JP5835231B2 - 樹脂組成物及び接着複合体 - Google Patents
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Description
また特許文献2には、ポリイミドと接着剤層との接着力を向上させるためのポリイミドの表面処理について開示されている。
また、特許文献2に開示される方法で接着力の高いポリイミドと異種材料との複合成形物を得ようとした場合、ポリイミドの表面処理という加工工程を増やすことが必要であり、生産性が低くなるという問題があった。
つまり、簡易な加工工程だけで高い接着力を発現するポリイミド用の接着剤組成物を得ることが難しかった。
(1)ポリイミド樹脂と界面を形成して接着させるための樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物が、
アミノカルボン酸化合物(化合物A1)及び/又はラクタム化合物(化合物A2)、
ポリエーテル化合物(化合物B)及び
ジカルボン酸化合物(化合物C)を重合して得られるポリエーテルポリアミドエラストマー(成分R)を含み、
前記化合物A1が、下記式(1):
前記化合物A2が、下記式(2):
前記化合物Bが、下記式(3):
前記化合物Cが、下記式(5):
前記成分Rの含有量が80〜100重量%である樹脂組成物、及び
(2)ポリイミド樹脂と樹脂組成物Pとが界面を形成して接着している接着複合体であって、
前記樹脂組成物Pが前項(1)の樹脂組成物であり、
前記界面が、平面状、チューブ状又は球面状である接着複合体である。
アミノカルボン酸化合物(化合物A1)及び/又はラクタム化合物(化合物A2)、
ポリエーテル化合物(化合物B)及び
ジカルボン酸化合物(化合物C)を重合して得られるポリエーテルポリアミドエラストマー(成分R)を含む。
ジアミンとしては、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン及び芳香族ジアミン、又はこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種のジアミン化合物等を挙げることができ、
ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸、又はこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸化合物等を挙げることができる。
ジェファーミン(登録商標)XTJ−533(式(3)において、xが約12、yが約11、zが約11)、
ジェファーミン(登録商標)XTJ−536(式(3)において、xが約8.5、yが約17、zが約7.5)、そして
ジェファーミン(登録商標)XTJ−542(式(3)において、xが約3、yが約9、zが約2)等が挙げられる。
また、XYX型トリブロックポリエーテルジアミン化合物B1として、
XYX−1(式(3)において、xが約3、yが約14、zが約2)、
XYX−2(式(3)において、xが約5、yが約14、zが約4)、そして
XYX−3(式(3)において、xが約3、yが約19、zが約2)等も用いることができる。
x及びzは、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜18、より好ましくは1〜16、更に好ましくは1〜14、更に好ましいのは1〜12である。
yは、好ましくは4〜50、より好ましくは5〜45、より好ましくは6〜40、更に好ましくは7〜35、更に好ましいのは8〜30である。
また、x、y及びzの組合せとしては、
xが2〜6の範囲、yが6〜12の範囲、zが1〜5の範囲の組合せ、又は
xが2〜10の範囲、yが13〜28の範囲、zが1〜9の範囲の組合せ等を好ましく例示することができる。
ジカルボン酸化合物である化合物Cは、下記式(5):
R3は、得られる成分Rの強靭性を安定に確保する観点から、
好ましくは、炭素数1〜20の脂肪族、脂環族若しくは芳香族の炭化水素基又は炭素数1〜20のアルキレン基であり、
より好ましくは、炭素数1〜15の脂肪族、脂環族若しくは芳香族の炭化水素基又は炭素数1〜15のアルキレン基であり、
更に好ましくは、炭素数2〜12の脂肪族、脂環族若しくは芳香族の炭化水素基又は炭素数2〜12のアルキレン基であり、
更に好ましくは、炭素数4〜10の脂肪族、脂環族若しくは芳香族の炭化水素基又は炭素数4〜10のアルキレン基である。
