JPWO2008078469A1 - 組成物及びそれを用いた部材の仮固定方法 - Google Patents

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剛介 中島
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啓之 栗村
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Abstract

光学用部材を仮固定する際に容易に塗布部を識別でき、かつ光照射によって硬化させる際、硬化状況を容易に識別できる仮固定用接着剤組成物を提供する。(A):多官能(メタ)アクリレート、(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマー、(C):光照射を受けて変色する色素、(D):光重合開始剤を含有することを特徴とする組成物であり、好ましくは、(C):光照射を受けて変色する色素が、光発色性色素及び光退色性色素からなる群から選ばれる1種以上である前記の組成物であり、好ましくは、(A)及び(B)がいずれも疎水性を有することを特徴とする前記組成物。さらに、前記組成物を用いて部材を接着仮固定し、該仮固定された部材を加工後、該加工された部材を90℃以下の温水に浸漬して、前記組成物の硬化体を取り外すことを特徴とする部材の仮固定方法。

Description

本発明は、種々な部材を加工するに際しての仮固定に好適な組成物に関する。より詳細には、光学用部材を加工するに際して当該部材を仮固定するのに好適な組成物からなる光硬化性接着剤、及びこれを用いた仮固定方法に関する。
光学レンズ、プリズム、アレイ、シリコンウエハ、半導体実装部品等の仮固定用接着剤としては、両面テープやホットメルト系接着剤が使用されている。この場合、これらの接着剤にて基材や他の部材に接合または積層した部材を、所定の形状に切削加工後、接着剤を除去し、基材や他の部材から加工された部材を取り出すことで、加工部材の製造が行われている。
実装部品等については、これらの部品を両面テープにて基材に固定した後、所望の部品に切削加工を行い、更に両面テープに紫外線を照射することで部品からの剥離を行う。また、ホットメルト系接着剤の場合には、部材を接合後、加熱により部材と基材との間隙に接着剤を浸透させた後、所望の部品に切削加工を行い、有機溶剤中で接着剤の剥離を行う。
しかし、両面テープを用いる場合には、厚み精度を出すのが困難であったり、接着強度が弱いために部品加工時にチッピング性が劣ったり、100℃以上の熱をかけないと剥離できなかったりする問題があった。また、紫外線照射により剥離させる場合には、被着体の透過性が乏しいと剥離できない問題があった。
ホットメルト系接着剤の場合には、接着時に100℃以上の熱をかけなければ接着することができず、使用できる部材や基材に制約があった。また、剥離時に有機溶剤を使用する必要があり、アルカリ溶剤やハロゲン系有機溶剤の洗浄処理工程が煩雑である他、作業環境的にも問題となっていた。
これらの欠点を解決するために、水溶性ビニルモノマー等の水溶性化合物を含有する仮固定用の光硬化型又は加熱型接着剤が提案されている。しかし、これらの接着性組成物では、水中での剥離性は解決されるのに対し、部品固定時の接着強度が低く、切削加工後の部材の寸法精度に乏しいという問題がある。
また、特定の親水性の高い(メタ)アクリレートの使用により接着性を向上させるとともに、膨潤や一部溶解によって剥離性をも向上させた仮固定用接着剤も提案されている(特許文献1、2、3参照)。しかし、切削加工時には、部品とブレードやダイヤモンドカッター等の切削治具との摩擦熱を冷却するために大量の水を使用するため、前記の親水性の高い組成物では、切削時に硬化物が膨潤し柔軟になり、より高い寸法精度を獲得できない、また、剥離した部材に一部溶解した硬化物が糊残りするといった問題がある。
これらの問題を解決するため、本発明者はいろいろ検討し、特定の疎水性(メタ)アクリルモノマーを用い、これを組み合わせることにより、高接着強度でかつ温水中での剥離性の良好な接着剤組成物を提案した(特許文献4参照)。
特開平06−116534号公報 特開2000−265468号公報 特開2001−226641号公報 特開2006−290957号公報
しかしながら、前記仮固定用接着剤は、従来公知の接着剤と同様に、その色がほぼ透明であるため、塗布した部分が識別しにくく、さらには硬化前後の外観上の変化もほとんどないので、光が確実に照射されて硬化したかどうかの判別も困難で、作業性に欠けるという実作業上の問題が残っていることが判った。
即ち、本発明は、上記特許文献4に記載の発明の改良に関するもので、高接着強度でかつ温水中での剥離性の良好であり、さらに接着剤の塗布位置、硬化状況が容易に判別でき、それにより部材の加工作業の効率的な実施を促すことができる部材の仮固定用接着剤を提供することを目的になされたものである。
本発明者は、前記目的を達成するべく鋭意検討した結果、多官能(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマー、及び光重合開始剤を含有する仮固定用接着剤組成物に、光発色性色素又は光退色性色素を配合し着色することで、塗布した部分を容易に識別でき、さらに光照射にて硬化した際に前記とは異なる色に着色あるいは退色させることで硬化状況を容易に判別できる仮固定用接着剤を発明するに至った。
すなわち、本発明は、以下の要旨を有するものである。
(1)(A):多官能(メタ)アクリレート、(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマー、(C):光照射を受けて変色する色素、(D):光重合開始剤を含有することを特徴とする組成物。
(2)(C):光を受けて変色する色素が、光発色性色素及び光退色性色素からなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする上記(1)に記載の組成物。
