JP2015505874A - フォームテープ基材組成物、これを用いたフォームテープ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】気泡安定性が高く剥離強度に優れたフォームテープの基材組成物及びこれを用いたフォームテープを提供すること。【解決手段】本発明にかかるフォームテープ基材組成物は、アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及び界面活性剤を含み、前記界面活性剤は、シロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含み、これにより製造されたフォームテープは既存のフォームテープに比べて経済的でありながら粘着力の低下がなく、気泡安定性に優れたフォームテープを製造できるという長所がある。【選択図】図１

Description

本発明は、フォームテープ基材組成物及びこれを用いたフォームテープに関するものであり、より詳しくは、シロキサン系界面活性剤を使用するフォームテープ基材組成物及びこれを用いたフォームテープ、その製造方法に関する。
室内インテリア、自動車ガーニッシュ等の外形装飾に使用されるアクリルフォームテープ及び製造方法に関連する先行技術は、特許文献１に公知となっている。
既存の気泡分散型フォームテープの製造時に使用されるフッ素界面活性剤は、非常に高価であるだけでなく、環境規制によって使用が制限されている。そして、現在市販されているフッ素界面活性剤は、アクリル粘着剤内で十分に気泡を安定化させることができず目的とする水準の低い密度のアクリルフォームテープを作ることが困難である。
また、既存の使用されているシリコン界面活性剤は、分子量が大きなポリシロキサンを含んでいるため気泡安定性を助けるが、最終的に作られたフォームテープの粘着力を低下させるという問題点がある。これは、シリコン界面活性剤が多量のシロキサン基を含んでおり、これらがフォームテープ表面で粘着力低下のような影響を与え得、また、分子量が低い他の混合物を含んでいるためこれらもやはり粘着力に影響を与えるようになる。
気泡の安定性が高く、粘着力を低下させないシリコン界面活性剤を導入して価格競争力および品質競争力を有するフォームテープの開発が必要な実情にある。
韓国公開特許公報第１０―２０００―１８２２１号
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するためのものであり、気泡安定性および粘着力に優れたフォームテープを提供することを目的とする。
前記目的を達成するための本発明の実施例にかかるフォームテープ基材組成物は、アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及び界面活性剤を含み、前記界面活性剤は、シロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含むことを特徴とする。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物は、シロキサン系ポリマーの含量が高く、非シロキサン系ポリマーの含量が低い界面活性剤を含むため気泡安定性に優れ、また、フォームテープの粘着力を低下させないという長所を有する。
本発明の実施例にかかるフォームテープの構造を示した断面図である。 実施例及び比較例に対する気泡安定性の評価結果を示した写真である。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と併せて詳しく後述してある実施例を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるものではなく、相違する多様な形態で具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書全体に亘って同一参照符号は同一構成要素を指す。
以下、添付の図面を参照して本発明にかかるフォームテープ基材組成物、これを用いたフォームテープ及びその製造方法について詳しく説明する。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物は、アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及び界面活性剤を含み、前記界面活性剤は、シロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含んでなる。
本発明に使用される界面活性剤は、既存の界面活性剤に比べてシロキサン系ポリマーの含量が高く、非シロキサン系ポリマーの含量は低い。非シロキサン系ポリマーの含量が高い既存の界面活性剤を用いてフォームテープを製造すると、前記非シロキサン系ポリマーがテープの表面に移行して前記テープの粘着力を低下させるという問題点がある。本発明にかかるフォームテープ基材組成物は、非シロキサン系ポリマーの含量を低くして既存の粘着力低下による問題点を最小化し、シロキサン系化合物の含量を増やしたため気泡安定性に優れる効果がある。
