KR20100097629A - 가열된 평면 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내재적으로 가열성인 그리고 다중-차원 곡면에의 부착에 특히 적합한 평면 소자를 제공하는 것이다. 이 목적을 위해, 평면 소자는 특히 고 변형력에 특징이 있으며, 이는 본 발명에 따라 가열 층 및 접촉 층을 포함하는 층 서열을 가지는 평면 소자를 통해 달성되고, 여기서 이 층의 각각은 특정 파단 신율을 가지는 그리고 동시에 특정 인장 탄성 계수를 가지는 엘라스토머 및/또는 플라스틱 폴리머에 기초한 폴리머 물질로 구성되어 있다. 추가로, 본 발명은 상기 언급된 종류의 평면 소자 및 결합 기판을 포함하는 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 언급된 종류의 평면 소자를 생산하는 방법에 관한 것이고, 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 가열하기 위한 이러한 평면 소자의 용도에 관한 것이다.

Description

가열된 평면 소자{Heated planar element}

본 발명은 자가-접착제 평면 소자에 관한 것으로서, 이 평면 소자는 가열 층 및 접촉 층을 포함하고, 상기 가열 층은 접촉 층의 두 면 중 한 면과 접촉하고 있고, 이와 전기적으로 전도 소통되어 있다. 이 가열 층은 본래 발열성 제 1 폴리머 물질로 구성되어 있으며, 이 물질은 전류가 통할 때 가열되는 도체로서 형성되어 있다. 본 발명은 추가로 접착제에 의해 결합된 어셈블리에 관한 것으로서, 상기 어셈블리는 결합 기판 및 상기 기재된 평면 소자를 포함하며, 본 발명은 또한 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 가열하기 위한 이러한 평면 소자의 용도에 관한 것이다.

전기 가열 시스템은 많은 분야에서 물체 또는 공간을 가열하기 위해 사용된다. 전기 가열에서, 열 에너지로서의 열은 전기 에너지(자기 에너지 포함)를 변환함으로써 얻어진다. 전기 가열은 기본적으로 상이한 기술적 원리들에 의거할 수 있다.

용량성 또는 유도성 효과들 혹은 전자기 방사선을 기초로 하는 열 발생 외에 저항 가열 소자(소위 저항 가열기)를 포함하는 가열 시스템들이 보급되어있다. 상기와 같은 시스템들에서는 전류가 통할 때 저항 가열 소자에 의해 생성되는 열 에너지(줄의 열(joule's heat))가 이용된다. 원칙적으로 임의의 전기 도체가 저항 가열 소자로 사용될 수 있으며, 상기 전기 도체는 0이 아닌 유한 저항값을 갖는다.

저항 가열 소자의 선택은 달성해야 할 가열 성능에 기초하여 얻어진다; 이러한 열 성능은 차례로 저항 가열 소자의 저항값 및 저항 가열 소자를 통과하여 흐르는 전류에 좌우되고 옴 법칙에 따라서는 인가되는 전압에도 좌우된다. 따라서, 저항 가열 소자는 상기 저항 가열 소자 내에 존재하는 전도 경로들의 특성, 예를 들면 상기 전도 경로들의 횡단면, 길이, 고유 저항 및 열적 부하 수용 능력에 따라 선택된다.

자동차 산업에서, 특히 예를 들면 자동차 시트, 창유리 및 자동차 외부 미러의 가열에, 저항 가열기의 사용은 증가하고 있다. 상기와 같은 적용 분야에서 원하는 가열을 구현하기 위해, 가장 간단한 시스템은 평면형으로 놓인 저항선들을 포함한다. 다른 시스템에서 저항 가열 소자는, 층 형태의 도체들, 예컨대 도전성의 폴리머 층들로 이루어진 층 형태의 도체들이다. 예를 들어, 자동차 외부 미러의 미러 유리 뒷면에 층 형태의 저항 가열 소자들이 접착될 수 있으며, 상기 저항 가열 소자들은 미러 유리를 자동차 외부 미러의 마운트에 있는 베이스플레이트에 결합하고 알루미늄으로 이루어진 도체 표면을 통해 광범위하게 접촉된다. 전압이 가열 저항 소자에 인가될 때, 상기 소자는 전류의 흐름의 결과로서 가열된다. 이때 생성된 열은 양면 감압성 접착 테이프를 통해 미러의 유리 표면 위에 전달되고 그리하여 상기 미러를 가열한다. 상기와 같은 방식으로 미러의 유리표면 위에서는 온도가 45℃ 내지 80℃로 달성될 수 있다.

그러나, 최신 외부 자동차 미러 구조에서 발생되는 문제는, 결합가능한 가열소자에 추가하여, 외부 차 미러에서 실현되어야 하는 추가 기능들이 있다는 것으로서(예를 들어, 미러의 전기 변색(electrochromic) 감소), 이의 완성은 마찬가지로 소자의 전체 두께 또는 설치된 깊이에 기여한다. 이러한 증가하는 두꺼운 기능적 및 결합 구조의 결과로서, 이 증가하는 두께는 미러 유리 그 자체와 베이스플레이트 사이의 개별적 기능 구조의 결과이며, 자동차 유리의 고안에 있어서 디자이너의 자유는 크게 제한되고, 더구나 외부 차 미러의 무게는 전체적으로 증가된다.

가열소자의 전기전도성 구조의 접착제 테이프에 추가하여, 단일 평면 소자의 실현을 통해 개선되고 있다. 내재적으로 가열될 수 있고 가열 기능부를 접착에 의해 결합하는 이러한 종류의 감압성 접착제 평면 소자는 DE　103　10　722　A1에 기재되어 있다. 또한, DE　10　2007　007　617로부터, 본래 발열성 자가-접착제 평면 구조로서, 가열 층이 또한 핫멜트 접착을 가지는 평면 구조가 알려져 있다.

접착제 테이프와 가열소자를 포함하는, 이러한 종류의 결합된 평면소자는, 상대적으로 복잡한 구조를 요구하는데, 왜냐하면 가열소자의 개별 성분들은 미러의 유리뿐만 아니라, 많은 경우에 플라스틱, 즉 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(Acrylonitrile/Butadiene/Styrene, ABS)으로 이루어진, 미러의 베이스플레이트에 결합되어야 하기 때문이다. 이러한 상이한 재료들의 결합은 접착제 테이프에 대한 특별한 요구 조건을 부가한다.

특별한 기판의 물질로부터 발생되는 고려사항에 부가하여, 가열소자를 미러 플레이트에 결합시키기 위해 사용되고 가열소자로부터의 열을 미러 표면에 전달하는, 종류의 감압성 접착제 테이프는, 매우 높은 온도 전도성뿐만 아니라 증가된 온도에서 열 전단 강도의 관점에서 그리고 또한 낮은 온도에서의 내마모성 및 감압성 접착의 관점에서 특별한 적응성을 가져야할 필요가 있다. 마찬가지로 이는, 미러 마운팅의 베이스플레이트에 어셈블리를 부착하기 위한 결합된 평면 소자에 제공된 개별 접착제 층에 적용된다.

전체적으로, 그러나 이러한 종류의 결합가능한 가열소자의 가요성은 기껏해야 낮고, 이 소자는 상대적으로 단단하다. 이런 이유로, 이 가열소자는 곡선모양의 기판에 잘 결합될 수 없으며, 왜냐하면 가열소자의 강도는 높은 기계적 저항성의 변형을 반대하기 때문이다. 이 때문에 가열소자를 결합 기판으로부터 국부적으로 또는 완전히 탈착될 수 있으며, 이는 전기적으로 발생된 열에너지의 결합 기판으로의 전달을 감소시키거나 심지어 억제한다.

더구나, 곡선모양의 표면을 가진 결합 기판에 결합된 가열소자는 기판 가열시 기판으로부터 탈착될 수 있는데, 그 이유는 가열소자뿐만 아니라 기판의 접착제는 가열되고 그래서 연화되기 때문이다. 종래의 결합가능한 가열소자의 높은 타고난 강성(rigidity)의 결과로서, 이는 연화된 접착제의 스플리팅(splitting)을 일으킬 수 있으며, 이는 따라서, 결합 기판으로부터 떨어진다. 또한, 종래의 결합가능한 가열소자의 구조의 강성은, 예를 들어 미러와 미러 마운트와 같은, 상이한 기판들 사이의 결합의 낮은 온도에서의 기계적 충격 강도를 약화시킨다.

특히 넓고 곡선형의 기판표면들의 경우에, 발생되는 문제점은, (예컨대 미러 유리 및 베이스플레이트의) 제조 오차에 의해 종종 전체 표면의 접착 이음을 방해하는 여러 종류의 간극이 표면에 걸쳐 발생될 수 있다는 것이다. 더구나, 상기 영역은, 예컨대 빗물 또는 응축물과 같은 액상의 또는 기체상의 매질들(유체들)에 의해 침투될 수 있으며, 이는, 접착제 결합의 강도를 더욱 감소시킬 수 있다.

곡선형 기판에의 결합능력은 한편으로는 캐리어 시트에 의해 제한된다. 상기 캐리어 시트는 전형적으로 75㎛ 내지 250㎛의 두께를 가지고, 이들은 평면 소자의 기계적 안정성을 개선하도록 제공된다(예를 들어, 안티-스플린터 방지와 같은, 미러 파열시 스플린터의 방출의 효과적인 차단을 제공함). 그러나, 이러한 종류의 캐리어 시트는 평면 소자의 가요성, 특히 2차원에서의 이의 가요성을 전체적으로 급격히 낮춘다.

캐리어 시트에 추가하여, 이 도체 표면 그 자체는 또한 곡선형 기판에의 결합을 방해하는데, 왜냐하면, 전형적으로 도체 표면은 상대적으로 강성인 금속 층으로 또는 전기전도성 액체 잉크, 니스 또는 프린트 잉크로 구성되기 때문이며, 이는 심한 구부림 또는 당김에 파열될 수 있고, 그 결과로서 이 시스템에서의 전기 접촉은 신뢰성 있게 보장되지 않기 때문이다.

종래의 결합가능한 평면 소자의 이러한 구조의 강성은, 마침내, 또한, 예를 들어 플라스틱으로 만들어진 미러 마운트를 가진 미러의 유리 표면과 같은 상이한 물질들로 구성된 결합 기판들 사이에서 이들을 사용하여 달성될 수 있는, 결합의 낮은 온도에서의 기계적 충격 강도를 감소시킨다.

그래서, 적어도 실질적으로 2-차원으로 연장된 구멍 접촉 소자를 포함하는 접촉 층을 가지는 평면 소자의 사용이 제안된다. 접촉 소자의 2-차원의 구멍 형태는 우수한 가요성을 제공하며, 따라서 증가된 분열 저항을 제공한다. 이 경우에 이 접촉 소자는 평면 소자의 주 범위(2-차원 범위, 주된 연장의 면)에 수직에 대한 가요성을 가지고, 그래서 이 접촉 소자는 주 범위에 가로지르는 방향으로 작용하는 힘에 대응하여(굴곡 응력(flexural stress)), 이에 따른 기계적 스트레스 하에서 파열 없이, 움직일 수 있게, 가요적이다. 동시에, 접촉 소자의 적어도 실질적으로 2-차원 범위는, 전류를 전도하는 접촉 소자와 가열 층 사이의 접촉 면이 충분히 커서 광범위한 가열을 확보하고 주된 기능을 지지함을, 보장한다. 이러한 특징적 형태의 결과로서, 이러한 종류의 평면 소자는 이의 가요성을 줄이는 안정화 캐리어 시트를 요구하지 아니한다. 그래서, 이러한 종류의 평면 소자로, 결합 기판의 표면에 1-차원적 곡률의 경우에, 바람직한 가요성을 얻을 수 있다.

그러나, 이러한 종류의 매우 가요적인 평면 소자가 사용되는 경우에도, 하나 초과의 공간적 방향에서의 만곡된 표면에 전체-면적의 결합을 달성하는 것은 가능하지 않으며, 이는 평면 소자의 부분에 다중-차원적 변형성을 필요로 하기 때문이다. 그러나 매우 가요적인 평면 소자를 가지고도 다중-차원적 변형은 주름 없이 달성될 수 없고, 그래서 이러한 소자는 3-차원적 외형을 가지는 가열 표면에 적합하지 않다.

하나 초과의 방향으로 만곡된 표면의 경우에도, 열악한 결합력은 특별한 문제임이 증명된다. 예를 들어, 이는 확장된 시야의 단일-피스 미러를 가지는 후방 자동차 미러에 관한 것으로서, 여기서 이 미러는, 예를 들어, 2개의 광각 미러 또는 근접 미러의 경우와 같이, 공간 방향으로 만곡된 표면을 가진다. 이러한 종류의 미러는, 후방 자동차 미러의 시야의 크기에 대한 높아진 법적 요구사항의 견지에서 합당하며, 왜냐하면, 2차원으로 만곡된 미러의 사용을 통해, 달리 필요할 수도 있는 미러 면적의 크기의 증가를 피하고, 관련된 공기 역학적 결점 및 디자인 제한을 피하는 것이 가능하기 때문이다. 매우 가요적인 평면 소자를 사용하는 경우에도, 충분히 안정한 결합으로, 2차원의 곡률을 가지는 이러한 미러를 제공하는 것이 가능하지 않고, 왜냐하면, 여기서 다시, 국부적 또는 전체적 탈착 및 또한 주름이 존재하기 때문이다.

그래서 본 발명의 목적은, 이 단점들을 제거하고 2차원 또는 3차원의 만곡된 표면을 가지는 기판에도, 효과적인 열 접촉을 가능하게 하는 형태의 평면 소자를 제공하고 동시에, 이러한 기판에 높은 결합 강도를 보이고 더구나 간단한 구조를 가지며, 이로써 이 평면 소자가 경제적 그리고 환경적 견지로부터 호의적이게 생산될 수 있는, 평면 소자를 제공하는 것이다.

이 목적은 놀랍게도 그리고 당업자에 예측가능하지 않는 방식으로, 발단에서 특정된 타입의 평면 소자에 의해 달성되며, 여기서 이 접촉 층은 전기 전도성 제 2 폴리머 물질로 이뤄져 있고, 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질 각각은 엘라스토머 및/또는 플라스틱 폴리머에 기초한 폴리머 물질이고, 이 물질 각각은 300mm/분의 스트레칭 속도에서, 20% 초과, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가지고, 추가로, 1000MPa 미만 또는 100MPa이하의 인장 탄성 계수를 가진다.

이러한 종류의 구조를 가진 평면 소자는 매우 변형될 수 있고 그래서 불규칙한 표면에도 부착될 수 있다. 이의 주된 기초는, 본 발명에 따라, 엘라스토머 및/또는 플라스틱 폴리머의 기초로 생산된 폴리머 물질로 이뤄진, 가열 층 및 접촉 층의 특별한 형태이다.

더구나, 이 두 개의 폴리머 물질은 높은 파단 신율을 가지고 동시에 특별히 낮은 인장 탄성 계수를 가질 것이 요구된다. 낮은 인장 탄성 계수는 이 폴리머 물질을 충분히 유연하게 한다. 그러나, 동시에 이들은 전체적으로 비-파괴되어 변형될 수 있도록, 높은 파단 신율을 가져야 한다. 본 발명에 따른 두 특징이 동시에 실현되는 폴리머 물질만이, 기능에 임의의 제한 없이, 결합 기판의 외형에 맞춰질 수 있도록, 그리고 그 결과 표면이 평평하지 아니한 기판에도 결합될 수 있도록, 충분한 정도로 변형될 수 있다. 더구나, 이의 중요성은, 평면 소자가 또한 기판의 표면의 미러의 울퉁불퉁함을 보상할 수도 있다는 것이다.

이 폼의 결과로서, 평면 소자는 이의 주된 범위(주된 신장의 평면)에 평행한 탄성력이 늘어나고, 그래서, 주된 범위에 평행하게 작용하는 힘에 대응하여, 기계적 스트레스 하에서 파열 없이 움직일 수 있게 탄성력이 있다. 낮은 인장 탄성 계수가 더 높아지면, 대조적으로, 평면 소자는 더욱 강성이 될 것이고, 반면에 더 낮은 파단 신율은 전체적으로 부적당한 변형력을 일으킬 것이다.

상기 언급된 폼의 하나 또는 그 초과의 특징들에 더하여, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질이 자가 접착제인 경우에 이롭다. 이 방식으로, 평면 소자의 관점에서, 자가 접착제의 추가 층 없이도, 특별히 간단한 구조를 가지는 평면 소자가 생산될 수 있고, 낮은 설정된 높이를 가지고 동시에 특별히 우수한 열전달을 가능하게 할 수 있다.

