JP5485721B2 - 粘着剤組成物及びこれを用いた粘着シート - Google Patents
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Description
[1](A)質量平均分子量が30万以上、酸価が1mgKOH/g以上、5mgKOH/g未満のアクリル系粘着性化合物、(B)質量平均分子量が3000以上、組み合わされる(A)成分の質量平均分子量+20万以下、酸価が30mgKOH/g以上、200mgKOH/g以下のアクリル系粘着性化合物及び(C)エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤及びアミノ系架橋剤からなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤からなり、該(A)成分と該(B)成分の配合比が55:45〜95:5の範囲であり、23〜260℃の温度域全体にわたり弾性率0.1〜3MPa及び粘着力0.1N/25mm以上を示し、かつ23℃における弾性率(X)と260℃における弾性率(Y)との比(X)/(Y)が0.5〜10の範囲内にあることを特徴とする粘着剤組成物。
[2]前記(A)成分が炭素数1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、前記(C)成分に対する反応性官能基をもつ単量体との共重合体であり、(B)成分が炭素数1〜9のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、前記(C)成分に対する反応性官能基をもつ単量体との共重合体であり、かつ(A)成分と(B)成分のいずれもが−70℃〜50℃の範囲のガラス転移温度を有する[1]に記載の粘着剤組成物。
[3]前記(A)成分と前記(B)成分の粘着性化合物中の反応性官能基の合計量に対し前記(C)成分中の官能基の割合が当量比で0.5〜6倍量であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の粘着剤組成物。
[4]前記(C)成分が少なくとも1個のジグリシジルアミノ基を有する炭素六員環化合物であることを特徴とする[1]〜[3]いずれかに記載の粘着剤組成物。
[5]少なくとも1個のジグリシジルアミノ基を有する炭素六員環化合物が、特定の化学構造式で示される化合物である[4]に記載の粘着剤組成物。
[6][1]に記載の粘着剤組成物からなる厚さ1〜200μmの粘着層を基材の片面又は両面に設けたことを特徴とする粘着シート。
すなわち、弾性率は、シリコーンシート上に塗工、乾燥し、厚さ50μm粘着剤層を形成後に剥離し、厚さ200μmとなるまで粘着剤層を積層させたのち、この粘着剤層を幅3.0mm、長さ15.0mmに加工し試料シートを作製し、この試料シートの長手方向の一方の端部を固定式チャックにより、他方の端部を可動式のチャックによりそれぞれ担持し、TMA4000S(MAC サイエンス社製)を用いてTMA引張モード法により、各設定温度条件下(測定温度範囲:−100ないし300℃)、−0.2gないし−0.5gの荷重(周期5秒)を負荷し、昇温スピード5℃/分で空気雰囲気中で測定した。
本発明において用いる(A)成分は、質量平均分子量が30万以上、酸価が1mgKOH/g以上、5mgKOH/g未満であるアクリル系粘着性化合物である。
ここで、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルを意味する。このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中で好ましいのは、炭素数1〜4のアルキル基をもつ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば(メタ)アクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、n‐プロピルエステル、イソプロピルエステル、n‐ブチルエステル、イソブチルエステル、s‐ブチルエステル、t‐ブチルエステルなどであり、粘着層を形成したときに260℃という高温環境下においても発泡することがなく、かつ高温環境下及び加熱後冷却した場合でも、良好な密着性を示す点で(メタ)アクリル酸エチルエステル、ブチルエステルのような炭素数2〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
本発明において用いる(B)成分は、質量平均分子量が3000以上、かつ、組み合わされる(A)成分の質量平均分子量+20万以下、酸価が30mgKOH/g以上、200mgKOH/g以下であるアクリル系粘着性化合物である。
