KR102272395B1 - 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프 - Google Patents

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Abstract

고온 점착 특성이 우수한 방수테이프에 관한 것으로써, 상기 방수테이프는 기재층, 및 상기 기재층의 상면 및 하면에 형성된 발포 점착층을 포함할 수 있다. 상기 발포 점착층은 각각 아크릴 수지 중합체 및 양 말단에 하이드록시기(-OH) 또는 카르복실기(-COOH)를 갖는 산 첨가제를 포함할 수 있으며, 상기 발포 점착층들은 각각 60 내지 165 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.

Description

고온 점착 특성이 우수한 방수테이프{WATER BLOCKING TAPE HAVING EXCELLENT ADHESION CHARACTERISTIC IN HIGH TEMPERATURE}
개시된 내용은 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내충격성 및 방수 기능을 가질 뿐만 아니라, 개질된 발포 점착층을 포함함으로써 우수한 고온 점착 특성을 갖는 방수테이프에 관한 것이다.
화상 표시 장치 또는 입력 장치를 탑재한 전자 기기에는 조립을 위해 양면 점착 테이프가 주로 사용되고 있는데, 구체적으로는, 전자 기기의 표면을 보호하기 위한 커버 패널을 터치 패널 모듈 또는 디스플레이 패널 모듈에 접착하거나, 터치 패널 모듈과 디스플레이 패널 모듈을 접착하기 위해 양면 점착 테이프가 사용되고 있다.
종래에 양면 점착 테이프는, 액자상 등의 형상으로 타발되고, 표시 화면의 주변에 배치되도록 하여 사용되는데, 최근에는 전자 기기의 소형화, 표시 화면의 대화면화에 따라 개구부 면적이 증대되고 있고, 그것에 의해 표시 화면주변의 접합 고정 부분이 협폭화되고 있다. 이 때문에, 점착 테이프는 해마다 점착면적이 줄어들고 있고, 점착면적이 좁아짐에 따라 더욱 우수한 점착 성능이 요구되고 있다.
또한, 최근에는 스마트폰이나 디지털카메라와 같은 휴대용 전자기기의 두께가 점차 얇아짐에 따라 양면 점착 테이프의 두께가 박막화되고 있으며, 점착성능 외에도 휴대용 전자기기의 방수성능에 대한 소비자의 요구가 증가함에 따라 시장에서의 경쟁 우위성을 확보하기 위해 방수성능이 부여된 양면테이프에 대한 개발이 이루거지고 있다.
그러나, 종래에 개발된 양면 점착 테이프의 경우에는 평소에는 양면 점착 테이프에 형성된 점착층의 방수성능이 유지되지만, 외부로부터 충격이 가해질 경우, 점착층에 균열이 발생하여 방수성능이 손실되는 문제점이 있었다.
또한, 전자 기기의 조립에 있어서 고온 조건에서 수행되는 공정들이 발생함에 따라, 종래 개발된 양면 점착 테이프도 고온에서 점착 특성이 유지될 필요가 있다.
한국특허등록 제10-1527184호 한국특허공개 제10-2015-0126588호
개시된 내용은 개시된 내용은 내충격성 및 방수 기능을 가질 뿐만 아니라, 우수한 고온 점착 특성을 갖는 방수테이프를 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 기재층, 및 상기 기재층의 상면 및 하면에 형성된 발포 점착층을 포함하며, 상기 발포 점착층은 각각 아크릴 수지 중합체, 및 양 말단에 하이드록시기(-OH) 또는 카르복실기(-COOH)를 갖는 산 첨가제를 포함하고, 상기 발포 점착층들은 각각 60 내지 165 마이크로미터의 두께를 갖는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프에 대해 기술하고 있다.
더 바람직하기로는, 상기 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하며, 9 내지 75 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 기재층은 40 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있고, 상기 발포 점착층은 각각 130 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프는 총 300 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 발포 점착층은 각각 상기 아크릴 수지 중합체 100 중량부, 발포제 0.2 내지 1.5 중량부, 경화제 0.5 내지 1.5 중량부, 산 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부 및 용매 100 중량부로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제, 이소포론디이소시아네이트 경화제, 크실렌디이소시아네이트 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 산 첨가제는 아디프산, 숙신산, 말레산, 디에틸렌글리콜 및 부틸렌글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 아크릴 수지 중합체는 N-부틸아크릴레이트 50 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 40 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 사이클로헥실 메타크릴레이트 3중량부 및 아크릴산 2 중량부로 이루어질 수 있으며, 중량 평균 분자량이 400,000 내지 900,000일 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 용매는 에틸렌 아세테이트, 자일렌, 톨루엔,메틸에틸케톤일 수 있다.
이상에서와 같은 방수테이프는 내충격성 및 방수 기능을 가질 뿐만 아니라, 우수한 고온 점착 특성을 가질 수 있다.
도 1은 개시된 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 설명하기 위한 단면도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
고온 점착 특성이 우수한 방수테이프
도 1을 참조하면, 상기 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프는 기재층(10), 및 이의 상면 및 하면에 각각 형성된 발포 점착층(30)을 포함할 수 있다.
