KR20050012757A - 세그먼트화 경화성 전이 테이프 - Google Patents

세그먼트화 경화성 전이 테이프

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KR20050012757A
KR20050012757A KR10-2004-7019178A KR20047019178A KR20050012757A KR 20050012757 A KR20050012757 A KR 20050012757A KR 20047019178 A KR20047019178 A KR 20047019178A KR 20050012757 A KR20050012757 A KR 20050012757A
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curable
adhesive precursor
curable adhesive
tape
transition tape
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KR10-2004-7019178A
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래리에이. 메익스너
레슬리 엠. 레보우
수잔 씨. 노우
마이클 에이. 크롭
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

함몰부가 엠보싱되어 있는 엠보싱된 캐리어 웹 및 함몰부 내에 코팅되어 있는 경화성 접착제 전구체를 포함하는 접착제 전이 테이프가 개시된다.

Description

세그먼트화 경화성 전이 테이프{SEGMENTED CURABLE TRANSFER TAPES}
전이 테이프는, 튜브 또는 용기로부터 접착제를 분배 및 도포하는 것보다 우수한 장점을 갖기 때문에, 2개의 기재 또는 표면들을 함께 결합시키는데 있어 광범위한 용도를 갖는다. 전이 테이프를 사용할 때는, 흔히 2개의 기재(예를 들면 결합될 부품, 성분 또는 패스너) 중 보다 작은 것에 접착제를 전이시키는 것이 바람직하다. 흔히, 접착제로써 이러한 기재의 가능한 한 넓은 부분을 덮음으로써, 결합을 향상시키되, 이러한 기재의 주변부 너머로 접착제가 연장되지 않게 하는 것이 목적이다.
접착제의 전이를 수행하는 통상적인 방법은 전이 테이프의 접착제 또는 접착제 및 라이너를 표면의 형상대로 다이 절단(die cut)하여 접착제가 결합될 2개의 표면들 중 보다 작은 것을 정확히 덮도록 하는 것이다. 다이 절단 방법은, 접착제를 절단 및 부품에 인덱싱하는 것이 비용이 들고 복잡함에도 불구하고, 산업에서널리 사용되고 있다. 다이 절단은 어느 한 부품이 더 복잡하거나 크기가 현저히 작을수록 더 어려워진다. 또한, 연질 저분자량(예를 들면, 올리고머성) 접착제를 사용하는 다이 절단 전이 테이프는 절단 후 단시간 내에 사용되어야 한다. 이러한 접착제는 절단된 후 유동할 수 있기 때문에, 절단부 너머로 이동하여 연속적 접착제 층으로 재형성될 수 있다. 연질 접착제는 절단 장치를 오염시키므로, 예리한 절단이 지속적으로 요구되는 경우에는 장치를 자주 청소해야 한다. 더우기, 경화성 접착제를 포함하는 전이 테이프의 다이 절단은 조기(premature) 경화를 방지하는 조건에서 수행되어야 한다.
또다른 방법은 그의 두께를 통해 쉽게 전단되는 접착제를 배합하는 것이다. 이러한 경우, 접착제는 캐리어 필름 위에 코팅된다. 부품 또는 성분의 표면이 접착제-코팅된 캐리어 필름과 붙여지고 그로부터 분리될 때, 접착제가 그의 두께를 통해 전단되어, 즉 찢어져서, 접착제를 그 부품 또는 성분의 표면 위에만 남기게 된다. 이러한 전이 테이프는 쓰리엠 캄파니(3M Company)(3M)에서 "트랜스퍼 테이프 프로덕트 909(Transfer Tape Product 909)"라는 상표명으로 입수가능하다. 이러한 테이프는 일반적으로 고성능 접착력을 요구하지 않는 용도, 예를 들면 기계적 패스너의 조립 보조제로만 제한된다.
접착제를, 결합될 2개의 표면(예를 들면, 부품 또는 성분) 중 보다 작은 것 위에 남기는 또다른 방법은, 접착제를 캐리어 웹 위의 세그먼트로 분할하는 것이다. 부품을 이러한 접착제 세그먼트와 접촉시킨 후 분리시키면, 부품과 접촉된 세그먼트만이 부품으로 전이될 것이다. 이러한 방법에서는, 윤전그라비어 인쇄, 실크-스크린 인쇄, 또는 접착제 용융물의 간헐적 압출과 같은 통상적인 수단으로, 접착제를 캐리어에 도포한다. 또한, 접착제를 캐리어 웹 위에 직접 코팅시키고, 이어서 접착제 매트릭스를 잘라내고 이것을 웹으로부터 떼어냄으로써, 실질적으로 불연속적인 융기한 감압성 접착제 세그먼트를 제공할 수도 있다. 융기한 접착제 세그먼트는 점, 다이아몬드, 별, 삼각형 또는 그의 조합일 수 있다. 세그먼트화 접착제 전이 테이프는 자동 또는 수동 분배 장치에 사용될 수 있다.
이러한 세그먼트화 접착제 전이 테이프는 감압성 접착제를 사용하는데, 왜냐하면 그의 접착력이 단순히 접촉 압력을 통해 접착제 세그먼트를 캐리어 웹으로부터 결합될 부품에 전이시키는데 필요하기 때문이다. 더우기, 이러한 접착력은 나중에 제 2 기재에의 결합도 허용한다. 이러한 종래 기술의 세그먼트화 접착제 전이 테이프의 중요한 단점중 하나는, 캐리어 필름 위에 접착제 패턴을 형성함에 있어서, 많은 감압성 접착제가 쳐지고 측방향으로 유동하는 경향이 있다는 점이다. 이러한 문제는, 패턴화된 접착제 세그먼트가 가깝게 이격되거나 높은 두께 대 너비 비를 나타내는 경우에, 심각해진다. 접착제 패턴을 캐리어 웹 위에 침착시킨 후, 이러한 테이프의 제조, 유통 및 사용에 있어서, 테이프의 시트를 쌓거나 테이프를 감아서 롤로 만드는 것이 통상적인 관례이다. 융기한 불연속적 접착제 세그먼트에 힘이 가해지면, 세그먼트가 냉각 유동 조건, 즉 주위 조건에서 측방향으로 이동하는 경향을 갖게 되며, 그 결과 바람직하지 못하게도 연속적 접착제 시트가 형성되고 만다.
기재로의 전이 후 연속적 접착제 결합의 형성은, 필요한 경우, 접착제가 주위 조건에서 취급 및 저장 동안의 측방향 유동을 방지하도록 개질되고 선택된 경우에, 더욱 어려워진다. 이는 취급 및 저장 동안의 측방향 유동을 방지하는 접착제 거동과 기재에의 도포 후 측방향 유동 및 연속적 결합의 형성을 방지하는 거동이 동일하기 때문이다. 감압성 접착제에 고유한 제한된 접착 강도에서, 감압성 접착제가 사용될 때에는, 이것이 결국에는 측방향으로 유동하여 연속적 층을 형성하여 결합 강도를 최대로 하는 것이 바람직하다. 작은 성분들을 결합시키는 경우, 접착제 세그먼트는 작은 것이 바람직한데, 왜냐하면 접착제 세그먼트가 클수록 접착제는 부품의 주변부 너머로 더 많이 연장되어 결국에는 테이프가 유용한 부품의 크기를 제한할 것이기 때문이다. 이러한 난제를 해결하고, 도포 후 연속적 접착제 결합을 형성하는 인자와 도포 전 접착제의 측방향 유동을 방지하는 인자 사이의 균형을 유지하기 위해서, 당해 분야의 기술자들은 감압성 접착제의 선택과 접착제 세그먼트들 사이의 간격과 세그먼트 높이 사이에서 타협을 해 왔다.
발명의 요약
도포 후 연속적 접착제 결합을 형성하는 인자와 도포 전 접착제 전구체의 측방향 유동을 방지하는 인자 사이의 균형을 이루는 것과 관련된 문제를 겪지 않고도, 접착제 전구체의 조기 경화를 막고, 다이 절단과 관련된 문제를 피하고, 높은 결합 강도를 제공하는 세그먼트화 경화성 접착제 전구체 전이 테이프를 제공하는 것이 바람직하다.
세그먼트화 경화성 접착제 전구체가 기재에 도포된 후, 빠른 경화 시간을 제공하는 세그먼트화 경화성 접착제 전구체 전이 테이프를 제공하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 본 발명은 2개의 대향되게 평행한 표면을 갖는 캐리어 웹을 포함하는 경화성 전이 테이프에 관한 것으로서, 여기서 1개 이상의 표면은 일련의 함몰부, 및 함몰부 내의 경화성 접착제 전구체의 세그먼트를 제공하는 경화성 접착제 전구체 조성물을 함몰부 내에 포함한다.
또한, 본 발명은 접착제 전구체의 1개 이상의 표면을, 2개의 본질적으로 대향되게 평행한 표면을 갖는 캐리어 웹의 1개 이상의 표면과 접촉시킴을 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 조기 경화를 방지하는 방법에 관한 것으로서, 여기서 1개 이상의 표면은 일련의 함몰부를 포함하고, 상기 캐리어 웹은 경화성 접착제 전구체로부터 제거될 수 있다.
더우기, 본 발명은 기재에 도포된 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 경화 속도를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 2개의 대향되게 평행한 표면을 갖는 캐리어 웹을 포함하는(여기서 1개 이상의 표면은 일련의 함몰부 및 이 함몰부 내에 경화성 접착제 전구체 조성물을 포함함) 전이 테이프를, 접착제 전구체 층과 기재를 접촉시킴으로써, 기재에 붙이는 단계, 캐리어 웹을 제거하는 단계, 임의적으로 제 2 기재와 상기 경화성 전구체 층을 접촉시키는 단계, 및 상기 경화성 접착제 전구체를 경화시키는 단계를 포함한다.
전술된 발명의 요약은 본 발명의 각 개시된 실시양태 또는 본 발명의 모든 실시를 기술하는 것은 아니다. 다음에 오는 도면 및 상세한 설명은 이러한 실시양태를 보다 구체적으로 예시한다.
본 발명은 세그먼트화 경화성 전이 테이프에 관한 것이다. 특히 본 발명은 캐리어 웹(carrier web), 및 경화성 접착제 전구체의 세그먼트를 제공하는, 상기 웹에 엠보싱된 함몰부 내의 경화성 접착제 전구체를 포함하는, 세그먼트화 경화성 전이 테이프에 관한 것이다.
첨부된 도면과 관련된, 다음의 본 발명의 다양한 실시양태의 상세한 설명을 보면, 본 발명을 보다 완전하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 경화성 접착제 전구체 전이 테이프의 단면도이다.
도 2는 커버 시트를 포함하는, 본 발명의 제 2 경화성 접착제 전구체 전이 테이프의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변형 양태 및 대체 형태를 취할 수 있지만, 그의 특정 양태가 도면에 예시될 것이며 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명이 본원에서 기술된 특정 실시양태에만 국한되지는 않는다는 것을 알아야 한다. 반대로 본 발명은, 본 발명의 개념 및 범위 내에 들어가는 모든 변형 양태, 균등한 양태 및 대체 양태를 포함한다.
본원에서 사용된 "확산성 시약"이란 불규칙으로 움직인 결과 퍼져나갈 수 있는 시약을 말한다. 이러한 확산성 시약은 예를 들면 액체 및 기체를 포함한다. 기체 확산성 시약은 예를 들면 수증기, 에틸렌 옥사이드 및 암모니아를 포함한다. 액체 확산성 시약은 예를 들면 물을 포함한다.
본원에서 사용된 "경화성 접착제 전구체"란 2종류의 물질을 말한다. 그 중 한 종류의 경화성 접착제 전구체인 확산성 시약 경화성 접착제 전구체는 확산성 시약에 노출시 경화되는 물질을 포함한다. 또다른 종류의 경화성 접착제 전구체인 열 또는 방사선 경화성 접착제 전구체는 열 또는 방사선에 노출시 경화되는 물질을포함한다. 본원에서 앞서 사용되었거나 다음에 사용되는 방사선이라는 용어는 임의의 화학방사선, 예를 들면 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 가시광선 범위의 전자기 방사선, 및 전자빔 방사선을 포함한다. 어떤 경우에서도, 경화성 접착제 전구체는 반응하여, 예를 들면 2개의 기재를 서로 결합시킬 수 있는 접착제를 형성할 수 있다. 이러한 경화성 접착제 전구체는 확산성 시약, 열 또는 방사선에 노출된 후 모듈러스의 비가역적인 변화를 겪으며, 시간이 흐르면 본질적으로 최대 결합 강도에 이른다. 모듈러스의 변화는 전형적으로는 1개 이상의 화학결합, 예를 들면 공유결합의 형성으로 인한 것이다.
본원에서 사용된 "감압성 접착제"란, 무용매 형태로, 실온에서 강하고 영구적으로 점착성이며, 손가락 또는 손의 압력보다 더 강한 힘을 필요로 하지 않고서, 단지 접촉만으로도 다양한 서로 다른 표면들에 세게 접착되는 접착제의 군을 말한다. 이러한 접착제는 예를 들면 종이, 플라스틱, 유리, 나무, 시멘트 및 금속과 같은 물질을 향해 강한 접착력을 발휘하기 위해, 확산성 시약, 열, 방사선 또는 용매에 의해 활성화될 필요가 없다. 이러한 접착제는 강한 점착성을 가짐에도 불구하고, 손가락으로 취급가능하고, 잔여물을 남기지 않고서 매끄러운 표면으로부터 제거되도록, 충분한 응집력 및 탄성을 갖는다.
본원에서 개시된 바와 같은, 일련의 함몰부 및 이 함몰부 내에 경화성 접착제 전구체 조성물을 포함하는 전이 테이프는, 경화성 접착제 전구체를 기재에 전이시키는데 유용하며, 그 후에 경화성 접착제 전구체는 경화되어 본질적으로 그의 최대 결합 강도를 달성할 수 있다. 이 경우 전이된 경화성 전구체는 눈금이 새겨진(scored) 접착제 필름의 외관을 가질 수 있다. 함몰부는 경화성 접착제 전구체의 개별 포켓 또는 용기로서 작용할 수 있고, 전구체가 개별 세그먼트로 패턴화될 수 있게 한다. 전형적으로, 본 발명의 전이 테이프는 경화 후 감압성 접착제 특성을 본질적으로 갖지 않는 경화성 접착제 전구체를 포함한다. 본 발명의 전이 테이프(10)의 한 실시양태가 도 1에 도시되어 있다. 테이프(10)는 2개의 대향되게 평행한 표면을 갖는, 한 면에 다수의 함몰부(14) 및 그 뒷면에 편평한 표면을 갖도록 엠보싱되어 있는 가요성 캐리어 웹(12)으로 이루어져 있다. 엠보싱된 캐리어 웹의 뒷면은 임의적으로 릴리스 코팅(release coating)(16)으로 코팅될 수 있다. 추가적으로, 함몰된 앞면은 임의적으로 릴리스 코팅(18)으로 코팅될 수 있다. 경화성 접착제 전구체(20)는 당해 분야에 공지된 임의의 다양한 코팅 기술, 예를 들면 나이프 또는 다이 코팅을 사용하여 함몰부 내에 코팅된다. 테이프가 쌓여서 시트가 되거나 감겨서 롤이 되고나서 풀릴 때, 경화성 접착제 전구체는 엠보싱된 캐리어 웹의 함몰부(14) 내에 남아있게 된다. 경화성 전구체와 함몰부 사이의 접촉 영역이, 전구체와 엠보싱된 웹의 편평한 뒷면 사이의 접촉 영역보다 더 넓을수록, 접착제 전구체가 함몰부 내에 남아있으려는 경향이 있다. 코팅(16)이 코팅(18)보다 더 낮은 수준의 릴리스를 제공하도록 릴리스 코팅(16 및 18)을 선택함으로써, 경화성 접착제 전구체 세그먼트는 엠보싱된 캐리어 웹의 함몰부 내에 남아있게 될 것이다. 이러한 테이프의 구성(10)에 있어서, 경화성 접착제 전구체는 엠보싱된 캐리어 웹의 함몰부로부터 결합될 기재(예를 들면 피착물 또는 부품)로 직접 전이된다. 기재를 노출된 경화성 접착제 전구체(20)와 접촉시키고, 경화성 접착제 전구체의 전이가 필요한 영역에서 기재 또는 전이 테이프 중 하나에 압력을 가함으로써, 엠보싱된 캐리어 웹(12)으로부터 기재로의 경화성 접착제 전구체의 전이를 수행할 수 있다. 압력을 예를 들면 철필을 사용해서, 예를 들면 기재의 전체 표면 또는 기재의 특정 부분에 가할 수 있다. 2개가 분리될 때, 경화성 접착제 전구체(20)가 함몰부(14)로부터 기재로 전이된다. 전이된 경화성 접착제 전구체는 전형적으로는, 함몰부(14)의 패턴을 닮은, 이격된 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 패턴을 가질 것이다.
