(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023101277
(43)【公開日】2023-07-20
(54)【発明の名称】硬化性組成物、硬化物、及び機器
(51)【国際特許分類】
C08G 75/205 20160101AFI20230712BHJP
C09J 4/02 20060101ALI20230712BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20230712BHJP
【FI】
C08G75/205
C09J4/02
C09J11/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022001813
(22)【出願日】2022-01-07
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002527
【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】篠▲崎▼ 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】若生 貴大
【テーマコード(参考)】
4J030
4J040
【Fターム(参考)】
4J030BA04
4J030BA42
4J030BA44
4J030BA46
4J030BB07
4J030BE04
4J030BG03
4J030BG10
4J040FA131
4J040GA02
4J040GA08
4J040GA22
4J040GA24
4J040JA01
4J040JB08
4J040KA14
4J040KA19
4J040LA01
4J040LA06
4J040MA10
(57)【要約】
【課題】エン化合物とチオール化合物とを含有し、その硬化物が樹脂材料に対して高い接着性を有することができる硬化性組成物を提供する。
【解決手段】硬化性組成物は、エン化合物(A)と、チオール化合物(B)とを、含有する。エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)と、一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー(A2)と、を含有する。重合性モノマー(A2)の百分比が、エン化合物(A)に対して1質量%以上50質量%以下である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エン化合物(A)と、
チオール化合物(B)とを含有し、
前記エン化合物(A)は、
アクリル化合物(A1)と、
一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー(A2)と、を含有し、
前記重合性モノマー(A2)の百分比が、前記エン化合物(A)に対して1質量%以上50質量%以下である、
硬化性組成物。
【請求項2】
前記エン化合物(A)は、マレイミド化合物(A3)を更に含有し、
前記マレイミド化合物(A3)の百分比は、前記エン化合物(A)に対して25質量%以下である、
請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
前記マレイミド化合物(A3)の分子量が、100以上1000以下である、
請求項2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
前記マレイミド化合物(A3)は、芳香環を有しない、
請求項2又は3に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
前記エン化合物(A)に対する前記チオール化合物(B)の官能基当量比が、0.4以上1.0以下である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
硬化触媒(C)を更に含有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
【請求項7】
光重合開始剤(D)を更に含有する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
【請求項8】
前記硬化性組成物が内径3mm、深さ5mmの円筒型の空洞の中に満たされ、前記空洞内の前記硬化性組成物にピーク波長365nmの紫外線が積算光量500mJ/cm2の条件で照射された場合に、前記硬化性組成物における厚み0.5mm以上の部分が硬化する、
請求項7に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
前記硬化性組成物が、ポリカーボネート製の部材の表面上に厚み0.5mmの膜に成形され、かつ前記膜にピーク波長365nmの紫外線が積算光量500mJ/cm2の条件で照射されることで作製された硬化物の、前記部材に対するせん断接着強度が、8.0MPa以上である、
請求項7又は8に記載の硬化性組成物。
【請求項10】
安定化剤(E)を更に含有する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
【請求項11】
前記安定化剤(E)は、ラジカル重合禁止剤と、アニオン重合禁止剤とのうち、少なくとも一方を含有する、
請求項10に記載の硬化性組成物。
【請求項12】
接着剤である、
請求項1から11のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
【請求項13】
請求項1から12のいずれか一項に記載の硬化性組成物を硬化させて得られる、
硬化物。
【請求項14】
第一の部品と、第二の部品と、前記第一の部品と前記第二の部品との間に介在して前記第一の部品と前記第二の部品とを接着する硬化物とを備え、
