KR100635210B1 - 중공부를 포함하는 점착시트 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

경화된 아크릴계 고분자, 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산되어 있는 파열된 고분자 미소중공구, 및 상기 고분자 미소중공구가 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산된 상태에서 파열되면서 형성된 중공부를 포함하는 점착시트 및 이들의 제조방법을 제공한다.

점착시트, 고분자 미소중공구, 중공부

Description

중공부를 포함하는 점착시트 및 이들의 제조 방법{ADHESIVE SHEET COMPRISING HOLLOW PARTS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 점착시트 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 경화된 점착시트 내에 포함되어 있는 미소중공구가 파열되면서 형성된 중공부를 포함하는 점착시트 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 전기, 전자 산업의 증대로 인한 전자 부품 소자의 접착은 매우 중요해지고 있다. 더불어 열전도성 점착제들이 상기 소자에서 발생하는 열을 제어하기 위해 고분자에 열전도성 무기물 입자들을 분산시켜 제조한 복합재료로 제조되고 있다. 상기 열전도성 점착제는 기재들을 접착시키며 동시에 분산된 열전도성 무기물 입자들이 전기전자 부품소자에서 발생된 열을 방열판으로 전달하여 방출하는 기능을 수행한다.

일반적으로 열전도성 점착제는 아크릴, 폴리우레탄 및 실리콘 등의 수지에, 열전도성 충전제인 금속, 세라믹 등을 첨가하여 전기전자 부품에서 방출되는 열을 제거하고 있다. 최근 개발되고 있는 열전도성 점착제에는 그 열전도 특성이 더욱 크게 요구되고 있다. 따라서, 고열전도성 충전제의 모색, 구조상으로 다른 모양과 성질의 충전제 혼합, 열전도의 경로를 제공하기 위한 부직포와 같은 섬유모양의 충전제 사용 또는 자장을 이용한 충전제의 배열 등이 모색되고 있다. 하지만, 이러한 열전도성 충전제의 구조를 통한 개선에는 점착제의 경도 조절의 어려움 및 단가 상승의 문제가 있으며, 굴곡/돌출 부위의 부착면적 개선이 필요하다. 열전달 효율을 증대시키기 위한 방법으로 열전도성 충전제의 개선 및 구조의 변경과는 대별되게 수지 자체의 특성을 개선하여 부착면적을 늘리는 방법도 연구되고 있다.

한편, 발열성 전자부품과 열전도성 조성물, 방열부재와 열전도성 조성물 사이에는 굴곡/돌출 부위가 존재할 경우, 육안으로 확인 가능한 공기층이 존재하게 되는데, 이는 열전달 성능에 심각한 영향을 주는 부착면적과 관련된다.

이를 해결할 수 있는 방안으로 방열패드를 연화시켜 경도를 줄이거나, 점착시트 표면을 엠보싱 처리하거나, 점착시트를 유연하게 하는 방법들이 모색되어져 왔다.

점착시트를 유연하게 하는 한 방법으로는 발포를 이용하여 경도를 낮추는 방법이 있다. 발포체의 도입은 수지 조성물의 연화 뿐만 아니라 방음 및 방진 역할도 하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있다.

국제 공개 WO99/03943에는 가교형 점착시트 내에 고분자 미소중공구를 분산시킨 발포형 양면 점착 테이프가 기재되어 있다. 그러나, 점착 테이프에 고분자 미소중공구를 분산시키는 경우 점착 테이프에 압축 회복력을 부여할 수 있는 있으나, 미소중공구가 점착시트의 경도를 상승시키기 때문에 발포에 의한 경도 감소 효과가 적다.

또한, 일본 특개소63-225684에서는 에폭시기를 가지는 아크릴계 고분자를 디아조늄염계의 화합물 존재하에서 자외선 처리를 통하여 가교구조와 발포구조를 동시에 형성하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법은 자외선의 투과를 방해하지 않도록 재료를 설계해야 하고, 발포셀의 크기 및 분포를 조절하기가 어렵다.

