JP6002499B2 - 粘着シート及び電気・電子機器類 - Google Patents
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Description
しかし、近年のこれら電子機器の薄膜化及び軽量化に対する要求に伴って、積層構造体を構成する各層及びその積層構造、さらに、その上下面に積層される機能性フィルム等のさらなる薄膜/軽量化が熱望されている。
特に、電子ペーパーや携帯端末などの電子機器を構成する基板として、プラスチック等によるフレキシブル基板が利用される場合には、その材料の特性を生かしながら、種々の付加的な機能を付加するために、薄膜かつ軽量化が実現された機能性粘着シートを開発することが強く求められている。
例えば、機能性粘着シートを電子機器のフレキシブルな駆動基板に貼り合わせる場合に、機能性粘着シートは、その駆動基板の回路面のような凹凸に良好に追従し得る柔軟性を有すること、このような追従を可能にしながら、機能性粘着シートを貼り合わせた後の電子機器の製造工程における温度及び圧力の変化又は負荷によっても、変質及び変形が生じず、本来の機能を果たすことができるような機械的強度及びハンドリング性、貼り付け作業時の位置合わせ特性等を備えることが必要となる。
(1)基材の一表面に接着剤層が積層されてなり、
該接着剤層が、以下に定義する濡れ性70%以上を満たすことを特徴とする粘着シート。
濡れ性:粘着シートの接着剤層を、2kgのハンドローラでの1往復の荷重で被着体に貼り合わせ、所定時間後に前記粘着シートと被着体とを持ち上げ、1回上下反転させた場合の前記粘着シートの全面積に対する前記粘着シートと被着体との密着面積の割合。
(2)前記接着剤層が、スチレン系熱可塑性エラストマーを母材として含有する接着剤からなる上記の粘着シート。
(3)前記接着剤層が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーを母材として含有する接着剤からなる上記いずれかの粘着シート。
(4)前記接着剤層が、スチレン含量が15重量%以上のスチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーを母材として含有する接着剤からなる上記いずれかの粘着シート。
(5)前記接着剤層が、変性スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーを母材として含有する接着剤からなる上記いずれかの粘着シート。
(6)前記変性スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーが無変性物又はアミノ変性物である上記いずれかの粘着シート。
(7)前記接着剤層が、1N/20mm以下の接着力を有する上記いずれかの粘着シート。
(8)前記接着剤層が、粘着シートの加熱によって加熱前の接着力よりも10倍以上大きくなる特性を備える上記いずれかの粘着シート。
(9)前記接着剤層が、粘着シートの加熱によって3N/20mm以上の接着力を有する上記いずれかの粘着シート。
(10)上記いずれかの粘着シートを備える電気・電子機器類。
また、この粘着シートを利用することにより、電気・電子機器の効率的な製造を実現し、品質が維持された又は高品質の電気・電子機器類を提供することが可能となる。
基材は、本発明の粘着シートの被着体に対して、種々の機能を付与し得るものであればどのようなものでもよい。
機能としては、例えば、防湿、ハードコート、屈折率/反射率の調整、偏光性の付与、帯電防止、防眩、電磁波防止、指紋防止、耐候、紫外線吸収等が挙げられる。
特に、電子ペーパー、携帯電話、携帯端末、PC、スマートカード、防災機器、E−タグ、標識/電子看板、医療機器等の電気・電子機器類、リチウムバッテリー等、種々の電子機器等の要求に応じて付与される機能を備えるものであることが好ましい。
具体的には、例えば、5×10-2g/m2・24h未満、好ましくは1×10-2g/m2・24h以下、さらに好ましくは、5×10-3g/m2・24h以下の水蒸気透過を実現し得る金属層、例えばアルミニウム層を備えた基材などが好ましい。なお、防湿特性は、例えば、MOCON法(JIS K 7129:2008)により、測定装置としてPERMATRAN W3/33(MOCON社製)を用いて、40℃、RH90%の条件下にて測定した値とすることができる。
