JP6646229B2 - 二液型硬化性組成物 - Google Patents
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Description
下記(A)〜(F)成分を含み、下記(A)成分100質量部に対して、下記(D)成分を0質量部を超えて50質量部以下の割合で含む、第一液および第二液からなる二液型硬化性組成物である;
(A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物、
(B)成分:アクリルアミド化合物、
(C)成分:水、
(D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル、
(E)成分:ハイドロパーオキサイド、および
(F)成分:金属錯体。
本発明の第一の実施態様は、下記(A)〜(F)成分を含み、下記(A)成分100質量部に対して、下記(D)成分を0質量部を超えて50質量部以下の割合で含む、第一液および第二液からなる二液型硬化性組成物である。以下、「二液型硬化性組成物」を、単に「硬化性組成物」とも称する。ある実施形態では、硬化性組成物は、仮固定用二液型硬化性樹脂組成物である。
(A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物、
(B)成分:アクリルアミド化合物、
(C)成分:水、
(D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル、
(E)成分:ハイドロパーオキサイド、および
(F)成分:金属錯体。
本発明で使用することができる(A)成分としては、アクリル基および/またはメタクリル基を有する化合物である。以下、アクリル基とメタクリル基を合わせて(メタ)アクリル基と呼ぶ。(A)成分は組成物に硬化性を付与するほか、組成物中の他の成分の溶媒または分散媒としても機能し得る。(A)成分は本発明の(B)成分と(C)成分との相溶性が良好であれば好適である。(A)成分は、(メタ)アクリレートオリゴマー成分および/または(メタ)アクリレートモノマーを含むことができる。
本発明で使用することができる(B)成分としては、アクリルアミド化合物である。(B)成分を含むことにより、(A)成分と(C)成分との相溶性が向上する。また、本発明の技術的範囲を制限するものではないが、(B)成分を含むことにより、硬化物の吸水性が向上し、これによって剥離性が向上すると考えられる。
本発明で使用することができる(C)成分としては、水である。(C)成分を含むことにより、硬化物の剥離性が向上する。本発明の技術的範囲を制限するものではないが、これは、以下の作用によるものと推測される。すなわち、硬化性組成物が(C)成分を含むことにより、その硬化物中に少量の水があらかじめ存在することになる。したがって、被着体を仮固定後、硬化物を媒体中で剥離する際、媒体が浸透しにくい硬化物内部にも水が存在することとなるため、剥離性が向上すると考えられる。
本発明で使用することができる(D)成分としては、膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセルである。(D)成分を含むことにより、剥離に要する時間が短縮される。膨張を開始する温度が70℃未満の膨張性カプセルの場合、カプセルの保存安定性が悪いため剥離作業用媒体(例えば、熱水)中で硬化物が崩壊しやすく、媒体を汚染しやすいという問題がある。一方、膨張を開始する温度が95℃超の膨張性カプセルであると、仮固定後の剥離性が低下する。
本発明で使用することができる(E)成分としては、ハイドロパーオキサイドである。ハイドロパーオキサイドとは式1の様な構造を有する有機過酸化物である。ここで、R1は鎖状脂肪族炭化水素、環状脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素又はそれらの誘導体を示す。具体的には、p−メタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドなど挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明で使用することができる(F)成分としては、(E)成分を分解させる金属錯体である。より具体的には、(F)成分は、ハイドロパーオキサイド((E)成分)からアルコキシラジカルを発生させる反応を触媒する。
