説明

(メタ)アクリル系重合体を含有する硬化性組成物

【課題】活性エネルギー線照射直後から液垂れがなく作業性が良好で、充分な機械強度を有し、且つ活性エネルギー線を照射できない部分も硬化可能な硬化性組成物を提供する。
【解決手段】下記(A)〜(E)成分を含有する硬化性組成物。
(A)一般式(1):
−O−C(=O)−C(R)=CH (1)
(式中、Rは水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基である。)で表される置換基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上の(メタ)アクリル系重合体
(B)(B)一般式(2):
−[Si(R2−b)(X)O]Si(R3−a)X (2)
で表される反応性ケイ素基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上のポリオキシアルキレン系重合体
(C)粘着付与樹脂
(D)重合開始剤
(E)硬化触媒

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、活性エネルギー線により硬化し得る(メタ)アクリル系重合体と反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体を含有する硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
反応性ケイ素基を有する有機重合体は、湿分により反応性ケイ素基の加水分解反応を伴うシロキサン結合の形成によって架橋し、ゴム状硬化物を与える(例えば、特許文献1、2)。なかでも、反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、伸びや機械強度に優れた硬化物を与えるため、すでに、シーリング材、接着剤、塗料などの用途に広く使用されている。しかし、反応の特性上、速硬化を実現することは難しい傾向にある。
【0003】
一方、(メタ)アクリロイル基を有する有機重合体は、重合開始剤との併用で、UV、電子線、加熱などの活性エネルギー線を照射することにより、(メタ)アクリロイル基が瞬時に重合して架橋し、速硬化することが可能である(例えば、特許文献3、4)。しかし、活性エネルギー線を照射できない部分や活性エネルギー線が届かない部分などは全く硬化しないため、充分な物性を発現しないという問題があった。
【0004】
このようなことから、(メタ)アクリロイル基を有する有機重合体と反応性ケイ素基を有する有機重合体を含有する組成物により、活性エネルギー線を照射することによって(メタ)アクリロイル基を有する有機重合体のみを硬化させ、湿分によって反応性ケイ素基を有する有機重合体を硬化させるシステムが提案されている(例えば、特許文献5)。
【0005】
しかし、活性エネルギー線の照射後に、(メタ)アクリロイル基を有する有機重合体のみが硬化し、反応性ケイ素基を有する有機重合体が未硬化な状態の硬化物であるために、機械強度が低い傾向にあり、また、取り扱いが困難である場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭52−73998号公報
【特許文献2】特開昭63−6041号公報
【特許文献3】WO2005/030866号公報
【特許文献4】特開2005−105065号公報
【特許文献5】WO2008/041768号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、活性エネルギー線照射直後から液垂れがなく作業性が良好で、充分な機械強度を有し、且つ、活性エネルギー線を照射できない部分も硬化可能な硬化性組成物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】
【0008】
本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下のことを見出して本発明を完成させた。
【0009】
すなわち本発明は、
(I)
下記(A)〜(E)成分を含有する硬化性組成物。
(A)一般式(1):
−O−C(=O)−C(R)=CH (1)
(式中、Rは水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基である。)で表される置換基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上の(メタ)アクリル系重合体
(B)一般式(2):
−[Si(R2−b)(X)O]Si(R3−a)X (2)
(式中、Rは炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、または、R’SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、Rが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。ここで、R’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり、Xは水酸基または加水分解性基を示す。aは0、1、2または3を、bは0、1または2をそれぞれ示し、a+Σb≧2を満足するものとする。nは0から19の整数を示す。)で表される反応性ケイ素基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上のポリオキシアルキレン系重合体
(C)粘着付与樹脂
(D)重合開始剤
(E)硬化触媒
【0010】
(II)
(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.8未満である(I)に記載の硬化性組成物。
【0011】
(III)
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖がリビングラジカル重合により製造されたものである(II)に記載の硬化性組成物。
【0012】
(IV)
前記リビングラジカル重合が原子移動ラジカル重合である(III)に記載の硬化性組成物。
【0013】
(V)
前記原子移動ラジカル重合の触媒である遷移金属錯体が銅の錯体である(IV)に記載の硬化性組成物。
【0014】
(VI)
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖が、連鎖移動剤を用いた(メタ)アクリル系モノマーの重合により製造されたものである(I)、または、(II)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0015】
(VII)
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖が(メタ)アクリル酸エステルを主として重合し、製造されたものである(I)から(VI)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0016】
(VIII)
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖がアクリル酸エステルを主として重合し、製造されたものである(VII)に記載の硬化性組成物。
【0017】
(IX)
が水素原子である(I)から(VIII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0018】
(X)
一般式(2)のXがアルコキシ基である(I)から(IX)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0019】
(XI)
一般式(2)のXがメトキシ基である(X)に記載の硬化性組成物。
【0020】
(XII)
ポリオキシアルキレン系重合体(B)がポリオキシプロピレンである(I)から(XI)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0021】
(XIII)
粘着付与樹脂(C)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、5重量部から80重量部である(I)から(XII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0022】
(XIV)
粘着付与樹脂(C)がテルペン系樹脂である(I)から(XIII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0023】
(XV)
粘着付与樹脂(C)がテルペンフェノール樹脂である(XIV)に記載の硬化性組成物。
【0024】
(XVI)
重合開始剤(D)が活性エネルギー線によりラジカルを発生するラジカル開始剤(H)である(I)から(XV)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0025】
(XVII)
ラジカル開始剤(H)が光によりラジカルを発生する光ラジカル開始剤(h1)である(XVI)に記載の硬化性組成物。
【0026】
(XVIII)
光ラジカル開始剤(h1)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、0.001重量部から10重量部である(XVII)に記載の硬化性組成物。
【0027】
(XIX)
重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)を含有する(I)から(XVIII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0028】
(XX)
重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)が分子量500以下の(メタ)アクリル系モノマー(i1)である(XIV)に記載の硬化性組成物。
【0029】
(XXI)
シランカップリング剤(J)を含有する(I)から(XX)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0030】
(XXII)
反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K)を含有する(I)から(XXI)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0031】
(XXIII)
充填剤(L)を含有する(I)から(XXII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0032】
(XXIV)
充填剤(L)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、10重量部から200重量部である(I)から(XXIII)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0033】
(XXV)
(I)から(XXIV)のいずれかに記載の硬化性組成物に活性エネルギー線を照射させることにより得られる硬化物。
【発明の効果】
【0034】
本発明の硬化性組成物を使用することにより、活性エネルギー線照射直後から液垂れがなく作業性が良好で、充分な機械強度を有し、且つ、活性エネルギー線を照射できない部分も硬化可能な硬化性組成物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本発明について詳しく説明する。
【0036】
<(メタ)アクリル系重合体(A)>
本発明の硬化性組成物は、一般式(1):
−O−C(=O)−C(R)=CH (1)
(式中、Rは水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基である。)で表される置換基(以下、(メタ)アクリロイル系置換基と記載する場合もある。)を分子内に1個以上有する(メタ)アクリル系重合体(A)を含有する。
【0037】
(メタ)アクリル系重合体(A)の(メタ)アクリロイル系置換基の数は、特に限定されないが、重合体(A)同士が架橋するという点から、1分子あたり平均して1個未満であると硬化性が低くなる傾向があるため、平均して1個以上が好ましい。また、(メタ)アクリロイル系置換基は分子の側鎖、および/または、末端のいずれに存在していてもかまわないが、ゴム弾性の点から、分子の末端に存在することが好ましく、分子末端のみに存在することがより好ましい。(メタ)アクリロイル系置換基のRの具体例としては、特に限定されないが、例えば、水素原子、−CH、−CHCH、−(CHCH(nは2〜19の整数を表す。)、−C、−CHOH、−CNなどがあげられる。反応性の観点から、水素原子、−CHが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
【0038】
