JP5924123B2 - 導電性薄型粘着シート - Google Patents
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Description
本発明の導電性粘着シートに使用する導電性粒子は、粒子径d50が4〜12μmであり、且つ粒子径d85が6〜15μmである。d50は、より好ましくは4〜10μmであり、さらに好ましくは5〜9μmであり、6〜8μmであることが最も好ましい。またd85は、より好ましくは6.5〜14μmであり、さらに好ましくは7〜13μmであり、8〜11μmであることが最も好ましい。なお、粒子径d50は粒度分布における50%累積値(メディアン径)である。粒子径d85は85%累積値である。これらの粒径はレーザー解析・散乱法により測定される値である。測定装置としては日機装社製マイクロトラックMT3000II、島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定器SALD−3000等があげられる。
本発明の導電性粘着シートに使用する導電性粘着剤層は、上記導電性粒子を含有する粘着剤組成物から形成される。導電性粘着剤層を形成する粘着剤組成物は、通常の粘着シートに使用される粘着剤組成物を用いることができる。当該粘着剤組成物としては、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが挙げられるが、(メタ)アクリレート単独又は(メタ)アクリレートと他のモノマーとの共重合体からなるアクリル系共重合体をベースポリマーとし、これに必要に応じて粘着付与樹脂や架橋剤等の添加剤が配合された(メタ)アクリル系粘着剤組成物が、耐候性、耐熱性の点から好ましく使用できる。
本発明の導電性粘着シートに使用される(メタ)アクリル系粘着剤は、凝集力向上のため3次元架橋構造を形成するのが好ましい。架橋構造形成の指標として、(メタ)アクリル系粘着剤の良溶媒であるトルエンに24時間浸漬した後の不溶分で表されるゲル分率を用いる。その場合、25〜60質量%であることが好ましく、より好ましくは30〜40質量%である。ゲル分率が25質量%未満ではせん断方向の凝集力が不足し、60質量%を越える場合は耐剥がれ性が低下する。
ゲル分率(質量%)={(トルエンに浸漬した後の粘着剤質量)/(トルエンに浸漬する前の粘着剤質量)}×100
*粘着剤質量=(導電性粘着シートの質量)−(基材の質量)−(導電性粒子の質量)
さらに、導電性粘着シートの粘着力を向上させるため、粘着付与樹脂を添加しても良い。本発明で使用する粒子分散型の導電性粘着剤に添加する粘着付与樹脂は、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族(C5系)や芳香族(C9系)などの石油樹脂、スチレン系樹脂フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、メタクリル系樹脂などが挙げられる。そのなかでも、ロジン系樹脂が好ましく、特に重合ロジン系樹脂が好ましい。粘着付与樹脂の添加量としては、(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対し、10〜50質量%添加するのが好ましい。
前記粘着性物質の前記導電性粒子を分散する方法としては、粘着性物質、溶剤、導電性粒子、添加剤を分散攪拌機で分散する方法が挙げられる。市販の分散攪拌機としては、井上製作所製ディゾルバー、バタフライミキサー、BDM2軸ミキサー、プラネタリーミキサーが挙げられる。そのなかでも撹拌中の粘着剤の増粘が少ない中程度のシェアをかけられるディゾルバーやバタフライミキサーが好ましい。
導電性粘着シートの粘着層の厚さは、6〜12μmである。好ましくは7〜11μmであり、中でも、8〜10μmであることが特に好ましい。上記範囲であれば、塗工スジが発生しにくく、導電性に優れているため好ましい。
本発明の導電性粘着シートに使用する導電性基材としては、金属箔基材やグラファイト基材等があげられる。金属箔の材質としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、錫やこれらの合金が挙げられる。そのなかでもアルミニウム箔や銅箔が加工性・コストの点から好ましい。さらに好ましくは粗化処理した電解銅箔が導電性に優れるため好ましい。市販の電解銅箔としては、福田金属箔粉工業社製CF−T9FZ−HS−9(9μm)やCF−T9FZ−HS−9(9μm)等が挙げられる。市販の圧延銅箔としては、日本製箔社製TCU−H−8−RT(8μm)やJX日鉱日石金属社製TPC(6μm)等が挙げられる。
本発明の導電性粘着シートでは、粘着層上に剥離ライナーを積層することができる。剥離ライナーは、特に限定されず、例えばクラフト紙やグラシン紙、上質紙などの紙類や、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などの樹脂フィルム、前記紙類と樹脂フィルムを積層したラミネート紙、前記紙類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、シリコン系樹脂等の剥離処理を施したものなど従来公知のものを用いることができる。
本発明の導電性粘着シートは、上記の導電性粒子を含有する粘着剤組成物から形成される導電性粘着剤層と導電性基材とを有する導電性粘着シートであり、その総厚さが40μm以下の粘着シートである。本発明の導電性粘着シートは、携帯電子機器等の薄型化の要請に対応可能な、総厚さが40μm以下の極薄型の構成でありながら、粘着剤層として上記導電性粘着剤層を使用することで、良好な接着性、導電性及び生産性を実現できる。
[アクリル系粘着剤組成物1の調製]
冷却管、撹拌機、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器にn−ブチルアクリレート75.0質量部、2−エチルヘキシルアクリレート19.0質量部、酢酸ビニル3.9部、アクリル酸2.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート0.1質量部と重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチルニトリル0.1質量部とを酢酸エチル100質量部に溶解し、窒素置換後、80℃で12時間重合し、質量平均分子量60万のアクリル系共重合体を得た。このアクリル系共重合体溶液の固形分100質量部に対し、重合ロジンペンタエリスリトールエステル(荒川化学(株)製、ペンセルD−135、軟化点135℃)10質量部、不均化ロジングリセリンエステル(荒川化学(株)製、スーパーエステルA−100、軟化点100℃)10質量部を配合し、酢酸エチルで樹脂固形分濃度を45質量%に調整して、アクリル系粘着剤組成物1を調整した。
