JP7514643B2 - 組成物、硬化物、硬化物の製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、エポキシ化合物及びラジカル重合化合物を含む硬化性組成物が記載されている。また、特許文献1では、硬化性組成物を半導体用接着剤として使用し、硬化性組成物をBステージ化するBステージ化工程と、半導体チップを接合する接合工程と、硬化性組成物を硬化させる硬化工程と、をこの順で実施する半導体装置の製造方法が記載されている。
前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
以下、本開示の組成物、硬化物、硬化物の製造方法について詳細に説明する。
まず、本開示の組成物について説明する。
本開示の組成物は、環状エーテル成分と、ラジカル重合性成分と、潜在性硬化剤と、を含み、前記潜在性硬化剤が、イオン性化合物であることを特徴の一つとするものである。
ここで、前記組成物が、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに優れたものとなる理由は、以下のように推察される。
また、前記組成物に用いられる潜在性硬化剤は、イオン性化合物であり、ラジカル重合性成分等との相溶性に優れる。このため、例えば、前記組成物の粘度を低粘度とした場合であっても、潜在性硬化剤の沈殿、凝集等が抑制され、優れた保存安定性及び塗布性を有するものとなる。
また、潜在性硬化剤として含まれるイオン性化合物は、上述のように、ラジカル重合性成分等に対する相溶性が高く、組成物中に均一に分散又は溶解容易なため、所望のタイミングで、組成物の硬化反応を生じることができると共に、環状エーテル成分同士の硬化反応を効率的に進行できる。このようなところから、前記組成物は、保存時の増粘が少なく、優れた保存安定性及び塗布性を有するものとなると共に、例えば、ラジカル重合性成分同士の重合後の半硬化状態において、環状エーテル成分同士の硬化が抑制された状態が維持され、半硬化後に被接着体接触までの時間が変動した場合でも接着性の変化が少ないものとなり、安定的に被接着体を接着可能となる。
以上のことから、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに優れたものとなるのである。
以下、本開示の組成物の各成分について説明する。
本開示に用いられる潜在性硬化剤は、イオン性化合物である。
ここで、潜在性硬化剤としては、25℃では環状エーテル成分に対し活性を持たないが、加熱等の刺激を加えることにより活性化し、硬化を促進する機能を有するものとすることができる。
加熱により活性化する潜在性硬化剤の活性化温度としては、25℃より高い温度であればよいが、60℃以上250℃以下であることが好ましく、なかでも、80℃以上200℃以下であるものが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記イオン性化合物は、イオン性液体化合物であってもよく、
イオン性固体化合物であってもよいが、イオン性液体化合物であることが好ましい。イオン性液体化合物は、25℃、大気圧下で液体であるイオン性の化合物を指す。イオン性固体化合物は、25℃、大気圧下で固体であるイオン性の化合物を指す。イオン性化合物がイオン性液体化合物である前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなる。
イミダゾリウムカチオン及びその誘導体としては、下記一般式(1)で表されるカチオンが挙げられる。
R3、R4、及びR5は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1~12のアルキル基である。)
R2は、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数2~6のアルキル基又は炭素原子数2~6のアルケニル基であることが好ましく、特に、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルケニル基であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
R4、R5は、水素原子であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
R3は、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
R1~R5のいずれかがアルキル基である場合、当該アルキル基は鎖状アルキル基であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
中でも、1,3-ジメチルイミダゾリウムカチオン、1,3-ジエチルイミダゾリウムカチオン、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムカチオン、1-プロピル-3-メチルイミダゾリウムイオン、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムカチオン及び1-アリル-3-メチルイミダゾリウムカチオンから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
ピリジニウムカチオン及びその誘導体としては、1-エチルピリジニウムカチオン、1-ブチルピリジニウムカチオン、1-(3-ヒドロキシプロピル)ピリジニウムカチオン、1-エチル-3-メチルピリジニウムカチオン、1-ブチル-3-メチルピリジニウムカチオン、1-ブチル-4-メチルピリジニウムカチオン、1-(3-シアノプロピル)ピリジニウムカチオン、1,3-ジメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3-トリメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,4-テトラメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,5-テトラメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジニウムカチオン等が挙げられる。
ピリミジニウムカチオン及びその誘導体としては、1,3-ジメチル-1,4-ジヒドロピリミジニウムカチオン、1,3-ジメチル-1,6-ジヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3-トリメチル-1,4-ジヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3-トリメチル-1,6-ジヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,4-テトラメチル-1,4-ジヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,4-テトラメチル-1,6-ジヒドロピリミジニウムカチオン等が挙げられる。
ピペリジニウムカチオン及びその誘導体としては、1-ブチル-1-メチルピペリジニウムカチオン、1-メチル-1-プロピルピペリジニウムカチオン等が挙げられる。
