KR101471361B1

KR101471361B1 - 터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101471361B1
Application number: KR1020140034988A
Authority: KR
Inventors: 이창후
Original assignee: (주)앤디포스
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-12-11
Also published as: KR101552627B1; KR101552630B1; US20180339310A1; KR101661506B1; US20180333745A1; KR101661501B1; US10293366B2; US20180339311A1; US10286420B2; KR101587940B1; US20170152409A1; KR20150109303A; JP2017510696A; US10293367B2; CN106170523B; KR101638077B1; JP2017517617A; JP2017512889A; CN106133089A; CN106133090B

Abstract

본 발명은, 내충격 필러층을 구비하여 얇은 두께이어도 양호한 점착성을 나타내며, 내충격성 및 방수성이 뛰어난 터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법{DOUBLE-SIDED TAPE FOR TOUCH SCREEN PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치스크린의 패널모듈과 액정모듈 사이에 위치하며 얇은 두께이어도 양호한 점착성을 나타내며, 내충격성 및 방수성이 뛰어난 터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전자수첩, 휴대전화, PHS, 카메라, 음악플레이어 등의 휴대전자기기에 있어서는, 정보표시부의 보호패널과 케이스의 첩합(貼合)을 비롯해, 각종 부재나 모듈의 고정에 양면테이프가 사용되고 있다. 상기 양면테이프는 시장에서의 경쟁 우위성을 확보하기 위해서 다양한 기능이 요구되고 있고, 그 하나로 방수성의 기능 부여가 요구되고 있다.

일본공개특허 제2005-187531호에는, 전자기기의 부품고정용으로 사용되는 양면테이프로서, 예를 들면, -40 내지 -15℃의 온도역에 손실정접(tanδ)의 극대 값을 갖고, 특정의 피착체에 대한 면접착 강도가 19N/cm² 이상의 점착제층이 지지체의 양면에 마련된 양면점착시트가 개시되어 있다. 상기 양면점착시트는, 특정의 점착제층을 가짐으로써, 양호한 접착력을 가지며, 물체낙하시의 충격에 의한 부품의 탈락이 생기기 어렵다는 뛰어난 내충격성을 가진다.

그러나, 보호패널과 케이스의 접착과 같이, 강체끼리의 접합에서는, 상기 양면점착시트로는, 피착체와의 접합면에서 완전한 밀착을 얻기 어렵기 때문에, 약간의 간극이 있으면 침수가 생기는 경우가 있었다.

일본공개특허 제2005-281360호에는, 밀착성이 뛰어난 양면 접착 테이프로서, 발포체를 기재로 하고, 손실정접(tanδ)의 극대 값을 나타내는 온도가 -25℃ 이하, 0℃에서의 유지 시험에서의 유지 시간이 24시간 이상의 아크릴계 점착제층을 갖는 양면접착테이프가 개시되어 있다. 상기 양면접착테이프는, 피착체와의 밀착이 뛰어난 것이어서, 부재끼리의 접착시에 부재간을 호적(好適)하게 접합할 수 있다.

그러나, 단지 발포체를 기재로서 사용하는 것만으로는, 부재와 접착제층 계면에 약간의 간극까지 억제하는 것은 어려워, 상기 계면의 일부에라도 물이 침입할 수 있는 간극이나 뜸이 있으면, 거기로부터 물의 침입로가 확대되기 때문에, 우수한 방수성의 실현은 곤란하였다.

특히, 휴대전자기기용으로서는 근래의 화면의 대화면화에 따르는 협액연화(狹額緣化), 더욱이 박형화의 요청에 따라, 좁은 테이프 폭이나 얇은 테이프 두께가 요구되는 경우 충분한 방수성의 부여가 곤란하였다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 터치스크린의 패널모듈과 액정모듈 사이에 위치하며 얇은 두께이어도 양호한 점착성을 나타내며, 내충격성 및 방수성이 뛰어난 터치스크린 패널용 양면테이프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

