TWI386952B - 導電聚合物樹脂及其製造方法 - Google Patents

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Description

導電聚合物樹脂及其製造方法
本發明係關於導電聚合物樹脂且係關於其製造方法。更特定言之，本發明係關於具有可撓性且在其表面以及沿其厚度方向上顯示導電性(electroconductivity)之黏接聚合物片，且因此可將其用作具有衝擊吸收及振動吸收性質以及導電性之電磁波屏蔽片。本發明亦係關於製造以上黏接聚合物片之方法。
在電子器具之電路中產生之各種有害電子波及電磁波會干擾周圍電子零件或器件之功能，惡化其效能，產生噪音，使圖像降級，降低其服務壽命，且因此導致製造不良品。為了保護敏感性電子設備免受此等電子波及電磁波影響，已研發了各種電子波屏蔽及電磁波屏蔽材料。舉例而言，已提出多種金屬板、金屬塗覆之織物、導電漆、導電帶或賦予導電性之聚合物彈性體。
大體而言，已使用以下方法賦予導電性給聚合物彈性體樹脂。
舉例而言，在聚合物彈性體樹脂之製造期間，使細分之導電粉末或填料(諸如常見之碳黑、石墨、銀、銅、鎳或鋁)均勻分散於該樹脂中。為了賦予導電性給聚合物彈性體樹脂，必需形成使填料顆粒在聚合物樹脂中相互連接之通道。換言之，應使金屬顆粒或碳黑顆粒處於緊密接觸狀態以使得導電顆粒允許電子通過。
舉例而言，當在一些應用中將碳黑顆粒與胺基甲酸酯樹脂摻合以賦予導電性時，以樹脂之重量計，使用15－30重量%之碳黑顆粒。然而，為了獲得改良之導電性，可能需要40重量%或更多之碳黑顆粒。但如此大量引入碳黑顆粒使其難以均勻地分散該等顆粒，且降低樹脂之熔融黏彈性，導致填料顆粒之聚集及黏性顯著增加。在使用金屬粉末時，以碳黑之對應量之2－3倍重量之量將其與樹脂摻合以獲得導電性。但在此情形下，可分散性變差且比重增加。
簡言之，根據上述引入導電填料至聚合物樹脂之方法，已難以獲得展示可接受之導電性以及衝擊保護及振動保護性質之聚合物樹脂。
根據另一習知方法，藉由以包含導電劑之塗佈劑塗覆各種織物、非編織網、紙張或其它塑料膜來獲得電子波屏蔽及電磁波屏蔽材料。此等材料包括鍍金屬之織物及導電帶。然而，因為此等材料缺乏體積導電性，所以僅在需要表面導電性之應用中使用。
此外，根據又另一習知方法，為了給聚矽氧片賦予導電性，在該聚矽氧片中使用過量(70重量%或更多)之填料。然而，歸因於此大量填料所需之高成本，所以該方法並非成本有效之方法。
賦予導電性給聚合物樹脂或彈性體之途徑之特定實例包括：日本特許公開案第Hei 9－000816號；日本特許公開案第2000－077891號；美國專利案第6,768,524號；美國專利案第6,784,363號；及美國專利案第4,548,862號。
然而，以上提及之根據先前技術之方法具有缺點：其需要黏接處理之單獨步驟或其必須使用另外之黏接劑，例如雙面膠帶。
根據本發明之一例示性實施例，提供之聚合物樹脂在其表面以及沿其厚度方向上具有導電性。
更特定言之，在一實施例中，本發明提供一聚合物樹脂，其中包含一聚合物組份及分佈於該聚合物組份中之一導電填料。該聚合物樹脂可為片狀樹脂，其中該片包括將導電填料在該片之厚度方向中排列之一截面及將該導電填料在該片之水平方向中排列之另一截面，因此沿厚度方向及水平方向之此排列允許在該片中存在之填料自該片之一表面至該片之另一表面相互連接。
如本文所使用，"聚合物組份"稱為將由單體之聚合形成之聚合物，其為不同於該聚合物樹脂中之填料或添加劑之部分。
形成聚合物樹脂之聚合物組份可為光可聚合之聚合物。在一例示性實施例中，該聚合物組份為丙烯酸系聚合物，且其可為可由光聚合產生之光可聚合丙烯酸系聚合物。在另一例示性實施例中，歸因於其黏接性質可將根據本發明之聚合物樹脂用作黏接劑。
該聚合物樹脂可採用片或黏接片之形態。若需要，則該聚合物樹脂可採用膠帶之形態。根據本發明之一例示性實施例，該聚合物樹脂為具有導電性之聚合物片，且可為具有導電性之黏接聚合物片。