ジカルボン酸の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の炭素数2〜25の直鎖脂肪族ジカルボン酸、又は、トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数14〜48の二量化脂肪族ジカルボン酸(ダイマー酸)及びこれらの水素添加物(水添ダイマー酸)等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、及び、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を挙げることができる。
ポリエーテルポリアミドエラストマーである成分Rは、本発明の樹脂組成物の主成分であり、化合物A1及び/又は化合物A2、化合物B及び化合物Cを重合して得られる。
化合物A1及び/又は化合物A2、化合物B及び化合物Cを重合する際、
成分Rの結晶性を安定に確保して、成分Rの組成物である本発明の樹脂組成物自体の強度、弾性率等の機械的物性を安定に確保し、成分Rとポリイミド樹脂との間の界面張力を抑制し、本発明の樹脂組成物がポリイミド樹脂と界面を形成した際に安定かつ十分な接着強度を確保する観点とから、
化合物A1及び/又は化合物A2、化合物B及び化合物Cを重合する際、
成分Rの全重量に対する、化合物A1及び/又は化合物A2の合計重量の割合は、20重量%以上80重量%未満であることが好ましく、20重量%以上60重量%未満であることがより好ましく、30重量%以上55重量%未満であることが更に好ましく、35重量%以上45重量%未満であることが更に好ましい。
前記成分A1及びA2の合計重量の割合が20〜80重量%であることが好ましく、20〜60重量%であることがより好ましく、30〜55重量%であることが更に好ましく、35〜45重量%であることが更に好ましい。
なお、成分Rが実質的に化合物A1及び/又は化合物A2、化合物B及び化合物C由来の基からなる場合とは、成分R中の化合物A1及び/又は化合物A2、化合物B及び化合物C由来の基が、成分Rを構成する全ての基の合計に対して、好ましくは95〜100重量%、より好ましくは97〜100重量%、更に好ましくは99〜100重量%、更に好ましくは100重量%であることをいう。
特に、ポリアミド形成性モノマーの一方の末端がアミノ基で、他方の末端がカルボン酸又はカルボキシ基の場合、トリブロックポリエーテルジアミン化合物B1の場合のポリエーテル化合物B及びジカルボン酸化合物Cは、ポリエーテルジアミンのアミノ基とジカルボン酸のカルボキシ基がほぼ等モルになるような割合とするのが好ましい。
成分Rの硬度(ショアD)は、好ましくは15〜60の範囲、より好ましくは20〜55の範囲、更に好ましくは25〜50の範囲、特に好ましいのは30〜45の範囲のものである。なお、硬度(ショアD)は、ASTM D2240に準拠して測定することができる。
成分Rの曲げ強さは、好ましくは0.8〜15MPa、より好ましくは1〜13MPa、更に好ましくは1.1〜10MPa、特に好ましくは1.2〜9MPaである。成分Rの曲げ強さが、上記範囲内では、曲げ強さ等の強靭性とゴム弾性とのバランスの優れる接着体が得られるために好ましい。なお、曲げ強さは、ASTM D790に準拠して測定することができる。
成分Rの引張り破断伸びは、300%以上が好ましく、600%以上がより好ましい。この範囲よりも少ないと、接着剤の凝集破壊が生じるために好ましくない場合がある。なお、引張り破断伸びは、ASTM D638に準拠して測定することができる。
成分Rの荷重たわみ温度は、50℃以上が好ましい。上記範囲内であると接着体の使用時に接着剤材料が変形しにくくなるために好ましい。なお、荷重たわみ温度は、ASTM D648に準拠して測定することができる。
成分Rの相対粘度(ηr)は、1.2〜3.5(0.5質量/容量%メタクレゾール溶液、25℃)の範囲にあることが好ましい。
成分Rの製造方法に特に制限はない。
例えば、ポリアミド形成性モノマー(化合物A1及び/又はA2)、化合物B及び化合物Cを、加圧及び/又は常圧下で溶融重合し、必要に応じ更に減圧下で溶融重合する工程からなる方法を用いることができる。
更に、ポリアミド形成性モノマー(化合物A1及び/又はA2)、化合物B及び化合物Cを同時に、加圧及び/又は常圧下で溶融重合し、必要に応じ更に減圧下で溶融重合する工程からなる方法を用いることができる。なお、ポリアミド形成性モノマー(化合物A1及び/又はA2)と化合物Cの二成分を先に重合させ、ついで、化合物Bを重合させる方法も利用できる。
ポリアミド形成性モノマー(化合物A1及び/又はA2)が好ましくは10〜95重量%、より好ましくは15〜90重量%の範囲、
化合物Bが好ましくは3〜88重量%、より好ましくは8〜79重量%の範囲である。