본 발명에 의한 터치스크린 패널용 양면테이프는, 흑색으로 착색된 기재층; 상기 기재층의 상면에 형성되며, 아크릴 바인더와 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50 중량부의 내충격 필러를 포함하는 내충격 필러층; 상기 내충격 필러층의 상면 및 상기 기재층의 하면에 각각 형성된 제1 및 제2 점착층; 및 상기 제2 점착층의 하면에 형성된 이형층; 을 포함하며, 상기 내충격 필러층의 내충격 필러는 복수의 중공미립자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 중공미립자는, 전체 100중량부에 대하여, 1 내지 3중량부의 2-메틸부탄(2-methyl butane)과 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판(2-methyl propane)을 포함하는 액상탄화수소; 15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 메타크리레이트 인산염(Phosphate methacrylate) 및 알칼리 스트리퍼블 폴리에스터 아크릴레이트(Alkali strippable polyester acrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 를 포함하는 열가소성 소재로 이루어지며, 상기 액상탄화수소를 둘러싸도록 형성된 제1 코팅막; 및 50 내지 80중량부의 탄산칼슘(calcium carbonate)으로 이루어지며, 상기 제1 코팅막을 둘러싸도록 형성된 제2 코팅막;을 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 기재층의 흑색 착색제는 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 내충격 필러층은 흑색으로 착색되며, 상기 흑색 착색제는 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

본 발명에 의한 터치스크린패널용 양면테이프의 제조방법은 기재층을 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함하는 흑색 착색제를 이용하여 흑색으로 착색하는 단계; 상기 기재층의 상면에 아크릴 바인더, 및 복수의 중공미립자를 포함하며 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50중량부의 내충격 필러를 포함하는 페이스트를 도포하여 내충격 필러층을 형성하는 단계; 상기 내충격 필러층의 상면 및 상기 기재층의 하면에 제1 및 제2 점착층을 각각 형성하는 단계; 및 상기 제2 점착층의 하면에 이형층을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 중공미립자는, 전체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 1중량부의 물에 1 내지 3중량부의 2-메틸부탄과 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판을 포함하는 액상탄화수소를 투입하여, 계면활성제를 이용하여 물에 섞이지 않는 액화탄화수소를 분산시키는 단계; 상기 분산된 액화탄화수소액에 상기 중공미립자 100 중량부에 대하여 15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴 및 기타 아크릴의 공중합체를 포함하는 열가소성 소재를 투입하여, 상기 분산된 액화탄화수소를 둘러싸도록 제1 코팅막을 형성하는 단계; 상기 제1 코팅막을 중합시켜서 미전개된 마이크로스페어(unexpanded microsphere)를 마련하는 단계; 상기 미전개된 마이크로스페어를 170 내지 190℃에서 가열하여 팽창시켜 전개된 마이크로스페어(expanded microsphere)를 마련하는 단계; 및 상기 전개된 마이크로스페어를 둘러싸도록 상기 중공미립자 100중량부에 대하여 50 내지 80중량부의 탄산칼슘으로 제2 코팅막을 형성하는 단계; 에 의해 제조된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프는, 얇은 두께이어도 피착체와의 양호한 점착성을 나타내며, 내충격성 및 방수성이 우수하여 밀착 간극으로부터의 물의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에, 박형화가 진행하여, 케이스 내에서의 용적 제한이 엄격하여, 별도의 수(水)밀봉수단을 마련하는 것이 곤란한 휴대전자기기의 터치스크린 패널에 사용시 효과적으로 방수 기능을 부여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프를 나타낸 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예와 비교 예의 점착력 실험 결과를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시 예와 비교 예의 내충격성 실험 결과를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프의 제조방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프에서 내충격 필러층의 내충격 필러를 제조하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프를 나타낸 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프(100)는, 기재층(10, base film); 내충격 필러층(20); 제1 및 제2 점착층(30, 40); 및 이형층(50); 을 포함한다. 이때 터치스크린 패널용 양면테이프(100)는 총 200 내지 300㎛의 두께로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

기재층(10)은 양면테이프(100)의 기재가 되는 층으로, 바람직하게 폴리에틸렌 테레프타레이트(이하, PET라 함; polyethylene terephthalate)로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기재층(10)에 적용되는 프라이머(primer)는 예컨대 우레탄계 등을 적용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 PET는 필요시 점착층 쪽에서 가공 조립의 잘못으로 인한 불량 발생시 손쉽게 양면테이프를 제거한 후 재조립할 수 있는 작업성을 확보하는데 이점을 가진다.

또한, 기재층(10)의 두께는 20 내지 40㎛일 수 있다. 예컨대, 양면테이프(100)의 전체 두께가 250㎛ 이하인 경우, 기재층(10)의 두께는 약 23㎛일 수 있으며, 양면테이프(100)의 전체 두께가 250㎛을 초과하는 경우, 예를 들어 전체 두께가 300㎛ 정도인 경우 기재층(10)의 두께는 약 38㎛일 수 있다.

