KR102240003B1

KR102240003B1 - 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트

Info

Publication number: KR102240003B1
Application number: KR1020190150894A
Authority: KR
Inventors: 김구니; 전민석
Original assignee: 한국신발피혁연구원
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-04-14
Also published as: KR102240003B9

Abstract

본 발명은 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 M 단위와 Q 단위의 반복으로 이루어지는 MQ 레진과 폴리오르가노다이메틸실록세인(polyorganodimethylsiloxane)으로 이루어지는 실리콘 점착제 조성물을 제조하고 티타늄 이소프로폭사이드(Titatnium isopropoxide)와 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide) 경화제를 혼합하여 실리콘 점착시트를 제조함으로써, 응집성이 우수할 뿐만 아니라 PET와 같은 극성 기재 및 실리콘 시트와 같은 비극성 기재 모두에 우수한 밀착성을 나타낼 수 있도록 하는, 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트에 관한 것이다.

Description

응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트{SILICONE ADHESVIE COMPOSITOIN HAVING EXCELLENT COHESION AND SUBSTRATE ADHESION AND SILICONE ADHESVIE SHEET USING THE SAME}

본 발명은 응집성이 우수할 뿐만 아니라 극성 기재 및 비극성 기재 모두에 우수한 밀착성을 나타낼 수 있는 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트에 관한 것이다.

일반적으로 점착제는 압력을 가하여 피착면에 접착시킬 수 있고, 피착면으로부터 뗐을 때 피착면에 극미량(trace quantity) 이하의 접착제만을 피착면에 남기며, 뗀 후에도 점착성 및 접착력을 유지하여 다시 피착면에 재접착할 수 있는 접착제를 지칭한다

상기 점착제 중 실리콘계 점착제는, 일반 유기계 점착제와 비교하여, 우수한 접착성 및 응집강도, 우수한 점착성, 양호한 전기적 성질 등과 같은 독특한 특성을 갖고 있어서, 점착 테이프, 붕대, 저온 지지체, 전사 필름, 라벨, 자동차 부품, 장난감, 전자 회로 및 키보드의 조립 등에 널리 사용된다.

관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 히드록시기 또는 알콕시기를 포함하는 오르가노폴리실록산; 및 에폭시기 및, 히드록시기 또는 알콕시기를 포함하는 폴리디메틸실론산을 포함하는 실리콘 점착제 조성물을 제안하였다.

그리고 특허문헌 2에서는 비닐실란기를 포함하는 오르가노폴리실록산, 히드로실릴기를 포함하는 오르가노폴리실록산 및 부가반응 촉매를 포함하는 실리콘 점착제 조성물로, 상기 비닐실란기를 포함하는 오르가노폴리실록산 및 히드로실릴기를 포함하는 오르가노폴리실록산 중 적어도 하나 이상은 추가로 에폭시기를 포함하는 실리콘 점착제 조성물을 제안하였다.

또한, 특허문헌 3에서는 용매 및 실리콘계 점착제를 포함하고, 상기 실리콘계 점착제의 함량이 조성물 총중량 대비 50 중량% 내지 70 중량%인 것인 조성물을 기재 상에 코팅 및 건조하여 실리콘계 점착제를 포함하는 부착향상층을 형성하는 단계; 및 상기 부착향상층의 상기 기재에 대향하는 면의 반대 면에 실리콘계 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄용 블랭킷의 제조방법으로서, 상기 부착향상층의 두께가 0.005mm 내지 0.02mm이고, 상기 실리콘계 수지층과 상기 부착향상층의 두께 비율이 80:1 내지 8:1이며, 상기 실리콘계 점착제는 폴리하이드록시메틸실록산 또는 폴리디메틸실록세인(PDMS, Polydimethylsiloxane)인 것을 특징으로 하는 인쇄용 블랭킷의 제조방법을 제안하였다.

하지만, 상기와 같은 종래의 실리콘 점착제는 실리콘 시트와 같은 비극성 기재에는 비교적 양호한 점착력을 나타내지만 PET(polyethylene terephthalate)와 같은 극성 기재에 대해서는 응집력이나 기재 밀착성 등의 점착력이 미비한 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0048831호 "실리콘 점착제 조성물" 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0047540호 "실리콘 점착제 조성물" 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 제10-1810731호 "실리콘계 점착제를 포함하는 조성물, 이를 이용하는 인쇄용 블랭킷의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 블랭킷"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, M 단위와 Q 단위의 반복으로 이루어지는 MQ 레진과 폴리오르가노다이메틸실록세인(polyorganodimethylsiloxane)으로 이루어지는 기재에 티타늄 이소프로폭사이드(Titatnium isopropoxide) 촉매를 혼합하여 실리콘 점착제 조성물을 제조하고, 여기에 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide) 경화제를 혼합하여 실리콘 점착시트를 제조함으로써, 응집성이 우수할 뿐만 아니라 PET와 같은 극성 기재 및 실리콘 시트와 같은 비극성 기재 모두에 우수한 밀착성을 나타낼 수 있도록 함을 과제로 한다.

