JP2019173002A - 硬化性接着剤組成物、それを用いた接着シート、それを含む積層体及びその製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
前記液晶表示装置としては、一般に、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に重ねて配置され液晶表示パネルを照明する面状照明装置(バックライト装置)、サーキットボード(基板)やその他電子部品が装着されるシャーシ、部品から生じる熱を拡散するヒートシンク等の部材が積層された構成を備えていることが知られている。
また前記部材同士を接合させる方法においては、例えば積層する部材表面に撓みや凹凸がある場合においては、接着剤を塗布し、撓みや凹凸に接着剤を追従させた後、塗布面の厚みムラを除去するため、塗布された接着剤をスキージすることで接着剤を塗布した面を平滑化し、その後にもう一方の部材を積層する工程を有している(例えば特許文献2参照。)。
前記積層工程後の接着剤の硬化の進行を速める手段として、接着剤の高温での加熱硬化も検討されたが、硬化時の熱で前記液晶表示装置の部材が損傷する恐れがあった。また、部材毎の熱膨張差により、冷却した際に生じる部材間のひずみによって部材を変形させたり、接合材と部材間にクラックが生じ、剥がれたりする等の問題があり、接着剤を用いた接合方法において課題を抱えていた。
その他、低温短時間で硬化を完了する手段として、光の照射による接合法も検討されたが、光を透過できない部材においては使用ができず、適用部材が制限され、実用化は困難であった。
本発明の硬化性接着剤組成物は、例えば光を透過できない部材においても接合することが可能である。
本発明の硬化性接着剤組成物は、硬化させる際に必要に応じて加熱しても良いが、活性エネルギー線の照射により硬化の進行が開始しているため、硬化工程を高温で行う必要が無く、低温で加熱しても十分に硬化を進行させ、かつ短時間で部材同士を強固に接合することが可能である。
本発明の硬化性接着剤組成物は、これを用いて接着剤層を形成し、当該接着剤層を有する接着シートを作製した場合、その接着シートをロール等に巻き取り、それを保管した場合であっても接着剤層がロールの端部から押し出されることを防止できる。
前記熱可塑性樹脂(B)は重合性不飽和二重結合以外の重合性官能基を有する。前記重合性不飽和二重結合以外の重合性官能基を有する熱可塑性樹脂(B)を用いることで、前記重合性化合物(A)と相互に反応することが可能となり、かつ、外部刺激を与えた後の急速な硬化反応を抑制し、硬化反応を徐々に進行させることが可能となるため、外部刺激を与えた後も接合に必要な柔軟性を有することができる。その結果、外部刺激を与えた後に接着剤組成物と部材同士を積層することが可能である。
前記重合性不飽和二重結合以外の重合性官能基を有するウレタン樹脂(B’)を使用することで、前記接着剤組成物に外部刺激を与えた際の急速な反応を抑制することが出来るため、外部刺激を与えた後に部材同士を接合することが可能である。
前記イソシアネート基を有するウレタン樹脂(B’)としては、例えばポリオール(b’1)とポリイソシアネート(b’2)とを反応させることによって得られたイソシアネート基を有するウレタン樹脂(B’1)を使用することができる。
前記イソシアネート基と反応しうる官能基(b”1)としては、例えば水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等を使用することができ、水酸基、アミノ基を使用することが好ましい。
また、前記不飽和二重結合重合性不飽和二重結合以外の重合性官能基(b”2)としては、例えばエポキシ基、オキセタニル基、エチレンスルフィド基等を使用することができ、オキセタニル基を使用することが好ましい。
前記炭酸エステルとしては、例えばメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネート等を使用することができる。
前記ポリエーテルポリオールとしては、脂肪族ポリエーテルポリオールや脂環式構造を有するポリエーテルポリオールを使用することが好ましい。
本発明に記載の数平均分子量の測定は、ポリスチレン換算によるゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)により、下記条件にて測定した値である。
測定装置型番;HLC−8220GPC(東ソー株式会社製)
カラム ;TSKgel(東ソー株式会社製)
溶離液 ;テトラヒドロフラン(THF)
また、前記反応は、無溶剤の環境下で行っても、有機溶剤存在下で行ってもよい。
また、前記重合開始剤としては、例えば光重合開始剤と熱重合開始剤とがあるが、光により反応が進行する光重合開始剤を用いることで、低温下での反応と、良好な硬化反応を得ることが出来る。これにより、積層する部材の損傷や、部材間にひずみが生じることで部材を変形させたり、接合材と部材間にクラックが生じさせたりすることなく、高い接合性を得ることが出来る。
前記光としては、紫外線や可視光など適宜の光を用いることができるが、300nm以上420nm以下の波長の光を用いることが好ましい。
前記光カチオン重合開始剤は、必要に応じてアントラセン系、チオキサントン系等の増感剤を併用してもよい。
前記添加剤としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、マイカ、タルク、窒化ホウ素、ガラスフレーク等のフィラー、シランカップリング剤、リン酸系添加剤、アクリレート系添加剤、粘着付与剤等を使用することができる。特にガラスとの反応性に富むシランカップリング剤を使用することが、ガラス等からなる部材に対する接着性に優れた接着シートを得ることができるため好ましく、上記硬化性接着剤組成物と反応しうる光硬化型シランカップリング剤を使用することがより好ましい。