本発明で使用する界面活性剤は、前述のようにシロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と、非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含む。前記界面活性剤がシロキサン系ポリマーを６０重量％未満で含む場合は、フォームテープの十分な気泡安定性の確保が難しいという問題点があり、シロキサン系ポリマーを９０重量％を超えて含むとフォームテープの粘着力がむしろ低下するという問題点がある。また、本発明で使用する界面活性剤が非シロキサン系ポリマーを１０重量％未満で含む場合は、フォームテープの安定したフォーム形状を十分に得られないという問題があり、前記非シロキサン系ポリマーを４０重量％を超えて含む場合は、フォームテープの粘着性が低下するおそれがある。
前記シロキサン系ポリマーとしてはシロキサン基を含むポリマーを指すが、好ましくは、ポリアルキレンオキシドで改質されたポリジメチルシロキサンを使用することができる。前記ポリアルキレンオキシドで改質されたポリジメチルシロキサンは、ブロックコポリマータイプの形態を表し得る。前記ポリアルキレンオキシドで改質されたポリジメチルシロキサンは、ポリアルキレンオキシドが側鎖になった線形構造のポリジメチルシロキサン形態になり得、ポリアルキレンオキシド基がシリコン主鎖の末端に位置する形態になり得る。
そして、前記非シロキサン系ポリマーとして、好ましくはポリアルキレンオキシドを使用することができる。
本発明に使用する前記アクリル系モノマーは、フォームテープの粘着力、凝集力を増大させる役割をし、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ｎ―オクチルアクリレート、ｎ―オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、２―エチルヘキシルアクリレート、２―エチルヘキシルメタクリレート、イソノニルアクリレート、イソノニルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリルアミド、Ｎ―ビニルピロリドン、Ｎ―ビニルカプロラクタム及びアクリロニトリルからなる群から選ばれた１種以上を含む物質を使用できる。
前記アクリル系モノマーは、好ましくは、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ｎ―オクチルアクリレート、ｎ―オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、２―エチルヘキシルアクリレート、２―エチルヘキシルメタクリレート、イソノニルアクリレート、イソノニルメタクリレートのような軟性アクリレートモノマーと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリルアミド、Ｎ―ビニルピロリドン、Ｎ―ビニルカプロラクタム及びアクリロニトリルのような硬性アクリレートモノマーの混合物からなり得る。前記アクリル系モノマーは、前記軟性アクリル系モノマー８０重量部ないし９９重量部と硬性アクリル系モノマー１重量部ないし２０重量部を含んでなり得る。
本発明で使用する前記ラジカル開始剤は、前記アクリル系モノマーの重合に使用され、前記開始剤としては、相溶化された開始剤が選択されて使用できる。より詳しくは、熱開始剤と光開始剤の混合使用がより好ましい。前記光開始剤による重合は、重合効率が低下し得るため、熱開始剤を混合使用してポリマーの分子量および粘度を目的とする範囲に調節することが好ましい。本発明で使用できる光開始剤としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル、ベンゾイン、ベンジルケタール等を使用することができる。また、前記熱開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイドを含む過酸化物系、アゾビスイソブチロニトリル又はアミン系熱開始剤を使用することができる。これら光開始剤および熱開始剤は、当業界で通常の知識を有する者が、国内外有数の製造業者によって常用的に供給されているものを使用することができ、特に制限されて使用されるものではない。
本発明に使用される前記架橋剤は、前記アクリル系モノマーの重合過程及び粘着剤の粘着力発揮過程でアクリル系ポリマー間の架橋を通じてフォームテープの初期粘着力を強化する役割をする。本発明において前記架橋剤は、光架橋剤、熱架橋剤またはこれらの組合せを使用できる。例として、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート及びトリエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレンジアクリレート等を含むジアクリレート系架橋剤、トリアクリレート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系架橋剤等を使用できる。これら架橋剤もやはり、当業界で通常の知識を有する者が国内外有数の製造業者によって常用的に供給されているものを使用することができ、特に制限されて使用されるものではない。
