JP2018508622A - 黄色度指数の減少した接着剤化合物 - Google Patents

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Abstract

少なくとも1種の反応性樹脂と、少なくとも1種のエラストマーと、少なくとも1種の極性光開始剤と、任意に非水性溶媒とを含有する接着剤化合物であって、硬化された接着剤化合物の黄色度指数を低減させるために非イオン性界面活性剤をさらに含有する接着剤化合物は、架橋工程後に黄変傾向が低減される。この接着剤化合物は、感圧接着剤化合物であることが好ましい。エラストマーは、好ましくは非極性エラストマーである。

Description

本発明は、少なくとも1種の反応性樹脂と、少なくとも1種のエラストマーと、少なくとも1種の極性光開始剤とから構成される接着剤ベース及び任意に非水性溶媒を含む接着剤組成物に関する。
エポキシド接着剤の光誘発硬化に使用される化合物としては、ヨードニウム塩及び/又はスルホニウム塩が挙げられる。この種の接着性化合物は、例えば、バリア接着剤として使用されている。近年、バリア接着剤は、(光)電子用途の保護としてますます重要性を増している。(光)電子装置は、市販品でますます頻繁に使用されている。このような装置は、無機又は有機電子構造体、例えば有機半導体、金属−有機半導体若しくはポリマー半導体、又はこれらの組み合わせである。
既に市販されている又は潜在需要の関心の高い(光)電子用途の例としては、電気泳動若しくはエレクトロクロミックアセンブリ又はディスプレイ、インジケータ及びディスプレイデバイスにおける又は照明としての有機若しくはポリマー発光ダイオード(OLED又はPLED)、エレクトロルミネッセンスランプ、電気化学発光電池(LEEC)、有機太陽電池、好ましくは色素又はポリマー太陽電池、無機太陽電池、好ましくは薄膜太陽電池、特にケイ素、ゲルマニウム、銅、インジウム及びセレンをベースとするもの、有機電界効果トランジスタ、有機スイッチング素子、有機光増幅器、有機レーザダイオード、有機又は無機センサ、或いは有機又は無機ベースRFIDトランスポンダが挙げられる。
無機及び/又は有機(オプト)エレクトロニクス分野、特に有機(オプト)エレクトロニクス分野における(光)電子装置の十分な寿命及び機能の実現のために認識されている技術的課題は、収容される部品の透過物に対する保護である。透過物は、多数の低分子量有機又は無機化合物、特に水蒸気及び酸素の場合がある。
これらの部品の保護としてバリア接着剤が確立されている。このようなバリア接着剤は、部品をシールし、該部品を水蒸気及び酸素から保護する。したがって、(光)電子部品のシールのための良好な接着剤組成物は、酸素、特に水蒸気に対して低い透過性を有する。さらに、このものは、装置に対して十分な接着力を有し、その上で効果的に流動することができる。
このような非常に好適なバリア接着剤の一例は、いわゆる3Gバリア接着剤であり、これらは合成ゴムとエポキシドとからなるハイブリッド接着剤である。高度に非極性であるこのような3Gバリア接着剤では、UV光の照射後に黄変が起こる。これは、この接着剤が例えばディスプレイのカプセル化のために使用され、それによって光学品質に厳しい要求が課されるため、欠点となる。
黄変が生じる原因は、使用される光開始剤にある。使用される光開始剤は、約200nm〜400nmの範囲の光を吸収するため、使用される濃度によってはすでに部分的にわずかな変色を伴う。しかし、無色の光開始剤であっても、UV光の照射後にわずかに変色することがある。分子が上記スペクトル範囲の光を吸収するためには、光開始剤は非局在化π電子系を有しなければならない。この場合、吸収波長は、関与する(ヘテロ)原子の数に従って、さらに可視範囲内にさらにシフトする。理想的には、光開始剤への照射は、活性種を形成すると同時に、結合が破壊されるため、π電子系のサイズを減少させる。これは、可視領域からさらに除去されたより低い波長に向かって吸収をシフトさせる。しかしながら、実際には多数の活性光開始剤分子が結合してより大きなπ電子系を形成する場合が多い。これは2つの点で不都合である。第1に、このように再結合する開始剤分子はもはや架橋反応に利用できず、第2に、望ましくない黄変が生じる。
望ましくない黄変を回避するために、今のところ酸化防止剤を接着剤組成物に添加することが知られている。これは、例えばWO2002/045588A1に記載されている。黄色度指数の低下が所望の程度では依然として達成されていないという事実を除いても、この文献の明細書に従って使用することができる光開始剤は限定されている。例えば、ヨードニウム塩は、光開始剤として適していない。
国際公開第2002/045588号パンフレット
したがって、本発明の目的は、架橋工程後に、従来技術の接着剤組成物よりも黄変が著しく少なく、さらに、非常に大きなスペクトルの光開始剤を使用して製造することができる接着剤組成物を提供することである。
この目的は、冒頭で特定した種類の接着剤組成物において、接着剤組成物が硬化接着剤組成物の黄色度指数を低下させるためにさらに非イオン性界面活性剤を含む場合に、本発明により達成される。
界面活性剤は、接着剤に時々使用される。すなわち、例えば、米国特許第7,388,044号には、液体接着剤の製造過程でエポキシドを非極性物質として水中に分散させるために陰イオン性界面活性剤を使用することが記載されている。界面活性剤は、可能な助剤として特定される場合が多く、例えば、特開2012ー08340号では帯電防止添加剤として特定され、又は特開2010−077049号では濡れ性を改善させるために特定されている。国際公開第1998/033645号においても、架橋挙動を改善するために液体接着剤に界面活性剤が使用されている。これに関連して、反応性樹脂に基づいて最大2%の界面活性剤が使用される。
驚くべきことに、本発明において、非イオン性界面活性剤が接着剤の黄変に好ましく作用することが確認された。光開始剤の化学的環境は、変色に有意な影響を及ぼすことが分かった。したがって、例えばトリメチルプロパンオキセタン(TMPO)などの比較的極性のある物質では、非極性エラストマー(Kraton G 1657)よりも変色(b〜0.8)の事例が著しく少ない。ここで、多数の小さな点状の変色を観察することが可能であった。それよりも極めて極性の高い光開始剤は非極性環境で凝集する。さらに、この例では共反応体も存在しないため、変色は、励起された光開始剤同士の反応及び/又はその分解生成物との反応に起因すると考えられるという結論を導き出すことができる。