根據本發明之聚合物樹脂包含導電填料。在圖2a－2c中所示之例示性實施例中，該導電填料排列在該聚合物樹脂之水平及垂直方向中以形成一網路結構，電流可通過該網路結構。
在根據本發明之聚合物樹脂之一例示性實施例中，以該聚合物樹脂之總重量計，該聚合物組份及該填料分別以10－95重量%及5－90重量%之量存在。在另一例示性實施例中，以該聚合物樹脂之總重量計，該聚合物組份及該填料分別以40－80重量%及20－60重量%之量存在。
根據本發明之一例示性實施例，將該導電填料沿該聚合物樹脂之垂直方向以及水平方向排列。為完成此排列，在聚合期間利用該填料之移動特徵。特定言之，將一導電填料添加至漿狀態之聚合物組合物中，在該漿狀態中單體未完全固化(後文中亦稱為"聚合物漿")，接著藉由光照射使所得聚合物漿經受光聚合。更特定言之，在為達成光聚合之目的而照射該聚合物漿時，若選擇性控制該照射至該聚合物漿之表面，則可在該表面上選擇性引發光聚合，且因此可使該填料以所要圖案排列。
為了引發此選擇性光聚合，可使用一遮罩，諸如具有所要圖案之釋放襯墊。該釋放襯墊由光可透射之材料製得且具有一預定截面，在該截面中光透射足夠減小或不允許光透射以便使光聚合足夠減小或不能在該截面下直接引發光聚合。
因此，根據本發明之另一態樣，其提供製造在其表面方向以及沿其厚度方向上具有導電性之聚合物樹脂的方法。更特定言之，在製造聚合物樹脂之方法中，使用於製造該聚合物之單體與導電填料混合，接著以光照射該混合物以執行光聚合，其中光僅照射該混合物之表面之選擇部分。
在以上方法中，在添加導電聚合物之前用於製造該聚合物之單體可經部分聚合以便使該導電填料均勻分散於該組合物中以製造該聚合物樹脂。
因此，本發明在一例示性實施例中提供製造一聚合物樹脂之方法，該方法包含以下步驟：藉由用於製造該聚合物之單體之部分聚合形成聚合物漿；添加導電填料至該漿且使其大體上均勻混合；施加具有所要遮罩圖案之釋放襯墊至含有添加至其中之導電填料之漿的表面上；及以光經由該釋放襯墊照射該漿以執行光聚合。
另外，本發明提供在藉由光聚合方法製備之聚合物中排列填料之方法，該方法包含以光照射含有用於製造該聚合物樹脂之單體與填料之混合物以執行光聚合之步驟，其中光僅照射該混合物之一部分以便可使該填料以該聚合物樹脂中之所要圖案排列。
下文將更為詳細地解釋本發明。
圖2展示根據本發明之一例示性實施例之聚合物樹脂100之示意代表圖。該聚合物樹脂之形態可為在z軸方向中具有一厚度t之片。本發明之聚合物樹脂片包含聚合物組份110及分佈於該聚合物組份中之導電填料120。該聚合物樹脂片包括導電填料在該片之厚度方向中排列之一截面130及該導電填料在該片之水平方向中排列之另一截面140，使得沿厚度方向及水平方向之此排列允許在該片中存在之填料自該片之一表面至該片之另一表面且亦沿該片之長度及寬度相互連接。在該導電填料在該聚合物樹脂內之此水平及垂直方向中排列時，形成一網路，電流可通過該網路。此導電網路提供穿過該樹脂片以及沿其長度及寬度之導電性。
可使延伸穿過該片之厚度之該片之導電截面130形成為具有一所要圖案(即，網格，見圖1)。圖1展示垂直地延伸穿過該聚合物樹脂片之導電截面130之網格及大體上無導電顆粒之聚合物區域150。因為區域150大體上無導電顆粒，所以該聚合物組份之性質(例如，黏接性、振動吸收性、衝擊性質等)佔優勢。若該聚合物組份為壓敏黏接劑，則此尤其可用，因為已知高負載之壓敏黏接劑具有比無填料之相同壓敏黏接劑低的黏接性。因此，藉由具有大體上無顆粒之區域150，可保留本發明之樹脂片之黏接性質。
在根據本發明之一例示性實施例之聚合物樹脂中，該聚合物組份為可由光可聚合之單體之聚合製造之聚合物。在另一實施例中，可使用光可聚合之丙烯酸系聚合物。
