JP2017531050A - 薄膜の緩衝性能を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
緩衝構造は、第1の表面及び第2の表面を有するポリマー層を含む。第1の表面は複数の微細構造を含み、微細構造のそれぞれは約400マイクロメートル未満の幅を有する。ポリマー層の弾性率は25℃で約0.1MPaを超え約5GPa未満である。ポリマー層は非粘着性である。【選択図】図1A
Description
[発明の分野]
本発明は、概ね、ミクロ構造化した薄膜に関連する。特に、本発明は、緩衝性能の改善を提供するミクロ構造化した薄膜に関連する。
本発明は、概ね、ミクロ構造化した薄膜に関連する。特に、本発明は、緩衝性能の改善を提供するミクロ構造化した薄膜に関連する。
[背景]
電子デバイス(例えば、携帯電話及びタブレット)がますます薄くなっていることから、落下及び衝撃吸収を提供する緩衝層は、典型的には厚さ約20ミリメートル未満でなければならない。音、振動及び衝撃吸収を必要とする用途において、緩衝層は、ポリウレタン、ポリオレフィン及びアクリルのような異なる化学的性質に基づく発泡体から作製されてよい。これらの発泡体の緩衝性能は、発泡体の気泡構造の化学的性質、並びにサイズ及び種類によって大きく決まる。より薄いディスプレイデバイス及びより薄いボンドラインの需要の増大に伴い、発泡体は、より低い厚さの値で、ほぼ同じか又はより優れた緩衝特性を提供することが要求される。
電子デバイス(例えば、携帯電話及びタブレット)がますます薄くなっていることから、落下及び衝撃吸収を提供する緩衝層は、典型的には厚さ約20ミリメートル未満でなければならない。音、振動及び衝撃吸収を必要とする用途において、緩衝層は、ポリウレタン、ポリオレフィン及びアクリルのような異なる化学的性質に基づく発泡体から作製されてよい。これらの発泡体の緩衝性能は、発泡体の気泡構造の化学的性質、並びにサイズ及び種類によって大きく決まる。より薄いディスプレイデバイス及びより薄いボンドラインの需要の増大に伴い、発泡体は、より低い厚さの値で、ほぼ同じか又はより優れた緩衝特性を提供することが要求される。
現在の緩衝層は、アクリル、ポリオレフィン、天然若しくは合成エラストマー又はポリウレタンの連続若しくは独立気泡フォームのいずれかをベースとする。発泡体気泡構造のガスは、様々な機械的プロセスの間に発生する応力を吸収する効果がある。しかしながら、必要なレベルの応力吸収を付与するには、大きな気泡体体積(典型的には、約30〜40体積%)が必要とされる。ディスプレイの厚さの減少がますます重視されていることから、緩衝層の厚さは、200μm未満まで低減されている。上記の厚さ値の発泡体は、凝集力が低いために、プロセス操作及び再加工性において、複数の欠点を有する可能性がある。
[概要]
一実施形態において、本発明は、第1の表面及び第2の表面を有するポリマー層を含む緩衝構造である。第1の表面は複数の微細構造体を含み、それぞれの微細構造体は約400マイクロメートル未満の幅を有する。ポリマー層の弾性率は、25℃で約0.1MPaを超え5GPa未満である。ポリマー層は、非粘着性である。
一実施形態において、本発明は、第1の表面及び第2の表面を有するポリマー層を含む緩衝構造である。第1の表面は複数の微細構造体を含み、それぞれの微細構造体は約400マイクロメートル未満の幅を有する。ポリマー層の弾性率は、25℃で約0.1MPaを超え5GPa未満である。ポリマー層は、非粘着性である。
別の実施形態において、本発明は、ポリマー層とシール層とを含む緩衝構造である。ポリマー層は、第1及び第2の表面を有する。表面のうちの少なくとも1つは、別個の窪みを有する複数のトポグラフィー形成部を含む。シール層は、複数のトポグラフィー形成部を有する表面に隣接される。シール層は、窪みの少なくとも一部を封止し、ガスをその内部に閉じ込める。
これらの図は、正確な縮尺では描かれておらず、単に例示の目的を意図するものに過ぎない。
[詳細な説明]
本発明の緩衝構造は、フィルム及び/又は発泡体のような薄層の緩衝性能又は衝撃吸収を改善する。緩衝構造は、第1の表面及び第2の対向する表面を有するポリマー層を含む。ミクロ構造化した窪み、例えば、チャネル又はポケット、及び/又は突出部(集合的なミクロ構造体)は、ポリマー層の第1及び第2の表面のうちの少なくとも1つに組み込まれ、それらの緩衝効果により製品操作性を改善する働きをする。ミクロ構造は、トポグラフィー表面を提供し、ポリマー層内の機械的特性に大きな影響を与えることなくポリマー層の空気体積を増大させる発泡に対する代替経路である。衝撃吸収の改善に加えて、本発明のミクロ構造、即ち、緩衝構造は、再配置可能性、表面湿潤、層適用及び操作性を改善した。更に、ミクロ構造化したポリマー層の形状及び寸法は、積層中に微細構造要素における局部圧力の量を変える能力を与える。
