KR20150036272A

KR20150036272A - 구조화된 하이브리드 접착제 용품을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20150036272A
Application number: KR1020157002512A
Authority: KR
Inventors: 래리 에스 허벌트; 드미트리 살니코프
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2015-04-07
Also published as: US10625463B2; EP2870190B1; EP2870190A1; JP2015525809A; US20150165670A1; CN104619742A; WO2014007963A1; US20190160729A1; CN104619742B; JP6130502B2; CA2877863A1; BR112015000114A2; PL2870190T3

Abstract

a) 제1 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시 수지와 실질적으로 반응하고 제2 에폭시 경화제가 용품 내에서 실질적으로 반응하지 않도록 제1 에폭시 경화제와 베이스 수지를 반응시킴으로써 i) 에폭시 수지를 포함한 베이스 수지; ii) 제1 에폭시 경화제; 및 iii) 제2 에폭시 경화제를 포함한 접착제 용품을 포함한 접착제 용품을 제공하는 단계; b) 릴리프 패턴으로 접착제 용품을 엠보싱하는 단계; 및 c) 제2 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시와 실질적으로 반응하도록 접착제 용품을 경화시키는 단계를 포함하는, 구조화된 하이브리드 접착제 용품을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 일부 실시 형태에서, 방법은 접착제 내에 스크림을 매립하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 방법은 릴리프 패턴으로 엠보싱된 접착제 용품의 표면 상으로 전기 전도성 층을 적층하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

구조화된 하이브리드 접착제 용품을 제조하는 방법{METHOD OF MAKING STRUCTURED HYBRID ADHESIVE ARTICLES}

본 발명은 접착제를 포함한 구조화된 용품 및 일부 실시 형태에서 경화성 에폭시 접착제를 포함한 구조화된 용품을 포함하는 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

요약하면, 본 발명은 a) 제1 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시 수지와 실질적으로 반응하고 제2 에폭시 경화제가 용품 내에서 실질적으로 반응하지 않도록 제1 에폭시 경화제와 베이스 수지를 반응시킴으로써 i) 에폭시 수지를 포함한 베이스 수지; ii) 제1 에폭시 경화제; 및 iii) 제2 에폭시 경화제를 포함한 접착제 용품을 포함한 접착제 용품을 제공하는 단계; b) 릴리프 패턴으로 접착제 용품을 엠보싱하는 단계; 및 c) 제2 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시와 실질적으로 반응하도록 접착제 용품을 경화시키는 단계를 포함하는, 구조화된 하이브리드 접착제 용품을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 단계 a)는 단계 b) 이전에 수행된다. 일부 실시 형태에서, 단계 a)는 단계 b)와 동시에 수행된다.

일부 실시 형태에서, 제1 에폭시 경화제가 조성물 중에 에폭시 수지와 실질적으로 반응하도록 하는 온도와 지속 시간의 상태 하에서 제2 에폭시 경화제가 조성물 내에서 실질적으로 반응하지 않는 상태로 유지될 수 있도록 제1 및 제2 에폭시 경화제가 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 에폭시 경화제가 72℉에서 24 시간 이후에 조성물 내에서 실질적으로 반응하지 않는 상태로 유지되고 제1 에폭시 경화제가 72℉에서 24 시간 이후에 조성물 내에서 에폭시 수지와 실질적으로 반응하도록 제1 및 제2 에폭시 경화제가 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 에폭시 경화제가 폴리머캅탄이다. 일부 실시 형태에서, 제2 에폭시 경화제가 폴리아민이다. 일부 실시 형태에서, 베이스 수지가 아크릴 수지를 포함하지 않는다.

일부 실시 형태에서, 방법은 b) 단계 이전에 d) 접착제 층 내에 스크림을 매립하는 단계를 추가로 포함한다.

일부 실시 형태에서, 방법은 단계 c) 이전에 e) 릴리프 패턴으로 엠보싱된 접착제 용품의 표면 상으로 금속의 층과 같은 전기 전도성 층을 적층하는 단계를 추가로 포함한다.

도 1은 실시예 9에 대해 후술된 바와 같이 경화성 엠보싱된 필름으로부터 제조된 경화된 복합 패널의 단면의 현미경사진이다.

