KR20040030452A - 열-박리성 감압성 접착 시이트 - Google Patents

열-박리성 감압성 접착 시이트 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기재 물질, 및 열-팽창성 미세구를 함유하고 피착물과 접착되는 표면을 갖는 열-팽창성 감압성 접착제 층을 포함하되, 상기 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면이 가열 전에 0.4 ㎛보다 큰 중심선 평균 거칠기를 갖고 상기 열-팽창성 미세구로부터 유발된 볼록부를 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트에 관한 것이다.

Description

열-박리성 감압성 접착 시이트{HEAT-PEELABLE PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE SHEET}
열-팽창성 미세구와 같은 발포제(blowing agent) 또는 팽창제를 함유하는 감압성 접착제 층을 기재 물질 상에 배치하여 수득하는 열-박리성 감압성 접착 시이트가 통상적으로 공지되어 있다(JP-B-50-13878 호, JP-B-51-24534 호, JP-A-56-61468 호, JP-56-61469 호, JP-A-60-252681 호 등). 이들 열-박리성 감압성 접착 시이트는 사용 후에도 접착성 및 이형성을 모두 만족시키도록 개발되어 있다. 이들은 가열에 의해 발포제를 발포 또는 팽창시키므로 접착력이 감소되어 피착물로부터 쉽게 이형될 수 있다. 이러한 특징을 이용함으로써, 전자 부품의 제조시 임시 지지 수단으로서 및 재생되어질 물품용 라벨로서 사용되어 왔다.
피착물이 비교적 넓은 면적으로 결합되거나, 또는 접착제에 젖기 쉬운(wettable) 금속과 같은 물질(비교적 높은 표면 에너지를 갖는 물질)로 제조되는 경우, 이형성이 감소되므로 대개는 가열 후에 우수한 이형성을 유지하기 어렵게 된다.
발명의 요약
그러므로, 본 발명의 목적은, 부착되어질 피착물의 면적이 비교적 넓은 경우에도, 가열 전에는 우수한 접착성을 유지하면서 가열 후에는 우수한 이형성을 나타낼 수 있는 열-박리성 감압성 접착 시이트를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 피착물이 비교적 높은 표면 에너지를 갖는 물질(예: 금속)로 제조된 경우에도, 가열 전에는 우수한 접착성을 갖고 가열 후에는 우수한 이형성을 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트를 제공하는데 있다.
전술된 목적을 달성하기 위해 광범위하게 조사한 결과, 본 발명자들은, 열-팽창성 미세구를 함유하는 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 중심선 평균 거칠기(roughness)가 특정 값보다 크고 상기 층이 피착물에 접착될 표면 상에 상기 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트를 사용함으로써, 결합될 피착물의 표면이 비교적 넓거나 피착물이 접착제에 젖기 쉬운 물질(예: 금속)로 제조된 경우에도 가열 후에 우수한 이형성을 나타낼 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은, 기재 물질, 및 상기 기재 물질의 하나 이상의 면에 제공되고 열-팽창성 미세구를 함유하며 피착물에 접착되는 표면을 갖는 열-팽창성 감압성 접착제 층을 포함하되, 상기 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면이 가열 전에 0.4 ㎛보다 큰 중심선 평균 거칠기를 갖고 열-팽창성 미세구로부터 유발된 볼록부를 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트를 제공한다.
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트로서는, 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 양이 전체 열-팽창성 미세구 부피의 0.1 내지 3 부피%가 되는 시이트가 바람직하다.
본 발명에 따른 열-박리성 감압성 접착 시이트는 기재 물질과 열-팽창성 감압성 접착제 층 사이에 고무-유사 유기 탄성 층을 갖는 것이 바람직하다. 상기 고무-유사 유기 탄성 층은 점착성 물질로 형성된 것이 특히 바람직하다.
본 발명은, 원하는 시간에 단시간의 열 처리에 의해 피착물(adherend)로부터 용이하고 효율적으로 이형될 수 있는 열-박리성 감압성 접착제에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트의 일례를 도시한 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트의 또다른 예를 도시한 개략적 단면도이다.
이하에서, 본 발명의 실시양태가 필요하다면 도면을 참조하면서 상세하게 기술될 것이다. 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 1은 본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트의 일례를 도시한 개략적 단면도이고, 도 2는 본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트의 또다른 예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 1의 예에서, 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 기재 물질(1)의 한 면에배치되어 있고 상기 접착제 층(3) 상에 세퍼레이터(separator)(4)가 적층되어 있다. 도 2의 예에서, 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 고무-유사 유기 탄성 층(2)을 경유하여 기재 물질(1)의 한 면에 배치되어 있고 상기 접착제 층(3) 상에 세퍼레이터(4)가 적층되어 있다.
