(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】P2024148329
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、電子部品用接着剤及び硬化体
(51)【国際特許分類】
C09J 4/00 20060101AFI20241010BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20241010BHJP
C09J 175/04 20060101ALI20241010BHJP
C09J 175/06 20060101ALI20241010BHJP
C09J 175/08 20060101ALI20241010BHJP
【FI】
C09J4/00
C09J11/06
C09J175/04
C09J175/06
C09J175/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023061376
(22)【出願日】2023-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100207756
【弁理士】
【氏名又は名称】田口 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100129746
【弁理士】
【氏名又は名称】虎山 滋郎
(72)【発明者】
【氏名】末▲崎▼ 穣
【テーマコード(参考)】
4J040
【Fターム(参考)】
4J040EF111
4J040EF121
4J040EF131
4J040EF281
4J040FA101
4J040FA131
4J040FA291
4J040HD33
4J040JB01
4J040JB04
4J040JB08
4J040KA13
4J040KA14
4J040LA01
4J040NA19
(57)【要約】
【課題】貼り合わせ作業に十分な可使時間の確保しつつ、貼り合わせ後に速やかに結晶固化して接着力を発現することにより、貼合時の作業性と、短時間接着による高い生産性を両立できる光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、並びにこれを用いた電子部品用接着剤及び硬化体を提供すること。
【解決手段】常温で固体のホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)と、ラジカル重合性化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含み、前記ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)がポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を含む材料の反応物である光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
常温で固体のホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)と、ラジカル重合性化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含み、
前記ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)が、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を含む材料の反応物である、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項2】
前記ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)が、ポリオール(A-a)とポリイソシアネート(A-b)との反応物であり、
前記ポリオール(A-a)が、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)と、該ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)とは異なるポリオール(a2)とを含み、
前記ポリオール(a2)が、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選択される少なくともいずれかである、請求項1に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項3】
前記ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が、直鎖かつ炭素数3~8のアルキレン基を有する、請求項2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリエステルポリオールが、直鎖のポリオールに由来する構成単位と、直鎖のポリカルボン酸に由来する構成単位とを含む、請求項2又は3に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項5】
前記直鎖のポリオールが1,6-ヘキサンジオールであり、かつ前記直鎖のポリカルボン酸がアジピン酸及びセバシン酸からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項4に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項6】
前記ポリカーボネートポリオールが、炭素数8以上の直鎖ポリオールに由来する構成単位を含む、請求項2又は3に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項7】
前記ポリオール(A-a)において、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が40質量%以上70質量%以下、ポリオール(a2)が30質量%以上60質量%以下含有される、請求項2又は3に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項8】
前記ポリオール(a2)の数平均分子量が2,000以上4,000以下である請求項2又は3に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項9】
さらにシランカップリング剤を含有する、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項10】
前記シランカップリング剤が芳香族アミン系シランカップリング剤を含む、請求項9に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項11】
前記ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して、単官能ラジカル重合性化合物を90質量部以上含む、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項12】
前記単官能ラジカル重合性化合物が、窒素含有化合物を含む、請求項11に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項13】
前記窒素含有化合物が、鎖状の窒素含有化合物を含む、請求項12に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項14】
前記窒素含有化合物が、環状の窒素含有化合物を含む、請求項12又は13に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項15】
前記鎖状の窒素含有化合物に対する、前記環状の窒素含有化合物の質量比(環状/鎖状)が、0.1以上2.0以下である、請求項14に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項16】
前記窒素含有化合物の含有量が、前記ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して10質量部以上95質量部以下である、請求項12又は13に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項17】
前記単官能ラジカル重合性化合物が、前記窒素含有化合物以外に、単官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物を含む、請求項12又は13に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項18】
前記ウレタンプレポリマー(A)の、前記ラジカル重合性化合物(B)に対する質量比(A/B)が、70/30以上91/9以下である、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項19】
前記ポリイソシアネート(A-b)が、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、及びポリメリックMDIからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項20】
圧着3分後における初期接着力が0.5MPa以上である、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項21】
25℃に調温された第1のポリカーボネート基板に線幅1.0mmで塗布し、1000mJ/cm2の紫外線を照射してUV反応させ、
前記紫外線照射の終了から1分後に、第2のポリカーボネート基板を圧着した場合において、第1のポリカーボネート基板に塗布してから紫外線照射を行うまでに60秒以上の可使時間を有する、請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
【請求項22】
請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物からなる電子部品用接着剤。
【請求項23】
請求項1又は2に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体。
【請求項24】
請求項23に記載の硬化体を含む、電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物からなる電子部品用接着剤、及び光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スマートフォンやウェアラブルデバイス等のスマートデバイスのパーツ同士の接着や組み立てには両面テープが用いられることが多かった。しかしながら、近年、スマートデバイスの小型化や曲面化に伴い接着面積が狭くなったり、複雑な接着面に対応したりするために接着剤が使用されるようになっている。スマートデバイスなどの携帯電子機器は、携帯して持ち歩くため、携帯時又は利用時に誤って落としてしまうことがある。そのため、デバイスの接着部分には、落下時の衝撃で貼り合わせたパーツ同士が脱落しないように耐衝撃性が求められている。
【0003】
例えば、特許文献1には、ポリエステルポリオール(A)及びポリエーテルポリオール(B)とイソシアネート(C)を反応させて得られるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(i)、及びウレタンプレポリマー(i)と非反応の成分(ii)を含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物が開示されている。特許文献2では、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリブタジエンポリオールを含有するポリオール成分とイソシアネート成分との反応物である、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、酸化防止剤とを含む湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物が開示されている。特許文献1、2において、湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物は、耐衝撃性に優れることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第6778379号公報
【特許文献2】特許第6947172号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、スマートデバイスを代表するスマートフォンは世界中に普及し、また、技術革新による新型機種への乗り換え需要も高いことから現在では年間約13億台もの膨大な数量が生産されており、これほど大量のデバイスを生産するためには高い生産性(効率及び速度)が求められる。
このスマートフォンの生産工程において、通信・演算処理回路基板やバッテリーを収納した筐体部分と、表示素子・タッチセンサー等を搭載したディスプレイ部分を湿気硬化型ウレタン接着剤で貼り合わせる組立方法が多用される。しかしながら、従来の湿気硬化型ウレタン接着剤では、接着剤を塗布して被着体と貼り合わせた後に接着剤が湿気により硬化して十分な接着力を発現するまでに数十分~数時間程度の時間を要するため、生産性のボトルネックとなっている。
【0006】
一方、接着剤を塗布して被着体と貼り合わせた後、短時間で接着力を発現する方法として、湿気硬化型ウレタン接着剤のウレタンに結晶性を付与してホットメルト化し、接着剤を溶融塗布した後に速やかに貼り合わせ、接着剤の温度が下がった時点で結晶固化して接着力を発現し、その後徐々に湿気硬化して完全硬化するという接着剤が提案されている。