本発明の緩衝構造は、フィルム及び/又は発泡体のような薄層の緩衝性能又は衝撃吸収を改善する。緩衝構造は、第1の表面及び第2の対向する表面を有するポリマー層を含む。ミクロ構造化した窪み、例えば、チャネル又はポケット、及び/又は突出部(集合的なミクロ構造体)は、ポリマー層の第1及び第2の表面のうちの少なくとも1つに組み込まれ、それらの緩衝効果により製品操作性を改善する働きをする。ミクロ構造は、トポグラフィー表面を提供し、ポリマー層内の機械的特性に大きな影響を与えることなくポリマー層の空気体積を増大させる発泡に対する代替経路である。衝撃吸収の改善に加えて、本発明のミクロ構造、即ち、緩衝構造は、再配置可能性、表面湿潤、層適用及び操作性を改善した。更に、ミクロ構造化したポリマー層の形状及び寸法は、積層中に微細構造要素における局部圧力の量を変える能力を与える。
図1Aは、ポリマー層12、ミクロ構造化したライナー14、及び剥離ライナー16を含む本発明の緩衝構造10の第1の実施形態の成形構成体の断面図を示す。ポリマー層12は、第1の表面18及び第2の表面20を含み、ミクロ構造化したライナー14は第1の表面22及び第2の表面24を含み、剥離ライナー16は第1の表面26及び第2の表面28を含む。ライナー14、16をポリマー層12から除去した後、ポリマー層12はミクロ複製した層となり、緩衝層として作用する。緩衝特性の改善は、ミクロ構造化したライナー14のトポグラフィー表面の結果である。
ポリマー層12は、約5未満、具体的には約3未満のモース硬度を有する無機粒子を実質的に含まない、任意の非粘着性ポリマー層であってもよい。無機粒子を実質的に含まないとは、約5%未満、具体的には約3%未満、より具体的には約1%未満の無機粒子を意味する。いくつかの実施形態では、ポリマー層12は、無機粒子を含まない。ポリマー層12は、動的機械的熱分析(DMTA)で測定したときに、少なくとも約0.3、具体的には少なくとも約0.5、より具体的には少なくとも約0.7のtanδにピークを有する。DMTA試験を、任意の従来のDMTA法を用いて実施してもよい。DMTAを、引張モードのコンフィギュレーションで実施してもよい。使用する周波数は、0.1〜1,000Hzであってもよく、1Hzが一般的である。DMTAスキャンは、tanδのピークよりも少なくとも約40℃高い温度と40℃低い温度との温度範囲にわたって実施されてもよく、DMTA中の昇温は、約0.1℃/分〜約10℃/分の範囲で選択されてもよい。試験用のポリマー層12の厚さは、約50マイクロメートル〜約5mmの範囲であってもよい。試料の幅は、約1mm〜約10mmの範囲であってもよい。ゲージの長さは、約10mm〜30mmの範囲であってもよい。試験中の試料のひずみは、ゲージの長さの約0.01〜2倍の範囲であってもよい。
一実施形態において、ポリマー層12は、25℃において、約0.01MPa以上、0.1MPa以上、0.5MPa以上又は更には1MPa以上の弾性率を有する。弾性率は、約5GPa以下、約1GPa以下又は更には約0.5GPa以下であってもよい。ポリマー層12は、フィルム又は発泡体であってもよい。好適なポリマーの例としては、アクリル、ポリオレフィン、天然若しくは合成エラストマー及びポリウレタンが挙げられるがそれらに限定されない。ポリウレタンは、ポリマー層として特に好適である。ポリマー層12は、任意に、導電性、熱伝導性、電磁干渉(EMI)シールド、EMI吸収、又はこれらの組み合わせを改善する機能性を有する材料を含有してもよい。いくつかの実施形態において、ポリマー層12及び/又は接着剤層は、存在する場合、導電性粒子及び導電性相互接続層のうちの少なくとも1つを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ポリマー層12及び/又は接着剤層は、存在する場合、熱伝導性粒子又は熱伝導性相互接続層のうちの少なくとも1つを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ポリマー層12及び/又は接着剤層は、存在する場合、EMI吸収粒子、EMIシールド粒子、EMI吸収相互接続層及びEMIシールド相互接続層のうちの少なくとも1つを含んでもよい。ポリマー層12の表面に形成された窪み及び/又は突出部は、空気がこの層を通って流出できるので、応力を消散する。窪み及び/又は突出部の形状及び寸法は、ミクロ構造化したライナー14のトポグラフィー表面を変えることによって制御される。ポリマー層12の第1の表面18のトポグラフィーは、ミクロ構造化したライナー14の反転のトポグラフィーを有する。
