WO2023190322A1 - 接着シート - Google Patents

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WO2023190322A1
WO2023190322A1 PCT/JP2023/012171 JP2023012171W WO2023190322A1 WO 2023190322 A1 WO2023190322 A1 WO 2023190322A1 JP 2023012171 W JP2023012171 W JP 2023012171W WO 2023190322 A1 WO2023190322 A1 WO 2023190322A1
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WO
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adhesive sheet
adhesive
thickness
epoxy resin
measured
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/012171
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘樹 東島
丹娜 銭
誠司 ▲高▼木
Original Assignee
三菱ケミカル株式会社
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Filing date
Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/35Heat-activated

Definitions

  • the present invention relates to adhesive sheets, and more particularly to structural adhesive sheets, particularly structural adhesive sheets for joining dissimilar materials useful in the automotive industry.
  • Patent Document 1 proposes an adhesive using glass beads to control the thickness of the bonded body.
  • the present invention provides an adhesive sheet that can ensure adhesive reliability, improve work efficiency, and further achieve both adhesive strength and film thickness maintenance.
  • the present inventors impregnated the support with an adhesive to form a sheet with a specific thickness, and also made the adhesive sheet (more specifically, the inorganic filler in the adhesive sheet) with a specific composition (configuration). It has been found that by doing so, adhesive strength does not decrease while ensuring a constant thickness maintenance rate of the sheet before and after curing when the adhesive sheet is thermally cured and used.
  • thermosetting adhesive sheet formed by impregnating a support with an adhesive, which has a film thickness retention rate of 56% or more and 95% or less according to the following formula (1), and has a film thickness of 200 ⁇ m or more before thermosetting. sheet.
  • Film thickness maintenance rate (%) Tb/Ta ⁇ 100 (1)
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet before heat curing measured using a digital thickness gauge
  • Tb is the thickness of the adhesive sheet before heat curing, which is measured using a digital thickness gauge
  • Tb is the thickness of the adhesive sheet that is This is the thickness of the cured adhesive sheet existing between SPCCs as measured using a digital microscope after heating to 150°C under a pressure of 1 MPa and curing by holding for 20 minutes.
  • Ta and Tb are the thicknesses of the adhesive sheet excluding the release film.
  • the adhesive sheet of the present invention is an adhesive sheet with a film thickness of 200 ⁇ m or more obtained by impregnating a support with an adhesive, and has a film thickness retention rate of 56% or more and 95% or less, ensuring adhesive reliability. At the same time, it is possible to improve work efficiency, and it is also possible to achieve both adhesive strength and film thickness maintenance.
  • epoxy resin is generally used as the name of a category of thermosetting resins or as the name of a category of chemical substances, which are compounds having one or more epoxy groups in the molecule. However, in this specification, it is used in the latter sense. Furthermore, in this specification, not only polymers having a specific degree of polymerization but also monomers are included in the definition of epoxy resin as long as they are compounds having one or more epoxy groups in the molecule. In this specification, “molecular weight” means number average molecular weight unless otherwise specified.
  • normal temperature means 25°C
  • solid at room temperature (25°C) means that the softening point is 25°C or higher, or the viscosity at 25°C is 1000 Pa ⁇ s or higher. do.
  • Liquid at room temperature (25°C) means that the softening point is less than 25°C and the viscosity at 25°C is less than 1000 Pa ⁇ s.
  • the adhesive sheet of the present invention is made of an adhesive and a support, and is further made by impregnating the support with a resin composition that is the adhesive.
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet before curing as measured using a digital thickness gauge
  • Tb is the thickness of the adhesive sheet sandwiched between cold rolled steel plates (SPCC) at a surface pressure of 1 MPa. This is the thickness of the cured adhesive sheet existing between the SPCCs measured using a digital microscope after heating to 150° C. under pressure and curing by holding for 20 minutes.
  • SPCC cold rolled steel plates
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet excluding the release film.
  • an adhesive sheet with a thickness of 200 ⁇ m or more with a film thickness maintenance rate of 56% or more and 95% or less for example, it is necessary to adjust the type, components, viscosity, etc. of the adhesive, or add a spacer such as an inorganic filler.
  • a spacer such as an inorganic filler. Examples include methods such as adding a support, and introducing a support.
  • the resin composition that is the adhesive used in the present invention is characterized by containing a curable resin that reacts and hardens during adhesion.
  • curable resins are not particularly limited as long as they have a film thickness retention rate of 56% or more and 95% or less as measured by the method specified in the present invention, but examples include epoxy resins, second generation acrylic resins, Examples include urethane resin and silicone resin.
  • epoxy resin is preferred from the viewpoint of adhesiveness with different materials, durability, and heat resistance. That is, the resin composition that is the adhesive used in the present invention is preferably an epoxy resin composition containing such an epoxy resin as a main component.
  • the "main component” means the component having the highest content (% by mass) among the components constituting the adhesive (resin composition).
  • the content of the main component in the adhesive (resin composition) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the curable resin is an epoxy resin
  • the epoxy resin composition uses epoxy resin (A) as a curable resin.
  • the epoxy resin (A) preferably contains three components as constituents: bisphenol A epoxy resin (A1), bisphenol F epoxy resin (A2), and rubber-modified epoxy resin (A3).
  • the epoxy resin composition usually further contains a curing agent (B) and an inorganic filler (E), and more preferably contains polymer particles having a core-shell structure (C) and a curing accelerator (D). and may contain other components (G).
  • the epoxy resin (A) contains three components as constituents: bisphenol A epoxy resin (A1), bisphenol F epoxy resin (A2), and rubber modified epoxy resin (A3). It is preferable.
  • Examples of bisphenol A epoxy resins (A1) include commercially available EPON825, jER826, jER827, jER828, jER834, jER1001 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epicron 850 (manufactured by DIC Corporation), Epototh YD-128 (new Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), DER-331, DER-332 (manufactured by Dow Chemical Japan), Bakerite EPR154, Bakerite EPR162, Bakerite EPR172, Bakerite EPR173, Bakelite EPR174 (B akelite AG) etc. Can be mentioned. Among these, jER828 and jER1001 are preferred in terms of the elastic modulus and glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin composition.
  • the bisphenol A type epoxy resin (A1) may be used alone or in combination of two or more types.
  • the number average molecular weight of the bisphenol A epoxy resin (A1) is preferably 200 to 100,000, more preferably 200 to 80,000, and even more preferably 200 to 60,000. If the number average molecular weight is too low, the viscosity decreases too much, which tends to reduce workability as an adhesive, while if it is too high, the solubility in other monomers decreases and the viscosity increases too much. Workability tends to decrease.
  • the "number average molecular weight” is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC) method.
  • the epoxy equivalent of the bisphenol A epoxy resin (A1) is preferably 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 6,000 or less. If the epoxy equivalent is too high, the solubility in other monomers tends to decrease, and workability during compounding tends to decrease.
  • the lower limit of the epoxy equivalent is not particularly limited, but is, for example, 50 or more. In this specification, "epoxy equivalent” is a value measured in accordance with JIS-K7236:2001.
  • the softening point of the bisphenol A epoxy resin (A1) is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, still more preferably 120°C or lower. If the softening point is too high, the viscosity at room temperature after compounding increases, which tends to reduce workability as an adhesive.
  • the lower limit of the softening point is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 50° C. or higher. In this specification, the "softening point" is a value measured in accordance with JIS-K7234:2008 (ring and ball method).
  • the bisphenol F type epoxy resin (A2) for example, commercially available products jER806, jER807, jER4005P, jER4007P, jER4010P, jER1750 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epiclon 830 (manufactured by DIC Corporation), Epotote YD-170, Epotote Examples include YD-175 (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), Bakerite EPR169 (manufactured by Bakerite AG), GY281, GY282, and GY285 (manufactured by Huntsman Advanced Materials).
  • jER806, jER807, and jER4005P are preferred because they have excellent adhesion after curing of the epoxy resin composition.
  • the bisphenol F type epoxy resin (A2) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the number average molecular weight of the bisphenol F type epoxy resin (A2) is preferably 200 to 100,000, more preferably 200 to 80,000, and still more preferably 200 to 60,000. If the number average molecular weight is too low, the viscosity decreases too much, which tends to reduce workability as an adhesive, while if it is too high, the solubility in other monomers decreases and the viscosity increases too much. Workability tends to decrease.
  • the epoxy equivalent of the bisphenol F type epoxy resin (A2) is preferably 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 6,000 or less. If the epoxy equivalent is too high, the solubility in other monomers tends to decrease, and workability during compounding tends to decrease.
  • the lower limit of the epoxy equivalent is not particularly limited, but is, for example, 50 or more.
  • the softening point of the bisphenol F type epoxy resin (A2) is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, still more preferably 120°C or lower. If the softening point is too high, the viscosity at room temperature after compounding increases, which tends to reduce workability as an adhesive.
  • the lower limit of the softening point is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 50° C. or higher.
  • a commercially available product containing both bisphenol A type epoxy resin (A1) and bisphenol F type epoxy resin (A2) can also be used.
  • Examples include jER4250 and jER4275 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • the rubber-modified epoxy resin (A3) is, for example, an epoxy-terminated adduct of an epoxy resin and at least one non-crosslinked liquid rubber having an epoxide-reactive group (for example, an amino group or a carboxy group).
  • the rubber-modified epoxy resin (A3) may be used alone or in combination of two or more.
  • Epoxy resins used as raw materials for the rubber-modified epoxy resin (A3) are not particularly limited, but include, for example, bisphenol-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, glycidylamine-type epoxy resins, cyclic epoxy resins, Examples include dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, ortho-cresol novolac type epoxy resin.
  • the non-crosslinked liquid rubber used as a raw material for the rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably a conjugated diene homopolymer or a conjugated diene copolymer, particularly preferably a conjugated diene/nitrile copolymer.
  • the conjugated diene rubber is preferably butadiene or isoprene, particularly preferably butadiene.
  • a preferred nitrile monomer is acrylonitrile and a preferred copolymer is a butadiene-acrylonitrile copolymer.
  • the glass transition temperature (Tg) of such non-crosslinked liquid rubber is preferably 20°C or lower, more preferably 10°C or lower, and still more preferably 0°C or lower.
  • the lower limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 100° C. or higher.
  • the "glass transition temperature" is expressed by measuring the DSC curve of a sample using a differential scanning calorimeter, and the temperature at the inflection point of the obtained DSC curve.
  • the non-crosslinked liquid rubber preferably has an average of 1.5 to 2.5 epoxide-reactive end groups per molecule, more preferably an average of 1.8 to 2.2.
  • the number average molecular weight of such crosslinked liquid rubber is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 58,000.
  • a carboxy group-terminated butadiene nitrile rubber (CTBN) modified epoxy resin As the rubber-modified epoxy resin (A3), a carboxy group-terminated butadiene nitrile rubber (CTBN) modified epoxy resin, a nitrile butadiene rubber (NBR) modified epoxy resin is preferable, and a carboxyl group-terminated butadiene nitrile rubber (CTBN) modified epoxy resin is more preferable.
  • Commercially available products include, for example, ADEKA resin EPR series (EPR-1415-1, EPR-2000, EPR-2007, EPR-1630) manufactured by ADEKA, EPON Resin 58005 and EPON Resin 58006 manufactured by Momentive, and Hypox series manufactured by CVC ( Hypox RA 840, Hypox RA 1340, Hypox RF 1341) and the like.