이러한 관계에서, 더구나, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질이 감압성 접착제인 것이 유리함은 증명되었다. 이러한 종류의 시스템은 특히, 매우 불규칙한 기하구조를 가지거나 열에 민감한 기판의 경우에도 이러한 종류의 자가 접착제가 사용될 수 있다는 결과로서, 예를 들어 평면 소자를 가열하는 것과 같은, 다른 작업 단계 없이도, 간단한 결합을 가능하게 한다.

이로운 것으로 밝혀진 감압성 접착제(PSA)는 더욱 특별하게는, 아크릴레이트 및/또는 메트아크릴레이트, 폴리우레탄, 천연 고무, 합성 고무 및/또는 실리콘에 기초한 것들이다. 이러한 종류의 PSA는 평면 소자의 기술적 접착제 특성이 넓은 범위로 조절될 수 있어서, 따라서 예를 들어, 특정 기판 또는 주위 조건의 관점에서, 생산되는 결합의 특이적 조건에 맞춰질 수 있다는 이점을 제공한다.

대신에, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질은 또한 핫멜트 접착제인 것이 이로울 수 있다. 이러한 핫멜트 접착제에 의해, 특히 높은 결합 강도를 얻을 수 있고, 따라서 이러한 시스템은, 특히, 접착제 결합이 높은 기계적 부하를 받는 곳에서 사용된다. 물론, 이는 두 개의 폴리머 물질(제 1 폴리머 물질과 제 2 폴리머 물질) 중 하나가 감압성 접착제이고, 상기 두 개의 폴리머 물질 중 다른 하나가 핫멜트 접착제인 것을 배제하지 않는다.

이로운 것으로 밝혀진 핫멜트 접착제는 더욱 특별하게는, 폴리올레핀 및 폴리올레핀의 공중합체 및 또한 이의 산-개질된 유도체, 이오노머, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아미드 및 이의 공중합체, 및 블록 공중합체 예컨데 스티렌 블록 공중합체에 기초한다. 이 첨가제 시스템의 산으로, 높은 결합 강도와 함께 특별히 넓은 정도로, 평면 소자의 기술적 접착제 특성을 제어할 수 있고, 따라서 생산되는 결합의 특이적 환경에 이들을 맞출 수 있다. 따라서, 높은 기계적 하중을 받은 소자들 또는 무거운 소자, 및 기술적 접착제 특성이 마찬가지로 넓은 범위에 걸쳐 바뀔 수 있는 소자의 결합에도 적합한, 특히 높은 결합 강도를 가지는 평면 소자는 얻어진다.

상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 이 평면 소자는 접촉 층의 두 측면 중 다른 한 면에 접촉하는 자가-접착제를 포함하는 접착제 층을 추가로 포함할 수 있다. 이 방식으로, 전체적으로, 평면 소자의 기술적 접착제 특성은 접촉 층의 폴리머 물질의 특성으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 평면 소자의 자가-접착제 측면 상의 접착제가 개별적으로 특별한 결합 기판에 맞춰질 수 있고 동시에 접촉 층이, 접촉 층의 표면의 물질이 결합 기판의 표면의 물질과 매우 상이한 경우에 특별히 매우 중요한 요소인, 가열 층 상에 특별히 우수한 고정에 순응될 수 있기 때문에, 특히 높은 결합 안정성을 전체적으로 얻을 수 있다.

본 발명의 실현을 위해, 상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징에 부가하여, 제 1 폴리머 물질이 포지스터(posistor)인 경우에, 특히 이롭다. 포지스터(PTC 소자)는 저항 가열 소자이며, 이의 전류 전도 영역은 이의 전기 저항의 관점에서 PTC(positive temperature coefficient)를 보이는 물질로 이뤄져 있다. 따라서, 포지스터는 전류를 전도하고 이의 저항은 온도와 함께 증가하며, 그래서 높은 온도에서보다 더욱 효과적으로 낮은 온도에서 전류를 전도하는 물질이다. 저항 가열 소자(PTC 소자)와 같은 포지스터 특성이 있는 이러한 종류의 물질의 사용은, 작업 온도의 상승시에, 가열 소자의 저항의 상승이 있고, 이로써 - 옴의 법칙에 따라 - 저항의 증가에 비례하여 전류를 감소시키고, 전체적으로 얻어진 가열 출력은 내려가고, 가열 소자는 다시 냉각되기 때문에, 일정한 압력이 이러한 가열 소자에 인가되는 경우에, 가열 소자의 과열이 차단되는, 실제적 이점을 제공한다. 특이적 적용에 의존하여, 외부 제한에 추가로 또는 이의 대신에, 이러한 본래의 온도 제한은 사용될 수 있다.

상기 언급된 폼의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 제 2 폴리머 물질이 포지스터가 아닌 경우에, 이로울 수 있음이 추가로 입증되었다. 이는 접촉 층의 면적에 걸쳐 전압의 균일한 분배가 달성되도록 하여, 평면 소자 내 온도의 균일한 분배를 제공한다.

상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 접촉 층의 전기 저항이 가열 층의 전기 저항의 1/10 미만, 바람직하게는 1/100 미만 또는 이보다 더 낮은 저항인 경우에 이롭다. 이 형태의 경우에, 가열 소자에 전체적으로 인가된 전압은 접촉 층이 아닌 가열 층 상에서 현저하게 떨어지며, 그 이유는 열의 발달은 적어도 실질적으로 가열 소자의 영역에서 발생되기 때문이다. 이의 결과로서, 열 발달은 평면 소자의 전체 2-차원 범위에 걸쳐 균일하며, 접촉 층 자체에서 생성된 열의 양은 낮은 수준에서 유지된다.

더구나, 평면 소자는 다음과 같은 형태일 수 있는데, 그 형태에 있어서, 상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 접촉 층의 전기 저항은, 접촉 층이 20% 초과, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 100% 초과만큼 신장되는 경우에, 3배 이하만큼 증가하고 더욱 특별하게는 증가하지 아니하는 형태이다. 접촉 층이 높은 질량 분획의 전기 전도성 충전제를 포함하는 경우에(다시 말해, 꽉 채워진 제 2 폴리머 물질의 경우에), 신장 시의 접촉 층의 전도성은 증가될 수 있고, 물질의 적합한 선택성을 제공하며, 이는 저항의 전체적 감소의 결과이며; 이러한 물질 및 물질들의 조합물은 당업에 알려져 있다. 이 구체예는, 평면 소자의 국소적 신장의 경우에도, 상당한 국소적 저항의 증가는 존재하지 않는다는 것을, 보증한다. 이는, 신장된 영역에서의 국소적 전압의 큰 강하에 기초하여, 전류의 흐름은 낮아져서, 열의 전개가 또한 낮은, 신장된 영역의 나눔을 유발하는, 상황을 차단한다. 따라서, 이 구체예는 평면 소자의 열의 전개가 실제로 광범위하게 발생하고 이상적으로 전체 영역에 걸쳐 발생한다.

추가로 이로운 것은, 상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 접촉 층이 분지된 빗 모양 구조 또는 손가락 구조를 가진다는 것이다. 이 종류의 형태는, 기계적 특성을 크게 손상시키지 않거나 전체 층에 걸친 전압의 급격한 강하 가능성을 증가시킴 없이, 단지 작은 구멍을 가진 열 생성을 위한 평면 소자의 사실상 전체 영역의 최적의 활용을 가능하게 한다. 빗 모양 구조의 경우에 그리고 손가락 구조(손가락 사이 구조)의 경우에, 개별 이(teeth) 또는 손가락은 주 가닥으로부터 분지 되어 있다. 이 경우에 주 가닥은 이 또는 손가락보다 더 큰 단면적을 가질 수 있거나, 동일한 단면적을 가질 수 있다. 빗 모양 구조와 손가락 구조 사이의 차이는, 이 구조의 경우에, 분지되는 요소가 주 가닥의 동일 측면 상에 배치되어 있는 반면, 손가락 구조의 경우에, 이들은 상이한 측면들로부터 분지 되어 있다. 두 구조 모두, 단일 또는 다중 분지들을 가질 수 있고, 규칙적 또느 불규칙적 배열일 수 있고, 접촉 층이 단일 전극으로서 형성되거나 접촉 층이 복수의 전극으로 형성되는 경우에 사용될 수 있다.

더구나, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질이, 상기 언급된 형태의 하나 또는 그 초과의 특징들에 추가하여, 하나 이상의 전기 전도성 충전제를 포함하는 경우에 유용하다. 이 방식에서, 특별히 쉽게 그리고 경제적으로, 여러 애플리케이션을 위한 충분히 높은 열 출력(heating output)을 제공하는 전기 전도성 폴리머 물질을 얻을 수 있다. 여기서, 흑연, 탄소 나노입자 및 카본 블랙, 더욱 특별하게 전도성 카본 블랙을 포함하는 군으로부터 전기 전도성 충전제가 선택되는 경우에 특히 이롭다. 이러한 조성물의 이점은, 폴리머 매트릭스에, 이 충전제가 특별하게 우수한 연결을 보여주고, 그래서, 이러한 종류의 폴리머 물질은 전체적으로 높은 점착성(cohesion)을 가지며 따라서 높은 기계적 로드-견딤(load-bearing) 능력을 가진다는 것이다. 여기서, 자동 네트워크 형성(응집)을 향하는 경향이 있는 입자를 사용하는 것이 바람직하며, 예는 카본 블랙, 탄소 나노튜브 또는 다른 나노입자 시스템이다. 이러한 종류의 자가-형성 네트워크는 폴리머 물질에서 분리된 형태로 존재하는 전기 전도성 충전제의 경우보다 신장시 이의 전도성에 덜 부정적인 영향을 미칠 것이다.

추가로, 평면 소자가, 상기 언급된 특징들에 추가하여, 캐리어가 없는 형태라면, 다시 말해, 상치(permanent) 캐리어를 가지지 않는다면, 이롭다. 이는, 극도록 작은 설치된 깊이가 평면 소자의 부분에 실현될 수 있는, 특히 높은 가요성 및 탄성을 지닌 평면 소자를 만든다. 대신에, 이 평면 소자는 또한, 300　mm/분의 스트레칭 속도에서, 20% 초과, 더욱 특별하게 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가지고, 추가로 1000MPa 미만 또는 100MPa 이하의 인장 탄성 계수를 가지는, 상치 캐리어를 포함할 수 있다. 높은 탄성력을 가진 이러한 종류의 상치 캐리어의 사용을 통해, 불균등한 표면에 그리고 또한 일 공간 방향 초과(멀티-차원 굴곡)로, 구부러진 표면에의 결합에 놀랍게도 적합한, 매우 안정적인 평면 소자가 얻어진다.

본 발명의 추가 측면은, 결합 기판 및 상기 언급된 평면 소자 중 하나를 포함하는 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 제안한다.

최근까지 알려진 접착제에 의해 결합된 어셈블리의 단점은 멀티-차원 곡면 상에, 이들은 신뢰성 있게 영속적으로 부착될 수 있다는 것이며, 왜냐하면, 한 측면 상에 결합된 자가-접착제 평면 소자의 타고난 강성의 결과로서, 탈착은 곡면으로부터 발생될 수 있기 때문이다. 이 단점은 본 발명의 평면 소자의 사용을 통해 회피된다. 접착제에 의해 결합된 어셈블리가 하나 이상의 양면 자가-접착제 평면 소자 및 결합 기판으로서 뷰잉 시트(viewing sheet) 또는 미러 시트의 어셈블리를 포함하는 것이 바람직하며, 왜냐하면, 이러한 종류의 시스템에서, 결합 기판의 높은 타고난 무게 때문에, 마운트로부터 결합 기판의 탈착 및 결합 기판의 잠재적 결과의 파괴는 특별한 문제가 될 것이기 때문이다.

추가로 본 발명은 자동차 산업에서 결합 기판의 결합을 위해, 더욱 특별하게 상기 언급된 접착제에 의해 결합된 어셈블리의 가열을 위해, 상기 기재된 평면 소자의 사용을 제안한다. 현존하는 타입의 접착제에 의해 결합된 어셈블리가 불규칙한 모양 또는 다중-차원 곡면을 가진 결합 기판에 결합되고, 그 다음에 내적으로 의도된 방식으로 가열된다면, 폴리머 물질의 가온은 폴리머 물질의 연화가 동반되며, 따라서 또한 폴리머 물질의 접착력의 감소가 동반되고, 이는 연화된 폴리머 물질의 쪼개짐(splitting)을 유도할 수 있는데, 그 이유는 접촉제에 의해 결합된 어셈블리가 결합 기판으로부터 적어도 부분적으로 탈착되기 때문이다. 이 단점은 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 가열하는 본 발명의 평면 소자를 사용하여 회피된다.

달리 지시되지 않는다면, 개개 이로운 구체예들은 요구에 따라 서로 통합될 수 있고, 상기 기재된 이로운 효과를 얻도록 사용될 수 있다; 이 특징들은 그래서 또한 독립 청구항의 특징과 함께 그 자체로 보호될 수 있는 것으로 여겨진다.

본 발명을 예시하기 위한 목적을 위해, 본 발명의 일반적인 기재가 아래에 주어져 있으며, 본 발명의 부분-측면의 개별 구성의 특정 대표적 예의 기재를 포함하고, 이는 요구된 특정 특성에 의해 거의 임의로 서로 연결될 수 있다.

본 발명은 기초적으로 자가-접착제 평면 소자를 제공한다. 이 명세서의 목적을 위한 평면 소자는 더욱 특별하게 적어도 실질적으로 시트와 같은 범위를 가지는 모든 통상적 그리고 적합한 구조를 포함하는 것으로 여겨진다. 이들은 2-차원 결합을 가능하게 하고 여러 구체예에서, 더욱 특별하게 접착제 시트, 접착제 테이프, 접착제 라벨 또는 성형된 다이컷의 형태에서, 가요적일 수 있다. "적어도 실질적으로 시트와 같은 범위"는 평면 소자를 구성하는 아구(subregion)가 2-차원 배열로 존재함을 의미하며, 또한 개별 아구가 이 2-차원 배열로부터 돌출될 수 있다.

더구나, 이 평면 소자는 자가-접착제 평면 소자이다. 이는 이의 주 범위에 또는 두 면에도 평행하게 배치된, 하나 이상의 평면 소자의 측면이 자가 접착제이고 따라서 부분적으로 또는 전체적으로 자가-접착제를 가짐을 의미한다.

본 발명에서 자가-접착제는 예외없이 감압성 접착제 및/또는 핫멜트 접착제에 기초한 접착제를 포함한다, 다시 말해, 본래 기판(접착 기판 또는 결합 기판)에 영속적으로 결합할 수 있는 접착제를 포함한다. "기초한" 또는 "기초되는"은 본문에서, 이 접착제 시스템의 기술적 접착제 특성이 적어도 많은 정도로 (기초 폴리머로 지칭된) 이 접착제의 또는 이 접착제 성분들의 기초적 특성에 의존함을 가리키고, 더욱 특별하게는 접착제 시스템으로서, 이의 폴리머 상이 상기 접착제 또는 상기 접착제 성분에 40중량% 이상의 수준으로 존재하는 접착제 시스템을 말한다. 물론, 이는, 접착제 시스템 내에서 변경 보조제(modifying auxiliaries) 또는 첨가제의 사용 또는 추가 폴리머 접착제의 사용을 통해 추가로 영향을 받는, 접착제 또는 접착제 성분의 기초 특성을 배제하지 아니한다.

본 발명에 따라, 평면 소자는 둘 이상의 상이한 층을 포함한다: 가열 층 및 접촉 층. 더욱 특별하게는 층은, 단일 기능의 시스템의 시트와 같은 배열로 고안되어 있으며, 일 공간 방향에서의 이의 크기는 두 개의 다른 공간 방향에서보다 훨씬 더 작으며, 이는 주 범위를 정한다. 상기 층은 조밀(compact)하거나, 구멍 디자인을 가질 수 있고, 단일 물질 또는 상이한 물질로 구성될 수 있으며, 후자는 더욱 특별하게 이 층의 단일 기능에 기여하는 경우일 수 있다. 층은 이의 전체 평평한 범위에 걸쳐 일정한 두께를 가질 수 있거나, 그와는 상이한 두께를 가질 수 있다. 더구나, 물론, 한 층은 또한 하나의 단일 기능 이상을 가질 수 있다.

본 발명의 평면 소자에서, 정의된 층 순서가 있다. 층 순서는 더욱 특별하게 서로 포개지도록(스택 형태) 이의 주된 범위에 수직하게 배열되어 있는 개별 층의 공간 배열이고, 사이에 다른 층이 없이 서로 각각 직접 접촉해 있다. 본 발명의 층 순서 내에, 접촉 층이 가열 층 상에 직접 배치되어 있다.

