JPWO2019203277A1 - 硬化性樹脂組成物、硬化体、電子部品及び組立部品 - Google Patents
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Abstract
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含む、電子部品接着用の硬化性樹脂組成物であって、幅10mm、長さ45mm、厚み0.6mmの前記硬化性樹脂組成物の硬化物において、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で、破壊歪が200%以上であり、かつ、同条件で長さ方向に5mm伸ばして停止し、30秒後の前記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下である。
Description
本発明は、硬化性樹脂組成物、硬化性樹脂組成物の硬化体、並びに、硬化性樹脂組成物の硬化体を有する電子部品及び組立部品に関する。
近年、半導体チップ等の電子部品では、高集積化、小型化が要求されており、例えば、接着剤層を介して複数の薄い半導体チップを接合して半導体チップの積層体とすることがある。また、各種表示素子付きモバイル機器が普及している現代において、表示素子の小型化の手法として、画像表示部を狭額縁化することが行われている(以下、「狭額縁設計」ともいう)。狭額縁設計においては、ディスペンサなどを用いて細い線幅とした接着剤により接着する技術が要求される。
これらの小型電子部品の接着や狭額縁設計においては一般的に高い接着強度が要求される。そのような接着剤としては、例えば、特許文献1に開示されるように、ラジカル重合性化合物と、湿気硬化性樹脂と、光ラジカル重合開始剤と、カップリング剤とを含有する光湿気硬化性樹脂組成物が使用されることが知られている。
ところで、小型電子部品の接着や狭額縁設計においては、接着強度のみならず、接着力の耐久性も要求されることがある。
具体的には、半導体チップ、表示素子などの電子部品は、外部加熱や、動作時の電子部品自体の発熱により、その組み立て工程、使用時などにおいて80℃程度の高温下に曝されることがある。また、電子部品は、使用環境によっては0℃以下の低温化に曝されることもある。一方で、接着剤により異種材料同士を接着する場合、異種材料は互いに熱膨張率が異なるため、上記のように温度変化が発生すると、組み立て工程及び使用時において、接着剤に大きな歪みが発生することがある。このような歪みが繰り返し発生すると、接着剤が部分的に破断するなどして接着剤の接着力が低下する。したがって、歪みが繰り返し発生した後でも接着力の低下を抑え、接着力の耐久性を高めることが要求されることがある。
具体的には、半導体チップ、表示素子などの電子部品は、外部加熱や、動作時の電子部品自体の発熱により、その組み立て工程、使用時などにおいて80℃程度の高温下に曝されることがある。また、電子部品は、使用環境によっては0℃以下の低温化に曝されることもある。一方で、接着剤により異種材料同士を接着する場合、異種材料は互いに熱膨張率が異なるため、上記のように温度変化が発生すると、組み立て工程及び使用時において、接着剤に大きな歪みが発生することがある。このような歪みが繰り返し発生すると、接着剤が部分的に破断するなどして接着剤の接着力が低下する。したがって、歪みが繰り返し発生した後でも接着力の低下を抑え、接着力の耐久性を高めることが要求されることがある。
そこで、本発明は、接着強度を良好にしつつ、接着力の耐久性も良好となる電子部品接着用の硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、硬化物の破壊歪及び張力Tを所定範囲内にすることで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
本発明は、以下の[1]〜[9]を提供する。
硬化性樹脂を含む、電子部品接着用の硬化性樹脂組成物であって、
[1]幅10mm、長さ45mm、厚み0.6mmの前記硬化性樹脂組成物の硬化物において、25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で、破壊歪が200%以上であり、かつ、同条件で長さ方向に5mm伸ばして停止し、30秒後の前記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下である、硬化性樹脂組成物。
[2]下記接着性試験において、接着力が10kgf/cm2以上である上記[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
<接着性試験>
幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように硬化性樹脂組成物をアルミニウム基板に塗布し、その硬化性樹脂組成物を介してガラス板を重ね合わせて、接着性試験用サンプルを作製する。接着性試験用サンプルは、硬化性樹脂組成物を硬化させることで、前記アルミニウム基板と前記ガラス板を貼り合わせたものである。作製した接着性試験用サンプルを、硬化性樹脂組成物硬化後に25℃、50%RH雰囲気下に25分間放置した後、25℃、50%RH雰囲気下で引張り試験機を用いて剪断方向に5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板とガラス板とが剥がれる際の強度を測定して接着力を測定する。
[3]前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む上記[1]又は[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4]前記硬化性樹脂が湿気硬化性樹脂を含み、
前記湿気硬化性樹脂が、湿気硬化性ウレタン樹脂、及び加水分解性シリル基含有樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[5]前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂及び光硬化性樹脂の両方を含む、上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[6]上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化体。
[7]上記[6]に記載の硬化体を有する電子部品。
[8]第1の基板、第2の基板、及び、上記[6]に記載の硬化体を有し、
前記第1の基板の少なくとも一部が、前記第2の基板の少なくとも一部と前記硬化体を介して接合されている組立部品。
[9]前記第1の基板及び前記第2の基板は、それぞれ少なくとも1つの電子部品が取り付けられる上記[8]に記載の組立部品。
本発明は、以下の[1]〜[9]を提供する。
硬化性樹脂を含む、電子部品接着用の硬化性樹脂組成物であって、
[1]幅10mm、長さ45mm、厚み0.6mmの前記硬化性樹脂組成物の硬化物において、25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で、破壊歪が200%以上であり、かつ、同条件で長さ方向に5mm伸ばして停止し、30秒後の前記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下である、硬化性樹脂組成物。
[2]下記接着性試験において、接着力が10kgf/cm2以上である上記[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
<接着性試験>
幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように硬化性樹脂組成物をアルミニウム基板に塗布し、その硬化性樹脂組成物を介してガラス板を重ね合わせて、接着性試験用サンプルを作製する。接着性試験用サンプルは、硬化性樹脂組成物を硬化させることで、前記アルミニウム基板と前記ガラス板を貼り合わせたものである。作製した接着性試験用サンプルを、硬化性樹脂組成物硬化後に25℃、50%RH雰囲気下に25分間放置した後、25℃、50%RH雰囲気下で引張り試験機を用いて剪断方向に5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板とガラス板とが剥がれる際の強度を測定して接着力を測定する。
[3]前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む上記[1]又は[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4]前記硬化性樹脂が湿気硬化性樹脂を含み、
前記湿気硬化性樹脂が、湿気硬化性ウレタン樹脂、及び加水分解性シリル基含有樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[5]前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂及び光硬化性樹脂の両方を含む、上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[6]上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化体。
[7]上記[6]に記載の硬化体を有する電子部品。
[8]第1の基板、第2の基板、及び、上記[6]に記載の硬化体を有し、
前記第1の基板の少なくとも一部が、前記第2の基板の少なくとも一部と前記硬化体を介して接合されている組立部品。
[9]前記第1の基板及び前記第2の基板は、それぞれ少なくとも1つの電子部品が取り付けられる上記[8]に記載の組立部品。
本発明によれば、接着強度を良好にしつつ、接着力の耐久性も良好となる電子部品接着用の硬化性樹脂組成物を提供できる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含む電子部品接着用の硬化性樹脂組成物である。本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化物を25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で引っ張ったときの破壊歪が200%以上となるものである。また、硬化物を、25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で引っ張って、長さ方向に5mm伸ばして停止して30秒後の上記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下となるものである。
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含む電子部品接着用の硬化性樹脂組成物である。本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化物を25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で引っ張ったときの破壊歪が200%以上となるものである。また、硬化物を、25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で引っ張って、長さ方向に5mm伸ばして停止して30秒後の上記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下となるものである。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記のように、破壊歪を高くしつつ、張力Tを25kgf/cm2以下とすることで、良好な伸び特性を有しつつ、応力緩和特性に優れることから、接着力の耐久性が向上する。具体的には、異種材料間などを接着する硬化物が、低温環境下と高温環境下に繰り返し曝されて硬化物に歪みが繰り返し加わっても、その歪みに対する硬化物の追従性が高くなり、それにより、接着力が低下することが防止される。
一方で、破壊歪が200%未満となったり、張力Tが25kgf/cm2より大きくなったりすると、伸び特性が低下し、また、応力緩和特性が不十分になるので、接着力の耐久性が十分に向上しない。