原料のうち、化合物B1である場合の化合物B及び化合物Cは、化合物Bのアミノ基と化合物Cのカルボキシ基がほぼ等モルになるように仕込むことが好ましい。
重合温度は、好ましくは150〜300℃、より好ましくは160〜280℃、更に好ましくは180〜250℃である。重合温度が150℃以上であれば、重合反応が良好に進行し、300℃以下であれば、熱分解が抑えられ、良好な物性のポリマーを得ることができる。
一方、ポリアミド形成性モノマー(化合物A1及び/又はA2)としてラクタム、又はジアミンとジカルボン酸から合成されるもの及び/又はそれらの塩を用いる場合には、適量の水を共存させ、通常0.1〜5MPaの加圧下での溶融重合とそれに続く常圧溶融重合及び/又は減圧溶融重合からなる方法で製造することができる。
重合時間は、通常0.5〜30時間である。重合時間が0.5時間以上であれば、分子量を上昇させることができ、30時間以下であれば、熱分解による着色等が抑えられ、所望の物性を有する成分Rを得ることができる。
成分Rの製造の際に、必要に応じて分子量調節や成形加工時の溶融粘度安定のために、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン等のモノアミン及びジアミン、酢酸、安息香酸、ステアリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等のモノカルボン酸、又はジカルボン酸等を添加することができる。
上記のモノアミン及びジアミン、モノカルボン酸及びジカルボン酸等の添加量は、得られる成分Rの特性が阻害されない範囲とするのが好ましく、最終的に得られるエラストマーの相対粘度が1.2〜3.5(0.5質量/容量%メタクレゾール溶液、25℃)の範囲になるように適宜添加することが好ましい。
本発明の樹脂組成物(以下、樹脂組成物ともいう)は、成分Rを主成分とし、前述した成分Rの好適性状(硬度(ショアD)、曲げ弾性率、曲げ強さ、引張り降伏点強度、引張り破断伸び、23℃におけるアイゾットノッチ付き衝撃強さ、荷重たわみ温度、相対粘度(ηr)、吸水性、溶融成形性、成形加工性、強靭性、耐加水分解性、耐屈曲疲労性、反発弾性、低比重性、低温柔軟性、低温耐衝撃性、伸長回復性、消音特性、ゴム的な性質及び透明性等)と同等程度の好適性状を有することが好ましい。
樹脂組成物の成分R以外の成分として、成分Rの製造時、市販される成分R由来の添加物、本発明の樹脂組成物に上記性状を強化するための他種ポリマー、添加物(耐熱剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、スリップ剤、結晶核剤、粘着性付与剤、シール性改良剤、防曇剤、離型剤、可塑剤、顔料、染料、香料、難燃剤、補強材等)を含めることができる。
本発明の樹脂組成物は、ポリイミド樹脂に接着させて界面を形成させるためのポリイミド樹脂用接着剤組成物(以下、接着剤組成物又はポリエーテルポリアミドエラストマー接着剤組成物ともいう)として有用である。
本発明の樹脂組成物が接着して界面を形成する対象であるポリイミド樹脂(以下、ポリイミド樹脂ともいう)は、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とから得られるポリイミド前駆体を熱的または化学的にイミド化させて得られるイミド結合を有する高分子化合物である。ポリイミド樹脂は、吸水率や線膨張係数が低く、強靭性、耐熱性、耐加水分解性、耐薬品性、電気絶縁性等に優れるといった特長を有する。
(1)テトラカルボン酸二無水物成分が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、ジアミン成分がp−フェニレンジアミンである。
(2)テトラカルボン酸二無水物成分が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、ジアミン成分が4,4’−ジアミノジフェニルエーテルである。
(3)テトラカルボン酸二無水物成分がピロメリット酸二無水物であり、ジアミン成分が4,4’−ジアミノジフェニルエーテルである。
化学的にイミド化する場合、上記のポリイミド前駆体溶液に脱水剤および触媒を加える。
また、ユーピレックスRは、テトラカルボン酸二無水物成分としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミン成分としての4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを主成分とするポリイミド樹脂である。
