JP7115623B1 - 電子機器部品固定用発泡粘着テープ、および電子機器部品固定用発泡粘着テープを用いた電子機器。 - Google Patents
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Landscapes
- Adhesive Tapes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Description
また、上記固定する工程において粘着テープを一度剥がして位置合わせを行う場合もあり、この際に粘着テープが変形や破断することがない強靭性(以下、再剥離性と称する)も 求められている。
なお本発明で電子機器部品固定用発泡粘着テープ、粘着シート、粘着テープ、粘着フィルムは同義語である。
粘着テープの両面の粘着剤層の厚みは、夫々70~200μmであって、80~180μmがより好ましく、100μmを超えて、170μm以下であることがさらに好ましい。粘着剤層の厚みを夫々上記範囲にする事で、保持力および冷熱衝撃試験特性に優れた電子機器部品固定用発泡粘着テープを得ることが出来る。粘着剤層の厚みを70μm以上とすることでTDおよびMD方向の引張破断強度を向上させ、再剥離性が良化する。また冷熱衝撃試験特性が向上する。200μm以下とすることで保持力が良化する。
ポリオレフィン系発泡体基材の一方の粘着剤層の厚み(イ)は70~200μmが好ましく、80~180μmがより好ましい。もう一方の粘着剤層の厚み(ロ)は、70~200μmが好ましく、80~180μmがより好ましい。(イ)と(ロ)の差は100μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。このような厚みの構成とすることで、被着体と各電子機器部品との隙間が大きくても粘着剤層が追従し、良好な冷熱衝撃試験耐性を発現する。
本発明の粘着テープは-10℃、23℃および80℃におけるMD方向の引張破断強度が9N/5mm以上であって、10N/5mm以上が好ましく、上限は50N/5mm以下が好ましい。-10℃、23℃および80℃におけるTD方向の引張破断強度は5N/5mm以上であって、6N/5mm以上が好ましく、上限は100N/5mm以下が好ましい。ここで、「MD」とは、Machine Directionを意味し、ポリオレフィン系発泡体基材の押出方向等と一致する方向を意味する。また、「TD」は、Transverse Directionを意味し、MDに直交しかつ発泡シートに平行な方向を意味する。MD方向及びTD方向の引張破断強度を上記範囲にすることで、粘着テープを剥がす際の引張等の力で破断が抑制され再剥離性が向上する。
各種温度におけるTDおよびMD方向の引張破断強度は粘着剤層の厚みを増すことに加え、後述するポリオレフィン系発泡体基材の厚みを増す、ポリオレフィン系発泡体基材の密度を特定の値にすることで向上する。
<アクリル系共重合体(A)>
アクリル系共重合体(A)としては、アクリルモノマーを用いて合成することが可能な(メタ)アクリル系重合体であり、アクリルモノマーとしては、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)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸アルキルや、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられるが、これに限定するものではなく、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。合成する際は、溶液重合、乳化重合、塊状重合または紫外線照射による重合等の重合方法をとることができるが、本発明では、反応制御や物性コントロールが容易な溶液重合を用いることが好ましい。
また、アクリル系共重合体(A)の構成成分としてカルボキシ基含有モノマーを1~5質量%含むことが好ましい。カルボキシ基含有モノマーを含む事で、アクリル系共重合体と硬化剤との架橋密度をコントロールし各種温度における引張破断強度が向上する。上記の観点から、カルボキシ基含有モノマーは、1.5~4.5質量%を用いることがより好ましい。
また、アクリル系共重合体(A)の構成成分としてアルキル基の炭素数が3以下の水酸基含有モノマーを0.01~0.5質量%含むことが好ましい。アルキル基の炭素数が3以下の水酸基含有モノマーを含む事で、アクリル系共重合体(A)と硬化剤との架橋密度をコントロールし、各種温度における引張破断強度が向上する。上記の観点から、アルキル基の炭素数が3以下のヒドロキシ含有モノマーは、0.05~0.4質量%含むことがより好ましい。
