KR102232275B1 - 내반발성이 향상된 점착 테이프 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 점착 테이프는, 다공성 구조를 갖는 다공층 및 상기 다공층의 적어도 일면에 결합되는 점착층을 포함한다. 상기 점착층은, 수평균 분자량이 800,000 내지 1,200,000인 아크릴 공중합체, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성된다. 상기 점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 로진계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 테르펜계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 이소시아네이트계 경화제 0.2 내지 0.4 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.05 내지 0.1 중량부를 포함한다.

Description

내반발성이 향상된 점착 테이프 및 그 제조 방법{ADHESIVE TAPE HAVING IMPROVED REPELLENCE RESISTANCE AND ADHESION AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 접착 테이프에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 내반발성이 향상된 점착 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 모바일 폰, 디스플레이, 터치스크린 패널(TSP) 등과 같은 전자 장치에 있어서, 부품들의 접합 혹은 적층을 위해 예를 들면, 감압성 점착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)를 포함한 점착 테이프가 적용되고 있다.
점착 테이프는 통상적으로 기재층과 점착층을 포함한다. 전자 기기에 사용되는 점착테이프의 경우, 외부의 다양한 충격에 대하여 부속품을 보호하고 피착물의 분리를 방지할 수 있도록 내반발성을 필요로 한다. 예를 들면, 특허문헌 1은 내충격 폼 구조물을 이용한 점착테이프를 개시하고 있다.
1. 대한민국 공개특허공보 10-2015-0117075(2015.08.20)
본 발명의 일 과제는 내반발성이 향상된 점착 테이프를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는 상기 점착 테이프의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 점착 테이프는, 다공성 구조를 갖는 다공층 및 상기 다공층의 적어도 일면에 결합되는 점착층을 포함한다. 상기 점착층은, 수평균 분자량이 800,000 내지 1,200,000인 아크릴 공중합체, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성된다. 상기 점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 로진계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 테르펜계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 이소시아네이트계 경화제 0.2 내지 0.4 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.05 내지 0.1 중량부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공층은 폴리올레핀계 수지, 열가소성 폴리스티렌계 수지, 열가소성 고무, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 엔지니어링 플라스틱, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층은 상기 다공층의 제1 면에 결합되는 제1 점착층 및 상기 다공층의 제2 면에 결합되는 제2 점착층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공층의 두께는 80㎛ 내지 300㎛이고며, 상기 제1 및 제2 점착층의 두께는 40㎛ 내지 100㎛이다.
일 실시예에 따르면, 상기 이소시아네이트계 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃ 내지 -45℃이다.
일 실시예에 따르면, 상기 테르펜계 수지의 연화점은 110℃ 내지 130℃고, 상기 로진계 수지의 연화점은 100℃ 내지 120℃이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 점착 테이프의 제조 방법은, 다공성 구조를 갖는 다공층을 형성하는 단계; 상기 다공층의 일면에 수평균 분자량이 800,000 내지 1,200,000인 아크릴 공중합체, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함하는 점착제 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 점착제 조성물을 경화하여 점착층을 형성하는 단계를 포함한다.상기 점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 로진계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 테르펜계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 이소시아네이트계 경화제 0.2 내지 0.4 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.05 내지 0.1 중량부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공층을 형성하는 단계는, 폴리올레핀계 고분자, 가소제 및 가교조제 를 포함하는 원료 조성물을 이용하여 시트를 형성하는 단계; 상기 시트를 용제에 침지하여 가소제를 추출하여 기공을 갖는 시트를 형성하는 단계; 및 상기 시트에 전자선을 조사하여 가교하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 다공층과 점착층을 갖는 점착 테이프의 내반발성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점착 테이프를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점착 테이프를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 점착 테이프(100)는 다공층(10) 및 점착층(22, 24)을 포함한다. 예를 들어, 상기 점착 테이프(100)는 상기 다공층(10)의 양면에 각각 결합된 제1 점착층(22) 및 제2 점착층(24)을 포함할 수 있다. 상기 점착 테이프(100)는 상기 점착층(22, 24)들 중 적어도 하나에 결합된 이형층(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 다공층(10)은, 발포층, 발포체 등으로 지칭될 수도 있다.
예를 들어, 상기 다공층(10)은 열가소성 폴리올레핀계 수지, 열가소성 폴리스티렌계 수지, 열가소성 고무, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 엔지니어링 플라스틱 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 폴리올레핀계 수지는 열가소성 변성 폴리올레핀 엘라스토머계 수지를 포함할 수 있다. 상기 엔지니어링 플라스틱은, 폴리카보네이트계 수지, 테레프탈레이트계 수지, 폴리아미드계 수지 등을 포함할 수 있다. 상기 테레프탈레이트계 수지는, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리프로필렌테레프탈레이트계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공층(10)은 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 5 내지 70 중량%, 가소제 25 내지 90 중량% 및 가교조제 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 원료 조성물을 압출 등을 통하여 시트 형태로 형성하고, 이를 용제에 침지하여 가소제를 추출함으로써 기공을 갖는 시트를 형성할 수 있다. 다음으로, 상기 시트를 건조한 후, 전자선을 조사하여 가교함으로써 다공층(10)이 얻어질 수 있다.
