JPH09316398A - 熱硬化型感圧性接着剤とその接着シ―ト類 - Google Patents

熱硬化型感圧性接着剤とその接着シ―ト類

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JPH09316398A
JPH09316398A JP8136247A JP13624796A JPH09316398A JP H09316398 A JPH09316398 A JP H09316398A JP 8136247 A JP8136247 A JP 8136247A JP 13624796 A JP13624796 A JP 13624796A JP H09316398 A JPH09316398 A JP H09316398A
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茂樹 牟田
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等 高比良
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    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温で粘着性を有して被着体に容易に仮接着
でき、かつ加熱により短時間で硬化して強固な接着強度
と高耐熱性を発揮し、しかも貯蔵安定性にすぐれた熱硬
化型感圧性接着剤を提供する。 【解決手段】 a)アルキル基の炭素数が平均2〜14
個である(メタ)アクリル酸アルキルエステル70〜9
9重量%と、これと共重合可能なモノエチレン性不飽和
酸30〜1重量%とからなる単量体混合物100重量
部、b)交叉結合剤としての多官能(メタ)アクリレ―
ト0.02〜5重量部、c)光重合開始剤0.01〜4
重量部、およびd)エポキシ樹脂5〜30重量部を含
み、かつd成分であるエポキシ樹脂の硬化剤を実質的に
含まない組成物の光重合物にて、熱硬化型感圧性接着剤
を構成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、100℃以上の高
温での使用やハンダ付け工程での使用に耐える、耐熱性
にすぐれた熱硬化型感圧性接着剤と、これを基材上に設
けてシ―ト状やテ―プ状などの形態とした接着シ―ト類
とに関する。
【0002】
【従来の技術】作業の簡便化や安全衛生の向上などのた
め、液状の接着剤を塗布乾燥する方式に代えて、接着シ
─ト類による処理方式が多用されている。この接着シ─
ト類として、電子部品などの接着用途に、加熱処理によ
り硬化する熱硬化型のものが提案されている。熱硬化型
接着剤は、接着強度や耐熱性などにはすぐれているが、
常温では粘着性がなく仮接着が困難であり、硬化前は低
分子量分が多く接着時の糊はみ出しなどが問題となる。
また、貯蔵安定性にすぐれるものは硬化に時間がかか
り、短時間硬化にすると貯蔵安定性に乏しい難点があ
る。
【0003】一方、粘着シ―ト類は常温で粘着性を有
し、何の予備操作もなしに目的物に貼り付けでき、ただ
ちに接着強度を発現させることができる。しかし、粘着
シ―ト類は、接着剤に比べて、接着強度や耐熱性が一般
に劣る欠点がある。特開平5−117593号公報に
は、アクリル酸アルキルエステルを主成分とする光重合
性組成物を用いることにより、強接着および高耐熱を実
現しているが、粘着シ―ト類の域を出るに至つていな
い。すなわち、被着体との接合初期には粘着シ―ト類と
しての接着性を示すとともに、接合後には接着剤と同等
の高接着性および高耐熱性を発揮する接着シ─ト類の出
現が望まれている。
【0004】これに応えうるものとして、粘着剤と接着
剤の両方の特性を持つた、いわゆる粘接着剤が提案され
ている。たとえば、特開平2−272076号公報に
は、アクリル酸エステルモノマ―にエポキシ樹脂を加え
てなる光重合性組成物を原料とした熱硬化型感圧性接着
剤が開示されている。また、特開平7−2978号公報
にも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルにエポキシ
基含有アルコ―ルと(メタ)アクリル酸とのエステルお
よびエポキシ樹脂を加えてなる光重合性組成物を原料と
した熱硬化型感圧性接着剤が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これら提案に係るもの
