JP5818893B2 - 低温硬化性エポキシテープ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、低温硬化性エポキシテープ積層体、並びにその製造方法及び使用方法に関する。

半構造用接着剤は、自動車、航空宇宙、及びエレクトロニクス産業において金属間接着及び金属プラスチック間接着の形成に利用されている。典型的には、エレクトロニクス産業において、電子デバイス中の多くの構成要素を機械的に接着するために、半構造用接着剤を用いることができる。これらの用途において典型的に利用される半構造用接着剤は、潜在的硬化剤を有する１部又は２部のエポキシシステムであり得、予備接着剤成分が高温に曝されると恒久的接着を形成できる。

反応性予備接着剤成分を潜在的硬化剤と混合し、次に予備接着剤混合物をライナー上にコーティングすることにより、半構造用接着テープを製造するのが典型的である。所望により、接着テープの機械的強度をより上げるために、硬化に先立って、補強繊維層、つまりスクリムを予備接着剤混合物中に組み込むことができる。典型的には、半構造用接着テープの製造に用いる潜在的硬化剤を、約１２０℃を超える温度で活性化する。

半構造用接着テープを用いて電子デバイス中の構成要素を接着すると、高い硬化活性化温度が電子デバイス中の繊細な部品を損傷する場合がある。更に、従来の半構造用接着テープは、予備接着剤混合物のコーティング中に用いられる溶媒と硬化剤の反応により貯蔵寿命が限られる場合もある。したがって、約１２０℃より低い温度で硬化でき、従来のテープより貯蔵寿命が長く、かつ電子デバイス中の部品などの構成要素を接着するのに有用であり得る新しい半構造用接着テープに対する必要性がある。

一態様では、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層であって、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む硬化剤層と、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層と、硬化剤層の第２の面上に配置される第２のエポキシ層と、を含むテープが提供される。

別の態様では、スクリムを含むバインダー層中にエポキシ樹脂用の潜在的硬化剤を分散する工程であって、バインダー層が２つの表裏となる面を有する、工程と、バインダー層を乾燥させる工程と、エポキシ樹脂をバインダー層の各表裏となる面に積層する工程と、を含むテープの製造方法が提供される。

更に別の態様では、エポキシテープを第１の電子的構成要素に積層して積層体を形成する工程と、第２の電子的構成要素を積層体に適用して組立品を形成する工程と、組立品を加熱してエポキシテープを硬化する工程と、を含み、エポキシテープが、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層と、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層と、硬化剤層の第２の面上に配置される第２のエポキシ層と、を含み、硬化剤層が、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む、電子デバイスでのエポキシテープの使用方法が提供される。

本開示において、
「硬化剤層」は、潜在的硬化剤、並びにスクリム及びバインダーを含むエポキシテープの層を指す。
「潜在的硬化剤」は、熱などのエネルギー源により活性化されるまで不活性の触媒、例えばアミン触媒を指す。
「スクリム」は、エポキシ接着剤テープの補強材料として用いることができる織布又は不織布の多孔質材料を指す。

上記の概要は、本発明の全ての実施のそれぞれの開示される実施形態を説明することを目的としたものではない。「図面の簡単な説明」及びこれに続く「発明を実施するための形態」において、実例となる実施形態をより詳しく例示する。

提供されるエポキシテープの一実施形態の製造プロセスの連続側面図。 提供されるエポキシテープの一実施形態の製造プロセスの連続側面図。 提供されるエポキシテープの一実施形態の製造プロセスの連続側面図。 提供されるエポキシテープの一実施形態の側面図。 提供されるエポキシテープを使用して金属間接着を形成するプロセスの側面図。 提供されるエポキシテープを使用して金属間接着を形成するプロセスの側面図。 熱接着フィルムを含む提供されるエポキシテープの一実施形態の側面図。 １００℃で１又は２分間接着されたアルミニウム接着物の、室温における時間に対するｋｇ／ｃｍ^２で測定した重なり剪断強度（ＯＳＳ）の増加のグラフ。

以下の説明において、本明細書の説明の一部を構成し、いくつかの特定の実施形態が例として示される添付の一連の図面を参照する。本発明の範囲又は趣旨を逸脱せずに、その他の実施形態が考えられ、実施され得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。

他の指示がない限り、明細書及び特許請求の範囲において使用される形状サイズ、量、及び物理的特性を表す全ての数字は、全ての場合に「約」という用語によって修飾されるものと理解すべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示内容を用いて得ようとする所望の特性に応じて変化しうる近似値である。終点による数の範囲の使用は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）の全ての数及びその範囲内の任意の範囲を含む。