본 발명은 고강도 구조 하이브리드 접착제 재료를 포함한 구조화된 용품을 제공한다. 구조 하이브리드 접착제 재료 내에서, 2개의 중합체 망상구조가 순차적으로 형성된다. 제1 망상구조는 경화성 구조 접착제 용품에 구조 강도를 제공한다. 제2 망상구조, 전형적으로 열경화성 수지는 접착제 용품이 엠보싱에 의해 또는 임의의 다른 타입의 패터닝에 의해 구조화된 용품 내로 형성된 후에 경화될 수 있다. 형성된 경화된 재료는 상호침입 중합체성 망상구조 또는 단일-상 중합체성 망상구조일 수 있다.

본 발명은 2010년 12월 29일자에 출원된 미국 가특허 출원 제61/428037호를 우선권 주장하는, 2011년 12월 28일자에 출원된 PCT 특허 출원 제US2011/067513호에서 개시된 바와 같은 고강도 구조 하이브리드 접착제 재료 및 방법을 이용하며, 이 문헌의 내용은 본 명세서에 참조로 인용된다.

본 명세서에서 사용된 접착제는 엠보싱된 릴리프 패턴을 보유할 접착제 용품을 제공하기 위하여 충분한 양의 제1 성분과 신속히 반응하는 베이스 수지 성분을 포함한 2단계 반응성 시스템을 포함한다. 본 발명은 구조 접착제를 제공하기 위해 활성화될 수 있는 잔여 베이스 수지를 위한 잠재성 촉매 또는 경화제를 포함한다. 제1 성분 반응물 및 화학물질은 미경화된 형성된 용품의 잠재성을 유지하도록 선택된다. 성형 단계가 접합되는 기재 상에서 또는 웨브 상에서 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 구조 하이브리드 접착제는 단지 하나의 유형의 베이스 수지, 예를 들어 에폭시 수지를 함유한다. 일부 실시 형태에서, 구조 하이브리드 접착제는 베이스 수지로서 에폭시 수지만을 함유한다. 일부 실시 형태에서, 구조 하이브리드 접착제는 베이스 수지로서 단지 하나 수지만을 함유한다. 일부 실시 형태에서, 구조 하이브리드 접착제는 베이스 수지로서 단지 하나의 에폭시 수지만을 함유한다. 일부 실시 형태에서, 베이스 수지가 아크릴 수지를 포함하지 않는다.

이 방법은 성형 및 엠보싱 단계뿐만 아니라 열경화 단계에서 에폭시 수지의 사용을 허용하여 강도가 저하되지 않는다. 저온 처리로 인해, 다양한 잠재성 경화제 또는 촉매가 제2 열경화 단계에 대해 이용가능하게 된다. 게다가, 두껍고, 불투명하며, 착색된 용품이 처리될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 잠재성 경화제 및 적어도 하나의 속-반응 경화제(rapid-reacting curative)를 포함하는 혼합된 경화제를 이용한다.

임의의 적합한 에폭시 수지가 본 발명의 실시에 이용될 수 있다.

임의의 적합한 속-반응 경화제는 본 발명의 실시에 이용될 수 있다. 임의의 적합한 잠재성 경화제가 본 발명의 실시에 이용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 잠재성 경화제는 에폭시 수지와 속-반응 경화제를 실질적으로 반응시키기에 충분한 시간과 온도의 상태 하에서 에폭시 수지와 실질적으로 반응하지 않는 상태로 유지되고, 잠재성 경화제는 시간과 온도의 더욱 광범위한 상태 하에서 에폭시 수지와 실질적으로 반응할 것이다.

일 실시 형태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 혼합된 경화제와 미경화된 에폭시 수지를 블렌딩하고, 실질적으로 미반응(미경화) 상태로 잠재성 경화제를 유지하여 추후에 릴리프 패턴으로 엠보싱되는 용품을 형성하기 위해 구조 하이브리드 접착제 재료를 형성하여 엠보싱된 접착제 용품을 형성하면서 에폭시 수지를 속-반응 경화제로 실질적으로 반응시키는(경화시키는) 단계의 방법을 제공한다. 또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 혼합된 경화제와 미경화된 에폭시 수지를 블렌딩하고, 실질적으로 미반응(미경화) 상태로 잠재성 경화제를 유지하여 구조 하이브리드 접착제 재료를 형성하고 릴리프 패턴으로 상기 재료를 동시에 엠보싱하여 엠보싱된 접착제 용품을 형성하면서 에폭시 수지를 실질적으로 속-반응 경화제로 반응시키는(경화시키는) 단계의 방법을 제공한다.

