KR20150032568A - 열-활성화가능한 실록산계 접착제 - Google Patents

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바리스 얄신
이브라힘 에스 구네스
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Abstract

열-활성화가능한 실록산계 접착제 물품은 기재, 및 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하는 열-활성화가능한 접착제 층을 포함한다. 실록산계 탄성중합체성 중합체는 우레아-함유 세그먼트화 공중합체 또는 옥사미드-함유 세그먼트화 공중합체이다. 접착제 층에는 점착부여 수지가 실질적으로 없으며, 이 접착제 층은 50℃ 이상의 온도로 가열될 때까지 비-점착성 및 비-접착성이다. 접착제 층은 광학적으로 투명할 수 있으며 미세구조화된 표면을 가질 수 있다.

Description

열-활성화가능한 실록산계 접착제{HEAT-ACTIVATABLE SILOXANE-BASED ADHESIVES}
본 발명은 일반적으로 접착제 분야에 관한 것이며, 특히 실록산계인 열-활성화가능한 접착제에 관한 것이다.
접착제는 다양한 마킹(marking), 유지(holding), 보호, 밀봉 및 차폐 용도로 사용되어 왔다. 접착 테이프는 일반적으로 배킹(backing) 또는 기재, 및 접착제를 포함한다. 테이프에 사용되는 유형의 접착제들 중에는, 감압 접착제 및 열-활성화가능한 접착제가 있는데, 감압 접척제가 더 일반적이다.
감압 접착제는 실온에서 하기를 포함하는 소정 특성을 갖는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다: (1) 강력하고 영구적인 점착성, (2) 손가락 압력 이하의 압력을 이용한 접착, (3) 피착물 상에서의 충분한 유지력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압 접착제로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 강도의 원하는 균형을 가져오는 데 필요한 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체이다. 감압 접착제의 제조에 가장 통상적으로 사용되는 중합체로는 천연 고무, 합성 고무 (예컨대, 스티렌/부타디엔 공중합체 (SBR) 및 스티렌/아이소프렌/스티렌 (SIS) 블록 공중합체), 다양한 (메트)아크릴레이트 (예컨대, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트) 공중합체 및 실리콘이 있다. 이들 부류의 재료들 각각은 이로운 점과 불리한 점을 갖는다.
열-활성화가능한 접착제는 실온에서는 비-점착성이나, 승온에서 점착성으로 되어 기재에 접합될 수 있다. 이러한 접착제는 통상 실온보다 높은 Tg (유리 전이 온도) 또는 융점 (Tm)을 갖는다. 온도가 Tg 또는 Tm보다 높게 상승하면, 저장 탄성률이 통상 감소하고 접착제는 점착성이 된다.
다수의 실록산계 감압 접착제가 기재되어 있다. 다수의 이러한 실록산계 감압 접착제는, 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체 및 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 블록 공중합체를 포함하는, 세그먼트화 실록산 공중합체를 함유한다. 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체는, 예를 들어, 미국 특허 제5,512,650호, 제5,214,119호, 제5,461,134호, 및 제7,153,924호 및 국제특허 공개 WO 96/35458호, WO 98/17726호, WO 96/34028호, WO 96/34030호 및 WO 97/40103호에 개시되어 있다. 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 블록 공중합체는, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2007/0148475호에 기재되어 있다. 이러한 중합체 재료는 전형적으로, 종종 이형 특성을 갖는, 비-접착성 재료이며, 실리케이트 점착부여 수지(tackifying resin) (예를 들어, MQ 수지)와 함께 제형화되어 감압 접착제를 생성한다.
추가로, 미국 특허 제5,866,222호 (세스(Seth) 등)는, 1 내지 30 중량%의 MQ 점착부여 수지의 사용을 통해, 예를 들어, 블록 공중합체계 감압 접착제에, 더 높은 이형값을 갖는 비-점착성 코팅을 제공하기 위한 실리콘 폴리우레아 이형 코팅의 개질에 대해 기술한다.
열-활성화가능한 전사 테이프를 포함하는, 열-활성화가능한 접착 물품, 및 열-활성화가능한 접착 물품의 제조 방법이 본 명세서에 개시된다.
일부 실시 형태에서, 열-활성화가능한 접착 물품은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기재, 및 기재의 제1 표면의 적어도 일부분 상에 배치된 열-활성화가능한 접착제 층을 포함한다. 열-활성화가능한 접착제 층은 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하는데, 실록산계 탄성중합체성 중합체는 하기 화학식 1 또는 화학식 2의 세그먼트화 공중합체를 포함한다:
[화학식 1]
Figure pct00001
(상기 식에서, 각각의 R은, 독립적으로, 약 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 트라이플루오로알킬 또는 비닐 기로 치환될 수 있는 알킬 모이어티(moiety), 비닐 라디칼 또는 고급 알케닐 라디칼, 약 6 내지 12개의 탄소 원자를 가지며 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐 기로 치환될 수 있는 사이클로알킬 모이어티, 또는 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 가지며 치환될 수 있는 아릴 모이어티인, 모이어티이고; 각각의 Z는, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 라디칼 또는 아르알킬렌 라디칼, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 라디칼인, 다가 라디칼이고; 각각의 Y는, 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬렌 라디칼, 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 라디칼 또는 아릴렌 라디칼인, 다가 라디칼이고; 각각의 D는 수소, 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 라디칼, 페닐, 및 B 또는 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하여 헤테로사이클을 형성하는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고; B는 알킬렌, 아르알킬렌, 사이클로알킬렌, 페닐렌, 헤테로알킬렌, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 다가 라디칼이고; m은 0 내지 약 1000인 수이고; n은 1 이상인 수이고; p는 10 이상, 일부 실시 형태에서 15 내지 약 2000, 또는 심지어 30 내지 1500인 수임);
[화학식 2]
Figure pct00002
(상기 식에서, 각각의 R1은 독립적으로 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴이고; 각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이고; 하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이고; 하첨자 b는 1 내지 10의 정수이고; G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민에서 2개의 ―NHR3 기를 뺀 것과 동등한 잔기 단위인 2가 기이고; 각각의 R3은 수소, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬이거나, 또는 R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성하고; 각각의 별표 (*)는 공중합체 내의 다른 기에 대한 반복 단위의 부착 부위를 나타냄).
열-활성화가능한 접착제는 50℃ 미만의 온도에서는 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이고, 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도에서는 기재에 대해 접착성이다. 일부 실시 형태에서 열-활성화가능한 접착제에는 점착부여 수지가 실질적으로 없으며, 일부 실시 형태에서 열-활성화가능한 접착제는 광학적으로 투명하다.
열-활성화가능한 전사 테이프가 또한 개시된다. 일부 실시 형태에서, 열-활성화가능한 전사 테이프는, 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 광학적으로 투과성인 열-활성화가능한 접착제 층을 포함하고, 광학적으로 투과성인 열-활성화가능한 접착제 층은 상기에 기재된 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하며, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고, 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경시킨다. 일부 실시 형태에서, 열-활성화가능한 접착제 층은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위이다.
접착 물품을 제조하는 방법이 또한 개시된다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제1 기재를 제공하는 단계; 상기한 바와 같은 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하는 열-활성화가능한 접착제를 제공하는 단계; 열-활성화가능한 접착제를 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열하는 단계; 열-활성화가능한 접착제를 제1 기재의 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계; 및 열-활성화가능한 접착제를 실온으로 냉각하는 단계를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은, 적용된 열-활성화가능한 접착제에, 냉각 전에, 제2 기재를 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시 형태에서, 본 방법은 열-활성화가능한 접착제에, 냉각 후에, 제2 기재를 접촉시키는 단계, 및 열-활성화가능한 접착제에 제2 기재를 접촉시키기 전 또는 열-활성화가능한 접착제에 제2 기재를 접촉시킨 후 중 어느 하나에, 열-활성화가능한 접착제를 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구체적인 실시 형태에서, 제1 기재는 미세구조화된 이형 라이너를 포함하고 제2 기재는 광 가이드를 포함하며, 본 방법은 열-활성화가능한 접착제를 냉각하는 단계, 및 제1 기재를 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계를 추가로 포함한다.
의료, 전자, 및 광학 산업과 같은 분야에서 접착제의 이용이 증가하고 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "접착제"는 두 피착물을 함께 접착하는 데 유용한 중합체 조성물을 지칭한다. 접착제의 예에는 감압 접착제 및 열-활성화가능한 접착제가 있다.
감압 접착제 조성물은 하기를 포함하는 특성을 갖는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다: (1) 강력하고 영구적인 점착성, (2) 손가락 압력 이하의 압력을 이용한 접착, (3) 피착물 상에서의 충분한 유지력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압 접착제로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 유지력의 원하는 균형을 가져오는 데 필요한 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체이다. 특성들의 적절한 균형을 얻는 것은 간단한 공정이 아니다.
감압 접착제로서 사용하기에 적합한 새로운 부류의 재료를 개발하기 위해 많은 접착제 개발 작업이 수행되어 왔다. 예를 들어, 의료업, 전자 산업, 및 광학 산업의 요건들은 점착성, 박리 접착력, 및 전단 강도의 전통적인 특성들 외에도 감압 접착제에 추가적인 부담을 지운다. 새로운 부류의 재료는 감압 접착제에 대해 점점 더 요구되는 성능 요건을 만족시키기에 바람직하다. 새로운 접착제, 특히 감압 접착제에 대한 탐색은 실록산 중합체를 포함하는 새로운 접착제로 이어졌다. 실록산 중합체는 실록산 결합의 물리적 및 화학적 특징으로부터 주로 유래되는 독특한 특성을 갖는다. 이러한 특성에는 낮은 유리 전이 온도, 열 및 산화 안정성, 자외 방사선에 대한 저항성, 낮은 표면 에너지, 소수성, 의료 용도에 바람직한 투습률, 및 광학 특성, 예를 들어, 원하는 대로 변경될 수 있는 굴절률 및 광학 투명도(optical clarity)가 포함된다. 그러나, 실록산 중합체에는 종종 인장 강도가 결여되어 있다. 실록산 중합체의 낮은 인장 강도는 블록 공중합체의 형성에 의해 개선될 수 있다. 몇몇 블록 공중합체는 "연질"(soft) 실록산 중합체 블록 또는 세그먼트 및 임의의 다양한 "경질"(hard) 블록 또는 세그먼트를 함유한다.
전형적으로 실록산계 탄성중합체성 중합체는 그를 감압 접착제로 만들기 위해 점착부여를 필요로 한다. 종종, 점착부여제(tackifying agent)의 첨가 수준은 비교적 높아서, 총 접착제 조성물의 최대 50 중량%이다 (또는 다른 방식으로 표현하면, 감압 접착제 조성물은 탄성중합체 및 점착부여제를 동일 중량부로 함유할 수 있다). 생성되는 감압 접착제는 종종 매우 강력하게 점착성이며 넓은 범위의 기재 표면에 강하게 접착한다. 이것은 바람직한 특징이지만, 이러한 매우 점착성인 접착제의 취급 및 가공은 어려울 수 있다.
감압 접착제로부터 제조되는 접착 물품 중에는 접착제의 층이 기재 표면 상에 배치된 물품 (예를 들어, 테이프, 라벨 등) 및 접착제의 자립형(free standing) 필름 (하기에 기재된 바와 같이 때때로 "전사 테이프"로 불림)이 있다.
