KR101989877B1 - 표면 보호 점착 테이프 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면 보호 점착 테이프 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 예는 투명 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 형성된 점착제층을 포함하는 표면 점착 테이프를 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프는 점착제층이 특정 단량체들 및 함량 관계를 가지는 아크릴계 공중합체, 특정 광변색 물질, 특정 경화제 등의 조합으로 인해 우수한 점착력, 점착성 유지력, 내광성, 자외선 차단성 및 낮은 박리 후 피착체 오염성을 가진다. 또한, 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 제조방법은 그라비아 코팅, 열선 가열 건조 방식 등을 사용하기 때문에 점착층 전체면에 걸친 균일한 평활도, 점착제 조성물의 도포 작업 편의성, 점착제층의 형성을 위한 건조 시간의 단축, 점착제층의 형성시 발생하는 잔사 및 기포 발생의 최소화 등과 같이 다양한 이점이 있고, 궁극적으로 표면 보호 점착 테이프의 대량생산에 유리하다.

Description

표면 보호 점착 테이프 및 이의 제조방법{Surface protection adhesive tape and preparing method thereof}
본 발명은 표면 보호 점착 테이프 등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 점착력, 점착성 유지력, 내광성, 자외선 차단성, 낮은 박리 후 피착체 오염성 및 광 노출에 대한 지표 기능과 같이 다양한 기능을 가지는 표면 보호 점착 테이프 및 그라비아 코팅, 열선 가열 방식 등을 이용하여 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표면 보호 점착 테이프는 실내 바닥면 또는 벽체에 시공하거나 핸드폰, LCD, LED 등과 같은 IT제품, 가전 및 전자제품, 가구, 건축자재, 자동차 부품 등에 필름 형태로 적용되어 각종 제품의 이송 및 장기보관 시 외부로부터 소재 표면의 스크래치, 오염 등을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 표면 보호 점착 테이프는 광학부품/전자부품을 이용한 제품 제조 공정에서 광학부품/전자부품의 표면을 한시적으로 보호하기 위해서도 사용된다.
표면 보호 점착 테이프는 소재 표면의 스크래치, 오염 등을 방지하기 위해서 점착력과 응집력(점착성 유지력)이 우수하고, 박리 후 피착체에 오염성이 없도록 개선이 요구되었다. 표면 보호 점착 테이프의 물성 개선을 위해서 표면 보호 점착 테이프를 구성하는 베이스 필름의 재료나 표면 구조, 점착제을 구성하는 성분들의 조합, 표면 보호 점착 테이프를 구성하는 각 층들의 조합에 관한 기술들이 개발되어 왔다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1502771호에는 표면 보호 점착 테이프를 구성하는 베이스 필름으로서 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌(Metallocene Linear Low Density Polyethylene, m-LLDPE) 35 ~ 45중량%, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE) 30 ~ 35중량%, 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, LDPE) 25 ~ 30중량%로 구성되는 수지조성물로 압출되어 이루어지고, 30 ~ 50㎛의 거칠기를 갖는 엠보싱이 전체적으로 형성된 폴리에틸렌 베이스 필름이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1345149호에는 반응성 음이온 유화제 및 반응성 비이온 유화제(01~5중량부)와 함께 아크릴계 공중합체 및 가교가능한 작용기를 가지는 단량체(100중량부) 및 물(45~50중량부)을 혼합하여 프리에멀젼을 제조하는 단계; 반응온도 75~80℃를 유지하면서 상기 준비된 프리에멀젼 중 최대 10중량%를 초기 중합반응시키는 단계; 상기 반응물에 잔량의 프리에멀젼 및 중합개시제(001~1중량부)를 3~5시간에 걸쳐 투여하여 연속 중합 반응시킨 후 30~90분 동안 숙성시키는 단계; 및 상기 숙성된 반응물에 알칼리성 물질을 첨가하여 아크릴 에멀젼의 산도(pH)를 65 내지 85가 되도록 조절하는 단계를 포함하는 아크릴 에멀젼 점착제의 제조방법과 아크릴 에멀젼 점착제를 이용하여 표면 보호 점착 테이프를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1228439호에는 상부 표면에 폴리에틸렌보다 표면의 경질성이 우수한 폴리프로필렌(PP) 필름층; 상기 폴리프로필렌 필름층의 하부에 접합되며, 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE)의 혼합물로 이루어지는 폴리프로필렌(PP)·폴리에틸렌(PE) 혼합필름층; 상기 폴리프로필렌·폴리에틸렌 혼합필름층의 하부에 접합되며, 상기 폴리프로필렌 필름층보다 신율이 우수한 폴리에틸렌(PE) 필름층; 및 상기 폴리에틸렌 필름층의 하부에 접합되며, 타물체와의 점착을 위해 점착성분이 포함된 점착층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디프 드로잉(deep drawing)용 표면보호 점착 테이프가 개시되어 있다.
최근, 광학부품/전자부품의 수송이나 프린트 기판에 실장 시에 개개의 부품을 소정의 시트로 포장하거나 표면 보호 점착 테이프에 부착한 상태로 보호하고 있다. 그 중에서 표면 보호 점착 테이프는 광학 및 전자부품 분야에서 널리 이용되고 있는데 상기 점착 테이프의 요구사항을 충족하는 것은 물론 광학부품이나 전자부품 등의 수송과 보관을 고려하여 피착체를 보호하는 것이 중요해졌다.