は、光重合性組成物を紫外線照射により光重合させて、
粘着剤と接着剤の両方の特性を持つ硬化型接着剤とする
が、これは上記組成物中にイミダゾ―ル、ジシアンジア
ミド、ポリアミンなどの硬化剤を含ませておき、これと
エポキシ基との硬化反応を起こさせるものである。この
場合、光重合前または後の貯蔵時に上記の硬化反応が徐
々に進行し、これに伴い接着特性などが低下するおそれ
があつた。このように、上記提案の熱硬化型感圧性接着
剤は、貯蔵安定性という点で難があり、また、とくに特
開平2−272076号公報に開示のものでは、光重合
で生成するアクリル系ポリマ―とエポキシ樹脂が硬化後
も架橋結合していないため、耐熱性も不十分であつた。
【0006】本発明は、このような事情に鑑み、常温で
粘着性を有して被着体に容易に仮接着でき、かつ加熱に
より短時間で硬化して強固な接着強度と高耐熱性を発揮
し、しかも貯蔵安定性にすぐれた熱硬化型感圧性接着剤
と、そのシ―ト状やテ―プ状などの接着シ―ト類を提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため、鋭意検討した結果、光重合性組成物
を構成するアクリル系モノマ―に分子内にカルボキシル
基などを有するモノマ―を加え、これを光重合後にエポ
キシ樹脂と反応させると、アクリル系ポリマ―とエポキ
シ樹脂とが架橋結合して、高接着性および高耐熱性が得
られ、また上記反応を起こさせる前の光重合後の接着剤
は常温での仮接着が可能で、かつ上記反応によつて短時
間で硬化させることができ、しかもイミダゾ―ル、ジシ
アンジアミド、ポリアミンなどの一般の硬化剤を含まな
いため、貯蔵安定性にすぐれたものとなることを見い出
し、本発明を完成するに至つた。
【0008】すなわち、本発明は、つぎのa〜d成分; a)アルキル基の炭素数が平均2〜14個である(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル70〜99重量%と、
これと共重合可能なモノエチレン性不飽和酸30〜1重
量%とからなる単量体混合物100重量部 b)交叉結合剤としての多官能(メタ)アクリレ―ト
0.02〜5重量部 c)光重合開始剤0.01〜4重量部 d)エポキシ樹脂5〜30重量部 を含み、かつd成分であるエポキシ樹脂の硬化剤を実質
的に含まない組成物の光重合物からなることを特徴とす
る熱硬化型感圧性接着剤と、基材の片面または両面に上
記の熱硬化型感圧性接着剤の層が設けられていることを
特徴とするシ―ト状やテ―プ状などの接着シ―ト類に係
るものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明におけるa成分の単量体混
合物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとこれと
共重合可能なモノエチレン不飽和酸との混合物からな
り、前者の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、通
常その30重量%以下を、酢酸ビニル、スチレン、アク
リロニトリルなどの一般のアクリル系感圧性接着剤の改
質用単量体として知られる各種のビニル系単量体に置き
換えてもよい。
【0010】(メタ)アクリル酸アルキルエステルとし
ては、たとえば、エチル(メタ)アクリレ―ト、n−ブ
チル(メタ)アクリレ―ト、2−エチルヘキシル(メ
タ)アクリレ―ト、イソオクチル(メタ)アクリレ―
ト、イソノニル(メタ)アクリレ―トなどが挙げられ、
これらの中から、アルキル基の炭素数が平均2〜14個
となる1種または2種以上のものが用いられる。これら
と共重合可能なモノエチレン性不飽和酸としては、たと
えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、2−アクリル
アミドプロパンスルホン酸などが挙げられる。
【0011】a成分の単量体混合物において、(メタ)
アクリル酸アルキルエステルとこれと共重合可能なモノ
エチレン性不飽和酸との使用割合は、前者が70〜99
重量%、好ましくは80〜95重量%、後者が30〜1
重量%、好ましくは20〜5重量%となるようにするの
がよい。上記の範囲外となると、光重合およびエポキシ
硬化反応後の接着特性に好結果が得られにくい。