前記硬化物は、請求項1から12のいずれか一項に記載の硬化性組成物を硬化させて得られる、
機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は硬化性組成物、硬化物、及び機器に関し、詳しくはエン化合物とチオール化合物とを含有する硬化性組成物、この硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物、及びこの硬化性組成物を用いて製造される機器に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、アクリル樹脂、チオール化合物、潜在性硬化剤、ラジカル重合禁止剤、及びアニオン重合禁止剤を含有する樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
発明者の調査によると、特にスマートフォンにおけるカメラモジュール用途の接着剤においては、益々高い柔軟性が求められており、特にカメラモジュール用途に使用されることが多いポリカーボネート等の樹脂材料に対する高い接着性が求められている。
【0005】
本発明の課題は、エン化合物とチオール化合物とを含有し、その硬化物が樹脂材料に対して高い接着性を有することができる硬化性組成物、この硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物、及びこの硬化性組成物を用いて製造される機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る硬化性組成物は、エン化合物(A)と、チオール化合物(B)とを、含有する。前記エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)と、一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー(A2)と、を含有する。前記重合性モノマー(A2)の百分比が、前記エン化合物(A)に対して1質量%以上50質量%以下である。
【0007】
本発明の一態様に係る硬化物は、前記硬化性組成物を硬化させて得られる。
【0008】
本発明の一態様に係る機器は、第一の部品と、第二の部品と、前記第一の部品と前記第二の部品との間に介在して前記第一の部品と前記第二の部品とを接着する硬化物とを備え、前記硬化物は、前記硬化性組成物を硬化させて得られる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、エン化合物とチオール化合物とを含有し、その硬化物が樹脂材料に対して高い接着性を有することができる硬化性組成物、この硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物、及びこの硬化性組成物を用いて製造される機器が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。以下の実施形態は、本発明の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。
【0011】
本実施形態に係る硬化性組成物(以下、組成物(X)ともいう)は、エン化合物(A)と、チオール化合物(B)とを、含有する。エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)と、一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー(A2)と、を含有する。重合性モノマー(A2)の百分比が、エン化合物(A)に対して1質量%以上50質量%以下である。
【0012】
このため、本実施形態では、組成物(X)の硬化物が樹脂材料、特にポリカーボネートに対して、高い接着性を有することができる。
【0013】
本実施形態に係る硬化性組成物は、好ましくは接着剤として用いられ、より好ましくはカメラモジュール等の精密機器における部品を接着するために用いられる。なお、硬化性組成物は、接着剤として用いられた場合、いかなる物を接着するために用いられてもよく、すなわち硬化性組成物の用途は、カメラモジュール等の精密機器における部品を接着することのみには限られない。また、本実施形態に係る硬化性組成物の硬化物は、樹脂材料との良好な接着性、特にポリカーボネートとの良好な接着性を有することができるが、硬化性組成物を接着剤として用いる場合は、樹脂材料以外の材料を接着するために使用してもよい。また、本実施形態に係る硬化性組成物は、接着剤以外の用途に適用されてもよく、例えば電子部品の封止材等として用いられてもよい。
【0014】
組成物(X)に含まれる成分の詳細について、説明する。
【0015】
エン化合物(A)と、チオール化合物(B)とは、組成物(X)を硬化させるための反応硬化性を有する成分である。
【0016】
本実施形態では、エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)と、一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー(A2)とを含有する。なお、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基とのうち少なくとも一方のことである。
【0017】
アクリル化合物(A1)とは、アクリロイル基とメタクリロイル基とのうち少なくとも一方を有し、かつ重合性モノマー(A2)には含まれない化合物である。アクリル化合物(A1)によって、組成物(X)は良好な硬化性を有することができる。
【0018】