さらに、カプトンHは、テトラカルボン酸二無水物成分としてのピロメリット酸二無水物と、ジアミン成分としての4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを主成分とするポリイミド樹脂である。
本発明の接着複合体(以下、接着複合体ともいう)は、ポリイミド樹脂と本発明の樹脂組成物とが界面を形成して接着している接着複合体であり、前記界面は平面状、チューブ状又は球面状の面に含まれる。
平面状とは、界面を含む面が略平面であることをいい、例えば、後述する積層構造を含む積層体であって、積層フィルム、積層シートに現れるような矩形の界面(長さ方向は巻き取られる程長くても、端部があればよい)が挙げられる。
チューブ状とは界面を含む面が少なくとも1つの端部を有する面をいい、例えば、後述する積層構造を含む積層体であって、半球状積層体、円筒状積層体に現れる界面が挙げられる。
球面状とは界面を含む面が端部のない閉じた面を形成していることをいい、例えば、後述する積層構造を含む積層体であって、球体、サッカーボールのような多面体状の積層体に現れる界面が挙げられる。
界面の接着強度の強さをより有効に活用できる観点から、界面を含む面に対して、界面の面積の割合は、好ましくは50〜100%、より好ましくは70〜100%、更に好ましくは80〜100%、更に好ましくは90〜100%、更に好ましくは95〜100%、更に好ましくは100%(即ち、本発明の樹脂組成物に対面するポリイミド樹脂が全て密着して界面を形成すること)である。
界面の接着強度の強さをより有効に活用できる観点から、界面は平面状のものが好ましく、フィルム状又はシート状のものがより好ましい。
ポリイミド樹脂からなる層aと成分Rからなる層bの2層のみからなる接着複合体のほか、層a(ポリイミド層)と層b(ポリエーテルポリアミドエラストマー層)が交互に接着されてなる接着複合体や、
層b(ポリエーテルポリアミドエラストマー層)を介してポリイミド樹脂と樹脂組成物Q(異種材料)が、層a−層b−層c(ポリイミド−ポリエーテルポリアミドエラストマー−異種材料)の順で接着され一体化した接着複合体としての形態も含む。
層bの厚みは、接着複合体の強靭性と、層aと層bの界面、層bと層cの界面の接着強度を安定に確保する観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは30〜500μm、更に好ましくは50〜300μm、更に好ましくは80〜250μm、更に好ましくは100〜200μm、更に好ましくは100〜150μmである。
層cの厚みは、層bと層cの界面の接着強度を安定に確保する観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは30μm〜10mm、更に好ましくは50〜1000μmである。
なお、特に断りが無い場合、成分Rの特性値は次のようにして測定してある。
(1)相対粘度(ηr)(0.5重量/容量%メタクレゾール溶液、25℃):
試薬特級品のm−クレゾールを溶媒として、5g/dm3の濃度で、オストワルド粘度計を用いて25℃で測定した。
重合物約1gに40mlのベンジルアルコールを加え、窒素ガス雰囲気で180℃で加熱溶解し、得られた試料溶液に指示薬としてフェノールフタレインを加えて、N/20水酸化カリウム−エタノール溶液で滴定した。
重合物約1gを40mlのフェノール/メタノール混合溶媒(容量比:9/1)に溶解し、得られた試料溶液に指示薬としてチモールブルーを加えて、N/20塩酸で滴定した。
数平均分子量(Mn)は、末端カルボキシル基濃度([COOH])及び末端アミノ基濃度([NH2])を用い、式(6)により求めた。
Tm及びTcは(株)島津製作所製示差走査熱量計DSC−50を用いて窒素雰囲気下で測定した。
室温から230℃まで10℃/分の速度で昇温し(昇温ファーストランと呼ぶ)、230℃で10分保持したのち、−100℃まで10℃/分の速度で降温し(降温ファーストランと呼ぶ)、次に230℃まで10℃/分の速度で昇温した(昇温セカンドランと呼ぶ)。
得られたDSCチャートから降温ファーストランの発熱ピーク温度をTc、昇温セカンドランの吸熱ピーク温度をTmとした。
ポリエーテルポリアミドエラストマーのペレットを150μmのスペーサーとともにSUS板間に挟み、200℃、0.05MPaで1分間余熱後、200℃、10MPa、1分間の条件で熱プレスしてシート状のポリエーテルポリアミドエラストマーとし、これを幅2mm、長さ40mmに切削してテストピースを得た。
このテストピースを80℃、真空雰囲気下で20時間乾燥させたのち、23℃50RH雰囲気の室内に持ち込んで直ちに、オリエンテック株式会社製引張り試験装置、TENSILON RTA−500を用いてチャック間距離20mm、クロスヘッドスピード2mm/minの条件で引張り試験を行った。
