WO2017094831A1 - 光湿気硬化型樹脂組成物、電子部品用接着剤、及び、表示素子用接着剤 - Google Patents

光湿気硬化型樹脂組成物、電子部品用接着剤、及び、表示素子用接着剤 Download PDF

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meth
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彰 結城
高橋 徹
拓身 木田
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積水化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light moisture curable resin composition excellent in moisture and heat resistance. Moreover, this invention relates to the adhesive agent for electronic components and the adhesive agent for display elements which use this optical moisture hardening type resin composition.
  • liquid crystal display elements In recent years, liquid crystal display elements, organic EL display elements, and the like are widely used as display elements having features such as thinness, light weight, and low power consumption.
  • a photocurable resin composition is usually used for sealing a liquid crystal or a light emitting layer, adhering various members such as a substrate, an optical film, and a protective film.
  • a frame is being made (hereinafter also referred to as a narrow frame design).
  • a photocurable resin composition may be applied to a portion where light does not reach sufficiently, and as a result, the photocurable resin composition applied to a portion where light does not reach is cured.
  • a photothermosetting resin composition is used as a resin composition that can be sufficiently cured even when applied to a portion where light does not reach, and photocuring and thermosetting are also used in combination. There was a possibility of adversely affecting the elements and the like by heating.
  • Patent Document 1 discloses a thermosetting adhesive containing an epoxy compound having a number average molecular weight of 600 to 1,000.
  • the thermosetting adhesive as disclosed in Patent Document 1 is not suitable for bonding electronic components that may cause problems due to heat.
  • Patent Documents 2 and 3 contain a urethane prepolymer having at least one isocyanate group and at least one (meth) acryloyl group in the molecule.
  • a method of using both photocuring and moisture curing using a photomoisture curable resin composition is disclosed.
  • the optical moisture curable resin composition disclosed in Patent Documents 2 and 3 is used, particularly when the adherend such as a substrate is adhered, the heat and moisture resistance may be insufficient. .
  • An object of this invention is to provide the optical moisture hardening type resin composition excellent in moisture-and-heat resistance. Another object of the present invention is to provide an adhesive for electronic parts and an adhesive for display elements using the light moisture curable resin composition.
  • the present invention comprises a radical polymerizable compound, a moisture curable resin, a photo radical polymerization initiator, and a coupling agent, wherein the coupling agent is a compound represented by the following formula (1-1):
  • a light moisture curable resin composition comprising at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (1-2) and a compound represented by the following formula (1-3).
  • R 1 to R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms that may be partially substituted with a heteroatom, and R 5 may be partially An alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a hetero atom, and n and m are each independently an integer of 1 to 3;
  • R 6 is partly an alkyl group having 1 carbon atoms which may be 3-substituted by heteroatoms, R 7 is, some of which may be substituted with a hetero atom
  • X is a group represented by the following formula (2-1) or (2-2), and l is an integer of 1 to 3.
  • R 8 and R 9 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be partially substituted with a heteroatom, and R 10 may be partially An alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a heteroatom; R 11 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may be partially substituted with a heteroatom; It is an integer from 1 to 3.
  • R 12 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be partially substituted with a hetero atom.
  • the present invention is described in detail below.
  • the present inventors have surprisingly increased the heat and moisture resistance by blending a coupling agent having a specific structure into a light moisture curable resin composition containing a radical polymerizable compound and a moisture curable resin. It has been found that it can be improved, and the present invention has been completed.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention contains a coupling agent.
  • the coupling agent includes a compound represented by the formula (1-1), a compound represented by the formula (1-2), and a compound represented by the formula (1-3). Contains at least one selected (hereinafter also referred to as “coupling agent according to the present invention”).
  • the coupling agent according to the present invention exhibits a particularly excellent effect not only in improving the adhesiveness but also in improving the heat-and-moisture resistance, which is important when used in electronic parts, display elements and the like.
  • R 1 and R 3 are preferably each independently a methyl group or an ethyl group
  • R 5 is preferably a trimethylene group
  • n and m are 3 It is preferable that When n is 1 or 2, R 2 is preferably a methyl group or an ethyl group, and when m is 1 or 2, R 4 is preferably a methyl group or an ethyl group.
  • R 7 is preferably a trimethylene group, and l is preferably 3.
  • R 6 is preferably a methyl group or an ethyl group.
  • R 8 is preferably a methyl group or an ethyl group
  • R 10 is preferably a trimethylene group
  • k is preferably 3.
  • R 9 is preferably a methyl group or an ethyl group
  • R 11 is preferably an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and preferably a hexyl group, a heptyl group, or an octyl group.
  • R 11 is preferably linear.
  • R 12 is preferably hydrogen.
  • Examples of commercially available coupling agents according to the present invention include X-12-1056ES, KBM-9007A, and X-12-967C (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • the content of the coupling agent according to the present invention is preferably 0.05 parts by weight with a preferred lower limit and 5 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the radical polymerizable compound and the moisture curable resin.
  • the content of the coupling agent according to the present invention is within this range, the resulting optical moisture curable resin composition is more excellent in moisture and heat resistance while maintaining excellent storage stability.
  • the more preferable lower limit of the content of the coupling agent according to the present invention is 0.5 parts by weight, and the more preferable upper limit is 1.5 parts by weight.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention contains a radically polymerizable compound.
  • the radical polymerizable compound may be a radical polymerizable compound having a photopolymerization property, and particularly a compound having a radical polymerizable group in the molecule except for those contained in a moisture curable resin described later.
  • a compound having an unsaturated double bond as the radical polymerizable group is suitable, and a compound having a (meth) acryloyl group (hereinafter, also referred to as “(meth) acrylic compound”) is particularly preferable from the viewpoint of reactivity. Is preferred.
  • the “(meth) acryloyl” means acryloyl or methacryloyl
  • the “(meth) acryl” means acryl or methacryl.
  • (meth) acrylic compound for example, (meth) acrylic acid ester compound obtained by reacting (meth) acrylic acid with a compound having a hydroxyl group, (meth) acrylic acid and epoxy compound are reacted.
  • examples include epoxy (meth) acrylates obtained, urethane (meth) acrylates obtained by reacting an isocyanate compound with a (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group.
  • the “(meth) acrylate” means acrylate or methacrylate.
  • all the isocyanate groups of the isocyanate compound used as the raw material of the said urethane (meth) acrylate are used for formation of a urethane bond, and the said urethane (meth) acrylate does not have a residual isocyanate group.
  • Examples of the monofunctional compounds among the (meth) acrylic acid ester compounds include, for example, phthalimide (meth) acrylates such as N-acryloyloxyethyl hexahydrophthalimide, various types, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, Propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, Isononyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl
  • Examples of the bifunctional compound among the (meth) acrylic acid ester compounds include 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, and 1,6-hexane.
  • those having three or more functions include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropane tri ( (Meth) acrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-added isocyanuric acid tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, propylene oxide-added glycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Tris (meth) acryloyloxyethyl phosphate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra Meth) acrylate, dipentaerythritol pen
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate include those obtained by reacting an epoxy compound and (meth) acrylic acid in the presence of a basic catalyst according to a conventional method.
  • Examples of the epoxy compound used as a raw material for synthesizing the epoxy (meth) acrylate include bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, and 2,2′-diallyl bisphenol A type epoxy compound. Hydrogenated bisphenol type epoxy compound, propylene oxide added bisphenol A type epoxy compound, resorcinol type epoxy compound, biphenyl type epoxy compound, sulfide type epoxy compound, diphenyl ether type epoxy compound, dicyclopentadiene type epoxy compound, naphthalene type epoxy compound, phenol Novolac epoxy compounds, orthocresol novolac epoxy compounds, dicyclopentadiene novolac epoxy compounds, biphenyl Novolac-type epoxy compounds, naphthalene phenol novolac-type epoxy compounds, glycidyl amine type epoxy compounds, alkyl polyol type epoxy compound, a rubber-modified epoxy compounds, glycidyl ester compounds.
  • Examples of commercially available epoxy (meth) acrylates include EBECRYL860, EBECRYL3200, EBECRYL3201, EBECRYL3412, EBECRYL3600, EBECRYL3700, EBECRYL3701, EBECRYL3702, EBECRY370R ), EA-1010, EA-1020, EA-5323, EA-5520, EA-CHD, EMA-1020 (all manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), epoxy ester M-600A, epoxy ester 40EM, epoxy ester 70PA, Epoxy ester 200PA, Epoxy ester 80MF Epoxy ester 3002M, Epoxy ester 3002A, Epoxy ester 1600A, Epoxy ester 3000M, Epoxy ester 3000A, Epoxy ester 200EA, Epoxy ester 400EA (all manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Denacol acrylate DA-141, Denacol acrylate DA-3
  • the urethane (meth) acrylate can be obtained, for example, by reacting a (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group with an isocyanate compound in the presence of a catalytic amount of a tin-based compound.