冷却管、撹拌機、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器にn−ブチルアクリレート96.0質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート0.1質量部、アクリル酸3.9質量部と重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチルニトリル0.1質量部とを酢酸エチル100質量部に溶解し、窒素置換後、80℃で12時間重合し、質量平均分子量60万のアクリル系共重合体を得た。このアクリル系共重合体溶液の固形分100質量部に対し、重合ロジンペンタエリスリトールエステル(荒川化学(株)製、ペンセルD−135、軟化点135℃)10質量部、不均化ロジングリセリンエステル(荒川化学(株)製、スーパーエステルA−100、軟化点100℃)10質量部を配合し、酢酸エチルで樹脂固形分濃度を45質量%に調整して、アクリル系粘着剤組成物2を調整した。
[粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの作成]
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Aを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)13.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Bを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)31.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Cを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、固形分濃度を55質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Dを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を40質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Eを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製銅粉CU−HWQ5μm(d50:4.3μm、d85:7.0μm、タップ密度:4.8g/cm3、超高圧旋回水アトマイズ極微粉末)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Fを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製銅粉CU−HWQ10μm(d50:10.0μm、d85:13.0μm、タップ密度:4.7g/cm3、超高圧旋回水アトマイズ極微粉末)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Gを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)21.4質量部、インコリミテッド社ニッケル粉NI123(d50:10.7、d85:25.0μm)1.1質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Hを作成した。なお、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J 21.4質量部、インコリミテッド社ニッケル粉NI123 1.1質量部の混合金属粉のd50は7.0μmであり、d85は11.0μmであった。
前記アクリル系粘着剤組成物2 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製ニッケル粉NI123J(d50:6.3μm、d85:10.0μm、タップ密度:4.3g/cm3、インコリミテッド社NI123を平滑化処理したもの)22.5質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Jを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、インコリミテッド社製ニッケル粉NI123(d50:10.7、d85:25.0μm)22.5質量部、酢酸エチル25質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤)2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Kを作成した。
前記アクリル系粘着剤組成物1 100質量部(固形分45質量部)に対して、福田金属箔粉工業社製銅粉CU−HWQ1.5μm(d50:1.7、d85:3.0μm)22.5質量部、酢酸エチル25質量部、架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤)を2質量部を配合し、酢酸エチルで固形分濃度を47質量%に調整し、分散攪拌機で10分混合して粒子分散型導電性粘着剤Lを作成した。
[導電性粘着シートの作成]
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aをニッパ社製剥離フィルム「PET38×1 A3」上に乾燥後の粘着剤層の厚さが10μmになるようにコンマコーターで塗工し、80℃の乾燥器中で2分間乾燥させた後、厚さ9μmの電解銅箔(CF−T9FZ−SV、福田金属箔粉工業社製)の両面に貼り合わせたのち、40℃で48時間養生して、実施例1の導電性粘着シートを作成した。
乾燥後の粘着剤層の厚さを10μmの代わりに8μmにした以外は実施例1と同様に実施例2の導電性粘着シートを作成した。