一方で、破壊歪が200%未満となったり、張力Tが25kgf/cm2より大きくなったりすると、伸び特性が低下し、また、応力緩和特性が不十分になるので、接着力の耐久性が十分に向上しない。
伸び特性を高めて接着力の耐久性をより高くする観点から、破壊歪は、210%以上が好ましく、250%以上がより好ましい。破壊歪の上限値は、特に限定されないが、例えば1000%、好ましくは700%である。
また、応力緩和特性と機械特性をバランスよく高めて、接着力の耐久性をより高くする観点から、張力Tは、好ましくは23kgf/cm2以下、より好ましくは20kgf/cm2以下、よりさらに好ましくは15kgf/cm2以下である。張力Tは、特に限定されないが、実質的には、0.5kgf/cm2以上であることが好ましい。
また、応力緩和特性と機械特性をバランスよく高めて、接着力の耐久性をより高くする観点から、張力Tは、好ましくは23kgf/cm2以下、より好ましくは20kgf/cm2以下、よりさらに好ましくは15kgf/cm2以下である。張力Tは、特に限定されないが、実質的には、0.5kgf/cm2以上であることが好ましい。
ここで、破壊歪及び張力Tを測定するときに使用する硬化物は、幅10mm、長さ45mm、厚み0.6mmのサンプルであり、硬化性樹脂組成物が接着剤として用いられる硬化条件と同様に硬化されて作製さればよく、硬化メカニズムに応じて例えば下記の条件で作製されるとよい。
光硬化性樹脂組成物の場合には、まず、剥離シート上に硬化性樹脂組成物を塗布し、該剥離シートに別の剥離シートを貼り合わせる。この際、ギャップ材を用いて、上記硬化性樹脂組成物の厚さが、0.6mmとなるように調整する。その後、塗布した光硬化性樹脂組成物に、25℃、50RH%の環境下、両面を水銀ランプで3000mJ/cm2照射することによって光硬化し、両面の剥離シートを剥がして、硬化物シートを得る。
湿気硬化性樹脂組成物の場合は、剥離シート上に組成物を厚さが、0.6mmとなるように湿気硬化性樹脂組成物を塗布し、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させて、剥離シートを剥がして、硬化物シートを得る。
光湿気硬化性樹脂組成物の場合、剥離シート上に硬化性樹脂組成物を塗布し、該剥離シートに別の剥離シートを貼り合わせる。この際、ギャップ材を用いて、上記硬化性樹脂組成物の厚さが、0.6mmとなるように調整する。その後、25℃、50RH%の環境下、両面を水銀ランプで3000mJ/cm2照射することによってまず光硬化させる。その後、一方の剥離シートを剥がして、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させ、湿気硬化後に他方の剥離シートを剥がして、硬化物シートを得る。
熱硬化性樹脂組成物の場合は、剥離シート上に硬化性樹脂組成物を塗布し、該剥離シートに別の剥離シートを貼り合わせる。この際、ギャップ材を用いて、上記硬化性樹脂組成物の厚さが、0.6mmとなるように調整する。貼り合わせ後、90℃で2時間加熱することで硬化させ、硬化後に両面の剥離シートを剥がして硬化物シートを得る。
上記のように得られた硬化物シートを幅10mm、長さ45mmとなるように切り出し、硬化物サンプルを得る。
なお、剥離シートは、硬化物が破壊される応力が作用されないように、硬化物から剥離できるものであればよく、例えば、離型PETフィルム等を使用すればよい。
湿気硬化性樹脂組成物の場合は、剥離シート上に組成物を厚さが、0.6mmとなるように湿気硬化性樹脂組成物を塗布し、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させて、剥離シートを剥がして、硬化物シートを得る。
光湿気硬化性樹脂組成物の場合、剥離シート上に硬化性樹脂組成物を塗布し、該剥離シートに別の剥離シートを貼り合わせる。この際、ギャップ材を用いて、上記硬化性樹脂組成物の厚さが、0.6mmとなるように調整する。その後、25℃、50RH%の環境下、両面を水銀ランプで3000mJ/cm2照射することによってまず光硬化させる。その後、一方の剥離シートを剥がして、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させ、湿気硬化後に他方の剥離シートを剥がして、硬化物シートを得る。
熱硬化性樹脂組成物の場合は、剥離シート上に硬化性樹脂組成物を塗布し、該剥離シートに別の剥離シートを貼り合わせる。この際、ギャップ材を用いて、上記硬化性樹脂組成物の厚さが、0.6mmとなるように調整する。貼り合わせ後、90℃で2時間加熱することで硬化させ、硬化後に両面の剥離シートを剥がして硬化物シートを得る。
上記のように得られた硬化物シートを幅10mm、長さ45mmとなるように切り出し、硬化物サンプルを得る。
なお、剥離シートは、硬化物が破壊される応力が作用されないように、硬化物から剥離できるものであればよく、例えば、離型PETフィルム等を使用すればよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、後述する接着性試験にて測定される接着力が10kgf/cm2以上であることが好ましい。接着力が10kgf/cm2以上となると、電子部品、基板などの被着体同士を高い接着力で接着できる。接着力は、接着強度をより高くする観点から、15kgf/cm2以上がより好ましく、20kgf/cm2以上がさらに好ましい。
(接着性試験)
本発明において、上記接着力は、以下の接着性試験により測定される。
図1(a)、(b)に示すように、幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように硬化性樹脂組成物10をアルミニウム基板11に塗布し、その硬化性樹脂組成物10を介してガラス板12を重ね合わせて、接着性試験用サンプル13を作製する。接着性試験用サンプル13は、硬化性樹脂組成物10を硬化させることで、アルミニウム基板11とガラス板12を貼り合わせたものである。作製した接着性試験用サンプル13を、硬化性樹脂組成物硬化後に25℃、50%RH雰囲気下に25分間放置した後、25℃、50%RH雰囲気下で引張り試験機を用いて剪断方向Sに5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板11とガラス板12とが剥がれる際の強度を測定して接着力を測定する。
ここで、接着性試験用サンプルを作製するときの硬化性樹脂組成物の硬化条件は、本発明の硬化性樹脂組成物が接着剤として用いられる硬化条件と同様であり、硬化メカニズムに応じて下記の条件でサンプル作製を行うとよい。
本発明において、上記接着力は、以下の接着性試験により測定される。
図1(a)、(b)に示すように、幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように硬化性樹脂組成物10をアルミニウム基板11に塗布し、その硬化性樹脂組成物10を介してガラス板12を重ね合わせて、接着性試験用サンプル13を作製する。接着性試験用サンプル13は、硬化性樹脂組成物10を硬化させることで、アルミニウム基板11とガラス板12を貼り合わせたものである。作製した接着性試験用サンプル13を、硬化性樹脂組成物硬化後に25℃、50%RH雰囲気下に25分間放置した後、25℃、50%RH雰囲気下で引張り試験機を用いて剪断方向Sに5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板11とガラス板12とが剥がれる際の強度を測定して接着力を測定する。
ここで、接着性試験用サンプルを作製するときの硬化性樹脂組成物の硬化条件は、本発明の硬化性樹脂組成物が接着剤として用いられる硬化条件と同様であり、硬化メカニズムに応じて下記の条件でサンプル作製を行うとよい。
光硬化性樹脂組成物の場合は、まず、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせる。そして、25℃、50RH%の環境下、水銀ランプで3000mJ/cm2照射することによって光硬化させることにより、接着性試験用サンプルを作製する。
湿気硬化性樹脂組成物の場合は、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせ、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させて、接着性評価用サンプルを得る。
湿気硬化性樹脂組成物の場合は、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせ、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させて、接着性評価用サンプルを得る。
光湿気硬化性樹脂組成物の場合は、まず、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、25℃、50RH%の環境下、水銀ランプで3000mJ/cm2照射することによって光硬化させる。その後、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせ、100gの重りを置き、7日間、25℃、50RH%で放置することにより湿気硬化させて、接着性評価用サンプルを得る。
熱硬化性樹脂組成物の場合は、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせ、90℃で2時間加熱することで接着性試験用サンプルを作成する。
なお、本試験では、アルミニウム基板には、アルミニウム合金「AL−6063」を使用する。また、ガラス板には、5分間超音波洗浄したガラス板を使用する。
熱硬化性樹脂組成物の場合は、ディスペンス装置を用いて、アルミニウム基板に幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように塗布し、アルミニウム基板にガラス板を貼り合わせ、90℃で2時間加熱することで接着性試験用サンプルを作成する。
なお、本試験では、アルミニウム基板には、アルミニウム合金「AL−6063」を使用する。また、ガラス板には、5分間超音波洗浄したガラス板を使用する。
[硬化性樹脂]
本発明の硬化性樹脂組成物は、熱硬化性、光硬化性、及び湿気硬化性のいずれでもよいが、光硬化性、及び湿気硬化性の少なくともいずれかを有することが好ましい。光硬化性、又は湿気硬化性を有すると、硬化性樹脂組成物は加熱しなくても硬化できる。そのため、硬化性樹脂組成物を硬化するとき、接着部または接着部周辺の電子部品が加熱により損傷などすることを防止できる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、熱硬化性、光硬化性、及び湿気硬化性のいずれでもよいが、光硬化性、及び湿気硬化性の少なくともいずれかを有することが好ましい。光硬化性、又は湿気硬化性を有すると、硬化性樹脂組成物は加熱しなくても硬化できる。そのため、硬化性樹脂組成物を硬化するとき、接着部または接着部周辺の電子部品が加熱により損傷などすることを防止できる。
また、湿気硬化性及び光硬化性の中でも、接着力の観点からは湿気硬化性が好ましく、硬化速度の観点からは光硬化性が好ましい。さらに、硬化性樹脂組成物は、接着力及び硬化速度を求める観点から、光硬化性と湿気硬化性の両方、すなわち光湿気硬化性を有することがより好ましい。硬化性樹脂組成物は、光湿気硬化性を有すると、例えばまず光硬化することで比較的低い接着力を付与し、その後、さらに空気中などに放置することで、湿気により硬化させて、十分な接着力を有する硬化物にすることが可能になる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含有するが、使用する硬化性樹脂の種類は、硬化性樹脂組成物の硬化特性に応じて選択される。硬化性樹脂は、具体的には、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂のいずれでもよいが、湿気硬化性樹脂及び光硬化性樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましく、湿気硬化性樹脂と光硬化性樹脂の両方を含有することがさらに好ましい。