さらに、前記の(E)成分と(F)成分の反応を向上させる目的で、アミン化合物を硬化性組成物に添加することができる。以下、当該成分を反応促進剤または硬化促進剤と呼ぶ。具体的には、サッカリン、1−アセチル−2−フェニル−ヒドラジン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチルアニリン、ジイソプロパノール−P−トルイジン、トリエチルアミン等の3級アミン類や、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン類や、チオ尿素、エチレンチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素、アセチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等のチオ尿素類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。(A)成分100質量部に対して、反応促進剤の合計量を0.01〜5.0質量部添加することが好ましい。合計量が0.01質量部以上、特に0.01質量部より多いと硬化性をさらに向上せることができ、合計量が5.0質量部以下、特に5.0質量部より少ないと保存安定性に優れる。反応促進剤(硬化促進剤)は1種類でも2種類以上を組み合わせても良い。
さらに、本発明では(G)成分として、25℃で液状の(メタ)アクリル重合体を添加することができる。すなわち、本発明の一実施形態では、(G)成分として、25℃で液状の(メタ)アクリル重合体をさらに含む硬化性組成物が提供される。なお、(G)成分としての(メタ)アクリル重合体とは、(メタ)アクリル基を有する単量体に由来する構成単位を繰り返し単位として有する(共)重合体を指す。
さらに、本発明では(H)成分として、光硬化性を付与するために光開始剤を添加しても良い。光開始剤を添加することで、硬化時間の短縮化を図ることができる。すなわち、本発明の一実施形態では、光開始剤をさらに含む硬化性組成物が提供される。
さらに、本発明では(I)成分として、チオール化合物を添加することができる。理由は明確に判明していないが、本発明ではチオール化合物を添加することで、可使時間(ポットライフ)の長期化と硬化性とを両立することができる。すなわち、本発明の一実施形態では、(I)成分として、チオール化合物をさらに含む硬化性組成物が提供される。チオール化合物としては、分子中に1〜6のチオール基を有する化合物が例示でき、例えば、炭素数1〜18の直鎖、分岐鎖または環状のアルカンチオール;チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸等のメルカプトカルボン酸;エチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ヒドロキシアルキルイソシアヌレート等のポリオールと、上記メルカプトカルボン酸とのエステル;などが例示できる。これらは単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。
本発明にかかる硬化性樹脂には、有機充填剤や無機充填剤の充填剤を添加することができる。粘度を調整する目的で、無機充填剤としてヒュームドシリカを添加することができる。表面が未処理でありシラノールが残留している親水性タイプ、前記シラノールをジメチルジクロロシランなどで処理してシリカ表面を疎水化した疎水性タイプなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。親水性タイプの具体的な商品としては、日本アエロジル株式会社製のアエロジル(登録商標)90、130、150、200、255、300、380等が挙げられ、疎水性タイプの具体的な商品としては、日本アエロジル株式会社製のアエロジル(登録商標)R972(ジメチルジクロロシラン処理)、R974(ジメチルジクロロシラン付加)、R104(オクタメチルシクロテトラシロキサン処理)、R106(オクタメチルシクロテトラシロキサン処理)、R202(ポリジメチルシロキサン処理)、R805(オクチルシラン処理)、R812(ヘキサメチルジシラザン処理)、R816(ヘキサデシルシラン処理)、R711(メタクリルシラン処理)などが挙げられる。その他にキャボット株式会社製のヒュームドシリカであるキャボシル(登録商標)シリーズなどが挙げられる。
本発明の硬化性組成物は二液型であるため、保存中に硬化反応が進行しにくく、一液型と比べて保存安定性に優れる。なお、二液型硬化性組成物において、上記の各成分の含有量は、第一液および第二液に含まれる(A)成分の合計量を100質量部とした場合の各成分の量である。例えば、本発明にかかる硬化性組成物は、第一液および第二液に含まれる(A)成分の合計量100質量部に対して、第一液および/または第二液中の(D)成分の総量として0質量部を超えて50質量部以下の割合で含む。
本発明は、他の実施形態として、上記二液型硬化性組成物を含む、仮固定剤もまた提供する。本発明に係る仮固定剤は、上記硬化性組成物を含むため、大面積の板状の被着体を接着により仮固定する際、狭いクリアランスで使用された場合であっても、仮固定することに適し、被着体の加工作業等を行った後に容易に剥離させることが可能である。
本発明の硬化性組成物や仮固定剤を被着体上に塗出した後、被着体(一の被着体)を固定する対象物(他の被着体)上に設置して押圧し、(H)成分を含む場合は所望によりさらに光照射することにより、硬化性組成物(または仮固定剤)が硬化する。一の被着体および他の被着体のうち一方に本発明の硬化性組成物や仮固定剤を塗布してもよく、また、両方に塗布してもよい。
本発明の好ましい実施形態を以下に示すが、本発明が以下の形態に限定されるものではない。
