JP6544590B2 - 粘着テープ及び放熱シート - Google Patents
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Description
前記電子機器には、近年、高機能化と小型化と薄型化とが求められており、特にパソコン、デジタルビデオカメラ、電子手帳、携帯電話、PHS、スマートフォン、ゲーム機器、電子書籍等の携帯電子端末には、より一層の小型化や薄型化が求められている。それに伴って、前記携帯電子端末を構成する粘着テープ等にもまた、薄型化等が求められている。
また、前記気泡は熱抵抗となるため、薄型の粘着テープを用い放熱部材と発熱部材等との貼り合わせた場合に、それらの界面に気泡が残存すると、熱が発熱部材から放熱部材へ移動することが阻害され、その結果、放熱性の低下を引き起こす場合があった。
従来、グラファイトシートとグラファイトシートを貼り合わせる際は、PET基材の両面テープが用いられていた。しかしPET基材の両面テープは、粘着剤/PET基材/粘着剤という構成であるために、薄型化が困難であった。また価格が高い問題があった。
前記粘着部(B)から選択される任意の1個の粘着部(b1)とそれと最短距離にある粘着部(b2)との距離が0.01mm〜0.45mmであり、剥離ライナー(A)の剥離力が0.005〜0.05N/50mmであることを特徴とする粘着テープによって前記課題を解決した。
前記粘着部(B)から選択される任意の1個の粘着部(b1)とそれと最短距離にある粘着部(b2)との距離が0.01mm〜0.45mmであり、剥離ライナー(A)の剥離力が0.005〜0.05N/50mmであることを特徴とするものである。前記粘着テープは、もっぱらグラファイトシートとグラファイトシートとの貼り合わせに好適に使用することができる。
なお、前記略四角形状及び略六角形状等の「略」は、例えば粘着部(B)の表面に離型ライナー等が貼付された際、または、粘着テープがロールに巻かれた際に、前記粘着部(B)が押圧されることによって、四角形状及び六角形状の角部が丸みを帯びた形状や、直線部が曲線部となった形状を含むことを示す。
また、前記試験片としては、本発明の粘着テープを複数積層したもののうち、粘着剤層の合計厚さが0.5mm〜2.5mmであるものを使用することができる。上記異なる構成の試験片を使用した場合、上記tanδの値は変化するものの、前記試験片中に占める前記粘着剤層の合計厚さが同一である場合には、前記ピーク温度は実質変化しない。そのため、上記ピーク温度の測定では、いずれの試験片を使用してもよい。
前記粘着剤層を縦50mm及び横50mmの正方形に裁断したものを試験片とした。
上記試験片の質量(G1)を測定した後、23℃の環境下で、上記試験片をトルエンに24時間浸漬させた。
前記浸漬後、前記試験片とトルエンとの混合物を、300メッシュ金網を用いて濾過することによって、トルエンへの不溶成分を抽出した。前記不溶成分を110℃の環境下で1時間乾燥させたものの質量(G2)を測定した。
前記質量(G1)と質量(G2)と下記式に基づいて、そのゲル分率を算出した。
ゲル分率(質量%)=(G2/G1)×100
前記アクリル系粘着剤としては、アクリル重合体を含有するものを使用することができる。
前記アクリル重合体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の(メタ)アクリル単量体を含む単量体成分を重合させることによって得られるものを使用することができる。
前記方法で得たアクリル重合体は、例えば溶液重合法で製造した場合であれば、有機溶剤に溶解または分散した状態であってもよい。
サンプル注入量:100μl
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0ml/分
測定温度:40℃
本カラム:TSKgel GMHHR−H(20)2本
ガードカラム:TSKgel HXL−H
検出器:示差屈折計
標準ポリスチレンの重量平均分子量:1万〜2000万(東ソー株式会社製)
また、前記粘着部(B)を構成する粘着剤としては、前記アクリル重合体等の他に、必要に応じて、軟化剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤、着色剤等を含有するものを使用することができる。