상기의 자외선 투과도의 문제점을 극복한 방법으로서, 일본 특개소55-90525에는 자외선 처리가 아니라 열처리에 의해 발포 및 가교를 진행시키는 감압 접착성 발포 조성물의 제조 방법이 기재되어 있다. 하지만, 상기 방법에서는 저분자량체를 사용하기 때문에 화합물간 응집력이 낮고 가공성이 불리하며, 발포셀의 크기 및 분포를 조절하기 어려운 점이 있어 제조된 점착성 조성물의 물성의 균일성이 나쁘다는 문제가 있다.

상기의 저분자량체의 단점을 극복하기 위해 일본 특개2002-80817에는 10만 이상의 고분자량 아크릴 공중합체를 사용하여, 열가교 및 열발포를 이용한 가교형 발포 점착시트의 제조방법이 기재되어 있다. 하지만 이 방법에 있어서, 열가교와 열발포를 동시에 실시하는 경우, 온도에 따라 발포셀의 크기 및 분포가 일정하지 않으므로, 성형품의 균일성이 떨어지고, 특히 점착시트의 표면이 불균질해져 부착면적을 넓게 하는 효과가 감소하게 된다.

대한민국 공개특허공보 2003-0092759호에는 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아세탈계화합물, 설로늄염(sulonium salt) 또는 아조계 화합물 등의 광분해 발포제, 및 광분해 촉매를 포함하는 자외선 경화형 발포수지 조성물이 기재되어 있다. 이 조성물은 자외선 조사에 의한 화학발포가 가능하지만, 발포셀의 크기 및 분포의 조절 및 작업 조건 설정이 매우 어려운 점이 있다. 그리고, 자외선에 의한 광개시제의 분해로 인하여 라디칼이 과다 발생하고, 이로 인하여 수지 구조가 저분자량화되어 점착제의 물성이 저하된다. 또한, 형성된 발포셀 내부의 기체가 질소이기 때문에 위의 제조 방법을 통하여 제조된 제품을 고온에서 장시간 사용하는 경우 셀 내부의 기체가 누출되어 점착제의 고온 내구 신뢰성에 악영향을 준다.

한편, 대한민국 공개특허공보 1988-0002964호에는 밀도가 매우 낮은 열가소성의 고분자 미소중공구를 혼입하여 제조한 발포형 감압 점착시트가 기재되어 있으나, 점착시트 중 미소중공구는 그것의 탄성으로 인하여 유리나 금속 등의 기재에 대한 점착시트의 부착면적의 상승에 악영항을 미친다. 더불어 고온에서 장시간 사용하는 경우 미소구가 팽창하여 점착시트와 기재가 분리되는 문제점이 있다.

본 발명자들은 아크릴계 고분자에 미소중공구를 포함시키고 경화시킨 후 미소중공구를 파열시킴으로써 중공부가 포함된 점착시트를 제조할 수 있다는 사실을 밝혀내었다. 이와 같은 제조 방법은 종래 기술에 비하여 발포셀의 크기 및 분포의 조절이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 상기 방법에 의하여 제조된 점착시트는 그 두께에 따라 물성 변화가 적고 방음 및 방진 등의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 미소중공구를 그대로 포함하는 종래기술과 달리 유연성이 크게 향상되고, 기재에 대한 부착면적이 대폭 상승되며, 접착력이 향상되고, 고온에서의 내구성이 향상된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 이점을 갖도록 중공구를 포함하는 점착시트 와, 이들의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

경화된 아크릴계 고분자,

경화된 아크릴계 고분자 중에 분산되어 있는 파열된 고분자 미소중공구, 및

상기 고분자 미소중공구가 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산된 상태에서 파열되면서 형성된 중공부를 포함하는 점착시트를 제공한다.

또한, 본 발명은

a) 아크릴계 고분자 및 고분자 미소중공구를 혼합하여 아크릴계 고분자 중에 고분자 미소중공구를 분산시키는 단계,

b) 상기 a) 단계에서 얻은 조성물을 기재의 일면 또는 양면 상에 코팅하는 단계;

