接着剤
【課題】ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供する。
【解決手段】アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する接着剤。前記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物は、光カチオン重合触媒又は光塩基発生剤であり、例えばオルトニトロベンジル系光塩基発生剤であることが好ましい。
【解決手段】アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する接着剤。前記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物は、光カチオン重合触媒又は光塩基発生剤であり、例えばオルトニトロベンジル系光塩基発生剤であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
加水分解性シリル基を有するゴム系有機重合体は、常温でも硬化し、ゴム弾性体となることから、接着剤として好適である。しかし、加水分解性シリル基を有するゴム系有機重合体を用いて接着した場合、その硬化物が柔軟に過ぎて高い接着強度が得られないという問題もあった。そこで、硬い硬化物を与えるエポキシ樹脂を併用することにより、高い接着強度を達成することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、反応性珪素基を少なくとも１個有するゴム系有機重合体、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、及び、ゴム系有機重合体の硬化触媒を含有する硬化性組成物からなる接着剤が開示されている。このような接着剤では、反応性珪素基を少なくとも１個有するビニル系重合体がプライマーとしての働きをすることから、被着体に対する高い接着性を発揮できるとされている。しかし、特許文献１に記載された接着剤は、各成分を混合してから硬化するまでの可使時間（いわゆるポットライフ）が短く、作業性に劣るという問題があった。
【０００４】
ポットライフを延長する方法としては、例えば、エポキシ樹脂の硬化を遅らせる硬化遅延剤を配合する等の方法が知られている。しかしながら、硬化遅延剤を配合すると、作業性は改善するものの、充分な接着強度が発現するまでの時間までもが長くなってしまう。ポットライフと硬化速度とのバランスの取れた接着剤を提供することは困難であった。
【特許文献１】特開平１０−２４５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する接着剤である。
以下に本発明を詳述する。
【０００７】
本発明者らは、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とエポキシ樹脂とを併用する接着剤において、エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤として、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を採用することにより、ポットライフと硬化速度とのバランスの取れた接着剤を提供できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明の接着剤は、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する。
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とは、アルキルアクリレートを主とする重合性単量体を重合してなるアクリル系重合体であって、アルコキシシリル基を分子末端や鎖中に有する重合体である。
【０００９】
上記アルコキシシリル基としては特に限定されず、例えば、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等が挙げられる。なかでも、得られる接着剤の硬化速度が速くなることから、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基が好適である。
【００１０】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量の好ましい下限は５０００、好ましい上限は６０万である。上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量が５０００未満であると、架橋間分子量が小さくなり過ぎて、初期粘着力が低下することがあり、６０万を超えると、エポキシ樹脂との相溶性が悪くなり、硬化後の接着力が低下することがある。上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量のより好ましい下限は１万、より好ましい上限は５０万である。
なお、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量は、例えば昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」等のカラムを用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によって測定された、ポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
【００１１】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体は、例えば、アルキルアクリレートとアルコキシシリル基を有する重合性単量体とを連鎖移動剤を用いてラジカル共重合する方法等により製造することができる。
【００１２】
上記アルキルアクリレートとしては特に限定されないが、アルキル基の炭素数が１〜１２であるアルキルアクリレートが好適である。
上記アルキル基の炭素数が１〜１２であるアルキルアクリレートとしては特に限定されず、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等が挙げられる。これらのアルキルアクリレートは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、エポキシ樹脂との混合性に優れるアルコキシシリル基を有するアクリル系重合体が得られることから、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等の炭素数が１〜４であるアルキルアクリレートが好適である。
【００１３】
上記アルコキシシリル基を有する重合性単量体としては特に限定されず、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらのアルコキシシリル基を有する重合性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体を製造するにあたっては、上記アルキルアクリレート以外の（メタ）アクリレートモノマーや、ビニルエステルモノマー等の重合性単量体を併用してもよい。なかでも、グリシジル（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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートを併用すれば、エポキシ樹脂との相溶性が向上し、接着強度をより向上させることができる。
【００１５】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂（以上、ジャパンエポキシレジン社より入手可能）、ＥＨＰＥ脂環式固形エポキシ樹脂、グリシジルメタクリレートのホモポリマー、グリシジルメタクリレートのコポリマー等（以上、ダイセル化学工業社より入手可能）が挙げられる。