したがって、黄変傾向に関しては、最大極性の接着剤組成物が望ましい。しかし、この要件は、バリア接着剤、言い換えれば、例えば水分の影響を受けやすい製品のカプセル化に適した接着剤組成物についての要件に反する。水分の影響を受けやすい製品のカプセル化には、非常に非極性の接着剤組成物が必要である。この組成物は、さらに有利には、高い架橋密度を有するべきである。
驚くべきことに、非イオン性界面活性剤の添加により、硬化後の接着剤組成物の黄変が有意に減少することが分かった。これは、おそらく、極性光開始剤が非極性エラストマーマトリックス中に細かく分散されているためである。したがって、光開始剤の凝集が防止される。界面活性剤を添加すると、UV照射後の黄変が大幅に減少する。陽イオン硬化型エポキシド系の転化は、典型的には、熱後処理によって増大する。この場合、効果はさらに顕著になる。黄色度指数は大幅に低下する。
特に好ましくは、反応性樹脂成分は、環状エーテル又は少なくとも2種の環状エーテルの混合物である。これに関連して、エポキシド、すなわち少なくとも1個のオキシラン基を有する化合物、及びオキセタンが特に好適である。これらのものは、芳香族又は特に本質的に脂肪族若しくは脂環式であってもよい。使用することができる反応性樹脂は、一官能性、二官能性、三官能性、四官能性又はそれよりも高い官能性から多官能性の形態であってよく、ここで該官能性は環状エーテル基に関連する。反応性樹脂は、好ましくは15〜95質量%の量で存在する。感圧接着剤組成物の場合には、反応性樹脂の量は、特に15〜45質量%、非常に好ましくは15〜33質量%である。液体配合物の場合には、反応性樹脂分は、特に55〜95質量%、非常に好ましくは55〜75質量%である。特にバランスのとれた配合物の一つでは、反応性樹脂分は、特に40〜60質量%である。これらの数値は、それぞれ、溶媒を含まない接着剤ベース中の重量分率に基づく。
本発明の接着剤の場合、非イオン性界面活性剤の添加の結果として、極性光開始剤だけでなくエポキシド単量体又はオキセタン単量体も非極性エラストマーマトリックス中に微細に分散されることが明らかになった。さらに、このようにして、光開始剤の凝集の防止と共に、励起された光開始剤分子は、UV照射の直後にエポキシド及び/又はオキセタン単量体にたどりつく。これにより、接着剤組成物の黄変がさらに減少する。
接着剤組成物は、有利には感圧接着剤組成物である。感圧接着剤組成物は、特に簡単な取り扱いを可能にし、容易に適用することができる。感圧接着剤組成物を使用して2つの構成要素を結合させる場合には、接着剤組成物の架橋及び最終的な硬化の前であっても、これらの構成要素は互いにある程度固定する。これらの理由から、感圧接着剤組成物は、広範囲の様々な用途に特に適している。
さらに、接着剤組成物が少なくとも1種の少なくとも部分的に水素化された粘着付与樹脂成分をさらに含む場合に特に有用である。これに関連して、エラストマー成分と相溶性のあるもの、又は硬質ブロック及び軟質ブロックから構成された共重合体を使用する場合には、主として軟質ブロック(可塑剤樹脂)を有するものが特に好ましい。これらのものは、例えば、Donatas Satasの「Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology」(Satas&Associates,Warwick 1999)により当業者に知られている。
この種の粘着付与剤樹脂は環球法で測定して25℃を超える軟化温度を有することが有利である。20℃未満の軟化温度を有する少なくとも1種の粘着付与樹脂を使用することがさらに有利である。この手段により、適宜、一方では技術的な結合性能を微調整することが可能であり、他方では結合基材のフローオン性能も微調整することが可能である。
比較的非極性のエラストマーについて、感圧接着剤組成物に使用できる樹脂は、有利には、ロジン及びロジン誘導体をベースとする部分的に又は完全に水素化された樹脂、ジシクロペンタジエンの水素化重合体、C、C/C又はC単量体流をベースとする部分的、選択的又は完全水素化炭化水素、α−ピネン及び/又はβ−ピネン及び/又はδ−リモネン及び/又はΔカレンをベースとするポリテルペン樹脂、好ましくは純粋なC及びC芳香族の水素化重合体である。上記粘着付与樹脂は、単独で又は混合物として使用できる。
これに関連して、室温では液体の樹脂及び室温では固体の樹脂を使用することが可能である。高い老化安定性及びUV安定性を確保にするためには、少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%の水素化度を有する水素化樹脂が好ましい。
接着剤組成物中のエラストマー(可能な粘着付与樹脂を含む)の割合は、好ましくは20〜95質量%である。感圧接着剤組成物の場合、エラストマーの量は、特に55〜85質量%、非常に好ましくは65〜85質量%である。液体配合物の場合、反応樹脂の割合は、特に5〜45質量%、非常に好ましくは25〜45質量%である。特にバランスの取れた配合物では、反応樹脂の割合は、特に40〜60質量%である。これらの数値は、それぞれ、溶剤を含まない接着剤ベース中の重量分率に基づく。
反応性樹脂もエラストマーも粘着付与樹脂も光開始剤も水性分散液中に存在せず、又は例えば分散液から調製されない。というのは、そうでなければ、これらの分散液中に既に存在する界面活性剤と望ましくない相互作用が起こる場合があるからである。
非イオン性界面活性剤の割合は、反応性樹脂の量に基づいて、好ましくは1〜50%、特に3〜30%、好ましくは4〜20%、非常に好ましくは5〜17%である。例えば、反応性樹脂の量に基づいて10%の非イオン性界面活性剤の割合は、1kgの反応性樹脂の量に対して、100gの非イオン性界面活性剤が添加されることを意味する。
本発明の接着剤組成物の場合には、界面活性剤は接着剤骨格に組み込まれず、接着剤系の一部ではない。したがって、非イオン性界面活性剤は、使用される接着剤組成物成分とは異なる。本発明において、界面活性剤の機能は、光開始剤をカプセル化する機能であり、ミセル形成剤として作用する。
接着剤組成物は、少なくとも1種の非水性溶媒をさらに含むことができる。この場合の好適な溶媒は、当業者に知られており、かつ、非極性エラストマー成分だけでなく極性反応性樹脂も溶解させる全ての溶媒及び混合物である。これに関して、トルエン、酢酸エチル、ベンジン、ヘプタン、アセトン及びブタノンが特に適している。溶媒の添加により、接着剤の粘度を特に効果的かつ容易に調節することができる。
接着剤を熱硬化又は照射誘発硬化することが好ましい。このようにして、接着剤組成物を液体の状態で輸送することが可能となり、接着剤組成物を使用部位に容易に塗布することが可能になる。外部刺激(熱又は放射線)を受けて始めて、接着剤組成物は硬化する。ここでは陽イオン硬化が特に好ましい。