(열-팽창성 감압성 접착제 층)
열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 적어도 시이트에 접착성을 부여하기 위한 접착제, 및 시이트에 열-팽창 특성을 부여하기 위한 열-팽창성 미세구(미세캡슐)를 함유한다. 감압성 접착제 시이트를 피착물에 접착시킨 후 원하는 시간에 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)을 가열하여 열-팽창성 미세구를 발포시키고/시키거나 팽창시킴으로써, 상기 피착물과 상기 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 접착 면적을 감소시키며 감압성 접착 시이트가 용이하게 이형될 수 있다. 발포제가 미세캡슐화되지 않는 경우에는 우수한 이형성이 안정되게 나타날 수 없다.
(열-팽창성 미세구)
열-팽창성 미세구는 필요에 따라 공지되어 있는 열-팽창성 미세구로부터 선택될 수 있다. 탄성 쉘(shell)내에 둘러싸인 물질로서 가열에 의해 쉽게 기체화 및 팽창되는 이소부탄, 프로판 또는 펜탄과 같은 물질을 갖는 것이 사용될 수 있다. 통상적으로, 쉘은 고온 용융 물질 또는 열 팽창에 의해 파열되는 물질로 제조된다. 쉘-형성 물질의 예로는 비닐리덴 클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 폴리메틸 메트아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리설폰이 포함된다. 열-팽창성 미세구는 코아세르베이션(coacervation) 또는 계면 중합과 같은 통상의 방법에 의해 제조될 수 있다. 열-팽창성 미세구로서는 상업적으로 입수가능한 제품, 예컨대 마츠모토 마이크로스피어(Matsumoto Microsphere)[상표명; 마츠모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드(Matusmoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.)의 제품]가 또한 사용될 수 있다.
감압성 접착제 층의 접착성을 가열에 의해 효율적으로 감소시키기 위해, 열-팽창성 미세구는 부피 팽창 계수가 5배 이상, 더욱 바람직하게는 7배 이상, 특히 10배 이상이 될 때까지 파열되지 않기에 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다.
열-팽창성 미세구의 양은 필요에 따라 접착제 층의 팽창 계수 및 접착성의 감소 정도에 따라 결정될 수 있지만, 예컨대 열-팽창성 감압성 접착제 층을 구성하는 기본 중합체 100 중량부를 기준으로 통상적으로 1 내지 150 중량부, 바람직하게는 10 내지 130 중량부, 더욱 바람직하게는 25 내지 100 중량부이다.
본 발명에서, 열-팽창성 미세구의 입자 크기는 필요에 따라 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께에 따라 선택될 수 있다. 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 양은, 전체 열-팽창성 미세구 부피를 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 3 부피%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 부피%이다. 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구가 전체 열-팽창성 미세구 부피의 3 부피%를 초과하는 경우, 가열 전에 피착물과의 효과적인 접착 면적을 유지하기 어려워지는데, 이는 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 거칠기가 과도하게 커지기 때문이다. 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구가 전체 열-팽창성 미세구 부피의 0.1 부피% 미만인 경우, 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 거칠기가 소멸되어 가열 후에 피착물로부터의 이형성이 감소한다.
열-팽창성 미세구의 평균 입자 크기는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 이는 약 1 내지 30 ㎛로부터 선택될 수 있다.
열-팽창성 미세구의 입자 크기는 그의 형성 과정에서 조정되거나 형성 후 분류에 의해 조정될 수 있다.
(접착제)
열-팽창성 감압성 접착제 층(3)에 사용되는 접착제로서는, 가열시 열-팽창성 미세구의 발포 및/또는 팽창에 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다. 상기 접착제로서는, 공지되어 있는 접착제, 예컨대 고무 접착제, 아크릴계 접착제, 알킬 비닐 에테르 접착제, 실리콘 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리아미드 접착제, 우레탄 접착제 및 스티렌-디엔 블록 공중합체 접착제, 및 융점이 약 200 ℃ 이하인 고온 용융 수지를 전술된 접착제중에 혼입시켜 수득된 크리핑(creeping)-특성-개선된 접착제가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다(JP-A-56-61468 호, JP-A-61-174857 호, JP-A-63-17981 호 및 JP-A-56-13040 호를 참조함). 접착제는 점착성 성분(기본 중합체)을 비롯해, 가교결합제(예: 폴리이소시아네이트 및 알킬-에테르화 멜라민 화합물), 점착부여제(예컨대, 로진-유도체 수지, 폴리테르펜 수지, 석유 수지 또는 유용성 페놀 수지로 제조되며 통상 온도에서 고체, 반고체 또는 액체의 형태로 존재함), 가소화제, 충전재 및 항산화제를 함유할 수 있다.
