KR101672467B1 - 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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조영석
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Abstract

본 발명은 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타내는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법{Improved impact resistant adhesive film for mobile device and manufacturing method there of}
본 발명은 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타내는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
핸드폰, 하드디스크 드라이브(HDD), 텔레비전 및 액정디스플레이와 같은 전자기기들은 정밀한 기계부품 및 전자소자로 이루어져 있다. 스마트폰 및 태블릿 PC 등과 같은 모바일 기기는 근래의 비약적인 발전을 통해 현대인의 생활과 밀접하게 연관되어 있다. 상기 전자기기들은 외부로부터 물리적 충격이 가해지면 쉽게 고장을 일으키거나 파손된다. 또한, 외부로부터 유입된 먼지와 같은 오염물질은 전자기기 내의 공기흐름을 방해하여 전자소자의 과열을 유발하고, 이에 따라 전자기기의 수명을 단축시키는 요인이 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 일반적으로 전자기기에는 외부로부터의 충격을 흡수하고, 외장의 틈새를 막을 수 있는 실링(sealing)제 역할을 하는 시트를 설치하고 있는 추세이다.
종래에는 액정표시장치의 가이드 패널에 의해 광학시트들이 손상되거나 주름지는 것을 방지하고, 패널가이드와 도광판 사이에 간격을 유지하며, 이들 사이의 갭을 통해 열과 이물질의 유입을 차단하기 위한 별도의 간격유지/열차단 부재를 설치함을 언급하고 있다. 이때 상기 간격유지/열차단 부재로 실리콘 재질의 패드를 사용하고 있다. 이러한 구성에서 실리콘 패드는 시트 형태로 제작되어 각종 가전기구 및 전자기기에 매우 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다. 실리콘 패드와 같은 시트는 패드의 일 측면에 양면 점착 테이프를 붙여 전자기기에 부착시키거나, 패드의 일 측면에 아크릴계 점착제를 코팅한 후 전자기기에 부착시켜 사용하고 있다. 그러나 실리콘 시트의 경우 패드의 원료로 사용되는 실리콘 자체의 표면장력이 낮고 점착 테이프 또는 점착제에 대한 점착력이 낮기 때문에 전자기기에 부착 후 쉽게 박리되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 실리콘을 대체할 수 있도록 폴리비닐클로라이드(PVC) 재질의 시트가 제안되었으나, 상기 PVC의 경우 수지 자체의 경도가 지나치게 높아 탄성 및 실링성을 가지기 위해 많은 양의 가소제를 사용하여야 했다.
또한, 이러한 시트들을 전자기기의 적용부위에서 조립하는 과정 및 사용도중에 시트가 이탈되는 것을 방지하기 위하여 양면테이프를 합지하여 고정하였지만, 이러한 양면테이프의 사용으로 인하여 전체 시트의 두께가 증가되며, 두께가 제한되어 있는 경우에는 압축될 수 있는 부분의 두께가 낮아지게 되었다. 이러한 비압축재질의 두께 비중으로 인하여 시트 자체가 가져야 할 전체 시트의 압축률이 낮아지게 되고, 결국은 충격흡수 및 틈새 메꿈 등의 요구를 만족하지 못하게 되었으며, 양면테이프 적용 공정 추가에 대한 제품 원료의 손실 및 불량 발생률이 높아지게 되고, 작업의 생산성은 낮아졌다. 또한, 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타내기 어려운 문제가 있었다.
대한민국 공개번호 10-2002-0015239(2002.02.27)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타내는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 지지층 및 상기 지지층의 일면 또는 양면에 형성된, 아크릴 중공형 입자를 포함하는 폼 층(Foam layer)을 포함하는 기재층 및 상기 기재층의 상부 및 하부 형성된 점착층을 포함하며, 상기 아크릴 중공형 입자는 하기 관계식 1에 따른 입자변형율이 1.5 ~ 15%인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름을 제공한다.