しかしながら、このようなホットメルトタイプの湿気硬化ウレタン接着剤では、溶融塗布した接着剤の温度が下がって結晶固化するまでの間の流動性を有する状態で貼り合わせを行わなければならない。ここで、貼り合わせ後に速やかに接着力を発現するためにはホットメルトタイプ湿気硬化ウレタン接着剤の結晶化の速度が早いことが求められるが、結晶化速度が速い場合、被着体に接着剤を溶融塗布した後、対向する被着体の貼り合わせが可能な時間、いわゆる可使時間が短くなってしまう。そのため、接着剤を溶融塗布した後に、対向する被着体の貼り付け位置を調整する時間が十分に取れないといった不都合が生じる。他方、可使時間を十分に確保するために接着剤の結晶性を抑制して溶融塗布から結晶固化までの時間を長くすることも可能であるが、その場合、貼り合わせてから接着力を発現するまでの硬化時間が長くなり、短時間で接着力を発現するというホットメルトタイプ湿気硬化ウレタン接着剤の本来のメリットが失われてしまうという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、貼り合わせ作業に十分な可使時間の確保しつつ、貼り合わせ後に速やかに結晶固化して接着力を発現することにより、貼合時の作業性と、短時間接着による高い生産性を両立できる光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、並びにこれを用いた電子部品用接着剤及び硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、鋭意検討の結果、特定の構造を有する常温で固体のウレタンプレポリマー(A)と、ラジカル重合性化合物(B)と光重合開始剤(C)からなる樹脂組成物において、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、以下の効果により、貼合時の作業性と、短時間接着による高い生産性を両立できる、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、並びにこれを用いた電子部品用接着剤及び硬化体である。
結晶性のウレタンプレポリマー(A)にラジカル重合性化合物(B)を添加し、ラジカル重合性化合物(B)を可塑剤として作用させることによってウレタンプレポリマー(A)の結晶化を抑制する。それにより、結晶化により接着剤の流動性が失われて貼り合わせできなくなるまでの時間を遅延することで可使時間を確保しつつ、貼り合わせを行うタイミングの一定時間前にUV等の活性光線を照射することによりラジカル重合性化合物(B)を重合反応させる。それにより、ラジカル重合性化合物(B)の可塑剤効果を喪失させてウレタンプレポリマー(A)の結晶性を回復し、貼り合わせ後の結晶固化による接着力を速やかに発現させる。
本発明は、以下の[1]~[24]を提供する。
[1]常温で固体のホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)と、ラジカル重合性化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含み、
前記ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)が、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を含む材料の反応物である、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[2]前記ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)が、ポリオール(A-a)とポリイソシアネート(A-b)との反応物であり、前記ポリオール(A-a)が、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)と、該ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)とは異なるポリオール(a2)とを含み、前記ポリオール(a2)が、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選択される少なくともいずれかである、[1]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[3]前記ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が、直鎖かつ炭素数3~8のアルキレン基を有する、[2]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[4]前記ポリエステルポリオールが、直鎖のポリオールに由来する構成単位と、直鎖のポリカルボン酸に由来する構成単位とを含む、[2]又は[3]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[5]前記直鎖のポリオールが1,6-ヘキサンジオールであり、かつ前記直鎖のポリカルボン酸がアジピン酸及びセバシン酸からなる群から選択される少なくとも1つである、[4]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[6]前記ポリカーボネートポリオールが、炭素数8以上の直鎖ポリオールに由来する構成単位を含む、[2]~[5]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[7]前記ポリオール(A-a)において、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が40質量%以上70質量%以下、ポリオール(a2)が30質量%以上60質量%以下含有される、[2]~[6]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[8]前記ポリオール(a2)の数平均分子量が2,000以上4,000以下である[2]~[7]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[9]さらにシランカップリング剤を含有する、[1]~[8]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[10]前記シランカップリング剤が芳香族アミン系シランカップリング剤を含む、[9]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[11]前記ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して、単官能ラジカル重合性化合物を90質量部以上含む、[1]~[10]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[12]前記単官能ラジカル重合性化合物が、窒素含有化合物を含む、[11]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[13]前記窒素含有化合物が、鎖状の窒素含有化合物を含む、[12]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[14]前記窒素含有化合物が、環状の窒素含有化合物を含む、[12]又は[13]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[15]前記鎖状の窒素含有化合物に対する、前記環状の窒素含有化合物の質量比(環状/鎖状)が、0.1以上2.0以下である、[14]に記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[16]前記窒素含有化合物の含有量が、前記ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して10質量部以上95質量部以下である、[12]~[15]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[17]前記単官能ラジカル重合性化合物が、前記窒素含有化合物以外に、単官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物を含む、[12]~[16]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[18]前記ウレタンプレポリマー(A)の、前記ラジカル重合性化合物(B)に対する質量比(A/B)が、70/30以上91/9以下である、[1]~[17]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[19]前記ポリイソシアネート(A-b)が、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、及びポリメリックMDIからなる群から選択される少なくとも1種である、[1]~[18]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[20]圧着3分後における初期接着力が0.5MPa以上である、[1]~[19]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[21]25℃に調温された第1のポリカーボネート基板に線幅1.0mmで塗布し、1000mJ/cm2の紫外線を照射してUV反応させ、前記紫外線照射の終了から1分後に、第2のポリカーボネート基板を圧着した場合において、第1のポリカーボネート基板に塗布してから紫外線照射を行うまでに60秒以上の可使時間を有する、[1]~[20]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物。
[22][1]~[21]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物からなる電子部品用接着剤。
[23][1]~[21]のいずれかに記載の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体。
[24][23]に記載の硬化体を含む、電子部品。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、貼り合わせ作業に十分な可使時間の確保しつつ、貼り合わせ後に速やかに結晶固化して接着力を発現することにより、貼合時の作業性と、短時間接着による高い生産性を両立できる光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物、並びにこれを用いた電子部品用接着剤及び硬化体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】初期接着力の評価方法を示す概略図であり、
図1(A)が平面図、
図1(B)が側面図である。
【
図2】耐衝撃性の評価方法を示す概略側面図である。
【
図3】耐衝撃性で使用する撃ち型の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明について実施形態を参照しつつ説明する。
<ウレタンプレポリマー(A)>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、常温(25℃)で固体のホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)(以下、ウレタンプレポリマー(A)と称する)を含有する。ウレタンプレポリマー(A)は、好ましくは、ポリオール(A-a)とポリイソシアネート化合物(A-b)との反応物であり、イソシアネート基を有する。
【0012】
ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート基を有することで、樹脂組成物に湿気硬化性を付与できる。ウレタンプレポリマー(A)中のイソシアネート基は、特に制限はなく、芳香族イソシアネート基でもよいし、脂肪族イソシアネート基でもよいし、これらを併用してもよい。これらイソシアネート基を併用する場合、ウレタンプレポリマー(A)としては、芳香族イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、脂肪族イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーとを併用してもよいし、ウレタンプレポリマー(A)は、一分子中に芳香族イソシアネート基及び脂肪族イソシアネート基の両方を有する化合物であってもよい。
なお、芳香族イソシアネート基は、芳香族環に直接結合したイソシアネート基であり、脂肪族イソシアネート基は、イソシアネート基が脂肪族の炭素原子に直接結合したイソシアネート基である。芳香族イソシアネート基は、芳香族イソシアネート化合物由来のイソシアネート基であり、芳香族イソシアネート化合物の詳細は後述するとおりである。脂肪族イソシアネート基は、脂肪族イソシアネート化合物由来のイソシアネート基であり、脂肪族イソシアネート化合物の詳細は後述するとおりである。
【0013】
ウレタンプレポリマー(A)は、芳香族イソシアネート基を含有することが好ましい。ウレタンプレポリマーが芳香族イソシアネート基を含有すると、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の光湿気硬化後の接着力(最終接着力)を向上させやすくなる。また、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体の接着力を高い値に維持しやすくなる。
ウレタンプレポリマー(A)におけるイソシアネート基の数は、特に限定されないが、一分子中に2個以上含有することが好ましく、ウレタンプレポリマー(A)の両末端にイソシアネート基を含有することが好ましい。
【0014】
本発明のウレタンプレポリマー(A)は、ポリオール(A-a)とポリイソシアネート化合物(A-b)とを反応することで得ることができる。ポリオール(A-a)は、水酸基を2個以上有する化合物であり、ポリイソシアネート化合物(A-b)は2個以上のイソシアネート基を有する化合物である。
ポリオール化合物(A-a)とポリイソシアネート化合物(A-b)との反応は、例えば、ポリオール中の水酸基(OH)とポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基(NCO)のモル比で[NCO]/[OH]=1.5~2.5の範囲で行われる。
【0015】
[ポリオール(A-a)]
本発明において、ポリオール(A-a)は、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を含み、ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)は、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を含む材料の反応物である。
本発明では、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)を使用することで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の可使時間を適切な長さとすることができるため、貼り合わせ作業に十分な可使時間を確保できる。また、ホットメルト型ウレタンプレポリマー(A)は、貼り合わせ後には速やかに結晶固化でき、初期接着力を確保しやすくなる。さらに、耐衝撃性も良好にしやすくなる。
