JP2020503419A - 光硬化性接着剤組成物、硬化生成物およびそれらの使用 - Google Patents

光硬化性接着剤組成物、硬化生成物およびそれらの使用 Download PDF

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Abstract

本開示は、光硬化性接着剤組成物およびその硬化生成物に関する。本開示による光硬化性接着剤組成物は、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマー;(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;光開始剤ならびにスリップ剤を含む。本開示による光硬化性接着剤組成物は、良好な可剥特性および光学特性を示す。

Description

本発明の開示は、光硬化性接着剤組成物およびその硬化生成物に関する。本開示の光硬化性接着剤組成物は、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマー;(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;光開始剤およびスリップ剤を含む。本開示の光硬化性接着剤組成物は、良好な可剥特性および光学特性を示す。
電子デバイス(例えばスマートフォン、タブレットコンピューターおよびモニター)を組立ておよび加工中、電子デバイスの表面を傷つきから保護するために、通常、一時的な接合テープが使用される。しかし、テープは電子デバイスの3次元形状(特に外部ケーシングの角)に容易には順応しない。
溶媒系接着剤または水性接着剤は、一時的な保護フィルムを形成するための別の解決手段を提供し得る。しかし、従来の溶媒系接着剤は、環境にやさしくない。さらに、フィルム形成中に溶媒が揮発するための時間を要するため、実施するに有効な方法ではない。
従来の水性接着剤に対しては、該接着剤を電子デバイスの表面に塗布後、通常、熱硬化が必要とされる。加熱プロセスは、敏感な電子デバイスへ予期しない損傷を引き起こし得る。さらにこれも硬化または水の蒸発に長い時間を要するため、全体としての効率は比較的低く、迅速な組立てという要求を満たすことができない。さらに、水性系接着剤が金属表面に塗布される場合、蒸気腐食が大きな懸念である。
したがって、組立てまたは加工中の電子デバイスの表面用の一時的な保護フィルムを形成するに適した、溶媒不含液状接着剤を開発することに対する継続的な要求がある。
(発明の概要)
熱心な研究の結果、本発明者は以下を含む新規な光硬化性接着剤組成物を完成させた:
a)35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;
b)5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;
c)少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;
d)少なくとも1つの光開始剤;および
e)少なくとも1つのスリップ剤。
本発明は、本開示による光硬化性接着剤組成物の硬化生成物にも関する。
本発明はさらに、以下のステップを含む、基材上に一時的な保護フィルムを形成するための方法にも関する:a)本開示による光硬化性接着剤組成物を基材上に塗布、好ましくはスプレーコーティングするステップ;およびb)塗布された基材をUV光に暴露しフィルムを形成するステップ。
さらに本発明は、本開示による光硬化性接着剤組成物またはその硬化生成物の、一時的な保護フィルムを形成するための使用にも関する。
以下において、本開示をより詳細に説明する。そのように記載される各態様は、そうでないことが明確に示されない限り、任意の他の1つまたは複数の態様と組合せてよい。特に、好ましいまたは有利であると示される任意の特徴を、好ましいまたは有利であると示される任意の他の1つまたは複数の特徴と組合せてよい。
本開示の文脈において、文脈が他を示さない限り、使用される用語は次の定義に従って理解される。
本明細書で使用するように、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈において明らかにそうでないことが示されない限り、複数形をも包含する。
本明細書で使用するように、用語「含む(comprising)」、「含む(comprises)」および「含んでなる(comprised of)」は、「含む(including)」、「含む(includes)」または「含有する(containing)」、「含有する(contains)」と同義であり、包含的または非限定であり、追加的な未記載のメンバー、要素または方法ステップを除外しない。
数値の終点の列挙は、それぞれの範囲内に包含されるすべての数および分数、ならびに、挙げられた終点を含む。
用語「光硬化性接着剤組成物」、「接着剤組成物」、「接着剤」および「組成物」は、互換的に使用され得る。
他に定義されない限り、技術的および科学的用語を含む、本開示を開示するに使用される全ての用語は、本開示が属する分野における当業者によって通常理解される意味を有する。さらなる案内によって用語の定義が含まれ、本開示の教示がよりよく認識される。
用語「ポリマー」は、同一または異なる種類の繰り返し単位から構成される高分子化合物を意味する。用語「ポリマー」は、ホモポリマーおよびコポリマーを含む。用語「コポリマー」は、2種以上のモノマーから誘導されるポリマーとして理解されるべきであり、すなわち、用語「コポリマー」は、ビポリマー、ターポリマー、テトラポリマー等を含む。また、本開示による用語「モノマー」は、ポリマーと区別され、2,000以下の重量平均分子量を有する化合物を意味する。本明細書において、重合性化合物は、重合性基を有する化合物を指し、モノマーまたはポリマーであってよい。重合性基は、重合反応に関与し得る基を表す。
