JP2014136774A - 樹脂シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、収率を高められる樹脂シートの製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂シートの製造方法であって、重合性組成物を所定の厚さに成形する成形工程と、成形工程の後に重合性組成物を重合させる重合工程と、を有し、重合工程において、樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させる、樹脂シートの製造方法とする。
【選択図】図1
【解決手段】樹脂シートの製造方法であって、重合性組成物を所定の厚さに成形する成形工程と、成形工程の後に重合性組成物を重合させる重合工程と、を有し、重合工程において、樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させる、樹脂シートの製造方法とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂シートの製造方法に関する。
近年、プラズマディスプレイパネル(PDP)、集積回路(IC)チップ等のような電子部品は、その高性能化に伴って発熱量が増大している。その結果、温度上昇による機能障害対策を講じる必要が生じている。一般的には、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体を電子部品等に備えられる発熱体に取り付けることによって放熱させる方法が採られている。発熱体から放熱体への熱伝導を効率よく行うためには、熱伝導性が高いシート状の部材が使用されている。一般的に、発熱体と放熱体とを固定する用途においては、熱伝導性に加えて感圧接着性も備えたシート状の部材(以下、「熱伝導性感圧接着性シート状成形体」という。)が必要とされている。
上記熱伝導性感圧接着性シート状成形体は樹脂に各種充填剤を添加して構成された樹脂シートの一種である。このような樹脂シートは、例えば、それを構成する組成物を所定の厚さに形成した後に硬化させることによって製造することができる。樹脂シートの製造方法に適用可能な技術としては、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。すなわち、樹脂シートを構成する組成物をロールなどによって押圧して所定の厚さの帯状に成形した後に硬化させることによって、樹脂シートを製造することができる。
上述したように、樹脂シートは当該樹脂シートを構成する組成物を所定の厚さに成形した後に硬化させることによって製造できる。しかしながら、従来の樹脂シートの製造方法では、樹脂シートを構成する組成物を所定の厚さに成形した後、形状が固定されるまでの間に、特に幅方向端部において形状が崩れていた。このようにして形状が崩れた端部は製品とはならないため、切り捨てられる。このように切り捨てられる部分が多くなるほど樹脂シートの収率が悪くなる。
そこで本発明は、収率を高められる樹脂シートの製造方法を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、樹脂シートを構成する組成物を所定の厚さに成形した後、幅方向端部を優先的に硬化させることによって、上記のように形状が崩れることを抑制し、製品として使える部分の割合を大きくできることを見出した。
すなわち、本発明は、樹脂シートの製造方法であって、重合性組成物を所定の厚さに成形する成形工程と、成形工程の後に重合性組成物を重合させる重合工程と、を有し、重合工程において、樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させる、樹脂シートの製造方法である。
本発明の樹脂シートの製造方法において、重合工程より前に、重合性組成物の重合反応を促進する反応促進組成物を、樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給することが好ましい。
また、本発明の樹脂シートの製造方法において、重合性組成物および反応促進組成物が、それぞれ重合体、単量体、および重合開始剤を含み、反応促進組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合が、重合性組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合より大きいことが好ましい。
また、本発明の樹脂シートの製造方法は、重合性組成物が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、重合開始剤(B1)、および充填剤(C1)、を含み、反応促進組成物が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)、および重合開始剤(B2)、を含み、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量に対する重合開始剤(B2)の割合が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計量に対する重合開始剤(B1)の割合より大きいことが好ましい。
本明細書中において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル、及び/又は、メタクリル」を意味する。
また、本発明の樹脂シートの製造方法において、反応促進組成物が重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D2)を含むことが好ましい。
本発明によれば、収率を高められる樹脂シートの製造方法を提供することができる。
本発明の上記作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明は当該実施形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図は構成を概略的に示したものであり、各構成要素の大きさや形状を正確に示すものではない。
本発明の樹脂シートの製造方法は、重合性組成物を所定の厚さに成形する成形工程S1と、成形工程S1の後に重合性組成物を重合させる重合工程S2と、を有している。また、重合工程S2において、樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させることを特徴とする。以下、図1〜図3を参照しつつ、各工程について詳細に説明する。
図1は、本発明の樹脂シートの製造方法に用いることができる装置を側面から見た図であり、図2は当該装置の斜視図であり、図3は当該装置を上から見た図である。ただし、図3では見やすさのため、後述する離型フィルム3、4等は省略している。
成形工程S1は、例えば、2枚の離型フィルム3、4で重合性組成物5を挟持し、そのままロール1とロール2との間を通す工程とすることができる。2枚の離型フィルム3、4で挟持された重合性組成物5は、離型フィルム3を介して上からロール1で押されるとともに、離型フィルム4を介して下からロール2で押されるので、ロール1とロール2との間隔を調整することによって、重合性組成物5を所定の厚さの帯状に成形することができる。
より具体的には、まず、離型フィルム3をロール1の上側からロール1とロール2との間に供給するとともに、離型フィルム4をロール2の下側からロール1とロール2との間に供給する。そして、ロール1およびロール2の手前にダム板7および寄せ板6、6を設置し、ロール1(離型フィルム3)、ロール2(離型フィルム4)、ダム板7および寄せ板6、6で囲われた領域に重合性組成物5を供給して、バンク(樹脂溜まり)5a(図3参照)を形成する。そして、バンク5aから重合性組成物5を適量ずつ離型フィルム3と離型フィルム4との間に供給しつつ、ロール1とロール2との間を矢印Xで示した方向に通すことによって、重合性組成物5を所定の厚さの帯状に成形することができる。
本発明によって製造できる樹脂シートの厚さは特に限定されないが、例えば0.05mm以上5mm以下程度とすることができる。
なお、ダム板7および寄せ板6、6は重合性組成物5を堰き止められるものであれば特に限定されず、寄せ板6、6の間隔は製造する樹脂シートの幅に合わせて適宜調整できる。
より具体的には、まず、離型フィルム3をロール1の上側からロール1とロール2との間に供給するとともに、離型フィルム4をロール2の下側からロール1とロール2との間に供給する。そして、ロール1およびロール2の手前にダム板7および寄せ板6、6を設置し、ロール1(離型フィルム3)、ロール2(離型フィルム4)、ダム板7および寄せ板6、6で囲われた領域に重合性組成物5を供給して、バンク(樹脂溜まり)5a(図3参照)を形成する。そして、バンク5aから重合性組成物5を適量ずつ離型フィルム3と離型フィルム4との間に供給しつつ、ロール1とロール2との間を矢印Xで示した方向に通すことによって、重合性組成物5を所定の厚さの帯状に成形することができる。