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖を構成する(メタ)アクリル系モノマーとしては、特に限定されないが、各種のモノマーを用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸−n−ペンチル、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸−n−オクチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロメチル−2−パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキサデシルエチルなどの(メタ)アクリル酸エステルがあげられる。これらは、単独で用いても良いし、複数を共重合させても良い。なかでも、生成物の物性などから、アクリル酸エステルがより好ましく、さらに好ましくは、アクリル酸ブチルである。本発明においては、これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合させても良く、その際は、これらの好ましいモノマーが重量比で40%以上含まれていることが好ましい。
【0039】
(メタ)アクリル系重合体(A)の分子量分布[ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比]は、特に限定されないが、好ましくは1.8未満であり、さらに好ましくは1.7以下であり、より好ましくは1.6以下であり、特に好ましくは1.5以下であり、特別に好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。なお、本発明におけるGPC測定の際には、通常は、クロロホルム、または、テトラヒドロフランなどを移動相として、ポリスチレンゲルカラムなどを使用し、分子量の値はポリスチレン換算値などで求めている。
【0040】
(メタ)アクリル系重合体(A)の数平均分子量は、3,000以上であるが、3,000〜100,000が好ましく、5,000〜80,000がより好ましく、8,000〜50,000が最も好ましい。分子量が低くなり過ぎると、ビニル系重合体の本来の特性が発現されにくい傾向があり、高くなり過ぎると、取扱いが困難になる傾向がある。
【0041】
(メタ)アクリル系重合体(A)は、種々の重合法により得ることができ、特に限定されないが、モノマーの汎用性、制御の容易性などの点から、ラジカル重合法が好ましく、ラジカル重合の中でも、制御ラジカル重合がより好ましい。この制御ラジカル重合法は、「連鎖移動剤法」と「リビングラジカル重合法」とに分類することができる。得られる(メタ)アクリル系重合体(A)の分子量、分子量分布の制御が容易であるリビングラジカル重合がさらに好ましく、原料の入手性、重合体末端への官能基導入の容易さから、原子移動ラジカル重合が特に好ましい。上記ラジカル重合、制御ラジカル重合、連鎖移動剤法、リビングラジカル重合法、原子移動ラジカル重合は、公知の重合法ではあるが、これら各重合法については、例えば、特開2005−232419公報や特開2006−291073公報などの記載を参照できる。
【0042】
本発明における(メタ)アクリル系重合体(A)の好ましい合成法の一つである原子移動ラジカル重合について以下に簡単に説明する。
【0043】
原子移動ラジカル重合では、有機ハロゲン化物、特に、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物やベンジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいは、ハロゲン化スルホニル化合物などが開始剤として用いられることが好ましい。具体的には特開2005−232419公報段落[0040]〜[0064]記載の化合物があげられる。
【0044】
(メタ)アクリル系重合体(A)の末端構造を1分子内に2つ以上有する(メタ)アクリル系重合体を得るためには、2つ以上の開始点を持つ有機ハロゲン化物、または、ハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いるのが好ましい。具体的に例示するならば、
【0045】
【化1】

【0046】
【化2】

【0047】
などがあげられる。
【0048】
原子移動ラジカル重合において用いられる(メタ)アクリル系モノマーとしては特に制約はなく、上述した(メタ)アクリル系モノマーをすべて用いることができる。
【0049】
重合触媒として用いられる遷移金属錯体としては、特に限定されないが、好ましくは周期律表第7族、8族、9族、10族、または、11族元素を中心金属とする金属錯体であり、より好ましくは0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄、または、2価のニッケルを中心金属とする遷移金属錯体、特に好ましくは、銅の錯体があげられる。銅の錯体を形成するために使用される1価の銅化合物を具体的に例示すると、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、過塩素酸第一銅などである。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2’−ビピリジル、もしくは、その誘導体、1,10−フェナントロリン、もしくは、その誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、もしくは、ヘキサメチルトリス(2−アミノエチル)アミンなどのポリアミンが配位子として添加される。
【0050】
重合反応は、無溶媒でも可能であるが、各種の溶媒中で行うこともできる。溶媒の種類としては、特に限定されず、特開2005−232419公報段落[0067]記載の溶剤があげられる。これらは、単独でも良く、2種以上を併用しても良い。また、エマルジョン系、もしくは、超臨界流体COを媒体とする系においても重合を行うことができる。
【0051】
重合温度は、特に限定されないが、0〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは、室温〜150℃の範囲である。
【0052】
得られた(メタ)アクリル系重合体(A)への(メタ)アクリロイル系置換基の導入方法としては、公知の方法を利用することができる。例えば、特開2004−203932公報段落[0080]〜[0091]記載の方法があげられる。これらの方法の中でも、制御がより容易であることから、下記一般式(3)の(メタ)アクリル系重合体の末端ハロゲン基を、下記一般式(4)のラジカル重合性の(メタ)アクリロイル系置換基を有する化合物で置換することにより、製造されたものであることが好ましい。
一般式(3):
−CRY (3)
(式中、R、Rは(メタ)アクリル系モノマーのエチレン性不飽和基に結合した基、Yは、塩素、臭素、または、ヨウ素を表す。)
一般式(4):
+−O−C(=O)−C(R)=CH (4)
(式中、Rは上記と同じ。Mはアルカリ金属、または、4級アンモニウムイオンを表す。)
【0053】
一般式(3)で表される末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体は、上述した有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合する方法、あるいは、ハロゲン化合物を連鎖移動剤として(メタ)アクリル系モノマーを重合する方法により製造されるが、好ましくは前者である。
【0054】
一般式(4)で表される化合物としては、特に限定されないが、Rの具体例としては、上記と同じものがあげられる。
【0055】
はオキシアニオンの対カチオンであり、Mの種類としては、アルカリ金属イオン、具体的には、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、および、4級アンモニウムイオンがあげられる。4級アンモニウムイオンとしては、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラベンジルアンモニウムイオン、トリメチルドデシルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、および、ジメチルピペリジニウムイオンなどがあげられ、好ましくは、ナトリウムイオン、カリウムイオンである。一般式(4)のオキシアニオンの使用量は、一般式(3)のハロゲン基に対して、好ましくは1〜5当量、さらに好ましくは、1.0〜1.2当量である。この反応を実施する溶媒としては、特に限定されないが、求核置換反応であるため極性溶媒が好ましく、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、アセトニトリルなどが用いられる。反応を行う温度は限定されないが、一般に0〜150℃であり、重合性の末端基を保持するために、室温〜100℃で行うことが好ましい。
【0056】
<ポリオキシアルキレン系重合体(B)>
本発明の硬化性組成物は、一般式(2):
−[Si(R2−b)(X)O]Si(R3−a)X (2)
(式中、Rは炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、または、R’SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、Rが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。ここで、R’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり、Xは水酸基または加水分解性基を示す。aは0、1、2または3を、bは0、1または2をそれぞれ示し、a+Σb≧2を満足するものとする。nは0から19の整数を示す。)で表される反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)を含有する。
【0057】
加水分解性基や水酸基は、1個のケイ素原子に1から3個の範囲で結合することができ、(a+Σb)は2から5個の範囲が好ましい。得られる硬化物が良好な硬化性を示すことからaは2が好ましく、重合体(B)が高い反応性を示すという点では、aは3が好ましい。加水分解性基や水酸基が反応性ケイ素基中に2個以上結合する場合には、それらは同じであってもよいし、異なってもよい。
【0058】
特に、一般式(5):
−SiR3−a (5)
(式中、R、Xは前記と同じ。aは2または3を示す。)で表される反応性ケイ素基が、導入が容易であるので好ましい。
【0059】
一般式(2)または(5)中のXで記載される加水分解性基としては、特に限定されず、公知の加水分解性基があげられ、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などがあげられる。これらのなかでは、水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基が好ましく、アルコキシ基が、加水分解性が穏やかで取扱い易いことからより好ましい。
【0060】
アルコキシ基の具体例としては、特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、2−プロポキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、tert−ブチルオキシ基、オクトキシ基、ラウリルオキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基などがあげられる。これらのなかでは、メトキシ基、エトキシ基が、合成が容易なことから好ましく、メトキシ基が、加水分解反応の反応性が高いことからより好ましい。
【0061】
一般式(2)または(5)中のRは特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基などのアルキル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基などの炭化水素基、または、一般式:R’SiO−で記載され、R’がメチル基、フェニル基などであるトリオルガノシロキシ基などがあげられる。これらのなかでは、導入の容易さから、メチル基が好ましい。
【0062】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の反応性ケイ素基としては、特に限定されず、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジイソプロポキシメチルシリル基、ジメトキシメチルシリルオキシジメチルシリル基、ジエトキシメチルシリルオキシジメチルシリル基があげられる。これらのなかでは、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基が、導入しやすく好ましい。硬化性の良好な組成物を得るためには、トリメトキシシリル基を有する重合体(B)を使用することが好ましく、より伸縮性の高い硬化物を得るためには、ジメトキシメチルシリル基を有する重合体(B)を使用すること好ましい。