特に示さない限り、本開示において使用するすべての物質および剤は、市販されている。
光硬化性接着剤組成物は液状であり、スプレーコーティングに適し、基材上への接着剤組成物の均一かつコンフォーマルな分布を可能にする。本発明者は驚くべきことに、本発明の接着剤組成物により形成されるフィルムが、組立ておよび加工中に基材と十分な接着を有し、一方、基材上に凹みまたはランダムなドットを残すといった、使用後の基材への損傷を与えることなく、容易に剥離されることを見出した。さらに、該フィルムは、組立ておよび加工中に、その下にある電子素子がプロセス中検査を受けやすくするために、良好な光学特性(例えば高い透過率および低いヘイズ)を示す。さらに、接着剤組成物は溶媒不含であり、環境にやさしく、迅速に硬化性であり、耐水性である。
本発明の光硬化性接着剤組成物は以下を含む:a)35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;b)5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;c)少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;d)少なくとも1つの光開始剤;およびe)少なくとも1つのスリップ剤。
本開示の組成物中の各成分は、以下に詳細に記載されるであろう。
疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマー
光硬化性接着剤組成物は、異なる重量平均分子量(Mw)を有する少なくとも2つの疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーを含む。疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーは、本開示の組成物に良好な密着性および伸びを与えるために使用される。
用語「疎水性」は、ウレタン基およびアクリル基を除いて、ウレタン(メタ)アクリレートポリマーの「−C−H−」単位中の水素原子が、親水性基(例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基およびカルボニル基)で置換されていないことを意味する。疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーは、組成物およびこのようにして形成される硬化フィルムに耐水性を付与し得る。
疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により測定して、35000〜60000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する。この範囲内のMwを有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAは、強い密着性および高い伸びを与え得る。
好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAは、2以下の(メタ)アクリレート基官能価を有する。(メタ)アクリレート基の官能価がこの範囲内であると、硬化フィルムが柔軟性であり、容易に剥離され得る。
好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAは、−60℃〜20℃のガラス転移温度値(以下において「Tg」と称する)を有する。Tgは示差走査熱量測定(DSC)により測定することができる。Tgがこの範囲であると、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAは、硬化接着剤に良好な柔軟性を与える。
本開示の光硬化性接着剤組成物における疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAの量は、該組成物の総質量に基づいて、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは8〜20質量%、さらにより好ましくは8〜15質量%である。
好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAの構造と同様の構造を有する。これらは互いにMwにおいて異なる。
疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により測定して、5000〜25000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する。Mwがこの範囲内であると、組成物の塗布を容易にし、組成物が厚すぎず、塗布中に該組成物がスプレーのノズルを塞がないように、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBを組成物の粘度を低下させるために使用することができる。低分子量ポリマーBは、高分子量ポリマーAの剥離強度を適当なレベルまで低下させ得り、さらに硬化接着剤を基材からフィルムとして破損または亀裂なしに剥離可能にする。
好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBは、2以下の(メタ)アクリレート基の官能価を有する。(メタ)アクリレート基の官能価がこの範囲内であると、硬化フィルムが柔軟性であり、剥離しやすい。
