KR20170128345A - 점착 시트 - Google Patents

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KR20170128345A
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린텍 오브 아메리카, 인크.
린텍 가부시키가이샤
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Abstract

점착 시트이며, 상기 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트와, 점착제를 함유하는 점착제층을 갖고, 상기 카본 나노튜브 시트는, 복수의 카본 나노튜브가 시트의 면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖고, 상기 점착제층이 경화성인, 점착 시트.

Description

점착 시트
본 발명은 점착 시트에 관한 것이다.
종래, 카본 나노튜브를 사용한 시트가 알려져 있다. 이러한 카본 나노튜브 시트는, 도전성, 발열성 및 면 내의 이방성 등의, 다른 재료에 없는 특징을 갖고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 카본 나노튜브를 포함하는 나노파이버 시트가 개시되어 있다.
또한 예를 들어, 특허문헌 2에는, 적어도 1매의 드론 구조 카본 나노튜브 필름과, 지지체와, 피복막을 구비하는 보호 구조체를 갖는 카본 나노튜브 구조체가 개시되어 있다. 특허문헌 2에 개시된 발명에 있어서는, 카본 나노튜브 필름을 기막에 견고하게 고정시키기 위하여 점착층이 사용되고 있다.
일본 특허 공표 제2008-523254호 공보 일본 특허 제5255021호 공보
그러나, 이러한 카본 나노튜브 시트의 실용화에는, 예를 들어 기계 또는 디바이스 등에 용이하게 적용할 수 있거나 하는 특징을, 2차 가공에 의해 카본 나노튜브 시트에 대하여 더하는 것이 요구된다. 또한, 실용화에는, 예를 들어 상기한 카본 나노튜브 시트 자체의 특이한 특징을 손상시키지 않는 것 그리고 카본 나노튜브 시트의 가공품 취급성 및 적용 후의 안정성이 양호한 것 등이 필요하다.
본 발명의 목적은, 카본 나노튜브 시트의 실용화에 적합한 점착 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트와, 점착제를 함유하는 점착제층을 갖고, 상기 카본 나노튜브 시트는, 복수의 카본 나노튜브가 시트의 면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖고, 상기 점착제층이 경화성이다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 점착제층은 에너지선 경화성인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상기 카본 나노튜브가 평균 직경 1㎛ 이상 300㎛ 이하인 섬유상으로 집합된 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상온 액체의 물질의 증기 또는 입자에 카본 나노튜브 시트를 노출시키는 처리가 실시된 시트인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 점착제층은 무기 충전제를 더 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 무기 충전제는, 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트와, 점착제를 함유하는 점착제층을 갖고, 상기 카본 나노튜브 시트는, 복수의 카본 나노튜브가 시트의 면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖고, 상기 점착 시트의 광선 투과율이 70％ 이상이다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상기 카본 나노튜브가 평균 직경 1㎛ 이상 300㎛ 이하인 섬유상으로 집합된 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상온 액체의 물질의 증기 또는 입자에 카본 나노튜브 시트를 노출시키는 처리가 실시된 시트인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 카본 나노튜브를 실 또는 리본상으로 한 선상체를, 시트상으로 다수 배열하여 얻은 시트인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 점착제층은 무기 충전제를 더 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 점착 시트에 있어서, 상기 무기 충전제는, 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 카본 나노튜브 시트의 실용화에 적합한 점착 시트가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 점착 시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 형태에 관한 점착 시트의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시 형태에 관한 점착 시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 형태에 관한 점착 시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 형태에 관한 점착 시트의 단면도이다.
도 6은 실시예에 관한 카본 나노튜브를 포함하는 리본의 형성 공정을 나타내는 개념도이다.
도 7a는 실시예에 관한 점착 시트의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 7b는 실시예에 관한 점착 시트의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 7c는 실시예에 관한 점착 시트의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 7d는 실시예에 관한 점착 시트의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
[점착 시트]
〔제1 실시 형태〕
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 점착 시트(1A)는 카본 나노튜브 시트(10)와, 점착제를 함유하는 점착제층(20)을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 점착 시트(1A)는 카본 나노튜브 시트(10)의 제1 면(11)(이하, 「제1 시트면(11)」이라고 하는 경우도 있다)과, 점착제층(20)의 제1 면(21)(이하, 「제1 점착면(21)」이라고 하는 경우도 있다)이 인접하고 있다.
카본 나노튜브 시트(10)에 점착제층(20)이 적층되어 있음으로써, 카본 나노튜브 시트(10)의 파단이 방지된다. 또한, 피착체에 대한 부착이 용이한 점착 시트가 된다.
(카본 나노튜브 시트)
카본 나노튜브 시트(10)는 복수의 카본 나노튜브가, 시트면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖는다.
본 명세서에 있어서, 「카본 나노튜브가 시트면 내의 일 방향으로 정렬된 상태」란, 카본 나노튜브가 시트면 내의 일 방향을 따라 정렬된 상태이며, 예를 들어 카본 나노튜브의 장축이, 시트면 내의 일 방향과 평행해지도록 정렬된 상태를 들 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「우선적으로 정렬된 상태」란, 당해 정렬된 상태가 주류임을 의미한다. 예를 들어, 상기한 바와 같이 카본 나노튜브의 장축이, 시트면 내의 일 방향과 평행해지도록 정렬된 상태인 경우, 당해 정렬 상태가 주류라면, 일부의 카본 나노튜브는, 카본 나노튜브의 장축이, 시트면 내의 일 방향과 평행해지도록 정렬된 상태가 아니어도 된다.
카본 나노튜브 시트(10)는 예를 들어 카본 나노튜브의 포레스트(카본 나노튜브를, 기판에 대하여 수직 방향으로 배향하도록, 기판 위에 복수 성장시킨 성장체이며, 「어레이」라고 칭해지는 경우도 있다)로부터, 분자간력에 의해 집합된 카본 나노튜브를 시트의 상태로 인출하여 기판으로부터 분리함으로써 얻어진다. 카본 나노튜브를 시트의 상태로 인출할 때는, 포레스트의 폭 전체로부터 인출해도 되고, 포레스트의 폭의 일부로부터 인출해도 된다. 카본 나노튜브를 시트의 상태로 인출하는 경우의 시트 폭은, 포레스트의 폭 및 시트의 인출 폭에 따라, 적절히 조정할 수 있다.
