JP7067398B2 - 紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物および積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
(A)下記平均単位式(1)で表される直鎖状オルガノポリシロキサン
(R1R2 2SiO1/2)2(Ar2SiO2/2)a(R2 2SiO2/2)b (1)
[式中、R1はそれぞれ独立にアルケニル基であり、R2はそれぞれ独立に非置換または置換の一価飽和炭化水素基であり、Arはそれぞれ独立に非置換または置換のアリール基である。aは1~100の整数、bは1~1,000の整数であり、a/(a+b)は0.01~0.4の数である。]
(B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
R3 cHdSiO(4-c-d)/2 (2)
(式中、R3はそれぞれ独立に脂肪族不飽和炭化水素基を除く、非置換または置換の一価炭化水素基である。cおよびdは0.7≦c≦2.5、0.01≦d≦1、かつ0.8≦c+d≦2.7を満たす正数である。)
(C)波長200~500nmの光によって活性化される白金族金属触媒
(D)1分子中に末端アルケニル基を1個有する化合物
を含有する紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
〔2〕
(A)および(D)成分に含まれるアルケニル基に対する、(B)成分中に含まれるヒドロシリル基のモル比が、ヒドロシリル基/アルケニル基=0.5~2である〔1〕記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
〔3〕
(C)成分が、(η5-シクロペンタジエニル)三脂肪族白金化合物またはビス(β-ジケトナト)白金化合物を含む〔1〕または〔2〕記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
〔4〕
(D)成分が、下記式(3)で表される化合物を含む〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
〔5〕
更に、(E)1分子中に1個以上の(メタ)アクリル基、カルボニル基、エポキシ基、アルコキシシリル基およびアミド基から選ばれる少なくとも1個の基を有する化合物を含む〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
〔6〕
第一基材と、この上に積層された第二基材と、これらの間に介在する〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の接着剤組成物を用いてなる接着剤層とを備える積層体の製造方法であって、
接着剤組成物を第一の基材表面に塗布する塗布工程と、
接着剤組成物に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
接着剤組成物を硬化させて接着剤層を形成する硬化工程と、
接着剤組成物層または接着剤層の上に第二の基材を積層して第一および第二の基材を前記接着剤組成物層または接着剤層を介して貼り合わせる貼合工程と
を含む積層体の製造方法。
[A成分]
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物における(A)成分は、下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサンである。
(R1R2 2SiO1/2)2(Ar2SiO2/2)a(R2 2SiO2/2)b (1)
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物における(B)成分は、下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個、好ましくは少なくとも3個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
R3 cHdSiO(4-c-d)/2 (2)
一価炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基等の直鎖または分岐のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等の脂肪族飽和一価炭化水素基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等の芳香族または芳香族基含有一価炭化水素基;3,3,3-トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基、シアノエチル基等のシアノ置換一価炭化水素基などが挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。
dは0.01≦d≦1の正数であるが、好ましくは0.02≦d≦1、より好ましくは0.1≦d≦1である。dが0.01未満では十分な硬度が得られず、1を超えると硬化時に発泡する懸念があると共に、経時での硬度変化が大きくなりやすい。
c+dは0.8≦c+d≦2.7を満たし、好ましくは1≦c+d≦2.4、より好ましくは1.6≦c+d≦2.2である。c+dが0.8未満では硬化物が硬く、またもろくなりやすいため貼合物中にクラックが入りやすく、2.7を超えると硬化物が柔らかくなり、貼合物の補強性に乏しくなる。
(C)成分は、波長200~500nmの光で活性化される白金属金属触媒、すなわち遮光下で不活性であり、かつ波長200~500nmの光を照射することにより、室温で活性な白金族金属触媒に変化して(A)成分中のアルケニル基と、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子とのヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。
(D)成分は1分子中に末端アルケニル基を1個有する化合物であり、付加反応による三次元架橋の構築に寄与せず、本発明の組成物に柔軟性および信頼性を付与するための成分である。
R4、R5のアルキル基としては、炭素原子数1~5のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基等が挙げられる。
トリオルガノシリル基としては、トリアルコキシシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基、アルキルジアルコキシシリル基等が挙げられ、これらのアルコキシ基、アルキル基の炭素原子数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、更に好ましくはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基が挙げられる。
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物には、必要に応じて(E)成分として接着助剤を添加してもよい。接着助剤としては、1分子中に(メタ)アクリル基、カルボニル基、エポキシ基、アルコキシシリル基およびアミド基からなる官能基群のうち少なくとも1個を含む有機化合物が挙げられる。
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物を調製する際もしくは基材に塗工する際に、加熱硬化前に増粘やゲル化を起こさないようにするため、必要に応じて(F)成分として反応制御剤を添加してもよい。
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物は、前記(A)~(F)成分以外にも、本発明の目的を損なわない限り、以下に例示するその他の成分を含有していてもよい。
