TWI475089B - 一種應用於黏貼可攜式電子產品之熱貼合膠帶 - Google Patents
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Description
本發明是一種可加熱黏著之膠帶，且特別是關於一種可貼合在可攜式電子產品之塑膠或金屬構件之熱貼合膠帶。
隨著科技的進步，今日對可攜式電子產品的要求不斷升高，一方面由於可攜式電子產品的體積變的越來越小，因而導致可供使用的黏合面積也變的越來越小。另一方面由於可攜式消費性電子產品必須能在很大的溫度範圍內被使用，而且也要能夠承受很大的機械荷載，例如撞擊或墜落諸如此類，因此對黏合強度的要求也不斷提升。對於將金屬黏合在塑膠上的作業而言，要達到這些先決條件尤其困難。在墜落時，塑膠能夠經由變形吸收一部分能量，而金屬則完全不能變形。在這種情況下，膠帶必須吸收大部分的能量。這種情況在使用可加熱黏著之膠帶時尤為明
顯，可加熱黏著之膠帶在經過加熱活化後黏合力會大幅增加。由於金屬與塑膠具有不同的熱膨脹係數，因此當溫度快速變化時，塑膠構件及金屬構件之間可能會出現應力。
通常可加熱黏著之熱固性膠帶反應進行地非常緩慢，以致於黏貼之過程需進行相當長之時間，並使得費用因此向上攀升。另一方面，可攜式電子產品之金屬與塑膠構件之表面經常有表面處理，如鋁板之陽極處理。熱固性膠帶經常反應溫度在150℃以上，於此溫度條件下可能造成被黏貼之已有表面處理的金屬與塑膠構件之表面遭到破壞。為亟待解決的問題之一。
線型酚醛樹脂具有良好的絕緣、耐溫與耐老化性能。其不含能進一步縮聚的基團，需加入固化劑在高溫下才進行交聯反應。其可於100℃至130℃進行交聯反應，並且於常溫下不起反應，故可以達到較佳之儲存安定性。
熱固性樹脂於固化之後形成非常易碎之黏膠組成物，雖然其有高度之黏合強度，但卻幾乎不具韌性。熱固性樹脂黏膠可藉由添加彈性體以產生韌性，使可攜式消費性電子產品受撞擊或墜落時，黏膠幫助吸收大部分的能量。由於該等膠帶於大多數之情況下係由溶液製備而成，故此等彈性體要可溶解於或可均散於溶劑之中。此外，此等彈性體需要具備良好的耐熱性與耐候性，以使可攜式消費性電子產品能在很大的溫度範圍內被使用。
一般市售產品通常使用丁腈橡膠作為彈性體，但其於
常溫下不具黏性，無法幫助初步固定塑膠構件及金屬構件。為亟待解決的問題之二。
為解決前述問題，本發明提供一種彈性體於常溫下具有相當之黏著性，此等性質使膠帶於尚未加熱情況下提供黏著性，幫助初步固定塑膠構件及金屬構件，以利後續加熱黏著之製程操作。
尤其是，於此特別適合使用壓克力橡膠，其等可溶解於特定之溶劑中，並且具備良好的耐熱性與耐候性，另一方面於常溫下具有相當之黏著性。
本發明之目的在於提供一種膠帶可使用於黏合可攜式電子產品之金屬或塑膠構件，經由該膠帶之使用可完全或至少部分避開目前技術水準之缺點。
較佳為加熱黏著溫度要低於110℃，並且加熱黏合被黏貼之金屬與塑膠構件之時間低於3分鐘，以確保被黏貼構件之表面處理不會受到高溫破壞，又有利者是室溫下之儲存安定性應該要保證一年以上。儘管有長時間之儲存安定性，但仍希望有儘可能快速之反應速度。此外，又有利者為於常溫下具有相當之黏著性，使膠帶於尚未加熱情況下提供黏著性，幫助初步固定塑膠構件及金屬構件，以利後續加熱黏著之製程操作。
本發明目的之完成係經由膠帶之使用，正如其在主要
申請項中在特徵上更清楚之描述。附屬項之內容係為本發明內容有利之延伸。
因此，本發明之內容係使用可經由加熱而黏著之膠帶於黏貼可攜式電子產品之塑膠構件及金屬構件，該膠帶包含有黏膠組成物，其係由至少下列成分所組成：a.至少一種線型酚醛樹脂，b.至少一種壓克力橡膠，及c.固化劑其一般組合為，線型酚醛樹脂為100重量份；相對於線型酚醛樹脂100重量份，壓克力橡膠用量為35至250重量份，且固化劑用量為3至20重量份。
較佳組合為，線型酚醛樹脂為100重量份；相對於線型酚醛樹脂100重量份，壓克力橡膠用量為40至200重量份，且固化劑用量為5至15重量份。