(3)(A):多官能(メタ)アクリレート及び(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーが、いずれも疎水性であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の組成物。
(4)(A):多官能(メタ)アクリレートを1〜50質量部、(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーを5〜95質量部、(A)と(B)との合計量100質量部に対して、(C):光を受けて変色する色素を0.0001〜10質量部及び(D):光重合開始剤を0.1〜20質量部含有することを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の組成物。
(5)さらに、極性有機溶媒を含有することを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれか一項に記載の組成物。
(6)さらに、(A)〜(D)に溶解しない粒状物質を含有することを特徴とする上記(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の組成物。
(7)上記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の組成物からなることを特徴とする接着剤。
(8)上記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の組成物を用いて、部材を接着仮固定し、該仮固定された部材を加工後、前記組成物の硬化体を90℃以下の温水に浸漬して加工された部材を取り外すことを特徴とする部材の仮固定方法。
(9)部材を接着仮固定する際に、上記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の組成物の塗布部が識別し易いように着色されており、しかも、当該組成物に光照射して硬化した際に前記の色とは異なる色に着色、又は退色させることで硬化状況を識別容易とすることを特徴とする部材の仮固定方法。
本発明の組成物は、その組成故に光硬化性を有し、可視光または紫外線によって硬化体を生成する。このために、従来のホットメルト接着剤に比べ、部品を固定する際に、省力化、省エネルギー化、作業短縮の面で著しい効果が得られる。また、その硬化体は、加工時に用いる切削水などに影響されずに高い接着強度を発現できるので、部材の加工時にずれを生じ難く、寸法精度面で優れた部材を容易に得ることができる。さらに、本発明の組成物は光照射を受けて変色又は退色する色素を含んでいるため、光照射によって硬化させる前には塗布した部分を色の違いによって容易に識別することができる。また、光照射によって硬化した際、前記の色とは異なる色に着色又は退色するため、硬化状況を容易に判別することができる。
更に、本発明の組成物の硬化体は、特に90℃以下の温水に接触することで接着強度を低下させ部材間の或いは部材と治具との接合力を低下するので、容易に部材の回収ができる。更に、従来の接着剤の場合に比べ、高価で、発火性の強い、或いは人体に有害なガスを発生する有機溶媒を用いる必要がないという格段の効果が得られる。
更に、特定の好ましい組成範囲の組成物においては、硬化体が90℃以下の温水と接触して膨潤し、フィルム状に部材から回収できるので、作業性にも優れる。
更に、本発明の組成物は硬化状況を視覚的に判断できるため、接着不良による部材の脱落や部材加工時のずれを未然に防ぐことができ、部材加工時の生産性の向上が図れるという効果が得られる。
(A):多官能(メタ)アクリレートとしては、末端又は側鎖に2個以上の(メタ)アクリロイル化された多官能(メタ)アクリレートオリゴマー/ポリマーや、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを使用することができる。
例えば、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー/ポリマーとしては、1,2-ポリブタジエン末端のウレタン(メタ)アクリレート(例えば、日本曹達社製「TE−2000」、「TEA−1000」)、1,2-ポリブタジエン末端のウレタン(メタ)アクリレートの水素添加物(例えば、日本曹達社製「TEAI−1000」)、1,4−ポリブタジエン末端のウレタン(メタ)アクリレート(例えば、大阪有機化学社製「BAC−45」)、ポリイソプレン末端の(メタ)アクリレート、ポリエステル系ウレタン(メタ)アクリート、ポリエーテル系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ビスA型エポキシ(メタ)アクリレート(例えば、大阪有機化学社製「ビスコート#540」、昭和高分子社製「ビスコートVR−77」)などが挙げられる。
2官能(メタ)アクリレートモノマーとして、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリストールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシテトラエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
3官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクリロイキシエチル]イソシアヌレート等が挙げられる。
4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとしては、ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる
(A):多官能(メタ)アクリレートは、疎水性のものがより好ましいが、水溶性の場合には、切削加工時に組成物の硬化体が膨潤することにより位置ずれを起こし加工精度が劣る恐れがあるため好ましくない。しかし、親水性であっても、その組成物の硬化体が水によって大きく膨潤もしくは一部溶解することがなければ、使用しても差し支えない。