본 발명은 실리콘 점착제 조성물에 있어서, MQ 레진 50 ~ 60 중량% 및 폴리오르가노다이메틸실록세인(polyorganodimethylsiloxane) 40 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 티타늄 이소프로폭사이드(Titatnium isopropoxide) 1.0 ~ 2.0 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서 상기 MQ 레진은 M 단위(R¹ ₃SiO_1/2) 및 Q 단위(SiO_4/2)가 0.6 ~ 1.0 몰비로 반복되어 구성되는 고분자로써 중량평균분자량 2,000 ~ 5,000인 폴리디오가노실록산(vinyl endblocked polydiorganosiloxane)인 것이 바람직하다.

그리고 상기 폴리오르가노다이메틸실록세인은, 점도 4,000 ~ 47,000cps이고, 중량평균분자량이 50,000 ~ 200,000인 것을 사용하거나 또는 실리콘검(silicone gum)을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 실리콘 점착제 조성물을 이용한 실리콘 점착시트에 있어서,상기와 같은 실리콘 점착제 조성물에 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide)를 혼합하여 제조되되, 상기 기재 100 중량부에 대하여, 벤조일퍼옥사이드 1.0 ~ 1.5 중량부를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 점착시트를 과제의 다른 해결 수단으로 한다.

본 발명은 응집성이 우수할 뿐만 아니라 PET와 같은 극성 기재 및 실리콘 시트와 같은 비극성 기재 모두에 우수한 밀착성을 나타낼 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 실리콘 점착제 조성물은, MQ 레진 50 ~ 60 중량% 및 폴리오르가노다이메틸실록세인(polyorganodimethylsiloxane) 40 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부로 이루어지고 티타늄 이소프로폭사이드(Titatnium isopropoxide) 1.0 ~ 2.0 중량부를 혼합하고 유기과산화물경화제인 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide)로 경화한다.

상기 MQ 레진은, M 단위(R¹ ₃SiO_1/2) 및 Q 단위(SiO_4/2)가 0.6 ~ 1.0 몰비로 반복되어 구성되는 고분자로써 중량평균분자량 2,000 ~ 5,000인 폴리디오가노실록산(vinyl endblocked polydiorganosiloxane)을 사용한다. 여기서 상기 몰비, 중량평균분자량 및 그 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 응집성 및 기재 밀착성이 저하될 우려가 있다.

상기 폴리오르가노다이메틸실록세인은, 상기 MQ 레진에 혼합되어 기재를 이루는 것으로 점도 4,000 ~ 47,000cps이고, 중량평균분자량이 50,000 ~ 200,000인 것을 사용하거나 또는 초고분자량의 실리콘검(silicone gum)을 사용한다. 여기서 상기 폴리오르가노다이메틸실록세인의 작용기는 하이드록시(Hydroxy) 또는 비닐(vinyl)과 같은 작용기가 바람직한다. 한편, 상기 폴리오르가노다이메틸실록세인의 점도, 중량평균분자량 및 그 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 응집성 및 기재 밀착성이 저하될 우려가 있다.

상기 티타늄 이소프로폭사이드는 MQ 레진과 폴리오르가노다이메틸실록세인의 축합반응을 이용하여 실리콘점착제의 응집성을 향상시키기 위해 혼합되는 촉매로써 본 발명에서는 티타늄 이소프로폭사이드를 사용한다. 여기서 티타늄 이소프로폭사이드의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 응집성 및 기재 밀착성이 저하되거나 택(Tack)성이 낮아질 우려가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 실리콘 점착시트는, 상기와 같이 이루어지는 실리콘 점착제 조성물에 경화제를 혼합하여 제조된다.

보다 구체적으로 상기 실리콘 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide) 1.0 ~ 1.5 중량부를 혼합하여 제조되며, 그 함량이 1.0 중량부 미만일 경우 응집성이 부족해지는 경향이 있으며 1.5 중량부를 초과할 경우 택(Tack)성이 감소하여 점착력이 감소하는 경향이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 들면서 상세히 설명하는 바, 본 발명이 다음의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.

1. 점착제 조성물의 제조

아래 [표 1]에 따른 배합표를 기준으로 MQ레진과, 방향족 용매에 용해시킨 폴리오르가노다이메틸실록세인을 혼합하고, 방향족 용매인 톨루엔을 첨가하여 고형분 50%로 조정하여 점도 20,000~40,000cps 내외가 되도록 한다.