好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBは、−60℃〜0℃のTg値を有する。Tgは、示差走査熱量測定(DSC)により測定することができる。Tgがこの範囲内であると、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBは、硬化接着剤に良好な柔軟性を与える。
本開示の光硬化性接着剤組成物中の疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBの量は、該組成物の総質量に基づいて、好ましくは10〜40質量%、より好ましくは15〜35質量%、さらにより好ましくは15〜30質量%である。
疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAおよびBは、独立に、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択され得り;より好ましくは水素化ポリブタジエン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリイソブチレン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリイソプレン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリブチルゴム系ウレタン(メタ)アクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
本発明に使用するに適当な市販の疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAとしては、これらに限定されないが、以下が挙げられる:日本合成より入手可能なUT−4462および日本合成より入手可能なUV3630IB90。本発明に使用するに適当な市販の疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBとしては、これらに限定されないが、以下が挙げられる:Sartomerより入手可能なCN 9014、および、SHIIN-A T&Cから入手可能な、SUO−H8628。
(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー
本発明の光硬化性接着剤組成物は、少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーを含む。(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、接着剤の塗布を容易にするために、特にスプレーコーティングを容易にするために、組成物の粘度を低いレベル、例えば1500mPa.s以下(ブルックフィールド粘度)まで低下させるために使用され得る。
本明細書中、用語「(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の両方またはいずれかを表し、用語「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルの両方またはいずれかを表し、用語「(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の両方またはいずれかを表し、用語「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミドおよびメタクリルアミドの両方またはいずれかを表す。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、単官能性または二官能性(メタ)アクリレートモノマーである。3以上の官能性を有する(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーと比較して、単官能性または二官能性(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、より低い架橋密度、硬化後のより高い伸びを有し得り、組成物から形成される硬化生成物をフィルムとして剥離しやすくする。
本発明の一態様において、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、2,000以下の重量平均分子量(Mw)を有する。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、40℃以上、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上のTg値を有する。Tgは、示差走査熱量測定(DSC)により測定することができる。Tgがこの範囲内であると、該組成物により形成される硬化フィルムは、その表面が、望ましくないほど粘着性ではない。それは剥離強度を低下させ、該フィルムが保護された基材から容易に剥離されることを確実にし得る。
(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーに特に限定はなく、接着剤において通常使用されるものを使用することができる。好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは以下からなる群から選択される:ブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−アクリロイルモルホリン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、およびそれらの混合物。
