KR20150087276A - 전도성 탄성 중공 미소구체, 접착제 조성물, 및 접착제 제품 - Google Patents

Abstract

전도성 탄성 중공 미소구체는 탄성 중합체성 중공 미소구체를 둘러싸고 있는 전도성 층을 포함한다. 접착제 조성물은 절연 접착제 성분 및 다수의 전도성 탄성 중공 미소구체를 포함한다. 접착제 조성물을 포함하는 접착제 제품이 또한 개재되어 있다. 동일한 것을 제조하는 방법이 또한 개재되어 있다.

Description

전도성 탄성 중공 미소구체, 접착제 조성물, 및 접착제 제품{CONDUCTIVE RESILIENT HOLLOW MICROSPHERE, ADHESIVE COMPOSITION, AND ADHESIVE ARTICLES}

전도성 접착제는 전자 산업에서 사용되어 전기 성분의 전도성 납(conductive lead) 사이에 전도성 결합을 형성한다. 전도성 접착제는 전형적으로 금속-코팅된 유리 마이크로버블(microbubble) 및/또는 전도성 섬유와 같은 전도성 입자를 함유하는 접착제 매트릭스를 갖는다.

전도성 접착제는 전체적으로 또는 특정의 치수에서만 전도성일 수 있다. 예를 들면, 전도성 접착제는 접착제 결합 두께의 방향(z-축)에서만 나타나는 전도성을 갖는, 이의 전도성에 있어서 이방성일 수 있다.

EMI 차폐 개스킷(EMI 개스킷)은 다양한 유형의 전자 장비에 사용되어 무선 주파수 간섭 (RFI) 및 보다 광범위하게는 전자기 간섭(EMI)이라고 일반적으로 불리는 간섭의 모든 밴드를 포함하는, 전자기 에너지로부터의 간섭에 대한 보호를 제공한다. EMI 차폐 개스킷은 일반적으로 전자 장치와의 간섭으로부터 외부 EMI를 방지하고/하거나 전자 장치에 의해 방사된 EMI로부터 다른 인접한 전자 장치를 보호하는 와이어 메쉬(wire mesh), 전도성 충전제 또는 전도성 도금, 코팅 또는 직물인, 전기 전도성 성분을 포함한다.

대부분의 적용에 있어서 접착제 결합의 전도성 및/또는 내구성은 전도성 접착제의 중요한 특성이다. 따라서, 수행 특성이 개선된 전도성 접착제 및 입자가 지속적으로 요구되고 있다.

하나의 국면에서, 본 개재내용은 탄성 중합체성 중공 미소구체를 둘러싸고 있는 전도성 층을 포함하는 전도성 탄성 중공 미소구체를 제공한다. 일부 구현예에서, 탄성 중합체성 중공 미소구체는 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴의 공중합체를 포함한다. 일부 구현예에서, 전도성 층은 은 또는 스테인레스 강을 포함한다.

다른 국면에서, 본 개재내용에 따른 전도성 탄성 중공 미소구체는 탄성 중합체성 중공 미소구체를 금속의 증기와 금속의 실질적으로 균일하고 완전한 층이 탄성 유기 미소구체의 표면 상에 증착되기에 적어도 충분한 시간, 포괄적인 10 밀리토르(millitorr)(13.3 Pa) 내지 100 밀리토르(133 Pa)의 범위의 압력에서 접촉시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 개재내용에 따른 전도성 탄성 중공 미소구체는 예를 들면, 전도성 접착제 및 EMI 차폐 개스킷에서 사용하기에 적합하다.

따라서, 다른 국면에서, 본 개재내용은:

절연 접착제 성분; 및

본 개재내용에 따른 전도성 탄성 중공 미소구체를 포함하는 접착제 조성물을 제공한다. 일부 구현예에서, 절연 접착제 성분은 아크릴 접착제 또는 실리콘 접착제 중의 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현예에서, 전도성 접착제는 감압성 접착제이다. 일부 구현예에서, 감압성 접착제는 전도성 충전제 입자를 추가로 포함한다.

유리하게는, 본 개재내용에 따른 전도성 탄성 중공 미소구체는 접착제 속에 포함시키기에 적합하며, 여기서 접착제 층의 압축성이 중요하다(예를 들면, 발포체 테이프 및/또는 개스킷의 경우에서와 같이). 이러한 적용에서, 전도성 탄성 중공 미소구체는 z-축 전도성이고 x 및 y 축 방향에서 EMI 차폐를 제공하는 내구성 접착제 결합을 제공할 수 있다.

따라서, 다른 국면에서, 본 개재내용은 본 개재내용에 따른 접착제 조성물의 층을 포함하는 접착제 제품을 제공하며, 여기서 접착제 조성물의 층은 제1 기판의 제1의 주요 표면에 박리가능하게 부착된다. 일부 구현예에서, 접착제 제품은 제2 기판을 추가로 포함하며, 여기서 접착제 조성물의 층은 제2 기판의 주요 표면에 박리가능하게 부착되며, 여기서 접착제 조성물의 층은 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된다. 일부 구현예에서, 기판은 제1 주요 표면과 대치되는 제2 주요 표면을 가지며, 여기서 접착제 조성물의 층은 제1 기판의 제2 주요 표면에 박리가능하게 부착된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이:

용어 "전도성"은 표면에서 적어도 전기적으로 전도성임(예를 들면, 스테인레스 강, 니켈, 또는 은의 표면 전도성보다 더 크거나 동일한 표면 전도성을 가짐)을 의미하고;

용어 "중공 미소구체"는, 크기 범위가 0.1 마이크론 내지 1000 마이크론의 범위인 중공의 실질적으로 구형인 입자를 나타내며;

용어 "박리가능하게 부착된"은, 도구(예를 들면, 쇠지랫대, 펜치, 끌)의 도움없이, 그리고 부착되는 기판에 대해 실질적으로 물리적 손상을 유발하지 않고 손으로 제거가능함을 의미하고;

용어 "탄성"은 실질적인 굽힘, 신장, 압축, 또는 다른 변형 후 이의 원래의 형상 또는 위치를 회복할 수 있음을 의미한다.

본 발명의 특징 및 이점이 상세한 설명뿐만 아니라 첨부된 특허청구범위를 고려할 때 추가로 이해될 것이다.

도 1은 본 개재내용에 따른 예시적인 전도성 탄성 중공 미소구체의 횡단면 측면 개략도이고;
도 2는 본 개재내용에 따른 예시적인 접착제 제품의 횡단면 측면 개략도이며;
도 3은 본 개재내용에 따른 다른 예시적인 접착제 제품의 횡단면 측면 개략도이다.
본 명세서 및 도면에서의 참조 부호들의 반복적인 사용은 본 개재내용의 동일한 또는 유사한 특징부들이나 요소들을 나타내려고 한 것이다. 다수의 다른 변형예 및 실시예들이 당업자에 의해 고안될 수 있으며, 이는 본 발명의 원리들의 영역 및 사상 내에 있음을 이해해야 한다. 도면은 축척대로 도시되지 않을 수도 있다.

이제 도 1을 참조하면, 예시적인 전도성 입자(100)는 탄성 중합체성 중공 미소구체(120)를 둘러싸고 있는 전도성 층(110)을 포함한다.

유용한 탄성 중합체성 중공 미소구체는 연성 및 탄성을 부여하기에 충분한 양의, 예를 들면, 탄성 중합체(즉, 탄성중합체) 및/또는 고무와 같은 하나 이상의 유기 중합체를 포함할 수 있거나, 이들로 필수적으로 이루어질 수 있거나(즉, 탄성 중합체성 중공 미소구체의 탄성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 하나 이상의 추가의 성분을 함유), 또는 심지어 이들로 이루어질 수 있다.