카본 나노튜브 시트(10)는 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조라면, 단위 면적당 카본 나노튜브가 존재하는 면적이 감소되기 때문에, 카본 나노튜브 시트(10)를 피착체와 점착제층(20) 사이에 개재시켜 점착 시트(1A)를 피착체에 부착하는 경우에 있어서, 점착 시트(1A)의 피착체에 대한 점착성을 향상시킬 수 있다. 카본 나노튜브 시트(10)는 예를 들어 카본 나노튜브의 포레스트로부터의 인출에 의해 제조한 경우에는, 시트면 내의 일 방향으로 정렬된 상태의 카본 나노튜브가 카본 나노튜브 시트에 균일하게 포함되어 있다. 후술하는 바와 같이, 이러한 카본 나노튜브 시트에, 프리스탠딩(자립) 상태에서의 증기 등에 대한 폭로를 한 경우에는, 카본 나노튜브 시트에 균일하게 포함되어 있는 카본 나노튜브가, 국소적으로 미세한 다발이 되어, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조가 형성된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 카본 나노튜브 시트(10)를 꼬아서 사상으로 한 사상체는, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조이며, 이것을 다수 배열함으로써, 카본 나노튜브 시트(10)는 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 갖는 것이 된다.
카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조의 평균 직경(복수의 구조의 직경의 평균)은, 바람직하게는 1㎛ 이상 300㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상 150㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상 50㎛ 이하이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조의 평균 직경이란, 당해 구조의 외측의 원주의 평균 직경을 가리킨다.
카본 나노튜브 시트(10)는 고밀도화 처리가 실시된 시트여도 된다.
본 명세서에 있어서 「고밀도화 처리」란, 카본 나노튜브 시트(10)를 번들링(카본 나노튜브 시트(10)를 구성하는 카본 나노튜브에 대하여, 근접하는 복수의 카본 나노튜브가 다발이 된 상태로 하는 것)하거나, 두께 방향의 카본 나노튜브의 존재 밀도를 올리거나 하는 처리를 의미한다.
카본 나노튜브 시트(10)에 고밀도화 처리를 실시함으로써, 바람직하게는 번들링을 실시함으로써, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 형성시켜도 된다.
고밀도화 처리로서는, 예를 들어 상온 액체의 물질(예를 들어, 물, 알코올류(예를 들어, 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알코올 등), 케톤류(예를 들어, 아세톤 및 메틸에틸케톤 등) 및 에스테르류(예를 들어, 아세트산에틸 등) 등)의 증기에, 프리스탠딩의 카본 나노튜브 시트(10)를 노출시키는(폭로하는) 처리에 의한 번들링 및 상온 액체의 물질의 입자(에어로졸)에, 프리스탠딩의 카본 나노튜브 시트(10)를 노출시키는 처리에 의한 번들링 등을 들 수 있다.
상온 액체의 물질의 입자에 의해 고밀도화 처리를 행하는 경우, 당해 상온 액체의 물질의 입자 직경은 5㎚ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 7.5㎚ 이상 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10㎚ 이상 50㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
카본 나노튜브 시트(10)는 카본 나노튜브를 실 또는 리본상으로 한 선상체를, 시트상으로 다수 배열하여, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 형성시킨 시트여도 된다. 카본 나노튜브 시트(10)가, 상기 선상체를 시트상으로 다수 배열한 시트라면, 점착 시트(1A)의 점착성을 향상시킬 수 있다. 점착성의 한층 더한 향상 및 점착력 유지의 관점에서, 선상체를 다수 배열한 시트로 할 때에는, 점착제층 등의 한쪽의 면 위에 간격을 두고 선상체를 시트상으로 배열하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 카본 나노튜브를 사상으로 한 선상체는, 예를 들어 카본 나노튜브 분산액으로부터의 방사 및 카본 나노튜브 시트에, 비틀림을 수반한 꼬임을 가하는 것 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 카본 나노튜브를 리본상으로 한 선상체는, 예를 들어 카본 나노튜브 시트에 비틀림을 수반하지 않는 꼬임을 가하는 것 등에 의해 형성할 수 있다. 카본 나노튜브를 리본상으로 한 선상체는, 카본 나노튜브가 비틀린 구조를 갖지 않는다. 선상체의 굵기의 균일성을 높이는 관점에서, 선상체는, 카본 나노튜브를 사상으로 한 선상체가 바람직하다. 또한, 선상체에 있어서의 카본 나노튜브의 순도를 높이는 관점에서, 카본 나노튜브 시트에 비틀림을 수반한 꼬임을 가하여 사상으로 한 선상체가 바람직하다.
또한, 카본 나노튜브 시트(10)는 포레스트로부터 인출하여 제조된 시트가 복수 적층된 적층체여도 된다. 카본 나노튜브 시트(10)가 적층체임으로써, 시트 저항이 낮은 시트를 얻을 수 있다. 이 경우, 카본 나노튜브 시트(10)는 고밀도화 처리를 한 카본 나노튜브 시트가 복수 적층된 적층체여도 되고, 포레스트로부터 인출하여 제조된 시트가 복수 적층된 적층체를 고밀도화 처리해도 된다. 또한, 고밀도화 처리를 한 카본 나노튜브 시트(10)가 복수 적층된 적층체를 재차 고밀도화 처리해도 된다.
카본 나노튜브 시트(10)의 두께는, 점착 시트(1A)의 용도에 따라 적절히 결정된다. 예를 들어, 카본 나노튜브 시트(10)를 피착체와 점착제층 사이에 개재시켜 점착 시트를 피착체에 부착하는 경우의 점착성의 관점에서, 카본 나노튜브 시트(10)의 두께 t10(도 1 참조)은 0.01㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 이상 75㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
(점착제층)
점착제층(20)은 경화성이다. 점착제층이 경화됨으로써, 카본 나노튜브 시트(10)를 보호하기에 충분한 경도가 점착제층(20)에 부여되어, 점착제층(20)은 보호막으로서 기능한다.
단시간에 간편하게 경화할 수 있는 점에서, 점착제층(20)은 자외선, 가시 에너지선, 적외선 및 전자선 등의 에너지선 경화성인 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「에너지선 경화」에는, 에너지선을 사용한 가열에 의한 열 경화도 포함된다.
에너지선에 의한 경화의 조건은, 사용하는 에너지선에 따라 상이하지만, 예를 들어 자외선 조사에 의해 경화시킨 경우, 자외선의 조사량은 10mJ/㎠ 이상 3,000mJ/㎠ 이하, 조사 시간은 1초 이상 180초 이하인 것이 바람직하다.
점착제층(20)을 구성하는 점착제는, 점착제층(20)에 경화성을 부여하는 점착제라면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 점착제로서는, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 실리콘계 점착제 및 폴리비닐에테르계 점착제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 점착제층(20)을 구성하는 점착제는, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제 및 고무계 점착제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 것이 바람직하고, 아크릴계 점착제인 것이 보다 바람직하다.
아크릴계 점착제로서는, 예를 들어 직쇄의 알킬기 또는 분지쇄의 알킬기를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 중합체 및 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 아크릴계 중합체 등을 들 수 있다. 여기서 「(메트)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」의 양쪽을 나타내는 단어로서 사용하고 있으며, 다른 유사 용어에 대해서도 마찬가지이다.