가열 층은 평면 소자의 가열을 위해 설치된 임의의 층이다. 접촉 층은 전류의 우수한 도체이고 가열 층에 전압을 인가하기 위해 사용될 수 있고/거나 적어도 가열 층의 아구를 통해 전류를 통과시키는데 사용될 수 있는, 임의의 층이다; 따라서 접촉 층은 평면 소자에 외부 전기 공급 라인을 연결시키도록 제공된다(접촉 전극 기능(contacting electrode function)).

따라서, 가열 층은 접촉 층의 두 측면(즉, 접촉 층의 바닥 면 또는 상부 면) 중 하나에 접촉되어 있고, 따라서 이 두 층은 직접 - 즉, 인접하게 - 접촉되어 있다. 더구나, 가열 층은 접촉 층의 두 면과 전기 전도 연결되어 있다. 연결될 하부-섹션의 저항 및 연결의 접촉 저항으로 구성된, 연결의 전체 전기 저항이 그 크기가 남아 있는 전도 영역 및 접촉의 전체 저항의 3배 크기 이하인 경우에 특별히 전기 전도 연결로 칭한다.

접촉 층은 가열 층과 전류 공급원 또는 전압 공급원(이는 전형적으로 50V 이하의 전압을 제공하며, 또한 선택된 작업 전압이 특별한 용도에서 더 높아질 수 있다) 사이의 전기 전도 연결부이다. 여기서 이 접촉 층은 가열 층의 두 개의 전극 접속부(폴(pole)) 중 하나로서 형성될 수 있거나, 두 개의 전극 연결부를 형성할 수 있다. 접촉 층이 가열 층의 두 개의 전극 접속 부 중 단 하나를 구성하는 경우에, 제 2 전극 연결부는 가열 층을 통해 전류가 흘러 가열 층이 가온되도록 하기 위해 필요하다. 이 경우에, 제 2 전극 연결부는, - 예를 들어, 추가, 제 2 가요적 접촉 층의 형태로서 - 본 발명의 평면 소자 내에 형성될 수 있거나, 예를 들어, 유리 조각의 표면상의 금속 층으로서(예를 들어 유리 상의 은 층과 같음), 두 개의 결합 기판 중 하나에 제공될 수 있다. 이 경우에, 주로 주된 범위에 수직한 방향으로의, 가열 층을 통한 전류의 흐름이 있을 것이다.

반면에, 접촉 층이 가열 층의 두 개의 전극 연결부를 구성하는 경우에, 접촉 층은 서로 전도 연결되어 있지 않고 가열 층의 두 개의 전극 리드(lead)(폴)로서 형성된, 둘 이상의 영역을 포함한다. 이 배열에서, 전류의 수직 흐름에 추가하거나 이를 대신하여, 주된 범위 내에서 전류의 수평 흐름이 있을 수 있다. 전형적으로 접촉 층은 100㎛ 미만, 바람직하게는 20㎛ 미만 및 더욱 바람직하게는 10㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.

본 발명에 따라, 가열 층은 내재적으로 가열될 수 있는 제 1 폴리머 물질과 전기 전도성 제 2 폴리머 물질의 접촉 층으로 구성된다. 폴리머 물질은 하나 이상의 기초 폴리머를 포함하는 임의의 조성물을 의미한다. 이 기초 폴리머에 추가하여, 폴리머 물질은 임의로 추가로, 추가 폴리머 또는 첨가제와 같은, 추가 성분을 포함할 수 있다. 가열 층 및 접촉 층 둘 모두는 임의의 적합한 배열로 존재할 수 있다, - 예를 들어, 전체 영역 연속적 층으로서 또는 특별한 모양의 구조, 예를 들어, 빗 모양 구조 또는 손가락 구조.

폴리머 물질의 베이스 폴리머는, 폴리머로서, 이의 특성이 전체 폴리머 조성물의 특성의 일부 또는 전부까지도 지배하는 폴리머 물질이며, 물론 조성물 내에서 추가 폴리머 또는 첨가제 또는 개질 보조제를 사용하여 추가로 폴리머 물질의 특성에 영향을 주는 것이 불가능한 것은 아니다. 특히, 이는, 폴리머 물질의 폴리머 상(phase)의 전체 질량의 (및 따라서, 적당한 경우에는, 접착제의 폴리머 상의 전체 질량의) 비율로서 기초 폴리머의 비율이 50중량% 초과임을 의미할 수 있고, 폴리머 물질의 전체 질량의 비율로서 기초 폴리머의 분획은 20중량% 초과를 의미할 수 있다. 폴리머 물질이 단지 하나의 단일 폴리머를 포함하는 경우에, 그 폴리머는 물론 기초 폴리머이다.

본질적으로 발열성 폴리머 물질은 고유의 발열성 임의의 폴리머 물질이며, 이는 이 폴리머 물질이, 추가 성분 또는 구조적 구성부 없이, 전압이 폴리머 물질에 인가되는 경우에 또는 폴리머 물질을 통해 전류가 흐르는 경우에 그 자체로 열을 생산하는 능력을 가짐을 의미하며, 물론, 이 전류 또는 전압이 교류 전류 또는 전압인지 또는 직류 전류 또는 전압인지는 중요하지 않다. 열 생산을 위한 방법은, 예를 들어, 폴리머 물질의 전기 저항에 기초한 가열과 같은, 전형적으로, 반복될 수 있는, 방법이다. 그러나, 본 발명에 따라, 열 생산은 상이하게 실현될 수 있다, 예를 들어, 전기에 의해 개시될 수 있는 발열 비가역적 화학 반응인, 일회성 방법과 같이 상이하게 실현될 수 있다.

그러나, 본 발명의 실현을 위해, 전체 평면 소자가 변형될 수 있는 것이 절대적으로 필요하다. 이는, 특별한 변형될 수 있는 층을 가진 평면 소자에 의해 달성된다. 가열 층과 접촉 층의 변형력은, 각 가열 층 및 접촉 층을 형성하는 정의된 폴리머 물질을 사용한 결과이다. 따라서, 우선, 두 폴리머 물질, 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질은 엘라스토머 및/또는 플라스틱 폴리머에 기초한 폴리머 물질어야 할 필요가 있다.

엘라스토머는, 실온 아래의 유리 전이 온도를 가지며, 이의 모양을 유지하면서 탄성적으로 변형될 수 있는 폴리머이다. 탄성체로 만들어진 바디(body)는, 작용하는 변형력 하에서 탄성 변형을 겪지만, 이 변형력이 멈추면, 이의 초기 변형되지 않은 모양으로 돌아온다. 본 발명의 목적을 위해, 마찬가지로 이는 점탄성 폴리머를 포함한다, 점탄성 폴리머는 부분적으로 탄성이고 부분적으로는 점성의 특성을 가지는데, 그 이유는, 변형력이 사라진 후에, 이 바디는 이의 초기 모양을 단지 부분적으로만(불완전하게) 회복하고, 남아 있는 변형 에너지는 점성 유동 과정(viscous flow process) 내에서 없어지기 때문이다.

용어 "플라스틱 폴리머"는 작용성 변형력 하에서 가소적 변형을 겪는 폴리머를 지칭하며, 변형력이 사라진 후에도 변형은 완전히 남아 있거나 적어도 부분적으로 남아 있다.

더구나, 폴리머 물질은 300mm/분의 스트레칭 속도에서, 각 경우에, 20% 초과의, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가지고, 추가로 1000MPa 미만 또는 100MPa 이하의 인장 탄성 계수를 가지도록 요구된다.

파단 신율은 물질의 기계적 부하-견딤 능력 및 변형력의 수치적 특징이다. 이 수치 특징은 기계적 과부하의 결과로서 파괴되는 때에 가지는, (초기 길이에 대한) 표면의 길이에 잔류(remanent) 백분율 변화를 가리킨다.

인장 탄성 계수 (인장 계수, 탄성 계수, 영의(Young's) 계수)는, 스트레스와 스트레인(strain) 사이에 관계가 선형 탄성을 지닌 물질의 변형으로 기술되는 것에 의한 물질 특성 값이다. 비선형 탄성의 물질의 경우에, 인장 탄성 계수는 인장 부하가 시작될 때, 초기 인장 탄성 계수로 본 발명의 목적을 위해 여겨진다. 물질의 변형에 대한 물질에 의해 존재하는 저항력이 더 커지면, 탄성 계수의 값은 더 커진다. 이 물질로 이뤄진 특이적 바디의 강성은 추가로 방법 및 바디의 기하구조에 의존된다.

파단 신율 및 인장 탄성 계수는 300mm/분의 스트레칭 속도에 대해, 정의된 샘플 바디(타입 5)로, 실온에서, DIN　EN　ISO　527-3에 따라 측정된다.

본 발명의 실현을 위해 강제된, 이 특성으로부터, 가열 층 및 접촉 층 어느 것도 연속 금속 구조를 가질 수 없음은 명백하며(예를 들어, 와이어 리드(lead), 전극 또는 가열 와이어), 왜냐하면, 이 구조들의 타고난 강성은 층의 신장성에 대한 과도한 제한일 것이기 때문이고, 그래서 요구된 변형력은 부재될 것이기 때문이다.

저항 히터로서 사용된 층의 바람직한 경우를 위해, 이 층은 전기 저항을 가질 수 있는데, 이 전기 저항은 한 측면에서는 상기 층의 가열을 가능하게 할 정도로 충분히 높지만, 다른 측면에서는 우선 이 층을 통한 전류의 흐름을 설정하는데 충분히 낮다.

본 발명의 실현을 위해, 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질로서, 실질적으로 방전(breakdown) 없이, 상기 폴리머 물질을 통해 흐르는 전류를 전도하고 충분한 전기 전도성을 가지며, 더구나, 본 발명에 따라 요구된, 특히 이의 파단 신율 및 이의 인장 탄성 계수 관점의, 특징이 있는 모든 폴리머 물질을 사용할 수 있다. 이러한 파단 신율 및 인장 탄성 계수를 가진 폴리머 물질은 당업자에 알려져 있다; 다른 요구된 특성의 관점에서 - 전기 전도성, 예를 들어 - 이들은 마찬가지로 당업자에 잘 알려진 수단(measure)에 의해 순응될 수 있다.

따라서, 이들의 기계적 그리고 열적 특성에 기초하여, 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질로서 특별히 적합한 폴리머 물질은, 예를 들어, 기초 폴리머가 플로로폴리머, 클로로폴리머, 실리콘, 폴리아미드, 폴리올레핀 및 이의 공중합체, 폴리아릴렌, 폴리아크릴로니트릴, 에틸렌-프로펜-디엔-모노머 러버(EPDM), 니트릴 러버, 및 이의 혼합물 또는 공중합체인 폴리머 물질이다. 비록 왁스가 또한 사용될 수 있지만, 특별히 적합한 것은 상기 언급된 타입의 폴리머에 기초한 탄성체이다. 본원에서, 탄성체 특성 및 플라스틱 특성을 고의적으로 애쥬번트, 예컨데, 용매, 가소제, 수지, 가교제, 발포제 및/또는 충전제에 의해 설정할 수 있다.

더욱 특별하게 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질은 하나 이상의 접착제를 포함할 수 있고, 그래서 이 폴리머 물질은 접착제 폴리머 물질이다(접착제). 이들 중에서, 더욱 특별하게 자가-접착제가 언급될 수 있다, 다시 말해서 감압성 접착제 및 핫멜트 접착제가 언급될 수 있다.

감압성 접착제(PSA)는 상대적으로 약한 적용된 압력에서도 실온에서 기판에 대해 영속적 결합을 가능하게 하는 접착제이다. 대조적으로, 핫멜트 접착제는 단지 증가된 온도에서만 기판과의 영속적 결합에 들어가는 접착제이며, 그 결과 얻어진 결합은 실온으로의 후속적 냉각에도 유지된다. PSA 및 핫멜트 접착제의 결합력은 이의 접착 특성으로부터 얻어진다.

접착은 전형적으로, 두 상이, 계면에서, 거기서 발생되는 내부 분자 상호작용에 의해, 서로 접촉하는, 함께 홀딩(holding-together)됨에 의해 야기되는, 물리적 효과를 지칭한다. 그래서, 접착 특성은 기판 표면에의 접착제의 접착을 정의하고 점착(tack) 및 결합 강도로서 측정될 수 있다. 특이적 방법으로 접착제의 접착에 영향을 주기 위해, 가소제 및/또는 결합 강도-증가 수지(점착제(tackifier))를 접착제에 첨가하는 것이 일반적이다.

응집(Cohesion)은 전형적으로 내부 분자들의 상호작용에 의해 물질 또는 조성물의 내부에서 함께 홀딩됨을 야기하는 물리적 효과이다. 그래서 응집력은 접착제의 일관성(consistency) 및 유동성을 결정하며, 이는 예를 들어 점도 및 홀딩 파워로서 측정될 수 있다. 특이적 방법으로 접착제의 응집을 증가시키기 위해, 종종, 추가 가교가 이뤄지며, 이를 위해, 반응성(및 따라서 가교가능한) 성분 또는 다른 화학적 가교제를 접착제에 첨가하고/거나 후처리시에 화학선 (고-에너지) 방사선을 접착제에 가한다.

감압성 접착에의 기술적 접착제 특성은 접착성(adhesional)과 응집성(cohesional) 사이의 관계에 의해 주로 측정된다. 그래서, 예를 들어, 특징 용도를 위해, 사용된 접착제가 매우 응집성(다시 말해, 특별히 강한 내부적 홀딩-파워를 지님)이지만, 다른 용도를 위해 특별히 높은 접착성이 요구되는 것은 중요하다.

임의로, 두 개의 폴리머 물질 중 하나 또는 두 개의 폴리머 물질은 PSA일 수 있다. 대신에, 상기 두 개의 폴리머 물질 중 하나 또는 둘 모두는 핫멜트일 수 있다. 본원에서, 물론 상기 두 접착제 중 하나가 PSA이고 다른 하나가 핫멜트일 수 있다, 다시 말해, 제 1 폴리머 물질이 PSA이고 제 2 폴리머 물질이 핫멜트 일 수 있거나, 제 1 폴리머 물질이 핫멜트이고 제 2 폴리머 물질이 PSA일 수 있다.

적합한 PSA는 원칙적으로 적합한 감압성 접착제 특성을 지닌 모든 PSA 시스템, 다시 말해 감압성 접착제 시스템을 포함한다. PSA를 제조하기 위해 제공되는 모노머는 더욱 특별하게, 결과로 얻어지는 폴리머가 실온에서 또는 더 높은 온도에서 PSA로서 사용될 수 있도록 선택된다.

"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989)"에 따라 접착제가 감압성 접착제 특성을 가진다면, 접착제는 본 발명의 견지에서 감압성 접착제이다.

PSA에 바람직한, Tg ≤ 25℃의 폴리머 유리 전이 온도(Tg)를 얻기 위해, 모노머는, 이들이, 결과로 얻어지는 폴리머의 유리 전이 온도 Tg를 위한 바람직한 값은 아래 공식에 의해 주어진, Fox(cf. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123)에 의해 표현된 공식과 유사한, 방식으로 특성을 보이도록, 선택되고, 모노머 혼합물의 조성물 양도 선택된다.

상기 공식에서, n은 사용된 모노머의 일련번호를 나타내며, Wn은 각 모노머 n의 질량 분획(중량%)이고, Tg,n은 각 모노머 n의 K온도에서의 호모폴리머의 각 유리 전이 온도이다.

그래서, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질에 적합한 PSA의 예는 아크릴레이트 및/또는 메트아크릴레이트, 천연 고무 및/또는 합성 고무에 기초한 PSA이다.

그래서, 상기 언급된 화합물의 에스테르에 기초한 및/또는 아크릴산 및/또는 메트아크릴산에 기초한 PSA, 또는 수화된 천연 또는 합성 고무에 기초한 것들을, 이들의 특별한 노화 안정성 및 그 결과의, 오랜 시간에 걸쳐 본 발명의 평면 소자의 반복된 가열 작업에 저항할 수 있는 이들의 능력 때문에, 사용할 수 있다.

더욱 특별하게 적합한 것들은 예를 들어 자유-라디컬 중합에 의해 수득될 수 있는, 그리고 CH₂=C(R¹)(COOR²)(여기서, R¹은 H 또는 CH₃ 라디칼이고, R²는 수소이거나 포화된, 비분지된 및 분지된, 치환된 및 비치환된 C₁ 내지 C₃₀알킬 라디칼로 구성되는 군으로부터 선택됨)의 하나 이상의 아크릴 모노머에 부분적으로 또는 전체적으로 기초한 아크릴레이트 PSA이다. 상기 하나 이상의 아크릴 모노머는 PSA의 폴리머 상에서 50중량%의 질량 분획을 가져야 한다.

