JP2022175844A

JP2022175844A - 光硬化性組成物

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Publication number: JP2022175844A
Application number: JP2021082583A
Authority: JP
Inventors: 啓佑川島; Keisuke Kawashima; 穂菜美西野; Honami NISHINO
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2022-11-25
Also published as: CN115340672A; US20220363832A1; US11920001B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、活性エネルギー線の照射後３０℃未満で硬化する光硬化組成物を提供することである。【解決手段】（Ａ）成分：１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個有する（メタ）アクリル酸エステル、（Ｂ）成分：１分子中にチオール基を２～４個有するチオール化合物、および（Ｃ）成分：光塩基発生剤を含んで成り、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７であり、前記（Ａ）成分の官能基当量が９６～１８０ｇ／ｅｑであり、前記（Ｂ）成分の官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑであり、前記（Ｃ）成分の含有量は、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分および前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して０．５～２質量部である。【選択図】なし

Description

本発明は、光硬化性組成物に関する。

紫外線などの活性エネルギー線の照射により液状から固体状に変化する光硬化性組成物は、熱により硬化する熱硬化性組成物と比較して、低い温度で硬化し得ることから省エネルギーの材料として、例えば、接着剤、コーティング材、およびレジスト材の用途で使用され得る。このような光硬化性組成物には、従来から広く使用されているラジカル種を反応活性種とするラジカル重合系組成物、カチオンを反応活性種とするカチオン重合系組成物、およびアニオンを反応活性種とするアニオン重合系組成物がある。これらの中でも、アニオン重合系組成物は、ラジカル重合系組成物およびカチオン重合系組成物と比較して、硬化時の収縮が小さく、酸素または水分による硬化阻害が生じにくく、反応開始剤に起因して硬化物または周辺部材に腐食や黄変が生じにくいため、注目を集めている。

例えば、特許文献１に記載のエポキシ樹脂を主成分とするアニオン重合系組成物は、ポッティング、モールディング、コーティング、接着剤、シール剤、およびフォトリソグラフィ、フォトプリント、および各種レジスト材料等へ使用されている。特許文献１に記載のアニオン重合系組成物は、室温（例えば、２０℃）または比較的低い加熱温度（例えば、９０℃）で硬化させることができる。

特許第６０３６７０３号公報

しかしながら、この光硬化性組成物を室温で硬化させる場合には、多くの量の光塩基発生剤または増感剤を要する。具体的には光硬化性組成物中のエポキシ樹脂１００質量部に対して約４質量部程度の光塩基発生剤を添加する必要があるとされており、コスト面で問題がある。一方、該光硬化性組成物を９０℃で硬化させる場合は、熱に弱い部材には使用できず、光硬化性組成物の利用可能な用途が限られるという問題がある。

本発明は、硬化性に優れる光硬化性組成物、具体的には、常温付近（より具体的には、３０℃未満の温度）で硬化する光硬化性組成物を提供することを目的とする。

本発明の光硬化性組成物は、上記課題を解決するために
（Ａ）成分：１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個有する（メタ）アクリル酸エステル、
（Ｂ）成分：１分子中にチオール基を２個以上有するチオール化合物、および
（Ｃ）成分：光塩基発生剤
を含んで成り、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７であり、
前記（Ａ）成分の官能基当量が９６～１８０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｂ）成分の官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｃ）成分の含有量は、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分および前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して０．５～２質量部である。

本発明の光硬化性組成物は、硬化性に優れ、活性エネルギー線の照射後３０℃未満で硬化することができる。

図１は、実施例１～１０の光硬化性組成物の組成および評価結果を示す表である。図２は、実施例１１～２０の光硬化性組成物の組成および評価結果を示す表である。図３は、実施例２１～３２の光硬化性組成物の組成および評価結果を示す表である。図４は、比較例１～１０の光硬化性組成物の組成および評価結果を示す表である。図５は、比較例１１～１９の光硬化性組成物の組成および評価結果を示す表である。

以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。本発明は、本発明の目的の範囲で、適宜変更して実施することできる。

本明細書に記載する数値範囲は、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。例えば、数値範囲「９６～１８０ｇ／ｅｑ」は９６ｇ／ｅｑ以上１８０ｇ／ｅｑ以下の範囲を示し、下限値の「９６ｇ／ｅｑ」を含むと共に、上限値の「１８０ｇ／ｅｑ」をも含むものとして解釈される。

