KR100700346B1 - 기능성을 갖는 방열 점착테이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1 점착제 층 및 2 점착제 층을 포함하는 점착테이프에 대한 것으로서, 상기 제 1 점착제 층은 다공성 구조로서 열전도성 충진제를 포함하며, 제 2 점착제 층은 비다공성 구조로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐용 충진제 또는 전자파 흡수용 충진제가 포함 되어 있다. 본 발명에 의한 점착 테이프는 일반적인 전자 제품은 물론, 플라즈마 디스플레이(PDP) 패널 등과 같은 대면적의 접착이 요구되는 제품에 유용하게 적용될 수 있다.
점착제, 점착테이프, 열전도성, 충진제, 전기전도, 전자기파 차폐, 전자파 흡수

Description

기능성을 갖는 방열 점착테이프{HEAT-TRANSFERRING ADHESIVE TAPE WITH IMPROVED FUNCTIONALITY}
도 1은 본 발명의 일례에 따른 점착테이프의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일례로서 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층 사이에, 층간 접착력 향상을 위한 프라이머 층(3)이 배치된 점착테이프의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일례로서 제 2 점착제 층의 접착력 향상을 위하여 제 2 점착제 층에 접착력 증진층(4)이 배치된 점착테이프의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 점착테이프의 구조를 보여주는 단면도이다. 4a는 열전도성을 갖는 점착 테이프이고, 4b는 열전도성 및 전자기파 차폐능을 가진 점착테이프이며, 4c는 열전도성 및 전자기파 흡수능을 가진 점착테이프이다.
도 5는 본 발명에 따른 점착테이프의 단면을 보여주는 주사전자 현미경 사진이다. 5a는 열전도성을 갖는 점착 테이프이고, 5b는 열전도성 및 전자기파 흡수능을 가진 점착테이프이다.
도 6은 본 발명에 따른 점착 테이프의 제조과정에서 다공성 구조를 갖는 제 1 점착제 층과 비다공성구조를 갖는 제 2 점착제 층을 적층하는 과정의 일례를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 접착 테이프가 적용되는 일례로서, PDP 패널을 제조 하기 위하여 유리 패널을 알루미늄 프레임에 접착하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8a은 본 발명에 따른 점착테이프가 사용될 수 있는 전자제품의 일례인 PDP에서 전자기파가 발생 및 방사되는 모습(왼쪽) 및 상기 전자기파가 차폐되는 모습(오른쪽)을 보여주는 도면이다.
도 8b는 상기 PDP에서 전자기파가 발생 및 방사되는 모습(왼쪽) 및 상기 전자기파가 흡수되는 모습(오른쪽)을 보여주는 도면이다.
도 9는, PDP 패널에서 유리 패널을 알루미늄 프레임에 접착할 때, 비다공성 구조의 점착테이프와 다공성 구조의 점착테이프에 대한 접착특성과 젖음성(wet-ability) 사이의 관계를 보여주는 도면이다.
본 발명은 제 1 점착제 층 및 제 2 점착제 층을 포함하는 점착테이프에 대한 것으로서, 상기 제 1 점착제 층은 다공성 구조로 되어 있으며 열전도성 충진제를 포함하고 있으며, 제 2점착제 층은 비다공성 구조로 되어 있는 점착테이프에 대한 것이다.
디스플레이를 비롯한 대부분의 전자 제품들은 다수의 상이한 재료들의 조합들로 이루어져 있으며, 이와 같은 전자 제품의 조립시에는 상기 재료들이 기능을 원활하게 할 수 있도록 하기 위하여 두께 및 성능이 다양한 점착제들이 사용되고 있다. 전자 제품 등에 적용된 점착제는 이종 재료들을 접합하는 기능 뿐만 아니라 접합되는 재료들이 고유 기능을 제대로 발휘할 수 있도록 열전도성, 전자기파 차폐성(전기 전도성) 또는 전자기파 흡수성 등의 기능이 요구될 수 있다.
상기와 같은 기능을 수행하기 위하여 점착제에는 다양한 종류의 충진제들이 포함될 수 있다. 예컨대, 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 또는 전자기파 흡수성 충진제 등이 적용된다. 그러나 이러한 충진제의 사용에 의해 점착제의 접착성이 희생된다는 문제점이 있다.
점착제의 접착성을 향상시키고, 또한 대면적의 접착이 요구되는 경우에 접착제의 접착면적을 확보하기 위해서는 점착제의 젖음성(wetability)을 향상시킬 필요가 있다.