提供されるエポキシテープ構成体は、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層を含む。硬化剤層は、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダーと、バインダー中に分散される潜在的硬化剤と、を有する。硬化剤層は、潜在的硬化剤の活性化温度より高い温度にエポキシテープを加熱することで接着が開始されるまで、硬化剤を含む唯一の層である。提供されるエポキシテープ構成体はまた、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層と、硬化剤層の第２の面上に配置される第２のエポキシ層と、も含む。いくつかの実施形態では、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層のみと、硬化剤層の反対側の第２の面上に異なる接着剤（硬化剤層により活性化可能なもの、又は硬化剤層により活性化可能ではないもの）とがあってもよい。この異なる接着剤は、感圧性アクリル接着剤、水分硬化性又は放射線硬化性の熱硬化性接着剤、又は室温より高いが、硬化剤層の活性化温度より低い温度で顕著な粘性流れを有する、Ｔ_ｇが低い熱硬化性接着剤であってよい。いくつかの他の実施形態では、提供されるエポキシテープが、接着剤ではない硬化剤層の反対側の第２の面上に別の材料を有することができることが想到される。

提供されるエポキシテープの構成体は、スクリム上にエポキシ層及び硬化剤を含有する溶液をコーティングし、溶媒を除去し、エポキシテープを保管してから接着することにより製造される類似の構成体よりも、長い貯蔵寿命をもたらす。潜在的硬化剤、特に低活性化温度を有する潜在的硬化剤をエポキシと接触させると、潜在的硬化剤とエポキシテープ内に残り得る残留溶媒との相互作用により、ゆっくりとしたエポキシの硬化を可能にできる。提供されるエポキシテープは、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層を有しており、潜在的硬化剤を含有するのはこのバインダー層である。一実施形態ではポリイソプレンであるバインダーは、活性化温度を超えても硬化剤と反応性がない。エポキシ層の少なくとも一部は、硬化剤又は潜在的硬化剤を含まない。バインダーの機能は、分散された潜在的硬化剤をスクリム中に保持することである。乾燥後、エポキシ樹脂層を硬化剤層に積層できる。得られるエポキシテープ構成体は、エポキシ層中に残留溶媒を有し得ず、超過する場合、潜在的触媒の活性化温度までエポキシ層中に硬化剤を有し得ない。活性化後、硬化剤（通常はアミン又はイミダゾール）が放出され、バインダーを通って単一又は複数のエポキシ層に移行することができ、続いて、２つの接着され得る基材間で半構造接着を築くプロセスを開始することができる。エポキシテープの構成体、並びにエポキシテープの製造方法及び使用方法を本明細書に記載する。

硬化剤層
提供される硬化性エポキシテープは、スクリムを有する硬化剤層を含む。スクリムは、当業者に周知の任意の布地、繊維、布、メッシュ網、又は任意の不織布材料であってよい。いくつかの実施形態では、スクリムは、ナイロン連続フィラメントを平坦、滑らかで強く、シャリ感のある布地にスパンボンドすることにより製造される不織布であってよい。提供されるエポキシテープの製造に有用な典型的なスクリムとして、Ｃｅｒｅｘ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｅｎｓａｃｏｌａ，ＦＬ）から入手可能なＣＥＲＥＸ布地が挙げられる。硬化剤層は、第１の面及び反対側の第２の面を有する。硬化剤層は、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む。いくつかの実施形態では、バインダー層はスクリムを完全に封入することができる。表１に、エポキシテープの様々な層の形成に用いられる代表的な化学物質及び材料を示す。典型的含有率、各材料の機能、及び最終層上における効果についても示す。いくつかの実施形態では、スクリム層は、硬化剤（Ｆｕｊｉ Ｋａｓｅｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＦＵＪＩＣＵＲＥ ＦＸＲ−１０２０）及び高分子量ポリイソブチレン（ＰＩＢ）（ＯＰＰＡＮＯＬ Ｂ２００（ＢＡＳＦ（Ｍｔ．Ｏｌｉｖｅ，ＮＪ））を含有してよい。硬化剤であるＦＸＲ−１０２０は、ＮＨ_２官能基を有するアミノアルキルイミダゾール及び活性水素を持つ２個の窒素原子を有する環状アミンを含有する。ポリイソブチレンは、ヘプタン中に溶解して溶液を形成でき、続いて粉末状硬化剤をこの溶液に分散することができる。硬化剤がヘプタン中に溶解せず、溶媒中によく分散するため、ヘプタンは好適な溶媒である。

ポリイソブチレンは、潜在的硬化剤分散物のバインダーとして機能することができ、硬化剤をスクリム層に結合することができる。またポリイソブチレンは、安定かつ均一な硬化剤の分散体の作製に役立ち得、スクリム上へのコーティング前にコーティング混合物中で硬化剤が沈殿するのを防ぐこともできる。またポリイソブチレンは、溶液の粘度を調整し、均一なコーティングに役立つこともできる。またポリイソブチレンは、コーティング中の潤滑剤としても作用し得、コーティング後及び乾燥（溶媒除去）中の、スクリムと硬化剤との間のバインダーとして機能もできる。