装置:SHIMADZU Prominence((株)島津製作所製)カラム:TOSOH TSK-GEL GMHXL(東ソー(株)製)を使用。溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.5ml/min、温度:40℃、試料濃度:0.1wt%、試料注入量:100μl
本発明の粘着剤層は粘着付与樹脂(B)を含むことが好ましい。粘着付与樹脂(B)を含むことで、適度な粘着性と耐熱性をバランスよく保持することができる。粘着付与樹脂(B)として、例えば、ロジンエステル、重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン、ロジンフェノール樹脂などのロジン系樹脂;、α-ピネン樹脂、β-ピネン樹脂、ジペンテン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、酸変性テルペン樹脂、スチレン化テルペン樹脂などのテルペン系樹脂;、C5脂肪族炭化水素樹脂、C9系芳香族炭化水素樹脂、水添C9炭化水素樹脂、C5-C9系共重合樹脂、ジシクロペンタジエン炭化水素樹脂などの石油系炭化水素樹脂、クマロン-インデン樹脂、スチレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。粘着付与樹脂であれば、これらに限定するものではなく、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
さらに、必要に応じて公知の粘着剤に配合される充填剤、顔料、染料、希釈剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、カップリング剤等、各種添加剤を含んでもよく、また、2種類以上を用いてもよい。また、添加剤の添加量は、必要な物性が得られる量とすればよく、特に限定されるものではない。
本発明においては基材として、ポリオレフィン系発泡体基材を使用することを特徴とする。ポリオレフィン系発泡体基材としては、ポリエチレン系発泡体基材やポリプロピレン系発泡体基材などが挙げられるが、耐熱性の観点から軟化点の高いポリプロピレン系発泡体基材である事がより好ましい。
ポリオレフィン系発泡体基材は密度が200kg/m3~800kg/m3 が好ましい。密度を200kg/m3以上とすることで基材自体の強度が増し電子機器部品固定用発泡粘着テープにおける-10℃、23℃および80℃のTD方向及びMD方向の引張破断強度を向上させ、再剥離性が良化する。また800kg/m3以下とすることで埋め込み性が良好となり固定する電子機器部品同士の密着性が向上するため冷熱衝撃試験性が良化する。
まず電子機器とは、トランジスタ、ダイオード等の半導体デバイス、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチスクリーンパネル、カーナビゲーション等の表示デバイス、カメラ、ビデオ、ドライブレコーダー等の撮像デバイスがあげられる。
電子機器部品とは、上述の電子機器を構成する部品であって、例えばディスプレイ用のガラス、フィルム、筐体、配線材料、キャパシタ材料、電池材料、アクチュエータ材料、センサー用材料等である。
本発明の粘着テープを用いて形成した電子機器は自動車に搭載されることが好ましい。
本発明の粘着テープは、冷熱衝撃試験耐性に優れた粘着テープであることから、振動や衝撃が発生し、極寒、極暑いずれの環境下に置かれる社内においても電子部品を強固に固定することができる。加えて、大型化かつ狭額縁化するディスプレイの細幅のベゼル(10mm以下)でも隙間なく強固に固定できるため車載ディスプレイ、カーナビやドライブレコーダーの電子部品固定に好適に用いられる。
上記用途における本発明の粘着テープの形状は特に限定されないが、長方形、額縁状、平行四辺形、円形、楕円形、ドーナツ型等が挙げられる。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた4口フラスコに、窒素雰囲気下で、ブチルアクリレート32.5質量部、2-エチルヘキシルアクリレート12.5質量部、エチルアクリレート3.25質量部、アクリル酸1.725質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.025質量部、溶剤として酢酸エチル、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを適量仕込んだ。
