KR20140068950A - 전기 전도성 접착제 화합물 및 접착 테이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
a) 하나 이상의 접착제 화합물, 및
50℃ 내지 400℃의 온도 범위 내에서 용융하는 하나 이상의 금속 성분
을 포함하는 폴리머-금속 블렌드; 및
b) 하나 이상의 섬유질 전기 전도성 충전제 재료
를 포함하는 접착제 화합물 조성물로서,
충전제 재료가 금속 성분을 포함하는 결합된 섬유 네트워크로 적어도 일부 존재하는, 접착제 화합물 조성물에 관한 것이다.

Description

전기 전도성 접착제 화합물 및 접착 테이프{ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE COMPOUND AND ADHESIVE TAPE}
본 발명은 뛰어난 전도도를 지니는 전기 전도성 감압 접착제 및 접착 테이프에 관한 것이다.
전자 장치 및 전기 공학 내 다수의 플라스틱 적용을 위하여, 사용되는 부품은 전기 및/또는 전자기 및/또는 열 전도성 나타내야 한다. 마찬가지로, 사용되는 플라스틱 부품도 그러하다. 요즘에는 1010Ω·cm 내지 10-1Ω·cm 범위의 부피 저항(volume resistivity)을 지니는 전도성 충전제와 혼합되는 다수의 플라스틱 화합물이 있다. 사용되는 전기 전도성 충전제는 예를 들어, 카본 블랙, 탄소 섬유, 금속 입자, 금속 섬유, 또는 고유 전도성 폴리머이다.
절연체, 예컨대, 플라스틱에 전도성을 부여하기 위하여, 플라스틱을 통하는 전도 경로는 전기 전도성 충전제에 의해 생성되며, 이는 이상적으로 전도성 입자가 서로 접촉한다는 것을 의미한다. 플라스틱에서의 전도 네트워크는 금속 섬유 또는 탄소 섬유의 도입에 의해 최적으로 실현가능한 것으로 알려져 있다. 이러한 경우에, 섬유가 길수록, 소정의 전도성을 위해 필요한 섬유의 중량 분율은 적어진다. 그러나, 섬유 길이의 증가에 의해, 가공은 마찬가지로 문제가 더 많아지게 되는데 그 이유는 배합된 포뮬레이션의 점도가 급속히 증가되기 때문이다. 10mm의 강섬유(steel fiber) 길이를 지니는 시판 중인 입수가능한 배합된 포뮬레이션은 예를 들어, 약 25% 내지 30%의 최대 섬유 중량 분율까지만 사출 성형에 의해 가공될 수 있다. 더 짧은 섬유를 사용함으로써 더 높은 섬유 중량 분율을 지니는 배합된 포뮬레이션은 계속해서 사출 성형에 의해 가공될 수 있지만, 이는 긴 섬유와 비교해 볼 때 부피 저항의 어떠한 감소를 야기하지 않는다. 유사한 거동이 탄소 섬유 및 금속 입자로 충전된 열가소성 물질의 경우에 확인된다.
또 다른 문제점은 팽창 계수의 차이 때문에 충전된 열가소성 물질에서 섬유 네트워크가 온도의 영향 하에 확장되어 전도 경로에 대해 방해를 초래한다는 점이다.
또한, 공지된 기술로는 저-용융 금속 합금의 용융을 수반하는 저-용융 금속 합금의 폴리머 용융물로의 혼입으로 폴리머-금속 블렌드를 생성시키는 것이 있다. 이러한 블렌드는 전자 부품으로 사출성형되거나 압출된 전도체 트랙으로서 혼입된다.
US 4,533,685 A호에는, 예를 들어, 폴리머를 저-용융 금속 합금과 공동으로 용융시킴으로써 생성되는 폴리머-금속 블렌드가 개시되어 있다. 기재된 폴리머는 어떠한 바람직한 선택이 이루어짐 없이 다수의 엘라스토머, 열가소성 물질, 및 경화가능한 폴리머(열경화성 물질)이다. 이러한 명세서에는 감압 접착제로서의 용도에 대한 언급은 없다.
상기 명세서에서, 폴리머-금속 블렌드는 약 6mm의 두께를 지니는 압축 성형으로 처리되거나, 사출-성형된다. 추가로, 금속 도메인이 고도로 배향되면서 폴리우레탄 조성물이 필름으로 유도되어 이방성 전도만을 야기하는 구체예가 제시되어 있다.
이러한 시스템의 단점은 높은 전도성을 달성하기 위해서 연속적 금속 상을 지니는 블렌드를 형성시켜야 한다는 점이다. 후자는 50부피%의 금속 분율의 경우에만 달성된다. 이러한 분율 미만에서는 실제로 더 낮은 전도성이 달성되지만, 더 낮은 전도성은 전도 경로의 기회 발생(chance development)을 필요로 하는데, 이는 그러한 시스템이 입자-충전된 시스템에 비해 상당한 이점을 제공하지 않는다는 것을 의미한다.
연속적 금속 상이 존재하는 경우, 재료는 본질적으로 또한 예를 들어, 낮은 탄성 및 변형성을 내포하는 금속의 기계적 특성을 지닌다. 하중 하에, 금속 구조물은 쉽게 파괴되고, 전도성은 떨어진다. 따라서, 이러한 구조물은 감압 접착제로서 합리적으로 사용될 수 없다.
전도성을 증가시키려는 목적으로 금속 충전제(분말, 섬유, 또는 소판(platelet))를 첨가하는 것이 전반적인 설명의 요지이고, 어떠한 구체적인 선별은 이루어지지 않는다.
US 4,882,227 A호에는 저-용융 금속 합금 및 또한 전도성 섬유를 혼입한 전기 전도성 수지 혼합물이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 수지는 섬유-금속 혼합물 상에서 표면적으로 코팅된 후, 펠릿(pellet)으로 형성된다. 따라서, 대부분 혼합물의 표면은 전도성이 아니다. 등방성 전도성 블렌드 구조물은 생성되지 않는다.
상기에서 사용되는 폴리머는 이러한 문맥에서 당업자가 감압 접착제의 생산을 위해 고려하지 않을 전형적인 공업용 열가소성 물질이다.
더구나, 기재된 수지에서 전도성 섬유의 분율은 30중량%를 초과하지 않아야 한다는 점이 개시되어 있는데, 그 이유는 달리 수지의 유동성 및 그에 따라서 가공 품질이 심하게 저하될 것이기 때문이다. 이는 달성가능한 전도성을 제한한다.