また、ポリオール(A-a)は、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)に加えて、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)とは異なるポリオール(a2)を含むことが好ましい。ここで、ポリオール(a2)は、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選ばれる少なくともいずれかである。本発明では、ウレタンプレポリマー(A)におけるポリオール(A-a)として、ポリオール(a1)に加えて、特定のポリオール(a2)をさらに使用することで、十分な可使時間を確保しやすくなり、初期接着力も優れたものとしやすくなる。さらに、耐衝撃性も良好にしやすくなる。
以下、各成分について詳細に説明する。
【0016】
(ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1))
ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、ポリエーテル骨格と、カーボネート結合を有する。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、分子中に水酸基を2つ以上有する化合物である。また、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、分子中にカーボネート結合を2つ以上有することが好ましい。
【0017】
ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)において、ポリエーテル骨格は、典型的には二価の炭化水素基がエーテル結合で連結された構造を有する。二価の炭化水素基は、特に限定されないが、例えば炭素数2~12、好ましくは炭素数3~8である。また、二価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でもよいし、芳香環を有する芳香族炭化水素基でもよいが、脂肪族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基は、直鎖であってもよいし、分岐を有してもよいし、脂環構造を有してもよいが、直鎖状であることが好ましい。
【0018】
また、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、直鎖かつ炭素数3~8のアルキレン基を有することが好ましい。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、直鎖で炭素数3~8のアルキレン基を有することで、接着剤の可使時間が長くなりすぎず、貼り合わせ後に速やかに結晶固化して接着力を発現しやすくなる。
上記アルキレン基は、ポリエーテル骨格中に含まれることが好ましく、ポリエーテル骨格における上記した二価の炭化水素基が、直鎖でかつ炭素数3~8のアルキレン基であることが好ましい。したがって、ポリエーテル骨格は、直鎖かつ炭素数3~8のアルキレン基がエーテル結合を介して連結された構造を有することが好ましく、アルキレン基としては、炭素数3~5であることがより好ましく、炭素数4であることが最も好ましい。
【0019】
また、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、複数のポリエーテル骨格が、カーボネート結合を介して結合された構造を有するとよい。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、一分子中に含有される水酸基が2つであるポリエーテルポリカーボネートジオールが好ましい。ポリエーテルポリカーボネートジオールは、水酸基を分子の両末端に有するとよい。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、具体的には、以下の式(1)で示される化合物であることがより好ましい。
【0020】
【化1】
上記式(1)において、Rは炭素数2~12の二価の炭化水素基を表し、nは2~90の整数であり、mは1~35の整数である。なお、式(1)中、複数のRは同一であってもよく、異なるものであってもよい。
【0021】
上記式(1)において、Rは、好ましくは炭素数2~10、より好ましくは炭素数3~8、さらに好ましくは炭素数3~5、最も好ましくは炭素数4である。Rは、脂肪族炭化水素基でもよいし、芳香環を有する芳香族炭化水素基であってもよいが、脂肪族炭化水素基が好ましく、脂肪族飽和炭化水素基がより好ましく、中でも直鎖かつ炭素数3~8のアルキレン基がさらに好ましい。
したがって、具体的な好ましいRとしては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基が挙げられ、中でもトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基がより好ましく、テトラメチレン基が最も好ましい。これらアルキレン基は1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
上記(1)において、nは2~90であり、好ましくは2~45、より好ましくは2~15であり、更に好ましくは2~10であり、最も好ましくは2~5である。また、mは1~35であり、好ましくは1~15、より好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~6であり、最も好ましくは2~6である。
【0022】
ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、好ましくはポリオキシアルキレングリコールを原料として、ホスゲン法、エステル交換法などの公知の方法により製造するとよい。したがって、上記したポリエーテル骨格は、ポリオキシアルキレングリコール由来であるとよい。ポリオキシアルキレングリコールの好ましい具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、プロピレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルグリコール等が挙げられるが、これらの中では、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)がより好ましい。
なお、ポリオキシアルキレングリコールは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0023】
ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)は、常温(25℃)で液状である一方で、ポリオール(a2)が常温(25℃)で固体とすることが好ましい。ポリオール(A-a)において、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が常温(25℃)で液状である一方で、ポリオール(a2)が常温(25℃)で固体とすることで、樹脂組成物をホットメルトとしつつ、可使時間も適度に長くなり、耐衝撃性を良好にしやすくなる。
【0024】
ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)の数平均分子量(Mn)は、特に限定されないが、例えば600以上であり、好ましくは800以上、より好ましくは1,000以上、さらに好ましくは1,500以上であり、また、例えば6,000以下、好ましくは5,000以下、より好ましくは4,000以下、さらに好ましくは3,500以下である。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)の数平均分子量が、上記範囲内であることで、十分な可使時間の確保しつつ、貼り合わせ後に速やかに結晶固化して接着力を発現しやすくなる。
【0025】
(ポリオール(a2))
ポリオール(A-a)として使用されるポリオール(a2)は、上記の通りポリエステルポリオール又はポリカーボネートポリオールの少なくともいずれかであり、これらは併用してもよい。また、これらの中では、初期接着力、耐衝撃性の観点からは、ポリエステルポリオールがより好ましい。
【0026】
<<ポリエステルポリオール>>
ポリオール(a2)として使用されるポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリ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。これらの中では、ポリ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が好ましい。また、ポリエステルポリオールは、ポリエステルジオールが好ましい。
ポリエステルポリオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
【0027】
ポリエステルポリオールの原料となるポリ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-ナフタル酸などの二価の芳香族カルボン酸、コハク酸、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の二価の脂肪族カルボン酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸等の三価以上の芳香族カルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、ヘキサントリカルボン酸などの三価以上の脂肪族カルボン酸などが挙げられる。これらポリカルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0028】
ポリエステルポリオールの原料となる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、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などの直鎖の脂肪族ポリオール、ネオペンチルグリコールなどの分岐構造を有する脂肪族ポリオール、シクロヘキサンジオール等の環状骨格を有する脂肪族ポリオールなどが挙げられる。これらポリオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0029】
ポリエステルポリオールに使用されるポリカルボン酸としては、上記の中では、直鎖のポリカルボン酸が好ましい。直鎖のポリカルボン酸を使用することで、結晶性が高くなりやすく、セットタイムも適度に速くしやすくなる。そのため、初期接着力が高くなって、耐衝撃性を良好にしやすくなる。
ポリエステルポリオールにおいて、直鎖のポリカルボン酸は、ポリカルボン酸として、単独で使用されてもよいが、直鎖のポリカルボン酸以外のポリカルボン酸と併用されてもよい。
【0030】
ポリエステルポリオールは、直鎖のポリカルボン酸由来の構成単位を含むことが好ましく、その含有量は、全ポリカルボン酸由来の構成単位全量基準で、例えば75モル%以上100モル%以下であり、好ましくは85モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは95モル%以上100モル%以下であり、最も好ましくは100モル%である。
【0031】
なお、直鎖のポリカルボン酸は、二価の直鎖の脂肪族カルボン酸であり、その両末端にカルボキシル基を有するものである。直鎖のポリカルボン酸は、中でも炭素数4~12の脂肪族カルボン酸が好ましく、炭素数6~10の脂肪族カルボン酸がさらに好ましい。したがって、脂肪族カルボン酸は、上記の中でも、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましく、特にアジピン酸又はセバシン酸が好ましく、初期接着力、耐衝撃性の観点からはセバシン酸が特に好ましい。
【0032】
ポリエステルポリオールは、アジピン酸及びセバシン酸からなる群から選択されるポリカルボン酸由来の構成単位を含有することが好ましいが、その含有量は、ポリカルボン酸由来の構成単位全量基準で、例えば75モル%以上100モル%以下であり、好ましくは85モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは95モル%以上100モル%以下であり、最も好ましくは100モル%である。
なお、直鎖のポリカルボン酸は、1種単独で使用されてもよいし、2種以上併用されてもよい。
【0033】
ポリエステルポリオールに使用されるポリオールとしては、上記の中では、直鎖のポリオールが好ましい。直鎖のポリポールを使用することで、結晶性が高くなりやすくセットタイムが適度に速くなりやすくなる。そのため、初期接着力が高くなって、耐衝撃性を良好にしやすくなる。
ポリエステルポリオールにおいて、直鎖のポリオールは、ポリオールとして単独で使用されてもよいが、直鎖のポリオール以外のポリオールと併用されてもよい。
【0034】
ポリエステルポリオールは、直鎖のポリオール由来の構成単位を含むことが好ましく、その含有量は、ポリオール由来の構成単位全量基準で、例えば75モル%以上100モル%以下であり、好ましくは85モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは95モル%以上100モル%以下であり、最も好ましくは100モル%である。
また、ポリエステルポリオールにおいては、結晶性をより高くする観点から、直鎖のポリオールに由来する構成単位と、直鎖のポリカルボン酸に由来する構成単位とを含むことが好ましい。すなわち、ポリオールとして直鎖のポリオールが使用され、かつポリカルボン酸として直鎖のポリカルボン酸が使用されることが好ましい。
【0035】
直鎖のポリオールは、二価の直鎖状の脂肪族ポリオールであり、その両末端に水酸基を有するものである。直鎖ポリオールは、中でも炭素数3~12の直鎖ポリオールが好ましく、炭素数5~8の直鎖ポリオールがさらに好ましく、炭素数6の直鎖ポリオールが最も好ましい。
直鎖ポリオールの具体例としては、1,4-ブタンジオール、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が好ましく、中でも1,6-ヘキサンジオールが最も好ましい。