  • the Adeka Resin EPR series manufactured by ADEKA Co., Ltd. is preferred, and EPR-1630 is more preferred since it has excellent adhesion and
  • the number average molecular weight of the rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably 200 to 200,000, more preferably 200 to 100,000, even more preferably 200 to 80,000. If the number average molecular weight is too low, the viscosity decreases too much, which tends to reduce workability as an adhesive, while if it is too high, the solubility in other monomers decreases and the viscosity increases too much. Workability tends to decrease.
  • the epoxy equivalent of the rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably 10,000 or less, more preferably 7,000 or less, still more preferably 5,000 or less. If the epoxy equivalent is too high, the flexible component will not be dispersed in the cured product, so that when stress occurs, stress will be concentrated in that area, and adhesive strength will tend to decrease.
  • the lower limit of the epoxy equivalent is not particularly limited, but is, for example, 50 or more.
  • the softening point of the rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably 200°C or lower, more preferably 180°C or lower, still more preferably 160°C or lower. If the softening point is too high, the viscosity at room temperature after compounding increases, which tends to reduce workability as an adhesive.
  • the lower limit of the softening point is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 50° C. or higher.
  • the above epoxy resin composition further includes an aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature (however, bisphenol A epoxy resin (A1), bisphenol F epoxy resin (A2), and rubber-modified epoxy resin (A3). ) is preferable from the viewpoint of low water absorption, elastic modulus of cured product, and glass transition temperature.
  • aromatic ring-containing epoxy resin A4 that is solid at room temperature (however, bisphenol A epoxy resin (A1), bisphenol F epoxy resin (A2), and rubber-modified epoxy resin (A3). ) is preferable from the viewpoint of low water absorption, elastic modulus of cured product, and glass transition temperature.
  • Type epoxy resin a commercially available product is "YX4000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and the like.
  • the aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature may be used alone or in combination of two or more.
  • the number average molecular weight of the aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature is preferably 200 to 100,000, more preferably 200 to 80,000, even more preferably 200 to 60,000. If the number average molecular weight is too low, the viscosity decreases too much, which tends to reduce workability as an adhesive, while if it is too high, the solubility in other monomers decreases and the viscosity increases too much. Workability tends to decrease.
  • the epoxy equivalent of the aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature is preferably 10,000 or less, more preferably 7,000 or less, still more preferably 5,000 or less. If the epoxy equivalent is too high, the solubility in other monomers tends to decrease, and workability during compounding tends to decrease.
  • the lower limit of the epoxy equivalent is not particularly limited, but is, for example, 50 or more.
  • the softening point of the aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, still more preferably 120°C or lower. If the softening point is too high, the viscosity at room temperature after blending tends to increase and the workability as an adhesive tends to decrease.
  • the lower limit of the softening point is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 50° C. or higher.
  • the content of the epoxy resin (A) is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 40 to 100% by mass, and even more preferably 50 to 100% by mass based on the entire epoxy resin composition.
  • the content of the bisphenol A epoxy resin (A1) is preferably 0.01 to 70% by mass, more preferably 0.1 to 60% by mass, even more preferably 1% by mass, based on the entire epoxy resin (A). ⁇ 50% by mass.
  • the content of the bisphenol F type epoxy resin (A2) is preferably 1 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and even more preferably 10 to 50% by mass based on the entire epoxy resin (A). It is.
  • the content is calculated by dividing the composition into composition mass ratios. For example, when the content of a composition in which bisphenol A type epoxy resin (A1) and bisphenol F type epoxy resin (A2) is 1:1 is 10% by mass, (A1) is 5% by mass and (A2) is 5% by mass. Calculate as a percentage.
  • the content ratio [(A1)/(A2)] of bisphenol A type epoxy resin (A1) to bisphenol F type epoxy resin (A2) is preferably less than 2.7, more preferably less than 2.5, and further It is preferably less than 1.5, particularly preferably less than 1.0, particularly preferably less than 0.9, particularly preferably less than 0.8. If this content ratio [(A1)/(A2)] is too high, the fracture form will be interfacial peeling and the effects of the present invention will tend not to be fully exhibited, which is not preferable. Note that the lower limit of this content ratio is not particularly limited, but is, for example, 0.01 or more.
  • the content of the rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably 0.01 to 60% by mass, more preferably 1 to 50% by mass, and even more preferably 5 to 40% by mass based on the entire epoxy resin (A). %.
  • the content of the aromatic ring-containing epoxy resin (A4) that is solid at room temperature is preferably 0 to 80% by mass, more preferably 1 to 70% by mass, even more preferably It is 5 to 60% by mass.
  • the content ratio [(A1)/(A3)] of bisphenol A type epoxy resin (A1) to rubber-modified epoxy resin (A3) is preferably less than 3.0, more preferably less than 2.5, and more preferably less than 2.5. It is preferably less than 2.0, particularly preferably less than 1.5. If this content ratio [(A1)/(A3)] is too high, the fracture form tends to be interfacial peeling, which is not preferable. Note that the lower limit of this content ratio is not particularly limited, but is, for example, 0.01 or more.
  • the content of bisphenol A type epoxy resin (A1) is lower than the content of bisphenol F type epoxy resin (A2), and the content of bisphenol A type epoxy resin (A1) is lower than that of rubber modified epoxy resin. It is also preferable that the content is less than 1.5 times the content of (A3).
  • the epoxy resin (A) may further contain epoxy resins other than (A1) to (A4). Specific examples thereof include alcohol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, dicyclo Various epoxy resins include pentadiene type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, polyfunctional phenol type epoxy resin, and aliphatic epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin (A) preferably contains 50% by mass or more of an epoxy resin that is solid at room temperature based on the entire epoxy resin (A), more preferably 55% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more. .
  • the upper limit of the content of the epoxy resin that is solid at room temperature is not particularly limited, but is, for example, 100% by mass or less.
  • the epoxy resin composition usually contains a curing agent (B).
  • the curing agent (B) include amines, acid anhydrides (carboxylic acid anhydrides), phenols (such as novolak resins), mercaptans, Lewis acid amine complexes, onium salts, and imidazole. Specific examples include Chapter 3 of ⁇ Review of Epoxy Resins Volume 1 (Edited by Epoxy Resin Technology Association, first edition, published November 2003)'' and Chapter 3 of ⁇ Review of Epoxy Resins Volume 1 (Edited by Epoxy Resin Technology Association, published in November 2003)'' and ⁇ Review of Epoxy Resins Recent Progress I (Edited by Epoxy Resin Technology Association)''. , first edition, March 2009)” can be used. Among these, it is preferable to use amines from the viewpoint of adhesive properties.
  • the curing agent (B) may be used alone or in combination of two or more.
  • amines examples include aromatic amines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone, aliphatic amines, imidazole derivatives, dicyandiamide, tetramethylguanidine, thiourea-added amines, and isomers and modified products thereof.
  • aromatic amines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone
  • aliphatic amines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone
  • imidazole derivatives imidazole derivatives
  • dicyandiamide tetramethylguanidine
  • thiourea-added amines thiourea-added amines
  • isomers and modified products thereof examples include isomers and modified products thereof.
  • dicyandiamide is particularly preferred since it has an excellent pot life for the epoxy resin composition that serves as
  • the content of the curing agent (B) is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 25% by mass, and even more preferably 1 to 20% by mass based on the entire epoxy resin (A). %.
  • the epoxy resin composition may contain polymer fine particles (C) having a core-shell structure. It refers to polymer fine particles whose molecular structure is different in the outer periphery (shell part).
  • Examples of the components constituting the core part of the polymer fine particles (C) having a core-shell structure include butadiene rubber (BR), acrylic rubber (ACM), silicone rubber (Si), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), Examples include styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), and ethylene propylene rubber (EPR). Among them, butadiene rubber is preferred.
  • the component constituting the shell part of the polymer fine particles (C) having a core-shell structure is graft-polymerized to the above-mentioned core part and covalently bonded to the polymer constituting the core component.
  • components constituting the shell portion include acrylic ester monomers, methacrylic ester monomers, and aromatic vinyl monomers.
  • the polymer fine particles (C) having a core-shell structure are, for example, commercially available KANE-ACE series (B-11A, B-22, B-561, FM-21, M-701, M-711, M- 300, FM-40, M-210, Pa-20, PA101, MR-01, MX-153, MX257, MX154, MX-960, MX-136, MX-965, MX-217, MX227M75, MX-334M75, MX-416, MX-451, etc.), Metablanes manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (Metablanes C, Metablanes E, Metablanes W, Metablanes S, etc.), and the like.
  • the polymer fine particles (C) may be used as they are in particle form or dispersed in other solutions or resins, but from the viewpoint of uniformly dispersing them in other resins, they are dispersed in epoxy resin. It is more preferable to use MX-153, MX-154, MX-136, and MX-267.
  • the polymer particles (C) having a core-shell structure may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the primary particle diameter of the polymer fine particles (C) having a core-shell structure is preferably 10 to 100,000 nm, more preferably 15 to 50,000 nm, from the viewpoint of the elastic modulus, elongation properties, and shear strength of the cured product obtained from the epoxy resin. More preferably, it is 20 to 10,000 nm.
  • the primary particle size refers to the volume average particle size of primary particles, and can be measured using, for example, a Nanotrac particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • the content ratio shall be calculated by adding the content of (A1) and (A2) used in the dispersion product.
  • the content of the polymer fine particles (C) having a core-shell structure is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 1 to 40% by mass, and even more preferably It is 2 to 30% by mass.
  • the epoxy resin composition may contain a curing accelerator (D) from the viewpoint of increasing the curing activity of the curing agent (B).
  • a curing accelerator (D) can be used to increase the curing activity of dicyandiamide and the like.
  • curing accelerators for dicyandiamide include 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU), and 2,4-diamino-6-( 2-Methylimidazolyl-(1))-ethyl-s-triazine, 3-(3-chloro-4-methylphenyl)-1,1-dimethylurea, 4,4'-methylenebis(1,1-dimethyl-3 -phenylurea), urea derivatives such as 2,4-bis(3,3-dimethylureido)toluene, and imidazole derivatives.
  • urea derivatives are preferred, and 4,4'-methylenebis(1,1-dimethyl-3-phenylurea) is more preferred.
  • the content of the curing accelerator (D) is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.05 to 25% by mass, and even more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the entire epoxy resin composition. %.
  • the epoxy resin composition preferably contains an inorganic filler (E).
  • the inorganic filler (E) include metal oxides such as aluminum oxide and magnesium oxide; metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate; diatomaceous earth powder, basic magnesium silicate, calcined clay, and finely powdered silica.
  • silicon compounds such as fused silica; metal hydroxides such as aluminum hydroxide; kaolin, mica, quartz powder, glass, ceramic, silicon carbide, graphite, carbon black, carbon nanotubes, molybdenum disulfide, boron, boron nitride, nitride Examples include silicon and aluminum nitride.
  • the inorganic filler (E) may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape of the inorganic filler (E) is not particularly limited, but for example, powder, spherical, etc. are preferable, and spherical particles (beads) are more preferable. Among these, an ellipsoid having a ratio of short side to long side (short side/long side) of 1/2 or less is preferable. Further, the inorganic filler (E) is preferably insulating from the viewpoint of preventing metal corrosion (electrolytic corrosion), and glass beads are particularly preferred.
  • the average particle diameter of the inorganic filler (E) is preferably from 50 to 300 ⁇ m, more preferably from 80 to 260 ⁇ m, still more preferably from 100 to 250 ⁇ m, particularly preferably from 100 to 150 ⁇ m.
  • the average particle diameter can be measured, for example, using an optical microscope, etc., and more specifically, it can be measured by observing the particle diameters of 50 inorganic fillers using a digital microscope and calculating their average value. can.