접착제로서, 천연 고무 및 다양한 합성 고무로부터 선택된 기본 중합체를 함유하는 고무 접착제; 및 기본 중합체로서, 알킬 (메트)아크릴레이트[예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 2-에틸헥실, 이소옥틸, 이소데실, 도데실, 트리데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실 또는 에이코실과 같은 C1-20알킬의 (메트)아크릴레이트]로부터 선택된 하나 이상의 단량체 성분을 사용하여 수득된 아크릴 중합체(단독중합체 또는 공중합체)를 갖는 아크릴계 접착제가 사용될 수 있다.
전술된 아크릴 중합체는 필요에 따라 알킬 메트아크릴레이트와 공중합가능한 또다른 단량체 성분에 상응하는 단위를 함유하여 부착력, 내열성 및 가교결합성을 개선시킬 수 있다. 이러한 단량체 성분의 예는, 카복실-함유 단량체, 예컨대 아크릴산, 메트아크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산 및 푸마르산, 크로톤산; 말레산 무수물 및 이타콘산 무수물과 같은 산 무수물 단량체; 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 하이드록실옥틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시데실 (메트)아크릴레이트, 하이드록시라우릴 (메트)아크릴레이트 및 (4-하이드록시메틸사이클로헥실)메틸 메트아크릴레이트와 같은 하이드록실-함유 단량체; 스티렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산, (메트)아크릴아미도프로판설폰산, 설포프로필 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산과 같은 설폰산-함유 단량체; (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메트)아크릴아미드, N-부틸 (메트)아크릴아미드, N-메틸올 (메트)아크릴아미드 및 N-메틸올프로판 (메트)아크릴아미드와 같은 (N-치환된)아미드 단량체; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 아미노알킬 (메트)아크릴레이트 단량체; 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트 및 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 알콕시알킬 (메트)아크릴레이트 단량체; N-사이클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드 및 N-페닐말레이미드와 같은 말레이미드 단량체; N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-사이클로헥실이타콘이미드 및 N-라우릴이타콘이미드와 같은 이타콘이미드 단량체; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌 숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌 숙신이미드 및 N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌 숙신이미드와 같은 숙신이미드 단량체; 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, N-비닐카복시산 아미드, 스티렌, α-메틸스티렌 및 N-비닐카프로락탐과 같은 비닐 단량체; 아크릴로니트릴 및 메트아크릴로니트릴과 같은 시아노아크릴레이트 단량체; 글리시딜 (메트)아크릴레이트와 같은 에폭시-함유 아크릴 단량체; 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트 및 메톡시프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트와 같은 글리콜 아크릴레이트 단량체; 테트라하이드로푸푸릴 (메트)아크릴레이트, 불소 (메트)아크릴레이트 및 실리콘 (메트)아크릴레이트와 같은 헤테로고리-함유, 할로겐원자-함유 또는 규소원자-함유 아크릴레이트 단량체; 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 다작용성 단량체; 이소프렌, 부타디엔 및 이소부틸렌과 같은 올레핀 단량체; 및 비닐 에테르와 같은 비닐 에테르 단량체를 포함한다. 이들 단량체는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
열 처리 전의 적절한 접착성과 열 처리 후의 접착성 감소 사이의 균형을 고려하여, 통상 온도 내지 150 ℃에서 탄성의 동적 모듈러스가 50,000 내지 10,000,000 (dyn/㎠)인 중합체를 기재로 사용하는 접착제가 바람직하다.
열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 통상의 방법으로, 예컨대 필요하다면 용매를 사용하여 열-팽창성 미세구 및 접착제를 함유하는 코팅 용액을 제조한 후 생성된 용액을 기재 물질(1) 또는 고무-유사 유기 탄성 층(2)에 적용시키거나; 또는 전술된 코팅 용액을 적절한 세퍼레이터(이형지 등) 상에 적용시켜 열-팽창성 감압성 접착제 층을 형성시킨 후 이를 기재 물질(1) 또는 고무-유사 유기 탄성 층(2)에 이송시킴으로써 형성될 수 있다. 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 두께는 바람직하게 300 ㎛ 이하, 특히 100 ㎛ 이하이다. 상기 층이 지나치게 두꺼운 경우, 열 처리 후 이형시 부착 실패가 야기되며, 이로 인해 피착물 상에 접착제가 잔존하여 이를 오염시키는 경향이 있다. 반면, 상기 층이 지나치게 얇은 경우, 열 처리에 의한 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 변형 정도가 만족스러울 정도로 크지 않아 접착성이 완만하게 감소되기 어려워지거나 첨가할 열-팽창성 미세구의 입자 크기를 과도하게 감소시킬 것이 필요하게 된다. 이들을 고려하여, 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 두께는 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 특히 15 ㎛ 이상이다.