도 1의 실시양태에서, 릴리스 코팅(16 및 18)의 릴리스 값(박리접착값(peel adhesion), dyne/cm)은 또다르게는, 엠보싱된 캐리어 웹(12)의 함몰부(14)가 접착제 전구체로 채워지고, 테이프가 감겨서 롤이 되고 나서 풀어진 후, 패턴화된 경화성 접착제 전구체(20)가 엠보싱된 캐리어 웹(12)의 편평한 뒷면으로 전이되도록, 선택될 수 있다. 이제는 엠보싱된 캐리어 웹(12)의 함몰부(14)가 실질적으로 경화성 접착제 전구체를 갖지 않게 된다. 이어서 노출된 경화성 접착제 전구체(20)와 기재가 접촉하고, 엠보싱된 캐리어 웹(12)으로부터 물품이 분리됨으로써, 패턴화된 경화성 접착제 전구체는 기재로 전이될 수 있다. 경화성 접착제 전구체(20)는 엠보싱된 캐리어 웹의 편평한 뒷면으로부터, 압력하에서 상호 접촉에 의해 한정된 임의의 특정 영역에서 기재로 전이된다.
본 발명의 전이 테이프(30)의 한 실시양태가 도 2에 도시되어 있다. 테이프(30)는 한 면에 다수의 함몰부(34) 및 뒷면에 편평한 표면을 갖도록 엠보싱된 가요성 캐리어 웹(32)으로 이루어져 있다. 함몰부(34)는 임의적으로 릴리스 코팅(36)으로 코팅된다. 커버 시트(38)는 임의적으로 릴리스 코팅(40)으로 코팅된다. 전이 테이프(30)는 쌓여서 시트가 되거나 감겨서 롤이 될 수 있다. 릴리스 코팅(36 및 40)은, 커버 시트(38)가 엠보싱된 캐리어 웹(32)으로부터 제거될 때, 경화성 접착제 전구체(42)가 함몰부 내에 남아있도록 선택된다. 기재를 노출된 경화성 접착제 전구체(42)와 접촉시키고, 경화성 접착제 전구체의 전이가 필요한 영역에서 기재 또는 전이 테이프 중 하나에 압력을 가함으로써, 엠보싱된 캐리어 웹(32)으로부터 기재로의 경화성 접착제 전구체의 전이를 수행할 수 있다. 압력을 예를 들면 철필을 사용해서, 예를 들면 기재의 전체 표면 또는 기재의 특정 부분에 가할 수 있다. 2개가 분리될 때, 경화성 접착제 전구체(42)가 함몰부(34)로부터 기재로 전이된다. 전이된 경화성 접착제 전구체는 전형적으로는, 함몰부(34)의 패턴을 닮은, 이격된 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 패턴을 가질 것이다.
도 2의 실시양태에서, 릴리스 코팅(36 및 40)의 릴리스 값(박리접착값, dyne/cm)은 또다르게는, 커버 시트(38)가 엠보싱된 캐리어 웹(32)으로부터 분리될 때, 패턴화된 경화성 접착제 전구체(42)가 엠보싱된 캐리어 웹(32)으로부터 커버 시트(38)로 전이되도록, 선택될 수 있다. 이어서 경화성 접착제 전구체는 커버 시트(38)로부터 기재로 전이된다.
전술된 바와 같이, 경화성 접착제 전구체는, 확산성 시약 또는 열 또는 전자기 방사선에 의해 경화될 때 결합을 할 수 있는 접착제를 형성하는 물질이다. 다양한 코팅가능한 경화성 물질이 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 물질의 점도는 코팅 작업으로 하여금 경화성 접착제 전구체 층에 원하는 성질을 제공하게 하는것이어야 하는데, 즉, 점도는 엠보싱된 캐리어 웹의 함몰부의 본질적으로 완전한 충전을 허용할 정도로 충분히 낮아야 한다. 몇몇 예에서, 경화성 접착제 전구체 세그먼트를 연결하는 연속적 경화성 접착제 전구체의 층이 존재할 수 있다. 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 경우, 이러한 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 층의 두께는, 접착제 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 두께에 대해, 매우 두꺼울 수 있다. 예를 들면, 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 층 위의 확산성 시약 경화성 접착제 세그먼트의 높이는, 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 1% 이상이다. 또다른 예에서, 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 층 위의 확산성 시약 경화성 접착제 세그먼트의 높이는, 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 10% 이상, 33% 이상 또는 50% 이상이다. 추가의 예에서, 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 층 위의 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 높이는, 경화성 전구체 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 99% 초과이다. 전구체 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 전구체의 전체 층의 두께에 대한 연속적 확산성 시약 경화성 전구체의 층의 두께를 최소로 함으로써, 경화성 전구체의 일부분만을 기재에 전이시키거나 분배하는 것을 용이하게 할 수 있다.
열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 경우, 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 두께에 대한연속적 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 층의 두께는 바람직하게는 매우 얇아야 한다. 예를 들면, 연속적 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 층 위의 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 높이는, 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 33% 이상 또는 50% 이상이다. 추가의 예에서, 연속적 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 층 위의 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 높이는, 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 99% 초과이다.
확산성 시약 경화성 접착제 전구체
확산성 시약 경화성 접착제 전구체로서 유용한 적합한 물질은, 액체 및 기체와 같은 유체, 예를 들면 수증기, 에틸렌 옥사이드, 암모니아 및 물에 노출시 경화되는 경화성 조성물을 제조하는데 사용될 수 있는 것을 포함한다. 습기, 예를 들면 대기중 습기, 또는 물에 노출시 경화되는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체는 전형적으로 습기 경화 물질이라고 한다. 적합한 습기 경화 물질은 이소시아네이트-종결된 우레탄, 실란-함유 우레탄, 실란-종결된 우레탄, 및 이들의 임의의 조합 뿐만 아니라, 실온 가황("RTV") 실리콘을 포함한다.
우레탄 물질
본원에서 사용된 "우레탄 물질"이란, 2개 이상의 이소시아네이트기(-N=C=O)를 함유하는 화합물(본원에서는 "이소시아네이트"라고 함)과 2개 이상의 활성수소-함유 기를 함유하는 화합물의 반응 생성물로부터 만들어진 중합체 및 예비중합체를말한다. 활성수소-함유 기의 예는 1차 알콜, 2차 알콜, 페놀 및 물; 1차 및 2차 아민(이소시아네이트와 반응하여 우레아 결합을 형성); 및 실란올-함유 물질을 포함한다. 다양한 이소시아네이트-종결된 물질 및 적당한 공동-반응물(co-reactant)이 잘 공지되어 있으며, 많은 것이 상업적으로 입수가능하다(예를 들면 문헌[Gunter Oertel, "Polyurethane Handbook", Hanser Publishers, Munich(1985)]을 참고하도록 함).
한 실시양태에서는, 우레탄 물질을 기재로 하는 저장 안정성 경화성 접착제 전구체 층이 사용될 수 있다. 이것은 블로킹된 이소시아네이트 또는 활성수소-함유 화합물 중 하나를 사용함으로써 제공된다. 본원에서 사용된 "블로킹된(blocked)"이란, 제 2 화합물(즉 "블로킹기")과 반응한 화합물이, 블로킹기가 예를 들면 가열 또는 추가의 반응(예를 들면 물과의 반응)에 의해 제거되기 전까지, 그의 반응성 작용기가 무효한 상태가 됨을 말한다. 블로킹된 이소시아네이트의 예는 페놀, 메틸 에틸 케톡심 및 ε-카프로락탐과 공동-반응(co-react)하는 것을 포함한다. 블로킹된 활성수소-함유 화합물의 예는 알데히드 또는 케톤으로 블로킹된 아민(케티민으로서 공지되어 있음); 알데히드로 블로킹된 아미노알콜(옥사졸리딘으로서 공지되어 있음); 및 염화나트륨과 같은 염으로 착물화된 아민을 포함한다.
블로킹된 이소시아네이트가 사용되는 경우, 적합한 공동-반응물의 예는 폴리에테르 폴리올, 예를 들면 폴리(옥시프로필렌)글리콜, 에틸렌 옥사이드로 캡핑된 폴리(옥시프로필렌)글리콜, 및 폴리(옥시테트라메틸렌)글리콜; 디아미노 폴리(옥시프로필렌)글리콜; 방향족 아민-종결된 폴리(프로필렌 에테르)글리콜; 스티렌-아크릴로니트릴 그라프트 폴리올; 폴리(옥시에틸렌)폴리올; 폴리에스테르 폴리올, 예를 들면 폴리글리콜 아디페이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 폴리올, 및 폴리카프로락톤 폴리올; 폴리부타디엔 폴리올, 수소화 폴리부타디엔 폴리올, 폴리티오에테르 폴리올, 실리콘 카르비놀 폴리올, 폴리부틸렌 옥사이드 폴리올, 아크릴릭 폴리올, 카르복시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리올, 카르복시 작용성 폴리에스테르 폴리올; 및 방향족 아민-종결된 폴리(테트라히드로푸란)을 포함한다. 적합한 우레탄 수지는 블로킹된 우레탄, 예를 들면 일본 도쿄 소재의 아사히 덴카 공업주식회사(Asahi Denka Kogyo K.K.)에서 "아데카 레진 큐알-9276((Adeka Resin QR-9276)"이라는 상표명으로서 입수가능한 것, 및 우레탄 개질된 에폭사이드, 예를 들면 독일 뒤스부르크 소재의 루트게르스 바켈리트 게엠베하(Rutgers Bakelite GmbH)에서 "루타폭스 브이이 2306)(Rutapox VE 2306)"이라는 상표명으로서 입수가능한 것을 포함한다.
유용한 확산성 시약 경화성 접착제 전구체는 그라프트 폴리우레탄 예비중합체와 같은 폴리우레탄 예비중합체를 포함한다. 이러한 폴리우레탄 예비중합체는 예를 들면 폴리올과 폴리이소시아네이트와 임의적으로 거대단량체(macromonomer)와 임의적으로 실란 시약의 반응 생성물을 포함한다. 그라프트 폴리우레탄 예비중합체는 1개 이상의 거대단량체 측쇄가 공유결합되거나 그라프팅되어 있는 폴리우레탄 주쇄를 포함한다. "거대단량체"란, 단량체와 공중합하여, 펜던트의 예비형성된 중합체 쇄를 갖는 그라프트 공중합체를 형성할 수 있는 2개의 히드록실기를 갖는 말단 잔기를 함유하는 올리고머를 의미한다. "예비중합체"란 폴리우레탄 주쇄가 1개이상의 습기-반응성 기, 예를 들면 이소시아네이트기(NCO) 또는 실란기(SiY3)에 의해 종결됨을 의미한다. 한 예에서, 그라프트 폴리우레탄 예비중합체는, NCO 말단기를 포함하며, 2개의 히드록실기를 갖는 말단 잔기를 함유하는 1개 이상의 거대단량체와 1개 이상의 폴리올과 과량의 1개 이상의 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 제조된다.
거대단량체는 다음 화학식으로 표현될 수 있다.
A--X--B
상기 식에서, A는 수소 또는 개시제의 단편이고; B는 수소, 사슬전달제의 단편, 또는 반응하여 말단 디히드록실기를 형성하는 캡핑제로부터 유도된 잔기이되, 단 A와 B는 동일하지 않고, A와 B중 단 하나만이 2개의 히드록실기를 갖는 말단 잔기를 함유하고; X는 활성수소-함유 잔기를 갖지 않는 1개 이상의 단량체의 중합된 단위를 포함한다.
거대단량체는 다양한 단량체의 중합된 단위를 포함하며, 결정질 또는 비결정질일 수 있다. 거대단량체가 비결정질인 경우, 폴리올은 결정질인 것이 바람직하다. 반대로, 폴리올이 비결정질인 경우, 거대단량체는 바람직하게는 결정질이다. 거대단량체의 중합된 단위는 본질적으로 (메트)아크릴레이트 단량체로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 예비중합체를 제조하는데 사용되는 폴리올은 결정질 또는 비결정질일 수 있다. 그러나 거대단량체가 비결정질인 경우, 폴리올은 바람직하게는 결정질이다. 반대로 폴리올이 비결정질인 경우, 거대단량체는 바람직하게는 결정질이다. 더욱 바람직하게는, 조성물의 최종 성질의 조정에 있어 보다 나은 가요성을 허용하기 위해, 거대단량체가 결정질이고, 비결정질 폴리올과 결정질 폴리올의 혼합물이 사용된다. 일반적으로, 결정질 폴리올을 사용하면, 그라프트 폴리우레탄 예비중합체의 최종 성질(예를 들면 고온용융접착강도)에 기여할 수 있는 폴리우레탄 주쇄에 결정질 세그먼트를 제공하게 된다.
