JP7458496B2 - 内視鏡用接着剤及びその硬化物、並びに内視鏡及びその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうちの少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む主剤と、硬化を促進する化合物及び特定のポリチオール化合物を特定量含む硬化剤からなる2液型の内視鏡用接着剤が記載されている。特許文献1によれば、この接着剤は、内視鏡部材の固定化に用いた状態(硬化物の状態)で過酢酸水溶液に対する耐久性に優れるとされる。また特許文献2には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうちの少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む主剤と、特定量の三級アミン化合物を含む硬化剤からなる2液型の内視鏡用接着剤が記載されている。特許文献2によれば、この接着剤は、硬化物の状態で過酸化水素プラズマ耐久性に優れるとされる。
また、本発明者らの検討により、内視鏡使用時に、内視鏡に内蔵された照明の光源等から生じる熱に長時間曝されると、エポキシ系接着剤の硬化物は軟化して酸素が硬化物中に取り込まれてしまい、この酸素由来のラジカルが硬化物を劣化させ、接着剤による内視鏡部材の固定化状態を十分に維持できなくなる要因となることが分かってきた。したがって、内視鏡用接着剤には、内視鏡部材の固定化に用いた状態で耐熱性に優れること(長時間加熱されても劣化しにくいこと)が求められる。
<1>
下記成分(A)~(C)を含む内視鏡用接着剤であって、
成分(A):エポキシ樹脂
成分(B):エポキシ樹脂の硬化成分
成分(C):ラジカル捕捉剤
上記成分(A)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうちの少なくとも1種を含み、
上記成分(B)が、含リン化合物、ポリチオール化合物、ジシアンジアミド化合物、フェノール化合物、無置換アミノ基を有するポリアミン化合物、酸無水物化合物及びイミダゾール化合物のうちの少なくとも1種を含み、
上記成分(C)が、下記成分(C-1)~(C-7)のうち少なくとも1種を含む、内視鏡用接着剤。
成分(C-1):下記一般式(C-1)で表される化合物
成分(C-2):下記一般式(C-2)で表される化合物
成分(C-3):下記式(C-3)で表される化合物
成分(C-4):下記一般式(C-4)で表される化合物
成分(C-5):下記一般式(C-5)で表される化合物
成分(C-6):下記一般式(C-6)で表される構造を有する化合物
成分(C-7):下記一般式(C-7)で表される構造を有する化合物
<2>
上記成分(C)が上記成分(C-6)及び上記成分(C-7)のうちの少なくとも1種を含む、<1>に記載の内視鏡用接着剤。
<3>
上記成分(C)が上記成分(C-6)を含む、<1>又は<2>に記載の内視鏡用接着剤。
<4>
上記成分(C-6)が、下記成分(C-6-1)及び下記成分(C-6-2)のうちの少なくとも1種を含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の内視鏡用接着剤。
成分(C-6-1):下記一般式(C-6-1)で表される化合物成分(C-6-2):下記一般式(C-6-2)で表される構成成分を有する化合物
<5>
上記成分(C-7)が、下記成分(C-7-1)及び下記成分(C-7-2)のうちの少なくとも1種を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の内視鏡用接着剤。
成分(C-7-1):下記一般式(C-7-1)で表される化合物成分(C-7-2):下記一般式(C-7-2)で表される化合物
<6>
<1>~<5>のいずれか1つに記載の内視鏡用接着剤を硬化させてなる硬化物。
<7>
<6>に記載の硬化物により部材が固定された内視鏡。
<8>
<1>~<5>のいずれか1つに記載の内視鏡用接着剤を用いて部材を固定することを含む、内視鏡の製造方法。
本明細書において置換又は無置換を明記していない置換基(連結基についても同様)については、所望の効果を奏する範囲で、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。このような置換基として後述の置換基Tが挙げられる。これは置換又は無置換を明記していない化合物についても同じである。
本明細書において、ある基の炭素数を規定する場合、この炭素数は、基全体の炭素数を意味する。つまり、この基がさらに置換基を有する形態である場合、この置換基を含めた全体の炭素数を意味する。
本発明の内視鏡用接着剤の好ましい実施形態について説明する。
成分(A):エポキシ樹脂;
成分(B):エポキシ樹脂の硬化成分;
成分(C):ラジカル捕捉剤。
上記成分(A)は接着剤の主剤であり、上記成分(B)はエポキシ樹脂と反応して接着剤を硬化させる硬化成分である。本発明の接着剤は、上記主剤と硬化成分に加え、上記成分(C)のラジカル捕捉剤を含有する。成分(A)~(C)は後述の通り、特定の化合物を含んでなる成分である。
本明細書において接着剤中における各成分の含有量を説明したり、本発明において接着剤中における各成分の含有量を規定したりする場合、2液型及び3液型等の形態においては、使用時の成分(A)~(C)の混合を、混合物中において各成分が後述する所望の含有量を満たすように行うことを意味する。すなわち、成分がより分けられた状態においては、成分(A)~(C)の各含有量は、本明細書で説明された含有量を満たしている必要はない。つまり、2液型及び3液型等の形態においては、使用時に成分(A)~(C)を混合した時点において、本明細書で説明された含有量を満たすことを意味する。
本発明の接着剤を用いて固定される部材に特に制限はなく、好ましくは金属部材、ガラス部材、樹脂部材等を挙げることができる。内視鏡構成部材の「固定」は、内視鏡構成部材を、内視鏡を構成する別の部材(支持部材)と接着することにより行われる。なお、支持部材は内視鏡の管壁等又は管壁等に固定された非可動部材であってもよく、チューブのように内視鏡内における相対的な位置が移動しうる部材であってもよい。また、本発明において「固定」との用語は、内視鏡構成部材と、この部材が組み込まれる支持部材との間の空間を接着剤の硬化物で埋めること、すなわち封止することを含む意味に用いる。
本発明の接着剤を構成する各成分について以下に説明する。
本発明の接着剤はエポキシ樹脂を含み、このエポキシ樹脂はビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂の少なくとも1種を含む。本発明の接着剤は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂から選ばれるエポキシ樹脂を1種含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
本発明の接着剤に含まれるエポキシ樹脂の総量に占める、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂の総量の割合は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。より好ましくは、本発明の接着剤に含まれる上記エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂の少なくとも1種である。
本発明の接着剤に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ当量は、10~1000が好ましく50~500がより好ましく、80~400がさらい好ましく、100~300が特に好ましい。本発明の接着剤に含まれるエポキシ樹脂は、通常は1分子中にエポキシ基を2つ以上有する。
エポキシ当量は、エポキシ化合物の質量平均分子量を、エポキシ化合物が有するエポキシ基のモル数で除した値である。
本発明の接着剤は、成分(B)として、含リン化合物、ポリチオール化合物、ジシアンジアミド化合物、フェノール化合物、無置換アミノ基(-NH2)を有するポリアミン化合物、酸無水物及びイミダゾール化合物のうちの少なくとも1種を含む。本発明の接着剤において、含リン化合物、ポリチオール化合物、ジシアンジアミド化合物、フェノール化合物、ポリエーテルポリアミン化合物、酸無水物化合物及びイミダゾール化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。
