JP6109669B2 - 接着剤用ポリビニルアセタール樹脂 - Google Patents

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Description

本発明は、機械的強度及び接着性に優れた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂に関する。
IT関連材料に用いられるプリント回路基板は、一般的に、PET等の樹脂基材上に接着剤を用いて銅箔等の金属箔を貼り合わせて積層体を作製した後、金属箔をエッチングすることにより、金属箔からなる所望の印刷回路を形成することで得られる。また、近年、ポリイミド等からなる柔軟性の高いフレキシブル基板が注目されている。
上記基材と銅箔等を接着する接着剤としては、従来からポリビニルブチラール樹脂に代表されるポリビニルアセタール樹脂を主成分とする接着剤組成物や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等に代表される熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤組成物が広く用いられている。
特許文献1には、接着剤にも用いることができる樹脂として、ポリビニルアセタール樹脂中の水酸基に、炭素数2〜12のアルキレンオキサイドが所定量付加した変性ポリビニルアセタール樹脂が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の変性ポリビニルアセタール樹脂は、PET、ポリイミド等の樹脂や、銅箔等の金属箔に対する接着性が不充分であるという問題があった。
特開2009−001631号公報
本発明は、機械的強度及び接着性に優れた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を提供することを目的とする。
本発明は、下記式(1)で表される水酸基を有する構成単位、下記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位、下記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位、及び、下記式(4)で表される構成単位を有し、下記式(1)で表される構成単位の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する割合は、15〜65モル%であり、下記式(4)で表される構成単位の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する割合は、3〜12モル%であり、下記式(4)で表される構成単位は、下記式(5)で表されるエチレンオキサイド基を有する構成単位であり、下記式(5)のnは、7〜20の整数である接着剤用ポリビニルアセタール樹脂である。
Figure 0006109669
Figure 0006109669
Figure 0006109669
式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
Figure 0006109669
式(4)中、Rは、エチレンオキサイド基を有する基を表す。
Figure 0006109669
式(5)中、R は炭素数0〜6の直鎖状又は分枝状の炭化水素基を表す。
以下、本発明を詳述する。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、下記式(1)で表される水酸基を有する構成単位を有する。
下記式(1)で表される水酸基を有する構成単位を有することで、基材との接着性を高めることができる。
Figure 0006109669
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(1)で表される構成単位の割合は、下限が15モル%、上限が65モル%である。上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が、15モル%未満であると、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の水溶性が低下すると同時に、合成が極めて困難となってしまい、一般的に接着剤に用いられる極性溶剤への溶解性が著しく低下する。
上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合は、好ましい下限が20モル%、好ましい上限が60モル%である。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、下記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位を有する。
下記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位を有することで、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を含有する接着剤組成物の粘度を下げることができ、接着剤組成物の取扱性を向上させることができる。
Figure 0006109669
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合は、好ましい下限が0.01モル%、好ましい上限が30モル%である。上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が、0.01モル%未満であると、原料であるポリビニルアルコールの粘度が高くなり合成が極めて困難となり、30モル%を超えると、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を含有する接着剤組成物の粘度安定性が低下したりすることがある。
上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合は、より好ましい下限が0.5モル%、より好ましい上限が20モル%である。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、下記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位を有する。
下記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位を有することで、樹脂の柔軟性、基材との密着性を良好なものとすることができる。
Figure 0006109669
式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
なかでも、合成が容易であることから、上記式(2)中のRは、メチル基又はプロピル基であることが好ましい。
アセタール化度の好ましい下限は35%、好ましい上限は85%である。アセタール化度が、35%未満であると、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の柔軟性が低下し、接着性が軽減することがあり、85%を超えると、合成が極めて困難となり、また一般的に接着剤に用いられる極性溶剤への溶解性が著しく低下することがある。
上記アセタール化度のより好ましい下限は40%、より好ましい上限は80%である。