【００１６】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ＥＸ−６１１、ＥＸ−６１２、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４１１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−３１３、ＥＸ−３１４、ＥＸ−３２１、ＥＸ−２０１、ＥＸ−２１１、ＥＸ−２１２、ＥＸ−２５２、ＥＸ−８１０、ＥＸ−８１１、ＥＸ−８５０、ＥＸ−８５１、ＥＸ−８２１、ＥＸ−８３０、ＥＸ−８３２、ＥＸ−８４１、ＥＸ−８６１、ＥＸ−９１１、ＥＸ−９４１、ＥＸ−９２０、ＥＸ−７２１、ＥＸ−２２１、ＥＭ−１５０、ＥＭ−１０１、ＥＭ−１０３（以上、ナガセケムテックス社製のデナコールシリーズ）や、ＹＤ−１１５、ＹＤ−１１５Ｇ、ＹＤ−１１５ＣＡ、ＹＤ−１１８Ｔ、ＹＤ−１２７（以上、東都化成社製）や、４０Ｅ、１００Ｅ、２００Ｅ、４００Ｅ、７０Ｐ、２００Ｐ、４００Ｐ、１５００ＮＰ、１６００、８０ＭＦ、１００ＭＦ、４０００、３００２、１５００（以上、共栄社化学社製のエポライトシリーズ）等の市販の液状エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１７】
上記エポキシ系化合物としては、セロキサイド２０２１、セロキサイド２０８０、セロキサイド３０００、エポリードＧＴ３００、エポリードＧＴ４００、エポリードＤ−１００ＥＴ、エポリードＤ−１００ＯＴ、エポリードＤ−１００ＤＴ、エポリードＤ−１００ＳＴ、エポリードＤ−２００ＨＤ、エポリードＤ−２００Ｅ、エポリードＤ−２０４Ｐ、エポリードＤ−２１０Ｐ、エポリードＰＢ３６００、エポリードＰＢ４７００（以上、ダイセル化学工業社製）等の市販の脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１８】
上記エポキシ樹脂の配合量は、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体１００重量部に対して、好ましい下限が３重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記エポキシ樹脂の配合量が３重量部未満であると、せん断接着強度が不充分となることがあり、３００重量部を超えると、硬化物が硬くなりすぎて剥離力が低下することがある。上記エポキシ樹脂の配合量のより好ましい下限は５重量部、より好ましい上限は２００重量部である。
【００１９】
本発明の接着剤は、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を添加することで、遮光した状態の保管ではエポキシ樹脂の硬化反応が進まず良好な貯蔵安定性を有しながら、接合時には光照射によりエポキシ樹脂が速やかに硬化することで短時間で接着強度の発現が可能になる。
【００２０】
上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物としては、例えば、光カチオン重合触媒や光塩基発生剤が挙げられる。
上記光カチオン重合触媒としては特に限定されず、例えば、鉄−アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体−シリルエーテル等が挙げられる。これらの光カチオン重合触媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
上記光カチオン重合触媒のうち市販されているものとしては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２６１（チバガイギー社製）、オプトマーＳＰ−１５０（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１５１（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１７０（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１７１（旭電化工業社製）、ＵＶＥ−１０１４（ゼネラルエレクトロニクス社製）、ＣＤ−１０１２（サートマー社製）、サンエイドＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業社製）、サンエイドＳＩ−８０Ｌ（三新化学工業社製）、サンエイドＳＩ−１００Ｌ（三新化学工業社製）、ＣＩ−２０６４（日本曹達社製）、ＣＩ−２６３９（日本曹達社製）、ＣＩ−２６２４（日本曹達社製）、ＣＩ−２４８１（日本曹達社製）、ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（ローヌ・プーラン社製）、ＵＶＩ−６９９０（ユニオンカーバイド社製）、ＢＢＩ−１０３（ミドリ化学社製）、ＭＰＩ−１０３（ミドリ化学社製）、ＴＰＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＭＤＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＤＴＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＤＴＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＮＡＴ−１０３（ミドリ化学社製）、ＮＤＳ−１０３（ミドリ化学社製）等が挙げられる。
【００２２】
上記光塩基発生剤としては特に限定されず、例えば、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤、（３，５−ジメトキシベンジルオキシ）カルボニル型光塩基発生剤、アミロキシイミノ基型光塩基発生剤、ジヒドロピリジン型光塩基発生剤、１，３−ジ−４−ピペリジルプロパン二α−（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩、１，６−ヘキサメチレンジアミン二α−（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩、９−ＤＢＵ（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩等のケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤等のケトプロフェン系光塩基発生剤、又はクマル酸アミド型光塩基発生剤等が挙げられる。これらの光塩基発生剤は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、オルトニトロべンジル型系光塩基発生剤、ケトプロフェン系光塩基発生剤又はクマル酸アミド型光塩基発生剤が好ましく、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤又はケトプロフェン系光塩基発生剤がより好ましい。これらの光塩基発生剤は、塩基の発生効率が高く、本発明の接着剤の光照射に対する感度を高めることができる。また、かつ合成の簡便性にも優れている。
【００２３】
上記光塩基発生剤としては、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤である下記式で表される光塩基発生剤（ＰＢＧ−２）、又はケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤がさらに好ましい。これらの光塩基発生剤を用いることにより、塩基の発生効率をより一層高めることができる。
【００２４】
【化１】
【００２５】
上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合量としては、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限は０．０１重量部、好ましい上限は３００重量部である。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合量が０．０１重量部未満であると、得られる接着剤の硬化性が劣ることがあり、３００重量部を超えると、ポットライフが短くなったり、硬化不良が生じたり、接着強度が不十分となったりすることがある。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合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２００重量部である。