バインダーとしてポリイソブチレンについて説明しているが、他のバインダー材料を使用することもできる。バインダーの重要な特性は、コーティング中に潜在的硬化剤を分散するのに役立ち、その中に含まれるエポキシテープの活性化まで硬化剤を安定に保持できることである。更に、バインダーは、活性化した硬化剤を容易に通り抜けさせてエポキシ樹脂中に移行し、強固な半構造接着の形成を可能にできる必要がある。典型的なバインダーとして、天然又は合成ゴム、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリアクリルゴム、エチレン酢酸ビニル化などの周知のエラストマー、又は上記のもののような特性を有する任意の他のエラストマーが挙げられるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態では、スクリムは導電性であってよい。例えば、スクリムは、ニッケルコーティングされた炭素スクリムを包含してよい。代表的なニッケルコーティングされた炭素スクリムとして、Ｏｐｔｉｍａｔ，Ｌｔｄ．（Ｇｌａｓｇｏｗ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能なＯＰＴＩＭＡＴ ２０３ ＳＥＲＩＥＳ ２０３０１スクリムなどの炭素繊維不織布スクリムが挙げられる。導電性スクリムを利用するエポキシテープは、互いに接着される２つの金属製部品の接地を可能にでき、スポット溶接を不要とする。その他有用な導電性スクリムは、例えば、電磁干渉フィルターのシールドとして有用なニッケルコーティングされた銅スクリムである。

他の実施形態では、スクリムは、エポキシ樹脂及び硬化剤の硬化に用いられる接着温度より高く、接着されるいかなるプラスチックに損傷を与え得る温度より低い、約１４０℃の融点のホットメルトスクリムであってよい。部品、特に電子デバイス中に含まれる部品を再加工する必要がある場合は、接着した部品を加熱して、再加工又は再配置のためにバラバラにし、続いて冷却して接着を再形成することができる。他の実施形態では、スクリムは熱可塑性スクリムであってよい。典型的な熱可塑性スクリムとして、布地製造に有用であり、例えば、ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能なポリオレフィン又はエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）スクリムが挙げられる。

硬化剤
提供される硬化性エポキシテープは、潜在的硬化剤を含む。提供されるエポキシテープに有用な潜在的硬化剤として、マイクロカプセル化イミダゾール硬化剤が挙げられる。マイクロカプセル化イミダゾール硬化剤は周知である。これらは、様々な活性化温度を有することができる。一般には、マイクロカプセル化イミダゾールは、樹脂内部に組み込まれ得るが、樹脂から隔離して保持するポリマーコーティングと共にコーティングされる。約８０℃程度の活性化温度を有し得るマイクロカプセル化イミダゾールは、例えば、マイクロカプセル化イミダゾールとビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の重量比１：２の混合物である、Ａｓａｈｉ Ｋａｓｅｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手可能なＮＯＶＡＣＵＲＥ ＨＸ３７２２として市販されている。８０℃で活性化される別の代表的な潜在的硬化剤は、Ｆｕｊｉ Ｋａｓｅｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手できるＦＵＪＩＣＵＲＥ ＦＸＲ １０２０である。その他潜在的触媒は、Ｌａｎｄｅｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ，ＣＡ）から入手できる。本開示の範囲内のその他潜在的触媒として、他のカプセル化アミン又はアミン誘導体が挙げられる。

他の好適な硬化用剤（硬化剤）として、置換イミダゾール、例えば、２−［β−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）｝］−エチル−４．６−ジアミノ−ｓ−トリアジン（２ＭＺ−Ａ）、２，４−ジアミノ−６−６［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レート付加物（２ＭＡ−ＯＫ）（Ｓｈｉｋｏｋｕ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｊａｐａｎ）から供給されるものなど）、及び４，５−ジフェニルイミダゾール、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。エポキシ樹脂中で用いるのに好適な追加の熱活性化硬化用剤は、イミダゾール及び置換イミダゾールの遷移金属塩錯体、例えば１−メチルイミダゾール／Ｃｕ（ＮＯ_３）_２・Ｈ_２Ｏ錯体、１−ベンジルイミダゾール／Ｃｕ（ＮＯ_３）_２・Ｈ_２Ｏ、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール／Ｃｕ（ＮＯ_３）_２・Ｈ_２Ｏ、１−メチルイミダゾール／Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・Ｈ_２Ｏ、１−メチルイミダゾール／Ｎｉ（ＮＯ_３）_２・Ｈ_２Ｏである。最後に、エポキシ樹脂用熱活性化硬化用剤として、金属イミダゾレート、例えば亜鉛イミダゾレート及び銅イミダゾレートを挙げることができる。

エポキシ層
本開示の組成物において有用なエポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型のものである。有用な樹脂として、以下の一般式（Ｉ）を有するものが挙げられる。

（Ｉ）
式中、Ｒは１以上の脂肪族、脂環式、及び／又は芳香族炭化水素基を含み、場合によりＲは、隣り合う炭化水素基間に少なくとも１つのエーテル結合を更に含み、ｎは１を超える整数である。一般的に、ｎはグリシジルエーテル基の数であり、接着剤中に存在する式Ｉのエポキシ樹脂の少なくとも１つについて１よりも大きい。いくつかの実施形態では、ｎは２〜４（２及び４を含む）である。