하나의 특별히 이로운 구체예에 따라, 추가로

(a1) CH₂=C(R¹)(COOR^2')(여기서, R¹은 H 또는 CH₃ 라디칼이고, R^2' 포화된, 비분지된 및 분지된, 치환된 및 비치환된 C₂ 내지 C₂₀알킬 라디칼로 구성되는 군으로부터 선택됨)의 하나 이상의 아크릴 모노머에 부분적으로 또는 전체적으로 기초한 폴리머, 및

(a2) 하나 이상의 아크릴 모노머와 중합가능한 코모노머에 부분적으로 또는 전체적으로 기초한, 그리고 작용기를 가진 비닐 화합물, 말레산 무수물, 스티렌, 스티렌 화합물, 비닐 아세테이트, 아크릴아미드, 및 이중 결합으로 작용화된 광개시제로부터 특별히 선택될 수 있는 폴리머를 사용할 수 있다.

바람직하게, 하나 이상의 아크릴산 모노머 (a1)는 본원에서 65중량% 내지 100중량%의 질량 분획을 가지고, 하나 이상의 코모노머(a2)는 자가 접착제의 폴리머 상에서 0중량% 내지 35중량%의 질량 분획을 가진다.

더구나, 특히, PSA의 요구된 기계적 특성의 관점에서, 800,000g/mol 이하의 자가-접착제의 질량 평균 분자량 Mw(질량 평균)이 이로운 것으로 증명되었다.

추가 구체예에 따라, 상기 하나 이상의 자가-접착제는 또한 천연 또는 합성 고무 조성물을 포함하거나 이에 기초될 수 있다. 천연 고무를 포함하는 자가-접착제를 위해, 상기 천연 고무는 자유롭게 선택될 수 있는 분자량으로 부수어지고, 그 다음에 결합 강도 증진 충전제(점착성 수지, 예를 들어)가 첨가되고, 또한 전기 전도성 충전제가 첨가된다. 하나의 특별한 구체예를 위해, 또한 EVA(에틸렌-비닐 아세테이트)와 같은 부분적으로 결정성인 폴리머가 자가-접착제로서 사용되거나 이에 첨가되는 것이 가능하다.

아크릴 또는 메트아크릴 에스테르를 포함하는 CH₂=C(R¹)(COOR^{2 ,,} (R¹는 상기 기재된 화합물로부터 선택되고, R^{2 ,,} 포화된, 비분지된 및 분지된, 치환된 및 비치환된 C₄ 내지 C₁₄알킬 라디칼, 더욱 특별하게는 C₄ 내지 C₉ 알킬 라디칼로 구성되는 군으로부터 선택됨)의 아크릴 또는 메트아크릴 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 이 예에 제한되어서는 아니 되는, 특이적 예는, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메트아크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메트아크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트 및 이의 분지된 이소머이고, 예들은 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메트아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트 또는 이소옥틸 메트아크릴레이트이다.

사용될 수 있는 화합물의 추가 분류는, CH₂=C(R¹)(COOR^{2 ,,,})(R¹는 상기 기재된 화합물로부터 선택되고, R^{2 ,,,}는 6개의 탄소 원자를 가지는 브리지된 및 비브리지된 시클로 알킬 라디칼로부터 선택됨)의 일작용성 아크릴레이트 및/또는 메트아크릴레이트이다. 시클로 알킬 라디칼은 또한, 예를 들어, C₁ 내지 C₆ 알킬 기, 할로겐 원자 또는 시아노 기에 의해 치환될 수 있다. 특이적 예는 시클로헥실 메트아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메트아크릴레이트 및 3,5-디메틸아다만틸 아크릴레이트이다.

하나의 바람직한 방법에서, 카르복실, 술폰산, 포스폰산, 히드록실, 락탐, 락톤, N-치환된 아미드, N-치환된 아민, 카르바메이트, 에폭시, 티올, 알콕시, 시아노, 할라이드 및 에테르 기가 예가 되는, 하나 또는 그 초과의 치환체, 더욱 특별하게 극성 치환체를 포함하는 아크릴 모노머 및/또는 코모노머가 사용된다.

아크릴 모노머(a1)의 견지에서 특히 이롭게 적합한 것은, 다음 군으로부터 선택된 모노머이다: 메틸 아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메트아크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메트아크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메트아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 메트아크릴레이트, 시클로헥실 메트아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메트아크릴레이트 및 3,5-디메틸아다만틸 아크릴레이트를 포함하는 치환된 및 비치환된 화합물.

마찬가지로 적합한 것은 적당한 염기성 코모노머(a2) 예컨데 단일 또는 이중 N-알킬-치환된 아미드, 더욱 특별하게 아크릴아미드이다. 여기서 특이적 예는 N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메트아크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐락탐, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메트아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메트아크릴레이트, N-메틸롤 아크릴아미드, N-메틸롤메트아크릴아미드, N-(부톡시메틸)메트아크릴아미드, N-(에톡시메틸)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드며, 이 열거는 또한 종국적이지 않다.

코모노머(a2)의 추가로 바람직한 것은 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메트아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메트아크릴레이트, 알릴 알코올, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 이타몬산, 글리세리딜 메트아크릴레이트, 페녹시 에틸 아크릴레이트, 페톡시 에틸 메트아크릴레이트, 2-부톡시에틸 아크릴레이트, 2-부톡시에틸 메트아크릴레이트, 시아노에틸 아크릴레이트, 시아노에틸 메트아크릴레이트, 글리세릴 메트아크릴레이트, 6-히드록시헥실 메트아크릴레이트, 비닐아세트산, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 베타-아크릴로일옥시프로핀산, 트리클로로 아크릴산, 푸마르산, 크로톤산, 아코니트산, 디메틸아크릴산이고, 이 열거는 종국적이지 않다.

추가 바람직한 방법에서, 비닐 화합물의 코모노머(a2)로서, 더욱 특별하게 비닐 에스테르, 비닐 에테르, 비닐 할라이드, 비닐리덴 할라이드, 알파 위치에 방향족 고리 및 헤테로사이클을 가진 비닐 화합물을 사용하며, 그 예는 배타적이지 않게 - 예를 들어 비닐 아세테이트, 비닐포름아미드, 비닐피리딘, 에틸 비닐 에테르, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 스티렌 및 아크릴로니트릴을 포함하는 것일 수 있다.

특별히 이롭게는, 상기 하나 이상의 코모노머(a2)는, 공중합가능한 이중 결합을 가지는 광개시제일 수 있고, 이는 Norrish I 광개시제 또는 Norrish II 광개시제, 벤조인 아크릴레이트 또는 아크릴레이트화된 벤조페논을 함유하는 군으로부터 더욱 특별하게 선택된다.

추가 바람직한 방법에서, 기재된 코모노머(a2)는 높은 정적 유리 전이 온도를 지닌 추가 모노머로 혼합된다. 적합한 이러한 추가 모노머는 방향족 비닐 화합물, 예컨데, 스티렌을 포함하며, 이 경우에 바람직하게는 상기 방향족 고리는 C₄ 내지 C₁₈ 유닛으로 구성되고, 헤테로원자를 포함할 수 있다. 특별히 바람직한 예는 4-비닐피리딘, N-비닐프탈이미드, 메틸스티렌, 3,4-디메톡시스티렌, 4-비닐벤조산, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메트아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메트아크릴레이트, tert-부틸페닐 아크릴레이트, tert-부틸페닐 메트아크릴레이트, 4-바이페닐일 아크릴레이트 및 4-바이페닐일메트아크릴레이트, 2-나프틸 아크릴레이트 및 2-나프틸 메트아크릴레이트, 및 이 모노머의 혼합물이며, 이 열거는 또한 종국적인 것이 아니다.

PSA 대신에 또는 이에 추가하여, 본 발명의 평면 소자는 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질을 위한 핫멜트 접착제를 포함할 수 있다. 적합한 핫멜트 접착제는 원칙적으로 적합한 핫멜트-접착제 특성이 있는 모든 핫멜트 접착제 시스템, 다시 말해, 핫멜트 점착(tack)을 가진 시스템을 포함한다. 본 발명의 목적을 위한 핫 멜트 점착을 가진 평면 소자는, 기판에의 멜트 형태로의 적용 후 그리고 후속한 냉각 후, ASTM D　3330-04에 따른 실온에서의 결합 강도(결합 강도에서 300mm/분의 제거 속도)가 1N/cm 초과인, 더욱 특별하게는 3N/cm 초과인 또는 5N/cm 초과인, 본 발명의 평면 소자이다.

사용될 수 있는 핫멜트 접착제는, 폴리올레핀 및 폴리올레핀의 공중합체에 기초한 것들 및 또한 이들의 산-개질된 유도체, 이오노머, 폴리아미드 및 이들의 공중합체 및 또한 블록 공중합체 예컨데 스티렌 블록 공중합체가 예가 되는, 모든 통상적이고 적합한 핫멜트 접착제이다.

폴리머 물질, 더욱 특별하게 자가-접착제는 물론 추가로 제형 성분(formulating ingredient) 및/또는 애쥬번트, 예컨데, 보조제(auxiliaries), 염료, 유동학적 첨가제(rheological additives), 접착 증진 첨가제, 가소제, 수지, 탄성체, 노화억제제(항산화제), 광안정화제, UV 흡수제 및 또한, 다른 보조제 및 첨가제를 포함할 수 있으며, 이 예들은, 건조제(예를 들어, 분자체 지올라이트 또는 칼슘 옥사이드), 흐름 작용제(flow agents) 및 흐름 조절제, 습윤화제 예컨데 계면활성제 또는 촉매이고, 또한 열에 의해 방출되거나 이의 방출이 열에 의해 지지되는, 열 전도성 충전제, 열-저장성 충전제 또는 애쥬번트를 포함할 수 있다.

사용될 수 있는 보조제는 곱게 갈려진 고체 첨가제, 예컨데, 초크, 마그네슘 카보네이트, 징크 카보네이트, 카올린, 바륨 설페이트, 티타늄 디옥사이드 또는 칼슘 옥사이드이다. 추가 예는 탈크, 마이카, 실리카, 실리케이트 또는 징크 옥사이드이다. 상기 언급된 이 물질들의 혼합물은 또한 사용될 수 있다.

사용된 안료는 천연 유기 또는 무기 안료일 수 있다. 모든 종류의 유기 또는 무기 색 안료가 적합하며, 예는, 광 안정성 및 UV 안정성을 개선하기 위한, 흰색 안료 예컨데 티타늄 디옥사이드, 또한 금속 안료이다.

유동학적 첨가제의 예는 흄드 실리카(fumed silicas), 규산염광물(phyllosilicates)(벤토니트, 예를 들어), 캐스터 오일(castor oil) 유도체에 기초한 고분자량 폴리아미드 파우더 또는 파우더이다.

접착 증진 첨가제의 가능한 예는 폴리아미드, 에폭시드 또는 실란의 군으로부터의 물질을 포함한다.

접착제 능력을 증진시키기 위한 가소제의 예는 예를 들어 프탈산 에스테르, 트리멜리틱산 에스테르, 포스포르산 에스테르, 아디프산 에스테르 및 다른 아크릴 디카르복실산의 에스테르, 지방산 에스테르, 히드록시카르복실산 에스테르, 페놀의 알킬설폰산 에스테르, 지방족, 사이클로지방족 및 방향족 미네랄 오일, 탄화수소, 액체 또는 반-고체 고무(예를 들어, 니트릴 고무 또는 폴리이소프렌 고무), 부텐 및/또는 이소부텐의 액체 또는 반-고체 폴리머, 아크릴산 에스테르, 폴리 비닐 에테르, 점착성 수지의 기초를 구성하는 천연 물질에 기초한 액체 수지 및 가소제 수지, 울 왁스 및 다른 왁스, 실리콘 및 또는 폴리머 가소제 예컨데 폴리에스테르 또는 폴리우레탄이다.

열에 의해 방출되거나 이의 방출이 열에 의해 지지되는 애쥬번트는, 열에 노출되어서, 방출되거나 활성화되어, 활성 물질의 조절된 전달을 가능하게 하는, 활성 물질을 포함하는 시스템이다. 본원에서 적합한 활성 물질은 열 방출 또는 활성화시 특정 활성을 전개시키는 임의의 물질이다: 예를 들어, 염료, 활성 의학적 또는 미용적 물질 또는 기폭약(detonator)(초기 폭발성(initial explosive)). 이 활성화는, 이 물질의 방출의 결과로서(국소적으로 적용가능한 활성 물질의 경우에서와 같음) 또는 열 활성화시에, 예를 들어, 열 개시된 화학 반응시에(예를 들어, 분자 재배열, 가교 반응 또는 분해), 또는 열 개시된 물리적 공정(예를 들어, 흡착/탈착 또는 상 전이) 시에 개시될 수 있다. 열에 의해 방출될 수 있는 애쥬번트는, 국소 적용에 적합하고 용융가능한 매트릭스에 캡슐화되어 있는, 활성 약 성분일 수 있다.

예를 들어 보조제 및 가소제와 같은 추가 성분들로 폴리머 물질을 제형 하는 것은 당업계의 기술이다.

기술적 접착 특성을 최적화하기 위해, 본 발명에 따라, 자가-접착제를 수지와 혼합할 수 있다. 첨가를 위해 사용될 수 있는 점착성 수지(Tackifying Resin)(결합 강도 증진 수지)는, 예외없이, 당업에 기재된 모든 알려진 점착제 수지를 포함한다. 대표적인 것은 피넨 수지, 인덴 수지 및 로진, 이들의 불균화, 수화, 중합 및 에스테르화된 유도체 및 염, 지방족 및 방향족 탄화수소 수지, 테르펜 수지 및 테르펜-페놀산 수지 및 또한 C₅ 내지 C₉ 및 다른 탄화수소 수지를 포함한다. 이들 및 추가 수지의 임의의 바람직한 조합물은 요구사항에 따라 결과로 얻어지는 접착제의 특성을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로 말해서, 상응하는 기초 폴리머와 양립가능한(용해가능한) 모든 수지를 사용할 수 있다; 더욱 특별하게 모든 지방족, 방향족 및 알킬 방향족 탄화수소 수지, 순수한 단량체에 기초한 탄화수소 수지, 수화된 탄화수소 수지, 작용성 탄화수소 수지 및 천연 수지를 참조할 수 있다. 하나의 바람직한 버전은, 오랜 시간에 걸쳐서도, 전기 전도성 및 가열력을 줄이지 않는 수지를 사용한다.

평면 소자의 추가 이로운 구체예는, 하나 이상의 층에, 열-저장 충전제를 첨가함에 의해 달성될 수 있다. 열-저장 충전제는 이 경우에 고열 용량, 더욱 특별하게는 0.7J/gK 초과의 열 용량을 가지는 임의의 충전제로 여겨진다. 이 물질의 열 완충 효과의 결과로서, 가열 층의 가열 시 (및 열 접촉으로 접촉 층의 가열시) 이러한 방식에서 균일한 프로파일 및 그리고 또한 열 생산의 활성 방법의 끝 후에 열의 균일한 전달 및 지속적 전달을 얻을 수 있다. 이롭게 사용될 수 있는 고열 용량의 충전제는, 예를 들어, 알루미늄, 베릴륨, 보론, 칼슘, 철, 흑연, 칼륨, 구리, 마그네슘, 인 또는 상기 언급된 물질의 화합물, 특별히, 알루미늄 옥사이드 및 알루미늄 클로라이드, 칼슘 카르보네이트, 칼슘 클로라이드, 구리 설페이트, 자철석, 적철광, 마그네슘 카르보네이트 및 마그네슘 클로라이드, 염화인 또는 산화인(이 물질들이, 추가로, 기폭약의 경우에 칼륨 또는 인과 같은, 평면 소자 내에서 추가 기능을 달성할 수 있다)을 포함한다.

하나 이상의 폴리머 물질이 고온 전도성, 더욱 특별하게는 0.5W/m·K 이상, 매우 바람직하게는 1　W/m·K 초과의 전도성을 가진다면, 또한 이롭다. 이는 예를 들어, 열 전도성 충전제의 첨가, 특별히 전기 절연이지만 높은 열 전도성 충전제, 예컨데, 보론 니트라이드 또는 알루미늄 옥사이드의 첨가에 의해, 달성될 수 있는데, 왜냐하면, 후자는 전기적 특성에 영향을 미치지 않기 때문이다. 그러나, 또한, 실버, 알루미늄 또는 구리가 예인, 고 열 전도성의 전기 전도성 충전제를 사용할 수 있다. 특별한 열 전도성의 폴리머 물질은 핫멜트 폴리머 물질을 용융하는데 필요한 에너지가 더욱 효과적으로 도입되어, 예를 들어 본 발명의 평면 소자가 결합 기판에 적용되는 단축된 사이클 타임을 이끌 수 있다. 더구나, 이러한 폴리머 물질이 사용되는 때, 가열 소자의 전체 면적에 걸친 균일한 온도 분배는 빠르게 달성될 수 있다.