本発明に用いられる含リン化合物は、一般的にエポキシ樹脂の硬化促進剤として用いられるものを広く用いることができる。ただし、この含リン化合物には、後述する成分(C-4)は含まれない。含リン化合物として、例えば、三級ホスフィン化合物及びテトラ置換ホスホニウムテトラ置換ボレートを挙げることができる。
三級ホスフィン化合物としては、例えば、リン原子にアルキル基及びアリール基が合計3つ結合したホスフィン化合物が挙げられる。上記アルキル基は、直鎖、分岐及び環状のいずれでもよく、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~5のアルキル基がさらに好ましい。上記アルキル基の具体例として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、t-ブチル及びシクロヘキシルが挙げられる。上記アリール基の炭素数は、6~20が好ましく、6~10がより好ましく、上記アリール基の具体例として、フェニル及びナフチルが挙げられ、フェニルが好ましい。上記アリール基は置換基を有してもよく、この置換基の具体例として上記アルキル基が挙げられる。
トリアルキルホスフィンの具体例としては、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン及びトリイソブチルホスフィンが挙げられる。
モノアルキルジアリールホスフィンの具体例としては、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、ヘキシルジフェニルホスフィン及びシクロヘキシルジフェニルホスフィンが挙げられる。
テトラアルキルホスホニウムテトラアルキルボレートの具体例としては、テトラブチルホスホニウムテトラブチルボレート、トリ-tert-ブチルメチルホスホニウムテトラブチルボレート及びジ-tert-ブチルジメチルホスホニウムテトラブチルボレートが挙げられる。
本発明に用いられるポリチオール化合物は、一般的にエポキシ樹脂の硬化促進剤として用いられるものを広く用いることができる。例えば、下記一般式(S1)で表される部分構造を少なくとも2個、又は、下記一般式(S2)で表される部分構造を少なくとも2個有する化合物を用いることができる。上記ポリチオール化合物が、下記一般式(S1)で表される部分構造を3~10個(好ましくは3~6個)、又は、下記一般式(S2)で表される部分構造を3~10個(好ましくは3~6個)有する構造は、硬化物の架橋密度が高まり、滅菌耐久性がより向上する観点から好ましい。一方、上記ポリチオール化合物が、下記一般式(S1)で表される部分構造を2個、又は、下記一般式(S2)で表される部分構造を2個有する構造は、比較的柔軟な硬化物が得られるため好ましい。
一般式(S2)中、Ra6~Ra10のうちの1つはスルファニル基を示し、他は各々独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~14のアリール基を示し、mは0~2の整数を示す。mが2のとき、2つのRa6は互いに同じでも異なってもよく、2つのRa10は互いに同じでも異なってもよい。*はポリチオール化合物中における結合部位を示す。
mは0又は1が好ましい。
Ra11及びRa12で示される炭素数1~10のアルキル基は、一般式(S1)におけるRa1として採り得る上記アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
多官能アルコールの具体例として、アルキレングリコール(アルキレン基の炭素数は2~10が好ましく、アルキレン基は直鎖でもよく、枝分かれしていてもよい。)、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトール等が挙げられる。
本発明に用いられるジシアンジアミド化合物は、エポキシ樹脂の硬化促進剤として広く用いられているジシアンジアミドを基本骨格として有し、硬化促進作用を示す化合物である。このような化合物には、ジシアンジアミド((NH2)2C=NCN)そのものの他、ジシアンジアミドのアミノ基が有する水素原子の一部が置換された構造の化合物が含まれる。ジシアンジアミド化合物として、例えば、DICY7及びDICY15(いずれも商品名、三菱化学社製)が市販されている。また、本発明の接着剤においては、東京化成工業社製等の市販品を用いることもできる。
本発明に用いられるフェノール化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤として広く用いられている、フェノール性水酸基を有する化合物である。「フェノール性水酸基」とは、芳香族炭化水素環の環構成炭素原子に結合する水酸基である。
本発明に用いられるフェノール化合物として、フェノール樹脂が好ましく、フェノール樹脂の具体例として、明和化成社製HF-1M、DL-92、MEHC-7841-4S及びMEH-7000並びにDIC社製TD-2131及びTD-2106が挙げられる(いずれも商品名)。
無置換アミノ基を有するポリアミン化合物は、無置換アミノ基(-NH2)を1分子中に2つ以上有する化合物である。このポリアミン化合物は、さらに好ましくは第一級ポリアミン化合物(アミノ基のすべてが無置換アミノ基であるポリアミン化合物)である。本発明の接着剤は、エポキシ系接着剤において硬化作用を示すポリアミン化合物のうち無置換アミノ基を1分子中に2つ以上有する化合物を広く用いることができる。
上記ポリアミン化合物1分子が有する、活性水素を有するアミノ基(好ましくは無置換アミノ基)の数は、2~10が好ましく、2~8がより好ましく、2~6がさらに好ましく、2~4がさらに好ましく、2又は3が特に好ましい。なかでもジアミン化合物及びトリアミン化合物から選ばれる少なくとも1種を好適に用いることができる。
上記ポリアミン化合物の活性水素当量(アミノ基が有する活性水素の当量)は10~2000が好ましく、20~1000がより好ましく、30~900がさらに好ましく、40~800がさらに好ましく、60~700がさらに好ましく、65~600が特に好ましい。
活性水素当量は、ポリアミン化合物の分子量を、ポリアミン化合物が有するアミノ基の活性水素のモル数で除した値である(ポリアミン化合物におけるアミノ基の活性水素1つ当たりの分子量を意味する)。
なお、本発明において、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて決定する。測定方法は以下の通りである。装置はHLC-8320GPC(東ソー社製)を用いる。カラムはTOSOH TSKgel Super AWM-H(カラムサイズ6.0mm×15cm)を用いる。溶離液はN-メチルピロリドン(NMP)(LiBr 10mM含有)を用いる。流速は0.35mL/min、40℃にて測定を行う。検出は示差屈折率検出器(RI)にて行う。ポリスチレンスタンダードを用いて分子量を決定する。
鎖状アルキレン基を有するポリアミン化合物は、アルキレンジアミン化合物であることが好ましい。ポリオキシアルキレン構造を有するポリアミン化合物(以下、「ポリエーテルポリアミン化合物」とも称す。)は、ポリオキシアルキレンジアミン化合物、又はポリオキシアルキレントリアミン化合物であることがより好ましい。
上記の鎖状アルキレン基は直鎖でも分岐でもよく、炭素数は、1~20が好ましく、5~12がより好ましい。アルキレン基の具体例として、メチレン、エチレン、ヘキサメチレン、2,4,4-トリメチルヘキサメチレン、2-メチルペンタメチレン及びドデカメチレンが挙げられる。
上記のオキシアルキレン構造のアルキレン基は、直鎖アルキレン基でもよく、分岐を有するアルキレン基でもよい。また、上記のオキシアルキレン構造のアルキレン基は、炭素数が1~10が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
上記のオキシアルキレン構造は、より好ましくは、オキシエチレン基、又はオキシプロピレン基である。
成分(B)のポリアミン化合物がポリオキシアルキレン構造を有する場合、このポリオキシアルキレン構造を構成する複数のオキシアルキレン基は、互いに同一でもよく、異なってもよい。また、上記のポリオキシアルキレン構造が有するオキシアルキレン基の平均繰り返し数は、2~1000が好ましく、3~500がより好ましい。また、この平均繰り返し数は、2~100であることも好ましく、2~50であることも好ましく、2~35であることも好ましく、2~25であることも好ましい。成分(B)のポリアミン化合物は、ポリオキシアルキレン構造を複数有していてもよい。
