JP2023007033A - 接合材用樹脂組成物、接合材、積層体及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有する接合材、積層体及び電子機器を提供すること。【解決手段】樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られ、樹脂が、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、(メタ)アクリル化合物がシリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含み、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物が、2000g/mol未満の分子量を有する、接合材。【選択図】図1
Description
本開示は、接合材、積層体及び電子機器に関する。
近年、電子機器として、表示パネルを含むフォルダブルシートを備えたスマートフォンなどの電子機器が市場に出回りはじめている。例えば下記非特許文献1には、フォルダブルスマートフォンとして知られるGalaxy Z Flipが開示されており、このスマートフォンは、超薄型ガラス板(UTG)、接合材及び基材をこの順に積層してなる構造体と、表示パネルとを有するフォルダブルシートを備えている。
"Samsung Display Introduces Foldable Display with EasilyBendable, Ultra-thin Glass"、2020年2月19日、[2021年1月18日検索]、インターネット<URL: https://news.samsung.com/us/samsung-utg-glass-foldable-display-easily-bendable-ultra-thin-glass/>
ところで、近年、接合材と基材とからなる積層体を被着体に接着させてなる構造体においては、積層体の折り曲げ時における、接合材による基材や被着体への応力を低減し、構造体の耐屈曲性を向上させる観点から、接合材の貯蔵弾性率をできるだけ低くすることが求められている。特に、電子機器は、極低温で使用されることも想定されるため、例えば-20℃の極低温においても接合材の貯蔵弾性率をできるだけ低くすることが求められる。
しかし、-20℃における貯蔵弾性率を0.20MPa以下まで低減させることができる接合材はこれまでのところ見つかっていない。
そこで、本開示は、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有する接合材、積層体及び電子機器を提供することを目的とする。
-20℃における接合材の貯蔵弾性率を低減させるべく研究が行われた結果、接合材形成用組成物の樹脂に含まれる重合物を形成するモノマー混合物にシラン変性(メタ)アクリル化合物を含めることで、-20℃における接合材の貯蔵弾性率を低減させることができることが判明した。しかし、その場合でも、-20℃における貯蔵弾性率はせいぜい0.28MPaであった。そこで、-20℃における貯蔵弾性率をさらに低減するべく鋭意研究が重ねられた。その結果、シラン変性(メタ)アクリル化合物の分子量を特定の値より小さくすることが-20℃における貯蔵弾性率をさらに低減させる上で有効であることが判明し、本開示が完成された。
すなわち、本開示の一側面は、樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られ、前記樹脂が、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、前記(メタ)アクリル化合物がシリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含み、前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物が、2000g/mol未満の分子量を有する、接合材である。
本開示の接合材によれば、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有することが可能となる。
上記接合材においては、前記モノマー混合物中の前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率が25質量%以上であることが好ましい。
この場合、接合材の-20℃における貯蔵弾性率をより低減させることができる。
上記接合材においては、前記モノマー混合物が、N-ビニルピロリドンをさらに含み、前記モノマー混合物中の前記N-ビニルピロリドンの含有率が10質量%未満であることが好ましい。
この接合材は、特にガラスからなる基材との密着性を高めることができる。
本開示の別の一側面は、基材と、前記基材の一面に設けられる接合材とを備え、前記接合材が、上述した接合材で構成される、積層体である。
この積層体によれば、接合材が、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有することが可能となる。このため、積層体の接合材を被着体に接着させて構造体を作製し、その構造体を-20℃の低温環境下で繰り返し屈曲させても、積層体の基材及び被着体に加えられる応力が低減される。このため、積層体は、-20℃における構造体の耐屈曲性を向上させることができる。
本開示のさらに別の一側面は、電子機器に含まれるフォルダブルシートの被着体に接着される積層体として使用される積層体である。
この積層体は、接合材を被着体に接着させてなる構造体において-20℃における耐屈曲性を向上させることができる。このため、積層体が、電子機器に含まれるフォルダブルシートの被着体に接着される積層体として用いられ、積層体の接合材が被着体に接着されると、極低温環境下において電子機器が使用されることによりフォルダブルシートが繰り返し折り曲げて使用されても、フォルダブルシートの折曲げ部において、接合材と基材との間の剥離、積層体におけるバックリング(座屈)及びクラックの発生が抑制される。