ピロリジニウムカチオン及びその誘導体としては、1,1-ジメチルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-エチルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-ブチルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-ペンチルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-ヘキシルピロリジニウムカチオン、1-メチル-1-ヘプチルピロリジニウムカチオン、1-エチル-1-プロピルピロリジニウムカチオン、1-エチル-1-ブチルピロリジニウムカチオン、1-エチル-1-ペンチルピロリジニウムカチオン等が挙げられる。
前記テトラアルキルアンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラブチルアンモニウムカチオン、テトラへキシルアンモニウムカチオン、トリエチルメチルアンモニウムカチオン、トリブチルエチルアンモニウムカチオン、トリメチルデシルアンモニウムカチオン、トリヘキシルテトラデシルアンモニウムカチオン、(2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムカチオン、N,N-ジエチル-N-(2-メトキシエチル)-N-メチルアンモニウム[DEME]カチオン、トリス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムカチオン、N,N-トリメチル-N-プロピルアンモニウム[TMPA]カチオン、トリメチル(1H,1H,2H,2H-ヘプタデカフルオロデシル)アンモニウムカチオン、トリメチル-(4-ビニルベンジル)アンモニウムカチオン、2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。
前記トリアルキルスルホニウムカチオンとしては、ジエチルメチルスルホニウムカチオン、ジブチルエチルスルホニウムカチオン、ジメチルデシルスルホニウムカチオン等が挙げられる。
カルボン酸系アニオンが1分子中に有するカルボン酸アニオンの数は1以上であればよいが、1以上3以下であることが好ましく、なかでも、1以上2以下であることが好ましく、特に、1であることが好ましい。保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
カルボン酸系アニオンとしては、*COO-が炭化水素基に結合した炭化水素カルボン酸のアニオンであることが好ましく、なかでも、脂肪族炭化水素基にカルボン酸アニオンが結合した、脂肪族カルボン酸のアニオンであることが好ましい。
本開示においては、カルボン酸系アニオンが、一価の脂肪族カルボン酸のアニオンであることが好ましい。カルボン酸系アニオンとしては、炭化水素カルボン酸のアニオンにおける1又は2以上の水素原子が、ハロゲン原子に置換されているものも用いることができる。
カルボン酸系アニオンの具体例としては、CH3COO-、C2H5COO-、C3H7COO-、C4H9COO-、C5H11COO-、C6H13COO-、C7H15COO-、C8H17COO-、C9H19COO-、C10H21COO-、C11H23COO-、(CH3)2CHCOO-、(CH3)3CCOO-、C6H5COO-、CF3COO-、C2F5COO-、C3F7COO-、C4F9COO-、C5F11COO-、C6F13COO-、C7F15COO-、C8F17COO-、C9F19COO-、C10F21COO-、C11F23COO-等が挙げられる。
アセテート系アニオンは酢酸アニオン又はその1又は2以上の水素原子がハロゲン原子に置換されたアニオンであり、CH3COO-、CF3COO-等が挙げられる。
(α)(CnF2n+1SO2)2N- (但し、nは1~10の整数)、
(β)CF2(CmF2mSO2)2N- (但し、mは1~10の整数)、
(γ)-O3S(CF2)lSO3 - (但し、lは1~10の整数)、
(δ)(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(但し、p、qは1~10の整数)等が挙げられる。
イオン性化合物としては、具体的には、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート、1-エチル-3メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-ブチル-3メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート、1-ブチル-3メチルイミダゾリウムチオシアナート、3-シアノプロピルイミダゾリウムジシアナミド、1-アリルー3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムエチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムメタンスルフォネート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルフォネート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート,1-エチル-3-メチルイミダゾリウムエチルホスフェート,1-エチル-3-メチルイミダゾリウムメチルホスホネート等が挙げられる。
環状エーテル成分は、環状エーテル基を有する化合物(以下、「環状エーテル化合物」と称する場合がある。)の1種又は2種以上を含むものである。
環状エーテル基としては、エーテル結合を環構造の中に少なくとも1つ有するものであればよく、エポキシ基、オキセタニル基等を挙げることができる。すなわち、環状エーテル成分として、エポキシ化合物、オキセタン化合物等の1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、環状エーテル基及びエチレン性不飽和基を有する化合物は、環状エーテル化合物に含まれるものとする。
また、エチレン性不飽和基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。
また、環状エーテル基と共にアルコキシシリル基を有する化合物は、通常、シランカップリング剤に分類されるものであり、前記環状エーテル化合物には該当しないものとする。
前記エポキシ化合物には、環状エーテル化合物中において、エポキシ基を含む全ての化合物が含まれるものとする。例えば、エポキシ基及びオキセタン基の両者を含む化合物は、エポキシ化合物に該当するものとなる。
このようなエポキシ化合物としては、例えば、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物及び脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。また、脂肪族エポキシ化合物としては、後述する脂肪族環含有エポキシ化合物及び鎖状エポキシ化合物を用いることができる。
