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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-07
(54)【発明の名称】低反射二重硬化接着剤組成物
(51)【国際特許分類】
   C09J 201/00 20060101AFI20230831BHJP
   C09J 11/06 20060101ALI20230831BHJP
   C09J 5/00 20060101ALI20230831BHJP
   C09J 11/04 20060101ALI20230831BHJP
【FI】
C09J201/00
C09J11/06
C09J5/00
C09J11/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023507852
(86)(22)【出願日】2021-08-05
(85)【翻訳文提出日】2023-03-31
(86)【国際出願番号】 US2021071110
(87)【国際公開番号】W WO2022032289
(87)【国際公開日】2022-02-10
(31)【優先権主張番号】63/061,389
(32)【優先日】2020-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391008825
【氏名又は名称】ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン
【氏名又は名称原語表記】Henkel AG & Co. KGaA
【住所又は居所原語表記】Henkelstrasse 67,D-40589 Duesseldorf,Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100106297
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 克博
(72)【発明者】
【氏名】オウヤン、 ジャンボ
(72)【発明者】
【氏名】リウ、 プウェイ
(72)【発明者】
【氏名】クロス、 ロバート ピー.
【テーマコード(参考)】
4J040
【Fターム(参考)】
4J040DF021
4J040EF191
4J040GA01
4J040HA066
4J040HA306
4J040HC01
4J040HD23
4J040JA02
4J040JB02
4J040JB08
4J040KA02
4J040KA03
4J040LA03
4J040MA10
4J040MB05
4J040MB09
4J040PA32
(57)【要約】
硬化状態で非常に低い可視光反射率を示す二重硬化接着剤組成物。接着剤は、電磁放射および室温以上の温度によって硬化可能である。可視光の反射率が非常に低いため、接着剤は、可視光の透過に対する干渉を最小限に抑える必要がある光学製品に特に適する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(i)20~90重量パーセントの電磁放射線への曝露と硬化温度への加熱の両方によって硬化可能なポリマー系を含む硬化性樹脂マトリックス、
(ii)1~25重量パーセントの硬化性樹脂マトリックスと共に分散された粒状マット剤であって、接着剤組成物が5%未満の可視光反射率、少なくとも100psiの接着力を示す粒状マット剤、および
(iii)0.1~5重量パーセントのラジカルを形成することができる光開始剤を含む接着剤組成物。
【請求項2】
5~50重量パーセントの熱によって樹脂マトリックスを硬化させることができる熱硬化剤をさらに含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項3】
硬化温度が80℃以下である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項4】
粒状マット剤が、シリカ、ワックス、金属、木材、およびプラスチックの1以上を含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項5】
シリカがポリマーで表面修飾されている、請求項4に記載の接着剤組成物。
【請求項6】
粒状マット剤が非晶形である、請求項4に記載の接着剤組成物。
【請求項7】
粒状マット剤が、組成物の5~10重量パーセントの範囲で存在する、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項8】
粒状マット剤が1~25μmの平均粒径を有する、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項9】
粒状マット剤が1~10μmの平均粒径を有する、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項10】
粒状マット剤が少なくとも100m/gの表面積を有する、請求項7に記載の接着剤組成物。
【請求項11】
硬化状態で2%未満の可視光反射率を示す、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項12】
硬化性樹脂マトリックスが、アクリレートおよびイソシアネートポリマー系、アクリレートおよびイソシアネート基を有するハイブリッド樹脂系、アクリレートおよびエポキシポリマー系、アクリレートおよびエポキシ基を有するハイブリッド樹脂、およびビスマレイミドおよびビニルエーテルポリマー系の1以上を含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項13】
第1のボディを第2のボディに結合する方法であって、方法が、
(a)第1および第2のボディを請求項1に記載の接着剤組成物と接触させて、第1および第2のボディの接着層中間体を形成する工程、
(b)接着層を電磁放射にさらして、固定具として第1のボディを第2のボディに固定する工程
(c)工程(b)に続いて、固定具を硬化温度まで加熱する工程を含む方法。
【請求項14】
硬化温度が80℃以下である、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
電磁放射が250~400nmの間である、請求項13に記載の方法。
【請求項16】
第1および第2のボディのうちの少なくとも1つは光に対して透明である、請求項13に記載の方法。
【請求項17】
固定具が光学レンズである、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
接着剤組成物が、20℃で72時間にわたって25%未満増加する初期粘度を示す、請求項13に記載の方法。
【請求項19】
硬化状態の接着層が2%未満の可視光反射率を示す、請求項13に記載の方法。
【請求項20】
請求項1に記載の接着剤組成物で鏡筒に接着された、約400nm~約750nmの範囲の電磁放射に対して透明である光学レンズを含む、カメラモジュール。
【請求項21】
1部構成である、請求項1に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に接着材料に関し、より詳細には、電磁放射線および熱エネルギーによる硬化後に強い接着特性を示す二重硬化単一成分組成物に関する。さらに、本発明は、可視光の低い反射率を示す二重硬化単一成分接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
(関連技術の簡単な説明)
熱および電磁放射で硬化する硬化性樹脂系は、二重硬化組成物として知られている。通常、二重硬化組成物を硬化させるのに有用な電磁放射線帯域には、赤外線、可視光線、紫外線、およびX線の波長、ならびに電子線などの粒子放射線が含まれる。二重硬化組成物を硬化させるために、可視および紫外線放射波長が最も一般的に使用される。
【0003】
