KR101289511B1 - 자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법 - Google Patents

자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법에 관한 것으로, 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제로 키를 휴대폰의 키패드에 접착하여, 열가소성 폴리우레탄 패드의 낮은 자외선 투과율을 극복하고 높은 경화율을 달성할 수 있으며 접착력을 우수하게 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 경화된 자외선 경화형 접착제는 순간접착제보다 낮은 경도의 물성으로 클릭감을 개선할 수 있는 부가적인 특성도 얻을 수 있는 효과가 있다.
발광다이오드, 광출력, 마이크로렌즈, 오목렌즈, 전반사

Description

자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법 { UV cured adhesive, keypad structure for mobole phone and method for bonding key to keypad }
도 1은 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착된 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 2는 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착된 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 3은 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4는 본 발명에 따라 합성된 올리고머의 구조도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 키패드 111,112,113 : 키
120 : 자외선 경화형 접착제 151,152,153 : 액츄에이터
160,171,172,173 : 인쇄층
본 발명은 자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키와 키패드의 접착력을 향상시킬 수 있는 자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대폰은 다양한 기능을 수행하는 키(Key)들이 구비되어 있고, 이 키는 키패드에 의해 일체로 형성되어 있다.
이러한 키는 휴대폰 사용자가 필요한 키를 선택하여 누름으로써 통신을 수행하거나 필요한 정보를 휴대폰으로부터 획득할 수 있는 것이다.
한편, 휴대폰용 키패드는 실리콘 러버, 열가소성 폴리우레탄 러버, PET, 메탈 등 여러 가지가 사용되고 있으며, 그 중 실리콘 러버가 가장 많이 사용되고 있다.
최근에는 폴리우레탄 재질로 서서히 그 적용이 변화되고 있다.
기존의 실리콘 러버는 폴리카보네이트 재질의 키와 접착할 때 순간접착제와 부착력 향상을 위해 프라이머를 혼용하여 사용하였다.
하지만 기존의 순간접착제를 활용하는 공정에서는 순간접착제가 수분에 매우 민감하기 때문에 백화 현상이 발생되었고, 급속 경화로 인해 스크린 인쇄가 불가능하는 등 생산성의 저하와 불량률 증가를 초래하였다.
또한, 짧은 분자쇄 단량체들의 경화물이기 때문에 높은 경도로 인하여 키의 클릭감을 저해하는 단점이 있다.
이러한 다양한 이유로 휴대폰 키패드 공정에서 순간접착제의 활용 공정은 자외선 경화형 접착제로 전향되어 가고 있다.
현재, 적용되고 있는 실리콘 러버용 자외선 경화형 접착제는 코로나 처리, 불꽃처리, 프라이머등 전처리를 해야만 접착이 가능하다.
그러나, 열가소성 폴리우레탄 재질의 패드면과 키간의 접착에 있어서 자외선 경화형 접착제의 사용은 불가능하다.
그 이유는 실리콘 러버는 300nm의 단파장까지 자외선이 투과되지만, 열가소성 폴리우레탄 재질의 패드는 360nm 영역 이하의 자외선은 투과되지 않기 때문에 접착제의 경화 특성이 매우 저조하다.
미경화된 접착제의 접착력은 휴대폰 키패드의 접착력 기준인 2~10kgf에 도달하지 못한다.
또한 실리콘 러버와 키간 접착을 위해 사용되는 기존의 일반적인 자외선 경화형 접착제의 주요 구성 성분인 우레탄 (메타)아크릴레이트 프레폴리머는 폴리에테르 계열의 고분자로 이루어져 있으며, 열가소성 폴리우레탄 패드의 폴리우레탄 면과 키간의 접착에 적용시 접착력이 요구 수준에 맞도록 발현되지 않는다.