【0012】本発明におけるb成分の交叉結合剤は、多
官能(メタ)アクリレ―トであり、たとえば、トリメチ
ロ―ルプロパントリ(メタ)アクリレ―ト、ペンタエリ
スリト―ルテトラ(メタ)アクリレ―ト、1,2−エチ
レングリコ―ルジ(メタ)アクリレ―ト、1,6−ヘキ
サンジオ―ルジ(メタ)アクリレ―ト、1,12−ドデ
カンジオ─ルジ(メタ)アクリレ─トなどの2官能以上
の多価アルキル(メタ)アクリレ―ト単量体が用いられ
る。
【0013】これらの多官能(メタ)アクリレ―トの使
用量は、官能基数などにより多少異なるが、a成分の単
量体混合物100重量部あたり、0.02〜5重量部、
好ましくは0.2〜3重量部である。このような割合で
多官能(メタ)アクリレ─トを用いることにより、アク
リル系ポリマ―に対する架橋効果により、良好な凝集力
が保持されて、高い耐熱性を得ることができる。
【0014】本発明におけるc成分の光重合開始剤に
は、たとえば、ベンゾインメチルエ―テル、ベンゾイン
イソプロピルエ―テルなどのベンゾインエ―テル類、ア
ニゾインメチルエ―テルなどの置換ベンゾインエ―テル
類、2,2−ジエトキシアセトフエノン、2,2−ジメ
トキシ−2−フエノンアセトフエノンなどの置換アセト
フエノン類、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフエ
ノンなどの置換−α−ケト―ル類、2−ナフタレンスル
ホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド類、1
−フエノン−1,1−プロパンジオン−2−(o−エト
キシカルボニル)オキシムなどの光活性オキシム類があ
る。
【0015】これら光重合開始剤の使用量は、a成分の
単量体混合物100重量部あたり、0.01〜4重量
部、好適には0.05〜1重量部である。0.01重量
部より少ないと、光エネルギ─により早期に消費されて
しまうため、重合率が下がり、逆に4重量部より多くな
ると、重合率は上がるが、ポリマ―の分子量が低下し、
接着剤の凝集力の低下をきたしやすい。
【0016】本発明におけるd成分のエポキシ樹脂は、
分子内に2個以上のエポキシ基を含有する化合物であ
り、ビスフエノ―ルエポキシ樹脂、フエノリツクエポキ
シ樹脂、ハロゲン化ビスフエノ―ルエポキシ樹脂などの
中から、適宜選択使用される。これらエポキシ樹脂は分
子内に光重合性基を有しないものである。
【0017】このようなエポキシ樹脂の使用量は、a成
分の単量体混合物100重量部あたり、5〜30重量
部、好ましくは5〜20重量部である。5重量部より少
ないと、アクリル系ポリマ―とエポキシ樹脂との架橋反
応が十分に進行せず、耐熱性が不十分となる。また、3
0重量部より多いと、硬化物が過剰に架橋するため、被
着体面での剥離現象が起こり、貯蔵安定性も低下する。
【0018】本発明の光重合性組成物は、a成分の単量
体混合物、b成分の多官能(メタ)アクリレ─ト、c成
分の光重合開始剤およびd成分のエポキシ樹脂を必須成
分として含むが、その取り扱い上、a成分の単量体混合
物については、これをc成分の光重合開始剤を用いてあ
る程度予備重合させておくことができる。予備重合時に
d成分のエポキシ樹脂を用いると、ゲル化を発生する場
合があり、d成分のエポキシ樹脂は予備重合後に加える
のが望ましい。
【0019】この光重合性組成物には、上記のa〜d四
成分のほかに、任意成分として、粘着付与剤、極性モノ
マ―、可塑剤、軟化剤、充てん剤、顔料、染料、老化防
止剤などの従来公知の各種の添加剤を、紫外線の照射な
どによる光重合を妨げない範囲内で添加することができ
る。
【0020】なお、このような光重合性組成物に、任意
成分のひとつとして、エポキシ樹脂の硬化剤として知ら
れるイミダゾ―ル、ジシアンジアミド、ポリアミンなど
の一般の硬化剤を添加することはできない。ただし、こ
れらの硬化剤が存在しても、エポキシ樹脂との硬化反応
が実質的に進行せず、本発明の目的とする貯蔵安定性を
大きく損なうおそれのないときは、その限りではない。
本発明において“実質的に含まない”とは、このような
意味である。
【0021】本発明においては、このような光重合性組
成物を被着体上に塗工するか、あるいは基材の片面また
は両面に塗工したのち、400〜1,500mj/cm2
度の紫外線を照射して光重合させることにより、それ自
体感圧接着性を有する、粘着化されたアクリル系の感圧
