KR20150018829A - 광-흡수 열-활성화 가능한 접착성 화합물 및 그러한 접착성 화합물을 함유하는 접착 테이프 - Google Patents

광-흡수 열-활성화 가능한 접착성 화합물 및 그러한 접착성 화합물을 함유하는 접착 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 캐리어 필름과 두 개의 외부 접착 컴파운드 층을 포함하는 접착 필름으로서, 외부 접착 컴파운드 층의 접착 컴파운드 중 하나 이상이 열-활성화 가능한 결합성 접착 컴파운드이고, 흑색 안료가 열-활성화 가능한 접착 컴파운드에 첨가됨을 특징으로 하는 접착 필름에 관한 것이다.

Description

광-흡수 열-활성화 가능한 접착성 화합물 및 그러한 접착성 화합물을 함유하는 접착 테이프{Light-absorbing heat-activable adhesive compound and adhesive tape containing such adhesive compound}
본 발명은 흑색의 열-활성화 가능한 접착 조성물, 특히, 휴대용 전자 소비 제품에서 플라스틱상에 금속 부품을 접착식으로 결합시키기 위한 접착성 필름에 사용하기 위한 흑색의 열-활성화 가능한 접착 조성물, 및 또한 흑색의 열-활성화 가능한 접착 조성물로 제조된 접착 필름을 포함하는 접착 테이프 구조물에 관한 것이다.
양면 감압 접착 테이프는 일반적으로 플라스틱 상에 금속 부품의 접착 결합을 위해서 사용된다. 이러한 목적으로 요구되는 접착력은 금속 부품을 플라스틱 상에 고정시키고 고착시키기에 충분하다. 금속으로서, 스틸, 스테인리스 스틸 및 알루미늄의 사용이 바람직하다. 사용되는 플라스틱은, 예를 들어, PVC, ABS, PC 및 이들 플라스틱을 기반으로 하는 배합물이다. 그러나, 휴대용 전자 소비 제품에 대한 수요는 계속 증가하고 있다. 이들 제품은 항상 더 작아지고 있어서, 접착제 결합 부위가 또한 더 작아지게 한다. 이러한 요건은 특히 플라스틱상에 금속을 접착 결합시키는 경우에 문제이다. 이는 활성화 후에 특히 높은 결합력을 형성시킬 수 있는 열-활성화 가능한 필름의 사용에 의해서 특히 효율적인 방식으로 달성될 수 있다.
본 발명의 접착 필름에 매트릭스로서 적합한 열-활성화 가능한 접착 조성물은 원리적으로 두 가지 부류, 즉, 열가소성 열-활성화 가능한 접착 조성물 및 반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물로 나뉠 수 있다.
a) 열가소성 열-활성화 가능한 접착 조성물
이들 접착 조성물은 실온에서 자가-결합력이 없거나 거의 없다. 그러한 접착 조성물은 열에 노출되는 때에 단지 활성화되고 자가-접착성이 된다. 그러한 접착 조성물의 높은 유리 전이 온도가 이에 대한 원인이어서, 충분한 점착을 달성하기 위한 활성화 온도는 일반적으로 실온 위의 섭씨 몇도 내지 백도가 되게 한다. 자가-접착 성질로 인해서, 접착 효과는 조성물의 경화 전에도 발생한다. 접착식으로 결합되는 부품들이 함께 놓인 후에, 열가소성 열-활성화 가능한 접착 조성물은 냉각시에 고형화와 함께 물리적으로(접착 조성물로서의 적합한 열가소성 물질의 사용; 이는 일반적으로 가역적 접착 결합을 생성시킨다), 임의로 추가 화학적으로(접착 조성물로서 적합한 열가소성 반응성 물질의 사용, 이는 일반적으로 비가역적인 접착 결합을 생성시킨다) 굳어져서, 접착 효과가 냉각된 상태에서 유지되고 실제 접착력이 거기서 발생되게 한다. 접착 결합을 위해서 더 높은 열, 압력 및/시간이 이용되면, 접착식으로 결합되는 두 물질의 더욱 단단한 결합이 일반적으로 발생한다. 여기서, 산업에서 용이하게 달성되는 처리 조건하에 최대의 결합 강도가 일반적으로 실현될 수 있다.
본 발명의 목적상, 열가소성 물질은 Rompp의 문헌[Online version; 2008 edition, document designation RD-20-01271]에 정의된 바와 같은 화합물이다.
b) 반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물
이러한 용어는 열의 공급 시에 화학 반응이 발생되는 유형의 작용기를 기니는 폴리머 시스템을 나타내며, 그러한 접착 조성물은 화학적으로 접합시키고, 그에 따라서, 접착 효과를 발생시킨다. 반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물은 열이 공급되는 때에 일반적으로 자가-접착성이 아니어서, 접착 효과는 접합 후에만 발생한다. 반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물은 흔히 열가소성이 아니지만, 엘라스토머-반응성 수지 시스템에 의해서 얻어진다(그러나, 열가소성 반응성 물질에 의한 열-활성화 가능한 필름과 비교할 필요가 있다: 상기 참조)
유리 전이 온도는 반응성 시스템의 작용에 대한 어떠한 중요사항이 아니다.