本発明に使用するに適当な市販の(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーとしては、これらに限定されないが、以下が挙げられる:Sartomerより入手可能なSR 506、SR 833およびSR 395。
本発明の光硬化性接着剤組成物中の(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーの量は、該組成物の総質量に基づいて、好ましくは30〜70質量%、より好ましくは35〜65質量%、さらにより好ましくは50〜60質量%である。
光開始剤
本発明の光硬化性接着剤組成物は、少なくとも1つの光開始剤を含む。該光開始剤は、UV光への暴露に際し、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーおよび(メタ)アクリレートモノマーの架橋を開始および促進し得る。光開始剤を用いることにより、本発明の組成物は1分未満、好ましくは数十秒、よりこのましくは1〜10秒以内に、迅速に硬化し得る。
アクリレートのUV硬化中、酸素重合阻害の表面硬化問題が存在し、これは硬化後に望ましくない粘着性フィルムをもたらす。好ましくは、用いる光開始剤は、開裂型光開始剤であり、これは前記の表面硬化問題を回避する。
好ましくは、光開始剤はアルファ−アミノ−ケトン型開始剤、または、芳香族ケトン型開始剤である。好ましくは、光開始剤は以下からなる群から選択される:2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルホリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、およびそれらの組合せ。これらの光開始剤は良好な表面硬化特性を与える。
本発明に使用するに適当な市販の光開始剤としては、これらに限定されないが、以下が挙げられる:BASFより入手可能な、Irgacure 369、Irgacure 907、Irgacure 379、Irgacure 184、Irgacure 500、Irgacure 127およびIrgacure MBF。
好ましくは、本発明の光硬化性接着剤組成物は、UV吸収がUVC(200-280nm)およびUVB(280-320nm)の幅広い波長をカバーするために、2以上の光開始剤を含み、これは、表面硬化を高め、硬化フィルムを非粘着性にし得る。
本発明の組成物中の光開始剤の総量は、該組成物の総質量に基づいて、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは2〜8質量%、さらにより好ましくは3〜7質量%である。このように高濃度の光開始剤は、上記の表面硬化問題を解決するに役立ち得る。
スリップ剤
本発明の光硬化性接着剤組成物は、少なくとも1つのスリップ剤を含む。スリップ剤は光学特性(例えば高い透明性および低いヘイズ)を維持しながら、摩擦係数(COF)を低下させるために使用される。
好ましくは、光重合に参加すると共に硬化フィルムの剥離強度を低下させるために、スリップ剤はUV硬化性である。
好ましくは、本発明の組成物から形成されたフィルムに良好な光学特性を付与するために、スリップ剤は該組成物の他の成分と相溶性である。
本発明の組成物中で使用するに適当なスリップ剤は、好ましくはアクリレート官能性ポリジメチルシロキサン、より好ましくはポリエーテル変性アクリレート官能性ポリジメチルシロキサンである。
本発明で使用するに適当な市販のスリップ剤としては、これらに限定されないが、以下が挙げられる:BYK Chemieから入手可能な、BYK-310、BYK-378、BYK-320、BYK-300、BYK-3500、BYK-3505、BYK-333。
本開示による光硬化性接着剤組成物中のスリップ剤の量は、該組成物の総質量に基づいて、好ましくは0.5〜5質量%、より好ましくは1〜2.5質量%、さらにより好ましくは1.5〜2質量%である。
他の添加剤
場合により、本発明の組成物は、該組成物の流動性、吐出性、貯蔵特性および硬化特性、ならびに、該組成物から得られるフィルムの物理的または機械的特性などの特性を改良および/または変更するために、追加の成分をさらに含み得る。
任意の添加剤としては、光硬化性接着剤において通常使用されるものが挙げられ得り、その含有量も当業者に既知である。いくつかの例において、必要に応じて組成物中に含有され得る任意の添加剤としては、これらに限定されないが、以下が挙げられ得る:光増感剤、湿潤剤、接着促進剤、有機または無機充填剤、チキソトロープ剤、シランカップリング剤、溶媒、顔料および染料などの着色剤、安定剤、消泡剤、レベリング剤、UVトレーサーなど。
本発明の一態様において、光硬化性接着剤組成物は少なくとも1つの消泡剤をさらに含み得る。消泡剤は、硬化中の泡の形成を低減するために使用され得る。消泡剤は特に限定されず、接着剤において通常使用されるものを使用してよい。好ましくは、消泡剤は、BYK Chemieより市販され入手可能な製品BYK-060 N、BYK-070、BYK-088、およびBYK-A530から選択され得る。
本発明の一態様において、光硬化性接着剤組成物は1種以上の安定剤をさらに含み得る。本発明によれば、用語「安定剤」は、用語「酸化防止剤」と同様の意味を有し、これらは互換的に使用され得る。安定剤は特に限定されず、接着剤において通常使用されるものを使用してよい。