전술한 아크릴계 중합체가 공중합체인 경우, 공중합의 형태로서는, 특별히 한정되지 않는다. 아크릴계 공중합체로서는, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 또는 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 된다.
이들 중에서도, 본 실시 형태에서 사용하는 아크릴계 점착제로서는, 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트 (a1')(이하, 「단량체 성분 (a1')」라고도 한다)에서 유래하는 구성 단위 (a1) 및 관능기 함유 단량체 (a2')(이하, 「단량체 성분 (a2')」라고도 한다)에서 유래하는 구성 단위 (a2)를 포함하는 아크릴계 공중합체가 바람직하다.
또한, 당해 아크릴계 공중합체는, 단량체 성분 (a1') 및 단량체 성분 (a2') 이외의 그 밖의 단량체 성분 (a3')에서 유래하는 구성 단위 (a3)을 더 포함하고 있어도 된다.
단량체 성분 (a1')이 갖는 알킬기의 탄소수로서는, 점착 특성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 4 내지 8, 더욱 바람직하게는 4 내지 6이다. 단량체 성분 (a1')로서는, 예를 들어 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트 및 스테아릴(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 단량체 성분 (a1') 중에서도, 부틸(메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 부틸(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
구성 단위 (a1)의 함유량은, 상기 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 50질량％ 이상 99.5질량％ 이하, 보다 바람직하게는 55질량％ 이상 99질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 60질량％ 이상 97질량％ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 65질량％ 이상 95질량％ 이하이다.
단량체 성분 (a2')로서는, 예를 들어 히드록시기 함유 단량체, 카르복시기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체, 아미노기 함유물 단량체, 시아노기 함유 단량체, 케토기 함유 단량체 및 알콕시실릴기 함유 단량체 등을 들 수 있다. 이들 단량체 성분 (a2') 중에서도, 히드록시기 함유 단량체와 카르복시기 함유 단량체가 바람직하다.
히드록시기 함유 단량체로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸(메트)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트가 바람직하다.
카르복시기 함유 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산 및 이타콘산 등을 들 수 있고, (메트)아크릴산이 바람직하다.
에폭시기 함유 단량체로서는, 예를 들어 글리시딜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 아미노기 함유물 단량체로서는, 예를 들어 디아미노에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 시아노기 함유 단량체로서는, 예를 들어 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
구성 단위 (a2)의 함유량은, 상기 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 이상 40질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0질량％ 이상 30질량％ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 1.5질량％ 이상 20질량％ 이하이다.
단량체 성분 (a3')로서는, 예를 들어 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 이미드(메트)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린 등의 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트, 아세트산비닐 및 스티렌 등을 들 수 있다.
구성 단위 (a3)의 함유량은, 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 0질량％ 이상 40질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0질량％ 이상 30질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0질량％ 이상 25질량％ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 0질량％ 이상 20질량％ 이하이다.
또한, 상술한 단량체 성분 (a1')은, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 상술한 단량체 성분 (a2')은, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 상술한 단량체 성분 (a3')은, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
아크릴계 공중합체는 가교되어 있어도 된다. 가교제로서는, 예를 들어 공지의 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 아지리딘계 가교제 및 금속 킬레이트계 가교제 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 공중합체를 가교하는 경우에는, 단량체 성분 (a2')에서 유래하는 관능기를, 가교제와 반응하는 가교점으로서 이용할 수 있다.
점착제층(20)을 구성하는 점착제층 형성용 조성물은, 상기 점착제 이외에도, 에너지선 경화성의 성분을 함유하는 것이 바람직하다.
에너지선 경화성의 성분으로서는, 예를 들어 에너지선이 자외선인 경우에는, 예를 들어 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 에톡시화이소시아누르산트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타디엔디메톡시디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 올리고에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 변성 (메트)아크릴레이트 및 폴리에테르(메트)아크릴레이트 등의, 1분자 중에 자외선 중합성의 관능기를 2개 이상 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 아크릴계 점착제에 있어서, 아크릴계 공중합체에 있어서의 단량체 성분 (a2')에서 유래하는 관능기와 반응하는 관능기와, 에너지선 중합성의 관능기를 1분자 중에 갖는 화합물을 사용하여, 당해 화합물의 관능기와, 아크릴계 공중합체에 있어서의 단량체 성분 (a2')에서 유래하는 관능기를 반응시켜, 아크릴계 공중합체의 측쇄가 에너지선 조사에 의해 중합 가능한 구성으로 되어도 된다. 아크릴계 점착제 이외에도, 주제가 되는 공중합체 이외의 공중합체 성분으로서, 마찬가지로 측쇄가 에너지선 중합성인 성분을 사용해도 된다.
점착제층(20)이 에너지선 경화성인 경우에는, 점착제 조성물이 광중합 개시제를 포함함으로써, 점착제층(20)이 에너지선 조사에 의해 경화되는 속도를 높일 수 있다. 광중합 개시제로서는, 예를 들어 벤조페논, 아세토페논, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인벤조산, 벤조인벤조산메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티오크산톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디페닐술파이드, 테트라메틸티우람모노술파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤질, 디벤질, 디아세틸, 2-클로로안트라퀴논, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤조티아졸-N,N-디에틸디티오카르바메이트 및 올리고{2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-프로페닐)페닐]프로파논} 등을 들 수 있다.
에너지선 경화성의 성분은, 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
점착제층(20)을 구성하는 점착제층 형성용 조성물은 무기 충전제를 더 함유하고 있어도 된다. 무기 충전제를 함유함으로써, 경화 후의 점착제층(20)의 경도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 점착제층(20)의 열 전도성이 향상된다. 또한, 피착체가 유리를 주성분으로 하는 경우에, 점착 시트와 피착체의 선팽창 계수를 접근할 수 있고, 이에 의해, 점착 시트를 피착체에 부착 및 경화하여 얻은 장치의 신뢰성이 향상된다.
무기 충전제로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나, 탈크, 탄산칼슘, 티타늄 화이트, 벵갈라, 탄화규소 및 질화붕소 등의 분말, 이들을 구형화한 비즈, 단결정 섬유 및 유리 섬유 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 실리카 필러 및 알루미나 필러가 바람직하다. 무기 충전제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
무기 충전제는 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식(커플링)되어 있는 것이 바람직하다.
경화성 관능기로서는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 글리시딜기, 에폭시기, 에테르기, 에스테르기 및 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기 등을 들 수 있다. 이들 경화성 관능기를 갖는 화합물로서는, 예를 들어 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
피막의 내붕괴성(피막의 강도)이 유지되기 쉬운 점에서, 무기 충전제는, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기 등의 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는 것이 보다 바람직하다.