이에 따르면, 가교의 대상물에 가속전자선이 조사되어, 상기 대상물 내에 포함된 수소가 제거되며, 이로 인하여 수지 혼합물 내에 라디칼이 생성된다. 이렇게 생성된 라디칼은 높은 반응성을 갖게 되며, 수지 혼합물 내에서 가교반응이 유발될 수 있다. 이에 따라 얻어진 다공성 구조는 가교 반응에 의해 압축영구변형률이 향상되어 내구성 및 내충격성이 개선될 수 있다.
상기 가소제는, 상온에서 액상일 수 있으며, 파라핀계 가소제, 올레핀계 가소제, 나프타계 가소제, 방향족계 가소제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 가교조제는 전자선 가교시, 가교 효율을 향상시켜 주는 것으로, 다공성 시트의 인장강도 및 인열강도 등의 물성 증가를 위한 가교도를 조절하는 역할을 한다.
예를 들어 상기 가교조제는, 비닐모노머, 아크릴레이트계 화합물, 메타크릴레이트계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 용제는 가소제의 종류에 따라 다양한 극성 용제 및 비극성 용제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 용제는, 파라핀계 용제, 올레핀계 용제, 나프타계 용제, 방향족계 용제, 알코올계 용제, 에스테르계 용제, 케톤계 용제, 에테르계 용제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 다공층(10)은 카본 블랙 등과 같은 안료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 안료의 함량은 상기 다공층(10) 전체 중량의 5 내지 30 중량%일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 다공층(10)은 상기 다공층(10)은, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지 등을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 다공성 구조의 형성은 전술한 가소제 추출 방식에 한정되지 않으며, 예를 들어, 미세 중공구와 같은 발포제를 이용하여 형성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층(22, 24)은 아크릴 공중합체를 포함한다. 예를 들어, 상기 아크릴 공중합체의 수평균 분자량은 800,000 내지 1,200,000일 수 있으며, 바람직하게 900,000 내지 1,000,000일 수 있다. 상기 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는 -60℃ 내지 -20℃일 수 있으며, 바람직하게 -55℃ 내지 -45℃일 수 있다.
상기 점착층(22, 24)은, 점착 부여제(tackfier)로서 테르펜계 수지 및 로진계 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 테르펜계 수지 및 상기 로진계 수지는 각각 가교성 관능기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(22, 24)은 상기 아크릴 공중합체, 상기 테르펜계 수지, 상기 로진계 수지 및 경화제를 포함하는 조성물을 경화하여 얻어질 수 있다.
예를 들어, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 테르펜계 수지 및 상기 로진계 수지의 함량은 각각 1 내지 10 중량부일 수 있다. 예를 들어, 상기 테르펜계 수지와 상기 로진계 수지의 함량비는 약 3:5 내지 5:5일 수 있다.
예를 들어, 상기 테르펜계 수지는, 테르펜 페놀 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 테르펜계 수지의 연화점은 100℃ 내지 150℃일 수 있으며, 바람직하게 110℃ 내지 130℃일 수 있다. 상기 테르펜계 수지의 연화점이 과도하게 낮을 경우 점착층의 내열성이 저하될 수 있다.
예를 들어, 상기 로진계 수지는, 로진 에스테르계 수지, 불균화 로진 에스테르 수지, 수첨 로진에스테르 수지, 중합 로진에스테르 수지 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 로진계 수지의 연화점은 100℃ 내지 160℃일 수 있으며, 바람직하게 100℃ 내지 120℃일 수 있다. 상기 로진계 수지의 연화점이 과도하게 낮을 경우, 점착층의 경도가 증가하여 내반발성이 저하될 수 있다.
상기 점착층(22, 24)은 필요에 따라 석유계 수지 등과 같은 점착 부여제를 추가적으로 포함할 수도 있다.
상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함한다. 예를 들어, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 이소시아네이트계 경화제의 함량은 0.2 내지 0.4 중량부일 수 있으며, 상기 에폭시계 경화제의 함량은 0.05 내지 0.1 중량부일 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제는 고형분 함량이 35 내지 55 중량%일 수 있으며, 상기 에폭시계 경화제는 고형분 함량이 0.5 내지 2.5 중량%일 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제의 함량이 상기 범위를 초과하거나, 상기 에폭시계 경화제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 점착층의 경도가 과도하게 증가함으로써, 내반발성 저하에 따른 들뜸 현상이 쉽게 나타날 수 있다.
