KR20230098258A - 라미네이트 구조체 - Google Patents

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KR20230098258A
KR20230098258A KR1020237017912A KR20237017912A KR20230098258A KR 20230098258 A KR20230098258 A KR 20230098258A KR 1020237017912 A KR1020237017912 A KR 1020237017912A KR 20237017912 A KR20237017912 A KR 20237017912A KR 20230098258 A KR20230098258 A KR 20230098258A
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KR
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polymer
liquid crystal
tape
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KR1020237017912A
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용신 김
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티코나 엘엘씨
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Abstract

테이프 및 성형된 구성요소를 포함하는 라미네이트 구조체가 제공된다. 테이프는 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 기재를 포함하되, 제1 접착제 코팅은 기재의 제1 표면에 배치된다. 성형된 구성요소는 테이프의 제1 접착제 코팅에 인접하게 배치되고 접착되되, 성형된 구성요소는 액정 중합체를 포함하는 중합체 조성물을 포함한다. 테이프와 성형된 구성요소 사이의 박리 강도는 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정된 바와 같이 인치당 약 0.55파운드 힘 이상이다.

Description

라미네이트 구조체
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 가출원 제63/105,444호의 우선권을 주장하며, 전체가 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
안테나 구조는 종종 전자 장치 내에 장착되어 하우징 또는 투명 디스플레이 커버(예를 들어, 유리)와 같은 유전체 구조를 통해 무선 주파수 신호를 송수신할 수 있다. 안테나 구조를 형성하기 위해, 전형적으로 전도성 요소 또는 경로가 성형 플라스틱 구성요소에 형성된다. 전도성 경로가 위치할 위치에서 이의 표면을 활성화하기 위해 컴퓨터-제어된 레이저 빔이 성형된 구성요소 위로 이동하는 동안 레이저 직접 구조화(laser direct structuring: "LDS") 공정을 사용하여 이러한 경로를 형성하는 것이 점차 인기를 얻고 있다. 이러한 안테나 구조가 전자 장치 내에 안전하게 유지되도록 하기 위해, 안테나 구조와 디스플레이 커버 또는 하우징과 같은 장치의 또 다른 구성요소의 내면 사이에 접착 테이프가 삽입될 수 있다. 불행하게도, 일상적으로 직면하는 한 가지 문제는 테이프와 성형된 구성요소 사이의 접착 강도가 종종 불량하여 전자 장치의 제조 및/또는 사용 중에 문제를 일으킬 수 있다는 것이다. 이와 같이, 현재 성형된 구성요소(예를 들어, 안테나 구조)를 전자 장치의 다른 구성요소에 접착시키기 위한 개선된 기법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 테이프 및 성형된 구성요소를 포함하는 라미네이트 구조체(laminate structure)가 개시된다. 테이프는 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 기재(substrate)를 포함하되, 제1 접착제 코팅은 기재의 제1 표면 상에 배치된다. 성형된 구성요소는 테이프의 제1 접착제 코팅에 인접하게 배치되고 접착된다. 성형된 구성요소는 액정 중합체(liquid crystalline polymer)를 포함하는 중합체 조성물을 포함한다. 테이프와 성형된 구성요소 사이의 박리 강도는 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정된 바와 같이 인치당 약 0.55파운드 힘(pounds-force) 이상이다.
본 발명의 다른 특징 및 양태는 아래에서 보다 상세히 설명된다.
당업자에게 가장 좋은 방식을 포함하는 본 발명의 완전하고 구현 가능한 개시내용은 첨부된 도면에 대한 참조를 포함하여 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 제시된다:
도 1은 본 발명에 따라 형성될 수 있는 전자 장치의 일 실시형태의 사시도이고;
도 2는 본 발명에 따라 형성될 수 있는 전자 장치의 또 다른 실시형태의 사시도이고;
도 3은 본 발명에 따른 성형된 구성요소 및 테이프에 의해 형성된 라미네이트를 포함하는 전자 장치의 일부의 측단면도이고; 그리고
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 형성될 수 있는 카메라 모듈의 사시도이다.
본 논의는 예시적인 실시형태의 설명일 뿐이며 본 발명의 더 넓은 양태를 제한하려는 의도가 아님을 당업자는 이해하여야 한다.
일반적으로 말하면, 본 발명은 테이프에 접착된 성형된 구성요소를 포함하는 라미네이트 구조체에 관한 것이다. 성형된 구성요소는 액정 중합체를 포함하는 중합체 조성물을 포함한다. 테이프는 기재(예를 들어, 필름, 종이, 부직포 웹 등)의 적어도 하나의 표면에 배치된 접착제 코팅을 포함하며, 이는 성형된 구성요소에 인접하게 배치되고 접착된다. 예를 들어, 기재는 성형된 구성요소에 접착된 제1 접착제 코팅이 배치되는 제1 표면(예를 들어, 상부 표면)으로 정의된다. 기재는 또한 또 다른 구성요소에 접착시키기 위해 제2 접착제 코팅이 선택적으로 배치되는 대향하는 제2 표면(예를 들어, 하부 표면)으로 정의된다. 여하튼, 본 발명자들은 성형된 구성요소의 중합체 조성물을 형성하는 데 사용되는 구성요소를 선택적으로 제어함으로써 생성된 라미네이트가 고도의 박리 강도를 나타낼 수 있음을 발견하였다. 예를 들어, 박리 강도는 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정된 바와 같이 인치당 약 0.55파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서 인치당 약 0.60파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서 인치당 약 0.65파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서, 인치당 약 0.70파운드 힘 내지 인치당 약 1파운드 힘일 수 있다. 피크 강도는 마찬가지로 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정된 바와 같이 인치당 약 0.55파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서 인치당 약 0.80파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서 인치당 약 0.9파운드 힘 이상, 일부 실시형태에서, 인치당 약 1파운드 힘 내지 인치당 약 5파운드 힘일 수 있다.
라미네이트 구조체는 고도의 박리 강도를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 우수한 열적 및 기계적 특성을 유지하면서 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물의 용융 온도는 약 200℃ 내지 약 400℃, 일부 실시형태에서 약 250℃ 내지 약 380℃, 일부 실시형태에서 약 270℃ 내지 약 360℃, 일부 실시형태에서 약 280℃ 내지 약 325℃일 수 있다. 이러한 용융 온도에서도, 용융 온도에 대한 단기 내열성의 척도인 하중 하의 변형 온도(deflection temperature under load: "DTUL")의 비는 여전히 상대적으로 높게 유지될 수 있다. 예를 들어, 비는 약 0.5 내지 약 1.00, 일부 실시형태에서 약 0.6 내지 약 0.95, 일부 실시형태에서 약 0.65 내지 약 0.85의 범위일 수 있다. 특정 DTUL 값은, 예를 들어, 1.8메가파스칼의 하중에서 ISO 테스트 번호 75-2:2013에 따라 결정된 바와 같이 약 160℃ 이상, 일부 실시형태에서 약 170℃ 내지 약 280℃, 일부 실시형태에서 약 180℃ 내지 약 260℃, 일부 실시형태에서 약 190℃ 내지 약 240℃일 수 있다. 이러한 높은 DTUL 값은 무엇보다도 성형된 구성요소를 테이프에 접착시키는 데 도움이 되는 고속 및 안정적인 표면 실장(surface mounting) 공정을 사용할 수 있게 한다.
중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 또한 우수한 기계적 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 10㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 50㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 70㎫ 내지 약 300㎫, 일부 실시형태에서 약 80㎫ 내지 약 200㎫의 인장 강도를 나타낼 수 있다. 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 0.5% 이상, 일부 실시형태에서 약 1% 내지 약 10%, 일부 실시형태에서 약 2% 내지 약 8%의 인장 연신율을 나타낼 수 있다. 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 5,000㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 6,000㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 7,000㎫ 내지 약 25,000㎫, 일부 실시형태에서 약 10,000㎫ 내지 약 20,000㎫의 인장 탄성률을 나타낼 수 있다. 인장 특성은 ISO 테스트 번호 527:2012에 따라 23℃의 온도에서 결정될 수 있다. 또한, 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 20㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 30㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 50㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 70㎫ 내지 약 300㎫, 일부 실시형태에서 약 80㎫ 내지 약 200㎫의 굴곡 강도를 나타낼 수 있다. 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 0.4% 이상, 일부 실시형태에서 약 0.5% 내지 약 4%, 일부 실시형태에서 약 0.5% 내지 약 2%의 굴곡 연신율을 나타낼 수 있다. 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 약 5,000㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 6,000㎫ 이상, 일부 실시형태에서 약 7,000㎫ 내지 약 25,000㎫, 일부 실시형태에서 약 10,000㎫ 내지 약 20,000㎫의 굴곡 탄성률을 나타낼 수 있다. 굴곡 특성은 178:2010에 따라 23℃의 온도에서 결정될 수 있다. 또한, 중합체 조성물(및 성형된 구성요소)은 또한 얇은 라미네이트 구조체를 형성할 때 유용할 수 있는 높은 충격 강도를 가질 수 있다. 샤르피 노치 충격 강도(Charpy notched impact strength)는, 예를 들어, 약 3 kJ/㎡ 이상, 일부 실시형태에서 약 5 kJ/㎡ 이상, 일부 실시형태에서 약 7 kJ/㎡ 이상, 일부 실시형태에서 약 8 kJ/㎡ 내지 약 40 kJ/㎡, 일부 실시형태에서 약 10 kJ/㎡ 내지 약 25 kJ/㎡일 수 있다. 충격 강도는 ISO 테스트 번호 ISO 179-1:2010에 따라 23℃의 온도에서 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태가 이제 더 상세히 설명될 것이다.
I. 중합체 조성물
A. 액정 중합체
중합체 조성물은 일반적으로 하나 이상의 액정 중합체를 포함한다. 액정 중합체는 일반적으로 막대-유사 구조를 가지며 용융 상태(예를 들어, 열방성 네마틱 상태(thermotropic nematic state))에서 결정질 거동을 나타낼 수 있는 정도로 "열방성(thermotropic)"으로 분류된다. 중합체 조성물에 사용되는 액정 중합체는 전형적으로 약 200℃ 내지 약 400℃, 일부 실시형태에서 약 250℃ 내지 약 380℃, 일부 실시형태에서 약 270℃ 내지 약 360℃, 일부 실시형태에서 약 280℃ 내지 약 325℃의 용융 온도를 갖는다. 용융 온도는 ISO 테스트 번호 11357-3:2011에 의해 결정된 바와 같이 시차 주사 열량계(differential scanning calorimetry: "DSC")를 사용하여 당업계에 잘 알려져 있는 바와 같이 결정될 수 있다. 이러한 중합체는 당업계에 공지된 바와 같이 하나 이상의 유형의 반복 단위로 형성될 수 있다. 액정 중합체는, 예를 들어, 일반적으로 하기 화학식 (I)로 표시되는 하나 이상의 방향족 에스터 반복 단위를 포함할 수 있다:
Figure pct00001
식 중,
고리 B는 치환 또는 비치환된 6-원 아릴기(예를 들어, 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌), 치환 또는 비치환된 5-원 또는 6-원 아릴기(예를 들어, 2,6-나프탈렌)에 융합된 치환 또는 비치환된 6-원 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 5-원 또는 6-원 아릴기(예를 들어, 4,4-바이페닐렌)에 연결된 치환 또는 비치환된 6-원 아릴기이고; 그리고
Y1 및 Y2는 독립적으로 O, C(O), NH, C(O)HN 또는 NHC(O)이다.
전형적으로, Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 C(O)이다. 이러한 방향족 에스터 반복 단위의 예는, 예를 들어, 방향족 다이카복실산 반복 단위(화학식 I에서, Y1 및 Y2는 C(O)임), 방향족 하이드록시카복실산 반복 단위(화학식 I에서, Y1는 O이고, Y2는 C(O)임)뿐만 아니라 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 방향족 하이드록시카복실산, 예컨대, 4-하이드록시벤조산; 4-하이드록시-4'-바이페닐카복실산; 2-하이드록시-6-나프토산; 2-하이드록시-5-나프토산; 3-하이드록시-2-나프토산; 2-하이드록시-3-나프토산; 4'-하이드록시페닐-4-벤조산; 3'-하이드록시페닐-4-벤조산; 4'-하이드록시페닐-3-벤조산 등뿐만 아니라 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환기 및 이들의 조합으로부터 유도된 방향족 하이드록시카복실산 반복 단위가 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 하이드록시카복실산은 4-하이드록시벤조산("HBA") 및 6-하이드록시-2-나프토산("HNA")이다. 사용되는 경우, 하이드록시카복실산(예를 들어, HBA 및/또는 HNA)으로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 50몰% 이상, 일부 실시형태에서 약 60몰% 이상, 일부 실시형태에서 약 80몰% 내지 100몰%를 구성한다.
