KR20050051110A - 외부 자재 접합용 접착조성물 및 이를 이용한 접착 테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바인더 수지로서 말단에 알코올기를 함유하는 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체를 사용하고 이소시아네이트계의 경화제를 혼합한 접착 조성물과 이를 필름 기재에 코팅한 후 실리콘계 또는 불소계 이형지로 접착층을 보호하여 얻어진 양면 접착 테이프에 관한 것으로서, 이같은 접착 조성물로부터 얻어진 양면 접착 테이프는 말단의 알코올기로 인해 모바일 디바이스용으로 쓰이는 다양한 피착체에 대해 접착력이 우수하고 균일하며, 또한 응집성 단량체인 메틸메타아크릴레이트의 도입으로 응집력 및 내열성과 내충격성이 우수하고 접착 레진의 모듈러스를 조절하여 Tape residue가 남지 않아 가공 공정이 용이하다.

Description

외부 자재 접합용 접착조성물 및 이를 이용한 접착 테이프{Adhesive and adhesive tape}

본 발명은 모바일 기기의 외부 자재 접합용에 사용되는 양면 접착 테이프의 접착 조성물 및 접착 테이프에 관한 것으로서, 말단에 알코올기를 함유하는 아크릴계 수지와 이소시아네이트계 경화제로 이루어진 접착 조성물을 접착 기재 필름에 도포하여 다양한 피착체에 대해 접착력이 우수하고 균일하며 내열성과 내충격성이 우수하고 초기 점착력이 접착력과 균형을 이루어 가공 공정상 컷팅 시 레진이 컷팅 날에 묻어나지 않아 작업성이 우수한 접착 조성물과 이로부터 제조된 양면 접착 테이프에 관한 것이다.

최근 디스플레이 산업과 정보 통신의 발달과 함께 휴대폰이나 PDA와 같은 모바일 기기(Mobile device)의 비중이 커지고 있다. 이에 그 내부 부품 중 우수한 접착력 및 내열성, 내충격성을 가지면서 공정 적용 용이성이 뛰어난 양면 접착 테이프가 요구되고 있는 실정이다.

Mobile device용 양면 접착 테이프로는 외부 자재 접합용, 백라이트 접착용, 액정 모듈 접착용 등이 있다.

외부 자재 접합용 양면 접착 테이프는 Device의 사출형 외부 자재, 외부 윈도우 접합용으로써, 일반적으로 접착 기재에 점착제를 양면 도포한 후 이형지를 라미네이션한 구조를 갖는다. 이는 우수한 접착력과 내열성, 내충격성을 필요로 하며 가공 공정상 컷팅시 컷팅 날에 점착제가 많이 묻어나지 않아야 한다.

Mobile device의 외부 자재 접합용 양면 접착 테이프 조성물에 관한 기술은 아니나, 접착 조성물에 대한 연구의 일환으로 대한민국 특허공개 제2003-0031364호에서는 아크릴계 에멀젼형 접착성 고분자로 에틸렌계 불포화 카르본산 단량체로 구성된 조성물을 제시하였다.

또한 대한민국 특허공개 제2003-0046055호에서는 접착성이 우수한 조성물로 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 수지계 조성물을 제시하였다.

그리고 일본 특개평 6-207151호에서는 아크릴산 알킬 에스테르와 메타 아크릴계 공중합체에 점착 수지를 배합한 접착 조성물로 무극성 피착체에 접착력이 우수한 접착 조성물을 제시하였다.

그러나 상기에서 제시된 종래의 조성들은 접착력의 균형이 맞지 않거나 극성 또는 무극성 피착체 중 한 피착체에 치우쳐 접착력을 나타내고 또한 내열성과 내충격성이 우수하지 못해 산업용이나 전자 재료용으로 사용하기에는 적합하지 못했다. 그래서 이러한 조성물을 기재에 코팅하여 양면 접착 테이프를 만들 경우 내열성과 내충격성이 떨어진다. 그리고 아크릴 점착 조성에 따라 극성 표면이나 무극성 표면 중 한 피착체에 대해서만 우수한 접착력을 가지는 경우가 많으며 접착력의 균형(접착력, 응집력, 초기 접착력)이 맞지 않아 초기 점착력이 커 가공 공정상 컷팅 시 컷팅 날에 아크릴 접착 레진이 묻어나 작업성이 떨어지는 문제가 있다.