例示的なエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、及びノボラック樹脂のグリシジルエーテル、並びに脂肪族又は脂環式ジオールのグリシジルエーテルが挙げられる。市販のグリシジルエーテルの例として、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（例えば、商標名ＥＰＯＮ ８２８、ＥＰＯＮ １００１、ＥＰＯＮ １３１０及びＥＰＯＮ １５１０としてＨｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ＧｍｂＨ（Ｒｏｓｂａｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なもの、商標名Ｄ．Ｅ．Ｒ．としてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から入手可能なもの（例えばＤ．Ｅ．Ｒ．３３１、３３２、及び３３４）、商標名ＥＰＩＣＬＯＮとしてＤａｉｎｉｐｐｏｎ Ｉｎｋ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なもの（例えばＥＰＩＣＬＯＮ ８４０及び８５０）、並びに商標名ＹＬ−９８０としてＪａｐａｎ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ．から入手可能なもの）、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル（例えば、商標名ＥＰＩＣＬＯＮとしてＤａｉｎｉｐｐｏｎ Ｉｎｋ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なもの（例えばＥＰＩＣＬＯＮ ８３０））、ノボラック樹脂のグリシジルエーテル（例えば、商標名Ｄ．Ｅ．Ｎ．としてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から入手可能なもの（例えばＤ．Ｅ．Ｎ．４２５、４３１、及び４３８）などのノボラックエポキシ樹脂）、並びに難燃性エポキシ樹脂（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から入手可能な臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂であるＤ．Ｅ．Ｒ．５８０）が挙げられる。いくつかの実施形態では、二価フェノールを過剰量のエピクロロヒドリンと反応させることにより調製されたものなどの芳香族グリシジルエーテルが好ましい場合がある。いくつかの実施形態では、ニトリルゴム変性エポキシを使用することができる（例えば、シー・ブイ・シー・ケミカル社（CVC Chemical）より販売されるＫＥＬＰＯＸＹ １３４１）。

ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルである有用な多官能グリシジルエーテルエポキシ樹脂の例として、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な商品名ＥＰＯＮ Ｒｅｓｉｎｓ ８２５、８２６、及び８２８を有するもの、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なＤ．Ｅ．Ｒ．３３０、３３１、及び３３２樹脂、並びにＶａｎｔｉｃｏ（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ，ＮＹ）から入手可能なＡＲＡＬＤＩＴＥ ＧＹ ６００８、ＧＹ ６０１０、及びＧＹ ２６００樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。

ビスフェノールＦのジグリシジルエーテルである有用な多官能グリシジルエーテルエポキシ樹脂の例として、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な商品名ＥＰＯＮ Ｒｅｓｉｎ ８６２樹脂を有するもの、並びにＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｅａｓｔ Ｌａｎｓｉｎｇ，ＭＩ）から入手可能なＡＲＡＬＤＩＴＥ ＧＹ ２８１、ＧＹ ２８２、ＧＹ ２８５、ＰＹ ３０６、及びＰＹ ３０７樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。

その他有用な多官能グリシジルエーテルエポキシ樹脂として、分子内に平均して２を超えるグリシジル基を有するエポキシ樹脂が挙げられる。グリシジルエーテルエポキシ樹脂の具体例には、多官能フェノールノボラック型エポキシ樹脂（フェノールノボラックとエピクロロヒドリンとを反応させて合成）、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、及びビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂が挙げられる。市販の多官能グリシジルエーテルエポキシ樹脂の例として、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な商品名ＥＰＯＮ １０５０、ＥＰＯＮ １６０、ＥＰＯＮ １６４、ＥＰＯＮ １０３１、ＥＰＯＮ ＳＵ−２．５、ＥＰＯＮ ＳＵ−３、及びＥＰＯＮ ＳＵ−８を有するエポキシ樹脂、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ ＭＩ）から入手可能な「ＤＥＮ」シリーズのエポキシ樹脂、並びにＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｅａｓｔ Ｌａｎｓｉｎｇ，ＭＩ）から入手可能なＴＡＣＴＩＸ ７５６、及びＴＡＣＴＩＸ ５５６エポキシ樹脂が挙げられる。

いくつかの実施形態では、エポキシ樹脂は少なくとも１７０ｇ／モル、又は少なくとも２００ｇ／モルの分子量を有する。いくつかの実施形態では、エポキシ樹脂は１０，０００ｇ／モル未満、又は更には３，０００ｇ／モル未満の分子量を有してよい。いくつかの実施形態では、樹脂のエポキシ当量は少なくとも５０ｇ／モル、又は少なくとも１００ｇ／モルのエポキシ当量であってよい。いくつかの実施形態では、樹脂のエポキシ当量は５００ｇ／モル未満、又は更には４００ｇ／モル未満のエポキシ当量であってよい。

いくつかの実施形態では、本開示の組成物は組成物の総重量に対して少なくとも２０重量パーセント（ｗｔ％）、少なくとも２５ｗｔ％、又は更には少なくとも３０ｗｔ％のエポキシ樹脂を含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は組成物の総重量に対して９０ｗｔ％未満、７５ｗｔ％未満、又は更には６０ｗｔ％未満のエポキシ樹脂を含む。本明細書で言うところの「組成物の総重量」なる語句は、両成分、すなわちベース樹脂成分と硬化促進剤成分、の総合重量のことを言う。