광학부품이나 전자부품은 빛에 민감하여 자외선과 같이 에너지가 높은 빛에 노출되면 성능이 저하될 우려가 있다. 구체적으로, 광학부품이나 전자부품은 이를 이용한 완성품의 제조공정에서 자외선에 노출될 수 있으며 이들의 장기간 수송 및 보관 시에도 태양 빛에 의해 자외선에 노출될 수 있어 피착제 보호를 위한 표면 보호 점착 테이프의 다양한 기능이 요구되고 있다. 또한, 자외선에 대한 성능 저하는 피착체만 있는 것이 아니라 표면 보호 점착 테이프의 점착제층에서도 발생할 수 있다. 자외선에 의한 성능 저하의 예시는 광분해, 황변 및 열화가 있다. 광분해란 자외선과 같이 에너지가 높은 빛을 받아 표면 분자결합이 끊어지면서 분자 또는 원자단위로 해리되는 현상을 말한다. 황변이란 자외선을 받아 표면이 노랗게 변하는 현상을 말하며 공기 중 산화질소와 결합하여 생기게 된다. 열화란 재료가 열, 빛 등의 작용을 받아 성능과 기능 등의 특성이 떨어지는 현상을 말한다. 특히 점착제층의 황변은 점착제 내부의 화학결합이 변해 물성이 변하는 것으로서 응집력(점착성 유지력)의 저하를 발생시키고 이로인해 장기간 피착체를 보호하는 것이 어려워질 수 있다.
광학부품이나 전자부품을 자외선으로부터 보호하기 위해 보호 필름 자체 또는 점착제층에 자외선을 차단할 수 있는 기능을 부여하는 경우가 있으나 자외선으로 인한 보호필름 또는 점착제층의 응집력(점착성 유지력)의 저하는 여전히 문제될 수 있다. 보호필름 또는 점착제 자체의 자외선에 의한 황변 또는 응집력(점착성 유지력)의 저하를 해결하기 위해 UV 안정제 등의 첨가제를 활용하는 시도가 있었으나, 첨가제 자체의 색상으로 인해 표면 보호 점착 테이프의 투명성을 확보하는 것이 어려울 수 있고 첨가량의 한계로 인해 내황변성을 향상시키기에는 다소 한계가 있었다.
본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서 본 발명의 목적은 우수한 점착력, 점착성 유지력, 내광성, 자외선 차단성, 낮은 박리 후 피착체 오염성 및 광 노출에 대한 지표 기능과 같이 다양한 기능을 가지는 표면 보호 점착 테이프 및 이의 제조방법을 제공하는데에 있다.
본 발명의 발명자들은 표면 보호 점착 테이프에 우수한 점착력, 점착성 유지력, 내광성, 자외선 차단성, 낮은 박리 후 피착체 오염성 및 광 노출에 대한 지표 기능과 같이 다양한 기능을 부여하기 위해 점착제층을 구성하는 성분들을 다양하게 조합하는 실험을 진행하였고, 그 중 아크릴계 공중합체를 구성하는 단량체의 종류 및 함량관계, 그리고 특정 광변색 물질의 첨가 등을 통해 이를 달성할 수 있다는 점을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 예는 투명 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 형성된 점착제층을 포함하는 점착 테이프로서, 상기 점착제층은 아크릴계 공중합체, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 이루어지고, 상기 아크릴계 공중합체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 80~92 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 6~18 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 0.5~10 중량%의 중합에 의해 형성된 것이고, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체인 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 예는 투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 점착제 조성물에 열을 가하여 경화시키고 숙성하여 점착제층을 형성하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체, 용제, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로서, 상기 아크릴계 공중합체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 80~92 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 6~18 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 0.5~10 중량%의 중합에 의해 형성된 것이고, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체인 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프는 점착제층이 특정 단량체들 및 함량 관계를 가지는 아크릴계 공중합체, 특정 광변색 물질, 특정 경화제 등의 조합으로 인해 우수한 점착력, 점착성 유지력, 내광성, 자외선 차단성 및 낮은 박리 후 피착체 오염성을 가진다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프는는 점착제층을 구성하는 특정 광변색 물질로 인해 열화, 황변 또는 광분해에 의한 물성 저하가 최소한으로 억제되며, 일정 세기 또는 일정 양의 자외선을 조사받으면 특정 색상으로 전환되고 자외선이 차단되면 본래의 색상으로 되돌아오기 때문에 자외선 노출에 대한 지표(indicator) 기능을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 제조방법은 그라비아 코팅, 열선 가열 건조 방식 등을 사용하기 때문에 점착층 전체면에 걸친 균일한 평활도, 점착제 조성물의 도포 작업 편의성, 점착제층의 형성을 위한 건조 시간의 단축, 점착제층의 형성시 발생하는 잔사 및 기포 발생의 최소화 등과 같이 다양한 이점이 있고, 궁극적으로 표면 보호 점착 테이프의 대량생산에 유리하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측면은 표면 보호 점착 테이프의 점착제층을 형성하는데에 사용되는 점착체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
1. 표면 보호 테이프용 점착제 조성물
본 발명의 일 예에 따른 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체, 용제, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로서 제조과정에서 필요한 목적에 따라 첨가된 가교 촉진제, 가교 지연제, 자외선 안정제, 산화 방지제 등을 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 점착제 조성물을 구성성분 별로 나누어서 설명한다.
아크릴계 공중합체
본 발명에서 아크릴계 공중합체는 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체의 중합에 의해 형성된 것이다.
본 발명에서 점착제층의 흐름성과 젖음성을 향상시켜 초기 점착력을 부여하기 위해 사용한 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 아크릴기, 알릴기, 비닐기와 같은 에틸렌계 불포화 결합을 포함하고 그의 단독 중합체가 상온에서 점착성인 단량체를 말한다. 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 이런 특징을 구비하면서 동시에 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃~10℃, 바람직하게는 -60℃~5℃인 단량체이다. 본 발명에서 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 상기 특징을 만족하는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며 점착제층의 초기점착력을 고려할 때, 바람직하게는 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트 및 옥타데실 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 2-에틸헥실 아크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명에서 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체가 2-에틸헥실 아크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 조합으로 구성되는 경우 2-에틸헥실 아크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 중량비는 크게 제한되지 않으나, 점착제층의 초기점착력을 고려할 때 1:0.5 내지 1:2의 범위에서 선택될 수 있고 1:0.8 내지 1:1.5인 것이 바람직하고 1:0.95 내지 1:1.2인 것이 더 바람직하다.
