JP2024507918A - 光硬化性接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、250g/eq未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;250g/eq以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;少なくとも1つのコアシェル強化剤;少なくとも1つのポリオール成分;および少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含む光硬化性接着剤組成物に関する。本発明の光硬化性接着剤組成物の硬化物は、優れた耐酸性および伸び特性を示し、したがって、ガラススリミングプロセス中のガラスエッジの保護に使用するのに適している。
Description
技術分野
本発明は、250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;少なくとも1つのコアシェル強化剤;少なくとも1つのポリオール成分;および少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含む光硬化性接着剤組成物に関する。本発明の光硬化性接着剤組成物の硬化物は、優れた耐酸性および伸び特性を示し、したがって、ガラススリミングプロセス中のガラスエッジの保護に使用するのに適している。
本発明は、250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;少なくとも1つのコアシェル強化剤;少なくとも1つのポリオール成分;および少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含む光硬化性接着剤組成物に関する。本発明の光硬化性接着剤組成物の硬化物は、優れた耐酸性および伸び特性を示し、したがって、ガラススリミングプロセス中のガラスエッジの保護に使用するのに適している。
発明の背景
電子機器の普及に伴い、電子機器の薄型化と軽量化が望まれている。この目標を達成するための1つの方法は、デバイスに使用されるフラットパネルディスプレイ(FPD)の薄型化である。FPDの主要なタイプであるTFT-LCDは、通常、2枚のガラスの間に液晶を封入するボックスを形成する。TFT-LCDの端は、エッチング液がボックス内に侵入するのを防ぐためにUV硬化型接着剤でシールされている。エッチング液には強酸が含まれることが多いため、従来のUV硬化型接着剤で保護したガラスは0.3mm程度までしか薄くできない。
電子機器の普及に伴い、電子機器の薄型化と軽量化が望まれている。この目標を達成するための1つの方法は、デバイスに使用されるフラットパネルディスプレイ(FPD)の薄型化である。FPDの主要なタイプであるTFT-LCDは、通常、2枚のガラスの間に液晶を封入するボックスを形成する。TFT-LCDの端は、エッチング液がボックス内に侵入するのを防ぐためにUV硬化型接着剤でシールされている。エッチング液には強酸が含まれることが多いため、従来のUV硬化型接着剤で保護したガラスは0.3mm程度までしか薄くできない。
さらに、曲面または丸い角のガラスはますます人気があり、電子機器の将来のディスプレイのトレンドとなっている。従来のUV硬化型接着剤は、湾曲したガラスや角の丸いガラスの保護に適用するには十分な弾性がない。
したがって、ガラスのスリミングプロセス中にガラスをより良くシールして保護するために、酸耐性と弾性が改善された新しい光硬化性接着剤を開発する必要がある。
発明の概要
本発明は、光硬化性接着剤組成物に関するものであり、以下を含む:
a)250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
b)250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
c)少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
d)少なくとも1つのコアシェル強化剤;
e)少なくとも1つのポリオール成分;および
f)少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
ここで、
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5であり;
コアシェル強化剤の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて3~15重量%であり;および
ポリオール成分の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて1~9重量%である。
本発明は、光硬化性接着剤組成物に関するものであり、以下を含む:
a)250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
b)250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
c)少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
d)少なくとも1つのコアシェル強化剤;
e)少なくとも1つのポリオール成分;および
f)少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
ここで、
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5であり;
コアシェル強化剤の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて3~15重量%であり;および
ポリオール成分の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて1~9重量%である。
本発明は、光硬化性接着剤組成物の製造方法にも関する。
本発明はまた、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物にも関する。光硬化性接着剤組成物の硬化生成物は、耐酸性、伸び特性に優れている。
本発明はまた、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物によって接着または封止された物品にも関する。
発明の詳細な説明
以下の文章では、本発明がより詳細に説明される。そのように説明された各態様は、特に反対のことが明確に示されない限り、他の任意の態様と組み合わせてよい。特に、好ましいまたは有利であると示された任意の特徴は、好ましいまたは有利であると示された他の任意の特徴と組み合わせてよい。
以下の文章では、本発明がより詳細に説明される。そのように説明された各態様は、特に反対のことが明確に示されない限り、他の任意の態様と組み合わせてよい。特に、好ましいまたは有利であると示された任意の特徴は、好ましいまたは有利であると示された他の任意の特徴と組み合わせてよい。