  • isocyanate compound used as the raw material for the urethane (meth) acrylate examples include isophorone diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and diphenylmethane-4,4.
  • MDI '-Diisocyanate
  • hydrogenated MDI polymeric MDI, 1,5-naphthalene diisocyanate, norbornane diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated XDI, lysine diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate) Phenyl) thiophosphate, tetramethylxylylene diisocyanate, 1,6,11-undecantrie Cyanate, and the like.
  • MDI '-Diisocyanate
  • XDI xylylene diisocyanate
  • XDI hydrogenated XDI
  • lysine diisocyanate triphenylmethane triisocyanate
  • tris (isocyanate) Phenyl) thiophosphate tetramethylxylylene diisocyanate, 1,6,11-und
  • the isocyanate compound is obtained by, for example, reacting a polyol such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, sorbitol, trimethylolpropane, carbonate diol, polyether diol, polyester diol, polycaprolactone diol and an excess isocyanate compound. It is also possible to use chain-extended isocyanate compounds.
  • Examples of the (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group as a raw material for the urethane (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth).
  • Mono (meth) acrylates of divalent alcohols mono (meth) acrylates or di (meth) acrylates of trivalent alcohols such as trimethylolethane, trimethylolpropane and glycerin, bisphenol A type epoxy acrylate Epoxy (meth) acrylate and the like.
  • Examples of commercially available urethane (meth) acrylates include M-1100, M-1200, M-1210, M-1600 (all manufactured by Toagosei Co., Ltd.), EBECRYL230, EBECRYL270, EBECRYL4858, EBECRYL8402, EBECRYL8411, EBECRYL8412, EBECRYL8413, EBECRYL8804, EBECRYL8803, EBECRYL8807, EBECRYL9260, EBECRYL1290, EBECRYL5129, EBECRYL4842, EBECRYL210, EBECRYL4827, EBECRYL6700, EBECRYL220, EBECRYL2220, KRM7735, KRM-8295 (both manufactured by Daicel Orunekusu, Inc.
  • radical polymerizable compounds other than those described above can be used as appropriate.
  • the other radical polymerizable compounds include N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N -(Meth) acrylamide compounds such as isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, N-vinylpyrrolidone, N-vinyl- ⁇ -caprolactam, etc. Is mentioned.
  • the radical polymerizable compound preferably contains a monofunctional radical polymerizable compound and a polyfunctional radical polymerizable compound from the viewpoint of adjusting curability.
  • the monofunctional radical polymerizable compound and the polyfunctional radical polymerizable compound By containing the monofunctional radical polymerizable compound and the polyfunctional radical polymerizable compound, the resulting optical moisture curable resin composition becomes more excellent in curability and tackiness.
  • the polyfunctional radically polymerizable compound is preferably bifunctional or trifunctional, and more preferably bifunctional.
  • the radical polymerizable compound contains the monofunctional radical polymerizable compound and the polyfunctional radical polymerizable compound
  • the content of the polyfunctional radical polymerizable compound is the same as the monofunctional radical polymerizable compound and the polyfunctional radical polymerizable compound.
  • a preferable lower limit is 2 parts by weight and a preferable upper limit is 45 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight with the functional radical polymerizable compound.
  • the content of the polyfunctional radical polymerizable compound is within this range, the resulting optical moisture curable resin composition is more excellent in curability and tackiness.
  • the minimum with more preferable content of the said polyfunctional radically polymerizable compound is 5 weight part, and a more preferable upper limit is 35 weight part.
  • the content of the radical polymerizable compound is such that the preferred lower limit is 10 parts by weight and the preferred upper limit is 80 parts by weight in a total of 100 parts by weight of the radical polymerizable compound and the moisture curable resin.
  • the content of the radical polymerizable compound is within this range, the obtained light moisture curable resin composition is more excellent in photocurability and moisture curability.
  • a more preferred lower limit of the content of the radical polymerizable compound is 25 parts by weight, a more preferred upper limit is 70 parts by weight, a still more preferred lower limit is 30 parts by weight, and a still more preferred upper limit is 59 parts by weight.
  • the optical moisture curable resin composition of the present invention contains a moisture curable resin.
  • the moisture curable resin include a moisture curable urethane resin and a resin having an alkoxysil group, and a moisture curable urethane resin is preferable.
  • the moisture curable urethane resin has a urethane bond and an isocyanate group, and the isocyanate group in the molecule is cured by reacting with moisture in the air or the adherend.
  • the moisture curable urethane resin preferably has the isocyanate group at the end of the molecule.
  • the moisture curable resin preferably has a group containing an ethylenically unsaturated double bond and / or an alkoxysilyl group, and a group containing an ethylenically unsaturated double bond and / or an alkoxysilyl group is bonded to the end of the molecule. It is more preferable to have.
  • the moisture curable resin is not included in the radical polymerizable compound even if it has a radical polymerizable group, and is treated as a moisture curable resin. Moreover, even if it has an alkoxy silyl group, the said moisture curable resin is not contained in the said coupling agent, but is handled as moisture curable resin.
  • the moisture curable urethane resin may have only one isocyanate group in one molecule, or may have two or more. Especially, it is preferable to have an isocyanate group at both ends.
  • the moisture curable urethane resin can be obtained by reacting a polyol compound having two or more hydroxyl groups in one molecule with a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • polyol compound the well-known polyol compound normally used for manufacture of a polyurethane can be used, For example, polyester polyol, polyether polyol, polyalkylene polyol, polycarbonate polyol etc. are mentioned. These polyol compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • polyester polyol examples include a polyester polyol obtained by reaction of a polyvalent carboxylic acid and a polyol, and a poly- ⁇ -caprolactone polyol obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone.
  • polyvalent carboxylic acid used as a raw material for the polyester polyol examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 1,5-naphthalic acid, 2,6-naphthalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, and suberin.
  • examples include acid, azelaic acid, sebacic acid, decamethylene dicarboxylic acid, dodecamethylene dicarboxylic acid and the like.
  • polyester polyol examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexane.
  • Diol, diethylene glycol, cyclohexanediol, etc. are mentioned.
  • polyether polyol examples include ethylene glycol, propylene glycol, ring-opening polymer of tetrahydrofuran, ring-opening polymer of 3-methyltetrahydrofuran, and random copolymers or block copolymers of these or derivatives thereof, bisphenol Type polyoxyalkylene modified products.
  • the modified bisphenol-type polyoxyalkylene is a polyether polyol obtained by addition reaction of alkylene oxide (for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, etc.) to the active hydrogen portion of the bisphenol-type molecular skeleton, A random copolymer or a block copolymer may be used.
  • the modified bisphenol-type polyoxyalkylene preferably has one or more alkylene oxides added to both ends of the bisphenol-type molecular skeleton. It does not specifically limit as a bisphenol type, A type, F type, S type etc. are mentioned, Preferably it is bisphenol A type.
  • polyalkylene polyol examples include polybutadiene polyol, hydrogenated polybutadiene polyol, and hydrogenated polyisoprene polyol.
  • polycarbonate polyol examples include polyhexamethylene carbonate polyol and polycyclohexane dimethylene carbonate polyol.
  • the said moisture hardening type urethane resin is obtained using the polyol compound which has a structure represented by following formula (3).
  • the resulting moisture curable urethane resin has excellent compatibility with the radical polymerizable compound, and a composition having excellent adhesion and a flexible A cured product having good elongation can be obtained.
  • those using a polyether polyol composed of a ring-opening polymer of propylene glycol, tetrahydrofuran, or a ring-opening polymer of tetrahydrofuran having a substituent such as a methyl group are preferable.
  • R represents hydrogen, a methyl group, or an ethyl group
  • p is an integer of 1 to 10
  • q is an integer of 0 to 5
  • r is an integer of 1 to 500.
  • p is preferably 1 to 5
  • q is preferably 0 to 4
  • r is preferably 50 to 200.
  • the case where q is 0 means the case where carbon bonded to R is directly bonded to oxygen.
  • polyisocyanate compound examples include diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), a liquid modified product of MDI, polymeric MDI, tolylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, and the like.
  • MDI diphenylmethane-4,4′-diisocyanate
  • polymeric MDI polymeric MDI
  • tolylene diisocyanate polymeric MDI
  • naphthalene-1,5-diisocyanate and the like.
  • diphenylmethane diisocyanate and its modified products are preferred from the viewpoints of low vapor pressure and toxicity, and ease of handling.
  • the said polyisocyanate compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
  • the moisture curable resin may have a radical polymerizable group.
  • the radically polymerizable group that the moisture curable resin may have is preferably a group having an unsaturated double bond, and more preferably a (meth) acryloyl group from the viewpoint of reactivity.
  • the moisture curable resin having a radical polymerizable group is not included in the radical polymerizable compound and is treated as a moisture curable resin.
  • the preferable lower limit of the weight average molecular weight of the moisture curable resin is 800, and the preferable upper limit is 10,000.
