JP3039126B2 - フィルム状接着剤の製造方法 - Google Patents

フィルム状接着剤の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルム状接着剤の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フィルム状接着剤は、均一厚みであるこ
とや長尺状の無溶剤接着剤として簡単に使用出来ること
などから接着作業の自動化が可能であり、電気・電子・
建築・自動車・航空機などの各種用途に多用されてい
る。これらのフィルム状接着剤は、配合系内にエポキシ
樹脂と潜在性硬化剤を含有することで、高性能の硬化型
接着剤としている場合が多い。この場合、一般的には可
とう化成分およびフィルム形成材として、ポリビニルブ
チラールや、ポリウレタン、ポリエステル、などのポリ
マ成分を含有する場合が多い。室温で固体の成分を含有
するフィルム状接着剤の製造方法としては、例えば特開
昭62−141083号公報に見られるように、接着剤
組成物を溶剤に溶解して低粘度化して剥離紙上に塗布
し、溶剤を乾燥除去することが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
62−141083号公報に示されるフィルム状接着剤
の製造方法は、用いる溶剤をトルエンに制限する必要が
あった。この理由は、硬化剤を常温で固体の不活性なも
のとすることで、短時間硬化性と貯蔵安定性(保存性)
の両立をえているためである。すなわち、このような硬
化剤の多くがエステル系やケトン系などの極性溶剤に可
溶もしくは耐性のないためであり、好ましい例とされる
硬化剤をウレタン樹脂で被覆したカプセル状の場合にも
ウレタン樹脂が極性溶剤に可溶なため、いずれも低極性
のトルエンなどに制限する必要があった。固体の硬化剤
が溶剤に溶けたり膨潤すると、反応成分であるエポキシ
樹脂との接触機会が増加して貯蔵安定性が低下し、極端
な場合には製造時においてさえ硬化反応の進行により硬
化が終了してしまい使用不可能な状態となる。
【0004】上記理由により、エポキシ樹脂やポリマ成
分を溶解する溶剤に制限のあることから、これら材料の
選択も限られた範囲のものとなっていた。そのため、特
に厳しい信頼性の要求される電気・電子用接着剤の場合
の特性向上の問題点となっていた。本発明は、上記の如
き従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、短時間接続性と保存性が可能なフィルム状接
着剤の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エポキシ樹脂と、分子量が5,000以
上のエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂及びアクリルゴムか
ら選択された官能基含有樹脂と、沸点が150℃以下の
芳香族炭化水素系と含酸素系との混合溶剤と、前記溶剤
に不活性な潜在性硬化剤とを主成分とする溶液であっ
て、溶液中の水分量を2.0%以下としたものを剥離性
基材上に流延塗布し、ついで前記溶液膜を前記硬化剤の
活性温度以下で乾燥することを特徴とする。
【0006】本発明に用いるエポキシ樹脂は、例えばエ
ピクロルヒドリンとビスフェノールAやF、D、S等か
ら誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロ
ルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾールノボラ
ックから誘導されるエポキシノボラック樹脂が代表的で
あり、その他グリシジルアミン、グリシジルエステル、
グリシジルエーテル、ビフェニル、ナフタレン、脂環
式、複素環式などの1分子内に2個以上のオキシラ
を有する各種のエポキシ化合物が適用できる。これらは
単独又は2種以上混合して用いることが可能である。こ
れらエポキシ樹脂は、不純物イオン(Na+ 、CI-
ど)や、加水分解性塩素などを300ppm以下に低減
した高純度品を用いることが、エレクトロンマイグレー
ション防止のために好ましい。
【0007】分子量が5,000以上の官能基含有樹脂
について説明する。
【0008】これらの樹脂としては、フェノキシ、アク
リルゴム、エポキシ樹脂などがある。これらのなかでは
フェノキシ樹脂が、エポキシ樹脂と構造が似ていること
から相溶性がよく、また接着性も良好なことから好まし
い。分子量を5,000以上とする理由は、分子量の大
きいほど添加量が少なくてもフィルム形成性が容易にえ
られ、エポキシ樹脂の特性を保持しやすいためであり、
分子量10,000以上がより好ましい。また分子量
5,000以下の場合は、一般的に低極性溶剤に溶けや
すい。ここに分子量は、重量平均分子量をしめす。これ
らの樹脂が水酸基やカルボキシル基などの極性基を含有
すると、エポキシ樹脂との相溶性が向上し均一な外観や
特性を有するフィルムの得られることや、硬化時の反応
促進による短時間硬化を得る点からも好ましい。本発明
に用いる溶剤の沸点は、150℃以下が適用出来る。沸
点が150℃を超すと、フィルム化する際の乾燥に高温
が必要となり潜在性硬化剤の活性温度に近くなることか
ら潜在性の低下を招き、また低温では乾燥しにくく作業
性が低下する。このため沸点が60〜150℃が好まし
く、70〜130℃がより好ましい。芳香族炭化水素系
と含酸素系との混合溶剤である理由は、含酸素系の併用
により材料の溶解性を向上させるためである。溶剤の選
択には含酸素系溶剤のSP値が8.1〜10.7の範囲
とすることが好ましい。
【0009】本発明に用いる溶剤類を以下例示する。芳
香族炭化水素系では、ベンゼン(沸点80.1℃,SP
値9.15)、以下同様にトルエン(110.6、8.
