JP2004161935A - 接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】非極性基材に対する接着力に優れた接着剤組成物を提供すること。
【解決手段】(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および(C)ラジカル重合開始剤を含有する接着剤組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および(C)ラジカル重合開始剤を含有する接着剤組成物。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着性組成物に関し、より詳細には、少なくとも一方の被着体として非極性基材を用いる場合に好適な接着剤組成物に関する。本発明の接着剤組成物は、例えば、光重合開始剤を選択して紫外線、電子線などの活性エネルギー線の照射により短時間で充分に硬化可能であり、また溶剤などの薬品に対する耐性に優れており有用である。また、本発明の接着剤組成物は、非極性基材を少なくとも一方の被着体とする接着剤として好適に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等の非極性基材は、一般に接着が困難といわれているが、そのような状況のなか、非極性基材用の接着剤若しくは接着剤層を形成する接着性樹脂が種々提案されている。例えば、無水マレイン酸変性したポリオレフィンを接着剤層として用いる手法(例えば、特許文献1および2参照。)、非極性脂環式ポリオレフィンの表面をプラズマ放電処理して、水溶性ポリエステルあるいはPVA等でコートした後、極性基材と張り合わせるといった手法(例えば、特許文献3および4参照。)などが提案されている。
しかしながら、これらの場合には、必ずしも十分満足する接着力が得られなかったり、接着力が得られる場合でも接着前に表面活性化処理などの被着材前処理を行うという煩雑な工程が必要であったりするなど、市場の要求に十分に応えられていないというのが実情であった。
【0003】
また、3M社製の接着剤の一つであるスコッチウェルドDP−8005(3MScotch−WeldTM DP−8005)では、被着体であるポリオレフィンが破壊する程の接着強度が得られるという報告(例えば、非特許文献1参照。)がなされている。しかしながら、この接着剤を使用する場合においても、適度な強度を得るまでには長時間(8時間以上)を必要とし、また2液型の接着剤であるために接着操作が簡便でなく、接着剤層が無色透明ではないといった問題点があった。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−171858号公報(第3−4頁)
【特許文献2】
特開平11−5721号公報(第2−4頁)
【特許文献3】
特開2002−103410号公報(第2−4頁及び8頁)
【特許文献4】
特開2002−243940号公報(第4−6頁)
【非特許文献1】
マテリアル ステージ 2002年、第2巻、1号 86〜89頁(MATERIAL STAGE Vol.2,No.1 2002 p86−89)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、上記問題点を解消して、簡便に接着でき、しかも非極性基材に対する接着力に優れ、透明な接着層を得ることができる接着剤組成物を提供することを目的とする。
【0006】
【問題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物、ラジカル重合開始剤などを含有する組成物を使用すると、非極性基材同士の接着、非極性基材と極性基材との接着などにおいて短時間で充分な接着強度が得られ、しかも接着層が透明であるため光学部材等の接着にも使用可能であることを見出し、本発明を完成した。
【0007】
すなわち本発明は、
(1) (A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および(C)ラジカル重合開始剤を含有する接着剤組成物である。
そして本発明は、
(2) 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリイソプレンである前記(1)の接着剤組成物;
(3) 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、1〜10個の(メタ)アクリロイル基を有し、かつ、数平均分子量が1,000〜50,000である前記(1)または(2)に記載の接着剤組成物;
(4) 分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物(B)が、1官能性(メタ)アクリレートおよび/または2官能性(メタ)アクリレートである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の接着剤組成物;および
(5) ラジカル重合開始剤(C)が、活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の接着剤組成物;
を好ましい態様として包含する。
さらに、本発明は、
(6) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載の接着剤組成物からなる非極性基材用接着剤;および
(7) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載の接着剤組成物からなる層および他の材料からなる層を有する積層構造体;
を含む。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる、「(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体」および「(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物」は、ラジカル重合開始剤(C)の存在下にラジカル発生温度ないしは活性エネルギー線などにより、重合反応および/または架橋反応を生ずる重合体であり、有機化合物である。
なお、本明細書で好ましい態様として採用される「活性エネルギー線」とは、紫外線、電子線、X線、放射線、高周波などのような、本発明の接着剤組成物を硬化させ得るエネルギー線をいう。
【0009】
本発明に用いる(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(以下、共役ジエン重合体(A)と略称することがある)は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン系重合体であれば特に限定されないが、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエンであるか、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリイソプレンであることが好ましい。さらに、上記共役ジエン重合体(A)は、接着性などの観点から、分子内に1〜10個の(メタ)アクリロイル基をし、かつ、数平均分子量が1,000〜50,000のポリイソプレンであることがより好ましく、分子内に1〜5個の(メタ)アクリロイル基を有し、かつ、数平均分子量が10,000〜30,000のポリイソプレンであることが特に好ましい。ここで、前記(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基を意味する。
本発明で使用する共役ジエン重合体(A)は、市販品としても入手可能であり、例えば、RICON社製RIC−3500(商品名)、同RIC−3100(商品名)、日本曹達社製TE−2000(商品名)、クラレ社製UC−1(商品名)などが挙げられる。
【0010】
