JP2018053137A - 導電性粘着テープ及び導電性粘着テープの製造方法 - Google Patents

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諒 森岡
平尾 昭
Akira Hirao
昭 平尾
充宏 金田
Mitsuhiro Kaneda
充宏 金田
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Abstract

【課題】被着体に対する強接着とリワーク性とが両立される導電性粘着テープ等を提供する。【解決手段】粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子4とを含む粘着剤層2を備える導電性粘着テープ1であって、粘着剤層2は、前記粘着樹脂からなり、粘着剤層2の表面を構成する表層22を有し、表層22の厚みは、グロー放電発光分析における導電性粒子4に由来するスペクトル強度が最大値の半分となるときの粘着剤層2の表面からの分析深さであり、0.1〜0.9μmである導電性粘着テープ1。【選択図】図1

Description

本発明は、導電性粘着テープ及び導電性粘着テープの製造方法に関する。
金属粉等の導電性粒子を含有する粘着剤層を備えた導電性粘着テープが知られている。この種の導電性粘着テープは、電気・電子機器及びケーブルの電磁波シールド、隔離した2か所(例えば、電極と配線端末)の導通、静電気防止用のアース取り等の様々な用途で用いられている(例えば、特許文献1〜5参照)。
特開2005−54157号公報 特開2009−79127号公報 特開2010−21145号公報 特開2007−211122号公報 特表2008−525579号公報
近年、電気・電子機器の小型化、薄型化に伴い、これらに用いられる導電性粘着テープに対しても、貼付面積の狭小化、薄型化が求められている。しかしながら、貼付面積の小さい小型の導電性粘着テープは、被着体に対する粘着力を確保しようとすると、粘着剤層中の導電性粒子の含有量が少なくなり、導電性が低下することがあった。これに対し、導電性を確保するために、粘着剤層中の導電性粒子の含有量を多くすると、導電性粘着テープの粘着力の低下や、導電性粘着テープ自体を形成できなくなることがあった。
更に、導電性粘着テープが使用される部材において、貼り直し性が求められる場合があり、貼り合わせてから、時間が経過した後も、糊残りなく剥離できることが求められており、被着体に対する強接着とリワーク性(貼り直し性)の両立が求められていた。
本発明の目的は、被着体に対する強接着とリワーク性とが両立される導電性粘着テープ等を提供することである。
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを含む粘着剤層を備える導電性粘着テープであって、前記粘着剤層は、前記粘着樹脂からなり、前記粘着剤層の表面を構成する表層を有し、前記表層の厚みは、グロー放電発光分析における前記導電性粒子に由来するスペクトル強度が最大値の半分となるときの前記粘着剤層の表面からの分析深さであり、0.1μm以上0.9μm以下であることを特徴とする導電性粘着テープが、被着体に対する強接着とリワーク性とが両立されることを見出し、本発明の完成に至った。
前記導電性粘着テープにおいて、前記粘着剤層の厚みは、5μm以上250μm以下であることが好ましい。
前記導電性粘着テープにおいて、前記粘着剤層中における前記導電性粒子の体積分率(体積%)は、10〜50体積%であることが好ましい。
前記導電性粘着テープにおいて、前記導電性粒子の平均粒径は、1μm以上50μm以下であることが好ましい。
前記導電性粘着テープにおいて、前記粘着性ポリマーは、アクリル系ポリマーであることが好ましい。
また、本発明に係る導電性粘着テープの製造方法は、前記何れかに記載の導電性粘着テープの製造方法であって、前記粘着性ポリマーを形成するためのモノマー及び前記モノマーの一部が重合してなる部分重合体を含み粘度が10〜30Pa・sであるシロップ組成物と、光重合開始剤と、前記導電性粒子とを混合してなる粘着剤組成物を、層状に付与する付与工程と、前記層状の粘着剤組成物に対して、両面側から活性エネルギー線を照射して前記粘着剤組成物を硬化させて粘着剤層を得る照射工程とを備える。
前記導電性粘着テープの製造方法において、前記照射工程では、前記活性エネルギー線が紫外線からなり、前記活性エネルギー線の照度が1〜10mW/cmであることが好ましい。
本発明によれば、被着体に対する強接着とリワーク性とが両立される導電性粘着テープ等を提供することができる。
粘着剤層のみからなる粘着テープの模式図 基材の両面にそれぞれ粘着剤層が形成された粘着テープの模式図 基材の片面に粘着剤層が形成された粘着テープの模式図 導電性粒子の真密度の算出に用いられる導電性粒子の断面SEM画像を模式的に表した説明図 層状の粘着剤組成物の両面側から紫外線を照射して粘着剤組成物を硬化させる工程を模式的に表した説明図 抵抗値(Z軸方向)の測定方法を模式的に表した説明図 GDSによる実施例4の粘着テープのAgスペクトル強度(cps)と、分析深さ(μm)との関係を示すグラフ
本実施形態に係る導電性粘着テープは、粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを含む粘着剤層を備える。特に、前記粘着剤層は、前記粘着樹脂からなり、前記粘着剤層の表面を構成する表層(スキン層)を有する。表層は、前記粘着剤層の中心側に配される層状の本体層の両面側にそれぞれ配されている。なお、表層と本体層とは互いに一体的に形成されており、表層と本体層との間には継ぎ目はない。
なお、一般的に「導電性粘着テープ」は、「導電性粘着シート」、「導電性粘着フィルム」等と異なった名称で呼ばれることもあるが、本明細書では、表現を「導電性粘着テープ」に統一する。また、導電性粘着テープにおける粘着剤層の表面(つまり、表層の表面)を、「粘着面」と称する場合がある。
本実施形態の導電性粘着テープは、テープの両面が粘着面となっている両面粘着型であってもよいし、テープの片面のみが粘着面となっている片面粘着型であってもよい。
両面粘着型の導電性粘着テープとしては、金属箔等の基材を備えていない、いわゆる基材レス導電性両面粘着テープであってもよいし、前記基材を備えている、いわゆる基材付き導電性両面粘着テープであってもよい。
前記基材レス導電性両面粘着テープとしては、例えば、図1に示されるように、粘着剤層2のみからなる導電性粘着テープが挙げられる。粘着剤層2は、中心側に配される本体層21と、この本体層21の両外側に配される表層22,22とを備えている。一方の表層22と、他方の表層22とは、互いに厚みが同じである。また、表層22の厚みは、本体層21の厚みよりも小さく、後述するような所定の厚みの範囲に設定される。
また、前記基材付き導電性両面粘着テープとしては、例えば、図2に示されるように、導電性基材(基材の一例)3の両面にそれぞれ粘着剤層2が形成された導電性粘着テープ1Aが挙げられる。この導電性粘着テープ1Aは、2つの粘着剤層2を有し、その各々の粘着剤層2において、一方の表層22が粘着剤層2の粘着面を構成し、他方の表層22が粘着剤層2を支持する導電性基材3に密着している。
また、片面粘着型の導電性粘着テープとしては、例えば、図3に示されるように、金属箔等の導電性基材(基材の一例)3の片面に、粘着剤層2が形成された導電性粘着テープ1Bが挙げられる。この導電性粘着テープ1Bは、1つの粘着剤層2を有し、その粘着剤層2の一方の表層22が粘着面を構成し、他方の表層22が粘着剤層2を支持する導電性基材3に密着している。なお、図1〜3において、粘着剤層2中に含まれる導電性粒子4(大径導電性粒子4a,小径導電性粒子4b)が模式的に示されている。導電性粒子4は、主として、粘着剤層2の本体層21内に存在している。
なお、本実施形態の導電性粘着テープは、基材、粘着剤層以外にも、本発明の目的を損なわない範囲において、他の層(例えば、中間層、下塗り層等)を備えていてもよい。
〔粘着剤層〕
粘着剤層は、導電性粘着テープの粘着面を提供しつつ、導電性(電気伝導性)を備える層となっている。粘着剤層の粘着面が、導体等の被着体に貼り付けられると、被着体と粘着剤層との間の電気的導通が確保される。
