KR100893477B1

KR100893477B1 - 열발포제를 포함하는 박리 가능한 점착제

Info

Publication number: KR100893477B1
Application number: KR1020050133783A
Authority: KR
Inventors: 김장순; 조병규; 장석기; 송민석; 이근희; 이병수; 유승민; 신세진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2009-04-17
Also published as: KR20070070840A

Abstract

본 발명은 점착성 고분자 수지 및 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 열발포제를 포함하는 점착제 및 상기 점착제를 시트화한 점착시트에 대한 것이다. 특히, 접착력 향상을 위하여 점착제에 실란 결합제와 같은 점착 증진제를 첨가하더라도 열발포제를 포함함으로써, 점착제가 사용되는 제품의 사용온도에서는 우수한 접착력을 유지하면서도 상기 제품의 사용온도 이상에서는 상기 열발포제의 열분해에 의하여 접착력이 급격히 떨어져 박리가 가능한 점착제 및 점착시트에 대한 것이다.

열발포제, 박리, 열분해, 점착제, 실란 결합제

Description

열발포제를 포함하는 박리 가능한 점착제{RELEASABLE ADHESIVE COMPRISING THERMAL DECOMPOSITION AGENT}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 점착시트에 열을 가하여 박리실험을 한 결과를 보여주는 도면으로서, 열발포제가 열분해하여 점착시트에 굴곡이 생겨 박리가 용이해지도록 하는 모습을 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 점착시트에 열을 가하여 박리실험을 한 결과를 보여주는 도면으로서, 열발포제가 열분해하여 점착시트에 굴곡이 생겨 박리가 용이해지도록 하는 모습을 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 점착시트에 열을 가하여 박리실험을 한 결과를 보여주는 도면으로서, 열을 가하여도 점착시트의 형태에 변화가 없다.

본 발명은 열발포제를 포함하는 박리형 점착제에 대한 것으로서, 열분해성 발포제를 포함하여 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도를 초과한 온도에서 쉽게 박리될 수 있는 점착제 및 상기 점착제를 시트화하여 제조된 점착시트에 대한 것이다.

IT 산업의 증대와 더불어 디스플레이를 포함하는 각종 전기 전자 제품은 다양한 재료들로 구성되어지고 있다. 상기 전기 전자 제품들은 다양한 부품들의 조합에 의해 구성되는데, 이러한 전자 제품의 조합에는 두께 및 성능이 다양한 점착제들이 사용되고 있다. 전자 제품 등에 적용된 점착제는 서로 다른 부품들을 접합하는 기능 뿐만 아니라 접합되는 재료들이 고유 기능을 제대로 발휘할 수 있도록 하기 위하여는 절연이나 단열, 방열, 대전방지 또는 전자파 차폐 등의 특성이 필요한 경우가 있다. 따라서, 이들의 목적에 부합하는 점착제의 개발이 요구되고 있다.

이러한 점착제 중에는, 전기 전자 제품을 폐기하는 경우 또는 제조공정 중에 제품이 잘못 조립되어 부품들간의 분리가 필요한 경우에 부품에 손상을 주지 않으면서 박리 및 제거될 필요가 있는 것도 있다. 부착면적이 작은 경우에는 점착제를 분리하는 것이 비교적 용이하지만, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)와 같은 대면적에 사용되는 점착제는 부착면적이 넓고 접착력이 강하여 탈착 과정에서 분리해내기가 매우 어렵다.

전자 회사에서는 상기와 같은 부품들과 점착제의 분리 작업을 수행하기 위하여, 예를 들어, 점착제가 붙여진 제품을 고온으로 가열하고 철사줄을 상기 부품들 사이에 넣어 분리하는 방법을 이용하고 있다. 그러나, 이 경우 모든 일을 수작업으로 진행해야 하며, 분리과정에서 고가인 부품(예를 들어, 플라즈마 디스플레이용 유리)이 손상되는 일이 많아 상기 부품을 재사용하기가 어렵게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 특별한 수작업 없이 점착제에 의하여 접착된 부품들을 쉽게 분리해 낼 수 있도록 할 수 있는 박리가능한 점착제의 개발이 요구되고 있다.

박리가능한 점착제에 관한 종래의 기술로서, 미발포 고분자 미소중공구 형태의 발포제를 함유하는 점착제에 관한 발명이 일본 특개평 5-279636호, 한국공개특허공보 1998-016612호, 1999-0070140호, 2000-006381호 및 2000-0001546호 등에 기재되어 있다. 상기 점착제의 경우 가열에 의하여 점착제 내의 미발포 고분자 미소중공구가 부피 팽창되고, 이로 인하여 점착제와 피착체의 접촉면적이 급격히 감소함으로써 접착력이 약화되어 점착제를 용이하게 분리할 수 있다.