  • the more preferable lower limit of the weight average molecular weight of the moisture curable resin is 2000, the more preferable upper limit is 8000, the still more preferable lower limit is 2500, and the further preferable upper limit is 6000.
  • the said weight average molecular weight is a value calculated
  • Examples of the column for measuring the weight average molecular weight in terms of polystyrene by GPC include Shodex LF-804 (manufactured by Showa Denko KK). Moreover, tetrahydrofuran etc. are mentioned as a solvent used by GPC.
  • a preferable lower limit is 20 parts by weight and a preferable upper limit is 90 parts by weight in a total of 100 parts by weight of the radical polymerizable compound and the moisture curable resin.
  • the content of the moisture curable resin is within this range, the obtained light moisture curable resin composition is more excellent in moisture curable property and photo curable property.
  • the more preferred lower limit of the content of the moisture curable resin is 30 parts by weight, the more preferred upper limit is 75 parts by weight, the still more preferred lower limit is 41 parts by weight, and the still more preferred upper limit is 70 parts by weight.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention contains a radical photopolymerization initiator.
  • the photo radical polymerization initiator include benzophenone compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanocene compounds, oxime ester compounds, benzoin ether compounds, thioxanthones, and the like.
  • photo radical polymerization initiators examples include IRGACURE 184, IRGACURE 369, IRGACURE 379, IRGACURE 651, IRGACURE 784, IRGACURE 819, IRGACURE 907, IRGACURE 2959, IRGACUREO BASF), benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether (all manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and the like.
  • the content of the photo radical polymerization initiator is preferably 0.01 parts by weight and preferably 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the radical polymerizable compound.
  • the minimum with more preferable content of the said radical photopolymerization initiator is 0.1 weight part, and a more preferable upper limit is 5 weight part.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention may contain a filler from the viewpoint of adjusting the applicability and shape retention of the obtained light moisture curable resin composition.
  • the filler preferably has a primary particle diameter with a preferred lower limit of 1 nm and a preferred upper limit of 50 nm.
  • the primary particle diameter of the filler is within this range, the resulting light moisture curable resin composition is more excellent in coating properties and shape retention after coating.
  • this shape retaining property has a great technical significance in that the coating width can be retained.
  • the technical significance is great in that a state that does not protrude from the bonding surface can be maintained.
  • the more preferable lower limit of the primary particle diameter of the filler is 5 nm, the more preferable upper limit is 30 nm, the still more preferable lower limit is 10 nm, and the still more preferable upper limit is 20 nm.
  • the primary particle size of the filler may be measured by dispersing the filler in a solvent (water, organic solvent, etc.) using a particle size distribution measuring device such as NICOMP 380ZLS (manufactured by PARTICS SIZING SYSTEMS). it can.
  • the filler may be present as secondary particles (a collection of a plurality of primary particles) in the light moisture curable resin composition of the present invention, and the preferred lower limit of the particle diameter of such secondary particles.
  • the particle diameter of the secondary particles of the filler can be measured by observing the optical moisture curable resin composition of the present invention or a cured product thereof using a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the filler examples include silica, talc, titanium oxide, and zinc oxide.
  • silica is preferable because the obtained light moisture curable resin composition is excellent in UV light transmittance.
  • These fillers may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
  • the filler is preferably subjected to a hydrophobic surface treatment.
  • a hydrophobic surface treatment By the hydrophobic surface treatment, the resulting optical moisture curable resin composition is more excellent in shape retention after application.
  • the hydrophobic surface treatment include silylation treatment, alkylation treatment, and epoxidation treatment. Especially, since it is excellent in the effect which improves shape retainability, a silylation process is preferable and a trimethylsilylation process is more preferable.
  • Examples of the method for treating the filler with a hydrophobic surface include a method for treating the surface of the filler with a surface treatment agent such as a silane coupling agent.
  • a surface treatment agent such as a silane coupling agent.
  • the trimethylsilylated silica is prepared by, for example, synthesizing silica by a method such as a sol-gel method and spraying hexamethyldisilazane in a state where the silica is fluidized, in an organic solvent such as alcohol or toluene. Silica is added to the mixture, and further, hexamethyldisilazane and water are added, and then water and an organic solvent are evaporated and dried with an evaporator.
  • the content of the filler is preferably 1 part by weight with a preferred lower limit and 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire optical moisture-curable resin composition of the present invention.
  • the content of the filler is within this range, the obtained light moisture curable resin composition is more excellent in coating properties and shape retention after coating.
  • the more preferred lower limit of the content of the filler is 2 parts by weight, the more preferred upper limit is 15 parts by weight, the still more preferred lower limit is 3 parts by weight, the still more preferred upper limit is 10 parts by weight, and the particularly preferred lower limit is 4 parts by weight. .
  • the light moisture curable resin composition of the present invention may contain a light shielding agent.
  • the optical moisture hardening type resin composition of this invention becomes the thing excellent in light-shielding property, and can prevent the light leak of a display element.
  • the “light-shielding agent” means a material having an ability of hardly transmitting light in the visible light region.
  • the light-shielding agent examples include iron oxide, titanium black, aniline black, cyanine black, fullerene, carbon black, and resin-coated carbon black.
  • the light-shielding agent may not be black, and the materials mentioned as fillers such as silica, talc, titanium oxide, etc., as long as the material has the ability to hardly transmit light in the visible light region. Included in sunscreen. Of these, titanium black is preferable.
  • Titanium black is a substance having a higher transmittance in the vicinity of the ultraviolet region, particularly for light having a wavelength of 370 to 450 nm, compared to the average transmittance for light having a wavelength of 300 to 800 nm. That is, the above-described titanium black sufficiently shields light having a wavelength in the visible light region, thereby imparting light shielding properties to the light moisture curable resin composition of the present invention, while transmitting light having a wavelength in the vicinity of the ultraviolet region. Is a light-shielding agent.
  • the light of the photo moisture curable resin composition of the present invention can be used. Curability can be further increased.
  • the light-shielding agent contained in the light moisture curable resin composition of the present invention is preferably a highly insulating material, and titanium black is also preferable as the highly insulating light-shielding agent.
  • the titanium black preferably has an optical density (OD value) of 3 or more, and more preferably 4 or more.
  • the titanium black preferably has a blackness (L value) of 9 or more, more preferably 11 or more. The higher the light shielding property of the titanium black, the better. There is no particular upper limit to the OD value of the titanium black, but it is usually 5 or less.
  • the above-mentioned titanium black exhibits a sufficient effect even if it is not surface-treated, but the surface is treated with an organic component such as a silane coupling agent, silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, oxidized Surface-treated titanium black such as those coated with an inorganic component such as zirconium or magnesium oxide can also be used. Especially, what is processed with the organic component is preferable at the point which can improve insulation more.
  • the display element manufactured using the light moisture curable resin composition of the present invention has a high contrast because there is no light leakage because the light moisture curable resin composition has sufficient light shielding properties. Image display quality.
  • the preferable lower limit of the specific surface area of the titanium black is 5 m 2 / g
  • the preferable upper limit is 40 m 2 / g
  • the more preferable lower limit is 10 m 2 / g
  • the more preferable upper limit is 25 m 2 / g.
  • the preferable lower limit of the sheet resistance of the titanium black is 10 9 ⁇ / ⁇ when mixed with a resin (70% blending), and the more preferable lower limit is 10 11 ⁇ / ⁇ .
  • titanium black examples include 12S, 13M, 13M-C, 13R-N (all manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), Tilak D (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.), and the like.
  • the primary particle diameter of the light-shielding agent is appropriately selected depending on the application, such as the distance between the substrates of the display element, but the preferable lower limit is 30 nm and the preferable upper limit is 500 nm. It is. When the primary particle diameter of the light-shielding agent is within this range, the resulting optical moisture-curable resin composition is more excellent in coating properties and workability without significantly increasing viscosity and thixotropy.
  • the more preferable lower limit of the primary particle diameter of the light shielding agent is 50 nm, and the more preferable upper limit is 200 nm.
  • the particle size of the light-shielding agent can be measured by dispersing the light-shielding agent in a solvent (water, organic solvent, etc.) using NICOMP 380ZLS (manufactured by PARTICS SIZING SYSTEMS).
  • content of the said light shielding agent in the whole optical moisture hardening type resin composition of this invention is not specifically limited, A preferable minimum is 0.05 weight% and a preferable upper limit is 10 weight%.
  • a preferable lower limit of the content of the light shielding agent is 0.1% by weight, a more preferable upper limit is 2% by weight, and a still more preferable upper limit is 1% by weight.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention may further contain additives such as a colorant, an ionic liquid, a solvent, metal-containing particles, and a reactive diluent as necessary.
  • additives such as a colorant, an ionic liquid, a solvent, metal-containing particles, and a reactive diluent as necessary.
  • a method for producing the light moisture curable resin composition of the present invention for example, using a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetary mixer, a kneader, a three roll, And a method of mixing a moisture curable resin, a radical photopolymerization initiator, a coupling agent, and an additive to be added as necessary.