【0063】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)に含有される反応性ケイ素基は、高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物を得るためには、重合体1分子中に平均して少なくとも1個、好ましくは1.1〜5個存在するのがよい。分子中に含まれる反応性ケイ素基の数が平均して1個未満になると、硬化性が不充分になり、良好なゴム弾性挙動を発現しにくくなる。反応性ケイ素基は、重合体分子鎖の主鎖の末端あるいは側鎖の末端にあってもよいし、また、両方にあってもよい。特に、反応性ケイ素基が分子鎖の主鎖の末端にのみあるときは、最終的に形成される硬化物に含まれる重合体成分の有効網目長が長くなるため、高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物が得られやすくなる。
【0064】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の反応性ケイ素基の導入方法としては公知の方法があげられ、例えば、以下に記載の(イ)〜(ハ)の方法があげられる。
【0065】
(イ)不飽和基を有する重合体に反応性ケイ素基を有するヒドロシランを反応させてヒドロシリル化させる方法。
【0066】
(ロ)不飽和基を有する重合体にメルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法。
【0067】
(ハ)分子中に水酸基、エポキシ基やイソシアネート基などの官能基を有する重合体に、この官能基に対して反応性を示す官能基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法。
【0068】
前記(イ)〜(ハ)の方法のなかでは、(ハ)法のなかでも、末端に水酸基を有する重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法、または、(イ)法が比較的短い反応時間で高い転化率が得られることから好ましく、このなかでも、(イ)法で得られた反応性ケイ素基を有する重合体は、(ハ)法で得られる重合体よりも低粘度で作業性の良い組成物となること、また、(ロ)法で得られる重合体は、メルカプトシランに基づく臭気が強いことから、(イ)法が特に好ましい。
【0069】
(イ)法で使用されるヒドロシラン化合物としては特に限定はなく、例えば、トリクロロシラン、ジクロロメチルシラン、ジクロロフェニルシランなどのハロゲン化シラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシフェニルシラン、ジメトキシエチルシランなどのアルコキシシラン類;ジアセトキシメチルシラン、ジアセトキシフェニルシランなどのアシロキシシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、ビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシランなどのケトキシメートシラン類などがあげられる。これらのなかでは、特にハロゲン化シラン類、アルコキシシラン類が好ましい。さらにアルコキシシラン類が得られる硬化性組成物の加水分解性が穏やかで取り扱い易いことからより好ましく、アルコキシシラン類のなかでも、ジメトキシメチルシランが入手し易く好ましい。
【0070】
(ロ)の合成法としては、例えば、メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を、ラジカル開始剤および/またはラジカル発生源存在下でのラジカル付加反応によって、重合体の不飽和結合部位に導入する方法などがあげられるが、特に限定されるものではない。前記メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物としては、特に限定されず、例えば、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ジメトキシメチルシラン、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ジエトキシメチルシラン、メルカプトメチルトリエトキシシランなどがあげられる。
【0071】
(ハ)の合成法のうち末端に水酸基を有する重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法としては、例えば、特開平3−47825号公報に示される方法などがあげられるが、特に限定されるものではない。前記イソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物としては、特に限定されず、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジメトキシメチルシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジエトキシメチルシラン、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、イソシアネートメチルトリエトキシシラン、イソシアネートメチルジメトキシメチルシラン、イソシアネートメチルジエトキシメチルシランなどがあげられる。
【0072】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の主鎖骨格としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシプロピレン−ポリオキシブチレン共重合体などを使用することができるが、ポリオキシプロピレンであることが好ましい。
【0073】
ポリオキシアルキレン系重合体は、本質的に一般式(6):
−R−O− (6)
(式中、Rは炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で表される繰り返し単位を有する重合体であり、一般式(6)中に記載のRは、炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐状アルキレン基が好まく、2から4の直鎖状、もしくは、分岐状アルキレン基がより好ましい。一般式(6)に記載の繰り返し単位としては、特に限定はなく、例えば、
【0074】
【化3】

【0075】
などがあげられる。ポリオキシアルキレン系重合体(B)の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなっても良いし、2種類以上の繰り返し単位からなっても良い。特に、プロピレンオキシドを主成分とする重合体から成るものが、非晶質であることや比較的低粘度であることから好ましい。
【0076】
ポリオキシアルキレン系重合体の合成法としては、特に限定されず、例えば、KOHのようなアルカリ触媒による重合法、特開昭61−215623号公報に示される有機アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得られる錯体のような遷移金属化合物−ポルフィリン錯体触媒による重合法、特公昭46−27250号、特公昭59−15336号、米国特許3278457号、米国特許3278458号、米国特許3278459号、米国特許3427256号、米国特許3427334号、米国特許3427335号などの各公報に示される複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、特開平10−273512号公報に示されるポリホスファゼン塩からなる触媒を用いる重合法、特開平11060722号公報に示されるホスファゼン化合物からなる触媒を用いる重合法などがあげられる。
【0077】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)は直鎖状、または分岐を有しても良く、その数平均分子量はGPCにおけるポリスチレン換算において3,000以上であるが、3,000から100,000が好ましく、より好ましくは3,000から50,000であり、特に好ましくは3,000から30,000である。数平均分子量が3,000未満では、硬化物の伸縮性の点で不都合な傾向があり、100,000を越えると、高粘度となる為に作業性の点で不都合な傾向がある。
【0078】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子量分布は特に限定されないが、狭いことが好ましく、2.00未満が好ましく、1.60以下がより好ましく、1.40以下が特に好ましい。分子量分布が大きくなると、粘度が高くなり、それゆえ作業性が悪くなる傾向がある。
【0079】
(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)は、任意の割合で混合して使用することができるが、重合体(A)の含有量は、重合体(A)/重合体(B)の重量比で、上限は90/10以下が好ましく、60/40以下がより好ましい。重合体(A)の比がこれより大きくなると、活性エネルギー線を照射できない部分が硬化しない可能性がある。一方、重合体(A)/重合体(B)の下限は、重量比で1/99より大きいことが好ましく、5/95より大きいことがより好ましい。重合体(A)の比がこれより小さくなると、活性エネルギー線照射直後の機械物性が低下する懸念がある。
【0080】
(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)は互いに相溶することが好ましい。
【0081】
<粘着付与樹脂(C)>
本発明の硬化性組成物は、硬化物の機械物性、特に活性エネルギー線照射直後の機械物性を向上させる目的で粘着付与樹脂(C)を含有する。更に活性エネルギー線照射後に未硬化物の染み出し、液垂れを抑制する目的で粘着付与樹脂(C)を含有する。粘着付与樹脂(C)としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、変成フェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、キシレン樹脂、クロマン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル樹脂などがあげられる。より具体的には、ヤスハラケミカル(株)製YSレジンPX、YSレジンPXN、YSポリスターU、YSポリスターT、YSポリスターS、YSポリスターS、マイティエースG、マイティエースK、YSレジンTO、YSレジンTR、YSレジンSX、クリアロンP、クリアロンM、クリアロンK;荒川化学工業(株)製アルコン、エステルガム、ペンセル、スーパーエステル、タマノル、ハイペール;ハリマ化成(株)製ハリエスター、ネオトール、ハリマック、ハリタックなどがあげられる。これらの中では、(メタ)アクリル系重合体(A)およびポリオキシアルキレン系重合体(B)との相溶性の観点から、テルペン樹脂であるYSレジンPX、YSレジンPXN、YSレジンTO、YSレジンTR、クリアロンP、クリアロンM、クリアロンK、テルペンフェノール樹脂であるYSポリスターU、YSポリスターT、YSポリスターS、マイティエースG、マイティエースK等のテルペン系樹脂が好ましく、なかでも、YSポリスターU、YSポリスターT、YSポリスターS、マイティエースG、マイティエースKなどのテルペンフェノール樹脂がより好ましい。
【0082】
粘着性付与樹脂(C)の使用量としては、特に制限されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、1重量部から100重量部が好ましく、5重量部から80重量部がより好ましい。使用量がこの範囲を下回ると十分に効果を得られない可能性があり、この範囲を上回ると粘度が高くなり過ぎ、作業性が悪くなる懸念がある。
【0083】
また、本発明の硬化性組成物においては、二種類以上の粘着性付与樹脂を併用してもよい。
【0084】
<重合開始剤(D)>
本発明の硬化性組成物は、重合開始剤(D)を含有する。重合開始剤(D)としては、特に限定されないが、活性エネルギー線によりラジカルを発生するラジカル開始剤、光アニオン開始剤、レドックス系開始剤などがあげられる。これらの中では、入手性の点から、活性エネルギー線および/または熱によりラジカルを発生するラジカル開始剤(H)が好ましく、なかでも、反応性の点から光ラジカル開始剤(h1)がより好ましい。
【0085】