또한, 경화에 의하여 접착력을 약화시키는 점착제가 있다. 예를 들어, 일본 특개평 9-249858호에 기재된 점착제는 측쇄결정화 고분자를 함유하는데 상기 고분자는 약 15℃ 이하의 온도에서 결정화되기 때문에, 그 때 점착제의 접착력이 감소하여 박리가 용이해지도록 한다. 일본 특개평 10-25456호에는 약 50~150℃ 정도의 가열에 의하여 경화됨으로써 접착력이 감소되는 점착제에 대하여 기재하고 있다. 한편, 일본 특개평 1-249877호에는 자외선 경화에 의하여 점착제가 경화됨으로써 접착력이 저하되도록 하는 자외선 경화형 점착제가 기재되어 있다. 이들은 주로 점착제의 경화현상과 접착력의 변화 관계를 이용한 점착제들이다.

상기 점착제들은 모두 비교적 낮은 온도에서 박리가 일어난다는 문제점이 있고, 특히 자외선 경화형 점착제의 경우 점착제의 분리과정에서 비용이 많이 들고 자외선이 투과하지 못하는 피착체를 사용하는 경우에는 적용할 수 없는 문제가 있다. 특히 열이 많이 발생하는 플라즈마 디스플레이 같은 대면적에 점착시트가 적용되는 전자제품의 방열시트용 점착제로서 적용되기에는 문제가 많다.

박리성 점착제의 다른 예로, 한국공개특허공보 2004-104450호 및 일본특허 제3566710호에는 자극에 의하여 기체를 발생하는 기체 발생제를 포함하는 접착성 물질에 대하여 기재하고 있다. 상기 접착성 물질의 경우, 빛 또는 열에 의한 자극에 의하여 상기 기체 발생제에서 기체가 발생하여 그 기체가 접착성 물질 밖으로 방출되는데, 이 과정에서 접착성 물질의 일부가 벗겨져 접착력이 저하되도록 한다. 상기 접착성 물질에서 기체 발생제는 입자로 존재하지 않아, 전자 현미경으로도 입자가 관찰되지 않을 정도로 미소하며, 접착성 물질 자체는 발포되지 않는다.

최근, 재작업성을 요구하는 전자전기 제품에 사용되는 점착제는, 상기 전자전기 제품의 사용중에는 접착력이 우수하여야 하며, 전기전자 제품의 각 부품을 분리할 때에는 박리성이 우수할 필요가 있다. 따라서, 현재 제품의 사용 온도에서는 접착력 및 내구성(접착 유지력)이 우수하고, 필요한 경우에는 효과적으로 박리될 수 있는 점착제의 개발이 시급하다.

상기와 같은 필요성에 대응하여, 본 발명자들은 점착제 제조용 점착성 고분자 수지에 열분해에 의하여 가스를 방출하는 열발포제를 첨가하는 것을 생각해내게 되었다.

그 결과, 가스 방출에 의한 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 열발포제를 점착제에 첨가함으로써, 점착제가 사용되는 제품의 허용 온도 범위에서는 접착성과 내구성이 우수하면서도, 박리가 필요한 경우에는 열발포제의 발포개시 온도 이상으로 점착제를 가열함으로써 점착제가 쉽게 박리될 수 있도록 할 수 있다는 사실을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 박리가능한 점착제를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한 상기 점착제를 시트화한 점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 점착성 고분자 수지 및 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 열발포제를 포함하는 점착제를 제공한다.

본 발명에 의한 점착제는 열분해에 의하여 가스를 방출하는 열발포제를 포함하는데, 상기 열발포제는 입자상의 고체 물질로서 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 온도에서 가스를 방출하기 시작하는, 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 기재의 단면 또는 양면에 상기 점착제를 시트화하여 제조된 점착시트를 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 점착제는 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 온도에서 가스방출에 의한 발포를 개시하는 열발포제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 열발포제란 발포가 일어나기 전에는 유기 또는 무기물의 고체 입자상태로 존재하다가 일정온도에서 발포제 성분의 화학적인 반응에 의한 열 분해에 의하여 N₂나 CO₂ 같은 가스를 방출하는 물질을 말한다. 이하의 본 명세서에서는 일정온도 이상의 온도에서는 가스를 방출하며 물질의 상태가 변화되는 고체상태의 유기 또는 무기물질을 '열발포제'라 한다. 한편 상기 열발포제의 발포개시 온도란 열발포제의 열분해에 의하여 가스가 발생되기 시작하는 온도를 말한다.