様々な二重硬化樹脂系が、コーティング、接着剤、およびシーリング材料に使用されてきた。アクリレート系接着剤はよく知られており、例として、遊離イソシアネート基および(メタ)アクリロイル基を含むウレタン(メタ)アクリレート、光開始剤、およびポリオールまたはポリアミンなどのイソシアネート反応性化合物を含む。一部の光硬化性アクリレート接着剤には、第2の硬化メカニズムでアミンクラスターを介して架橋されたイソシアネート基を有するイソシアネート含有樹脂が含まれる。別の二重硬化樹脂系は、光開始剤、エポキシ樹脂、およびフリーラジカルによって硬化する樹脂を含む。ただし、これらの樹脂系は通常、多成分アプリケーションとして展開され、複数の成分は、その場での反応のために分配されるまで別々に保持される。多成分樹脂系には、特別な取り扱い方法と塗布装置が必要であり、ソリューション全体のコストと複雑さが増す。二重硬化機能を備えた単一成分の樹脂系は、接着剤の供給と硬化の効率を大幅に向上させる。
【0004】
二重硬化特性は接着剤において使用され、光硬化によって迅速な初期接着を確立し、温度硬化による最終固定の前の取り扱い中に接着体が移動するのを防止する。この接着様式は多くの異なる用途で好まれるが、既知の二重硬化接着剤は比較的高い可視光反射特性を示し、光反射率に敏感な製品での有用性を制限する。このような製品の例としては、隣接する鏡筒間の接着が必要な光学レンズがある。光学機器をそれぞれの固定具に固定するには、反射率の低い接着剤が必要になる場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、電磁放射および熱エネルギーによって硬化可能であり、硬化後に低い可視光反射率を示す単一成分接着剤を提供することが、本発明の範囲内で企図される。
【0006】
低い可視光反射率および硬化後の良好な接着性を示す単一成分二重硬化接着剤を提供することも、本発明の範囲内で企図される。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(要約)
本発明により、低い可視光反射率が単一成分二重硬化接着剤に提供される。したがって、この接着剤は、光学性能を破壊することなく、光に敏感な用途に使用できる。接着剤組成物は、単一成分で供給可能であり、電磁放射への曝露および硬化温度への加熱の両方によって架橋可能であるポリマー系を有する硬化性樹脂マトリックスを含む。組成物は、硬化性樹脂マトリックスと共に分散されたマット剤をさらに含み、接着剤組成物は、硬化状態にある場合に著しく減少する可視光反射率を示す。
【0008】
一実施形態では、二重硬化接着剤組成物は、アクリレートおよびイソシアネートポリマー系、またはアクリレートおよびイソシアネート基の両方を含むハイブリッド樹脂系、アクリレートおよびエポキシポリマー系(またはアクリレート基とエポキシ基の両方を含む樹脂)、およびビスマレイミドとビニルエーテルポリマー系のうちの1つ以上を有する硬化性樹脂マトリックスを含み、マトリックスは単一の成分構成で提供可能であり、電磁放射への曝露と硬化温度(80℃以上など)への加熱の両方によって硬化可能である。組成物は、硬化性樹脂マトリックスと共に分散されたマット剤をさらに含み、接着剤組成物は、硬化状態で著しく減少する(例えば5%未満)可視光反射率を示す。
【0009】
硬化性樹脂マトリックスは、20~90重量パーセントの硬化性樹脂を含み、好ましくは2つ以上の硬化性樹脂のブレンドを含む。マトリックスは、より好ましくは、35~80重量パーセントの硬化性樹脂組成物を含むことができる。二重硬化接着剤組成物は、樹脂マトリックスと相溶性があり、可視光反射率を低減するのに有効な1つ以上のマット剤を1~25重量パーセント含む。組成物は、好ましくは1~15重量パーセントの1以上のマット剤を含む。
【0010】
いくつかの実施形態では、マット剤は、様々な材料から選択することができ、望ましくは、シリカ、ワックス、有機充填剤、金属および木材などの粒状材料から選択される。粒状マット剤は、1~100μm、好ましくは1~25μm、より好ましくは1~10μmの平均粒径(d50)を有する。マット剤はまた、少なくとも100m/g、より好ましくは少なくとも150m/gの表面積を有する。
【0011】
二重硬化接着剤組成物は、250~750nmの紫外可視範囲などの電磁放射線への曝露による硬化を助ける光開始剤を含んでもよい。組成物は、好ましくは、光が照射されたときにラジカルを形成することができる光開始剤を0.1~5重量パーセント含む。
【0012】
二重硬化接着剤組成物は、充填剤、安定剤、顔料、硬化剤、染料、チキソトロピック剤、増粘剤、希釈剤、溶剤、UV吸収剤、光安定剤、フリーラジカルスカベンジャー、架橋剤、湿潤剤、分散剤、接着促進剤、難燃剤、腐食防止剤、ワックス、バインダー、および触媒から選択される添加剤を0~40重量パーセント含むことができる。
【0013】
第1のボディを第2のボディに接合する方法は、二重硬化接着剤組成物を第1および第2のボディと接触させて適用して接着層を形成することを含む。次いで、接着層は、固定具として第1のボディを第2のボディに固定するのに有効な波長および持続時間の電磁放射にさらされる。その後、固定具を硬化温度(80℃未満など)まで加熱すると、接着剤組成物は、硬化した状態で大幅に低下した(5%未満など)可視光反射率を示す。有効な電磁放射波長は、250~750nmの間、より好ましくは250~500nmの間であり得る。
【0014】
第1および第2のボディの少なくとも1つは、少なくとも400~750nm、いくつかの実施形態では、少なくとも250~750nmの範囲の電磁放射に対して透明である。第2のボディに固定された第1のボディによって形成される固定具は、光学レンズであってもよい。いくつかの実施形態では、二重硬化接着剤で一緒に接着された第1および第2のボディの両方が、少なくとも400~750nm、いくつかの実施形態では少なくとも250~750nmの範囲の電磁放射に対して透明である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1図1は、本発明の接着剤組成物の可視光反射率を測定するのに有用な反射率プローブ装置の概略図である。
図2図2は、図1に示された反射率プローブ装置の一部の概略図である。
図3図3は、図1および2に示された反射率プローブ装置の一部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(詳細な説明)
本発明によれば、電磁放射線への曝露と硬化温度への加熱の両方によって硬化可能なポリマー系を含む硬化性樹脂マトリックス、および
硬化性樹脂マトリックスと共に分散されたマット剤であって、接着剤組成物が硬化した状態で実質的に低減した可視光反射率を示すマット剤を含む接着剤組成物が提供される。
【0017】
(樹脂)
本発明のマトリックスにおいて、電磁放射線への曝露および硬化温度への加熱の両方によって硬化可能であり、いくつかの好ましい物理的性質を示す系によって限定される、多種多様な樹脂を有用に使用することができる。本発明の樹脂系は、好ましくは、単一の成分として貯蔵可能であり、供給可能であり、樹脂マトリックスは、単一の塊から分配され、その後硬化され得る。対照的に、多成分樹脂系は、最終製品を形成するために別々の塊から保管および供給する必要がある。好ましくは、組成物は、電磁放射線硬化および熱エネルギー硬化のそれぞれおよび両方で良好な接着特性を示すべきである。ASTM D3359による試験では、電磁放射線曝露のみによる硬化後の組成物は、少なくとも25psi、より好ましくは少なくとも40psi、さらにより好ましくは少なくとも50psiの接着性を示す。熱エネルギー曝露のみによる硬化後の組成物は、少なくとも100psi、より好ましくは少なくとも200psi、さらにより好ましくは少なくとも250psiの接着性を示す。電磁放射および熱エネルギー曝露の両方による硬化後の組成物は、少なくとも100psi、より好ましくは200psi、さらにより好ましくは少なくとも300psiの接着性を示す。