本開示においては、前記環状エーテル化合物が、芳香族エポキシ化合物及び脂肪族エポキシ化合物の少なくとも一方を含むことが好ましく、なかでも、芳香族エポキシ化合物及び脂環族含有脂肪族エポキシ化合物の少なくとも一方を含むことが好ましく、特に、芳香族エポキシ化合物を含むことが好ましい。前記組成物は、特に2段階目の接着力に優れ、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに特に優れたものとなるからである。
また、前記エポキシ化合物としては、前記芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物以外のエポキシ化合物として、ゴム変性エポキシ化合物が挙げられる。
本開示においては、前記エポキシ化合物が、ゴム変性エポキシ化合物を含むことが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
また、エポキシ基を有するシランカップリング剤のように、無機充填剤の表面修飾のため、無機充填剤の表面に結合している化合物も、本開示における環状エーテル成分としてのエポキシ化合物に該当しないものとする。
前記芳香族エポキシ化合物は、芳香族環及びエポキシ基を有し、シクロアルケンオキサイド構造を有しないものである。
なお、上述のように、後述するゴム変性エポキシ化合物は、芳香族環及びエポキシ基を有するものであっても、芳香族エポキシ化合物に含めないものとする。
このような芳香族エポキシ化合物としては、例えば、少なくとも1個の芳香族環を有する多価フェノール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、又はこれらにアルキレンオキサイドを付加した化合物のグリシジルエーテル、及びエポキシノボラック樹脂(フェノールノボラック型エポキシ化合物);レゾルシノールやハイドロキノン、カテコール等の2個以上のフェノール性水酸基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
また、ベンゼンジメタノールやベンゼンジエタノール、ベンゼンジブタノール等のアルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル;フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の2個以上のカルボン酸を有する多塩基酸芳香族化合物のポリグリシジルエステル;安息香酸やトルイル酸、ナフトエ酸等の安息香酸類のグリシジルエステル;スチレンオキサイド又はジビニルベンゼンのエポキシ化物等が挙げられる。
r1及びs1は、それぞれ独立に、0~5の数を表し、
R61-1は、下記一般式(7)で表される二価の芳香族環含有基を表す。)
Z3及びZ4は、それぞれ独立に、単結合又は炭素原子数1~4のアルキレン基を表し、アルキレン基中の水素原子はメチル基又はハロゲン原子で置換されてもよく、
tは、0~5の整数を表し、
uは、0~30の整数を表し、
*は、結合箇所を表す。)
また本発明が下記一般式(6-2)で表される化合物を含有する場合、当該化合物の量が、環状エーテル化合物100質量部中、30質量部以上であることが好ましく、40質量部以上であることがより好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記脂肪族エポキシ樹脂は、エポキシ基を有し、シクロアルケンオキサイド構造及び芳香族環を含まないものである。
なお、後述するゴム変性エポキシ化合物及びアルコキシシリル基を有するエポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物に含めないものとする。
このような脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル;脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル;グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのビニル重合により合成したホモポリマー;グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートとその他のビニルモノマーとのビニル重合により合成したコポリマー等が挙げられる。
代表的な化合物として、ジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールのヘキサグリシジルエーテル等の、多価アルコールのグリシジルエーテル、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の脂肪族多価アルコールに1種又は2種以上のアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル、及び脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステルが挙げられる。
さらに、脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル、フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、又はこれらにアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル、高級脂肪酸のグリシジルエステル、エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ブチル及びエポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
また、前記脂肪族エポキシ化合物として、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物の水素添加物も挙げられる。
前記脂肪族エポキシ化合物としては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物等の、エポキシシクロアルキル環に由来するシクロアルキル環にオキシラニル基が直接単結合で結合した構造を構成単位として有し、エポキシシクロアルキル環のエポキシ基同士が重合した構造を主鎖構造として有する化合物も挙げられる。
また、脂肪族炭化水素環としては、脂肪族炭化水素環構造のみに限らず、脂肪族炭化水素環構造の水素原子の1つ又は2つ以上が直鎖又は分岐のアルキル基で置換された基も挙げられる。
このような脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環等の単環式脂肪族炭化水素環、イソボルニル環、アダマンタン環、ジシクロペンテン環、ジシクロペンタン環、トリシクロデカン環、ノルボルネン環、ノルボルナン環等の2以上の単環式脂肪族炭化水素環が環中の炭素原子を1又は2以上共有する構造を有する多環式脂肪族炭化水素環が挙げられる。
r2及びs2は、それぞれ独立に、0~5の数を表し、
R61-2は、下記一般式(8)又は一般式(9)を表す。)