上記共役ジエン重合体(A)を製造する方法は、特に制限されず種々の方法が採用されるが、例えば、(1)共役ジエン系ポリマーをまず合成し、次にこの共役ジエン系ポリマーに無水マレイン酸などの二塩基性不飽和酸無水物を反応させた後、引き続きポリマー中の酸無水物基の一部または全部に、エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させる方法;(2)水酸基を有する共役ジエン系ポリマーとエステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを、2,4−トリレンジイソシアネートなどのジイソシアネ−ト化合物を介して反応させる方法;(3)カルボキシル基を有する共役ジエン系ポリマーと、エステル部分にグリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させる方法などが挙げられる。これらの方法のうち、上記(1)の製造方法が、生産性などの点で好適に採用される。
また、上記原料となる共役ジエン系ポリマーの製造方法としては、共役ジエン化合物を、s−ブチルリチウムなどのアルキルリチウムなどを開始剤としてアニオン重合させることにより製造することができるし、アゾビスニトリル化合物、過酸化物などを開始剤としてラジカル重合させることによっても製造することができる。これらの重合反応は、通常、ヘキサン、へプタン、トルエンなどの脂肪族炭化水素溶媒または芳香族炭化水素溶媒の存在下に、重合温度−78℃〜150℃、重合時間1〜100時間で行うことができる。
【0011】
共役ジエン重合体(A)の原料となる共役ジエン系ポリマーを構成する共役ジエン化合物としては、特に制限されず、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどが挙げられ、これらは1種単独で用いることもできるし、2種以上で用いることもできる。これらのうち、入手容易性、安価などの点から、ブタジエン、イソプレンが好ましく用いられる。
上記エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、エステル部分にヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルであれば特に限定されないが、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、価格、入手容易性などの観点から、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましく用いられる。エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの使用量は、共役ジエン重合体(A)が有する(メタ)アクリロイル基の数がその分子あたり平均として1個以上有する必要があり、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜5個である観点から、通常、上記共役ジエン系ポリマーがその1分子あたり平均として有する酸無水物基に対して1〜5モル倍程度の範囲であるのが好ましい。
【0012】
本発明に使用する(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物(以下単に「化合物(B)」と略称することがある)としては、特に制限されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ノニル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、2−ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ビフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビフェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニルエポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド−2−エン、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド−4−エン等の1官能性(メタ)アクリレート;N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカプロラクタム、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニル系モノマー;1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールのエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性テトラブロモビスフェノール−A−ジ(メタ)アクリレート、ジンクジアクリレートなどの2官能性(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンのテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性イソシアヌール酸トリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンのテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホルマール、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−ヒドラジンなどの多官能性モノマー;ウレタンアクリレート、エステルアクリレートなどのオリゴマーアクリレート等が挙げられる。これらは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。これらのうち、接着性向上などの観点から、前記1官能性(メタ)アクリレートおよび/または2官能性(メタ)アクリレートであることが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種がより好ましく、1官能性アクリレートであるノルボルニルアクリレートがさらに好ましく用いられる。
【0013】
上記化合物(B)に加えて、必要に応じて、他の重合性化合物を本発明の目的に支障のない範囲で添加してもよい。他の重合性化合物の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどの共役ジエン;マレイン酸、フマル酸などの二塩基性不飽和酸化合物などが挙げられる。
【0014】
また、本発明に用いるラジカル重合開始剤(C)としては、熱または光などによりラジカルを発生してモノマー等の重合開始能を有するものであれば特に制限なく使用可能であるが、硬化速度の観点から、活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤であることが好ましい。該活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤の具体例としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントフルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、4−チオキサントン、カンファーキノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等が挙げられる。また、N−アクリロイルオキシエチルマレイミドのように分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する光重合開始剤なども用いることができる。
【0015】