したがって、ポリエステルポリオールは、1,6-ヘキサンジオール由来の構成単位を含有することが好ましいが、その含有量は、ポリオール由来の構成単位全量基準で、例えば75モル%以上100モル%以下であり、好ましくは85モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは95モル%以上100モル%以下であり、最も好ましくは100モル%である。
なお、直鎖のポリオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
【0036】
<<ポリカーボネートポリオール>>
ポリオール(a2)において使用されるポリカーボネートポリオールは、ポリヒドロキシ化合物由来の構成単位が、カーボネート結合により連結された構造を有する。ポリカーボネートポリオールは、その製造方法については特に限定されず、ポリヒドロキシ化合物を原料として、例えば、ホスゲン法、エステル交換法などの公知の方法により製造されるとよい。
【0037】
ポリヒドロキシ化合物は、一般的にジヒドロキシ化合物である。ポリヒドロキシ化合物は、直鎖の脂肪族ポリオール、分岐構造や脂環構造を有する脂環族ポリオール、芳香族ポリヒドロキシ化合物などのいずれでもよいが、ポリヒドロキシ化合物は、直鎖ポリオールであることが好ましい。直鎖ポリオールは、二価の直鎖の脂肪族ポリオールであり、その両末端に水酸基を有するものである。直鎖ポリオールは、例えば炭素数4以上であるが、中でも炭素数8以上の直鎖ポリオールが好ましい。また、直鎖ポリオールの炭素数は、例えば16以下であり、好ましくは12以下である。
【0038】
ポリカーボネートポリオールの原料となる直鎖ポリオールとしては、例えば、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,15-ペンタデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオールなどが挙げられる。これらの中では、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールが好ましく、中でも1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールがより好ましく、特に1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが最も好ましい。
【0039】
したがって、ポリカーボネートポリオールは、直鎖ポリオール由来の構成単位を含有することが好ましく、中でも炭素数8以上の直鎖ポリオール由来の構成単位を含有すること好ましい。ポリカーボネートポリオールが比較的炭素数が多い直鎖ポリオール由来の構成単位を含有することで、結晶性が高くなって、組成物のセットタイムが適度に速くなりやすくなる。そのため、初期接着力が高くなり、耐衝撃性も向上させやすくなる。
炭素数8以上の直鎖ポリオール由来の構成単位は、ポリヒドロキシ化合物由来の構成単位全量基準で、例えば75モル%以上100モル%以下であり、好ましくは85モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは95モル%以上100モル%以下であり、最も好ましくは100モル%である。
なお、直鎖ポリオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
【0040】
ポリカーボネートポリオールは、ポリカーボネートジオールが好ましく、ポリカーボネートジオールの具体例としては、以下の式(2)で表される化合物が挙げられる。
【0041】
【化2】
式(2)においてRは炭素数4~16の二価の炭化水素基、nは2~120の整数である。
【0042】
式(2)において、Rは、好ましくは脂肪族飽和炭化水素基である。Rが脂肪族飽和炭化水素基であることで、耐熱性、柔軟性が良好になりやすくなる。脂肪族飽和炭化水素基からなるRは、鎖状構造又は環状構造を有していてもよいが、鎖状構造を有することが好ましい。また、鎖状構造のRは直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、直鎖状であることが好ましい。
nは2~25であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、5~20であることがさらに好ましく、5~15であることが最も好ましい。
また、ウレタンプレポリマー(A)においてポリカーボネートポリオールに含まれるRは、1種単独で使用してよいし、2種以上を併用してもよい。Rは、炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基であることが好ましい。Rとして、炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基を使用することで、結晶性が高くなってセットタイムも適度に速くなりやすくなる。そのため、初期接着力が高くなりやすく、耐衝撃性も向上させやすくなる。
【0043】
ポリカーボネートポリオールにおいて、Rのすべてが炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基であってもよいが、一部が炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基であってもよい。ポリカーボネートポリオールにおいて、Rは、全Rに対して、例えば75モル%以上100モル%以下、好ましくは85モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下、最も好ましくは100モル%の割合で、炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基であるとよい。炭素数8以上の直鎖状の脂肪族飽和炭化水素基は、炭素数12以下であることが好ましい。
【0044】
Rの好ましい具体例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基が挙げられ、これらの中でもオクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基が好ましく、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基がより好ましく、デカメチレン基、ドデカメチレン基がさらに好ましく、デカメチレン基がよりさらに好ましい。
なお、ポリカーボネートポリオールは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0045】
ポリオール(a2)は、上記した通り、常温(25℃)で固体であるとよい。ポリオール(a2)が常温で固体であると、樹脂組成物をホットメルトにしやすくなる。
ポリオール(a2)の数平均分子量(Mn)は、特に限定されないが、例えば1,000以上であるが、好ましくは1,500以上であり、より好ましくは2,000以上であり、また、例えば6,000以下、好ましくは5,000以下、より好ましくは4,000以下である。ポリオール(a2)は、数平均分子量が、上記範囲内であることで、適度な結晶性を有することができる。そのため、適度な可使時間とセットタイムを有し、初期接着力が高くなり、耐衝撃性も良好にしやすくなる。
【0046】
なお、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)及びポリオール(a2)の数平均分子量(Mn)は、測定された水酸基価(mgKOH/g)より以下の手順で算出できる。具体的には、まず、JIS K 1557-1に従ってポリオールの水酸基価(mgKOH/g)を測定する。次に、測定された水酸基価(mgKOH/g)と、KOHの式量により、水酸基量(mmol/g)を求める。そして、得られた水酸基量(mmol/g)を逆数にして「g/mol」に換算したうえで、官能基数(水酸基数)を掛けることで数平均分子量(Mn)を求めることができる。
【0047】
ウレタンプレポリマー(A)は、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)及びポリオール(a2)の混合物と、ポリイソシアネート(A-b)とを反応することで得ることができる。したがって、ウレタンプレポリマー(A)の少なくとも一部又は全部は、一分子中にポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)由来の構成単位と、ポリオール(a2)由来の構成単位の両方を有する。
【0048】
ポリオール(A-a)において、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)が35質量%以上75質量%以下含有され、かつポリオール(a2)が25質量%以上65質量%以下含有されることが好ましい。ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)及びポリオール(a2)の含有量を上記範囲内とすると、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)により可使時間を長くしつつ耐衝撃性を向上させやすくなり、かつポリオール(a2)により初期接着力が大きくなり、耐衝撃性も向上させやすくなる。
上記観点から、ポリオール(A-a)におけるポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)の含有量は、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、また、70質量%以下がより好ましく、65質量%以下がさらに好ましい。
また、ポリオール(A-a)におけるポリオール(a2)の含有量は、30質量%以上がより好ましく、35質量%以上がさらに好ましく、また、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下がさらに好ましい。
【0049】
なお、ポリオール(A-a)は、本発明の効果を損なわない限り、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)及びポリオール(a2)以外のポリオール(その他のポリオール)を含有してもよい。ポリオール(A-a)において、その他のポリオールの含有量は、例えば0質量%以上20質量%以下、好ましくは0質量%以上10質量%以下、より好ましくは0質量%以上5質量%以下、最も好ましくは0質量%である。
【0050】
(ポリイソシアネート(A-b))
ポリイソシアネートとしては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートの液状変性物、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。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
ポリイソシアネートは、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。
本発明では、ウレタンプレポリマー(A)の合成において、芳香族ポリイソシアネートを使用すると、ウレタンプレポリマー(A)が芳香族イソシアネート基を含有し、脂肪族ポリイソシアネートを使用すると、ウレタンプレポリマー(A)が脂肪族イソシアネート基を含有する。
イソシアネート化合物は、イソシアネートを多量化したものでもよく、ポリメリックMDIなどでもよい。また、イソシアネート化合物としては、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ポリイソシアネート化合物(ポリオール変性体)や、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体なども使用することができる。ここで、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、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が挙げられる。
本発明では、ポリイソシアネート(A-b)としては、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、及びポリメリックMDIからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリメリックMDIであることがより好ましい。
【0051】
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物におけるウレタンプレポリマー(A)の含有量は、特に限定されないが、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物全量基準で、例えば40質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。ウレタンプレポリマーの含有量を上記下限値以上とすることで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物に耐衝撃性を付与しやすくなる。また、ウレタンプレポリマーにより樹脂組成物を適切に湿気硬化できるようになる。ウレタンプレポリマーの上記含有量は、ラジカル重合性化合物(B)や光重合開始剤(C)および他の成分を適度に含有させるために、例えば90質量%以下、好ましくは88質量%以下、より好ましくは82質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。
【0052】
<ラジカル重合性化合物(B)>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物(B)を含有する。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物(B)を含有することで光硬化性が付与され、紫外線などの活性エネルギー線が照射されることで硬化される。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、光硬化性を有することで、光照射するだけで一定の接着力が付与できるので、一定の初期接着力を確保できる。また、光硬化前においては、可塑剤として作用して、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の結晶性を抑制することで可使時間を長くすることができる。さらに、加熱して塗布する際の温度を低くして作業性を向上させることもできる。