以下、光硬化性組成物について詳細に記載する。

＜光硬化性組成物＞
本発明の実施形態（以下、本実施形態と称する）に係る光硬化性組成物は、
（Ａ）成分：１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個有する（メタ）アクリル酸エステル、
（Ｂ）成分：１分子中にチオール基を２～４個有するチオール化合物、および
（Ｃ）成分：光塩基発生剤
を含んで成り、
前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７であり、
前記（Ａ）成分の官能基当量が９６～１８０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｂ）成分の官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｃ）成分の含有量は、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分および前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して０．５～２質量部である。

また、本実施形態に係る光硬化組成物は、上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分に加えて、光硬化組成物の硬化性と、その硬化物の柔軟性とを損なわない範囲で、各種の添加剤等のその他の成分が配合されていてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤等が挙げられる。

本実施形態に係る光硬化性組成物は、硬化性に優れ、活性エネルギー線の照射後常温付近の温度で硬化物を形成することができる。その理由は以下のように考えられる。活性エネルギー線が光硬化性組成物に照射されると、（Ｃ）成分が分解して塩基が発生する。発生した前記塩基が、（Ｂ）成分のチオール基と反応する。この反応によって（Ｂ）成分のチオール基由来の反応活性種（チオラートアニオン）が生成する。反応活性種（チオラートアニオン）が（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基と反応する。これらの反応によって硬化物が得られる。本実施形態に係る光硬化組成物では、（Ａ）成分が求電子性の高い(メタ)アクリロイル基を有することから、活性エネルギー線が照射されることによって（Ｃ）成分が分解して発生した塩基が、反応開始剤として（Ｂ）成分と反応した結果として生じる求核性が高いチオラートアニオンと、（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基とが常温付近で速やかに反応し、光硬化組成物が硬化し得る。このため、本実施形態に係る光硬化性組成は、硬化性に優れ、常温付近で硬化できる。なお、光硬化組成物の硬化は、光硬化組成物の貯蔵弾性率と損失弾性率によって確認し得る。光硬化組成物の貯蔵弾性率と損失弾性率の測定方法は、実施例にて説明する。

活性エネルギー線は、例えば、紫外線（ＵＶ）、電子線、α線、およびβ線等であり、具体的には紫外線である。

活性エネルギー線の照射は、特に限定されないが、例えば、２０℃以上３０℃以下の温度で行い得る。

活性エネルギー線照射後の硬化反応は、特に限定されないが、例えば室温以上で行うことができ、具体的には、２０℃以上８０℃以下で、より具体的には２０℃以上３０℃未満で行い得る。

以下、各成分について詳細に説明する。

［（Ａ）成分：１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個有する（メタ）アクリル酸エステル］
（Ａ）成分は、１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個以下有する（メタ）アクリル酸エステルであり、（Ａ）成分の官能基当量は、９６～１８０ｇ／ｅｑである。（Ａ）成分の（メタ）アクリル酸エステルは、アニオン重合により反応して、光硬化性組成物の硬化に寄与し得る。（Ａ）成分が、２～６個のアクリロイル基を有し、かつ官能基当量が９６～１８０ｇ／ｅｑであるため、本実施形態に係る光硬化性組成物は適度な硬化性を有し得る。

（Ａ）成分の（メタ）アクリル酸エステルは、光硬化性組成物に硬化性を付与する観点から、１分子中に（メタ）アクリロイル基を、好ましくは３～６個有し、より好ましくは４～６個有する。また、（Ａ）成分の官能基当量は、光硬化性組成物に硬化性を付与する観点から、好ましくは９６～１５０ｇ／ｅｑであり、より好ましくは９６～１００ｇ／ｅｑである。

（Ａ）成分の（メタ）アクリル酸エステルは、例えば、側鎖に２～６価の遊離原子価を有する基を含む。この基は、（メタ）アクリル酸エステル内のエステル結合の酸素原子に結合する。このような基としては、例えば、アルカンポリイル基、非芳香族の環状構造を有する基、および芳香族の環状構造を有する基が挙げられる。