기재층(10)은 개시된 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프의 기재가 되는 층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있으며, 9 내지 75 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
기재층(10)의 두께가 9 마이크로미터 미만이면, 외부에 충격이나 인장력으로 인해 방수테이프가 쉽게 변형되거나 균열이 발생할 수 있으며, 상기 변형이나 균열로부터 복원되지 못할 수 있다. 기재층(10)의 두께가 75 마이크로미터를 초과하게 되면 방수테이프의 두께가 지나치게 증가하여 소형화 및 박막화되는 전자기기에 적합하지 못할 수 있다.
발포 점착층(30)은 기재층(10)의 상면 및 하면에 각각 형성될 수 있으며, 발포된 아크릴계 접착제로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 발포 점착층(30)은 개질 점착층(20)을 고온(170℃) 건조 및 발포함으로써 형성될 수 있다.
이때, 개질 점착층(20)은 50 내지 155 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다. 더 바람직하기로는, 개질 점착층(20)은 120 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
개질 점착층(20)은 아크릴 수지 중합체 100 중량부, 발포제 0.5 내지 1.5 중량부, 복수 개의 하이드록시기(-OH)를 갖는 산 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부 및 용매 100 중량부로 이루어질 수 있다.
상기 아크릴 수지 중합체는 N-부틸아크릴레이트 50 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 40 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 사이클로헥실 메타크릴레이트 3중량부 및 아크릴산 2 중량부로 이루어질 수 있으며, 중량 평균 분자량이 400,000 내지 900,000일 수 있다. 더 바람직하기로는, 상기 아크릴 수지 중합체의 중량 평균 분자량은 600,000일 수 있다.
상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제, 이소포론디이소시아네이트 경화제, 크실렌디이소시아네이트 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 산 첨가제는 양 말단에 하이드록시기(-OH) 또는 카르복실기(-COOH)를 갖는 산 첨가제를 사용하며, 아디프산, 숙신산, 말레산, 디에틸렌글리콜 및 부틸렌글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 산 첨가제가 아크릴 수지 중합체 100 중량부 대비 0.5 내지 1.5 중량부 첨가되면, 느슨한 가교구조를 통하여 변형 복원력을 높일 수 있다. 0.5 중량부 미만이면 상기 효과가 미미하고, 1.5 중량부를 초과하면 충격 흡수율이 낮아질 수 있다.
상기 용매는 에틸렌 아세테이트, 자일렌, 톨루엔, 메틸에틸케톤일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 발포 점착층(30)은 개질 점착층(20)을 170℃로 건조하고, 발포함으로써 형성할 수 있다.
한편, 개질 점착층(20)이 발포되어 형성된 발포 점착층(30)은 상기 개질 점착층(20)의 두께보다 큰 두께, 예를 들어, 60 내지 165 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하기는, 발포 점착층(30)은 130 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
이때, 발포 점착층(30)의 두께가 60 마이크로미터 미만이면 점착 성능과 내충격성이 저하될 수 있으며, 이의 두께가 165 마이크로미터를 초과하게 되면 점착성능은 크게 향상되지 않으면서 방수테이프의 두께가 지나치게 증가하여 소형화 및 박막화되는 전자기기에 적합하지 못할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발포 점착층(30)은 개질 점착층(20)에 비해 기포를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프는 9 내지 75 마이크로미터의 기재층(10), 및 이의 상하면 상에 각각 형성되어 60 내지 165 마이크로미터의 두께를 갖는 발포 점착층들(30)을 포함할 수 있으며, 총 150 내지 400 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
고온 점착 특성이 우수한 방수테이프의 제조 방법
이하에서는, 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프의 제조 방법을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 기재층(10)을 38 마이크로미터의 두께로 형성한 후, 이의 상부면에 N-부틸아크릴레이트 50 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 40 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 사이클로헥실 메타크릴레이트 3중량부 및 아크릴산 2 중량부를 중합하여 이루어지며, 중량평균 분자량이 600,000인 아크릴 수지 중합체 100 중량부, 발포제(SDI사 MSH-320) 1 중량부, 경화제(톨루엔 디이소시아네이트) 1 중량부 및 용매(메틸에틸케톤) 100 중량부를 혼합하여 이루어진 혼합물을 콤마 코팅 방식으로 120 마이크로미터 두께로 코팅하여 개질 점착층(20)을 형성하고, 이와 동시에 170℃로 건조 및 발포하여 130 마이크로미터의 발포 점착층(30)을 형성하였다.
다음으로, 기재층(10)의 하부면에 개질 점착층(20)에 포함된 상기 혼합물과 실질적으로 동일한 물질 즉, 상기 아크릴 수지 중합체 100 중량부, 발포제(SDI사 MSH-320) 1 중량부, 경화제(톨루엔 디이소시아네이트) 1 중량부 및 용매(메틸에틸케톤) 100 중량부를 혼합하여 이루어진 혼합물을 콤마 코팅 방식으로 75 마이크로미터 두께로 코팅하여 개질 점착층(20)을 형성하고, 이와 동시에 170℃로 건조 및 발포하여 85 마이크로미터의 발포 점착층(30)을 형성하였다.