에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식된 무기 충전제이면, 예를 들어 점착 시트를 유리 등의 피착체에 부착 및 경화하여 얻은 층이 강인해져, 경화층이 형성된 창 및 거울 등의 당해 경화층에, 흡반을 부착하고 박리할 때 등에, 피막이 붕괴되는 것을 회피하는 것이 용이해진다.
점착제층(20)이 당해 표면 수식된 무기 충전제를 함유하는 경우에는, 점착제층(20)은 별도 에너지선 경화성의 성분을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 점착 시트(1A)에 있어서, 무기 충전제의 함유량은, 점착제층 형성용 조성물 전체에 대하여, 0질량％ 이상 95질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5질량％ 이상 90질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10질량％ 이상 80질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
경화 후의 점착제층(20)의 연필 경도는 HB 이상인 것이 바람직하고, F 이상인 것이 보다 바람직하고, H 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 경화 후의 점착제층(20)이 카본 나노튜브 시트(10)를 보호하는 기능이 더욱 향상되고, 보다 충분히 카본 나노튜브 시트(10)를 보호할 수 있다. 또한, 점착제층(20)이 카본 나노튜브 시트(10)보다도 피착체로부터 먼 위치에 있으며, 또한, 점착제층(20)의 카본 나노튜브 시트(10)가 인접하는 면(제1 점착면(21))과는 반대의 면(제2 면(22)(이하, 「제2 점착면(22)」이라고 하는 경우도 있다))에 후술하는 지지체가 설치되어 있지 않은 경우라도, 점착 시트를 피착체에 부착 후에, 경화 후의 점착제층(20) 자체에 흠이 생기는 것을 방지하는 것이 용이해진다.
또한, 연필 경도는, JIS K 5600-5-4에 준하여 측정된 값이다.
점착제층(20)을 구성하는 점착제에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 그 밖의 성분이 포함되어 있어도 된다. 점착제에 포함될 수 있는 그 밖의 성분으로서는, 예를 들어 유기 용매, 난연제, 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 방부제, 방미제, 가소제, 소포제 및 습윤성 조정제 등을 들 수 있다.
점착제층(20)의 두께는, 점착 시트(1A)의 용도에 따라 적절히 결정된다. 예를 들어, 점착성의 관점에서, 카본 나노튜브 시트(10)의 제1 시트면(11)에 형성된 점착제층(20)의 두께 t20(도 1 참조)은, 3㎛ 이상 150㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
(점착 시트의 제조 방법)
점착 시트(1A)의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 점착 시트(1A)는, 다음과 같은 공정을 거쳐 제조된다.
먼저, 공지의 방법에 의해, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 위에 카본 나노튜브의 포레스트를 형성한다. 이어서, 형성된 포레스트의 단부를 비틀어, 핀셋 등으로 인출함으로써, 카본 나노튜브 시트(10)를 제작한다. 필요에 따라, 제작된 카본 나노튜브 시트(10)에 대하여 고밀도화 처리를 실시한다.
카본 나노튜브 시트(10)와는 별도로, 점착제층(20)을 제작한다. 먼저, 박리 시트 위에 점착제를 도포하여, 도막을 형성한다. 이어서, 도막을 건조시켜, 점착제층(20)을 제작한다.
제작된 점착제층(20)의 제1 점착면(21)에, 카본 나노튜브 시트(10)의 제1 시트면(11)을 접합한다. 그 후, 박리 시트를 박리하면, 점착 시트(1A)가 얻어진다.
점착 시트(1A)는 카본 나노튜브 시트(10)와, 경화성의 점착제층(20)을 갖는다. 피착체에 접합할 때에는, 점착 시트(1A)의 카본 나노튜브 시트(10)측을 피착체에 접합하고, 즉, 제1 점착면(21)과 피착체 사이에 카본 나노튜브 시트(10)를 개재시켜 피착체에 접합해도 되고, 점착 시트(1A)의 제2 점착면(22)을 피착체에 접합해도 된다. 카본 나노튜브 시트(10)의 점착제층(20)이 인접하는 면(제1 시트면(11))과는 반대의 면인 제2 면(12)(이하, 「제2 시트면(12)」이라고 하는 경우도 있다)측에 후술하는 지지체가 존재하지 않는 경우에는 점착 시트(1A)의 카본 나노튜브 시트(10)측을 피착체에 접합하는 것이 바람직하다. 경화된 점착제층(20)에 의해 충분히 보호되어 있지 않아도, 피착체 및 경화된 점착제층(20)의 양쪽에 의해 점착 시트(1A)의 카본 나노튜브 시트(10)가 충분히 보호되기 때문이다. 피착체에 접합한 상태의 점착 시트(1A)는, 경화된 점착제층(20)에 의해 카본 나노튜브 시트(10)가 보호되게 된다. 이에 의해, 점착 시트(1A)의 내충격성이 향상되는 점에서, 실용화에 적합하다고 할 수 있다.
또한, 점착제층(20)을 경화시키면 열 전도성이 오르기 때문에, 점착 시트(1A)를, 예를 들어 디포거(defogger) 등으로서 적합하게 사용할 수 있다. 카본 나노튜브 시트(10)는 면 내를 빠르게 가열할 수 있기 때문에, 점착 시트(1A)를 디포거(defogger)로서 사용하면, 순시에 결로나 동결을 해소할 수 있다. 또한, 경화된 점착제층(20)은 디포거(defogger)에 있어서는 감전 방지에도 기여한다.
본 실시 형태의 점착 시트라면, 카본 나노튜브 시트를 용이하게 기계 또는 디바이스 등에 적용할 수 있다. 또한, 카본 나노튜브 시트의 우수한 열 전도성 및 전기 전도성에 의해, 예를 들어 디포거(defogger), 디아이서(deicer) 및 디스플레이의 분쇄 방지 필름 등의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.
〔제2 실시 형태〕
제2 실시 형태에 관한 점착 시트의 구성에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태의 설명에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소는, 동일 부호나 명칭을 나타내거나 하여, 설명을 생략 또는 간략하게 한다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 구체예도 포함하여, 특별히 언급되지 않는 화합물 등에 대해서는, 제1 실시 형태에서 설명한 화합물 등과 마찬가지의 화합물 등을 사용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 점착 시트(1B)는, 카본 나노튜브 시트(100)와, 점착제를 함유하는 점착제층(200)을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 점착 시트(1B)는, 카본 나노튜브 시트(100)의 제1 시트면(110)(이하, 「제1 시트면(110)」이라고 하는 경우도 있다)과, 점착제층(200)의 제1 점착면(210)(이하, 「제1 점착면(210)」이라고 하는 경우도 있다)이 인접하고 있다.