光ラジカル開始剤(h1)としては、特に限定されないが、例えば、アセトフェノン、プロピオフェノン、ベンゾフェノン、キサントール、フルオレイン、ベンズアルデヒド、アンスラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−メチルアセトフェノン、3−ペンチルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、4−メトキシアセトフェン、3−ブロモアセトフェノン、4−アリルアセトフェノン、p−ジアセチルベンゼン、3−メトキシベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−クロロ−4’−ベンジルベンゾフェノン、3−クロロキサントーン、3,9−ジクロロキサントーン、3−クロロ−8−ノニルキサントーン、ベンゾイル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ビス(4−ジメチルアミノフェニル)ケトン、ベンジルメトキシケタール、2−クロロチオキサントーン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1などが挙げられる。これらの中でも、タック改善性があるという点で、フェニルケトン系化合物が好ましい。
【0086】
また、UV照射時の深部硬化性に優れるアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤も配合することができる。アシルホスフィンオキサイド系重合開始剤としては、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−イソブチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−イソブチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられ、好ましくは、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドである。上記の光ラジカル開始剤は、単独で用いてもよく2種以上を混合して用いても良い。なかでも、反応性が高いことから、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドが好ましい。
【0087】
本発明の硬化性組成物では、上記アシルホスフィンオキサイドおよびフェニルケトン系化合物を併用することもできる。
【0088】
光ラジカル開始剤(h1)の添加量は、特に制限されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、0.001重量部から10重量部が好ましい。光ラジカル開始剤(h1)の添加量がこの範囲を下回ると、十分な硬化性が得られない可能性が有り、また、添加量がこの範囲を上回ると硬化物に影響を及ぼす可能性がある。なお、光ラジカル開始剤(h1)の混合物が使用される場合には、混合物の合計量が上記範囲内にあることが好ましい。
【0089】
<硬化触媒(E)>
本発明の硬化性組成物は、硬化触媒(E)を含有する。ここで言う硬化触媒とは、シラノール縮合触媒、もしくは、光酸発生剤を示す。
【0090】
シラノール縮合触媒としては、特に限定されないが、アミン系化合物、酸類、有機金属系化合物などがあげられる。
【0091】
アミン系化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミンなどの脂肪族第三級アミン類;トリアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族不飽和アミン類;アニリン、ラウリルアニリン、ステアリルアニリン、トリフェニルアミンなどの芳香族アミン類;ピリジン、2−アミノピリジン、2−(ジメチルアミノ)ピリジン、4−(ジメチルアミノピリジン)、2−ヒドロキシピリジン、イミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピペリジン、2−ピペリジンメタノール、2−(2−ピペリジノ)エタノール、ピペリドン、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)、6−(ジブチルアミノ)−1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBA−DBU)、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン(DABCO)、アジリジンなどの含窒素複素環式化合物、および、その他のアミン類として、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N−メチル−1,3−プロパンジアミン、N,N'−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ベンジルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン、3−ジメチルアミノプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、3−ジブチルアミノプロピルアミン、3−モルホリノプロピルアミン、2−(1−ピペラジニル)エチルアミン、キシリレンジアミンなどのアミン類;グアニジン、フェニルグアニジン、ジフェニルグアニジンなどのグアニジン類;ブチルビグアニド、1−o−トリルビグアニドや1−フェニルビグアニドなどのビグアニド類などがあげられる。
【0092】
酸類としては、例えば、塩酸、臭酸、ヨウ酸、リン酸などの無機酸類;酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの直鎖飽和脂肪酸類;ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、フィゼテリン酸、ミリストレイン酸、2−ヘキサデセン酸、6−ヘキサデセン酸、7−ヘキサデセン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、キシメン酸、ルメクエン酸、アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、クロトン酸、イソクロトン酸、10−ウンデセン酸などのモノエン不飽和脂肪酸類;リノエライジン酸、リノール酸、10,12−オクタデカジエン酸、ヒラゴ酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、プニカ酸、リノレン酸、8,11,14−エイコサトリエン酸、7,10,13−ドコサトリエン酸、4,8,11,14−ヘキサデカテトラエン酸、モロクチ酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、8,12,16,19−ドコサテトラエン酸、4,8,12,15,18−エイコサペンタエン酸、イワシ酸、ニシン酸、ドコサヘキサエン酸などのポリエン不飽和脂肪酸類;2−メチル酪酸、イソ酪酸、2−エチル酪酸、ピバル酸、2,2−ジメチル酪酸、2−エチル−2−メチル酪酸、2,2−ジエチル酪酸、2−フェニル酪酸、イソ吉草酸、2,2−ジメチル吉草酸、2−エチル−2−メチル吉草酸、2,2−ジエチル吉草酸、2−エチルヘキサン酸、2,2−ジメチルヘキサン酸、2,2−ジエチルヘキサン酸、2,2−ジメチルオクタン酸、2−エチル−2,5−ジメチルヘキサン酸、バーサチック酸、ネオデカン酸、ツベルクロステアリン酸などの枝分れ脂肪酸類;プロピオール酸、タリリン酸、ステアロール酸、クレペニン酸、キシメニン酸、7−ヘキサデシン酸などの三重結合をもつ脂肪酸類;ナフテン酸、マルバリン酸、ステルクリン酸、ヒドノカルプス酸、ショールムーグリン酸、ゴルリン酸、1−メチルシクロペンタンカルボン酸、1−メチルシクロヘキサンカルボン酸、1−アダマンタンカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1−カルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−カルボン酸などの脂環式カルボン酸類;アセト酢酸、エトキシ酢酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グルコン酸、サビニン酸、2−ヒドロキシテトラデカン酸、イプロール酸、2−ヒドロキシヘキサデカン酸、ヤラピノール酸、ユニペリン酸、アンブレットール酸、アリューリット酸、2−ヒドロキシオクタデカン酸、12−ヒドロキシオクタデカン酸、18−ヒドロキシオクタデカン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸リシノール酸、カムロレン酸、リカン酸、フェロン酸、セレブロン酸などの含酸素脂肪酸類;クロロ酢酸、2−クロロアクリル酸、クロロ安息香酸などのモノカルボン酸のハロゲン置換体;アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、コハク酸、2,2−ジメチルこはく酸、2,2−ジエチルこはく酸、2,2−ジメチルグルタル酸などの鎖状ジカルボン酸;1,2,2−トリメチル−1,3−シクロペンタンジカルボン酸、オキシ二酢酸などの飽和ジカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、アセチレンジカルボン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸;アコニット酸、クエン酸、イソクエン酸、3−メチルイソクエン酸、4,4−ジメチルアコニット酸などの鎖状トリカルボン酸;安息香酸、9−アントラセンカルボン酸、アトロラクチン酸、アニス酸、イソプロピル安息香酸、サリチル酸、トルイル酸などの芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボキシフェニル酢酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸;アラニン、ロイシン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジンなどのアミノ酸;トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などのスルホン酸類;ジメシチルアミンとペンタフルオロベンゼンスルホン酸との塩、ジフェニルアミンとトリフルオロメタンスルホン酸との塩、トリフェニルホスフィンとトリフルオロメタンスルホン酸との塩などがあげられる。
【0093】
有機金属系化合物としては、チタン化合物、錫化合物、ジルコニウム化合物などがあげられ、チタン化合物としては、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、チタンテトラキス(アセチルアセトナート)、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトナト)、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセテート)などをあげることができ、錫化合物としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫フタレート、ジブチル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ビス(2−エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ビス(メチルマレエート)、ジブチル錫ビス(エチルマレエート)、ジブチル錫ビス(ブチルマレエート)、ジブチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ビス(トリデシルマレエート)、ジブチル錫ビス(ベンジルマレエート)、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ビス(エチルマレエート)、ジオクチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ジメトキサイド、ジブチル錫ビス(ノニルフェノキサイド)、ジブテニル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫ビス(エチルアセトアセトナート)、ジブチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物などを挙げることがき、ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)などをあげることができる。
【0094】
シラノール縮合触媒の使用量としては、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、0.001から20重量部が好ましく、0.1から10重量部がより好ましい。シラノール縮合触媒の配合量がこの範囲を下回ると反応速度が遅くなることがあり、また、貯蔵後に触媒活性が低下することがある。一方、シラノール縮合触媒の配合量がこの範囲を上回ると可使時間が短くなり過ぎ作業性が悪くなることがある。なお、シラノール縮合触媒は、2種類以上を併用しても良い。
【0095】