접착 테이프는 일반적으로 테이프 배킹을 갖는데, 배킹의 적어도 하나의 주 표면의 적어도 일부분 상에 감압 접착제의 층이 코팅되어 있다. 다수의 테이프가 롤로서 공급되는데, 접착제 층은 권취될 때 배킹의 비-접착성 "후면"과 접촉한다. 종종 배킹의 이러한 비-접착성 표면은 그 위에 저접착 또는 이형 코팅을 가져서 롤이 풀릴 수 있게 한다. 이러한 저접착 코팅은 종종 "저접착 백사이즈"(low adhesion backsize) 또는 LAB로 불린다. 접착제의 속성, 배킹의 조성 및 토포그래피(topography), 및 테이프 물품의 원하는 용도를 포함하는 다수의 요인에 의해, LAB 코팅이 필요하거나 바람직한지 제어된다. 예를 들어, 일부 폴리올레핀 배킹은 일부 부류의 감압 접착제와 함께 사용될 때 LAB 코팅이 필요 없는 충분히 낮은 표면 에너지를 갖는다. 그러나, 매우 강력한 실록산계 감압 접착제는 거의 항상 LAB 코팅을 필요로 하였다.
일부 테이프 용도에서, LAB의 존재는 불리할 수 있다. 예를 들어, 페인팅할 영역을 마스킹하는 데에 마스킹 테이프가 종종 사용된다. 페인팅이 완료되면, 마스킹 테이프는 제거된다. 몇몇 경우에, LAB 코팅이 마스킹 테이프 상에 사용될 때, 페인트가 LAB 코팅된 표면에 잘 접착하지 않고 흐르거나 벗겨져 떨어져 나가서 페인팅된 표면을 오염시킬 수 있다.
유사하게, 다양한 테이프는 사용 중에 테이프 자체에 감싸지도록 설계된다. 이러한 유형의 테이프의 예로는 운동용 테이프(athletic tape), 덕트 테이프, 전기 테이프뿐만 아니라 다양한 의료용 테이프가 있다. 이러한 테이프의 경우에, LAB 코팅은 테이프가 손쉽게 풀리게 하기에 충분히 용이한 이형을 제공해야 하지만, 테이프가 그 자체에 감싸지고 테이프의 사용 기간에 걸쳐 접착을 유지할 수 있을 만큼 충분히 강하게 접착제에 접착해야만 한다.
추가로, 일부 테이프, 및 기타 물품, 예를 들어, 라벨은 일반적으로 이형 라이너 상에 배치된다. 전형적으로 이형 라이너는 감압 접착제가 강하게 접착하지 않는 저접착 표면을 갖는 필름 또는 시트와 같은 가요성 기재이다. 이는 이형 라이너가 접착제 표면으로부터 깨끗하게 제거되게 하며 접착제 표면을 노출시켜 피착물에 접합되게 한다. 저접착 표면은 종종 필름 또는 시트에 적용된 코팅을 포함한다. 다수의 이러한 저접착 코팅은 실록산계이므로, 실록산계 접착제와 함께 사용하기에 부적합하다. "유사한 것은 유사한 것을 끌어당긴다"라는 것이 접착제 화학 분야에서의 일반적인 견해이며, 따라서 실록산계 접착제는 실록산계 이형 코팅에 끌어당겨질 것이고, 일단 접촉하게 되면, 두 층은 이형 라이너가 접착제 표면으로부터 제거될 수 없게 하는 강한 상호작용을 형성할 가능성이 있다. 따라서, 실록산계 접착제의 경우에는, 다른 이형 화학 물질, 예를 들어, 불소화합물계 이형 층이 일반적으로 사용된다. 그러한 이형 라이너는 일반적으로 실록산계 이형 라이너보다 훨씬 더 고가이다.
접착제의 양면형 독립형(stand-alone) 층은 일반적으로 "전사 테이프"로 불린다. 일부 전사 테이프에서, 노출된 표면은 단순히 단일 접착제 층의 2개의 표면이다. 다른 전사 테이프는 동일하거나 또는 상이할 수 있는 적어도 두 접착제 층, 그리고 일부 경우에 접착제 층이 아닐 수 있는 개재 층을 갖는 다층 전사 테이프이다. 전사 테이프는 일반적으로 2개의 이형 라이너 사이에 제조 및 공급된다. 이형 라이너는 접착제 표면을 보호할 뿐만 아니라, 독립형 접착 필름을 취급하기에 더 용이하게 만든다.
그러므로, 다수의 응용에서, 접착 물품과 관련하여 이형 코팅된 재료를 사용해야만 하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 추가로, 점착성 재료의 취급이 불편하거나 실현가능하지 않은 다수의 응용이 있다. 이러한 응용을 위해서, 실온 점착성 없이 감압 접착제의 다수의 바람직한 특성을 갖는 접착제를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 재료는 열 활성화된 접착제 또는 열-활성화가능한 접착제로 불린다. 열-활성화가능한 접착제는 실온에서 비-점착성이나, 승온에서 점착성으로 되어 기재에 접합될 수 있다. 이러한 접착제는 통상 실온보다 높은 Tg (유리 전이 온도) 또는 융점 (Tm)을 갖는다. 온도가 Tg 또는 Tm보다 높게 상승하면, 저장 탄성률이 통상 감소하고 접착제는 점착성이 된다. 전형적으로, 유리 전이 온도(Tg)는 시차 주사 열량법(Differentially Scanning Calorimetry; DSC)을 이용하여 측정된다.
열-활성화가능한 접착제는, 전형적으로 열가소성 재료이거나 열가소성 재료로서 거동하는 통상적인 고온 용융 접착제와는 상이하다. 열가소성 재료는 실온에서 플라스틱이며, 가열 시에 용융되어 유동하고, 이어서 냉각 시에 재응축되어 플라스틱을 다시 형성한다. 종종 이러한 고온 용융 접착제는 결정질 또는 반결정질 중합체를 함유한다. 실온에서는 중합체의 결정성(crystallinity)이 중합체에 응집 강도를 제공하지만, 결정성이 없어질 때 중합체는 그의 응집 강도를 잃고 쉽게 유동한다. 본 발명의 열-활성화가능한 접착제는, 고온 용융 가공가능하지만, 탄성중합체성이며 가열 시에 그의 응집 강도의 적어도 일부를 유지한다. 본 발명의 열-활성화가능한 접착제는 다양한 방법에 의해 가열될 수 있다. 열-활성화가능한 접착제는 오븐의 사용을 통해, 또는 가열된 기재와의 접촉에 의해 간접적으로 가열될 수 있다. 열-활성화가능한 접착제는 또한 고온 용융 혼합 장치의 사용을 통해 직접적으로 가열될 수 있거나, 또는 열-활성화가능한 접착제 또는 열-활성화가능한 접착제가 접촉하는 기재는 히트 건(heat gun), 화염, 표면 가열기, 예를 들어, 핫 플레이트, IR 램프 등의 사용을 통해 직접적으로 가열될 수 있다.
실록산계 열-활성화가능한 접착제의 부류가 본 명세서에 개시된다. 이러한 접착제는 실온에서는 점착성이 아니지만 가열 시에 점착성으로 되며 강한 접착성 접합을 형성한다. 특히, 이러한 접착제는 금속, 유리 등과 같은 극성 표면과 강한 접착성 접합을 형성하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 열-활성화가능한 접착제는 적어도 하나의 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함한다. 이러한 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 우레아-함유 또는 옥사미드-함유 실록산계 탄성중합체성 중합체이며, 하기에 더욱 상세하게 논의된다.
본 발명의 열-활성화가능한 접착제는 점착부여를 필요로 하지 않는다. 이는 본 발명의 접착제에 점착부여 수지가 전형적으로 없거나 또는 실질적으로 없음을 의미한다. 점착부여 수지가 선택적인 첨가제로서 접착제에 첨가될 수 있지만, 본 발명의 접착제는 강한 접착성 접합을 형성하는 데에 점착부여 수지를 필요로 하지는 않는다. 이러한 점은 전형적으로 높은 수준의 점착부여 수지를 필요로 하는 유사한 감압 접착제와 완전히 상이하다.
일반적으로, 열-활성화가능한 접착제는 50℃ 미만의 온도에서 금속과 같은 극성 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이다. 전형적으로 강한 접착성 접합은 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열 시에 형성된다.
본 발명의 열-활성화가능한 접착제의 추가적인 이점은 그의 광학 특성이다. 본 발명의 다수의 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 광학적으로 투명하다. 이들 중합체로부터 제조되는 접착제는 광학적으로 투명할 수 있거나 광학적으로 투과성일 수 있다. 접착제는 가시광의 투과를 방해할 수 있는 충전제 또는 첨가제를 포함할 수 있기 때문에, 접착제는 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체만큼 광학적으로 투명하지는 않을 수 있지만, 광학적으로 투과성일 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 열-활성화가능한 접착제는 광학적으로 투명하다. 추가로, 열-활성화가능한 접착제의 굴절률은, 예를 들어, 실록산 재료의 탄화수소 치환체를 변화시킴으로써 제어가능하다. 이러한 굴절률 제어에 의해 사용자는 주어진 기재 또는 표면에 열-활성화가능한 접착제의 굴절률을 정합시킬 수 있거나 또는 굴절률을 고의로 정합되지 않게 할 수 있다.
달리 표시되지 않는다면, 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는다면, 전술한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기술된 수치적 파라미터는, 본 명세서에 개시된 교시를 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변화될 수 있는 근사치이다. 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하며(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함) 및 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는다면, 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 예를 들어, "하나의 층"(a layer)에 대한 언급은 1개, 2개 또는 그 이상의 층을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는다면 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실록산계"는 적어도 하나의 실리콘 단위를 함유하는 반복 단위, 세그먼트화 공중합체, 또는 세그먼트화 공중합체의 단위를 지칭한다. 용어 실리콘 또는 실록산은 상호 교환가능하게 사용되며, 다이알킬 또는 다이아릴 실록산 (-SiR2O-) 반복 단위를 갖는 단위를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "우레아-함유"는 적어도 하나의 우레아 결합을 함유하는 세그먼트화 공중합체인 거대분자(macromolecule)를 지칭한다. 우레아 기는 일반 구조식 (-RaN-(CO)-NRb-)을 가지며, 상기 식에서, (CO)는 카르보닐 기 C=O를 정의하고, 각각의 Ra 및 Rb는 독립적으로 수소 또는 알킬 기이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "옥사미드-함유"는 적어도 하나의 옥사미드 결합을 함유하는 공중합체 또는 세그먼트화 공중합체인 거대분자를 지칭한다. 옥사미드 기는 일반 구조식 (-NRa-(CO)-(CO)-NRb-)을 가지며, 상기 식에서, (CO)는 카르보닐 기 C=O를 정의하고, Ra 및 Rb는 각각 수소 또는 알킬 기이다.
용어 "세그먼트화 공중합체"는 결합된 세그먼트들의 공중합체를 지칭하며, 각각의 세그먼트는 주로 단일 구조 단위 또는 유형의 반복 단위를 구성한다. 예를 들어, 폴리옥시알킬렌 세그먼트화 공중합체는 하기 구조를 가질 수 있다:
-CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-A-CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-
상기 식에서, A는 2개의 폴리옥시알킬렌 세그먼트들 사이의 연결이거나, 또는 하기 구조를 가질 수 있다:
-CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-A-B-
상기 식에서, A는 폴리옥시알킬렌 세그먼트와 B 세그먼트 사이의 연결이다.
용어 "알킬"은 포화 탄화수소인 알칸의 라디칼인 1가 기를 지칭한다. 알킬은 선형, 분지형, 환형 또는 그 조합일 수 있으며, 전형적으로 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 알킬 기는 1 내지 18개, 1 내지 12개, 1 내지 10개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬 기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, n-헵틸, n-옥틸 및 에틸헥실이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
용어 "아릴"은 방향족이고 카르보사이클릭인 1가 기를 지칭한다. 아릴은 방향족 고리에 연결되거나 융합된 1 내지 5개의 고리를 가질 수 있다. 다른 고리 구조는 방향족, 비-방향족, 또는 그 조합일 수 있다. 아릴 기의 예에는 페닐, 바이페닐, 터페닐, 안트릴, 나프틸, 아세나프틸, 안트라퀴노닐, 페난트릴, 안트라세닐, 파이레닐, 페릴레닐, 및 플루오레닐이 포함되지만, 이로 한정되지 않는다.