단지, 두 번째 단계에서 생성된 펠릿이 상기 언급된 폴리머 중 하나의 폴리머 용융물 중에 마스터배치로서 혼입되고 분산된다. 전도성 성분의 추가의 "희석(dilution)"은 전체 전도도를 감소시키는데, 이는 상기 적용이 10-2 내지 102 S/cm 범위의 전도도가 충분한 EMI 차폐 분야(전자기 간섭에 대한 차폐)에서 보여진다는 것을 의미한다.
US 5,554,678 A호에는 마찬가지로, 차폐 목적으로 충분히 전도성이고, 금속 섬유, 저-용융 금속 합금, 및 탄소 섬유를 추가로 포함하는 조성물이 기재되어 있다. 상기 문헌에서 또한 명시된 기본 폴리머는 당업자가 감압 접착제의 생산을 위해 고려하지 않는 전형적인 공업용 열가소성 물질을 포함한다. 우선, 또한 마스터배치가 생성되고, 펠릿화된다. 추가 가공은 바람직하게는 사출 성형에 의해 이루어진다. 또한, 시트를 형성시키기 위해 사출 성형시켜 가공하는 것이 후속 성형과 함께 기재되어 있다. 이러한 방식의 추가 가공으로부터, 명시된 아크릴레이트는 감압 접착제로서가 아닌 오히려 아크릴레이트-기반 몰딩 화합물로서 사용됨이 분명하다.
EP 942 436 B1호에는 아연-기반 금속 분말, 저-용융 금속(성형 작업 시에 용융되는 주석 및 주석-금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택됨), 및 합성 수지 재료를 포함하는 전기 전도성 수지 화합물이 개시되어 있다. 상기 문헌에서는 상기 기재된 명세서와 비교해 볼 때, 금속 섬유가 입자로 대체된다. 이는 흐름 특성, 및 그에 따라서 사출 성형에 의한 가공을 위한 능력을 개선시키기 위해서 바람직하다. 상기 문헌에서는 또한 수지 화합물이 사출 성형에 의해 추가로 가공되기 전에 우선 펠릿화된다. 재료의 선택 및 가공 기술에 따라서, 당업자는 전기 전도성 감압 접착제를 생산하려는 목적으로 상기 명세서를 이용하지 않을 것이다.
EP 1 695 358 B1호에는 100℃ 내지 400℃ 범위에서 용융하는 20 내지 50 중량% 양의 열가소성 납-비함유 금속 화합물, 및 30 내지 70 중량% 양의 구리 섬유를 포함하는 금속-플라스틱 혼성체가 제안되어 있다.
이의 열가소성 성분으로서, 금속/플라스틱 혼성체는 범용 플라스틱, 예컨대, 폴리스티렌 (PS) 또는 폴리프로필렌 (PP), 공업용 열가소성 물질, 예컨대, 폴리아마이드 (PA) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 또는 고온 열가소성 물질을 포함한다. 블렌드 또는 열가소성 엘라스토머가 또한 명시되어 있다. 감압 접착제에 대한 언급은 없다. 이러한 혼성체는 사출 성형에 의해 몰딩을 생산하는데 사용된다.
전기 전도성 감압 접착제가 또한 기본적으로 공지되어 있다.
따라서, 등방성 전기 전도성 감압 접착제의 경우에, 이의 전도성은 이를 전기 전도성 충전제로 충전시킴으로써 생성된다. 이러한 경우에 충전 수준은 충전제 퍼콜레이션(percolation)이 발생하도록, 즉, 충전제 입자들 사이의 단거리의 결과로, 또는 직접적인 접촉을 통해 전류에 대한 전도 경로가 생성되도록 선택된다. 이러한 원리의 예는 US 1990-472950 A호에 의해 기재되어 있다.
표면 전도성은 흔히 전도성 재료(예, 금속 호일 또는 금속 메쉬(metal mesh), 금속화 시트 또는 부직 웹(nonwoven web))의 층에 의해 지원된다. 그러나, 이러한 제품의 단점은 고르지 않은 기재에 대한 낮은 수준의 컨포머티(conformity) 및 표면 삽입물로 인한 가요성 손실이다.
추가로, 등방성 전도성 감압 접착제는 감압 접착제 겔을 기반으로 한다(예, EP 561 854 B1호). 그러나, 산업적 적용의 경우, 이러한 접착제는 일반적으로 충분한 응집성(cohesiveness)이 부족하고, 그에 따라서 스킨(skin) 상에서 전극의 일시적 결합에 사용된다.
이방성 전도성 접착제 시트의 경우에, 표면 전도성은, 일반적으로 표면에 대해 수직인 전도성만을 남기는 다양한 조치에 의해 방지된다. 이러한 종류의 원리는 예를 들어, US 1992-874553 A호에 나타나 있다. 충전 수준을 퍼콜레이션 임계치(percolation threshold) 미만으로 유지하면서 입자 직경이 시트의 층 두께보다 큰 충전제로 접착제를 충전시키는 것이 보편화되어 있다.
또 다른 부류의 감압 접착제 시트는 표면에서만 전도성이고, 표면에 대해 수직은 전도성이 아니다. 이는 비전도성 접착제 층들 사이에 전도성 층을 삽입함으로써 달성된다.
특히 등방성 전도성 감압 접착제의 경우에, 높은 결합 성능과 함께 충분히 높은 전도성을 달성하기가 어려운데, 그 이유는 충전 수준을 증가시키면 이용가능한 활성 결합 면적이 줄어들기 때문이다. 따라서, 한 가지 흔한 개념은 충전제 또는 충전제들의 조합물의 탁월한 선택을 통해 필요한 충전 수준을 최소화시키는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어, 고도의 전도성 금속, 예컨대, 은, 구리, 또는 금, 및 또한 예를 들어, 종횡비 면에서 다양한 형태의 전기 전도성 충전제, 예컨대, 섬유 또는 소판(마이크로미터 또는 나노미터 규모에 대한 것 포함)이 사용된다. 여기서 특히 은 섬유, 구리 섬유, 은-코팅된 운모편, 또는 필로실리케이트, 및 또한 탄소 나노튜브 및 그래핀(graphene)이 주목할 만하다.
공지된 충전제-함유 전기 전도성 감압 접착제의 추가의 단점은 형성된 전도 경로가 시스템의 열적 또는 기계적 유도된 스트레칭(stretching)에 의해 쉽게 파괴될 수 있어서 전도도의 하락을 초래할 수 있다는 것이다.
그래서, 본 발명의 목적은, 개선되고, 실질적으로 등방성 전도도를 지니며, 높은 결합 강도가 높은 전기 전도도와 함께 구성되는 감압 접착제(PSA)를 제공하는 것이다. 추가의 목표는 상응하는 감압 접착 테이프를 제공하는 것이다. 접착 테이프는 또한 가요성이고 스트레칭에 의해 전도도의 하락을 나타내지 않아야 한다.