  • the content of the inorganic filler (E) is preferably 5 to 80 parts by mass, more preferably 5 to 50 parts by mass, and even more preferably 10 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the epoxy resin (A). Department. If the content is too low, it tends to be difficult to maintain the film thickness, and if the content is too high, the area weight of the adhesive sheet increases, making it difficult to use it in fields where weight reduction is required.
  • the content of the inorganic filler (E) is preferably 5 to 70 parts by mass, more preferably 5 to 50 parts by mass, even more preferably 10 to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of all resin components constituting the adhesive. It is 30 parts by mass. If the content is too small, it tends to be difficult to maintain the film thickness, and if the content is too large, the adhesive sheet tends to have an increased basis weight, making it difficult to use it in fields where weight reduction is required.
  • all resin components constituting the adhesive refers to "epoxy resin (A) + polymer fine particles having a core-shell structure (C) + resin used as other components (G)" in the epoxy resin composition. ” means.
  • the particle size of the inorganic filler (E) is preferably 1 or more and 50 or less, more preferably 5 to 40, and still more preferably 10 to 30, satisfying the following formula (2) relative to the thickness of the adhesive sheet. be. It is more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more, from the viewpoint of preventing resin flow during adhesion and ensuring sufficient thickness when producing an adhesive sheet.
  • the average molecular weight is preferably 40 or less, and even more preferably 30 or less.
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet before thermosetting measured using a digital thickness gauge
  • Tc is the average particle diameter of the inorganic filler measured using an optical microscope.
  • the total thickness of the average particle diameter of the inorganic filler and the support is preferably 10 or more and 200 or less, which satisfies the following formula (3) with respect to the thickness of the adhesive sheet. It is more preferably 80 or more, and even more preferably 100 or more, since resin flow occurs during adhesion and it is difficult to ensure a sufficient thickness. On the other hand, it is more preferably 160 or less, and even more preferably 180 or less, since fillers and the like are exposed on the surface of the adhesive sheet and it is difficult to adhere to the adherend.
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet before thermosetting measured using a digital thickness gauge
  • Tc is the average particle diameter of the inorganic filler measured using an optical microscope
  • Td is the thickness of the support.
  • the adhesive may contain resins other than those mentioned above, dispersants, surfactants, plasticizers, antioxidants, pigments, coupling agents, diluents, flexibility-imparting agents, It may contain various additives such as dispersants, wetting agents, colorants, ultraviolet absorbers, light stabilizers such as hindered amine light stabilizers, defoamers, mold release agents, flow regulators, and solvents.
  • the amount of the other components mentioned above is preferably 5% by mass or less based on the entire adhesive (epoxy resin composition).
  • the lower limit is not particularly limited, but is usually 0% by mass, and may be 0.1% by mass or more.
  • the adhesive may contain a dispersant.
  • the dispersant refers to a compound that has the effect of uniformly dispersing the inorganic filler (E) in the adhesive and in the manufactured laminate.
  • examples of the dispersant include polysiloxane compounds and their salts such as methylhydrogenpolysiloxane, polymethoxysilane, dimethylpolysiloxane, and dimethicone PEG-7 succinate; silane compounds, etc.
  • the carboxylic acid amine compound refers to a compound having both a carboxy group and an amino group
  • the phosphoric acid amine compound refers to a compound having both a phosphoric acid group and an amino group.
  • the adhesive epoxy resin composition
  • one type of the dispersants exemplified above may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
  • Surfactants described below may also function as dispersants. Note that the dispersant may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed after the laminate is manufactured.
  • the adhesive may contain a surfactant.
  • a surfactant By containing a surfactant, it is possible to prevent the formation of dents or uneven drying in the laminate due to minute bubbles or adhesion of foreign matter during the production of the laminate. Furthermore, the surfactant can improve the wettability of the adhesive.
  • the surfactant is not particularly limited, and known surfactants (cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants) can be used. Among these, silicon-based surfactants, fluorine-based surfactants, and acetylene glycol-based surfactants are preferred.
  • surfactants include Triton X100 (manufactured by Dow Chemical) as a nonionic surfactant, Zonyl FS300 (manufactured by DuPont) as a fluorine-based surfactant, BYK-310 as a silicon-based surfactant, BYK-320, BYK-345 (manufactured by BYK Chemie Co., Ltd.); as the acetylene glycol surfactant, Surfynol 104, Surfynol 465 (manufactured by Air Products Co., Ltd.), Olfine EXP4036, Olfine EXP4200 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) are used. Can be mentioned.
  • one type of the surfactants exemplified above may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. Note that the surfactant may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed after the laminate is manufactured.
  • An epoxy resin composition (and eventually an adhesive composition) is obtained by blending each of the above components, and an adhesive is obtained by mixing this adhesive composition.
  • the viscosity of the adhesive used in the present adhesive sheet at 100° C. and 1 atm is preferably 0.1 to 500 Pa ⁇ s, more preferably 1 to 100 Pa ⁇ s. If the viscosity is too high or too low, the impregnating properties into a support and the coating properties onto a substrate when used as an adhesive tend to deteriorate. In addition, this viscosity is when measured using a rheometer ("MARS II" manufactured by ThermoFisher Scientific) at a temperature of -20 to 180 ° C., a heating rate of 3 ° C./min, a frequency of 1 Hz, and a strain of 0.5%. The viscosity at 100°C.
  • MARS II manufactured by ThermoFisher Scientific
  • the support used in the present adhesive sheet for example, nonwoven fabrics, porous materials, etc. can be used, and nonwoven fabrics are particularly preferred.
  • the density of the support is 0.05 g/cm 3 or more from the viewpoints of suppressing resin flow during pressurization during laminate production, resin retention in the adhesive sheet, and improving adhesiveness due to rigidity of the adhesive sheet. is preferable, more preferably 0.08 g/cm 3 or more, still more preferably 0.1 g/cm 3 or more.
  • the density of the support is preferably 1.0 g/cm 3 or less, more preferably 0.0 g/cm 3 or less. It is 9 g/cm 3 or less, more preferably 0.8 g/cm 3 or less. Note that the density here refers to an apparent density rather than a true density, and can be measured by a general method.
  • ⁇ Adhesive sheet>> This adhesive sheet is obtained by impregnating a support with the adhesive described above. Further, the present adhesive sheet may have a release film on at least one outermost surface, such as one in which the adhesive is provided on the release film. When laminating an adhesive sheet between layers of different materials, the adhesive sheet is used after peeling off the release film.
  • the release film for example, a PET film, a polyethylene film, a polypropylene film, a fluorine film, a polyimide film, etc. that has been subjected to a release treatment such as silicone or melamine can be used.
  • the thickness of the adhesive sheet before thermosetting is 200 ⁇ m or more, preferably 200 to 5000 ⁇ m, more preferably 300 to 4000 ⁇ m, and still more preferably 400 to 3000 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive layer can be made uniform, so it is less likely to cause uneven application of adhesive, so it is highly reliable after bonding, and parts can be joined at the factory. It is particularly useful in production lines that include processes.
  • film thickness maintenance rate refers to the adhesive sheet after curing when the adhesive sheet is sandwiched between cold rolled steel plates (SPCC) and heated and cured under a surface pressure of 1 MPa. This shows how much the thickness has decreased compared to before curing.
  • the film thickness maintenance rate can be determined in more detail using the following equation (1).
  • Film thickness maintenance rate (%) Tb/Ta ⁇ 100 (1)
  • Ta is the thickness of the adhesive sheet (before hardening) measured using a digital thickness gauge
  • Tb is the thickness of the adhesive sheet (before hardening) measured using a digital thickness gauge
  • Tb is the thickness of the adhesive sheet measured using a digital thickness gauge.
  • the film thickness maintenance rate calculated from the above formula (1) is 56% or more, preferably 60% or more, and more preferably 65% or more. Maintaining the thickness of the adhesive sheet is effective in suppressing warpage of dissimilar materials of the adherend and ensuring adhesion reliability. Further, the film thickness maintenance rate is preferably 90% or less, with an upper limit of 95%. On the other hand, if it exceeds 95%, the followability to the adhesive is poor and the adhesion reliability is poor.
  • the content of the inorganic filler (E) in the present adhesive sheet consisting of an adhesive and a support is preferably 3 to 45% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, even more preferably 5 to 30% by mass. , particularly preferably 7 to 20% by weight. If the content of the inorganic filler (E) is too low, it tends to be difficult to maintain the film thickness, and if it is too high, the area weight of the adhesive sheet increases, making it difficult to use it in fields where weight reduction is required. be.
  • the adhesive sheet preferably has a tensile shear adhesive strength of 10 MPa or more, more preferably 15 MPa or more, still more preferably 20 MPa or more.
  • the tensile shear adhesive strength of the adhesive sheet is preferably 50 MPa or less, more preferably 45 MPa or less, still more preferably 40 MPa or less.
  • the tensile shear adhesive strength can be determined, for example, by the method described in JIS K6850. More details are as follows.
  • the adhesive sheet was cut to a width of 25 mm and a length of 12.5 mm. After degreasing and cleaning a cold rolled steel plate (SPCC) with width 25 mm x length 100 mm x thickness 1.6 mm with ethanol, a cut adhesive sheet was inserted between the two pieces of SPCC and a surface pressure of 1 MPa was applied.
  • SPCC cold rolled steel plate
  • the adhesive sheet is placed in a constant temperature bath and heated at 150° C. for 20 minutes to harden the adhesive sheet, thereby producing a peel test piece.
  • the tensile shear adhesive strength of the prepared peel test piece is measured using a tensile testing machine ("Autograph AG-X" manufactured by Shimadzu Corporation) at a speed of 5 mm/min.
  • the adhesive used in this adhesive sheet can be manufactured by mixing each component.
  • the mixing temperature is preferably 30°C or higher, more preferably 40°C or higher, still more preferably 50°C or higher.
  • the mixing temperature is preferably 150°C or lower, more preferably 140°C or lower, and even more preferably 120°C or lower.
  • the mixing time is usually 1 minute or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 20 minutes or more, and usually 24 hours or less, preferably 18 hours or less, more preferably 12 hours or less.
  • the mixing time is less than the lower limit, uniform mixing tends to be impossible, and when it exceeds the upper limit, the mixture tends to polymerize and gel during mixing.
  • various methods of applying shearing force that are generally used for mixing epoxy adhesives such as stirring, shaking, and kneading, can be used.
  • This mixing method is selected depending on the physical properties of the adhesive, production amount, etc.
  • the state of the obtained epoxy adhesive may be a uniform state or a non-uniform state in which particles are dispersed. This state is variously selected depending on the use as an adhesive.
  • the epoxy adhesive used in this adhesive sheet is preferably a one-component adhesive from the viewpoint of ease of handling.
  • a one-component adhesive it is usually heated to a temperature of 80°C or higher, preferably 130°C or higher, more preferably 150°C or higher, and preferably By curing within 60 minutes, more preferably within 30 minutes, a laminate in which different types of members are joined can be obtained.
  • the adhesive is formed into a sheet shape to obtain an adhesive sheet.
  • the method for forming into a sheet include a method of laminating or applying an adhesive onto a base film to obtain a laminate of base film/adhesive/base film.
  • extrusion lamination such as T-die
  • sheet forming equipment such as calendar roll, double belt press, comma coating method, gravure coating method, reverse coating method, knife coating method, dip coating method, spray coating method.
  • the sheet forming step includes an impregnating step of impregnating the support with the adhesive.
  • a known method can be used for the adhesive impregnation method in the impregnation step.