일부 실시 형태에서, 추가 층들이 접착제 용품의 엠보싱된 표면에 추가될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전기 전도성 층, 예컨대 금속 층이 용품의 엠보싱된 표면에 적용될 수 있다. 전도성 층은 예컨대, 화학적 증착, 전착 또는 증기 증착과 같은 증착 방법을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 추가될 수 있다. 형성된 용품은 패턴화된 전도성 층을 포함한다. 이 방법은 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031280호 또는 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031263호에 기재된 용품을 형성하기 위하여 사용될 수 있으며, 이의 문헌은 본 명세서에 참조로 인용된다.

일부 실시 형태에서, 베이스 수지는 부착된 전도성 층을 갖는 용품을 형성하기 위하여 금속 층과 같은 전기 전도성 층과 접촉하면서 제1 에폭시 경화제와 반응한다. 부착된 전도성 층을 갖는 용품은 그 후에 엠보싱되어 패턴화된 전도성 층을 포함한 용품을 형성할 수 있다. 이 방법은 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031280호 또는 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031263호에 기재된 용품을 형성하기 위하여 사용될 수 있으며, 이의 문헌은 본 명세서에 참조로 인용된다.

일부 실시 형태에서, 엠보싱된 경화성 용품의 2개의 층의 엠보싱된 표면들은 합쳐져서 틈새 간격을 갖는 이중층을 형성할 수 있다. 이러한 일 실시 형태에서, 엠보싱된 표면의 패턴은 정합 상태로(in registration) 합쳐져서 하나의 표면에서의 간격이 대향하는 표면에서의 간격과 만난다. 또 다른 이러한 실시 형태에서, 엠보싱된 표면의 패턴은 비정합 상태에서(out of registration) 합쳐진다.

또 다른 실시 형태에서, 엠보싱된 표면의 패턴은 비패턴화된 표면과 합쳐져서 틈새 간격을 갖는 이중층을 형성한다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 엠보싱된 접착제 용품이 라이너 상에 공급된다. 일부 실시 형태에서, 엠보싱된 접착제 용품은 라이너가 없는 자립식 필름(free-standing film)으로 공급된다. 일부 실시 형태에서, 엠보싱된 접착제 용품은 배리어 층, 예컨대 플루오로폴리머의 층을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 엠보싱된 접착제 용품은 스크림(scrim)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 엠보싱된 접착제 용품은 부직포 스크림을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 엠보싱된 접착제 용품은 직포 스크림을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "실질적으로 미반응된" 또는 "실질적으로 미경화된"은 전형적으로 적어도 70% 미반응된 또는 미경화된 것을 의미하지만 더욱 전형적으로 적어도 80% 미반응된 또는 미경화된 것을 의미하고, 더욱 전형적으로 적어도 90% 미반응된 또는 미경화된 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 반응된" 또는 "실질적으로 경화된"은 전형적으로 적어도 70% 반응된 또는 경화된 것을 의미하지만 더욱 전형적으로 적어도 80% 반응된 또는 경화된 것을 의미하고 더욱 전형적으로 적어도 90% 반응된 또는 경화된 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "엠보싱하기 위해", "엠보싱" 또는 "엠보싱된"은 공구 또는 몰드의 제거 이후에 영속적 임프레션을 남기기에 충분한 압력으로 재료에 공구 또는 몰드를 적용함으로써 전형적으로 수행되는, 재료의 표면 상에 릴리프 패턴을 형성하는 공정을 지칭한다.

본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 상태이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예

달리 언급되지 않으면, 모든 시약은 미국 위스콘신 밀워키 소재의 알드리치 케미컬 컴퍼니(Aldrich Chemical Co)로부터 입수하였거나 입수가능하고, 또는 공지 방법에 의해 합성될 수 있다.