예를 들어, 상기 이소시아네이트계 경화제는 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 메틸렌디이소시아네이트(MDI) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 이소시아네이트계 경화제는 톨루엔디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 톨루엔디이소시아네이트계 경화제를 사용할 경우, 내반발성의 향상이 더 크다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공층(10)의 두께는 80㎛ 내지 300㎛일 수 있으며, 상기 점착층(22, 24)의 두께는 40㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 바람직하게, 상기 점착층(22, 24)의 두께는 50㎛ 내지 75㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다공층과 점착층을 갖는 점착 테이프의 내반발성을 개선할 수 있다. 따라서, 상기 점착 테이프는 플렉서블 표시 장치, 폴더블 표시 장치, 에지형 표시 장치 등과 같이 구부러진 형태를 갖는 구조의 내구성과 신뢰성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 점착층은 특히 폴리에틸렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지로 이루어진 다공층과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험예를 참조로 예시적인 실시예들에 따른 충격 흡수 구조물의 제조 방법 및 제조된 충격 흡수 구조물의 특성에 대해 보다 상세히 설명한다.
실시예 및 비교예
가소제 추출 방식으로 제조된 폴리에틸렌 다공층(두께: 약 200㎛)의 양면에 아크릴 공중합체(중량 평균 분자량 약 950,000, 유리 전이 온도 약 -49℃) 수지 고형분 100 중량부에 대하여, 점착 부여제로서 테르펜계 수지(연화점 약 120℃) 5 중량부와 로진계 수지(연화점 약 110℃) 5 중량부 및 아래의 표 1에 따른 경화제를 혼합한 점착제 조성물을 코팅하고 건조 및 경화하여 양면 접착 테이프를 준비하였다.
상기 양면 접착 테이프의 상면에 피착제를 접착하고, 하면에 아크 형상의 접착면을 갖는 시험용 지그에 구부려 접착한 후, 일정 시간 후에(고온고습: 50℃, 95%, 저온: -20℃) 들뜸 정도(내반발력)를 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다.
표 1에서, 각 경화제의 함량은 아크릴 공중합체 100 중량부에 대한 중량부이다. 또한, 이소시아네이트계 경화제는 고형분이 약 35%~55%, 황변 타입, 상온 경화형인 것을 사용하였으며, 에폭시계 경화제는 고형분이 약 0.5%~2.5%, 무황변 타입, 상온 경화형인 것을 사용하였다.
표 1
Figure 112020023892897-pat00001
표 1을 참조하면, 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 경화제의 함량이 0.4 중량부 이하이고, 에폭시계 경화제의 함량이 0.1 중량부 이하인 경우에(실시예 1), 이소시아네이트계 경화제 또는 에폭시계 경화제를 단독으로 사용한 비교예 1 및 2, 에폭시계 경화제를 과량으로 사용한 비교예 2, 실시예 2 및 실시예 3, 그리고 이소시아네이트계 경화제를 과량으로 사용한 비교예 4보다 내반발성이 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.
전술한 예시적인 실시예들에 따른 점착 테이프는, 예를 들면, 모바일 폰, OLED 장치 또는 LCD 장치 등과 같은 디스플레이 장치의 부품 결합에 이용되어 내반발성, 내충격성 등의 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 점착 테이프
10: 다공층
22, 24: 점착층
30: 이형층

Claims (11)

  1. 다공성 구조를 갖는 다공층; 및
    상기 다공층의 적어도 일면에 결합되는 점착층을 포함하고,
    상기 점착층은, 수평균 분자량이 800,000 내지 1,200,000인 아크릴 공중합체, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성되며,
    상기 점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 로진계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 테르펜계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 이소시아네이트계 경화제 0.2 내지 0.4 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.05 내지 0.1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다공층은 열가소성 폴리올레핀계 수지, 열가소성 폴리스티렌계 수지, 열가소성 고무, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 엔지니어링 플라스틱, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 상기 다공층의 제1 면에 결합되는 제1 점착층 및 상기 다공층의 제2 면에 결합되는 제2 점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다공층의 두께는 80㎛ 내지 300㎛이고며, 상기 제1 및 제2 점착층의 두께는 40㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃ 내지 -45℃인 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  7. 제1항에 있어서, 상기 테르펜계 수지의 연화점은 110℃ 내지 130℃고, 상기 로진계 수지의 연화점은 100℃ 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  8. 다공성 구조를 갖는 다공층을 형성하는 단계;
    상기 다공층의 일면에 수평균 분자량이 800,000 내지 1,200,000인 아크릴 공중합체, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제를 포함하는 점착제 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 점착제 조성물을 경화하여 점착층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 로진계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 테르펜계 수지 1 내지 10 중량부, 상기 이소시아네이트계 경화제 0.2 내지 0.4 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.05 내지 0.1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다공층을 형성하는 단계는,
    폴리올레핀계 고분자, 가소제 및 가교조제를 포함하는 원료 조성물을 이용하여 시트를 형성하는 단계;
    상기 시트를 용제에 침지하여 가소제를 추출하여 기공을 갖는 시트를 형성하는 단계; 및
    상기 시트에 전자선을 조사하여 가교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 테이프의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃ 내지 -45℃인 것을 특징으로 하는 점착 테이프의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 테르펜계 수지의 연화점은 110℃ 내지 130℃고, 상기 로진계 수지의 연화점은 100℃ 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 점착 테이프의 제조 방법.
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