(기재 물질)
기재 물질(1)은 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)에 대한 지지 기재로서 작용한다. 플라스틱 필름 또는 시이트가 통상적으로 사용된다. 또한, 종이, 천, 부직포 천 또는 금속박과 같은 임의의 박형 물질, 또는 이들의 플라스틱과의 적층물, 또는 플라스틱 필름(또는 시이트)의 적층물도 사용될 수 있다. 통상적으로, 기재 물질(1)의 두께는 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 250 ㎛이지만 이에 한정되지 않는다. 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)과의 접착성을 강화시키기 위해, 기재 물질(1)에는 화학적 또는 물리적 산화 처리, 예컨대 크롬산 처리, 오존에의 노출, 화염에의 노출, 고압 전기 쇼크에의 노출 또는 이온화 방사선 처리와 같이 통상적으로 사용되는 표면 처리가 실시될 수 있다. 기재 물질(1)은 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)으로부터의 이형성을 부여하기 위해 실리콘 수지 또는 불소 수지와 같은 이형제로 코팅될 수 있다.
기재 물질(1)은 저접착형 기재 물질 또는 고접착형 기재 물질을 포함한다. 상기 저접착형 기재 물질의 예로는, 무극성 중합체, 예컨대 올레핀 수지(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)로 이루어진 기재 물질, 및 전술된 이형제로 코팅된 표면을 갖는 기재 물질이 포함된다. 상기 고접착형 기재 물질의 예로는, 고극성 중합체(예: 폴리에스테르)로 이루어진 기재 물질, 및 전술된 화학적 또는 물리적 방법에 의해 산화 처리된 표면을 갖는 기재 물질이 포함된다.
저접착형 기재 물질은 그 위의 층으로부터 상기 기재 물질을 용이하게 이형시킬 수 있는 기재 물질-이형형 감압성 접착 시이트를 위한 기재 물질로서 사용된다. 기재 물질-이형형 감압성 접착 시이트는, 예컨대 상기 시이트를 하나의 피착물(a)에 결합시켜 상기 피착물(a) 상에 열-팽창성 감압성 접착제 층을 남기면서 기재 물질을 박리시키고 이 열-팽창성 감압성 접착제 층에 또다른 피착물(b)을 결합시키기 위한 임시 접착제로서 사용될 수 있다. 이 접착 상태의 이형이 요구되는 경우, 피착물(a) 및 피착물(b)은 가열에 의해 용이하게 분리될 수 있다. 반면, 고접착형 기재 물질은, 기재 물질과 그 위의 층이 강하게 접착되어 있는 기재 물질-밀봉형 감압성 접착 시이트를 위한 기재 물질로서 사용될 수 있다. 이러한 기재 물질-밀봉형 감압성 접착 시이트에서, 기재 물질은 소정의 접착력으로 피착물과 결합될 수 있으며 동시에 접착 상태의 이형이 요구되는 경우 가열에 의해 용이하게 이형되거나 분리될 수 있다.
(고무-유사 유기 탄성 층)
고무-유사 유기 탄성 층(2)은 두가지 기능을 가지는데, 그 중 하나는 열-박리성 감압성 접착 시이트의 표면이 피착물의 표면 형상을 충실히 따르게 하여 상기 시이트의 피착물과의 접착시 접착 면적을 증가시키는 것이고, 다른 하나는 열-팽창성 층의 열 팽창을 크게 제어하여 가열에 의한 피착물로부터의 상기 시이트의 이형시 우선적으로 열-팽창성 층을 두께 방향으로 균일하게 팽창시키는 것이다.
전술된 기능을 얻기 위해, 고무-유사 유기 점탄 층(2)은 ASTM D-2240에 준거하여 50 이하, 특히 40 이하의 D형 쇼어(shore) D 경도를 갖는 천연 고무, 합성 고무 또는 고무 탄성-함유 합성 수지로부터 형성되는 것이 바람직하다.
고무 탄성을 갖는 합성 고무 또는 합성 수지의 예로는 합성 고무(예: 니트릴, 디엔 및 아크릴 고무); 열가소성 엘라스토머(예: 폴리올레핀 및 폴리에스테르 엘라스토머); 및 고무 탄성을 갖는 합성 수지(예: 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리우레탄, 폴리부타디엔 및 연질 폴리비닐 클로라이드)가 포함된다. 폴리비닐 클로라이드는 본질적으로 경질 중합체이지만, 가소화제 또는 연화제와 같은 블렌딩 제제와의 조합에 따라 다른 고무 탄성을 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 조성물은 고무 유기 탄성 층을 위한 구성성분으로서 사용될 수 있다. 이후 기술될 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)을 구성하는 점착성 물질(예: 접착제)은 또한 고무-유사 유기 탄성 층(2)의 구성성분으로서 바람직하다.
