JPH02110118A - 新規な高分子物質及び該高分子物質を含有する新規な光重合性樹脂組成物 - Google Patents

新規な高分子物質及び該高分子物質を含有する新規な光重合性樹脂組成物

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JPH02110118A
JPH02110118A JP1055088A JP5508889A JPH02110118A JP H02110118 A JPH02110118 A JP H02110118A JP 1055088 A JP1055088 A JP 1055088A JP 5508889 A JP5508889 A JP 5508889A JP H02110118 A JPH02110118 A JP H02110118A
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博和 小室
Hiromichi Noguchi
弘道 野口
Takahiro Mori
隆弘 森
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、新規な高分子物質及び該高分子物質を含有す
る新規な光重合性樹脂組成物に関する。
より詳細には本発明は、(1)スチレン系あるいはアク
リル系モノマー連鎖部分と、そのホモポリマーがゴムで
あるモノマー連鎖部分とを有し数平均分手足が5,00
0乃至30.000である高分子物質と(2)該高分子
物質を主たる構成成分として含有する新規な光重合性樹
脂であって、それを重合硬化して形成された硬化膜が低
応力で密着性、耐久性にすぐれ、外部からの熱応力、機
械的応力などに対しても良く追随しその性能を維持でき
る性質を有する新規な光重合性樹脂組成物に関する。
[従来の技術] 従来、各種の光重合性樹脂組成物が提案されており、そ
れら樹脂組成物は硬化時間が短く、作業性が良く、そし
て熱硬化性樹脂組成物の場合におけるような加熱、乾燥
する工程が不要であり、加えて微細加工にも適する等の
利点があることから各種工業製品に利用されている。ま
た、光重合性樹脂組成物については、前記の利点を生か
して長寿命製品への利用も試みられている。
光重合性樹脂組成物を利用した工業製品は、現在のとこ
ろ、多(の場合は、フォトレジストパターンに代表され
るような微細な構造体か、又は接着剤、塗料等である。
ところで、微細な構造体の作成に使用する光重合性樹脂
組成物については、微細なパターン形成能をもち、且つ
それが該構造体の構成要素としであるいは接着剤、塗料
として過酷な環境においても要求される所定の機能を発
揮し且つそれを維持することが必要である。
しかしながら、従来の光重合性樹脂組成物については、
それをその硬化膜を異種の材料、例えば無機材料で構成
された部材上に硬化構造体として設けた場合、その界面
において作用する応力によって該構造体にクラックが生
じたり或いはハガレが生じたりする問題がある。そして
こうしたクラックとかハガレが生じると、構造体自身の
強度が低下したり、或いはそれが脱離してしまったりす
る場合がある。こうした問題の他に、前記の硬化構造体
と前記無機材料部材との接合部分に外部から機械的に加
わる力によって、該構造体が変形したり、破壊してしま
ったりする場合がある。従来の光重合性樹脂組成物につ
いては、それを接着剤或いは塗料に使用した場合にも前
記と同様の問題がある。
こうしたことから、光重合性樹脂組成物について、それ
を硬化して構造体の構成部材に使用する場合、或いは接
着剤、塗料等に使用する場合、上述の問題の生起がな(
、優れた耐久性をもたらす光重合性樹脂の開発が望まれ
ている。
〔発明の目的] 本発明は、光重合性樹脂組成物についての上述の問題を
解決し、上述の要望に応えることを主たる目的とする。
本発明の他の目的は、上述の要望に応え得る光重合性樹
脂組成物の提供を可能にする新規な高分子物質を提供す
ることにある。
