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Landscapes
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Description
本実施形態の接着剤(以下、接着剤(X)ともいう)は、(A)エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂(以下、(A)カルボキシル基含有樹脂ともいう)と、(B)2官能エポキシ樹脂とを含有する。(A)カルボキシル基含有樹脂は、カルボキシル基含有単位及び(メタ)アクリル酸ブチル単位を有するアクリル系共重合体と、エチレン性不飽和基を有するエポキシ化合物との反応生成物である。
(A)カルボキシル基含有樹脂は、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂であり、すなわち、エチレン性不飽和基とカルボキシル基とを有する樹脂である。(A)カルボキシル基含有樹脂は、カルボキシル基含有単位及び(メタ)アクリル酸ブチル単位を有するアクリル系共重合体(以下、(a1)共重合体ともいう)と、エチレン性不飽和基を有するエポキシ化合物(以下、(a2)化合物ともいう)との反応生成物であり、すなわち、(a1)共重合体と、(a2)化合物とを反応させることにより得られる。(A)カルボキシル基含有樹脂は、1種又は2種以上を用いることができる。
(a1)共重合体は、カルボキシル基含有単位及び(メタ)アクリル酸ブチル単位を有するアクリル系共重合体である。「(メタ)アクリ」とは、アクリ及びメタクリの一方又は両方を意味する。「アクリル系共重合体」とは、(メタ)アクリル構造を含む単位を主構造単位とする共重合体をいい、例えば(a1)共重合体を構成する全単位に対する(メタ)アクリル構造を含む単位の割合が、例えば50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは100質量%である共重合体をいう。「カルボキシル基含有単位」とは、カルボキシル基を含む構造単位をいう。「(メタ)アクリル酸ブチル単位」とは、(メタ)アクリル酸ブチルに由来する構造単位をいう。(a1)共重合体は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。
(a2)化合物は、エチレン性不飽和基を有するエポキシ化合物であり、すなわち、エチレン性不飽和基とエポキシ基とを有する化合物である。「エチレン性不飽和基」とは、エチレン性の炭素-炭素二重結合を含む基をいい、芳香環等における共役炭素-炭素二重結合を含む基を含まないことを意味する。
カラム:昭和電工社製のSHODEX KF-800P、KF-005、KF-003及びKF-001の4本直列
移動相:テトラヒドロフラン
流量:1mL/分
カラム温度:45℃
検出器:示差屈折率(RI)検出器
標準物質:ポリスチレン
(B)成分は、2官能エポキシ樹脂である。「2官能エポキシ樹脂」とは、1分子中に、2個のエポキシ基を有する樹脂をいう。(B)2官能エポキシ樹脂は、1種又は2種以上を用いることができる。
(C)成分は、ブロックイソシアネート化合物である。「ブロックイソシアネート化合物」とは、イソシアネートのイソシアネート基(-N=C=O)がブロック剤との反応によりブロックされて、不活性化された化合物である。(C)ブロックイソシアネート化合物は、接着剤(X)を加熱すると、イソシアネート基を生じる。(C)ブロックイソシアネート化合物は、1種又は2種以上を用いることができる。
(D)成分は、熱硬化触媒である。「熱硬化触媒」とは、加熱により(A)カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基と(B)2官能エポキシ樹脂のエポキシ基との反応を促進する触媒を意味する。(D)熱硬化触媒は、1種又は2種以上を用いることができる。
(E)成分は、ゴム粒子である。「ゴム粒子」とは、ゴムを含有する粒子をいい、ゴムを通常10質量%以上、好ましくは20質量%以上含有する粒子をいう。接着剤(X)は、(E)ゴム粒子を含有すると、柔軟性をより向上させることができる。(E)ゴム粒子の平均粒径は、例えば体積基準の50%累積粒子径(D50)が0.01μm以上10μm以下である。
(F)成分は、黒色着色剤である。接着剤(X)は、黒色隠蔽性が求められる用途において、(F)黒色着色剤を含有すると、接着層に隠蔽性を付与することができる。また、接着剤(X)は、(F)黒色着色剤を含有することで、ラミネート時の樹脂流れを抑制することができ、樹脂流れ耐性をより向上させることができる。(F)黒色着色剤は、1種又は2種以上を用いることができる。
(G)成分は、酸化チタンである。接着剤(X)は、(F)黒色着色剤と併用して、(G)酸化チタンを含有すると、接着層に隠蔽性をさらに付与することができる。
その他の成分としては、例えば(E)ゴム粒子以外の他の有機フィラー、(G)酸化チタン以外の他の無機フィラー、(F)黒色着色剤以外の他の着色剤、密着性付与剤、レオロジーコントロール剤、レベリング剤、チクソトロピー剤、重合禁止剤、ハレーション防止剤、難燃剤、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。他の有機フィラーとしては、例えばアクリル樹脂粒子等が挙げられる。他の無機フィラーとしては、例えばシリカ等が挙げられる。接着剤(X)は、熱重合開始剤を含有しないことが好ましく、熱重合開始剤及び光重合開始剤を含有しないことがより好ましい。
接着剤(X)は、(A)カルボキシル基含有樹脂及び(B)2官能エポキシ樹脂、並びに必要に応じて、(C)~(G)成分及びその他の成分等を混合することにより、調製することができる。混合方法としては、例えば三本ロール、ボールミル、サンドミル等を用いる方法などが挙げられる。
[合成例1]
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル57質量部、メタクリル酸ブチル10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル188質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度35質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル社製の「サイクロマーA-400」)25質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂A-1の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂A-1の重量平均分子量は22000であった。また、カルボキシル基含有樹脂A-1の酸価は113mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル57質量部、メタクリル酸ブチル10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル177.75質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度36質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、メタクリル酸グリシジル18.5質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂A-2の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂A-2の重量平均分子量は20000であった。