KR102050479B1 - 플라즈마-개시 접착성 결합을 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접착제에 의해 접착성 결합을 형성시키는 방법으로서, 라디칼 중합반응(radical polyreaction)에서 반응성인 적어도 하나의 물질, 및 촉매 활성 물질을 함유하는 조성물이 접착제로서 사용되고, 금속 프탈로시아닌의 군으로부터 및/또는 금속 포르피린의 군으로부터의 적어도 하나의 금속 착물이 촉매 활성 물질로서 선택되고, 반응성 물질의 중합반응이 일어나고, 중합 반응이 플라즈마의 적용에 의해 개시되는 방법에 관한 것이다.

Description

플라즈마-개시 접착성 결합을 위한 방법{METHOD FOR PLASMA-INITIATED ADHESIVE BONDING}
본 발명은 접착성 결합(adhesive bond)을 형성시키는 방법으로서, 사용되는 접착제가 적어도 하나의 중합 가능한 모노머 종류(variety), 및 촉매 활성 물질(catalytically active substance)을 포함하는 조성물을 포함하는 방법에 관한 것이다.
높은 결합 강도(bond strength)는 종종 경화 접착 시스템을 사용하여 달성되는데, 여기서, 접착제로서 사용되는 조성물은 중합 반응을 통해 경화를 일으키고, 이에 의해, 접착체(adherend)들의 서로 간의 영구적인 접합(permanent joining)을 야기시킨다.
경화 시스템의 하나의 부류는 2-성분 접착 시스템이다. 이러한 접착 시스템은 수년 동안 일반적인 지식으로서, 기술 문헌에서 상세히 기술되어 있다. 두 가지 성분들로 이루어진 접착 시스템은 결합될 부분(part)들에 적용되며, 대개 두 개의 액체 성분들이 사용된다. 예를 들어, 2-성분 중합 접착 시스템을 화학적으로 반응시키는 경우에, 하나의 성분은 중합될 모노머 및 활성화제(activator)로 이루어지며, 다른 성분은 라디칼-형성 물질(또한 경화제 또는 개시제로서 지칭됨) 및 중합될 모노머로 이루어진다. 두 가지 성분이 철저하게 혼합되거나 적어도 서로 접촉된 후에, 그리고, 임의적으로, 대개 열적으로 일어나는 활성화 후에, 라디칼-형성 물질은 활성화제에 의해 두 개의 라디칼로 분할되며, 중합될 모노머들의 중합 반응이 개시된다. 모노머의 라디칼 사슬 중합이 후속하여, 사슬 종결이 존재할 때까지 일어나며, 접착제가 경화하고, 이에 따라, 결합될 부분들 간에 영구 결합을 형성시킨다.
이러한 부류의 액체 2-성분 중합 접착 시스템의 단점은 이의 사용이 종종 깨끗하지 않음(uncleanliness)을 포함한다는 것인데, 왜냐하면, 두 가지 성분들이 대개 결합될 부분들에 액체 내지 페이스유사 형태로 적용되어야 하기 때문이다. 이는 고가의 결합의 경우에 및/또는 표면이 균일하지 않은, 예를 들어, 경사진 적용에서 특히 문제가 된다. 또한, 접착 시스템은 일반적으로 상승된 온도에서 활성화되며, 이러한 것들 중 어떠한 것은 민감한 기판, 예를 들어, 양극산화 알루미늄에 대해 문제가 될 수 있다. 이러한 시스템의 다른 단점은 두 가지 성분의 저장 안정성이 중요할 수 있다는 점이다. 또한, 완전한 경화 후에, 통상적인 2-성분 중합 접착 시스템은 종종 단지 진동의 경우에만 보여질 수 있다는 문제점과 아주 밀접하다. 예를 들어, 종래 기술의 시스템과 관련하여, 접착성 결합의 영역에서, 심각한 진동은 크랙(crack) 또는 파열(fracture)을 야기시킬 수 있다.
특히 보다 양호한 조작 성질을 확보하기 위한 하나의 대안은 필름 형태의 경화 시스템의 사용이다. 이러한 시스템은 폴리머 형태로 사용되고, 이에 따라, 접착 필름은 필수적인 고유 안정성을 갖도록 한다. 경화 반응은 접착제의 조성물 중 반응성 그룹들에 의해 일어날 수 있다. 경화는 특히, 열 에너지(소위, 열-활성화 가능한 접착 필름)에 의해 개시된다. 이러한 것이 민감한 시스템, 예를 들어, 플라스틱에 대해 수반하는 문제점은 이미 상기에서 언급되어 있다.
실온에서, 감압 접착 필름을 사용하는 것이 가능하며, 여기서, 결합(bonding)은 접착제에 내재된 고유 점착성(intrinsic tack)에 의해 야기된다. 그러나, 이러한 시스템은 일반적으로, 경화 시스템과 동일한 결합 강도(bonding strength)를 형성시키지 못한다.
저압 플라즈마 처리는 접착제의 표면 사전처리를 위한 공지된 방법이다. 플라즈마는 보다 큰 반응성의 측면에서 표면의 활성화를 야기시킨다. 표면에 대한 화학적 변화가 존재하며, 이는 예를 들어, 극성 표면 및 비극성 표면에 대한 접착제의 거동에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 사전처리는 실질적으로 표면 현상을 포함하고, 접착 층의 내부에서의 반응을 포함하지는 않는다.
또한, 플라즈마에 대한 노출에 의해 중합 반응을 개시하는 근본적인 가능성이 종래 기술에 기재되어 있다.
EP 193 006 A호에는 플라즈마에 대한 노출로 액체 및 가스상 상태의 모노머의 중합이 기재되어 있다. 광개시제 또는 가교제가 첨가된다. 그러나, 모노머는 단지 어느 정도의 두 자리 백분율 수의 전환율로 반응된다. 미반응된 모노머는 다시 폴리머로부터 세척되어야 하며, 이는 힘든 일이다.
광개시제 또는 가교제를 사용하지 않고, 저압 공정에서 플라즈마에 의해 촉발되는 중합은 US 4,212,719 A호에 기재되어 있다. 플라즈마 처리가 중지된 후 중합의 지속이 또한 기재되어 있다. 후-플라즈마 중합을 위해 기술된 시간은 일부 경우의 영역에서 2일 보다 훨씬 초과한다. 또한, 이러한 사양에서, 달성된 모노머 전환은 낮다.
이에 따라, 상술된 공정들은 높은 결합 강도를 야기시키기 위해 의도되는 경화 접착제를 위해 사용되지 못할 수 있다.
본 발명의 목적은 기판 또는 둘 이상의 기판들을 서로 접착성 결합시키는 방법으로서, 심지어 중간 정도의 활성화 온도에서도 높은 결합 강도가 달성될 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적은 접착제에 의해 접착성 결합을 형성시키는 방법에 의해 달성되는데, 사용되는 접착제는 적어도 a) 라디칼 중합 반응에서 반응성인 하나의 물질, 및 b) 촉매 활성 물질로서 금속 프탈로시아닌의 군으로부터 및/또는 금속 포르피린의 군으로부터의 적어도 하나의 금속 착물을 포함하며, 반응성 물질 a)는 접착성 결합을 위해, 플라즈마에 대한 노출에 의해 개시되는 중합 반응을 일으킨다.
이에 따라, 접착제는 또한, 본 명세서에서 이의 성분들과 서로 및/또는 추가 반응물(예를 들어, 결합될 기판의 표면)의 화학적 반응에 의해 즉시 또는 단지 활성화를 통해, 접착성 결합을 야기시킬 수 있는 화학적 조성물(반응성 접착제)인 것으로 이해된다. 접착제는 또한, 임의적으로, 보다 크거나 보다 낮게 적용된 압력에 대한 노출과 함께, 접착성 결합을 야기시키는 충분한 고유 점착성을 본질적으로 갖는 화학적 조성물(감압 접착제 또는 자가-접착제)인 것으로 이해된다. 반응성 접착제는 또한, 이러한 활성화 이전에 점착성을 나타낼 수 있지만, 그러할 필요는 없다.
용어 "접착제 시약(adhesive agent)"은 접착제의 표현 형태 및 사용 형태를 기술한 것으로서, 이에 따라 식별된 물품들이 접착제를 포함하고, 이에 따라, 원칙적으로, 임의적으로 활성화 후에, 접착제에 의해 접착성 결합을 야기시킬 수 있다. 접착제 시약은 오로지 접착제로 이루어질 수 있거나, 추가 성분들을 포함할 수 있다.
이에 따라, 용어 "접착 필름" 및 "접착 테이프"는 각각 필름 및 테이프 형태의 접착제 시약의 의미에서 사용된다.
표현 "접착성"은 임의적으로, 접착제의 활성화 후, 식별된 물품과 회합된 접착제에 의해 접착성 결합을 야기시킬 수 있는 특성(quality)을 기술하기 위해 의도된다. 반대로, "점착성," 및 또한 동의어로 "감압 접착성" 및 "자가-접착성"은 실온에서 고유 점착성을 나타내는 특성을 지칭한다.
본 발명은 특히 반응성 접착제에 관한 것이다.