용어 "알킬렌"은 알칸의 라디칼인 2가 기를 지칭한다. 알킬렌은 직쇄형, 분지형, 환형, 또는 그 조합일 수 있다. 알킬렌은 종종 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 알킬렌은 1 내지 18개, 1 내지 12개, 1 내지 10개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬렌의 라디칼 중심은 동일한 탄소 원자 상에 있을 수 있거나 (즉, 알킬리덴) 또는 상이한 탄소 원자 상에 있을 수 있다.
용어 "헤테로알킬렌"은 티오, 옥시, 또는 -NR-로 연결된 2개 이상의 알킬렌 기를 포함하는 2가 기를 지칭하며, 여기서, R은 알킬이다. 헤테로알킬렌은 선형, 분지형, 환형이거나, 알킬 기로 치환되거나 또는 그 조합일 수 있다. 일부 헤테로알킬렌은 헤테로원자가 산소인 폴리옥시알킬렌, 예를 들어 -CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-이다.
용어 "아릴렌"은 카르보사이클릭이고 방향족인 2가 기를 지칭한다. 이 기는 연결되거나, 융합되거나, 그 조합인 1 내지 5개의 고리를 갖는다. 다른 고리는 방향족, 비-방향족, 또는 그 조합일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 아릴렌 기는 최대 5개의 고리, 최대 4개의 고리, 최대 3개의 고리, 최대 2개의 고리, 또는 하나의 방향족 고리를 갖는다. 예를 들어, 아릴렌 기는 페닐렌일 수 있다.
용어 "헤테로아릴렌"은 카르보사이클릭이며 방향족이고, 황, 산소, 질소 또는 할로겐, 예를 들어 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 헤테로원자를 함유하는 2가 기를 지칭한다.
용어 "아르알킬렌"은 화학식 ―Ra-Ara-의 2가 기를 지칭하며, 여기서, Ra는 알킬렌이고, Ara는 아릴렌이다 (즉, 알킬렌이 아릴렌에 결합된다).
용어 "(메트)아크릴레이트"는 알코올의 단량체성 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르를 지칭한다. 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체는 본 명세서에서 총체적으로 "(메트)아크릴레이트" 단량체로 지칭된다.
용어 "자유 라디칼 중합성"(free radically polymerizable) 및 "에틸렌계 불포화"(ethylenically unsaturated)는 상호 교환가능하게 사용되며, 자유 라디칼 중합 메커니즘을 통해 중합될 수 있는 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 반응성 기를 지칭한다.
달리 표시되지 않는다면, "광학적으로 투과성인"은 가시광 스펙트럼(약 400 내지 약 700 ㎚)의 적어도 일부분에 걸쳐 높은 광투과율을 갖는 물품, 접착제 또는 층을 지칭한다. 용어 "투과성 층"은 두께를 갖는 층으로서, 층이 기재 상에 배치될 때 이미지 (기재 상에 배치되거나 또는 기재에 인접함)가 투과성 층의 두께를 통해 보일 수 있는 층을 지칭한다. 다수의 실시 형태에서, 투과성 층은 선영성(image clarity)의 상당한 손실 없이 코팅의 두께를 통해 이미지가 보이게 한다.
달리 표시되지 않는다면, "광학적으로 투명한"은 가시광 스펙트럼 (약 400 내지 약 700 nm)의 적어도 일부분에 걸쳐 높은 광투과율을 가지며, 낮은 헤이즈(haze)를 나타내는 접착제 또는 물품을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "미세구조"는, 특징부의 2개 이상의 치수가 미시적인, 특징부의 형태를 의미한다. 특징부의 부분도 및/또는 단면도가 미시적이어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "미시적"은 그 형상을 결정하기 위하여 임의의 시계면으로부터 볼 때 육안에 광학적 보조기(optic aid)가 필요할 정도로 충분히 작은 치수의 특징부를 지칭한다. 한 가지 기준이 문헌[Modern Optical Engineering by W. J. Smith, McGraw-Hill, 1966, pages 104-105]에 나타나있으며, 그에 의하면, 시력은, ".. 인식가능한 최소 문자의 각도 크기의 관점에서 정의되고 측정된다." 정상 시력은 최소 인식가능 문자가 망막 상에서 호(arc)의 각도 높이 5분에 대응할 때인 것으로 고려된다. 250 mm (10 인치)의 전형적인 작업 거리에서, 이는 이러한 대상에 대해 0.36 mm (0.0145 인치)의 측방향 치수를 산출한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "영구 미세구조체" 및 "미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부이다"라는 표현은 상호 교환가능하게 사용되며, 접착제 표면 상의 미세구조체가 시간 경과에 따라 사라지거나 붕괴되지 않도록 설계됨을 의미한다. 전형적으로, 특히 광학적으로 투과성인 접착제를 갖는, 미세구조화된 접착제 표면은, 단지 일시적으로만 잔류하여 공기가 배출되게 하고 이어서 붕괴되고 사라지도록 설계된다.
열-활성화가능한 접착제 및 열-활성화가능한 접착제로부터 제조되는 물품이 본 명세서에 개시된다. 이러한 물품은 적어도 하나의 표면 상에 열-활성화가능한 접착제가 배치되어 있는 기재를 포함한다.
본 발명의 열-활성화가능한 접착제는 적어도 하나의 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함한다. 실록산 중합체는 실록산 결합의 물리적 및 화학적 특징으로부터 주로 유래되는 독특한 특성을 갖는다. 이러한 특성에는 낮은 유리 전이 온도, 열 및 산화 안정성, 자외 방사선에 대한 저항성, 낮은 표면 에너지 및 소수성이 포함된다. 그러나, 실록산 중합체에는 종종 인장 강도가 결여되어 있다.
실록산 중합체의 낮은 인장 강도는 블록 공중합체의 형성에 의해 개선될 수 있다. 몇몇 블록 공중합체는 "연질" 실록산 중합체 블록 또는 세그먼트 및 임의의 다양한 "경질" 블록 또는 세그먼트를 함유한다. 특히 적합한 탄성중합체성 실록산계 탄성중합체성 중합체는 하기 화학식 1 및 화학식 2의 세그먼트화 중합체이다.
화학식 1의 탄성중합체성 실록산 중합체는 실리콘 탄성중합체성 중합체의 유용한 부류의 예이다. 화학식 1은 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체를 나타낸다. 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체는 폴리다이오르가노실록산 다이아민(실리콘 다이아민으로도 지칭됨), 다이아이소시아네이트, 및 선택적으로 유기 폴리아민의 반응 생성물을 포함한다. 적합한 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위에 의해 나타내어진다:
[화학식 1]
Figure pct00003
상기 식에서,
각각의 R은, 독립적으로, 약 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 트라이플루오로알킬 또는 비닐 기로 치환될 수 있는 알킬 모이어티, 비닐 라디칼 또는 고급 알케닐 라디칼, 약 6 내지 12개의 탄소 원자를 가지며 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐 기로 치환될 수 있는 사이클로알킬 모이어티, 또는 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 알킬, 사이클로알킬, 플루오로알킬 및 비닐 기로 치환될 수 있는 아릴 모이어티인, 모이어티이거나, 또는 R은 미국 특허 제5,028,679호에 기재된 바와 같은 퍼플루오로알킬 기, 또는 미국 특허 제5,236,997호에 기재된 바와 같은 불소-함유 기, 또는 미국 특허 제4,900,474호 및 제5,118,775호에 기재된 바와 같은 퍼플루오로에테르-함유 기이고; 전형적으로, 50% 이상의 R 모이어티는 메틸 라디칼이며, 나머지는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 또는 치환된 알킬 라디칼, 알케닐 라디칼, 페닐 라디칼, 또는 치환된 페닐 라디칼이고;
각각의 Z는, 약 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 라디칼 또는 아르알킬렌 라디칼, 약 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 라디칼인, 다가 라디칼이며, 일부 실시 형태에서 Z는 2,6-톨릴렌, 4,4'-메틸렌다이페닐렌, 3,3'-다이메톡시-4,4'-바이페닐렌, 테트라메틸-m-자일릴렌, 4,4'-메틸렌다이사이클로헥실렌, 3,5,5-트라이메틸-3-메틸렌사이클로헥실렌, 1,6-헥사메틸렌, 1,4-사이클로헥실렌, 2,2,4-트라이메틸헥실렌 및 이들의 혼합물이고;
각각의 Y는, 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬렌 라디칼, 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 라디칼 또는 아릴렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
각각의 D는 수소, 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 라디칼, 페닐, 및 B 또는 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하여 헤테로사이클을 형성하는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고;
여기서, B는 알킬렌, 아르알킬렌, 사이클로알킬렌, 페닐렌, 헤테로알킬렌 - 예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리테트라메틸렌 옥사이드를 포함함 -, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로 선택되는 다가 라디칼이고;
m은 0 내지 약 1000인 수이고;
n은 1 이상인 수이고;
p는 10 이상, 일부 실시 형태에서 15 내지 약 2000, 또는 심지어 30 내지 1500인 수이다.
유용한 실리콘 폴리우레아 블록 공중합체가, 예를 들어 미국 특허 제5,512,650호, 제5,214,119호, 제5,461,134호, 및 제7,153,924호 및 국제특허 공개 WO 96/35458호, WO 98/17726호, WO 96/34028호, WO 96/34030호 및 WO 97/40103호에 개시되어 있다.
탄성중합체성 실록산 중합체의 다른 유용한 부류는 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 블록 공중합체와 같은 옥사미드-함유 중합체이다. 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 블록 공중합체의 예는, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2007-0148475호에서 제공된다. 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 블록 공중합체는 하기 화학식 2의 2개 이상의 반복 단위를 함유한다.
[화학식 2]
Figure pct00004
상기 식에서, 각각의 R1은 독립적으로 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴이며, 50% 이상의 R1 기는 메틸이다. 각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이다. 하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이며 하첨자 b는 1 내지 10의 정수이다. 기 G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민에서 2개의 ―NHR3 기를 뺀 것과 동등한 잔기 단위인 2가의 기이다. 기 R3은 수소 또는 알킬 (예를 들어, 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬)이거나, 또는 R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성한다 (예를 들어, R3HN-G-NHR3은 피페라진 등임). 각각의 별표(*)는, 예를 들어 화학식 2의 다른 반복 단위와 같은, 공중합체 내의 다른 기에 대한 반복 단위의 부착 부위를 나타낸다.
화학식 2에서 R1을 위해 적합한 알킬 기는 전형적으로 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 예시적인 알킬 기에는 메틸, 에틸, 아이소프로필, n-프로필, n-부틸 및 아이소부틸이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. R1을 위해 적합한 할로알킬 기는 종종 상응하는 알킬 기의 수소 원자들 중 단지 일부만 할로겐으로 대체되어 있다. 예시적인 할로알킬 기에는 1 내지 3개의 할로 원자 및 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 클로로알킬 및 플루오로알킬 기가 포함된다. R1을 위해 적합한 알케닐 기는 종종 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 예시적인 알케닐 기는 종종 2 내지 8개, 2 내지 6개, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 에테닐, n-프로페닐 및 n-부테닐이다. R1을 위해 적합한 아릴 기는 종종 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 페닐이 예시적인 아릴 기이다. 아릴 기는 비치환되거나, 알킬 (예를 들어, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬), 알콕시 (예를 들어, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시), 또는 할로 (예를 들어, 클로로, 브로모 또는 플루오로)로 치환될 수 있다. R1을 위해 적합한 아르알킬 기는 일반적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기 및 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 갖는다. 일부 예시적인 아르알킬 기에서, 아릴 기는 페닐이며, 알킬렌 기는 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다 (즉, 아르알킬의 구조는 알킬렌이 페닐 기에 결합된 알킬렌-페닐임).
50% 이상의 R1 기는 메틸이다. 예를 들어, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상의 R1 기가 메틸일 수 있다. 나머지 R1 기는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴로부터 선택될 수 있다.