さらに、接着剤ベースが、反応性樹脂成分の活性化後に100g/md未満、好ましくは50g/md未満、特に15g/md未満の水蒸気透過率を有する接着剤組成物であることが好ましい。これらのものは、特に良好なバリア効果を示し、かつ、水蒸気の透過から電子部品を効果的に保護することができる接着剤である。
さらに、本発明は、本発明の接着剤組成物を含む接着テープに関する。ここで、この接着テープは、片面又は両面に本発明の接着剤組成物を被覆することができる。接着テープは、接着剤転写テープであってもよい。接着テープは、特に単純で正確な接着を可能にするため、特に好適である。
さらに、本発明は、本発明の接着剤組成物及び/又は本発明の接着テープの、特に有機エレクトロニクスにおける組立体のカプセル化のためのシーラントとしての使用に関する。上記のように、有機エレクトロニクスにおいて極めて重要なことは、その構成要素を水(蒸気)から保護しなければならないことである。本発明の接着剤組成物及び/又は接着テープは、これらの非常に良好なバリア特性のため、当該保護を与えることができる。
さらに、本発明は、陽イオン硬化型非極性接着剤組成物の黄色度指数を低下させるための非イオン性界面活性剤の使用に関する。
最後に、本発明は、本発明の接着剤組成物の製造方法であって、次の工程:
(a)エラストマー及び任意に粘着付与樹脂を非水性溶媒に溶解させ;
(b)反応性樹脂、非イオン性界面活性剤及び極性光開始剤の溶液を添加し;
(c)全ての成分を撹拌すること
を含む方法に関する。
この一連の工程は、極性光開始剤が反応性樹脂と効果的に接触するのを確保する。一方、極性光開始剤の凝集物の形成が防止される。
図1は、UV照射(400mJ/m)後の黄色度指数bを示す。 図2は、UV照射及び80℃で1時間の熱後処理後の黄色度指数を、それぞれ反応性樹脂に対する界面活性剤の量に応じて示す。
感圧接着剤(PSA)は、比較的弱い加圧下であっても基材に対する耐久性結合を可能にし、使用後に残留物を実質的に残すことなく基材から再度引き離すことができる接着剤である。PSAは室温で恒久的な感圧接着効果を有するため、十分に低い粘度及び高い初期粘着性を有し、加圧が小さくても各基材の表面を濡らすことを可能にする。このような接着剤の接着性はそれらの接着特性に由来し、再剥離性はそれらの凝集特性に由来する。様々な材料がPSAの基礎として適している。
例えばビニル芳香族ブロック共重合体などの非極性エラストマーの特徴は、非極性溶媒、すなわち極性が酢酸エチルに相当する又はより非極性である溶媒及び/又は溶媒混合物に溶解することができることである。これらのものは、特に、6.1未満の誘電率を有する溶媒及び/又は溶媒混合物[http://en.wikipedia.org/wiki/Solvent]、及び/又はハンセンパラメータδP極性≦5.3:δH水素結合≦7.2を有する溶媒及び/又は溶媒混合物である(Abbott,Steven及びHansen,Charles M.(2008)Hansen Solubility Parameters in Practice,ISBN 0 9551220−2−3又はHansen,Charles M.(2007)Hansen solubility parameters:a user’s handbook CRC Press,ISBN 0 8493 7248 8)。
ブロック共重合体をエラストマーとして使用する場合には、該ブロック共重合体は、例えばビニル芳香族(部分的又は完全水素化変種を含む)、メタクリル酸メチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸イソボルニル及びアクリル酸イソボルニルなどの、40℃を超える軟化温度を有する少なくとも1種のブロックを含む。
さらに好ましくは、ブロック共重合体は、−20℃未満の軟化温度を有する1種のブロックを含む。
低い軟化温度を有する重合体ブロック(「軟質ブロック」)の例は、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又はポリテトラヒドロフランなどのポリエーテル、例えばポリブタジエン又はポリイソプレンなどのポリジエン、例えばポリエチレンブチレン、ポリエチレンプロピレン又はポリブチレンブタジエンなどの(部分)水素化ポリジエン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリアルキルビニルエーテル、α、β−不飽和エステルの重合体ブロック、例えば特にアクリレート共重合体である。
ここでの一実施形態では、軟質ブロックは非極性構造のものであり、その場合、単独重合体ブロック又は共重合体ブロックとして好ましくはブチレン又はイソブチレン又は水素化ポリジエンを含み、共重合体ブロックは、好ましくはそれ自体が共重合され若しくは互いに共重合され又は追加の共単量体、好ましくは非極性共単量体と共重合される。好適な非極性共単量体の例は、(部分)水素化ポリブタジエン、(部分)水素化ポリイソプレン及び/又はポリオレフィンである。
反応性樹脂とも呼ばれる架橋性成分は、環状エーテルからなり、かつ、放射線架橋及び任意に熱架橋に好適であり、40℃未満、好ましくは20℃未満の軟化温度を有する。
環状エーテルをベースとする反応性樹脂は、特に、エポキシド、すなわち、少なくとも1個のオキシラン基を有する化合物、又はオキセタンである。これらのものは芳香族であってもよく、又は特に、本質的に脂肪族若しくは脂環式であってもよい。
使用することができる反応性樹脂は、一官能性、二官能性、三官能性、四官能性又はそれよりも高い官能性から多官能性の形態であってもよく、ここで、官能性とは環状エーテル基をいう。