하기 약어들을 사용하여 실시예를 기재한다:

℃: 섭씨 온도

℉: 화씨 온도

cm: 센티미터

g/m²: 제곱미터당 그램

㎏cw: 센티미터 폭 당 킬로그램

㎪: 킬로파스칼

㎫: 메가파스칼

mg: 밀리그램

mil: 10^-3 인치

mm: 밀리미터

mm/분: 분당 밀리미터

piw: 인치폭당 파운드

μ-인치: 10^-6 인치

μm: 마이크로미터

oz/yd²: 제곱야드당 온스

psi: 제곱인치당 파운드

rpm: 분당 회전수

사용한 재료:

CC3-800: 미국 뉴저지 플러럼 파크 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상표명 "CAPCURE 3-800"로 입수가능한 머캅탄-말단 액체 에폭시 경화제.

CC-40: 바스프 코포레이션으로부터 상표명 "CAPCURE 40 SEC HV"로 입수가능한 사전-촉매화된 머캅탄계 에폭시 경화제.

CG-1400: 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈, 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc)로부터 상표명 "AMICURE CG-1400"으로 입수가능한 21 그램/당량의 근사 아민 당량을 갖는, 미크론화된 다이시안다이아미드.

DEH-85: 미국 미시건 미들랜드 소재의 다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Company)로부터 상표명 "DEH-85"으로 입수가능한 대략 265 그램/당량의 활성 수소 당량을 갖는 미개질된 비스-페놀-A 경화제.

DER-6508: 미국 미시건 미들랜드 소재의 다우 케미컬 컴퍼니로부터 상표명 "DER-6508"으로 입수된 아이소시아네이트-개질된 2-작용성 에폭시 수지.

DF-1: 핀란드 헬싱키 소재의 다이네아 오와이(Dynea Oy)로부터 상표명 "DYNOADD F-1"로 입수가능한, 중합체성 비-실리콘, 유동 첨가제.

EPON 826: 미국 텍사스 휴스턴 소재의 모멘티브 퍼포먼스 머테리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터 상표명 "EPON 826"으로 입수가능한 178 내지 186 그램/당량의 에폭사이드 당량을 갖는 비스페놀 A 수지의 중 분자량 다이글리시딜 에테르.

EPON 828: 모멘티브 스페셜티 케미컬즈(Momentive Specialty Chemicals)로부터 상표명 "EPON 828"로 입수가능한 188 그램/당량의 근사 에폭시 당량을 갖는 비스페놀-A 폴리에폭사이드 수지.

EPON SU-8: 모멘티브 스페셜티 케미컬즈로부터 상표명 "EPON SU-8"로 입수가능한 대략 8의 평균 에폭사이드 기 작용기를 갖는 에폭시 노볼락 수지.

MX-120: 미국 텍사스 패서디나 소재의 케네카 텍사스 코포레이션(Kaneka Texas Corporation)으로부터 상표명 "KANE ACE MX-120"으로 입수가능한 243 그램/당량의 근사 에폭시 당량을 갖는 25 중량%의 부타디엔-아크릴 공중합체 코어 쉘 고무를 함유한 비스페놀-A 에폭시 수지의 다이글리시딜 에테르.

MX-257: 케네카 텍사스 코포레이션으로부터 상표명 "KANE ACE MX-257"로 입수가능한 294 그램/당량의 근사 에폭시 당량을 갖는 37.5 중량%의 부타디엔-아크릴 공중합체 코어 쉘 고무를 함유한 비스페놀-A 에폭시 수지의 다이글리시딜 에테르.

MY-720: 미국 텍사스 우드랜즈 소재의 헌츠만 코포레이션(Huntsman Corporation)으로부터 상표명 "ARALDITE MY-720"으로 입수가능한 다작용성 에폭시 수지.

PG-7: 미국 펜실베니아 페어리스 힐즈 소재의 휴코테크 리미티드(Heucotech Ltd)로부터 상표명 "VYNAMON GREEN 600734"로 입수가능한 구리-프타오시아닌 안료(copper-phthaocyanine pigment).

QX-11: 일본 도쿄 소재의 재팬 에폭시 레신즈, 인코포레이티드(Japan Epoxy Resins, Inc)로부터 상표명 "EPOMATE QX-11"로 입수가능한 머캅탄 경화제.

R-960: 미국 델라웨어 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E.I. du Dupont de Nemours and Company)로부터 상표명 "TI-PURE R-960"으로 입수가능한 루틸 티타늄 디옥사이드 안료(rutile titanium dioxide pigment).