ポリアミド結合を有するポリアミン化合物(以下、「ポリアミドポリアミン化合物」とも称す。)は、ポリアミドジアミン化合物であることが好ましい。
ポリアミドポリアミン化合物が1分子中に有するアミド結合の平均数は、2~50が好ましく、5~30がより好ましく、5~20がさらに好ましい。
上記の複数存在するアミド結合同士を結ぶ連結基は、特に限定されないが、例えば、飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基が挙げられる。ポリアミドポリアミン化合物がアミド結合同士を結ぶ複数の連結基を有する場合、複数の連結基は互いに同一でもよく、異なっていてもよい。
本発明において「酸無水物」とは、カルボン酸無水物を意味する。
本発明に用いられる酸無水物化合物は、脂環式ジカルボン酸無水物を含むことが好ましい。この脂環式ジカルボン酸無水物は、脂環を構成する2つの隣接する炭素原子が有するカルボキシ基同士が脱水縮合した構造を有する化合物である。この脂環は、5員環又は6員環の単環が好ましく、6員環がより好ましい。また、この脂環は1つ又は2つ以上の置換基を有してもよい。この置換基のうち隣接する2つの置換基は連結して環を形成してもよい。2つの置換基が連結して形成される環は、5員環又は6員環の単環が好ましく、この環により酸無水物基が形成されていることも好ましい。
本発明に用いられる酸無水物化合物は、脂環式ジカルボン酸無水物以外の酸無水物化合物を含んでもよい。本発明に用いられる酸無水物化合物が脂環式ジカルボン酸無水物を含む場合、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる全酸無水物化合物中に占める、脂環式ジカルボン酸無水物の総量の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。また、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる酸無水物化合物のすべてが、上記脂環式ジカルボン酸無水物あることも好ましい。
Rbはアルキル基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリール基、又はカルボキシ基を示し、nbは0~4の整数である。
Rbとして採り得るアルキル基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、さらに好ましくはメチル又はエチルである。
Rbとして採り得るアルコキシ基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、さらに好ましくはメトキシ又はエトキシである。
Rbとして採り得るアシル基の炭素数は1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましい。本発明においてアシル基は、アリールカルボニル基を含む意味に用いる。
Rbとして採り得るアルコキシカルボニル基の炭素数は1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~15がさらに好ましい。アルコキシカルボニル基を構成するアルコキシ基は、好ましくはメトキシ、エトキシ又はプロポキシである。
Rbとして採り得るアリール基の炭素数は6~20が好ましく、6~15がより好ましく、6~12がさらに好ましく、さらに好ましくはフェニルである。
nbは0又は1が好ましい。
式(I)で表される酸無水物化合物は、分子中に酸無水物構造を1~3個有することが好ましく、1つ又は2つ有することがより好ましく、1つ有することがさらに好ましい。また、式(I)で表される酸無水物化合物の分子量は、90~800が好ましく、より好ましくは100~300である。
本発明に用いられる酸無水物化合物が式(I)で表される酸無水物化合物を含む場合、この酸無水物化合物は、式(I)で表される酸無水物化合物以外の酸無水物化合物を含んでもよい。上記酸無水物化合物が式(I)で表される酸無水物化合物を含む場合、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる全酸無水物化合物中に占める、式(I)で表される酸無水物化合物の総量の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましくい。また、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる酸無水物化合物のすべてが、上記式(I)で表される酸無水物化合物あることも好ましい。
本発明に用いられる酸無水物化合物は、より好ましくは、無水トリメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、グリセロールトリスアンヒドロトリメテート、及びオクテニル無水コハク酸から選ばれる酸無水物化合物を含む。
本発明に用いられる酸無水物化合物が上記酸無水物Zから選ばれる酸無水物化合物を含む場合、本発明に用いられる酸無水物化合物は、本発明の効果を損なわない範囲で、酸無水物Z以外の酸無水物化合物を含んでもよい。本発明に用いられる酸無水物化合物が酸無水物Zから選ばれる酸無水物化合物を含む場合、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる全酸無水物化合物中に占める、酸無水物Zから選ばれる酸無水物化合物の総量の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。また、本発明に用いられる酸無水物化合物に含まれる酸無水物化合物のすべてが、上記酸無水物Zから選ばれる酸無水物化合物であることも好ましい。
本発明に用いられるイミダゾール化合物は、下記式(II)で表されるイミダゾール化合物を含むことが好ましい。
Rb1として採り得るアルキル基は、置換基を有する形態であることも好ましく、この置換基の例としては、シアノ基、芳香族炭化水素基、及び芳香族複素環基を挙げることができる。これら芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は単環構造であることが好ましい。上記芳香族複素環基を構成する単環式芳香族複素環としては、5員環又は6員環が好ましく、より好ましくはトリアジン環である。
Rb1として採り得るアルキル基の炭素数は1~20が好ましく、1~18がより好ましく、1~15がさらに好ましく、1~12が特に好ましい。なお、アルキル基が環状アルキル基の場合、上記炭素数の下限値は3であり、好ましくは4、より好ましくは5である。
Rb1として採り得るアルキル基の好ましい例としては、シアノアルキル基及びアラルキル基を挙げることができる。シアノアルキル基は、好ましくは炭素数1~5、より好ましくは炭素数1~3のシアノアルキル基であり、シアノエチルが特に好ましい。また、アラルキル基は、好ましくは炭素数7~20、より好ましくは炭素数7~15、さらに好ましくは炭素数7~10のアラルキル基であり、ベンジルが特に好ましい。
Rb2、Rb3及びRb4として採り得るアルキル基は、直鎖アルキル基、分岐を有するアルキル基、環状アルキル基のいずれもよく、好ましくは直鎖アルキル基である。
Rb2、Rb3及びRb4として採り得るアルキル基の炭素数は1~20が好ましく、1~18がより好ましく、1~15がさらに好ましく、1~12が特に好ましい。なお、アルキル基が環状アルキル基の場合、上記炭素数の下限値は3であり、好ましくは4、より好ましくは5である。
Rb2、Rb3及びRb4として採り得るアルキル基の好ましい具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2-エチルヘキシル、デシル、ウンデシル、ドデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ヒドロキシメチル、及びシアノエチルオキシメチルを挙げることができる。
上記対イオンに特に制限はなく、対イオンの好ましい由来としては、トリメット酸、ピロリメット酸、シアヌル酸、塩酸、硫酸、チオシアン酸、ホウ酸等を挙げることができる。