점착 시트(1B)는 광선 투과율이 70％ 이상이다. 점착 시트(1B)를 피착체에 부착하고, 창이나 거울을 구성한 경우에, 예를 들어 승용차의 창에는, 다른 차량, 보행자, 신호, 표지 및 도로의 상황 등을 분별하는 시인성이 요구되고, 거울에는 조영의 선명성이 요구된다. 점착 시트의 광선 투과율이 70％ 이상이면, 이들 시인성이나 조영의 선명성을 용이하게 얻을 수 있다.
점착 시트(1B)의 광선 투과율은, 바람직하게는 70％ 이상 100％ 이하이고, 보다 바람직하게는 80％ 이상 100％ 이하이다.
또한, 광선 투과율은, 예를 들어 가시-자외 광원 및 분광기를 사용한 광학 투과율 측정기 등을 사용하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 카본 나노튜브 시트(100)는 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조라면, 카본 나노튜브 시트의 광선 투과성이 향상된다. 이에 의해, 점착 시트의 전체 광선 투과율을, 상술한 범위로 유지하는 것이 용이해진다.
본 실시 형태에 있어서, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조의 평균 직경은, 바람직하게는 1㎛ 이상 300㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상 150㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상 50㎛ 이하이다.
본 실시 형태에 있어서, 카본 나노튜브 시트(100)는 고밀도화 처리가 실시된 시트인 것이 바람직하다. 카본 나노튜브 시트의 고밀도화 처리에 의해서도, 카본 나노튜브 시트의 광선 투과성을 향상시킬 수 있고, 점착 시트의 전체 광선 투과율을, 상술한 범위로 유지하는 것이 용이해진다.
본 실시 형태에 있어서, 카본 나노튜브 시트(100)는 카본 나노튜브를 실 또는 리본상의 선상체로 하고, 해당 선상체를 시트상으로 다수 배열하여, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 형성시킨 시트인 것도 바람직하다. 카본 나노튜브 시트(100)가, 상기 선상체를 시트상으로 다수 배열한 시트라면, 점착 시트(1B)의 점착성을 향상시킬 수 있다. 광선 투과율을 제어하는 관점에서, 선상체를 시트상으로 다수 배열한 시트로 할 때에는, 점착제층 등의 한쪽의 면 위에 간격을 두고 선상체를 시트상으로 배열하는 것이 보다 바람직하다. 선상체의 굵기의 균일성을 높이는 관점에서, 선상체는, 카본 나노튜브를 사상으로 한 선상체가 바람직하다.
또한, 카본 나노튜브 시트(100)는 포레스트로부터 인출하여 제조된 시트가 복수 적층된 적층체여도 된다. 카본 나노튜브 시트(100)가 적층체임으로써, 시트 저항이 낮은 시트를 얻을 수 있다. 이 경우, 카본 나노튜브 시트(100)는 고밀도화 처리를 한 카본 나노튜브 시트가 복수 적층된 적층체여도 된다. 또한, 포레스트로부터 인출하여 제조된 시트가 복수 적층된 적층체를 고밀도화 처리해도 된다. 또한, 고밀도화 처리를 한 카본 나노튜브 시트(100)가 복수 적층된 적층체를 재차 고밀도화 처리해도 된다. 혹은, 카본 나노튜브 시트는, 카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 형성시킨 시트가 복수 적층된 적층체여도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 점착 시트(1B)의 광선 투과율을 높이는 것을 보다 용이하게 하는 관점에서, 카본 나노튜브 시트(10)의 두께 t100(도 2 참조)은 0.01㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 이상 75㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 점착제층(200)을 구성하는 점착제는, 특별히 한정되지 않고 점착제로서 공지의 점착제를 적용할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 점착제층(200)은 무기 충전제를 더 함유하는 것이 바람직하고, 상기 무기 충전제는, 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 무기 충전제의 평균 입경은 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전제의 평균 입경이 이러한 범위에 있으면, 점착 시트(1B)의 광선 투과율을 높이는 것을 보다 용이하게 하거나, 점착 시트(1B)의 헤이즈를 작게 하거나 할 수 있다. 무기 충전제의 평균 입경의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 5㎚ 이상인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 점착제층(200)은 경화성이어도 된다. 점착제층이 경화됨으로써, 내충격성이 향상되어, 충격에 의한 점착제층의 변형을 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 점착 시트라면, 카본 나노튜브 시트를 용이하게 기계 또는 디바이스 등에 적용할 수 있다. 또한, 카본 나노튜브 시트의 우수한 열 전도성 및 전기 전도성에 의해, 예를 들어 디포거(defogger), 디아이서(deicer) 및 디스플레이의 분쇄 방지 필름 등의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.
〔실시 형태의 변형〕
본 발명은 상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형이나 개량 등은 본 발명에 포함된다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 실시 형태에서 설명한 부재 등과 동일하면, 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략 또는 간략하게 한다.
예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서, 점착 시트가 지지체를 갖고 있어도 된다.
이 경우, 점착제층의 카본 나노튜브 시트가 인접하는 면과는 반대의 면(제2 면(이하, 「제2 점착면」이라고 하는 경우도 있다))과, 지지체의 제1 면이 인접하고 있어도 된다.
또한, 카본 나노튜브 시트의 제2 시트면(이하, 「제2 시트면」이라고 하는 경우도 있다)과, 지지체의 제1 면이 인접하고 있어도 된다. 이 경우에는, 점착제층의 영향에 의해 제2 시트면에 발현하는 점착성에 의해 지지체를 카본 나노튜브 시트와 접착할 수 있다.
예를 들어, 도 3에는, 상기 제2 실시 형태에 관한 점착 시트(1B)의 제2 점착면(220) 위에 지지체(300)가 적층된(점착 시트(1B)의 제2 점착면(220)과 지지체(300)의 제1 면(310)이 인접한) 점착 시트(1C)가 도시되어 있다.
지지체(300)로서는, 예를 들어 종이, 수지 필름, 경화성 수지의 경화물, 금속박 및 유리 필름 등을 들 수 있다. 수지 필름으로서는, 예를 들어 폴리에스테르계, 폴리카르보네이트계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계 및 아크릴계 등의 수지 필름을 들 수 있다.
지지체(300)의 제2 면(320)에는, 보호성을 강화하기 위하여, 자외선 경화성 수지 등을 사용한 하드 코팅 처리 등이 실시되어 있어도 된다.
또한 예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서, 점착제층의 제2 점착면 위에 박리층이 적층되어 있는 점착 시트여도 된다. 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트의 제2 시트면 위에 적층된 박리층을 더 구비하고 있어도 된다.
예를 들어, 도 4에는, 상기 제1 실시 형태에 관한 점착 시트(1A)의 카본 나노튜브 시트(10)의 제2 시트면(12) 및 점착제층(20)의 제2 점착면(22) 위에 박리층(40)이 적층된 점착 시트(1D)가 도시되어 있다.
