JP7213942B1 - コンデンサ素子 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、電解液と、を含むコンデンサ素子であって、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含む、コンデンサ素子である。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5以上の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として30質量%以上であってもよい。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5未満の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として10質量%以下であってもよい。
前記架橋ポリマーのゲル分率が85%以上であってもよい。
前記コンデンサ素子は、アルミ電解コンデンサであってもよい。
<<<<成分>>>>
粘着剤組成物は、架橋ポリマーを含む。また、粘着剤組成物は、その他の成分を含んでいてもよい。
架橋ポリマーは、ベースポリマーを架橋させて得られたものであり、換言すれば、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られたものである。
架橋剤は、エポキシ系架橋剤とイソシアネート系架橋剤とを含むことが好ましい。エポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を併用することで、多段階の温度範囲で架橋反応が生じるように制御することが可能になる。より具体的には、特に、エポキシ系架橋剤とイソシアネート系架橋剤とを組み合わせることで、コンデンサ素子の巻き止め用をはじめとした電子部品止め用のテープとした際に、加熱処理(リフロー処理等)前後における粘着テープの架橋状態を適切に制御し易くなり、その結果、各温度段階で求められる粘着テープの性質を適切に制御し易くなると考えられる。粘着剤組成物は未反応の架橋剤を含んでいてもよい。
エポキシ系架橋剤としては、一分子中にエポキシ基を2個以上(好ましくは2~5個、より好ましくは2~4個)有する化合物を使用可能である。
イソシアネート系架橋剤としては、一分子中にイソシアネート基を2個以上(好ましくは2~5個、より好ましくは2~4個)有する化合物を使用可能である。
トルエンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、などの芳香族系の架橋剤及びこれらの水素添加物;
シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式の架橋剤;
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどのアルキレン系の架橋剤;
等が挙げられる。
架橋剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、エポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤以外の架橋剤(例えば、多価金属系架橋剤、ポリオール系架橋剤、ポリアミン系架橋剤等の公知の架橋剤)を含んでいてもよい。
ベースポリマーは、架橋可能な官能基(例えば、アクリロイル基等の不飽和炭素結合を含む官能基)を有するものを使用可能である。
構成モノマーは、低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーを含むことが好ましい。また、構成モノマーは、カルボキシル基含有モノマーを含むことが好ましい。構成モノマーとしてこのようなモノマーを使用することにより、粘着剤組成物の耐熱性や耐電解液性をバランスよく高めることが可能である。
低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ホモポリマーとした際のTgが、20℃未満であり、好ましくは、0℃未満、-20℃未満又は-50℃未満である。Tgの下限値は特に限定されないが、例えば-90℃又は-80℃である。
カルボキシル基含有モノマーは、カルボキシル基と、他の構成モノマーと共重合するための官能基(不飽和炭素結合を有する官能基であり、例えばビニル基)と、を有する。カルボキシル基含有モノマーは、典型的には、カルボキシル基と不飽和炭素結合を有する官能基とを1つずつ有する。
構成モノマーは、高Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステル、Tgが-20℃以上である脂環基含有(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミド誘導体から選択される1種以上を含んでいてもよい。
ベースポリマーの重量平均分子量は、100,000以上、200,000以上、300,000以上又は500,000以上であることが好ましく、また、3,000,000以下、2,000,000以下、1,500,000以下又は1,000,000以下であることが好ましい。
ベースポリマーのTgは、-10℃以下、-20℃以下又は-30℃以下であることが好ましく、また、-80℃以上、-70℃以上、-60℃以上又は-50℃以上であることが好ましい。
架橋ポリマーのゲル分率は、通常、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上又は95質量%以上とすることができる。
粘着剤組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含むことができる。その他の成分としては、充填剤(例えば、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、カーボンブラックなど)、界面活性剤、有機顔料、無機顔料、安定剤、シランカップリング剤、スペーサー粒子、粘着付与剤、可塑剤などの公知の添加剤が挙げられる。
粘着テープは、基材と、基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層とを有する。