製得該聚合物樹脂之一例示性實施例包括以下步驟：使光可聚合之單體與極性可共聚單體混合；執行所得混合物之預聚合以形成黏度為約500－20,000 cps之光可聚合之聚合物漿；添加導電填料至該聚合物漿；及藉由使用具有所要圖案之釋放襯墊執行該聚合物漿之選擇性聚合。根據以上方法，可能獲得具有導電填料之網路的聚合物樹脂。在一替代性實施例中，可使用膠滯材料(諸如矽石)使單體混合物充分地稠化以形成漿。
可在根據本發明之聚合物樹脂中使用之光可聚合單體包括丙烯酸烷酯單體(包括甲基丙烯酸烷酯單體)，其烷基具有1－14個碳原子。
該丙烯酸烷酯單體之非限制性實例包括(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2－乙基己酯、(甲基)丙烯酸異壬酯等。另外，作為丙烯酸烷酯單體，可使用丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸2－乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯等。在另一實施例中，可使用丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯或丙烯酸丁酯。
此等丙烯酸烷酯單體可藉由其部分聚合形成光可聚合之聚合物漿。或者，可藉由丙烯酸烷酯單體與極性可共聚單體之共聚合形成光可聚合之聚合物漿。儘管在丙烯酸烷酯單體與極性可共聚單體之混合比率中不存在特定限制，但在一實施例中，以99~50：1~50之重量比率使用其。
可使用之極性可共聚單體包括高度極性單體及中等極性單體。在使丙烯酸烷酯單體與高度極性單體共聚時，在一實施例中，以該光可聚合之聚合物漿之重量計，以75重量%或更多之量使用該丙烯酸烷酯單體。在另一實施例中，以該光可聚合之聚合物漿之重量計，以50重量%或更多之量使用該丙烯酸烷酯。
高度極性單體之非限制性實例包括丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羥基烷酯、丙烯酸氰基烷酯、丙烯醯胺或經取代之丙烯醯胺。同時，中等極性單體之非限制性實例包括N－乙烯基吡咯啶酮、N－乙烯基己內醯胺、丙烯腈、氯乙烯或鄰苯二甲酸二烯丙酯。
以該光可聚合之聚合物漿之重量計，以25重量%或更少之量，且在一實施例中以15重量%或更少之量使用高度極性可共聚單體。以該光可聚合之聚合物漿之重量計，以50重量%或更少之量，且在一實施例中以在5重量%與30重量%之間之量使用中等極性可共聚單體。此等極性可共聚單體用來賦予黏接性質及內聚力給根據本發明之聚合物樹脂且用來改良黏接力。
根據本發明之聚合物樹脂包括用於賦予導電性之導電填料。儘管對導電填料之種類不存在特定限制，但可使用之導電填料包括貴金屬；非貴金屬；鍍貴金屬之貴金屬及非貴金屬；鍍非貴金屬之貴金屬及非貴金屬；鍍貴金屬及非貴金屬之非金屬；導電非金屬；及其混合物。更特定言之，該導電填料可包括或包含貴金屬，諸如金、銀及鉑；非貴金屬，諸如鎳、銅、錫及鋁；鍍貴金屬之貴金屬及非貴金屬，諸如鍍銀之銅、鎳、鋁、錫及金；鍍非貴金屬之貴金屬及非貴金屬，諸如鍍鎳之銅及銀；鍍貴金屬及非貴金屬之非金屬，諸如鍍銀或鍍鎳之石墨、玻璃、陶瓷、塑料、彈性體及雲母；導電非金屬諸如碳黑及碳纖維；及其混合物。
廣義上可將該填料以形態分類為"顆粒狀"，儘管並不認為此等形態之特定形狀為本發明之關鍵因素且其可包括(例如)習知上於本文所述之類型之導電材料的製造及形成中涉及之任何形狀。此等形狀包括(例如)空心或實心微球、彈性體球、薄片、小盤、纖維、桿、不規則形狀之顆粒或其混合物。類似地，亦不認為該填料材料之顆粒大小為關鍵因素，且其可在狹窄或寬廣之分佈範圍之內。在本發明之一例示性實施例中，顆粒大小可在0.250 μm與250 μm之間之範圍之內，且在另一實施例中，其在約1 μm與100 μm之間。