  • the adhesive is provided on the base film in the sheet forming process and the support is combined into base film/adhesive/support/adhesive/base film, or base film.
  • /Adhesive/Support/Base material A lamination method in which the adhesive is laminated to form a film and impregnated using a vacuum laminator, calendar roll, double belt press, etc., a comma coating method in which the adhesive is directly impregnated into the support, and a gravure method.
  • Examples include a coating method, a reverse coating method, a dip/nip method, a kiss coating method, a spray method, and a curtain coating method.
  • a vacuum laminator, gravure coating method, or reverse coating method is desirable. Note that the step of impregnating the support with an adhesive and the step of forming it into a sheet may be performed simultaneously or separately.
  • the thickness of the support and the amount of adhesive impregnated into the support are preferably adjusted so that the thickness of the sheet-like adhesive layer is 100 to 2000 ⁇ m, more preferably 200 to 1000 ⁇ m.
  • the support In the impregnation step, it is desirable to impregnate the support while controlling the basis weight, which is the weight per unit area of the support. It is preferable to impregnate the support with a resin so that the basis weight is 100 to 2000 g/m 2 , more preferably 300 to 1000 g/m 2 . If it is too large, the resin tends to leak during curing, and if it is too small, the resin tends to wither.
  • the adhesive In the impregnation step, it is desirable to impregnate the adhesive while controlling its viscosity. It is preferable to impregnate the support with the resin so that the viscosity is 1 to 500 Pa ⁇ s, more preferably 10 to 100 Pa ⁇ s. If the viscosity is too high, the resin tends to flow during impregnation, and if the viscosity is too low, the resin tends to dry up during impregnation.
  • the above viscosity is the viscosity when measured using a rheometer (“MARS II” manufactured by ThermoFisher Scientific) at a temperature of -20 to 180°C, a heating rate of 3°C/min, a frequency of 1Hz, and a strain of 0.5%. shall be.
  • the adhesive viscosity can be adjusted without a solvent or with a solvent, but when adjusting the adhesive viscosity with a solvent, the amount of solvent used is preferably 1 part by mass or less per 1 part by mass of the adhesive, The amount is more preferably 0.1 parts by mass or less, even more preferably 0.01 parts by mass or less, and most preferably the support is impregnated with the adhesive without a solvent.
  • This adhesive sheet has a high film thickness retention rate after curing, so it can be used, for example, in vehicles, aircraft, ships, etc. that require improved strength and weight reduction, and that require the use of relatively large materials. It can be suitably used as an adhesive for structural members of transportation equipment (panel parts, frame parts, undercarriage parts, etc.), that is, a structural adhesive (a reliable adhesive that can withstand large loads for a long period of time). However, it is particularly preferred for use as a structural adhesive for structural panels of vehicles.
  • each component of the epoxy resin composition for adhesive used in Examples and Comparative Examples was prepared.
  • Example 1 24 parts of bisphenol A type epoxy resin (A1), 32 parts of bisphenol F type epoxy resin (A2), 17 parts of rubber modified (CTBN modified) epoxy resin (A3), 20 parts of aromatic ring-containing epoxy resin (A4). After mixing 7 parts of polymer fine particles (C) having a core-shell structure, the mixture was stirred at 90°C until uniform.
  • a glass fiber nonwoven fabric (thickness: 380 ⁇ m, “SB-050” manufactured by Olivest Co., Ltd.) as a support, density: 0.13 g/cm 3 ) was sandwiched from both sides and laminated to produce an adhesive sheet in which glass fiber nonwoven fabric was impregnated with resin to have a basis weight of 660 g/m 2 .
  • the content of glass beads (E-1) in the adhesive sheet was 9%.
  • Example 2 The content of glass beads (E-1) was 25 parts (27 parts per 100 parts of epoxy resin (A), 25 parts per 100 parts in total of epoxy resin (A) and polymer fine particles having a core-shell structure (C)).
  • An adhesive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that Example 1 was used.
  • the content of glass beads (E-1) in the adhesive sheet was 18%.
  • the thickness (Ta') of the adhesive sheet obtained above was measured using a digital thickness gauge ("SMD-565J-L" manufactured by Techlock Co., Ltd.) with release film attached to both sides. The release films on both sides were peeled off, and the thicknesses of the two release films were measured. The thickness of the two release films was removed from this thickness (Ta'), and the thickness Ta of the adhesive sheet was measured.
  • the adhesive sheet with the release film removed was sandwiched between cold-rolled steel plates (SPCC) with a width of 25 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 1.6 mm, and heated to 150°C under a surface pressure of 1 MPa.
  • SPCC cold-rolled steel plates
  • Film thickness maintenance rate (%) Tb/Ta ⁇ 100 (1) (Evaluation criteria) ⁇ (Very good)...65% or more, within 95% ⁇ (Good)...56% or more, less than 65% ⁇ (Poor)...Less than 56%
  • the tensile shear adhesive strength was evaluated in accordance with JIS K6850.
  • the adhesive sheet obtained above was cut into 25 mm width x 12.5 mm length. After degreasing and cleaning a cold rolled steel plate (SPCC) with width 25 mm x length 100 mm x thickness 1.6 mm with ethanol, a cut adhesive sheet was inserted between the two pieces of SPCC and a surface pressure of 1 MPa was applied. The adhesive sheet was placed in a constant temperature bath and heated at 150° C. for 20 minutes to cure the adhesive sheet, thereby producing a peel test piece.
  • SPCC cold rolled steel plate
  • the prepared peel test piece was subjected to a tensile shear test at a speed of 5 mm/min using a tensile tester ("Autograph AG-X" manufactured by Shimadzu Corporation) to measure the tensile shear adhesive strength, and the tensile shear adhesive strength was measured according to the following criteria. It was evaluated. (Evaluation criteria) ⁇ (Excellent)...20MPa or more ⁇ (Very good)...15MPa or more, less than 20MPa ⁇ (Good)...10MPa or more, less than 15MPa ⁇ (Poor)...Less than 10MPa
  • the adhesive sheets of Examples 1 and 2 all make it possible to achieve both adhesive strength and maintain a thick film, which makes it possible to suppress thickness unevenness and reduce local stress concentration in the adhesive layer. Adhesive strength was easily developed and reliability could be improved. Furthermore, since it is an adhesive sheet, it does not take much time to coat a thick film, resulting in excellent work efficiency and improved productivity.
  • the adhesive sheets of Examples 1 and 2 are thick films, have a high film thickness retention rate, and have high adhesive strength, so they can be suitably used as structural adhesive sheets for automobiles.
  • this adhesive sheet has a high film thickness retention rate
  • the film thickness retention rate of the laminate obtained when multiple different materials are bonded using this adhesive sheet is also high, and it can be suitably used for various laminates. Among these, it is useful for exterior material applications such as automobiles, aircraft, and vehicles.