이러한 목적의 달성은 적어도 하나의 폴리머-금속 블렌드 및 적어도 하나의, 더욱 특히, 섬유질인, 전기 전도성 충전제를 포함하는 감압 접착제 조성물을 통해 확인되었다. 본 발명에 따르면, 폴리머-금속 블렌드는 또한 더욱 특히 그 자체가 종래 기술로부터 공지된 PSA일 수 있는 적어도 하나의 감압 접착제, 및 또한 50℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 용융하는 적어도 하나의 금속 성분을 포함한다. 여기서 충전제는 금속 성분을 지니는 결합된 섬유 네트워크의 형태로 존재한다.
"50℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 용융하는 금속 성분"은, 소정 융점을 지니는 금속 성분의 경우에는 융점이 상기 명시된 범위 내에 있으며, 소정 용융 범위를 지니는 금속 성분, 더욱 특히 금속 합금의 경우에는 이러한 용융 범위의 하한은 50℃ 이상이고, 이러한 용융 범위의 상한은 400℃ 이하임을 의미한다. 융점에 대한 수치 및 금속 성분의 용융 범위의 제한치는 10℃/min의 가열 속도로 DIN 51004에 따르는 동적 측정법과 관련된다.
"결합된 섬유 네트워크"는 더욱 특히 섬유가 금속에 의해 서로에 대해 결합된 형태로 존재하고 서로 기계적 접촉으로만 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 특히, 섬유의 개별 섹션은 예를 들어 금속 상의 상이한 영역으로 융융시킴으로써 결합될 수 있는데, 이는 연속적 전도 경로가 존재한다는 것을 의미한다.
놀랍게도, 이러한 방식으로 낮은 수준의 충전의 경우에 높은 전도도와 높은 결합 강도가 조합된 PSA를 생산하는 것이 가능하다. 충전제에 대한 금속 블렌드의 높은 친화성, 및 이의 섬유 기하학적 구조의 결과로, 놀랍게도 순수한 입자 충전의 경우보다 더 낮은 수준의 충전에서도 다수 적용에 충분한 전도도가 달성된다. 따라서, 본 발명의 PSA의 감압 접착제 특성은 결합 기재와 접촉하는 면적이 증가함으로써 개선된다.
본 발명의 한 가지 이점은, 섬유가 존재하는 금속 화합물에 의해 서로 접촉되고, 그에 따라서 비교적 낮은 수준의 충전의 경우에서도 높은 전도도가 달성된다는 점이다. 더욱이, 상기 기재된 상승 효과는 높은 결합 강도가 전도도가 높은 경우에도 달성된다는 것을 의미한다.
감압 접착제(PSA)는 특히, 임의로 예를 들어, 점착부여 수지(tackifying resin)와 같은 추가의 성분의 적합한 첨가에 의해서, 발생될 수 있는 어떠한 에이징 공정을 무시하며 적용 온도(달리 정의되지 않는 한 실온)에서 내구성 있게 점착성인 영구 접착제이고, 다수의 표면에 접촉되어 접착되는, 더욱 특히 순간 접착이 일어나는(소위 "점착성" [접착성, 또는 접촉 접착성]을 나타내는) 폴리머 조성물이다. 적용 온도에서도, 이들은, 용매 또는 열에 의한 활성화 없이, 그러나 전형적으로 다소 고압의 영향의 결과로, 접착제와 기재 사이에서 접착에 충분한 상호 작용이 발생할 수 있는 정도로 결합이 이루어지는 기재를 습윤시킬 수 있다.
적합한 응집-증가 수단, 예컨대, 가교 반응(거대분자들 사이의 브릿지-형성 연결 부분의 형성)에 의해서, 예를 들어 폴리머 화합물이 감압 접착제 특성을 나타내는 온도 범위를 확대하고/거나 바꾸는 것이 가능하다. 따라서, PSA의 적용 영역은 접착제의 유동성과 응집력 사이의 조절에 의해 최적화될 수 있다.
PSA는 원칙적으로 다양한 화학적 성질의 폴리머를 기반으로 하여 생산될 수 있다. 감압 접착 특성은 PSA 모 폴리머의 중합을 위해 사용되는 모노머의 성질 및 비율, 이들의 평균 몰 질량 및 몰-질량 분포, 및 PSA에 대한 첨가제, 예컨대, 점착부여 수지, 및 가소제 등의 성질 및 양을 포함한 인자들에 의해 영향받는다.
PSA로서 현재 원칙적으로 당업자에게 공지된 모든 PSA를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따라 선택되는 PSA에는 특히 천연 고무 및/또는 합성 고무를 기반으로 한 것, 실리콘을 기반으로 한 것 및/또는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 기반으로 한 것이 있다.
"~을 기반으로 하는"은 PSA의 특성이 이러한 폴리머(소위 "베이스 폴리머(base polymer)")의 기본적인 특성에 의해 적어도 매우 많이 결정된다는 것을 의미한다. 특히, 이는 폴리머 상의 전체 질량의 비율로서 베이스 폴리머의 분율이 50 중량% 초과에 이르는 것을 의미할 수 있다. PSA는 다른 폴리머 및/또는 올리고머를 포함할 수 있다. 특히, 수지 점착제(점착부여 수지)의 사용은 PSA의 특성을 조절하기 위해 유리할 수 있다. PSA는 개질 보조제 또는 첨가제(예를 들어, 가소제, 에이징 억제제, 충전제, 및 발포제 등)과 혼합될 수 있다.
폴리머-금속 블렌드를 위한 PSA로서, 폴리아크릴레이트 PSA, 즉, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴계 에스테르, 메타크릴계 에스테르, 및 추가의 (공)중합가능한 아크릴계 에스테르 및 메타크릴계 에스테르를 포함하는 군으로부터의 모노머(이하에서 총괄적으로 "아크릴계 모노머"로서 칭해짐)를 기반으로 한 PSA를 사용하는 것이 특히 바람직한 것으로 나타났다.
본 발명에 따라 적합한 폴리아크릴레이트 PSA는 선형 아크릴레이트 시스템, 이에 따라서 오로지 아크릴계 모노머를 기반으로 한 시스템일 수 있지만, 또한 추가로 공중합된 코모노머 단위를 포함할 수 있다. 이러한 단위에 대한 기초를 형성하는 상응하는 코모노머는 특히 적어도 하나의 공중합가능한 이중 결합을 지니는 비닐 모노머일 수 있다. 적합한 코모노머는 예를 들어, 말레산 무수물, 스티렌, 스티렌 화합물, 비닐 아세테이트, 아크릴아마이드, 및 이중 결합으로 작용화된 광개시제이다.
