KR20180125617A - 에너지선 경화성 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 속경화성을 만족할 수 있는 에너지선 경화성 수지 조성물의 제공을 목적으로 하여, (A)하기 식[1]으로 나타나는 분자 내에 (메타)아크릴로일기와 지환식 에폭시기를 갖는 화합물을 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 65질량부 초과 100질량부 이하, (B)광양이온 중합개시제, (C)광라디칼 중합개시제를 함유하는 에너지선 경화성 수지 조성물이다: 식 중의 R은 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 탄소수 1~6의 알킬렌쇄 또는 탄소수 1~6의 옥시알킬렌쇄를 나타낸다.
Description
본 발명은 에너지선 경화성 수지 조성물과 이를 이용한 접착제 및 경화체에 관한 것이다.
최근에 부품의 조립이나 반도체 소자의 패키지 등의 실장에는 자외선 등의 에너지선에 의해 단시간에 경화 가능한 에너지선 경화형 접착제가 적용되고 있다. 부품으로서는 액정 패널, 유기 일렉트로루미네센스 패널, 터치 패널, 프로젝터, 스마트폰, 휴대전화, 디지털 카메라, 디지털 무비, LED, 태양 전지 등의 전자(electronics) 제품을 들 수 있다. 반도체 소자로서는 CCD, CMOS, 플래시 메모리, DRAM 등을 들 수 있다.
이들 분야에서 이용되는 에너지선 경화형 접착제는 각종 재료에의 높은 접착성 및 열, 습도, 히트 사이클 등에 견딜 수 있는 높은 신뢰성이 요구되고 있다. 또, 이들 분야에서 이용되는 에너지선 경화형 접착제는 세정 공정이나 에칭 공정 등에서 접착제가 알코올, 산, 알칼리 등의 약품에 노출되기 때문에 이들 각종 약품에 대한 내성 이른바 내약품성을 갖는 접착제가 요구되고 있다.
디지털 카메라, 쌍안경 및 현미경 등에 이용되는 렌즈, 프리즘, 필터 등의 광학 소자를 접착하는 경우, 에너지선 경화형 접착제는 400nm~800nm의 가시광역에서의 높은 투명성이 요구된다.
에너지선 경화형 접착제로서는 아크릴계, 에폭시계, 엔-티올계 등의 접착제가 출시되어 있다. 아크릴계나 엔-티올계 접착제는 속경화성, 접착성이 뛰어나지만 내약품성이 떨어지는 과제가 있다. 에폭시계 접착제는 내약품성, 접착성이 뛰어나지만 속경화성이 떨어지는 과제가 있다.
상술한 바와 같은 아크릴계 과제와 에폭시계 과제를 양립하는 수단으로서, 아크릴 화합물과 에폭시 화합물을 갖는 수지 조성물(특허문헌 1~3)이나 아크릴기와 에폭시기를 동일 분자 내에 갖는 화합물 및 수지 조성물(특허문헌 4~8)이 개시되어 있다. 그러나, 이들 공지의 수지 조성물은 상술한 접착제에 요구되는 속경화성, 접착성, 내약품성을 만족하는 것은 아니었다. 본 발명의 경우, 특허문헌 7과는 (A)성분의 양이 다르다.
본 발명은 신속한 경화성을 갖는 에너지선 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 이하의 (1)~(7)의 태양을 포함한다.
(1)(A)하기 식[1]으로 나타나는 분자 내에 (메타)아크릴로일기와 지환식 에폭시기를 갖는 화합물
(식 중의 R은 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 탄소수 1~6의 알킬렌쇄 또는 탄소수 1~6의 옥시알킬렌쇄를 나타냄)을 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 65질량부 초과 100질량부 이하
(B)광양이온 중합개시제
(C)광라디칼 중합개시제를 함유하는 에너지선 경화성 수지 조성물.
(2)(D)분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머를 함유하는 (1)에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물.