アクリル化合物(A1)は、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、アクリロイルモルフォリン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート及びイソシアヌル酸EO変性トリアクリレート等よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。
【0019】
重合性モノマー(A2)は、例えばエーテル基を含む分子鎖の二つの末端に、それぞれ(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とが結合した構造を有する化合物を含有する。重合性モノマー(A2)は、例えばアクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルと、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルとのうち、少なくとも一方を含有する。なお、重合性モノマー(A2)が含みうる化合物は、これらのみに限られない。
【0020】
アクリル化合物(A1)の百分比は、例えばエン化合物(A)に対して50質量%以上90質量%以下である。
【0021】
本実施形態では、組成物(X)が重合性モノマー(A2)を含有することで、組成物(X)の硬化物が樹脂材料、特にポリカーボネートとの良好な密着性を有することができる。
【0022】
重合性モノマー(A2)の百分比は、エン化合物(A)に対して1質量%以上50質量%以下である。この範囲内において、重合性モノマー(A2)によって硬化物が樹脂材料との良好な密着性を有することができる。重合性モノマー(A2)の百分比は、10質量以上であればより好ましく、15質量%以上であれば更に好ましい。またこの百分比は40質量%以下であればより好ましく、35質量%以下であれば更に好ましい。
【0023】
エン化合物(A)は、マレイミド化合物(A3)を含有してもよい。エン化合物(A)がマレイミド化合物(A3)を含有すると、組成物(X)の硬化物とポリカーボネート等の樹脂材料との密着性が更に向上しうる。
【0024】
マレイミド化合物(A3)は、例えばN-シクロヘキシルマレイミド、1-マレイミド-3-マレイミドメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、1,5-ビス(マレイミド)-2-メチルペンタン、N-フェニルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N,N´-ドデカメチレンビスマレイミド及びポリフェニルメタンマレイミド(例えば大和化成工業株式会社製の品番BMI-2300)よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。
【0025】
マレイミド化合物(A3)は、芳香環を有さないマレイミド化合物(A31)を含有することが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物とポリカーボネート等の樹脂材料との密着性が特に向上しうる。マレイミド化合物(A31)は、例えばN-シクロヘキシルマレイミド、1-マレイミド-3-マレイミドメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、及び1,5-ビス(マレイミド)-2-メチルペンタンよりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。
【0026】
マレイミド化合物(A3)の分子量は、100以上1000以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)中にマレイミド化合物(A3)が良好に溶解又は分散でき、このため、組成物(X)の硬化物とポリカーボネート等の樹脂材料との密着性が特に向上しうる。マレイミド化合物(A3)の分子量は120以上であればより好ましく、150以上であれば更に好ましい。またマレイミド化合物(A3)の分子量は600以下であればより好ましく、400以下であれば更に好ましい。
【0027】
マレイミド化合物(A3)の百分比は、エン化合物(A)に対して25質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)中にマレイミド化合物(A3)が良好に溶解又は分散でき、このため、組成物(X)の硬化物とポリカーボネート等の樹脂材料との密着性が特に向上しうる。マレイミド化合物(A3)の百分比は、エン化合物(A)に対して20質量%以下であればより好ましく、15質量%以下であれば更に好ましい。また、マレイミド化合物(A3)の百分比は、エン化合物(A)に対して1質量%以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物とポリカーボネート等の樹脂材料との密着性が特に向上しうる。マレイミド化合物(A3)の百分比は、5質量%以上であればより好ましく、10質量%以上であれば更に好ましい。
【0028】
エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)及び重合性モノマー(A2)のみを含有してもよい。また、エン化合物(A)は、アクリル化合物(A1)、重合性モノマー(A2)及びマレイミド化合物(A3)のみを含有してもよい。また、エン化合物(A)がアクリル化合物(A1)、重合性モノマー(A2)及びマレイミド化合物(A3)以外の化合物(以下、化合物(A4)という)を含有する場合、エン化合物(A)に対する化合物(A4)の百分比は20質量%以下であることが好ましい。
【0029】