RA-95: 미국 뉴저지 무어스타운 소재의 CVC 스페셜티 케미컬즈 인코포레이티드(Specialty Chemicals Inc)로부터 상표명 "HYPOX RA-95"로 입수가능한 비스페놀-A 에폭시 수지 개질된 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴 탄성중합체.

SD-3: 미국 뉴저지 하이타운 소재의 엘레멘티스 스페셜티즈(Elementis Specialities)로부터 상표명 "BENTONE SD-3"으로 입수가능한 개질된 헥토라이트 점토(hectorite clay).

TDI-CDI: 톨루엔 다이아이소시아네이트:페닐 아이소시아네이트의 중량비가 2:1인 페닐 아이소시아네이트 캡핑된 톨루엔 다이아이소시아네이트 폴리카르보다이이미드의 톨루엔 중 40 중량%의 용액.

TMMP: 미국 버지니아 리치몬드 소재의 와코 케미컬(Wako Chemical) USA로부터 입수가능한 트라이메틸올프로판 트리스(3-머캅탄프로프리오네이트).

U-52: 미국 뉴저지 무어스타운 소재의 CVC 스페셜티 케미컬즈 인코포레이티드(Specialty Chemicals Inc)로부터 상표명 "OMICURE U-52"로 입수가능한 170 그램/당량의 근사 아민 당량을 갖는 방향족 치환된 우레아(4,4'-메틸렌 비스 (페닐 다이메틸 우레아).

UR2T: 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈, 인코포레이티드로부터 상표명 "AMICURE UR2T"로 입수가능한 에폭시 수지 경화제.

반응성 에폭시 조성물(REC)의 제조

1-부 에폭시 반응성 조성물

밀베이스를 다음과 같이 제조하였다. 70℉ (21.1℃)의 온도에서 66.66 그램의 EPON 826, 168.36 그램의 MX-120, 3.7 그램의 PG-7, 18.44 그램의 R-960, 6.18 그램의 SD-3, 34.83 그램의 CG-1400 및 1.83 그램의 U-52를 영국 버킹험샤이어 시너지 디바이시즈 리미티드(Synergy Devices Limited)로부터 입수가능한 유성 밀(planetary mill), 모델 "스피드 믹서(SPEED MIXER) DA 400 FV" 내에서 사용하도록 설계된 플라스틱 컵 내로 충전하였다. 컵을 유성 믹서 내에 배치하였고 2분 동안 2200 rpm에서 혼합하였다. 혼합물을 3회 이동 중에 3-롤 밀에서 밀링하였고, 그 뒤에 한쪽에 배치하였다.

70℉ (21.1℃)의 온도에서 19.26 그램의 DER-6508 및 7.57 그램의 EPON SU-8를 막자 및 막자사발로 수동 분쇄하였고, 유성 밀 내에서 사용하도록 설계된 또 다른 플라스틱 컵 내로 충전하였다. 6.33 그램의 MEK를 컵에 첨가하고, 이를 밀에 고정시켜 혼합물이 용해될 때까지 약 15분동안 2,200 rpm에서 회전시켰다. 3.34 그램의 MY-720, 0.74 그램의 DF-1, 9.48 그램의 RA-95, 37.57 그램의 밀베이스 및 5.47 그램의 TDI-CDI를 컵에 첨가하고 충분한 톨루엔을 더하여 총 100 중량부의 조성물을 제조하였다. 혼합물을 유성 믹서에 회수하고, 혼합을 2,000 rpm에서 또 다른 2분 동안 지속하였다. 혼합물을 모든 성분들이 대략 4분 동안 균질하게 분산될 때까지 수동으로 스크레이핑하고 유성 밀로 회수하였다.

2-부 에폭시 반응성 조성물

부-A:

A-1

각각 43.2, 2.4, 4.4, 41.6 및 8.4 중량부의 QX-11, TMMP, DEH-85, CC3-800 및 CC-40을 100 그램 용량의 플라스틱 유성 밀 컵에 첨가하였다. 컵을 그 뒤에 유성 타입 밀에 고정하고 성분들을 대략 5 분 동안 용해될 때까지 2,750 rpm 및 72℉ (22.2℃)에서 혼합하였다.