アルカンポリイル基は、２～６価の鎖状構造（より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の構造）を有する炭素原子数５～２０（より具体的には、炭素原子数５～１５）の基であり、例えば、アルカンジイル基、アルカントリイル基、アルカンテトライル基、アルカンペンタイル基、およびアルカンヘキサイル基が挙げられる。アルカンポリイル基は、さらに１または複数の酸素原子をアルカンポリイル基の構造内および／または末端部分に有することができる。このようなアルカンポリイル基としては、例えば、エーテル結合を有するアルカンポリイル基（すなわち、脂肪族エーテル基）が挙げられる。複数の酸素原子を有する脂肪族エーテル基としては、例えば、ポリ（アルキレンオキシド）基（より具体的には、ポリ（エチレンオキシド）基等）が挙げられる。ポリ（エチレンオキシド）基内のエチレンオキシド単位の繰り返し数は、例えば１～１４であり、具体的には１～９である。具体的には、３価の炭素原子数６のアルカンポリイル基（すなわち、ヘキサントリイル基）としては、例えば、Ｃ_２Ｈ_５Ｃ（ＣＨ_２－）_３が挙げられる。酸素原子を１個有し、６価の炭素原子数１０のアルカンポリイル基（すなわち、酸素原子を１個有するデカンヘキサイル基）としては、例えば、Ｏ［ＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_２－）_３］_２が挙げられる。

非芳香族の環状構造を有する基は、例えば、非芳香族の環状構造に１または複数のアルキレン基が結合した基であり、トリシクロデカン環に２つのメチレン基が結合した基、トリオン構造を有するイソシアヌル環（すなわち、イソシアヌレート環）に２つまたは３つのエチレン基が結合した基（イソシアヌル酸ジエチレン基およびイソシアヌル酸トリエチレン基）、およびシルセスキオキサンのアルキレン基から水素原子が２～６個脱離した基が挙げられる。非芳香族の環状構造は、例えば、単環または多環の、炭素原子数３～１０の脂環式炭化水素環および複素環、ならびに酸素原子およびケイ素原子を環員原子とする環が挙げられる。単環の脂環式炭化水素環としては、例えば、シクロアルカン環が挙げられる。多環の脂環式炭化水素環としては、例えば、ビシクロアルカン環、トリシクロアルカン環（より具体的には、炭素原子数１０のトリシクロデカン環等）、およびテトラシクロアルカン環が挙げられる。単環の複素環としては、例えば、炭素原子数３のトリオン構造を有するイソシアヌル環が挙げられる。単環または多環の酸素原子およびケイ素原子を環員原子とする環は、主鎖骨格をＳｉ－Ｏ結合とする環であり、例えば、ランダム構造、はしご型構造、完全かご型構造（より具体的には、Ｔ_８およびＴ_１０）、および不完全かご型構造のシルセスキオキサン環ならびにその誘導体である。単環または多環の酸素原子およびケイ素原子を環員原子とする環は、ヒドロキシル基をさらに有してもよい。

芳香族の環状構造を有する基は、例えば、芳香族の環状構造に１または複数のアルキレン基が結合した基であり、ベンジル基およびフェノキシエチル基から水素原子を１～５個脱離した基、フェノキシジエチレングリコールから水素原子を２～６個脱離した基が挙げられる。アルキレン基は、さらに１または複数の酸素原子を有してもよく、例えば、アルキレン基の末端以外の部分に酸素原子を有してもよい。この場合、アルキレン基は、エーテル結合を有する。アルキレン基は、その末端に酸素原子を有してもよい。芳香族の環状構造としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。

（Ａ）成分の（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジおよびトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(２－アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、およびシルセスキオキサン誘導体が挙げられる。これらの（メタ）アクリル酸エステルの中でも、反応性が特に優れる観点から、好ましくはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートであり、より好ましくはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートである。

本実施形態に係る光硬化組成物は、（Ａ）成分を（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７の範囲で含む。光硬化組成物が上記範囲で（Ａ）成分を含む場合、光硬化組成物に活性エネルギー線を照射した後に、光硬化性組成物において（Ａ）成分と（Ｂ）成分の官能基が過不足なく反応し、より良好に硬化し得る。