ラジカル重合性化合物(B)としては、分子中にラジカル重合性官能基を有すればよい。ラジカル重合性官能基としては不飽和二重結合を有する化合物が好適であり、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基などが挙げられる。
【0053】
上記したものの中では、接着性の観点から、(メタ)アクリロイル基が好適であり、すなわち、ラジカル重合性化合物(B)は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有することが好ましい。なお、(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、以下、「(メタ)アクリル化合物」ともいう。また、本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基又は(メタ)アクリロイル基を意味し、「(メタ)アクリル」はアクリル又はメタクリルを意味し、他の類似する用語も同様である。
【0054】
ラジカル重合性化合物(B)は、1分子中に1つのラジカル重合性官能基を有する単官能ラジカル重合性化合物、1分子中に2以上のラジカル重合性官能基を有する多官能ラジカル重合性化合物の一方又は両方を含んでもよいが、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力を向上させる観点から、単官能ラジカル重合性化合物を含むことが好ましい。また、ラジカル重合性化合物(B)は、単官能ラジカル重合性化合物として、少なくとも、(メタ)アクリル化合物である単官能の(メタ)アクリル化合物を含むことがより好ましい。なお、単官能ラジカル重合性化合物は、重合され、繰り返し単位を有するプレポリマーでもよいが、通常は繰り返し単位を有さない単官能モノマーを使用するとよい。
【0055】
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物において、単官能ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して、例えば50質量部以上100質量部以下であればよい。
また、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力を向上させるために、単官能ラジカル重合性化合物を多く含有することが好ましい。具体的には、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して、単官能ラジカル重合性化合物を90質量部以上含むことが好ましく、95質量部以上含むことが好ましく、100質量部含むことがさらに好ましい。
【0056】
[単官能ラジカル重合性化合物]
(窒素含有化合物)
ラジカル重合性化合物(B)は、単官能ラジカル重合性化合物として、窒素含有化合物を含むことが好ましい。窒素含有化合物を用いることにより、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力が良好になる。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、被着体に塗布した後、紫外線などの活性エネルギー線を照射して光硬化されるが、その際、一般的には後述するように酸素存在下で光硬化されることが多い。ラジカル重合性化合物(B)が窒素含有化合物を含有すると、酸素存在下でも適切に光硬化され、それにより、初期接着力が良好になると推定される。
【0057】
窒素含有化合物は、環状構造を有する窒素含有化合物であってもよいし、鎖状の窒素含有化合物であってもよい。環状構造を有する窒素含有化合物としては、N-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタムなどのラクタム構造を有する窒素含有化合物、N-アクリロイルモルホリンなどのモルホリン骨格含有化合物、N-(メタ)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環状イミド化合物などが挙げられる。これらの中では、N-ビニルカプロラクタムなどのアミド基含有化合物がさらに好ましい。なお、本明細書では、環状構造を有する窒素含有化合物は、環状窒素含有化合物ともいい、窒素原子が環自体を構成する原子に含まれるラジカル重合性化合物を環状窒素含有化合物とし、その他の窒素含有化合物は、鎖状の窒素含有化合物とする。
【0058】
鎖状の窒素含有化合物としては、例えば、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ(メタ)アクリレート、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の鎖状のアミノ基含有(メタ)アクリレート、ジアセトンアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等の鎖状の(メタ)アクリルアミド化合物、N-ビニルアセトアミドなどが挙げられる。
【0059】
鎖状の窒素含有化合物としては、単官能のウレタン(メタ)アクリレートであってもよい。単官能のウレタン(メタ)アクリレートを使用することで、ウレタンプレポリマー(A)との相溶性が良好となり、初期接着力を向上させやすい。
また、ウレタン(メタ)アクリレートは、比較的極性が高いので、ガラスに対する接着力を上昇させやすくなる。
【0060】
単官能のウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、イソシアネート化合物に、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、反応させたものを使用することができる。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、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、1,3-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)アクリレートや、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)アクリレート等が挙げられる。
【0061】
ウレタン(メタ)アクリレートを得るために使用するイソシアネート化合物としては、ブタンイソシアネート、ヘキサンイソシアネート、デカンイソシアネートなどのアルカンモノイソシアネート、シクロペンタンイソシアネート、シクロヘキサンイソシアネート、イソホロンモノイソシアネートなどの環状脂肪族モノイソシアネートなどの脂肪族モノイソシアネートが挙げられる。
単官能のウレタン(メタ)アクリレートは、より具体的には、上記したモノイソシアネート化合物と、二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレートとを反応して得られたウレタン(メタ)アクリレートが好ましく、その好適な具体例としては、1,2-エタンジオール1-アクリラート2-(N-ブチルカルバマート)が挙げられる。
鎖状の窒素含有化合物は、上記のなかでは、単官能ウレタン(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、また、単官能ウレタン(メタ)アクリレートと、(メタ)アクリルアミド化合物などの単官能ウレタン(メタ)アクリレート以外の化合物とを併用することも好ましい。
【0062】
窒素含有化合物は、鎖状の窒素含有化合物及び環状構造を有する窒素含有化合物の一方又は両方を含有するとよいが、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力を良好にする観点から、環状構造を有する窒素含有化合物を含むことが好ましく、鎖状の窒素含有化合物と、環状構造を有する窒素含有化合物を併用することがより好ましい。中でも、環状窒素含有化合物としてラクタム構造を有する窒素含有化合物、及び鎖状の窒素含有化合物として、単官能ウレタン(メタ)アクリレート、及び(メタ)アクリルアミド化合から選択される少なくとも1種を併用することがさらに好ましい。
【0063】
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物における、ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対する、単官能ラジカル重合性化合物としての窒素含有化合物の含有量は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力を良好とする観点から、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは50質量部以上であり、より更に好ましくは60質量部以上、最も好ましくは75質量部以上である。また、上記単官能ラジカル重合性化合物としての窒素含有化合物の上記含有量は、窒素含有化合物以外のラジカル重合性化合物(B)を適切な量含有させるために、好ましくは95質量部以下、より好ましくは90質量部以下、さらに好ましくは85質量部以下である。
【0064】
単官能ラジカル重合性化合物が、鎖状の窒素含有化合物と、環状構造を有する窒素含有化合物を有する場合、単官能ラジカル重合性化合物における、鎖状の窒素含有化合物に対する、環状構造を有する窒素含有化合物の質量比(環状/鎖状)は0.1以上2.0以下が好ましく、0.2以上1.5以下がより好ましく、0.4以上1.2以下がさらに好ましい。環状/鎖状の質量比を上記範囲内とすることで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の初期接着力を良好にできる。
【0065】
(窒素含有化合物以外の単官能ラジカル重合性化合物)
ラジカル重合性化合物(B)に含有される単官能ラジカル重合性化合物は、上記した窒素含有化合物以外の化合物(以下、窒素非含有化合物ともいう)を含むことが好ましい。
ラジカル重合性化合物(B)が、単官能ラジカル重合性化合物として窒素非含有化合物を含有することで、接着力などを向上させやすくなる。
【0066】
窒素非含有化合物としては、ラジカル重合性官能基を有する化合物であれば特に制限されないが、単官能の(メタ)アクリル化合物が好ましく、中でもより好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物が挙げられる。
単官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造含有(メタ)アクリレート、芳香環含有(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよいが、これらの中では、アルキル(メタ)アクリレート及び芳香環含有(メタ)アクリレートの一方又は両方を使用することが好ましい。
ラジカル重合性化合物(B)における、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造含有(メタ)アクリレート、及び芳香環含有(メタ)アクリレートの合計含有量は、ラジカル重合性化合物(B)100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは90質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは60質量部以下、よりさらに好ましくは40質量部以下、最も好ましくは25質量部以下である。
【0067】
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(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)アクリレートなど、アルキル基の炭素数が1~18のアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
脂環構造含有(メタ)アクリレートとしては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の脂環式構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。なお、脂環式構造は、環構成元素が炭素原子からなる環構造である。
芳香環含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、2-フェニルエチル(メタ)アクリレート等のフェニルアルキル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等のフェノキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0068】
単官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造含有(メタ)アクリレート、及び芳香環含有(メタ)アクリレート以外も使用でき、例えば、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートも使用できる。
環状エーテル基含有(メタ)アクリレートとしては、エポキシ環、オキセタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ジオキサン環などを有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
エポキシ環含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。オキセタン環含有(メタ)アクリレートとしては、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレートが挙げられる。テトラヒドロフラン環含有(メタ)アクリレートとしては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアルコールの(メタ)アクリル酸多量体エステルなどが挙げられる。
ジオキソラン環含有(メタ)アクリレートとしては、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。ジオキサン環を有する(メタ)アクリレートとしては、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
環状エーテル基含有(メタ)アクリレートとしては、オキセタン環含有(メタ)アクリレート、又はテトラヒドロフラン環含有(メタ)アクリレートのいずれかを使用することが好ましいが、これらを併用することも好ましい。
【0069】