더불어, 다양한 칼라(Color)가 형성된 폴리우레탄 패드의 경우 각각 칼라별 잉크에 포함된 고분자 바인더 및 안료 입자들의 자외선 흡수 작용에 의하여 자외선 경화에 의한 접착이 더욱 어렵거나 불가능하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 자외선 경화형 접착제로 키를 휴대폰의 키패드에 접착하여, 열가소성 폴리우레탄 패드의 낮은 자외선 투과율을 극복하고 높은 경화율을 달성할 수 있으며 접착력을 우수하게 할 수 있는 자외선 경화형 접착제, 그를 이용한 휴대폰 키패드 구조 및 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%;
아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%;
광개시제 1 ~ 10 중량% 및;
증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
숫자 또는 문자를 입력하기 위한 키들이 접착되어 있는 휴대폰 키패드 구조에 있어서,
상기 키들은 자외선 경화형 접착제로 키패드에 접착되어 있고,
상기 자외선 경화형 접착제는 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대폰 키패드 구조가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제를 준비하는 단계와;
휴대폰용 키패드에 자외선 경화형 접착제를 도포하고 키를 접착하는 단계와;
자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 단계로 이루어진 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착된 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 휴대폰의 키들(111,112,113)은 키패드(100)에 접착되어 있다.
이때, 본 발명은 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제를 사용하여, 키들(111,112,113)을 키패 드(100)에 접착시키는 것이다.
그리고, 상기 키들(111,112,113)은 폴리카보네이트로 만들어진 것이 바람직하고, 상기 키패드(100)는 열가소성 폴리우레탄 패드로 만들어진 것이 바람직하다.
이러한, 휴대폰 키패드는 사용자가 원하는 키를 누르면, 키신호 발생을 위하여 키패드(100) 하부의 액츄에이터(151,152,153)는 동작된다.
물론, 각 액츄에이터(151,152,153) 하부에는 돔(Dome) 접점이 구비되어 있다.
상기 액츄에이터와 돔 접점은 본 발명의 요부와는 관련성이 적고, 자유롭게 설계변경할 수 있는 것이므로, 상세한 기재를 하지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착된 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 휴대폰의 키들(111,112,113) 하부에는 인쇄층(171,172,173)이 형성되어 있고, 키패드(100) 상부에도 인쇄층(160)이 형성되어 있으며, 상기 인쇄층(171,172,173)이 포함된 키들(111,112,113)면(面)이 자외선 경화형 접착제로 상기 키패드(100)의 인쇄층(160)에 접착되어 있다.
여기서, 상기 키들(111,112,113) 하부에 형성된 인쇄층(171,172,173)은 숫자 또는 문자가 인쇄된 것이고, 그 인쇄층(171,172,173)은 비닐 우레탄 계열의 수지 또는 폴리우레탄 계열의 수지로 이루어진 잉크가 코팅되어 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 키패드(100) 상부에 형성된 인쇄층(160)은 백색, 적색, 청색, 녹색, 오렌지 색 등이 인쇄된 것이 바람직하나, 다른 색도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 자외선 경화형 접착제를 이용하여 휴대폰의 키가 키패드에 접착시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 먼저, 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제를 준비한다.(S10단계)
그 후, 휴대폰용 키패드에 자외선 경화형 접착제를 도포하고 키를 접착한다.(S20단계)
연이어, 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 접착제를 경화시킨다.(S30단계)
여기서, 상기 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 자외선 파장은 380㎚ ~ 420㎚인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 자외선 경화형 접착제는, 파장수(Wavenumber)가 1575~1589cm-1, 1599~1605cm-1, 2869~2879cm-1, 2940~2955cm-1인 분광 피크(Peak)을 동시에 가지는 것이 바람직하다.
전술된 바와 같은 자외선 경화형 접착제의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 디이소시아네이트와 폴리올을 반응기에서 혼합하여 반응시켜 우레탄 올리고머 또는 우레탄 프레폴리머를 합성시킨다.
그 다음, 아크릴레이트 모노머를 반응기 내부에 투입시킨 뒤, 60 ~ 80℃의 반응온도에서 상기 아크릴레이트 모노머와 우레탄 올리고머 또는 우레탄 프레폴리머를 반응시켜 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머를 합성한다.
반응이 끝난 후, 합성된 올리고머의 구조는 도 4에 도시되어 있다.
도 4의 구조에서, m과 n은 정수를 나타낸다.
상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 수평균분자량이 1,000 내지 30,000 범위의 것이 바람직한데, 이는 올리고머의 분자량이 1,000 미만인 경우에는 수축이 일어날 수 있으며, 자외선 경화 시, 높은 경화 밀도에 의해 높은 경도의 물성으로 인해 클릭감각이 떨어질 가능성이 있다.