本発明に用いられるイミダゾール化合物が式(II)で表されるイミダゾール化合物を含む場合、本発明に用いられるイミダゾール化合物は、式(II)で表されるイミダゾール化合物以外のイミダゾール化合物を含んでもよい。本発明に用いられるイミダゾール化合物が式(II)で表されるイミダゾール化合物を含む場合、本発明に用いられるイミダゾール化合物に含まれる全イミダゾール化合物中に占める、式(II)で表されるイミダゾール化合物の総量の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。また、本発明に用いられるイミダゾール化合物に含まれるイミダゾール化合物のすべてが式(II)で表されるイミダゾール化合物であることも好ましい。
本発明に用いられるイミダゾール化合物は、より好ましくは、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウム・トリメリテート、2-フェニルイミダゾリウム・イソシアヌレート、及び2,4-ジアミノ-6-[2-(2-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-S-トリアジンから選ばれるイミダゾール化合物を含む。
本発明に用いられるイミダゾール化合物が上記イミダゾールZから選ばれるイミダゾール化合物を含む場合、この硬化剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、イミダゾールZ以外のイミダゾール化合物を含むことができる。本発明に用いられるイミダゾール化合物がイミダゾールZから選ばれるイミダゾール化合物を含む場合、本発明に用いられるイミダゾール化合物に含まれる全イミダゾール化合物中に占める、イミダゾールZから選ばれるイミダゾール化合物の総量の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。また、本発明に用いられるイミダゾール化合物に含まれるイミダゾール化合物のすべてが、上記イミダゾールZから選ばれるイミダゾール化合物であることも好ましい。
本発明の接着剤において、上記ポリチオール化合物の含有量は、成分(A)としてのエポキシ樹脂100質量部に対し、15~100質量部が好ましく、20~90質量部がより好ましく、35~90質量部がより好ましく、50~80質量部がさらに好ましい。
例えば、成分(A)としてのエポキシ樹脂100質量部に対し、1~70質量部とすることができ、10~60質量部が好ましく、20~65質量部がより好ましく、30~50質量部がさらに好ましい。また、成分(A)としてのエポキシ樹脂のエポキシ当量に対するジシアンジアミド化合物の活性水素当量(活性水素当量/エポキシ当量)を0.3~1.0として用いることが好ましく、0.4~0.7とすることがより好ましい。
例えば、成分(A)としてのエポキシ樹脂100質量部に対し、10~100質量部とすることができ、20~90質量部がより好ましく、20~80質量部がより好ましく、20~70質量部がさらに好ましい。また、成分(A)としてのエポキシ樹脂のエポキシ当量に対するポリエーテルポリアミン化合物の活性水素当量(活性水素当量/エポキシ当量)を0.1~1.5として用いることが好ましく、0.3~1.0とすることがより好ましく、0.5~1.0とすることがさらに好ましい。
本明細書において、エポキシ樹脂に対するイミダゾール化合物の量を記載する場合、このイミダゾール化合物の量は、イミダゾール化合物が対イオンを有する場合には、この対イオンを除いた部分の量を意味する。
本発明の接着剤はラジカル捕捉剤を含み、このラジカル捕捉剤は後述する成分(C-1)~(C-7)のうちの少なくとも1種を含む。本発明の接着剤は、成分(C-1)~(C-7)から選ばれるラジカル捕捉剤を1種含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
本発明の接着剤に含まれるラジカル捕捉剤の総量に占める、成分(C-1)~(C-7)の総量の割合は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。更に好ましくは、本発明の接着剤に含まれる上記ラジカル捕捉剤は、成分(C-1)~(C-7)の少なくとも1種である。
以下、成分(C-1)~(C-7)について具体的に説明する。
R3は脂肪族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、アシルオキシ基、脂肪族オキシカルボニルオキシ基、芳香族オキシカルボニルオキシ基、置換アミノ基、複素環基又はヒドロキシ基を示す。
R1とR2、R2とR3、R1とR3は互いに結合し、5~7員環を形成してもよいが、ピペリジン骨格を形成することはない。
一般式(C-1)において、R1及びR2の両方が水素原子であることはなく、R1とR2の総炭素数は7以上である。また、R1、R2及びR3は無置換アミノ基を含まない。
アルキル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~18であることが更に好ましい。但し、アルキル基が分岐状又は環状の場合、炭素数の下限値は3である。このことはアルケニル基及びアルキニル基についても同様である。
アルケニル基の炭素数は2~20であることが好ましく、2~18であることが更に好ましい。
アルキニル基の炭素数は2~20であることが好ましく、2~18であることが更に好ましい。上記脂肪族基は、置換基として、下記置換基Tのうちの少なくとも1つを有してもよい。ただし、上記脂肪族基は、環状である場合に、下記置換基Tの、アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基を有してもよい。
・ハロゲン原子
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
直鎖若しくは分岐のアルキル基(好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、t-ブチル、オクチル、エイコシル、2-クロロエチル、2-シアノエチル、2-エチルヘキシル)
シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3~30の、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、4-ドデシルシクロヘキシル)
ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5~30の、置換若しくは無置換のビシクロアルキル基、すなわち、炭素数5~30のビシクロアルカンから水素原子を1個取り去った1価の基である。例えば、ビシクロ[1.2.2]ヘプタン-2-イル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-3-イル)
本発明において、環状のアルキル基は、上記シクロアルキル基及びビシクロアルキル基(2環系)の他、更にトリシクロアルキル、テトラシクロアルキル、ペンタシクロアルキル等のポリシクロアルキル基も包含する。
以下に説明する置換基を構成するアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)の好ましい形態として、置換基Tのアルキル基の形態が挙げられる。
直鎖又は分岐の、アルケニル基(好ましくは、置換若しくは無置換のアルケニル基(炭素数2~30)、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)
シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3~30の、置換若しくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3~30のシクロアルケンの水素原子を1個取り去った1価の基である。例えば、2-シクロペンテン-1-イル、2-シクロヘキセン-1-イル)
ビシクロアルケニル基(置換若しくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5~30の、置換若しくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を1個持つビシクロアルケンの水素原子を1個取り去った1価の基である。例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-1-イル、ビシクロ[2.2.2]オクト-2-エン-4-イル)を包含するものである。
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル
好ましくは、炭素数6~40(より好ましくは炭素数6~30、特に好ましくは炭素数6~20)の、置換若しくは無置換のアリール基、例えばフェニル、p-トリル、ナフチル、m-クロロフェニル、o-ヘキサデカノイルアミノフェニル(より好ましくは、フェニル、ナフチル、特に好ましくはフェニル)なお、置換アリール基は、脂肪族環、他の芳香族環又は複素環が縮合していてもよい。
好ましくは、5若しくは6員の、置換若しくは無置換のヘテロ環化合物(芳香族ヘテロ環化合物及び非芳香族ヘテロ環化合物を含む。)から1個の水素原子を取り除いた1価の基であり、更に好ましくは、5若しくは6員の、炭素数3~30の、置換若しくは無置換の芳香族ヘテロ環基である。例えば、2-フリル、2-チエニル、2-ピリミジニル、2-ベンゾチアゾリル
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、t-ブトキシ、オクチルオキシ、2-メトキシエトキシ
好ましくは、炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、2-メチルフェノキシ、4-t-ブチルフェノキシ、3-ニトロフェノキシ、2-テトラデカノイルアミノフェノキシ、p-メトキシフェノキシ
好ましくは、炭素数3~20の、置換若しくは無置換のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ、t-ブチルジメチルシリルオキシ
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のヘテロ環オキシ基、1-フェニルテトラゾール-5-オキシ、2-テトラヒドロピラニルオキシ
好ましくは、ホルミルオキシ基、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基及び炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p-メトキシフェニルカルボニルオキシ
好ましくは、炭素数1~30(好ましくは炭素数2~30)の、置換カルバモイルオキシ基、例えば、N,N-ジメチルカルバモイルオキシ、N,N-ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N-ジオクチルアミノカルボニルオキシ、N-オクチルカルバモイルオキシ
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、t-ブトキシカルボニルオキシ、オクチルオキシカルボニルオキシ
好ましくは、炭素数7~30の、置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、p-メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p-ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6~30の及び置換若しくは無置換のアニリノ基(置換アミノ基及び置換アニリノ基の置換基の具体例として、脂肪族基、アリール基、アシル基、脂肪族スルホニル基及び芳香族スルホニル基が挙げられる。)、例えば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル-アニリノ、ジフェニルアミノ
好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基及び炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5-トリオクチルオキシフェニルカルボニルアミノ
好ましくは、炭素数1~30の、置換アミノカルボニルアミノ、例えば、N,N-ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N-ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ
好ましくは炭素数2~30の、置換若しくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t-ブトキシカルボニルアミノ、オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N-メチル-メトキシカルボニルアミノ
好ましくは、炭素数7~30の、置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、p-クロロフェノキシカルボニルアミノ、m-オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ
好ましくは、炭素数0~30(好ましくは炭素数1~30)の、置換スルファモイルアミノ基、例えば、N,N-ジメチルアミノスルホニルアミノ、N-オクチルアミノスルホニルアミノ
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基及び炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5-トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p-メチルフェニルスルホニルアミノ
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、ヘキサデシルチオ、オクチルチオ
好ましくは、炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、p-クロロフェニルチオ、m-メトキシフェニルチオ、p-メトキシフェニルチオ
好ましくは、炭素数2~30の、置換又は無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2-ベンゾチアゾリルチオ、1-フェニルテトラゾール-5-イルチオ
好ましくは、炭素数0~30(好ましくは炭素数1~30)の、置換スルファモイル基、例えば、N-エチルスルファモイル、N-(3-ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N-ジメチルスルファモイル、N-アセチルスルファモイル、N-ベンゾイルスルファモイル、N-(N'-フェニルカルバモイル)スルファモイル
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキルスルフィニル基及び炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、p-メチルフェニルスルフィニル
好ましくは、炭素数1~30の、置換若しくは無置換のアルキルスルホニル基及び炭素数6~30の置換若しくは無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ブチルスルホニル、フェニルスルホニル、p-メチルフェニルスルホニル
好ましくは、ホルミル基、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7~30の、置換若しくは無置換のアリールカルボニル基及び炭素数4~30の、置換若しくは無置換のヘテロ環カルボニル基(このヘテロ環カルボニル基は、ヘテロ環の炭素原子でカルボニル基の炭素原子と結合している)、例えば、アセチル、ピバロイル、2-クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p-オクチルオキシフェニルカルボニル、2-ピリジルカルボニル、2-フリルカルボニル、(メタ)クリロイル
好ましくは、炭素数7~30の、置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、o-クロロフェノキシカルボニル、m-ニトロフェノキシカルボニル、p-t-ブチルフェノキシカルボニル
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t-ブトキシカルボニル、ヘキサデシルオキシカルボニル、オクタデシルオキシカルボニル
好ましくは、炭素数1~30(好ましくは炭素数2~30)の、置換カルバモイル基、例えば、N-メチルカルバモイル、N,N-ジメチルカルバモイル、N,N-ジオクチルカルバモイル、N-(メチルスルホニル)カルバモイル
好ましくは、炭素数6~30の、置換若しくは無置換のアリールアゾ基及び炭素数3~30の、置換若しくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ、p-クロロフェニルアゾ、5-エチルチオ-1,3,4-チアジアゾール-2-イルアゾ
