JP2016089021A - 導電性粘着剤組成物及び導電性粘着シート - Google Patents

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Abstract

【課題】粘着力及び再剥離性が良好であると共に、剥離時の静電気発生を抑制し得る優れた帯電防止性及び導電性を有する粘着剤層の形成材料である導電性粘着剤組成物、及び当該導電性粘着剤組成物を用いた導電性粘着シートを提供する。
【解決手段】アクリル系樹脂(A1)を含む粘着性樹脂(A)、質量平均分子量(Mw)が5000以下であり、エネルギー線重合性基を有する重合性化合物(B)、及び炭素系フィラー(C)を含有し、炭素系フィラー(C)の含有量が、成分(A)及び(B)の合計100質量部に対して、0.1〜7.0質量部である、導電性粘着剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性粘着剤組成物、及び当該導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する導電性粘着シートに関する。
従来から、電気部品、電子部品、半導体部品等を生産する際に、部品の仮固定や、回路等の保護を目的として、粘着シートが使用されている場合がある。
このような用途に使用される粘着シートには、貼付後の処理工程においては強い粘着力(剥離抵抗性)が求められる一方、所定の処理工程が終了後には剥離されるが、剥離時には被着体を汚染せずに小さい力で剥離可能な再剥離性が要求される。また、これらの粘着シートの剥離時には、部品や回路等の被着体と粘着シートとの間に、剥離帯電と呼ばれる静電気が発生し易い。この静電気の発生が原因で、被着体である部品や回路等を破壊させてしまう場合がある。
粘着シートの剥離時の静電気の発生を抑制するために、粘着シートが有する粘着剤層中に金属粉や炭素系フィラー等の導電性物質を分散させ、粘着剤層の導電性を向上させる手段が知られている。
このような粘着剤層を有する粘着シートとして、例えば、特許文献1には、粘着剤と共に、カーボンナノ材料及び導電性ポリマーを含む粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着シートが開示されている。
また、特許文献2には、粘着剤中に、カーボンナノ材料がポリエーテル系分散剤により分散されてなる粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着シートが開示されている。
なお、特許文献1及び2には、上記粘着剤組成物中に、更にエネルギー線重合性基を有するモノマー及び/又はオリゴマー、並びに光重合開始剤等が配合することで、紫外線等のエネルギー線の照射により、粘着力を低下させ、被着体から容易に剥離し得る粘着シートとすることができる旨の記載もある。
特開2010−163586号公報 特開2010−163587号公報
しかしながら、特許文献1及び2に開示の粘着シートは、剥離時の静電気発生の抑制効果の向上という観点からは、更なる改良の余地がある。
粘着シートの導電性向上のために、粘着剤層中の導電性物質の配合量を増やすという手段も考えられるが、粘着剤層中の導電性物質の配合量を増加は、粘着力の低下を招く結果となる。
本発明は、粘着力及び再剥離性が良好であると共に、剥離時の静電気発生を抑制し得る、優れた帯電防止性及び導電性を有する粘着剤層の形成材料である導電性粘着剤組成物、及び当該導電性粘着剤組成物を用いた導電性粘着シートを提供することを目的とする。
本発明者らは、アクリル系樹脂を含む粘着性樹脂に対し、質量平均分子量が特定値以下の重合性化合物と、所定量の炭素系フィラーを含有する導電性粘着剤組成物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記〔1〕〜〔14〕を提供するものである。
〔1〕アクリル系樹脂(A1)を含む粘着性樹脂(A)、質量平均分子量(Mw)が5000以下であり、エネルギー線重合性基を有する重合性化合物(B)、及び炭素系フィラー(C)を含有し、
炭素系フィラー(C)の含有量が、成分(A)及び(B)の合計100質量部に対して、0.1〜7.0質量部である、導電性粘着剤組成物。
〔2〕質量平均分子量(Mw)が5000超の非粘着性化合物(β)の含有量が、前記導電性粘着剤組成物の全量に対して、5質量%以下である、上記〔1〕に記載の導電性粘着剤組成物。
〔3〕非粘着性化合物(β)が、質量平均分子量(Mw)が5000超のエネルギー線重合性基を有する重合性化合物(β1)、質量平均分子量(Mw)が5000超の導電性高分子(β2)、及び質量平均分子量(Mw)が5000超のポリエーテル系分散剤(β3)から選ばれる1種以上である、上記〔2〕に記載の導電性粘着剤組成物。
〔4〕重合性化合物(B)が、多官能性ウレタンアクリレート系オリゴマーを含む、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔5〕重合性化合物(B)が有するエネルギー線重合性基の一分子中の基数が4〜10である、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔6〕重合性化合物(B)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、10〜150質量部である、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔7〕粘着性樹脂(A)の酸価が20mgKOH/g以下である、上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔8〕アクリル系樹脂(A1)が有する構成単位の全量に対する、(メタ)アクリル酸に由来する構成単位の含有量が、5質量%以下である、上記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔9〕炭素系フィラー(C)の平均アスペクト比が5以上である、上記〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔10〕炭素系フィラー(C)が、カーボンナノ材料を含む、上記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
〔11〕上記〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する、導電性粘着シート。
〔12〕前記粘着剤層のエネルギー線照射後の表面抵抗率(ρS2)と、前記粘着剤層のエネルギー線照射前の表面抵抗率(ρS1)との比〔ρS2/ρS1〕が9.0×10−2以下である、上記〔11〕に記載の導電性粘着シート。
〔13〕絶縁性材料の搬送に用いられる、上記〔11〕又は〔12〕に記載の導電性粘着シート。
〔14〕導電性材料の搬送に用いられる、上記〔11〕又は〔12〕に記載の導電性粘着シート。
本発明の導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する導電性粘着シートは、粘着力及び再剥離性が良好であると共に、剥離時の静電気発生を抑制し得る、優れた帯電防止性及び導電性を有する。
本発明の一態様の導電性粘着シートの構成の一例を示す、当該導電性粘着シートの断面図である。
本明細書において、「質量平均分子量(Mw)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法に基づいて測定した値である。
また、例えば「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の双方を示す語として用いており、他の類似用語についても同様である。
なお、本明細書の以下の記載の中の「導電性粘着シートの表面抵抗率」とは、特に断りが無い限り、導電性粘着シートが有する粘着剤層の貼付表面を表出させ、当該貼付表面側から測定した表面抵抗率を意味し、具体的な測定方法は、実施例に記載のとおりである。
〔導電性粘着剤組成物〕
本発明の導電性粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A1)を含む粘着性樹脂(A)、質量平均分子量(Mw)が5000以下であり、エネルギー線重合性基を有する重合性化合物(B)(以下、単に「重合性化合物(B)」ともいう)、及び炭素系フィラー(C)を含有する。