이때, 기재층(10)의 두께가 20㎛ 미만이면 양면테이프(100)의 내열성이 저하되고 원단이 수축되는 문제가 발생할 수 있으며, 기재층(10)의 두께가 40㎛를 초과하게 되면 내충격 필러층(20), 제1 및 제2 점착층(30, 40) 등이 상대적으로 얇게 형성되어야 하기 때문에, 양면테이프(100)의 내충격성 및 점착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기의 두께를 갖는 기재층(10)의 경우 아크릴이나 유리소재로 이루어진 터치스크린 윈도우 패널 등에 모두 적용이 가능하며, 다만 본 발명의 양면테이프의 기재층 두께가 상기의 수치로 반드시 한정되는 것은 아니다.

또한, 기재층(10)의 표면은 흑색으로 착색될 수 있다. 기재층(10)의 표면을 흑색으로 착색하면 기재층(10)에 차광기능이 부여되어 백라이트 유닛에서 전달된 빛이 디스플레이의 프레임 부위로 새어나가는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 또한, 기재층(10)의 상면 및 하면에 각각 배치된 제1 및 제2 점착층(30, 40)과의 부착력을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 흑색 착색제는 흑색을 구현할 수 있는 카본블랙(carbon black) 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카본블랙은 우레탄계 수지를 바인더로 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 수지는 물성이 안정적이고 아크릴계 점착층과의 부착력이 우수한 성질을 가진다. 본 발명에서 상기 흑색 착색제는 필요시 색깔과 물성에 따라 여러 물질들 중 일부를 혼합하여 제조할 수 있으며, 본 발명의 흑색 착색제가 상기의 특성 성분이나 함량으로 한정되는 것은 아니다.

내충격 필러층(20)은 기재층(10)의 상면에 형성된다. 또한, 내충격 필러층(20)의 두께는 양면테이프(100)의 총 두께에 따라 달라지나, 일반적으로 60 내지 80㎛일 수 있다.

또한, 내충격 필러층(20)의 표면은 필요시 흑색으로 착색될 수 있다. 내충격 필러층(20)의 표면을 흑색으로 착색하면 내충격 필러층(20)에 차광기능이 부여되며, 차광기능으로 인한 일부 불량에 대한 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 이때, 상기 흑색 착색제는 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 종래의 PE-폼 구조를 갖는 양면테이프의 경우 재작업시 PE-폼의 폼이 상하로 접촉된 기재층이나 점착층에 전사되는 현상이 발생하였으나, 본 실시 예의 경우 PE-폼을 사용하지 않으므로, 이러한 문제점이 발생하지 않는다.

또한, 내충격 필러층(20)은 아크릴 바인더(binder)와, 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50중량부의 내충격 필러를 포함하는 페이스트를 기재층(10)의 상면에 도포하여 형성될 수 있다. 상기 아크릴 바인더는 예컨대 아크릴로니트릴로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 내충격 필러층(20)에는 필요시 가교제(Cross linker) 및 점착력 부여제(tackifer) 등의 첨가제가 더 포함될 수 있다. 상기 첨가제는 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부의 양으로 첨가될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 내충격 필러층(20)은 상기 아크릴 바인더에 함유되는 상기 내충격 필러의 함량에 따라 내충격성과 밀도가 변화될 수 있다. 상기 내충격 필러는 불순물이므로 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 50중량부를 초과하면 상기 아크릴 바인더의 결합이 약해져 페이스트가 갈라지고 코팅이 불가해지므로 내충격 필러 본연의 기능을 수행할 수 없게 된다. 또한, 상기 내충격 필러의 함량이 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10중량부 미만인 경우 내충격성 및 내반발성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 상기 내충격 필러는 복수의 저밀도의 중공미립자(21)를 포함한다. 중공미립자(21)는 적당한 쿠션감을 가지며 내충격성을 제공할 수 있다.

중공미립자(21)는 내부에 중공부가 형성된 미립자로서, 다양한 방법으로 다양한 형태로 제작될 수 있다. 바람직한 실시 예에 대하여 아래에서 기술한다.

또한, 중공미립자(21)는, 액상탄화수소, 상기 액상탄화수소를 핵제로 그 외표면을 둘러싸도록 형성된 제1 코팅막만을 포함하거나 또는 상기 제1 코팅막의 외표면을 둘러싸도록 형성된 제2 코팅막을 포함할 수도 있다.