접착 조성물은 기본적으로 하나 이상의 폴리머(간단히 표현하기 위해서 기본 폴리머로 일컬어지는 기본 폴리머 성분)로 제조되며, 추가의 성분(예를 들어, 수지(점착-유도 수지 및/또는 반응성 수지), 및 가소제 등)이 특성을 조절하기 위해서 일반적으로 혼합되며, 접착 조성물의 특성에 유리한 영향을 주는 추가의 첨가제가 임의로 첨가될 수 있다.
반응성 열-활성화 가능한 필름은 엘라스토머 성분이 높은 탄성을 지니는 때에 높은 치수 안정성을 지닌다. 추가로, 반응성 수지는 접착 결합 강도를 유의하게 증가시키는 가교 반응이 발생할 수 있음을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 테사(tesa)로부터 product 8475로서 상업적으로 구입 가능한 것과 같은 니트릴 고무 및 페놀계 수지를 기반으로 하는 열-활성화 가능한 필름이 이러한 접착 결합에 사용될 수 있다. 그러나, 이들 반응성 열-활성화 가능한 필름의 단점은 경화 조건에 대한 접착 결합 강도의 의존이다. 여기서, 특별히 요구되는 요건이 부합되어야 하는데, 그 이유는 전자 소비 제품이 방대한 수로 생산되며, 그에 따라서 개별적인 부품이 아주 짧은 사이클 타임(very short cycle time)으로 생산되기 때문이다.
이의 높은 점도로 인해서, 니트릴 고무는 열-활성화 가능한 필름에 높은 치수 안정성을 부여하며, 가교 반응의 결과로서 금속과 플라스틱에 대한 높은 접착력을 가능하게 한다.
유사하게, 열가소성 열-활성화 가능한 필름이 장기간 동안 공지되어 왔고, 예를 들어, 폴리에스테르 또는 코폴리아미드를 기반으로 한다. 상업적 예는 3M 회사(예를 들어, 제품 615, 615S) 또는 tesa 회사(예를 들어, tesa® 8462, 8444, 8466, 8468)로부터 얻을 수 있다. 그러나, 휴대용 전자 소비 제품에서의 사용의 경우에, 이들 열가소성 열-활성화 가능한 필름은 또한 반응성 열-활성화 필름에 비해서 단점을 지닌다. 이는 특히 압력이 상승된 온도에서 적용되는 때의 "삼출 거동(oozing behavior)"과 연관이 있으며, 그 이유는 주로 스탬핑된 성형체가 사용중 처리되고, 이어서, 그 것들이 그 모양을 상실하기 때문이다.
그러나, 니트릴 고무-기반 반응성 시스템에 비해서 고온 가압 단계 동안에 요구되는 낮은 압력 및 농도와 같은 이점이 또한 있다.
비착색된 접착 조성물에 직접 비견되는 성질 프로파일이 보유되며 접착 필름 성질이 동일한 성질 프로파일을 지니는 형태로 사용되는 접착 조성물의 흑색 피막 내 열-활성화 가능한 필름을 성공적으로 생산하는 것은 지금까지 가능한 것으로 밝혀지지 않았다.
이러한 종래 기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 휴대용 전자 소비 제품을 위해서 플라스틱 상에 금속 부품을 고정하기 위한 열-활성화 가능한 접착 조성물로서, 각각의 접착 조성물이 흑색 피막을 지니며, 비착색된 접착 조성물에 직접 비견되는 성질 프로파일이 보유되며, 접착 필름 제품이 동일한 성질 프로파일을 지니는 열-활성화 가능한 접착 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 그러한 목적은 흑색 안료가 첨가되는 하나 이상의 열-활성화 가능한 접착 조성물을 포함하는 접착 필름에 의해서 달성된다.
적합한 흑색 안료는, 예를 들어, 카본 블랙, 유기 아조 염료 및/또는 크롬 착화합물이다. 크롬 착화합물을 기반으로 하는 흑색 안료의 예는 [1-[(2-하이드록시-4-니트로페닐)아조]-2-나프탈레놀레이토(2)-)][[1-[(2-하이드록시-5-니트로페닐)아조]-2-나프탈레놀레이토(2-)]크로메이트(1-), 비스[1-[(2-하이드록시-4-니트로페닐)아조]-2-나프탈레놀레이토(2-)]크로메이트(1-) 및 비스[1-[(2-하이드록시-5-니트로페닐)아조]-2-나프탈레놀레이토(2)-]크로메이트(1-)이다.
흑색 안료는 바람직하게는 흑색 안료의 비율이 착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물의 8 부피% 이하를 이루도록 하는 양으로 사용된다. 접착 조성물의 접착 성질은 이러한 방식으로 보유될 수 있지만, 이들 양이 접착 조성물의 완벽한 흑색 착색을 유도할 것이라는 것이 예상되지 않았다. 그러나, 이러한 사실이 발생했다. 실제로, 착색된 접착 조성물을 기준으로 하여 0.9 부피% 만큼 적은 흑색 안료의 비율도 양호한 착색을 유도함이 밝혀졌다. 흑색 착색 및 접착 성질 면에서 특히 잘-균형된 열-활성화 가능한 접착 조성물은 흑색 안료가 1.3 내지 1.8 부피%의 양으로 착색되는 접착 조성물에 첨가되는 때에 얻어진다.