(A):多官能(メタ)アクリレートの添加量は、(A)及び(B)の合計量100質量部中、1〜50質量部が好ましく、5〜30質量部がより好ましい。1質量部以上であれば、組成物の硬化体を温水に浸漬した時に被着物より当該硬化体が剥離する性質(以下、単に「剥離性」という)が充分に助長されるし、組成物の硬化体がフィルム状に剥離することが確保できる。また、50質量部以下であれば、初期の接着性が低下する恐れもない。
(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロデカトリエン(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エトキシカルボニルメチル(メタ)アクリレート、フェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール(エチレンオキサイド2モル変性)アクリレート、フェノール(エチレンオキサイド4モル変性)アクリレート、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、ノニルフェノール(エチレンオキサイド4モル変性)アクリレート、ノニルフェノール(エチレンオキサイド8モル変性)アクリレート、ノニルフェノール(プロピレンオキサイド2.5モル変性)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、エチレンオキサイド変性フタル酸(メタ)アクリレ−ト、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸ダイマー、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、n−(メタ)アクリロイルオキシアルキルヘキサヒドロフタルイミド等が挙げられる。
(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーは、(A):多官能(メタ)アクリレートと同様に疎水性のものがより好ましく、水溶性の場合には、切削加工時に組成物の硬化体が膨潤することにより位置ずれを起こし加工精度が劣る恐れがあるため好ましくない。しかし、親水性であっても、その組成物の硬化体が水によって膨潤もしくは一部溶解することがなければ、使用しても差し支えない。
(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーの含有量は、(A)及び(B)の合計量100質量部中、5〜95質量部が好ましく、10〜80質量部がより好ましい。5質量部以上であれば初期の接着性が低下する恐れもなく、95質量部以下であれば、剥離性が確保でき、組成物の硬化体がフィルム状に剥離する。
また、前記(A)及び(B)を含有する組成物に、(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、ジブチル2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、ジオクチル2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジフェニル2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコールアシッドフォスフェート等のビニル基又は(メタ)アクリル基を有するリン酸エステルを含有することで、金属面への密着性をさらに向上させることができる。
本発明においては、(C):光照射を受けて変色する色素を含有することを特徴としている。これにより、光照射によって硬化させる前には塗布した部分を色の違いによって容易に識別することができる。また、光照射によって硬化した際に、前記の色とは異なる色に着色又は退色するため、硬化状況を容易に判別することができることが容易に達成される。
(C):光照射を受けて変色する色素としては、より具体的には、光発色性色素及び光退色性色素からなる群から選ばれる1種以上が好ましく選択される。
光発色性色素は、当該仮固定用組成物を硬化させるために照射される光によって元の色とは異なる色を呈する色素であればよく、公知の化合物を使用することができる。
光発色性色素を具体的に例示すると、3−[N−(p−トリルアミノ)]−7−アニリノフルオラン、3−[N−(p−トリル)−N−メチルアミノ]−7−アニリノフルオラン、3−[N−(p−トリル)−N−エチルアミノ]−7−アニリノフルオラン、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、クリスタルバイオレットラクトン、4,4’,4”−トリスジメチルアミノトリフェニルメタノ−ル、4,4’,4”−トリスジメチルアミノ]トリフェニルメタンなどのロイコ染料;1,3,3−トリメチルインドリオベンゾピリロスピラン、1,3,3−トリメチルインドリノ−6’−ブロモベンゾピリロスピラン、1,3,3−トリメチルインドリノ−8’−メトキシベンゾピリロスピラン、1,3,3−トリメチルインドリノ−β−ナフソピリロスピラン、1,3,3−トリメチルインドリノナフソスピロオキサジン、1,3,3−トリメチルインドリノ−6’−ニトロベンゾピリロスピラン、1−(2−ヒドロキシメチル)−3,3−ジメチルインドリノ−6’−ニトロベンゾピリロスピラン、1,3,3−トリメチル−6’−(2,3−ジヒドロ−1−インドリノ)−スピロインドリンナフトオキサジン、1,3,3−トリメチル−6’−(1−ピペリジニル)−スピロインドリンナフトオキサジン、1,3,3−トリメチル−6−トリフルオロメチル−6’−(1−ピペリジニル)−スピロインドリンナフトオキサジンなどのスピロピラン類やスピロオキサジン類;3,4−ビス(1,2−ジメチル−3−インドリル)フラン−2,5−ジオン、3,4−ジ(2−メチル−3−ベンゾチオフェン)フラン−2,5−ジオン、1,2−ビス(2−メチル−1−ベンゾチオフェン−3−イル)ヘキサフルオロシクロペンテン、1,2−ビス(2−メトキシ−1−