[관계식 1]
Figure 112016045087364-pat00001
상기 관계식 1의 V는 입자변형율이고, Sv는 압축변형량으로써 아크릴 중공형 입자에 외력을 증가시킬 때 아크릴 중공형 입자의 변형증가율(Δ압축변형량/Δ외력)의 증가가 발생하는 시점을 측정한 것이며, D는 입자의 평균 직경을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실예에 따르면, 상기 기재층은 PET(polyethylene terephthalate) 필름일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실예에 따르면, 상기 점착필름은 상기 점착층의 일면에 이형층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실예에 따르면, 제1항에 있어서, 상기 폼 층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자 2 ~ 50 중량부 및 카본 블랙 2 ~ 10 중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016045087364-pat00002
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며, n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 20,000 ~ 200,000을 만족시키는 유리수이다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 점착층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체를 포함할 수 있고, 상기 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 ~ 1,200,000일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112016045087364-pat00003
[화학식 3]
Figure 112016045087364-pat00004
[화학식 4]
Figure 112016045087364-pat00005
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유리전이온도(Tg)가 -50℃ ~ 30℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 아크릴 중공형 입자는 구상이며, 평균입경 5 ~ 65㎛일 수 있고, 중공의 직경이 3 ~ 60㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 지지층은 두께가 5 ~ 50㎛일 수 있고, 상기 기재층은 두께가 40 ~ 180㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 점착필름은 1kg의 하중으로 80℃에서 측정한 홀딩파워(holding power)가 1시간 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 입자변형율은 7 ~ 12%일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 지지층의 적어도 일면에 폼 코팅액을 코팅하여 기재층을 형성하는 단계, 상기 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 PSA(Pressure sensitive adhesive) 코팅액을 코팅하는 단계 및 코팅액을 코팅한 기재층을 숙성하는 단계를 포함하고, 상기 폼 코팅액은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법을 제공하는 것이다.
[화학식 1]
Figure 112016045087364-pat00006
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며,
n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 20,000 ~ 200,000을 만족시키는 유리수이다.
본 발명의 바람직한 일실예에 따르면, 상기 폼 코팅액은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자 2 ~ 50 중량부 및 카본 블랙 2 ~ 10 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 PSA 코팅액은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.5 ~ 5 중량부를 포함할 수 있고, 상기 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 ~ 1,200,000일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112016045087364-pat00007
[화학식 3]
Figure 112016045087364-pat00008
[화학식 4]
Figure 112016045087364-pat00009
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 숙성은 40℃ ~ 80℃에서 20 ~ 28 시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제조방법은 코팅액을 코팅한 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 및 이의 제조방법은 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모바일 기기용 점착필름의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모바일 기기용 점착필름의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폼 층의 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래에는 패드의 일 측면에 양면 점착 테이프를 붙여 전자기기에 부착시키거나, 패드의 일 측면에 아크릴계 점착제를 코팅한 후 전자기기에 부착시켜 사용하고 있었다. 그러나 실리콘 시트의 경우 패드의 원료로 사용되는 실리콘 자체의 표면장력이 낮고 점착 테이프 또는 점착제에 대한 점착력이 낮기 때문에 전자기기에 부착 후 쉽게 박리되는 문제가 발생하였고, 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 우수한 방수효과를 나타내기 어려운 문제가 있었다.