基材は、薄膜状であって、フレキシブル性に富み、上述した種々の機能を付与し得ることからプラスチック材料を含有するものが好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂;ポリイミド(PI);ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリ塩化ビニル(PVC)等のポリ塩化ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリウレタン;ポリスチレン系樹脂;アクリル系樹脂;フッ素樹脂;セルロース系樹脂;ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
基材は、単層でもよいし、同種又は異種の材料からなる多層構造であってもよい。
基材は、金属層(例えば、アルミニウム層)の場合は、その金属材料又はその合金を用いて、例えば、蒸着法又はスパッタリング法の成膜方法を利用して層状に形成してもよいし、圧延機での圧延などの当該分野で公知の方法によって箔状に形成することができる。プラスチック層の場合は、公知の成膜方法、例えば、湿式キャスティング法、インフレーション法、Tダイ押出法等によって形成することができる。これらは、無延伸であってもよく、一軸又は二軸延伸処理を行ったもののいずれでもよい。
積層構造の場合は、ドライラミネート法、押出ラミネート法など、種々の方法を利用することができる。
コーティング層は、例えば、ウレタン系、エステル系、アクリル系、イソシアネート系等の当該分野で公知のものを利用することができる。
一般に、本発明のような機能性を付与するための粘着シートは、機能性付与を意図する対象(以下単に「被着体」ということがある)に密着させて使用される。
従って、本発明の粘着シートは、これらの電気・電子機器類等を構成する部材等に密着させるために、基材の一表面に接着剤層を備える。
また、ホットメルト作用を有するもの、つまり、常温では所定の形状を保持し、加熱によって溶融し、冷却によって固着して接着させる特性を有するものが好ましい。ここでの加熱としては、基材、被着体等を構成する材料等によって適宜決定することができるが、80〜150℃程度が挙げられる。
つまり、接着剤層の接着力がいわゆる強接着力を有する場合には、リワーク性を確保することができず、容易にしわ、折れ曲がり等が生じ、その修正が行えない、あるいはその修正のために粘着シートを廃棄することが必要になるが、本発明の粘着シートでは、このようなことを回避することができる。
このような大きな接着力を備えることにより、粘着シートの被着体への密着を実現することができる。特に、粘着シートを被着体に固着した後の被着体の製造/加工工程において、最も剥がれやすい端部においても、粘着シートが被着体から剥がれることなく、粘着シート本来の機能を確実に果たさせることができる。
例えば、天然ゴム、ポリイソブチレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴム、再生ゴム、ブチルゴム、ポリイソブチレンゴム、NBR、スチレン系熱可塑性エラストマー等のゴム系ポリマーをベースポリマーに用いたゴム系粘着剤;シリコーン系粘着剤;アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
スチレン系熱可塑性エラストマーは水添物でなくてもよいが、水添物であることが好ましい。このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、SIS、SBS、SEBS、SEPS、SI、SB、SEPなどが挙げられる。なかでもSEBS、SEPSが好ましい。例えば、SEBSを用いる場合、その重量平均分子量は、例えば、2万〜50万程度が挙げられる。
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(イソプレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(イソプレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(エチレン/イソプレン)ブロック
ポリスチレン−ポリ(エチレン/イソプレン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(ブタジエンン)ブロック−ポリスチレン
ポリスチレン−ポリ(ブタジエン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン
なかでも、ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレンが好ましい。