R92、R93、R94、R95、R96、R97、R98、R99、R100、R101、R102、R103、R104、R105、R106及びR107は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、
Z5及びZ6は、それぞれ独立に、単結合又は直鎖であっても分岐鎖を有していても環状であってもよい炭素原子数1~4のアルキレン基又は前記アルキレン基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が酸素原子が隣り合わない条件で-CO-O-又はO-CO-で置換された基を表し、
v及びwは、それぞれ独立に、0~5の数を表し、
*は、結合箇所を表す。)
*は、結合箇所を表す。)
前記脂肪族環含有エポキシ化合物の含有量は、所望の保存安定性、塗布性及び接着性のバランスが得られるものであればよいが、芳香族エポキシ化合物と併用される場合、例えば、環状エーテル成分100質量部中に、10質量部以上40質量部以下であることが好ましく、なかでも、15質量部以上35質量部以下であることが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記脂肪族環含有エポキシ化合物の含有量は、所望の保存安定性、塗布性及び接着性のバランスが得られるものであればよいが、芳香族エポキシ化合物と併用される場合、例えば、環状エーテル成分、潜在性硬化剤としてのイオン性化合物及びラジカル重合性成分の合計100質量部中に、5質量部以上25質量部以下であることが好ましく、なかでも、10質量部以上20質量部以下であることが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記脂環式エポキシ化合物は、シクロアルケンオキサイド構造を有する化合物である。
前記シクロアルケンオキサイド構造は、シクロヘキセン環含有化合物やシクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイド構造やシクロペンテンオキサイド構造のように、脂肪族環とエポキシ環とが環構造の一部を共有する構造である。また、このようなシクロアルケンオキサイド構造のシクロアルカン中の水素原子を1つ除いた基を「エポキシシクロアルキル基」と称する場合がある。
なお、後述するゴム変性エポキシ化合物及びアルコキシシリル基を有するエポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物に含めないものとする。
ゴム変性エポキシ化合物は、ゴム成分と、エポキシ基とを有する化合物である。
このようなゴム変性エポキシ化合物としては、ゴム成分を含み、かつ、エポキシ基と反応して共有結合を形成可能な基(以下、「エポキシ基反応性基」とも称す。)を含む主鎖骨格に、2以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物を反応させて得られた化合物を好ましく用いることができる。
このような多官能エポキシ化合物としては、上述の脂環式エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物のうち、2官能以上のものが挙げられる。
本開示においては、なかでも、多官能エポキシ化合物が、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物であることが好ましく、前記「(1)芳香族エポキシ化合物」及び「(2)脂肪族エポキシ化合物」として好ましく用いることができる化合物として挙げた化合物であることが好ましい。より具体的には、前記多官能エポキシ化合物が、前記一般式(6-1)又は(6-2)で表される化合物であることが好ましく、なかでも、前記一般式(6-1)で表される化合物であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記多官能エポキシ化合物は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
一般式(1-3)中、Qは、炭素原子数1~30の炭化水素基、前記炭化水素基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が-O-で置換されている基又はこれらの基中のメチン基の1つ又は2つ以上が窒素原子で置換されている基を表す。
以上の通り、一般式(1-3)で表されるユニットは、エポキシ基反応性基としてのカルボキシル基及びエチレン性不飽和基を有する化合物に由来するカルボキシル基と、多官能エポキシ化合物に由来するエポキシ基とが反応した部位を示すものである。
一般式(1-2)で表されるユニット:2質量%~90質量%の範囲内、なかでも好ましくは、5質量%~80質量%の範囲内
一般式(1-3)で表されるユニット:2質量%~90質量%の範囲内、なかでも好ましくは、5質量%~80質量%の範囲内
エポキシ化合物の含有量は、所望の保存安定性、塗布性及び接着性のバランスが得られるものであればよいが、例えば、環状エーテル成分の合計100質量部中に、60質量部以上であることが好ましく、なかでも、90質量部以上であることが好ましく、特に、95質量部以上であることが好ましく、なかでも特に、100質量部であること、すなわち、環状エーテル成分として、エポキシ化合物のみを含むことが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記オキセタン化合物は、オキセタン環を有し、エポキシ基を有しない化合物である。
このようなオキセタン化合物としては、例えば、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-(メタ)アリルオキシメチル-3-エチルオキセタン、(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチルベンゼン、4-フルオロ-[1-(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、4-メトキシ-[1-(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、[1-(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)エチル]フェニルエーテル、イソブトキシメチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-エチルヘキシル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンタジエン(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラヒドロフルフリル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-テトラブロモフェノキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-トリブロモフェノキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-ヒドロキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-ヒドロキシプロピル