또한, 방향족 다이카복실산, 예컨대, 테레프탈산, 아이소프탈산, 2,6-나프탈렌다이카복실산, 다이페닐 에터-4,4'-다이카복실산, 1,6-나프탈렌다이카복실산, 2,7-나프탈렌다이카복실산, 4,4'-다이카복시바이페닐, 비스(4-카복시페닐)에터, 비스(4-카복시페닐)뷰테인, 비스(4-카복시페닐)에테인, 비스(3-카복시페닐)에터, 비스(3-카복시페닐)에테인 등뿐만 아니라 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환기 및 이들의 조합으로부터 유도되는 방향족 다이카복실산 반복 단위가 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 다이카복실산은, 예를 들어, 테레프탈산("TA"), 아이소프탈산("IA") 및 2,6-나프탈렌다이카복실산("NDA")을 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 다이카복실산(예를 들어, IA, TA 및/또는 NDA)으로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 1몰% 내지 약 50몰%, 일부 실시형태에서 약 2몰% 내지 약 40몰%, 일부 실시형태에서 약 5몰% 내지 약 30몰%를 구성한다.
다른 반복 단위가 또한 중합체에 사용될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 예를 들어, 방향족 다이올, 예컨대, 하이드로퀴논, 레조르시놀, 2,6-다이하이드록시나프탈렌, 2,7-다이하이드록시나프탈렌, 1,6-다이하이드록시나프탈렌, 4,4'-다이하이드록시바이페닐(또는 4,4'-바이페놀), 3,3'-다이하이드록시바이페닐, 3,4'-다이하이드록시바이페닐, 4,4'-다이하이드록시바이페닐 에터, 비스(4-하이드록시페닐)에테인 등뿐만 아니라 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환기 및 이들의 조합으로부터 유도되는 반복 단위가 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 다이올은, 예를 들어, 하이드로퀴논("HQ") 및 4,4'-바이페놀("BP")을 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 다이올(예를 들어, HQ 및/또는 BP)로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 1몰% 내지 약 30몰%, 일부 실시형태에서 약 2몰% 내지 약 25몰%, 일부 실시형태에서 약 5몰% 내지 약 20몰%를 구성한다. 또한, 방향족 아마이드(예를 들어, 아세트아미노펜("APAP")) 및/또는 방향족 아민(예를 들어, 4-아미노페놀("AP"), 3-아미노페놀, 1,4-페닐렌다이아민, 1,3-페닐렌다이아민 등)으로부터 유도되는 것과 같은 반복 단위가 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 아마이드(예를 들어, APAP) 및/또는 방향족 아민(예를 들어, AP)으로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 0.1몰% 내지 약 20몰%, 일부 실시형태에서 약 0.5몰% 내지 약 15몰%, 일부 실시형태에서 약 1몰% 내지 약 10몰%를 구성한다. 다양한 다른 단량체 반복 단위가 중합체에 혼입될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 중합체는 지방족 또는 사이클로지방족 하이드록시카복실산, 다이카복실산, 다이올, 아마이드, 아민 등과 같은 비방향족 단량체로부터 유도된 하나 이상의 반복 단위를 포함할 수 있다. 물론, 다른 실시형태에서, 중합체는 비방향족(예를 들어, 지방족 또는 사이클로지방족) 단량체로부터 유도된 반복 단위가 없다는 점에서 "완전 방향족"일 수 있다.
반드시 필요한 것은 아니지만, 액정 중합체는 NDA, HNA 또는 이들의 조합과 같은 나프텐계 하이드록시카복실산 및 나프텐계 다이카복실산으로부터 유도된 반복 단위의 상대적으로 높은 함량을 포함하는 정도로 "고 나프텐계" 중합체일 수 있다. 즉, 나프텐계 하이드록시카복실산 및/또는 다이카복실산(예를 들어, NDA, HNA 또는 HNA와 NDA의 조합)으로부터 유도된 반복 단위의 총량은 중합체의 전형적으로 약 5몰% 이상, 일부 실시형태에서 약 10몰% 내지 약 40몰%, 일부 실시형태에서 약 15몰% 내지 약 30몰%이다. 많은 종래의 "저 나프텐계" 중합체와 달리, 생성된 "고 나프텐계" 중합체는 양호한 열적 및 기계적 특성을 나타낼 수 있는 것으로 여겨진다.
하나의 특정 실시형태에서, 예를 들어, 액정 중합체는 5몰% 내지 약 50몰%, 일부 실시형태에서 약 10몰% 내지 약 40몰%, 일부 실시형태에서 약 15몰% 내지 약 30몰%의 양의 HNA로부터 유도된 반복 단위를 포함할 수 있다. 액정 중합체는 또한 다양한 다른 단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체는 약 50몰% 내지 약 95몰%, 일부 실시형태에서 약 60몰% 내지 약 90몰%, 일부 실시형태에서 약 65몰% 내지 약 85몰%의 양의 HBA로부터 유도된 반복 단위를 포함할 수 있다. 사용되는 경우, HBA로부터 유도된 반복 단위 대 HNA로부터 유도된 반복 단위의 몰비는 약 0.5 내지 약 20, 일부 실시형태에서 약 1 내지 약 10, 일부 실시형태에서 약 2 내지 약 6과 같은 목적하는 특성을 달성하는 것을 돕기 위해 특정 범위 내에서 선택적으로 제어될 수 있다. 중합체는 또한 약 0.1몰% 내지 약 20몰%, 일부 실시형태에서 약 0.2몰% 내지 약 10몰%의 양의 방향족 다이카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA)으로부터 유도된 반복 단위; 및/또는 약 0.1몰% 내지 약 20몰%, 일부 실시형태에서 약 0.2몰% 내지 약 10몰%의 방향족 다이올(들)(예를 들어, BP 및/또는 HQ)을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 목적하는 특성을 달성하는 데 도움이 되도록 중합체에서 이러한 단량체의 존재를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 방향족 다이카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA) 및/또는 방향족 다이올(예를 들어, BP 및/또는 HQ)로부터 유도된 반복 단위의 총량은 중합체의 약 5몰% 이하, 일부 실시형태에서 약 4몰% 이하, 일부 실시형태에서 약 0.1몰% 내지 약 3몰%일 수 있다.
중합체 특정 구성성분 및 성질에 관계없이, 액정 중합체는 에스터 반복 단위(예를 들어, 방향족 하이드록시카복실산, 방향족 다이카복실산 등) 및/또는 다른 반복 단위(예를 들어, 방향족 다이올, 방향족 아마이드, 방향족 아민 등)를 형성하는 데 사용되는 방향족 단량체(들)를 초기에 반응 용기에 도입하여 중축합 반응을 개시함으로써 제조될 수 있다. 이러한 반응에서 사용되는 특정 조건 및 단계는 잘 알려져 있으며, Calundann의 미국 특허 제4,161,470호; Linstid, III 등의 미국 특허 제5,616,680호; Linstid, III 등의 미국 특허 제6,114,492호; Shepherd 등의 미국 특허 제6,514,611호; 및 Waggoner의 WO 2004/058851에 더 상세히 기술되어 있을 수 있다. 반응에 사용되는 용기는 특별히 제한되지 않지만, 전형적으로 고점도 유체의 반응에 일반적으로 사용되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 반응 용기의 예는 앵커형, 다단형, 나선 리본형, 스크류 샤프트형 등과 같은 다양한 형태 또는 이의 변형된 형상의 교반 블레이드를 갖춘 교반기를 갖는 교반 탱크형 장치를 포함할 수 있다. 이러한 반응 용기의 추가의 예는 반죽기, 롤 밀, 밴버리 믹서 등과 같은 수지 혼련에 일반적으로 사용되는 혼합 장치를 포함할 수 있다.
원하는 경우, 반응은 당업계에 공지된 바와 같이 단량체의 아세틸화를 통해 진행될 수 있다. 이는 아세틸화제(예를 들어, 아세트산 무수물)를 단량체에 첨가함으로써 달성될 수 있다. 아세틸화는 일반적으로 약 90℃의 온도에서 시작된다. 아세틸화의 초기 단계 동안, 아세트산 부산물 및 무수물이 증류되기 시작하는 지점 아래로 증기상 온도를 유지하기 위해 환류가 사용될 수 있다. 아세틸화 동안의 온도는 전형적으로 90℃ 내지 150℃, 일부 실시형태에서 약 110℃ 내지 약 150℃의 범위이다. 환류가 사용되는 경우, 증기상 온도는 전형적으로 아세트산의 끓는점을 초과하지만, 잔류 아세트산 무수물을 유지하기에 충분히 낮게 유지된다. 예를 들어, 아세트산 무수물은 약 140℃의 온도에서 증발한다. 따라서, 약 110℃ 내지 약 130℃의 온도에서 증기상 환류를 하는 반응기를 제공하는 것이 특히 바람직하다. 실질적으로 완전한 반응을 보장하기 위해, 과량의 아세트산 무수물이 사용될 수 있다. 과량의 무수물의 양은 환류의 존재 또는 부재를 포함하여 사용된 특정 아세틸화 조건에 따라 달라질 것이다. 존재하는 반응물 하이드록실기의 총 몰을 기준으로 약 1몰% 내지 약 10몰%의 과량의 아세트산 무수물을 사용하는 것은 드문 일이 아니다.
아세틸화는 별도의 반응 용기에서 일어날 수 있거나 또는 중합 반응 용기 내 제자리(in situ)에서 일어날 수 있다. 별도의 반응 용기가 사용되는 경우, 하나 이상의 단량체는 아세틸화 반응기로 도입되고 후속적으로 중합 반응기로 옮겨질 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 단량체는 또한 사전 아세틸화를 거치지 않고 반응 용기에 직접 도입될 수 있다.
단량체 및 선택적 아세틸화제에 더하여, 중합을 용이하게 하기 위해 반응 혼합물 내에 다른 성분이 또한 포함될 수 있다. 예를 들어, 금속염 촉매(예를 들어, 마그네슘 아세테이트, 주석(I) 아세테이트, 테트라뷰틸 티타네이트, 납 아세테이트, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트 등) 및 유기 화합물 촉매(예를 들어, N-메틸이미다졸)와 같은 촉매가 선택적으로 사용될 수 있다. 이러한 촉매는 전형적으로 반복 단위 전구체의 총 중량을 기준으로 약 50ppm 내지 약 500ppm(parts per million: 백만 분의 일)의 양으로 사용된다. 별도의 반응기가 사용되는 경우, 반드시 필요한 것은 아니지만 중합 반응기보다 아세틸화 반응기에 촉매를 적용하는 것이 전형적으로 바람직하다.
반응 혼합물은 일반적으로 중합 반응 용기 내에서 승온으로 가열되어 반응물의 용융 중축합을 개시한다. 중축합은, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 400℃의 온도 범위 내에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 방향족 폴리에스터를 형성하기 위한 하나의 적합한 기법은 전구체 단량체 및 아세트산 무수물을 반응기에 충전하는 단계, 혼합물을 약 90℃ 내지 약 150℃의 온도로 가열하여 단량체의 하이드록실기를 아세틸화(예를 들어, 아세톡시를 형성)하는 단계 및 이어서 온도를 약 200℃ 내지 약 400℃로 증가시켜 용융 중축합을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 최종 중합 온도에 도달하면, 목적하는 분자량이 쉽게 얻어질 수 있도록 반응의 휘발성 부산물(예를 들어, 아세트산)도 제거될 수 있다. 반응 혼합물은 일반적으로 중합 중에 교반되어 양호한 열 및 물질 전달을 보장하고, 결국 양호한 물질 균질성을 보장한다. 교반기의 회전 속도는 반응 과정 동안 변할 수 있지만, 전형적으로 약 10 내지 약 100 범위의 분당 회전수(revolutions per minute: "rpm"), 일부 실시형태에서 약 20rpm 내지 약 80rpm 범위이다. 용융물에 분자량을 구축하기 위해, 중합 반응은 진공하에서 수행될 수도 있고, 진공을 적용하면 중축합의 최종 단계 동안 형성된 휘발성 물질을 쉽게 제거할 수 있다. 진공은 약 5 내지 약 30의 제곱 인치당 파운드(pounds per square inch: "psi"), 일부 실시형태에서 약 10psi 내지 약 20psi의 범위 내와 같은 흡입 압력의 인가에 의해 생성될 수 있다.