また、カルボキシル基含有樹脂A-2の酸価は119mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル62質量部、メタクリル酸ブチル5質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル188質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度35質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル社製の「サイクロマーA-400」)25質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂A-3の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂A-3の重量平均分子量は21000であった。また、カルボキシル基含有樹脂A-3の酸価は113mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル32質量部、メタクリル酸ブチル35質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル188質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度35質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル社製の「サイクロマーA-400」)25質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂A-4の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂A-4の重量平均分子量は24000であった。また、カルボキシル基含有樹脂A-4の酸価は113mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル57質量部、メタクリル酸ブチル10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル150質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、カルボキシル基含有樹脂B-1の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂B-1の重量平均分子量は18000であった。また、カルボキシル基含有樹脂B-1の酸価は213mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル57質量部、メタクリル酸ブチル10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル210質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度33質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、C12、13混合高級アルコールグリシジルエーテル(共栄社化学社製の「エポライトM-1230」)40質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂B-2の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂B-2の重量平均分子量は25000であった。また、カルボキシル基含有樹脂B-2の酸価は101mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル67質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル188質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度35質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル社製の「サイクロマーA-400」)25質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂B-3の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂B-3の重量平均分子量は21000であった。また、カルボキシル基含有樹脂B-3の酸価は113mgKOH/gであった。
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸33質量部、メタクリル酸メチル57質量部、スチレン10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル188質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル3質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、80℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度35質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、ハイドロキノン0.05質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(ダイセル社製の「サイクロマーA-400」)25質量部、及びジメチルベンジルアミン0.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂B-4の40質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂B-4の重量平均分子量は24000であった。また、カルボキシル基含有樹脂B-4の酸価は113mgKOH/gであった。
[実施例1~12及び比較例1~6]
表1に示す成分を必要に応じて3本ロールで混錬してから、フラスコ内に加え、温度35℃で撹拌混合することで、接着剤を調製した。なお、表1に示す成分の詳細は次の通りである。
((B)成分)
・エポキシ樹脂Aの70質量%溶液:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製の「YDF-2001」、エポキシ当量475g/eq)を固形分含有量で70質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させた溶液。
・エポキシ樹脂Bの70質量%溶液:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製の「YD-011」、エポキシ当量475g/eq)を固形分含有量で70質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させた溶液。
・エポキシ樹脂Cの70質量%溶液:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製の「EPICLON N-695」、エポキシ当量214g/eq)を固形分含有量で70質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させた溶液。
((C)成分)