화학식 2에서 각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이다. 적합한 알킬렌 기는 전형적으로 10개 이하의 탄소 원자, 8개 이하의 탄소 원자, 6개 이하의 탄소 원자, 또는 4개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 예시적인 알킬렌 기에는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등이 포함된다. 적합한 아르알킬렌 기는 일반적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기에 결합된 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 기를 갖는다. 일부 예시적인 아르알킬렌 기에서, 아릴렌 부분은 페닐렌이다. 즉, 2가 아르알킬렌 기는 페닐렌-알킬렌이며, 여기서, 페닐렌은 1 내지 10개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌에 결합된다. 기 Y와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "이들의 조합"은 알킬렌 및 아르알킬렌 기로부터 선택되는 2개 이상의 기의 조합을 지칭한다. 조합은, 예를 들어 단일 알킬렌에 결합된 단일 아르알킬렌일 수 있다(예를 들어, 알킬렌-아릴렌-알킬렌). 하나의 예시적인 알킬렌-아릴렌-알킬렌 조합에서, 아릴렌은 페닐렌이며, 각각의 알킬렌은 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다.
화학식 2에서 각각의 하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이다. 예를 들어, 하첨자 a는 1000 이하, 500 이하, 400 이하, 300 이하, 200 이하, 100 이하, 80 이하, 또는 60 이하의 정수일 수 있다. a의 값은 종종 40 이상, 45 이상, 50 이상, 또는 55 이상이다. 예를 들어, 하첨자 a는 40 내지 1000, 40 내지 500, 50 내지 500, 50 내지 400, 50 내지 300, 50 내지 200, 50 내지 100, 50 내지 80, 또는 50 내지 60의 범위일 수 있다.
하첨자 b는 1 내지 10의 정수이다. 예를 들어, b의 값은 종종 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 또는 2 이하의 정수이다. b의 값은 1 내지 8, 1 내지 6, 또는 1 내지 4의 범위일 수 있다.
화학식 2에서 기 G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민 화합물에서 2개의 아미노 기 (즉, ―NHR3 기)를 뺀 것과 동등한 잔기 단위이다. 기 R3은 수소 또는 알킬 (예를 들어, 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬)이거나, R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성한다 (예를 들어, R3HN-G-NHR3은 피페라진임). 상기 다이아민은 1차 또는 2차 아미노기를 가질 수 있다. 대부분의 실시 형태에서, R3은 수소 또는 알킬이다. 다수의 실시 형태에서, 다이아민의 아미노기 둘 모두는 1차 아미노기(즉, R3 기 둘 모두가 수소임)이며, 다이아민은 화학식 H2N-G-NH2를 갖는다.
일부 실시 형태에서, G는 알킬렌, 헤테로알킬렌, 폴리다이오르가노실록산, 아릴렌, 아르알킬렌 또는 이들의 조합이다. 적합한 알킬렌은 종종 2 내지 10개, 2 내지 6개, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 예시적인 알킬렌 기에는 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등이 포함된다. 적합한 헤테로알킬렌은 종종 폴리옥시알킬렌, 예를 들어 2개 이상의 에틸렌 단위를 갖는 폴리옥시에틸렌, 2개 이상의 프로필렌 단위를 갖는 폴리옥시프로필렌, 또는 이들의 공중합체이다. 예시적인 폴리다이오르가노실록산에는 알킬렌 Y 기를 갖는 폴리다이메틸실록산이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 적합한 아르알킬렌 기는 일반적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기에 결합된 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 기를 포함한다. 일부 예시적인 아르알킬렌 기는 페닐렌이 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 8개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌에 결합된 페닐렌-알킬렌이다. 기 G와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "이들의 조합"은 알킬렌, 헤테로알킬렌, 폴리다이오르가노실록산, 아릴렌 및 아르알킬렌으로부터 선택되는 2개 이상의 기의 조합을 지칭한다. 조합은, 예를 들어 알킬렌에 결합된 아르알킬렌일 수 있다 (예를 들어, 알킬렌-아릴렌-알킬렌). 하나의 예시적인 알킬렌-아릴렌-알킬렌 조합에서, 아릴렌은 페닐렌이며, 각각의 알킬렌은 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다.
폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드는 화학식 -Ra-(CO)-NH- (상기 식에서, Ra는 알킬렌임)를 갖는 기가 없는 경향이 있다. 공중합체성 재료의 골격을 따라 있는 카르보닐아미노 기 모두는 옥살릴아미노 기(즉, -(CO)-(CO)-NH- 기)의 일부이다. 즉, 공중합체성 재료의 골격을 따라 있는 임의의 카르보닐 기는 다른 카르보닐 기에 결합되며, 옥살릴 기의 일부이다. 더욱 구체적으로, 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드는 복수의 아미녹살릴아미노 기를 갖는다.
이러한 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체의 이점은, 추가적인 첨가제가 필요 없이, 열-활성화가능한 접착제를 형성하는 데에 종종 그 자체로 사용될 수 있다는 점이다. 상기에 언급된 바와 같이, 이러한 유형의 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 감압 접착제를 제조하는 데 사용되어 왔다. 그러나, 감압 접착제를 제조하기 위해서는 높은 수준의 점착부여 수지가 필요하다. 종종 점착부여제의 첨가 수준은 총 접착제 조성물의 최대 50 중량%이다 (또는 다른 방식으로 표현하면, 감압 접착제 조성물은 탄성중합체 및 점착부여제를 동일 중량부로 함유할 수 있다).
본 발명의 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 열-활성화가능한 접착제이기 때문에, 점착부여를 필요로 하지 않는다. 이는 본 발명의 코팅에 점착부여 수지가 전형적으로 없거나 또는 실질적으로 없음을 의미한다. 점착부여 수지가 하기에 기재되는 바와 같은 선택적인 첨가제로서 코팅에 첨가될 수 있지만, 본 발명의 코팅은 파이프 표면과 코팅 사이에 강한 접착을 생성하는 데에 점착부여 수지를 필요로 하지는 않는다.
점착부여가 필요 없이 이러한 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체가 접착제로서 기능할 수 있다는 점은 매우 놀라운데, 점착부여제가 존재하지 않는 경우에 이러한 유형의 실록산계 중합체는 이형제로서 사용되어 왔기 때문이다. 추가로, 미국 특허 제5,866,222호 (세스 등)는, 1 내지 30 중량%의 MQ 점착부여 수지의 사용을 통해, 예를 들어, 블록 공중합체계 감압 접착제에, 더 높은 이형값을 갖는 비-점착성 코팅을 제공하기 위한 이형 코팅의 개질에 대해 기술한다. 더 높은 이형 값은, 개질되지 않은 이형 코팅에 대해서보다 본 코팅에 대해서 감압 접착제가 더 큰 접착력을 가짐을 의미한다. 그러므로, 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 갖는 접착제를 생성하기 위해서는 점착부여 수지를 비교적 높은 수준으로 첨가해야만 할 것으로 예상될 것이다. 점착부여 수지가 없다면, 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 접착제가 아니라 이형제로서 기능할 것으로 예상될 것이다.
열-활성화가능한 접착제는 실온에서 비-점착성이지만, 가열 시에는 금속과 같은 극성 기재에 대해 강한 접착성 접합을 형성한다. 일반적으로 50℃ 미만의 온도에서 코팅은 금속과 같은 극성 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이다. 전형적으로, 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열 시에 강한 접착성 접합이 형성된다.
열-활성화가능한 접착제는 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 전형적으로, 열-활성화가능한 층은 25.4 마이크로미터 내지 2,540 마이크로미터 (1 밀 내지 100 밀)이다. 예를 들어, 영구 미세구조화된 접착 물품으로서의 열-활성화가능한 접착제의 용도와 같은 일부 실시 형태에서, 열-활성화가능한 층은 254 마이크로미터 내지 2,540 마이크로미터 (10 내지 100 밀), 254 마이크로미터 내지 2,032 마이크로미터 (10 내지 80 밀), 254 마이크로미터 내지 1.524 마이크로미터 (10 내지 60 밀), 또는 심지어 254 마이크로미터 내지 1,016 마이크로미터 (10 내지 40 밀)의 범위인 것이 바람직할 수 있다. 더욱 전형적으로, 접착제로서 사용될 때, 열-활성화가능한 접착제는 두께가 25.4 마이크로미터 내지 635 마이크로미터 (1 내지 25 밀), 25.4 마이크로미터 내지 254 마이크로미터 (1 밀 내지 10 밀), 또는 심지어 25.4 마이크로미터 내지 101.6 마이크로미터 (1 밀 내지 4 밀)이다.
고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체의 추가적인 이점은 다수의 그러한 중합체가 광학적으로 투명하다는 점이다. 이들 중합체로부터 제조된 열-활성화가능한 접착제는 광학적으로 투명할 수 있거나 광학적으로 투과성일 수 있다. 열-활성화가능한 접착제는 가시광의 투과를 방해할 수 있는 충전제 또는 첨가제를 포함할 수 있기 때문에, 코팅은 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체만큼 광학적으로 투명하지는 않을 수 있지만, 광학적으로 투과성일 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 열-활성화가능한 접착제는 광학적으로 투명하다.
열-활성화가능한 접착제의 요구되는 특성을 방해하지 않는다면, 예를 들어, 접착제의 광학 투명도를 감소시키지 않는다면, 예를 들어, 오일, 상기에 논의된 바와 같은 점착부여제, 가소제, 산화방지제, 자외선("UV") 안정제, 수소화 부틸 고무, 안료, 경화제, 중합체 첨가제, 증점제, 사슬 이동제, 및 기타 첨가제를 포함하는 다른 재료가 특정 목적을 위해 첨가될 수 있다.
매우 다양한 기재가 본 발명의 접착 물품을 제조하는 데 적합하다. 적합한 기재의 예에는 강성 또는 반-강성 기재, 예를 들어, 물품의 표면, 테이프 배킹, 필름, 시트, 또는 이형 라이너가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 기재는 극성 표면인 적어도 하나의 표면을 가질 수 있다. 극성 표면을 갖는 재료의 예에는 유리, 금속, 세라믹, 또는 극성 중합체 재료가 포함된다.
강성 및 반-강성 기재의 예에는 물품의 표면뿐만 아니라 플레이트, 시트 (예를 들어, 금속의 시트) 등이 포함된다. 물품의 표면인 기재의 예에는 광학 물품뿐만 아니라 비-광학 물품의 외측 표면이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 비-광학 물품의 예에는, 예를 들어, 세라믹 물품의 외측 표면 및 금속 물품, 예를 들어, 파이프 또는 유사한 유형의 장치의 외측 표면이 포함되는데, 이때 열-활성화가능한 접착제는 파이프 코팅 또는 파이프 코팅의 일부분을 구성한다. 이들 응용은, 본 출원과 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "실록산-함유 파이프 코팅"(SILOXANE-CONTAINING PIPE COATINGS)이며 문서 번호 69889US002를 갖는 공계류 중인 출원에 더욱 상세하게 기재되어 있다. 광학 물품의 예에는, 예를 들어, 전자 디스플레이, 예컨대, 액정 디스플레이 또는 음극선관, 윈도우 또는 글레이징(glazing)의 외측 표면, 광학 구성요소, 예컨대 반사기, 편광기, 회절 격자, 미러 또는 렌즈의 외측 표면 등이 포함된다. 기재는 중합체 재료, 유리 재료, 세라믹 재료, 금속-함유 재료 (예를 들어, 금속 또는 금속 산화물), 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 중합체 재료의 대표적인 예에는 폴리카르보네이트, 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트 (예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리비닐 알코올, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리이미드, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 등이 포함된다.
테이프 배킹인 기재의 예에는 부직 재료, 종이, 금속 포일, 중합체 필름, 예컨대 폴리에스테르 필름 (예를 들어, PET 폴리에틸렌 테레프탈레이트); 폴리올레핀 필름, 예컨대 폴리프로필렌 (예를 들어, 2축 배향 폴리프로필렌 (BOPP)), 폴리에틸렌, 및 이들의 혼합물; 폴리우레아 필름; 폴리우레탄 필름; 폴리(메트)아크릴레이트 필름; 셀룰로오스 트라이아세테이트 필름; PLA (폴리 락트산)와 같은 재생가능한 재료로부터 제조된 필름 등과 같은 넓은 범위의 재료로부터 제조된 기재가 포함된다.