90)、キシレン(138.4、8.80)などがあ
る。含酸素系では、酢酸メチル(56.3、9.6)、
酢酸エチル(77.1,9.10)、酢酸プロピル(1
01.6、8.75)、酢酸ブチル(126.1、8.
46)イソプロピルアセテート(89.0、9.1)な
どの酢酸エステル類や、メチルエチルケトン(79.
6、9.3)、アセトン(79.6、9.3)、メチル
イソブチルケトン(115.9、8.4)、などのケト
ン類、テトラヒドロフラン(66.1、9.9)、ジオ
キサン(101.3、10.0)などのエーテル類、イ
ソプロピルアルコール(82.4、11.5)、イソブ
チルアルコール(107.9、10.7)、メチルイソ
ブチルカルビノール(131.8、10.0)などのア
ルコール類を例示できる。これら含酸素系のなかでは、
酢酸エステル類が比較的SP値が低く、硬化剤が溶剤に
溶けたり膨潤し難いことから水分量の管理が行いやすく
好ましい。芳香族炭化水素系と含酸素系との混合比は任
意に決定できるが、含酸素系溶剤はなるべく少量とする
ことが硬化剤の安定化上好ましい。
【0010】潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、
ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイ
ミド、、ポリアミンの塩、ジシアンジアミドなど、及び
これらの変性物があり、これらは単独または2種以上の
混合体として使用出来る。
【0011】長期保存性と速硬化性という矛盾した特性
の両立が要求される本発明の好ましい形態としては、こ
れらの硬化剤を核としポリウレタン系、ポリエステル系
等の高分子物質や、Ni,Cu等の金属薄膜で被覆した
マイクロカプセル型であることが好ましい。マイクロカ
プセル型硬化剤の使用に当たって注意すべき点は、カプ
セルの粒径をフィルム状接着剤の厚みよりも小さくして
保存時のカプセル破壊を防止することである。本発明に
用いるこれら潜在性硬化剤の少なくとも最表層は、前記
溶剤類に不活性なものとすることがフィルム状接着剤の
特性安定化の点から必要であり、例えば、高分子物質の
場合の架橋構造の導入などがある。本発明においては、
配合比任意な上記材料、すなわちエポキシ樹脂と、水酸
基含有樹脂と、混合溶剤と、潜在性硬化剤とを主成分と
する溶液100重量部中の水分量を2.0重量%以下の
接着剤配合液とする。ここに水分量の測定は、カールフ
ィッシャー法によるものとする。カールフィッシャー法
については、日本分析化学会編、分析化学便覧、丸善株
式会社発行に詳しく記述してあるので省略した。水分量
が2.0重量%を超すと保存性が低下するので、好まし
くは1.4重量%以下とすべきであり、水分量は少ない
ほうがより好ましい。配合液中の水分量を低下する方法
としては、材料の乾燥、蒸留、抽出、などの一般的方法
を採用できる。
【0012】上記で得た接着剤配合液を離形紙などの剥
離性基材上に形成し、あるいは不織布等の基材に配合液
を含浸させて剥離性基材上に形成し、硬化剤の活性温度
以下で乾燥し溶剤を除去することで、本発明のフィルム
状接着剤を得る。
【0013】ここに硬化剤の活性温度は、DSC(示差
走査熱量計)を用いて、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤と
の配合物を試料として室温から10℃/分で昇温させた
時の発熱ピーク温度を示す。活性温度は、短時間硬化性
と保存性の両立の点から50〜200℃程度が好まし
く、70〜150℃がより好ましい。
【0014】上記で得た接着剤配合液中には、通常の添
加剤などとして例えば、導電粒子、充填剤、軟化剤、硬
化促進剤、硬化遅延剤、老化防止剤、着色剤、難燃化
剤、チキソトロピック剤、カップリング剤および、フェ
ノール樹脂やメラミン樹脂、イソシアネート類、メルカ
プタン類、アミン類、酸無水物などの硬化剤などを含有
することも出来る。
【0015】
【作用】本発明においては、接着剤配合液100重量部
中の水分量を2.0重量%以下とすることにより、芳香
族炭化水素系と含酸素系との混合溶剤の使用が可能とな
り、樹脂材料の適用範囲が拡大し分子量が5,000以
上の高分子エポキシやフェノキシ樹脂などが適用可能と
なった。水酸基やカルボキシル基などの官能基含有樹
脂、および含酸素系溶剤は含水量が多いために、水分の
存在下で高温乾燥されることで潜在性硬化剤の劣化が促
進され、反応成分であるエポキシ樹脂との接触機会が増
加して貯蔵安定性が低下するが、本発明では水分量の減
少とあわせて溶剤を特定して潜在性硬化剤の活性温度以
下で乾燥することで、硬化剤の劣化を防止できる。
【0016】
【実施例】
[実施例1]PKHA(フェノキシ樹脂、分子量25,
000,水酸基6%、ユニオンカーバイト社製商品名、
50℃−0.1Torrの減圧下で20時間乾燥後使
用)と、YL983U(液状ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂、加水分解性塩素130ppm、油化シェルエポ
キシ株式会社製商品名)と、クオートレックス2410
(固形フェノールノボラック型エポキシ樹脂、加水分解
性塩素25ppm、ダウケミカル社製商品名)とを、各
