KR100344075B1 - 감압성접착제가부착된부품에사용하기위한박리필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압감성 접착제가 도포되는 부품에 사용하기 위한 이형 필름에 관한 것으로서, 상기 압감성 접착제가 도포되는 부품은 통상의 온도 내지, 겨울철의 저온 대기 온도의 온도 범위내에서 이형 필름에 대하여 적절한 접착력을 나타낸다. 본 발명은 또한 유리 전이 온도값이 -50 내지 -20℃ 범위이고, 두께가 3 ㎛ 내지 50 $gm(m) 범위인 압감성 접착제층을 베이스 물질상에 갖는, 압감성 접착제가 도포되는 부품에 사용하기 위한 이형 필름을 제공한다.

Description

감압성 접착제가 도포된 부품에 사용하기 위한 박리 필름

본 발명은 감압성 접착제가 도포된 부품을 이동시키는데 사용되는 박리 필름, 특히 겨울철의 저온 대기하에서도 사용될 수 있는 감압성 접착제가 도포된 부품에 사용하기 위한 박리 필름에 관한 것이다.

자동차 부품의 설치에 있어서, 감압성 접착 테이프는 비용, 간편성등의 이유로 널리 사용되어 왔다. 우선 감압성 접착 테이프를 설치하고자 하는 부품에 부착시킨 후, 박리 필름의 표면상에 병렬로 배치한다. 고 접착 강도를 얻기 위해서, 지금까지는 비교적 높은 Tg 값, 구체적으로는 0℃ 이상의 Tg 값을 갖는 감압성 접착제를 사용하여왔다. 그 다음, 감압성 접착제와 박리 필름이 부착된 자동차 부품을 자동차 제조 라인 등으로 이송한다. 상기 경우에 사용된 종래의 박리 필름으로는, 다음과 같은 박리 필름이 사용되거나 또는 공지되어 있다.

일본 특허 공개 공보 제4-226184호에는 박리 필름으로서 폴리에틸렌 필름이 개시되어 있다. 상기 박리 필름은 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 박리성이 너무 커서 자동차 부품 등의 설치 단계에서 때때로 부품 등이 떨어지는 문제가 생긴다. 특히, 겨울철에 5℃ 이하의 저온 대기하에서 감압성 접착 테이프의 감압성 접착제의 강도가 낮아져서, 상기 부품이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

일본 특허 공개 공보 제4-77557호에는 실리콘 처리된 폴리에스테르 필름이 개시되어 있다. 이 필름은 기계적 강도가 비교적 높으며, 치수 안정성이 우수한 장점이 있으나, 상기 폴리에틸렌 필름의 경우에서와 같이, 박리성이 너무 커서 자동차 부품등의 설치 단계 공정 동안에 상기 부품 등이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제는 특히 겨울철에 그 정도가 심하였다. 또한, 실리콘 처리의 광범위한 확산으로 인해 작업의 진행 동안에 문제를 유발하거나, 또는 상기 실리콘이 감압성 접착 테이프내로 이동하는 문제를 유발함으로써, 감압성 접착 테이프의 감압성 접착제 강도 등을 저하시키는 것으로 관찰되었다.

또한, 다음과 같은 박리 필름도 공지되어 있다.

플루오르 유형의 박리 필름으로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리 비닐리덴 플루오라이드와 같은 박리 필름이 공지되어 있다. 이들 박리 필름은 박리성이 매우 높으나, 상당히 고가이기 때문에 실제로는 이들을 공정 필름으로서 사용할 수 없다.

또한, 이들 박리 필름은 온도 등과 같은 환경에 따라서 접착력을 적절하게 유지할 수 없다. 또한, 이들 박리 필름은 기계적 강도가 불량하고, 따라서 가공성 및 취급 특성이 떨어지는 문제가 있는 것으로 관찰되었다.