以聚合物樹脂之總重量計，該聚合物組份及該填料分別以10－95重量%及5－90重量%之量存在於根據本發明之導電聚合物樹脂中。在另一實施例中，以聚合物樹脂之總重量計，該聚合物組份及該填料分別以40－80重量%及20－60重量%之量存在於根據本發明之導電聚合物樹脂中。
另外，為提供向其中應用該聚合物樹脂之特定產品所需之物理性質，根據本發明之聚合物樹脂可進一步包括至少一種不同於以上導電填料之額外填料。對該額外填料之種類不存在特定限制，只要其不對該聚合物樹脂之特徵及用途有不利影響。然而，額外填料之非限制性實例包括導熱填料、耐火填料、抗靜電劑、發泡劑、聚合空心微球等。
根據本發明，以100重量份之聚合物組份計，可以小於100重量份之量使用該額外填料。
另外，根據本發明之聚合物樹脂可進一步包含其它添加劑，包括聚合引發劑、交聯劑、光引發劑、顏料、抗氧化劑、UV穩定劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、增塑劑、增黏性樹脂、矽烷偶合劑、增亮劑或其類似物。
下文將更為詳細地解釋製造根據本發明之導電聚合物樹脂之方法。
藉由上述單體之聚合來製造根據本發明之聚合物樹脂。特定言之，使用於形成該聚合物樹脂之單體與用於賦予導電性之導電填料混合，且若需要則添加額外填料及其它添加劑至所得混合物。隨後，使最終形成之混合物經受聚合。當然，在其製造期間可進一步添加聚合引發劑、交聯劑等至該聚合物樹脂中。
在一實施例中，為了促進導電填料之分散及選擇性光聚合之引發，使用於形成該聚合物樹脂之單體預聚合以提供光可聚合之聚合物漿，將該導電填料及其它所要添加劑添加至該聚合物漿且攪拌所得混合物直至其均勻，隨後進行後續聚合及交聯。
在根據本發明之聚合物樹脂中，該聚合物樹脂之物理性質，特定言之黏接性質可由交聯劑之量控制。在一例示性實施例中，以100重量份之聚合物組份計，以約0.05－2重量份之量使用該交聯劑。可使用之交聯劑之特定實例包括多官能丙烯酸酯(例如，單體類型之交聯劑，諸如1,6－六二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯、1,2－乙二醇二丙烯酸酯及1,12－十二烷二醇丙烯酸酯)，但並非以此來限制本發明。
另外，在根據本發明之聚合物樹脂之製造方法期間，可能使用光引發劑且根據光引發劑之量而控制該聚合樹脂之聚合程度。在一實施例中，以100重量份之聚合物樹脂計，以約0.01－2重量份之量使用該光引發劑。可使用之光引發劑之特定實例包括2,4,6－三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、雙(2,4,6－三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物、α,α－甲氧基－α－羥基苯乙酮、2－苯甲醯基－2－(二甲胺基)－1－[4－(4－嗎啡酮基苯基)－1－丁酮、2,2－二甲氧基－2－苯基苯乙酮，但並非以此來限制本發明。
為了製造根據本發明之聚合物樹脂，較佳應用一使用光引發劑之光聚合方法。
在製造根據本發明之聚合物樹脂之方法之一例示性實施例中，在大體上無氧之氣氛中使用於形成該聚合物組份之單體部分聚合以提供黏度在約500 cps與20,000 cps之間之漿。(漿之黏度上之實例為300 cps。)隨後，將導電填充劑、其它添加劑(若需要)、交聯劑及光引發劑添加至其中，且以紫外光線照射所得漿以在大體上無氧之氣氛中執行漿之聚合及交聯。
可使根據本發明之聚合物樹脂形成為片形。更特定言之，在上述方法中，首先形成經部分聚合之漿，且若需要，則添加交聯劑及光引發劑至該漿且進行攪拌。接著，將所得混合物以片形態塗覆於釋放襯墊上且以光照射以執行該漿之聚合及交聯，藉此形成該聚合物樹脂。可藉由在照射該漿之前在經塗覆之組合物之上放置一第二襯墊來獲得足夠無氧之氣氛。