【００２６】
本発明の接着剤は、更に、シラノール縮合触媒を含有してもよい。シラノール縮合触媒を併用することにより、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の硬化を促進することができる。
上記シラノール縮合触媒としては、例えば、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類；ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ等のスズカルボン酸塩類や、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物や、ジブチルスズジアセチルアセトナートや、アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類や、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類等が挙げられる。
【００２７】
本発明の接着剤は、更に、シランカップリング剤を含有してもよい。シランカップリング剤を併用することにより、界面接着性が向上する。なかでも、エポキシ基と反応しうる官能基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、硬化物の強度や被着体への接着性を更に高めることができる。上記エポキシ基と反応し得る官能基としては、例えば、１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００２８】
上記エポキシ基と反応しうる官能基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（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、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有シラン類や、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（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等のエポキシ結合含有シラン類や、β−カルボキシエチルトリエトキシシラン、β−カルボキシエチルフェニルビス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−β−（Ｎ−カルボキシメチルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
【００２９】
上記シランカップリング剤の配合量としては、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とエポキシ樹脂との合計１００重量部に対して好ましい下限は０．１重量部、好ましい上限は１２重量部である。上記シランカップリング剤の配合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１０重量部である。
【００３０】
上記接着剤は、更に、粘着付与樹脂を含有してよい。
上記粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、変成ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、芳香族変成テルペン系樹脂、Ｃ５系またはＣ９系の石油系樹脂、クマロン樹脂等が挙げられる。特に被着体がポリオレフィンの場合には、ロジン系樹脂や石油系樹脂を併用することにより、高い接着強度を発現することができる。
【００３１】
上記接着剤は、更に、フィラーを含有してもよい。フィラーを併用することにより、高い剪断接着力を発揮することができる。
上記フィラーとしては、例えば、ガラスバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン等の無機中空体や、ナイロンビーズ、アクリルビーズ、シリコンビーズ等の有機球状体や、塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン等の有機中空体や、ガラス、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、セルロース、アセテート等からなる単繊維等が挙げられる。
【００３２】
上記接着剤は、更に、増感剤を含有してもよい。増感剤を併用することにより、本発明の接着剤の感光性が向上する。
上記増感剤としては、例えば、アントラセン、ペリレン、コロネン、テトラセン、ベンズアントラセン、フェノチアジン、フラビン、アクリジン、ケトクマリン、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン、アセトフェノン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン等が挙げられる。
【００３３】
本発明の接着剤が上記光カチオン重合触媒を含有する場合には、硬化調整剤を含有してもよい。硬化調整剤を併用することにより、ポットライフを調整することができる。
上記硬化調整剤としては、例えば、１２−クラウン−４、１５−クラウン−５、１８−クラウン−６、２４−クラウン−８、３０−クラウン−１０、２−アミノメチル−１２−クラウン−４、２−アミノメチル−１５−クラウン−５、２−アミノメチル−１８−クラウン−６、２−ヒドロキシメチル−１２−クラウン−４、２−ヒドロキシメチル−１５−クラウン−５、２−ヒドロキシメチル−１８−クラウン−６、ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキサノ−２４−クラウン−８−ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−３０−クラウン−１０、ベンゾ−１２−クラウン−４、ベンゾ−１５−クラウン−５、ベンゾ−１８−クラウン−６、４’−アミノベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ブロモベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ホルミルベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５、ビス〔（ベンゾ−１５−クラウン−５）−１５−イルメチル〕ピメレート、ポリ〔（ジベンゾ−１８−クラウン−６）−ｃｏ−ホルムアルデヒド〕等の環状エーテル構造を有する化合物や、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン等のポリエーテル等が挙げられる。
【００３４】
本発明の接着剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で、その他の従来公知の添加剤を含有してもよい。
【００３５】
本発明の接着剤を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物、及び、必要に応じて添加する添加剤を、従来公知の混練機等を用いて混練することにより製造することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００３８】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−１の製造）
エチルアクリレート２０重量部、テトラヒドロフルフリルアクリレート２０重量部、ブチルアクリレート５８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００３９】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４０】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−１を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−１について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４５０００であった。