一方、（Ａ）成分の質量比が上記範囲より大きい場合、（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基が（Ｂ）成分の官能基に対して過剰となる。（Ａ）成分の質量比が上記範囲より小さい場合、（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基が（Ｂ）成分の官能基に対して過少となる。いずれの場合も活性エネルギー線の照射後も未反応の（Ａ）成分または（Ｂ）成分が硬化物中に残存し、光硬化性組成物が充分に硬化しないことがある。かかる場合、該硬化物の経年劣化や未反応の（Ａ）成分または（Ｂ）成分の滲みだしが生じることがある。または、（Ａ）成分および（Ｂ）成分のうちの一方がさらに過剰である場合、光硬化性組成物が硬化しないことがある。

［（Ｂ）成分：１分子中にチオール基を２～４個有するチオール化合物］
（Ｂ）成分は、１分子中にチオール基を２～４個有するチオール化合物であり、官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑである。（Ｂ）成分のチオール化合物は、活性エネルギー線の照射により（Ｃ）成分が分解して生成する塩基と反応し、アニオン重合の活性種として（Ａ）成分と反応する化合物であり、光硬化性組成物の硬化に寄与し得る化合物である。（Ｂ）成分は、１分子中にチオール基を２～４個有し、官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑであるチオール化合物であれば、特に限定されない。

（Ｂ）成分のチオール化合物は、例えば、１分子中にチオール基を２～４個、好ましくは３～４個有する。

（Ｂ）成分のチオール化合物は、分子構造内にカルボン酸基を含まないことが好ましく、イソシアヌレート環構造、およびグリコールウリル構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造を有することがより好ましい。（Ｂ）成分のチオール化合物が、その分子構造内に、カルボン酸基を含まない場合、またはイソシアヌレート環構造およびグリコールウリル構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造を有する場合、（Ｂ）成分のチオール化合物の酸性度は比較的高くないため、光硬化性組成物中で意図しない副反応が進行しにくく、光硬化性組成物の安定性の低下が抑制される。また、かかる場合、光硬化性組成物において、活性エネルギー線の照射下で（Ｃ）成分の光塩基発生剤から発生する塩基が（Ｂ）成分のチオール化合物に捕捉されにくく、硬化反応の進行の低下が抑制される。

分子構造内にカルボン酸基を含まないチオール化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトブチレート）が挙げられる。イソシアヌレート環構造、およびグリコールウリル構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造を有するチオール化合物としては、例えば、１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルエチル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオンが挙げられる。

（Ｂ）成分のチオール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトブチレート）、１，４－ビス（３－メルカプトブチリルオキシ）ブタン、１，３，５－トリス（２－（３－スルファニルブタノイルオキシ）エチル）－１，３，５－トリアジナン－２，４，６－トリオン、１，３，５－トリス［３－（２メルカプトエチルスルファニル）プロピル］イソシアヌレート、１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルエチル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオン、および１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルプロピル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオン等を挙げられる。

これらのチオール化合物の中でも、反応性が特に優れる観点から、好ましくは１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルプロピル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオンである。

（Ｂ）成分のチオール基の官能基当量は、９５～１９０ｇ／ｅｑであり、好ましくは９６～１４０ｇ／ｅｑであり、より好ましくは９６～１１０ｇ／ｅｑである。

（Ｂ）成分のチオール基の数および官能基当量が上記範囲であることにより、本実施形態に係る光硬化性組成物が適度な硬化性を有し得る。

本実施形態に係る光硬化組成物は、（Ｂ）成分を（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７の範囲で含む。光硬化組成物が上記範囲で（Ｂ）成分を含む場合、光硬化組成物に活性エネルギー線を照射した後に、光硬化性組成物において（Ａ）成分と（Ｂ）成分の官能基が過不足なく反応し、より良好に硬化し得る。

一方、（Ｂ）成分の質量比が上記範囲より大きい場合、（Ｂ）成分の官能基が（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基に対して過剰となる。（Ｂ）成分の質量比が上記範囲より小さい場合、（Ｂ）成分の官能基が（Ａ）成分の（メタ）アクリロイル基に対して過少となる。いずれの場合も活性エネルギー線の照射後も未反応の（Ａ）成分または（Ｂ）成分が硬化物中に残存し光硬化性組成物が充分に硬化しないことがある。かかる場合、該硬化物の経年劣化や未反応の（Ａ）成分または（Ｂ）成分の滲みだしが生じることがある。または（Ａ）成分および（Ｂ）成分のうちの一方がさらに過剰である場合、光硬化性組成物が硬化しないことがある。