c) 상기 b) 단계에서 얻은 기재상에 코팅된 조성물을 경화시키는 단계; 및

d) 상기 c) 단계에서 얻은 경화된 조성물 내에 분산되어 있는 고분자 미소중공구를 파열시키는 단계

를 포함하는 점착시트의 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에서는 중공부를 포함하는 점착시트를 더욱 유연하게 제조하기 위하여, 아크릴계 고분자에 고분자 미소중공구를 분산시키고 경화시킨 후, 고분자 미소중공구를 인위적으로 파열시키는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산되어 있는 고분자 미소중공구가 파열되는 경우 미소중공구 내에 존재하던 가스는 점착시트 표면으로 이동하여 제거되고, 이미 경화되어 있던 아크릴계 고분자에는 상기 미소중공구가 차지하고 있던 부분에 중공부가 형성된다. 이 중공부는 공정조건에 따라 상기 미소중공구가 파열되기 전에 갖고 있던 형태를 그대로 유지할 수도 있으나, 다소 변형된 형태를 가질 수도 있다.

종래의 파열되지 않은 미소중공구를 그대로 포함하고 있는 점착시트는 탄성이 매우 좋지만, 경도가 높으므로 부착면적 증대 효과는 감소한다. 그러나, 상기와 같은 방법에 의하여 제조된 본 발명에 따른 점착시트는 중공부에 의하여 방음 및 방진 등의 효과가 있을 뿐만 아니라, 종래 기술에서 미소중공구를 그대로 포함하는 점착시트에 비하여 유연성이 더욱 증대되고 경도가 감소된다. 이에 의하여 본 발명에 따른 점착시트는 돌출 또는 굴곡 부위를 갖거나 단단한 기재 표면에도 쉽게 부착될 수 있으며, 기재에 대한 부착면적이 증가하므로 열전도성 충전제를 포함하는 경우 열전도도가 크게 향상되고 접착력도 향상된다.

본 발명의 점착시트의 제조시, 상기 미소중공구를 점착시트의 열전도도 등 기타 물성에 영향을 미치지 않는 범위내에서 경화된 아크릴계 고분자 중에 균일하게 분산시켜, 상기 미소중공구가 파열되어 형성되는 중공부를 점착시트에 균일하게 분산키는 것이 바람직하다. 상기 미소중공구가 균일하게 분산되어 있지 않고 두께 방향에서 어느 한 부분에 집중되어 있거나 점착시트의 표면에만 존재하는 경우에는, 이에 의하여 형성되는 중공부가 점착시트 내에 균일하게 분포하지 않게 되어 본 발명에서 얻고자 하는 효과를 충분히 얻을 수 없을 뿐만 아니라 중공부의 분포 에 따라 물성이 달라지게 되는 문제가 있다.

본 발명에 있어서, 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산되어 있는 고분자 미소중공구를 파열시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 열처리, 가압 및 마이크로웨이브 조사 등의 방법이 있다.

예컨대, 열처리 방법을 이용하는 경우, 상기 미소중공구가 파열될 수 있는 시간과 온도에서 상기 미소중공구를 분산된 경화된 아크릴계 고분자를 체류시킬 수 있다. 이와 같은 열처리는 점착시트 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 발명에서는 경화된 점착제 조성물을 100~250℃의 온도에서 10초~30분 동안 가열 처리하여, 상기 고분자 미소 중공구를 파열시켜 중공부를 형성할 수 있다. 열처리를 너무 짧은 시간 동안 하는 경우 고분자 미소중공구의 일부만이 파열되므로 점착시트의 유연화가 충분히 이루어지지 않아 부착면적의 상승에 크게 도움이 되지 않는 문제가 있다. 또한, 열처리를 너무 긴 시간 동안 하면 고분자 기지가 열화되므로 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서, 아크릴계 고분자의 중합 방법으로는 통상 당 기술분야에 알려져 있는 방법을 사용할 수 있으며, 예컨대 래디칼 중합, 용액중합, 유화중합, 현탁중합, 광중합 또는 벌크중합 등이 있다. 구체적으로 하나의 바람직한 방법은 다음과 같이 수행될 수 있다. 벌크 상태의 단량체를 광중합 또는 열중합의 방법을 이용하여, 점도가 1,000~10,000cPs이며 부분 중합이 이루어진 시럽을 준비한다.