本発明の導電性粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A1)を含む粘着性樹脂(A)及び炭素系フィラー(C)と共に、上述の重合性化合物(B)を含有することで、当該導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層は、エネルギー線の照射により、硬化し、粘着力が低下すると共に、表面抵抗率も低下させることができ、剥離時の静電気発生を抑制し得る。
これは、形成された粘着剤層は、成分(A1)のポリマーネットワーク中に、成分(B)同士が重合してなる重合体が存在し、いわゆるセミIPN構造を形成することで、上記効果が発現されるものと考えられる。
なお、本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、被着体の汚染原因ともなり得る、高分子量の非粘着性化合物(例えば、高分子量の重合性化合物、高分子導電体、ポリエーテル系分散剤等)を含有する必要は無い。
また、本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、炭素系フィラー(C)の含有量を少なくしても、形成される粘着剤層の表面抵抗率を低下させることができるため、多量の炭素系フィラー(C)の含有する必要がないため、良好な粘着性を有する。
なお、本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、さらに光重合開始剤(D)を含有することが好ましく、また、架橋剤(E)を含有してもよく、さらに、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて、粘着付与剤等の汎用添加剤を含有してもよい。
以下、本発明の導電性粘着剤組成物に含まれる各成分について説明する。
<粘着性樹脂(A)>
本発明において、「粘着性樹脂」とは、当該樹脂単独で粘着性を有し、質量平均分子量(Mw)が1万以上の樹脂を意味する。
粘着性樹脂(A)の質量平均分子量(Mw)としては、好ましくは1万〜200万、より好ましくは2万〜150万、更に好ましくは3万〜100万である。
本発明の導電性粘着剤組成物は、粘着性樹脂(A)として、アクリル系樹脂(A1)を含むが、アクリル系樹脂(A1)以外の他の粘着性樹脂を含んでもよい。
他の粘着性樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、及びこれらの変性樹脂等が挙げられる。
これらの他の粘着性樹脂は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様において、粘着性樹脂(A)の酸価は、好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは15mgKOH/g以下、更に好ましくは10mgKOH/g以下、より更に好ましくは5mgKOH/g以下である。
粘着性樹脂(A)の酸価が20mgKOH/g以下であれば、得られる導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層によって、樹脂成分が分解するよって発生するアウトガスを抑制できる。また、被着体が腐食してしまう現象を抑制することができる。
なお、本発明において、粘着性樹脂の酸価は、JIS K0070に準拠して測定された値を意味する。
本発明の一態様において、粘着性樹脂(A)の全量(100質量%)に対する、アクリル系樹脂(A1)の含有量は、好ましくは40〜100質量%、より好ましくは55〜100質量%、更に好ましくは70〜100質量%、より更に好ましくは85〜100質量%である。
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物中の粘着性樹脂(A)の含有量は、当該導電性粘着剤組成物中の有効成分(固形分)の全量(100質量%)に対して、好ましくは30〜95質量%、より好ましくは35〜90質量%、更に好ましくは40〜85質量%、より更に好ましくは45〜80質量%である。
<アクリル系樹脂(A1)>
本発明で用いるアクリル系樹脂(A1)としては、例えば、直鎖、分岐鎖のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む重合体、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む重合体等が挙げられる。
また、これらの重合体が共重合体である場合、共重合の形態としては、特に限定されず、当該アクリル系共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
アクリル系樹脂(A1)の質量平均分子量(Mw)としては、好ましくは10万〜150万、より好ましくは20万〜130万、更に好ましくは30万〜110万、より更に好ましくは35万〜90万である。
また、本発明で用いるアクリル系樹脂(A1)は、極性を調整することによる粘着性向上の観点、並びに、添加剤として架橋剤を配合した場合に、当該架橋剤と反応させ、凝集力を向上させる観点から、官能基含有モノマーに由来する構成単位を含む重合体であることが好ましい。
当該官能基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基、シアノ基、ケト基、アルコキシシリル基等が挙げられるが、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はエポキシ基が好ましく、ヒドロキシ基がより好ましい。
アクリル系樹脂(A1)が有する構成単位の全量(100質量%)に対する、官能基を有するモノマーに由来の構成単位の含有量が、好ましくは0.1〜50.0質量%、より好ましくは0.5〜35.0質量%、更に好ましくは0.7〜25.0質量%、より更に好ましくは1.0〜15.0質量%である。
本発明の一態様で用いるアクリル系樹脂(A1)の酸価は、得られる導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層による被着体が腐食する現象を抑制する観点から、好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは15mgKOH/g以下、更に好ましくは10mgKOH/g以下、より更に好ましくは5mgKOH/g以下である。
また、アクリル系樹脂(A1)の酸価を上記範囲に調整する観点から、アクリル系樹脂(A1)が有する構成単位の全量(100質量%)に対する、カルボキシル基含有モノマーに由来の構成単位の含有量が、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、より更に好ましくは0.1質量%以下である。
本発明の一態様で用いる具体的なアクリル系樹脂(A1)としては、炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1’)(以下、「モノマー(a1’)」ともいう)に由来する構成単位(a1)、及び官能基含有モノマー(a2’)(以下、「モノマー(a2’)」ともいう)に由来する構成単位(a2)を含むアクリル系共重合体(A1−1)が好ましい。
なお、当該アクリル系共重合体(A1−1)は、モノマー(a1’)、(a2’)以外のその他のモノマー(a3’)に由来する構成単位(a3)を含んでいてもよい。
上述のモノマー(a1’)〜(a3’)は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
モノマー(a1’)が有するアルキル基の炭素数としては、粘着特性の向上の観点から、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8、更に好ましくは4〜6である。
モノマー(a1’)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのモノマー(a1’)の中でも、ブチル(メタ)アクリレート及び2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