例としては、限定する意図はないが、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(EEC)及びその誘導体、ジシクロペンタジエンジジオキシド及びその誘導体、3−エチル−3−オキセタンメタノール及びその誘導体、テトラヒドロフタル酸ジグリシジル及びその誘導体、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル及び誘導体、1,2−エタンジグリシジルエーテル及びその誘導体、1,3−プロパンジグリシジルエーテル及びその誘導体、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル及びその誘導体、より高級な1,n−アルカンジグリシジルエーテル及びその誘導体、ビス[(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル]アジペート及びその誘導体、ビニルシクロヘキシルジオキシド及びその誘導体、1,4−シクロヘキサンジメタノールビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)及びその誘導体、ジグリシジル4,5−エポキシテトラヒドロフタレート及びその誘導体、ビス[1−エチル(3−オキセタニル)メチル]エーテル及びその誘導体、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル及びその誘導体、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、エポキシフェノールノボラック、水素化エポキシフェノールノボラック、エポキシクレゾールノボラック、水素化エポキシクレゾールノボラック、2−(7−オキサビシクロ;スピロ[1,3−ジオキサン−5,3’−[7]オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン)、1,4−ビス((2,3−エポキシプロポキシ)メチル)シクロヘキサンである。
反応性樹脂は、それらの単量体形態又はそれらのオリゴマー形態を含めて二量体形態、三量体形態などで使用できる。
反応性樹脂同士の混合物だけでなく、アルコール(一官能性若しくは多官能性)又はビニルエーテル(一官能性若しくは多官能性)などの他の共反応性化合物との混合物も同様に可能である。
陽イオン型UV硬化のために使用できる開始剤は、特に、スルホニウム系、ヨードニウム系及びメタロセン系である。ここで、光開始剤の使用量は、反応性樹脂の量に基づいて、好ましくは5%未満、特に3%未満、より好ましくは2%未満、非常に好ましくは1%未満である。反応性樹脂の量に基づいて5%未満の光開始剤の割合は、例えば反応性樹脂1kgの量に対して50g未満の光開始剤を添加することを意味する。
スルホニウム系陽イオンの例としては、米国特許第6,908,722号(特に第10〜21欄)の記載を参照されたい。
上記陽イオンの対イオンとして作用する陰イオンの例としては、テトラフルオロホウ酸、テトラフェニルホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、過塩素酸、テトラクロロ鉄酸、ヘキサフルオロヒ酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、ペンタフルオロヒドロキシアンチモン酸、ヘキサクロロアンチモン酸、テトラキスペンタフルオロフェニルホウ酸、テトラキス(ペンタフルオロメチルフェニル)ホウ酸、ビ(トリフルオロメチルスルホニル)アミド及びトリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチドが挙げられる。さらに、特にヨードニウム系開始剤の陰イオンとしては、塩化物、臭化物又はヨウ化物も考えられるが、塩素及び臭素を本質的に含まない開始剤が好ましい。
具体的には、使用可能な系としては次のものが挙げられる:
・スルホニウム塩(例えば、米国特許第4,231,951号、米国特許第4,256,828号、米国特許第4,058,401号、米国特許第4,138,255号及び米国特許出願公開第2010/063221号参照)、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、メチルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、メチルジフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、ジメチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルナフチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリトリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、アニジルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−クロロフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリス(4−フェノキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4−エトキシフェニル)メチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−アセチルフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−アセチルフェニルジフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、トリス(4−チオメトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(メトキシスルホニルフェニル)メチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(メトキシナフチル)メチルスルホニウムテトラフルオロボレート、ジ(メトキシナフチル)メチルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、ジ(カルボメトキシフェニル)メチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、(4−オクチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、トリス[4−(4−アセチルフェニル)チオフェニル]スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス(ドデシルフェニル)スルホニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、4−アセトアミドフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−アセトアミドフェニルジフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、ジメチルナフチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメチルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフルオロメチルジフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、フェニルメチルベンジルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、5−メチルチアントレニウムヘキサフルオロホスフェート、10−フェニル−9,9−ジメチルチオキサンテニウムヘキサフルオロホスフェート、10−フェニル−9−オキソチオキサンテニウムテトラフルオロボレート、10−フェニル−9−オキソチオキサンテニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート、5−メチル−10−オキソチアントレニウムテトラフルオロボレート、5−メチル−10−オキソチアントレニウムテトラキス(ペンタフルオロベンジル)ボレート及び5−メチル−10,10−ジオキソチアントレニウムヘキサフルオロホスフェート、