(3)(D)분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머의 분자량이 350~100,000인 (2)에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물.
(4)(E)(A) 및 (D) 이외의 양이온 중합성 단량체를 함유하는 (1)에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물.
(5)(1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물로 이루어지는 접착제.
(6)(1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물이 경화하여 이루어지는 경화체.
(7)(1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 에너지선 경화성 수지 조성물을 이용하는 접합체.
상기 구성으로 이루어지는 에너지선 경화성 수지 조성물은 예를 들면 속경화성을 만족할 수 있다.
<용어의 설명>
본 명세서에 있어서, 에너지선 경화성 수지 조성물이란 에너지선을 조사함으로써 경화시킬 수 있는 수지 조성물을 의미한다. 여기서, 에너지선이란 자외선, 가시광선 등으로 대표되는 에너지선을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 분자량이란 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정되는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 특기하지 않는 한 질량부란 중합 성분의 총량 100질량부 중의 질량부를 의미한다. 여기서, 중합 성분이란 (A)성분, 필요에 따라 사용하는 (D)성분, 필요에 따라 사용하는 (E)성분을 말한다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물의 성분에 대해 설명한다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물은, (A)성분으로서 하기 식[1]으로 나타나는 분자 내에 (메타)아크릴로일기와 지환식 에폭시기를 갖는 화합물을 필수 성분으로 한다.
(식 중의 R은 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 탄소수 1~6의 알킬쇄 또는 탄소수 1~6의 옥시알킬렌쇄를 나타낸다.)
옥시알킬렌쇄로서는 -R'-O-를 들 수 있다. 여기서, R'은 탄소수 1~6의 알킬렌을 말한다. 옥시알킬렌쇄가 -R'-0-인 경우, 식[1]은 하기 식[1']으로 나타난다.
본 발명에 이용되는 (A)성분으로서는 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실에틸 (메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실프로필 (메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실부틸 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트가 내약품성이 뛰어난 점에서 바람직하다.
(A)성분은 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 65질량부 초과 100질량부 이하의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다. 이 범위에 있으면 경화성이 나빠지는 일도 없고 접착성이나 내약품성도 저하되지 않는다. 특히 경화성과 접착성, 내약품성의 점에서 70질량부 이상 95질량부 이하가 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물은 (B)성분으로서 광양이온 중합개시제를 필수 성분으로 한다. (B)성분의 광양이온 중합개시제는 에너지선을 조사함으로써 양이온종이 발생하는 화합물이면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 이용되는 (B)성분의 광양이온 중합개시제로서는 아릴술포늄염 유도체(예를 들면, 다우 케미컬사 제품의 사이라큐어 UVI-6990, 사이라큐어 UVI-6974, 아사히 전화공업사 제품의 아데카옵토머 SP-150, 아데카옵토머 SP-152, 아데카옵토머 SP-170, 아데카옵토머 SP-172, 산아프로사 제품의 CPI-100P, CPI-101A, CPI-20OK, CPI-210S, 더블 본드사 제품의 치바큐어 1190, 치바 저팬사 제품의 CGI*TPS C1, GSID26-1 등), 아릴요오드늄염 유도체(예를 들면, 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제품의 이루가큐어 250, 치바 저팬사 제품의 CGI*BBI C1, 로디아 저팬사 제품의 RP-2074), 알렌-이온 착체 유도체, 디아조늄염 유도체, 트리아진계 개시제 및 그 밖의 할로겐화물 등의 산발생제를 들 수 있다. 광양이온 중합개시제는 1종 또는 2종 이상을 선택하여 임의의 비율로 사용해도 된다. 광양이온 중합개시제의 양이온종으로서는 오늄 양이온이 바람직하다. 오늄 양이온으로서는 아릴술포늄염 유도체, 아릴요오드늄염 유도체 등을 들 수 있다. 광양이온 중합개시제의 음이온종으로서는 붕소 화합물, 인 화합물, 안티몬 화합물, 비소 화합물, 알킬술폰산 화합물 등의 할로겐화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 아릴술포늄염 유도체가 경화성이 뛰어난 점에서 바람직하다.