構成単位(a1)の含有量は、アクリル系共重合体(A1−1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは50.0〜99.9質量%、より好ましくは60.0〜99.5質量%、更に好ましくは70.0〜99.0質量%、より更に好ましくは80.0〜98.5質量%である。
モノマー(a2’)としては、例えば、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、アミノ基含有物モノマー、シアノ基含有モノマー、ケト基含有モノマー、アルコキシシリル基含有モノマー等が挙げられる。
モノマー(a2’)が有する官能基は、重合性化合物(B)が有するエネルギー線重合性基と反応し得るものであることが好ましい。そのため、モノマー(a2’)は、重合性化合物(B)の種類に応じて、適宜選択される。
これらのモノマー(a2’)の中でも、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、及びエポキシ基含有モノマーから選ばれる1種以上が好ましく、ヒドロキシ基含有モノマーがより好ましい。
ヒドロキシ基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
エポキシ基含有不飽和モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
構成単位(a2)の含有量は、アクリル系共重合体(A1−1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0.1〜50.0質量%、より好ましくは0.5〜35.0質量%、更に好ましくは0.7〜25.0質量%、より更に好ましくは1.0〜15.0質量%である。
なお、上述のとおり、得られる導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層による被着体が腐食する現象を抑制する観点から、アクリル系共重合体(A1−1)が有する構成単位の全量(100質量%)に対する(メタ)アクリル酸に由来の構成単位の含有量は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、より更に好ましくは0.1質量%以下である。
モノマー(a3’)としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート等の環状構造を有する(メタ)アクリレート;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類;塩化ビニル、ビニリデンクロリド等のハロゲン化オレフィン類;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン系モノマー類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。
構成単位(a3)の含有量は、アクリル系共重合体(A1−1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0〜40質量%、より好ましくは0〜30質量%、更に好ましくは0〜20質量%、より更に好ましくは0〜10質量%である。
<重合性化合物(B)>
本発明で用いる重合性化合物(B)は、質量平均分子量(Mw)が5000以下であり、エネルギー線重合性基を有する重合性化合物である。
本発明において、「エネルギー線」としては、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等が挙げられるが、紫外線が好ましい。
また、「エネルギー線重合性基」としては、上記エネルギー線の照射によって、成分(B)同士が重合して重合体を形成し得る基であって、具体的には、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルエーテル基等の炭素−炭素二重結合を含む重合性基;エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル構造を有する重合性基;等が挙げられる。
本発明で用いる重合性化合物(B)において、当該エネルギー線重合性基は、重合性化合物の主鎖及び側鎖のいずれに有していてもよい。
本発明で用いる重合性化合物(B)の質量平均分子量(Mw)は、5000以下であり、好ましくは4500以下、より好ましくは4000以下、更に好ましくは3500以下、より更に好ましくは3000以下である。
重合性化合物(B)のMwが5000超であると、得られる導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層のエネルギー線の照射後の表面抵抗率を十分に低下させることができず、当該粘着剤層を有する導電性粘着シートの剥離時の静電気発生の抑制効果に乏しい。また、エネルギー線の照射後においても十分に粘着力が低下せず、再剥離性が劣る傾向もある。
他に、被着体を汚染してしまう恐れや、エネルギー線照射前の粘着特性の低下を引き起こす傾向にもある。
なお、本発明の一態様で用いる重合性化合物(B)の質量平均分子量(Mw)は、被着体への汚染を防止する観点から、好ましくは200以上、より好ましくは500以上、更に好ましくは1000以上である。
本発明の一態様で用いる重合性化合物(B)が有するエネルギー線重合性基の一分子中の基数としては、好ましくは4〜10、より好ましくは5〜9、更に好ましくは5〜8、より更に好ましくは5〜7である。
エネルギー線重合性基の基数が上記範囲であれば、得られる導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層のエネルギー線の照射後の表面抵抗率を効果的に低下させることができる。その結果、当該粘着剤層を有する導電性粘着シートは、剥離時の静電気発生を効果的に抑制されたものとなり得る。
本発明の一態様で用いる重合性化合物(B)としては、例えば、多官能性アクリレート系モノマー又はオリゴマー、多官能性ウレタンアクリレート系オリゴマー、多官能性ポリエステルアクリレート系オリゴマー等が挙げられる。
なお、本発明の一態様において、これらの重合性化合物(B)は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エネルギー線の照射後の表面抵抗率を効果的に低下させ得る粘着剤層の形成材料となる導電性粘着剤組成物とする観点から、重合性化合物(B)としては、ウレタンアクリレート系オリゴマーを含むことが好ましい。
本発明の一態様において、重合性化合物(B)の全量(100質量%)に対する、ウレタンアクリレート系オリゴマーの含有量は、好ましくは60〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、更に好ましくは80〜100質量%、より更に好ましくは90〜100質量%である。
多官能性アクリレート系モノマー又はオリゴマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリアリル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ウレタンアクリレート系オリゴマーとしては、例えば、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとから得られるポリウレタンプレオリゴマーの水酸基に対して、(メタ)アクリル酸によりエステル化させてなる反応物;ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートの反応によって得られる末端イソシアネートポリウレタンオリゴマーに、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを反応させてなる反応物;等が挙げられる。
上記のポリイソシアネートとしては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート等が挙げられる。
また、上記のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