光硬化させる場合には、硬化性をより一層改良する目的で、上記重合開始剤と共に光増感剤などを配合することができる。かかる光増感剤の具体例としては、アントラセン、ペリレン、トリフェニレン、フェナントレン、コロネン、ピレン、テトラセン、フェノチアゼン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2−クロロチオキサントン、ベンゾインイソプロピルエーテル、4−ベンゾイルビフェニル、1,2−ベンゾアントラセン、ベンゾフラビン等を挙げることができる。
【0016】
本発明の接着剤組成物における前記共役ジエン重合体(A)および化合物(B)の含有割合は、用いる重合体、化合物、用途等により適宜調整可能で特に限定されないが、硬化速度などの観点から、前記共役ジエン重合体(A)100質量部に対して、化合物(B)を50〜1000質量部の割合で含有することが好ましく、100〜900質量部の割合で含有することがより好ましい。
また、本発明の接着剤組成物におけるラジカル重合開始剤(C)の含有割合は、用いる化合物、用途等により適宜調整可能で特に限定されないが、硬化速度などの観点から、上記共役ジエン重合体(A)および化合物(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜20質量部の割合で含有することが好ましく、1〜10質量部の割合で含有することがより好ましい
また、本発明の接着剤組成物には、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて前記必須成分および任意成分の他に、無機充填剤、有機充填剤、着色剤、粘着性付与樹脂、可塑剤、可とう性付与剤、粘度調節剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、老化防止剤、安定剤、難燃剤、紫外線遮断剤などをさらに配合して使用することができる。
【0017】
本発明の接着剤組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、前記必須成分(A)、(B)、(C)および必要により前記任意成分を常法に従って混合すればよく、例えば、攪拌装置、混合混練装置などを用いて混合することができる。この際、上記必須成分(C)として活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤を使用する場合の方が、活性エネルギー線を遮断することにより温度を上げて混合することができるので、短時間に混同することができより好ましい。
【0018】
本発明の接着剤組成物は、例えば、アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)などのアゾビスニトリル化合物;過酸化ベンゾイル(BPO)などの過酸化物などにより熱によっても容易に硬化させることができるが、紫外線または電子線等の活性エネルギー線を照射させることにより、容易にかつ短時間で硬化させることもできる。熱硬化の場合はオーブンなどの加熱炉を使用できるし、また紫外線を照射させる場合には様々な光源を使用することができ、例えば水銀アークランプ、キセノンアークランプ、水銀−キセノンランプ、蛍光ランプ、炭素アークランプ、メタルハライドランプ等の中からカチオン活性種を発生させる化合物の吸収波長を考慮して選択すればよい。紫外線を照射する場合には、基材に対する照射強度は、少なくとも10mW/cm2程度であり、1〜60秒以内に組成物の硬化を連続的に行うことが好ましい。また電子線により硬化させる場合には、種々の照射装置が使用でき、例えばコックロフトワルトシン型、バンデグラフ型、または共振変圧器型等が挙げられ、通常300eV以下程度の電子線で硬化させるが、1〜5Mrad程度の高照射量で瞬時に硬化させることも可能である。
【0019】
本発明の接着剤組成物は、接着力に優れるため被着体の種類は特に限定されないが、ポリオレフィン、脂環式ポリオレフィン等の非極性基材を少なくとも一方の被着体とした場合に好ましく適用することができ、非極性基材用接着剤として好適であり、非極性基材同士の接着剤組成物として、あるいは非極性基材と極性基材との接着剤組成物としてその性能を有効に発揮することが可能である。
上記非極性基材を構成するポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブテン、EPDM等が挙げられる。また、脂環式ポリオレフィンとしては、例えば、ポリノルボルネン、水添ポリノルボルネン、ポリジシクロペンタジエン、水添ポリジシクロペンタジエン、エチレン−ノルボルネン共重合体等が挙げられる。これらのなかでも脂環式ポリオレフィン系であるJSR(株)のアートン、日本ゼオン(株)のゼオノアおよびゼオネックス、三井化学(株)のアペルおよびトーパスなどが好ましく用いられる。
また、極性基材を構成する材料としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ABS共重合体、ポリウレタン、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、アルミニウム、鋼板、ステンレス、紙、ガラス、木材等が挙げられる。
【0020】
また、本発明の積層構造体は、前記接着剤組成物からなる層および他の材料からなる層から構成され、上記のように非極性基材に対して良好な接着性が得られる観点から、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/非極性基材層、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/極性基材層、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/他の材料からなる層よりなる構成を有する積層構造体に好ましく適用される。このような積層構造体の具体例としては、例えば、透明性を活かした偏光板、プリズムシートなどの光学用積層板として用いられる。
【0021】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例等によって何ら制約されるものではない。
なお、実施例および比較例の中の「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。
また、引張りせん断接着強さ試験は、JIS K−6850に従い、接着剤層の全光線透過率はJIS K−7361−1に従いそれぞれ測定した。
【0022】
実施例等中の非極性基材としては、市販のポリエチレン板(3mm)、ポリプロピレン板(3mm)、および日本ゼオン(株)製のゼオノア(1060R)を熱プレスして得られた板(3mm)を用いた。
また、極性基材としては、市販のアクリル樹脂板(3mm)、ポリカーボネート板(3mm)、重合度2400のポリビニルアルコールフィルム(ビニロンフィルム:80ミリミクロン)および重合度2400のポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させ、ホウ酸浴中で5倍に一軸延伸させたもの(ヨウ素ドープビニロンフィルム:30ミリミクロン)を使用した。
【0023】
製造例1(液状ポリイソプレン(a)の製造例)
イソプレンモノマーを、n−ブチルリチウムを開始剤としてn−ヘキサン中でアニオン重合させることにより、数平均分子量12,500のポリイソプレンを得た。このポリイソプレン100部に無水マレイン酸1.8部を加え、160℃で15時間反応させることにより、1分子あたりの平均として酸無水物基を2個有するポリイソプレンを得た。このポリイソプレン100部に3.3部の2−ヒドロキシエチルメタクリレートを加え、遮光した後に80℃で6時間反応させることにより、1分子あたりの平均としてメタクリロイル基を2個有する液状ポリイソプレン(a)を合成した。
【0024】
実施例1
(1) 活性エネルギー線の遮断下に、25℃で、共役ジエン重合体(A)として液状ポリイソプレン(クラレ社製:UC−1、数平均分子量;25,000、メタクリロイル基の数;3個)20部、化合物(B)としてイソボルニルアクリレート(東亞合成社製:IBXA)80部およびラジカル重合開始剤(チバガイギー社製:ダロキュアー1173)5.0部を混合して、接着剤組成物を調製した。
