JP7458079B2 - 仮固定又はマスキング用光硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[1]ラジカル重合反応性成分(A)と、連鎖移動剤(B)と、光重合開始剤(C)とを含む、仮固定又はマスキング用光硬化性樹脂組成物であって、成分(A)は、分子内に1つ以上のOH基を持つラジカル重合反応性モノマー(A1)、及び、O及び/又はNを含むヘテロ環構造を分子内に1つ以上持つラジカル重合反応性モノマー(A2)からなる群より選択される1種以上を含有し、かつ、成分(A)中の2官能以上のオリゴマー及びモノマーの合計の含有量が10重量%未満であることを特徴とする、仮固定又はマスキング用光硬化性樹脂組成物。
[2]成分(A)中、成分(A1)及び成分(A2)の合計の含有量が20~100重量%である、[1]の光硬化性樹脂組成物。
[3]成分(B)が、α-メチルスチレン構造を持つ化合物又はチオール基を持つ化合物である、[1]又は[2]の光硬化性樹脂組成物。
[4]光硬化性樹脂組成物中、成分(B)の含有量が0.5~10重量%である、[1]~[3]のいずれかの光硬化性樹脂組成物。
[5]成分(A)中、成分(A1)及び成分(A2)の合計の含有量が20重量%超50重量%以下である[1]~[4]のいずれかの光硬化性樹脂組成物。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方の意味を有する。
「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方の意味を有する。
「ラジカル重合反応性成分(A)」を「成分(A)」ともいう。「連鎖移動剤(B)」等についても同様である。
数値範囲に関して「~」は、その両端の値を含むことを意味する。また、「以下」は「同じ又は未満」を意味し、「以上」は「同じ又は超える」を意味する。即ち、「20~100重量%」は、「20重量%以上100重量%以下」を意味し、「20重量%超100重量%以下」、「20重量%以上100重量%未満」、「20重量%超100重量%未満」の意味を包含する
仮固定又はマスキング用光硬化性樹脂組成物(以下、単に「光硬化性樹脂組成物」ともいう)は、ラジカル重合反応性成分(A)と、連鎖移動剤(B)と、光重合開始剤(C)とを含む、仮固定又はマスキング用光硬化性樹脂組成物であって、成分(A)は、分子内に1つ以上のOH基を持つラジカル重合反応性モノマー(A1)、及び、分子内にO及び/又はNを含むヘテロ環構造を1つ以上持つラジカル重合反応性モノマー(A2)からなる群より選択される1種以上を含有し、かつ、成分(A)中の2官能以上のオリゴマー又はモノマーの含有量が10重量%未満である。
ラジカル重合反応性成分(A)は、ラジカル重合反応性の官能基を有するものであれば特に限定されず、ラジカル重合反応性オリゴマー、ラジカル重合反応性モノマーが挙げられる。ラジカル重合反応性の官能基は、不飽和二重結合含有基であれば特に限定されないが、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)又は(メタ)アクリロイル基が好ましく、(メタ)アクリロイル基が特に好ましい。
成分(A1)は、ラジカル重合反応性基及びOH基を持つ化合物である。成分(A1)が有するOH基の数は、1~3であることが好ましく、1であることが特に好ましい。成分(A1)が有するラジカル重合反応性基の数は、1~2であることが好ましく、1であることが特に好ましい。成分(A1)としては、水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
成分(A2)は、ラジカル重合反応性基と、O及び/又はNを含むヘテロ環構造の1つ以上とを有する化合物である。成分(A2)が有するヘテロ環構造(以下、単に「環構造」ともいう。)は、環構造を構成するヘテロ原子として、酸素原子及び窒素原子からなる群より選択される1種以上を有する。環構造は、酸素原子のみを有していてもよく、窒素原子のみを有していてもよく、酸素原子及び窒素原子の両方を有していてもよい。
成分(A3)は、特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートオリゴマー又はモノマーであることが好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーとしては、脂環式(メタ)アクリレートモノマー、芳香族(メタ)アクリレートモノマー、アルキル(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
(メタ)アクリレートオリゴマーは、分子中に1以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーであれば特に限定されない。(メタ)アクリレートオリゴマー(A)としては、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。
連鎖移動剤(B)は、連鎖移動反応を起こす成分である。ここで、連鎖移動反応とは、ラジカル重合において、成長ラジカルが重合系中の他の化学種と反応し、成長の停止、ラジカルの移動及び成長の再開始を伴う反応をいう。成分(B)としては、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマー等のα-メチルスチレン構造を持つ化合物;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール;アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類;四塩化炭素、クロロホルム等のハロゲン類;及び、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、ドデシルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ノルマルメルカプタン、チオグリコール酸、チオグリコール酸オクチル、チオグリセロール等のチオール基を持つ化合物からなる群から選ばれる一種以上が挙げられ、α-メチルスチレン構造を持つ化合物又はチオール基を持つ化合物が好ましい。