점착제의 젖음성을 향상시키기 위한 방법으로서 점착제 내부에 다공성 구조가 형성되도록 하는 방법이 있다. 예를 들면, 점착제에 발포성 충진제(발포제)를 첨가하고 점착제의 제조과정에서 이를 발포시키면, 발포에 의하여 점착제 내부에 기공들이 생기고 상기 기공에 의하여 점착제의 부드러움성(softness)이 증가하여 젖음성이 커진다. 그로 인하여 점착제 도포 후 접착을 위한 압착시에 점착제의 퍼짐성이 증가하고 또한 불균일한 면이 있더라도 밀착성이 우수해져서 접착면적이 증가된다.
그러나, 상기와 같이 젖음성을 향상시키기 위하여 점착제 내부에 기공 등을 형성할 경우 점착제의 내부에 형성된 다공성구조에 의하여 열전도성, 전기 전도성 등이 저하되며 전자기파 차폐성 또는 전자기파 흡수성 등이 감소하게 된다. 그 결과, 점착제 내부에 열전도성 충진제, 전기 전도성 충진제 또는 전자기파 차폐성 충진제 등을 첨가하더라도, 상기와 같은 다공성 구조의 존재로 인하여 열전도성, 전기 전도성, 전자기파 차폐성 또는 전자기파 흡수성이 향상되지 않게 된다.
이에 본 발명에서는 젖음성이 우수하여 접착력이 우수하면서도, 열전도성, 전기 전도성, 전자기파 차폐성 또는 전자기파 흡수성이 모두 우수한 점착제를 제조하고자 연구하였다. 그 결과, 각 층에 서로 다른 기능성을 부여한 다층으로 된 점착 테이프를 제조함으로써 상기와 같은 특성을 달성할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 젖음성이 우수하여 접착력이 우수하면서도 열전도성, 전자기파 차폐성(전기 전도성) 또는 전자기파 흡수성이 모두 우수한 점착 테이프를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 다층의 점착제 층을 갖는 점착 테이프를 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 상기와 같은 점착 테이프의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 열전도성 충진제를 포함하며 다공성 구조를 가진 점착성 고분자 수지에 의하여 형성된 제 1 점착제 층; 및 적어도 1종 이상의 충진제를 포함하는 비다공성 구조의 점착성 고분자 수지에 의하여 형성된 제 2 점착제 층;을 포함하는 점착테이프를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제 2점착제 층은 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 점착 테이프에 있어서 상기 제 1 접착제 층은 접착성 및 열전도성에 있어서 주도적인 역할을 하며, 제 2 점착제 층은 특정의 기능성 충진제를 포함하는 층으로서 점착 테이프에 열전도성, 전자기파 차폐성 또는 전자기파 흡수성을 부여한다.
점착테이프에 있어서, 전자기파 차폐성은 전기전도성에 의하여 달성될 수 있기 때문에, 본 발명에서 전자기파 차폐성은 전기 전도성을 포함하는 의미이다. 또한, 본 발명에 있어서, 전자기파 차폐성 충진제는 전기 전도성 충진제를 포함한다.
본 발명은 또한,
i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계,
ii) 상기 제 1 점착제 층에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층을 형성하여 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 적층체를 형성하는 단계; 및
iii) 상기 형성된 적층체를 경화시키는 단계;
를 포함하는 점착테이프의 제조방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 제 i) 및 제 ii) 단계에서 상기 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층은 반경화 또는 미경화 상태의 시럽상태로서, iii)단계에서 시럽상태로 적층될 수 있다.
또한, 본 발명은
i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계;
ii) 이형 시트 상에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층을 코팅한 후 경화시키는 단계; 및
iii) 상기 i)의 제 1 점착제에 상기 ii) 단계에서 형성된 제 2 점착제 층을 적층시키는 단계;
를 포함하는 점착테이프의 제조방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 제 i) 단계에서 점착성 고분자 수지를 경화시키는 경화단계가 더 포함된다.
또한, 상기 방법에 있어서 상기 제 1 접착제 층과 제 2 점착제 층 사이에는 층간 접착력 증진을 위한 별도의 프라이머층(3)이 더 포함될 수 있다.
한편, 상기 제 2 점착제 층 위에는 제 2 점착제 층의 접착력을 보강하기 위한 별도의 얇은 점착제 층으로서 접착력 증진층(4)을 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층은 완전 경화된 상태로 적층될 수도 있지만(예; 두번째 방법), 각각 점도 약 1000 내지 20000 cPs정도인 부분중합 상태의 시럽상태에서 서로 적층될 수도 있다(예; 첫번째 방법).
본 발명은 또한, 상기 점착성 테이프를 이용하여 제조된 플라즈마 디스플레이(PDP) 패널(panel)을 제공한다. 보다 상세하게는, 유리패널 및 방열판을 포함하는 PDP 패널에 있어서, 상기 본 발명에 의한 점착테이프에 의하여 상기 유리 패널 과 방열판이 결합된 PDP 패널을 제공한다.