  • a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetary mixer, a kneader, a three roll, And a method of mixing a moisture curable resin, a radical photopolymerization initiator, a coupling agent, and an additive to be added as necessary.
  • the preferable lower limit of the viscosity measured at 25 ° C. and 1 rpm using a cone plate viscometer is 50 Pa ⁇ s, and the preferable upper limit is 500 Pa ⁇ s.
  • the viscosity is within this range, when the light moisture curable resin composition is used as an adhesive for electronic components or an adhesive for display elements, it is more excellent in workability when applied to an adherend such as a substrate.
  • a more preferred lower limit of the viscosity is 80 Pa ⁇ s
  • a more preferred upper limit is 300 Pa ⁇ s
  • a still more preferred upper limit is 200 Pa ⁇ s.
  • paintability can be improved by heating at the time of application
  • the preferable lower limit of the thixotropic index of the light moisture curable resin composition of the present invention is 1.3, and the preferable upper limit is 5.0. When the thixotropic index is within this range, the resulting moisture curable resin composition is more excellent in applicability and shape retention after application.
  • the more preferable lower limit of the thixotropic index is 1.5, and the more preferable upper limit is 4.0.
  • the thixotropic index is a viscosity measured at 25 ° C. and 1 rpm using a cone plate viscometer, and measured at 25 ° C. and 10 rpm using a cone plate viscometer. It means the value divided by the viscosity.
  • Light moisture-curable resin composition of the present invention has a tensile preferred lower limit is 0.5 kgf / cm 2 in elastic modulus at 25 ° C. of the cured product, the desirable upper limit is 6 kgf / cm 2. When the tensile elastic modulus is within this range, the cured product is more excellent in flexibility while maintaining excellent adhesive force.
  • a more preferred lower limit of the tensile modulus 1 kgf / cm 2, and more preferable upper limit is 5 kgf / cm 2.
  • the above “tensile modulus” is 50% elongation by pulling the cured product at a speed of 10 mm / min using a tensile tester (for example, “EZ-Graph” manufactured by Shimadzu Corporation). It means the value measured as the force of time.
  • Examples of adherends that can be bonded using the light moisture curable resin composition of the present invention include various adherends such as metal, glass, and plastic.
  • Examples of the shape of the adherend include a film shape, a sheet shape, a plate shape, a panel shape, a tray shape, a rod (rod-like body) shape, a box shape, and a housing shape.
  • Examples of the metal include steel, stainless steel, aluminum, copper, nickel, chromium, and alloys thereof.
  • Examples of the glass include alkali glass, non-alkali glass, and quartz glass.
  • Examples of the plastic include polyolefin resins such as high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and ethylene propylene copolymer resin, nylon 6 (N6), nylon 66 (N66), Nylon 46 (N46), Nylon 11 (N11), Nylon 12 (N12), Nylon 610 (N610), Nylon 612 (N612), Nylon 6/66 copolymer (N6 / 66), Nylon 6/66/610 Polymer (N6 / 66/610), nylon MXD6 (MXD6), nylon 6T, nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, polyamide 66 resin such as nylon 66 / PPS copo
  • Aromatic polyester resins polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylonitrile, acrylonitrile / styrene copolymer (AS), methacrylonitrile / styrene copolymer, methacrylonitrile / styrene / butadiene copolymer, etc.
  • polycarbonate polymethacrylate resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyethyl methacrylate, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), vinyl alcohol And polyvinyl resins such as vinyl / ethylene copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl chloride (PVC), vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer, vinylidene chloride / methyl acrylate copolymer, and the like.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • EVA polyvinyl alcohol
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • PVDC polyvinyl chloride
  • PVDC polyvinyl chloride
  • PVDC polyvinyl chloride
  • PVDC polyvinyl chloride
  • vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer vinylidene chloride / methyl acrylate copolymer
  • Examples of the adherend include a composite material having a metal plating layer on the surface, and examples of the base material for plating the composite material include the metal, glass, and plastic described above. Furthermore, examples of the adherend include materials in which a passivation film is formed by passivating a metal surface. Examples of the passivating treatment include heat treatment and anodizing treatment. . In particular, in the case of an aluminum alloy or the like whose material is an international aluminum alloy name in the 6000 series, the adhesiveness can be improved by performing a sulfuric acid alumite treatment or a phosphoric acid alumite treatment as the passivation treatment.
  • a step of applying the light moisture curable resin composition of the present invention to a first member a step of applying the light moisture curable resin composition of the present invention to a first member
  • the step of irradiating the light moisture curable resin composition of the present invention applied to the member with light to cure the radical polymerizable compound in the light moisture curable resin composition of the present invention first curing step
  • first curing step a step of bonding the first member and the second member via the light moisture curable resin composition after the first curing step
  • bonding step the light moisture curing of the present invention after the bonding step.
  • the first member and / or the second member is made of a material that transmits light, it is preferable to irradiate light through the first member and / or the second member that transmits light.
  • the first member and / or the second member is a material that does not easily transmit light, the first member and the second member are interposed via the light moisture curable resin composition. It is preferable to irradiate the side surface of the bonded structure, that is, the portion where the light moisture curable resin composition is exposed.
  • the light moisture curable resin composition of the present invention can be particularly suitably used as an adhesive for electronic parts or an adhesive for display elements.
  • An adhesive for electronic components using the light moisture curable resin composition of the present invention and a display element adhesive using the light moisture curable resin composition of the present invention are also included in the present invention. It is.
  • the optical moisture hardening type resin composition excellent in heat-and-moisture resistance can be provided.
  • the adhesive for electronic components and the adhesive for display elements which use this optical moisture hardening type resin composition can be provided.
  • (A) is a schematic diagram which shows the case where the sample for adhesive evaluation is seen from the top
  • (b) is a schematic diagram which shows the case where the sample for adhesive evaluation is seen from the side.
  • Examples 1 to 10 Comparative Examples 1 and 2
  • each material was stirred with a planetary stirrer (“Shinky Co., Ltd.,“ Awatori Netaro ”), and then uniformly mixed with a ceramic three roll.
  • the optical moisture curable resin compositions of ⁇ 10 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained.
  • X-12-1056ES is a compound represented by the following formula (4)
  • KBM-9007A is a compound represented by the following formula (5)
  • X-12 "-967C” is a compound represented by the following formula (6)
  • NXT SILANE-J is a compound represented by the following formula (7)
  • KBE-9007 is represented by the following formula (8). It is a compound.
  • FIG. 1 is a schematic diagram (FIG.
  • a sample for evaluating moisture and heat resistance was prepared in the same manner as the sample for evaluating adhesiveness in the evaluation of “(Adhesiveness)”.
  • the obtained sample for evaluation of moisture and heat resistance was hung vertically with respect to the ground, placed in an oven at 60 ° C. and 90% RH with a 300 g weight suspended from the end of the aluminum substrate, and left for 72 hours.
  • “ ⁇ ” indicates that the aluminum substrate and the glass substrate were not peeled after standing for 72 hours, and “ ⁇ ” indicates that the aluminum substrate and the glass substrate were peeled for 24 hours to less than 72 hours after standing.
  • Moisture resistance is defined as “ ⁇ ” when the aluminum substrate and the glass substrate are peeled off in 12 hours or more and less than 24 hours after placing, and “X” when the aluminum substrate and the glass substrate are peeled off in less than 12 hours after standing. Thermal properties were evaluated.
  • the optical moisture hardening type resin composition excellent in heat-and-moisture resistance can be provided.
  • the adhesive for electronic components and the adhesive for display elements which use this optical moisture hardening type resin composition can be provided.