본 발명의 목적을 위해, 제 1 폴리머 물질의 조성물은 제 2 폴리머 물질의 조성물과 동일하거나 상이할 수 있다.

본 발명에 따라, 제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질은 충분히 낮은 저항성을 가져야 하고, 적어도 실질적으로 분해 없이 전류를 전도해야 한다. 이는 이 목적을 위해 통상적인 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 물질은 (기초 폴리머로서 또는 추가 제형 성분으로서) 본래 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 그러나, 특별히 이로운 것은, 폴리머 물질을 위해, 전기 전도성 충전제를 포함하는 것이다. 전기 전도성(전기 전도) 충전제는, 그 자체로(즉, 폴리머 물질 없이) 또는 폴리머 물질과의 혼합물에서 전류를 전도하는 폴리머 물질에 대한 혼합물이다.

사용될 수 있는 전기 전도성 폴리머는, 당해 폴리머 물질과 양립가능한 원칙적으로 모든 적합한 전기 전도성 충전제를 포함할 수 있다. 이 목적을 위해, 더욱 특별하게는, 흑연 및 카본 블랙, 더욱 특별하게 전도성 카본 블랙(예를 들어 Printex® XE, Degussa), 및 또한 이의 임의의 바람직한 조합물로부터 선택된 충전제가 사용된다. 또한, 추가로 또는 대신에, 바람직하게는, 다른 탄소-기재 충전제, 더욱 특별하게는 나노 크기의 충전제들, 즉 하나 이상의 공간 차원에서 500nm 이하, 바람직하게는 200nm 미만 또는 50nm 미만의 범위를 가지는 충전제들을 사용할 수 있으며, 예는 탄소 나노입자 예컨데 탄소 나노튜브(예를 들어, Carbon Nanotubes, Ahwahnee 또는 Carbon Nanotubes Masterbatches, Hyperion Catalysis), 탄소 나노섬유, 풀러렌스(fullerenes) 등이다.

이롭게는, 이 충전제는 당해 폴리머 물질의 충전제의 분획이 폴리머 물질의 부분에서 충분한 높거나 낮은 저항성을 보장하도록 충분히 크지만, 단지 거의 적은 해로운 영향을 제 1 폴리머 물질의 기계적 특성에 미치도록 충분히 낮은, 양으로 사용된다. 충전제는 추가로 표면-개질된 형태로 사용될 수 있다 이는, 예를 들어, 폴리머 물질 내에서 탄소 나노튜브 또는 카본 블랙의 분산력을 개선하기 위해, 제 1 폴리머 물질의 특별한 특성에 걸쳐 특이적 영향이 발휘되도록 한다.

폴리머 물질의 전도성을 지배하는 인자들은, 전기 전도성 충전제의 충전도, 다시 말해, 폴리머 물질 내의 이의 질량 분획을 포함한다. 이는 제 2 폴리머 물질의 전도성과 가열 층의 달성될 수 있는 온도와 가열 속도에서 중요성을 가진다. 충전도를 올림에 의해, 더 높은 전도성 및 가능하게는 또한 더 높은 온도를 달성할 수 있다. 더구나, 폴리머 물질의 전기 전도성은 또한 이의 기초 폴리머에 의존한다. 따라서, 제 1 폴리머 물질의 전기 가열력의 효과의 정도는 충전도에 의해 결정될 수 있다. 충전도는 이롭게는 1중량% 내지 60중량%이다. 더욱 바람직한 것은 5중량% 내지 30중량%의 충전제를 사용하는 것이다.

전기 전도성 폴리머 물질을 달성하기 위해, 전기 전도성 필러는 중합 전 및/또는 중합 중에 폴리머 물질의 단량체와 혼합될 수 있고/거나 중합의 종결 후에 단지 폴리머와 결합될 수 있다. 바람직하게는 전기 전도성 충전제는 용융 상태의 폴리머 물질의 기초 폴리머에 중합 후 첨가된다.

본 발명에 따라, 제 1 폴리머 물질은 가열 층을 형성하고 제 2 폴리머 물질은 접촉 층을 형성한다. 하나의 바람직한 구체예에서, 가열 층은 포지스터 특성이, 있고, 그래서 이는 양의 온도 계수를 가지며, 따라서 PTC 효과를 보인다. 바람직하게, 더구나, 이 접촉 층은 포지스터 특성이 없다.

포지스터 특성은 적합한 제 1 폴리머 물질의 선택의 결과이다. 이 경우에, 제 1 폴리머 물질은, 특별한 작업 전압 및 특별한 작업 전류를 위해, 가열 층에 열의 생성이 PTC 효과에 제한되는 방식으로, 이의 양 온도 계수 및 저항의 관점에서 고안될 수 있고, 열의 전개에 관점에서 자가-제어 특성을 층에 제공하고, 더욱 특별하게, 이 층은 제한된 최대 온도를 넘지 않음을 의미한다. 평면 소자의 과열은 이러한 방식으로 억제될 수 있다.

자동차 공학에서, 또한, 이러한 물질의 포지스터 물질의 사용은 이미 확립되고 있다. 예를 들어, 외부 자동차 미러를 위해, 알루미늄 도체 면과 접촉된 PTC 요소는, 예를 들어, 미러의 마운트의 베이스플레이트에 결합되고, 이에 미러 유리의 후면을 연결시킨다. 전압이 그 다음에 PTC 요소에 인가되는 때, 이 요소는 전류 흐름에 의해 가열된다. 당업에 알려져 있는 결합가능한 가욜 요소에서 사용된 포지스터는 전형적으로 부분적 결정성 열가소성 플라스틱, 예컨데 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로프로필렌 또는 테트라플루오로에틸렌, 예를 들어, 카본 블랙을 포함하는 것이다. 당업계 기술은 상세하게 DE　29　48　350　A1, EP　0　307　205　A1, EP　0　512　703　A1 및 EP　0　852　801　A1에 기재되어 있다. 이의 미러 가열 유틸리티에서, 이 포지스터들은, 전기 전도 전극으로 제공되고 전형적으로 75㎛ 내지 250㎛의 두께를 가지는 별도의 캐리어 시트에 배치되어 있는 연속 도체 면에 잉크 형태로 적용된다. 잉크에 존재하는 용매는 마지막 건조 단계에서 제거된다. 상기 잉크는 EP　0　435　923　A1에 포괄적으로 기재되어 있다.

가열 층을 위해 제 1 폴리머 물질에서, 물론 원칙적으로 적합한 기계적 특성이 있고 PTC 효과를 보이는 - 다시 말해, 포지스터 특성이 있는 - 모든 폴리머 물질을 사용할 수 있다. PTC 효과의 발생 및 정도는 네트워크의 형성에 의존된다 - 예를 들어, 전기 전도성 충전제 그 자체가 응집된 형태인지 아닌지에 의존된다. PTC 효과는 여기서, 물리적 특성의 관점에서 및/또는 거대분자의 배향의 관점에서 예를 들어 이방성의, 계획적인(deliberate) 도입에 의해, 생산 과정에서 도입된 제 1 폴리머 물질의 폴리머 성분 내 배향을 포함하는, 여러 가지 중에서, 인자에 의해, 보조될 수 있다.

전기 전도성 충전제를 가진 폴리머 물질이 포지스터 특성이 있는 시스템으로서 사용되는 경우에, 다중-상 시스템, 더욱 특별하게는 PTC 효과가 발생되는 온도 범위 내에서 부피 팽창을 하나 이상의 상이 겪는 것들을 사용하는 것이 이로운 것으로 증명되었고, 상기 부피 팽창은 가열에 의해 발생되고, 일반적으로 인식된 과학적 설명에 따라, 포지스터 특성에 부분적으로 또는 전체적으로 책임이 있다(참조 J. Meyer in Polymer Engineering and Science, 13 (1973), pp. 462 - 468). 본 발명의 견지에서 다중 상 시스템은 전기 전도서 충전제에 추가하여 하나 또는 그 초과의 추가 충전제를 가지는 폴리머 또는 폴리머 혼합물에 기초한 폴리머 물질을 포함하는 것으로 해석된다.

포지스터 특성의 맥락에서 본원에서 특별히 이로운 것으로 인식되는 것은, 부분적으로 결정성인 폴리머를 가지는 폴리머 물질의 사용이다. 사용된 부분적으로 결정성인 폴리머 시스템은, 호모폴리머일 뿐 아니라, 특별히 부분적으로 결정성인 블록 공중합체인, 공중합체이기도 한, 단일-상 및 다중-상 시스템일 수 있다. 상기 부분적으로 결정성이 폴리머는 기초 폴리머 그 자체의 일부일 수 있거나 애쥬번트를 나타낼 수 있다. 상기 부분적으로 결정성인 폴리머의 결정성 아구는, 폴리머 매트릭스가 연화될 때, 이의 무정형 영역보다, 더 큰 열 팽창성을 가진다.

가열 층에 있는 제 1 폴리머 물질은 30중량% 이상의 부분적으로 결정성인 폴리머를 포함하며, 더욱 우수한 것은 제 1 폴리머 물질에의 부분적 결정성 폴리머의 50중량% 이상의 분획이다. 특히, 부분적으로 결정성이 폴리머의 분획이 증가하면서, 제 1 폴리머 물질로서 비-접착성 폴리머 물질 및 또한 핫멜트는, PTC 효과를 얻는 적합성을 놀랍게도 급격하게 증가시킨다는 것을 알려져 있다. 대조적으로, PSA는, 부분적 결정성 분획이 증가되면서 이의 감압성 접착제 특성을 잃고, 그래서, PSA를 사용하는 때, 부분적 결정성 폴리머의 분획이, 충분히 높은 감압성 접착성을 보장하기 위해, 핫멜트의 경우보다 더 낮게 유지되어야 한다.

따라서, 비-접착성 폴리머 물질 및 핫멜트 접착제는 PTC 효과의 활성에, 예상보다 훨씬 더 많이 적합하다. 제 1 폴리머 물질로서 본원에서 본 발명의 견지로 특별히 이로운 것으로 여겨지는 것은, 폴리머 물질의 기초 폴리머의 100중량%로 존재하거나 폴리머 물질의 기초 폴리머에서 거의 100중량% 이상으로 존재하는, 부분적으로 결정성이 폴리머를 포함하는 폴리머 물질이다.

제 1 폴리머 물질로서의 폴리머 물질에서, 특별히 이로운 부분적으로 결정성이 폴리머는, 결정도가 20% 초과이거나 40% 초과인 것들이다. 결정도는, 동적 미분 칼로미터(dynamic differential calorimetry(Differential Scanning Calorimetry; DSC))의 도움으로 측정될 수 있다.

따라서, 제 1 폴리머 물질로서, 부분적 결정성 열가소성 폴리머의 범위에서, 폴리올레핀(저밀도 폴리에틸렌, 예를 들어) 또는 폴리올레핀의 공중합체(예를 들어, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌-아크릴산(EAA), 에틸렌-메트아크릴산(EMAA), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 또는 에틸렌-부틸 아크릴레이트), 이오노머, 폴리아미드 및/또는 이들의 공중합체를 사용할 수 있다. 충분히 두드러진 PTC효과뿐만 아니라, 이 물질들은 또한 특별히 이로운 핫멜트 접착 특성이 있고, 그래서 핫멜트 접착제에 기초한 제 1 폴리머 물질을 위해 기초 폴리머로서 사용될 수 있다.

추가로, 부분적으로 결정성인 열가소성 폴리머의 범위에서 바람직한 것은, 산-개질된(예를 들어, 말레산 또는 말레산 무수물로 개질된) 폴리올레핀 또는 이글의 공중합체인데, 왜냐하면, 이들의 열 전도성 충전제, 예컨데, 카본 블랙 또는 탄소 나노튜브와의 호환성이 특별히 우수하고 이들 폴리머가 사용되는 때에, 폴리머 매트릭스 내 충전제의 균질한 분산을 쉽게 이룰 수 있기 때문이다.

사용된 매우 특별히 바람직한 블록 공중합체는 스티렌 블록 공중합체 예컨데, SBS(스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체), SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체) 또는 SEPS(스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체)이다.

또한 이로운 것은 가열 중 용융됨에 의해 PTC 효과를 지지하는 폴리머 또는 무기 충전제의 첨가이다. 예를 들어, 이들은 고결정성 폴리올레핀 왁스 또는 이온성 액체(낮은 용융성 금속 염)일 수 있다. 또한 충전제의 용융점의 선택은 포지스터 특성(PTC 효과)이 발생되는 온도가 조절되도록 한다.

포지스터 특성을 야기하기 위해, 더구나, 또한, 상이한 종류의 전기 전도성 충전제의 조합이 이로울 수 있는데, 왜냐하면 이는 매운 낮은 충전도에서, 특히 카본 블랙 또는 흑연과의 탄소 나노튜브의 조합의 경우에, 충분한 포지스터 특성을 달성하도록 하기 때문이다.

PTC 효과를 증가시키기 위해, 전기 전도서 충전제, 예컨데 카본 블랙 입자의 표면은 전체적으로 또는 부분적으로 금속 예컨데 니켈, 은, 또는 금으로, 실란으로 또는 포름아미드로 커버될 수 있다.

전기적 전도성 충전제와의 폴리머 물질의 폴리머 상의 혼합은 임의의 통상적 혼합 기술에 의해 발생될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 물질이 용융물로부터 본 발명의 평면 소자에 적용되는 경우에, 전기 전도성 충전제는 상기 용융물에 직접 바람직하게 도입될 수 있다. 이 경우에, 본 발명에 따른 견지에서 균질한 통합은 바람직하다. 폴리머 물질에서 충전제의 균질한 분배는 또한 바람직하게, 트윈-스크루 압출기, 연속 반죽 장치(Buss kneaders 예를 들어) 또는 유성 롤러 압출기(planetary roller extruders)에서 합성함에 의해 달성된다. 이 작업의 하나의 이점은 별도의 충전제와의 생산 작업의 단지 단순한 혼성(contamination)이고, 또한 용매의 회피에 있다.

본 발명의 평면 소자에 사용된 폴리머 물질은 바람직하게 추가로 가교된다. 특별하게, 이 목적은, PTC 효과를 증진하는 효과를 가지는(비교 EP　0　311　142　A1 및 또한 US　4　775　778　A), 특히 제 1 폴리머 물질을 위한, 높은 가교도를 달성시키는 것이고, 그래서 특별히 적합하다. 가교는 또한 가능한 NTC(Negative Temperature Coefficient) 효과의 결과를 제거하거나 줄인다, 이 효과는 폴리머 물질의 용융점 위의 온도에서 종종 관찰된다.

따라서, 제 1 폴리머 물질의 기초 폴리머는 바람직하게, 적어도 35%의 젤 값, 더욱 특별하게는 60% 초과의 젤 값에 해당하는 가교도를 가질 수 있다. 본 사안에서의 젤 값은 적합한 용매(톨루엔 또는 자일렌, 예를 들어)에 용해되지 않은 기초 폴리머의 분획의, 기초 폴리머의 용해성 분획과 비용해성 분획의 합에 대한, 비율이다.

높은 가교도는 예를 들어, 전자 빔의 가교 단계에서 달성될 수 있다. 이들이 전자 빔 가속기라면, 사용될 수 있는 전형적 방사선 장치는 선형 캐소드 시스템, 스캐닝 시스템(스캐너 시스템) 또는 분절된 캐소드 시스템을 포함한다. 당업계의 포괄적 기재 및 가장 중요한 공정 파라미터는, [Skelhorne, "Electron Beam Processing", in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Vol. 1, 1991, SITA, London]에서 찾을 수 있다. 전형적 가속 전압은 50kV 내지 500kV, 바람직하게는 80kV 내지 300kV이다. 사용된 방사선 선량(dose)은 5kGy 내지 150kGy, 더욱 특별하게 20kGy 내지 100kGy이다. 또한, 고에너지 방사가 가능한, 다른 방법을 사용할 수 있다.

추가 가능성은, 제 1 폴리머 물질의 전기 전도성의 변화 및 따라서 가교도를 통한 열 가열의 변화를 야기하는 것이다. 가교 반응에서 활성인 전자 빔 선량을 올림에 의해(그리고 따라서 가교도를 올림에 의해), 일반적으로 전기 전도성을 올릴 수 있어서, 평면 소자의 가열 층을 통한 전류의 일정한 흐름은 폴리머 물질의 도달될 수 있는 온도를 증가시킨다. 마찬가지로, 가교도를 통해, 제 1 폴리머 물질의 포지스터 특성을 제어할 수 있다.