본 발명에 유용한 결정질 폴리올의 예는 폴리(옥시에틸렌) 디올 및 폴리(옥시테트라메틸렌) 디올과 같은 직쇄인 알킬렌 부분을 갖는 폴리옥시알킬렌 폴리올; 2 내지 약 12개의 메틸렌기를 갖는 폴리올과 2 내지 약 12개의 메틸렌기를 갖는 폴리카르복실산의 반응 생성물인 폴리에스테르 폴리올; ε-카프로락톤과 같은 락톤의 고리열림 중합에 의해 제조된 폴리에스테르 폴리올; 및 이들의 블렌드를 포함한다. 본 발명에서 유용한 추가적인 유용한 비결정질 히드록시-작용성 물질은 에틸렌 옥사이드로 캡핑되거나 공중합된 폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 1,2-폴리옥시부틸렌 글리콜, 1,4-폴리옥시부틸렌 글리콜의 반응 생성물을 포함한다. 폴리에테르 글리콜은 예를 들면 에틸렌 옥사이드와 공중합된 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물, 또는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-부틸렌 옥사이드, 1,4-부틸렌 옥사이드 및 이들의 혼합물을 포함하는 1개 이상의 성분으로부터 형성된 단독중합체 또는 공중합체인 화합물일 수 있다. 이러한 물질은 랜덤 또는 블록 구조를 가질 수 있다. 결과물로서 얻어진 폴리에테르 폴리올의 수평균분자량은 약 1000 내지 약 8000 g/mole이고, 일반적으로는 약 2000 내지 약 4000 g/mole이다. 바람직한 결정질 폴리올은 폴리(옥시테트라메틸렌) 디올, 폴리헥사메틸렌 아디페이트 디올(과량의 1,6-헥사메틸렌 디올과 아디프산의 반응에 의해 제조됨), 폴리헥사메틸렌 세바케이트 디올(과량의 1,6-헥사메틸렌 디올과 세박산의 반응에 의해 제조됨), 및 폴리헥사메틸렌 도데칸디오에이트 디올(과량의 1,6-헥사메틸렌 디올과 도데칸디오산의 반응에 의해 제조됨)을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 결정질 폴리올의 예는, 예를 들면 테라탄(TERATHANE)라는 상표명으로서 판매되는 폴리(옥시테트라메틸렌)폴리올(이 아이 듀퐁 드 네모아즈 앤드 캄파니(E.I.duPont de Nemours & Co.)에서 입수가능함); 렉소레즈(LEXOREZ)라는 상표명(이놀렉스 케미칼 캄파니(Inolex Chemical Co.)에서 입수가능함), 루코플렉스(RUCOFLEX)라는 상표명(루코 폴리머 코포레이션(Ruco Polymer Corp.)에서 입수가능함) 및 폼레즈(FORMREZ)라는 상표명(위트코 케미칼 캄파니(Witco Chemical Co.)에서 입수가능함)으로서 판매되는 폴리에스테르 폴리올; 및 톤(TONE)이라는 상표명(유니온 카바이드(Union Carbide)에서 입수가능함)으로서 판매되는 폴리카프로락톤 폴리올을 포함한다.
본 발명에서 사용하기에 유용한 비결정질 폴리올의 예는 폴리(옥시프로필렌) 디올 및 폴리(옥시부틸렌) 디올과 같은 분지된 알킬렌인 알킬렌 부분을 갖는 폴리옥시알킬렌 폴리올; 폴리(부타디엔) 디올, 수소화 폴리(부타디엔) 디올, 및 폴리(에틸렌-부틸렌) 디올과 같은 지방족 폴리올; 다음의 디올과 디산 사이의 반응 동안에 형성된 폴리에스테르 폴리올: 네오펜틸 디올, 에틸렌 디올, 프로필렌 디올,1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 아디프산, 오르토프탈산, 이소프탈산, 및 테레프탈산; 및 이들의 블렌드를 포함한다. 바람직하게는, 비결정질 폴리올은 실온에서 유리질 또는 액체이며, 50℃ 이하, 더욱 바람직하게는 30℃ 이하의 Tg를 나타낸다. 바람직한 비결정질 폴리올은 폴리(옥시프로필렌) 디올; 폴리(옥시부틸렌) 디올; 및 폴리(에틸렌-부틸렌) 디올을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 비결정질 폴리올의 예는, 예를 들면 아르콜(ARCOL) 1025 또는 2025와 같은 아르콜(ARCOL)이라는 상표명으로서 판매되는 폴리(옥시프로필렌) 디올(아르코 케미칼 캄파니(Arco Chemical Co.)에서 입수가능함); 비100-2000(B100-2000)과 같은 폴리글리콜(POLYGLYCOL)이라는 상표명으로서 판매되는 폴리(옥시부틸렌) 디올(다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)에서 입수가능함); 에이치피브이엠 2201(HPVM 2201)로서 판매되는 폴리(에틸렌-부틸렌) 디올(쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.)에서 입수가능함)을 포함한다.
기타 유용한 폴리올은 폴리에테르디올 에스테르, 예를 들면 디에틸렌 글리콜 아디페이트 및 디프로필렌 글리콜 아디페이트, 및 C36이량체 디올 및 이량체 산으로부터 유도된 것, 예를 들면 이량체-산-기재의 폴리에스테르 폴리올(예를 들면 독일 델라웨어주 윌밍톤 소재의 유니케마(Uniqema)에서 입수가능한 "프리폴(PRIPOL)" 및 "프리플라스트(PRIPLAST)")을 포함한다.
"폴리이소시아네이트"란 2개 이상의 -NCO기를 갖는 물질을 말한다. 본 발명에 유용한 폴리이소시아네이트는 유기성, 지방족, 지환족 및 방향족 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 이것은 방향족 이소시아네이트, 예를 들면 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트 및/또는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트(MDI); 톨릴렌-2,4-디이소시아네이트 및 -2,6-디이소시아네이트(TDI) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이소시아네이트의 기타 예는 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트; 트리페닐메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트; 2,4(또는 2,4/2,6) 톨루엔 디이소시아네이트; 1,4-페닐렌 디이소시아네이트; 4,4'-시클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI); 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트(HDI); 이소포론 디이소시아네이트(IPDI); 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트; 및 크실렌 디이소시아네이트를 포함한다. 이 중에서도, MDI가 바람직하다. 유용한 상업적으로 입수가능한 폴리이소시아네이트의 목록은 문헌[the Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th. Ed., Vol.14, p.902-925, John Wiley & Sons, New York(1995)]에 나와 있다.
NCO-종결된 예비중합체로부터 실란 작용성 예비중합체를 제조하는데 유용한 실란 시약은 아민-, 히드록시- 또는 티올-작용성일 수 있다. 일반적으로, 이것은 화학식 RSiY3[여기서, R은 1차 또는 2차 아민-, 히드록시- 또는 티올-작용기를 갖는 탄화수소기(예를 들면, 알킬, 알케닐, 아릴 또는 알크아릴 기)이고; Y는 1가 헤테로알킬 또는 아릴 기, 예를 들면 디알킬케톡스아미노기(예를 들면, 메틸에틸케톡스아미노, 디메틸케톡스아미노 또는 디에틸케톡스아미노), 알콕시기(예를 들면, 메톡시, 에톡시 또는 부톡시), 알케녹시기(예를 들면, 이소프로페녹시), 아실기(예를들면, 아세톡시), 알크아미도기(예를 들면, 메틸아세트아미도 또는 에틸아세트아미도), 또는 아릴아미도기(예를 들면, 벤즈아미드)이다]로 나타내어질 수 있다.
특히 바람직한 실란 시약은 디알킬케토아미노실란인데, 왜냐하면 이것은 우수한 저장 안정성을 나타내며, 경화시에 유해한 부산물을 형성하지 않기 때문이다. 그 예는 3-아미노프로필트리스(메틸에틸케톡심) 실란 및 (3-아미노프로필)트리알콕시실란을 포함한다.
실란-종결된 예비중합체는 1개 이상의 디히드록시 작용성 거대단량체와 1개 이상의 폴리올과 1개 이상의 폴리이소시아네이트와 1개 이상의 이소시아네이트-종결된 실란의 반응에 의해 1단계 방법으로써 제조될 수 있다. 이소시아네이트-종결된 실란은 이소시아네이토알킬 실란, 예를 들면 (3-이소시아네이토프로필) 트리알콕시실란, 예를 들면 (3-이소시아네이토프로필) 트리에톡시실란, (3-이소시아네이토프로필) 트리메톡시실란 등을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 물질중 하나가 미국 뉴욕주 스코티아 소재의 실라 래보러토리즈(Silar Laboratories)에서 입수가능한 이소시아네이토프로필 트리에톡시실란이다.
그라프트 폴리우레탄 예비중합체를 당해 분야에 공지된 기술을 사용하여 제조할 수 있다. 전형적으로는, 성분들을 승온에서 통상적인 혼합 기술을 사용하여 혼합한다. 성분들을 무수 조건에서 혼합하여 조기 습기 경화를 방지하는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 예비중합체를 용매를 사용하지 않고서 제조한다.
NCO-종결된 예비중합체를 제조하기 위해서, 이소시아네이트 등가물이 히드록실 등가물의 양보다 많은 양으로 반응 혼합물 내에 존재해야 한다. 이소시아네이트 대 히드록실기의 당량비는 1.2/1 이상, 더욱 바람직하게는 1.2/1 내지 10/1, 가장 바람직하게는 1.5/1 내지 2.2/1이어야 한다.
본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 폴리우레탄 예비중합체의 추가의 예는 본원에서 참고로 인용된 미국특허 제 5,908,700 호에 기술되어 있다.
열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체
본 발명의 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체는 전형적으로 화학방사선 같은 방사선 또는 열에 노출되면 가교를 할 수 있다. 이러한 물질을 본원에서는 "열경화성(thermosetting)"이라고 한다. 본원에서 사용된 "물질"이란 단량체, 올리고머, 예비중합체, 및/또는 중합체를 말한다. 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체는 전형적으로, 열에 노출되면, 점도의 초기 감소를 겪고, 이로써 기재의 습윤이 촉진되며 접착이 향상되어 경화 반응이 유발된다. 경화를 일으키기에 충분한 열 또는 화학방사선에 노출된 후의 경화성 물질은 본원에서는 "경화되었다"고 한다. 이러한 물질은, 일단 경화된 상태로 되면, 본원에서는 "열경화되었다"고 한다. 화학방사선을 사용하여 활성화시키거나 경화를 완결시킬 수 있다. 적합한 열경화성 물질은 에폭사이드-함유, 시아네이트 에스테르-함유 및 비스말레이미드-함유 물질 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함한다.
에폭사이드
적합한 에폭사이드는 2개 이상의 에폭사이드 잔기를 함유하는 것을 포함한다. 이러한 화합물은 포화 또는 불포화되거나, 지방족, 방향족 또는 헤테로고리형일 수 있고, 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 에폭사이드는 실온에서 고체또는 액체일 수 있다.
2개 이상의 에폭사이드기를 함유하는 화합물이 바람직하다. 에폭사이드 화합물의 조합을 사용할 수 있으며, 혼합물의 총 에폭사이드 작용기수가 2 이상인 한, 2개 미만의 작용기를 갖는 에폭사이드를 조합하여 사용할 수 있다. 중합체성 에폭사이드는 말단 에폭시기를 갖는 선형 중합체(예를 들면, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜 에테르), 골격 옥시란 단위를 갖는 중합체(예를 들면, 폴리부타디엔 폴리에폭사이드), 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체(예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)를 포함한다. 에폭사이드 작용기 외에, 본질적으로 에폭사이드 작용기와 비반응성인 작용기를 갖는 물질, 예를 들면 에폭사이드 작용기와 아크릴 작용기 둘 다를 함유하는 물질을 사용하는 것도 본 발명의 범위에 속한다.
다양한 상업적인 에폭사이드가 입수가능하며, 문헌["Handbook of Epoxy Resins", Lee and Neville, McGraw Hill Book Company, New York(1967)], 문헌["Epoxy Resin Technology", P.F.Bruins, John Wiley & Sons, New York(1968)] 및 문헌["Epoxy Resins: Chemistry and Technology, 2판", C.A.May, Ed., Marcel Dekker, Inc. New York(1988)]에 열거되어 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 방향족 폴리에폭사이드(즉, 1개 이상의 방향족 고리 구조(예를 들면, 벤젠 고리) 및 2개 이상의 에폭사이드기를 함유하는 화합물)는 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르, 예를 들면 비스페놀 A- 또는 비스페놀 F-형 수지 및 이들의 유도체, 방향족 폴리글리시딜 아민(예를 들면, 벤젠아민, 벤젠디아민, 나프틸렌아민 또는 나프틸렌 디아민의 폴리글리시딜 아민), 페놀 포름알데히드 레졸 또는 노볼락 수지의 폴리글리시딜 에테르; 레조르시놀 디글리시딜 에테르; 플루오렌-형 수지의 폴리글리시딜 유도체; 및 방향족 카르복실산의 글리시딜 에스테르, 예를 들면 프탈산 디글리시딜 에스테르, 이소프탈산 디글리시딜 에스테르, 트리멜리트산 트리글리시딜 에스테르, 및 피로멜리트산 테트라글리시딜 에스테르, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 유용한 방향족 폴리에폭사이드는 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르, 예를 들면 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르 시리즈(예를 들면, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕션즈(Resolution Performance Productions)에서 "에폰(EPON) 828", "에폰 1004", "에폰 1001에프(1001F)", "에폰 825" 및 "에폰 826"이라는 상표명으로서 입수가능한 것; 및 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 "데르(DER)-330", "데르-331", "데르-332" 및 "데르-334"라는 상표명으로서 입수가능한 것); 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르(예를 들면, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕션즈에서 "에폰 레진 862"라는 상표명으로서 입수가능한 것; 및 미국 뉴욕주 브루스터 소재의 반티코(Vantico)에서 "아랄디트(ARALDITE) 지와이281(GY281), 지와이282, 지와이285, 피와이306(PY306) 및 피와이307"이라는 상표명으로서 입수가능한 것); 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르(예를 들면, 미국 뉴욕주 브루스터 소재의 반티코에서 "아랄디트 알디-2(RD-2)"라는 상표명으로서 입수가능한 것); 및 페놀-포름알데히드 노볼락의 폴리글리시딜 에테르(예를 들면, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 "덴(DEN)-431" 및 "덴-438"이라는 상표명으로서 입수가능한 것)을 포함한다. 본원에서 열 또는 방사선 경화성 물질과 관련해 사용된 "유도체"란, 기본 분자의 경화 반응을 방해하지 않는 추가의 치환체를 갖는 기본 분자를 말한다.
유용한 1작용성, 2작용성 및 다작용성 글리시딜 에테르 수지의 예는, 미국 뉴욕주 브루스터 소재의 반티코에서 입수가능한 "엑스비4122(XB4122)", "엠와이0510(MY0510)", "탁틱스(TACTIX) 556" 및 "탁틱스 742"; 및 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕션즈에서 입수가능한 "에폰 1510", "헬록시 모디파이어(HELOXY Modifier) 107" 및 "헬록시 모디파이어 48"을 포함하지만 여기에만 국한되지는 않는다.
본 발명에서 유용한 대표적인 지방족 고리형 폴리에폭사이드(즉, 지환족 화합물이라고도 공지되어 있는, 1개 이상의 포화된 탄소고리 및 2개 이상의 에폭사이드기를 함유하는 고리형 화합물)은 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼에서 "이알엘(ERL)"이라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 지환족 에폭사이드 시리즈, 예를 들면 비닐 시클로헥센 디옥사이드("이알엘-4206"), 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트("이알엘-4221"), 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산 카르복실레이트("이알엘-4201"), 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트("이알엘-4289"), 및 디펜텐디옥사이드("이알엘-4269")를 포함한다.