［（Ｃ）成分：光塩基発生剤］
（Ｃ）成分の光塩基発生剤は、活性エネルギー線の照射により分解して塩基を発生させる化合物である。（Ｃ）成分から発生した塩基が、（Ｂ）成分に含まれるチオール基から水素が引き抜き、チオラートアニオンを生成する。生成したチオラートアニオンが（Ａ）成分の化合物に含まれる（メタ）アクリロイル基と反応する。

（Ｃ）成分は、活性エネルギー線（例えば、光、具体的には、紫外線）に対して潜在化された塩基（アニオン）を有する。すなわち、（Ｃ）成分は、活性エネルギー線を照射することによって塩基を発生する化合物であり、活性エネルギー線の未照射下では塩基が発生しにくい化合物である。本実施形態に係る光硬化性組成物は（Ｃ）成分を含んで成るため、活性エネルギー線未照射下の保管中には重合反応が進行せず、光硬化性組成物の粘度の増加が生じにくい。

（Ｃ）成分は、好ましくは、非イオン性のカルバメート化合物、アミド化合物、ならびに１級、２級および３級アルキルアミン化合物からなる群から選択される少なくとも１つを含み得る。

非イオン性のカルバメート化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｎ，Ｎ－ジエチルカルバミン酸９－アントリルメチル、４－（メタクリロイルオキシ）ピペリジン－１－カルボン酸（２－ニトロフェニル）メチル、４－ヒドロキシピペリジン－１－カルボン酸（２－ニトロフェニル）メチル、および２－（２－ニトロフェニル）プロピロキシカルボニル－１，１，３，３－テトラメチルグアニジン等が挙げられる。

非イオン性のアミド化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、（Ｅ）－１－ピペリジノ－３－（２－ヒドロキシフェニル）２－プロペン－１－オン、および（Ｅ）－Ｎ－シクロヘキシル－３－（２－ヒドロキシフェニル）アクリルアミド等が挙げられる。

非イオン性の１級、２級および３級アミン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、２－（（ヘキサヒドロピロロ［１，２－ａ］ピリミジン－１（２Ｈ）－イル）メチル）－９Ｈ－チオキサンテン－９－オン等が挙げられる。

（Ｃ）成分としては、アミジン、グアニジン、およびホスファゼン塩基等の強塩基を発生させ得る化合物であることが好ましい。本実施形態に係る光硬化性組成物では、（Ｃ）成分の分解により発生する塩基によって（Ｂ）成分のチオール化合物から水素が引き抜かれ、（Ａ）成分の（メタ）アクリル酸エステルが有する（メタ）アクリロイル基と反応する。このため、（Ｃ）成分が強塩基を発生する化合物である場合、発生する強塩基によって、上記反応が特に速やかに進行し得る。その結果、光硬化性組成物が特に良好に硬化し得る。

（Ｃ）成分は、活性エネルギー線の照射により強塩基を発生し得る観点から、好ましくは非イオン性のカルバメート化合物であり、より好ましくは２－（２－ニトロフェニル）プロピロキシカルボニル－１，１，３，３－テトラメチルグアニジンである。

本実施形態に係る光硬化性組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分の合計質量１００質量部に対して、（Ｃ）成分を、０．５～２質量部の範囲で含む。

（Ｃ）成分を、上記範囲の含有量で含むことにより、光硬化性組成物の硬化反応が良好に進行し得る。（Ｃ）成分の含有量が低すぎると（例えば、（Ｃ）成分の含有量が０．５質量部未満であると）、光照射により発生する塩基の量が少なくなり得、光硬化性組成物が充分に硬化できない。

（Ｃ）成分の含有率が多くなりすぎると（例えば、（Ｃ）成分の含有量が２質量部を超えると）、光硬化性組成物中に遊離した塩基が多く存在し得る。このような場合、光硬化性組成物の保管安定性が損なわれる可能性がある。また、（Ｃ）成分が固体、具体的には粉末状である場合、（Ｃ）成分以外の成分へ溶解しないことがある。