【0018】
組成物はまた、硬化後に比較的低い体積弾性率を示すので、接着剤は隣接する表面への接着において順応性を保持する。組成物の硬化後の体積弾性率は、好ましくは20℃で1MPa未満、より好ましくは20℃で500,000Pa未満、さらにより好ましくは20℃で約20,000~400,000Paである。
【0019】
本発明の樹脂マトリックスは、粘度安定性を促進することもでき、硬化した組成物は、硬化から48時間にわたる定常状態粘度の増加が50%未満であり、より好ましくは、硬化から48時間にわたる定常状態粘度の増加が40%未満であり、さらにより好ましくは、硬化から48時間にわたる定常状態粘度の増加が25%未満である。
【0020】
本明細書で使用される樹脂マトリックスは、接着剤組成物の約10~約95重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約15~約95重量パーセントまでの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約20~約95重量パーセントまでの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約25~約95重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約35~約95重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。
【0021】
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される樹脂マトリックスは、接着剤組成物の約10~約90重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約15~約90重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約20~約90重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約25~約90重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約35~約90重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。
【0022】
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される樹脂マトリックスは、接着剤組成物の約10~約80重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約15~約80重量パーセントまでの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約20~約80重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約20~約80重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約25~約80重量パーセントまでの範囲の樹脂マトリックスを含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約35~約80重量パーセントの範囲の樹脂マトリックスを含む。
【0023】
本発明の樹脂マトリックスに適した樹脂の例には、電磁放射で活性化され得る少なくとも1つの結合を含む、少なくとも1つのイソシアネート反応性官能基を有する樹脂が含まれる。イソシアネート反応性官能基の例としては、チオール基、第一級および第二級アミノ基、ならびに第一級および第二級ヒドロキシル基が挙げられる。活性化可能な結合は、例えば、(メタ)アクリレート、(エト)アクリレート、ビニルエーテル、ビニルエステル、エテニルアリーレン、ジシクロペンタジエニル、イソプレニル、イソプロペニル、アリルまたはブテニル基、ジシクロペンタジエニルエーテル、イソポレニルエーテル、イソプロペニルエーテル、アリルエーテルまたはブテニルエーテル基、エテニルアリーレンエステル、ジシクロペンタジエニルエステル、イソプレニルエステル、イソプロペニルエステル、アリルエステルまたはブテニルエステル基に存在する。
【0024】
本発明での使用が考えられるアクリレートは、米国特許第5,717,034号に記載されているように、当技術分野で周知であり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。ここでの使用が考えられる例示的なアクリレートには、単官能(メタ)アクリレート、二官能(メタ)アクリレート、三官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレートなどが含まれる。
【0025】
例示的な単官能(メタ)アクリレートには、フェニルフェノールアクリレート、メトキシポリエチレンアクリレート、アクリロイルオキシエチルスクシネート、脂肪酸アクリレート、メタクロイルオキシエチルフタル酸、フェノキシエチレングリコールメタクリレート、脂肪酸メタクリレート、β-カルボキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ジヒドロシクロペンタジエチルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、モノペンタエリスリトールアクリレート、ジペンタエリスリトールアクリレート、トリペンタエリスリトールアクリレート、ポリペンタエリスリトールアクリレート等が含まれる。
【0026】
例示的な二官能(メタ)アクリレートには、ヘキサンジオールジメタクリレート、ヒドロキシアクリロイルオキシプロピルメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ビスフェノールA型エポキシアクリレート、変性エポキシアクリレート、脂肪酸変性エポキシアクリレート、アミン変性ビスフェノールA型エポキシアクリレート、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、プロポキシル化エトキシル化ビスフェノールAジアクリレート、9,9ビス-(4-(2-アクリロイルオキシエポキシ)フェニル)フッ素、トリシクロデカンジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、1,12-ドデカンジオールジメタクリレート等が含まれる。
【0027】
三官能性(メタ)アクリレートの例としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、ポリエーテルトリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレートなどが挙げられる。
【0028】
例示的な多官能性(メタ)アクリレートには、ジペンタエリスリトールポリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどが含まれる。
【0029】