なお、本明細書において、アセタール化度とは、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の原料であるポリビニルアルコールの水酸基数のうち、アセタール化された水酸基数の割合のことをいう。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位の割合(モル%)は、原料であるポリビニルアルコールの水酸基量(モル%)に上記アセタール化度(%)を掛けることにより算出することができる。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位の割合は、好ましい下限が26モル%、好ましい上限が85モル%である。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、下記式(4)で表される構成単位を有する。
下記式(4)で表される構成単位を有することにより、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂間の水素結合等の相互作用の影響を軽減し、接着剤組成物として柔軟性を付与することができる。
Figure 0006109669
式(4)中、Rは、エチレンオキサイド基を有する基を表す。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(4)で表される構成単位の割合即ち、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂における変性度の下限は3モル%、上限は12モル%である。上記式(4)で表される構成単位の割合が、3モル%未満であると接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、基材との接着性が著しく低下し、12モル%を超えると、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の原料である変性ポリビニルアルコールをアセタール化することが困難になる。
上記式(4)で表される構成単位の割合は、好ましい下限が5モル%、好ましい上限が10モル%である。
なお、本明細書において、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する上記式(4)で表される構成単位の割合は、原料である変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(4)で表される構成単位の割合から求めることができる。また、本明細書において、変性ポリビニルアルコールの変性度とは、混合物である変性ポリビニルアルコールにおけるそれぞれの変性ポリビニルアルコールの変性度から求めた平均値を意味する。
上記Rは、エチレンオキサイドの繰り返し単位を有していれば特に限定されないが、エチレンオキサイドの繰り返し単位の他に直鎖状、分枝状又は環状の炭化水素基を有する構造等が挙げられる。
上記式(4)で表される構成単位としては、より具体的には、例えば、下記式(5)で表される構成単位等が挙げられる。
下記式(5)で表される構成単位を有することから、ポリビニルアセタール樹脂間の水素結合の影響を軽減し、ポリビニルアセタール樹脂の熱運動がより活発になるため、接着剤組成物として用いた場合に柔軟性を付与することができる。
Figure 0006109669
式(5)中、Rは炭素数0〜6の直鎖状又は分枝状の炭化水素基を表し、nは1〜20の整数を表す。
上記式(5)中のnが1〜20の整数であることで、上記式(5)で表される構成単位を有するポリビニルアルコールを原料として、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を合成することができる。
上記式(5)中のnは、7〜20の整数であることが、より好ましい。上記式(5)中のnが7〜20の整数であることで、ポリビニルアセタール樹脂全体における水酸基の割合がより低くなり、ポリビニルアセタール樹脂間の水酸基による水素結合の影響がより軽減する。これにより、ポリビニルアセタール樹脂の熱運動が活発になるため、接着剤組成物として用いた場合にPET、ポリイミド等の樹脂や、銅箔等の金属箔に対して、より優れた接着性を発現することができる。
上記式(5)中のnの更に好ましい上限は15であり、特に好ましい下限は10であり、特に好ましい上限は12である。なお、nは整数である。
上記式(5)中のRが炭素数0〜6の直鎖状又は分枝状の炭化水素基であることで、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を合成することができる。上記式(5)中のRは、炭素数0〜4の直鎖状又は分枝状の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数0〜2の直鎖状の炭化水素基であることが更に好ましい。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度の好ましい下限は150、好ましい上限は4000である。上記平均重合度が150未満であると接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を含有する接着剤組成物の機械的強度が低下することがあり、4000を超えると接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を含有する接着剤組成物の粘度安定性が低下することがある。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度の、より好ましい下限は200、より好ましい上限は3500、更に好ましい下限は300、更に好ましい上限は3000であり、特に好ましい上限は1200である。
なお、本明細書において、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、原料である変性ポリビニルアルコールの平均重合度から求めることができる。また、本明細書において、変性ポリビニルアルコールの平均重合度とは、重合度が異なる複数の変性ポリビニルアルコールを用いた場合は、それぞれの変性ポリビニルアルコールの重合度と混合比率から算出した値を意味する。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、上記式(4)で表される構成単位を有するポリビニルアルコールを用いて製造することが好ましい。
エチレンオキサイド基を有するポリビニルアセタール樹脂の製造方法としては、エチレンオキサイド基を有しないポリビニルアルコールをアセタール化しポリビニルアセタール樹脂とした後、エチレンオキサイド基を有する化合物と金属触媒とを加えてエチレンオキサイド基を導入する方法が挙げられる。しかしながら、このような方法では、得られるポリビニルアセタール樹脂が触媒由来の金属イオンを多量に含有するため、溶剤に溶解して接着剤組成物とした場合に、濁りが発生するという問題がある。また、接着剤組成物を基材に塗布する際にムラができやすく、基材に対して均一な接着力を維持することが困難である。更に、得られるポリビニルアセタール樹脂を電子部品用接着剤組成物に用いた場合に、接着部分で通電することにより電子部品の品質が悪化することがある。