例えば、このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、旭化成製のタフテックシリーズ、クレイトンポリマー製のクレイトンシリーズなどの市販品を用いることができる。
このように、変性物として、酸ではなく、アミン、アミド等によって変性させることにより、スチレン系熱可塑性エラストマー自体の濡れ性を適切に調整することができるとともに、本発明の粘着シートを回路基板等に直接貼り合わせても、電気回路等に対する悪影響を回避することができ、上述した電気・電子機器類に対する適応性に優れたものとすることができる。
水添スチレン系熱可塑性エラストマーは、MFRが4.0g/10分より大のものが好ましく、5.0g/10分以上のものがより好ましい。ここでのMFRとは、ISO 1133:2005に準じて、230℃にて、2.16kgfで測定した値である。このようなMFRを有することにより、適度な初期微接着性、加熱による接着性の増大を実現することができる。
架橋剤は、例えば、日本ポリウレタン工業製のコロネートHL(ヘキサメチレンジイソシアネート HDI−TMPアダクト)、東洋インキ製造製BXX5134(アジリジン系硬化剤)を用いることができる。
可塑剤は、例えば、ナフテンオイル又はパラフィンオイル等が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、日本油脂製のエレガン264waxなどを用いることができる。
また、上述した特定の材料を用いる場合には、薄膜状であっても凹凸追従性、積層体への密着性を付与することができるとともに、粘着シートの加工性(打ち抜きなど)をも確保することが可能となる。
本発明の粘着シートを用いて防湿特性を付与し得る対象としては、有機EL/液晶パネル、インジケータ、各種キーパッド及び/又は電子回路等を備えるものが挙げられる。具体的には、電子ペーパー、携帯電話、携帯端末、PC、スマートカード、防災機器、E−タグ、標識/電子看板、医療機器等の電気・電子機器類が挙げられる。また、このような電気・電子機器類には、リチウムイオンバッテリー等の防湿性が要求される電気化学反応が生じる部材を備える機器も含まれる。
実施例及び比較例においては、特に断りのない限り部及び%は重量基準である。
基材として、以下の表に示す基材1〜7を準備した。
基材1〜4については、PETフィルム(厚み:9μm)、PPフィルム(厚み:9μm)、PEフィルム(厚み:9μm)を準備し、下塗剤として、ポリイソシアネート系の下塗剤(日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名「コロネート L」)を用いて、PET/下塗り層/アルミニウム層/下塗り層/PET等の順に積層し、ドライラミネートにて基材を作製した。
粘着シート1〜5
接着剤として、表2に示す接着剤母材を、固形分濃度20%となるようにトルエン希釈溶液に溶解して樹脂溶液を調製した。得られた樹脂溶液を基材1に塗布した。その後、110℃にて5分間乾燥させ、最終的に厚み25μm厚の接着剤層を有する粘着シート(全膜厚:52μm)を得た。
接着剤層の表面には、シリコーン離軽処理したPETセパレータの処理面を貼り合わせた。
接着剤として、EVA系接着剤(エバフレックスEV550、三井・デュポンポリケミカル株式会社製)を用い、この接着剤を、基材1に、押し出しラミネート法にて溶融させて貼り合わせた。
接着剤層の表面には、上記と同様にPETセパレータを貼り合わせた。
(濡れ性)
粘着シート20mm幅を、50mm×100mmサイズの50μm厚のポリイミドフィルム(東レ・デュポンカプトン200V)に、2kgのハンドローラを用いて1往復して貼り合わせた。
これらのサンプルを20枚作成した。
貼り合わせ1分後に、ポリイミドフィルムを持ち上げ、貼り合わせサンプルを逆にし、再度元に戻すサイクルを1回行った。
このサイクル後において、粘着シートとポリイミドフィルムとの接触残存面積が95%以上残っているものを濡れ性良好とし、良品率を算出した。
粘着シート20mm幅を、50mm×100mmサイズの50μm厚のPETフィルムに、2kgのハンドローラを用いて1往復して貼り合わせた。
貼り合わせ30分後に、このサンプルを、両面テープを介してSUS板に固定し、ピール角度:180度、ピール速度:300mm/分にて引張、その接着強度を測定した。
粘着シート20mm幅を、50mm×100mmサイズの50μm厚のPETフィルムに、2kgのハンドローラを用いて1往復して貼り合わせた。
