JP5233392B2 - ポリウレタンポリウレア接着剤、それを用いた硬化性電磁波シールド性接着性フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
この電磁波シールド性接着フィルム自体には、電磁波シールド性に加えて、貼り合わせたフレキシブルプリント配線板全体の耐屈曲性を損なわないよう、薄さと優れた耐屈曲性が要求される。そのため、電磁波シールド性接着フィルムとしては、厚さの薄い基材フィルム上に導電層を設けてなる基本的構造を有するものが広く知られている。
また、導電性接着剤層及び/または金属薄膜を有するシールド層と芳香族ポリアミド樹脂からなるベースフィルムを有するシールドフィルムが知られている(特許文献2参照)。
また、セパレートフィルムの片面に樹脂をコーティングしてカバーフィルムを形成し、前記カバーフィルムの表面に金属薄膜層と接着剤層とで構成されるシールド層を設けてなるシールド性接着フィルムが知られている(特許文献3)。
しかし、特許文献4に開示される電磁波シールド性接着フィルムは、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと略すこともある)や、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂とを含有してなる硬化性フィルム状組成物を硬化したフィルムを、絶縁性の基材フィルムとして用いていた。このような基材フィルムを用いた電磁波シールド性接着フィルムでは、耐屈曲性に対するより厳しい要求に応えられなくなった。さらに、電磁波シールド性接着フィルムを被着体に貼着した後、高温高湿度下に曝すと、導電性が低下してしまうという新たな問題が生じた。
また、本発明は、このような優れた性能を有する電磁波シールド性接着フィルムを安価かつ安定的に製造する方法を提供することを目的とする。
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)が、前記いずれか記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤から形成されたものであり、
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)が、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有することを特徴とする。
剥離フィルム2の一方の表面に、前記いずれか記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤からゲル分率が30〜80重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成する工程、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)と前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを重ね合わせることを特徴とする。
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に、前記いずれか記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物からゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成する工程、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に剥離性フィルム2を重ね合わせることを特徴とする。
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成する工程、及び
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に剥離性フィルム1を重ね合わせることを特徴とする。
剥離性フィルム1、
前記剥離性フィルム1の一方の表面上に設けられた、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)、
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に、前記いずれか記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤から形成され、ゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に設けられた剥離性フィルム2を含む硬化性電磁波シールド性接着性フィルムから、
前記剥離性フィルム2を剥離し、露出した前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を被着体に重ね合わせ、加熱し、前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)及び前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を硬化させた後に、前記剥離性フィルム1を剥離することを特徴とする。
本発明の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤は、カルボキシル基を有するジオール化合物(a1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(a2)および有機ジイソシアネート(a3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a4)と、ポリアミノ化合物(a5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(A)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(B)と、前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A)と前記エポキシ樹脂(B)との合計100重量部に対して10〜700重量部の導電性フィラーと、アジリジン系硬化剤(E)を、前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A)中のカルボキシル基1モルに対し、アジリジニル基を0.05〜4モルの範囲で含有するものである。
カルボキシル基を有するジオール化合物(a1)としては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールペンタン酸等のジメチロールアルカン酸や、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。特に反応性、溶解性点から、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。