라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질로서, 라디칼 메카니즘(사슬 및/또는 폴리머 구성 반응(construction reaction) 및 네트워크-형성 반응)에 의해 진행하는 연결 반응(linking reaction)의 일부로서 고분자량 화합물(특히, 거대분자 및 네트워크)을 형성시키기 위해 반응할 수 있고, 이에 따라, 이로부터, 거대 분자 및/또는 폴리머 네트워크가 라디칼 중합 반응을 통해 구성될 수 있는 화합물을 사용하는 것이 가능하다. 중합 반응은 무단계 중합 반응으로서, 또는 단계별로 진행하는 중합 반응으로서 진행할 수 있다. 중합 반응은 바람직하게, 라디칼 사슬-성장 메카니즘에 의한 부가 중합의 형태로 진행한다. 원칙적으로, 또한, 다른 폴리머 구성 반응, 특히, 단계-성장 반응, 예를 들어, 중첨가 또는 중축합이 일어날 수 있다.
폴리머는 본 명세서의 목적을 위하여, 화학적으로 균일한 또는 유사한 구조를 가지지만, 중합도, 몰질량 및 사슬 길이의 측면에서 일반적으로 상이한 거대 분자의 집단(collective)으로 이루어진 물질인 것으로 이해된다. "화학적으로 균일한 구조"는 또한, 구성요소 단위의 조성이 실질적으로 동일하고 거대 모노머에서 특정 단위 순서를 통해 거대 분자 간에 통계학적 순서의 측면에서 다양할 수 있는 통계학적 구조의 모노머들의 경우를 포함하도록 의도된다.
폴리머 네트워크(그렇지 않으면 단순 네트워크)는 특히, 본래 존재하는 거대 분자들 간의 연결(linkage)의 결과로서 분자 구조가 2차원 또는 3차원 네트워크의 형태와 유사하고 이에 따라, 궁극적으로 단일 또는 몇몇 거대 분자(giant molecule)(들)를 형성하는 그러한 폴리머에 대한 용어이다(예를 들어, Roempp online 2014). 용어 "폴리머 네트워크" 및 "가교된 폴리머"는 본 명세서의 목적을 위해 동의어로 이해된다.
폴리머 구성 반응 및 네트워크-형성 반응 둘 모두가 접착제 조성물의 응집력의 증가를 야기시킨다는 것을 고려하면, 이에 따라, 모노머의 중합 반응은 특히, 접착제의 경화를 야기시킨다.
하나의 특히 바람직한 절차에서, 접착제는 필름 형태로 사용되며, 다시 말해서, 접착 테이프로서 또는 접착 테이프의 일부로서 사용된다. 모노머가, 심지어 촉매 활성 물질과의 블렌드(blend)에서도, 일반적으로, 자가-지지 필름으로서 형성될 충분한 응집력을 가지지 않기 때문에, 접착성 결합을 위해, 접착제 시약을 사용하는 것이 유리하며, 여기서, 접착제, 즉, 모노머 및 금속 킬레이트 및 존재하는 임의 추가적인 접착 성분들은 하기에서 필름-형성제 매트릭스로 지칭되는 매트릭스에 존재한다.
접착제에서 충분한 응집력을 발생시키기 위해, 후자는 또한, 증점제와 혼합되어, 자체적으로, 즉, 추가적인 매트릭스 없이, 또는 상술된 바와 같이, 매트릭에서, 특히 접착 필름 형태로 자가-지지되게 형성되게 할 수 있다.
반응성 물질
본 발명의 방법을 위해 사용되는 접착제는 중합 반응에서 모노머로서 반응할 수 있는 반응성 물질(또한 "반응성 모노머"로서 지칭됨)을 포함한다. 라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질로서, 하나 이상의 작용기를 갖는 저분자량 화합물, 다시 말해서, 본 단어의 실제 의미에서 모노머를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 대신에 또는 추가적으로, 거대 분자, 즉, 바람직하게, 하나의 단부에 또는 대개 사슬-유사 분자의 상이한 단부에, 하나 이상의 작용기를 갖는 올리고머 또는 단쇄 폴리머(예를 들어, 10,000 g/mol 이하의 수평균분자량 Mn을 가짐)를 사용하는 것이 또한 가능하다. 본 명세서가 "모노머"를 지칭하는 경우에, 이에 따라, 라디칼 중합 반응에서 반응성인 모든 물질이 언급되며, 이에 따라, 달리 상세하게 기술하지 않는 한, 단어의 실제 의미에서 저분자량 모노머, 뿐만 아니라 거대 분자가 언급된다. 여기에서, 용어 "모노머"는 문맥으로부터 상이한 몇몇이 명백하지 않는 한 개개 분자 보다는 특정 모노머 종류를 기술한다.
라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질, 즉, 반응성 모노머는 예를 들어, 다양한 점도의 액체로서, 또는 예를 들어, 수지로서 사용될 수 있다. DIN 55947호에 따르면, 용어 "수지"는 "다소 넓은 분자량 분포를 갖는 고체의, 경질 내지 연질, 유기, 비결정질 생성물"을 포함한다. 소위 반응성 수지로서 수지 분자는 활성화 시에 상술된 중합 반응에서 반응할 수 있는 작용기를 전부 또는 일부 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 접착제는 적어도 하나의 반응성 모노머(즉, 하나의 모노머 종류)를 포함한다. 유리하게, 본 발명에 따르면, 둘 이상의 반응성 모노머(모노머 종류)가 사용되는 것이 또한 가능하다.
유리하게, 본 발명에 따르면, 반응성 모노머는 아크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산 에스테르, 비닐 화합물, 및/또는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 올리고머 및/또는 폴리머 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나의 바람직한 구체예에서 반응성 모노머에는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 대표예(representative)가 있다: 메틸 메타크릴레이트(CAS 번호 80-62-6), 메타크릴산(CAS 번호 79-41-4), 사이클로헥실 메타크릴레이트(CAS 번호 101-43-9), 테트라하이드로푸르푸릴 메타크릴레이트(CAS 번호 2455-24-5), 2-페녹시에틸 메타크릴레이트(CAS 번호 10595-06-9), 디(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 메타크릴레이트(CAS 번호 45103-58-0) 및/또는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(CAS 번호 97-90-5).
본 발명에 따른 다른 바람직한 구체예에서, 접착제 시약은 반응성 모노머로서 사이클로헥실 메타크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 메타크릴산, 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 구체예에서, 접착제 시약은 반응성 모노머로서 메틸 메타크릴레이트, 메타크릴산, 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 구체예에서, 접착제 시약은 반응성 모노머로서 2-페녹시에틸 메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 구체예에서, 접착제 시약은 반응성 모노머로서 디(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다.
거대 모노머로서, 예를 들어, 모노-, 디-, 트리-, 및 보다 고차의 작용화(functionalization)를 갖는 올리고머 (메트)아크릴레이트를 선택하는 것이 가능하다. 매우 유리하게, 이러한 것들은 아크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산 에스테르, 및 비닐 화합물로 이루어진 군으로부터의 하나 이상의 모노머들과의 혼합물로 사용된다.
이러한 바람직한 구체예들 각각은 본 발명에 따르면, 폴리머 필름-형성제 매트릭스로서, 열가소성 폴리우레탄, 예를 들어, Desmomelt 530®과 조합될 수 있다.
사용되는 반응성 모노머들의 적어도 일부가 중합 가능한 작용기 이외에 추가 반응성의 작용기를 가지고 이에 따라 선형 분자 사슬에 이러한 추가 기를 제공할 수 있는 화학적 화합물인 것이 유리하며, 이에 따라, 이러한 추가 작용기에 의한 분자간 브릿지의 형성을 통해 2차원 구조로부터 3차원적으로 가교된 구조를 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 하나의 특히 바람직한 구체예에서, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(CAS 번호 97-90-5)는 반응성 모노머로서, 특히 바람직하게, 다른 반응성 모노머와 조합하여 사용된다.
촉매 활성 물질
중합 반응을 개시하기 위해, 촉매 활성 물질 또는 둘 이상의 촉매 활성 물질이 접착제에 첨가되는 것이 매우 유리한 것으로서 나타난다. 촉매 활성 물질 자체는 중합 반응 동안 소비되지 않는다.
촉매 활성 물질들 중 적어도 하나는 금속 프탈로시아닌 및 금속 포르피린으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 유리하게, 사용되는 모든 촉매 활성 물질은 금속 프탈로시아닌 및/또는 금속 포르피린으로서 선택된다.
매우 바람직하게, 금속 프탈로시아닌의 금속은, 이러한 착물이 사용되는 경우에, 철, 코발트, 구리, 니켈, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 주석, 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
매우 바람직하게, 금속 포르피린의 금속은, 이러한 착물이 사용되는 경우에, 철, 코발트, 구리, 니켈, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 주석, 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
매우 바람직한 절차에서, 철(II) 프탈로시아닌 [C32H16FeN8](CAS 번호 132-16-1)은 특히, 배타적으로, 또한 가능하게 하나 이상의 추가의 금속 프탈로시아닌 및/또는 하나 이상의 추가의 금속 포르피린과 조합하여, 촉매 활성 물질로서 사용된다. 촉매 활성 물질의 유리한 조합은, 예를 들어, 철 프탈로시아닌 및 하나 이상의 철 포르피린으로 이루어진 것이다.
촉매 활성 물질(들), 예를 들어, 철(II) 프탈로시아닌은 바람직하게, 반응성 모노머 100 중량부 당 2 중량부 이하의 양으로, 더욱 바람직하게, 반응성 모노머 100 중량부 당 0.1 내지 1 중량부의 양으로 사용된다.
