JP6730674B2 - 可塑剤及び光学用粘接着剤組成物 - Google Patents
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Description
該ロジンエステルは、ロジン類と炭素数1〜9の1価アルコールとの反応物であり、ガードナー色数が1以下であり、ガラス転移温度が−15℃以下であり、エステル化度が94重量%以上であり、芳香環を有さない共役二重結合を有するアビエチン酸型樹脂酸及びそのエステルの含有量が10重量%未満である可塑剤。
該ロジンエステルは、ロジン類と炭素数1〜9の1価アルコールとの反応物であり、ガードナー色数が1以下であり、ガラス転移温度が−15℃以下であり、エステル化度が94重量%以上であり、芳香環を有さない共役二重結合を有するアビエチン酸型樹脂酸及びそのエステルの含有量が10重量%未満である可塑剤である。
ロジンエステルのエステル化度(%)=[A/全ピーク面積総和]×100 (1)
式(1)中、Aは重量平均分子量(ポリスチレン換算値)240のピーク面積(ロジンエステル中のモノエステル体に対応するピーク面積)を示す。
ロジンエステル10mgを精評し、MeOH/トルエン(50/50)混合液を2mL加え溶解。トリメチルシリルジアゾメタン10%ヘキサン溶液を滴下、試料をメチルエステル化し、分析を行う。
機種:Agilent 6890 Series
カラム:BDS(Supelco製) 0.3mmΦ×25m、膜厚0.25μm
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
カラム温度:190℃一定 30分間
注入口温度:250℃
検出器温度:280℃
キャリアガス:N2 100kPa、2.2mL/min
スプリット比:50/1
注入量:1.0μL
中国不均化ロジン(広西梧州荒川化学工業有限公司製)100g、メタノール300gを1Lオートクレーブに仕込み、系内の酸素を除去した後、290℃まで昇温した。オートクレーブの内圧は最大で14MPaまで到達した。20分毎に脱圧して水蒸気を抜きながら2時間エステル化反応させた。得られた反応液をロータリーエバポレーターにて濃縮後、水酸化カルシウムを5g加え、液温150〜270℃、圧力0.4kPa条件下での単蒸留により、主留分としてロジンエステル1を68g得た。
製造例1において、中国不均化ロジンを中国水添ロジン(広西梧州日成林産化工有限公司製)に変えた以外は同様にしてロジンエステル2を65g得た。
製造例1において、中国不均化ロジンを蒸留不均化ロジン(荒川化学工業(株)製)に変えた以外は同様にしてロジンエステル3を66g得た。
製造例3で得られるロジンエステル3、100gと2−プロパノール100gを攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた300mlフラスコに加えて40℃に昇温して溶解後、容器を恒温循環装置に浸した。40℃から降温し、途中種結晶を投入した。綿状の白色結晶が急増してから5℃まで装置を降温させ、1.5時間保持した。その後、吸引ろ過において、原料仕込み量の1/3〜1/2倍の2−プロパノールで結晶を洗浄し、続いて50℃,10Torrで2時間減圧乾燥して49gのロジンエステル4を得た。
製造例3で得られるロジンエステル3、100gと2−プロパノール100gを撹拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた300mlフラスコに加えて40℃に昇温して溶解後、容器を恒温循環装置に浸した。40℃から降温し、途中種結晶を投入した。綿状の白色結晶が急増してから5℃まで装置を降温させ、1.5時間保持した。その後、吸引ろ過において、原料仕込み量の1/3〜1/2倍の2−プロパノールで結晶を洗浄し、続いて50℃,10Torrで2時間減圧乾燥する。得られた結晶についてさらに2回上記の再結晶操作を繰り返すことで28gのロジンエステル5を得た。
製造例1において、中国不均化ロジンを高水添ロジン(Forestar Chemical Co.,Ltd.製)に変えた以外は同様にしてロジンエステル6を64g得た。