・ヨードニウム塩(例えば、米国特許第3,729,313号、米国特許第3,741,769号、米国特許第4,250,053号、米国特許第4,394,403号及び米国特許出願公開第2010/063221号参照)、例えば、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(4−メチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、フェニル−4−メチルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(4−クロロフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジナフチルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4−メチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジ(4−フェノキシフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、フェニル−2−チエニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、3,5−ジメチルピラゾリル−4−フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、2,2’−ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(2,4−ジクロロフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4−ブロモフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4−メトキシフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(3−カルボキシフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(3−メトキシカルボニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(3−メトキシスルホニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4−アセトアミドフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(2−ベンゾチエニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジアリールヨードニウムトリストリフルオロメチルスルホニルメチド、例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアリールヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、例えば、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、(4−n−デシロキシフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、[4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル]フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、[4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル]フェニルヨードニウムトリフルオロスルホネート、[4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル]フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、[4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル]フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメチルスルホネート、ジ(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(ドデシルフェニル)ヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムビスルフェート、4,4’−ジクロロジフェニルヨードニウムビスルフェート、4,4’−ジブロモジフェニルヨードニウムビスルフェート、3,3’−ジニトロジフェニルヨードニウムビスルフェート、4,4’−ジメチルジフェニルヨードニウムビスルフェート、4,4’−ビス(スクシンイミドジフェニル)ヨードニウムビスルフェート、3−ニトロジフェニルヨードニウムビスルフェート、4,4’−ジメトキシジフェニルヨードニウムビスルフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウムテトラキス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボレート及び(トリルクミル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、並びに
・フェロセニウム塩(例えば、EP542716B1参照)、例えばη5−(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−[(1,2,3,4,5,6,9)−(1−メチルエチル)ベンゼン]鉄である。