본 발명에서 점착제층의 점착력과 점착성 유지력을 부여하기 위해 사용한 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 아크릴기, 아릴기, 비닐기와 같은 에틸렌계 불포화 결합을 포함하고 그의 단독 중합체가 상온에서 점착성이 아닌 단량체를 말한다. 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 이런 특징을 구비하면서 동시에 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃~250℃, 바람직하게는 40℃~200℃인 단량체이다. 본 발명에서 에틸렌성 불포과 결합을 가진 경질 단량체는 상기 특징을 만족하는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며 점착제층의 점착력, 점착성 유지력 또는 박리 후 피착체 오염성 등을 고려할 때 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, 아크릴로나이트릴, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트 및 스타이렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 비닐아세테이트와 스타이렌의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명에서 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체가 비닐아세테이트와 스타이렌의 조합으로 구성되는 경우 스티아렌과 비닐아세테이트의 중량비는 크게 제한되지 않으나, 점착제층의 점착력, 점착성 유지력을 고려할 때 1:7 내지 1:15의 범위에서 선택될 수 있고 1:9 내지 1:13인 것이 바람직하고 1:10.5 내지 1:11.5것이 더 바람직하다.
본 발명에서 카르복실기의 기능으로 습열조건에서 수분산성으로 인한 백화를 방지하고 점착제 조성물의 기포를 제거하며 수소결합이 가능해 점착성 유지력을 향상시키기 위해 사용한 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체는 다른 단량체들과 중합을 위해서 에틸렌성 불포화 결합을 가진 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 또한, 점착성 유지력을 고려할 때 바람직하게는 아크릴산, 카르복시에틸 아크릴레이트, 카르복시펜틸 아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸말레산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 아크릴산으로 구성하는 것일 수 있다.
본 발명에서 아크릴계 공중합체는 점착제로서의 요구되는 다양한 물성을 고려할 때 이를 형성하는 각 단량체들의 구성 비가 특정 범위로 한정될 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴계 공중합체는 점착력, 점착성 유지력 또는 박리 후 피착체 오염성 등을 고려할 때 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 80~92 중량%, 경질 단량체는 6~18 중량% 및 카르복실산 단량체는 0.5~10 중량%의 중합에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 85~88 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 10~13 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 1~4 중량%의 중합에 의해 형성되는 것이 더 바람직하다.
디아릴에텐계 광변색 화합물
광변색(photochromism)이란 분자나 결정이 빛의 작용에 의해 화학적 결합 상태가 상이한 다른 이성질체로 변경되면서 색이 가역적으로 변화하는 것을 말한다. 이는 광변색을 가진 분자가 특정한 파장의 빛을 받아 가역적으로 광이성질화(photoisomerization)되면서 분자구조가 변해 흡광도의 차이가 나타나기 때문에 발생한다. 광변색을 가진 분자의 광이성질화는 전자 고리화 메커니즘(electrocyclic mechanism)에 의해 닫힌고리 형태(폐환)에서 빛을 받아 열린고리 형태(개환)로 변하거나, 열린고리 형태(개환)에서 빛을 받아 닫힌고리 형태(폐환)으로 변한다. 닫힌고리 형태(폐환)에서 빛을 받아 열린고리 형태(개환)이 되는 분자로는 아조벤젠(azobenzene)계 화합물, 스피로옥사진(spirooxazine)계 화합물 및 스피로피란(spiropyran)계 화합물이 있을 수 있다. 또한, 열린고리 형태(개환)에서 빛을 받아 닫힌고리 형태(폐환)이 되는 분자로는 펄가이드(fulgide)계 화합물 및 디아릴에텐(diarylethene)계 화합물이 있을 수 있다.
본 발명에서는 점착제층의 점착력, 점착성 유지력 또는 박리 후 피착체 오염성 등을 고려할 때, 광변색 화합물이 디아릴에텐계 광변색 화합물로 제한된다. 상기 디아릴에텐계 광변색 화합물은 공지의 다양한 디아릴에텐계 광변색 화합물에서 선택될 수 있고 구체적인 예로는, 디티에닐에텐(dithienylethene), 1-(1,1-다이옥사이드 벤조싸이오펜)-5-벤조싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(1-(1,1-dioxide benzothiophene)-5-benzothiophene perfluorocyclopentene), 1-(1-옥사이드 벤조싸이오펜)-5-벤조싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(1-(1-oxide benzothiophene)-5-benzothiophene perfluorocyclopentene), 1,5-다이-(1-옥사이드 벤조싸이오펜)-퍼플루오로싸이클로펜텐(1-,5-di-(1-oxide benzothiophene) perfluorocyclopentene), 1-벤조사이오펜-5-(1-옥사이드 벤조싸이오펜) 퍼플루오로싸이클로펜텐(1-benzothiophene-5-(1-oxide benzothiophene) perfluorocyclopentene), 1-(4-(3,4-에틸렌디옥시싸이오펜)-벤조싸이오펜)-5-((4-나이트로젠 다이옥시젠)-벤조싸이오펜)- 퍼플루오로싸이클로펜텐(5-1-(4-(3,4-ethylenedioxythiophene)-benzothiophene)-5-(4-nitrogen dioxide)-benzothiophene) perfluorocyclopentene), 1,5-다이-(4-(3,4-에틸렌디옥시싸이오펜)-벤조싸이오펜)-퍼플루오로싸이클로펜텐(1,5-di-(4-(3,4-ethylenedioxythiophene)-benzothiophene) perfluorocyclopentene)등이 있을 수 있다. 또한, 상기 디아릴에텐계 광변색 화합물의 자외선 차단성, 내광성을 고려할 때 바람직하게는 싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(Thiophene perfluorocyclopentene), 벤조싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(Benzothiophene perfluorocyclopentene), 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride) 및 벤조싸이오펜 시아노에텐(Benzothiophene cyanoethene)일 수 있고, 더 바람직하게는 벤조싸이오펜 말레산 무수화물인 것일 수 있다.