光酸発生剤としては特に限定されないが、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩、ホスニウム塩、オキソニウム塩、キノリニウム塩などのオニウム塩系光酸発生剤、スルホン酸誘導体、ジアゾメタン類、カルボン酸エステル類、鉄アレーン錯体などが例示される。なお、本発明において、光酸発生剤は光カチオン開始剤と同義である。
【0096】
オニウム塩系光酸発生剤としては、p−フェニルベンジルメチルスルホニウム塩、p−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム塩等のベンジルメチルスルホニウム塩やトリフェニルスルホニウム塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウム塩などのトリアリールスルホニウム塩や4,4−ビス[ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]フェニスルフィドビスヘキサフルオロアンチモネートなどのビス−[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド骨格を持つジスルホニウム塩、ジフェニルヨードニウム塩、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム塩、(4−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム塩、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウム塩などのヨードニウム塩などがあげられる。ただし、これらに限られない。
【0097】
スルホン酸誘導体としては、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネートなどがあげられる。スルホン酸化合物の具体的な例としてはベンゾイントシレート、ピロガロールトリメシレート、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミドなどをあげることができる。ただし、これらに限られない。
【0098】
ジアゾメタン類としては、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルスルホニル(ベンゾイル)ジアゾメタンなどを挙げることができる。ただし、これらに限られない。
【0099】
これらは1種を単独で、または、2種以上を併用することができる。
【0100】
なかでも、熱安定性の点からビス−[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド骨格を持つスルホニウム塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウム塩などのトリアリールスルホニウム塩が好ましい。これらスルホニウム塩の対アニオンとしては、SbF、AsF、PF、BF、CHSO、CFSO、特殊リン系アニオンなどがあげられるが、反応性や安定性の観点からSbF、BF、PF、特殊リン系アニオンが好ましい。これら光酸発生剤の具体的製品名としてはアデカオプトマーSP−172(ADEKA製)、アデカオプトマーSP−170(ADEKA製)、アデカオプトマーSP−152(ADEKA製)、アデカオプトマーSP−150(ADEKA製)、サンエイド SI−60L(三新化学工業製)、サンエイド SI−80L(三新化学工業製)、サンエイド SI−100L(三新化学工業製)、サンエイド SI−150L(三新化学工業製)、CPI−100P(サンアプロ製)、CPI−101A(サンアプロ製)、CPI−200K(サンアプロ製)、IRGACURE250(チバジャパン製)などがあげられる。
【0101】
光酸発生剤(E)の含有量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対して、0.001重量部から20重量部が好ましく、0.1〜10重量部であるのがより好ましく、0.5〜5重量部がさらに好ましい。0.001重量部よりも少ないと硬化性が不十分になる場合があり、20重量部より多いと硬化物の物性やコストバランスが低下する場合がある。
【0102】
本発明の硬化性組成物は光酸発生剤と共に、増感剤などの添加剤を含有していても良い。
【0103】
増感剤は、光に対する光酸発生剤の感度を増大して、光酸発生剤の活性化(反応、または、分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、光酸発生剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。
【0104】
このような増感剤としては、光酸発生剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択され、特に限定されないが、たとえば、9,10−ジブトキシアントラセン(CAS番号第76275−14−4番)のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−9−オン類があげられ、これらを単独または混合物として用いられる。
【0105】
増感剤の具体例としては、2−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、4−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、フェノチアジンまたはこれらの混合物があげられる。
【0106】
増感剤の含有量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対して、0.001重量部から20重量部が好ましく、0.1〜10重量部であるのがより好ましく、0.5〜5重量部がさらに好ましい。0.001重量部よりも少ないと増感効果が不十分になる場合があり、20重量部より多いと硬化物の物性が低下する場合がある。
【0107】
<重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)>
本発明の硬化性組成物は、重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)を含有していても良い。
【0108】
重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)としては、ラジカル重合性の基を持つモノマー、および/または、オリゴマー、あるいは、アニオン重合性の基を持つモノマー、および/または、オリゴマーが好ましい。ラジカル重合性の基としては、(メタ)アクリル基などのアクリル官能性基、スチレン基、アクリロニトリル基、ビニルエステル基、N−ビニルピロリドン基、アクリルアミド基、共役ジエン基、ビニルケトン基、塩化ビニル基などがあげられる。アニオン重合性の基としては、(メタ)アクリル基、スチレン基、アクリロニトリル基、N−ビニルピロリドン基、アクリルアミド基、共役ジエン基、ビニルケトン基などがあげられる。なかでも、(メタ)アクリル系重合体(A)との相溶性の点から、アクリル官能性基を持つものが好ましい。
【0109】
上記のモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル系モノマー、環状アクリレート、N−ビニルピロリドン、スチレン系モノマー、アクリロニトリル、N−ビニルピロリドン、アクリルアミド系モノマー、共役ジエン系モノマー、ビニルケトン系モノマーなどがあげられる。
【0110】
(メタ)アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニルや下式の化合物などをあげることができる。
【0111】
【化4】

【0112】
【化5】

【0113】
【化6】

【0114】
【化7】

【0115】
【化8】

【0116】
スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレンなどが、アクリルアミド系モノマーとしては、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなどが、共役ジエン系モノマーとしては、ブタジエン、イソプレンなどが、ビニルケトン系モノマーとしては、メチルビニルケトンなどがあげられる。
【0117】
多官能モノマーとしては、ネオペンチルグリコールポリプロポキシジアクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリアクリレート、ビスフェノールFポリエトキシジアクリレート、ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート、ジペンタエリスリトールポリヘキサノリドヘキサクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートポリヘキサノリドトリアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート2−(2−アクリロイルオキシ−1,1−ジメチル)−5−エチル−5−アクリロイルオキシメチル−1,3−ジオキサン、テトラブロモビスフェノールAジエトキシジアクリレート、4,4−ジメルカプトジフェニルサルファイドジメタクリレート、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどがあげられる。
【0118】
オリゴマーとしては、ビスフェノールA型エポキシアクリレート樹脂、フェノールノボラック型エポキシアクリレート樹脂、クレゾールノボラック型エポキシアクリレート樹脂などのエポキシアクリレート系樹脂、COOH基変性エポキシアクリレート系樹脂、ポリオール(ポリテトラメチレングリコール、エチレングリコールとアジピン酸のポリエステルジオール、ε−カプロラクトン変性ポリエステルジオール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリカーボネートジオール、水酸基末端水添ポリイソプレン、水酸基末端ポリブタジエン、水酸基末端ポリイソブチレンなど)と有機イソシアネート(トリレンジイソシアネート、イソホロ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなど)から得られたウレタン樹脂を水酸基含有(メタ)アクリレート{ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなど}を反応させて得られたウレタンアクリレート系樹脂、上記ポリオールにエステル結合を介して(メタ)アクリル基を導入した樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂などがあげられる。
【0119】
上記の重合性置換基を有するモノマー(I)のなかでも、反応性や粘度低減による作業性の観点から、分子量500以下の(メタ)アクリル系モノマー(i1)が好ましい。(メタ)アクリル系モノマー(i1)としては、特に限定されないが、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、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、スチレン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸、エチルカルビトールアクリレート、ラウリルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、メトキシプロピレンアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシジエチレングリコール、ノニルフェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシエチルアクリレートなどがあげられる。
【0120】
(メタ)アクリル系モノマー(i1)の使用量としては、表面硬化性の向上、タフネスの付与、粘度低減による作業性の観点から、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、1〜50重量部が好ましく、5〜40重量部がより好ましい。使用量がこれよりも少ない場合は、十分な効果が得られない傾向があり、より多い場合は、未反応の(メタ)アクリル系モノマー(i1)が硬化物中から揮発する可能性がある。
【0121】
<シランカップリング剤(J)>