적합한 탄성중합체의 예는 탄성중합체성 폴리우레탄, 아크릴 탄성중합체(예를 들면, 아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴 탄성중합체), 에틸렌 비닐 아세테이트와 같은 에틸렌 공중합체, 에틸렌/프로필렌 공중합체 탄성중합체, 실리콘 탄성중합체, 플루오로실리콘 탄성중합체, 비-실리콘 플루오로탄성중합체, 분절된(segmented) 열가소성 탄성중합체(분절된 폴리에스테르 열가소성 탄성중합체, 분절된 폴리우레탄 열가소성 탄성중합체, 다른 열가소성 물질과 배합된 분절된 폴리우레탄 열가소성 탄성중합체, 분절된 폴리아미드 열가소성 탄성중합체, 및 이오노머성 열가소성 탄성중합체)를 포함한다. 본원에 사용된 것으로서, 용어 "분절된 열가소성 탄성중합체"는 고 당량의 다기능성 단량체 및 저 당량의 다기능성 단량체의 반응 생성물인 중합체를 기준으로 하는 열가소성 탄성중합체의 하위 부류를 나타낸다. 앞서의 탄성체 서로 간 또는 개질성 비-탄성중합체의 배합물을 또한 사용할 수 있다.

적합한 고무의 예는 천연 및 합성 고무(예를 들면, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM) 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 플루오로카본 고무, 에틸렌 프로필렌(EPM) 고무, 및 실리콘 고무)를 포함한다.

탄성 중합체성 중공 미소구체는 상업적으로 이용가능하다. 예를 들면, 아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴 공중합체를 포함하는 탄성 중공 미소구체는 상표명 MP11(입방 센티미터당 약 0.1 그램(g/mL)의 벌크 밀도(bulk density), 항-압력 >20 밀리파스칼(mPa), 평균 입자 직경 15 내지 30 마이크론) 및 MP14(약 0.01 g/mL의 벌크 밀도, 항-압력 >20 mPa, 평균 입자 직경 20 내지 100 마이크론)하에 Guangzhou Eco. 및 Chemie Trading Co. Ltd.(중국 광동성, 광저우 소재)로부터 이용가능하다. 추가의 탄성 중합체성 중공 미소구체는 Sphere One Inc.(테네씨주 차타누가 소재)로부터 PM 6550 중공 구체(벌크 밀도 0.05 g/mL, 평균 입자 크기 100 마이크론, 평균 입자 크기 범위 10 내지 200 마이크론, 밀도 0.030 g/mL의 가요성 플라스틱 중공 구체)로부터 이용가능하다.

대표적인 전도성 탄성 중공 미소구체 직경은, 비록 다른 직경이 사용될 수 있지만, 0.1 내지 500 마이크론의 범위이고, 바람직하게는 1 내지 200 마이크론의 범위이다.

전도성 층은 임의의 전도성 물질일 수 있다. 예를 들면, 전도성 층은 전도되는 중합체, 무기 산화물, 또는 금속을 포함할 수 있다. 전형적으로, 전도성 층은 적어도 하나의 금속을 포함한다. 적합한 금속의 예는 니켈, 금, 은, 스테인레스 강, 알루미늄, 백금, 팔라듐, 크롬, 구리를 포함한다. 합금 및 금속(예를 들면, 앞서의 금속들 포함)의 조합을 또한 사용할 수 있다. 전도성 층은 어떠한 두께도 가질 수 있으나, 전형적으로 1 나노미터(nm) 내지 1 마이크론의 범위, 바람직하게는 10 nm 내지 200 nm의 범위, 및 보다 바람직하게는 20 내지 60 nm의 범위의 두께를 가질 수 있다. 전도성 층은 예를 들면, 화학적 방법(예를 들면, 화학적 증착), 및 열 증착 또는 스퍼터 증착(sputter deposition)과 같은 물리적 방법을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 탄성 중합체성 중공 미소구체 상에 증착될 수 있다. 이들 중에서, 물리적 증착(PVD)이 바람직하다.

금속의 PVD는 코팅 분야에서 잘 확립된 방법이다. 전도성 층의 물리적 증착은 각종의 상이한 방식으로 수행할 수 있다. 대표적인 시도는 스퍼터 증착, 증발, 레이저 제거, 및 캐소드 아크 증착(cathodic arc deposition)을 포함한다. PVD 기술의 특성이 수득되는 활성에 영향을 미칠 수 있지만, 이들 또는 다른 PVD 시도들 중의 어느 것도 본 발명의 공정을 사용하여 이룰 수 있다. PVD 기술의 에너지는 증착된 금속의 이동성 및, 이에 따라 유착되어 각각의 탄성 중합체성 중공 미소구체를 봉입하는 연속된 박막(thin film)을 형성하는 이의 경향성에 영향을 미칠 수 있다.

일반적으로, 증착되는 종의 에너지는 공정(증발이 더 적어지고 스퍼터링은 더 높아진다) 및 증착 동안의 배경 공정 압력에 의존한다. 일반적으로, 저압 조건하에서 금속의 증착은 농밀한 연속 박막을 생성한다. 또한, 금속이 증착되는 기판의 온도는 고 에너지 충격 및 금속 증기의 축합으로 인해 유의적으로 높게 증가할 것이다. 이러한 농밀 필름은 또한 플라스틱 중공 미소구체에서 압축 응력을 유도할 수 있다. 이들 효과는 금속 코팅된 탄성 중합체성 중공 미소구체의 탄성을 감소시킬 수 있으며, 심지어 이들을 일부 상황하에서 붕괴시킬 수 있다. 더욱이, 농밀한 금속 막은 기판 플라스틱 버블의 압축 특성과 같은 압축 특성을 가지지 않으며, 이들은 압축시 파괴될 수 있다.

스퍼터 증착은 전형적으로 약 10 밀리토르(1.33 Pa) 미만의 증착 압력에서 수행된다. 그러나, 탄성뿐만 아니라 전도성을 지닌 탄성 중합체성 중공 미소구체 상에서 금속 코팅을 달성하기 위해, 본 발명자들은, 스퍼터 증착 공정 동안에 비교적 높은 압력 조건을 사용하여 달성할 수 있는, 금속 증기를 저 에너지를 사용하여 기판 상에 농축시키는 조건하에서 부착 금속을 사용함에 의해 가능함을 발견하였다.

본 발명자들은 예기치 못하게 ≥ 약 2 Pa의 증착 압력을 사용함으로써, 금속 증기가 기판 상에 저 에너지로 농축되도록 하는 조건하에서, 금속(예를 들면, 은)을 미소구체의 붕괴없이 탄성 중합체성 중공 미소구체 상에 코팅하는 것이 가능함을 발견하였다. 또한, 금속-피복된 탄성 중합체성 중공 미소구체는 상당량의 파괴없이, 그리고 높은 수준의 전기 전도성을 유지하면서, 피복되지 않은 탄성 중합체성 중공 미소구체의 압축성과 유사한 압축성을 나타낸다. 감소된 생산성 및/또는 수율로 인하여 약 100 밀리토르(13.3 Pa) 이하의 최대 증착 압력을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 물리적 증착 동안 금속 증착 압력은 2 Pa 내지 13 Pa, 보다 바람직하게는 2 Pa 내지 8 Pa, 및 보다 바람직하게는 2 Pa 내지 5 Pa의 범위이다.