好ましくは、N-スクシンイミド、N-フタルイミド
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ
好ましくは、ホスフィニル基及び炭素数2~30の、置換若しくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ
好ましくは、炭素数2~30の、置換若しくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ
好ましくは、炭素数3~30の、置換若しくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル
一般式(C-1)中の上記脂肪族オキシカルボニル基の具体例として、上記置換基Tのアルコキシカルボニル基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記芳香族オキシカルボニル基の具体例として、上記置換基Tのアリールオキシカルボニル基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記脂肪族スルホニル基の具体例として、上記置換基Tのアルキルスルホニル基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記芳香族スルホニル基の具体例として、上記置換基Tのアリールスルホニル基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記脂肪族オキシ基の具体例として、上記置換基Tのアルコキシ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記芳香族オキシ基の具体例として、上記置換基Tのアリールオキシ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記脂肪族チオ基の具体例として、上記置換基Tのアルキルチオ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記芳香族チオ基の具体例として、上記置換基Tのアリールチオ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記アシルオキシ基の具体例として、上記置換基Tのアシルオキシ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記脂肪族オキシカルボニルオキシ基の具体例として、上記置換基Tのアルコキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記芳香族オキシカルボニルオキシ基の具体例として、上記置換基Tのアリールオキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
一般式(C-1)中の上記置換アミノ基の具体例として、上記置換基Tの置換アミノ基が挙げられる。
上記一般式(C-1)で表される化合物としては、下記一般式(C-1a)又は(C-1b)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(C-1b)中、Rc2~Rc4は脂肪族基又はアシル基を示す。
本発明において、一般式(C-4)で表される構造を有する化合物とは、一般式(C-4)で表される化合物の他、下記(a)及び(b)の化合物が含まれる。
すなわち、本発明において一般式(C-4)で表される構造を有する化合物とは、一般式(C-4)で表される化合物と、一般式(C-4)で表される構造が1分子中に複数存在する構造の化合物とを含む意味である。
R8、R9及びR10で示されるアリール基は更に好ましくは、フェニル、2-メチルフェニル、4-メチルフェニル、2-エチルフェニル、4-エチルフェニル、2,4-ジメチルフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,4,6-トリメチルフェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、2-クロロフェニル、4-クロロフェニル、2-メトキシフェニル、3-メトキシフェニル、4-メトキシフェニル、2-ベンジルフェニル、又は4-ベンジルフェニルであり、特に好ましくは、フェニルである。
R8及びR9で示される上述したアルコキシ基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の例としては、前述のR8、R9及びR10で示されるアルキル基が有してもよい置換基を挙げることができる。
更に好ましくは、フェニル、2,4-ジ-t-ブチルフェノキシ、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノキシなどを挙げることができる。
R8及びR9で示される上述したアリールオキシ基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の例としては、前述のR8、R9及びR10で示されるアルキル基が有してもよい置換基を挙げることができる。
上記の2価以上の基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の例としては、前述のR8、R9及びR10で示されるアルキル基が有してもよい置換基を挙げることができる。
上記の2価以上の基の分子量は10~1000であることが好ましい。
本発明において一般式(C-5)で表される構造を有する化合物とは、一般式(C-5)で表される化合物の他、下記(c)及び(d)の化合物が含まれる。
(d)R11及びR12から選ばれる少なくとも1つの基から水素原子を合計で2個以上取り除いた2価以上の基(例えば、水素原子を2個取り除いた場合は2価の基となり、3個取り除いた場合は3価の基となる。)が、2価以上の基又は単結合を介して、一般式(C-5)で表される別の1つ以上(好ましくは1~3の整数個)の化合物のR11及びR12の少なくとも1つと連結した構造の化合物。
すなわち、本発明において一般式(C-5)で表される構造を有する化合物とは、一般式(C-5)で表される化合物と、一般式(C-5)で表される構造が1分子中に複数存在する構造の化合物とを含む意味である。
R13~R16で示されるアルキル基の具体例としては、メチル、エチル、n-ブチル、イソプロピル、s-ブチル、t-ブチル、t-ペンチル、t-ヘキシル及びt-オクチルが挙げられる。R13~R16は1級の(直鎖の)アルキル基であることが好ましく、より好ましくはR13~R16の全てが1級の(直鎖の)アルキル基(特に好ましくはメチル基)である。
成分(C-6)中、成分(C-6-1)及び成分(C-6-2)の各含有量の合計は特に制限されず、例えば、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、100質量%であってもよい。
D1で示される連結基の分子量は、100~1000が好ましく、180~600がより好ましい。また、Qで示される連結基の分子量は、100~1000が好ましく、180~600がより好ましい。
R32は水素原子又は炭素数が1~20(好ましくは炭素数1~12、より好ましくは炭素数1~8、さらに好ましくは炭素数1~6)のアルキル基を示す。L31は単結合又は炭素数1~20(好ましくは炭素数1~10)のアルキレン基を示す。RNは一般式(C-6)におけるRNと同義である。nは1~20(好ましくは1~10)の整数を示す
(なお、一般式(CC-4-3)において、nは4~20(好ましくは4~10)の整数を示す)。
一般式(CC-4)中、*は化合物中の結合部位を示す。一般式(CC-7)中、Rのうち、少なくとも1つはHではなく、トリアジンを含む基である。一般式(CC-8)中、波線は結合部位であることを示す。
Lは単結合又は2価の連結基を示す。Lは、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~5)のアルキレン基、炭素数2~10(好ましくは炭素数2~5)のアルケニレン基、又は-L1-C(=O)-O-L2-で表される基であることが好ましい。ここで、L1及びL2は単結合、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~5)のアルキレン基、カルボニル基、酸素原子、又はそれらの組合せを示す。