ポリエステルアクリレート系オリゴマーとしては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮合体である両末端に水酸基を有するポリエステルプレオリゴマーの水酸基に対して、(メタ)アクリル酸によりエステル化させてなる反応物;多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基に対して、(メタ)アクリル酸によりエステル化させてなる反応物;等が挙げられる。
本発明の一態様において、粘着性樹脂(A)の全量(100質量部)に対する、重合性化合物(B)の含有量は、エネルギー線の照射後の表面抵抗率を効果的に低下させ得る粘着剤層の形成材料となる導電性粘着剤組成物とする観点から、好ましくは10〜150質量部、より好ましくは20〜130質量部、更に好ましくは30〜110質量部、より更に好ましくは50〜95質量部である。
また、本発明の一態様において、導電性粘着剤組成物中の有効成分(固形分)の全量(100質量%)に対する、重合性化合物(B)の含有量は、上記と同様の観点から、好ましくは5〜80質量%、より好ましくは10〜70質量%、更に好ましくは20〜65質量%、より更に好ましくは30〜60質量%である。
<炭素系フィラー(C)>
本発明で用いる炭素系フィラー(C)としては、炭素原子を含む導電性のフィラーが挙げられ、具体的には、カーボンナノ材料、カーボンブラック、ミルド炭素繊維、黒鉛等が挙げられる。
これらの中でも、形成される粘着剤層の表面抵抗率を低下させ、且つ当該粘着剤層の粘着力を良好とする観点から、炭素系フィラー(C)としては、カーボンナノ材料を含むことが好ましい。
本発明の一態様において、炭素系フィラー(C)の全量(100質量%)に対する、カーボンナノ材料の含有量は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは65〜100質量%、更に好ましくは80〜100質量%、より更に好ましくは90〜100質量%である。
カーボンナノ材料としては、例えば、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、フラーレン等が挙げられ、カーボンナノチューブが好ましい。
カーボンナノチューブは、炭素6員環構造を主構造とするグラファイト(黒鉛)シートが円筒状に閉じた構造を有する筒状の炭素多面体である。
カーボンナノチューブには、1層の黒鉛シートが円筒状に閉じた構造を有する単層カーボンナノチューブと、2層の黒鉛シートが円筒状に閉じた構造を有する二層カーボンナノチューブと、黒鉛シートが3層以上同心筒状に閉じた多層構造を有する多層カーボンナノチューブとがあり、これらのうちのいずれか2種以上を併用することもできる。
炭素系フィラー(C)の形状としては、特に制限はないが、柱状、筒状、錘状、繊維状、及びこれらを組み合わせた形状が好ましく、柱状、筒状、繊維状、及びこれらを組み合わせた形状がより好ましい。
炭素系フィラー(C)の平均アスペクト比としては、好ましくは5以上、より好ましくは10〜10000、より好ましくは50〜1000、更に好ましくは100〜700、より更に好ましくは130〜400である。
なお、本明細書において、「炭素系フィラー(C)のアスペクト比」とは、対象となる炭素系フィラー(C)の短辺の長さ(L)に対する長辺の長さ(H)の割合、つまり「長辺の長さ(H)/短辺の長さ(L)」より算出される値である。また、「平均アスペクト比」とは、対象となる炭素系フィラー(C)10個の算出した当該「アスペクト比」の平均値である。
また、炭素系フィラー(C)の長辺の長さ(H)とは、対象となる炭素系フィラー(C)の高さ方向(長手方向)の長さを意味する。
一方、炭素系フィラー(C)の短辺の長さ(L)とは、対象となる炭素系フィラーの高さ方向(長手方向)と直交する切断面のうち面積が最大となる断面において、当該断面が円又は楕円であれば、直径又は長径であり、当該断面が多角形であれば、当該多角形の辺のうち最長の辺の長さを意味する。
炭素系フィラー(C)の長辺の長さ(H)の平均としては、好ましくは0.01〜2000μm、より好ましくは0.1〜1000μm、更に好ましくは0.3〜500μm、より更に好ましくは0.5〜100μmである。
炭素系フィラー(C)の短辺の長さ(L)の平均としては、好ましくは1〜1000nm、より好ましくは2〜750nm、より好ましくは3〜500nm、更に好ましくは5〜100nm、より更に好ましくは7〜50nmである。
本発明において、成分(A)及び(B)の合計100質量部に対する、炭素系フィラー(C)の含有量は、得られる導電性粘着剤組成物の粘着性を良好としつつ、当該導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する導電性粘着シートの表面抵抗率を低下させる観点から、0.1〜7.0質量部であり、好ましくは0.2〜5.0質量部、より好ましくは0.3〜3.5質量部、更に好ましくは0.5〜2.5質量部である。
本発明において、炭素系フィラー(C)の上記含有量が7.0質量部以下であっても、当該導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層のエネルギー線の照射後の表面抵抗率を効果的に低下させることができる。そのため、炭素系フィラー(C)の含有量を減らすことができるため、粘着性に優れた導電性粘着剤組成物とすることができる。
なお、本発明の一態様において、導電性粘着剤組成物中の有効成分(固形分)の全量(100質量%)に対する、炭素系フィラー(C)の含有量は、上記と同様の観点から、好ましくは0.01〜10.0質量%、より好ましくは0.1〜7.0質量%、更に好ましくは0.2〜5.0質量%、より更に好ましくは0.3〜3.5質量%である。
<光重合開始剤(D)>
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、さらに光重合開始剤(D)を含有することが好ましい。
光重合開始剤(D)としては、例えば、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物;ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物;2−ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物;1−フェノン−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム等の光活性オキシム系化合物;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
これらの光重合開始剤(D)は、単独又は2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様において、光重合開始剤(D)の含有量は、重合性化合物(B)100質量部に対して、好ましくは0.1〜15質量部、より好ましくは0.2〜10質量部、更に好ましくは0.5〜7質量部である。
<架橋剤(E)>
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、さらに架橋剤(E)を含有してもよい。
架橋剤(E)としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤、アミン系架橋剤、アミノ樹脂系架橋剤等が挙げられ、これらの変性体であってもよい。
これらの架橋剤(E)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、得られる導電性粘着剤組成物の粘着物性をより向上させる観点から、イソシアネート系架橋剤が好ましい。
イソシアネート系架橋剤としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート、3−メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4’−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等の多価イソシアネート化合物が挙げられる。