용융 중합 후, 용융 중합체는 목적하는 구성의 다이(die)가 장착된 압출 오리피스를 통해 반응기로부터 방출되고, 냉각되고, 수집될 수 있다. 일반적으로, 용융물은 구멍이 있는 다이를 통해 배출되고, 수조에서 꺼내어 펠릿화되어 건조되는 가닥을 형성한다. 일부 실시형태에서, 용융 중합된 중합체는 또한 이의 분자량을 추가로 증가시키기 위해 후속 고상 중합(solid-state polymerization) 방법에 적용될 수 있다. 고상 중합은 기체(예를 들어, 공기, 불활성 기체 등)의 존재하에 수행될 수 있다. 적합한 불활성 기체는, 예를 들어, 질소, 헬륨, 아르곤, 네온, 크립톤, 제논 등뿐만 아니라 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 고상 중합 반응 용기는 목적하는 체류 시간 동안 목적하는 고상 중합 온도에서 유지될 수 있도록 하는 거의 모든 디자인일 수 있다. 이러한 용기의 예는 고정층(fixed bed), 정적층(static bed), 이동층(moving bed), 유동층(fluidized bed) 등을 갖는 용기일 수 있다. 고상 중합이 수행되는 온도는 다양할 수 있지만, 전형적으로 약 200℃ 내지 약 400℃의 범위 내이다. 중합 시간은 물론 온도 및 목표 분자량에 따라 달라질 것이다. 그러나, 대부분의 경우, 고상 중합 시간은 약 2시간 내지 약 12시간, 일부 실시형태에서 약 4시간 내지 약 10시간일 것이다.
일반적으로 말하면, 중합체 조성물에 사용되는 액정 중합체의 총량은 중합체 조성물의 약 40중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시형태에서 약 45중량% 내지 약 85중량%, 일부 실시형태에서 약 50중량% 내지 약 80중량%이다. 소정의 실시형태에서, 모든 액정 중합체는 위에 기재된 바와 같은 "고 나프텐계" 중합체이다. 그러나, 다른 실시형태에서, "저 나프텐계" 액정 중합체는 또한 나프텐계 하이드록시카복실산 및/또는 다이카복실산(예를 들어, NDA, HNA 또는 HNA와 NDA의 조합)으로부터 유도된 반복 단위의 총량이 중합체의 10몰% 미만, 일부 실시형태에서 약 8몰% 이하, 일부 실시형태에서 약 6몰% 이하, 일부 실시형태에서 약 1몰% 내지 약 5몰%인 조성물에 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 이러한 저 나프텐계 중합체는 상대적으로 적은 양으로만 존재하는 것이 일반적으로 바람직하다. 예를 들어, 사용되는 경우, 저 나프텐계 액정 중합체는 전형적으로 조성물 내 액정 중합체의 총량의 약 1중량% 내지 약 50중량%, 일부 실시형태에서 약 10중량% 내지 약 45중량%, 일부 실시형태에서 약 20중량% 내지 약 40중량% 및 전체 조성물의 약 0.5중량% 내지 약 45중량%, 일부 실시형태에서 약 2중량% 내지 약 35중량%, 일부 실시형태에서 약 5중량% 내지 약 25중량%를 구성한다. 반대로, 고 나프텐계 액정 중합체는 전형적으로 조성물 내 액정 중합체의 총량의 약 50중량% 내지 약 99중량%, 일부 실시형태에서 약 55중량% 내지 약 95중량%, 일부 실시형태에서 약 60중량% 내지 약 90중량% 및 전체 조성물의 약 25중량% 내지 약 65중량%, 일부 실시형태에서 약 30중량% 내지 약 60중량%, 일부 실시형태에서 약 35중량% 내지 약 55중량%를 구성한다.
B. 선택적 첨가제
i. 상용화제
원하는 경우, 상용화제는 테이프에 대한 성형된 구성요소의 접착을 추가로 개선하는 것을 돕기 위해 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 이러한 상용화제는 전형적으로 중합체 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시형태에서 약 0.2중량% 내지 약 12중량%, 일부 실시형태에서 약 0.5중량% 내지 약 10중량%를 구성한다.
하나의 특히 적합한 유형의 상용화제는, 예를 들어, 분자당 평균 2개 이상의 에폭시 작용기를 포함하는 "에폭시-작용화된" 올레핀 공중합체를 포함할 수 있다. 공중합체는 일반적으로 하나 이상의 α-올레핀으로부터 유도되는 올레핀계 단량체 단위를 포함한다. 이러한 단량체의 예는, 예를 들어, 2개 내지 20개의 탄소 원자, 전형적으로 2개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 α-올레핀을 포함한다. 구체적인 예는 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐; 3-메틸-1-뷰텐; 3,3-다이메틸-1-뷰텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 다이메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스타이렌을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 단량체는 에틸렌 및 프로필렌이다. 공중합체는 또한 에폭시-작용성 단량체 단위를 포함할 수 있다. 이러한 단위의 일례는 에폭시-작용성(메트)아크릴계 단량체 성분이다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "(메트)아크릴계"는 아크릴계 및 메타크릴계 단량체뿐만 아니라 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체와 같은 이의 염 또는 에스터를 포함한다. 예를 들어, 적합한 에폭시-작용성(메트)아크릴계 단량체는 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트와 같은 1,2-에폭시기를 포함하는 것을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다른 적합한 에폭시-작용성 단량체는 알릴 글리시딜 에터, 글리시딜 에타크릴레이트 및 글리시딜 이타코네이트를 포함한다. 목적하는 분자량을 달성하는 데 도움이 되도록 다른 적합한 단량체도 사용될 수 있다.
물론, 공중합체는 당업계에 공지된 바와 같은 다른 단량체 단위도 포함할 수 있다. 예를 들어, 또 다른 적합한 단량체는 에폭시-작용성이 아닌 (메트)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다. 이러한(메트)아크릴계 단량체의 예는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트, n-뷰틸 아크릴레이트, s-뷰틸 아크릴레이트, i-뷰틸 아크릴레이트, t-뷰틸 아크릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, i-아밀 아크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸뷰틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 메틸사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로펜틸 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-뷰틸 메타크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트, i-뷰틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, i-아밀 메타크릴레이트, s-뷰틸-메타크릴레이트, t-뷰틸 메타크릴레이트, 2-에틸뷰틸 메타크릴레이트, 메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 신남일 메타크릴레이트, 크로틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클로펜틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 아이소보닐 메타크릴레이트 등뿐만 아니라 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 예를 들어, 공중합체는 에폭시-작용성(메트)아크릴계 단량체 성분, α-올레핀 단량체 성분 및 비에폭시 작용성(메트)아크릴계 단량체 성분으로 형성된 삼원공중합체일 수 있다. 공중합체는, 예를 들어, 하기 구조를 갖는 폴리(에틸렌-코-뷰틸아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트)일 수 있다:
Figure pct00002
식 중, x, y 및 z는 1 이상이다.
단량체 성분(들)의 상대적 부분은 에폭시-반응성과 용융 유속 사이의 균형을 달성하도록 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 높은 에폭시 단량체 함량은 매트릭스 중합체와의 양호한 반응성을 초래할 수 있지만, 너무 높은 함량은 공중합체가 중합체 블렌드의 융용 강도에 악영향을 미칠 정도로 용융 유속을 감소시킬 수 있다. 따라서, 대부분의 실시형태에서, 에폭시-작용성(메트)아크릴계 단량체(들)는 공중합체의 약 1중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시형태에서 약 2중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시형태에서 약 3중량% 내지 약 10중량%를 구성한다. α-올레핀 단량체(들)는 마찬가지로 공중합체의 약 55중량% 내지 약 95중량%, 일부 실시형태에서 약 60중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시형태에서 약 65중량% 내지 약 85중량%를 구성할 수 있다. 사용되는 경우, 다른 단량체 성분(예를 들어, 비에폭시 작용성(메트)아크릴계 단량체)은 공중합체의 약 5중량% 내지 약 35중량%, 일부 실시형태에서 약 8중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시형태에서 약 10중량% 내지 약 25중량%를 구성할 수 있다. 생성된 용융 유속은 전형적으로 2.16㎏의 부하 및 190℃의 온도에서 ASTM D1238-13에 따라 결정된 바와 같이 10분당 약 1그램 내지 약 30그램("g/10분"), 일부 실시형태에서 약 2 g/10분 내지 약 20 g/10분, 일부 실시형태에서 약 3 g/10분 내지 약 15 g/10분이다.
중합체 조성물에 사용될 수 있는 적합한 에폭시-작용화된 올레핀 공중합체의 일례는 아케마(Arkema)에서 LOTADER® AX8840이라는 이름으로 상업적으로 입수 가능하다. 예를 들어, LOTADER® AX8840은 용융 유속이 5 g/10분이고, 글리시딜 메타크릴레이트 단량체 함량이 8중량%이다. 또 다른 적합한 공중합체는 듀퐁(DuPont)에서 ELVALOY® PTW라는 이름으로 상업적으로 입수 가능하며, 이는 에틸렌, 뷰틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트의 삼원공중합체이며, 용융 유속이 12 g/10분이고, 글리시딜 메타크릴레이트 단량체 함량이 4중량% 내지 5중량%이다.
ii. 미네랄 충전제
원하는 경우, 중합체 조성물은 중합체 매트릭스 내에 분포된 하나 이상의 미네랄 충전제를 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 이러한 미네랄 충전제(들)는 전형적으로 중합체 조성물의 약 5중량% 내지 약 50중량%, 일부 실시형태에서 약 10중량% 내지 약 45중량%, 일부 실시형태에서 약 20중량% 내지 약 40중량%를 구성한다. 중합체 조성물에 사용되는 미네랄 충전제(들)의 성질은 미네랄 입자, 광물 섬유(또는 "위스커(whisker)") 등뿐만 아니라 이들의 블렌드와 같이 다양할 수 있다. 전형적으로, 중합체 조성물에 사용되는 미네랄 충전제(들)는 조성물의 기계적 강도, 접착 강도 및 표면 특성을 개선하는 데 도움이 되는 소정의 경도 값을 갖는다. 예를 들어, 경도 값은 모스 경도계(Mohs hardness scale)를 기준으로 약 2.0 이상, 일부 실시형태에서 약 2.5 이상, 일부 실시형태에서 약 3.0 이상, 일부 실시형태에서 약 3.0 내지 약 11.0, 일부 실시형태에서 약 3.5 내지 약 11.0, 일부 실시형태에서 약 4.5 내지 약 6.5일 수 있다.
일반적으로, 천연 및/또는 합성 실리케이트 미네랄, 예컨대, 활석, 운모, 실리카(예를 들어, 비정질 실리카), 알루미나, 할로이사이트, 카올리나이트, 일라이트, 몬모릴로나이트, 버미큘라이트, 팔리고스카이트, 파이로필라이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 규회석 등; 설페이트; 카보네이트; 포스페이트; 플루오라이드, 보레이트; 등으로 형성된 것들과 같은 임의의 다양한 상이한 유형의 미네랄 입자가 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 칼슘 카보네이트(CaCO3, 3.0의 모스 경도), 구리 카보네이트 하이드록사이드(Cu2CO3(OH)2, 4.0의 모스 경도); 칼슘 플루오라이드(CaFl2, 4.0의 모스 경도); 칼슘 피로포스페이트((Ca2P2O7, 5.0의 모스 경도), 무수 다이칼슘 포스페이트(CaHPO4, 3.5의 모스 경도), 수화 알루미늄 포스페이트(AlPO4·2H2O, 4.5의 모스 경도); 실리카(SiO2, 5.0 내지 6.0의 모스 경도), 포타슘 알루미늄 실리케이트(KAlSi3O8, 6의 모스 경도), 구리 실리케이트(CuSiO3·H2O, 5.0의 모스 경도); 칼슘 보로실리케이트 하이드록사이드(Ca2B5SiO9(OH)5, 3.5의 모스 경도); 알루미나(AlO2, 10.0의 모스 경도); 칼슘 설페이트(CaSO4, 3.5의 모스 경도), 바륨 설페이트(BaSO4, 3 내지 3.5의 모스 경도), 운모(2.5 내지 5.3의 모스 경도) 등뿐만 아니라 이들의 조합과 같은 목적하는 경도 값을 갖는 입자가 특히 적합하다. 예를 들어, 운모가 특히 적합하다. 예를 들어, 백운모(KAl2(AlSi3)O10(OH)2), 흑운모(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2), 금운모(KMg3(AlSi3)O10(OH)2), 비늘운모(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2), 해록석(K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2) 등을 포함하는 임의의 형태의 운모가 일반적으로 사용될 수 있다. 백운모-기반 운모가 중합체 조성물에 사용하기에 특히 적합하다.