상기 액상탄화수소는, 중공미립자(21) 100중량부에 대하여, 1 내지 3중량부의 2-메틸부탄(2-methyl butane)과 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판(2-methyl propane)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 액상탄화수소에서, 상기 2-메틸부탄의 함량이 1중량부 미만인 경우 중공미립자(21)의 내부팽창이 부족하게 되어 내충격성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 2-메틸부탄의 함량이 3중량부를 초과하는 경우 중공미립자(21)가 과팽창되어 중공미립자(21)가 일정한 형태를 이루지 못하여 균일성이 저하되고 이에 전반적인 물성 저하가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 2-메틸프로판의 함량이 1중량부 미만인 경우 중공미립자(21)의 내부팽창이 부족하게 되어 내충격성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 2-메틸프로판의 함량이 3중량부를 초과하는 경우 중공미립자(21)가 과팽창되어 중공미립자(21)가 일정한 형태를 이루지 못하여 균일성이 저하되고 이에 전반적인 물성 저하가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

상기 제1 코팅막은 열가소성 소재로 이루어질 수 있다. 상기 열가소성 소재는 중공미립자(21) 100중량부에 대하여 15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴(acrylonitrile) 및 기타 아크릴의 공중합체(copolymer)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 열가소성 소재가 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기타 아크릴은 메타크리레이트 인산염(Phosphate methacrylate) 및 알칼리 스트리퍼블 폴리에스터 아크릴레이트(Alkali strippable polyester acrylate) 등을 포함할 수 있다.

이때, 상기 아크릴 공중합체의 함량이 15중량부 미만인 경우 가교 밀도에 영향을 주어 코팅이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 아크릴 중공합체의 함량이 40중량부를 초과하는 경우 내충격 필러의 함량에 영향을 주어 내충격성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

상기 제1 코팅막은 양면테이프(100)에 탄성 및 복원력을 제공하며, 기계적 뒤틀림에 대한 내성을 제공하는 역할을 수행한다. 예컨대, 양면테이프(100)에 약 0.7Mpa의 하중이 반복해서 가해지더라도 상기 제1 코팅막의 탄성 및 복원력에 의해 파손이 발생하지 않는다.

상기 제2 코팅막은 중공미립자(21) 100중량부에 대하여 50 내지 80중량부의 탄산칼슘(calcium carbonate)으로 이루어질 수 있다. 상기 제2 코팅막은 액화탄화수소의 비산성을 개선하고, 상기 제1 코팅막의 수지 내 분산성을 개선하여 중공미립자(21)의 내충격성을 더 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

이때, 상기 탄산칼슘의 함량이 50중량부 미만인 경우 내충격 필러의 비산으로 작업성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 탄산칼슘의 함량이 80중량부를 초과하게 되면 내충격성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 본 실시 예의 중공미립자(21)의 직경은 20 내지 40㎛이며, 이 중 액상탄화수소가 95% 이상을 차지하고, 제1 및 제2 코팅막의 두께는 1㎛ 이하가 될 수 있다. 이는 중공미립자(21)의 직경이 상기 범위 내에서 제품의 균일성을 확보하여 조도를 미세하게 조정하여 제품의 단차 보상 및 점착력의 안정성을 확보할 수 있기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 내충격 필러층(20)은 위와 같이 균일한 직경의 중공미립자(21)를 사용하므로, 전체적인 조도가 양호하고 스폰지처럼 폭신하기 때문에 사출물의 균일하지 않은 조도에서도 잘 메워져 점착력과 신뢰성을 확보할 수 있다. 예컨대, 터치스크린의 패널모듈과 액정모듈의 접합부분에 사용할 때 상기 패널모듈과 액정모듈의 틈새로 쉽게 스며들어 접착력을 높일 수 있다.

제1 및 제2 점착층(30, 40)은 내충격 필러층(20)의 상면 및 기재층(10)의 하면에 각각 형성된다. 제1 및 제2 점착층(30, 40)은 바람직하게 아크릴계 감압성 점착제로 형성될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제1 및 제2 점착층(30, 40)은 피착제에 대해 점착력이 상이할 수 있다. 따라서, 예컨대 제1 점착층(30)은 기재층(10)과 이형층(50) 사이에 형성된 제2 점착층(40)에 비해 약 10㎛ 더 두껍게 형성될 수 있는 등 두께를 상이하게 하여 구성할 수 있다.