試験により得られた応力−歪み曲線の降伏点応力の値を強度とし、初期の傾きをヤング率とした。なお、応力の算出に用いたテストピースの断面積の値は、テストピース断面が長方形であるとして、試験前の各テストピースの幅と厚さを乗じた見掛けの断面積の値を用いた。測定結果を表1に示す。
ホットプレート上にのせた15mm×40mmのポリイミドフィルム上にポリエーテルポリアミドエラストマーのペレットを載せ、ポリイミドフィルム全体を覆うように容積40cm3のガラス製のケースを被せた。ケース内にN2ガスを流量40ml/minで流通させながら、ホットプレートを200℃に加熱した。ポリイミドフィルム上で溶融し、液滴となったポリエーテルポリアミドエラストマーについて、水平方向の投影形状を撮影し、撮影した液滴の寸法を計測して以下に示す式を用いて接触角を算出した。
実施例1(PAE1の製造)
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、圧力調整装置及びポリマー取り出し口を備えた5リットルの圧力容器に
化合物A1:12−アミノドデカン酸(宇部興産(株)製)1400.01g、
化合物B:ABA型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製、商品名:XTJ−542、アミン価:1.94meq/g)524.66g、
化合物C:アジピン酸(試薬特級)75.34g、
次亜リン酸ナトリウムの35.55重量%水溶液1.13g及び
酸化防止剤(吉富製薬製、商品名:トミノックス(登録商標)917)5.00gを仕込んだ。
容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを流速500ミリリットル/分で供給しながら徐々に加熱を行った。攪拌は速度50rpmで行った。
4時間かけて室温から225℃まで昇温し、225℃で10時間重合を行った。
次に、攪拌を停止し、ポリマー取り出し口から溶融状態の無色透明のポリマーを紐状に抜き出し、水冷した後、ペレタイズして、約1.70kgのペレット(PAE1)を得た。
得られた重合物は白色強靭でゴム弾性に富む柔軟なポリマーであり、
ηr=2.14、
[COOH]=2.02×10−5eq/g、
[NH2]=1.78×10−5eq/g、
Mn=53000、Tm=163℃、Tc=118℃であった。
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、圧力調整装置及びポリマー取り出し口を備えた5リットルの圧力容器に
化合物A1:12−アミノドデカン酸(宇部興産(株)製)1120.02g、
化合物B:ABA型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製、商品名:XTJ−542、アミン価:1.94meq/g)769.51g、
化合物C:アジピン酸(試薬特級)110.50g、
次亜リン酸ナトリウムの35.55重量%水溶液2.81g及び
酸化防止剤(吉富製薬製、商品名:トミノックス917)5.00gを仕込んだ。
容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを流速500ミリリットル/分で供給しながら徐々に加熱を行った。攪拌は速度50rpmで行った。
4時間かけて室温から225℃まで昇温し、225℃で10時間重合を行った。
次に、攪拌を停止し、ポリマー取り出し口から溶融状態の無色透明のポリマーを紐状に抜き出し、水冷した後、ペレタイズして、約1.66kgのペレット(PAE2)を得た。
得られた重合物は白色強靭でゴム弾性に富む柔軟なポリマーであり、
ηr=2.22、[COOH]=1.61×10−5eq/g、
[NH2]=2.17×10−5eq/g、
Mn=53000、Tm=153℃、Tc=109℃であった。
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、圧力調整装置及びポリマー取り出し口を備えた5リットルの圧力容器に
化合物A1:12−アミノドデカン酸(宇部興産(株)製)800.02g、
化合物B:ABA型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製、商品名:XTJ−542、アミン価:1.94meq/g)1049.30g、
化合物C:アジピン酸(試薬特級)150.68g、
次亜リン酸ナトリウムの35.55重量%水溶液2.81g及び