アクリレートを含むポリマー系は、典型的には1分子当たり少なくとも2つのイソシアネート基を含むポリイソシアネートなどのイソシアネートを含むことができる。イソシアネートの例としては、ポリオールを過剰のジイソシアネートと反応させることによって形成されるイソシアネート含有ポリウレタンプレポリマーが挙げられる。適切なジイソシアネートの例は、イソホロンジイソシアネート(すなわち、5-イソシアナト-1-イソ-シアナトメチル-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン)、5-イソシアナト-1-(2-イソシアナトエト-1-イル)-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン、5-イソシアナト-1-(3-イソシアナトプロプ-1-イル)-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン、5-イソシアナト-(4-イソシアナトブト-1-イル)-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(3-イソシアナトプロプ-1-イル)-シクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(3-イソシアナトエト-1-イル)シクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(4-イソ-シアナトブト-1-イル)-シクロヘキサン、1,2-ジイソシアナトシクロブタン、1,3-ジイソシアナトシクロブタン、1,2-ジイソシアナトシクロペンタン、1,3-ジイソシアナトシクロペンタン、1,2-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン2,4’-ジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチ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(HDI)、エチルエチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネートまたはHenkel AG&Co.KGaA,Dusseldorf,GermanyからDDI1410の商品名で販売され、国際特許公開No.WO97/49745およびWO97/49747に記載の二量体脂肪酸由来のジイソシアネート、特に2-ヘプチル-3,4-ビス(9-イソシアナトノニル)-1-ペンチルシクロヘキサン、または1,2-、1,4-もしくは1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2-、1,4-または1,3-ビス(2-イソシアナトエト-1-イル)シクロヘキサン、1,3-ビス(3-イソシアナトプロピル-1-イル)シクロヘキサン、1,2-、1,4-または1,3-ビス(4-イソシアナトブト-1-イル)シクロヘキサンまたは液体ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン、以下の特許文献DE4414032A1、GB1220717A1、DE1618795A1およびDE1793785A1の1つ以上に記載されているトランス/トランス含有量が最大30重量%、好ましくは25重量パーセント、特に20重量パーセントの、好ましくはイソホロンジイソシアネート、5-イソシアナト-1-(2-イソシアナトエト-1-イル)-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン、5-イソシアナト-1-(3-イソシアナトプロプ-1-イル)-1,3,3-トリメルシクロヘキサン、5-イソシアナト-(4-イソシアナトブト-1-イル)-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(3-イソシアナトプロプ-1-イル)シクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(3-イソシアナトエト-1-イル)-シクロヘキサン、1-イソシアナト-2-(4-イソシアナトブト-1-イル)-シクロヘキサンまたはHDI、特にHDIである。
【0030】
上述のジイソシアネートから従来の公知の方法で調製されるイソシアヌレート、ビウレット、アロファネート、イミノオキサジアジンジオン、ウレタン、ウレア、カルボジイミドおよび/またはウレトジオン基を含むポリイソシアネートを使用することもできる。
【0031】
アクリレートを有するポリマー系の別の例には、脂肪族、脂環式、および芳香族エポキシ樹脂およびそれらの混合物を含むエポキシ樹脂が含まれ得る。脂肪族エポキシ樹脂の例としては、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジメチルペンタンジオキシド、ブタジエンジオキサイド、およびジエチレングリコールジグリシジルエーテルが挙げられる。脂環式エポキシ樹脂の例としては、3-シクロヘキセニルメチル-3-シクロヘキシルカルボキシレートジエポキシド、3,4-エポキシシクロヘキシルアルキル-3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシ-6-メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキサンジオキシド、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジオキシド、および1,2-エポキシ-6-(2,3-エポキシプロポキシ)ヘキシヒドロ-4,7-メタンインダンが挙げられる。3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキシルカルボキシレートの使用が好ましい。
【0032】
芳香族エポキシ樹脂も、本発明による塊で使用することができる。芳香族エポキシ樹脂の例は、ビスフェノール-Aエポキシ樹脂、ビスフェノール-Fエポキシ樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、4,4’-ビフェニルエポキシ樹脂、ジビニルベンゼンジオキシド、2-グリシジルフェニルグリシジルエーテルである。
【0033】
多種多様なエポキシ官能化樹脂、例えば、ビスフェノールAに基づく液体型エポキシ樹脂、ビスフェノールAに基づく固体型エポキシ樹脂、ビスフェノールFに基づく液体型エポキシ樹脂(例えば、EpiclonEXA-835LV)、フェノール-ノボラック樹脂に基づく多官能性エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(例えば、EpiclonHP-7200L)、ナフタレン型エポキシ樹脂などならびにそれらの任意の2つ以上の混合物が本明細書での使用が企図される。
【0034】
本明細書での使用が意図される代表的なエポキシ官能化樹脂には、脂環式アルコールのジエポキシド、水素化ビスフェノールA(Epalloy5000として市販されている)、ヘキサヒドロフタル酸無水物の二官能性脂環式グリシジルエステル(Epalloy5200として市販されている)、EpiclonEXA-835LV、EpiclonHP-7200Lなど、およびそれらの任意の2つ以上の混合物が含まれる。
【0035】
特定の実施形態では、エポキシ成分は、2つ以上の異なるビスフェノール系エポキシの組み合わせを含み得る。これらのビスフェノール系エポキシは、ビスフェノールA、ビスフェノールF、もしくはビスフェノールSエポキシ、またはそれらの組み合わせから選択することができる。さらに、同じタイプの樹脂(A、FまたはSなど)内の2つ以上の異なるビスフェノールエポキシを使用することができる。
【0036】
本明細書での使用が意図されるビスフェノールエポキシの市販の例には、ビスフェノールF型エポキシ(日本化薬のRE-404-S、大日本インキ化学工業EPICLON830(RE1801)、830S(RE1815)、830A(RE1826)、830W、ResolutionからのRSL1738、YL-983UなどおよびビスフェノールA型エポキシ(ResolutionからのYL-979および980など)が含まれる。
【0037】