本開示のさらにまた別の一側面は、フォルダブルシートを備える電子機器であって、前記フォルダブルシートが、上述した積層体と、前記積層体が接着される被着体とを含み、前記積層体の前記接合材が前記被着体に接着されている、電子機器である。
この電子機器のフォルダブルシートに含まれる積層体は、接合材を被着体に接着させてなる構造体において-20℃における耐屈曲性を向上させることができる。このため、極低温環境下において電子機器が使用されることによりフォルダブルシートが繰り返し折り曲げて使用されても、フォルダブルシートの折曲げ部において、接合材と基材との間の剥離、積層体におけるバックリング(座屈)及びクラックの発生が抑制される。
本開示によれば、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有する接合材、これを備えた積層体及び電子機器が提供される。
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。
<積層体>
まず、本開示の積層体について図1を参照しながら説明する。図1は、本開示の積層体の一実施形態を示す断面図である。
まず、本開示の積層体について図1を参照しながら説明する。図1は、本開示の積層体の一実施形態を示す断面図である。
図1に示すように、積層体100は、基材10と、基材10の一面に設けられる接合材20とを備えている。接合材20は、樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られるものであり、樹脂は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、(メタ)アクリル化合物がシリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含み、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物は、2000g/mol未満の分子量を有する。
積層体100によれば、接合材20が、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有することが可能となる。このため、積層体100の接合材20を、被着体に接着させて構造体を作製し、その構造体を-20℃の低温環境下で繰り返し屈曲させても、積層体の基材10及び被着体に加えられる応力が低減される。このため、積層体100は、-20℃における構造体の耐屈曲性を向上させることができる。
以下、基材10及び接合材20についてより詳細に説明する。
<基材>
基材10は、接合材20を支持するものであれば特に限定されるものではない。基材10としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリウレタン樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。特に、透明性に優れる点から、カラーレス化したポリイミド樹脂、及び、ポリエステル樹脂が好ましい。
基材10は、接合材20を支持するものであれば特に限定されるものではない。基材10としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリウレタン樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。特に、透明性に優れる点から、カラーレス化したポリイミド樹脂、及び、ポリエステル樹脂が好ましい。
基材10の厚さは特に制限されるものではないが、基材10の表面11を傷付きにくくする観点からは、30μm以上であることが好ましい。ただし、基材10を折り曲げやすくする観点からは、100μm以下であることが好ましく、90μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることが特に好ましい。
<接合材>
接合材20は、上述したように、樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られるものであり、樹脂は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、(メタ)アクリル化合物が、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含む。接合材20は、接合材形成用組成物を架橋して得られるものでも、架橋しないで得られるものでもよい。
接合材20は、上述したように、樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られるものであり、樹脂は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、(メタ)アクリル化合物が、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含む。接合材20は、接合材形成用組成物を架橋して得られるものでも、架橋しないで得られるものでもよい。
(メタ)アクリル化合物は、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含んでいればよい。したがって、(メタ)アクリル化合物は、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物のみで構成されてもよく、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物と非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物との混合物とで構成されてもよい。