粘着剤層は、上述したように、中心側の本体層と、この本体層の両外側にそれぞれ配される表層とを備えている。粘着剤層全体としては、少なくとも、粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを含有している。表層は、主として、粘着性ポリマーを含む粘着樹脂からなり、本体層に対して一体的に形成されている。これに対し、本体層は、粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、この粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを備えている。なお、導電性粒子は、粘着剤層のうち、主として、粘着剤本体層内に存在している。このような粘着剤層の表層、及び本体層は、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の成分(添加材)を含有してもよい。以下、粘着剤層に利用される粘着樹脂、導電性粒子等について説明する。
(粘着樹脂)
粘着樹脂は、粘着剤層の粘着力を確保等するための成分であり、粘着性ポリマーを含有する。粘着性ポリマーとしては、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ゴム系ポリマー、ビニルアルキルエーテル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、エポキシ系ポリマー等が挙げられ、ポリマーの設計の容易さ、粘着力の調整のし易さ、導電性粒子の分散性の確保等の観点より、アクリル系ポリマーが好ましく用いられる。なお、粘着性ポリマーは、単独で、又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
粘着樹脂の含有量は、粘着剤層の全質量(100質量%)に対し、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上であり、さらに好ましくは30質量%以上であり、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは55質量%以下である。
また、アクリル系ポリマーの含有量は、粘着樹脂の全質量(100質量%)に対し、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは85質量%以上であり、好ましくは100質量%以下であり、より好ましくは90質量%以下である。
アクリル系ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、炭素数が1〜20の直鎖又は分岐鎖状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(以下、単に(メタ)アクリル酸アルキルエステルと称する)に由来する構成単位と、極性基含有モノマーに由来する構成単位とを少なくとも含むものが好ましい。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」(「アクリル」及び「メタクリル」のうち、何れか一方又は両方)を表すものとする。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸t−ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸2−プロピルヘプチル、(メタ)アクリル酸イソウンデシル、(メタ)アクリル酸イソドデシル、(メタ)アクリル酸イソミリスチル、(メタ)アクリル酸イソペンタデシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサデシル、(メタ)アクリル酸イソヘプタデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル等が挙げられる。このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4〜8の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。具体的には、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100質量%)に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下である。
極性基含有モノマーは、少なくとも極性基を1種類有すると共に、重合性不飽和結合を含むモノマーからなる。極性基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー(無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有モノマーも含む);(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、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、ビニルアルコール、アリルアルコール等のヒドロキシル基(水酸基)含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド等のアミド基含有モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル等のグリシジル基含有モノマー;アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー;N−ビニル−2−ピロリドン、(メタ)アクリロイルモルホリンの他、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル系モノマー;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;ビニルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェート等のリン酸基含有モノマー;シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有モノマー;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー等が挙げられる。これらの極性基含有モノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
極性基含有モノマーとしては、カルボキシル基含有モノマー、複素環含有ビニル系モノマーが好ましい。カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸が好ましく、複素環含有ビニル系モノマーとしては、N−ビニル−2−ピロリドンが好ましい。
極性基含有モノマーの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100質量%)に対して、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは1質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、極性基含有モノマー以外にも、必要に応じて、多官能モノマー等のその他の共重合モノマーに由来する構成単位を含んでもよい。
多官能モノマーは、重合性の官能基を2個以上有するモノマーからなる。多官能性モノマーとしては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
多官能モノマーの含有量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量(100質量%)に対して、好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下である。多官能性モノマーの含有量が、このような範囲であると、粘着剤層の凝集力が高くなり過ぎず、粘着力を向上させることができる。