본 발명에 의한 박리성 점착제의 경우, 기체 발생제를 사용하는 것이 아니라 열발포제를 사용하며, 또한 발생된 기체가 접착제 밖으로 방출되어 접착성 물질의 일부가 벗겨져서 점착제가 박리되는 것이 아니라, 열발포제가 발포되어 점착제에 굴곡이 생겨 점착제와 피착체와의 접착면적을 감소시켜 박리성이 부여된다는 점에서 종래기술(예, 한국공개특허공보 2004-104450호)과는 구별된다. 또한 본 발명에서는 고체상의 입자상태로 존재한다는 점에서도 종래와는 차이가 있다.

본 발명의 점착제에는 상기 열발포제가 점착성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 50 중량부 만큼 포함되는 것이 바람직하다. 0.5 중량부 미만의 열발포제를 첨가할 경우 제조된 점착제의 박리가 용이하지 않으며, 50 중량부를 초과하여 열발포제를 첨가할 경우 점착제가 매우 단단하게 되어 접착력 감소를 초래할 수 있다.

상기 열발포제는 고체의 입자상태로 존재하는 것을 사용할 수 있다. 즉, 캡슐화되지도 않고, 또한 전자현미경으로도 관찰되지 않을 만큼 미소하지도 않은 고체상태의 입자인 것이 적당하다. 바람직하게는 입자크기가 1.0~100㎛ 정도인 것이 유용하다. 입자가 너무 작으면 점착제의 제조과정에서 점도를 증가시켜 제조를 어 렵게 하고 점착제가 단단해져서 경도가 상승하며 유연성이 감소되는 문제가 있고, 입자가 너무 크면 점착제를 얇은 시트형태로 제조하는데 어려움이 있고, 점착제 제조과정에서 열발포제 입자가 침전하여 불균일한 점착제가 제조될 가능성이 있다. 또한 열발포제의 표면적 감소로 인해 열발포시 발생되는 가스 발생에 의한 박리효과가 감소되는 문제가 있다.

상기 열발포제를 포함하는 점착제를 가열하는 경우, 가열온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도 범위를 초과하여 상기 열발포제의 발포온도에 이르면 가스가 발생되는데, 이 때 점착제의 부피가 증가되거나 점착제의 형태가 변형되어 기재와의 밀착성 및 접촉면적이 감소되어 점착제가 피착체로부터 쉽게 자연 박리가 일어나도록 한다. 한편 상기 열발포제에 의한 가스가 팽창되어 열발포제에 의한 기공이 파괴되면 가스가 점착제 밖으로 방출될 수도 있다. 이 경우 상기 가스방출에 의하여 점착제의 일부가 벗겨지기 때문에 박리가 더욱 용이해질 것이다.

본 발명에서 사용될 수 있는 열발포제는 그 종류에 특별히 제한되지 않는다. 다만, 열발포제의 발포 개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 낮으면, 제품의 사용 중에 점착제가 피착체로부터 박리될 가능성이 있기 때문에 내구성이 저하되어 바람직하지 않다. 한편, 열발포제의 발포 개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 너무 높으면 점착제를 박리하기 위하여 요구되는 가열 온도가 지나치게 높아지므로, 점착제의 박리시 다른 부품에 악영향을 초래할 수 있어 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명에서 요구되는 열발포제의 발포 개시 온도는 점착제가 사용 되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다는 높되, 점착제의 사용 목적에 따라 함께 사용되는 부품의 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 열발포제의 발포 개시 온도는 점착제가 사용되는 제품의 허용 작동온도보다 10℃ 이상 높고, 제품을 구성하는 다른 부품에 손상을 주기 시작하는 온도 미만인 것이 바람직하다. 상기 발포개시 온도의 상한은 점착제가 사용되는 제품에 따라 상이하므로 일괄적으로 정하기 어렵다. 그러므로 상기 점착제가 적용되는 제품에 따라 상기 열발포제의 발포개시 온도를 고려하여 적절한 열발포제를 선택할 수 있다.

예컨대, 플라즈마 디스플레이에 본 발명의 점착제를 사용하는 경우 플라즈마 디스플레이의 최고 허용 작동 온도는 약 90℃이므로 상기 열발포제의 발포 개시 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 신뢰성 측면에서 130℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 플라즈마 디스플레이의 온도를 250℃를 초과하여 상승시키면 회로소재 및 밀봉 재료 등에 손상이 일어나므로 상기 열발포제의 발포 개시 온도는 250℃ 이하인 것이 바람직하다.

한편, 상기 열발포제의 열분해 가스량이 너무 작으면 원하는 온도에서 점착제의 박리가 용이하게 이루어지기 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 상기 열발포제의 분해 가스량이 100ml/g 이상인 것이 바람직하다. 상기 분해 가스량이 많으면 많을수록 박리성 측면에서는 더 우수해진다.