상기와 같은 방법으로 제조한 벌크중합한 점도 1,000~10,000cPs의 시럽에 고분자 미소중공구 및 필요한 경우 열전도성 충전제와 같은 첨가제를 균일하게 분산 시킨 후, 이를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름과 같은 기재 상에 도포한다. 이어서, 자외선 조사 및 열처리에 의하여 중합 및 가교를 수행하고 미소중공구를 파열시킴으로써 본 발명에 따른 점착시트를 제조한다. 본 발명에서는 상기 점착제 조성물을 기재에 도포하기 전에 감압 탈포 단계를 거치는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 점착시트의 두께는 특별히 한정되지 않으나 50㎛~2mm인 것이 바람직하다. 상기 점착시트의 두께가 50㎛보다 작은 경우에는, 점착시트의 응력 완화가 용이하지 않아, 점착시트의 양면에 접착된 열팽창율이 다른 두 기재의 파손의 우려가 있으며, 부착면적이 감소한다. 또한, 상기 점착시트의 두께가 2mm보다 큰 경우에는 점착시트의 열 저항성이 커지고, 점착시트가 열전도도의 기능을 갖는 경우 방열을 이루는데 많은 시간이 소요되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 점착시트는 한면 또는 양면 테이프로 사용이 가능하다. 본 발명에 따른 점착시트는 제조시 기재로서 이형필름을 사용하고, 점착시트를 전자제품 등에 적용시에는 이형필름을 제거한 후 사용할 수 있다. 또한, 점착시트는 기재로서 알루미늄, 구리, 스테인레스강 등의 금속 및 유리 등을 포함할 수도 있다. 본 발명의 점착시트는 열전도성의 기능을 갖는 경우 방열체와 같은 기재 상에 직접 적용할 수도 있고, 다른 전자부품의 일부로 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 점착시트는 전술한 점착제 조성물을 열전도성 박막의 상면 및/또는 하면에 코팅하고, 경화 및 미소중공구 파열 처리를 하여 제조될 수도 있다. 이와 같이 제조된 점착시트에서는, 점착시트 내부에 열전도성 박막이 함침 또는 삽입되어 있으므로, 점착시트의 수평방향의 열전도도 및 열전달의 균일성을 상 승시킬 수 있다. 상기 열전도성 박막으로는 알루미늄, 구리, 스테인레스강, 유리, 또는 열전도성 부직포를 이용할 수 있으며, 이 박막은 1~1000㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 열전도성 박막의 두께가 1㎛보다 작은 경우에는 열전도도의 상승효과가 적으며, 1000㎛ 보다 큰 경우에는 점착시트가 매우 무거워지고 부착면적이 낮아지는 문제가 생겨서 바람직하지 않다. 상기와 같은 열전도성 박막을 포함하는 점착시트는 전술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 점착시트를 열전도성 박막의 상면 및/또는 하면에 코팅함으로써도 제조될 수 있다.

상기와 같이 열전도성 박막을 포함하는 점착시트의 경우, 상기 열전도성 박막의 일면에는 미소중공구가 파열되어 형성된 중공부를 포함하는 점착층이 형성되어 있고, 다른 일면에는 중공부를 포함하지 않는 비발포 점착층이 형성된 형태일 수도 있다. 이때 비발포 점착층은 10~100㎛ 두께를 가지는 것이 바람직한데, 10㎛ 보다 작은 경우에는 부착면적이 낮아지는 문제가 있고, 100㎛ 보다 큰 경우에는 열전달 효율이 감소하는 문제가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 아크릴계 고분자로는 특히 한정되지 않고, 종래에 점착제의 재료로서 사용된 것이면 이용할 수 있다. 예컨대, 아크릴계 고분자로는 탄소수 1~12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 이 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체와의 공중합된 고분자를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 구체적인 예로는 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 또는 이소노닐(메타)아크릴레이트 등이 있다. 한편, (메타)아크 릴산 에스테르 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산, 말레인산, 푸마르산 등의 카르복실기를 함유한 단량체, 하이드록시(메타)아크릴레이트, 하이드록시(메타)메틸아크릴레이트 등의 하이드록시기를 함유한 단량체, 아크릴 아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 등의 질소를 함유한 단량체 등이 있다. 이와 같은 극성 단량체는 점착제에 응집력을 부여하고 접착력을 향상시키는 작용을 한다. (메타)아크릴산 에스테르 단량체와 극성 단량체의 비율은 한정된 것은 아니지만, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 100 중량부를 기준으로 하여 극성 단량체의 함량은 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 고분자 미소중공구란 구형의 고분자 쉘 내에 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스들이 채워진 것을 의미한다. 본 발명에서는 고분자 미소중공구로서, 코팅 및 열경화 또는 광경화 등의 점착시트의 통상의 제조 공정 조건에서는 파열되지 않으나, 소정의 조건, 예컨대 일정 온도 이상에서 가열처리하는 경우 구 내부의 높은 기체 압력 및 구의 형태 불안정성으로 인해 파열되는 고분자 미소중공구를 사용할 수 있다.