本発明によって製造できる樹脂シートの厚さは特に限定されないが、例えば0.05mm以上5mm以下程度とすることができる。
なお、ダム板7および寄せ板6、6は重合性組成物5を堰き止められるものであれば特に限定されず、寄せ板6、6の間隔は製造する樹脂シートの幅に合わせて適宜調整できる。
成形工程S1において重合性組成物を所定の厚さに成形する方法は特に限定されないが、上述した方法を採ることによって樹脂シートの量産が容易になる。
重合工程S2は、上記成形工程S1の後に重合性組成物を重合させる工程である。重合方法は特に限定されず、重合性組成物に含まれる成分に応じて適宜選択可能である。例えば、加熱炉などで加熱することによって重合させることができる。
従来の樹脂シートの製造方法では、上記のようにして重合性組成物を所定の厚さに成形した後、重合させて硬化させるまでの間に、端部の形状が崩れやすく、収率が悪かった。本発明は上述したように、重合工程S2において、樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させることを特徴とする。「樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に重合性組成物を重合させる」とは、樹脂シートの幅方向両端部となる部位において、該両端部に挟まれる部位よりも先に重合性組成物を重合させることを意味する。このように樹脂シートの幅方向両端部で優先的に重合性組成物を重合させて硬化させることによって、所定の厚さに成形された重合性組成物の幅方向端部の形が崩れることを抑制し、樹脂シートの収率を向上させることができる。
樹脂シートの幅方向両端部で優先的に重合性組成物を重合させる方法としては、重合工程S2より前に、重合性組成物の重合反応を促進する反応促進組成物を、樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給することが好ましい。
上記反応促進組成物は、重合工程S2において重合性組成物の重合反応を早められる組成物であればよい。例えば、重合性組成物が重合体、単量体、および重合開始剤を含む場合、反応促進組成物も同様の重合体、単量体、および重合開始剤を含むものとし、反応促進組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合を、重合性組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合より大きくすることが好ましい。
反応促進組成物に含まれる重合開始剤の量を多くすることによって、重合性組成物の重合反応を早めやすくなる。
また、上記のように反応促進組成物にも重合体および単量体を含ませて反応促進組成物の粘度を調整することによって、反応促進組成物を所望の位置に供給しやすくなる。
さらに、反応促進組成物に含まれる重合開始剤が分解して生成する液状成分が重合工程S2を終えた後に残留することを抑制する観点からは、反応促進組成物が重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体を含むことが好ましい。
反応促進組成物に含まれる重合開始剤の量を多くすることによって、重合性組成物の重合反応を早めやすくなる。
また、上記のように反応促進組成物にも重合体および単量体を含ませて反応促進組成物の粘度を調整することによって、反応促進組成物を所望の位置に供給しやすくなる。
さらに、反応促進組成物に含まれる重合開始剤が分解して生成する液状成分が重合工程S2を終えた後に残留することを抑制する観点からは、反応促進組成物が重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体を含むことが好ましい。
反応促進組成物を樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給する方法としては、例えば、図1〜図3に示したように、反応促進組成物9を供給できる適切な手段8(例えば、シリンジなど)によって、離型フィルム3上に反応促進組成物9を供給し、反応促進組成物9を離型フィルム3に伝わらせて樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給する方法が考えられる。
以下に本発明の樹脂シートの製造方法に適用可能な重合性組成物および反応促進組成物について、樹脂シートとして熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を製造する場合を例にして説明する。
<重合性組成物>
重合性組成物は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、重合開始剤(B1)、および充填剤(C1)、を含むものとすることができる。また、後述するように、重合性組成物は、多官能性単量体(D1)を含むことが好ましい。
重合性組成物は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、重合開始剤(B1)、および充填剤(C1)、を含むものとすることができる。また、後述するように、重合性組成物は、多官能性単量体(D1)を含むことが好ましい。
((メタ)アクリル酸エステル重合体(A1))
本発明に用いることができる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)、及び、有機酸基を有する単量体単位(a2)を含有することが好ましい。
本発明に用いることができる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)、及び、有機酸基を有する単量体単位(a2)を含有することが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)を与える(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は特に限定されないが、例えば、アクリル酸エチル(単独重合体のガラス転移温度は、−24℃)、アクリル酸n−プロピル(同−37℃)、アクリル酸n−ブチル(同−54℃)、アクリル酸sec−ブチル(同−22℃)、アクリル酸n−ヘプチル(同−60℃)、アクリル酸n−ヘキシル(同−61℃)、アクリル酸n−オクチル(同−65℃)、アクリル酸2−エチルヘキシル(同−50℃)、アクリル酸2−メトキシエチル(同−50℃)、アクリル酸3−メトキシプロピル(同−75℃)、アクリル酸3−メトキシブチル(同−56℃)、アクリル酸エトキシメチル(同−50℃)、メタクリル酸n−オクチル(同−25℃)、メタクリル酸n−デシル(同−49℃)などを挙げることができる。中でも、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−メトキシエチルが好ましく、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルがより好ましく、アクリル酸2−エチルヘキシルがさらに好ましい。
これらの(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は、それから導かれる単量体単位(a1)が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、好ましくは80質量%以上99.9質量%以下、より好ましくは85質量%以上99.5質量%以下となるような量で重合に供する。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)の使用量が上記範囲内であると、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
次に、有機酸基を有する単量体単位(a2)について説明する。有機酸基を有する単量体単位(a2)を与える単量体(a2m)は特に限定されないが、その代表的なものとして、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基などの有機酸基を有する単量体を挙げることができる。また、これらのほか、スルフェン酸基、スルフィン酸基、燐酸基などを含有する単量体も使用することができる。