シリコーン変性(メタ)アクリル化合物は、例えば下記式(1)で表される。
H2C=CR1C(=O)R2 (1)
上記式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はシロキサン結合を有する一価の基を表す。
シロキサン結合を有する一価の基は、例えば下記式(2)で表される。
-OR3(R4)aR5 (2)
式(2)中、R3は、二価の炭化水素基を表し、R4は、-SiR6R7-を表し、R5は一価の炭化水素基を表す。
aは1~15の整数を表す。
R3で表される二価の炭化水素基としては、炭素数1~5のアルキレン基などが挙げられる。
R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基などを表す。
R5で表される一価の炭化水素基としては、炭素数1~5のアルキル基などが挙げられる。
H2C=CR1C(=O)R2 (1)
上記式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はシロキサン結合を有する一価の基を表す。
シロキサン結合を有する一価の基は、例えば下記式(2)で表される。
-OR3(R4)aR5 (2)
式(2)中、R3は、二価の炭化水素基を表し、R4は、-SiR6R7-を表し、R5は一価の炭化水素基を表す。
aは1~15の整数を表す。
R3で表される二価の炭化水素基としては、炭素数1~5のアルキレン基などが挙げられる。
R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基などを表す。
R5で表される一価の炭化水素基としては、炭素数1~5のアルキル基などが挙げられる。
シリコーン変性(メタ)アクリル化合物は、2000g/mol未満の分子量を有する。シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の分子量を2000g/mol未満とすることで、接合材20が、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有することが可能となる。なお、本明細書において、「分子量」は、重量平均分子量を意味し、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される、標準ポリスチレンの検量線に基づく換算値を意味する。
シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の分子量は、好ましくは1800g/mol以下であり、より好ましくは1700g/mol以下であり、特に好ましくは1600g/mol以下である。シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の分子量を1600g/mol以下とすることで、-20℃における貯蔵弾性率をより低くすることができる。ただし、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の分子量は、好ましくは500g/mol以上であり、より好ましくは1000g/mol以上である。シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の分子量を500g/mol以上とすることで、モノマー混合物の重合反応性をより向上させることができ、残存モノマーとして基材10などに移行することをより抑制することができる。
モノマー混合物中のシリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率は0質量%より大きければ特に制限されるものではないが、好ましくは25質量%以上であり、より好ましくは30質量%以上であり、特に好ましくは35質量%以上である。モノマー混合物中のシリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率を25質量%以上とすることで、接合材20の-20℃における貯蔵弾性率をより低減させることができる。
ただし、モノマー混合物中のシリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率は、好ましくは45質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下である。モノマー混合物中のシリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率を45質量%以下とすることで、接合材20の透明性、モノマー混合物の重合反応性、及び、基材10と接合材20との密着性をより向上させることができる。
非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物としては、アルキル(メタ)アクリレート、及び、水酸基を有する(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレートが挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、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、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート及びイソステアリル(メタ)アクリレート等の炭素数1~18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。中でも、アルキル(メタ)アクリレートとしては、接合材20の貯蔵弾性率、Tg(ガラス転移温度)及び極性を低下させる観点から、イソデシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びイソステアリル(メタ)アクリレートが好ましい。