(B)성분의 광양이온 중합개시제는 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부에 대해 0.1~10질량부의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다. 이 범위에 있으면 경화성이 나빠지는 일도 없고 접착성이나 내약품성도 저하되지 않는다. 특히 경화성과 접착성, 내약품성의 점에서 (B)성분의 광양이온 중합개시제의 사용량은 O.3~5질량부가 보다 바람직하고, 0.5~3질량부가 가장 바람직하다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물은 (C)성분으로서 광라디칼 중합개시제를 필수 성분으로 한다. (C)성분의 광라디칼 중합개시제는 에너지선을 조사함으로써 라디칼이 발생하는 화합물이면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 이용되는 (C)성분의 광라디칼 중합개시제로서는 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 벤조일 안식향산, 2,2-디에톡시아세토페논, 비스디에틸아미노벤조페논, 벤질, 벤조인, 벤조일이소프로필에테르, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 티옥산톤, 1-(4-이소프로필페닐)2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-(2-히드록시에톡시)-페닐)-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 캠퍼퀴논, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모르포리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르포리노페닐)-1-부타논-1, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸-펜틸포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-(2-히드록시에톡시)-페닐)-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온 등의 α-히드록시아세토페논류로 이루어지는 1종 이상이 경화성이 뛰어난 점에서 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
(C)성분의 광라디칼 중합개시제는 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부에 대해 0.1~10질량부의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다. 이 범위에 있으면 경화성이 나빠지는 일도 없고 접착성이나 내약품성도 저하되지 않는다. 특히 경화성과 접착성, 내약품성의 점에서 (C)성분의 광라디칼 중합개시제의 사용량은 0.5~5질량부가 보다 바람직하고, 1~3질량부가 가장 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에는 각종 광증감제를 병용해도 된다. 광증감제란 에너지선을 흡수하여 광양이온 중합개시제나 광라디칼 중합개시제로부터 양이온이나 라디칼을 효율적으로 발생시키는 화합물을 말한다.
본 발명에 이용되는 광증감제로서는 특별히 한정되지 않지만, 벤조페논 유도체, 페노티아진 유도체, 페닐케톤 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 나프타센 유도체, 크리센 유도체, 페릴렌 유도체, 펜타센 유도체, 아크리딘 유도체, 벤조티아졸 유도체, 벤조인 유도체, 플루오렌 유도체, 나프토퀴논 유도체, 안트라퀴논 유도체, 크산텐 유도체, 크산톤 유도체, 티옥산텐 유도체, 티옥산톤 유도체, 쿠마린 유도체, 케토쿠마린 유도체, 시아닌 유도체, 아진 유도체, 티아진 유도체, 옥사진 유도체, 인돌린 유도체, 아줄렌 유도체, 트리알릴메탄 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 스피로피란 유도체, 스피로옥사진 유도체, 티오스피로피란 유도체, 유기 루테늄 착체 등을 들 수 있다.
광증감제는 중합 성분의 총량 100질량부에 대해 0.1~5질량부의 비율로 함유시키는 것이 바람직하고, 이 범위에 있으면 접착성이나 내약품성도 저하되지 않는다. 특히 경화성과 접착성, 내약품성의 점에서 광증감제의 사용량은 0.3~3질량부가 보다 바람직하고, 0.5~2질량부가 가장 바람직하다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물은, (D)성분으로서 분자 내에 하나 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 이용되는 (D)성분의 분자 내에 하나 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머로서는 방향족계, 지방족계, 지환계 올리고머를 들 수 있다. 방향족계로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 이들의 변성물 등을 들 수 있다. 지방족계로서는 에폭시화 변성 폴리부타디엔, 에폭시화 변성 폴리이소프렌 등의 에폭시화 변성 폴리올레핀, 폴리에틸렌글리콜 부가체의 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 부가체의 디글리시딜에테르 등의 폴리알킬렌글리콜의 디글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 지환계로서는 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물이나 상술한 방향족계 에폭시 수지의 수소 첨가물을 들 수 있다. 이들 중에서는 에폭시화 변성 폴리부타디엔, 에폭시화 변성 폴리이소프렌, 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물로 이루어지는 1종 이상이 내약품성이 뛰어난 점에서 바람직하고, 에폭시화 변성 폴리부타디엔이 보다 바람직하다.
