硬化性の接着剤を介在させ、積層前駆体を形成した後に該接着剤を硬化させることで、基板とシール材の密着強度を高めることができる。また、シール材を硬化性の樹脂で形成し、積層前駆体を形成した後にシール材自体を硬化させることでも、基板とシール材の密着強度を高めることができる。
(第2の工程)
第1の工程における減圧雰囲気よりも高い圧力の雰囲気下で、前記積層前駆体における硬化性樹脂組成物を硬化させる。硬化性樹脂組成物が熱硬化性である場合は加熱することで硬化させ、硬化性樹脂組成物が光硬化性である場合は光照射によって硬化させる。光硬化は、紫外線ランプ等の光源から透明基板を通して光を照射することによって実施できる。硬化性樹脂組成物が硬化することで硬化樹脂層が形成され、積層体が得られる。
該製造方法では、硬化性樹脂組成物に光重合開始剤を配合し、第2の工程において光照射によって硬化性樹脂組成物を硬化させることが好ましい。
該製造方法によれば、第1の工程において硬化性樹脂組成物中に気泡が残存しても、第2の工程において硬化性樹脂組成物が硬化する前にその気泡が消失しやすく、気泡のない硬化樹脂層が形成されやすい。これは、以下のことが要因である。
第1の工程で形成された積層前駆体を、第2の工程において第1の工程の減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気下に置くと、透明基板の外側の圧力が内側の圧力よりも大きくなり、基板から硬化性樹脂組成物に圧力がかかる。また、硬化性樹脂組成物中の気泡の内部は第1の工程における減圧雰囲気の圧力にあることから、第2の工程で硬化性樹脂組成物にかかる圧力によって気泡の体積が縮小するか、または気泡内の気体が硬化性樹脂組成物に溶解することにより、気泡が消失する。
硬化性樹脂組成物中の気泡を充分に消失させるためには、第2の工程において、硬化性樹脂組成物を硬化させる前に、前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気下に積層前駆体をしばらく保持することが好ましい。保持時間は5分以上が好ましい。なお、気泡がない場合および気泡が微小で速やかに消失する場合等は、保持時間は5分未満であってもよい。
第2の工程における、前記減圧雰囲気よりも圧力が高い雰囲気としては、50kPa以上の圧力雰囲気が好ましく、100kPa以上の圧力雰囲気がより好ましく、圧力雰囲気の制御が容易な点から、大気圧雰囲気が特に好ましい。
第1の工程および第2の工程における圧力雰囲気は、第1の工程で100Pa以下の圧力雰囲気とし、第2の工程で大気圧雰囲気とすることが特に好ましい。
以下、図1に基づいて、積層体の製造方法の一例について説明する。
第1の工程では、一方の基板10(以下、単に「基板10」と記す。)上の周縁部に全周にわたってシール材12を設け、シール材12上にシール用紫外線硬化性樹脂36を塗布し、シール材12に囲まれた基板10の表面に硬化性樹脂組成物14を供給する。硬化性樹脂組成物14の層を上にして減圧チャンバー26内に水平に載置する。
また、減圧チャンバー26内においてシリンダー34によって上下しうる上定盤30に、他方の基板16(以下、単に「基板16」と記す。)を吸着パッド32によって保持し、基板10の上方で平行に対向させる。
減圧チャンバー26を閉じ、真空ポンプ28を作動させて排気し、減圧チャンバー26内を所定の減圧雰囲気とする。
その後、シリンダー34を作動させて基板16を降下させ、基板10と基板16によって硬化性樹脂組成物14の層を挟み、硬化性樹脂組成物14が基板10と基板16とシール材12によって密閉された積層前駆体を形成する。
第2の工程では、減圧チャンバー26内を大気圧雰囲気に戻し、減圧チャンバー26から前記積層前駆体を取り出し、大気圧雰囲気下において、前記積層前駆体の硬化性樹脂組成物を加熱または光照射によって硬化させ、図2の積層体を得る。図2中、符号21は硬化樹脂層、符号31はシール材とシール用紫外線硬化性樹脂の硬化物とからなる堰状部である。
以上説明した製造方法によれば、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化樹脂層を備えた積層体を高い生産性で製造できる。
なお、本発明の積層体は、前記した製造方法以外の公知の製造方法で製造してもよい。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されない。