エポキシ層は、固体エポキシ樹脂及び液体エポキシ樹脂の両方を含有してよい。固体エポキシ樹脂を用いて、得られる硬化したエポキシ層に安定性をもたらすことができる。固体エポキシ樹脂として、例えば、ＤＩＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から商標名ＥＰＩＣＬＯＮとして入手可能なビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を挙げることができる。液体エポキシ樹脂として、室温で液体状態であるという唯一の条件を満たす任意のエポキシ樹脂を挙げることができる。有用な液体エポキシ樹脂として、当業者に周知である、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノール、フェノールノボラック、及びクレゾールノボラックベースのものが挙げられる。液体エポキシ樹脂の効果の１つは、粘着性を増加できることである。得られるコーティングフィルムの特性を向上させるのに必要な条件に応じて、これらの種類のエポキシ樹脂を単独で、又は２つ以上のものを組み合わせた形で使用できる。有用な代表的な液体エポキシは、こちらもＤＩＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できるＺＸ １０５９である。

エポキシ層はまた、他の特性変性剤、例えば耐衝撃性改良剤、展延剤、加工助剤、可塑剤、粘着付与剤、又は当業者にとってポリマー特性の変性に周知であるその他周知の添加剤を含有してもよい。いくつかの実施形態では、例えば、ニトリル−ブタジエンゴムなどのエラストマーを少量添加し、エポキシ層の加工性を向上させてよい。

当業者には周知であるように、補助剤、例えば着色剤、酸化防止剤、流動化剤、増粘剤、艶消し剤、シランカップリング剤、不活性充填剤、バインダー、発泡剤、殺真菌剤、殺菌剤、界面活性剤、可塑剤、及びその他添加剤を所望によりエポキシテープ組成物に添加してよい。添加剤は、例えば無機充填剤及び有機充填剤のような実質的に不反応性であってよい。存在する場合、補助剤は、当該技術分野において周知の目的に有効な量で添加される。

様々なエポキシ樹脂、特性変性剤、及び補助剤を溶媒、例えばメチルエチルケトンに溶解することにより、エポキシ層を調製することができる。ナイフコーティング又はバーコーティングなどの通常の方法を用いて、シリコーンコーティングされた剥離紙上に、溶液をコーティングすることができる。剥離ライナー上のコーティングされた層を室温又は高温で乾燥させ、溶媒を除去することができる。次にコーティングされ、乾燥させたエポキシ層を用いて、以下に記載し例示するように硬化剤層に積層することができる。

エポキシテープの製造プロセス
（図１Ｂ及び１Ｃに示すように）エポキシ層をスクリム層の両側に積層することができる。最終工程には、８０℃での熱ラミネート加工が含まれ、エポキシ層を軟化し、硬化剤／スクリム層に分散する。これによりフィルムを均一にする。

上述し、図１Ａに例示されるように、まず硬化剤層を作製することにより硬化性エポキシテープを製造できる。図１Ａは、硬化剤層の製造プロセスの最初の工程の実施形態の模式図である。多孔質スクリム１０２をシリコーン剥離ライナー１００の上に並べる。図１Ａの左側に示すように、溶媒中の潜在的硬化剤は、バインダー１０４中に分散される。次に、ライナー１００上でバインダー１０４を含有するスクリム１０２をコンマコーター１０８に通し、バインダー−硬化剤１０４をスクリム１０２内に分散させる。コンマコーター１０８による加工後、ライナー１００上にスクリム−バインダー分散体１０６が生じる。このスクリム−バインダー分散体１０６を高温で乾燥させ、コーティング溶媒及び任意のその他揮発物を除去する。

別々に、一実施形態において、固体エポキシ樹脂、液体エポキシ樹脂、特性変性剤及び補助剤を、適切な溶媒に溶解して溶液を形成し、次にその溶液を第１の剥離ライナー１１０Ａ上にコーティングすることにより、第１のエポキシ層を作製する。溶媒除去後、図１Ｂに示すように、第１の剥離ライナー１１０Ａ上にコーティングされた第１のエポキシ層１１２Ａが得られる。続いて、剥離ライナー１００上のスクリム−バインダー分散体１０６を、加圧ローラーを用いて第１の剥離ライナー１１０Ａ上の第１のエポキシ層１１２Ａに積層する。積層後、更に加工するために、剥離ライナー１００を除去する。得られる第１の剥離ライナー１１０Ａ上の積層体は、第１のエポキシ層１１２Ａに積層されたスクリム−バインダー分散体１０６を含む。スクリム−バインダー層１０６の重なり部分１０８Ａは第１のエポキシ層１１２Ａ内に埋め込まれるが、エポキシ層１１２Ａを貫通しない。

一実施形態では、第１のエポキシ層１１２Ａと同様のプロセスで第２のエポキシ層を作製し、第２の剥離ライナー１１０Ｂ上に第２のエポキシ層１１２Ｂが生じる。図１Ｃは、図１Ｂで製造された生成物の、第２の剥離ライナー１１０Ｂ上の第２のエポキシ層１１２Ｂとのラミネート加工を示す。続いて第１の剥離ライナー１１０Ａを除いてから、エポキシテープを第１の基材へ積層する。

