JP2000119624A - 熱活性接着剤組成物およびフィルム接着剤 - Google Patents
熱活性接着剤組成物およびフィルム接着剤Info
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Abstract
着剤を形成することができる、熱活性接着剤を提供す
る。 【解決手段】 粘着性ポリマーと、ポリエステルとを含
んでなる熱活性接着剤組成物において、前記粘着性ポリ
マーが、分子内にヒドロキシル基とフェニル基とを有す
るポリマーを含んでなることを特徴とする、熱活性接着
剤組成物。
Description
着性を持たないフィルム接着剤を形成することができる
熱活性接着剤組成物およびフィルム接着剤に関する。
感圧性接着剤(粘着剤)とも呼ばれ、圧力を加えるだけ
で容易かつ強力に接着することができる。しかしなが
ら、粘着性があるので、打ち抜き加工等の加工性が悪
く、また位置合わせが困難である。
着層を有する)の粘着性の制御については、多数の技術
が提案されている。たとえば、粘着面にエンボス加工で
凹凸を施して見かけ上の粘着性を低下させ、加熱により
平滑化して接着力を増大させる方法(特開平4−309
583号公報等に開示。)がある。すなわち、加工や位
置合わせの際には、粘着面を被着体に対する接着力の低
い凹凸状態に保ち、接着を完了させる段階で、粘着面を
平滑にして接着力を増大させる方法である。
粘着フィルムとして、国際公開特許公報WO97/46
633号に開示されたものがある。この粘着フィルムの
粘着層では、粘着性ポリマー中に、結晶性のアクリレー
ト成分が連続相として導入される。また、この粘着層で
も、接着力を落とさずに完全に粘着性をなくすことが比
較的難しく、通常は接着面(粘着面)が粘着性を有す
る。したがって、その形状記憶性を生かし、2次形状と
しての凹凸を有する粘着面を、記憶形状(1次形状)で
ある平滑粘着面へと変化させることで、上記と同様にし
て、加工性や位置合わせ容易性を高めている。
は、加工や位置合わせの段階(初期段階)から平滑な接
着面を有するフィルム接着剤を形成することはできな
い。接着面が粘着性を有し、しかも凹凸構造を有する場
合、加工や位置合わせの際に付着したゴミの除去が困難
である。また、その様な凹凸接着面を確実に保護するた
めには、特殊なライナー(剥離面が凹凸構造を有するも
の等)が必要であり、経済性にも難があった。また、粘
着性ポリマー自体のTgが比較的低く、耐熱性も低い。
させる、いわゆる熱活性接着剤も知られている。熱活性
接着剤は、ホットメルトフィルム接着剤や、感熱型接着
剤とも呼ばれる。また、その接着力を高めるために、粘
着性ポリマーと熱可塑性樹脂とを組み合わせることも知
られている。
多岐にわたるが、たとえば、ポリエステルが使用でき
る。たとえば、特表昭56−501131号公報には、
次の様な、改善された耐熱性を有する熱活性接着剤組成
物が開示されている。すなわち、(i)約100重量部
の熱可塑性ポリマーと、(ii)交差結合剤(架橋剤)
と、(iii)この交差結合剤と交差結合反応するのに
利用できる複数個の官能基をもつ約1から100重量部
の有機ポリマーとを含む、接着剤組成物である。上記熱
可塑性ポリマーとしては、ポリエステルやポリウレタン
等が使用でき、上記有機ポリマーとしては、ポリアルコ
ール類やポリアミン類が使用できる。また、上記交差結
合剤には、ジイソシアネートやポリイソシアネートが使
用できる。この様に架橋された熱活性接着剤組成物は、
耐熱性を効果的に高めることができる。また、この様な
熱活性接着剤は、通常、常温で粘着性を持たないので、
加工性や位置合わせ容易性を高めることができる。しか
しながら、ここに開示の接着剤組成物には粘着性ポリマ
ーは含有されないので、接着力を高めることは困難であ
る。
は、熱可塑性結合剤と、粘着性ポリマーとを含有するホ
ットメルト接着剤組成物が開示されている。この公報に
は、熱可塑性結合剤としてポリエステルが、粘着性ポリ
マーとしてイソオクチルアクリレートーアクリル酸系共
重合体が、それぞれ例示されている。この組成物では、
粘着性ポリマーと、熱可塑性結合剤とは相分離している
ことが必要である。その理由は、ホットメルト接着剤を
液状にして塗布する際の塗工性を高め、かつ、塗工後に