또한, 제1 또는 제2 점착층(30, 40)의 두께는 임계 두께까지는 그 두께가 두꺼워질수록 점착력이 상승하므로, 가능한 두께를 두껍게 하여 점착력을 향상시킴은 물론 점착층 자체로 일정한 완충성을 제공할 수 있다. 제1 또는 제2 점착층(30, 40)의 두께가 너무 얇으면 점착성이 저하되고, 제1 또는 제2 점착층(30, 40)의 두께가 너무 두꺼우면 타발 가공시 타발 금형에 영향을 미칠 수 있다.

또한, 제1 및 제2 점착층(30, 40)은 자체의 부드러움(softness)를 가교 밀도를 조정하여 조절함으로써 내충격성을 더 향상시키고 적층 구조에 따른 단차 보상 효과를 제공할 수 있다. 이때, 가교 밀도는 경화제의 종류 및 함량을 조절하여 조정할 수 있다.

이형층(50)은 제2 점착층(40)의 하면에 형성된다. 이형층(50)은 완성된 양면테이프(100)를 보관하거나 운반할 때 이물질이 묻거나 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이형층(50)은 예컨대 종이에 PE 필름을 접합하고 상기 PE 필름 외면에 실리콘이 이형 처리되어 있는 제품을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 아크릴과 실리콘은 상극이라 서로 결합되지 않고 이에 따라 아크릴 점착제일 경우 이형필름을 실리콘 처리된 제품을 사용할 수 있다.

일 예의 경우, 상기 종이의 두께는 70 내지 80㎛일 수 있으며, 상기 PE 필름의 두께는 양면으로 각각 30 내지 40㎛가 사용될 수 있다. 또한, 상기 실리콘의 이형처리는 1㎛ 이하의 박막으로 코팅될 수 있다. 이때, 사용되는 실리콘의 종류에 따라 이형층(50)의 이형력과 전이율의 차이가 발생할 수 있으며, 일반적으로 이형층(50)은 전이율이 90% 이상인 것을 사용하게 된다. 여기서, 상기 전이율은 실리콘이 아크릴 쪽으로 넘어가는 수치를 가리키며 낮을수록 물성의 변화가 작다.

이하, 비교 예와 본 발명의 실시 예의 비교를 통해 본 발명에 따른 양면테이프의 우수한 특성에 대해 설명한다.

비교 예 1은 총 두께 200㎛의 아크릴-폼 구조를 갖는 양면테이프이며, 비교 예 2 내지 4는 PE(폴리에틸렌; polyethylene)-폼(foam) 구조를 갖는 제품의 양면테이프로서 총 두께는 각각 250/200/200㎛이며, 실시 예 1 내지 3은 내충격 필러층을 가지며 총 두께가 각각 200/250/300㎛인 양면테이프이다. 이때, 실시 예 1의 경우 제1 및 제2 점착층의 두께는 60㎛로 하고, 내충격 필러층의 두께도 60㎛로 하였으며, 실시 예 2의 경우 제1 및 제2 점착층의 두께는 70㎛로 하고, 내충격 필러층의 두께도 70㎛로 하였으며, 실시 예 3의 경우 제1 및 제2 점착층의 두께는 90㎛로 하고, 내충격 필러층의 두께는 80㎛로 하였다. 실시 예 1 내지 3 모두 내충격 필러층에서 내충격 필러의 함량은 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 35중량부를 사용하였다.

이하, 실시 예 1 내지 3은 총 두께와 관련이 없는 특성과 같이 필요시에는'실시 예'로 통합하여 설명하기로 한다.

점착력 실험은, 일명 ASTM D 3330 테스트로, SUS판, PC판 및 글라스(glass)에 비교 예 및 실시 예의 양면테이프를 2kg의 고무압착롤러를 300mm/min의 속도로 1회 왕복하여 각각 부착하고 30분간 실온에서 방치한 후 양면테이프가 피착제로부터 박리시 힘(gf/25mm)을 측정하였다.도 2를 참조하면, 측정 결과 상면 및 하면 둘 다 유사하게 실시 예 1 내지 3이 비교 예 1 내지 4에 비해 비슷하거나 상대적으로 높은 힘 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 실시 예의 내충격 필러층을 갖는 양면테이프는 아크릴-폼 또는 PE-폼을 갖는 양면테이프(비교 예 1 내지 4)에 비해 비슷하거나 더 우수한 점착성을 갖는 것을 알 수 있다.

따라서, 비교 예들의 경우 이러한 점착성의 차이를 줄이기 위해 접착제를 추가로 사용해야 하며, 이러한 접착제의 사용은 필요시 양면테이프를 피착체로부터 분리하여 재조입하는 재작업이 불가하도록 함은 물론 원가상승 및 제조공정을 복잡하게 하는 등의 여러 가지 문제점을 야기할 수 있다.