필름-형성제 매트릭스
하나의 유리한 절차에서, 라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질은 필름-형성제 매트릭스에서 사용되어, 적어도 매트릭스 및 접착제를 포함하는 접착제 시약을 야기시킨다. 필름-형성제 매트릭스는 매우 유리하게 폴리머에 의해 형성될 수 있고, 이에 따라, 폴리머 필름-형성제 매트릭스의 형태로 존재할 수 있다. 매트릭스에는 반응성 모노머, 촉매 활성 물질, 및 또한, 접착제의 임의 다른 구성성분들이 존재한다. 본 발명에 따른 하나의 바람직한 구체예에서, 매트릭스는 오로지 반응성 모노머 및 촉매 활성 물질(들)을 함유한다.
이러한 매트릭스의 기능은 접착제에 대한 불활성 스캐폴드(inert scaffold)를 형성하는 것으로서, 이는 후자를 액체 형태로 존재하지 않게 하고 대신에 필름 또는 시트로서 도입되게 한다. 이러한 방식으로, 보다 큰 조작의 용이성이 확보된다.
매트릭스 폴리머는 바람직하게, 중합 반응에 대해 불활성인 것으로 선택된다. 이러한 문맥에서, 불활성은 반응성 모노머가 적절하게 선택된 조건 하에서, 실질적으로 폴리머 필름-형성제 매트릭스와 반응하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용하기 위한 적합한 필름-형성제 매트릭스는 바람직하게, 하기 리스트로부터 선택된다: 열가소성 폴리머, 예를 들어, 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르, 폴리아미드 또는 코폴리아미드, 폴리아크릴산 에스테르, 아크릴산 에스테르 코폴리머, 폴리메타크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르 코폴리머, 열가소성 폴리우레탄, 및 또한, 상술된 화합물의 화학적으로 또는 물리적으로 가교된 물질. 또한, 상이한 열가소성 폴리머들의 블렌드를 사용하는 것이 또한 가능하다.
접합된 기판 또는 기판들과 본 발명의 접착 시스템의 어셈블리를 안정화시키기 위하여, 플라즈마 활성화 후 및 요망되는 결합 강도가 발생할 때까지, 매트릭스를 감압 접착성을 나타내도록 만드는 것이 유리할 수 있으며, 다시 말해서, 매트릭스 자체가 특히 실온에서 고유 점착성을 갖도록 하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 당업자에게 잘 알려진 감압 접착 시스템, 예를 들어, 상응하는 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄이 사용될 수 있다.
또한, 폴리머 필름-형성제 매트릭스로서 엘라스토머 및 열가소성 엘라스토머 자체 또는 이들의 혼합물이 고려될 수 있다. 열가소성 폴리머, 특히 반결정질인 열가소성 폴리머가 바람직하다.
100℃ 미만의 연화 온도를 갖는 열가소성 폴리머가 특히 바람직하다. 이러한 문맥에서, 용어 "연화점"은 열가소성 과립이 그 자체에 대해 끈적이게 되는 온도를 나타낸다. 폴리머 필름-형성제 매트릭스의 구성성분이 반결정질 열가소성 폴리머인 경우에, 이는 매우 바람직하게 이의 연화 온도(결정자(crystallite)의 용융과 연결됨) 뿐만 아니라 25℃ 이하, 바람직하게, 0℃ 이하의 유리전이온도를 갖는다.
본 발명에 따른 하나의 바람직한 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄이 사용된다. 열가소성 폴리우레탄은 바람직하게 100℃ 미만, 보다 특히, 80℃ 미만의 연화 온도를 지닌다.
본 발명에 따른 하나의 특히 바람직한 구체예에서, 사용되는 폴리머 필름-형성제 매트릭스는 Bayer MaterialScience AG(51538 Leverkusen, Germany)로부터 상업적으로 입수 가능한 Desmomelt 530®을 포함한다. Desmomelt 530®은 하이드록실-종결되는, 거의 선형, 열가소성, 고도로 결정화하는 폴리우레탄 엘라스토머이다.
본 발명에 따르면, 폴리머 필름-형성제 매트릭스의 양은 접착제 시약의 구성성분들의 전체 혼합물을 기준으로 하여, 바람직하게 약 20 내지 80 중량%, 바람직하게 약 30 내지 50 중량%의 범위이다. 접착제 시약의 구성성분들의 전체 혼합물을 기준으로 하여, 35 내지 45 중량%, 바람직하게, 약 40 중량%의 폴리머 필름-형성제 매트릭가 가장 바람직하다.
본 발명에 따르면, 필름-형성제 매트릭스 중 모노머의 양은, 접착제 시약의 구성성분들의 전체 혼합물을 기준으로 하여, 바람직하게, 약 20 내지 80 중량%, 바람직하게, 약 40 내지 60 중량%의 범위이다. 접착제 시약의 구성성분들의 전체 혼합물을 기준으로 하여, 약 40 내지 50 중량%의 모노머가 가장 바람직하다.
여기에서 접착제 시약의 전체 혼합물은 총계(중량%)로서 얻어진, 사용되는 필름-형성제 매트릭스, 반응성 모노머, 촉매 활성 물질, 및 또한 선택적으로 존재하는 추가 성분들의 총량이다.
증점제
추가의 유리한 절차에서, 라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질의 점도는 증점제를 사용하여 현저하게 증가된다. 원칙적으로, 본원에서, 당업자에게 잘 알려진 모든 증점제들을 선택하는 것이 가능하며, 단, 이러한 것들은 폴리머 매트릭스, 모노머, 및 용매와 혼화 가능하다. 사용되는 증점제의 양은 이의 본질에 의존적이고, 점도의 요망되는 정도에 따라 당업자에 의해 선택될 수 있다.
추가 첨가제
본 발명의 접착제는 종래 기술에 알려진 추가 첨가제 및/또는 보조제를 임의적으로 포함할 수 있다. 본원에서, 예를 들어, 충전제, 염료, 핵형성제, 레올로지 첨가제, 팽창제(expandant), 접착력-촉진 첨가제(adhesion-boosting additive)(접착 촉진제, 점착부여제 수지), 배합제, 가소제 및/또는 에이징방지제, 광 안정화제, 및 UV 안정화제, 예를 들어, 1차 항산화제 및 2차 항산화제 형태가 언급될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 접착제가 수증기 또는 산소와 같은 침투성 물질(permeable material)을 흡수할 수 있는 하나 이상의 물질과 혼합되는 것이 매우 유리한 것으로 입증된다. 이러한 물질은 게터 물질로서, 그렇지 않으면 약어 형태로, 게터로서 지칭된다. 이에 따라, 본 명세서에서의 게터 물질은 적어도 하나의 침투성 물질을 선택적으로 흡수할 수 있는 물질로서 이해된다. 이에 따라, 게터 물질은 또한, "흡수제" 또는 "흡수 시약"을 지칭될 수 있다. 게터 물질은 바람직하게, 적어도 물을 흡수할 수 있다.
게터의 첨가를 통해, 작업 시간을 심각하게 낮추지 않으면서, 접착제를 경화시키는데 소요되는 시간의 실질적인 감소를 달성하는 것이 가능하다.
이의 기능에 따르면, 게터 물질은 바람직하게, 침투물이 실질적으로 존재하지 않는, 예를 들어, 수-부재의 물질로서 사용된다. 이는 게터 물질을 충전제로서 사용되는 유사한 물질과 구별짓는다. 예를 들어, 흄드 실리카 형태의 실리카는 종종 충전제로서 사용된다. 그러나, 이러한 충전제가 주변 조건 하에서 일반적인 방식으로 저장되는 경우에, 이는 이미 환경으로부터 물을 흡수하고, 기술적으로 사용 가능한 정도로의 게터 물질로서 더 이상 기능하지 않는다. 단지 건조된 실리카 또는 건조 상태로 유지된 실리카는 게터 물질로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 또한, 침투물과 이미 일부 착화된 물질, 예를 들어, CaSO4*1/2H2O (칼슘 설페이트 반수화물) 또는 정의상 일반식 (SiO2)m*nH2O의 화합물로서 존재하는 일부 수소화된 실리카를 사용하는 것이 가능하다.