25gずつ秤量しトルエン/酢酸エチル(いずれも試薬
特級)=50/50の混合溶剤に溶解して50%溶液を
えた。この溶液150gにノバキュア3741(イミダ
ゾール変性体を核とし、その表面をポリウレタンで被覆
してなる平均粒径4μmのマイクロカプセル型硬化剤を
液状ビスフェノールエポキシ樹脂中に分散してなるマス
タバッチ型硬化剤、活性温度132℃、旭化成工業株式
会社製商品名)25gを混合した。この混合液中の水分
量を水分自動測定装置AQV−5S(カールフイッシャ
ー法、平沼産業株式会社製商品名)により測定したとこ
ろ0.088%であった。
【0017】上記で得た混合液を、2軸延伸ポリプロピ
レンフィルム(以下OPP)上にロールコータを用いて
塗布後、100℃10分の熱風乾燥により、接着剤層の
厚みが25μmのフィルム状接着剤を得た。
【0018】このフィルムは、室温で十分な柔軟性を有
しており、連続的に巻重が可能であった。このフィルム
および、保存性評価のためにこのフィルムを50℃24
0時間の保存処理したものとを用いて、銅箔35μm平
滑面とITO表面処理ガラス1.1mmとの接続を16
0℃−20kg/mm2 −30秒で行い、引き剥がし強
さ(JIS、C−5016)を求めた。評価結果を表1
に示すが、良好な短時間接続性と保存性を示した。
【0019】
【表1】 [比較例1]実施例1と同様であるが、PKHAの乾燥
を行わず、溶剤も一般的な工業用を用いた。この場合の
水分量は2.8%であった。評価結果を表1に示すが、
保存後は接着不能であり保存性がなかった。 [実施例2〜4および比較例2]実施例1と同様である
が、混合液中に純粋を添加し水分量を変化させた。評価
結果を表1に示す。この結果、水分量0.251〜1.
95%で良好で、これらのなかでは水分量の少ないほう
がより高い引き剥がし強さを示した。比較例2の水分量
3.55%の場合は、乾燥時に硬化反応が進行してしま
い接着不能であった。 [実施例5]実施例1と同様であるが、PHKAの代わ
りにエピコート1010(ビスフェノール型エポキシ樹
脂、分子量5,000,水酸基含有、油化シェル株式会
社製商品名、80℃で72時間乾燥後使用)を用いて混
合液を作成し、実施例1と同様な評価を行った。評価結
果を表1に示すが、良好な短時間接続性と保存性及び引
き剥がし強さを示した。 [実施例6]実施例5と同様であるが水分量の減少手段
として、混合液中にモレキュラーシープ(4A、1/1
6)を混合液量の10重量%添加し、室温で20時間放
置後モレキュラーシープを分離して使用した。評価結果
を表1に示すが、良好な短時間接続性と保存性及び引き
剥がし強さを示した。 [実施例7]実施例6と同様であるが、エピコート10
10の代わりにWS−023(アクリルゴム、分子量7
00,000、水酸基とカルボキシル基を共有、帝国化
学産業株式会社製商品名)を用いた。評価結果を表1に
示す。重量平均分子量70万の超高分子量品を用いた
が、この場合も良好な短時間接続性と保存性及び引き剥
がし強さを示した。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、良
好な短時間接続性と保存性の両立が可能なフィルム状接
着剤をたやすく得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 共久 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社 下館研究所内 (72)発明者 山口 豊 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社 下館研究所内 (72)発明者 伊藤 達夫 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立 化成工業株式会社 五所宮工場内 (56)参考文献 特開 平2−102281(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09J 7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂と、分子量が5,000以
    上のエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂及びアクリルゴムか
    ら選択された官能基含有樹脂と、沸点が150℃以下の
    芳香族炭化水素系と含酸素系との混合溶剤と、前記溶剤
    に不活性な潜在性硬化剤とを主成分とする溶液であっ
    て、溶液中の水分量を2.0%以下としたものを剥離性
    基材上に流延塗布し、ついで前記溶液膜を前記硬化剤の
    活性温度以下で乾燥することを特徴とするフィルム状接
    着剤の製造方法。
  2. 【請求項2】含酸素系溶剤のSP値が8.1〜10.7
    で、沸点が60〜150℃である請求項1記載のフィル
    ム状接着剤の製造方法。
  3. 【請求項3】硬化剤がマイクロカプセル型である請求項
    1記載のフィルム状接着剤の製造方法。
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