이에 접착력이 균일하며 응집력 및 내열성과 내충격성이 우수하면서 접착력의 균형이 맞는 전자 재료용 접착 조성물 및 양면 접착 테이프의 개발이 필요하다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 접착 조성물을 모바일 기기 등의 외부접합용 양면 테이프 조성으로 사용하는 데 있어서의 문제점을 해결하기 위해 노력하던 중, 말단에 알콜기를 함유한 아크릴계 수지와 이소시아네이트계 경화제로 이루어진 접착 조성물을 접착층으로 도입한 접착 테이프는 다양한 피착체에 대해 접착력이 우수하고 균일하며 내열성과 내충격성이 우수하고 초기 접착력이 접착력과 균형을 이루어 가공 공정상 컷팅 시 레진이 컷팅 날에 묻어나지 않아 작업성이 우수함을 알게 되었다.

따라서, 본 발명은 말단의 알코올기로 인해 모바일 디바이스용으로 쓰이는 다양한 피착체에 대해 접착력이 우수하고 균일하며, 또한 응집성 단량체인 메틸메타아크릴레이트의 도입으로 응집력 및 내열성과 내충격성이 우수하고 접착 레진의 모듈러스를 조절하여 Tape residue가 남지 않아 가공 공정이 용이한 접착조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이와 같은 접착조성물을 기재필름의 양면에 도포하고 이형필름을 라미네이션함으로써 모바일 기기의 외부 자재 접합용으로 유용한 양면 접착테이프를 제공하는 데도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접착조성물은 바인더 고분자로서 말단에 알코올기를 함유한 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체를 포함하고 경화제로서 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명의 외부자재 접합용 양면 접착테이프는 상기 접착조성물을 포함하는 접착 층이 구비된 것임을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1)접착조성물

본 발명에서의 Mobile device의 외부 자재 접합용 양면 접착 테이프에 도포되는 접착 조성물은 바인더 고분자로서 말단에 알코올기를 함유하는 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체를 사용하고, 경화제로는 이소시아네이트계 경화제를 포함한다.

구체적으로는 바인더 고분자는 중량 평균 분자량이 20,000-1,000,000인 메틸메타아크릴레이트-2-에틸헥실아크릴레이트 공중합체로서 말단에 알콜기를 함유하는 것이다. 이 알코올기가 다양한 표면 에너지의 피착체에 대해 접착력을 우수하게 하고, 메틸메타아크릴레이트의 경우 응집성 단량체로 접착 조성의 응집력을 증가시켜 응집력 및 내열성과 내충격성을 향상시킨다.

이 같은 바인더 고분자와 함께 포함되는 이소시아네이트계 경화제의 함량은 공중합체 고형분 함량 100중량부에 대해 0.1∼50중량부로 첨가하는데, 만일 그 함량이 0.1 중량부 미만이면 Tape residue 문제가 발생하며 50 중량부 초과면 접착력이 현저히 감소하는 문제가 있을 수 있다.

(2)접착테이프

상기와 같은 조성의 접착조성물을 기재 필름의 양면에 도포하여 접착층을 형성한 다음, 양 접착층 상에 이형지를 라미네이션하면 접착테이프를 얻을 수 있다.

접착 테이프의 균일한 접착력을 구현하기 위해서는 기재필름으로써 두께 편차가 거의 없는 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 필름 등을 사용하는 것이 바람직하며, 부직포를 사용할 수도 있다. 기재필름의 두께는 통상 10∼100㎛인 것이 바람직하다.

이와 같은 접착 기재 필름의 양면에 상술한 조성의 접착 조성물을 도포함에 있어서, 접착층이 도포된 테이프의 최종 두께는 Mobile Device의 기종에 따라 다양하며 일반적으로 코팅기재와 상단 접착층 및 하단 접착층의 두께를 모두 합하여 100∼300㎛인 것이 바람직하다.

또한 이형지의 경우 실리콘계 혹은 불소계 코팅이 된 이형지를 사용하는 것이 바람직하며 대전 방지 처리를 하여 작업성을 향상시킬 수도 있다.

상기 접착 조성의 접착력 균형은 접착 조성의 모듈러스를 조절함으로써 가공 공정 시 컷팅 날에 레진이 묻어나는 정도를 줄여 가공 공정상의 작업성을 향상시킬 수 있다.