・ブロックイソシアネート:旭化成社製の「デュラネートE402-B80T」、メチルエチルケトオキシムブロック化・ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト体(固形分80質量%/トルエン)(特開2015-108049号公報参照)。
((D)成分)
・熱硬化触媒:トリフェニルホスフィン。
((E)成分)
・ゴム粒子分散型エポキシ樹脂:カネカ社製の「カネエースMX-136」、平均粒径0.1μmのブタジエンゴム粒子25%分散型ビスフェノールF型エポキシ樹脂、231g/eq。
((F)成分)
・黒色着色剤:カーボンブラック。
((G)成分)
・酸化チタン:ルチル型酸化チタン、石原産業社製の「CR-90」。
[テストピースの作製]
前記調製した接着剤から、テストピースを次のようにして作製した。
ポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethyleneterephthalate)製、又はポリイミド(PI)製のフィルム上に、前記調製した接着剤を適量のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈した後、アプリケーターで塗布することにより、湿潤塗膜を形成した。この湿潤塗膜に、120℃、5分間の条件で、加熱乾燥を行い、PET製又はPI製のフィルム上に厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を作製した。
厚み17.5μmの銅箔を備えたガラスエポキシ銅張積層板(FR-4タイプ)の銅箔側に、PET製フィルム上に形成した厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を張り合わせ、真空ラミネーターで加熱ラミネートした。加熱ラミネートの条件は、圧力0.5MPa、加熱温度100℃、加熱時間45秒間である。加熱ラミネートを行った後、続いて、2枚の基板を加熱温度100℃、加熱時間60分の条件で加熱した。加熱を行った後、JIS-C-6481の銅張積層板の銅箔の密着強度を測定する方法に準拠して、密着強度を測定し、接着性を以下の基準で評価した。
A:密着強度が0.8kN/mより高い。
B:密着強度が0.5kN/mより高く、0.8kN/m以下である。
C:密着強度が0.2kN/mより高く、0.5kN/m以下である。
D:密着強度が0.2kN/m以下である。
厚み17.5μmの銅箔を備えたガラスエポキシ銅張積層板(FR-4タイプ)の銅箔側に、PI製フィルム上に形成した厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を張り合わせ、真空ラミネーターで加熱ラミネートした。加熱ラミネートの条件は、圧力0.5MPa、加熱温度100℃、加熱時間45秒間である。加熱ラミネートを行った後、続いて、2枚の基板を加熱温度150℃、加熱時間60分の条件で加熱した。加熱を行った後、JIS-C-6481の銅張積層板の銅箔の密着強度を測定する方法に準拠して、密着強度を測定し、接着性を以下の基準で評価した。
A:密着強度が0.8kN/mより高い。
B:密着強度が0.5kN/mより高く、0.8kN/m以下である。
C:密着強度が0.2kN/mより高く、0.5kN/m以下である。
D:密着強度が0.2kN/m以下である。
PI製のフィルム上に厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を形成したテストピースを150℃で60分間加熱した後、JIS-K-5600-5-1の耐屈曲性(円筒形マンドレル法)を評価する方法に準拠して、屈曲性の評価を行い、以下の基準で評価した。
A:直径2mmのマンドレルを用いて、屈曲性試験を行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られず、追加でマンドレル無しで180°折り曲げを行っても、接着層の割れや、基材からのはがれが見られなかった。
B:直径2mmのマンドレルを用いて、屈曲性試験を行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られなかったが、追加でマンドレル無しで180°折り曲げを行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られた。
C:直径4mmのマンドレルを用いて、屈曲性試験を行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られなかったが、直径2mmのマンドレルを用いて、屈曲性試験を行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られた。
D:直径4mmのマンドレルを用いて、屈曲性試験を行った結果、接着層の割れや、基材からのはがれが見られた。
PI製のフィルム上に厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を形成したテストピースを150℃で60分間加熱した後、接着層を観察し、表面性を以下の基準で評価した。
A:ハジキや泡の発生がなく、綺麗な表面状態であった。
B:わずかに泡の発生が見られた。
C:泡の発生が多く見られた。
D:ハジキが発生し、均一な表面が形成できなかった。
厚み17.5μmの銅箔を備えたガラスエポキシ銅張積層板(FR-4タイプ)の銅箔側に、PI製フィルム上に形成した厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を張り合わせ、真空ラミネーターで加熱ラミネートした。加熱ラミネートの条件は、圧力0.5MPa、加熱温度100℃、加熱時間45秒間である。加熱ラミネートを行った後、基板を観察し、接着層のはみ出し(樹脂流れ)の有無の評価を行った。
A:接着剤のはみ出しは見られなかった。
B:接着剤のはみ出しが、部分的に若干あった。
C:接着剤のはみ出しが、部分的に多く見られた。
D:接着剤のはみ出しが、全体に見られた。
PI製のフィルム上に厚み5μmの皮膜(乾燥皮膜)を形成したテストピースを150℃で60分間加熱した後、テストピースを観察し、隠蔽性を以下の基準で評価した。
A:隠蔽性が強く、ほとんど透けない。
B:隠蔽性が適度に強く、若干透ける。
C:隠蔽性が若干あるが、透ける。
D:隠蔽性が全くない。
Claims (6)
- (A)エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂と、(B)2官能エポキシ樹脂とを含有し、
前記(A)カルボキシル基含有樹脂が、(メタ)アクリル酸単位、(メタ)アクリル酸メチル単位及び(メタ)アクリル酸ブチル単位を有する共重合体を含むアクリル系共重合体と、エチレン性不飽和基を有するエポキシ化合物との反応生成物であり、
前記(A)カルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量が、5000以上50000以下である接着剤。 - (C)ブロックイソシアネート化合物をさらに含有する請求項1に記載の接着剤。
- (D)熱硬化触媒をさらに含有する請求項1又は2に記載の接着剤。
- (E)ゴム粒子をさらに含有する請求項1から3のいずれか一項に記載の接着剤。
- (F)黒色着色剤をさらに含有する請求項1から4のいずれか一項に記載の接着剤。
- (G)酸化チタンをさらに含有する請求項5に記載の接着剤。
Priority Applications (2)
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