Abstract

本発明は、耐湿熱性に優れる光湿気硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤及び表示素子用接着剤を提供することを目的とする。 本発明は、ラジカル重合性化合物と、湿気硬化型樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、カップリング剤とを含有し、前記カップリング剤は、下記式(1-1)で表される化合物、下記式(1-2)で表される化合物、及び、下記式(1-3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有する光湿気硬化型樹脂組成物である。 式(1-1)中、R~Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、n及びmは、それぞれ独立して、1~3の整数である。 式(1-2)中、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基であり、Xは、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基であり、lは、1~3の整数である。 式(1-3)中、R、Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、R10は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R11は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~15のアルキル基であり、kは、1~3の整数である。 式(2-2)中、R12は、水素、又は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基である。

Description

光湿気硬化型樹脂組成物、電子部品用接着剤、及び、表示素子用接着剤
本発明は、耐湿熱性に優れる光湿気硬化型樹脂組成物に関する。また、本発明は、該光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤及び表示素子用接着剤に関する。
近年、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有する表示素子として、液晶表示素子、有機EL表示素子等が広く利用されている。これらの表示素子では、通常、液晶又は発光層の封止、基板、光学フィルム、保護フィルム等の各種部材の接着等に光硬化型樹脂組成物が用いられている。
ところで、携帯電話、携帯ゲーム機等、各種表示素子付きモバイル機器が普及している現代において、表示素子の小型化は最も求められている課題であり、小型化の手法として、画像表示部を狭額縁化することが行われている(以下、狭額縁設計ともいう)。しかしながら、狭額縁設計においては、充分に光の届かない部分に光硬化型樹脂組成物が塗布されることがあり、その結果、光の届かない部分に塗布された光硬化型樹脂組成物は硬化が不充分となるという問題があった。そこで、光の届かない部分に塗布された場合でも充分に硬化できる樹脂組成物として光熱硬化型樹脂組成物を用い、光硬化と熱硬化とを併用することも行われているが、高温での加熱により素子等に悪影響を与えるおそれがあった。
また、近年、半導体チップ等の電子部品では、高集積化、小型化が要求されており、例えば、接着剤層を介して複数の薄い半導体チップを接合して半導体チップの積層体とすることが行われている。このような半導体チップの積層体は、例えば、一方の半導体チップ上に接着剤を塗布した後、該接着剤を介して他方の半導体チップを積層し、その後、接着剤を硬化させる方法、一定の間隔を空けて保持した半導体チップ間に接着剤を充填し、その後、接着剤を硬化させる方法等により製造されている。
このような電子部品の接着に用いられる接着剤として、例えば、特許文献1には、数平均分子量が600~1000であるエポキシ化合物を含有する熱硬化型の接着剤が開示されている。しかしながら、特許文献1に開示されているような熱硬化型の接着剤は、熱により不具合を生じる可能性のある電子部品の接着には適さないものであった。
高温での加熱を行わずに樹脂組成物を硬化させる方法として、特許文献2、3には、分子中に少なくとも1つのイソシアネート基と少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基とを有するウレタンプレポリマーを含有する光湿気硬化型樹脂組成物を用い、光硬化と湿気硬化とを併用する方法が開示されている。しかしながら、特許文献2、3に開示されているような光湿気硬化型樹脂組成物を用いた場合、基板等の被着体を接着した際に、特に耐湿熱性が不充分となることがあった。
特開2000-178342号公報 特開2008-274131号公報 特開2008-63406号公報
本発明は、耐湿熱性に優れる光湿気硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤及び表示素子用接着剤を提供することを目的とする。
本発明は、ラジカル重合性化合物と、湿気硬化型樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、カップリング剤とを含有し、上記カップリング剤は、下記式(1-1)で表される化合物、下記式(1-2)で表される化合物、及び、下記式(1-3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有する光湿気硬化型樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
式(1-1)中、R~Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、n及びmは、それぞれ独立して、1~3の整数である。
式(1-2)中、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基であり、Xは、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基であり、lは、1~3の整数である。
式(1-3)中、R、Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、R10は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R11は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~15のアルキル基であり、kは、1~3の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
式(2-2)中、R12は、水素、又は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、驚くべきことに、特定の構造を有するカップリング剤をラジカル重合性化合物と湿気硬化型樹脂とを含有する光湿気硬化型樹脂組成物に配合することにより、耐湿熱性を大きく向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、カップリング剤を含有する。
上記カップリング剤は、上記式(1-1)で表される化合物、上記式(1-2)で表される化合物、及び、上記式(1-3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種(以下、「本発明にかかるカップリング剤」ともいう)を含有する。本発明にかかるカップリング剤は、単に接着性を向上させるだけでなく、電子部品、表示素子等に用いる場合に重要となる耐湿熱性を向上させる点で特に優れた効果を発揮する。
上記式(1-1)において、R及びRは、それぞれ独立して、メチル基又はエチル基であることが好ましく、Rは、トリメチレン基であることが好ましく、n及びmは、3であることが好ましい。nが1又は2である場合、Rは、メチル基又はエチル基であることが好ましく、mが1又は2である場合、Rは、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
上記式(1-2)において、Rは、トリメチレン基であることが好ましく、lは、3であることが好ましい。lが1又は2である場合、Rは、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
上記式(1-3)において、Rは、メチル基又はエチル基であることが好ましく、R10は、トリメチレン基であることが好ましく、kは、3であることが好ましい。kが1又は2である場合、Rは、メチル基又はエチル基であることが好ましい。R11は、炭素数3~10のアルキル基であることが好ましく、ヘキシル基、へプチル基、又は、オクチル基であることが好ましい。R11は、直鎖状であることが好ましい。
上記式(2-2)において、R12は、水素であることが好ましい。
本発明にかかるカップリング剤のうち市販されているものとしては、例えば、X-12-1056ES、KBM-9007A、X-12-967C(いずれも信越化学工業社製)等が挙げられる。
本発明にかかるカップリング剤の含有量は、ラジカル重合性化合物と湿気硬化型樹脂との合計100重量部に対して、好ましい下限が0.05重量部、好ましい上限が5重量部である。本発明にかかるカップリング剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が、優れた保存安定性を保持しつつ耐湿熱性により優れるものとなる。本発明にかかるカップリング剤の含有量のより好ましい下限は0.5重量部、より好ましい上限は1.5重量部である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物を含有する。
上記ラジカル重合性化合物としては、光重合性を有するラジカル重合性化合物であればよく、後述する湿気硬化型樹脂に含まれるものを除いて、分子中にラジカル重合性基を有する化合物であれば特に限定されないが、ラジカル重合性基として不飽和二重結合を有する化合物が好適であり、特に反応性の面から(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリル化合物」ともいう)が好適である。
なお、本明細書において、上記「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味し、上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
上記(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られる(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させることにより得られるエポキシ(メタ)アクリレート、イソシアネート化合物に水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、本明細書において、上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。また、上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネート化合物のイソシアネート基は、全てウレタン結合の形成に用いられ、上記ウレタン(メタ)アクリレートは、残存イソシアネート基を有さない。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち単官能のものとしては、例えば、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のフタルイミド(メタ)アクリレート類、各種、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、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-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、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(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、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ビシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2-ヒドロキシブチル(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、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(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、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち2官能のものとしては、例えば、1,3-ブタンジオールジ(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-ヘキサンジオールジ(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、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、カーボネートジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエステルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち3官能以上のものとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジトリ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、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。