미소구 내부의 가스는 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 질소, 이산화탄소, 펜탄, 부탄 등으로 채워진 고분자 미소중공구가 바람직하며, 분자량이 비교적 높은 펜탄, 부탄 등으로 채워진 고분자 미소중공구가 더욱 바람직하다. 고분자 미소중공구의 쉘은 상기와 같이 점착시트의 통상의 제조 공정 조건하에서는 파열되지 않으나 적용하고자 하는 소정의 조건, 예컨대 열처리에 의하여 파열될 수 있는 것이면 그 재료에 한정되지 않는다. 예컨대, 고분자 미소중공구의 쉘은 아크릴계, 염화비닐리덴계 또는 스티렌계 고분자로 이루어지는 것이 바람직하며, 아크릴 고분자 점착 조성물과의 상용성을 위하여 아크릴계 고분자 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

고분자 미소중공구의 입경은 특별히 한정되지 않으나 1~350㎛인 것이 바람직하다. 입경이 1㎛보다 작은 경우에는 점착시트를 유연하게 하는 효과가 감소하는 문제가 있다. 입경이 350㎛보다 큰 경우에는 파열시 점착시트 표면이 매우 거칠어져, 표면이 거친 기재에 젖음성이 좋지 않게 되고, 열전도도가 감소하는 문제가 있어 바람직하지 않다. 또한, 본 발명에서는 입경이 다른 두 종류 이상의 고분자 미소중공구를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 다른 크기의 고분자 미소중공구가 혼합되는 경우에는 큰 입자들 사이에 작은 입자들이 채워져서 점착시트의 유연성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다.

고분자 미소중공구의 쉘의 두께는 0.01~1㎛이 바람직하다. 상기 두께가 0.01㎛보다 작은 경우에는 고분자 미소중공구가 너무 쉽게 파열된다. 또한, 상기 두께가 1㎛보다 큰 경우에는 고분자 미소중공구를 파열시키기 위한 조건을 설정하기 어렵고, 열처리에 의하는 경우 고온에서의 열처리 시간이 길어지기 때문에 경화된 아크릴계 고분자가 열화되어 점착시트의 내구 신뢰성이 저하될 수 있다.

고분자 미소중공구의 밀도는 특별히 한정되지는 않으나, 0.01~0.5g/cm³인 것이 바람직하다. 상기 밀도가 0.01g/cm³보다 작은 경우에는 고분자 수지 내로 혼입하기 위해 고분자 미소중공구를 이송할 때 이것이 비산하기 쉬워 원하는 함량을 정확 하게 조절하기가 어렵다. 또한, 상기 밀도가 0.5g/cm³보다 큰 경우에는 점착시트의 밀도를 증가시키는 문제가 생겨서 바람직하지 않다.