가교 반응에 필요한 방사선 선량을 감소시키기 위해, 추가로, 폴리머 물질을 가교제 및/또는 가교 증진제, 더욱 특별하게는 열에 의해 또는 전자 빔에 의해 흥분(excitable)될 수 있는 것들과 혼합할 수 있다. 혼합된 열적으로 활성화가능한 가교제는 바람직하게 이작용성 또는 다작용성 에폭시드, 히드록시드, 이소시아네이트 또는 실란이다. 전자 빔 가교에 적합한 가교제는, 예를 들어, 이작용성 또는 다작용성 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트, 또는 트리알릴 시아누레이트 및 트리알릴 이소시아누레이트를 포함한다.

그 다음에, 평면 소자는 하나 이상의 층으로서 이 층 내에서 열이 발생될 수 있는 층 및 또한 접촉 층의 하나 이상의 전극(하나의 폴(pole))을 구성하는 전기 전도 층을, 포함한다. 여기서, 가열 층 및 또한 접촉 층은 변형될 수 있는 것이 중요하다. 구조적으로 가장 간단한 구체예에서, 평면 소자는 단지 두 개의 층으로 이뤄져 있다: 자가 접착제를 포함하는 가열 층과 접촉 층, 여기서 후자는 구조적으로 가장 간단한 구체예에서 비접착성(단일 면 접착 가능한 평면 소자)일 수 있거나, (양면 평면 소자를 위한) 자가-접착제로서 형성될 수 있다.

물질 기술의 견지로부터 가장 간단한 구체예에서, 가열 층과 접촉 층은 이들이 함유하는 전기 전도성 충전제의 양의 관점에서만 상이하지만, 동일한 조성을 가지는, 폴리머 물질로 이뤄져 있다.

더욱 복잡한 구조에서, 본 발명의 평면 소자는 가열 층과 접촉 층에 추가하여 추가 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 평면 소자가, 예를 들어, 접촉 층의 두 면으로부터의 면, 즉 가열 층과 직접 접촉하지 않는 면이 그 자체로 자가-접착제 형태가 아니지만, 대신에 자가-접착제를 포함하는 추가 층과 접촉하도록, 접착제의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 접착제 층은 접착제를 포함하는 그리고 기판으로의 평면 소자의 접착제 결합에 맞춰져 있는 임의의 층이다. 동등하게, 대신에 또는 추가하여, 자가-접착제는 접촉 층과 등을 마주하는 가열 층의 측면에 제공될 수 있다. 적합한 이러한 자가-접착제는 원칙적으로 모든 통상적 그리고 적합한 PSA 또는 핫멜트, 더욱 특별하게는, 제 1 및 제 2 폴리머 물질을 위해 상기 기재된 자가-접착제를 포함하며, 이 경우에, 상기 자가-접착제는 꼭 전기 전도성을 가질 필요는 없다. 따라서, 본 발명의 평면 소자는 또한, 예를 들어, 가열 층 및 접촉 층을 포함하는 구조일 수 있고, 두 층은 모두 자가-접착제가 아니며, 접착제의 층은 이의 측면(가열 층 및/또는 접촉 층)에 자가-접착을 제공하기 위해 적용될 수 있다.

추가 이로운 구체예에서, 발열성 평면 소자의 하나 이상의 층은, 평면 소자의 첫번째 가열시 제 1 폴리머 물질, 제 2 폴리머 물질 및/또는 적당히 추가 자가-접착제에서의 응집력의 증가를 유도하는 메커니즘으로 장착된다. 이는, 예를 들어, 특히 평면 소자 그 자체의 (타고난) 가열에 의해 개시될 수 있는, 열에 의해 개시된 후-가교의 결과인, 가교 정도의 증가를 통해 달성될 수 있다. 이롭게는, 그래서, 이러한 종류의 평면 소자는, 우선 하나 이상의 결합 기판과의 결합이 만들어지고, 그 다음에 제 1 가열이 수행되며, 이 과정 중에 결합의 고화가 일어나는 방식으로, 사용된다.

평면 소자는 전형적으로 캐리어가 없는 형태인데, 왜냐하면 이는 평면 소자 전체의 최대 변형력을 보장하기 때문이다. 그러나, 더구나, 또한 평면 소자에 변형가능한 영속적 캐리어가 있을 수 있다. 이 영속적 캐리어는 예를 들어, 이의 뚫림 강도(puncture resistance)와 같은, 평면 소자의 기계적 특성의 전반적 개선을 이루기 위해 사용될 수 있다. 영속적 캐리어는 이의 전체 영역 또는 구멍 디자인를 매울 수 있다. 이러한 종류의 영속적 캐리어로서, 모든 적합한 캐리어 물질, 예컨데 열가소성의 탄성 필름 또는 필름들, 폴리머-텍스타일 평면 소자(예를 들어, 직물, 레이드(laid), 니트된 또는 부직 섬유) 또는 이 물질들의 조합물을 사용할 수 있다.

전체적, 두드러진 평면 소자 변형력이 본 발명에 따라 달성되도록 하기 위해, 캐리어는 300mm/분의 스트레칭 속도에서, 20% 초과, 더욱 특별하게 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가져야 하며, 동시에 1000MPa 미만 또는 100MPa 이하의 인장 탄성 계수를 추가로 가져야 한다.

폴리머-텍스타일 캐리어 시스템의 관점에서, 이 시스템은 실제로 특별한 텍스타일 구성에 따라, 우수한 또는 훨씬 두드러진 3차원적 변형력을 가짐이 인식되어야 한다(예를 들어, 니트는 직물보다 훨씬 더 신장된다). 개선된 변형력으로, 이 시스템들은 또한 상당히 더 두꺼운데, 이 경우에, 신장력은 섬유 물질 그 자체에 의해서가 아니고, 단지 폴리머-텍스타일 어셈블리의 횡 수축에 의해 생산되기 때문이다, 이 수축은 실질적으로 두께 방향으로 발생된다. 높은 횡 방향 수축의 결과로서 낮은, 이 폴리머-텍스타일 캐리어 물질의 차원적 신뢰 및 높은 두께 때문에, 필름과 유사한 물질은 일반적으로 우선적으로 사용된다.

이 경우에, 영속적 캐리어가 또한, 이의 높은 가요성에 추가하여, 높은 열 전도성, 더욱 특별하게는 0.5W/m·K 이상 또는 1W/m·K 초과의 열 전도성을 가진다면 이롭다. 특별히 바람직한 물질은 열 전도성 충전제, 예컨데 보론 니트라이드 또는 알루미늄 옥사이드로 채워진 폴리머이다. 이러한 종류의 영속적 캐리어는 전형적으로 전체적 구조의 가요성을 손상시키지 않도록, 50㎛ 미만, 바람직하게는 25㎛ 미만의 두께를 가진다. 특별한 열 전도성 영속적 캐리어를 통해, 더욱 효과적으로, 본 발명의 평면 소자가 결합 기판에 적용되는 때 예를 들어, 단축된 주기를 가져오는, 핫멜트 접착제를 용융하는데 필요한 에너지를 도입할 수 있다. 하나의 특별히 이로운 구체예에서, 이 영속적 캐리어는 폴리머 폼의 형태이고, 따라서 실질적으로 전체적으로 평면 소자의 변형력을 일지 않는다.

영속적 캐리어는, 더구나, 전기 절연성일 수 있어서, 예를 들어, 평면 소자의 사용자를, 상기 소자의 전류-전달 부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다.

평면 소자는 추가로 일 자가-접착제 측면 상 및/또는 임의로 또한 다른 자가-접착제 측면 상의 임시적 캐리어를 가질 수 있다. 이러한 종류의 임시적 캐리어로서, 외부 자가-접착제 중 하나를 부분적으로 또는 전체적으로 커버하는, 릴리즈 페이퍼 또는 인-프로세스 라이너와 같은 임의의 릴리즈-효과 라이너 물질을 사용할 수 있다. 적합한 라이너 물질의 예는 잔여물 없이 재탈착가능한 릴리즈 효과를 가지는 모든 실리콘화 또는 플루오르화된 필름을 포함한다. 여기서 언급될 수 있는 필름 물질은 단지 예로서 PP(폴리프로필렌), BOPP(이축으로 배향된 폴리프로필렌), MOPP(일축으로 배향된 폴리프로필렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PVC(폴리비닐 클로라이드), PU(폴리우레탄), PE(폴리에틸렌), PE/EVA(폴리에틸렌-에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체) 및 EPDM(에텐-프로필렌-디엔테르폴리머)를 포함한다. 또한, 더구나, 릴리즈 페이퍼를 사용할 수 있다, 예는 글라신 페이퍼, 그라프트 페이퍼 또는 폴리올레핀계 코팅된 페이퍼이다. 본원에서 또한 그 자체로 높은 열 전도성, 더욱 특별하게는 0.5 W/m·K 이상 또는 1 W/m·K 초과의 열 전도성을 가지는 라이너 물질을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 물질은 보론 니트라이드 또는 알루미늄 옥사이드와 같은 열 전도성 충전제로 채워진 폴리머이다. 특별히 열 전도성 라이너 물질을 통해, 더욱 효과적으로, 핫멜트 접착제를 용융하는데 필요한 에너지를 도입할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 평면 소자가 결합 기판에 적용되는 때 단축된 사이클 시간을 제공한다.

본 발명의 평면 소자를 생산하기 위해, 예외없이, 알려진 그리고 적합한 방법을 사용할 수 있다. 따라서, 종래 기술에 따라 폴리머 평면 소자를 생산하는 친숙한 방법에 의해 본 발명의 평면 소자의 폴리머 물질을 제조할 수 있다. 예를 들어, 이 방법들은, 플랫 필름 압출(flat film extrusion), 블로운 필름 압출(blown film extrusion), 캘린더 방법, 및 용액으로부터, 분산액으로부터 또는 폴리머의 단량체 또는 프리폴리머 전구체로부터의 코팅을 포함한다. 이와 같은 전형적으로 수득된 이 평면 소자는 1000㎛ 이하, 더욱 특별하게 10㎛ 내지 400㎛ 또는 30㎛ 내지 200㎛의 두께를 가진다.

평면 소자를 생산하기 위해, 통상적으로, 두 개의 폴리머 물질 중 하나를 우선 영구적 백킹 또는 생산 백킹 위에, 지층(stratum) 형태로 펼치고 (이른바 예를 들어 인-프로세스 라이너), 이를 다시 공정 중에 또는 공정이 끝보다 늦지 않게, 평면 소자로부터 분리한다. 다른 폴리머 물질을 폴리머 물질의 이 층에 적용한다. 마지막으로, 요구된다면, 추가 자가-접착제는 접촉 층 및/또는 가열 층의 노출된 측면에 적용될 수 있고, 이 목적을 위해 생산 캐리어는 - 필요하다면 - 미리 폴리머 물질로부터 제거될 수 있다.

물론 또한 상기로부터 벗어나는 임의의 다른 생산 방법으로, 예를 들어 두 개의 폴리머 물질 중 하나를 캐리어(생산 캐리어 또는 영속적 캐리어)에 적용하고 두 개의 폴리머 물질 중 다른 하나를 또 다른 캐리어에 적용하며, 그 다음에 예를 들어 라미네이팅 단계에서, 두 개의 폴리머 물질을 서로 접합시킴에 의해, 본 발명의 평면 소자를 얻을 수 있다. 요구된다면, 추가 자가-접착제는 그 다음에 기 영속적 캐리어에 적용될 수 있거나 두 개의 폴리머 물질 중 하나에 적용될 수 있으며, 후자의 경우에는 단지 임시적 캐리어의 제거 후에 이뤄진다.

제 1 폴리머 물질에, 접촉 층의 제 2 폴리머 물질을 적용하기 위해, 또는, 적당히, 캐리어에 적용하기 위해, 전기 전도성 잉크(전도성 잉크) 및 프린트 잉크, 전도성 니스 또는 전도성 페이스트의 적용과 같은, 알려진 모든 방법을 사용할 수 있고, 여기서, 상기 폴리머는 분산, 용액 또는 용융 상태로 존재한다; 핫 스탬핑, 열 밀봉, 적층성 적용(laminative application) 또는 폴리머와 전기 전도성 충전제(폴리머/카본 블랙 화합물, 예를 들어)의 혼합물의 불연속 적용에 의한 별도로 성형된 폴리머 층 또는 폴리머 필름의 전달, 여기서 후자의 경우에, 접촉 층의 제 2 폴리머 물질은 본래 발열성 제 1 폴리머 물질의 전도성보다 10 이상의 인자만큼 더 높은 전도성을 가져야 한다.

제 1 폴리머 물질 및 제 2 폴리머 물질이 열가소성 폴리머인 경우에, 평면 소자는 또한 3차원 형태로 생산될 수 있으며, 이는 두 개의 층의 열형성력(thermoformability)을 통해 달성된다. 이러한 종류의 3차원으로 성형된 평면 소자는 결합 기판의 상응하게 성형된 표면에 대한 결합의 맥락에서 이점을 제공할 수 있다.

본 발명에 따라, 얻어진 평면 소자는 두 개의 결합 기판을 서로 연결시키는데 또는 그 외에 단일 결합 기판의 두 개의 상이한 하부-영역을 연결시키는데 사용될 수 있다. 평면 소자가 양면 자가-접착제 형태라면, 두 개의 결합 기판의 표면을 서로 접착제에 의해 연결시키는데 적합하다. 더욱 특별하게 평면 소자는 자동차 산업에서의 결합 기판의 결합을 위한 용도를 얻고, 예를 들어, 자동차, 버스, 기차, 보트 또는 비행기를 위해 사용된다.

본 발명의 평면 소자는 접착제 결합된 어셈블리의 부분으로서 존재할 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 접착제에 의해 결합된 어셈블리는, 접착제 결합에 의해 얻어진, 평면 소자와 평면 소자의 일 면에 직접 또는 추가 구성을 통해 결합된 하나 이상의 결합 기판의 임의의 어셈블리이다. 결합 기판으로서, 미러 시트, 더욱 특별하게는 미러 시트의 미러 면의 뒷면, 또는 투명 평면 소자의 경우에, 보기 면(viewing sheet), 예컨데 디스플레이 윈도우 또는 윈드스크린을 사용하는 것은 이롭다. 따라서, 본 발명의 평면 소자는 이러한 종류의 접착제에 의해 결합된 어셈블리를 가열하기 위해 사용된다.

따라서, 본 발명의 평면 소자는, 예를 들어, 미러 가열기(외부 및 내부 미러)로서, 가열기 이너 라이너(inner liner)(고정(fastening), 사운드 댐핑(sound damping), 가열(heating))에서, 스크린워시를 가열하거나 동결 방지 기능을 제공하기 위해, 탱크 가열을 위해(특별히, 디젤 자동차를 위해), 연료 라인의 가열을 위해(고정과 동시에), 제빙 시스템을 위한 가열기에서(날개 제빙, 고정 기능을 포함할 수 있음), 스티어링 휠 가열기에서, 가열 공기를 가온하기 위해(엔진이 냉각되는 때 추가 가열) 또는 흡입 공기를 예열하기 위해 사용될 수 있다. 이 목록은 순수히 예시적이고, 본 발명의 평면 소자의 적용은 이 특이적 예들에 제한되지 않는다.