본 개재내용에 따른 전도성 탄성 중공 미소구체는, 예를 들면, 접착제 조성물(예를 들면, 전도성 접착제 조성물 및/또는 EMI 차폐 접착제 조성물)의 제형에 유용하다. 접착제 조성물은 예를 들면, 열경화성, 열가소성, 감압성, 또는 이의 조합일 수 있다. 예시적인 접착제 조성물은 본 개재내용에 따른 절연 접착제 성분 및 전도성 탄성 중공 미소구체를 포함한다. 예시적인 열경화성 절연 접착제 성분은 에폭시 수지, 유리-라디칼적으로 중합가능한 아크릴 수지(예를 들면, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트), 시아네이트, 폴리우레탄 전구체, 중합가능한 실리콘, 및 이의 조합을 포함한다. 예시적인 열가소성 절연 접착제 성분은 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리에테르, 셀룰로즈성 에스테르, 및 이의 조합을 포함한다. 예시적인 감압성 절연 접착제 성분은: 점착부여된(tackified) 천연 고무; 합성 고무; 스티렌-부타디엔, 스티렌-에틸렌/부틸렌 및 스티렌-이소프렌과 같은 점착부여된 선형, 방사형, 별(star)형, 및 측쇄되고 테이퍼화된(tapered) 스티렌 블록 공중합체; 폴리우레탄; 폴리비닐 에테르; 아크릴, 특히 장쇄 알킬기를 갖는 아크릴; 폴리-알파-올레핀; 및 실리콘을 포함한다. 유용한 아크릴계 감압성 성분은, 예를 들면, 미국 특허 제6,632,522호(Hyde et al.); 제5,654,387호(Bennett et al.); 제5,708,109호(Bennett et al.); 제5,229,206호(Groves); 제Re 24,906호(Ulrich); 제4,181,752호(Martens et al); 제4,952,650호(Young et al.); 및 제4,569,960호(Blake)에 기술되어 있다.

유용한 천연 고무 감압성 접착제는 곤죽으로된(masticated) 천연 고무, 일반적으로 25부 내지 300부의 하나 이상의 점착부여용 수지 내지 100부의 천연 고무, 및 전형적으로 천연 고무 100부당 0.5 내지 2.0부의 하나 이상의 산화방지제를 함유한다. 천연 고무는 약간 연한 크레이프 등급(light pale crepe grade)으로부터 보다 어두운 리브드 스모크드 시트(darker ribbed smoked sheet)까지의 등급 범위일 수 있으며, 조절된 점도 고무 등급인 CV-60 및 리브드 스모크드 시트 고무 등급인 SMR-5와 같은 예를 포함한다.

천연 고무와 함께 사용되는 점착부여용 수지는 일반적으로 우드 로진(wood rosin) 및 그의 수소화 유도체; 다양한 연화점의 테르펜 수지, 및 ESCOREZ 1300 시리즈의 C₅ 지방족 올레핀-유도된 수지(제조원: ExxonMobil Chemical, 텍사스주 휴스톤 소재), 및 "PICCOLYTE S" 계열의 폴리테르펜(제조원: Hercules, Inc. 델라웨어주 윌밍톤 소재)와 같은 석유-계 수지를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 천연 고무 접착제의 응집 강도의 손실을 초래할 수 있는, 천연 고무에 대한 산화 공격(oxidative attack)을 지연시키기 위해 산화방지제가 사용된다. 유용한 산화방지제는 N,N'-디-β-나프틸-1,4-페닐렌디아민과 같은 아민(AGERITE D, 제조원: R.T. Vanderbilt, 커넥티컷주 노르웍 소재); 2,5-디-(t-아밀)하이드로퀴논(SANTOVAR A, 제조원: Monsanto Chemical Co., 미주리주 세인트 루이스 소재), 테트라키스[메틸렌 3-(3',5'-디-tert-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄(IRGANOX 1010, 제조원: Ciba-Geigy Corp., 뉴욕주 아드슬리 소재); 2,2'-메틸렌-비스-(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 및 아연 디티오디부틸 카바메이트와 같은 디티오카바메이트를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 다른 물질을 특수한 목적을 위해 천연 고무 접착제에 첨가할 수 있으며, 여기서 첨가제는 가소제, 안료, 및 감압성 접착제를 부분적으로 가황처리하기 위한 경화제를 포함할 수 있다.

유전성 감압성 접착제의 다른 유용한 부류는 합성 고무를 포함하는 것이다. 그러한 접착제는 일반적으로 고무질(고무성) 탄성중합체이며, 이는 자가 점착부여성(self-tacky)이거나 비점착부여성이며 점착부여제를 필요로 한다.

자가-점착부여성 합성 고무 감압성 접착제는 예를 들면, 부틸 고무, 이소부틸렌과 3 퍼센트 미만의 이소프렌의 공중합체, 폴리이소부틸렌, 이소프렌, 폴리부타디엔, 또는 스티렌/부타디엔 고무의 단독중합체를 포함한다. 부틸 고무 감압성 접착제는 흔히 아연 디부틸 디티오카바메이트와 같은 산화방지제를 함유한다. 폴리이소부틸렌 감압성 접착제는 일반적으로 산화방지제를 함유하지 않는다. 일반적으로 점착부여제를 필요로 하는 합성 고무 감압성 접착제가 또한 일반적으로 용융 공정에 보다 용이하다. 이들은 고무 100부당 점착부여제 10부 내지 200부, 및 일반적으로 고무 100부당 0.5 내지 2.0부의, IRGANOX 1010(제조원: BASF, 독일 루트빅샤펜 소재)와 같은 산화방지제를 포함한다. 합성 고무의 예는 AMERIPOL 1011A, 스티렌/부타디엔 고무(제조원: Ameripol Synpol, 오하이오주 아크론 소재)이다. 유용한 예시적인 점착부여제는: Hercules, Inc.로부터의 안정화된 로진 에스테르인, FORAL 85; SNOWTACK 계열의 검 로진(제조원: Tenneco, 일리노이주 레이크 포레스트 소재); AQUATAC 계열의 톨 오일 로진(tall oil rosin)(제조원: SylvaChem Corp., 테네시주 멘피스 소재); 합성 탄화수소 수지, 예컨대 허큘리즈, 인크.로부터의 폴리테르펜인 픽콜라이트(PICCOLYTE) A 시리즈; ESCOREZ 1300 계열의 C₅ 지방족 올레핀-유도된 수지, ESCOREZ 2000 계열의 C₉ 방향족/지방족 올레핀-유도된 수지, 및 폴리방향족 C₉ 수지, 예를 들면, PICCO 5000 계열의 방향족 탄화수소 수지(제조원: Hercules, Inc.)를 포함한다. 수소첨가된 부틸 고무, 안료, 가소제, 액체 고무, 예를 들면, VISTANEX LMMH 폴리이소부틸렌 액체 고무(제조원: ExxonMobil), 및 접착제를 부분적으로 가황처리하기 위한 경화제를 포함하는, 다른 물질을 특수 목적을 위해 첨가할 수 있다.