カルボキシル基を有する単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのα,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸や、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸の他、イタコン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノプロピルなどのα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸部分エステルなどを挙げることができる。また、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの、加水分解などによりカルボキシル基に誘導することができる基を有するものも同様に使用することができる。
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などのα,β−不飽和スルホン酸、及び、これらの塩を挙げることができる。
単量体(a2m)としては、上に例示した有機酸基を有する単量体のうち、カルボキシル基を有する単量体がより好ましく、中でも、アクリル酸又はメタクリル酸を有する単量体が特に好ましい。これらの単量体は工業的に安価で容易に入手することができ、他の単量体成分との共重合性も良く、生産性の点でも好ましい。なお、単量体(a2m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
有機酸基を有する単量体(a2m)は、それから導かれる単量体単位(a2)が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、好ましくは0.1質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下となるような量で重合に供する。有機酸基を有する単量体(a2m)の使用量が上記範囲内であると、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
なお、有機酸基を有する単量体単位(a2)は、前述のように、有機酸基を有する単量体(a2m)の重合によって、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中に導入するのが簡便であり好ましいが、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)生成後に、公知の高分子反応により、有機酸基を導入してもよい。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)から誘導される単量体単位(a3)を含有していてもよい。上記有機酸基以外の官能基としては、水酸基、アミノ基、アミド基、エポキシ基、メルカプト基などを挙げることができる。
水酸基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルなどの、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルなどを挙げることができる。
アミノ基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、アミノスチレンなどを挙げることができる。
アミド基を有する単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなどのα,β−エチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体などを挙げることができる。
エポキシ基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
これらの有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)は、それから導かれる単量体単位(a3)が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、10質量%以下となるような量で重合に使用することが好ましい。10質量%以下の単量体(a3m)を使用することにより、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、上述したガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a1)、有機酸基を有する単量体単位(a2)、及び、有機酸基以外の官能基を有する単量体単位(a3)以外に、上述した単量体と共重合可能な単量体(a4m)から誘導される単量体単位(a4)を含有していてもよい。
単量体(a4m)は、特に限定されないが、その具体例として、上記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体、α,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸完全エステル、アルケニル芳香族単量体、共役ジエン系単量体、非共役ジエン系単量体、シアン化ビニル単量体、カルボン酸不飽和アルコールエステル、オレフィン系単量体などを挙げることができる。
上記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例としては、アクリル酸メチル(単独重合体のガラス転移温度は、10℃)、メタクリル酸メチル(同105℃)、メタクリル酸エチル(同63℃)、メタクリル酸n−プロピル(同25℃)、メタクリル酸n−ブチル(同20℃)などを挙げることができる。
α,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸完全エステルの具体例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、イタコン酸ジメチルなどを挙げることができる。
アルケニル芳香族単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエン、及び、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。
共役ジエン系単量体の具体例としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレンと同義)、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、シクロペンタジエンなどを挙げることができる。
非共役ジエン系単量体の具体例としては、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンなどを挙げることができる。
シアン化ビニル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどを挙げることができる。
カルボン酸不飽和アルコールエステル単量体の具体例としては、酢酸ビニルなどを挙げることができる。
オレフィン系単量体の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテンなどを挙げることができる。
単量体(a4m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
単量体(a4m)は、それから導かれる単量体単位(a4)の量が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下となるような量で重合に供する。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、上述した、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)、有機酸基を有する単量体(a2m)、必要に応じて使用する、有機酸基以外の官能基を含有する単量体(a3m)、及び、必要に応じて使用するこれらの単量体と共重合可能な単量体(a4m)を共重合することによって特に好適に得ることができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)を得る際の重合方法は特に限定されず、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合などのいずれであってもよく、これら以外の方法でもよい。ただしこれらの重合方法の中で溶液重合が好ましく、中でも重合溶媒として、酢酸エチル、乳酸エチルなどのカルボン酸エステルやベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族溶媒を用いた溶液重合がより好ましい。重合に際して、単量体は、重合反応容器に分割添加してもよいが、全量を一括添加するのが好ましい。重合開始の方法は、特に限定されないが、重合開始剤として熱重合開始剤を用いるのが好ましい。当該熱重合開始剤は特に限定されず、例えば過酸化物重合開始剤やアゾ化合物重合開始剤を用いることができる。