本発明の文脈において、使用される用語は、文脈により別段の指示がない限り、以下の定義に従って解釈されるべきである。
本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、単数および複数の両方の指示対象を含む。
本明細書で使用される「含む(comprising)」、「含む(comprises)」、および「含んでなる(comprised of)」という用語は、「含む(including)」、「含む(includes)」、または「含む(containing)」、「含む(contains)」と同義であり、包含的またはオープンエンドであり、追加的な非記載のメンバー、要素、またはプロセスステップを排除するものではない。
数値終点の記載には、記載された終点だけでなく、それぞれの範囲内に包含される全数値と端数が含まれる。
本明細書で引用されるすべての参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
他に定義しない限り、技術用語および科学用語を含む本発明の開示に使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味を有する。さらなる指針として、本発明の教示をよりよく理解するために用語の定義が含まれている。
ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン
本発明の光硬化性組成物は、250g/eq未満のエポキシド当量を有する少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと、250g/eq以上のエポキシド当量を有する少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとを含む。第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5である。
本発明の光硬化性組成物は、250g/eq未満のエポキシド当量を有する少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと、250g/eq以上のエポキシド当量を有する少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとを含む。第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5である。
本発明のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、分子当たり少なくとも1つの非芳香族二重結合、少なくとも1つのエポキシ基および少なくとも1つの末端ヒドロキシル基を有するポリオレフィンを指す。好ましくは、ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、1分子当たり少なくとも2つの末端ヒドロキシル基を含有する。
本発明のいくつかの実施形態では、ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンはヒドロキシル末端エポキシ化ポリジエンであって、これはヒドロキシル末端エポキシ化ポリイソプレン、ヒドロキシル末端エポキシ化ポリブタジエン、イソプレンとブタジエンのヒドロキシル末端エポキシ化コポリマー、ブタジエンとエチレンのヒドロキシル末端エポキシ化コポリマー、ブタジエンとプロピレンのヒドロキシル末端エポキシ化コポリマー、およびブタジエン、エチレンおよびプロピレンのヒドロキシル末端エポキシ化ターポリマーから選択されることが好ましい。ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの具体例を以下に示す。
式中、pおよびqは、[]におけるエポキシ化オレフィンモノマー単位の繰り返し数を示し;pとqは0以上の整数であり、pとqは同時に両方とも0であることはできない;mおよびnは、[]における不飽和コモノマー単位の繰り返し数を示し;mとnは0以上の整数であり、mとnは同時に0であることはできない。
市販の第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの例は、例えば、Daicel Corporationから入手可能なEPOLEAD PB3600である。
市販の第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの例は、例えば、Cray Vallayから入手可能なPoly bd 600Eおよび605Eである。
本発明のいくつかの実施形態では、第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、ISO 3001-1997に従って測定して、好ましくは100~230g/eq、より好ましくは150~200g/eqのエポキシド当量を有する。
本発明のいくつかの実施形態では、第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、ISO 3001-1997に従って測定して、好ましくは260~600g/eq、より好ましくは280~380g/eqのエポキシド当量を有する。
本発明のいくつかの実施形態において、第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは5~20重量%、より好ましくは8~14重量%である。
本発明のいくつかの実施形態において、第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは8~25重量%、より好ましくは10~20重量%である。
本発明のいくつかの実施形態では、第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比が4:5~1:1である場合、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物の伸び特性は、驚くべきことにさらに改善できる。
ダイマー酸変性エポキシ樹脂