본 발명에서 사용할 수 있는 열발포제의 구체적인 예로는 크게 무기발포제와 유기발포제로 구분할 수 있다. 무기발포제에는 탄산카르보늄, 탄산수소나트륨, 아 초산암모늄, 수소화불소나트륨, 아지드 화합물 등이 있다. 또한 유기발포제로는 트리클로로모노플루오로메탄 및 디클로로모노플로오로메탄 등과 같은 염화불소알칸, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조디카본아미드 등과 같은 아조계 화합물, 톨루엔설포닐히드라지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐히드라지드), 알릴비스(설포닐히드라지드) 등과 같은 히드라지드계 화합물, p-톨루일렌설포닐세미카바지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐세미카바지드)와 같은 세미카바지드계 화합물, N-N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민과 같은 N-니트로소계 화합물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 공지의 발포 조제를 첨가하여 사용하는 경우에는 발포속도를 향상시키고 발포 온도를 낮출 수 있다.

상기 열발포제는 일반적으로 유기용매에서 용해되는 성질이 있기 때문에, 상기 열발포제를 고분자 수지 내에 분산시키기 위해 유기용제를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 열발포제가 유기용제에 용해되어 발포력이 상실되어 충분한 재박리 특성을 얻을 수 없는 경우가 생길 수 있기 때문이다. 그러므로 효율적인 점착제의 박리를 위해서는 점착제 제조과정에서 유기 용제를 사용하지 않는 것이 바람직하며, 또한 점착성 고분자 수지로서 상기 열발포제를 용해시키지 않는 고분자 수지를 사용함으로써 투입된 열발포제의 함량 만큼의 발포력을 그대로 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 점착제 조성물에 사용할 수 있는 점착성 고분자 수지의 종류는 열발포제를 용해시키지 않는 범위에서 당기술 분야에서 점착제로 사용될 수 있는 것이라면 제한없이 사용 가능하다. 바람직하게는 아크릴계 고분자 수지를 사용할 수 있다.

본 발명에서 적용하기에 적합한 아크릴계 고분자 수지의 바람직한 예로는, 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체가 공중합된 고분자를 들 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.

또한, 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 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 상기 극성 단량체의 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 99~80:1~20의 범위가 바람직하다.

본 발명에 의한 점착제에는 접착력 향상을 위하여 실란결합제를 사용할 수 있다. 일반적으로 실란결합제를 사용하는 경우 점착제와 피착체와의 접착력이 강하여 박리가 용이하지 않기 때문에 가열에 의하여 점착제를 박리시키기가 거의 불가능하였으나, 본 발명에서는 열발포제를 점착제에 포함시킴으로서 박리가 용이해지도록 하였다. 그 결과, 본 발명에서는 실란결합제를 추가로 사용하여 제품의 사용 온도 범위에서는 보다 우수한 접착력을 제공할 수 있으며 박리가 필요한 경우에는 가열에 의하여 용이하게 박리될 수 있는 점착제를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 실란결합제는 점착성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.01~5.0 중량부 만큼 사용될 수 있다. 상기 실란결합제는 점착제의 점착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 0.01 중량부보다 작은 실란결합제의 사용은 점착제의 접착특성 향상 효과가 미약하며, 5.0 중량부 보다 많은 실란결합제의 첨가는 잉여로 남은 실란결합제가 점착제 표면으로 이행하여 가소제 역할을 하게 될 수도 있는 바 오히려 접착력을 감소시킬 우려가 있어, 실시의 편의를 위하여 상기 범위의 양만큼 사용할 수 있다.

한편, 점착제가 적용되는 제품에서 요구되는 물성을 보충하기 위하여, 본 발명에 의한 점착제 조성물은 1종 이상의 충진제를 더 포함할 수 있다. 상기 충진제는, 점착제가 적용되는 제품의 작동 또는 점착제의 특성을 저해하지 않는 범위에서 그 종류에 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 충진제의 비제한적인 예로는, 열전도성 충진제, 고분자 미소중공구, 난연성 충진제, 대전 방지제, 전자파흡수 및 차폐용 충진제 등이 있다.

본 발명에 있어서 상기 충진제는 점착성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 0.1-200 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 점착제에 요구되는 특성에 따라 충진제의 첨가량은 변화될 수 있다.