多官能モノマー以外のその他の共重合モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸4−エトキシブチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル;フェニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等のオレフィン又はジエン類;ビニルアルキルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニル等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
アクリル系ポリマー等の粘着性ポリマーの重合方法としては、例えば、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、光重合法等が挙げられる。なかでも、粘着性ポリマーの調製に際して、光重合開始剤を用いた活性エネルギー線(例えば、紫外線)による光硬化反応を利用することが、導電性粒子の分散性、重合時間の短縮等の観点より好ましい。特に、後述するように、光重合開始剤が配合された無溶剤型の粘着剤組成物を用いて粘着性ポリマーを調製することが好ましい。
粘着性ポリマーの調製に利用される光重合開始剤等の重合開始剤は、単独で、又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α−ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等が挙げられる。
ベンゾインエーテル系光重合開始剤としては、例えば、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、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン[BASF社製、商品名:イルガキュア651]、アニソールメチルエーテル等が挙げられる。前記アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[BASF社製、商品名:イルガキュア184]、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、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン[BASF社製、商品名:イルガキュア2959]、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[BASF社製、商品名:ダロキュアー1173]、メトキシアセトフェノン等が挙げられる。前記α−ケトール系光重合開始剤としては、例えば、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等が挙げられる。
芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤としては、例えば、2−ナフタレンスルホニルクロライド等が挙げられる。前記光活性オキシム系光重合開始剤としては、例えば、1−フェニル−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)−オキシム等が挙げられる。前記ベンゾイン系光重合開始剤には、例えば、ベンゾイン等が含まれる。前記ベンジル系光重合開始剤には、例えば、ベンジル等が含まれる。前記ベンゾフェノン系光重合開始剤には、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が含まれる。前記ケタール系光重合開始剤には、例えば、ベンジルジメチルケタール等が含まれる。前記チオキサントン系光重合開始剤には、例えば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、ドデシルチオキサントン等が含まれる。
アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、例えば、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−n−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−t−ブチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)オクチルホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2−メトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)(1−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジブトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)(2−メチルプロパン−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)(2,4−ジペントキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルプロピルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2−フェニルエチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメトキシベンゾイルベンジルオクチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジイソプロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−4−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジエチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,3,5,6−テトラメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジ−n−ブトキシフェニルホスフィンオキシド、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シド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)イソブチルホスフィンオキシド、2,6−ジメチトキシベンゾイル−2,4,6−トリメチルベンゾイル−n一ブチルホスフィンオキシド、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シド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジブトキシフェニルホスフィンオキシド、1,10−ビス[ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド]デカン、トリ(2−メチルベンゾイル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。
光重合開始剤の使用量は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限されないが、例えば、粘着性ポリマーを形成するために利用される全モノマー量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.03質量部以上、さらに好ましくは0.05質量部以上であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは2質量部以下である。光重合開始剤の使用量が、このような範囲であると、十分に重合反応を行うことができ、生成するポリマーの分子量の低下を抑制することができる。
光重合開始剤の活性化に際しては、活性エネルギー線が利用される。このような活性エネルギー線としては、例えば、α線、β線、γ線、中性子線、電子線などの電離性放射線や、紫外線等が挙げられ、特に、紫外線が好適である。
(導電性粒子)