本発明の光硬化性接着剤組成物は、少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂を含む。本発明のダイマー酸変性エポキシ樹脂とは、多官能エポキシ樹脂にダイマー酸構造中の少なくとも1個のカルボキシル基を反応させて得られる樹脂をいう。ダイマー酸は、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、ソルビン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸の二量体である。エポキシ樹脂は限定されず、当技術分野で知られている任意の一般的なエポキシ樹脂であってよい。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂を含む。本発明のダイマー酸変性エポキシ樹脂とは、多官能エポキシ樹脂にダイマー酸構造中の少なくとも1個のカルボキシル基を反応させて得られる樹脂をいう。ダイマー酸は、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、ソルビン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸の二量体である。エポキシ樹脂は限定されず、当技術分野で知られている任意の一般的なエポキシ樹脂であってよい。
ダイマー酸変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は特に限定されないが、いくつかの実施形態において、ダイマー酸変性エポキシ樹脂は、ISO 3001-1997に従って測定したエポキシ当量が300~600g/eqであることが好ましい。
市販のダイマー酸変性エポキシ樹脂の例としては、例えば、Kukdo Chemical Co.,Ltd.から入手可能なYD-171およびYD-172;三菱化学株式会社から入手可能なjER871およびjER872が挙げられる。
本発明のいくつかの実施形態において、ダイマー酸変性エポキシ樹脂の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは3~25重量%、より好ましくは10~20重量%である。
コアシェル強化剤
本発明の光硬化性接着剤組成物は、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物の伸び特性を高めるために、少なくとも1つのコアシェル強化剤を含む。本発明で使用されるコアシェル強化剤は、当技術分野で知られている任意のコアシェルポリマー(またはコアシェルゴムと呼ばれる)であってもよい。典型的には、コアシェルゴムは、ゴムの特性を有するポリマー材料を含んでなるコアと、コアにグラフトされるかまたはコアに架橋されたシェルとを有する。コアシェルゴムのコアは、アクリルゴム、シリコーンゴムおよびジエンゴムから選択してよい。コアシェルゴムのシェルは、アクリルポリマー、アクリルコポリマー、スチレンポリマー、およびスチレンコポリマーから選択してよい。コアシェルゴムとしては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、メタクリレート・ブタジエン・スチレン(MBS)、メタクリレートアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(MABS)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物の伸び特性を高めるために、少なくとも1つのコアシェル強化剤を含む。本発明で使用されるコアシェル強化剤は、当技術分野で知られている任意のコアシェルポリマー(またはコアシェルゴムと呼ばれる)であってもよい。典型的には、コアシェルゴムは、ゴムの特性を有するポリマー材料を含んでなるコアと、コアにグラフトされるかまたはコアに架橋されたシェルとを有する。コアシェルゴムのコアは、アクリルゴム、シリコーンゴムおよびジエンゴムから選択してよい。コアシェルゴムのシェルは、アクリルポリマー、アクリルコポリマー、スチレンポリマー、およびスチレンコポリマーから選択してよい。コアシェルゴムとしては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、メタクリレート・ブタジエン・スチレン(MBS)、メタクリレートアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(MABS)などが挙げられるが、これらに限定されない。
市販のコアシェル強化剤の例としては、例えば、カネカ株式会社から入手可能なMX-550、MX-551、およびMX-553が挙げられる。
本発明のいくつかの実施形態では、コアシェル強化剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて3~15重量%、好ましくは6~10重量%である。
ポリオール成分
本発明の光硬化性組成物は、少なくとも1つのポリオール成分を含む。本発明の「ポリオール」という用語は、2つ以上のヒドロキシル基を含有する化合物をいう。本発明のポリオール成分は、本発明で前述したヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとは異なる任意の一般的なポリオールであってよい。ポリオール成分の例には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリマーポリオールが含まれるが、これらに限定されない。
本発明の光硬化性組成物は、少なくとも1つのポリオール成分を含む。本発明の「ポリオール」という用語は、2つ以上のヒドロキシル基を含有する化合物をいう。本発明のポリオール成分は、本発明で前述したヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとは異なる任意の一般的なポリオールであってよい。ポリオール成分の例には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリマーポリオールが含まれるが、これらに限定されない。
市販のポリオール成分の例は、例えば、Wanhua Chemicalから入手可能なWANOL F-3135;Tianjin Petrochemical Companyの第3石油化学工場から入手可能なTEP-330N;Sinopec Shanghai Gaoqiao Petrochemial Companyから入手可能なGEP-330N;およびDowから入手可能なVoranol 220-110Nである。
本発明のいくつかの実施形態において、ポリオール成分の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて1~9重量%、好ましくは3~8重量%である。
カチオン性光開始剤
本発明の光硬化性接着剤組成物は、エポキシ樹脂の重合を開始させるための少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含む。カチオン性光開始剤は、照射されると励起状態を形成し、その後崩壊してラジカルカチオンを放出する。このラジカルカチオンは水素原子供与体と反応し、架橋反応を開始するプロトン酸を生成する。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、エポキシ樹脂の重合を開始させるための少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含む。カチオン性光開始剤は、照射されると励起状態を形成し、その後崩壊してラジカルカチオンを放出する。このラジカルカチオンは水素原子供与体と反応し、架橋反応を開始するプロトン酸を生成する。