이에 본 발명은 지지층 및 상기 지지층의 일면 또는 양면에 형성된, 아크릴 중공형 입자를 포함하는 폼 층(Foam layer)을 포함하는 기재층 및 상기 기재층의 상부 및 하부 형성된 점착층을 포함하며, 상기 아크릴 중공형 입자는 하기 관계식 1에 따른 입자변형율이 1.5 ~ 15%인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 종래의 발명과는 달리 점착력이 우수하고, 내충격성이 향상된 동시에 방수성이 우수한 효과를 달성할 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112016045087364-pat00010
상기 관계식 1의 V는 입자변형율이고, Sv는 압축변형량으로써 아크릴 중공형 입자에 외력을 증가시킬 때 아크릴 중공형 입자의 변형증가율(Δ압축변형량/Δ외력)의 증가가 발생하는 시점을 측정한 것이며, D는 입자의 평균 직경을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모바일 기기용 점착필름의 사시도로써, 지지층(11)의 일면에만 폼 층(12)이 형성된 점착필름을 나타낸다. 구체적으로, 도 1에서 모바일 기기용 점착필름은 지지층(11) 및 상기 지지층(11)의 일면에 형성된 폼 층(12)을 포함하는 기재층(10), 기재층(10)의 상부면 및 하부면 각각에 형성된 점착층(20)을 포함하고, 상기 점착층(20)의 일면에 이형층(30)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모바일 기기용 점착필름의 사시도로써, 지지층(11)의 상부면 및 하부면 각각에 폼 층(12)이 형성된 점착필름을 나타낸다. 구체적으로, 도 2에서 모바일 기기용 점착필름은 지지층(11), 상기 지지층(11)의 상부면 및 하부면에 형성된 폼 층(12)을 포함하는 기재층(10), 기재층(10)의 상부면 및 하부면 각각에 형성된 점착층(20)을 포함하고, 상기 점착층(20)의 일면에 이형층(30)을 더 포함할 수 있다.
먼저, 상기 기재층(10)을 설명한다.
상기 기재층(10)은 통상적으로 모바일 기기용 점착필름에 사용될 수 있는 두께의 기재층이라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 두께가 40 ~ 180㎛, 더욱 바람직하게는 45 ~ 175㎛일 수 있다. 만일 상기 기재층의 두께가 40㎛ 미만이면 목적하는 만큼 내충격성이 향상되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 180㎛를 초과하면 컨버팅(Converting) 공정에서 커팅의 어려움 및 버(Burr) 발생 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 기재층(10)은 지지층(11) 및 폼 층(12)을 포함한다.
상기 지지층(11)은 통상적으로 모바일 기기용 점착필름에 사용될 수 있는 지지층이라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 PET 필름일 수 있고, 보다 바람직하게는 두께 5 ~ 50㎛의 PET 필름일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 두께 8 ~ 45㎛의 PET필름일 수 있다. 만일 상기 기재층의 두께가 5㎛미만이면 재작업시 필름이 찢어질 가능성이 높아 리워크(Rework)성이 낮아질 수 있고, 50㎛를 초과하면 내충격성이 부족할 수 있다.
다음, 상기 폼 층(12)을 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폼 층의 단면도로써, 본 발명의 폼 층(12)은 아크릴 중공형 입자(12b) 및 상기 아크릴 중공형 입자(12b)를 고정하기 위한 바인더(12a)를 포함한다.
먼저, 상기 바인더(12a)를 설명한다. 상기 폼 층(12)은 바인더(12a)를 포함할 수 있다.
상기 바인더(12a)는 통상적으로 아크릴 중공형 입자(12b)를 고정할 수 있는 바인더라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유리전이온도(Tg)가 -50℃ ~ 30℃인, 바람직하게는 -30℃ ~ 10℃인 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016045087364-pat00011
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기, 바람직하게는 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 일 수 있고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기, 바람직하게는 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기일 수 있으며, n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 20,000 ~ 200,000을, 바람직하게는 50,000 ~ 150,000을 만족시키는 유리수이다. 만일 상기 화합물의 중량평균분자량이 20,000 미만이면 수지의 응집력 부족으로 폼층의 찢어짐으로 인해 리워크(Rework)성이 부족하고, 200,000을 초과하면 수지의 탄성력이 높아 내충격성이 부족한 문제가 발생할 수 있다.
다음, 상기 아크릴 중공형 입자(12b)를 설명한다. 상기 폼 층(12)은 아크릴 중공형 입자(12b)를 포함한다.
상기 폼 층(12)에 특정 입자변형율을 갖는 상기 아크릴 중공형 입자(12b)가 포함됨에 따라 내충격성을 향상시킬 수 있다. 만일, 상기 폼 층(12)에 아크릴 중공형 입자(12b)를 포함하지 않으면 상기 점착필름은 충격을 흡수하는 것이 용이하지 못하여 내충격성이 현격히 저하된다. 즉 상기 폼 층(12)에 상기 아크릴 중공형 입자(12b)를 포함함에 따라 모바일 기기에 전해지는 충격을 흡수할 수 있다.