코모노머는 PSA의 특성을 조절하기 위해서 사용될 수 있다. PSA의 거동에 영향을 주는 한 가지 인자로는 모노머 조성을 통해 조정될 수 있는 폴리머의 유리 전이 온도가 있다. 이에 따라서, 코모노머는 특히 PSA에 대한 기초를 구성하는 코폴리머의 유리 전이 온도를 조정하는데 사용될 수 있다. 코모노머에 의해서, 더욱이, 또한 PSA의 특성(예를 들어, 극성 기의 도입을 통해)을 조정하고/거나, 예를 들어 가교 반응 또는 경화 반응을 위해 마찬가지로 사용될 수 있는 작용기를 도입하는 것이 가능하다.
특히 유리하게는, 폴리아크릴레이트 PSA는, 어느 정도 적어도, 이에 따라서 적절한 경우 개질된 아크릴계 모노머 및/또는 산 기(더욱 특히 비닐 모노머)를 함유하는 코모노머를 지니는 폴리머로 도입된 산 기를 지닌다. 산기를 통해 특히 간단한 방식으로 넓은 범위 내에서 PSA의 특성 더욱 특히, 예를 들어 이의 응집 및/또는 접착 특성의 표적화된 조정을 야기하는 것이 특히 가능하다. 이는 추가로 다른 적합한 코노머의 사용을 통해 특성을 추가로 맞출 수 있는 가능성에 의해 향상된다.
폴리아크릴레이트 PSA에 의해 제공되는 이점은, 이들이 금속 합금 및 충전제를 지니는 용융물 중에 블렌딩하는 것이 특히 용이하고, 용융물로부터 후속적으로 적용되고, 그에 따라서 이러한 시스템을 사용하는 경우 추가의 가공을 매우 단순화시킬 수 있다는 점이다. 폴리아크릴레이트 PSA의 추가의 이점은 에이징에 대해 특히 안정해서 전자 수송 공정에 대한 장기간 안정성을 위한 기능을 지닌다는 점이다. 이러한 맥락에서 폴리머가 산 기를 지니는 코모노머를 추가로 함유한다는 점은 이들의 전도성을 지원하기 때문에 특히 유리한 것으로 나타났다.
PSA의 베이스 폴리머로서 본 발명에 따라 큰 이점으로 선택된 것은, 예를 들어 라디칼 중합에 의해 수득가능하고, 일반식 CH2=C(R1)(COOR2)의 적어도 하나의 아크릴계 모노머를 적어도 일부 기반으로 한 폴리아크릴레이트이며, 상기 식에서 R1은 H 또는 CH3 라디칼이고, R2는 수소 및 포화된, 비분지되거나 분지된, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C30 알킬 라디칼 (유리하게는, C2 내지 C20 알킬 라디칼, 바람직하게는 C4 내지 C14 알킬 라디칼, 더욱 바람직하게는 C4 내지 C9 알킬 라디칼)을 포함하는 군으로부터 선택된다.
특정 예로는, 다음 열거에 의해 제한되기를 바라지 않으면서, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트, 및 이들의 분지형 이성질체, 예를 들어, 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 및 3,5-디메틸아다만틸 아크릴레이트가 있다.
또한, 본 발명에 따라 뛰어나게 사용될 수 있는 PSA는 합성 고무를 기반으로 한 PSA인 것으로 나타났다. 이들은 특히 예를 들어, WO 2007/087281 A1호 또는 DE 10 2008 060 113 A1호에 기술된 종류의 폴리이소부틸렌(PIB)을 기반으로 한 PSA; 한 편으로 주로 비닐방향족으로 형성된 폴리머 블록(A 블록) 및 다른 한 편으로 주로 1,3-다이엔의 중합에 의해 형성된 폴리머 블록(B 블록)을 함유하는 블록 코폴리머를 기반으로 한 PSA; 및 예를 들어 DE 10 2008 047 964 A1호에 기술된 종류의 반결정질 폴리올레핀을 기반으로 한 PSA를 포함한다. 상기에 열거된 PSA는 특히 낮은 수증기 투과율 및 낮은 물 함량 때문에 주목되는데, 이는 전기 전도성 PSA 내에서 그리고 접촉된 계면에서 부식 과정이 감소된다는 것을 의미한다.
일반적으로 말하면, 부식-관련 전도성 손실을 감소시키기 위해서는 50 g/m2d 미만의 수증기 투과율(50 μm의 층 두께에 대하여 38℃ 및 90% 상대 습도에서 ASTM F-1249에 따라 측정됨)을 지니는 PSA가 바람직하다.
추가로, Karl Fischer 적정 (베이킹 온도 150℃)에 의해서 23℃ 및 50% 상대 습도에서 72 h 컨디셔닝 후 측정하는 경우, 5000 ppm 미만, 더욱 특히 1000 ppm 미만의 물 함량을 지니는 PSA가 바람직하다.
저-용융 금속 성분으로서, 예를 들어, 아연, 주석, 또는 달리, 원칙적으로, 납과 같은 저-용융 금속이 사용될 수 있다. 그러나, 특히 본 발명에 따라 바람직하게는 저-용융 금속 합금이 사용될 수 있다. 금속 성분은 하나 이상의 금속을 본질적으로 포함하지만, 또한 특히 비금속 어주번트(adjuvant) 및 첨가제를 포함하여, 어떠한 요망되는 어주번트를 포함할 수 있다.
저-용융 금속 합금은 융점 또는 용융 범위가 50℃ 내지 400℃, 바람직하게는 100℃ 내지 300℃에 있는 금속 화합물이다. 소정 용융 범위를 지니는 저-용융 금속 합금뿐만 아니라 소정 융점을 지니는 저-용융 금속 합금이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
소정 융점을 지니는 저-용융 금속 합금의 특징은 그러한 융점이 초과되는 경우 점도가 <50 mPa·s로 즉각적이고 급격하게 하락한다는 점이다. 이러한 매우 낮은 거의 물유사 점도는, 감압 접착 테이프가 금속 합금의 용융 온도 초과의 온도로 열적으로 노출되는 경우에 접촉되는 기재 상에서의 금속 합금의 흐름에 대하여 접착 테이프에 결정적으로 기여한다. 소정 용융 범위를 지니는 저-용융 금속 합금(솔더(solder) 화합물)의 경우에, 점도는 그러한 용융 범위 내에서 연속적으로 하락하며, 그러한 용융 범위가 초과된 후에만 <50 mPa·s의 값에 이른다. 본 발명에 따르면, 소정 융점을 지니는 저-용융 금속 화합물뿐만 아니라 소정 용융 범위를 지니는 저-용융 금속 화합물을 사용하는 것이 가능하다. 소정 용융 범위를 지니는 금속 합금이 바람직한데, 그 이유는 더 넓은 온도 범위의 고형화가 접착제와 더 유사한 레올로지 거동을 야기하고, 이에 의해서 얇은 시트의 압출, 및 특히 압출 작업에서 이의 스트레칭이 용이해지기 때문이다. 넓은 용융 범위를 지니는 이러한 종류의 금속 합금은 일반적으로 과공융(hypereutectic) 또는 아공융(hypoeutectic) 혼합 범위의 합금에서 확인된다.