또한, 이하와 같은 다수의 추가적인 적용 분야를 예로 들 수 있다(이러한 나열로 한정하지 않음): 응축액 또는 표면 위의 연무현상 방지하기 위해(예컨대 욕실 거울의 경우, 욕실용 안티-미스트 박판으로서 또는 보정 안경 또는 선글라스 상에서 또는 안경 케이스 내의 타일형의 발열성 접착제 시트로서 고정 및 가열하기 위해), 시트 가열(예컨대 자동차 내부에서, 시트 가열 및 에어백 장착 시트 전용 센서의 통합 적용 포함), 버스 정류장, 스포츠 경기장, 야외 음식점 또는 야외 화장실 착석용, 보온용 전기 커버 또는 매트(식료품 경우, 등산용 요리 기구, 특히 태양 전지 사용하에), 풋웨어 워머(예컨대 안창), 밴드 히터(예컨대 파이프 라인, 탱크 및 그와 유사한 장치용), 실내 난방(예컨대 벽 가열기, 마루 가열기, 접이식 텐트 가열기), 물침대 가열기, 발열성 하우징(예컨대 소위 하우징의 내용물 또는 전자 기기 및 펠티어 소자를 이용한 하이파이 장치 내의 상호 작용시 온도를 조절하기 위한 열 박스), 오토바이(예컨대 키잡이 또는 안장 가열), 온실 난방기(예컨대 대규모 방사선 가열 또는 대류식 가열 또는 식물에 직접적으로 발생시키는 소규모 국부적인 가열, 예컨대 뿌리 가열), 발열성 기능적 의복(예컨대 오토바이 운전자용 의복, 자동차 운전자용 의복 또는 겨울용 의복), 디스플레이 시스템의 가열 및 경우에 따라 고정(예컨대 LCDs, OLEDs 및 전기 영동의 디스플레이, 예컨대 카메라의 디스플레이 또는 야외 디스플레이 또는 교회 탑의 시계의 결빙 방지 및 그와 유사한 결빙 방지), 외부 가열 스위치 가열, 지붕 가열(예컨대 지붕면 또는 수로의 제빙 설비), 인큐베이터 내부(예컨대 어린 동물, 알의 부화 또는 신생아를 위한 인큐베이터), 의학적 치료(예컨대 인간의 또는 동물의 바디 표면에 대한 열치료, 열패치 및 피부에 시술하는 치료 시스템 및 피부에 바르는 약물 운반 수단) 또는 기폭제.

사용된 특별한 자가-접착제에 따라, 평면 소자는 결합 기판에(감압성 접착제의 경우에) 인가된 압력 하에서 단지 고정되거나, 그 외에 열의 도입으로(핫멜트 접착제의 경우에) 인가된 압력 하에서 결합 기판에 고정된다. 열의 도입은 외부로부터 발생된다; 대안적으로, 그러나, 안정한 결합을 얻기 위해 필요한 열은 또한 가열 층에서 본래 발생될 수 있다.

추가 이점 및 용도 가능성은 실시예로부터 명백하게 될 것이며, 실시예들은 첨부된 도면에 참조되어 더욱 상세히 아래에 기재되어 있다. 도면은 아래와 같다.

도 1은 종래 기술, 면 접착가능한 평면 소자를 통한 장축 단면의 개략도이다.
도 2는 접촉 층 및 가열 층을 포함하는, 본 발명의 양면 접착 가능한 평면 소자를 통한 장축 단면의 개략도를 보여준다, 하부-도면 a)는 결합되지 않은 평면 소자를 보여주고, 하부 도면 b)는 미러 유리의 일 면에 결합된 평면 소자를 보여준다;
도 3은 가열 층, 이중 빗살 모양 구조를 가진 구멍 접촉 층 및 접착제 층을 포함하는, 본 발명의 양면 결합가능한 평면 소자의 개략도를 보여준다, 윗 하부-도면은 평면 소자를 통한 장축 단면을 보여주고, 아래 하부-도면은 평면 소자를 통한 수평 단면을 보여준다.
도 4는 캐리어, 접촉 층 및 가열 층을 포함하는, 본 발명 단면 결합가능한 평면 소자를 통한 장축 단면의 개략도를 보여준다.
도 5는 접착제의 층, 접촉 층 및 가열 층을 포함하는 본 발명의 양면 접착가능한 평면 소자를 통한 장축 단면의 개략도를 보여준다.
도 6은 접착제의 층, 접촉 층, 가열 층 및 임시적 캐리어를 포함하는 본 발명의 양면 접착가능한 평면 소자를 통한 장축 단면의 개략도를 보여준다.
도 7은 상이한 온도에 대해 측정된 본 발명의 평면 소자(실시예 1)의 Ohmic 저항을 재현하는 데이터 곡선을 보여준다.
도 8은 상이한 온도에 대해 측정된 본 발명의 평면 소자(실시예 2)의 Ohmic 저항을 재현하는 데이터 곡선을 보여준다.
도 9는 상이한 온도에 대해 측정된 통상적 평면 소자(비교례 1)의 Ohmic 저항을 재현하는 데이터 곡선을 보여준다.
도 10은 두 데이터 곡선을 보여준다, 이 곡선들은, 로그 표현으로, 신장의 상이한 수준에 대해 측정된 본 발명의 평면 소자의 가열 층의 Ohmic 저항을 보여준다.
도 11은 두 데이터 곡선을 보여준다, 이 곡선들은, 신장의 상이한 수준에 대해 측정된 통상의 접촉 층과 본 발명의 평면 소자의 접촉 층의 Ohmic 저항을 보여준다.
도 12는 네 개의 데이터 곡선을 보여준다, 이 곡선들은, 상이한 수준의 신장에 대해 측정된, 도 10과 도 11에 도시된 층의 Ohmic 저항에서의 상대적 변화를 보여준다.

우선, 아래의 내용은 도 1-6에 대한 것이며, 이는 일반적 방식으로, 가열된 평면 소자의 상이한 구조를 보여준다. 이 후에, 예를 통해, 본 발명의 평면 소자의 특이적 실시예가 기재되어 있고, 이 평면 소자들의 특성을 측정하는 실험이 기재되어 있다. 이 실험 측정의 결과는 도 7-12에 있다.

도 1은 종래 기술의 평면 소자로서, 이 소자는 제 1 가열 층(50)과 접촉 층(20)을 가지고 있으며, 상기 접촉 층(20)은, 영속적 캐리어(16)에, 적층 접착제의 층(60)을 통해 연결되어 있다. 이 평면 소자는, 감압성 접착제의 두 층(22)과, 양면 결합되어 있는 형태이다. 이러한 종류의 평면 소자는 상대적으로 복잡한 여러 겹의 구조를 지니며 변형가능하지도 않고 가요적이지도 않다.

도 2는 본 발명의 양면 접착 가능한 평면 소자를 보여주는데, 이 평면 소자는 접촉 층(20)과 가열 층(10)을 포함한다. 도 2b는, 유리 시트(40)로 구성된, 미러 유리와 접착제에 의해 결합된 어셈블리의 형태의, 단면 결합된 상태의 평면 소자를 보여준다, 여기서 유리 시트(40)는 일 면 상에 금속성 미러 층(21)을 가진다. 이 경우에, 접촉 층(20)과 가열 층(10)은, 고 탄성이고 따라서 변형가능한 전기 전도성 폴리머 물질로부터 형성된다. 더구나, 가열 층(10)의 폴리머 물질은, 자가-접착제로서 형성된다. 평면 소자가 미러 글라스에 결합되는 경우에, 자가-접착제(즉, 감압성 접착제 또는 핫멜트 접착제) 가열 층(10)은 금속성 미러 층(21)의 뒷면에 결합된다. 접촉 층(20)은 여기서 폴리머 물질의 연속 층이고, 가열 층의 일 전극을 나타내며; 다른 전극은 금속 미러 층(21)에 의해 형성된다.

도 3은 본 발명의 양면 결합가능한 평면 소자를 보여주며, 이 평면 소자는 접촉 층(20)과 가열 층(10)을 가지고, 상기 접촉 층(20) 그 자체가 비접착성이고, 대신에 자가 접착제의 추가 층(30)이 접촉 층(20)에 부착되어 있다. 접촉 층(20)은 여기서 균일한 단면의 빗살 구조를 가지며, 여기서 상기 상부 하영역(subregion)에서의 손가락 들은 낮은 하영역에서의 손가락들과 같이 주 가닥의 동일 측면상에서 분지된다. 도 3의 상부 도면으로부터 볼 수 있듯이, 접촉 층(20)은 두 개의 연결되지 않은 영역을 가지며, 이 영역은 그래서 가열 층의 두 개의 접촉 전극(폴(pole))으로서 제공될 수 있다(임의로 선택된 상이한 기호 "+" 및 "-"에 의해 표현됨). 그래서, 결합 기판을 가진 어셈블리에서는, 외부 반대-전극으로서의 추가 접촉 전극이 필요 없다.

도 4는 본 발명의 단면 접착 가능한 평면 소자를 보여주며, 이 평면 소자는 접촉 층(20), 가열 층(10) 및 변형가능한 영속적 캐리어(16)를 가지고, 상기 접촉 층(20) 및 가열 층(10)은 각각 감압성 접착제 또는 핫멜트 접착제이다. 다시 여기서 상기 접촉 층(20)은 두-부분의 빗살 모양 구조를 가지며, 그래서, 결합 기판의 어셈블리에서는 외부 반대-전극으로서의 추가 접촉 전극이 필요 없다. 전체적으로 구조의 탄성력을 크게 손상시키지 않기 위해, 영속적 캐리어(16)는 50㎛ 미만, 바람직하게 25㎛ 미만의 두께를 가진다.

도 5는 본 발명의 양면 접착가능한 평면 소자를 보여주며, 이 평면 소자는 접촉 층(20) 및 가열 층(9/11)을 가지고, 상기 접촉 층(20)은 자가-접착제가 아니지만, 추가로 자가-접착제의 추가 층(22/23)은 접촉 층(20)에 부착되어 있다. 도 3에 도시된 구조에 대조적으로, 가열 층 및 자가-접착제의 추가 층은 상이한 종류의 자가-접착제이며, 자가-접착제의 다른 층(22)이 감압성 접착제이라면, 가열 층(9)은 핫멜트의 형태이거나, 자가-접착제의 다른 층(23)이 핫멜트-접착제라면 가열 층(11)은 감압성 접착제 형태이다.

도 6은 본 발명의 양면 접착가능한 평면 소자를 보여주며, 이 평면 소자는 접촉 층(20) 및 감압성 접착제 가열 층(11)이고, 상기 접촉 층(20) 그 자체는 비접착성이고, 대신에 자가-접착제 추가 층(30)이 접촉 층(20) 상에 부착되어 있다. 도 3에 도시된 구조에 대조적으로, 이 평면 소자는 가열 층(11)에 접촉한 임시적 캐리어(24)를 가진다.

본 발명은 아래에 개별적, 예시적으로 선택된 실험에 의해 기재되어 있으며, 조사된 샘플의 선택으로부터의 결과에 불필요하게 제한되어서는 안된다.

아래의 시험 방법은 본 발명의 평면 소자의 특징을 기술하기 위해 사용되었다.

본래 발열성 감압성 접착제(시험 A)의 접착 강도를, 180°각도 및 ASTM D　3330-04에서의 300mm/분의 제거 속도로, 스틸 플레이트 상에서 필 테스트(peel test)로 측정하였다. 모든 측정을, 기후에 맞춰 조정된 조건 하(50% 상대 대기 습도)에서 실온(23℃)에서 수행하였다

본래 발열성 핫멜트 접착제(시험 B)의 강도를 T-필 힘 시험(T-peel force test)으로 측정하였다. 이 목적을 위해, 시험 중 핫멜트 접착제의 200㎛의 두께를 가지는 스트립을, 140℃의 온도에서 진공 하에서 가열 프레스를 사용하여, 처리되지 않은 폴리에스테르 필름(Mitsubishi H)에 밀봉하였다. 이렇게 수득된 복합 시스템으로부터, 20　mm의 너비를 가진 스트립을 커팅하였고 24시간 동안 표준 조건 하에서 컨디셔닝하였다. 다시 그 후에, 이 가열 필름을 실온에서 기호에 따라 조절된 조건 하에서 폴리에스테르 캐리어로부터 필링하였고, 이를 달성하는데 요구된 힘을 기록하였다. 핫멜트 접착제뿐만 아니라 폴리에스테르 필름은 지지되지 않거나 고정되지 않으며, 그래서 필링 패턴은 T-모양이었다. 그 결과를 3회 측정한 평균으로 N/cm 단위로 보고하였다.

전압의 인가 후 전기 가열 능력(시험 C)을 온도의 증가를 측정함에 의해 평면 소자에 대해 측정하였다. 이 온도를 Pt100 열 센서를 사용하여 측정하였다. 본 발명 및 비교례의 평면소자를 이의 자가-접착제 면에 의해 유리 플레이트에 적용하였다. 12.8 볼트의 직접 전압(direct voltage)을 가요성 가열 소자에 적용하기 위해 변압기를 사용하였다. 600초의 시간 후에, 유리 플레이트 표면에서, 이 온도를 직접 측정하였다. 그 결과를 ℃로 기록하였다.

동일한 시험으로, 동일한 시험 표본으로, PTC 효과의 정도를 측정하였다; 이 목적을 위해, 전류의 인가 후 온도의 시간 프로필을 기록하였다. 이 온도를 상기와 같이 기록하였다. 추가로, 저항 변화가 옴의 법칙에 따라 계산되도록, 전류 및 전압을 시간 프로필로 기록하였다.

평면 소자의 가요성을 측정하기 위해(시험 D), 평면 소자의, 10cm 길이 및 2cm 너비의 단면 조임된(clamped) 스트립의 보윙(bowing)을 이의 자신의 무게로, 수평 위치에서, 측정하였다. 도 3에 도시된 설정을 사용하여 수행하였다. 도 3은 본래 발열성 평면 소자를 보여주며, 이 평면 소자는 자가-접착제의 층(30), 접촉 층(20) 및 가열 층(10)을 포함하고, 상기 접촉 층(20)은 이중 빗살 구조를 가진다. PSA 면에서 라이너 물질 없이 이 시험을 수행하였다. 이 시험을 위해, 도체 트랙이 실질적으로 스트립의 장축 방향을 가로지르도록 놓이게, 이 스트립을 절단하였다. 모든 측정을 기후에 따라 조절된 조건 하에서 실온에서 수행하였다.

평면 소자의 탄성력을 측정하기 위해(시험 E), 인장 탄성 계수 및 파단 신율을, 타입 5 시험 표면에 대해 그리고 300mm/분의 스트레칭 속도로, DIN EN ISO　527-3으로, 실온에서 측정하였다. 동시에, 샘플의 전기 저항은, 실험실 멀티미터에 의해, 적어도 실질적으로 셀수 없는 측정을 받았다. 측정 시작 시점에서, 서로 25mm의 거리의, 측정 소자의 좁은 평행한 구성부 내에 측정 전극을 위치시켰다. 신장 특성의 추가 특징을 위해, 인장 탄성 계수 및 파단 신율의 측정 중, 표본의 전기 저항을 추가로 기록하였다.

본 발명의 평면 소자의 예로서, 제 1 폴리머 물질로서 감압성 접착제 또는 핫멜트 접착제를 가지는 평면 소자를 만들었다.

본래 발열성 PSA를 위해, 우선, EP　04　712　016에 기재된 것과 유사하게, 기초 PSA를 제조하였으며, EP　04　712　016는 코모너머 조성물이 44.5중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 44.5중량%의 n-부틸 아크릴레이트, 8중량%의 메틸 아크릴레이트 및 3중량%의 아크릴산를 지닌다. 분자량의 측정은 평균 분자량 M_w의 650,000g/mol, 그리고 다분산도 M_w/M_n의 7.0을 제공하였다. 그 결과의 기초 PSA를 용액 상태로 40중량%의 흑연(Timcal Timrex KS 6)와 혼합하였고, 그 다음에 코팅 바에 의해 실리콘화된 글라신 릴리즈 페이터(Laufenberg)로 적용하였다. 120℃에서의 10분 건조 후, 그 결과 PSA의 두께는 100㎛였다.

전자 충격에 의해 이 PSA를 후속하여 가교하였다. 스웨덴의 Halmstad에 있는 Electron Crosslinking AB 회사로부터의 기구를 사용하여, Sweden 전자 충격은 발생되었다. 이 코팅된 감압성 접착제 테이프를 차가운 롤 위를 통과시켰으며, 이 롤은 가속기의 표준, Lenard 윈도우 아래에 존재하는 것이다. 순수한 질소로 플러싱(flushing) 함에 의해 상기 충격 존 내의 대기 산소를 배기시켰다. 이 벨트 속도는 10m/분이 었다. 이 경우에 이 전자 빔 용량은 50kGy이었고, 실시예 1을 위해 180kV의 가속 전압을 가졌다.

본래 발열성 핫멜트 접착제를 위해, 사용된 이 기초 핫멜트는 28중량%의 비닐 아세테이트 함량을 가진, 타입 Escorene Ultra FL 00728(ExxonMobil)의 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)이었다. 45분의 기간에 걸쳐, 140℃의 온도 및 120　min^-1의 회전 속도에서, Haake Rheomix 레코팅 압출기를 사용하여 28중량%의 전도성 카본 블랙(Ensaco 260 G; Timecal)을 이 기초 핫멜트로 합성시켰다. 200㎛의 두께를 가지는 평면 소자를 진공 프레스에 의해 그 결과 얻은 폴리머 화합물로부터 만들었다.