また、上記の多価イソシアネート化合物は、上記化合物のトリメチロールプロパン変性体、水と反応させたビュウレット型変性体、イソシアヌレート環を含むイソシアヌレート型変性体であってもよい。
本発明の一態様において、架橋剤(E)の含有量は、重合性化合物(B)100質量部に対して、好ましくは0.01〜15質量部、より好ましくは0.05〜10質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。
<粘着付与剤>
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、さらに粘着付与剤を含有してもよい。
なお、本発明において、「粘着付与剤」とは、質量平均分子量(Mw)が1万未満であり、粘着性樹脂(A)の粘着性を引き出す作用のあるオリゴマーを意味する。
粘着付与剤の質量平均分子量(Mw)は、形成される粘着剤層の粘着力を向上させる観点から、好ましくは400〜4000、より好ましくは800〜1500である。
粘着付与剤の軟化点としては、好ましくは110℃以上、より好ましくは110〜180℃、更に好ましくは115〜175℃、より更に好ましくは120〜170℃である。
なお、本発明において、粘着付与剤の「軟化点」は、JIS K 2531に準拠して測定した値を意味する。
粘着付与剤としては、例えば、ロジン樹脂、ロジンフェノール樹脂、及びそのエステル化合物等のロジン系樹脂;これらロジン系樹脂を水素化した水素化ロジン系樹脂;テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール系樹脂等のテルペン系樹脂;これらテルペン系樹脂を水素化した水素化テルペン樹脂;石油ナフサの熱分解で生成するペンテン、イソプレン、ピペリン、1.3−ペンタジエン等のC5留分を共重合して得られるC5系石油樹脂及びこのC5系石油樹脂の水素化石油樹脂;石油ナフサの熱分解で生成するインデン、ビニルトルエン、α−又はβ−メチルスチレン等のC9留分を共重合して得られるC9系石油樹脂及びこのC9系石油樹脂を水素化石油樹脂;等が挙げられる。
なお、本発明において、粘着付与剤は、単独で又は軟化点や構造が異なる2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物において粘着付与剤を含有する場合、当該粘着付与剤の含有量は、粘着性樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1〜200質量部、より好ましくは5〜160質量部、更に好ましくは10〜120質量部である。
<汎用添加剤>
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、一般的な粘着剤に使用される汎用添加剤を含有してもよい。
このような汎用添加剤としては、例えば、硬化促進剤、架橋助剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等が挙げられる。
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物において、これらの汎用添加剤を含有する場合、当該汎用添加剤のそれぞれの含有量は、粘着性樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.01〜5質量部である。
本発明の一態様の導電性粘着剤組成物中の成分(A)、(B)、及び(C)の合計含有量は、当該導電性粘着剤組成物の全量(100質量部)に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上であり、また、好ましくは99.99質量%以下、より好ましくは99.90質量%以下である。
<非粘着性化合物(β)>
本発明者らの検討によれば、導電性粘着剤組成物中に含まれる質量平均分子量(Mw)が5000超の非粘着性化合物(β)(以下、単に「非粘着性化合物(β)」ともいう)の存在が、重合性化合物(B)を含有することによる効果(形成される粘着剤層のエネルギー線照射後の表面抵抗率の低下効果及び粘着力の低下効果)を妨げる要因となるという事実が分かった。また、非粘着性化合物(β)の存在は、被着体の腐食や、アウトガスの発生の原因ともなる。
上記観点から、本発明の一態様の導電性粘着剤組成物において、質量平均分子量(Mw)が5000超の非粘着性化合物(β)の含有量は、当該導電性粘着剤組成物の全量に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、より更に好ましくは0.1質量%以下である。
本発明において、「非粘着性化合物」とは、当該化合物自体が非粘着性であり、且つ、上述の粘着付与剤のように他の成分に対して粘着性を引き出す作用等が無い化合物を指す。そのため、上述の「粘着性樹脂(A)」や「粘着付与剤」は、非粘着性化合物には該当しない。
上記の「非粘着性化合物(β)」とは、このような非粘着性化合物のうち、質量平均分子量(Mw)が5000超の化合物を指す。
具体的な非粘着性化合物(β)としては、質量平均分子量(Mw)が5000超のエネルギー線重合性基を有する重合性化合物(β1)、質量平均分子量(Mw)が5000超の導電性高分子(β2)、及び質量平均分子量(Mw)が5000超のポリエーテル系分散剤(β3)等が挙げられる。
重合性化合物(β1)が有するエネルギー線重合性基としては、上述の重合性化合物(B)が有する重合性基と同じものが挙げられる。
重合性化合物(β1)としては、例えば、Mwが5000超の多官能性アクリレート系オリゴマー又はポリマー、Mwが5000超の多官能性ウレタンアクリレート系オリゴマー又はポリマー、Mwが5000超の多官能性ポリエステルアクリレート系オリゴマー又はポリマー等が挙げられる。
導電性高分子(β2)としては、例えば、Mwが5000超のポリアニリン、Mwが5000超のポリチオフェン、Mwが5000超のポリピロール、Mwが5000超のポリキノキサリン等が挙げられる。
ポリエーテル系分散剤(β3)としては、例えば、Mwが5000超のカルボキシル基含有ポリエーテル、Mwが5000超のアミノ基含有ポリエーテル、Mwが5000超のノニオン系ポリエーテル等が挙げられる。
上記観点から、重合性化合物(β1)、導電性高分子(β2)、及びポリエーテル系分散剤(β3)の合計含有量が、5質量%以下(好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下)であることが好ましい。
〔導電性粘着シートの構成〕
本発明の導電性粘着シートは、上述の導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する構成であれば特に制限はなく、当該粘着剤層以外の他の層を有していてもよい。
図1は、本発明の一態様の導電性粘着シートの構成の一例を示す、当該導電性粘着シートの断面図である。
本発明の一態様の導電性粘着シートとしては、例えば、図1(a)に示すような、基材12上に、粘着剤層11が積層した構成を有する導電性粘着シート1aが挙げられる。
なお、導電性粘着シート1aの構成に対して、図1(b)に示すように、粘着剤層11上に、更に剥離シート13を積層した構成を有する導電性粘着シート1bとしてもよい。
さらに、本発明の別の一態様の導電性粘着シートとしては、例えば、図1(c)に示すような、基材12の両面上にそれぞれ粘着剤層11、11’が積層し、更に粘着剤層11、11’上に、それぞれ剥離シート13、13’が積層した構成を有する導電性粘着シート1cも挙げられる。
なお、導電性粘着シート1cが有する粘着剤層11及び粘着剤層11’は、同じ種類の導電性粘着剤組成物から形成される層であってもよく、互いに異なる種類の導電性粘着剤組成物から形成される層であってもよい。
また、本発明の一態様の導電性粘着シートとしては、基材無し導電性粘着シートであってもよい。このような基材無し導電性粘着シートとしては、例えば、図1(d)に示すような、粘着剤層11を2枚の剥離シート13、13’により挟持した構成を有する導電性粘着シート1dが挙げられる。
また、本発明の一態様に含まれる基材無し導電性粘着シートとしては、両面が剥離処理された剥離シートの片面に、粘着剤層を設けたものをロール状に巻いた構成を有する導電性粘着シート等も挙げられる。