적합한 게터 물질의 예는 하기와 같다: 염, 예를 들어, 코발트 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 칼슘 브로마이드, 리튬 클로라이드, 리튬 브로마이드, 마그네슘 클로라이드, 바륨 퍼클로레이트, 마그네슘 퍼클로레이트, 아연 클로라이드, 아연 브로마이드, 실리카 (예를 들어, 실리카 겔), 알루미늄 설페이트, 칼슘 설페이트, 구리 설페이트, 바륨 설페이트, 마그네슘 설페이트, 리튬 설페이트, 소듐 설페이트, 코발트 설페이트, 티탄 설페이트, 소듐 디티오나이트, 소듐 카보네이트, 칼륨 디설파이트, 칼륨 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 티탄 디옥사이드, 규조토, 제올라이트s, 필로실리케이트, 예를 들어, 몬트모릴로나이트 및 벤토나이트, 금속 옥사이드, 예를 들어, 바륨 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 철 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 소듐 옥사이드, 칼륨 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 (활성화된 알루미나); 추가적으로, 탄소 나노튜브, 활성탄, 인 펜톡사이드, 및 실란; 용이하게 산화 가능한 금속, 예를 들어, 철, 칼슘, 소듐, 및 마그네슘; 금속 하이드라이드, 예를 들어, 칼슘 하이드라이드, 바륨 하이드라이드, 스트론튬 하이드라이드, 소듐 하이드라이드, 및 리튬 알루미늄 하이드라이드; 하이드록사이드, 예를 들어, 칼륨 하이드록사이드 및 소듐 하이드록사이드, 금속 착물, 예를 들어, 알루미늄 아세틸아세토네이트; 또한, 유기 흡수제, 예를 들어, 폴리올레핀 코폴리머, 폴리아미드 코폴리머, PET 코폴리에스테르, 모노카복실산 및 폴리카복실산의 언하이드라이드, 예를 들어, 아세트산 언하이드라이드, 프로피온산 언하이드라이드, 부티르산 언하이드라이드 또는 메틸테트라하이드로프탈산 언하이드라이드, 이소시아네이트, 또는 예를 들어, 코발트와 같은 촉매와 조합물로 주로 사용되는, 하이브리드 폴리머를 기초로 한 다른 흡수제; 추가 유기 흡수제, 예를 들어, 약하게 가교된 폴리아크릴산, 폴리비닐 알코올, 아스코르베이트, 글루코오스, 갈산, 또는 불포화된 지방 및 오일.
본 발명에 따르면, 또한, 둘 이상의 게터 물질들의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.
상술된 바와 같이, 실리카는 일반식 (SiO2)m*nH2O의 화합물이다. 이러한 것들은 습식-화학, 열적 또는 발열 공정에 의해 제조된 규소 디옥사이드를 포함한다. 실리카 중에서 특히 적합한 게터 물질에는 실리카 겔이 있으며, 이의 예에는 수분 지시제(블루 겔)로서 코발트 화합물이 함침된 실리카 겔, 및 흄드 실리카가 있다. 또한, SiO2 화합물들 중에서, 규조토가 적합하지만, 일반적으로 실리카 중 하나인 것으로 여겨지지 않는다.
"실란"은 일반식 Ra-Si-X4-a의 화합물, 또는 이의 부분 축합 산물을 의미한다. 화학식에서, a는 0 내지 3의 정수이고, 바람직하게, 0 또는 1이다. X는 예를 들어, 가수분해 가능한 기, 및 바람직하게, 할로겐 원자, 보다 특히, 클로로, 알콕시 기, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 2차-부톡시 또는 3차-부톡시 기, 또는 아세톡시 기이다. 당업자에게 공지된 가수분해 가능한 기의 추가 예는 마찬가지로, 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 둘 이상의 치환체 X가 존재하는 경우에, 이러한 것들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R은 임의적으로 치환된 탄화수소 라디칼이다. 둘 이상의 치환체 R이 존재하는 경우에, 이러한 것들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
"카보디이미드"는 일반식 R1-N=C=N=R2의 화합물이며, 여기서, R1 및 R2는 유기 라디칼, 보다 특히, 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며, 이는 동일하거나 상이할 수 있다.
사용되는 게터 물질은 바람직하게,
- 코발트 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 칼슘 브로마이드, 리튬 클로라이드, 리튬 브로마이드, 마그네슘 클로라이드, 바륨 퍼클로레이트, 마그네슘 퍼클로레이트, 아연 클로라이드, 아연 브로마이드, 알루미늄 설페이트, 칼슘 설페이트, 구리 설페이트, 바륨 설페이트, 마그네슘 설페이트, 리튬 설페이트, 소듐 설페이트, 코발트 설페이트, 티탄 설페이트, 소듐 카보네이트, 칼륨 카보네이트, 마그네슘 카보네이트
- 규조토, 실리카, 제올라이트, 필로실리케이트
- 철, 칼슘, 소듐, 마그네슘, 바륨 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 철 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 소듐 옥사이드, 티탄 디옥사이드, 칼륨 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 활성화된 알루미늄 옥사이드
- 탄소 나노튜브, 활성탄, 인 펜톡사이드, 실란
- 칼슘 하이드라이드, 바륨 하이드라이드, 스트론튬 하이드라이드, 소듐 하이드라이드, 및 리튬 알루미늄 하이드라이드, 칼륨 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드, 및 알루미늄 아세틸 아세토네이트
- 폴리올레핀 코폴리머, 폴리아미드 코폴리머, PET 코폴리에스테르,
- 아세트산 언하이드라이드, 프로피온산 언하이드라이드, 부티르산 언하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈산 언하이드라이드,
- 폴리아크릴산 및 폴리비닐 알코올을 포함하는 군으로부터 선택되는데, 왜냐하면, 이러한 물질들이 물 게터(water getter)로서 매우 적합하기 때문이다.
매우 특히 바람직하게, 사용되는 게터 물질은 칼슘 옥사이드, 칼슘 설페이트, 칼슘 클로라이드, 및 제올라이트로부터, 및 또한 상기 물질들 중 둘 이상의 혼합물로부터 선택된다. 이러한 물질은 물 및 다른 침투물의 흡수를 위한 특히 높은 용량을 가지고, 매우 크게 재생 가능하고, 접착제에 상당히 도입될 수 있고, 본 발명에 따른 양으로 이러한 층의 기능에 대해 단지 무시할 정도의 부작용을 가지거나 부작용을 전혀 나타내지 않는다.
접착제 중 게터 물질의 분율은 유리하게 5 중량% 이하, 바람직하게, 1 중량% 이하이다.
대안적으로 또는 이에 추가적으로, 매트릭스는 또한, 게터 물질, 매우 바람직하게, 상술된 게터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
플라즈마 개시
촉매 활성 물질의 존재 하에 플라즈마에 대한 접착 수단의 노출은 반응성 모노머의 중합 반응을 개시하여, 접착제 조성물의 경화를 야기시키고, 이에 따라 접착성 결합된 어셈블리의 생산을 야기시킨다.
플라즈마는 분자 전부 또는 일부가 이온화된 형태로 존재하는 가스이다. 이온화는 전기장의 영향 하에서 일어나며, 이의 결과들 중 하나는 (특히 가스 분자의 분절화를 통한) 라디칼의 형성이다. 화학적 종 뿐만 아니라, 다양한 방사선 성분들(예를 들어, VUV, UV, 가시광선, IR, …)이 또한 형성될 수 있다.
플라즈마 발생은 본 발명에 따르면, 원칙적으로 모든 통상적인 플라즈마 공급원으로 일어난다. 본 발명에 따르면, 유전체 배리어 방전(dielectric barrier discharge; DBD), 코로나 방전, 또는 구동 플라즈마의 발생과 같은 방법이 바람직하다. 마이크로파에 의한 여기는 또한 여러 경우에서 사용될 수 있다.
구동 플라즈마는 플라즈마가 발생되는 전기 기하학(electrogeometry)으로부터 가스 스트림에 의해 밖으로 구동되는 임의 시스템을 지칭하는 것으로 이해된다. 이러한 방법은 다른 것들 중에서, 비제한적으로, 단지 몇 가지만 예를 들면, 명칭 PlasmaJet®, Plasma-Pen®, 플라즈마 블라스터(Plasma blaster), 콜로나 건 (구동 코로나로서)로 알려진다.
원칙적으로, 저압 플라즈마, 대기압 플라즈마(표준압력 플라즈마), 및 고압 플라즈마를 사용하는 것이 가능하다. 500 내지 1200 hPa 범위의 압력, 더욱 바람직하게, 대기압에서 작동하는 것이 유리하다. 대기압 플라즈마의 경우에, 압력을 높이거나 낮추기 위해 장비가 사용되지 않는 한, 압력은 본질적으로 주변 분위기의 압력과 일치하며, 이에 따라, 압력은, 기후 조건에 따라, 통상적으로 대략 1013 ± 60 hPa의 영역이다(해수면에서; 표준 압력 = 1013.25 hPa).
저압 플라즈마의 경우에, 종종 액체 형태로 존재하는 모노머가 비등하지 않도록 유리하게 주의를 기울여야 한다. 통상적인 산업적 저압 플라즈마는 수 (최대 수백) 파스칼의 압력 범위에서, 다시 말해서 표준 대기압에 비해 10,000배까지 낮은 압력에서 작동된다.
공급원 및 플라즈마 발생 조건에 따라, 미리미터의 수십분의 일 내지 수 센티미터의 거리는 플라즈마-처리될 접착제 조성물 또는 더욱 정확하게, 이의 표면과 플라즈마 공급원 사이에 선택된다.
플라즈마 처리를 위해 사용되는 공정 가스는 일반적인 공정 가스일 수 있다. 특히 유리하게, 산소-함유 공정 가스, 예를 들어, (순수한) 산소, 공기, 수증기, 또는 상술된 가스들 중 둘 이상의 혼합물, 및/또는 다른 가스, 예를 들어, 질소, 희가스(예를 들어, 아르곤)과의 혼합물, 등을 사용하는 것이 가능하다. 특히 유리하게는, 수분을 함유한 가스(humid gas)(즉, 수증기를 함유한 가스 혼합물)가 사용된다.