在基於光照射使含有該填料之單體或包含經部分聚合之單體之漿自表面開始聚合時，初始存在於引發聚合之位置處的導電填料傾向於朝向尚未引發聚合之另一位置處移動或被推動至該另一位置處。在製得導電聚合物片之習知方法中(圖4a)，在兩透光性釋放襯墊410之間含有具有均勻分散之導電填料(未圖示)之聚合物樹脂。使該聚合物樹脂曝露至來自兩側之光450。聚合物組份110之聚合在該聚合物樹脂與該釋放襯墊410之間之介面420處開始。該導電填料被自引發聚合之位置處朝向尚未引發聚合之另一位置處(該樹脂之中央)推動。以此方式導致導電顆粒在該聚合物樹脂片內之狹窄帶內之濃縮。
為製造具有在水平及垂直方向兩者中排列以形成網路結構之導電填料的根據本發明之聚合物樹脂，在以上方法中使用一圖案化釋放襯墊300。釋放襯墊300由光可透射材料製得且具有一在其表面上形成之所要遮罩圖案310(見圖3)。較佳將該釋放襯墊置於片狀聚合物漿之兩表面上。遮罩圖案310可大體上減少穿過該圖案之光透射，或其可阻止穿過該圖案之透射。
因為光可透射之釋放襯墊300具有在其表面上形成之遮罩圖案310，所以光不能經由形成該圖案之部分透射，或透射被顯著減少，且在相同部分不能引發光聚合，或可降低光聚合或使其緩慢(見圖3及4b)。然而，藉由在不同於具有該圖案之部分的剩餘開口部分320處引發之自由基聚合之傳播反應在該圖案下可發生聚合。在用光450引發該聚合物樹脂或漿之表面時，在開口部分320中自該表面引發光聚合。若使用具有此遮罩圖案310之釋放襯墊，則在釋放襯墊300之開口部分320中選擇性引發該表面上之光聚合。該導電填料被自引發聚合之位置處(即，在開口部分320中之介面420)朝向尚未引發聚合之另一位置處(該樹脂之中央及在該釋放襯墊300上之遮罩圖案310下之區域)推動。以此方式，可能使導電填料在抑制光聚合之引發之部分處的厚度方向中排列，此沿厚度方向提供導電性給該片狀聚合物樹脂。
在將具有一圖案之釋放襯墊置於該等單體或經部分聚合之漿之任一表面或兩表面上且使所得結構經受光聚合時，在不具有圖案之部分處引發聚合反應且初始存在於彼部分處之導電填料朝向尚未引發聚合之該結構之內部移動。同時，因為在具有預定圖案之部分下未引發聚合，所以該導電填料不能朝內部移動(見圖4b)。因此，如圖2中所示，該導電填料在不具有圖案之部分處該片之中間部分中濃縮(在自厚度方向觀看時)且其在具有預定圖案處穿過總厚度分佈，藉此作為一整體形成網路，同時該片之頂表面及底表面經由該導電填料相互連接。換言之，使該導電填料置於具有預定圖案處之部分沿厚度方向(z軸方向)中，而在不同於圖案化部分之部分處在該聚合物樹脂片之中部中沿水平方向(x－y平面方向)安置。因此，該導電填料作為一整體沿平面方向(x－y方向)以及厚度方向(z軸方向)可形成一網路。結果，根據本發明之聚合物樹脂沿其厚度方向亦具有導電性且因此與包括隨機分散於黏接劑中之導電填料之黏接劑樹脂相比提供極佳之導電性。
對釋放襯墊之圖案化形態不存在特定限制。在一例示性實施例中，藉由該圖案形成之光屏蔽部分包含該釋放襯墊之總面積之1－70%。在該光屏蔽部分比率為1%時，其可能不足夠有效地排列該導電填料。在該光屏蔽部分之比率大於70%時，其可能難以有效地執行光聚合。
該釋放襯墊可由光可透射材料(例如，以釋放劑處理或具有低表面能之透明塑料)形成。較佳可使用諸如聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜之塑料。
儘管對釋放襯墊之厚度不存在特定限制，但在一例示性實施例中，該釋放襯墊具有在5 μm與2 mm之間之厚度。若厚度小於5 μm，則該釋放襯墊可能太薄而難以容易地形成圖案。而且，難以塗覆聚合物漿至此等薄釋放襯墊。此外，提供具有太大厚度之釋放襯墊並不可取，即，大於2 mm之厚度可使光聚合更為困難。
另外，對根據本發明之片狀聚合物樹脂之厚度不存在特定限制。在一例示性實施例中，考慮該光聚合之傳播及導電填料之可移動性，該片狀聚合物樹脂具有在25 μm與3 mm之間之厚度。若該聚合物樹脂片具有小於25 μm之厚度，則由於如此之小厚度，可加工性可能變得困難。若該聚合物樹脂片具有大於3 mm之厚度，完成光聚合可更為困難。