스티렌 블록 공중합체 감압성 접착제는 일반적으로 A-B 또는 A-B-A형(여기서, A는 스티렌 블록을 나타내고 B는 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 또는 폴리(에틸렌/부틸렌), 및 수지의 고무상 블록을 나타낸다)의 탄성중합체를 포함한다. 블록 공중합체 감압성 접착제에 유용한 다양한 블록 공중합체의 예는 KRATON D1107P(제조원: Shell Chemical Co., 루이지애나 노르코 소재), 및 EUROPRENE SOL TE 9110(제조원: EniChem Elastomers Americas, Inc. 텍사스주 휴스턴 소재)와 같은 선형, 방사형, 별형 및 테이퍼화된 스티렌-이소프렌 블록 공중합체; KRATON G1657(제조원: Shell Chemical Co.)과 같은 선형 스티렌-(에틸렌-부틸렌) 블록 공중합체; KRATON G1750X(제조원: Shell Chemical Co.)와 같은 선형 스티렌-(에틸렌-프로필렌) 블록 공중합체; 및 KRATON D1118X(제조원: Shell Chemical Co.), 및 EUROPRENE SOL TE 6205(제조원: EniChem Elastomers Americas, Inc.)와 같은 선형, 방사형, 및 별형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 포함한다. 폴리스티렌 블록은 블록 공중합체 감압성 접착제가 2개의 상 구조를 갖도록 하는 회전타원체, 원통 또는 판의 형태로 영역을 형성하는 경향이 있다. 고무 상과 회합하는 수지는 일반적으로 감압성 접착제의 점착성을 발달시킨다. 수지와 회합하는 고무 상의 예는 지방족 올레핀-유도된 수지, 예를 들면, ESCOREZ 1300 계열 및 WINGTACK 계열(제조원: Goodyear Tire and Rubber, 오하이오주 아크론 소재); 로진 에스테르, 예를 들면, FORAL 계열 및 STAYBELITE Ester 10(제조원: 둘 다 Hercules, Inc.); 수소첨가된 탄화수소, 예를 들면, ESCOREZ 5000 계열(제조원: ExxonMobil); 폴리테르펜, 예를 들어 픽콜라이트 A 시리즈; 및 석유 또는 테르펜틴 공급원(예를 들면, PICCOFYN A100, 제조원: Hercules, Inc.)으로부터 유도된 테르펜 페놀 수지를 포함한다. 스티렌 상과 회합하는 수지는 감압성 접착제를 경직시키는 경향이 있다. 수지와 회합하는 스티렌 상은 폴리방향족, 예를 들면, PICCO 6000 계열의 방향족 탄화수소 수지(제조원: Hercules, Inc.); 쿠마론-인덴 수지, 예를 들면, CUMAR 계열(제조원: Neville, 펜실베이니아주 피츠버그 소재); 및 콜 타르 또는 석유로부터 유도되고 약 85℃ 초과의 연화점을 갖는 다른 고 용해도 파라미터 수지, 예를 들면, PICCOVAR 130 알킬 방향족 폴리인덴 수지(제조원: Hercules, Inc.), 및 PICCOTEX 계열의 α-메틸스티렌/비닐 톨루엔 수지(제조원: Hercules)를 포함한다. 고무 상 가소성 탄화수소 오일(TUFFLO 6056로서 이용가능, 제조원: Lydondell Chemical Co., 텍사스주 휴스턴 소재, POLYBUTENE-8로서 이용가능, 제조원: Chevron Corp., 캘리포니아주 산 라몬 소재, KAYDOL로서 이용가능, 제조원: Chemtura, 펜실베이니아주 필라델피아 소재, 및 SHELLFLEX 371로서 이용가능, 제조원: Shell Chemical Co.); 안료; 산화방지제, 예를 들면, IRGANOX 1010 및 IRGANOX 1076(둘다의 제조원: Ciba-Geigy Corp)., BUTAZATE(제조원: Uniroyal Chemical Co., 코넥티컷주 미들버리 소재), CYANOX LDTP(제조원: Cytec Industries, 뉴저지주 우드랜드 파크 소재), 및 BUTASAN(제조원: Monsanto Co.); 오존방지제, 예를 들면, NBC, 니켈 디부틸 디티오카바메이트(제조원: E.I. du Pont de Nemours & Co., 델라웨어주 윌밍톤 소재); 액체 고무, 예를 들면, VISTANEX LMMH 폴리이소부틸렌 고무; 및 자외선 억제제, 예를 들면, IRGANOX 1010 및 TINUVIN P(제조원: Ciba-Geigy Corp.)와 같은 다른 물질을 특수 목적을 위해 첨가할 수 있다.

폴리비닐 에테르 감압성 접착제는 일반적으로, 바람직한 감압 특성을 달성하기 위한 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르 또는 비닐 이소부틸 에테르의 단독중합체들의 블렌드, 또는 비닐 에테르의 단독중합체, 및 비닐 에테르와 아크릴레이트의 공중합체의 블렌드이다. 중합도에 따라, 단독중합체는 점성 오일, 점착성 연질 수지 또는 고무-상 물질(rubber-like substance)일 수 있다. 폴리비닐 에테르 접착제에서 원료로 사용되는 폴리비닐 에테르는 비닐 메틸 에테르, 예를 들면, LUTANOL M 40(제조원: BASF), 및 GANTREZ M 574 및 GANTREZ 555(제조원: ISP Corp., 뉴저지주 웨인 소재); 비닐 에틸 에테르, 예를 들면, LUTANOL A 25, LUTANOL A 50 및 LUTANOL A 100; 비닐 이소부틸 에테르, 예를 들면, LUTANOL I30, LUTANOL I60, LUTANOL IC, LUTANOL I60D 및 LUTANOL I 65D; 메타크릴레이트/비닐 이소부틸 에테르/아크릴산, 예를 들면, ACRONAL 550 D(제조원: BASF)를 기반으로 하는 중합체를 포함한다. 폴리비닐 에테르 감압성 접착제를 안정화시키는데 유용한 산화방지제는 예를 들면, IONOX 30(제조원: Shell Chemical Corp.), 및 IRGANOX 1010(제조원: Ciba-Geigy Corp.)을 포함한다. 점착부여제, 가소제 및 안료를 포함하는, 다른 물질을 BASF 문헌에 기술된 바와 같은 특수 목적을 위해 첨가할 수 있다.

폴리(1-알켄) 감압성 접착제로 또한 불리는 폴리-α-올레핀 감압성 접착제는 일반적으로 미국 특허 제5,209,971호(Babu et al.)에 기술된 바와 같이, 이에 그래프트된 방사 활성화가능한 작용기를 가질 수 있는 실질적으로 가교결합되지 않는 중합체 또는 가교결합되지 않은 중합체를 포함한다. 폴리(α-올레핀) 중합체는 자가-점착부여성이고/이거나 하나 이상의 점착부여 물질을 포함할 수 있다. 가교결합되지 않은 경우, 중합체의 고유 점도는 일반적으로 ASTM D 2857-93, "Standard Practice for Dilute Solution Viscosity of Polymers"에 따라 측정된 것으로서 그램당 약 0.7 내지 5.0 데시리터(dL/g)이다. 또한, 중합체는 일반적으로 주로 무정형이다. 유용한 폴리-α-올레핀 중합체는 예를 들면, C₃ -C₁₈ 폴리(α-올레핀) 중합체, 바람직하게는 C₅ -C₁₂ α-올레핀 및 이들과 C₃ 및 보다 바람직하게는 C₆ -C₈의 공중합체 및 이들과 C₃의 공중합체를 포함한다. 점착부여용 물질은 전형적으로 폴리-α-올레핀 중합체 중에 혼화성인 수지이다. 폴리-α-올레핀 중합체 내의 점착부여용 수지의 총량은 특정 적용에 따라 폴리-α-올레핀 중합체 100부당 0 내지 150 중량부의 범위이다. 유용한 점착부여용 수지는 예를 들면, C₅ 내지 C₉ 불포화된 탄화수소 단량체, 폴리테르펜, 및 합성 폴리테르펜의 중합에 의해 유도된 수지를 포함한다. 이러한 유형의 C₅ 올레핀 분획을 기반으로 하는 이러한 상업적으로 이용가능한 수지의 예에는 WINGTACK 95 및 WINGTACK 15 점착부여용 수지(제조원: Goodyear Tire and Rubber Co.)가 있다. 다른 탄화수소 수지는 REGALREZ 1078 및 REGALREZ 1126(제조원: Hercules Chemical Co.), 및 ARKON P115(제조원: Arakawa Chemical Co., 일리노이주 시카고 소재)를 포함한다. 산화방지제, 충전제, 안료, 및 방사선 활성화된 가교결합제를 포함하는, 다른 물질을 특수 목적을 위해 첨가할 수 있다.