エン化合物(A)が化合物(A4)を含有する場合、化合物(A4)は、エチレン性不飽和結合を有する種々の化合物を含有できる。例えば化合物(A4)は、トリアリルイソシアヌレート、アリルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル等のビニル基を有する化合物、及びトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のイソシアヌレート骨格を有する化合物よりなる群から選択される少なくとも一種を含有できる。
【0030】
エン化合物(A)の分子量は、例えば80以上1000以下である。
【0031】
チオール化合物(B)は、一分子中に少なくとも二つのチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。チオール化合物(B)は、一分子中にチオール基を3個以上6個以下有する化合物を含有することが、より好ましい。
【0032】
チオール化合物(B)は、例えばポリオールとメルカプト有機酸とのエステルを含有する。このエステルは、部分エステルと完全エステルとのうち少なくとも一方を含有する。
【0033】
ポリオールは、例えばエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトール等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。
【0034】
メルカプト有機酸は、メルカプト脂肪族モノカルボン酸、ヒドロキシ酸とメルカプト有機酸とのエステル化反応によって得られるチオール基及びカルボキシ基を含有するエステル、メルカプト脂肪族ジカルボン酸、及びメルカプト芳香族モノカルボン酸等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。メルカプト脂肪族モノカルボン酸は、例えばメルカプト酢酸;3-メルカプトプロピオン酸等のメルカプトプロピオン酸;3-メルカプト酪酸及び4-メルカプト酪酸等のメルカプト酪酸等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。メルカプト脂肪族モノカルボン酸の炭素数は、好ましくは2~8、より好ましくは2~6、さらに好ましくは2~4、特に好ましくは3である。炭素数が2~8のメルカプト脂肪族モノカルボン酸は、例えばメルカプト酢酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプト酪酸及び4-メルカプト酪酸からなる群から選択される少なくとも一種を含む。メルカプト脂肪族ジカルボン酸は、例えばメルカプトコハク酸、及び2,3-ジメルカプトコハク酸等のジメルカプトコハク酸等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。メルカプト芳香族モノカルボン酸は、例えば4-メルカプト安息香酸等のメルカプト安息香酸を含む。
【0035】
ポリオールとメルカプト有機酸との部分エステルは、例えばトリメチロールプロパン ビス(メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパン ビス(3-メルカプトプロピオナート)、トリメチロールプロパン ビス(3-メルカプトブチラート)、トリメチロールプロパン ビス(4-メルカプトブチラート)、ペンタエリスリトール トリス(メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトール トリス(3-メルカプトプロピオナート)、ペンタエリスリトールトリス(3-メルカプトブチラート)、ペンタエリスリトール トリス(4-メルカプトブチラート)、ジペンタエリスリトール テトラキス(メルカプトアセテート)、ジペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトプロピオナート)、ジペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチラート)、及びジペンタエリスリトール テトラキス(4-メルカプトブチラート)等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。
【0036】
ポリオールとメルカプト有機酸との完全エステルは、例えばエチレングリコール ビス(メルカプトアセテート)、エチレングリコール ビス(3-メルカプトプロピオナート)、エチレングリコール ビス(3-メルカプトブチラート)、エチレングリコール ビス(4-メルカプトブチラート)、トリメチロールプロパン トリス(メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパン トリス(3-メルカプトプロピオナート)、トリメチロールプロパン トリス(3-メルカプトブチラート)、トリメチロールプロパン トリス(4-メルカプトブチラート)、ペンタエリスリトール テトラキス(メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトプロピオナート)、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチラート)、ペンタエリスリトール テトラキス(4-メルカプトブチラート)、ジペンタエリスリトール ヘキサキス(メルカプトアセテート)、ジペンタエリスリトール ヘキサキス(3-メルカプトプロピオナート)、ジペンタエリスリトール ヘキサキス(3-メルカプトブチラート)、ジペンタエリスリトール ヘキサキス(4-メルカプトブチラート)等が挙げられる。好ましくは、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトプロピオナート)、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチラート)、ジペンタエリスリトール ヘキサキス(3-メルカプトプロピオナート)及びトリメチロールプロパン トリス(3-メルカプトプロピオナート)からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む。