或者，可在大體上無氧(即，小於約1000 ppm(每百萬份數)之氧)之腔室中經由開口網格照射經塗覆之漿。在一些實施例中，該腔室可具有小於約500 ppm之氧。
執行根據本發明之光聚合之光強度可為在一般光聚合方法中常用之強度。在一例示性實施例中，較佳使用大約對應於紫外光線之光強度。同時，亦可能視光強度而決定照射時間。
在根據本發明之一實施例之聚合物樹脂中，該聚合物組份較佳為丙烯酸系聚合物。大體而言，丙烯酸系聚合物具有黏接性質且因此可被用作黏接劑。因此，在將該聚合物樹脂塗覆至電子器具等時，其可提供黏接性質及導電性而無需使用任何額外部件，因為該聚合物自身具有黏接性質。此外，可使該聚合物樹脂形成為輥形且其依靠沿厚度方向以及平面方向之良好導電性而顯示極佳之電波屏蔽效應。可藉由調整聚合及交聯之程度控制丙烯酸系樹脂之黏接性質。
因此，可在具有用於緊密及中等/大尺寸之電子或電學器具之衝擊吸收及振動吸收性質之聚合物彈性體墊圈中使用根據本發明之片狀聚合物樹脂(亦稱為"聚合物片")。在此情形下，由於其導電性該聚合物片提供極佳之電子波屏蔽效應。換言之，根據本發明之聚合物片可保護電學或電子器具免於任何物理衝擊或振動，而同時屏蔽在該等器具內部/外部產生之各種電波及電磁波，導致電子或電學器具之效能及功能最大化。
實例
現將詳細參考本發明之以下實例、比較性實例及實驗實例。應瞭解並非將本發明限制於以下實例中。
下文所述之術語"份"指以由單體之聚合形成之聚合物組份之重量計100份計之重量份。
實例1
將95份作為丙烯酸系單體之丙烯酸2－乙基己酯、5份丙烯酸及0.04份作為光引發劑之Irgacure－651(α,α－甲氧基－α－羥基苯乙酮，購自Ciba Specialty Chemical,Tarrytown,NY)引入至1 L之玻璃反應器中。隨後，藉由光照射使該混合物部分聚合以獲得黏度為300 cps之漿。向100份之所得漿中，添加0.1份作為光引發劑之Irgacure－819(雙(2,4,6－三甲基苯甲醯基)苯基－膦氧化物，購自Ciba Specialty Chemical,Tarrytown,NY)及0.65份作為交聯劑之1,6－己二醇二丙烯酸酯(HDDA)且徹底攪拌該混合物。接著，使30份顆粒直徑為約44 μm、經銀塗覆之空心玻璃球(SH230S33,Potters Industries Inc.,Valley Forger,PA)與該混合物混合，接著將其徹底攪拌以獲得一均勻混合物。
同時，如圖3中所示，藉由使用黑色墨水在寬度為700 μm且間距為1.5 mm之格子形狀中將厚度為75 μm之透明聚丙烯膜圖案化以提供釋放襯墊。
藉由使用滾塗機將該漿混合物塗覆在該釋放襯墊上至0.5 mm之厚度。在塗覆時，將該釋放襯墊置於該混合物之兩側上以隔斷氧。隨後，藉由使用金屬鹵化物UV燈以強度為5.16 mW/cm2 之紫光光自兩側照射所得結構歷經520秒以提供片狀聚合物樹脂(聚合物片)。
所得聚合物片為具有黏接性質之黏接片。
為觀察該填料在該聚合物片中之分佈，藉由使用掃描電子顯微鏡(SEM)檢測該聚合物片之截面且自該檢測所得之圖示於圖2b及圖2c中。如圖2a－2c中所示，填料130在該片之圖案化部分處沿厚度方向(z軸方向)排列，而在未圖案化部分處在該樹脂片之中部中沿水平方向(x－y平面方向)排列，藉此整體沿平面方向(x－y方向)以及厚度方向(z軸方向)形成填料之網路。
圖1展示根據此實例之片之外觀且圖5a為展示自其正移除釋放襯墊之相同片之圖。
實例2
除了將60重量份購自Sulzer Metco Inc.,Winterthur,Switzerland之經鎳塗覆之石墨纖維用作導電填料之外，重複實例1以提供聚合物片。
比較性實例1及2
除了在兩種情形中皆未將釋放襯墊圖案化之外，重複實例1及2以提供比較性實例1及2之聚合物樹脂片。