(1−1) 下記(A)〜(F)成分を含み、下記(A)成分100質量部に対して、下記(D)成分を0質量部を超えて50質量部以下の割合で含む、第一液および第二液からなる二液型硬化性組成物;
(A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物、
(B)成分:アクリルアミド化合物、
(C)成分:水、
(D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル、
(E)成分:ハイドロパーオキサイド、および
(F)成分:金属錯体。
(1−2) 前記(A)成分として、分子量が500以下で分子中に水酸基と(メタ)アクリル基とを有する化合物を含む、(1−1)に記載の二液型硬化性組成物。
(1−3) (G)成分として、25℃で液状の(メタ)アクリル重合体をさらに含む、(1−1)または(1−2)に記載の硬化性組成物。
(1−4) (H)成分として、光開始剤をさらに含む、(1−1)〜(1−3)のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
(1−5) (I)成分として、チオール化合物をさらに含む、(1−1)〜(1−4)のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
(1−6) 前記(A)成分が前記第一液および前記第二液に含まれ、前記(B)成分、前記(C)成分および前記(D)成分は前記第一液および/または前記第二液に含まれ、前記(E)成分が前記第一液に含まれ、ならびに前記(F)成分が前記第二液に含まれる、(1−1)〜(1−5)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(1−7) 前記(B)成分および前記(C)成分は前記第一液に含まれ、前記(D)成分は前記第二液に含まれる、(1−1)〜(1−6)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(1−8) 前記(A)成分100質量部に対して、前記(B)成分を0.1〜20質量部、前記(C)成分を0.1〜20質量部、前記(E)成分を0.01〜5.0質量部、および前記(F)成分を0.01〜1.0質量部の割合で含む、(1−1)〜(1−7)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(1−9) 90℃以上の媒体中で硬化物を剥離することができる、(1−1)〜(1−8)のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
(1−10) 硬化物の剥離時間が、100℃の熱水中で10分未満である、(1−1)〜(1−9)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(1−11) (1−1)〜(1−10)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物を用いて被着体を仮固定する方法であって、
前記第一液と前記第二液との混合物を調製し、
一の被着体および他の被着体の少なくとも一方の面に形成した当該混合物の塗膜を介して、当該一の被着体と当該他の被着体とを仮固定する方法。
(1−12) (1−1)〜(1−10)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物を用いて被着体を仮固定する方法であって、
前記第一液と前記第二液との混合物を調製し、
一の被着体および他の被着体の少なくとも一方の面に形成した当該混合物の塗膜を介して、当該一の被着体と当該他の被着体とを仮固定する方法。
(1−13) (1−1)〜(1−10)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物を含む、仮固定剤。
(2−1) (A)〜(E)成分を含み、(A)成分100質量部に対して(D)成分が50質量部以下添加された二液型硬化性組成物;
(A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物、
(B)成分:アクリルアミド化合物、
(C)成分:水、
(D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル、
(E)成分:ハイドロパーオキサイド、および
(F)成分:金属錯体。
(2−2) 前記(A)成分に、分子量が500以下で分子中に水酸基と(メタ)アクリル基を有する化合物および分子量が500以下で分子中に脂環基と(メタ)アクリル基を有する化合物からなる群より少なくとも1つ選択される化合物を含む(2−1)に記載の二液型硬化性組成物。
(2−3) さらに、25℃で液状の(メタ)アクリル重合体を含む(2−1)または(2−2)に記載の二液型硬化性組成物。