硬化性樹脂の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは60質量部以上、より好ましくは75質量部以上、さらに好ましくは85質量部以上である。また、硬化性樹脂の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは98質量部以下、より好ましくは95質量部以下、さらに好ましくは93質量部以下である。硬化性樹脂の含有量をこれら範囲内とすることで、接着力を高めつつ、破壊歪及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすくなる。
(湿気硬化性樹脂)
本発明で使用する湿気硬化性樹脂としては、例えば、湿気硬化性ウレタン樹脂、加水分解性シリル基含有樹脂、湿気硬化性シアノアクリレート樹脂等が挙げられ、湿気硬化性ウレタン樹脂、加水分解性シリル基含有樹脂が好ましく、なかでも、湿気硬化性ウレタン樹脂が好ましい。湿気硬化性樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
湿気硬化性ウレタン樹脂は、ウレタン結合とイソシアネート基とを有し、分子内のイソシアネート基が空気中又は被着体中の水分と反応して硬化する。湿気硬化性ウレタン樹脂は、1分子中にイソシアネート基を1個のみ有していてもよいし、2個以上有していてもよい。なかでも、分子の主鎖両末端にイソシアネート基を有することが好ましい。
本発明で使用する湿気硬化性樹脂としては、例えば、湿気硬化性ウレタン樹脂、加水分解性シリル基含有樹脂、湿気硬化性シアノアクリレート樹脂等が挙げられ、湿気硬化性ウレタン樹脂、加水分解性シリル基含有樹脂が好ましく、なかでも、湿気硬化性ウレタン樹脂が好ましい。湿気硬化性樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
湿気硬化性ウレタン樹脂は、ウレタン結合とイソシアネート基とを有し、分子内のイソシアネート基が空気中又は被着体中の水分と反応して硬化する。湿気硬化性ウレタン樹脂は、1分子中にイソシアネート基を1個のみ有していてもよいし、2個以上有していてもよい。なかでも、分子の主鎖両末端にイソシアネート基を有することが好ましい。
湿気硬化性ウレタン樹脂は、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオール化合物と、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物とを反応させることにより得ることができる。
上記ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応は、通常、ポリオール化合物中の水酸基(OH)とポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基(NCO)のモル比で[NCO]/[OH]=2.0〜2.5の範囲で行われる。
上記ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応は、通常、ポリオール化合物中の水酸基(OH)とポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基(NCO)のモル比で[NCO]/[OH]=2.0〜2.5の範囲で行われる。
湿気硬化性ウレタン樹脂の原料となるポリオール化合物としては、ポリウレタンの製造に通常用いられている公知のポリオール化合物を使用することができ、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアルキレンポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価カルボン酸とポリオールとの反応により得られるポリエステルポリオール、ε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリ−ε−カプロラクトンポリオール等が挙げられる。
ポリエステルポリオールの原料となる上記多価カルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタル酸、2,6−ナフタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカメチレンジカルボン酸、ドデカメチレンジカルボン酸等が挙げられる。
ポリエステルポリオールの原料となるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価カルボン酸とポリオールとの反応により得られるポリエステルポリオール、ε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリ−ε−カプロラクトンポリオール等が挙げられる。
ポリエステルポリオールの原料となる上記多価カルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタル酸、2,6−ナフタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカメチレンジカルボン酸、ドデカメチレンジカルボン酸等が挙げられる。
ポリエステルポリオールの原料となるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラヒドロフランの開環重合物、3−メチルテトラヒドロフランの開環重合物、及び、これら若しくはその誘導体のランダム共重合体又はブロック共重合体、ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体等が挙げられる。
ここで、ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の活性水素部分にアルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド等)を付加反応させて得られるポリエーテルポリオールである。該ポリエーテルポリオールは、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。上記ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の両末端に、1種又は2種以上のアルキレンオキシドが付加されていることが好ましい。
ビスフェノール型としては特に限定されず、A型、F型、S型等が挙げられ、好ましくはビスフェノールA型である。
ここで、ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の活性水素部分にアルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド等)を付加反応させて得られるポリエーテルポリオールである。該ポリエーテルポリオールは、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。上記ビスフェノール型のポリオキシアルキレン変性体は、ビスフェノール型分子骨格の両末端に、1種又は2種以上のアルキレンオキシドが付加されていることが好ましい。
ビスフェノール型としては特に限定されず、A型、F型、S型等が挙げられ、好ましくはビスフェノールA型である。
ポリアルキレンポリオールとしては、例えば、ポリブタジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、水素化ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール、ポリシクロヘキサンジメチレンカーボネートポリオール等が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール、ポリシクロヘキサンジメチレンカーボネートポリオール等が挙げられる。
湿気硬化性ウレタン樹脂の原料となるポリイソシアネート化合物としては、芳香族ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソシアネート化合物が好適に用いられる。
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートの液状変性物、ポリメリックMDI、トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、なかでも、25℃における接着力、破断歪、及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすい点から、ジフェニルメタンジイソシアネート及びその変性物が好ましい。
ポリイソシアネート化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートの液状変性物、ポリメリックMDI、トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、なかでも、25℃における接着力、破断歪、及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすい点から、ジフェニルメタンジイソシアネート及びその変性物が好ましい。
ポリイソシアネート化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
湿気硬化性ウレタン樹脂は、下記式(1)で表される構造を有するポリオール化合物を用いて得られたものであることが好ましい。下記式(1)で表される構造を有するポリオール化合物を用いることにより、接着性に優れるとともに、硬化物の破断歪が高くかつ張力Tが低い硬化性樹脂組成物を得やすくなる。また、後述するラジカル重合性化合物との相溶性に優れる。
なかでも、プロピレングリコール、テトラヒドロフラン(THF)化合物の開環重合化合物、又は、メチル基等の置換基を有するテトラヒドロフラン化合物の開環重合化合物からなるポリエーテルポリオールを用いたものが好ましい。また、テトラヒドロフラン化合物の開環重合化合物がより好ましく、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが特に好ましい。
なかでも、プロピレングリコール、テトラヒドロフラン(THF)化合物の開環重合化合物、又は、メチル基等の置換基を有するテトラヒドロフラン化合物の開環重合化合物からなるポリエーテルポリオールを用いたものが好ましい。また、テトラヒドロフラン化合物の開環重合化合物がより好ましく、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが特に好ましい。
式(1)中、Rは、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、lは、0〜5の整数、mは、1〜500の整数、nは、1〜10の整数である。lは、0〜4であることが好ましく、mは、50〜200であることが好ましく、nは、1〜5であることが好ましい。なお、lが0の場合とは、Rと結合した炭素が直接酸素と結合している場合を意味する。
上記した中では、nとlの合計が3以上であることがより好ましく、3〜6がさらに好ましい。また、Rは水素原子、メチル基であることがより好ましく、水素原子が特に好ましい。
本発明で使用する加水分解性シリル基含有樹脂は、分子内の加水分解性シリル基が空気中又は被着体中の水分と反応して硬化する。
加水分解性シリル基含有樹脂は、1分子中に加水分解性シリル基を1個のみ有していてもよいし、2個以上有していてもよい。なかでも、分子の主鎖両末端に加水分解性シリル基を有することが好ましい。
加水分解性シリル基含有樹脂は、1分子中に加水分解性シリル基を1個のみ有していてもよいし、2個以上有していてもよい。なかでも、分子の主鎖両末端に加水分解性シリル基を有することが好ましい。
加水分解性シリル基は、下記式(2)で表される。
式(2)中、R1は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数6以上20以下アリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基、又は、−OSiR2 3(R2は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、式(2)中、Xは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基又は加水分解性基である。さらに、式(2)中、aは、1〜3の整数である。