넓은 범위의 필름이 본 발명의 접착 물품에서 기재로서 사용하기에 적합하다. 열-활성화가능한 접착제가 광학적으로 투명한 실시 형태에서는, 테이프 배킹으로서 전술된 것들과 같은 통상적인 필름 외에, 넓은 범위의 광학 필름이 적합한 기재이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "광학 필름"은 광학 효과를 산출하는 데 사용될 수 있는 필름을 지칭한다. 광학 필름은 전형적으로 단일 층 또는 다중 층일 수 있는 중합체 함유 필름이다. 광학 필름은 가요성이며, 임의의 적합한 두께일 수 있다. 광학 필름은 종종 전자기 스펙트럼의 일부 파장 (예를 들어, 전자기 스펙트럼의 가시광선, 자외선, 또는 적외선 영역의 파장)에 대하여 적어도 부분적으로 투과성이거나, 반사성이거나, 반사방지성이거나, 편광성이거나, 광학적 투명하거나 또는 확산성이다. 예시적인 광학 필름에는 가시광 미러 필름(visible mirror film), 컬러 미러 필름, 태양광 반사 필름, 확산 필름, 적외선 반사 필름, 자외선 반사 필름, 반사 편광 필름, 예컨대 휘도 향상 필름 및 이중 휘도 향상 필름, 흡수 편광 필름, 광학적으로 투명한 필름, 틴트 필름(tinted film), 염착 필름(dyed film), 프라이버시 필름(privacy film), 예컨대 광-시준 필름(light-collimating film), 및 반사방지 필름, 눈부심 방지 필름(antiglare film), 방오성 필름, 및 지문방지 필름(antifingerprint film)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에 있어서, 광학 필름은 코팅을 갖는다. 일반적으로, 코팅은 필름의 기능을 증진시키거나 필름에 추가의 기능성을 제공하기 위해 사용된다. 코팅의 예에는, 예를 들어 하드코트, 김서림 방지 코팅, 스크래치 방지 코팅, 프라이버시 코팅, 지문방지 코팅, 항미생물 코팅 또는 이들의 조합이 포함된다. 증진된 내구성을 제공하는 하드코트, 김서림 방지 코팅 및 스크래치 방지 코팅과 같은 코팅은, 예를 들어 터치 스크린 센서, 디스플레이 스크린, 그래픽 용도 등과 같은 응용에서 바람직하다. 프라이버시 코팅의 예에는, 예컨대 희미한 시야를 제공하는 흐릿하거나 탁한 코팅 또는 시야각을 제한하는 루버형(louvered) 필름이 포함된다. 지문방지 코팅의 예에는 2011년 5월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "감소된 지문 가시성을 나타내는 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅 조성물"(COATING COMPOSITIONS COMPRISING NON-IONIC SURFACTANT EXHIBITING REDUCED FINGERPRINT VISIBILITY)인 계류 중인 미국 특허 출원 제61/486000호에 기술된 것들이 포함되는데, 이 특허 출원은 경화성 수지 및 비이온성 계면활성제로부터 제조된 코팅을 기술한다. 항미생물 코팅의 예에는 필름-형성 조성물 및 필름-형성 조성물 내에 분산된 유효량의 항미생물제를 포함하는 항미생물 코팅 시스템을 기술하는 미국 특허 제8,124,169호 (일리탈로(Ylitalo) 등)에 기술된 것들이 포함된다.
소정 실시 형태에서, 기재의 광학 특성에 영향을 주기 위해 코팅이 기재에 추가될 수 있다. 그러한 코팅의 일례는 저 굴절률 코팅이다. 그러한 코팅의 예에는 미국 특허 제7,374,812호 (미주노(Mizuno))에 기술된 것들이 포함되는데, 이 특허는, 먼저, 헥사플루오로프로필렌 단량체 단위에 커플링된 비닐리덴 플루오라이드의 적어도 하나의 단량체를 갖는 플루오로중합체를 유기 용매 중에 용해시키고, 이어서 그 혼합물을 아미노 실란 커플링제와 반응시켜 아미노실란-개질된 플루오로중합체를 형성함으로써 형성되는 실리콘-개질된 플루오로중합체를 기술한다. 이어서, 아미노실란 플루오로중합체를 가열하고, 알콕시 실란을 포함하는 실란 화합물의 올리고머와 부분적으로 축합시킨다. 이러한 실리콘-개질된 플루오로중합체는 저 굴절률을 갖는 코팅을 제공하는 데 사용될 수 있다. 저 굴절률을 갖는 코팅 또는 기재는 전술된 광학적으로 투명한 자가-웨팅(self-wetting) 감압 접착제 조성물에서 특히 유용할 수 있는데, 그 이유는 전술된 바와 같이 접착제 조성물의 많은 실시 형태가 고 굴절률을 갖기 때문이다. 따라서, 저 굴절률 층이 고 굴절률 층에 인접하여 반사방지와 같은 바람직한 광학 특성을 제공할 수 있다.
필름 또는 기재에 적용될 수 있는 다른 부류의 저 굴절률 코팅은 다공성 코팅이다. 이러한 유형의 코팅은 미국 특허 제5,585,186호 (스콜즈(Scholz) 등); 미국 특허 제5,873,931호 (스콜즈 등); 및 미국 특허 제5,753,373호 (스콜즈 등)의 일련의 특허에 기술되어 있는데, 이들 특허는 반사방지 특성 및 김서림 방지 특성을 갖는 코팅을 교시한다. 이들 출원 각각은 유기 분자 또는 분자들과 함께 (예를 들어, 이산화규소와 같은) 다공성 무기 금속 산화물을 이용한다. 미국 특허 제5,585,186호에서는 실란 또는 실록산 올리고머가 포함되고, 미국 특허 제5,873,931호에서는 음이온성 계면활성제가 포함되고, 미국 특허 제5,753,373호에서는 폴리하이드록시 계면활성제가 포함된다. 이들 참고 문헌에서, 용어 "다공성"은 무기 금속 산화물 입자들이 함께 패킹될 때 생성되는 이들 입자들 사이의 공극(void)들의 존재를 지칭한다. 단일 층 코팅의 경우, 광학적으로 투과성인 기재를 통한 공기 중의 광 투과를 최대화하고, 기재에 의한 반사를 최소화하기 위하여, 코팅의 굴절률은 기재의 굴절률의 제곱근과 가능한 한 근접하게 동일해야 하고 코팅의 두께는 입사광의 광학 파장의 4분의 1 (1/4)이어야 하는 것으로 알려져 있다. 코팅 내의 공극들은 금속 산화물 입자들 사이에 다수의 서브파장 틈새를 제공하며, 여기서 굴절률 (RI)은 공기의 굴절률 (RI = 1)로부터 금속 산화물 입자들의 굴절률 (예를 들어, 실리카의 경우 RI = 1.44)까지 급격하게 변화한다. 다공도를 조정함으로써, (미국 특허 제4,816,333호 (랑게(Lange) 등)에 나타난 바와 같이) 계산된 굴절률이 기재의 굴절률의 제곱근에 매우 근접한 코팅이 생성될 수 있다. 입사광의 광학 파장의 대략 1/4과 동일한 코팅 두께에서 최적의 굴절률을 갖는 코팅을 이용함으로써, 코팅된 기재를 통한 광의 %투과가 최대화되고 반사가 최소화된다. 코팅 내의 공극들은 실질적으로 전체에 걸쳐 존재하지만; 코팅은 밀도가 변할 수 있는데, 예를 들어 코팅은 기재로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 더 다공성으로 되어 구배 밀도를 생성할 수 있다. 그러한 구배 밀도는 코팅의 반사방지 특성을 향상시킨다. 일반적으로, 이러한 네트워크는 건조 시에 약 25 내지 45 부피%, 더욱 전형적으로는 약 30 내지 40 부피%의 다공도를 갖는다. 다공도는 문헌[W. L. Bragg, A. B. Pippard, Acta Crystallographica, volume 6, page 865 (1953)]에서와 같이 공개된 절차에 따라 코팅의 굴절률로부터 계산될 수 있다. 금속 산화물이 이산화규소인 경우, 이러한 다공도는 굴절률이 1.2 내지 1.4, 또는 심지어 1.25 내지 1.36인 코팅을 제공하는데, 이 굴절률은 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 기재의 굴절률의 제곱근과 대략 동일하다. 예를 들어, 굴절률이 1.25 내지 1.36인 다공성 실리카 코팅은 1000 내지 1200 옹스트롬의 두께로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 (RI = 1.64) 상에 코팅될 때 고도로 반사방지성인 표면을 제공할 수 있다.
일부 광학 필름은 다중 층, 예컨대 중합체-함유 재료 (예를 들어, 염료를 함유하거나 함유하지 않는 중합체)의 다중 층, 또는 금속-함유 재료 및 중합체 재료의 다중 층을 갖는다. 일부 광학 필름은 상이한 굴절률을 갖는 중합체 재료의 교번하는 층들을 갖는다. 다른 광학 필름은 교대하는 중합체 층 및 금속-함유 층을 갖는다. 예시적인 광학 필름이 하기 특허에 기재되어 있다: 미국 특허 제6,049,419호 (위틀리(Wheatley) 등); 미국 특허 제5,223,465호 (위틀리 등); 미국 특허 제5,882,774호 (존자(Jonza) 등); 미국 특허 제6,049,419호 (위틀리 등); 미국 특허 제RE 34,605호 (슈렝크(Schrenk) 등); 미국 특허 제5,579,162호 (브요나드(Bjornard) 등); 및 미국 특허 제5,360,659호 (아렌즈(Arends) 등).
이들 필름에 더하여, 예를 들어 광학적으로 투명한 신축성 필름, 그래픽 필름, 라벨 스톡 필름, 투과성의 전도성 필름, 및 광 가이드 필름 또는 기재와 같은 다양한 추가의 중합체 필름 기재가 적합하다. 광 가이드는 내부 전반사(TIR)에 의해 광을 전달하도록 설계된 재료이다.
본 발명의 접착 물품에서 기재로서 사용하기에 적합한 다른 유사한 부류의 재료는 시트 재료이다. 시트 재료에는 장식 시트, 반사 시트, 및 그래픽 시트, 라벨 스톡 시트 등이 포함된다. 시트는 원하는 응용에 따라 임의의 적합한 유형의 재료일 수 있다. 전형적으로, 시트는 부직포, 종이, 또는 상기에 기재된 것들과 같은 중합체 필름을 포함한다.
일부의 실시 형태에 있어서, 기재는 이형 라이너이다. 임의의 적합한 이형 라이너가 사용될 수 있다. 예시적인 이형 라이너에는 종이 (예를 들어, 크래프트지) 또는 중합체 재료 (예를 들어, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 등)로부터 제조된 것들이 포함된다. 적어도 일부의 이형 라이너는 플루오로카본-함유 재료와 같은 이형제의 층으로 코팅된다. 예시적인 이형 라이너에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 실리콘 이형 코팅을 갖는, 씨피 필름(CP Film)(미국 버지니아주 마틴스빌 소재)으로부터 상표명 "T-30" 및 "T-10"으로 구매가능한 라이너가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 라이너는 그의 표면 상에 미세구조를 가질 수 있는데, 이는 접착제에 부여되어 접착제 층의 표면 상에 미세구조를 형성한다. 이어서, 라이너를 제거하여, 미세구조화된 표면을 갖는 접착제 층을 노출시킬 수 있다.