박리층(40)으로서는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 취급의 용이함의 관점에서, 박리층(40)은, 박리 기재와, 박리 기재 위에 박리제가 도포되어 형성된 박리제층을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 박리층(40)은, 박리 기재의 편면에만 박리제층을 구비하고 있어도 되고, 박리 기재의 양면에 박리제층을 구비하고 있어도 된다. 박리 기재로서는, 예를 들어 종이 기재, 이 종이 기재에 폴리에틸렌 등의 열 가소성 수지를 라미네이트한 라미네이트지 및 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 종이 기재로서는, 글라신지, 코팅지 및 캐스트 코팅지 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름 그리고 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다. 박리제로서는, 예를 들어 올레핀계 수지, 고무계 엘라스토머(예를 들어, 부타디엔계 수지, 이소프렌계 수지 등), 장쇄 알킬계 수지, 알키드계 수지, 불소계 수지 및 실리콘계 수지 등을 들 수 있다.
박리층(40)의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 통상 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 25㎛ 이상 150㎛ 이하인 것이 바람직하다.
박리제층의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 박리제를 포함하는 용액을 도포하여 박리제층을 형성하는 경우, 박리제층의 두께는 0.01㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.03㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
박리 기재로서 플라스틱 필름을 사용하는 경우, 당해 플라스틱 필름의 두께는 3㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한 예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서, 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트의 제2 시트면 위에도 점착제층을 갖고 있어도 된다.
예를 들어, 도 5에는, 상기 실시 제1 실시 형태에 관한 점착 시트(1A)의 카본 나노튜브 시트(10)의 제1 시트면(11) 및 제2 시트면(12)에, 각각 제1 점착제층(23) 및 제2 점착제층(24)을 갖는 점착 시트(1E)가 도시되어 있다. 제1 점착제층(23) 및 제2 점착제층(24) 중 적어도 어느 것이, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 점착제층(20)과 마찬가지의 점착제를 포함하고 있으면 된다. 제1 점착제층(23)이 함유하는 점착제와, 제2 점착제층(24)이 함유하는 점착제는, 동일해도 되고, 유사해도, 완전히 상이해도 된다. 점착제층(23) 및 점착제층(24) 중 어느 한쪽의, 카본 나노튜브 시트(10)가 인접하는 면과는 반대의 면에, 지지체가 설치되어 있어도 된다.
점착 시트(1E)에 있어서, 제1 시트면(11)에 형성된 제1 점착제층(23)의 두께 t23 및 제2 시트면(12)에 형성된 제2 점착제층(24)의 두께 t24(도 5 참조)는, 각각 독립적으로, 3㎛ 이상 150㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한 점착 시트(1E)에 있어서, 제1 점착제층(23)의 두께 t23과 제2 점착제층(24)의 두께 t24의 합계값(점착제층의 총 두께)은, 10㎛ 이상 300㎛ 이하가 바람직하고, 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
점착 시트(1E)는, 제1 점착제층(23) 및 제2 점착제층(24) 각각을 덮는 박리층(40)을 구비하고 있어도 된다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
[실시예 1]
<카본 나노튜브 시트의 제작>
(카본 나노튜브 포레스트의 제조)
캐리어 가스로서 아르곤 가스, 탄소원으로서 아세틸렌을 사용한, 3개의 노를 구비하는 열 CVD 장치를 사용하여, 촉매 화학 기상 증착법에 의해, 분할된 6인치 실리콘 웨이퍼 위에 카본 나노튜브 포레스트를 형성했다. 카본 나노튜브 포레스트의 높이는 300㎛였다.
(카본 나노튜브 시트의 형성)
카본 나노튜브 포레스트의 단부를 비틀어, 핀셋으로 인출함으로써, 카본 나노튜브 시트를 제작했다. 카본 나노튜브 시트를 2개의 평행한 지지 막대(구리 막대, 직경 2㎜)에 자기 점착성에 의해 걸고, 잉여부를 절단하여 2개의 지지 막대 사이에 덮여 있는 프리스탠딩(자립성)의 카본 나노튜브 시트를 얻었다. 또한, 간격이 좁은 2개의 평행한 지지 막대(구리 막대, 직경 2㎜)를 갖는 지그를 사용하여, 지지 막대 사이에 덮여 있는 프리스탠딩의 카본 나노튜브 시트를 지그의 지지 막대 사이로 다시 옮겨 프리스탠딩의 카본 나노튜브 시트(미개질의 시트)를 얻었다.
(카본 나노튜브 시트의 에어로졸에 대한 폭로)
초음파 가습기를 사용하여 공기를 분산매로 하는 에탄올의 에어로졸을 발생시킨 후, 발생시킨 에어로졸 중에, 프리스탠딩 상태의 미개질 카본 나노튜브 시트를 지그마다 1분간 폭로했다.
그 후, 프리스탠딩 상태의 카본 나노튜브 시트를 실온에서 1분간 방치하고, 카본 나노튜브끼리를 집합시킨 카본 나노튜브 시트(개질된 시트)를 얻었다. 이것을, 박리층으로서의 박리 시트(린텍사제, SP-PET381031) 위로 다시 옮겼다. 개질에 의해, 카본 나노튜브끼리 번들링된 다발(섬유상으로 집합된 구조)의 직경은, 무작위로 추출한 5개소의 평균이 10㎛였다.
<점착제층의 제작>
다음 조성을 갖는 도공액을 조제했다.
i) 필러로서, 메타크릴로일기에 의해 수식된 반응성 실리카(평균 직경 25㎚)를 60질량부,
ⅱ) 중합성 화합물로서, 디펜타에리트리톨폴리아크릴레이트를 40질량부 및
ⅲ) 광중합 개시제(BASF사제 「Irgacure(등록 상표) 184」)를 3질량부.
박리층으로서의 박리 시트(린텍 가부시끼가이샤제, 제품명: SP-PET381031)의 한쪽의 면 위에 상기한 도공액을 도포하고, 나이프 코터를 사용하여, 30㎛의 점착제층을 제작했다. 또한, 반응성 실리카의 평균 입경은, 전자 현미경에 의한 관찰에 있어서, 무작위로 선택한 10개의 반응성 실리카의 입자에 대하여, 최대 길이의 평균을 취한 입경이다.
<점착 시트의 제조>
상기 개질된 카본 나노튜브 시트의 노출면(박리층으로서의 박리 시트와 인접하는 면과는 반대의 면)을, 상기 점착제층의 노출면(박리층으로서의 박리 시트와 인접하는 면과는 반대의 면)에 접합하여, 박리층을 갖는 점착 시트를 얻었다.
[실시예 2]
도공액으로서, 이하의 성분(질량부수는 고형분비)의 혼합물을 유기 용제에 용해한 도공액을 사용하여 점착제층을 제작한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 점착 시트를 얻었다.