前記イソシアネート架橋剤としては、例えばトリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート等を使用することができ、トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート付加物を使用することが好ましい。前記トルエンジイソシアネート付加物とは、分子中にトルエンジイソシアネートに由来する構造を有するものであり、市販品でいえば、例えば、コロネートL(日本ポリウレタン工業株式会社製)等が挙げられる。
第一の剥離ライナー(A)は少なくとも一方の面に剥離処理されたフィルムや紙であることが好ましい。フィルムの種類としては、ポリエステル、ポリオレフィン等があげられ、その中でもポリエチレンテレフタレートが耐熱性・価格の面から好ましい。剥離処理としては、シリコーン樹脂処理、アルキッド樹脂処理、ポリオレフィン処理等があるが、シリコーン樹脂処理したものが最も好ましい。剥離ライナーの厚みは3μm〜75μmが好ましいが、さらに好ましくは6μm〜25μmである。剥離ライナーの厚みが上記範囲にあると、グラファイトシートにテープを貼り合せ、剥離ライナーを剥がす際にグラファイトシートが層間破壊しにくい。
第二の剥離ライナー(C)は第一の剥離ライナー(A)と同様に、少なくとも一方の面に剥離処理されたフィルムや紙であることが好ましい。フィルムの種類としては、ポリエステル、ポリオレフィン等があげられ、その中でもポリエチレンテレフタレートが耐熱性・価格の面から好ましい。剥離処理としては、シリコーン樹脂処理、アルキッド樹脂処理、ポリオレフィン処理等があるが、シリコーン樹脂処理したものが最も好ましい。剥離ライナーの厚みは3μm〜75μmが好ましいが、さらに好ましくは6μm〜25μmである。剥離ライナーの厚みが上記範囲にあると、グラファイトシートにテープを貼り合せ、剥離ライナーを剥がす際にグラファイトシートが層間破壊しにくい。
前記粘着剤は、例えばグラビア塗工方法やスロットダイ塗工方法等の塗工方法で、前記支持体の少なくとも一方の面に、間欠状に塗布することが好ましく、ダイレクトグラビア塗工方法で塗布することが好ましい。
また、前記粘着テープは、例えば剥離ライナーの表面に前記粘着剤を塗布し乾燥等することによって粘着部を形成した後、前記粘着部を支持体の少なくとも一方の面側に転写することによって製造することができる。
本発明の粘着テープの第一の剥離ライナー(A)の剥離力は0.005〜0.05N/50mmである。好ましくは0.007〜0.03N/50mmであり、さらに好ましくは0.01〜0.02N/50mmである。上記範囲でれば、グラファイトシート積層時にグラファイトシートの層間破壊が生じず、且つ粘着テープ保管時の剥離ライナーのウキが発生しにくく、優れる。尚、剥離力は、粘着部から剥離ライナーを23℃50%RH雰囲気下で300mm/minの速度で180゜方向に剥離した際の剥離力である。
第二の剥離ライナーがある場合は、第二の剥離ライナー(C)の剥離力は0.001〜0.04N/50mmである。好ましくは0.005〜0.03N/50mmであり、さらに好ましくは0.07〜0.018N/50mmである。上記範囲でれば、グラファイトシート積層時にグラファイトシートの層間破壊が生じず、且つ粘着テープ保管時の剥離ライナーのウキが発生しにくく、優れる。尚、剥離力は、粘着部から剥離ライナーを23℃50%RH雰囲気下で300mm/minの速度で180゜方向に剥離した際の剥離力である。
携帯電子端末等の電子機器には、使用により熱を発する部材が搭載されたものが多い。発熱部材としては、例えば充電池、回路基板等が挙げられる。
前記部材が発する熱によって電子機器の一部が局所的に高温になることは、電子機器の誤作動等を防止するうえで避けることが好ましい。そのため、前記発熱部材またはそれに隣接する部材(例えば電子機器に剛性を付与するために使用されるフレーム材である金属部材等)には、前記熱を拡散させることを目的として、放熱部材が貼付されていることが多い。
前記グラファイトシートとしては、人工グラファイトシートや天然グラファイトシートの2種類が挙げられる。
前記人工グラファイトシートとしては、例えばポリイミドフィルムのような有機フィルムを高温の不活性ガス雰囲気中で熱分解して得られる熱分解グラファイトシートが挙げられる。
前記天然グラファイトシートは、例えば天然の黒鉛を酸処理した後、加熱膨張させた黒鉛粉末を加圧してシート状にしたものが挙げられる。
前記グラファイトシートとしては、皺が少ないものを使用することが、より一層優れた放熱性を発現するうえで好ましく、皺の少ない人工グラファイトシートを使用することがより好ましい。