過酸化物重合開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドや、ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシドのようなペルオキシドの他、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩などを挙げることができる。これらの過酸化物は、還元剤と適宜組み合わせて、レドックス系触媒として使用することもできる。
アゾ化合物重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などを挙げることができる。
重合開始剤の使用量は特に限定されないが、単量体100質量部に対して0.01質量部以上50質量部以下の範囲であることが好ましい。
これらの単量体のその他の重合条件(重合温度、圧力、撹拌条件など)は、特に制限がない。
重合反応終了後、必要により、得られた重合体を重合媒体から分離する。分離の方法は特に限定されない。例えば、溶液重合の場合、重合溶液を減圧下に置き、重合溶媒を留去することによって、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)を得ることができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)で測定して、標準ポリスチレン換算で10万以上100万以下の範囲にあることが好ましく、20万以上50万以下の範囲にあることが、より好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の重量平均分子量は、重合の際に使用する重合開始剤の量や、連鎖移動剤の量を適宜調整することによって制御することができる。
((メタ)アクリル酸エステル単量体(α1))
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を含有するものであれば特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)を含有するものであることが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を含有するものであれば特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)を含有するものであることが好ましい。
ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)と同様の(メタ)アクリル酸エステル単量体を挙げることができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の比率は、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは75質量%以上100質量%以下である。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の比率を上記範囲とすることによって、感圧接着性や柔軟性に優れた樹脂シート(熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G))を得やすくなる。
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)、及び、これらと共重合可能な有機酸基を有する単量体(a6m)の混合物としてもよい。
上記単量体(a6m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる単量体(a2m)として例示したものと同様の有機酸基を有する単量体を挙げることができる。単量体(a6m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a6m)の比率は、30質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下である。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a6m)の比率を上記範囲とすることによって、感圧接着性や柔軟性に優れた樹脂シート(熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G))を得やすくなる。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)及び所望により共重合させることができる有機酸基を有する単量体(a6m)の他に、これらと共重合可能な単量体(a7m)も含む混合物としてもよい。
上記単量体(a7m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる単量体(a3m)、及び単量体(a4m)として例示したものと同様の単量体を挙げることができる。単量体(a7m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a7m)の比率は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計量(100質量%)に対して、50質量%以上95質量%以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の含有比率を上記範囲とすることによって、樹脂シートの成形が容易になる。
(多官能性単量体(D1))
重合性組成物には、以下に説明する多官能性単量体(D1)を混合させることが好ましい。多官能性単量体(D1)としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)に含まれる単量体と共重合可能なものを用いる。また、多官能性単量体(D1)は重合性不飽和結合を複数有しており、該不飽和結合を末端に有することが好ましい。このような多官能性単量体(D1)を用いることによって、共重合体に分子内及び/又は分子間架橋を導入して、製造される樹脂シートに感圧接着剤としての高い凝集力を備えさせることができる。
重合性組成物には、以下に説明する多官能性単量体(D1)を混合させることが好ましい。多官能性単量体(D1)としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)に含まれる単量体と共重合可能なものを用いる。また、多官能性単量体(D1)は重合性不飽和結合を複数有しており、該不飽和結合を末端に有することが好ましい。このような多官能性単量体(D1)を用いることによって、共重合体に分子内及び/又は分子間架橋を導入して、製造される樹脂シートに感圧接着剤としての高い凝集力を備えさせることができる。
通常、ラジカル熱重合などの重合時には、多官能性単量体(D1)を用いずともある程度の架橋反応は進行する。しかしながら、より確実にしかも所望の量の架橋構造を形成させるためには多官能性単量体(D1)を用いることが好ましい。
多官能性単量体(D1)としては、例えば1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2−エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、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、ジ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テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレートや、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチレン−5−トリアジンなどの置換トリアジンの他、4−アクリルオキシベンゾフェノンのようなモノエチレン系不飽和芳香族ケトンなどを用いることができる。中でも、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが好ましい。多官能性単量体(D1)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