蒸留水添ロジン(荒川化学工業(株)製、ジヒドロアビエチン酸:68.9%、テトラヒドロアビエチン酸:20.6%)500gとパラジウム/カーボン触媒5C−50W(エヌ・イーケムキャット(株)製、50%品(水含有))15gを1Lフラスコに仕込み、N2シール後、190℃まで昇温して1時間脱水した。次に、溶融物を2Lオートクレーブへ移し、500gのメチルシクロヘキサンで希釈後、7〜10Mpa、150〜300℃の条件で3時間、水素化反応させた。触媒をろ過除去後、反応液を1Lフラスコへ移し、200℃まで昇温させてメチルシクロヘキサンを除去し、さらに15mmHg下で30分減圧蒸留させた。その後、前記反応液とメタノール1500gを5Lオートクレーブに仕込み、系内の酸素を除去した後、290℃まで昇温し、20分毎に脱圧して水蒸気を抜きながら2時間エステル化反応させた。その際、オートクレーブの内圧は最大で14MPaまで到達した。得られた反応液をロータリーエバポレーターにて濃縮後、水酸化カルシウムを25g加え、液温150〜270℃、圧力0.4kPa条件下で単蒸留により、主留分としてロジンエステル7を60g得た。
ロジンエステル2、48gと後述するロジンエステル11、3gを200mLビーカーに加え、水浴にて70℃で30分攪拌することでロジンエステル8を51g得た。
ロジンエステル2、45gと後述するロジンエステル11、6gを200mLビーカーに加え、水浴にて70℃で30分攪拌することでロジンエステル9を51g得た。
製造例1において、メタノールを2−エチルヘキサノールに変える以外は同様にしてロジンエステル10を70g得た。
製造例1において、中国不均化ロジンを中国ガムロジン(広西梧州荒川化学工業有限公司製)に変えた以外は製造例1と同様にしてロジンエステル11を65g得た。
製造例1において、メタノールをn−デカノールに変える以外は同様にしてロジンエステル12を71g得た。
ロジンエステル2、37gとロジンエステル11、13gを200mLビーカーに加え、水浴にて70℃で30分攪拌することでロジンエステル13を50g得た。
融点及びガラス転移温度(Tg):JIS K 7121に規定した示差走査熱量測定(熱流束DSC)により測定した。
DSC測定機器:理学電気(株)製 DSC8230B
色調 :JIS K 0071に準じて、ガードナー単位、ハーゼン単位で測定した。
酸価 :JIS K0070に準じて測定した。
ロジンエステル1〜14をテトラヒドロフランに溶解させて0.5%の溶液を調製した。この溶液について下記の条件でGPC測定を行い、下記の式(1)よりエステル化度を算出した。
機種 :製品名「HLC−8220」、東ソー(株)製
カラム :製品名「TSKgel G2500HXL」、東ソー(株)製、1本と
製品名「TSKgel G2000HXL」、東ソー(株)製、2本と
製品名「TSKgel G1000HXL」、東ソー(株)製、1本の連結
展開溶媒流量:テトラヒドロフラン、1mL/分
測定温度:40℃
検出器 :RI
式(1)中、Aは重量平均分子量(ポリスチレン換算値)240のピーク面積(ロジンエステル1〜14中のモノエステル体に対応するピーク面積)を示す。
本発明におけるロジンエステル中のロジン成分(樹脂酸成分)の組成比の分析についてはガスクロマトグラフ分析(GC)によって分析した。ロジンエステルは以下の前処理を行い、溶液を調整して下記の条件でGC測定を行った。結果を表2に示す。
ロジンエステル10mgを精評し、メタノール/トルエン(50/50)混合液を2mL加え溶解。トリメチルシリルジアゾメタン10%ヘキサン溶液を滴下、試料をメチルエステル化し、分析をおこなった。
機種:Agilent 6890 Series
カラム:BDS(Supelco製) 0.3mmΦ×25m、膜厚0.25μm
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
カラム温度:190℃一定 30分間
注入口温度:250℃
検出器温度:280℃
キャリアガス:N2 100kPa、2.2mL/min
スプリット比:50/1
注入量:1.0μL
中性成分:RT 0〜4.1分に検出されるピーク
テトラヒドロアビエチン酸エステル:RT4.1分〜10分に検出されるピークの内、4.6分、5.1分、5.3分、5.6分、5.8分、6.0分、6.1分、6.4分、7.0分に検出されるピーク
ジヒドロアビエチン酸エステル:RT4.1分〜10分に検出されるピークの内、テトラヒドロアビエチン酸エステル以外のもの
アビエチン酸エステル:RT11.2分に検出されるピーク
デヒドロアビエチン酸エステル:RT11.7分に検出されるピーク
実施例1〜10、比較例1〜5
ロジンエステル1〜14をそれぞれ可塑剤に用いて、重合阻害性、耐熱性及び接着力を評価した。また、可塑剤を用いない条件を比較例1に記載した。結果を表4に示す。
重合阻害性評価のサンプルは次のように調製した。アクリル酸ブチル(和光純薬工業(株)製)78部にイルガキュア1173(BASF社製)2部、可塑剤(ロジンエステル1)、20部を加えて溶解後、アルミカップに2ml取り出し重合阻害性評価用サンプルとした。また、可塑剤を表3のように変えて、同様の評価用サンプルも調製した。