대표적인 지방족 폴리에폭사이드(즉, 탄소고리를 함유하지 않고 2개 이상의 에폭사이드기를 함유하는 화합물)는 1,4-비스(2,3-에폭시프로폭시) 부탄, 글리세롤, 폴리프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 등과 같은 지방족 폴리올의 폴리글리시딜에테르, 리놀레산 이량체의 디글리시딜 에스테르, 에폭사이드화 폴리부타디엔(예를 들면 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 에프엠씨 코포레이션(FMC Corp.)에서 "옥시론(OXIRON) 2001"이라는 상표명으로서 입수가능한 것, 또는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 엘프 아토켐(Elf Atochem)에서 "폴리 비디(Poly bd)"라는 상표명으로 입수가능한 것), 에폭사이드화 지방족 폴리우레탄, 및 에폭시 실리콘, 예를 들면 지환족 에폭사이드 또는 글리시딜 에테르 기를 갖는 디메틸실록산을 포함한다.
필름 형태로 상업적으로 입수가능한 적합한 에폭사이드-기재의 경화성 물질의 예는, 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니(Minnesota Mining and Manufacturing Company)("3M")에서 "쓰리엠 스코치-웰드 스트럭춰럴 어드헤시브 필름(3M Scotch-Weld Structural Adhesive Film)이라는 상표명으로서 입수가능한 것, 예를 들면 다음과 같은 "에이에프(AF)"라는 상표명을 갖는 것, 예를 들면 "에이에프 42", "에이에프 111", "에이에프 126-2", "에이에프 163-2", "에이에프 3109-2", "에이에프 191", "에이에프 2635", "에이에프 3002", "에이에프 3024" 및 "에이에프 3030에프에스티(3030FST)"를 포함한다.
시아네이트 에스테르 물질
적합한 시아네이트 에스테르 물질(단량체 및 올리고머)는, 예를 들면 미국특허 제 5,143,785 호에 기술된 것을 포함하는, 2개 이상의 -O-C≡N 작용기를 갖는 것이다.
적합한 시아네이트 에스테르 화합물의 예는 1,3- 및 1,4-디시아네이토벤젠;2-3차-부틸-1,4-디시아네이토벤젠; 2,4-디메틸-1,3-디시아네이토벤젠; 2,5-디-3차-부틸-1,4-디시아네이토벤젠; 테트라메틸-1,4-디시아네이토벤젠, 4-클로로-1,3-디시아네이토벤젠; 1,3,5-트리시아네이토벤젠; 2,2- 또는 4,4-디시아네이토비페닐; 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디시아네이토비페닐; 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,8-, 2,6- 또는 2,7-디시아네이토나프탈렌; 1,3,6-트리시아네이토나프탈렌; 비스(4-시아네이토페닐)메탄; 비스(3-클로로-4-시아네이토페닐)메탄; 비스(3,5-디메틸-4-시아네이토페닐)메탄; 1,1-비스(4-시아네이토페닐)에탄; 2,2-비스(4-시아네이토페닐)프로판; 2,2-비스(3,5-디브로모-4-시아네이토페닐)프로판; 2,2-비스(4-시아네이토페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판; 비스(4-시아네이토페닐)에테르; 비스(4-시아네이토페녹시페녹시)벤젠; 비스(4-시아네이토페닐)케톤; 비스(4-시아네이토페닐)티오에테르; 비스(4-시아네이토페닐)술폰; 트리스(4-시아네이토페닐)포스파이트; 및 트리스(4-시아네이토페닐)포스페이트를 포함한다. 페놀-포름알데히드 예비축합물과 할로겐화 시안화물을 반응시킴으로써 수득한 폴리시아네이트 화합물도 적합하다.
기타 적합한 물질은, 예를 들면 미국특허 제 3,962,184 호에 기술된 바와 같은 페놀 수지로부터 유도된 시안산 에스테르; 미국특허 제 4,022,755 호에 기술된 바와 같은 노볼락 수지로부터 유도된 시아네이트화 노볼락 수지; 미국특허 제 4,026,913 호에 기술된 바와 같은 비스페놀-형 폴리카르보네이트 올리고머로부터 유도된 시아네이트화 비스페놀-형 폴리카르보네이트 올리고머; 미국특허 제 3,595,900 호에 기술된 바와 같은 시아네이토-종결된 폴리아릴렌 에테르; 미국특허제 4,740,584 호에 기술된 바와 같은 오르토 수소 원자를 갖지 않는 디시아네이트 에스테르; 미국특허 제 4,709,008 호에 기술된 바와 같은 디- 및 트리시아네이트의 혼합물; 미국특허 제 4,528,366 호에 기술된 바와 같은 폴리방향족 시아네이트-함유 여러고리형 지방족; 미국특허 제 3,733,349 호에 기술된 바와 같은 불화탄소 시아네이트; 및 미국특허 제 4,195,132 호 및 제 4,116,946 호에 기술된 바와 같은 기타 시아네이트 조성물을 포함한다.
상업적으로 입수가능한 물질의 예는 "콰트렉스(Quatrex) 7187"라는 상표명으로서 미국 뉴욕주 브루스터 소재의 반티코에서 입수가능한 시아네이트 에스테르이다.
비스말레이미드 물질
N,N'-비스말레이미드 단량체 및 예비중합체라고도 공지된, 적합한 비스말레이미드 물질의 예는, 1,2-에탄디아민, 1,6-헥산디아민, 트리메틸-1,6-헥산디아민, 1,4-벤젠디아민, 4,4'-메틸렌-비스(벤젠아민), 2-메틸-1,4-벤젠디아민, 3,3'-메틸렌-비스(벤젠아민), 3,3'-술포닐-비스(벤젠아민), 4,4'-술포닐-비스(벤젠아민), 3,3'-옥시-비스(벤젠아민), 4,4'-옥시-비스(벤젠아민), 4,4'-메틸렌-비스(시클로헥산아민), 1,3-벤젠디메탄아민, 1,4-벤젠디메탄아민, 및 4,4'-시클로헥산-비스(벤젠아민)의 N,N'-비스말레이미드 및 이들의 혼합물을 포함한다. 기타 N,N'-비스-말레이미드 및 그의 제조방법이 본원에서 참고로 인용된 미국특허 제 3,562,223 호; 제 3,627,780 호; 제 3,839,358 호; 및 제 4,468,497 호에 기술되어 있다.
상업적으로 입수가능한 비스말레이미드 물질의 대표적인 예는 "콤피미드(COMPIMIDE)"라는 상표명으로서 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕션즈에서 입수가능한 물질의 군, 예를 들면 4,4'-비스말레이미도디페닐 메탄("콤피미드 레진 엠디에이비(COMPIMIDE Resin MDAB") 및 2,4'-비스말레이미도톨루엔("콤피미드 레진 티디에이비(TDAB)"), 및 "큐-본드(Q-Bond)"라는 상표명으로서 미국 캘리포니아주 산디에고 소재의 덱스터/퀀텀(Dexter/Quantum)에서 입수가능한 물질의 군을 포함한다.
열경화성 물질을 위한 경화제
열경화성 경화성 물질은 바람직하게는 열경화성 물질 및 경화제를 포함한다. "경화제"란 넓게는 통상적으로 경화제로서 간주되는 물질을 포함할 뿐만 아니라, 경화성 물질의 반응을 촉진하거나 가속시키는 물질, 및 경화제 겸 촉매 또는 가속제로서 작용할 수 있는 물질을 포함한다. 2개 이상의 경화제를 조합해서 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 열 활성화 경화제는 잠재적 열 반응성을 나타내는데, 즉 이들은 주로 보다 높은 온도(바람직하게는, 50℃ 이상의 온도)에서 반응하거나, 화학방사선에의 노출과 같은 활성화 단계 후에만 보다 낮은 온도에서 반응한다. 이는 경화성 접착제 전구체 조성물로 하여금, 경화제를 활성화시키지 않고서도 약간의 가온만으로도(즉, 경화제의 반응 온도보다 낮은 온도에서) 실온(약 23±3℃)에서 용이하게 혼합되고 코팅되게 한다. 당해 분야의 숙련자라면 어떤 경화제가 열경화성 물질의 각 군에 적당한지를 쉽게 알 것이다.
에폭사이드 중합에 적합한 경화제는 다가 산 및 그의 무수물; 질소-함유 경화제; 알루미늄, 붕소, 안티몬 및 티탄의 염소-, 브롬- 및 불소-함유 루이스 산; 양성자성 또는 루이스 산의 광화학적으로 활성화된 발생제를 포함한다.
다가 산 및 그의 무수물의 예는 디-, 트리- 및 보다 고급의 카르복실산, 예를 들면 옥살산, 프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 알킬-치환된 숙신산, 타르타르산, 프탈산 무수물, 숙신산 무수물, 말산 무수물, 나드산 무수물, 피로멜리트산 무수물; 및 중합된 산, 예를 들면 탄소 원자를 10개 이상 함유하는 것, 예를 들면 도데켄디오산, 10, 12-에이코사디엔디오산 등을 포함한다.
질소-함유 경화제는, 예를 들면 디시안디아미드, 이미다졸(예를 들면 헥사키스(이미다졸) 니켈 프탈레이트), 이미다졸레이트, 디히드라지드(예를 들면 아디픽 디히드라지드 및 이소프탈릭 디히드라지드), 우레아, 및 멜라민 뿐만 아니라, 캡슐화 지방족 아민(예를 들면 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 시클로헥실아민, 트리에탄올아민, 피페리딘, 테트라메틸피페라민, N,N-디부틸-1,3-프로판 디아민, N,N-디에틸-1,3-프로판 디아민, 1,2-디아미노-2-메틸-프로판, 2,3-디아미노-2-메틸-부탄, 2,3-디아미노-2-메틸-펜탄, 2,4-디아미노-2,6-디메틸-옥탄, 디부틸아민 및 디옥틸아민)을 포함한다. 본원에서 사용된 "캡슐화"란 아민이, 열에 가해지기 전까지, 아민이 경화제로서 작용하는 것을 방지하는 물질로 둘러싸여 있음을 뜻한다. 중합체 결합된 아민 또는 이미다졸이 사용될 수도 있다. 피리딘, 벤질아민, 벤질디메틸아민 및 디에틸아닐린도 열 활성화 경화제로서 유용하다.
질소-함유 경화제의 예는 미국 펜실바니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠(Air Products)에서 "아미쿠어 씨지-1200(Amicure CG-1200)", "아미쿠어 씨지-1400", "안카민(Ancamine) 2337", "안카민 2441", "안카민 2014"라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 것; 일본 도쿄 소재의 아사이 덴카 공업주식회사에서 "안카민 4338에스(Ancamine 4338S)" 및 "안카민 4339에스"라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것; 미국 뉴저지주 메이플세이드 소재의 씨브이씨 스페셜티 케미칼즈(CVC Specialty Chemicals)에서 "오미쿠어 유-52(Omicure U-52) 및 "오미쿠어 유-410"이라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것 뿐만 아니라, "오미쿠어" 시리즈의 기타 물질; 미국 캘리포니아주 멘로파크 소재의 란데크(Landec)에서 "인텔리머(Intellimer) 7001", "인텔리머 7002", "인텔리머 7004", 및 "인텔리머 7024"라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것; 일본 시코쿠 화인 케미칼즈(Shikoku Fine Chemicals)에서 상업적으로 입수가능하고 에어 프로덕츠에 의해 판매되는, "쿠어졸(Curezol)"이라는 상표명으로 입수가능한 물질의 군; 및 미국 뉴저지주 티넥 소재의 아지노모토 캄파니 인코포레이티드(Ajinomoto Company Inc.)에서 "아지쿠어(Ajicure)"라는 상표명으로 입수가능한 물질의 군을 포함한다.
알루미늄, 붕소, 안티몬 및 티탄의 염소-, 브롬- 및 불소-함유 루이스산의 예는 삼염화 알루미늄, 삼브롬화 알루미늄, 삼불화 붕소, 오불화 안티몬, 사불화 티탄 등을 포함한다. 바람직하게는 이러한 루이스산은 열경화성 물질의 잠재성을 증가시키기 위해 블로킹될 수 있다. 대표적인 블로킹된 루이스산은, 본원에서 참고로 인용된 미국특허 제 4,503,211 호에 기술된 바와 같이, BF3-모노에틸아민 및 HSbF5X[여기서, X는 할로겐, -OH, 또는 -OR1(여기서, R1은 지방족 또는 방향족 알콜, 아닐린, 또는 그의 유도체의 잔사이다)이다]의 부가물을 포함한다.
에폭사이드 중합에 적합한, 광화학적으로 활성화된 경화제는 산을 발생시켜 중합을 촉진시키는 양이온성 광촉매를 포함한다. "산"이라는 용어는 양성자성 또는 루이스 산을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 이러한 양이온성 광촉매는 오늄 양이온 및 금속 또는 메탈로이드의 할로겐-함유 착물 음이온을 갖는 메탈로센 염을 포함할 수 있다. 기타 유용한 양이온성 광촉매는, 미국특허 제 4,751,138 호(예를 들면, 6번째 칼럼 65번째 줄 내지 9번째 칼럼 45번째 줄)에 추가로 기술되어 있는, 유기금속 착물 양이온 및 금속 또는 메탈로이드의 할로겐-함유 착물 음이온을 갖는 메탈로센 염을 포함한다. 유용한 광촉매의 기타 예는 유기금속 염 및 오늄 염, 예를 들면, 미국특허 제 4,985,340 호(예를 들면, 4번째 칼럼 65번째 줄 내지 14번째 칼럼 50번째 줄) 및 유럽특허출원 306,161 및 306,162에 기술된 것을 포함한다. 적합한 광화학적으로 활성화된 경화제는 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)에서 "이르가쿠어(Irgacure) 261"이라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 경화제이다.
시아네이트 에스테르 물질에 적합한 경화제는, 에폭사이드와 사용되는 것으로 기술된 질소-함유 경화제 뿐만 아니라, 열적으로 또는 광화학적으로 활성화될 수 있는 경화제를 포함한다. 이러한 경화제의 예는 시클로펜타디에닐기(C5H5) 및 시클로펜타디에닐기의 유도체를 함유하는 유기금속 화합물을 포함한다. 적합한 경화제는, 미국 매사추세츠주 뉴버리포트 소재의 스트렘 케미칼 캄파니(StremChemical Company)에서 입수가능한, 시클로펜타디에닐 아이언 디카르보닐 이량체([C5H5Fe(CO)2]2), 펜타메틸시클로펜타디에닐 아이언 디카르보닐 이량체([C5(CH3)5Fe(CO)2]2), 메틸시클로펜타디에닐 망가니즈 트리카르보닐(C5H4(CH3)Mn(CO)3), 시클로펜타디에닐 망가니즈 트리카르보닐(C5H5Mn(CO)3)을 포함한다. 기타 적합한 경화제는, 미국특허 제 4,868,288 호에 기술된 방법에 의해 제조될 수 있는, 시클로펜타디에닐 아이언 메시틸렌 양이온의 헥사플루오로포스페이트 염(C5H5(메시틸렌)Fe+PF6) 및 시클로펜타디에닐 아이언 메시틸렌 양이온의 트리플루오로메탄술포네이트 염(C5H5(메시틸렌)Fe+(CF3SO3 -))을 포함한다.
비스말레이미드 물질에 적합한 경화제는 에폭사이드와 함께 사용되는 것으로 기술된 질소-함유 경화제 뿐만 아니라 알릴 페놀의 잠재적 공급원도 포함한다.