이하에서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 점착테이프는 제 1 점착제 층에 제 2 점착제 층이 배치된 구조를 갖는다. 도 1 내지 3은 본 발명의 점착패드의 구조를 예시한 것이다. 도 1은 제 1 점착제 층(1)의 일면에 제 2 점착제 층(2)이 배치된 구조의 단면도를 나타낸 것이며, 도 2는 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층 사이에 층간 접착력 개선을 위한 프라이머 층(3)이 더 적층된 구조를 나타낸다. 한편 도 3은 제 2 점착제 층의 접착력 보강을 위하여 제 2 점착제 층 위에 접착력 증진층(4)을 더 적층한 구조를 나타낸다.
상기 프라이머 층(3) 형성을 위하여 사용할 수 있는 프라이머로는 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리염화올레핀 수지, 폴리아마이드계 수지 등이 있으며, 바람직하게는 폴리아마이드계 수지를 사용할 수 있다. 상기 프라이머 층의 두께는 0.1~50㎛로 할 수 있으며, 바람직하게는 0.5~10㎛로 할 수 있다.
한편, 제 2 점착제 층의 접착력 보강을 위하여 상기 제 2 점착제 층 위에 형성된 접착력 증진층(4)은 충진제 등을 포함하지 않는 점착성 고분자 수지에 의하여 형성되도록 하여 접착력을 극대화할 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 점착성 수지에 의하여 형성될 수 있다. 상기 접착력 증진층의 두께는 10~50㎛로 할 수 있다.
본 발명의 점착테이프에 있어서, 제 1 점착제 층은 점착 테이프의 접착성과 젖음성 향상을 위하여 다공성 구조를 갖는다. 이를 위하여 상기 제 1 점착제 층의 제조에서는 다공성 구조를 형성하기 위하여, 공기, CO2 또는 N2 가스 등의 주입에 의한 기계적 기포분산 과정(frothing 공정)이 더 포함될 수 있다. 상기와 같은 다공성 구조에 의하여 제 1 점착제 층은 젖음성 및 부드러움성이 증가되어 다양한 표면, 즉 거친 표면 등에도 밀착성이 우수해진다. 또한 진동 흡수성 역시 우수해진다. 한편, 상기 제 1 점착제 층에는 열전도성 충진제가 사용된다. 상기 열전도성 충진제에 의하여 제 1 점착제 층은 기본적으로 열전도성을 가지게 된다. 이러한 특성에 의하여 전자제품의 열전달 또는 열방출에 효과적이다.
상기 제 1 점착제 층에는 점착테이프가 적용되는 재료들이 조립되어 사용되는 제품의 작동에 악영향을 미치지 않는 한 제한 없이 기능성 첨가제가 더 포함될 수 있다. 이러한 첨가제의 비제한적인 예로는, 난연성 충진제, 대전 방지제, 다공성구조제, 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 증점제, 가소제, 점착성 부여수지, 결합제, 광택제, 계면활성제 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 점착제 층은 아크릴수지와 열전도성 충진제와의 혼합에 의하여 경화된 열전도성 감압 점착제로 구성된 것일 수 있다.
상기 제 1 점착제 층의 밀도는 0.5~1.5의 범위를 가질 수 있으며 바람직하게는 0.8~1.2 범위로 유지되는 것이 좋다. 또한 상기 제 1 점착제 층의 경도(hardness)는 Asker C로 측정하여 20~35의 범위의 값을 가지는 것이 바람직하다. 또한 상기 제 1 점착제 층에 있어서, 기포가 차지하는 부피는 20~50%, 바람직하게 는 30~40%로 유지되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 점착테이프의 경우, 제 1 점착제 층에 의하여 기본적으로 접착력, 접착 유지력, 유연성, 열전도성 등의 물성이 얻어지며, 제 2 점착제에 의하여 추가적으로 특정의 기능성이 얻어진다고 할 수 있다.
본 발명에 따른 점착테이프에 있어서, 제 2 점착제 층은 비다공성 구조의 점착제 층이다. 즉, 제 1 점착제 층과는 달리 제 2 점착제 층의 형성과정에서는 별도의 다공성구조 형성과정을 거치지 않는다.
상기 제 2 점착제 층은 본 발명에 의한 점착테이프가 적용되는 제품의 기능을 향상시키도록 하기 위하여 적어도 1종 이상의 기능성 충진제를 포함한다. 이러한 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제가 있다. 한편, 상기 충진제에 더하여 난연성제, 대전 방지제, 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 소포제, 증점제, 가소제, 점착성 부여수지, 결합제, 광택제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 점착제 층 역시 아크릴수지와 상기 충진제와의 혼합에 의하여 형성된 점착제로 구성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 점착제 층을 형성하기 위한 점착성 고분자 수지의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 당 기술 분야에서 점착제로 사용될 수 있는 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘계, 아크릴계, 우레탄계 등의 점착성 고분자 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 수지를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴계 수지의 일예로는 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와, 이 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체가 공중합된 고분자를 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 비제한적인 예로는 부틸(메타) 아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타) 아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 등이 있다.
