JP2011032387A - 硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は水素結合形成能を有する樹脂からなり、且つアミン系硬化剤を内包したマイクロカプセルと、エポキシ樹脂と、多価アルコールと、を含有し、前記多価アルコールが、下記一般式(1)で表されることを特徴とする硬化性組成物を提供する。
本発明の硬化性組成物は、さらに、導電性微粒子を含有することが好ましい。
より具体的には、前記樹脂同士が水素結合を形成することでマイクロカプセルを構成しているのに対し、多価アルコール(1)が、所定の温度以上での加熱時に、その水酸基が前記樹脂の水素結合形成部位と相互作用すると考えられる。これにより、樹脂間の水素結合が弱まるか又は解消され、樹脂の間隙部が広がることで、マイクロカプセルに内包されている前記アミン系硬化剤の、マイクロカプセル外への移動が促進されると考えられる。
式中、X1は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又は水酸基である。
X1における炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が例示できる。
X1は水素原子、メチル基、エチル基又は水酸基であることが好ましい。
R1は、メチレン基又はエチレン基であることが好ましい。
R2はメチレン基又はエチレン基であり、エチレン基であることが好ましい。
上記範囲の下限値以上とすることで、短時間で硬化性組成物を硬化させる一層優れた効果が得られ、上限値以下とすることで硬化性組成物の保存安定性や、硬化性組成物の硬化物の安定性を向上させる一層優れた効果が得られる。特に、多価アルコール(1)の前記含有量が、0.1〜1質量部である場合、通常100Å以上であれば、種々の膜厚のマイクロカプセルに対して、本発明の一層優れた効果が得られる。
前記樹脂は、目的に応じて適宜選択すれば良いが、ウレタン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリイミド等が例示でき、ウレタン樹脂、尿素樹脂又はポリアミドであることが好ましい。
マイクロカプセルの膜厚は、100Å以上であることが好ましい。このようにすることで、硬化性組成物の保存安定性を向上させる一層優れた効果が得られる。
イミダゾール系硬化剤としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−アミノエチル−2−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等が例示できる。
イミダゾリン系硬化剤としては、1−(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル)−2−フェニルイミダゾリン、1−(2−ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル)−2−メチルイミダゾリン、2−メチルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、2−エチルイミダゾリン、2−エチル−4−メチルイミダゾリン、2−ベンジルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2−(o−トリル)−イミダゾリン、テトラメチレン−ビス−イミダゾリン、1,1,3−トリメチル−1,4−テトラメチレン−ビス−イミダゾリン、1,3,3−トリメチル−1,4−テトラメチレン−ビス−イミダゾリン、1,1,3−トリメチル−1,4−テトラメチレン−ビス−4−メチルイミダゾリン、1,3,3−トリメチル−1,4−テトラメチレン−ビス−4−メチルイミダゾリン、1,2−フェニレン−ビス−イミダゾリン、1,3−フェニレン−ビス−イミダゾリン、1,4−フェニレン−ビス−イミダゾリン、1,4−フェニレン−ビス−4−メチルイミダゾリン等が例示できる。
トリアジン系硬化剤としては、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が例示できる。
前記その他の成分は、硬化性組成物の用途や目的に応じて任意に選択できる。例えば、硬化性組成物に導電性を付与する場合には、その他の成分の好ましいものとして、導電性微粒子が例示できる。また、硬化性組成物の粘度を調節する場合には、その他の成分の好ましいものとして各種有機溶媒が例示できる。
導電性の材質としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の各種金属、合金類が例示できる。
また、導電性の材質で被覆される前記基材の材質としては、各種樹脂類、ガラス類等が例示できる。
前記導電性微粒子の平均粒子径は、目的に応じて適宜調節すれば良い。例えば、硬化性組成物を導電性接着剤等の用途に適用する場合であれば、1〜10μm程度のものが好ましいものとして例示できる。
また、アミン系硬化剤を内包した前記樹脂製のマイクロカプセルなど、硬化性組成物中の二種以上の含有成分が混合されたもの等で市販品があれば、これを使用しても良い。
撹拌は、撹拌子、撹拌翼又はスパチラ等を使用して行う方法や、超音波を利用する方法、遠心分離機を利用する方法等、公知の方法から適宜選択すれば良い。特に、一回あたりの硬化性組成物の製造量が多い場合には、プラネタリーミキサー等の各種ミキサー、三本ロールミル等の各種ミル等、公知の分散機を使用することが好ましい。ミキサーとしては、自転ミキサー及び公転ミキサーのいずれも好適である。
分散物は、分散状態の均一性が高いものほど好ましく、分散状態は、例えば、顕微鏡等の光学的手段を利用して確認できる。
本発明の硬化性組成物は、保存安定性に優れるので、所望の時期に安定してその性能を発揮させることができる。また、短時間で硬化できるので、該組成物の硬化を伴う工程を迅速に行うことができる。例えば、通信分野においては、ICチップのボンディングを行う時に、熱硬化性接着剤を使用するが、本発明の硬化性組成物を接着剤として使用することにより、製造工程の所要時間を大幅に短縮できる。
<硬化性組成物の製造>