その後、加熱プレス装置を用い、150℃×0.5MPaにて5秒間、熱圧着を実施した。
加熱冷却後、このサンプルを、両面テープを介してSUS板に固定し、ピール角度:180度、ピール速度:300mm/分にて引張、その接着強度を測定した。
上述したように、加熱後接着力の測定サンプル作成時において、作成後のサンプルの基材端より、接着剤がはみ出している距離が150μm未満のものをはみだし性良好として、良品率を算出した。
上述の加熱後接着力の測定サンプルを、PETフィルムを上面、接着剤層を下面にして設置し、コクヨの穴あけ手動パンチPN−31を用いて、連続して50個の個別穴を開けた。穴と穴との距離は30mm以上とした。この際、穴から粘着シートのデラミ距離が100μm未満であったものを良品として、耐デラミ率を算出した。
粘着シートを銅板に貼り合わせ、その後、加熱プレス装置を用いて、上部圧着バーのみ100℃×0.5MPaにて2秒間、熱圧着を実施した。サンプルは各10ピース作成した。
加熱冷却後、このサンプルを50℃×100%RHに96時間投入した。10分以上冷却した後、サンプルを剥がし、サンプル・銅板の粘着シートの貼合わせ部分が投入前と比較して、変色していないかを目視により確認した。接触面積の95 %が変色していない場合を良品とし、良品率を算出した。
日東電工製FPC(配線高さ15μm、配線間スペース:50μm、配線幅30μm)の配線部が6本並列している箇所を用いて、粘着シート(20mm幅)を、2kgのハンドローラを用いて1往復して貼り合わせた。
その後、加熱プレス装置を用い、120℃×0.5MPaにて5秒間、熱圧着を実施した。これらのサンプルを各10ピースずつ作成した。
加熱圧着後、すべてのサンプルにて配線間に気泡が残らなかったものを◎、1個のサンプルに気泡がのこったものを○、2〜3個のサンプルにて気泡が残ったものを△、
4個以上気泡がのこったものを×として、凹凸追従性を評価した。
上述した各種接着剤溶液を、シリコーン離軽処理されたPETセパレータ上に塗布し、110℃×5分間乾燥し、最終的に厚み25μmの接着剤層を形成した。
その後、接着剤層のみを単離し、これを島津分光光度計UV−2200にて、330nmの光の透過率を測定した。
330nmの光の透過率が90%以上のものを◎、
85%以上、90%未満のものを○、
85%未満のものを×で示した。
SEBS2:タフテックH1041(MFR:5.0(ISO 1133、230℃、2.16kgf))、
SEBS3:タフテックM1913(MFR:5.0(ISO 1133、230℃、2.16kgf))、
SEBS4:タフテックH1052(MFR:13.0(ISO 1133、230℃、2.16kgf))、
SEBS5:JSRダイナロン8600P、
EVA1:エバフレックスEV550(EVA樹脂:VA含量14wt%)である。
Claims (5)
- 基材の一表面に接着剤層が積層されてなる粘着シートであって、
前記基材は、合計厚みが30μm以下の積層構造であり、
該接着剤層が、アミン変性、無変性物又は酸変性物のスチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーを母材として含有する接着剤からなり、厚みが30μm以下であり、以下に定義する濡れ性70%以上を満たし、
粘着シートを加熱した後の接着力が7.0N/20mm以上であることを特徴とする粘着シート。
濡れ性:粘着シートの接着剤層を、2kgのハンドローラでの1往復の荷重で被着体に貼り合わせ、1分後に前記粘着シートと被着体とを持ち上げ、上下逆にし、再度元に戻すサイクルを1回行った場合の前記粘着シートの全面積に対する前記粘着シートと被着体との密着面積の割合。 - 前記接着剤層が、スチレン含量が15重量%以上のスチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックコポリマーを母材として含有する接着剤からなる請求項1に記載の粘着シート。
- 前記接着剤層が、1N/20mm以下の接着力を有する請求項1又は2に記載の粘着シート。
- 前記接着剤層が、粘着シートの加熱によって加熱前の接着力よりも10倍以上大きくなる特性を備える請求項1〜3のいずれか1つに記載の粘着シート。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の粘着シートを備える電気・電子機器類。
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