JPH04264178A - 透明材料用の光硬化型接着剤組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な透明材料用の光
硬化型接着剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、ガラス、プラスチッ
ク等の透明材料用の接着剤としては、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム等のポリマーを
有機溶剤に溶解したものが、主に使用されている。しか
し、これら従来の接着剤には、溶剤揮散後硬化するので
硬化まで時間がかかる、溶剤揮散のため接着面に気泡が
残留する、溶剤揮散による環境汚染の問題がある、保存
安定性や接着強度が不十分である等の欠点がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の諸欠点を解消すべく、鋭意研究した結果、特定の光
硬化性ポリマー、光重合性モノマー、並びに光重合開始
剤を含有してなる組成物によれば、有機溶剤使用に基づ
く上記欠点が無く、保存安定性や接着強度が十分であり
、又作業性にも優れること等を見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００４】即ち、本発明は、（イ）一般式

【０００５
】

【化４】 ［式中、Ｙは

【０００６】

【化５】 基又は

【０００７】

【化６】 基を示す。ここで、Ｒは水素原子、メチル基又はメトキ
シ基を示す。］で表される構成単位と、グリシジルメタ
クリレートに基づく構成単位とからなるランダム共重合
体であって、一般式（Ｉ）の構成単位を５〜５０モル％
含有し且つ重合度が３００〜３０００である光硬化性ポ
リマー、 （ロ）（メタ）アクリレートモノマー及びビニル系モノ
マーの少なくとも一種である光重合性モノマー、並びに
（ハ）光重合開始剤を含有してなる透明材料用の光硬化
型接着剤組成物に係る。

【０００８】本発明で用いる上記（イ）成分の光硬化性
ポリマーは、（ロ）成分の光重合性モノマーに対して良
好な相溶性を有しており、該（ロ）成分と共に光により
硬化して接着層をなすものであり、一般式（Ｉ）の構成
単位中の二重結合同士によるシクロブタン環の形成とグ
リシジルメタクリレートに基づく構成単位中のグリシジ
ル基の開環による水素結合の形成とによって強固な接着
力を発揮するものである。

【０００９】当該光硬化性ポリマーは、特開昭５９−２
３１５３１号により感光性高分子として公知のものであ
るが、接着剤としての有用性は従来全く知られておらず
、本発明者が本願特定の配合で接着剤有効成分として用
いることにより初めて極めて優れた接着剤が得られるこ
とを見出したものである。

【００１０】本発明で用いる上記（ロ）成分の光重合性
モノマーは、（イ）成分の光硬化性ポリマーを溶解する
と共に、光により重合硬化して接着をなすものである。 該モノマーとしては、（メタ）アクリレートモノマー及
びビニル系モノマーの少なくとも一種を用いる。（メタ
）アクリレートモノマーとしては、例えばグリシジル（
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、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（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、ジシクロペンテニルオキシエチル（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
等の単官能性のものや、ジエチレングリコールジ（メタ
）アクリレート、２−ビス（４−（メタ）アクリロキシ
ジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパ
ントリ（メタ）アクリレート、トリス（２−（メタ）ア
クリロキシエチル）イソシアヌレート、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、ポリエチレングリコール
４００ジ（メタ）アクリレート等の多官能性のものを挙
げることができる。また、ビニル系モノマーとしては、
例えばＮ−ビニル−２−ピロリドン、スチレン、ビニル
トルエン、ジビニルベンゼン等を挙げることができる。 本発明においては、これらの光重合性モノマーの少なく
とも一種を用い、一般には単官能性の（メタ）アクリレ
ートモノマーやビニル系モノマーを用いれば十分な接着
力を得ることができるが、多官能性の（メタ）アクリレ
ートモノマーを単独使用又は併用する場合には架橋密度
が大きくなって接着力が更に向上し、硬化速度が早くな
り、接着剤の増粘効果が得られる等の利点が得られる。

【００１１】当該光重合性モノマーの使用量は、（イ）
成分の光硬化性ポリマーを溶解したときに、ポリマー濃
度が０．５〜３０重量％程度となる量であるのが接着強
度、接着剤粘度の点から好ましい。