本発明において使用するに適した安定剤としては、ヒンダードフェノールおよび多官能性フェノール、例えば硫黄およびリン含有フェノールが挙げられる。ヒンダードフェノールの例としては、以下が挙げられる:1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ditert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ペンタエリスリトールテトラキス-3(3,5-ditert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)プロピオネート、n-オクタデシル-3(3,5-ditert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)プロピオネート、4,4’-メチレンビス(2,6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス-(6-tert-ブチル-o-クレゾール)、2,6-tert-ブチルフェノール、6-(4-ヒドロキシフェノキシ)2,4-ビス(n-オクチル-チオ)-1,3,5-トリアジン、ジ-n-オクタデシル3,5-ditert-ブチル-4-ヒドロキシ-ベンジルホスホネート、2-(n-オクチルチオ)エチル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ベンゾエートおよびソルビトールヘキサ-[(3-(3,5-ditert-ブチル-4-ヒドロキシルフェニル)-プロピオネート]。
本開示の光硬化性接着剤組成物は、1種以上の安定剤を含み得る。本発明において使用するに適当な市販の安定剤または酸化防止剤としては、これらに限定されないが、BASF製のIrganox(登録商標)1010、Irganox(登録商標)1076およびIrganox(登録商標)168が挙げられる。
本発明の一態様において、光硬化性接着剤組成物はさらに1種以上の充填剤を含み得る。充填剤は特に限定されず、接着剤において通常使用されるものを使用してよい。
適当な充填剤の例としては、以下が挙げられる:炭酸カルシウム、シリカ、粘土、タルク、二酸化チタン、ゼオライト、粉末化金属、有機または無機繊維(炭素繊維、窒化ケイ素繊維を含む)、鋼線またはメッシュ、ならびにナイロンまたはポリエステルコード等を含む、有機または無機粒子。
光硬化性接着剤組成物
本発明の一態様において、光硬化性接着剤組成物は以下を含む:
組成物の総質量に基づいて、
a)5〜40質量%、好ましくは8〜15質量%の、35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;
b)10〜40質量%、好ましくは15〜30質量%の、5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;
c)30〜70質量%、好ましくは50〜60質量%の(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;
d)1〜10質量%、好ましくは3〜7質量%の光開始剤;
e)0.5〜5質量%、好ましくは1〜2.5質量%のスリップ剤;および
f)任意に、0.5〜1質量%の消泡剤。
本発明の一態様において、光硬化性接着剤組成物は以下を含む:
組成物の総質量に基づいて、
a)5〜40質量%、好ましくは8〜15質量%の35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;
b)10〜40質量%、好ましくは15〜30質量%の5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;
c)30〜70質量%、好ましくは50〜60質量%の、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;
d)1〜10質量%、好ましくは3〜7質量%の光開始剤;および
e)0.5〜5質量%、好ましくは1〜2.5質量%のスリップ剤。
本発明の接着剤組成物のブルックフィールド粘度は、25℃で100〜2500mPa.s、好ましくは25℃で300〜1500mPa.sである。粘度がこの範囲内であると、接着剤の塗布が容易になり、特にスプレーコーティングにとりわけ適する。粘度試験法は、実施例の部分に記載されている。
本発明の硬化した接着剤組成物の硬度は、ShA50以上、好ましくはShA65以上である。このような硬度は、硬化フィルムの十分な耐摩耗性を確実にし得る。硬度試験法は、実施例の部分に記載されている。
好ましくは、本発明の硬化した接着剤組成物の透過率は、95%より高く、好ましくは97%より高く、これは、その下にある電子素子が組立ておよび加工中に外観検査を受けやすくする。透過率試験法は、実施例の部分に記載されている。
本発明の硬化した接着剤組成物のヘイズは、3.0%以下、好ましくは1.0%以下であり、これは、その下にある電子素子が組立ておよび加工中に外観検査を受けやすくする。へイズ試験法は、実施例の部分に記載されている。
硬化した接着剤組成物のイエローインデックスbは、20以下、好ましくは15.0以下である。イエローインデックスb試験法は、実施例の部分に記載されている。
60ミクロンの厚さを有する硬化フィルムについて、破断点伸びは、60%以上、好ましくは100%以上であり、これは、硬化フィルムの良好な剥離性を確保する。破断点伸び試験法は、実施例の部分に記載されている。