그리고, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체의 비제한적인 예로는 (메타)아크릴산, 말레인산, 푸마르산 등의 카르복실기를 함유한 단량체나, 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐 등의 질소를 함유한 단량체 등을 들 수 있다. 이와 같은 극성 단량체는 점착제에 응집력을 부여하고 접착력을 향상시키는 작용을 한다.
상기 점착성 고분자 수지에 있어서 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 상기 극성 단량체의 비율은 특별히 제한되지 않으나, 일반적으로 99~80:1~20의 중량비의 범위를 가질 수 있다. 상기와 같은 범위에서 아크릴 수지는 점착제로서 필요한 접착력을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 열전도성 충진제의 예로는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕소 화합물, 그라파이트 등이 있는데, 구체적으로 Al(OH)3, 흑연(그라파이트), BN, Al2O3, 실리콘 카바이드, 센더스트(sendust; Al 6wt% - Si 9wt% - Fe 85wt%) 등을 사용할 수 있으며 이들을 혼합 사용할 수도 있다. 상기 열전도성 충진제의 종류는 이들에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 그라파이트의 경우, 구조적인 특징으로 인하여 평면확산 특성이 우수하여 평면 열전달 특성이 우수하기 때문에 다른 열전도성 충진제와 혼합하여 사용될 경우 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 전자기파 차폐성 충진제는 전기 전도성 충진제를 포함하는데, 예를 들면, 금속 분말, 금속합금 분말, 금속코팅 흑연, 금속섬유 등이 있으며, 이들은 1종 이상 서로 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 충진제에서 금속성분으로서 예를 들어 니켈을 사용할 수 있는데, 니켈 분말, 니켈코팅 흑연의 형태로 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 전자기파 흡수성 충진제의 예로는, 금속 분말, 금속합금 분말, 자성체 합금, 자성체 분말, 카보닐-철 분말, 페라이트(ferrite) 또는 철-실리사이드 등이 있는데, 구체적으로, MPP Core (Mo2%-Ni81%-Fe17%), HiFlux Core (Ni48%- Fe52%), Sendust Core (Al6%-Si9%-Fe85%), Iron Core (Fe 100%) 등이 있다. 이들은 1종 이상 서로 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 전자기파 흡수성 충진제는 전자기파를 흡수하여 이를 열(heat)과 같은 다른 에너지 형태로 변형시킬 수 있다는 점에서, 전자기파를 다른 쪽으로 흘려보내는 특성이 있는 전자기파 차폐성 충진제와 구별된다.
본 발명에 있어서 상기 충진제는 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 10-200 중량부만큼 사용될 수 있다. 상기 충진제가 10 중량부 미만이면 충분한 열전도, 전기전도 또는 전자기파 차폐성, 전자기파 흡수성을 나타내는 데 어려움이 있다. 한편, 상기 충진제의 함량이 200 중량부를 초과하여 포함하는 경우 점착제층의 경도가 증가하여 접착력이 감소되고 기재와의 젖음성이 감소하여 점착 테이프의 접착면적이 감소하는 문제가 있다. 상기 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층에서의 충진제의 종류 및 함량이 항상 서로 동일한 것은 아니지만, 바람직하게는, 상기 점착제의 함량은 제 1 및 제 2 점착제 층에서 모두, 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 20~150 중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 충진제의 입자크기는 1~100㎛의 입경 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 충진제의 입경이 1㎛ 미만으로 너무 작으면 충진제가 비산하고, 점착제 층 내에서 엉겨붙어 점착제의 작업성이 나빠지고 접착력이 떨어질 수 있다. 한편 상기 충진제의 입경이 100㎛를 초과하여 너무 크면, 점착제 내의 큰 알갱이의 존재로 인하여 접착력이 나빠질 수 있다.
상기 점착테이프의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.2mm~2.5mm인 것이 바람직하다. 점착 테이프의 두께가 0.2mm보다 얇으면 점착 테이프의 접촉면적이 작아져서 발열체와 방열시트와의 열전달 또는 전자기파 차폐 또는 흡수 효과가 충분하지 못하며, 2.5mm 보다 두꺼우면 점착시트의 열적 또는 커지고 방열을 이루는데 많은 시간이 소요된다. 점착 테이프는 필요한 접착력과 더불어, 열전도성, 전기전도성 또는 전자기파 차폐성을 가질 수만 있다면 필요이상으로 두꺼워질 필요는 없다.