ミクロ構造化したライナー14の第2の表面24は、ポリマー層12における窪み及び/又は突出部(ミクロ構造32)を同様に形成する形状及び寸法を有する複数の形成部30によって作られたトポグラフィーを含む。トポグラフィーは、主要表面のうちの少なくとも1つのx、y面の少なくとも1つの寸法において、好ましくは少なくとも2つの寸法において、相互接続した突起部及び/又は窪みのような形成部を含んでもよい。この場合、同様にして形成されるポリマー層12のミクロ構造32は、ミクロ構造化したライナー14の反転のミクロ構造30を有し、空気流出が可能なチャネルであってもよい。ミクロ構造化したライナー14が、不連続の突出部のみを含むトポグラフィーを含む場合、同様にして形成されるポリマー層12のミクロ構造32は、流体(例えば、ガス)の閉じ込めを可能にする不連続の窪み又はポケットであってもよい。これらの突起部及び/又は窪みの形状及びサイズは、構造化したライナーのトポグラフィー表面にわたって規則的又は不規則的であり得る。同様に、相互接続は、構造化したライナーの主表面のうちの少なくとも1つのx、y面の少なくとも1つの寸法において、規則的又は不規則的なパターンに従ってもよい。ミクロ構造化したライナー14のミクロ構造化した形成部30の全ての主要寸法(例えば、高さ、幅、形状、及び間隔)は、ポリマー層の表面で望まれる最終的なトポグラフィーに基づいて選択される。一実施形態において、それぞれの形成部30は、約5〜200マイクロメートル、具体的には約5〜25マイクロメートルの高さ、及び約15〜約400マイクロメートル、具体的には約50〜約300マイクロメートルの間の幅を有する。別の実施形態において、それぞれの形成部30は、約10〜約200マイクロメートル、具体的には約25マイクロメートル〜約75マイクロメートルの高さ/深さを有する。一実施形態において、それぞれの突出部間又はそれぞれの窪み間の中心間距離は、約20〜約500マイクロメートル、具体的には約20〜約100マイクロメートルである。一実施形態において、厚さ100マイクロメートルのポリマー層の場合、上記形成部は、20〜50マイクロメートルの高さを有する。別の実施形態において、厚さ100マイクロメートルのポリマー層の場合、上記形成部は、30〜45マイクロメートルの高さを有する。
ミクロ構造化したライナー14のトポグラフィー表面は、本発明の意図する範囲から逸脱することなく、当業者に既知の任意の形状形成部を含んでもよい。例えば、ミクロ構造化したライナー14のミクロ構造化した形成部30は、限定されるものではないが、柱、角錐形、台形、チャネル等が挙げられる。更に、ミクロ構造は、直線又は交差パターンのような規則的又は繰り返しパターンに配列される必要はない。ミクロ構造30はまた、無作為なパターンであってもよい。一実施形態において、ミクロ構造30は、チャンネル、ポケット、又はこれらの組み合わせを形成する。
本発明の実施形態において、ミクロ構造化したポリマー層、即ち、ミクロ構造化したポリマー層を作製する。図1Aに示す第1の実施形態では、第1のミクロ構造化した表面18及び第2の表面20を有するミクロ構造化したポリマー層12が、ポリマー層12の第1の表面18に隣接するミクロ構造化したライナー14及びポリマー層12の第2の表面20に隣接する第2の剥離ライナー16と共に示されている。前述のように、ミクロ構造化したライナー14の第2の表面24は、複数のトポグラフィー形成部30を有するミクロ構造化した表面を含む。この実施形態では、ミクロ構造化した表面24は、ミクロ構造化したライナー14の長さに沿って延在する複数の切頂角錐形を含む。製造中に、ミクロ構造化したライナー14のミクロ構造化した表面24は、ポリマー前駆体と接触して配置され、ミクロ構造化した表面24のパターンがポリマー前駆体に転写される。ポリマー前駆体が硬化すると、ポリマー層12を形成し、ミクロ構造化した表面18をポリマー層12に作製する。そして、このミクロ構造化した表面18は、ミクロ構造化したライナー14のミクロ構造化した表面24の反転である。形成されたポリマーとミクロ構造化したライナー14のミクロ構造化した表面24の接触は、ランド領域並びに窪み及び/又は突出部を生成する。いくつかの実施形態において、窪み及び/又は突出部がチャネルを形成する場合、空気流出を可能にするミクロ構造化した表面18を有するポリマー層12を作製する。
図1B及び図1Cは、それぞれ、ライナー14、16が除去された後で形成されたミクロ構造化したポリマー層12aの断面図及び平面図を示す。見てわかるとおり、ミクロ構造化したライナー14がポリマー層12から除去されると、チャンネル34をポリマー層12の第1の表面18に組み込み、そして、それにより空気流出が可能になる。