내충격성 실험은, 제품에 가해지는 압력에 따른 복원력을 측정한 것이다. 도 3을 참조하면, 측정 결과 실시 예들의 경우 비교 예들에 비해 제품에 가해지는 압력에 따른 두께 변화가 적으며, 제품에 가해지는 압력에 따른 압축율이 적은 것을 확인 할 수 있다. 여기서, 압축 두께(compression thickness)의 단위는 ㎛이며, 압축 하중(compression str.)의 단위는 mPa이며, 압축률(compression rate)의 단위는 %이다. 내충격성 실험에서 PE-폼을 사용하는 종래의 제품은 비교 예 2 및 3만 사용하였다.

일반적으로 양면테이프를 터치스크린 패널에 적용하면 인위적인 충격에 의해 상판과 하판에 균열이나 들뜸이 발생될 수 있다. 실험 결과를 보면, 비교 예들의 경우 저탄성 및 저밀도의 특성과 압력이 가해졌을 때 느린 회복력을 가짐을 알 수 있다. 반면에, 실시 예들의 경우 내충격 필러층의 중공미립자로 이루어진 내충격 필러가 스프링과 같은 역할을 하여 고탄성 및 고밀도의 특성으로 내충격성을 향상시키며, 압력이 가해졌을 때 빠른 회복력을 가짐을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 양면테이프는 비교 예들에 평균 300% 이상의 내충격성 향상을 기대할 수 있다. 따라서, 실시 예들은 비교 예들에 비해 약 50%의 압축율을 가지며, 내반발성이 우수하여 두께를 두껍게 하지 않더라도 ITO센서에 충격이 가해지는 것을 억제할 수 있으므로 비교 예를 적용한 300㎛ 두께의 제품에 대해서 실시 예의 경우 200 내지 250㎛ 두께로 제작하더라도 동등하거나 그 이상의 내충격성을 구현할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 상기의 양면테이프의 내충격성 차이는 상기 균열이나 들뜸으로 인한 터치스크린 패널의 방수성에도 현격한 차이를 나타나게 하는 원인이 될 수 있다. 즉, 동일한 두께로 제작된 양면테이프의 경우, 비교 예와 실시 예의 양면테이프는 내충격성에 현격한 차이가 발생한다. 즉, 본 실시 예의 경우, 이러한 내충격성의 차이로 인해 IPx7 이상의 방수성능을 구현할 수 있는데 반해서, 비교 예의 경우 이 보다 훨씬 낮은 방수성능을 구현하게 된다. 여기서, IP는 IP_Ingress Protection rating을 의미하고 첫번째 숫자 x는 방진기능에 대한 등급을 0~6까지로 구분한 것이고, 두번째 숫자는 방수기능에 대한 등급을 0~9K까지로 구분한 것이다. 숫자가 높을수록 성능이 우수하다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 양면테이프는 내충격 필러층에 의해 첩부시의 압력이 접합부에 집중하여 접착 계면에 존재하는 공기를 압출하기 쉽기 때문에, 강체끼리의 접합에서도, 물이 침입하는 간극을 생기게 하지 않는 뛰어난 밀착성을 실현할 수 있으며, 이에 방수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예의 경우 내충격 필러층에 의해 양면테이프의 두께방향에서 비교 예에 비해 단차 보상이 우수하며 이는 방수성에 큰 이점을 제공할 수 있다.

한편, 종래의 터치스크린 패널용 양면테이프는 제조시 PE 수지에 발포제를 넣어 구멍을 만들게 되고, 이 구멍에 의해 쿠션감을 가지는 일명 오픈셀(open cell) 구조이다. 이에 두께 편차가 20 내지 30㎛로 크고 표면이 균일하지 못한 문제점을 가진다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프(100)는 이러한 PE-폼을 사용하지 않으며 내충격 필러층을 이용한 일명 밀폐셀(closed cell) 구조이다. 따라서, 본 실시 예의 경우, 종래의 오픈셀 구조를 갖는 양면테이프에 비해 코팅으로 두께를 조절하므로 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있으며, 내충격 필러층이 코팅 공정에 의해 형성되므로 그 두께를 조절하기 용이하여 우수한 생산성과 습윤성(wetting)을 가질 수 있다. 종래의 PE-폼의 경우 균일한 두께의 산포 값을 가지기 어렵다.