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)―3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,2−ビス(6−ジフェニルアミノ−2−メチル−1−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,2−ビス(2,4−ジメチル−5−フェニル−3−チエニル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン)、1,2−ビス(5−メチル−2−フェニル−4−チアゾイル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,2−ビス(2−メチル−6−ニトロ−3−ベンゾチエニル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1−(2−フェニル−5−メチル−4−チアゾイル)−2−(3−メチル−2−チエニル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,2−ジ(2,4,5−トリメチル−3−チエニル)ペルフルオロシクロペンテンなどのジアリールエテン類;ジメチルアミノインドリルフルギド、フリルフルギド、チエニルフルギドなどのフルキド類等が挙げられる。
また、光退色性色素は、仮固定用接着剤組成物に配合することで、配合しない場合とは異なる色を呈するものであり、当該仮固定用接着剤組成物を硬化させるために照射される光によって無色、又は無色に近い状態に退色あるいは変色する化合物であればよく、公知の化合物を使用することができる。
光退色性色素を具体的に例示すると、メチレンブルー、クルクミン、クロセチン、フィコシアニン、アマランス、エリスロシン、ニューコクシン、フロキシン、ローズベンガル、アシッドレッド、タートラジン、サンセットイエローFCF、ファストグリーンFCF、ブリリアントブルーFCF、インジゴカルミン、フェノールフタレイン、スルホフタレイン、エイルバイオレット、メチルオレンジ、フルオレッセイン、メチルビオロゲン、インドフェノール、ジムロスベタイン、エオシンY、ローダミンB、チオニン、ニュートラルレッド、トルイジンブルーO、インドシアリングリーン、スルホブロモフタレイン、ウラニン、リソールルビンB、レーキレッドC、リソールレッド、テトラクロルテトラブロムフルオレイセン、ブリリアントレーキレッドR、ディープマルーン、トルイジンレッド、テトラブロムフルオレセイン、ヘリンドンピンクCN、ファストアシッドマゼンタ、パーマネントレッド、ジブロムクルオレセイン、パーマネントオレンジ、ジヨードフルオレセイン、ウラニン、キノリンイエローWS、アリザリンシアニングリーンF、キニザリングリーンSS、ピラニンコンク、ライトグリーンSF黄、パテントブルーNA、カルバスレンブルー、アルファズリンFG、レゾルシンブラウン、アリズリンパープルSS、ビオラミンR、ブリリアントファストスカーレット、パーマネントレッドF5R、ポンソーSX、ファストレッドS、オイルオレンジSS、ポーライエロー5G、ファストライトイエロー3G、ナフトールグリーンB、ギネアグリーンB、スダンブルーB、アリズロールパープル、ナフトールブルーブラック、クロシン、クロシンブルー、オレオレジンパプリカ、クロロフィル、カルタミン、サフラワーイエロー、ビートレッド、ラッカイン酸、ルビアカラー、リナブルー、ダイレクトファーストイエローGC、ダイレクトファーストオレンジ、ダイレクトファーストスカーレット4BS、クロランチンファーストレッド6BLL、ダイレクトスカイブルー5B、シリアススープラブルーBRR、ダイレクトファーストターコイスブルーGL、ダイレクトコッパーブルー2B、コプランチングリーンG、ダイレクトファーストブラックD、ミーリングイエローO、アシッドブリリアントスカーレット3R、アシッドバイオレット5B、アザリンダイレクトブルーA2G、アシッドサイアニン6B、アシッドサイアニン5R、アシッドサイアニングリーンG、ミーリングブラウン3G、アシッドファーストブラックVLG、アシッドブラックWA、カチオンイエロー3G、カチオンゴールデンイエローGL、カチオンフラビン10G、カチオンイエロー5GL、カチオンオレンジR、カチオンブラウン3GL、カチオンピンクFG、カチオンブリリアントレッド4G、カチオンレッドGTL、カチオンレッドBLH、カチオンレッド6B、カチオンレッド5B、カチオンブルー5G、カチオンブルーGRL、カチオンブルー、GLH、カチオンネイビーブルーRLH、アリザリン、クロムファーストブルーMB、クロムファーストブラウンKE、クロムブラックP2B、クロムブラックT、ファストスカーレットGベース、バリアミンブルーBベース、ナフトールAS、ナフトールAS−G、バットイエローGCN、バットオレンジRRTS、インジゴ、バットブルーRSN,バットブルーBC、バットブリリアントグリーンFFB、バトオリーブグリーンB、バットオリーブT、バッチブラウンR、バットグレーM、ディスパースファーストイエローG、ディスパースピンクRF、ディスパースブルーFFR、ディスパースブルーグリーンB、ディスパースイエロー5G、ディスパースゴールデンイエローGG、ディスパースイエローRL、ディスパースイエロー3G、ディスパースオレンジB、ディスパースイエローブラウン2R、ディスパースファーストルビン3B、ディスパースレッドFB、ディスパースレッドFL、ディスパースレッドGFL、ディスパースブリリアントピンクREL、ディスパースバイオレットHFRL、ディスパースブルーFB、ディスパースターコイスブルーGL、ディスパースネイビーブルー2GL、ディスパースデイベロッパー、フルオレッセントブライトナーWG、フルオレッセントブライトナーERN、フルオレッセントブライトナーAT、フルオレッセントブライトナーSA、ソルベントオレンジG、ソルベントファーストイエロー3RE、ソルベントファーストレッドB、ソルベントファーストブルーHFL、リアクテイブイエロー3G、リアクテイブオレンジ2