폴리부타디엔의 미크로 구조에 대해서는 특별히 제한은 없고, 1,4-cis체 유닛 비율이 적은 low-cis 폴리부타디엔 골격, 1,4-cis체 유닛 비율이 많은 high-cis 폴리부타디엔 골격, 1,2-폴리부타디엔 골격을 나타내는 1,2-cis체 등 어느 것으로도 상관없다. 이들 1종 이상을 혼합해도 된다.
(D)성분의 분자 내에 하나 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머의 분자량은 350~100,000이 바람직하고, 500~50,000이 보다 바람직하며, 2,000~20,000이 가장 바람직하다. 분자량이 350 이상이면 내약품성이 저하되는 일도 없고, 100,000 이하이면 경화성이 저하되는 일도 없다.
또, 여기서 말하는 분자량이란 수평균 분자량을 말하고, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정되는 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량을 말한다.
(D)성분의 분자 내에 하나 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머는 속경화성, 접착성, 내약품성의 균형을 고려한 경우, (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 5~35질량부가 바람직하고, 10~30질량부가 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물은 목적의 물성을 손상시키지 않는 범위에서 (E)성분으로서 (A) 및 (D)성분 이외의 양이온 중합성 단량체를 함유할 수 있다.
본 발명에 이용되는 (E)성분인 (A) 및 (D)성분 이외의 양이온 중합성 단량체로서는 환상 에테르 단량체, 환상 티오에테르 단량체, 양이온 중합성 비닐 단량체 등을 들 수 있다. 환상 에테르 단량체로서는 에폭시, 옥세탄 등의 단량체를 들 수 있다. 티오에테르 단량체로서는 이소부티렌설파이드 등을 들 수 있다.
양이온 중합성 비닐 단량체로서는 비닐 에테르, 비닐 아민, 스티렌 등을 들 수 있다. 이들 단량체 또는 유도체는 단독 또는 2종류 이상을 선택하여 사용해도 된다.
환상 에테르 단량체로서는 특별히 한정되지 않지만, 1,2-에폭시시클로헥산, 1-(에폭시에틸)-3,4-에폭시시클로헥산, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센 카르복실레이트, 디(1-에틸-3-옥세타닐)메틸에테르, 4-히드록시부틸메타크릴레이트 글리시딜에테르, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 글리시딜에테르, (메타)아크릴산=(3-에틸옥세탄-3-일)메틸, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디(1-에틸-3-옥세타닐)메틸에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실록시메틸)옥세탄 등을 들 수 있다. 옥세탄이란 분자 내에 하나 이상의 옥세타닐기를 갖는 단량체를 말한다.
