JP2008525554A - フレキシブルプリント回路基板(fpcb)接着用の熱活性化型接着テープ - Google Patents

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Abstract

本発明は、i)40〜98重量%の比率の少なくとも1つのアクリレート含有ブロックコポリマー;ii)2〜60重量%の分率の1つ以上の粘着付与性エポキシおよび/またはノボラックおよび/またはフェノリック樹脂;iii)場合によっては、硬化剤を含めて接着剤基準で0〜10重量%の比率のエポキシ、ノボラックおよび/またはフェノリック樹脂を架橋するための1つの硬化剤を含んでなる熱活性化型接着物質に関する。

Description

本発明は、回路基板、特にフレキシブル回路基板および/またはプリント回路基板、最も特にはフレキシブルプリント回路基板(FPCB)を接着するための熱活性化型接着テープに関する。
工業化時代における接着テープは広く普及している加工補助品である。特に電子業界での使用には、このようなテープは極めて過酷な要求にさらされる。現在、電子業界内には薄型で、軽量で速い部品への傾向が存在する。これを達成するために、製造操作に課せられる要求はますます大きくなりつつある。これは、また、ICチップまたは在来のプリント回路基板を電気的に接触させるのに極めて頻繁に使用される、フレキシブルプリント回路基板(FPCB)にも影響を及ぼしている。
それゆえ、フレキシブルプリント回路基板(FPCB)は、例えば携帯電話(mobiles)、カーラジオ、コンピューターなどの多数の電子装置において代表されている。FPCBは、一般に銅(b)とポリイミド(a)を含み、ポリイミドは適切な場合には銅箔に接着する。FPCBの使用のためには、これらは接着され、そして一つの変法においてはFPCBも相互に接着されている。その場合にはポリイミドフィルムはポリイミドフィルムに接着されている(図1)。
FPCBは、揮発性構成成分を放出せず、そして高温度範囲でも使用可能な熱活性化型接着テープ(c)を用いて一般に接着される。一つの代替的な態様においては、若干粘着性(指触接着性)の熱活性化型接着剤が使用され得る。これらの接着テープは予備固定可能であり、そして初期接着のために低い印加圧力のみを必要する。
更なる適用は、FPCB(ポリイミド(a)と銅(b)からなる)とFR−4エポキシシート(d)との接着に関する。これらのエポキシシートはFPCBを部分的に硬直化するために接着される(図2)。
ここで一般に熱活性化型接着剤シート(d)も使用される。一つの特別な態様においては、これらのシートは接着性も有し得る。
しかしながら、FPCBの接着の適用も更に取り上げ得る。現在、FPCBは殆どすべての電子機器中に存在し、したがって固定を必要とする。比較的低重量であることによりプラスチック基板を使用することが好まれるが、この固定は極めて多様な基板に接着することにより行われる。
一般的に言って、FPCBの接着および製造の目的で、一般に接着されたFPCBははんだ浴も通るので、熱活性化型シートは温度活性化に続いて自己架橋性でなければならない。この理由で、理論的な好みに拘わらず熱可塑性樹脂を使用することは可能でない。これらはほんの数秒で活性化可能であり、したがって接着を迅速に構築することが可能である。残念ながら、単純な熱可塑性樹脂は高い温度で再び柔らかくなり、それゆえはんだ浴耐性を失う。特許文献1で述べられ、そしてエポキシ化スチレン−ブタジエンまたはスチレン−イソプレンをベースとしたブロックコポリマーなどの更なる熱活性化型接着テープは、完全なキュアには極めて長いキュア時間を必要とし、そして一般にいかなる粘着性も持たないという難点を有する。これらは加工するのに比較的遅いのみである。同じことは
、例えば特許文献2で述べられているように他のエポキシベースの系にも当てはまる。現存のシートの更なる欠点は、室温または施工温度での熱活性化型シートの柔らかさである。このような熱活性化型接着テープは、自由なフィルムの形でFPCBに転写することが困難なので、取り扱いが難しい。
接着テープのもう一つの形は特定の構造接着テープである。これらの接着テープはポリアクリレートをベースとし、感圧接着性を有し、そして加熱と共にキュアする。柔らかいために、これらは同様に自由なフィルムとして取り扱い困難であり、そして形状を歪める傾向を有する。フェノールレゾール樹脂ベースの熱活性化型接着テープは、キュアの過程で揮発性成分を放出し、それゆえ発泡を生じる可能性があるので、一般に除外される。発泡は、FPCBの全体の厚さを乱し、したがってFPCBの機能を駄目にする結果を生じ得るので、同様に望ましくない。
米国特許第5,478,885号 WO96/33248
したがって、迅速に硬化し、自己架橋型で、はんだ浴耐性であり、ポリイミドおよびFR−4(エポキシド樹脂により接着されたガラスファイバーマット)に対して良好な接着性を有し、そして自由なフィルムとして室温で容易に取り扱い可能で、接触を得るまでドリル加工可能である熱活性化型シートに対する必要性が存在する。
驚くべきことには、この目的は、主請求項において更に綿密に特徴付けされる接着剤により達成される。従属の請求項は本発明の主題事項の有利な発展を提供する。
特に、この接着剤は接着シートの形で供給される。
本発明の接着剤は、
a)40〜98重量%の分率で存在する、少なくとも1つのアクリレート含有ブロックコポリマー、
b)2〜60重量%の分率の1つ以上の粘着付与性エポキシおよび/またはノボラックおよび/またはフェノリック樹脂
を含んでなる。
この接着剤は、好ましくは
c)硬化剤を含めて接着剤基準で10重量%までの分率のエポキシ、ノボラックおよび/またはフェノリック樹脂を架橋するための少なくとも1つの硬化剤
を更に含んでなる。
この接着剤の組成は、構成成分a)およびb)あるいはa)、b)およびc)に限定され得るか、あるいはこの2つの場合のいずれかにおいては更なる構成成分を特徴とすることを得る。
第1の態様においては、本発明の接着剤は、非粘着性あるいは微粘着性の構造で存在し得、第2の態様においては粘着性の態様で供給される。
粘着性(「指触粘着性」、「瞬間粘着性」)は、コンタクト接着剤が有する基板に直ちにくっつく性質である。接着剤は、更なる圧力がこれに作用する場合あるいは作用しない
場合に基板に「粘着する」あるいは「くっつく」場合、粘着性である、あるいはコンタクト粘着性を有すると言われる。粘着性コンタクト接着剤は、更に高い印加圧力を加えなくとも粘着性の特性を示し;感圧性コンタクト接着剤は、特にある圧力の印加の結果として粘着性を呈する。良好なコンタクト接着剤は、圧力の印加無しでも既に粘着性を有し、言い換えれば、基板に付着し、そして圧力を印加する場合接着して特に良好な結果をもたらす。
本発明は、また、
i)40〜98重量%の分率の少なくとも1つのアクリレート含有ブロックコポリマー、ii)2〜50重量%の分率の1つ以上の粘着付与性エポキシおよび/またはノボラックおよび/またはフェノリック樹脂
iii)所望の場合には、回路基板、特にフレキシブルプリント回路基板を接着および/または製造するために、0〜10重量%の分率のエポキシ、ノボラックおよび/またはフェノリック樹脂を架橋するための少なくとも1つの硬化剤
を含んでなる、あるいはこれらからなる熱活性化型シートの使用を提供する。
したがって、本発明は、また、アクリレート含有ブロックコポリマーが相互に化学的に結合され、そして適用条件下で少なくとも2つのミクロ相分離領域に凝離(segregation)を起こす少なくとも2つのポリマーブロックP(A)およびP(B)の組み合わせ物を含んでなり、ミクロ相分離領域が各々−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する、特にアクリレートブロックコポリマーをベースとする熱活性化型接着剤も提供する。
軟化温度とは、本発明の文脈では、非晶質系に対してはガラス転移温度そして、半結晶性ポリマーの場合には融解温度の意味である。ここで示される温度は、例えばDSCによるなどの擬定常状態実験から得られるものに対応する。
一般に、このアクリレートブロックコポリマーは、化学量論的式[P(A)P(B)(I)により記述される。特に、i=j=k=1の式(I)のジブロックコポリマーおよび/またはi+j=3(i、j>0)およびk=1の式(I)のトリブロックコポリマーが使用されることを特徴とする。本発明により特に好ましくは、熱活性化型接着剤で使用されるコポリマーがi=j=k=1の式(I)のジブロックコポリマー、したがって最も単純な構成で、最も容易な合成のブロックコポリマーであり、そしてまたi+j=3(i,j>0)およびk=1の式(I)のトリブロックコポリマーでもある。
ここで、AおよびBは、1つあるいは2つ以上のタイプAのモノマーと、またタイプBの1つ以上のモノマーを表し(詳細な説明は下記を参照)、それぞれのポリマーブロックの製造に使用可能である。P(A)は、少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表す。P(B)は、少なくとも1つのタイプBのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表す。
本発明一つの有利な態様においては、2つの相互に連結されたポリマーブロックP(A)およびP(B)からなるタイプP(A)−P(B)のアクリレート含有ブロックコポリマーが使用され、P(A)がP(A/C)により置換される。そして/あるいはP(B)がP(B/D)により置換されることは可能である。P(A)およびP(B)は、それぞれ、少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより、あるいは少なくとも1つのタイプBのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを特定し、P(A/C)およびP(B/D)は、少なくとも1つのタイプAモノマーと少なくとも1つのタイプCのモノマーを重合することにより、あるいはそれぞれ少なくとも1つのタイプBのモノマーと少なくとも1つのタイプDのモノマーを重合することにより得られるコポリマーブロックを特定する。
本発明の熱活性化型接着剤において特に有利に使用可能で、そして2つの相互に連結されたポリマーブロックを含んでなるブロックコポリマーは、各ブロックコポリマーが第1のポリマーブロックP(A)とこれに結合するコポリマーブロックP(B/D)からなる一般的なタイプP(A)−P(B/D)のものである。ここで、
・P(A)は少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表し、P(A)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、
・P(B/D)は少なくとも1つのタイプBのモノマーと少なくとも1つのタイプDのモノマーを共重合することにより得られるコポリマーブロックを表し、P(B/D)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する。タイプDのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有する。
・ポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そこでポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのに役立つように選択される。粘着性の代替的な態様においては、タイプDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特にブロックコポリマーの凝集性を増加させるのに役立つように選択される。
更なる有利な態様においては、特に本発明の接着剤の非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様の場合には、有利なこととしてはコポリマーブロックP(B/D)の架橋作用は、個別のブロックコポリマーマクロ分子P(A)−P(B/D)の間の接着の形成により惹起可能である。1つのブロックコポリマーマクロ分子のタイプDのコモノマーの架橋基は少なくとも1つの更なるブロックコポリマーマクロ分子と反応する。この場合、タイプDのコモノマーの官能基は特に好ましくはエポキシ基である。