그리고, 점착층과 내충격 필러층의 인장강도는 2kgf/㎟ 정도이고, 기재층인 PET의 인장강도에 따라 30kgf/㎟ 이하의 물성을 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린패널용 양면테이프(100)를 제조하는 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프의 제조방법을 나타낸 플로우차트이다.

도 4를 참조하면, 먼저 기재층(10)을 카본블랙 또는 황화철을 이용하여 흑색으로 착색한다(S1). 이때, 상기 카본블랙 또는 황화철은 기재층(10)의 일부가 뭉쳐서 착색되는 것을 방지하기 위해 잘 섞어서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 카본블랙 또는 황화철은 균일한 교반과 물성에 영향을 주지 않기 위해 10 내지 30분간 300rpm이하에서 충분히 교반하는 것이 바람직하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 기재층(10)의 상면에 아크릴 바인더와, 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50중량부의 내충격 필러를 포함하는 페이스트를 도포하여 내충격 필러층(20)을 형성한다(S2). 여기서 필요하다면 0.1 내지 20중량부의 가교제를 포함하는 첨가제를 포함시킬 수 있다.

이때, 내충격 필러층(20)의 필러는 복수의 중공미립자(21)를 포함한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널용 양면테이프에서 내충격 필러층의 내충격 필러를 제조하는 방법을 나타낸 플로우차트이다. 도 5를 참조하여, 중공미립자를 제조하는 방법의 일 실시 예를 설명하면 아래와 같다.

먼저 중공미립자(1)의 전체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 1중량부의 물에 1 내지 3중량부의 2-메틸부탄 및 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판를 포함하는 액상탄화수소와, 적량의 계면활성제 및 가교제등의 첨가제를 투입하여, 상기 계면활성제를 이용하여 물에 섞이지 않는 액화탄화수소를 일정한 크기로 분산시킨다(S21). 이때, 첨가제의 크기 한정은 비중으로 조절할 수 있으며,

필러의 크기가 커져서 중공미립자의 기공층이 커지면 비중이 낮아지고 필러의 크기가 기준보다 작아지면 중공미립자의 기공층의 크기가 작아져 비중이 커지게 된다.

이후, 상기 분산된 액화탄화수소액에 열가소성 소재를 투입하여, 상기 분산된 액화탄화수소를 핵제로 하여 상기 액화탄화수소를 둘러싸도록 제1 코팅막을 형성한다(S22).

이때, 상기 열가소성 소재는 중공미립자 100중량부에 대하여 15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴(acrylonitrile) 및 기타 아크릴의 공중합체(copolymer)를 포함할 수 있다.

이후, 상기 제1 코팅막이 형성된 분산된 액화탄화수소를 중합한다(S23). 상기 중합은 상기 액화탄화수소에서 비중차이로 상기 제1 코팅막을 분리하거나, 또는 상기 액화탄화수소에서 0.1 내지 5.0 중량부의 중합개시제를 첨가하고 140 내지 150℃에서 10 내지 60분간 가열하여 상기 제1 코팅막이 중합되도록 하여, 미전개된 마이크로스페어(unexpanded microsphere)를 마련한다(S24).

이후, 상기 미전개된 마이크로스페어를 170 내지 190℃에서 10 내지 60분간 가열하여 상기 액화탄화수소의 중공을 팽창시킴으로써, 최초 제공된 액화탄화수소에 비해 확장된 부피를 갖는 전개된 마이크로스페어(expanded microsphere)를 마련한다(S25). 즉, 상기 액화탄화수소를 핵으로 아크릴 모노머가 외벽에 싸여지면 온도를 높여 액화탄화수소를 팽창시켜 기공층을 형성하고 내부가 비어있는 마이크로스페어를 형성하여 내충격필러를 제조하는 것이다.

이후, 상기 전개된 마이크로스페어의 외표면을 둘러싸도록 중공미립자 100중량부에 대하여 50 내지 80중량부의 탄산칼슘으로 제2 코팅막을 형성하여(S26), 중공미립자를 제조할 수 있다.

여기서, 상기 제2 코팅막은 전개된 마이크로스페어의 비산성을 억제하고 열가소성 소재로 이루어진 제1 코팅막 내의 분산성을 개선하기 위한 것이다. 그리고, 필요시 앞서 투입된 열가소성 소재의 양과 최종 완성된 복수의 중공미립자의 양과 무게를 비교하여 밀도를 측정함으로써 항상 밀도를 일정하게 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 내충격 필러층은 경화과정에서 가벼워 위로 뜨며 모두 날라가게 된다.