酸化防止剤(吉富製薬製、商品名:トミノックス917)5.00gを仕込んだ。
容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを流速500ミリリットル/分で供給しながら徐々に加熱を行った。
攪拌は速度50rpmで行った。
4時間かけて室温から225℃まで昇温し、225℃で10時間重合を行った。
次に、攪拌を停止し、ポリマー取り出し口から溶融状態の無色透明のポリマーを紐状に抜き出し、水冷した後、ペレタイズして、約1.68kgのペレット(PAE3)を得た。
得られた重合物は白色強靭でゴム弾性に富む柔軟なポリマーであり、
ηr=2.16、
[COOH]=1.28×10−5eq/g、
[NH2]=1.86×10−5eq/g、
Mn=64000、Tm=135℃、Tc=59℃であった。
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、圧力調整装置及びポリマー取り出し口を備えた容積5リットル反応容器に
化合物A1:12−アミノドデカン酸(ADA)(宇部興産(株)製)629.8g、
化合物B:ABA型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542、アミン価:1.94meq/g)1200.0g及び
化合物C:アジピン酸(AA)170.2g、
次亜リン酸ナトリウムの35.55重量%水溶液2.81g及び
酸化防止剤(吉富製薬製、商品名:トミノックス917)5.00gを仕込んだ。
容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを流速500ミリリットル/分で供給しながら徐々に加熱を行った。
攪拌は速度50rpmで行った。
4時間かけて室温から225℃まで昇温し、225℃で10時間重合を行った。
次に、攪拌を停止し、ポリマー取り出し口から溶融状態の無色透明のポリマーを紐状に抜き出し、水冷した後、ペレタイズして、PAE4のペレット(PAE4)を得た。
得られた重合物は白色強靭でゴム弾性に富む柔軟なポリマーであり、
ηr=1.82、
[COOH]=3.19×10−5eq/g、
[NH2]=5.05×10−5eq/g、
Mn=24000、Tm=127℃、Tc=52℃であった。
実施例5(PAE5):PEBAX(登録商標)6333(アルケマ株式会社製)
実施例6(PAE6):PEBAX(登録商標)5533(アルケマ株式会社製)
比較例1(PA12の製造)
内容量が80cm3 のオートクレーブにω−ラウロラクタム24gおよび水1.32gを仕込み、260℃で27.5時間加熱し、前重合を行った。
圧力は18.5kgf/cm2 Gであった。
次に、得られた前重合物を、温度250℃、圧力760mmHgで3時間溶融重縮合した。
得られた溶融状態のポリマーを紐状に抜き出し、水冷した後、ペレタイズして、ポリアミド12のペレット(PA12)を得た。
得られた後重合物を98%硫酸に濃度10g/dm3 で溶解し、温度25℃で相対粘度(ηr)を測定したところ、3.15であり、重合物の数平均分子量はおよそ30,000であった。
ポリイミド樹脂フィルムは以下のものを用いた。
(1)ユーピレックスS(宇部興産株式会社製)
125S、75S、50S、25S(数字はフィルムの厚み(μm))をそれぞれ示す)
(2)ユーピレックスR(宇部興産株式会社製)
50RN(厚みが50μm)
(3)カプトン(Kapton)(東レ・デュポン株式会社製)
200H(厚みが50μm)
PAE1〜4とPA12をポリイミド用接着剤組成物として使用し、以下の接着複合体を製造した。
(1)ポリエーテルポリアミドエラストマーとポリイミドの接着試料の作製
上記で示したPAE1〜4のペレットを150μmのスペーサーとともにSUS板間に挟み、200℃、0.05MPaで1分間余熱後、200℃、10MPa、1分間の条件で熱プレスしてシート状のポリエーテルポリアミドエラストマーを含む樹脂組成物を得た。
PAE1〜4をPA12に置き換えて同様のシート状の樹脂組成物を得た。
ポリイミドフィルム間に上記シート状のポリエーテルポリアミドエラストマーを含む樹脂組成物とスペーサーを挟み、200℃、0.05MPaで1分間余熱後、200℃、10MPa、1分間の条件で熱プレスして、ポリエーテルポリアミドエラストマーを含む樹脂組成物とポリイミドの接着試料を得た。
成形では接着強度評価試験の掴みしろなど不要な部分に樹脂が入らないようにスペーサーを適宜用いた。
上記接着試料をカッターナイフで切削し、図1のように幅10mm、長さ250mmの接着強度評価用のテストピースを作製した。