最も一般的に使用されるカチオン性光開始剤は、有機ハロニウム塩、ヨードニウム塩、またはスルホニウム塩である。本発明のいくつかの実施形態では、有機ヨードニウム塩または有機スルホニウム塩が光硬化性接着剤組成物に組み込まれることが好ましい。これらの塩中のアニオンは一般に低い求核性を有し、SbF6、PF6、AsF6、BF4、B(C6F5)4またはGa(C6F5)4を含むが、これらに限定されない。ヨードニウム塩は、例えば、ジアリー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、4-オクチルオ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-ヒドロキシテトラデシルオキシフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、および4-(1-メチルエチル)フェニル4-メチ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)ボレートから選択してよい。スルホニウム塩は、例えば、4-チオフェニル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、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、および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から選択してよい。カチオン性光開始剤は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
市販のカチオン性光開始剤の例としては、例えば、BASFから入手可能なIrgacure 290;Nantong Synasia New Material Co.,Ltdから入手可能なUVI-6976、6992;およびDowから入手可能なUVI 6976が挙げられる。
本発明のいくつかの実施形態では、カチオン性光開始剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて0.1~10重量%、好ましくは3~5重量%である。
任意の添加剤
光硬化性接着剤組成物は、任意の添加剤をさらに含んでもよい。本発明の光硬化性接着剤組成物に適した添加剤の選択は、光硬化性接着剤組成物の特定の使用目的に依存し、当業者は個々の場合に決定できる。
光硬化性接着剤組成物は、任意の添加剤をさらに含んでもよい。本発明の光硬化性接着剤組成物に適した添加剤の選択は、光硬化性接着剤組成物の特定の使用目的に依存し、当業者は個々の場合に決定できる。
<反応性エポキシ希釈剤>
本発明の光硬化可能な接着剤組成物は、接着剤組成物の流動特性を調整するのに役立つ少なくとも1つの反応性エポキシ希釈剤を任意に含んでもよい。本発明の反応性エポキシ希釈剤とは、分子構造中に少なくとも1個のエポキシ基を含む化合物を指し、本発明で前述したヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンやダイマー酸変性エポキシ樹脂とは異なる。好ましくは、反応性エポキシ希釈剤は、ASTM D1084-2016に従って測定して、25℃で3000CPS未満、例えば10~2000CPS、50~1000CPS、および100~500CPSの粘度を有する。適切な反応性エポキシ希釈剤としては、脂肪族エポキシ樹脂(プロピレングリコール・ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトール・ポリグリシジルエーテルなど)、脂環式エポキシ樹脂(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およびビス(3.4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペートなど)、および複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレートなど)が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の光硬化可能な接着剤組成物は、接着剤組成物の流動特性を調整するのに役立つ少なくとも1つの反応性エポキシ希釈剤を任意に含んでもよい。本発明の反応性エポキシ希釈剤とは、分子構造中に少なくとも1個のエポキシ基を含む化合物を指し、本発明で前述したヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンやダイマー酸変性エポキシ樹脂とは異なる。好ましくは、反応性エポキシ希釈剤は、ASTM D1084-2016に従って測定して、25℃で3000CPS未満、例えば10~2000CPS、50~1000CPS、および100~500CPSの粘度を有する。適切な反応性エポキシ希釈剤としては、脂肪族エポキシ樹脂(プロピレングリコール・ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトール・ポリグリシジルエーテルなど)、脂環式エポキシ樹脂(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およびビス(3.4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペートなど)、および複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレートなど)が挙げられるが、これらに限定されない。
反応性エポキシ希釈剤のエポキシ当量は特に限定されないが、いくつかの実施形態では、反応性エポキシ希釈剤は、好ましくはISO 3001-1997に従って測定された、250g/eq未満、例えば50g/eq、100g/eq、および200g/eqなどのエポキシ当量を有する。
市販の反応性エポキシ希釈剤の例は、例えば、Air Productsから入手可能なEpodil 749、757;Ciba Specialty Chemicalsから入手可能なAraldite CY179、184、192;東亞合成株式会社から入手可能なAron Oxetane OXT 101;およびNantong Synasia New Material Co.,Ltd.から入手可能なSyna-Epoxy S21、27、28である。
本発明のいくつかの実施形態では、反応性エポキシ希釈剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて0~60重量%、好ましくは15~50重量%である。
<カップリング剤>