상기 미소중공구는 아크릴계 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 0.1~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하고, 0.5~2 중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 미소중공구의 함량이 0.1 중량부보다 적은 경우에는 원하는 발포 효과를 얻을 수 없고, 10 중량부보다 많은 경우에는 경화전의 슬러리 점도가 너무 높아 가공성이 감소하여 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 점착시트는 열전도성 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 열전도성 충전제로는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕화금속, 또는 금속 등의 분말을 사용할 수 있다. 특히, 열전도성 충전제로서 수산화금속을 사용하여 점착시트에 난연성도 부여하는 것이 바람직하다. 상기 열전도성 충전제는 아크릴계 고분자 100 중량부를 기준으로 50~200 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 열전도성 충전제의 함량이 50 중량부보다 작은 경우에는 열전도도가 낮은 문제가 생기고, 200 중량부보다 큰 경우에는 점착시트의 경도가 상승하여 부착면적이 감소하는 문제가 있다. 상기 열전도성 충전제의 입경은 1~200㎛인 것이 바람직하다. 상기 입경이 1㎛보다 작은 경우에는 경화전 슬러리의 점도상승의 문제가 있고, 200㎛보다 큰 경우에는 열전도율은 상승하지만 경화공정 중 입자 침강의 문제가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 점착제 조성물을 광경화에 의하여 경화시키는 경우에는, 본 발명의 점착제 조성물에 광개시제를 첨가할 수 있다. 이 광개시제는 점착 조성물의 중합도를 조절하는 역할을 한다. 광개시제의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐)페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 광개시제는 아크릴계 고분자 100 중량부를 기준으로 0.01~2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 광개시제의 함량이 0.01 중량부보다 적은 경우에는 미반응 모노머가 증가하여 환경 문제가 생기고, 2 중량부보다 많은 경우에는 고분자 구조 내부에 저분자량체들이 많이 생겨 내열성이 감소하는 문제가 있다.

본 발명의 점착제 조성물에는 필요한 경우 광가교제를 첨가할 수 있다. 광가교제는 점착제 조성물의 점착 특성을 조절할 수 있다. 광가교제의 예로는 다관능성 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 가교제로는 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 1,12-도데칸디올아크릴레이트 등의 가교성 단량체가 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다. 가교제는 아크릴계 고분자 100 중량부를 기준으로 0.05~2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 가교제의 함량이 0.05 중량부보다 작은 경우에는 점착시트가 너무 부드러워져서 내열성의 문제가 생기고, 2 중량부보다 큰 경우에는 점착시트가 매우 단단해져 부착면적이 감소하는 문제가 있다.

본 발명의 점착시트는 본 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는 한 열개시제, 열가교제, 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 소포제, 증점제, 가소제, 점 착 부여수지, 실란결합제, 광택제 등의 첨가제를 더 포함하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

2-에틸 헥실 아크릴레이트 95 중량부와 극성 단량체 아크릴산 5 중량부를 1리터 유리 반응기에서 열중합시켜 점도 4500cP 아크릴 고분자를 얻었다. 얻어진 아크릴 고분자 100 중량부에 대해 광개시제로서 이가큐어(Igacure)-651 (α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논) 0.2 중량부, 가교제로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA) 0.35 중량부를 첨가한 후 충분히 교반하였다. 여기에 고분자 미소중공구로서 평균입경이 40㎛인 미소중공구 (Expancel 092 DE 40 d30, Akzo Nobel사) 0.5 중량부 및 평균입경이 120㎛인 미소중공구(Expancel 092 DET 120 d30, Akzo Nobel사) 0.5 중량부와, 열전도성 충전제로서 평균입경이 70㎛인 수산화알루미늄(H-100, Showa Denko사 제조) 100 중량부을 첨가하고 조성물이 균일해질 때까지 충분히 교반하였다.

상기에서 얻은 혼합물을 진공펌프를 이용하여 감압 탈포한 후에, 나이프코팅을 이용하여 폴리에스테르 이형필름 위에 두께 1mm로 코팅하였다. 이때 산소를 차단하기 위해 코팅층 위에 폴리에스테르 필름을 씌운 후 블랙형광등 램프를 이용하여 3분간 조사하여 경화시켰다. 이어서, 200℃에서 90초간 가열하여 고분자 미소중 공구를 파열시킴으로써 본 발명에 따른 점착시트를 얻었다.

실시예 2

고분자 미소중공구를 파열시키기 위한 열처리를 200℃에서 180초간 수행한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

실시예 3

고분자 미소중공구로서 평균입경이 40㎛인 미소중공구(Expancel 092 DE 40 d30, Akzo Nobel사) 0.7 중량부 및 평균입경이 120㎛인 미소중공구(Expancel 092 DET 120 d30, Akzo Nobel사) 0.3 중량부를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

실시예 4

고분자 미소중공구로서 평균입경이 40㎛인 미소중공구(Expancel 092 DE 40 d30, Akzo Nobel사) 0.3 중량부 및 평균입경이 120㎛인 미소중공구(Expancel 092 DET 120 d30, Akzo Nobel사) 0.7 중량부를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

실시예 5

실시예 1과 같이 준비한 점착제 조성물을 폴리에스테르 이형필름 위에 도포하지 않고 두께 50㎛의 Al 박막의 상면과 하면에 각각 0.5mm 두께로 도포한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

실시예 6

Al 박막 대신 Cu 박막을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5과 동일한 방법으 로 점착시트를 얻었다.