式(2)中、R1は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数6以上20以下アリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基、又は、−OSiR2 3(R2は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、式(2)中、Xは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基又は加水分解性基である。さらに、式(2)中、aは、1〜3の整数である。
上記加水分解性基は特に限定されず、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、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、メルカプト基等が挙げられる。なかでも、活性が高いことから、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アシルオキシ基が好ましい。また、加水分解性が穏やかで取扱いやすいことから、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。また、安全性の観点からは、反応により脱離する化合物がそれぞれエタノール、アセトンである、エトキシ基、イソプロペノキシ基が好ましい。
上記ヒドロキシ基又は上記加水分解性基は、1個のケイ素原子に対して、1〜3個の範囲で結合することができる。上記ヒドロキシ基又は上記加水分解性基が1個のケイ素原子に対して2個以上結合する場合には、それらの基は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
上記式(2)におけるaは、硬化性の観点から、2又は3であることが好ましく、3であることが特に好ましい。また、保存安定性の観点からは、aは、2であることが好ましい。
また、上記式(2)におけるR1としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基、トリメチルシロキシ基、クロロメチル基、メトキシメチル基等があげられる。なかでも、メチル基が好ましい。
また、上記式(2)におけるR1としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基、トリメチルシロキシ基、クロロメチル基、メトキシメチル基等があげられる。なかでも、メチル基が好ましい。
上記加水分解性シリル基としては、例えば、メチルジメトキシシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリス(2−プロペニルオキシ)シリル基、トリアセトキシシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、(クロロメチル)ジエトキシシリル基、(ジクロロメチル)ジメトキシシリル基、(1−クロロエチル)ジメトキシシリル基、(1−クロロプロピル)ジメトキシシリル基、(メトキシメチル)ジメトキシシリル基、(メトキシメチル)ジエトキシシリル基、(エトキシメチル)ジメトキシシリル基、(1−メトキシエチル)ジメトキシシリル基、(アミノメチル)ジメトキシシリル基、(N,N−ジメチルアミノメチル)ジメトキシシリル基、(N,N−ジエチルアミノメチル)ジメトキシシリル基、(N,N−ジエチルアミノメチル)ジエトキシシリル基、(N−(2−アミノエチル)アミノメチル)ジメトキシシリル基、(アセトキシメチル)ジメトキシシリル基、(アセトキシメチル)ジエトキシシリル基等が挙げられる。
加水分解性シリル基含有樹脂としては、例えば、加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル樹脂、分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体、加水分解性シリル基含有ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル樹脂は、主鎖に加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸アルキルエステルとに由来する繰り返し構成単位を有することが好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味し、他の類似する用語も同様である。
加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル樹脂は、主鎖に加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸アルキルエステルとに由来する繰り返し構成単位を有することが好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味し、他の類似する用語も同様である。
加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸3−(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3−(トリエトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3−(メチルジメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(トリメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2−(トリエトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2−(メチルジメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸(メチルジメトキシシリル)メチル等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(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n−ノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(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n−ノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。
加水分解性シリル基含有(メタ)アクリル樹脂を製造する方法としては、具体的には例えば、国際公開第2016/035718号に記載されている加水分解性ケイ素基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体の合成方法等が挙げられる。
上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体は、主鎖の末端及び側鎖の末端の少なくともいずれかに加水分解性シリル基を有する。
上記主鎖の骨格構造は特に限定されず、例えば、飽和炭化水素系重合体、ポリオキシアルキレン系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体等が挙げられる。
上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体は、主鎖の末端及び側鎖の末端の少なくともいずれかに加水分解性シリル基を有する。
上記主鎖の骨格構造は特に限定されず、例えば、飽和炭化水素系重合体、ポリオキシアルキレン系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体等が挙げられる。
上記ポリオキシアルキレン系重合体としては、例えば、ポリオキシエチレン構造、ポリオキシプロピレン構造、ポリオキシブチレン構造、ポリオキシテトラメチレン構造、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体構造、ポリオキシプロピレン−ポリオキシブチレン共重合体構造を有する重合体等が挙げられる。
上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体を製造する方法としては、具体的には例えば、国際公開第2016/035718号に記載されている、分子鎖末端又は分子鎖末端部位のみに架橋性シリル基を有する有機重合体の合成方法が挙げられる。また、上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体を製造する他の方法としては、例えば、国際公開第2012/117902号に記載されている反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体の合成方法等が挙げられる。
上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体を製造する方法としては、具体的には例えば、国際公開第2016/035718号に記載されている、分子鎖末端又は分子鎖末端部位のみに架橋性シリル基を有する有機重合体の合成方法が挙げられる。また、上記分子鎖末端又は分子鎖末端部位に加水分解性シリル基を有する有機重合体を製造する他の方法としては、例えば、国際公開第2012/117902号に記載されている反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体の合成方法等が挙げられる。
上記加水分解性シリル基含有ポリウレタン樹脂を製造する方法としては、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させてポリウレタン樹脂を製造する際に、さらに、シランカップリング剤等のシリル基含有化合物を反応させる方法等が挙げられる。具体的には例えば、特開2017−48345号公報に記載されている加水分解性シリル基を有するウレタンオリゴマーの合成方法等が挙げられる。
上記シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ−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、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エトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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メトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。なかでも、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
さらに、上記湿気硬化性樹脂は、ラジカル重合性官能基を有していてもよい。上記湿気硬化性樹脂が有していてもよいラジカル重合性官能基としては、不飽和二重結合を有する基が好ましく、特に反応性の面から(メタ)アクリロイル基がより好ましい。なお、ラジカル重合性官能基を有する湿気硬化性樹脂は、後述するラジカル重合性化合物には含まず、湿気硬化性樹脂として扱う。
上記湿気硬化性樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は1000、好ましい上限は10000である。重量平均分子量がこの範囲であると、得られる硬化性樹脂組成物は、硬化時に架橋密度が高くなり過ぎず、破壊歪及び張力Tが良好となる。また、硬化性樹脂組成物の塗布性が優れたものとなる。
上記湿気硬化性樹脂の重量平均分子量のより好ましい下限は1500、より好ましい上限は7000、さらに好ましい下限は2000、さらに好ましい上限は5000である。なお、本明細書において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際のカラムとしては、Shodex LF−804(昭和電工社製)が挙げられる。また、GPCで用いる溶媒としては、テトラヒドロフランが挙げられる。