本発明の光硬化性接着剤組成物は、場合により少なくとも1つのカップリング剤を含んでもよい。本発明のカップリング剤は、当該技術分野で知られている任意の一般的なカップリング剤であってよい。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等から選択してよい。本発明のカップリング剤は、単独で又は組み合わせて使用できる。シランカップリング剤としては、エポキシ基含有アルコキシシラン、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、および3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン;アミノ含有アルコキシシラン、例えば、ガンマ-アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ-アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、およびガンマ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン;およびメルカプト含有アルコキシシラン、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。チタネート系カップリング剤としては、i-プロポキシチタントリ(イソステアレート)が挙げられる。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、場合により少なくとも1つのカップリング剤を含んでもよい。本発明のカップリング剤は、当該技術分野で知られている任意の一般的なカップリング剤であってよい。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等から選択してよい。本発明のカップリング剤は、単独で又は組み合わせて使用できる。シランカップリング剤としては、エポキシ基含有アルコキシシラン、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、および3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン;アミノ含有アルコキシシラン、例えば、ガンマ-アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ-アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、およびガンマ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン;およびメルカプト含有アルコキシシラン、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。チタネート系カップリング剤としては、i-プロポキシチタントリ(イソステアレート)が挙げられる。
市販のカップリング剤の例としては、例えば、信越化学工業から入手可能なKMB403、KMB603;Momentiveから入手可能なSILQUEST A187、SILQUEST A1120;Dowcorningから入手可能なKH570;およびWacker Chemie AGから入手可能なGENIOSIL GF9が挙げられる。
本発明のいくつかの実施形態において、カップリング剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは0~5重量%、より好ましくは1~3重量%である。
<着色剤>
本発明の光硬化性接着剤組成物は、任意に少なくとも1つの着色剤を含んでもよい。着色剤の例には、酸化第二鉄、レンガ粉酸化チタン、ブロモチモールブルー、ブリリアントブルー、フェノタリンなどの無機または有機着色剤が含まれるが、これらに限定されない。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、任意に少なくとも1つの着色剤を含んでもよい。着色剤の例には、酸化第二鉄、レンガ粉酸化チタン、ブロモチモールブルー、ブリリアントブルー、フェノタリンなどの無機または有機着色剤が含まれるが、これらに限定されない。
市販の着色剤の例は、例えば、Dintex Dyechemから入手可能なStan-Tone 25EPX01 RedおよびSolvent Red 24である。
本発明のいくつかの実施形態において、着色剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは0~1重量%、より好ましくは0.1~0.2重量%である。
本発明のいくつかの実施形態において、着色剤の量は、光硬化性接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは0~1重量%、より好ましくは0.1~0.2重量%である。
本発明の光硬化性接着剤組成物に使用できる他の任意の添加剤としては、殺生物剤、充填剤、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
好ましい実施形態では、光硬化性接着剤組成物は以下を含む:
(a)8重量%~14重量%の、250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(b)10重量%~20重量%の、250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(c)10重量%~20重量%の、少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
(d)6重量%~10重量%の、少なくとも1つのコアシェル強化剤;
(e)3重量%~8重量%の、少なくとも1つのポリオール成分;
(f)3重量%~5重量%の、少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
(g)15重量%~50重量%の、少なくとも1つの反応性エポキシ希釈剤;
(h)1重量%~3重量%の、少なくとも1種のカップリング剤;および
(i)0重量%~0.2重量%の、少なくとも1つの着色剤;
ここで、
全成分の重量パーセントの合計は100重量%になる;および
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5である。
(a)8重量%~14重量%の、250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(b)10重量%~20重量%の、250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(c)10重量%~20重量%の、少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
(d)6重量%~10重量%の、少なくとも1つのコアシェル強化剤;
(e)3重量%~8重量%の、少なくとも1つのポリオール成分;