また、アルキルメタクリレートよりもアルキルアクリレートの方が好ましい。アルキル(メタ)アクリレートは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(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、1-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、1-ヒドロキシプロピル(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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及び1-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。中でも、水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましい。この場合、接合材20の貯蔵弾性率及びTg(ガラス転移温度)を低下させることができるとともに、基材10と接合材20との密着性を向上させることもできる。
非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物は、アルキル(メタ)アクリレート、及び、水酸基を有する(メタ)アクリレートの混合物で構成されることが好ましい。この場合、接合材20と基材10との密着性をより向上させることができる。
ここで、アルキル(メタ)アクリレートが、2種類以上のイソアルキル(メタ)アクリレートで構成され、水酸基を有する(メタ)アクリレートが、炭素数3以上のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであることが好ましい。
この場合、この接合材20は、基材10との密着性をより一層高めることができる。
特に2種類以上のイソアルキル(メタ)アクリレートのうち1種類は、炭素数が11以上のイソアルキル(メタ)アクリレートであることが好ましい。この場合、この接合材20は、基材10との密着性を特に高めることができる。ただし、イソアルキル(メタ)アクリレートの炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは13以下である。
ここで、アルキル(メタ)アクリレートが、2種類以上のイソアルキル(メタ)アクリレートで構成され、水酸基を有する(メタ)アクリレートが、炭素数3以上のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであることが好ましい。
この場合、この接合材20は、基材10との密着性をより一層高めることができる。
特に2種類以上のイソアルキル(メタ)アクリレートのうち1種類は、炭素数が11以上のイソアルキル(メタ)アクリレートであることが好ましい。この場合、この接合材20は、基材10との密着性を特に高めることができる。ただし、イソアルキル(メタ)アクリレートの炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは13以下である。
モノマー混合物中の非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは40質量%以上であり、特に好ましくは50質量%以上である。モノマー混合物中の非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率を50質量%以上とすることで、接合材20の透明性をより向上させることができ、基材10と接合材20との密着性をより向上させることができる。
ただし、モノマー混合物中の非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率は、接合材20の透明性、及び、基材10と接合材20との密着性を向上させる観点から、好ましくは75質量%以下であり、より好ましくは65質量%以下である。モノマー混合物中の(メタ)アクリル酸エステルの含有率を75質量%以下とすることで、接合材20の-20℃における貯蔵弾性率をより低減させることができる。
モノマー混合物は、N-ビニルピロリドンをさらに含んでもよい。この場合、モノマー混合物中のN-ビニルピロリドンの含有率は特に制限されるものではないが、10質量%未満であることが好ましい。この接合材20は、特にガラスからなる基材との密着性を高めることができる。また、モノマー混合物中のN-ビニルピロリドンの含有率が10質量%未満であることで、モノマー混合物の重合により得られる樹脂のTgが高くなりすぎることを抑制することができる。
接合材20の厚さは、特に制限されるものではないが、積層体100の耐屈曲性をより向上させる観点からは、100μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。
ただし、接合材20の厚さは、積層体100の耐屈曲性をより向上させる観点からは、15μm以上であることが好ましく、25μm以上であることがより好ましい。
接合材形成用組成物は、上記樹脂のほか、必要に応じて、架橋剤、触媒及び粘着性付与剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。
架橋剤の具体例としては、脂環式エポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤が挙げられる。
脂環式エポキシ系架橋剤の具体例としては、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレートなどが挙げられる。
イソシアネート系架橋剤の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)などが挙げられる。これらの中でも、HDIが好ましい。