R、リアクテイブレッド3B、リアクテイブスカーレット2G、リアクテイブブルー3G、リアクテイブブルーR、リアクテイブブルーBR、リアクテイブターコイスGF、リアクテイブブリリアントブルーR、リアクテイブブラックB、ファストイエローG、ファストイエロー10G、ジスアゾイエローAAA、ジスアゾイエローAAMX、フラバンスイエロー、クロモフタルイエローGR、メチンイエロー、サンセットイエローレーキ、アンスラピリミジンイエロー、イソインドリノンイエローR、キノフタロンイエロー、ジニトロアニリンオレンジ、ピラゾロンオレンジ、ジアニシジンオレンジ、ペルシアンオレンジレーキ、ベンズイミダゾロンオレンジHL、ペリノンオレンジ、ピランスロンオレンジ、パラレッド、ナフトールレッドFRR、トルイジンレッド、ナフトールカーミンFB、ナフトールレッドM、ナフトールレッドBS、ナフトールレッドRN、ピラゾロンレッド、パーマネントレッド2B、リソールレッド、ボンレーキレッドC、レーキレッドC、ブリリアントカーミン6B、ブリリアントカーミン3B、ボルドー10B、ボンマルーンM、ブリリアントスカーレットG、ローダミン6Gレーキ、マダーレーキ、チオインジゴボルドー、ナフトールレッドFGR、ブリリアントカーミンBS、キナクリドンマゼンタ、ペリレンバーミリオン、ナフトールカーミンFBB、ペリレンレッドBL、クロモフタールスカーレット、アンスアンスロンレッド、ナフトールレッドF5RK、エリスロシンレーキ、ジアントラキノニルレッド、ペリレンレッド、ペリレンマルーン、ベンズイミダゾロンカーミンHF4C、ペリレンスカーレット、アマランスレーキ、キナクリドンレッドE、ピランスロンレッド、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットレーキ、アリザリンマルーンレーキ、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット、チオインジゴマゼンタ、ビクトリアブルーレーキ、ビクトリアブルー6Gレーキ、フタロシアニンブルー、アルカリブルーG、インダンスロンブルー、ブリリアントグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーンB、フタロシアニングリーン6Y、ベンズイミダゾロンブラウンHFR、アニリンブラック、ダイアリリドイエローH10G、ダイアリリドイエローHR、カルバゾールバイオレット、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、クリスタルバイオレット、ゲンチアナバイオレット、ブロモクレゾールグリーン、ブロモチモールブルー等が挙げられる。
光発色性色素又は光退色性色素は、それぞれ単独で使用することもできるが、本発明の目的を損なわない限り両者を一緒に使用することもできる。それぞれ単独で使用する場合は、その量は、(A)及び(B)の合計量100質量部に対して、0.0001〜10質量部が好ましく、0.001〜1質量部がより好ましい。また、両者を一緒に使用する場合は、両者の合計量は(A)及び(B)の合計量100質量部に対して、0.0001〜10質量部が好ましい。0.0001質量部以上であれば硬化物を明瞭に着色することができるし、10質量部以下であれば初期の接着性が劣ることもなく、フィルム状に確実に剥離する。着色性と初期の接着性および剥離性の観点から、0.0005〜5質量部がさらに好ましく、0.001〜1質量部がより一層好ましい。
(D):光重合開始剤としては、可視光線や紫外線等の活性光線により増感させて組成物の光硬化を促進するために配合するものであり、公知の各種光重合開始剤が使用可能である。
光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾフェノン若しくはその誘導体;ベンジル若しくはその誘導体;アントラキノン若しくはその誘導体;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン誘導体;ジエトキシアセトフェノン、4−t−ブチルトリクロロアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体;2−ジメチルアミノエチルベンゾエート;p−ジメチルアミノエチルベンゾエート;ジフェニルジスルフィド;チオキサントン若しくはその誘導体;カンファーキノン、7,7−ジメチル−2,3−ジオキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−カルボン酸、7,7−ジメチル−2,3−ジオキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−カルボキシ−2−ブロモエチルエステル、7,7−ジメチル−2,3−ジオキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−カルボキシ−2−メチルエステル、7,7−ジメチル−2,3−ジオキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−カルボン酸クロライド等のカンファーキノン誘導体;2−メチル−1−[4-(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1等のα−アミノアルキルフェノン誘導体;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ジフェニルホスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシポスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジメトキシ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ジエトキシフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド誘導体等が挙げられる。光重合開始剤は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤の添加量は、(A)及び(B)の合計100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。より好ましくは3〜20質量部が好ましい。0.1質量部以上であれば、硬化促進の効果が確実に得られるし、20質量部以下で充分な硬化速度を得ることができる。より好ましい形態として、(D)の光重合開始剤を3質量部以上添加することで、光照射量に依存なく硬化可能となり、さらに組成物の硬化体の架橋度が高くなり、切削加工時に位置ずれ等を起こさなくなる点や剥離性が向上する点でより好ましい。