(2) 上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーター(テスター産業社製「バーコーターSA−#3」)を用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のポリエチレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプ(ウシオ社製:SP−V、出力250W)を使用して1分間光照射した(照射強度20mW/cm2)。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3)また、上記(1)で得られた接着剤組成物1.0gを5cm×5cm×0.5mmのポリテトラフルオロエチレン製鋳型に注入し、実施例1の(2)におけるのと同様にして、超高圧水銀ランプを使用して硬化した。得られた硬化物(0.5mm厚)について、前記方法で全光線透過率を測定したところ92%であった。
【0025】
実施例2
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、ポリプロピレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ0.9MPa(9.5kgf/cm2)であった。
【0026】
実施例3
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.1MPa(11.0kgf/cm2)であった。
【0027】
実施例4
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.6MPa(6.5kgf/cm2)であった。
【0028】
実施例5
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてアクリル樹脂板上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.7MPa(7.0kgf/cm2)であった。
【0029】
実施例6
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを10部、イソボルニルアクリレートを90部とすること以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ91%であった。
【0030】
実施例7
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを50部、イソボルニルアクリレートを50部用いる以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.1MPa(11.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0031】
実施例8
(1) 実施例6の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0032】
実施例9
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを10部、イソボルニルアクリレートを80部、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレート(大阪有機化学工業製:ビスコート#540、化合物(B)に相当)を10部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.9MPa(9.3kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ91%であった。
【0033】
実施例10
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンとして製造例1の液状ポリイソプレン(a)[数平均分子量;12,500、メタクリロイル基の数;2個)を20部、イソボルニルアクリレートを80部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0034】
実施例11
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレン(a)を20部、イソボルニルアクリレートを80部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.6MPa(6.6kgf/cm2)であった。
【0035】
比較例1
(1) 共役ジエン重合体(A)を添加せず、化合物(B)としてイソボルニルアクリレートを100部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のポリエチレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、108kPa(1.1kgf/cm2)であった。
【0036】
比較例2
(1) 比較例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、86kPa(0.9kgf/cm2)であった。
【0037】
比較例3
(1) 比較例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、66kPa(0.7kgf/cm2)であった。
【0038】
比較例4
3M社製スコッチウェルドDP−8005をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう1枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、1分後に引張りせん断接着強度を測定したところ、10kPa(0.1kgf/cm2)であった。
【0039】
比較例5
3M社製スコッチウェルドDP−8005をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう1枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、12時間後に引張りせん断接着強度を測定したところ、31kPa(0.3kgf/cm2)であった。
また、実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ66%であった。
【0040】
【発明の効果】
本発明の接着剤組成物は、特別な前処理を必要とせずに、例えば、紫外線、電子線その他の活性エネルギー線を照射することによって、非極性基材と非極性基材、非極性基材と極性基材とを短時間で強固に接着可能であり、また接着面が透明である。そのため、本発明の接着剤組成物は、非極性基材用接着剤として好適であり、また該接着剤組成物からなる層と他の材料からなる層を有する積層構造体として好適であるので、光学部材の接着に好適に用いられる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着性組成物に関し、より詳細には、少なくとも一方の被着体として非極性基材を用いる場合に好適な接着剤組成物に関する。本発明の接着剤組成物は、例えば、光重合開始剤を選択して紫外線、電子線などの活性エネルギー線の照射により短時間で充分に硬化可能であり、また溶剤などの薬品に対する耐性に優れており有用である。また、本発明の接着剤組成物は、非極性基材を少なくとも一方の被着体とする接着剤として好適に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等の非極性基材は、一般に接着が困難といわれているが、そのような状況のなか、非極性基材用の接着剤若しくは接着剤層を形成する接着性樹脂が種々提案されている。例えば、無水マレイン酸変性したポリオレフィンを接着剤層として用いる手法(例えば、特許文献1および2参照。)、非極性脂環式ポリオレフィンの表面をプラズマ放電処理して、水溶性ポリエステルあるいはPVA等でコートした後、極性基材と張り合わせるといった手法(例えば、特許文献3および4参照。)などが提案されている。