図2Aは、ポリマー層102、第1のミクロ構造化したライナー104及び第2のミクロ構造化したライナー106を含む本発明の緩衝構造100の成形構成体の第2の実施形態の断面図を示す。第2の実施形態のポリマー層102及び第1のミクロ構造化したライナー104は、特性及び機能性で第1の実施形態のポリマー層12及びミクロ構造化したライナー14に類似している。第2のミクロ構造化したライナー106は、特性及び機能性で第1のミクロ構造化したライナー104に類似する。また、第2のミクロ構造化したライナー106のミクロ構造化した表面116はポリマー層102の第2の表面110に隣接して位置付けられる。この実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー106のトポグラフィー表面116は、第1のミクロ構造化したライナー104のトポグラフィー表面114と同じである。図2Aの実施形態では、ポリマー層102の第1の表面106のミクロ構造120は、ポリマー層102の第2の表面110のミクロ構造122と同じである。他の実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー106のトポグラフィー表面は、第1のミクロ構造化したライナー104のトポグラフィー表面と異なっていてもよい。これらの実施形態では、ポリマー層102の第1の表面106のミクロ構造は、ポリマー層102の第2の表面110のミクロ構造と異なる。図2Bは、ライナー104、106を除去した後、ミクロ構造化したポリマー102a層の断面図を示す。図2Bからわかるように、ライナー104、106を除去すると、ポリマー層102aは、第1及び第2の表面108、110の両方にチャンネル124を含み、それによって両方の表面に沿って空気流出が可能になる。
図3Aは、本発明の緩衝構造200の成形構成体の第3の実施形態の断面図である。成形構成体は、ポリマー層202、感圧性接着剤204、第1のミクロ構造化したライナー206及び第2のミクロ構造化したライナー208を含む。第3の実施例のポリマー層202及び第1のミクロ構造化したライナー206は、特性及び機能性で第1及び第2の実施形態のポリマー層12、102及びミクロ構造化したライナー14、104に類似している。第2のミクロ構造化したライナー208の第1の表面222が感圧性接着剤204の第2の表面216に隣接して位置付けられることを除いて、第2のミクロ構造化したライナー208も、第2の実施形態の第2のミクロ構造化したライナー106と特性及び機能性で類似している。感圧性接着剤204の第1の表面214は、ポリマー層202の第2の表面212に隣接して位置付けられている。図3Aの実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー208のトポグラフィー表面222は、第1のミクロ構造化したライナー206のトポグラフィー表面220と異なる。この実施形態では、ポリマー層202の第1の表面210のミクロ構造226は、感圧性接着剤204の第2の表面220のミクロ構造228と異なる。他の実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー208のトポグラフィー表面は、第1のミクロ構造化したライナー206のトポグラフィー表面と同じであってもよい。これらの実施形態では、ポリマー層202の第1の表面210のミクロ構造は、感圧性接着剤204の第2の表面216のミクロ構造と同じである。
図3Bは、ライナー206、208を除去した後、ミクロ構造化したポリマー層及びミクロ構造化した感圧性接着剤積層体の断面図を示す。図からわかるように、いったんライナー206、208を除去した後と、ポリマー層202a及び感圧性接着剤204aはミクロ構造化した表面を含み、チャンネル230、232が生成して、露出面に沿った空気流出が可能になる。
本発明の緩衝構造300の第4の実施形態は、図4A及び4Bの断面図に示すように、第4の実施形態では緩衝構造300が第1の感圧性接着剤及び第2の接着剤を含むことを除き、ミクロ複製構造の第3の実施形態に類似している。第4の実施形態は、ポリマー層302、第1の感圧性接着剤304、第2の接着剤306、第1のミクロ構造化したライナー308及び第2のミクロ構造化したライナー310を含む。一実施形態では、第2の接着剤306は感圧性接着剤であってもよい。一実施形態において、緩衝構造300は、感圧性接着剤304、306の間に位置付けられたプラスチック支持体又はコア312を任意に含んでもよい。第4の実施形態のポリマー層302、第1の感圧接着剤304、第1のミクロ構造化したライナー308及び第2のミクロ構造化したライナー308は、特性及び機能性で第3の実施形態のポリマー層202、第1の感圧接着剤204、第1のミクロ構造化したライナー206及び第2のミクロ構造化したライナー208と類似している。しかしながら、第4の実施形態では、第2の接着剤306は、ポリマー層302と第1の感圧性接着剤304との間に位置付けされる。第2の接着剤306の第2の表面324は、第1のミクロ構造化した感圧性接着剤304の第1の表面318に隣接して位置付けされ、第2の接着剤306の第1の表面322は、ポリマー層302の第2の表面316に隣接して位置付けされる。