KR20230004524A - 열 분리형 2 층 점착제 시스템 및 이를 이용한 점착제 디본딩 방법 - Google Patents

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안드레아스 페렌츠
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헨켈 아게 운트 코. 카게아아
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Abstract

본 발명은 열 분리형 2 층 점착제 시스템, 상기 점착제 시스템을 이용한 점착제 디본딩 방법 및 열 분리형 결합된 복합체 바디에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전도성 입자를 갖는 점착제 층을 포함하는 열 분리형 2 층 점착제 시스템에 관한 것이다.

Description

열 분리형 2 층 점착제 시스템 및 이를 이용한 점착제 디본딩 방법
본 발명은 열 분리형 2 층 점착제 시스템, 상기 점착제 시스템을 이용한 점착제 디본딩 방법 및 열 분리형 결합된 복합체 바디에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전도성 입자를 갖는 점착제 층을 포함하는 열 분리형 2 층 점착제 시스템에 관한 것이다.
점착제 결합은 제조된 제품의 조립 및 마감에 통상적으로 사용된다. 이들은 스크류, 볼트 및 리벳과 같은 기계적 파스너 대신 사용되어, 가공 비용을 줄이고, 제조 공정에서 더 큰 적응성을 제공한다. 점착제 결합은 응력을 고르게 분산시키고, 피로의 가능성을 줄이며, 부식성 종으로부터 조인트를 밀봉한다.
그러나 점착제 결합을 쉽게 분리할 수 있는 능력은 많은 이점을 제공한다. 디본딩 (debonding), 즉 점착제 결합의 해제는 예를 들어 수리, 개조, 교체 또는 보수 작업을 허용하기 위해 임시 구조물 또는 이전에 결합된 물품의 조립체를 분해할 필요가 있을 때 바람직할 수 있다. 단순화된 분리 절차는 또한 접착식으로 결합된 물품 및 구조물로부터 재료 및 구성요소의 수명 종료 재활용을 용이하게 한다. 더욱이, 가역적 결합은 패키징 또는 배송 동안 물품을 확보하는데 사용하기에 유리하다.
존재하는 분리 전략은 전형적으로 고온 및 공격적인 화학물질을 요구하는 시간 소모적인 화학적 절차를 수반한다. 이러한 기술의 예는 U.S. Pat. No. 4,171,240 (Wong), U.S. Pat. No. 7,407,704 (Kirsten) 및 U.S. Pat. No. 4,729,797 (Linde et al.) 에 기재되어 있다. 이러한 기술은, 일반적으로 효과적이지만, 상당히 가혹하고 분리되는 물체를 손상시킬 수 있어서 많은 응용에 적합하지 않게 한다.
기판으로부터 보다 용이하게 제거되는 물질을 제공하기 위해, 선행 기술은 화학적 분해에 민감한 연결을 함유하는 반응성 단량체, 예를 들어 열적으로 불안정한 연결 또는 열적으로 가역적인 가교를 함유하는 경화성 수지로부터 형성된 점착제를 기술한다. 이들 특별하게 제조된 물질은 기판으로부터 보다 용이하게 절단되지만, 이들은 여전히 섬세한 기판 또는 인접한 점착제 결합에 가혹한 조건을 필요로 한다.
전기적으로 디본딩 가능하고 이온성 성분을 함유하는 점착제는 물론 고체에서 전도성을 생성할 수 있는 다양한 이온성 액체가 공지되어 있다. 예를 들어, DE 102012 203 794 A1 은 전기 전압의 인가시 디본딩 가능한 이온성 전기 전도성 성분을 함유하는 폴리아미드에 기초한 핫 멜트 점착제를 기재하고 있다. EP 3262132 A1 은 이소시아네이트-작용성 폴리우레탄 중합체 및 유기 또는 무기 염을 포함하는 반응성 핫 멜트 점착제 조성물로서, 이는 전기 전압의 인가시 적어도 부분적으로 접착성을 상실하고, 따라서 상기 점착제를 사용하여 결합된 기판의 디본딩을 허용하는 조성물을 개시한다.　
따라서, 개선된 점착제 시스템, 특히 폴리우레탄, 에폭시 및 아크릴레이트와 같은 다양한 점착제를 디본딩시키기 위해 사용될 수 있고, 온화한 조건 하에서 선택적으로 그리고 정밀하게 디본딩될 수 있는 점착제 시스템에 대한 당업계의 필요성이 여전히 남아 있다. 이러한 점착제 시스템은 점착제의 용이한 제거가 요구되는 다양한 응용에서 이용될 수 있는 점착제 결합을 제공할 것이고, 추가적으로 점착제의 모든 이점을 제공할 것이다.