多官能性単量体(D1)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計を100質量部として、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上10質量部以下であることがより好ましく、0.1質量部以上5質量部以下であることがさらに好ましい。多官能性単量体(D1)の配合量を上記範囲とすることによって、樹脂シートに感圧接着剤としての柔軟性及び引張強度を両立させやすくなる。
(重合開始剤(B1))
重合性組成物に含まれる成分の重合反応を促進するため、重合開始剤(B1)を用いることが好ましい。当該重合開始剤(B1)としては、光重合開始剤、アゾ系熱重合開始剤、有機過酸化物熱重合開始剤などが挙げられる。ただし、製造される樹脂シートに優れた接着性を付与する等の観点からは、有機過酸化物熱重合開始剤を用いることが好ましい。
重合性組成物に含まれる成分の重合反応を促進するため、重合開始剤(B1)を用いることが好ましい。当該重合開始剤(B1)としては、光重合開始剤、アゾ系熱重合開始剤、有機過酸化物熱重合開始剤などが挙げられる。ただし、製造される樹脂シートに優れた接着性を付与する等の観点からは、有機過酸化物熱重合開始剤を用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、公知の各種光重合開始剤を用いることができる。その中でも、アシルホスフィンオキサイド系化合物が好ましい。好ましい光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
アゾ系熱重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などが挙げられる。
有機過酸化物熱重合開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドや、ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンのようなペルオキシドなどを挙げることができる。ただし、熱分解時に臭気の原因となる揮発性物質を放出しないものが好ましい。また、有機過酸化物熱重合開始剤の中でも、1分間半減期温度が100℃以上かつ170℃以下のものが好ましい。
上記重合開始剤(B1)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計を100質量部として、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以上2質量部以下であることがさらに好ましい。重合開始剤(B1)の配合量を上記範囲とすることによって、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率を適正な範囲にし易くなり、樹脂シートに単量体臭が残ることを防止し易くなる。なお、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率は、95質量%以上であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率が95質量%以上であれば、樹脂シートに単量体臭が残ることを防止し易くなる。また、重合開始剤の配合量を上記範囲とすることによって、重合反応が過度に進行して樹脂シートが平滑なシート状にならずに材料破壊を起こすという事態を防止し易くなる。
(充填剤(C1))
次に、充填剤(C1)について説明する。本発明によって製造される樹脂シートに各種機能を備えさせるため、重合性組成物に要求される性能に応じた充填剤(C1)を含有させることが好ましい。樹脂シートとして熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を製造する場合、充填剤(C1)の例としては、以下に説明する熱伝導性フィラーなどがある。本発明に用いる熱伝導性フィラーとは、製造される樹脂シートの熱の熱伝導性を向上させることができ、熱伝導率が1W/m・K以上であるフィラーを意味する。
次に、充填剤(C1)について説明する。本発明によって製造される樹脂シートに各種機能を備えさせるため、重合性組成物に要求される性能に応じた充填剤(C1)を含有させることが好ましい。樹脂シートとして熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を製造する場合、充填剤(C1)の例としては、以下に説明する熱伝導性フィラーなどがある。本発明に用いる熱伝導性フィラーとは、製造される樹脂シートの熱の熱伝導性を向上させることができ、熱伝導率が1W/m・K以上であるフィラーを意味する。
熱伝導性フィラーの具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化ガリウム、水酸化インジウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、ホウ酸亜鉛水和物、カオリンクレー、アルミン酸カルシウム水和物、炭酸カルシウム、炭酸アルミニウム、ドーソナイト、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ等を挙げることができる。この中でも、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム及び酸化アルミニウムが、入手が容易で、化学的にも安定であり、かつ、多量の配合が可能であることから好ましい。熱伝導性フィラーは一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
また、本発明に用いる熱伝導性フィラーの平均粒径は、3μm以上50μm以下であることが好ましい。なお、本発明において「平均粒径」とは、以下に説明する方法で測定したものを意味する。すなわち、レーザー式粒度測定機(株式会社セイシン企業製)を用い、マイクロソーティング制御方式(測定領域内にのみ測定対象粒子を通過させ、測定の信頼性を向上させる方式)により測定する。この測定方法によれば、セル中に測定対象粒子0.01g〜0.02gが流されることで、測定領域内に流れてくる測定対象粒子に波長670nmの半導体レーザー光が照射され、その際のレーザー光の散乱と回折が測定機にて測定されることにより、フランホーファの回折原理から、平均粒径及び粒径分布が算出される。
熱伝導性フィラーの配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計を100質量部として、250質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、300質量部以上800質量部以下であることがより好ましく、300質量部以上600質量部以下であることがさらに好ましい。熱伝導性フィラーの配合量を上記範囲とすることによって、樹脂シートの熱伝導性を向上させつつ、樹脂シートの成形が困難になることを抑制できる。
また、重合性組成物には、製造される樹脂シートの用途等に応じて他の各種添加剤を添加することもできる。添加剤の例としては、発泡剤(発泡助剤を含む。);リン酸エステルなどの難燃剤、上述した熱伝導性フィラー以外の金属の水酸化物や金属塩水和物などの難燃性熱伝導無機化合物;ガラス繊維;膨張化黒鉛粉やPITCH系炭素繊維などの、上述した熱伝導性フィラー以外の熱伝導性無機化合物;外部架橋剤;カーボンブラック、二酸化チタンなど顔料;クレーなどのその他の充填材;フラーレン、カーボンナノチューブなどのナノ粒子;ポリフェノール系、ハイドロキノン系、ヒンダードアミン系などの酸化防止剤;アクリル系ポリマー粒子、微粒シリカ、酸化マグネシウムなど増粘剤;などを挙げることができる。
<反応促進組成物>
上述したように、重合性組成物が重合体、単量体、および重合開始剤を含む場合、反応促進組成物も同様の重合体、単量体、および重合開始剤を含むものとし、反応促進組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合を、重合性組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合より大きくすることが好ましい。
すなわち、本実施形態では、反応促進組成物は(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)、および重合開始剤(B2)、を含むことが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)は上述した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)は上述した(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)と、重合開始剤(B2)は上述した重合開始剤(B1)と、それぞれ同様のものを用いることができる。