特に本発明の接着剤の粘着性の代替的な態様に対しては、有利なこととしては、コポリマーブロックP(B/D)の凝集性上昇効果は、個別のブロックコポリマーマクロ分子P(A)−P(B/D)の間の結合により惹起可能であり、一つのブロックコポリマーマクロ分子のタイプDのコモノマーの官能基は少なくとも1つの更なるブロックコポリマーマクロ分子と相互作用する。この場合には、特に有利な方法で、タイプDのコモノマーの官能基は、双極子−双極子相互作用および/または水素結合により所望の凝集性の上昇を惹起する。加えて、凝集性の上昇はシートの剛性と、したがって自由なフィルムとしての取り扱い性も増大する。特にこの粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのコモノマーの特に好ましい官能基は、カルボン酸基またはヒドロキシル基である。
ポリマーブロックP(A)用のタイプAのモノマーは、好ましくは生成するポリマーブロックP(A)がコポリマーブロックP(B/D)と二相のミクロ相分離構造を形成する能力があるように選択される。ブロックコポリマーは、ブロックの相互相溶性の点から独立に存在するポリマーのそれに類似する特性を有し得;これらのポリマーは、前もって混合された後、異なるポリマーの間に一般に存在する非混和性に基づいて再度分離し、個別のポリマー多かれ少なかれ均質な領域を形成する。ブロックコポリマー(例えば、ジブロック、トリブロック、スターブロック、マルチブロックコポリマー)の場合には、この非混和性が個別の異なるポリマーブロックの間にも存在し得る。しかしながら、ここではブロックがお互いに化学的に連結されているので、分離は制限された程度でのみ起こることが可能である。いわゆるドメイン(相)が形成され、ここでは同種の2つ以上のブロックが集合する。ドメインは元のポリマーブロックと同一の大きさ内のものであるので、用語「ミクロ相分離」が使用される。このポリマーブロックは、一方の種類のポリマーブロック(通常、高重量分率のポリマーブロック)とその中に分散された他方の種類のポリマーブロック(通常、低重量分率のポリマーブロック)の領域との三次元的に共連続ミクロ相分離領域または連続的なマトリックスであって例えば扁長の、すなわち一軸で細長い(例えば、ロッド形状の)構造要素、扁円の、すなわち二軸で細長い(例えば、層形状の)構造要素の形の細長いミクロ相分離領域(ドメイン)を形成し得る。
ポリマーブロックP(B/D)の分率は、好ましくはブロックコポリマー全体の約20%と95重量%の間、更に好ましくは25%と80重量%の間にある。
加えて、コポリマーブロックP(B/D)中のタイプDのタイプBのモノマーの重量分率に対するコモノマーの重量分率は、0%と50%の間、好ましくは0.5%と30%の間、更に好ましくは1%と20%の間にある。
更には、更なる本発明の変法においては、本発明の熱活性化型接着剤は、一般的なタイプP(A/C)−P(B/D)のブロックコポリマーと、また一般的なタイプP(A)−P(B)のブロックコポリマーもベースとするものである。ここで、
・P(A)およびP(B)はそれぞれ少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより、あるいは少なくとも1つのタイプBのモノマーを重合することにより、得られるポリマーブロックを各々表し、P(A)およびP(B)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、P(A/C)およびP(B/D)は、少なくとも1つのタイプAのモノマーまたは少なくとも1つのタイプBのモノマーと、少なくとも1つのタイプCのモノマーまたは少なくとも1つのタイプDのモノマーを共重合することにより、得られるコポリマーブロックを各々表し、P(A/C)およびP(B/D)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する。タイプCおよびDのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有する。
・ポリマーブロックP(A)およびP(B)またはポリマーブロックP(A/C)およびP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そしてそれゆえこのようなポリマーブロックは(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのに役立つように選択され、そして粘着性の代替的な態様においては、これは好ましくは特にブロックコポリマーの凝集性を増加するのに役立つように選択される。
ポリマーブロックP(B)およびP(B/D)の分率は、好ましくはブロックコポリマー全体の約20%と95重量%の間、更に好ましくは25%と80重量%の間にあり、ポリマーブロックP(B)および/またはP(B/D)は、三次元的に共連続ミクロ相分離領域またはポリマーブロックP(A)および/またはその中に分散されたP(A/C)の領域を持つ連続的なマトリックスであって例えば扁長の(例えば、ロッド形状の)構造要素、扁円の(例えば、層形状の)構造要素の形で細長いミクロ相分離領域(ドメイン)を形成する能力がある。
加えて、コポリマーブロックP(B/D)中のタイプBのモノマーの重量分率に対するコポリマーブロックP(B/D)中のタイプDのコモノマーの重量分率は、50%まで、好ましくは0.5%と30%の間、更に好ましくは1%と20%の間にある。同じことは
、コポリマーブロックP(A/C)中のタイプAのモノマーの重量分率に対するコポリマーブロックP(A/C)中のタイプCのコモノマーの重量分率にも当てはまる。しかしながら重量比を相互に独立に選択することが可能である。
一般構造Z−P(A)−P(B)−Z’、Z−P(A/C)−P(B)−Z’、Z−P(A/C)−P(B/D)−Z’のブロックコポリマー(ここで、ZおよびZ’は、更なるポリマーブロックあるいは官能基を含んでなることができ、そしてZおよびZ’は同一であるか、あるいは異なることを得る)も本発明の熱活性化型接着剤中で有利に使用可能である。
タイプP(A)−P(B)−P(A’)の3個の相互に連結されたポリマーブロックの単位を含んでなるブロックコポリマーが本発明により特に好ましい有用性のものであり、P(A)をP(A/C)により置換することおよび/またはP(B)をP(B/D)により置換することおよび/またはP(A’)をP(A’/C’)により置換することが可能である。P(A)、P(B)およびP(A’)は、少なくとも1つのタイプA、BあるいはA’のモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを特定する。P(A/C)、P(B/D)およびP(A’/C’)は、少なくとも1つのタイプAのモノマーと1つのタイプCのモノマーまたは少なくとも1つのタイプBのモノマーと1つのタイプDのモノマーまたは少なくとも1つのタイプA’のモノマーと1つのタイプC’のモノマーを共重合させることにより得られるコポリマーブロックを特定する。
このポリマーブロックの幾何学的なパラメーター(例えば、ブロック長およびブロック長分布とブロック分子量分布)のみならず化学構造の点で前述のブロックコポリマーの対称的な構造のみならず非対称的な構造も本発明によれば構造的に可能である。以下に続く説明においては、対称的および非対称的の両種のポリマーが本発明にしたがって使用可能であるということが仮定される。
この説明の読みやすさを保つために、分子非対称性の可能性はすべての場合に明示的に表されない。
本発明の熱活性化型接着剤中で特に有利に使用可能であり、3個の相互に連結されたポリマーブロックを含んでなるブロックコポリマーは、各ブロックコポリマーが中心コポリマーブロックP(B/D)と、これに結合する2個のポリマーブロックP(A)からなる、一般的なタイプP(A)−P(B/D)−P(A)をベースとするものである。ここで、
・P(B/D)は、少なくとも1つのタイプBのモノマーと少なくとも1つのタイプDのモノマーを共重合することにより、得られるコポリマーブロックを表し、P(B/D)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、Dのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有する。
・P(A)は少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより、得られるコポリマーブロックを表し、P(A)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する。
・ポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そしてポリマーブロックP(A)およびポリマーブロックP(B/D)は(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのにに役立つように選択され、他方、粘着性の代替的な態様においては、これは好ましくは特にブロックコポリマーの凝集性を増加するのに役立つように選択される。
更なる有利な態様においては、特に本発明の接着剤の非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様の場合には、有利なこととしてはコポリマーブロックP(B/D)の架橋作用は、個別のブロックコポリマーマクロ分子P(A)−P(B/D)の間の接着の形成により惹起可能であり、1つのブロックコポリマーマクロ分子のタイプDのコモノマーの架橋基は少なくとも1つの更なるブロックコポリマーマクロ分子と反応する。この場合には、タイプDのコモノマーの官能基は、特に好ましくはエポキシ基である。
特に本発明の接着剤の粘着性の代替的な態様に対しては、有利なこととしては、コポリマーブロックP(B/D)の凝集性上昇効果は、個別のブロックコポリマーマクロ分子P(A)−P(B/D)の間の結合により惹起可能であり、一つのブロックコポリマーマクロ分子のタイプDのコモノマーの官能基は少なくとも1つの更なるブロックコポリマーマクロ分子と相互作用する。特に有利な方法で、タイプDのコモノマーの官能基は、双極子−双極子相互作用および/または水素結合により所望の凝集性の上昇を惹起する。加えて、凝集性の上昇はシートの剛性と、したがって自由なフィルムとしての取り扱い性も増大する。特にこの粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのコモノマーの特に好ましい官能基はカルボン酸基またはヒドロキシル基である。
ポリマーブロックP(A)用のタイプAのモノマーは、好ましくは生成するポリマーブロックP(A)がコポリマーブロックP(B/D)と二相のミクロ相分離構造を形成する能力があるように選択される。ポリマーブロックP(A)の分率は、好ましくは全ブロックコポリマーの5%と95重量%の間、更に好ましくは10%と90重量%の間にある。タイプBのモノマーの重量分率に対するタイプDのモノマーの重量分率が0%と50%の間、好ましくは0.5%と30%の間、更に好ましくは1と20%の間にあるということはポリマーブロックP(B/D)に対しても更に成り立つ。
加えて、本発明の熱活性化型接着剤中で特に有利に使用可能であるブロックコポリマーは、一般的なタイプP(B/D)−P(A)−P(B/D)のものであって、各ブロックコポリマーが中心コポリマーブロックP(A)と、両側でこれと結合する2個のポリマーブロックP(B/D)からなる。
・P(B/D)は、少なくとも1つのタイプBのモノマーと少なくとも1つのタイプDのモノマーを共重合することにより、得られるコポリマーブロックを表し、P(B/D)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、モノマーDはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有する。
・P(A)は少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより、得られるコポリマーブロックであることを特徴とし、P(A)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する。
・ポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そしてポリマーブロックP(A)およびポリマーブロックP(B/D)は(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのに役立つように選択され、そして粘着性の代替的な態様においては、これは好ましくは特にブロックコポリマーの凝集性を増加するのに役立つように選択される。翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、使用される官能基は好ましくはエポキシ基であり、一方粘着性の代替的な態様に対してはカルボン酸基および/またはヒドロキシル基を使用することが極めて好ましい。
好ましくは、ポリマーブロックP(A)の分率は、全ブロックコポリマーの5%と95重量%の間、特に10%と90重量%の間にある。
加えて、コポリマーブロックP(B/D)中のタイプBのコモノマーの重量分率に対するコポリマーブロックP(B/D)中のタイプDのコモノマーの重量分率は、0%と50%の間、好ましくは0.5%と30%の間、更に好ましくは1%と20%の間にある。
加えて、本発明の熱活性化型接着剤中で特に有利に使用可能であるブロックコポリマーは、一般的なタイプP(B/D)−P(A/C)−P(B/D)のものであって、各ブロックコポリマーが中心コポリマーブロックP(A/C)と、両側でこれと結合する2個のポリマーブロックP(B/D)からなり、下記を特徴とする。
・P(B/D)およびP(A/C)は、少なくとも1つのタイプAあるいはBのモノマーと少なくとも1つのタイプCあるいはDのモノマーを共重合することにより、得られるコポリマーブロックをを各々表し、P(B/D)およびP(A/C)は、−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、モノマーCおよびDはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をし、そして特に反応性樹脂との反応に資する少なくとも1つの官能基を有する。
・ポリマーブロックP(A/C)およびポリマーブロックP(B/D)はミクロ相分離形のものであり、そしてブロックP(B/D)およびP(A/C)は(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプCおよび/またはDのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのに役立つように選択され、一方粘着性の代替的な態様においては、これは好ましくは特にブロックコポリマーの凝集性を増加するのに役立つように選択される。
好ましくは、ポリマーブロックP(A/C)の分率は、全ブロックコポリマーの5%と95重量%の間、特に10%と90重量%の間にある。
好ましくは、コポリマーブロックP(B/D)中のタイプBのコモノマーの重量分率に対するコポリマーブロックP(B/D)中のタイプDのコモノマーの重量分率は、50%まで、好ましくは0.5%と30%の間、更に好ましくは1%と20%の間にある。同じことは、コポリマーブロックP(A/C)中のコモノマーCおよびAの重量分率の比にも成り立つ。
本発明の更なる有利な部分は、一般構造Z−P(A)−P(B)−P(A’)−Z’の化合物であり、ZおよびZ’は更なるポリマーブロックまたは官能基を含んでなり、そしてZおよびZ’は同じであるか、あるいは異なることが可能である。P(A)、P(B)およびP(A’)は、場合によって、そしてお互いに独立にそれぞれコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(A’/C’)の形のものであることもできる。特定の場合には、個別のブロックを除外することが可能である。
好ましくは
(II)[P(E)]−[P(E)]−[P(E)]−...−[P(E)](m>3である)
(III){[P(E1,δ−)]−[P(E2,δ−)]−[P(E3,δ−)]−...−[P(En,δ−)]}X(x>2、n>1であり、
連続番号δ=1、2、..xである)
の構造の線状および星型マルチブロックコポリマーを本発明により特に有利に使用することが可能である。ここで、
・(II)は、すなわちタイプEのモノマーからなるm個のポリマーブロックP(Eλ)(λ=1〜mである)からなる線状マルチブロックコポリマーであって、各ポリマーブロックがタイプP(E)のものである。
・(III)は、x個のポリマーアーム(polymer arms)が化学的に相互に結合し、各ポリマーアームが少なくとも1つのポリマーブロックP(Eν、δ)(ν=1〜nである)からなる多官能性架橋領域Xを持つ星型マルチブロックコポリマーであって、各ポリマーブロックがタイプP(E)のものである、すなわちタイプEのモノマーからなるものである。
・P(E)は各々の場合P(E/F)により置換可能であり、そしてP(E)は少なくとも1つのタイプEのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表し、そして少なくとも1つのタイプEのモノマーと少なくとも1つのタイプFのモノマーを共重合することにより得られるコポリマーブロックを表す。
・個別のP(E)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する。タイプCのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有する。
・ポリマーは適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そこで個別のポリマーブロックは(均質に)適用条件下で完全に(均質に)混和性でない。
このマルチブロックコポリマーの場合には、λは、このマルチブロックコポリマー中のタイプP(E)のポリマーブロックの特定に役立ち、そして1からmまで変わる連続番号である。ポリマーブロックP(Eλ)の一部あるいは全部が同じであることも可能であるが、個別のポリマーブロックP(Eλ)は構造と長さにおいて異なり得る。星型ポリマーの場合には、νは、各ポリマーアーム中のタイプP(E)の個別のポリマーブロックの特定に役立つ連続番号を表す。個別の「アーム」が個別のポリマーブロックP(Eν、δ)の性状、各アーム中のnポリマーブロックの配列および個別のポリマーブロックの長さにおいて異なることも可能であるが、ポリマーブロックP(Eν、δ)および/またはポリマーアームの一部あるいは全部が同じであることも可能である。この異なるアームは上記の式(III)中で連続番号δにより記号化され;それゆえ、連続番号δは、多官能性の架橋領域中の化学結合によりお互いに連結されたx個のポリマーアームが各々異なる数のポリマーブロックP(E)および/または異なる構造を有し得るということを示す。この多官能性の架橋領域X(結合点X)は、個別のポリマー腕をお互いに化学的に連結する能力のあるいかなる構造単位でもあり得る。
翻って、非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様に対しては、タイプCのモノマーの官能基は、好ましくはこれが特に反応性樹脂をブロックコポリマーと架橋するのに役立つように選択され、そして粘着性の代替的な態様においては、これは好ましくは特にブロックコポリマーの凝集性を増加するのに役立つように選択される、
本発明の一つの好ましい変法においては、このアクリレートブロックコポリマーは、
−10000000g/モル以下の(数平均)分子量Mn、好ましくは30000g/モルと1000000g/モルの間の分子量、
−5未満の、好ましくは3未満の多分散性D=Mw/Mn、
−「主鎖」上の1つ以上のグラフト側鎖
の規準の1つ以上を示すものである。
この熱活性化型接着剤用の組成は、原材料の内容と比率を変えることにより広範囲で変更可能である。着色剤、有機充填剤および/または無機充填剤および/または金属またはカーボンの粉末の標的化された添加により例えば更なる製品の性質、例えば着色および熱
的あるいは電気的伝導性を得ることも可能である。好ましくは、この接着剤シートは、5〜300μmの、更に好ましくは10と50μmの間の厚さを有する。
モノマー
タイプA、Bおよび/またはEのモノマー
本発明にしたがって使用される接着剤のポリマーブロックP(A)および/またはコポリマーブロックP(A/C)用のモノマーA、ポリマーブロックP(B)および/またはコポリマーブロックP(B/D)用のモノマーBならびにポリマーブロックP(E)および/またはコポリマーブロックP(E/F)用のモノマーEは、ブロックコポリマー中に相互結合されたブロックがお互いに完全に(均質に)混和性でなく、結果として二相構造を形成するように好ましくは選択される。この構造は、異なる鎖(そして可能性としては同一の鎖も)の混和性ブロックセグメント(理想的な場合には全ブロックを含む)からなるドメインを含む。混和性の必要条件は、化学的に類似のこれらのブロックセグメントまたはブロックの構造および互いに適合されるブロック長である。このドメインは、全体としての系内の相の容積分率に依って特別な形状および超構造をとる。使用されるモノマーの選択に依って、このドメインが軟化温度/ガラス転移温度、硬さおよび/または極性において異なることが可能である。
ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)中で、そしてコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)中で使用されるモノマーA、BまたはEは、本発明によれば下記に述べる同一のモノマー群から使用可能である。
ここで述べられる本発明の熱活性化型接着剤に対しては、アクリルモノマーまたはビニルモノマーを、更に好ましくはモノマーCとの組み合わせによって、ポリマーブロックP(A)またはポリマーブロックP(B)またはポリマーブロックP(E)またはコポリマーブロックP(A/C)の、あるいはモノマーDとの組み合わせによってコポリマーブロックP(B/D)の、あるいはモノマーFとの組み合わせによってもコポリマーブロックP(E/F)の軟化温度/ガラス転移温度を20℃未満まで低下させるモノマーを、モノマーA、BまたはEとして使用することが有利である。
本発明の熱活性化型接着剤に対してモノマーA、BまたはEを選択する場合、一般式
Figure 2008525554
により記述可能な1つ以上の化合物を使用することに大きな利点が付与される。
この式中、R=HまたはCHであり、そして基Rは1〜20個の炭素原子を有する分岐および非分岐の飽和アルキル基からなる群から選択される。
モノマーA、BまたはEとして本発明の熱活性化型接着剤に対して優先的に使用されるアクリルモノマーは、特に、1〜18個の炭素原子、好ましくは4〜9個の炭素原子からなるアルキル基を持つアクリルおよびメタクリルエステルを含む。特定の例は、この列挙により制約されるのを望むものではないが、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘプチルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレートおよびこれらの分岐異性体、例えば2−エチルヘキシルアクリレート、イソブチルアクリレートおよびイソオクチルアクリレートである。
ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)および/またはコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)に使用されるタイプA、BおよびEのモノマーに関する更なるモノマーは、少なくとも6個の炭素原子からなる橋かけシクロアルキルアルコールの単官能性のアクリレートおよびメタクリレートである。このシクロアルキルアルコールは置換でもあり得る。特定の例は、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートおよび3,5−ジメチルアダマンチルアクリレートである。
加えて、ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)および/またはコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)に対しては、モノマーA、BおよびEに関してビニルエステル、ビニルエーテル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、芳香族環とヘテロ環をα−位で含有するビニル化合物の群からのビニルモノマーが使用され得る。再度、特にビニルアセテート、ビニルホルムアミド、エチルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデンおよびアクリロニトリルが非排他的に挙げられ得る。