고무-유사 유기 탄성 층(2)의 두께는 통상적으로 500 ㎛ 이하(예컨대 1 내지 50 ㎛), 바람직하게는 3 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 150 ㎛이다.
고무-유사 유기 탄성 층(2)은 적절한 방법에 의해, 예컨대 전술된 천연 고무, 합성 고무 또는 고무 탄성을 갖는 합성 수지와 같은 탄성 층-형성 물질을 함유하는 코팅 용액을 기재 물질(1) 상에 적용시키거나(코팅법); 전술된 탄성 층-형성 물질로 이루어진 필름, 또는 하나 이상의 열-팽창성 감압성 접착제 층(3) 상에 탄성 층-형성 물질의 층을 적층시켜 사전에 형성되어 있는 적층 필름으로 기재 물질(1)을 접착시키거나(건조 적층법); 또는 기재 물질(1)의 구성성분을 함유하는 수지 조성물 및 전술된 탄성 층-형성 물질을 함유하는 또다른 수지 조성물을 공압출시켜(공압출법) 형성될 수 있다.
고무-유사 유기 탄성 층(2)은 천연 고무, 합성 고무 또는 고무 탄성을 갖는 합성 수지로 주로 구성된 점착성 물질로 형성될 수 있거나, 다르게는 이러한 성분으로 주로 구성된 발포된 필름으로 형성될 수 있다. 발포는 통상의 방법으로, 예컨대 기계적 교반, 반응 기체를 사용하는 방법, 발포제를 사용하는 방법, 용해성 물질을 제거시키는 방법, 분무 방법, 신택틱(syntactic) 포움을 형성시키는 방법, 또는 신터링(sintering) 방법에 의해 실시될 수 있다. 고무-유사 유기 탄성 층(2)은 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
(세퍼레이터)
본 발명에서는, 통상적으로 사용되는 이형지가 세퍼레이터(4)로서 사용될 수 있다. 세퍼레이터(4)는 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 보호용 물질로서 작용하며 감압성 접착 시이트가 피착물에 접착되는 경우 이형된다. 세퍼레이터(4)는 항상 필수적이지는 않다.
열-팽창성 감압성 접착제 층(3)은 기재 물질(1)의 하나의 면뿐 아니라 양면 상에도 형성될 수 있다. 또한, 필요하다면 고무-유사 유기 탄성 층(2)은 기재 물질(1)의 한 면 또는 양면 상에 배치될 수도 있다. 기재 물질(1)의 한 면 상에, 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)이 배치될 수 있으며, 반대 면 상에는 통상적으로 사용되는 열-팽창성 미세구를 함유하지 않는 접착층이 배치될 수 있다. 다르게는, 밑칠 층(undercoating layer) 또는 접착제 층과 같은 중간층이, 기재 물질(1)과 고무-유사 유기 탄성 층(2) 사이, 또는 고무-유사 유기 탄성 층(2)과 열-팽창성 감압성 접착제 층(3) 사이에 배치될 수 있다.
(열-박리성 감압성 접착 시이트)
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트에서는, 우수한 접착성을 나타내는 것이 중요하며, 가열에 의한 이형성을 강화시키기 위해 가열 전에 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 중심선 평균 거칠기가 0.4 ㎛보다 큰 것(0.4 ㎛ 초과하는 것)이 중요하다. 중심선 평균 거칠기는 예컨대 0.4 ㎛보다 크지만 2 ㎛보다는 크지 않으며, 바람직하게는 0.45 내지 1 ㎛로부터 선택될 수 있다. 중심선 평균 거칠기가 0.4 ㎛ 이하일 경우, 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 거칠기가 감소하여 가열 후에 피착물로부터의 이형성이 감소된다.
가열 전 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 최대 거칠기는 바람직하게는 5 ㎛ 이하(예컨대, 0.5 내지 5 ㎛), 특히 4 ㎛ 이하(예컨대 0.5 내지 4 ㎛)이다.
가열 전 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 중심선 평균 거칠기 또는 최대 거칠기는, 열-팽창성 감압성 접착제 층(3)의 두께 또는 감압성 접착제 층에 첨가되는 열-팽창성 미세구의 입자 크기를 적절히 선택하여 조절될 수 있다.
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트의 경우, 가열 전 열-팽창성 감압성 접착제 층의 피착물에 접착되는 표면 상에, 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 갖는 것이 중요하다. 볼록부의 크기 또는 높이에 대한 특별한 제한은 없으며, 이는 필요에 따라 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구에 따라 선택될 수 있다. 또한, 볼록부의 수 또는 비율에 대한 특별한 제한은 없으며, 이는 필요에 따라 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 수 또는 함량에 따라 선택될 수 있다.