폴리프로필렌 필름도 공지되어 있다. 그러나 이들 필름은 박리성은 크지만 PTEE 등의 경우에서와 같이, 온도와 같은 환경에 따라서 박리력을 변화시킬 수 없다.

또한, 폴리비닐 클로라이드 필름도 공지되어 있는데, 이들 필름은 저온에서도 적절한 가요성과 연신성을 가지며, 슬릿화와 같은 처리 공정을 수행하기가 용이하고 저렴한 비용으로 입수할 수 있다는 장점을 지닌다. 그러나, 전술한 필름의 경우에서와 같이 폴리비닐 클로라이드 필름은 상온과 같은 주변 환경에 따라서 접착력을 적절히 유지할 수 없다. 또한, 폴리비닐 클로라이드 필름내에 함유된 가소제가 필름의 표면으로 이동하여, 감압성 접착 테이프의 감압성 접착제 강도가 시간이 경과함에 따라서 극도로 낮아지는 단점이 폴리비닐 클로라이드 필름에 생긴다.

이들 종래의 박리 필름은 감압성 접착제가 접착된 부품에 사용하기 위한 박리 필름이 보유해야만 하는 다음과 같은 조건을 만족하지 못한다.

(1) 자동차 부품등에 부착되는 감압성 접착 테이프에 적합한 접착력이 보통온도뿐 아니라 저온에서도 적절하게 유지될 수 있어야 한다;

(2) 박리성의 조절이 용이하다;

(3) 감압성 접착 테이프의 감압성 접착제 강도에 역효과를 주지 않는다;

(4) 저렴한 비용으로 입수 가능해야 한다;

(5) 필름의 기계적 강도가 높으며, 이의 가공성 및 취급 특성이 우수하다;

(6) 필름이 저온에서도 적절한 가요성 및 연신성을 보유한다.

또한, 특히 Tg 값이 높은 감압성 접착 테이프는 저온에서의 접착력이 낮아서, 상기 종래의 박리 필름들을 이 테이프에 도포할 수 없다.

이러한 조건하에서, 본 발명은 전술한 요건들 전부 또는 대부분을 충족시키는, 감압성 접착제가 도포된 부품에 사용하기 위한 박리 필름을 제공한다.

전술한 요구 조건들을 충족시키는 박리 필름을 제공하기 위한 각종 방법을 검토하였다. 간략히 설명하면, 상기 요건들은 특정 감압성 접착제층이 기재상에 제공되는 경우, 상기 특정 감압성 접착제의 표면과 부품의 표면에 접착된 감압성 접착 테이프의 표면 사이의 계면의 접착력이 주변 온도에 거의 영향받지 않는다는 것이다. 본 발명은 감압성 접착제가 부착된 부품에 사용하기 위한 박리 필름을 제공한다. 본 발명의 박리 필름은 보통의 온도뿐 아니라, 저온에서도 자동차 부품등에 부착된 감압성 접착 테이프와 적절한 접착력을 유지한다.

따라서, 본 발명은 유리 전이 온도(Tg)가 -50℃ 내지 -20℃이고 두께가 3 내지 50 ㎛인 감압성 접착제층을 기재상에 보유하는, 감압성 접착제가 도포된 부품에 사용하기 위한 박리 필름을 제공한다. 아크릴 에스테르와 비닐 아세테이트의 공중합체, 구체적으로는 에멀젼 형태의 공중합체가 바람직한 감압성 접착제이다. 또한, 기재로서 비닐 클로라이드 수지가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 기재상의 감압성 접착제의 표면과 부품에 부착된 감압성 접착 필름 표면 사이의 계면의 접착력 값은 0∼25℃의 온도 대기 하에서 10∼400 g/25 mm, 바람직하게는 20∼200 g/25 mm 이지만, 이 접착력 값은 접착하고자 하는 부품의 크기 또는 접촉 면적에 따라 달라진다.