加えて、場合によっては、本発明の接着剤の微粘着性あるいは非粘着性の代替的な態様に対してポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)およびコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のタイプA、BおよびEモノマーとしてビニルモノマー、特にアクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、n−メチロールアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アリルアルコール、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、イタコン酸、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、シアノ−エチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、6−ヒドロキシヘキシルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートおよびアクリルアミドの群からのビニルモノマーが特に好ましく使用される。
同様に、微粘着性あるいは非粘着性の代替的な態様に対しては、ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)用の、そして/あるいはコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のモノマーA、BおよびEとして、N,N−ジアルキル置換アミド、例えばN,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメチル−メタクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルラクタム、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、N−メチロールメタクリルアミド、N−(ブトキシメチル)メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−(エトキシメチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドの群からのビニルモノマーが使用されるならば好ましい。この列挙は例として考えられるべきである。
微粘着性あるいは非粘着性の態様に対しては、ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)とコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)とP(E/F)用のモノマーA、BおよびEとして、選択される(メタ)アクリルモノマーおよび/またはビニルモノマーは、モノマーAとの組み合わせも含めてコポリマーブロックP(A/C)の、モノマーBとの組み合わせも含めてコポリマーブロックP(B/D)の、あるいはモノマーEとの組み合わせも含めてコポリマーブロックP(E/F)の軟化温度/ガラス転移温度を増加させるものであれば、有利である。対応するモノマーの例は、この列挙が決定的で
はないが、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンゾインアクリレート、アクリレート化ベンゾフェノン、ベンジルメタクリレート、ベンゾインメタクリレート、メタクリレート化ベンゾフェノン、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、tert−ブチルフェニルアクリレート、tert−ブチルフェニルメタクリレート、4−ビフェニリルアクリレート、2−ナフチルアクリレートおよび2−ナフチルメタクリレート、スチレンである。
微粘着性あるいは非粘着性の代替的な態様に対しては、ポリマーブロックP(A)、P(B)およびP(E)とコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)に有利に使用可能なタイプA、BおよびEのモノマーは、また、アルキル化、官能基化され、あるいはヘテロ原子を含有することも得、そして好ましくはC〜C18の芳香族核を有するビニル芳香族モノマーの群からのビニルモノマーであり、この列挙が完璧であることを主張するのではないが、α−メチル−スチレン、4−ビニル安息香酸、4−ビニルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩、4−ビニルベンジルアルコール、2−ビニルナフタレン、4−ビニルフェニルボロン酸、4−ビニルピリジン、フェニルビニルスルホネート、3,4−ジメトキシスチレン、ビニルベンゾトリフルオリド、p−メトキシスチレン、4−ビニル−アニソール、9−ビニルアントラセン、1−ビニルイミダゾール、4−エトキシスチレン、N−ビニルフタルイミドも含む。
主請求項および従属請求項中で請求されている本発明の接着剤のためにブロックコポリマーを合成する場合には、モノマー組み合わせの選択時、使用されるモノマーから製造されるポリマーブロックがお互いに完全混和性でないということを確認することが必要である。
すべての代替的な態様において、本発明のアクリレートブロックコポリマーのモノマーBはモノマーAの群を包含する。一つの好ましい変法において、ポリマーブロックB用のモノマーBはポリマーブロックP(A)用のポリマーAと異なる。2つ以上のモノマーをポリマーブロックP(A)あるいはP(B)に使用する変法の場合には、モノマーBはモノマーBと異なるか、あるいは組成においてモノマーAと異なる。更なる好ましい変法においては、使用されるモノマーBは数においてモノマーAと異なる。
タイプC、Dおよび/またはFのモノマー
好ましい手順においては、コポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のモノマーC、DおよびFとして使用されるモノマーは、官能基を担持するビニル化合物、アクリレートおよび/またはメタクリレートである。非粘着性あるいは微粘着性である接着剤の場合には、これらは、好ましくは、例えばエポキシあるいはフェノール基であり得る。特に、粘着性の代替的な態様に対しては、極性基、例えば好ましくはカルボキシルラジカル、スルホン酸および/またはホスホン酸基、ヒドロキシ基、ラクタム、ラクトン、N−置換アミド、N−置換アミン、カーバメート、チオール、アルコキシあるいはシアノ基、エーテル、ハライドがモノマー中に追加的あるいは代替的に存在し得る。
本発明の熱活性化型接着剤に対して極めて有利なこととしては、コポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)および/またはP(E/F)用のモノマーC、DおよびFとして使用されるモノマーは、一般式
Figure 2008525554
により記述可能な少なくとも1つの官能基を有する1つ以上のモノマーを含んでなる。
この式においては、R=HまたはCHであり、そして基R=Hまたは少なくとも1つの官能基を含有し、そして1と30個の間の炭素原子を含有する有機基である。
特に微粘着性あるいは非粘着性である代替的な態様に対しては、ビニル基を含有する対応するモノマーの特に好ましい例は、好適には、例えばグリシジルメタクリレート、そして特に粘着性の変形に対しては、例えばアクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、n−メチロールアクリルアミド、メタクリル酸、アリルアルコール、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、イタコン酸、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、6−ヒドロキシヘキシルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートおよびアクリルアミドを含む。
特に粘着性の代替的な態様においては、コポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用の中間の塩基性モノマーC、DおよびFは、例えばN,N−ジアルキル−置換アミド、例えばN,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチル−メタクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルラクタム、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−(ブトキシメチル)−メタクリルアミド、N−(エトキシメチル)アクリルアミドおよびN−イソプロピルアクリルアミドである。この列挙は例としてみなされるように意図されている。
加えて、有利なこととして、特に粘着性の代替的な態様におけるコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のタイプC、DおよびFに関するモノマーとして、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸およびビニルスルホン酸のナトリウム塩を使用することが可能である。更には、コポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のタイプC、DおよびFに関するモノマーとして、両性イオン性モノマーを使用することも可能であり、これは、また、特に粘着性の代替的な態様において極めて有利である。例として、例えばベタインの群が挙げられ得る。好適なベタインの例は、アンモニウムカルボキシレート、アンモニウムホスフェートおよびアンモニウムスルホネートを含む。特定な例は、N−(3−スルホプロピル)−N−アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、1−(3−スルホプロピル)−2−ビニルピリジニウムベタインおよびN−(3−スルホプロピル)−N−アリル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインを含む。特に好ましい例は、N−(3−スルホプロピル)−N−メタクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインおよびN−(3−スルホプロピル)−N−アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインである。N−(3−スルホプロピル)−N−メタクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインはRaschig AG,Germanyから市販されている。同様に、この列挙は完璧なものであることを主張するものでない。
同様に、特に本発明の接着剤の粘着性の代替的な態様に対しては、モノマーAとの組み合わせによっても、ポリマーブロックP(A/C)の、あるいはモノマーDとの組み合わせによってもコポリマーブロックP(B/D)の、あるいはモノマーEとの組み合わせによってもコポリマーブロックP(E/F)の軟化温度/ガラス転移温度を増加させる(メタ)アクリルモノマーまたはビニルモノマーもコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のタイプC、DおよびFに関するモノマー用のモノマーとして好適である。C、DおよびFに対応するモノマーの例は、この列挙が決定的ではないが、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンゾインアクリレート、アクリレート化ベンゾフェノン、ベンジルメタクリレート、ベンゾインメタクリレート、メタクリレート化ベンゾフェノン、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、t−ブチルフェニルアクリレート、t−ブチルフェニルメタクリレート、4−ビフェニリルアクリレート、2−ナフチルアクリレートおよび2−ナフチルメタクリレートおよびスチレンである。