상기 아크릴 중공형 입자(12b)는 구상일 수 있으며, 평균입경이 5 ~ 65㎛, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있다. 여기서 입경의 의미는 아크릴 중공형 입자(12b)의 형상이 구상일 경우 지름을 의미하고, 구상이 아닌 경우 아크릴 중공형 입자(12b)의 임의의 한 점에서 다른 한 점까지의 직선거리 중 최대거리를 의미한다. 만일 상기 아크릴 중공형 입자의 평균입경이 5㎛ 미만이면 입자변형율이 과하게 큰 문제가 발생할 수 있고, 65㎛를 초과하면 입자변형율이 낮은 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 아크릴 중공형 입자(12b)는 중공의 직경이 3 ~ 60㎛, 바람직하게는 8 ~ 45㎛일 수 있다. 만일 상기 아크릴 중공형 입자의 중공의 직경이 3㎛ 미만이면 내충격성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 중공의 직경이 60㎛를 초과하면 적절한 입자변형율을 나타내기 위한 입자의 평균입경이 과하게 커지는 한 문제가 발생할 수 있다.
상기 아크릴 중공형 입자(12b)는 상기 관계식 1로 구한 입자변형율이 1.5 ~ 15%, 바람직하게는 7 ~ 12%일 수 있다. 만일 상기 관계식 1로 구한 입자변형율이 1.5% 미만이면 입자의 변형이 적기 때문에 충격을 흡수할 수 없고, 관계식 1로 구한 입자변형율이 15%를 초과하면 적은 힘으로도 입자가 과하게 변형되고 입자 복원시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있고, 과한 변형에 의해 입자가 파괴되어 내충격성이 부족한 문제가 발생할 수 있다. 그리고 과한 입자변형율로 인하여 입자 복원시간이 길어지는 문제가 발생할 경우 반복 충격시 내충격성이 부족 할 수 있다.
한편, 상기 폼 층(12)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자를 2 ~ 50 중량부, 바람직하게는 3 ~ 30 중량부 포함할 수 있다. 만일 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자가 2 중량부 미만이면 내충격성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 50 중량부를 초과하면 바인더의 상대적인 함량이 적어지기 때문에 층간박리현상이 발생하고, 내충격시 폼 층이 찢어지는 문제가 발생할 수 있다.
다음, 상기 폼 층(12)은 카본 블랙을 포함할 수 있다.
상기 카본 블랙은 폼 층(12)의 점도를 조절하는 역할을 하며, 상기 카본 블랙을 포함하지 않는 경우 폼 층(12)의 점도가 과하게 낮아서 폼 층(12)의 형성이 용이하지 않은 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 폼 층(12)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 카본 블랙을 2 ~ 10 중량부, 바람직하게는 4 ~ 8 중량부 포함할 수 있다. 만일 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 카본 블랙이 10 중량부를 초과하면 분산성 문제로 폼 층의 외관 불량이 발생할 수 있고, 리워크(Rework)시 잔여물(Residue)이 발생할 수 있으며, 2 중량부 미만이면 폼 층의 차광성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있고, 접착력이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있다.
다음, 상기 점착층(20)을 설명한다.
상기 점착층(20)은 통상적으로 모바일 기기용 점착필름에 포함될 수 있는 점착층이라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 유리전이온도(Tg)가 -50℃ ~ 30℃인, 바람직하게는 -30℃ ~ 10℃이고, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 및 이소시아네이트 경화제를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112016045087364-pat00012
[화학식 3]
Figure 112016045087364-pat00013
[화학식 4]
Figure 112016045087364-pat00014
상기 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 ~ 1,200,000, 바람직하게는 830,000 ~ 1,050,000 일 수 있다. 만일 상기 화합물의 중량평균분자량이 800,000 미만이면 리워크(Rework)시 잔여물(Residue)이 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 1,200,000을 초과하면 접착력이 낮은 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 점착층(20)은 상기 랜덤 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.5 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 4 중량부를 포함할 수 있다. 만일 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제가 0.5 중량부 미만이면, 점착층이 잘 경화되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하면 접착력이 낮은 문제가 발생할 수 있다.