반응성 조성물 A-2 내지 A-5:

표 1에 나열된 반응성 조성물을 일반적으로 A-1에 기재된 절차에 따라 제조하였다.

[표 1]

부-B:

66.4 부의 MX-257, 27.4 부의 Epon-828, 4.1 부의 CG-1400 및 2.1 부의 UR2T를 100 그램 용량의 플라스틱 유성 밀 컵에 첨가하였다. 컵을 그 뒤에 유성 타입 밀에 고정하고 성분들을 2 분 동안 2,750 rpm 및 72℉ (22.2℃)에서 혼합하였다. 컵을 밀로부터 제거하였고, 혼합물을 컵의 벽으로부터 스크레이핑하고, 그 뒤에 유성 밀로 회수하고 추가 2분 동안 혼합하였다.

부-A 및 부-B 조성물을 표 2에 나열된 중량부 비율에 따라 20 그램 용량의 유성 밀 타입 컵에 첨가하고 20 초 동안 유성 밀 상에서 2,750 rpm 및 72℉ (22.2℃)에서 혼합하였다.

[표 2]

경화성 라이너-지지 필름의 제조

방법 A:

1-부 에폭시 반응성 혼합물을 8 밀(203.2 μm)의 바 간격 및 72℉ (22℃)에서 나이프-오버-베드 코팅 스테이션(knife-over-bed coating station)에 의해 미국 아이오와 아이오와 시티 소재의 로파렉스, 인코포레이티드(Loparex, Inc)로부터의 대향하는 폴리우레탄 코팅, 제품 번호 "23210 76# BL KFT H/HP 4D/6MH"를 갖는 5 밀(127 μm) 표백된 종이 라이너의 실리콘 코팅된 측면 상에 도포하였다. 대략 11.5 × 6 인치(29.2 × 15.2 cm)로 측정된 각각의 라이너-필름 구조물을 135℉ (57.2℃)에서 건조하고, 72℉ (22.2℃)에서 24 시간 동안 냉각시키고 유지하였으며, 후속 처리를 위해 사용될 때까지 -20℉ (-28.9℃)에서 보관하였다.

방법 B:

블렌드된 2-부 에폭시 반응성 혼합물을 미국 아이오와 아이오와 시티 소재의 로파렉스, 인코포레이티드로부터의 대향하는 폴리에틸렌 코팅, 제품 번호 "23210 76# BL KFT H/HP 4D/6MH"를 갖는 5 밀(127 μm) 표백된 종이 라이너의 실리콘 코팅된 측면들 사이에 도포하였다. 라이너/경화성 에폭시 필름/라이너 샌드위치를 13 밀(203.2 μm)의 바 간격 및 72℉ (22℃)에서 나이프-오버-베드 코팅 스테이션에 의해 제조하였다. 대략 11.5 × 6 인치(29.2 × 15.2 cm)로 측정된 각각의 라이너/필름/라이너 샌드위치를 72℉ (22.2℃)에서 24 시간 동안 유지하였으며, 그 뒤 후속 처리를 위해 사용될 때까지 -20℉ (-28.9℃)에서 보관하였다.

방법 C:

라이너/경화성 에폭시 필름 구조물을 일반적으로 방법 A에 기재된 방법에 따라 제조하였고, 1-부 에폭시 반응성 혼합물을 2-부 에폭시 반응성 혼합물로 대체하였고, 그 후에 이를 24 시간 동안 대략 72℉ (22℃)에서 보관하였다.

경화성, 스크림 매립형, 라이너 지지 필름의 제조

라이너-경화성 필름-라이너 샌드위치의 하나의 라이너를 제거하고 미국 뉴욕 테크니컬 파이버 프로덕츠, 인코포레이티드(Technical Fiber Products, Inc)로부터 입수된 0.125 oz/yd² (4 g/m²) 부직포 폴리에스테르 직물의 유사한 크기의 섹션으로 대체하였다. 폴리프로필렌 라이너를 부직포 폴리에스테르 직물 위에 배치하고 레이-업을 대략 72℉ (22℃) 및 80 psi(551.6 ㎪)에서 2개의 고무-코팅된 닙 롤러들 사이를 통과시켜 폴리에스테르 직물을 매립하였다.