예컨대, 점착제의 열전도성을 향상시키기 위하여 열전도성 충진제를 첨가할 수 있다. 사용할 수 있는 열전도성 충진제의 예로는 산화금속, 수산화금속, 질화금 속, 탄화금속, 붕소 화합물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 최근에 평판형 디스플레이에 적용되는 점착시트에서 특히 요구되고 있는 유연성 및 부드러움성을 증대시키기 위한 방법으로 점착제의 제조과정에서 발포를 일으키는 방법이 있다. 즉, 점착제의 제조과정에서, 발포를 위하여 점착제 제조용 원료 내에 고분자 미소중공구를 분산시킨 후 이를 파열시킴으로써 점착제의 유연성 및 부드러움성을 향상시킬 수 있다. 그런데, 점착제의 제조과정에서 가열에 의하여 상기 고분자 미소중공구가 팽창되어 점착제가 탄성 및 부드러움성을 가지게 된다고 하더라도, 상기 고분자 미소중공구는 압축복원력이 크기 때문에 온도가 내려가면 상기 고분자 미소중공구가 수축되어 점착제의 탄성 및 부드러움성이 감소될 수 있다. 따라서, 점착제의 유연성을 증대시키기 위하여 제조과정에서 상기 고분자 미소중공구를 파열시키기도 한다. 이 경우, 미소중공구에 포함되어 있던 가스들이 기포상태로 점착제 내에 포집되어 점착제의 유연성 및 부드러움성을 증가시킬 수 있다. 사용가능한 고분자 미소중공구의 예로는, 아크릴로니트릴 또는 스티렌 계열의 고분자로 이루어진 미소캡슐 내부에 비점이 낮은 펜탄, 부탄 등의 가스가 포함되어 있는 중공구가 있다. 예를 들어, 약 80% 정도 팽창된 구형모양의 고분자 미소중공구를 사용할 수 있다. 고분자 미소중공구가 이들에만 한정되는 것이 아님은 물론이다.

또한, 본 발명에 의한 점착제는 기타 첨가제로서, 예를 들어, 열개시제, 안료, 산화방지제, 자외선 안정제, 분산제, 소포제, 증점제, 가소제, 점착성 부여수지, 광택제, 유기물 결정체, 가스버블 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 점착제를 제조하는 방법으로는 유기용매를 사용하지 않는 방법이 바람직하다. 바람직하게는 광중합 및 경화를 진행시키는 방법을 사용할 수 있으다. 예컨대 용액중합, 유화중합, 현탁중합, 광중합 및 벌크중합 등의 방법을 적용하여 점착성 고분자 수지를 제조하기 위한 단량체들을 예비적으로 부분중합한 후, 여기에 열 발포제를 첨가한 다음 광중합 및 경화를 실시할 수 있다.

본 발명에 의한 점착제의 제조방법에 대한 바람직한 일례로서, 점착성 고분자 수지의 재료가 되는 단량체들을 부분중합하여 점도가 1,000~10,000cPs 정도인 시럽을 제조한 후, 여기에 열발포제 및 충진제와 필요한 경우 가교제, 광개시제, 실란결합제 등을 혼합하고, 광조사를 통하여 추가적인 중합 및 가교를 진행하는 방법이 있다. 상기 시럽을 제조하기 위한 부분중합 단계에서는 열개시제를 이용한 벌크중합 방법을 적용할 수 있다.

상기 점착제의 제조과정에서 가교제를 사용하는 경우, 가교제의 양에 따라 점착제 조성물의 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, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리토리톨트리아크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 1,12-도데칸디올아크릴레이트 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.

상기 점착제의 제조과정에서 광개시제를 사용하는 경우, 광개시제의 양에 따라 점착제 조성물의 중합도를 조절할 수 있다. 상기 광개시제는 점착성 고분자 수 지 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 발명은 또한 상기 점착제를 시트화하여 제조된 점착시트를 제공한다.

상기 점착시트 제조방법의 일례로서 다음과 같은 방법이 있다.

점착성 고분자 수지의 재료가 되는 단량체, 예를 들어 점착성 고분자 수지로서 아크릴계 고분자 수지의 재료가 되는 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 이 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체를 부분중합하여 점도가 1,000~10,000 cPs인 시럽을 제조한다. 여기에 열발포제 및 기타 충진제로서 전술한 열전도성 충진제, 가교제, 광개시제 및 필요한 경우 실란결합제 등을 첨가한 후 교반 혼합한다. 이어서, 이 혼합물을 시트형태의 기재에 도포한 후 광 조사에 의하여 추가적인 중합 및 가교를 진행하여 점착시트를 제조할 수 있다. 상기 혼합물의 도포 과정에서 혼합물을 기재의 한면 또는 양면에 도포하는 것에 의하여 단면 또는 양면 점착시트로 제조할 수 있다. 상기 시럽을 제조하기 위한 부분중합 단계에서는 열개시제를 이용한 벌크중합 방법을 적용할 수 있다. 또한 광조사 단계에서는 광으로서 자외선을 적용할 수 있다.

본 발명에서는 점착성 고분자 수지로서, 점착제 제조과정에서 유기용제가 사용될 필요가 없는 고분자 수지, 예를 들어 아크릴계 수지를 사용하고, 또한 점착제 의 제조과정에서 발포제가 첨가된 이후에는 광경화 방법을 적용하기 때문에 열발포제가 발포력을 상실할 우려가 없다.