触媒は、接合材形成用組成物に含まれる樹脂とイソシアネート系架橋剤との反応を促進するためのものである。
このような触媒の具体例としては、金属塩触媒及びアミン化合物が挙げられるが、触媒は、これらに限定されるものではない。金属塩触媒の具体例としては、有機スズ等が挙げられる。アミン化合物の具体例としては、トリエチレンジアミン(TEDA)、N-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルピペラジン、1,3,5-トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N-メチルジシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、N-メチル-N’-(2-ジメチルアミノ)-エチル-ピペラジン、トリブチルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ヘプタメチルテトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジプロピレン-トリアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、トリス(3-ジメチルアミノ)プロピルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン(DBU)、及び、その酸ブロック誘導体が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
<電子機器>
次に、本開示の電子機器の一実施形態について図2を参照しながら説明する。図2は、本開示の電子機器の一実施形態を示す断面図である。
次に、本開示の電子機器の一実施形態について図2を参照しながら説明する。図2は、本開示の電子機器の一実施形態を示す断面図である。
図2に示すように、電子機器200は、フォルダブルシート210を備えている。フォルダブルシート210は、表示パネル220と、偏光板230と、被着体としてのカバーウィンドウ240と、積層体100とをこの順に有している。このため、積層体100は、フォルダブルシート210の最外層として、カバーウィンドウ240のうち表示パネル220と反対側の表面に接着されている。ここで、積層体100のうちの接合材20がカバーウィンドウ240に接着されている。なお、図示しないが、表示パネル220、偏光板230、及びカバーウィンドウ240は粘着剤によって互いに接合されている。また、図示しないが、電子機器200は通常、ハウジングを備えている。
この電子機器200によれば、フォルダブルシート210の最外層としての積層体100の接合材20がカバーウィンドウ240に接合された状態で積層体100がカバーウィンドウ240に接着されている。このため、カバーウィンドウ240が積層体100によって保護される。また、積層体100は、積層体100の接合材20をカバーウィンドウ240に接着させてなる構造体において-20℃における耐屈曲性を向上させることができる。このため、極低温環境下において電子機器200が使用されることによりフォルダブルシート210が繰り返し折り曲げて使用されても、フォルダブルシート210の折曲げ部Fにおいて、接合材20と基材10との間の剥離、積層体100におけるバックリング(座屈)及びクラックの発生が抑制される。このため、フォルダブルシート210の折曲げ部Fにおける視認性の悪化を抑制できる。
表示パネル220の具体例としては、折曲げ可能な有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)ディスプレイ及び液晶ディスプレイが挙げられる。
カバーウィンドウ240は、ガラス基材、又はプラスチック基材(例えばポリイミド基材)であってもよい。カバーウィンドウ240がガラス基材であっても、カバーウィンドウ240には積層体100が貼り付けられているため、フォルダブルシート210が繰り返し折り曲げられ、カバーウィンドウ240が破損したとしても、カバーウィンドウ240の飛散が抑制される。
カバーウィンドウ240の厚さは特に制限されるものではないが、フォルダブルシート210の屈曲性を向上させる観点からは、100μm以下であることが好ましい。
ただし、カバーウィンドウ240の厚さは、フォルダブルシート210の繰り返し屈曲によるカバーウィンドウ240の破損を抑制する観点からは、15μm以上であることが好ましく、25μm以上であることがより好ましい。
なお、フォルダブルシート210は、表示パネル220の裏面側に、表示パネル220側から順次、緩衝層250、第1金属層260及び第2金属層270をさらに有していてもよい。第2金属層270は例えば銅で構成される。また、図示しないが、表示パネル220、緩衝層250、第1金属層260、及び第2金属層270は互いに粘着剤によって接合されている。また、フォルダブルシート210は、偏光板230とカバーウィンドウ240との間に樹脂基材をさらに含んでいてもよい。この場合、カバーウィンドウ240がガラス基材であっても、樹脂基材によってカバーウィンドウ240が破損により飛散することが抑制される。
電子機器200としては、スマートフォンなどの携帯電話、及び、電子ペーパーなどが挙げられる。
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、被着体がカバーウィンドウ240とされているが、被着体は、フォルダブルシート210の構成部材であればいかなるものであってもよい。例えば被着体は、偏光板などであってもよい。
以下、本開示を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下、実施例により本開示をより具体的に説明するが、本開示は実施例に限定されるものではない。