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ブトキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタクロロフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ボルニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサ-ノナン、3,3’-(1,3-(2-メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス-(3-エチルオキセタン)、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,2-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、PO変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル等を挙げることができる。
前記環状エーテル成分の含有量としては、所望の保存安定性、塗布性及び接着性のバランスが得られるものであればよいが、例えば、前記組成物の環状エーテル成分、ラジカル重合性成分及び潜在性硬化剤としてのイオン性化合物の合計100質量部中に30質量部以上であることが好ましく、40質量部以上であることがより好ましく、特に、50質量部以上であることが好ましく、55質量部以上であることが最も好ましい。環状エーテル成分の量が所定量以上であることは、2段階目硬化時の接着性を高めるからである。また前記組成物の環状エーテル成分は、環状エーテル成分、ラジカル重合性成分及び潜在性硬化剤としてのイオン性化合物の合計100質量部中に95質量部以下であることが好ましく、なかでも、90質量部以下であることが好ましく、特に80質量部以下であることが好ましく、なかでも特に70質量部以下であることが好ましい。前記含有量が上述の上限以下であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
前記ラジカル重合性成分は、ラジカル重合可能な化合物(以下、「ラジカル重合化合物」と称する場合がある。)の1種又は2種以上を含むものである。
エチレン性不飽和基としては、メタクリル基、アクリル基、アリル基等を挙げることができ、なかでもメタクリル基又はアクリル基であること、すなわち、ラジカル重合化合物がメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルであることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
なお、エチレン性不飽和基と共に、エポキシ基、オキセタン基等の環状エーテル基を有する化合物は、環状エーテル成分に該当するものとする。
本開示においては、前記ラジカル重合性成分が、脂肪族環含有化合物及び鎖状脂肪族化合物から選択される少なくとも一方を含むことが好ましく、特に、脂肪族環含有化合物を含むことが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
脂肪族環含有化合物は、脂肪族複素環、脂肪族炭化水素環等の脂肪族環を有し、芳香族環を有しない化合物である。
本開示においては、前記脂肪族環含有化合物が、脂肪族炭化水素環を有する脂肪族炭化水素環含有化合物であることが好ましい。前記組成物は低粘度で良好な接着性を得ることが容易であることなどから、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに特に優れたものとなるからである。
本開示の組成物においては、なかでも、脂肪族炭化水素環が、多環式脂肪族炭化水素環であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
X10は、基中の水素原子の1つ又は2つ以上が水酸基で置換されていてもよい、炭素原子数3~20の、脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基、又は前記炭化水素基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が-O-で置換された基を表し、
n10は、1又は2を表す。)
なお、「炭素原子数3~20」は、脂肪族炭化水素環の炭素原子数を規定するのではなく、「脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基」全体の炭素原子数を規定するものである。
脂肪族炭化水素環を有するアルキル基としては、脂肪族炭化水素環から水素原子を1つ除いた脂肪族炭化水素環基、脂肪族炭化水素環基と直鎖又は分岐の鎖状アルキル基とを組み合わせた基等が挙げられる。
具体的には、前記脂肪族炭化水素環基としては、シクロヘキシル環等の単環式炭化水素環、ノルボルナン環等の多環式脂肪族炭化水素環等から水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。
例えば、直鎖又は分岐の鎖状アルキル基中の水素原子の1つ又は2つ以上が、前記脂肪族炭化水素環基により置換された基、直鎖又は分岐の鎖状アルキル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、前記脂肪族炭化水素環基から水素原子を1つ除いた基により置換された基等が挙げられる。
本開示において、X10が、無置換の、炭素原子数3~20の、脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基である場合、炭素原子数5~18の、脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数6~16の、脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数8~15の、脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
また、多環式脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基としては、多環式脂肪族炭化水素環基、多環式脂肪族炭化水素環と直鎖又は分岐の鎖状アルキル基とを組み合わせた基のいずれも好ましい。
本開示においては、なかでも、多環式脂肪族炭化水素環を有する炭化水素基が、下記一般式(10-1)で表される基であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
*は、結合箇所を表す。)
本開示においては、なかでも、n10が2の場合には、R10-1及びR11-1が、炭素原子数1~4のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数1~2のアルキレン基であることが好ましく、特に、炭素原子数1のアルキレン基、すなわち、メチレン基であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