소정의 실시형태에서, 바륨 설페이트 및/또는 칼슘 설페이트 입자와 같은 미네랄 입자는 일반적으로 본질적으로 과립형 또는 결절형인 형상을 가질 수 있다. 이러한 실시형태에서, 입자는 ISO 13320:2009에 따라 레이저 레이저 회절 기법을 사용(예를 들어, Horiba LA-960 입자 크기 분포 분석기 사용)하여 결정된 바와 같이 약 0.5마이크로미터 내지 약 20마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 1마이크로미터 내지 약 15마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 1.5마이크로미터 내지 약 10마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 2마이크로미터 내지 약 8마이크로미터의 중간 크기(예를 들어, 직경)를 가질 수 있다. 또한, 다른 실시형태에서, 약 4 이상, 일부 실시형태에서 약 8 이상, 일부 실시형태에서 약 10 내지 약 500과 같은 상대적으로 높은 종횡비(aspect ratio)(예를 들어, 평균 직경을 평균 두께로 나눈 값)를 갖는 운모 입자와 같은 플레이크 형상의 미네랄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에서, 입자의 평균 직경은, 예를 들어, 약 5마이크로미터 내지 약 200마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 8마이크로미터 내지 약 150마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 10마이크로미터 내지 약 100마이크로미터의 범위일 수 있다. 평균 두께는 마찬가지로 ISO 13320:2009에 따라 레이저 회절 기법을 사용(예를 들어, Horiba LA-960 입자 크기 분포 분석기 사용)하여 결정된 바와 같이 약 2마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 약 5나노미터 내지 약 1마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 20나노미터 내지 약 500나노미터일 수 있다. 또한, 미네랄 입자는 좁은 크기 분포를 가질 수 있다. 즉, 입자의 적어도 약 70부피%, 일부 실시형태에서 입자의 적어도 약 80부피%, 일부 실시형태에서 입자의 적어도 약 90부피%가 위에 언급된 범위 내의 크기를 가질 수 있다.
적합한 광물 섬유는 마찬가지로 실리케이트, 예컨대, 네오실리케이트, 소로실리케이트, 이노실리케이트(예를 들어, 칼슘 이노실리케이트, 예컨대, 규회석; 칼슘 마그네슘 이노실리케이트, 예컨대, 트레몰라이트; 칼슘 마그네슘 철 이노실리케이트, 예컨대, 아티놀라이트; 마그네슘 철 이노실리케이트, 예컨대, 안쏘필라이트; 등), 필로실리케이트(예를 들어, 알루미늄 필로실리케이트, 예컨대, 팔리고스카이트), 텍토실리케이트 등; 설페이트, 예컨대, 칼슘 설페이트(예를 들어, 탈수 또는 무수 석고); 광물면(예를 들어, 암면 또는 슬래그면); 등으로부터 유도되는 것을 포함할 수 있다. 나이코 미네랄스(Nyco Minerals)에서 상표명 Nyglos®(예를 들어, Nyglos® 4W 또는 Nyglos® 8)로 상업적으로 입수 가능한 규회석(4.5 내지 5.0의 모스 경도)과 같은 이노실리케이트로부터 유도된 섬유를 포함하여 목적하는 경도 값을 갖는 섬유가 특히 적합하다. 광물 섬유는 약 1마이크로미터 내지 약 35마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 2마이크로미터 내지 약 20마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 3마이크로미터 내지 약 15마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 7마이크로미터 내지 약 12마이크로미터의 중간 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다. 광물 섬유는 또한 좁은 크기 분포를 가질 수 있다. 즉, 섬유의 적어도 약 60부피%, 일부 실시형태에서 섬유의 적어도 약 70부피%, 일부 실시형태에서 섬유의 적어도 약 80부피%가 위에 언급된 범위 내의 크기를 가질 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 위에 언급된 크기 특성을 갖는 광물 섬유는 중합체 매트릭스 내의 분포를 향상시키고 표면 접착의 생성을 최소화하는 성형 장비를 통해 더 쉽게 이동할 수 있는 것으로 여겨진다. 위에 언급된 크기 특성을 갖는 것 외에도, 광물 섬유는 또한 생성된 중합체 조성물의 기계적 특성 및 표면 품질을 추가로 개선하는 데 도움이 되도록 상대적으로 높은 종횡비(평균 길이를 중간 폭으로 나눈 값)를 가질 수 있다. 예를 들어, 광물 섬유는 약 2 내지 약 100, 일부 실시형태에서 약 2 내지 약 50, 일부 실시형태에서 약 3 내지 약 20, 일부 실시형태에서 약 4 내지 약 15의 종횡비를 가질 수 있다. 이러한 광물 섬유의 부피 평균 길이는, 예를 들어, 범위 약 1마이크로미터 내지 약 200마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 2마이크로미터 내지 약 150마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 5마이크로미터 내지 약 100마이크로미터, 일부 실시형태에서 약 10마이크로미터 내지 약 50마이크로미터일 수 있다.
iii. 레이저 활성화 가능 첨가제
꼭 필요한 것은 아니지만, 중합체 조성물은 레이저 직접 구조화("LDS") 공정에 의해 활성화될 수 있는 첨가제를 포함한다는 의미에서 "레이저 활성화 가능"할 수 있다. 이러한 공정에서, 첨가제는 금속의 방출을 유발하는 레이저에 노출된다. 따라서, 레이저는 구성요소에 전도성 요소의 패턴을 그리고, 내장된 금속 입자를 포함하는 거친 표면을 남긴다. 이들 입자는 후속 도금 공정(예를 들어, 구리 도금, 금 도금, 니켈 도금, 은 도금, 아연 도금, 주석 도금 등) 동안 결정 성장을 위한 핵으로 작용한다. 레이저 활성화 가능 첨가제는 일반적으로 산화물 결정을 포함하며, 한정할 수 있는 결정 형성 내에 2개 이상의 금속 산화물 클러스터 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전체 결정 형성은 하기 일반 화학식을 가질 수 있다:
AB2O4 또는 ABO2
식 중,
A는 카드뮴, 크로뮴, 망가니즈, 니켈, 아연, 구리, 코발트, 철, 마그네슘, 주석, 타이타늄 등뿐만 아니라 이들의 조합과 같이 2 이상의 원자가를 갖는 금속 양이온이고; 그리고
B는 안티모니, 크로뮴, 철, 알루미늄, 니켈, 망가니즈, 주석 등뿐만 아니라 이들의 조합과 같이 3 이상의 원자가를 갖는 금속 양이온이다.
전형적으로, 위의 화학식에서 A는 제1 금속 산화물 클러스터의 1차 양이온 성분을 제공하고, B는 제2 금속 산화물 클러스터의 1차 양이온 성분을 제공한다. 이러한 산화물 클러스터는 동일하거나 또는 상이한 구조를 가질 수 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 제1 금속 산화물 클러스터는 4면체 구조를 갖고, 제2 금속 산화물 클러스터는 8면체 클러스터를 갖는다. 그럼에도 불구하고, 클러스터는 함께 전자기 방사선에 대한 민감성이 높아진 식별 가능한 단일 결정 유형 구조를 제공할 수 있다. 적합한 산화물 결정의 예는, 예를 들어, MgAl2O4, ZnAl2O4, FeAl2O4, CuFe2O4, CuCr2O4, MnFe2O4, NiFe2O4, TiFe2O4, FeCr2O4, MgCr2O4, 주석/안티모니 산화물(예를 들어, (Sb/Sn)O2) 및 이들의 조합을 포함한다. 구리 크로뮴 산화물(CuCr2O4)은 본 발명에 사용하기에 특히 적합하며, 셰퍼드 칼라 컴퍼니.(Shepherd Color Co.)에서 "Shepherd Black 1GM"이라는 명칭으로 입수 가능하다. 일부 경우에, 레이저 활성화 가능 첨가제는 또한 WO 2018/130972에 기술되어 있는 바와 같은 코어-셸 구성을 가질 수 있다. 이러한 첨가제에서, 첨가제의 셸 성분은 전형적으로 레이저 활성화가 가능한 반면, 코어는 무기 화합물(예를 들어, 이산화타이타늄, 운모, 활석 등)과 같은 임의의 일반적인 화합물일 수 있다.
사용되는 경우, 레이저 활성화 가능 첨가제는 전형적으로 중합체 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시형태에서 약 0.5중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시형태에서 약 1중량% 내지 약 10중량%를 구성한다.
iv. 기타 첨가제
다양한 다른 추가적인 첨가제가 윤활제, 열전도성 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 흑연, 질화붕소 등), 색소, 산화제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 난연제, 적하방지 첨가제, 조핵제(예를 들어, 질화붕소), 마찰제(예를 들어, 플루오로중합체), 정전기 방지 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 탄소 섬유, 흑연, 이온성 액체 등), 섬유성 충전제(예를 들어, 유리 섬유, 탄소 섬유 등) 및 특성 및 가공성을 향상시키기 위해 첨가되는 기타 물질과 같은 중합체 조성물에 포함될 수 있다. 윤활제는, 예를 들어, 실질적인 분해 없이 액정 중합체의 가공 조건을 견딜 수 있는 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 이러한 윤활제의 예는 지방산 에스터, 이의 염, 에스터, 지방산 아마이드, 유기 인산 에스터 및 이들의 혼합물을 포함하는 공업용 플라스틱 물질의 가공에서 윤활제로서 일반적으로 사용되는 유형의 탄화수소 왁스를 포함한다. 적합한 지방산은 전형적으로 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라크산, 몬탄산, 옥타데신산, 파리나르산 등과 같이 약 12개 내지 약 60개의 탄소 원자의 백본 탄소 사슬을 갖는다. 적합한 에스터는 지방산 에스터, 지방 알코올 에스터, 왁스 에스터, 글리세롤 에스터, 글리콜 에스터 및 복합 에스터를 포함한다. 지방산 아마이드는 지방 1차 아마이드, 지방 2차 아마이드, 메틸렌 및 에틸렌 비스아마이드 및, 예를 들어, 팔미트산 아마이드, 스테아르산 아마이드, 올레산 아마이드, N,N'-에틸렌비스스테아르아마이드 등과 같은 알칸올아마이드를 포함한다. 또한, 지방산의 금속염, 예컨대, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트 등; 파라핀 왁스, 폴리올레핀 및 산화된 폴리올레핀 왁스 및 미세결정질 왁스를 포함하는 탄화수소 왁스가 적합하다. 특히 적합한 윤활제는 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 칼슘 스테아레이트 또는 N,N'-에틸렌비스스테아르아마이드와 같은 스테아르산의 산, 염 또는 아마이드이다. 사용되는 경우, 윤활제(들)은 전형적으로 중합체 조성물의 약 0.05중량% 내지 약 1.5중량%, 일부 실시형태에서 약 0.1중량% 내지 약 0.5중량%(중량 기준)를 구성한다.
C. 형성
중합체 조성물을 형성하기 위해 사용되는 성분은 당업계에 공지된 바와 같은 임의의 다양한 상이한 기법을 사용하여 함께 배합될 수 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 예를 들어, 액정 중합체(들) 및 다른 선택적인 첨가제는 중합체 조성물을 형성하기 위해 압출기 내에서 혼합물로서 용융 가공된다. 혼합물은 약 200℃ 내지 약 450℃의 온도에서 단일-스크류 또는 다중-스크류 압출기 용융 혼련될 수 있다. 일 실시형태에서, 혼합물은 다중 온도 구역을 포함하는 압출기에서 용융 가공될 수 있다. 개별 구역의 온도는 전형적으로 중합체의 용융 온도에 비해 약 -60℃ 내지 약 25℃ 이내로 설정된다. 예로서, 혼합물은 Leistritz 18-㎜ 동회전 완전 맞물림 트윈 스크류 압출기(Leistritz 18-㎜ co-rotating fully intermeshing twin screw extruder)와 같은 트윈 스크류 압출기를 사용하여 용융 가공될 수 있다. 범용 스크류 디자인이 혼합물을 용융 가공하는 데 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 모든 성분을 포함하는 혼합물이 용적식 공급기(volumetric feeder)에 의해 제1 배럴의 공급구(feed throat)로 공급될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 공지된 바와 같이 압출기 내의 상이한 첨가 지점에서 상이한 성분이 첨가될 수 있다. 예를 들어, 중합체는 공급구에 적용될 수 있고, 소정의 첨가제(예를 들어, 미네랄 충전제, 상용화제 등)가 그로부터 하류에 위치한 동일하거나 또는 상이한 온도 구역에 공급될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 생성된 혼합물은 용융되고 혼합된 다음, 다이를 통해 압출될 수 있다. 그런 다음, 압출된 중합체 조성물은 수조에서 반응이 정지되어 고화되고, 펠리타이저에서 과립화되고 이어서 건조될 수 있다.
조성물이 형성되는 방식에 관계없이, 생성된 용융 점도는 일반적으로 용융-압출된 기재를 쉽게 형성할 수 있을 정도로 충분히 낮다. 예를 들어, 하나의 특정 실시형태에서, 중합체 조성물은 1,000초-1의 전단 속도에서 결정된 바와 같이 약 500 Pa-s 이하, 일부 실시형태에서 약 250 Pa-s 이하, 일부 실시형태에서 약 5 Pa-s 내지 약 150 Pa-s, 일부 실시형태에서 약 5 Pa-s 내지 약 100 Pa-s, 일부 실시형태에서 약 10 Pa-s 내지 약 100 Pa-s, 일부 실시형태에서 약 15 내지 약 90 Pa-s의 용융 점도를 가질 수 있다.