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応させることにより得られるもの等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、2,2’-ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ化合物、レゾルシノール型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、スルフィド型エポキシ化合物、ジフェニルエーテル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、オルトクレゾールノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ化合物、グリシジルアミン型エポキシ化合物、アルキルポリオール型エポキシ化合物、ゴム変性型エポキシ化合物、グリシジルエステル化合物等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、EBECRYL860、EBECRYL3200、EBECRYL3201、EBECRYL3412、EBECRYL3600、EBECRYL3700、EBECRYL3701、EBECRYL3702、EBECRYL3703、EBECRYL3800、EBECRYL6040、EBECRYL RDX63182(いずれもダイセル・オルネクス社製)、EA-1010、EA-1020、EA-5323、EA-5520、EA-CHD、EMA-1020(いずれも新中村化学工業社製)、エポキシエステルM-600A、エポキシエステル40EM、エポキシエステル70PA、エポキシエステル200PA、エポキシエステル80MFA、エポキシエステル3002M、エポキシエステル3002A、エポキシエステル1600A、エポキシエステル3000M、エポキシエステル3000A、エポキシエステル200EA、エポキシエステル400EA(いずれも共栄社化学社製)、デナコールアクリレートDA-141、デナコールアクリレートDA-314、デナコールアクリレートDA-911(いずれもナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、イソシアネート化合物に対して、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、触媒量のスズ系化合物存在下で反応させることによって得ることができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
また、上記イソシアネート化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応により得られる鎖延長されたイソシアネート化合物も使用することができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料となる、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ポリエチレングリコール等の二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等の三価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート又はジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシアクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、M-1100、M-1200、M-1210、M-1600(いずれも東亞合成社製)、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL4858、EBECRYL8402、EBECRYL8411、EBECRYL8412、EBECRYL8413、EBECRYL8804、EBECRYL8803、EBECRYL8807、EBECRYL9260、EBECRYL1290、EBECRYL5129、EBECRYL4842、EBECRYL210、EBECRYL4827、EBECRYL6700、EBECRYL220、EBECRYL2220、KRM7735、KRM-8295(いずれもダイセル・オルネクス社製)、アートレジンUN-9000H、アートレジンUN-9000A、アートレジンUN-7100、アートレジンUN-1255、アートレジンUN-330、アートレジンUN-3320HB、アートレジンUN-1200TPK、アートレジンSH-500B(いずれも根上工業社製)、U-2HA、U-2PHA、U-3HA、U-4HA、U-6H、U-6LPA、U-6HA、U-10H、U-15HA、U-122A、U-122P、U-108、U-108A、U-324A、U-340A、U-340P、U-1084A、U-2061BA、UA-340P、UA-4100、UA-4000、UA-4200、UA-4400、UA-5201P、UA-7100、UA-7200、UA-W2A(いずれも新中村化学工業社製)、AI-600、AH-600、AT-600、UA-101I、UA-101T、UA-306H、UA-306I、UA-306T(いずれも共栄社化学社製)等が挙げられる。
また、上述した以外のその他のラジカル重合性化合物も適宜使用することができる。
上記その他のラジカル重合性化合物としては、例えば、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物、スチレン、α-メチルスチレン、N-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタム等のビニル化合物等が挙げられる。
上記ラジカル重合性化合物は、硬化性を調整する等の観点から、単官能ラジカル重合性化合物と多官能ラジカル重合性化合物とを含有することが好ましい。上記単官能ラジカル重合性化合物と上記多官能ラジカル重合性化合物とを含有することにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が硬化性及びタック性により優れるものとなる。なかでも、上記単官能ラジカル重合性化合物として分子中に窒素原子を有する化合物と、上記多官能ラジカル重合性化合物としてウレタン(メタ)アクリレートとを組み合わせて用いることがより好ましい。また、上記多官能ラジカル重合性化合物は、2官能又は3官能であることが好ましく、2官能であることがより好ましい。
上記ラジカル重合性化合物が、上記単官能ラジカル重合性化合物と上記多官能ラジカル重合性化合物とを含有する場合、上記多官能ラジカル重合性化合物の含有量は、上記単官能ラジカル重合性化合物と上記多官能ラジカル重合性化合物との合計100重量部に対して、好ましい下限が2重量部、好ましい上限が45重量部である。上記多官能ラジカル重合性化合物の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が硬化性及びタック性により優れるものとなる。上記多官能ラジカル重合性化合物の含有量のより好ましい下限は5重量部、より好ましい上限は35重量部である。
上記ラジカル重合性化合物の含有量は、上記ラジカル重合性化合物と上記湿気硬化型樹脂との合計100重量部中において、好ましい下限が10重量部、好ましい上限が80重量部である。上記ラジカル重合性化合物の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が光硬化性及び湿気硬化性により優れるものとなる。上記ラジカル重合性化合物の含有量のより好ましい下限は25重量部、より好ましい上限は70重量部であり、更に好ましい下限は30重量部、更に好ましい上限は59重量部である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、湿気硬化型樹脂を含有する。
上記湿気硬化型樹脂としては、例えば、湿気硬化型ウレタン樹脂、アルコキシシル基を有する樹脂等が挙げられ、湿気硬化型ウレタン樹脂が好ましい。上記湿気硬化型ウレタン樹脂は、ウレタン結合とイソシアネート基とを有し、分子内のイソシアネート基が空気中又は被着体中の水分と反応して硬化する。上記湿気硬化型ウレタン樹脂は、上記イソシアネート基を分子の末端に有することが好ましい。
上記湿気硬化型樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を含む基及び/又はアルコキシシリル基を有することが好ましく、エチレン性不飽和二重結合を含む基及び/又はアルコキシシリル基を、分子の末端に有することがより好ましい。
なお、上記湿気硬化型樹脂は、ラジカル重合性基を有していても上記ラジカル重合性化合物には含まず、湿気硬化型樹脂として扱う。また、上記湿気硬化型樹脂は、アルコキシシリル基を有していても上記カップリング剤には含まず、湿気硬化型樹脂として扱う。
上記湿気硬化型ウレタン樹脂は、1分子中にイソシアネート基を1個のみ有していてもよいし、2個以上有していてもよい。なかでも、両末端にイソシアネート基を有することが好ましい。
上記湿気硬化型ウレタン樹脂は、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオール化合物と、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物とを反応させることにより、得ることができる。
上記ポリオール化合物と上記ポリイソシアネート化合物との反応は、通常、上記ポリオール化合物中の水酸基(OH)と上記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基(NCO)とのモル比が[NCO]/[OH]=2.0~2.5となる範囲で行われる。
上記ポリオール化合物としては、ポリウレタンの製造に通常用いられている公知のポリオール化合物を使用することができ、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアルキレンポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価カルボン酸とポリオールとの反応により得られるポリエステルポリオール、ε-カプロラクトンを開環重合して得られるポリ-ε-カプロラクトンポリオール等が挙げられる。
上記ポリエステルポリオールの原料となる上記多価カルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5-ナフタル酸、2,6-ナフタル酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカメチレンジカルボン酸、ドデカメチレンジカルボン酸等が挙げられる。
上記ポリエステルポリオールの原料となる上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
上記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラヒドロフランの開環重合物、3-メチルテトラヒドロフランの開環重合物、及び、これら若しくはその誘導体のランダム共重合体又はブロック共重合体、ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体等が挙げられる。
上記ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の活性水素部分にアルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド等)を付加反応させて得られるポリエーテルポリオールであり、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。上記ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の両末端に、1種又は2種以上のアルキレンオキシドが付加されていることが好ましい。ビスフェノール型としては特に限定されず、A型、F型、S型等が挙げられ、好ましくはビスフェノールA型である。
上記ポリアルキレンポリオールとしては、例えば、ポリブタジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、水素化ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
上記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール、ポリシクロヘキサンジメチレンカーボネートポリオール等が挙げられる。
なかでも、上記湿気硬化型ウレタン樹脂は、下記式(3)で表される構造を有するポリオール化合物を用いて得られたものであることが好ましい。下記式(3)で表される構造を有するポリオール化合物を用いることにより、得られる湿気硬化型ウレタン樹脂が上記ラジカル重合性化合物との相溶性に優れるものとなり、接着性に優れる組成物及び柔軟で伸びがよい硬化物を得ることができる。
なかでも、プロピレングリコール、テトラヒドロフランの開環重合物、メチル基等の置換基を有するテトラヒドロフランの開環重合物からなるポリエーテルポリオールを用いたものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
式(3)中、Rは、水素、メチル基、又は、エチル基を表し、pは、1~10の整数、qは、0~5の整数、rは、1~500の整数である。pは、1~5であることが好ましく、qは、0~4であることが好ましく、rは、50~200であることが好ましい。
なお、qが0の場合とは、Rと結合した炭素が直接酸素と結合している場合を意味する。
上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)、MDIの液状変性物、ポリメリックMDI、トリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート等が挙げられる。なかでも、蒸気圧及び毒性の低い点、扱いやすさの点からジフェニルメタンジイソシアネート及びその変性物が好ましい。上記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
また、上記湿気硬化型樹脂は、ラジカル重合性基を有していてもよい。
上記湿気硬化型樹脂が有していてもよいラジカル重合性基としては、不飽和二重結合を有する基が好ましく、特に反応性の面から(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
なお、前述の通り、ラジカル重合性基を有する湿気硬化型樹脂は、ラジカル重合性化合物には含まず、湿気硬化型樹脂として扱う。