180°剥離強度(60ミクロン厚)は、1.5N/cm未満、好ましくは1.0N/cm未満であり、これは、下にある基材への損傷をもたらすことなく、硬化フィルムの良好な剥離性を確保する。剥離強度試験法は、実施例の部分に記載されている。
基材上に塗布された硬化フィルム(60ミクロン厚)を有する基材を、室温(約25℃)で水に浸漬し、耐水性試験を行う際、24時間以内に欠陥がなく、好ましくは72時間以内に欠陥が見られない。耐水性試験法は、実施例の部分に記載されている。
接着剤組成物の調製
本開示の接着剤組成物は、任意の適当な方法で、任意の適当な順で、各成分を混合することにより調製することができる。成分は、連続的または非連続的に混合することができる。必要な場合、成分を混合中に撹拌してよい。撹拌スピードは、混合ステップ全体を通じて一定であってもよいし、混合の異なる段階において変化してもよい。
望ましくない重合を回避するためには、他の全ての成分を導入後に、光開始剤を添加することが好ましい。好ましくは、接着剤組成物は遮光条件下で調製され、保存される。混合時間は特に限定されず、実際の必要性に応じて調整してよい。好ましくは、混合温度は60℃未満であってよい。
一時的な保護フィルムの形成方法
本発明はまた、以下のステップを含む基材上に一時的な保護フィルムを形成するための方法を提供する:a)本発明の光硬化性接着剤組成物を基材上に塗布する、好ましくはスプレーコーティングするステップ;およびb)被覆された基材をUV光に暴露し、フィルムを形成するステップ。
スプレーコーティングに加えて、他の常套のコーティング方法、例えばスリップコーティング、ローラーコーティング、インジェクトコーティング、スピンコーティングおよびキャストコーティングを本発明の組成物を塗布するのに用いてよい。均一かつコンフォーマルなフィルムを基材上に形成することが可能となる、スプレーコーティングを用いることが好ましい。
いくつかの態様において、接着剤組成物は電子デバイスの外部ケーシング、例えばスマートフォン、タブレットコンピューターおよびモニターの外部ケーシングなどに適用され得る。適当な基材は、アルミニウム合金(例えばアルミニウムまだら鋳鉄)、モリブデン、ステンレス鋼および酸化アルミニウムなどの、種々の材料から作られていてよい。
塗布された組成物の湿潤厚さは、好ましくは10μm〜2mm、好ましくは15μm〜1mm、より好ましくは20〜300μm、最も好ましくは20〜100μmである。
本発明において使用するための適当なUV源(例えば電磁放射)としては、200nm〜500nmの波長を有するUV光を発するもの、例えばLoctite Companyより入手可能なUVALOC1000;および、UVA光(波長:320〜400nm)を少なくとも発する高圧水銀ランプが挙げられる。照射エネルギーは、3000mJ/cm以上、照射パワーは約100mW/cm、照射時間は30秒以上であり得る。
本発明の光硬化性接着剤組成物から形成された硬化フィルムは、損傷または汚染(例えば凹みまたはランダムドット)を基材にもたらすことなく、使用後に容易に剥離することができる。
光硬化性接着剤組成物または硬化生成物は、好ましくは電子アセンブリ用、例えば携帯電話およびタブレットコンピューターの組立て工程における化粧面保護、および、二次加工からの保護など、一時的な保護フィルムを形成するために使用することができる。
以下の実施例を参照して、本開示がさらに詳細に説明および例示されるであろう。実施例は、当業者が本開示をより理解し、実施することを意図するが、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。特記しない限り、全ての調製および試験実験は、室温および大気圧で行われる。
材料
UT−4462:ウレタンアクリレートポリマーA、Mw=50,000、Tg=−45℃、日本合成から入手可能。
UV3630IB90:ウレタンアクリレートポリマーA、Mw=50,000、Tg=−45℃、日本合成から入手可能。
CN 9014:ウレタンアクリレートポリマーB、Mw=23,000、Tg=−31℃、Sartomerから入手可能。
SUO−H8628:ウレタンアクリレートポリマーB、Mw=6,000、Tg=−38℃、SHIN-A T&Cから入手可能。
SR 506:イソボルニルアクリレート、(メタ)アクリレートモノマー、Mw=208、Tg=94℃、Sartomerから入手可能。
SR 833:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Mw=304、Tg=185℃、Sartomerから入手可能。
SR−395:イソデシルアクリレート、Mw=212、Tg=−60℃、Sartomerから入手可能。
BYK−3500:ポリエーテル変性アクリレート官能化ポリジメチルシロキサン、スリップ剤、BYK Chemieから入手可能。
BYK−088:消泡性ポリマーおよびポリシロキサンの溶液、消泡剤、BYK Chemieから入手可能。
BYK−333:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、スリップ剤、BYK Chemieから入手可能。
Irgacure 369:2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、光開始剤、BASFから入手可能。
Irgacure 379:2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルホリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、光開始剤、BASFから入手可能。