상기 접착력이 10 g/25 mm 미만인 경우, 감압성 접착제로 박리 필름에 접착된 부품은 운반 동안에 떨어질 가능성이 커진다. 반면에, 접착력이 400 g/25 ㎜를 초과하는 경우에는, 접착제가 도포된 부품을 박리 필름으로부터 제거하기가 어렵게 된다. 또한, 20∼200 g/25 mm 범위의 접착력 값이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위내에서 접착력 값이 일정하며, 자동화 작동 기계에 의해 감압성 접착제가 도포된 상기 부품을 제거하는 것이 가능하게 되기 때문이다.

하기에서는 전술한 접착 강도를 얻기 위한 본 발명의 구성 부재들을 설명 하고자 한다.

감압성 접착제

본 발명에 있어서, 감압성 접착제의 Tg 값은 -50 ∼ -20℃ 범위내이어야 한다. 상기 Tg 값이 -20℃를 초과하는 경우에는, 박리성이 너무 작아서 감압성 접착제와 박리 필름간의 접착력이 낮아진다. 따라서 자동차 부품 등의 설치 공정시 자동차 부품이 떨어질 위험이 있다. 반면에, Tg 값이 -50℃ 미만인 경우에는, 감압성 접착제의 응집력이 약해지는 문제를 유발하며, 먼지가 쉽게 부착되거나, 또는 감압성 접착제가 상기 부품의 감압성 접착면으로 이동할 수 있다.

본 발명에 있어서, Tg 값은, 예컨대 레오메트릭 콤파니, 리미티드에서 제조된 "RSA-2"에 의해 측정되는 점탄성 측정시 Tan δ의 피이크 온도로 측정할 수 있다.

감압성 접착제의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니자만, 아크릴 에스테르와 비닐 아세테이트의 공중합체가 바람직하다. 또한, 본 발명에서 정의한 Tg 값범위내에서 천연 고무, 합성 고무 등도 사용될 수 있다.

감압성 접착제의 하나의 성분으로서 아크릴 에스테르가 바람직한 이유는 아크릴 에스테르가 감압성 접착제의 Tg 값을 용이하게 제어할 수 있고, 저렴한 비용으로 입수가능하며, 감압성 접착제와 감압성 접착 테이프간의 접착력을 쉽게 제어할 수 있기 때문이다.

또한, 아크릴 감압성 접착제는 종종 자동차 부품측에서 감압성 접착 테이프의 감압성 접착제, 특히 아크릴 감압성 접착제로서 사용되어 왔으며, 아크릴 감압성 접착제와 동일한 유형의 아크릴 에스테르는 우수한 재박리성을 나타냄으로써 중간 정도의 접착력을 쉽게 얻을 수 있다. 즉, 아크릴 에스테르로 구성된 감압성 접착제와 감압성 접착 테이프간의 접착력의 온도 의존성은 비교적 작기 때문에, 25℃ 및 0℃에서 적절한 접착력을 얻을 수 있으며, 작업 수행의 설치 단계에서 자동차 부품 등이 저온에서 떨어질 염려가 없다.

특히, C_4-9의 에스테르 부분을 갖는 감압성 접착제는 Tg 값이 비교적 낮으며 적절한 접착력을 얻을 수 있다는 잇점을 가진다. 아크릴 에스테르의 구체적인 예로는 이소옥틸 아크릴레이트(IOA), 이소노닐 아크릴레이트 (INA), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2EHA), n-부틸 아크릴레이트(nBA)등이 있다. 또한, 본 발명에서는 아크릴 단량체로서 분자내에 카르복실기가 있는 아크릴산 또는 기타 아크릴 단량체는 사용해서는 안된다. 왜냐하면 이러한 단량체가 사용되는 경우에는, 카르복실기가 경시 반응을 일으켜서 상기 반응이 진행함에 따라 접착력이 변화되기 때문이다.