본 발명의 접착 물품은 또한 제2 기재를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 접착 물품은 하기 유형의 구조물을 포함한다: 제1 기재/접착제/제2 기재. 넓은 범위의 제2 기재가 이러한 구조물을 제조하는 데 적합하다. 제1 기재로서 적합한 임의의 상기 기재가 또한 제2 기재로서 적합하다. 일부 실시 형태에서, 제2 기재는 유리, 금속, 세라믹, 또는 극성 중합체 재료를 포함하는 적어도 하나의 극성 표면을 포함한다.
하기에 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 접착 물품은 기재 상에 배치된 접착제를 포함하는 물품으로서 제조될 수 있거나, 또는 접착 물품은 동시에 또는 거의 동시에 2개의 기재 사이에 접착제를 배치함으로써 제조될 수 있다. 추가로, 기재 상에 배치된 접착제를 포함하는 물품은 후속 단계에서 제2 기재에 라미네이팅될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 물품은 적어도 하나의 미세구조화된 표면을 갖는 전사 테이프이다. 미세구조화된 표면을 갖는 물품을 제조하기 위한 전사 테이프의 용도는 2011년 10월 5일자로 출원되고 발명의 명칭이 "미세구조화된 전사 테이프"(MICROSTRUCTURED TRANSFER TAPES)인 계류 중인 미국 특허 출원 (문서 번호: 67249US002)에 기재되어 있다. 전형적으로, 전사 테이프는 2개의 상이한 기재를 접착하는 데 사용되며, 즉, 기재/전사 테이프/상이한 기재를 포함하는 3층 라미네이트를 형성하는 데 사용된다. 이러한 유형의 라미네이트는, 예를 들어, 종이, 시트, 필름, 플레이트 등과 같은 광범위한 기재를 사용하여 형성된다. 대조적으로, 본 발명의 전사 테이프는 일반적으로 2개의 상이한 기재를 서로 접착하지 않고, 오히려 하나의 기재에 접착되어, 기재에 접착되지 않은 노출된 외부 표면을 갖는다. 이러한 노출된 외부 표면은 미세구조화된 표면을 포함한다. 전형적으로, 미세구조화된 접착제 표면에서 일반적인 것과 같이, 이러한 미세구조화된 표면은 그의 미세구조화된 형상을 유지하며 유동하거나 붕괴되지 않도록 설계된다.
2개의 상이한 기재를 접착하기보다는, 본 발명의 전사 테이프는 기재에 접착되어 기재에 미세구조화된 표면 층을 제공한다. 이러한 특징은 구조화된 표면을 갖는 다양한 상이한 물품을 제공하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 전사 테이프를 사용하여 제조될 수 있는 유형의 물품들 중에는 "광 가이드"가 있다. 광 가이드는 광원으로부터 다소 떨어져 있는 일정 지점까지 최소한의 손실로 광을 수송하도록 설계된 장치이다. 광은 광 가이드를 통해 내부 전반사에 의해 전달된다. 광 가이드는 백라이트 장치 및 조명 기구(luminaire)를 포함하는 다수의 장치에 사용된다.
백라이트, 및 일부 조명 기구는 광원을 사용하여 광 가이드의 입력 표면 내로 광을 주입하여 광 가이드의 출력 표면에 걸쳐 확산 조명(diffused illumination)을 생성한다. 출력 표면의 예에는 액정 디스플레이(LCD) 패널이 포함된다. LCD와 같은 다수의 백라이트 장치는 백라이팅을 위해 냉음극 형광 램프(CCFL)를 사용한다. 최근에, 제조사들은 CCFL을, CCFL보다 더욱 에너지 효율적이고 환경 친화적인 다른 유형의 광원, 예를 들어, 발광 다이오드(LED)로 교체하기 시작하였다.
디스플레이 패널의 백라이팅 응용에서, CCFL과 LED 사이의 주된 차이점은, CCFL은 공간 광(spatial light)을 선형 방식으로 연속적으로 방출하는 반면 LED는 이격된 단일-지점 광원들을 조합하여 LED 라이트 바(light bar)로 배열한다는 점이다. 따라서, CCFL은 전형적으로 균일한 조명을 제공한다. 다른 한편, LED 라이트 바는 일반적으로 단일-지점 고효율 LED를 광원으로서 포함하는 어레이로 구성되며, 인접한 LED들 사이의 거리가 증가함에 따라, 각각의 LED의 바로 앞의 소정 영역은 더 밝게 보일 수 있고, LED들 사이의 영역은 더 어둡게 보일 수 있어서, LED에 가장 가까운 광 가이드의 영역의 불균일한 휘도를 야기한다.
이러한 불균일한 휘도의 문제는 국제특허 공개 WO 2011/091026호에서 다루어져 있다. 이 공보에서, 광 가이드 모듈은 광을 받아들이는 입력 표면을 갖는 광 가이드를 포함하는 것으로 기재되어 있다. 이 광 가이드 모듈은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 구조화된 표면 층을 또한 포함하며, 여기서, 제1 표면은 접착제, 용접, 또는 기타 적합한 기술에 의해 광 가이드의 입력 표면에 부착된다. 제2 표면은, 광 가이드의 평면에서 입사광을 확산(spread)시키도록 작동가능하며 발광 다이오드 어레이로부터 방출되는 광을 받아들이도록 위치되는 미세구조체를 포함한다. 상기 PCT 공보는, 입력 표면을 사출 성형하여 돌출부 및 함몰부를 생성함으로써, LED에 의해 야기되는 불균일한 휘도를 상쇄시키는 광 확산을 위한 기술에 대해 이어서 기술한다. 그러나, 이러한 기술은 복잡하며, 미세구조화된 표면을, 특히 비교적 넓은 표면 상에서, 생성하는 데 특별히 효과적이지는 않을 수 있으므로, 개별적인 구조화된 표면 층을 제조하고 이것을 입력 표면에 부착하는, 상기 PCT 공보에 의해 교시된 기술은 본 발명의 전사 테이프 기술보다 덜 바람직하다.
본 발명에서, 전사 테이프는 구조화된 표면 층인 열-활성화가능한 접착제 층을 포함한다. 이러한 방식으로, 구조화된 표면 층은 또한 접착제여서, 구조화된 표면 층을 광 가이드의 입력 표면에 접착한다. 전사 테이프를 구조화된 표면 층이 되게 하는 데에는 수많은 이점이 있다. 한 가지 이점은, 이러한 전사 테이프는 구조화된 표면 층을 입력 표면에 접착하기 위해 추가적인 접착제 층을 필요로 하지 않다는 점이다. 추가적인 접착제 층의 사용은, 광이 통과하는 2개의 추가적인 계면 (구조화된 표면 층이 접착제에 부착되는 곳에서의 계면, 및 접착제가 입력 표면에 부착되는 곳에서의 계면)을 부가한다. 각각의 계면은 추가적인 반사를 생성할 수 있으며 그 결과로 광이 손실된다. 다른 유사한 이점은, 구조화된 표면 층과 접착제의 단일 구조물로의 일체화(unification)가 일체화된 구조물이 단일 재료 조성물을 포함함을 의미한다는 것이다. 광이 계면에서 손실될 수 있는 것처럼, 광은 상이한 재료의 층을 통과할 때 산란, 회절, 반사 등에 의해 또한 손실될 수 있다. 구조화된 표면 층으로서 전사 테이프를 사용하는 것의 또 다른 이점은, 미세구조화된 접착제 층을 구조화된 표면 층으로서 사용하는 것이 제조 및 취급의 용이성을 제공할 수 있다는 점이다. 전형적으로, 접착제 조성물을 이형 라이너와 같은 구조화된 이형 표면 상에 코팅하여 전사 테이프를 생성한다. 이어서, 전사 테이프를 원하는 크기 및 형상으로 자르고, 미세구조화된 표면이 이형 라이너에 의해 보호된 채로 사용 부위로 수송하고, 입력 표면에 테이프로서 적용할 수 있다. 마지막으로, 전사 테이프가 접착제이기 때문에, 입력 표면에 대해 폴리싱과 같은 추가적인 제조 단계를 거칠 필요가 없이, 입력 표면의 결함을 덮을 수 있다. 전형적으로는, 적절한 광 투과를 보장하도록 매끄러운 표면을 제공하기 위해서는 스크래치, 범프(bump), 함몰부 등과 같은 입력 표면의 결함을 제거할 필요가 있다. 그러나, 구조화된 표면 층이 접착제이기 때문에, 접착제 표면이 입력 표면 상의 스크래치 및 함몰부를 채우고 범프를 둘러싸서 이들 결함을 덮을 것이고, 특히, 접착제의 굴절률이 입력 표면의 굴절률과 매우 유사하거나 정합하는 경우에, 구조화된 표면 층은 개별적인 층이 아니라 입력 표면의 연장부의 일부가 될 것이다. 이러한 속성은 광 가이드를 제조하는 데 필요한 공정 단계를 단순화하며, 입력 표면에 대한 지루하고 고가인 폴리싱 단계를 없앤다.
본 발명의 열-활성화가능한 접착제를 구조화된 표면 층으로서 사용하는 것의 추가적인 이점은 열-활성화가능한 접착제 그 자체의 속성에 있다. 본 접착제는 주위 온도 및 약간 높은 온도에서 비-점착성이고 열-활성화가능하기 때문에, 구조화된 표면 층은 유동 및 변화할 가능성이 적을 뿐만 아니라 구조화된 표면 층의 광학 특성을 변경시킬 수 있는 먼지 및 다른 오염물을 끌어당길 가능성이 적다.
전형적으로, 본 발명의 전사 테이프는 바람직한 광학 특성을 갖는다. 광학적으로 투과성이거나 광학적으로 투명한 것 외에, 일부 실시 형태에서 열-활성화가능한 접착제 조성물은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위인 것이 바람직할 수 있다. 이러한 범위는 다양한 기재, 특히 광 가이드의 굴절률에 정합하도록 선택된다. 상기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 전사 테이프가 광 가이드 장치의 입력 표면에 부착될 때, 접착 조성물은 광 가이드 입력 표면의 굴절률에 가깝거나 또는 심지어 정합하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 굴절률 정합은 광이 전사 테이프/기재 계면을 통과할 때 반사에 의한 광의 손실을 없애는 데 도움을 준다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명의 전사 테이프를 위한 하나의 특히 적합한 용도는 광 가이드에 사용하는 것이다. 이러한 목적으로, 전사 테이프를 광 가이드의 입력 표면에 접착하여 입력 기재에 미세구조화된 표면 층을 제공한다. 상기에 그리고 국제특허 공개 WO 2011/091026호에 기재된 바와 같이, 미세구조화된 표면은 광 가이드의 평면에서 발광 다이오드 어레이로부터의 입사광을 확산시킬 수 있다. 전사 테이프를 사용하여 광 가이드의 입력 표면 상에 미세구조화된 표면을 생성하는 것의 다수의 이점이 상기에 기재되어 있다.
전사 테이프의 미세구조화된 표면을 사용하여 입사광을 확산시키기 때문에, 이러한 확산 광이 접착제 층의 나머지 부분을 통과할 때는 방향이 변경되지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해, 접착제 층에 의해 제공되는 유일한 광 방향 변경이 미세구조화된 표면에 의해 제공되는 광의 확산인 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 접착제 층은 광학적으로 투과성이거나 광학적으로 투명한 것이 바람직하다.
미세구조화된 표면은, 대칭 프리즘, 단속 아크(intermittent arc), 연속 아크(continuous arc), 사다리꼴, 렌즈렛(lenslet), 프레넬(Fresnel), 또는 사인곡선 형상을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 미세구조체 형상을 포함할 수 있다.
접착 물품을 제조하는 방법이 또한 본 명세서에 개시된다. 이러한 방법은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제1 기재를 제공하는 단계, 전술한 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하는 열-활성화가능한 접착제를 제공하는 단계, 열-활성화가능한 접착제를 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열하는 단계, 열-활성화가능한 접착제를 제1 기재의 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계, 및 열-활성화가능한 접착제를 실온으로 냉각하는 단계를 포함한다.