플라즈마 처리는 바람직하게, 접착 시스템 및/또는 결합될 기판에 응력을 가하지 않기 위해 공정 가스가 120℃ 초과, 바람직하게 60℃ 초과하여 가열하지 않도록 수행되어야 한다. 이는 특히, 전극이 이러한 온도 보다 높게 가열되지 않는 방식으로 플라즈마 발생을 수행함으로써 달성될 수 있다.
중합 반응의 효율적인 개시를 위한 플라즈마 처리의 기간은 일반적으로, 수 초, 예를 들어, 최대 20초이다. 최대 15초, 보다 특히, 3 내지 10초의 시간 동안의 표면의 플라즈마 처리 시간은 접착성 결합의 최적의 결합을 확보하기 위해 매우 바람직한 것으로 입증되었다.
플라즈마 발생을 위한 기술 및 가스 분위기에서 상이한, 시장에서 다양한 플라즈마 발생기들이 존재한다. 처리가 효율을 포함하는 인자에 있어서 상이하지만, 기본적인 효과들은 대개 유사하고, 특히 사용되는 가스 분위기에 의해 결정된다. 본 발명에 따르면, 원칙적으로 상술된 조건이 실현될 수 있는 한, 플라즈마 발생기의 선택이 제한되지 않는다.
원칙적으로, 또한, 대기를 반응성 가스상 물질, 예를 들어, 산소, 수소, 암모니아, 에틸렌, CO2, 실록산, 아크릴산 및/또는 용매, 및 또한 코팅 또는 중합 구성성분들과 혼합하는 것이 가능하다.
결합 강도를 최대화하기 위해, 중합 반응은 반응성 모노머의 실질적으로 전체 전환률까지 수행될 것이다. 그러나, 플라즈마 처리의 시간 및 세기에 의해 및/또는 사용되는 촉매의 양에 의해, 본 발명의 방법은 또한 최종 결합 강도가 요망되는 수준으로 변경되고/조정되는 가능성을 이용할 수 있게 한다.
결합 방법
접착제는 다양한 방식으로 사용될 수 있다.
제1 구체예에서, 접착제는 결합될 기판들 중 하나에 액체로서 직접적으로 적용되고, 플라즈마에 의해 활성화된다. 접착제는 추가 첨가 없이 사용될 수 있고, 즉, 오로지 반응성 모노머 및 촉매 활성 물질을 포함할 수 있거나, 기술된 다른 첨가제들과 혼합될 수 있다. 특히, 접착제 중 하나 이상의 증점제의 존재는 이의 점도를 증가시키기 위해 사용되어, 접착제에 보다 양호한 조작 특성을 제공한다. 플라즈마 활성화의 종료 후에, 제2 기판이 그 위에 배치되며, 접착제는 경화될 기회를 얻게 되며, 이에 따라, 기판들의 서로 간의 결합을 야기시킨다.
제2의 유리한 구체예에서, 접착제는 실질적으로 형상-유지 층으로서 형성될 수 있도록 소정 양의 증점제를 포함한다. 보다 큰 조작의 용이성을 위하여, 예를 들어, 이러한 부류의 층은 바람직하게 접착방지제를 제조하는 임시 캐리어 상에 제시될 수 있다. 이러한 층은 경화 반응을 개시하기 위해 플라즈마의 작용에 노출된다.
제3의 바람직한 구체예에서, 상기에서 보다 상세히 이미 관찰된 바와 같은 접착제는 매트릭스에 엠베딩되며, 매트릭스는 얻어진 접착제 시약의 충분한 치수 보전성(dimensional integrity)을 위해 제공되는 것이다. 이러한 접착제 시약은 또한, 경화 반응을 개시하기 위해 플라즈마의 작용에 노출된다. 여기에서 접착제 시약은 원칙적으로 임의 2-차원 및 3-차원 형태를 가질 수 있는데, 왜냐하면, 경화 반응이, 개시된 직후에, 심지어 비교적 큰 3-차원 구조를 통해 전파할 수 있기 때문이다.
특히 바람직하게, 매트릭스 및 접착제를 포함하는 접착제 시약은 막 형태의 접착층으로서 사용된다.
막 형태의 접착층은 일반적으로 하기에서 접착 필름으로서 지칭된다.
본 발명의 접착 필름은 특히 접착 테이프에서 사용될 수 있다. 이는 특히, 접착제가 막 형태의 매트릭스에 존재하는 본 발명의 접착 필름을 포함하는, 본 발명의 모든 접착 필름, 특히 상술된 것에 적용한다. 다수의 접착 테이프는 하기에 기술된 바와 같이, 본 발명에 따라 실현될 수 있다. 하기에 기술된 모든 구체예에 대하여, 이는 보호의 목적을 위해 및 개선된 조작의 용이성을 위해 개개, 둘 이상, 또는 모든 노출된 접착 필름 표면(외부 접착 필름의 외부 표면)에 라이너 물질(라이너)이 제공될 수 있는 경우이다.
- 단지 본 발명의 접착 필름으로 이루어진, 단층 접착 테이프;
- 단면 접합 가능한 접착 테이프, 여기서 외부층들 중 하나는 본 발명의 접착 필름에 의해 형성되며, 다른 외부층은 접착제가 아니고, 예를 들어 영구 캐리어 층의 형태이다.
o 여기서, 접착 테이프는 오로지 두 개의 상술된 층으로부터 구성될 수 있거나,
o 여기서, 추가적으로, 두 개의 상술된 층들 사이에 추가 층들, 예를 들어, 추가 캐리어 층, 포움층, 댐핑층(damping layer), 추가 접착층, 등이 존재함, 또는
- 양면 결합 가능한 접착 테이프, 여기서, 두 개의 외부층 모두는 본 발명의 접착 필름에 의해 형성됨,
o 여기서, 접착 테이프는 오로지 두 개의 상술된 층으로부터 구성될 수 있으며, 여기서, 이러한 층들은 (예를 들어, 매트릭스의 선택 및/또는 접착제의 선택에 있어서) 상이하거나,
o 여기서, 추가적으로, 두 개의 외부층들 사이에, 추가 층, 예를 들어, 추가 캐리어 층, 포움층, 댐핑층, 추가 접착층, 등이 존재하며, 두 개의 외부 접착 필름이 동일하거나,
o 추가적으로, 두 개의 외부층들 사이에, 추가 층, 예를 들어, 추가 캐리어 층, 포움층, 댐핑층, 추가 접착층, 등이 존재하며, 두 개의 외부 접착 필름은 조성(예를 들어, 매트릭스의 선택을 통해 및/또는 접착제의 선택을 통해) 및/또는 기하학적 구조(예를 들어, 층 두께)에 있어서 상이함, 또는
- 외부층들 중 하나가 본 발명의 접착 필름에 의해 형성되며, 외부층들 중 나머지 하나가 본 발명이 아닌 접착 필름, 예를 들어, 감압 접착제, 핫멜트 접착제, 본 발명이 아닌 반응성 접착제, 등에 의해 형성되며,
o 여기서, 접착제는 오로지 두 개의 상술된 층으로부터 구성될 수 있거나,
o 추가적으로, 두 개의 상술된 층들 사이에, 추가 층, 예를 들어, 추가 캐리어 층, 포움층, 댐핑층, 추가 접착층, 등이 존재함, 또는
- 단면 또는 양면 결합 가능한 다층 접착 테이프, 여기서, 내부 접착 필름은 본 발명의 접착 필름에 의해 형성됨.
본 발명에 따르면, 본 발명의 접착 테이프는 추가 필름, 층, 접착제, 및 또한 영구 캐리어 및/또는 임시 캐리어를 포함할 수 있다. 적합한 캐리어 물질은 당업자에게 알려져 있다. 영구 캐리어로서, 예를 들어, 막 시트[폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 일축 배향된 PP(MOPP), 이축 배향된 PP(BOPP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리이미드], 부직포 웹, 포움, 직조 직물, 및/또는 직조-직물 시트가 사용될 수 있다. 임시 캐리어에는 이형층이 제공되어야 하며, 이형층은 일반적으로 실리콘 이형 바니시 또는 불화된 이형 바니시로 이루어지거나, 특성상 폴리올레핀이다[고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)]. 임의적으로, 캐리어의 표면이 물리적, 화학적 및/또는 물리화학적 방법에 의해 사전처리되는 것이 요망될 수 있다. 여기에서, 예를 들어, 프라이머 또는 접착 증진제 조성물의 적용이 유리하다.
플라즈마에 의한 중합 반응의 활성화는 특히 플라즈마에 노출되는 표면 상에서 작용한다. 이에 따라, 본 발명의 접착 필름, 특히, 높은 분율의 촉매 활성 물질을 갖는 것의 경우에 및/또는 플라즈마에서 고농도의 반응성 성분의 경우에, 표면에서 직접적으로 빠른 반응이 존재할 수 있지만, 막 내부에서 보다 느린 반응이 존재할 수 있다. 경화된 층은 또한, 임의적으로, 플라즈마에 대한 부류의 "배리어 효과"를 형성할 수 있다. 이는 상기 표면에 결합될 기판의 충분히 빠른 적용과 관련한 문제점의 가능한 결과와 함께, 층 내부 경화를 완전하지 않게 또는 서서히 야기시킬 수 있거나, 그밖에 활성화된 표면의 작업 시간을 짧아지게 한다.