大日本から市販されている上記のビスフェノールエポキシは、ビスフェノールAエポキシに基づく従来のエポキシよりもはるかに低い粘度を有する液体未希釈エピクロロヒドリン-ビスフェノールFエポキシとして販売され、液体ビスフェノールAエポキシと同様の物理的性質を有する。ビスフェノールFエポキシはビスフェノールAエポキシよりも粘度が低く、それ以外はすべて2種類のエポキシ間で同じであるため、粘度が低くなり、流れの速いアンダーフィルシーラント材料が得られる。これら4つのビスフェノールFエポキシのEEWは、165~180である。25℃での粘度は、3,000~4,500cpsである(粘度の上限が4,000cpsであるRE1801を除く)。加水分解性塩化物含有量は、RE1815および830Wでは200ppm、RE1826では100ppmと報告されている。
【0038】
Resolutionから市販されている上記のビスフェノールエポキシは、低塩化物含有液体エポキシとして販売される。ビスフェノールAエポキシは、EEW(g/eq)が180~195の間であり、25℃での粘度が100~250cpsの間である。YL-979の総塩化物含有量は500~700ppm、YL-980の総塩化物含有量は100~300ppmと報告されている。ビスフェノールFエポキシのEEW(g/eq)は165~180で、粘度は25℃で30~60である。RSL-1738の総塩化物含有量は500~700ppm、YL-983Uの総塩化物含有量は150~350ppmと報告されている。
【0039】
ビスフェノールエポキシに加えて、他のエポキシ化合物が、発明の配合物の使用に意図される。例えば、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカーボネートなどの脂環式エポキシを使用することができる。また、単官能性、二官能性または多官能性の反応性希釈剤を使用して、得られる樹脂材料の粘度を調整および/またはTgを下げることができる。例示的な反応性希釈剤には、ブチルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテルなどが含まれる。
【0040】
本明細書での使用に適したエポキシには、ResolutionからEPON828、EPON1001、EPON1009、およびEPON1031などの商品名EPONで市販されているもの、Dow Chemical Co.からのDER331、DER332、DER334、およびDER542;日本化薬のBREN-Sなどの、フェノール化合物のポリグリシジル誘導体が含まれる。他の適切なエポキシには、ポリオールなどから調製されるポリエポキシド、およびフェノール-ホルムアルデヒドノボラックのポリグリシジル誘導体が含まれ、後者はDow ChemicalからのDEN431、DEN438、およびDEN439などである。クレゾール類似体は、Ciba Specialty Chemicals CorporationからARALDITE ECN1235、ARALDITE ECN1273、およびARALDITE ECN1299などの商品名ARALDITEで市販されている。SU-8は、Resolutionから入手できるビスフェノールAタイプのエポキシノボラックである。アミン、アミノアルコールおよびポリカルボン酸のポリグリシジル付加物も本発明に有用であり、その市販の樹脂には、F.I.C.CorporationからのGLYAMINE135、GLYAMINE125およびGLYAMINE115、;Ciba Specialty ChemicalsのARALDITE MY-720、ARALDITE0500、およびARALDITE0510、ならびにSherwin-Williams Co.のPGA-XおよびPGA-Cが含まれる。
【0041】
本明細書で任意に使用するための適切な一官能性エポキシ共反応希釈剤には、エポキシ成分の粘度よりも低い粘度、通常約250cps未満の粘度を有するものが含まれる。
【0042】
単官能性エポキシ共反応希釈剤は、炭素原子約6~約28個のアルキル基を有するエポキシ基を有するべきであり、その例としては、C6-28アルキルグリシジルエーテル、C6-28脂肪酸グリシジルエステル、C6-28アルキルフェノールグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【0043】
いくつかの実施形態では、本明細書において用いられるエポキシ成分は、シラン変性エポキシ、例えば、以下を含む組成物である:
(A)下記構造に包含されるエポキシ成分:
【0044】
【化1】
(式中:
Yは、存在しても、又は存在しなくてもよく、そしてYが存在する場合、Yは、直接結合、CH、CH(CH、C=O、又はSであり、
は、アルキル、アルケニル、ヒドロキシ、カルボキシ、及びハロゲンであり、そして
xは、1~4である);
(B)下記構造に包含されるエポキシ官能化アルコキシシラン:
【0045】
【化2】
(式中、
は、オキシラン含有部分構造であり、そして
は、1~10個の炭素原子を有する、アルキル若しくはアルコキシ置換アルキル、アリール、又はアラルキル基である);及び
(C)成分(A)と成分(B)との反応生成物。
【0046】
そのようなシラン変性エポキシの例は、芳香族エポキシ、例えば、ビスフェノールA、E、F、若しくはSエポキシ、又はビフェニルエポキシと、エポキシシランと、の反応生成物として形成され、ここで、該エポキシシランは以下の構造に包含される:
【0047】
【化3】
(式中、
は、オキシラン含有部分構造であり、その例としては、2-(エトキシメチル)オキシラン、2-(プロポキシメチル)オキシラン、2-(メトキシメチル)オキシラン、及び2-(3-メトキシプロピル)オキシランが挙げられ、そして
は、1~10個の炭素原子を有する、アルキル若しくはアルコキシ置換アルキル、アリール、又はアラルキル基である)。
【0048】
一実施形態では、Rは2-(エトキシメチル)オキシランであり、そしてRはメチルである。
【0049】
シラン変性エポキシを調製するために使用される芳香族エポキシの理想的な構造としては、
【0050】
【化4】
(式中、
Yは、存在しても、又は存在しなくてもよく、そしてYが存在する場合、Yは、直接結合、CH、CH(CH、C=O、又はSであり、
は、アルキル、アルケニル、ヒドロキシ、カルボキシ、又はハロゲンであり、そして
xは、1~4である)
が挙げられる。
【0051】
当然ながら、xが2~4である場合、芳香族エポキシの鎖延長型もこの構造に包含されるものと企図される。
【0052】
例えば、芳香族エポキシの鎖延長型は、下記構造:
【0053】
【化5】
に包含され得る。
【0054】
いくつかの実施形態では、シロキサン変性エポキシ樹脂は、構造:
【0055】
【化6】
(式中:
Zは、-O-(CH-O-Ph-CH-Ph-O-(CH-CH(OH)-CH-O-Ph-CH-Ph-O-)-CH-オキシランであり、そして
nは、約1~4の範囲に入る)
を有する。
【0056】
いくつかの実施形態では、シロキサン変性エポキシ樹脂は、その反応を促進するのに好適な条件下で、以下の成分の組み合わせを接触させることによって製造される:
【0057】
【化7】

(式中、「n」は、約1~4の範囲に入る)。
【0058】
シラン変性エポキシはまた、芳香族エポキシ、エポキシシラン、及び芳香族エポキシとエポキシシランとの反応生成物の組み合わせであってもよい。
【0059】
エポキシモノマーと組み合わせてエポキシ硬化剤が場合により用いられる。例示的なエポキシ硬化剤としては、尿素、脂肪族及び芳香族アミン、アミンハードナー、ポリアミド、イミダゾール、ジシアンジアミド、ヒドラジド、尿素-アミンハイブリッド硬化系、フリーラジカル開始剤(例えば、ペルオキシエステル、ペルオキシカーボネート、ヒドロペルオキシド、アルキルペルオキシド、アリールペルオキシド、アゾ化合物等)、有機塩基、遷移金属触媒、フェノール、酸無水物、ルイス酸、ルイス塩基等が挙げられる。
【0060】