다른 한 편으로, 공융 합금이 바람직한데, 그 이유는 이러한 경우에는 분리 현상이 감소되고, 배합 및 성형 기기의 표면에 접착하는 경우가 더 줄어들기 때문이다.
중금속을 함유하지 않는 저-용융 금속 화합물, 더욱 특히 납-비함유인, 그에 따라서 독성학적 관점에서 허용가능한 저-용융 금속 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예로서 사용되는 저-용융 금속 화합물은 또한 적어도 주석, 아연 및/또는 비스무트를 포함한다.
어떠한 요건인지에 좌우하여, 저-용융 금속 합금 및 전기 전도성 충전제의 분율은 일반적으로 총 합계에서 10 내지 99 중량%, 더욱 특히 30 내지 95 중량% 및 40 내지 90 중량%로 다양한 범위 내에서 달라질 수 있다. 최대 전도도의 달성을 위하여, 저-용융 금속 합금의 분율은 20 내지 60 중량%, 유리하게는 25 내지 40 중량%, 더욱 특히 바람직하게는 27 내지 35 중량%여야 하는 것으로 밝혀졌다. 전도성 충전제(들)의 분율은 바람직하게는 20 내지 80 중량%, 더욱 특히 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 더욱 특히 바람직하게는 35 내지 65 중량%이다.
이러한 방식으로, < 10-3 Ω·cm의 부피 저항을 달성하는 것이 가능하다. 또한, > 0.5 W/mK의 높은 열 전도도를 달성하는 것이 용이하게 가능하다. 전도도 요건(전기/열)은 접착제 필름 사용 분야에 의해 가이딩되며, 넓은 제한치 내에서 달라질 수 있다. 그러나, 전도도의 언급은 어떠한 방식으로든 본 발명을 한정하고자 의도된 것이 아니다.
전기 전도 충전제로서 모든 통상적이고 적합한 재료, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 은, 금, 니켈, 뮤-메탈(mu-metal), 알니코(alnico), 퍼멀로이(permalloy), 페라이트(ferrite), 탄소 나노튜브, 및 그래핀 등을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 전기 전도 충전제는 유리하게는 각각의 경우에 300 K에 대하여 측정할 때 20 MS/m 초과 (50 mΩmm2/m 미만의 저항에 상응), 더욱 특히 40 MS/m 초과 (25 mΩ·mm2/m 미만의 저항에 상응)의 전기 전도도를 지닌다.
다른 재료의 표면 상에 코팅으로서만 존재할 수도 있는 구리 및 니켈을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 금속은 사용되는 저-용융 금속 합금과 우수한 상용성을 나타내고, 이에 의해서 전기 접촉을 개선시킨다. 표면 코팅으로부터 생성되는 높은 전도도 및 높은 상용성뿐만 아니라 낮은 중량의 이점도 제공하는 구리계 또는 니켈계 알루미늄 섬유가 특히 바람직하다. 이러한 섬유는 예를 들어, IKI Global Inc.(Korea)로부터 입수가능하다. 추가로, 예를 들어, Sulzer-Metco(Switzerland)로부터 E-Fill 상품명 하에 입수가능한 구리-코팅되거나 니켈-코팅된 탄소 섬유가 바람직하다.
충전제는 가장 큰 세로 길이와 직각으로 후자에 대해 가장 작은 세로 길이 사이의 비인 종횡비가 적어도 3, 바람직하게는 적어도 10인 경우 섬유질인 것으로 간주된다.
열-활성화 결합의 경우에 변형에 대해 높은 내성을 나타냄에 따라서 높은 접촉력의 적용을 가능하게 하는 조밀하고, 그에 따라서 강성인 네트워크의 경우, 0.1 내지 0.9 mm의 섬유 길이가 바람직하다.
감압 접착 테이프를 가요성으로 만듬에 따라서 휘어진 기재에 대한 적용성과 이에 대한 적응을 개선시키는 느슨하고, 그에 따라서 탄성인 네트워크의 경우, 1 내지 10 mm 범위의 섬유 길이가 바람직하다.
적용에 따라, 또한 전기 전도성 충전제들 중 적어도 하나가 섬유질인 적어도 두 개의 전기 전도성 충전제들의 혼합물을 사용하는 것이 유리하지만, 전기 전도성 충전제들 중 둘 이상, 더욱 특히 모든 전기 전도성 충전제가 또한 섬유질일 수 있다.
상기 기재된 성분 외에, PSA 조성물은 이의 제조 및/또는 이의 특성에 이로운 영향을 제공하는 추가의 첨가제와 혼합될 수 있다. 이러한 첨가제는 확정적이지는 않지만 예를 들어, 분산 첨가제, 흐름 보조제, 예컨대, 왁스 또는 실리콘, 예를 들어, 상용성 개선제, 접착 촉진제, 습윤제, 솔더 플럭스(solder flux), 또는 고유 전도성 폴리머일 수 있다.
PSA 조성물은 당업자에게 친숙한 다양한 방식으로 생산될 수 있다. PSA, 충전제, 및 금속 합금으로 구성된 용융물 형태로 배합된 포뮬레이션을 생산하는 것이 바람직하다. 배합된 포뮬레이션은 유리하게는 저-용융 금속 합금과 접착제 둘 모두가 액체 용융물 상태로 존재하는 온도에서 생산되고 가공된다.
점도의 과도한 증가를 방지하기 위해서, 예를 들어 왁스와 같은 점도-저하 어주번트를 첨가하는 것이 가능하다.
배합된 포뮬레이션은 불연속적으로 배합기에서, 예를 들어 또는 달리 연속적으로 압출기에서, 예를 들어 특히 유리하게는 이축 압출기에서, 또는 예를 들어 Buss (Pratteln, Switzerland)와 같은 연속 배합기에서 생산될 수 있다.
본 발명의 접착제 조성물은 특히 접착 테이프로서 사용된다. 하기 문맥에서 용어 "감압 접착 테이프"는 한 면적 크기(x-방향)가 이의 수직으로 반대인 면적 크기(y-방향)보다 현저히 큰지의 여부에 관계 없이, 모든 시트-유사 감압 접착제 제품, 다시 말해서, 일반적인 용어의 용법에 따라 접착 테이프, 접착제 시트, 및 접착 테이프 섹션 등을 포함하는 것으로 이해된다.