本発明の組成物は、その貯蔵安定性向上のため少量の重合禁止剤を使用することができる。例えば重合禁止剤としては、メチルハイドロキノン、ハイドロキノン、2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)、カテコール、ハイドロキノンモノメチルエーテル、モノターシャリーブチルハイドロキノン、2,5−ジターシャリーブチルハイドロキノン、p−ベンゾキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジターシャリーブチル−p−ベンゾキノン、ピクリン酸、クエン酸、フェノチアジン、ターシャリーブチルカテコール、2−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、または2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール等が挙げられる。
これらの重合禁止剤の使用量は、(A)及び(B)の合計100質量部に対し、0.001〜3質量部が好ましく、0.01〜2質量部がより好ましい。0.001質量部以上で貯蔵安定性が確保されるし、3質量部以下で良好な接着性が得られ、未硬化になることもない。
本発明の組成物においては、極性有機溶媒を含有することが好ましい。極性有機溶媒を含有することにより、硬化後の組成物が温水と接触して容易に膨潤したりして接着強度が低下する現象を確実に発現することができる。
極性有機溶媒に関しては、その沸点が50℃以上200℃以下であることが好ましく、60〜120℃がより好ましい。沸点が前記範囲内の極性有機溶媒を選択する時には、硬化後の組成物が温水と接触して接着強度が低下する現象をより一層確実に発現することができるので好ましい。また、このような極性有機溶媒としては、例えば、アルコール、ケトン、エステル等が挙げられるが、本発明者の検討結果に拠れば、このうちアルコールが好ましく選択される。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、2−エチルブチルアルコール等が挙げられる。さらに、前記アルコールの中でも、好ましくは沸点が120℃以下であるメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノールが好ましく、その中でもメタノ−ル、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノールが一層好ましい。
極性有機溶媒の添加量は、(A)及び(B)の合計量100質量部に対して、0.5〜10質量部が好ましく、1〜8質量部がより好ましい。0.5質量部以上であれば剥離性が確保でき、10質量部以下であれば、初期の接着性が低下する恐れもなく、組成物の硬化体がフィルム状に剥離する。
本発明の組成物においては、(A)〜(D)に溶解しない粒状物質を含有することが好ましい。これにより、硬化後の組成物が一定の厚みを保持できるため、加工精度が向上するとともに、温水と接触して容易に膨潤したりして接着強度が低下する現象を確実に発現することができる。
(A)〜(D)に溶解しない粒状物質としては、一般的に使用される有機粒子、無機粒子いずれでもかまわない。具体的には、有機粒子としては、ポリエチレン粒子、ポリプロピレン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、架橋ポリスチレン粒子など挙げられ、無機粒子としてはガラス、シリカ、アルミナ、チタンなどセラミック粒子が挙げられる。
(A)〜(D)に溶解しない粒状物質は、加工精度の向上、つまり接着剤の膜厚制御の観点から球状であることが好ましい。具体的に、有機粒子としては、メタクリル酸メチルモノマー、スチレンモノマーと架橋性モノマーとの公知の乳化重合法により単分散粒子として得られる架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、あるいは架橋ポリスチレン粒子が、無機粒子としては、球状シリカが、粒子の変形が少なく、粒径のバラツキによる硬化後の組成物の膜厚が均一になるため好ましい。中でも、さらに粒子の沈降等の貯蔵安定性や組成物の反応性の観点から、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、架橋ポリスチレン粒子がより一層好ましい。
(A)〜(D)に溶解しない粒状物質の含有量は、(A)及び(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、特に0.1〜10質量部が好ましい。0.1質量部以上であれば硬化後の組成物の膜厚がほぼ一定であり、20質量部以下であれば、初期の接着性が低下する恐れもない。
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、一般に使用されているアクリルゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴムなどの各種エラストマー、無機フィラー、溶剤、増量材、補強材、可塑剤、増粘剤、染料、顔料、難燃剤、シランカップリング剤、界面活性剤等の添加剤を使用してもよい。