II. 성형된 구성요소
성형된 구성요소는 약 10밀리미터 이하, 일부 실시형태에서 약 5밀리미터 이하, 일부 실시형태에서 약 1밀리미터 내지 약 4밀리미터(예를 들어, 3밀리미터)와 같은 다양한 두께를 가질 수 있다. 성형된 구성요소는 또한 다양한 상이한 기법을 사용하여 형성될 수 있다. 적합한 기법은, 예를 들어, 사출 성형, 저압 사출 성형, 압출 압축 성형, 기체 사출 성형, 폼 사출 성형, 저압 기체 사출 성형, 저압 폼 사출 성형, 기체 압출 압축 성형, 폼 압출 압축 성형, 압출 성형, 폼 압출 성형, 압축 성형, 폼 압축 성형, 기체 압축 성형 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물이 주입될 수 있는 금형을 포함하는 사출 성형 시스템이 사용될 수 있다. 중합체 매트릭스가 사전 응고되지 않도록 주입기 내부의 시간은 제어되고 최적화될 수 있다. 주기 시간에 도달하고 배출을 위해 배럴이 가득 차면, 피스톤을 사용하여 금형 캐비티(mold cavity)에 조성물을 주입할 수 있다. 압축 성형 시스템이 또한 사용될 수 있다. 사출 성형과 마찬가지로, 중합체 조성물을 목적하는 물품으로 성형하는 것도 금형 내에서 발생한다. 자동화된 로봇 암(arm)에 의해 픽업되는 것과 같은 임의의 공지된 기법을 사용하여 압축 금형에 배치될 수 있다. 금형의 온도는 응고가 가능하도록 목적하는 시간 동안 중합체 매트릭스의 온도 이상으로 유지될 수 있다. 그런 다음, 성형 제품은 용융 온도 이하의 온도로 함으로써 응고될 수 있다. 생성된 제품은 이형(de-molded)될 수 있다. 각 성형 공정의 주기 시간은 중합체 매트릭스에 맞게 조정되어 충분한 접착을 달성하고 전체 공정 생산성을 향상시킬 수 있다.
위에 나타낸 바와 같이, 전도성 요소는 또한 성형된 구성요소 상에 형성될 수 있다. 전도성 요소는 패치 안테나 구조, 역-F 안테나 구조, 폐쇄 및 개방 슬롯 안테나 구조, 루프 안테나 구조, 단극, 쌍극, 평면 역-F 안테나 구조, 이러한 디자인의 하이브리드 등으로 형성되는 공진 요소를 갖는 안테나와 같은 다양한 상이한 유형의 안테나를 형성할 수 있다. 원하는 경우, 성형된 구성요소에 사용되는 중합체 조성물은 전도성 요소가 레이저 직접 구조화 공정("LDS")을 사용하여 형성될 수 있도록 레이저 활성화될 수 있다. 레이저로 활성화하면 스피넬 결정에 균열이 생겨 금속 원자를 방출하는 물리화학적 반응이 발생한다. 이러한 금속 원자는 금속화(예를 들어, 환원성 구리 코팅)를 위한 핵으로 작용할 수 있다. 레이저는 또한 미시적으로 불규칙한 표면을 생성하고, 중합체 매트릭스를 제거하여 금속화 동안 구리가 고정될 수 있는 수많은 미시적 구멍(pit)과 언더컷(undercut)을 생성한다.
원하는 경우, 고주파 안테나 및 안테나 어레이가 5G 시스템에서 사용하기 위해 성형된 구성요소 상에 형성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "5G"는 일반적으로 무선 주파수 신호를 통한 고속 데이터 통신을 지칭한다. 5G 네트워크 및 시스템은 이전 세대의 데이터 통신 표준(예를 들어, "4G", "LTE")보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 통신할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "5G 주파수"는 1.5㎓ 이상, 일부 실시형태에서 약 2.0㎓ 이상, 일부 실시형태에서 약 2.5㎓ 이상, 일부 실시형태에서 약 3.0㎓ 이상, 일부 실시형태에서 약 3㎓ 내지 약 300㎓ 이상, 일부 실시형태에서 약 4㎓ 내지 약 80㎓, 일부 실시형태에서 약 5㎓ 내지 약 80㎓, 일부 실시형태에서 약 20㎓ 내지 약 80㎓, 일부 실시형태에서 약 28㎓ 내지 약 60㎓인 주파수를 지칭할 수 있다. 5G 통신의 요구사항을 정량화하는 다양한 표준 및 사양이 발표되었다. 일례로서, 국제 전기통신 연합(International Telecommunications Union: ITU)은 2015년에 국제 이동통신-2020("IMT(International Mobile Telecommunications)-2020") 표준을 발표하였다. IMT-2020 표준은 5G에 대한 다양한 데이터 전송 기준(예를 들어, 다운링크 및 업링크 데이터 속도, 대기 시간 등)을 지정한다. IMT-2020 표준은 업링크 및 다운링크 피크 데이터 속도를 5G 시스템이 지원해야 하는 데이터 업로드 및 다운로드를 위한 최소 데이터 속도로 정의한다. IMT-2020 표준은 다운링크 피크 데이터 속도 요구사항을 20 Gbit/s로 그리고 업링크 피크 데이터 속도를 10 Gbit/s로 설정한다. 또 다른 예로서, 3세대 파트너십 프로젝트(3rd Generation Partnership Project: 3GPP)는 최근 "5G NR"이라는 5G에 대한 새로운 표준을 발표하였다. 3GPP는 2018년에 5G NR의 표준화를 위한 "1 단계(Phase 1)"를 정의하는 "릴리스 15(Release 15)"를 공개하였다. 3GPP는 일반적으로 5G 주파수 대역을 6㎓ 이하의 주파수를 포함하는 "주파수 범위 1"(FR1)로 정의하고, 20㎓ 내지 60㎓ 범위의 주파수 대역을 "주파수 범위 2"(FR2)로 정의하였다. 본 명세서에 기재된 안테나 시스템은 릴리스 15(2018) 및/또는 IMT-2020 표준과 같은 3GPP에 의해 발표된 표준에 따라 "5G"를 충족하거나 또는 이의 자격을 얻을 수 있다.
고주파수에서 고속 데이터 통신을 달성하기 위해, 안테나 소자 및 어레이는 안테나 성능을 개선할 수 있는 작은 피처 크기(feature size)/간격(예를 들어, 파인 피치(fine pitch) 기술)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 피처 크기(안테나 소자 사이의 간격, 안테나 소자의 폭) 등은 일반적으로 안테나 소자가 형성되는 기판 유전체를 통해 전파되는 목적하는 송신 및/또는 수신 무선 주파수의 파장("λ")에 따라 달라진다(예를 들어, nλ/4, 여기서 n은 정수임). 또한, 여러 주파수 범위 또는 채널(예를 들어, 다중 입출력 장치(multiple-in-multiple-out: MIMO), 대용량 MIMO)에서 수신 및 전송을 용이하게 하기 위해 빔형성(beamforming) 및/또는 빔 조향(beam steering)이 사용될 수 있다.
고주파 5G 안테나 소자는 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 5G 안테나 소자는 동일 평면 도파관 요소, 패치 어레이(예를 들어, 메시-그리드 패치 어레이), 다른 적합한 5G 안테나 구성일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 안테나 소자는 MIMO, 대용량 MIMO 기능, 빔 조향 등을 제공하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "대용량" MIMO 기능은 일반적으로 안테나 어레이를 갖는 많은 수의 송신 및 수신 채널, 예를 들어, 8개의 송신(Tx) 및 8개의 수신(Rx) 채널(8×8로 약칭됨)을 제공하는 것을 지칭한다. 대용량 MIMO 기능은 8×8, 12×12, 16×16, 32×32, 64×64 이상으로 제공될 수 있다. 안테나 소자는 다양한 구성 및 배열을 가질 수 있으며, 다양한 제조 기법을 사용하여 성형된 구성요소 상에 제작될 수 있다. 일례로서, 안테나 소자 및/또는 관련 요소(예를 들어, 접지 요소, 공급 파인 등)는 파인 피치 기술을 사용될 수 있다. 파인 피치 기술은 일반적으로 구성요소 또는 리드(lead) 사이의 작거나 또는 미세한 간격을 지칭한다. 예를 들어, 피처 치수 및/또는 안테나 소자 사이(또는 안테나 소자와 접지면 사이) 간격은 약 1,500마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 1,250마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 750마이크로미터 이하(예를 들어, 1.5㎜ 이하의 중심(center-to-center) 간격), 650마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 550마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 450마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 350마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 250마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 150마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 100마이크로미터 이하, 일부 실시형태에서 50마이크로미터 이하일 수 있다. 그러나, 더 작고/작거나 더 큰 피처 크기 및/또는 간격이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 작은 피처 치수의 결과로, 안테나 시스템은 작은 풋프린트(footprint)에서 성형된 구성요소 상의 다수의 안테나 소자를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이는 평방 센티미터당 1,000개 이상의 안테나 소자, 일부 실시형태에서 평방 센티미터당 2,000개 이상의 안테나 소자, 일부 실시형태에서 평방 센티미터당3,000개 이상의 안테나 소자, 일부 실시형태에서 평방 센티미터당 4,000개 이상의 안테나 소자, 일부 실시형태에서 평방 센티미터당 6,000개 이상의 안테나 소자, 일부 실시형태에서 평방 센티미터당 약 8,000개 이상의 안테나 소자의 평균 안테나 소자 농도를 가질 수 있다. 안테나 소자의 이러한 콤팩트한 배열은 안테나 영역의 단위 영역당 MIMO 기능을 위한 더 많은 수의 채널을 제공할 수 있다. 예를 들어, 채널의 수는 안테나 소자의 수와 일치(예를 들어, 같거나 또는 비례)할 수 있다.
III. 테이프
라미네이트 구조체에 사용되는 테이프는 당업계에 공지된 바와 같이 임의의 다양한 물질로 형성될 수 있다. 전형적으로, 테이프는 필름, 종이 웹, 부직포 웹, 폼 등과 같은 베이스 기재를 포함한다. 기재는 약 1㎛ 내지 약 500㎛, 일부 실시형태에서 약 10㎛ 내지 약 300㎛, 일부 실시형태에서 약 20 내지 약 100㎛의 두께를 갖는 것과 같이 본질적으로 비교적 얇을 수 있다. 전형적으로 성형된 구성요소에 접착시키기 위해 접착제 코팅이 또한 테이프의 하나 이상의 표면에 배치된다. 예를 들어, 기재는 제1 표면(예를 들어, 상부 표면) 및 대향하는 제2 표면(예를 들어, 하부 표면)으로 정의될 수 있다. 제1 접착제 코팅은 제1 표면에 배치될 수 있고 제2 접착제 코팅은 제2 표면에 배치될 수 있어 테이프가 다수의 표면에 접착제를 포함한다. 이러한 방식으로, 테이프는 성형된 구성요소를 또 다른 구성요소와 접착시키는 데 도움이 될 수 있다.
접착제 코팅(들)의 성질은 핫멜트 접착제, 감압 접착제 등뿐만 아니라 이들의 조합과 같이 당업자에게 공지된 바와 같이 다양할 수 있다. 테이프의 다른 표면에 사용되는 접착제 코팅은 또한 본질적으로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 테이프의 접착제 코팅(들)은 전형적으로 적어도 1종의 열가소성 중합체를 포함한다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 엘라스토머성 열가소성 중합체는 접착제에 "감압(pressure-sensitive)" 접착 특성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 엘라스토머성 중합체의 예는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 중합체, 폴리우레탄, 천연 고무, 합성 고무(예를 들어, 뷰틸, (아이소)뷰틸, 나이트릴 또는 뷰타다이엔 고무), 불포화 또는 부분적으로 또는 완전히 수소첨가된 폴리다이엔 블록으로 구성된 엘라스토머 블록을 갖는 스타이렌 블록 공중합체(예를 들어, 폴리뷰타다이엔, 폴리아이소프렌, 폴리(아이소)뷰틸렌 등), 폴리올레핀(예를 들어, 에틸렌 바이닐 아세테이트 공중합체), 플루오로중합체, 실리콘 등뿐만 아니라 이러한 엘라스토머의 조합을 포함할 수 있다. 정확한 중합체에 관계없이, 열가소성 엘라스토머성 중합체의 유리 전이 온도(Tg)는 전형적으로 약 -40℃ 내지 약 10℃, 일부 실시형태에서 약 -30℃ 내지 약 0℃, 일부 실시형태에서 약 -25℃ 내지 약 -10℃인 것이 바람직하다. 하나의 특정 실시형태에서, 예를 들어, 아크릴로나이트릴/뷰타다이엔 공중합체 엘라스토머가 사용될 수 있다(예를 들어, Nipol™ 1401LG, Tg = -18℃). 엘라스토머성 열가소성 중합체에 더하여 또는 그 대신에, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등), 폴리바이닐 클로라이드, 폴리스타이렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌, 폴리아마이드, 폴리락테이트, 폴리에터에터케톤, 폴리설폰, 폴리에터설폰 등뿐만 아니라 이러한 중합체의 조합과 같은 다른 열가소성 중합체가 또한 사용될 수 있다.