この列挙が完璧なものであることを主張するのでないが、特に、α−メチルスチレン、4−ビニル安息香酸、4−ビニル−ベンゼンスルホン酸のナトリウム塩、4−ビニルベンジルアルコール、2−ビニルナフタレン、4−ビニルフェニルボロン酸、4−ビニルピリジン、フェニルビニルスルホネート、3、4−ジメトキシスチレン、ビニルベンゾトリフルオリド、p−メトキシスチレン、4−ビニルアニソール、9−ビニルアントラセン、1−ビニルイミダゾール、4−エトキシスチレンおよびN−ビニルフタルイミドを含む、アルキル化および/または官能基化され得、あるいはヘテロ原子を含有し得、そして好ましくはC〜C18の芳香族核を有するビニル芳香族もコポリマーブロックP(A/C)、P(B/D)およびP(E/F)用のタイプC、DおよびFに関する有利なモノマーとして粘着性の代替的な態様に特に好適である。
ブロックコポリマーの製造
このブロックコポリマーを製造するための重合は、既知のいかなる方法によっても、あるいは既知の方法の改変で、特に在来のフリーラジカル付加重合により、そして/あるいは制御フリーラジカル付加重合により実施可能であり;後者は好適な制御試剤の存在が特徴である。
ブロックコポリマーを製造するためには、原理的には、異なる制御重合法の組み合わせを含めて、制御機構またはリビング機構にしたがって進行するすべての重合を使用することが可能である。列挙が完璧なものであることを主張するものでないが、例として、アニオン重合のほかにATRP、ニトロオキシド/TEMPO−制御重合あるいは、更に好ましくは、RAFT法;言い換えれば、特にブロックの長さにわたってポリマー構造を、あるいは必然ではないがポリマー鎖のタクティシティの制御を可能とさせる方法が挙げられ得る。
ラジカル重合は、有機溶剤の存在下で、あるいは水の存在下で、あるいは有機溶剤の混合物および/または水添加の有機溶剤中で、あるいは無溶剤で実施可能である。重合を有機溶剤中で行う場合には、できるだけ少量の溶剤を使用することが好ましい。転換率と温度に依って、ラジカル法の重合時間は通常4と72時間の間である。
溶液重合の場合には、使用される溶剤は、好ましくは飽和カルボン酸のエステル(エチルアセテートなどの)、脂肪族炭化水素(n−ヘキサン、n−ヘプタンまたはシクロヘキサンなどの)、ケトン(アセトンまたはメチルエチルケトンなどの)、特別な沸点のスピリッツ、トルエンまたはキシレンなどの芳香族溶剤または前述の溶剤の混合物である。水
性媒体中でのあるいは有機溶剤および水性溶剤の混合物中での重合に対しては、この重合に対する乳化剤および/または安定剤を添加することが好ましい。
ラジカル重合方法を使用する場合には、例えばペルオキシド、アゾ化合物およびペルオキソ硫酸塩などの慣用のラジカル形成性化合物を重合開始剤として使用することが有利である。開始剤混合物も際立った好適性を有する。
有利な手順においては、ラジカル安定化はタイプ(VIIa)あるいは(VIIb)
Figure 2008525554
のニトロオキシドを用いて行われる。式中、R、R、R、R、R、R、RおよびR10
i)塩素、臭素またはヨウ素などのハロゲン、
ii)飽和、不飽和あるいは芳香族であることができる、1〜20個の炭素原子を有する線状、分岐、環状およびヘテロ環状の炭化水素、
iii)エステル−COOR11、アルコキシド−OR12および/またはホスホネート−PO(OR13(式中、R11、R12またはR13は群ii)からの基を表す)の化合物または原子を相互に独立に表す。
構造(VIIa)あるいは(VIIb)の化合物は、いかなる種類のポリマー鎖にも結合され得(主として、上述の基の少なくとも1つがこのようなポリマー鎖を構成するという意味で)、そしてそれゆえブロックコポリマーの構築にマクロラジカルあるいはマクロ調節剤として使用可能である。
この重合用の制御された調節剤として極めて好ましいのは、
・2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシル(PROXYL)、3−カルバモイル−PROXYL、2,2−ジメチル−4、5−シクロヘキシル−PROXYL、3−オキソ−PROXYL、3−ヒドロキシルイミン−PROXYL、3−アミノメチル−PROXYL、3−メトキシ−PROXYL、3−t−ブチル−PROXYL、3,4−ジ−t−ブチル−PROXYL
・2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシル(TEMPO)、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−メトキシ−TEMPO、4−クロロ−TEMPO、4−ヒドロキシ−TEMPO、4−オキソ−TEMPO、4−アミノ−TEMPO、2,2,6,6−テトラエチル−1−ピペリジニルオキシル、2,2,6−トリメチル−6−エチル−1−ピペリジニルオキシル
・N−tert−ブチル1−フェニル−2−メチルプロピルニトロオキシド
・N−tert−ブチル1−(2−ナフチル)−2−メチルプロピルニトロオキシド
・N−tert−ブチル1−ジエチルホスホノ−2,2−ジメチルプロピルニトロオキシド
・N−tert−ブチル1−ジベンジルホスホノ−2,2−ジメチルプロピルニトロオキシド
・N−(1−フェニル−2−メチルプロピル)1−ジエチルホスホノ−1−メチルエチル
ニトロオキシド
・ジ−t−ブチルニトロオキシド
・ジフェニルニトロオキシド
・t−ブチルt−アミルニトロオキシド
のタイプの選択された化合物である。
米国特許第4,581,429A号は、式R’R”N−O−Y(式中、Yは不飽和モノマーを重合させる能力のあるフリーラジカル種である)の化合物を用いて開始された制御成長ラジカル重合法を開示している。しかしながら、この反応は、一般に、低転化率を有する。問題は、極めて低い収率と分子量までしか進行しないアクリレートの重合である。WO98/13392Alは、対称置換パターンを有する開鎖アルコキシアミン化合物を述べている。EP735052Alは、狭い分子量分布を有する熱可塑性エラストマーを製造する方法を開示している。WO96/24620Alは、例えばイミダゾリジンベースのリン含有ニトロオキシドなどの極めて特異なラジカル化合物を用いる重合方法を述べている。WO98/44008Alは、モルホリン、ピペラジノンおよびピペラジンジオンベースの特異なニトロキシルを開示している。DE19949352Alは、制御された成長ラジカル重合における調節剤としてヘテロ環状アルコキシアミンを述べている。アルコキシアミンと対応する遊離のニトロオキシドの対応する更なる開発はポリアクリレート製造の効率を改善する。
有利なこととしては、更なる制御された重合法として、好ましくは単官能性あるいは二官能性の二級あるいは三級ハライドを開始剤として使用し、そしてハライドを引き抜くのに、Cu、Ni、Fe、Pd、Pt、Ru、Os、Rh、Co、Ir、AgまたはAuの錯体を使用して(EP0824111A1;EP826698A1;EP824110A1;EP841346A1;EP850957Al)、原子移動ラジカル重合(ATRP)をブロックコポリマーの合成に使用することが可能である。ATRPの異なる可能性が米国特許第5,945,491A号、米国特許第5,854,364A号および米国特許第5,789,487A号でも述べられている。
更なる制御された重合方法においては、1,1−ジフェニルエチレンが制御試剤として使用される。この経路によるブロックコポリマーの製造が同様に述べられた(Macromol.Chem.Phys.,2001,22,700)。
加えて、本発明にしたがって使用されるブロックコポリマーをアニオン重合により製造することが利点をもって可能である。この場合には、使用される反応媒体は、好ましくは例えば脂肪族および脂環式炭化水素などの不活性溶剤または芳香族炭化水素を含んでなる。
リビングポリマーは、一般に構造P(A)−Meにより表される。ここで、Meはリチウム、ナトリウムまたはカリウムなどのI族からの金属であり、そしてP(A)はモノマーAの成長ポリマーブロックである。製造下のポリマーブロックの分子量は、モノマー濃度に対する開始剤濃度の比により決定される。ブロック構造を構築するためには、最初にモノマーAをポリマーブロックP(A)の構築のために添加し、次にモノマーBを添加することにより、ポリマーブロックP(B)を結合し、そして引き続いてモノマーAを再度添加することにより、更なるポリマーブロックP(A)を重合させて、トリブロックコポリマーP(A)−P(B)−P(A)を形成する。別法としては、P(A)−P(B)−Mは好適な二官能性化合物により連結可能である。この経路により、式(IV)の星型マルチブロックコポリマーも入手可能である。
好適な重合開始剤の例は、この列挙が完璧なものであることを主張するものでないが、
n−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、2−ナフチルリチウム、シクロヘキシルリチウムまたはオクチルリチウムを含む。アクリレートを重合するのに希土類元素錯体ベースの開始剤も既知であり、ここでの使用に好適である(Macromolecules,1995,28,7886)。
更には、例えば1,1,4,4−テトラフェニル−1,4−ジリチオブタンまたは1,1,4,4−テトラフェニル−1,4−ジリチオイソブタンなどの二官能性開始剤を使用することも可能である。共開始剤が同様に使用され得る。好適な共開始剤は、リチウムハライド、アルカリ金属アルコキシドまたはアルキルアルミニウム化合物を含む。一つの極めて好ましい変法においては、n−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリレートモノマーが直接に重合可能であり、そして対応するアルコールとのエステル交換によりポリマー中で生成される必要がないように、この配位子および共開始剤は選択される。
アニオン重合の後、極性基を遊離させるために、ポリマー類似の(polymer−analogous)反応を行うことが賢明である。カルボン酸基により官能基化されたアクリレートブロックコポリマーを製造するための一つの可能性は、tert−ブチルアクリレートをアニオン重合し、続いて所望ならばtert−ブチル基をトリフルオロ酢酸により加水分解して、カルボン酸基を遊離させることを含む。
行われる極めて好ましい製造方法は、RAFT重合(可逆付加−開裂連鎖移動重合)の変形である。この重合方法は、例えばWO98/01478AlおよびWO99/31144Alで詳細に述べられている。トリブロックコポリマーの製造に特に有利に好適なのは、一般構造R’’’−S−C(=S)−S−R’’’のトリチオカーボネート(Macro−molecules 2000,33,243−245)であり、これによって第1の段階で末端ブロックP(A)のモノマーを重合させる。次に、第2の段階において、中心ブロックP(B)が合成される。末端ブロックP(A)の重合に続いて、この反応は停止および再開始可能である。反応を中断せずに重合を順次行うことも可能である。一つの極めて有利な変形においては、例えばトリチオカーボネート(VIII)および(IX)またはチオ化合物(X)および(XI)がこの重合に使用される。Фは非官能基化、あるいは直接にあるいはエステルあるいはエーテル架橋により結合したアルキルあるいはアリール置換基により官能基化可能なフェニル環であるか、あるいはシアノ基または飽和あるいは不飽和の脂肪族ラジカルであることが可能である。このフェニル環Фは、P(A)、P(B)、P(A/C)およびP(B/D)の定義に対応する1つ以上のポリマーブロックを場合によっては担持し得る。官能基化は、この列挙が完璧なものであることを主張するものでないが、例えばハロゲン、ヒドロキシル基、窒素またはイオウを含有する基であり得る。
Figure 2008525554
加えて、特に不斉系を製造するためには、一般構造RIV−C(=S)−S−Rのチオエステルを使用することが可能である。RIVおよびRはお互いに独立に選択可能であり、そしてRIVは次の基i)〜iv)の一つからの基であり、そしてRは次の基i)〜iii)一つからの基であることができる。