접촉 층의 변형가능한 폴리머 물질을 위해, 사용된 이 기초 핫멜트는 28중량%의 비닐 아세테이트 함량의 타입 Escorene Ultra FL 00728(ExxonMobil)의 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (EVA)이었다. 45분의 기간에 걸쳐, 140℃의 온도 및 120　min^-1의 회전 속도에서, Haake Rheomix 레코팅 압출기를 사용하여 28중량%의 전도성 카본 블랙(Printex XE2; Degussa)을 이 기초 핫멜트로 합성시켰다. 200㎛의 두께를 가지는 평면 소자를 진공 프레스에 의해 그 결과 얻은 폴리머 화합물로부터 만들었다. 이에 따라 수득된 필름으로부터, 접촉 층으로서, 1.5mm의 전극 공간 및 5.0mm의 전극 너비를 가진, 빗살-모양의 도체 트랙 구조를 절단하였다.

접촉 층의 제 1 변형 가능하지 않은 폴리머 물질를 위해, PEDOT/PSS(Clevios F; H.C. Starck)에 기초한, 전기 전도성 폴리머 물질의 상업적으로 입수가능한 분산액을 사용하여, 1.5mm의 전극 공간과 5.0mm의 전극 너비를 가지는, 빗살-모양의 도체 트랙 구조를 인-프로세스 라이너로 5㎛의 두께로 적용하였다.

접촉 층의 제 2 변형 가능하지 않은 폴리머 물질을 위해, 상업적으로 이용가능한 전도성 실버 니스(Conrad Electronic)를 25㎛의 필름 두께로 200㎛의 두께를 가지는 채워지지 않은 에틸렌-비닐 아세테이트 필름으로 적용하였다.

가열 층(10)으로서 100㎛의 두께를 가지는, 상기 기재된 본래 발열성 PSA를 사용하는, 도 3에 도시된 구조인 실시예 1을 위해, 자가-접착제의 층(30)으로서, 75　㎛의 두께의 본래 발열성 PSA와 동일한 조건 하에서 전자 빔으로 추가 가교를 받는, 상기 기재된 기초 접착제를 사용하였고, 접촉 층(20)으로서 듀얼 빗살 구조를 가진 폴리머 물질의 상기 기재된 변형가능한 층을 사용하였다. 이 발열성 영역은 180cm크기를 가졌다.

가열 층(10)으로서 200㎛의 두께를 가지는 상기 기재된 본래 발열성 핫멜트를 사용하는, 도 3에 도시된 구조인, 실시예 2를 위해, 자기 접착제의 층(30)으로서 75　㎛의 두께를 가진 상기 기재된 기초 PSA 및 접촉 층(20)으로서 듀얼 빗살 구조를 가진 폴리머 물질의 상기 기재된 변경가능한 층을 사용하였다. 이 발열성 영역은 180cm² 크기를 가졌다.

비교례 1을 위해, Porsche로부터의 외부 미러로부터, 종래 기술에 따라 상업적으로 입수 가능한 포지스터 가열 소자를 사용하였다.

상기 기재된 기초 PSA를 위해 그리고 또한 상기 기재된 발열성 PSA를 위해, 결합 강도는 시험 A에 따라 측정되었다:

기초 PSA: 7.4N/cm

발열성 PSA: 6.3N/cm

이 시험의 결과는 기초 PSA로 전도성 충전제를 혼합하는 것이 이의 감압성 접착제 특성을 크게 유지되도록 함을 보여준다.

필링 힘을 시험 B에 따라 상기 기재된 기초 핫멜트에 대해 그리고 또한 상기 기재된 발열성 핫멜트에 대해 측정하였다:

기초 핫멜트: 4.5N/cm

발열성 핫멜트: 2.9N/cm

이 시험의 결과는 기초 핫멜트로의 전도성 충전제를 혼합하는 것이, 이의 핫멜트-접착제 특성을 크게 보유하도록 함을 보여준다.

가열능력 및 PTC 효과를, 시험 C에 따라, 실시예 1 및 실시예 2에 대해 측정하였고, 또한 비교례1에 대해 측정하였다. 평면 소자에 의해 달성된 이 측정치는 다음과 같았다:

실시예 1: 53℃

실시예 2: 54℃

비교례 1: 54℃

이 시험들의 결과는 본 발명의 평면 소자가 시장에서 현재 이용가능한 종래 기술 미러 가열 시스템의 가열 성능에 매치되는 가열 성능을 달성함을 보여준다.

시험 C로부터의 순간 전류와 각 순간 전압으로부터 계산된, 평면 소자의 전체 저항은 온도의 함수로서, 도 7, 도 8 및 도　9에 도시되어 있다. 이 계산으로부터 얻어진 곡선의 모양은 가열 층의 PTC 효과가 있음을 보여준다. 도 7은 실시예 1에 대한 결과를 보여주고, 도 8은 실시예 2에 대한 결과 및 도 9는 비교례 1에 대한 결과를 보여준다.

도 7에서, 약 40℃의 온도까지 저항이 크게 증가하고, 더 높은 온도를 향해 서서히 감소함을 볼 수 있다. 실시예 1은 그 다음에 약 40℃ 미만의 온도에서, 현저한 포지스터 특성을 가지고, 40℃ 초과의 온도에서 약한 NTC 효과를 보여준다. 실시예 2(도 8)는 조사된 전체 온도 범위에 걸쳐 현저한 포지스터 특성을 보여준다. 비교례 1(도9)은 조사된 전체 온도 범위에 걸쳐 포지스터 특성이 있다. 이 측정에서 수득된 데이터 곡선이 비교되는 경우에, 상업적 비교례(도 9)에 대한 것 보다, PTC 효과가 일부의 경우에 본 발명의 평면 소자(도 7 및 도 8)에 대해 더욱 두드러짐은 명백하다.

실시예 1(상기 기재된 발열성 PSA) 및 실시예 2(상기 기재된 발열성 핫멜트) 또한 비교례 1에 대한, 시험 D에 따라 평면 소자의 변형력을 결정하였다. 측정된 보윙(bowing)은 다음과 같다:

실시예 1: 75mm

실시예 2: 60mm

비교례 1: 15mm

이 시험의 결과는 종래 기술분야로부터 알려진 평면 소자보다 본 발명의 평면 소자가 상당히 더 높은 가요성을 가짐을 보여준다.

본래 발열성 PSA(기초 PSA), 본래 발열성 핫멜트(기초 핫멜트), 변형가능한 폴리머 물질, 제 1 비-변형성 폴리머 물질(PEDOT/PSS에 기초한 폴리머 물질) 및 제 2 비-변형성 폴리머 물질(전도성 은 니스)에 대해, 인장 탄성 계수 및 파단 신율에 기초하여, 시험 E에 따라 평면 소자의 변형력을 측정하였다. 이 시험에서, 샘플에 대해서 측정된 인장 탄성 계수 및 파단 신율은 다음과 같다:

샘플	탄성 계수	파단 신율
본래 발열성 PSA	2.2　Mpa	424%
본래 발열성 핫멜트	35.6　Mpa	306%
변형가능한 폴리머 물질	63　Mpa	367%
제 1 비-변형성 폴리머 물질	측정될 수 없음	[ < 10% ]
제 2 비-변형성 폴리머 물질	측정될 수 없음	[ ≒25% ]

본 발명의 폴리머 물질이, 종래 기술로부터 알려진 폴리머 물질보다 상당히 더 높은 파단 신율을 가지고 상당히 더 낮은 탄성 계수를 가짐을, 이 시험의 결과는 보여준다.

따라서, 통상의 접착제에 대해(제 1 및 제 2 비-변형성 폴리머 물질), 인장 탄성 계수를 측정하는 것조차 가능하지 않았는데, 왜냐하면 이들은 너무 깨지기 쉬워서 자가-지지 층의 클램핑 중에도 표면이 파열되었기 때문이다. 그래서, 이 샘플들에 대해(제 1 및 제 2 비-변형성 폴리머 물질), 또한, 파단 신율을 정확하게 측정하는 것이 가능하지 않았다; 그러나, 비-변형성 폴리머 물질을 탄성적, 전기 비-전도성, 보조 캐리어에 적용하고 상기 비-변형성 폴리머 물질의 전기 저항의 변화를 측정함에 의해, 이 파라미터를 대략적으로 측정할 수 있었다, 상기 보조 캐리어는 신장된다.

상기 깨지기 쉬운 물질의 각각에 대해, 전기 저항의 큰 증가가 특정 신장시 발생되었다. 이 증가는, 비-변형성 폴리머 물질의 층의 파괴(파열)로서 해석되었고, 이는 상응하는 이론적 파단 신율에 대한 기초로서 취해졌다. 이 방식으로, 10% 미만의 파단 신율을 제 1 비-변형성 폴리머 물질에 대해 측정하였고, 반면에 제 2 비-변형성 폴리머 물질의 파단 신율은 약 25%였다.

결과적으로, 제 2 비-변형성 폴리머 물질이 20% 초과의 본 발명에서 요구된 범위 내의 파단 신율을 가지지만, 이 시스템은 1000Mpa 미만의 인장 탄성 계수의 요건을 충족하지 못한다. 본 발명에 따른 효과를 야기시키기 위해, 폴리머 물질이, 두 특징(파단 신율과 인장 탄성 계수) 주 단지 하나를 보여주는 것은 충분하지 않음을, 이 결과는, 보여준다; 대신에, 폴리머 물질 둘 모두가 각 경우에서 동시에 두 특징을 실현하는 것이 요구된다.

상이한 수준의 신장 시 인장 탄성 계수와 파단 신율의 측정의 과정에서 측정된, 이 표본의 저항은 도 10, 도 11 및 도 12에 있다. 전기 저항에 대해 신장 전 초기 값(즉, 0의 신장 시)은 다음과 같다:

내재적으로 가열성 PSA 1.15　MΩ

내재적으로 가열성 핫멜트 118　kΩ

변형가능한 폴리머 물질 2.6　kΩ

제 1 비-변형성 폴리머 물질 90Ω

제 2 비-변형성 폴리머 물질 50Ω

도 10은, 가열 층이 본 발명에 따라 형성될 수 있는, 두 개의 내재적으로 가열성 접착제에 대한, 표본이 신장될 때의 전기 저항의 변화를 보여준다. 실제 사용에서 전형적으로 발생되는 종류의 약 50% 이하의 낮은 신장시(초기 차원에 기초함), 저항의 감소는 관찰된다. 단지, 50% 초과의 매우 높은 신장 시, 저항의 증가가 있으며, 이는 극한의 신장 하에서 단면의 감소에 기인될 수 있다(그러나 평면 소자가 그렇게 심하게 신장되지 않기 때문에, 이러한 심한 신장은 일반적으로 실제로 평평하지 않은 기판에 결합되는 때 중요하지 않아야 한다). 초기 측정된 저항은 단지 90%(PSA)의 신장시에 초과되거나, 실제로, 150%(핫멜트)의 신장시에 초과된다. 그러나, 100%의 신장시에, 두 샘플은 여전히 초기 측정된 저항의 두 배 아래의 저항을 가진다.

도 11은 본 발명에 따라 접촉 층이 형성될 수 있는 변경가능한 폴리머 물질("탄성. 전극")에 대한 그리고 제 2 비-변형성 폴리머 물질(전도성 은 니스)에 대한, 표본의 신장 시 전기 저항의 변화를 보여준다. 변형성 폴리머 물질은 약 25%의 신장까지의 전기 저항의 작은 감소를 보여주며, 한편 더 큰 신장 시 전기 저항의 증가는 관찰된다. 접촉 층으로서 폴리머 물질의 이 적용에 상응하여, 저항의 절대 값은 가열 층에 대한 폴리머 물질의 도 10에서 도시된 데이터 곡선의 경우보다 한 차수(one order of magnitude) 초과만큼 더 낮다. 전도성 은 니스는 대조적으로 니스 필름의 파열로서 해석되는 25% 초과의 신장 시, 전기 저항의 큰 증가를 보여준다.

도 12는 개개 초기 저항에 관련된 데이터 곡선으로서, 도 10 및 11에 예시된 간단한 형태로 데이터 곡선을 보여주고, 따라서, 전기 저항의 상대적 변화를 보여준다. 본 발명의 평면 소자에서 사용될 수 있는 폴리머 물질의 모두에 대해, 전도성 은 니스에 대조적으로, 100%의 신장에서도, 저항이 초기 값의 2배를 넘지 않고, 그래서 (적당히 가열 효과를 가지면서) 이 폴리머 물질의 전부가 폴리머 물질을 통해 전류 흐름이 가능함을 볼 수 있다.

이 층 구조 및 관련된 기능(전기 전도성)의 붕괴 없이, 본 발명의 평면 소자가 종래 기술로부터 알려진 평면 소자보다 상당히 더 높은 변형력을 보여줌을 이 시험의 결과들은 보여준다.

따라서, 상기 기재된 예시적인 실험은, 안정적이고, 가열성인 접착제를 수득하기 위한, 본 발명의 가요적 평면 소자의 놀라운 적합성을 증명한다.

Claims (16)

1. 가열 층과 접촉 층을 포함하는 자가-접착제 평면 소자로서,
   상기 가열 층이 접촉 층의 두 측면 중 하나와 접촉하고 그것과 전기 전도 소통되어 있으며, 전류가 통할 때 가열되는 도체로서 형성된 내재적으로 가열성인(intrinsically heatable) 제 1 폴리머 물질로 구성되는, 자가-접착제 평면 소자에 있어서,
   상기 접촉 층이 전기 전도성 제 2 폴리머 물질로 구성되고, 상기 제 1 폴리머 물질과 제 2 폴리머 물질 각각이 엘라스토머 및/또는 플라스틱 폴리머에 기초한 폴리머 물질이고, 각각이 300mm/분의 스트레칭 속도 및 23℃의 온도에서, 20% 초과, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가지고 추가로 1000MPa 미만, 또는 심지어 100MPa 이하의 인장 탄성 계수를 가짐을 특징으로 하는, 자가-접착제 평면 소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 폴리머 물질 및/또는 상기 제 2 폴리머 물질이 자가-접착제임을 특징으로 하는, 평면 소자.
3. 제 2항에 있어서, 상기 자가-접착제가 아크릴레이트 및/또는 메트아크릴레이트, 폴리우레탄, 천연 고무, 합성 고무 및/또는 실리콘에 기초한 감압성 접착제임을 특징으로 하는 평면 소자.
4. 제 2항에 있어서, 상기 자가-접착제가 폴리올레핀 및 폴리올레핀의 공중합체, 이들의 산-개질된 유도체, 이오노머, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아미드 및 이의 공중합체 및/또는 블록 공중합체 예컨데 스티렌 블록 공중합체에 기초한, 핫멜트 접착제임을 특징으로 하는 평면 소자.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평면 소자가 접촉 층의 두 측면 중 다른 면과 접촉되어 있는, 자가-접착제를 포함하는 접착제 층을 추가로 포함함을 특징으로 하는, 평면 소자.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 폴리머 물질이 포지스터임을 특징으로 하는, 평면 소자.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 폴리머 물질이 포지스터가 아님을 특징으로 하는, 평면 소자.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 층의 전기 저항이 가열 층의 전기 저항의 1/10 미만임을 특징으로 하는, 평면 소자.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 층의 전기 저항이, 상기 접촉 층이 20% 초과, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 심지어 100% 초과만큼 신장되는 경우에, 3배 이하로 증가되고 더욱 특별하게는 증가되지 아니함을 특징으로 하는, 평면 소자.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 층이 분지된 빗살 구조 또는 손가락 구조를 가짐을 특징으로 하는, 평면 소자.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 폴리머 물질 및/또는 제 2 폴리머 물질이 하나 이상의 전기 전도성 충전제를 포함함을 특징으로 하는, 평면 소자.
12. 제 11항에 있어서, 상기 전기 전도성 충전제가, 금속 입자, 흑연, 탄소 나노입자 및 카본 블랙, 더욱 특별하게 전도성 카본 블랙을 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 평면 소자.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어가 없는 형태임을 특징으로 하는, 평면 소자.
14. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 300mm/분의 스트레칭 속도 그리고 23℃의 온도에서, 20% 초과, 더욱 특별하게는 50% 초과 또는 100% 초과의 파단 신율을 가지며, 1000MPa 미만 또는 심지어 100MPa 이하의 인장 탄성 계수를 추가로 가지는 캐리어를 포함함을 특징으로 하는 평면 소자.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 평면 소자 및 결합 기판을 포함하는, 더욱 특별하게는 결합 기판으로서 뷰잉 시트(viewing sheet) 또는 미러 시트를 가지는, 접착제에 의해 결합된 어셈블리.
16. 제 15항에 따른 접착제에 의해 결합된 어셈블리, 더욱 특별하게 자동차 산업에서의 결합 기판 상의 어셈블리를 가열하기 위한 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 평면 소자의 용도.
    

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