(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）−  少なくとも一つの、熱活性化されると貼付可能な接着剤、
−  少なくとも一つの、５０℃〜４００℃の温度範囲で溶融する金属成分
を含むポリマー−金属ブレンド、
ｂ）少なくとも一つの繊維形状導電性充填物を含み、前記充填物が少なくとも部分的には、結合された繊維ネットワークとして金属成分と共に存在する、熱活性化されると貼付可能な接着フィルム。
【請求項２】
金属成分が金属または金属合金であることを特徴とする、請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
熱活性化されると貼付可能な接着剤が熱活性化性熱可塑性接着材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の接着フィルム。
【請求項４】
熱活性化されると貼付可能な接着剤が熱活性化性反応性接着材料であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の接着フィルム。
【請求項５】
導電性充填物の少なくとも一つが金属性であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の接着フィルム。
【請求項６】
導電性充填物の少なくとも一つが炭素修飾体であるかまたは炭素を含有する化合物であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の接着フィルム。
【請求項７】
導電性充填物の少なくとも一つが磁性であることを特徴とする、請求項１〜６の少なくともいずれか一つに記載の接着フィルム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の熱活性化されると貼付可能な接着フィルムを利用して貼付がもたらされることを特徴とする、基板表面上での貼付方法。
【請求項９】
二つの基板表面が、熱活性化されると貼付可能な接着フィルムを利用して互いに貼り付けられることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
熱活性化されると貼付可能な接着フィルムの活性化が、金属成分の融点を超える温度で行われることを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
−  まず、接着フィルムが、金属成分の融点未満の温度で活性化されるという様式で、基板表面の一つの上での接着フィルムの予備固定がもたらされ、
−  次いで、接着フィルムが、基板表面上で、または二つの基板表面間のその最終的に存在する配置内で、金属成分の融点を上回る温度において活性化されるという様式で最終固定がもたらされる
ことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の、熱活性化されると貼付可能な接着フィルムを利用して貼付がもたらされ、充填物が活性化前または活性化中に磁場を利用して配向されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抜群の伝導性を有する導電性熱活性化性接着剤および接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子工学および電気工学での、プラスチックの多くの用途に関しては、使用される成分の導電性、および／または電磁伝導性、および／または熱伝導性が、使用されるプラスチック部品に関しても要求される。今日では、１０１０Ω・ｃｍ〜１０−１Ω・ｃｍという体積抵抗率をカバーする、導電性充填物が混合されたプラスチックコンパウンドが多数存在する。導電性充填物としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、金属粒子、金属繊維、または真性導電性ポリマーが使用される。
【０００３】
プラスチックのような絶縁体を導電性に調整するためには、導電性充填物を介して、連続的な導電経路（Ｌｅｉｔｐｆａｄ）を生み出す、つまり導電性粒子が、理想的な場合には互いに触れ合う。プラスチック中の導電性ネットワークは、最適には、金属繊維または炭素繊維を導入することで実現できることが公知である。その際に繊維が長ければ長いほど、ある特定の導電性に必要とされる、繊維の重量分率は低くなる。もっとも、繊維長が増すにつれて、コンパウンドの粘度が顕著に上昇するため、加工も厄介になる。したがって、市販されている、鋼繊維長が１０ｍｍのコンパウンドは、およそ２５〜３０％という、繊維の最大重量分率までしか、射出成形法で加工できない。より短い繊維を用いることで、コンパウンドは、繊維の重量分率がより高くてもなお射出成形法で加工可能であるが、これは長い繊維と比べて、体積抵抗率の低下をもたらさない。類似の挙動が、炭素繊維および金属粒子で充填された熱可塑性物質に当てはまる。
【０００４】
別の問題は、異なる膨張率に起因して、充填された熱可塑性物質の粒子網または繊維網が、温度作用時に拡大し、導電経路が中断されることである。
【０００５】
低融点金属合金を、この合金を溶着させながらポリマー溶融体中に混合する結果、ポリマー−金属ブレンドが生じることも公知である。そのようなブレンドは、射出成形または押出成形された導体路として、電子部品に導入される。
【０００６】
