JP5689619B2 - エンジニアリングプラスチックの接着に適した光硬化性接着組成物、これを用いて組立てた光学部品及びこれを用いる光学部品の組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学部品におけるエンジニアリングプラスチックの接着に適した光硬化性接着組成物、及び該光硬化性接着組成物を用いて組立てた光学部品、並びに該光硬化性接着組成物を用いる光学部品の組立て方法に関するものである。

光学部品、例えば、携帯電話等に使用されるカメラモジュールは、携帯電話の薄型化に伴い小型化になってきている。その為、カメラモジュールの接着固定する部位も微細になってきている。たとえば、レンズバレルと呼ばれるレンズユニットと台座（筐体）との接着部位、フィルター（ＩＲカットフィルター）と台座（筺体）の接着部位などがあげられる（特許文献１）。

従来、カメラモジュール組立用の光硬化性接着組成物として、主成分がアクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂の紫外線硬化性や熱硬化性の接着剤が好ましいこと(特許文献２)や、紫外線硬化性や熱硬化性の接着剤が使用されること（特許文献３）が報告されている。しかし、これらの特許文献には、接着剤の組成に関する具体的な記載はない。

携帯電話等に用いるカメラモジュールにとって、落下に対する耐衝撃性は非常に重要であり、これを満足するには接着剤の接着力が大きいことが必要となる。接着力が小さいと落下衝撃で接着面に剥がれが生じ易い。カメラモジュールが小型になり、接着面積が小さくなると、接着面が剥がれやすくなるので、接着剤の接着力つまり落下衝撃性の向上がより必要とされる。

カメラモジュールの小型化に伴い、成形性が良好な液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のエンジニアリングプラスチックが使われるようになってきているが、これらのエンジニアリングプラスチックは接着しにくい材料である。従来の接着剤は、エンジニアリングプラスチックの接着性能が不充分であった。

特開２００９−１８６７５６号公報 特開２００９−３０７３号公報 特開２００８−１４１３６４号公報

したがって、本発明の目的は、エンジニアリングプラスチックの接着において、優れた接着特性を発揮する光硬化性接着組成物、これを用いて組立てた光学部品及びこれを用いる光学部品の組み立て方法を提供することである。

本発明は、
（１）光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む光硬化性接着組成物；
（２）前記の光硬化性接着組成物を用いて組立てた光学部品；及び
（３）前記の光硬化性接着組成物を、光学部品を構成するエンジニアリングプラスチックの接着部位に塗布し、該接着部位を接着する工程を含む光学部品の組立て方法
である。

本発明によれば、光学部品等のエンジニアリングプラスチックを高い接着強度で接着できるので、落下衝撃性が向上した光学部品が得られる。

図１は、接着強度測定用の試験片の概略図である。

本発明は、光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む光硬化性接着組成物である。

本発明の光硬化性接着組成物は、好ましくは、３〜３０重量部の光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、３〜３０重量部の長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び５〜４０重量部の環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む。光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）は、３重量部よりも少ない量であると、粘度が低くなり過ぎると共に、硬化物の弾性率が上昇しすぎて、接着強度が発現しない点で好ましくなく、３０重量部よりも多い量であると、粘度が高くなり過ぎると共に、弾性率が低下しすぎて、接着強度を発現しなくなる点で好ましくない。長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）は、３重量部よりも少ない量であると、粘着力を発現しない点で好ましくなく、３０重量部よりも多い量であると、硬化し難くなって、強度が発現しなくなる点で好ましくない。環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）は、５重量部よりも少ない量であると、粘着性を持たせた硬化物の弾性率上昇が少なく、強度を発現しなくなる点で好ましくなく、４０重量部よりも多い量であると、弾性率が上昇しすぎて、強度が発現しなくなる点で好ましくない。

本発明の光硬化性接着組成物は、より好ましく５〜２５重量部の光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、５〜２５重量部の長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び８〜３５重量部の環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む。さらに好ましくは、本発明の光硬化性接着組成物は、８〜２０重量部の光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、８〜２０重量部の長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び１０〜３０重量部の環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む。

＜光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）＞
本発明における光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）は、光硬化性官能基（例えば、(メタ)アクリレート基、ビニル基、チオール基）を含むオリゴマーである。光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）は、好ましくは、ウレタンアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレートからなる群から選択される。ウレタンアクリレートとしては、ポリオール（ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリブタジエンポリオール等）と１分子中に２個以上のイソシアネートを有する化合物とを付加反応させ、更に水酸基含有（メタ）アクリレートを付加して得られる。特に好ましい光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）は、ポリブタジエン骨格ウレタン変性アクリレート、ポリイソプレン骨格ウレタンアクリレート、ポリブタジエンアクリレートである。ポリブタジエン骨格ウレタン変性アクリレートは、例えば日本合成化学社製の商標名ＵＴ４４６２、ポリイソプレン骨格ウレタンアクリレートは、ライトケミカル社の商標ＵＡ−１、ポリブタジエンアクリレートは、日本曹達社の商標ＴＥ−２０００等として入手可能である。

