JP2019108476A - 活性エネルギー線重合性接着剤および積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイルおよびメタクリロイル」を含む。「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸およびメタクリル酸」を含む。「(メタ)アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレート」を含む。「(メタ)アクリロイルオキシ」は、「アクリロイルオキシおよびメタクリロイルオキシ」を含む。「(メタ)アリル」は、「アリルおよびメタリル」を含む。「モノマー」は、式量500未満の「エチレン性不飽和二重結合含有単量体」である。また「オリゴマー」は、式量または重量平均分子量が500以上100,000以下の化合物である。
」
重合性成分は、重合開始剤以外の活性エネルギー線で重合するモノマーおよびオリゴマーを総称するものである。
本発明の活性エネルギー線重合性接着剤(以下、単に「接着剤」ともいう)は、水酸基含有ラジカル重合性モノマー(A)と、ラジカル重合性化合物(B)(ただし、水酸基含有ラジカル重合性モノマー(A)を除く)およびカチオン重合性化合物、ならびに下記一般式(1)で表される化合物(C)を含む。
水酸基含有ラジカル重合性モノマー(A)(以下、モノマー(A)ともいう)は、水酸基を有するラジカル重合可能なモノマーである。モノマー(A)のラジカル重合可能な官能基は、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が好ましい。
ラジカル重合性化合物(B)(以下、化合物(B)ともいう)は、水酸基含有ラジカル重合性モノマー(A)以外の化合物である。化合物(B)は、2官能ラジカル重合性モノマー(B1)、3官能以上のラジカル重合性モノマー(B2)、およびラジカル重合性オリゴマー(B3)からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
エチレンオキシ変性ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシ変性ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシ変性ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシ変性2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシ変性2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシ変性2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシ変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシ変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシ変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシ変性ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシ変性ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシ変性ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート等のアルキレンオキシ基を有するジ(メタ)アクリレートモノマー;
ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の1種類のアルキレングリコールを有するジ(メタ)アクリレートモノマー;
エチレングリコール−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール−ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート;等の2種類以上のアルキレンオキシを有するジ(メタ)アクリレートモノマー;
イソシアヌル酸エチレンオキシ変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキシ変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ブチルオキシ変性ジ(メタ)アクリレートおよびイソシアヌル酸ブチルオキシ変性ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシ変性ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロレンオキシ変性ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシ変性ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ポリウレタン系オリゴマーは、分子内にウレタン結合とエチレン性不飽和二重結合を2個以上有する化合物である。ポリウレタン系オリゴマーは、例えば、2個以上のイソシアネート基を有する化合物と水酸基を有する化合物を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有する化合物に、水酸基を有する(メタ)アクリロイル基、ビニル基を反応させて得ることができる。また、水酸基を有する化合物と、イソシアネート基および(メタ)アクリレート基を有する化合物を反応させて得ることができる。なお、エチレン性不飽和二重結合は、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。
ポリエステル系オリゴマーは、分子内にエステル結合とエチレン性不飽和二重結合を2個以上有する化合物である。ポリエステル系オリゴマーは、例えば、多塩基酸と多価アルコールを重縮合して合成したポリエステルが有する水酸基と、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート(例えば、(メタ)アクリル酸など)とのエステル化反応で合成できる。