本発明の更に他の目的は、構造体の構成材料、接着剤、
塗料等に使用できて、優れた接着性を発揮し、クラック
やハガレが生じることのない新規な光重合性樹脂組成物
を提供することにある。
本発明の更なる目的は、残留応力が小さく、熱的或いは
機械的に外部から与えられる応力があっても強度低下、
変形、剥離、破壊等の問題が生じない構造体の提供を可
能にする新規な光重合性樹脂組成物を提供することにあ
る。
本発明の別の目的は、長寿命であり且つ高耐久性である
構造体、接着剤又は塗料の提供を可能にする新規な光重
合性樹脂組成物を提供することにある。
[発明の構成] 本発明は、上述の目的を達成するものであって、新規な
高分子物質及び該高分子物質を主たる構成成分として含
有する新規な光重合性樹脂組成物を提供する。
本発明により提供される高分子物質は、次のとおりのも
のである。
即ち、スチレン系あるいはアクリル系モノマー連鎖部分
くυと、そのホモポリマーがゴムであるモノマー連鎖部
分(2)とを有し、前記連鎖部分(1)と前記連鎖部分
(2)はブロック状又はグラフト状であり前記連鎖部分
(1)を重量比で50%以上含有し、数平均分子量がs
、 ooo乃至30.000である高分子物質である。
また、本発明により提供される光重合性樹脂組成物は、
次のとおりのものである。
即ち、前記高分子物質(a)、1分子中に2個以上のア
クリロイル基又はメタアクリロイル基を有する光重合性
部物質(b)及び光重合開始剤(c)とを含有する光重
合性樹脂組成物である。
以下に、本発明により提供される前記高分子物質及び前
記光重合性樹脂組成物について説明する。
高」ヨヨ羨買 本発明により提供される高分子物質は、スチレン系ある
いはアクリル系モノマー連鎖部分(以下簡単の為S&A
連鎖と略称)と、そのホモポリマーがゴムであるモノマ
ー連鎖部分(以下簡単の為、G連鎖と略称)とを有し、
S&A連鎖とG連鎖はブロック状あるいはクラフト状ど
ちらでもよい。
ただしスチレン系あるいはアクリル系モノマーとゴムモ
ノマーは、ランダムに共重合されたものであってはなら
ない。
高分子物質中のS&A運鎖とG連鎖の含有率は、重量比
率でS&A連鎖が50%以上、好ましくは60〜80%
である。S&A連鎖が上記範囲であると、低応力化に効
果的に作用する。また数平均分子量は5. ODD乃至
30.000である。本発明により提供される該高分子
物質は、下記の方法により製造できる。
〔アクリルオリゴマーと液状ゴムのカップリンタ1 方法1:1分子中に2以下のグリシジル基を側鎖に有す
るアクリルオリゴマーと末端が一〇〇〇H基である液状
ゴムを有機溶剤中でエポキシエステル化する。
(例)メチルメタアクリレートとグリシジルメタアクリ
レートとを97:3(モル比)にてトルエン中にて溶液
重合する。次いでC0OH末端液状ゴムと、ベンジルジ
メチルアシンを触媒として用い80℃で5時間、高速撹
拌し、エステル化する。
方法2:1分子中に2以下のインシアナート基を側鎖に
有するアクリルオリゴマーと末端が、−N82基あるい
は一〇H基である液状ゴムを有機溶剤中でカップリング
付加する。
方法3:1分子中に2以下の一〇H基を側鎖に有するア
クリルオリゴマーと無水マレイン酸の付加された液状ポ
リブタジェンを有機溶剤中でエステル化する。
方法4:1分子中に2以下の酸無水物基を有するスチレ
ンオリゴマーとエポキシ化ポリブタジェンとを溶液中で
反応させる。
[スチレンまたはメチルメタクリレートとイソプレンと
のりピングアニオン重合によるブロック共重合] イソプレンを脱水したTHF中−78℃にて、5ec−
BuLiを開始剤として、リビング重合を行い、次いで
、スチレンまたはメチルメタクリレートを重合し、[S
&A連M]−[G連鎖]−[S&A連鎖]型のブロック
共重合体を得る。
[片末端ビニル基を有するゴム性マクロモノマーとアク
リルモノマーとのグラフト共重合]片末端にビニル基を
持ったポリイソブチレンマクロモノマーとメチルメタク
リレートをラジカル共重合し、幹鎖が[へ連鎖1、枝鎖