この(B)成分を(A)成分と併用することにより、23〜260℃の温度域全体にわたり弾性率、剥離力を所定の範囲内に制御することができる。
前記(C)成分は、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤及びアミノ系架橋剤からなる群から選択されるものであり、少なくとも前記(A)成分及び(B)成分の1種と架橋反応し得るものであることが必要である。これらの架橋剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この(C)成分の量が上記の割合よりも少ないと、凝集力が不足し耐熱性が不十分になるし、上記の割合よりも多くなると、低分子量成分である未反応の(C)成分が増加するため、高温下で粘着剤が流動化し、耐熱性が不十分になる。
本発明の粘着剤組成物中の(A)成分と(B)成分を併用することにより、23〜260℃の温度域全体にわたり弾性率を上記の範囲内に制御することができ、かつ(A)成分として低酸価のアクリル系粘着性化合物を使用したことにより粘着力を上記の範囲に制御することができる。
他方、粘着力が0.1N/25mm未満であると被着体との密着性を欠き、接着異常を発生する。
(C)成分の量を増加させるか又は架橋率を高めれば、弾性率は高くなるとともに、粘着力は低下するし、(C)成分の量を減少し又は架橋率を低下させれば弾性率が低くなるとともに粘着力が向上する。
これらの基材は透明であっても、着色したものであってもよい。着色は、基材の構成材料に各種顔料や染料を配合する方法などにより行うことができる。また、基材の表面は平滑である必要はなく、表面がマット状に加工されているものであってもよい。
なお、各例における物性は以下の方法により評価した。
粘着剤組成物をシリコーンシート上に塗布、乾燥し、厚さ50μm粘着剤層を形成させたのち、剥離する操作を繰り返し、厚さ200μmとなるまで粘着剤層を積層させる。次いで、この粘着剤層を幅3.0mm、長さ15.0mmに裁断して試料シートを作製する。この試料シートの長手方向の一方の端部を固定式チャックにより、他方の端部を可動式のチャックによりそれぞれ担持し、TMA4000S(MAC サイエンス社製)を用いてTMA引張モード法により、空気雰囲気中、−100℃ないし300℃の範囲の各設定温度条件下、−0.2ないし−0.5gの荷重を周期5秒で負荷し、昇温スピードは5℃/分として測定した。尚、表3中の×の表記は、測定時に弾性率が著しく低下し、試験片が伸びきってしまい測定できなかったことを示す。
JIS Z0237に準拠した方法により、製造後、加熱処理や紫外線照射処理を施していない、実施例及び比較例の粘着シートを、23℃、65%RHの環境下で、幅25mm、長さ250mmに切断した試験片の両面に、厚さ25μmのポリイミドフィルムを押圧力2kg、速度300mm/分の条件でゴムローラを一往復させることにより圧着して試験片とした。この試験片を23℃、65%RHの条件下で20分間放置した後、この試験片を、23℃、100℃、150℃及び200℃の温度条件下、引張試験機により、引張速度300mm/分で、180°方向に試験片からポリイミドフィルムを引き剥がした際の180度剥離力を測定し、この剥離力をこの試験片の粘着力とした。
なお、前記ポリイミドフィルムは、東レ・デュポンフィルム社製、商品名:カプトン100V(厚さ25μm)を使用した。
製造後、加熱処理や紫外線照射処理を施していない、実施例及び比較例の粘着シートを、23℃、65%RHの環境下で、幅50mm、長さ50mmに切断し、無接着タイプ銅張積層板(新日鐵化学社製、製品名:エスパネックスSC12−25−00AE)のポリイミド面とポリイミドフィルム(東レ・デュポンフィルム社製、商品名:カプトン500H(厚さ125μm))との間に挟んだ後、ラミネーターにより温度23℃、速度1m/分、圧力0.3MPaの条件で貼り合せ、その後、110℃まで昇温、加熱し、その温度で1時間放置(アフターキュア)後、ピーク温度が260℃のリフロー炉に投入し、粘着層の接着状態を観察して気泡、浮き、シワ、剥がれ、ズレなどの接着異常の発生の有無を目視により以下の基準で評価した。
なお、図1に示す温度プロファイルに従い、アフターキュア後はリフロー炉を使用し、空気環境下で約150℃×60秒ないし260℃×30秒で行った。
○:外見上変化が見られない。
×:一部に気泡(接着異常)が見られるが、ポリイミドフィルムの剥がれは無く、銅張積層板の銅箔面からも凹凸が確認されなかった。
××:全面に気泡(接着異常)が見られる。ポリイミドフィルムと銅張積層板の間に気泡が生じ、銅張積層板の銅箔面からも凹凸が確認された。