소정의 실시형태에서, 접착제는 또한 일반적으로 실온(23℃)에서는 고체이지만 소정의 온도로 가열한 후에 유동성이 될 수 있다는 의미에서 "핫멜트(hot-melt)" 접착제일 수 있다. 이러한 방식으로, 테이프는 안정적인 비접착 형태인 동안 성형된 구성요소 및/또는 다른 전자 부품과 접촉하도록 배치되고, 그 후 목적하는 접착 정도를 개시하도록 열 활성화될 수 있다. 활성화 가능 온도는, 예를 들어, 약 80℃ 내지 약 250℃, 일부 실시형태에서 약 100℃ 내지 약 220℃, 일부 실시형태에서 약 110℃ 내지 약 210℃의 범위일 수 있다. 감압 핫멜트 접착제의 경우, 적절한 접착을 보장하기 위해 약 1초 내지 약 500초, 일부 실시형태에서 약 2초 내지 약 350초, 일부 실시형태에서 약 5초 내지 약 180초 범위의 시간 동안 약 1바 내지 약 50바, 일부 실시형태에서 약 2바 내지 약 40바, 일부 실시형태에서 약 5바 내지 약 30바와 같은 소정의 압력의 정도가 필요할 수도 있다.
이러한 접착제를 형성하는 것을 돕기 위해, 반응성 수지가 전형적으로 사용된다. 사용되는 경우, 반응성 수지(들)는 일반적으로 접착제 코팅에 사용되는 열가소성 중합체(들)의 100중량부당 약 20중량부 내지 약 800중량부, 일부 실시형태에서 약 50중량부 내지 약 600중량부, 일부 실시형태에서 약 100 내지 약 500중량부의 양으로 존재한다. 반응성 수지(들)는 마찬가지로 접착제 코팅의 총 고체 함량을 기준으로 약 30중량% 내지 약 95중량%, 일부 실시형태에서 약 40중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시형태에서 약 50중량% 내지 약 85중량%를 구성할 수 있다. 한편, 열가소성 중합체(들)는 전형적으로 접착제 코팅의 총 고체 함량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 70중량%, 일부 실시형태에서 약 10중량% 내지 약 60중량%, 일부 실시형태에서 약 15중량% 내지 약 50중량%를 구성한다.
적합한 반응성 수지는, 예를 들어, 폴리에스터, 폴리에터, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 페놀 수지, 크레졸 또는 노볼락 수지, 폴리설파이드, 아크릴계 중합체(아크릴계 또는 메타크릴계) 등뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 접착제 코팅에서 반응성 수지로서 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 수지의 에폭시 당량 중량은 ASTM D1652-11e1에 따라 결정된 바와 같이 그램 당량당 약 100그램 내지 약 1,000그램, 일부 실시형태에서 약 120그램 내지 약 800그램, 일부 실시형태에서 약 150그램 내지 약 600그램일 수 있다. 에폭시 수지는 또한 전형적으로 분자당 평균 적어도 약 1.3개, 일부 실시형태에서 약 1.6개 내지 약 8개, 일부 실시형태에서 약 3개 내지 약 5개의 에폭사이드기를 포함한다. 에폭시 수지는 또한 전형적으로 25℃의 온도에서 ASTM D445-15에 따라 결정된 바와 같이, 예컨대, 약 1센티푸아즈 내지 약 25센티푸아즈, 일부 실시형태에서 2센티푸아즈 내지 약 20센티푸아즈, 일부 실시형태에서 약 5센티푸아즈 내지 약 15센티푸아즈와 같은 상대적으로 낮은 동적 점도를 갖는다. 실온(25℃)에서, 에폭시 수지는 또한 전형적으로 약 50℃ 내지 약 120℃, 일부 실시형태에서 약 60℃ 내지 약 110℃, 일부 실시형태에서 약 70℃ 내지 약 100℃의 녹는점을 갖는 고체 또는 반-고체 물질이다. 에폭시 수지는 포화 또는 불포화, 선형 또는 분지형 지방족, 사이클로지방족, 방향족 또는 헤테로환식일 수 있으며, 옥시레인과의 반응을 실질적으로 방해하지 않는 치환기를 가질 수 있다. 적합한 에폭시 수지는, 예를 들어, 선택적으로 알칼리 반응 조건하에 에피클로로하이드린을 적어도 1.5개의 방향족 하이드록실기를 포함하는 하이드록실 화합물과 반응시킴으로써 제조되는 글리시딜 에터(예를 들어, 다이글리시딜 에터)를 포함한다. 다작용성 화합물이 특히 적합하다. 예를 들어, 에폭시 수지는 2가 페놀의 다이글리시딜 에터, 경화된 2가 페놀의 다이글리시딜 에터, 3가 페놀의 트라이글리시딜 에터, 경화된 3가 페놀의 트라이글리시딜 에터 등일 수 있다. 2가 페놀의 다이글리시딜 에터는, 예를 들어, 에피할로하이드린과 2가 페놀을 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 적합한 2가 페놀의 예는, 예를 들어, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로페인("비스페놀 A"); 2,2-비스 4-하이드록시-3-tert-뷰틸페닐) 프로페인; 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에테인; 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 아이소뷰테인; 비스(2-하이드록시-l-나프틸) 메테인; 1,5 다이하이드록시나프탈렌; 1,1-비스(4-하이드록시-3-알킬페닐) 에테인 등을 포함한다. 적합한 2가 페놀은 또한 페놀과 폼알데하이드("비스페놀 F")와 같은 알데하이드의 반응으로부터 얻어질 수 있다. 이러한 다작용성 에폭시 수지의 상업적으로 입수 가능한 예는 헥시온(Hexion)에서 명칭 862, 828, 826, 825, 1001, 1002, 1009, SU3, 154, 1031, 1050, 133 및 165로 입수 가능한 EPON™ 수지를 포함할 수 있다. 다른 적합한 다작용성 에폭시 수지는 헌츠맨(Huntsman)에서 상표명 Araldite™(예를 들어, Araldite™ ECN 1273 및 Araldite™ ECN 1299)로 입수 가능하다.
접착제 코팅(들)은 선택적으로 활성제, 유동성 개질제, 발포제, 충전제, 가소제, 가교접착제, 난연제, UV 안정화제, 산화제, 접착 촉진제 등과 같은 선행 기술에 공지된 바와 같은 추가 첨가제 및/또는 보조제를 포함할 수 있다. 활성제(또는 경화제)는 일반적으로 중합 또는 가교 반응을 개시 또는 가속화할 수 있거나 또는 반응성 수지와의 반응 파트너로 참여할 수 있는 화합물이다. 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 기반으로 하는 반응성 수지의 경우, 예를 들어, 적합한 활성제는 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드 및 아조 화합물과 같은 자유 라디칼 화합물을 포함할 수 있다. 에폭사이드를 기반으로 하는 반응성 수지의 경우, 적합한 활성제는 아민성, 티올성 또는 산성 화합물, 예컨대, 지방족 아민(예를 들어, 다이사이안다이아마이드), 방향족 아민, 변형된 아민, 폴리아마이드 수지, 산 무수물, 2차 아민, 머캅탄(예를 들어, 폴리머캅탄), 폴리설파이드, 다이사이안다이아마이드 및 유기산 하이드라지드를 포함할 수 있다.
접착제 코팅(들)을 형성하는 데 다양한 기법이 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 접착제 코팅(들)의 성분(예를 들어, 열가소성 중합체, 반응성 수지 및 활성제)은 유동성 상태로 변환된다. 이는 성분을 1종 이상의 용매에 용해시키고 혼합하여 균질한 액체 접착제를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이는 선택적으로 열 및/또는 전단에 노출되어 달성될 수 있다. 적합한 용매는 선행 기술에 공지되어 있고, 바람직하게 사용되는 용매는 적어도 하나의 성분이 양호한 용해도를 갖는 용매이다. 뷰탄온 또는 아세톤이 특히 바람직하다. 용매(들)와 접촉한 후에 얻어지는 액체 접착제의 총 고체 함량은 전형적으로 혼합물의 약 5중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시형태에서 약 20중량% 내지 약 80중량%, 일부 실시형태에서 약 40중량% 내지 약 70중량% 범위이다. 대안적으로, 유동성 상태는 특히 성분이 이미 용해되거나 또는 서로 혼화성인 경우(선택적으로 열 및/또는 전단에 노출됨)에 용매를 사용하지 않고 달성될 수 있다. 형성 방식에 관계없이, 유동성 접착제는 기재의 표면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 유동성 접착제와 기재를 접촉시키는 기법은 코팅, 함침, 주조 등을 포함할 수 있다. 일단 적용되면, 접착제는 가열함으로써 임의의 용매(들)를 제거하거나 또는 온도의 상승으로 인해 유동성이 있는 경우 단순히 접착제를 냉각시킴으로써 응고될 수 있다. 원하는 경우, 접착제 코팅은 또한 승온에서 방사선 또는 화학 반응에 의해 예비 가교(또는 경화)되어 비경화 상태에서 기술적 접착 특성을 개선하고 압력이 가해질 때 기재 밖으로 흘러나오는 것을 방지할 수 있다.
III. 적용
테이프는 압력, 열 등의 적용에 의해서와 같은 다양한 방식으로 라미네이트 구조체를 형성하기 위해 성형된 구성요소에 접착될 수 있다. 예를 들어, 성형된 구성요소의 표면은 테이프의 접착제 코팅과 접촉되도록 배치될 수 있다. 일단 접촉하면, 성형된 구성요소와 테이프는 1초 내지 10분과 같은 일정 기간 동안 압축 압력을 받을 수 있다. 압력을 가하는 동안 및/또는 후, 라미네이트는 승온에서 가열되어 접착제 코팅에서 중합 및/또는 가교 반응을 개시하여 접착제를 경화시킬 수 있다. 경화는 약 100℃ 내지 약 260℃, 일부 실시형태에서 약 120℃ 내지 약 250℃, 일부 실시형태에서 약 150℃ 내지 약 240℃(예를 들어, 약 230℃)의 온도에서 발생할 수 있다. 대안적으로, 경화는 UV 광 또는 광 플래시와 같은 방사선 유도를 통해 달성될 수 있다.
위에 나타낸 바와 같이, 테이프는 선택적으로 기재의 대향하는 표면에 접착제 코팅을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 하나의 접착제 코팅(예를 들어, 제1 접착제 코팅)은 성형된 구성요소에 접착될 수 있고, 다른 접착제 코팅(예를 들어, 제2 접착제 코팅)은 라미네이트 구조체가 성형된 구성요소, 테이프 및 별도의 구성요소를 포함하도록 별도의 구성요소에 접착될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 라미네이트 구조체는 위에 기재된 바와 같은 방식으로 동시에 함께 접합될 수 있거나, 또는 구성요소는 연속적인 단계에서 테이프에 접착될 수 있다. 테이프에 접착된 별도의 구성요소의 성질은 의도된 적용에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 별도의 구성요소는 하우징, 커버(예를 들어, 안테나 커버, 배터리 커버 등), 지지 구조, 광학 장치, 카메라, 스피커 등과 같은 전자 장치의 일부일 수 있다. 전자 장치는, 예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 포터블 컴퓨터, 휴대용 전자 장치, 카메라 모듈, 자동차 장비 등일 수 있다. 적합한 포터블 전자 장치의 예는 휴대 전화, 랩탑 컴퓨터, 소형 포터블 컴퓨터(예를 들어, 울트라포터블 컴퓨터, 넷북 컴퓨터 및 태블릿 컴퓨터), 손목 시계 장치, 펜던트 장치, 헤드폰 및 이어피스 장치, 무선 통신 기능이 있는 미디어 플레이어, 휴대용 컴퓨터(때로는 개인용 이동 단말기라고도 함), 리모트 컨트롤러, 전세계 위치 확인 시스템(global positioning system: GPS) 장치, 휴대용 게임 장치 등을 포함한다.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 소형 전자 장치의 일 실시형태가 더 상세히 도시되어 있다. 장치는 플라스틱, 금속, 섬유 합성물, 예컨대, 탄소 섬유, 유리, 세라믹, 기타 물질 및 이러한 물질의 조합으로 형성될 수 있는 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 하우징(12)이 물질의 통합된 부분으로 형성되거나 또는 프레임 구조, 하우징 벽, 및 파스너, 접착제 및 다른 부착 메커니즘을 사용하여 서로 부착되는 다른 구성요소로 형성될 수 있는 모놀리식 구성을 사용하여 형성될 수 있다. 포트(26)과 같은 포트는 연결 접속재(예를 들어, 오디오 플러그, 데이터 케이블과 연결된 접속재 등)를 수용할 수 있다. 장치(10)는 또한 하우징(12)(예를 들어, 하우징 측벽)에 장착된 버튼(13) 및 장치(10)의 전면에 장착된 버튼(24)(예를 들어, 메뉴 버튼의 역할을 함)과 같은 버튼을 포함할 수 있다.