＜長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）＞
本発明における長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）は、長鎖炭化水素基（例えば、炭素数が８〜１８、好ましくは１０〜１２の直鎖又は分岐鎖のアルキル基）を有する（メタ）アクリレートモノマーである。長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）は、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（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、ステアリル（メタ）アクリレートなどである。

＜環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）＞
本発明における環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）は、モノシクロ環、ビシクロ環、トリシクロ環を有する（メタ）アクリレートモノマーを用いることが出来る。モノシクロ環を有する（メタ）アクリレートとして、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、モルホリン（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等があり、ビシクロ環を有する（メタ）アクリレートモノマーとして、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレ−ト、ジシクロペンタニル（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、イソボルニル（メタ）アクリレート等があり、トリシクロ環を有する（メタ）アクリレートモノマーとして、アダマンタン骨格を有する（メタ）アクリレート化合物がある。好ましくは、ビシクロ環（メタ）アクリレートモノマーからなる群から選択される。

＜任意成分＞
本発明の光硬化性接着組成物は、光開始剤を含有することができる。光開始剤の添加量は、光硬化性接着組成物１００重量部に対して、０．１から１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部、特に好ましくは１〜３重量部である。

光開始剤としては、以下の化合物が例示できる。
アセトフェノン系化合物：アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン又は４−ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン；
ベンゾフェノン系化合物：ベンゾフェノン、ベンゾフェノンオキシム又は４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン；
ベンゾインエーテル系化合物：ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル又はベンゾインイソブチルエーテル；
チオキサントン系化合物：チオキサントン又はジエチルチオキサントン；
ケトン系化合物：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、４−（２−アクリロイルオキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン又はα−ヒドロキシイソブチルフェニルケトン；及び
その他の化合物：２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１、ベンジルジメチルケタール、ベンジル、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メチルイソブチロイル−メチルホスフィネート、メチルイソブチロイル−フェニルホスフィネート、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキシド、オリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］、ホスフィンオキサイドとしては、ビスフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキサイド又はビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルベンチルホスフィンオキサイド等。

本発明の光硬化性接着組成物は、さらに、シランカップリング剤、酸化防止剤、重合禁止剤、有機過酸化物、可塑剤、タッキファイヤー、有機溶剤などを含有してもよい。

本発明の光硬化性接着組成物は、エンジニアリングプラスチックの接着用に適する。エンジニアリングプラスチックの接着には、エンジニアリングプラスチック同士の接着固定、エンジニアリングプラスチックと、ガラス（ガラスの上に蒸着膜処理が施してあるもの含む）、セラミック基板、ガラス入りエポキシ基板またはポリイミドフィルム（PI）との接着を包含する。エンジニリングプラスチックとしては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などがある。

エンジニアリングプラスチックは、光学部品を構成するエンジニアリングプラスチックであり得る。したがって、本発明は、上記の光硬化性接着組成物を用いて組立てた光学部品に関連する。

本発明は、上記の光硬化性接着組成物を、光学部品を構成するエンジニアリングプラスチックの接着部位に塗布し、該接着部位を接着する工程を含む光学部品の組立て方法にも関係する。光学部品には、カメラモジュール、光ピックアップ、プロジェクター、光モジュールなどがある。

カメラモジュールの組立として、レンズバレルとレンズフォルダーの固定、レンズとレンズバレルの固定、基板とレンズフォルダーの固定、ＩＲカットフィルターとレンズフォルダーの固定があげられる。レンズの材質として、ガラス、アクリル、ゼオネックス（ＣＯＰ）、アペル（ＣＯＣ）などがあげられる。レンズバレルとレンズフォルダーの材質として、ＬＣＰ、ポリカーボネート、ＰＰＳなどがあげられる。

基板として、セラミック基板、ガラス入りエポキシ基板、ポリイミドフィルム基板があげられる。

光ピックアップ組立として、ＣＤ、ＤＶＤ等の記録ディスクを読み取るためのレーザー（ＬＤ）、フォトセンサー（ＰＤ）、光学部材等の組み立て用に用いることができ、レーザー光を集光させるレンズとレンズを固定するレンズフォルダーの固定が挙げられる。レンズとしてはＣＯＰ、ＣＯＣ、アクリル樹脂、ガラスなどがあり、レンズフォルダーにはＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＣなどがある。これらの固定用に用いることができる（特開２００７−０１７７４４）。

プロジェクターの組立として、プロジェクター画像や映像を投影するプロジェクター装置に用いられている液晶ディスプレ（ＬＣＤ）とＬＣＤを固定する保持材の固定用に用いることができる。ＬＣＤの材質はガラス、保持材の材質は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等が挙げられる（ＷＯ２００４−０３６３０７）。