図4Aの実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー310のトポグラフィー表面330は、第1のミクロ構造化したライナー308のトポグラフィー表面328と異なる。この実施形態では、ポリマー層302の第1の表面314のミクロ構造334は、第1の感圧性接着剤304の第2の表面320のミクロ構造336と異なる。他の実施形態では、第2のミクロ構造化したライナー310のトポグラフィー表面は、第1のミクロ構造化したライナー308のトポグラフィー表面と同じであってもよい。これらの実施形態では、ポリマー層302の第1の表面314のミクロ構造は、第1の感圧性接着剤304の第2の表面320のミクロ構造と同じである。図4Bからわかるように、ライナー308、310の除去の後、ポリマー層302a及び第1の感圧性接着剤304aはそれぞれ、ミクロ構造化したライナー308、310が前に位置付けされた場所にミクロ複製した表面314、320を含む。ミクロ複製した表面314、320は、ポリマー層302aの第1の表面314上にチャネル338と、第1のミクロ構造化した感圧性接着剤304aの第2の表面324上にチャネル340をそれぞれ生成し、両方の表面に沿った空気流出を可能にする。第4の実施形態は、ミクロ構造化したポリマー層302aと第1のミクロ構造化した感圧性接着剤304aとの間に位置付けされた第2の接着剤306を含む。
図5A、5B、5C及び5Dは、本発明の緩衝構造400の第5の実施形態を示す。図5Aに示すように、緩衝構造400は、ポリマー層402、ポリマー層402の第1の表面408に隣接して位置付けされたミクロ構造化したライナー404、及びポリマー層402の第2の表面410に隣接して位置付けされた剥離ライナー406を含む。第5の実施形態のポリマー層402、ミクロ構造化したライナー404及び剥離ライナー406は、機能性で第1の実施形態のポリマー層12、ミクロ構造化したライナー14及び剥離ライナー16と類似しているが、第5の実施形態において、ポリマー層402が発泡体で出来ていてもよく、ミクロ構造化したライナー404のトポグラフィー表面414の反転であるミクロ構造化した表面408は、複数の独立した不連続の切頂正四角錐様の形状の突出部を含む。したがって、図5Bの断面図及び図5Cの平面図に見られるように、ライナー404、406を除去した後、ポリマー層402aは、ポリマー層402aの第1の表面408上に不連続のポケット又は窪みを有する第1のミクロ構造化した表面408を含む。不連続の切頂正四角錐様形状の突出部が図5に示されているが、当該技術分野において既知の任意の形状の別個の窪みが使用されてもよい。
図5Dに示すシール層422がミクロ構造化したポリマー層402aの第1の表面408に対して位置付けされたときに、ポケット420は、ミクロ構造化したポリマー層402a内において空気を捕捉できる。一実施形態において、シール層422の厚さは、ミクロ構造化したポリマー層402aのポケット420の深さよりも小さい。一実施形態において、シール層422は、当該技術分野において既知のプラスチックフィルムである。例えば、プラスチックフィルムは、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、又はナイロン6、ナイロン6,6及びナイロン6,12等のポリアミド、ポリカーボネート等であってもよい。
一実施形態において、本発明の緩衝構造のミクロ構造化した表面は、硬化性ポリマー前駆体を調製し、この前駆体を剥離ライナーの間にコーティングすることによって形成される。剥離ライナーのうちの少なくとも1つは、ポリマー層に所望される表面の反転表面を有するミクロ構造化した表面を含む。コーティング後に、前駆体は、熱又は化学線(例えば、紫外線)によって硬化されて、ポリマー層を形成する。しかしながら、軟質熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーを使用する場合、熱(ガラス転移温度又は軟化点よりも高温)及び圧力(1ポンド毎リニアインチ(PLI)を超える)エンボス加工を使用して、ポリマー層のミクロ構造化した表面を形成してもよい。更に、感圧性接着剤を溶媒溶液から出したし後、熱オーブンで乾燥した場合、乾燥感圧性接着剤は、ミクロ構造化した像を生じる。
本発明は、本発明の範囲内の多数の修正例及び変更例が当業者にとって明らかであるために、例証のみを意図する以下の実施例に更に詳しく記載されている。別段の指定がない限り、以下の実施例で報告される全ての部、パーセンテージ、及び比率は、基本重量を基準としたものである。
試験方法、調製手順
ミクロ構造化した剥離ライナー1(MSRL1)の調製