本発明の一態様の導電性粘着シートの粘着剤層の厚さは、導電性粘着シートの用途に応じて適宜調整されるが、好ましくは1〜1200μm、より好ましくは2〜600μm、更に好ましくは3〜300μm、より更に好ましくは5〜150μmである。
粘着剤層の厚さが1μm以上であれば、被着体の種類に依らずに、良好な粘着力を発現させることができる。一方、粘着剤層の厚さが1200μm以下であれば、得られる導電性粘着シートの導電性が良好となる。また、当該導電性粘着シートを巻回体とした際に、粘着剤層が変形することによる巻きズレや、粘着剤層の端部からのはみ出しを抑制することができる。
<基材>
本発明の一態様の導電性粘着シートに用いる基材としては、導電性粘着シートの使用目的に応じて適宜選択されるが、絶縁性材料を含む絶縁性基材であってもよく、金属等の導電性材料を含む導電性基材であってもよい。
本発明において、絶縁性基材とは、表面抵抗率が1.0×1014Ω/□以上(好ましくは1.0×1016Ω/□以上)の基材を指す。
絶縁性基材としては、例えば、上質紙、アート紙、コート紙、グラシン紙等やこれらの紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙等の各種紙類;不織布等の多孔質材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、アセテート樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等からなるプラスチックフィルム又はシート;これらの樹脂の混合物からなるプラスチックフィルム又はシート;これらのプラスチックフィルム又はシートの積層体からなるプラスチックフィルム又はシート等が挙げられる。
なお、プラスチックフィルム又はシート等の基材は、未延伸でもよいし、縦又は横等の一軸方向あるいは二軸方向に延伸されていてもよい。
また、これらの絶縁性基材は、さらに紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、着色剤等が含有されていてもよい。
導電性基材としては、例えば、金属箔、当該金属箔を上述の絶縁性基材を形成する樹脂等でラミネートしたフィルム又はシート、上述の絶縁性基材の表面に金属蒸着処理を行ったフィルム又はシート、上述の絶縁性基材の表面に帯電防止処理を行ったフィルム又はシート、メッシュ状に金属線を編んだシート等が挙げられる。
なお、導電性基材に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金等が挙げられる。
基材の厚さは、特に制限はないが、取り扱い易さの観点から、好ましくは2〜300μm、より好ましくは10〜250μm、更に好ましくは20〜200μmである。
基材がプラスチックフィルム又はシートである場合、基材と粘着剤層との密着性を向上させる観点から、必要に応じて、基材の表面に対し酸化法や凹凸化法等の表面処理を施すことが好ましい。
酸化法としては、特に限定されず、例えば、コロナ放電処理法、プラズマ処理法、クロム酸酸化(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。また、凹凸化法としては、特には限定されず、例えば、サンドブラスト法、溶剤処理法等が挙げられる。これらの表面処理は、基材の種類に応じて適宜選定されるが、粘着剤層との密着性の向上効果や操作性の観点から、コロナ放電処理法が好ましい。また、プライマー処理を施すこともできる。
当該プライマー処理に用いられる材料としては、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
<剥離シート>
本発明の一態様の導電性粘着シートに用いる剥離シートとしては、両面剥離処理をされた剥離シートや、片面剥離処理された剥離シート等が用いられ、剥離シート用の基材上に剥離剤を塗布したもの等が挙げられる。
剥離シート用の基材としては、例えば、グラシン紙、コート紙、上質紙等の紙基材、これらの紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、又はポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂フィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、イソプレン系樹脂、ブタジエン系樹脂等のゴム系エラストマー、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
剥離シートの厚さは、特に制限ないが、好ましくは10〜200μm、より好ましくは25〜150μmである。
〔導電性粘着シートの製造方法〕
本発明の導電性粘着シートの製造方法としては、特に制限はなく、例えば、上述の各成分を配合し導電性粘着剤組成物を調製し、当該導電性粘着剤組成物を上述の基材又は剥離シート上に公知の塗布及び乾燥して粘着剤層を形成して製造することができる。
なお、導電性粘着剤組成物は、必要に応じて、水又は有機溶媒を添加して希釈し、導電性粘着剤組成物の溶液の形態として、基材又は剥離シート上に塗布してもよい。
導電性粘着剤組成物を調製に際し、炭素系フィラー(C)は、溶媒中に分散させた分散液の形態で、粘着性樹脂(A)等の成分と混合することが好ましい。
炭素系フィラー(C)の分散液の調製に用いる溶媒としては、水又は有機溶媒が挙げられ、有機溶媒が好ましい。
炭素系フィラー(C)の分散液の調製に用いる有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、及びイソプロピルアルコールから選ばれる1種以上が好ましく、酢酸エチル及びイソプロピルアルコールから選ばれる1種以上がより好ましい。
炭素系フィラー(C)の分散液の調製方法としては、例えば、溶媒中に炭素系フィラー(x2)を添加し、超音波(振幅の大きさは、好ましくは1〜50μm、より好ましくは5〜40μm)等により振動を一定時間与えて調製する方法等が挙げられる。
炭素系フィラー(C)の分散液の固形分濃度としては、好ましくは0.01〜60質量%、より好ましくは0.05〜10質量%、更に好ましくは0.1〜3質量%である。
導電性粘着剤組成物の調製に用いる有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、及びイソプロピルアルコールから選ばれる1種以上が好ましく、酢酸エチル及びイソプロピルアルコールから選ばれる1種以上がより好ましい。
なお、これらの有機溶媒は、粘着性樹脂(A)の合成時に使用した有機溶媒や、炭素系フィラー(C)を分散液の形態に調製した際に用いた有機溶媒をそのまま用いてもよいし、得られる導電性粘着剤組成物の溶液を均一に塗布できるように、粘着性樹脂(A)の合成時や炭素系フィラー(C)の分散液に使用している有機溶媒以外の1種以上の有機溶媒を加えてもよい。
導電性粘着剤組成物の溶液の固形分濃度としては、好ましくは1〜90質量%、より好ましくは3〜80質量%、更に好ましくは5〜70質量%、より更に好ましくは7〜60質量%である。
基材や剥離シート上への導電性粘着剤組成物の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。
また、基材や剥離シート上に導電性粘着剤組成物の溶液を塗布し塗布膜を形成した後、乾燥処理をし、塗布膜中に含まれる溶媒を除去することが好ましい。
乾燥処理としては、乾燥温度25〜150℃(好ましくは50〜120℃)で、10秒〜50分(好ましくは30秒〜30分)で乾燥することが好ましい。
さらに、粘着剤層の凝集力を高めるために、当該乾燥処理の後、例えば、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で7日間〜30日程度放置して、導電性粘着剤組成物からなる粘着剤層(塗布膜)を十分に架橋させることが好ましい。
基材又は剥離シート上に粘着剤層を形成後、必要に応じて、当該粘着剤層上に基材又は剥離シートを適宜貼り合わせることで、本発明の一態様の導電性粘着シートを製造することができる。
〔導電性粘着シートの物性〕
本発明の導電性粘着シートは、エネルギー線照射により、粘着力が低下すると共に、表面抵抗率もエネルギー線照射前に比べて低下する。そのため、当該導電性粘着シートは、再剥離性が良好であると共に、剥離時の静電気発生を効果的に抑制し得る。