ただし、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量に対する重合開始剤(B2)の割合を、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計量に対する重合開始剤(B1)の割合より大きくする。
反応促進組成物に含まれる重合開始剤(B2)の量を多くすることによって、重合性組成物の重合反応を早めやすくなる。
上述したように、重合性組成物が重合体、単量体、および重合開始剤を含む場合、反応促進組成物も同様の重合体、単量体、および重合開始剤を含むものとし、反応促進組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合を、重合性組成物に含まれる重合体および単量体の合計量に対する重合開始剤の割合より大きくすることが好ましい。
すなわち、本実施形態では、反応促進組成物は(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)、および重合開始剤(B2)、を含むことが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)は上述した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)は上述した(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)と、重合開始剤(B2)は上述した重合開始剤(B1)と、それぞれ同様のものを用いることができる。
ただし、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量に対する重合開始剤(B2)の割合を、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計量に対する重合開始剤(B1)の割合より大きくする。
反応促進組成物に含まれる重合開始剤(B2)の量を多くすることによって、重合性組成物の重合反応を早めやすくなる。
上記重合開始剤(B2)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計を100質量部として、0.5質量部以上100質量部以下であることが好ましく、1質量部以上95質量部以下であることがより好ましく、1.5質量部以上90質量部以下であることがさらに好ましい。重合開始剤(B2)の量を上記範囲とすることによって、樹脂シートの端部の形状が崩れることを抑制しやすくなり、また、樹脂シートの端部に単量体臭が残ることを防止しやすくなる。
また、上記のように反応促進組成物に(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)を含ませて反応促進組成物の粘度を調整することによって、反応促進組成物を所望の位置に供給しやすくなる。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量(100質量%)に対して、20質量%以上95質量%以下であることが好ましく、25質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上85質量%以下であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の量を上記の範囲とすることにより、反応促進組成物の粘度を適正にしやすく、それによって、反応促進組成物を、樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給することが容易になり、また反応促進組成物が樹脂シートの幅方向端部となる位置より流れ出すことを防止しやすくなる。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量(100質量%)に対して、20質量%以上95質量%以下であることが好ましく、25質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上85質量%以下であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の量を上記の範囲とすることにより、反応促進組成物の粘度を適正にしやすく、それによって、反応促進組成物を、樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給することが容易になり、また反応促進組成物が樹脂シートの幅方向端部となる位置より流れ出すことを防止しやすくなる。
さらに、反応促進組成物に含まれる重合開始剤(B2)が分解して生成する液状成分が重合工程S2を終えた後に残留することを抑制する観点からは、反応促進組成物が重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D2)を含むことが好ましい。多官能性単量体(D2)としては、上述した多官能性単量体(D1)と同様のものを用いることができる。
多官能性単量体(D2)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計を100質量部として、50質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以上20質量部以下であることがさらに好ましい。多官能性単量体(D2)の量を上記の範囲とすることにより、重合開始剤(B2)が分解して生成する液状成分が重合工程S2を終えた後に残留することを抑制しやすく、また、樹脂シートの端部が過度に硬くなることを防止しやすくなる。
多官能性単量体(D2)の配合量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計を100質量部として、50質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以上20質量部以下であることがさらに好ましい。多官能性単量体(D2)の量を上記の範囲とすることにより、重合開始剤(B2)が分解して生成する液状成分が重合工程S2を終えた後に残留することを抑制しやすく、また、樹脂シートの端部が過度に硬くなることを防止しやすくなる。
上述したような樹脂シート(熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G))を製造する場合は、まず、これまでに説明した各物質を混合して重合性組成物および反応促進組成物を調整し、反応促進組成物を適切な位置に供給しつつ重合性組成物をシート状に成形した後、少なくとも各組成物に含まれる成分の重合反応を行う。当該重合反応を行う際には、加熱することが好ましい。当該加熱には、例えば、熱風、電気ヒーター、赤外線などを用いることができる。このときの加熱温度は、重合開始剤が効率良く分解して各組成物に含まれる成分の重合反応が進行しやすい温度であること好ましい。温度範囲は、用いる重合開始剤の種類等により異なるが、100℃以上200℃以下が好ましく、130℃以上180℃以下がより好ましい。
以下に、実施例にて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、ここで用いる「部」や「%」は、特に断らない限り、質量基準である。
1.各種評価方法
<粘度>
後述する反応促進組成物(M−1、M−2、M−3、M−4、M−5、M−6、M−7、M−8)の40℃における粘度を粘度計(東機産業株式会社製、VISCO METER TV−20 コーンローター1°34‘×R24 回転数10)を用いて測定した。その結果を表1に示した。また、後述する重合性組成物(Y−1)の40℃における粘度を粘度計(東機産業株式会社製、TVB100 ローターNO.H7 回転数10)を用いて測定した。その結果を表1に示した。
<粘度>
後述する反応促進組成物(M−1、M−2、M−3、M−4、M−5、M−6、M−7、M−8)の40℃における粘度を粘度計(東機産業株式会社製、VISCO METER TV−20 コーンローター1°34‘×R24 回転数10)を用いて測定した。その結果を表1に示した。また、後述する重合性組成物(Y−1)の40℃における粘度を粘度計(東機産業株式会社製、TVB100 ローターNO.H7 回転数10)を用いて測定した。その結果を表1に示した。
<シート幅>
後述するようにして作製した樹脂シートの幅方向の長さを定規で計測した。その結果を表2に示した。
後述するようにして作製した樹脂シートの幅方向の長さを定規で計測した。その結果を表2に示した。
<収率>