【００４１】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−２の製造）
エチルアクリレート２０重量部、テトラヒドロフルフリルアクリレート２０重量部、ブチルアクリレート５８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ−５０２、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ−８０２、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４２】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４３】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−２を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−２について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４５０００であった。
【００４４】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−３の製造）
エチルアクリレート２５重量部、グリシジルメタクリレート５重量部、ブチルアクリレート６８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４５】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４６】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−３を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−３について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４７０００であった。
【００４７】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−４の製造）
メチルアクリレート５重量部、エチルアクリレート２５重量部、ブチルアクリレート６８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４８】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４９】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−４を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−４について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は５００００であった。
【００５０】
（光塩基発生剤であるＰＢＧ−ＫＡの製造）
ケトプロフェン５０．９ｇとジエチレントリアミン１０．３ｇとをメタノール中で混合し、室温で２４時間攪拌して、反応させた。その後、エバポレータを用いてメタノールを除去した後、得られた粗生成物をエタノール／ヘキサンを用いて再結晶させて、ケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤である化合物（ＰＢＧ−ＫＡと記載する）を得た。
得られＰＢＧ−ＫＡは、取り扱いやすいように、不揮発分７５％になるようにエタノールで溶解した溶液として以下の実施例、比較例に供した。
【００５１】
（光塩基発生剤であるＰＢＧ−２の製造）
特開２００６−２８２６５７号公報に記載された方法により製造した。
【００５２】
（実施例１〜１４、比較例１〜３）
表１に示す配合比で各成分を混合し接着剤を得た。
使用した各成分については下記に示した。
【００５３】
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、ジャパンエポキシレジン社製）
光カチオン重合触媒：オプトマーＳＰ−１５０、アデカ社製
有機錫：ジブチル錫ジラウレート系有機錫化合物（ＳＢ−６５、三共有機合成社製）
アミノシラン：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−６０３、信越化学工業社製）
エポキシシラン：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）
エポキシ硬化剤：ジエチレンテトラミン（和光純薬工業社製）
【００５４】
（評価）
実施例及び比較例で得られた接着剤について、以下の方法により評価を行った。
結果を表１に示した。
【００５５】
（１）混合後の作業性の評価
各成分を混合した後、常温常圧で１０分間及び３０分間放置した後、接着剤をヘラで鉄板に塗布し、そのときの作業性を官能評価した。０．５ｍｍの厚みに塗布可能であった場合を「○」と、粘度が高く０．５ｍｍの厚みには塗布困難であった場合を「△」と、ゲル化していて塗布不可能であった場合を「×」と評価した。
【００５６】
（２）引張せん断接着力の評価
各成分を混合して得た接着剤を、ガラス板（幅１５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）に塗布し、０．５ｍｍガラスビーズをスペーサーとして、もう１枚のガラス板を、重ね合わせ部分が１５ｍｍ×１５ｍｍとなるように貼りあわせた。次いで、３００〜３７０ｎｍの波長領域で光強度が３０ｍＷ／ｃｍ２となるように光を２分間照射した後、２３℃で養生した。養生３時間、６時間、２４時間、３日後に、ＪＩＳ Ｋ６ ８５０に準拠した方法により、測定温度２３℃、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張せん断接着力を測定した。
【００５７】
（３）１８０°剥離力の評価
各成分を混合して得た接着剤を、ガラス板（幅１５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ５ｍｍ）に塗布し、０．５ｍｍガラスビーズをスペーサーとして、酢酸エチルで表面を脱脂乾燥させた鏡面ステンレス箔（ＳＵＳ３０４、幅１５ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ０．０５ｍｍ）を貼り合わせた。次いで、３００〜３７０ｎｍの波長領域で光強度が３０ｍＷ／ｃｍ２となるように光を２分間照射した後、２３℃で養生した。養生３日後に、ＪＩＳ Ｚ ６８５４に準拠した方法により、測定温度２３℃、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で１８０°剥離力を測定した。
【００５８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
加水分解性シリル基を有するゴム系有機重合体は、常温でも硬化し、ゴム弾性体となることから、接着剤として好適である。しかし、加水分解性シリル基を有するゴム系有機重合体を用いて接着した場合、その硬化物が柔軟に過ぎて高い接着強度が得られないという問題もあった。そこで、硬い硬化物を与えるエポキシ樹脂を併用することにより、高い接着強度を達成することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、反応性珪素基を少なくとも１個有するゴム系有機重合体、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、及び、ゴム系有機重合体の硬化触媒を含有する硬化性組成物からなる接着剤が開示されている。このような接着剤では、反応性珪素基を少なくとも１個有するビニル系重合体がプライマーとしての働きをすることから、被着体に対する高い接着性を発揮できるとされている。しかし、特許文献１に記載された接着剤は、各成分を混合してから硬化するまでの可使時間（いわゆるポットライフ）が短く、作業性に劣るという問題があった。