アミン系硬化剤としてイミダゾールを内包したウレタン樹脂からなるマイクロカプセルと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、表1に示す各種多価アルコール(1)と、導電性微粒子としてニッケル製微粒子(平均粒子径5μm)とを配合して、硬化性組成物を製造した。この時、ウレタン樹脂、イミダゾール及びビスフェノールA型エポキシ樹脂の総量100質量部に対する、多価アルコール(1)の含有量(質量部)を、表1に示す値となるように調節した。また、ウレタン樹脂、イミダゾール及びビスフェノールA型エポキシ樹脂の総量100質量部に占める、ウレタン樹脂及びイミダゾールの合計の含有量を、35質量部とした。また、ウレタン樹脂、イミダゾール及びビスフェノールA型エポキシ樹脂の総量100質量部に対するニッケル製微粒子の含有量を、5〜20質量部とした。ウレタン樹脂の含有量は、イミダゾール100質量部に対して6〜8質量部であった。そして、各成分を配合した後、この混合物を25〜30℃で24時間、撹拌翼を使用して100rpmで撹拌し、均一な分散物を調製することにより、硬化性組成物を製造した。硬化性組成物が均一な分散物であることは、顕微鏡を使用して凝集物がないことにより確認した。
そして、該硬化性組成物の保存安定性及び硬化度、並びに硬化性組成物の硬化物の安定性について、下記評価基準にしたがって評価した。評価結果を表1に示す。
(硬化度(1))
硬化性組成物の示差走査熱量測定(DSC)を行い、硬化度(硬化速度)を確認した。具体的には、硬化性組成物を160℃で10秒間加熱し、この時の発熱量の、160℃における総発熱量に対する比率(%)を算出した。
(硬化度(2))
アルミエッチングを施したアンテナの所定箇所に、得られた硬化性組成物を塗布し、これを150〜160℃で10〜20秒間加熱することで硬化させ、前記アンテナ上に硬化物を積層した。アンテナとしては、硬化性組成物の塗布面が400μm×400μm〜1000μm×1000μm程度のものを使用し、ここに硬化性組成物を点状に60箇所程度塗布し、塗布量が合計で3〜10mg程度となるようにした。
硬化反応終了後、室温まで冷却した後、直ちに前記アンテナの硬化物の積層面にメンディングテープMP−18(住友スリーエム社製)を貼付した。次いで、前記メンディングテープを引き剥がし、前記硬化物のアンテナからの剥離が無く、通信不良が10%未満であるものを「○」とし、少なくとも前記硬化物のアンテナからの剥離があるか又は通信不良が10%以上であるものを「×」とした。「○」と評価されたものは、硬化物の硬化度が十分に高く(硬化速度が十分に速く)、アンテナに対する接着力が高いものである。
(保存安定性)
硬化性組成物を40℃で一週間保存し、保存後の粘度が保存前の粘度の二倍未満であるものを「○」とし、二倍以上のものを「×」とした。
アルミエッチングを施したアンテナの所定箇所に、得られた硬化性組成物を塗布し、これを150〜160℃で10〜20秒間加熱することで硬化させ、前記アンテナ上に硬化物を積層した。使用したアンテナと、硬化性組成物の塗布方法は、上記と同様である。この硬化物が積層されたアンテナを、以下の評価に供した。
(安定性(1))
硬化物が積層された前記アンテナを、温度85℃、湿度85%の条件で一週間保存し、室温で約1時間静置した後、アンテナの通信距離を測定した。保存後の通信距離が保存前の通信距離よりも10%未満だけ減少したものを「○」とし、10%以上20%未満減少したものを「△」とし、20%以上減少したものを「×」とした。
(安定性(2))
硬化物が積層された前記アンテナを使用して、−55℃から125℃に昇温する温度サイクルを50回繰り返す温度試験を行った。そして、室温で約1時間静置した後、アンテナの通信距離を測定した。温度試験後の通信距離が温度試験前の通信距離よりも10%未満だけ減少したものを「○」とし、10%以上20%未満減少したものを「△」とし、20%以上減少したものを「×」とした。
多価アルコール(1)に代わり、多価アルコール(1)に該当しないその他のアルコールを所定量配合したこと(比較例2〜17)、あるいは多価アルコール(1)及びその他のアルコールのいずれも配合しなかったこと(比較例1)以外は、実施例1〜16と同様に組成物を製造した。そして、該組成物の保存安定性及び硬化度、並びに組成物の硬化物の安定性について、実施例1〜16と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
ニッケル製微粒子を配合せず、ウレタン樹脂、イミダゾール及びビスフェノールA型エポキシ樹脂の総量100質量部に対するTMPの含有量を、0.01質量部としたこと以外は、実施例1と同様に硬化性組成物を製造し、その保存安定性及び硬化度を評価した。
その結果、硬化度(1)の値は96.6%で良好であった。また、保存安定性も他の実施例と同等であった。
ニッケル製微粒子を配合しなかったこと以外は、実施例1と同様に硬化性組成物を製造し、その保存安定性及び硬化度を評価した。
その結果、硬化度(1)の値は95.9%で良好であった。また、保存安定性も他の実施例と同等であった。
ニッケル製微粒子を配合しなかったこと以外は、実施例5と同様に硬化性組成物を製造し、その保存安定性及び硬化度を評価した。
その結果、硬化度(1)の値は95.8%で良好であった。また、保存安定性も他の実施例と同等であった。
ニッケル製微粒子を配合しなかったこと以外は、実施例9と同様に硬化性組成物を製造し、その保存安定性及び硬化度を評価した。
その結果、硬化度(1)の値は95.7%で良好であった。また、保存安定性も他の実施例と同等であった。
ニッケル製微粒子を配合しなかったこと以外は、実施例13と同様に硬化性組成物を製造し、その保存安定性及び硬化度を評価した。
その結果、硬化度(1)の値は95.7%で良好であった。また、保存安定性も他の実施例と同等であった。
Claims (3)
- 前記水素結合形成能を有する樹脂、アミン系硬化剤及びエポキシ樹脂の総量100質量部に対して、前記多価アルコールを0.1〜1質量部含有することを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
- さらに、導電性微粒子を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
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