エポキシ系オリゴマーは、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基と、カルボキシル基および/または水酸基を有する化合物と反応させた、(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。エポキシ系オリゴマーはエポキシ基を有しても良いが、エポキシ基の全てをカルボキシル基や水酸基と反応させて消費させた化合物であることが好ましい。
エポキシ系オリゴマーの合成法の一例を挙げると、例えば、ビスフェノール型ポリエポキシ系オリゴマーは、ビスフェノールA型ジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸などの分子内に1個以上のカルボキシル基を有する化合物とを反応させてビスフェノ−ルA型エポキシ化合物を合成できる。なお、エポキシ系オリゴマーは、少量のエポキシ基が残留する場合がある。
一般式(1)で表される化合物(C)(以下、化合物(C)という)は、活性エネルギー線照射による接着剤の硬化収縮を抑制し、基材に対して歪等の負荷を掛けにくく、接着層と基材が充分に密着する。これにより低照射量で良好な剥離強度が得られるのに加え、耐水性が向上する。
本発明の接着剤は、さらにカチオン重合性化合物(D)(以下、化合物(D)という)を含むことができる。
化合物(D)のカチオン重合性官能基は、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、環状カーボネート等が好ましい。なお、化合物(D)は、モノマー(A)、化合物(B)および化合物(C)以外の化合物である。
脂肪族エポキシ化合物は、例えば、2−エチル−ヘキシルグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオ−ルのジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオ−ルのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロ−ルプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
シクロヘキシルビニルエーテル、2−メチルシクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等の環構造含有ビニルエーテル;
グリセロ−ルモノビニルエーテル、1,4−ブタンジオ−ルモノビニルエーテル、1,4−ブタンジオ−ルジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオ−ルジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ペンタエリトリト−ルジビニルエーテル、ペンタエリトリト−ルテトラビニルエーテル、トリメチロ−ルプロパンジビニルエーテル、トリメチロ−ルプロパントリビニルエーテル、1,4−ジヒドロキシシクロヘキサンモノビニルエーテル、1,4−ジヒドロキシシクロヘキサンジビニルエーテル、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサンモノビニルエーテル、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサンジビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル;
トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルモノビニルエーテル等のエチレンオキシ基含有ビニルエーテル;
グリシジルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテルメタクリレート等のその他のビニルエーテルが挙げられる。
ラジカル重合開始剤は、公知のラジカル重合開始剤を使用できる。市販品を挙げると、例えば、イルガキュア−184、907、651、1700、1800、819、369、261、DAROCUR−TPO(以上、BASF社製)、ダロキュア−1173(メルク社製)、エザキュア−KIP150、TZT(日本シイベルヘグナ−社製)、カヤキュアBMS、カヤキュアDMBI、(以上、日本化薬社製)等が挙げられる。
遮光された容量300mLのガラス瓶に、モノマー(A)として4−ヒドロキシブチルアクリレート(4−HBA 大阪有機化学工業社製)60部、化合物(B)としてネオペンチルグリコールジアクリレート(ライトアクリレートNP−A 共栄社化学社製)19部、化合物(C)として4−エチル−カテコール(和光純薬工業社製)1部、ラジカル重合性オリゴマー(B3)としてUV3000B(ポリウレタン系オリゴマー 日本合成化学工業社製)12部、カチオン重合性化合物(D)として2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(KBE−303 信越化学社製)3部、ラジカル重合開始剤としてイルガキュア184(BASF社製)3部、カチオン重合開始剤としてCPI−110P(サンアプロ社製)2部を加え、十分に攪拌と脱泡を行い、活性エネルギー線重合性接着剤を得た。
実施例1の原料およびその配合量を表1に記載された通りに変更した以外は、実施例1と同様に行うことで、それぞれ実施例2〜32、ならびに比較例1について活性エネルギー線重合性接着剤を得た。
<モノマー(A)>
4−HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
HPA:2−ヒドロキシプロピルアクリレート
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
NPA:ネオペンチルグリコールジアクリレート
M200:ヘキサンジオールジアクリレート
M220:トリプロピレングリコールジアクリレート
M300:トリメチロールプロパントリアクリレート
M410:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート
3−メトキシ−カテコール
4−t−ブチル−カテコール
4−エチル−カテコール
3−メチル−サリチル酸