이에 따라, 접착 테이프에 대한 후자의 상술된 실시예에 기술된 바와 같이, 본 발명의 활성화 가능한 접착층을 접착 테이프의 내부층으로서, 예를 들어, 바깥쪽에서 두번째 층으로서 구성하고 본 발명의 이러한 접착층 상에 예를 들어, 플라즈마의 직접 영향에 노출되는 본 발명이 아닌 접착층을 배치시키는 것이 바람직할 수 있다. 외부 접착층은 예를 들어, 본 발명과 유사한 모노머가 매트릭스에 제시되지만, 촉매 활성 물질을 함유하지 않는 층일 수 있다. 플라즈마의 영향을 통해, 이러한 경우에, 중합 반응의 활성화가 존재하지 않거나 중합 반응의 단지 비교적 낮은 활성화가 존재하며, 본 발명의 접착 필름의 반응은 단지 플라즈마로부터 또는 외부층에서 제한된 정도로 발생되는 라디칼이 본 발명의 접착 필름에 도달하기 위해 외부층을 통해 침투할 때에만 개시된다. 외부 접착 필름은 또한, 예를 들어, 본 발명에 따르고 모노머 뿐만 아니라 적어도 하나의 촉매 활성 물질을 포함하지만, 그럼에도 불구하고 현저하게 감소된 함량의 촉매 활성 물질을 지니고 본 발명의 후속 접착 필름(바깥쪽에서 두번째 또는 심지어 최종 층)과 비교하여 여러 배 감소된 필름일 수 있다.
상술된 배열과 관련하여, 본 발명의 내부 접착 필름에 비해 외부 접착 필름 내에서 반응 속도를 현저하게 낮추는 것이 성공적으로 달성된다.
결합될 접착 필름의 노출된 표면의 처리는 원칙적으로 본 발명에 따른 모든 변형예에 대해 동일한 방식으로, 즉, 이러한 표면에 결합될 표면의 적용 이전에 일어난다. 존재하는 경우에, 라이너가 우선 제거되며, 그 후에, 접착 필름 표면은 플라즈마로 처리되며, 활성화된 접착 필름과 기판 표면 간의 접촉이 작업 시간 내에, 바람직하게 플라즈마 처리의 종료 직후에 형성된다.
양면 결합 가능한 접착 테이프의 접착성 결합의 경우에, 수행될 수 있는 다양한 공정 순서들이 존재한다:
예를 들어, 우선 두 개의 접착 테이프 표면들 모두에서는 임의 라이너 물질들이 제거될 수 있으며, 두 표면 모두는 동시에 플라즈마로 처리될 수 있다. 이러한 경우에 플라즈마 처리는 또한, 라이너 물질의 제거 직후에 단일 장치에서 일어날 수 있다. 이후에, 작업 시간 내에, 동시에 또는 순차적으로, 두 개의 활성화된 접착 테이프 표면들은 그 위에 결합될 개개 기판 표면들과 접촉된다. 결합 강도를 증가시키기 위해, 압력은 결합면(bonding face) 상에 가해질 수 있다. 접착 필름이 경화된 후에, 마지막으로 제시되는 어셈블리가 형성된다.
다른 절차에서, 두 개의 접착 테이프 표면들에서는 서로 독립적으로 임의 라이너 물질들이 제거되고, 서로 독립적으로 플라즈마로 처리되고, 서로 독립적으로 개개 기판 표면들과 접촉된다. 이에 따라, 예를 들어, 제1 접착 테이프 표면의 라이너가 제거될 수 있으며, 제1 접착 테이프 표면은 플라즈마-활성화될 수 있고, 이후에 제1 기판 표면과 접촉되며, 그 후에 제2 접착 테이프 표면이 노출되고, 플라즈마-처리되고, 후속하여 제2 기판에 결합된다.
예를 들어, 그러나 비배타적으로, 단일층 접착 필름에 대해 고려될 수 있는 제3 절차에서, 양면 결합 가능한 접착 테이프의 접착 테이프 표면들 중 단 하나가 활성화된다. 이후에 두 개의 기판 표면과 접촉된 접착 필름은 한쪽에서 다른 쪽으로 개시하여 경화될 수 있고, 이에 따라, 접착제 어셈블리를 야기시킬 수 있다. 플라즈마-활성화된 접착 테이프 표면을 갖는 표면과 미처리된 표면을 접촉시키는 순서는 여기에서 특정 환경에 대해 조정될 수 있다.
활성화 후, 접착 시스템, 특히 접착 필름의 통상적인 작업 시간이 최대 수 분 또는 심지어 수십 분인 것으로 알려져 있다. 이러한 시간 내에, 활성화된 접착 시스템은 결합될 기판들과 접촉될 수 있으며, 어셈블리는 요망되는 바와 같이 배열되고 정위될 수 있다. 결합을 경화시키기 위한 시간은 통상적으로 수 시간이다.
정위화의 경우에 사전 고정을 위하여 및/또는 플라즈마 활성 및 완전한 형성까지의 어셈블리 후의 시간에 어셈블리를 안정화시키기 위해, 접착 시스템, 특히 접착 필름이 예를 들어, 고유 점착성을 나타내는 필름-형성제 매트릭스의 사용, 또는 자가-접착제 증점제 또는 증점화된 접착성 자가-접착제를 제공하는 증점제의 사용을 통한, 감압 접착제 구성인 것이 유리할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 접착력이 어셈블리를 함께 유지시키기 충분할 정도로 경화가 진행될 때까지 적절한 기계적 수단(마운팅 디바이스(mounting device), 클램핑 디바이스(clamping device), 등)에 의해 어셈블리를 안정화시키는 것이 유리할 수 있다.
기판
본 발명의 반응성 접착-필름 시스템을 사용하여 결합시키기 위한 적합한 기판에는 금속, 유리, 목재, 콘크리트, 석조(stone), 세라믹, 텍스타일 및/또는 플라스틱이 있다. 결합될 기판들은 유사하거나 상이할 수 있다.
하나의 바람직한 구체예에서, 본 발명의 반응성 접착-필름 시스템은 금속, 유리 및 플라스틱을 결합시키기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 하나의 특히 바람직한 구체예에서, 폴리카보네이트 및 양극산화 알루미늄이 결합된다.
결합시키기 위한 금속 기판은 일반적으로 모든 잘 알려진 금속 및 금속 합금으로부터 제작될 수 있다. 금속, 예를 들어, 알루미늄, 스테인레스 강철, 강철, 마그네슘, 아연, 니켈, 브라스(brass), 구리, 티탄, 페로우스 금속(ferrous metal), 및 합금이 바람직하게 사용된다. 접합될 부품들은 또한, 상이한 금속으로부터 구성될 수 있다.
적합한 기판 플라스틱의 예에는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머(ABS), 폴리카보네이트(PC), ABS/PC 블렌드, PMMA, 폴리아미드, 유리 섬유-강화 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 셀룰로오스 아세테이트, 사이클로올레핀 코폴리머, 액정 폴리머(LCP), 폴리락티드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리메타크릴로메틸이미드, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐에테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프탈아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트, 스티렌 아크릴로니트릴 코폴리머, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트, 폴리옥시메틸렌, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및/또는 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 있다.
기판은 코팅, 프린팅(printing), 증기 증착, 또는 스퍼터링(sputtering)으로 처리될 수 있다.
결합될 기판은 얻어진 어셈블리 엘리먼트의 사용을 위해 요구되는 임의 요망되는 형태를 가질 수 있다. 가장 단순한 형태에서, 기판은 평면이다. 또한, 성형을 갖는 3-차원 기판이 예를 들어, 본 발명의 접착 수단을 이용하여 접합되는 것이 가능하다. 결합될 기판은 또한, 매우 광범위한 상이한 기능, 예를 들어, 하우징(housing), 보기 창(viewing window), 강화 엘리먼트(stiffening element), 등을 지닐 수 있다.
임의적으로, 결합될 기판의 표면이 물리적, 화학적 및/또는 물리화학적 기술에 의해 사전처리되는 것이 요망될 수 있다. 여기에서, 예를 들어, 플라즈마 사전처리 및/또는 프라이머 및/또는 접착력 증진제 조성물의 적용이 유리하다.
온화한 공정 체제의 측면에서, 특히, 저온에서, 본 발명의 방법은 또한, 특히 유리하게, 결합이 매우 민감한 기판인 그러한 적용을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 결합 방법은 원칙적으로 모든 산업 분야에서 적용 가능하다. 특정 적합성은 예를 들어, 전자 디바이스에 대해, 예를 들어, 디스플레이 결합을 위해, 및 또한, 자동차 섹션에 대해 일어난다. 또한 높은 기계적 응력을 갖는 및/또는 좁은 지주 폭(strut width)에 대한, 온도-민감성 결합 기판을 위하여, 본 발명의 방법은 매우 적합하다.
본 발명의 결합 방법으로 형성된 접착제 어셈블리 뿐만 아니라 본 발명의 접착제 자체, 예를 들어, 특히 접착 필름 또는 접착 테이프 형태(이와 관련하여, 하기 "접착 필름을 제조하는 방법"의 헤드의 섹션 참조)는 매우 높은 강인성(robustness)에 대해 주목할 만하다. 이에 따라, 본 발명의 결합 방법 및 본 발명의 접착제의 용도는 또한, 다른 적용 이외에 이러한 결합을 갖거나 생산이 본 발명에 따라 상응하는 접합을 수반하는 구성요소들이 추가 공정 단계들로 처리되는 것에서 특히 적합하며, 그러한 과정에서, 기계적, 화학적, 및/또는 다른 성질의 이러한 부품들은 예를 들어, 추가 하중에 노출된다. 그러나, 의도된 방식에서 구성요소들의 사용이 높은 하중에 대한 이의 노출을 수반하는 그러한 적용에서, 본 발명의 접합을 갖는 구성요소들은 또한 매우 적합하다.