機種 :製品名「HLC−8220」、東ソー(株)製
カラム :製品名「TSKgel SuperHM−L」×3本
展開溶媒流量:テトラヒドロフラン、0.6mL/分
測定温度:40℃
検出器 :RI
重合率(%)=P/(P+M)・・・(2)
P:アクリルポリマーのGPCピーク面積比(リテンションタイム8分〜13分に検出されるピーク)
M:アクリルモノマーのGPCピーク面積比(リテンションタイム15.5分〜16.5分に検出されるピーク)
重合率が高いほど重合阻害性が低く良好であることを示す。
重量平均分子量=(MP×P+MM×M)/(P+M)・・・(3)
MP:アクリルポリマー部の重量平均分子量
MM:アクリルモノマー部の重量平均分子量
重量平均分子量が高いほど重合阻害性が低く良好であることを示す。
重合率と重量平均分子量の結果を表4に示す。
ロジンエステル1をガラス試験管(外径:15mm、長さ:150mm、肉厚:10mm)に5g採り、試験管を試験管立てに垂直に立てた状態で95℃の循風乾燥機中にて10日間放置した。加熱前と10日間加熱後の色調をガードナー単位で評価した。なお、1ガードナーに満たない場合にはハーゼン色調で評価した。また、ロジンエステル2〜14についても同様に評価した。
(光学用粘接着剤組成物の調製)
ウレタンアクリレート(商品名「UA−160TM」、新中村化学工業(株)製)26.5部にモノマーとしてアクリル酸ドデシル(LA、和光純薬工業(株)製)19.9部とアクリル酸イソボルニル(IBXA、東京化成工業(株)製)12.4部、可塑剤(ロジンエステル1)40.0部、光開始剤としてイルガキュアTPO(BASF社製)0.3部とイルガキュア184(BASF社製)0.9部を加えて溶解した。また、ロジンエステル2〜14についても同様に評価用サンプルを調製した。
ガラス板(76mm × 26mm × 1.2−1.5mm、松浪硝子工業(株))を2枚用意し、一方のガラス板にはスペーサーとして150μmのPETフィルムを置き、他方のガラス板の中心にロジンエステル1から調製した光学用粘接着剤組成物を少量滴下し、2枚のガラス板を十字に貼り合わせた。粘接着剤組成物の貼り合わせた接着面は、はみ出しやスペーサーにつくことを防ぐために、直径10mm程度になるようにサンプル量を調整した。その後、高圧水銀ランプを用いて、照度150mJ/cm2で積算光量が3,000mJ/cm2となるように紫外線を照射して試験片を作成した。ロジンエステル2〜14から調製した光学用粘接着剤組成物に関しても同様にして試験片を作成した。試験片は25℃のインキュベータ中で3時間保温した。
オートグラフに付属の面接着試験用の治具に前記試験片をセットして、精密万能試験機((株)島津製作所製 オートグラフ AGS−X)を用いて、引っ張り速度5mm/分で試験力(N)を測定した。なお、面接着力(N/cm2)は、試験力を試験片の組成物接着面の面積(cm2)で割った値で算出した。なお、比較例2の光学用粘接着剤組成物は、紫外線照射時に充分に硬化しなかったため、測定できなかった。
Claims (7)
- ロジンエステルを含有する可塑剤であって、
該ロジンエステルは、ロジン類と炭素数1〜9の1価アルコールとの反応物であり、ガードナー色数が1以下であり、ガラス転移温度が−15℃以下であり、エステル化度が94重量%以上であり、芳香環を有さない共役二重結合を有するアビエチン酸型樹脂酸及びそのエステルの含有量が10重量%未満である可塑剤。 - 前記ロジンエステルの酸価が2mgKOH/g以下である請求項1記載の可塑剤。
- 前記ロジン類が、不均化ロジン及び/又は水素化ロジンである請求項1又は2記載の可塑剤。
- 前記ロジンエステルが、芳香環を有さない共役二重結合を有するアビエチン酸型樹脂酸及びそのエステルの含有量が5重量%未満である請求項1〜3のいずれかに記載の可塑剤。
- 前記ロジンエステル中のジヒドロアビエチン酸エステルの含有量が50重量%以上又はデヒドロアビエチン酸エステルの含有量が50重量%以上である請求項4に記載の可塑剤。
- 前記ロジンエステル中のテトラヒドロアビエチン酸エステルの含有量が35重量%以上であることを特徴とする請求項4に記載の可塑剤。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の可塑剤、硬化成分、粘着付与剤及び重合開始剤を含有する光学用粘接着剤組成物。
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