(2−4) さらに、光開始剤を含む(2−1)〜(2−3)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(2−5) さらに、チオール化合物を含む(2−1)〜(2−4)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(2−6) 第一組成物に(A)成分、(B)成分、(C)成分および(E)成分を含み、第二組成物に(A)成分、(D)成分および(F)成分を含む(2−1)〜(2−5)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(2−7) 90℃以上の媒体中で硬化物を剥離することができる(2−1)〜(2−6)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物。
(2−8) (2−1)〜(2−7)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物を含む仮固定剤。
(2−9) (2−1)〜(2−7)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物により、一方の被着体に第一組成物を塗布し、もう一方の被着体に第二組成物を塗布して、第一組成物と第二組成物を接触させて2つの被着体を貼り合わせることで被着体を仮固定する方法。
(2−10) (2−1)〜(2−7)のいずれか1つに記載の二液型硬化性組成物の第一組成物と第二組成物を混合した上で、一方または両方の被着体に前記の混合した組成物を塗布して、2つの被着体を貼り合わせることで被着体を仮固定する方法。
二液型硬化性組成物を調製するために下記成分を準備した。(以下、二液型硬化性組成物の第一液と第二液をそれぞれA剤、B剤と呼ぶ。また、A剤とB剤の混合物を単に混合物と呼ぶ。)。
((A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物)
・多官能ポリエステルアクリレート(アロニックス(登録商標)M−8060 東亞合成株式会社製)
・二官能ポリエステルアクリレート(アロニックス(登録商標)M−6200 東亞合成株式会社製)
・ポリエチレングリコールジアクリレート(ライトアクリレート(登録商標)14EG−A 共栄社化学株式会社製)
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ライトアクリレート(登録商標)DCP−A 共栄社化学株式会社製):分子量500以下、分子中に脂環基とアクリル基(アクリロイル基)を有する化合物
・エチルカルビトールアクリレート(ビスコート#190 大阪有機化学工業株式会社)
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA 株式会社日本触媒製):分子量500以下、分子中に水酸基とメタクリル基(メタクリロイル基)を有する化合物
((B)成分:アクリルアミド化合物)
・ジメチルアクリルアミド(DMAA KJケミカル株式会社製)
((C)成分:水)
・精製水(共栄製薬株式会社製)
((D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル)
・膨張開始温度が80〜95℃の膨張性カプセル(平均粒径(直径):13μm)(Expancel(登録商標) 031−40DU 日本フィライト株式会社製)
((D’)成分:(D)成分以外の膨張性カプセル)
・膨張開始温度が108〜113℃の膨張性カプセル(平均粒径(直径):12μm)(Expancel(登録商標) 051−40DU 日本フィライト株式会社製)
((E)成分:ハイドロパーオキサイド)
・クメンハイドロパーオキサイド(日油株式会社製 パークミル(登録商標)H−80)
((F)成分:金属錯体)
・ナフテン酸銅(日本化学産業株式会社製 ナフテックス銅(Cu 5%):CAS番号1338−02−9)
((G)成分:25℃で液状の(メタ)アクリル重合体)
・粘度が1000mPa・s(25℃)の官能基を有さない(メタ)アクリル重合体(アルフォン(登録商標)UP−1000 東亞合成株式会社製、Mw:3000)
((H)成分:光開始剤)
・1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Suncure84 Chemark Chemical Co.,Ltd製)
((I)成分:チオール化合物)
・ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学工業株式会社製 PEMP)
(反応促進剤)
・サッカリン(試薬)
・1−アセチル−2−フェニル−ヒドラジン(試薬)
・N,N−ジメチル−p−トルイジン(試薬)
(充填剤)
・ジメチルジクロロシラン変性のアモルファスシリカ(平均粒径(直径):16nm)(アエロジル(登録商標)R972 日本アエロジル株式会社製)
・アクリルビーズ(平均粒径(直径):40μm)(ガンツパール(登録商標)GM−4003 ガンツ化成株式会社製)。
製造直後(約1時間以内)に、A剤およびB剤の粘度をE型粘度計で25℃、20rpmで3分間測定したときの「粘度(mPa・s)」を測定した。粘度は500mPa・s以下であることが好ましい。粘度が500mPa・s以下であると、塗布する際の糸引きが少なく、レベリング性が良好である。