카본 블랙 입자가 흑색 안료로서 첨가되는 경우에, 이들은 바람직하게는 착색된 접착 조성물(즉, 색상 안료와 배합된 접착 조성물)을 기준으로 하여 12 중량%까지의 양으로 사용된다. 우수한 착색을 달성하기 위해서는, 1.2 중량% 이상의 양으로 카본 블랙을 사용하는 것이 유리하다. 흑색 안료로서 카본 블랙을 사용하는 경우에, 이는 매우 특별히 바람직하게는 생성되는 착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물이 2.1 내지 3.1 중량%의 중량 비율의 카본 블랙을 함유하는 양으로 사용된다. 예를 들어, 착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물 중의 2.4 중량%의 카본 블랙의 양이 매우 유리한 것으로 밝혀졌다.
카본 블랙은, 예를 들어, 카본 블랙이 열-활성화 가능한 접착 조성물과 화학적으로 유사하거나 그와 적어도 상용성(그에 가용성)인 수지 매트릭스에 안료 제제로서 존재하여 그러한 안료 제제의 수지 매트릭스가 궁극적으로는 착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물의 접착 조성물 매트릭스에 첨가되게 하는 방식으로, 열-활성화 가능한 조성물에 첨가될 수 있다. 또한 바람직하게는, 첨가되는 양은 접착 조성물 중의 카본 블랙의 양이 상기 기재된 비율에 상응하도록 조정되어야 한다.
본 발명의 목적에 적합한 열-활성화 가능한 접착 조성물로서, 반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물 및 열가소성 열-활성화 가능한 접착 조성물 둘 모두를 사용하는 것이 가능하다. 반응성 시스템을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
반응성 열-활성화 가능한 접착 조성물로서, 하나 이상의 니트릴 고무 S1과 반응성 성분, 특히, 반응성 수지의 혼합물을 기반으로 하는 것들을 사용하는 것이 바람직하다.
니트릴 고무 S1의 중량 비율은 반응성 열-활성화 가능한 필름의 전체 조성의 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 30 내지 60 중량% 범위이다.
니트릴 고무 S1은 바람직하게는 15 내지 45%의 아크릴로니트릴 함량을 지닌다. 니트릴 고무 S1에 대한 추가의 기준은 무니 점도(Mooney viscosity)이다. 저온에서의 높은 가요성이 확보되어야 하기 때문에, 무니 점도는 바람직하게는 100 미만이어야 한다(100℃에서 Mooney ML 1+4; DIN 53523에 따름). 그러한 니트릴 고무의 상업적 예는 Zeon Chemicals로부터의 NipolTM N917이다.
본 발명의 목적을 위해서, 반응성 수지는, 특히, 단쇄 내지 중쇄 올리고머 또는 폴리머 화합물, 특히, 10 000 g/mol에 이르는 범위의 평균 분자량을 지니는 것이다. 열-활성화 가능한 접착제 중의 반응성 수지의 비율은 바람직하게는 75 내지 30 중량% 범위이다. 매우 바람직한 군은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 폴리머 에폭시 수지의 경우에 100 g/mol로부터 최대 10 000 g/mol에 이르기까지 다양하다.
에폭시 수지는, 예를 들어, 비스페놀 A와 에피클로로하이드린의 반응 생성물, 에피클로로하이드린, 글리시딜 에스테르, 에피클로로하이드린과 p-아미노페놀의 반응 생성물을 포함한다.
바람직한 상업적인 예는 Ciba Geigy로부터의 Araldite™ 6010, CY-281™, ECN™ 1273, ECN™ 1280, MY 720, RD-2; Dow Chemical로부터의 DER™ 331, DER™ 732, DER™ 736, DEN™ 432, DEN™ 438, DEN™ 485; Shell Chemical로부터의 Epon™ 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 등; 및 Shell Chemical로부터의 HPT™ 1071, HPT™ 1079 등이다.
상업적 지방족 에폭시 수지의 예는 비닐사이클로헥산 디옥사이드, 예컨대, Union Carbide Corp.로부터의 ERL-4206, ERL-4221, ERL-4201, ERL-4289 또는 ERL-0400이다.
노볼락 수지로서, 예를 들어, Celanese로부터의 Epi-Rez™ 5132, Sumitomo Chemical로부터의 ESCN-001, Ciba Geigy로부터의 CY-281; Dow Chemical로부터의 DEN™ 431, DEN™ 438, Quatrex 5010; Nippon Kayaku로부터의 RE 305S, DiaNipon Ink Chemistry로부터의 Epiclon™ N673 또는 Shell Chemical로부터의 Epicote™ 152를 사용하는 것이 가능하다.
추가로, 반응성 수지로서 멜라민 수지, 예컨대, CymelTM 327 및 323을 사용하는 것이 또한 가능하다.
페놀계 수지가 특히 바람직하게 반응성 수지로서 사용된다. 이러한 유형의 고도로 적합한 수지는, 예를 들어, 노볼락 수지, 페놀계 레졸 수지 또는 노볼락 수지와 페놀계 수지의 조합물이다. 상업적으로 구입 가능한 페놀계 수지의 예는 Toto Kasei로부터의 YP 50, Union Carbide Corp.으로부터의 PKHC 및 Showa Union Gosei Corp.으로부터의 BKR 2620이다.