본 발명에서 점착제 조성물 내의 디아릴에텐계 광변색 화합물의 함량은 크게 제한되지 않으며, 점착제층에 요구되는 다양한 물성을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 2~8 중량부인 것이 바람직하고, 3~6 중량부 인 것이 더 바람직하다.
디이소시아네이트계 경화제
경화제란 고분자의 가교를 일으키는 물질로서, 점착제의 내구성과 내열성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서는 점착제층의 내광성, 점착성 유지력 등을 고려할 때, 경화제가 디이소시아네이트계 경화제로 제한된다. 본 발명에서 이용되는 디이소시아네이트계 경화제는 특별히 제한되지 않으며 공지의 디이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들면 상기 디이소시아네이트계 경화제는 다이머산 디이소시아네이트(dimer acid diisocyanate), 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-MDI), 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,4'-MDI), 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트(XDI), 테트라메틸크실리덴 디이소시아네이트(TMXDI) 등의 방향족 디이소시아네이트류; 헥세메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트(TMHDI) 등의 지방족 디이소시아네이트류; 또는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), trans-사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트류; 등을 들 수 있고, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트인 것이 바람직하다.
본 발명에서 점착제 조성물 내의 디이소시아네이트계 경화제의 함량은 크게 제한되지 않으며 점착제층에서 요구되는 다양한 물성을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.2~5 중량부 일 수 있고, 0.5~2.5 중량부 인 것이 바람직하다.
용제
본 발명에서 이용되는 용제는 아크릴계 공중합체를 형성하는 단량체들을 용해시키거나 균일하게 분산시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며 공지의 용제를 사용할 수 있다. 예를 들면 상기 용제는 톨루엔(toluene), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 사이클로헥사놀(cyclohexanol), 에틸에테르(ethyl ether), 아세톤(acetone) 등을 들 수 있고, 톨루엔과 에틸아세테이트인 것이 바람직하다.
본 발명에서 점착제 조성물 내의 용제의 함량은 크게 제한되지 않으며 중합반응의 균일성 또는 점착제 조성물의 도포성 등을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 100~200 중량부 일 수 있고, 125~175 중량부 인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 예에 따른 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체를 제조할 때 첨가되는 중합개시제 또는 점착제 조성물을 중화시키는데 사용되는 pH 조절제 등을 더 포함할 수 있다.
2. 표면 보호 테이프용 점착제 조성물의 제조방법
본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 테이프용 점착제 조성물의 제조방법은 단량체 혼합물 용액을 준비하는 단계, 아크릴계 공중합체 함유 용액을 수득하는 단계 및 점착제 조성물을 수득하는 단계를 포함한다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 테이프용 점착제 조성물의 제조방법을 각 단계 별로 나누어 설명한다. 다만, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 테이프용 점착제 조성물의 제조방법의 기술적 특징은 표면 보호 테이프용 점착제 조성물에서 전술한 내용을 모두 포함하므로 중복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
단량체 혼합물 용액을 준비하는 단계
본 발명에서 단량체 혼합물 용액을 준비하는 단계는 아크릴계 공중합체를 형성하는 단량체를 용제에 용해시키는 것으로 구성된다.
상기 아크릴계 공중합체를 형성하는 단량체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 80~92 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 6~18 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 0.5~10 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체인 것을 특징으로 한다.
단량체 혼합물 용액은 혼합 용기에 들어 있는 용제에 아크릴계 공중합체를 형성하는 단량체들을 넣고 교반하여 얻어질 수 있다. 이 때 사용하는 용제의 중량은 상기 단량체들을 충분히 용해시키는 것을 고려할 때, 점착제 조성물을 제조하기 위해 사용될 용제 전체 중량을 기준으로 25~40 중량%의 범위에서 선택될 수 있고, 30~36 중량%인 것이 바람직하며, 33~34 중량%인 것이 더 바람직하다.
아크릴계 공중합체 함유 용액을 수득하는 단계
본 발명에서 아크릴계 공중합체 함유 용액을 수득하는 단계는 중합개시제 혼합물 용액을 상기 단량체 혼합물 용액에 넣어 중합시키는 것으로 구성된다.
중합개시제 혼합물 용액은 별도의 혼합 용기에 들어있는 용제에 중합개시제를 넣고 교반하여 얻어질 수 있다. 이 때 사용하는 용제의 중량은 중합개시제를 용해 또는 점착제 조성물의 점도 조절을 고려할 때, 점착제 조성물을 제조하기 위해 사용될 용제 전체를 기준으로 60~75 중량%의 범위에서 선택될 수 있고, 64~70 중량%인 것이 바람직하며, 66~67 중량%인 것이 더 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 중합개시제는 아크릴계 공중합체를 형성하는 단량체들의 중합반응을 개시하는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며 공지의 중합개시제 바람직하게는, 라디칼 중합개시제를 사용할 수 있다. 예를 들면 상기 중합개시제는 과황산칼륨(potassium persulfate), 과황산나트륨(sodium persulfate), 과황산암모늄(ammonium persulfate), t-부틸히드로퍼옥사이드(t-butyl hydroperoxide) 등에서 선택 될 수 있다. 본 발명에서 점착제 조성물 내의 중합개시제의 함량은 크게 제한되지 않으며 충분한 중합반응을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.05~2 중량부 일 수 있고, 0.1~1 중량부 인 것이 바람직하다.
아크릴계 공중합체 함유 용액은 혼합 용기에 들어있는 단량체 혼합물 용액의 교반속도와 온도를 조정하고, 이를 유지하면서 중합개시제 혼합물 용액을 소정의 시간을 걸쳐 일정한 양으로 첨가해 중합반응을 유도하여 얻어 질 수 있다. 상기 교반속도는 용액 간의 충분한 혼합과 균일한 중합반응을 고려할 때 100~300rpm 일 수 있고, 150~250rpm인 것이 바람직하다. 또한, 중합반응 온도는 55~65℃ 일 수 있고, 59~61℃인 것이 바람직하다. 중합반응 시간은 충분한 중합으로 점착력 밸런스 얻기 위해서 약 4시간인 것이 바람직하다.