しかしながら、これらの場合には、必ずしも十分満足する接着力が得られなかったり、接着力が得られる場合でも接着前に表面活性化処理などの被着材前処理を行うという煩雑な工程が必要であったりするなど、市場の要求に十分に応えられていないというのが実情であった。
【0003】
また、3M社製の接着剤の一つであるスコッチウェルドDP−8005(3MScotch−WeldTM DP−8005)では、被着体であるポリオレフィンが破壊する程の接着強度が得られるという報告(例えば、非特許文献1参照。)がなされている。しかしながら、この接着剤を使用する場合においても、適度な強度を得るまでには長時間(8時間以上)を必要とし、また2液型の接着剤であるために接着操作が簡便でなく、接着剤層が無色透明ではないといった問題点があった。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−171858号公報(第3−4頁)
【特許文献2】
特開平11−5721号公報(第2−4頁)
【特許文献3】
特開2002−103410号公報(第2−4頁及び8頁)
【特許文献4】
特開2002−243940号公報(第4−6頁)
【非特許文献1】
マテリアル ステージ 2002年、第2巻、1号 86〜89頁(MATERIAL STAGE Vol.2,No.1 2002 p86−89)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、上記問題点を解消して、簡便に接着でき、しかも非極性基材に対する接着力に優れ、透明な接着層を得ることができる接着剤組成物を提供することを目的とする。
【0006】
【問題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物、ラジカル重合開始剤などを含有する組成物を使用すると、非極性基材同士の接着、非極性基材と極性基材との接着などにおいて短時間で充分な接着強度が得られ、しかも接着層が透明であるため光学部材等の接着にも使用可能であることを見出し、本発明を完成した。
【0007】
すなわち本発明は、
(1) (A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および(C)ラジカル重合開始剤を含有する接着剤組成物である。
そして本発明は、
(2) 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリイソプレンである前記(1)の接着剤組成物;
(3) 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、1〜10個の(メタ)アクリロイル基を有し、かつ、数平均分子量が1,000〜50,000である前記(1)または(2)に記載の接着剤組成物;
(4) 分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物(B)が、1官能性(メタ)アクリレートおよび/または2官能性(メタ)アクリレートである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の接着剤組成物;および
(5) ラジカル重合開始剤(C)が、活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の接着剤組成物;
を好ましい態様として包含する。
さらに、本発明は、
(6) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載の接着剤組成物からなる非極性基材用接着剤;および
(7) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載の接着剤組成物からなる層および他の材料からなる層を有する積層構造体;
を含む。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる、「(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体」および「(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物」は、ラジカル重合開始剤(C)の存在下にラジカル発生温度ないしは活性エネルギー線などにより、重合反応および/または架橋反応を生ずる重合体であり、有機化合物である。
なお、本明細書で好ましい態様として採用される「活性エネルギー線」とは、紫外線、電子線、X線、放射線、高周波などのような、本発明の接着剤組成物を硬化させ得るエネルギー線をいう。
【0009】
本発明に用いる(A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(以下、共役ジエン重合体(A)と略称することがある)は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン系重合体であれば特に限定されないが、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエンであるか、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリイソプレンであることが好ましい。さらに、上記共役ジエン重合体(A)は、接着性などの観点から、分子内に1〜10個の(メタ)アクリロイル基をし、かつ、数平均分子量が1,000〜50,000のポリイソプレンであることがより好ましく、分子内に1〜5個の(メタ)アクリロイル基を有し、かつ、数平均分子量が10,000〜30,000のポリイソプレンであることが特に好ましい。ここで、前記(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基を意味する。
本発明で使用する共役ジエン重合体(A)は、市販品としても入手可能であり、例えば、RICON社製RIC−3500(商品名)、同RIC−3100(商品名)、日本曹達社製TE−2000(商品名)、クラレ社製UC−1(商品名)などが挙げられる。
【0010】
上記共役ジエン重合体(A)を製造する方法は、特に制限されず種々の方法が採用されるが、例えば、(1)共役ジエン系ポリマーをまず合成し、次にこの共役ジエン系ポリマーに無水マレイン酸などの二塩基性不飽和酸無水物を反応させた後、引き続きポリマー中の酸無水物基の一部または全部に、エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させる方法;(2)水酸基を有する共役ジエン系ポリマーとエステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを、2,4−トリレンジイソシアネートなどのジイソシアネ−ト化合物を介して反応させる方法;(3)カルボキシル基を有する共役ジエン系ポリマーと、エステル部分にグリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させる方法などが挙げられる。これらの方法のうち、上記(1)の製造方法が、生産性などの点で好適に採用される。
また、上記原料となる共役ジエン系ポリマーの製造方法としては、共役ジエン化合物を、s−ブチルリチウムなどのアルキルリチウムなどを開始剤としてアニオン重合させることにより製造することができるし、アゾビスニトリル化合物、過酸化物などを開始剤としてラジカル重合させることによっても製造することができる。これらの重合反応は、通常、ヘキサン、へプタン、トルエンなどの脂肪族炭化水素溶媒または芳香族炭化水素溶媒の存在下に、重合温度−78℃〜150℃、重合時間1〜100時間で行うことができる。
【0011】