【００１２】本発明で用いる上記（ハ）成分の光重合開
始剤としては、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合
物、チオキサン化合物、ベンジル化合物等を好適に使用
することができる。該開始剤の使用量は、上記光硬化性
ポリマーの光重合性モノマー溶液１００重量部に対して
０．００１〜１０重量部程度とするのが好ましい。この
範囲よりあまりに少なすぎると硬化速度が遅くなり、又
あまりに多すぎると硬化速度に影響がなく接着層の物性
にも不利である。

【００１３】本発明接着剤には、上記三種の必須成分に
加えて、必要に応じて、ワックス類、各種顔料、各種染
料等を適宜配合しても良い。

【００１４】本発明接着剤を用いて接着する透明材料と
しては、少なくとも一方が透明の一定形状を有する材料
であれば良い。かかる材料として、例えば各種ガラス、
アクリル樹脂、ポリカーボネート改質アクリル樹脂、塩
化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等のプラスチック、鉄
、銅、これらを含む合金、これらのクロムメッキ材等の
金属、木綿、絹、ナイロン等の布、アルミナ系セラミッ
クス、木材、紙等を挙げることができ、これらのいずれ
かの組み合わせで少なくとも一方が透明の被着物の接着
に好適に用いられる。

【００１５】本発明接着剤を用いて接着する方法として
は、該接着剤を少なくとも一方が透明である被着物間に
介在させ、光照射することにより行われる。即ち、接着
剤層に光エネルギーが到達する必要があるので被着物の
少なくとも一方は透明であることが必要である。接着す
べき被着物は、同種であっても異種であっても良い。

【００１６】本発明接着剤を被着物間に介在させる方法
としては、注射器塗り、ハケ塗り、スプレー、流し込み
、自動塗布等を挙げることができる。この際、本発明接
着剤は、空気中の酸素により重合禁止作用を受けるため
、塗付等を明所で容易に行なうことができる。また、介
在させる接着剤の量としては、被着物の材質によっても
異なるが、通常０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ２程度とする
のが適当である。

【００１７】光照射に使用できる光源としては、蛍光ケ
ミカルランプ、水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯
、太陽光等がある。

【００１８】接着は、室温下で光照射するという簡便な
方法で作業性良く実施でき、光源の種類、距離、透明材
料の種類等によっても変動するが、通常０．５〜６０分
程度の照射時間で十分に接着硬化させることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明接着剤によれば、次の如き格別な
効果が得られる。 （１）接着層が無色であり、しかも透明性が高い。例え
ば、後記接着剤ｅでアクリル樹脂板同士を接着した場合
、可視光（４００〜７５０ｎｍ）透過率は、９２％以上
である。 （２）酸素存在下で硬化せず且つ光照射に対する感度が
高いこと、保存安定性が高く低粘度の液体であること等
により、作業性が極めて良い。 （３）接着強度が十分に高い。 （４）無溶剤タイプとして好適に使用できるので、接着
層の硬化収縮がほとんど無い。また、無溶剤且つ常温硬
化型であるので、接着層に気泡が発生せず、接着面積が
広くても仕上りが極めて良好である。 （５）一液常温硬化型なので、自動塗布、生産の自動化
が容易である。 （６）接着層の屈折率が通常１．５以上と高いことによ
り乱反射が少ないので、透明度が更に向上する。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００２１】

【実施例１】各接着剤において用いた光硬化性ポリマー
は、次のものである。

【００２２】ポリマー（ｉ）：４−メタクリロイルオキ
シベンザルアセトフェノン１５モル％とグリシジルメタ
クリレート８５モル％からなるランダム共重合体。重合
度は１５００で、数平均分子量は１０００００である。

【００２３】ポリマー（ｉｉ）：４−メチル−４−メタ
クリロイルオキシベンザルアセトフェノン３０モル％と
グリシジルメタクリレート７０モル％からなるランダム
共重合体。重合度は１０００で、数平均分子量は８００
００である。

【００２４】ポリマー（ｉｉｉ）：４′−メタクリロイ
ルオキシベンザルアセトフェノン１５モル％とグリシジ
ルメタクリレート８５モル％からなるランダム共重合体
。重合度は１５００で、数平均分子量は１０００００で
ある。