추가로, 반응성 수지로서 테르펜 페놀계 수지, 예컨대, Arizona Chemical로부터의 NIREZTM 2019를 사용하는 것이 또한 가능하다.
추가로, 폴리이소시아네이트, 예컨대, Nippon Polyurethane Ind.로부터의 CoronateTM L, Bayer로부터의 DesmodurTM N3300 또는 MondurTM 489를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 접착 필름의 유리한 구체예에서, 접착력-증가(점착-유도) 수지가 또한 배합물에 첨가되는데, 매우 유리하게는, 열-활성화 가능한 접착제의 전체 혼합물을 기준으로 하여 30중량%까지의 비율로 첨가된다. 첨가되는 점착-유도 수지로서, 예외 없이, 문헌에 기재된 모든 이전의 공지된 접착제 수지를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 피넨, 인덴 및 로진 수지, 이들의 불균화, 수소화, 중합화, 에스테르화 유도체 및 염, 지방족 및 방향족 탄화수소 수지, 테르펜 수지 및 테르펜 페놀계 수지, 예컨대, C5-, C9- 및 그 밖의 탄화수소 수지가 언급될 수 있다. 이들 및 추가의 수지의 어떠한 조합이 생성되는 접착 조성물의 성질을 요망되는 방식으로 조절하기 위해서 사용될 수 있다. 일반적으로, 고무 S1과 상용성(그에 용해성)인 모든 수지를 사용하는 것이 가능하고; 지방족, 방향족, 알킬방향족 탄화수소, 순수한 모노머를 기반으로 하는 탄화수소 수지, 수소화된 탄화수소 수지, 작용성화된 탄화수소 수지 및 또한 천연 수지가 특별히 참조될 수 있다. 문헌["Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989)]에서의 지식 상태에 대한 제시가 명확히 참조될 수 있다.
두 성분 사이의 반응을 촉진시키기 위해서, 가교제 및 촉진제(accelerator)가 임의로 혼합물에 또한 첨가될 수 있다.
적합한 촉진제는, 예를 들어, Shikoku Chem. Corp.로부터 명칭 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N 또는 Air Products로부터의 Curezol 2MZ으로 상업적으로 구입 가능한 이미다졸이다. 추가로, 가교제로서 HMTA(헥사메틸렌테트라민)의 첨가가 또한 적합하다.
추가로, 아민, 특히 3차 아민이 또한 가교제로서 사용될 수 있다.
반응성 수지 외에, 가소제가 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 폴리글리콜 에테르, 폴리에틸렌 옥사이드, 포스페이트 에스테르, 지방족 카르복실산 에스테르 및 벤조산 에스테르를 기반으로 하는 가소제를 사용하는 것이 가능하다. 추가로, 방향족 카르복실산 에스테르, 높은 분자량의 디올, 설폰아미드 및 아디프산 에스테르가 또한 사용될 수 있다.
추가의 바람직한 구체예에서, 추가의 첨가제, 예컨대, 폴리비닐 포르말, 폴리아크릴레이트 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 고무, 메틸-비닐-실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 테트라플루오로에틸렌-프로필렌 코폴리머 고무, 부틸 고무, 스티렌-부타디엔 고무가 배합물에 첨가된다.
폴리비닐 부티랄이 Solutia로부터의 상표명 Butvar™, Wacker로부터의 명칭 Pioloform™ 및 Kuraray로부터의 상표명 Mowital™ 하에 구입 가능하다. 폴리아크릴레이트 고무가 Zeon으로부터의 상표명 Nipol AR™ 하에 구입 가능하다. 클로로프렌 고무가 Bayer로부터의 상표명 Baypren™ 하에 구입 가능하다. 에틸렌-프로필렌-디엔 고무는 DSM로부터의 상표명 Keltan™, ExxonMobil로부터의 상표명 Vistalon™ 및 Bayer로부터의 상표명 Buna EP™ 하에 구입 가능하다. 메틸-비닐-실리콘 고무는 Dow Corning으로부터의 상표명 Silastic™ 및 GE Silicones로부터의 상표명 Silopren™ 하에 구입 가능하다. 플루오로실리콘 고무는 GE Silicones로부터 상표명 Silastic™ 하에 구입 가능하다. 부틸 고무는 ExxonMobil로부터 상표명 Esso Butyl™ 하에 구입 가능하다. 스티렌-부타디엔 고무는 Bayer로부터 상표명 Buna S™ 및 Bayer로부터 상표명 Polysar S™ 하에 구입 가능하다.
폴리비닐 포르말은 Ladd Research로부터 상표명 Formvar™ 하에 구입 가능하다.
추가의 구체예에서, 열가소성 폴리머, 바람직하게는 85℃ 초과 150℃ 미만의 연화점을 지니는 열가소성 폴리머가 본 발명에 따른 열-활성화 가능한 접착 조성물로서 사용될 수 있다.
적합한 열가소성 물질은, 예를 들어, 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르, 폴리아미드 또는 코폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 폴리올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌(Hostalen®, Hostalen Polyethylene GmbH), 폴리프로필렌(Vestolen P®, DSM)이다. 상기 목록은 완벽한 것이 아니다. 추가로, 두 가지의 상이한 열가소성 물질(예, 지지체 부직포의 두 면상의 양면 코팅 또는 상이한 코팅)일 수 있는 바와 같이, 열가소성 물질의 배합물이 또한 사용될 수 있다.