본 발명자들은 이제 놀랍게도 이러한 필요성이 전도성 입자를 갖는 점착제 층을 포함하는 열 분리형 2 층 점착제 시스템에 의해 충족될 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 더욱 놀라운 것으로, 점착제 시스템은 열에 상대적으로 낮은 전력을 인가함으로써 열 분리가능하기 때문이다.
하나의 양상에서, 본 발명은 제 1 점착제 층 및 제 1 점착제 층에 결합된 제 2 점착제 층을 포함하는 열 분리형 2 층 점착제 시스템에 관한 것으로서, 제 1 점착제 층은 은, 금, 팔라듐, 백금, 카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연, 인듐 주석 산화물, 은-도금된 니켈, 은-도금된 구리, 은-도금된 흑연, 은-도금된 알루미늄, 은-도금된 섬유, 은-도금된 유리, 은-도금된 중합체, 안티몬-도핑된 주석 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 전도성 입자를 포함한다.
또다른 양상에서, 본 발명은 본 발명에 따른 열 분리형 2 층 점착제 시스템을 제공하는 단계, 및 제 1 점착제 층을 저항 가열에 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 제 1 점착제 층은 국부적으로 가열되어, 상기 점착제 시스템이 분리가능한, 점착제 분리 방법에 관한 것이다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 제 1 기판, 본 발명에 따른 열 분리형 2 층 점착제 시스템, 및 제 2 기판을 포함하는 열 분리형 결합된 복합체 바디에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에서 디본딩 성능 시험에 사용된 전도성 점착제 층을 갖는 연속파 형상의 폴리카보네이트 기판을 나타낸다.
본 발명의 추가 바람직한 구현예는 청구항에 제시되어 있다.
본 명세서에서, 단수 표현 및 "적어도 하나" 의 용어는 용어 "하나 이상" 과 동일하며 상호교환적으로 이용될 수 있다.
본원에서 사용되는, "하나 이상" 은 적어도 하나에 관한 것이고, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그보다 많은 수의 언급된 종을 포함한다. 유사하게, "적어도 하나" 는 하나 이상, 즉 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 이상을 의미한다. 임의의 성분과 관련하여 본원에서 사용되는 "적어도 하나" 는 화학적으로 상이한 분자의 수, 즉 언급된 종의 상이한 유형의 수를 언급하고, 그러나 분자의 총수를 언급하지 않는다.
본원에서 중합체 또는 이의 성분의 분자량이 언급되는 경우, 이러한 언급은 달리 명백히 언급되지 않는 한, 수 평균 분자량 Mn 을 의미한다. 수 평균 분자량 Mn 은 말단기를 기반으로 하여 계산될 수 있거나, 용리액으로서 THF 를 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다. 다르게 언급되지 않는 경우, 모든 주어진 분자량은 말단기 분석에 의해 측정되는 것들이다. 중량 평균 분자량 Mw 은, Mn 에 대해 기재된 바와 같이 GPC 에 의해 측정될 수 있다.
조성물 또는 제형과 관련하여 본원에 제시된 모든 백분율은 명백히 다르게 언급되지 않으면 당해 조성물 또는 제형의 총 중량에 상대적인 중량% 에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 열 분리형 2 층 점착제 시스템은 제 1 점착제 층 및 제 1 점착제 층에 결합된 제 2 점착제 층을 포함하고, 제 1 점착제 층은 은, 금, 팔라듐, 백금, 카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연, 인듐 주석 산화물, 은-도금된 니켈, 은-도금된 구리, 은-도금된 흑연, 은-도금된 알루미늄, 은-도금된 섬유, 은-도금된 유리, 은-도금된 중합체, 안티몬-도핑된 주석 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 전도성 입자를 포함한다.
제 1 점착제 층에 예를 들어 1 내지 40V 와 같은 저 전압을 인가하면 전도성 입자가 가열되어 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 계면이 느슨해져 점착제 시스템이 쉽게 분리될 수 있다.
하나의 바람직한 구현예에서, 제 1 점착제 층 내의 전도성 입자는 은, 은-도금된 니켈, 은-도금된 구리, 은-도금된 흑연, 은-도금된 알루미늄, 은-도금된 섬유, 은-도금된 유리, 은-도금된 중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 제 1 점착제 층의 전도성 입자는 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 입자는 입방형, 실질적으로 구형, 또는 타원형 또는 박편형일 수 있다. 입자 표면은 매끄럽거나, 거칠거나, 각을 이룰 수 있고, 입자는 다면체이거나 단일의 연속적 곡면을 가질 수 있다. 입자는 다공성 또는 비-다공성일 수 있다. 하나의 보다 바람직한 구현예에서, 전도성 입자는 박편형 은 (은 플레이크) 이다.
