JP2020109196A - 光硬化性樹脂組成物及び硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物(光硬化性(メタ)アクリル樹脂組成物)は、(A)(メタ)アクリル重合体(場合により「(A)成分」という)、(B)架橋剤(場合により「(B)成分」という)、(C)モノマ(場合により「(C)成分」という)、(D)光開始剤(光重合開始剤。場合により「(D)成分」という))及び(E)酸化防止剤(場合により「(E)成分」という)を含有する。(A)成分は、非ニトリル系アゾエステル重合開始剤を用いて(メタ)アクリルモノマ((メタ)アクリル単量体)が重合されて得られた重合体である。本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、光学透明粘着剤として用いることができる。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、(メタ)アクリル重合体を含有する。従来の光硬化性樹脂組成物としてはゴム系組成物やポリエーテル系組成物等があるが、弾性率及び硬化収縮率が高く、タッチパネル等に適用した場合に液晶表示ムラの原因となることが課題となっている。一方、本実施形態においては、柔軟で弾性率及び硬化収縮率が低い(メタ)アクリル重合体を用いることで、充分な粘着力を有し、高温環境下にて長時間にわたって使用しても黄変等のように着色せず透明性を持続できる光学用粘着剤及び光学用粘着硬化物を提供することができる。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、架橋剤を含有する。本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、凝集力を高め、また、耐熱性等を付与するために、ヒドロキシ基を有するモノマ由来の構造単位を有する(メタ)アクリル重合体を含有すると共に、ヒドロキシ基と反応する架橋剤を含有することが好ましい。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、モノマ(但し、(B)成分又は(D)成分に該当する化合物を除く)を含有する。本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、(メタ)アクリル重合体及び架橋剤のみでは弾性率が高く、塗工性が低下することを抑制する観点から、希釈モノマを使用し、低粘度化することが好ましい。希釈モノマとしては、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクロイルモルホリン等が挙げられる。モノマの種類は、(メタ)アクリル重合体との相溶性やガラス転移温度(Tg)、凝集性等の、所望とする粘着物性に応じて適宜選択することが好ましい。
光開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1等のアセトフェノン系光開始剤;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光開始剤;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系光開始剤;チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、2,4−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジクロロチオキサンソン、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光開始剤などが挙げられる。
着色等の劣化現象を抑制する方法として、種々の酸化防止剤を合成樹脂に添加する方法が知られている。本実施形態に用いる酸化防止剤は、特に制限はなく、従来公知の化合物を適宜採用することができる。例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等の一次酸化防止剤や、リン系酸化防止剤、チオール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等の二次酸化防止剤が挙げられる。
本実施形態に係る硬化物は、本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物の硬化物であり、本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物に紫外線(UV)、電子線、α線、β線、γ線等の活性エネルギー線を照射して光硬化性樹脂組成物を光硬化することにより得られる。光硬化性樹脂組成物の硬化物は、例えば光学用粘着硬化物である。本実施形態に係る硬化物は、例えばシート状である。
(実施例1)
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]
攪拌機、温度計、還流冷却機、滴下装置及び窒素導入管を備えたステンレス製加圧反応装置に、溶媒であるメチルエチルケトン(MEK)を添加し、攪拌した。次に、仕込んだ溶媒に窒素を吹き込みながら系内を82℃まで昇温させた後、アクリルモノマである2−エチルヘキシルアクリレート(AOEC)75部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(AHEC)25部と、重合開始剤であるジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(和光純薬工業(株)製、商品名:V−601)0.15部との混合液を2時間かけて均等な滴下量で加えた。そして、全てのモノマを滴下し、1時間保温した後、重合開始剤V−601 0.2部をMEKに溶解させた混合液を30分かけて均等な滴下量で加えていった。その後、約1時間保温した後、MEKで希釈した。次に、重合開始剤の失活工程として、0.3MPa加圧条件下で128℃まで昇温し、2.5時間保温することで固形分50%のアクリル重合中間体を得た。
本実施例のアクリル重合体は上記で重合したアクリル重合中間体中の溶剤をモノマ置換することで得られるため、以下の工程を行った。