別途、滴下管に、ブチルアクリレート32.5質量部、2-エチルヘキシルアクリレート12.5質量部、エチルアクリレート3.25質量部、アクリル酸1.725質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.025質量部、溶剤として酢酸エチル、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを適量仕込んだ。次いでフラスコを徐々に加熱し、反応開始を確認後、滴下管から溶液を1時間かけて滴下した。さらに内温約80℃で8時間反応を継続した。反応終了後、冷却し、酢酸エチルを適量仕込み、重量平均分子量=100万のアクリル系共重合体(A-1)を得た。
アクリルモノマーの種類および配合量を表1~2に記載したように変更する以外は、アクリル系共重合体(A-1)と同様にして、アクリル系共重合体(A-2)~(A-16)を得た。
アクリル系共重合体(A-1)100質量部に対し、粘着付与樹脂(B)として、YSポリスターT130(ヤスハラケミカル社製、テルペンフェノール系樹脂)を60質量部、硬化剤として、トリレンジイソシアネートトリメチロールプロパンアダクト体を1.2質量部、溶剤として酢酸エチルを適量配合し、ディスパーで攪拌することで配合例1の粘着剤を得た。
アクリル系共重合体、粘着付与樹脂、イソシアネート化合物の種類および配合量を表3~4に記載したように変更する以外は、配合例1と同様にして、配合例(2~18)の粘着剤を得た。尚、配合量は、ポリマーの固形分に対する不揮発分換算の添加量である。
<粘着シートの作成>
得られた配合例1の粘着剤を、乾燥後の厚みが100μmになるよう50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)セパレーターに塗工(第1面側粘着剤層)し、40℃で1分間乾燥した後、直ぐに100℃で3分間乾燥し、厚み100μmの発泡体基材1に貼り合わせた。次いで得られた配合例1の粘着剤を、乾燥後の厚みが100μmになるよう75μmのPETセパレーターに塗工(第2面側粘着剤層)し、40℃で1分間乾燥した後、直ぐに100℃で3分間乾燥し、発泡体基材1の粘着剤層が塗工されていない面に貼り合わせ、23℃-50%で1週間放置し、厚み300μmの実施例1の発泡体基材両面粘着シートを得た。
表5~7に示す通り粘着剤層の種類、厚み、発泡体基材の種類を変えた以外は、実施例1と同様に粘着シートの作成を行うことでそれぞれ実施例2~24、比較例1~3の粘着テープを得た。
・アクリルモノマー
BA:ブチルアクリレート
2EHA:2エチルへキシルアクリレート
EA:エチルアクリレート
・カルボキシ基含有モノマー
AA:アクリル酸
・水酸基含有モノマー
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
2HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
・粘着付与樹脂
YSポリスターT130:(ヤスハラケミカル社製テルペンフェノール樹脂、軟化点130±5℃)
・イソシアネート化合物
TDI-TMPアダクト体:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体
[発泡体基材]
・発泡体基材1;ポリオレフィン系発泡体基材「ポリプロピレン系樹脂、密度:700kg/m3、厚み:100μ、易接着処理済」
・発泡体基材2;ポリオレフィン系発泡体基材「ポリプロピレン系樹脂、密度:600kg/m3、厚み:200μ、易接着処理済」
・発泡体基材3;ポリオレフィン系発泡体基材「ポリプロピレン系樹脂、密度:180kg/m3、厚み:200μ、易接着処理済」
・発泡体基材4;ポリオレフィン系発泡体基材「ポリプロピレン系樹脂、密度:900kg/m3、厚み:200μ、易接着処理済」
・発泡体基材5;ポリオレフィン系発泡体基材「ポリエチレン系樹脂、密度:600kg/m3、厚み:200μ、易接着処理済」
得られた粘着シートを幅 5mm・長さ100mmの大きさにカットし夫々試料とした。この際、MD方向が長さ100mmとなるようにカットした試料と、TD方向が100mmとなるようにカットした試料を夫々用意した。
次いで23℃-50%RH雰囲気下にて、上記の試料を24時間放置後、得られた試料の両面の剥離ライナーを剥がし、試料の上部2.5mm、下部2.5mmに紙基材を貼り合わせ、引張試験機に固定、引張速度0.3m/minの条件で測定し、発泡体粘着シートが破断した値をMD方向とTD方向で測定した。
得られた粘着シートを幅5mm・長さ100mmの大きさに準備し試料とした。次いで80℃の雰囲気下にて、試料を24時間放置後、得られた試料の両面の剥離ライナーを剥がし、試料の上部2.5mm、下部2.5mmに紙基材を貼り合わせ、引張試験機に固定、引張速度0.3m/minの条件で測定し、発泡体粘着シートが破断した値をMD方向とTD方向で測定した。