ポリエーテルポリオール類としては、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体等が挙げられる。
1)グリコールまたはビスフェノールと炭酸エステルとの反応生成物、あるいは
2)グリコールまたはビスフェノールにアルカリの存在下でホスゲンを反応させて得られる反応生成物等が使用できる。
上記1)または2)の場合に用いられるグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、オクタンジオール、ブチルエチルペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル、2,2,8,10−テトラオキソスピロ〔5.5〕ウンデカンが挙げられる。
また、上記1)の場合に用いられる炭酸エステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
更に、得られるポリウレタンポリウレア樹脂(A)の性能が失われない範囲内で、カルボキシル基を有するジオール化合物(a1)と、数平均分子量500〜8000である、(a1)以外のポリオール(a2)及び有機ジイソシアネート(a3)とを反応させる際に、カルボキシル基を有するジオール化合物(a1)以外の低分子ジオール類を併用しても良い。併用可能な低分子ジオール類としては、たとえば、数平均分子量500〜8000である、(a1)以外のポリオール(a2)の製造に用いられる各種低分子ジオール等が挙げられる。
ポリアミノ化合物(a5)としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジアミンの他、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するアミン類も使用することができる。なかでも、イソホロンジアミンが好適に使用される。
得られるポリウレタンポリウレア樹脂(A)の重量平均分子量は、5000〜100000の範囲にあることが好ましい。重量平均分子量が5000に満たない場合には、耐ハンダリフロー性が劣る傾向にあり、100000を越える場合には、接着性が低下する傾向にある。
エポキシ樹脂(B)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち高接着性、耐熱性の点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、またはテトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタン型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤には、耐熱性や耐屈曲性等の性能を損なわない範囲で、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ユリア系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂などを含有させることができる。
金属フィラーとしては、銀、銅、ニッケル等の金属粉、ハンダ等の合金粉、銀メッキされた銅粉、金属メッキされたガラス繊維やカーボンフィラーなどが挙げられる。なかでも、導電率の高い銀フィラーが好ましく、特にフィラー同士の接触を得やすい比表面積0.5〜2.5m2/gである銀フィラーが好ましい。
また、導電性フィラーの形状としては、球状、フレーク状、樹枝状、繊維状などが挙げられる。
具体的には、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、N,N‘−ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、N,N‘−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)等が挙げられる。
硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)のゲル分率が30重量%未満、即ちポリウレタンウレア樹脂(A)の大半が未反応で残っている場合、加熱圧着工程における接着剤のはみ出しの低減をほとんど期待できない。一方、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)のゲル分率が90重量%を超える場合、加熱圧着工程に至る前にポリウレタンウレア樹脂(A)の大半がアジリジン系硬化剤(E)と既に反応・硬化してしまっているので、被着体との接着性を確保しにくくなる。
ポリウレタンポリウレア樹脂(A)中のカルボキシル基1モルに対して、アジリジン系硬化剤(E)のアジリジニル基が0.05モル倍未満の場合、加熱圧着工程時の接着剤のはみ出しを効果的に低減するほどには、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を得る際に、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)の硬化・架橋が進行しない。他方、カルボキシル基1モルに対して、アジリジニル基が4モルより多いと、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)の反応・硬化が過度に進行してしまうので、加熱圧着工程の際に硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)が被着体を十分に濡らすことができず、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)とエポキシ樹脂(B)との反応も期待できず、被着体に対する接着性が確保できない。
100メッシュの金網を幅30mm、長さ100mmに裁断し、重量(W1)を測定する。続いて、剥離性フィルム2上に形成した硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)から剥離性フィルム2を除去した幅10mm、長さ80mmの硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を前述の金網で包み、試験片とし、重量(W2)を測定する。作製した試験片をメチルエチルケトン(以下、MEKという)中に浸漬させ室温で1時間振後、試験片をMEKから取り出し、150℃で10分間乾燥した後、重量(W3)を測定する。下記計算式[I]を用いて溶解せずに金網に残った接着剤層(1)をゲル分率として算出する。
(W3−W1)/(W2−W1)×100 [%] [I]