상기 점착테이프의 두께가 지나치게 얇으면 접착력이 떨어지고 균일한 두께의 점착테이프를 제조하는데 어려움이 있다. 한편 점착 테이프의 두께가 너무 두꺼 우면 제품의 제조과정에서 점착테이프가 적용되는 제품의 설계 두께를 벗어날 가능성이 있고, 열전도성 등의 기능이 저하될 우려가 있으며, 원재료의 사용량이 증가하게 되어 제품의 원가 상승을 가져온다.
본 발명의 점착 테이프에 있어서, 구체적으로 제 1 점착제 층은 약 0.1~2.0mm 정도의 두께를 가질 수 있으며, 제 2 점착제 층은 약 0.1~1.0mm 정도의 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 구체적인 예에 있어서는, 상기 제 1 점착제 층의 두께는 제 2 점착제 층의 두께의 1 내지 2.5배 정도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 다공성구조층인 제 1 점착제 층의 두께가 비 다공성구조층인 제 2 점착제 층보다 더 두꺼운 것이 접착효율성 및 기능성 측면에서 유리하다.
이하 본 발명에 따른 점착 테이프의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 의한 점착테이프의 제조방법의 일례로서, 미경화 또는 반경화 시럽 상태의 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층을 별도로 형성한 후, 이들을 적층시킨 다음 완전 경화시키는 방법을 적용할 수 있다.
즉, 본 발명의 일례에 따르면, 본 발명의 점착 테이프는
i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성 구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계;
ii) 상기 제 1 점착제 층에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층을 형성하여 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 적층체를 형성하는 단계; 및
iii) 상기 형성된 적층제를 경화시키는 단계;
를 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 방법에서는 미경화된 제 2 점착제 조성물이 제 1 점착제 층에 코팅된 후 경화되기 때문에, 경화 과정에서 미경화된 제 2 점착제 조성물 중에 분자량이 낮은 물질들의 일부가 제 1 점착제 층의 표면층으로 확산되고, 그 결과 경화가 완료되면 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 계면에서 네트워크(가교)를 형성하게 된다. 이와 같은 작용 원리에 의하여, 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층 사이의 접착력 증진을 위한 별도의 프라이머층을 형성하지 않더라도 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층 사이에서 양호한 결합력을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 방법에 의해서 제조된 점착테이프에서는 고온 유지력 시험에서도 제 1 점착제 층과 제 2 점착제층간의 계면은 분리되지 않는다.
한편, 상기 제 2 점착제 층 위에는 제 2 점착제 층의 접착력을 보강하기 위한 별도의 얇은 점착제 층으로서 접착력 증진층(4)을 더 적층시킬 수 있다(도 3 참조).
본 발명에 따른 점착 테이프의 제조방법의 다른 일례에서는 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층을 별도로 제조하고 경화시킨 후 이들을 적층하는 방법이 있다.
즉, 본 발명의 다른 일례에 따르면, 본 발명의 점착 테이프는
i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성 구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계;
ii) 이형 시트 상에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층을 형성한 후 경화시키는 단계; 및
iii) 상기 i)의 제 1 점착제 층과 상기 ii)의 제 2 점착제 층을 적층시키는 단계; 를 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 i) 단계에서 점착성 고분자 수지를 경화시키는 경화단계가 더 포함할 수 있다.
여기서 사용할 수 있는 이형 시트로는 플라스틱 이형 필름, 종이 이형지, 부직포, 유리, 금속 등이 있으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 이형 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 방법에서는 상기 제 1 접착제 층과 제 2 점착제 층 사이에는 층간 접착력을 증진시키기 위하여 별도의 프라이머층(3)이 더 포함하며, 상기 프라이머 층을 사이에 두고 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층이 적층되도록 할 수 있다(도 2 참조).
이 때 프라이머 층 형성을 위하여 사용할 수 있는 프라이머로는 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리염화올레핀 또는 폴리아마이드계 수지 등이 있으며, 바람직하게는 폴리아마이드계 수지를 사용할 수 있다. 상기 프라이머 층의 두께는 0.1~50㎛로 할 수 있으며, 바람직하게는 0.5~10㎛로 할 수 있다.
상기 프라이머 층을 형성하는 방법으로는 롤코팅 방법 또는 다이코팅 방법 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 롤러코팅 방법에 의하여 제2 점착제 층에 프라이머층을 코팅한 후 제 1 점착제 층과 적층할 수 있다(도 2).
여기에서도, 상기 제 2 점착제 층 위에는 제 2 점착제 층의 접착력을 보강하기 위한 별도의 얇은 점착제 층으로서 접착력 증진층(4)을 더 적층시킬 수 있다(도 3).
한편 본 발명에서 적용할 수 있는 경화방법으로는, 통상적인 열 경화 또는 자외선 경화 등 당 기술 분야에 알려져 있는 모든 방법을 적용할 수 있다. 경화 방법에 따라 점착 테이프의 특성 및 상기 점착 테이프 각 층의 특성도 달라지므로, 점착 테이프가 적용되는 제품의 종류 및 이것에 요구되는 물성을 고려하여 경화 방법을 선정하는 것이 바람직하다.