導電性粒子としては、金属粉等の導電性を有する粒子が利用される。導電性粒子に利用される材質としては、例えば、ニッケル、鉄、クロム、コバルト、アルミニウム、アンチモン、モリブデン、銅、銀、白金、金等の金属、半田、ステンレス等の合金、金属酸化物、カーボンブラック等のカーボン等の導電性材料が挙げられる。導電性粒子としては、前記導電性材料からなる粒子(粉末)であってもよいし、ポリマー粒子、ガラス粒子、セラミック粒子等の粒子の表面を、金属被覆した金属被覆粒子(金属コート粒子)であってもよい。また、金属粒子の表面に、他の金属を被覆したものを導電性粒子として用いてもよい。
導電性粒子の形状は、球状、フレーク状(薄片状)、スパイク状(毬栗状)、フィラメント状等の様々な形状からなり、公知のものから適宜、選択される。なお、導電性粒子の形状としては、粘着力の確保や、粘着剤層中における導電性粒子による導電路の形成し易さ等の観点より、球状が好ましい。
導電性粒子の真密度は、0よりも大きくかつ8g/cm未満のものが好ましい。上記のような低密度の粒子を用いると少なくとも粘着剤組成物が硬化されて安定な粘着剤層となるまで、実質的に均一な分布を保って導電性粒子が懸濁される状態を保つのに適している。導電性粒子が、例えば、導電性材料のみからなる場合には、その導電性材料の比重が真密度となる。これに対し、上述した金属被覆粒子のように、非導電性の粒子の表面に金属被覆が形成されている場合には、以下に示される方法で、導電性粒子の真密度が求められる。なお、下記の方法で導電性粒子の真密度を測定できない場合には、従来公知の真密度の測定方法を適宜用いて測定すればよい。
ここでは、導電性粒子4として、球状のガラスビーズ(ガラス層)41の表面を、銀(銀コート層)42で被覆したもの(いわゆる銀コートガラス粒子からなる導電性粒子)を例に挙げて説明する。導電性粒子4の真密度は、導電性粒子4の画像を、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)を用いて撮影し、得られた画像(断面SEM画像)から、導電性粒子4の粒径(半径R)、銀コート層42の厚みT、ガラス層41の粒径(半径r)等が測定され、その得られた測定値を用いて算出される。以下、真密度の算出方法をより詳細に説明する。
ここでは、SEMを用いた導電性粒子4の画像撮影について説明する。図4は、導電性粒子4の真密度の算出に用いられる導電性粒子4の断面SEM画像を模式的に表した説明図である。SEMを用いて導電性粒子4の画像を撮影する前に、予め、試料である導電性粒子4の調整が行われる。具体的には、導電性粒子4を重金属で染色(重金属染色)し、その染色された導電性粒子4をイオンミリング加工し、更に、それに導電処理を施すことが行われる。このように調整された導電性粒子4についてSEM観察(撮影)が行われる。撮影されたSEM画像には、導電性粒子4の断面が示される。
分析装置(SEM)としては、例えば、製品名「S−4800」、株式会社日立製作所製を用いることができる。また、分析装置(SEM)の測定条件については、観察像が反射電子像であり、加速電圧が10kVとされる。
撮影された導電性粒子4の断面SEM画像を用いて、銀コート層42の厚みTが測定される。次いで、得られた銀コート層42の厚みT(測定値)を用いて、導電性粒子4の1個あたりにおける銀コート層42の体積v2、及び導電性粒子4の1個あたりの質量m2が算出される。その算出に際し、銀の比重(一般的な文献値:10g/cm)が用いられる。
また、撮影された導電性粒子4の断面SEM画像を用いて、ガラス層41の粒径(半径r)が測定される。次いで、得られたガラス層41の粒径(半径r、測定値)を用いて、導電性粒子4の1個あたりにおけるガラス層41の体積v1、及び導電性粒子4の1個あたりにおけるガラス層41の質量m1が算出される。その算出に際し、ガラスの比重(一般的な文献値:2.5g/cm)が用いられる。
なお、ガラス層41の粒径(半径r)は、導電性粒子4の粒径(半径R)の測定値、及び銀コート層42の厚みTの測定値から算出してもよい。
上記のように算出された各値v1、v2、m1、m2を用い、以下に示される式より、導電性粒子4の真密度が算出される。
真密度=(m1+m2)/(v1+v2)
なお、中空状の導電性粒子(例えば、ガラス層41が中空状である導電性粒子)の場合も、上述した算出方法により、真密度を求めることができる。
また、粘着剤層中に含まれる導電性粒子の粒度分布曲線(粒径範囲、ピークトップ等)は、例えば、以下の手順に従って求められる。
先ず、導電性粘着テープの粘着剤層を焼いて、その中から導電性粒子を抽出する。抽出された導電性粒子のSEM画像(例えば、倍率:600倍)を撮影し、そのSEM画像に対して、画像解析ソフト(A像くん(登録商標)、旭化成エンジニアリング社製)を用いたコンピュータ画像解析を行うことで、SEM画像中の導電性粒子の粒子情報(粒径等)を得る。
なお、画像解析(円形粒子解析)の設定条件は、特に制限はないが、例えば、画像転送時の縮尺スケール値:0.178571、粒子の明度:明、抽出方法:自動・手動、処理速度:高速、雑音除去フィルタ:有、結果表示単位:μm、計測直径範囲:2μm〜70μm、円度閾値:10、重なり度:90、で行われる。また、解析結果において、粒子状でない部分や粒子同士が互いにくっついたものを1つの粒子として計測している場合には、適宜、手動補正により粒子の追加・削除を行って、1粒子毎の粒径が求められる。
以上のような解析を、SEM画像の異なる位置で複数回(例えば、合計10回)行い、それらの結果の平均より、導電性粒子の粒度分布曲線(粒径範囲、ピークトップ等)が求められる。
導電性粒子の粒度分布曲線は、導電性粒子の形状が球状の場合のみならず、球状以外の場合でも、上記のような画像解析により求められる。
なお、本実施形態において、導電性粒子の粒径範囲は、例えば、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、10μm以上が更に好ましく、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、35μm以下が更に好ましい。導電性粒子の粒径範囲がこのような範囲であると、粘着剤層の粘着力を低下させることなく、粘着剤層の導電性等の機能を確保することができる。
また、導電性粒子の粒度分布曲線は、例えば、15μm以上50μm以下の粒径範囲にピークトップを少なくとも1つ有し、かつ1μm以上12μm以下の粒径範囲とに少なくとも1つピークトップを有するものであってもよい。
本実施形態において、導電性粒子は、粘着剤層のうち、中心側の本体層中において実質的に均一に分散されている。そのため、本実施形態の導電性粘着テープが備える粘着剤層は、後述するように十分な粘着力と、十分な導電性等の機能とが確保される。
粘着剤層中における導電性粒子の体積分率(体積%)は、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、更に好ましくは30体積%以上、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下、更に好ましくは50体積%以下である。粘着剤層中における導電性粒子の体積分率(体積%)が、このような範囲であると、粘着剤層の導電性を確保し易いと共に、粘着剤層の表層の厚みを所定の範囲に調節し易い。
なお、導電性粒子の体積分率が高い場合、粘着剤層中で、導電性粒子の分散性が低下し、表層(スキン層)の厚みは小さくなる。これに対し、導電性粒子の体積分率が低い場合、粘着剤層中で、導電性粒子の分散性が増加し、表層(スキン層)の厚みは大きくなる。また、導電性粒子の体積分率が低い場合、導電性粒子の含有量が少なくなるため、導電性は低下する。
また、粘着剤層中における導電性粒子の含有量は、導電性粒子の体積分率が上記範囲となるものであれば特に制限はないが、例えば、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下、更に好ましくは70質量%以下であり、好ましくは40質量%以上、更に好ましくは45質量%以上である。
なお、本明細書において、説明の便宜上、15μm以上50μm以下の粒径範囲の粒子群からなる導電性粒子を、「大径導電性粒子」と称し、1μm以上12μm以下の粒径範囲の粒子群からなる導電性粒子を、「小径導電性粒子」と称する場合がある。