실리콘 감압성 접착제는 2개의 주요 성분, 중합체 또는 검(gum), 및 점착부여용 수지를 포함한다. 중합체는 전형적으로 중합체 쇄의 말단에 잔류 실라놀 작용기(SiOH)를 함유하는 고 분자량 폴리디메틸실록산 또는 폴리(디메틸실록산-코-디페닐실록산), 또는 폴리디오가노실록산 연성 세그먼트 및 우레아 종결된 경성 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체이다. 점착부여용 수지는 일반적으로 트리메틸실록시(즉, -OSi(CH₃)₃) 기(다른 트리알킬실록시 기가 사용될 수 있지만)로 말단-캡핑(end-capping)되고 또한 일부 잔류성 실라놀 작용기를 함유하는 3-차원 실리케이트 구조이다. 점착부여용 수지의 예는 SR 545(제조원: General Electric Co., 실리콘 수지 부서, 뉴욕주 워터포드 소재), 및 MQD-32-2(제조원: Shin-Etsu Silicones of America, Inc., 캘리포니아주 토랜스 소재)를 포함한다. 대표적인 실리콘 감압성 접착제의 제조는 미국 특허 제2,736,721호(Dexter)에 기술되어 있다. 실리콘 우레아 블록 공중합체 감압성 접착제의 제조는 미국 특허 제5,214,119호(Leir et al.)에 기술되어 있다. 안료, 가소제, 및 충전제를 포함하는 다른 재료가 특수 목적을 위해 첨가될 수 있다. 충전제는 실리콘 감압성 접착제 100부당 0부 내지 10부의 양으로 사용된다.

아크릴 감압성 접착제는, 일반적으로 유리 전이 온도가 약 -20℃ 이하이고, 100 내지 80 중량%의 C₃ -C₁₂ 알킬 에스테르 성분, 예를 들면, 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트 및 0 내지 20 중량%의 극성 성분, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 에틸렌 비닐 아세테이트, N-비닐피롤리돈, 및 스티렌 거대단량체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 아크릴 감압성 접착제는 0 내지 20 중량%의 아크릴산 및 100 내지 80 중량%의 이소옥틸 아크릴레이트를 포함한다.

아크릴 감압성 접착제 자가-점착부여성이거나 점착부여될 수 있다. 아크릴계 물질에 유용한 점착부여제에는 로진 에스테르, 예를 들면, FORAL 85(제조원: Hercules, Inc.), 방향족 수지, 예를 들면, PICCOTEX LC-55WK, 지방족 수지, 예를 들면, PICCOTAC 95(제조원: Hercules, Inc.), 및 테르펜 수지, 예를 들면, α-피넨 및 β-피넨(PICCOLYTE A-115 및 ZONAREZ B-100으로서 이용가능, 제조원: Arizona Chemical, 아리조나주 피닉스 소재)이 있다. 수소첨가된 부틸 고무, 안료, 및 접착제를 부분적으로 가황처리하는 경화제를 포함하는 다른 물질을 특수 목적을 위해 첨가할 수 있다.

아크릴 감압성 접착제는 열적 및/또는 광개시제를 함유하는 중합가능한 단량체의 혼합물을 예비중합시켜 코팅가능한 시럽을 형성시키고, 코팅가능한 시럽을 코팅하며, 코팅된 시럽을 추가로 중합시킴으로써 제조할 수 있다. 전형적으로, 중합가능한 단량체의 혼합물은 알킬 알코올(바람직하게는 비-3차 알코올)의 적어도 하나의 아크릴산 에스테르 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 알코올의 탄소수는 1 내지 14(바람직하게는 4 내지 14)이다. 이러한 부류의 단량체에는, 예를 들면, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 및 헥실 아크릴레이트가 포함된다. 바람직한 단량체는 예를 들면, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트를 포함한다.

아크릴산 에스테르("아크릴레이트")는, 전형적으로 에틸렌계 불포화된 극성 단량체, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, N-치환된 아크릴아미드, 하이드록시아크릴레이트, N-비닐락탐, N-비닐피롤리돈, 말레산 무수물, 이소보르닐 아크릴레이트, 및 이타콘산인 적어도 하나의 공중합가능한 단량체 0 내지 50부와 공중합된다.

예시적인 광개시제는 벤조인 에테르, 예를 들어 벤조인 메틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르; 치환된 포스핀 옥사이드, 예를 들면, 루시린(LUCIRIN) TPO-L(제조원: BASF)로서 이용가능한 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드; 치환된 아세토페논, 예를 들면, 2,2-디에톡시아세토페논(IRGACURE 651 광개시제로서 이용가능, 제조원: Ciba-Geigy Corp.); 2,2-디메톡시-2-페닐-1-페닐에타논(ESACURE KB-1 광개시제로서 이용가능, 제조원: Sartomer Co., 펜실바니아주 웨스트 체스터 소재); 및 디메톡시하이드록시아세토페논; 치환된 α-케톨, 예를 들면, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 2-나프탈렌설포닐 클로라이드, 및 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(O-에톡시카보닐)옥심을 포함한다. 치환된 아세토페논 또는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드가 특히 유용하다. 바람직하게는, 광개시제는 단량체 총 100 중량부를 기준으로 약 0.01 중량부 내지 약 5 중량부, 및 가장 바람직하게는, 약 0.10 내지 2 중량부의 양으로 존재한다.

예비중합은 전자기 방사선(예를 들면, UV 광)에 대한 노출 또는 열 중합에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 점도 개질제, 예를 들면, 고 분자량 중합체 또는 틱소트로피제(thixotropic agent), 예를 들면, 콜로이드성 실리카와 같은 단량체 혼합물의 점도를 증가시키는 다른 방법도 이용가능하다. 시럽은 코팅가능한 점도로 농후화된 단량체성 혼합물이다.

중합가능한 단량체 혼합물은 바람직하게는 수득되는 접착제 또는 제품의 응집 강도를 향상시키기 위한 가교결합제를 함유한다. 광개시제로서 또한 작용하는 유용한 가교결합제는 미국 특허 제4,330,590호(Vesley) 및 제4,329,384호(Vesley et al.)에 기재된 발색단-치환된 할로메틸-s-트리아진이다. 다른 적합한 가교결합제는 미국 특허 제4,181,752호(Martens et al.)에 기재된 수소 추출 카보닐, 예를 들면, 안트라퀴논 및 벤조페논 및 이들의 유도체, 및 다기능성 아크릴레이트, 예를 들면, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 및 1,2-에틸렌 글리콜 디아크릴레이트뿐만 아니라 미국 특허 제4,379,201호(Heilmann et al.)에 기재된 것들을 포함한다.

단량체 또는 예비중합된 시럽의 중합가능한 혼합물은 예를 들면, 박리가능한 라이너(releasable liner), 막(투명 및 불투명), 의류, 종이, 부직 섬유 구조물, 금속 호일, 및 정렬된 필라멘트를 포함하는 어떠한 적합한 기판에 코팅될 수 있다.