また、エネルギー線照射後の当該導電性粘着シートの表面抵抗率を測定し、当該表面抵抗率の値が低下したか否かによって、導電性粘着シートの粘着剤層の硬化の進行程度を把握することができる。つまり、従来は、粘着剤層に直接接触したり、赤外吸収スペクトル分析によって、粘着剤層の硬化の程度を把握していた。一方、本発明の導電性粘着シートを用いた場合には、エネルギー線照射前後の表面抵抗率の変化を測定することで、粘着剤層の硬化の程度が把握でるため、生産ライン上で粘着剤層の硬化の有無の確認ができる。
本発明の一態様の導電性粘着シートにおいて、当該導電性粘着シートが有する粘着剤層のエネルギー線照射後の表面抵抗率(ρS2)と、当該粘着剤層のエネルギー線照射前の表面抵抗率(ρS1)との比〔ρS2/ρS1〕としては、好ましくは9.0×10−2以下、より好ましくは5.0×10−2以下、更に好ましくは9.0×10−3以下、より更に好ましくは9.0×10−4以下である。
本発明の一態様の導電性粘着シートが有する粘着剤層のエネルギー線照射前の表面抵抗率(ρS1)としては、好ましくは1.0×1010Ω/□以下、より好ましくは1.0×10Ω/□以下、更に好ましくは5.0×10Ω/□以下、より更に好ましくは9.0×10Ω/□以下である。
また、本発明の一態様の導電性粘着シートが有する粘着剤層のエネルギー線照射後の表面抵抗率(ρS2)としては、好ましくは8.0×10Ω/□以下、より好ましくは1.0×10Ω/□以下、更に好ましくは8.0×10Ω/□以下、より更に好ましくは3.0×10Ω/□以下である。
なお、本発明において、上記の表面抵抗率(ρS1)及び(ρS2)は、JIS K 7194に準拠して測定した値であって、具体的には実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
本発明の一態様の導電性粘着シートのエネルギー線照射前のプローブタックのピークトップの値としては、好ましくは100N以上、より好ましくは200N以上、更に好ましくは250N以上である。
また、本発明の一態様の導電性粘着シートのエネルギー線照射後のプローブタックのピークトップの値としては、好ましくは1〜180N、より好ましくは1〜160N、更に好ましくは1〜90、より更に好ましくは1〜60Nである。
本発明の一態様の導電性粘着シートのエネルギー線照射前のプローブタックの積分値としては、好ましくは3000以上、より好ましくは4000以上、更に好ましくは5000以上である。
また、本発明の一態様の導電性粘着シートのエネルギー線照射後のプローブタックの積分値としては、好ましくは2000以下、より好ましくは1700以下、更に好ましくは1000以下、より更に好ましくは600以下である。
なお、本発明において、上記のプローブタックのピークトップの値及び積分値は、JIS Z0237(1991)に準拠して測定した値であって、具体的には実施例に記載の方法により測定した値を意味する。
実施例及び比較例で用いた各成分の物性値は、以下に記載の方法により測定した。
<質量平均分子量(Mw)>
ゲル浸透クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC−8020」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(測定条件)
・カラム:「TSK guard column HXL−H」「TSK gel GMHXL(×2)」「TSK gel G2000HXL」(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:1.0mL/min
<樹脂の酸価>
JIS K0070に準拠して測定した。
<炭素系フィラーのアスペクト比>
走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、製品名「S−4700」)を用いて、無作為に抽出した炭素系フィラーの粒子10個を観察して、それぞれの長辺の長さ及び短辺の長さを測定し、粒子10個の平均値を、そのフィラーの「長辺の長さ(H)」及び「短辺の長さ(L)」とした。また、アスペクト比(H/L)は、「長辺の長さ(H)/短辺の長さ(L)」より算出した。
実施例1〜8、比較例1〜7
(1)炭素系フィラーの分散体の調製
表1に示す種類及び配合量(アクリル系樹脂100質量部(固形分)に対する固形分比)の炭素系フィラーを酢酸エチル中に添加した。そして、超音波分散機(42kHz、125W)による超音波で振動を1時間与えて、炭素系フィラーを酢酸エチル中に分散させ、固形分濃度0.3質量%の炭素系フィラーの分散液を調製した。
(2)導電性粘着剤組成物の溶液の調製
表1に示す種類のアクリル系樹脂100質量部(固形分)に対し、表1に示す種類及び配合量(固形分比)の重合性化合物及び添加剤、並びに上記(1)で調製した炭素系フィラーの分散液(当該分散液は、表1に記載の固形分量の炭素系フィラーを含有している)を加えた。そして、適宜酢酸エチルで希釈し、均一になるまで撹拌して、固形分濃度17質量%の導電性粘着剤組成物の溶液を調製した。
(3)導電性粘着シートの作製
剥離シート(リンテック社製、製品名「SP−PET509020」、厚さ:50μm、表面がポリブタジエン系樹脂で剥離処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム)の剥離処理面上に、上記(2)で調製した導電性粘着剤組成物の溶液を塗布して塗布膜を形成した。そして、当該塗布膜を乾燥させ、表1に記載の厚さの粘着剤層を形成した。
さらに、形成した当該粘着剤層上に、厚さ50μmのPETフィルム(東レ社製、商品名「ルミラー」)を貼り合わせて、基材付きの導電性粘着シートを作製した。
実施例及び比較例で使用した表1に記載の各成分の詳細は以下のとおりである。
<粘着性樹脂>
・「アクリル系樹脂(1)」:n−ブチルアクリレート(BA)、メチルアクリレート(MA)、N−アクリロイルモルホリン(ACMO)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)からなるアクリル系樹脂(BA/MA/ACMO/HEA=80.0/4.5/15.0/0.5(質量部))、Mw=50万、酸価=0mgKOH/g。
・「アクリル系樹脂(2)」:n−ブチルアクリレート(BA)及びアクリル酸(AA)からなるアクリル系樹脂(BA/AA=90.0/10.0(質量部))、Mw=70万、酸価=79mgKOH/g。
・「アクリル系樹脂(3)」:n−ブチルアクリレート(BA)及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)からなるアクリル系樹脂(BA/HEA=95.0/5.0(質量部))、Mw=40万、酸価=0mgKOH/g。
・「アクリル系樹脂(4)」:n−ブチルアクリレート(BA)、メチルアクリレート(MA)、アクリルアミド(AAm)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)からなるアクリル系樹脂(BA/MA/AAm/HEA=70.0/28.0/1.0/1.0(質量部))、Mw=40万、酸価=0mgKOH/g。
<重合性化合物>
・「ウレタン系オリゴマー(1)」:多官能ウレタンアクリレート系オリゴマー、Mw=2000、一分子中のエネルギー線重合性基の基数=5〜7(官能)。
・「ウレタン系オリゴマー(2)」:多官能ウレタンアクリレート系オリゴマー、Mw=6000、一分子中のエネルギー線重合性基の基数=2〜3(官能)。
・「MOI変性アクリルポリマー(1)」:n−ブチルアクリレート(BA)及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)からなるアクリルプレポリマー(BA/HEA=83.0/17.0(質量部))のHEAに由来する水酸基の80%を、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)により変性させた、MOI変性アクリルポリマー(BA/HEA/MOI変性HEA=83.0/3.4/13.6(質量部))、Mw=60万。