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Abstract

接着信頼性を担保できるとともに作業効率を改善でき、更に接着強度と厚膜維持の両立を可能とする接着シートとして下記を提供する。 接着剤を不織布に含浸させてなる熱硬化接着シートであって、下記式(1)にあたる膜厚維持率が56%以上かつ95%以下であり、熱硬化前の膜厚が200μm以上の接着シート。 膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1) (ここで、式(1)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される接着シートの厚みであり、Tbは冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープを用いて測定されるSPCC間に存在する硬化後接着シートの厚みである。ただし、接着シート表面に離型フィルムを有する場合、Taは離型フィルムを除いた接着シートの厚みである。)

Description

接着シート
 本発明は、接着シートに関し、更に詳しくは、構造用接着シート、特には自動車産業で有用な異種材料接合のための構造用接着シートに関する。
 近年、地球温暖化の抑制と環境保護の観点より、自動車や航空機等の輸送体における低燃費化を目的として、構造体の軽量化の検討が進んでいる。この軽量化の手法として、一般的に使用されてきた鋼板の代わりに、強度を高くした超高強度鋼板を用いることによる薄肉化や、鋼板に代わる軽量材料であるアルミニウムやCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)等の材料等の活用について広く検討されている。
 しかしながら、これらの材料は軽量化へ寄与する一方、コスト面や強度、耐疲労性や電気特性等の特性については鋼板に劣る等の課題を有していたため、これらの材料が単独で用いられることは少なく、各種特性が代替として使用可能な部分を中心に鋼板からの置き換えが検討されている。この結果、複数の部材を接合して用いることとなり、一般的な溶接技術では接合困難な状況が発生している。
 異種材料接合では材料自体の膜厚誤差を埋めるためという理由に加え、材料の線膨張係数の違いから、接着層が薄いと材料が加熱・冷却された際の温度差によって反りや剥がれが発生することが知られており、その対処法として応力緩和を行うために接着層の厚みを一定値以上に担保した接合が求められている。
 また、このような複数の部材や異種材料を溶接や金属締結等で接合した場合、接合された部材同士間の電位が異なることで金属腐食(電食)が発生するため、本観点でも絶縁性の材料を用いた上で、絶縁層となる接着層の厚みを担保した接合が必要となる。
 このような異種材料接合のための構造用接着剤として、例えば、特許文献1では、接着体の厚みを制御するためガラスビーズを用いた接着剤が提案されている。
特開2019-194322号公報
 しかしながら、特許文献1に開示の接着剤では、接着後の接着性についての記載はある一方で、支持体に関する記載、及び接着時の圧着条件や接着後の接着層の厚みに関する具体的な記載はなく、部材同士を圧着しながら接着する工業的な異種材料接着の観点においては、部材同士の加熱圧着時に樹脂が流れやすく硬化後の膜厚を十分に維持できない恐れがある。接着層が薄く塗工されることで、接着不良が懸念されるため、その効果は十分なものではなかった。
 更に、接着剤であることから、厚膜塗工に時間がかかるため工場において部材を接合する工程を含む生産ラインでの作業効率まで考慮されたものではなかった。
 また、接着剤が液体であることから塗工ムラや欠損を生じることがあり、接着信頼性を担保できるものではなかった。
 そこで、本発明ではこのような背景下において、接着信頼性を担保できるとともに作業効率を改善でき、更に接着強度と厚膜維持の両立を可能とする接着シートを提供する。
 しかるに、本発明者等はかかる事情に鑑み、支持体に接着剤を含浸させ、特定の厚みのシートとするとともに、接着シート(より詳しくは接着シート中の無機フィラー)を特定の組成(構成)とすることにより、接着シートを熱硬化させ使用する際における硬化前後のシートの一定の厚み維持率を担保させながらも接着強度が低下しないことを見出した。
 すなわち、本発明は、以下の態様を有する。
[1]
 接着剤を支持体に含浸させてなる熱硬化接着シートであって、下記式(1)にあたる膜厚維持率が56%以上かつ95%以下であり、熱硬化前の膜厚が200μm以上の接着シート。
 膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1)
(ここで、式(1)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tbは冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープを用いて測定されるSPCC間に存在する硬化後の接着シートの厚みである。ただし、接着シート表面に離型フィルムを有する場合、Ta、Tbは離型フィルムを除いた接着シートの厚みである。)
[2]
 接着剤が25℃にて固形である、[1]に記載の接着シート。
[3]
 接着剤の100℃の粘度が0.1~500Pa・sである、[1]または[2]に記載の接着シート。
[4]
 接着シートが無機フィラーを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の接着シート。
[5]
 前記無機フィラーの平均粒子径が接着シートの厚みに対して下記式(2)を満たす、[4]に記載の接着シート。
 1≦Tc/Ta×100≦50  ・・・(2)
(ここで、式(2)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径である。)
[6]
 前記無機フィラーの平均粒子径と支持体との合計厚みが接着シートの厚みに対して下記式(3)を満たす、[4]または[5]に記載の接着シート。
 10≦(Tc+Td)/Ta×100≦200 ・・・(3)
(ここで、式(3)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径であり、Tdは支持体の厚みである。)
[7]
 前記無機フィラーの含有割合が、接着シート全体の3~45質量%である、[4]~[6]のいずれかに記載の接着シート。
[8]
 前記無機フィラーの含有量が、接着剤を構成する全ての樹脂成分100質量部に対して5~70質量部である、[4]~[7]のいずれかに記載の接着シート。
[9]
 前記無機フィラーがガラスビーズである、[4]~[8]のいずれかに記載の接着シート。
[10]
 接着剤がエポキシ樹脂を50質量%以上含む、[1]~[9]のいずれかに記載の接着シート。
[11]
 前記接着シート作製時、無溶剤で接着剤を支持体に含浸させる、[1]~[10]のいずれかに記載の接着シートの製造方法。
[12]
 構造用接着シートである、[1]~[11]のいずれかに記載の接着シート。
[13]
 少なくとも一方の最表面に離型フィルムを有する、[1]~[12]のいずれかに記載の接着シート。
 本発明の接着シートは、接着剤を支持体に含浸させてなる膜厚200μm以上の接着シートであって、膜厚維持率が56%以上かつ95%以下であることから、接着信頼性を担保できるとともに作業効率を改善でき、更に接着強度と厚膜維持の両立を可能とすることができる。
 以下、本発明を実施するための形態の例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が、次に説明する実施形態に限定されるものではない。
 なお、本明細書において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意とともに、「好ましくはXより大きい」または「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
 また、「X以上」(Xは任意の数字)または「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」または「Y未満であることが好ましい」旨の意も包含する。
 なお、本明細書において「エポキシ樹脂」という用語は、一般的に熱硬化性樹脂の1つのカテゴリーの名称、または分子内に1つまたは複数のエポキシ基を有する化合物という化学物質のカテゴリーの名称として用いられるが、本明細書においては後者の意味で用いられる。また、本明細書においては、分子内に1つまたは複数のエポキシ基を有する化合物であれば、特定の重合度を有する重合体だけでなく、単量体もエポキシ樹脂の定義に含まれる。
 なお、本明細書において「分子量」とは、特に断りがない限り、数平均分子量を意味する。また、「常温」とは、25℃を意味し、「常温(25℃)で固形」とは、軟化点が25℃以上、または、25℃での粘度が1000Pa・s以上であることを意味する。「常温(25℃)で液状」とは、軟化点が25℃未満、かつ、25℃での粘度が1000Pa・s未満であることを意味する。
 本発明の接着シートは、接着剤と支持体からなるものであり、更には接着剤である樹脂組成物を支持体に含浸させてなるものである。
 本発明の実施形態の一例に係る接着シート(以下、「本接着シート」と称する)は、接着剤を支持体に含浸させてなる熱硬化前の膜厚が200μm以上の熱硬化接着シートであって、下記の式(1)に示される膜厚維持率が56%以上かつ95%以下である。
  膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1)
 ここで、式(1)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される硬化前接着シートの厚みであり、Tbは冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープを用いて測定されるSPCC間に存在する硬化後接着シートの厚みである。ただし、接着シート表面に離型フィルムを有する場合、Taは離型フィルムを除いた接着シートの厚みである。
 膜厚維持率を56%以上かつ95%以下とする膜厚200μm以上の接着シートを得るには、例えば、接着剤の種類や成分、粘度等を調整すること、無機フィラーのようなスペーサーを添加すること、支持体を導入すること等の方法が挙げられる。
<<接着剤>>
 本発明で用いられる接着剤である樹脂組成物は、接着時に反応し硬化する硬化性樹脂を含むことを特徴とする。
 かかる硬化性樹脂は、本発明に規定の方法で測定される膜厚維持率が56%以上かつ95%以下となるものであれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、第二世代アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
 これらの中でも、異種材料との接着性や耐久性、耐熱性の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。すなわち、本発明で用いられる接着剤である樹脂組成物としては、かかるエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ樹脂組成物とすることが好ましい。ここで、本明細書において「主成分」とは、接着剤(樹脂組成物)を構成する成分の中で含有量(質量%)が最も高い成分を意味する。
 接着剤(樹脂組成物)中の当該主成分の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が特に好ましく、90質量%以上が最も好ましい。
 以下、硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合について詳細に説明する。
[エポキシ樹脂組成物]
 エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)を硬化性樹脂として使用するものである。
 エポキシ樹脂(A)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)、およびゴム変性エポキシ樹脂(A3)の3成分を構成成分として含有するものであることが好ましい。
 エポキシ樹脂組成物は、更に、硬化剤(B)および無機フィラー(E)を通常含有するものであり、更に好ましくはコアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)や硬化促進剤(D)を含有するものであり、その他成分(G)を含んでいてもよい。
<エポキシ樹脂(A)>
 上述のようにエポキシ樹脂(A)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)、およびゴム変性エポキシ樹脂(A3)の3成分を構成成分として含有するものであることが好ましい。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)としては、例えば、市販品のEPON825、jER826、jER827、jER828、jER834、jER1001(以上、三菱ケミカル社製)、エピクロン850(DIC社製)、エポトートYD-128(新日鐵住金化学社製)、DER-331、DER-332(以上、ダウ・ケミカル日本社製)、Bakelite EPR154、Bakelite EPR162、Bakelite EPR172、Bakelite EPR173、Bakelite EPR174(以上、Bakelite AG社製)等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂組成物の硬化物の弾性率、ガラス転移温度の点で、jER828、jER1001が好ましい。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の数平均分子量としては、200~100000であることが好ましく、より好ましくは200~80000、更に好ましくは200~60000である。
 かかる数平均分子量が低すぎると粘度が下がりすぎることで、接着剤としての作業性が低下する傾向があり、高すぎても他のモノマーへの溶解性が低下し、かつ粘度が上がりすぎることで作業性が低下する傾向がある。
 なお、本明細書において「数平均分子量」は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)のエポキシ当量としては、20000以下であることが好ましく、より好ましくは10000以下、更に好ましくは6000以下である。
 かかるエポキシ当量が高すぎると他のモノマーへの溶解性が低下し、配合時に作業性が低下する傾向がある。エポキシ当量の下限値は、特に限定されないが、例えば、50以上である。
 なお、本明細書において「エポキシ当量」は、JIS-K7236:2001に準拠して測定された値である。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の軟化点としては、160℃以下であることが好ましく、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
 かかる軟化点が高すぎると配合後の常温における粘度が上がるため、接着剤としての作業性が低下する傾向がある。かかる軟化点の下限値は、特に限定されないが、例えば、-50℃以上である。
 なお、本明細書において「軟化点」は、JIS-K7234:2008(環球法)に準拠して測定された値である。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)としては、例えば、市販品のjER806、jER807、jER4005P、jER4007P、jER4010P、jER1750(以上、三菱ケミカル社製)、エピクロン830(DIC社製)、エポトートYD-170、エポトートYD-175(以上、新日鐵住金化学社製)、Bakelite EPR169(Bakelite AG社製)、GY281、GY282、GY285(以上、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製)等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂組成物の硬化後の密着性に優れる点で、jER806、jER807、jER4005Pが好ましい。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の数平均分子量としては、200~100000であることが好ましく、より好ましくは200~80000、更に好ましくは200~60000である。