따라서, 본 발명은 마찬가지로 접착 테이프에 명세서의 문맥에 기재된 바와 같은, 더욱 특히 어떠한 청구항에서 청구된 바와 같은 적어도 하나의 감압 접착제 조성물 층을 포함하는 접착 테이프를 제공한다.
본 발명의 이러한 접착 테이프는
단층 구조물일 수 있거나,
이(two)-층 구조물일 수 있거나,
삼(three)-층 또는 다층일 수 있는데,
단층 구조물은 이에 따라서 본 발명의 PSA 조성물 층에 의해서만 형성되는 단층 구조물("접착 전사 테이프")이고,
이-층 구조물은 예를 들어, 단면 감압 접착 테이프(추가의 비접착제 층, 더욱 특히 캐리어 층 상의 본 발명의 PSA 조성물 층)로서 또는
양면 감압 접착 테이프(본 발명의 PSA 조성물 층이 또 다른 PSA 층 상에 있음)로서의 이-층 구조물이고,
삼-층 또는 다층은 예를 들어, 단면 감압 접착 테이프(본 발명의 PSA 조성물 층이 외부로 다른 층 상에 있고, 두 번째 외부 층은 비점착성임)로서 또는
적어도 하나의 내부 층, 더욱 특히 캐리어 층, 및 두 개의 외부 PSA 층을 지니는 양면 접착 테이프로서 삼-층 또는 다층이고,
두 개의 외부 PSA 층 중 단지 하나는 본 발명의 PSA 조성물에 의해 형성되거나,
두 개의 외부 PSA 층 둘 모두가 본 발명의 PSA 조성물에 의해 형성된다.
본 발명의 PSA는 상기 기재된 접착 전사 테이프의 관점에서 전기 전도의, 특히 단층 시트유사 부재를 생성시키는데 뛰어나게 사용될 수 있다. 이러한 명세서의 목적을 위해 시트유사 부재는 특히 실질적으로 2-차원 크기를 지니는 모든 통상적이고 적합한 구조물을 포함한다. 구조물은 다양한 형태, 더욱 특히 가요성의 시트, 테이프, 라벨 형태, 또는 다이컷(diecut) 형태를 지닐 수 있다.
시트유사 부재는 예를 들어 스프레딩 아웃(spreading out), 코팅, 압출, 롤링, 압축, 또는 스트레칭에 의해 배합된 포뮬레이션, 더욱 특히 용융물 형태의 배합된 포뮬레이션으로부터 생산될 수 있다.
시트유사 부재는 단층 감압 접착 테이프 분야에서 통상적인 종류의 두께, 다시 말해서 약 1 μm 내지 1000 μm의 두께를 지닐 수 있다. 10 내지 50 μm의 두께는 시트유사 부재의 면 내에 전도성이 적용에 대해 덜 중요한 경우에 바람직하다. 이러한 방식으로, 재료가 절약될 수 있으며, 시트유사 부재에 의해 전도성으로 브릿징되는 거리의 길이가 짧게 유지될 수 있다. 면 내의 전도성이 매우 중요한 경우, 200 내지 500 μm의 시트유사 부재 두께가 바람직한데, 그 이유는 이러한 방식으로 더 넓은 단면적, 그에 따라서 더 높은 전도성이 제공되기 때문이다. 50 내지 200 μm의 두께가 양 극단 간의 바람직한 절충이다.
시트유사 부재는 추가로 한 면 또는 양면 상이 이형 라이너로 라이닝될 수 있다.
한 가지 특정 구체예에서, 시트유사 부재에는 완전하거나 천공된 전기 전도성 층이 제공될 수 있다. 이러한 층은 시트유사 부재의 적어도 한 면 상에, 또는 시트유사 부재 내에 배치될 수 있는데, 이는 PSA가 전기 전도성 층의 양 면 상에 위치된다는 것을 의미한다. 이러한 층은 유리하게는 면 내 시트유사 부재의 전도성을 증가시킨다.
전기 전도 층으로서 모든 통상적이고 적합한 재료, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 은, 금, 니켈, 뮤-메탈, 알니코, 퍼멀로이, 페라이트, 탄소 나노튜브, 그래핀, 고유의 전도 폴리머, 및 인듐 주석 옥사이드 등이 사용될 수 있다. 이러한 전기 전도 층은 유리하게는 각각의 경우에 300 K에 대하여 측정할 때 20 MS/m 초과 (50 mΩ·mm2/m 미만의 저항에 상응), 더욱 특히 40 MS/m 초과 (25 mΩ·mm2/m 미만의 저항에 상응)의 전기 전도도를 지닌다.
이러한 층은 유리하게는 천공된 형태, 예를 들어, 펀칭된 격자, 와이어 메쉬, 강망(expanded metal), 또는 부직 웹, 또는 기상 증착과 같은 진공 기술을 포함한 다른 통상적인 기술에 의해 인쇄되거나 증착된 패턴 형태이다.
감압 접착제 시트유사 부재의 모양은 웹 또는 시트 모양일 수 있다. 이러한 형태는 더욱 특히, 접착제의 필름이 예를 들어, 소정 크기 및 모양으로의 필름 컷(film cut) 또는 다이컷의 형태를 지니도록 결합 면적의 기하학적 구조에 맞춰질 수 있다. 이는 더욱 특히 형태가 접합되는 부품의 접합 면적의 모양, 및 그에 따라서 결합된 접합 부분의 측면 형태에 대체적으로 또는 정확하게 상응한다는 것을 의미한다. 이러한 종류의 시트유사 부재로, 치수 안정성 및 결합 강도 요건이 전형적으로 특히 높다.
등방성 전도가 필요 없는 적용의 경우, 요망되는 바람직한 방향에 따라 금속 합금(예, 입자)에 의해 형성된 섬유 및/또는 영역을 정렬하는 것이 유리하다. 이는 예를 들어, 본 발명의 감압 접착제 시트유사 부재를 압출시키는 경우 스트레칭을 수행함으로써 달성될 수 있다. 이러한 결과로 감압 접착제 시트유사 부재 면에서 전도성이 더 커진다. 니켈 또는 니켈-코팅된 재료로부터 제조된 자성 섬유가 사용되는 경우, 예를 들어 특히 유리하게는 가열하면서 탠덤(tandem)으로 자기장에 의해서 섬유를 정렬하는 것이 가능하다. 감소된 점도의 결과로, 그러한 배향은 이러한 공정으로 수행될 수 있으며, 냉각 후에 고정된다. 감압 접착제 시트유사 부재 면에 실질적으로 수직인 활성화가 특히 유리한데, 그 이유는 이러한 수단에 의해서 결합되는 기재의 접촉이 개선되기 때문이다. 요망되는 마그네트(magnet)는 이러한 목적으로 결합용 프레스의 툴링(tooling)으로 용이하게 도입될 수 있다. 자성 코팅된 탄소 섬유의 사용이 이러한 공정에 특히 바람직한데, 그 이유는 이의 높은 강성도로 인해 이들의 배향이 더 용이해지기 때문이다.