점착제 조성물을 수득하는 단계
본 발명에서 점착제 조성물을 수득하는 단계는 아크릴계 공중합체 함유 용액에 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디아이소시아네이트계 경화제를 첨가하는 것으로 구성된다. 또한, 상기 점착제 조성물을 수득하는 단계는 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디아이소시아네이트계 경화제를 첨가하기 전에 pH 조절제를 넣어 pH를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체 함유 용액의 pH를 조절하기 위해서는 pH 조절제를 넣고 교반한다. 상기 아크릴계 공중합체 함유 용액은 아크릴계 공중합체를 형성하기 위해 사용한 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체로 인해 산성을 띄므로, pH를 조절하지 않고 점착제 조성물을 만들고 이를 이용해 표면 보호 테이프를 제조하여 사용하면 피점착체 표면에 화학적 손상이 발생할 수 있다. 그러므로 염기성 용액인 pH 조절제를 사용하여 상기 아크릴계 공중합체 함유 용액의 pH를 7.0~8.0으로 조절하는 것이 바람직하며 pH가 7.3~7.6인 것이 더 바람직하다. 상기 염기성 용액은 암모니아 수용액, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 탄산수소나트륨 수용액, 탄산나트륨 수용액 일 수 있다. 또한, 상기 교반속도는 아크릴계 공중합체 함유 용액에 균일하게 pH 조절제를 제공하는 것을 고려할 때 50~150rpm 일 수 있고, 75~125rpm인 것이 바람직하다.
아크릴계 공중합체 함유 용액의 pH를 조절한 후, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디아이소시아네이트계 경화제를 첨가하고 용해시키면 점착제 조성물을 얻을 수 있다. 상기 디아릴에텐계 광변색 화합물의 첨가량은 크게 제한되지 않으며, 점착제층에 요구되는 다양한 물성을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 2~8 중량부인 것이 바람직하고, 3~6 중량부 인 것이 더 바람직하다. 상기 디이소시아네이트계 경화제의 첨가량은 크게 제한되지 않으며 점착제층에서 요구되는 다양한 물성을 고려할 때 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.2~5 중량부 일 수 있고, 0.5~2.5 중량부 인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면은 표면 보호 점착 테이프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
3. 표면 보호 점착 테이프
본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프는 투명 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 형성된 점착제층을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프는 바람직하게는 점착제층을 보호하기 위해 점착제층의 표면에 접합된 이형지를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프를 각 구성요소 별로 나누어서 설명한다.
투명 베이스 필름
본 발명에서 투명 베이스 필름은 표면 보호 점착 테이프 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며 공지된 다양한 투명 베이스 필름에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 베이스 필름은 폴리올레핀계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, 엔지니어링 플라스틱, 합성 고무류, 열가소성 엘라스토머, 폴리이미드 수지 등으로 이루어질 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리 부텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 에틸렌-초산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 이오노머 등의 에틸렌성 불포화기를 포함하는 모노머의 단독 중합체 혹은 공중합체로 이루어지는 수지에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 폴리에스터계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 수지에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리메틸메타크릴레이트 등에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 합성 고무류는 스티렌-에틸렌-부텐 또는 펜텐계 공중합체에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 열가소성 엘라스토머는 폴리아미드-폴리올 공중합체 등에서 선택될 수 있다. 본 발명에서 상기 베이스 필름은 상업성 또는 유연성 등을 고려할 때 폴리올레핀 수지로 이루어지는 것이 바람직하고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 표면 보호 점착 테이프에 이용되는 베이스 필름은, 상기 수지 1종 단독으로 이루어지는 필름이라도 좋고, 2종 이상을 조합한 필름이라도 좋다. 또한, 본 발명의 표면 보호 점착 테이프에 이용되는 베이스 필름은, 단층이라도 좋고, 복층으로 한 것을 사용해도 좋다.
점착제층
본 발명에서 표면 보호 점착 테이프의 점착제층은 전술한 점착제 조성물을 베이스 필름의 표면에 소정의 두께로 도포하고 건조 및 숙성을 통해 경화시키고 동시에 용제를 제거하여 형성한 층이다. 그러므로, 상기 점착제층은 은 아크릴계 공중합체, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화를 포함하는 조성물로 이루어진다. 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 일 구성요소인 점착제층과 관련된 기술적 특징은 점착제 조성물 및 이의 제조방법에서 전술한 내용을 모두 포함하므로 중복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
상기 점착제층을 구성하는 아크릴계 공중합체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 80~92 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 6~18 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 0.5~10 중량%의 중합에 의해 형성된 것이다. 또한, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고, 바람직하게는 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트 및 아이소부틸 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체이고, 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, 아크릴로나이트릴, 비닐 아세테이트 및 스타이렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체는 바람직하게는 아크릴산, 카르복시에틸 아크릴레이트, 카르복시펜틸 아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산 및 2-아크릴로일옥시에틸말레산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 디아릴에텐계 광변색 화합물은 바람직하게는 싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(Thiophene perfluorocyclopentene), 벤조싸이오펜 퍼플루오로싸이클로펜텐(Benzothiophene perfluorocyclopentene), 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride) 및 벤조싸이오펜 시아노에텐(Benzothiophene cyanoethene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 점착제층은 바람직하게는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 디아릴에텐계 광변색 화합물 2~8 중량부 및 디이소시아네이트계 경화제 0.2~5 중량부를 포함한다.