が[G連鎖〕であるグラフト共重合体を得る。
以上のいずれかの方法によって、本発明の高分子物質は
製造できる。ここでS&A連鎖に用いるモノマーとは、
スチレン、4−ヒドロキシスチレン、メチルメタクリレ
ート、エチルメタクリレート、インブチルメタクリレー
ト、t−ブチルメタクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、アクリロニトリル、ジメチルアミノエチルメタクリ
レ−1・、アクリル酸、メタアクリル酸、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、3−クロロ 2−ヒドロキシ
プロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、
ボルネオールメタクリレート、ボルネオールアクリレー
ト、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテ
ニルメタアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート
、G連鎖に用いるモノマーを、それのポリマー名称で示
せば、ウレタンゴム、液状ブチルゴム、液状ブタジェン
−スチレンゴム、液状アクリロニトリル−ブタジェンゴ
ム、液状ポリイノシン、液状ポリイソブチレンであり、
それらの端末あるいは分子鎖中に、−COOH,−OH
及びカルボン酸無水物基からなる群から選ばれる少なく
とも一種の残基を含有するものが含まれる。
得られた高分子物質は、いずれの場合にも、各モノマー
は連鎖として存在し構造体中でシクロドメインすなわち
G連鎖から成るドメインとS&A連鎖から成るドメイン
を形成していると考えられる。
・重A 射ヒ 酸物 本発明の光重合性樹脂組成物は、基本的には、前記高分
子物質を主たる構成成分として含有し、下述する1分子
中に2個以上のアクリロイル基又はメタアクリロイル基
を有する光重合性物質と、光重合開始剤を含有してなる
ものである。本発明の光重合性樹脂組成物は、これらの
構成成分に加えて、下述する重合速度を増進する増感剤
を含んでなるものであることもできる。
光1」d1良質 発明、明に用いる1分子中に2個以上のアクリロイル基
又はメタアクリロイル基を有する光重合性物質は以下の
各種オリゴマーから選ばれる。
(1)1分子中に2以上のエポキシ基を有する多官能エ
ポキシ樹脂のアクリル酸、あるいはメタアクリル酸エス
テル ■1分子中に2以上のヒドロキシ基を有する多官能アル
コールのアクリル酸あるいはメタアクリル酸エステル ■端末にOH基あるいはC0OH基を有するポリエステ
ルあるいはポリエーテルあるいは液状ゴムとジイソシア
ナートとヒドロキシ基を有するアクリレートとの反応に
よって得られるポリウレタンアクリレート ■メラミンのアクリル酸エステル、トリアリールシアヌ
レート、トリアリルイソシアヌレート、トリアクリルイ
ソシアヌレートである。これらの物質の中から用途に応
じて選択使用する。
本発明の光重合性組成物には、1官能性アクリレート、
1官能性メタアクリレートは、必須のものではないが、
低粘度化、ぬれ性等での改質には、それらを少量用いる
ことは、基本的な性能を失うことは無い。
五■笠見 本発明に用いる光開始剤としては以下の物質を用いられ
る。
(1)ベンゾインエーテル類 ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テル、ベンゾインメチルエーテル■α−アクリロキシム
−エステル系 1−フェニル−1,2−プロパン−ジオン−2−(0−
エトキシカルボニル)オキシム■ベンジルケタール系 2.2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンベン
ジル ヒドロキシ シクロへキシルフェニル ケトン (滲アセトフェノン系 ジェトキシアセトフェノン2−ヒドロキシ−2メチル−