【０００４】
ポットライフを延長する方法としては、例えば、エポキシ樹脂の硬化を遅らせる硬化遅延剤を配合する等の方法が知られている。しかしながら、硬化遅延剤を配合すると、作業性は改善するものの、充分な接着強度が発現するまでの時間までもが長くなってしまう。ポットライフと硬化速度とのバランスの取れた接着剤を提供することは困難であった。
【特許文献１】特開平１０−２４５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する接着剤である。
以下に本発明を詳述する。
【０００７】
本発明者らは、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とエポキシ樹脂とを併用する接着剤において、エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤として、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を採用することにより、ポットライフと硬化速度とのバランスの取れた接着剤を提供できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明の接着剤は、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する。
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とは、アルキルアクリレートを主とする重合性単量体を重合してなるアクリル系重合体であって、アルコキシシリル基を分子末端や鎖中に有する重合体である。
【０００９】
上記アルコキシシリル基としては特に限定されず、例えば、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等が挙げられる。なかでも、得られる接着剤の硬化速度が速くなることから、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基が好適である。
【００１０】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量の好ましい下限は５０００、好ましい上限は６０万である。上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量が５０００未満であると、架橋間分子量が小さくなり過ぎて、初期粘着力が低下することがあり、６０万を超えると、エポキシ樹脂との相溶性が悪くなり、硬化後の接着力が低下することがある。上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量のより好ましい下限は１万、より好ましい上限は５０万である。
なお、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の重量平均分子量は、例えば昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」等のカラムを用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によって測定された、ポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
【００１１】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体は、例えば、アルキルアクリレートとアルコキシシリル基を有する重合性単量体とを連鎖移動剤を用いてラジカル共重合する方法等により製造することができる。
【００１２】
上記アルキルアクリレートとしては特に限定されないが、アルキル基の炭素数が１〜１２であるアルキルアクリレートが好適である。
上記アルキル基の炭素数が１〜１２であるアルキルアクリレートとしては特に限定されず、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等が挙げられる。これらのアルキルアクリレートは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、エポキシ樹脂との混合性に優れるアルコキシシリル基を有するアクリル系重合体が得られることから、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等の炭素数が１〜４であるアルキルアクリレートが好適である。
【００１３】
上記アルコキシシリル基を有する重合性単量体としては特に限定されず、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらのアルコキシシリル基を有する重合性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体を製造するにあたっては、上記アルキルアクリレート以外の（メタ）アクリレートモノマーや、ビニルエステルモノマー等の重合性単量体を併用してもよい。なかでも、グリシジル（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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートを併用すれば、エポキシ樹脂との相溶性が向上し、接着強度をより向上させることができる。
【００１５】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂（以上、ジャパンエポキシレジン社より入手可能）、ＥＨＰＥ脂環式固形エポキシ樹脂、グリシジルメタクリレートのホモポリマー、グリシジルメタクリレートのコポリマー等（以上、ダイセル化学工業社より入手可能）が挙げられる。
【００１６】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ＥＸ−６１１、ＥＸ−６１２、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４１１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−３１３、ＥＸ−３１４、ＥＸ−３２１、ＥＸ−２０１、ＥＸ−２１１、ＥＸ−２１２、ＥＸ−２５２、ＥＸ−８１０、ＥＸ−８１１、ＥＸ−８５０、ＥＸ−８５１、ＥＸ−８２１、ＥＸ−８３０、ＥＸ−８３２、ＥＸ−８４１、ＥＸ−８６１、ＥＸ−９１１、ＥＸ−９４１、ＥＸ−９２０、ＥＸ−７２１、ＥＸ−２２１、ＥＭ−１５０、ＥＭ−１０１、ＥＭ−１０３（以上、ナガセケムテックス社製のデナコールシリーズ）や、ＹＤ−１１５、ＹＤ−１１５Ｇ、ＹＤ−１１５ＣＡ、ＹＤ−１１８Ｔ、ＹＤ−１２７（以上、東都化成社製）や、４０Ｅ、１００Ｅ、２００Ｅ、４００Ｅ、７０Ｐ、２００Ｐ、４００Ｐ、１５００ＮＰ、１６００、８０ＭＦ、１００ＭＦ、４０００、３００２、１５００（以上、共栄社化学社製のエポライトシリーズ）等の市販の液状エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１７】
上記エポキシ系化合物としては、セロキサイド２０２１、セロキサイド２０８０、セロキサイド３０００、エポリードＧＴ３００、エポリードＧＴ４００、エポリードＤ−１００ＥＴ、エポリードＤ−１００ＯＴ、エポリードＤ−１００ＤＴ、エポリードＤ−１００ＳＴ、エポリードＤ−２００ＨＤ、エポリードＤ−２００Ｅ、エポリードＤ−２０４Ｐ、エポリードＤ−２１０Ｐ、エポリードＰＢ３６００、エポリードＰＢ４７００（以上、ダイセル化学工業社製）等の市販の脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１８】
上記エポキシ樹脂の配合量は、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体１００重量部に対して、好ましい下限が３重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記エポキシ樹脂の配合量が３重量部未満であると、せん断接着強度が不充分となることがあり、３００重量部を超えると、硬化物が硬くなりすぎて剥離力が低下することがある。上記エポキシ樹脂の配合量のより好ましい下限は５重量部、より好ましい上限は２００重量部である。