(f)3重量%~5重量%の、少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
(g)15重量%~50重量%の、少なくとも1つの反応性エポキシ希釈剤;
(h)1重量%~3重量%の、少なくとも1種のカップリング剤;および
(i)0重量%~0.2重量%の、少なくとも1つの着色剤;
ここで、
全成分の重量パーセントの合計は100重量%になる;および
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5である。
当業者は、本発明の説明、代表例およびガイドラインに基づいて、様々な成分の中から適切な選択を行って、所望の効果を達成する組成物を調製できるであろう。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、すべての成分を均一に混合することによって、好ましくは以下の工程によって調製できる。
a)光開始剤と着色剤を除く全成分を一緒に混合して、予備混合物を形成する工程;
b)継続的に撹拌しながら予備混合物に着色剤を添加する工程;および
c)光開始剤を予備混合物中に添加し、黄色光および真空下で全成分を混合する工程。
a)光開始剤と着色剤を除く全成分を一緒に混合して、予備混合物を形成する工程;
b)継続的に撹拌しながら予備混合物に着色剤を添加する工程;および
c)光開始剤を予備混合物中に添加し、黄色光および真空下で全成分を混合する工程。
本発明の光硬化性接着剤組成物は、スカルパー、噴霧器、ディスペンサーまたは押出機を介して基材に適用され、UV光で硬化させることができる。適切な基材には、金属(鋼、ステンレス鋼、炭素鋼、鉄、銅、アルミニウム、亜鉛など、それらの合金を含む)、炭素繊維、ガラス繊維、ガラス、木材、プラスチック、織物材料、不織布材料、およびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
本発明のいくつかの実施形態では、光硬化性接着剤組成物は、2000~3000mj/cm2の強度(2200、2500、2700mj/cm2など)のLED365によって硬化し、10~30秒間(15秒や20秒など)照射することが好ましい。
光硬化性接着剤組成物の硬化生成物は、優れた伸び特性を有し、ガラススリミングプロセス中に曲面ガラスまたは角の丸いガラスを保護するのに特に有用である。また、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物で保護されたガラスは、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物の優れた耐酸性により、0.2mm程度まで薄くできる。
本発明のいくつかの実施形態では、光硬化性接着剤組成物の硬化生成物は、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上、さらにより好ましくは20%以上の、ASTM D638に従って測定された破断点伸びを有する。
実施例:
以下の実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明および例示する。実施例は、当業者が本発明をよりよく理解し、実践するのを助けることを目的としているが、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実施例中のすべての数値は、特に明記しない限り、重量に基づいている。
以下の実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明および例示する。実施例は、当業者が本発明をよりよく理解し、実践するのを助けることを目的としているが、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実施例中のすべての数値は、特に明記しない限り、重量に基づいている。
実施例1-16
実施例では以下の材料を使用した。
YD-171(ダイマー酸変性エポキシ樹脂、Kukdo Chemical Co., Ltd.から入手可能);
MX553(低粘度、低塩素の脂環式エポキシ樹脂中の100nmのPBdコアシェルゴム(CSR)粒子の30%濃度、カネカ社から入手可能);
EPOLEAD PB3600(エポキシド当量193g/eqを有するヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン、ダイセル社から入手可能);
Poly bd 605E(エポキシド当量300g/eqを有するヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン、Cray Valleyから入手可能);
Stan-Tone 25EPX01レッド(着色剤、PolyOneから入手可能);
Voranol 220-110N(ポリオール、Dowから入手可能);
Syna epoxy 28(25℃で500~650CPSの粘度を有するアジピン酸ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)、Nantong Synasia New Material Co.,Ltd.から入手可能);
アロンオキセタンOXT 101(25℃における粘度17~22CPSの3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、東亞合成(株)製);
SILQUEST A187(エポキシ官能性シラン、Momentiveから入手可能);
UVI 6976(プロピレンカーボネート中のトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩の混合物、Dowから入手可能):
実施例では以下の材料を使用した。
YD-171(ダイマー酸変性エポキシ樹脂、Kukdo Chemical Co., Ltd.から入手可能);
MX553(低粘度、低塩素の脂環式エポキシ樹脂中の100nmのPBdコアシェルゴム(CSR)粒子の30%濃度、カネカ社から入手可能);
EPOLEAD PB3600(エポキシド当量193g/eqを有するヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン、ダイセル社から入手可能);
Poly bd 605E(エポキシド当量300g/eqを有するヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン、Cray Valleyから入手可能);
Stan-Tone 25EPX01レッド(着色剤、PolyOneから入手可能);
Voranol 220-110N(ポリオール、Dowから入手可能);
Syna epoxy 28(25℃で500~650CPSの粘度を有するアジピン酸ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)、Nantong Synasia New Material Co.,Ltd.から入手可能);