比較的長い時間(冷えて、見かけ上固化した後も)、粘
着性を保持させるためである。すなわち、この組成物
は、加熱により接着面の粘着性が高められるフィルム接
着剤として利用するよりも、液化させて使用するタイプ
の接着剤として利用するのに適したものである。
−339556号公報等には、粘着性アクリル系ポリマ
ーと、熱可塑性樹脂としてのフェノキシ樹脂、さらにエ
ポキシ樹脂と、その架橋剤とを含有する組成物から形成
された、熱活性フィルム接着剤が開示されている。上記
粘着性アクリル系ポリマーは、カルボキシル基、水酸
基、またはエポキシ基を分子内に有することが好適とさ
れている。
られるフィルム接着剤(フィルム状の接着剤)は、打ち
抜き加工後に位置合わせをし、電子部品等を接着するた
めに使用されるので、粘着性(常温、約25℃での粘着
性)は可及的に低い方が良く、実質的に粘着性がないも
のが特に好適である。また、電気用途の接着剤は、耐熱
性が要求される場合が多いので、通常の感圧性接着剤
は、この用途に適さなかった。
樹脂との組み合せでは、フィルム接着剤の接着面が粘着
性を持つことは避けられなかった。接着面が粘着性を持
つフィルム接着剤では、前述の粘着フィルムがかかえる
問題を解決することはできない。また、粘着性ポリマー
を効果的に用いなければ、接着力を高めることは困難で
ある。
的に粘着性を持たない(いわゆる、「タックフリー
の」)フィルム接着剤の形成が可能で、前述の粘着フィ
ルムがかかえる問題を解決でき、かつ、接着力を高める
ことが容易である、熱活性接着剤組成物を提供すること
にある。
決するために、粘着性ポリマーと、ポリエステルとを含
んでなる熱活性接着剤組成物において、前記粘着性ポリ
マーが、分子内にヒドロキシル基とフェニル基とを有す
るポリマーを含んでなることを特徴とする、熱活性接着
剤組成物を提供する。
ステルと組み合わせて用いられる粘着性ポリマーが、分
子内にヒドロキシル基とフェニル基とを有するポリマー
を含んでなることを特徴とする。この様な粘着性ポリマ
ーは、ポリエステルとの相溶性が高く、接着剤組成物の
常温での粘着性を実質的に無くすことができ、通常の感
圧性接着剤に比べて高い耐熱性を有する。一方、加熱し
た時には高い粘着性を示すので、加熱圧着操作により高
接着力で被着体どうしを接着することができる。
テルの含有割合は、通常5〜50重量%、好適には10
〜45重量%である。ポリエステルが少なすぎると、接
着剤組成物の常温での粘着性を実質的に無くすことがで
きず、反対に多すぎると、圧着直後から高い接着力を発
揮することができないおそれがある。一方、上記2つの
官能基(ヒドロキシ基およびフェニル基)を含む粘着性
ポリマーの接着剤組成物全体に占める割合は、通常50
〜95重量%以上、好適には55〜89重量%である。
実質的に非粘着性であり、かつ加熱により溶融可能な結
晶性を有するものであれば特に限定されない。しかしな
がら、好適にはポリカプロラクトンである。ポリカプロ
ラクトンとは、(i)カプロラクトンを含有する出発物
質を重合して得られるポリエステル、または、(ii)
カプロラクトンの開環重合により得られた重合単位(ユ
ニット)を、分子内に含むポリエステルである。上記粘
着性ポリマーとポリカプロラクトンとを含む組成物で
は、ポリカプロラクトンの結晶化により、常温ではほと
んど粘着性がないが、加熱によりポリカプロラクトンが
溶融し、強い接着力を発現することができる。この様な
効果は、上記の分子内にヒドロキシ基とフェニル基とを
同時に有する粘着性ポリマーが、アクリル系ポリマーで
ある場合に特に高められる。この様なアクリル系ポリマ
ーと、ポリカプロラクトンとの相溶性が特異的に優れて
いるからである。
架橋剤を含有する。これにより、電気用途の接着剤とし
て要求される耐熱性、特に半田耐熱性を効果的に高める
ことができる。
り液化させて使用するタイプの接着剤として利用するこ
とも可能であるが、加熱により接着面の粘着性が高めら
れるフィルム接着剤として利用するのが好適である。す
なわち、本発明の1実施形態は、上記熱活性接着剤組成
物からなり、所定の厚さを有するフィルム接着剤を提供
する。この様なフィルム接着剤では、室温での粘着性を
実質的に無くすことができ、通常の感圧性接着剤に比べ
て高い耐熱性を有する。一方、加熱した時には高い粘着