4. 표면 보호 점착 테이프의 제조방법
본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 제조방법은 투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 도포하는 단계 및 상기 도포된 점착제 조성물에 열을 가하여 경화시키고 숙성하여 점착제층을 형성하는 단계를 포함한다. 점착제층을 형성하는 단계 이후에, 표면 보호 점착 테이프의 점착제층을 보호하기 위해 표면 보호 점착 테이프에 이형지를 접합하는 단계를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 제조방법을 각 단계 별로 나누어 설명한다. 다만, 본 발명의 일 예에 따른 표면 보호 점착 테이프의 제조방법의 기술적 특징은 표면 보호 테이프용 점착제 조성물과 표면 보호 점착 테이프에서 전술한 내용을 모두 포함하므로 중복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 도포하는 단계
본 발명에서 투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 도포하는 단계는 전술한 표면 보호 테이프용 점착제 조성물을 투명 베이스 필름 적어도 일면에 도포하는 것으로 구성된다.
상기 점착제 조성물을 도포하는 방법은 투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 일정한 두께로 도포할 수 있다면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에서 사용할 수 있는 도포 방법은 롤코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 롤 브러쉬, 스프레이 코팅, 에어 나이프 코팅, 다이 코터 등에 의한 압출 코팅 등이 있고, 점착제층의 평활도, 도포 작업성 또는 대량생산을 고려할 때 바람직하게는 그라비아 코팅이다.
그라비아 코팅(Gravure coating)은 원단과 코팅 롤의 접촉각을 최소화하기 위해 코팅 롤의 반경을 소형화하여 롤 표면과 가공원단의 도료 볼텍스(vortex) 범위가 극소화시킨 코팅방법으로서, 원단에 도료를 균일하게 도포할 수 있어 일정 품질로 대량생산이 가능하다.
구체적으로, 본 발명에서 사용된 그라비아 코팅에 대해서 설명한다. 그라비아 코팅 장치는 투명 베이스 필름의 이동을 위한 가이드 롤, 도포할 용액을 담아놓는 용액 팬(PAN) 및 그라비아 롤(바람직하게는 메쉬 형태의 그라비아 롤)을 포함하고 있다. 상기 그라비아 롤은 가이드 롤과 용액 팬 사이에 위치하고 가이드 롤에 의해 투명 베이스 필름이 지나가면서 도포할 용액을 투명 베이스 필름에 접합시킨다. 상기 용액 팬에는 도포할 용액이 투명 베이스 필름에 일정한 두께로 도포될 수 있도록 도포 두께를 조절하는 닥터블레이드(Doctor blade)가 포함될 수 있다. 상기 닥터블레이드는 그라비아 롤과 약간 이격되어 투명 베이스 필름에 제공되는 용액의 양을 조절하면서 도포 두께를 조절할 수 있다. 상기 그라비아 코팅 장치를 이용하여 베이스 필름의 표면에 점착제 조성물을 도포하는 방법은 다음과 같이 구성될 수 있다.
① 먼저, 투명 베이스 필름을 그라비아 코팅 기계의 가이드 롤 하단에 끼우고, 점착제 조성물을 용액 팬에 넣은 뒤 도포 두께를 정해 그라비아 롤과 닥터블레이드 사이의 간격을 조절한다.
② 이후, 가이드 롤을 작동시키면 투명 베이스 필름은 그라비아 롤 상단에 접촉한 채 이동하고 가이드 롤과 반대 방향으로 회전하는 그라비아 롤을 작동시키면 점착제 조성물이 투명 베이스 필름 일면에 도포될 수 있다.
도포된 점착제 조성물에 열을 가하여 경화시키고 숙성하여 점착제층을 형성하는 단계
본 발명에서 도포된 점착제 조성물에 열을 가하여 경화시키고 숙성하여 점착제층을 형성하는 단계는 건조단계와 숙성단계로 구성된다.
상기 건조단계는 점착제 조성물의 용제를 휘발시키고 점착제 조성물의 아크릴계 공중합체를 경화시켜 점착 성질을 가진 소정 두께의 도막을 얻기 위한 단계이다. 상기 건조단계에서 투명 베이스 필름의 변형을 방지하고 점착제 조성물의 용제를 충분히 휘발시키는 것을 고려할 때, 건조온도는 70~90℃ 및 건조시간은 10~50분일 수 있고, 건조온도는 75~85℃, 건조시간은 20~40분인 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용할 수 있는 건조방법은 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 열풍 건조, 냉풍건조, 열선 가열 건조, 보일러 가열 건조 등과 같은 공지의 다양한 방법이 사용될 수 있고, 건조 시간, 에너지 효율 및 투명 베이스 필름의 변형 방지 등을 동시에 고려할 때 열선 가열 건조방법인 것이 바람직하다.
상기 숙성단계는 점착제층을 형성하기 위해 남아 있는 경화 반응을 더 진행시키고 점착제층 내의 잔사 발생 또는 기포 발생을 제거하기 위한 단계이다. 점착제층의 점착력, 점착성 유지력 등을 향상하는 것을 고려할 때, 숙성온도 50~70℃ 및 숙성시간 20~28시간일 수 있고, 숙성온도는 55~65℃, 숙성시간은 23~25시간인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 구체적인 실시예를 통하여 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 표면 보호 점착 테이프의 물성 시험방법
(1) 초기 점착력 시험
표면 보호 점착 테이프의 초기 점착력은 Rolling ball tack 시험방법을 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 지름이 11㎜이며 무게가 5.6g인 쇠공을 이용하고 23±1℃ 및 50±5%의 상대습도에서 측정하였으며, 경사면의 각도는 21.3˚였다. 또한, 표면 보호 점착 테이프를 가로 2㎜×세로 50㎜로 재단한 후, 경사면을 구성하는 폴리카보네이트 판에 표면 보호 점착 테이프의 베이스필름을 접촉시켜 표면 보호 점착 테이프를 고정시켰다. 이후, 고정된 표면 보호 점착 테이프로부터 10㎝ 상단에서 쇠공을 굴렸다. 그리고, 쇠공이 표면 보호 점착 테이프의 점착제층과 접촉하기 시작하면서 굴러간 후 멈춘 거리를 측정하였다. 양호한 점착력 밸런스를 위해 통상적으로 요구되는 초기 점착력은 5±1㎜이다.