【００１９】
本発明の接着剤は、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有する。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物を添加することで、遮光した状態の保管ではエポキシ樹脂の硬化反応が進まず良好な貯蔵安定性を有しながら、接合時には光照射によりエポキシ樹脂が速やかに硬化することで短時間で接着強度の発現が可能になる。
【００２０】
上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物としては、例えば、光カチオン重合触媒や光塩基発生剤が挙げられる。
上記光カチオン重合触媒としては特に限定されず、例えば、鉄−アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体−シリルエーテル等が挙げられる。これらの光カチオン重合触媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
上記光カチオン重合触媒のうち市販されているものとしては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２６１（チバガイギー社製）、オプトマーＳＰ−１５０（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１５１（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１７０（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１７１（旭電化工業社製）、ＵＶＥ−１０１４（ゼネラルエレクトロニクス社製）、ＣＤ−１０１２（サートマー社製）、サンエイドＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業社製）、サンエイドＳＩ−８０Ｌ（三新化学工業社製）、サンエイドＳＩ−１００Ｌ（三新化学工業社製）、ＣＩ−２０６４（日本曹達社製）、ＣＩ−２６３９（日本曹達社製）、ＣＩ−２６２４（日本曹達社製）、ＣＩ−２４８１（日本曹達社製）、ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（ローヌ・プーラン社製）、ＵＶＩ−６９９０（ユニオンカーバイド社製）、ＢＢＩ−１０３（ミドリ化学社製）、ＭＰＩ−１０３（ミドリ化学社製）、ＴＰＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＭＤＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＤＴＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＤＴＳ−１０３（ミドリ化学社製）、ＮＡＴ−１０３（ミドリ化学社製）、ＮＤＳ−１０３（ミドリ化学社製）等が挙げられる。
【００２２】
上記光塩基発生剤としては特に限定されず、例えば、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤、（３，５−ジメトキシベンジルオキシ）カルボニル型光塩基発生剤、アミロキシイミノ基型光塩基発生剤、ジヒドロピリジン型光塩基発生剤、１，３−ジ−４−ピペリジルプロパン二α−（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩、１，６−ヘキサメチレンジアミン二α−（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩、９−ＤＢＵ（２−ベンゾイル）フェニルプロピオン酸塩等のケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤等のケトプロフェン系光塩基発生剤、又はクマル酸アミド型光塩基発生剤等が挙げられる。これらの光塩基発生剤は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、オルトニトロべンジル型系光塩基発生剤、ケトプロフェン系光塩基発生剤又はクマル酸アミド型光塩基発生剤が好ましく、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤又はケトプロフェン系光塩基発生剤がより好ましい。これらの光塩基発生剤は、塩基の発生効率が高く、本発明の接着剤の光照射に対する感度を高めることができる。また、かつ合成の簡便性にも優れている。
【００２３】
上記光塩基発生剤としては、オルトニトロベンジル系光塩基発生剤である下記式で表される光塩基発生剤（ＰＢＧ−２）、又はケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤がさらに好ましい。これらの光塩基発生剤を用いることにより、塩基の発生効率をより一層高めることができる。
【００２４】
【化１】
【００２５】
上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合量としては、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限は０．０１重量部、好ましい上限は３００重量部である。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合量が０．０１重量部未満であると、得られる接着剤の硬化性が劣ることがあり、３００重量部を超えると、ポットライフが短くなったり、硬化不良が生じたり、接着強度が不十分となったりすることがある。上記光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物の配合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２００重量部である。
【００２６】
本発明の接着剤は、更に、シラノール縮合触媒を含有してもよい。シラノール縮合触媒を併用することにより、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体の硬化を促進することができる。
上記シラノール縮合触媒としては、例えば、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類；ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ等のスズカルボン酸塩類や、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物や、ジブチルスズジアセチルアセトナートや、アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類や、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類等が挙げられる。
【００２７】
本発明の接着剤は、更に、シランカップリング剤を含有してもよい。シランカップリング剤を併用することにより、界面接着性が向上する。なかでも、エポキシ基と反応しうる官能基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、硬化物の強度や被着体への接着性を更に高めることができる。上記エポキシ基と反応し得る官能基としては、例えば、１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００２８】