다음, 상기 더 포함될 수 있는 이형층(30)을 설명한다.
상기 이형층은 점착필름의 최외부에 형성되는 층으로 통상적으로 모바일 기기용 점착필름에 사용될 수 있는 이형층이라면 제한되지 않는다.
상기, 모바일 기기용 점착필름을 제조방법으로 설명하면 다음과 같다.
상기 모바일 기기용 점착필름은 지지층의 적어도 일면에 폼 코팅액을 코팅하여 기재층을 형성하는 단계, 상기 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 PSA(Pressure sensitive adhesive) 코팅액을 코팅하는 단계 및 코팅액을 코팅한 기재층을 숙성하는 단계를 포함하고, 상기 폼 코팅액은 특정 유리전이온도(Tg)를 갖는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법을 통해 제조된다.
먼저 지지층의 적어도 일면에 폼 코팅액을 코팅하여 기재층을 형성한다.
상기 폼 코팅액은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자 5 ~ 80 중량부, 바람직하게는 15 ~ 75 중량부 및 카본 블랙 2 ~ 10 중량부, 바람직하게는 4 ~ 8 중량부를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 형성한 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 PSA(Pressure sensitive adhesive) 코팅액을 코팅한다.
상기 PSA 코팅액은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화학물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.5 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 4 중량부를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 코팅액을 코팅한 기재층을 숙성한다.
상기 숙성은 40℃ ~ 80℃에서 20 ~ 28 시간 동안, 바람직하게는 45℃ ~ 75℃에서 21 ~ 27 시간 동안 수행할 수 있다. 만일 상기 숙성 온도가 40℃미만 및 숙성 시간이 21 시간 미만이면 PSA 미경화로 인한 리워크(Rework)시 잔여물(Residue)이 생기는 문제가 발생할 수 있고, 숙성 온도가 80℃ 초과 및 숙성 시간이 28 시간을 초과하면 PSA 과경화로 계면밀착력 및 접착력이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 제조방법은 코팅액을 코팅한 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 코팅액을 코팅한 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 이형층을 형성할 수 있고, 상기 이형층은 통상적으로 모바일 기기용 점착필름을 제조하는 방법에 의하여 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름은 1kg의 하중으로 80℃에서 측정한 홀딩파워(holding power)가 1시간 이상일 수 있다. 만일 1kg의 하중으로 80℃에서 측정한 홀딩파워(holding power)가 1시간 미만이면 점착필름의 내열성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1: 점착필름의 제조
(1) 폼 코팅액 제조
먼저, 유리전이온도(Tg)가 -30℃ ~ 10℃인 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 구상의 아크릴 중공형 입자 5 중량부, 카본 블랙 6 중량부 및 용매로 메틸에틸케톤(MEK)을 14 중량부 혼합하여 폼 코팅액을 제조하였다.
[화학식 1]
Figure 112016045087364-pat00015
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 C2 의 직쇄형 알킬렌기고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 C2의 직쇄형 알킬렌기이며, n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 140,000을 만족시키는 유리수이다.
상기 아크릴 중공형 입자는 평균입경이 30 ㎛이고, 중공의 직경이 20 ㎛였다.
(2) 기재층 제조
기재층을 제조하기 위해 두께 38 ㎛의 PET 필름의 상부면 및 하부면 각각에 상기 폼 코팅액을 코팅하여 상부면 및 하부면 각각에 폼 층을 형성하여 기재층을 제조하였다. 상기 폼 층의 두께는 65 ㎛ 였다.
(3) PSA 코팅액 제조
유리전이온도(Tg)가 -50℃ ~ 30℃인 랜덤 공중합체(애경화학, H35 Grade) 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제 2 중량부 및 메틸에틸케톤(MEK)을 0.5 중량부 혼합하여 PSA 코팅액을 제조하였다. 상기 랜덤 공중합제는 중량평균분자량이 850,000였다.