共役ジエン重合体(A)の原料となる共役ジエン系ポリマーを構成する共役ジエン化合物としては、特に制限されず、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどが挙げられ、これらは1種単独で用いることもできるし、2種以上で用いることもできる。これらのうち、入手容易性、安価などの点から、ブタジエン、イソプレンが好ましく用いられる。
上記エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、エステル部分にヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルであれば特に限定されないが、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、価格、入手容易性などの観点から、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましく用いられる。エステル部分にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの使用量は、共役ジエン重合体(A)が有する(メタ)アクリロイル基の数がその分子あたり平均として1個以上有する必要があり、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜5個である観点から、通常、上記共役ジエン系ポリマーがその1分子あたり平均として有する酸無水物基に対して1〜5モル倍程度の範囲であるのが好ましい。
【0012】
本発明に使用する(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物(以下単に「化合物(B)」と略称することがある)としては、特に制限されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ノニル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、2−ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ビフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビフェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニルエポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド−2−エン、N−[2−(メタ)アクリロイルエチル]−1,2−シクロヘキサンジカルボイミド−4−エン等の1官能性(メタ)アクリレート;N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカプロラクタム、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニル系モノマー;1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールのエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性テトラブロモビスフェノール−A−ジ(メタ)アクリレート、ジンクジアクリレートなどの2官能性(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンのテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性イソシアヌール酸トリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンのテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホルマール、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−ヒドラジンなどの多官能性モノマー;ウレタンアクリレート、エステルアクリレートなどのオリゴマーアクリレート等が挙げられる。これらは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。これらのうち、接着性向上などの観点から、前記1官能性(メタ)アクリレートおよび/または2官能性(メタ)アクリレートであることが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種がより好ましく、1官能性アクリレートであるノルボルニルアクリレートがさらに好ましく用いられる。
【0013】
上記化合物(B)に加えて、必要に応じて、他の重合性化合物を本発明の目的に支障のない範囲で添加してもよい。他の重合性化合物の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどの共役ジエン;マレイン酸、フマル酸などの二塩基性不飽和酸化合物などが挙げられる。
【0014】
また、本発明に用いるラジカル重合開始剤(C)としては、熱または光などによりラジカルを発生してモノマー等の重合開始能を有するものであれば特に制限なく使用可能であるが、硬化速度の観点から、活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤であることが好ましい。該活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤の具体例としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントフルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、4−チオキサントン、カンファーキノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等が挙げられる。また、N−アクリロイルオキシエチルマレイミドのように分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する光重合開始剤なども用いることができる。
【0015】
光硬化させる場合には、硬化性をより一層改良する目的で、上記重合開始剤と共に光増感剤などを配合することができる。かかる光増感剤の具体例としては、アントラセン、ペリレン、トリフェニレン、フェナントレン、コロネン、ピレン、テトラセン、フェノチアゼン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2−クロロチオキサントン、ベンゾインイソプロピルエーテル、4−ベンゾイルビフェニル、1,2−ベンゾアントラセン、ベンゾフラビン等を挙げることができる。
【0016】
本発明の接着剤組成物における前記共役ジエン重合体(A)および化合物(B)の含有割合は、用いる重合体、化合物、用途等により適宜調整可能で特に限定されないが、硬化速度などの観点から、前記共役ジエン重合体(A)100質量部に対して、化合物(B)を50〜1000質量部の割合で含有することが好ましく、100〜900質量部の割合で含有することがより好ましい。
また、本発明の接着剤組成物におけるラジカル重合開始剤(C)の含有割合は、用いる化合物、用途等により適宜調整可能で特に限定されないが、硬化速度などの観点から、上記共役ジエン重合体(A)および化合物(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜20質量部の割合で含有することが好ましく、1〜10質量部の割合で含有することがより好ましい
また、本発明の接着剤組成物には、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて前記必須成分および任意成分の他に、無機充填剤、有機充填剤、着色剤、粘着性付与樹脂、可塑剤、可とう性付与剤、粘度調節剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、老化防止剤、安定剤、難燃剤、紫外線遮断剤などをさらに配合して使用することができる。