<接合材形成用組成物の形成>
以下のようにして接合材形成用組成物を形成した。
以下のようにして接合材形成用組成物を形成した。
まず、表1に示すモノマーを、表1に示す割合(単位:質量%)で混合してモノマー混合物を調製し、このモノマーの全質量が40質量%となるように、酢酸エチルに希釈してモノマー溶液を調製した。このとき、モノマー100質量部に対して、0.8質量部の脂肪族系ジアシルパーオキサイド(商品名「パーロイルL」、日本油脂社製)を配合した。そして、モノマー溶液を65℃で加熱することによりモノマーを重合させて樹脂(ポリマー)を形成し、樹脂を含む樹脂溶液を得た。
次に、上記のようにして得られた樹脂溶液中に、樹脂(ポリマー)100質量部に対して、架橋剤及び触媒を、表1に示す配合割合(単位:質量部)で配合されるように加えた。こうして接合材形成用組成物を得た。
なお、表1に示されるモノマー、架橋剤及び触媒としては以下の材料を使用した。
<モノマー>
(非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物)
・2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
・IDA:イソデシルアクリレート
・ISTA:イソステアリルアクリレート
・2HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
(シリコーン変性(メタ)アクリル化合物)
・X-22-2426(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:12000g/mol
・KF-2012(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:4600g/mol
・X-22-174ASX:片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:1422g/mol(※)
・FM-0711(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(JNC株式会社製)、分子量:1486g/mol
(※)分子量は実測値(重量平均分子量)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される、標準ポリスチレンの検量線に基づく換算値を意味する。
(その他)
・NVP:N-ビニル-2-ピロリドン
<架橋剤>
・イソシアネート系架橋剤:(商品名「AE700-100」、旭化成株式会社製)
<触媒>
商品名「KS-1200A-1」、スズ系触媒、境化学工業株式会社製
<モノマー>
(非シリコーン変性(メタ)アクリル化合物)
・2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
・IDA:イソデシルアクリレート
・ISTA:イソステアリルアクリレート
・2HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
(シリコーン変性(メタ)アクリル化合物)
・X-22-2426(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:12000g/mol
・KF-2012(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:4600g/mol
・X-22-174ASX:片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(信越化学工業株式会社製)、分子量:1422g/mol(※)
・FM-0711(商品名):片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン化合物(JNC株式会社製)、分子量:1486g/mol
(※)分子量は実測値(重量平均分子量)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される、標準ポリスチレンの検量線に基づく換算値を意味する。
(その他)
・NVP:N-ビニル-2-ピロリドン
<架橋剤>
・イソシアネート系架橋剤:(商品名「AE700-100」、旭化成株式会社製)
<触媒>
商品名「KS-1200A-1」、スズ系触媒、境化学工業株式会社製
(実施例1~8及び比較例1~5)
上記ようにして得られた接合材形成用組成物を、厚さ75μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる基材の一面に塗布して塗膜を形成した。そして、塗膜を加熱により乾燥して基材の一面上に接合材を形成し、積層体を得た。このとき、接合材の厚さは50μmであった。
上記ようにして得られた接合材形成用組成物を、厚さ75μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる基材の一面に塗布して塗膜を形成した。そして、塗膜を加熱により乾燥して基材の一面上に接合材を形成し、積層体を得た。このとき、接合材の厚さは50μmであった。
<-20℃における接合材の貯蔵弾性率E’の測定>
上記のようにして得られた積層体から接合材を剥離し、その接合材について、-20℃における貯蔵弾性率E’を、引張モードの動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、製品名:RSA-G2)を用いて、以下の測定条件で接合材の貯蔵弾性率の温度依存性を測定することにより求めた。
(測定条件)
モード:Temp ramp(張力制御モード Force Tracking(2%))
Axial Force(初期荷重):10g
Sensitivity(感度):0.1g
Start temperature(開始温度):-60℃