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트가, 가열 전 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상에 0.4 ㎛보다 큰 중심선 평균 거칠기를 가지고 피착물에 접착될 표면 상에 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 가지므로, 이들 볼록부의 이형-유발 변형력은, 피착물이 비교적 넓은 접착 면적을 갖거나 피착물(예: 금속)이 접착제에 젖기 쉬운 경우에도, 피착물의 열 이형 초기 단계에서 피착물의 인접 계면 상에 효과적으로 작용될 수 있다. 따라서, 상기 시이트는 우수한 열 이형성을 나타낼 수 있다.
열-팽창성 감압성 접착 시이트의 열-팽창성 미세구로 인해, 피착물은 소정의 접착력으로 결합될 수 있으며 접착 상태는 가열에 의해 용이하게 이형될 수 있다.
가열 전 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 최대 거칠기가 5 ㎛ 이하로 조정되는 경우, 피착물과 접착되는 면적이 예컨대 칩의 절단 단계에서 작아지더라도, 효과적인 접촉 면적을 확보할 수 있으므로 불충분한 접착력으로 인한 불편함(예컨대 칩핑(chipping) 또는 의도하지 않은 운동(진동))을 억제시킬 수 있고 이후에 생산성 또는 수율의 감소를 방지할 수 있다.
기재 물질과 열-팽창성 감압성 접착제 층 사이에 고무-유사 유기 탄성 층을 배치시킨 열-박리성 감압성 접착 시이트에서, 감압성 접착 시이트의 표면은 그의 피착물과의 결합시 고무-유사 유기 탄성 층의 탄성에 의해 피착물의 표면 형상을 충실히 따르므로, 접착 면적을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 접착 강도를 강화시킨다. 가열에 의한 이형시, 열-팽창성 층은 제어하에 두께 방향에 우선하여 우수한 정밀도로 균일하게 팽창(부피 변화)될 수 있으며, 이는 이형을 더욱 촉진시킨다. 열-팽창성 감압성 접착제 층에 함유된 열-팽창성 미세구의 입자 크기가 부적절하게 큰 경우에도, 이로부터 유발된 불균일함은 고무-유사 유기 탄성 층에 의해 완화되어 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 거칠기가 억제되어 작아질 수 있다.
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트는 전술된 바와 같은 이점을 가지므로 적절한 물질로 제조된 피착물의 영구적인 접착을 위해 사용될 수 있으며, 또한 소정의 접착 시간 후 피착물의 접착의 이형 및 접착 목적의 달성이 요청 또는 요구되는 경우에 사용하기 적합하다. 이는, 통상의 열-박리성 감압성 접착 시이트가 비교적 넓은 접착 면적 또는 접착제와의 젖음성으로 인해 충분한 이형성을 나타내지 못해 이러한 용도에 적합하지 않으므로 전자 부품의 제조시 임시 고정 부재로서 특히 적합하다.
피착물로부터 본 발명의 감압성 접착 시이트의 이형을 촉진시키기 위한 가열 조건은, 접착 면적의 감소를 고려하여 필요에 따라 피착물의 표면 상태 또는 열-팽창성 미세구의 종류, 또는 기재 물질 또는 피착물의 내열성 및 가열 방법에 따라설정될 수 있다. 통상적으로, 가열은 100 내지 250 ℃에서 1 내지 90초 동안 (고온 플레이트에서), 또는 5 내지 15분 동안 (고온 공기 건조기에서) 실시된다. 이러한 가열 조건하에서, 감압성 접착제 층의 열-팽창성 미세구는 팽창하고/하거나 발포하여 감압성 접착제 층의 변형을 야기하며, 이로써 접착력이 감소하거나 소멸된다. 열 처리는 임의의 단계에서 사용 목적에 따라 실시될 수 있다. 가열 공급원으로서, 적외선 램프 또는 열수가 때때로 사용될 수 있다.
본 출원은, 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 본원에 그 내용 전체가 참고로 인용되고 있는 2000년 11월 8일자로 제출된 일본 특허출원 JP 2000-340922 호를 기초로 한다.
본 발명은 이후 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되어서는 안됨을 유념한다. 입자 크기는 "SALD-2000J"(상표명; 시마즈 코포레이션(Shimadzu Corp.)에 의해 제조된 레이저 회절 입자 크기 분석기(laser diffraction particle size analyzer))를 사용하여 측정하였다. 달리 지적되지 않는 한 입자 크기(입자 크기 분포) 또는 특정 입자 크기를 갖는 입자의 비율(함량)은 부피를 기준으로 한 측정값이다.