접착 필름 구조물
바람직한 사용 형태에서, 착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물은 층 형태로, 즉, 열-활성화 가능한 접착 필름의 형태로 제공된다. 그러한 접착 필름은 단일-층 형태(전사 접착 필름으로 공지됨)일 수 있거나, 지지체를 지녀서 지지체-함유 단면 또는 양면 접착 필름이 생성되게 한다.
단일-층 또는 3-층 열-활성화 가능한 접착 필름을 사용하여, 접착 결합이 의도되는 기판의 표면 조도, 곡률 또는 크기에 따라서, 접착 필름의 전체 두께가 25 내지 750㎛ 범위, 특히 바람직하게는, 30 내지 250㎛ 범위에 있게 하는 것이 특히 바람직하다. 그러한 접착 필름은, 예를 들어, 플라스틱 상의 금속 부품의 접착 결합, 금속 상의 금속의 접착 결합 및 플라스틱 상의 플라스틱의 접착 결합에 매우 적합하다. 플라스틱은 바람직하게는 이들이 손상 없이 열-활성화 가능한 결합성 접착 필름을 활성화시키기에 필요한 가열을 견디도록 선택되어야 한다.
바람직한 변형예에서, 본 발명의 접착 테이프는 지지체 필름 층, 바람직하게는 PET, 및 그러한 지지체 필름의 각 면상의 흑색-착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물 층으로 이루어진다. 놀랍게도, 지지체-함유 생성물이 고온 가압 단계 동안에 민감한 기판 표면 상의 스크래치의 형성을 피하는 것을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌는데, 그러한 문제가 상응하는 전사 접착 필름의 경우에는 관찰되었다. 따라서, 열-활성화 가능한 접착 필름내의 지지체 필름의 존재는 접착 결합되는 기판들과 관련하여 추가로 보호 기능의 목적으로 사용된다.
접착 테이프는 매우 유리하게는 대칭 구조를 지닐 수 있거나(지지체 필름의 두 면 상의 접착 조성물 및/또는 접착 조성물 착색제의 동일한 접착 층 두께 및/또는 화학적 조성), 본 발명의 지지체-함유 열-활성화 가능한 접착 필름의 접착 층은 또한 이들의 접착 조성물 및/또는 접착 조성물 착색제의 접착 층 두께 및/또는 화학적 조성과 관련하여 서로 독립적으로 선택될 수 있다.
각 경우에서의 흑색 접착 조성물 층은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 지닌다. 30 ㎛, 50 ㎛, 60 ㎛; 100 ㎛; 125 ㎛; 150 ㎛, 200 ㎛ 및 250 ㎛의 층 두께가 매우 바람직하게 실현된다. 지지체-함유 접착 필름은, 상기 지시된 바와 같이, 대칭 구조를 지닐 수 있지만, 두 접착 조성물 층의 층 두께들은 또한 서로 독립적으로 조합될 수 있으며; 상기 언급된 층 두께들 중 하나가 특히 바람직하게는 각각 선택된다.
지지체 필름은 바람직하게는 5 내지 250 ㎛, 더욱 바람직하게는, 8 내지 50 ㎛, 매우 바람직하게는, 12 내지 36 ㎛, 매우 특히 바람직하게는, 23 ㎛의 두께를 지닌다. 23 ㎛ 두께의 PET 필름은, 그러한 필름이 매우 가요성이고 접착 결합되는 기판의 표면 조도에 용이하게 맞춰지질 수 있기 때문에, 그러한 필름이 매우 양호한 성질의 양면 접착 테이프를 가능하게 하는 이점을 지닌다.
적합한 지지체 물질은 당업자에게는 친숙한 통상의 물질, 예를 들어, 필름(폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 예컨대, 저분자량 폴리에틸렌(LDPE) 또는 고분자량 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 이축 배향 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene: BOPP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리이미드), 부직포, 발포체, 직물 및 직물 필름 및 또한 이형지(글라신지: glassine)이다. 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 양면 열-활성화 가능한 결합성 제품은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체 필름 및 각각의 경우에 지지체 필름의 두 면상의 페놀계 수지/니트릴 고무를 기반으로 하는 반응성 시스템을 기본으로 한 흑색-착색된 열-활성화 가능한 접착 필름으로 이루어진다. 본원에서 상기 기재된 바와 같은 열-활성화 가능한 접착 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
지지체 필름은 응력이 없거나 하나 이상의 우선적인 방향성을 지닌다. 우선적인 방향성은 하나 또는 두 방향으로 스트래칭(stretching)시킴으로써 얻어진다. 예를 들어, PET 필름의 생산을 위해서, 블로킹 방지제(antiblocking agents), 예컨대, 실리콘 디옥사이드, 규질 쵸크(siliceous chalk) 또는 쵸크, 제올라이트를 사용하는 것이 가능하다. 지지체 필름 자체는 투명 또는 반투명이거나, 예를 들어, 착색, 특히 흑색 착색의 결과로 낮은 투광도를 지닐 수 있다. 이는, 예를 들어, 색상 안료를 필름 물질에 혼합함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 카본 블랙이 검은 색상을 도입하기에 특히 적합하다. 그러나, 안료 또는 입자는 항상 지지체 필름의 최종 두께보다 작은 직경을 지녀야 한다. 최적의 착색은 필름 물질을 기준으로 하여 5 내지 40중량%의 입자를 사용함으로써 달성될 수 있다.