また、本実施形態に係る光硬化性組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分に加え、硬化性を損なわない範囲において、各種の樹脂、添加剤等の任意の成分が配合されていてもよい。

［光硬化性組成物の製造方法］
本実施形態に係る光硬化性組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を前述した質量比の範囲内になるように秤量し、さらに必要に応じてその他の成分も添加して、各成分を十分に混合することによって調製することができる。混合方法は、特に限定されないが、例えば、当業者に公知の混合装置等を用いることができる。

本実施形態に係る光硬化性組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分を前述した質量比の範囲内になるように配合することで、光硬化性組成物を常温で硬化し得る。そのため、本実施形態に係る光硬化性組成物は、常温硬化性の光硬化接着剤として有用に使用し得る。

本実施形態に係る光硬化性組成物は、被接着物が加熱により劣化または変形するような、例えば樹脂材料部材同士の接着に使用できる。

以下、本発明について実施例を用いてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。また、特に明記しない限り、実施例における部および％は質量基準である。
図１には、各実施例と比較例における（Ａ）成分～（Ｃ）成分の配合量等の条件が表される。

（実施例１）
実施例１について、以下詳細に説明する。
（（Ａ）～（Ｃ）成分の準備）
（Ａ）成分として１分子中にアクリロイル基を６個有するジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（共栄社化学株式会社製「ＤＰＥ－６Ａ」）を準備した。（Ｂ）成分として１分子中にチオール基を４個有するペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトブチレート）（昭和電工株式会社製「ＰＥ－１」）を準備した。（Ｃ）成分として非イオン性のカルバメート化合物の２－（２－ニトロフェニル）プロピロキシカルボニル－１，１，３，３－テトラメチルグアニジンを準備した。

（光硬化性組成物の調製）
（Ａ）成分～（Ｃ）成分の配合量の合計が２０質量部となるように、まず（Ａ）成分８．２質量部と（Ｃ）成分０．２質量部とを、自転公転脱泡撹拌機を用いて均一な溶液になるように混合した。その中に、（Ｂ）成分１１．６質量部をさらに加えた。自転公転脱泡撹拌機を用いて、上記混合物を十分に混合、溶解し、実施例１の光硬化性組成物を作製した。図１に実施例１の光硬化性組成物の組成を示す。

図１は、実施例１～１０の光硬化性組成物の組成を示す表である。より具体的には、光硬化性組成物の（Ａ）～（Ｃ）成分の種類、およびそれぞれ配合量（単位：部（質量部））等を示す。図２～５は、後述する実施例１１～３２および比較例１～１９の組成を示す。なお、図１～５における表中の表記（Ａ－１）～（Ａ－８）、（Ｂ－１）～（Ｂ－６）および（Ｃ－１）は、それぞれ以下の化合物を示す。
［（Ａ）成分：（メタ）アクリル酸エステル］
・（Ａ－１）：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・（Ａ－２）：イソシアヌル酸ＥＯ変性ジおよびトリアクリレート
・（Ａ－３）：トリメチロールプロパントリアクリレート
・（Ａ－４）：トリス(２－アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート
・（Ａ－５）：トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート
・（Ａ－６）：シルセスキオキサン誘導体
・（Ａ－７）：ドデシルメタクリレート
・（Ａ－８）：変性エポキシアクリレート
［（Ｂ）成分：チオール化合物］
・（Ｂ－１）：ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトブチレート）、１，４－ビス（３－メルカプトブチリルオキシ）ブタン
・（Ｂ－２）：１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルプロピル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオン
・（Ｂ－３）：１，３，５－トリス（２－（３－スルファニルブタノイルオキシ）エチル）－１，３，５－トリアジナン－２，４，６－トリオン
・（Ｂ－４）：１，３，５－トリス［３－（２メルカプトエチルスルファニル）プロピル］イソシアヌレート
・（Ｂ－５）：１，３，４，６－テトラキス（２－スルファニルエチル）テトラヒドロイミダゾ［４，５－ｄ］イミダゾール－２，５（１Ｈ，３Ｈ）－ジオン
・（Ｂ－６）：ドデカンチオール
［（Ｃ）成分：光塩基発生剤］
・（Ｃ－１）：２－（２－ニトロフェニル）プロピロキシカルボニル－１，１，３，３－テトラメチルグアニジン