硬化促進剤のうち、3級アミン化合物としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノネン−5等が挙げられる。また、ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等が挙げられる。また、イミダゾール化合物としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物が挙げられ、更にはイミダゾール化合物とエポキシ樹脂を反応させて溶剤に不溶化したタイプ、またはイミダゾール化合物をマイクロカプセルに封入したタイプ等の保存安定性を改良した潜在性硬化促進剤が挙げられるが、これらの中でも、潜在性硬化促進剤が好ましい。
これらの硬化促進剤または硬化剤としては、それぞれ2種類以上を併用してもよく、その使用量は合計で(硬化促進剤または硬化剤のどちらか一方のみを使用する場合も含まれる)、エポキシ樹脂(B)100重量部に対して0.1〜30重量部の範囲であることが好ましい。
また、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層には、導電性、接着性、耐ハンダリフロー性を劣化させない範囲で、シランカップリング剤、酸化防止剤、顔料、染料、粘着付与樹脂、可塑剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤,充填剤,難燃剤等を添加してもよい。
本発明の硬化性電磁波シールド性接着フィルムは、ゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)と、フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを有するものである。
フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)は、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有する、フィルム形成能を有する硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物から形成される。
導電層を覆う絶縁層がポリウレタンポリウレア樹脂組成物から形成されることによって、貼着・硬化後においては柔軟性に富むと共に、PCTを経ても導電層の導電性を低下させない。
2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)についても、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(A)と同様のものを挙げることができる。
エポキシ樹脂(D)とポリウレタンポリウレア樹脂(C)との配合比率も、エポキシ樹脂(B)とポリウレタンポリウレア樹脂(A)との配合比率と同様に、ポリウレタンポリウレア樹脂(C)100重量部に対して、エポキシ樹脂(D)3〜200重量部であることが好ましく、5〜100重量部であることがより好ましい。
また、フィルム状絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)には、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)の場合と同様に、接着性、耐ハンダリフロー性を劣化させない範囲で、シランカップリング剤、酸化防止剤、顔料、染料、粘着付与樹脂、可塑剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤,充填剤,難燃剤等を添加してもよい。
別途、他の剥離性フィルム(以下、剥離性フィルム2という)の一方の面に、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)とエポキシ樹脂(B)とアジリジン系硬化剤(E)と導電性フィラーとを含有する硬化性導電性樹脂組成物を塗工・乾燥し、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成し、
次いで、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)とフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを重ね合わせる。
該フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に、前記硬化性導電性樹脂組成物を塗工・乾燥し、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成し、該硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に剥離性フィルム2を重ね合わせる。
該硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に、前記硬化性樹脂組成物を塗工・乾燥し、フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成し、該フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に剥離性フィルム1を重ね合わせる。
例えば、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)やフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を得る際の乾燥条件としては、溶剤が十分に揮発し、且つ、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)のカルボン酸とアジリジン系硬化剤(E)が反応可能な条件であり、50℃〜150℃で10秒〜5分程度加熱乾燥することが好ましく、70℃〜120℃で30秒〜3分程度加熱乾燥することがより好ましい。
また、アジリジン系硬化剤(E)により半硬化状態にした硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)の硬化状態を維持し易いという点で、それぞれ別個に形成した硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)とフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを重ね合わせて硬化性電磁波シールド性接着性フィルムを得る方法が好ましい。この場合、(I)と(II)とは、温度が40℃〜120℃、圧力が0.1〜5MPa、時間が0.5秒〜60秒間程度の条件で重ね合わせて一体化することが好ましい。
剥離フィルム1および剥離フィルム2は、片面あるいは両面に離型処理をしたフィルムや、片面あるいは両面に粘着剤を塗布したフィルムなどを使用することができる。