従来の微細エンボス加工技術によってMSL1を調製した。例えば、参考としてその全体を本明細書に援用する米国特許第6,524,675号(Mikami,et.al.)及び米国特許第6,759,110号(Flemming,et.al.)を参照。剥離ライナーは、エンボス加工をして、前側表面に突出した隆起部のパターンを形成した。ライナーは、概ね、約125マイクロメートル厚さの紙製コア、裏側が艶消し仕上げの約25マイクロメートル厚さのポリエチレン、前側が光沢仕上げの約25マイクロメートル厚さのポリエチレン、及び光沢ポリエチレン側への市販のシリコーンコーティングを有した。パターンは、彫刻エンボス加工ツールを用いて熱及び圧力下で形成された。ライナーにエンボス加工された最終パターンは、ツールの軸から45°配向した窪みの正方格子配列を形成する2組の交差する平行隆起部の列であった。隆起部は、台形の断面形状を有した。台形の底部は長さ約130マイクロメートルで、台形の頂部は長さ約26マイクロメートルであった。台形の2つの内側壁と底部との間の角度はいずれも約30°であった。台形の高さは、約30マイクロメートルであった。台形断面形状の隆起部の線状の密度は、約15ライン毎インチで、約1693マイクロメートルの繰り返しピッチ(隆起部の中心間距離)を与える。この線状のパターンを作製するために使用したエンボス加工ツールは、このパターンの反転を有した。
ミクロ構造化した剥離ライナー1(MSRL1)の調製
従来の微細エンボス加工技術によってMSL1を調製した。例えば、参考としてその全体を本明細書に援用する米国特許第6,524,675号(Mikami,et.al.)及び米国特許第6,759,110号(Flemming,et.al.)を参照。剥離ライナーは、エンボス加工をして、前側表面に突出した隆起部のパターンを形成した。ライナーは、概ね、約125マイクロメートル厚さの紙製コア、裏側が艶消し仕上げの約25マイクロメートル厚さのポリエチレン、前側が光沢仕上げの約25マイクロメートル厚さのポリエチレン、及び光沢ポリエチレン側への市販のシリコーンコーティングを有した。パターンは、彫刻エンボス加工ツールを用いて熱及び圧力下で形成された。ライナーにエンボス加工された最終パターンは、ツールの軸から45°配向した窪みの正方格子配列を形成する2組の交差する平行隆起部の列であった。隆起部は、台形の断面形状を有した。台形の底部は長さ約130マイクロメートルで、台形の頂部は長さ約26マイクロメートルであった。台形の2つの内側壁と底部との間の角度はいずれも約30°であった。台形の高さは、約30マイクロメートルであった。台形断面形状の隆起部の線状の密度は、約15ライン毎インチで、約1693マイクロメートルの繰り返しピッチ(隆起部の中心間距離)を与える。この線状のパターンを作製するために使用したエンボス加工ツールは、このパターンの反転を有した。
ミクロ構造化した剥離ライナー2(MSRL2)の調製
形成部寸法を除き、MSL1と同様にしてMSL2を調製した。MSL2は、エンボス加工ツールの軸から45°配向した、錐台四角錐形の窪みの正方格子配列を有した。これらの窪みは、交差する線状隆起部の対応する列を生成し、この線状隆起部は互いに垂直であった。ライナー内に突出し、窪みの底部を表す角錐の頂部は、長さ約2マイクロメートルであった。角錐の底部は約286マイクロメートルであり、角錐の高さ(深さ)は約25マイクロメートルであった。錐台四角錐形の窪みの線状の密度は、約87毎インチで、約292マイクロメートルの繰り返しピッチ(隆起部の中心間距離)であり、約6マイクロメートルの窪みの間の対応するスペースを与えた。この線状パターンを作製するために使用したエンボス加工ツールは、このパターンの反転を有した。
形成部寸法を除き、MSL1と同様にしてMSL2を調製した。MSL2は、エンボス加工ツールの軸から45°配向した、錐台四角錐形の窪みの正方格子配列を有した。これらの窪みは、交差する線状隆起部の対応する列を生成し、この線状隆起部は互いに垂直であった。ライナー内に突出し、窪みの底部を表す角錐の頂部は、長さ約2マイクロメートルであった。角錐の底部は約286マイクロメートルであり、角錐の高さ(深さ)は約25マイクロメートルであった。錐台四角錐形の窪みの線状の密度は、約87毎インチで、約292マイクロメートルの繰り返しピッチ(隆起部の中心間距離)であり、約6マイクロメートルの窪みの間の対応するスペースを与えた。この線状パターンを作製するために使用したエンボス加工ツールは、このパターンの反転を有した。
ミクロ構造化した剥離ライナー3(MSRL3)
MSL3は、3M Korea,LTD.(Seoul,South Korea)から商品名83703BEで入手可能な市販のライナーであった。83703BEは、コア基板としての黒色PET及び両面感圧性接着剤(psa)に隣接する二重剥離ライナーを有するpsa転写テープであった。psaの主表面のうちの1つは、隣接した剥離ライナーの反転ミクロ構造に対応するミクロ構造化した表面を有した。その他のアクリルpsaは、隣接する剥離ライナーの実質的に平坦な主表面に対応する実質的に平坦な主表面を有した。