本発明のマトリックスにおいて有用なさらなる例示的な樹脂は、マレイミド、ナジイミド、イタコンイミド、シアネートエステル、アルキド樹脂シアネートエステル、フェノール類、ベンゾオキサジン、ポリイミド、官能化ポリイミド、オキセタン、ビニルエーテル、ポリウレタン、メラミン、尿素-ホルムアルデヒド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、シリコーンなど、ならびにこれらの任意の2種以上の混合物を含む。
【0061】
本明細書において使用が企図されるマレイミド、ナジイミド、又はイタコンイミドは、それぞれ以下の構造:
【0062】
【化8】
(式中:
mは、1~15であり、
pは、0~15であり、
各Rは、水素又は低級アルキル(例えば、C1-5)から独立して選択され、そして
Jは、有機基又はオルガノシロキサン基を含む、一価又は多価の基である)
を有する化合物、及びその2種以上の組み合わせである。
【0063】
本発明のいくつかの実施形態において、Jは、以下から選択される一価又は多価の基である:
-典型的には約6から約500個までの範囲の炭素原子を有するヒドロカルビル又は置換ヒドロカルビル種であって、該ヒドロカルビル種は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アリールアルケニル(aryalkenyl)、アルケニルアリール、アリールアルキニル、又はアルキニルアリールから選択され、ただし、Xが2以上の異なる種の組み合わせを含む場合のみ、Xはアリールであることができる、ヒドロカルビル種;
-典型的には約6から約500個までの炭素原子を有するヒドロカルビレン又は置換ヒドロカルビレン種であって、該ヒドロカルビレン種は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリールアルキレン、アリールアルケニレン、アルケニルアリーレン、アリールアルキニレン、又はアルキニルアリーレンから選択される、ヒドロカルビレン種、
-典型的には約6から約500個までの範囲の炭素原子を有する複素環又は置換複素環種、
-ポリシロキサン、又は
-ポリシロキサン-ポリウレタンブロックコポリマー、並びに、
以下から選択されるリンカーを有する、上記の1又は複数の組み合わせ:共有結合、-O-、-S-、-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)-、-S-S(O)-O-、-S-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-P(O)R-、-S-P(O)R-、又は-NR-P(O)R-(式中、各Rは、独立して、水素、アルキル、又は置換アルキルである)。
【0064】
例示的な組成物としては、Jが以下であるものが挙げられる:オキシアルキル、チオアルキル、アミノアルキル、カルボキシアルキル、オキシアルケニル、チオアルケニル、アミノアルケニル、カルボキシアルケニル、オキシアルキニル、チオアルキニル、アミノアルキニル、カルボキシアルキニル、オキシシクロアルキル、チオシクロアルキル、アミノシクロアルキル、カルボキシシクロアルキル、オキシクロアルケニル(oxycloalkenyl)、チオシクロアルケニル、アミノシクロアルケニル、カルボキシシクロアルケニル、複素環、オキシ複素環、チオ複素環、アミノ複素環、カルボキシ複素環、オキシアリール、チオアリール、アミノアリール、カルボキシアリール、ヘテロアリール、オキシヘテロアリール、チオヘテロアリール、アミノヘテロアリール、カルボキシヘテロアリール、オキシアルキルアリール、チオアルキルアリール、アミノアルキルアリール、カルボキシアルキルアリール、オキシアリールアルキル、チオアリールアルキル、アミノアリールアルキル、カルボキシアリールアルキル、オキシアリールアルケニル、チオアリールアルケニル、アミノアリールアルケニル、カルボキシアリールアルケニル、オキシアルケニルアリール、チオアルケニルアリール、アミノアルケニルアリール、カルボキシアルケニルアリール、オキシアリールアルキニル、チオアリールアルキニル、アミノアリールアルキニル、カルボキシアリールアルキニル、オキシアルキニルアリール、チオアルキニルアリール、アミノアルキニルアリール又はカルボキシアルキニルアリール、オキシアルキレン、チオアルキレン、アミノアルキレン、カルボキシアルキレン、オキシアルケニレン、チオアルケニレン、アミノアルケニレン、カルボキシアルケニレン、オキシアルキニレン、チオアルキニレン、アミノアルキニレン、カルボキシアルキニレン、オキシシクロアルキレン、チオシクロアルキレン、アミノシクロアルキレン、カルボキシシクロアルキレン、オキシシクロアルケニレン、チオシクロアルケニレン、アミノシクロアルケニレン、カルボキシシクロアルケニレン、オキシアリーレン、チオアリーレン、アミノアリーレン、カルボキシアリーレン、オキシアルキルアリーレン、チオアルキルアリーレン、アミノアルキルアリーレン、カルボキシアルキルアリーレン、オキシアリールアルキレン、チオアリールアルキレン、アミノアリールアルキレン、カルボキシアリールアルキレン、オキシアリールアルケニレン、チオアリールアルケニレン、アミノアリールアルケニレン、カルボキシアリールアルケニレン、オキシアルケニルアリーレン、チオアルケニルアリーレン、アミノアルケニルアリーレン、カルボキシアルケニルアリーレン、オキシアリールアルキニレン、チオアリールアルキニレン、アミノアリールアルキニレン、カルボキシアリールアルキニレン、オキシアルキニルアリーレン、チオアルキニルアリーレン、アミノアルキニルアリーレン、カルボキシアルキニルアリーレン、ヘテロアリーレン、オキシヘテロアリーレン、チオヘテロアリーレン、アミノヘテロアリーレン、カルボキシヘテロアリーレン、ヘテロ原子含有二価又は多価環状部分構造、オキシヘテロ原子含有二価又は多価環状部分構造、チオヘテロ原子含有二価又は多価環状部分構造、アミノヘテロ原子含有二価又は多価環状部分構造、又はカルボキシヘテロ原子含有二価又は多価環状部分構造。
【0065】
本発明の実施において使用が企図されるポリウレタンは、カルバメート(ウレタン)結合によって結合された有機単位の鎖から構成されるポリマーを指す。ポリウレタンポリマーは、イソシアネートをポリオールと反応させることによって形成される。ポリウレタンの製造に使用されるイソシアネートとポリオールの両方は、分子あたり平均2以上の官能基を含んでいる。
【0066】
本発明の実施において使用が企図されるメラミンとは、メラミン(すなわち、1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリアミン)とホルムアルデヒドとから重合により製造される硬質の熱硬化性プラスチック材料を指す。そのブチル化された形態では、n-ブタノール及び/又はキシレンに溶解することができる。該メラミン系樹脂は、アルキド、エポキシ、アクリル、及びポリエステル樹脂のような他の樹脂と架橋するために使用することができる。
【0067】
本発明の実施において使用が企図される尿素-ホルムアルデヒドとは、アンモニア又はピリジンのような温和な塩基の存在下で加熱した尿素とホルムアルデヒドとから製造される不透明の熱硬化性樹脂又はプラスチックを指す。
【0068】
本発明の実施において使用が企図されるフェノール-ホルムアルデヒドとは、フェノール又は置換フェノールとホルムアルデヒドとの反応によって得られる合成ポリマーを指す。
【0069】
(マット剤)
マット剤は、一般に、シリカ、ワックス、有機充填剤、金属および木材、ならびに金属塩および/または有機化合物とそのようなワックスとの金属錯体から選択することができる。ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、シェラックワックスまたはパラフィンなどの天然または合成ワックスが例である。マット剤は、好ましくは粒子状であり、無定形であり、樹脂マトリックスに容易に分散し、硬化した組成物の可視光反射率を効率的に低下させ、組成物のレオロジー特性にほとんど影響を与えず、化学的に不活性である。