상기 점착시트의 제조에서 사용될 수 있는 시트형상의 기재의 재료로는 플라스틱, 종이, 부직포, 유리, 금속 등이 있으며, 상기 기재의 일례로서 플라스틱의 일종인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기재로서 이형필름을 사용할 수 있다. 상기 기재의 두께는 1㎛~1mm가 일반적이지만 기재의 두께가 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기 점착시트의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 50㎛~2mm인 것이 바람직하다. 50㎛보다 얇으면 상기 점착시트를 넓은 면적을 갖는 피착물에 부착할 경우 접착이 제대로 이루어지지 않은 부분이 많이 생겨 바람직하지 않으며, 2mm 보다 두꺼우면 점착시트의 열 저항성등이 커질 우려가 있으며, 점착제 제조에 필요이상으로 많은 양의 재료가 소모될 우려가 있다.

<실시예>

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예에서 본 발명에 의한 점착제는 시트화되어 점착시트 형태로 제조된 것을 예로 들었다.

<실시예 1>

2-에틸 헥실 아크릴레이트 95부(여기서 '부'는 점착성 고분자 수지 100 중량 부를 기준으로 한 중량부를 의미하며, 이하 동일하다)와 극성 단량체인 아크릴산 5부를 1 리터 유리 반응기에서 열에 의하여 부분 중합시켜 점도 2000 cPs인 시럽을 얻었다. 얻어진 시럽 100부에 광개시제인 이가큐어-651(α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논) 0.2부, 가교제인 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 0.65부를 혼합한 후 충분히 교반하였다.

상기 혼합물에 열전도성 충진제로서 입경이 약 70㎛인 수산화알루미늄 100부와 열발포제로서 발포개시 온도가 160℃인 P,P'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazine) (CELLCOM-OBSH, 금양㈜) 5부를 첨가하고 균일해질 때까지 충분히 교반하였다. 이 혼합물을 진공펌프를 이용하여 감압 탈포한 후에 나이프코팅을 이용하여 폴리에스테르 이형필름 위에 두께 1mm로 코팅하였다. 이때 산소를 차단하기 위해 폴리에스테르 필름을 코팅층의 위에 씌웠다. 이후 블랙형광등 램프를 3분간 조사하여 열전도성 충진제를 포함하는 점착시트를 제조하였다.

<실시예 2>

열발포제로서 P,P'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazine) (CELLCOM-OBSH, 금양㈜) 1부를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<실시예 3>

발포개시 온도가 200℃인 열발포제 azodicarbonamide (CELLCOM-AC, 금양㈜) 5부를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<실시예 4>

발포개시 온도가 200℃인 열발포제 azodicarbonamide (CELLCOM-AC, 금양㈜) 5부를 사용하고, 에폭시계열의 실란결합제인 A-187 0.1부를 추가적으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<실시예 5>

상기 실시예 1과 같은 방법으로 실시하되, 파열온도가 140℃인 고분자 미소중공구 (F-50ED-IMPROVED, 마쯔모토사) 1.0부를 추가적으로 사용하고 또한, 열발포제로서 발포개시 온도가 160℃인 P,P'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazine) (CELLCOM-OBSH, 금양㈜) 3부를 사용하며, 아울러 실시예 1의 제조과정에 따른 코팅 및 경화 후 140℃에서 가열처리를 추가로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<실시예 6>

고분자 미소중공구로서 092DET-40(Akzo Nobel사) 1.0를 사용하고 열발포제로서 azodicarbonamide (CELLCOM-AC, 금양㈜) 3부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<비교예 1>

열발포제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<비교예 2>

열발포제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

<비교예 3>

열발포제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 점착시트를 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 사용한 재료를 하기 표 1에 요약하였다.

	열전도성 충진제	충진제의 입경(㎛)	충진제의 중량부	열발포제	열발포제 중량부	실란결합제 중량부	고분자 미소중공구
실시예 1	Al(OH)₃	70	100	OBSH	5	-	-
실시예 2	Al(OH)₃	70	100	OBSH	1	-	-
실시예 3	Al(OH)₃	70	100	AC	5	-	-
실시예 4	Al(OH)₃	70	100	AC	5	0.1	-
실시예 5	Al(OH)₃	70	100	OBSH	3	-	1.0
실시예 6	Al(OH)₃	70	100	AC	3	-	1.0
비교예 1	Al(OH)₃	70	100	-	-	-	-
비교예 2	Al(OH)₃	70	100	-	-	0.1	-
비교예 3	Al(OH)₃	70	100	-	-	-	1.0

OBSH: P,P'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazine)

AC: azodicarbonamide

<시험예 1> 점착시트의 물성 평가

1.접착력 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 점착시트의 유리판에 대한 180도 방향의 접착력을 JISZ1541에 근거하여 측정하였다. 온도에 따른 접착력의 변화는 각 측정온도에서 3분 이상 방치한 후 측정된 값이다.