上記エポキシ基と反応しうる官能基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（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、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有シラン類や、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（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等のエポキシ結合含有シラン類や、β−カルボキシエチルトリエトキシシラン、β−カルボキシエチルフェニルビス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−β−（Ｎ−カルボキシメチルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
【００２９】
上記シランカップリング剤の配合量としては、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体とエポキシ樹脂との合計１００重量部に対して好ましい下限は０．１重量部、好ましい上限は１２重量部である。上記シランカップリング剤の配合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１０重量部である。
【００３０】
上記接着剤は、更に、粘着付与樹脂を含有してよい。
上記粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、変成ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、芳香族変成テルペン系樹脂、Ｃ５系またはＣ９系の石油系樹脂、クマロン樹脂等が挙げられる。特に被着体がポリオレフィンの場合には、ロジン系樹脂や石油系樹脂を併用することにより、高い接着強度を発現することができる。
【００３１】
上記接着剤は、更に、フィラーを含有してもよい。フィラーを併用することにより、高い剪断接着力を発揮することができる。
上記フィラーとしては、例えば、ガラスバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン等の無機中空体や、ナイロンビーズ、アクリルビーズ、シリコンビーズ等の有機球状体や、塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン等の有機中空体や、ガラス、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、セルロース、アセテート等からなる単繊維等が挙げられる。
【００３２】
上記接着剤は、更に、増感剤を含有してもよい。増感剤を併用することにより、本発明の接着剤の感光性が向上する。
上記増感剤としては、例えば、アントラセン、ペリレン、コロネン、テトラセン、ベンズアントラセン、フェノチアジン、フラビン、アクリジン、ケトクマリン、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン、アセトフェノン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン等が挙げられる。
【００３３】
本発明の接着剤が上記光カチオン重合触媒を含有する場合には、硬化調整剤を含有してもよい。硬化調整剤を併用することにより、ポットライフを調整することができる。
上記硬化調整剤としては、例えば、１２−クラウン−４、１５−クラウン−５、１８−クラウン−６、２４−クラウン−８、３０−クラウン−１０、２−アミノメチル−１２−クラウン−４、２−アミノメチル−１５−クラウン−５、２−アミノメチル−１８−クラウン−６、２−ヒドロキシメチル−１２−クラウン−４、２−ヒドロキシメチル−１５−クラウン−５、２−ヒドロキシメチル−１８−クラウン−６、ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキサノ−２４−クラウン−８−ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−３０−クラウン−１０、ベンゾ−１２−クラウン−４、ベンゾ−１５−クラウン−５、ベンゾ−１８−クラウン−６、４’−アミノベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ブロモベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ホルミルベンゾ−１５−クラウン−５、４’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５、ビス〔（ベンゾ−１５−クラウン−５）−１５−イルメチル〕ピメレート、ポリ〔（ジベンゾ−１８−クラウン−６）−ｃｏ−ホルムアルデヒド〕等の環状エーテル構造を有する化合物や、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン等のポリエーテル等が挙げられる。
【００３４】
本発明の接着剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で、その他の従来公知の添加剤を含有してもよい。
【００３５】
本発明の接着剤を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、光を照射することによりエポキシ樹脂を硬化させる化合物、及び、必要に応じて添加する添加剤を、従来公知の混練機等を用いて混練することにより製造することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００３８】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−１の製造）
エチルアクリレート２０重量部、テトラヒドロフルフリルアクリレート２０重量部、ブチルアクリレート５８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００３９】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４０】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−１を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−１について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４５０００であった。
【００４１】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−２の製造）
エチルアクリレート２０重量部、テトラヒドロフルフリルアクリレート２０重量部、ブチルアクリレート５８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ−５０２、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ−８０２、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４２】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４３】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−２を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−２について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４５０００であった。
【００４４】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−３の製造）
エチルアクリレート２５重量部、グリシジルメタクリレート５重量部、ブチルアクリレート６８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４５】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４６】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−３を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−３について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４７０００であった。