つまり、ＵＳ４，５３３，６８５Ａ（特許文献１）は、ポリマーと低融点金属合金を一緒に溶着することにより製造されるポリマー−金属ブレンドを開示する。ポリマーとしては、好ましい選択をすることなしに、多数のエラストマー、熱可塑性物質、および硬化性ポリマー（熱硬化性樹脂）を記載する。接着材料としての使用への指摘はこの明細書には認められない。
【０００７】
この明細書では、ポリマー−金属ブレンドを、およそ６ｍｍの厚さを有するプレス加工品へと加工するか、または射出成形する。ポリウレタン材料からフィルムを引き抜き加工する一実施がさらに示され、ただし、金属ドメインが顕著に配向されるため異方性導電性しか結果として生じない。
【０００８】
これらの系の不利な点は、高い導電性を達成するためには、連続金属相を有するブレンドを形成する必要性があることである。これは、５０体積％という金属分率においてはじめて達成される。５０体積％未満では、より低い導電性は達成されるが、ここでは、導電経路の偶然の形成が欠かせないため、その系は、粒子充填系と比べて言うに値する利点をもたらさない。
【０００９】
連続金属相が存在すると、その材料は、本質的には、その金属の機械特性も呈するが、これは例えば、わずかな弾性および変形性を意味する。負荷がかかると金属構造が容易に破損し、導電性が低下する。
【００１０】
導電性を高めるための、金属充填物（粉末、繊維、または小板）の添加が、一般的に記載されるが、具体的な選択はなされない。
【００１１】
ＵＳ４，８８２，２２７Ａ（特許文献２）は、低融点金属合金および導電性繊維が混合されている導電性樹脂混合物を記載する。もっとも、樹脂は、繊維−金属混合物上に表面的にコーティングされてから、ペレットへと成形される。それゆえ、混合物の表面は、本質的な部分では、導電性ではない。等方性導電性ブレンド構造は生み出されない。
【００１２】
そこで使用されるポリマーは、当業者がこの関連で接着剤を製造するためには考慮しないであろう典型的な工業用熱可塑性物質である。
【００１３】
その上、記載の樹脂中では導電性繊維の分率が３０重量％を上回ってはならないと開示されているが、さもないと樹脂の流動性、それゆえ加工性が顕著に低下するであろうからである。このため、達成可能な導電性が制限される。
【００１４】
第二ステップにおいてはじめて、生み出されたペレットがマスターバッチとして、上記ポリマーの一つからなるポリマー溶融体に導入され分散される。導電性成分のさらなる「希釈」により、総導電率が低下する結果、１０−２〜１０２Ｓ／ｃｍの範囲の導電率で十分であるＥＭＩシールディング（電磁妨害の遮蔽）の領域での適用が見られる。
【００１５】
ＵＳ５，５５４，６７８Ａ（特許文献３）も同じく、シールディング目的には十分に導電性の合成物を記載し、この合成物は、金属繊維、低融点金属合金、および付加的に炭素繊維を含有する。ここでも、ポリマーベースとしては、当業者が接着剤の製造用には考慮しないであろう、典型的な工業用熱可塑性物質が挙げられる。またしても、まずマスターバッチが製造され、ペレット化される。さらなる加工は、好ましくは射出成形で行われる。射出成形によるシートへの加工とそれに続く成形もまた記載される。
【００１６】
ＥＰ９４２４３６Ｂ１（特許文献４）は、亜鉛ベースの金属粉末、低融点金属（成形過程の時点で溶融する、スズおよびスズ金属合金からなる群から選択される）、および合成樹脂材料を含有する導電性樹脂化合物を開示する。上記明細書と比較すると、ここでは金属繊維が粒子で代替される。このことは、流動特性、それゆえ射出成形での加工性を改善するためには好ましい。ここでも、樹脂化合物をまずペレット化してから、射出成形法でさらに加工する。この関連から、当業者は、導電性接着剤を製造するためにこの明細書を考慮に入れないであろう。接着特性には言及されない。その樹脂は、成形体を製造するためにのみ使用される。
【００１７】
ＥＰ１６９５３５８Ｂ１（特許文献５）では、熱可塑性物質、２０〜５０重量％の量の、１００℃〜４００℃の間の範囲で溶融する鉛フリー金属化合物、および３０〜７０重量％の量の銅繊維を含む金属−プラスチックハイブリッドが提案される。
【００１８】
熱可塑性物質成分としては、この金属／プラスチックハイブリッドは、ポリスチレン（ＰＳ）またはポリプロピレン（ＰＰ）のような汎用プラスチック、ポリアミド（ＰＡ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）または高温熱可塑性物質のような工業用熱可塑性物質を含有する。ブレンドまたは熱可塑性エラストマーも言及される。接着材料への指摘はない。そのハイブリッドは、射出成形法で成形体を製造するために使用される。
【００１９】
導電性熱活性化性接着材料は原則的には公知である。
【００２０】
つまり、等方性導電性熱活性化性接着剤の場合、その導電性は、導電性充填物による充填によってもたらされる。その際、充填物の浸透が起こるように、つまり充填物粒子間のわずかな間隔または直接の接触により電流の導電経路が生じるように充填度を選択する。この原理の一例をＤＥ１０２００７００７６１７Ａ（特許文献６）が記載する。
【００２１】
異方性導電性熱活性化性接着フィルムの場合、平面内での導電性は様々な措置によって阻止されるため、通例は、平面に対して垂直な導電性のみが残る。そのような原理を、例えばＤＥ１０２００４０２９５８９Ａ（特許文献８）が示す。広く普及しているのは、その粒径がフィルムの層厚よりも大きい充填物による、接着材料の充填であって、ただし、充填度は、浸透閾値未満にとどまる。
【００２２】
別の部類の熱活性化性導電性接着フィルムは、平面内でのみ導電性であって、平面に対して垂直には導電性ではない。このことは、非導電性接着材料からなる層の間に導電性層を挿入することによって達成される。