これに対し、上記式(4)で表される構成単位を有する変性ポリビニルアルコールを用いてポリビニルアセタール樹脂を製造すると、金属触媒を用いる必要がなく、得られる接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の金属含有量は極めて少ない。そのため、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を接着剤組成物に用いると、透明度が高く、基材に対して均一な接着力を有する接着剤組成物を得ることができる。また、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を電子部品用接着剤組成物に用いた場合には、信頼性の高い電子部品を得ることができる。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の製造方法としては、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位、及び、上記式(4)で表される構成単位を有する変性ポリビニルアルコールをアセタール化する方法が挙げられる。
また、本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位、及び、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位を有するポリビニルアルコールをアセタール化し、その後、上記式(4)で表される構成単位を有する変性ポリビニルアルコールと共重合することによっても得ることができる。
上記アセタール化は、例えば、酸触媒存在下で、上記変性ポリビニルアルコールの水溶液、アルコール溶液、水/アルコール混合溶液、又は、ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液に、種々のアルデヒドを添加することで行うことができる。
その後、アセタール化反応を停止するために、アルカリによって中和を行うことが好ましい。また、上記中和工程の前後に、水等を用いて得られた変性ポリビニルアセタール樹脂を洗浄することが好ましい。なお、洗浄水中に含まれる不純物の混入を防ぐため、洗浄は純水で行うことがより好ましい。
上記酸触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸や蟻酸、酢酸、蓚酸パラトルエンスルホン酸などの有機酸を用いることができる。
上記アルデヒドは特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アミルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、ヘプチルアルデヒド、2−エチルヘキシルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、フルフラール、グリオキザール、グルタルアルデヒド、ベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒド等が挙げられる。なかでも、アセトアルデヒド又はブチルアルデヒドを単独で用いるか、又は、アセトアルデヒド及びブチルアルデヒドを併用することが好ましい。
上記アルカリとしては特に限定されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。
上記式(4)で表される構成単位を有する変性ポリビニルアルコールは、ケン化度の好ましい下限が75モル%であり、好ましい上限が99.9モル%である。上記範囲を超えると、原料のポリビニルアルコール樹脂の溶解性が低下し、アセタール化反応が困難となることがある。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、ガラス転移温度の好ましい下限は20℃であり、好ましい上限は60℃である。本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂のガラス転移温度が20℃未満であると、長期保管安定性が低下することがあり、60℃を超えると、十分な接着性が得られないことがある。本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、ガラス転移温度のより好ましい下限は25℃であり、より好ましい上限は55℃であり、更に好ましい上限は52℃である。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂のガラス転移温度が52℃以下であり、平均重合度が150〜1200であると、特にポリエチレンテレフタレート(PET)や銅箔への接着性に優れるので好ましい。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成は、例えば、核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)によって求めることができる。上記平均重合度及びケン化度は、JIS K6726−1994に準じた方法によって測定することができる。上記ガラス転移点(Tg)は、例えば、示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC−6200Rを用いて、昇温速度10℃/分で、JIS K7121に準拠して)測定することができる。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂は、接着剤組成物に用いることができる。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を用いることにより、有機溶剤に代えて水を溶剤として使用できることから、環境汚染、毒性、爆発事故等の危険性等の観点からも好ましい。
本発明の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を含有する接着剤組成物は、更に、有機溶剤、水、及び、エポキシ系樹脂等の硬化性樹脂、又は、フェノール系樹脂、ニトリルブタジエンゴム、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ビスマレイミドトリアジン系樹脂等の高分子化合物とを含有することが好ましい。また、必要に応じて、硬化剤、難燃剤、効果促進剤、酸化防止剤、カップリング剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤、シリカや炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト等の無機充填剤等の添加剤を含有してもよい。
上記有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール類及びトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素など任意の溶剤を用いることができ、これらの1種を単独溶剤として、または2種以上を混合溶剤として用いることができる。
上記接着剤組成物全体に対する有機溶剤の含有量は、70重量%以下であることが好ましい。上記有機溶剤の接着剤組成物全体に対する含有量をこのような範囲とすることで、接着剤組成物の接着性を向上させることができる。
上記接着剤組成物全体に対する水の含有量は、70重量%以下であることが好ましい。上記水の接着剤組成物全体に対する含有量をこのような範囲とすることで、接着剤組成物の接着性を向上させることができる。
上記接着剤組成物を乾燥し、乾燥体を得ることができる。上記乾燥体全体に対する有機溶剤の残存量は、10重量%以下であることが好ましく、上記乾燥体全体に対する水の残存量は、10重量%以下であることが好ましい。有機溶剤及び水の残存量をこのような範囲とすることで、上記接着剤組成物を乾燥した乾燥体の接着性を向上させることができる。