1フェニルプロパン−1−オン(ω芳香族ケトン系 ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、2−クロロチ
オキサントン、イソプロピルチオキサントン、2−メチ
ルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、2−t
ブチルアントラキノン 主Q訓四υL1腹分 (増感剤) 本発明の光重合性樹脂組成物には、重合速度を高める為
に次のような、プロトン供与剤を増感剤として含有させ
てもよい。
即ち、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、ジエチル
アミノエチルメタクリレート、4.4−ビス(ジエチル
アミノ)ベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフ
ェノン、N−エチルジェタノールアミン等。
本発明の光重合性樹脂組成物には、任意成分としての暗
反応を抑制するヒドロキノン、パラメトキシフェノール
等の安定剤、染料、顔料等の着色剤、塗工性を調節する
シリカ、タルク、アルミナ又はクレー、沈降性硫酸バリ
ウムなどの体質顔料、難燃化剤を添加してもよい。
上記の各成分の混合比率は、重量比率で、高分子物質と
:光重合性物質との割合が好ましくは100 : 50
−100 : 300であり、より好ましくは1oO;
80〜100:200である。
また、(高分子物質+光重合性物質)と光開始剤との割
合が好ましくは100:2〜100:10であり、より
好ましくは100:3〜100ニアである。本発明の光
重合性樹脂組成物を使用するには、溶液状にして使用時
に塗布及び乾燥を行って基材上に所定の膜厚の塗膜を形
成する方法と、ドライフィルム状に賦形し使用時には熱
ロールにて基材上にラミネートして光重合性樹脂組成物
を転写積層する方法のいずれでもよい。溶液状にて使用
する場合の溶剤としてはトルエン、キシレン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢
酸ブチル、シクロヘキサン、セロソルブ類、アルコール
類等を挙げることができ、これらの溶剤は、単独でかあ
るいは2種又はそれ以上を混合して使用できる。従来液
状ゴム系の光重合性樹脂の場合、極性の高い溶剤は、溶
解力が低く使用不可であったが、本発明ではそれらの制
限はない。
以上のような材料にて調製された、本発明の光重合性組
成物の硬化物は、硬化時に発生する歪み、あるいは、熱
的、機械的に発生する歪みに対して、低い応力発生の特
徴を持つ。
ところでこのような歪みによって光重合性樹脂の硬化物
が受ける応力は、式(1)で示される。
a=kxexE     (1) ここで、kは定数、eは歪み、Eは硬化物の弾性率であ
る。
式(1)から明らかなように、低応力化するためには、
弾性率Eを小さくすればよいことが解る。本発明では応
力緩和作用のあるG連鎖がA&S連鎖中にミクロドメイ
ンとして海島構造となって存在し、硬化物の弾性率を低
下させる応力吸収体として作用しているものと推察され
る。またゴム成分の耐水性、耐溶剤性によって水や有機
溶剤からの影響を受けにくくなっていると考えられる。
そしてこのようなゴム成分の応力緩和作用と耐溶剤性似
よって接着性、長期耐久性寿命が実現される。
以下、本発明の上述の高分子物質を合成例を挙げて具体
的に説明する。
良或■ユ メタアクリル酸メチル90g、グリシジルメタクリレー
トlog、DMF100gをN2で充分バブリングし0
2を脱気した。液温を70℃に昇温し、アゾビスイソブ
チロニトリル0.2gを添加し70℃5時間加熱重合し
た。
次に片末端カルボキシル基の液状1.2−ポリブタジェ
ン(Mw=1000)60g、2.46−トリ(ジメチ
ルアミンメチル)フェノール0.1gを添加し、70℃
で5時間線合反応を行い、ハマーボリブタジエンをグラ
フトした第1表に示す構造式(I)で表わされるアクリ
ルポリマー(数平均分子量: 15,000)を得た。