【００２３】
とりわけ等方性導電性熱活性化性接着剤の場合は、同時に貼付性能が高いままで十分に高い導電性を達成することが難しいが、なぜなら、充填度が増すにつれて、使用可能な、効果的な（ａｋｔｉｖ）貼付面が減少するからである。したがって、適した充填物または充填物組合せの巧みな選択により必要不可欠な充填度を最小限に減らすことが慣用のコンセプトである。このためには、例えば、銀、銅、または金のような高導電性金属、およびそのアスペクト比の点で変化させた形状の導電性充填物、例えば、繊維または小板（マイクロメートルスケールまたはナノメートルスケールでも）を使用する。ここで言及されるべきであるのは、とりわけ、銀繊維、銅繊維、銀被覆小板状雲母、または層状ケイ酸塩、ならびに炭素ナノチューブ、およびグラフェンである。
【００２４】
つまり、導電性熱活性化性接着剤の既存の系は、導電特性と接着特性との間での妥協を必要とする。したがって、本発明の課題は、高い接着力と高い導電性を兼ね備えている、本質的には等方性導電性の熱活性化性接着剤フィルムを提供することである。
【００２５】
この課題の解決策は、少なくとも一つのポリマー−金属ブレンドと、少なくとも一つの、とりわけ繊維形状の導電性充填物とを含む、熱活性化されると貼付可能な接着剤フィルムによって見出された。本発明によると、ポリマー−金属ブレンドは、その一方で、とりわけ従来技術からそれ自体公知であるようなものであり得る少なくとも一つの、熱活性化されると貼付可能な接着剤、および少なくとも一つの、５０℃〜４００℃の温度範囲で溶融する金属成分を含む。その際、充填物は、少なくとも部分的には、結合された繊維ネットワークとして金属成分と共に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】ＵＳ４，５３３，６８５Ａ
【特許文献２】ＵＳ４，８８２，２２７Ａ
【特許文献３】ＵＳ５，５５４，６７８Ａ
【特許文献４】ＥＰ９４２４３６Ｂ１
【特許文献５】ＥＰ１６９５３５８Ｂ１
【特許文献６】ＤＥ１０２００７００７６１７Ａ
【特許文献７】ＥＰ５６１８５４Ｂ１
【特許文献８】ＤＥ１０２００４０２９５８９Ａ
【特許文献９】ＥＰ１４７５４２４Ａ１
【特許文献１０】ＥＰ１９５６０６３Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
「５０℃〜４００℃の温度範囲で溶融する金属成分」とは、融点を有する金属成分に関しては、その融点が記載の温度範囲にあり、溶融温度範囲を有する金属成分、とりわけ金属合金に関しては、この溶融温度範囲の下限が５０℃以上であって、この溶融温度範囲の上限が４００℃以下であることを意味する。金属成分の融点および溶融温度範囲の限界に関するデータは、ＤＩＮ  ５１００４に準拠する、１０℃／分という加熱速度での動的測定に関する。
【００２８】
「結合された繊維ネットワーク」とは、繊維が、機械的に互いに触れ合って隣接するのみならず、とりわけ金属によって互いに結合されて存在することを意味する。特に、繊維の個々の部分断片は、金属相の異なる範囲に一体化、例えば溶融導入されていてもよく、その結果、連続的な導電経路が存在する。
【００２９】
意外なことに、そのようにして、低い充填度において、高い導電性と高い貼付強度を可能にする熱活性化性接着フィルムを製造することができた。
【００３０】
本発明の一つの利点は、繊維が、含有されている金属化合物を介して互いに接触することで、それゆえ、比較的低い充填度においてすでに高い導電性が達成されることである。他方では、記載された相乗効果に起因して、高い充填度においても高い貼付強度が達成される。
【００３１】
熱活性化されると貼付可能な接着剤（以下では短縮されているが同義である「熱活性化性接着剤」とも呼ぶ）とは、熱エネルギーの供給により（通例はある特定の活性化温度を超過すると）活性化され、とりわけこの状態で、用途のために塗布されるような接着剤である。貼付が起こるとき、二つの系の間で区別されるべきであり、つまり熱可塑性の熱活性化性接着材料系（溶融接着材料）は、冷却時に、物理的に凝結硬化する（通例は可逆的）のに対して、反応性の熱活性化性接着材料系（反応性系）は、化学的に凝結硬化する（通例は不可逆的）。さらには、混合系、つまり両方の部類に分類可能であるような接着剤、すなわち反応性、熱可塑性の、熱活性化されると貼付可能な接着剤（反応性溶融接着材料）も存在する。熱活性化性接着剤の活性化温度は、ＤＳＣ測定により算出可能であって、ただし、熱可塑性系の活性化温度と見なされるのは、融点、つまり溶融過程のピーク極値の温度ＴＳＰであって（ＤＩＮ  ５３７６５：１９９４−０３に準拠する示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を利用して、５０ｇのサンプルを用いて加熱速度１０℃／分で測定）、反応性系に関しては、相応する硬化反応のピーク極値の温度ＴＲＰである（ＤＩＮ  ５３７６５：１９９４−０３に準拠する示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を利用して、５０ｇのサンプルを用いて加熱速度１０℃／分で測定）。
【００３２】
熱活性化性接着剤は、室温である種の自己接着性（「タック」）を有してもよいが、貼付が起こるためにこのことは必要ではない。
【００３３】