前記接着シートとして、同一または異なる組成からなる2以上の接着剤層が積層されたものを製造する場合、例えばシート状基材の両面に接着剤組成物1を塗布、必要に応じて乾燥することで接着剤層1を形成し、前記接着剤層1の表面に他の接着剤組成物2を塗布、必要に応じて乾燥し接着剤層2を形成することによって製造することができる。
前記接着シートとしては、前記シート状等に成形する際の作業効率を向上させるうえで、前記組成物としては重合性化合物や重合開始剤の他に溶媒を含有するものを使用することが好ましい。
前記溶媒としては、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルケチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤等を使用することができる。
また、前記接着シートは、例えば前記重合性化合物と、前記重合開始剤や溶媒等の任意の成分とを含有する組成物を製造した後、例えば剥離ライナーの表面に塗工し乾燥等させることによって製造することができる。
前記乾燥は、好ましくは40℃〜120℃、より好ましくは50℃〜90℃程度の温度で行うことが、シート状の接合材の硬化反応を進行させることを抑制するうえで好適である。また、溶媒等の急速な揮発によるシート表面の発泡を抑制できるため好ましい。
前記剥離ライナーとしては、例えばクラフト紙、グラシン紙、上質紙等の紙;ポリエチレン、ポリプロピレン(OPP、CPP)、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム;前記紙と樹脂フィルムとを積層したラミネート紙、前記紙にクレーやポリビニルアルコールなどで目止め処理を施したものの片面もしくは両面に、シリコーン系樹脂等の剥離処理を施したもの等を用いることができる。
着性を有するうえで好ましい。
<ウレタン樹脂(X−1)の調製>
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール50質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール30質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール40質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール40質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール60質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール20質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール60質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール20質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール60質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール20質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド6モル付加物、イソフタル酸及びセバシン酸を反応させて得られる数平均分子量2000の芳香族ポリエステルポリオール14質量部と、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、フタル酸及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量1300の芳香族ポリエステルポリオール37質量部と、1,6−ヘキサンジオールとドデカン二酸を反応させて得られる数平均分子量3500の脂肪族ポリエステルポリオール32質量部と、数平均分子量1000のポリプロピレングリコール7質量部と、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物2質量部を混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド6モル付加物、イソフタル酸及びセバシン酸を反応させて得られる数平均分子量2000の芳香族ポリエステルポリオール14質量部と、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、フタル酸及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量1300の芳香族ポリエステルポリオール37質量部と、1,6−ヘキサンジオールとドデカン二酸を反応させて得られる数平均分子量3500の脂肪族ポリエステルポリオール32質量部と、数平均分子量1000のポリプロピレングリコール7質量部と、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物2質量部を混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール60質量部と、1,4−ブタンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量1000のポリエステルポリオール20質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