【００４７】
（アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−４の製造）
メチルアクリレート５重量部、エチルアクリレート２５重量部、ブチルアクリレート６８．２重量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３、信越化学工業社製）１．０重量部、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３、信越化学工業社製）０．８重量部、及び、ソルミックＡＰ−７（工業用アルコール、日本アルコール社製）２５重量部からなる単量体混合物をフラスコに入れた。
【００４８】
フラスコ中の単量体混合物を、窒素フロー下で９８℃まで加熱し、３０分間保持した後、重合開始剤（パーヘキシルＰＶ、日本油脂社製）０．００１重量部を添加して重合を開始した。開始後０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５時間目ごとに、重合開始剤をそれぞれ、０．００１、０．００２、０．００４、０．０１、０．０２、０．０４、０．１重量部添加して反応を維持継続させた。重合開始後、５時間後に冷却して反応を停止してアクリル系重合体溶液を得た。
【００４９】
得られたアクリル系重合体溶液をナスフラスコに入れ、エバポレーターに接続して１３０℃に加熱した。大気圧下で大半の溶剤を除去した後、１３０℃で加熱しながら真空ポンプで０．２７Ｎ／ｃｍ２に減圧し、気泡が発生しなくなった段階から３０分間減圧状態を維持して溶剤を除去した。その後冷却して、アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体Ａ−４を得た。
得られたアクリル系重合体Ａ−４について、カラムとして昭和電工社の商品名「ＧＰＣ ＬＦ−８０４」を用いてＧＰＣ法によって測定したところ、ポリスチレン換算の重量平均分子量は５００００であった。
【００５０】
（光塩基発生剤であるＰＢＧ−ＫＡの製造）
ケトプロフェン５０．９ｇとジエチレントリアミン１０．３ｇとをメタノール中で混合し、室温で２４時間攪拌して、反応させた。その後、エバポレータを用いてメタノールを除去した後、得られた粗生成物をエタノール／ヘキサンを用いて再結晶させて、ケトプロフェンアミン塩型光塩基発生剤である化合物（ＰＢＧ−ＫＡと記載する）を得た。
得られＰＢＧ−ＫＡは、取り扱いやすいように、不揮発分７５％になるようにエタノールで溶解した溶液として以下の実施例、比較例に供した。
【００５１】
（光塩基発生剤であるＰＢＧ−２の製造）
特開２００６−２８２６５７号公報に記載された方法により製造した。
【００５２】
（実施例１〜１４、比較例１〜３）
表１に示す配合比で各成分を混合し接着剤を得た。
使用した各成分については下記に示した。
【００５３】
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、ジャパンエポキシレジン社製）
光カチオン重合触媒：オプトマーＳＰ−１５０、アデカ社製
有機錫：ジブチル錫ジラウレート系有機錫化合物（ＳＢ−６５、三共有機合成社製）
アミノシラン：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−６０３、信越化学工業社製）
エポキシシラン：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）
エポキシ硬化剤：ジエチレンテトラミン（和光純薬工業社製）
【００５４】
（評価）
実施例及び比較例で得られた接着剤について、以下の方法により評価を行った。
結果を表１に示した。
【００５５】
（１）混合後の作業性の評価
各成分を混合した後、常温常圧で１０分間及び３０分間放置した後、接着剤をヘラで鉄板に塗布し、そのときの作業性を官能評価した。０．５ｍｍの厚みに塗布可能であった場合を「○」と、粘度が高く０．５ｍｍの厚みには塗布困難であった場合を「△」と、ゲル化していて塗布不可能であった場合を「×」と評価した。
【００５６】
（２）引張せん断接着力の評価
各成分を混合して得た接着剤を、ガラス板（幅１５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）に塗布し、０．５ｍｍガラスビーズをスペーサーとして、もう１枚のガラス板を、重ね合わせ部分が１５ｍｍ×１５ｍｍとなるように貼りあわせた。次いで、３００〜３７０ｎｍの波長領域で光強度が３０ｍＷ／ｃｍ２となるように光を２分間照射した後、２３℃で養生した。養生３時間、６時間、２４時間、３日後に、ＪＩＳ Ｋ６ ８５０に準拠した方法により、測定温度２３℃、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張せん断接着力を測定した。
【００５７】
（３）１８０°剥離力の評価
各成分を混合して得た接着剤を、ガラス板（幅１５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ５ｍｍ）に塗布し、０．５ｍｍガラスビーズをスペーサーとして、酢酸エチルで表面を脱脂乾燥させた鏡面ステンレス箔（ＳＵＳ３０４、幅１５ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ０．０５ｍｍ）を貼り合わせた。次いで、３００〜３７０ｎｍの波長領域で光強度が３０ｍＷ／ｃｍ２となるように光を２分間照射した後、２３℃で養生した。養生３日後に、ＪＩＳ Ｚ ６８５４に準拠した方法により、測定温度２３℃、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で１８０°剥離力を測定した。
【００５８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、ポットライフが充分に長く、かつ、接着強度発現までの時間が短い接着剤を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有することを特徴とする接着剤。
【請求項２】
光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物は、光カチオン重合触媒又は光塩基発生剤であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
【請求項３】
光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物は、下記式で表されるオルトニトロベンジル系光塩基発生剤であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
【化１】
【請求項１】
アルコキシシリル基を有するアクリル系重合体、エポキシ樹脂、及び、光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物を含有することを特徴とする接着剤。
【請求項２】
光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物は、光カチオン重合触媒又は光塩基発生剤であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
【請求項３】
光を照射することにより前記エポキシ樹脂を硬化させる化合物は、下記式で表されるオルトニトロベンジル系光塩基発生剤であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
【化１】
【公開番号】特開２０１０−９５６４１（Ｐ２０１０−９５６４１Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８２７８（Ｐ２００８−２６８２７８）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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