例えば、フュームドシリカ等のチクソ性制御剤;結晶性シリカ等の補強剤;酸化防止剤;光安定剤;金属酸化物、金属水酸化物等の耐熱向上剤;酸化チタン等の着色剤;アルミナ、結晶性シリカ等の熱伝導性付与充填剤;反応性官能基を有しない非反応性シリコーンオイル等の粘度調整剤;銀、金等の金属粉等の導電性付与剤;着色のための顔料、染料等が挙げられる。
本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物は、光デバイスやディスプレイ、タッチパネル等の積層体を構成する二枚の基材を本発明の接着剤組成物を介して貼り合せるのに好適に使用できる。積層体の製造方法は、塗布工程、紫外線照射工程、硬化工程、貼合工程を含み、それぞれの工程は例えば以下に示す方法を用いることができる。
塗布工程では、本発明の接着剤組成物を一方の基材に塗布する。塗布方法としては、スリットコートを利用した塗布や、DAM-Fill法、フィッシュボーン法等による手法が挙げられる。塗布量は、硬化後の接着剤層の厚さが100~5,000μmとなる量が好ましい。
紫外線照射工程では、接着剤組成物に紫外線を照射する。紫外線照射方法としては、紫外光源として365nm UV-LEDランプ、メタルハライドランプ等を使用して、適量の紫外線を照射する方法等が挙げられる。
硬化工程では、紫外線照射した組成物を硬化させる。硬化方法としては、紫外線照射した接着剤組成物を所定の環境下で静置することで硬化させて接着剤層を形成する手法等が挙げられる。本発明の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物の硬化温度は特に限定されないが、大気雰囲気下20~60℃で1分間~1日間硬化させることが好ましい。
貼合工程では、接着剤組成物層または接着剤層の上に他方の基材を積層して、二枚の基材を接着剤組成物層または接着剤層を介して貼り合わせた積層体を形成する。貼合方法としては、塗布工程、紫外線照射工程および硬化工程を経て、液状~半固体状となった接着剤層-基材積層物や、塗布工程後の接着剤組成物層-基材積層物、あるいは塗布工程および紫外線照射工程後の接着剤組成物層-基材積層物を、真空あるいは大気圧貼り合わせ装置に設置し、もう一方の基材を接着剤組成物層または接着剤層の上に積層して貼り合わせて、組成物の場合は残りの工程を行って硬化させて積層体を形成する手法等が挙げられる。
なお、以下において、Meはメチル基、Buはブチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を表す。また、MwはTHF溶媒を用いたGPC測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を表す。
(B-1)下記式(5)で表され、23℃における動粘度が17mm2/sである分子鎖両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン
Me2.0H0.1SiO[1.9/2] (5)
(B-2)下記式(6)で表され、23℃における動粘度が27mm2/sである分子鎖両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン
Me1.8H0.3SiO[1.9/2] (6)
比較成分:
(B-3)下記式(7)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン
(C-1)トリメチル(メチルシクロペンタジエニル)白金錯体のトルエン溶液(白金含有量0.5質量%)
(D-1)1-テトラデセン(リニアレン14、出光興産(株))
(D-2)8-(1-オクテニル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株))
比較成分:
(D-3)ジアリルビスフェノールエーテル
フュームドシリカ(アエロジルNSX-200(平均一次粒子径8nm)、日本アエロジル(株))
上記成分を表1に示す配合量(質量部)にて混合し、シリコーン接着剤組成物を調製した。
調製したシリコーン接着剤組成物をガラスシャーレ内に流し込み、ピーク波長365nmのUV-LEDランプを用い、365nm光を指標として、23℃で、照射強度100mW/cm2および線量1,500mJ/cm2となるように各組成物に紫外線を照射した。
照射終了後、23℃で24時間、大気雰囲気下に静置して組成物を硬化させた。
硬化直後の針入度を初期針入度とし、さらに95℃×500時間および95℃×1000時間の耐熱試験後の針入度を評価した。結果を表1に示す。
2枚のスライドガラス(厚み100μm)で厚み460μmのスペーサーを挟んだ枠の中に各組成物を流し込み、上記と同様の硬化条件で組成物を硬化させた。
硬化直後のYIを初期YIとし、さらに95℃×500時間および95℃×1000時間の耐熱試験後のYIを評価した。結果を表1に示す。
Claims (5)
- (A)下記平均単位式(1)で表される直鎖状オルガノポリシロキサン
(R1R2 2SiO1/2)2(Ar2SiO2/2)a(R2 2SiO2/2)b (1)
[式中、R1はそれぞれ独立にアルケニル基であり、R2はそれぞれ独立に非置換または置換の一価飽和炭化水素基であり、Arはそれぞれ独立に非置換または置換のアリール基である。aは1~100の整数、bは1~1,000の整数であり、a/(a+b)は0.01~0.4の数である。]
(B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
R3 cHdSiO(4-c-d)/2 (2)
(式中、R3はそれぞれ独立に脂肪族不飽和炭化水素基を除く、非置換または置換の一価炭化水素基である。cおよびdは0.7≦c≦2.5、0.01≦d≦1、かつ0.8≦c+d≦2.7を満たす正数である。)
(C)波長200~500nmの光によって活性化される白金族金属触媒
(D)1分子中に末端アルケニル基を1個有する化合物
を含有し、(D)成分が、下記式(3)
で表される化合物を含むものであり、その配合量が、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して0.05~10質量部である紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。 - (A)および(D)成分に含まれるアルケニル基に対する、(B)成分中に含まれるヒドロシリル基のモル比が、ヒドロシリル基/アルケニル基=0.5~2である請求項1記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
- (C)成分が、(η5-シクロペンタジエニル)三脂肪族白金化合物またはビス(β-ジケトナト)白金化合物を含む請求項1または2記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
- 更に、(E)1分子中に1個以上の(メタ)アクリル基、カルボニル基、エポキシ基、アルコキシシリル基およびアミド基から選ばれる少なくとも1個の基を有する化合物を含む請求項1~3のいずれか1項記載の紫外線硬化型シリコーン接着剤組成物。
- 第一基材と、この上に積層された第二基材と、これらの間に介在する請求項1~4のいずれか1項記載の接着剤組成物を用いてなる接着剤層とを備える積層体の製造方法であって、
接着剤組成物を第一の基材表面に塗布する塗布工程と、
接着剤組成物に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
接着剤組成物を硬化させて接着剤層を形成する硬化工程と、
接着剤組成物層または接着剤層の上に第二の基材を積層して第一および第二の基材を前記接着剤組成物層または接着剤層を介して貼り合わせる貼合工程と
を含む積層体の製造方法。
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