図２は、提供される硬化性エポキシテープの一実施形態の例である。例示したエポキシテープは、図１Ａ〜１Ｃに図示されるプロセスで製造された、ライナーを除いた状態の生成物である。この実施形態では、第１のエポキシ層２１２Ａの片面上、及び第２のエポキシ層２１２Ｂの反対側の面上に積層されているスクリム−バインダー分散体２０６を含む。スクリム−バインダー分散体２０６は、第１のエポキシ層２１２Ａ及び第２のエポキシ層２１２Ｂ内に若干貫入し、それぞれ第１のエポキシ層２１２Ａ及び第２のエポキシ層２１２Ｂに若干貫入している小領域２０８Ａ及び２０８Ｂが生じる。

エポキシテープの使用方法
硬化性エポキシテープの使用方法の実施形態を図３Ａ及び３Ｂに例示する。図３Ａは、第１の金属基材３２０Ａの片面、及び第２の金属基材３２０Ｂの反対側の面に積層されている図２Ａの硬化性エポキシテープを示す。第１の金属基材３２０Ａ及び第２の金属基材３２０Ｂは、電子デバイス中の金属製構成要素であってよい。図３Ａでは、スクリム−バインダー分散体３０６（スクリムが導電性であってよい）が、第１のエポキシ層３１２Ａ及び第２のエポキシ層３１２Ｂの両方に若干貫入する。

図３Ａに示す接着前物品（エポキシテープ＋２枚の金属基材）を、続いて、スクリム−バインダー分散体３０６中の潜在的硬化剤の活性化に必要な温度を超えるが、接着される基材を含む電子デバイスに顕著な損傷を起こし得る温度より低い温度に加熱する。典型的には、接着前物品を約１１０℃未満の温度で１〜５分間加熱する。次に、活性化した硬化剤がエポキシ樹脂内に分散され、硬化が進むにつれて、室温において硬化が進む。得られる接着された物品を図３Ｂに示す。図３Ｂに示す実施形態では、第１の金属基材３２０Ａが第２の金属基材３２０Ｂに接着される。ここで、第１のエポキシ層３１２Ａ及び第２のエポキシ層３１２Ｂはスクリム−バインダー分散体３０６内で硬化されており、金属基材３２０Ａ及び３２０Ｂの両方に構造接着を形成している。

硬化に必要な熱量及び使用される硬化剤の量は、使用される特定の硬化性組成物及び硬化させた生成物の所望の適用によって変わる。本発明の組成物を硬化させるための好適な熱源には、誘導加熱コイル、ホットバーボンダー、オーブン、ホットプレート、ヒートガン、レーザーを含む赤外（ＩＲ）源、マイクロ波源などが挙げられる。

熱接着フィルム
熱接着フィルムを、提供されるエポキシテープ構成体のエポキシ層の１つに積層することができる。金属構成要素をプラスチック構成要素に接着するとき、熱接着フィルム層を使用することができる。エポキシテープが熱接着フィルムを含むとき、熱接着フィルム層をプラスチック構成要素に隣接して置き、エポキシ層（エポキシテープの反対側の面上にある）を金属構成要素に隣接させることができる。提供されるエポキシテープ構成体で有用であり得る代表的な熱接着エポキシテープは、３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ ＢＯＮＤＩＮＧ ＦＩＬＭ ７９０Ａである。３Ｍ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｆｉｌｍ ７９０Ａは、耐高熱性、可撓性、明色、熱可塑性接着剤の接着フィルムであり、様々な基材に対して良好な接着性を示す。

図４は、片面（本図では、第２のエポキシ層４１２Ｂの側）に熱接着テープ４２０が積層される、エポキシテープ構成体の一実施形態の図である。第１のエポキシ層４１２Ａの片面、及び第２のエポキシ層４１２Ｂの反対側の面に位置するスクリム−バインダー分散体４０６を含む、図４に示す物品が得られる。他の実施形態で示すように、スクリム−バインダー分散体４０６が第１のエポキシ層４１２Ａ及び第２のエポキシ層４１２Ｂに若干貫入している、小領域４０８Ａ及び４０８Ｂがそれぞれある。

本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量、並びに他の諸条件及び詳細は、本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。

試験方法
重なり剪断接着力の試験方法（ＯＬＳＳ）
幅２．５ｃｍ×長さ１０．２ｃｍのアルミニウムである試験パネルを用いて、重なり剪断接着力を評価した。各パネルの接着面を３Ｍ ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ ７４４７研磨パッド（栗色）を用いて軽く研磨した後、イソプロピルアルコールで拭って遊離した破片を全て取り除くことによってきれいにした。次いで接着剤のビードを試験パネルの一端に沿って、縁部から約６．４ｍｍ（０．２５インチ）の位置に塗布した。パネルの長さに沿ってパネルの面同士を互いに接合し、概ね長さ１．３ｃｍ×幅２．５ｃｍ（０．５インチ×１インチ）の重なり合った接着領域を得た。２枚の試験パネルを互いに接合する前に、少量の直径０．２ｍｍ（０．００８インチ）の中実のガラスビーズを接着剤に振りかけることによって接着線の厚さを均一にした。接合した試験パネル試料を、２３℃（室温）で少なくとも４８時間置いて接着剤を完全に硬化させた。各試料を、２２℃で２．５ｍｍ／分（０．１インチ／分）の分離速度でピーク重なり剪断強度について試験した。記録された値は３個の試料の平均を表す。