以上のとおり、本発明の粘着テープはグラファイトシートとグラファイトシートの貼り合せする際に、薄型化と放熱性を両立でき、加工性に優れる為、好ましい。剥離ライナーを剥離した本発明の粘着テープを用いてグラファイトシートとグラファイトシートを貼り合せた積層されたグラファイトシートは、薄型で放熱性に優れるため、好ましい。
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を含む酢酸エチルに供給し、80℃で8時間溶液重合させることによって、重量平均分子量90万のアクリル重合体を得た。
前記アクリル重合体100質量部に対して、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)5質量部と、「KE−100」(荒川化学工業株式会社製、不均化ロジンエステル)20質量部と、「FTR6100」(三井化学株式会社製、石油樹脂)25質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤aを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は0℃であり、そのゲル分率は20質量%であった。
前記粘着剤溶液と、「NC40」(DIC株式会社製、イソシアネート架橋剤)0.4質量部とを混合し撹拌することによって、粘着剤bを得た。
前記粘着剤bを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は0℃であり、そのゲル分率は5質量%であった。
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を含む酢酸エチルに供給し、80℃で8時間溶液重合させることによって、重量平均分子量90万のアクリル重合体を得た。
前記アクリル重合体100質量部に対して、「D−135」(荒川化学工業株式会社製、重合ロジンエステル)5質量部と、「KE−100」(荒川化学工業株式会社製、不均化ロジンエステル)20質量部とを混合し、さらに酢酸エチルを加えることによって固形分40質量%に調整された粘着剤溶液を得た。
前記粘着剤cを用いて得られた粘着剤層のtanδのピーク温度は−14℃であり、そのゲル分率は20質量%であった。
「PET25×1J0」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)に、グラビアコーターを用いて、前記粘着剤aをドット印刷し、100℃で1分間乾燥させることによって、略円形状の厚さ2μmの粘着部を有し、剥離ライナーを除いたテープの厚さが2μmである粘着テープを得た。
粘着部の形状、面積、2個の粘着部の距離及び粘着部の厚さを、表1〜2に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
粘着剤aの代わりに粘着剤bを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で粘着テープを得た。図1は、本粘着テープの粘着部を有する側の面を観察した際の粘着部を示す概念図である。
「PET25×1J0」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)に、ロールコーターを用いて全面に前記粘着剤aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ4μmの粘着剤層を作製した。前記で得た粘着テープの前記粘着部を有する面に、「K100−2.0W」(三菱樹脂株式会社製、ポリエステルフィルム、厚さ2μm)の両面に重ね、ラミネーターで線圧3N/mmで貼付し、剥離ライナーを除いたテープの厚さが10μmである粘着テープを得た。
「PET25×1J0」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)に、ロールコーターを用いて全面に前記粘着剤aを塗工した後、100℃で1分間乾燥させることによって、厚さ2μmの粘着剤層を作製した。前記で得た粘着テープの前記粘着部を有する面に、「PET25×1J0L」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)を重ね、ラミネーターで線圧3N/mmで貼付し、粘着テープを得た。