그리고, 올리고머의 분자량이 30,000을 초과하는 경우에는 기포 제거에 어려움이 발생되고, 고점도의 올리고머에 의해 사용되는 모노머의 함량이 줄어 피착재와의 젖음성이 저하되기 때문이다.
그리고, 디이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 합성한 우레탄 올리고머 또는 우레탄 프레폴리머의 말단에 자외선에 의해 분해된 광개시제로부터 발생되는 라디칼과의 반응으로 아크릴반응을 유도할 수 있도록 이중 결합을 도입하는 방법은 우레탄 프레폴리머 1몰에 대해 1~2 몰의 아크릴레이트 모노머를 투입하여 반응시키는 프레폴리머법을 이용한다.
이때, 상기 아크릴레이트 모노머는 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시부틸아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 중 하나를 사용하는 것이 바람직하 다.
또한, 상기 디이소시아네이트로는 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트의 이성질체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2-비스-4'-프로판이소시아네이트, 6-이소프로필-1,3-페닐디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-퓨마레이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 4,4'-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트 중 하나를 사용한다.
그리고, 더 바람직하게는 상기 디이소시아네이트는 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 2,4-톨루엔디이소시아네이트의 이성질체, 이소포론디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트 등을 사용하는 편이 좋다.
그리고, 폴리올은 단분자 디올류로서 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산 디메타놀, 비스페놀A, 비스페놀F, 환원비스페놀A, 환원비스페놀F, 디사이클로펜타 디올과 트리사이클로데칸디올 중 어느 하나를 사용한다.
또는, 상기 폴리올은 분자 내에 3개 이상의 수산기를 갖는 화합물, 즉, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 솔보 스(sorbose), 솔비톨(sorbitol) 중에서 선택되는 1종 이상을 혼합한 것을 사용할 수 있다.
게다가, 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 중 하나이거나 또는 적어도 2 이상이 혼합된 것, 또는 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 중 하나가 단분자 디올과 혼합된 것을 사용한다.
상기 폴리에스테르 폴리올로는 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 3-메틸-1,8-옥탄다이올 중 하나인 것 또는, 산과 단분자디올이 반응되어 생성된 폴리에스테르 폴리올 또는, 그들의 공중합체를 사용한다.
상기 산은 프탈릭산, 이소프탈릭산, 테레프탈릭산, 말레익산, 퓨말릭산, 아디픽산, 세바식산 중 하나이다.
상기 폴리카보네이트 폴리올로는 1,6-헥산(펜탄,부탄)폴리카보네이트를 사용한다.
그리고, 폴리카프로락톤 폴리올은 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 테트라메틸렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 1,2-폴리부틸렌글리콜, 1,6-헥산다이올, 네오펜틸글 리콜, 1,4-사이클로헥산디메타놀 중 하나의 다이올과 ε-카프로락톤이 반응하여 생성된 것을 사용한다.
또한, 자외선 경화형 아크릴레이트 모노머 중, 단관능성 모노머로는 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트, t-옥틸아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아마이드, N-비닐카프로락탐, N-비닐피롤리돈, 아크릴로일 모폴린, 이소부톡시메틸아크릴아마이드, 디아세톤아크릴아마이드, 보닐아크릴레이트, 아이소보닐아크릴레이트, 트리사이클로테카닐아크릴레이트, 디사이클로펜타닐아크릴레이트, 디사이클로펜타디엔아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에폭시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트, 스티어릴아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 운데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 2-하이드록시부틸아크 릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 7-아미노-3,7-디메틸옥틸아크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아마이드와 N,N'-디메틸-아미노프로필아크릴레이트 중 하나를 사용한다.
그리고, 자외선 경화형 아크릴레이트 모노머 중, 다관능성 모노머로는 트리메틸올 프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에틸렌그리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸아크릴레이트, 트리사이클로데칸디메타놀디아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 디아크릴레이트와 트리사이클로데칸디메타놀디아크릴레이트 중 하나를 사용한다.
본 발명의 조성물은 광개시제를 필요로 하며, 그 광개시제로는 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 잔톤, 벤즈알데하이드, 안트라퀴논, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 벤조인 프로필 에테르, 벤조인에틸 에테르, 1-(4-이소프로필-페놀)-2-히드록시-2-메틸 프로판-1-온, 티오잔톤 중 하나이다.