成分(B)は、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
光重合開始剤(C)は、エネルギー線の照射によりラジカルを発生する化合物であれば特に限定されない。成分(C)は、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、ベンゾフェノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン-1,2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-メチルチオ]フェニル]-2-モルホリノプロパンー1-オン、オリゴ[2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノン]、オリゴ[2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノン]、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、オリゴ2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノール、オリゴ2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノール、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン、イソプロピルチオキサントン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタン、2,4-ジエチルチオキサントン、2ークロロチオキサントン、ベンゾフェノン、エチルアントラキノン、ベンゾフェノンアンモニウム塩、チオキサントンアンモニウム塩、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、1,4ジベンゾイルベンゼン、10-ブチル-2-クロロアクリドン、2,2’ビス(o-クロロフェニル)4,5,4’,5’-テトラキス(3,4,5-トリメトキシフェニル)1,2’-ビイミダゾール、2,2’ビス(o-クロロフェニル)4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、4-ベンゾイルジフェニルエーテル、アクリル化ベンゾフェノン、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、o-メチルベンゾイルベンゾエート、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエチルエステル、活性ターシャリアミン、カルバゾール・フェノン系光重合開始剤、アクリジン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤、ベンゾイル系光重合開始剤などが挙げられる。
成分(C)は、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
光硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、更なる成分(D)を含むことができる。成分(D)として、アルコール類又は親アルコール性有機溶媒に溶解するポリマー、無機物を含むチキソ付与剤、シランカップリング剤、界面活性剤、スリップ剤、重合禁止剤、光増感剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、溶剤、充填剤等が挙げられる。
成分(D)は、それぞれ、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
アルコール又は親アルコール性有機溶媒に溶解するポリマー(以下、「成分(d1)」ともいう。)は、ラジカル重合反応性の官能基を有さず、アルコール又は親アルコール性有機溶媒と、光硬化性樹脂組成物との両方に溶解する性質を有する高分子であれば特に限定されない。アルコール又は親アルコール性有機溶媒は、後述するアルコール系洗浄剤に記載のとおりである。また、本明細書において、「アルコール又は親アルコール性有機溶媒」を「アルコール類」という場合がある。成分(d1)は、組成物の粘度を効率的に調整することができる。成分(d1)としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール;ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、またはそれらの共重合体;等が挙げられる。成分(d1)は、少なくともエタノールに溶解するポリマーであることが好ましい。
無機物を含むチキソ付与剤は、少量の添加で増粘又はチキソ化効果の高いものであれば特に限定されない。チキソ付与剤に含まれる無機物としては、フュームドシリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、カオリン、クレー、活性白土、ケイ砂、ケイ石、ケイ藻土、無水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸マグネシウム、タルク、パーライト、ホワイトカーボン、マイカ微粉末、ベントナイト等のなどが挙げられる。また、チキソ付与剤は、無機物のみからなっていてもよく、脂肪酸及び/又は樹脂酸で表面処理された無機物であってもよい。