熱可塑性接着剤は、加熱時には可逆的に軟化し冷却中には再び硬化するポリマーをベースとする。これとは異なり、熱活性化されると貼付可能な反応性接着剤は、反応性成分を含有する。後者の成分は、「反応性樹脂」とも呼ばれ、この反応性樹脂の中では、加熱により硬化プロセスが起こり、この硬化プロセスが、硬化反応終了後に、圧力下でも持続的な安定した結合を保証する。それゆえ、反応性樹脂と反応可能である、いわゆる硬化剤が存在していることがよくある。好ましくは、このような熱活性化性接着剤は、弾性成分、例えば、合成ニトリルゴムも含有する。このような弾性成分は、その高い流動粘性の結果として、熱活性化されると貼り付く接着剤に、塗布時の圧力下でも特に高い寸法安定性を付与する。
【００３４】
本発明による接着フィルム用の熱活性化性接着剤としては、原則的には、熱活性化性接着剤のすべての系、つまり熱可塑性熱活性化性系、反応性系、および混合系を使用することができる。室温では自己接着性を有さないような系もとりわけ使用可能である。室温および／または活性化温度未満で自己接着性を有する系が選択されるのであれば、例えば、熱活性化性接着剤の活性化による本来の貼付に先立ち、貼り付けられるべき基板表面上での、接着フィルムの予備位置決めが行われてもよい。
【００３５】
以下では、純粋に模範的に、そしてこれを介して本発明による教示の点で制限する意図はなく、本発明との関連で特に有利であると判明した、熱活性化されると貼り付く接着剤の、いくつかの典型的な系を記載する。
【００３６】
つまり、熱活性化されると貼り付く熱可塑性接着剤は、熱可塑性ベースポリマーを含有する。このポリマーは、わずかな接触押圧ですでに、良好な流動挙動を有するため、持続的な貼付の耐久性に重要な最終接着力が、短い押付時間内に生じ、それゆえ、迅速な貼付が、粗い下地上または他の点で要求の高い下地上でも可能である。熱活性化されると貼り付く熱可塑性接着剤としては、すべての、従来技術から公知の熱可塑性接着剤を使用することができる。
【００３７】
模範的な組成物は、例えば、欧州特許第ＥＰ１４７５４２４Ａ１（特許文献９）に記載されている。したがって、熱可塑性接着剤は、例えば、以下の成分、つまり、ポリオレフィン、およびそのコポリマー、例えば、エチレン−酢酸ビニル−コポリマー、エチレン−エチルアクリレート−コポリマー、ポリアミドおよびそのコポリマー、ポリエステルおよびそのコポリマー、ポリウレタン、またはスチレン−ブロックコポリマーの一つまたは複数を含有するか、またはしかもこれらの成分からなってもよい。好ましくは、例えば、ＥＰ１４７５４２４Ａ１（特許文献９）の段落番号００２７で記載される熱可塑性接着剤が使用される。例えば、とりわけガラス製の貼付基板の貼付のような特殊な使用範囲のために特に適している、さらなる熱可塑性接着剤が、ＥＰ１９５６０６３Ａ２（特許文献１０）に記載されている。好ましくは、その溶融粘度がレオロジー添加剤によって、例えば、焼成シリカ、カーボンブラック、炭素ナノチューブ、および／または混合成分としてのさらなるポリマーの添加によって引き上げられている熱可塑性接着剤が使用される。この粘度上昇作用は、相乗的に、本発明による充填物によっても担われる。
【００３８】
それに対して、熱活性化されると貼り付く反応性接着剤は、有利には、エラストマー性ベースポリマーおよび変性樹脂を有し、ただし、変性樹脂は、接着樹脂および／または反応性樹脂を含む。エラストマー性ベースポリマーを使用する結果として、抜群の寸法安定性を有する接着層を得ることが可能である。熱活性化されると貼り付く反応性接着剤としては、それぞれの具体的な用途に応じて、すべての、従来技術から公知の、熱活性化されると貼り付く接着剤を使用することができる。
【００３９】
これには、例えば、ニトリルゴム、またはその誘導体、例えばニトリルブタジエンゴム、またはこれらのベースポリマーの混合物（ブレンド）をベースとする、熱活性化されると貼り付く反応性フィルムも含有され、このフィルムは、付加的に反応性樹脂、例えばフェノール樹脂を含有する。この種の製品は、例えば、ｔｅｓａ  ８４０１という名称のもと市販されている。ニトリルゴムは、その高い流動粘性の結果として、熱活性化されると貼り付くフィルムに、著しい寸法安定性を付与し、この結果、架橋反応の実施後に、プラスチック表面上での高い接着力が実現され得る。
【００４０】
さらに、例えば、５０〜９５重量％という質量分率で貼付性ポリマーを、および５〜５０重量％という質量分率でエポキシ樹脂または複数のエポキシ樹脂からなる混合物を含有する接着剤のような、熱活性化されると貼り付く他の反応性接着剤も使用可能である。その際、この貼付性ポリマーは、有利には、一般式ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）（ＣＯＯＲ２）（その際、Ｒ１は、ＨおよびＣＨ３を含む群から選択される残基を表し、Ｒ２は、Ｈ、および炭素原子１〜３０個を有する直鎖状または分岐状アルキル鎖を含む群から選択される残基を表す）のアクリル酸化合物および／またはメタクリル酸化合物を４０〜９４重量％、少なくとも一つの酸基、とりわけカルボン酸基および／またはスルホン酸基および／またはホスホン酸基を有する第一の共重合可能なビニルモノマーを５〜３０重量％、少なくとも一つのエポキシ基または酸無水物官能基を有する第二の共重合可能なビニルモノマーを１〜１０重量％、ならびに第一の共重合可能なビニルモノマーの官能基および第二の共重合可能なビニルモノマーの官能基とは異なる少なくとも一つの官能基を有する第三の共重合可能なビニルモノマーを０〜２０重量％含有する。このような接着剤は、その際短時間内にすでに最終接着力が達成される迅速な活性化による貼付を可能にする結果、これにより、全体として、非極性の下地上での、付着性に優れた結合が保証されている。