線型酚醛樹脂尤其能夠於高溫下在固化劑幫助之下以化學反應方式進行交聯反應。此交聯反應，可僅經由線型酚醛樹脂與固化劑在加熱之下所進行之化學反應，或經由線型酚醛樹脂與固化劑和彈性體於加熱下所進行之反應所完成。
可經由加熱而黏著之黏膠組成物，因此被理解為一種聚合物組成物，其在加入熱能之下發生交聯反應，並因此形成足以黏貼之黏合強度，亦即有充分之黏著力，充分之內聚力。此聚合物組成物同時於室溫下可具有微弱或強烈
之感壓黏性。
熱交聯反應之活化溫度明顯高於室溫之上，通常介於至少90℃或更高之溫度。熱交聯反應較佳之活化溫度，尤其為保證具有必要之黏合強度，介於至少110℃和180℃之間。
於本發明中顯現根據本發明所使用之黏膠組成物係可經由加熱而被活化，並且在加熱之下於接受黏貼之基板上呈現良好之流動性，於經陽極處理之鋁板上呈現良好之黏合性，於未發生交聯反應之狀態下可溶解於溶劑之中。
根據本發明所使用之黏膠組成物因此相當適合用於完成上述之目的。
線型酚醛樹脂之交聯反應係在分解時釋出甲醛之固化劑，例如六亞甲基四胺(Urotropin)之幫助下所完成。
由於空間位阻因素，交聯反應在對位上進行之速度比在鄰位上快速。因此，在特別快速之交聯反應方面較偏好使用線型酚醛樹脂，其含有彼此以鄰位銜接之酚單元。
根據本發明有利於使用之線型酚醛樹脂方面之實施例例如有Sumitomo Bakelite公司之產品Durez，或塑膠工程公司之產品Plenco，或長春石化公司的PF4169系列產品。
根據本發明，尤其所有之壓克力橡膠，其所含有環氧末端基、羥末端基或活性氯末端基，皆可被作為壓克力橡膠使用。
壓克力橡膠可由購買所取得，商品名稱例如有Zeon公司之NipolTM
與HyTempTM
或產協公司之AR系列產品。上述之產品係作為根據本發明可有利被使用之系統之實施例。
壓克力橡膠可溶解於短鏈之酮類或酯類中，例如丁酮或醋酸乙酯。其中較佳者為丁酮，因為其餘之組成分，尤其是線型酚醛樹脂可更有效地被溶解於丁酮中。
線型酚醛樹脂是一種可溶解、可熔化、不會自動固化以及具儲存安定性之酚醛樹脂。其等係由甲醛和過量之酚在大多數情況為酸性固化劑之存在下經由縮合反應製備而成。
本發明可使用之固化劑，例如有六亞甲基四胺(urotropin)及/或各種甲醇胺衍生物，例如三甲醇基三聚氰胺(trimethylol melamine)或六甲醇基三聚氰胺(hexamethylol melamine)。上述固化劑與線型酚醛樹脂所進行之化學交聯反應可於黏貼薄膜內達到非常大之強度。
用於根據本發明所使用膠帶之黏膠組成物可使用在前述a.、b.、c.之組成分，必要時，亦可含有其他添加劑，包括：-抗氧化劑，例如具空間位阻之酚類，如南亞塑膠公司之NYNOX-1010、NYNOX-1076-抗光劑，例如永光化學公司之Eversorb系列產品-填充劑，例如二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、
碳黑等。如SIBELCO公司之MEGA-SIL系列產品，或HOFFMANN MAERICAL公司之AKTISIL系列產品於製備膠帶時，將黏膠組成物之成分溶解尤其於一適當之溶劑，例如丁酮中，接著將其塗在一附有離型層之可繞性之基片(例如一層離型紙或一層離型膜)上，然後加以乾燥。在經過適當之調製後即可於室溫下製備紙捲狀物體或其他之膜製品。
根據本發明之膠帶，可在中溫(90℃至110℃)下進行假貼，黏貼在接受黏貼之基材上，例如陽極處理之鋁板上，然後移去脫離層，接著將其與另一基材，例如ABS(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)、PC(聚碳酸酯樹脂)、ABS/PC共混物，鎂合金、鋁鎂合金、不銹鋼合金等，彼此以相同溫度進行中溫壓合(90℃至110℃及10巴(Bar)壓力下進行1分鐘)，便可極佳地將兩材料彼此之間相互黏貼。
所有之黏貼主要係以熱壓法(請參閱上文)所完成。
下文中將依據數個實施例對本發明做更詳細之說明，然而該實施例並不會以任何方式對本發明造成限縮。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及100克之Nipol AR74(Zeon公司之壓克力橡膠，末端官能基為活性氯基)，