그러한 필름은 또한 부식 처리되거나(예, 트리클로로아세트산 또는 트리플루오로아세트산), 코로나 또는 플라즈마에 의해서 전처리되거나, 프라이머(예, Saran)와 함께 제공될 수 있다.
본 발명의 접착 필름을 생산하기 위해서, 접착 조성물은 바람직하게는 먼저 흑색으로 착색되고, 특히 통상의 지지체 물질(이형 라이너)을 사용하여, 접착 필름(접착 조성물 층)으로 형성된다. 이어서, 흑색 피막으로 착색된 열-활성화 가능한 접착 필름이 바람직하게는 연속적으로, 예를 들어, v = 10 m/min으로 a) 115℃ 내지 135℃ 및 b) 140℃ 내지 185℃에서 가열된 로울러에 의해서 23 ㎛ PET 필름으로 적층된다.
폴리머 화합물에 대한 연화점은 DIN EN 1427: 2007(달리 동일한 방법을 사용하여 비튜멘(bitumen) 대신 폴리머 시료를 시험)에 따라서 링-앤드-볼 방법(ring-and-ball method)에 의해서 측정된다. 측정은 글리세롤 배쓰에서 수행된다. 보고된 연화점 특징은 이러한 측정의 결과이다.
평균 분자량 MW와 다분산도 PD의 측정은 겔 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography: GPC)에 의해서 수행되었다. 0.1 부피%의 트리플루오로아세트산을 함유하는 THF가 용리제로서 사용되었다. 측정은 25℃에서 수행되었다. 예비 컬럼으로서, PSS-SDV, 5 ㎛, 103 Å (10-7 m), ID 8.0 mm 내지 50 mm를 사용하였다. 분별을 위해서, 컬럼들 PSS-SDV, 5 ㎛, 103 Å (10-7 m), 105 Å (10-5 m) 및 106 Å (10-4m), 각각의 경우에 ID 8.0 mm 내지 300 mm를 사용하였다. 샘플 농도는 4 g/l이었으며, 유속은 분당 1.0 ml였다. 측정은 PMMA 표준에 대해서 수행되었다.
실시예
페놀계 수지 매트릭스 중의 40중량%의 카본 블랙으로 구성된 안료 제제를 제조하였다.
참조예 1)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계(kneader)에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 30 ㎛였다.
참조예 2)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계(kneader)에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 100 ㎛였다. 후속하여, 이들 층의 둘을 롤 라미네이터(roll laminator) 상에서 100℃에서 함께 적층하였다. 그 결과, 층 두께는 200 ㎛였다.
실시예 1)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계(kneader)에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 안료 제제를 블레이드 교반기(blade stirrer)에 의해서 교반하여 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 2.4 중량%가 되게 하였다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 30 ㎛였다.
실시예 2)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 안료 제제를 블레이드 교반기에 의해서 교반하여 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 8 중량%가 되게 하였다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 30 ㎛였다.
실시예 3)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 안료 제제를 블레이드 교반기에 의해서 교반하여 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 2.4 중량%가 되게 하였다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 100 ㎛였다. 후속하여, 이들 층의 둘을 롤 라미네이터 상에서 100℃에서 함께 적층하였다. 그 결과, 층 두께는 200 ㎛였다.
실시예 4)
Zeon으로부터의 50 중량%의 Breon N41H80GR(니트릴 고무), 8%의 HMTA(Rohm and Haas)와 배합된 40 중량%의 페놀 노볼락 수지 Durez 33040 및 Bakelite로부터의 10 중량%의 페놀계 레졸 수지 9610 LW를 반죽기계에서 메틸 에틸 케톤 중의 30% 농도 용액으로서 생성시켰다. 반죽 시간은 20시간이었다. 후속하여, 안료 제제를 블레이드 교반기에 의해서 교반하여 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 8 중량%가 되게 하였다. 후속하여, 열-활성화 가능한 접착 조성물을 글라신 이형지 상에 용액으로서 도포하고 100℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 건조 후에, 층 두께는 100 ㎛였다. 후속하여, 이들 층의 둘을 롤 라미네이터 상에서 100℃에서 함께 적층하였다. 그 결과, 층 두께는 200 ㎛였다.
참조예 3)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E(코폴리에스테르를 기반으로 하는 열가소성 폴리머; 93℃ 내지 121℃의 제조자 정보에 따른 폴리머의 융점 범위)를 고온 프레스(hot press)에서 140℃에서 실리콘 처리된 글라신 이형지(siliconized glassine release paper)의 두 층 사이에 100㎛로 프레싱하였다.