性を示すので、加熱圧着操作により高接着力で被着体ど
うしを接着することができる。
は、常温(約25℃)で粘着性を示すポリマーであり、
分子内にヒドロキシル基とフェニル基とを有するポリマ
ーを含んでなるものであれば特に限定されない。たとえ
ば、アクリル系ポリマー、ニトリル−ブタジエン系共重
合体(NBR等)、スチレン−ブタジエン系共重合体
(SBR等)、ポリウレタン、シリコーン系ポリマー等
である。粘着性ポリマーは、これらのポリマー1種単
独、または2種以上の混合物から構成される。
発モノマーとして、分子内にヒドロキシ基を有するモノ
マーと、分子内にフェニル基を有するモノマーとを含む
原料を用いて重合して得ることができる。あるいは、重
合後、分子内の別の官能基(たとえば、カルボキシル
基)を反応させて、ヒドロキシ基およびフェニル基に変
換しても良い。
リル系ポリマーの好適な1例について説明する。出発モ
ノマーとして、(A)1または2以上のフェノキシアル
キルアクリレートと、(B)ヒドロキシル基を分子内に
有するモノマー、必要に応じて(C)(メタ)アクリル
酸アルキルエステルとを含有する原料を、通常の方法、
たとえば、乳化重合、溶液重合、塊状重合、懸濁重合等
により共重合させて調製することができる。
ノキシエチルアクリレート、フェノキシプロピルアクリ
レート等が使用できる。また、上記(B)成分として
は、たとえば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アク
リル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−ヒドロ
キシメチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、ヒドロキシ−3−フ
ェノキシプロピルアクリレート等を挙げることができ
る。さらに、上記(C)成分としては、たとえば、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
イソオクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等を挙げ
ることができる。
−フェノキシプロピルアクリレート等の、分子内にヒド
ロキシル基とフェニル基との両方を含むモノマーが好適
である。これにより、粘着性ポリマーのポリエステルに
対する相溶性を特に効果的に高めることができる。
上記2つの官能基を含むモノマー単位(すなわち、
(A)成分および(B)成分に由来する単位の合計)の
割合(重量比)は、通常70重量%以上、好適には80
重量%以上、特に好適には90重量%以上である。上記
2つの官能基を含む単位が少なすぎると、ポリエステル
との相溶性が低下するおそれがある。また、ポリマー全
体の重合単位に占める、(B)成分に由来する単位の割
合は、0.5モル%以上、好適には1モル%以上、特に
好適には5〜15モル%である。(B)成分に由来する
単位が少なすぎると、圧着直後から十分に高い接着力
(たとえば、0.5kg/cm以上)を発現させるのに
不利になるおそれがあり、(B)成分に由来する単位が
多すぎると、ポリエステルとの相溶性が低下するおそれ
がある。
発明の効果を損なわない限り、上記2つの官能基(ヒド
ロキシ基およびフェニル基)を含むポリマーに加えて、
上記2つの官能基を持たないポリマーも含むことができ
る。しかしながら、粘着性ポリマー全体に占める、上記
2つの官能基(ヒドロキシ基およびフェニル基)を含む
ポリマーの割合は、通常70重量%以上、好適には80
重量%以上、特に好適には90重量%以上である。
接着力が発揮される範囲であれば良く、通常は重量平均
分子量で10, 000〜100, 000の範囲である。
また、従来の感圧性接着剤と同様に、粘着性ポリマーと
ともに粘着付与剤を使用することもできる。また、本発
明の効果を損なわない限り、上記粘着性ポリマーは、熱
または放射線(紫外線、電子線等)により架橋可能なも
のであっても良い。粘着性ポリマーの架橋は、被着体に
接着する前または/および後に架橋することができる。
着力が発揮され、かつ組成物の常温での粘着性を実質的
に無くせる範囲であれば良く、重量平均分子量が、通常
500〜200, 000、通常1,000〜100, 0
00、の範囲である。分子量が小さすぎると、接着力が