실시예 7

Al 박막의 일면에는 미소중공구를 포함하지 않고 미소중공구 파열을 위한 열처리를 받지 않은 비발포 점착제층을 25㎛의 두께로 형성하고, Al 박막의 다른 일면에는 실시예 1에서 제조한 점착시트를 부착시켜 점착시트를 얻었다.

비교예 1

고분자 미소중공구를 첨가하지 않고 미소중공구 파열을 위한 열처리를 하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

비교예 2

고분자 미소중공구를 첨가하였으나, 미소중공구 파열을 위한 열처리를 하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 점착시트를 얻었다.

상기 실시예 및 비교예의 점착시트 제조 조건을 하기 표 1에 나타내었다.

		고분자 미소중공구 (입경 40㎛)	고분자 미소중공구 (입경120㎛)	수산화 알루미늄 (입경70㎛)	점착시트 내 열전도성 박막	200℃ 가열시간
실시예 1		0.5	0.5	100	없음	90초
실시예 2		0.5	0.5	100	없음	180초
실시예 3		0.7	0.3	100	없음	90초
실시예 4		0.3	0.7	100	없음	90초
실시예 5		0.5	0.5	100	Al	90초
실시예 6		0.5	0.5	100	Cu	90초
실시예 7	발포층	0.5	0.5	100	Al	90초
	비발포층	-	-	100		-
비교예 1		-	-	100	없음	-
비교예 2		0.5	0.5	100	없음	-

점착시트의 특성 평가

1. 부착면적 시험

상기의 각 예에서 얻어진 시트를 90mm×160mm의 크기로 절단하고 점착시트의 한면을 알루미늄 기재 위에 적층시킨 후에 두께 3mm의 유리판을 샘플 위에 올려놓은 후 200g의 하중을 지닌 추를 두 개 올려놓는다. 30초 경과 후 유리와 점착시트가 부착된 면적을 디지털 카메라로 찍은 후 이미지를 분석하여 측정한다.

2. 접착력 시험

상기의 각 예에 있어서 시트의 알루미늄판에 대한 접착력을 JISZ1541에 근거하고 측정하였다. 단, 점착시트를 알루미늄판에 도포 후 180도 방향의 접착력을 측정하기 전까지 상온에서 방치시간은 30분이었다.

3. 열전도율 시험

상기의 각 예에 있어 얻어진 시트를 약 60mm×120mm의 크기로 절단하고, 이 샘플의 열전도율을 교토전자 공업㈜제 신속 열전도율 측정기 QTM-500을 사용하여 측정하였다.

실시예 및 비교예의 점착시트의 특성 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	부착면적(%)	접착력 (g/in)	열전도도(W/mK)
실시예 1	85	934	0.35
실시예 2	83	901	0.34
실시예 3	82	955	0.36
실시예 4	88	912	0.32
실시예 5	83	1152	0.68
실시예 6	84	1136	0.83
실시예 7	80	965	0.65
비교예 1	35	1012	0.41
비교예 2	40	953	0.37

상기 표 2에 의하면, 본 발명에 따른 점착시트는 900g/in를 초과한 높은 접착력을 나타내었고, 열전도도는 0.30W/m·K를 초과된 것으로 확인되었다. 더불어 유리와 점착시트와의 부착면적을 측정한 결과, 30초 경과 후는 80% 이상이 되고, 24시간 경과 후에는 100%에 가까운 부착면적을 보여주었다. 결국 본 발명의 점착시트는 매우 높은 부착면적, 접착력, 열전도성을 갖는다. 그러므로, 본 발명의 점착시트는 접착력, 열전도도, 부착면적에 관하여 엄격한 규격의 성능을 요구한 플라즈마 디스플레이 패널 같은 전자부품에 적용됨으로써, 발열체에서 발생되는 열을 알루미늄 방열판으로 전달해 주는 동시에 지지하는 역할을 할 수 있다.