(2) 점착력 시험
SUS304판에 2kg 하중의 롤러를 300㎜/min의 속도로 2회 왕복하여 표면 보호 점착 테이프를 부착하고 온도 23±2℃ 및 50±5%의 상대습도에서 60시간 방치하였다.. 이후, 부착된 표면 보호 점착 테이프를 300㎜/min의 속도로 180˚ 박리하여 점착력을 측정하였다. 양호한 점착력 밸런스를 위해 통상적으로 요구되는 점착력은 280 내지 450gf/inch이다.
(3) 박리 후 피착체 오염성 시험
박리 후 피착체 오염성 여부는 상기 점착력 시험을 이용하여 측정하엿다. 구체적으로, 점착력 시험에서 손으로 피착제에 부착된 표면 보호 점착 테이프를 박리하면서 피착제에 잔사가 남았거나 피착제가 손상되었는지를 확인하였다.. 피착제에 잔사 또는 손상이 남아있으면 '×'로 평가하고 남아있지 않으면 '○'로 평가하였다.
(4) 점착성 유지력 시험
온도 23±2℃ 및 50±5%의 상대습도로 설정된 환경에서 SUS304판에다가 가로 20㎜×세로 20㎜로 재단한 표면 보호 점착 테이프를 부착하였다. 그 후, 40℃에서 중력 방향으로 500g의 추를 달아 추가 낙하한 시간(분)을 3회 이상 측정하고 평균치로 점착성 유지력을 평가하였다. 오차 보정을 위해 결과값은 일의 자리에서 반올림했다. 통상적으로 요구되는 표면 보호 점착 테이프의 점착성 유지력은 300분 이상이다.
(5) 자외선 차단성 시험
UV-Visible Spectrophotometer를 이용하여 280nm 내지 380nm 영역의 파장(지표에서 받는 태양 빛 중 자외선 영역)에서의 투과도(%)를 측정하였다. 구체적으로, 표면 보호 점착 테이프를 UV-Visible Spectrophotometer의 cell 크기에 맞춰 재단하고 280nm 내지 380nm 영역의 파장에서의 투과도(%)를 측정하였다.
(6) 내광성 시험
표면 보호 점착 테이프의 내광성은 표면 보호 점착 테이프에 소정 파장의 자외선광을 소정의 시간동안 조사한 후, 변색 여부 및 자외선 조사 후의 점착성 유지력을 측정하여 평가하였다. 구체적으로, 표면 보호 점착 테이프를 가로 20mm × 세로 20mm로 재단한 뒤 점착제층에 대하여 동시 측광 분광식 색도계를 사용하여, CIE1976 L*a*b* 표색계에 의해 규정되는 투과 색상 b*(초기)을 측정하였다. 이후, 표면 보호 점착 테이프에 250nm 내지 400nm의 자외선광을 조도 350mW/㎤로 1000시간 동안 조사한 후 동시 측광 분광식 색도계를 사용하여 b*(나중)을 측정하였다. 자외선 조사에 의한 표면 보호 점착 테이프의 변색 여부를 황변색도를 이용하여 평가하였다. 황변색도는 다음과 같은 수식을 사용하여 계산하였다.
황변색도(Δb*) = b*(나중) - b*(초기)
또한, 자외선을 조사한 표면 보호 점착 테이프에 대해 상기 (4) 점착성 유지력 시험에서 기술한 방법과 동일한 방법을 사용하여 점착성 유지력을 측정하였다.
(7) 광변색 시험
표면 보호 점착 테이프의 색을 태양 빛이 없는 실내 환경에서 육안으로 확인하고, 자외선 지수가 6 이상 내지 7 이하의 환경에서 표면 보호 점착 테이프를 4시간 동안 방치한 뒤 육안으로 표면 보호 점착 테이프의 색이 변화하는지 확인했다. 그 후, 다시 태양 빛이 없는 실내 환경으로 표면 보호 점착 테이프를 가져와 2시간 동안 방치한 뒤 육안으로 표면 보호 점착 테이프의 색이 원래대로 돌아갔는지를 확인하였다.
2. 점착제 조성물 및 이를 이용한 표면 보호 점착 테이프의 제조
제조예 1.
혼합 용기에 톨루엔 500g에 2-에틸헥실 아크릴레이트 410g, 노말부틸 아크릴레이트 450g, 비닐 아세테이트 110g, 아크릴산 20g 및 스타이렌 10g을 혼합용기에 넣고 교반하여 단량체 혼합물 용액을 제조하였다. 또한, 별도로 에틸아세테이트 1,000g에 중합개시제인 과황산칼륨 2g 및 과황산암모늄 4g을 넣고 충분히 녹여 중합개시제 혼합물 용액을 제조하였다. 이후, 혼합 용기 내에 수용된 단량체 혼합물 용액을 200rpm의 속도로 교반하고 약 60℃로 승온한 후, 상기 교반 속도 및 온도를 유지하면서, 약 4시간 동안에 걸쳐 중합개시제 혼합물 용액을 일정한 양으로 첨가하여 중합 반응을 유도하고 아크릴계 공중합체 함유 용액을 수득하였다. 그 뒤 혼합 용기 내에 수용된 아크릴계 공중합체 함유 용액을 100rpm의 속도로 교반하면서, 여기에 28wt% 농도의 암모니아 수용액을 첨가하여 pH를 약 7.5로 맞추었다. 이후, 혼합 용기 내에 디아릴에텐계 광변색 화합물인 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride) 40g 및 경화제인 톨루엔 디아이소시아네이트(TDI, toluene diisocyanate) 10g을 첨가하고 용해시켜 점착제 조성물을 제조하였다.
그라비아 코팅장치를 이용하여 60㎛ PE(Polyethylene) 필름의 일면에 상기 점착제 조성물을 코팅하고 80℃에서 30분 동안 건조시킨 뒤 60℃에서 24시간 동안 숙성시켜 PE 필름 표면에 점착제층이 형성된 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
제조예 2.