後述するようにして作製した樹脂シートの幅方向の端部から5mm刻みで、厚み計(TOYOSEIKI製、デジタル測厚器)を使用して、樹脂シートの幅方向の一方の端から他方の端まで厚みの測定を行い、下記式(1)で収率を算出し、その結果を表2に示した。なお、各樹脂シートについて4箇所ずつ上記測定を行い、その平均値を収率[%]とした。
収率[%]=100×(樹脂シートのうち厚みが1mm以上に成形されている部分の幅)/(樹脂シートの幅) (1)
後述するようにして作製した樹脂シートの幅方向の端部から5mm刻みで、厚み計(TOYOSEIKI製、デジタル測厚器)を使用して、樹脂シートの幅方向の一方の端から他方の端まで厚みの測定を行い、下記式(1)で収率を算出し、その結果を表2に示した。なお、各樹脂シートについて4箇所ずつ上記測定を行い、その平均値を収率[%]とした。
収率[%]=100×(樹脂シートのうち厚みが1mm以上に成形されている部分の幅)/(樹脂シートの幅) (1)
<端部の状態の確認>
後述するようにして作製した樹脂シートの両面にある離型処理ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを剥がし、樹脂シートの端部状態を確認した。離型処理PETフィルムに液状成分が付着していた場合を「×」、シート状に硬化していた場合を「○」として、結果を表2に示した。
後述するようにして作製した樹脂シートの両面にある離型処理ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを剥がし、樹脂シートの端部状態を確認した。離型処理PETフィルムに液状成分が付着していた場合を「×」、シート状に硬化していた場合を「○」として、結果を表2に示した。
2.樹脂シートの製造
<実施例1>
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03部、及び酢酸エチル700部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状の(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)を得た。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)の重量平均分子量(Mw)は300,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は3.1であった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフランを溶離液とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算で求めた。
<実施例1>
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03部、及び酢酸エチル700部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状の(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)を得た。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)の重量平均分子量(Mw)は300,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は3.1であった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフランを溶離液とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算で求めた。
(反応促進組成物(M−1)の調整)
次に、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートを60:35:5の割合で混合した多官能性単量体5.0部と、アクリル酸2−エチルヘキシル(表1では、「2EHA」と略記している。)40部と、有機過酸化物熱重合開始剤(1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン(1分間半減期温度は150℃である。))50部と、を電子天秤で計量し、これらを前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)20部と混合した。混合には、恒温槽(東機産業社製、商品名「ビスコメイト 150III」)及びホバートミキサー(小平製作所製、商品名「ACM−5LVT型」、容量:5L)を用いた。ホバート容器の温調は40℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間攪拌し、反応促進組成物(M−1)を得た。
次に、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートを60:35:5の割合で混合した多官能性単量体5.0部と、アクリル酸2−エチルヘキシル(表1では、「2EHA」と略記している。)40部と、有機過酸化物熱重合開始剤(1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン(1分間半減期温度は150℃である。))50部と、を電子天秤で計量し、これらを前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)20部と混合した。混合には、恒温槽(東機産業社製、商品名「ビスコメイト 150III」)及びホバートミキサー(小平製作所製、商品名「ACM−5LVT型」、容量:5L)を用いた。ホバート容器の温調は40℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間攪拌し、反応促進組成物(M−1)を得た。
(重合性組成物(Y−1)の調整)
次に、別の反応器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートを60:35:5の割合で混合した多官能性単量体1.0部と、アクリル酸2−エチルヘキシル(表1では、「2EHA」と略記している。)80部と、有機過酸化物熱重合開始剤(1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン(1分間半減期温度は150℃である。))1.5部と、を電子天秤で計量し、これらを前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)20部と混合した。混合には、恒温槽(東機産業社製、商品名「ビスコメイト 150III」)及びホバートミキサー(小平製作所製、商品名「ACM−5LVT型」、容量:5L)を用いた。ホバート容器の温調は40℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間攪拌した。
次に、別の反応器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートを60:35:5の割合で混合した多官能性単量体1.0部と、アクリル酸2−エチルヘキシル(表1では、「2EHA」と略記している。)80部と、有機過酸化物熱重合開始剤(1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン(1分間半減期温度は150℃である。))1.5部と、を電子天秤で計量し、これらを前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)20部と混合した。混合には、恒温槽(東機産業社製、商品名「ビスコメイト 150III」)及びホバートミキサー(小平製作所製、商品名「ACM−5LVT型」、容量:5L)を用いた。ホバート容器の温調は40℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間攪拌した。
次に、水酸化アルミニウム(日本軽金属社製、商品名「BF−083」、平均粒径:8μm、嵩密度:0.6g/cm3、真密度:2.42g/cm3)420部を計量して前記ホバート容器に投入し、ホバート容器の温調を40℃に設定し、回転数目盛を5にして10分間攪拌した。次に、ホバート容器内を真空(−0.1MPa(G))にして、ホバート容器の温調を40℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間、真空脱泡しながら攪拌し、重合性組成物(Y−1)を得た。
(成形工程)