장치(10)는 또한 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode: OLED) 디스플레이, 전자 잉크 디스플레이 또는 다른 디스플레이 기술을 사용하여 구현되는 디스플레이와 같은 디스플레이(14)를 포함한다. 디스플레이(14)는 다수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(14)는 백라이트 유닛, 광학 필름, 예컨대, 편광자 및 복굴절 필름, 터치 센서 어레이, 박막 트랜지스터층 및 컬러 필터 어레이층을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 디스플레이(14)의 최외각층은 이러한 디스플레이층 중 하나(예를 들어, 컬러 필터 어레이층 또는 편광자층)로 형성될 수 있거나, 또는 보호 커버층으로 형성될 수 있다. 디스플레이(14)를 위한 보호 커버층은, 예를 들어, 투명 플라스틱 판 또는 유리층(때때로 커버 유리, 커버 유리층 또는 커버 유리 판으로도 지칭됨)과 같은 투명 커버 판으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 디스플레이(14)는 장치(10)의 전면 위로 연장되는 최외각층(예를 들어, 커버 유리층)을 갖는다. 디스플레이(14)의 중앙 부분은 이미지를 형성하기 위한 활성 이미지 픽셀을 포함할 수 있으므로, 때때로 디스플레이의 "활성 영역"으로 지칭될 수 있다. 디스플레이(14)의 주변 부분은 활성 이미지 픽셀을 포함하지 않으므로, 때때로 디스플레이의 "비활성 영역"을 형성한다고 한다. 도 1의 예에서, 점선(18)은 내부 직사각형 활성 영역(16)과 주변 비활성 영역(20) 사이의 경계를 나타낸다. 비활성 영역(20)은 왼쪽, 오른쪽, 상부 및 하부 가장자리 영역으로 형성된 실질적으로 직사각형 고리 형상을 갖는다. 활성 영역(16)은 전도성 구조, 예컨대, 터치 센서 전극, 트랜지스터 및 박막 트랜지스터 어레이 또는 다른 이미지 픽셀 어레이와 관련된 상호연결 라인 등을 포함할 수 있다.
안테나는 또한 전형적으로 전자 장치(10) 내에 위치한다. 도체가 장치(10)의 안테나의 작동에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 비활성 영역(20)의 상부 가장자리 부분(28) 또는 비활성 영역(20)의 하부 가장자리 부분(22) 아래와 같이 활성 영역(16) 바로 아래 위치가 아닌 다른 위치에 안테나를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 안테나는 또한 비활성 디스플레이 영역(20)의 다른 부분 뒤(예를 들어, 활성 영역(16)의 왼쪽 또는 오른쪽)에 형성될 수 있다. 안테나가 비활성 디스플레이 영역(20) 아래에 위치하는 경우, 안테나 신호는 비활성 영역(20)(예를 들어, 장치(10)의 상단에 있는 상부 직사각형 영역(28) 또는 장치(10)의 하단에 있는 하부 직사각형 영역(22))을 통해 송신 및 수신될 수 있으며, 이는 하우징(12) 내의 전도성 측벽 및 전도성 평면 후면 벽 구조와 같은 전도성 구조를 통해 운반될 필요가 없다. 원하는 경우, 장치(10)는 다른 평면 유전체 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)의 후면(즉, 디스플레이(14)를 포함하는 전면에 대향하는 표면)은 평면 유전체 구조(예를 들어, 유리 판, 세라믹 판 등)로 형성될 수 있다. 안테나는 이러한 유형의 후면 판 아래 또는 다른 유전체 장치 구조의 아래에 형성될 수 있다.
도 2는 포터블 컴퓨터 또는 상부 하우징(12A) 및 하부 하우징(12B)으로 형성된 두 부분 하우징을 갖는 다른 장치로서 전자 장치(10)의 또 다른 실시형태를 도시한다. 하우징(12A 및 12B)은 힌지(예를 들어, 하부 하우징(12B)의 상부 가장자리와 상부 하우징(12A)의 하부 가장자리를 따라 위치하는 힌지)를 사용하여 서로 연결될 수 있다. 힌지는 상부 하우징(12A)이 하부 하우징(12B)에 대해 방향(36)으로 축(38)을 중심으로 회전하도록 할 수 있다. 장치(10)는 또한 키보드(30) 및 트랙 패드(32)와 같은 입출력 구성요소를 포함할 수 있다. 상부 하우징(12A)은 비활성 영역(20)에 의해 둘러싸인 디스플레이(14)를 포함할 수 있으며, 이는 활성 이미지 픽셀 요소를 갖지 않는 커버층(예를 들어, 유리 커버)의 부분과 접착될 수 있다. 위에 논의되고 도 1에 도시된 실시형태와 유사하게, 안테나는 비활성 디스플레이 부분(20) 또는 도 2의 장치(10)의 다른 평면 유전체 구조(예를 들어, 하우징(12)의 일부로서 형성된 유리 판과 같은 유전체 판 등) 아래에 형성될 수 있다.
전자 장치의 특정 성질 및 구성에 관계없이, 위에 언급된 안테나 구조는 목적하는 위치에 안테나를 안전하게 배치하는 데 도움이 되도록 본 발명의 성형된 구성요소/테이프 구성을 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 안테나 구조는 하나 이상의 안테나 소자가 형성된 성형된 구성요소와 커버(예를 들어, 유리 커버) 또는 하우징과 같은 전자 장치의 다른 구성요소를 함께 접착시키는 테이프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 이러한 구조의 일 실시형태가 더 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 장치(10)는 안테나 구조(46)를 포함하며, 이는 성형된 구성요소 및 레이저 직접 구조화에 의해서와 같이 그 위에 형성된 하나 이상의 공진 안테나 소자를 포함한다. 안테나 구조(46)는 안테나 구조(46)와 접촉하는 제1 접착제 코팅 및 전자 부품(52)과 접촉하는 제2 접착제 코팅을 포함하는 테이프(76)를 사용하여 전자 부품(52)의 표면(50)에 접착된다. 원하는 경우, 선택적인 바이어스 및/또는 지지 구조(78)가 또한 사용될 수 있다. 지지 구조는, 예를 들어, 단단한 플라스틱, 유연한 플라스틱(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 소프트 플라스틱), 유리, 세라믹 등으로 형성되는 유전체 지지체를 포함할 수 있다. 지지 구조는 (안테나용 접지 요소를 형성할 수 있는) 하우징(12)으로부터 안테나 구조(46)를 분리하기 위한 스페이서로서 기능한다. 바이어스 구조는 폼, 고무 또는 다른 압축성 물질, 코일 스프링, 리프 스프링, 다른 스프링 구조 등의 층을 포함할 수 있다. 이러한 구조는 안테나 구조(46)와 하우징(12)(또는 하우징(12)에 장착된 구조) 사이에서 압축되어 하우징(12)(또는 장치(10)의 다른 하부 구조)에 대해 방향(82)으로 아래쪽으로 누르고 방향(82)으로 위쪽으로 누르는 복원력을 생성할 수 있다. 방향(80)의 위쪽(바깥쪽) 압력은 안테나 구조(46)를 테이프(76)에 대해 누르는 것을 도와 하부(내부) 표면(50)에 단단히 부착하는 데 도움을 준다.
물론, 본 발명은 안테나 소자가 사용되는 실시형태에 결코 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 다른 실시형태에서, 예를 들어, 본 발명의 라미네이트 구조체는 카메라 모듈에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 하우징 내에 포함된 렌즈 모듈(120)을 포함하는 카메라 모듈(100)의 일 실시형태가 도시되되, 렌즈 모듈(120)은 렌즈 홀더(123)에 접착된 렌즈 배럴(121)을 포함한다. 렌즈 배럴(121)은 피사체를 촬영하기 위한 복수의 렌즈가 광축 방향(1)을 따라 수용될 수 있도록 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있다. 렌즈 배럴(121)은 렌즈 홀더(123)에 구비된 중공에 삽입될 수 있으며, 렌즈 배럴(121) 및 렌즈 홀더(123)는 파스너(예를 들어, 스크류), 접착제 등에 의해 서로 접착될 수 있다. 렌즈 배럴(121)을 포함하는 렌즈 모듈(120)은 액추에이터 어셈블리(150)에 의해 광축 방향(1)(예를 들어, 자동 초점을 위해)으로 이동 가능할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 예를 들어, 액추에이터 어셈블리(150)는 렌즈 모듈(120)을 광축 방향(1)으로 이동시키도록 구성된 자성체(151) 및 코일(153)을 포함할 수 있다. 자성체(151)는 렌즈 홀더(123)의 일측에 장착되고, 코일(153)은 자성체(151)와 대향하도록 배치될 수 있다. 코일(153)은 기재(155)에 장착될 수 있으며, 이는 차례로 코일(153)이 자성체(151)와 대향하도록 하우징(130)에 장착될 수 있다. 액추에이터 어셈블리(150)는 기재(155)에 장착되고 제어 입력 신호에 따라 액추에이터 어셈블리(150)를 구동하기 위한 신호(예를 들어, 전류)를 출력하는 구동 장치(160)를 포함할 수 있다. 액추에이터 어셈블리(150)는 신호를 수신하고 렌즈 모듈(120)을 광축 방향(1)으로 이동시키는 구동력을 생성할 수 있다. 원하는 경우, 렌즈 모듈(120)의 광축 방향(1)으로의 이동 거리를 제한하기 위해 하우징(130)에 스토퍼(140)가 또한 장착될 수 있다. 또한, 쉴드 케이스(110)(예를 들어, 금속)가 하우징(130)에 접착되어 하우징(130)의 외면을 감싸 카메라 모듈(100)의 구동 시 발생되는 전자파를 차단할 수도 있다. 원하는 경우, 볼 베어링(170) 액추에이터 어셈블리(150)의 가이드 유닛 역할을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 볼 베어링(170)은 렌즈 홀더(123)의 외면과 하우징(130)의 내면에 접촉하여 렌즈 모듈(120)의 광축 방향(1)으로의 이동을 가이드할 수 있다. 즉, 볼 베어링(170)은 렌즈 홀더(123)와 하우징(130) 사이에 배치될 수 있고, 롤링 운동을 통해 렌즈 모듈(120)의 광축 방향으로의 이동을 가이드할 수 있다.
본 발명의 라미네이트 구조체는 카메라 모듈(100)의 임의의 다양한 부분에 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 하우징(130)은 위에 기재된 성형된 구성요소로 형성될 수 있고, 테이프는 하우징(130)을 쉴드 케이스(110)에 접착시키는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 기재(155)는 위에 기재된 성형된 구성요소로 형성될 수 있고, 테이프는 기재(155)를 구동 장치(160)에 접착시키는 데 사용될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
테스트 방법
박리 강도 및 피크 강도: 박리 강도 및 피크 강도는 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정될 수 있으며, 이는 박리 시편을 180° 각도로 박리하는 데 필요한 강도를 테스트한다(예를 들어, Testworks 4 소프트웨어를 사용하는 Instru-met/MTS Insight Renew 사용). 테스트 속도는 분당 6인치이고, 박리 강도 값은 0.5인치 내지 4.5인치의 거리에 대해 결정될 수 있다. "박리 강도"는 위에 언급된 박리 거리에 대한 샘플의 평균 박리 강도이고, "피크 강도"는 위에 언급된 박리 거리에 대해 관찰된 피크 박리 강도이다. 테스트 라미네이트 구조체는 접착 테이프에 사출 성형된 샘플(8인치×2인치×0.5인치)을 접착시켜 제조될 수 있다. 접착 테이프는, 예를 들어, HAF® 58473일 수 있으며, 이는 테사 에스이(tesa SE)에서 상업적으로 입수 가능한 페놀 수지 및 나이트릴 고무 기반의 반응성 열 활성화 필름이다. 성형된 샘플을 테이프에 접착시키기 위해, 테이프를 먼저 성형된 샘플 위에 놓고 110℃ 및 5바에서 10초 동안 함께 압착하여 사전 라미네이트 구조체를 형성하였다. 사전 라미네이트 구조체를 180℃ 및 10바에서 180초 동안 추가로 압착한 후 최종적으로 230℃에서 60분 동안 경화시켰다.
용융 점도: 용융 점도(Pa-s)는 Dynisco LCR7001 모세관 유량계를 사용하여 1,000 s-1의 전단 속도 및 용융 온도보다 15℃ 높은 온도(예를 들어, 약 335℃)에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 결정될 수 있다. 유량계 오리피스(다이)는 직경이 1㎜, 길이가 20㎜, L/D 비가 20.1 입사각은 180°이었다. 배럴의 직경은 9.55㎜ + 0.005㎜였고, 막대의 길이는 233.4㎜였다.