이후에, 단량체 또는 부분적으로 예비중합된 시럽의 혼합물은 이를 화학방사선(예를 들면, 280 내지 500 나노미터 파장 및 평방 센티미터당 0.01 내지 20 밀리와트(mW/㎠) 평균 광 강도의 전자기 방사선)으로 조사하여 광중합시켜 단량체성 혼합물, 또는 예비-중합된 시럽의 약 5 내지 95 퍼센트 전환에 영향을 미침으로써 감압성 접착제를 형성시킨다. 목적하는 경우, 코팅가능한 시럽은 취입제를 포함할 수 있고/있거나 발포(예를 들면, 기계적으로 또는 압착 가스를 사용하여)시킬 수 있다.

조사는 바람직하게는 산소의 부재하에 수행된다. 따라서, 이는 일반적으로 불활성 대기, 예를 들면, 질소, 이산화탄소, 헬륨, 아르곤 등 에서 수행된다. 공기는 고체 시트 물질의 층들 사이의 액체 중합가능한 혼합물을 샌드위칭(sandwiching)시키고 시트 물질을 통해 조사함으로써 배제될 수 있다. 당해 분야의 숙련가에 의해 인식될 바와 같이, 이러한 물질은 낮은 접착 표면을 가질 수 있으며 중합이 완료된 후 제거될 수 있거나, 하나의 이러한 표면은 테이프 백킹 물질(tape backing material)일 수 있다. 바람직하게는, 조사 단계는 연속적으로, 또는 중합 공정의 중단 없이 인-라인(in-line)으로 수행되는데, 즉, 코팅된 혼합물을 제1 단계 조사(예비-중합)에 노출시킨 후 단계들 사이에 불활성 대기의 중단없이 제2 단계 조사(중합)에 즉시 노출시킨다.

전도성 탄성 중공 미소구체(및 임의의 추가 성분, 예를 들면, 전도성 충전제 입자와 같음)를 접착제 매트릭스내에 코팅 및 경화 전에 당해 공정의 임의의 단계에서도 분산시킬 수 있다. 예를 들면, 전도성 탄성 중공 미소구체는 단량체 혼합물 속에서, 첨가된 개질제와의 단량체 혼합물 속에서 또는 코팅가능한 시럽 속에서 분산될 수 있다. 분산의 용이성을 위하여, 전도성 탄성 중공 미소구체(및 임의의 전도성 충전제 입자)를 전형적으로 단량체 혼합물 또는 코팅가능한 시럽에 첨가한다.

전도성 탄성 중공 미소구체는, 비록 다른 양이 또한 사용될 수 있지만, 접착체 층의 총 용적을 기준으로 하여, 25 내지 50 용적%, 바람직하게는 접착제 층의 총 용적을 기준으로 31 내지 41 용적%의 양으로 접착제 층에 포함될 수 있다.

임의의 충전제는 예를 들면, 고체 또는 중공일 수 있으며, 전체적으로 균일한 조성을 가질 수 있거나, 이들은 복합체일 수 있다. 임의의 전도성 충전제는 금속 입자, 금속 섬유, 및 금속-피복된 중공 유리 미소구체를 포함한다. 복합체 섬유는 예를 들면, 중합체성 또는 유리 코어를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 시스 층(sheath layer)을 가질 수 있다. 전도성 섬유의 예는 여기에 금속(예를 들면, 니켈, 금, 은, 구리, 또는 이들의 합금) 코팅을 갖는 유리 또는 중합체성 물질의 섬유를 포함한다. 존재하는 경우, 전도성 충전제는, 다른 양이 또한 사용될 수 있지만, 접착제 층의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 10중량%의 양으로 접착제 층에 포함될 수 있다.

전도성 코팅은 임의의 적합한 방법을 사용하여 본 개재내용에 사용된 입자 및 섬유에 적용시킬 수 있다. 금속성 코팅의 경우, 스퍼터 코팅 방법 및 열 증기 코팅 방법이 유용할 수 있다. 이러한 방법은 당해 분야의 숙련가에게 공지되어 있다.

절연 접착제 성분은 예를 들면, 점착부여제, 안료, 충전제, 향료, 가소제, 산화방지제, UV 흡수제, 및 광 안정화제와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 충전제는 예를 들면, 전도성 금속 입자, 금속 피복된 유리 미소구체(중공 및/또는 고체), 및/또는 전도성 섬유와 같은 전도성 충전제를 포함할 수 있다. 적합한 전도성 충전제 입자의 예는 전도성 금속 입자(예를 들면, 은, 금, 니켈, 및/또는 구리 입자), 상부에 전도성 금속(예를 들면, 은, 금, 니켈, 및/또는 구리) 코팅을 갖는 유리 또는 강성 중합체성 미소구체(중공 또는 고체)를 포함한다.

전도성 탄성 중공 미소구체의 양은 접착제 조성물 속에 임의의 양으로도 포함될 수 있다. 예를 들면, 이들은 접착제 조성물의 총 용적을 기준으로 하여, 0.5 내지 80 용적%, 20 내지 80 용적%, 또는 30 내지 70 용적%의 양으로 포함할 수 있다.

본 개재내용에 따른 접착제 조성물은 예를 들면, 테이프 및 개스킷, 및 무선주파수(RF) 흡수제와 같은 전도성 및/또는 전자기 간섭(EMI) 차폐 접착제 제품을 제조하는데 유용하다. 본 개재내용에 따른 접착제 조성물은 저 표면 에너지를 갖는 하나 이상의 기판 상에 층으로서 적용되어, 예를 들면, 전사 테이프 및 시트와 같은 전사 접착제 제품을 형성할 수 있다. 접착제 조성물의 층은 전형적으로 적어도 0.2 mm 내지 10 mm, 보다 전형적으로 0.3 mm 내지 5 mm의 범위의 두께를 가지지만, 보다 더 큰 및 더 적은 두께를 또한 사용될 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 예시적인 접착제 제품(200)은 접착제 조성물(210)의 층을 포함한다. 접착제 조성물(210)은 전도성 탄성 중공 미소구체(100), 절연 접착제 성분(250), 및 임의의 전도성 충전제 입자(260)를 포함한다. 접착제 조성물(210)의 층은 제1 기판(230)의 제1 주요 표면(220)에 박리가능하게 부착된다. 접착제 제품(200)은 임의로 제2 기판(240)을 추가로 포함하며, 여기서 접착제 조성물의 층은 제2 기판(240)의 주요 표면(250)에 박리가능하게 부착된다. 접착제 조성물(210)의 층은 제1 기판(230)과 제2 기판(240) 사이에 배치된다.

롤 형태의 접착제 제품의 다른 구현예는 도 3에 나타낸다. 이제 도 3을 참조하면, 예시적인 접착제 제품(300)은 접착제 조성물(210)의 층을 포함한다. 기판(330)은 제1 주요 표면(320)과 대치되는 제2 주요 표면(340)을 갖는다. 접착제 조성물(210)의 층은 기판(330)의 제1 주요 표면(320) 및 제2 주요 표면(340)에 박리가능하게 부착된다.

유용한 기판(제1 기판(230), 제2 기판(260), 및 기판(330) 포함)의 예는 상부에 저 에너지 코팅(예를 들면, 폴리올레핀, 실리콘, 플루오로실리콘, 또는 플루오로카본 코팅)을 갖거나 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 저 표면 에너지 물질로 제조된 종이, 중합체 필름, 호일, 및 부직물을 포함한다. 이러한 코팅은 당해 분야에 이형 코팅으로서 공지되어 있으며, 이러한 코팅을 갖는 상기 기판은 흔히 당해 분야에서 "이형 캐리어" 또는 "이형 라이너"로 명명되며 다수의 공급원으로부터 상업적으로 이용가능하다.