혼합 용기에 톨루엔 500g에 2-에틸헥실 아크릴레이트 420g, 노말부틸 아크릴레이트 460g, 비닐 아세테이트 90g, 아크릴산 20g 및 스타이렌 10g을 혼합용기에 넣고 교반하여 단량체 혼합물 용액을 제조하였다. 이후, 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
제조예 3.
혼합 용기에 톨루엔 500g에 2-에틸헥실 아크릴레이트 405g, 노말부틸 아크릴레이트 445g, 비닐 아세테이트 120g, 아크릴산 20g 및 스타이렌 10g을 혼합용기에 넣고 교반하여 단량체 혼합물 용액을 제조하였다. 이후, 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 1.
혼합 용기에 톨루엔 500g에 2-에틸헥실 아크릴레이트 450g, 노말부틸 아크릴레이트 500g, 비닐 아세테이트 20g, 아크릴산 20g 및 스타이렌 10g을 혼합용기에 넣고 교반하여 단량체 혼합물 용액을 제조하였다. 이후, 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 2.
혼합 용기에 톨루엔 500g에 2-에틸헥실 아크릴레이트 350g, 노말부틸 아크릴레이트 420g, 비닐 아세테이트 200g, 아크릴산 20g 및 스타이렌 10g을 혼합용기에 넣고 교반하여 단량체 혼합물 용액을 제조하였다. 이후, 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 3.
디아릴에텐계 광변색 화합물인 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 4.
디아릴에텐계 광변색 화합물인 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)을 대신하여 징크옥사이드를 넣은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 5.
디아릴에텐계 광변색 화합물인 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)을 대신하여 스피로옥사진을 넣은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
비교제조예 6.
디아릴에텐계 광변색 화합물인 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)을 대신하여 스피로피란을 넣은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하여 점착제 조성물 및 표면 보호 점착 테이프를 제조하였다.
3. 표면 보호 점착 테이프의 물성 시험 결과
상기 제조예 1 내지 3 및 비교제조예 1 내지 6에서 제조한 표면 보호 점착 테이프를 이용하여 초기점착력, 점착력, 박리 후 피착제 오염성, 점착성 유지력, 자외선 차단성, 내광성, 광변색을 시험하였고 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타냈다.
표면 보호 점착 테이프 구분 초기 점착력 점착력
(gf/inch)		 박리 후 피착제 오염성 점착성 유지력
제조예 1 5.1㎜ 380gf/inch ○ 370분
제조예 2 4.3㎜ 320gf/inch ○ 320분
제조예 3 5.8㎜ 340gf/inch ○ 330분
비교제조예 1 3.7㎜ 110gf/inch × 130분
비교제조예 2 5.0㎜ 630gf/inch × ≥600분
비교제조예 3 5.2㎜ 370gf/inch ○ 350분
비교제조예 4 5.3㎜ 380gf/inch ○ 360분
비교제조예 5 6.1㎜ 210gf/inch × 270분
비교제조예 6 6.4㎜ 230gf/inch × 260분
표면 보호 점착 테이프 구분 자외선 차단성
(투과도, %)		 내광성 광변색 여부
황변색도 자외선 조사후 점착성 유지력 초기 색상 외부 방치 후 색상 실내 방치 후 색상
제조예 1 3.3 0.1 370분 투명 파란색 투명
제조예 2 3.6 0.2 320분 투명 파란색 투명
제조예 3 3.4 0.1 330분 투명 파란색 투명
비교제조예 1 3.2 0.1 130분 투명 파란색 투명
비교제조예 2 3.0 0.2 ≥600분 투명 파란색 투명
비교제조예 3 88 0.5 270분 투명 투명 투명
비교제조예 4 3.8 0.4 290분 투명 투명 투명
비교제조예 5 3.7 0.1 260분 투명 파란색 투명
비교제조예 6 3.4 0.1 260분 연노란색 보라색 연노란색
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

Claims (7)

  1. 투명 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 형성된 점착제층을 포함하는 점착 테이프로서,
    상기 점착제층은 아크릴계 공중합체, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 이루어지고,
    상기 아크릴계 공중합체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 85~88 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 10~13 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 1~4 중량%의 중합에 의해 형성된 것이고,
    상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고,
    상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체인 것을 특징으로 하며,
    상기 디아릴에텐계 광변색 화합물은 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)이며,
    상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride) 2~8 중량부 및 상기 디이소시아네이트계 경화제 0.2~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트 및 아이소부틸 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, 아크릴로나이트릴, 비닐 아세테이트 및 스타이렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체는 아크릴산, 카르복시에틸 아크릴레이트, 카르복시펜틸 아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산 및 2-아크릴로일옥시에틸말레산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 투명 베이스 필름의 적어도 일면에 점착제 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 점착제 조성물에 열을 가하여 경화시키고 숙성하여 점착제층을 형성하는 단계를 포함하는 방법으로서,
    상기 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체, 용제, 디아릴에텐계 광변색 화합물 및 디이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로서,
    상기 아크릴계 공중합체는 전체 중량을 기준으로 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체 85~88 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체 10~13 중량% 및 에틸렌성 불포화 결합을 가진 카르복실산 단량체 1~4 중량%의 중합에 의해 형성된 것이고,
    상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 연질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 -80℃ 내지 10℃인 단량체이고,
    상기 에틸렌성 불포화 결합을 가진 경질 단량체는 그 단독 중합체의 유리전이온도가 30℃ 내지 250℃인 단량체인 것을 특징으로 하며,
    상기 디아릴에텐계 광변색 화합물은 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride)이며,
    상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 벤조싸이오펜 말레산 무수화물(Benzothiophene maleic anhydride) 2~8 중량부 및 상기 디이소시아네이트계 경화제 0.2~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 점착 테이프의 제조방법.
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