前記多孔性フィラーとしては、商品名エクスパンセル（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｓｐｈｅｒｅ ｅｘｐａｎｃｅｌ ５５１ＤＵ）等のような熱膨張性樹脂、又は商品名グラスマクロバルーン（ｇｌａｓｓ ｍａｃｒｏｂａｌｌｏｏｎ）、グラスバブル等を使用でき、前記アクリル系モノマーの重合時に熱によって膨張してフォームテープ内に多数の気孔を形成させる機能をする。前記グラスマクロバルーンは、本発明が属する技術分野で通常使用されているものであり、騒音を効果的に吸収するために内部が空洞になっている球状（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｈａｐｅ）であることが好ましい。
また、前記フォームテープ基材組成物には、粘着付与剤、カップリング剤、帯電防止剤、染料、顔料、紫外線遮断剤、抗酸化剤、加工油またはこれらの２以上の混合物からなるグループから選ばれる添加剤をさらに含むことができる。
前記粘着付与剤は、フォームテープの初期接着性を増大させる機能をする。前記粘着付与剤としては、ロジンエステル系粘着付与剤、ロジン系粘着付与剤、テルペン系粘着付与剤、石油樹脂系粘着付与剤から選ばれる１種または２種以上の混合物が好ましい。
前記カップリング剤は、本発明にかかるフォームテープが被着材間の付着等に使用された後、外気条件下で加えられる熱、日光または温度等により時間の経過に応じて前記基材組成物を構成するアクリル系ポリマーの架橋化を促進させて三次元ネットワークを形成し永久接合力を表すようにする機能をする。前記カップリング剤としては、アミン系シランとエポキシシランの混合物を使用できる。
前記帯電防止剤は、フォームテープが使用された被着材で静電気が発生することを防ぐ機能をする。前記帯電防止剤としては、当業界で使用されている公知の帯電防止剤を使用できる。
また、耐寒性を改善するために加工油等を添加することができる。前記加工油は、ＤＩＢＰ（Ｄｉ―ｉｓｏｂｕｔｙｌ Ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＤＯＰ（Ｄｉ―ｏｃｔｙｌ―ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、アリルエーテル系、パラフィンオイル、ナナフタレン系オイル等を含み、これに限定されない。
また、本発明において前記基材組成物は、その性能を維持する範囲内で、染料、顔料、紫外線遮断剤、抗酸化剤、等を更に添加することができ、その添加される量は、目的とする最終製品の特性によって異なり得る。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物は、前記アクリル系モノマー１００重量部を基準として、前記ラジカル開始剤０．１重量部ないし５重量部、前記架橋剤０．０１重量部ないし５重量部、前記多孔性フィラー１重量部ないし１０重量部、前記界面活性剤０．１重量部ないし５重量部を含んでなることが好ましい。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物において、前記ラジカル開始剤が０．１重量部未満で含まれる場合は未反応モノマーが発生し得るという問題点が生じ得、５重量部を超えて含まれると高分子の分子量が減少するという問題が生じ得る。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物において、前記架橋剤の使用量が０．０１重量部未満の場合はフォームテープの凝集力または耐候性が低下するという問題点があり、逆に５重量部を超えて含まれる場合は初期粘着力及び粘着物性の低下をもたらすという問題点がある。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物において、前記多孔性フィラーが１重量部未満で使用される場合は騒音の発生を防ぐ効果が低下するという問題点が生じ得、逆に１０重量部を超えて使用される場合は充填剤の使用量が過度に多いため粘着力が低下するという問題点が生じ得る。
本発明にかかるフォームテープ基材組成物において、前記界面活性剤が０．１重量部未満で使用される場合はフォームテープ内に気泡が残存し得るという問題点が生じ得、逆に５重量部を超えて使用される場合はフォームテープの凝集力が減少し、耐久性が低下するという問題点が生じ得る。
本発明にかかるフォームテープの製造方法は、（ａ）アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及びシロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と、非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含む界面活性剤を混合する基材組成物混合段階と、（ｂ）混合された前記基材組成物をバッキングフィルム（ｂａｃｋｉｎｇ ｆｉｌｍ）上にコーティングする段階、及び（ｃ）前記コーティング段階で前記基材組成物がコーティングされたバッキングフィルムを、紫外線硬化機に通過させてフォームを形成させると同時に重合させるフォームテープ形成段階を含む。