・「MOI変性アクリルポリマー(2)」:n−ブチルアクリレート(BA)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)及びメチルメタクリレート(MMA)からなるアクリルプレポリマー(BA/HEA/MMA=60.0/25.0/15.0(質量部))のHEAに由来する水酸基の80%を、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)により変性させた、MOI変性アクリルポリマー(BA/HEA/MOI変性HEA/MMA=60.0/5.0/20.0/15.0(質量部))、Mw=43万。
<炭素系フィラー>
・「CNT(1)」:ナノシル社製、商品名「NC7000」、円筒状の多層カーボンナノチューブ、平均アスペクト比(H/L):200(長辺の長さ(H):2μm、短辺の長さ(L):10nm)。
<添加剤>
・「光重合開始剤」:BASF社製、商品名「イルガキュア184」、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン。
・「架橋剤」:綜研化学社製、製品名「TD−75」、トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネート。
実施例及び比較例で作製した導電性粘着シートのプローブタック及び表面抵抗率については、以下の方法により測定した。これらの測定結果を表1に示す。
<プローブタック>
JIS Z0237(1991)に準拠して測定した。
具体的には、実施例及び比較例で作製した導電性粘着シートを10mm×10mmの大きさに切断し、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で24時間放置したものを試験片(I)として使用した。
当該試験片(I)の剥離シートを除去して粘着剤層を表出させた上で、タッキング試験機(理学工業社製、PROBE TACK TESTER)を用いて、JIS Z0237(1991)に準拠して、紫外線(UV)照射前の導電性粘着シートのプローブタックを測定した。
当該プローブタックは、直径5mmのステンレス製プローブを1秒間、接触荷重0.98N/cmで試験片(I)の粘着剤層の表面に接触させた後、プローブを600mm/秒の速度で、試験片から剥離するのに必要な力を測定したものである。
上記測定は2回行い、それぞれについて、プローブタックのピークトップ値(単位:N)及び積分値を算出した。表1に記載のプローブタックのピークトップ値及び積分値は、その2回の平均値である。
また、紫外線(UV)照射後の導電性粘着シートのプローブタックについては、上記試験片(I)の基材側から、UV照射装置(リンテック社製、製品名「RAD2000m/8」)を使用して、紫外線(光量:300mJ/cm、照度:230mW)を照射したものを用いて、上記と同様の方法で測定した。
<表面抵抗率>
JIS K 7194に準拠して測定した。
具体的には、作製した導電性粘着シートを20mm×40mmの大きさに切断し、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で24時間静置したものを試験片(II)とし使用した。
当該試験片(II)の剥離シートを除去して表出した粘着剤層に対して、低抵抗率計((株)三菱化学アナリテック製、製品名「ロレスタGP MCP−T610型」)を用いて、JIS K 7194に準拠して、紫外線(UV)照射前の導電性粘着シートの表面抵抗率[ρS1]を測定した。表面抵抗率の測定は3回行い、表1には、その3回の平均値を記載している。
また、紫外線(UV)照射後の導電性粘着シートの表面抵抗率[ρS2]については、上記試験片(II)の基材側から、UV照射装置(リンテック社製、製品名「RAD2000m/8」)を使用して、紫外線(光量:300mJ/cm、照度:230mW)を照射したものを用いて、上記と同様の方法で測定した。
さらに、紫外線(UV)照射後の導電性粘着シートの表面抵抗率[ρS2]と紫外線(UV)照射前の導電性粘着シートの表面抵抗率[ρS1]との比([ρS2]/[ρS1])も算出した。
実施例1〜8で作製した導電性粘着シートは、比較例1〜7に比べて、UV照射後の表面抵抗率の低下量が大きく、UV照射後の表面抵抗率も低い。そのため、本発明の一態様である実施例1〜8の導電性粘着シートは、剥離時の静電気発生を抑制し得る、優れた帯電防止性及び導電性を有しているといえる。
また、UV照射前後のプローブタックの値から、実施例1〜8の導電性粘着シートは、比較例1〜7に比べて、再剥離性も良好であることが分かる。
本発明の導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する導電性粘着シートは、粘着力及び再剥離性が良好であると共に、剥離時の静電気発生を抑制し得る、優れた帯電防止性及び導電性を有する。
そのため、本発明の一態様の導電性粘着シートは、例えば、電気部品、電子部品、半導体部品等を生産する際に部品の仮固定や回路等の保護を目的として使用される粘着シートや、絶縁性材料や導電性材料の搬送に用いられる仮固定用の粘着シートとして好適である。
1a、1b、1c、1d 導電性粘着シート
11、11’ 粘着剤層
12 基材
13、13’ 剥離シート

Claims (14)

  1. アクリル系樹脂(A1)を含む粘着性樹脂(A)、質量平均分子量(Mw)が5000以下であり、エネルギー線重合性基を有する重合性化合物(B)、及び炭素系フィラー(C)を含有し、
    炭素系フィラー(C)の含有量が、成分(A)及び(B)の合計100質量部に対して、0.1〜7.0質量部である、導電性粘着剤組成物。
  2. 質量平均分子量(Mw)が5000超の非粘着性化合物(β)の含有量が、前記導電性粘着剤組成物の全量に対して、5質量%以下である、請求項1に記載の導電性粘着剤組成物。
  3. 非粘着性化合物(β)が、質量平均分子量(Mw)が5000超のエネルギー線重合性基を有する重合性化合物(β1)、質量平均分子量(Mw)が5000超の導電性高分子(β2)、及び質量平均分子量(Mw)が5000超のポリエーテル系分散剤(β3)から選ばれる1種以上である、請求項2に記載の導電性粘着剤組成物。
  4. 重合性化合物(B)が、多官能性ウレタンアクリレート系オリゴマーを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  5. 重合性化合物(B)が有するエネルギー線重合性基の一分子中の基数が4〜10である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  6. 重合性化合物(B)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、10〜150質量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  7. 粘着性樹脂(A)の酸価が20mgKOH/g以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  8. アクリル系樹脂(A1)が有する構成単位の全量に対する、(メタ)アクリル酸に由来する構成単位の含有量が、5質量%以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  9. 炭素系フィラー(C)の平均アスペクト比が5以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  10. 炭素系フィラー(C)が、カーボンナノ材料を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の導電性粘着剤組成物から形成された粘着剤層を有する、導電性粘着シート。
  12. 前記粘着剤層のエネルギー線照射後の表面抵抗率(ρS2)と、前記粘着剤層のエネルギー線照射前の表面抵抗率(ρS1)との比〔ρS2/ρS1〕が9.0×10−2以下である、請求項11に記載の導電性粘着シート。
  13. 絶縁性材料の搬送に用いられる、請求項11又は12に記載の導電性粘着シート。
  14. 導電性材料の搬送に用いられる、請求項11又は12に記載の導電性粘着シート。
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