上記アクリル重合体の固形分51部に対して、(B)架橋剤である(HGNR−003)2.8部と、(C)モノマである2−エチルヘキシルアクリレート(AOEC)29.8部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4−HBA)2.9部及びアクロイルモルホリン(ACMO)13.0部と、(D)光重合開始剤である1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184(I−184))0.5部と、(E)ヒンダードフェノール系酸化防止剤である4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール(IRG Irganox−1520L)0.3部とを配合したものを粘着剤(光硬化性樹脂組成物、粘着主剤)とした。
所定配合に調整した粘着剤を重剥離セパレータ:HTA−75(フィルム厚み;75μm)及び軽剥離セパレータ:BD−50(フィルム厚み;50μm)の2種の剥離セパレータに挟み、300μmのスペーサを用いてローラで塗工・紫外線硬化することにより粘着シートを作製した。紫外線硬化の条件は下記のとおりである。
紫外線照射装置:GS YUASA LIGHTING(株)製、UV SYSTEM CS60
紫外線ランプ:GS YUASA LIGHTING(株)製、メタルハライドランプ
露光条件:照度200mW/cm2、積算光量3000mJ/cm2(500mJ・cm2×4回)
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において、使用するアクリルモノマをAOEC 60部、AHEC 40部に替えたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において、使用するアクリルモノマをAOEC 90部、AHEC 10部に替えたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤の調製]において、使用する酸化防止剤の配合量をIRG1520L 1.0部に替えたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤の調製]において、使用する酸化防止剤をチオール系酸化防止剤であるジステアリルチオジプロピオネート(IRG PS800FD)1.0部に替えたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤の調製]において使用するモノマをAOEC 45.7部に替えたこと以外は実施例3と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBN(2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル))に替え、酸化防止剤の添加を無くしたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBNに替えたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBNに替え、酸化防止剤の添加を無くしたこと以外は実施例2と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBNに替え、酸化防止剤の添加を無くしたこと以外は実施例3と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBNに替えたこと以外は実施例5と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
[粘着剤用アクリル重合体の重合工程]において使用する重合開始剤をAIBNに替え、酸化防止剤の添加を無くしたこと以外は実施例6と同様にして粘着剤を得た。そして、この粘着剤を用い、実施例1と同様にして粘着シートを得た。
各実施例及び各比較例の粘着シートについて着色性(黄色味)及び対ガラス粘着力を以下の方法により測定した。それらの結果を表1,2に示す。
作製した粘着シートを50mm×50mmサイズに切り出した後、片面の剥離セパレータを剥がしガラスに貼り合わせ試験片とした。この試験片の剥離セパレータを剥がし色差計(日本電色工業(株)製 Spectrophotometer SD6000)で初期YI値(初期シートYI値)を測定した。その後、95℃乾燥機内に1000時間入れた後に同様にしてYI値(耐熱試験後シートYI値)を測定した。そして、初期YI値から95℃×1000時間YI値の変化(「95℃×1000時間YI値」−「初期YI値」)を求めた。なお、YI値が高いほど黄色味が強く、変化が大きいほど硬化物の劣化が進んでいることを示す。
作製した粘着シートを20mm×20mmサイズに切り出した後、両面の剥離セパレータを剥がし、2枚のガラスで狭持したものを試験片とした。試験片を引っ張り試験機((株)島津製作所製 オートグラフ AG−X/R)に取り付け、剥離速度:30mm/min、測定温度:85℃で測定を行い試験片が破断した際の強度をせん断接着強さとした。
Claims (3)
- (メタ)アクリル重合体、モノマ、光開始剤及び酸化防止剤を含有し、
前記(メタ)アクリル重合体が、非ニトリル系アゾエステル重合開始剤を用いて(メタ)アクリルモノマが重合されて得られた重合体であると共に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマに由来する構造単位、及び、ヒドロキシ基含有モノマに由来する構造単位を有し、
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマの比率が、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマ及び前記ヒドロキシ基含有モノマの合計量を基準として50〜95質量%である、光硬化性樹脂組成物。 - 前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマの比率が、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマ及び前記ヒドロキシ基含有モノマの合計量を基準として75〜95質量%である、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の光硬化性樹脂組成物の硬化物。
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