i)各々線状あるいは分岐のC〜C18アルキル、C〜C18アルケニル、C〜C18アルキニル;アリール−、フェニル−、ベンジル−、脂肪族および芳香族ヘテロ環。ii)−NH、−NH−RVI、−NRVIVII、−NH−C(=O)−RVI、−NRVI−C(=O)−RVII、−NH−C(=S)−RVI、−NRVI−C(=S)−RVII
Figure 2008525554
ここで、RVIおよびRVIIは基i)からお互いに独立に選択される基である。
iii)−S−RVIII、−S−C(=S)−RVIII、ここでRVIIIは基i)およびii)の一つからの基であることができる。
iv)−O−RVIII、−O−C(=O)−RVIII、ここでRVIIIは基i)およびii)の一つからの基であることができる。
制御ラジカル機構により進行する上述の重合と関連して、この重合の更なるラジカル開始剤、特に熱分解性ラジカル形成性アゾあるいはペルオキソ開始剤を更に含んでなる開始剤系を使用することが好ましい。しかしながら、原理的に、アクリレート用に既知のすべての慣用の開始剤はこの目的に好適である。C中心のラジカルの生成は、Houben−Weyl,Methoden der Organischen Chemie,Vol.E19a,p.60 ffで述べられている。これらの方法は優先的に使用される。ラジカル源の例はペルオキシド、ヒドロペルオキシドおよびアゾ化合物である。ここで挙げられ得る通常のラジカル開始剤のいくつかの非排他的な例は、カリウムペルオキソジ硫酸塩、ジベンゾイルペルオキシド、キュメンヒドロペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、シクロヘキシル−スルホニルアセチルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、アゾジイソブチロニトリル、ジイソプロピルペルカーボネート、tert−ブチルペルオクトエートおよびベンズピナコールを含む。ひとつの極めて好ましい変形においては、使用されるラジカル開始剤は1,1’−アゾビス(シクロヘキシルニトリル)(Vazo88(登録商標))、DuPont(登録商標))または2、2−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)(Vazo67(登録商標)、DuPont(登録商標))である。更には、UV照射下でのみラジカルを放出するラジカル源を使用することも可能である。
在来のRAFT法の場合には、極めて狭い分子量分布を得るために、重合は一般に低転換率までしか行われない(WO98/01478Al)。しかしながら、低転化率のための高い残存モノマー分率は接着性に悪影響を及ぼし、残存モノマーは濃縮工程において溶剤再循環品を汚染し、そして対応する自己接着テープは極めて高いガス発生を呈するので、これらのポリマーは熱活性化型接着剤として使用不能であり、特にホットメルト接着剤として使用不能である。それゆえ、本発明によれば、溶剤は好ましくは濃縮型押し出し機中減圧下で除去され、この目的で好ましくは異なるあるいは同一の真空段階で溶剤を留去し、そして好ましくは、例えばフィード予熱機を有する単軸あるいは二軸押し出し機を使用することが可能である。
樹脂
使用され、そして本発明の文脈で述べられるエポキシ樹脂は、エポキシ化合物の群全体を網羅する。このように、このエポキシ樹脂はモノマー、オリゴマーまたはポリマーであり得る。ポリマー型エポキシ樹脂は、脂肪族、脂環式、芳香族あるいはヘテロ環状の性状であることができる。このエポキシ樹脂は、好ましくは架橋に使用可能な少なくとも2つのエポキシ基を有する。
このエポキシ樹脂の分子量は、ポリマー型エポキシ樹脂に対しては好ましくは100g/モルから最大25000g/モルまで変わる。
このエポキシ樹脂は、例えばビスフェノールAとエピクロロヒドリンの反応生成物、フェノールとホルムアルデヒド(ノボラック樹脂)とエピクロロヒドリン、グリシジルエステルの反応生成物、エピクロロヒドリンとp−アミノフェノールの反応生成物を含んでなる。
好ましい市販の例は、Ciba GeigyからのAraldite(登録商標)6010、CY−281(登録商標)、ECN(登録商標)1273、ECN(登録商標)1280、MY720、RD−2、Dow ChemicalからのDER(登録商標)331、DER(登録商標)732、DER(登録商標)736、DEN(登録商標)432、DEN(登録商標)438、DEN(登録商標)485、Shell ChemicalからのEpon(登録商標)812、825、826、828、830、834、836、871、872、1001、1004、1031などおよびShell ChemicalからのHPT(登録商標)1071、HPT(登録商標)1079を含む。
市販の脂肪族エポキシ樹脂の例は、Union Carbide CorpからのERL−4206、ERL−4221、ERL4201、ERL−4289またはERL−0400などのビニルシクロヘキサンジオキシドを含む。
有利なこととしては、他の樹脂が本発明の接着剤に添加され得る。好適な樹脂は、ロジン誘導体(例えば不均化、水素化またはエステル化により形成される誘導体)、クマロン−インデン樹脂およびポリテルペン樹脂、脂肪族あるいは芳香族炭化水素樹脂(C−5、C−9、(C−5)樹脂)、混合C−5/C−9樹脂、前述のタイプの水素化および部分水素化誘導体、スチレンまたはα−メチルスチレンの樹脂と、またテルペン−フェノリック樹脂およびUllmanns Enzyklopadie der technischen Chemie,volume 12,pp.525−555(4th ed.),Weinheimに掲げられている他のものなどのすべての天然および合成の樹脂である。
加えて、反応性樹脂構成成分として、例えばToto KaseiからのYP50、Union Carbide CorpからのPKHCおよびShowa Union Gosei Corp.からのBKR2620などのフェノリック樹脂を場合によっては使用することも可能である。
加えて、反応性樹脂として、例えばNippon Polyurethane Ind.からのCoronate(登録商標)L、BayerからのDesmodur(登録商標)N3300またはMondur(登録商標)489などのポリイソシアネートを場合によっては使用することも可能である。
好適な樹脂は、ロジン誘導体(例えば不均化、水素化またはエステル化により形成される誘導体)、クマロン−インデン樹脂およびポリテルペン樹脂、脂肪族あるいは芳香族炭化水素樹脂(C−5、C−9、(C−5)樹脂)、混合C−5/C−9樹脂、前述のタイプの水素化および部分水素化誘導体、スチレンまたはα−メチルスチレンの樹脂と、テルペン−フェノリック樹脂およびUllmanns Enzyklopadie der
technischen Chemie,volume 12,pp.525−555(4th ed.),Weinheimに掲げられている他のものなどのすべての天然および合成の樹脂である。
加えて、反応性樹脂として、例えばToto KaseiからのYP50、Union
Carbide Corp.からのPKHCおよびShowa Union Gosei Corp.からのBKR2620などのフェノリック樹脂を場合によっては使用することも可能である。
加えて、反応性樹脂として、例えばNippon Polyurethane Ind.からのCoronate(登録商標)L、BayerからのDesmodur(登録商標)N3300またはMondur(登録商標)489などのポリイソシアネートを場合によっては使用することも可能である。
添加物
本発明のもう一つの態様においては、この熱活性化型接着剤は、例えば充填剤、顔料、流動性添加物、接着性改善用添加物、可塑剤、エラストマー、老化防止剤(酸化防止剤)、光安定剤、UV吸収剤と、また乾燥剤(例えばモレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化カルシウム)、流動剤およびレベリング剤、湿潤剤(界面活性剤)または触媒などの他の補助剤および添加物などの更なる配合成分を含む。
充填剤として、特に、例えば、白亜、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、カオリン、硫酸バリウム、二酸化チタンまたは酸化カルシウムなどのすべての微粉砕された固体添加物を使用することが可能である。更なる例はタルク、マイカ、シリカ、ケイ酸塩または酸化亜鉛である。列挙した物質の混合物も使用され得る。
有利に使用される顔料は有機あるいは無機の性状であり得る。すべての種類の有機あるいは無機着色顔料が好適であり、例は、例えば光安定性およびUV安定性を改善するための二酸化チタンなどの白色顔料と、金属性顔料である。
流動性改善添加物の例は、火成性シリカ、フィロケイ酸塩(ベントナイト)、高分子量ポリアミド粉末またはひまし油誘導体粉末である。
接着性を改善するための添加物は、例えばポリアミド、エポキシドまたはシランの群からの物質であり得る。
接着剤に極めて有利に添加可能な可塑剤の例は、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、リン酸エステル、アジピン酸のエステル、および他の非環状ジカルボン酸エステル、脂肪酸エステル、ヒドロキシカルボン酸エステル、フェノールのアルキルスルホン酸エステル、脂肪族、脂環式および芳香族鉱油、炭化水素、液体あるいは半固体ゴム(例えばニトリルゴムまたはポリイソプレンゴム)、ブテンおよび/またはイソブテン、アクリルエステル、ポリビニルエーテルの液体あるいは半固体ポリマー、粘着付与剤樹脂のベースも構成する原材料をベースとする液体樹脂および軟質樹脂、羊毛ワックスおよび他のワックス、シリコーンと、また例えばポリエステルまたはポリウレタンなどのポリマー型可塑剤である。
本発明の更なる変法においては、硬化剤系を接着剤シートに添加することが可能である。ここでは、熟練者に既知であり、そしてフェノリック樹脂との反応を生じる硬化剤をすべて使用することが可能である。このカテゴリーは、例えばヘキサメチレンテトラミンあるいはフェノールレゾール樹脂などのすべてのホルムアルデヒド供与体を包含する。
エポキシ樹脂により、そして存在する場合にはエポキシ官能基化されたブロックコポリマーにより架橋するために、例えば二官能性あるいは多官能性ヒドロキシ化合物、二官能性あるいは多官能性イソシアネート、塩化亜鉛、または酸化亜鉛または水酸化亜鉛などのルイス酸あるいはジシアンジアミドが使用される。
架橋を加速し、そして網目密度を増大させるためには、三官能性あるいは多官能性エポキシドまたは水酸化物を添加することが更に可能である。
接着剤の随意的な架橋反応のためには、更なる架橋開始添加物および/または促進添加物が添加され得る。このことに関しては、下記を更に参照のこと。
接着剤の被覆
この熱活性化型接着剤は、直接に、間接転写法により、共押し出しにより、溶液から、分散液から、あるいはメルトから塗布可能である。
適用方法にしたがって、このブロックポリマーは反応性樹脂とブレンドされる。溶液から被覆するためには、溶液中の反応性樹脂をこのブロックコポリマーに添加し、そして攪拌によりこれを組み込むことが好ましい。この目的には、熟練者には既知の攪拌技術を使用することが可能である。均質な混合物を作製するためには、静的あるいは動的混合ユニットを使用することも可能である。
メルトから被覆するためには、溶剤は、好ましくは濃縮型押し出し機中減圧下で除去され、この目的で好ましくは、異なるあるいは同一の真空段階で溶剤を留去し、そして好ましくはフィード予熱機を有する、例えば単軸あるいは二軸押し出し機を使用することが可能である。一つの好ましい変法においては、この残存溶剤分率は1重量%未満、極めて好ましくは0.5重量%未満である。同様に、この反応性樹脂とのブレンドは優先的にはメルト中で行われる。この目的には、混練装置または再度であるが二軸押し出し機を使用することが可能である。混合ユニット中での活性化温度は、例えばエポキシ樹脂の反応のための活性化温度の充分下になければならないが、ブレンドは好ましくは加熱条件下で行われる。
架橋