【００４１】
特別な利点を提供する、使用可能な別の、熱活性化されると貼り付く反応性接着剤は、アクリレート含有ブロックコポリマーを４０〜９８重量％、樹脂成分を２〜５０重量％、および硬化剤成分を０〜１０重量％含有する。樹脂成分は、接着力増強（粘着付与）エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、およびフェノール樹脂を含む群から選択される一つまたは複数の樹脂を含有する。硬化剤成分は、樹脂成分からなる樹脂を架橋するために使用される。このような調合は、ポリマー内での強力な物理的架橋の結果として、その際に貼付の耐荷重性が全体として損なわれることなしに、総厚がより大きい接着層が獲得され得るという特別な利点を提供する。それにより、この接着層は、下地の起伏を補整するために特に適している。その上、そのような接着剤は、優れた耐老化性およびわずかでしかないガス放出挙動を有し、これは電子工学分野での多くの貼付において特に望ましい。
【００４２】
金属成分と組み合わせた、熱活性化性接着剤の選択は、とりわけ望みの用途および使用される貼付法を顧慮して、熱活性化性接着剤の活性化温度が、低融点金属成分の融点を上回る、もしくは溶融温度範囲を有する金属成分に関してはこの溶融温度範囲の上限を上回るように、または熱活性化性接着剤の活性化温度が、低融点金属成分の融点を下回る、もしくは溶融温度範囲を有する金属成分に関してはこの溶融温度範囲の下限を下回るように行われてもよい。当然のことながら、これにより、熱活性化性接着剤の活性化温度と低融点金属成分の融点とがちょうど同じである、または溶融温度範囲を有する金属成分に関しては活性化温度がその金属成分の溶融温度範囲にあることが除外されるべきではない。
【００４３】
包括的には、腐食に起因する導電性損失を軽減するために、５０ｇ／ｍ２ｄ未満の水蒸気透過（ＡＳＴＭ  Ｆ−１２４９に準拠して３８℃および相対湿度９０％におき層厚５０μｍの場合に算出）を有する熱活性化性接着剤が好ましい。
【００４４】
さらに好ましいのは、２３℃および相対湿度５０％で７２時間状態調節した後にカール・フィッシャー滴定（ベークアウト温度は１５０℃）を利用して算出された含水量が、５０００ｐｐｍ未満、とりわけ１０００ｐｐｍ未満の熱活性化性接着剤である。そのような熱活性化性接着剤は、例えば、ポリオレフィン性ホットメルト接着剤の形状で見出され得る。
【００４５】
低融点金属成分としては、低融点金属、例えば亜鉛、スズ、または原則的には鉛も使用可能である。しかしながら、とりわけ本発明により好ましくは、低融点金属合金が使用可能である。金属成分は、本質的には一つまたは複数の金属を含むが、任意の添加物、とりわけ非金属性の添加物および添加剤を含有することも可能である。
【００４６】
低融点金属合金とは、その融点または溶融温度範囲が５０℃〜４００℃の間、好ましくは１００℃〜３００℃の間にある金属化合物と理解される。溶融温度範囲を有する低融点金属合金も融点を有するような低融点金属合金も本発明によると使用可能である。
【００４７】
融点を有する低融点金属合金の特徴は、融点を超えた時に、直ちに起こるかつ劇的な＜５０ｍＰａ・ｓへの粘度低下である。このきわめて低い、ほぼ水に類似する粘度は、配合物中において、充填物の高い充填度での高い流動性に決定的に貢献する。溶融温度範囲を有する低融点金属合金（はんだ接合）の場合、溶融温度範囲において粘度が連続的に低下し、溶融温度範囲を超えてからはじめて＜５０ｍＰａ・ｓの値に達する。本発明によると、融点を有する低融点金属化合物も溶融温度範囲を有するような低融点金属化合物も使用可能である。好ましいのは溶融温度範囲を有する金属合金であるが、なぜなら、硬化のより幅広い温度範囲ゆえに、接着材料により類似したレオロジー挙動が生じ、薄いフィルムの押出成形、とりわけ押出成形プロセスでのその延伸が容易になるからである。幅広い溶融温度範囲を有するような金属合金は、通例は、合金の、超共融または亜共融の混合範囲に見出される。
【００４８】
他方で好ましいのは、共融合金であるが、なぜなら、その際には離溶現象がわずかとなり、コンパウンディング工具および成形工具の表面上にあまり付着物が生じないからである。
【００４９】
好ましくは、重金属を含まない、とりわけ鉛フリーであるような、つまり毒物学観点から懸念のない低融点金属化合物を使用する。模範的に使用される低融点金属化合物は、少なくともまたスズ、亜鉛、および／またはビスマスを含有する。
【００５０】
要求に応じて、低融点金属合金および導電性充填物の分率を、幅広い範囲で変化させることができ、一般的には、合計で１０〜９９重量％の間、とりわけ３０〜９５重量％の間、および４０〜９０重量％の間である。最高の導電性を達成するためには、低融点金属合金の分率が、２０〜６０重量％の間、有利には２５〜４０重量％の間、とりわけ好ましくは２７〜３５重量％の間にあることが望ましいと判明した。導電性充填物（複数可）の分率は、好ましくは２０〜８０重量％の間、とりわけ好ましくは３０〜７０重量％の間、および特に好ましくは３５〜６５重量％の間にある。
【００５１】
その結果、＜１０−３Ω・ｃｍという体積抵抗率を達成することができる。同じく良好に、＞０．５Ｗ／ｍＫという高い熱伝導率が達成され得る。伝導性（電気／熱）に課される要求は、接着フィルムの使用分野次第であって、幅広い範囲を変化し得る。しかしながら、伝導率のデータは、決して本発明を制限するものではない。
【００５２】