본 발명에서, 제 1 점착제는 수지 결합제 및 전도성 입자를 포함하는 점착제 조성물의 경화물이다. 용매는 조성물의 제조에서 혼합 및 분배를 위해 사용가능한 점도에 도달하기 위해 필요에 따라 첨가된다. 용매는 점착제 조성물을 위한 성분의 중량 백분율에 포함되지 않는다.
제 1 점착제에 적합한 결합제 수지는 원하는 전도도 및 가요성 및 표적화된 최종 용도를 위한 적절한 충격 또는 내스크래치성에 도달하도록 선택되는 열가소성 수지이다. 적합한 열가소성 중합체는 폴리에스테르, 페녹시 수지, 페놀 수지, 아크릴 중합체, 아크릴 블록 공중합체, 3차-알킬 아미드 작용기를 갖는 아크릴 중합체, 폴리실록산 중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리비닐 중합체, 디비닐벤젠 공중합체, 폴리에테르아미드, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세톨, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 메틸렌 폴리비닐 에테르, 셀룰로오스 아세테이트, 스티렌 아크릴로니트릴, 무정형 폴리올레핀, 열가소성 우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 삼원공중합체, 작용성 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 삼원공중합체, 에틸렌 부타디엔 공중합체 및/또는 블록 공중합체, 스티렌 부타디엔 블록 공중합체를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
적합한 상업적으로 입수가능한 결합제 수지는 The Lubrizol Corporation, Cleveland, Ohio, USA 로부터 입수가능한 열가소성 폴리우레탄인 ESTANE 5715P 라는 제품명으로 판매되는 것; Bostik Findley, Inc. 로부터 입수가능한 폴리에스테르형 열가소성 수지인 VITEL 220B 라는 제품명으로 판매되는 것; 및 Inchem, South Carolina, USA 로부터 입수가능한 페녹시 수지인 PKHB, PKHC, PKHH, PKHJ 및 PKFE 라는 제품명으로 판매되는 것을 포함한다.
총 수지 결합제 함량은 총 건조 조성물의 1 내지 60 중량% 의 범위이고; 또다른 구현예에서, 총 수지 결합제 함량은 총 건조 조성물의 5 내지 30 중량% 의 범위이다.
하나의 구현예에서, 전도성 입자는 점착제 층의 유연성을 향상시키기 위해 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 방법으로 측정한 표면적이 0.01 m2/g 내지 10 m2/g, 바람직하게는 0.05 m2/g 내지 5 m2/g 이다. 전도성 입자는 벌크 금속성 또는 전도성 입자 (즉, 코어가 없는 것) 에 제한되지 않으나, 심지어 금속성-도금된 코어 입자를 포함한다. 전도성 입자는 총 건조 조성물의 40 내지 99 중량% 의 범위, 바람직하게는 총 건조 조성물의 70 내지 95 중량% 의 범위로 존재할 것이다. 전도성 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 1 내지 100 ㎛ 의 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 ㎛ 의 범위이다.
효율적인 분배를 가능하게 하기 위해 필요에 따라, 점착제 조성물의 점도는 용매로 조정될 수 있다. 50 내지 150,000 mPa s 범위 내의 점도는 많은 분배 수단에 적합하다. 로토그라비어 (rotogravure) 또는 플렉소 인쇄의 경우, 적합한 점도는 500 내지 4,000 mPa s 의 범위 내이고; 스텐실 또는 스크린 인쇄의 경우, 적합한 점도는 4,000 내지 50,000 mPa s 의 범위 내이다. 용매의 총량은 중요하지 않지만, 유용한 점도를 얻기 위해 조절된다.
개별적으로 또는 조합하여 이용될 수 있는 예시적인 용매는 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, p-tert-부틸-페닐 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 글리세롤 디글리시딜 에테르, 부틸디글리콜, 2-(2-부톡시에톡시)-에틸에스테르, 부틸글리콜아세테이트, 아세트산, 2-부톡시에틸에스테르, 부틸글리콜, 2-부톡시에탄올, 이소포론, 3,3,5-트리메틸-2-시클로헥센-1-온, 디메틸숙시네이트, 디메틸글루타레이트, 디메틸아디페이트, 아세트산, 디프로필렌 글리콜 (모노)메틸 에테르, 프로필아세테이트, 알킬 페놀의 글리시딜 에테르 (Cardolite Corporation 으로부터 Cardolite NC513 으로서 상업적으로 입수가능함), 및 아디프산, 글루타르산 및 숙신산의 정제된 디메틸 에스테르 (Invista 로부터 DPE Dibasic Esters 로서 상업적으로 입수가능함) 를 포함한다.