자동차 섹션에서, 예를 들어, 운송 수단 바디와 같은 구성요소들은 종종 추가 공정 단계로 처리되며, 예로는 마감 작업이 있다. 전기영동 마감(전기증착 코팅)은 딥핑 공정을 나타내는데, 여기서, 코팅은 전기장(50 내지 400 V)에 대한 노출에 의해 일어난다. 전기 전류를 전도시키는 코팅될 바디는 페인트 베쓰에서 애노드 또는 캐소드로서 도입되며, 실제로, 탱크 벽은 제2 전극으로서 작용한다. 증착되는 코팅 물질의 양은 공급되는 전류의 양에 직접적으로 비례한다. 전기영동 마감은 특히, 자동차 바디의 프라이밍(priming)을 위해 이용된다. 분무 손실이 존재하지 않으며, 얻어진 코팅은 심지어 접근하기 어려운 구역에서도 매우 균일하다. 비전도성 기판, 예를 들어, 플라스틱, 유리, 세라믹, 등의 경우에, 코팅은 페인트 입자의 정전기적 충전(electrostatic charging)을 이용하여 일어난다.
자동차 산업 내에서, 캐소드 증착 코팅(캐소드 전기코팅)이 바람직하다. 전기코팅 베쓰는 약 80% 정도의 물로 이루어지며, 19%는 결합제 및 안료이며, 단지 약 1 내지 2%는 유기 용매이다. pH는 약산성이고, 대략 6 내지 6.5에 위치된다. 증착 메카니즘은 다수의 스테이지로 구분된다: 수불용성 합성 수지는 단지 유기산과 함께 수중에 분산 가능하게 된다. 네가티브로 하전된 워크피스의 영역(캐소드)에서, 수소의 방출은 알칼리 경계-층 형성을 야기시킨다(pH 11 내지 13). 워크피스 표면의 OH-의 농도 증가는 수성 용해된 페인트가 응집되게 하며, 이러한 페인트는 구성요소 상에 미세한 층의 형태로 증착된다. 침강을 방지하고 비사용 공간(dead space)의 발달을 배제하기 위해, 탱크에서의 베쓰는 탱크 용량을 기준으로 하여, 약 0.2 m/s의 평균 흐름 속도로 교반되며, 베쓰는 시간 당 4 내지 6회 순환된다. 2 내지 3 kg/바디의 페인트 소비 및 대략 30℃의 베쓰 온도에서 물의 적지 않은 증발과 함께, 베쓰 조성물의 지속적인 규제가 필수적이다. 애노드에서 유리된 유기산은 투석 시스템에 의해 분리되며, 이러한 방식으로, 베쓰의 pH는 안정적으로 유지된다.
이후에 페인트 회수로부터 한외여과액 또는 완전 탈미네랄화된 물로의 다단계 세정 구역이 이어진다.
코팅은 약 180℃에서 베이킹되며, 필름 코팅은 20 내지 30 ㎛이다. 공정의 특정 변형예에 따르면, 추가적인, 제2 코팅 필름은 충전제 층으로서 적용된다. 단지 이후에, 칼라-부여 톱코트, 및 또한 클리어코트와 함께 실제 마감이 일어난다.
본 발명의 접착제(예를 들어, 접착 필름의 형태), 및 본 발명의 방법에 의해 형성된 접착성 결합은 마감 작업, 예를 들어, 캐소드 전기코팅 작업을 견디고, 마감 작업 또는 여기서 사용되는 매질을 현저히 손상시키지 않는다. 특히, 전기코팅 베쓰의 사용 수명이 실질적으로 감소되지 않는다.
자동차의 바디가 실제로 다단계 그리스제거 및 세정 구역에서, 접착성 불순물, 예를 들어, 그리스(grease), 및 먼지의 입자들을 제거하기 위해 통상적으로 세척되지만, 금속 시트 상에 잔류하는 오일의 잔류물을 배제하는 것이 가능하지 않다. 또한, 예를 들어, 바디워크 어셈블리에서, 심지어 세척 이전에 오일처리된 금속 시트에 접착제 또는 접착 테이프를 갖추는 것이 일반적이다.
본 발명의 접착제는 심지어 오일처리된 기판 상에 충분한 접착력을 발달시킨다.
본 발명의 접착제에 의한 기판의 습윤화는 접합 구역을 침투하는 임의 물을 방지하기에 충분히 효과적이고, 이에 의해 침투된 물에 의해 야기되는 후속 부식을 방지한다. 특히, 예를 들어 접착 테이프 형태의, 본 발명의 접착제가 예를 들어, 팽창 가능한 중공 미소구체 또는 화학적 발포제의 첨가를 통해, 발포 가능한 포뮬레이션을 제공하는 경우에, 중공 공간은 채워질 수 있으며, 구멍(cavity)은 물 침투를 방지하기 위해 시일링될 수 있다.
경화 또는 가교의 과정에서, 본 발명의 접착제는 또한, 예를 들어, 코팅된 기판 표면, 즉, 예를 들어, 페인팅된 기판 표면에 크랙이 발생하게 하거나 심지어 코팅 물질의 섹션이 본 발명의 접착제로/본 발명의 접착 테이프에 의해 라이닝된 밀착하여 페인팅된 표면으로부터 떨어지게 수축을 나타내지 않는다.
마지막으로, 본 발명의 접착제는 서로 결합될 기판들의 갈바니 분리(galvanic separation)를 보장한다.
접착 필름을 제조하는 방법
본 발명의 접착제가 접착 필름, 예를 들어, 접착 테이프의 형태로 사용되는 경우에, 접착 필름은 바람직하게, 하기에 기술된 방법에 의해 제조된다:
제1 단계에서, 구성성분들은 하나 이상의 용매 및/또는 물에 미분되거나 용해된다. 대안적으로, 용매 및/또는 물이 요구되지 않는데, 왜냐하면, 구성성분들이 이미 서로(적절한 경우에, 열에 대한 노출 및/또는 전단과 함께) 완전히 가용성이기 때문이다. 적합한 용매는 종래 기술에 알려져 있으며, 구성성분들 중 적어도 하나가 양호한 용해도를 갖는 용매의 사용이 바람직하다. 아세톤이 특히 바람직하다.
본원에서 사용되는 용어 "구성성분"은 필름-형성제 매트릭스, 특히, 폴리머 필름-형성제 매트릭스; 적어도 하나의 반응성 모노머(즉, 라디칼 중합 반응에서 반응성인 적어도 하나의 물질); 금속 프탈로시아닌의 군으로부터 및/또는 금속 포르피린의 군으로부터의 적어도 하나의 금속 킬레이트; 및 또한, 임의적으로, 상기에 규정된 바와 같은 추가 첨가제 및/또는 보조제를 수용한다.
후속하여, 제2 단계에서, 용해되거나 미분된 구성성분들이 혼합된다. 혼합물은 통상적인 교반 장치를 이용하여 형성된다. 용액은 임의적으로, 또한, 가열된다. 임의적으로, 구성성분들은 동시에 용해되거나 미분되고 혼합된다.
그후에, 제3 단계에서, 이형지 또는 이형 시트, 캐리어 물질, 또는 감압 접착제는 단계 2로부터의 용해되거나 미분된 구성성분들의 혼합물로 코팅된다. 코팅은 종래 기술에 공지된 일반적인 기술에 의해 일어난다.
코팅 후에, 제4 단계에서, 용매는 증발에 의해 제거되어, 접착 필름을 제공한다.
임의적으로, 제4 단계에서, 접착 필름은 롤에 감겨지고/거나 전환될 수 있다.
저장을 위하여, 본 발명의 반응성 접착 필름은 유리하게 이형 라이너 또는 이형지로 라이닝된다.
대안적으로, 본 발명의 접착 필름은 압출, 핫멜트 다이 코팅(hotmelt die coating) 또는 캘린더링(calendering)에 의해 용매-부재 형태로 형성된다.
실험 섹션
실시예
제1 생산 모드에서, 20% 농도의 필름-형성제 매트릭스의 아세톤성 용액(PU 용액)을 먼저 제조하였다. 스크류-마개 유리에 120 g의 Desmomelt 530® (상기 세부사항을 참조) 및 480 g의 아세톤을 계량하고, 이후에 스크류-마개 유리를 닫음으로써 이를 수행하였다. 스크류-마개 유리를 롤럴 베드(roller bed) 상에서 수일 동안 롤링하고, Desmomelt 530®를 완전히 용해시켰다. 롤링 속도에 따라, 작업은 약 1일 내지 7일 동안 지속한다. 대안적으로, 상업적 실험실 교반기를 이용하여 아세톤 중에서 Desmomelt 530® 펠렛을 교반함으로써 아세톤성 용액을 또한 제조할 수 있다.