비닐에테르 단량체로서는 특별히 한정되지 않지만, 에틸렌글리콜 디비닐에테르, 에틸렌글리콜 모노비닐에테르, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 모노비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르, 프로필렌글리콜 디비닐에테르, 디프로필렌글리콜 디비닐에테르, 부탄디올 디비닐에테르, 헥산디올 디비닐에테르, 시클로헥산 디메탄올 디비닐에테르, 히드록시에틸 모노비닐에테르, 히드록시노닐 모노비닐에테르, 트리메티롤프로판 트리비닐에테르 등의 디 또는 트리비닐에테르 화합물, 에틸 비닐에테르, n-부틸 비닐에테르, 이소부틸 비닐에테르, 옥타데실 비닐에테르, 시클로헥실 비닐에테르, 히드록시부틸 비닐에테르, 2-에틸헥실 비닐에테르, 시클로헥산 디메탄올 모노비닐에테르, n-프로필 비닐에테르, 이소프로필 비닐에테르, 이소프로페닐에테르-o-프로필렌 카보네이트, 도데실 비닐에테르, 디에틸렌글리콜 모노비닐에테르, 옥타데실 비닐에테르 등의 모노비닐에테르 화합물 등을 들 수 있다.
비닐아민 단량체로서는 특별히 한정되지 않지만, N-비닐디메틸아민, N-비닐에틸부틸아민, N-비닐디페닐아민, N-비닐포름아미드, N-비닐아세토아미드 화합물 등을 들 수 있다.
(E)성분인 (A) 및 (D)성분 이외의 양이온 중합성 단량체 중에서는 환상 에테르 단량체가 바람직하고, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센 카르복실레이트, 디(1-에틸-3-옥세타닐)메틸에테르로 이루어지는 1종 이상이 바람직하다.
(E)성분인 (A) 및 (D)성분 이외의 양이온 중합성 단량체는 속경화성, 접착성, 내약품성의 균형을 고려한 경우, (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 5~35질량부가 바람직하고, 10~30질량부가 보다 바람직하다.
본 발명에서는 산화 방지제로서 페놀계 산화 방지제와 퀴논계 산화 방지제로 이루어지는 군 중의 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.
본 발명에서는 포스핀옥사이드 유도체를 사용해도 된다.
본 발명에서는 필러(무기 충전제)를 더 함유하고 있어도 된다.
본 실시형태의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 아크릴 고무, 우레탄 고무 등의 각종 엘라스토머, 메타크릴산 메틸-부타디엔-스티렌계 그래프트 공중합체나 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그래프트 공중합체 등의 그래프트 공중합체, 용제, 증량재, 보강재, 가소제, 증점제, 염료, 안료, 난연제 및 계면활성제 등의 첨가제를 함유해도 된다.
본 발명에서는 실란 커플링제를 임의의 비율로 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.
상기 구성으로 이루어지는 에너지선 경화성 수지 조성물은 에너지선의 조사에 의해 경화시켜 경화체로 해도 된다.
상기 구성으로 이루어지는 에너지선 경화성 수지 조성물은 접착제로서 이용해도 된다. 이 접착제는 액정 패널, 유기 일렉트로루미네센스 패널, 터치 패널, 프로젝터, 스마트폰, 휴대전화, 디지털 카메라, 디지털 무비, LED, 태양 전지, 리튬 이온 전지 등의 전자 제품의 부품 조립이나 CCD, CMOS, 플래시 메모리, DRAM 등의 반도체 소자의 패키지 등의 실장에 적합하게 이용할 수 있다. 더욱이 공예 유리의 받침대, 접시의 고정 용도, 2개 이상의 렌즈나 프리즘, 카메라, 쌍안경 및 현미경 등에 이용되는 광학 소자의 접착에서도 적합한 접착제가 된다.
본 실시형태에 관한 에너지선 경화성 수지 조성물의 제조 방법에 대해서는 상기 재료를 충분히 혼합할 수 있으면 특별히 제한은 없다. 재료의 혼합 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 프로펠러의 회전에 따른 교반력을 이용하는 교반법, 자전 공전에 의한 유성식 교반기 등의 통상의 분산기를 이용하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 혼합 방법은 저비용으로 안정된 혼합을 행할 수 있으므로 바람직하다.
상기 혼합을 행한 후, 하기의 광원을 이용한 에너지선의 조사에 의해 에너지선 경화성 수지 조성물의 경화를 행해도 된다.