바람직한 용매는 70℃ 이상의 인화점을 갖는 것들이며, 다음을 포함하며, 여기서 b.p.는 비등점이고 f.p. 는 인화점이다: 부틸 글리콜 아세테이트 (b.p. 192.3℃, f.p. 87℃), 카르비톨 아세테이트 (b.p. 217.4℃, f.p. 109℃), 글리콜 에테르 (DOWANOL DPM, b.p.190℃, f.p. 75℃), 이염기성 에스테르, 예컨대 아디프산, 글루타르산 및 숙신산의 디메틸 에스테르 (DPE, b.p.196-225℃, f.p. 94℃), 이염기성 에스테르 (DBE-9, b.p. 196-215℃, f.p. 94℃), 및 에틸 글리콜 (CARBITOL, b.p. 201.9℃, f.p. 83℃).
추가의 유기 첨가제가 제 1 점착제용 조성물에 포함되어 원하는 특성을 제공할 수 있다. 전형적으로 사용되는 다양한 첨가제는 촉매, 표면 활성제, 계면활성제, 습윤제, 산화방지제, 틱소트로프, 보강 섬유, 실란 작용성 퍼플루오로에테르, 포스페이트 작용성 퍼플루오로에테르, 티타네이트, 왁스, 페놀 포름알데히드, 공기 방출제, 유동 첨가제, 접착 촉진제, 및 리올로지 개질제를 포함한다. 추가의 성분은 선택적이며, 선택된 최종 용도에 대한 임의의 원하는 특성을 얻도록 구체적으로 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제는 총 건조 조성물의 약 10 중량% 이하를 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제 2 점착제는 수지 결합제를 포함하는 점착제 조성물의 경화물이다. 수지 결합제의 선택에는 제한이 없다. 본 발명자들은 놀랍게도 본 발명의 열 분리형 점착제 시스템이 열가소성 수지 점착제 및 열경화성 수지 점착제를 포함하는 매우 다양한 점착제를 디본딩시키기에 적합하다는 것을 발견하였다.
하나의 구현예에서, 제 2 점착제용 수지 결합제는 열가소성 수지이다. 여러 가지 알려진 열가소성 수지가 본 발명에서 사용될 수 있다. 열가소성 수지는 임의의 열가소성 수지, 바람직하게는 블록 공중합체일 수 있다. 본 발명에서 사용하고자 하는 예시적인 적합한 열가소성 수지는 페녹시 수지, 폴리에스테르, 열가소성 우레탄, 페놀 수지, 아크릴 중합체, 아크릴 블록 공중합체, 3차-알킬 아미드 작용기를 갖는 아크릴 중합체, 폴리실록산 중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리비닐 중합체, 디비닐벤젠 공중합체, 폴리에테르아미드, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세톨, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 메틸렌 폴리비닐 에테르, 셀룰로오스 아세테이트, 스티렌 아크릴로니트릴, 무정형 폴리올레핀, 폴리아크릴로니트릴, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 삼원공중합체, 작용성 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 삼원공중합체, 에틸렌 부타디엔 공중합체 및/또는 블록 공중합체, 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명에 따르면, 제 2 점착제 층이 열가소성 수지를 포함하는 경우. 상기 점착제 층은 제 1 점착제 층과 접하는 경계 층을 구비하고, 상기 경계 층은 제 1 점착제 층에 의해 열가소성 수지의 연화점 이상으로 가열되어, 점착제 층을 느슨하고 분리가능하게 한다.
또다른 구현예에서, 제 2 점착제용 수지 결합제는 열경화성 수지이다. 여러 가지 알려진 열경화성 수지가 본 발명에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 예시적인 적합한 열경화성 수지는 비닐 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 말레이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 폴리이미드 수지 및 실리콘 함유 수지 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지 및 아크릴레이트 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 열경화성 수지는 10,000 초과의 분자량 Mw 을 갖는다.
제 2 점착제 층이 열경화성 수지를 포함하는 경우. 점착제 층은 제 1 점착제 층과 접하는 경계 층을 구비하고, 경계 층은 제 1 점착제 층에 의해 가교된 열결화성 구조를 파손시킬 온도로 가열되어, 점착제 층을 느슨하고 분리가능하게 한다.