【００２５】ポリマー（ｉｖ）：４′−メタクリロイル
オキシベンザルアセトフェノン３０モル％とグリシジル
メタクリレート７０モル％からなるランダム共重合体。 重合度は２０００で、数平均分子量は１５００００であ
る。

【００２６】ポリマー（ｖ）：４−メトキシ−４−メタ
クリロイルオキシベンザルアセトフェノン１５モル％と
グリシジルメタクリレート８５モル％からなるランダム
共重合体。重合度は１５００で、数平均分子量は１００
０００である。

【００２７】下記配合により、本発明接着剤ａ〜ｇを調
製した。各接着剤の粘度は、回転式粘度計（株式会社東
京計器製、Ｅ型粘度計）で測定した。

【００２８】 　　接着剤ａ 　　　　グリシジルメタクリレート　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８６重量部　
　　　２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリ
レート　　　　５重量部　　　　ポリマー（ｉ）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　９重量部　　　　ベンゾフェ
ノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　０．７重量部この接着剤の
粘度は、６７ｃｐｓ／２５℃であった。

【００２９】 接着剤ｂ 　　フェノキシエトキシアクリレート　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　５０重量部　　２−ヒド
ロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート　　４５
重量部　　ポリマー（ｉｖ）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　５重量部　　４−クロルベンゾフェノン　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
重量部この接着剤の粘度は、６８ｃｐｓ／２５℃であっ
た。

【００３０】 接着剤ｃ 　　Ｎ−ビニル−２−ピロリドン　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３２重量部　　トリ
メチロールプロパントリアクリレート　　　　　　　　
　　　　　　６０重量部　　ポリマー（ｉｉｉ）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　８重量部　　ベンゾインエチルエーテ
ル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１．５重量部この接着剤の粘度は、２０５ｃｐｓ／
２５℃であった。

【００３１】 接着剤ｄ 　　グリシジルメタクリレート　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　７０重量部　　ジ
シクロペンテニルオキシエチルアクリレート　　　　　
　２２．５重量部　　ポリマー（ｖ）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　７．５重量部　　１−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン　　　　　　　　０．８重量部この接着
剤の粘度は、６８ｃｐｓ／２５℃であった。

【００３２】 接着剤ｅ 　　グリシジルメタクリレート　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　９０重量部　　ポ
リマー（ｉｖ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０重量部　　
ベンゾインイソブチルエーテル　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１重量部この接着剤の
粘度は、６７ｃｐｓ／２５℃であった。

【００３３】 　　接着剤ｆ 　　　　グリシジルメタクリレート　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０重量部　
　　　フェノキシエトキシメタクリレート　　　　　　
　　　　　　　　　　３３．３重量部　　　　ポリマー
（ｉｉｉ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　６．７重量部　　　　ベンゾ
フェノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１．３重量部この接着
剤の粘度は、５２ｃｐｓ／２５℃であった。また、この
接着剤は、暗所保存で１年以上安定であった。

【００３４】 　　接着剤ｇ 　　　　Ｎ−ビニル−２−ピロリドン　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部　
　　　トリメチロールプロパントリアクリレート　　　
　　　　　　　９１．５重量部　　　　ポリマー（ｉｉ
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　３．５重量部　　　　２−メチル
チオキサントン　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１．５重量部この接着剤の粘度は、１
６０ｃｐｓ／２５℃であった。

【００３５】

【実施例２】実施例１で得た各光硬化型接着剤を用いて
、長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの透明アク
リル樹詣板（注型品、住友化学株式会社製、「スミペッ
クス」）同士の接着を行った。

【００３６】上記アクリル樹脂板Ａの片面に、接着面積
が１２．５ｍｍ×２５ｍｍとなるように、接着剤約０．
０８ｇをスポイトを用いて滴下塗布した。この樹脂板の
上に、他の上記アクリル樹脂板Ｂの片面を合せた後、樹
脂板Ａの側から紫外線を所定時間照射して接着を行った
。光源としては、蛍光ケミカルランプ（１０Ｗ×２、東
芝株式会社製、「ＦＬ−ＢＬ」、波長３１５〜４００ｎ
ｍ）を用い、３ｃｍの距離から室温下に照射した。