離型フィルムの基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、硬質ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリブテン、軟質ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル等のプラスチックシート等、グラシン紙、上質紙、クラフト紙、コート紙等の紙類、各種の不織布、合成紙、金属箔や、これらを組み合わせた複合フィルムなどが挙げられる。
離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の炭化水素系樹脂、高級脂肪酸及びその金属塩、高級脂肪酸石鹸、ワックス、動植物油脂、マイカ、タルク、シリコーン系界面活性剤、シリコーンオイル、シリコーン樹脂、フッ素系界面活性剤、フッ素樹脂、フッ素含有シリコーン樹脂などが用いられる。
離型剤の塗布方法としては、従来公知の方式、例えば、グラビアコート方式、キスコート方式、ダイコート方式、リップコート方式、コンマコート方式、ブレードコート方式、ロールコート方式、ナイフコート方式、スプレーコート方式、バーコート方式、スピンコート方式、ディップコート方式等により行うことができる。
前記硬化性電磁波シールド性接着性フィルムから、剥離性フィルム2を剥がし、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を露出させる。その硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を被着体に重ね合わせ、加熱することにより、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)及びフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)中の、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)とエポキシ樹脂(B)、ポリウレタンポリウレア樹脂(C)とエポキシ樹脂(D)、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)とアジリジン系硬化剤(E)を反応させ、両層(I)(II)を硬化させる。接触界面近傍において、ポリウレタンポリウレア樹脂(A)とエポキシ樹脂(D)、ポリウレタンポリウレア樹脂(C)とエポキシ樹脂(B)、ポリウレタンポリウレア樹脂(C)とアジリジン系硬化剤(E)の反応も生じる場合もある。そして、両層(I)(II)の硬化後に、剥離性フィルム1を剥がすことによって、被着体を電磁波から遮蔽することが可能となる。
装置:Shodex GPC System−21(昭和電工製)
カラム:Shodex KF−802、KF−803L、KF−805L
(昭和電工製)の合計3本を連結して使用。
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0ml/min
温度:40℃
試料濃度:0.3重量%
試料注入量:100μl
[合成例1]
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、アジピン酸とテレフタル酸及び3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られる数平均分子量(以下、「Mn」という)=1006であるジオール414部、ジメチロールブタン酸8部、イソホロンジイソシアネート145部、及びトルエン40部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、トルエン300部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン27部、ジ−n−ブチルアミン3部、2−プロパノール342部、及びトルエン576部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液816部を添加し、70℃で3時間反応させ、重量平均分子量(以下、「Mw」という)=54,000、酸価5mgKOH/gであるポリウレタンポリウレア樹脂の溶液を得た。これに、トルエン144部、2−プロパノール72部を加えて、固形分30%であるポリウレタンポリウレア樹脂溶液(A−1)(又は(C−1))を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサンカーボネートジオールとから得られるMn=981であるジオール390部、ジメチロールブタン酸16部、イソホロンジイソシアネート158部、及びトルエン40部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、トルエン300部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン29部、ジ−n−ブチルアミン3部、2−プロパノール342部、及びトルエン576部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液814部を添加し、70℃で3時間反応させ、Mw=43,000、酸価10mgKOH/gであるポリウレタンポリウレア樹脂の溶液を得た。これに、トルエン144部、2−プロパノール72部を加えて、固形分30%であるポリウレタンポリウレア樹脂溶液(A−2)(又は(C−2))を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールとから得られるMn=1002であるジオール352部、ジメチロールブタン酸32部、イソホロンジイソシアネート176部、及びトルエン40部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、トルエン300部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン32部、ジ−n−ブチルアミン4部、2−プロパノール342部、及びトルエン576部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液810部を添加し、70℃で3時間反応させ、Mw=35,000、酸価21mgKOH/gであるポリウレタンポリウレア樹脂の溶液を得た。これに、トルエン144部、2−プロパノール72部を加えて、固形分30%であるポリウレタンポリウレア樹脂溶液(A−3)(又は(C−3))を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサンカーボネートジオールとから得られるMn=981であるジオール432部、イソホロンジイソシアネート137部、及びトルエン40部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、トルエン300部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン25部、ジ−n−ブチルアミン3部、2−プロパノール342部、及びトルエン576部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液818部を添加し、70℃で3時間反応させ、Mw=48,000、酸価0mgKOH/gであるポリウレタンポリウレア樹脂の溶液を得た。これに、トルエン144部、2−プロパノール72部を加えて、固形分30%であるポリウレタンポリウレア樹脂溶液(A−4)(又は(C−4))を得た。