하이브리드 물질
하이브리드 물질은 2개 이상의 성분들의 조합으로서, 여기서 2개 이상의 성분들은 용융상에서 혼화성이고(용융상은 2개 이상의 성분들의 조합이 액체인 상임), 2개 이상의 성분들은 상호침투성 중합체 망상조직 또는 반-상호침투성 중합체 망상조직을 형성하고, 1개 이상의 성분은 가열 후 또는 기타 경화 수단(예를 들면, 광 또는 확산성 경화제에의 노출)에 의해 불용성으로 된다(즉, 이 성분은 용해 또는 용융될 수 없음). 제 1 성분은 (a) 에틸렌성 불포화 단량체, 예를 들면 후술되는 (메트)아크릴 물질, 또는 (b) 열경화성 물질, 즉 전술된 물질과 같은 열경화성물질을 형성할 수 있는 단량체, 올리고머 또는 예비중합체(및 임의의 필요한 경화제)이고, 제 2 성분은 (a) 열경화성 물질, 또는 (b) 확산성 시약 경화성 물질, 즉 예를 들면 전술된 물질과 같은 확산성 시약 경화성 물질을 형성할 수 있는 단량체, 올리고머 또는 예비중합체(및 임의의 필요한 경화제)이다. 제 2 성분은 제 1 성분과 반응하지 않는 것으로 선택된다. 그러나, 예를 들면 경화된 하이브리드 물질의 응집 강도를 증가시키기 위해, 제 1 성분과 제 2 성분 증 하나 또는 둘 다와 반응할 수 있는 제 3 성분을 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.
1개 이상의 에틸렌성 불포화 기를 갖는 유용한 물질의 예는 1개 이상의 비닐, 비닐렌, 아크릴아미드, 또는 (메트)아크릴레이트 잔기를 갖는 물질을 포함한다. 이러한 에틸렌성 불포화 물질은 단량체성 또는 중합체성일 수 있다. 아크릴아미드기-함유 물질은 N,N-디메틸 아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드를 포함한다. (메트)아크릴레이트기-함유 물질은 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 4-시아노부틸 (메트)아크릴레이트, 2-시아노에틸 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시프로필 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 3-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 3-펜틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 옥타데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 단독중합체 또는 공중합체를 포함한다.
1개 이상의 에틸렌성 불포화 기를 함유하는 이러한 물질은 당해 분야의 숙련자에게 잘 공지된 방법에 의해 중합될 수 있다. 이 방법은 열 또는 화학방사선에 의해 활성화된 중합개시제를 사용함을 포함한다.
예를 들면, 유용한 (메트)아크릴레이트-함유 물질의 중합을, 열에너지, 전자빔 방사선, 자외선 등을 사용하여 수행한다. 이러한 중합을, 열개시제 또는 광개시제일 수 있는 중합개시제를 사용하여, 용이하게 수행할 수 있다. 적합한 광개시제의 예는 벤조인 에테르, 예를 들면 벤조인 메틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르; 치환된 벤조인 에테르, 예를 들면 아니소인 메틸 에테르; 치환된 아세토페논, 예를 들면 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 및 치환된 알파-케톨, 예를 들면 2-메틸-2-히드록시프로피오페논을 포함하지만 여기에만 국한되지는 않는다. 상업적으로 입수가능한 광개시제의 예는, 미국 뉴욕주 호손 소재의 시바-가이기 코포레이션(Ciba-Geigy Corp.)에서 입수가능한 이르가쿠어 651 및 다로쿠르(DAROCUR) 1173, 및 미국 뉴저지주 파시파니 소재의 바스프(BASF)에서 입수가능한 루세린 티피오(LUCERIN TPO)를 포함한다. 적합한 열개시제의 예는 과산화물, 예를 들면 디벤조일 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 쿠멘 히드로퍼옥사이드, 디시클로헥실 퍼옥시디카르보네이트 뿐만 아니라, 2,2-아조-비스(이소부티로니트릴), 및 t-부틸 퍼벤조에이트를 포함하지만 여기에만 국한되지는 않는다. 상업적으로 입수가능한 열개시제의 예는 미국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 아크로스 오르가닉스(ACROS Organics)에서 입수가능한 바조(VAZO) 64, 및 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 엘프 아토켐 노쓰 아메리카(Elf Atochem North America)에서 입수가능한 루시돌(LUCIDOL) 70을 포함한다. 중합개시제는 단량체의 중합을 용이하게 하기에 효과적인 양으로 사용된다. 바람직하게는, 중합개시제는 100부의 총 단량체 함량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 5.0 중량부, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 약 1.0 중량부의 양으로 사용된다.
제 1 성분이 1개 이상의 에틸렌성 불포화 기를 함유하는 물질인 경우, 이것은 하이브리드 물질의 제 2 성분과 혼합되기 전에 부분 중합되어 시럽을 형성할 수 있으며, 이어서 이것은 하이브리드 물질의 제 2 성분과 혼합되고, 이 혼합물이 함몰부를 갖는 캐리어 웹의 표면 위에 코팅된 후, 에틸렌성 불포화 기-함유 제 1 성분 물질의 중합이 완결된다. 다른 방법으로는, 제 1 성분이 1개 이상의 에틸렌성 불포화 기를 함유하는 물질인 경우, 제 2 성분의 반응이 에틸렌성 불포화 기-함유 물질을 중합하는데 사용되는 조건에 의해 활성화되지 않는 한, 이것은 제 2 성분의 존재하에서 완전히 중합될 수 있다.
캐리어 웹에 사용된 물질은 본 발명에서는 중요하지 않지만, 이러한 물질은 바람직하게는, 경화성 접착제 전구체의 테이프가 감겨서 안정한 롤을 형성하도록 가요성인 것으로 선택된다. 본 발명에서 유용한 캐리어 웹은 예를 들면 중합체 물질, 금속 또는 종이의 필름, 또는 이러한 물질들의 조합을 포함한다. 유용한 필름은 또한 단독으로 사용되거나 종이, 금속 또는 기타 중합체 필름과 같은 기재 필름위의 코팅으로서 사용되는 열가소성 중합체 물질을 포함한다. 추가로 유용한 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체 또는 폴리올레핀의 블렌드, 예를 들면 폴리프로필렌과 LDPE(저밀도 폴리에틸렌) 및/또는 LLDPE(선형 저밀도 폴리에틸렌)의 블렌드로 이루어진 군에서 선택된 중합체 물질을 포함하는 것이다. 특히 유용한 것은, 캐리어 웹의 한 면에 함몰부를 형성하고 다른 면을 매끄러운 상태로 두도록 복사되는 돌출부를 갖도록 형성된 마스터 표면 위에 캐스팅될 수 있는 열가소성 필름이다. 유용한 복사 기술은 본원에서 참고로 인용된 미국특허 제 4,576,850 호(Martens)에 개시된 것을 포함한다.
엠보싱된 캐리어 웹 내의 함몰부의 크기 및 형상은 의도된 용도에 적합한 임의의 것일 수 있다. 한 예에서, 함몰부의 깊이는 2㎛(0.00008 인치) 내지 3㎜(0.127 인치)이다. 또다른 예에서, 함몰부의 깊이는 10㎛(0.0004 인치) 내지 1㎜(0.040 인치)이다. 추가의 예에서, 함몰부의 깊이는 25㎛(0.001 인치) 내지 0.25㎜(0.010 인치)이다. 함몰부의 깊이는 캐리어 웹 전체에 걸쳐서 균일할 필요는 없고, 함몰부들 사이에서 변할 수 있다. 함몰부 깊이의 변동은 예를 들면 경화성 접착제 전구체의 도포 및 경화로부터 유래된 결합의 성질을 변동시킬 수 있다.
함몰부의 3차원적 형상을 필요에 따라 쉽게 조절할 수 있고 특정 용도에 맞게 조정할 수 있다. 3차원적 형상은 타원형, 원형, 다각형, 직사각형 또는 불규칙적 형상일 수 있는 단면을 갖는데, 여기서 단면은 캐리어 웹의 표면에 평행하다. 예를 들면 함몰부는 뾰족한 접착제 세그먼트를 제공하도록 역-피라미드 같은 형상을 가질 수 있다. 이로써, 결합의 양은, 접착제의 각 피라미드가 편평해지는 것에따라, 결합될 부품에 가해진 압력의 양에 의해 변할 수 있다.
함몰부는 캐리어 웹의 각 표면 위에 규칙적 패턴을 형성할 수 있거나, 부분적으로 또는 완전히 불규칙적인 패턴으로 배열될 수 있다. 단위 표면적당 함몰부의 개수는 함몰부 깊이에 대해 선형일 필요는 없긴 하지만, 반비례적이다. 예를 들면 함몰부가 깊을수록, 단위 표면적당 함몰부의 개수는 적어진다. 캐리어 웹의 단위 표면적당 함몰부의 개수는 1 내지 1,000,000 개/㎠(6.4 내지 6,400,000 개/㎠), 10 내지 10,000 개/㎠(64 내지 64,000개/인치2), 100 내지 1,000 개/㎠(640 내지 6400 개/인치2)를 포함한다.
릴리스 코팅(예를 들면, 도 1의 16 및 18, 도 2의 36 및 40, 및 도 3의 57 및 59)의 릴리스 특성은 원하는 정도의 릴리스가 달성되게 하는 것이며, 공지된 방법에 의해 조절될 수 있다. 유용할 릴리스 코팅은 1개 이상의 실리콘-기재의 릴리스 물질, 예를 들면 문헌[Darrell Jones and Yolanda A.Peters, Silicone release coatings, Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, de. by Donatas Satas, 3판, 1999, Warwick, RI, USA, pp.652-683]에 개시된 것을 포함한다. 릴리스 물질의 다른 적합한 군은, 예를 들면 문헌[Donatas Satas, Release Coatings, ibid., pp.632-651]에 개시된 불화탄소 공중합체 및 장측쇄 중합체를 포함한다. 릴리스 코팅은, 존재한다면, 바람직하게는 0.1 내지 10 ㎛ 또는 1 내지 5 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 전술된 코팅에 사용되는 실리콘 릴리스 코팅의 박리접착값을 증가시키는 방법중 하나는, 미국특허 제 3,328,482 호(Northrup) 및 미국특허 제 4,547,431 호(Eckberg)에 개시된 바와 같이, 폴리디메틸실록산으로 이루어진 실리콘과, 덜 효과적인 릴리스 물질을 블렌딩하는 것이다. 이러한 실리콘 릴리스 코팅을 개질시키는 또다른 방법은, 미국특허 제 3,997,702 호(Schurb) 및 제 4,822,687 호(Kessel)에 기술된 바와 같이, 코팅의 비-실리콘 함량이 증가되도록 실리콘 자체를 화학적으로 개질하는 것이다. 이러한 방법을 사용함으로써, 감압성 접착제의 박리값을 너비의 10g/cm에서 너비의 수백 g/cm로 용이하게 증가시켜, 본 발명의 엠보싱된 캐리어 웹으로부터의 접착제 전이의 용이성을 조절할 수 있다.
본원에서 개시된 커버 시트는 광범위한 물질들, 예를 들면 금속 호일, 중합체 필름, 종이 필름, 또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 유용한 금속 호일은 예를 들면 실리콘화 금속 호일을 포함한다. 커버 시트는 바람직하게는 중합체 물질, 예를 들면 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체 또는 폴리올레핀의 블렌드를 포함하는 것을 포함한다.
커버 시트의 두께는 20 내지 300 ㎛ 또는 30 내지 150 ㎛이다.
최종 접착제 조성물의 특정 성질을 부여하거나 개질하기 위해서 경화성 접착제 전구체에 다양한 첨가제 또는 기타 성분을 첨가할 수 있다. 첨가제는 접착을 크게 방해하지 않거나 조성물의 조기 경화를 유발하지 않는 정도로만 첨가해야 한다. 예를 들면 충전제(예를 들면, 카본블랙; 알콕시실란으로 개질된 세라믹과 같은 나노립 물질; 질화붕소, 산화알루미늄, 질화규소 및 탄화규소와 같은 열전도성물질; 섬유; 유리, 세라믹, 금속 또는 중합체 기포(bubble); 산화아연과 같은 금속 산화물; 및 활석, 점토, 실리카, 실리케이트 등과 같은 광물); 점착부여제; 가소제; 항산화제; 안료; 자외선흡수제; 및 접착증진제 등을 첨가하여, 접착력, 보강성, 점착성 및 가요성을 개질시킬 수 있다. 예를 들면 중합촉매 및/또는 광개시제를 첨가하여 경화를 개시하거나 가속시킬 수 있다. 전기전도성 입자, 예를 들면 금속으로 코팅된 중합체성 또는 유리질 구슬 또는 기포, 박편 또는 섬유를 첨가하여 접착결합성 및 전기전도성을 제공할 수 있다. 유용한 전도성 입자는 예를 들면 땜납재; 흑연 또는 금속성 구슬, 박편 또는 섬유; 및 흑연 또는 금속으로 코팅된 구슬, 박편 또는 섬유를 포함한다. 점착부여제, 예를 들면 히드록실 작용성 점착부여제, 예를 들면 미국 사우쓰캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄 케미칼(Milliken Chemical)에서 입수가능한 히드록실 작용성 점착부여제인 "리겜(REAGEM)" 및 "신팍(SYNFAC)"을 경화성 접착제 전구체에 첨가하여 습윤성(wet-out property) 및 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 접착제에 유동성을 부여하기 위해서, 경화성 접착제 전구체에 용융제(fluxing material)를 첨가할 수 있다. 조성물의 접착을 크게 방해하지 않고 조성물의 조기 경화를 유발하지 않는 임의의 용융제를 첨가할 수 있다. 유용한 용융제는 예를 들면 산성 및 킬레이트 용융제를 포함한다. 유용한 킬레이트 용융제는, 예를 들면 2개의 원자(예를 들면, 2개의 탄소 원자)에 의해 서로 분리된(즉, 서로 베타 원자에 위치된) 방향족 히드록실 산소 원자 및 이미노기를 둘 다 갖는 것을 포함한다. 베타 원자는 이미노기의 탄소 원자와 질소 원자 중 하나, 또는 둘 다에대해 베타인 위치에 위치된 원자를 말한다. 유용한 킬레이트 용융제의 예는 시프(Schiff) 염기형 화합물, 예를 들면 2,2'-[1,4-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,3-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,3-프로판-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-에탄-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-프로판-비스(니트릴로메틸리딘)]-비스페놀, 2,2'-[1,2-시클로헥실비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 및 2-[[(2-히드록시페닐)이미노]메틸]페놀을 포함한다.
본 발명의 경화성 접착제 전구체 전이 테이프는 경화성 접착제 전구체의 노출된 표면을 통해 기재에 접착될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은, 커버 시트를 포함하는 본 발명의 전이 테이프를 사용하는 경우, 경화성 접착제 전구체 층과 접촉하는 캐리어 웹을, 경화성 접착제 전구체를 기재에 도포하기 전에, 제거할 수 있다. 그러나 전형적으로, 캐리어 웹이 경화성 접착제 전구체와 접촉되는 동안에, 경화성 접착제 전구체를 기재에 도포한다.