以下の各製造例中における各種測定は、次のように行った。
<測定方法>
[オリゴマーの数平均分子量]
オリゴマーの数平均分子量(Mn)の値は、TOSOH社製HLC−8220GPCを用いたゲルパーミエーションクロマトグラムより求めた。試料は、0.45μmのPTFEフィルターでろ過した1.0質量%のTHF溶液とし、カラムはTOSOH社製TSKgel GMHHRを2本用いた。
<オリゴマー>
[製造例1:オリゴマー(A1−1)の製造]
撹拌機、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備えた4口フラスコに、化合物(a1)として、ポリブタジエンポリオール(日本曹達製、「G−2000(商品名)」、水酸基価(OHV)=52mgKOH/g、水酸基の数:2、数平均分子量=1,974)の379.7質量部、ポリイソシアネート(a2)として、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と記す。)の78.2質量部を加え、触媒であるジオクチル錫ジステアレート(以下、「DOTDS」と記す。)の0.035質量部の存在下、80℃で3時間反応させ、イソシアネート基末端プレポリマーを得た。化合物(a1)にポリイソシアネート(a2)を反応させた際のインデックスは、183であった。
窒素導入を止め、空気雰囲気下で、該イソシアネート基末端プレポリマーに、硬化性モノマー(a3)として、2−ヒドロキシエチルアクリレート(以下、「HEA」と記す。)の40.9質量部を加え、重合禁止剤であるDTBHQの0.05質量部および触媒であるジブチル錫ジラウレート(以下、「DBTDL」と記す。)の0.05質量部の存在下、80℃で撹拌し、JIS K1603−1に則ったNCO滴定にてイソシアネート基含有率の測定を行いながら、イソシアネート基がなくなるまで反応を行い、数平均分子量が3,000のオリゴマー(A1−1)を得た。
なお、硬化性モノマー(a3)の使用量は、ポリイソシアネート(a2)のイソシアネート基の当量数を、化合物(a1)と硬化性モノマー(a3)の水酸基の当量数の合計で除した値の100倍が、100となる量であった。
得られたオリゴマー(A1−1)は、無色透明であった。また、1分子あたりのアクリロイル基の数は平均値で2.0(イソシアネート基末端プレポリマーのイソシアネート基の官能基数と同じ値。)、ウレタン結合濃度は8.327質量%、25℃における粘度は800,000mPa・sであった。
オリゴマー(A1−1)のウレタン結合濃度は、オリゴマー(A1−1)の製造に用いたIPDI(ポリイソシアネート(a2))の有するイソシアネート基の全量がウレタン結合を形成しているとみなせることから、以下の計算式より算出できる。
(IPDIの有するイソシアネート基のモル数×ウレタン結合分子量(59)/オリゴマー(A1−1)の質量)×100(%)
なお、オリゴマー(A1−1)の質量としては、ポリブタジエンポリオールと、IPDIと、HEAの仕込み量の合計質量を採用する。
[製造例2:オリゴマー(A1−2)の製造]
撹拌機、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備えた4口フラスコに、化合物(a1)として、ポリブタジエンポリオール(クレイバレー社製、「LBH−P3000(商品名)」、水酸基価(OHV)=35.9mgKOH/g、水酸基の数:1.9、数平均分子量=2,969)の300質量部、ポリイソシアネート(a2)として、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」と記す。)の14.96質量部を加え、触媒であるDOTDSの0.03質量部の存在下、80℃で3時間反応させ、水酸基末端プレポリマーを得た。化合物(a1)にポリイソシアネート(a2)を反応させた際のインデックスは、88であった。
該水酸基末端プレポリマーに、硬化性モノマー(a4)として、2−イソシアナトエチルアクリレート(以下、「カレンズAOI」と記す。)の3.06質量部を加え、重合禁止剤であるDTBHQの0.03質量部および触媒であるDBTDLの0.05質量部の存在下、80℃で撹拌し、JIS K1603−1に則ったNCO滴定にてイソシアネート基含有率の測定を行いながら、イソシアネート基がなくなるまで反応を行い、数平均分子量が58,000のオリゴマー(A1−2)を得た。