上記湿気硬化性樹脂の重量平均分子量のより好ましい下限は1500、より好ましい上限は7000、さらに好ましい下限は2000、さらに好ましい上限は5000である。なお、本明細書において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際のカラムとしては、Shodex LF−804(昭和電工社製)が挙げられる。また、GPCで用いる溶媒としては、テトラヒドロフランが挙げられる。
(光硬化性樹脂)
本発明の光硬化性樹脂としては、ラジカル重合性化合物が挙げられる。ラジカル重合性化合物は、上記湿気硬化性樹脂と併用することが好ましく、併用することで硬化性樹脂組成物は、光湿気硬化性となる。
本発明の光硬化性樹脂としては、ラジカル重合性化合物が挙げられる。ラジカル重合性化合物は、上記湿気硬化性樹脂と併用することが好ましく、併用することで硬化性樹脂組成物は、光湿気硬化性となる。
上記ラジカル重合性化合物としては、光重合性を有するラジカル重合性化合物であればよく、分子中にラジカル重合性官能基を有する化合物であれば特に限定されない。なかでも、ラジカル重合性官能基として不飽和二重結合を有する化合物が好適であり、特に反応性の面から(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリル化合物」ともいう)が好適である。
上記(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、ウレタン(メタ)アクリレートは、残存イソシアネート基を有さないものである。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物は、単官能でもよいし、2官能でもよいし、3官能以上であってもよい。
(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち単官能のものとしては、例えば、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のフタルイミドアクリレート類、各種イミド(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち単官能のものとしては、例えば、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のフタルイミドアクリレート類、各種イミド(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち2官能のものとしては、例えば、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、カーボネートジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエステルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち3官能以上のものとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸と反応したものなどが挙げられる。ここで、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸の反応は、常法に従って塩基性触媒の存在下などで行うとよい。エポキシ(メタ)アクリレートは、単官能でも、2官能などの多官能でもよい。
上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルキルポリオール型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、グリシジルエステル化合物、ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルキルポリオール型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、グリシジルエステル化合物、ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、EBECRYL860、EBECRYL3200、EBECRYL3201、EBECRYL3412、EBECRYL3600、EBECRYL3700、EBECRYL3701、EBECRYL3702、EBECRYL3703、EBECRYL3800、EBECRYL6040、EBECRYL RDX63182(いずれもダイセル・オルネクス社製)、EA−1010、EA−1020、EA−5323、EA−5520、EACHD、EMA−1020(いずれも新中村化学工業社製)、エポキシエステルM−600A、エポキシエステル40EM、エポキシエステル70PA、エポキシエステル200PA、エポキシエステル80MFA、エポキシエステル3002M、エポキシエステル3002A、エポキシエステル1600A、エポキシエステル3000M、エポキシエステル3000A、エポキシエステル200EA、エポキシエステル400EA(いずれも共栄社化学株式会社製)、デナコールアクリレートDA−141、デナコールアクリレートDA−314、デナコールアクリレートDA−911(いずれもナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、イソシアネート化合物に、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、反応させたものを使用することができる。ここで、イソシアネート化合物と(メタ)アクリル酸誘導体の反応には、触媒として触媒量のスズ系化合物などを使用するとよい。ウレタン(メタ)アクリレートは、単官能でも、2官能などの多官能でもよいが、2官能が好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレートを得るために使用するイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。
また、イソシアネート化合物としては、ポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応により得られる鎖延長されたポリイソシアネート化合物も使用することができる。ここで、ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートを得るために使用するイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。
また、イソシアネート化合物としては、ポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応により得られる鎖延長されたポリイソシアネート化合物も使用することができる。ここで、ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等が挙げられる。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール等の二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレートや、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等の三価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート又はジ(メタ)アクリレートや、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600(いずれも東亞合成社製)、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL8402、EBECRYL8411、EBECRYL8412、EBECRYL8413、EBECRYL8804、EBECRYL8803、EBECRYL8807、EBECRYL9270、EBECRYL210、EBECRYL4827、EBECRYL6700、EBECRYL220、EBECRYL2220(いずれもダイセル・オルネクス社製)、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−9000A、アートレジンUN−7100、アートレジンUN−1255、アートレジンUN−330、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−1200TPK、アートレジンSH−500B(いずれも根上工業社製)、U−2HA、U−2PHA、U−3HA、U−4HA、U−6H、U−6LPA、U−6HA、U−10H、U−15HA、U−122A、U−122P、U−108、U−108A、U−324A、U−340A、U−340P、U−1084A、U−2061BA、UA−340P、UA−4100、UA−4000、UA−4200、UA−4400、UA−5201P、UA−7100、UA−7200、UA−W2A(いずれも新中村化学工業社製)、AI−600、AH−600、AT−600、UA−101I、UA−101T、UA−306H、UA−306I、UA−306T(いずれも共栄社化学株式会社製)等が挙げられる。
ラジカル重合性化合物としては、上述した以外のその他のラジカル重合性化合物も適宜使用することができる。その他のラジカル重合性化合物としては、例えば、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム等のビニル化合物等が挙げられる。
本発明では、ラジカル重合性化合物としてエポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種を使用することが好ましく、ウレタン(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。これらラジカル重合性化合物を使用することで、接着力を良好にしつつ、破断歪及び張力Tを上記した範囲内に調整しやすくなる。
エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートは、比較的高い分子量を有することが好ましい。具体的には、重量平均分子量が4000以上であることが好ましく、8000以上であることがより好ましい。重量平均分子量をこれら下限値以上とすることで、破断歪及び張力Tを上記した範囲内に調整しやすくなる。また、重量平均分子量は、50000以下が好ましく、30000以下がより好ましい。
エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートは、比較的高い分子量を有することが好ましい。具体的には、重量平均分子量が4000以上であることが好ましく、8000以上であることがより好ましい。重量平均分子量をこれら下限値以上とすることで、破断歪及び張力Tを上記した範囲内に調整しやすくなる。また、重量平均分子量は、50000以下が好ましく、30000以下がより好ましい。
エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種は、さらに(メタ)アクリル酸エステル化合物と併用することが好ましい。
また、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種は、単官能でもよいし、2官能以上の多官能であってもよいが、多官能であることがより好ましく、2官能であることが更に好ましい。一方で、(メタ)アクリル酸エステル化合物は単官能であることが好ましい。さらに、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種は、ウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。