更に、本発明は、90℃以下の温水と接触して接着強度を低下させる組成物を用いて部材を接着し、組成物を硬化して、仮固定し、該仮固定された部材を加工後、該加工された部材を温水に浸漬して硬化した接着剤を取り外す部材の仮固定方法である。これにより、有機溶剤を用いることなく、光学用部材などのいろいろな部材を加工精度高く加工することができる。
また、本発明の好ましい実施態様によれば、組成物の硬化体を取り外すときに、硬化体が90℃以下の温水と接触して膨潤し、フィルム状に部材から回収できるようにすることで、作業性に優れるという効果が得られる。
さらに、本発明の組成物は塗布部が識別し易く着色されており、しかも、前記組成物に光照射して硬化した際に前記と異なる色に着色、又は退色することで硬化状況を容易に判別できるという効果が得られ、硬化不十分によって上記性能を発揮できないといった問題を防ぐことができる。
本発明の仮固定方法においては、本発明の組成物からなる接着剤を用いることにより、前記発明の効果が確実に得られる。
本発明において、適度に加熱した温水、具体的には90℃以下の温水を用いる時、水中での剥離性が短時間に達成でき、生産性の面から好ましい。前記温水の温度に関しては、30℃〜90℃、好ましくは40〜90℃、の温水を用いると短時間で接着剤の硬化物が膨潤するとともに、組成物が硬化した際に生じる残留歪み応力が解放されるために接着強度が低下し部材と組成物の硬化体との剥離力として働き、被着体のフィルム状に接着剤硬化体を取り外すことができるので好ましい。尚、硬化体と温水との接触の方法については、温水中に接合体ごと浸漬する方法が簡便であることから推奨される。
本発明において、仮固定する際に用いられる部材並びに基材の材質に特に制限はなく、紫外線硬化型接着剤として用いる場合には、紫外線を透過できる材料からなる部材、基材が好ましい。このような材質として、例えば、水晶部材、ガラス部材、プラスチック部材が挙げられる。本発明の仮固定方法は、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。
仮固定方法において、接着剤として光硬化性接着剤を用いる場合、接着剤の使用方法は以下のとおりである。例えば、固定する一方の部材又は支持基板の接着面に接着剤を適量塗布し、続いてもう一方の部材を重ね合わせるという方法、予め仮固定する部材を多数積層しておき、接着剤を隙間に浸透させて塗布させる方法等で接着剤を塗布した後に、該部材を可視光または紫外線を照射して、光硬化性接着剤を硬化させ部材同士を仮固定する方法等が例示される。
その後、仮固定された部材を所望の形状に切断、研削、研磨、孔開け等の加工を施した後、該部材を水好ましくは温水に浸漬することにより、接着剤の硬化物を部材から剥離することができる。
以下、本発明の実施例によりさらに詳細に説明するが、これらに限定して解釈されるものではない
(実施例1)
(A)多官能(メタ)アクリレートとして、日本曹達社製「TE-2000」(1,2-ポリブタジエン末端ウレタンメタクリレート、以下「TE−2000」と略す。)20質量部、ジシクロテンタニルジアクリレート(日本化薬社製「KAYARAD R−684」、以下「R−684」と略す。)15質量部、(B)(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーとして、フェノールエチレンオキサイド2モル変成アクリレート(東亜合成社製「アロニックス M−101A」、以下「M−101A」と略す。)25質量部、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−140」、以下「M−140」と略す。)40質量部、(C)光照射により着色する化合物として、4,4’,4”−トリスジメチルアミノ]トリフェニルメタン(保土ヶ谷化学工業社製「A−DMA」、以下「A−DMA」と略す。)0.01質量部、(D)光重合開始剤として、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IRGACURE907」、以下「I−907」と略す。)6質量部、重合禁止剤として、2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)(以下「MDP」と略す。)0.1質量部、極性有機溶媒としてイソプロピルアルコール(以下「IPA」と略す。)2質量部、(A)〜(D)に溶解しない粒状物質として、平均粒子径50μmの架橋ポリメタクリル酸メチル粒子(根上工業社製「アートパールGR−200」、以下「GR−200」と略す。)0.6質量部を配合して組成物を作製した。得られた組成物を使用して、以下に示す評価方法にて引張せん断接着強さの測定、剥離試験および硬化前後の色の観察を行った。それらの結果を表1に示す。
(評価方法)
引張せん断接着強さ:
JIS K 6850に従い測定した。具体的には被着材として耐熱パイレックス(登録商標)ガラス(25mm×25mm×2.0mm)を用いて、接着部位を直径8mmとして、作製した組成物にて、2枚の耐熱パイレックス(登録商標)ガラスを貼り合わせた。その後、無電極放電ランプを使用したフュージョン社製硬化装置により、365nmの波長の積算光量2000mJ/cmの条件にて硬化させ、引張せん断接着強さ試験片を 作製した。作製した試験片は、万能試験機を使用して、温度23℃、湿度50%の環境下、引張速度10mm/minで引張せん断接着強さを測定した。
剥離試験:
上記耐熱パイレックス(登録商標)ガラスに組成物を塗布し、支持体として青板ガラス(150mm×150mm×厚さ1.7mm)に貼り合わせたこと以外は、上記と同様な条件で作製した組成物を硬化させ、剥離試験体を作製した。得られた試験体を、温水(80℃)に浸漬し、耐熱パイレックス(登録商標)ガラスが剥離する時間を測定し、また剥離状態も観察した。
Figure 2008078469
(実施例2〜11、比較例1〜5)
表1、表2に示す種類の原材料を表1、表2に示す組成で使用したこと以外は実施例1と同様にしていろいろな組成物を作製した。得られた組成物について、実施例1と同様に引張せん断接着強さの測定、剥離試験および硬化前後の色の観察を行った。それらの結果を表1、表2に示す。