 かかる数平均分子量が低すぎると粘度が下がりすぎることで、接着剤としての作業性が低下する傾向があり、高すぎても他のモノマーへの溶解性が低下し、かつ粘度が上がりすぎることで作業性が低下する傾向がある。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)のエポキシ当量としては、20000以下であることが好ましく、より好ましくは10000以下、更に好ましくは6000以下である。
 かかるエポキシ当量が高すぎると他のモノマーへの溶解性が低下し、配合時に作業性が低下する傾向がある。エポキシ当量の下限値は、特に限定されないが、例えば、50以上である。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の軟化点としては160℃以下であることが好ましく、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
 かかる軟化点が高すぎると配合後の常温における粘度が上がるため、接着剤としての作業性が低下する傾向がある。かかる軟化点の下限値は、特に限定されないが、例えば、-50℃以上である。
 上記のほかにビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)とビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の両方が混合されている市販品も使用することができる。例えば、jER4250、jER4275(以上、三菱ケミカル社製)等が挙げられる。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)としては、例えば、エポキシ樹脂と、エポキシド反応性基(例えばアミノ基またはカルボキシ基)を有する少なくとも1つの非架橋液体ゴムとの、エポキシ末端付加体である。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)の原料として用いられるエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)の原料として用いられる非架橋液体ゴムは、共役ジエンのホモポリマーまたは共役ジエンのコポリマーであることが好ましく、特に好ましくは共役ジエン/ニトリルコポリマーである。共役ジエンゴムはブタジエンまたはイソプレンであることが好ましく、特に好ましくはブタジエンである。好ましいニトリルモノマーはアクリロニトリルであり、好ましいコポリマーはブタジエン-アクリロニトリルコポリマーである。
 かかる非架橋液体ゴムのガラス転移温度(Tg)は、20℃以下が好ましく、より好ましくは10℃以下、更に好ましくは0℃以下である。かかるガラス転移温度の下限値は特に限定されないが、例えば、-100℃以上である。
 なお、本明細書において「ガラス転移温度」とは、示差走査熱量計を用いて、試料のDSC曲線を測定し、得られたDSC曲線の変曲点の温度で表される。
 かかる非架橋液体ゴムは、エポキシド反応性末端基を1分子当たりに平均で1.5~2.5個有することが好ましく、より好ましくは平均で1.8~2.2個有するものである。
 かかる架橋液体ゴムの数平均分子量としては、500~100000が好ましく、より好ましくは1000~58000である。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)としては、カルボキシ基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂、ニトリルブタジエンゴム(NBR)変性エポキシ樹脂が好ましく、カルボキシ基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂がより好ましい。
 市販品としては、例えば、ADEKA社製アデカレジンEPRシリーズ(EPR-1415-1、EPR-2000、EPR-2007、EPR-1630)、Momentive社製EPON Resin 58005やEPON Resin 58006、CVC社製Hypoxシリーズ(Hypox RA 840、Hypox RA 1340、Hypox RF 1341)等を挙げることができる。これらの中でも密着性と硬化後の弾性率が優れている点で、ADEKA社製アデカレジンEPRシリーズが好ましく、EPR-1630がより好ましい。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)の数平均分子量としては、200~200000であることが好ましく、より好ましくは200~100000、更に好ましくは200~80000である。
 かかる数平均分子量が低すぎると粘度が下がりすぎることで、接着剤としての作業性が低下する傾向があり、高すぎても他のモノマーへの溶解性が低下し、かつ粘度が上がりすぎることで作業性が低下する傾向がある。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)のエポキシ当量としては、10000以下であることが好ましく、より好ましくは7000以下、更に好ましくは5000以下である。
 かかるエポキシ当量が高すぎると柔軟成分が硬化物中に分散しないため、応力が発生した際にその部分に応力が集中し、接着強度が低下する傾向がある。エポキシ当量の下限値は、特に限定されないが、例えば、50以上である。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)の軟化点としては、200℃以下であることが好ましく、より好ましくは180℃以下、更に好ましくは160℃以下である。
 かかる軟化点が高すぎると配合後の常温における粘度が上がるため、接着剤としての作業性が低下する傾向がある。かかる軟化点の下限値は、特に限定されないが、例えば、-50℃以上である。
 上記エポキシ樹脂組成物は、更に、常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)(ただし、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)、およびゴム変性エポキシ樹脂(A3)を除く)を用いることが低吸水性および硬化物の弾性率、ガラス転移温度の点で好ましく、例えば、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(市販品としては、三菱ケミカル社製の「YX7700」)、ビフェニル型エポキシ樹脂(市販品としては、三菱ケミカル社製の「YX4000」)等を挙げることができる。
 常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)の数平均分子量としては、200~100000であることが好ましく、より好ましくは200~80000、更に好ましくは200~60000である。
 かかる数平均分子量が低すぎると粘度が下がりすぎることで、接着剤としての作業性が低下する傾向があり、高すぎても他のモノマーへの溶解性が低下し、かつ粘度が上がりすぎることで作業性が低下する傾向がある。
 常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)のエポキシ当量としては、10000以下であることが好ましく、より好ましくは7000以下、更に好ましくは5000以下である。
 かかるエポキシ当量が高すぎると他のモノマーへの溶解性が低下し、配合時に作業性が低下する傾向がある。エポキシ当量の下限値は、特に限定されないが、例えば、50以上である。
 常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)の軟化点としては160℃以下であることが好ましく、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
 かかる軟化点が高すぎると配合後の常温における粘度が上昇し、接着剤としての作業性が低下する傾向がある。かかる軟化点の下限値は、特に限定されないが、例えば、-50℃以上である。
 エポキシ樹脂(A)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して30~100質量%であることが好ましく、より好ましくは40~100質量%、更に好ましくは50~100質量%である。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の含有量は、エポキシ樹脂(A)全体に対して0.01~70質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~60質量%、更に好ましくは1~50質量%である。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の含有量は、エポキシ樹脂(A)全体に対して1~70質量%であることが好ましく、より好ましくは5~60質量%、更に好ましくは10~50質量%である。
 また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)とビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の両方を含有している組成物に関しては、その組成物を組成質量比に分けて含有量を計算する。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)とビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)が1:1の組成物の含有量が10質量%の場合、(A1)が5質量%、(A2)が5質量%として計算する。
 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)に対するビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の含有量比〔(A1)/(A2)〕は2.7未満であることが好ましく、より好ましくは2.5未満、更に好ましくは1.5未満、特に好ましくは1.0未満、殊に好ましくは0.9未満、殊更に好ましくは0.8未満である。
 かかる含有量比〔(A1)/(A2)〕が高すぎると、破壊形態が界面剥離となり本発明の効果が十分に発揮されない傾向があり好ましくない。
 なお、かかる含有量比の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.01以上である。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)の含有量は、エポキシ樹脂(A)全体に対して0.01~60質量%であることが好ましく、より好ましくは1~50質量%、更に好ましくは5~40質量%である。
 常温で固形である芳香環含有エポキシ樹脂(A4)の含有量は、エポキシ樹脂(A)全体に対して0~80質量%であることが好ましく、より好ましくは1~70質量%、更に好ましくは5~60質量%である。
 ゴム変性エポキシ樹脂(A3)に対するビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の含有量比〔(A1)/(A3)〕は、3.0未満であることが好ましく、より好ましくは2.5未満、更に好ましくは2.0未満、特に好ましくは1.5未満である。かかる含有量比〔(A1)/(A3)〕が高すぎると、破壊形態が界面剥離となる傾向があり好ましくない。
 なお、かかる含有量比の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.01以上である。
 また、本接着シートでは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の含有量がビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の含有量より少なく、かつビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)の含有量がゴム変性エポキシ樹脂(A3)の含有量の1.5倍よりも少ないことも好ましい。
 エポキシ樹脂(A)は、更に(A1)~(A4)以外のその他のエポキシ樹脂を含有していてもよい。その具体例としては、例えば、アルコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等の、各種エポキシ樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂(A)全体に対して常温で固形であるエポキシ樹脂を50質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上である。かかる常温で固形であるエポキシ樹脂の含有量の上限値は特に限定されないが、例えば、100質量%以下である。
<硬化剤(B)>
 エポキシ樹脂組成物は、通常、硬化剤(B)を含有する。硬化剤(B)としては、例えば、アミン、酸無水物(カルボン酸無水物)、フェノール類(ノボラック樹脂等)、メルカプタン、ルイス酸アミン錯体、オニウム塩、イミダゾール等が挙げられる。その具体例としては、例えば「総説エポキシ樹脂 第1巻(エポキシ樹脂技術協会編、初版、2003年発行11月発行)」第3章や、「総説エポキシ樹脂 最近の進捗I(エポキシ樹脂技術協会編、初版、2009年3月発行)」第2章に記載の硬化剤を用いることができる。これらのうち、接着性の観点でアミンを用いることが好ましい。
 硬化剤(B)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 上記アミンとしては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン、脂肪族アミン、イミダゾール誘導体、ジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、およびこれらの異性体や変性体等が挙げられる。これらの中でも、マトリックスとなるエポキシ樹脂組成物のポットライフに優れる点でジシアンジアミドが特に好ましい。
 硬化剤(B)の含有量は、エポキシ樹脂(A)全体に対して0.01~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~25質量%、更に好ましくは1~20質量%である。
<コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)>
 エポキシ樹脂組成物は、コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)を含有していてもよく、コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)とは、公知一般のコアシェル型ポリマー、すなわち中央部(コア部)と外周部(シェル部)で分子構造が異なるポリマー微粒子のことを意味する。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)のコア部を構成する成分としては、例えば、ブタジエンゴム(BR)、アクリルゴム(ACM)、シリコーンゴム(Si)、ブチルゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンゴム(EPR)等が挙げられる。なかでもブタジエンゴムが好ましい。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)のシェル部を構成する成分は、前記したコア部にグラフト重合されており、コア成分を構成するポリマーと共有結合していることが好ましい。
 かかるシェル部を構成する成分としては、例えば、アクリル酸エステル系モノマー、およびメタクリル酸エステル系モノマー、および芳香族系ビニルモノマー等が挙げられる。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)は、例えば、市販品のカネカ社製KANE-ACEシリーズ(B-11A、B-22、B-561、FM-21、M-701、M-711、M-300、FM-40、M-210、Pa-20、PA101、MR-01、MX-153、MX257、MX154、MX-960、MX-136、MX-965、MX-217、MX227M75、MX-334M75、MX-416、MX-451等)、三菱ケミカル社製メタブレン(メタブレンC、メタブレンE、メタブレンW、メタブレンS等)等が挙げられる。
 これらの中でも、コア部がゴムタイプのものが、柔軟性、密着性の観点から好ましい。また、ポリマー微粒子(C)は粒子状のものをそのまま用いても、他の溶液や樹脂に分散させたものを用いてもよいが、他の樹脂に均一に分散させる観点から、エポキシ樹脂に分散させたものがより好ましく、具体的にはMX-153、MX-154、MX-136、MX-267が好ましい。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)の一次粒子径は、エポキシ樹脂から得られる硬化物の弾性率、伸び物性、せん断強度の点から10~100000nmであることが好ましく、より好ましくは15~50000nm、更に好ましくは20~10000nmである。