實驗實例1－阻抗之量測
藉由使用Kiethely 580微歐姆計在根據MIL－G－83528B(標準)之表面探針模式(Surface Probe Mode)之基礎上量測自實例1及2及比較性實例1及2獲得之各聚合物樹脂片之體積阻抗。結果示於下表1中。
實驗實例2－黏接性測試
自以上實例及比較性實例獲得各黏接片。切割該黏接劑之條帶。移除第一釋放襯墊且將該黏接劑層壓至鋁箔之條帶。移除第二釋放襯墊且將其層壓至一鋼塊。在層壓至鋼之後，在25℃及100℃之溫度下置放各片歷經至少30分鐘。對至鋼之90°－剝離黏接力來量測該黏接力。結果示於下表1中。
如自表1可見，根據本發明之實例1及2之聚合物片可提供導電性同時展示相當於或類似於根據比較性實例1及2之黏接力之黏接力。特定言之，根據比較性實例1及2之聚合物片提供極大之阻抗以致於其超過可量測之範圍。相反，根據實例1及2之聚合物片提供顯著降低之阻抗。
自前述可見，根據本發明之聚合物片包含沿厚度方向以及水平方向排列之導電性填料且因此其展示沿厚度方向之導電性。因此，根據本發明之聚合物片具有電磁波屏蔽效應以及衝擊吸收及振動吸收性質，且因此在用作包裝電子器具之墊圈時可保護電子器具內部之電子器件。
雖然已連同以上討論之例示性實施例描述本發明，但應瞭解本發明並非被限於所揭示之實施例及圖式。相反，期望其覆蓋在所附申請專利範圍之精神及範疇之內之各種變更及更改。
100．．．聚合物樹脂
110．．．聚合物組份
120．．．導電填料
130．．．厚度方向之導電截面
140．．．水平方向之導電截面
150．．．大體上無導電顆粒之聚合物區域
300．．．圖案化釋放襯墊
310．．．遮罩圖案
320．．．剩餘開口部分
410．．．透光性釋放襯墊
420．．．聚合物樹脂與釋放襯墊之間之介面
450．．．光
圖1為展示根據本發明之一例示性實施例之聚丙烯酸系樹脂片之外觀的圖；圖2a為展示填料在根據本發明之聚合物樹脂中之排列的示意圖；圖2b為展示根據本發明之一例示性實施例之片狀聚合物樹脂之橫截面的SEM(掃描電子顯微鏡)圖；圖2c為展示根據本發明之一例示性實施例之片狀聚合物樹脂之表面的SEM(掃描電子顯微鏡)圖；圖3為展示根據本發明之釋放襯墊之圖案之一實例的示意圖；圖4a及4b為展示使用未圖案化及圖案化釋放襯墊在光照射下該填料如何經歷在排列中之變化的示意圖；及圖5a及5b為展示正自其移除釋放襯墊之根據本發明之片狀聚合物樹脂(圖5a)及在自其移除釋放襯墊之後根據本發明之片狀聚合物樹脂(圖5b)之圖。
100．．．聚合物樹脂
110．．．聚合物組份
120．．．導電填料
130．．．厚度方向之導電截面
140．．．水平方向之導電截面

Claims (15)

  1. 一種具有兩主要表面之聚合物樹脂片，其包含一聚合物組份及一分佈於該聚合物組份中之導電填料，其中該聚合物組份包括至少一第一截面，其中該導電填料係在該聚合物樹脂片之厚度方向中排列，及至少一相鄰於該第一截面之其它第二截面，其中該導電填料係在該聚合物樹脂片之水平方向中排列，其中該填料在該聚合物樹脂片中形成一導電網路，該至少一第一截面提供自該聚合物樹脂片之一主要表面至該聚合物樹脂片之另一主要表面的導電路徑，及該至少一第二截面提供沿著該聚合物樹脂片之長度及寬度之導電路徑。
  2. 如請求項1之聚合物樹脂片，其中以該聚合物樹脂片之總重量計，該聚合物組份以10-95重量%之量存在且該填料以5-90重量%之量存在。
  3. 如請求項1或2之聚合物樹脂片，其中該導電填料具有在0.250 μm與300 μm之間之平均顆粒直徑。
  4. 如請求項1或2之聚合物樹脂片，其中該導電填料係選自由以下各物組成之群：貴金屬；非貴金屬；鍍貴金屬之貴金屬及非貴金屬；鍍非貴金屬之貴金屬及非貴金屬；鍍貴金屬及非貴金屬之非金屬；導電非金屬；及其混合物。