反応容器に、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びジアルキルカーボネートを反応させて得られる数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートポリオール40質量部と、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させて得られる数平均分子量4500のポリエステルポリオール40質量部とを混合し、減圧条件下にて100℃に加熱することにより、水分率が0.05質量%になるまで脱水した。
前記ウレタン樹脂(X−1)100質量部、CEL−2021P(ダイセル社製、脂環式エポキシ樹脂)43質量部、CPI−100P(サンアプロ社製、スルホニウム塩系、固形分濃度50%)11.4質量部を混合攪拌し、メチルエチルケトンを加え不揮発分を75質量%になるよう調整することにより接着剤組成物(x−1)を得た。
次に、離型ライナー(厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面がシリコーン化合物によって剥離処理されたもの)の表面に、前記接着剤組成物(x−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが100μmになるように塗工した。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−2)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−2)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−3)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−3)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−4)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−4)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−5)を使用し、CPI−100Pの使用量を11.4質量部から5.7質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−5)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−6)を使用し、CPI−100Pの使用量を11.4質量部から2.6質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−6)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−7)を使用し、CPI−100Pの使用量を11.4質量部から10.0質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−7)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X−8)を使用し、CEL−2021Pの使用量を43質量部から38質量部に変更し、N−680(DIC社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)を35質量部使用し、CPI−100Pの使用量を11.4質量部から7.0質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y−8)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X’−1)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y’−1)を得た。
前記ウレタン樹脂(X−1)の代わりに、前記ウレタン樹脂(X’−2)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y’−2)を得た。
CPI−100P11.4質量部の代わりに、DICY−7(三菱化学株式会社製、ジシアンジアミド)3質量部と、2MAOK−PW(四国化成工業株式会社製、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物)1.0質量部を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で厚さ100μmの接着シート(Y’−3)を得た。
尚、前記接着シート(Y’−3)は、熱重合性開始剤を有しており、また、加熱することにより硬化反応を進行することが可能である。
実施例及び比較例で得られた接着シートの両面に積層された剥離ライナーを剥離し、接着剤層を厚さ1mmまで積層した後、直径8mmの大きさからなる円状に裁断したものを試験片とした。動的粘弾性試験機(レオメトリックス社製、商品名:アレス2KSTD)を用いて、同試験機の測定部である平行円盤の間に試験片を挟み込み、温度40℃及び60℃にて、周波数1Hzでの貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定し、損失正接(tanδ)は前記損失弾性率(G”)を前記貯蔵弾性率(G’)により除した値(G”/G’)である。
実施例及び比較例で得られた接着シートを5cm×5cmに裁断し、両面に積層された剥離ライナーを剥離した後、接着剤層を厚さ0.5mmまで積層した。その後、厚さ0.5mmまで積層した接着シートを7cm×7cmに裁断した厚さ50μmの剥離ライナーの中央部に23℃の温度環境下、0.05MPaの圧力で10秒間プレス圧着し、貼り合わせた。