비닐 아세테이트 단독중합체의 Tg 값은 약 30℃로 비교적 높지만, 상기 단독중합체를 비닐 아세테이트와 아크릴 에스테르의 공중합체로 전환시키므로서, 본 발명에 적합한 Tg 범위내의 Tg 값을 갖는 감압성 접착제를 얻을 수 있다. 또한, 비닐 아세테이트는, 비닐 클로라이드를 기재로서 사용하는 경우 비닐 클로라이드 수지 가소제에 대한 내성을 상기 감압성 접착제에 부여하거나, 또는 전체 감압성 접착제의 응집력을 개선시킬 수 있다. 이와는 반대로, 아크릴 에스테르 단독중합체로 구성된 감압성 접착제에 있어서, 기재로서 비닐 클로라이드 수지를 사용하는 경우에는 비닐 클로라이드 수지용 가소제로 인해 상기 감압성 접착제의 접착력은 시간이 경과함에 따라서 감소될 수 있다.

아크릴 에스테르 대 비닐 아세테이트의 중량비는 특정한 제한이 있는 것은 아니지만, 상기 감압성 접착제가 전술한 범위내의 Tg 값 및 적절한 접착력을 나타내도록 80:20 내지 60:40 범위내인 것이 바람직하다. 기재로서 비닐 클로라이드 수지를 사용한 경우 아크릴 에스테르의 비율이 80을 초과하면, 상기 감압성 접착제의 응집력은 가소제로 인해 시간이 경과함에 따라서 감소할 수 있으며, 반면에, 아크릴 에스테르의 비율이 60 미만이면, 상기 감압성 접착제의 Tg가 증가하여, 상기 감압성 접착제의 접착력은 저온에서 극도로 감소되거나 또는 접착력의 온도 의존성이 증가하게 된다.

아크릴 에스테르와 비닐 아세테이트의 공중합체의 분자량은 100,000 이상인 것이 바람직하다. 분자량이 100,000 미만인 경우에는, 감압성 접착제의 응집력이 감소하게 된다.

중합 반응 공정에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 예를 들어 용액 중합, 라디칼 중합반응, 에멀젼 중합반응 등에 의해 중합반응을 수행할 수 있다. 다음과 같은 이유로 에멀젼 중합반응이 특히 바람직하다. 첫째, 에멀젼 중합반응에 의해 얻은 공중합체 감압성 접착제는 분자량이 크고 응집력이 높다. 둘째, 감압성 접착제는 안정하며, 저렴한 비용으로 구득할 수 있다. 셋째, 용매를 사용하지 않기 때문에 기재가 용해되지 않는다.

본 발명의 감압성 접착제는 가교 결합되거나 또는 가교 결합되지 않을 수 있다. 가교제의 종류에는 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 이소시아네이트 등을 가교제로서 사용할 수 있다.

또한, 산화 방지제, 흡광제, 충전제 등의 첨가가 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한, 이들을 본 발명의 감압성 접착제에 첨가할 수 있다.

본 발명의 감압성 접착제의 두께는 5∼30 ㎛ 범위내인 것이 바람직하다. 상기 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는, 감압성 접착제의 응집력을 제어 하기가 어렵고, 상기 응집력 분산이 과도해질 염려가 있어서, 기재로서 비닐 클로라이드 수지를 사용하는 경우 상기 감압성 접착 테이프의 접착력이 시간이 경과함에 따라서 감소될 염려가 있다. 반면에, 감압성 접착제의 두께가 30 ㎛를 초과하는 경우에는, 감압성 접착제의 응집력을 제어하기가 어렵게 되어 응집력 분포가 크게 분산되고, 또한 감압성 접착제가 피복되는 경우, 수분 및 용매를 제거하기가 어렵게 된다.

기재

기재의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 기계적 강도, 가공성, 취급특성, 비용 등과 같은 인자에 의해 결정된다. 폴리비닐 클로라이드 수지 필름, 폴리에틸렌 필름, 종이등이 바람직하다.