본 실시형태에 있어서, 에너지선 경화성 수지 조성물의 경화, 접착에 이용되는 광원으로서는 특별히 한정되지 않지만, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, 하이파워 메탈 할라이드 램프(인듐 등을 함유함), 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 크세논 엑시머 램프, 크세논 플래시 램프, 라이트 에미팅 다이오드(이하, LED라고 함) 등을 들 수 있다. 이들 광원은 각각의 광중합 개시제의 반응 파장에 대응한 에너지선의 조사를 효율적으로 행할 수 있는 점에서 바람직하다.
상기 광원은 각각 방사 파장, 에너지 분포가 다르다. 그 때문에, 상기 광원은 광중합 개시제의 반응 파장 등에 의해 적절히 선택된다. 또한, 자연광(태양광)도 반응 개시 광원이 될 수 있다.
상기 광원은 직접 조사, 반사경 등에 의한 집광 조사, 파이버 등에 의한 집광 조사를 행해도 된다. 저파장 커트 필터, 열선 커트 필터, 콜드 미러 등도 이용할 수도 있다.
상기 구성으로 이루어지는 에너지선 경화성 수지 조성물은 경화성, 접착성, 내약품성이 뛰어난 에너지선 경화성 수지 조성물과 이를 이용한 접착제를 제공할 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서는 이하의 화합물을 사용하였다.
(A)성분으로서 하기를 이용하였다.
(A-1)3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트(다이셀 화학공업사「사이크로머 M-100」)
(A-2)3,4-에폭시시클로헥실메틸 아크릴레이트(다이셀 화학공업사「사이크로머 A-200」)
(B)성분의 광양이온 중합개시제로서 하기를 이용하였다.
(B-1)방향족 술포늄 SbF6염(아데카사 제품「아데카옵토머 SP-170」)
(B-2)방향족 술포늄 PF6염(아데카사 제품「아데카옵토머 SP-150」)
(C)성분의 광라디칼 중합개시제로서 하기를 이용하였다.
(C-1)2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(치바 저팬사 제품「다로큐어 1173」)
(C-2)1-히드록시시클로헥실페닐케톤(치바 저팬사 제품「이루가큐어 184」)
(C-3)2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온(치바 저팬사 제품「이루가큐어 127」)
(D)성분의 에폭시기를 갖는 올리고머로서 하기를 이용하였다.
(D-1)비스페놀 A형 에폭시 수지(아데카사 제품「아데카옵토머 KRM-2410」 분자량: 400)
(D-2)비스페놀 F형 에폭시 수지(아데카사 제품「아데카옵토머 KRM-2490」 분자량: 380)
(D-3)수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지(미츠비시 화학사 제품「YX-8000」 분자량: 410)
(D-4)2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(다이셀 화학공업사 제품「EHPE-3150」 분자량: 2,400)
(D-5)에폭시화 폴리부타디엔(1)(아데카사 제품「BF-1000」 분자량: 4,300 미크로 구조: 1,2-폴리부타디엔)
(D-6)에폭시화 폴리부타디엔(2)(니폰소다사 제품「JP-200」 분자량: 6,400 미크로 구조: 1,2-폴리부타디엔)
(D-7)에폭시화 폴리부타디엔(3)(다이셀 화학공업사 제품「BP-3600」 분자량: 19,300 미크로 구조: 1,2-체/1,4-cis체/1,4-trans체=40mol%/40mol%/20mol%의 공중합체)
(D-8)에폭시화 폴리부타디엔과 스티렌의 공중합체(다이셀 화학공업사 제품「에포프렌드시리즈」 분자량: 20,000을 넘음)
(E)성분인 (A) 및 (D)성분 이외의 양이온 중합성 단량체로서 하기를 사용하였다.