경화성 엠보싱된 필름의 제조

경화성 엠보싱된 필름을 그 뒤에 72℉ (22.2℃)로 냉각을 허용하는 표 3에 나열된 바와 같이 부분 경화 사이클에 드러내었다. 50 내지 150 피라미드/제곱 인치 사이의 밀도에서 대략 40 밀(1 mm) 고 절두된 피라미드형(원뿔대) 패턴을 갖는 0.5 인치(12.7 밀리미터) 두께의 알루미늄 공구를 제조하였다. 경화성 필름의 일 면을 노출시키고 알루미늄 공구 상에 배치하였다. 필름을 경화성 에폭시가 라이너의 실리콘 코팅된 측면과 접촉하도록 일 측면 상에 실리콘 코팅 및 대향하는 측면 상에 폴리에틸렌 코팅을 갖는 0.005 인치(0.13 밀리미터) 두께의 종이 라이너의 시트로 덮었다. 0.5 인치(12.7 밀리미터) 두께의 알루미늄 플레이트를 이형 라이너 위에 배치하였고, 조립체를 약 100 psi(689 ㎪)에서 작동하는 유압 프레스 내에 배치하였다. 조립체를 표 2에 나열된 시간과 온도에 따라 사전가열하였고, 그 후에 필름을 샌드위치로부터 제거하고 72℉ (22.2℃)로 냉각되도록 허용하였다.

경화성 복합 패널 제조

1-부 반응성 조성물을 엠보싱된 경화성 필름의 엠보싱된 표면에 도포하고 수동 습윤하며, 스프레더를 사용하여 표면 내의 각각의 오목부 내로 충전하였다. 필름을 그 뒤에 135℉ (57.2℃)에서 20 분 동안 오븐 건조하였고, 재차 72℉ (22.2℃)로 냉각되도록 허용하였다. 미국 워싱톤 타코마 소재의 토레이 컴포지츠(어메리카), 인코포레이티드(Toray Composites (America), Inc)로부터 상표명 "P2353U 19 152"으로 입수된 에폭시 함침된 단방향 그래파이트 섬유의 12개의 플라이를 경화된 에폭시 코팅 위에 도포하고, 그 후에 라이너를 엠보싱된 경화성 필름의 평면형 표면으로부터 제거하였고, 복합물을 후속 사이클들 중 하나의 사이클에 따라 경화하였다.

경화 사이클.

사이클 A

경화성 엠보싱된 필름 복합물을 그 뒤에 미국 캘리포니아 실마 소재의 ASC 프로세스 시스템즈(Process Systems)로부터의 오토클레이브, 모델 번호 "ECONOCLAVE 3×5" 내에 대략 28 인치 머큐리(94.8 ㎪)의 진공으로 진공 배깅하였다. 오토클레이브 압력을 60 psi(413.7 ㎪)로 증가시키고, 온도를 분당 4.5℉ (2.5℃)의 속도로 350℉ (176.7℃)까지 증가시키고, 이 온도에서 90분 동안 유지시키고, 그 뒤에 압력 및 진공이 해제될 때까지 분당 5℉ (2.8℃)의 속도로 72℉ (22.2℃)까지 냉각시켰다.

사이클 B

경화성 엠보싱된 필름 복합물을 그 뒤에 미국 캘리포니아 실마 소재의 ASC 프로세스 시스템즈로부터의 오토클레이브, 모델 번호 "ECONOCLAVE 3×5" 내에 대략 28 인치 머큐리(94.8 ㎪)의 진공으로 진공 배깅하였다. 오토클레이브 압력을 45 psi(310.3 ㎪)로 증가시켰고, 이 중에 진공 백을 오토클레이브 압력이 15 psi(103.4 ㎪)를 초과하면 대기로 통기시켰다. 오토클레이브 온도를 그 뒤에 분당 4.5℉ (2.5℃)의 속도로 250℉ (121.1℃)까지 증가시키고, 이 온도에서 90분 동안 유지시키고, 그 뒤에 압력 및 진공이 해제될 때까지 분당 5℉ (2.8℃)의 속도로 72℉ (22.2℃)까지 냉각시켰다.

사이클 C

경화성 엠보싱된 필름을 표 3의 기간 동안에 270℉ (132.2℃)의 오븐 내에서 면이 개방된 상태로 경화시켰다. 경화 이후에, 필름을 오븐으로부터 제거하였고, 72℉ (22.2℃)로 냉각되도록 허용하였다.