低下するおそれがあり、反対に大きすぎると、粘着性ポ
リマーとの相溶性が低下し、組成物の常温での粘着性を
無くすのが困難になるおそれがある。
合操作により、各原料を均一に混合して調製できる。た
とえば、粘着性ポリマー、ポリエステル、溶剤、必要に
応じて加えられる架橋剤等の添加剤を、ホモミキサー、
プラネタリーミキサー等の混合装置で混合し、各材料を
均一に溶解または分散させ、液体の組成物を調製するこ
とができる。
リマーを溶解して含む第1溶液と、前記結晶性ポリマー
を溶解して含む第2溶液とを混合し、前記粘着性ポリマ
ーと前記結晶性ポリマーとを均一に溶解して含む前駆体
溶液として調製でき、この前駆体溶液を乾燥し、その前
駆体溶液の乾燥物からなる熱活性接着剤組成物を形成す
ることができる。この様にすれば、結晶性のポリカプロ
ラクトンと、ヒドロキシ基とフェニル基とを有する粘着
性ポリマーとの、特異なモルフォロジー(相互連結構
造)を形成でき、前述の性能(常温での非粘着性および
高接着力)を、特に効果的に発揮させることができる。
なお、架橋剤を添加する場合、通常、架橋剤を含む第3
溶液を、上記前駆体溶液に添加する。
基材上に塗布、乾燥し、接着剤組成物からなるフィルム
接着剤を形成することができる。塗布手段には、ナイフ
コーター、ロールコーター、ダイコーター、バーコータ
ー等の公知の手段が使用できる。上記基材としては、ラ
イナー等の剥離性を有するもの、接着すべき被着体、接
着シートの支持体等が使用できる。ライナー等の剥離性
を有するものを用いた場合、接着剤組成物からなるフィ
ルム接着剤を容易に単離して得ることができる。
は、通常60〜180℃の温度にて行われる。乾燥時間
は、通常、数十秒から数分である。フィルム接着剤の厚
みは、10〜1,000μm、好適には20〜500μ
m、特に好適には50〜100μmである。
接着層として使用することもできる。すなわち、本発明
は、支持体と、その支持体の一方の主要面上に固着され
た熱活性接着剤組成物からなる接着層とを有する、接着
シートを提供する。上記支持体は、特に限定されない
が、通常は、従来の接着シートのベースフィルムとして
使用されているものであって、可撓性を有するものが使
用される。たとえば、紙、金属フィルム、プラスチック
フィルム等が使用できる。プラスチックとしては、ポリ
イミド、ポリ塩化ビニル、アクリル系ポリマー、フッ素
系ポリマー、ポリエステル(PET等)、ポリウレタン
等の合成ポリマーが使用できる。
であっても、着色されたものや、印刷等により装飾が施
されたものであっても良い。また、金属光沢性の外観を
付与するために、金属蒸着膜が設けられたものであって
も良い。さらに、接着シートに光学的な機能を付与する
ために、偏光フィルム、誘電反射フィルム、再帰反射フ
ィルム、プリズムフィルム、蛍光フィルム、フィルム状
エレクトロルミネッセンス素子等を支持体として用いる
こともできる。一方、支持体表面の耐汚染性を高めるた
めには、支持体表面に光触媒層を形成することもでき
る。また、支持体は、2以上の異なる層から構成されて
いても良い。支持体の厚みは、通常5〜500μm、好
適には10〜300μmである。厚みが薄すぎると接着
シートの機械的強度が低下し、耐久性が低下するおそれ
があり、反対に厚すぎると、接着シート全体の柔軟性や
可撓性が低下し、貼り付け作業が困難になるおそれがあ
る。
ライマー層を設けることもできる。通常、プライマー
は、プライマーとなる材料を含む塗液を調製し、これを
支持体の一方の主要面上に塗布してプライマー層を形成
する。
ておく。ライナーは、通常、紙、プラスチックフィル
ム、またはこれら両者を積層したフィルムから形成され
る。
効果を損なわない限り、従来公知の添加剤を加えること
ができる。たとえば、粘度調製剤、消泡剤、レベリング
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、防黴剤、ガラス
ビーズ等の無機粒子、粘着性ポリマーまたは非粘着性の
ゴム系ポリマーからなる弾性微小球等である。
橋剤を含むのが好適である。架橋剤は、接着剤組成物の
耐熱性を高めることができる。架橋剤としては、たとえ
ば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ
化合物、ポリ(メタ)アクリレート化合物等が使用でき
る。接着剤組成物全体に占める架橋剤の割合は、通常2
0重量%以下、好適には0.2〜10重量%、特に好適
には0.5〜5重量%である。架橋剤が少なすぎると、
耐熱性を高めることができないおそれがあり、反対に多
すぎると接着力が低下するおそれがある。
前または/および後に架橋することができる。ただし、
接着剤組成物を被着体に適用する前に架橋する場合、接
着剤組成物が、加熱により十分な熱粘着性を発揮する様
にしなければならない。また、接着剤組成物の架橋は、
通常、粘着性ポリマーを架橋して行う。
含む酢酸エチル溶液(不揮発分濃度=30重量%)と、
ポリカプロラクトンを含むトルエン溶液(不揮発分濃度
=30重量%)とを混合し、前駆体溶液を形成した。こ
の前駆体溶液を、剥離フィルム(PETフィルム)上に
塗布、乾燥し、剥離フィルムの上に、70μmの厚さの
フィルム接着剤を形成した。表1にフィルム接着剤の組
成を示す。なお、実施例5〜8では、上記前駆体溶液に
イソシアネート系架橋剤を所定量を添加し、添加後の溶
液を塗布、乾燥してフィルム接着剤を形成した。
5℃では粘着性(フィンガータックテストによる)を持
たないことが確認された。また、すべての実施例のフィ
ルム接着剤は、120℃で熱活性可能であった。
内にフェノキシ基を有するモノマー(フェノキシエチル
アクリレート:大阪有機化学工業株式会社製「(品名)
ビスコート#192」)と、分子内にフェノキシ基とヒ
ドロキシ基とを有するモノマー(2−ヒドロキシ−3−
フェノキシプロピルアクリレート:東亜合成化学工業株
式会社製「(品名)アロニクスM−5700」)とから
なる出発モノマーを、酢酸エチル溶媒中にて溶液重合し
て調製した。また、各実施例における、分子内にフェノ
キシ基を有するモノマー(#192)と、分子内にフェ
ノキシ基とヒドロキシ基とを有するモノマー(M570
0)との含有割合は、以下に示すとおりであった。
て、分子内にフェノキシ基もヒドロキシ基も含まない以
外は、実施例1と同様にして、比較例1のフィルム接着
剤を形成した。フィルム接着剤の組成を表1に示す。比
較例1のフィルム接着剤は、25℃では粘着性(フィン
ガータックテストによる)を有していた。
に、表2に示す各例のフィルム接着剤を挟み、120
℃、5kg/cm2 で1分間圧着し、圧着直後の接着力
を評価した。結果を表2に示す。なお、接着力は、50
mm/分の剥離速度、180度方向の剥離試験における
剥離強さである。
5kg/cm以上の接着力を得るためには、粘着性ポリ
マー中のフェニルキ基とヒドロキシル基とを有するモノ
マー単位の含有量は、5モル%以上であるのが好適であ
ることが分かった。
板と、厚さ25μmのポリイミドフィルムとの間に、表
3に示す各例のフィルム接着剤を挟み、120℃、5k
g/cm2 、1分の圧着を行った後、150℃で30分
の加熱(エージングまたはポストキュア)を行ったもの
について、接着力を評価した。結果を表3に示す。ま
た、各例のフィルム接着剤を、260℃の半田浴の上に
1分間置いた際の発泡の有無を調べ、半田耐熱性を評価
した。発泡が無かった場合を「合格」と判定した。同様
に、結果を表3に示す。
(260℃/1分という比較的厳しい条件での耐熱性試
験)を実現するためには、架橋剤を添加することが好適
であることが分かった。
Claims (3)
- 【請求項1】 粘着性ポリマーと、ポリエステルとを含
んでなる熱活性接着剤組成物において、 前記粘着性ポリマーが、分子内にヒドロキシル基とフェ
ニル基とを有するポリマーを含んでなることを特徴とす
る、熱活性接着剤組成物。 - 【請求項2】 前記ポリエステルがポリカプロラクトン
であることを特徴とする、請求項1の熱活性接着剤組成
物。 - 【請求項3】 請求項1の熱活性接着剤組成物からなる
フィルム接着剤。
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JP29216798A JP4601089B2 (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 熱活性接着剤組成物およびフィルム接着剤 |
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