  5. 如請求項1或2之聚合物樹脂片，其進一步包含至少一種額外填料，該額外填料係選自由以下各物組成之群：一導熱填料、耐火填料、抗靜電劑、發泡劑及聚合微球。
  6. 一種製造一導電聚合物片之方法，其包含：(a)將用於製造該聚合物之單體與導電填料混合以提供一混合物；及(b)以光照射該所得混合物以執行光聚合；其中對該混合物以光選擇性照射至該混合物之表面之一部分，其中該光引發選定之部分中之聚合物之聚合反應，藉以使該導電填料朝該混合物未聚合之區域移動，以形成一聚合物片，其中該導電填料形成具有至少一第一截面及至少一第二截面的導電網路，其中該至少一第一截面提供自該片之一主要表面至該片之另一主要表面的導電路徑，及該至少一第二截面提供沿著該片之長度及寬度之導電路徑。
  7. 如請求項6之方法，其中該混合步驟包含執行用於製造該聚合物之該等單體之部分聚合作用，及添加該導電填料至該經部分聚合之產物。
  8. 一種製造一聚合物樹脂片之方法，其包含：(a)藉由用於製造該聚合物之單體之部分聚合作用形成聚合物漿，其中該聚合物漿具有在500 cps與20,000 cps之間之黏度；(b)添加一導電填料至該聚合物漿且使其混合；(c)施加具有一所要遮罩圖案之一釋放襯墊至含有添加至其中之該導電填料之漿的表面上；及(d)以光照射該釋放襯墊以執行光聚合，其中該光引發由該圖案化釋放襯墊露出之聚合物漿之聚合反應，藉以 使該導電填料朝該聚合物漿未聚合之區域移動，藉以形成一聚合物樹脂片，其中該導電填料形成具有至少一第一截面及至少一第二截面的導電網路，其中該至少一第一截面提供自該片之一主要表面至該片之另一主要表面的導電路徑，及該至少一第二截面提供沿著該片之長度及寬度之導電路徑。
  9. 如請求項8之方法，其中在該釋放襯墊上形成之該圖案為阻止光透射之一圖案且其提供對應於該釋放襯墊之總面積之1%與70%之間之光屏蔽面積。
  10. 如請求項1或2之聚合物樹脂片，其中該聚合物或聚合物組份包含一丙烯酸系聚合物或將其製為包含一丙烯酸系聚合物。
  11. 如請求項10之聚合物樹脂片，其中該丙烯酸系聚合物為一極性可共聚單體與一丙烯酸烷酯單體之一共聚物，該丙烯酸烷酯單體之烷基具有1-14個碳原子。
  12. 如請求項11之聚合物樹脂片，其中該丙烯酸烷酯單體係選自由以下各物組成之群：(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正丁酯及丙烯酸己酯，且其中該極性可共聚單體係選自由以下各物組成之群：丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羥基烷酯、丙烯酸氰基烷酯、丙烯醯胺、經取代之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯 基己內醯胺、丙烯腈、氯乙烯及鄰苯二甲酸二烯丙酯。
  13. 如請求項6至8中任一項之方法，其中該聚合物或聚合物組份包含一丙烯酸系聚合物或將其製為包含一丙烯酸系聚合物。
  14. 如請求項13之方法，其中該丙烯酸系聚合物為一極性可共聚單體與一丙烯酸烷酯單體之一共聚物，該丙烯酸烷酯單體之烷基具有1-14個碳原子。
  15. 如請求項14之方法，其中該丙烯酸烷酯單體係選自由以下各物組成之群：(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正丁酯及丙烯酸己酯，且其中該極性可共聚單體係選自由以下各物組成之群：丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羥基烷酯、丙烯酸氰基烷酯、丙烯醯胺、經取代之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺、丙烯腈、氯乙烯及鄰苯二甲酸二烯丙酯。
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