【0017】
本発明の接着剤組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、前記必須成分(A)、(B)、(C)および必要により前記任意成分を常法に従って混合すればよく、例えば、攪拌装置、混合混練装置などを用いて混合することができる。この際、上記必須成分(C)として活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤を使用する場合の方が、活性エネルギー線を遮断することにより温度を上げて混合することができるので、短時間に混同することができより好ましい。
【0018】
本発明の接着剤組成物は、例えば、アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)などのアゾビスニトリル化合物;過酸化ベンゾイル(BPO)などの過酸化物などにより熱によっても容易に硬化させることができるが、紫外線または電子線等の活性エネルギー線を照射させることにより、容易にかつ短時間で硬化させることもできる。熱硬化の場合はオーブンなどの加熱炉を使用できるし、また紫外線を照射させる場合には様々な光源を使用することができ、例えば水銀アークランプ、キセノンアークランプ、水銀−キセノンランプ、蛍光ランプ、炭素アークランプ、メタルハライドランプ等の中からカチオン活性種を発生させる化合物の吸収波長を考慮して選択すればよい。紫外線を照射する場合には、基材に対する照射強度は、少なくとも10mW/cm2程度であり、1〜60秒以内に組成物の硬化を連続的に行うことが好ましい。また電子線により硬化させる場合には、種々の照射装置が使用でき、例えばコックロフトワルトシン型、バンデグラフ型、または共振変圧器型等が挙げられ、通常300eV以下程度の電子線で硬化させるが、1〜5Mrad程度の高照射量で瞬時に硬化させることも可能である。
【0019】
本発明の接着剤組成物は、接着力に優れるため被着体の種類は特に限定されないが、ポリオレフィン、脂環式ポリオレフィン等の非極性基材を少なくとも一方の被着体とした場合に好ましく適用することができ、非極性基材用接着剤として好適であり、非極性基材同士の接着剤組成物として、あるいは非極性基材と極性基材との接着剤組成物としてその性能を有効に発揮することが可能である。
上記非極性基材を構成するポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブテン、EPDM等が挙げられる。また、脂環式ポリオレフィンとしては、例えば、ポリノルボルネン、水添ポリノルボルネン、ポリジシクロペンタジエン、水添ポリジシクロペンタジエン、エチレン−ノルボルネン共重合体等が挙げられる。これらのなかでも脂環式ポリオレフィン系であるJSR(株)のアートン、日本ゼオン(株)のゼオノアおよびゼオネックス、三井化学(株)のアペルおよびトーパスなどが好ましく用いられる。
また、極性基材を構成する材料としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ABS共重合体、ポリウレタン、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、アルミニウム、鋼板、ステンレス、紙、ガラス、木材等が挙げられる。
【0020】
また、本発明の積層構造体は、前記接着剤組成物からなる層および他の材料からなる層から構成され、上記のように非極性基材に対して良好な接着性が得られる観点から、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/非極性基材層、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/極性基材層、非極性基材層/本発明の接着剤組成物の硬化層/他の材料からなる層よりなる構成を有する積層構造体に好ましく適用される。このような積層構造体の具体例としては、例えば、透明性を活かした偏光板、プリズムシートなどの光学用積層板として用いられる。
【0021】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例等によって何ら制約されるものではない。
なお、実施例および比較例の中の「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。
また、引張りせん断接着強さ試験は、JIS K−6850に従い、接着剤層の全光線透過率はJIS K−7361−1に従いそれぞれ測定した。
【0022】
実施例等中の非極性基材としては、市販のポリエチレン板(3mm)、ポリプロピレン板(3mm)、および日本ゼオン(株)製のゼオノア(1060R)を熱プレスして得られた板(3mm)を用いた。
また、極性基材としては、市販のアクリル樹脂板(3mm)、ポリカーボネート板(3mm)、重合度2400のポリビニルアルコールフィルム(ビニロンフィルム:80ミリミクロン)および重合度2400のポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させ、ホウ酸浴中で5倍に一軸延伸させたもの(ヨウ素ドープビニロンフィルム:30ミリミクロン)を使用した。
【0023】
製造例1(液状ポリイソプレン(a)の製造例)
イソプレンモノマーを、n−ブチルリチウムを開始剤としてn−ヘキサン中でアニオン重合させることにより、数平均分子量12,500のポリイソプレンを得た。このポリイソプレン100部に無水マレイン酸1.8部を加え、160℃で15時間反応させることにより、1分子あたりの平均として酸無水物基を2個有するポリイソプレンを得た。このポリイソプレン100部に3.3部の2−ヒドロキシエチルメタクリレートを加え、遮光した後に80℃で6時間反応させることにより、1分子あたりの平均としてメタクリロイル基を2個有する液状ポリイソプレン(a)を合成した。
【0024】
実施例1
(1) 活性エネルギー線の遮断下に、25℃で、共役ジエン重合体(A)として液状ポリイソプレン(クラレ社製:UC−1、数平均分子量;25,000、メタクリロイル基の数;3個)20部、化合物(B)としてイソボルニルアクリレート(東亞合成社製:IBXA)80部およびラジカル重合開始剤(チバガイギー社製:ダロキュアー1173)5.0部を混合して、接着剤組成物を調製した。
(2) 上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーター(テスター産業社製「バーコーターSA−#3」)を用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のポリエチレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプ(ウシオ社製:SP−V、出力250W)を使用して1分間光照射した(照射強度20mW/cm2)。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3)また、上記(1)で得られた接着剤組成物1.0gを5cm×5cm×0.5mmのポリテトラフルオロエチレン製鋳型に注入し、実施例1の(2)におけるのと同様にして、超高圧水銀ランプを使用して硬化した。得られた硬化物(0.5mm厚)について、前記方法で全光線透過率を測定したところ92%であった。
【0025】
実施例2
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、ポリプロピレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ0.9MPa(9.5kgf/cm2)であった。
【0026】
実施例3
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.1MPa(11.0kgf/cm2)であった。