また、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種は、単官能でもよいし、2官能以上の多官能であってもよいが、多官能であることがより好ましく、2官能であることが更に好ましい。一方で、(メタ)アクリル酸エステル化合物は単官能であることが好ましい。さらに、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種は、ウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。
(熱硬化性樹脂)
本発明で使用する熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、例えば60℃以上120℃未満の温度、より好ましくは100℃未満の温度に加熱することで硬化するものを使用することが好ましい。熱硬化性樹脂の硬化温度を上記下限値未満とすることで、接着部又は接着部周辺にある電子部品が加熱により損傷することが防止される。
熱硬化樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。また、硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含有する場合、熱硬化性樹脂が上記温度で硬化できるように硬化触媒、硬化促進剤等を適宜含有すればよい。
また、ウレタン樹脂などは、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを反応してウレタン樹脂が得られるものである。したがって、本明細書では、このように各樹脂を形成するための成分(ウレタン樹脂であれば、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物)も広く熱硬化性樹脂として取り扱う。
本発明で使用する熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、例えば60℃以上120℃未満の温度、より好ましくは100℃未満の温度に加熱することで硬化するものを使用することが好ましい。熱硬化性樹脂の硬化温度を上記下限値未満とすることで、接着部又は接着部周辺にある電子部品が加熱により損傷することが防止される。
熱硬化樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。また、硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含有する場合、熱硬化性樹脂が上記温度で硬化できるように硬化触媒、硬化促進剤等を適宜含有すればよい。
また、ウレタン樹脂などは、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを反応してウレタン樹脂が得られるものである。したがって、本明細書では、このように各樹脂を形成するための成分(ウレタン樹脂であれば、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物)も広く熱硬化性樹脂として取り扱う。
(光ラジカル重合開始剤)
本発明の硬化性樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物を使用する場合、光硬化性を確保するために、光ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物を使用する場合、光硬化性を確保するために、光ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物における光ラジカル重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上5質量部以下である。光ラジカル重合開始剤の含有量がこの範囲内であることにより、得られる硬化性樹脂組成物が光硬化性及び保存安定性に優れたものとなる。また、上記範囲内とすることで、光ラジカル重合化合物が適度に硬化され、接着力、破壊歪、及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすくなる。
(湿気硬化促進触媒)
硬化性樹脂組成物は、湿気硬化性樹脂を含有する場合、上記湿気硬化性樹脂の湿気硬化反応を促進させる湿気硬化促進触媒を含有してもよい。湿気硬化促進触媒を使用することにより、硬化性樹脂組成物は、湿気硬化性がより優れたものとなり、接着力をより高いものとすることが可能になる。
湿気硬化促進触媒としては、具体的には例えば、ジラウリル酸ジn−ブチルスズ、ジ酢酸ジn−ブチルスズ、オクチル酸スズ等のスズ化合物、トリエチルアミン、U−CAT651M(サンアプロ社製)、U−CAT660M(サンアプロ社製)、U−CAT2041(サンアプロ社製)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,6,7−トリメチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等のアミン化合物、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト等を用いることができる。
湿気硬化促進触媒の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3質量部以下がより好ましい。湿気硬化促進触媒の含有量がこの範囲内であることにより、硬化性樹脂組成物の保存安定性等を悪化させることなく、湿気硬化反応を促進させる効果が優れたものとなる。
硬化性樹脂組成物は、湿気硬化性樹脂を含有する場合、上記湿気硬化性樹脂の湿気硬化反応を促進させる湿気硬化促進触媒を含有してもよい。湿気硬化促進触媒を使用することにより、硬化性樹脂組成物は、湿気硬化性がより優れたものとなり、接着力をより高いものとすることが可能になる。
湿気硬化促進触媒としては、具体的には例えば、ジラウリル酸ジn−ブチルスズ、ジ酢酸ジn−ブチルスズ、オクチル酸スズ等のスズ化合物、トリエチルアミン、U−CAT651M(サンアプロ社製)、U−CAT660M(サンアプロ社製)、U−CAT2041(サンアプロ社製)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,6,7−トリメチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等のアミン化合物、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト等を用いることができる。
湿気硬化促進触媒の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3質量部以下がより好ましい。湿気硬化促進触媒の含有量がこの範囲内であることにより、硬化性樹脂組成物の保存安定性等を悪化させることなく、湿気硬化反応を促進させる効果が優れたものとなる。
(カップリング剤)
硬化性樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することで、接着力を向上させやすくなる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。なかでも、接着性を向上させる効果に優れることから、シランカップリング剤が好ましい。上記カップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
硬化性樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することで、接着力を向上させやすくなる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。なかでも、接着性を向上させる効果に優れることから、シランカップリング剤が好ましい。上記カップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、テジルトリメトキシシラン、1,6−ビス(トリメトキシリル)ヘキサン等が挙げられる。
上記チタネート系カップリング剤としては、例えば、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
上記ジルコネート系カップリング剤としては、例えば、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、シルコニウムテトラノルマルブトキシド等が挙げられる。
上記ジルコネート系カップリング剤としては、例えば、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、シルコニウムテトラノルマルブトキシド等が挙げられる。
カップリング剤の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下が好ましく、0.2質量部以上2質量部以下がより好ましく、0.5質量部以上1.5重量部以下がさらに好ましい。カップリング剤の含有量がこれら範囲内とすることで、応力緩和特性、伸び特性などに影響を及ぼすことなく、接着力を向上させられる。
(充填剤)
本発明の硬化性樹脂組成物は、充填剤を含有してもよい。充填剤を含有することにより、本発明の硬化性樹脂組成物は、好適なチクソ性を有するものとなり、塗布後の形状を充分に保持することができる。充填剤としては、粒子状のものを使用すればよい。
充填剤としては、無機充填剤が好ましく、例えば、シリカ、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、得られる硬化性樹脂組成物が紫外線透過性に優れるものとなることから、シリカが好ましい。また、充填剤は、シリル化処理、アルキル化処理、エポキシ化処理等の疎水性表面処理がなされていてもよい。
充填剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
充填剤の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下、より好ましくは2質量部以上15質量部以下である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、充填剤を含有してもよい。充填剤を含有することにより、本発明の硬化性樹脂組成物は、好適なチクソ性を有するものとなり、塗布後の形状を充分に保持することができる。充填剤としては、粒子状のものを使用すればよい。
充填剤としては、無機充填剤が好ましく、例えば、シリカ、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、得られる硬化性樹脂組成物が紫外線透過性に優れるものとなることから、シリカが好ましい。また、充填剤は、シリル化処理、アルキル化処理、エポキシ化処理等の疎水性表面処理がなされていてもよい。
充填剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
充填剤の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下、より好ましくは2質量部以上15質量部以下である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、溶剤により希釈されていてもよい。硬化性樹脂組成物が溶剤により希釈される場合、硬化性樹脂組成物の質量部は、固形分基準であり、すなわち、溶剤を除いた質量部を意味する。
また、硬化性樹脂組成物は、上記で述べた成分以外にも、ワックス粒子、遮光剤、着色剤、金属含有粒子等の添加剤を含有してもよい。
また、硬化性樹脂組成物は、上記で述べた成分以外にも、ワックス粒子、遮光剤、着色剤、金属含有粒子等の添加剤を含有してもよい。
本発明においては、硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂組成物に配合される各成分の種類、含有量などを調整することで、破断歪、張力T、及び接着力を上記範囲内に調整することが可能になる。
例えば、硬化性樹脂は、分子量が比較的高い高分子成分を含有させると、概ね、張力Tが高くなりつつ伸び特性が良好となり、破壊歪も高くなる傾向にある。また、分子量が比較的低い高分子成分を含有させると、概ね破壊歪が低くなる傾向にある。また、高分子成分の種類によっても、破断歪及び張力Tを適宜調整できる。したがって、高分子成分の種類、量、分子量などを適宜調整することで、破断歪及び張力Tを調整できる。