2. 점착시트의 제조

아래 [표 1]에 따른 배합표를 기준으로 상기 점착제 조성물을 고형분 35%로 희석한 후 티타늄 아이소프로포사이드와 벤조일퍼옥사이드를 혼합한 후, PET 및 실리콘 시트 기재 위에 건조두께 60㎛가 되도록하여 제조하였다. 그리고 제조된 점착제층을 보호하기 위해 불소이형제가 코팅된 PET필름을 사용하였다.

구분			실시예						비교예
구분			1	2	3	4	5	6	1	2	3	4
실리콘점착제 조성물	MQ 레진 (폴리디오가노실록산)		60	60	60	60	60	50	60	60	60	60
	폴리오르가노 다이메틸실록세인	실리콘검	40	40	40	-	-	-	40	-	-	-
		4000cps	-	-	-	40	-	-	-	40	-	-
		14000cps	-	-	-	-	40	-	-	-	40	-
		47000cps	-	-	-	-	-	50	-	-	-	40
	티타늄 이소프로폭사이드		1.0	1.5	2	1.5	1.5	1.5	0	0	0	0
	점도(고형분 50%)		45000	60000	80000	1000	1500	1800	20000	300	450	600
점착 시트	벤조일퍼옥사이드		1	1	1	1	1	1.5	1	1	1	1

3. 점착시트의 평가

(1) 점착력 평가

상기 실시예 및 비교예에 따른 점착시트를 KS T1028 및 KSM ISO 29862의 시험방법에 따라 크기 250 X 25mm의 점착 필름을 SUS판에 고무롤로 압착하여 제작된 시험편을 23±2℃, 상대습도 50±5%의 상태에서 24시간 방치한 후 300±30 mm/min의 속도로 180° 박리강도를 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표 2]에 나타내었다.

(2) 응집력 평가

상기 실시예 및 비교예에 따른 점착시트를 KS T1028의 점착력 측정 방법과 동일하게 제작된 시험편을 KST 1059: 2016 양면 점착 테이프 시험방법을 준용하여 100±2℃ 열풍 순환식 오븐에 4시간 방치 후 실온으로 냉각하여 유지력을 측정. 열처리된 시험편을 40±2℃ 공기 중에 60분 이상 방치한 후 1kg 하중을 걸고 60분 경과 후 미끄러져 벗어난 길이를 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표 2]에 나타내었다.

구분		실시예						비교예
구분		1	2	3	4	5	6	1	2	3	4
PET	점착력 (g/inch)	1400	2200	750	700	600	500	1000	200	300	350
	점착제전사(%)	0	0	0	0	0	0	30	80	80	70
	내열응집성	3mm	0mm	0mm	5mm	4mm	4mm	7mm	12mm	8mm	8mm
실리콘 시트	점착력 (g/inch)	1350	2250	800	700	600	500	900	250	300	300
	점착제전사(%)	0	0	0	0	0	0	25	75	80	80
	내열응집성	2mm	0mm	0mm	5mm	3mm	4mm	6mm	11mm	9mm	7mm

상기 [표 2]에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 점착 시트는 응집성이 우수할 뿐만 아니라 PET와 같은 극성 기재 및 실리콘 시트와 같은 비극성 기재 모두에 우수한 밀착성을 나타냄을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 실리콘 점착시트를 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

실리콘 점착제 조성물에 있어서,
MQ 레진 50 ~ 60 중량% 및 폴리오르가노다이메틸실록세인(polyorganodimethylsiloxane) 40 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 티타늄 이소프로폭사이드(Titatnium isopropoxide) 1.0 ~ 2.0 중량부를 혼합하여 이루어지되,
상기 MQ 레진은 M 단위(R¹ ₃SiO_1/2) 및 Q 단위(SiO_4/2)가 0.6 ~ 1.0 몰비로 반복되어 구성되는 고분자로써 중량평균분자량 2,000 ~ 5,000인 폴리디오가노실록산(vinyl endblocked polydiorganosiloxane)이며,
상기 폴리오르가노다이메틸실록세인은 점도 4,000 ~ 47,000cps이고, 중량평균분자량이 50,000 ~ 200,000인 것을 사용하거나 또는 실리콘검(silicone gum)을 사용하는 것을 특징으로 하는, 응집성과 기재 밀착성이 우수한 실리콘 점착제 조성물.
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제 1항에 따른 실리콘 점착제 조성물을 이용한 실리콘 점착시트에 있어서,
상기 제 1항에 따른 실리콘 점착제 조성물에 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide)를 혼합하여 제조되되,
상기 기재 100 중량부에 대하여, 벤조일퍼옥사이드 1.0 ~ 1.5 중량부를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 점착시트.