光硬化性樹脂組成物において、成分(A)中の2官能以上のオリゴマー及びモノマーの合計の含有量が10重量%未満である。ここで、2官能以上のオリゴマー及びモノマーとは、分子内にラジカル重合反応性基を2つ以上有するオリゴマー及びモノマーをいう。光硬化性樹脂組成物において、成分(A)中の2官能以上のオリゴマー及び2官能以上のモノマーの合計の含有量が10重量%以上である場合、得られる硬化物のアルコール等(特にエタノール)への溶解性が劣る。成分(A)中の2官能以上のオリゴマー又はモノマーの含有量は、得られる硬化物のアルコール等(特にエタノール)への溶解性がより優れる観点から、8重量%未満であることが好ましく、5重量%以下であることが特に好ましい。
光硬化性樹脂組成物は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び任意成分である更なる成分(成分(D)等)を混合する工程を含む製造方法により得られる。
光硬化性樹脂組成物は、仮固定用の光硬化性樹脂組成物(仮固定材)又はマスキング用の光硬化性樹脂組成物(マスキング材)として用いることができる。光硬化性樹脂組成物は、水晶振動子、ガラスレンズ、プラスチックレンズ及び光ディスクの加工における仮固定に適用可能である。また、光硬化性樹脂組成物は、プリント配線板、電子部品、自動車部品等のマスキングに適用可能である。
仮固定とは、一方の部材をもう一方の部材に、光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して、一時的に接着させることをいう。光硬化性樹脂組成物の硬化物は、後に除去されて、これにより、一方の部材ともう一方の部材との光硬化性樹脂組成物の硬化物による接着性が失われ、仮固定の目的を達成する。
仮固定用の光硬化性樹脂組成物を用いた部材の仮固定方法は、仮固定用の光硬化性樹脂組成物を用いて基材を貼り合わせる、又は2つの部材を重ねてその外周部に光硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、仮固定用の光硬化性樹脂組成物を硬化させて基材を接着して、仮固定する工程と、仮固定した基材を加工する工程と、加工した基材をアルコール系洗浄剤と接触させて、硬化した仮固定用の光硬化性樹脂組成物を除去する工程とを含む。
(A)(a1)一方の基材に、光硬化性樹脂組成物を適用して、光硬化性樹脂組成物層を形成する工程と、(a2)光硬化性樹脂組成物層の上にもう一方の基材を貼り合わせて、積層体を得る工程と、又は
(B)一方の基材の上にもう一方の基材を重ね合わせた後に、その外周周辺端部又は重ね合わせ部に光硬化性樹脂組成物を適用して、積層体を得る工程と、
(C)工程(A)又は工程(B)で得られる積層体にエネルギー線を照射して、接着体を得る工程と、
(D)接着体を加工して、粗加工体を得る工程と、
(E)粗加工体から、光硬化性樹脂組成物の硬化物を除去して、加工体を得る方法を含む。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1,2-プロパンジオール等が挙げられる。アルコールは、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
親アルコール性有機溶媒としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル;シクロヘキサノン等が挙げられる。親アルコール性有機溶媒は、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
界面活性剤は、非イオン性、陰イオン性、および陽イオン性からなるものが挙げられる。界面活性剤は、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
アルコール系洗浄剤は、エタノール、又は、エタノールと界面活性剤との混合溶媒であることが好ましい。アルコール系洗浄剤において、アルコール等の含有量は、アルコール系洗浄剤中、55重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることがより好ましい。残余は、界面活性剤を含む更なる成分である。
マスキングとは、基材等を光硬化性樹脂組成物の硬化物で一時的に保護することにより、当該基材の傷つき、汚れの付着、変質等を防止すること、又は成膜工程での配線上の成膜を防止すること等をいう。光硬化性樹脂組成物の硬化物は、後に除去されて、光硬化性樹脂組成物の硬化物によるマスキングの目的を達成する。光硬化性樹脂組成物は、被マスキング用の基材等(例えば、プリント配線板、電子部品)を一時的にマスキングするために用いることができる。
基材のマスキング方法としては、例えば、基材の表面の一部又は全部を、光硬化性樹脂組成物の硬化物で一時的に覆う方法が挙げられる。基材のマスキング方法によって、基材が取り扱われる場合や複数の基材が積み重ねられる場合などに、基材間に硬化膜が介在することで、基材が直接接触しなくなり、基材にキズ等の破損が生じること、異物が付着すること等を、抑制できる。また、自動車部品等を塗装する際、塗装されない領域をマスキング材の硬化膜で一時的に覆うことによって、塗装されない領域への塗料の飛び散りを抑制することができる。
(F)基材に、光硬化性樹脂組成物を適用して、光硬化性樹脂組成物層を形成する工程、
(G)光硬化性樹脂組成物層にエネルギー線を照射して、光硬化性樹脂組成物の硬化物でマスキングされた基材を得る工程、
(H)光硬化性樹脂組成物の硬化物でマスキングされた基材を加工して、粗加工体を得る工程、及び
(I)粗加工体から、光硬化性樹脂組成物の硬化物を除去して、加工体を得る工程。
<成分(A):ラジカル重合反応性成分>
<<成分(A1):分子内に1つ以上のOH基を持つラジカル重合反応性モノマー>>
4HBA:ヒドロキシブチルアクリレード(大阪有機化学製)
<<成分(A2):分子内に1つ以上のヘテロ環構造を持つラジカル重合反応性モノマー>>
ACMO:4-アクリロイルモルホリン(KJケミカル製)