導電性充填物としては、すべての慣例かつ適した材料、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、ミューメタル、アルニコ、パーマロイ、フェライト、炭素ナノチューブ、グラフェン等が使用され得る。その際この導電性充填物は、有利には、それぞれ３００Ｋに関して算定して、２０ＭＳ／ｍ超の導電率（５０ｍΩ・ｍｍ２／ｍ未満の抵抗率に相応）、とりわけ４０ＭＳ／ｍ超の導電率（２５ｍΩ・ｍｍ２／ｍ未満の抵抗率に相応）を有する。
【００５３】
好ましくは、銅およびニッケルを使用し、これらは単にコーティングとして他の材料の表面上で存在することも可能である。これらの金属は、使用される低融点金属合金とより良好な相容性を示すため、電気接点が改善する。とりわけ好ましいのは、その高い導電性、および表面コーティングによる良好な相容性に加えてわずかな重量という利点も提供する、銅めっきまたはニッケルめっきされたアルミニウム繊維である。そのような繊維は、例えば、ＩＫＩ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｉｎｃ（韓国）が提供する。さらに好ましいのは、例えば、Ｓｕｌｚｅｒ−Ｍｅｔｃｏ（スイス）から商品名Ｅ−Ｆｉｌｌで提供されるような、銅コーティングまたはニッケルコーティングされた炭素繊維である。
【００５４】
アスペクト比、つまり最大線膨張とそれに対して直交する最小線膨張との間の比が、少なくとも３、好ましくは少なくとも１０の場合に、充填物は、繊維形状と見なされる。
【００５５】
熱活性化貼付の際の変形に対して強く抵抗し、それゆえ高い接触力をもたらすことを可能にする、緊密であり、それゆえ剛性のネットワークのためには、０．１〜０．９ｍｍの間の繊維長が好ましい。
【００５６】
接着フィルムを可撓性にさせ、それゆえ塗布性および曲がった下地への適合の改善を可能にする、緊密でない、それゆえ弾性のネットワークのためには、１〜１０ｍｍの範囲の繊維長が好ましい。
【００５７】
用途に応じて、少なくとも二つの導電性充填物からなる混合物を使用することも有利であり、ただし、その導電性充填物の少なくとも一つは繊維形状であり、さらにはその導電性充填物の二つ以上、とりわけすべての導電性充填物が繊維形状であってもよい。
【００５８】
記載された接着フィルム配合成分のほかに、配合物の製造またはその配合物の特性に有利に影響を及ぼすさらなる添加剤も添加可能である。これらの添加剤は、これで終わりではないが、例えば、分散剤、流動化剤、例えば、ワックスもしくはシリコーン、相容性向上剤、接着仲介剤、浸潤剤、はんだフラックス、または真性導電性ポリマーであり得る。
【００５９】
接着フィルムの製造は、当業者には周知の、接着フィルムを製造する多数の方法で行われ得る。好ましいのは、熱活性化性接着剤、充填物、および金属合金からなる、溶融体形状の配合物の製造である。コンパウンドが、低融点金属合金も接着剤も融液状態で存在する温度において、製造および加工されると有利である。
【００６０】
粘度の過度に顕著な上昇を阻止するためには、粘度を低下させる混和剤、例えばワックスを添加してもよい。
【００６１】
コンパウンドの製造は、例えば混練機において、不連続的にも、例えば押出機、とりわけ有利には二軸スクリュー押出機、または例えばＢｕｓｓ社（プラッテルン／スイス）の連続式混練機において連続的にも行うことができる。
【００６２】
配合物からの接着フィルムの製造は、例えば、コーティング、押出、圧延、加圧、または延伸によって行われ得る。
【００６３】
その接着フィルムは、有利には、熱活性化性接着フィルムの領域では慣例であるような、つまりおよそ１μｍ〜１０００μｍの間の厚さを有する。
【００６４】
その用途のためには接着フィルムの平面内での導電性があまり重要でない場合には、１０μｍ〜５０μｍという厚さが好ましい。こうして、材料を節約することが可能であって、接着フィルムによって導電性に架橋されるべき間隔の長さを短く維持することができる。
【００６５】
平面内での導電性が非常に重要である場合には、接着フィルムの２００μｍ〜５００μｍという厚さが好ましいが、この結果、より大きな断面積、それゆえより高い導電性がもたらされるからである。両方の形状の間での好ましい中間物は、５０μｍ〜２００μｍという厚さである。
【００６６】
さらに、その接着フィルムは、片面または両面が剥離ライナーで被覆されていてもよい。
【００６７】
特別な一実施では、この接着フィルムが、全面的または透かし編目模様の導電性層を備え付けていてもよい。この層は、接着フィルムの少なくとも片面に配置されていても、または熱活性化性接着材料が導電性層の両面に存在することになるように接着フィルム内に配置されていてもよい。そのような層は、有利なことには、接着フィルムの平面内での導電性を高める。
【００６８】
導電性層としては、すべての慣例かつ適した材料、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、ミューメタル、アルニコ、パーマロイ、フェライト、炭素ナノチューブ、グラフェン、真性導電性ポリマー、酸化インジウムスズ等が使用され得る。その際、その導電性層は、有利には、それぞれ３００Ｋに関して算定して、２０ＭＳ／ｍ超の導電率（５０ｍΩ・ｍｍ２／ｍ未満の抵抗率に相応）、とりわけ４０ＭＳ／ｍ超の導電率（２５ｍΩ・ｍｍ２／ｍ未満の抵抗率に相応）を有する。
【００６９】
この層は、有利には、透かし編目模様形状、例えば、打ち抜き格子、ワイヤネットワーク、エキスパンドメタル、不織布として、または印刷パターンとして、または他の慣例の方法によって、さらには蒸着のような真空法によって蒸着させたパターンとして存在する。
【００７０】