［評価方法］
（光硬化性組成物の硬化性）
光硬化性組成物の硬化性は、紫外線（ＵＶ）照射から１時間後の塗布膜における硬化の程度で評価した。まず、光硬化性組成物をＵＶ照射型レオメータ（株式会社ＴＡインスツルメント製「ＤＨＲ－２」）の透明ステージに塗布し、塗布膜を形成した。
次いで、塗布膜の貯蔵弾性率および損失弾性率を測定した。ギャップを１００μｍとし、光源としてバンドパスフィルターを備えた高圧水銀ランプを用いて、塗布膜に紫外線を照射した。ＵＶ照射条件は、３６５ｎｍにおけるＵＶ照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２であり、照度が６０ｍＷ／ｃｍ^２であり、照射時間が１７秒であった。ＵＶ照射後、塗布膜を２５℃に保温した。併せて、ＵＶ照射型レオメータを用いて、塗布膜の貯蔵弾性率および損失弾性率を測定した。ＵＶ照射開始時刻から貯蔵弾性率と損失弾性率とが交わるまでの時刻までの時間を決定した貯蔵弾性率と損失弾性率との交点をゲル化のタイミングと定義し、この交点までの時間（上記決定した時間）を硬化時間とした。

ＵＶ照射２時間後の塗布膜の効果状態を目視にて観察し、監察結果および硬化時間から下記基準に基づいて、硬化の程度（硬化または未硬化）を判定した。
（硬化性の判定基準）
硬化：硬化時間が１時間未満であり、かつＵＶ照射１時間後の塗布膜が流動性のない状態（すなわち、貯蔵弾性率が損失弾性率よりも高い状態を意味する）である
未硬化：硬化時間が１時間以上であり、かつＵＶ照射１時間後の塗布膜が流動性を有する状態である

得られた判定結果から下記基準に基づいて、光硬化性組成物の硬化性を評価した。
（硬化性の評価基準）
○（良い）：ＵＶ照射下において判定結果が硬化である
×（悪い）：ＵＶ照射下において判定結果が未硬化である

得られた評価結果を「ＵＶ照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果」とした。図１に評価結果を示す。

また、ＵＶ照射の有無による硬化性を比較するため、「ＵＶ未照射下における光硬化性組成物の硬化性」も評価した。この評価は、ＵＶ照射を実施しないことおよび評価基準が異なること以外は上記と同様の手順にて実施された。
得られた判定結果から下記基準に基づいて、光硬化性組成物の硬化性を評価した。
（硬化性の評価基準）
○（良い）：ＵＶ未照射下において判定結果が未硬化である
×（悪い）：ＵＶ未照射下において判定結果が硬化である
得られた評価結果を「ＵＶ未照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果」とした。図１に評価結果を示す。

（総合判定）
上記ＵＶ照射下／ＵＶ未照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果から下記評価基準に基づいて光硬化性組成物の硬化性を総合的に評価した。総合判定の結果を図１に示す。
（総合判定の評価基準）
○（良い）：ＵＶ照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果が「硬化」であり、かつＵＶ未照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果が「未硬化」である
×（悪い）：ＵＶ照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果が「未硬化」であり、またはＵＶ未照射下における光硬化性組成物の硬化性評価結果が「硬化」である

（実施例２～３０および比較例１～１９）
図１～５に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様にして光硬化性組成物をそれぞれ調製した。また、光硬化性組成物の硬化性を実施例１と同様にして評価した。評価結果を図１～５に示す。比較例１９では、ＵＶ未照射下における評価結果が「×（悪い）」であった。つまり、ＵＶ未照射下で光硬化性組成物の塗布膜が硬化してしまった。このため、ＵＶ照射下における硬化性の評価を適切に実施できなかった。

図１～３に示すように、実施例１～３２の光硬化性組成物は、（Ａ）成分～（Ｃ）成分を含んで成り、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７の範囲内であり、かつ（Ｃ）成分の含有量が（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して０．５～２質量部であった。つまり、実施例１～３０の光硬化性組成物は、請求項１に係る発明の光硬化性組成物に包含されていた。