본 발명의 경화성 전이 테이프는, 경화성 접착제 전구체가 불연속적 세그먼트에 남아있든지, 아니면 연속적 경화성 접착제 전구체의 박층에 의해 연결된 불연속적 세그먼트에 남아있든지 간에, 경화성 접착제 전구체를 기재에 쉽고 정확하게 분배할 수 있다. 경화성 접착제 전구체가 불연속적 세그먼트에 남아있는 경우, 경화성 접착제 전구체는 기재가 경화성 접착제 전구체와 접촉하고 압력이 가해지는 영역에만 정확하게 도포될 수 있다. 경화성 접착제 전구체가 연속적 경화성 접착제 전구체의 박층에 의해 연결된 불연속적 세그먼트에 남아있는 경우, 본 발명의전이 테이프는 여전히 경화성 접착제 전구체를 쉽고 정확하게 분배할 수 있다. 연속적 경화성 접착제 전구체의 박층을 포함하는 경화성 접착제 전구체를 쉽고 정확하게 분배할 수 있는 이유는, 경화성 접착제 전구체가, 기재가 경화성 접착제 전구체와 접촉하고 압력이 가해지는 영역과 압력이 가해지지 않고 어떠한 기재도 경화성 접착제 전구체와 접촉하지 않는 영역 사이의 연결부에서 쉽게 분리되는 특성을 갖기 때문이다.
기재에 도포된 경화성 접착제 전구체는, 불연속적 세그먼트에 남아있거나, 아니면 경화성 접착제 전구체가 거시적 유동성을 갖는 경우에, 유동할 수 있으므로, 도포 후 경화성 접착제 전구체의 본질적으로 연속적인 층을 형성할 수 있다. 당해 분야의 숙련자는 임의의 과도한 실험을 거치지 않고서도, 거시적 유동 정도를 조절 및 조정할 수 있다.
경화성 접착제 전구체가 확산성 시약 경화성 접착제 전구체인 경우, 세그먼트화 경화성 접착제 전구체는 경화 속도가 증가하게 한다. 임의의 특정 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 증가된 경화 속도는 개선된 겉보기 확산 속도 및 확산성 경화제에 직접 노출된 표면적의 증가로 인해 달성된 것일 수 있다. 예를 들면, 2개의 기재를 서로 결합시키기 위해서, 확산성 시약 경화성 접착제 전구체를 2개의 기재 사이에 도포하면, 확산성 경화제가 관통하는 일련의 통로가 기재들 사이에 형성된다. 이러한 통로는 경화제에 노출된 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 표면적을 효과적으로 증가시켜, 경화 속도를 증가시킨다. 또한, 확산성 경화제가 경화성 접착제 전구체의 중심부를 경화시키기 위해서 경화성 접착제 전구체 자체를관통하기 보다는 경화성 접착제 전구체 내의 통로를 관통할 수 있기 때문에, 경화 속도가 개선된다. 따라서 경화성 접착제 전구체의 전량을 경화시키기 위해서 확산성 시약이 관통해야 하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 경로 길이가 감소되므로, 확산성 시약은 개선된 겉보기 확산 속도를 갖게 된다. 이러한 경화 속도의 증가 특성은, 경화성 접착제 전구체가 불연속적 세그먼트에 남아있든지, 아니면 연속적 경화성 접착제 전구체의 박층에 의해 연결된 불연속적 세그먼트에 남아있든지, 아니면 연속적 경화성 접착제 전구체의 후층에 의해 연결된 불연속적 세그먼트에 남아있든지 간에, 달성될 수 있다.
반대로, 본 발명의 경화성 전이 테이프는, 일단 기재에 도포된 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 경화 속도를 증가시키는 외에도, 기재에 도포되기 전 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 조기 경화를 방지한다. 본 발명의 전이 테이프는 불연속적 함몰부 내에 함유된 확산성 시약 경화성 접착제 전구체를 포함한다. 이러한 함몰부의 벽은, 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트를, 확산성 경화제에 본질적으로 불투과성인 벽으로써 효과적으로 둘러쌈으로써, 확산성 경화제에의 노출을 방지하고 조기 경화를 방지한다. 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 박층이 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 세그먼트를 연결하는 경우, 경화제에의 노출은 아무런 층이 존재하지 않은 경우보다는 크지만, 여전히 조기 경화는 경화성 접착제 전구체가 단순히 연속적 층으로서 코팅되고 세그먼트 형태가 아닌 경우보다는 더 많이 방지된다. 따라서, 본 발명의 경화성 접착제 전구체 전이 테이프의 포장, 저장, 운송 및 취급 동안에, 예를 들면 수증기와 같은 확산성 경화제는, 존재한다면, 전이 테이프의 주변부에서 노출된 접착제 전구체 세그먼트하고만 접촉하고 그것을 경화시킬 수 있다. 이러한 주변부 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트에 인접한 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트는 이러한 세그먼트를 둘러싸는 캐리어 웹 및/또는 임의적 커버 라이너에 의해 조기 경화로부터 보호될 것이다.
본원에서 개시된 경화성 접착제 전구체의 경화는 열, 화학방사선, 또는 1개 이상의 확산성 경화제에의 노출에 의해 수행된다. 전술한 바와 같이, 이러한 확산성 경화제는 물, 수증기, 에틸렌 옥사이드, 암모니아 또는 이들의 조합을 포함한다. 화학방사선은 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 가시광선 범위의 전자기 방사선을 포함한다. 반응을 수행하는데 필요한 경화제의 노출량은, 예를 들면 경화성 접착제 전구체의 본질 및 농도, 반응 촉매 및/또는 개시제의 존재 여부, 경화성 접착제 전구체 층의 두께, 경화제에 노출된 표면적의 양, 및 경화제의 농도와 같은 다양한 인자에 따라 달라진다. 그러나, 당해 분야의 숙련자들이 임의의 과도한 실험을 거치지 않고서도 이러한 인자를 조절 및 조정할 수 있다.
시험 방법
중첩 전단(overlap shear)-방법 A
화학적으로 식각된(중크롬산나트륨/황산), 치수가 1×4×1/16 인치 (2.5×10.2×0.16 cm)인 알루미늄 기재를 사용하여 다음 방법으로 중첩 전단 강도를 측정하였다. 접착제 전구체-코팅된 면을 덮는 보호용 필름을 갖는 접착제 전구체-코팅된 캐리어 웹을 이것을 저장했던 불투습성 포장재로부터 꺼내서, 보호용 커버 필름을 벗겼다.
이어서, 전구체-코팅된 캐리어 웹의 샘플을 제 1 알루미늄 기재의 식각된 표면 위에 올려놓고, 손가락 압력을 사용해서 손으로 문질렀다. 라이너를 제거하여, 제 1 알루미늄 기재 위에 경화성 접착제 전구체를 갖는 1×1 인치(2.5×2.5 cm)의 영역을 얻었다. 이어서 제 2 알루미늄 기재를, 2개의 알루미늄 기재들이 그의 길이방향 치수를 따라 중첩되도록, 노출된 접착제 전구체 층 위에 올려놓아, 1×1 인치(2.54×2.54 cm)의 접착제 전구체-함유 영역을 형성하였다. 이어서 이 조립체를 실온(75℉±2°; 24℃±1°) 및 84 파운드/인치2(psi)(0.58 메가파스칼(MPa))의 압력하에서 3초 동안 압축기에 넣었다. 결합된 조립체를 압축기에서 꺼내고, 75℉(24℃) 및 50%의 상대습도에서 다양한 기간동안 저장한 후, 2 인치/분(5.1 cm/분)의 조(jaw) 분리 속도의 2000 파운드 하중셀(load cell)이 장착된 인스트론 메케니컬 테스터(Instron Mechanical Tester)(미국 매사추세츠주 캔톤 소재의 인스트론 코포레이션(Instron Corporation)에서 입수가능함)를 사용하여 실온에서의 중첩 전단 강도를 측정하였다. 0 및 1 시간에서 시험된 조립체를 주위 조건(70℉(21℃)/23% 상대습도)에서 컨디셔닝하였다. 기록된 값은 3개의 샘플을 평균낸 것이다.
중첩 전단-방법 B
다음의 방법으로, 두께가 약 0.22 인치(0.56cm)이고 크기가 2 인치(길이)×1 인치(너비)(5.1×2.5 cm)인 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 기재를 사용하여, 중첩 전단 강도를 측정하였다. 결합될 PMMA 기재의 표면을, 물:이소프로판올/50:50(w/w) 용액으로 포화된 서패스 훼이셜 티슈(Surpass Facial Tissue)(미국 텍사스주 어빙 소재의 킴벌리-클라크(Kimberly-Clark))로써, 약한 손가락 압력을 사용하여 3번 닦아 세정하였다. 보호용 커버 라이너를 경화성 접착제 전구체-코팅된 캐리어 웹에서 벗겨내었다. 캐리어 웹의 전구체-함유 면을 PMMA 기재 위의 0.5 인치(길이)×1 인치(너비)(1.27×2.54 cm)의 영역 위에 올려 놓고, 노출된 웹 표면을 스퀴지 및 손 압력을 사용해서 문지름으로써, 경화성 접착제 전구체를 기재로 전이시켰다. 이어서 캐리어 웹을 제거하여, 접착제 전구체를 제 1 PMMA 기재 위에 남겼다. 이어서 제 2 PMMA 기재(전술된 바와 같이 세정한 것)를, 2개의 PMMA 기재들이 그의 길이방향 치수를 따라 중첩되도록, 노출된 접착제 전구체 층 위에 올려놓아, 0.5 인치(길이)×1 인치(너비)(1.27×2.54 cm)의 경화성 전구체-함유 영역을 형성하였다. 이어서 이 조립체를 고무 롤러 및 손 압력을 사용하여 함께 압축시켰다. 이어서, 상온(75℉±2°; 24℃±1°)에서 20분 이상 동안의 체류 시간이 흐른 후, 조립체를 230℉(110℃)의 오븐에서 40분 동안 놓아 두어 접착제 전구체를 경화시켰다. 결합된 조립체를 오븐에서 꺼내고 상온으로 냉각시킨 후, 1000 파운드 하중 셀, 웨지(wedge) 작용 손잡이, 및 2 인치/분(5.1 cm/분)의 조 분리 속도를 갖는 인스트론 메케니컬 테스터를 사용하여 실온에서의 중첩 전단 강도를 측정하였다. 기록된 값은 3개의 샘플을 평균낸 것이다.
실시예 1
세그먼트화 경화성 접착제 전구체 물품을 다음과 같이 제조하였다. 하기 물질들을 1 파인트(0.47 리터) 들이 페인트 캔 용기에 첨가하고, 이어서 이것을 250℉(121℃) 오븐에 넣어 용기 속 물질들을 용융시켰다: PPG 1025(약 1000의 분자량 및 약 107 내지 약 115의 히드록실가를 갖는 폴리프로필렌 글리콜, 미국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)에서 입수가능함) 19.5 중량부(pbw), 옥타데실 아크릴레이트:이소옥틸 아크릴레이트:N,N-디메틸 아크릴아미드/30:35:35(w:w:w)의 비결정질 거대단량체(미국특허 제 5,908,700 호의 16번째 칼럼 6 내지 19번째 줄에 기술된 바와 같이 제조될 수 있음) 35pbw, 루코플렉스 에스-105피-42(RUCOFLEX S-105P-42)(폴리(헥사메틸렌 아디페이트), 약 2610의 계산된 분자량 및 약 40 내지 약 46의 히드록실가를 갖는 결정질 히드록시-작용성 물질, 미국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 입수가능함), 리겜 5006(반응성 히드록실화 점착부여 접착 수지, 미국 오하이오주 아크론 소재의 소베리언 케미칼 캄파니(Sovereign Chemical Company)에서 입수가능함) 12.6 pbw. 일단 용융되면, 혼합물을 목설압자로 교반하여 철저한 혼합을 보장하였다. 이어서 용기를 250℉(121℃) 진공 오븐에서 3시간 동안 넣어 블렌드를 건조시켰다. 이어서 건조된 블렌드를 함유하는 용기를, 약 200 내지 225 ℉(93 내지 107 ℃)의 온도를 제공하도록 "저(Low)"로 설정된 핫플레이트(모델 700-5011, 미국 일리노이주 베링톤 소재의 바르난트 캄파니(Barnant Company)에서 입수가능함) 위에 올려 놓고, 질소 퍼징시켰다. 이어서 박편 형태의 MDI(4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트) 15.8pbw를 첨가하고, 스테인레스강 프로펠러 날개가 장착된 에어모터로 교반하였다. 마지막으로, 실퀘스트 에이-189(SILQUEST(등록상표) A-189) 실란(감마-메르캅토프로필트리메톡시 실란, 미국 코넥티컷주 그린위치 소재의 크롬프톤 코포레이션(Crompton Corporation)의 계열사인 오에쓰아이 스페셜티즈(OSI Specialties)에서 입수가능함) 0.4pbw를 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 약 30 초동안 교반한 후, 250℉(121℃)의 진공 오븐에 2 내지 3 분 동안 넣었다. 탈기된 혼합물을 0.1 갤론(0.38 리터) 들이 알루미늄 카트리지에 붓고 밀봉하였다. 충전된 카트리지를 160℉(71℃)에서 24시간 동안 숙성시켜, 히드록시-작용성 물질이 MDI와 완전히 반응하여 이소시아네이트-종결된 폴리우레탄 예비중합체의 혼합물, 즉 경화성 접착제 전구체를 형성하게 하였다.
숙성된 습기 경화성 접착제 전구체를, 웹 방향에 대해 45°각도로 배향된 정사각형 함몰부의 패턴이 엠보싱된 압출된 폴리프로필렌 필름 위에, 중심간 간격이 0.02인치(0.5㎜)가 되고 공칭 융기부 너비가 0.002인치(51㎛)이고 공칭 함몰부 깊이가 0.002인치(51㎛)가 되도록, 고온 용융 다이 코팅하였다. 함몰부 또는 포켓은 저부에서 본질적으로 편평하였다. 이러한 엠보싱된 라이너(2-3 피피엘 이엠비/내트 164제트(2-3 PPL EMB/Nat 164Z), 미국 일리노이주 윌로우브룩 소재의 로파렉스(LOPAREX)에서 입수가능함)는 0.005인치(127㎛)의 공칭 총 두께(및 3mil의 엠보싱 전 기본중량)를 가졌고, 엠보싱된 면과 편평한 뒷면 둘 다에 실리콘 릴리스 코팅으로 코팅되어 있다. 코팅 온도는 약 180 내지 약 230 ℉(82 내지 110 ℃)였으며, 접착제 전구체 수지 점도는 약 10,000 센티포이즈(cps)였다. 함몰부 내의 경화성 접착제 전구체 물질을 포함하여, 0.003 인치(76㎛)의 공칭 코팅 두께가 얻어졌다. 그 결과, 함몰부를 분리하는 융기부 위에서 약 0.001 인치(25㎛)의 접착제 전구체 두께가 달성되었다. 한 면에 실리콘 릴리스 코팅(1-2보플라-164제트(1-2BOPPLA-164Z), 미국 일리노이주 윌로우브룩 소재의 로파렉스에서 입수가능함)을 갖는 두께 0.002 인치(51㎛)의 이축배향 편평(즉 미세구조로써 엠보싱되지 않음) 폴리프로필렌 보호용 커버 필름을, 닙 롤러를 사용해서, 노출된 접착제 전구체 표면에 라미네이팅하였다. 이렇게 얻은, 실온에서 점착성인 습기 경화성 접착제 전구체로 코팅되어 있고 커버 필름으로 보호된 미세구조화 라이너를 나중에 사용할 때까지는 불투습성 포장재에 저장하였다.