次に、重合性組成物(Y−1)を、図1〜図3に示した装置において寄せ板の間隔を200mmの幅になるように設置し、重合性組成物(Y−1)を厚さ75μmの離型処理PETフィルム2枚で挟み込み、そのままの状態で、間隙を調節した2つのオープンロール間に重合性組成物(Y−1)を通して、重合性組成物(Y−1)を厚さ1mmのシート状に成形すると同時に、あらかじめ1mLシリンジに充填した反応促進組成物(M−1)を、製造される樹脂シートの幅方向両端部となる位置に供給できるように、上側の離型処理PETフィルムの離型処理面(重合性組成物(Y−1)に接する側の面)に、0.5mL/minの流量で滴下し、シート状の重合性組成物(Y−1−1)を作製した。
次に、重合性組成物(Y−1)を、図1〜図3に示した装置において寄せ板の間隔を200mmの幅になるように設置し、重合性組成物(Y−1)を厚さ75μmの離型処理PETフィルム2枚で挟み込み、そのままの状態で、間隙を調節した2つのオープンロール間に重合性組成物(Y−1)を通して、重合性組成物(Y−1)を厚さ1mmのシート状に成形すると同時に、あらかじめ1mLシリンジに充填した反応促進組成物(M−1)を、製造される樹脂シートの幅方向両端部となる位置に供給できるように、上側の離型処理PETフィルムの離型処理面(重合性組成物(Y−1)に接する側の面)に、0.5mL/minの流量で滴下し、シート状の重合性組成物(Y−1−1)を作製した。
(重合工程)
次に、40℃のシート状の重合性組成物(Y−1−1)を、120℃に温度設定されたオーブン(1)に、水平状態を保った状態で投入し、シート状の重合性組成物(Y−1−1)が115℃となった時点で115℃に温度設定してシート状の重合性組成物(Y−1−1)の温度を115℃に保ち、5分間水平状態で静置した。
次に、40℃のシート状の重合性組成物(Y−1−1)を、120℃に温度設定されたオーブン(1)に、水平状態を保った状態で投入し、シート状の重合性組成物(Y−1−1)が115℃となった時点で115℃に温度設定してシート状の重合性組成物(Y−1−1)の温度を115℃に保ち、5分間水平状態で静置した。
次に、シート状の重合性組成物(Y−1−1)を、水平状態を維持したまま、145℃に温度設定されたオーブン(2)に、水平状態を保った状態で投入し、シート状の重合性組成物(Y−1−1)が140℃となった時点で140℃に温度設定してシート状の重合性組成物(Y−1−1)の温度を140℃に保ち、10分間水平状態で加熱し、単量体混合物の重合反応を行わせ、離型処理PETフィルムで挟持された樹脂シート(G1)を得た。樹脂シート(G1)中の残存単量体量から単量体混合物の重合転化率を計算したところ、99.9%であった。評価結果を表2に示した。
(実施例2〜8)
反応促進組成物(M−1)に代えて、表1に示した配合の反応促進組成物(M−2)〜(M−8)のいずれかを用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2〜8にかかる樹脂シート(G2)〜(G8)を製造した。評価結果を表2に示した。なお、各例で用いた組成物は、表2に「○」で示した通りである。
反応促進組成物(M−1)に代えて、表1に示した配合の反応促進組成物(M−2)〜(M−8)のいずれかを用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2〜8にかかる樹脂シート(G2)〜(G8)を製造した。評価結果を表2に示した。なお、各例で用いた組成物は、表2に「○」で示した通りである。
(比較例1)
反応促進組成物を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして比較例1にかかる樹脂シート(GC1)を製造した。評価結果を表2に示した。
反応促進組成物を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして比較例1にかかる樹脂シート(GC1)を製造した。評価結果を表2に示した。
(参考例1)
反応促進組成物に代えて「有機過酸化物熱重合開始剤(1):1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、1分間半減期温度が150℃、25℃における粘度が43mPa・s。」のみを反応促進組成物と同様の方法で使用した以外は実施例1と同様にして、参考例1にかかる樹脂シート(GR1)を製造した。評価結果を表2に示した。
反応促進組成物に代えて「有機過酸化物熱重合開始剤(1):1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、1分間半減期温度が150℃、25℃における粘度が43mPa・s。」のみを反応促進組成物と同様の方法で使用した以外は実施例1と同様にして、参考例1にかかる樹脂シート(GR1)を製造した。評価結果を表2に示した。
(参考例2)
反応促進組成物に代えて「有機過酸化物熱重合開始剤(2):tert―アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1分間半減期温度が121℃、20℃における粘度が4.98mPa・s」のみを反応促進組成物と同様の方法で使用した以外は実施例1と同様にして、参考例2にかかる樹脂シート(GR2)を製造した。評価結果を表2に示した。
反応促進組成物に代えて「有機過酸化物熱重合開始剤(2):tert―アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1分間半減期温度が121℃、20℃における粘度が4.98mPa・s」のみを反応促進組成物と同様の方法で使用した以外は実施例1と同様にして、参考例2にかかる樹脂シート(GR2)を製造した。評価結果を表2に示した。
表2に示したように、実施例1〜8にかかる樹脂シートおよび参考例1、2にかかる樹脂シートは、比較例1にかかる樹脂シートよりもシート幅が狭くなっており、収率が高くなっていた。これは、重合工程において樹脂シートの幅方向端部を優先的に硬化させることができ、樹脂シートの幅方向端部の形状が崩れることを抑制できたためであると考えられる。ただし、参考例1、2にかかるシートでは有機過酸化物熱重合開始剤が分解した液状成分が重合工程後にも残っており、樹脂シートの端部の状態がよくなかった。
Claims (5)
- 樹脂シートの製造方法であって、
重合性組成物を所定の厚さに成形する成形工程と、
前記成形工程の後に前記重合性組成物を重合させる重合工程と、を有し、
前記重合工程において、前記樹脂シートの幅方向両端部となる部位で優先的に前記重合性組成物を重合させる、
樹脂シートの製造方法。 - 前記重合工程より前に、前記重合性組成物の重合反応を促進する反応促進組成物を、前記樹脂シートの幅方向端部となる位置に供給する、請求項1に記載の樹脂シートの製造方法。
- 前記重合性組成物および前記反応促進組成物が、それぞれ重合体、単量体、および重合開始剤を含み、
前記反応促進組成物に含まれる前記重合体および前記単量体の合計量に対する前記重合開始剤の割合が、前記重合性組成物に含まれる前記重合体および前記単量体の合計量に対する前記重合開始剤の割合より大きい、請求項2に記載の樹脂シートの製造方法。 - 前記重合性組成物が、
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、重合開始剤(B1)、および充填剤(C1)、を含み、
前記反応促進組成物が、
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)、および重合開始剤(B2)、を含み、
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A2)および前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α2)の合計量に対する前記重合開始剤(B2)の割合が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)および前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計量に対する前記重合開始剤(B1)の割合より大きい、
請求項2または3に記載の樹脂シートの製造方法。 - 前記反応促進組成物が重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D2)を含む、請求項2乃至4に記載の樹脂シートの製造方法。
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2013
- 2013-01-18 JP JP2013007135A patent/JP2014136774A/ja active Pending
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