例えば、分子量が比較的低い高分子成分と、分子量が比較的高い高分子成分を併用し、かつ分子量が比較的高い高分子成分の量を比較的少なくすることで、破壊歪及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすくなり、接着力も所望の範囲内に調整しやすくなる。
なお、分子量が比較的高い高分子成分とは、概ね重量平均分子量が8000以上、好ましくは10000以上20000以下のものである。また、分子量が比較的低い高分子成分とは、概ね重量平均分子量が7000以下、好ましくは2000以上5000以下のものである。
また、接着力を高くしつつ、破壊歪及び張力Tを所定の範囲内に調整する観点から、硬化性樹脂に低分子量成分を含有させたほうがよい。低分子量成分は、その種類によって、破壊歪及び張力Tに与える影響が異なるが、その量を多くすると概ね張力Tが低くなる傾向にある。なお、低分子量成分とは、分子量(式量)が概ね1000未満となる成分であり、一般的にモノマー成分や希釈剤として使用されるものである。
例えば、硬化性樹脂は、分子量が比較的高い高分子成分を含有させると、概ね、張力Tが高くなりつつ伸び特性が良好となり、破壊歪も高くなる傾向にある。また、分子量が比較的低い高分子成分を含有させると、概ね破壊歪が低くなる傾向にある。また、高分子成分の種類によっても、破断歪及び張力Tを適宜調整できる。したがって、高分子成分の種類、量、分子量などを適宜調整することで、破断歪及び張力Tを調整できる。
例えば、分子量が比較的低い高分子成分と、分子量が比較的高い高分子成分を併用し、かつ分子量が比較的高い高分子成分の量を比較的少なくすることで、破壊歪及び張力Tを所定の範囲内に調整しやすくなり、接着力も所望の範囲内に調整しやすくなる。
なお、分子量が比較的高い高分子成分とは、概ね重量平均分子量が8000以上、好ましくは10000以上20000以下のものである。また、分子量が比較的低い高分子成分とは、概ね重量平均分子量が7000以下、好ましくは2000以上5000以下のものである。
また、接着力を高くしつつ、破壊歪及び張力Tを所定の範囲内に調整する観点から、硬化性樹脂に低分子量成分を含有させたほうがよい。低分子量成分は、その種類によって、破壊歪及び張力Tに与える影響が異なるが、その量を多くすると概ね張力Tが低くなる傾向にある。なお、低分子量成分とは、分子量(式量)が概ね1000未満となる成分であり、一般的にモノマー成分や希釈剤として使用されるものである。
破断歪及び張力Tは、硬化性樹脂組成物の硬化物における凝集力を変化させることでも、調整できる。例えば、凝集力を向上させると、張力Tは増大する傾向にあり、凝集力を低くすると、張力Tが低くなる傾向にある。また、凝集力を適度な値にすると、伸びが優れたものとなり、破壊歪が高くなる。
凝集力を調整する方法は、種々あるが、例えば硬化密度(架橋密度)を調整する方法が挙げられる。架橋密度の調整は、例えば、分子中における官能基の数や、分子量により調整可能があり、例えば各分子内の官能基の数を多くすると、架橋密度が高くなり、凝集力も高くなる傾向にある。
凝集力を調整する方法は、種々あるが、例えば硬化密度(架橋密度)を調整する方法が挙げられる。架橋密度の調整は、例えば、分子中における官能基の数や、分子量により調整可能があり、例えば各分子内の官能基の数を多くすると、架橋密度が高くなり、凝集力も高くなる傾向にある。
また、破断歪及び張力Tは、硬化性樹脂の分子構造によっても調整可能であり、例えば、分子鎖構造を直鎖構造にし、かつ炭化水素鎖を長いものにするなどして分子運動しやすい構造とすると、破断歪、及び張力Tを上記範囲内に調整しやすくなる。さらには、硬化性樹脂組成物における硬化性樹脂の含有割合を高くすることによっても、接着力を高くしつつ、破断歪及び張力Tを高くしやすくなる。
以上の観点から、例えば、硬化性樹脂組成物が光湿気硬化性である場合には、湿気硬化性樹脂、及びラジカル重合性化合物の種類、配合量、分子量などを適宜調整すればよい。
ここで、ラジカル重合性化合物は、例えば、上記のように、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種(以下、単に「A成分ともいう」)を含むとよい。その場合、湿気硬化性樹脂(「B成分」とする)の含有量に対する、A成分の含有量の質量比(A/B)は、0.01以上0.30以下が好ましく、0.04以上0.25以下がより好ましく、0.06以上0.18以下がさらに好ましい。
また、A成分は、上記したとおり、ウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましく、また、A成分の重量平均分子量は、上記したとおり比較的高い分子量であることが好ましい。一方で、湿気硬化性樹脂は、湿気硬化型ウレタン樹脂が好ましく、また、湿気硬化性樹脂の重量平均分子量は上記したとおりに分子量が比較的低いことが好ましい。
ここで、ラジカル重合性化合物は、例えば、上記のように、エポキシ(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種(以下、単に「A成分ともいう」)を含むとよい。その場合、湿気硬化性樹脂(「B成分」とする)の含有量に対する、A成分の含有量の質量比(A/B)は、0.01以上0.30以下が好ましく、0.04以上0.25以下がより好ましく、0.06以上0.18以下がさらに好ましい。
また、A成分は、上記したとおり、ウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましく、また、A成分の重量平均分子量は、上記したとおり比較的高い分子量であることが好ましい。一方で、湿気硬化性樹脂は、湿気硬化型ウレタン樹脂が好ましく、また、湿気硬化性樹脂の重量平均分子量は上記したとおりに分子量が比較的低いことが好ましい。
さらに、硬化性樹脂組成物が、A成分と湿気硬化性樹脂とを含む場合、さらに低分子量成分として(メタ)アクリル酸エステル化合物を含むことが好ましい。
硬化性樹脂組成物における(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有量(C)は、A成分と湿気硬化性樹脂の含有量合計(A+B)に対して、質量比[C/(A+B)]で、0.35以上1.3以下が好ましく、0.50以上1.1以下がより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル化合物は、上記したものを使用できるが、接着力、破壊歪及び張力Tを上記した所定の範囲内にする観点から、単官能のものが好ましい。
硬化性樹脂組成物における(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有量(C)は、A成分と湿気硬化性樹脂の含有量合計(A+B)に対して、質量比[C/(A+B)]で、0.35以上1.3以下が好ましく、0.50以上1.1以下がより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル化合物は、上記したものを使用できるが、接着力、破壊歪及び張力Tを上記した所定の範囲内にする観点から、単官能のものが好ましい。
以上では、硬化性樹脂組成物が光湿気硬化性樹脂組成物である場合における、破断歪、張力T、及び接着力についての調整方法を詳述した。ただし、熱硬化性樹脂組成物、光硬化性樹脂組成物、及び湿気硬化性樹脂組成物についても、上記したとおり、硬化性樹脂の種類、配合量、分子量等を適宜調整することで破断歪、張力、及び接着力を調整可能である。
また、硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂の硬化や反応を促進するための触媒の種類、量を変更することでも、破断歪及び張力Tを調整可能である。例えば、光ラジカル重合開始剤の量を多くすると、一般的に架橋密度が上がり凝集力が高くなる傾向にあるので、張力Tが増大する傾向にある。一方で、光ラジカル重合開始剤の量を少なくすると、凝集力が低くなる傾向にあるので、張力Tも低くなる傾向にある。また、光ラジカル重合開始剤の量を適度な量に調整して、破壊歪を高くすることも可能である。
硬化性樹脂組成物の粘度は、50Pa・s以上1000Pa・s以下が好ましい。なお、粘度とは、コーンプレート型粘度計を用いて25℃、1rpmの条件で測定した粘度である。粘度がこの範囲であることにより、硬化性樹脂組成物を基板等の被着体に塗布する際の作業性により優れるものとなる。上記粘度は、より好ましくは80Pa・s以上、また、より好ましくは500Pa・s以下、さらに好ましくは400Pa・s以下である。なお、硬化性樹脂組成物の粘度が高すぎる場合は、塗布時に加温することで塗布性を向上させることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物を製造する方法としては、混合機を用いて、硬化性樹脂、必要に応じて配合される、光ラジカル重合開始剤、湿気硬化促進触媒、シランカップリング剤、充填剤などのその他の添加剤とを混合する方法等が挙げられる。混合機としては、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー(遊星式撹拌装置)、ニーダー、3本ロール等が挙げられる。
本発明の硬化体は、上記した硬化性樹脂組成物を硬化してなるものである。
本発明の硬化体は、硬化性樹脂組成物が硬化されることで所定の接着力が発現し、被着体同士を接着させる。また、本発明の硬化体は、破壊歪、及び張力Tが上記した所定の範囲内になることで、接着力の耐久性が向上する。したがって、例えば、硬化体が、異種材料間を接着する場合に、低温環境下と高温環境下に繰り返し曝されて硬化体に歪みが繰り返し加わっても、高い接着力が維持される。
硬化性樹脂組成物の硬化は、硬化性樹脂の種類に応じて適宜行うとよい。例えば、光硬化性である場合には、紫外線などの各種の光を照射することで硬化し、湿気硬化性である場合には、大気中に放置することで硬化するとよい。
本発明の硬化体は、硬化性樹脂組成物が硬化されることで所定の接着力が発現し、被着体同士を接着させる。また、本発明の硬化体は、破壊歪、及び張力Tが上記した所定の範囲内になることで、接着力の耐久性が向上する。したがって、例えば、硬化体が、異種材料間を接着する場合に、低温環境下と高温環境下に繰り返し曝されて硬化体に歪みが繰り返し加わっても、高い接着力が維持される。
硬化性樹脂組成物の硬化は、硬化性樹脂の種類に応じて適宜行うとよい。例えば、光硬化性である場合には、紫外線などの各種の光を照射することで硬化し、湿気硬化性である場合には、大気中に放置することで硬化するとよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、光湿気硬化性を有する場合、まず、例えば紫外線などの光を照射することで光硬化性樹脂を硬化させ比較的低い接着力を付与させる。このとき、光硬化させられた硬化性樹脂組成物は、粘着性を有していてもよい。次いで、さらに空気中などに放置することで、湿気により硬化させて、十分な接着力を有する硬化物にするとよい。
より詳しく説明すると、例えば2つの被着体を接合する場合には、まず、一方の被着体に本発明の硬化性樹脂組成物を塗布して、その後、光を照射することで硬化性樹脂組成物中の光硬化性樹脂を硬化させ、硬化性樹脂組成物を一方の被着体に比較的低い接着力で接着させる。次いで、他方の被着体を、光硬化された硬化性樹脂組成物を介して、一方の被着体に貼り合わせ、その後、さらに空気中などに放置することで、湿気により硬化性樹脂組成物を硬化させて、十分な接着力により2つの被着体を接合させる。
より詳しく説明すると、例えば2つの被着体を接合する場合には、まず、一方の被着体に本発明の硬化性樹脂組成物を塗布して、その後、光を照射することで硬化性樹脂組成物中の光硬化性樹脂を硬化させ、硬化性樹脂組成物を一方の被着体に比較的低い接着力で接着させる。次いで、他方の被着体を、光硬化された硬化性樹脂組成物を介して、一方の被着体に貼り合わせ、その後、さらに空気中などに放置することで、湿気により硬化性樹脂組成物を硬化させて、十分な接着力により2つの被着体を接合させる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、電子部品接着用に使用される。具体的には、本発明の硬化性樹脂組成物は、電子機器などで使用される電子部品を構成する各種部材(被着体)を接着するために使用される。被着体としては、金属、ガラス、プラスチック等の各種の被着体が挙げられる。被着体の形状としては、特に限定されず、例えば、フィルム状、シート状、板状、パネル状、トレイ状、ロッド(棒状体)状、箱体状、筐体状等が挙げられる。