Irgacure 907:2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン光開始剤、BASFから入手可能。
Irgacure MBF:メチルベンゾイルホルメート、光開始剤、BASFから入手可能。
Irgacure 127:2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、光開始剤、BASFから入手可能。
試験法
(粘度)
粘度は、スピンドル#52を備えたブルックフィールド DV-II + Pro粘度計を用いて、100rpm、室温(RT、25℃)で、ASTM D1084に従い測定した。
(硬度)
硬度はASTM D2240に従い、Durometerを用いて測定した。3つの接着剤のスタックを試験した、ここで、各接着剤は3mmの湿潤厚さを有する。
(透過率、ヘーズおよびイエローインデックス、b値)
接着剤組成物の硬化後の可視光透過率、ヘーズおよびイエローインデックス、b値を、ASTM D1003-2007に従い、紫外−可視分光光度計(Cary 300、Varian(アメリカ)より入手可能)を用いることにより測定した。接着剤の湿潤厚さは、2片のCorning USA製のゴリラガラス間で、100ミクロンに制御した。
(破断点伸び)
破断点伸びは、MTS万能試験機を用いることにより測定した。接着剤サンプルは、接着剤組成物を剥離性フィルム上に所定のサイズまで滴下することにより調製した:厚さ60ミクロン、幅20mmおよび長さ100mmである。
(180°剥離強度)
剥離強度は、ASTM D903に従い測定した。接着剤サンプルは、陽極酸化された酸化アルミニウム箔上に、接着剤組成物を所定のサイズまで滴下することにより調製した(厚さ:60ミクロン、幅:25mm、長さ:25cm)。剥離前に、8,000mJ/cmのUVAを(UVALOCA1000、ランプ輝度250mW/cmで)用いて、陽極酸化された酸化アルミニウム箔上で接着剤を硬化させた。
(耐水性)
8,000mJ/cmのUVA(UVALOCA1000、ランプ輝度250mW/cm)を用いて、60ミクロンでギャップ厚さを有する液状接着剤サンプルを、陽極酸化された酸化アルミニウム箔上で硬化させた。得られた試験片を、該試験片を水から取り出す際に層間剥離または欠陥が生じるかどうかを観察するために、それぞれ水中に、25℃で24時間および72時間、完全に浸漬させた。
(可剥離試験)
60ミクロンでギャップ厚さを有する液状接着剤サンプルを、陽極酸化された酸化アルミニウム箔(25mm100mm1mm)上にコートし、次いで、8,000mJ/cmUVA(UVALOCA1000、ランプ輝度250mW/cmを用いて)を用いて、該接着剤を硬化させた。3M透明シングルテープ(モデル:CIP18)を硬化接着剤フィルム上に接着させることにより、陽極酸化された酸化アルミニウムフィルムからフィルムを剥離できるかどうかについて、可剥性を評価した。
(実施例1)
以下の表1に示す組成を有する実施例1〜5を、次の方法で調製した:各原料を別々に室温で秤量し、次いで、Labtop3LAPCプラネットスターラー(Labsystem社製)に入れ、1.5時間、約100rpmの速度で撹拌し、全ての固形物質が十分に溶解したことを確認した。撹拌に続いて、該混合物を追加的に10分撹拌した。続いて、真空(5000Pa)を、20rpmの低速で約10分間の撹拌下で適用し、該混合物を脱気した。
Figure 2020503419
実施例1〜5の全ての接着剤組成物を、前記試験方法に従い試験した。試験結果を次の表2に示す。
Figure 2020503419
表1および2から、本発明の接着剤組成物から形成されたフィルムは、組立ておよび加工中に基材と十分な接着性を有し、該フィルムは、基材を損傷することなく容易に剥離されたことがわかる。さらに、該フィルムは、組立ておよび加工中に、該フィルムの下にある電子素子のプロセス中での検査を容易する、良好な光学特性(例えば高い透過率および低いヘーズ)を示した。
Figure 2020503419
Figure 2020503419
表3及び表4から、比較例1における(メタ)アクリレートモノマーが低いTg(−60℃)を有すると、硬化フィルムをフィルム全体として剥離することができないことがわかる。同様に、比較例2におけるスリップ剤を用いなかった場合、または、比較例3における低分子ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBを用いなかった場合、いずれも、硬化フィルムをフィルム全体として剥離することができないことがわかった。
本発明のこれらおよび他の変更および変形は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって行ってよい。さらに、様々な実施形態の態様が、全体として、または、構成要素においてのいずれにおいても交換され得る。さらに、当業者は、前述の説明は例示に過ぎず、本発明を限定することを意図するものではなく、そのような添付の特許請求の範囲でさらに説明することを理解するであろう。

Claims (15)

  1. a)35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;
    b)5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;
    c)少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;
    d)少なくとも1つの光開始剤;および
    e)少なくとも1つのスリップ剤