熱活性化性接着フィルムの形状は、シート状またはブレード状であってもよい。その形状は、その際、とりわけ貼付面の形状に適合されていてもよいため、接着フィルムは、例えば切片（Ｚｕｓｃｈｎｉｔｔ）またはダイカットとして存在する。このことは、とりわけ、その形状が、およそまたは厳密に、結合されるべき部品の結合面の形状、それゆえ接着継目の側面形状に相応することを意味する。典型的には、そのような面状体の場合、形状安定性および貼付強度に課される要求が特に高い。
【００７１】
等方性導電性が要求されない用途に関しては、繊維、および／または金属合金により形成される領域（例えば、粒子）を望みの優先方向に相応に配向することが有利である。これは、例えば、本発明による接着フィルムを押出成形する際の延伸により達成することができる。この結果、熱活性化性接着フィルムの平面内で、より高い導電性が生じる。例えばニッケル製またはニッケルコーティング材料製の磁性繊維を使用する際には、熱活性化過程の最中に磁場を利用して繊維を配向することが特に有利に可能である。この過程の際の粘度の低下により、そのような配向が起こり得て、活性化終了後には維持される。特に有利であるのは、接着剤フィルムの平面に対して本質的には垂直な配向であるが、なぜならこれにより、貼り付けられるべき基板の接触の改善が達成されるからである。必要とされる磁石は、そのために、接着プレスの工具に容易に導入することが可能である。この方法のために特に有利であるのは、磁性コーティングされた炭素繊維の使用であるが、なぜならこの繊維は、その高い剛性ゆえにより簡単に配向され得るからである。
【００７２】
本発明の対象は、さらに、接着フィルムを基板表面上に貼り付けるための方法、およびさらには、接着フィルムを利用して、二つの基板面（二つの異なる接合相手に帰属してもよいが、さらには相応に配置された貼り付けられるべき面を有する唯一の接合相手に属することも可能である）を互いに貼り付けるための方法である。これらの方法では、それぞれ、少なくとも一つのポリマー−金属ブレンドと少なくとも一つの繊維形状の導電性充填物とを含む、熱活性化されると貼付可能な接着フィルムを利用して貼付がもたらされ、ただし、そのポリマー−金属ブレンドは、その一方で、少なくとも一つの、熱活性化されると貼付可能な接着剤、ならびに少なくとも一つの、５０℃〜４００℃の温度範囲で溶融する金属成分を含み、ただしその充填物は少なくとも部分的には、ハイブリッド中で金属成分と共に存在する。
【００７３】
その際、接着フィルムは、とりわけ、本明細書の枠内で記載されたような、および／または請求項のいずれか一つからもたらされるような接着フィルムである。
【００７４】
好ましくは、金属合金の融点を上回る温度で活性化が行われる（つまり、熱活性化性接着剤の活性化温度が、低融点金属成分の融点を上回る）、熱活性化性接着フィルムの貼付法が使用される。意外なことに、低融点金属成分により、熱活性化中に、接触されるべき基板へのはんだ類似接点が確立され、この接点は、単に接触するだけの粒子と比べて電気的転移（ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅｒ  Ｕｅｂｅｒｇａｎｇ）を著しく改善する上に、結合強度に相乗的に貢献するため、熱活性化性接着材料のぬれ面積に基づき見込むことができる貼付強度を上回る強度が達成される。
【００７５】
接触されるべき基板と金属化合物とのはんだ状結合が実現し得ない、または実現するべきでない場合には、熱活性化性接着剤の活性化温度を金属成分の融点未満に選択することが有利である。押付力（Ａｎｄｒｕｃｋｋｒａｆｔ）をかけながら熱活性化接合すると、繊維ネットワークが、弾性および／または可塑性に圧縮されるため、基板と完全接触する。接合過程時に、軟化するポリマー基質と共に流れる、接着材料中に単に分布して存在する導電性充填物とは異なり、そのネットワークは、変形し、それにより接触圧を形成し、この接触圧が、基板の、改善されたさらに持続的な接触をもたらす。
【００７６】
別の有利な方法においては、まず、接着フィルムと接合相手の一つとの予備複合体（Ｖｏｒｖｅｒｂｕｎｄ）が形成される。そのためには、接合相手の貼り付けられるべき表面と接着フィルムを接触させて、有利には、金属合金の融点未満までの熱活性化しか使用しない。これにより、例えば、予備成形された接着テープ断片を、接合部品上に予備固定することができる。接合相手との、または両方の貼り付けられるべき接合相手間での最終的な貼付の際にはじめて、金属合金の融点を上回る熱活性化が使用されるため、貼付の、完全な強度および導電性が生じる。
【００７７】
本発明による製品および方法は、好ましくは、例えば、家電製品、娯楽家電製品、または情報家電製品（例えば、携帯電話、ＰＤＡ（個人用携帯情報端末）、ラップトップ、他のコンピュータ、デジタルカメラ用、および例えばディスプレイ、デジタルリーダ、または有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）のような表示機器）の領域からのような電子機器のモジュールを貼り付けるため、ならびに例えばシリコン太陽電池、色素増感太陽電池、有機太陽電池、もしくは薄膜電池のような太陽電池モジュール、または例えば電解セルもしくは燃料電池のような電気化学電池用に使用される。モジュールとは、ここでは、電子機器において使用されるすべての構成要素およびその構成要素のアセンブリと理解され、例えば、電子部品（個別部品および内蔵部品）、ケーシング部品、電子モジュール、アンテナ、表示パネル、保護シールド（Ｓｃｈｕｔｚｓｃｈｅｉｂｅ）、未実装ボード、および／または実装ボード等である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