上記湿気硬化型樹脂の重量平均分子量の好ましい下限は800、好ましい上限は1万である。上記湿気硬化型樹脂の重量平均分子量がこの範囲であることにより、架橋密度が高くなり過ぎず、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が柔軟性及び塗布性により優れるものとなる。上記湿気硬化型樹脂の重量平均分子量のより好ましい下限は2000、より好ましい上限は8000、更に好ましい下限は2500、更に好ましい上限は6000である。
なお、本明細書において上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF-804(昭和電工社製)等が挙げられる。また、GPCで用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
上記湿気硬化型樹脂の含有量は、上記ラジカル重合性化合物と上記湿気硬化型樹脂との合計100重量部中において、好ましい下限が20重量部、好ましい上限が90重量部である。上記湿気硬化型樹脂の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が湿気硬化性及び光硬化性により優れるものとなる。上記湿気硬化型樹脂の含有量のより好ましい下限は30重量部、より好ましい上限は75重量部であり、更に好ましい下限は41重量部、更に好ましい上限は70重量部である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、光ラジカル重合開始剤を含有する。
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE 184、IRGACURE 369、IRGACURE 379、IRGACURE 651、IRGACURE 784、IRGACURE 819、IRGACURE 907、IRGACURE 2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤の含有量は、上記ラジカル重合性化合物100重量部に対して、好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が10重量部である。上記光ラジカル重合開始剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が、優れた保存安定性を保持しつつ光硬化性により優れるものとなる。上記光ラジカル重合開始剤の含有量のより好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は5重量部である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、得られる光湿気硬化型樹脂組成物の塗布性及び形状保持性を調整する等の観点から充填剤を含有してもよい。
上記充填剤は、一次粒子径の好ましい下限が1nm、好ましい上限が50nmである。上記充填剤の一次粒子径がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が塗布性及び塗布後の形状保持性により優れるものとなる。この形状保持性は、例えば、狭額縁設計においては、塗布幅を保持し得る点で技術的意義が大きい。また、微細な半導体チップの接着においては、接着面からはみ出ない状態を保持し得る点で技術的意義が大きい。上記充填剤の一次粒子径のより好ましい下限は5nm、より好ましい上限は30nm、更に好ましい下限は10nm、更に好ましい上限は20nmである。
なお、上記充填剤の一次粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)等の粒度分布測定装置を用いて、上記充填剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
また、上記充填剤は、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物中において二次粒子(一次粒子が複数集まったもの)として存在する場合があり、このような二次粒子の粒子径の好ましい下限は5nm、好ましい上限は500nm、より好ましい下限は10nm、より好ましい上限は100nmである。上記充填剤の二次粒子の粒子径は、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物又はその硬化物を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより測定することができる。
上記充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。なかでも、得られる光湿気硬化型樹脂組成物がUV光透過性に優れるものとなることから、シリカが好ましい。これらの充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
上記充填剤は、疎水性表面処理がなされていることが好ましい。上記疎水性表面処理により、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が塗布後の形状保持性により優れるものとなる。
上記疎水性表面処理としては、シリル化処理、アルキル化処理、エポキシ化処理等が挙げられる。なかでも、形状保持性を向上させる効果に優れることから、シリル化処理が好ましく、トリメチルシリル化処理がより好ましい。
上記充填剤を疎水性表面処理する方法としては、例えば、シランカップリング剤等の表面処理剤を用いて、充填剤の表面を処理する方法等が挙げられる。
具体的には例えば、上記トリメチルシリル化処理シリカは、例えば、シリカをゾルゲル法等の方法で合成し、シリカを流動させた状態でヘキサメチルジシラザンを噴霧する方法、アルコール、トルエン等の有機溶媒中にシリカを加え、更に、ヘキサメチルジシラザンと水とを加えた後、水と有機溶媒とをエバポレーターで蒸発乾燥させる方法等により作製することができる。
上記充填剤の含有量は、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物全体100重量部中において、好ましい下限が1重量部、好ましい上限が20重量部である。上記充填剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が塗布性及び塗布後の形状保持性により優れるものとなる。上記充填剤の含有量のより好ましい下限は2重量部、より好ましい上限は15重量部であり、更に好ましい下限は3重量部、更に好ましい上限は10重量部、特に好ましい下限は4重量部である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、遮光剤を含有してもよい。上記遮光剤を含有することにより、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、遮光性に優れるものとなって表示素子の光漏れを防止することができる。
なお、本明細書において、上記「遮光剤」は、可視光領域の光を透過させ難い能力を有する材料を意味する。
上記遮光剤としては、例えば、酸化鉄、チタンブラック、アニリンブラック、シアニンブラック、フラーレン、カーボンブラック、樹脂被覆型カーボンブラック等が挙げられる。また、上記遮光剤は、黒色を呈するものでなくてもよく、可視光領域の光を透過させ難い能力を有する材料であれば、シリカ、タルク、酸化チタン等、充填剤として挙げた材料も上記遮光剤に含まれる。なかでも、チタンブラックが好ましい。
上記チタンブラックは、波長300~800nmの光に対する平均透過率と比較して、紫外線領域付近、特に波長370~450nmの光に対する透過率が高くなる物質である。即ち、上記チタンブラックは、可視光領域の波長の光を充分に遮蔽することで本発明の光湿気硬化型樹脂組成物に遮光性を付与する一方、紫外線領域付近の波長の光は透過させる性質を有する遮光剤である。従って、光ラジカル重合開始剤として、上記チタンブラックの透過率の高くなる波長(370~450nm)の光によって反応を開始可能なものを用いることで、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物の光硬化性をより増大させることができる。また一方で、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物に含有される遮光剤としては、絶縁性の高い物質が好ましく、絶縁性の高い遮光剤としてもチタンブラックが好適である。
上記チタンブラックは、光学濃度(OD値)が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。また、上記チタンブラックは、黒色度(L値)が9以上であることが好ましく、11以上であることがより好ましい。上記チタンブラックの遮光性は高ければ高いほど良く、上記チタンブラックのOD値に好ましい上限は特に無いが、通常は5以下となる。
上記チタンブラックは、表面処理されていないものでも充分な効果を発揮するが、表面がシランカップリング剤等の有機成分で処理されているもの、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等の無機成分で被覆されているもの等、表面処理されたチタンブラックを用いることもできる。なかでも、有機成分で処理されているものは、より絶縁性を向上できる点で好ましい。
また、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を用いて製造した表示素子は、光湿気硬化型樹脂組成物が充分な遮光性を有するため、光の漏れ出しがなく高いコントラストを有し、優れた画像表示品質を有するものとなる。
上記チタンブラックの比表面積の好ましい下限は5m/g、好ましい上限は40m/gであり、より好ましい下限は10m/g、より好ましい上限は25m/gである。
また、上記チタンブラックのシート抵抗の好ましい下限は、樹脂と混合された場合(70%配合)において、10Ω/□であり、より好ましい下限は1011Ω/□である。
上記チタンブラックのうち市販されているものとしては、例えば、12S、13M、13M-C、13R-N(いずれも三菱マテリアル社製)、ティラックD(赤穂化成社製)等が挙げられる。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物において、上記遮光剤の一次粒子径は、表示素子の基板間の距離以下等、用途に応じて適宜選択されるが、好ましい下限は30nm、好ましい上限は500nmである。上記遮光剤の一次粒子径がこの範囲であることにより、粘度及びチクソ性が大きく増大することなく、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が基板への塗布性及び作業性により優れるものとなる。上記遮光剤の一次粒子径のより好ましい下限は50nm、より好ましい上限は200nmである。
なお、上記遮光剤の粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)を用いて、上記遮光剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物全体における上記遮光剤の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は0.05重量%、好ましい上限は10重量%である。上記遮光剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる光湿気硬化型樹脂組成物が、描画性、基板等に対する接着性、硬化後の強度、及び、遮光性により優れるものとなる。上記遮光剤の含有量のより好ましい下限は0.1重量%、より好ましい上限は2重量%、更に好ましい上限は1重量%である。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、更に、必要に応じて、着色剤、イオン液体、溶剤、金属含有粒子、反応性希釈剤等の添加剤を含有してもよい。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を製造する方法としては、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、3本ロール等の混合機を用いて、ラジカル重合性化合物と、湿気硬化型樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、カップリング剤と、必要に応じて添加する添加剤とを混合する方法等が挙げられる。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物における、コーンプレート型粘度計を用いて25℃、1rpmの条件で測定した粘度の好ましい下限は50Pa・s、好ましい上限は500Pa・sである。上記粘度がこの範囲であることにより、光湿気硬化型樹脂組成物を電子部品用接着剤又は表示素子用接着剤に用いる場合に基板等の被着体に塗布する際の作業性により優れるものとなる。上記粘度のより好ましい下限は80Pa・s、より好ましい上限は300Pa・s、更に好ましい上限は200Pa・sである。
なお、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物の粘度が高すぎる場合は、塗布時に加温することで塗布性を向上させることができる。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物のチクソトロピックインデックスの好ましい下限は1.3、好ましい上限は5.0である。上記チクソトロピックインデックスがこの範囲であることにより、得られる湿気硬化型樹脂組成物が塗布性及び塗布後の形状保持性により優れるものとなる。上記チクソトロピックインデックスのより好ましい下限は1.5、より好ましい上限は4.0である。
なお、本明細書において上記チクソトロピックインデックスとは、コーンプレート型粘度計を用いて25℃、1rpmの条件で測定した粘度を、コーンプレート型粘度計を用いて25℃、10rpmの条件で測定した粘度で除した値を意味する。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、硬化物の25℃における引張弾性率の好ましい下限が0.5kgf/cm、好ましい上限が6kgf/cmである。上記引張弾性率がこの範囲であることにより、優れた接着力を維持しつつ、硬化物が柔軟性により優れるものとなる。上記引張弾性率のより好ましい下限は1kgf/cm、より好ましい上限は5kgf/cmである。