용융 온도: 용융 온도("Tm")는 당업계에 공지된 바와 같이 시차 주사 열량계("DSC")에 의해 결정될 수 있다. 용융 온도는 ISO 테스트 번호 11357-2:2020에 의해 결정되는 시차 주사 열량계(DSC) 피크 용융 온도이다. DSC 절차하에, 샘플을 TA Q2000 기기에서 수행된 DSC 측정을 사용하여 ISO 표준 10350에 명시된 대로 가열하고 분당 20℃로 냉각시켰다.
하중 하의 변형 온도("DTUL"): 하중 온도에서의 변형은 ISO 테스트 번호 75-2:2013(기술적으로 ASTM D648-07과 동일)에 따라 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 길이 80㎜, 두께 10㎜ 및 폭 4㎜의 테스트 스트립 샘플은 지정된 하중(최대 외부 섬유 응력)이 1.8메가파스칼인 가장자리 방향 3점 굽힙 테스트를 받을 수 있다. 시편은 0.25㎜(ISO 테스트 번호 75-2:2013의 경우 0.32㎜)의 변형이 발생할 때까지 분당 2℃씩 온도가 상승하는 실리콘 오일 수조로 내려질 수 있다.
인장 탄성률, 인장 응력 및 인장 연신율: 인장 특성은 ISO 테스트 번호 527:2019(기술적으로 ASTM D638-14와 동일)에 따라 테스트될 수 있다. 탄성률 및 강도 측정은 길이 80㎜, 두께 10㎜ 및 폭 4㎜의 동일한 테스트 스트립 샘플에서 이루어질 수 있다. 테스트 온도는 약 23℃일 수 있고, 테스트 속도는 1 ㎜/분 또는 5 ㎜/분일 수 있다.
굴곡 탄성률, 굴곡 응력 및 굴곡 연신율: 굴곡 특성은 ISO 테스트 번호 178:2019(기술적으로 ASTM D790-10과 동일)에 따라 테스트될 수 있다. 이 테스트는 64㎜ 지지 범위에서 수행될 수 있다. 테스트는 절단되지 않은 ISO 3167 다목적 막대의 중앙 부분에서 실행할 수 있다. 테스트 온도는 약 23℃일 수 있고, 테스트 속도는 2 ㎜/분일 수 있다.
비노치(unnotched) 및 노치 샤르피 충격 강도: 샤르피 특성은 ISO 테스트 번호 ISO 179-1:2010)(기술적으로 ASTM D256-10, 방법 B와 동일)에 따라 테스트될 수 있다. 이 테스트는 유형 1 시편 크기(길이 80㎜, 폭 10㎜ 및 두께 4㎜)를 사용하여 실행할 수 있다. 노치 충격 강도를 테스트할 때, 노치는 유형 A 노치(0.25㎜ 베이스 반경)일 수 있다. 시편은 단일 톱니 밀링 머신을 사용하여 다목적 막대의 중앙에서 절단할 수 있다. 테스트 온도는 약 23℃일 수 있다.
실시예 1
샘플 1 내지 샘플 5는 액정 중합체(LCP 1), 구리 크로마이트(CuCr2O4), 상용화제(Elvaloy® PTW - 에틸렌, 뷰틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로 형성된 에폭시-작용화된 올레핀 삼원공중합체), 규회석 섬유(Nyglos® 4W 또는 Nyglos® 8), 칼슘 피로포스페이트, 바륨 설페이트, 칼슘 설페이트 및 윤활제(Glycolub® P)의 다양한 조합으로 형성하였다. LCP 1은 60% HBA, 5% HNA, 17.5% TA, 12.5% BP 및 5% APAP로 형성하였다. 배합은 32-㎜ 트윈 스크류 압출기를 사용하여 수행하였다. 부품은 ISO 표준 막대 및 플라크(8인치×2인치×0.5인치)로 사출 성형하였다.
Figure pct00003
샘플 1 내지 샘플 5를 열적 및 기계적 특성에 대해 테스트하였다. 결과는 아래 표 2에 제시되어 있다.
Figure pct00004
실시예 2
샘플 6 내지 샘플 10은 액정 중합체(LCP 1 및 LCP 2), 구리 크로마이트(CuCr2O4), 상용화제(Elvaloy® PTW - 에틸렌, 뷰틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로 형성된 에폭시-작용화된 올레핀 삼원공중합체), 규회석 섬유(Nyglos® 4W 또는 Nyglos® 8), 칼슘 피로포스페이트, 바륨 설페이트, 칼슘 설페이트 및 윤활제(Glycolub® P)의 다양한 조합으로 형성하였다. LCP 1은 60% HBA, 5% HNA, 17.5% TA, 12.5% BP 및 5% APAP로 형성하였다. LCP 2는 79.7% HBA, 20% HNA 및 0.7% TA로 형성하였다. 배합은 32-㎜ 트윈 스크류 압출기를 사용하여 수행하였다. 부품은 ISO 표준 막대 및 플라크(8인치×2인치×0.5인치)로 사출 성형하였다.
Figure pct00005
샘플 6 내지 샘플 10을 열적 및 기계적 특성에 대해 테스트하였다. 결과는 아래 표 4에 제시되어 있다.
Figure pct00006
실시예 3
샘플 11 내지 샘플 14는 액정 중합체(LCP 1, LCP 2 및 LCP 3), 구리 크로마이트(CuCr2O4), 상용화제(Elvaloy® PTW - 에틸렌, 뷰틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로 형성된 에폭시-작용화된 올레핀 삼원공중합체), 규회석 섬유(Nyglos® 4W 또는 Nyglos® 8), 바륨 설페이트 및 윤활제(Glycolub® P)의 다양한 조합으로 형성하였다. LCP 1은 60% HBA, 5% HNA, 17.5% TA, 12.5% BP 및 5% APAP로 형성하였다. LCP 2는 79.7% HBA, 20% HNA 및 0.7% TA로 형성하였다. LCP 3은 43% HBA, 20% NDA, 9% TA 및 28% HQ로 형성하였다. 배합은 32-㎜ 트윈 스크류 압출기를 사용하여 수행하였다. 부품은 ISO 표준 막대 및 플라크(8인치×2인치×0.5인치)로 사출 성형하였다.
Figure pct00007
샘플 11 내지 샘플 14를 열적 및 기계적 특성에 대해 테스트하였다. 결과는 아래 표 6에 제시되어 있다.
Figure pct00008
본 발명의 이들 및 다른 수정 및 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시형태의 양태는 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예일 뿐이며 첨부된 청구범위에서 추가로 설명되는 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.

Claims (40)

  1. 라미네이트 구조체(laminate structure)로서,
    제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 기재(substrate)를 포함하되, 제1 접착제 코팅이 상기 기재의 상기 제1 표면에 배치되는 테이프; 및
    상기 테이프의 상기 제1 접착제 코팅에 인접하게 배치되고 접착되며, 액정 중합체를 포함하는 중합체 조성물을 포함하는 성형된 구성요소;
    를 포함하되, 상기 테이프와 상기 성형된 구성요소 사이의 박리 강도(peel strength)는 ASTM D3167-10(2017)에 따라 결정되는 바와 같이 인치당 약 0.55파운드 힘 이상인, 라미네이트 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 1.8㎫의 하중에서 ISO 테스트 번호 75-2:2013에 따라 결정된 바와 같이 약 200℃ 내지 약 400℃의 용융 온도 및 약 170℃ 내지 약 280℃의 하중 하의 변형 온도(deflection temperature under load)를 갖는, 라미네이트 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정 중합체는 하나 이상의 방향족 하이드록시카복실산으로부터 유도된 반복 단위를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 방향족 하이드록시카복실산은 4-하이드록시벤조산, 6-하이드록시-2-나프토산 또는 이들의 조합을 포함하는, 라미네이트 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액정 중합체는 약 5몰% 이상의 양으로 6-하이드록시-2-나프토산으로부터 유도된 반복 단위를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 액정 중합체는 약 50몰% 내지 약 95몰%의 양으로 4-하이드록시벤조산으로부터 유도된 반복 단위를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 액정 중합체는 약 0.5 내지 약 20의 몰비로 4-하이드록시벤조산 및 6-하이드록시-2-나프토산으로부터 유도되는 반복 단위를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  8. 제3항에 있어서, 상기 액정 중합체는 하나 이상의 방향족 다이카복실산, 하나 이상의 방향족 다이올 또는 이들의 조합으로부터 유도된 반복 단위를 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방향족 다이카복실산 및/또는 방향족 다이올로부터 유도된 반복 단위의 양은 약 5몰% 이하인, 라미네이트 구조체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 액정 중합체는 완전 방향족인, 라미네이트 구조체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 액정 중합체는 상기 중합체 조성물의 약 40중량% 내지 약 90중량%를 구성하는, 라미네이트 구조체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 에폭시-작용화된 올레핀 공중합체를 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 미네랄 충전제를 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 미네랄 충전제는 미네랄 입자를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 미네랄 충전제는 광물 섬유를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  16. 제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 레이저 활성화 가능 첨가제를 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 레이저 활성화 가능 첨가제는 산화물 결정을 포함하는, 라미네이트 구조체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 산화물 결정은 MgAl2O4, ZnAl2O4, FeAl2O4, CuFe2O4, CuCr2O4, MnFe2O4, NiFe2O4, TiFe2O4, FeCr2O4, MgCr2O4, (Sb/Sn)O2 또는 이들의 조합을 포함하는, 라미네이트 구조체.
  19. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안테나 소자는 상기 성형된 구성요소 상에 형성되는, 라미네이트 구조체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 안테나 소자는 약 1,500마이크로미터 미만인 피처 크기(feature size)를 갖는, 라미네이트 구조체.
  21. 제19항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자는 안테나 어레이의 상기 성형된 구성요소 상에 형성되는, 라미네이트 구조체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 안테나 소자는 약 1,500마이크로미터 미만인 간격 거리만큼 이격되는, 라미네이트 구조체.
  23. 제21항에 있어서, 상기 안테나 어레이는 평방 센티미터당 1,000개 이상의 안테나 소자의 평균 안테나 소자 농도를 갖는, 라미네이트 구조체.
  24. 제1항에 있어서, 상기 기재는 필름, 종이 웹, 부직포 웹, 폼 또는 이들의 조합을 포함하는, 라미네이트 구조체.
  25. 제1항에 있어서, 상기 제1 접착제 코팅은 감압(pressure-sensitive), 핫멜트(hot-melt) 접착제인, 라미네이트 구조체.
  26. 제1항에 있어서, 상기 제1 접착제 코팅은 엘라스토머성 열가소성 중합체를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 엘라스토머성 열가소성 중합체는 약 -40℃ 내지 약 10℃의 유리 전이 온도를 갖는, 라미네이트 구조체.
  28. 제26항에 있어서, 상기 엘라스토머성 열가소성 중합체는 아크릴로나이트릴/뷰타다이엔 공중합체를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  29. 제26항에 있어서, 상기 제1 접착제 코팅은 엘라스토머성 열가소성 중합체 및 반응성 수지를 포함하는 혼합물로 형성되는, 라미네이트 구조체.
  30. 제29항에 있어서, 상기 반응성 수지는 에폭시 수지를 포함하는, 라미네이트 구조체.
  31. 제29항에 있어서, 상기 혼합물은 활성제를 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  32. 제29항에 있어서, 상기 테이프는 상기 기재의 상기 제2 표면에 배치된 제2 접착제 코팅을 추가로 포함하는, 라미네이트 구조체.
  33. 제32항에 있어서, 상기 별도의 구성요소는 상기 테이프의 상기 제2 접착제 코팅에 인접하게 배치되고 접착되는, 라미네이트 구조체.
  34. 제33항에 있어서, 상기 별도의 구성요소는 전자 장치의 구성요소인, 라미네이트 구조체.
  35. 제34항에 있어서, 상기 별도의 구성요소는 하우징, 커버 또는 이들의 조합인, 라미네이트 구조체.
  36. 전자 장치로서,
    제1항의 라미네이트 구조체를 포함하는, 전자 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 전자 장치는 포터블 전자 장치인, 전자 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 전자 장치는 카메라 모듈을 포함하는, 전자 장치.
  39. 제1항의 라미네이트 구조체를 형성하는 방법으로서,
    성형된 구성요소를 제1 접착제 코팅과 접촉하도록 배치시켜 라미네이트를 형성하는 단계; 및
    상기 라미네이트를 약 100℃ 내지 약 260℃의 온도로 가열하여 내지 상기 접착제 코팅을 경화시키는 단계
    를 포함하는, 라미네이트 구조체를 형성하는 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 가열은 압축 압력이 상기 라미네이트에 가해지는 동안 발생하는, 라미네이트 구조체를 형성하는 방법.
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