特に多官能の脂肪族環含有化合物及び/又は多官能の鎖状脂肪族化合物を合計で、ラジカル重合性成分100質量部中、30質量部以上含有することが好ましく、なかでも、40質量部以上含有することが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
また、前記一般式(10)で表される化合物を含有する場合、当該化合物の割合がラジカル重合性成分100質量部中、30質量部以上であることが好ましく、なかでも、40質量部以上であることが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。
鎖状脂肪族化合物は、脂肪族環及び芳香族環を有しない化合物である。
鎖状脂肪族化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジアクリレート、ジメタクリレート等も用いることができる。
X11は、基中の水素原子の1つ又は2つ以上が水酸基で置換されていてもよい、炭素原子数3~20の直鎖又は分岐の炭化水素基又は前記炭化水素基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が-O-で置換された基を表し、
n11は、3~10の整数を表す。)
炭素原子数3~20の直鎖又は分岐のアルキル基としては、一般式(1)のR1等に用いられる直鎖状及び又は分岐状の炭素原子数1~12のアルキル基として前記で挙げた基の他、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。
芳香族化合物としては、芳香族環を有するものであればよく、芳香族環と脂肪族環との両者を含むものも該当する。
このような芳香族化合物としては、芳香族環として、ベンゼン環を含むものが挙げられ、具体的には、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート等の単官能芳香族化合物、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノール構造を有するポリカーボネートポリオールのジアクリレート又はジメタクリレート等のビスフェノール型アクリレート、ビスフェノール型メタクリレート等の多官能芳香族化合物等が挙げられる。
前記ラジカル重合性成分の含有量としては、所望の保存安定性、塗布性及び接着性のバランスが得られるものであればよいが、例えば、前記組成物の環状エーテル成分、ラジカル重合性成分及び潜在性硬化剤としてのイオン性化合物の合計100質量部中に5質量部以上60質量部以下であることが好ましく、なかでも、10質量部以上50質量部以下であることが好ましく、特に20質量部以上40質量部以下であることが好ましく、なかでも特に、25質量部以上35質量部以下であることが好ましい。前記含有量が上述の範囲内であることで、前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
前記組成物は、ラジカル重合性成分同士の重合反応の促進容易のため、ラジカル重合開始剤を含むことができる。
ラジカル重合開始剤としては、ラジカルを発生し、ラジカル重合性成分同士を重合可能なものであればよい。このようなラジカル重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤のいずれも用いることができるが、硬化速度に優れる、2段階硬化が容易等の観点からは、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。前記組成物は、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスにより優れたものとなるからである。また、2段階硬化が容易となるからである。
このような光ラジカル重合開始剤としては、特開2018-172495号公報や特開2018-127527号公報、特開2017-098290号公報に記載の化合物を挙げることができる。
このような熱ラジカル重合開始剤としては、特開2018-172495号公報等に記載の化合物を挙げることができる。
前記組成物は、潜在性硬化剤としてのイオン性化合物以外の硬化剤(以下、単に、他の硬化剤と称する場合がある。)を含むことができる。
潜在性硬化剤2としては、ジシアンジアミド型潜在性硬化剤、イミダゾール型潜在性硬化剤、ポリアミン型潜在性硬化剤等が挙げられる。
このような他の硬化剤については、例えば、特開2019-038891号公報に記載されたものを用いることができる。
前記他の硬化剤としては、潜在性硬化剤2を含むことが、2段階硬化が容易となる点で好ましく、なかでも、ジシアンジアミド型潜在性硬化剤、イミダゾール型潜在性硬化剤等を含むことが好ましい。
ジシアンジアミド型潜在性硬化剤の市販品としては、PTIジャパン株式会社製のオミキュアDDA-5、三菱化学株式会社製DICY7、DICY15、DICY50等が挙げられる。
また、後述するエポキシアダクト型イミダゾール化合物の製造に用いられるイミダゾール化合物も、イミダゾール型潜在性硬化剤として用いることができる。
前記イミダゾール型潜在性硬化剤は、前記イミダゾール化合物の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記エポキシアダクト型イミダゾール化合物の製造に用いられるエポキシ化合物としては、例えば、前述した「2.環状エーテル成分」の「(1)エポキシ化合物」の項に例示した化合物が挙げられる。
前記組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤を含むことができる。
このようなシランカップリング剤としては、アルコキシシリル基を有する化合物を用いることができ、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプロプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N-(2-(ビニルベンジルアミノ)エチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
なお、前記シランカップリング剤の含有量は、前記無機充填剤として用いられる無機粒子表面への置換基導入のために用いられるシランカップリング剤を含まないものである。
前記組成物は、必要に応じて溶剤を含むことができる。
前記溶剤は、常温(25℃)大気圧下で液状であり、組成物中の各成分を分散又は溶解可能なものであり、溶剤同士、環状エーテル成分、ラジカル重合性成分、潜在性硬化剤、光ラジカル重合開始剤等の各成分と反応しないものである。
したがって、環状エーテル成分、ラジカル重合性成分、潜在性硬化剤、光ラジカル重合開始剤、他の硬化剤等は、常温(25℃)大気圧下で液状であっても、溶剤には含まれない。
本開示の組成物は、環状エーテル成分、ラジカル重合性成分及び潜在性硬化剤を含み、必要に応じて、ラジカル重合開始剤、他の硬化剤、シランカップリング剤及び溶剤を含むものであるが、さらに、必要に応じてその他の成分を含むことができる。