【００３７】得られた接合体について、ＪＩＳ　　Ｋ　
　６８５０に従って引張りせん断接着強度（以下、引張
り強度という）をそれぞれ測定した。光照射時間及び接
着強度測定結果を、第１表に示す。

【００３８】

【００３９】

【実施例３】実施例２において、アクリル樹脂板Ｂに代
えて、同形状のガラス板を用いた以外は、実施例２と同
様にして接着を行った。

【００４０】得られた接合体について、ＪＩＳ　　Ｋ　
　６８５０に従って引張り強度及び煮沸繰返し試験（以
下、煮沸試験という）を調べた結果を、第２表に示す。

【００４１】

【００４２】

【実施例４】接着剤ａ、ｂ、ｅ及びｆを用いて、実施例
２において、アクリル樹脂板Ｂに代えて同形状のステン
レス鋼板を用いた以外は、実施例２と同様にして接着を
行った。

【００４３】得られた接合体について、ＪＩＳ　　Ｋ　
　６８５０に従って引張り強度及び煮沸試験を調べた結
果を、第３表に示す。

【００４４】

【００４５】

【実施例５】接着剤ｇを用いて、実施例２において、ア
クリル樹脂板Ａ、Ｂに代えて、それぞれ同形状のポリカ
ーボネートで改質した透明アクリル樹脂板（住友化学株
式会社製、「ＰＳレジン」）を用いた以外は、実施例２
と同様にして、４０分の照射時間で接着を行った。

【００４６】得られた接合体について、実施例３と同様
の試験をしたところ、引張り強度は２５０Ｋｇｆ／ｃｍ
２と極めて高く、又煮沸試験は合格であった。

【００４７】

【実施例６】接着剤ｇを用い、実施例２において、アク
リル樹脂板Ｂに代えて同形状の「ＰＳレジン」を用いた
以外は、実施例２と同様にして、４０分の照射時間で接
着を行った。

【００４８】得られた接合体について、実施例３と同様
の試験をしたところ、引張り強度は１０５Ｋｇｆ／ｃｍ
２であり、又煮沸試験は合格であった。

【００４９】

【実施例７】接着剤ａを用い、実施例２において、アク
リル樹脂板Ｂに代えて同形状のアルミナ系セラミック板
を用いた以外は、実施例２と同様にして、３０分の照射
時間で接着を行った。

【００５０】得られた接合体について、実施例３と同様
の試験をしたところ、引張り強度は９９Ｋｇｆ／ｃｍ２
であり、又煮沸試験は合格であった。

【００５１】

【実施例８】接着剤ｇを用い、実施例２において、アク
リル樹脂板Ｂに代えて同形状の木材（杉材）を用いた以
外は、実施例２と同様にして、３０分の照射時間で接着
を行った。

【００５２】得られた接合体について、実施例３と同様
の試験をしたところ、引張り強度は８５Ｋｇｆ／ｃｍ２
であり、又煮沸試験は合格であった。

【００５３】

【実施例９】接着剤ｃを用い、実施例２において、アク
リル樹脂板Ｂに代えて同形状の塩化ビニル板を用いた以
外は、実施例２と同様にして、２０分の照射時間で接着
を行った。

【００５４】得られた接合体について、実施例３と同様
の試験をしたところ、引張り強度は１１０Ｋｇｆ／ｃｍ
２であり、又煮沸試験は合格であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）一般式 【化１】 ［式中、Ｙは 【化２】 基又は 【化３】 基を示す。ここで、Ｒは水素原子、メチル基又はメトキ
   シ基を示す。］で表される構成単位と、グリシジルメタ
   クリレートに基づく構成単位とからなるランダム共重合
   体であって、一般式（Ｉ）の構成単位を５〜５０モル％
   含有し且つ重合度が３００〜３０００である光硬化性ポ
   リマー、 （ロ）（メタ）アクリレートモノマー及びビニル系モノ
   マーの少なくとも一種である光重合性モノマー、並びに
   （ハ）光重合開始剤を含有してなる透明材料用の光硬化
   型接着剤組成物。