アロンオキセタンOXT 101(25℃における粘度17~22CPSの3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、東亞合成(株)製);
SILQUEST A187(エポキシ官能性シラン、Momentiveから入手可能);
UVI 6976(プロピレンカーボネート中のトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩の混合物、Dowから入手可能):
光硬化性接着剤組成物は、表1に従った成分および重量パーセントを使用して、以下の工程により実施例(Ex.)として調製した。
a)ダイマー酸変性エポキシ樹脂(YD-171)、コアシェル強化剤(MX553)、ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン(EPOLEAD PB3600および/またはPoly bd 605E)ポリオール成分(Voranol 220-110N)、反応性エポキシ希釈剤(Synaエポキシ28およびアロンオキセタンOXT 101)、およびカップリング剤(SILQUEST A187)を、1000r/分の速度で30秒間、次に2000r/分の速度で60秒間混合して、予備混合物を形成する。
b)着色剤(Stan-Tone 25EPX01 Red)を予備混合物に添加し、1000r/分の速度で30秒間混合し、次に2000r/分の速度で60秒間混合する。
c)黄色光及び真空下(真空度は約-0.09MPaに制御した)、光開始剤(UVI6976)を予備混合物に添加し、すべての成分を1000r/分の速度で30秒間混合し、その後2000r/minの速度で60秒間混合する。
a)ダイマー酸変性エポキシ樹脂(YD-171)、コアシェル強化剤(MX553)、ヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン(EPOLEAD PB3600および/またはPoly bd 605E)ポリオール成分(Voranol 220-110N)、反応性エポキシ希釈剤(Synaエポキシ28およびアロンオキセタンOXT 101)、およびカップリング剤(SILQUEST A187)を、1000r/分の速度で30秒間、次に2000r/分の速度で60秒間混合して、予備混合物を形成する。
b)着色剤(Stan-Tone 25EPX01 Red)を予備混合物に添加し、1000r/分の速度で30秒間混合し、次に2000r/分の速度で60秒間混合する。
c)黄色光及び真空下(真空度は約-0.09MPaに制御した)、光開始剤(UVI6976)を予備混合物に添加し、すべての成分を1000r/分の速度で30秒間混合し、その後2000r/minの速度で60秒間混合する。
光硬化性接着剤サンプルにさまざまな試験を実施し、その結果を表2~3に示す。
試験方法
<耐酸性>
光硬化性接着剤サンプルをガラス基材上にコーティングして厚さ約200μmの湿潤フィルムを形成し、湿潤フィルムでコーティングされたガラスをHg-UV光(786mj/cm2)に20秒間露光して硬化させた。
<耐酸性>
光硬化性接着剤サンプルをガラス基材上にコーティングして厚さ約200μmの湿潤フィルムを形成し、湿潤フィルムでコーティングされたガラスをHg-UV光(786mj/cm2)に20秒間露光して硬化させた。
フィルムコートガラス基材を23℃、湿度50%の環境下で硫酸溶液(35重量%)に24時間浸漬した。
フィルムの耐酸性を以下のように評価した。
フィルムに腐食、気泡、変色がなく、割れることなく連続してガラスから剥がすことが容易であれば、硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性を「合格」とした;そして
フィルムに腐食、気泡、変色、または剥離工程中に破損があった場合、硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性を「不合格」と評価した。
フィルムに腐食、気泡、変色がなく、割れることなく連続してガラスから剥がすことが容易であれば、硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性を「合格」とした;そして
フィルムに腐食、気泡、変色、または剥離工程中に破損があった場合、硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性を「不合格」と評価した。
<伸び特性>
光硬化性接着剤サンプルは、次の手順で硬化およびテストした。
a)水平に置いたガラス基材上に型(サイズ:200×200×1mm)を配置する。
b)型に光硬化性接着剤サンプルを充填して、厚さ1mmの湿潤フィルムを形成する。
c)第2のガラス基材を金型の上に配置し、2枚のガラス基材の間に湿潤フィルムを封入する。
d)封入された湿潤フィルムをHg-UV光(786mj/cm2)で20秒間照射する。
e)封入された湿潤フィルムを裏返し、封入された湿潤フィルムをHg-UV光(786mj/cm2)でさらに20秒間照射する。
f)封入された湿潤フィルムを再度裏返し、封入された湿潤フィルムにHg-UV光(786mj/cm2)を20秒間照射して、乾燥フィルムを形成する。
g)ASTM D638に従って乾燥フィルムからサンプルフィルムを調製する。
h)サンプルフィルムを23℃、湿度50%の環境下で試験前に24時間保存する。および
i)ASTM D638に従ってサンプルフィルムの破断点伸びを測定する。
光硬化性接着剤サンプルは、次の手順で硬化およびテストした。
a)水平に置いたガラス基材上に型(サイズ:200×200×1mm)を配置する。
b)型に光硬化性接着剤サンプルを充填して、厚さ1mmの湿潤フィルムを形成する。
c)第2のガラス基材を金型の上に配置し、2枚のガラス基材の間に湿潤フィルムを封入する。
d)封入された湿潤フィルムをHg-UV光(786mj/cm2)で20秒間照射する。
e)封入された湿潤フィルムを裏返し、封入された湿潤フィルムをHg-UV光(786mj/cm2)でさらに20秒間照射する。
f)封入された湿潤フィルムを再度裏返し、封入された湿潤フィルムにHg-UV光(786mj/cm2)を20秒間照射して、乾燥フィルムを形成する。
g)ASTM D638に従って乾燥フィルムからサンプルフィルムを調製する。
h)サンプルフィルムを23℃、湿度50%の環境下で試験前に24時間保存する。および
i)ASTM D638に従ってサンプルフィルムの破断点伸びを測定する。
硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性を表2aおよび2bに報告する。第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン(EPOLEAD PB3600)が光硬化性接着剤組成物サンプルから欠落している場合、または多すぎるポリオール成分(Voranol 220-110N)が光硬化性接着剤組成物サンプルに添加されている場合、硬化した光硬化性接着剤サンプルの耐酸性は劣っていた。