【0037】
チオール化合物(B)は、例えば、トリス[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン等を含有してもよい。
【0038】
チオール化合物(B)は、上記以外の化合物を含有してもよい。例えばチオール化合物(B)は、1,4-ブタンジチオール、1,6-ヘキサンジチオール、1,8-オクタンジチオール、1,10-デカンジチオール、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジチオール、及びビス-2-メルカプトエチルスルフィド等からなる群から選択される少なくとも一種を含有してもよい。チオール化合物(B)は、トリス(3-メルカプトプロピル)イソシアヌレート及び1,3,4,6-テトラキス(2-メルカプトエチル)グリコールウリル等からなる群から選択される少なくとも一種を含有してもよい。
【0039】
チオール化合物(B)は、2級チオール基を有する化合物を含有することが好ましい。例えばチオール化合物(B)は、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(2-(3-スルファニルブタノイルオキシ)エチル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン、及びトリメチロールプロパン トリス(3-メルカプトブチレート)よりなる群から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。2級チオール基を有する化合物は、1級チオール基を有する化合物と比べ、組成物(X)の保存安定性を高めやすい。
【0040】
エン化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の百分比は、組成物(X)の固形分に対して、70質量%以上であることが好ましい。ただし、組成物(X)がフィラーを含有する場合は、エン化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の百分比は、組成物(X)の固形分からフィラーを除いた部分に対して、70質量%以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)は良好な反応硬化性を有することができる。この百分比は、80質量%以上であればより好ましく、90質量%以上であれば更に好ましい。また、この百分比は、例えば97質量%以下である。なお、固形分とは、組成物(X)中の、揮発性成分を除く成分のことである。揮発性成分とは、組成物(X)が硬化して硬化物が作製される過程で揮発し、硬化物を構成しない成分のことであり、例えば溶剤等である。
【0041】
また、エン化合物(A)とチオール化合物(B)との配合比については、チオール化合物(B)/エン化合物(A)当量比(すなわち、エン化合物(A)に対するチオール化合物(B)の官能基当量比)が0.4以上1.0以下であることが好ましい。この当量比は、0.5以上0.8以下であればより好ましく、0.55以上0.7以下であれば更に好ましい。
【0042】
組成物(X)中の反応硬化性を有する成分は、エン化合物(A)及びチオール化合物(B)のみであってよい。また、組成物(X)は、本実施形態の効果を過度に損なわない範囲において、エン化合物(A)及びチオール化合物(B)以外の反応硬化性を有する成分(以下、成分(Y)という)を含有してもよい。組成物(X)が成分(Y)を含有する場合、エン化合物(A)に対する成分(Y)の百分比は、0質量%超70質量%以下であることが好ましい。この百分比は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であれば更に好ましい。成分(Y)に含まれる化合物の例は、エポキシ化合物、オキセタン化合物、フェノール化合物、及びアミン化合物を含む。
【0043】
組成物(X)は硬化触媒(C)を含有してもよい。この場合、組成物(X)が加熱されることで組成物(X)の硬化反応が進行しやすい。
【0044】
硬化触媒(C)は、例えばイミダゾール類、シクロアミジン類、第3級アミン類、有機ホスフィン類、テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、ボレート以外の対アニオンを持つ4級ホスホニウム塩、及びテトラフェニルボロン塩等からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有する。
【0045】
硬化触媒(C)は、潜在性硬化触媒(C1)を含有してもよい。この場合、加熱されていない状態での組成物(X)の反応を抑制し、組成物(X)の保存安定性を高めることができる。潜在性硬化触媒(C1)は、液状潜在性硬化促進剤と固体分散型潜在性硬化促進剤とのうち少なくとも一方を含有できる。潜在性硬化触媒(C1)は、マイクロカプセル型潜在性硬化触媒(C11)を含有してもよい。マイクロカプセル型潜在性硬化触媒(C11)は、例えば触媒活性を有する化合物としてイミダゾール類を含むマイクロカプセル化イミダゾールを含有する。
【0046】
エン化合物(A)とチオール化合物(B)との合計に対する硬化触媒(C)の百分比は、0.1質量%以上35質量%以下であることが好ましい。この百分比が0.1質量%以上であると、組成物(X)を反応させて硬化させる場合の組成物(X)の反応性が高まりうる。また、この百分比が35質量%以下であると、組成物(X)の保存安定性がより高まりうる。この百分比は0.3質量%以上であればより好ましく、0.5質量%以上であれば更に好ましく、0.8質量%以上であれば特に好ましい。またこの百分比は20質量%以下であればより好ましく、15質量%以下であれば更に好ましく、10質量%以下であれば特に好ましい。