실시예 1
2-에틸헥실 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트-메틸 메트아크릴레이트 공중합체형 감압성 접착제 100 중량부중에 열-팽창성 미세구(A)("마츠모토 마이크로스피어 F-50D", 상표명: 마츠모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드의 제품, 평균 입자 크기: 입자 크기가 13.4 ㎛, 30 ㎛ 이상인 입자 1.5 부피% 함유) 30 중량부를 혼입하여 톨루엔 용액을 제조하였다. 생성된 톨루엔 용액을 두께 100 ㎛의 폴리에스테르 필름에 적용시켜 건조 두께를 30 ㎛로 한 후, 건조하여 열-팽창성 감압성 접착제 층을 형성시켰으며, 그 결과 열-박리성 감압성 접착 시이트가 제조되었다.
열-팽창성 감압성 접착제 층 상의 피착물에 접착되는 표면으로부터 볼록부가 시각적으로 인지되었다. 이들 볼록부는 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 포함한다. 피착물에 접착되는 표면 상의 볼록부를 현미경을 사용하여 시각적으로 상세하게 관찰할 수 있다.
전술된 2-에틸헥실 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트-메틸 메트아크릴레이트 공중합체형 감압성 접착제는 2-에틸헥실 아크릴레이트 50 중량부, 에틸 아크릴레이트 50 중량부 및 메틸 메트아크릴레이트 5 중량부로 구성된다.
실시예 2
열-팽창성 미세구(A)를 원심분리 풍력 분류기(centrifugal wind-force classifier)로 분류하여 열-팽창성 미세구(B)(평균 입자 크기: 19.9 ㎛, 50 ㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 입자 1.7 부피% 함유)를 수득하였다.
부틸 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트-아크릴산 공중합체형 감압성 접착제 100 중량부(폴리우레탄 가교결합제 5 중량부 함유)중에 열-팽창성 미세구(B) 50 중량부를 혼입하여 톨루엔 용액을 제조하였다. 생성된 용액을 두께 100 ㎛의 폴리에스테르 필름에 적용시켜 건조 두께를 50 ㎛로 한 후, 건조하여 열-팽창성 감압성접착제 층을 형성시켰으며, 이로써 열-박리성 감압성 접착 시이트가 수득되었다.
열-팽창성 감압성 접착제 층 상의 피착물에 접착되는 표면 상에서 볼록부가 시각적으로 인지되었다. 이들 볼록부는 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자를 갖는 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 포함한다.
비교예 1
열-팽창성 미세구(A)를 원심분리 풍력 분류기로 분류하여 열-팽창성 미세구(C)(평균 입자 크기: 10.2 ㎛, 입자 크기가 30 ㎛ 이상인 입자는 존재하지 않음)를 수득하였다.
열-팽창성 미세구(C)를 대신 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법으로, 열-박리성 감압성 접착 시이트를 수득하였다. 열-팽창성 감압성 접착제 층의 피착물에 접착되는 표면 상에서는 어떠한 볼록부도 인지되지 않았다.
비교예 2
열-팽창성 미세구(D)("마츠모토 마이크로스피어스 F-301D", 상표명; 마츠모토 유시 세이야쿠의 제품, 평균 입자 크기: 11.6 ㎛, 입자 크기가 50 ㎛ 이상인 입자는 존재하지 않음)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 유사한 방법으로, 열-박리성 감압성 접착 시이트를 수득하였다. 열-팽창성 감압성 접착제 층의 피착물에 접착되는 표면 상에서는 어떠한 볼록부도 인지되지 않았다.
평가 시험
실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 감압성 접착 시이트에서의 가열 전에 열-팽창성 감압성 접착제 층 상의 중심선 평균 거칠기, SUS 304BA 플레이트에 대한180 °박리 강도(접착력)(N/20 ㎜), 및 열 이형성을 측정하였다. 결과는 표 1에 제시되어 있다.
중심선 평균 거칠기의 측정법
실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 시이트에서의 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상의 중심선 평균 거칠기를 하기 조건하에서 비접촉 표면 거칠기 계측기("마이크로맵(Micromap)", 류카 시스템즈 인코포레이티드(Ryuka Systems Inc.)의 제품)를 사용하여 측정한다. 평가 결과는 표 1의 "중심선 평균 거칠기(㎛)"의 칼럼에 제시되어 있다.
대물 렌즈: 50배 확대, 측정 모드: WAVE560, 포맷: 640×480, 카메라: 히타치(HITACHI) KPMIU2/3, 경통: 1Xbody, 릴레이 란체(relay lanze): 릴레이 없음
SUS304BA에 대한 접착력 측정법
SUS304BA 플레이트에 관한 180 °박리 강도(접착 강도)(N/20 ㎜)를 아래 기술된 바와 같이 측정한다. 평가 결과는 표 1의 "접착력(N/20 ㎜)"의 칼럼에 제시되어 있다.