本発明によれば、機械的強度及び接着性に優れた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
(実施例1)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が10モル%であるポリビニルアルコールを用いた。該変性ポリビニルアルコールは、平均重合度が500、ケン化度が89モル%であった。
反応器内に、上記変性ポリビニルアルコール(平均重合度500、ケン化度89モル%)193g、純水2900gを加え、90℃で2時間攪拌して、変性ポリビニルアルコールを完全に溶解させた。その後、40℃まで冷却し、触媒として濃度35重量%の塩酸20gを添加し、次いでn−ブチルアルデヒド115gを添加し、液温を15℃まで冷却してこの温度を保持してアセタール化反応を行い、反応生成物を析出させた。その後、液温を40℃とし、3時間保持して反応を完了させ、炭酸水素ナトリウムにより中和し、アセタール化反応を停止させた後、水洗、及び乾燥を経て、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合(水酸基量)が24モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が73%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が64.97モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合(変性度)が10モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は500、ガラス転移温度は33℃であった。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC−6200R)を用いて、昇温速度10℃/分で、JIS K 7121に準拠して測定した。
(実施例2)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が5モル%であり、平均重合度が500、ケン化度が94モル%である変性ポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合(水酸基量)が27モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が71%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が66.74モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が5モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は500であり、ガラス転移温度は52℃であった。
(実施例3)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が5モル%であり、平均重合度が1700、ケン化度が90モル%である変性ポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が26モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が5モル%、アセタール化度が71%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が63.90モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が5モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は1700であり、ガラス転移温度は54℃であった。
(実施例4)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が10モル%であり、平均重合度が500、ケン化度が89モル%である変性ポリビニルアルコールを用いた。
反応器内に、上記変性ポリビニルアルコール255g、純水2700gを加え、90℃で2時間攪拌して、変性ポリビニルアルコールを完全に溶解させた。その後、45℃まで冷却し、触媒として濃度35%の塩酸20gを添加し、35℃まで冷却した。次いで、アセトアルデヒド18.8gを添加し、35℃で5時間攪拌してアセタール化反応を行い、透明な反応溶液を得た。
得られた透明な反応溶液を攪拌しながら、10重量%の水酸化ナトリウム水溶液66gを加えて中和した後、20℃まで冷却して透明な接着剤用ポリビニルブチラール樹脂溶液を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が55モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が38%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が33.82モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が10モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は500であった。
(比較例1)
ポリビニルアルコールとして、平均重合度800、ケン化度98モル%で、エチレンオキサイド基で変性されていないポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が30モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が2モル%、アセタール化度が69%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が67.62モル%、及び、エチレンオキサイド基を有する構成単位の割合が0モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は800であり、ガラス転移温度は67℃であった。
(比較例2)
ポリビニルアルコールとして、平均重合度1700、ケン化度99モル%で、エチレンオキサイド基で変性されていないポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が32モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が67%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が66.33モル%、及び、エチレンオキサイド基を有する構成単位の割合が0モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は1700であり、ガラス転移温度は71℃であった。
(比較例3)
変性ポリビニルアルコールとして、実施例1で用いた変性ポリビニルアルコールを、アセタール化反応を行わずに用いた。
H−NMRスペクトルを用いて、得られたポリビニルアルコールの組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合(水酸基量)が89モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が0%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位の割合が0モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が10モル%であった。