「PET25×1K8」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)に、グラビアコーターを用いて、前記粘着剤cをドット印刷し、100℃で1分間乾燥させることによって、表3のような略円形状の厚さ10μmの粘着部を有し、剥離ライナーを除いたテープの厚さが10μmの粘着テープを得た。
「PET25×1K2」(ニッパ株式会社製、表面平滑なPETフィルムの表面にシリコーン系剥離処理面を有する剥離ライナー)に、グラビアコーターを用いて、前記粘着剤aをドット印刷し、100℃で1分間乾燥させることによって、表3のような略円形状の厚さ2μmの粘着部を有し、剥離ライナーを除いたテープの厚さが2μmの粘着テープを得た。
粘着テープの前記粘着部を有する側の表面(面積12mm2の領域)を、その表面の垂直方向から電子顕微鏡(倍率100倍)を用いて観察し、任意の3個の粘着部の面積をそれぞれ測定した。前記測定値の平均値を、式[測定値の合計/3]に基づき算出した。
粘着テープを構成する粘着部から、任意の1個の粘着部(b1)を選択し、前記粘着部(b1)から最も近い距離にある粘着部を粘着部(b2)とした。前記粘着部(b1)及び粘着部(b2)の各外縁部に接線を設け、各接線間の距離(各接線に対して垂直方向の直線での最短距離)を測定した。
粘着テープの任意の領域(流れ方向1cm×幅方向1cmの正方形の領域)の面積と、その領域に存在する粘着部の合計面積とに基づき、式[粘着部の合計面積/1cm2]によって算出した。前記領域に存在する粘着部の面積は、粘着テープの前記粘着部を有する側の表面を、その表面の垂直方向から電子顕微鏡(倍率100倍)を用いて観察し測定した。
前記粘着剤a〜cを、それぞれ剥離ライナーの離型処理面に、乾燥後の厚さが50μmになるように、前記粘着剤を塗工したものを、100℃の環境下で3分間乾燥した後、40℃の環境下で2日間エージングさせることによって粘着剤層を形成した。前記粘着剤層を縦50mm及び横50mmの正方形に裁断したものを試験片とした。
上記試験片の質量(G1)を測定した後、23℃の環境下で、上記試験片をトルエンに24時間浸漬させた。前記浸漬後、前記試験片とトルエンとの混合物を、300メッシュ金網を用いて濾過することによって、トルエンへの不溶成分を抽出した。前記不溶成分を110℃の環境下で1時間乾燥させたものの質量(G2)を測定した。
前記質量(G1)と質量(G2)と下記式に基づいて、そのゲル分率を算出した。
ゲル分率(質量%)=(G2/G1)×100
前記粘着剤a〜cを、それぞれ剥離ライナーの表面に、乾燥厚さ50μmとなるよう塗工し乾燥させることによって粘着剤層を形成し、40℃の環境下に2日間養生した。前記養生後の粘着剤層を総厚さが2mmとなるまで重ねあわせたものを試験片とした。
損失正接tanδ=G”/G’
縦100mm×横100mm×厚さ17μmのグラファイトシートの一方の面に、縦104mm×横104mm×厚さ5μmの片面粘着テープ「IL−05G」(DIC株式会社製)をローラーを用いて貼り合せた。前記グラファイトシートの他方の面に、実施例及び比較例で得た粘着テープの「PET25×1J0L」を剥がし、縦104mm×横104mmの大きさに裁断したものをローラーを用い貼り合わせた。その後、残った剥離ライナー「PET25×1J0」を23℃50%RH雰囲気下で5m/minの速度で180°方向に剥がし、グラファイトシートが層間破壊するかどうかを評価した。
◎:10個のサンプルを評価し、10個とも層間破壊しなかった。
〇:10個のサンプルを評価し、1〜2個が層間破壊した。
△:10個のサンプルを評価し、3〜7個が層間破壊した。
×:10個のサンプルを評価し、8〜10個が層間破壊した。
尚、実施例1の粘着テープを用いて評価した写真を図5に示す。比較例2の粘着テープを用いて評価した写真を図6に示す。図6はグラファイトシートが端部で層間破壊しているのが分かる。
「PET25×1J0」を剥がした上記サンプルに、縦95mm×横95mm×厚さ17μmのグラファイトシートを置き、5分後にローラーを用いてラミネートした際に気泡及びシワが発生するかを評価した。
◎:10個のサンプルを評価し、10個とも気泡・シワの発生がなかった。
〇:10個のサンプルを評価し、1〜2個が気泡又はシワが発生した。
△:10個のサンプルを評価し、3〜7個が気泡又はシワが発生した。
×:10個のサンプルを評価し、8〜10個が気泡又はシワが発生した。
※気泡についてはグラファイトシート上から目視できる3mm×3mm以上の膨らみのものをカウントした。