예를 들어, 상기 광개시제를 상업용으로 공급되는 제품인 Irgacure 127, 184, 250, 369, 379, 651, 500, 754, 784, 819, 819DW, 907, 1300, 1700, 1800, 2022, 2100, 2959(시바가이기사) 등과 Darocure MBF, 1116, 1173(머크사), 4265, TPO, Lucirine LR8728(바스프사), Ubecyl-936(유씨비사)들 중, 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고, 디에틸아민과 같은 광증감제도 소량 첨가될 수 있다.
또한, 본 발명의 휴대폰용 키패드 재질 중 열가소성 폴리우레탄 패드와 폴리카보네이트 키의 자외선 경화형 접착제 조성물은 상기 조성 외에 열 중합금지제, 웨팅 에이전트(Wetting agent), 소포제 등이 더 첨가될 수 있다.
예를 들면, 열중합금지제는 열에 의한 라디칼의 생성으로 보관중에 반응이 진행되어 겔화되는 것을 방지하기 위한 것으로 메톡시 에틸 하이드록시 퀴논, 하이드로 퀴논 등을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 웨팅 에이전트는 피착면에 표면장력이 낮을 때 접착제의 표면장력을 떨어뜨려 퍼짐성을 향상시키기 위한 것이다.
소포제는 스크린과 패드 사이에 발생하는 와류에 의해 발생되는 기포의 원활한 제거를 위해 첨가되는 것으로 BYK(독일, 비크사)A530, 011, 018, 019, 020, 021, 022, 023, 024, 025, 028, 031, 032, 033, 034, 035, 036, 037, 038, 044, 045, 094, 1610, 1615, 051, 052, 053, 055, 057, 060N, 065, 066N, 067N, 070, 071, 080, 088, 141와 TEGO(독일)Airex900, Airex901, Airex910, Airex920, Airex931, Airex935, Airex960, Airex970, Airex980, Airex985, Foamax800, Foamax805, Foamax815, Foamax825, Foamax835, Foamax1435, Foamax1488, Foamax1495, Foamax7447, Foamax8020, Foamax8030, Foamax810, Foamax840, Foamax3062, FoamaxN, FoamaxK 3, FoamaxKS 4, Foamax842,와 EFKA사의 2018, 2020, 2021, 2022,2023, 2025, 2028, 2035, 2038, 2040, 2048, 2526, 2527, 2550, 2720, 2721, 2722, 2723, 등을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 설명할 것이나, 후술되는 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(합성예)
교반기가 달린 3리터 둥근바닥 플라스크에 348.0g(2 mole)의 2,4-톨루엔 디이소시아네이트와 0.15g의 디부틸틴디라우레이트(dibutyltindilaurate)를 넣었다. 반응온도를 70℃로 유지한 후, 여기에 수평균 분자량 1000의 폴리 에스테르 폴리올 1000.0g(1 mole)을 2시간 동안 반응기에 투입한 후, 반응온도를 50℃까지 떨어뜨리고 합성중 열에 의해 발생될 수 있는 중합반응 억제제로 1g의 메틸하이드로퀴논을 투입하였다.
그 다음, 260.0g(2 mole)의 2-하이드록시에틸아크릴레이트를 투입하여 반응을 진행시켰다.
투입이 끝난 후 2시간 동안은 70℃로 반응온도를 유지하면서 반응의 종료는 적외선 분광기로 2270cm-1의 NCO피크가 사라지는 것을 확인하여 하이드록시기가 이소시아네이트와 반응한 것을 알 수 있었고 올리고머의 수평균 분자량은 겔퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 1,600g/mol임을 확인하였다.
이렇게 하여 투입비율에 따른 평균우레탄 결합수가 4인 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머가 합성되었음을 알 수 있었다.
(실시예)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고 아이소보닐아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필아크릴레이트 10그램(g), 광증감제 2그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다.