【0070】
様々な形態のシリカが、本組成物中のマット剤として使用され得る。未処理および表面処理沈降シリカ、および未処理および表面処理ヒュームドシリカが例であり、シリカ表面処理は、通常、ワックスまたは他のポリマーで表面をグラフトまたは他の方法で修飾する。
【0071】
本発明の接着剤組成物に使用されるマット剤は、約0.5~約25重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約1~約25重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約3~約25重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約5~約25重量パーセントの範囲のマット剤を含む。
【0072】
いくつかの実施形態では、本発明の接着剤組成物に使用されるマット剤は、約0.5~約15重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約1~約15重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約3~約15重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約5~約15重量パーセントの範囲のマット剤を含む。
【0073】
いくつかの実施形態では、本発明の接着剤組成物に使用されるマット剤は、約0.5~約10重量パーセントの範囲で存在する。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約1~約10重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約3~約10重量パーセントの範囲のマット剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、約5~約10重量パーセントの範囲のマット剤を含む。
【0074】
本発明の接着剤組成物に使用される粒状マット剤は、約0.1~約25μmの範囲の平均粒径(d50)を有する。いくつかの実施形態では、平均粒径は約0.5~約25μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約1~約25μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約5~約25μmの範囲である。
【0075】
いくつかの実施形態では、本発明の接着剤組成物に使用される粒状マット剤は、約0.1~約15μmの範囲の平均粒径(d50)を有する。いくつかの実施形態では、
平均粒径は約0.5~約15μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約1~約15μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約5~約25μmの範囲である。
【0076】
本発明の接着剤組成物に使用される粒状マット剤は、約0.1~約10μmの範囲の平均粒径(d50)を有する。いくつかの実施形態では、平均粒径は約0.5~約10μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約1~約10μmの範囲である。いくつかの実施形態では、平均粒径は約5~約10μmの範囲である。
【0077】
本発明の接着剤組成物に使用される粒状マット剤は、少なくとも50m/gの表面積を有する。いくつかの実施形態では、粒状マット剤は、少なくとも100m/gの表面積を有する。いくつかの実施形態では、粒状マット剤は、少なくとも150m/gの表面積を有する。いくつかの実施形態では、粒状マット剤は、少なくとも250m/gの表面積を有する。
【0078】
(硬化剤)
二重硬化接着剤組成物は、樹脂マトリックスの架橋を助けるために硬化剤(本明細書では熱硬化剤と呼ばれることもある)を含むことができる。いくつかの実施形態では、硬化剤は、電磁放射線硬化性樹脂の硬化を促進するのに有効な光開始剤を含んでもよい。光開始剤は、約250~750nmの範囲内などの光で照射されると、ラジカルを形成することができる。
【0079】
光開始剤の例としては、α-ヒドロキシケトン、ベンゾフェノン、α,α-ジエトキシアセトフェノン、4,4-ジエチルアミノベンゾフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、4-イソプロピルフェニル-2-ヒドロキシ-2-プロピルケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソアミル-p-ジメチルアミノベンゾエート、メチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、メチル-o-ベンゾインイソブチルエーテル、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-イソプロピルチキサントン、ジベンゾスベロン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、およびビスアシルホスフィンオキシドが挙げられる。
【0080】
二重硬化接着剤組成物は、光開始剤などの硬化剤を0.01~10重量パーセント含むことができる。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、0.1~5重量パーセントの硬化剤を含む。
【0081】
電磁放射線による硬化は、水銀蒸気ラメまたは電子ビーム源などの既知の放射線源によって達成することができる。電磁放射線による硬化は、単一のステップで達成することも、数回の投与期間にわたって段階的に行うこともできる。
【0082】
熱硬化は、典型的には、オーブンおよび/または赤外線ランプなどの熱源で達成される。熱硬化は、隣接する材料および装置への損傷を避けるために、好ましくは100℃以下、望ましくは80℃以下など、120℃以下の温度で行われる。好ましくは、熱硬化は室温以上で1分から数時間の間で達成される。
【0083】
硬化剤と呼ばれることもある熱硬化剤には、様々なアミンおよびその付加物が含まれる。このような硬化剤の市販例には、EvonikのAncamineブランドの製品、Adekaの潜在的アミン硬化剤EHシリーズ、およびAjinomoto Fine-TechnoのAjicureブランドの製品が含まれる。熱硬化剤は、二重硬化接着剤組成物中に5~50重量パーセント、好ましくは5~25重量パーセントで存在することができる。
【0084】
(任意添加剤)
本発明のいくつかの実施形態によれば、本明細書に記載の組成物は、さらに充填剤、安定剤、顔料、硬化剤、染料、チキソトロピック剤、増粘剤、希釈剤、溶媒、紫外線吸収剤、光安定剤、遊離-ラジカルスカベンジャー、架橋剤、湿潤剤、分散剤、接着促進剤、難燃剤、腐食防止剤、ワックス、バインダー、および触媒から選択される1以上の添加剤を含むことができる。
【0085】
充填剤の例としては、粉末、ケイ酸塩、セラミック粒子、金属粒子、金属酸化物粒子、ガラス粒子などが挙げられる。
【0086】
安定剤は、貯蔵安定性を高め、硬化した組成物を熱または紫外線による劣化から保護するのに役立つ。
【0087】
接着促進剤には、それらが導入される組成物の接着特性を高める化合物が含まれる。
【0088】
(反射率)
本発明の硬化した接着剤組成物は、接着剤を使用する製品の光学特性における干渉を最小限に抑えるために、低い可視光反射率を示す。この目的のために、「可視光」という用語は、約350~800nmの範囲、好ましくは400~750nmの範囲の電磁放射を指す。いくつかの実施形態では、硬化した接着剤組成物は、8%未満の可視光反射率を示す。いくつかの実施形態では、硬化した接着剤組成物は、5%未満の可視光反射率を示す。いくつかの実施形態では、硬化した接着剤組成物は、3%未満の可視光反射率を示す。いくつかの実施形態では、硬化した接着剤組成物は、2%未満の可視光反射率を示す。