예컨대, 용매를 사용하는 열 경화 방법을 이용하는 경우, 얇은 두께의 점착패드 제조가 가능하며 자외선 경화를 이용하는 경우 용매를 사용하지 않기 때문에 친환경적인 이점이 있다.
본 발명의 점착 테이프를 형성하는 점착성 고분자 수지는 통상적인 고분자 점착제의 제조방법에 따라 제조될 수 있다.
점착 테이프를 형성하는 점착성 고분자 수지는 모노머들의 중합에 의하여 형성되는 것이 일반적이다. 구체적으로, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머와 본 발명에 따른 점착 테이프에 소정의 물성을 부여하기 위한 충진제를 혼합하고, 필요에 따라 첨가제를 첨가한 후 이를 중합하여 제 1 점착제 층 및 제 2 점착제 층을 형성 한 후 이를 적층한 후 경화시키거나, 상기 제 1 점착제 층 및 제 2 점착제 층을 경화시킨 후 적층하여 점착 테이프를 제조할 수 있다. 점착제 조성물의 제조과정에서 중합개시제 및 가교제 등을 더 첨가할 수 있음은 물론이다.
바람직하게는, 상기 충진제 및 기타 첨가제가 점착제 조성물에 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위하여, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머를 먼저 예비 중합하여 시럽상태로 만든 후, 여기에 상기 충진제 및 기타 첨가제 등을 첨가하고 균일하게 교반한 후 중합을 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일례에 따르면, 광개시제를 이용하는 래디칼 중합방법으로 모노머를 부분 중합하여 점도 약 1000~20,000 cPs 정도의 미경화 또는 반경화 시럽을 만든 후 여기에 충진제 등을 첨가하여 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층을 형성한 후 이들을 적층한 후 추가 경화시키거나, 상기 제 1 점착제 층 및 제 2 점착제 층을 경화시킨 후 적층하여 점착 테이프를 제조할 수 있다.
제 1 점착제 층을 형성하기 위하여는 다공성 구조를 형성하는 과정이 필요한데, 상기 다형성 구조를 형성하는 과정역시 1000~20,000 cPs 정도의 미경화 또는 반경화 시럽을 형성한 후 진행된다. 즉 상기 1000~20,000 cPs 정도의 미경화 또는 반경화 시럽에 열전도성 충진제를 혼합한 후, 공기, CO2 또는 N2 가스 등의 주입에 의한 기계적 기포분산 과정(frothing 공정)에 의하여 다공성 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 점착 테이프의 제조에 적용될 수 있는 중합법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 중합법이라면 제한없이 적용될 수 있는데, 래디칼중합, 용액중합, 유화중합, 현탁중합, 광중합 및 벌크중합 등이 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 방법 중 광개시제를 이용하는 광중합법을 적용할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 점착 테이프의 제조과정에서 가교제를 사용하여 점착 특성을 조절할 수 있다. 상기 가교제는 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 약 0.05~5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 가교제로는 다관능성 아크릴레이트, 예컨대 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리토리톨트리아크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 1,12-도데칸디올아크릴레이트 등의 단량체 형태의 가교제가 바람직하나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명의 점착테이프의 제조과정에서 광개시제를 사용하는 경우, 광개시제의 양에 따라 점착성 고분자 수지의 중합도를 조절할 수 있다. 상기 광개시제는 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 약 0.01~5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 광개시제의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2(디메틸 아미노)-1-[4-(4-몰포닐)페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시 2-페닐 아세토페논 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 점착 테이프에는 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는 한 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 증점제, 가소제, 점착성 부여수지, 실란결합제, 광택제 등의 첨가제가 추가로 포함될 수 있다.
본 발명에 의한 상기 점착성 테이프는 특히, PDP 패널(panel)의 제조에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 점착테이프를 이용하여 유리패널에 방열판을 접착하여 PDP 패널을 제조할 수 있다. 상기 방열판으로는 일반적으로 알루미 늄 방열판을 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 점착테이프에 있어서, 제 1 점착제 층은 유리패널 쪽으로 향하고, 제 2 점착제 층은 방열판 쪽으로 향하게 하여 접착하는 것이 보다 효율적이다. 유리패널은 열전도성 및 젖음성이 뛰어난 제 1 점착제 층과 접촉함으로써 열방출 및 접착력 향상을 달성할 수 있고, 방열판(알루미늄 방열판)의 경우 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 또는 전자기파 흡수성 충진제를 포함하는 제 2 점착제 층과 접촉함으로써, 열 또는 전자기파에 의한 영향을 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 하기 실시예의 구체적인 예들을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
한편 하기 실시예에서 중량을 '부'로 표현하는데, 상기 '부'는 점착성 고분자 수지의 중량을 100으로 했을 때 상대적인 중량을 의미한다.