強度増加速度の試験方法
長さ１０．２ｃｍ×幅２．５ｃｍ×厚さ１．６ｍｍ（４インチ×１インチ×０．０６３インチ）の６枚のアルミニウム製試験パネルをきれいにして、上記に述べた重なり剪断接着力の試験方法に以下の変更を行なって接着した。０．０８〜０．１３ｍｍ（０．００３〜０．００５インチ）の直径を有するスペーサービーズを使用して、接着線の厚さを調節した。接着した試験パネルを室温（２３℃）で保持し、接着を行なった時点から一定の時間間隔で重なり剪断強度について評価を行なった。

（実施例１）
硬化性エポキシフィルムは、１００ｃｍ^２につき０．２１ｇの硬化剤（ＦＸＲ １０２０）及び０．４１ｇのエポキシ（ＥＰＩＣＬＯＮ ２０５５及びＺＸ １０５９の等重量比の混合物）を有する硬化剤／スクリム層を含んでいた。使用したその他の材料を表１に示す。スクリムの密度は０．１ｇ／１００ｃｍ^２であった。スクリムは、７５μｍメッシュを有する不織布スクリム、ＣＥＲＥＸであり、バインダーはＯＰＰＡＮＯＬ Ｂ２００ポリイソブチレン（polyisprene）ゴムであった。粉末状硬化剤がみられたが、室温保管１か月後、硬化剤はエポキシマトリックス中に溶解し、粘着性が一部失われた。

アルミニウムに対する重なり剪断強度を測定し、結果を以下の表２に示す。この特定の硬化剤の推奨硬化温度及び時間は８０℃、３０分であったが、このシステムにおいて、ＯＬＳＳは１００℃、１時間で硬化したときにその６２％に達しただけであった。これは、硬化剤が均一に分散される１部からなるエポキシペーストとは対照的に、硬化剤がスクリム上に分散され拡散が制限されたフィルムの不均一なシステムによる可能性が最も高かった。スクリム上の分散度に関して更に検討することにより、より低温かつより短い硬化時間において良好なＯＬＳＳ特性が得られるであろう。

同一の硬化剤を使用するＥＷ２０５０（３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）の１部からなるエポキシシステムにおいて、本硬化剤を利用するシステムが熱誘発特性を示す、すなわち、閾値温度及び時間をある程度超えて接着剤を部分的に硬化させ、室温で放置した後、この「放置時間」中に接着力が増加することが示されている。加熱ボンダーを０．１３ＭＰａで用いて、１００℃、１及び２分間で接着したアルミニウム接着物の重なり剪断強度により測定した接着力の増加を、図５に示す。１００℃、２分間で接着した試料では、ＯＬＳＳ初期値は６０ｋｇ／ｃｍ^２であり、室温で１２０時間放置後、ＯＬＳＳは８７ｋｇ／ｃｍ^２に増加した。この増加は、ＥＷ２０５０の１部からなる熱硬化性エポキシ接着剤でみられるほど極端なものではなく、硬化剤の不均一な分散、及び接着プロセス中のエポキシマトリックス中への硬化剤の拡散が制限される結果である可能性が高い。この増加は、加熱プロセス中のエポキシマトリックス内の−ＯＨ基発生、及び放置時間中の三級アミンを触媒として用いる−ＯＨ基とエポキシ基との継続反応に起因し得る。

フィルムの貯蔵寿命を確認するため、代表的なエポキシフィルムを室温で３０日間保存後、１００℃で１時間硬化させた。試料を室温で３０日間保存すると、ＯＬＳＳは１１５ｋｇ／ｃｍ^２から１０６ｋｇ／ｃｍ^２に低下した（表２）。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。本開示に引用される参照文献は全て、その全体を本明細書に援用するものである。

以下は、提供される低温硬化性エポキシテープ及びその製造方法の代表的な実施形態である。

実施形態１は、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層であって、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む、硬化剤層と、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層と、硬化剤層の第２の面上に配置される第２のエポキシ層と、を含むテープである。

実施形態２は、スクリムが、布地、繊維、布、メッシュ網、又は不織布材料を含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態３は、スクリムが導電性である、実施形態１に記載のテープである。

実施形態４は、バインダー層が、高分子量ポリブチレンを含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態５は、潜在的硬化剤がイミダゾールを含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態６は、潜在的硬化剤が、約１２０℃未満の温度で活性化される、実施形態５に記載のテープである。

実施形態７は、潜在的硬化剤が、約７５℃〜８５℃の温度で活性化される、実施形態５に記載のテープである。

実施形態８は、第１のエポキシ層及び第２のエポキシの少なくとも１つが、固体エポキシ樹脂及び室温において液体エポキシ樹脂を含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態９は、固体エポキシ樹脂及び液体エポキシ樹脂の少なくとも１つが、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを含む、実施形態８に記載のテープである。