UV3000B:ポリウレタン系アクリレートオリゴマー、日本合成化学工業社製
CN2271:ポリエステル系アクリレートオリゴマー、ダイセル・オルネクス社製
CN296:ポリエステル系アクリレートオリゴマー、ダイセル・オルネクス社製
EBECRYL860:エポキシ系アクリレートオリゴマー、ダイセル・オルネクス社製
EX−211:ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル
EX−201:1,3−ビス(オキシラニルメトキシ)ベンゼン
KBE−303:2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
KBM−403:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
イルガキュア184:α−ヒドロキシアルキルフェノン骨格、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、BASF社製
CPI−110P:スルホニウム塩系、p−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート、サンアプロ社製
透明フィルムとして、厚さ50μmのアクリルフィルム(HBD−022 三菱レイヨン社製)、および厚さ100μmのポリノルボルネン系フィルム(紫外線吸収剤非含有 日本ゼオン社製)を使用した。2枚の透明フィルムの片側の表面にそれぞれ300W・分/m2の放電量でコロナ処理を行った。その後1時間以内に、アクリルフィルムのコロナ処理面上に、上記活性エネルギー線重合性接着剤を、ワイヤーバーコーターを用いて、厚みが4μmとなるように塗工し接着層を形成した。前記接着層上に前記ポリノルボルネン系フィルムを重ね、アクリルフィルムがブリキ板に接するように、四方をセロハンテープで、ブリキ板に固定した。
第1の透明フィルムとして、富士フィルム社製の紫外線吸収剤含有ポリトリアセチルセルロース系フィルム:商品名「フジタック:80μm」(厚み80μm)を用い、第2の透明フィルムとして、日本ゼオン社製の紫外線吸収剤を含有しないポリノルボルネン系フィルム(厚さ100μm)を使用した。第1および第2の透明フィルムの片側の表面にッそれぞれ300W・min/m2の放電量でコロナ処理を行い、その後1時間以内に、活性エネルギー線重合性接着剤を、各フィルムのコロナ処理面上に、ワイヤーバーコーターを用いて厚みが4μmとなるように塗工し、接着層を形成した。第1および第2の透明フィルムに形成した接着層との間にポリビニルアルコール系偏光子を挟み、第1の透明フィルム/接着層/PVA系偏光子/接着層/第2の透明フィルムからなる積層体を得た。第1の透明フィルムがブリキ板に接するように、この積層体の四方をセロハンテ−プで固定し、ブリキ板に固定した。
剥離強度は、JIS K6 854−4 接着剤−剥離接着強さ試験方法−第4部:浮動ローラー法に準拠して測定した。
即ち、得られた積層体Bを、25mm×150mmのサイズにカッターを用いて裁断して測定用サンプルとした。サンプルの片面に両面粘着テープ(トーヨーケム社製DF8712S)を貼り付け、ラミネータを用いて金属板上に接着させた。測定用の積層体には、透明フィルムの間に予め剥離用のキッカケを設けておき、この測定用の積層体を23℃、相対湿度50%の条件下で、300mm/分の速度、90°の角度で、剥離強度を測定した。剥離強度は、積層体Aの場合、アクリルフィルムHBDー022を、積層体Bの場合、第1の透明フィルム/接着層/PVA系偏光子を引き剥がし、剥離強度を測定した。この剥離強度を4段階で評価した。なお、評価基準は、◎、○、△の評価であれば、実用上、問題のないレベルである。
◎:剥離不可、あるいは基材破壊 (極めて良好)
○:剥離強度が2.0(N/25mm)以上 (良好)
△:剥離強度が1.0(N/25mm)以上2.0(N/25mm)未満 (使用可)
×:剥離強度が1.0(N/25mm)未満 (使用不可)
60℃のイオン交換水の入ったマヨネーズ瓶中に積層体を完全に沈めて24時間保管した後、積層体を水中から取り出して水分を拭き取り、23℃、相対湿度50%の条件下で24時間保管した。この積層体を上記剥離強度と同様にJIS K6 854−4に従い、剥離強度を測定した。この剥離強度を基に耐水性を4段階で評価した。◎、○、△の評価であれば、実用上、問題のないレベルである。
◎:剥離強度が1.5(N/25mm)以上 (極めて良好)
○:剥離強度が1.0(N/25mm)以上1.5(N/25mm)未満 (良好)
△:剥離強度が0.5(N/25mm)以上1.0(N/25mm)未満 (使用可)
×:剥離強度が0.5(N/25mm)未満 (使用不可)
積層体を80℃の恒温槽に200時間保管し、上記剥離強度と同様にJIS K6 854−4に従い、剥離強度を測定した。この剥離強度を基に耐熱性を4段階で評価した。◎、○、△の評価であれば、実用上、問題のないレベルである。
◎:剥離不可、あるいは基材破壊 (極めて良好)
○:剥離強度が2.0(N/25mm)以上 (良好)
△:剥離強度が1.0(N/25mm)以上2.0(N/25mm)未満 (使用可)
×:剥離強度が1.0(N/25mm)未満 (使用不可)
Claims (6)
- 前記ラジカル重合性化合物(B)は、2官能ラジカル重合性モノマー(B1)、3官能以上のラジカル重合性モノマー(B2)、およびラジカル重合性オリゴマー(B3)からなる群より選択される1種以上である、請求項1記載の活性エネルギー線重合性接着剤。
- さらにカチオン重合性化合物(D)を含む、請求項1または2に記載の活性エネルギー線重合性接着剤。
- 前記カチオン重合性化合物(D)は、カチオン重合性オリゴマー、およびカチオン重合性モノマーからなる群より選択される1種以上である、請求項3記載の活性エネルギー線重合性接着剤。
- 前記一般式(1)で表される化合物(C)を活性エネルギー線重合性接着剤中に0.01〜5質量%含む、請求項1〜4いずれか1項に記載の活性エネルギー線重合性接着剤。
- 第1の基材、請求項1〜5いずれか1項に記載の活性エネルギー線重合性接着剤の硬化物である接着層、および第2の基材を備えた、積層体。
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