置入一容器中，添加467克之丁酮，製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及40克之Nipol AR74(Zeon公司之壓克力橡膠，末端官能基為活性氯基)，置入一容器中，添加327克之丁酮，製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及200克之Nipol AR74(Zeon公司之壓克力橡膠，末端官能基為活性氯基)，置入一容器中，添加700克之丁酮，製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之
線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及100克之Nipol 1072(Zeon公司之丁腈橡膠)，置入一容器中，添加467克之丁酮，並製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及40克之Nipol 1072(Zeon公司之丁腈橡膠)，置入一容器中，添加327克之丁酮，並製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將100克之Durez 12687(Sumitomo-Bakelite公司之線型酚醛樹脂，已含7.4%六亞甲基四胺)及200克之Nipol 1072(Zeon公司之丁腈橡膠)，置入一容器中，添加700克之丁酮，並製備成30%丁酮溶液。接著從溶液中將該可經由加熱活化之黏膠塗在離型紙之上，然後於100℃下將其乾燥，結果形成一厚度為100微米之黏膠層。
將金屬片(鋁片，厚度0.8mm，大約10公分x 5公分)分別以依據實施例1至3與比較例1至3製成之膠帶黏貼在一由ABS組成之塑膠片(厚度3.2mm，大約7公分x 5公
分)上。
於黏貼時，將膠帶裁切成1公分x 1公分，於100℃下黏貼在鋁片上，並將離型紙移除。接著將此鋁片及膠帶組成之複合體於100℃下黏貼在ABS組成之塑膠片上，並將此整個複合體置入一可加熱之宇記公司熱壓機中，並於110℃及10巴(Bar)之壓力下熱壓1分鐘。
於紀錄溫度反應曲線時，將熱壓溫度從90℃至130℃做變化調整。
將依據上述實施例與比較例製備之黏膠薄膜黏貼金屬片及塑膠片組成之複合體，依下列測試方法進行其特性之研究。
利用Instron公司生產之拉伸測試機，針對依據上述方法所製備由金屬片及塑膠片組成之複合體，將塑膠片於垂直於黏著面之方向以30毫米/分鐘之速度抽離金屬片，並測量所需之施力(單位：公斤/平方公分)。每個測量值皆以三重覆方式測定之。
紀錄實施例1至3與比較例1至3之溫度反應曲線圖，針對此等溫度反應曲線圖於如上文中所述之垂直拉力試驗中測量相關於熱壓溫度之黏合力。
將依據上述方法所黏合之由金屬片-塑膠片-複合體，放置於揚程公司生產的LG-40冷熱循環機，並設置各步驟如表1之溫度與相對濕度(RH)條件。
表1中示出高溫高濕實驗之條件與所經時間。
本試驗被視為通過的條件是，如果於高溫高濕條件下，經由實施例1至3或比較例1至3黏合後之金屬片及塑膠片組成之複合體，可被確定黏合強度大於30公斤/平方公分。(以金屬片-塑膠片-複合物，如上所示，進行垂直拉力試驗測量)。
將依據上述方法所製備由金屬片及塑膠片組成之複合體，放置於揚程公司生產的LG-40冷熱循環機，溫度條件從-40℃到65℃，進行冷熱循環50次，每次循環於-40℃與65℃停留20分鐘。本試驗被視為通過的條件是，如果經50次冷熱循環後，經由實施例1至3或比較例1至3黏合後之金屬片及塑膠片組成之複合體，可被確定黏合強度大於
30公斤/平方公分。(以金屬片-塑膠片-複合物，如上所示，進行垂直拉力試驗測量)。
本試驗被視為通過的條件是，如果於規定之儲存條件下，經過以紙捲狀物體形式儲存之黏膠薄膜於儲存之後相較於新鮮製程之黏膠薄膜可被確定黏合強度無顯著之滑落時(以金屬片-塑膠片-複合物，如上所示，進行垂直拉力試驗測量)。