次に、放置前の接着シートの厚さ(0.5mm)に対する、放置後の接着シートの厚さ変化の割合(放置後の接着シートの厚さ/放置前の接着シートの厚さ)を、下記基準で評価した。
○:放置前の接着シートの厚さに対する、放置後の接着シートの厚さの割合が97%以上100%未満であった。
△:放置前の接着シートの厚さに対する、放置後の接着シートの厚さの割合が93%以上%97未満であった。
×:放置前の接着シートの厚さに対する、放置後の接着シートの厚さの割合が93%未満であった。
実施例及び比較例で得られた接着シートを5cm×5cmに裁断し、両面に積層された剥離ライナーを剥離した後、接着剤層を厚さ0.5mmまで積層した。その後、厚さ0.5mmまで積層した接着シートを7cm×7cmに裁断した厚さ50μmの剥離ライナーの中央部に23℃の温度環境下、0.05MPaの圧力で10秒間プレス圧着し、貼り合わせた。
前記熱プレス前の接着シートの厚さ(0.5mm)に対する、熱プレス後の接着シートの厚さ変化の割合(熱プレス後の接着シートの厚さ/熱プレス前の接着シートの厚さ)を、下記基準で評価した。
○:熱プレス前の接着シートの厚さに対する、熱プレス後の接着シートの厚さの割合が50%以上80%未満であった。
△:放置前の接着シートの厚さに対する、放置後の接着シートの厚さの割合が80%以上%90未満であった。
×:放置前の接着シートの厚さに対する、放置後の接着シートの厚さの割合が90%以上100%未満(変化なし)であった。
実施例及び比較例で得られた接着シートを幅10mm×長さ10mmの大きさに裁断したものを試験サンプルとした。前記試験サンプルの一方の剥離ライナーを除去し、表面が平滑な幅15mm×長さ150mm×厚さ0.05mmのアルミ板に23℃の温度環境下、0.05MPaの圧力で10秒間プレス圧着し、貼り合わせた。
前記プレス圧着後の積層体を80℃下に1時間加熱放置し、23℃環境下に30分以上放置し冷却したものを評価サンプルとした。
実施例及び比較例で得られた接着シートを40mm×50mmの大きさへ切断した。次に、前記接着シートに貼付された厚さ38μmの剥離ライナーのみ除去したものを試験サンプルとした。
実施例及び比較例で得られた接着シートを40mm×50mmの大きさへ切断した。次に、無電極ランプ(フュージョンランプHバルブ)を用いて強度100mW/cm2の紫外線を10秒間照射した。この時、厚さ50μmの剥離ライナー側に紫外線を照射した。前記紫外線照射後の貼付物を80℃下に1時間加熱放置し、23℃環境下に30分以上放置し冷却した後、前記接着シートに貼付された厚さ38μmの剥離ライナーのみ除去したものを試験サンプルとした。
実施例及び比較例で得られた接着シートを無電極ランプ(フュージョンランプHバルブ)を用いて強度100mW/cm2の紫外線を10秒間照射した。この時、剥離ライナーを除去せずに前記紫外線照射を行った。
Claims (11)
- 活性エネルギー線が透過しない面を有する2以上の被着体を接合する用途に使用する硬化性接着剤組成物であり、光硬化性樹脂(A)、熱可塑性樹脂(B)及び光重合開始剤を含有し、前記光硬化性樹脂(A)及び前記熱可塑性樹脂(B)が重合性不飽和二重結合以外の重合性官能基を有する硬化性接着剤組成物。
- 前記光硬化性樹脂(A)が光カチオン重合性及び/又は光アニオン重合性の官能基を有する請求項1に記載の硬化性接着剤組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(B)がイソシアネート基、水酸基、オキセタニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の重合性官能基を有する請求項1又は2に記載の硬化性接着剤組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(B)がウレタン樹脂である請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性接着剤組成物。
- 前記光重合開始剤が光カチオン性重合開始剤である請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性接着剤組成物。
- 40℃における損失正接(tanδ40)が3.0未満であり、60℃における損失正接(tanδ60)が1.5以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性接着剤組成物。
- 融点が30℃〜120℃の範囲にある請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性接着剤組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の硬化性接着剤組成物を用いて形成された接着剤層を有する接着シート。
- 請求項8に記載の接着シートが被着体に貼付された積層体。
画像表示装置。 - 画像表示装置に用いられる請求項9に記載の積層体。
- 請求項8に記載の接着シートの接着剤層の第一の表面と第1の被着体とを、加圧し貼合する工程[1]、前記接着剤層の第二の表面へ第2の被着体を加圧し貼付する工程[2]、前記第1の被着体と第2の被着体とが貼合された積層物における、前記接着シートの接着剤層を硬化する工程[3]の順で含み、前記工程[1]の前工程、又は前記工程[1]と[2]の間の工程として、前記接着シートの接着剤層の一方の表面へ活性エネルギー線を照射して重合を開始する工程[0]を有する積層体の製造方法。
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