念或奥ユ アルゴン置換したオートクレーブにヘプタン100、O
g、塩化チタン(3価)0.31g、トリエチルアルミ
ニウム0.46g、ジエチル亜鉛2.95gをいれ、ブ
チレン圧0.6atmを保ち40℃で2時間重合し、ポ
リブチレンを得た。
得られたポリブチレンを窒素下で濾過し、ヘプタン10
00rr+12中に分散した。この分散せしめたものに
、クメンヒドロペルオキシド3.65g、メタアクリル
酸メチル70gを加えて40℃で3時間撹拌処理した。
得られたものを窒素下で濾過し、室温で12時間メタノ
ール−塩酸で処理した。次いでアセトンおよびメタノー
ルでポリメタクリル酸メチルを抽出した。かくして、第
1表に示す構造式(II)で表わされる両末端にポリメ
タクリル酸がブロック重合したポリブチレン(数平均分
子量: 20,0001 を得た。
九戊旦ユ メチルメタクリレートとグリシジルメタクリレートとを
97:3(モル比)でトルエンに溶解し、アゾビスイソ
ブチロニトリルを開始剤に用い、80℃にて3時間溶液
重合し、数平均分子量7、000のアクリルオリゴマー
を得た。次いで、このポリマーをキシレンとi、i、t
−トリクロルエタンの50 : 50混合溶剤中に溶解
したC0OH末端液状NBRゴムであるHycarCT
BN(分子量3,400 、宇部興産の製品)中に懸濁
し、テトラブチルアンモニウムハイドロクロライドを触
媒として、90℃で5時間反応させた。反応終了後、大
過剰のメチルエチルケトンを加え、未反応の液状ゴムを
析出させ、溶液と分離し、第1表に示す構造式(III
)で表わされる、CTBNをグラフトしたアクリルポリ
マー(数平均分子量15、000)を得た。
鉦戊旦A ポリメチルメタクリレートとカルバモイルエチルメタア
クリレートとを90:10(モル比)でよく脱水乾燥し
たトルエン中にて70℃で5時間加熱し、溶液重合した
。得られたアクリルポリマーの数平均分子量は、13.
000であった。この溶液を70℃に保ち、窒素気流下
強く撹拌しなからOH末端ブタジェン液状ゴムPo1y
−bd R−45Mf分子量2.000.11光石油化
学製)のトルエン溶液を加え、6時間反応させた。反応
終了後、溶液中に大過剰のMEKを加え、未反応の液状
ゴム成分を沈殿させ除去し、第1表に示す構造式(IV
)で表わされるグラフト共重合体(数平均分子量: 2
7,000)を得た。
倉或五二 メチルメタクリレート、イソボニルメタクリレート及び
2−ヒドロキシエチルメタクリレートを70:20:1
0(モル比)でキシレン中で、アゾビスイソブチロニト
リルを触媒に用い、連鎖移動剤としてt−ドデシルメル
カプタンを用いて溶液重合し、数平均分子量14,00
0のアクリルポリマーを得た。次いでこのポリマーのキ
シレン溶液を120℃にて撹拌しつつ、これにN15s
oPB樹脂のBN−1010(日本曹達■製)のキシレ
ン溶液を加え、還流させながら8時間反応させ、第1表
に示、す構造・式(V)で表わされるポリマー(数平均
分子量: 17,000+を得た。
番丘皿互 スチレンと無水マレイン酸との共重合体(90:10モ
ル比)を常法にて合成し、数平均分子量5、000のポ
リマーを得た。このポリマーのMIBK/トルエン(5
0:50重量比)溶液を70℃に加熱し攪拌しながら、
エポキシ化ポリブタジェン(BF−1000:アデカア
ーガス社製)を加え、3時間反応させ、第1表に示す構
造式(Vl)で表わされる、スチレン連鎖にポリブタジ
ェン連鎖がグラフトされたグラフト共重合体(数平均分
子量ニア、00(1)を得た。
會皿皿ユ 第1表に示す構造式(■)で表わされる構造を有するP
IBゴム連鎖を持つマクロ七ツマ−を用い、メチルメタ
クリレートとTHF中にてsec−ブチルLiを触媒と
して一78℃でアニオン共重合することによって、第1
表に示す構造式(■)で表わされるクラフト共重合体(
数平均分子量=9.600)を得た。
このように合成例1〜7で得たそれぞれの高分子物質に
、光重合性物質、光開始剤を第2表に示す配合割合で混