また、得られたポリビニルアルコールの平均重合度は500であった。
(比較例4)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が2モル%であり、平均重合度が1700、ケン化度が97モル%である変性ポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が25モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が1モル%、アセタール化度が74%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が71.78モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が2モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は1700であり、ガラス転移温度は58℃であった。
(比較例5)
変性ポリビニルアルコールとして、上記式(5)で表される構成単位を有し、Rは炭素数が0であり)、nは10であり、変性ポリビニルアルコール全体に対する上記式(5)で表される構成単位の割合(変性度)が2モル%であり、平均重合度が500、ケン化度が93モル%である変性ポリビニルアルコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
H−NMRスペクトルを用いて、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の組成を測定したところ、上記式(1)で表される水酸基を有する構成単位の割合が26モル%、上記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位の割合が5モル%、アセタール化度が72%、上記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位(式(3)のRはプロピル基である)の割合が66.96モル%、及び、上記式(5)で表される構成単位(式(5)は、Rは炭素数が0であり、nが10である)の割合が2モル%であった。
また、得られた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は500であり、ガラス転移温度は56℃であった。
<評価>
実施例及び比較例で得られたポリビニルアセタール樹脂、又は、ポリビニルアルコールを用いて接着剤組成物を製造した。
(接着剤組成物の製造)
実施例1〜4、比較例1、2、4及び5で得られたポリビニルブチラール樹脂に、それぞれ溶剤としてエタノールとトルエンを1:1で混合した混合溶剤を80g加え、接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物は、ポリビニルブチラール樹脂が19.6重量%、溶剤が80重量%、水が0.4重量%であった。
比較例3は、得られた変性ポリビニルアルコール20gを水80gに溶解し接着剤組成物とした。得られた接着剤組成物は、ポリビニルアルコールが20重量%、溶剤が0重量%、水が80重量%であった。
得られた接着剤組成物について、以下の評価を行った。結果を表1に示した。
表1において、水酸基量(モル%)、及び、変性度(モル%)はそれぞれ、ポリビニルアセタール樹脂又ポリビニルアルコール全体に対する式(1)で表される構成単位の割合、及び、式(4)で表される構成単位の割合を表す。
(1)基材との接着性
実施例及び比較例で得られたポリビニルアセタール樹脂、又は、ポリビニルアルコールを含有する接着剤組成物を、それぞれコーターを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように基材上に塗工した後、乾燥することにより、乾燥体を得た。得られた乾燥体全体に対する溶剤の残存量は、0.5重量%であった。
その後、80℃、0.2MPaの条件で、10秒間熱圧着し、圧着体を得た。得られた圧着体について、加温時粘着力測定機(フジコピアン社製、FCL011型)を用いて、基材から、樹脂シートを、7mm/秒の速度で引き剥がしたときの剥離強度(g/cm)を測定した。
基材としては、離型処理した一辺が0.8cm、厚みが50μmの正方形のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、一辺が0.8cm、厚みが2.6μmの正方形のポリイミドフィルム、及び、一辺が0.8cm、厚みが2.1μmの正方形の銅箔を用いた。
(2)機械的強度
実施例及び比較例で得られたポリビニルアセタール樹脂、又は、ポリビニルアルコールを含有する接着剤組成物を、それぞれコーターを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように塗工した後、乾燥することにより、幅1cm、長さ5cmの樹脂シートを得た。
得られた樹脂シートについて、JIS K 7127に準拠した方法により、AUTOGRAPH(AGS−J、島津製作所社製)を用いて引張速度20mm/分の条件にて伸張し、破断点伸度(%)を測定した。
Figure 0006109669
本発明によれば、機械的強度及び接着性に優れた接着剤用ポリビニルアセタール樹脂を提供することができる。

Claims (4)

  1. 下記式(1)で表される水酸基を有する構成単位、下記式(2)で表されるアセチル基を有する構成単位、下記式(3)で表されるアセタール基を有する構成単位、及び、下記式(4)で表される構成単位を有し、
    下記式(1)で表される構成単位の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する割合は、15〜65モル%であり、
    下記式(4)で表される構成単位の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂全体に対する割合は、3〜12モル%であり、
    下記式(4)で表される構成単位は、下記式(5)で表されるエチレンオキサイド基を有する構成単位であり、
    下記式(5)のnは、7〜20の整数である
    ことを特徴とする接着剤用ポリビニルアセタール樹脂。
    Figure 0006109669
    Figure 0006109669
    Figure 0006109669
    式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
    Figure 0006109669
    式(4)中、Rは、エチレンオキサイド基を有する基を表す。
    Figure 0006109669
    式(5)中、R は炭素数0〜6の直鎖状又は分枝状の炭化水素基を表す。
  2. ガラス転移温度は、60℃以下であることを特徴とする請求項1載の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂。
  3. 平均重合度は、150〜4000であることを特徴とする請求項1記載の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂。
  4. アセタール化度は、35〜85%であることを特徴とする請求項1、2記載の接着剤用ポリビニルアセタール樹脂。
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