UV光により随意的に架橋するためには、UV吸収性光開始剤がこの熱活性化型接着剤に添加される。極めて効果的に使用可能な有用な光開始剤は、例えば、ベンゾインメチルエーテルおよびベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン(CibaGeigyからIrgacure6510(登録商標)として入手可能)、2,2−ジメトキシ−2−フェニル−1−フェニルエタノンおよびジメトキシヒドロキシアセトフェノンなどの置換アセトフェノン、2−メトキシ−2−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトール(α−ketols)、2−ナフチルスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリドおよび1−フェニル−1,2−プロパンジオン2−(O−エトキシカルボニル)オキシムなどの光活性オキシムである。
上述の光開始剤および使用可能な他の光開始剤は、Norrish I(α−開裂型光開始剤、光開裂)またはNorrish II(光化学的に刺激された基による分子内水素引き抜き)タイプのものを含めて、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド、メチルチオフェニルモルホリニルケトン、アミノケトン、アゾベンゾイン、チオザンソン(thioxanthone)、ヘキサアリールビスイミダゾール、トリアジンまたはフルオレノン基の群を含有することができ、これらの基の各々を1つ以上のハロゲン原子および/または1つ以上のアルキルオキシ基および/または1つ以上のアミノ基またはヒドロキシル基により更に置換することが可能である。代表的な総説は、Fouassierにより「Photoinitiation,Photopolymerization and Photocuring:Fundamentals and Applications」,Hanser−Verlag,Munich 1995で与えられている。更なる詳細には、Carroyら「Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings,Inks and Paints」,Oldring(Ed.),1994,SITA,Londonを参考にすることが可能である。
原理的には、電子ビームを用いて熱活性化型接着剤を架橋することも可能である。使用され得る通常の照射装置は、電子ビーム加速器の場合には線形カソード系、スキャナー系およびセグメント分割カソード系である。現状技術の詳細な説明および最も重要なプロセスパラメーターは、Skelhorne,「Electron Beam Processing,in Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings,Inks and Paints」,Vol.1,1991,SITA,Londonで閲覧可能である。通常の加速電圧は50kVと500kVの間の、好ましくは80kVと300kVの間の範囲にある。使用される散乱線量は、5と150kGyの間、特に20と100kGyの間の範囲である。
接着剤の使用
本発明は、ポリイミドベースのFPCBまたはポリエチレンナフチレート(PEN)ベースのFPCBおよびポリエチレンテレフタレート(PET)ベースのFPCBを接着するための接着剤シートとしての熱活性化型接着剤の使用を更に提供する。これらの場合にはこの接着剤シートにより高接着強度が得られる。
適切な転化に続いて、本発明の接着剤シートの打ち抜き品(diecuts)またはロールを接着対象の基板(ポリイミド)に室温または若干高い温度で接着することが可能である。
もう一つの変形においては、この接着剤はポリイミド裏打ち材上に被覆される。次に、
このような接着テープはFPCB用に銅導体導電路をマスクするために使用可能である。
この混和された反応性樹脂は若干高い温度でいかなる化学反応にも入るべきでない。したがって、接着が一段工程として行われる必要はなく;代わりに、この接着剤シートはこの系を高温の条件(hot condition)下で積層することにより2つの基板の一方に最初に付着可能である。特に微粘着性あるいは非粘着性の代替的な態様に対しては、これは、好ましくは温度活性化により行われる。第2の基板(第2のFPCBの第2のポリイミドフィルム)への実際の熱接着操作の過程で、この樹脂が完全にあるいは部分的にキュアし、そして接着部が在来のPSA系の強度を充分にこえて高接着強度に達する。特に、微粘着性あるいは非粘着性の変形の場合には、キュア工程は、好ましくは官能基化されたブロックコポリマーを組み込んで進行する。したがって、この接着剤シートは、80℃より上の、好ましくは100℃より上の、更に好ましくは120℃より上の温度でのホットプレス工程に特に好適である。
大部分純粋なエポキシ樹脂からなる他の接着剤シートと対照的に、本発明の熱活性化型接着剤シートは、高アクリレートブロックコポリマー分率により高弾性成分を有する。この強靭な弾性挙動によって、FPCBの可撓性の動きの特に有効な補償が可能となり、高応力および剥離の動きでも有効に耐えられる。
本発明が下記に説明されるが、実施例の選択により本発明が不必要に制約されるといういかなる意図もない。
次の試験方法を使用した。
試験方法
A.FPCBによるT型剥離試験
この接着剤シートをポリイミド/銅箔積層物のポリイミドシート上に100℃で積層する。引き続いて、この操作を第2のポリイミドフィルムについて繰り返して、2つのポリイミド/銅フィルム積層物の間の接着部を生成させる。このポリイミドフィルムはお互いに接着されている。Burkleからの加熱できるプレスにより50N/cmの圧力下170℃で30分間圧縮することにより、この組み立て物をキュアする。引き続いて、Zwickからの引っ張り試験機を用いて、この組み立て物を180゜の剥離角度および50mm/分の速度で引き剥がし、そしてN/cmの力を測定する。この測定を50%の湿度下20℃で行う。この測定を3回行い、平均する。
B.はんだ浴耐性
試験方法Aにしたがった実施例により接着されたFPCB組み立て体をはんだ浴中に288℃で10秒間完全に浸漬する。FPCBのポリイミドフィルムを膨らませる空気泡が形成されなければ、この接着ははんだ浴耐性であると考えられる。僅かな泡形成でも起こる場合には、試験は不合格である。
C.ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)
平均分子量Mn(数平均)およびMw(重量平均)と多分散性Dをゲルパーミエーションクロマトグラフィにより求めた。使用した溶離液は0.1容積%のトリフルオロ酢酸を含有するTHFであった。測定を25℃で行った。使用したプレカラムは5μ、10Å、内径8.0mm×50mmのPSS−SDVであった。5μ、10、10および10、各々内径8.0mm×300mmカラムのPSS−SDVを用いて、分離を行った。試料濃度は4g/lであり、流量は1分当り1.0mlであった。測定をPMMA標準に対して行った。
D.ローリングボール粘着性
ASTM D3121−94との類推でローリングボール試験を行った。直径5mmの鋼球を用いてこの試験を行った。鋼球が移動した距離をcmで示した。50cm以上の数字の場合には、対象の接着テープはもはや粘着性でないと考えられる。
試験試料の作製
RAFT調節剤の製造
Synth.Comm.,1988,18(13),1531中の一組の指示にしたがって二硫化炭素と水酸化ナトリウムを用いて、ビス−2,2’−フェニルエチルトリチオカーボネート調節剤を2−フェニルエチルブロミドから出発して製造した。
収率:72%.H−NMR(CDCl)、δ:7.20−7.40ppm(m,10H);3.81ppm(m,1H);3.71ppm(m,1H);1.59ppm(d,3H);1.53ppm(d,3H)。
ポリスチレン(A1)の製造
ラジカル重合に慣用の2l反応器に窒素雰囲気下で1500gのスチレンと9.80gのビス−2,2’−フェニルエチルトリチオカーボネート調節剤を装填した。この最初の装填物を120℃の内部温度まで加熱し、そして0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)により開始した。24時間の反応時間の後、200gのトルエンを添加する。36時間の反応時間の後、更なる200gのトルエンを添加する。重合時粘度が著しく上昇する。48時間後、重合を停止する。4.5リットルのメタノールからこのポリマーを沈殿し、多孔質ガラス上で濾別し、次に真空乾燥キャビネット中で乾燥することにより、ポリマーを精製する。ポリスチレン標準に対するゲルパーミエーションクロマトグラフィ(試験C)によりMn=36100g/モルおよびMw=44800g/モルを得た。
実施例1
ラジカル重合に慣用の反応器に700gのトリチオカーボネートで官能基化されたポリスチレン(Al)、2900gのn−ブチルアクリレート、150gのグリシジルメタクリレートおよび1600gのアセトンを装填した。この最初の装填物を攪拌しながら窒素ガス下で65℃の内部温度まで加熱し、そして0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)を添加した。この反応器を攪拌しながら70℃まで加熱し、重合を24時間行い、次にこのバッチを0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)により再開始した。48時間後室温まで冷却することにより重合が終了した後、真空乾燥キャビネット中10mmの圧力下で50℃で溶剤を除去することにより、このホットメルトを単離した。ポリスチレン標準に対するゲルパーミエーションクロマトグラフィ(試験C)によりMn=102700g/モルおよびMw=232000g/モルを得た。引き続き、このポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)および1.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。引き続いて、熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例2
実施例1からのブロックコポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)および1.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例3
ラジカル重合に慣用の反応器に45.9gのトリチオカーボネートで官能基化されたポリスチレン(A1)、450gの2−エチルヘキシルアクリレート、50gのグリシジルメタクリレートおよび0.12gのVazo67(登録商標)(DuPont)を装填した。アルゴンをこの反応器に20分間通し、そして反応器を2回脱ガスした後、この反応器を攪拌しながら70℃まで加熱し、重合を24時間行い、次にこのバッチを0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)により再開始した。48時間後室温まで冷却することにより重合が終了した後、真空乾燥キャビネット中10mmの圧力下50℃で溶剤を除去することにより、このホットメルトを単離した。ポリスチレン標準に対するゲルパーミエーションクロマトグラフィ(試験C)によりMn=107500g/モルおよびMw=229500g/モルを得た。 引き続き、このポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)および1.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例4
実施例3からのブロックコポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)および1.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例5