2.재박리 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 점착시트를 약 180 mm x 180 mm의 크기로 절단하고 두께가 2mm이고 크기가 200 mm x 200 mm인 알루미늄에 2kg의 롤러로 도포하였다. 이어서 두께가 1mm이고 크기가 200 mm x 200 mm인 유리를 점착시트 위에 올려놓고 접착면적이 100%에 가깝게 되도록 하기 위하여 1kg 추를 10개 올려놓고 3분간 눌러 주었다. 이후 실시예 1, 실시예 2, 실시예 5, 실시예 6에 의해 제조된 점착시트는 160℃ 오븐에서 10분간, 실시예 3, 실시예 4, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3에 의해 제조된 점착시트는 200℃에서 10분간 유지시켰다. 이후 점착시트와 유리 및 알루미늄 기재와의 박리현상을 관찰하였다.

3. 열전도율 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 점착시트를 약 60 mm x 120 mm의 크기로 절단하고, 이 샘플의 열전도율을 교토전자 공업㈜제 신속 열전도율 측정기 QTM-500을 사용하여 측정하였다.

실시예 및 비교예에서 제조된 열전도성 감압 점착시트의 물성 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2	비교예 3
온도에 따른 접착력 (kg/in)	25℃	1250	1305	1275	2050	1510	1611	1564	2678	1802
	50℃	875	904	865	1565	932	892	1001	1982	1095
	90℃	552	612	575	1011	645	603	673	1366	735
	130℃	159	240	182	640	167	102	287	997	377
	160℃	0	15	57	321	3	0	102	543	159
	180℃		0	18	96	0		54	271	65
	200℃			0	12			26	120	11
열전도도(W/mK)		0.43	0.47	0.44	0.44	0.37	0.36	0.48	0.48	0.34

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예에서 제조된 점착시트는 상온에서 유리기재에 대해 1200 g/in를 초과한 높은 접착력을 나타내었으며, 플라즈마 디스플레이의 최고 허용 작동 온도인 90℃ 부근에서 높은 접착력을 유지하였다. 그리고, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 5, 실시예 6의 점착시트는 160℃ 이상에서 접착력이 거의 0에 도달하여 박리가 용이함을 알 수 있다. 한편, 재박리 시험에 있어서도, 도 1에서 보는 바와 같이 실시예 1에 의한 점착시트의 경우 상기 점착시트가 유리 및 알루미늄 기재로부터 자연스럽게 분리되었다.

열발포제의 분해 온도가 200℃ 정도로 높은 열발포제를 사용한 실시예 3에서는 접착력이 온도에 민감하게 급격히 감소하였으나, 플라즈마 디스플레이의 최고 허용 작동 온도인 90℃ 부근에서 높은 접착력을 유지하였으며, 200℃ 부근에서 접착력이 0에 도달하였다. 재박리 시험에 있어서도, 도 2에서 보는 바와 같이 점착시트가 유리 및 알루미늄 기재에서 자연스럽게 분리되어 박리성이 매우 우수함을 확인하였다.

또한 접착력을 향상시키고자 일반적으로 사용되는 실란결합제를 사용하여 점착시트를 제조한 실시예 4의 경우에도, 열발포제를 포함하고 있기 때문에 200℃ 부근에서 접착력이 거의 0에 도달하였다. 종래 실란결합제를 사용하는 점착제의 경우 피착체와의 접착력이 강하여 아무리 열을 높이 올려도 점착제를 박리시키기가 매우 어려웠으나, 본 발명에서는 열발포제를 점착제에 포함시킴으로서 박리가 매우 용이하게 일어남을 알 수 있다.

반면, 상기의 비교예에 의해 제조된 점착제는 온도 상승에 따라 접착력이 감소하기는 하였지만 감소의 160℃ 또는 200℃의 온도에서 여전히 어느 정도 접착력을 가짐을 알 수 있다. 재박리 시험에 있어서도 비교예 1에 의한 점착시트의 경우 200℃ 온도에서 박리시험을 하였음에도 불구하고, 도 3에서 보는 바와 같이 실시예에서 제조된 점착제와는 달리 온도 상승만으로는 유리 및 알루미늄 기재로부터 자연스런 완전한 분리가 일어나지 않았다.