[合成例5]
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管及び還流脱水装置を備えたフラスコに、テレフタル酸ジメチル184.4部、ネオペンチルグリコール94.8部、エチレングリコール94.2部、2−メチル−1,3−プロパンジオール54.7部及び酢酸亜鉛0.035部を仕込んだ。原料を加熱溶融して撹拌できるようになったら撹拌を開始して、留出するメタノールを常圧下で反応系外に除きながら170℃から220℃まで3時間かけて徐々に昇温し、220℃で1時間保持した。内温を一旦170℃まで冷却し、アジピン酸92.6部、イソフタル酸65.8部、及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸113.6部を加え、留出する水を常圧下で反応系外に除きながら240℃まで3時間かけて昇温し、さらに240℃で保持して、生成物の酸価が15mgKOH/gになるまで反応を続けた。
次に、装置を真空減圧装置に替えて、テトラブチルチタネート0.06部を加え、240℃の温度で2トールの減圧下で6時間反応を続けた後、ポリフッ化エチレン樹脂製の容器に取り出した。
この樹脂の数平均分子量は18000、ガラス転移温度は27℃であった。
続いて、得られたポリエステル樹脂100部に対して、トルエン100部を加えて溶解した。次いでそれぞれのフラスコにエチレングリコールビストリメリテート二無水物を5部添加し、100℃の温度で5時間反応させ、Mw=24,000、酸価14mgKOH/gであるポリエステル樹脂の溶液を得た。これにトルエンを加え希釈して、固形分が30%である、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂の溶液(P−1)を得た。
ポリウレタンポリウレア樹脂溶液(A−1)333部に対して、エポキシ樹脂(B−1)20部を加えて接着樹脂組成物を得た。さらにアジリジン系硬化剤(日本触媒製「ケミタイトPZ−33」)1部、及び導電フィラー(福田金属箔粉工業製「AgXF−301」)180部を加えて攪拌混合し、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤を得た。
別途ポリウレタンポリウレア樹脂溶液(C−1)333部に対して、エポキシ樹脂(D−1)20部を加えて絶縁性樹脂組成物を得た。
別途、剥離性フィルム1として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理を施したフィルムの剥離処理面に、絶縁性樹脂組成物を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分、乾燥し、乾燥膜厚が15μmのフィルム状硬化性絶縁性樹脂組成物(II)を形成した。
剥離性フィルム2に設けた硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)面と剥離性フィルム1に設けたフィルム状絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)面とを貼り合わせて硬化性電磁波シールド性接着フィルムを作製した。
実施例1と同様にして、表1に示す種類及び量のポリウレタンポリウレア樹脂溶液、エポキシ樹脂、導電性フィラー、アジリジン系硬化剤を用いて硬化性導電性接着剤層及び硬化性縁性樹脂組成物を調製し、硬化性電磁波シールド性接着フィルムを作製した。
実施例1と同様にして、表1に示す種類及び量のポリウレタンポリウレア樹脂溶液、エポキシ樹脂及び導電性フィラー、アジリジン系硬化剤を用いて、硬化性導電性接着剤及び硬化性絶縁性樹脂組成物を調製し、硬化性電磁波シールド性接着フィルムを作製した。
ポリウレタンポリウレア樹脂溶液(C−1)333部の代わりに、合成例5で得たカルボキシル基を有するポリエステル樹脂の溶液(P−1)333部を用い、剥離性フィルム1の剥離処理面上に、15μmの厚みのフィルム状硬化性絶縁性樹脂組成物(II)を設けた以外は実施例1と同様にして、電磁波シールド性接着フィルムを作製した。
実施例1で用いたフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)の代わりに、ポリフェニレンサルファイドフィルム(比較例12)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(比較例13)を用いた以外は、実施例1と同様にして電磁波シールドフィルムを作製した。
100メッシュの金網を幅30mm、長さ100mmに裁断し、重量(W1)を測定する。続いて、剥離性フィルム2上に形成した硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)から剥離性フィルム2を除去した幅10mm、長さ80mmの硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を、前述の金網で包み、試験片とし、重量(W2)を測定する。作製した試験片をMEK中に浸漬させ室温で1時間振後、試験片をMEKから取り出し、150℃で10分間乾燥した後、重量(W3)を測定する。下記計算式[I]を用いて溶解せずに金網に残った接着剤層(1)をゲル分率として算出する。
(W3−W1)/(W2−W1)×100 [%] [I]
幅10mm、長さ70mmの硬化性電磁波シールド性接着性フィルムを用意し、剥離性フィルム2を剥がし、露出した硬化性導電性接着剤層(I)に、厚さが50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)を150℃、1.0MPa、30minの条件で圧着し、導電性接着剤層(I)及びフィルム状絶縁性組成物(II)を硬化させた。