【0047】
組成物(X)は、光重合開始剤(D)を含有してもよい。光重合開始剤(D)は、組成物(X)に光硬化性を付与できる。特に組成物(X)を接着剤として使用する場合に組成物(X)が光重合開始剤(D)を含有すると、組成物(X)に光を照射することで組成物(X)をある程度硬化させて仮接着を行った後、組成物(X)を加熱することで組成物(X)を十分に硬化させて本接着を行うことができる。また、組成物(X)に光を照射することで組成物(X)を十分に硬化させることにより、組成物(X)を加熱することなく硬化させて、硬化物を作製することもできる。
【0048】
光重合開始剤(D)は、例えば芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有する。
【0049】
エン化合物(A)とチオール化合物(B)との合計に対する光重合開始剤(D)の百分比は、0.05質量%以上2.0質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)に、十分な光硬化性を付与できる。この百分比は0.1質量%以上であればより好ましく、0.2質量%以上であれば更に好ましく、0.4質量%以上であれば特に好ましい。またこの割合は1.5質量%以下であればより好ましく、1.0質量%以下であれば更に好ましく、0.8質量%以下であれば特に好ましい。
【0050】
組成物(X)は、安定化剤(E)を含有してもよい。安定化剤(E)とは、組成物(X)中の反応性を有する成分であるエン化合物(A)及びチオール化合物(B)の反応を進みにくくする化合物である。組成物(X)が安定化剤(E)を含有すると、組成物(X)の保存安定性が高まりうる。
【0051】
安定化剤(E)は、ラジカル重合禁止剤と、アニオン重合禁止剤とのうち、少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、組成物(X)の保存安定性が、より高まりやすい。これは、組成物(X)の保管中に、ラジカル重合禁止剤によってエン化合物(A)とチオール化合物(B)との間のラジカル重合反応、及びエン化合物(A)中の分子同士のラジカル重合反応が進みにくくなり、またアニオン重合禁止剤によってエン化合物(A)とチオール化合物(B)とのアニオン重合反応が進みにくくなるためであると、推定される。
【0052】
ラジカル重合禁止剤は、例えば、4-tert-ブチルピロカテコール、tert-ブチルヒドロキノン、1,4-ベンゾキノン、ジブチルヒドロキシトルエン、1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジルフリーラジカル、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、メキノール、フェノチアジン及びN-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム等よりなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有できる。なお、ラジカル重合禁止剤が含有しうる化合物は、前記のみには制限されない。
【0053】
アニオン重合禁止剤は、特に組成物(X)が硬化触媒(C)を含有する場合に、組成物(X)に配合されることが好ましい。この場合、組成物(X)の保管中に、硬化触媒(C)のために組成物(X)中で硬化反応が進行することが、抑制される。アニオン重合禁止剤は、例えば有機ホウ酸化合物とフェノール性水酸基を有する化合物とのうち、少なくとも一方を含有する。有機ホウ酸化合物は、例えばホウ酸トリエチル、ホウ酸トリブチル、及びホウ酸トリイソプロピル等よりなる群から選択される少なくとも一種のホウ酸エステルを含有する。フェノール性水酸基を有する化合物は、例えば2,3-ジヒドロキシナフタレン、4-メトキシ-1-ナフトール、ピロガロール、メチルヒドロキノン、及びt-ブチルヒドロキノン等よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。
【0054】
エン化合物(A)とチオール化合物(B)との合計に対する安定化剤(E)の百分比は、0.01質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。この百分比が0.01質量%以上であれば組成物(X)の保存安定性が更に高まりうる。この百分比が1.5質量%以下であれば組成物(X)の硬化性が損なわれにくく、組成物(X)が適切な条件で硬化された際に高い接着強度が維持されうる。この百分比は0.05質量%以上であればより好ましく、0.10質量%以上であれば更に好ましい。またこの百分比は1.0質量%以下であればより好ましく、0.7質量%以下であることが更に好ましい。
【0055】
組成物(X)は、本実施形態の効果が過度に損なわれない範囲において、上記以外の添加剤を更に含有してもよい。添加剤は、例えばシリコーンパウダー、無機フィラー、カルボジイミド化合物、ラジカル捕捉剤、希釈剤、溶剤、顔料、可撓性付与剤、カップリング剤、酸化防止剤、チクソトロピー性付与剤(チキソ付与剤)、及び分散剤等よりなる群から選択される少なくとも一種を含む。
【0056】
組成物(X)は、上記の組成物(X)の成分を混合することで調製できる。
【0057】
組成物(X)が光硬化性を有する場合、すなわち例えば組成物(X)が光重合開始剤(D)を含有する場合、組成物(X)が内径3mm、深さ5mmの円筒型の空洞の中に満たされ、この空洞内の組成物(X)にピーク波長365nmの紫外線が積算光量500mJ/cm2の条件で照射された場合に、この組成物(X)における厚み0.5mm以上の部分が硬化することが好ましい。この場合、組成物(X)に光を照射することで組成物(X)を十分に硬化させることができる。このような組成物(X)の良好な光硬化性は、上述の組成物(X)の組成の範囲内で実現できる。