縦100mm×横100mm×厚さ17μmのグラファイトシートを、実施例及び比較例で得た粘着テープで5枚重ねた厚みを測定した。
上記グラファイトシート5枚積層品を平抜き打ち抜き機で打ち抜き、端部の折れの有無を観察し、評価した。
◎:10個のサンプルを評価し、10個とも折れの発生がなかった。
〇:10個のサンプルを評価し、1〜2個で折れが発生した。
△:10個のサンプルを評価し、3〜7個で折れが発生した。
×:10個のサンプルを評価し、8〜10個で折れが発生した。
実施例及び比較例で得た粘着テープを20mm幅に切断し、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムで裏打ちしたものを試験片とした。
前記試験片を、清潔で平滑なステンレス板の表面に貼付し、その上面で2kgローラーを1往復させることで加圧したものを、JISZ−0237に準じ、23℃及び50%RHの条件下で1時間放置した後、23℃及び50%RHの雰囲気下でテンシロン引張試験機を用いて、ピール粘着力(剥離方向:180°、引張速度:0.3m/min)を測定した。
実施例及び比較例で得た粘着テープを20mm幅に切断し、厚さ50μmのアルミ箔で裏打ちしたものを試験片とした。
前記試験片を、清潔で平滑なステンレス板の表面に20mm×20mmの貼付面積となるように貼付し、その上面で2kgローラーを用いて1往復させることで加圧したものを、JISZ−0237に準じ、23℃及び50%RHの条件下で1時間放置した後、100℃の雰囲気下でせん断方向に100gの荷重をかけ、24時間後のテープのずれ距離を測定した。
ポリエステルフィルム50μmで裏打ちした50mm幅の実施例及び比較例の粘着テープを、23℃50%RHの条件下において、テンシロン万能引張試験機(オリエンテック製、RTA100)を用い、300mm/minの速度で剥離ライナーを引っ張って、180度引き剥がし剥離力を測定した。
一方、比較例1では気泡・シワ発生が確認され、さらに5枚積層品の厚みが厚かった。また、比較例2及び4では層間破壊の発生が確認された。このため、比較例2及び4では気泡・シワ発生の程度及び抜き加工性の評価について行うことができなかった。比較例3では、層間破壊の程度、気泡・シワ発生の程度の評価は良好であったが、抜き加工性の評価において劣るものとなった。
2 粘着部
3 粘着テープ
4 グラファイトシート
Claims (7)
- 第一の剥離ライナー(A)上に2以上の粘着部(B)を有する粘着テープであって、前記2以上の粘着部(B)の間には粘着部(B)を有しない領域が存在し、前記領域が前記粘着テープの端部に通じたものであり、
前記粘着部(B)から選択される任意の1個の粘着部(b1)とそれと最短距離にある粘着部(b2)との距離が0.01mm〜0.45mmであり、剥離ライナー(A)の剥離力が0.005〜0.05N/50mmであり、前記粘着部(B)の上に更に第二の剥離ライナー(C)を有し、剥離ライナー(C)の剥離力が0.001〜0.04N/50mmであることを特徴とする粘着テープ。 - 前記粘着部(B)1個あたりの面積が0.02mm2〜0.5mm2であり、前記粘着部(B)から選択される任意の1個の粘着部(b1)と、それと最短距離にある粘着部(b2)との距離が0.03mm〜0.2mmである請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記任意の1個の粘着部(b1)と、それと最短距離にある粘着部(b2)との間には、粘着成分を有しない領域が存在し、前記領域が前記粘着テープの端部に通じた構成を有する請求項1又は2に記載の粘着テープ。
- 剥離ライナーを除いたテープの厚さが0.5μm〜6μmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- 前記粘着部(B)を有する領域の割合が20〜90%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- グラファイトシートとグラファイトシートとの貼り合わせに使用するものである請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- 剥離ライナーを剥離した請求項1〜6の粘着テープを用いてグラファイトシートとグラファイトシートとの貼り合わせた積層されたグラファイトシート。
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