為判斷上述諸實施例於黏合方面之技術，首先進行垂直拉力試驗
表3中示出「反應曲線」試驗結果
根據本發明之實施例製備之黏膠薄膜黏貼金屬片及塑膠片組成之複合體，於高溫高濕環境試驗後實施垂直拉力試驗之結果維持在30公斤/平方公分以上，而比較例於相同條件下之高溫高濕環境試驗後則於垂直拉力試驗中，拉力數值仍維持表2之相對較低水準。
根據本發明之實施例製備之黏膠薄膜黏貼金屬片及塑膠片組成之複合體，於冷熱衝擊循環試驗後實施垂直拉力試驗之結果維持在30公斤/平方公分以上，而比較例於相同條件下之冷熱衝擊試驗後則於垂直拉力試驗中，拉力數值仍維持表2之相對較低水準。
根據本發明之實施例於室溫(25℃)及環境溼度下儲存一年之後實施垂直拉力試驗結果維持表2中所示之數值水準，而比較例於相同條件下之儲存後實施垂直拉力試驗結果雖維持表2中所示之數值水準，但仍遠低於本發明之實施例所顯示之水準。
比較例1至3於中溫熱壓合後因其顯現之僵硬性而無法被黏貼得很好。比較例1至3於中溫熱壓合後顯現出較差之黏著性，並且於高溫高濕試驗與冷熱衝擊循環試驗後，仍維持相對較差之黏著性。
僅根據本發明之實施例1至3於中溫熱壓合後顯現出較高之黏著力，並且於高溫高濕試驗、冷熱衝擊循環試驗及儲存安定性試驗後仍能維持相對較好之黏著性水準。
本文中所述之膠帶極適合於根據本發明之使用，尤其是完成根據本發明之目的。尤其根據本發明之黏膠組成物係該等產品之平衡。
Claims (5)
- 一種熱貼合膠帶，其包括一黏膠層及一離型層，其中離型層可為離型紙或離型膜；其中黏膠層組成如下，a)線型酚醛樹脂，b)壓克力橡膠，及c)在分解時釋出甲醛之固化劑，其中線型酚醛樹脂為100重量份；相對於線型酚醛樹脂100重量份，壓克力橡膠用量為35至250重量份，且固化劑用量為3至20重量份。
- 如申請專利範圍第1項之熱貼合膠帶，其中黏膠層組成較佳為a)線型酚醛樹脂，b)壓克力橡膠，及c)在分解時釋出甲醛之固化劑，其中線型酚醛樹脂為100重量份；相對於線型酚醛樹脂100重量份，壓克力橡膠用量為40至200重量份，且固化劑用量為5至15重量份。
- 如申請專利範圍第1項之熱貼合膠帶，其中黏膠層中之壓克力橡膠，其末端活性基團為環氧末端基、氫氧末端基或活性氯末端基者。
- 如申請專利範圍第1項之熱貼合膠帶，其中黏膠層組成，可添加抗氧化劑、抗老化劑、抗光劑或填充劑。
- 如申請專利範圍第1項之熱貼合膠帶，其中固化劑可為六亞甲基四胺、三甲醇基三聚氰胺或六甲醇基三聚氰胺。
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| TW101118382A TWI475089B (zh) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | 一種應用於黏貼可攜式電子產品之熱貼合膠帶 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06279739A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-04 | Toray Ind Inc | Ｔａｂ用接着剤付きテープ |
| TW201105766A (en) * | 2009-06-17 | 2011-02-16 | Tesa Se | Application of heat-activated adhesive tape for gluing flexible printed circuit board |
-
2012
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH06279739A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-04 | Toray Ind Inc | Ｔａｂ用接着剤付きテープ |
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