合して8種類の本1発明の光重合性樹脂組成物(実施例
1〜8)を得た。また、第2表には、比較例として、高
分子物質として、ダイアナールRB80 (三菱レーヨ
ン■)を使用した場合(比較例1)とメチルメタアクリ
レートとアクリル酸、2−ヒドロキシエチルメタアクリ
レートを85:5:10(モル比)で重合させて得た共
電体(数平均分子量50.0001を使用した場合(比
較例2)を示した。第2表に示した実施例1乃至8の本
発明の光重合性樹脂組成物及び比較例1乃至2の光重合
性樹脂組成物のそれぞれについて、試料を第1表に示す
溶媒に溶解し、得られた溶液をデドラーフィルム(デコ
・ボンの商品名)上に塗布(50μm:乾燥復原)し、
溶剤を乾燥させた後、積算して5 J / c rn’
の高圧水銀灯の先を照射し、完全硬化させた。この塗膜
を単離し、強副振動型動的粘弾性測定装置「レオログラ
フソリッド」 (東洋精磯■製)にてTgと弾性率を測
定した。測定結果は第3表に示すとおりであった。
第3表に示す結果から、次のことがわかった。
即ち、本発明の光重合性樹脂組成物は、Tgについては
、105℃〜130℃であり、25℃における弾性率は
108又は109のオーダーであって、線膨張係数が太
き(変化する(1オーダー以上大きくなる)点は、従来
の光重合性樹脂組成物と変らない。したがって、機械的
又は熱的外力に対する歪に関しては従来の光重合性樹脂
組成物と比較して大差ない。しかし、弾性率が従来の光
重合性樹脂組成物のそれと比較して一桁低く、結果とし
て機械的又は熱的に発生する従来の光重合性樹脂組成物
の硬化物の場合に見られるクラックやハガレの問題はな
い。
第 表 (その1) 構造式(1) 構造式(II) 構造式(III) 構造式(rV) 口 CH3 第3表 [発明の効果の概要] 本発明の光重合性組成物は、硬化した場合、第3表から
れかるように従来のものより弾性率が1ケタ以上小さく
、熱的に発生する歪又は機械的に発生する歪に対して低
い応力しか発生しないものになる。そしてまた、熱的に
又は機械的に発生す−る従来の光重合性樹脂の硬化物に
見られるクラックやハガレの問題の発生がない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スチレン系あるいはアクリル系モノマー連鎖部分
    (1)と、そのホモポリマーがゴムであるモノマー連鎖
    部分(2)とを含有し、前記連鎖部分(1)と前記連鎖
    部分(2)はブロック状又はグラフト状であり、前記連
    鎖部分(1)を重量比で50%以上含有し、数平均分子
    量が5,000乃至30,000である高分子物質。
  2. (2)高分子物質(a)、1分子中に2個以上のアクリ
    ロイル基又はメタアクリロイル基を有する光重合性物質
    (b)及び光重合開始剤(c)とを含有し、前記高分子
    物質(a)が、スチレン系あるいはアクリル系モノマー
    連鎖部分(1)と、そのホモポリマーがゴムであるモノ
    マー連鎖部分(2)とを含有し、前記連鎖部分(1)と
    前記連鎖部分(2)はブロック状又はグラフト状であり
    、前記連鎖部分(1)を重量比で50%以上含有し、数
    平均分子量が5,000乃至30,000である高分子
    物質であることを特徴とする光重合性樹脂組成物。
  3. (3)前記高分子物質(a)と前記光重合性物質(b)
    とが重量比で(a):(b)=100:50乃至100
    :300であり、前記高分子物質(a)と前記光重合性
    物質(b)との合計〔(a)+(b)〕と前記光重合開
    始剤(c)とが重量比で〔(a)+(b)〕:(c)=
    100:2乃至100:10である請求項2に記載の光
    重合性樹脂組成物。
  4. (4)重合速度を増進するプロトン供与剤を含有する請
    求項2に記載の光重合性樹脂組成物。
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