참조예 4)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E를 고온 프레스에서 150℃에서 실리콘 처리된 글라신 이형지의 두 층 사이에 13 g/m2의 단위 면적당 중량을 지니는 부직포 페이퍼의 두 면 모두 상에 프레싱하였다. 글라신 이형지가 없는 양면 접착 테이프의 층 두께는 150 ㎛였다. 부직포 내로의 접착 조성물의 침투 깊이는 주사 전자 현미경(scanning electron micrograph)에 의해서 두 면 모두로부터 측정되었다. 여기서, 고온 용융 접착제가 투과되지 않은 지지체 부직포의 평균 층 두께를 측정하였다. 이러한 값을 지지체 부직포의 초기 층 두께로 나누었고, 이어서, 백분율로 보고하였다. 본 실시예에서, 100%의 평균 함침도가 발견되었다. 즉, 100%의 샘플이 고온 용융 접착제에 의해서 투과되었다.
실시예 5)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E를 안료 제제와 함께 공압출시키는데, 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 2.4중량%가 되게 하는 방식으로 공압출시켰다. 착색된 접착 조성물을 고온 프레스에서 실리콘 처리된 글라신 이형지의 두 층 사이에 140℃에서 150 ㎛로 프레싱하였다.
실시예 6)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E를 안료 제제와 함께 공압출시키는데, 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 8중량%가 되게 하는 방식으로 공압출시켰다. 착색된 접착 조성물을 고온 프레스에서 실리콘 처리된 글라신 이형지의 두 층 사이에 140℃에서 150 ㎛로 프레싱하였다.
실시예 7)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E를 안료 제제와 함께 공압출시키는데, 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 2.4중량%가 되게 하는 방식으로 공압출시키고, 착색된 접착 조성물을 고온 프레스에서 실리콘 처리된 글라신 이형지의 두 층 사이에 150℃에서 13 g/m2의 단위 면적당 중량을 지니는 부직포 페이퍼의 두 면 모두 상에 프레싱하였다. 글라신 이형지가 없는 양면 접착 테이프의 층 두께는 150 ㎛였다. 침투 깊이는 주사 전자 현미경에 의해서 두 면 모두로부터 측정되었다. 여기서, 고온 용융 접착제가 투과되지 않은 지지체 부직포의 평균 층 두께를 측정하였다. 이러한 값을 지지체 부직포의 초기 층 두께로 나누었고, 이어서, 백분율로 보고하였다. 본 실시예에서, 100%의 평균 함침도가 발견되었다. 즉, 100%의 샘플이 고온 용융 접착제에 의해서 투과되었다.
실시예 8)
EMS-Grilltech로부터의 Grilltex™ 1442 E를 안료 제제와 함께 공압출시키는데, 접착 조성물 중의 카본 블랙의 비율이 8중량%가 되게 하는 방식으로 공압출시키고, 착색된 접착 조성물을 고온 프레스에서 실리콘 처리된 글라신 이형지의 두 층 사이에 150℃에서 13 g/m2의 단위 면적당 중량을 지니는 부직포 페이퍼의 두 면 모두 상에 프레싱하였다. 글라신 이형지가 없는 양면 접착 테이프의 층 두께는 150 ㎛였다. 침투 깊이는 주사 전자 현미경에 의해서 두 면 모두로부터 측정되었다. 여기서, 고온 용융 접착제가 투과되지 않은 지지체 부직포의 평균 층 두께를 측정하였다. 이러한 값을 지지체 부직포의 초기 층 두께로 나누었고, 이어서, 백분율로 보고하였다. 본 실시예에서, 100%의 평균 함침도가 발견되었다. 즉, 100%의 샘플이 고온 용융 접착제에 의해서 투과되었다.
상기 기재된 바와 같이 제공된 접착 필름의 접착 결합 강도는 시험 시편을 사용한 역학적 전단 시험에 의해서 측정된다.
시험 시편을 생산하기 위해서, 두 기판 플레이트를 시험되는 접착 필름에 의해서 접착 결합시켰다. 기판 플레이트 중 하나는 2 cm x 10 cm의 크기를 지니는 1.5 mm 두께 알루미늄 플레이트이고; 다른 기판 플레이트는 유사하게 2 cm x 10 cm의 치수를 지니는 3 mm 두께 폴리카르보네이트 플레이트이다.
페놀계 수지/니트릴 고무를 기반으로 하는 접착 필름 샘플은, 활성화를 위한 95℃의 온도를 지니는 가열 플레이트를 사용함으로써, 이들의 자유 면을 통해서 알루미늄 플레이트 상에 적층된다. 후속하여, 이형 필름이 박리된다. 폴리카르보네이트 플레이트 상의 이러한 복합체의 접착 결합은 가열 프레스에서 수행되며, 가열은 알루미늄 면을 통해서 수행된다. 열 활성화는 10 bar의 압력 및 7초의 프레싱 시간으로 180℃의 온도를 지니는 고온 프레스 펀치(hot press punch)를 사용하여 수행된다.
열가소성 열-활성화 가능한 접착 조성물을 기반으로 하는 접착 필름 샘플은, 120℃의 온도를 지니는 가열 플레이트를 사용함으로써, 이들의 자유 면에 의해서 알루미늄 상에 적층된다. 후속하여, 이형 필름이 박리된다. 폴리카르보네이트 플레이트 상의 이러한 복합체의 접착 결합은 가열 프레스에서 수행되며, 가열은 알루미늄 면을 통해서 수행된다. 열 활성화는 6 bar의 압력 및 7초의 프레싱 시간으로 150℃의 온도를 지니는 고온 프레스 펀치를 사용하여 수행된다.