また、粘着剤層は、本願発明の目的を損なわない範囲で、水素添加型粘着付与樹脂等の各種粘着付与樹脂を含んでもよい。水素添加型粘着付与樹脂としては、例えば、石油系樹脂、テルペン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂、スチレン系樹脂、ロジン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂等の粘着付与樹脂に水素添加した誘導体を用いることができる。例えば、水素添加型石油系樹脂としては、芳香族系、ジシクロペンタジエン系、脂肪族系、芳香族−ジシクロペンタジエン共重合系等から適宜、選択される。また、水素添加型テルペン系樹脂としては、テルペンフェノール樹脂、芳香族テルペン樹脂等から適宜、選択される。これらは、単独で、又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
また、粘着剤層は、本願発明の目的を損なわない範囲で、架橋剤を含んでもよい。架橋剤は、粘着剤層の凝集力を調整等する目的で利用されてもよい。架橋剤として、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、シリコーン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、シラン系架橋剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等を挙げることができる。これらは、単独で、又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
また、粘着剤層は、本願発明の目的を損なわない範囲で、架橋促進剤、シランカップリング剤、老化防止剤、着色剤(顔料、染料等)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、帯電防止剤、溶剤、導電性繊維、重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000のオリゴマー等を含んでもよい。これらは、単独で、又は2種以上を組み合せて用いてもよい。
(粘着剤層の製造方法)
導電性粘着テープが備える粘着剤層は、例えば、以下に示される付与工程、及び照射工程を経て製造される。
(付与工程)
付与工程は、粘着性ポリマーを形成するためのモノマー及び前記モノマーの一部が重合してなる部分重合体とを含み粘度が10〜30Pa・sであるシロップ組成物と、光重合開始剤と、導電性粒子とを混合してなる粘着剤組成物を、層状に付与する工程である。
粘着剤組成物は、無溶剤型かつ光硬化性であり、少なくとも前記シロップ組成物と、前記光重合開始剤と、前記導電性粒子とを含有する。前記シロップ組成物は、粘着性ポリマーを形成するためのモノマーと、前記モノマーの一部が重合してなる部分重合体とを少なくとも含み、かつ粘度が10〜30Pa・sに調節されたシロップ状の組成物である。
シロップ組成物は、粘着性ポリマーを形成するためのモノマーと重合開始剤とを混合してなる液状のモノマー組成物において、前記モノマーの一部を、粘度が10〜30Pa・sとなるように前記重合開始剤を利用して重合したものからなる。つまり、シロップ組成物中には、粘着性ポリマー形成するための未反応のモノマーと、一部のモノマーが重合してなる部分重合体とが含まれている。
前記部分重合体の重合には、公知乃至慣用の重合方法を用いることができる。例えば、熱重合開始剤を利用して重合してもよいし、上述した光重合開始剤を利用して、モノマー組成物中のモノマーを適宜、重合してもよい。ただし、シロップ組成物(モノマー組成物)の粘度を所定の範囲に調節し易い等の観点より、前記部分重合体の重合には、光重合開始剤を用いることが好ましい。
光重合開始剤を用いる場合、シロップ組成物は、粘着性ポリマーを形成するためのモノマーと、光重合開始剤とを混合してなる液状のモノマー組成物に活性エネルギー線(例えば、紫外線)を照射して、前記モノマー組成物に含まれる一部のモノマーを、粘度が10〜30Pa・sとなるように重合したものからなる。
前記モノマー組成物に紫外線等の活性エネルギー線が照射されると、光重合開始剤が活性エネルギー線により活性化されてラジカルを発生し、そのラジカルによって前記モノマー組成物中のモノマーの一部が重合される。すると、前記モノマー組成物中には、粘着性ポリマーの一種である部分重合体が生成される。モノマー組成物に照射される活性エネルギー線(例えば、紫外線)の照度等を適宜、調節することで、生成される部分重合体の重量平均分子量等を変化させ、シロップ組成物の粘度を上述した10〜30Pa・sの範囲に設定することができる。
シロップ組成物の粘度が、10Pa・s以上30Pa・s以下であると、粘着剤組成物の塗工性(作業性)を確保し易く、しかも粘着剤層の表層の厚みを所定の範囲に調節し易い。
なお、前記部分重合体の重合率は、例えば、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上であり、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下に調節される。前記部分重合体の重合率は、例えば、前記モノマー組成物の粘度と前記部分重合体の重合率との相関関係を予め把握しておき、その相関関係に基づき前記モノマー組成物の粘度を調節することによって、適宜、調節できる。
上述した所定の範囲に粘度が調節されたシロップ組成物に、導電性粒子等が添加されることで、粘着剤層を形成するための粘着剤組成物が得られる。なお、粘着剤組成物中に含まれる光重合開始剤としては、シロップ組成物を調製する際に液状のモノマー組成物に添加された光重合開始剤であってもよいし、シロップ組成物に対して新たに添加された光重合開始剤であってもよい。
なお、粘着性ポリマーを形成するためのモノマーの一部は、前記シロップ組成物に対して添加されてもよい。
粘着剤組成物は、適度な粘性及び流動性を備えており、塗工性(作業性)が良好である。付与工程において、粘着剤組成物は、基材や剥離ライナー等の光透過性を備えた支持体上に層状に付与される。なお、層状に付与された粘着剤組成物上には、前記支持体と同種の部材が貼り合わされることが好ましい。このように前記部材を貼り合わせることで、後述する照射工程を行う際、重合反応が空気中の酸素によって阻害されること等が抑制される。
粘着剤組成物の付与方法としては、公知乃至慣用のコーティング法を用いることが可能であり、一般的なコーター(例えば、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーター等)、印刷法等を用いることができる。
(照射工程)
照射工程は、層状の粘着剤組成物に対して、両面側から活性エネルギー線を照射して前記粘着剤組成物を硬化させて粘着剤層を得る工程である。
図5は、層状の粘着剤組成物20の両面側から紫外線Lを照射して粘着剤組成物20を硬化させる工程を模式的に表した説明図である。図5には、層状の粘着剤組成物20の両面側に、支持体としての透明な剥離ライナー10,10が貼り付けられた状態となっている。このような状態の粘着剤組成物20に対して、両面側からそれぞれ剥離ライナー10越しに、紫外線Lが所定の照度で照射される。このように粘着剤組成物20の両面側から紫外線UVが照射されると、粘着剤組成物20中の光重合開始剤が活性化されてラジカルが発生し、粘着剤組成物20中に存在するモノマーが重合されて粘着性ポリマーが形成される。そして、粘着性ポリマーの形成と共に、層状の粘着剤組成物20が硬化されて、図1に示されるような、表層22,22及び中心層21を備えた粘着剤層2が得られる。
なお、紫外線等の活性化エネルギー線の照度としては、好ましくは1mW/cm以上、より好ましくは2mW/cm以上であり、好ましくは10mW/cm以下、より好ましくは5mW/cm以下である。照度がこのような範囲であると、粘着剤組成物を十分に硬化させることができると共に、粘着剤層の表層の厚みを、所定の範囲に調節し易い。
照射工程は、重合反応が空気中の酸素によって阻害されないように、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。なお、照射工程の前後に、必要に応じて、乾燥工程を行ってもよい。
以上のような付与工程、照射工程を経て、粘着剤組成物が硬化されると、本実施形態の導電性粘着テープに利用可能な、粘着剤層が得られる。
(粘着剤層の厚み)