本発明の硬化性組成物は、シランカップリング剤(J)を含有していても良い。通常、接着性付与剤としてアミノ基含有シランカップリング剤がよく使用されるが、本発明において、アミノ基含有シランカップリング剤を使用すると、(メタ)アクリル系重合体(A)の硬化性が低下する懸念がある。よって、アミノ基含有シランカップリング剤の反応性ケイ素基以外の官能基としては、置換アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、イソシアヌレート、ハロゲンなどが例示される。また、アミノ基含有シランカップリング剤とエポキシ基含有化合物等を反応させ、アミノ基を変性したシランカップリング剤も使用できる。これらの内、置換(変性)アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、イソシアヌレート等は接着性改善効果がより高い為に好ましい。
【0122】
シランカップリング剤(J)としては、特に制限されないが、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、イソシアネートメチルトリエトキシシラン、イソシアネートメチルジメトキシメチルシラン、イソシアネートメチルジエトキシメチルシラン等のイソシアネート基含有シラン類;N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミンなどの置換アミノ基含有シラン類;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンなどのケチミン型シラン類;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、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシランなどのメルカプト基含有シラン類;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トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどのエポキシ基含有シラン類;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−(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などのカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシランなどのビニル型不飽和基含有シラン類;γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどのハロゲン含有シラン類;トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどのイソシアヌレートシラン類などを挙げることができる。また、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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、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−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−(2−(2−アミノエチル)アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシランなどのアミノ基含有シラン類と前記のシラン類を含むエポキシ基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、(メタ)アクリロイル基含有化合物とを反応させて、アミノ基を変性した変性アミノ基含有シラン類もあげられる。また、上記シラン類を部分的に縮合した縮合体も使用できる。シランカップリング剤(J)は、1種類のみで使用しても良いし、2種類以上を混合使用しても良い。
【0123】
シランカップリング剤(J)の使用量としては、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、0.01〜20重量部が好ましく、0.1〜10重量部がより好ましく、1〜7重量部が特に好ましい。配合量が0.01重量部を下回ると、接着性が十分に得られない可能性がある。また、配合量が20重量部を上回ると実用に供する硬化速度が得られなくなる可能性があり、また、硬化反応が充分に進行し難くなる可能性がある。
【0124】
<(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K)>
本発明の硬化性組成物は、反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K)を含有していても良い。
【0125】
反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体と反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体をブレンドしてなる重合体の製造方法は、特開昭59−122541号、特開昭63−112642号、特開平6−172631号、特開平11−116763号公報等に提案されているが、特にこれらに限定されるものではない。好ましい具体例は、反応性ケイ素基を有し分子鎖が実質的に一般式(7):
−CH−C(R)(COOR)− (7)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素原子数1から8のアルキル基を示す。)で表される炭素原子数1から8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と、一般式(8):
−CH−C(R)(COOR)− (8)
(式中、Rは前記と同じ。Rは炭素原子数10以上のアルキル基を示す。)で表される炭素原子数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位からなる共重合体に、反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体をブレンドして製造する方法である。
【0126】
一般式(7)のRとしては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基などの炭素原子数1から8、好ましくは1から4、さらに好ましくは1または2のアルキル基があげられる。なお、Rのアルキル基は単独でもよく、2種以上混合していてもよい。
【0127】
一般式(8)のRとしては、たとえばラウリル基、トリデシル基、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基等の炭素原子数10以上、通常は10から30、好ましくは10から20の長鎖のアルキル基があげられる。なお、Rのアルキル基はRの場合と同様、単独でもよく、2種以上混合したものであってもよい。
【0128】
該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の分子鎖は実質的に式(7)および式(8)の単量体単位からなるが、ここで言う「実質的に」とは該共重合体中に存在する式(7)および式(8)の単量体単位の合計が50重量%をこえることを意味する。式(7)および式(8)の単量体単位の合計は好ましくは70重量%以上である
また、式(7)の単量体単位と式(8)の単量体単位の存在比は、重量比で95:5〜40:60が好ましく、90:10〜60:40がさらに好ましい。
【0129】
該共重合体に含有されていても良い式(7)および式(8)以外の単量体単位としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のアミド基、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基を含む単量体;その他アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、アルキルビニルエーテル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、エチレン等に起因する単量体単位があげられる。
【0130】
さらに、反応性ケイ素官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体をブレンドしてなる重合体の製造方法としては、他にも、反応性ケイ素基を有する重合体の存在下で(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合を行う方法が利用できる。この製造方法は、特開昭59−78223号、特開昭59−168014号、特開昭60−228516号、特開昭60−228517号等の各公報に具体的に開示されているが、これらに限定されるものではない。
【0131】
反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K)の使用量としては、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、1〜100重量部が好ましく、20〜80重量部がより好ましい。配合量が1重量部を下回ると、十分な効果が得られない可能性があり、また、配合量が80重量部を上回ると作業性が低下する傾向がある。
【0132】
<充填剤(L)>
本発明の硬化性組成物は、充填剤(L)を含有していても良い。充填剤(L)は、硬化性組成物の粘度やチクソ性の調整による作業性の確保、硬化物の強度の調整、接着性の改善、耐薬品性の付与など各種物性の改善、着色や意匠性など硬化物表面の改質、重量あたりのコスト低減などに用いることができる。
【0133】
充填剤(L)としては、特に限定はなく、例えば、フュームシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、およびカーボンブラックの如き補強性充填剤;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、シラスバルーン、ガラスミクロバルーン、フェノール樹脂や塩化ビニリデン樹脂の有機ミクロバルーン、PVC粉末、PMMA粉末など樹脂粉末などの充填剤;ガラス繊維およびフィラメントなどの繊維状充填剤などがあげられる。充填剤(L)を使用する場合、その使用量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、1から250重量部が好ましく、10から200重量部がより好ましい。
【0134】
<その他配合物>
本発明の硬化性組成物には必要に応じて可塑剤を添加することができる。可塑剤の添加により、組成物の粘度やスランプ性および組成物を硬化して得られる硬化物の引張り強度、伸びなどの機械特性が調整できる。可塑剤としては、特に限定されず、例えば、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート、ブチルベンジルフタレートなどのフタル酸エステル類;ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、ジブチルセバケート、コハク酸イソデシルなどの非芳香族二塩基酸エステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシリノール酸メチルなどの脂肪族エステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェートなどのリン酸エステル類;トリメリット酸エステル類;塩素化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル、などの炭化水素系油;プロセスオイル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジルなどのエポキシ可塑剤類などがあげられる。
【0135】
また、前記可塑剤に加えて高分子可塑剤を添加して使用することも可能である。高分子可塑剤を使用すると重合体成分を分子中に含まない可塑剤である低分子可塑剤を使用した場合に比較して、初期の物性を長期にわたり維持する。更に、該硬化物にアルキド塗料を塗布した場合の乾燥性(塗装性ともいう)を改良できる。高分子可塑剤としては、特に限定されず、例えば、ビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステルなどのポリアルキレングリコールのエステル類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸などの2塩基酸とエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤;分子量500以上、さらには1,000以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオールあるいはこれらポリエーテルポリオールの水酸基をエステル基、エーテル基などに変換した誘導体などのポリエーテル類;ポリスチレンやポリ−α−メチルスチレンなどのポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン−アクリロニトリル、ポリクロロプレンなどがあげられる。