ラジカル重合に慣用の反応器に700gのトリチオカーボネートで官能基化されたポリスチレン(Al)、3063gのn−ブチルアクリレートおよび1600gのアセトンを装填した。この最初の装填物を攪拌しながら窒素ガス下で65℃の内部温度まで加熱し、そして0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)を添加した。この反応器を攪拌しながら70℃まで加熱し、重合を24時間行い、次にこのバッチを0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)により再開始した。48時間後室温まで冷却することにより重合が終了した後、真空乾燥キャビネット中10mmの圧力下で50℃で溶剤を除去することにより、このホットメルトを単離した。ポリスチレン標準に対するゲルパーミエーションクロマトグラフィ(試験C)によりMn=111300g/モルおよびMw=197000g/モルを得た。引き続き、このポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)、10重量%のDT110(DRTからのテルペン−フェノリック樹脂、軟化範囲110℃)および0.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。粘着性の熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例6
実施例5からのブロックコポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)、20重量%のDT110(DRTからのテルペン−フェノリック樹脂、軟化範囲110℃)および0.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。粘着性の熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例7
ラジカル重合に慣用の反応器に45.9gのトリチオカーボネートで官能基化されたポリスチレン(Al)、460gの2−エチルヘキシルアクリレートおよび0.12gのVazo67(登録商標)(DuPont)を装填した。アルゴンをこの反応器に20分間通し、そして反応器を2回脱ガスした後、この反応器を攪拌しながら70℃まで加熱し、重合を24時間行い、次にこのバッチを0.1gのVazo67(登録商標)(DuPont)により再開始した。48時間後室温まで冷却することにより重合が終了した後、真空乾燥キャビネット中10mmの圧力下50℃で溶剤を除去することにより、このホットメルトを単離した。ポリスチレン標準に対するゲルパーミエーションクロマトグラフィ(試験C)によりM=94500g/モルおよびM=189100g/モルを得た。引き続き、このポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR191(ビスフェノールA樹脂、60℃軟化範囲、Bakelite)、10重量%のDT110(DRTからのテルペン−フェノリック樹脂、軟化範囲110℃)および0.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。粘着性の熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
実施例8
実施例7からのブロックコポリマーをブタノンに溶解し(45%溶液を製造するように)、次に10重量%のEPR194(ビスフェノールA樹脂、90℃軟化範囲、Bakelite)、20重量%のDT110(DRTからのテルペン−フェノリック樹脂、軟化範囲110℃)および0.5%のジシアンジアミドとブレンドし、そしてこの溶液を均質化した。熱活性化型接着テープを製造するために、この溶液をシリコン処理したグラシン紙上に被覆し、次に90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗布量は50g/mであった。
結果
非粘着性あるいは微粘着性の代替的な態様
上述の実施例1〜4の接着剤評価のために、まず、FPCB積層物によるT型剥離試験(試験A)を行った。対応する測定を表1に掲げる。
Figure 2008525554
表1から、実施例1〜4により極めて高い接着強度が30分のキュア後に得られたということが明白である。
更なる規準はこの材料のはんだ浴耐性(試験B)である。表2から、本発明の実施例はすべてはんだ浴耐性を有するということが明白である。
Figure 2008525554
実施例の粘着性を調べるために、ローリングボール試験(試験D)も行った。この測定の結果を表3に掲げる。
Figure 2008525554
表3から、実施例1〜4はすべて粘着性を持たないということが明白である。要約すれば、本発明の熱活性化型接着剤ははんだ浴耐性であり、そしてFPCB積層物を接着および製造するためにポリイミド上で高い接着強度を有する。
粘着性の代替的な態様
上述の実施例5〜8の接着剤評価のために、まず、FPCB積層物によるT型剥離試験(試験A)を再度行った。対応する測定を表4に掲げる。
Figure 2008525554
表4から、実施例5〜8により極めて高い接着強度が30分のキュア後に得られたということが明白である。
ここでも、更なる規準はこの材料のはんだ浴耐性(試験B)である。表5から、本発明の実施例はすべてはんだ浴耐性を有するということが明白である。
Figure 2008525554
実施例の粘着性を調べるために、ローリングボール試験(試験D)も行った。この測定の結果を表6に掲げる。
Figure 2008525554
表6から、実施例5〜8はすべて粘着性を有し、そしてDT110粘着付与剤樹脂の分率を増加させると、粘着性は増大するということが明白である。要約すれば、実施例5〜8にしたがった本発明の熱活性化型接着剤は予備固定のための粘着性を有し、はんだ浴耐性であり、そしてFPCB積層物を接着および製造するためにポリイミド上で高い接着強度を有する。

Claims (15)

  1. a)40〜98重量%の分率の少なくとも1つのアクリレート含有ブロックコポリマー、
    b)2〜60重量%の分率の1つ以上の粘着付与性エポキシおよび/またはノボラックおよび/またはフェノリック樹脂
    を含んでなる熱活性化型接着剤。
  2. c)硬化剤を含めて接着剤基準で10重量%までの分率の、エポキシ、ノボラックおよび/またはフェノリック樹脂を架橋するための少なくとも1つの硬化剤を更に含んでなる請求項1に記載の熱活性化型接着剤。
  3. アクリレート含有ブロックコポリマーが、相互に化学的に結合され、そして適用条件下で少なくとも2つのミクロ相分離領域に凝離を起こす少なくとも2つのポリマーブロックP(A)およびP(B)を含んでなり、ミクロ相分離領域が各々−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有する
    ことを特徴とする請求項1および2のいずれかに記載の熱活性化型接着剤。
  4. アクリレート含有ブロックコポリマーが化学量論的式[P(A)P(B)(I)により記述され、特に、i=j=k=1の式(I)のジブロックコポリマーおよび/またはi+j=3(i、j>0)およびk=1の式(I)のトリブロックコポリマーが使用されることを特徴とする請求項1〜3の一つに記載の熱活性化型接着剤。
  5. ブロックコポリマーが一般的なタイプP(A)−P(B/D)のポリマーブロック配列を有し、ここで
    ・P(A)は少なくとも1つのタイプAのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表し、
    P(A)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、
    ・P(B/D)は少なくとも1つのタイプBのモノマーと少なくとも1つのタイプDのモノマーを共重合することにより得られるコポリマーブロックを表し、
    P(B/D)は−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、そして
    タイプDのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有し、
    ・ポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そこで
    ポリマーブロックP(A)およびP(B/D)は適用条件下で完全に(均質に)混和性でない
    ことを特徴とする請求項1〜4の一つに記載の熱活性化型接着剤。
  6. 使用されるブロックコポリマーが、中心ポリマーブロックP(A/C)と、両側でこれと結合する2つのポリマーブロックP(B/D)からなる、一般的なタイプP(B/D)−P(A/C)−P(B/D)のものであって、
    ・P(B/D)およびP(A/C)は、各々、少なくとも1つのタイプAのモノマーとの少なくとも1つのタイプCモノマーを共重合することにより得られるコポリマーブロックP(A/C)およびタイプCの少なくとも1つのモノマーとタイプDの少なくとも1つのモノマーとを共重合することにより得られるコポリマーブロックP(B/D)を表し、
    P(B/D)およびP(A/C)は各々−125℃と+20℃の間の、好ましくは−10
    0℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、
    モノマーCおよびDはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有し、
    ・ポリマーブロックP(A/C)およびポリマーブロックP(B/D)は適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そこでポリマーブロックP(B/D)およびP(A/C)は適用条件下で完全に(均質に)混和性でない
    ことを特徴とする請求項1〜5の一つに記載の熱活性化型接着剤。
  7. 使用されるブロックコポリマーが線状および/または星型のマルチブロックコポリマーであることを特徴とする請求項1〜6の一つに記載の熱活性化型接着剤。
  8. 使用されるマルチブロックコポリマーが
    (II)[P(E)]−[P(E)]−[P(E)]−...−[P(E)](m>3である)
    (III){[P(E1,δ−)]−[P(E2,δ−)]−[P(E3,δ−)]−...−[P(En,δ−)]}X(x>2、n>1であり、
    連続番号δ=1、2、..xである)
    の構造である1つ以上の化合物であり、ここで
    ・P(E)はタイプEの少なくとも1つのモノマーを重合することにより得られるポリマーブロックを表し、
    ・(II)はm個の同一であるか異なるポリマーブロックからなる線状マルチブロックコポリマーであり、
    ・(III)はx個のポリマーアームが化学的に相互に結合し、各ポリマーアームが少なくとも1つのポリマーブロックP(E)からなる、多官能性架橋領域Xを持つ星型マルチブロックコポリマーであり、
    ・個別のポリマーブロックP(E)は各々−125℃と+20℃の間の、好ましくは−100℃と+20℃の間の、更に好ましくは−80℃と+20℃の間の軟化温度を有し、そしてタイプCのモノマーはフリーラジカル共重合反応において実質的に不活性な挙動をする少なくとも1つの官能基を有し、
    ・ポリマーは適用条件下でミクロ相分離形のものであり、そこで個別のポリマーブロックは適用条件下で完全に(均質に)混和性でない
    ことを特徴とする請求項7に記載の熱活性化型接着剤。
  9. ポリマーブロックP(E)の一つ、一部または全部が各々少なくとも1つのタイプEのモノマーと、少なくとも1つの第2のタイプFのモノマーを共重合することにより得られるポリマーブロックP(E/F)により置換されることを特徴とする請求項8に記載の接着剤。
  10. 好ましくは粘着性を有するコンタクト接着剤である請求項1〜9の一つに記載の接着剤。
  11. 回路基板、特にプリント回路基板および/またはフレキシブル回路基板、最も特にはフレキシブルプリント回路基板(FPCB)を接着および/または作製するための請求項1〜10の一つに記載の接着剤の使用。
  12. ポリイミド、ポリエチレンナフタレートまたはポリエチレンテレフタレートをベースとするFPCBを接着および/または作製するための請求項11に記載の使用。
  13. 打ち抜き品あるいはロール品を製造するための請求項1〜9の一つに記載の熱活性化型接着剤シートの使用。
  14. FPCB用の銅導体導電路をマスクするためのポリイミド裏打ち材上での請求項1〜9の一つに記載の熱活性化型接着剤シートの使用。
  15. 80℃より上の、好ましくは100℃より上の、更に好ましくは120℃より上の温度でのホットプレス工程における請求項1〜9の一つに記載の熱活性化型接着剤シートの使用。
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