본 개재내용의 목적 및 이점은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세한 사항도 본 기재내용을 부당하게 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예

달리 나타내지 않는 한, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.

물리적 증착법에 의한 입자의 금속화

중공 미소구체의 300 밀리리터(mL) 용적 크기의 금속 코팅에 대한 장치 및 코팅법은 미국 특허 제7,727,931호(Brey et al.)에 기술된 것과 유사하였다.

40 mL 용적의 배치(batch)의 경우, 사용된 입자 교반기는 상단에 직사각형 개구부(34)(4.5 cm × 3.5 cm)를 갖는 중공 실린더(6 cm 길이 × 5.5 cm 수평 직경)이었다.

2000 mL 용적의 배치의 경우, 입자는 상단에 직사각형 개구부(16.51 cm × 13.46 cm)를 갖는 중공 실린더 입자 교반기(24.3 cm 길이 × 19.05 cm 수평 직경)을 사용하여 코팅하였다.

탄성 시험

내부 직경이 약 8 mm인 2.5-mL의 눈금이 매겨진 주사기 튜브를 사용하여, 피복되지 않은 중공 미소구체를 충분한 교반 및 압력으로 튜브내에 넣어 입자를 이들의 최소(압축되지 않은) 용적으로 치밀하게 패킹시켰다. 당해 용적은 약 0.9 mL이었다. 당해 용적은 원래의 용적으로 간주되었다. 이후에, 20 메가파스칼(MPa)의 적용된 플런저 압력(plunger pressure)을 사용하여, 중공 미소구체를 압축시켜 총 0.2 mL의 용적을 생성시키고, 압력을 완화시켰다. 회수된 용적의 정도를 관찰하였다. 적어도 0.8mL가 수득되면, 이후에 중공 미소구체는 당해 시험에 통과하였다.

벌크 전기 저항 평가

방법 I: 금속-피복된 중공 미소구체/분말의 벌크 저항을 다음 과정을 사용하여 평가하였다. 시험 셀(test cell)은 2.54 cm × 2.54 cm 사각 공동을 함유하는 델린(Delrin) 열가소성 블록으로 이루어졌다. 공동의 바닥은 금 도금된 황동 전극(brass electrode)으로 덮였다. 제2 전극은 동공으로 핏팅되고, 중량이 200 g인 금 도금된 황동의 사각 블록이었다. 시험할 분말을 동공 속에 둔 후, 분말 위에 총 0.44 psi(3 ㎪)의 압력을 생성하는 상단 전극 블록을 삽입하였다. 전극을 디지털 멀티미터에 연결하여 저항을 측정하였다. 저항 값은, 분말 층이 0.1 cm 높이일때 수득하였다.

방법 II: 필름 복합체의 벌크 저항을, 필름 복합체를 2.54 cm × 2.54 cm 사각형으로 다이 절단하여 공동에 두는 것을 제외하고는, 방법 I에 기술된 바와 동일한 설정을 사용하여 측정하였다. 추가의 중량을 상단 전극에서 사용하여 다양한 압력에서 벌크 전기 저항 값을 측정하였다. 실제 시료 두께는 캘리퍼(caliper)를 사용하여 측정하였다.

실시예 1

MP11로서 Guangzhou Eco. 및 Chemie Trading Co. Ltd(중국 광동성, 광저우 소재)로부터 입수한 아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴 공중합체 탄성 중공 미소구체(벌크 밀도 0.1 g/mL, 평균 입자 직경 15-30 마이크론, 40 mL(약 2.5 g)을 대류식 오븐 속에서 100℃로 1시간 동안 건조시켰다. 건조된 미소구체를 스퍼터링 장치의 진공 쳄버 속의 입자 교반기 장치내에 두었다. 진공 쳄버를 5 × 10^-5 토르(1 mPa)의 압력으로 배기시키고, 아르곤 스퍼터링 가스를 도입시켜 공칭 압력(nominal pressure)이 5 밀리토르(0.7 Pa)가 되도록 하였다. 이후에, 은 증착을 50 와트의 양이온 스퍼터 분말을 적용시켜 개시하였다. 입자 교반기 샤프트는 은 증착 공정 동안에 약 4 rpm으로 회전하였다. 분말을 20시간 후 정지시켰다. 쳄버를 공기로 다시 채우고 은 피복된 입자를 제거하였다. 은 스퍼터 표적 중량 손실은 25.66 g이었다. 교반기의 포획 효능을 기본으로 하여, 중공 미소구체에 코팅된 은의 양은 40 nm의 은 코팅의 두께에 상응하는, 대략 70중량 퍼센트인 것으로 계산되었다.

실시예 2

두께가 1.27 cm인 12.7 cm × 20.32 cm 직사각형 스테인레스 강 304 표적을 사용하고, 양이온성 분말을 500 와트로 증가시키는 것을 제외하고는, 실시예 1의 과정을 반복하여 스테인레스 강-피복된 전도성 중공 미소구체를 생성하였다. 스테인레스 강 코팅의 계산된 두께는 38 nm이었다.

실시예 3

MP14 공중합체 미소구체로서 Guangzhou Eco. 및 Chemie Trading Co. Ltd.로부터 입수한 아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴 공중합체 탄성 중공 미소구체(40 mL, 0.3 g의 0.01 g/mL, 평균 입자 직경 20-100 마이크론, 중국)를 사용하고 실시예 1의 과정을 반복하여 은-피복된 중공 공중합체 미소구체를 수득하였다. 은 코팅의 계산된 두께는 27 nm이었다.

실시예 4

스테인레스 강 304 표적을 사용하고 양이온성 분말을 500 와트로 증가시키는 것을 제외하고는, 실시예 3의 과정을 반복하여 스테인레스 강 304-피복된 전도성 중공 미소구체를 생성하였다. 스테인레스 강 코팅의 계산된 두께는 30 nm이었다.

비교 실시예 A

비교 실시예 A는 SANLIAN 4# 니켈 분말(35 마이크론 평균 입자 직경, 제조원: Shanghai Xuyu Powder Metallurgy Co., Ltd., 중국 상하이 소재)이었다.

비교 실시예 B

비교 실시예 B는 은-피복된 유리 버블(15 마이크론 평균 입자 직경)이었다.

[표 1]

실시예 5

탄성 중합체성 중공 미소구체, PM6550은 Sphere One Inc.(테네시주 챠타누가 소재)로부터 입수하였다. 이는 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 취입제로서 이소펜텐의 공중합체(입자 크기 분포: d₁₀ = 35.07 μm, d₅₀ = 73.11 μm, d₉₀ = 114.74 μm)이다. 40 mL의 중합체성 버블(0.72 g)을 대류식 오븐 속에서 100℃로 1시간 동안 건조시켰다. 건조된 미소구체를 입자 교반 장치 속에 스퍼터링의 진공 쳄버 속에 두었다. 진공 쳄버를 5 × 10^-5 토르(1 mPa) 미만으로 배기시키고, 아르곤 스퍼터링 가스를 도입하여 압력이 약 10 밀리토르(0.7Pa)에 이르도록 하였다. 이후에, 은 증착을 50 와트의 양이온성 스퍼터링 분말을 적용시켜 개시하였다. 입자 교반기 샤프트를 은 증착 공정 동안 약 4 rpm으로 회전시켰다. 분말을 10시간 후 중지시켰다. 쳄버를 공기로 다시 채우고 은-피복된 입자를 제거하였다. 은 스퍼터 표적 중량 손실은 10.82 g이었다. 교반기의 포획 효능을 기준으로 하여, 중공 미소구체 위에 코팅된 은의 두께는 30 nm인 것으로 계산되었다.