우선 보호용 커버 라이너를 제거한 후, 접착제 전구체 물품을, 외경 0.56 인치(1.4cm) 및 내경 0.26 인치(0.66cm)의 나일론 워셔(washer) 위에, 전구체 표면이 워셔와 접촉하도록 놓고, 밀착되도록 손으로 문지름으로써, 코팅된 접착제 전구체 물품을 평가하였다. 이어서 미세구조화 라이너를 약 75°의 각도로 뒤로 잡아당김으로써 워셔로부터 제거하였다. 약 20X의 확대배율에서 챠지드 커플 디바이스(Charged Couple Device(CCD)) 카메라에 의해 촬영된 사진을 시각적으로 관찰했더니, 경화성 접착제 전구체가 엠보싱된 라이너로부터 워셔의 접촉 부분에만 전이되었음을 알게 되었다. 이는, 다이 절단과 같은, 비용을 추가하는 추가적인 공정 단계를 필요로 하지 않고서도, 경화성 접착제 전구체를 원하는 영역에만 불규칙적 형상(예를 들면 중앙부가 절단된 형상)으로 전이시킬 수 있음을 보여준다.
실시예 2
세그먼트화 습기 경화성 접착제 전구체의 영역 내 미세통로가 경화 속도에 미치는 영향을 평가하였다. 베드(bed)와 바(bar) 둘 다에 대한 온도가 180℉(82℃)로 설정된 노치 바-오버-베드(notch bar-over-bed) 코팅 스테이션을 사용해서,노치 바를 손으로 커버 라이너에 대고 세게 눌러서, 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 접착제 전구체를, 실시예 1에서 사용된 것과 같은 엠보싱되고 미세구조화된 라이너와 편평한 보호용 커버 필름 사이에 코팅하였다. 이렇게 해서 약 0.007 인치(0.18㎜)의 대략적 틈새를 얻었다. 함몰부 내의 경화성 접착제 전구체 물질을 포함하여, 0.003 인치(76㎛)의 공칭 코팅 두께를 얻었다. 그 결과, 함몰부를 분리하는 융기부 위에서 약 0.001 인치(25.4㎛)의 전구체 두께가 달성되었다. 제 2 보호용 커버 필름을 갖는 코팅된 라이너를, 곧바로 건조제가 들어있는 호일 백에 넣고, 밀봉하였다. "중첩 전단-방법 A"에서 전술된 바와 같이, 나중에 경화성 접착제 전구체 물품을 다양한 결합 시간 후 평가하였다. 그 결과가 아래 표 1에 명시되어 있다.
비교 실시예 1
실시예 2를 다음의 변형된 방법으로 반복하였다. 미세구조화 라이너를, 0.003 인치(76㎛)의 두께를 갖고, 한 면에 실리콘 릴리스 코팅(1-3피피피이씨-4000이엑스(1-3PPPEC-4000EX), 미국 일리노이주 윌로우부룩 소재의 로파렉스에서 입수가능함)을 갖는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 공압출된 편평 필름 블렌드로 대체하고, 제어장치를 사용해서, 릴리스 라이너들 사이의 접착제 전구체의 코팅 두께가 약 3 mil(76㎛)이 되도록, 코팅기 틈새를 조절하였다. 그 결과가 아래 표 1에 명시되어 있다.
컨디셔닝 시간(시간) 중첩 전단 강도(psi)(메가파스칼)
실시예 2 비교 실시예 1
0 120(0.83) 42(0.29)
1 140.7(0.97) 45(0.31)
6 332.8(2.30) 100.2(0.69)
24 309.7(2.14) 218.7(1.51)
48 314(2.16) 368(2.54)
72 378.5(2.61) 374(2.58)
표 1의 결과는, 미세통로를 갖는 패턴으로 제공된 습기 경화성 접착제 전구체의 층은 이러한 통로를 갖지 않는 습기 경화성 접착제 전구체의 층보다 더 빠르게 결합 강도를 구축할 수 있음을 보여준다.
실시예 3 및 비교 실시예 2
단량체 물질들의 블렌드를 미세구조화 라이너 위에 코팅시키고 자외선광에 노출시킴으로써, 아크릴 중합체와 에폭시 단량체 수지의 세그먼트화 경화성 접착제 전구체 블렌드를 세그먼트 형태로서 제공하였다. 더욱 구체적으로는, 에폰(EPON, 등록상표) 828(비스페놀-A 수지의 액체 디글리시딜 에테르, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠에서 입수가능함) 958.5pbw, 및 에폰 1001에프(비스페놀-A 수지의 고체 디글리시딜 에테르, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠에서 입수가능함) 319.5pbw를 1갤론 유리병에 첨가하고, 약 1000 회/분(rpm)에서 교반하면서, 핫플레이트에서 194℉(90℃)로 가열하여 고체 에폭시 수지를 용해시켰다. 이어서 에폭시 혼합물을 핫플레이트에서 꺼내서 약 158℉(70℃)로 냉각시켰다. 이어서, 이소옥틸 아크릴레이트(IOA) 193.1pbw와, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트(2-POEA, 미국 뉴저지주 올드브릿지 소재의 씨피에스 케미칼즈(CPS Chemicals)에서 입수가능함) 576.5pbw와, 이소보르닐아크릴레이트(IBA, 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 산 에스테르즈 코포레이션(San Esters Corporation)에서 입수가능함) 650.0pbw와, 케이비-1(KB-1)(2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 미국 펜실바니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니(Sartomer Company)에서 입수가능함) 4.3pbw의 조합을 에폭시 혼합물에 첨가하면서 교반하였다. 온도가 약 86℉(30℃)가 될 때까지 교반을 계속하며, 이 온도에 이르면, 안카민(ANCAMINE, 등록상표) 2337(개질된 지방족 아민, 미국 펜실바니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠에서 입수가능함) 509.8pbw를 첨가하고 약 45분 동안 교반하여 균일하게 보이는 분산액을 얻었다. 여기에 에어로실 알972(AEROSIL(등록상표) R972)(소수성 흄드 실리카, 독일 하나우 소재의 데구사(Degussa)에서 입수가능함) 99.4pbw를 첨가함과 동시에, 추가로 30분 동안 교반하였다. 마지막으로, 유리 기포(GB)(60㎛의 평균부피직경을 갖는 쓰리엠 스코치라이트 케이15/300(3M(등록상표) Scotchlite(등록상표) K15/300)(미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 캄파니에서 입수가능함) 21.3pbw를 첨가함과 동시에, 우선 약 300rpm으로 혼합한 후 700rpm에서 단시간 동안 혼합하였다. 이렇게 얻은 균일한 분산액을 탈기시킨 후, 용기에 마개를 씌우고, 그것을 롤러 위에 수시간 동안 놓아 두었다.
이어서 접착제 전구체 분산액을, 실시예 1에서 기술된 것과 같은 패턴의 함몰부를 갖는 압출되고 엠보싱된 폴리프로필렌 필름 위에 코팅하였다.
노치 바-오버-베드 코팅기를 사용하여, 접착제 전구체를 코팅하였다. 바는필름 뒷면에 가볍게 접촉하며 고정되어 있지 않았다. 전구체 분산액이 코팅된 라이너를, 50 내지 60 피트(15.2 내지 18.3 m)의 길이를 갖는 챔버에, 약 10 피트/분(3.0m/분)의 속도로 통과시키고, 이 챔버에서 라이너는 질소 퍼징하에서, 300 밀리주울/㎠(국립표준기술원(NIST) 단위)의 총 측정된 에너지 조사량을 제공하도록, 자외선(흑색광)에 노출되었다. 함몰부 내의 물질을 포함하여, 0.002 인치(51㎛)를 약간 초과하는 공칭 코팅 두께가 얻어졌다. 접착제 전구체의 매우 얇은 층은 함몰부를 분리하는 융기부 위에 존재하였다.
두께 약 0.020 인치(510㎛)의 연속적 접착제 전구체 코팅을 갖는 비교 실시예 2를, 편평(즉 엠보싱되지 않은) 라이너를 사용해서, 유사한 방법으로 제공하였다. 이렇게 얻은 접착제 전구체 코팅은 실온에서 점착성이었다. 보호용 실리콘화 필름 커버 라이너를, 엠보싱된 캐리어 라이너의 노출된 접착제 전구체 표면 위에 올려놓았다. 이것을 둘 다 "중첩 전단-방법 B"에서 전술된 바와 같이 평가하였다. 그 결과가 아래 표 2에 명시되어 있다.
중첩 전단 강도(psi)(메가파스칼)
실시예 3 비교 실시예 2
691(4.75) 800(5.50)
실시예 3의 경우, 기재와 밀착된 접착제 영역만이 라이너로부터 전이되었고, 기재와 밀착되지 않은 캐리어 영역은 코팅된 접착제 전구체를 여전히 보유하고 있음을 볼 수 있었다. 표 2의 결과는, 세그먼트화 경화성 접착제 전구체 코팅은, 동일한 배합물의 연속적 접착제 전구체 필름에 의해 얻어지는 중첩 전단 강도에 필적할만한 중첩 전단 강도를 나타냄을 보여준다.
실시예 4
두께 0.004 인치(200㎛)의, 쓰리엠 스코치-웰드 스트럭춰럴 어드헤시브 필름 에이에프191(열경화성 개질된 에폭시 수지 접착 필름, 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 캄파니에서 입수가능함)의 시트를 실시예 1에서 기술된 것과 같은 라이너의 엠보싱된 면 위에 올려놓고, 이것을 가열된 노치 바-오버-베드 코팅 스테이션의 베드 위에 정치시켜 연화되게 하였다. 베드 온도를 194℉(90℃)로 예열하고 바 온도를 248℉(120℃)로 예열하였다. 이어서 경화성 접착제 전구체가 코팅된 라이너를, 노치 바를 라이너의 엠보싱된 표면에 대고 손으로 세게 누르면서, 약 1 피트/분(0.3m/분)의 속도로, 코팅기를 통해 잡아당겼다. 연화된 경화성 접착제 전구체 필름은, 라이너의 돌출된 융기부 위에 접착체 전구체가 거의 또는 전혀 남아있지 않도록, 라이너의 함몰부를 채웠다. 엠보싱된 라이너의 제 2 시트를. 그의 엠보싱된 표면이 노출된 접착제 전구체와 접촉하도록, 놓았다. 이것은 보호용 커버 라이너로서 작용하였다. 보호된 접착제 전구체-코팅된 엠보싱된 라이너를 약 5℉(-15℃)에서 1주일 동안 저장하였다. 보호용 커버 라이너를 제거한 후에, 접착제 전구체-코팅된 엠보싱된 시트의 일부분을 104℉(40℃)로 가온하여 점착성으로 만들었다. 직경 0.50 인치(1.27cm)의 상부가 편평한 알루미늄 단편(SEM 시료 장착, 캠브리지(Cambridge) 스타일, 미국 캘리포니아주 레딩 소재의 테드 펠라 인코포레이티드(Ted Pella, Inc.)에서 카탈로그 번호 16111로서 입수가능함)을 손 압력을 사용해서 엠보싱된 라이너의 접착제 전구체-코팅된 면에 대고 수초 동안 누르고, 제거하였다. 시각적(육안) 관찰 결과, 단편 위의 접착제 전구체 물질의 불연속적 세그먼트는 코팅된 엠보싱된 라이너와 접촉하는 한편, 단편과 접촉하지 않는 코팅된 라이너의 영역은 접착제 전구체를 보유함이 관찰되었다. 접착제 전구체를 보유하는 단편을, 유리 현미경 슬라이드 위에, 전구체와 유리가 접촉하도록 올려 놓고, 338℉(170℃) 오븐에서 1시간 동안 경화시켰다. 시각적으로 관찰한 결과, 접착제 전구체 세그먼트는 유동하여 수개의 작은 기공을 갖는 연속적 필름을 형성함을 볼 수 있었다. 또다른 방법을 사용하면 기공이 없는 결합을 형성할 수 있을 것이라고 예상한다. 알루미늄 단편 위에서 옆으로 밀어도 그것을 유리가 깨지지 않게 유리로부터 제거할 수가 없었다.
실시예 5
세그먼트화 경화성 자외선-활성화성 접착제 전구체를 다음과 같이 제공하였다. 에폰 828(약 185 내지 약 192의 에폭시 당량을 갖는 액체 에폭시 수지, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠에서 입수가능함) 30.4pbw와 보라놀(VORANOL, 등록상표) 230-238(약 700의 수평균분자량 및 약 38의 히드록실 당량을 갖는 글리콜과 프로필렌 옥사이드의 액체 폴리올 부가물, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 입수가능함) 8.8pbw를 유리병에 첨가하였다. 이것을 유리병에서 약 90℃에서 혼합하여 균일한 용액을 얻었다. 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder, 등록상표) 혼합기(모델번호 PL2000, 미국 뉴저지주 사우쓰학켄색 소재의 씨 더블유 브라벤더 인스트루먼츠 인코포레이티드(C.W. Brabender Instruments, Inc.)에서 입수가능함)에, 에폰 1001에프(약 525 내지 약 550의 에폭시 당량을 갖는 에폭시 수지, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠에서 입수가능함) 30.9pbw 및 레바프렌 700에이치브이(LEVAPREN(등록상표) 700HV)(70 중량%의 비닐 아세테이트를 함유하고, ASTM D 1646으로 측정시 27의 무니(Mooney) 점도를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트(이하 "EVA"라 칭함) 공중합체, 미국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 입수가능함) 28.9pbw를 첨가하였다. 이것을 균질해질 때까지(약 20분 동안) 90℃의 온도에서 혼합하였다. 이어서 에폰 828과 보라놀 230-238의 가열된 액체 혼합물을 브라벤더 플라스티코더 혼합기에 붓고, 균질한 혼합물이 얻어질 때까지(약 10분 동안) 90℃에서 블렌딩을 계속하였다. 마지막으로, 우복스 우비 6974(UVOX(등록상표) UVI 6974)(트리아릴술포늄 착물염, 미국 코넥티컷주 유니온 카바이드에서 입수가능함) 1.0pbw를 첨가하고, 90℃에서 약 5분이 넘도록 혼합을 계속하여, 용융된 접착제 전구체 조성물을 얻었다. 이것을 갈색 실리콘-코팅된 종이 라이너에 싸서 저장하였다. 냉각된 전구체 조성물은 딱딱했지만 변형가능하였다.
이러한 변형가능한 경화성 접착제 전구체 10 내지 15g을 실시예 1에 기술된 것과 같은 라이너의 엠보싱된 면 위에 놓고, 이것을 가열된 노치 바-오버-베드 코팅 스테이션의 베드 위에 정치시켰다. 베드 온도를 176℉(80℃)로 예열하고 바 온도를 212℉(100℃)로 예열하였다. 일단 전구체 조성물이 용융되면, 접착제 전구체가 코팅된 라이너를, 노치 바를 라이너의 엠보싱된 표면에 대고 손으로 세게 누르면서, 약 1 피트/분(0.3m/분)의 속도로, 코팅기를 통해 잡아당겼다. 용융된 접착제 전구체 물질은, 함몰부들 사이의 융기부 위에 전구체가 거의 또는 전혀 남아있지 않도록, 라이너의 함몰부를 채웠다. 엠보싱된 라이너의 제 2 시트를, 그의 엠보싱된 표면이 노출된 접착제 전구체와 접촉하도록, 놓았다. 이것은 보호용 커버 라이너로서 작용하였다. 보호된 접착제 전구체-코팅된 엠보싱된 라이너를 시험 전까지는 광선-차단 상자에서 저장하였다.
