JP7346887B2 - 粘接着剤組成物、粘接着剤、粘接着シート、及び積層体 - Google Patents
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このような粘接着剤に用いるものとして、例えば、特定組成のアクリル系共重合体、エポキシ樹脂及び特定粒子径の有機酸ジヒドラジドであるエポキシ樹脂用硬化剤を含有する熱硬化性接着組成物が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
上記アクリル系樹脂用架橋剤(C)が、脂肪族イソシアネート及び脂環式イソシアネートから選ばれる少なくとも1種であり、
上記エポキシ系化合物用硬化剤(D)が、アミノ基を有する粉体硬化剤である粘接着剤組成物を第1の要旨とするものである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリルあるいはメタクリルを、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
また、「アクリル系樹脂」とは、少なくとも1種の(メタ)アクリル系モノマーを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
上記アクリル系樹脂(A)としては、(メタ)アクリル系モノマーを主成分とし、必要に応じて、他の各種の重合性モノマーを含有する重合成分を重合してなるアクリル系樹脂が挙げられる。
なお、「主成分とする」とは、重合成分全体に対して通常40重量%以上、好ましくは50重量%以上、更に好ましくは60重量%以上含有することを意味する。
なお、「転写性」とは、粘接着剤層を離型フィルム上に形成した後、接着する部材面に貼合し、密着させた後、離型フィルムを剥離する際、粘接着剤層が部材に転写できなかったり泣き別れたりすることなく綺麗に部材に転写できる性能をいう。また、上記「泣き別れ」とは、所望の界面において剥離させることができず、所望の界面以外の界面において剥離が生じてしまう現象をいう。
本発明で用いられるエポキシ系化合物(B)としては、エポキシ基を1つ有する単官能エポキシ系化合物、エポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ系化合物が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。そして、硬化後の剪断強度が高くなる傾向がある点で、エポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ系化合物を含むことが好ましい。
これらの中でも、特に、2官能以上のエポキシ系化合物が好ましく、3官能以上のエポキシ系化合物が更に好ましい。
本発明の粘接着剤組成物は、アクリル系樹脂用架橋剤(C)を含有するものであり、アクリル系樹脂用架橋剤(C)を含有することで、粘接着剤組成物を架橋させることができ、粘接着剤の凝集力を高め、保持力を向上させるとともに、硬化後の剥離性が向上する点において、好適である。なお、上記アクリル系樹脂用架橋剤(C)は、前記エポキシ系化合物(B)として用いられるものは除く。
即ち、上記アクリル系樹脂用架橋剤(C)として用いられる脂肪族イソシアネート及び脂環式イソシアネートは、極性が低いものであり、後述するエポキシ系化合物用硬化剤(D)は、アミノ基を有するため極性が高いものである。そのため、架橋剤と硬化剤とが互いに接近することができず、反応が起こりにくくなり、アクリル系樹脂とアクリル系樹脂用架橋剤とが優先的に反応することから、上記の効果が得られるものと推察される。
上記脂環式イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、水添化トリレンジイソシアネート、水添化キシレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、これら脂環式イソシアネートとトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これら脂環式イソシアネートのビュレット体やイソシアヌレート体等が挙げられる。
かかるアクリル系樹脂用架橋剤としては、例えば、上記以外のイソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。
上記エポキシ系化合物(B)の硬化剤として用いられるエポキシ系化合物用硬化剤(D)は、エポキシ基と反応しうるアミノ基を有するものであって、粉体として調製されているものである。