性接着剤とする。ここで、基材としては、ポリエステル
フイルムなどの合成樹脂フイルムや繊維基材などの非剥
離性基材のほか、剥離紙などの剥離性基材を使用でき
る。剥離性基材の場合、この上に形成した光重合後の感
圧性接着剤の層を上記の非剥離性基材の上に転写するよ
うにしてもよい。本発明の接着シ─ト類には、基材とし
てこのような非剥離性基材を用いたものと剥離性基材を
用いたものとの両方が含まれる。
【0022】このように形成される光重合物からなるア
クリル系の感圧性接着剤は、常温で粘着性を有して被着
体に容易に仮接着でき、しかも加熱処理によりアクリル
系ポリマ―とエポキシ樹脂との反応が起こつて短時間に
硬化し、強固な接着強度と高耐熱性を備えた、とくに1
00℃以上の高温での使用やハンダ付け工程での使用に
耐える、熱硬化型感圧性接着剤として望まれるすぐれた
性能を発揮する。そのうえ、加熱処理を施す前の常態で
は、上記反応が進行することはほとんどなく、すぐれた
貯蔵安定性をも有している。
【0023】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重
量部を意味するものとする。
【0024】実施例1 イソノニルアクリレ―ト90部、アクリル酸10部およ
び2,2−ジメトキシ−2−フエニルアセトフエノン
0.05部を、四つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下
で紫外線に暴露して部分的に光重合させることにより、
粘度が約30ポイズのシロツプを得た。この部分重合し
たシロツプ100部に、交叉結合剤としてのトリメチロ
―ルプロパントリアクリレ―ト0.2部と、エポキシ樹
脂(油化シエルエポキシ社製の商品名「エピコ─ト82
8」)15部を、均一に混合して、光重合性組成物を調
製した。
【0025】この光重合性組成物を、低接着性剥離処理
が施された厚さが25μmのポリエチレンテレフタレ─
トフイルムからなる基材上に塗工したのち、900mj/
cm2の紫外線を照射して光重合させた。その後、20mm
幅に裁断して、熱硬化型感圧性接着剤の層の厚さが50
μmである接着テ―プを作製した。
【0026】実施例2 イソオクチルアクリレ―ト50部、ブチルアクリレ―ト
35部、アクリル酸15部および2,2−ジメトキシ−
2−フエニルアセトフエノン0.05部を、四つ口フラ
スコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に暴露して部分的
に光重合させることにより、粘度が約30ポイズのシロ
ツプを得た。この部分重合したシロツプ100部に、交
叉結合剤としての1,6−ヘキサンジオ―ルジアクリレ
―ト0.3部と、エポキシ樹脂(油化シエルエポキシ社
製の商品名「エピコ─ト815」)10部を、均一に混
合して、光重合性組成物を調製した。この光重合性組成
物を用いて、実施例1と同様にして、接着テ―プを作製
した。
【0027】比較例1 エポキシ樹脂を用いなかつた以外は、実施例1と同様に
して光重合性組成物を調製し、これを用いて、実施例1
と同様にして、接着テ―プを作製した。
【0028】比較例2 アクリル酸10部に代えて、N−ビニルピロリドン10
部を用いるとともに、エポキシ樹脂の硬化剤として旭化
成社製の商品名「ノバキユア─HX−3721」3部を
加えた以外は、実施例1と同様にして光重合性組成物を
調製し、これを用いて、実施例1と同様にして、接着テ
―プを作製した。
【0029】以上の実施例1,2および比較例1,2の
各接着テ―プは、いずれも、常温で粘着性を有し、被着
体に容易に仮接着できた。これらの各接着テ―プについ
て、加熱処理による硬化後の接着剤の溶剤不溶分、90
°剥離接着強度およびハンダ耐熱性を、下記の方法によ
り、調べた。これらの結果は、表1に示されるとおりで
あつた。なお、同表中、溶剤不溶分の〔 〕内の値は、
参考のために、加熱処理により硬化させる前の溶剤不溶
分を示したものである。
【0030】<溶剤不溶分>接着テ―プより、その硬化
前の状態、あるいは150℃×1時間の加熱処理にて硬
化させたのちに、感圧性接着剤が約2.0gとなる量採
取精秤した。これを精秤した円筒ろ紙につめ、ソツクス
レ―抽出器により抽出処理した(抽出溶剤:酢酸エチ
ル、抽出条件:80〜90℃で24時間抽出)。この抽
出処理後、円筒ろ紙を取り出し、残存物の乾燥重量を測