また、単官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、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)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(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)アクリレートなどのアルコキシアルキル(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、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのアルコキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリ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、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリオキシエチレン系(メタ)アクリレートなども使用してもよい。
また、単官能の(メタ)アクリル化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボキシル含有(メタ)アクリル化合物などを使用してもよい。
【0070】
[単官能ラジカル重合性化合物以外の化合物]
ラジカル重合性化合物(B)は、本発明の効果を奏する限り、多官能ラジカル重合性化合物を含有してもよい。多官能ラジカル重合性化合物としては、2官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物、3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル化合物、2官能以上のウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0071】
2官能の(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、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、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、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、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、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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(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。
【0072】
また、3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、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、ペンタエリスリトールトリ(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、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。
【0073】
2官能以上のウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、イソシアネート化合物に、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、反応させたものを使用することができる。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、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、1,3-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)アクリレートや、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)アクリレートや、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)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。
【0074】
ウレタン(メタ)アクリレートを得るために使用す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のポリイソシアネート化合物が挙げられる。
【0075】
また、イソシアネート化合物としては、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ポリイソシアネート化合物(ポリオール変性体)や、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体なども使用することができる。ここで、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、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が挙げられる。
これらポリイソシアネート化合物を使用することで、多官能のウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。
【0076】
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物におけるラジカル重合性化合物(B)の含有量は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物全量基準で、例えば7.5質量%以上、好ましくは8質量%以上、より好ましくは12質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。ラジカル重合性化合物(B)の含有量を上記下限値以上とすることで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の可使時間を長くしたり、初期接着力を一定以上確保したりしやすくなる。また、ラジカル重合性化合物(B)の含有量は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の光硬化性を適切なものとし、良好な圧着性を付与する観点から、30質量%以下が好ましく、27質量%以下がより好ましく、25質量%以下がさらに好ましい。
【0077】
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ウレタンプレポリマー(A)の、ラジカル重合性化合物(B)に対する質量比(A/B)が、70/30以上91/9以下であることが好ましく、72/28以上90/10以下であることがより好ましく、74/26以上85/15以下であることがさらに好ましい。A/Bが上記下限値以上であると、該組成物中にウレタンプレポリマー(A)を一定以上含有でき、該組成物に良好な結晶性を付与しやすくなる。また、ラジカル重合性化合物(B)が過剰に含有されず、該組成物に良好な圧着性を付与しやすくなる。他方、A/Bが上記上限値以下であると、ラジカル重合性化合物(B)を一定以上含有でき、該組成物の可使時間を長くしたり、適切な光硬化性を付与したりすることができる。
【0078】
<光重合開始剤(C)>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、光重合開始剤(C)を含有する。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、光重合開始剤(C)を含有することで、光硬化性が適切に付与される。
光重合開始剤(C)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、アルキルフェノン系光重合開始剤、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。
上記光重合開始剤(C)のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE379EG、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、IRGACURE 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)、Omnirad TPO(IGM Resins B.V.社製)等が挙げられる。
【0079】
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物における光重合開始剤(C)の含有量は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物全量基準で、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上5質量%以下、更に好ましくは0.6質量%以上3質量%以下である。光重合開始剤の含有量がこれら範囲内であることにより、得られる光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物が光硬化性及び保存安定性に優れたものとなる。また、上記範囲内とすることで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物が適切に硬化され、接着力を良好にしやすくなる。
【0080】
<充填剤>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、充填剤(E)を含有してもよい。充填剤を含有することにより、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、好適なチクソ性を有するものとなり、塗布後の形状を充分に保持することができる。充填剤としては、粒子状のものを使用すればよい。
充填剤としては、特に限定されないが、無機充填剤が好ましく、例えば、シリカ、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、得られる光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物が紫外線透過性に優れるものとなることから、シリカが好ましい。また、充填剤は、シリル化処理、アルキル化処理、エポキシ化処理等の疎水性表面処理がなされていてもよい。
充填剤は、1種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。
充填剤の含有量は、特に限定されないが、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物全量基準で、好ましくは1質量%以上25質量%以下、より好ましくは2質量%以上20質量%以下である。
【0081】
<湿気硬化促進触媒>
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ウレタンプレポリマーの湿気硬化反応を促進させる湿気硬化促進触媒を含有してもよい。湿気硬化促進触媒を使用することにより、湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、湿気硬化性がより優れたものとなり、接着力を高めやすくなる。
湿気硬化促進触媒としては、具体的にはアミン系化合物、金属系触媒などが挙げられ、アミン系化合物が好ましい。アミン系化合物としては、ジ(メチルモルホリノ)ジエチルエーテル、4-モルホリノプロピルモルホリン、ビス(2-モルホリノエチル)エーテル等のモルホリン骨格を有する化合物、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、1,2-ビス(ジメチルアミノ)エタンなどのジメチルアミノ基を2つ有するジメチルアミノ基含有アミン化合物、トリエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,6,7-トリメチル-1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
金属系触媒としては、ジラウリル酸ジn-ブチルスズ、ジ酢酸ジn-ブチルスズ、オクチル酸スズ等のスズ化合物、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト等のその他の金属化合物が挙げられる。
湿気硬化促進触媒の含有量は、ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上5質量部以下、より好ましくは0.05質量部以上3量部以下、さらに好ましくは0.1質量部以上2質量部以下である。
【0082】
<カップリング剤>
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物にカップリング剤を含有させることで、接着力を向上させやすくなる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。
カップリング剤の中でも、接着性を向上させる効果に優れることから、シランカップリング剤が好ましい。また、シランカップリング剤の中でも、耐衝撃性を改善させる効果に優れることから、メルカプタン系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤が好ましく、アミン系シランカップリング剤がより好ましく、分子内に芳香族環を有するアミン系含有シランカップリング剤がさらに好ましく、中でも芳香族アミンを有する芳香族アミン系含有シランカップリング剤が特に好ましい。
【0083】
上記アミン系シランカップリング剤としては、例えば、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。
上記メルカプタン系シランカップリング剤としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【0084】
シランカップリング剤としては、メルカプタン系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤以外のその他のシランカップリング剤を使用してもよい。