光モジュールの組立として、光ファイバーを用いた通信用の、レーザー受発光モジュールの組み立てをあげることができる。レーザー受発光モジュールのパッケージに熱伝導性充填剤を含有する樹脂として、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂などが使用され、これらの固着に用いることができる（特開２００９−０５３２７８）。

本発明の光硬化樹脂組成物は、下記実施例記載の方法で測定した接着強度が好ましくは１５Ｎ以上、より好ましくは１８Ｎ以上、特に好ましくは２０Ｎ以上である。１５Ｎ以上の接着強度を有すれば、落下衝撃性において優れる。

光硬化性接着組成物の接着部位への塗布は、公知の方法、例えば、ディスペンサーを用いて塗布する方法、転写する方法、スクリーン印刷する方法などがある。ディスペンサーを用いて塗布する方法が、塗布量を安定的に調整できる点で好ましい。塗布された光硬化性接着組成物を光硬化することによりカメラモジュールの部位を接着する。光硬化は、エネルギー線、特に紫外線を用いる通常の方法で行うことができる。

以下に、本発明を実施例により詳しく説明する。

（実施例１〜５及び比較例１〜２）
表１に記載された配合量比に基づいて、光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）と光開始剤イルガキュアー１８４とを混合し、均一な液体になるまで３０分攪拌して実施例１〜５及び比較例１〜２の光硬化性接着組成物を調製した。攪拌機は、攪拌中の温度上昇を抑えることが出来るジャケット式の攪拌容器を用いてプラネタリーミキサー（機種名ＰＲＩＭＩＸ社製 Ｔ.Ｋ.ＨＩＶＩＳＭＩＸ ２Ｐ−１）で回転数３０ｒ／ｍｉｎで攪拌した。攪拌中は、ジャケット内に２５℃の冷却水を流しておこなった。表１に各成分の原材料名と配合量を示す。

得られた光硬化性接着組成物の接着強度を以下の方法で測定した。

＜接着強度の測定方法＞
塗布量 ：1 mg/点
ディスペンサー調整器 ：武蔵エンジニアリング製 ML-606
UV 照射器 ：浜松ホトニクス製 LC5
UV 照度計 ：浜松ホトニクス製C6080-13
UV 照度 ：200 mW/cm²
押しぬき試験機 ：島津製作所製 AGS-500D
押しぬき速度 ：10 mm/min

＜接着強度の試験片の調製法＞
試験片を図１に示す。１９０ｍｍ×１９ｍｍ×３ｍｍ厚のコンパウンド（１）上に、光硬化性接着組成物（３）を１ｍｇ／点の量で塗布し、直径１ｍｍ×厚み１００μｍのボス（２）が付いている１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍ厚のニートレジン（４）載せた後、ＵＶ光を照射してコンパウンド（１）とニートレジン（４）を接着した。コンパウンド（２）にニートレジンを四個接着して、平均接着強度を算出した。尚、接着強度測定は、押し抜き試験機を用いる押し抜き（５）により測定した。測定結果を表２に示す。

本発明によれば、接着強度が大きい光硬化性接着組成物が得られるので、これを使用することにより、落下衝撃性が向上したカメラモジュール等の光学部品を得ることができる。

1 コンパウンド
2 ボス
3 光硬化性接着組成物
4 ニートレジン
5 押し抜き（１０ｍｍ／ｍｉｎ）

Claims (10)

1. ポリブタジエン骨格ウレタン変性アクリレート、ポリイソプレン骨格ウレタンアクリレート及びポリブタジエンアクリレートからなる群から選択される光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む、エンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
2. ３〜３０重量部の光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）、３〜３０重量部の長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）及び５〜４０重量部の環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）を含む、請求項１記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
3. 光硬化性官能基を有するオリゴマー（ａ）が、ポリブタジエン骨格ウレタン変性アクリレート及びポリイソプレン骨格ウレタンアクリレートからなる群から選択される、請求項１又は２記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
4. 長鎖炭化水素系（メタ）アクリレートモノマー（ｂ）の長鎖炭化水素基が、８から１８個の炭素数を有する、請求項１〜３のいずれか１項記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
5. 環状（メタ）アクリレートモノマー（ｃ）が、ビシクロ環を有する（メタ）アクリレートモノマーからなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか１項記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
6. さらに、光開始剤を含む、請求項１〜５のいずれか１項記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
7. エンジニアリングプラスチックが液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
8. エンジニアリングプラスチックが光学部品を構成するエンジニアリングプラスチックである、請求項１〜７のいずれか１項記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物。
9. 請求項８記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物を用いて組立てた光学部品。
10. 請求項８記載のエンジニアリングプラスチックの接着用の光硬化性接着組成物を、光学部品を構成するエンジニアリングプラスチックの接着部位に塗布し、該接着部位を接着する工程を含む光学部品の組立て方法。