End temperature(終了温度):100℃
Ramp rate(昇温速度):5 ℃/min
Soak time(保持時間):10sec
Soak time after ramp(昇温後の保持時間):15sec
Frequency(周波数):1Hz
Strain(ひずみ):0.05%
また、表1には、-20℃における比較例4の接合材の貯蔵弾性率E’を100としたのきの実施例1~8及び比較例1~5の貯蔵弾性率E’の相対値も併記した。
上記のようにして得られた積層体から接合材を剥離し、その接合材について、-20℃における貯蔵弾性率E’を、引張モードの動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、製品名:RSA-G2)を用いて、以下の測定条件で接合材の貯蔵弾性率の温度依存性を測定することにより求めた。
(測定条件)
モード:Temp ramp(張力制御モード Force Tracking(2%))
Axial Force(初期荷重):10g
Sensitivity(感度):0.1g
Start temperature(開始温度):-60℃
End temperature(終了温度):100℃
Ramp rate(昇温速度):5 ℃/min
Soak time(保持時間):10sec
Soak time after ramp(昇温後の保持時間):15sec
Frequency(周波数):1Hz
Strain(ひずみ):0.05%
また、表1には、-20℃における比較例4の接合材の貯蔵弾性率E’を100としたのきの実施例1~8及び比較例1~5の貯蔵弾性率E’の相対値も併記した。
<耐屈曲性の評価>
実施例1~8及び比較例1~5の積層体について屈曲試験を行い、積層体の耐屈曲性を評価した。
屈曲試験は以下のようにして行った。
まず、実施例1~8及び比較例1~5の積層体に厚さ100μmのPET基材を、ハンドローラを用いて貼り付け、厚さ50μmのPET/厚さ50μmの接合材/厚さ100μmのPETからなる構造体を用意し、この構造体から切り出した10mm×50mmの寸法を有する評価用サンプルを、1種類の接合材に対して、2つずつ用意した。そして、評価用サンプルを恒温槽に入れ、恒温槽の温度が-20℃で一定になるまで放置した。
そして、評価用サンプルを、折曲げ部における曲率半径が1.5mmとなるように繰り返し20万回折り曲げ、その後の評価用サンプルの状態を観察した。そして、下記評価基準に基づいて積層体の耐屈曲性を評価した。結果を表1に示す。
(評価基準)
A:2つの評価用サンプルのうち、1つも、バックリング、剥離及びクラックのいずれも見られない
B:2つの評価用サンプルのうち、1つだけ、バックリング、剥離及びクラックの少なくとも1つが見られる
C:2つの評価用サンプルうち、2つとも、バックリング、剥離及びクラックの少なくとも1つが見られる
実施例1~8及び比較例1~5の積層体について屈曲試験を行い、積層体の耐屈曲性を評価した。
屈曲試験は以下のようにして行った。
まず、実施例1~8及び比較例1~5の積層体に厚さ100μmのPET基材を、ハンドローラを用いて貼り付け、厚さ50μmのPET/厚さ50μmの接合材/厚さ100μmのPETからなる構造体を用意し、この構造体から切り出した10mm×50mmの寸法を有する評価用サンプルを、1種類の接合材に対して、2つずつ用意した。そして、評価用サンプルを恒温槽に入れ、恒温槽の温度が-20℃で一定になるまで放置した。
そして、評価用サンプルを、折曲げ部における曲率半径が1.5mmとなるように繰り返し20万回折り曲げ、その後の評価用サンプルの状態を観察した。そして、下記評価基準に基づいて積層体の耐屈曲性を評価した。結果を表1に示す。
(評価基準)
A:2つの評価用サンプルのうち、1つも、バックリング、剥離及びクラックのいずれも見られない
B:2つの評価用サンプルのうち、1つだけ、バックリング、剥離及びクラックの少なくとも1つが見られる
C:2つの評価用サンプルうち、2つとも、バックリング、剥離及びクラックの少なくとも1つが見られる
<基材に対する接合材の密着性の評価>
実施例1~8及び比較例1~5の積層体から、1cm×10cmの寸法の試験サンプルを切り出し、ガラス基材に貼り付けた。この試験サンプルについて、25℃において剥離角度180°、剥離速度300mm/minの条件で剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
次に、実施例1~8及び比較例1~5の積層体において基材をPETに変更したこと以外は実施例1~8及び比較例1~5と同様にして試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルについて、25℃において実施例1と同様にして剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
さらに、実施例1~8及び比較例1~5の積層体において基材をCPIに変更したこと以外は実施例1~8及び比較例1~5と同様にして試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルについて、25℃において実施例1と同様にして剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
実施例1~8及び比較例1~5の積層体から、1cm×10cmの寸法の試験サンプルを切り出し、ガラス基材に貼り付けた。この試験サンプルについて、25℃において剥離角度180°、剥離速度300mm/minの条件で剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