(4) 점착필름 제조
상기 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 PSA 코팅액을 코팅하고, 60℃에서 24시간 동안 숙성하여 두께 65㎛ 점착층을 각각 형성한 후, 상부면 및 하부면에 통상의 방법을 통해 PET 소재의 두께 38㎛의 이형층을 각각 형성하여 점착필름을 형성하였다.
실시예 2 ~ 16 및 비교예 1 ~ 6
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1 ~ 3과 같이 아크릴 중공형 입자의 함량, 평균입경, 및 카본블랙의 함량 등을 달리하여 점착필름을 제조하였다.
< 실험예 >
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 점착필름에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1 ~ 3에 나타내었다.
1. 입자변형율 평가
실시예 및 비교예의 폼층에 사용된 입자에 대하여 입자변형율을 입자변형율 측정기기(HM500, FISCHER)를 사용하였으며, 하기 관계식 1을 통하여 입자변형율을 측정하였다.
[관계식 1]
Figure 112016045087364-pat00016
상기 관계식 1의 V는 입자변형율이고, Sv는 압축변형량으로써 아크릴 중공형 입자에 외력을 증가시킬 때 아크릴 중공형 입자의 변형증가율(Δ압축변형량/Δ외력)의 증가가 발생하는 시점을 측정한 것이며, D는 입자의 평균 직경을 나타낸다.
2. 점착력 측정
실시예 및 비교예에 따른 각각의시편의 이형층을 제거한 후, 세척된 100mm x 100mm 의 glass, SUS(스테인리스) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 각각에시편을 폭 25mm x 100mm 롤 라미네이션(Roll lamination)으로 점착한다. 그 후 상온에서 30분 방치 후 점착된 필름을 300mm/min 조건으로 UTM (QC-508B1, Cometech)을 이용하여 점착력을 측정하였다. 이를 표 1 ~ 3에 나타내었다.
3. 내충격성 측정
실시예 및 비교예에 따른 점착필름에 대하여, "Dupont Test"로 내충격성을 측정하였다. 구체적으로, 지지층의 상부면 및 하부면에 폼 층을 포함하는 경우 높이 200mm로 고정하여 추를 낙하하였을 때 견딜 수 있는 추의 무게를 측정하였으며, 지지층의 일면에만 폼 층을 포함하는 경우도 동일하게 측정하였다. 이를 표 1 ~ 3에 나타내었다.
4. 홀딩파워 평가
실시예 및 비교예에 따른 점착필름에 대하여 80℃에서 1kg의 하중을 가하였을 때, 하중에 저항하는 시간을 측정하였다. 이때, 저항시간이 1시간 이상인 경우 ○, 1시간 미만인 경우 ×로 나타내었다.
5. 방수성 평가
실시예 및 비교예에 따른 점착필름에 대하여 IPX7 방수 평가법을 적용하여 방수성을 평가하였다. 구체적으로 450mm X 600mm 크기의 폴리카보네이트(polycarbonate) 각 side Line에 폭 2mm의 시편을 부착 후 이형지 제거한다. 이후 시편으로 둘러쌓인 폴리카보네이트(polycarbonate) 내부 공간에 흡습지를 적용한 후 상층에 폴리카보네이트(polycarbonate)를 Roll Lamination을 이용하여 점착시켜, 폴리카보네이트(polycarbonate) 사이에 시편으로 인한 공간 내부에 흡습지의 영향으로 방수성을 평가한다. 수심 1M에서 30분이상 침지하였을 때 물이 침투하여 흡습지에 영향을 주었을 때 - ×, 영향이 없을때는 - ○로 나타내었다.