乾燥後の粘着剤層の厚さを10μmの代わりに12μmにした以外は実施例1と同様に実施例3の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Bを用いた以外は実施例1と同様に実施例4の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Cを用いた以外は実施例1と同様に実施例5の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aをニッパ社製剥離フィルム「PET38×1 A3」上に乾燥後の粘着剤層の厚さが10μmになるようにコンマコーターで塗工し、80℃の乾燥器中で2分間乾燥させた後、厚さ9μmの電解銅箔(CF−T9FZ−SV、福田金属箔粉工業社製)の片面(粗化処理面側)に貼り合わせたのち、40℃で48時間養生して、実施例6の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Dを用いた以外は実施例1と同様に実施例7の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Eを用いた以外は実施例1と同様に実施例8の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Fを用いた以外は実施例1と同様に実施例9の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Gを用いた以外は実施例1と同様に実施例10の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Hを用いた以外は実施例1と同様に実施例11の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Jを用い、厚さ9μmの電解銅箔(CF−T9FZ−SV、福田金属箔粉工業社製)の代わりに厚さ8μm圧延銅箔(TCU−H−8−RT、日本製箔社製)を用いた以外は実施例1と同様に実施例12の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Kを用いた以外は実施例1と同様に比較例1の導電性粘着シートを作成した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物Aの代わりに粒子分散型導電性粘着剤組成物Lを用いた以外は実施例1と同様に比較例2の導電性粘着シートを作成した。
乾燥後の粘着剤層の厚さを10μmの代わりに30μmにした以外は比較例1と同様に比較例3の導電性粘着シートを作成した。
乾燥後の粘着剤層の厚さ10μmを5μmとした以外は実施例1と同様に比較例4の導電性粘着シートを作成しようと試みたが、塗工スジが酷くサンプルが作成できなかった。
乾燥後の粘着剤層の厚さ10μmを14μmとした以外は実施例1と同様に比較例5の導電性粘着シートを作成した。
実施例1〜12、比較例1〜3で作成した導電性粘着シートについて、粘着シート厚み、導電性、接着力、生産性を評価した。
テスター産業社製厚さ計「TH−102」にて粘着シートの厚さを測定した。
粘着シート厚みが両面粘着シートの場合は40μm以下を合格とした。片面の場合は30μm以下を合格とした。
上記実施例及び比較例と同様にして形成した剥離フィルム上の粘着剤層に、PET25μm(ユニチカ社製S25)を裏打ちした試料を作成し、テスター産業社製厚さ計「TH−102」にて当該試料の厚さを測定し、剥離フィルム及び裏打ちしたPETの厚みを減じて粘着剤層の厚さを得た。
360番の耐水研磨紙でヘアライン研磨処理したステンレス板(以下ステンレス板)に、20mm幅の導電性粘着シート試料を、23℃60%RHの環境下で2.0kgローラ1往復加圧貼付し、常温で1時間放置後、引っ張り試験機(テンシロンRTA−100、エーアンドディー社製)にて、常温で引張速度300mm/minで180度剥離接着力を測定した。尚、両面粘着シートは測定面とは反対側にはPET25μm(ユニチカ社製S25)を裏打ちして測定した。
30mm幅×30mm幅の粘着シートの一方の面を25mm×25mmの真鍮製電極に貼り付ける。試験片のもう一方の面に30mm×80mmの銅箔(厚さ35μm)を貼り付ける。真鍮製電極の上から面圧20Nの荷重をかけながら、真鍮製電極と銅箔に端子を接続し、23℃50%RHの環境下で、ミリオームメーター(エヌエフ回路設計製)にて10μAの電流を流した際の抵抗値を測定した。
500mΩ以下である場合を合格とした。
コンマーコーターで粒子分散型導電性粘着剤組成物を20m/分の速度で塗工し、粘着剤塗工面のスジを評価した。尚、温度は23℃であった。
◎:粘着剤塗工面のスジが全く確認されなかった。
○:粘着剤塗工面のスジが若干確認されたが、実用上問題なかった(接着力の差が10%未満)。
×:粘着剤塗工面にスジが多数発生し、実用上問題があった(接着力の差が10%以上)。
××:粘着剤塗工面に全体がスジ状になり、生産できなかった。
粒子分散型導電性粘着剤組成物をガラス瓶のなかで静置し、導電粒子の沈降を評価した。温度は23℃であった。
◎:2時間静置後も、導電粒子の沈降がなかった。
○:1時間静置後も、導電粒子の沈降がなかった。
×:1時間未満で沈降が発生した
導電性粒子の粒子径は、島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定器SALD−3000で、分散媒にイソプロパノールを使用して測定した。
粒子分散型導電性粘着剤組成物の粘度は東機産業社製B型粘度計で測定した。測定条件はNO.3ローターを用い、12RPMの条件で測定した。
Claims (5)
- 総厚さが40μm以下の薄型粘着シートであって、
導電性基材と、導電性粒子を含有する導電性粘着剤層とを有し、前記導電性粒子の粒子径d50が4〜12μmで、且つd85が6〜15μmであり、前記粘着剤層の厚さが6〜12μmであることを特徴とする導電性薄型粘着シート。 - 前記導電性粘着剤層中の導電性粒子の含有量が、10〜65質量%である請求項1に記載の導電性薄型粘着シート。
- 前記導電性粒子の粒子径d50が、前記粘着剤層の厚さの50〜150%、d85が前記粘着剤層の厚さの80〜200%である請求項1又は2に記載の導電性薄型粘着シート。
- 前記導電性基材が、金属箔である請求項1〜3のいずれかに記載の導電性薄型粘着シート。
- 前記導電性粘着剤層が、アクリル系共重合体を含有するアクリル系粘着剤組成物からなる粘着剤層である請求項1〜4のいずれかに記載の導電性薄型粘着シート。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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