なお、本明細書において上記「引張弾性率」は、引張り試験機(例えば、島津製作所社製、「EZ-Graph」)を用いて、硬化物を10mm/minの速度で引張り、50%伸びた時の力として測定される値を意味する。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を用いて接着することが可能な被着体としては、金属、ガラス、プラスチック等の各種の被着体が挙げられる。
上記被着体の形状としては、例えば、フィルム状、シート状、板状、パネル状、トレイ状、ロッド(棒状体)状、箱体状、筐体状等が挙げられる。
上記金属としては、例えば、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケル、クロム又はその合金等が挙げられる。
上記ガラスとしては、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。
上記プラスチックとしては、例えば、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン6(N6)、ナイロン66(N66)、ナイロン46(N46)、ナイロン11(N11)、ナイロン12(N12)、ナイロン610(N610)、ナイロン612(N612)、ナイロン6/66共重合体(N6/66)、ナイロン6/66/610共重合体(N6/66/610)、ナイロンMXD6(MXD6)、ナイロン6T、ナイロン6/6T共重合体、ナイロン66/PP共重合体、ナイロン66/PPS共重合体等のポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンイソフタレート(PEI)、PET/PEI共重合体、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸/ポリブチレンテレフタレート共重合体等の芳香族ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS)、メタクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリロニトリル/スチレン/ブタジエン共重合体等のポリニトリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリメタクリル酸エチル等のポリメタクリレート系樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルアルコール(PVA)、ビニルアルコール/エチレン共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニル/塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン/メチルアクリレート共重合体等のポリビニル系樹脂等が挙げられる。
また、上記被着体としては、表面に金属メッキ層を有する複合材料も挙げられ、該複合材料のメッキの下地材としては、例えば、上述した、金属、ガラス、プラスチック等が挙げられる。
更に、上記被着体としては、金属表面を不動態化処理することにより不動態皮膜を形成した材料も挙げられ、該不動態化処理としては、例えば、加熱処理、陽極酸化処理等が挙げられる。特に、国際アルミニウム合金名が6000番台の材質であるアルミニウム合金等の場合は、上記不動態化処理として硫酸アルマイト処理又はリン酸アルマイト処理を行うことで、接着性を向上させることができる。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を用いて被着体を接着する方法としては、例えば、第1の部材に本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を塗布する工程と、上記第1の部材に塗布された本発明の光湿気硬化型樹脂組成物に光を照射し、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物中のラジカル重合性化合物を硬化させる工程(第1硬化工程)と、上記第1硬化工程後の光湿気硬化型樹脂組成物を介して上記第1の部材と第2の部材とを貼り合せる工程(貼り合せ工程)と、上記貼り合せ工程後、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物中の湿気硬化型樹脂の湿気硬化により上記第1の部材と上記第2の部材とが接着される工程(第2硬化工程)とを含む方法等が挙げられ、上記貼り合せ工程後に光を照射する工程を含むことが好ましい。上記貼り合わせ工程後に光を照射する工程を含むことで、被着体との接着直後の接着性(初期接着性)を向上させることができる。上記第1の部材及び/又は上記第2の部材が光を透過する材質である場合は、光を透過する上記第1の部材及び/又は上記第2の部材越しに光を照射することが好ましく、上記第1の部材及び/又は上記第2の部材が光を透過しにくい材質である場合は、上記第1の部材と上記第2の部材とが上記光湿気硬化型樹脂組成物を介して接着された構造体の側面、即ち、光湿気硬化型樹脂組成物が露出された部分に光を照射することが好ましい。
本発明の光湿気硬化型樹脂組成物は、電子部品用接着剤又は表示素子用接着剤として特に好適に用いることができる。本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤、及び、本発明の光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる表示素子用接着剤もまた、それぞれ本発明の1つである。
本発明によれば、耐湿熱性に優れる光湿気硬化型樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤及び表示素子用接着剤を提供することができる。
(a)は、接着性評価用サンプルを上から見た場合を示す模式図であり、(b)は、接着性評価用サンプルを横から見た場合を示す模式図である。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
(合成例1(湿気硬化型ウレタン樹脂Aの作製))
ポリオール化合物として100重量部のポリテトラメチレンエーテルグリコール(三菱化学社製、「PTMG-2000」)と、0.01重量部のジブチル錫ジラウレートとを500mL容のセパラブルフラスコに入れ、真空下(20mmHg以下)、100℃で30分間撹拌し、混合した。その後常圧とし、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート(日曹商事社製、「Pure MDI」)26.5重量部を入れ、80℃で3時間撹拌し、反応させ、湿気硬化型ウレタン樹脂A(重量平均分子量2700)を得た。
(合成例2(湿気硬化型ウレタン樹脂Bの作製))
ポリオール化合物として100重量部のポリプロピレングリコール(旭硝子社製、「EXCENOL 2020」)と、0.01重量部のジブチル錫ジラウレートとを500mL容のセパラブルフラスコに入れ、真空下(20mmHg以下)、100℃で30分間撹拌し、混合した。その後常圧とし、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート(日曹商事社製、「Pure MDI」)26.5重量部を入れ、80℃で3時間撹拌し、反応させ、湿気硬化型ウレタン樹脂B(重量平均分子量2900)を得た。
(合成例3(湿気硬化型ウレタン樹脂Cの作製))
合成例1と同様にして得られた湿気硬化型ウレタン樹脂Aの入った反応容器に、ヒドロキシエチルメタクリレート1.3重量部と、重合禁止剤としてN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩(和光純薬工業社製、「Q-1301」)0.14重量部とを添加し、窒素気流下、80℃で1時間撹拌混合し、分子末端にイソシアネート基とメタクリロイル基とを有する湿気硬化型ウレタン樹脂C(重量平均分子量2900)を得た。
(実施例1~10、比較例1、2)
表1に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて撹拌した後、セラミック3本ロールにて均一に混合して実施例1~10、比較例1、2の光湿気硬化型樹脂組成物を得た。
なお、表中における、「X-12-1056ES」は下記式(4)で表される化合物であり、「KBM-9007A」は下記式(5)で表される化合物であり、「X-12-967C」は下記式(6)で表される化合物であり、「NXT SILANE-J」は下記式(7)で表される化合物であり、「KBE-9007」は下記式(8)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
<評価>
実施例及び比較例で得られた各光湿気硬化型樹脂組成物について以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(保存安定性)
実施例及び比較例で得られた各光湿気硬化型樹脂組成物における、製造直後の初期粘度と、25℃で1週間保管したときの粘度とを測定したときの(25℃、1週間保管後の粘度)/(初期粘度)で表される値を粘度変化率として求めた。粘度変化率が1.2未満であった場合を「◎」、1.2以上1.5未満であった場合を「○」、1.5以上2.0未満であった場合を「△」、2.0以上であった場合を「×」として保存安定性を評価した。
なお、粘度は、コープレート型粘度計(東機産業社製、「VISCOMETER TV-22」)を用い、25℃において回転速度1rpmの条件で測定した。
(接着性)
実施例及び比較例で得られた各光湿気硬化型樹脂組成物を、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に約2mmの幅で塗布した。その後、UV-LED(波長365nm)を用いて、紫外線を1000mJ/cm照射することによって、光湿気硬化型樹脂組成物を光硬化させた。その後、アルミニウム基板にガラス基板を貼り合わせ、20gの重りを置き、一晩放置することにより湿気硬化させて、接着性評価用サンプルを得た。図1に接着性評価用サンプルを上から見た場合を示す模式図(図1(a))、及び、接着性評価用サンプルを横から見た場合を示す模式図(図1(b))を示した。
作製した接着性評価用サンプルを、引張り試験機(島津製作所社製、「Ez-Grapf」)を用いて、剪断方向に5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板とガラス基板とが剥がれる際の強度を測定した。
(耐湿熱性)
上記「(接着性)」の評価における接着性評価用サンプルと同様にして耐湿熱性評価用サンプルを作製した。得られた耐湿熱性評価用サンプルを地面に対して垂直にぶら下げ、アルミニウム基板の端に300gの重りを吊るした状態で60℃90%RHのオーブンに入れ、72時間静置した。72時間静置後、アルミニウム基板とガラス基板とが剥がれていなかった場合を「◎」、静置後24時間以上72時間未満で、アルミニウム基板とガラス基板とが剥がれた場合を「○」、静置後12時間以上24時間未満で、アルミニウム基板とガラス基板とが剥がれた場合を「△」、静置後12時間未満で、アルミニウム基板とガラス基板とが剥がれた場合を「×」として、耐湿熱性を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
本発明によれば、耐湿熱性に優れる光湿気硬化型樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなる電子部品用接着剤及び表示素子用接着剤を提供することができる。
1 ガラス基板
2 光湿気硬化型樹脂組成物
3 アルミニウム基板

Claims (6)

  1. ラジカル重合性化合物と、湿気硬化型樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、カップリング剤とを含有し、
    前記カップリング剤は、下記式(1-1)で表される化合物、下記式(1-2)で表される化合物、及び、下記式(1-3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有する
    ことを特徴とする光湿気硬化型樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    式(1-1)中、R~Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、n及びmは、それぞれ独立して、1~3の整数である。
    式(1-2)中、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rは、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基であり、Xは、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基であり、lは、1~3の整数である。
    式(1-3)中、R、Rは、それぞれ独立して、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基であり、R10は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R11は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~15のアルキル基であり、kは、1~3の整数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    式(2-2)中、R12は、水素、又は、一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基である。
  2. カップリング剤の含有量が、ラジカル重合性化合物と湿気硬化型樹脂との合計100重量部に対して、0.05~5重量部であることを特徴とする請求項1記載の光湿気硬化型樹脂組成物。
  3. 一次粒子径が1~50nmの充填剤を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の光湿気硬化型樹脂組成物。
  4. 遮光剤を含有することを特徴とする請求項1、2又は3記載の光湿気硬化型樹脂組成物。
  5. 請求項1、2、3又は4記載の光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなることを特徴とする電子部品用接着剤。
  6. 請求項1、2、3、4又は5記載の光湿気硬化型樹脂組成物を用いてなることを特徴とする表示素子用接着剤。
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