前記（ａ）段階は、フォームテープの基材組成物を準備する段階であり、前記基材組成物は、アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及びシロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と、非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含む界面活性剤を混合したものからなる。
前記（ｂ）段階は、前記基材組成物の混合段階で収得された基材組成物をバッキングフィルム（ｂａｃｋｉｎｇ ｆｉｌｍ）上にコーティングする段階である。前記バッキングフィルムは、前記基材組成物が重合されて粘着物質を形成する間、前記基材組成物を支持する機能をする。前記バッキングフィルムは、通常の離型ＰＥＴフィルムを使用できる。また、前記コーティング段階は、通常のコーティング機を使用して行うことができる。
前記（ｃ）段階は、前記コーティング段階で基材組成物がコーティングされたバッキングフィルムを紫外線硬化機に通過させて紫外線の照射（１０ｗないし６０ｗ）と、加熱（１００℃ないし１８０℃）を同時に適用させてフォームを形成させると同時に重合させる段階である。前記紫外線照射は１０ｗないし６０ｗの出力からなり得、加熱は１００℃ないし１８０℃の温度範囲で行うことができる。前記フォームテープ形成段階における重合は、通常知られている重合条件、特に、アクリル系モノマーのアクリル系ポリマーへの重合条件を用いて実施することができ、前記重合条件が本発明を限定するのではないが、開始剤の効率のためには熱開始剤による重合過程で６０℃ないし１２０℃の温度のオーブンを通過させて、２分ないし３分間重合を実施することが好ましい。
以上のような段階により本発明にかかるフォームテープの製造が可能である。これを通じて製造されるフォームテープ３は、図１で示したように基材組成物からなるフォーム層１と、これを支持するバッキングフィルム２からなる構造を有する。
以下では、本発明を実施例及び比較例によってより詳しく説明するが、本発明が下記の実施例によって制限されるのではない。
［実施例１］
２―エチルヘキシルアクリレート９０部と極性モノマーアクリル酸１０部を、１リットルのガラス反応器で熱重合させて粘度３５００ｃＰのシロップを得た。得られたシロップ１００重量部に対して、光開始剤としてイルガキュア―６５１（α,α ―メトキシ―α―ヒドロキシアセトフェノン）０．５重量部、架橋剤として１，６―ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）０．３５重量部を混合した後、十分に撹拌した。ここに、グラスバブル４．５部、シリカ１．５部を混合して十分に均一になるまで撹拌した。この混合物を真空ポンプを用いて減圧脱泡した。その後、混合物をフローサー（Ｆｒｏｔｈｅｒ）を用いてシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体８０重量％及び非シロキサン系ポリマー２０重量％を含むシリコン界面活性剤２重量部と一緒に窒素ガスを注入しながら離型フィルム上に１ｍｍ厚にコーティングした後、紫外線硬化機を通過させてアクリルフォームテープを製造した。
［実施例２］
前記実施例１と同様の方法でアクリルフォームテープを製造するが、ジメチルメチルプロピルシロキサン共重合体６５重量％及び非シロキサン系ポリマー３５重量％を含むシリコン界面活性剤を使用して実施例２にかかるアクリルフォームテープを製造した。
［実施例３］
前記実施例１と同様の方法でアクリルフォームテープを製造するが、ジメチルメチルプロピルシロキサン共重合体７５重量％及び非シロキサン系ポリマー２５重量％を含むシリコン界面活性剤を使用して実施例３にかかるアクリルフォームテープを製造した。
［実施例４］
前記実施例１と同様の方法でアクリルフォームテープを製造するが、ジメチルメチルプロピルシロキサン共重合体８５重量％及び非シロキサン系ポリマー１５重量％を含むシリコン界面活性剤を使用して実施例４にかかるアクリルフォームテープを製造した。
［比較例１］
前記実施例１と同様の方法でアクリルフォームテープを製造するが、ジメチルメチルプロピルシロキサン共重合体５０重量％及び非シロキサン系ポリマー５０重量％を含むシリコン界面活性剤（東レダウコーニング製造のＳＨ１９２）を使用して比較例１にかかるアクリルフォームテープを製造した。
［比較例２］
前記実施例１と同様の方法でアクリルフォームテープを製造するが、シリコン界面活性剤の代わりにフッ素界面活性剤であるＦＣ―４４３０（３Ｍ製造）を使用して比較例２にかかるアクリルフォームテープを製造した。
［物性評価］
１）気泡安定性の評価―気泡安定性の評価は、実施例１及び比較例１、２についてのみ行う。
コーティング条件と同様の作業環境下で（粘着組成物に窒素ガスを注入し、界面活性剤を投入）吐出液を紙コップに入れ、ストップウォッチを用いて時間による気泡の上昇と気泡の大きさをデジタルカメラで撮影した。
２）１８０°剥離強度の測定
５０ｍｍ幅および１２０ｍｍ長さのＡＢＳ板、クロム板、塗装板（剥離強度測定標準塗装板）、ポリカーボネート（ＰＣ）板を、イソプロピル溶液で洗浄して乾燥した。０．０３８ｍｍ厚および３０ｍｍ幅のＰＥＴフィルムを、アクリルフォームテープの片面に印を形成させるためにラミネーションして試片を製造した。製造された試片を、ＡＢＳ、クロム板、塗装板、ＰＣ板に接着した後、それぞれ２Ｋｇローラーで各方向に５回往復して剥離強度サンプルを製作した。