オリエンテック株式会社製T形剥離試験装置、TENSILON RTA−500を用いて、クロスヘッドスピード50mm/min.で前記テストピースについて接着強度を測定した。
方法としては、図1の積層体テストピースにおいて、図中左側の上下の突き出た部分をチャックで保持してT形剥離試験を行って、第一極大接着強度と平均接着強度を算出した。
表1に結果を示す。なお、
第一極大接着強度とは、第一極大荷重の値をテストピースの幅で除した値であり、
平均接着強度とは、初荷重点から50mm剥離後から200mm剥離するまでの荷重-変位曲線の極点の荷重をそれぞれテストピースの幅で除した値の算術平均の値である。
実施例7〜24のポリイミド接着試料は、T形剥離試験における平均接着強度が比較例2及び3よりも高い。また、第一極大点における破壊形態についても、実施例7〜24のポリイミド接着試料では、ポリイミド表層にポリエーテルポリアミドエラストマー接着剤が残る凝集破壊、あるいはポリイミドの破断が起こったのに対し、比較例においては、サンプルの中で一部凝集破壊も見られるものの、その他は界面剥離であった。
平均接着強度が高いほど接着剤組成物と被着体を完全に引き剥がすのに必要な仕事量は大きいため、平均接着強度が接着剤組成物の接着力についての優劣を判断するための指標となる。すなわち、本発明における接着剤組成物としては、平均接着強度が高いほど好ましい。
Claims (12)
- ポリイミド樹脂と界面を形成して接着させるための樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物が、
アミノカルボン酸化合物(化合物A1)及び/又はラクタム化合物(化合物A2)、
ポリエーテル化合物(化合物B)及び
ジカルボン酸化合物(化合物C)を重合して得られるポリエーテルポリアミドエラストマー(成分R)を含み、
前記化合物A1が、下記式(1):
(式中、R1は炭化水素鎖を含む連結基を表わす)で表わされ、
前記化合物A2が、下記式(2):
(式中、R2は炭化水素鎖を含む連結基を表わす)で表わされ、
前記化合物Bが、下記式(3):
(式中、xは1〜20の範囲の整数、yは4〜50の範囲の整数、及び、zは1〜20の範囲の整数をそれぞれ表わす)で表わされるトリブロックポリエーテルアミン化合物(化合物B1)であり、
前記化合物Cが、下記式(5):
(式中、R3は炭化水素鎖を含む連結基を表わし、mは0又は1である)で表わされ、
前記成分Rの含有量が80〜100重量%である樹脂組成物。 - 前記化合物A1、A2、B及びCの合計量に対して、前記化合物A1及びA2の合計重量の割合((A1+A2)/(A1+A2+B+C))が20〜80重量%である請求項1記載の樹脂組成物。
- 前記ポリイミド樹脂中のポリイミド化合物が、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンを重合して得られるポリイミド化合物及び/又は
ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを重合して得られるポリイミド化合物である請求項1又は2記載の樹脂組成物。 - 前記界面が、平面状、チューブ状又は球面状の面に含まれる請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
- ポリイミド樹脂用接着剤組成物である請求項1〜4のいずれか1項記載の樹脂組成物。
- ポリイミド樹脂と樹脂組成物Pとが界面を形成して接着している接着複合体であって、
前記樹脂組成物Pが請求項1〜5のいずれか1項記載の樹脂組成物であり、
前記界面が、平面状、チューブ状又は球面状の面に含まれる接着複合体。 - 前記接着複合体が、
前記ポリイミド樹脂からなる層a、
前記樹脂組成物Pからなる層b、及び
前記樹脂組成物Pとは異なる樹脂組成物Qからなる層cが積層された積層構造を含み、
前記層aと前記層bとが界面を形成して接着し、前記層bと前記層cとが界面を形成して接着している請求項6記載の接着複合体。 - 前記樹脂組成物Qが、ポリイミド樹脂である請求項7記載の接着複合体。
- 前記樹脂組成物Qが、前記ポリイミド樹脂とも、前記樹脂組成物Pとも異なる請求項7記載の接着複合体。
- 平面状、チューブ状又は球面状である請求項7〜9のいずれか1項記載の接着複合体。
- 前記割合((A1+A2)/(A1+A2+B+C))が20〜60重量%である請求項2記載の樹脂組成物。
- 前記割合((A1+A2)/(A1+A2+B+C))が30〜55重量%である請求項2記載の樹脂組成物。
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