이에 따라, 38 마이크로미터의 두께로 형성된 기재층(10), 및 이의 상하면 상에 각각 130 마이크로미터의 두께로 형성된 발포 점착층(30)을 포함하는 총 298 마이크로미터의 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 2>
상기 톨루엔 디이소시아네이트 경화제를 1.0 중량부를0.5 중량부로 변경하고, 에폭시 경화제 0.1 중량부를 더 첨가한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 3>
상기 에폭시 경화제 0.1 중량부를 이소포론디이소시아네이트 경화제 0.5 중량부로 대체 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 4>
상기 톨루엔 디이소시아네이트 경화제를 1.0 중량부를0.5 중량부로 변경하고, 크실렌디이소시아네이트 경화제 0.5 중량부를 더 첨가한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 5>
상기 톨루엔 디이소시아네이트 경화제를 1.0 중량부를0.5 중량부로 변경하고, 아지리딘 경화제 0.5 중량부를 더 첨가한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 6>
상기 첨가제에 포함된 아디프산 0.5 중량부를 숙신산 0.5 중량부로 대체 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 7>
상기 첨가제에 포함된 아디프산 0.5 중량부를 말레산 0.5 중량부로 대체 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 8>
상기 첨가제에 포함된 아디프산 0.5 중량부를 디에틸렌글리콜 0.5 중량부로 대체 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<실시예 9>
상기 첨가제에 포함된 아디프산 0.5 중량부를 부틸렌글리콜 0.5 중량부로 대체 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 첨가제로서 아디프산 0.5 중량부를 적용하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 방수테이프를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 톨루엔디이소시아네이트 경화제 1.0 중량부를 에폭시 경화제 0.1 중량부로 변경한 것을 제외하고, 상기 비교예 1과 동일하게 방수테이프를 제조하였다.
고온 점착 특성이 우수한 방수테이프의 특성 평가
<고온 점착 특성 평가>
실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 2를 적용한 샘플들을 가로 25mm X 세로 200mm로 자른 후 ASTM D3330 규격으로 평가를 진행하였다. 상온 20℃를 제외한 온도별 점착력은 오븐에서 15분간 충분히 방치한 후, 빼는 즉시 평가 하였다.
<충격변형 평가>
실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 2를 적용한 샘플들을 가로 15.5mm X 세로 15.5mm X 살폭 0.7mm로 자른 후, 가로 45mm X 세로 45mm X 두께 4mm X 가운데 hole 10mm 인 마그네슘(Mg) 플레이트의 중간에 부착하고, 해당 샘플 상면에 가로 20mm X 세로 20mm 인 강화 유리 플레이트를 부착시켰다. 준비된 샘플을 24℃에서 72시간 방치시켜 샘플과 플레이트를 안착시켰다.
1) 충격변형 수직 평가
높이 50mm X 길이 50mm 블록 2개를 간격 35mm로 위치한 후, 상기 준비된 샘플을 강화 유리 플레이트가 아래를 향하도록 위치시켰다. 마그네슘 플레이트 hole에 충격을 가할 수 있는 지름 5mm 스테인리스 금속 막대를 위치시키고, 50g의 추를 높이 150mm에서 금속 막대 위로 낙하시켜 마그네슘 플레이트와 강화 유리 플레이트가 분리되는 횟수를 표기하였다.
2) 충격변형 전단 평가
높이 50mm X 길이 50mm 블록 2개를 고정할 수 있는 지그에 위치시키고, 상기 준비된 샘플을 세로로 세운 후, 이의 10mm에 해당하는 부분이 상기 블록들 사이에 물리도록 하여 고정시켰다. 세로로 위치한 강화 유리 플레이트 상부면에 지름 5mm 스테인리스 금속 막대를 위치시키고, 50g의 추를 높이 500mm에서 금속 막대 위로 낙하시켜 마그네슘 플레이트와 강화 유리 플레이트가 분리되는 횟수를 표기 하였다.
<방수 기능 평가>
상기 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프를 가로 48mm X 세로 48mm 로 자른 후, 가로 47.3mm X 세로 47.3mm 잘라내어 사각형 모양이 유지되는 형태로 살폭 0.7mm인 샘플을 준비하였다. 그리고 가로 60mm X 세로 60mm X 두께 6.5mm 마그네슘(Mg) 플레이트와 동일 크기의 폴리카보네이트(PC) 플레이트 위에 샘플을 부착시킨 후, 가로 50mm X 세로 50mm X 두께 2.8mm 유리 플레이트를 부착시켰다. 준비된 샘플을 24℃에서 72시간 방치시킨 후 물 2m 채워진 수조에 넣었으며, 144시간 경과 후 샘플을 수거하여 누수 유/무를 확인하였다. 누수가 없는 샘플은 Pass로 표기하였고 누수 된 샘플은 NG로 표기하였다.
전술한 평가들에 대한 결과는 다음 표 1과 같다.
<표 1>
Figure 112019125658179-pat00001
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내지 9를 통해 제조된 방수테이프는 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 방수테이프에 비해 우수한 고온 점착 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 개시된 실시예 1 내지 9를 통해 제조된 방수테이프는 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 방수테이프에 비해 향상된 내충격성을 가지는 것을 확인하였다.
따라서, 개시된 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프는 내충격성 및 방수 기능을 가질 뿐만 아니라, 개질된 점착층을 포함함으로써 우수한 고온 점착 특성을 갖는다.
10 ; 기재층
20 ; 개질 점착층
30 ; 발포 점착층