前記のように製造されたサンプルを、常温で３０分、２４時間放置した。その後、各試料を常温で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で１８０°剥離強度を測定し、５個のサンプルの平均値を記録した。
［物性評価の結果］
１）気泡安定性の評価
気泡安定性の評価に対する結果は図２に示した。図２を参照すると、既存のシリコン界面活性剤を使用した比較例１の場合は、３分が経過した時に大きな気泡が多く抜けることが確認できる。これに比べて本発明にかかる実施例１は、比較例１に比べて気泡が多く抜けないことから、気泡安定性に優れることが分かる。また、図２を見ると、フッ素系界面活性剤を使用した比較例２もやはり、本発明にかかる実施例１と似たレベルの気泡安定性を有することが把握できる。
つまり、本発明にかかる実施例１は、フッ素系界面活性剤のような高価な界面活性剤を用いなくてもこれと同等レベルの気泡安定性を有することが分かる。
２）剥離強度の評価
前記の剥離強度の評価に対する表１の結果を見ると、既存のシリコン界面活性剤を単独で使用した比較例１の場合は、大部分の基材において剥離強度が低く測定され、特にＰＣ面では剥離強度が非常に低く特定された。（但し、クロム面に対する２４時間放置後の剥離強度の評価は、実施例及び比較例のサンプル共に粘着力が高いため粘着テープが破壊されながらＰＥＴバッキングフィルムが分離された。）
比較例の方が実施例に比べて剥離強度が低く表れる理由は、比較例で使用された界面活性剤内の他の混合物（非シロキサンポリマー）がフォームテープ表面に影響を与えるため、粘着テープの剥離強度を低下させると把握できる。本発明で使用した界面活性剤を含む実施例１の場合、界面活性剤が他の混合物（非シロキサンポリマー）を少なく含んでいるため大部分の被着材に対して剥離強度が高く表れた。
１：フォーム層
２：バッキングフィルム
３：フォームテープ

Claims (8)

  1. アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及び界面活性剤を含み、
    前記界面活性剤は、シロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含むことを特徴とするフォームテープ基材組成物。
  2. 前記シロキサン系ポリマーは、
    ポリアルキレンオキシドで改質されたポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項１に記載のフォームテープ基材組成物。
  3. 前記非シロキサン系ポリマーは、
    ポリアルキレンオキシドであることを特徴とする請求項１に記載のフォームテープ基材組成物。
  4. 前記基材組成物は、
    粘着付与剤、カップリング剤、帯電防止剤、染料、顔料、紫外線遮断剤、抗酸化剤、加工油またはこれらの２以上の混合物からなるグループから選ばれる添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフォームテープ基材組成物。
  5. 前記アクリル系モノマーは、
    ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ｎ―オクチルアクリレート、ｎ―オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、２―エチルヘキシルアクリレート、２―エチルヘキシルメタクリレート、イソノニルアクリレート、イソノニルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリルアミド、Ｎ―ビニルピロリドン、Ｎ―ビニルカプロラクタム及びアクリロニトリルからなる群から選ばれた１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォームテープ基材組成物。
  6. 前記基材組成物は、
    前記アクリル系モノマー１００重量部を基準に、前記ラジカル開始剤０．１重量部ないし５重量部、前記架橋剤０．０１重量部ないし５重量部、前記多孔性フィラー１重量部ないし１０重量部、前記界面活性剤０．１重量部ないし５重量部を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォームテープ基材組成物。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のフォームテープ基材組成物を含むフォームテープ。
  8. （ａ）アクリル系モノマー、ラジカル開始剤、架橋剤、多孔性フィラー及びシロキサン系ポリマー６０重量％ないし９０重量％と非シロキサン系ポリマー１０重量％ないし４０重量％を含む界面活性剤を混合する基材組成物の混合；
    （ｂ）混合された前記基材組成物をバッキングフィルム（ｂａｃｋｉｎｇ ｆｉｌｍ）上にコーティングすること；及び
    （ｃ）前記コーティングで前記基材組成物がコーティングされたバッキングフィルムを紫外線硬化機に通過させてフォームを形成させると同時に重合させるフォームテープの形成；を含むフォームテープの製造方法。
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