5. 잔여물(residue) 평가
실시예 및 비교예에 따른 점착필름에 대하여 각각의 시편의 이형층을 제거한 후, 세척된 100mm x 100mm 의 폴리카보네이트(polycarbonate)에 시편 크기 폭 25mm x 100mm 롤 라미네이션(Roll lamination)으로 점착한다. 그 후 상온에서 30분 방치 후 시편 제거시 PC면의 잔여물(residue)를 육안 평가하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 실시예
7		 실시예
8
아크릴
중공형
입자		 함량
(중량부)1) 		5 1 3 30 55 5 5 5
평균입경
(㎛)		 30 30 30 30 30 30 30 10
카본
블랙		 함량
(중량부)2) 		6 6 6 6 6 1 12 6
폼 층 개수3 ) 2 2 2 2 2 2 2 2
입자변형률(%) 9 9 9 9 9 9 9 12
점착력
(kgf/in)		 Glass 2.9 2.9 2.9 2.9 2.3 2.9 1.5 2.9
SUS 2.7 2.7 2.7 2.7 2.2 2.7 1.6 2.9
Polycarbonate 2.5 2.5 2.5 2.5 2.2 2.5 1.5 2.9
내충격성(추 무게(g)
×높이(200mm))		 200 90 180 190 160 150 150 190
홀딩파워 ○ × ○ ○ × × × ○
방수성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
잔여물 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 발생 미발생 미발생
1) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
2) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
3) 상기 폼 층 갯 수는 PET필름의 상부면 및 하부면 각각에 폼 층이 형성된 경우 '2', PET필름의 일면에만 폼 층이 형성된 경우 '1'로 나타내었다.
구분 실시예
9		 실시예
10		 실시예
11		 실시예
12		 실시예
13		 실시예
14		 실시예
15		 실시예
16
아크릴
중공형
입자		 함량
(중량부)1) 		5 5 1 3 30 55 5 5
평균입경
(㎛)		 50 30 30 30 30 30 10 50
카본
블랙		 함량
(중량부)2) 		6 6 6 6 6 6 6 6
폼 층 개수3 ) 2 1 1 1 1 1 1 1
입자변형률(%) 7 9 9 9 9 9 12 7
점착력
(kgf/in)		 Glass 2.9 2.0 2.0 2.0 2.0 1.4 2.0 2.0
SUS 2.7 1.9 1.9 1.9 1.9 1.4 1.9 1.9
Polycarbonate 2.5 2.1 2.1 2.1 2.1 1.6 2.1 2.1
내충격성(추 무게(g)
×높이(200mm))		 190 190 70 170 170 140 180 180
홀딩파워 ○ ○ × ○ ○ × ○ ○
방수성 ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○
잔여물 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생
1) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
2) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
3) 상기 폼 층 갯 수는 PET필름의 상부면 및 하부면 각각에 폼 층이 형성된 경우 '2', PET필름의 일면에만 폼 층이 형성된 경우 '1'로 나타내었다.
구분 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5		 비교예
6
아크릴
중공형
입자		 함량
(중량부)1) 		- 5 5 - 5 5
평균입경
(㎛)		 - 3 70 - 3 70
카본
블랙		 함량
(중량부)2) 		6 6 6 6 6 6
폼 층 개수3) 2 2 2 1 1 1
입자변형률(%) - 18 1.3 - 18 1.3
점착력
(kgf/in)		 Glass 2.9 2.9 2.9 2.0 2.0 2.0
SUS 2.7 2.7 2.7 1.9 1.9 1.9
Poly
carbonate		 2.5 2.5 2.5 2.1 2.1 2.1
내충격성(추 무게(g)
×높이(200mm))		 40 80 90 40 80 80
홀딩파워 × × ○ × × ○
방수성 ○ × ○ ○ × ○
잔여물 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생
1) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
2) 상기 중량부는 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대한 중량부를 나타낸다.
3) 상기 폼 층 갯 수는 PET필름의 상부면 및 하부면 각각에 폼 층이 형성된 경우 '2', PET필름의 일면에만 폼 층이 형성된 경우 '1'로 나타내었다.
4) 상기 비교예 1은 아크릴 중공형 입자를 포함하지 않는 점착필름을 나타낸다.