또한, 폴리비닐 클로라이드 수지에는 내용매성이 저하되는 결점이 있으나, 이는 기재상에 제공하고자 하는 특정 감압성 접착제에 대한 용매로서 수성 용매를 사용하여, 폴리비닐 클로라이드 수지상에 내용매성을 갖는 수지층을 제공하거나, 또는 상기 필름의 두께를 제어함으로써 이들 결점을 제거할 수 있다.

기재의 두께는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 25 내지 250 ㎛ 범위내인것이 바람직하다. 기재의 두께가 25 ㎛ 미만인 경우, 기재의 기계적 강도가 불량하게 되고, 반대로 두께가 250 ㎛ 를 초과하는 경우에는, 기재의 비용이 증가하거나 또는 취급하기 어렵게 된다.

본 발명의 기재에 엠보싱 처리, 대전 방지 처리 등을 수행할 수 있으며, 기재가 폴리비닐 클로라이드로 구성된 경우에는, 고무 클로라이드와 같은 하도제를 기재에 도포하거나, 또는 기재가 폴리에틸렌으로 구성된 경우에는, 상기 기재에 대해 코로나 방전 처리를 함으로써 기재와 감압성 접착제 간의 접착성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 박리 필름은 보통의 온도뿐 아니라, 저온하에서도 적절한 접착력을 유지하며, 박리성을 용이하게 제어할 수 있고, 감압성 접착 테이프의 접착력에 역효과를 주지 않으며, 저렴한 비용으로 입수할 수 있고, 기계적 강도가 높으며, 가공성 및 취급 특성이 우수하고, 저온에서 적절한 가요성 및 연신성 등을 나타내는 것은 특징으로 한다.

하기의 작업 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명 하고자 한다.

실시예 1

2-에틸헥실 아크릴레이트(2EHA) 50 중량부, n-부틸 아크릴레이트(BA) 20 중량부, 비닐 아세테이트(VAc) 30 중량부, 과황산암모늄 중합 개시제 0.2 중량부, 나트륨 라우릴설페이트 에멀젼 3 중량부, 및 물 120 중량부로 이루어진 혼합물을 질소 대기하에 70℃의 온도에서 4 시간 동안 에멀젼 중합시켜, 수성 에멀젼 감압성접착제(수 평균 분자량 = 약 1,500,000)를 얻었다.

얻은 감압성 접착제를 나이프 도포기로 두께가 100 ㎛ 인 투명 비닐 클로라이드(PVC) 시이트상에(소켄 가가쿠 가부시키가이샤에 의해 제조된 "SK 하도제 PR-5E"를 하도제로서 5 g/㎡의 건조 중량 비율로 피복시킨 하나의 표면상에) 피복하여, 상기 피복물의 두께가 하도제를 건조시킨 후에 약 25 ㎛ 값이 되도록 하고, 이를 1 cm 의 폭으로 절단하여, 본 발명의 감압성 접착제가 부착된 부품에 사용하는 박리 필름을 형성하였다.

이어서, 스미토모 3M 가부시키가이샤에 의해 제조된 열경화성 유형의 아크릴 발포체 접착 테이프 "#4775"를 사용하여, 폭이 20 mm 길이가 40 mm, 두께가 2 mm인 폴리부티렌 테레프탈레이트로 제조된 물품을 2 kg 의 로울을 사용하여 상기 박리 필름상에 접착시켰다. 이어서, 측정을 위한 샘플로서 박리 필름에 접착된 물품을 사용하여 다음과 같은 평가를 수행하였다.

접착력 측정에 있어서, 상기 테이프의 180°박리 강도는 인장 시험기를 사용하여 25℃ 및 0℃ 의 대기 온도에서 측정하였으며, 그 결과를 다음의 기준에 따라서 평가하였다.