보호용 커버 라이너를 제거한 후에, 실시예 4에서 사용된 것과 같은 알루미늄 단편을 손으로 엠보싱된 라이너의 접착제 전구체-코팅된 면에 대고 수초 동안 누르고, 제거하였다. 시각적(육안) 관찰 결과, 단편 위의 경화성 접착제 전구체 물질의 불연속적 세그먼트는 코팅된 엠보싱된 라이너와 접촉하는 한편, 단편과 접촉하지 않는 코팅된 라이너의 영역은 접착제 전구체를 보유함이 관찰되었다. 단편 위의 전구체 물질을, 길이 18 인치(46cm)의 자외선 램프(제네랄 일렉트릭 에프 15티8 비엘(General Electric F15T8 BL)) 2개를 함유하는 탁상용 램프(데이톤 2브이346이(Dayton 2V346E))를 사용해서, 약 2인치(5cm)의 거리에서 약 2분 동안 자외선광에 노출시켰다. 조사된 접착제 전구체를 갖는 단편을, 유리 현미경 슬라이드 위에, 전구체와 유리가 접촉하도록 올려 놓고, 338℉(170℃) 오븐에서 1시간 동안 경화시켰다. 시각적으로 관찰한 결과, 접착제 전구체 세그먼트는 유동하여 수개의 작은 기공을 갖는 연속적 필름을 형성함을 볼 수 있었다. 또다른 방법을 사용하면 기공이 없는 결합을 형성할 수 있을 것이라고 예상한다. 알루미늄 단편 위에서 옆으로 밀어도 그것을 유리가 깨지지 않게 유리로부터 제거할 수가 없었다.
실시예 6 및 비교 실시예 3
용융제를 함유하는 경화성 접착제 전구체를 다음과 같이 세그먼트화 형태로제공하였다. 디글리시딜-9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌(약 240 내지 약 270의 에폭시 당량 및 약 80 내지 82℃의 융점을 갖는 고체 에폭시 수지) 39.1pbw, 정제된 에폰 828(약 185 내지 약 192의 에폭시 당량을 갖는 액체 에폭시 수지, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠에서 입수가능함) 16.7pbw, 파펜 피케이에이치피-200(PAPHEN(등록상표) PKHP-200)(약 10,000 내지 약 16,000의 수평균분자량 및 약 284의 히드록실 당량을 갖는 미소화 페녹시 수지, 미국 사우쓰캐롤라이나주 록힐 소재의 인켐 코포레이션(InChem Corporation)에서 입수가능함) 13.9pbw, 및 1,3-비스(살리실리덴)-프로판디아민 29.8pbw를 작은 플라스틱 용기에 첨가하였다. 에폭시 수지의 정제를, 동시계류중인 출원 제 09/946,013 호에서 언급된 바와 같이 수행하였다. 이것을 오븐에서 125℃로 가열한 후 꺼내서, 스피드 믹서 디에이씨 150에프브이(Speed Mixer(등록상표) DAC 150FV)(미국 사우쓰캐롤라이나주 란드럼 소재의 플락 테크 인코포레이티드(Flack Tek Inc.)에서 입수가능함)를 사용해서, 실온에서 3000rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 이 과정을 3 또는 4 번 반복하여 등명한 용융물 블렌드를 얻었다. 이어서 온도를 85℃로 냉각시키고, 코발트(II) 이미다졸레이트(미국특허 제 3,792,016 호의 실시예 3에 기술된 바와 같이 제조될 수 있음) 0.5pbw를 첨가함과 동시에 전술된 바와 같이 혼합하여, 경화성 용융제-함유 접착제 전구체의 균일한 분산액을 얻었다.
이러한 분산액을, 바 및 베드 온도가 약 85℃로 설정된 가열된 노치 바-오버-베드 코팅 스테이션을 사용해서, (실시예 6의 경우) 실시예 1에 기술된 것과 같은 엠보싱된 라이너 및 (비교 실시예 3의 경우) 한 면에 실리콘 릴리스로 처리된 두께0.002 인치(51㎛)의 편평한(엠보싱되지 않은) 폴리에스테르 필름 라이너(실리콘-처리된 PET 7200, 미국 일리노이주 윌로우브룩 소재의 로파렉스에서 입수가능함)에 코팅하였다. 이렇게 얻은 코팅된 라이너는 약 0.002 인치(51㎛)의 접착제 코팅 두께를 가졌다. 엠보싱된 라이너의 경우, 함몰부 내에 전구체의 세그먼트를 연결하는 접착제 전구체의 매우 얇은 층을 얻었다. 편평한 라이너의 경우, 접착제 전구체의 연속적 필름을 얻었다. 전구체 물질은 부드럽고, 접촉시 약간 점착성이었다.
실시예 7
실시예 2에 기술된 바와 동일한 방법 및 물질을 사용하되, 다음의 변형 사항을 고려해서, 실시예 7을 제조하였다. 제트-웰드 티에스-230(Jet-Weld TS-230)(미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠에서 입수가능함)을 경화성 접착제 전구체로서 사용하였다. 함몰부 내 경화성 접착제 전구체 물질을 포함하여, 0.003 인치(76㎛)의 공칭 코팅 두께를 얻었다. 이것은 함몰부를 분리하는 융기부 위에 약 0.001 인치(25.4㎛)의 전구체 두께를 달성하였다. "중첩 전단-방법 A"에서 전술된 바와 같은 방법에 따라, 다음의 변형 사항을 고려해서, 코팅된 경화성 접착제 전구체 물품을 다양한 결합 시간 후에 평가하였다. 알루미늄 기재를 160℉(71℃)로 설정된 오븐에서 가온시키고, 알루미늄 기재를 오븐으로부터 꺼낸지 5분 이내에 손 압력을 사용해서 결합을 형성하였다. 그 결과가 아래 표 3에 명시되어 있다.
비교 실시예 4
비교 실시예 1에 기술된 바와 동일한 방법 및 물질을 사용하되, 다음의 변형 사항을 고려해서, 비교 실시예 4를 제조하였다. 제트-웰드 티에쓰-230(미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠에서 입수가능함)을 경화성 접착제 전구체로서 사용하였다. 약 3 mil(76㎛)의 경화성 접착제 전구체 두께를 얻었다. "중첩 전단-방법 A"에서 전술된 바와 같은 방법에 따라, 다음의 변형 사항을 고려해서, 경화성 접착제 전구체 물품을 다양한 결합 시간 후에 평가하였다. 알루미늄 기재를 160℉(71℃)로 설정된 오븐에서 가온시키고, 알루미늄 기재를 오븐으로부터 꺼낸지 5분 이내에 손 압력을 사용해서 결합을 형성하였다. 그 결과가 아래 표 3에 명시되어 있다.
실시예 8
실시예 2에 기술된 바와 동일한 방법 및 물질을 사용하되, 다음의 변형 사항을 고려해서, 실시예 8을 제조하였다. 코팅기를, 0.013 인치(0.33㎜)의 코팅 두께를 제공하도록 설정하였다. 함몰부 내 경화성 접착제 전구체 물질을 포함하여, 0.013 인치(330㎛)의 공칭 코팅 두께를 얻었다. 이렇게 하여 함몰부를 분리하는 융기부 위에 약 0.011 인치(279㎛)의 전구체 두께를 달성하였다. "중첩 전단-방법 A"에서 전술된 바와 같은 방법에 따라, 경화성 접착제 전구체 물품을 다양한 결합 시간 후에 평가하였다. 그 결과가 아래 표 3에 명시되어 있다.
비교 실시예 5
비교 실시예 1에 기술된 바와 동일한 방법 및 물질을 사용하되, 다음의 변형 사항을 고려해서, 비교 실시예 5를 제조하였다. 코팅기를, 0.013 인치(0.33㎜)의 코팅 두께를 제공하도록 설정하였다. "중첩 전단-방법 A"에서 전술된 바와 같은 방법에 따라, 경화성 접착제 전구체 물품을 다양한 결합 시간 후에 평가하였다.그 결과가 아래 표 3에 명시되어 있다.
컨디셔닝 시간(시간) 중첩 전단 강도(psi)(메가파스칼)
실시예 7 비교 실시예 4 실시예 8 비교 실시예 5
0 측정되지 않음 측정되지 않음 12.7(0.088) 14.0(0.096)
1 249(1.72) 194(1.34) 13.0(0.090) 15.7(0.11)
4 230(1.59) 568(3.92) 17.7(0.12) 18.7(0.13)
6 316(2.18) 418(2.88) 20.7(0.14) 21.7(0.15)
24 759(5.23) 591(4.07) 109(0.75) 73.0(0.50)
표 3의 결과는, 24시간 후, 미세통로를 갖는 습기 경화성 접착제 전구체의 층은 이러한 통로를 갖지 않는 습기 경화성 접착제 전구체의 층보다 더 큰 중첩 전단 강도를 가짐을 보여준다.
본 발명은 전술된 특정 실시예에만 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되며, 오히려 첨부된 청구의 범위에 명백하게 설정된 발명의 모든 양태를 망라하는 것으로 이해해야 한다. 본 명세서를 읽어본 본 발명의 분야의 숙련자들은, 본 발명을 적용할 수 있는 다양한 변형 양태, 균등한 공정 뿐만 아니라 수많은 구조를 명백히 알 것이다. 방법(또는 공정) 단계는 달리 언급이 없는 한 임의의 특정 순서를 필요로 하지 않는다.

Claims (31)

  1. (a) 2개의 대향되게 평행한 표면을 갖고, 이 표면들중 1개 이상이 일련의 함몰부를 포함하는 캐리어, 및 (b) 상기 함몰부 내의 경화성 접착제 전구체의 세그먼트를 제공하는, 상기 함몰부 내에 존재하는 경화성 접착제 전구체를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 접착제 전구체가 경화 후 감압성 접착제 특성을 나타내지 않는 경화성 전이 테이프.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 접착제 전구체가 우선적으로 접착제 전구체와 접촉하는 기재에 접착됨으로써, 상기 기재가 테이프로부터 제거될 때에 접착제 전구체가 기재에 전이되도록 하는, 경화성 전이 테이프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 함몰부가 주위 조건하에서 경화성 접착제 전구체의 측방향 유동을 방지하는 경화성 전이 테이프.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 접착제 전구체가 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체가 에폭사이드-함유 경화성 물질을 포함하는 경화성 전이 테이프.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 열 또는 화학방사선 경화성 접착제 전구체가 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 가시광선 범위의 화학방사선에 노출시 경화될 수 있는, 경화성 전이 테이프.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 접착제 전구체가 확산성 시약 경화성 접착제 전구체를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가 폴리우레탄 예비중합체를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가 그라프트 폴리우레탄 예비중합체인 경화성 전이 테이프.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가 실란-함유 경화성 접착제 전구체인 경화성 전이 테이프.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 실란-함유 경화성 접착제 전구체가 적어도 부분적으로 실란으로 종결된 경화성 전이 테이프.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가, 물, 수증기, 에틸렌 옥사이드, 암모니아 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 확산성 시약에 노출시 경화될 수 있는, 경화성 전이 테이프.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가 수증기에 노출시 경화될 수 있는, 경화성 전이 테이프.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 함몰부가 상기 테이프의 가장자리에서 확산성 경화제의 침입을 방지하는 경화성 전이 테이프.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 함몰부가 상기 테이프의 가장자리에서 수증기의 침입을 방지하는 경화성 전이 테이프.
  17. 제 8 항에 있어서, 확산성 시약 경화성 접착제 전구체가 추가로, 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트를 연결하는 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 층을 포함하는 경화성 전이 테이프.
  18. 제 8 항에 있어서, 연속적 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 층 위의 확산성 시약 경화성 접착제 전구체 세그먼트의 높이가, 경화성 접착제 전구체 세그먼트를 포함하는 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 전체 층의 총 두께의 1% 이상인 경화성 전이 테이프.
  19. 제 1 항에 있어서, 경화성 접착제 전구체가 추가로 충전제를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 충전제가 실리카, 유리 구슬 또는 기포, 금속 구슬 또는 기포, 중합체 구슬 또는 기포, 또는 이들의 조합을 포함하는 경화성 전이 테이프.
  21. 제 1 항에 있어서, 경화성 접착제 전구체가 추가로 전도성 입자를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  22. 제 1 항에 있어서, 경화성 접착제 전구체가 추가로 용융제를 포함하는 경화성 전이 테이프.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 용융제가 킬레이트 용융제인 경화성 전이 테이프.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 용융제가 2,2'-[1,4-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,3-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-페닐렌-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,3-프로판-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-에탄-비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2,2'-[1,2-프로판-비스(니트릴로메틸리딘)]-비스페놀, 2,2'-[1,2-시클로헥실비스(니트릴로메틸리딘)]비스페놀, 2-[[(2-히드록시페닐)이미노]메틸]페놀 또는 이들의 조합인 경화성 전이 테이프.
  25. 제 1 항에 있어서, 캐리어 웹의 단위 표면적당 함몰부의 개수가 1 내지 1,000,000 개/㎠(6.4 내지 6,400,000 개/인치2)인 경화성 전이 테이프.
  26. 제 1 항에 있어서, 함몰부의 깊이가 2㎛(0.00008 인치) 내지 3㎜(0.127 인치)인 경화성 전이 테이프.
  27. 제 1 항에 있어서, 함몰부가 3차원적이고, 타원형, 원형, 직사각형, 불규칙적 형상 또는 다각형의 단면 형상을 갖는데, 여기서 단면은 상기 캐리어의 표면에 평행하게 절취된 경화성 전이 테이프.
  28. 제 1 항에 있어서, 상기 함몰부의 표면이 릴리스 코팅으로 코팅된 경화성 전이 테이프.
  29. 제 1 항에 있어서, 전이 테이프가 추가로 상기 함몰부 위에 커버 시트를 포함하고, 상기 커버 시트는 제거가능해서 상기 경화성 접착제 전구체를 노출시키기 위해 테이프로부터 제거될 수 있는 경화성 전이 테이프.
  30. 2개의 본질적으로 대향되게 평행한 표면을 갖고, 이 표면들중 1개 이상이 일련의 함몰부를 포함하고 경화성 접착제 전구체로부터 제거될 수 있는 캐리어 웹의 1개 이상의 표면과, 경화성 접착제 전구체의 1개 이상의 표면을 접촉시키는 것을 포함하는, 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 조기 경화를 방지하는 방법.
  31. (a) 경화성 접착제 전구체 층을 기재와 접촉시키고, 필름을 제거함으로써, 제 8 항의 경화성 전이 테이프를 상기 기재에 도포하는 단계; (b) 임의적으로, 제 2 기재와 상기 경화성 접착제 전구체 층을 접촉시키는 단계; 및 (c) 상기 경화성 접착제 전구체를 경화시키는 단계를 포함하는, 기재에 도포된 확산성 시약 경화성 접착제 전구체의 경화 속도를 증가시키는 방법.
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