例：
本発明による面状体を用いた貼付のために、Ｂｕｅｒｋｌｅ社の加熱プレスの中で、０．２ＭＰａの圧力およびそれぞれ例で記載される活性化温度において、厚さ１００μｍの接着フィルムを利用して厚さ１．５ｍｍの二つの真鍮板を互いに貼り付けた。活性化時間は、それぞれ、接着フィルムの溶着は認められるものの、接着継目からの過剰な搾出は認められないように選択した。
【００７９】
達成された貼付の品質に関するパラメータとしては、そのように得られた複合体の貼付強度を、種々の、熱活性化されると貼付可能な面状体および種々の方法パラメータに関して算出した。このために、ＤＩＮ  ５３２８３に相応する動的引張せん断試験で、２３℃において、１ｍｍ／分という試験速度に関してそれぞれ定量的に貼付強度を算定した（結果はＮ／ｃｍ２で）。三つの測定からの平均値を記載する。
【００８０】
導電性の測定には、貼り付ける際に、真鍮板の代わりに厚さが５０μｍの真鍮フィルムを使用し、そのようにして得られた接着複合体から、面積が６．４５ｃｍ２の円形検査試料を作製した。体積抵抗率の測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２７３９に類似して、７６ｋＰａという電極の接触押圧を利用して、室温（２３℃）および相対湿度５０％で行われた。記載されているのは、三つの測定の平均値である。
【００８１】
熱活性化性接着材料として使用した：
−  接着材料１：Ｅｍｓ−Ｃｈｅｍｉｅ社のＧｒｉｌｌｔｅｘ  １３６５（コポリエステル）
−  接着材料２：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＡｍｐｌｉｆｙ  ＥＡ  １００（エチレン−コポリマー）
−  接着材料３：Ｈｕｎｔｓｍａｎ社のＩｒｏｓｔｉｃ  ８３０４  ＨＶ（熱可塑性ポリウレタン）
−  接着材料４：ＤＳＭ社のＹｐａｒｅｘ  ８１０２Ｅ（エチレン−コポリマー）
−  接着材料５：Ａｒｋｅｍａ社のＰｌａｔａｍｉｄ  ２３９５（コポリアミド）
【００８２】
繊維形状充填物として使用：
繊維１：Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ  Ｍｅｔａｌｌｆａｓｅｒｗｅｒｋ社（ナイデンシュタイン）の銅繊維Ｆ０８（長さ０．８ｍｍ、太さ６０μｍ）
繊維２：Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ  Ｍｅｔａｌｌｆａｓｅｒｗｅｒｋ社（ナイデンシュタイン）の銅繊維Ｆ３（長さ３ｍｍ、太さ１８０μｍ）
【００８３】
低融点金属合金として使用：
金属１：ＨＥＫ社（リューベック）のＭＣＰ２００（融点１９９℃）
金属２：ＨＥＫ社（リューベック）のＭＣＰ６２（融点６０℃）
金属３：ＨＥＫ社（リューベック）のＭＣＰ１５０（融点１３８〜１７０℃）
【００８４】
以下のコンパウンドを製造した（量のデータは重量％）：
【００８５】
【表１】
0005940154.tif 000002
【００８６】
これらのコンパウンドは、同方向回転する二軸スクリュー押出機ＺＳＫ２５（Ｃｏｐｅｒｉｏｎ社）を用いて、Ｌ／ｄ比４０で製造した。温度調節は、そのつど、接着剤と金属合金とが完全に溶着するように選択した。第一のプロセスゾーンでは、接着剤と金属合金とからなるブレンドを製造し、このブレンドに、第二のプロセスゾーンで金属繊維を添加した。本発明による接着剤フィルムを形作るためには、押出成形機へと直接にフラットフィルム押出ダイをフランジ接合し、厚さ２００μｍのフラットフィルムを押出成形した。
【００８７】
意外なことに、押出成形法においては、従来技術で公知であるよりも本質的に高い分率の繊維を加工できることが分かった。
【００８８】
比較例１は、対応する調合がもはや押出成形できなかったため、異なって、Ｈａａｋｅ社の測定混練機内で製造した。そのように製造されたコンパウンドから、Ｌａｕｆｅｒ社の真空プレス内で、厚さが２００μｍのプレス加工品を製造した。
【００８９】
貼付強度ならびに導電性を以下の表に示す：
【００９０】
【表２】
0005940154.tif 000003
【００９１】
それらの例は、本発明による、結合された繊維ネットワークを有する接着フィルムが、単に繊維または粒子で充填された比較例と比べて明らかに高まった導電性を示すことを示す。この効果は、様々な接着材料ポリマーにおいて認めることができる。
【００９２】
繊維分率の上昇は、充填物総含有量が同じである場合には、傾向的に、導電性の上昇および貼付強度のわずかな上昇をもたらし、このことは、繊維のより高い導電性およびネットワークのより高い可撓性に起因する。
【００９３】
低融点金属合金の分率がより低いと、繊維と金属相領域とからなるネットワークの程度がおそらく下がることから、導電性が再び低下する（例１２）。
【００９４】
長めの繊維は、導電性を低下させ、これは、押出成形されたフィルムの、平面へのより高い配向性に起因する。このことから、平面内での導電性の上昇が推定できる（例１７〜１９）。
【００９５】
より低い温度で溶融する金属合金と共に、導電性の損失が起こるが、このことは、これらの合金のより低い導電性それ自体にのみ起因するものである。
【００９６】
低融点金属合金が活性化温度で溶着する例２０および２１ａでは、同時に起こる貼付強度上昇および導電性上昇の相乗効果が起こる。このことは、基板材料の改善された接触に起因する。