その他の任意成分としては、例えば、カーボンや金属等の導電剤;金属粒子やガラス粒子等の無機フィラー;ウレタン樹脂、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、フェノール樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、スチレン系樹脂等の粘着付与剤;充填剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;シランカップリング剤;イオン性化合物、過酸化物、ウレタン化触媒等の架橋促進剤;アセチルアセトン等の架橋遅延剤;等の各種添加剤が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明において、「シート」とは、特に「フィルム」、「テープ」と区別するものではなく、これらも含めた意味として記載するものである。
まず、実施例に先立って下記の成分を準備した。
[アクリル系樹脂(A-1)の調製]
還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び温度計を備えた4ツ口丸底フラスコに、酢酸エチル80部、メチルエチルケトン21部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.036部仕込み、加熱して内温が沸点に到達した後、メチルアクリレート(MA)49.5部、メチルメタクリレート(MMA)45部、2-ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)5部、アクリル酸(AAc)0.5部、酢酸エチル4部、重合開始剤0.036部の混合溶液を沸騰状態を維持したまま2時間にわたって滴下した。その後反応を継続しながら、重合開始剤(AIBN)0.036部を2度追加し、7時間反応させた後、希釈して、アクリル系樹脂(A-1)溶液(固形分濃度36.0%、粘度6,040mPa・s/25℃、アクリル系樹脂(A-1):重量平均分子量(Mw)26万、分散度(Mw/Mn)2.1、ガラス転移温度(Tg)39.8℃)を得た。
エポキシ系化合物(B)として以下のものを用意した。
(B-1):トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル(長瀬ケムテックス社製、「デナコールEX-321」、液体、粘度130mPa・s/25℃、エポキシ当量140g/mol、エポキシ基数2~3個)
アクリル系樹脂用架橋剤(C)として、以下のものを用いた。
(C-1): ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンのアダクト体(東ソー社製、「コロネートHL」)
(C’-1):トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンのアダクト体(東ソー社製、「コロネートL55E」)
粉体のエポキシ系化合物用硬化剤(D)として、以下のものを用いた。
(D-1):アジピン酸ヒドラジド(大塚化学社製、融点177~183℃)
[粘接着剤組成物の調製]
〔粘接着剤組成物(α)〕
上記の成分を後記の表1にしたがって配合し、酢酸エチルを用いて固形分濃度を30~60%の範囲に調整することにより、粘接着剤組成物(α)を得た。
粉体のエポキシ系化合物用硬化剤(D)を下記の粉砕条件で更に粉砕した、微粉化エポキシ系化合物用硬化剤を用いた以外は粘接着剤組成物(α)と同様にして粘接着剤組成物(β)を得た。
250mL容器にエポキシ系化合物用硬化剤(D)と粒子径1mmのガラスビーズを入れ、ロッキングシェーカー(セイワ技研社製)を用いて、振動数600rpmで5分間粉砕処理した。
上記粘接着剤組成物(α)及び(β)をそれぞれ、厚み38μmの重剥離シリコンセパレータ(三井東セロ社製、「SPPET03 38BU」)に、乾燥後の厚みが50μmとなるようにコンマコータを用いて塗工し、100℃×3分間乾燥した。そして、乾燥した粘接着剤層の表面に、厚み38μmの軽剥離シリコンセパレータ(三井東セロ社製、「SPPET01 38BU」)を貼り合わせて、粘接着シート[I]及び[II]を作製した(軽剥離シリコンセパレータ/粘接着剤層/重剥離シリコンセパレータ)。
上記粘接着シート[I]及び[II]を用いて、それぞれのゲル分率(1)及び(2)を下記の手順で求め、かかるゲル分率より下式にて架橋維持率を算出し、下記の通り評価した。
架橋維持率(%)=粘接着シート[II]の粘接着剤のゲル分率(2)
/粘接着シート[I]の粘接着剤のゲル分率(1)×100
(評価基準)
◎・・・60%以上
○・・・50%以上60%未満
×・・・50%未満