실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 감압성 접착 시이트(20 ㎜ 너비)의 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면을 (톨루엔으로 초음파 세척한 후) SUS304BA 플레이트에 2 ㎏ 롤러로 1회 왕복시켜 결합시키고 가열 전후의 180 °박리 강도(접착력)(N/20 ㎜)를 측정하였다(박리 속도: 300 ㎜/분, 온도: 23 ±2 ℃, 습도: 65±5 % RH, 감압성 시이트가 이형되었다).
열 이형성의 측정법
열 이형성을 하기와 같이 조사하였다. 측정 결과는 표 1의 "열 이형성"의 칼럼에 제시되어 있다.
실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 감압성 접착 시이트에서의 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면을 (톨루엔으로 초음파 세척한 후) SUS304BA 플레이트에 2㎏ 롤러로 1회 왕복시켜 결합시켰다. 감압성 접착 시이트가 써모스태트(thermostat)(고온 공기 건조기)("SPH-201" 타바이 에스펙 코포레이션(TABAI ESPEC CORP.)의 제품)을 사용하여 10분 동안 130 또는 100 ℃(실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 경우 130 ℃, 비교예 2의 경우 100 ℃)에서 가열에 의해서만 SUS 304BA 플레이트로부터 박리되는지 여부를 조사하고, 결과를 하기 기준으로 평가하였다.
[평가 기준]
A: 가열에 의해서만 박리되는 시이트
B: 가열에 의해 박리되지 않은 시이트
층 두께(㎛) 층 두께보다 큰 입자 수 볼록부 중심선 평균 거칠기(㎛) 접착력(N/20 ㎜) 열 이형성
실시예 1 30 1.5 관찰됨 0.49 0.82 A
2 50 1.7 관찰됨 0.80 13.2 A
비교예 1 30 0 관찰되지 않음 0.11 0.85 B
2 50 0 관찰되지 않음 0.22 13.9 B
표 1에서, "층 두께(㎛)"란 용어는 각각의 감압성 접착 시이트의 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께를 의미한다. "층 두께보다 큰 입자 수(%)"란 용어는 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께(㎛)보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 함량(부피%)을 의미한다. "볼록부"란 용어는 열-팽창성 감압성 접착제 층의 피착물에 접착되는 표면 상에 형성된 볼록부의 존재 여부를 의미한다. 볼록부가 존재하는 경우에는 "관찰됨"으로 표현되고 존재하지 않은 경우에는 "관찰되지 않음"으로 표현되어 있다.
표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 및 2에서 수득된 감압성 접착 시이트는 고온 공기 건조기에서 가열에 의해서만 이형된다. 감압성 접착 시이트가 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면 상에 0.4 ㎛보다 큰 중심선 평균 거칠기를 가지고 피착물에 접착되는 표면 상에 열-팽창성 미세구에 의한 볼록부를 갖기 때문에, 열-팽창성 미세구로 인한 피착물에 점착되는 표면 상의 볼록부의 변형력은 열 이형의 초기 단계에서 인접 피착물 계면 상에 효과적으로 작용시킬 수 있으며, 이로 인해 우수한 열 이형성을 나타낸다. 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 효과적인 사용이 이러한 이점을 초래하는 것으로 추정된다.
반면, 비교예 1 및 2에서 수득된 감압성 접착 시이트는, 이들이 실시예에서 수득된 시이트와 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께 또는 접착성 면에서 유사하거나 거의 유사함에도 불구하고, 고온 공기 건조기에서 가열에 의해서만은 박리되지 않았다.
본 발명의 열-박리성 감압성 접착 시이트는, 피착물이 비교적 넓은 접착 면적을 가지거나 접착제에 젖기 쉬운 경우에도 가열 전에는 우수한 접착성을 가지면서 가열 후에는 우수한 이형성을 나타내기 때문에, 전자 부품의 제조시 임시 고정 테이프로서 유용하다.

Claims (6)

  1. 기재 물질, 및 열-팽창성 미세구를 함유하고 피착물(adherend)에 접착되는 표면을 갖는 열-팽창성 감압성 접착제 층을 포함하되, 상기 열-팽창성 감압성 접착제 층의 표면이 가열 전에 0.4 ㎛보다 큰 중심선 평균 거칠기(roughness)를 갖고 열-팽창성 미세구로부터 유발된 볼록부를 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께보다 큰 입자 크기를 갖는 열-팽창성 미세구의 양이, 전체 열-팽창성 미세구 부피의 0.1 내지 0.3 부피%인 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기재 물질과 열-팽창성 감압성 접착제 층 사이에 고무-유사 유기 탄성 층을 추가로 포함하는 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    기재 물질과 열-팽창성 감압성 접착제 층 사이에 고무-유사 유기 탄성 층을 추가로 포함하는 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    고무-유사 유기 탄성 층이 점착성 물질을 포함하는 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    고무-유사 유기 탄성 층이 점착성 물질을 포함하는 열-박리성 감압성 접착 시이트.
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