市販の光開始剤の例は、ユニオンカーバイド社製のCyracure UVI−6990、Cyracure UVI−6992、Cyracure UVI−6974及びCyracure UVI−6976、ADEKA社製のオプトマーSP−55、オプトマーSP−150、オプトマーSP−151、オプトマーSP−170及びオプトマーSP−172、三新化学工業株式会社製のサンエイドSI−50L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L、サンエイドSI−110L、サンエイドSI−150L及びサンエイドSI−180L、Sartomer社製のSarCat CD−1010、SarCat CD−1011及びSarCat CD−1012、Degussa社製のDegacure K185、ロディア社製のRhodorsil Photoinitiator 2074、日本曹達株式会社製のCI−2481、CI−2624、CI−2639、CI−2064、CI−2734、CI−2855、CI−2823及びCI−2758、IGMレジンズ社製のOmnicat 320、Omnicat 430、Omnicat 432、Omnicat 440、Omnicat 445、Omnicat 550、Omnicat 550 BL及びOmnicat 650、株式会社ダイセル社製のDaicat II、ダイセル・サイテック社製のUVAC 1591、3M社製のFFC509、みどり化学株式会社製のBBI−102、BBI−103、BBI−105、BBI−106、BBI−109、BBI−110、BBI−201、BBI、301、BI−105、DPI−105、DPI−106、DPI−109、DPI−201、DTS−102、DTS−103、DTS−105、NDS−103、NDS−105、NDS−155、NDS−159、NDS−165、TPS−102、TPS−103、TPS−105、TPS−106、TPS−109、TPS−1000、MDS−103、MDS−105、MDS−109、MDS−205、MPI−103、MPI−105、MPI−106、MPI−109、DS−100、DS−101、MBZ−101、MBZ−201、MBZ−301、NAI−100、NAI−101、NAI−105、NAI−106、NAI−109、NAI−1002、NAI−1003、NAI−1004、NB−101、NB−201、NDI−101、NDI−105、NDI−106、NDI−109、PAI−01、PAI−101、PAI−106、PAI−1001、PI−105、PI−106、PI−109、PYR−100、SI−101、SI−105、SI−106及びSI−109、日本化薬株式会社製のKayacure PCI−204、Kayacure PCI−205、Kayacure PCI−615、Kayacure PCI−625、Kayarad 220及びKayarad 620、PCI−061T、PCI−062T、PCI−020T、PCI−022T、株式会社三和ケミカル製のTS−01及びTS−91、Deuteron社製のDeuteron UV 1240、Evonik社製のTego Photocompound 1465N、GE Bayer Silicones社製のUV 9380 C−D1、サイテック社製のFX512、ブルースターシリコーンズ社製のSilicolease UV Cata 211、並びにBASF社製のIrgacure 250、Irgacure 261、Irgacure 270、Irgacure PAG 103、Irgacure PAG 121、Irgacure PAG 203、Irgacure PAG 290、Irgacure CGI 725、Irgacure CGI 1380、Irgacure CGI 1907及びIrgacure GSID 26−1である。
当業者であれば、本発明に従って同様に使用することができるさらなる系を認識する。光開始剤は、単独で又は2種以上の光開始剤の組み合わせとして使用される。
この特許出願の意味において、極性開始剤とは、分子中に正電荷及び負電荷を含む有機塩のことである。スルホニウム系陽イオンの例としては、米国特許第6,908,722号(特に第10〜21欄)の記載を参照することができる。その例は、光開始剤ついて既に述べた、電荷を有する開始剤である。
非イオン性界面活性剤は当業者に知られており、極性部分及び非極性部分からなる両親媒性分子である。これらの界面活性物質は、極性物質と非極性物質とを混合させるのを可能にする。例としては、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル(Brij(登録商標))、ポリオキシプロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル(Triton(登録商標))、グリセロールアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル(Span(登録商標))、及びPEO−PPO−PEOトリブロック共重合体(Pluronic(登録商標))が挙げられる。
一般的な表現「接着テープ」には、片面又は両面に(感圧)接着剤を備えるキャリア材料が包含される。キャリア材料は、全てのシート状構造体を包含し、例としては、二次元的に延伸されたフィルム又はフィルム部分、延長された長さ及び制限された幅を有するテープ、テープ部分、ダイカット(例えば(光)電子装置の縁部の周囲又は境界の形態)、多層構成などが挙げられる。様々な用途のために、例えば、フィルム、織布、不織布及び紙といった非常に多様な異なるキャリアと接着剤とを組み合わせることが可能である。さらに、表現「接着テープ」には、「接着剤転写テープ」と呼ばれるもの、すなわちキャリアのない接着テープも包まれる。接着剤転写テープの場合には、接着剤は、剥離コートを備える及び/又は付着防止特性を有する可撓性ライナー間への適用前に塗布される。適用については、一般に、第1のライナーを除去し、接着剤を塗布し、次いで第2のライナーを除去する。このようにして、接着剤は、(光)電子装置の2つの表面を接合するために直接使用できる。
しかしながら、2つのライナーの代わりに、両面剥離の単一ライナーで機能する接着テープも可能である。この場合、接着テープのウェブは、その上面に両面剥離ライナーの一方の面がライニングされると共に、その底面に両面剥離ライナーの裏側、特にベール又はロール上の隣接する折り返し部分の裏側がライニングされる。
接着テープのキャリア材料として、本発明の場合には、重合体フィルム、フィルム複合材或いは有機層及び/又は無機層が設けられたフィルム又はフィルム複合材を使用することが好ましい。このようなフィルム/フィルム複合材は、フィルム製造に使用される任意の一般的なプラスチックから構成でき、例えば次のものが挙げられるがそれらに限定されない:
ポリエチレン、ポリプロピレン、特に環状オレフィン共重合体(COC)の一軸又は二軸延伸により製造された配向ポリプロピレン(OPP)、ポリ塩化ビニル(PVC)ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)、エチレン・ビニルアルコール(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリエーテルスルホン(PES)又はポリイミド(PI)。
両面(自己)接着テープの場合には、上部層及び下部層として使用される接着剤は、本発明の同一又は異なる接着剤であってもよく、及び/又は使用されるそれらの層の厚さは、同一であっても異なっていてもよい。この場合には、キャリアを従来技術に従って片面又は両面について前処理を行い、例えば接着固定の改善が達成されている。また、片面又は両面に、例えばシャットアウト層として機能することができる機能層を備えていてもよい。PSAの層は、任意に、剥離紙又は剥離フィルムがライニングされていてもよい。あるいは、接着剤の1つの層のみを両面剥離ライナーでライニングすることも可能である。
一変形例では、本発明の接着剤は両面(自己)接着テープで提供され、また、任意の所望のさらなる接着剤、例えばマスキング基材に特に良好に接着する又は特に良好な再配置可能性を示すものも提供される。
接着剤転写テープの形態で存在する又はシート状構造体上に被覆されたPSAの厚さは、好ましくは1μm〜2000μmの間、より好ましくは5μm〜500μmの間、非常に好ましくは約12μm〜250μmの間である。
50μm〜150μmの間の層の厚さは、基材上の改善された接着性及び/又は減衰効果を達成することが目的である場合に使用される。
1μm〜50μmの間の層の厚さは、材料の使用量を減少させる。しかし、基材からの接着力の低下がある。
両面接着テープについても、接着剤の場合と同様に、PSAの個々の層又は複数の層の厚さは、好ましくは1μm〜2000μmの間、より好ましくは5μm〜500μmの間、さらに好ましくは約12μm〜250μmの間である。両面接着テープにおける本発明の接着剤の1つのみならず別の接着剤を使用する場合には、その厚さが150μmを超えると有利な場合がある。
測定方法
黄色度指数(LAB測定)を決定するための試験方法
Lab色空間は、知覚可能な色の範囲をカバーする色空間である(DIN EN ISO 11664 4を参照)。b値は、特に、黄変の程度の知覚可能性と相関することが確認されている。1よりも大きいb値は明白な黄変として知覚されるため、望ましくない。
LAB測定は、DIN EN ISO 11664 3に従って行った。
光源/光標準:D60
観察者の角度:10°。
透明な試料を白色基準タイルに対して測定した。記録されたデータを、白色基準タイルに対してL値として相対的にプロットし、以下のように計算する:b=b exp−b ref。適用については、特に黄変bが関係する。したがって、他の値はプロットしない。大気中の湿気の存在下では黄変が減少するため、グローブボックス内で不活性ガス(N、HO含有量<2ppm)下で試料の全てを製造し、露出させ、そして必要に応じて同じ条件下で熱後処理した。黄色度指数を、状態調整空間(23℃、相対湿度50%)内で除去直後に測定した。このアプローチは理にかなっている。というのは、有機エレクトロニクスのシート状カプセル化に関連する用途にとって、湿気のない状態で動作することがより現実的であり、このようにして決定された黄色度指数は現実に近いからである。
MMAP及びDACP
MMAPは、改変ASTM C 611法を用いて決定される、混合メチルシクロヘキサン−アニリン曇点である。メチルシクロヘキサンは、標準試験法で使用されるヘプタンのために使用される。この方法は、樹脂/アニリン/メチルシクロヘキサンを1/2/1(5g/10ml/5ml)の比で使用し、これら3成分の加熱透明混合物を完全な曇りが確立するまで冷却することによって曇点を決定する。
DACPはジアセトン曇点であり、樹脂5g、キシレン5g及びジアセトンアルコール5gの加熱溶液を、溶液が曇る点に達するまで冷却することによって決定される。
水蒸気透過率
WVTRは、ASTM F−1249に従って38℃及び相対湿度90%で測定される。OTRはDIN 53380第3部に従って23℃及び相対湿度50%で測定される。それぞれの場合において重複判定を行い、平均を出す。報告された値を、測定された試験片のそれぞれの厚さに基づいて、50μm/の厚さに標準化する。
測定のために、接着剤転写テープを、そのものが透過障壁には寄与しない高透過性ポリスルホン膜(Sartorius社製)に接着させた。測定を架橋接着テープで行った。
軟化温度
反応性樹脂又は粘着付与樹脂の軟化温度を、環球法として知られておりかつASTM E28に従って標準化された関連する方法に従って測定する。
樹脂の粘着付与樹脂軟化温度は、Herzog社製の自動環球試験機HRB754を用いて決定する。まず、樹脂試料を細かく粉砕する。得られた粉末を、基部開口(シリンダーの上部の内径20mm、シリンダーの基部開口の直径16mm、シリンダーの高さ6mm)を有する黄銅製シリンダーに導入し、ホットプレート上で溶融させる。導入量は、溶融後の樹脂が突出することなくシリンダーを完全に満たすように選択される。
シリンダーで完成した得られた試料本体を、HRB 754のサンプルマウントに挿入する。グリセリンを使用して加熱浴を満たし、その際、粘着付与樹脂の軟化温度は50℃〜150℃となる。それよりも低い粘着付与樹脂軟化温度については、水浴を使用することも可能である。試験球は、直径9.5mm、重量3.5gである。HRB 754手順に沿って、球を加熱浴中の試料本体よりも上に配置し、試料本体上に降ろす。シリンダーの基部の下25mmには集光板があり、その上2mmに遮光板がある。測定手順の間に、温度を5℃/分で上昇させる。粘着付与樹脂軟化温度の温度範囲内で、球は、最終的に集光板上に載るまでシリンダー内の基部開口を通って移動し始める。この位置において、これを遮光板によって検出し、この時点で加熱浴の温度を記録する。重複判定を行う。粘着付与樹脂軟化温度は、2つの個々の測定値からの平均値である。
接着剤組成物の層:
実験室用コーターを用いて、様々な接着剤組成物を溶液から従来のライナー(シリコーン処理ポリエステルフィルム)に塗布し、乾燥させることによって接着剤組成物の層を製造した。乾燥後の接着剤層の厚さは50±5μmである。実験室用乾燥キャビネット内で、乾燥をまず室温で10分間、そして120℃で10分間行った。接着剤の各乾燥層を、乾燥直後に開放側で第2ライナー(より低い剥離力のシリコーン処理ポリエステルフィルム)と共に積層した。