후속하여, 하기 리스팅(listing)(표 1)에 따른 비율로, 이에 따라 제조된 Desmomelt 530®, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 철(II) 프탈로시아닌, 및 임의적으로 Purmol® 3STH 게터(제올라이트 (분자체); 기공 크기 0.3 nm(3Å), 입자 크기 < 30 ㎛, 물 흡수 용량 23%; Zeochem)의 20% 농도의 아세톤성 용액을 상업적 실험실 교반기를 이용하여 10분 동안 혼합하였다.
다른 생산 모드에서, 아세톤 중 Saran F-310®[비결정질, 열가소성 비닐리덴 클로라이드-아크릴로니트릴 코폴리머, 폴리(비닐리덴 클로라이드-코-아크릴로니트릴); CAS 번호 9010-76-8]의 30% 농도의 용액을 상업적 실험실 교반기를 이용하여 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 철(II) 프탈로시아닌, 및 Purmol 3STH 게터와 10분 동안 혼합하였다(비율에 대하여 표 1에서 실시예 5 참조).
표 1
모든 양은 중량%임; PU 및 F310에 대해, 고형물 함량이 기술됨(아세톤이 존재하지 않음)
Figure 112016104897819-pct00001
PU: Desmomelt 530®, 아세톤 중 20% 용액으로서 사용됨
F310: Saran F-310®, 아세톤 중 30% 용액으로서 사용됨
PEM: 2-페녹시에틸 메타크릴레이트
EGDM: 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트
EPC: 철(II) 프탈로시아닌
3STH: Purmol 3STH® 게터
각 경우에 얻어진 균질한 혼합물을 실리콘처리된 폴리에스테르 테레프탈레이트 시트 상에 코팅 나이프(coating knife)를 구비한 상업적 실험실 코팅 유닛(예를 들어, SMO (Sondermachinen Oschersleben GmbH))을 이용하여 코팅하였다. 아세톤을 후속하여 건조 캐비넷(drying cabinet)에서 60℃ 내지 80℃에서 10분 동안 증발시켰다. 코팅시 슬롯 폭(slot width)은 용매의 증발이 150 ㎛의 두께를 갖는 필름을 남기도록 설정된다. 얻어진 감압 접착 필름을 결합 전에 실리콘처리된 폴리에스테르 시트로 라이닝하였다.
플라즈마 처리 전에, 실리콘처리된 폴리에스테르 시트들 사이에 위치된 접착 필름을 각각 13 mm*20 mm로 측정된 직사각형 시편으로 절단하였다.
플라즈마 처리는 문헌[Oehmigen et al., Plasma Processes and Polymers 7, 2010]과 기하학적으로 유사한 유전체로 방해된 표면 방전으로 수행되었다. 유전체를 Al2O3으로부터 제작하였다. 전극 구조를 기판을 향하는 측면 상에 유리 보호층으로 라이닝하였다. 플라즈마를 15.9 KHz의 주파수에서 9.2 kV의 사인파 고전압으로 여기시켰다. 처리 시간은 1초 내지 10초로 달라진다.
제1 시험 시리즈에서, 실시예 1 내지 실시예 5의 접착 필름 시편을 한 측면 상에 플라즈마로 처리하였다. 단일 측면 개시를 위하여, 먼저 시편의 한 면으로부터 라이너를 제거하고, 접착제를 강철(steel)로 제조된 전단 시험판(ASTM A 666에 따른 스테인레스 강철 302; 50 mm×125 mm×1.1 mm, 광택나는 어닐링된 표면, 표면 거칠기 기준선으로부터 50±25 nm 산술 평균 편차) 상에서 전구역에 걸쳐 접착하였다. 노출된 접착면(adhesive face)을 전극으로부터 약 0.3 mm의 거리에서 플라즈마 중에서 처리하였다. 후속하여, 2분 내에, 제2 강철 전단 시험판(제1 강철판과 같은 사양)을 제2 접착 필름 면 상에 접합시키고 수작업으로 잠시 가압하였다.
결과:
표 2
Figure 112016104897819-pct00002
경화 시간은 일반적으로 16시간 미만이지만, 부분 강도(partial strength)는 단지 수 시간 후에 달성된다.
표 1에서 실시예 6에 따른 접착제와 함께 및 상기 프로토콜로 형성된 시편들을 양면 상에 플라즈마-처리하고, 이의 전단 강도를 경화 후에 측정하였다.
이러한 목적을 위하여, 우선, 라이너를 시편의 한면으로부터 제거하고, 노출된 접착 필름의 상부 면을 전극으로부터 약 0.3 mm의 거리에서, 상기 기술된 플라즈마 처리 조건에 따라, 플라즈마에서 처리하였다.
후속하여, 2분 내에, 강철(ASTM A 666에 따른 스테인레스 강철 302; 50 mm×125 mm×1.1 mm, 광택나는 어닐링된 표면, 표면 거칠기 기준선으로부터 50±25 nm 산술 평균 편차)로 제조된 제1 전단 시험판을 접착 필름의 처리된 측면 상에 접합시키고, 이에 따라, 접착 필름 표면을 완전히 덮도록 하였고, 수작업으로 잠시 가압하였고, 그 후에, 제2 라이너를 제거하였다. 노출된 접착 필름의 아직 처리되지 않은 측면을 후속하여 동일한 조건 하에서 플라즈마에서 처리하였고, 제2 강철 전단 시험판(제1 강철판과 같은 사양)를 접착 필름의 처리된 제2 측면 상에 접합시키고, 이에 따라, 이러한 측면이 또한, 완전히 덮히도록 하였고, 마찬가지로, 수작업으로 잠시 가압하였다. 이에 따라, 접착 필름에 의해 평행하게 결합된 두 개의 강철판들로 이루어진 어셈블리를 제조하였다. 이에 따라, 강철판들 간의 결합 구역은 260 ㎟이었다(접착 필름 시편 치수 13 mm×20 mm; 상기 참조). 강철판들의 결합의 정위화를 약간의 오프셋(offset)과 함께 수행하였으며, 이에 따라, 각 경우에 강철판이 어셈블리의 두 개의 마주보는 측면으로부터 다소 돌출되게 하였다. 접착성 결합된 어셈블리를 이후에 16시간의 시간 동안 경화시켰다.
전단 강도의 측정을 위하여, 어셈블리를 인장 시험 기계의 마운트(mount)에 강철판들 중 하나의 돌출한 에지를 클램핑시킴으로써 인장 시험 기계에 클램핑하였다. 인장 시험 기계를 이용하여, 두 개의 강철판들을 서로 평행하게 떼어낼 수 있으며, 결합은 전단 가공(shearing)에 노출된다. 결합된 어셈블리의 파괴(강철판들의 서로 간의 분할) 직전 최대 힘을 확인하였고, 각 경우에 결합 구역을 기초로 하여 표 2에 보고하였다.
표 3: 실시예 6를 기준으로 한 상이한 플라즈마 조건에 대한 측정값
Figure 112016104897819-pct00003

Claims (19)

  1. 접착제에 의해서 접착성 결합(adhesive bond)을 형성시키는 방법으로서, 사용되는 접착제가 라디칼 중합 반응에서 반응성인 하나 이상의 물질 및 하나의 촉매 활성 물질을 포함하는 조성물을 포함하며,
    선택된 상기 촉매 활성 물질이 금속 프탈로시아닌의 군으로부터 및/또는 금속 포르피린의 군으로부터의 하나 이상의 금속 착물이며, 반응성 물질이 플라즈마에 대한 노출에 의해 개시되는 중합 반응을 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 접착성 결합을 위해 접착제 시약(adhesive agent)이 사용되며, 접착제가 폴리머 필름-형성제 매트릭스(polymeric film-former matrix)에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 폴리머 필름-형성제 매트릭스가 열가소성 폴리머, 또는 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 증점제가 접착제에 첨가된 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 게터 물질(getter material)이 접착제 및/또는 접착제 시약에 첨가된 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제 및/또는 접착제 시약이 필름 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제 및/또는 접착제 시약이 감압 접착 성질을 지니는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제 또는 접착제 시약이 감압 접착 성질을 지니지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 착물 또는 금속 착물들 중의 금속이 철, 코발트, 구리, 니켈, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 선택되는 상기 금속이 철인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 선택되는 상기 촉매 활성 물질이 철(II) 프탈로시아닌인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 선택되는 상기 촉매 활성 물질이 하나 이상의 코발트 포르피린을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 정지(stationary) 또는 유동(flowing) 공정 가스 분위기에 의해 특징되는 방법.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마가 대기압 하에서 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 또는 수증기가 공정 가스로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 공기가 수분을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마가 반응성 가스상 물질, 및 코팅 또는 중합 가능한 구성성분들도 포함하거나 이들과 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제 또는 접착제 시약이 플라즈마 활성화 후에 발포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 라디칼 중합 반응에서 반응성인 하나 이상의 물질 및 하나의 촉매 활성 물질을 포함하는 접착제를 포함하는 접착 필름(adhesive film)으로서, 선택되는 상기 촉매 활성 물질이 금속 프탈로시아닌의 군으로부터 및/또는 금속 포르피린의 군으로부터의 하나 이상의 금속 착물이고,
    라디칼 중합 반응에서 반응성인 물질이 플라즈마에 노출되어 라디칼 중합 반응이 개시되는 것을 특징으로 하는 접착 필름.
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