 なお、一次粒子径とは、一次粒子の体積平均粒子径を表し、例えば、ナノトラック粒度分布測定装置(日機装社製)を用いて測定することができる。
 なお、コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)に関して、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)やビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)の分散品を使用した際は、エポキシ樹脂組成物中の(A1)や(A2)の含有比率を計算する際に、分散品に使用した(A1)や(A2)の含有量を加えて含有比率の計算を行うものとする。
 コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)の含有量は、硬化剤(B)を除くエポキシ樹脂組成物全体に対して、好ましくは0~50質量%、より好ましくは1~40質量%、更に好ましくは2~30質量%である。
<硬化促進剤(D)>
 エポキシ樹脂組成物は、硬化剤(B)の硬化活性を高める観点から、硬化促進剤(D)を含有していてもよい。例えば、硬化剤(B)のうちジシアンジアミド等は単独では硬化温度が高いため、ジシアンジアミド等の硬化活性を高めるために、硬化促進剤(D)を用いることができる。ジシアンジアミドの硬化促進剤としては、例えば、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素(DCMU)、2,4-ジアミノ-6-(2-メチルイミダゾリル-(1))-エチル-s-トリアジン、3-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、4,4’-メチレンビス(1,1-ジメチル-3-フェニルウレア)、2,4-ビス(3,3-ジメチルウレイド)トルエン等の尿素誘導体や、イミダゾール誘導体等が挙げられる。これらの中でも、尿素誘導体が好ましく、4,4’-メチレンビス(1,1-ジメチル-3-フェニルウレア)がより好ましい。
 硬化促進剤(D)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01~30質量%、より好ましくは0.05~25質量%、更に好ましくは0.1~20質量%である。
<無機フィラー(E)>
 エポキシ樹脂組成物は、無機フィラー(充填剤)(E)を含有することが好ましい。
 無機フィラー(E)の具体例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩;ケイ藻土粉、塩基性ケイ酸マグネシウム、焼成クレイ、微粉末シリカ、溶融シリカ等のケイ素化合物;水酸化アルミニウム等の金属水酸化物;カオリン、マイカ、石英粉末、ガラス、セラミック、炭化ケイ素、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、二硫化モリブデン、ボロン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。無機フィラー(E)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 上記無機フィラー(E)の形状としては、特に制限されるものではないが、例えば、粉末状、球状等が好ましく、より好ましくは球状粒子(ビーズ)である。なかでも短辺と長辺との比(短辺/長辺)が1/2以下である楕円体であることが好ましい。また無機フィラー(E)は金属腐食(電食)防止の観点から絶縁性のものが好ましく、特に好ましくはガラスビーズである。
 無機フィラー(E)の平均粒子径は、接着性の点から50~300μmであることが好ましく、より好ましくは80~260μm、更に好ましくは100~250μm、特に好ましくは100~150μmである。
 平均粒子径は、例えば光学顕微鏡等により測定することができ、より詳細には、無機フィラー50個の粒子径をデジタルマイクロスコープを用いて観察し、それらの平均値を求める方法により測定することができる。
 また、無機フィラー(E)の含有量は、エポキシ樹脂(A)100質量部に対して5~80質量部であることが好ましく、より好ましくは5~50質量部、更に好ましくは10~30質量部である。含有量が少なすぎると膜厚を維持することが困難な傾向があり、多すぎると接着シートの目付が増加し、軽量化が必要な分野に用いることが難しくなる傾向がある。
 無機フィラー(E)の含有量は、接着剤を構成する全ての樹脂成分100質量部に対して5~70質量部であることが好ましく、より好ましくは5~50質量部、更に好ましくは10~30質量部である。かかる含有量が少なすぎると膜厚を維持することが困難な傾向があり、多すぎると接着シートの目付が増加し、軽量化が必要な分野に用いることが難しくなる傾向がある。
 なお、「接着剤を構成する全ての樹脂成分」とは、エポキシ樹脂組成物においては、「エポキシ樹脂(A)+コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)+その他の成分(G)として用いられる樹脂」を意味する。
 また、無機フィラー(E)の粒子径は接着シートの厚みに対して下記式(2)を満たす1以上かつ50以内であることが好ましく、より好ましくは5~40、更に好ましくは10~30である。接着シート作製時、接着時における樹脂フローを防ぎ十分な厚みを担保する点から5以上であることがより好ましく、更に好ましくは10以上である。一方、接着シート作製時に表面にフィラー等が露出して被着体との接着力低下を防ぐ点からは40以下がより好ましく、更に好ましくは30以下である。
 1≦Tc/Ta×100≦50  ・・・(2)
(ここで、式(2)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径である。)
 また、無機フィラーの平均粒子径と支持体との合計厚みは、接着シートの厚みに対して下記式(3)を満たす10以上かつ200以内であることが好ましい。接着時樹脂フローをおこし、十分な厚みを担保しにくい点から80以上であることがより好ましく、更に好ましくは100以上である。一方、接着シートとして表面にフィラー等が露出し、被着体と接着しにくい点から160以下がより好ましく、更に好ましくは180以下である。
 10≦(Tc+Td)/Ta×100≦200 ・・・(3)
(ここで、式(3)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径であり、Tdは支持体の厚みである。)
<接着剤(エポキシ樹脂組成物)中のその他の成分(G)>
 接着剤(エポキシ樹脂組成物)は、必要に応じて、上記以外の樹脂や、分散剤、界面活性剤、可塑剤、酸化防止剤、顔料、カップリング剤、希釈剤、可撓性付与剤、分散剤、湿潤剤、着色剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤、脱泡剤、離型剤、流れ調整剤、溶剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
 上記のその他の成分の配合量は、接着剤(エポキシ樹脂組成物)全体に対して5質量%以下で含有することが好ましい。一方、その下限は特に限定されないが、通常0質量%であり、0.1質量%以上であってもよい。
(分散剤)
 接着剤(エポキシ樹脂組成物)は、分散剤を含有していてもよい。分散剤とは、接着剤中および製造後の積層体中に、無機フィラー(E)を均一に分散する効果を奏する化合物を意味する。
 上記分散剤として、例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ポリメトキシシラン、ジメチルポリシロキサン、ジメチコンPEG-7コハク酸塩等のポリシロキサン化合物およびその塩;シラン化合物等(メチルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジクロロフェニルシラン、クロロトリメチルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、3-カルボキシプロピルトリメチルトリメトキシシラン等)の有機ケイ素化合物;ギ酸、酢酸、酪酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、6-ヒドロキシヘキサン酸等のカルボン酸化合物;ラウリルエーテルリン酸、トリオクチルホスフィン等の有機リン化合物;ジメチルアミン、トリブチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン等のアミン化合物、カルボン酸アミン化合物、およびリン酸アミン化合物等が挙げられる。
 なお、カルボン酸アミン化合物とは、カルボキシ基とアミノ基の両方の官能基を有する化合物を、リン酸アミン化合物とは、リン酸基とアミノ基の両方の官能基を有する化合物を意味する。
 接着剤(エポキシ樹脂組成物)は、上記で例示した分散剤のうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。後述の界面活性剤が、分散剤として機能することもある。
 なお、当該分散剤は、積層体の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
(界面活性剤)
 接着剤(エポキシ樹脂組成物)は、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤を含有することにより、積層体の製造時に、微小な泡もしくは異物の付着等により積層体に凹みや乾燥ムラの発生が起こること等を防止することができる。
 また、界面活性剤により、接着剤の濡れ性を向上させることができる。
 上記界面活性剤としては、特段の制限はなく、公知の界面活性剤(カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤)を用いることができる。
 なかでも、ケイ素系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。
 界面活性剤の具体例としては、ノニオン系界面活性剤としてトリトンX100(ダウケミカル社製)、フッ素系界面活性剤としてはゾニルFS300(デュポン社製)、ケイ素系界面活性剤としてはBYK-310、BYK-320、BYK-345(ビックケミー社製)、アセチレングリコール系界面活性剤としては、サーフィノール104、サーフィノール465(エアープロダクツ社製)、オルフィンEXP4036、オルフィンEXP4200(日信化学工業社製)が挙げられる。
 本実施形態における接着剤は、上記で例示した界面活性剤のうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 なお、当該界面活性剤は、積層体の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
 上記各成分を配合することによりエポキシ樹脂組成物(ひいては接着剤組成物)が得られ、この接着剤組成物を混合することにより、接着剤が得られる。
<<粘度>>
 本接着シートに用いられる接着剤の100℃、1atmにおける粘度は、0.1~500Pa・sであることが好ましく、より好ましくは1~100Pa・sである。
 かかる粘度が高すぎても低すぎても、接着剤として使用する際の支持体への含浸性、基材への塗工性が低下する傾向にある。
 なお、かかる粘度は、レオメーター(ThermoFisherScientific社製「MARSII」)を用いて、温度:-20~180℃、加熱速度:3℃/min、周波数:1Hz、歪:0.5%で測定したときの100℃における粘度とする。
<<支持体>>
 本接着シートに用いられる支持体としては、例えば、不織布、多孔質材料等を用いることができ、なかでも不織布が好ましい。
 当該支持体の密度は、積層体作製時の加圧における樹脂流動の抑制や接着シートでの樹脂の保持性、接着シートとしての剛性に伴う接着性向上の観点から、0.05g/cm3以上が好ましく、より好ましくは0.08g/cm3以上、更に好ましくは0.1g/cm3以上である。
 また、接着シートにおける樹脂の含浸性向上や積層体における軽量性向上、界面密着性の向上の観点から、支持体の密度は1.0g/cm3以下であることが好ましく、より好ましくは0.9g/cm3以下、更に好ましくは0.8g/cm3以下である。
 なお、ここでいう密度とは、真密度ではなく見かけ密度を表し、一般的手法で測定できる。
<<接着シート>>
 本接着シートは、前記接着剤を支持体に含浸したものである。また、本接着シートは、少なくとも一方の最表面に離型フィルムを有するものであってもよく、例えば、離型フィルム上に前記接着剤を設けたもの等が挙げられる。異種材料の層間に接着シートを積層する場合、本接着シートは離型フィルムを剥がした上で用いられる。
 上記離型フィルムとしては、例えば、シリコーンやメラミン等の離型処理されたPETフィルムやポリエチレン系フィルム、ポリプロピレン系フィルム、フッ素系フィルム、ポリイミドフィルム等を用いることができる。
 本接着シートの厚みは、熱硬化前の厚みが200μm以上であり、200~5000μmであることが好ましく、より好ましくは300~4000μm、更に好ましくは400~3000μmである。
 シート状とすることで、接着剤を塗布する必要がなく、接着層厚みを均一にできるため、接着剤の塗りムラ等を生じにくいことから接着後の信頼性が高く、工場において部材を接合する工程を含む生産ラインでは特に有用である。
[膜厚維持率]
 本明細書において、「膜厚維持率」とは、冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で加熱して硬化させたときの硬化後接着シートの厚みが、硬化前に対してどれだけの比率が減少しているかを示したものである。
 当該膜厚維持率は、より詳細は下記の式(1)で求めることができる。
  膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1)
 ここで、式(1)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される(硬化前の)接着シートの厚みであり、Tbは冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープを用いて測定されるSPCC間に存在する硬化後接着シートの厚みである。ただし、接着シート表面に離型フィルムを有する場合、Taは離型フィルムを除いた接着シートの厚みである。
 上記式(1)から算出される膜厚維持率は56%以上であり、60%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましい。接着シートの厚膜を維持することで、被着体の異種材料の反りの抑制、接着信頼性の担保に効果がある。また、膜厚維持率は95%を上限として、90%以下であることが好ましい。一方、95%超では、接着物への追従性が悪く接着信頼性に劣る。
 これまで厚膜の接着シートに熱をかけた場合は樹脂が流れやすく硬化後の厚膜を十分に維持できなかったため、厚膜であるほど接着シートの硬化後の厚膜を維持することが難しかったところ、本接着シートによれば厚膜であっても硬化後の厚膜を十分に維持することができる。
[接着シート中のフィラー含有割合]
 接着剤と支持体からなる本接着シート中の無機フィラー(E)の含有割合は、3~45質量%であることが好ましく、より好ましくは5~40質量%、更に好ましくは5~30質量%、特に好ましくは7~20質量%である。
 無機フィラー(E)の含有割合が少なすぎると膜厚を維持することが困難な傾向があり、多すぎると接着シートの目付が増加し、軽量化が必要な分野に用いることが難しくなる傾向がある。
[引張せん断接着強度]
 本接着シートは、引張せん断接着強度が10MPa以上であることが好ましく、より好ましくは15MPa以上、更に好ましくは20MPa以上である。当該引張せん断接着強度が上記数値範囲内であることによって、異種材料間の接着性が良好となる。
 また、積層体のリサイクル等に伴う再剥離の観点からは、当該接着シートの引張せん断接着強度は50MPa以下が好ましく、より好ましくは45MPa以下、更に好ましくは40MPa以下である。
 当該引張せん断接着強度は、例えば、JIS K6850に記載の方法で求めることができる。より詳細には、以下のとおりである。
 接着シートを幅25mm×長さ12.5mmにカットした。幅25mm×長さ100mm×厚み1.6mmの冷間圧延鋼板(SPCC)をエタノールで脱脂洗浄した後、このSPCC2枚の間にカットした接着シートを挿入し面圧1MPaに加圧した状態で、恒温槽に投入し150℃で20分間加熱し、接着シートを硬化させることで剥離試験片を作製する。作製した剥離試験片を、引張試験機(島津製作所社製「オートグラフ AG-X」)を用いて5mm/分の速度により引張せん断接着強度を測定する。