제 2 점착제의 조성물은 또한 최종 용도에 따라 제 1 점착제의 조성물에 사용되는 바와 같은 전도성 입자를 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 제 2 점착제의 조성물은 전도성 입자를 포함하지 않는다. 또다른 바람직한 구현예에서, 제 2 점착제의 조성물은 제 2 점착제의 접착 성능을 향상시키기 위해 카본 블랙과 같은 전도성 입자를 포함한다.
추가의 유기 첨가제가 제 2 점착제의 조성물에 포함되어 원하는 특성을 제공할 수 있다. 전형적으로 사용되는 다양한 첨가제는 용매, 촉매, 표면 활성제, 계면활성제, 습윤제, 산화방지제, 틱소트로프, 보강 섬유, 실란 작용성 퍼플루오로에테르, 포스페이트 작용성 퍼플루오로에테르, 티타네이트, 왁스, 페놀 포름알데히드, 공기 방출제, 유동 첨가제, 접착 촉진제, 및 리올로지 개질제를 포함한다. 추가의 성분은 선택적이며, 선택된 최종 용도에 대한 임의의 원하는 특성을 얻도록 구체적으로 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제는 총 건조 조성물의 약 30 중량% 이하를 구성할 수 있다.
본 발명의 또다른 양상은 제 1 기판, 상기 기재된 열 분리형 2 층 점착제 시스템, 및 제 2 기판을 포함하는 열 분리형 결합된 복합체 바디에 관한 것이다. 열 분리형 결합된 복합체는 하나 이상의 기판 및 하나 이상의 점착제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 열 분리형 결합된 복합체 바디는 라미네이트 형태이다. 또다른 바람직한 구현예에서, 제 1 및 제 2 기판은 열 분리형 2 층 점착제 시스템에 의해 결합된다.
복합체 바디에서 사용되는 2 개의 점착제 층의 두께에는 제한이 없다. 제 1 점착제 층은 1 ㎛ 내지 10 ㎜, 특히 10 ㎛ 내지 1 ㎜ 의 두께를 가질 수 있다. 제 2 점착제 층은 1 ㎛ 내지 10 ㎜, 특히 10 ㎛ 내지 1 ㎜ 의 두께를 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 제 1 점착제 층은 제 2 점착제 층보다 얇다.
본 발명에서 사용되는 기판에는 제한이 없다. 제 1 또는 제 2 기판으로서 사용하기에 적합한 기판의 예는 목재, 종이, 카드보드, 플라스틱, 예컨대 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS), 폴리에스테르 또는 폴리아미드, 유기 중합체, 예컨대 셀로판, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 (LDPE, LLDPE, 메탈로센-촉매화 PE, HDPE) 또는 폴리프로필렌 (PP, CPP, OPP); 폴리비닐 클로라이드 (PVC); 에틸렌 공중합체, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 에틸렌 아크릴레이트 공중합체 (EMA), EMMA, EAA; 폴리에스테르; PLA, 폴리아미드 또는 이오노머, 예컨대 에틸렌/아크릴산 공중합체 유리, 콘크리트, 세라믹 및 석재이다.
열 분리형 결합된 복합체 바디는 복합체 바디를 디본딩시키려는 의도가 달성될 수 있는 한, 제 1 및 제 2 점착제 층 이외의 하나 이상의 점착제 층, 및/또는 제 1 및 제 2 기판 이외의 하나 이상의 기판을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열 분리형 결합된 복합체 바디는 에너지 생산, 퍼스널 컴퓨터, 제어 시스템, 전화망, 자동차 전자기기, 장치, 디스플레이, 반도체 패키지, 수동 부품, 및 핸드헬드 장치를 포함하는 전자 장치, 집적 회로, 반도체 장치, 태양 전지 및/또는 태양 전지 모듈 및 기타 장치에 널리 사용될 수 있다.
본 발명의 또다른 양상은 상기 기재된 열 분리형 2 층 점착제 시스템을 제공하는 단계, 및 제 1 점착제 층을 저항 가열하는 단계를 포함하며, 여기서 제 1 점착제 층은 국부적으로 가열되어, 상기 점착제 시스템이 분리가능한, 점착제 분리 방법에 관한 것이다. 2 층 점착제 시스템은 60℃ 내지 110℃, 바람직하게는 60 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 75℃ 의 온도 하에서 열 분리가능하다.