30분 교반 후 150 메시(Mesh) 필터를 이용하여 여과시켰다. 25℃에서 2000cps의 점도를 갖는 휴대폰용 열가소성 폴리우레탄 패드와 폴리카보네이트 키의 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(물성시험)
① 접착력 평가
암나사를 접착된 키의 상단부위에 순간접착제로 고정시킨 후, 인장 시험기를 이용하여 키패드의 접착 강도를 측정하였다.
② 경화도 측정1
각각의 접착제 조성물을 바코터(Bar coater)를 이용하여 100㎛ 두께의 도막을 형성한 후 열가소성 폴리우레탄 필름을 덮고 Fusion사의 경화기를 이용하여 3J/㎠의 광량에서 경화시킨 후 FT-IR을 이용하여 경화도를 측정하였다.
③ 경화도 측정2
각각의 접착제 조성물을 바코터를 이용하여 100㎛ 두께의 도막을 형성한 후 청색으로 인쇄된 열가소성 폴리우레탄 필름을 덮고 Fusion사의 경화기를 이용하여 3J/㎠의 광량에서 경화시킨 후 FT-IR을 이용하여 경화도를 측정하였다.
④ 경도 측정
1.3mm 두께의 양면 테이프를 이용하여 1cm ~ 1cm넓이의 틀을 만들고 각각의 접착제 조성물을 붓고 기포를 제거한 후, Fusion사의 경화기를 이용하여 3J/㎠의 광량에서 경화시킨 후 쇼(Shore) 경도계 A타입을 이용하여 경도를 측정하였다.
(합성 비교예)
위의 합성예와 동일한 방법이며, 사용된 폴리올만 폴리에테르 타입의 분자량 1000짜리를 사용하여 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머를 합성하였다.
(비교예1)
교반기가 달린 배합기에 합성 비교예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고, 아이소보닐아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필아크릴레이트 10그램(g), 광증감제 2그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다.
30분 교반 후 150mesh필터를 이용하여 여과시켰다. 25℃에서 1500cps의 점도 를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(비교예1-1)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 30그램(g)을 투입하고, 합성 비교예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 30그램(g)을 투입한 후, 아이소보닐아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필아크릴레이트 10그램(g), 광증감제 2그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g),장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다. 30분 교반 후 150mesh필터를 이용하여 여과시켰다.
25℃에서 1700cps의 점도를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(비교예2)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고, 아이소보닐메타아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터메타아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필메타아크릴레이트 10그램(g), 광증감제 2그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다. 30분 교반 후 150mesh필터를 이용하여 여과시켰다.
25℃에서 2200cps의 점도를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(비교예2-1)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고, 아이소보닐아크릴레이트 10그램(g), 아이소보닐메타아크릴레이트 5그램(g) 폴리에스터아크릴레이트 5그램(g), 폴리에스터메타아크릴레이트 5그램(g) 하이드록시프로필아크릴레이트 5그램(g), 하이드록시프로필메타아크릴레이트 5그램(g), 광증감제 2그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다. 30분 교반 후 150 메시 필터를 이용하여 여과시켰다.
25℃에서 2100cps의 점도를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(비교예3)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고, 아이소보닐아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필아크릴레이트 10그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다. 30분 교반 후 150 메시 필터를 이용하여 여과시켰다.
25℃에서 2000cps의 점도를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
(비교예3-1)
교반기가 달린 배합기에 합성예 1에서 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 60그램(g)을 투입하고, 아이소보닐아크릴레이트 15그램(g), 폴리에스터아크릴레이트 10그램(g), 하이드록시프로필아크릴레이트 10그램(g), 광증감제 1그램(g)을 투입하고 단파장 흡수 개시제 1그램(g), 장파장 흡수 개시제 2그램(g)을 투입하였으며 상온에서 30분 동안 400rpm으로 교반하면서 배합하였다.
30분 교반 후 150 메시 필터를 이용하여 여과시켰다.