【0089】
本明細書の目的のために、「反射率」という用語は、反射可視光と入射可視光の比率によって測定され、入射可視光は試験基板に対して垂直に(90°)放射され、反射可視光が試験基板に対して垂直(90°)に検出される。反射率測定装置の一例を図1~3に示す。反射率プローブ装置10を使用して、透明ガラスまたはポリマー体に接着した硬化接着剤組成物の反射率を試験する。装置10は、光ファイバ13によって光源14および分光計16に連結された反射率プローブ12を含む。光ファイバ13は、光源14から光を受け取るための照明ポート30と、反射光を分光計16に送達するための読み取りポート32とを含む。分光計16からのデータ出力は、データ伝送ケーブル20を介してコンピュータ18に送達することができる。反射率プローブ12は、特定の波長範囲の光を放出して、サンプルに遭遇する。サンプルによって反射された入射光は、反射率プローブ12によって受信され、光ファイバ13および読み取りポート32を介して分光計16に送信され得る。
【0090】
サンプルへの入射光は、プローブ12からサンプルに垂直に、0.25cmから2.5cmの間、より好ましくは0.5cmから2.0cmの間の距離から放出されてもよい。プローブホルダスタンド22は、90°角度反射率測定のためにプローブ12を位置決めし、入射光および測定反射光はサンプルに対して垂直である。いくつかの実施形態では、白色反射率標準24を使用して、反射率プローブ12を使用して参照測定を行うことができる。白色反射率標準24は、300~1700nmの入射光の97%以上を反射してもよい。
【0091】
例示的な反射率プローブ装置10は、StellarNet,Inc.から入手可能であり、1本の中央読み取りファイバ13bに巻き付けられた7本の照明ファイバ13aを備えたR600反射率プローブを使用する。このシステムの中心ファイバ13bは600μmコアであり、照明ファイバ13aは400μmコアである。R600プローブは、少なくとも350~800nmの可視波長光の放出に効果的である。R600プローブは、垂直測定用にRPH1プローブホルダーに取り付けることができ、350~2500nmの広いスペクトル範囲を持つSL1タングステンハロゲン光源によって生成された光を放出することができる。Black Comet凹面回折格子分光計は、190~900nmの範囲の測定に使用できる。
【0092】
本発明の接着剤組成物は、第1のボディを第2の第1のボディに結合するために使用することができる。二重硬化接着剤の塗布は、ニードル塗布、スプレー、浸漬コーティング、ナイフコーティング、ブラッシングなどの任意の慣用の方法によって達成することができる。スプレー用途の例には、圧縮空気スプレー、エアレススプレー、および静電スプレー技術が含まれる。第1のボディと第2のボディとは二重硬化接着剤組成物の適用または硬化によって損傷を受けない任意の適切な材料である。材料の例としては、ガラス、金属、プラスチック、セラミックなどがある。いくつかの実施形態では、第1および第2のボディのうちの少なくとも1つは、可視光に対して透明であり得る。第1および第2のボディの結合表面の1以上を前処理して、所望の物理的特性を容易にすることができる。前処理の例には、プライミング、プラズマ処理、火炎処理が含まれます。接着のために、二重硬化組成物を第1および第2のボディの少なくとも一方の表面に適用して接着層を形成し、その後、必要に応じて加圧下で他方のボディを接着層に接触させる。他の実施形態では、二重硬化組成物は、二重硬化組成物が第1および第2のボディの表面に同時に接触するように、第1および第2のボディの間の間隙に塗布される。得られた接着層は、固定具として第1のボディを第2のボディに固定するために電磁放射に暴露し、固定具を硬化温度に加熱することによって硬化される。いくつかの実施形態では、硬化温度は室温以上であるが、80℃未満である。いくつかの実施形態では、硬化温度は室温以上であるが、50℃未満である。いくつかの実施形態では、硬化温度は室温以上であるが、40℃未満である。
【0093】
接着層は、その機能に必要かつ有用な厚さであることが好ましい。いくつかの実施形態では、接着層の厚さは1~1000μmである。いくつかの実施形態では、接着層の厚さは20~100μmである。いくつかの実施形態では、接着層の厚さは25~80μmである。接着層は、ボディ間の所望の程度の接着を達成するために、好ましくは粘着性である。
【0094】
二重硬化接着剤組成物は、電磁放射線への曝露によって硬化される。いくつかの実施形態では、二重硬化接着剤組成物は、250~400nmの範囲などの紫外線への曝露によって硬化される。適切な放射線源の例には、高圧または低圧水銀蒸気ランプまたは電子ビーム源が含まれる。二重硬化接着剤組成物は、熱エネルギーへの曝露によっても硬化する。いくつかの実施形態では、二重硬化接着剤組成物は、室温以上の温度で硬化され、80℃未満であってもよい。熱エネルギーは、例えば、オーブンまたは赤外線ランプを用いて二重硬化接着剤組成物に適用することができる。
【実施例
【0095】
以下の配合に従って、二重硬化単一成分接着剤組成物を調製した:
【表1】
【0096】
使用したアクリレート/イソシアネートハイブリッド樹脂は、Laromer(登録商標)LR9000の商品名でBASFから入手可能な、アロファネート化ヘキサメチレンジイソシアネートに基づく低粘度のイソシアネート官能性不飽和アクリルエステル樹脂であった。代替ハイブリッド樹脂には、Ebecryl(登録商標)4150、Ebecryl(登録商標)4250、Ebecryl(登録商標)4396、およびEbecryl(登録商標)4397の商品名でAllnex Netherlandsから入手可能なイソシアネート含有ウレタンアクリレートモノマーが含まれる。
【0097】
使用したアクリレート樹脂は、200g/molのPEGブロック分子量を有するポリエチレングリコールモノメタクリレートの長鎖親水性マクロモノマーであった。代替のアクリレート樹脂には、Sartomer Americasから商品名SR9050で入手可能なメタクリル酸エステルと2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレートの組み合わせ、およびSartomer Americasから商品名CD581で入手可能なアルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレートが含まれる。
【0098】
使用した安定剤は、水分除去用のp-トルエンスルホニルイソシアネートであった。
【0099】
使用した光開始剤は、モノアシルホスフィンオキシドベースの光開始剤としてのジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドであった。
【0100】
使用した硬化剤は、Evonikから商品名Ancamine(登録商標)2014FGで入手可能な変性脂肪族ポリアミン硬化剤であった。
【0101】
使用したマット剤は、平均粒子サイズが7.5μmのポリマー表面改質熱シリカであった。
【0102】
配合物を高速ハンドミキサーでブレンドし、ニードルディスペンサーを通してポリカーボネート基板上に分配した。第2の基材を付着した接着剤に接触させ、固定具の接着層を365nmのUV放射に600mW/cmの強度で5秒間曝露した。UV硬化接着層の接着は、ASTM D3359によって40psiで試験した。次に、接着された固定具を、80℃の硬化温度まで1時間加熱した。熱およびUV硬化接着層の接着は、ASTM D3359によって280psiを超える圧力でテストした。
【0103】
硬化した接着層の反射率は、上記の手順でテストされ、5%未満で測定された。
図1
図2
図3
【国際調査報告】