粘着剤層の厚み(μm)は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限されないが、例えば、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは50μ以上であり、好ましくは250μm以下、より好ましくは200μm以下、更に好ましくは100μm以下である。粘着剤層の厚み(μm)がこのような範囲であると、十分な粘着力や導電性を確保し易い。
なお、粘着剤層の厚み(総厚み)は、後述する方法により、測定される。
粘着テープが2つの粘着剤層を備える場合、それの厚みらは互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
(表層の厚み)
粘着剤層が備える表層(スキン層)の厚みは、0.1μm以上、好ましくは0.2μm以上、より好ましくは0.3μm以上であり、0.9μm以下、好ましくは0.85μm以下、より好ましくは0.8μm以下である。表層の厚みは、粘着剤層中に配合される導電性粒子の体積分率(体積%)、粘着剤層を形成するための粘着剤層組成物に利用されるシロップ組成物の粘度(Pa・s)、粘着剤層の厚み(μm)、粘着剤組成物の硬化時(照射工程時)に照射される活性エネルギー線(例えば、紫外線)の照度(mW/cm)等をそれぞれ上述した所定の範囲に設定することで、適宜、調節することができる。
表層の厚みが上記範囲に設定されると、粘着剤層(導電性粘着テープ)の被着体に対する十分な接着力が確保されると共に、粘着剤層(導電性粘着テープ)のリワーク性が確保される。表層の厚みが上記範囲に設定された粘着剤層は、凝集破壊等を生じることなく、粘着剤層を被着体表面から引き剥がすことができる。そのため、粘着剤層を引き剥がした際に、被着体表面に、粘着剤層の破片が残ることが防止される。また、一旦、被着体から引き剥がした粘着剤層(導電性粘着テープ)を、再び被着体に対して導電性等を損なうことなく貼り付けることも可能である。
なお、粘着剤層の表層の厚みは、後述する方法により、測定、及び定義される。
(基材)
基材は、粘着剤層を支持する部材であり、特に制限はなく、目的に応じて公知の物の中から適宜、選択される。基材としては、例えば、導電性を有する導電性基材が挙げられる。
導電性基材は、金属箔等の導電性を有する薄手の基材からなる。導電性基材としては、粘着剤層を支持可能であり、導電性を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜、選択される。導電性基材としては、金属箔が好ましい。導電性基材に利用される金属箔の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、鉄、鉛、及びこれらの合金等が挙げられる。それらの中でも、導電性、加工性、コスト等の観点より、アルミニウム箔、銅箔が好ましく、より好ましくは銅箔である。なお、前記金属箔には、錫メッキ、銀メッキ、金メッキ等の各種表面処理が施されていてもよい。前記金属箔としては、腐食による導電性の低下や外観不良等を抑制する等の理由により、錫メッキによるコーティングが施された銅箔(錫コート銅箔)が好ましい。
なお、基材としては、導電性基材以外の基材が利用されてもよく、例えば、プラスチック基材、不織布、織布、メッシュ、フォーム基材等が利用されてもよい。なお、基材の表面には、エンボス加工等の各種表面処理が施されてもよい。
基材の厚みは、特に制限されないが、例えば、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは8μm以上であり、更に好ましくは10μm以上であり、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは150μm以下であり、更に好ましくは100μm以下である。基材の厚みが、このような範囲であると、導電性粘着テープの強度が十分確保され、加工や貼付等の作業性が向上する。
(剥離ライナー)
導電性粘着テープは、使用時までは、各粘着剤層の粘着面(表層の表面)を保護するための剥離ライナーを備えていてもよい。このような剥離ライナーとしては、特に限定されるものではなく、公知の剥離ライナーから適宜選択して用いることができる。
剥離ライナーとしては、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤により表面処理されたプラスチックフィルム、紙等の剥離層を有する基材;ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系ポリマーからなる低接着性基材;オレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)等の無極性ポリマーからなる低接着性基材等が挙げられる。
なお、剥離ライナーを、粘着剤層の製造時に、粘着剤層組成物を支持する支持体として使用する場合、剥離ライナーとしては、光透過性に優れることが好ましい。
剥離ライナーの厚みは、特に制限されないが、例えば、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下である。
(粘着力)
導電性粘着テープにおいて、粘着剤層の粘着力(N/25mm)は、好ましくは8N/25mm以上、より好ましくは10N/25mm以上であり、好ましくは25N/25mm以下である。特に、被着体に貼り付けた状態で1日放置(温度23℃、湿度50%RH)した後の粘着剤層の粘着力(N/25mm)は、好ましくは25N/25mm以下である。粘着剤層の粘着力がこのような範囲であると、粘着剤層が被着体に対して密着することが可能であり、しかも粘着剤層のリワーク性が確保され易い。なお、粘着剤層の粘着力(30分後、1日後)は、後述するJIS Z 0237に準拠した180°剥離試験により測定される。
(リワーク性)
導電性粘着テープでは、基板や電子部品等の被着体の回収を目的とするリワーク性が必要とされる。リワーク性は実作業を想定した場合、貼り合わせ後1日経過後も、貼り合わせ30分後の粘着力からの上昇率が2倍以下であり、かつ凝集破壊せず被着体に糊残りがないことが求められる。
(導電性)
導電性粘着テープにおいて、粘着剤層は、Z軸方向(厚み方向)の抵抗値が例えば、好ましくは70mΩ以下、より好ましくは60mΩ以下、更に好ましくは50mΩ以下である。粘着剤層のZ軸方向(厚み方向)の抵抗値の測定方法は、後述する。
(用途)
導電性粘着テープは、例えば、プリント配線基板の接地、電子機器の外装シールドケースの接地、静電気防止用のアース取り等のグランド(アース)用途に用いることができる。また、導電性粘着テープは、電源装置や電子機器等(例えば、携帯型情報端末、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、PDP(プラズマディスプレイパネル)、電子ペーパー等の表示装置、太陽電池等)の内部配線等の用途にも用いることができる。また、導電性粘着テープは、離隔した2か所間を電気的に導通させる用途、電気・電子機器やケーブルの電磁波シールド用途等にも用いることができる。
また、導電性粘着テープは、例えば、小型の電子・電気機器(例えば、携帯型情報端末、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、カーナビゲーションシステム等)に好適に用いることができる。また、導電性粘着テープは、電子部材に利用することができる。電子部材としては、例えば、配線基板(FPC、リジッドサーキットボード等)、カメラ、CPU、駆動回路、アンテナ、配線基板用補強板等が挙げられる。
(1) 粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを含む粘着剤層を備える導電性粘着テープであって、前記粘着剤層は、前記粘着樹脂からなり、前記粘着剤層の表面を構成する表層を有し、前記表層の厚みは、グロー放電発光分析における前記導電性粒子に由来するスペクトル強度が最大値の半分となるときの前記粘着剤層の表面からの分析深さであり、0.1μm以上0.9μm以下であることを特徴とする導電性粘着テープ。
(2) 前記粘着剤層の厚みは、5μm以上250μm以下である前記(1)に記載の導電性粘着テープ。