PSA−使用した物質
Kraton G 1657:Kraton社製の13質量%ブロックポリスチレン含有量を有するSEBS。SEBSはジブロック含有量が36質量%であった。
SiBStar 62M:株式会社カネカ製の20質量%ブロックポリスチレン含有量を有するSiBS。SiBSはジブロック含有量が50質量%であった。
Uvacure 1500:ダウ社製の脂環式ジエポキシド。
Synasia S−101:シナシア社製の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(CAS:3047−32−3)。
Regalite R1100:イーストマン社製の完全水素化炭化水素樹脂(環球法100℃、DACP=45、MMAP=82)。
トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート:Sigma−Aldrich社製の陽イオン性光開始剤。この光開始剤は320nm〜360nmの範囲に吸収極大を有し、50質量%濃度のプロピレンカーボネート溶液の形態をとった。
Brij(登録商標)93:ポリオキシエチレン(2)オレイルエーテル、直鎖式C1835(OCHCHOH、n−2。
表1:PSAに使用された物質
トルエン(300部)とアセトン(150部)と特殊沸点スピリット60/95(550部)との混合物に、(非極性)エラストマー(Kraton G 1657)及び可塑剤樹脂(Regalite 1100)を溶解させた。この溶液に、反応性樹脂(Uvacure 1500、S101)と、光開始剤(トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート)と、非イオン性界面活性剤(Brij(登録商標)93)(例K1〜K4の場合)との溶液を添加し、プロペラ撹拌機を用いて強く撹拌した。完成したPSAの固形分は50%であった。
Figure 2018508622
表2:例示接着剤の組成
例示接着剤(V1及びK1〜K4)の水蒸気透過測定の結果を表3に示す。
Figure 2018508622
Kraton G 1657ではなくSiBStar 62Mを使用すると、水蒸気透過率が著しく低下し、問題の接着剤をバリア接着剤として使用するのに特に好適なものにすることが分かる。
次に、個々の例示接着剤の黄色度指数を測定した。結果を表4に示す。
Figure 2018508622
このデータは、比較例V1とは対照的に、例K1〜K4において黄色度指数が明確に低下することを示す。
添付図では、統計的な実験計画の結果を同様に再現している。ここで、図1は、UV照射(400mJ/m)後の黄色度指数bを示し、図2は、UV照射及び80℃で1時間の熱後処理後の黄色度指数を、それぞれ反応性樹脂に対する界面活性剤の量に応じて示している。
界面活性剤の添加は、UV照射後の黄変を有意に減少させる(図1)。陽イオン硬化型エポキシド系の転化率は、典型的には、熱後処理(例えば、80℃で1時間)によって増加する。この場合、効果はさらに顕著である。黄色度はおよそb〜5(界面活性剤なし)からb〜3(2%界面活性剤)を経てb<0.5(15%界面活性剤)まで急激に減少する(図2)。
これらの結果は、本発明の方法により、照射(及び熱後処理)後に有意に低い黄変を示す非極性ハイブリッド接着剤組成物を製造することが可能であることを示している。

Claims (13)

  1. ・少なくとも1種の反応性樹脂、
    ・少なくとも1種のエラストマー、
    ・少なくとも1種の極性光開始剤
    から構成される接着剤ベースと、
    任意に非水溶媒と
    を含む接着剤組成物であって、
    該接着剤組成物が硬化した接着剤組成物の黄色度指数を低下させるために非イオン性界面活性剤をさらに含むことを特徴とする接着剤組成物。
  2. 前記接着剤組成物が感圧接着剤であることを特徴とする、請求項1に記載の接着剤組成物。
  3. 前記エラストマーが非極性であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
  4. 前記反応性樹脂が環状エーテルであり、特にエポキシド及びオキセタンから選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の接着剤組成物。
  5. 前記接着剤組成物が、少なくとも1種の少なくとも部分的に水素化された粘着付与樹脂をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の接着剤組成物。
  6. 熱又は放射線誘発硬化することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の接着剤組成物。
  7. 前記非イオン性界面活性剤の割合が、前記反応性樹脂の量に基づいて1〜50%、特に3〜30%、好ましくは4〜20%、非常に好ましくは5〜17%であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の接着剤組成物。
  8. 前記接着剤ベースは、前記反応性樹脂成分の活性化後に、100g/md未満、好ましくは50g/md未満、特に15g/md未満の水蒸気透過率を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の接着剤組成物。
  9. 非水性溶媒に可溶であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の接着剤組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の接着剤組成物を含む接着テープ。
  11. 請求項1〜9のいずれかに記載の接着剤組成物又は請求項10に記載の接着テープの、有機エレクトロニクスにおける組立体のカプセル化のための使用。
  12. 非イオン性界面活性剤の、陽イオン硬化型非極性接着剤組成物、特に請求項1〜9のいずれかに記載の接着剤組成物の黄色度指数を低下させるための使用。
  13. 請求項1〜9のいずれかに記載の接着剤組成物の製造方法であって、次の工程:
    (a)エラストマー及び任意に粘着付与樹脂を非水性溶媒に溶解し;
    (b)反応性樹脂と非イオン性界面活性剤と極性光開始剤との溶液を添加し;
    (c)全ての成分を撹拌すること
    を含む方法。
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