(A) 부틸아크릴레이트 55중량부와 메틸메타크릴레이트 10중량부와 글리시딜메타크릴레이트 20중량부와 2-히드록시에틸아크릴레이트 15중량부를 공중합하여 이루어지는 중량 평균 분자량 900,000, 유리 전이 온도 -28℃의 공중합체: 20질량부
(B) 에폭시 수지
(B-1): 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량: 180 내지 200, 연화점:없음, 분자량 약 420): 20질량부
(B-2): 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량: 800 내지 900, 연화점: 93℃, 분자량 약 1700): 40질량부
(B-3): 디시클로펜타디엔 골격 함유 에폭시 수지(닛본 가야쿠(주)제, 상품명: XD-1000-L, 에폭시 당량: 240 내지 250, 연화점: 66℃): 20질량부
(C) 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제(에폭시 경화제)
(C-1): 디시안디아미드(아사히덴카(주)제, 상품명: 하드너 3636AS): 1질량부
(C-2): 2-페닐-4,5-히드록시메틸이미다졸(시코쿠 가세이 고교(주)제, 상품명: 큐어졸 2PHZ): 1질량부
(D) 에너지선 중합성 화합물
(D-1): 디시클로펜타디엔 골격 함유 에너지선 중합성 화합물(닛본 가야쿠(주)제, 상품명: KAYARAD R-684)(분자량 304): 10질량부
(E) 광중합 개시제: 1-히드록시시클로헥실페닐케톤: 0.3질량부
(F) 기타 가교제: 방향족계 폴리이소시아나토(톨루일렌디이소시아나토의 트리메틸올프로판 부가물): 0.3질량부
[비교예 1]
아크릴산 2-에틸헥실 77질량부, 메타크릴산메틸 20질량부 및 아크릴산 2-히드록시에틸 3.0질량부를 공중합하여 얻은 아크릴계 공중합체의 용액(중량 평균 분자량: 70만, 유리 전이 온도: -60℃, 농도: 40질량％) 100질량부에, 크실릴렌디이소시아네이트계 가교제의 용액(도요 잉크 세이조사제, 제품명: BHS8515, 농도: 37.5질량％) 1.5질량부, 카르복실기를 갖는 로진 유도체(아라카와 가가쿠 고교(주)제, 파인 크리스탈 KE-604, 연화점 130℃(환구법에 의해 측정된 값)) 1.4질량부 및 메틸에틸케톤(MEK) 30질량부를 첨가하고, 이들을 혼합하여, 도공액을 조제했다. 이 도공액을 사용하고, 점착제층의 제작에 있어서, 박리 시트 대신 두께 25㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하고, 이것을 지지체로 하여, 카본 나노튜브 시트측에 박리층, 점착제층측에 지지체를 갖는 점착 시트를 제작한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 점착 시트를 얻었다.
<점착 시트의 내충격성의 평가>
평가에 앞서, 실시예 1의 점착 시트에 대해서는, 고압 수은 램프를 사용하여, 조사량이 500mJ/㎠가 되도록 자외선을 조사하는 중합 공정을 행했다. 이 중합 공정에 의해, 상기한 점착 시트가 구비하는 점착제층을 경화시켰다. 또한, 실시예 2의 점착 시트에 대해서는, 고압 수은 램프를 사용하여, 조사량 230mJ/㎠로 자외선 조사한 후, 항온조 중에 160℃, 1시간 방치하여 점착제층을 가열 경화시켰다.
실시예 1 및 2 및 비교예 1에서 얻어진 점착 시트로부터, 카본 나노튜브 시트측의 박리층을 제거하고, 카본 나노튜브 시트면을 유리판에 부착했다. 그 후, 실시예 1 및 2에서 얻어진 점착 시트에 대해서는 점착제층측의 박리층도 제거했다.
점착 시트 및 유리판을, 점착제층측을 위로 하고 수평하게 두고, 점착제층(비교예 1에서 얻어진 점착 시트에 대해서는, 지지체) 위에 174g의 강구를 두고 하중을 부여하고, 25℃에서 1시간 그 상태를 유지했다. 하중을 부여하기 전후의, 점착 시트의 하중을 부여하는 부분의 두께를 측정하여, 두께의 변화가 없는 경우를 A, 두께의 변화가 있는 경우를 B라고 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의 점착 시트는, 내충격성이 우수한 시트였다.
[실시예 3]
<카본 나노튜브 시트의 제작>
실시예 1과 마찬가지로 하여, 개질된 카본 나노튜브 시트를 제작했다.
<점착제층의 제작>
다음 조성을 갖는 도공액을 제조했다.
i) 필러로서, 반응성 실리카(닛산 가가꾸사제)를 60질량부,
ⅱ) 중합성 화합물로서, 디펜타에리트리톨폴리아크릴레이트를 40질량부 및
ⅲ) 광중합 개시제(BASF사제 「Irgacure(등록 상표) 184」)를 3질량부.
지지체로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름(두께: 25㎛)의 한쪽의 면 위에 상기한 도공액을, 나이프 코터로, 점착제층으로서의 두께가 30㎛가 되는 양을 도포하여 점착제층을 제작했다.
<점착 시트의 제조>
상기 개질된 카본 나노튜브 시트의 노출면과, 상기 지지체를 갖는 점착제층의 노출면을 접합하여, 박리층을 갖는 점착 시트를 얻었다.
[실시예 4]
<점착 시트의 제조>
(카본 나노튜브 포레스트의 조제)
캐리어 가스로서 아르곤 가스, 탄소원으로서 아세틸렌을 사용한, 3개의 노를 구비하는 열 CVD 장치를 사용하여, 촉매 화학 기상 증착법에 의해, 폭 50㎜의 실리콘 웨이퍼 위에 카본 나노튜브 포레스트를 형성했다. 카본 나노튜브 포레스트의 높이는 300㎛였다.
(카본 나노튜브를 포함하는 리본의 형성)
도 6에 도시한 바와 같이, (a) 포레스트(2)로부터 카본 나노튜브 시트를 인출하는 공정, (b) 인출된 카본 나노튜브 시트를 집속하는 공정, (c) 집속된 카본 나노튜브 시트를 리본상으로 꼬는 공정 및 (d) 리본(5)을 권취하는 공정을, 연속하여 행하여, 카본 나노튜브를 포함하는 리본(5)을 형성했다. 또한, 도 6 및 후술하는 도 7a 내지 도 7d에서는, 각 부재 등을 도면 상에서 인식 가능할 정도의 크기로 하기 위하여, 각 부재 등마다 축척을 적절히 변경하고 있다.
(a) 내지 (d)의 각 공정은, 이하와 같이 행했다.
(a) 포레스트(2)로부터 카본 나노튜브 시트를 인출하는 공정
카본 나노튜브 포레스트(2)의 단부를 비틀어, 핀셋으로 인출함으로써, 7㎜ 폭의 카본 나노튜브 시트를 인출했다.