【0136】
これらの高分子可塑剤のうちで、(メタ)アクリル系重合体(A)および重合体(B)と相溶するものが好ましい。この点から、ポリエーテル類やビニル系重合体が好ましい。また、ポリエーテル類を可塑剤として使用すると、表面硬化性および深部硬化性が改善され、貯蔵後の硬化遅延も起こり難いことから好ましく、なかでもポリプロピレングリコールがより好ましい。また、相溶性および耐候性、耐熱性の点からビニル系重合体が好ましい。ビニル系重合体のなかでもアクリル系重合体および/又はメタクリル系重合体が好ましく、ポリアクリル酸アルキルエステルなどアクリル系重合体がさらに好ましい。この重合体の合成法は、分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことからリビングラジカル重合法が好ましく、原子移動ラジカル重合法がさらに好ましい。また、特開2001−207157号公報に示されているアクリル酸アルキルエステル系単量体を高温、高圧で連続塊状重合によって得た、いわゆるSGOプロセスによる重合体を用いるのが好ましい。
【0137】
高分子可塑剤の数平均分子量は、好ましくは500〜15,000であるが、より好ましくは800〜10,000であり、さらに好ましくは1,000〜8,000、特に好ましくは1,000〜5,000である。最も好ましくは1,000〜3,000である。分子量が低すぎると熱や降雨により可塑剤が経時的に流出し、初期の物性を長期にわたり維持できず、埃付着などによる汚染の原因となり、また、アルキド塗装性が改善できない。また、分子量が高すぎると粘度が高くなり、作業性が悪くなる。高分子可塑剤の分子量分布は特に限定されないが、狭いことが好ましく、1.80未満が好ましい。1.70以下がより好ましく、1.60以下がなお好ましく、1.50以下がさらに好ましく、1.40以下が特に好ましく、1.30以下が最も好ましい。
【0138】
数平均分子量はポリエーテル系重合体の場合は末端基分析法で、その他の重合体の場合はGPC法で測定される。また、分子量分布(Mw/Mn)はGPC法(ポリスチレン換算)で測定される。
【0139】
また、高分子可塑剤は、反応性ケイ素基を有する化合物、有しない化合物のいずれの使用も可能である。反応性ケイ素基を有する場合、反応性可塑剤として作用し、硬化物からの可塑剤の移行を防止できる。反応性ケイ素基を有する場合、1分子あたり平均して1個以下、さらには0.8個以下が好ましい。反応性ケイ素基を有する可塑剤、特に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体を使用する場合、その数平均分子量は重合体(A)および重合体(B)より低いことが好ましく、オキシアルキレン重合体の数平均分子量が重合体(A)および重合体(B)より高い場合、可塑化効果が得られない可能性がある。
【0140】
可塑剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また低分子可塑剤と高分子可塑剤を併用してもよい。なお、これら可塑剤は、重合体製造時に配合することも可能である。
【0141】
可塑剤の使用量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、5〜150重量部、好ましくは10〜120重量部、さらに好ましくは20〜100重量部である。5重量部未満では可塑剤としての効果が発現しなくなり、150重量部を越えると硬化物の機械強度が不足する。
【0142】
本発明の硬化性組成物は、ラジカル捕捉剤を含有していても良い。ここで言うラジカル捕捉剤とは、一般に、酸化防止剤、光安定剤と呼ばれるものなどを含む。
【0143】
酸化防止剤としては、特に限定されず、例えば、ヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系の酸化防止剤があげられ、これらの中でも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。同様に、チヌビン622LD,チヌビン144,CHIMASSORB944LD,CHIMASSORB119FL(以上、いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製);MARK LA−57,MARK LA−62,MARK LA−67,MARK LA−63,MARK LA−68(以上、いずれも旭電化工業株式会社製);サノールLS−770,サノールLS−765,サノールLS−292,サノールLS−2626,サノールLS−1114,サノールLS−744(以上、いずれも三共株式会社製)に示されたヒンダードアミン系光安定剤を使用することもできる。酸化防止剤の具体例は、特開平4−283259号公報や特開平9−194731号公報にも記載されている。酸化防止剤の使用量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対して、0.1重量部から10重量部の範囲で使用するのが良く、さらに好ましくは、0.2重量部から5重量部である。使用量がこれよりも少ない場合は、十分な効果が得られない可能性が有り、使用量がこれよりも多い場合は、経済的に不利になるだけでなく、光ラジカル開始剤より発生したラジカルを酸化防止剤が補足し、硬化物の硬化不良が発生し、硬化物が良好な物性を発現しない可能性がある。
【0144】
光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物などがあげられ、これらの中でも、ヒンダードアミン系化合物が好ましい。光安定剤の使用量は、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対して、0.1重量部から10重量部の範囲で使用するのが好ましく、0.2重量部から5重量部がより好ましい。使用量がこれよりも少ない場合は、十分な効果が得られない可能性が有り、使用量がこれよりも多い場合は、経済的に不利になる可能性があるだけでなく、光ラジカル開始剤より発生したラジカルを酸化防止剤が補足し、硬化物の硬化不良が発生し、硬化物が良好な物性を発現しない可能性がある。光安定剤の具体例は特開平9−194731号公報にも示されている。
【0145】
<活性エネルギー線>
活性エネルギー線としては、光(UV)、または、電子線があげられ、活性エネルギー線源としては、特に限定されないが、使用する光重合開始剤の性質に応じて、例えば、高圧水銀灯、低圧水銀灯、電子線照射装置、ハロゲンランプ、発光ダイオード、半導体レーザー、メタルハライドランプなどがあげられる。
【0146】
その硬化温度は、0℃〜150℃が好ましく、5℃〜120℃がより好ましい。その他の開始剤として、レドックス系開始剤を併用する場合、その硬化温度は、−50℃〜250℃が好ましく、0℃〜180℃がより好ましい。
【0147】
熱により硬化させる場合、その硬化温度は、30℃〜200℃が好ましく、80℃〜180℃がより好ましい。
【実施例】
【0148】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら制限を受けるものではない。
【0149】
(合成例1)
「数平均分子量」及び「分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量の比)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた標準ポリスチレン換算法により算出した。ただし、GPCカラムとしてポリスチレン架橋ゲルを充填したもの(shodex GPC K−804;昭和電工(株)製)、GPC溶媒としてクロロホルムを用いた。また、「平均末端(メタ)アクリロイル基数」は、「重合体1分子当たりの末端に導入された(メタ)アクリロイル基数の平均値」であり、H NMR分析、および、GPCにより求められた数平均分子量により算出した。
【0150】
臭化第一銅を触媒、ペンタメチルジエチレントリアミンを配位子、ジエチル−2,5−ジブロモアジペートを開始剤として、アクリル酸n−ブチルを重合し、数平均分子量25,200、分子量分布1.20の臭素基両末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)(重合体(a−1))を得た。
【0151】
重合体(a−1)100重量部をN,N−ジメチルアセトアミド280重量部に溶解させ、アクリル酸カリウム1.8重量部を加え、窒素雰囲気下、70℃で3時間攪拌し、アクリロイル基両末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)(重合体(A−1))の混合物を得た。混合液中のN,N−ジメチルアセトアミドを減圧留去した後、トルエンを加えて、不溶分をろ過により除去した。ろ液のトルエンを減圧留去して、重合体(A−1)を精製した。精製後の重合体(A−1)の数平均分子量は27,100、分子量分布は1.31、平均末端アクリロイル基数は2.0であった。
【0152】
(合成例2)
攪拌機付き反応槽に臭化第一銅4.2重量部、アセトニトリル44重量部を加え、窒素雰囲気下で、70℃で15分間攪拌した。これに、アクリル酸n−ブチル100重量部、2−ブロモブチル酸エチル9.5重量部を添加し、攪拌混合した。ペンタメチルジエチレントリアミン0.17重量部を添加し、重合を開始させた。80℃で攪拌しながら、アクリル酸n−ブチル400重量部を連続的に滴下した。アクリル酸n−ブチルの滴下途中、ペンタメチルジエチレントリアミン0.68重量部を分割添加した。モノマー反応率が96%に達した時点で、残モノマー、アセトニトリルを80℃で脱揮し、数平均分子量11,800、分子量分布1.08の臭素基片末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)(重合体(a−2))を得た。
【0153】
重合体(a−2)100重量部に対して、ろ過助剤2部(ラヂオライト900、昭和化学工業(株)製)、メチルシクロヘキサン100重量部を加えて、窒素雰囲気下で80℃にて攪拌し、固形分をろ別することにより、重合体(a−2)のメチルシクロヘキサン溶液を得た。
【0154】
重合体(a−2)100重量部に対して、吸着剤4部(キョーワード500SH 2重量部/キョーワード700SL 2重量部:共に協和化学(株)製)を、重合体(a−2)のメチルシクロヘキサン溶液に加え、酸素・窒素混合ガス雰囲気下で80℃にて攪拌した。不溶分を除去し、重合体溶液を濃縮することで、数平均分子量11,800、分子量分布1.08の臭素基片末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)(重合体(a−3))を得た。
【0155】
重合体(a−3)100重量部をN,N−ジメチルアセトアミド100重量部に溶解し、アクリル酸カリウム(1.87重量部、浅田化学工業(株)製)、ヒドロキノンモノメチルエーテル0.01重量部を加え、70℃で8時間加熱攪拌した。反応終了時の重合体は、数平均分子量11,900、分子量分布は1.08であった。反応混合物から、100℃にて4時間減圧下でN,N−ジメチルアセトアミドを留去して、アクリロイル基片末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)の粗生成物を得た。この粗生成物100重量部を100重量部のメチルシクロヘキサンで溶解させ、不溶分を除去し、重合体溶液から、80℃にて4時間減圧下で溶媒を留去して、アクリロイル基片末端ポリ(アクリル酸n−ブチル)(重合体(A−2))を得た。重合体(A−2)の数平均分子量は12,200、分子量分布は1.18、平均末端アクリロイル基数は0.87であった。
【0156】
(合成例3)
分子量約2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、末端が水酸基である数平均分子量25,500(送液システム:東ソー製HLC−8120GPC、カラム:東ソー製TSK−GEL Hタイプ、溶媒としてTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。
【0157】
続いて、水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して、1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、さらに、塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約25,500の2官能ポリプロピレンオキシドを得た。
【0158】
得られた2官能ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、Pt/1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の白金含量3wt%のイソプロパノール溶液150ppmを触媒として、メチルジメトキシシラン1.2重量部と90℃で5時間反応させ、メチルジメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(B−1)を得た。