【0058】
また、組成物(X)が光重合開始剤(D)を含有する場合は、組成物(X)がポリカーボネート製の部材の表面上に厚み0.5mmの膜に成形され、この膜にピーク波長365nmの紫外線を積算光量500mJ/cm2の条件で照射されることで作製された硬化物の、部材に対するせん断接着強度が、8.0MPa以上であることが好ましい。この場合、硬化物がポリカーボネート等の樹脂材料に対して、特に高い密着性を有することができる。このような硬化物の高い密着性は、上述の組成物(X)の組成の範囲内で実現できる。このせん断接着強度は、8.0MPa以上であればより好ましく、10.0MPa以上であれば更に好ましい。せん断接着強度は高いほど望ましいが、せん断接着強度は、例えば50MPa以下である。
【0059】
また、組成物(X)が熱硬化性を有する場合、すなわち例えば組成物(X)が硬化触媒(C)を含有する場合、組成物(X)がポリカーボネート製の部材の表面上に厚み0.5mmの膜に成形され、この膜を十分に加熱して硬化することで作製された硬化物の、部材に対するせん断接着強度が、8.0MPa以上であることも好ましい。このせん断接着強度は、50MPa以下であることが好ましい。このような硬化物の高い密着性も、上述の組成物(X)の組成の範囲内で実現できる。
【0060】
上述のとおり、組成物(X)を、接着剤として用いることができる。すなわち、組成物(X)を硬化させることで硬化物を得ることができ、この硬化物で、例えば機器を構成する二つの部品(以下、第一の部品及び第二の部品ともいう)を接着できる。
【0061】
本実施形態に係る硬化物は、組成物(X)を硬化させることで得られる。上記のとおり、この硬化物で、第一の部品と第二の部品とを接着することができる。
【0062】
本実施形態に係る機器は、第一の部品と、第二の部品と、これら第一の部品と第二の部品の間に介在して第一の部品と第二の部品とを接着する硬化物とを備える。この硬化物は、組成物(X)を硬化させて得られる。機器は、上述のとおり、例えばカメラモジュールなどの精密機器であるが、これのみには限られない。例えば、機器として、半導体素子、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、コンデンサ等の電子部品が挙げられる。上記機器がカメラモジュールの場合、第一の部品と第二の部品との接着とは、言い換えるとカメラモジュールの構成部材間を接着することである。第一の部品と第二の部品との接着の例としては、基板とカメラ筐体との接合、及びレンズユニットとカメラ筐体との接合などが挙げられる。なお、第一の部品及び第二の部品はこれらの例に限定されるものではない。
【0063】
第一の部品及び第二の部品の各々の材質は、例えば液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミドなどの樹脂材料、ニッケル、銅などの金属、セラミック、ガラス、又はその他各種の基板材料などであるが、これらのみには制限されない。
【0064】
組成物(X)を用いて第一の部品と第二の部品とを接着する方法、及び第一の部品、第二の部品及び硬化物を備える機器を製造する方法について説明する。
【0065】
第一の部品と第二の部品との間に組成物(X)を介在させる。この状態で、組成物(X)を加熱することで、組成物(X)を硬化させて、硬化物を作製する。この硬化物によって、第一の部品と第二の部品とが接着される。
【0066】
組成物(X)が光重合開始剤(D)を含有する場合は、第一の部品と第二の部品との間に組成物(X)を介在させた状態で、組成物(X)を加熱する前に、組成物(X)に光を照射することで、組成物(X)の硬化をある程度進行させる。これにより、第一の部品と第二の部品とを仮接着できる。この場合の組成物(X)に照射する光の波長は、組成物(X)中の光重合開始剤(D)の種類等に応じ、適宜選択される。この光は、例えば紫外線である。このように第一の部品と第二の部品とを仮接着すると、第一の部品と第二の部品との相互の位置関係を適切に調整することで、アラインメント精度を高めることが容易である。
【0067】
組成物(X)を加熱する条件は、組成物(X)が十分に硬化するように適宜設定される。加熱条件は、例えば加熱温度80℃以上120℃以下、加熱時間30分以上120分以下である。
【0068】
組成物(X)が光重合開始剤(D)を含有する場合は、第一の部品と第二の部品との間に組成物(X)を介在させた状態で、組成物(X)に光を照射することで、組成物(X)の硬化反応を十分に進行させて、組成物(X)を加熱することなく硬化させて、硬化物を作製してもよい。この場合も、この硬化物によって、第一の部品と第二の部品とが接着される。
【実施例0069】
以下、本実施形態の、より具体的な実施例を提示する。なお、本実施形態は、下記の実施例のみには制限されない。
【0070】
1.組成物の調製
表1-3に示す原料を混合することで、組成物を調製した。表1-3に示す原料の詳細は下記のとおりである。
【0071】
(1)アクリル化合物
-M-313:イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート。東亞合成株式会社製。品名アロニックスM-313。
-#295:トリメチロールプロパントリアクリレート。大阪有機化学工業株式会社製。品名ビスコート#295。
【0072】
(2)一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマー
-VEEA:アクリル酸-2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル。株式会社日本触媒製。品名VEEA。
-VEEM:メタクリル酸-2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル。株式会社日本触媒製。品名VEEM。
【0073】
(3)芳香環を有さないマレイミド化合物
-イミレックス-C:N-シクロヘキシルマレイミド、株式会社日本触媒製。品名イミレックス-C。
-IPBM:1-マレイミド-3-マレイミドメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン。川口化学工業株式会社製。品名IPBM。
-2MPBM:脂肪族タイプビスマレイミド。川口化学工業株式会社製。開発品名2MPBM。
【0074】
(4)芳香環を有するマレイミド化合物
-イミレックス-P:1,5-ビス(マレイミド)-2-メチルペンタン。株式会社日本触媒製。品名イミレックス-P。
【0075】
(5)チオール化合物
-PE1:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)。昭和電工株式会社製。品名カレンズMTPE1(登録商標)。
-NR1:1,3,5-トリス(2-(3-スルファニルブタノイルオキシ)エチル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン。昭和電工株式会社製。品名カレンズMTNR1(登録商標)。
【0076】
(6)硬化触媒
-HXA9322HP:マイクロカプセル化イミダゾール、旭化成イーマテリアルズ株式会社製、品名ノバキュアHXA9322HP。
【0077】
(7)安定化剤
-Q-1301:ラジカル重合禁止剤。N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム。富士フイルム和光純薬株式会社製。品名Q-1301。
-ホウ酸トリブチル:アニオン重合禁止剤。ホウ酸トリブチル。
【0078】
(8)光重合開始剤
-Omnirad 184:1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン。IGM Resins B.V.製。品名Omnirad 184。
-Omnirad TPO G:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド。IGM Resins B.V.製。品名Omnirad TPO G。
【0079】
(9)硬化触媒
HXA9322HP:マイクロカプセル化イミダゾール。旭化成イーマテリアルズ株式会社製。品名ノバキュアHXA9322HP。
【0080】
(10)添加剤
-A-187:カップリング剤。エポキシシラン。MOMENTIVE社製。品名Silquest A-187。
―RY200:チキソ性付与剤。フュームドシリカ。品名AEROSIL(登録商標)RY200。
【0081】
2.評価試験
(1)硬化性
組成物を、内径3mm、深さ5mmの円筒型の、上面が開口する空洞の中に満たした。この空洞内の組成物に、HOYA株式会社製EXECURE-H-1VCを用いて、ピーク波長365nmの紫外線を積算照度500mJ/cm2の条件で照射した。
【0082】
続いて、空洞内から組成物を抜き取り、組成物における硬化した部分の表面をペーパーで拭うことで、硬化した部分から未硬化部分を取り除いた。この硬化した部分の厚みをデジタルノギスで測定した。その結果を表1-3に示す。
【0083】
(2)接着強度#1
ポリカーボネートで作製された平滑な表面を有する試験片(品名パンライトL-1225Y、帝人株式会社製)を用意した。この試験片の表面の算術平均粗さRa(JIS B 0601)を、株式会社ミツトヨ製の表面粗さ測定機(型番SJ-400)を用いて測定した結果、0.26μmであった。
【0084】
この試験片の表面に組成物を塗布して直径5mm、厚さ0.5の膜を作製した。この膜にピーク波長365nmの紫外線を積算照度500mJ/cm2の条件で照射することで、膜を硬化させ、硬化物を作製した。続いて、シェアテスター(ノードソン社製、型番DAGE4000 Optima)を用い、試験温度25℃、試験速度0.1mm/sec、試験高さ50μmの条件で、硬化物の試験片に対するせん断接着強度を測定した。その結果を表1-3に示す。
【0085】
(3)接着強度#2
硬化触媒を使用した実施例11及び12に関し、上記「(2)接着強度#1」の場合と同じ試験片を用い、この試験片の表面に組成物を塗布して直径5mm、厚さ0.5の膜を作製した。この膜にピーク波長365nmの紫外線を積算照度500mJ/cm2の条件で照射してから、塗膜を80℃で1時間加熱することで熱硬化させ、硬化物を作製した。続いて、シェアテスター(ノードソン社製、型番DAGE4000 Optima)を用い、試験温度25℃、試験速度0.1mm/sec、試験高さ50μmの条件で、硬化物の試験片に対するせん断接着強度を測定した。その結果を表3に示す。
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
上記の結果から明らかなように、一分子中にエーテル基と(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性モノマーを使用し、かつこの重合性モノマーの百分比がエン化合物に対して1質量%以上50質量%以下である実施例1-13では、硬化物のポリカーボネートへの接着性が高く、かつ硬化性が良好であった。これに対して、前記の重合性モノマーを使用しない比較例1及び2、並びにこの重合性モノマーの百分比がエン化合物に対して50質量%超である比較例3では、実施例に比べて硬化物のポリカーボネートへの接着性が低かった。