다양한 에폭시 조성물, 엠보싱된 필름 상태 및 경화 사이클이 표 3에 나열된다. 경화 사이클을 통하여 패턴을 유지하는 능력 및 경화성 필름 조성물의 엠보싱된 패턴의 엄밀도(fidelity)가 표 4에서 보고된다.

[표 3]

[표 4]

전도성 중간층

추가 예언적 예시 단계에서, 전도성 중간 층이 "경화성 복합 패널 제조"에서 전술된 1-부 반응성 조성물의 도포에 앞서 엠보싱된 경화성 필름의 엠보싱된 표면에 도포된다. 전도성 층은 증착 방법, 예컨대 화학적 증착, 전착 또는 증기 증착에 의해 추가된다. 형성된 패널은 패턴화된 내측 전도성 중간층을 포함한다. 이 방법은 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031280호 또는 2010년 10월 21일 공고된 PCT 특허 출원 제US2010/031263호에 기재된 용품을 형성하기 위하여 사용될 수 있으며, 이의 문헌은 본 명세서에 참조로 인용된다.

틈새 간격을 갖는 이중층

또 다른 예언적 예시 단계에서, 엠보싱된 경화성 필름의 2개의 층의 엠보싱된 표면이 틈새 간격을 갖는 이중층을 형성하기 위하여 최종 경화에 앞서 합쳐진다. 이러한 단계의 일 변형예에서, 엠보싱된 표면의 패턴은 정합 상태로 합쳐지며, 하나의 표면에서의 간격이 대향하는 표면에서의 간격과 만난다. 이러한 단계의 또 다른 변형예에서, 엠보싱된 표면의 패턴은 비정합 상태에서 합쳐진다. 이러한 단계의 또 다른 변형예에서, 엠보싱된 경화성 필름의 1개의 층의 엠보싱된 표면이 틈새 간격을 갖는 이중층을 형성하기 위하여 최종 경화에 앞서 비엠보싱된 제2 층과 합쳐진다.

본 발명의 범주 및 원리로부터 벗어남 없이 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백해질 것이며, 본 발명은 전술된 예시적인 실시 형태들로 부당하게 제한되지 않음이 이해되어야 한다.

Claims

a) 제1 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시 수지와 실질적으로 반응하고 제2 에폭시 경화제가 용품 내에서 실질적으로 반응하지 않도록 제1 에폭시 경화제와 베이스 수지를 반응시킴으로써
i) 에폭시 수지를 포함한 베이스 수지;
ii) 제1 에폭시 경화제; 및
iii) 제2 에폭시 경화제를 포함한 접착제 용품을 포함한 접착제 용품을 제공하는 단계;
b) 릴리프 패턴으로 접착제 용품을 엠보싱하는 단계; 및
c) 제2 에폭시 경화제가 용품 내의 에폭시와 실질적으로 반응하도록 접착제 용품을 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 에폭시 경화제가 조성물 중에 에폭시 수지와 실질적으로 반응하도록 하는 온도와 지속 시간의 상태 하에서 제2 에폭시 경화제가 조성물 내에서 실질적으로 반응하지 않는 상태로 유지될 수 있도록 제1 및 제2 에폭시 경화제가 선택되는 방법.
제1항에 있어서, 제2 에폭시 경화제가 72℉에서 24 시간 이후에 조성물 내에서 실질적으로 반응하지 않는 상태로 유지되고 제1 에폭시 경화제가 72℉에서 24 시간 이후에 조성물 중에 에폭시 수지와 실질적으로 반응하도록 제1 및 제2 에폭시 경화제가 선택되는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 에폭시 경화제가 폴리머캅탄인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 에폭시 경화제가 폴리아민인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 수지가 아크릴 수지를 포함하지 않는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b) 이전에 d) 접착제 층 내에 스크림을 매립하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)와 동시에 수행되는 d) 접착제 층 내에 스크림을 매립하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 c) 이전에 e) 릴리프 패턴으로 엠보싱된 접착제 용품의 표면의 적어도 일부 상으로 전기 전도성 층을 적층하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b) 이전에 단계 a)가 수행되는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)는 단계 b)와 동시에 수행되는 방법.