なお、硬化性モノマー(a4)の使用量は、化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とを反応して得られるプレポリマーの水酸基に対する、硬化性モノマー(a4)の有するイソシアネート基のインデックスとして、98であった。
得られたオリゴマー(A1−2)は、無色透明であった。また、1分子あたりのアクリロイル基の数は平均値で1.9(水酸基末端プレポリマーの水酸基の官能基数と同じ値。)、ウレタン結合濃度は3.701質量%、25℃における粘度は500,000mPa・sであった。
オリゴマー(A1−2)のウレタン結合濃度は、オリゴマー(A1−2)の製造に用いたHDI(ポリイソシアネート(a2))の有するイソシアネート基とカレンズAOI(硬化性モノマー(a4))の有するイソシアネート基の全量がウレタン結合を形成しているとみなせることから、以下の計算式より算出できる。
((HDIの有するイソシアネート基のモル数+カレンズAOIのモル数)×ウレタン結合分子量(59)/オリゴマー(A1−2)の質量)×100(%)
なお、オリゴマー(A1−2)の質量としては、ポリブタジエンポリオールと、HDIと、カレンズAOIの仕込み量の合計質量を採用する。
[オリゴマー(B12−1)]
クラプレン(登録商標)UC203(クラレ(株)製):イソプレン鎖と、メタクリロイル基を有する、ウレタン結合を有しないオリゴマー。
[オリゴマー(B11−1)]
BAC45(大阪有機化学工業(株)製):ウレタン結合を有しない、末端アクリル変性1,4ポリブタジエン。
[オリゴマー(E1−1)]
クレイバレー社製「Ricon156(商品名)」(数平均分子量2,500)
[オリゴマー(E1−2)]
日本ゼオン社製「Polyoil110(商品名)」(数平均分子量1,600)
<オリゴマー以外の成分>
〔水酸基を有するモノマー(D1)〕
・2−ヒドロキシプロピルアクリレート(以下、「D1−1」と記す。分子量:130.1、25℃における粘度:10mPa・s。)
〔水酸基を有しないモノマー(D2)〕
・ラクリルアクリレート(以下、「D2−1」と記す。分子量:240.4、25℃における粘度:4〜5mPa・s。)
・アクリロイルモルホリン(以下、「D2−2」と記す。分子量:141.2、25℃における粘度:12mPa・s。)
・ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(以下、「D2−3」と記す。分子量:262、25℃における粘度:17mPa・s。)
〔光重合開始剤〕
・BASF社製、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(以下、「Ir819」と記す。)
・BASF社製、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン(以下、「Ir184」と記す。)
・BASF社製、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(以下、「TPO」と記す。)
〔粘着性付与剤〕
・荒川化学工業社製、ロジンエステル(以下、「KE311」と記す。)
〔重合禁止剤〕
・DTBHQ
〔酸化防止剤〕
・チバ・スペシャルティケミカルズ社製、非アミンのヒンダードフェノール系酸化防止剤(以下、「PUR68」と記す。)
〔実施例1および2、比較例1〜3〕
表1に示す配合割合(質量基準)で、各成分を混合し、各例の硬化性樹脂組成物を調製した。
得られた硬化性樹脂組成物について、以下に示す方法で、硬化速度と、硬化物の貯蔵せん断弾性率を評価した。なお、比較例3については、貯蔵せん断弾性率のみ評価した。
また、硬化性樹脂組成物の25℃での粘度V25をE型粘度計(東機産業社製、RE−85U)を用いて測定した。
硬化性樹脂組成物の25℃での粘度V25、硬化物の貯蔵せん断弾性率、ウレタン結合の濃度を表2に示す。
(硬化速度の評価方法)
硬化性樹脂組成物を硬化させ、硬化度が90%となるのに要した紫外光(UV)照射時間から、硬化速度を評価した。硬化度は、貯蔵せん断弾性率の測定結果から求めた。
貯蔵せん断弾性率は以下のように測定した。