(3) 前記粘着剤層中における前記導電性粒子の体積分率(体積%)は、10〜50体積%である前記(1)又は(2)に記載の導電性粘着テープ。
(4) 前記導電性粒子の平均粒径は、1μm以上50μm以下である前記(1)〜(3)の何れか1つに記載の導電性粘着テープ。
(5) 前記粘着性ポリマーは、アクリル系ポリマーである前記(1)〜(4)の何れか1つに記載の導電性粘着テープ。
(6) 前記アクリル系ポリマーは、炭素数が1〜20の直鎖又は分岐鎖状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に由来する構成単位を含む前記(5)に記載の導電性粘着テープ。
(7) 前記アクリル系ポリマーは、極性基含有モノマーに由来する構成単位を含む前記(5)又は(6)に記載の導電性粘着テープ。
(8) 前記極性基含有モノマーは、カルボキシル基含有モノマーである前記(7)に記載の導電性粘着テープ。
(9) 前記極性基含有モノマーは、複素環含有ビニル系モノマーである前記(7)に記載の導電性粘着テープ。
(10) 前記アクリル系ポリマーは、多官能モノマーに由来する構成単位を含む前記(5)〜(9)の何れか1つに記載の導電性粘着テープ。
(11) 前記導電性粒子は、芯粒子と、前記芯粒子を被覆する金属層とを有する前記(1)〜(10)の何れか1つに記載の導電性粘着テープ。
(12) 前記導電性粒子の前記金属層は、Ag、Ni、Cu、Auの何れかである前記(11)に記載の導電性粘着テープ。
(13) 前記導電性粒子の前記芯粒子は、ポリマー樹脂、ガラス、金属又はセラミックの何れかである前記(11)又は(12)に記載の導電性粘着テープ。
(14) 前記表層は、前記粘着剤層の中心側に配される本体層の両面に一体的に形成されている前記(1)〜(13)の何れか1つに記載の導電性粘着テープ。
(15) 前記(1)〜(14)の何れか1つに記載の導電性粘着テープの製造方法であって、前記粘着性ポリマーを形成するためのモノマー及び前記モノマーの一部が重合してなる部分重合体を含み粘度が10〜30Pa・sであるシロップ組成物と、光重合開始剤と、前記導電性粒子とを混合してなる粘着剤組成物を、層状に付与する付与工程と、前記層状の粘着剤組成物に対して、両面側から活性エネルギー線を照射して前記粘着剤組成物を硬化させて粘着剤層を得る照射工程とを備える導電性粘着テープの製造方法。
(16) 前記照射工程において、前記活性エネルギー線が紫外線からなり、前記活性エネルギー線の照度が1〜10mW/cmである前記(15)に記載の導電性粘着テープの製造方法。
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
〔実施例1〕
(シロップ組成物a1の作製)
アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)84質量部及びN−ビニル−2−ピロリドン(NVP)16質量部が混合されてなる液状のモノマー組成物に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」(BASFジャパン株式会社製)0.05質量部及び商品名「イルガキュア184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)」(BASFジャパン株式会社製)0.05質量部を配合した後、粘度(粘度計:TOKIMEC社製、VISCOMETER(モデル:BH))が14.7Pa・sになるまで紫外線(照度:2mW/cm)を照射して、上記モノマー成分の一部が重合してなる部分重合体を含むシロップ組成物a1を得た。
(粘着剤組成物の作製)
前記シロップ組成物a1に、アクリル酸(AA)3質量部と、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.05質量部と、導電性粒子(商品名「TP25S12」、ポッターズ・バロティーニ株式会社製、銀コートガラス粉末、粒度分布曲線のピークトップに相当する粒径:26μm、粒径範囲:18μm〜35μm、真密度:2.7g/cm)150質量部と、導電性粒子(商品名「ES−6000−S7N」、ポッターズ・バロティーニ株式会社製、銀コートガラス粉末、粒度分布曲線のピークトップに相当する粒径:6μm、粒径範囲:2μm〜10μm、真密度3.9g/cm)50質量部と、光重合開始剤として、商品名「イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」(BASFジャパン株式会社製)0.05質量部を配合し、前記シロップ組成物a1を十分混合することによって、粘着剤組成物A1を得た。
(粘着テープの作製)
前記粘着剤組成物A1を、透明な剥離ライナーの剥離処理面上に塗布し、剥離ライナー上に塗布層を形成した。そして、前記塗布層上に剥離処理面が接するように他の透明な剥離ライナーを貼り付け、前記塗布層を挟む形で剥離ライナー同士を貼り合わせた。なお、剥離ライナーとしては、片面が剥離処理されているポリエチレンテレフタレート基材(商品名「MRE」、厚み38μm、三菱ポリエステルフィルム株式会社製;商品名「MRF」、厚み38μm、三菱ポリエステルフィルム株式会社製)を使用した。
次いで、前記塗布層に対し、照度2mW/cmの紫外線を両面から3分間照射し、前記塗布層を硬化させて、表層(スキン層)の厚みが0.8μmであり、総厚みが50μmであり、導電性フィラーの体積分率(体積%)が40%である粘着剤層を得た。なお、紫外線の発生源として、東芝株式会社製の「ブラックライト」を使用した。また、紫外線の照度は、UVチェッカー(商品名「UVR−T1」、株式会社トプコン製、最大感度:350nmで測定)を使用して調節した。
以上のようにして、実施例1の粘着テープ(剥離ライナー/粘着剤層/剥離ライナーの積層構造を有する基材レス導電性両面粘着テープ)を得た。
(粘着剤層の総厚み)
粘着剤層の総厚みは、JIS B 7503に規定されたダイヤルゲージを用いて測定した。ダイヤルゲージの接触面は平面とし、径は5mmとした。幅150mmの試験片を用いて、1/1000mm目盛りのダイヤルゲージで幅方向に等間隔で5点の厚みを測定し、その測定結果の平均値を粘着剤層の総厚みとした。以降の実施例、比較例についても同様にして、粘着剤層の総厚みを求めた。
(粘着剤層の表層の厚み)
また、粘着剤層の表層(スキン層)の厚みは、以下に示される方法により求めた。以降の実施例、比較例についても同様にして、粘着剤層の表層の厚みを測定した。
先ず、得られた粘着テープから所定サイズのサンプルを切り出した。そして、一方の粘着面が露出するように粘着テープ(サンプル)から一方の剥離ライナーを取り除き、その粘着面に対してX線を照射して粘着面のタックレス化(非粘着性化)を行った。粘着面にX線を照射する処理(タックレス処理)にはXRF用装置(製品名「ZSX−100E」、株式会社リガク製)を利用した。なお、処理条件は、X線電圧及び電流が50kV,70mAであり、X線照射時間が240秒である。
続いて、タックレス化された粘着面について、グロー放電発光分析装置(GD−OES、製品名「GD-Profiler2」、株式会社堀場製作所製)を利用して粘着剤層の厚み方向(深さ方向)における導電性粒子(フィラー)の存在率を分析した。なお、グロー放電発光分析装置による分析条件は、スパッタ圧力が600Paであり、スパッタ印加電圧が35Wであり、設定モードがパルスモードであり、周波数が50Hzであり、デューティーサイクルが0.1であり、測定時間が600秒である。また、分析した試料(粘着テープ)のエッチングレートの算出には、段差計(製品名「SERFCORDER SE300」、株式会社小坂研究所製)を用いて測定したエッチング深さを利用した。粘着テープ(サンプル)における表層(スキン層)の厚みは、グロー放電発光分析(GDS)における導電性粒子(フィラー)に由来のスペクトル強度(この場合、Agのスペクトル強度)が最大値(スペクトルピークトップ)の半分(1/2)となるときの粘着剤層の表面からの分析深さとして定義した。
(導電性粒子の体積分率)
粘着剤層中の導電性粒子の体積分率は、以下に示される方法により測定した。以降の実施例、比較例についても同様にして、粘着剤層中の導電性粒子の体積分率を求めた。