제 1 점착제 층의 이러한 가열은 점착제 시스템 또는 복합체 바디를 분리하는데 사용된다. 전도성 입자는 "신호 수신" 특성을 갖는 충전제로서 사용되어, 저항 가열로부터 생성된 에너지가 제 1 점착제 층 내로의 도입되는 것을 목표로 한다. 층에 대한 에너지 입력의 결과로서, 국부적으로 큰 온도 증가가 존재하며, 이는 점착제 시스템 또는 복합체 바디의 느슨함을 용이하게 한다. 제 2 점착제로서 사용되는 비-반응성, 열가소성 점착제의 경우, 제 1 점착제로의 이러한 에너지 입력은 인접한 점착제 중합체의 용융을 야기하고, 제 2 점착제로서 사용되는 반응성, 즉 가교된 열경화성 점착제의 경우, 온도 상승은 중합체의 경계 층의 열적 저하 및 따라서 접착 조인트의 파괴를 야기한다. 이러한 맥락에서, 특히 바람직한 점착제는 열적으로 불안정한 그 자체이거나 또는 중합체 골격이 몇 개의 열적으로 불안정한 기를 함유하는 점착제이다. 온도 상승의 결과로서 활성화될 수 있고 따라서 접착 실패를 개시할 수 있는 열적으로 불안정한 첨가제를 갖는 점착제의 변형은 또한 본 발명에 따른 열 분리형 점착제 시스템 또는 복합체 바디에 성공적으로 사용될 수 있다.
종래의 가온 방법과 비교하여, 본 발명에 따른 방법은 점착제 시스템에서 가열된 점착제 층과 인접한 점착제 층 사이의 경계층에 열 생성이 국부적으로 정의되고, 결합된 기판 재료 및 제 2 점착제 매트릭스 자체에 대한 열 응력이 회피되거나 최소화되는 것을 특징으로 한다. 이 방법은 열을 결합된 기판을 통한 확산 공정에 의해 점착제 시스템 내로 도입할 필요가 없기 때문에 시간 절약적이고 효과적이다. 이 방법은 또한 기판 또는 제 2 점착제 매트릭스를 통한 열의 소산 또는 열의 복사로 인한 열 손실을 상당한 정도로 감소시키며, 이는 본 발명에 따른 방법을 특히 경제적이게 한다. 제 1 점착제 층 내의 국부적으로 정의된 온도 증가의 결과로서, 제 2 점착제는 제 1 점착제/제 2 점착제 계면에서만 선택적으로 파괴되며, 이는 기판의 "준-점착제" 분리를 용이하게 한다.
전기장이나 자기장 또는 전자기장을 교대로 이용하는 전통적인 가열 방법에 비해, 본 발명의 가열 장치는 리튬 전지와 같은 저전력의 저항 가열 장치 만이 구비되고, 점착제 시스템은 저항 가열 분리가능하므로 그 요건 및 비용이 훨씬 더 감소된다.
하나의 구현예에서, 제 1 점착제 층 상에 적용되는 저항 가열의 전력은 40 Watt 이하, 바람직하게는 30 Watt 이하이다. 바람직하게는, 저항 가열의 인가 전압은 30 V 이하, 바람직하게는 20 V 이하, 더욱 바람직하게는 15 V 이하이다.
본 개시내용은 하기 실시예를 참조로 추가로 이해될 수 있다. 이들 예는 본 개시내용의 특정 구현예를 나타내는 것으로 의도되고, 본 개시내용의 범주로 제한하도록 의도되지 않는다.
실시예
전도성 점착제 조성물의 제조
전도성 점착제 조성물 1 (CAC-1)
시판 폴리우레탄 수지 1.78 g, 표면적이 0.7 내지 1.35 m2/g 인 은 플레이크 11.11 g, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5.37 g 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1.74 g 을 기계적으로 혼합하여 균일한 페이스트를 형성함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
전도성 점착제 조성물 2 (CAC-2)
시판 폴리우레탄 수지 1.78 g, 표면적이 1.2 m2/g 인 은 플레이크 11.11 g, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5.37 g 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1.74 g 을 기계적으로 혼합하여 균일한 페이스트를 형성함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
전도성 점착제 조성물 3 (CAC-3)
시판 비스페놀 F 에피클로로히드린 수지 0.43 g, 페놀 포름알데히드 수지 0.03 g, 표면적이 0.71 m2/g 인 은 플레이크 18.27 g, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 0.95 g 및 헥사히드로프탈산 디글리시딜 에테르 0.28 g 을 기계적으로 혼합하여 균일한 페이스트를 형성함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
전도성 점착제 조성물 4 (CAC-4)
시판 비스페놀 F 에피클로로히드린 수지 0.33 g, 페놀 포름알데히드 수지 0.55 g, 표면적이 0.71 m2/g 인 은 플레이크 8.19 g, 폴리프로필렌 카보네이트 0.03 g 및 카르비톨 아세테이트 0.87 g 을 기계적으로 혼합하여 균일한 페이스트를 형성함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
열 분리형 복합체 바디의 제조
전도성 점착제 조성물을 Henkel 에 의해 제조된 디스펜싱 로봇 시스템 Loctite RB40 400 에 의해 연속파 형상의 폴리카보네이트 기판 상에 도포하였다. 물품까지의 바늘 거리는 0.5 mm 이다. 적용 압력은 1.6 bar 이다. 적용 온도는 26℃ 이다. 도포된 전도성 점착제 조성물을 120℃ 에서 1.5 내지 2 시간 경화하였다.