定した。この乾燥重量の採取サンプルの重量に対する比
を、溶剤不溶分(重量%)とした。
【0031】<90°剥離接着強度>幅10mm、長さ5
0mmの接着テ─プを、厚さが25μmのポリイミドフイ
ルムに接着し、これを厚さが1mmのガラスエポキシ板に
接着した。このサンプルを、150℃×5kg/cm2 ×5
分のプレス条件で圧着し、150℃×1時間の加熱処理
により硬化させたのち、温度23℃、湿度65%RHの
雰囲気条件で30分放置後、23℃の雰囲気条件で、引
張速度50mm/分で90°方向に引つ張り、その中心値
を90°剥離接着強度とした。
【0032】<ハンダ耐熱性>接着テ―プにより、1mm
厚のガラスエポキシ板と銅貼り積層板〔CCL〕(圧延
銅箔/接着剤/カプトンフイルム=35μm/15μm
/25μm)とを、両者間に気泡が入らないように貼り
合わせた。これを30mm角に切断したサンプルを、15
0℃×5kg/cm2 ×5分のプレス条件で圧着し、150
℃×1時間の加熱処理により硬化させたのち、ガラスエ
ポキシ板を上にして、260℃に溶融したハンダ浴に浮
かせた状態で30秒間処理した。処理後のシ―ト貼り合
わせ状態を目視で観察し、接着剤の発泡と、接着異常
(浮き、しわ、剥がれ、ずれ)の有無を判別し、○:変
化・異常なし、×:変化・異常あり、と評価した。
【0033】
【0034】上記の表1の結果から、本発明の実施例
1,2の接着テ─プは、加熱処理による硬化後の溶剤不
溶分が高く、90°剥離接着強度が大きく、良好なハン
ダ耐熱性を有していることがわかる。これに対し、比較
例1の接着テ―プは、熱硬化型でないため、溶剤不溶分
が低くて、90°剥離接着強度およびハンダ耐熱性にと
もに劣り、また比較例2の接着テ―プは、熱硬化型とし
て90°剥離接着強度には好結果が得られているが、ハ
ンダ耐熱性を満足させることはできない。
【0035】つぎに、実施例1,2および比較例2の各
接着テ─プにつき、貯蔵安定性試験として、温度23
℃、湿度65%RHの雰囲気条件で90日間貯蔵したの
ち、上記と同様にして90°剥離接着強度およびハンダ
耐熱性を調べた。その結果、本発明の実施例1,2の接
着テ─プは、両特性とも貯蔵前とほとんど変わらなかつ
た。これに対し、比較例2の接着テ─プは、ハンダ耐熱
性はもちろんのこと、90°剥離接着強度が大きく低下
し、使用に供し得なかつた。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明は、エポキシ樹脂
およびモノエチレン性不飽和酸を含ませた特定の光重合
性組成物を調製して、光重合後に上記の両者を反応させ
る構成としたことにより、常温で粘着性を有して被着体
に容易に仮接着でき、かつ加熱により短時間で硬化して
強固な接着強度と高耐熱性を発揮する、とくに100℃
以上の高温での使用やハンダ付け工程での使用に耐え
る、すぐれた耐熱性を備え、そのうえ、貯蔵安定性にす
ぐれた熱硬化型感圧性接着剤とそのシ―ト状やテ―プ状
などの接着シ―ト類を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 孝雄 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 つぎのa〜d成分; a)アルキル基の炭素数が平均2〜14個である(メ
    タ)アクリル酸アルキルエステル70〜99重量%と、
    これと共重合可能なモノエチレン性不飽和酸30〜1重
    量%とからなる単量体混合物100重量部 b)交叉結合剤としての多官能(メタ)アクリレ―ト
    0.02〜5重量部 c)光重合開始剤0.01〜4重量部 d)エポキシ樹脂5〜30重量部 を含み、かつd成分であるエポキシ樹脂の硬化剤を実質
    的に含まない組成物の光重合物からなることを特徴とす
    る熱硬化型感圧性接着剤。
  2. 【請求項2】 基材の片面または両面に請求項1に記載
    の熱硬化型感圧性接着剤の層が設けられていることを特
    徴とする接着シ―ト類。
JP13624796A 1996-05-30 1996-05-30 熱硬化型感圧性接着剤とその接着シ―ト類 Expired - Lifetime JP4636513B2 (ja)

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