MSL3は、3M Korea,LTD.(Seoul,South Korea)から商品名83703BEで入手可能な市販のライナーであった。83703BEは、コア基板としての黒色PET及び両面感圧性接着剤(psa)に隣接する二重剥離ライナーを有するpsa転写テープであった。psaの主表面のうちの1つは、隣接した剥離ライナーの反転ミクロ構造に対応するミクロ構造化した表面を有した。その他のアクリルpsaは、隣接する剥離ライナーの実質的に平坦な主表面に対応する実質的に平坦な主表面を有した。
実施例1〜3及び比較例5(CE−5)
75重量部(pbw)のCarpol GP−1000、25pbwのCarpol GP−700、9.5pbwのFyrol HF−5、2.0pbwのREPI 90332 Black、0.1pbwのBicat 8210及び0.2pbwのBicat Zを混合することによって、ポリオールプレミックスを調製した。構成成分をFlackTek Inc.(Landrum,South Carolina)から入手可能なDACカップに入れ、FlackTek Inc.から入手可能なHauschiid SPEEDMIXER DAC 400 FVZを用いて、2100rpmで2分間混合した。
75重量部(pbw)のCarpol GP−1000、25pbwのCarpol GP−700、9.5pbwのFyrol HF−5、2.0pbwのREPI 90332 Black、0.1pbwのBicat 8210及び0.2pbwのBicat Zを混合することによって、ポリオールプレミックスを調製した。構成成分をFlackTek Inc.(Landrum,South Carolina)から入手可能なDACカップに入れ、FlackTek Inc.から入手可能なHauschiid SPEEDMIXER DAC 400 FVZを用いて、2100rpmで2分間混合した。
90pbwのRubinate 1670及び10.5pbwのFyrol HF−5からイソシアネートプレミックスを作製した。イソシアネートプレミックスの構成成分を、上記のように混合した。
2体積部のポリオールプレミックスと1体積部のイソシアネートプレミックスを用いて、上記2種類のプレミックス溶液を、スタティックミキサーを有する注射器内に組み合わせた。反応性ポリウレタン前駆体溶液を形成するミキサーによって、液体を注射器から分注した。
適切な剥離ライナー間のポリウレタン前駆体のナイフコーティングによって、ポリウレタン薄膜を作製した(表1参照)。全ての実施例及び比較例において、5mil(127マイクロメートル)の厚さにポリウレタン前駆体をコーティングした。次いで、ポリウレタン前駆体を170°Fで2分間硬化し、非粘着性のポリウレタンフィルムを得た。比較例5を除く全ての実施例は、コーティングプロセス及び対応する隣接したミクロ構造化したライナー表面によって作製されたミクロ構造化した表面を有する少なくとも1つの主表面を有した。ポリウレタンフィルムのミクロ構造化した表面は、ミクロ構造した剥離ライナーの表面の反転構造であった。MSRL3を頂部ライナーとして使用した場合、ミクロ構造化したpsa表面に隣接する剥離ライナー(受領したままの両面テープ)をコーティングの前に除去した。次いで、ポリウレタン前駆体を、MSRL3のミクロ構造化したpsa表面に隣接するようにコーティングした。
実施例4
実施例4を、底部剥離ライナーがMSRL3であり、頂部剥離ライナーがMSRL1であったことを除き、実施例1〜3と同様に調製した。この場合、実質的に平坦表面に隣接する剥離ライナー(受領したままの両面テープMSRL3)をMSRL3から除去した。コーティング時、ポリウレタン前駆体を、MSRL3のpsaの実質的に平坦な表面及びMSRL1のミクロ構造化した表面に隣接してコーティングした。ポリウレタン前駆体を硬化した後、ポリウレタンフィルムは、ミクロ構造化したポリウレタンの1つの主表面(MSRL1のミクロ構造化した表面に隣接する表面)を含む積層構成体からなり、他の主表面はMSRL3のpsaのミクロ構造化した表面であった。構成体は、積層体(ミクロ構造化したポリウレタン及びミクロ構造化したpsa)の2つの外側主表面と接触する剥離ライナーをなおも含み、この剥離ライナーを使用前に除去することができる。