【0027】
実施例4
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.6MPa(6.5kgf/cm2)であった。
【0028】
実施例5
(1) 実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてアクリル樹脂板上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.7MPa(7.0kgf/cm2)であった。
【0029】
実施例6
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを10部、イソボルニルアクリレートを90部とすること以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ91%であった。
【0030】
実施例7
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを50部、イソボルニルアクリレートを50部用いる以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.1MPa(11.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0031】
実施例8
(1) 実施例6の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0032】
実施例9
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンを10部、イソボルニルアクリレートを80部、3−[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−フェノキシ]−2−ヒドロキシ−プロピル(メタ)アクリレート(大阪有機化学工業製:ビスコート#540、化合物(B)に相当)を10部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.9MPa(9.3kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ91%であった。
【0033】
実施例10
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレンとして製造例1の液状ポリイソプレン(a)[数平均分子量;12,500、メタクリロイル基の数;2個)を20部、イソボルニルアクリレートを80部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、1.0MPa(10.0kgf/cm2)であった。
(3) 実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ90%であった。
【0034】
実施例11
(1) 共役ジエン重合体(A)および化合物(B)について、液状ポリイソプレン(a)を20部、イソボルニルアクリレートを80部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、0.6MPa(6.6kgf/cm2)であった。
【0035】
比較例1
(1) 共役ジエン重合体(A)を添加せず、化合物(B)としてイソボルニルアクリレートを100部とする以外は実施例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてポリエチレン板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のポリエチレン板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、108kPa(1.1kgf/cm2)であった。
【0036】
比較例2
(1) 比較例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう一枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、86kPa(0.9kgf/cm2)であった。
【0037】
比較例3
(1) 比較例1の(1)と同様にして、接着剤組成物を調製した。
(2) 実施例1の(2)と同様な方法で、上記(1)で得られた接着剤組成物をバーコーターを用いてヨウ素ドープビニロンフィルム上に7μmの厚さに塗布し、ゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、超高圧水銀ランプを使用して1分間光照射した。
次いで、引張りせん断接着強度を測定したところ、66kPa(0.7kgf/cm2)であった。
【0038】
比較例4
3M社製スコッチウェルドDP−8005をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう1枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、1分後に引張りせん断接着強度を測定したところ、10kPa(0.1kgf/cm2)であった。
【0039】
比較例5
3M社製スコッチウェルドDP−8005をバーコーターを用いてゼオノア熱プレス板上に7μmの厚さに塗布し、もう1枚のゼオノア熱プレス板と張り合わせた後、12時間後に引張りせん断接着強度を測定したところ、31kPa(0.3kgf/cm2)であった。
また、実施例1の(3)と同様にして、全光線透過率を測定したところ66%であった。
【0040】
【発明の効果】
本発明の接着剤組成物は、特別な前処理を必要とせずに、例えば、紫外線、電子線その他の活性エネルギー線を照射することによって、非極性基材と非極性基材、非極性基材と極性基材とを短時間で強固に接着可能であり、また接着面が透明である。そのため、本発明の接着剤組成物は、非極性基材用接着剤として好適であり、また該接着剤組成物からなる層と他の材料からなる層を有する積層構造体として好適であるので、光学部材の接着に好適に用いられる。
Claims (7)
- (A)分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体、(B)分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および(C)ラジカル重合開始剤を含有することを特徴とする接着剤組成物。
- 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するポリイソプレンであることを特徴とする請求項1記載の接着剤組成物。
- 分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する共役ジエン重合体(A)が、1〜10個の(メタ)アクリロイル基を有し、かつ、数平均分子量が1,000〜50,000であることを特徴とする請求項1または2に記載の接着剤組成物。
- 分子内に少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する化合物(B)が、1官能性(メタ)アクリレートおよび/または2官能性(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
- ラジカル重合開始剤(C)が、活性エネルギー線感受性ラジカル重合開始剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の接着剤組成物からなる非極性基材用接着剤。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の接着剤組成物からなる層および他の材料からなる層を有する積層構造体。
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