圧着後、測定用の補強のために、剥離性フィルム1を除去し、露出した硬化したフィルム状絶縁層に、ポリウレタンポリウレア系の接着シートを用い、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)を、150℃、1MPa、30minの条件で圧着した。
23℃相対湿度50%の雰囲気下、引っ張り速度50mm/min、剥離角度90°で、硬化した導電性接着剤層とポリイミドフィルムとの間を剥離し、剥離力の中心値をポリイミドフィルム接着強度(N/cm)とした。
なお、比較例11、12の場合は、測定用の補強はしなかった。
幅10mm、長さ60mmの硬化性電磁波シールド性接着性フィルムを用意し、剥離性フィルム2を剥がし、露出した硬化性導電性接着剤層(I)に、厚さが50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)を150℃、1MPa、30minの条件で圧着し、導電性接着剤層(I)及びフィルム状絶縁性組成物(II)を硬化させた。
圧着後、剥離性フィルム1を除去し、180℃の電気オーブンで3min、次いで280℃の電気オーブンで90sec加熱処理した。加熱処理後の試料の外観を目視で観察し、発泡、浮き、剥がれ等の外観不良の有無を評価した。
それぞれ5回づつ試験をおこない、外観不良が発生した回数で評価した。
○:外観不良発生せず
△:外観不良発生が2回以内
×:外観不良発生が3回以上
幅6mm、長さ120mmの硬化性電磁波シールド性接着性フィルムから剥離性フィルム2を剥がし、露出した硬化性導電性接着剤層(I)を、別に作製したフレキシブルプリント配線板(厚み25μmのポリイミドフィルム上に、厚み12μmの銅箔からなる回路パターンが形成されており、さらに回路パターン上に、接着剤付きの、厚み40μmのカバーフィルムが積層されてなる配線板)のカバーフィルム面に150℃、1MPa、30minの条件で圧着し、導電性接着剤層(I)及びフィルム状絶縁性組成物(II)を硬化させた。
剥離フィルム1を除去し、曲率半径0.38mm、荷重500g、速度180回/minの条件でMIT屈曲試験機にかけ、回路パターンが断線するまでの回数により耐屈曲性を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:3000回以上
△:1500回以上3000回未満
×:1500回未満
幅20mm、長さ50mmの硬化性電磁波シールド性接着性フィルムから剥離性フィルム2を剥がし、露出した硬化性導電性接着剤層(I)を、別に作製したフレキシブルプリント配線板(厚み12.5μmのポリイミドフィルム上に、厚み18μmの銅箔からなり、電気的に接続されてはいない回路2A、2Bが形成されており、回路2A上に、接着剤付きの、厚み37.5μm、直径1.6mmのスルーホールを有するカバーフィルムが積層されてなる配線板)に150℃、1MPa、30minの条件で圧着し、導電性接着剤層(I)及びフィルム状絶縁性組成物(II)を硬化させた(図1参照)。
圧着後、剥離フィルム1を除去し、図1−(3)に示す2A−2B間の抵抗値を三菱化学製「ロレスターGP」の四探針プローブを用いて、PCT(121℃、100%RH、2気圧)の前後で測定した。評価基準は以下の通りである。
○:500mΩ未満
△:500mΩ以上1000mΩ未満
×:1000mΩ以上
厚さが50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)の一方の面に、各実施例及び各比較例に記載の各硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤組成物を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分、乾燥し、乾燥膜厚が8μmの硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成し、穴あけ機で直径5mmの穴を、前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)及びポリイミドフィルムに貫通させて形成した。
別途、厚さが50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)の一方の面に、各実施例及び各比較例に記載の各硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分、乾燥し、乾燥膜厚が15μmのフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成した。
次いで、穴の開いた硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)とフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを重ね、150℃、1.0MPa、30minの条件で圧着処理をした。圧着処理後、硬化後の導電性接着剤層の穴部分を、拡大鏡を用いて観察し、硬化時の導電性接着剤層のはみ出し量を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:導電性接着剤層のはみ出し量が0.1mm未満、すなわち、硬化後の接着剤層の穴の直径が4.8mmを超えていた。
×:導電性接着剤層のはみ出し量が0.1mm以上、すなわち、硬化後の接着剤層の穴の直径が4.8mm以下であった。
2:銅箔回路
3:カバーレイ(接着剤層は図示せず)
4:スルーホール
5:硬化性電磁波シールド性接着フィルムの硬化物。
5a:フィルム状絶縁性組成物(II)の硬化層
5b:導電性接着剤層(I)の硬化層
Claims (9)
- カルボキシル基を有するジオール化合物(a1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(a2)および有機ジイソシアネート(a3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a4)と、ポリアミノ化合物(a5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(A)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(B)と、前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A)と前記エポキシ樹脂(B)との合計100重量部に対して10〜700重量部の導電性フィラーと、アジリジン系硬化剤(E)を、前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A)中のカルボキシル基1モルに対し、アジリジニル基を0.05〜4モルの範囲で含有し、
前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A)100重量部に対してエポキシ樹脂(B)を3〜200重量部含み、