적합한 제1 기재의 예가 상기에 기재되어 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 기재는 적어도 하나의 극성 표면을 포함한다. 기재는 하나 이상의 극성 재료로부터 제조될 수 있거나, 또는 기재는 표면 상에 하나 이상의 극성 코팅을 가질 수 있다. 극성 재료의 예에는 유리, 금속, 세라믹, 및 극성 중합체 재료가 포함된다.
매우 다양한 방법이 열-활성화가능한 접착제를 가열하는 데에 적합하다. 일부 실시 형태에서, 열-활성화가능한 접착제는 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체와 임의의 선택적인 첨가제의 고온 용융 혼합에 의해 가열될 수 있다. 다양한 고온 용융 혼합 장비를 사용하는 다양한 고온 용융 혼합 기술이 열-활성화가능한 접착제를 가열하기 위해 적합하다. 배치식(batch) 및 연속식 혼합 장비 둘 모두가 사용될 수 있다. 배치식 방법의 예에는 브라벤더(BRABENDER) (예를 들어, 미국 뉴저지주 사우스 핵켄삭 소재의 씨.더블유. 브라벤더 인스트루먼츠, 인크.(C.W. Brabender Instruments, Inc.)로부터 구매가능한 브라벤더 프레프 센터(BRABENDER PREP CENTER)); 또는 밴버리(BANBURY) 내부 혼합 및 롤 밀링 장비 (예를 들어, 미국 코네티컷주 안소니아 소재의 파렐 컴퍼니(Farrel Co.)로부터 입수가능한 장비)를 사용하는 것들이 포함된다. 연속식 방법의 예에는 단축 압출, 이축 압출, 디스크 압출, 왕복동식(reciprocating) 단축 압출, 및 핀 배럴식(pin barrel) 단축 압출이 포함된다. 연속식 방법은 분배 요소, 핀 혼합 요소, 정적 혼합 요소, 및 분산 요소, 예를 들어 매드독(MADDOCK) 혼합 요소 및 삭스톤(SAXTON) 혼합 요소를 이용할 수 있다. 본 발명의 고온 용융 가공가능한 재료를 제조하기 위해, 단일의 고온 용융 혼합 장치가 사용될 수 있거나, 또는 고온 용융 혼합 장비의 조합이 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서는, 하나 초과의 피스(piece)의 고온 용융 혼합 장비를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 하나의 압출기, 예를 들어, 단축 압출기가 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 고온 용융 가공하는 데에 사용될 수 있다. 이 압출기의 산출물은, 예를 들어, 선택적인 첨가제와의 고온 용융 혼합을 위해, 제2 압출기, 예를 들어, 이축 압출기 내로 공급될 수 있다.
고온 용융 혼합의 산출물은 제1 기재의 표면 상에 배치되어 기재의 표면 상에 접착제 코팅을 생성한다. 형성된 코팅은, 코팅이 냉각되게 둠으로써 또는 직접적인 방법 (예를 들어, 냉각 롤 또는 수조) 및 간접적인 방법 (예를 들어, 공기 또는 가스 충돌)을 사용하여 급랭시킴으로써 응고될 수 있다.
기재는 물품의 표면, 필름, 시트, 또는 이형 라이너와 같이 미리 제조되고 코팅될 수 있거나, 또는 기재는 접착제 코팅과 동시에 제조될 수 있다. 예를 들어, 하나의 압출기로부터 필름이 압출되는 동안 동시에 제2 압출기로부터 열-활성화가능한 접착제가 압출될 수 있다. 이러한 방식으로, 2개의 뜨거운 재료 층을 접촉시킬 수 있으며 이어서 전체 구조물을 냉각되게 둘 수 있다.
다양한 범위의 온도가 본 발명의 열-활성화가능한 접착제를 가열하는 데 사용될 수 있다. 적합한 온도의 선택은 다양한 요인들에 따라 좌우될 것이다. 우레아-함유 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체는 옥사미드-함유 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체보다 열적으로 덜 강건한(robust) 경향이 있으므로, 그를 함유하는 열-활성화가능한 재료는 더욱 주의하여 취급해야만 한다. 고온 용융 혼합 장치에서의 체류 시간과 같은 요인이 또한 고려될 필요가 있는데, 예를 들어, 압출기에서의 체류 시간이 짧은 경우, 중합체에 악영향을 주지 않는다면 더 높은 온도가 허용될 수 있기 때문이다. 전형적으로, 코팅 온도는 50℃ 초과 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도이다.
추가로, 상기에 기재된 바와 같이, 2개의 기재를 갖는 접착 물품은, 뜨거운 열-활성화가능한 접착제를 두 기재에 동시에 또는 거의 동시에 배치함으로써 제조될 수 있다. 이러한 문맥에서, '거의 동시에'는, 뜨거운 열-활성화가능한 코팅이 실온으로 냉각되기 전에 제2 기재가 열-활성화가능한 접착제 코팅에 접촉됨을 의미한다. 이러한 동시적 또는 거의 동시적 방법의 이점은 두 기재에 대한 접합을 형성하기 위해 열-활성화가능한 접착제를 단지 한번만 가열하면 된다는 점이다. 접착 물품이 전사 테이프인 일부 실시 형태에서, 두 기재는 이형 라이너일 수 있다. 이형 라이너들 중 하나 또는 둘 모두는 미세구조화된 이형 라이너일 수 있다. 뜨거운 열-활성화가능한 접착제를 미세구조화된 이형 라이너에 배치하고, 이어서 열-활성화가능한 접착제가 냉각되게 하는 것은, "고정된"(locked in) 열-활성화가능한 접착제의 표면 상에 미세구조화된 표면을 생성하는 경향이 있을 것이다. "고정된"은, 이형 라이너의 제거 시에 그 표면 상에서 유동하여 미세구조화된 패턴을 상실하는 경향을 갖는 일부 감압 접착제와는 달리, 열-활성화가능한 접착제 표면 내의 미세구조화된 패턴은 유지되는 경향이 있음을 의미한다. 또한, 설령 열-활성화가능한 접착제가 가열되더라도, 미세구조화된 라이너가 제자리에 있기만 하다면, 그 구조는 유지되는 경향이 있을 것이다. 따라서, 이형 라이너/열-활성화가능한 접착제/미세구조화된 이형 라이너를 포함하는 접착 물품은 기재 상에 영구 미세구조화된 표면을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이는, 이형 라이너는 제거하고 미세구조화된 이형 라이너는 제자리에 유지하는 단계, 열-활성화가능한 접착제를 가열하는 단계, 뜨거운 열-활성화가능한 접착제를 표면에 접착하는 단계, 열-활성화가능한 접착제를 냉각되게 하는 단계, 및 미세구조화된 이형 라이너를 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계에 의해 달성될 수 있다.
2개의 기재를 포함하는 접착 물품은 제1 기재 상에 배치된 열-활성화가능한 접착제를 포함하는 접착 물품을 형성하는 단계, 열-활성화가능한 층을 가열하는 단계, 및 열-활성화가능한 층을 제2 기재의 표면에 접촉시키는 단계에 의해 또한 제조될 수 있다. 열-활성화가능한 층을 가열하는 단계는 다양한 방법에 의해, 예를 들어, 강제 통풍식 오븐과 같은 오븐을 사용하는 간접 가열에 의해, 또는 히트 건, IR 램프, 또는 유사한 열원의 사용을 통해 직접적으로 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 기재를 열-활성화가능한 층에 접촉시키기 전에 제2 기재를 가열함으로써 열-활성화가능한 층을 간접적으로 가열하는 것이 바람직할 수 있다. 추가로, 제1 기재/접착제/제2 기재 구조물에 또한 열을 가할 수 있다. 다시 말해, 열-활성화가능한 층의 가열 전에 제2 기재를 열-활성화가능한 접착제 층에 접촉시킬 수 있다.
실시예
달리 나타내지 않는다면, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다. 달리 명시되지 않는다면 모든 재료는 제이.티. 베이커(J.T. Baker) (미국 펜실베이니아주 센터 밸리 소재의 아반토르(AVANTOR))로부터의 것이었다. 실시예에 사용된 모든 유리 및 알루미늄 플레이트는 공급된 그대로 사용하였으며 특별한 표면 처리를 가하지 않았다. 이들은 접착력에 대한 최악의 시나리오를 나타내고자 하였다. 실제 응용에서는, 에칭 또는 프라이밍을 보통 수행할 것이며 예상 접착력이 더 우수할 것이다.
Figure pct00005
시험 방법
상대 접착력
플레이트들 사이에 얇은 강판을 삽입하고 비틀림 운동으로 이 플레이트들을 떼어내도록 시도함으로써 상대 접착력을 시험하였다. 하기 등급 시스템을 사용하였다:
1 = 플레이트들을 분리하기 쉬움
3 = 플레이트들을 분리할 수 있으나 노력이 필요함
9 = 기재된 시험 조건 하에서는 플레이트들을 분리할 수 없음
최대 박리력
T-박리 시험에 의해 최대 박리력을 결정하였다. 시험은 미국 미네소타주 에덴 프래리 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation)으로부터 입수가능한 자가-정렬 인장 시험 그립 및 5 kN 로드셀이 구비된 범용 시험기 (모델 신테크(Sintech) 1/G - 인장 시험기)를 사용하여 수행하였다. 시험 시편의 구속되지 않은 단부의 5 cm-길이 섹션을 대략 90°만큼 구부리고 인장 시험 그립에 클램핑하였다. 50.8 mm/min (2 in/min)의 일정한 헤드 속도로 인장 하중을 가하였다.
실시예 1
연구를 행하여 폴리옥사미드 또는 SPU의 유리에 대한 상대 접착력을 온도의 함수로서 결정하였다.
폴리옥사미드 펠릿을 2개의 폴리테트라플루오로에틸렌 시트 사이에서 그리고 전기 가열된 프레스 내에서 압축 성형하여 대략 0.64 mm (25 밀) 두께의 편평한 필름을 얻었다. 프레스의 압반 온도는 204℃ (400℉)로 설정하였다. 펠릿의 온도가 대략 압반의 설정 온도에 도달하도록, 펠릿을 가열된 프레스 상에 5분의 체류 시간 동안 놓아두었다. 필름을 1.72 MPa (250 psi)의 압력 하에서 프레싱하였다. 고온 프레싱된 필름을, 압반이 주위 온도의 순환수에 의해 연속적으로 냉각되는 다른 프레스 내에서 즉시 급랭하였다.
SPU 펠릿을 전기 가열된 프레스 내에서 2개의 종이 배킹된 라이너 사이에서 압축 성형하여 대략 0.13 mm (5 밀) 두께의 편평한 필름을 얻었다. 프레스의 압반 온도는 204℃ (400℉)로 설정하였다. 필름을 1.72 MPa (250 psi)의 압력 하에서 프레싱하였다. 고온 프레싱된 필름을, 압반이 주위 온도의 순환수에 의해 연속적으로 냉각되는 다른 프레스 내에서 즉시 급랭하였다.
제조된 폴리옥사미드 필름 및 SPU 필름을 개별적으로 2개의 유리 플레이트 사이에 놓아서 샌드위치 구조체를 형성하였다 (유리/중합체/유리). 유리 플레이트의 치수는 10 cm × 10 cm × 4 mm였다. 이어서, 샌드위치 구조체를 전기 가열된 프레스 내에서 프레싱하였다. 3가지 상이한 온도에서 프레싱된 샌드위치 구조체들을 얻기 위해, 프레스의 압반 온도를 93℃ (200℉), 149℃ (300℉), 204℃ (400℉)로 설정하였다. 필름의 온도가 대략 압반의 설정 온도에 도달하도록, 샌드위치 구조체를 가열된 프레스 상에 5분의 체류 시간 동안 놓아두었다. 샌드위치 구조체를 1.72 MPa (250 psi)의 압력 하에서 프레싱하였다. 고온 프레싱된 샌드위치 구조체를 실험실 벤치 상에 놓아두어, 강제 냉각 없이 주위 온도에서 천천히 냉각하였다.