先ず、得られた粘着テープから所定の大きさのサンプルを切り出した。そのサンプルについて、FIB−SEM装置(収束イオンビーム−走査電子顕微鏡)により、FIB加工と、その加工断面のSEM像の撮影とを複数回繰り返して、連続断面SEM像を取得した。そして、前記装置に付属する解析ソフトを利用して、連続断面SEM像から3次元再構成像(幅83μm×長さ64μm×厚み40μmの空間に相当)を得た。その後、画像解析ソフト「Amira」(Mercury Computer Systems 社製)を利用して、前記3次元再構成像をフィラーと母材部分とに2値化処理した上で、定量解析を行い、サンプル(粘着剤層)中に含まれるフィラーの体積分率(体積%)を算出した。なお、FIB−SEM装置としては、製品名「Helios NanoLab 600」(FEI社製)を使用した。また、FIBの加速電圧は、30kVとし、SEMの加速電圧は、1kVとした。
〔実施例2〜4、比較例1〜3〕
粘度(Pa・s)が表1に示される各値となるように、モノマー組成物に紫外線(照度:2mW/cm)を照射したこと以外は、実施例1と同様にして、モノマーの一部が重合してなる部分重合体を含む実施例2〜4及び比較例1〜3のシロップ組成物を得た。そして、実施例2〜4及び比較例1〜3のシロップ組成物を利用して、実施例1と同様の方法で、実施例2〜4及び比較例1〜3の粘着テープを得た。また、実施例2〜4及び比較例1〜3の粘着テープについて、実施例1と同様に、表層の厚みを測定した。測定結果は、表1に示した。
ここで、実施例4を例に挙げて、GDSにより求められる表層の厚み(μm)について説明する。図7は、GDSによる実施例4の粘着テープ(粘着剤層)におけるAgスペクトル強度(cps)と、分析深さ(μm)との関係を示すグラフである。図7に示されるグラフの横軸は、GDSによる実施例4の粘着剤層の分析深さ(μm)であり、縦軸は、実施例4の粘着剤層中の導電性粒子に由来するAgスペクトル強度(cps)である。図7に示されるように、Agスペクトル強度のピークトップは、19.5cpsであり、その半分9.8cpsとなるときの分析深さは、0.31μmであった。
〔評価〕
各実施例及び各比較例の粘着テープについて、以下に示される方法で、粘着力(30分後)、粘着力(1日後)及び抵抗値(Z軸)を測定した。
(粘着力(30分後))
得られた粘着テープから、幅25mm×長さ100mmの測定サンプルを切り出した。サンプルが備える一方の粘着剤層の粘着面を、SUS板(SUS304板)に対して、23℃、50%RHの雰囲気下、重さ2.0kg、幅30mmのローラーを1往復させて貼り合わせた。なお、他方の粘着剤層の粘着面には、剥離ライナーが貼り付けられたままの状態となっている。常温(23℃、50%RH)で30分間放置した後、引張試験機を用いて、JIS Z 0237に準拠して、引張速度300mm/分で、180°剥離試験を行い、引き剥がし粘着力(N/25mm)を測定した。結果は表1に示した。
(粘着力(1日後))
放置時間を1日(24時間)に変更したこと以外は、上述した粘着力の測定と同様にして、粘着テープの引き剥がし粘着力(N/25mm)を測定した。結果は表1に示した。
(抵抗値(Z軸))
得られた粘着テープに銅箔(圧延銅箔、厚み:35μm)を貼り合わせてから、幅30mm×長さ40mmの測定サンプルを切り出した。図6の寸法となるように、ガラス板(ソーダライムガラス)5の上に、銅箔(圧延銅箔、厚み:35μm)6を配置し、その銅箔6上に絶縁テープ7を重ね合わせ、銅箔6と測定サンプル8を、貼り合わせ部分9(図6の破線で囲まれた領域内)の面積が4cmとなるように、常温環境下、ハンドローラー(幅30mm)、圧力5.0N/cmで圧着した。なお、図6の縦方向が測定サンプル8の長さ方向であり、前記粘着テープの粘着剤層の粘着面が銅箔6の表面に接するように貼り合わせた。貼り合わせた後、常温環境下で15分放置した後、銅箔端部(図6の符号T1,T2で示される印の部分)に抵抗計(HIOKI社製RM3544−01)の端子を接続し、粘着テープ(粘着剤層)の厚み方向(Z軸方向)の抵抗値を測定した。結果は、表1に示した。
Figure 2018053137
表1に示されるように、実施例1〜4の導電性粘着テープは、抵抗値(Z軸)が45mΩ以下であり、導電性に優れる。また、実施例1〜4の導電性粘着テープは、粘着力(30分後、1日後)が10N/25mm以上であり、十分な粘着力を備えている。しかも、実施例1〜4の導電性粘着テープは、粘着力(1日後)が20N/25mm以下であり、リワーク性に優れることも確かめられた。なお、実施例1〜3の導電性粘着テープは、何れも粘着剤層の粘着面(表層の表面)と、被着体表面との間の界面で剥離が生じた。
これに対し、比較例1の導電性粘着テープは、実施例と比べて、表層の厚みが大き過ぎるため、被着体に対する粘着力(30分後、1日後)がいずれも30N/25mmを超える値となった。しかも、比較例1では、導電性粘着テープの剥離時に、粘着剤層の内部で破壊が生じた(所謂、凝集破壊が生じた)。また、比較例1の導電性粘着テープは、表層の厚みが大き過ぎるため、抵抗値(Z軸)が199mΩとなり、導電性が十分でないことが確かめられた。
比較例2の導電性粘着テープは、実施例と比べて、表層の厚みが大きいため、抵抗値(Z軸)が94mΩとなり、導電性が十分でないことが確かめられた。なお、粘着力については、1日放置した後、30N/25mmを超える値となり、しかも、粘着剤層の内部で破壊が生じた(所謂、凝集破壊が生じた)。
比較例3の導電性粘着テープは、実施例と比べて、表層の厚みが小さいため、十分な粘着力(30分後、1日後)が得られない結果となった。なお、導電性については、5mΩ以下という結果となった。
(シロップ組成物の粘度と表層の厚みとの関係)
なお、シロップ組成物の粘度が高すぎる場合(比較例3)、粘着剤層中での導電性粒子の分散性が低下し、表層(スキン層)の厚みは小さくなる。これに対し、シロップ組成物の粘度が低すぎる場合(比較例1,2)、粘着剤層中での導電性粒子の分散性が増加し、表層(スキン層)の厚みは大きくなる。
1…導電性粘着テープ、2…粘着剤層、21…本体層、22…表層(スキン層)、3…導電性基材、4…導電性粒子、4a…大径導電性粒子、4b…小径導電性粒子、5…ガラス板(ソーダライムガラス)、6,16…銅箔、7…絶縁テープ、8,18…測定サンプル(導電性粘着テープ)、9…貼り合わせ部分(点線内)、20…計測機器(マルチメータ)

Claims (7)

  1. 粘着性ポリマーを含む粘着樹脂と、前記粘着樹脂中に分散される導電性粒子とを含む粘着剤層を備える導電性粘着テープであって、
    前記粘着剤層は、前記粘着樹脂からなり、前記粘着剤層の表面を構成する表層を有し、
    前記表層の厚みは、グロー放電発光分析における前記導電性粒子に由来するスペクトル強度が最大値の半分となるときの前記粘着剤層の表面からの分析深さであり、0.1μm以上0.9μm以下であることを特徴とする導電性粘着テープ。
  2. 前記粘着剤層の厚みは、5μm以上250μm以下である請求項1に記載の導電性粘着テープ。
  3. 前記粘着剤層中における前記導電性粒子の体積分率(体積%)は、10〜50体積%である請求項1又は2に記載の導電性粘着テープ。
  4. 前記導電性粒子の平均粒径は、1μm以上50μm以下である請求項1〜3の何れか一項に記載の導電性粘着テープ。
  5. 前記粘着性ポリマーは、アクリル系ポリマーである請求項1〜4の何れか一項に記載の導電性粘着テープ。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載の導電性粘着テープの製造方法であって、
    前記粘着性ポリマーを形成するためのモノマー及び前記モノマーの一部が重合してなる部分重合体を含み粘度が10〜30Pa・sであるシロップ組成物と、光重合開始剤と、前記導電性粒子とを混合してなる粘着剤組成物を、層状に付与する付与工程と、
    前記層状の粘着剤組成物に対して、両面側から活性エネルギー線を照射して前記粘着剤組成物を硬化させて粘着剤層を得る照射工程とを備える導電性粘着テープの製造方法。
  7. 前記照射工程において、前記活性エネルギー線が紫外線からなり、前記活性エネルギー線の照度が1〜10mW/cmである請求項6に記載の導電性粘着テープの製造方法。
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