평가 기준

10 g/25 ㎜ 미만 불량

10~20 g/25 ㎜ 양호

20~200 g/25 ㎜ 최상

200~400 g/25 ㎜ 양호

400 g/25 ㎜ 초과 불량

부품 제거 테스트:

전술한 감압성 접착 테이프가 접착된 물품을 박리 필름에 접착시킨 후, 23℃의 온도에서 24 시간 동안 방치시켰다. 이어서, 박리 필름으로부터 부품을 손으로 떼어내어, 부품이 두 감압성 접착제 사이의 접촉면에서 쉽게 제거될 수 있는 지의 여부를 테스트하였다.

평가 기준

양호 : 부품이 감압성 접착 테이프와 박리 필름 사이의 계면으로 부터 용이하게 박리될 수 있음.

불량 : 부품이 감압성 접착 테이프와 부품 사이의 계면으로 부터 박리되고, 박리 필름에 부착된 감압성 접착제는 부품의 감압성 접착 테이프로 이동하였음.

부품이 박리 필름으로부터 분리되는 지 여부에 대한 테스트:

감압성 접착제로 부착된 부품을 박리 필름에 접착시켜, 23℃의 온도에서 24시간 동안 방치한 후, 항온 챔버내에서 박리 필름과 함께 3 시간 동안 추가로 방치시켰다. 이어서, 부품을 50 cm 의 높이에서 마루에 낙하시켜, 상기 부품이 마루와 충돌시 박리 필름으로부터 분리되는 지의 여부를 테스트하였다.

평가 기준

없음 : 부품이 분리되지 않음.

있음 : 부품이 분리되어 흩어짐.

실시예 2 내지 5

실시예 1 과 동일한 과정을 수행하였다. 그러나, 표 1에 제시한 바와 같이, 부품에 부착된 감압성 접착 테이프의 종류와 감압성 접착제의 단량체 조성, 감압성 접착제층의 두께, 및 기재의 종류와 두께를 각각 변경하였다. 표 1 에서, 기재 LDPE는 한면에 코로나 방전 처리한 저밀도 폴리에틸렌 필름이었다.

그 결과를 표 1 에 요약하였다.

표 1 - 실시예

본 발명의 요건을 만족시키는 박리 필름 모두는 접착력이 적합하였다.

비교예 1 내지 5

실시예 1 과 동일한 과정을 수행하였으나, 단 감압성 접착제의 Tg 값과 감압성 접착제층의 두께는 각각 본 발명에서 정의한 범위밖의 값으로 하였다. 즉, 비교예 1 및 2 에서는 감압성 접착제층의 두께를 본 발명에서 정의한 범위밖의 값으로하였으며, 비교예 3 내지 5 에서는, 감압성 접착제의 Tg 값을 본 발명에서 정의한 범위밖의 값으로 하였다. 또한, 비교예 5의 "BPS3757-1"은 도요 잉크 매뉴팩춰링 콤파니 리미티드에서 제조된 합성 고무 유형의 감압성 접착제이다.

그 결과를 표 2 에 요약하였다.

표 2 - 비교예

표 2로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 박리 필름은 모두 접착제 특성이 적합하지 못했다. 즉, 비교예 1 및 3에서는 부품의 접착성이 불안정 또는 불충분하였으며, 비교예 2, 4 및 5 에서는 25℃ 온도에서의 부품의 접착력 값이 지나치게 높아 상기 부품을 제거하기가 어려웠다.

Claims (1)

1. (i) 상부에 제1 감압성 접착제층을 구비한 부품, 및 (ii) 기재상에 제2 감압성 접착제층을 구비한 박리 필름을 포함하는 구조물로서, 상기 부품과 박리 필름은 제1 감압성 접착제층과 제2 감압성 접착제층에 의해 접착되며, 기재상의 감압성 접착제층의 Tg값이 -50 ∼ -20℃ 범위이고, 두께가 3∼50 ㎛ 범위인 구조물.