하기 "상대 접착력" 시험 절차에 따라 접착 특성을 결정하였고 결과가 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure pct00006
실시예 2
연구를 행하여 폴리옥사미드 또는 SPU의 알루미늄에 대한 상대 접착력을 온도의 함수로서 결정하였다. 3 그램의 폴리옥사미드 펠릿 또는 SPU 펠릿을 2개의 알루미늄 (Al) 플레이트 사이에 놓아서 샌드위치 구조체 (Al/중합체/Al)를 형성하였다. 그 길이의 대략 10 cm에 걸쳐서만 접합된 샌드위치 구조체를 얻기 위해 펠릿을 Al 플레이트의 일측 단부 상에 놓았다. 이어서, 샌드위치 구조체를 전기 가열된 프레스 내에서 프레싱하였다. 4가지 상이한 온도에서 프레싱된 샌드위치 구조체들을 얻기 위해, 프레스의 압반 온도를 주위 온도, 38℃ (100℉), 149℃ (300℉), 204℃ (400℉)로 설정하였다. 펠릿의 온도가 대략 압반의 설정 온도에 도달하도록, 샌드위치 구조체를 가열된 프레스 상에 5분 (체류 시간) 동안 놓아두었다. 샌드위치 구조체를 1.72 MPa (250 psi)의 압력 하에서 프레싱하였다. 고온 프레싱된 샌드위치 구조체를, 압반이 주위 온도의 순환수에 의해 연속적으로 냉각되는 다른 프레스 내에서 즉시 급랭하였다.
"최대 박리력" 시험 절차에 따라 접합 상태를 시험하였고 결과가 표 2에 나타나 있다. NA = 샘플이 어떠한 유의미한 힘 값의 기록도 허용하지 않았음.
[표 2]
Figure pct00007

Claims (22)

  1. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기재; 및
    기재의 제1 표면의 적어도 일부분 상에 배치된 열-활성화가능한 접착제 층을 포함하며,
    열-활성화가능한 접착제 층은 고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하고,
    실록산계 탄성중합체성 중합체는 하기 화학식 1:
    [화학식 1]
    Figure pct00008

    (상기 식에서, 각각의 R은, 독립적으로, 약 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 트라이플루오로알킬 또는 비닐 기로 치환될 수 있는 알킬 모이어티(moiety), 비닐 라디칼 또는 고급 알케닐 라디칼, 약 6 내지 12개의 탄소 원자를 가지며 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐 기로 치환될 수 있는 사이클로알킬 모이어티, 또는 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 가지며 치환될 수 있는 아릴 모이어티인, 모이어티이고;
    각각의 Z는, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 라디칼 또는 아르알킬렌 라디칼, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 Y는, 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬렌 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 라디칼 또는 아릴렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 D는 수소, 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 라디칼, 페닐, 및 B 또는 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하여 헤테로사이클을 형성하는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    B는 알킬렌, 아르알킬렌, 사이클로알킬렌, 페닐렌, 헤테로알킬렌, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 다가 라디칼이고;
    m은 0 내지 약 1000인 수이고;
    n은 1 이상인 수이고;
    p는 10 이상, 일부 실시 형태에서 15 내지 약 2000, 또는 심지어 30 내지 1500인 수임); 또는
    하기 화학식 2:
    [화학식 2]
    Figure pct00009

    (상기 식에서, 각각의 R1은 독립적으로 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴이고;
    각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이고;
    하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이고;
    하첨자 b는 1 내지 10의 정수이고;
    G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민에서 2개의 -NHR3 기를 뺀 것과 동등한 잔기 단위인 2가 기이고;
    각각의 R3은 수소, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬이거나, 또는 R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성하고;
    각각의 별표 (*)는 공중합체 내의 다른 기에 대한 반복 단위의 부착 부위를 나타냄)의 세그먼트화 공중합체를 포함하고;
    열-활성화가능한 접착제는 50℃ 미만의 온도에서는 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이고, 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도에서는 기재에 대해 접착성인, 물품.
  2. 제1항에 있어서, 열-활성화가능한 접착제에는 점착부여 수지(tackifying resin)가 실질적으로 없는, 물품.
  3. 제1항에 있어서, 열-활성화가능한 접착제는 광학적으로 투명한, 물품.
  4. 제1항에 있어서, 기재는 강성 또는 반-강성 기재, 시트, 필름, 테이프 배킹, 또는 이형 라이너를 포함하는, 물품.
  5. 제1항에 있어서, 제2 기재를 추가로 포함하는, 물품.
  6. 제1항에 있어서, 제2 기재는 적어도 하나의 극성 표면을 포함하는, 물품.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 극성 표면을 갖는 제2 기재는 유리, 금속, 세라믹, 또는 극성 중합체 재료를 포함하는, 물품.
  8. 제1항에 있어서, 실록산계 탄성중합체성 중합체는, 각각의 R 또는 각각의 R1이 메틸 기인, 화학식 1 또는 화학식 2의 세그먼트화 공중합체를 포함하는, 물품.
  9. 제4항에 있어서, 기재는 미세구조화된 이형 라이너를 포함하는, 물품.
  10. 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 광학적으로 투과성인 열-활성화가능한 접착제 층을 포함하며,
    광학적으로 투과성인 열-활성화가능한 접착제 층은
    하기 화학식 1:
    [화학식 1]
    Figure pct00010

    (상기 식에서, 각각의 R은, 독립적으로, 약 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 트라이플루오로알킬 또는 비닐 기로 치환될 수 있는 알킬 모이어티, 비닐 라디칼 또는 고급 알케닐 라디칼, 약 6 내지 12개의 탄소 원자를 가지며 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐 기로 치환될 수 있는 사이클로알킬 모이어티, 또는 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 가지며 치환될 수 있는 아릴 모이어티인, 모이어티이고;
    각각의 Z는, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 라디칼 또는 아르알킬렌 라디칼, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 Y는, 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬렌 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 라디칼 또는 아릴렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 D는 수소, 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 라디칼, 페닐, 및 B 또는 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하여 헤테로사이클을 형성하는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    B는 알킬렌, 아르알킬렌, 사이클로알킬렌, 페닐렌, 헤테로알킬렌, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 다가 라디칼이고;
    m은 0 내지 약 1000인 수이고;
    n은 1 이상인 수이고;
    p는 10 이상, 일부 실시 형태에서 15 내지 약 2000, 또는 심지어 30 내지 1500인 수임); 또는
    하기 화학식 2:
    [화학식 2]
    Figure pct00011

    (상기 식에서, 각각의 R1은 독립적으로 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴이고;
    각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이고;
    하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이고;
    하첨자 b는 1 내지 10의 정수이고;
    G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민에서 2개의 -NHR3 기를 뺀 것과 동등한 잔기 단위인 2가 기이고;
    각각의 R3은 수소, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬이거나, 또는 R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성하고;
    각각의 별표 (*)는 공중합체 내의 다른 기에 대한 반복 단위의 부착 부위를 나타냄)의 세그먼트화 공중합체를 포함하는 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하고;
    열-활성화가능한 접착제는 50℃ 미만의 온도에서는 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이고, 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도에서는 기재에 대해 접착성이고;
    제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고,
    미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경시키는, 열-활성화가능한 전사 테이프.
  11. 제10항에 있어서, 열-활성화가능한 접착제 층은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위인, 열-활성화가능한 전사 테이프.
  12. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제1 기재를 제공하는 단계;
    열-활성화가능한 접착제를 제공하는 단계 - 여기서, 열-활성화가능한 접착제는
    고온 용융 가공가능한 실록산계 탄성중합체성 중합체를 포함하며,
    실록산계 탄성중합체성 중합체는 하기 화학식 1:
    [화학식 1]
    Figure pct00012

    (상기 식에서, 각각의 R은, 독립적으로, 약 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어, 트라이플루오로알킬 또는 비닐 기로 치환될 수 있는 알킬 모이어티, 비닐 라디칼 또는 고급 알케닐 라디칼, 약 6 내지 12개의 탄소 원자를 가지며 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐 기로 치환될 수 있는 사이클로알킬 모이어티, 또는 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 가지며 치환될 수 있는 아릴 모이어티인, 모이어티이고;
    각각의 Z는, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 라디칼 또는 아르알킬렌 라디칼, 약 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 Y는, 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬렌 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 라디칼 또는 아릴렌 라디칼인, 다가 라디칼이고;
    각각의 D는 수소, 1 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 라디칼, 페닐, 및 B 또는 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하여 헤테로사이클을 형성하는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    B는 알킬렌, 아르알킬렌, 사이클로알킬렌, 페닐렌, 헤테로알킬렌, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 다가 라디칼이고;
    m은 0 내지 약 1000인 수이고;
    n은 1 이상인 수이고;
    p는 10 이상, 일부 실시 형태에서 15 내지 약 2000, 또는 심지어 30 내지 1500인 수임); 또는
    하기 화학식 2:
    [화학식 2]
    Figure pct00013

    (상기 식에서, 각각의 R1은 독립적으로 알킬, 할로알킬, 아르알킬, 알케닐, 아릴, 또는 알킬, 알콕시 또는 할로로 치환된 아릴이고;
    각각의 Y는 독립적으로 알킬렌, 아르알킬렌, 또는 이들의 조합이고;
    하첨자 a는 독립적으로 40 내지 1500의 정수이고;
    하첨자 b는 1 내지 10의 정수이고;
    G는 화학식 R3HN-G-NHR3의 다이아민에서 2개의 -NHR3 기를 뺀 것과 동등한 잔기 단위인 2가 기이고;
    각각의 R3은 수소, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬이거나, 또는 R3은 G와 함께 그리고 이들 둘 모두가 부착되어 있는 질소와 함께 헤테로사이클릭 기를 형성하고;
    각각의 별표 (*)는 공중합체 내의 다른 기에 대한 반복 단위의 부착 부위를 나타냄)의 세그먼트화 공중합체를 포함하고;
    열-활성화가능한 접착제는 50℃ 미만의 온도에서는 기재에 대해 비-점착성 및 비-접착성이고, 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도에서는 기재에 대해 접착성임 -;
    열-활성화가능한 접착제를 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열하는 단계;
    열-활성화가능한 접착제를 제1 기재의 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계; 및
    열-활성화가능한 접착제를 실온으로 냉각하는 단계를 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 열-활성화가능한 접착제에는 점착부여 수지가 실질적으로 없는, 접착 물품의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 제1 기재는 강성 또는 반-강성 기재, 시트, 필름, 테이프 배킹, 또는 이형 라이너를 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 제1 기재는 적어도 하나의 극성 표면을 포함하며, 적어도 하나의 극성 표면은 유리, 금속, 세라믹, 또는 극성 중합체 재료를 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 열-활성화가능한 접착제를 가열하는 단계는 고온 용융 혼합을 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 고온 용융 혼합은 압출기에서의 혼합을 포함하고, 열-활성화가능한 접착제를 제1 기재의 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계는 압출을 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  18. 제12항에 있어서, 냉각 전에 제2 기재를 적용된 열-활성화가능한 접착제에 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서, 냉각 후에 제2 기재를 열-활성화가능한 접착제에 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제2 기재를 열-활성화가능한 접착제에 접촉시키기 전 또는 제2 기재를 열-활성화가능한 접착제에 접촉시킨 후 중 어느 하나에, 열-활성화가능한 접착제를 50℃ 초과의 온도 내지 실록산계 탄성중합체성 중합체의 분해 온도보다 10℃ 낮은 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
  21. 제12항에 있어서, 적용된 열-활성화가능한 접착제는 두께가 25.4 마이크로미터 내지 254 마이크로미터 (1 밀 내지 10 밀)인, 접착 물품의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서, 제1 기재는 미세구조화된 이형 라이너를 포함하고 제2 기재는 광 가이드를 포함하며, 상기 방법은 열-활성화가능한 접착제를 냉각하는 단계, 및 제1 기재를 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계를 추가로 포함하는, 접착 물품의 제조 방법.
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