また、図１～３に示すように、実施例１～３２の光硬化性組成物では、硬化性の総合判定の評価結果がいずれも〇（良い）であった。

図４～５に示すように、比較例１～１９の光硬化性組成物は、請求項１に係る発明の光硬化性組成の範囲外であり、かつ硬化性の評価結果はいずれも×（悪い）であった。比較例１～１８の光硬化性組成物は、ＵＶ照射後に１時間未満で架橋せずに未硬化となった。

より具体的には、比較例１～５の光硬化性組成物では、（Ａ）成分としてのドデシルメタクリレート１分子中の（メタ）アクリロイル基の数が１であり、２～６個の範囲外であり、ドデシルメタクリレートの官能基当量が２５４ｇ／ｅｑであり９６～１８０ｇ／ｅｑの範囲外であった。これらの光硬化性組成物は、ＵＶ照射後に１時間未満で架橋せずに未硬化となった。

比較例６～１０の光硬化性組成物では、（Ｂ）成分としてのドデカンチオール１分子中のチオール基の数が１であり２～４個の範囲外であり、かつドデカンチオールの官能基当量が２０２ｇ／ｅｑであり９５～１９０ｇ／ｅｑの範囲外であった。光硬化性組成物がＵＶ照射後に架橋せずに未硬化となった。

比較例１１～１５の光硬化性組成物では、（Ａ）成分としての変性エポキシアクリレートの官能基当量が４２５ｇ／ｅｑであり、９６～１８０ｇ／ｅｑの範囲外であった。比較例１１～１５の光硬化性組成物では、（Ａ）成分の官能基密度が低いため、硬化反応が進行しにくく、ＵＶ照射１時間未満で十分に硬化しなかったと考えられる。

比較例１６～１７の光硬化性組成物では、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の質量比がそれぞれ８４．７：１５．３および１５．３：８４．７でありいずれの質量比も６６：３４～３３：６７の範囲外であった。比較例１６の光硬化性組成物では（Ａ）成分が（Ｂ）成分に対して過剰となり、比較例１７の光硬化性組成物では（Ｂ）成分が（Ａ）成分に対して過剰となった。これらの光硬化性組成物では、（Ａ）成分および（Ｂ）成分のいずれかの成分が過剰となるため、ＵＶ照射後に硬化反応は進行するが、未反応の（Ａ）成分または（Ｂ）成分が残存し見かけ上未硬化となったためと考えられる。

比較例１８～１９の光硬化性組成物では、（Ｃ）成分の含有量が（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分の合計１００質量部に対してそれぞれ０．３および４．０質量部であり、いずれも０．５～２質量部の範囲外であった。比較例１８の光硬化性組成物では、（Ｃ）成分の含有量が小さく、硬化反応が充分に進行しなかったためと考えられる。また、比較例１９の光硬化性組成物では、（Ｃ）成分の含有量が多く、ＵＶ未照射下で存在する遊離した塩基が比較的多いため、ＵＶ未照射下でも硬化反応がある程度進行したためと考えられる。

以上から、実施例１～３２の光硬化性組成物が比較例１～１９の光硬化性組成物に比べ、硬化性に優れることが明らかである。

本発明の光硬化性組成物は、活性エネルギー線の照射により３０℃未満で硬化するため、例えば樹脂基材のような耐熱性が低い基材同士の接着材として利用できる。

Claims

（Ａ）成分：１分子中に（メタ）アクリロイル基を２～６個有する（メタ）アクリル酸エステル、
（Ｂ）成分：１分子中にチオール基を２～４個有するチオール化合物、および
（Ｃ）成分：光塩基発生剤
を含んで成り、
前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の質量比が６６：３４～３３：６７であり、
前記（Ａ）成分の官能基当量が９６～１８０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｂ）成分の官能基当量が９５～１９０ｇ／ｅｑであり、
前記（Ｃ）成分の含有量は、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分および前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して０．５～２質量部である、光硬化性組成物。
前記（Ｂ）成分のチオール化合物が、イソシアヌレート環構造、およびグリコールウリル構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造を有する、請求項１に記載の光硬化性組成物。
前記（Ｃ）成分は、非イオン性のカルバメート化合物、アミド化合物、ならびに１級、２級および３級のアルキルアミン化合物からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の光硬化性組成物。