도 1 에 나타난 바와 같이, 연속파 형상의 폴리카보네이트 기판은 28 개의 루프 및 29 개의 라인을 포함한다. 기판의 각각의 라인은 0.45 mm 의 두께, 30 mm 의 길이 및 2.5 mm 의 갭을 갖는다. 기판 상의 경화된 전도성 점착제 층의 두께는 0.37 내지 0.4 mm 이고, 경화된 영역은 30 mm x 86 mm 이다. 저항 길이는 95.4 cm 이다.
그 후, 전도성 점착제 층의 상부에 제 2 점착제를 도포하고, 시판 점착제 상에 두께 약 100 ㎛ 의 폴리에스테르 기판을 중첩시켰다. 기판을 손으로 간단히 눌러붙였다. 제 2 점착제를 100 ㎛ 의 두께에 도달하도록 경화시켰다.
실시예 1
상기 제조 방법에 따라, 전도성 점착제 조성물로서 CAC-1 을 사용하였다. 시판되는 2-성분 폴리우레탄 점착제 조성물을 제 2 점착제 조성물로서 사용하고, 두께 50 ㎛ 의 점착제 층으로 경화하여 복합체 바디를 얻었다.
실시예 2
상기 제조 방법에 따라, 전도성 점착제 조성물로서 CAC-2 을 사용하였다. 시판되는 1-성분 에폭시 점착제 조성물을 제 2 점착제 조성물로서 사용하고, 두께 50 ㎛ 의 점착제 층으로 경화하여 복합체 바디를 얻었다.
실시예 3
상기 제조 방법에 따라, 전도성 점착제 조성물로서 CAC-2 을 사용하였다. 시판되는 아크릴레이트계 감압 점착제 조성물을 제 2 점착제 조성물로서 사용하고, 두께 30 ㎛ 의 점착제 층으로 경화하여 복합체 바디를 얻었다.
실시예 4
상기 제조 방법에 따라, 전도성 점착제 조성물로서 CAC-2 을 사용하였다. 시판되는 아크릴레이트계 감압 점착제 조성물을 제 2 점착제 조성물로서 사용하고, 두께 60 ㎛ 의 점착제 층으로 경화하여 복합체 바디를 얻었다.
디본딩 성능 시험 방법
연속파 형상의 기판 상에 전도성 점착제 층을 경화시킨 후, 전도성 점착제 층을 갖는 기판의 양 말단에 직류 전기 발생기의 2 개의 와이어를 연결하였다. 비접촉식 온도 건으로 측정한 라인 3, 14 및 25 상의 점착제 층의 평균 온도가 60 내지 70℃ 에 도달할 때까지 전도성 점착제 층에 전압을 20 초 동안 인가하였다. 시험 결과는 표 1 에 제시되어 있다.
표 1.
Figure pct00001
제 2 기판 위에 제 2 점착제 층을 경화시킨 후, 전도성 점착제 층을 갖는 기판의 양 말단에 직류 전기 발생기의 2 개의 와이어를 연결하였다. 전도성 점착제 층에 전압을 20 초 동안 인가하고 비접촉식 온도 건으로 라인 3, 14 및 25 상의 점착제 층의 온도를 측정하였다. 추가로, 스프링 저울을 제 2 기판의 한쪽 면 상의 강화된 구멍에 후크로 걸었다. 박리력은 기판을 수직으로 균일하게 위로 당기는 스프링 저울에서의 최대값에 의해 결정되었고, 이는 "양호함" 으로 평가될 것이다. 시험 결과는 표 2 에 제시되어 있다.
표 2.