tは2~4の整数であり、A1は2~4価の連結基を示す。A1は2~4価の有機基であることが好ましく、この有機基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~12であることがさらに好ましく、1~10であることがさらに好ましい。
tが3で、A1が3価の連結基である場合、A1は下記一般式(A1L)で表される基であることが好ましい。下記一般式(A1L)中、*は連結部位を示す。
成分(C-7)の具体例としては、後記実施例で使用した化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
本発明の硬化物は、本発明の接着剤を硬化することにより生じる硬化物である。すなわち、本発明の硬化物は、内視鏡の接着部を構成する部材として用いられる。本発明の接着剤の硬化温度は特に制限されず、被接着部材の耐熱性、硬化時間等を考慮し、目的に応じて適宜に調整される。各成分の混合は気泡を除去しながら行うことが好ましく、そのため通常は減圧下で行われる。上記硬化温度は100℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましい。また、硬化反応を十分に行わせるために、硬化温度は0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましい。硬化反応時間は目的に応じて適宜に設定することができる。通常は1.5~200時間、硬化反応させて硬化物を得る。
本発明の内視鏡は、本発明の硬化物により構成部材が固定されている。「本発明の硬化物により構成部材が固定される」とは、内視鏡を構成する少なくとも一部の部材が本発明の硬化物を介して支持部材に固定されていることを意味する。
図1において、本体操作部5から、先端部3cの先端面には、挿入部3の軸線方向に貫通するチャンネル(チューブ、図示せず)が複数形成されている。
14aが先端側(先端部3c側)であり、14bが基端側(本体操作部5側)である。
可撓管基材14は、最内側に金属帯片11aを螺旋状に巻回することにより形成される螺旋管11に、金属線を編組してなる筒状網体12を被覆してなる。その両端には口金13がそれぞれ嵌合されている。この樹脂層15は接着剤硬化物層17を介して可撓管基材14と接着されている。この接着剤硬化物層17は、本発明の接着剤を適用してこれを硬化させることにより形成することができる。接着剤硬化物層(接着部)17は図示の便宜のために均一な厚みのある層として図示したが、必ずしもその形態でなくてもよく、不定形に樹脂層15と可撓管基材14との間に介在されていてもよい。むしろ厚みがほとんどなく、樹脂層15と可撓管基材14とが実質的に接した形で接着されていてもよい。
樹脂層15の外面には、耐薬品性のある例えばフッ素等を含有したコート層16をコーティングしている。なお、接着剤硬化物層17、樹脂層15及びコート層16は、層構造を明確に図示するため、可撓管基材14の径に比して厚く描いている。
本発明の内視鏡の製造方法は、本発明の接着剤を用いて、内視鏡構成部材を固定することを含む限り特に制限はなく、内視鏡構成部材の固定以外の工程は、通常の製造工程を採用して本発明の内視鏡を製造することができる。
固定される内視鏡構成部材の材質に特に制限はなく、例えば、樹脂部材、金属部材及びガラス部材が挙げられる。内視鏡構成部材は、例えば、本発明の接着剤に含まれる各成分を好ましくは減圧下混合した後、この混合物を適用箇所に注入ないし塗布し、-10~60℃(好ましくは0~60℃、より好ましくは10~50℃)で1.5~200時間加熱することにより、内視鏡を構成する支持部材等に固定することができる。
以下、本発明の内視鏡の製造方法における接着剤の使用形態について具体例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されない。
また、上述のように、図2における接着剤硬化物層17を形成するために用いることもできる。また、図2における樹脂層15とコート層16の接着に用いることもできる。
また、本発明の接着剤は、先端部3cとアングル部3bとの接着及び挿入部3と本体操作部5との接着の少なくとも一方に用いることができる。例えば、先端部3cとアングル部3bとを本発明の接着剤を用いて接着し、次いで先端部3cとアングル部3bとの接着部及びその近傍を糸で巻き締め接着を補強し、その糸を被覆するように接着剤を塗布し、硬化させる。挿入部3と本体操作部5との接着についても同様である。
また、本発明の接着剤は、内視鏡の挿入部内に挿通される各種チューブの、先端部3c及び本体操作部5の少なくとも一方への固定に使用することもできる。
また、本発明の接着剤は、先端部3cに内蔵される撮像装置の組立て、部品の接着、固体撮像素子40の封止等の、部材の固定に用いることができる。撮像装置は、レンズL1~L5およびプリズム38等の複数個の光学部品からなる光学系と、この光学系によって結像された光学画像を撮像信号に光電変換するCCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子40とを有する。本発明の接着剤は、ガラス等の材料からなるレンズL1~L5およびプリズム38等の光学部品どうしの接着、並びに、レンズL1~L5、プリズム38等と、樹脂または金属からなる基板39との接着等に用いることができ、この接着により、ガラス部材を固定することができ、また金属部材を固定することができる。
また、本発明の接着剤は、固体撮像素子40と基板39の接着固定、封止に用いることができる。この接着により、固体撮像素子、基板等を構成する金属部材を固定することができる。
このように本発明の内視鏡の製造方法は、本発明の接着剤を用いて、内視鏡構成部材を固定する工程を含むものである。
下表1に示す成分(A)~(C)を下表1に示す配合比(質量部)で混合し、この混合物を「泡とり練太郎 ARV-310(商品名、シンキー社製)」により、室温下、1.0Paに減圧した状態で、2000rpmで撹拌しながら、5分間脱泡し、接着剤を得た。なお、下記の作製例1及び2では、調製直後の接着剤を用いた。
上記の調製例で得られた接着剤を、ミニテストプレス(東洋精機社製)により、80℃で24時間硬化させて、縦100mm×横100mm×厚さ0.4mmの試験シートを得た。試験シートは、下記試験例1及び2に用いる試験シートを作製した。
上記の調製例で得られた接着剤を用いて、JIS K 6850(1999)に従って、試験片(SUS基材接着試験片)を作製した。基材は幅25mm、長さ10cm、厚さ2mmのSUS304板(ミスミ製)を用いた。接着面積は25mm×10mmとした。スペーサーは厚さ0.1mmのワイヤースペーサー(アズワン社製)を使用した。接着剤の硬化時間は80℃で24時間として、2枚のSUS304板を接着剤硬化物で張り合わせた試験片(SUS基材接着試験片)を得た。
試験シート2枚を、縦20cm×横20cm×厚さ1cmのガラスケース内に重ねずに入れた。このガラスケースをオゾン水発生装置(商品名、エコデザイン社製「OWM-10L10P」)の流路内に設置し、オゾン濃度3ppmのオゾン水を流速1L/minで3時間流し処理を行った。ガラスケースから試験シートを取り出し、蒸留水で洗浄した。
1枚の試験シートについて、蒸留水で洗浄した後、表面の水分を拭き取り25℃環境で8時間静置し乾燥した。この試験シートを目視観察し、下記評価基準にあてはめ評価した。S、A及びBが本試験の合格である。
-評価基準-
S:シート表面のざらつき、濁りがなかった。
A:シート表面にわずかなザラツキが発生したが、濁りはなかった。
B:シート表面にわずかなザラツキと透過性を有する程度のわずかな濁りが発生した。
C:シート表面にザラツキが発生し、濁りにより透明性が失われた。
別の1枚の試験シートについて、蒸留水で洗浄した後、23℃×50%RH(相対湿度)で24時間乾燥した。オゾン水処理に付す前の試験シートの引張強度(I)(MPa)及びオゾン水処理に付した後の試験シートの引張強度(II)(MPa)を、テンシロン万能材料試験機(商品名:RTF-1210、エー・アンド・デイ社製)を用いて室温で測定した。
下記式から引張強度の維持率X(%)を算出して、下記評価基準にあてはめて評価した。S、A及びBが本試験の合格である。
引張強度の維持率X(%)=100×引張強度(II)/引張強度(I) -評価基準-
S:引張強度の維持率Xが90%以上
A:引張強度の維持率Xが80%以上90%未満
B:引張強度の維持率Xが70%以上80%未満
C:引張強度の維持率Xが60%以上70%未満
D:引張強度の維持率Xが60%未満