実施例4を、底部剥離ライナーがMSRL3であり、頂部剥離ライナーがMSRL1であったことを除き、実施例1〜3と同様に調製した。この場合、実質的に平坦表面に隣接する剥離ライナー(受領したままの両面テープMSRL3)をMSRL3から除去した。コーティング時、ポリウレタン前駆体を、MSRL3のpsaの実質的に平坦な表面及びMSRL1のミクロ構造化した表面に隣接してコーティングした。ポリウレタン前駆体を硬化した後、ポリウレタンフィルムは、ミクロ構造化したポリウレタンの1つの主表面(MSRL1のミクロ構造化した表面に隣接する表面)を含む積層構成体からなり、他の主表面はMSRL3のpsaのミクロ構造化した表面であった。構成体は、積層体(ミクロ構造化したポリウレタン及びミクロ構造化したpsa)の2つの外側主表面と接触する剥離ライナーをなおも含み、この剥離ライナーを使用前に除去することができる。
実施例1及び2は、ミクロ構造化されている1つの主表面を含むポリウレタンフィルムを作製した。実施例3及び4は、ミクロ構造化されている両方の主表面を含むポリウレタンフィルムを作製した。比較例5は、ミクロ構造化した表面がなかった。構成体は、ポリウレタンフィルムの2つの外側主表面と接触する剥離ライナーをなおも含み、この剥離ライナーを使用前に取り除くことができる。
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細を変更する可能性があることを、当業者であれば理解できるであろう。
Claims (18)
- 第1の表面及び第2の表面を有するポリマー層を含む緩衝構造であって、前記第1の表面が複数のミクロ構造を含み、それぞれの前記ミクロ構造が約400マイクロメートル未満の幅を有し、
前記ポリマー層の弾性率が25℃で約0.01MPaを超え約5GPa未満であり、前記ポリマー層が非粘着性である、緩衝構造。 - 前記複数のミクロ構造が、突出部、窪み又はこれらの組み合わせを備える、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記突出部及び窪みが、不連続、連続又はこれらの組み合わせである、請求項2に記載の緩衝構造。
- 前記ミクロ構造が、前記第1の表面の平面内において緩衝層の全長に沿って延在する連続する窪みを形成する、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層が、アクリル、ポリオレフィン、天然若しくは合成エラストマー及びポリウレタンからなる群から選択されるポリマーである、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層が固体フィルムである、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層が発泡体である、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層が、連続気泡フォーム又は独立気泡フォームのうちの1つである、請求項7に記載の緩衝構造。
- 前記第2の表面も複数のミクロ構造を含み、それぞれの前記ミクロ構造が約400マイクロメートル未満の幅を有する、請求項1に記載の緩衝構造。
- 第1の表面及び第2の表面を有する第1の感圧性接着剤層を更に含み、前記ポリマー層の前記第2の表面は、前記感圧性接着剤層の前記第2の表面に隣接して位置付けされ、前記第1の感圧性接着剤層の前記第1の表面は複数のミクロ構造を備える、請求項1に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層と前記第1の感圧性接着剤との間に位置付けされた第2の感圧性接着剤を更に含む、請求項10に記載の緩衝構造。
- 前記ポリマー層が、約5を超えるモース硬度を有する無機粒子を実質的に含まない、請求項1に記載の緩衝構造。
- 第1及び第2の表面を有するポリマー層であって、少なくとも前記第1の表面が、不連続な窪みを有する複数のトポグラフィー形成部を備える、ポリマー層と、
前記複数のトポグラフィー形成部を備える前記第1の表面に隣接して位置付けされたシール層であって、前記シール層が前記窪みの少なくとも一部を封止し、その中にガスを閉じ込めるシール層、を備える緩衝構造。 - 前記第1及び第2の表面が、複数のトポグラフィー形成部を備える、請求項13に記載の緩衝構造。
- 第1の表面及び第2の表面を有する感圧性接着剤層を更に含み、基板の第2の表面は前記感圧性接着剤層の前記第2の表面に被着され、前記感圧性接着剤層の前記第1の表面は複数のトポグラフィー形成部を備える、請求項13に記載の緩衝構造。
- 導電性粒子及び導電性相互接続層のうちの少なくとも1つを更に備える、請求項1又は13に記載の緩衝構造。
- 熱伝導性粒子及び熱伝導性相互接続層のうちの少なくとも1つを更に備える、請求項1又は13に記載の緩衝構造。
- EMI吸収粒子、EMIシールド粒子、EMI吸収性相互接続層及びEMIシールド相互接続層のうちの少なくとも1つを更に備える、請求項1又は13に記載の緩衝構造。
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