한편, 비교예 3에서 알 수 있는 바와 같이, 고분자 미소중공구가 분산된 점착시트에서도 열발포제를 함유하지 않으면 재박리 특성이 확보되기 어려움을 알 수 있었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예에서 제조된 점착제시트는 열발포제를 포함하고 있음에도 불구하고 열전도도가 0.35 W/mK 이상으로서, 비교예에서 제조된 점착제와 유사하게 높은 열전도도를 유지하였다. 이와 같이, 점착제에 열발포제를 첨가하더라도 박리성 이외의 다른 물성에는 큰 영향이 없음을 알 수 있다. 또한, 고분자 기지내부에 미소중공구를 분산시켜 제조된 점착제(실시예 5, 6)의 경우에도 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시트로 사용되는 통상적인 방열시트용 점착제에 요구되는 열전도성을 가진다. 참고로, 이러한 점착제는 발포형 점착제이기 때문에 개선된 유연성으로 인하여 평판형 기재에로의 부착면적 상승에 의해 열전달 효율은 더욱 개선될 것으로 판단된다.

본 발명에 따른 점착제 및 점착시트는 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 열발포제를 포함함으로써, 점착제가 사용되는 제품의 허용 동작 온도 범위에서는 우수한 접착성을 유지하면서도 점착제가 사용되는 제품의 최대 허용 작동 온도 범위를 초과하여 일정온도에 도달하면 접착력이 급격히 감소하여 철사줄과 같은 와이어를 사용하지 않고도 피착체로부터 용이하 게 분리해 낼 수 있다. 더불어 실란결합제와 같은 접착력을 향상시키기 위한 첨가제를 사용하는 점착시트에 있어서도 열발포제를 포함시킴으로서 재박리가 가능하다. 따라서, 본 발명의 점착제 및 점착시트는 접착력 및 열전도도 등에 관하여 엄격한 규격의 성능이 요구되는 플라즈마 디스플레이 패널 같은 제품의 접착에 사용되어 우수한 접착력을 제공할 수 있을 뿐 아니라 재작업시에는 전자부품을 안전하게 분리될 수 있다.

Claims

점착성 고분자 수지;

발포 개시온도가 점착제가 사용되는 제품의 최고 허용 작동 온도보다 높은 열발포제; 및

실란결합제;

를 포함하는 박리 가능한 점착제.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 실란결합제는 상기 점착성 고분자 수지 100중량부에 대하여 0.01~5.0 중량부 만큼 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 입자크기가 1.0~100㎛인 고체 입자임을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 발포 개시온도 이상의 온도에서 열분해하여 가스를 방출하는 고체 물질임을 특징으로 하는 점착제
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 상기 점착성 고분자 수지 100중량부에 대하여 0.5~50 중량부 만큼 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 발포개시 온도가 점착제가 사용되는 제품 의 최고 허용 동작 온도보다 10℃ 이상 높은 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 발포개시 온도가 100℃ 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 열분해에 의한 분해가스량이 100ml/g 이상인 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 열발포제는 탄산카르보늄, 탄산수소나트륨, 아초산암모늄, 수소화불소나트륨, 아지드 화합물, 염화불소알칸, 아조계 화합물, 히드라지드계 화합물, 세미카바지드계 화합물 및 N-니트로소계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 상기 점착성 고분자 수지는 아크릴계 고분자 수지임을 특징으로 하는 점착제.
제 11항에 있어서, 상기 아크릴계 고분자 수지는 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체가 공중합된 고분자인 것임을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 고분자 미소중공구 및 열전도성 충진제 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제.
제 13항에 있어서, 상기 고분자 미소중공구는 점착성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부 만큼 포함되고, 상기 열전도성 충진제는 점착성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 50~200 중량부 만큼 포함되는 것을 특징으로 하는 점착제.
제 13항에 있어서, 상기 열전도성 충진제는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속 및 붕소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 점착제.
제 1항에 있어서, 유기물 난연제, 무기물 난연제, 대전 방지제, 전자파 차폐 및 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 충진제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제.
제 1항 및 제 3항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 의한 점착제를 기재의 일면 또는 양면에 도포하여 시트화된 점착시트.
제 17항에 있어서, 상기 기재는 플라스틱, 종이, 부직포, 유리 또는 금속에 의하여 형성된 것임을 특징으로 하는 점착시트.
제 17항에 있어서, 상기 기재는 이형필름인 것을 특징으로 하는 점착시트.
탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체를 부분중합하여 점도 1,000~10,000cPs의 시럽을 제조하는 단계;

상기 시럽에 열발포제 및 실란결합제를 첨가한 후 혼합 및 교반하여 시럽 혼합물을 제조하는 단계;

상기 혼합물을 기재의 일면 또는 양면에 도포하는 단계; 및

상기 혼합물에 빛을 조사하여 중합 및 가교를 진행하는 단계;

를 포함하는 점착시트의 제조방법.
제 20항에 있어서, 상기 시럽을 제조하는 단계에서는 열중합 방법을 적용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
삭제
제 20항에 있어서, 상기 실란결합제는 상기 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체의 혼합중량 100중량부에 대하여 0.01~5.0 중량부 만큼 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.