THF-A:テトラヒドロフルフリルアクリレート(昭和電工マテリアルズ製)
<<成分(A3):その他の(A)成分>>
IBOA:イソボルニルアクリレート(日本触媒製)
FA-513AS:ジシクロペンタニルアクリレート(昭和電工マテリアルズ製)
EBECRYL270:2官能ウレタンアクリレート(ダイセル・オルネクス製)
<成分(B):連鎖移動剤>
MSD-100:α-メチルスチレンダイマー(三井化学製)
カレンズMT PE1: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)(昭和電工製)
カレンズMT BD1:1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工製)
<成分(C):光重合開始剤>
オムニラッド1173:2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(IGM Resins B.V.製)
<成分(D):更なる成分>
<<成分(d1):アルコール等に溶解するポリマー>>
エトセルSTD20:エチルセルロース(ダウケミカル社製)
(1)UV硬化性
スライドガラス基板上に50μm厚となるようにスペーサーを置いて光硬化性樹脂組成物を0.05g程度塗布し、上からPETフィルムを貼った。メタルハライドランプ(アイグラフィックス製、M06-L31)にて1,500mJ/cm2のUVを照射した後、PETフィルムを剥がしてから、光硬化性樹脂組成物が指触にて硬化しているかどうかを確認した。
○:硬化している(液ではないため、光硬化性樹脂組成物が手に付着しない)
×:硬化していない(液(光硬化性樹脂組成物)が付着する)
上記の「(1)UV硬化性」にて、UV硬化した後の光硬化性樹脂組成物を24時間放置してから目視で観察し、スライドガラス基板から剥がれていないかどうかを確認した。
○:剥がれなし
×:剥がれあり
上記の「(1)UV硬化性」を確認した試験片を1Lビーカーに入れ、エタノールを100g程度注いだ。そのビーカーを超音波洗浄器(エスエヌディー製、US-20PS)に入れて最も弱いレベル(5段階の1段目)の超音波をかけた。その後、試験片を取り出し、目視で光硬化性樹脂組成物が残っているかどうかを確認した。
◎:光硬化性樹脂組成物が3分以内に全て溶解した
○:光硬化性樹脂組成物が3分超5分以内に全て溶解した
×:光硬化性樹脂組成物が5分以内では溶解しなかった
上記の「(1)UV硬化性」を確認した試験片を1Lビーカーに入れ、水を100g程度注いだ。そのビーカーを超音波洗浄器(エスエヌディー製、US-20PS)に入れて最も弱いレベル(5段階の1段目)の超音波を5分間かけた。その後、試験片を取り出し、目視で光硬化性樹脂組成物が残っているかどうかを確認した。
○:光硬化性樹脂組成物が残っている
×:光硬化性樹脂組成物が残っていない
表に記載の配合比に従い、各成分をかくはん機付きフラスコで均一になるまで30分~1時間攪拌混合することにより、実施例及び比較例の液状の光硬化性樹脂組成物を得た。このうち、実施例12に関しては、成分(A)、成分(C)及び成分(D)を80℃で加熱しながら撹拌し、固体成分を溶解させた後、成分(B)を添加することにより、実施例及び比較例の液状の光硬化性樹脂組成物を得た。
Claims (6)
- ラジカル重合反応性成分(A)と、連鎖移動剤(B)と、光重合開始剤(C)とを含む、マスキング用光硬化性樹脂組成物であって、
成分(A)は、分子内に1つ以上のOH基を持つラジカル重合反応性モノマー(A1)、及び、O及び/又はNを含むヘテロ環構造を分子内に1つ以上持つラジカル重合反応性モノマー(A2)からなる群より選択される1種以上を含有し、かつ、
成分(A)中の2官能以上のオリゴマー及びモノマーの合計の含有量が10重量%未満であり、
成分(A)中、成分(A1)及び成分(A2)の合計の含有量が20重量%超50重量%以下であることを特徴とする、
マスキング用光硬化性樹脂組成物。 - 成分(B)が、α-メチルスチレン構造を持つ化合物又はチオール基を持つ化合物である、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 光硬化性樹脂組成物中、成分(B)の含有量が0.5~10重量%である、請求項1又は2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- ラジカル重合反応性成分(A)と、連鎖移動剤(B)と、光重合開始剤(C)と、アルコール又は親アルコール性有機溶媒に溶解するポリマー(d1)とを含む、仮固定用光硬化性樹脂組成物であって、
成分(A)は、分子内に1つ以上のOH基を持つラジカル重合反応性モノマー(A1)、及び、O及び/又はNを含むヘテロ環構造を分子内に1つ以上持つラジカル重合反応性モノマー(A2)からなる群より選択される1種以上を含有し、かつ、
成分(A)中の2官能以上のオリゴマー及びモノマーの合計の含有量が10重量%未満であり、
成分(A)中、成分(A1)及び成分(A2)の合計の含有量が20重量%超50重量%以下であり、
成分(d1)が、セルロース誘導体、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、又は、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステルからなる群より選択される2種以上の共重合体であることを特徴とする、
仮固定用光硬化性樹脂組成物。 - 成分(B)が、α-メチルスチレン構造を持つ化合物又はチオール基を持つ化合物である、請求項4に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 光硬化性樹脂組成物中、成分(B)の含有量が0.5~10重量%である、請求項4又は5に記載の光硬化性樹脂組成物。
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