<실시예 1>
1) 부분중합 혼합물의 제조
2-에틸 헥실 아크릴레이트 95 부('부'는 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 한 중량부를 의미하며, 이하 동일하다)와 극성 단량체인 아크릴산 5 부를 자외선을 이용하여 부분 중합시켜 점도 3000cPs의 시럽을 얻었다. 얻어진 시럽 100 부에 광개시제인 α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논 0.2부, 가교제인 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 0.65 부를 혼합한 후 충분히 교반하였다.
2) 제 1 점착제 층의 제조
상기 혼합물을 두 개로 나누어, 그 중 하나에는 열전도성 충진제로서 입경 20㎛의 수산화알루미늄(Al(OH)3) 80 중량부를 혼합하고 N2가스를 주입하며 고속교반공정을 통해 다공성 구조 형성과정을 거친 후 이를 이형지 위에 1mm 두께로 도포하여 제 1 점착제 층을 제조하였다.
3) 제 2 점착제 층의 제조
상기 1) 단계의 부분중합 혼합물에 열전도성 충진제로서 수산화알루미늄(Al(OH)3) 150중량부를 혼합하고 충분히 균일해질 때까지 교반하고 진공 펌프를 이용하여 감압 탈포한 후에, 롤러 코팅을 이용하여 이를 상기 제 1 점착제 층 위에 0.5mm 두께로 코팅하여 제 2 점착제 층을 형성하였다(도 6 참조). 이때 산소를 차단하기 위해 폴리에스테르 필름을 상기 층의 위에 씌웠다.
4) 경화
상기 3) 단계에서 형성된 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 적층체에, 자외선 램프를 이용하여 강도 약 1 mW/cm2의 자외선을 5분간 조사하여 경화를 실시함으로써 하여 본 발명에 따른 점착 테이프를 제조하였다.
<비교예 1 및 2>
상기 실시예 1에 의한 제 1 점착제 층 형성용 점착제를 1.5mm의 두께의 시트형태로 제조한 후 경화시킨 것을 비교예 1로 하였고, 제 2 점착제 층 형성용 점착제를 1.5mm의 두께의 시트형태로 제조한 후 경화시킨 것을 비교예 2로 하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 제 2 점착제 층을 형성할 때 열전도성 충진제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 대신 전자기파 흡수성 충진제로서 입경 50㎛의 카보닐아이언파우더를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 테이프를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 2에 의한 제 2 점착제 층 형성용 점착제를 1.5mm의 두께의 시트형태로 제조한 후 경화시킨 것을 비교예 3으로 하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서, 제 2 점착제 층을 형성할 때 열전도성 충진제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 대신 전자기차폐성 충진제로서 입경 50㎛인 니켈 코팅 그라파이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 테이프를 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 3에 의한 제 2 점착제 층 형성용 점착제를 1.5mm의 두께의 시트형태로 제조한 후 경화시킨 것을 비교예 4라고 하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 사용한 재료를 하기 표 1에 요약하였다.
열전도성 충진제 다공성구조 가스 기능성 충진제 구조
실시예 1 Al(OH)3 N2 bubble Al(OH)3 2 층
비교예 1 Al(OH)3 N2 bubble - 1 층
비교예 2 - - Al(OH)3 1 층
실시예 2 Al(OH)3 N2 bubble 카보닐-철 분말 2 층
비교예 3 - - 카보닐-철 분말 1 층
실시예 3 Al(OH)3 N2 bubble 니켈 코팅된 흑연 2 층
비교예 4 - - 니켈 코팅된 흑연 1 층
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 점착 테이프의 열전도성, 젖음성(wetability), 전자기파 흡수성 및 표면저항을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
열전도성 (W/mK) 젖음성 (%) 전자기파 흡수성 dB at 300MHz 전자기파 차폐성 Ω/□
실시예 1 0.554 63.2 0 1.42x1013
비교예 1 0.372 64.4 0 3.48x1014
비교예 2 0.658 29.5 0 4.83x1013
실시예 2 0.403 63.2 0.15 6.86x1010
비교예 3 0.412 8.5 0.20 1.48x1010
실시예 3 0.413 79 0.03 1.42x102
비교예 4 0.408 12 0.05 4.75x103
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 점착 테이프는 모두 젖음성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한 본 발명에 의한 점착 테이프의 제 2 점착층에는 기능성 충진제가 포함되어 있기 때문에, 젖음성과 더불어 열전도성이 우수하고(실시예 1), 전자기파 흡수성이 뛰어나다(실시예 2). 상기 전자기파 차폐성은 표면저항에 의하여 평가될 수 있는데, 표면저항이 낮을수록 전자기파 차폐성이 우수하다. 본 발명에 의한 실시예 중 전자기파 차폐성 향상을 위한 실시예인 실시예 3에 의한 점착 테이프의 경우, 다공성 구조를 가진 층(제 1 점착제 층)을 포함하면서도 표면저항이 낮아 전자기파 차폐성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 점착 테이프는 다공성 구조로서 열전도성을 갖는 제 1 점착제 층과 소정의 기능성을 갖는 제 2 점착제 층이 적층된 형태로서, 상기 제 1 점착제에 의하여 점착 테이프에 열전도성에 더하여 젖음성을 부여함으로써 접착성 및 작업용이성이 우수해지고, 제 2 점착제 층에 의하여 열전도성, 전자기파 차폐성 및 전자기파 흡수성이 부여될 수 있다. 따라서, 본 발명의 점착 테이프는 열전도성 및 접착력과 더불어 전자기파에 대한 기능성을 요구하는 플라즈마 디스플레이 패널 같은 전자제품에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 열전도성 충진제를 포함하며, 다공성 구조를 갖는 점착성 고분자 수지에 의하여 형성된 제 1 점착제 층; 및