(A1)成分90質量部及び(B2)成分10質量部及び(C1)成分4.7質量部からなる粘着剤組成物にメチルイソブチルケトン440質量部を加え、撹拌、混合することにより粘着層形成塗工液を調製した。
次に、この塗工液を、厚さ100μmの剥離フィルム(シリコーン処理ポリエチレンテレフタレート)の表面に、ベーカー式アプリケーターを用いて塗布し、80℃で3分、次に130℃で1分、さらに180℃で1分乾燥することにより膜厚50μmの粘着層を形成した。この粘着層の前記剥離フィルムとは反対側に厚さ100μmの別の剥離フィルム(シリコーン処理ポリエチレンテレフタレート)を貼着し、40℃で7日間養生することにより粘着シートを作製した。このものの物性を表1に示す。
表1に示す組成の粘着剤組成物をそれぞれ用い、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。これらの粘着シートの物性を表1に示す。
表2に示す組成の粘着剤組成物をそれぞれ用い、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。これらの粘着シートの物性を表2に示す。
表3に示す組成の粘着剤組成物をそれぞれ用い、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。これらの粘着シートの物性を表3に示す。
その結果、実施例の粘着シートは比較例のものに比べ、はんだの温度プロファイル適用性評価においても粘着層が発泡したり、被着体に浮きや剥がれがないものであることが分かる。
この結果より、実施例1〜17の粘着シートをフレキシブルプリント基板を製造する際の補強板貼付けに使用することによりはんだリフロー工程がある作業においても充分使用可能な粘着シートであることが推測できる。
このものは、実施例1に比べ、弾性率が低下し、特に150℃以降においては測定することができないものであった。この弾性率の低下により、はんだの温度プロファイルの適正評価(リフロー)において粘着層に発泡が発生したり、被着体の浮き剥がれが認められるものであることが分かる。
Claims (6)
- (A)質量平均分子量が30万以上、酸価が1mgKOH/g以上、5mgKOH/g未満のアクリル系粘着性化合物、
(B)質量平均分子量が3000以上、組み合わされる(A)成分の質量平均分子量+20万以下、酸価が30mgKOH/g以上、200mgKOH/g以下のアクリル系粘着性化合物及び
(C)エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤及びアミノ系架橋剤からなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤からなり、
該(A)成分と該(B)成分の配合比が55:45〜95:5の範囲であり、23〜260℃の温度域全体にわたり弾性率0.1〜3MPa及び粘着力0.1N/25mm以上を示し、かつ23℃における弾性率(X)と260℃における弾性率(Y)との比(X)/(Y)が0.5〜10の範囲内にあることを特徴とする粘着剤組成物。 - 前記(A)成分が炭素数1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、前記(C)成分に対する反応性官能基をもつ単量体との共重合体であり、(B)成分が炭素数1〜9のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、前記(C)成分に対する反応性官能基をもつ単量体との共重合体であり、かつ(A)成分と(B)成分のいずれもが−70℃〜50℃の範囲のガラス転移温度を有する請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記(A)成分と前記(B)成分の粘着性化合物中の反応性官能基の合計量に対し前記(C)成分中の反応性官能基の割合が当量比で0.5〜6倍量であることを特徴とする請求項1又は2に記載の粘着剤組成物。
- 前記(C)成分が少なくとも1個のジグリシジルアミノ基を有する炭素六員環化合物であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の粘着剤組成物。
- 少なくとも1個のジグリシジルアミノ基を有する炭素六員環化合物が、以下の(1)〜(6)のいずれかの化学構造式で示される化合物である請求項4に記載の粘着剤組成物。
…(6)
- 請求項1に記載の粘着剤組成物からなる厚さ1〜200μmの粘着層を基材の片面又は両面に設けたことを特徴とする粘着シート。
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