    を含む、光硬化性接着剤組成物。
  2. 疎水性ウレタンアクリレートポリマーAおよびBは、独立に、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択され;より好ましくは水素化ポリブタジエン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリイソブチレン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリイソプレン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリブチルゴム系ウレタン(メタ)アクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。
  3. 疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーAを、組成物の総質量に基づいて5〜40質量%、好ましくは8〜20質量%、より好ましくは8〜15質量%の量で含む、請求項1または2に記載の光硬化性接着剤組成物。
  4. 疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーBを、組成物の総質量に基づいて10〜40質量%、好ましくは15〜35質量%、より好ましくは15〜30質量%の量で含む、請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  5. 前記(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーは、40℃以上のガラス転移温度を有する、単官能性または二官能性(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーであり、好ましくはブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4-アクリロイルモルホリン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  6. (メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマーを、組成物の総質量に基づいて30〜70質量%、好ましくは35〜65%、より好ましくは50〜60質量%の量で含む、請求項1〜5のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  7. 光開始剤を、組成物の総質量に基づいて1〜10質量%、好ましくは2〜8質量%、より好ましくは3〜7質量%の量で含む、請求項1〜6のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  8. 少なくとも2つの光開始剤を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  9. 前記スリップ剤は、アクリレート官能性ポリジメチルシロキサン、好ましくはポリエーテル変性アクリレート官能性ポリジメチルシロキサンである、請求項1〜8のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  10. スリップ剤を、組成物の総質量に基づいて0.5〜5質量%、好ましくは1〜2.5質量%、より好ましくは1.5〜2質量%の量で含む、請求項1〜9のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  11. 少なくとも1つの消泡剤をさらに含む、請求項1〜10のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  12. 組成物の総質量に基づいて、
    a)5〜40質量%、好ましくは8〜15質量%の、35000〜60000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーA;
    b)10〜40質量%、好ましくは15〜30質量%の、5000〜25000g/molの重量平均分子量を有する疎水性ウレタン(メタ)アクリレートポリマーB;
    c)30〜70質量%、好ましくは50〜60質量%の、(メタ)アクリレートモノマーまたは(メタ)アクリルアミドモノマー;
    d)1〜10質量%、好ましくは3〜7質量%の光開始剤;
    e)0.5〜5質量%、好ましくは1〜2.5質量%のスリップ剤;および
    f)任意に、0.5〜1質量%の消泡剤
    を含む、請求項1〜11のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物の硬化生成物。
  14. 以下のステップ:
    a)請求項1〜12のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物を基材上に塗布する、好ましくはスプレーコーティングするステップ;および
    b)塗布された基材をUV光に暴露し、フィルムを形成するステップ
    を含む、基材上に一時的な保護フィルムを形成するための方法。
  15. 請求項1〜12のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物、または、請求項13に記載の硬化生成物の、一時的な保護フィルムを形成するための使用。
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