試験片(オゾン水処理に付していないもの)の接着強度(A)(MPa)をテンシロン万能材料試験機(商品名:RTF-1210、エー・アンド・デイ社製)を用いて、室温、2枚のSUS304板の端を掴んで、長さ方向に、互いに平行逆向きに引っ張ることにより測定した。
一方、ガラス転移温度(Tg)+10℃の温度下で24時間静置後、さらに23℃で24時間静置した後の試験片の接着強度(MPa)を、上記と同様にして測定し、接着強度(B)(MPa)とした。
なお、ガラス転移温度は、試験シート(試験片を作製した接着剤と同じ組成の接着剤を用いて作製した試験シート)について、DMS6100(商品名、SIIテクノロジー製)を用いて動的粘弾性測定を行うことにより決定した。
下記式から接着強度の維持率Y(%)を算出して、下記評価基準にあてはめて評価した。S、A及びBが本試験の合格である。
接着強度の維持率Y(%)=100×接着強度(B)/接着強度(A) -評価基準-
S:接着強度の維持率Yが90%以上
A:接着強度の維持率Yが80%以上90%未満
B:接着強度の維持率Yが70%以上80%未満
C:接着強度の維持率Yが60%以上70%未満
D:接着強度の維持率Yが60%未満
実:実施例比:比較例
A-1:
ビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名「jER828」、三菱化学社製、エポキシ当量190)
A-2:
ビスフェノールFジグリシジルエーテル(商品名「EPICLON830」、DIC社製、エポキシ当量170)
A-3:
エポキシノボラック樹脂(製品番号406775、シグマアルドリッチ社製、エポキシ当量170)
B-1:
ジシアンジアミド(東京化成工業社製)
B-2:
ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチラート)(商品名「カレンズMT(登録商標) PE1」、昭和電工社製)
B-3:
トリフェニルホスフィン(東京化成工業社製)
B-4:
ポリエーテルアミンD230(商品名、三井化学ファイン社製、数平均分子量230)
B-5:
フェノール樹脂(商品名「HF-1M」、明和化成社製)
B-6:
ポリエーテルアミンD400(商品名、三井化学ファイン社製、数平均分子量400)
B-7:
ポリエーテルアミンT403(商品名、三井化学ファイン社製、数平均分子量440)
B-8:
ジェファーミンED-600(商品名、ハンツマン社製、数平均分子量600)
B-9:
1,6-ヘキサンジアミン(東京化成工業社製)
B-10:
m-キシリレンジアミン(東京化成工業社製)
B-11:
HV953U(商品名、ナガセケムテックス社製、ポリアミドアミン、数平均分子量1100)
X-1:
三フッ化ホウ素モノアミン錯体(アルドリッチ製)
C11:成分(C-1)、商品名:イルガスタブFS042、アルドリッチ社製
C21:成分(C-2)、商品名:イルガノックスHP-136、ADEKA社製
C31:成分(C-3)、アスコルビン酸
C41:成分(C-4)、商品名:アデカスタブHP-10、ADEKA社製
C51:成分(C-5)、商品名:アデカスタブAO-412S、ADEKA社製
C61:成分(C-6-2)、商品名:アデカスタブLA-63P、ADEKA社製(NR17がN-CH3)
C62:成分(C-6-1)、商品名:チヌビン765、BASF社製(NR17がN-CH3)
C63:成分(C-6-2)、商品名:フレイムスタブNOR 116、BASF社製(NR17がN-O-シクロヘキサン)
C64:成分(C-6-2)、商品名:チマソーブ2020FDL、BASF社製(NR17がN-H)
C65:成分(C-6-2)、商品名:チマソーブ944FDL、BASF社製(NR17がN-H)
C71:成分(C-7-1)、商品名:イルガノックス1010、BASF社製
C72:成分(C-7-2)、商品名:スミライザーGS、住友化学社製
成分(C)を含有しない比較例1及び2の接着剤は、オゾン水処理耐久性の「外観」評価及び「引張強度評価」のいずれも劣り、また耐熱性も劣った。また本発明で規定する成分(B)に代えて、三フッ化ホウ素モノアミン錯体を用いた比較例3の接着剤は、オゾン水処理耐久性の「外観」評価及び「引張強度」評価のいずれも劣り、また耐熱性も劣った。
これに対して、実施例1~36の接着剤(本発明の接着剤)は、オゾン水処理耐久性(「外観」評価及び「引張強度」評価)並びに耐熱性評価のすべてが合格レベルであった。
3 挿入部
3a 可撓管
3b アングル部
3c 先端部
5 本体操作部
6 ユニバーサルコード
11 螺旋管
11a 金属帯片
12 筒状網体
13 口金
14 可撓管基材
14a 先端側
14b 基端側
15 樹脂層
16 コート層
17 接着剤硬化物層
31 照明窓
32 観察窓
33 鉗子口
34 ノズル
35 先端部本体
36 先端キャップ
37 レンズホルダ
38 プリズム
39 基板
40 固体撮像素子
41 接着剤硬化物
42 接着剤硬化物
43 観察ユニット
L1~L5 レンズ
Claims (9)
- 下記成分(A)~(C)を含む内視鏡用接着剤であって、
成分(A):エポキシ樹脂
成分(B):エポキシ樹脂の硬化成分
成分(C):ラジカル捕捉剤
前記成分(A)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうちの少なくとも1種を含み、
前記成分(B)が、含リン化合物、ポリチオール化合物、ジシアンジアミド化合物、フェノール化合物、無置換アミノ基を有するポリアミン化合物、酸無水物化合物及びイミダゾール化合物のうちの少なくとも1種を含み、
前記成分(C)が、下記成分(C-1)~(C-7)のうち少なくとも1種を含み、
成分(C-1):下記一般式(C-1)で表される化合物
成分(C-2):下記一般式(C-2)で表される化合物
成分(C-3):下記式(C-3)で表される化合物
成分(C-4):下記一般式(C-4)で表される化合物
成分(C-5):下記一般式(C-5)で表される化合物
成分(C-6):下記一般式(C-6)で表される構造を有する化合物
成分(C-7):下記一般式(C-7)で表される構造を有する化合物
前記内視鏡用接着剤中、前記成分(A)の含有量が40質量%以上99質量%以下であり、前記成分(C)の含有量が、前記成分(A)の含有量100質量部に対して0.1質量部以上30質量部以下である、内視鏡用接着剤。
式中、R4~R7は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~15のアリール基を示す。
式中、R8及びR9は、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はハロゲン原子を示し、R10はアルキル基又はアリール基を示す。R8、R9及びR10の少なくとも2つは、2価以上の基又は単結合を介して互いに連結してもよい。
式中、R11及びR12はアルキル基を示す。
式中、R13~R16は、水素原子又は炭素数1~12のアルキル基を示す。R17は水素原子、炭素数1~18のアルキル基又はOR18を示す。R18は水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示す。*は結合部位を示す。ただし、R13~R16すべてが水素原子を示すことはない。
式中、R19及びR20は水素原子、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数7~36のアラルキル基を示す。*は結合部位を示す。 - 前記内視鏡用接着剤中、前記成分(A)の含有量が50質量%以上96質量%以下であり、前記成分(C)の含有量が、前記成分(A)の含有量100質量部に対して0.5質量部以上25質量部以下である、請求項1に記載の内視鏡用接着剤。
- 前記成分(C)が前記成分(C-6)及び前記成分(C-7)のうちの少なくとも1種を含む、請求項1又は2に記載の内視鏡用接着剤。
- 前記成分(C)が前記成分(C-6)を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の内視鏡用接着剤。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の内視鏡用接着剤を硬化させてなる硬化物。
- 請求項7に記載の硬化物により部材が固定された内視鏡。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の内視鏡用接着剤を用いて部材を固定することを含む、内視鏡の製造方法。
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