実施形態１０は、ニトリルブタジエンゴムを更に含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態１１は、着色剤、酸化防止剤、流動化剤、増粘剤、艶消し剤、シランカップリング剤、不活性充填剤、バインダー、発泡剤、殺真菌剤、殺菌剤、界面活性剤、及び可塑剤のうち少なくとも１つを更に含む、実施形態１に記載のテープである。

実施形態１２は、第１のエポキシ層又は第２のエポキシ層の少なくとも１つに接触する少なくとも１つの熱接着フィルムを更に含む、実施形態３に記載のテープである。

実施形態１３は、スクリムを含むバインダー層中にエポキシ樹脂用の潜在的硬化剤を分散する工程であって、バインダー層が２つの表裏となる面を有する、工程と、バインダー層を乾燥させる工程と、エポキシ樹脂をバインダー層の各表裏となる面に積層する工程と、を含むエポキシテープの製造方法である。

実施形態１４は、潜在的硬化剤が、約７５℃〜８５℃の温度で活性化される、実施形態１３に記載のエポキシテープの製造方法である。

実施形態１５は、バインダーが、高分子量ポリイソブチレンを含む、実施形態１３に記載のエポキシテープの製造方法である。

実施形態１６は、エポキシ樹脂が、固体エポキシ樹脂及び室温において液体エポキシ樹脂を含む、実施形態１３に記載のエポキシテープの製造方法である。

実施形態１７は、固体エポキシ樹脂及び液体エポキシ樹脂の少なくとも１つが、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを含む、実施形態１６に記載のエポキシテープの製造方法である。

実施形態１８は、エポキシテープを第１の電子的構成要素に積層して積層体を形成する工程と、第２の電子的構成要素を積層体に適用して組立品を形成する工程と、組立品を加熱してエポキシテープを硬化させる工程と、を含み、エポキシテープが、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層と、硬化剤層の第１の面上に配置される第１のエポキシ層と、硬化剤層の第２の面上に配置される第２のエポキシ層と、を含み、硬化剤層が、スクリムと、スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む、電子デバイスでのエポキシテープの使用方法である。

実施形態１９は、第１の電子的構成要素が金属又はプラスチックを含み、第２の電子的構成要素が金属又はプラスチックを含む、実施形態１８に記載の電子デバイスでのエポキシテープの使用方法である。

実施形態２０は、加熱工程が約１１０℃未満の温度で実施される、実施形態１９に記載の電子デバイスでのエポキシテープの使用方法である。

提供される低温硬化性エポキシテープ及びその製造方法の好ましい実施形態についての上記説明は、説明と解説を目的として提示されている。以上の教示を考慮すれば、多くの修正形態又は変形形態が可能であるため、それは、包括的であることも、開示されたまさにその形態に本発明を限定することも意図していない。かかる修正及び変形の全てが、本発明の範囲内である。本明細書に記載の実施形態は、本発明の原理及びその実際的な用途の最良の説明を提供し、それによって当業者が本発明を様々な実施形態で、また企図される特定の用途に適するように様々な修正を行って利用できるように、選択され説明された。合法的かつ公正に適した全容に従って解釈されるとき、本発明の範囲は、本明細書に添付される請求項により定義されることが意図される。

Claims (5)

1. 第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層であって、
   スクリム、
   前記スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層、及び
   前記バインダー層中に分散される潜在的硬化剤、を含む、硬化剤層と、
   前記硬化剤層の前記第１の面に接触している第１のエポキシ層と、
   前記硬化剤層の前記第２の面に接触している第２のエポキシ層と、を含む、テープ。
2. 前記スクリムが、布地、繊維、布、メッシュ網、又は不織布材料を含み、任意選択で前記スクリムが導電性であり、任意選択で前記バインダー層が高分子量ポリブチレンを含む、請求項１に記載のテープ。
3. 前記第１のエポキシ層及び前記第２のエポキシ層の少なくとも１つが、固体エポキシ樹脂及び室温において液体エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のテープ。
4. エポキシテープの製造方法であって、
   スクリムを含むバインダー層中にエポキシ樹脂用の潜在的硬化剤を分散する工程であって、前記バインダー層が２つの表裏となる面を有する、工程と、
   前記バインダー層を乾燥させる工程と、
   前記バインダー層に接触する第１及び第２のエポキシ層を形成するように、エポキシ樹脂を前記バインダー層の各前記表裏となる面に積層する工程と、を含む、製造方法。
5. 電子デバイスでのエポキシテープの使用方法であって、
   エポキシテープを第１の電子的構成要素に積層して積層体を形成する工程と、
   第２の電子的構成要素を前記積層体に適用して組立品を形成する工程と、
   前記組立品を加熱して前記エポキシテープを硬化させる工程と、を含み、
   前記エポキシテープが、第１の面及び反対側の第２の面を有する硬化剤層と、前記硬化剤層の前記第１の面に接触している第１のエポキシ層と、前記硬化剤層の前記第２の面に接触している第２のエポキシ層と、を含み、
   前記硬化剤層が、スクリムと、前記スクリムを少なくとも部分的に封入するバインダー層と、前記バインダー層中に分散される潜在的硬化剤と、を含む、使用方法。

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