ソーダライムガラス製のステージと測定用スピンドル(アントンパール社製、D−PP20/AL/S07)の間の0.4mmの隙間に、各例の硬化性樹脂組成物を挟持させ、窒素雰囲気下、35℃において、ステージの下部に設置した水銀キセノンランプ(USHIO社製、SP−9)により、100mW/cmの光を36秒間照射した。光照射しながら、1%の動的せん断ひずみを印加し、硬化性樹脂組成物を硬化させた。その際の貯蔵せん断弾性率をレオメーター(アントンパール社製、Physica MCR301)で測定した。なお、硬化性樹脂組成物の硬化時に、スピンドルの法線方向に応力が発生しないように、スピンドルの位置を自動追従調整させた。
照射強度は、照度計(ウシオ電機社製、紫外線強度計ユニメーターUIT−101)を用いて、硬化性樹脂組成物が設置されるステージ上で測定した。
紫外光照射時間180秒後の貯蔵せん断弾性率値を飽和貯蔵せん断弾性率(G'max)とし、紫外光照射時間毎の貯蔵せん断弾性率(G')をG'maxを基準に規格化することで各評価用組成物の硬化度を算出した。
図3および4は、実施例1および2、比較例1および2の硬化性樹脂組成物について、紫外光照射時間に対する貯蔵せん断弾性率(G’)をプロットしたグラフである。
図5および6は、実施例1および2、比較例1および2の硬化性樹脂組成物についての紫外光照射時間に対する硬化度(G’/G’max)を180秒における硬化度を100%となるようにプロットしたグラフである。
図5および6から、硬化度90%の時の紫外線照射時間を読み取り、これを硬化速度の指標とした。
(貯蔵せん断弾性率の評価方法)
上記「硬化速度の評価方法」に記載の方法と同様にして、光照射しながら、1%の動的せん断ひずみを印加し、硬化性樹脂組成物を硬化させた際の貯蔵せん断弾性率をレオメーター(アントンパール社製、Physica MCR301)で測定した。
貯蔵せん断弾性率(硬化度90%)が1×10〜1×10Paの範囲であれば、弾性率が適度であり、その硬化性樹脂組成物の硬化物をたとえば透明積層体等の硬化樹脂層(接着層)に用いた場合に、柔軟性、密着性に優れ、また、応力吸収性に優れていると判断できる。
結果を表1に示す。
Figure 2017048257
Figure 2017048257
各実施例の硬化性樹脂組成物は、硬化度90%に到達するまでの紫外線照射時間が短く、硬化速度が速かった(図5および6参照。)。
また、各実施例の硬化性樹脂組成物の硬化物は、貯蔵せん断弾性率が適度な範囲にあった(表2参照。)。
また、実施例1および2、比較例1および2の硬化性樹脂組成物を用いて、次のようにして、積層体を製造した。
市販の液晶表示装置(7型液晶デジタルフォトフレーム、ソニー社製、製品名:DPF−0720)から液晶表示デバイスを取り出した。液晶表示デバイスは、表示モードがVA(Virtical Alignment)タイプで、表示部は矩形で、その大きさは、縦(短辺)の長さが88mm、横(長辺)の長さが156mmであった。液晶表示デバイスの両面には偏光板が貼合されており、長辺側の端部にはプリント配線板が接合されていた。該液晶表示デバイスを表示デバイスAとした。
表示デバイスAの視認側の面の周縁部に、両面接着テープを用いて、厚み0.2mm、幅2mmのシール部を形成し、該シール部で囲まれた領域に、各例で得られた硬化性樹脂組成物を0.2mm厚で塗布した。これを一対の定盤の昇降装置が設置されている減圧装置内の下定盤の上面に、硬化性樹脂組成物を塗布した面が上側になるように平置した。
これとは別に、矩形のガラス板B(長辺の長さ:160mm、短辺の長さ90mm、厚さ:0.7mm)を、表示デバイスAに対向するように、減圧装置内の昇降装置の上定盤の下面に設置した。また、垂直方向において表示デバイスAとの距離が30mmとなるように保持した。
次いで、減圧装置を密封状態として減圧装置内の圧力が約10Paとなるまで排気した。減圧装置内の昇降装置にて上下の定盤を接近させ、表示デバイスAとガラス板Bとを、硬化性樹脂組成物からなる未硬化層を介して2kPaの圧力で圧着し、1分間保持した。こうして、硬化性樹脂組成物からなる未硬化層が表示デバイスAおよびガラス板Bの間に挟持され、かつ周囲のシール部で該未硬化層が密封された積層前駆体を形成した。
この後、静電チャックを除電して上定盤からガラス板Bを離間させ、約15秒で減圧装置内を大気圧に戻した。
続いて、積層前駆体に対して、ガラス板B側から紫外線(光源:Fusion D−bulb メタルハライドランプ、照度:100mW/cm)を36秒間照射し、未硬化層を硬化させて、表示デバイスAにガラス板Bが接合された積層体を得た。