例えば、本発明の硬化性樹脂組成物は、電子部品を構成する部材同士を接着するために使用される。これにより、電子部品は、本発明の硬化体を有することになる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、電子機器内部などにおいて、例えば基板と基板とを接着して組立部品を得るために使用される。このようにして得られた組立部品は、第1の基板と、第2の基板と、本発明の硬化体を有し、第1の基板の少なくとも一部が、第2の基板の少なくとも一部に硬化体を介して接合される。なお、第1の基板及び第2の基板は、好ましくは、それぞれ少なくとも1つの電子部品が取り付けられている。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、電子機器内部などにおいて、例えば基板と基板とを接着して組立部品を得るために使用される。このようにして得られた組立部品は、第1の基板と、第2の基板と、本発明の硬化体を有し、第1の基板の少なくとも一部が、第2の基板の少なくとも一部に硬化体を介して接合される。なお、第1の基板及び第2の基板は、好ましくは、それぞれ少なくとも1つの電子部品が取り付けられている。
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
本実施例において、各種物性を以下のように評価した。
(破壊歪、及び張力T)
明細書記載の方法に従い、引張試験機「オートグラフAG−X」(株式会社島津製作所製)を用いて、各実施例、比較例で得られた硬化性樹脂組成物の破壊歪及び張力Tを求めた。
(接着性試験)
明細書記載の方法に従って、各実施例、比較例で得られた硬化性樹脂組成物の25℃における接着力を測定した。
(破壊歪、及び張力T)
明細書記載の方法に従い、引張試験機「オートグラフAG−X」(株式会社島津製作所製)を用いて、各実施例、比較例で得られた硬化性樹脂組成物の破壊歪及び張力Tを求めた。
(接着性試験)
明細書記載の方法に従って、各実施例、比較例で得られた硬化性樹脂組成物の25℃における接着力を測定した。
(冷熱サイクル後の接着力変化)
まず、接着性試験と同様にして接着性試験用サンプルを作製した。その接着性試験用サンプルに対して、−40℃で30分間と、80℃で30分間を繰り返す冷熱サイクル試験を1000サイクル実施した。冷熱試験後の接着性試験用サンプルについて、上記接着性試験と同様の方法で接着力を測定した。冷熱サイクル試験前の接着力と、冷熱サイクル試験後の接着力により以下の評価基準により評価した。
[評価基準]
A:(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.8
B:0.8>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.6
C:0.6>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.4
D:0.4>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)
まず、接着性試験と同様にして接着性試験用サンプルを作製した。その接着性試験用サンプルに対して、−40℃で30分間と、80℃で30分間を繰り返す冷熱サイクル試験を1000サイクル実施した。冷熱試験後の接着性試験用サンプルについて、上記接着性試験と同様の方法で接着力を測定した。冷熱サイクル試験前の接着力と、冷熱サイクル試験後の接着力により以下の評価基準により評価した。
[評価基準]
A:(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.8
B:0.8>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.6
C:0.6>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)≧0.4
D:0.4>(冷熱サイクル後の接着力)/(冷熱サイクル前の接着力)
各実施例、比較例で使用した湿気硬化性ウレタン樹脂は、以下の合成例1に従って作製した。
[合成例1]
ポリオール化合物として100質量部のポリテトラメチレンエーテルグリコール(三菱化学社製、商品名「PTMG−2000」)と、0.01質量部のジブチル錫ジラウレートとを500mL容量のセパラブルフラスコに入れ、真空下(20mmHg以下)、100℃で30分間撹拌し、混合した。その後常圧とし、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート(日曹商事社製、商品名「Pure MDI」)26.5質量部を入れ、80℃で3時間撹拌して反応させ、湿気硬化性ウレタン樹脂(重量平均分子量2700)を得た。
[合成例1]
ポリオール化合物として100質量部のポリテトラメチレンエーテルグリコール(三菱化学社製、商品名「PTMG−2000」)と、0.01質量部のジブチル錫ジラウレートとを500mL容量のセパラブルフラスコに入れ、真空下(20mmHg以下)、100℃で30分間撹拌し、混合した。その後常圧とし、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート(日曹商事社製、商品名「Pure MDI」)26.5質量部を入れ、80℃で3時間撹拌して反応させ、湿気硬化性ウレタン樹脂(重量平均分子量2700)を得た。
各実施例、比較例で使用した、湿気硬化性ウレタン樹脂以外の成分は、以下のとおりであった。
(ラジカル重合性化合物)
ウレタンアクリレート(80%):ダイセル・オルネクス社製、商品名「EBECRYL8411」、2官能、重量平均分子量12000、20質量%のイソボニルアクリレート(IBOA)で希釈、ウレタンアクリレートの含有量80質量%
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート:ダイセル・オルネクス社製、「HDDA」、2官能
イソボルニルアクリレート:ダイセル・オルネクス社製、「IBOA−B」、単官能
フェノキシエチルアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートPO−A」、単官能
ラウリルアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートL−A」、単官能
エトキシジエチレングリコールアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートEC−A」、単官能
シランカップリング剤:3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業株式会社製、「KBE−9007」
光ラジカル重合開始剤: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、BASF社製、「IRGACURE 369」
湿気硬化促進触媒:サンアプロ社製、「U−CAT 651M」
充填剤:シリコーン化処理シリカ、日本アエロジル社製、「RY300」、一次粒子径7nm
(ラジカル重合性化合物)
ウレタンアクリレート(80%):ダイセル・オルネクス社製、商品名「EBECRYL8411」、2官能、重量平均分子量12000、20質量%のイソボニルアクリレート(IBOA)で希釈、ウレタンアクリレートの含有量80質量%
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート:ダイセル・オルネクス社製、「HDDA」、2官能
イソボルニルアクリレート:ダイセル・オルネクス社製、「IBOA−B」、単官能
フェノキシエチルアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートPO−A」、単官能
ラウリルアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートL−A」、単官能
エトキシジエチレングリコールアクリレート:共栄社化学株式会社製、「ライトアクリレートEC−A」、単官能
シランカップリング剤:3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業株式会社製、「KBE−9007」
光ラジカル重合開始剤: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、BASF社製、「IRGACURE 369」
湿気硬化促進触媒:サンアプロ社製、「U−CAT 651M」
充填剤:シリコーン化処理シリカ、日本アエロジル社製、「RY300」、一次粒子径7nm
[実施例1〜4、比較例1〜3]
表1に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて温度50℃で撹拌した後、セラミック3本ロールにて温度50℃で均一に混合して実施例1〜3、比較例1〜3の硬化性樹脂組成物を得た。
表1に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて温度50℃で撹拌した後、セラミック3本ロールにて温度50℃で均一に混合して実施例1〜3、比較例1〜3の硬化性樹脂組成物を得た。
表1に示すように、各実施例では、破断歪が200%以上となり、かつ張力Tが25kgf/cm2以下となることで、伸び特性及び応力緩和特性に優れていた。そのため、接着力の耐久性に優れ、冷熱サイクル後でも良好な接着性能が維持された。
Claims (9)
- 硬化性樹脂を含む、電子部品接着用の硬化性樹脂組成物であって、
幅10mm、長さ45mm、厚み0.6mmの前記硬化性樹脂組成物の硬化物において、25℃、チャック間距離25mm、引張速度100mm/minの条件下で、破壊歪が200%以上であり、かつ、同条件で長さ方向に5mm伸ばして停止し、30秒後の前記硬化物の張力Tが25kgf/cm2以下である、硬化性樹脂組成物。 - 下記接着性試験において、接着力が10kgf/cm2以上である請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
<接着性試験>
幅1.0±0.1mm、長さ25±2mm、及び厚さが0.4±0.1mmとなるように硬化性樹脂組成物をアルミニウム基板に塗布し、その硬化性樹脂組成物を介してガラス板を重ね合わせて、接着性試験用サンプルを作製する。接着性試験用サンプルは、硬化性樹脂組成物を硬化させることで、前記アルミニウム基板と前記ガラス板を貼り合わせたものである。作製した接着性試験用サンプルを、硬化性樹脂組成物硬化後に25℃、50%RH雰囲気下に25分間放置した後、25℃、50%RH雰囲気下で引張り試験機を用いて剪断方向に5mm/secの速度で引張り、アルミニウム基板とガラス板とが剥がれる際の強度を測定して接着力を測定する。 - 前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂が湿気硬化性樹脂を含み、
前記湿気硬化性樹脂が、湿気硬化性ウレタン樹脂、及び加水分解性シリル基含有樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記硬化性樹脂が、湿気硬化性樹脂及び光硬化性樹脂の両方を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化体。
- 請求項6に記載の硬化体を有する電子部品。
- 第1の基板、第2の基板、及び、請求項6に記載の硬化体を有し、
前記第1の基板の少なくとも一部が、前記第2の基板の少なくとも一部と前記硬化体を介して接合されている組立部品。 - 前記第1の基板及び前記第2の基板は、それぞれ少なくとも1つの電子部品が取り付けられる請求項8に記載の組立部品。
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