A剤とB剤の調製後の粘度を上記粘度測定と同様の方法で測定し、「初期粘度(mPa・s)」とした。A剤とB剤とを25℃雰囲気下で30日放置した後、再度粘度を測定して「放置後粘度(mPa・s)」とした。「変化率(%)」=(放置後粘度−初期粘度)/初期粘度×100として計算し、以下の評価基準で評価を行い、保存安定性とする。変化率は「○」または「△」であることが好ましく、「○」であることがより好ましい。
<評価基準>
○:変化率が20%以下
△:変化率が20%より大きく50%以下
×:変化率が50%より大きい。
長さ100mm×幅100mm×厚さ0.7mmのガラス板上にA剤(第一液)とB剤(第二液)との混合物(A剤:B剤=1:1(w/w))を塗出した。混合物を塗出したガラス板上に、同形状の別のガラス板を貼り合わせて、混合物(硬化性組成物)がガラス面に均一になるまで圧力をかけた。その後、3000mJ/cm2のUV照射により組成物を硬化させてテストピースを作製した。テストピースの硬化物の厚さ(クリアランス)は60μmであった。当該テストピースを100℃の熱水に浸漬して、ガラス板から硬化物が剥離した時間を「剥離性(分)」とした。表3中、60分で剥離しない場合は「NG」と記載し、他の試験・測定は行わずに「−」と記載した。「剥離性(分)」は10分未満が好ましい。
上記の「剥離性確認」でガラス板から剥離した硬化物の状態を目視で確認して、下記の評価基準で判断し、判断結果を表3に「剥離後の硬化物状態」として記載した。剥離した硬化物が膨張すると、かさばって作業に支障が発生するため、硬化物が膨張せずにそのまま剥離することが好ましい。剥離性がNGの場合は、剥離後の硬化物状態を「−」と記載した。
<評価基準>
○:硬化物が膨張せずに剥離した
×:硬化物が膨張して綿状になり剥離した。
Claims (13)
- 下記(A)〜(F)成分を含み、下記(A)成分100質量部に対して、下記(B)成分を0.1〜20質量部、下記(C)成分を0.1〜20質量部および下記(D)成分を0質量部を超えて50質量部以下の割合で含む、第一液および第二液からなる二液型硬化性組成物;
(A)成分:(メタ)アクリル基を有する化合物、
(B)成分:アクリルアミド化合物、
(C)成分:水、
(D)成分:膨張を開始する温度が70〜95℃の膨張性カプセル、
(E)成分:ハイドロパーオキサイド、および
(F)成分:金属錯体。 - 前記(A)成分として、分子量が500以下で分子中に水酸基と(メタ)アクリル基とを有する化合物を含む、請求項1に記載の二液型硬化性組成物。
- (G)成分として、25℃で液状の(メタ)アクリル重合体をさらに含む、請求項1または2に記載の二液型硬化性組成物。
- (H)成分として、光開始剤をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- (I)成分として、チオール化合物をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- 前記(A)成分が前記第一液および前記第二液に含まれ、
前記(B)成分、前記(C)成分および前記(D)成分は前記第一液および/または前記第二液に含まれ、
前記(E)成分が前記第一液に含まれ、ならびに
前記(F)成分が前記第二液に含まれる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。 - 前記(B)成分および前記(C)成分は前記第一液に含まれ、前記(D)成分は前記第二液に含まれる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- 前記(A)成分100質量部に対して、前記(E)成分を0.01〜5.0質量部、および前記(F)成分を0.01〜1.0質量部の割合で含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- 90℃以上の媒体中で硬化物を剥離することができる請求項1〜8のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- 硬化物の剥離時間が、100℃の熱水中で10分未満である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物を用いて被着体を仮固定する方法であって、
一の被着体に形成した前記第一液の塗膜と、他の被着体に形成した前記第二液の塗膜とを接触させることを含む、被着体を仮固定する方法。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物を用いて被着体を仮固定する方法であって、
前記第一液と前記第二液との混合物を調製し、
一の被着体および他の被着体の少なくとも一方の面に形成した当該混合物の塗膜を介して、当該一の被着体と当該他の被着体とを仮固定する方法。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の二液型硬化性組成物を含む、仮固定剤。
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