上記粘接着シート[I]及び[II]それぞれを用いて、セパレーター上に形成された粘接着剤層から粘接着剤をピッキングにより採取した。この採取した各粘接着剤を200メッシュのSUS製金網で包み、23℃に調整した酢酸エチル中に24時間浸漬し、浸漬前の粘接着剤成分の重量に対する、浸漬後の金網中に残存した不溶解の粘接着剤成分の重量百分率を下記式より計算し、粘接着シート[I]の粘接着剤層のゲル分率(1)、及び粘接着シート[II]の粘接着剤層のゲル分率(2)を求めた。
ゲル分率(%)=〔浸漬後の粘接着剤の重量〕/〔浸漬前の粘接着剤の重量〕×100
上記粘接着シート[II]の軽剥離シリコンセパレータを剥離し、38μmPETフィルムに転写した後、重剥離シリコンセパレータを剥離して、貼着面積が25mm×25mmとなるように粘接着剤層側を研磨SUS板に貼着し、23℃×50%RHの条件下で30分間静置した後、40℃の条件下にて1kgの荷重をかけて、JIS Z 0237の保持力の測定法に準じてズレを評価した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
○・・・24時間ではズレなし
△・・・24時間でズレあり
×・・・24時間で落下
粘接着シート[II]を25mm×12.5mmの大きさにカットし、SUS板に転写した。転写したSUS板と反対側に同じサイズのSUS板を貼り合わせ、貼り合わせた部分をクリップで止めて140℃で1時間硬化した後、23℃×50%RH条件下でAUTO Graph AG-X Plus(Shimadzu社製)を用い、5mm/minの速度で剪断強度(MPa)を測定した。評価基準は下記の通りである。
(評価基準)
〇・・・10MPa以上
△・・・5MPa以上10MPa未満
×・・・5MPa未満
実施例1において、アクリル系樹脂用架橋剤(C-1)をアクリル系樹脂用架橋剤(C’-1)に変更した以外は同様に行い、実施例1と同様の評価を行った。
一方、アクリル系樹脂用架橋剤(C)として、芳香族イソシアネート(C’-1)を用いた比較例1は、微粉化されたエポキシ系化合物用硬化剤(D-1)とアクリル系樹脂用架橋剤(C’-1)が反応して消費されてしまうことにより、アクリル系樹脂の架橋度が低下し硬化前の保持力に劣ることがわかる。
本発明においては、より均一な塗膜が得られるように微粉化させたエポキシ系化合物用硬化剤を用いた場合でも、アクリル系樹脂とアクリル系樹脂用架橋剤との反応性が低下することなく保持力と剪断強度に優れた粘接着剤を得ることができる。
Claims (10)
- アクリル系樹脂(A)、エポキシ系化合物(B)、アクリル系樹脂用架橋剤(C)(但し、エポキシ系化合物(B)及びブロックイソシアネートを除く。)及びエポキシ系化合物用硬化剤(D)を含有する粘接着剤組成物であって、
上記アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度が15℃以上であり、
上記アクリル系樹脂用架橋剤(C)が、脂肪族イソシアネート及び脂環式イソシアネートから選ばれる少なくとも1種であり、
上記エポキシ系化合物用硬化剤(D)が、アミノ基を有する粉体硬化剤であることを特徴とする粘接着剤組成物。 - 上記アクリル系樹脂(A)が、水酸基含有モノマー及びカルボキシ基含有モノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマーを含む官能基含有モノマーを含有する重合成分の重合体であることを特徴とする請求項1記載の粘接着剤組成物。
- 上記エポキシ系化合物(B)が25℃で液体であることを特徴とする請求項1または2記載の粘接着剤組成物。
- 上記アクリル系樹脂用架橋剤(C)が、ヘキサメチレンジイソシアネート系架橋剤、ペンタメチレンジイソシアネート系架橋剤、イソホロンジイソシアネート系架橋剤から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の粘接着剤組成物。
- 上記エポキシ系化合物用硬化剤(D)が、有機酸ヒドラジド系化合物及びジシアンジアミドから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の粘接着剤組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の粘接着剤組成物が架橋されてなることを特徴とする粘接着剤。
- 100~250℃の加熱により硬化されることを特徴とする請求項6記載の粘接着剤。
- 硬化前の剪断強度(MPa)に対する、硬化後の剪断強度(MPa)の比が、10以上であることを特徴とする請求項6または7記載の粘接着剤。
- 請求項6~8のいずれか一項に記載の粘接着剤からなる粘接着剤層を有することを特徴とする粘接着シート。
- 請求項6~8のいずれか一項に記載の粘接着剤からなる粘接着剤層と他の部材とが積層されていることを特徴とする積層体。
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