粘着剤層は、前述の粘着剤組成物からなる。
基材は、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜選択できるが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)及び植物繊維からなる群より選択された少なくとも一種からなることが好ましい。
粘着テープは、従来公知のその他の層を含んでいてもよい。その他の層としては、例えば、基材と粘着剤層との接着性を高めるプライマー層や、粘着剤層に接触するように設けられ、使用時には除去されるセパレーター層等が挙げられる。なお、生産性や環境負荷を考慮すると、直巻き(ノンセパレーター)であることが好ましい。
粘着剤組成物及び粘着テープは、従来公知の方法に従って製造することができる。
先ず、ベースポリマーと架橋剤とを含み、必要に応じて、その他の添加剤や溶媒を含む原料組成物を調製する(原料調製工程)。
次に、原料組成物を加熱し、溶媒を除去するとともに、ベースポリマーを架橋し、粘着剤組成物を得る(架橋工程)。
先ず、ベースポリマーと架橋剤とを含み、必要に応じて、その他の添加剤や溶媒を含む原料組成物を調製する(原料調製工程)。
次に、原料組成物を基材上に塗工する(塗工工程)。
次に、原料組成物を加熱することで、溶媒を除去するとともに、ベースポリマーを架橋し、粘着テープを得る(架橋工程)。
また、必要に応じて、切断及び巻き取り等を行う(加工工程)。
本実施形態に係る粘着剤組成物及び粘着テープは、種々の用途に使用することができるが、電子部品止め用(電子部品又は電子部品構成材料の固定用)とすることが好ましい。
以下、本発明の好ましい形態について、具体的に説明する。
本形態1は、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物であって、
前記ベースポリマーが、Tgが20℃以下である低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーとを含む構成モノマーを共重合して得られた共重合体であり、
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5以上の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として30質量%以上であり、
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5未満の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として10質量%以下であり、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
前記ベースポリマーの量を100質量部としたときに、前記エポキシ系架橋剤の量MEが0.10質量部未満である
ことを特徴とする、粘着剤組成物である。
前記粘着テープは、80℃以上の環境にて使用されてもよい。
前記粘着テープは、電子部品又は電子部品構成材料の固定に用いられてもよい。
前記粘着テープは、コンデンサ素子巻き止め用であってもよい。
本形態2は、
基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有する粘着テープであって、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
前記ベースポリマーの量を100質量部としたときに、前記エポキシ系架橋剤の量MEが0.01質量部超0.10質量部未満であり、
前記ベースポリマーの量を100質量部としたときに、前記イソシアネート系架橋剤の量MIが0.10質量部以上である、粘着テープである。
前記ベースポリマーが、Tgが20℃以下である低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーとを含む構成モノマーを共重合して得られた共重合体であってもよい。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5以上の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として30質量%以上であってもよい。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5未満の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として10質量%以下であってもよい。
前記粘着テープは、80℃以上の熱処理に供される電子部品又は電子部品構成材料の固定に用いられてもよい。
本形態3は、
複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、電解液と、を含むコンデンサ素子であって、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含む、コンデンサ素子である。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5以上の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として30質量%以上であってもよい。
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5未満の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として10質量%以下であってもよい。
前記架橋ポリマーのゲル分率が85%以上であってもよい。
前記コンデンサ素子は、アルミ電解コンデンサであってもよい。
以下の手順に基づいて、粘着テープを製造した。
基材として二軸延伸ポリフェニレンサルファイドフィルム[商品名「トレリナ3040」(厚さ:16μm)、東レ(株)製、両面コロナ処理]を用いた。
必要に応じて、基材の一方の面上に、プライマーを塗布し、乾燥させた。
他方の面上に長鎖アルキル系剥離剤を塗布し、乾燥させた(乾燥後の塗布量5mg/m2)。