実施例1および2の硬化性樹脂組成物を用いて製造した積層体においては、硬化性樹脂組成物は充分に硬化していたが、比較例1および2の硬化性樹脂組成物を用いて製造した積層体においては、硬化性樹脂組成物は未硬化部分を有していた。
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化速度が大きく、高い生産性で硬化物を形成でき、かつ、適度な弾性率を備え柔軟性を有する硬化物を形成できる。
よって、本発明の硬化性樹脂組成物は、表示デバイスと、該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板とを貼り合せる硬化樹脂層の形成、合わせガラス、透明パネルにおける硬化樹脂層等に好適に用いられる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、接着剤、コーティング剤等の用途にも使用できる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、液晶表示デバイス等の表示デバイス上にタッチパネルや保護板が積層された画像表示装置において、表示デバイスとタッチパネルとの間、タッチパネルと保護板等の透明面材との間等に接着層として設けられる硬化性樹脂層の形成にも好適に用いられる。
10,16 基板
12 シール材
14 硬化性樹脂組成物
21 硬化樹脂層
26 減圧チャンバー
28 真空ポンプ
30 上定盤
31 堰状部
32 吸着パッド
34 シリンダー
36 シール用紫外線硬化性樹脂

Claims (8)

  1. ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方とウレタン結合とを有する硬化性オリゴマー(A)を含有する硬化性オリゴマー成分と、
    ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方を有する非硬化性オリゴマー(E)と、
    硬化性モノマー(D)とを含有する、硬化性樹脂組成物。
  2. 硬化性オリゴマー(A)および硬化性モノマー(D)が、硬化性基として(メタ)アクリロイル基を、それぞれ1分子中に1つ以上有する、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
  3. ウレタン結合の濃度が0を超え3質量%以下である、請求項1または2に記載の硬化性樹脂組成物。
  4. 前記硬化性オリゴマー(A)のウレタン結合の濃度が0.1〜10質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
  5. 前記硬化性オリゴマー成分の100質量部に対して、前記非硬化性オリゴマー(E)を100〜500質量部含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
  6. 前記硬化性オリゴマー(A)が、
    ポリブタジエン鎖およびポリイソプレン鎖の少なくとも一方と水酸基とを有する化合物(a1)と、ポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100超となる比率で反応させて得られたイソシアネート基末端プレポリマーに、水酸基を有する硬化性モノマー(a3)を反応させたオリゴマー;または、
    化合物(a1)とポリイソシアネート(a2)とをインデックスが100以下となる比率で反応させて得られた水酸基末端プレポリマーに、イソシアネート基を有する硬化性モノマー(a4)を反応させたオリゴマーである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
  7. 表示デバイスと、
    該表示デバイスの視認面側に対向配置された透明基板と、
    前記表示デバイスと前記透明基板との間に挟まれた硬化樹脂層と、
    を有する積層体であって、
    前記硬化樹脂層は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物が硬化した硬化樹脂層である、積層体。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物が硬化されてなる硬化樹脂層を有する画像表示装置。
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