실시예 6 내지 실시예 8

아르곤 스퍼터링 가스를 실시예 6에서 약 25 밀리토르(3.3 Pa)의 압력, 실시예 7에서 50 밀리토르(6.7 Pa)의 압력, 및 75 밀리토르(10 Pa)의 압력에 이르도록 도입시켰다. 은 표적 중량 손실은 각각 16.07 g, 15.06 g, 및 18.65 g이었다. 코팅 기간을 변화시켜 30 nm의 상응하는 은 코팅 두께를 수득하였다.

탄성 시험을 표 2(하기)에 기록된 코팅된 중공 구체에 대해 수행하였다.

[표 2]

비교 실시예 C

전도성 접착제 전사 테이프는 점착부여제(Quick Stick Enterprise Co., Ltd.(타이완 소재)으로부터 상업적으로 이용가능함)와 예비 혼합된 177g의 QS1617 아크릴 접착제, 1.4g의 3C75(Quick Stick Enterprise Co., Ltd.로부터 상업적으로 이용가능한 가교결합제), 및 28.5g의 에틸 아세테이트를 고 전단 조건 하에 1시간 동안 혼합하여 결합시킴으로써 제조하였다. 다음에, 74g의 SANLIAN 4# 니켈 분말을 30분 동안 연속된 혼합으로 가하였다. 수득되는 혼합물을 196 마이크론의 습윤 코팅 두께에서 3-mil 폴리에스테르 필름 상에 수동으로 코팅하고, 오븐 속에서 105℃로 10분 동안 건조시켰다. 코팅된 필름을 공기 속에서 냉각시키고 폴리에스테르 필름 라이너로 적층시켰다.

실시예 9

PM6550 중공 미소구체(1500 mL, 27.64 g)를 2000 mL 입자 교반기 장치를 사용하여 은으로 코팅하였다. 은을 150 와트의 양이온성 분말을 46시간 동안 적용시켜 50 밀리토르(6.7Pa)의 아르곤 공정 압력에서 코팅시켰다. 은 피복된 중공 미소구체 분말을 저항 및 탄성에 대해 시험하였다.

실시예 9의 경우, 니켈 분말을 1.4 g의 상기 제조된 은-코팅된 PM6550 중공 미소구체로 대체하는 것을 제외하고는, 비교 실시예 C의 과정을 반복하였다.

이들 전도성 접착제 전사 테이프의 특징은 표 3(하기)에 기록한다.

[표 3]

비교 실시예 D

실리콘 개스킷은 50 g의 KET-187A/B(A:B=1:1) 경화성 실리콘 수지(크실렌 중 80 중량% 고체, 제조원: Shin-Etsu Silicone Taiwan Co., Ltd, 타이완 소재), 50 g의 크실렌, 및 74 g의 SANLIAN 4# 니켈 분말(입자 크기 분포: d₁₀ = 18.96 μm, d₅₀ = 45.06 μm, d₉₀ = 73.98 μm, 제조원: Shanghai Xuyu Powder Metallurgy Co., Ltd., 중국 상하이 소재)을 10분 동안 고 전단 조건하에서 혼합하여 결합시킴으로써 제조하였다. 생성되는 혼합물을 1080 섬유유리 40 마이크론-두께의 섬유유리 메쉬 상에 침지 코팅(dip coating)하고 120℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성되는 실리콘 개스킷(섬유유리 메쉬 포함)은, 두께가 1.35 mm이었다.

실시예 10

니켈 분말을 2.5 g의 실시예 9로부터의 은 코팅된 PM6550으로 대체하는 것을 제외하고는, 비교 실시예 D의 과정을 반복하였다.

실시예 11

74 g의 SANLIAN 4# 니켈 분말을 35 g의 SANLIAN 4# 니켈 분말(입자 크기 분포: d₁₀ = 18.96 μm, d₅₀ = 45.06 μm, d₉₀ = 73.98 μm) 및 실시예 9로부터의 1.5 g의 전도성 탄성 중공 미소구체로 혼합된 36.5 g의 하이브리드 전도성 혼합물로 대체하는 것을 제외하고는, 비교 실시예 D의 과정을 반복하였다.

비교 실시예 D 및 실시예 10 내지 실시예 11의 실리콘 개스킷의 특성은 표 4 및 표 5(하기)에 기록한다.

[표 4]

[표 4]

본 개재내용에 대한 다른 변경 및 변형이 첨부된 특허청구범위에 더 특별하게 기술되는, 본 개재내용의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 실시될 수 있다. 다양한 구현예의 국면들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있거나 또는 다양한 구현예의 다른 국면과 결합될 수 있음이 이해된다. 특허증을 위한 상기 출원에서 모든 인용된 참고 문헌, 특허 또는 특허 출원들은 그 전체 내용이 일관된 방식으로 본원에 참조로 혼입된다. 혼입된 참고 문헌의 부분들과 본 출원 사이에 불일치나 모순이 있는 경우, 앞의 설명의 정보가 조정할 것이다. 당해 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자가 특허청구된 개재내용을 실시할 수 있도록 하기 위해 제공한 앞의 설명은 특허청구범위 및 이에 대한 모든 등가물에 의해 한정되는, 본 개재 내용의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

1. 탄성 중합체성 중공 미소구체를 둘러싸고 있는 전도성 층을 포함하는, 전도성 탄성 중공 미소구체.
2. 제1항에 있어서, 탄성 중합체성 중공 미소구체가 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴의 공중합체를 포함하는, 전도성 탄성 중공 미소구체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전도성 층이 은 또는 스테인레스 강을 포함하는, 전도성 탄성 중공 미소구체.
4. 절연 접착제 성분; 및
   제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 다수의 전도성 탄성 중공 미소구체를 포함하는, 접착제 조성물.
5. 제4항에 있어서, 절연 접착제 성분이 아크릴 접착제 또는 실리콘 접착제 중의 적어도 하나를 포함하는, 접착제 조성물.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 접착제 조성물이 감압성 접착제인, 접착제 조성물.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 감압성 접착제가 전도성 충전제 입자를 추가로 포함하는, 접착제 조성물.
8. 제1 기판의 제1 주요 표면에 박리가능하게 부착되는, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 접착제 조성물의 층을 포함하는, 접착제 제품.
9. 제8항에 있어서, 제2 기판을 추가로 포함하고, 여기서 접착제 조성물의 층이 제2 기판의 주요 표면에 박리가능하게 부착되며, 여기서 접착제 조성물의 층이 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는, 접착제 제품.
10. 제9항에 있어서, 기판이 제1 주요 표면과 대치되는 제2 주요 표면을 갖고, 여기서 접착제 조성물의 층이 제1 기판의 제2 주요 표면에 박리가능하게 부착되는, 접착제 제품.
11. 탄성 유기 미소구체의 표면 상에 금속의 실질적으로 균일하고 완전한 층이 증착되기에 적어도 충분한 시간 동안, 포괄적인 1.33 파스칼 내지 13.33 파스칼의 범위의 압력에서 탄성 중합체성 중공 미소구체를 금속의 증기와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 탄성 유기 미소구체가 중공인 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 압력이 2 파스칼 내지 6.67 파스칼의 범위인 방법.
14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 압력이 3.33 파스칼 내지 6.67 파스칼의 범위인 방법.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 금속의 증기가 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 생성되는 방법.

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