<接着剤の製造方法>
 本接着シートに用いられる接着剤は、各成分を混合することで製造することができる。
 上記各成分の混合方法は、加温して一部のエポキシ樹脂や液化可能な成分を液化して混合することが好ましい。その混合温度は30℃以上が好ましく、より好ましくは40℃以上であり、更に好ましくは50℃以上である。一方、混合温度は150℃以下であることが好ましく、より好ましくは140℃以下であり、更に好ましくは120℃以下である。混合温度が下限値以下であると各成分の固形化により混合不良となる傾向にあり、上限値以上であると混合中に混合物が重合してゲル化する傾向にある。
 混合時間は通常1分間以上、好ましくは10分間以上、より好ましくは20分間以上であり、通常24時間以下、好ましくは18時間以下、より好ましくは12時間以下である。混合時間の下限値を下回ると均一な混合ができない傾向にあり、上限値を上回ると混合中に混合物が重合してゲル化する傾向にある。
 上記各成分の混合方法は、撹拌、震盪、混練等、一般にエポキシ系接着剤の混合に用いられる種々の剪断力を与える方法を用いることができる。この混合方法は、接着剤の物性や生産量等により種々選択される。
 得られたエポキシ系接着剤の状態は、均一状態であっても、粒子が分散した不均一状態であってもよい。この状態は接着剤としての用途により種々選択される。
 本接着シートに用いられるエポキシ系接着剤は、取扱い性の点から、一液型の接着剤であることが好ましい。
 かかる硬化条件としては、特に制限は無いが、例えば、一液型の接着剤を使用する場合、通常80℃以上、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上の温度まで加熱し、好ましくは60分間以内、より好ましくは30分間以内に硬化させることにより、異種部材を接合させた積層体を得ることができる。
<シート成形工程>
 当該接着シートの成形工程では、接着剤をシート状に成形し、接着シートを得る。
 シート状に成形する方法として、基材フィルム上に接着剤をラミネートまたは塗布し、基材フィルム/接着剤/基材フィルムの積層体を得る方法が挙げられる。具体的には、Tダイ等の押出ラミネート、カレンダーロール、ダブルベルトプレス等のシート成形装置を用いる方法や、コンマコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップ法、スライドコート法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法等を挙げることができる。
 上記シート成形工程には、前記接着剤を支持体に含浸する含浸工程を含む。
 当該含浸工程における接着剤の含浸方法は、公知の方法を用いることができる。当該含浸方法として、例えば、上記シート成形工程で基材フィルム上に接着剤を設けたものと、支持体とを基材フィルム/接着剤/支持体/接着剤/基材フィルム、或いは基材フィルム/接着剤/支持体/基材フィルムとなるように積層し、真空ラミネーター、カレンダーロール、ダブルベルトプレス等を用いて含浸するラミネート法や、支持体に接着剤を直接含浸させるコンマコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ディップ・ニップ法、キスコート法、スプレー法、カーテンコート法等を挙げることができる。好ましくは真空ラミネーター、グラビアコート法、リバースコート法が望ましい。なお、支持体への接着剤の含浸工程と、シート状に成形する工程は同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
 支持体の厚みおよび支持体に含浸させる接着剤の量は、シート状接着層の厚みが100~2000μmとなるように調節されることが好ましく、より好ましくは200~1000μmである。
 含浸工程では、支持体当たりの単位面積あたりの重さである目付量を制御しながら含浸させることが望ましい。目付が100~2000g/m2となるように支持体に樹脂を含浸させることが好ましく、より好ましくは300~1000g/m2ある。多すぎると、硬化時に樹脂漏れをおこす傾向があり、少なすぎると樹脂枯れをおこす傾向がある。
 含浸工程では、接着剤の粘度を制御しながら含浸させることが望ましい。粘度が1~500Pa・sとなるように支持体に樹脂を含浸させることが好ましく、より好ましくは10~100Pa・sである。
 粘度が高すぎると、含浸時に樹脂の流動をおこす傾向があり、低すぎると含浸時に樹脂枯れをおこす傾向がある。
 上記粘度は、レオメーター(ThermoFisherScientific社製「MARSII」)を用いて、温度:-20~180℃、加熱速度:3℃/min、周波数:1Hz、歪:0.5%で測定したときにおける粘度とする。
 含浸工程では無溶剤もしくは溶剤によって接着剤粘度を調整することができるが、溶剤によって接着剤粘度を調整する場合に用いる溶剤量は接着剤1質量部に対し1質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以下、更に好ましくは0.01質量部以下であり、最も好ましくは無溶剤で接着剤を支持体に含浸させることである。
 上記のように、接着剤から接着シートにすることで、プロセス面では、生産性の向上、エネルギー削減が可能となる。また、材料面では厚みムラ低減が可能になり、接着層の局部的応力の集中が少なくなるため接着強度が向上し、信頼性が向上する。
 本接着シートは、硬化後の膜厚維持率が高いことから、例えば、強度の向上および軽量化が求められ、かつ、比較的面積の大きい材料を使用する必要がある車両や航空機、船舶等の輸送機器の構造部材(パネル部品、骨格部品、足回り部品等)の接着剤、すなわち構造用接着剤(長期間大きな荷重に耐えうる信頼性のある接着剤)として好適に用いることができ、なかでも、車両の構造パネルの構造用接着剤として用いることが特に好ましい。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
 なお、例中、「部」、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
 まず、実施例および比較例で用いる接着剤用エポキシ樹脂組成物の各構成成分を準備した。
[エポキシ樹脂(A)]
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1):(三菱ケミカル社製「jER1001」、常温固形)
・ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2):(三菱ケミカル社製「jER807」、常温液状)
・ゴム変性(CTBN変性)エポキシ樹脂(A3):(ADEKA社製「EPR-1630」)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)15%分散品
・芳香環含有エポキシ樹脂(A4):(三菱ケミカル社製「YX7700」、常温固形)
・硬化剤(B):ジシアンジアミド(三菱ケミカル社製「DICY7」)
・コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C):(カネカ社製「KANE-ACE MX-267」)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)4%およびビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)59%分散品
・硬化促進剤(D):4,4'-メチレンビス(フェニルジメチルウレア)(蝶理GLEX社製「OMICURE U-52」)
[無機フィラー(E)]
・ガラスビーズ(E-1):「BZ-01」(アズワン社製、平均粒子径:112μm)
<実施例1>
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A1)を24部、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)を32部、ゴム変性(CTBN変性)エポキシ樹脂(A3)を17部、芳香環含有エポキシ樹脂(A4)を20部、コアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)を7部混合後、90℃にて均一になるまで撹拌した。70℃の恒温槽に入れ樹脂温度を70℃にした後、更に硬化剤(B)を8部、硬化促進剤(D)を2部加え、更にガラスビーズ(E-1)を11部(エポキシ樹脂(A)100部に対して12部、エポキシ樹脂(A)とコアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)の合計100部に対して11部)加えて、均一に分散するまで撹拌し、接着剤用エポキシ樹脂組成物を得た。
 接着剤用エポキシ樹脂組成物を離型PETフィルム(三井化学東セロ社製「SPPET100-O1BU」、100μm)で挟み込み、ラミネーターを用いてシート状接着剤を2枚作製した。
 次いで、2枚のシート状接着剤それぞれの片面の離型PETフィルムを剥離したのち、支持体であるガラス繊維不織布(厚み380μm、オリベスト社製「SB-050」、密度:0.13g/cm3)を両側から挟み込み、ラミネートすることで、目付が660g/m2となるように樹脂をガラス繊維不織布に含浸させた接着シートを作製した。
 ここで、接着シート中のガラスビーズ(E-1)の含有割合は9%であった。
<実施例2>
 ガラスビーズ(E-1)の含有量を25部(エポキシ樹脂(A)100部に対して27部、エポキシ樹脂(A)とコアシェル構造を有するポリマー微粒子(C)の合計100部に対して25部)とした以外は、実施例1と同様の方法で接着シートを作製した。
 ここで、接着シート中のガラスビーズ(E-1)の含有割合は18%であった。
<比較例1>
 ガラスビーズを添加しなかった以外は実施例1と同じ方法で接着シートを作製した。
<評価方法>
 実施例および比較例で作製した接着シートについて、物性等の測定および評価を下記に示す方法により実施した。
[膜厚維持率]
 上記で得られた接着シートに対して、まずデジタルシックネスゲージ(テクロック社製「SMD-565J-L」)を用いて両面に離型フィルムが付いた状態での厚み(Ta')を測定した後、両面の離型フィルムを剥離し、2枚の離型フィルムの厚みを測定した。かかる厚み(Ta')から2枚の離型フィルムの厚みを除き、接着シートの厚みTaを測定した。
 次に、幅25mm×長さ100mm×厚み1.6mmの冷間圧延鋼板(SPCC)の間に離型フィルムを剥離した接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープ(keyence社製「VHX-S660」)を用いて断面を観察し、SPCC鋼板の間に存在する接着シート層の厚み(Tb)を測定した。
 最後に下記式(1)より、膜厚維持率を計算し、下記の基準にて評価した。
  膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1)
(評価基準)
 〇(Very good)・・・65%以上、95%以内
 △(Good)・・・56%以上、65%未満
 ×(Poor)・・・56%未満
[引張せん断接着強度]
 引張せん断接着強度の評価方法は、JIS K6850に準拠して実施した。上記で得られた接着シートを幅25mm×長さ12.5mmにカットした。幅25mm×長さ100mm×厚み1.6mmの冷間圧延鋼板(SPCC)をエタノールで脱脂洗浄した後、このSPCC2枚の間にカットした接着シートを挿入し面圧1MPaに加圧した状態で、恒温槽に投入し150℃で20分間加熱し、接着シートを硬化させることで剥離試験片を作製した。
 作製した剥離試験片を、引張試験機(島津製作所社製「オートグラフ AG-X」)を用いて5mm/分の速度により引張せん断試験を実施して引張せん断接着強度を測定し、下記の基準にて評価した。
(評価基準)
 ◎(Excellent)・・・20MPa以上
 〇(Very good)・・・15MPa以上、20MPa未満
 △(Good)・・・10MPa以上、15MPa未満
 ×(Poor)・・・10MPa未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1~2の接着シートは、いずれも接着強度と厚膜維持との両立を可能とするものであり、厚みムラの抑制が可能になり、接着層の局部的応力の集中が少なくなるため接着強度が発現しやすく、信頼性を向上できるものであった。
 更に、接着シートであることから、厚膜塗工に時間がかかることもなく作業効率に優れ、生産性を向上させるものであった。
 これに対し、比較例1の接着シートは、支持体に接着剤を含浸するものの、ガラスビーズを含有しないものであり、厚膜を維持することができず、信頼性に劣るものであった。
 更に、実施例1~2と比較例1とをそれぞれ比較すると、実用上の接着強度を維持しながら膜厚維持が行えていることに加え、ガラスビーズの粒子径を制御することでそれらのバランスをより向上できることが明白である。
 上記のように、実施例1~2の接着シートは、厚膜で、膜厚維持率が高く接着強度も高いことから、自動車の構造用接着シートとして好適に用いることができる。
 上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
 本接着シートは、膜厚維持率が高いことから、これを用いて異なる複数の材料を接着した場合に得られる積層体の膜厚維持率も高く、各種の積層体に好適に用いることができ、なかでも自動車用、航空機用、車両用等の外装材用途に有用である。

Claims (13)

  1.  接着剤を支持体に含浸させてなる熱硬化接着シートであって、下記式(1)にあたる膜厚維持率が56%以上かつ95%以下であり、熱硬化前の膜厚が200μm以上の接着シート。
     膜厚維持率(%)=Tb/Ta×100 ・・・(1)
    (ここで、式(1)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tbは冷間圧延鋼板(SPCC)の間に接着シートを挟み、面圧1MPaで加圧した状態で150℃に加熱し、20分間保持して硬化させた後、デジタルマイクロスコープを用いて測定されるSPCC間に存在する硬化後の接着シートの厚みである。ただし、接着シート表面に離型フィルムを有する場合、Ta、Tbは離型フィルムを除いた接着シートの厚みである。)
  2.  接着剤が25℃にて固形である、請求項1に記載の接着シート。
  3.  接着剤の100℃の粘度が0.1~500Pa・sである、請求項1または2に記載の接着シート。
  4.  接着シートが無機フィラーを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の接着シート。
  5.  前記無機フィラーの平均粒子径が接着シートの厚みに対して下記式(2)を満たす、請求項4に記載の接着シート。
     1≦Tc/Ta×100≦50  ・・・(2)
    (ここで、式(2)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径である。)
  6.  前記無機フィラーの平均粒子径と支持体との合計厚みが接着シートの厚みに対して下記式(3)を満たす、請求項4または5に記載の接着シート。
     10≦(Tc+Td)/Ta×100≦200 ・・・(3)
    (ここで、式(3)中、Taはデジタルシックネスゲージを用いて測定される熱硬化前の接着シートの厚みであり、Tcは光学顕微鏡を用いて測定される無機フィラーの平均粒子径であり、Tdは支持体の厚みである。)
  7.  前記無機フィラーの含有割合が、接着シート全体の3~45質量%である、請求項4~6のいずれか一項に記載の接着シート。
  8.  前記無機フィラーの含有量が、接着剤を構成する全ての樹脂成分100質量部に対して5~70質量部である、請求項4~7のいずれか一項に記載の接着シート。
  9.  前記無機フィラーがガラスビーズである、請求項4~8のいずれか一項に記載の接着シート。
  10.  接着剤がエポキシ樹脂を50質量%以上含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の接着シート。
  11.  前記接着シート作製時、無溶剤で接着剤を支持体に含浸させる、請求項1~10のいずれか一項に記載の接着シートの製造方法。
  12.  構造用接着シートである、請求項1~11のいずれか一項に記載の接着シート。
  13.  少なくとも一方の最表面に離型フィルムを有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の接着シート。
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