次いで、基材のプライマー塗布面に、ベースポリマーと架橋剤と溶媒とを含む原料組成物を塗布し、100℃にて3分間加熱し、溶媒を除去し、所定の厚さである粘着剤組成物からなる粘着剤層を形成した。
なお、架橋に際しては、50℃にて72時間加熱し、ベースポリマーの架橋を完了させた。
各例で使用した、ベースポリマーの構成モノマーの種類及び架橋剤の種類、並びに、それらの配合量(固形分の質量部)を表に示す。
粘着剤をTHFに溶解させ、室温環境下で24時間静置し、その後、200メッシュの金属製メッシュを用いて、ゲル分を分離した。分離したゲル分を乾燥させてその質量を測定した。得られた値を当初THFに溶かした粘着剤の質量で除したものをゲル分率とした。
粘着剤を、200℃の環境下で1時間加熱した粘着剤とした以外は、ゲル分率の評価方法と同様に評価した。
株式会社島津製作所製GPC装置(LC-20)を用いて、サンプル濃度0.2wt%(THF溶液)、サンプル注入量100μl、溶離液THF、流速1.0ml/min、カラムTOSOH TSK-GMHXL(2本)、検出器 示差屈折計(RI)で評価した。なお、分子量はポリスチレン換算値とした。
各実施例及び比較例に係る粘着テープについて、プローブタック、端末剥がれ及び加熱収縮率の評価を行った。評価結果を表1-4に、各評価における評価基準を表5に示す。
ASTM D2979に準拠する方法で、NSプローブタックテスター(ニチバン株式会社製)を用いて、円柱状接触子(プローブ)の直径5mm、押圧100gf/cm2、接触時間;1秒、引剥速度;10mm/secの条件下で試験した。
<<評価方法>>
5℃の雰囲気下で2mmφのSUS棒に、粘着テープ(幅5mm)を50mm巻き付けて評価用試料を作製した。該評価用試料を23℃のγ-ブチルラクトンに12時間浸漬させ、粘着テープ端末の剥がれた長さを確認した。なお、γ-ブチルラクトンは、電解液として多用される溶剤である。
<<評価方法>>
5℃の雰囲気下で2mmφのSUS棒に、粘着テープ(幅5mm)を50mm巻き付けて評価用試料を作製した。該評価用試料を105℃のγ-ブチルラクトンに12時間浸漬させ、粘着テープ端末の剥がれた長さを確認した。なお、γ-ブチルラクトンは、電解液として多用される溶剤である。
<<評価方法>>
アルミパネルに貼付した粘着テープの自背面に、評価用粘着テープ(幅5mm)を50mm貼り付けて評価用試料を作製した。該評価用試料を260℃のオーブンで1時間加熱し、粘着テープの収縮率を下記式に基づいて算出した。
収縮率(%)=(1-加熱後のテープ長さ/加熱前のテープ長さ)×100
Claims (9)
- 複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、電解液と、を含むコンデンサ素子であって、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
リフロー処理によって基板に組み付けられる用途で用いられる
ことを特徴とする、コンデンサ素子。 - 複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、電解液と、を含むコンデンサ素子であって、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
前記基材が、ポリフェニレンサルファイドである
ことを特徴とする、コンデンサ素子。 - 複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、電解液と、を含むコンデンサ素子であって、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
前記ベースポリマーの重量平均分子量が、500,000以上1,500,000以下である
ことを特徴とする、コンデンサ素子。 - 前記ベースポリマーが、Tgが20℃以下である低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーとを含む構成モノマーを共重合して得られた共重合体であり、
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5以上の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として30質量%以上であり、
前記構成モノマー中、アルキル部分の炭素数が5未満の前記低Tg(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの含有量が、前記構成モノマー全量を基準として10質量%以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のコンデンサ素子。 - 前記架橋ポリマーのゲル分率が85%以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載のコンデンサ素子。
- アルミ電解コンデンサである、請求項1~5のいずれか一項に記載のコンデンサ素子。
- 電解液と、複数の薄膜電極を巻回して構成された巻回体と、前記巻回体を巻き止めする粘着テープと、を含むコンデンサ素子を基板に組み付けた後に、前記コンデンサ素子を加熱処理する工程を含み、
前記粘着テープは、基材と、前記基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層が、ベースポリマーと架橋剤とを反応させて得られた架橋ポリマーを含む粘着剤組成物を含み、
前記架橋剤がエポキシ系架橋剤及びイソシアネート系架橋剤を含み、
前記加熱処理を実施する前の前記コンデンサ素子における前記架橋ポリマーのゲル分率をGf3とし、前記加熱処理を実施した後の前記架橋ポリマーのゲル分率をGf4とした場合に、
前記Gf3が50質量%以上であり、
前記Gf4が70質量%以上であり、
[Gf4/Gf3]が1.05以上である
ことを特徴とする、コンデンサ素子の加熱処理方法。 - 前記加熱処理における加熱温度が120℃以上である、請求項7記載の方法。
- 前記加熱処理がリフロー処理である、請求項7又は8記載の方法。
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