Figure pct00002
표에서 알 수 있는 바와 같이, 두 개의 점착제에 모두 사용되는 다양한 유형의 열가소성 또는 열경화성 수지를 기반으로 하는 2 층 점착제 시스템에 의해 결합된 폴리카보네이트 기판 및 폴리에스테르 기판으로 이루어진 복합체 바디는 20 초만에 전도성 점착제 층에 저출력 저항 가열을 가하는 경우 접착력이 느슨해지기에 충분한 2 개의 점착제 층의 계면 사이의 고온에 도달할 수 있었다. 이에 기인하여, 실시예의 복합체 바디는 비교적 낮은 힘으로 용이하게 박리할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 열 분리형 2 층 점착제 시스템으로서, 제 1 점착제 층 및 제 1 점착제 층에 결합된 제 2 점착제 층을 포함하고, 제 1 점착제 층은 은, 금, 팔라듐, 백금, 카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연, 인듐 주석 산화물, 은-도금된 니켈, 은-도금된 구리, 은-도금된 흑연, 은-도금된 알루미늄, 은-도금된 섬유, 은-도금된 유리, 은-도금된 중합체, 안티몬-도핑된 주석 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 전도성 입자를 포함하는 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 점착제는 수지 결합제 및 전도성 입자를 포함하는 점착제 조성물의 경화물인, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전도성 입자는 BET 방법으로 측정한 표면적이 0.01 m2/g 내지 10 m2/g 인, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 점착제 조성물은 용매를 추가로 포함하는, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 용매가 부틸 글리콜 아세테이트, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, p-tert-부틸-페닐 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 글리세롤 디글리시딜 에테르, 부틸디글리콜, 2-(2-부톡시에톡시)-에틸에스테르, 아세트산, 2-부톡시에틸에스테르, 부틸글리콜, 2-부톡시에탄올, 이소포론, 3,3,5-트리메틸-2-시클로헥센-1-온, 디메틸숙시네이트, 디메틸글루타레이트, 디메틸아디페이트, 아세트산, 디프로필렌 글리콜 (모노)메틸 에테르, 프로필아세테이트, 알킬 페놀의 글리시딜 에테르, 및 아디프산, 글루타르산, 숙신산의 디메틸 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 제 2 점착제는 수지 결합제를 포함하는 점착제 조성물의 경화물인, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  7. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 수지 결합제가 페녹시 수지, 폴리에스테르, 열가소성 우레탄, 페놀 수지, 열가소성 아크릴 중합체, 아크릴 블록 공중합체, 3차-알킬 아미드 작용기를 갖는 아크릴 중합체, 폴리실록산 중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리비닐 중합체, 디비닐벤젠 공중합체, 폴리에테르아미드, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세톨, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 메틸렌 폴리비닐 에테르, 셀룰로오스 아세테이트, 스티렌 아크릴로니트릴, 비정질 폴리올레핀, 폴리아크릴로니트릴, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 삼원공중합체, 관능성 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 삼원공중합체, 에틸렌 부타디엔 공중합체 및/또는 블록 공중합체, 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 비닐 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 말레이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 폴리이미드 수지, 및 규소-함유 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 열가소성 수지 결합제 또는 열경화성 수지 결합제인, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 점착제 시스템은 저항 가열에 의해 적용됨으로써 열 분리가능한, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 저항 가열의 전력은 40 Watt 이하, 바람직하게는 30 Watt 이하인, 열 분리형 2 층 점착제 시스템.
  10. 제 1 기판, 제 1 항에 따른 열 분리형 2 층 점착제 시스템, 및 제 2 기판을 포함하는, 열 분리형 결합된 복합체 바디.
  11. 제 10 항에 있어서, 제 1 및 제 2 기판은 비전도성 물질이고, 바람직하게는 각각 독립적으로 목재, 종이, 카드보드, 플라스틱, 유리, 콘크리트, 세라믹 및 석재로부터 선택되는 것인, 열 분리형 결합된 복합체 바디.
  12. 제 1 항에 따른 열 분리형 2 층 점착제 시스템을 제공하는 단계, 및 제 1 점착제 층을 저항 가열에 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 제 1 점착제 층은 국부적으로 가열되어, 상기 점착제 시스템이 열 분리가능한, 점착제 분리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 2 점착제 층은 열가소성 수지를 포함하고, 상기 점착제 층은 제 1 점착제 층과 접촉하는 경계 층을 가지며, 경계 층은 제 1 점착제 층에 의해 열가소성 수지의 연화점 이상으로 가열되어, 점착제 층이 열 분리가능한, 점착제 분리 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 제 2 점착제 층은 열경화성 수지를 포함하고, 상기 점착제 층은 제 1 점착제 층과 접촉하는 경계 층을 가지며, 경계 층은 제 1 점착제 층에 의해 가교된 열경화성 구조물을 파손시키는 온도로 가열되어, 점착제 층이 열 분리가능한, 점착제 분리 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 저항 가열의 전력은 40 Watt 이하, 바람직하게는 30 Watt 이하인, 점착제 분리 방법.
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