前記その他の成分としては、無機フィラー、有機フィラー、顔料、染料等の着色剤、光増感剤、消泡剤、増粘剤、チクソ剤、界面活性剤、レベリング剤、難燃剤、可塑剤、安定剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、静電防止剤、流動調整剤及び接着促進剤等の各種添加物等が挙げられる。その他の成分は必要に応じて添加すればよく、それらの合計の含有量は、環状エーテル成分、ラジカル重合性成分及び潜在性硬化剤としてのイオン性化合物の合計100質量部に対して、30質量部以下が好ましい。
粘度はE型粘度計にて25℃の条件下、ローター回転数0.5-1.5回転における値を示す。
本開示においては、前記用途が、接着剤であることが好ましい。保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに優れるとの効果を効果的に発揮できるからである。
次に、本開示の硬化物について説明する。
本開示の硬化物は、前記本開示の組成物の硬化物である。
なお、本開示の組成物については、前記「A.組成物」の項に記載の内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本開示においては、硬化物を半硬化物として用いる場合には、ラジカル重合性成分の重合物を含むことが好ましい。半硬化物の形成が容易だからである。また、ラジカル重合性成分の重合物は光照射等により容易に形成可能だからである。また、前記硬化物は、未硬化の環状エーテル成分を含むことで、被着体との接着性を安定的に維持でき、保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに優れるとの効果をより効果的に発揮できるからである。
次に、本開示の硬化物の製造方法について説明する。
本開示の硬化物の製造方法は、上述の組成物中の前記ラジカル重合性成分同士を重合する重合工程及び前記組成物中の前記環状エーテル成分同士を硬化する硬化工程の少なくとも一方を有することを特徴とするものである。
本開示における重合工程は、上述の組成物中の前記ラジカル重合性成分同士を重合する工程である。
本工程においては、前記組成物がラジカル重合開始剤として光ラジカル重合開始剤を含む場合には、重合する方法が光照射処理を行う方法であることが好ましい。保存安定性、塗布性及び接着性のバランスに優れた組成物を用いることによる効果をより効果的に得られるからである。
本開示における硬化工程は、前記組成物中の前記環状エーテル成分同士を硬化する工程である。
本工程において、硬化する方法としては、環状エーテル成分同士を硬化できる方法であればよく、加熱処理を行う方法等が挙げられる。
なお、前記組成物については「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。また、本工程が、前記重合工程後に実施される場合、前記組成物は、ラジカル重合性成分が重合し、ラジカル重合性成分同士の重合物を含むものである。
本開示の硬化物の製造方法は、重合工程及び硬化工程の少なくとも一方を有するものである。本開示の硬化物の製造方法においては、硬化物として半硬化物を製造する場合には、重合工程及び硬化工程のいずれか一方を有するものであればよいが、なかでも、重合工程を有することが好ましい。重合工程は、硬化速度が速いため、半硬化物の形成が容易だからである。
このような製造方法は、本開示の組成物を半硬化させた後、本硬化させることが容易となるからである。よって、本開示の組成物の2段階硬化が容易であるとの効果をより効果的に発揮できるからである。
本開示の硬化物の製造方法は、必要に応じてその他の工程を有するものであってもよい。このような工程としては、重合工程後に、本開示の硬化物を加熱処理するポストベーク工程、重合工程及び硬化工程前に、前記組成物を加熱処理して組成物中の溶剤を除去するプリベーク工程、重合工程及び硬化工程前に、本開示の組成物の塗膜を形成する工程等を挙げることができる。
下記式(A-2)で表されるビスフェノールA型エポキシ化合物を166g、Nipol DN601(アクリロニトリルブタジエンゴム変性アクリル樹脂、官能基当量:1169g/eq、日本ゼオン製)を105.2g反応フラスコに仕込み、窒素ガスを流しながら撹拌し昇温した。90℃まで昇温したらトリフェニルフォスフィン0.15gを仕込み、徐々に130℃まで昇温を続けた。130℃で2時間保持した後、未反応物を除去して、アクリロニトリルブタジエンゴム変性エポキシ化合物A6を得た。
得られたアクリロニトリルブタジエンゴム変性エポキシ化合物の数平均分子量Mnは、7,000であり、エポキシ当量は800g/eqであった。
下記表1~表3に記載の配合に従って、各成分を配合して組成物を得た。各成分は以下の材料を用いた。なお、表中の配合量は、各成分の質量部を表す。
A1:下記式(A-1)で表される化合物(芳香族エポキシ化合物)
A2:下記式(A-2)で表される化合物(芳香族エポキシ化合物)
A3:下記式(A-3)で表される化合物(脂肪族エポキシ化合物、脂肪族環含有エポキシ化合物)
A4:下記式(A-4)で表される化合物(脂環式エポキシ化合物)
A5:下記式(A-5)で表される化合物(脂肪族エポキシ化合物、鎖状エポキシ化合物、エポキシ当量300g/eq)
A6:アクリロニトリルブタジエンゴム変性エポキシ化合物(下記式(A-2)で表される化合物と、Nipol DN601(アクリロニトリルブタジエンゴム変性アクリル樹脂、官能基当量:1169g/eq、日本ゼオン製)との反応物、数平均分子量(Mn)7,000、エポキシ当量800g/eq)
B1:下記式(B-1)で表される化合物(脂肪族環含有化合物、2官能)
B2:下記式(B-2)で表される化合物(鎖状脂肪族化合物、6官能)
B3:下記式(B-3)で表される化合物(鎖状脂肪族化合物、3官能)
B4:下記式(B-4)で表される化合物(芳香族化合物、2官能)
B5:下記式(B-5)で表される化合物(脂肪族環含有化合物、1官能)
B6:下記式(B-6)で表される化合物(脂肪族環含有化合物、1官能)
B7:アートレジン UN9000PEP(鎖状脂肪族化合物、ポリカーボネート骨格ウレタンアクリレート、重量平均分子量(Mw)5,000、根上工業製、2官能)
C1:1-ブチル-3メチルイミダゾリウムジシアナミド(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとシアナート系アニオンの塩)
C2:1-ブチル-3メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとカルボン酸系アニオンの塩)
C3:1-エチル-3メチルイミダゾリウムジシアナミド(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとシアナート系アニオンの塩)
C4:1-アリル-3メチルイミダゾリウムジシアナミド(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとシアナート系アニオンの塩)
C5:1-ブチル-3メチルイミダゾリウムチオシアナート(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとシアナート系アニオンの塩)
C6:1-エチル-3メチルイミダゾリウムアセテート(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンとカルボン酸系アニオンの塩)