100℃2分の乾燥でゲル分率30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層を形成できることを特徴とする硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤。 - ゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)と、フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを有する、硬化性電磁波シールド性接着性フィルムであって、
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)が、請求項1記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤から形成されたものであり、
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)が、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有する、ことを特徴とする、硬化性電磁波シールド性接着性フィルム。 - フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)が、ポリウレタンポリウレア樹脂(C)100重量部に対して,エポキシ樹脂(D)3〜200重量部を含有することを特徴とする請求項2記載の硬化性電磁波シールド性接着性フィルム。
- フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)の、硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)が接触していない表面上に、剥離性フィルム1が積層されていることを特徴とする請求項3ないし4いずれか記載の硬化性電磁波シールド性接着性フィルム。
- 硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)の、フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)が接触していない表面上に、剥離性フィルム2が積層されていることを特徴とする請求項2ないし4いずれか記載の硬化性電磁波シールド性接着性フィルム。
- 剥離性フィルム1の一方の表面に、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成する工程、
剥離フィルム2の一方の表面に、請求項1記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤からゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成する工程、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)と前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)とを重ね合わせる工程
を含む、硬化性電磁波シールド性接着性フィルムの製造方法。 - 剥離性フィルム1の一方の表面に、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成する工程、
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に、請求項1記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物からゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成する工程、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に剥離性フィルム2を重ね合わせる工程、
を含む、硬化性電磁波シールド性接着性フィルムの製造方法。 - 剥離性フィルム2の一方の表面に、請求項1記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物からゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を形成する工程、
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を形成する工程、及び
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に剥離性フィルム1を重ね合わせる工程、
を含む、硬化性電磁波シールド性接着性フィルムの製造方法。 - 剥離性フィルム1、
前記剥離性フィルム1の一方の表面上に設けられた、カルボキシル基を有するジオール化合物(c1)、数平均分子量500〜8000の他のポリオール(c2)および有機ジイソシアネート(c3)を反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(c4)と、ポリアミノ化合物(c5)とを反応させて得られるポリウレタンポリウレア樹脂(C)と、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(D)とを含有するフィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)、
前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)上に、請求項1記載の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物から形成され、ゲル分率が30〜90重量%の硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)、及び
前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)上に設けられた剥離性フィルム2を含む硬化性電磁波シールド性接着性フィルムから、
前記剥離性フィルム2を剥離し、露出した前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)を被着体に重ね合わせ、加熱し、前記硬化性導電性ポリウレタンポリウレア接着剤層(I)及び前記フィルム状硬化性絶縁性ポリウレタンポリウレア樹脂組成物(II)を硬化させた後に、前記剥離性フィルム2を剥離することを含む、被着体の電磁波遮蔽方法。
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