【0159】
また、H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl溶媒中で測定)による測定において、アリル末端ポリプロピレンオキシド重合体の末端のアリル基のエキソメチレンプロトンに対応するシグナル(2H:5.2ppm付近)、主鎖のメチルプロトンに由来するシグナル(3H:1.1ppm付近)、重合体(B−1)のジメトキシメチルシリル基上のメチル基に由来するシグナル(3H:0.1ppm付近)の積分比から算出された重合体(B−1)中のジメトキシメチルシリル基の数は1分子あたり平均して約1.6個であった。
【0160】
(合成例4)
105℃に加熱した下記単量体混合物の2−ブタノール溶液に、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を溶かした溶液を5時間かけて滴下し、その後1時間「後重合」を行って(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K−1)を得た。
【0161】
メチルメタクリレート・72.9重量部、ブチルアクリレート・6.5重量部、ステアリルメタクリレート・14.6重量部、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン・6重量部、メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン・7.9重量部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)・3重量部。
【0162】
(合成例5)
合成例3で得られたメチルジメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(B−1)と合成例4で得られた(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K−1)を固形分重量比60/40でブレンドした後、溶剤を留去して無溶剤ポリマー(P−1)を得た。
【0163】
(実施例1〜4)
重合体(A−1)および/または重合体(A−2)と無溶剤ポリマー(P−1)の混合物に、酢酸エチルに溶解させた粘着付与樹脂(C)を添加した後、100℃にて酢酸エチルを減圧留去した。得られた混合物に充填剤(L)、(メタ)アクリル系モノマー(i1)、シランカップリング剤(J)、光ラジカル開始剤(h1)、硬化触媒(E)を添加して、スパチュラにてよく攪拌した後、さらに、遠心分離機にて攪拌混合した。これらの操作により、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物について、以下の評価を行った。
【0164】
(機械物性)
得られた硬化性組成物を厚さ約2mmのシート状型枠に充填し、フュージョンUVシステム製UV照射装置(機種:LIGHT HAMMER 6、光源:水銀灯ランプ、積算光量:2000mJ/cm)にて照射を行った。照射直後と1日後にそれぞれ、得られた硬化物をミニダンベル型試験片に打ち抜き、手で引っ張ることにより、伸びと強度のバランスを評価した。評価は、伸びと強度の両者が良好であれば「○」、どちらか一方のみが良好であれば「△」、両者ともに不良であれば「×」とした。
【0165】
(作業性)
得られた硬化性組成物を厚さ約2mmのシート状型枠に充填し、フュージョンUVシステム製UV照射装置(機種:LIGHT HAMMER 6、光源:水銀灯ランプ、積算光量:2000mJ/cm)にて照射を行った。評価は、照射直後の組成物を垂直に立て組成物が液垂れしなければ「○」、液垂れすれば「×」とした。
【0166】
(硬化性)
得られた硬化性組成物を厚さ約2mmのシート状型枠に充填し、一部を遮光してフュージョンUVシステム製UV照射装置(機種:LIGHT HAMMER 6、光源:水銀灯ランプ、積算光量:2000mJ/cm)にて照射を行った。1日後、得られた硬化物の照射部、遮光部それぞれを指で触り硬化性を判断した。評価は硬化していれば「○」、硬化していなければ「×」とした。
【0167】
硬化性組成物の配合量、および、機械物性、作業性、硬化性の結果を表1に記載する。
【0168】
(比較例1)
粘着付与樹脂(C)を添加しないこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物について実施例と同様の評価を行った。
【0169】
(比較例2)
粘着付与樹脂(C)を添加しないこと以外は、実施例2と同様の操作を行い、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物について実施例と同様の評価を行った。
【0170】
(比較例3)
重合体(A−1)と、充填剤(L)、(メタ)アクリル系モノマー(i1)、シランカップリング剤(J)、光ラジカル開始剤(h1)を表1に示す配合量で混合して、スパチュラにてよく攪拌した後、さらに、遠心分離機にて攪拌混合した。これらの操作により、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物について、実施例と同様の評価を行った。結果を表1に記載する。
【0171】
【表1】

【0172】
実施例1〜4の硬化性組成物は、UV光の照射直後に十分な機械物性を示すと同時に液垂れせずに作業性も良好であることを示している。またUV光の照射部分はもちろん、未照射部分でも硬化している。この結果から、本発明の硬化性組成物は、活性エネルギー線照射直後から液垂れがなく作業性が良好で、充分な機械強度を有し、且つ活性エネルギー線を照射できない部分も硬化可能な硬化性組成物であることが明らかとなった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記(A)〜(E)成分を含有する硬化性組成物。
(A)一般式(1):
−O−C(=O)−C(R)=CH (1)
(式中、Rは水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基である。)で表される置換基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上の(メタ)アクリル系重合体
(B)一般式(2):
−[Si(R2−b)(X)O]Si(R3−a)X (2)
(式中、Rは炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、または、R’SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、Rが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。ここで、R’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり、Xは水酸基または加水分解性基を示す。aは0、1、2または3を、bは0、1または2をそれぞれ示し、a+Σb≧2を満足するものとする。nは0から19の整数を示す。)で表される反応性ケイ素基を分子内に1個以上有する数平均分子量が3,000以上のポリオキシアルキレン系重合体
(C)粘着付与樹脂
(D)重合開始剤
(E)硬化触媒
【請求項2】
(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.8未満である請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖がリビングラジカル重合により製造されたものである請求項2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
前記リビングラジカル重合が原子移動ラジカル重合である請求項3に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
前記原子移動ラジカル重合の触媒である遷移金属錯体が銅の錯体である請求項4に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖が、連鎖移動剤を用いた(メタ)アクリル系モノマーの重合により製造されたものである請求項1、または、2のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項7】
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖が(メタ)アクリル酸エステルを主として重合し、製造されたものである請求項1から6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項8】
(メタ)アクリル系重合体(A)の主鎖がアクリル酸エステルを主として重合し、製造されたものである請求項7に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
が水素原子である請求項1から8のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項10】
一般式(2)のXがアルコキシ基である請求項1から9のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項11】
一般式(2)のXがメトキシ基である請求項10に記載の硬化性組成物。
【請求項12】
ポリオキシアルキレン系重合体(B)がポリオキシプロピレンである請求項1から11のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項13】
粘着付与樹脂(C)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、5重量部から80重量部である請求項1から12のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項14】
粘着付与樹脂(C)がテルペン系樹脂である請求項1から13のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項15】
粘着付与樹脂(C)がテルペンフェノール樹脂である請求項14に記載の硬化性組成物。
【請求項16】
重合開始剤(D)が活性エネルギー線によりラジカルを発生するラジカル開始剤(H)である請求項1から15のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項17】
ラジカル開始剤(H)が光によりラジカルを発生する光ラジカル開始剤(h1)である請求項16に記載の硬化性組成物。
【請求項18】
光ラジカル開始剤(h1)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、0.001重量部から10重量部である請求項17に記載の硬化性組成物。
【請求項19】
重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)を含有する請求項1から18のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項20】
重合性置換基を有するモノマーおよび/またはオリゴマー(I)が分子量500以下の(メタ)アクリル系モノマー(i1)である請求項19に記載の硬化性組成物。
【請求項21】
シランカップリング剤(J)を含有する請求項1から20のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項22】
反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(K)を含有する請求項1から21のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項23】
充填剤(L)を含有する請求項1から22のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項24】
充填剤(L)の添加量が、(メタ)アクリル系重合体(A)とポリオキシアルキレン系重合体(B)の合計100重量部に対し、10重量部から200重量部である請求項1から23のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項25】
請求項1から24のいずれかに記載の硬化性組成物に活性エネルギー線を照射させることにより得られる硬化物。


【公開番号】特開2012−229310(P2012−229310A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−97505(P2011−97505)
【出願日】平成23年4月25日(2011.4.25)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】