硬化した光硬化性接着剤サンプルの伸び特性を表3aおよび3bに報告する。第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比が2:5~6:5の範囲にない場合、またはポリオール成分またはダイマー酸変性エポキシ樹脂(YD-171)が光硬化性接着剤組成物サンプルから欠落していた場合には、硬化した光硬化性接着剤サンプルの伸び特性は劣っていた。
Claims (15)
- a)250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
b)250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
c)少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
d)少なくとも1つのコアシェル強化剤;
e)少なくとも1つのポリオール成分;および
f)少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
を含む光硬化性接着剤組成物であって、
ここで、
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5であり;
コアシェル強化剤の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて3重量%~15重量%であり;および
ポリオール成分の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて1~9重量%である
光硬化性接着剤組成物。 - 第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、好ましくは1分子当たり2つの末端ヒドロキシル基を有する、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、好ましくは1分子当たり2つの末端ヒドロキシル基を有する、請求項1または2に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、好ましくは100~230g/当量、より好ましくは150~200g/当量のエポキシド当量を有する、請求項1~3のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンは、好ましくは260~600g/当量、より好ましくは280~380g/当量のエポキシド当量を有する、請求項1~4のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第1および第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの両方が、好ましくはヒドロキシル末端エポキシ化ポリジエンである、請求項1~5のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの量は、接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは5~20重量%、より好ましくは8~14重量%である、請求項1~6のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンの量は、接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは8~25重量%、より好ましくは10~20重量%である、請求項1~7のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- ポリオール成分の量は、接着剤組成物の総重量に基づいて、好ましくは3~8重量%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。
- 第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は、好ましくは4:5~1:1である、請求項1~9のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- カチオン性光開始剤は、有機ハロニウム塩、有機ヨードニウム塩、有機スルホニウム塩、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項1~10のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- (a)8重量%~14重量%の、250g/当量未満のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(b)10重量%~20重量%の、250g/当量以上のエポキシド当量を有する、少なくとも1つの第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィン;
(c)10重量%~20重量%の、少なくとも1つのダイマー酸変性エポキシ樹脂;
(d)6~10重量%の、少なくとも1つのコアシェル強化剤;
(e)3~8重量%の、少なくとも1つのポリオール成分;
(f)3~5重量%の、少なくとも1つのカチオン性光開始剤;
(g)15~50重量%の、少なくとも1つの反応性エポキシ希釈剤;
(h)1~3重量%の、少なくとも1つのカップリング剤;および
(i)0~0.2重量%の、少なくとも1つの着色剤;
を含み、ここで、
全成分の重量パーセントの合計は100重量%になる;および
第1のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンと第2のヒドロキシル末端エポキシ化不飽和ポリオレフィンとの重量比は2:5~6:5である
請求項1~11のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。 - a)光開始剤と着色剤を除く全成分を一緒に混合して、予備混合物を形成する工程;
b)継続的に撹拌しながら予備混合物に着色剤を添加する工程;および
c)光開始剤を予備混合物中に添加し、黄色光および真空下で全成分を混合する工程
を含む、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製造方法。 - 請求項1~13のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物の硬化物。
- 請求項14に記載の光硬化性接着剤組成物の硬化物でコーティングまたは接合された物品。
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