본 발명은 추가로 접착 테이프, 더욱 특히 감압 접착제 시트유사 부재를 기재 표면 상에 결합시키는 방법, 및 또한 접착 테이프에 의해, 더욱 특히 감압 접착제 시트유사 부재에 의해 두 기재 표면을 서로에 대해 결합시키는 방법(두 개의 상이한 접착면에 할당될 수 있지만 이에 따라 배치된 결합되는 표면을 지니는 단일 접착면에 속할 수도 있음)을 제공한다. 이러한 방법에 의해서, 각각의 경우에 그러한 접착제 조성물 층에 의해 결합이 생성되거나, 그러한 접착제 조성물 층이 결합을 생성시키는데 중요한 기여를 하게 되는데, 여기서 상기 조성물은 적어도 하나의 폴리머-금속 블렌드 및 적어도 하나의 섬유질 전기 전도성 충전제를 포함하고, 폴리머-금속 블렌드는 또한 적어도 하나의 PSA 및 또한 50℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 용융하는 적어도 하나의 금속 성분을 포함하고, 충전제는 금속 성분을 지니는 결합된 섬유 네트워크에 적어도 일부 존재한다.
여기서 PSA 조성물은 더욱 특히 본 명세서에 기재되고/거나 어떠한 청구항으로부터 명백한 조성물이다.
본 발명의 전기 전도성 PSA에 의해서 접합이 이루어지는 경우, 압축력의 적용으로 섬유 네트워크는 탄성적으로 및/또는 가소적으로 압축되고, 그에 따라서 기재와의 친밀한 접촉이 야기된다. 점탄성 PSA 매트릭스로 가압되는 접합 작업 동안 흐르는 접착제에서 자유 분포로 존재하는 전도성 충전제와는 대조적으로, 네트워크는 변형되고, 이러한 방식으로 접촉력이 발달되어 기재의 증가되고 보다 영구적인 접촉을 초래한다.
상기 관찰된 바와 같이, 결합을 야기하기 위해서 PSA를 가열할 필요가 없다. 그렇기는 하지만, 본 발명의 PSA는 적용 동안 또는 적용 후에 가열되는 경우 특히 유리하다. 이러한 방식으로, PSA는 더욱 효과적으로 흐를 수 있고, 그 결과 결합 강도가 증가하게 된다. 이러한 경우에 온도는 이에 따라 흐름을 촉진시키기 위해서 바람직하게는 30℃ 초과, 더욱 바람직하게는 50℃ 초과여야 한다. 그러나, 선택된 온도는 섬유 네트워크를 용융시키지 않도록 너무 높지 않아야 한다. 가능한 한, 온도는 120℃ 미만이어야 한다. 50℃ 내지 100℃의 온도가 최적의 온도 범위인 것으로 입증되었다.
적용 온도는 대안적으로 저-용융 금속 합금의 용융 온도 위에 있을 수 있다. 저-용융 금속 화합물을 통해, 놀랍게도, 금속 화합물의 용융 온도 초과의 온도로 적용하는 동안 접촉되는 기재와 솔더유사 접촉이 생성되며, 이러한 접촉은 서로 단지 닿기만 한 입자에 비해 전기 이동을 상당히 개선시키고, 또한 결합 강도에 상승적인 기여를 하므로, PSA의 평균 습윤 면적을 기준으로 하여 예상되는 결합 강도 초과로 강도가 달성된다.
또 다른 유리한 방법에서, 우선 접착면 중 하나와의 시트유사 부재의 예비 조립체가 금속 합금의 용융 온도 미만의 온도에서 형성된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 접착 부분 상에 미리성형된 시트유사 부재의 예비 고정을 수행하는 것이 가능하다. 이 후, 다른 접착면이 시트유사 부재의 다른 면과 접촉된다. 감압 접착제 특성은 조립체의 즉각적인 형성을 야기해서 유리한 경우에 접착면을 추가로 고정할 필요가 없다. 이러한 방법의 진보적 개발에서, 접착면에 대한 이러한 최종 결합 후에 또는 또한 이러한 최종 결합 동안에도 금속 합금의 용융 온도 초과의 온도가 이용되어 결합의 상승적으로 높아진 강도 및 향상된 전기 전도도를 야기한다.
본 발명의 물품 및 방법은 바람직하게는 예를 들어, 소비재 전자 장치, 오락용 전자 장치, 또는 통신용 전자 장치 부문(예를 들어, 휴대폰, PDA, 랩탑 및 다른 컴퓨터, 디지털 카메라, 및 디스플레이 장치, 예컨대, 디스플레이, 디지털 리더기, 또는 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED)), 및 또한 태양 전지 모듈(예를 들어, 규소 태양 전지, 전기화학적 염료 태양 전지, 유기 태양 전지 또는 박막 전지와 같은), 또는 예를 들어, 전기분해 전지 또는 연료 전지와 같은 전기화학적 전지의 결합과 같은 가전의 구성 유닛의 결합에 사용된다. 조립체 유닛은 본원에서 가전에 사용되는 모든 구성요소 및 이의 집합체, 예를 들어 전자 부품(개별 및 통합 부품), 하우징 부분, 전자 모듈, 안테나, 디스플레이 필드, 보호용 플레이트, 언파퓰레이티드(unpopulated) 및/또는 파퓰레이티드 회로 기판 등을 포함하는 것으로 이해된다.
실시예 :
박리 시험에서 ISO 29862:2007 (방법 3)에 따라 300 mm/min의 제거 속도로 그리고 180°각도로 200 μm의 접착제 두께를 지니는 본 발명의 감압 접착제 시트유사 부재의 결합 강도를 측정하였다. 모든 결합, 저장, 및 측정 절차는 기후 제어된 조건(50% 상대 습도)하에 실온(23℃)에서 수행하였다. 20 mm 너비의 세 개의 시편에 대하여 박리 시험을 수행하였는데, 이때 결합 강도는 2주의 결합 시간/에이징 기간 후에 측정하였고, 여기서 기록되는 값은 산술 평균이다.
사용된 캐리어 재료는 Coverne (Italy)로부터 입수가능한 종류의, 개선된 접착제 고정력(anchorage)을 위해 표면 상에 에칭된 25 μm 두께의 폴리에스테르 필름이었다. 사용된 기재는 각각의 측정 전에 아세톤으로 세척된 3 mm 두께의 롤링된 브라스 플레이트(rolled brass plate)였다.