次に、実施例1~8及び比較例1~5の積層体において基材をPETに変更したこと以外は実施例1~8及び比較例1~5と同様にして試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルについて、25℃において実施例1と同様にして剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
さらに、実施例1~8及び比較例1~5の積層体において基材をCPIに変更したこと以外は実施例1~8及び比較例1~5と同様にして試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルについて、25℃において実施例1と同様にして剥離試験を行い、密着強度を測定した。結果を表1に示す。
表1に示す結果より、実施例1~8ではいずれも、-20℃における接合材の貯蔵弾性率E’が0.2MPa以下であった。一方、比較例1~5では、-20℃における接合材の貯蔵弾性率E’が、最も小さくて0.28MPaであり、0.2MPaを超えていた。
従って、本開示の接合材により、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有することが可能になることが確認された。
10…基材、20…接合材、100…積層体、200…電子機器、210…フォルダブルシート。
本開示は、接合材用樹脂組成物、接合材、積層体及び電子機器に関する。
-20℃における接合材の貯蔵弾性率を低減させるべく研究が行われた結果、接合材形成用樹脂組成物に含まれる重合体を形成するモノマー混合物にシラン変性(メタ)アクリル化合物を含めることで、-20℃における接合材の貯蔵弾性率を低減させることができることが判明した。しかし、その場合でも、-20℃における貯蔵弾性率はせいぜい0.28MPaであった。そこで、-20℃における貯蔵弾性率をさらに低減するべく鋭意研究が重ねられた。その結果、シラン変性(メタ)アクリル化合物の分子量を特定の値より小さくすることが-20℃における貯蔵弾性率をさらに低減させる上で有効であることが判明し、本開示が完成された。
すなわち、本開示の一側面は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物の重合体を含み、前記(メタ)アクリル化合物がシリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含み、前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物が、2000g/mol未満の分子量を有する、接合材用樹脂組成物である。
また本開示の別の一側面は、接合材用樹脂組成物を用いて得られる、接合材である。
また本開示の別の一側面は、接合材用樹脂組成物を用いて得られる、接合材である。
上記接合材用樹脂組成物においては、前記モノマー混合物中の前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率が25質量%以上であることが好ましい。
上記接合材用樹脂組成物においては、前記モノマー混合物が、N-ビニルピロリドンをさらに含み、前記モノマー混合物中の前記N-ビニルピロリドンの含有率が10質量%未満であることが好ましい。
本開示によれば、-20℃において0.20MPa以下の貯蔵弾性率を有する接合材、当該接合材を形成することができる接合材用樹脂組成物、当該接合材を備えた積層体及び電子機器が提供される。
<接合材>
接合材20は、接合材用樹脂組成物(樹脂を含む接合材形成用組成物)を用いて得られるものであり、接合材用樹脂組成物を架橋して得られるものでも、架橋しないで得られるものでもよい。
<接合材用樹脂組成物>
接合材用樹脂組成物は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物の重合体を含み、(メタ)アクリル化合物が、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含む。
接合材20は、接合材用樹脂組成物(樹脂を含む接合材形成用組成物)を用いて得られるものであり、接合材用樹脂組成物を架橋して得られるものでも、架橋しないで得られるものでもよい。
<接合材用樹脂組成物>
接合材用樹脂組成物は、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物の重合体を含み、(メタ)アクリル化合物が、シリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含む。
Claims (6)
- 樹脂を含む接合材形成用組成物を用いて得られ、
前記樹脂が、(メタ)アクリル化合物を含むモノマー混合物を重合してなる重合物を含み、
前記(メタ)アクリル化合物がシリコーン変性(メタ)アクリル化合物を含み、
前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物が、2000g/mol未満の分子量を有する、接合材。 - 前記モノマー混合物中の前記シリコーン変性(メタ)アクリル化合物の含有率が25質量%以上である、請求項1に記載の接合材。
- 前記モノマー混合物が、N-ビニルピロリドンをさらに含み、
前記モノマー混合物中の前記N-ビニルピロリドンの含有率が10質量%未満である、請求項1又は2に記載の接合材。 - 基材と、
前記基材の一面に設けられる接合材とを備え、
前記接合材が、請求項1~3のいずれか一項に記載の接合材で構成される、積層体。 - 電子機器に含まれるフォルダブルシートにおいて被着体に接着される積層体として使用される請求項4に記載の積層体。
- フォルダブルシートを備える電子機器であって、
前記フォルダブルシートが、請求項1~4のいずれか一項に記載の積層体と、
前記積層体が接着される被着体とを含み、
前記積層体の前記接合材が前記被着体に接着されている、電子機器。
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