균일한 크기의 산포를 가지는지는 랜덤의 시료를 추출하여 비중 측정하여 확인할 수 있고 필러의 크기가 큰 것이 다량 포함되면 적정기준 시료의 무게보다 가벼워지고 작은 것이 다량 포함되면 적정기준 시료의 무게보다 무거워진다. 위와 같이, 내충격 필러층 내부의 액화탄화수소가 고온에서 날라가며 기공층의 미립자가 비산되는 위험이 있다. 이에, 상기 제2 코팅막은 전개된 마이크로스페어에 일정한 무게감을 부여하여 중공미립자의 비산을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

다음으로, 내충격 필러층(20)의 상면 및 기재층(10)의 하면에 제1 및 제2 점착층(30, 40)을 각각 형성한다(S3).

다음으로, 제2 점착층(40)의 하면에 이형층(50)을 형성하여(S4) 터치스크린 패널용 양면테이프를 완성한다.

본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.

따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10 ; 기재층 20 ; 내충격 필러층
21 ; 중공미립자 30, 40 ; 제1 및 제2 점착층
50 ; 이형층 100 ; 양면테이프

Claims

흑색으로 착색된 기재층;
상기 기재층의 상면에 형성되며, 아크릴 바인더와 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50 중량부의 내충격 필러를 포함하는 내충격 필러층;
상기 내충격 필러층의 상면 및 상기 기재층의 하면에 각각 형성된 제1 및 제2 점착층; 및
상기 제2 점착층의 하면에 형성된 이형층; 을 포함하며,
상기 내충격 필러층의 내충격 필러는 복수의 중공미립자를 포함하고,
상기 중공미립자는, 전체 100중량부에 대하여,
1 내지 3중량부의 2-메틸부탄(2-methyl butane)과 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판(2-methyl propane)을 포함하는 액상탄화수소;
15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 메타크리레이트 인산염(Phosphate methacrylate) 및 알칼리 스트리퍼블 폴리에스터 아크릴레이트(Alkali strippable polyester acrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer)를 포함하는 열가소성 소재로 이루어지며, 상기 액상탄화수소를 둘러싸도록 형성된 제1 코팅막; 및
50 내지 80중량부의 탄산칼슘(calcium carbonate)으로 이루어지며, 상기 제1 코팅막을 둘러싸도록 형성된 제2 코팅막; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 양면테이프.
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제1항에 있어서, 상기 기재층의 흑색 착색제는 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 양면테이프.
제1항에 있어서, 상기 내충격 필러층은 흑색으로 착색되며, 상기 흑색 착색제는 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 양면테이프.
기재층을 카본블랙 또는 황화철 중 적어도 하나 이상을 포함하는 흑색 착색제를 이용하여 흑색으로 착색하는 단계;
상기 기재층의 상면에 아크릴 바인더, 및 복수의 중공미립자를 포함하며 상기 아크릴 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 50중량부의 내충격 필러를 포함하는 페이스트를 도포하여 내충격 필러층을 형성하는 단계;
상기 내충격 필러층의 상면 및 상기 기재층의 하면에 제1 및 제2 점착층을 각각 형성하는 단계; 및
상기 제2 점착층의 하면에 이형층을 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 중공미립자는, 전체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 1중량부의 물에 1 내지 3중량부의 2-메틸부탄과 1 내지 3중량부의 2-메틸프로판을 포함하는 액상탄화수소를 투입하여, 계면활성제를 이용하여 물에 섞이지 않는 액화탄화수소를 분산시키는 단계;
상기 분산된 액화탄화수소액에 상기 중공미립자 100 중량부에 대하여 15 내지 40중량부의 아크릴로니트릴 및 기타 아크릴의 공중합체를 포함하는 열가소성 소재를 투입하여, 상기 분산된 액화탄화수소를 둘러싸도록 제1 코팅막을 형성하는 단계;
상기 제1 코팅막을 중합시켜서 미전개된 마이크로스페어(unexpanded microsphere)를 마련하는 단계;
상기 미전개된 마이크로스페어를 170 내지 190℃에서 가열하여 팽창시켜 전개된 마이크로스페어(expanded microsphere)를 마련하는 단계; 및
상기 전개된 마이크로스페어를 둘러싸도록 상기 중공미립자 100중량부에 대하여 50 내지 80중량부의 탄산칼슘으로 제2 코팅막을 형성하는 단계; 에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 터치스크린패널용 양면테이프의 제조방법.
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