C7:1-エチル-3メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート(潜在性硬化剤、イオン性液体化合物、含窒素複素環カチオンと、炭化水素基である脂肪族炭化水素基中の水素原子がハロゲン原子で置換されたカルボン酸系アニオンの塩)
D1:ジアザビシクロウンデセン(他の硬化剤、アミン型液状硬化剤、25℃大気圧下で液状)
D2:キュアゾール C17Z(他の硬化剤、イミダゾール型潜在性硬化剤、25℃大気圧下で固体、四国化成製)
D3:DICY(他の硬化剤、株式会社ADEKA社製EH-3636AS)
E1:IRGACURE 184(α-ヒドロキシアルキルフェノン、アセトフェノン系光ラジカル重合開始剤、BASF製)
F1:KBM-403(3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、信越シリコーン製)
得られた各組成物につき、保存安定性、1段階目硬化性(半硬化容易性)、接着性(半硬化時の接着性)、塗布性、粘度、2段階目硬化後の接着力(本硬化後の接着力)を、下記の手順に従って評価した。
実施例及び比較例の組成物の製造直後の粘度と大気圧下23℃で6時間静置後の粘度を、25℃の雰囲気下でE型粘度計(コーンプレート型粘度計(東機産業製TV-25H、粘度5,000mPa・s未満の時ローター回転数10rpm、粘度5,000mPa・s以上20,000mPa・s未満の時ローター回転数2.5rpm、粘度20,000mPa・s以上の時1rpm、いずれも測定レンジU、ローター名称1°34‘×R24))を用いて測定し、以下の基準で保存安定性を評価した。結果を下記表1~表3に示す。
-:静置後の粘度の製造直後の粘度に対する粘度変化率が10%以上
なお、前記組成物は、組成物の粘度変化率が小さいほど、保存安定性に優れると判断できる。
実施例及び比較例の組成物を製造後、大気圧下23℃で1週間静置した。静置後の沈殿物の有無を目視で確認し、以下の基準で保存安定性を評価した。結果を下記表1~表3に示す。
+:沈殿物が確認されなかった。
-:沈殿物が確認された。
なお、前記組成物は、沈殿物が少ないほど、保存安定性に優れると判断できる。また、表中の評価結果の欄の斜線は、評価試験を行っていないことを示す。
実施例及び比較例の組成物を、SUS製基材に、厚さが300μmとなるようにディスペンサで塗布し、365nmLEDで3,000mJ/cm2照射した。照射5秒後に流動性の有無(SUS製基材を90°傾けたときの組成物の流れ落ちの有無)を目視で確認した。結果を下記表1~表3に示す。
+:流れ落ちが生じなかった。
-:流れ落ちが確認された。
なお、前記組成物は、流れ落ちが少ないほど、1段階目硬化性(光照射処理による硬化性)に優れ、位置精度よく硬化物を形成可能であることを示す。
実施例及び比較例の組成物を、SUS製基材に、厚さが300μmとなるようにディスペンサで塗布し、365nmLEDで3,000mJ/cm2照射した。照射後、23℃で24時間静置後に触診し、下記基準で評価を行った。結果を下記表1~表3に示す。
+:タックあり。
-:タックなし。
なお、前記組成物は、長時間タックが維持できるものほど、被着体と安定的に接着可能になり、半硬化時の接着性(1段階目硬化時の接着性)に優れると判断できる。
実施例及び比較例で得られた組成物を大気圧下23℃で6時間静置後、バーコーター2番で塗布し、目視で組成物の塗膜を観察し、下記基準で評価を行った。結果を下記表1~表3に示す。
+:表面が平坦な膜が観察された。
-:表面に凹凸が存在する膜が観察された。
なお、表面が平坦な膜である場合には、塗布性に優れると判断できる。また、微細接着部の形成が容易であると判断できる。
なお、比較例1を用いて形成された塗膜には、凸部が観察される箇所に、粒状のゲルが存在することが確認できた。比較例5を用いて形成された塗膜については、平面視上、塗膜が形成されない箇所が形成された。
実施例及び比較例の組成物の製造直後の粘度を測定した。測定方法は、前記「1.保存安定性1」と同様の方法を用いた。結果を下記表1~表3に示す。
+++:5,000mPa未満であった。
++:5,000mPa以上20,000mPa未満であった。
+:20,000mPa以上であった。
粘度が低いほど、微細接着部の形成が容易であると判断できる。
なお、各実施例の組成物の粘度は300mPa以上であった。
実施例及び比較例で得られた組成物を、第1の基材としてSUS製基材に、硬化後の厚み(接着層の厚み)が100μmとなるようにディスペンサで塗布し、無電極紫外光ランプを用いて1,000mJ/cm2に相当する光を照射して組成物を半硬化した。
次いで、半硬化した塗膜上に第2の基材としてSUS製基材を配置した後、180℃60分の加熱処理を行い、評価用サンプルを得た。
この評価用サンプルを用いて、JIS K 6850「接着剤の引張り剪断接着強さ試験方法」に準拠する方法で剥離強度を測定した。第1の基材と第2の基材との貼り合わせは、組成物の硬化物と第1の基材及び第2の基材の接触面積が直径100mmの円形状となるように調整した。測定装置として小型卓上試験機EZ-X(島津製作所製)を用い、測定温度25℃、引張速度5mm/minの条件でせん断接着力(MPa)を測定した。測定結果から、下記基準で接着力の評価を行った。結果を下記表1~表3に示す。
<評価基準>
+++:材料破壊又は10MPa以上
++:5MPa以上10MPa未満
+:1MPa以上5MPa未満
-:1MPa未満
なお、接着力(MPa)が大きい程、本硬化時の接着性(2段階目硬化時の接着性)に優れると判断できる。
表1~表3より、実施例の組成物は、保存安定性、塗布性に優れる。また実施例の組成物は、1段階目の接着性及び2段階目の接着性の両方に優れ、接着性に優れることが確認できた。
Claims (5)
- 環状エーテル成分と、
ラジカル重合性成分と、
潜在性硬化剤と、
を含み、
前記ラジカル重合性成分が、脂肪族環含有化合物及び鎖状脂肪族化合物から選択される少なくとも一方を含み、且つ、メタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルであり、
前記潜在性硬化剤が、イミダゾリウムカチオンと、シアナート系アニオン及びカルボン酸系アニオンから選択される少なくとも一方とを有するイオン性液体化合物を含む、組成物。 - 前記イオン性液体化合物の含有量が、前記環状エーテル成分及び前記イオン性液体化合物の合計100質量部に対して、0.1質量部以上50質量部以下である、請求項1に記載の組成物。
- 前記環状エーテル成分が、芳香族エポキシ化合物及び脂肪族エポキシ化合物から選択される少なくとも一方を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の組成物の硬化物。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の組成物中の前記ラジカル重合性成分同士を重合する重合工程
及び
前記組成物中の前記環状エーテル成分同士を硬化する硬化工程の少なくとも一方を有する硬化物の製造方法。
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