Figure 2008078469
(使用材料)
QM:ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(ローム&ハース社製「QM−657」)
BZ:ベンジルメタクリレート(共栄社化学社製「ライトエステルBZ」)
IBX:イソボルニルメタクリレート(共栄社化学社製「ライトエステルIB−X」)
DAE:1,2−ビス(2,4−ジメチル−5−フェニル−3−チエニル)−3,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン
MCB:マクロレックスブルー(バイエルジャパン社製「プラスチック用着色剤」)
MTEGMA:メトキシテトラエチレングリコールモノメタクリレート(新中村化学社製「NKエステルM−90G」)
2−HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
その結果、比較例1は光発色性色素および光退色性色素を配合しなかったため、塗布部が識別し難く、また、硬化後も色の変化がないため、硬化状況の識別が困難であった。一方、比較例2は着色剤によって着色しているため、塗布部の識別は容易であったが、光照射による色の変化が起きないため、硬化状況の識別が困難であった。また、比較例3〜5ではガラスが剥離しない、あるいは剥離しても糊残りが見られた。
(実施例12)
実施例1の組成物を用いて150mm×150mm×2mmの耐熱パイレックス(登録商標)ガラスと実施例1で用いた青板ガラスをダミーガラスとして実施例1と同様に接着硬化させた。この接着試験体の耐熱パイレックス(登録商標)ガラス部分のみをダイシング装置を使用して10mm角に切断した。切断中に耐熱パイレックス(登録商標)ガラスの脱落は発生せず、良好な加工性を示した。耐熱パイレックス(登録商標)ガラス部分のみを切断した接着試験体を80℃の温水に浸漬したところ、60分ですべて剥離した。
本発明の組成物は、その組成故に光硬化性を有し、可視光や紫外線等の活性光線によって硬化し、その硬化体は切削水などに影響されずに、高い接着強度を発現できるので、部材の加工時にずれを生じ難く、寸法精度面で優れた部材が容易に得られるという効果が得られる。更に、本発明の組成物は、光照射により変色するので、光照射によって硬化させる前には塗布した部分を色の違いによって容易に識別することができる。また、光照射によって硬化した際は、前記の色とは異なる色に着色又は退色するため、硬化状況を容易に判別することができる。したがって、部材加工時の接着不良による部材の脱落や部材加工時のずれを未然に防ぐことができ、その生産性向上に寄与できるので、産業上非常に有用である。加えて、温水に接触することで接着強度を低下させ、部材間の或いは部材と治具との接合力を低下するので、容易に部材の回収ができる特徴があるので、光学レンズ、プリズム、アレイ、シリコンウエハ、半導体実装部品等の仮固定用接着剤として、産業上有用である。
また、本発明の部材の仮固定方法は、前記のような特徴ある組成物を用いているので、塗布部の識別が容易であり、さらには光照射によって硬化の程度を容易に識別できることから、接着不良による部材の脱落や部材加工時のずれを未然に防ぐことができ、部材加工時の生産性の向上が図れることから、産業上非常に有用である。

なお、2006年12月25日に出願された日本特許出願2006−348129号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (9)

  1. (A):多官能(メタ)アクリレート、(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマー、(C):光照射を受けて変色する色素、(D):光重合開始剤を含有することを特徴とする組成物。
  2. (C):光を受けて変色する色素が、光発色性色素及び光退色性色素からなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  3. (A):多官能(メタ)アクリレート及び(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーが、いずれも疎水性であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の組成物。
  4. (A):多官能(メタ)アクリレートを1〜50質量部、(B):(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマーを5〜95質量部、(A)と(B)との合計量100質量部に対して、(C):光を受けて変色する色素を0.0001〜10質量部及び(D):光重合開始剤を0.1〜20質量部含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. さらに、極性有機溶媒を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. さらに、(A)〜(D)に溶解しない粒状物質を含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の組成物からなることを特徴とする接着剤。
  8. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の組成物を用いて、部材を接着仮固定し、該仮固定された部材を加工後、前記組成物の硬化体を90℃以下の温水に浸漬して加工された部材を取り外すことを特徴とする部材の仮固定方法。
  9. 部材を接着仮固定する際に、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の組成物の塗布部が識別し易いように着色されており、しかも、当該組成物に光照射して硬化した際に前記の色とは異なる色に着色、又は退色させることで硬化状況を識別容易とすることを特徴とする部材の仮固定方法。
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