(b) 인출된 카본 나노튜브 시트를 집속하는 공정
인출된 카본 나노튜브 시트를 직경 5㎜의 금속제의 고리(3)에 통과시켜, 카본 나노튜브 시트를 묶었다.
(c) 집속된 카본 나노튜브 시트를 리본상으로 꼬는 공정
묶인 카본 나노튜브 시트가 금속제의 고리(3)로부터 송출된 앞에, 직경 3㎝의 고무 롤(4)을 더 설치하여, 고무 롤(4)을 축방향으로 진동 운동시켰다. 묶인 시트를, 축방향으로 진동 운동하는 고무 롤(4)에 접하여, 고무 롤(4) 위를 미끄럼 이동하도록 했다. 이 미끄럼 이동에 있어서 발생하는 마찰에 의해, 묶인 카본 나노튜브 시트가 리본상으로 꼬아지도록 했다.
(d) 리본(5)을 권취하는 공정
꼬아진 리본(5)을 보빈(6)에 감아, 카본 나노튜브를 포함하는 리본(5)을 형성했다.
(점착 시트의 제조)
이어서, 상기한 고무 롤에 점착제층을 갖는 재박리성의 시트(7)(MeCan imaging사제, 제품명: MTAR)를, 점착면이 외측을 향하도록 하고 주름이 없도록 감아, 고정했다.
상기 카본 나노튜브를 포함하는 리본(5)을, 상기 점착면의 단부 부근(고무 롤(4)의 단부 부근에 위치하는 점착면)에 부착시킨 후(도 7a), 리본(5)을 풀어내면서 고무 롤(4)로 권취했다(도 7b). 이때, 조금씩 고무 롤(4)을 축과 평행한 방향으로 등속 이동시켜 가, 리본(5)이 등간격으로 나선을 그리면서 고무 롤(4)에 감아지도록 하였다. 고무 롤(4)의 축과 평행하게, 카본 나노튜브를 포함하는 리본(5)과 함께 재박리성의 시트(7)를 절단하여(도 7c), 시트(점착제층)(7) 위에 카본 나노튜브의 리본(5)이 다수 배열된(카본 나노튜브가 섬유상으로 집합된 구조를 갖는) 시트상의 카본 나노튜브 시트를 갖는 점착 시트(1F)를 얻었다(도 7d). 얻어진 점착 시트(1F)에 있어서, 카본 나노튜브 시트를 형성하는 리본(5)의 직경은 20㎛(무작위로 추출한 5개소의 평균값), 배열된 리본(5)의 간격은 1.7㎜였다.
[비교예 2]
카본 나노튜브 시트의 제조에 있어서, 지지 막대 사이에 덮여 있는 프리스탠딩의 카본 나노튜브 시트를 지그의 지지 막대 사이로 다시 옮기는 대신, 박리층으로서의 박리 시트(린텍 가부시끼가이샤제, 제품명: SP-PET381031)의 면 위로 다시 옮기고, 실시예 3과 마찬가지로 하여 점착 시트를 얻었다. 비교예 2에서는, 고밀도화 처리를 행하지 않았다.
<점착 시트의 광선 투과율의 측정>
실시예 3 및 4 및 비교예 2에서 제작한 점착 시트로부터 박리층을 제거하고, 카본 나노튜브 시트면을 유리판에 접합했다.
점착 시트의 광선 투과율은, 가시-자외 광원(상품명: L10290, 하마마츠 포토닉스사제) 및 분광기(상품명: USB2000, 오션옵틱스사제)를 사용한 광학 투과율에 의해 측정했다. 점착 시트의, 카본 나노튜브 시트가 설치되어 있는 측으로부터 광을 조사했다. 광원으로부터 방출되는 파장 λ의 광의 강도를 I0(λ)로 하고, 점착 시트를 투과한 광의 강도를 I(λ)로 하고, 분광기를 사용하여 각각의 값을 측정하여, 광의 강도의 비(I/I0)로부터 파장 λ에 있어서의 투과율 T(λ)를 산출했다. 측정 시에는, 광원으로부터의 광이 점착 시트에 대하여 수직으로 입사하도록 광축을 조정했다. 광선 투과율은, 가시광 영역(380㎚ 내지 760㎚)의 투과율의 평균값에 의해 산출했다. 또한, 광선 투과율은, 별도 계측한 유리판만의 투과율을 투과율 T(λ)로부터 감한 차분을 취했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3 및 4의 점착 시트는, 광선 투과율이 80％ 이상으로, 양호했다.
<산업상 이용가능성>
본 발명은 점착 시트에 이용할 수 있다. 본 발명의 점착 시트라면, 예를 들어 카본 나노튜브 시트를 용이하게 기계 또는 디바이스 등에 적용할 수 있다. 또한, 카본 나노튜브 시트의 우수한 열 전도성 및 전기 전도성에 의해, 예를 들어 디포거(defogger), 디아이서(deicer) 및 디스플레이의 분쇄 방지 필름 등의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 점착 시트이며,
    상기 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트와, 점착제를 함유하는 점착제층을 갖고,
    상기 카본 나노튜브 시트는, 복수의 카본 나노튜브가 시트의 면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖고,
    상기 점착제층이 경화성인, 점착 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 점착제층은 에너지선 경화성인, 점착 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상기 카본 나노튜브가 평균 직경 1㎛ 이상 300㎛ 이하인 섬유상으로 집합된 구조를 갖는, 점착 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상온 액체의 물질의 증기 또는 입자에 카본 나노튜브 시트를 노출시키는 처리가 실시된 시트인, 점착 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착제층은 무기 충전제를 더 함유하는, 점착 시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무기 충전제는, 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는, 점착 시트.
  7. 점착 시트이며,
    상기 점착 시트는, 카본 나노튜브 시트와, 점착제를 함유하는 점착제층을 갖고,
    상기 카본 나노튜브 시트는, 복수의 카본 나노튜브가 시트의 면 내의 일 방향으로 우선적으로 정렬된 구조를 갖고,
    상기 점착 시트의 광선 투과율이 70％ 이상인, 점착 시트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상기 카본 나노튜브가 평균 직경 1㎛ 이상 300㎛ 이하인 섬유상으로 집합된 구조를 갖는, 점착 시트.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 상온 액체의 물질의 증기 또는 입자에 카본 나노튜브 시트를 노출시키는 처리가 실시된 시트인, 점착 시트.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 카본 나노튜브 시트는, 카본 나노튜브를 실 또는 리본상으로 한 선상체를, 시트상으로 다수 배열하여 얻은 시트인, 점착 시트.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착제층은 무기 충전제를 더 함유하는, 점착 시트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 무기 충전제는, 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는, 점착 시트.
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