(E-1)3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센 카르복실레이트(다이셀 화학사 제품「셀록사이드 2021P」)
(E-2)디(1-에틸-3-옥세타닐)메틸에테르(토아 합성사「OXT221」)
(E-3)4-히드록시부틸 메타크릴레이트 글리시딜에테르(니폰 화성사「히타이트 G」)
(실시예 1~16, 비교예 1~6)
표 1~표 4에 나타내는 종류의 원재료를 표 1~표 4에 나타내는 조성 비율(단위는 질량부)로 혼합하여 수지 조성물을 조제하고 후술하는 평가를 실시하였다. 각종 평가 결과를 표 1~표 4에 나타낸다. 특기하지 않는 한 23℃, 습도 50%의 환경 하에서 실시하였다.
[광경화성 평가]
레오미터(아톤파르사 제품「MCR-301」)로는 UV조사 하의 강성률을 측정할 수 있다. 측정은 조제한 수지 조성물을 직경 8mm의 원형 플레이트에서 양면으로부터 끼우고, 그 수지 조성물에 UV(365nm의 조도: 150mW/㎠)를 조사하면서 25℃(±O.5℃), 주파수 10Hz로 행하였다. UV조사 개시 후 200초까지 저장 강성률(G')이 1.00×104 이상으로 증가한 것을 「합격(Good)」으로 하고 경화성이 양호하다고 판단하였다.
[고착 시간의 평가]
유리 시험편(상품명「내열 파이렉스(등록상표) 유리」, 25mm×25mm×2.0mm) 상에 직경 8mm, 두께 80μm가 되도록 수지 조성물을 도포한 후, 2장째의 유리 시험편을 맞붙여 UV조사기(365nm의 조도: 150mW/㎠, 우시오 전기사 제품「SP-7(수은 크세논 램프 탑재 UV 경화 장치)」)에 의해 UV광을 조사하고, 2장의 유리 시험편이 움직이지 않게 되는 시간을 측정하여 고착 시간으로 하였다. 또, 측정 시간은 최대로 120초까지로 하였다.
[인장 전단 접착 강도의 평가]
인장 전단 접착 강도: JIS K 6850에 따라 측정하였다. 구체적으로는 피착재로 한 내열 유리(상품명「내열 파이렉스(등록상표) 유리」, 25mm×25mm×2.0mm)를 이용하여 접착 부위를 직경 8mm의 원형으로 하여 제작한 그 수지 조성물에서 2장의 내열 유리를 맞붙이고 UV조사기를 사용하여 적산광량 3,000mJ/㎠(365nm의 조도: 150mW/㎠, 우시오 전기사 제품「SP-7(수은 크세논 램프 탑재 UV 경화 장치)」)의 조건으로 경화시켜 시험편을 제작하였다. 제작한 시험편은 23℃, 습도 50%의 환경에서 인장 시험기를 사용하여 인장 전단 접착 강도를 측정하였다.
[분광 투과율의 평가]
유리 시험편(상품명「내열 파이렉스(등록상표) 유리」, 25mm×25mm×2.0mm) 상에 직경 20mm, 두께 80μm가 되도록 수지 조성물을 도포한 후, 2장째의 유리 시험편을 맞붙이고 UV 조사기(365nm의 조도: 150mW/㎠, 우시오 전기사 제품「SP-7(수은 크세논 램프 탑재 UV 경화 장치)」)에 의해 UV광을 조사하여 시험편을 작성하였다. 작성한 시험편의 파장 405nm과 500nm의 분광 투과율을 자외-가시분광 스펙트로미터(시마즈 제작소사 제품「UV-2550」)를 이용하여 측정하였다. 또, 레퍼런스로는 순수를 이용하였다.
[내약품성의 평가]
UV조사기를 사용하여 4,000mJ/㎠(365nm의 조도: 150mW/㎠, 퓨전사 제품「벨트 컨베이어식 무전극 방전 램프(D-밸브: 메탈 할라이드 램프)」)의 조건으로 25mm×25mm×2.0mm의 형상의 경화물을 제작하고, 제작한 경화물을 아세톤 중에 23℃의 환경 하에서 4시간 침지하여 침지 전후에서의 질량의 변화율(%)을 측정하였다. 질량의 변화율이 낮은 것일수록 내약품성이 뛰어난 것으로서 평가하였다.