Claims (8)

  1. 기재층; 및
    상기 기재층의 상면 및 하면에 형성되는 발포 점착층을 포함하며,
    상기 발포 점착층은 각각 아크릴 수지 중합체 100 중량부, 발포제 0.2 내지 1.5 중량부, 경화제 0.5 내지 1.5 중량부, 양 말단에 하이드록시기(-OH) 또는 카르복실기(-COOH)를 갖는 산 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부 및 용매 100 중량부로 이루어지고, 60 내지 165 마이크로미터의 두께를 갖는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하며, 9 내지 75 마이크로미터의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재층은 40 마이크로미터의 두께로 형성되고,
    상기 발포 점착층은 각각 130 마이크로미터의 두께로 형성되며, 총 300 마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제, 이소포론디이소시아네이트 경화제, 크실렌디이소시아네이트 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 산 첨가제는 아디프산, 숙신산, 말레산, 디에틸렌글리콜 및 부틸렌글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴 수지 중합체는 N-부틸아크릴레이트 50 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 40 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 사이클로헥실 메타크릴레이트 3중량부 및 아크릴산 2 중량부로 이루어지며,
    중량 평균 분자량이 400,000 내지 900,000인 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 에틸렌 아세테이트, 자일렌, 톨루엔, 메틸에틸케톤인 것을 특징으로 하는 고온 점착 특성이 우수한 방수테이프.

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