その他のシランカップリング剤としては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、テジルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシリル)ヘキサン等が挙げられる。
【0085】
上記チタネート系カップリング剤としては、例えば、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
上記ジルコネート系カップリング剤としては、例えば、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、シルコニウムテトラノルマルブトキシド等が挙げられる。
カップリング剤は、1種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。
【0086】
カップリング剤の含有量は、ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、0.05質量部以上8量部以下が好ましく、0.2質量部以上6質量部以下がより好ましく、0.5質量部以上4質量部以下がさらに好ましい。カップリング剤の含有量をこれら範囲内とすることで、硬化体の各種性能に影響を及ぼすことなく、接着力を向上させやすくなる。
【0087】
<着色剤>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、着色剤を含有してもよい。着色剤としては、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。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は着色剤を含有することで遮光性なども良好となる。これらのなかでは、チタンブラックが好ましい。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とともに、紫外線領域付近の波長の光は透過させる性質を有するので、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の光硬化性が低下するのを防止できる。
光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物における着色剤の含有量は、特に限定されないが、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物全量基準で、好ましくは0.05質量%以上8質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上2質量%部以下である。着色剤の含有量をこれら範囲内であることにより、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の接着性を良好に維持しつつ、適切な遮光性を付与できる。
【0088】
<その他の成分>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、上記したウレタンプレポリマー(A)、ラジカル重合性化合物(B)以外にも、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂などの熱、活性エネルギー線、湿気などにより硬化する硬化性樹脂を含有してもよいし、熱可塑性樹脂を含有してもよい。なお、活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線などを挙げることができる。
【0089】
また、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、光重合開始剤(C)、充填材、湿気硬化促進触媒、カップリング剤、着色剤以外にも、添加剤(「その他の添加剤」ともいう)を含有してもよい。その他の添加剤としては、可塑剤、粘着付与剤、酸化防止剤、界面活性剤、難燃剤、ワックス粒子、イオン液体、発泡粒子、膨張粒子、反応性希釈剤などが挙げられる。
【0090】
<初期接着力>
初期接着力は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を溶融させて被着体に塗布し、所定のエネルギーの紫外線(UV)を照射した後に、その塗布及び照射された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を介して別の被着体に貼り合わせて圧着し、圧着開始から1~5分経過させたときに測定される接着力である。
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、圧着3分後の初期接着力が例えば0.5MPa以上であり、好ましくは圧着3分後の初期接着力が1.0MPa以上であり、更に好ましくは圧着1分後の初期接着力が1.0MPa以上である。
圧着3分後の初期接着力が0.5MPa以上であると、僅かな外力によって被着体同士のズレが生じたり、被着体に内蔵される部品からの反発力を受けて被着体の間に浮きが生じたりすることを抑制しやすくなる。
また、初期接着力は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を溶融塗布した後に別の被着体に貼り合わせて圧着し、圧着開始から5分経過させたときに、0.5MPa以上が好ましく、0.7MPa以上がより好ましく、1.0MPa以上がさらに好ましい。
初期接着力は、具体的には、実施例に記載の方法により測定できる。
【0091】
初期接着力は、例えば、ウレタンプレポリマー(A)を構成する成分により調整でき、上記の通り、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物に適度に結晶性を持たせることで一定値以上にしやすくなる。より具体的には、ウレタンプレポリマー(A)の原料であるポリオール(a2)に適度に結晶性を有するポリオールを使用することで、初期接着力を高めることができる。また、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)に結晶性が低い(好ましくは液状である)ポリオールも併用することでほどよい柔軟性を得つつ、初期接着力を高めやすくなる。
また、初期接着力は、ラジカル重合性化合物(B)の成分組成および量によっても調整できる。
【0092】
<可使時間>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、典型的には、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を溶融させて第1の被着体に塗布し、所定のエネルギーのUVを照射した後に、その塗布及びUV照射された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を介して第2の被着体を貼り合わせて圧着する接着工程において使用する。その接着工程において、第1の被着体に溶融塗布した後に紫外線を照射し、紫外線照射の1分後に第2の被着体を圧着するとして、溶融塗布の完了後から紫外線照射を行うまでに放置可能な時間を可使時間とする。
より詳細には、25℃に調温された第1のポリカーボネート基板に線幅1.0mmで塗布し、1000mJ/cm2の紫外線を照射して、紫外線照射終了から1分後に第2のポリカーボネート基板を0.04MPaで10秒間圧着した場合において、第1のポリカーボネート基板に塗布してから紫外線照射を行うまでに放置可能な時間で可使時間を定義する。
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、可使時間が60秒以上300秒以下であり、90秒以上300秒以下であることが好ましく、120秒以上300秒以下であることがより好ましい。
可使時間が60秒以上であると、第1の被着体に対して、第2の被着体の貼り付け位置を精密に調整する必要がある場合に、位置調整の為の時間が十分確保され、貼り付け位置のズレによる不良を防止しやすくなる。
他方、可使時間が300秒以下であることにより、圧着後の初期接着力の発現が遅滞せず、上記初期接着力における3分後の接着力を発現しやすくなる。
【0093】
一般的な湿気硬化型ホットメルト樹脂接着剤では、結晶性が適度に高く固化する速度がある程度早いことで、被着体同士を貼り合わせてから接着剤樹脂が結晶固化して接着力を発現するまで時間、いわゆるセットタイムも適度に早くすることができる。
一方で、結晶性が高すぎると被着体の貼り合わせ前に固化してしまい、貼り合わせた被着体との濡れが起こらず、接着力が発現されなくなる。
他方、結晶性が低すぎると、被着体の貼り合わせ後も液状の状態が長く続き、結晶固化による接着力の発現までの時間が長くなる。
しかし、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物では、ラジカル重合性化合物(B)の成分が可塑剤として作用し、UV照射前の状態では結晶性が抑制されて溶融塗布後に液状の状態が維持される。これにより、貼り合わせまでの可使時間を長く取ることができる。次いでUV照射によりラジカル重合性化合物(B)の成分が反応して高分子量化することにより可塑剤としての作用が消失すると、ウレタンプレポリマー(A)のもつ高い結晶性が回復され速やかに結晶固化して接着力を発現する。
初期接着力が一定以上であることは、ウレタンプレポリマー(A)が結晶固化して接着力を発現する状態にあることの目安となる。
【0094】
<耐衝撃性>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、一対の被着体間を光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を介して貼り合わせ、その後、該樹脂組成物を光湿気硬化させて得た測定用サンプルに対して、耐衝撃試験を実施した際の耐久回数が、50回以上であることが好ましく、100回以上であることがより好ましく、150回以上であることがさらに好ましい。本発明では上記耐久回数が多くなることで、耐衝撃性が良好となり、使用時に電子機器が落下しても、樹脂組成物により接着された部品が落下時に脱落したりすることを防止できる。
なお、耐衝撃試験は、デュポン式落下衝撃試験機を用いて、150mmの高さから200gのステンレス製のおもりを、一方の被着体が剥がれ落ちるまで、一方の被着体に対して繰り返し落下させることにより行うものであり、一方の被着体が剥がれ落ちるまでにおもりを落下させた回数を耐久回数とし、耐久回数が多いほど耐衝撃性に優れる。
【0095】
<製造方法>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の製造においては、まず、ウレタンプレポリマー(A)を用意する。ウレタンプレポリマー(A)は、上記の通り、ポリオール(A-a)にポリイソシアネート化合物(A-b)を反応させることで得ることができる。その後、ウレタンプレポリマー(A)に、ラジカル重合性化合物(B)、光重合開始剤(C)、および、必要に応じて、湿気硬化促進触媒、カップリング剤、これら以外のその他の成分などを加えて、公知の混合機で混合することで、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を得ることができる。混合時には適宜加温してもよい。混合機としては、特に限定されないが、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、遊星式撹拌装置、ニーダー、3本ロール等が挙げられる。
【0096】
<使用方法>
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、硬化され、硬化体として使用されるものである。本発明の上記光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、例えば、接着剤として使用され、硬化された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物により例えば一対の被着体間を接着させるとよい。
【0097】
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、例えば、溶融するまで加熱して、溶融した状態で一方の被着体に塗布し、その後、塗布された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物にUVを照射した後に、他方の被着体を一方の被着体に重ね合わせるとよい。これにより、被着体間は、冷却され固化された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物により、仮固定されることになる。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、例えば40℃以上130℃以下、好ましくは50℃以上100℃以下に加熱されて溶融されるとよい。
その後、UVを照射することにより、光重合開始剤(C)が活性化され、ラジカル重合性化合物(B)が重合反応することによって可塑剤効果が消失することでウレタンプレポリマー(A)の結晶化が促進され、被着体の貼り合わせ後に速やかに固化し、被着体が仮固定される。
その後、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、例えば大気中に放置されることで、湿気により硬化され、被着体間が、硬化された光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物により、仮固定時よりも高い接着力(最終接着力)で本固定されるとよい。
【0098】
本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、例えば電子部品用接着剤として使用されることが好ましい。被着体は、特に限定されないが、好ましくは電子機器を構成する各種電子部品、より好ましくは携帯電子機器を構成する電子部品である。被着体の材質としては、金属、ガラス、プラスチック等のいずれでもよい。また、被着体の形状としては、特に限定されず、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。
携帯電子機器としては、特に限定されないが、スマートフォンなどの携帯電話、デジタルカメラ、ウェラブル端末、携帯ゲーム機器、タブレット型コンピューター、ノート型コンピューター、アクションカメラなどが挙げられ、これらの中ではスマートフォン、ウェラブル端末が好ましい。