표 1~4에 나타낸 결과로부터 이하의 것을 알 수 있다. 본 발명은 신속한 경화성을 가진다. 또, 본 발명은 고접착성, 내약품성도 가진다. (A)성분이 65질량부 이하이면 본 발명의 효과가 얻어지지 않는다(실시예 11과 비교예 6의 대비). (D)성분을 사용한 경우, 접착 강도 등이 향상된다(실시예 12와 실시예 1~3의 대비). (D)성분을 사용한 경우, (E)성분을 사용한 경우보다 접착 강도성 등이 향상된다(실시예 4~11과 실시예 14~15의 대비).
또, 본 발명은 405nm에서 90% 이상, 550nm에서 98% 이상의 투과율을 나타내는 점에서 가시광역에서 우수한 투명성을 갖는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 신속한 경화성을 가지며 고접착성, 내약품성을 갖는 에너지선 경화성 수지 조성물과 이를 이용한 접착제를 제공할 수 있기 때문에, 액정 패널, 유기 일렉트로루미네센스 패널, 터치 패널, 프로젝터, 스마트폰, 휴대전화, 디지털 카메라, 디지털 무비, LED, 태양 전지, 리튬 이온 전지 등의 일렉트로닉스 제품의 부품 조립이나 CCD, CMOS, 플래시 메모리, DRAM 등의 반도체 소자의 패키지 등의 실장에 적합하게 이용할 수 있다. 더욱이 공예 유리의 받침대, 접시의 고정 용도, 2개 이상의 렌즈나 프리즘, 카메라, 쌍안경 및 현미경 등에 이용되는 광학 소자의 접착에서도 적합한 접착제가 된다.
Claims (6)
- 2개 이상의 피착체를 접착시키기 위해 이용되는 접착제로서,
(A)하기 식[1]으로 나타나는 분자 내에 (메타)아크릴로일기와 지환식 에폭시기를 갖는 화합물
[화학식 1]
(식 중의 R은 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 탄소수 1~6의 알킬렌쇄 또는 탄소수 1~6의 옥시알킬렌쇄를 나타냄)을 (A)성분 및 (D)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 70질량부 이상 95질량부 이하,
(B)광양이온 중합개시제,
(C)광라디칼 중합개시제, 및
(D)분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머를 함유하는 에너지선 경화성 수지 조성물로 이루어지는 접착제. - 2개 이상의 피착체를 접착시키기 위해 이용되는 접착제로서,
(A)하기 식[1]으로 나타나는 분자 내에 (메타)아크릴로일기와 지환식 에폭시기를 갖는 화합물
[화학식 1]
(식 중의 R은 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 탄소수 1~6의 알킬렌쇄 또는 탄소수 1~6의 옥시알킬렌쇄를 나타냄)을 (A)성분, (D)성분 및 (E)성분으로 이루어지는 중합 성분의 총량 100질량부 중에서 70질량부 이상 95질량부 이하,
(B)광양이온 중합개시제,
(C)광라디칼 중합개시제,
(D)분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머,
(E)(A) 및 (D) 이외의 양이온 중합성 단량체를 함유하는 에너지선 경화성 수지 조성물로 이루어지는 접착제. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
(D)분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머의 분자량이 350~100,000인 접착제. - 청구항 2에 있어서,
(E) 성분이 에폭시계 환상 에테르 단량체, 환상 티오에테르 단량체, 및 양이온 중합성 비닐 단량체로 이루어지는 군에서 선택되는 한 종 이상인 접착제. - 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 접착제가 경화하여 이루어지는 경화체.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 접착제를 이용하는 접합체.
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