5) 상기 비교예 4는 아크릴 중공형 입자를 포함하지 않는 점착필름을 나타낸다.
상기 표 1 ~ 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 아크릴 중공형 입자의 함량, 평균입경, 및 카본블랙의 함량 등을 모두 만족하는 실시예 1, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 10, 실시예 12, 실시예 13, 실시예 15 및 실시예 16이, 이 중 하나라도 누락된 실시예 2, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 7 실시예 11, 실시예 14 및 비교예 1 ~ 6에 비하여 점착력, 내충격성, 홀딩파워 및 방수성이 우수하고, 잔여물이 발생하지 않았다.
10 : 기재층 11 : 지지층
12 : 폼 층 12a : 바인더
12b : 아크릴 중공형 입자 20 : 점착층
30 : 이형층

Claims (15)

  1. 지지층 및 상기 지지층의 일면 또는 양면에 형성된, 아크릴 중공형 입자를 포함하는 폼 층(Foam layer)을 포함하는 기재층; 및
    상기 기재층의 상부 및 하부 형성된 점착층;을 포함하며,
    상기 아크릴 중공형 입자는 하기 관계식 1에 따른 입자변형율이 1.5 ~ 15%인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름:
    [관계식 1]
    Figure 112016045087364-pat00017

    상기 관계식 1의 V는 입자변형율이고, Sv는 압축변형량으로써 아크릴 중공형 입자에 외력을 증가시킬 때 아크릴 중공형 입자의 변형증가율(Δ압축변형량/Δ외력)의 증가가 발생하는 시점을 측정한 것이며, D는 입자의 평균 직경을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 PET(polyethylene terephthalate) 필름인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착필름은
    상기 점착층의 일면에 이형층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폼 층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자 2 ~ 50 중량부 및 카본 블랙 2 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름:
    [화학식 1]
    Figure 112016045087364-pat00018

    상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이고,
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며,
    n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 20,000 ~ 200,000을 만족시키는 유리수이다.
  5. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체를 포함하고,
    상기 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 ~ 1,200,000인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
    [화학식 2]
    Figure 112016045087364-pat00019

    [화학식 3]
    Figure 112016045087364-pat00020

    [화학식 4]
    Figure 112016045087364-pat00021

  6. 제4항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유리전이온도(Tg)가 -50℃ ~ 30℃인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 중공형 입자는 구상이며, 평균입경 5 ~ 65㎛ 이고, 중공의 직경이 3 ~ 60㎛ 인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 지지층은 두께가 5 ~ 50㎛이고,
    상기 기재층은 두께가 40 ~ 180㎛인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점착필름은 1kg의 하중으로 80℃에서 측정한 홀딩파워(holding power)가 1시간 이상인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 입자변형율은 7 ~ 12% 인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름.
  11. 지지층의 적어도 일면에 폼 코팅액을 코팅하여 기재층을 형성하는 단계;
    상기 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 PSA(Pressure sensitive adhesive) 코팅액을 코팅하는 단계; 및
    코팅액을 코팅한 기재층을 숙성하는 단계;를 포함하고,
    상기 폼 코팅액은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112016045087364-pat00022

    상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이고,
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며,
    n 및 m 은 화합물의 중량평균분자량 20,000 ~ 200,000을 만족시키는 유리수이다.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폼 코팅액은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여 아크릴 중공형 입자 2 ~ 50 중량부 및 카본 블랙 2 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 PSA 코팅액은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4로 표시되는 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.5 ~ 5 중량부를 포함하고,
    상기 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 ~ 1,200,000인 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법:
    [화학식 2]
    Figure 112016045087364-pat00023

    [화학식 3]
    Figure 112016045087364-pat00024

    [화학식 4]
    Figure 112016045087364-pat00025
  14. 제11항에 있어서, 상기 숙성은 40℃ ~ 80℃에서 20 ~ 28 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제조방법은 코팅액을 코팅한 기재층의 상부면 및 하부면 각각에 이형층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 향상된 모바일 기기용 점착필름 제조방법.
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