【0099】
電子部品は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体を有するとよいが、一般的に基板を有しており、したがって、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物が使用される、携帯電子機器などの電子機器は、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の硬化体と、基板とを有するとよい。基板上には、一般的に各種電子回路などが設けられている。
【0100】
電子機器では、例えば基板を被着体として、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を介して基板同士を接合してもよいが、基板を本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を介して電子機器の他の電子部品(例えば、筐体)などに接合してもよい。
例えば、本発明の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、電子機器内部などにおいて、例えば基板と基板とを接合して組立部品を得るために使用されてもよい。このようにして得られた組立部品は、第1の基板と、第2の基板と、本発明の硬化体を有し、第1の基板の少なくとも一部が、第2の基板の少なくとも一部に硬化体を介して接合される。
【実施例0101】
以下、実施例を用い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に限定されるものではない。
【0102】
本実施例において、各種物性を以下のように測定した。
【0103】
(可使時間)
下記圧着性の評価において、25℃に調温された第1のポリカーボネート基板に線幅1.0mmで塗布し、所定時間放置し、その後、365nmのUV-LEDを光源として、表1、2に示す条件でUVを照射して、UV照射終了から1分後に第2のポリカーボネート基板を0.03MPaで10秒間圧着した。この操作を、塗布からUV照射までの所定時間を最初30秒で、その後30秒後毎に徐々に長くして繰り返し行い、下記圧着性が「○」であった最長時間を可使時間とした。
なお、UV照射をしない場合には、塗布からポリカーボネート基板の貼り合わせまでの時間において圧着性が「○」であった最長時間を可使時間とした。
【0104】
(初期接着力)
図1(a)に示すように、90mm×50mmで厚み5mmであり、中央に直径12mmの円形の孔11Aを有する第1の基板11、及び50mm×50mmで厚み5mmの第2の基板12を用意した。第1の基板11及び第2の基板12はいずれもポリカーボネート板であった。第2の基板12の両側端部には、スペーサ15A、15Bを貼り付けた(
図1(b)参照)。なお、スペーサ15A、15Bは、幅3mm、長さ50mm、厚み0.15mmのテープであった。
第1の基板11の孔11Aを中心に囲むように、表1、2に記載の加熱塗布温度で加熱溶融した光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物10を、ディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製、「Shotmaster200DS」)を用いて、塗布速度12mm/s、幅1mm±0.2mm、高さ0.3mm±0.05mmでφ25mmの円形状に塗布した。
【0105】
上記の塗布完了時点を0秒として、所定の可使時間内に365nmのUV-LEDを光源として、塗布した光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物にUV照射量が1,000mJ/cm2となるようUVを照射した。
【0106】
UV照射終了から1分後に第1及び第2の基板11,12同士の中心位置が一致するようにして、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物10を介して、第1の基板11の上に第2の基板12を重ね合わせた。その後、第2の基板12の上にさらに250gのおもりを10秒間静置し、約0.03MPaの圧力をかけることで、第1及び第2の基板11,12を、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物10を介して圧着させて測定用サンプル13を得た。この際、第1及び第2の基板11、12間の距離は、スペーサ15A,15Bより0.15mmに保持された。測定用サンプル13は、250gのおもりを取り除き、25℃、50%RHで放置した。
次いで、測定用サンプル13を、第1の基板11が上側、第2の基板12が下側になるように配置して、第1の基板11をステンレス製治具で支持した状態で、直径が10mmの断面円形状である棒状部材14を、孔11Aに挿入した。そして、
図1(b)に示すように、棒状部材14により10mm/分の速度で第2の基板12を鉛直下向きに押して、第2の基板12が第1の基板11から剥がれる際の応力を測定して初期接着力とした。なお、初期接着力は、25℃、50%RHで放置する時間を調整して、圧着開始から1~5分後までの接着力を測定した。なお、塗布から初期接着力の測定まで25℃、50%RHの環境下で行った。
なお、UV照射をしない場合には、UV照射を省略して、所定の可使時間内に第2の基板12を重ね合わせた。
【0107】
なお、上記のディスペンサーにおいて、光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は30ccシリンジ(武蔵エンジニアリング社製、「PSY-30F」)に充填され、シリンジの先には内径0.66mmのニードル(武蔵エンジニアリング社製、「PN-20G-A」)をセットした。シリンジの加温ホルダーと温度コントロールユニットは武蔵エンジニアリング社製の「TCU-02」を使用した。シリンジからの光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の吐出方法はエア圧で押す方法を採用し、エア圧コントロールユニットは武蔵エンジニアリング社製の「ML-5000XII」を使用した。光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の吐出量はエア圧を0.01~0.30MPaの間で可変させることによって調整した。
【0108】
(圧着性)
上記初期接着力の評価において、円形に塗布した光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物の厚みが0.2mm以下に潰れるかどうかで圧着性を評価した。
250gのおもりを10秒間静置して、0.2mm以下の厚みに光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物が潰れた場合を「○」、潰れなかった場合を「×」とした。
【0109】
(耐衝撃性試験)
図2に示すとおり、初期接着力と同様の手順で測定用サンプル13を得た後、測定用サンプル13を25℃、湿度50%RHの環境下に72時間放置した。72時間放置後、第1の基板11を上側、第2の基板12を下側に配置したうえで第1の基板11をステンレス製治具で支持した。
【0110】
また、
図3に示すステンレス製の撃ち型16を用意した。撃ち型16は、一端に頭部16Bが設けられた棒状の部材であり、撃ち型16の棒状部分16Aは、他端側に直径10mm、長さ17mmの円柱状の小径部16Cと、頭部16B側に長さ65mmの円柱状の大径部16Dが設けられ、大径部16D及び小径部16Cは、長さ3mmの接続部16Eを介して接続される。接続部16Eは、テーパー状に直径が大部16Dから小径部16Cに向かって漸次小さくなる。
頭部16Bは、大径部16Dに接続される直径30mm、高さ15mmの円柱状のベース部16Fを有し、かつベース部16Fの一端側に、端面の直径が16mmで高さが3mmである先端16Gを備える。
【0111】
撃ち型16は、
図2に示すとおり、第2の基板12の中央上に立たせるように、棒状部分16Aの大径部16Dを、デュポン式落下衝撃試験機の支持孔(図示しない)に挿入し、かつ棒状部分16Aの小径部16Cを第1の基板11の孔11Aに挿入した。
その状態で、デュポン式落下衝撃試験機を用いて、頭部16Bの先端16Gに対する高さが150mmとなる位置から、頭部16Bの先端16Gに鉛直下向きに200gのステンレス製のおもり17を繰り返し落下させ、おもり17の衝撃により、第2の基板12が剥がれ落ちるまでのおもりの落下回数を耐久回数として評価した。耐久回数が多いほど耐衝撃性が高いことを示す。
【0112】
各実施例、比較例で使用した成分は、以下のとおりであった。
<ポリオール>
(ポリエーテルポリカーボネートポリオール)
PEPCD:ポリエーテルポリカーボネートジオール(ポリエーテル骨格:PTMG由来)、三菱ケミカル社製、「PEPCD NT-2002」、常温で液状
【0113】
(ポリエステルジオール)
PEsD1:豊国製油社製、「HS 2H-200S」、ポリオール:1,6-ヘキサンジオール(HD)、ポリカルボン酸:セバシン酸(SA)、常温で固体
PEsD2:豊国製油社製、「HS 2H-351A」、ポリオール:1,6-ヘキサンジオール(HD)、ポリカルボン酸:アジピン酸(AA)、常温で固体
【0114】
(ポリカーボネートポリオール)
PCD1:三菱ケミカル社製、「BENEBiOL NL2000D」、1,10-デカンジオール(1,10-DDO)由来のポリカーボネートジオール、固体、常温で固体
【0115】
<ポリイソシアネート化合物>
住化コベストロ社製、「Sumidur 44S41」、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)
【0116】
<ラジカル重合性化合物>
環状窒素含有化合物:東京化成工業社製、「NVC」、N-ビニル―ε―カプロラクタム
単官能ウレタンアクリレート:大阪有機化学社製「ビスコート#216」、1,2-エタンジオール-1-アクリラート-2-(N-ブチルカルバマート)
単官能アクリレートa:大阪有機化学社製「ビスコート#192」、フェノキシエチルアクリレート
単官能アクリレートb:KJケミカルズ社製「DMAA」、ジメチルアクリルアミド
【0117】
<光重合開始剤>
IGM Resin B.V.社製「Omnirad TPO」、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド
【0118】
<カップリング剤>
信越化学工業社製「KBM-573」、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン
<湿気硬化触媒>
サンアプロ社製「U―cat660M」、ビス(2-モルホリノエチル)エーテル
【0119】
[実施例1]
ポリオール(A-a)としての60質量部のPEPCD及び40質量部のPEsD1を500mL容量のセパラブルフラスコに入れた。フラスコ内を真空下(20mmHg以下)、110℃で水分が200ppm以下になるまで撹拌して脱水混合した。その後窒素封入して常圧とし、ポリイソシアネート化合物(A-b)としてジフェニルメタンジイソシアネート22質量部をフラスコ内に入れ、さらに80℃で3時間撹拌して反応させ、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を得た。
得られたウレタンプレポリマー(A)に対して、ラジカル重合性化合物(B)としてN-ビニル―ε―カプロラクタム、1,2-エタンジオール-1-アクリラート-2-(N-ブチルカルバマート)、フェノキシエチルアクリレート、ジメチルアクリルアミド、光重合開始剤(C)としてジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、カップリング剤及び湿気硬化触媒を表1に記載の配合量にて加えて、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて温度80℃で撹拌し、実施例1の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物を得た。
【0120】
[実施例2~9、比較例1~2]
ウレタンプレポリマーの合成の際に使用するポリオールの原料、及びポリイソシアネート化合物の使用量、並びに、ラジカル重合性化合物の使用量を表1及び2に記載の通りに変更した点を除いて実施例1と同様に実施した。
【0121】
[参考例1,2]
実施例1及び実施例7において、UV照射を行わなかった場合の初期接着力を参考例1,2に示す。
【0122】
【表1】
※表1、2のラジカル重合成分(B)において、mmol%の欄は、各成分のラジカル重合成分(B)中の質量%を表す。
【0123】
【0124】
表1に示すように、各実施例の光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、ポリエーテルポリカーボネートポリオール(a1)と、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールのいずれかと、を有するポリオールから得られたウレタンプレポリマーとラジカル重合性化合物、及び、光重合開始剤を含有していた。そのため、60秒以上の可使時間を有しながらも圧着後3分後の初期接着力が0.5MPa以上であり、貼合時の作業性と、短時間接着による高い生産性を両立できた。さらに、耐衝撃性にも優れるものであった。
【0125】
それに対して、比較例1の、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤を含有しない湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、圧着後3分後の初期接着力が0.5MPa以上となる場合には可使時間が30秒と短く、また可使時間を150秒とした場合には、圧着後5分以内に1MPa以上の初期接着力を得ることができなかった。
さらに、比較例2の、ポリエーテルポリカーボネートポリオールを含有しない光湿気硬化型ホットメルト樹脂組成物は、UV照射後の結晶化が早すぎて可使時間がとれなかったため、圧着性評価において潰すことができず、また、初期接着力の評価もできなかった。
参考例1、2では、実施例1,7と同様の組成物においてUV照射を行わなかったが、UV照射を行わない場合、ラジカル重合性化合物による可塑化が維持されることで結晶化が遅く、短時間での初期接着力の発現が見られなかった。これにより、ラジカル重合性化合物の添加による可塑化効果とUV反応による結晶化促進の効果は明らかである。