전기 전도도를 측정하기 위해서, 결합 동안, 50 μm 두께의 브라스 호일을 200 μm 두께의 PSA 필름의 양면 상에 사용하고, 6.45 cm2의 면적을 지니는 원형 시험 시편을 23℃에서 라미네이션(lamination)에 의해 제조하였다. 부피 저항을 76 kPa의 전극 압축 압력으로 ASTM D 2739에서 유추하여 실온(23℃) 및 50% 상대 습도에서 측정하였다. 세 개의 측정치로부터 평균 값을 기록하였다.
이로부터의 편차에 있어서, 선택된 실시예의 경우에 가열된 롤 라미네이터(roll laminator)에서 상승된 적용 온도에서, 기록된 특정 온도에서 결합을 생성시켰다. 그러나, 시편의 시험은 항상 상기 지시된 조건하에서 수행하였다.
사용된 PSA는 하기와 같았다:
접착제 1:
30 중량%의 에틸헥실 아크릴레이트, 67 중량%의 부틸 아크릴레이트, 및 3 중량%의 아크릴산을 코모노머로서 함유하는 감압 아크릴레이트 접착제.
아크릴레이트 PSA 제조의 경우, 각각의 코모노머를 당업자에게 공지된 방식으로 벤진과 아세톤의 혼합물에서 중합하였다. 이후, 생성된 아크릴레이트 폴리머 재료로부터 탈휘발식 압출기(devolatilizing extruder)에 의해서 용매를 제거하였다.
사용된 섬유 충전제는 하기와 같았다:
섬유 1: Deutsches Metallfaserwerk(Neidenstein)로부터의 Copper fiber F08 (0.8 mm 길이, 60 μm 두께)
섬유 2: Deutsches Metallfaserwerk(Neidenstein)로부터의 Copper fiber F3 (3 mm 길이, 180 μm 두께)
사용된 저-용융 금속 합금은 하기와 같았다:
금속 1: HEK(Luebeck)로부터의 MCP 200 (융점 199℃)
금속 2: HEK(Luebeck)로부터의 MCP 62 (융점 60℃)
하기 배합된 포뮬레이션을 생성시켰다(중량%의 정량 수치):
Figure pct00001
40의 L/d비로 Coperion으로부터의 ZSK25 동회전 이축 압출기를 사용하여 배합된 포뮬레이션을 생성시켰다. 온도 체계를 각각의 경우에 PSA와 금속 합금의 완전한 용융을 야기하도록 선택하였다. 제 1 공정 구역에서, PSA와 금속 합금의 블렌드를 생성시키고, 제 2 공정 구역에서 여기에 금속 섬유를 첨가하였다. 본 발명의 PSA 필름의 성형을 위하여, 평필름 다이를 압출기 상에 바로 플랜징(flanging)시키고, 200 μm 두께를 지니는 평필름을 압출하였다.
놀랍게도, 압출 공정에서 가공가능한 섬유 분율이 종래 기술에 공지된 것보다 실질적으로 더 높은 것으로 밝혀졌다.
비교예 1을 상응하는 포뮬레이션이 더 이상 압출가능하지 않았기 때문에 Haake로부터의 리코딩 컴파운더(recording compounder)에서 생성시켰다. 이러한 방식으로 생성되는 배합된 포뮬레이션을 사용하여 Laufer 진공 프레스에서 200 μm 두께를 지니는 압축된 몰딩을 생성시켰다.
결합 강도 및 전기 전도도가 마찬가지로 하기 표에 기재되어 있다:
Figure pct00002
실시예는 결합된 섬유 네트워크를 지니는 본 발명의 감압 점착제 시트유사 부재가 단지 섬유 또는 입자로 충전된 비교예와 비교해 볼 때 현저히 증가된 전도도를 나타냄을 보여준다.
전체 고형물 함량을 유지하면서, 이와 동시에 섬유 분율을 증가시키는 것은 더 높은 전도도 및 약간 증가된 결합 강도를 야기하는 경향이 있고, 이는 더 높은 섬유 전도도 및 더 큰 네트워크 가요성에 기인한다.
더 긴 섬유는 전도도를 낮추는데, 이는 압출된 필름의 면 내 더 큰 배향에 기인한다. 이로부터 결론은 면에서의 전도도가 증가한다는 것이다(실시예 13 내지 15).
저-용융 금속 합금이 적용 온도에서 용융하는 실시예 16 및 16a에서, 상승 효과는 결합 강도의 증가와 전도도의 증가에서 동시적으로 발생한다. 이는 기재 재료의 개선된 접촉에 기인한다.

Claims (14)

  1. a) 하나 이상의 감압 접착제, 및
    50℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 용융하는 하나 이상의 금속 성분
    을 포함하는 폴리머-금속 블렌드; 및
    b) 하나 이상의 섬유질 전기 전도성 충전제
    를 포함하는 감압 접착제 조성물로서,
    충전제가 금속 성분을 지니는 결합된 섬유 네트워크의 형태로 일부 또는 전부 존재하는, 감압 접착제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 금속 성분이 금속 또는 금속 합금임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 감압 접착제가 감압 폴리아크릴레이트 접착제임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 감압 접착제가 감압 고무 접착제임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 충전제 중 하나 이상의 금속성임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 충전제 중 하나 이상이 탄소 개질 또는 탄소-함유 화합물임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 충전제 중 하나 이상이 자성임을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 50 μm 층 두께에서의 감압 접착제가 38℃ 및 50% 상대 습도에서 50 g/m2d 미만의 수증기 투과율을 지님을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 감압 접착제가 Karl Fischer 적정에 의해 23℃ 및 50% 상대 습도에서 72 h 컨디셔닝 후 측정하는 경우, 5000 ppm 미만, 더욱 특히 1000 ppm 미만의 물 함량을 지님을 특징으로 하는, 감압 접착제 조성물.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 하나 이상의 감압 접착제 조성물 층을 포함하는, 감압 접착 테이프.
  11. 제 10항에 있어서, 캐리어 재료 층, 더욱 특히 전기 전도성 캐리어 재료 층을 추가로 포함하는, 감압 접착 테이프.
  12. 기재 표면 상의 접착제 결합을 위한 방법으로서, 결합이 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 감압 접착제 조성물 또는 제 10항 또는 제 11항의 감압 접착 테이프에 의해 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 두 기재 표면이 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 감압 접착제 조성물 또는 제 10항 또는 제 11항의 감압 접착 테이프에 의해 서로에 대해 결합됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 결합 부위가 결합 작업 동안 또는 결합 작업 후에 금속 성분의 용융 온도 초과의 온도에 주어짐을 특징으로 하는 방법.
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