25℃에서 2000cps의 점도를 갖는 자외선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
항목 실시예 비교예1 비교예
1-1		 비교예2 비교예
2-1		 비교예
3		 비교예
3-1		 순간
접착제
우레탄 올리고머 합성예 (중량%)
우레탄 올리고머 비교예 (중량%) 아크릴레이트 모노머(중량%)
메타크릴레이트 모노머(중량%)
광개시제 (중량%)
광증감제 (중량%)		 60
-
35
-
3
2		 -
60
35
-
3
2		 30
30
35
-
3
2		 60
-
-
35
3
2		 60
-
20
15
3
2		 60
-
35
-
3
-		 60
-
35
-
3
1		 -
접착력(kgf)
경화도1 (%)
경화도2 (%)
경도		 2~10
90이하
80이하
80		 1~1.5
90이하
80이하
70		 1.5~2
90이하
80이하
75		 0~1
50이하
20이하
70		 1~1.5
80이하
60이하
70		 1.5~2
90이하
60이하
80		 2~5
90이하
70이하
80		 -
-
-
100
전술된 표 1과 같이, 실시예 및 비교예에서 얻어진 접착제 조성물의 물성 평가 결과 폴리에스테르 타입의 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 열가소성 폴리우레탄 패드와의 접착력이 2~10kgf로 우수하였고, 경도도 우수한 특성을 보였다.
그리고, 아크릴레이트 모노머를 사용한 실시예가 메타크릴에이트 모노머를 사용한 비교예 2 및 2-1보다 접착력 및 경화도 특성이 우수하여, 메타크릴레이트의 모노머를 아크릴레이트 모노머로 대체시 열가소성 폴리우레탄 패드의 저조한 자외선 투과율을 극복할 수 있었다.
또한, 광증감제의 혼용은 인쇄된 패드에 적용시 접착제의 경화 효율을 향상 시켰다.
이상의 결과에서도 알 수 있듯이 휴대폰에 적용되는 열가소성 폴리우레탄 패드와 폴리카보네이트 키의 자외선 경화형 접착제로 적합한 조성물임을 알 수 있었다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제로 키를 휴대폰의 키패드에 접착하여, 열가소성 폴리우레탄 패드의 낮은 자외선 투과율을 극복하고 높은 경화율을 달성할 수 있으며 접착력을 우수하게 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 경화된 자외선 경화형 접착제는 순간접착제보다 낮은 경도의 물성으로 클릭감을 개선할 수 있는 부가적인 특성도 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 ~ 70 중량%; 아크릴레이트 모너머 15 ~ 40%; 광개시제 1 ~ 10 중량% 및; 증감제와 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 함유하고 있는 자외선 경화형 접착제를 준비하는 단계와;
    휴대폰용 키패드에 자외선 경화형 접착제를 도포하고 키를 접착하는 단계와;
    자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 단계로 이루어지며,
    상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는,
    디이소시아네이트와 폴리올을 반응기에서 혼합하여 반응시켜 우레탄 올리고머 또는 우레탄 프레폴리머를 합성시키는 공정과;
    아크릴레이트 모노머를 반응기 내부에 투입하여 우레탄 올리고머 또는 우레탄 프레폴리머와 반응시켜 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머를 합성하는 공정으로 형성하는 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 키들 하부에 인쇄층이 더 형성되어 있고,
    상기 키패드 상부에 인쇄층이 더 형성되어 있으며,
    상기 키를 접착하는 단계는,
    상기 인쇄층이 포함된 키들 면(面)을 상기 자외선 경화형 접착제로 상기 키패드의 인쇄층에 접착하는 단계인 것을 특징으로 하는 키를 휴대폰의 키패드에 접 착시키는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 자외선 파장은 380㎚ ~ 420㎚인 것을 특징으로 하는 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법.
  13. 삭제
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 모노머는 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시부틸아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 중 하나인 것을 특징으로 하는 키를 휴대 폰의 키패드에 접착시키는 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트로는 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트의 이성질체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2-비스-4'-프로판이소시아네이트, 6-이소프로필-1,3-페닐디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-퓨마레이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 4,4'-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트 중 하나인 것을 특징으로 하는 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법.
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 폴리올은,
    에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산 디메타놀, 비스페놀A, 비스페놀F, 환원비스페놀A, 환원비스페놀F, 디사이클로펜타 디올과 트리사이클로데칸디올 중 어느 하나와;
    글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 솔보스(sorbose), 솔비톨(sorbitol) 중에서 선택되는 1종 이상을 혼합한 것과;
    폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 중 하나이거나 또는 적어도 2 이상이 혼합된 것과;
    폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 중 하나가 단분자 디올과 혼합된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 키를 휴대폰의 키패드에 접착시키는 방법.
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