후속하여, 시험 시편을 서서히 증가하는 힘 F를 이용하여 10mm/min으로 Zwick 기계(Zwick machine) 상에서 해체시킨다. 측정된 값은 N/mm2로 보고되며, 서로로부터 시험 시편들(알루미늄과 폴리카르보네이트)을 분리하기 위해서 측정되는 최대 힘(Fmax)이다. 측정은 실온(23℃) 및 50% 상대습도에서 수행된다.
측정은, 각각의 온도 범위에 대한 기후 적응을 위해서 약 30분을 기다리면서, 프레싱 및 열 활성화 직후에 수행된다.
결과:
본 발명에 따른 열-활성화 가능한 접착 필름을 참조예 1 내지 4와 유사한 방법을 이용하여 시험하였다. 참조예 1 및 2는 무-안료 열-활성화 가능한 접착제를 기반으로 하는 열-활성화 가능한 필름이다. 참조예 3 및 4는 무-안료 열가소성 접착제를 기반으로 하는 열-활성화 가능한 필름이다.
모든 실시예는 알루미늄을 폴리카르보네이트(PC) 상에 접착 결합시키기 위한 동일한 경화 조건하에 사용되었다 - 예를 들어, 휴대폰의 생산에서 흔히 발생하는 사용. 접착 결합 후에, 접착 결합 강도를 측정하였다. 접착 결합/경화 조건은 a) 반응성 열-활성화 가능한 필름 및 b) 열가소성 열-활성화 가능한 필름에 대해서 일정하게 유지시켰다.
결과가 표 1에 기재되어 있다.
표 1
Figure pct00001
완전한 피막 착색이, 특히, 접착 조성물 중의 2.4 중량%의 안료(카본 블랙)의 양의 경우에, 접착 결합 성질이 손상되지 않으면서 달성될 수 있는 반면, 여전히 만족스럽지만 현저하게 불량한 접착 필름의 접착 결합 강도가 열-활성화 가능한 접착 조성물 중의 8 중량%의 양에서 발견되었음을 표 1로부터 알 수 있다.
상기 기재된 시험 시편의 샘플을 추가로 공기 컨디셔닝된 챔버에서 하기 프로그램에 가하였다: CCT = "기후 변화 시험(climatic change test)"; +85℃/85% 상대습도로의 가열; 이어서, +85℃/85% 상대습도로부터 -40℃까지의 범위에서 27 사이클 및 85℃/85%로의 후속 재가열; 각각의 완전한 사이클(85℃ → -40℃ → 85℃)은 1시간이 소요됨.
상기 기재된 절차 후에, 후속하여, 시험 시편의 접착 결합 강도를 다시 시험하였다. 접착 조성물 중의 2.4 중량%의 안료 비율을 지니는 샘플에 의해서 나타나는 값은, 안료 제제("블랙")를 함유하는 30 ㎛ 접착 필름 및 안료 제제가 없는("nb") 필름의 예에 대한 하기 표에 나타낸 바와 같이, 기후 변화 처리 후에 변함없이 유지되었다.
Figure pct00002
추가의 연구에서 나타난 바와 같이, 표면 저항 및 열물성(thermophysical properties)이 유사하게 접착 조성물 중에 2.4 중량%의 안료 함량을 지니는 샘플의 경우에 기후 변화 처리 후에 변함없이 유지된다.
착색된 열-활성화 가능한 접착 조성물의 흑화(blackening) 정도를 EN ISO 11664-4에 따른 측정을 이용하여 검사하였다. 여기서, 하기 범위의 값,
L: ≤ 30
a: < 2 및 > -2
b: < 2 및 > -2가 본 발명에 따른 모든 예에 대해서 달성되었으며, 따라서, 우수한 피막 흑색 착색이 달성되었다.

Claims (8)

  1. 하나 이상의 지지체 필름 및 두 개의 외부 접착 조성물 층을 포함하는 접착 필름으로서, 외부 접착 조성물 층의 접착 조성물 중 하나 이상이 열-활성화 가능한 접착 결합성 접착 조성물이고, 흑색 안료가 열-활성화 가능한 접착 조성물에 혼합됨을 특징으로 하는 접착 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 둘 모두의 외부 접착 조성물 층의 접착 조성물이 흑색-착색된 열-활성화된 접착 결합성 접착 조성물임을 특징으로 하는 접착 필름.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 외부 접착 조성물 층의 접착 조성물 중 하나 또는 둘 모두가 하나 이상의 니트릴 고무 및 하나 이상의 페놀계 수지를 기반으로 함을 특징으로 하는 접착 필름.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 흑색 안료가 착색된 접착 조성물을 기준으로 하여 0.9 내지 8 부피%의 비율로 착색된 접착 조성물에 존재함을 특징으로 하는 접착 필름.
  5. 제 4항에 있어서, 흑색 안료가 착색된 접착 조성물을 기준으로 하여 1.3 내지 1.8 부피%의 비율로 착색된 접착 조성물에 존재함을 특징으로 하는 접착 필름.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 필름이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 기반으로 함을 특징으로 하는 접착 필름.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 임의의 피막 층 외에 외부 접착 조성물을 위한 추가의 층이 접착 필름 구조물에 존재하지 않음을 특징으로 하는 접착 필름.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 25 내지 750 ㎛ 범위의 전체 두께를 특징으로 하는 접착 필름.
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