본 발명에 따른 점착시트는 그 두께에 따라 물성 변화가 적고 중공부를 포함함으로써 방음 및 방진 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 점착시트는 종래 기술의 미소중공구를 그대로 포함하는 점착시트와는 달리 유연성이 증대되고 기재에 대한 부착면적이 대폭 상승되며 접착력이 향상되고 고온에서의 내구성이 향상된다. 그리고, 본 발명의 제조 방법에 따라 점착시트를 제조하는 경우에는 발포셀의 크기 및 분포를 용이하게 조절할 수 있다. 이와 같은 이점으로, 본 발명의 점착시트는 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 전자 소자에 적용될 수 있다.

Claims (18)

1. 경화된 아크릴계 고분자,

   경화된 아크릴계 고분자 중에 분산되어 있는 파열된 고분자 미소중공구로서, 상기 고분자 미소중공구는 구형의 고분자 쉘 내에 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스들이 채워진 것인 파열된 고분자 미소중공구, 및

   상기 고분자 미소중공구가 경화된 아크릴계 고분자 중에 분산된 상태에서 파열되면서 형성된 중공부를 포함하는 점착시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 0.1-10 중량부로 포함되어 있는 것인 점착시트.
3. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구는 아크릴계, 염화 비닐리딘계 및 스티렌계 고분자 중에서 선택되는 고분자 쉘 내에 상온에서 기체인 가스가 함유되어 있는 것인 점착시트.
4. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구의 입경이 1~350㎛인 것인 점착시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구의 밀도가 0.01~0.5g/cm³인 것인 점착시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구의 쉘의 두께가 0.01~1㎛인 것인 점착시트.
7. 제1항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구는 입경이 다른 두 종류 이상의 고분자 미소 중공구를 포함하는 것인 점착시트.
8. 제1항에 있어서, 상기 점착시트는 열전도성 충전제를 추가로 포함하는 것인 점착시트.
9. 제8항에 있어서, 상기 열전도성 충전제는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 50-200 중량부로 포함되어 있는 것인 점착시트.
10. 제8항에 있어서, 상기 열전도성 충전제가 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕화금속 및 금속으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 점착시트.
11. 제8항에 있어서, 상기 열전도성 충전제는 입경이 1~200㎛인 것인 점착시트.
12. 제1항에 있어서, 상기 점착시트는 광개시제, 광가교제, 열개시제, 열가교제, 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 소포제, 증점제, 가소제, 점착 부여 수지, 실란 결합제, 광택제로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가 로 포함하는 것인 점착시트.
13. 제1항에 있어서, 상기 점착시트는 50㎛~2mm의 두께를 갖는 것인 점착시트.
14. 제1항에 있어서, 상기 점착시트는 이 점착시트에 의하여 적어도 일면이 코팅된 열전도성 박막을 포함하는 것인 점착시트.
15. 제14항에 있어서, 상기 열전도성 박막은 두께가 1~1000㎛이고, 알루미늄, 구리, 스테인레스강, 유리 및 열전도성 부직포로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 이루어진 것인 점착시트.
16. a) 아크릴계 고분자 및 고분자 미소중공구를 혼합하여 아크릴계 고분자 중에 고분자 미소중공구를 분산시키는 단계로서, 상기 고분자 미소 중공구는 구형의 고분자 쉘 내에 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스들이 채워진 것인 단계,

    b) 상기 a) 단계에서 얻은 조성물을 기재의 일면 또는 양면 상에 코팅하는 단계;

    c) 상기 b) 단계에서 얻은 기재 상에 코팅된 조성물을 경화시키는 단계; 및

    d) 상기 c) 단계에서 얻은 경화된 조성물 내에 분산되어 있는 고분자 미소중공구를 열처리, 가압 및 마이크로웨이브 조사 중 어느 하나 이상의 방법에 의하여 파열시키는 단계

    를 포함하는 점착시트의 제조 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 d)단계는 100~250℃ 온도에서 10초~30분 동안 열처리함으로써 수행하는 것인 점착시트의 제조 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 기재는 열전도성 박막 또는 이형필름인 것인 점착시트의 제조 방법.