得られた粘着シートを幅5mm・長さ100mmの大きさに準備し試料とした。次いで-10℃の雰囲気下にて、試料を24時間放置後、得られた試料の両面の剥離ライナーを剥がし、試料の上部2.5mm、下部2.5mmに紙基材を貼り合わせ、引張試験機に固定、引張速度0.3m/minの条件で測定し、発泡体粘着シートが破断した値をMD方向とTD方向で測定した。
得られた粘着シートの測定しない面(第2面側粘着剤層)の剥離ライナーを剥がし、PETフィルム(厚さ25μm)を貼り合せた後、幅5mm長さ100mmの大きさにカットし試料とした。次いで23℃-50%RH雰囲気下にて、得られた試料から、第1面側粘着剤層の剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層をポリカーボネート板に2kgのローラーで1往復圧着し、24時間放置後、冷熱衝撃試験機を用いて、80℃環境で30分間と-10℃環境で30分間の条件を1往復で1サイクルとした試験を、100サイクル実施した。試験終了後、試験片を取り出し、23℃-50%RH雰囲気下にて1時間放置後、引張試験機を使用して剥離角度90度、剥離速度0.3m/分の条件でMD方向とTD方向で粘着力を測定することで冷熱衝撃試験性を評価した。評価基準は下記の通りである。
++:90℃剥離の粘着力が6.0N/5mm以上(良好)
+:90℃剥離の粘着力が4.0N/5mm以上、6.0N/5mm未満(実用上問題なし)
NG:90℃剥離の粘着力が4.0N/5mm未満(実用不可)
得られた粘着シートの測定しない面(第2面側粘着剤層)の剥離ライナーを剥がし、PETフィルム(25μm)を貼り合せた後、幅25mm・長さ100mmの大きさに準備し試料とした。次いで23℃-50%RH雰囲気下にて、得られた試料から第1面側粘着剤層の剥離ライナーを長さ25mm×幅25mm剥がしポリカーボネート板に2kgロールで1往復圧着し、23℃-50%の雰囲気下で20分間放置した。その後、80℃の雰囲気下で1kgの重りを付け180度の方向に力が加わるようセットし、24時間後に粘着シートが被着体から何mmずれているか、もしくは完全にずれ落ちた落下時間を測定した。
++:保持力試験のずれが0.5mm未満(良好)
+:保持力試験のずれが0.5mm以上1.0mm未満(実用上問題なし)
NG:保持力試験のずれが1.0mm以上または落下(実用不可)
作成した各粘着シートを、幅5mm×長さ100mmに裁断し、第1面側粘着剤層の剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層を厚さ3mmの表面をポリカーボネート板に23℃、相対湿度50%の環境下で貼着し、質量2kgのロールを1往復して測定試料を得た。
次いで、この測定試料を23℃雰囲気下で24時間放置した後に、引張試験機を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180度の条件で剥離し、粘着シートの破断および剥離後のポリカーボネート板表面の状態を目視で3段階評価した。
++:粘着シートの破断が無く、ポリカーボネート板に粘着シートの残渣がない。良好。
+:粘着シートの破断は無いが、一部層間剥離が起こりポリカーボネート板にわずかに粘着シートが残った。実用可。
NG:粘着シートが破断。実用不可。
Claims (4)
- ポリオレフィン系発泡体基材の両面に、厚み70~200μmの粘着剤層を夫々備える電子機器部品固定用発泡粘着テープであって、
-10℃、23℃および、80℃におけるMD方向の引張り破断強度が9N/5mm以上であり、
-10℃、23℃および、80℃におけるTD方向の引っ張り破断強度が5N/5mm以上であって、
前記粘着剤層がアクリル系共重合体(A)、粘着付与樹脂(B)を含む粘着剤から形成されてなり、前記アクリル系共重合体(A)が、カルボキシ基含有モノマーを1~5質量%、アルキル基の炭素数が3以下の水酸基含有モノマーを0.01~0.5質量%含有し、アクリル系共重合体(A)100質量部に対し、粘着付与樹脂(B)の含有量が、45~75質量部である電子機器部品固定用発泡粘着テープ。 - 前記ポリオレフィン系発泡体基材が、ポリプロピレン系発泡体基材であることを特徴とする請求項1記載の電子機器部品固定用発泡粘着テープ。
- 請求項1~2いずれか記載の電子機器部品固定用発泡粘着テープを含む電子機器。
- 自動車に搭載されることを特徴とする請求項3記載の電子機器。
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