    적어도 1종 이상의 충진제를 포함하며, 비다공성 구조인 점착성 고분자 수지에 의하여 형성된 제 2 점착제 층;
    을 포함하는 점착테이프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층 사이에는 층간 접착력 증진을 위한 프라이머층(3)이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 프라이머 층(3)은 프라이머로는 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리염화올레핀 수지 및 폴리아마이드계 수지로 이루어진 군에서 선택된 수지에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 점착제 층 위에는 제 2 점착제 층의 접착력을 보강하기 위한 접착력 증진층(4)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 접착력 증진층(4)은 아크릴계 점착성 수지에 의하여 형성된 두께 10~50㎛의 점착제 층임을 특징으로 하는 점착테이프.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 점착제 층에서의 다공성 구조는, 공기, 질소 및 이산화탄소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 가스로 된 기포에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 점착제 층에는 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  8. 제 7항에 있어서 상기 열전도성 충진제는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕소 화합물, 그라파이트 실리콘 카바이드 및 센더스트로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  9. 제 7항에 있어서 상기 전자기파 차폐성 충진제는, 금속 분말, 금속합금 분말, 금속코팅 흑연 및 금속섬유로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  10. 제 7항에 있어서 상기 전자기파 흡수성 충진제는, 금속 분말, 금속합금 분말, 자성체 합금, 자성체 분말, 카보닐-철 분말, 페라이트(ferrite), 철-실리사이 드 및 센더스트로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 점착제 층 및 2 점착제 층에서 상기 충진제는 점착성 고분자 수지 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 충진제의 입자크기는 1~100㎛의 입경 범위 내인 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 점착성 고분자 수지는 실리콘계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 점착테이프.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 점착제 층의 두께는 0.1~2.0mm이며, 제 2 점착제 층의 두께는 0.1~1.0mm인 것을 특징으로 하는 점착테이프.
  15. i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성 구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계,
    ii) 상기 제 1 점착제 층에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층을 형성하여 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층의 적층체를 형 성하는 단계; 및
    iii) 상기 형성된 적층제를 경화시키는 단계;
    를 포함하는 점착테이프의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 i) 단계 및 ii) 단계에서 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층은 각각 점도 약 1000 내지 20000 cPs의 시럽상태인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. i) 열전도성 충진제를 포함하며 다공성 구조를 갖는 제 1 점착제 층을 형성하는 단계;
    ii) 이형 시트 상에, 점착성 고분자 수지 및 충진제로서 열전도성 충진제, 전자기파 차폐성 충진제 및 전자기파 흡수성 충진제 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 점착제 층 형성용 조성물을 코팅한 후 경화시키는 단계; 및
    iii) 상기 i)의 제 1 점착제에 상기 ii) 단계에서 형성한 제 2 점착제 층을 적층시키는 단계;
    를 포함하는 점착테이프의 제조방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 i) 단계에서 점착성 고분자 수지를 경화시키는 경화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 ii) 단계 이후에 상기 제 2 점착제 층에 프라이머층을 코팅하는 단계를 더 포함하며, 상기 프라이머 층을 사이에 두고 제 1 점착제 층과 제 2 점착제 층이 적층되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  20. 제 15항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 점착제 층 위에 제 2 점착제 층의 접착력 보강을 위한 접착력 증진층(4)을 적층시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 유리패널 및 방열판을 포함하는 PDP 패널에 있어서, 상기 유리패널과 방열판이 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 의한 점착 테이프에 의하여 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 PDP 패널.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 점착 테이프의 제 1 점착제 층은 유리패널 쪽으로 향하고, 제 2 점착제 층은 방열판 쪽으로 향하여 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 PDP 패널.
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