하단의 이형지는 와인딩 시 벗겨내고 상단 이형지만이 남는데 와인딩 시 깨끗하게 감기 위해 그 두께가 100∼120㎛인 것이 바람직하다.

(3)제조방법

상기와 같은 조성을 가진 Mobile device의 외부 자재 접합용 접착 조성물과 이 접착 조성물을 도포하여 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

말단에 알코올기를 함유한 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트 의 공중합체를 용매에 녹인 다음 경화제를 첨가한 후 혼합액을 교반시켜 접착 조성물을 제조한다. 이때, 용매로는 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있으며, 상기의 두 가지 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.

혼합 용액의 점도는 100-10,000cps, 바람직하게는 500-5,000cps인 것이 바람직한 바, 이 범위 내에서만 콤마 코팅이 가능하기 때문이다.

상기에서 제조된 접착 조성물을 기재 필름의 양면에 콤마 나이프를 사용하여 도포시킨다. 도포시킨 필름을 건조하고, 반경화시켜 이형지와 라미네이션하면 본 발명의 모바일 기기의 외부자재 접합용 양면 접착테이프를 얻을 수 있다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 작용과 효과를 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

하기 실시예는 다음과 같은 물성 평가 방법을 이용하였다.

(1)접착력

제조된 접착 테이프를 15ｍｍ 100ｍｍ의 크기로 자른 후, 다른 표면 에너지를 가지는 피착체이면서 Mobile device의 외부 자재로 쓰이는 스테인레스 스틸, 폴리 카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 플레이트 각각의 한쪽 면에 라미네이터(GMP 320HR Pouch Laminator)를 이용하여 상온에서 접착하여 샘플을 만들었다. 만능시험기(Instron 4303, Instron사)에 각각의 샘플을 걸고 100 mm/min의 속도로 당겨 피착체와 필름 접착 층 사이의 박리력을 10회 측정하여 평균값을 취하였다.

(2)응집력

제조된 접착 테이프를 접착 면적 20ｍｍ 20ｍｍ로 스테인레스 스틸에 (1)의 방법으로 접착시킨 후 40℃에서 1시간 동안 1kg의 하중을 건 후 접착 층의 이동 거리를 현미경(HI-SCOPE Compact Micro Vision System (Model KH-2200) 100배율)을 이용하여 측정하였다.

(3)내열성

제조된 접착 테이프를 접착 면적 20ｍｍ 20ｍｍ로 스테인레스 스틸에 (1)의 방법으로 접착시킨 후 각각 60℃와 80℃에서 1시간 동안 1kg의 하중을 건 후 접착 층의 이동 거리를 현미경(HI-SCOPE Compact Micro Vision System (Model KH-2200)의 100배율)을 이용하여 측정하였다.

(4)내충격성

제조된 접착 테이프를 4mm X 15mm X 15mm인 아크릴 판에 접착한 후 반대편 접착면을 4mm X 50mm X 50mm 인 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 판에 접착하여 시편을 만든다. 그 후 충격 시험기 (Thermotron ATS-195)를 이용하여 충격하중과 충격 높이에 따라 접착층의 유지 여부를 16회 관찰하여 4회씩 결과를 종합하였다. 성능 평가 방법은 다음과 같다.

O : 접착층이 유지

X : 접착층이 분리

(4)Tape residue(레진이 묻어나는 정도) 확인

제조된 접착 테이프를 (1)에 기술한 접착 방법으로 다른 표면 에너지를 가지는 피착체이면서 Mobile device 의 외부 자재로 쓰이는 스테인레스 스틸, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 플레이트에 접착한 후 벗겨내어 피착체에 접착 레진이 남아있는 여부를 육안으로 확인하였다. 성능 평가방법은 다음과 같다.

불량: 레진이 남음.

보통: 레진이 조금 남음.

양호: 레진이 남지 않음.

(실시예 1)

알코올기를 함유하고 중량평균분자량이 260,000인 메틸메타아크릴레이트-2- 에틸헥실아크릴레이트 공중합체(대륭 화학社 제품)에 이소시아네이트계 경화제(대륭 화학社 제품)를 공중합체 고형분 100중량부에 대해 5중량부 되도록 첨가하였다. 혼합 용액을 20℃로 1시간 교반시킨 후 상온에서 1시간 동안 방치하였다.

방치한 용액을 두께 12㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(㈜Kolon 제품)의 양면에 콤마나이프를 사용하여 도포하고 120℃에서 10분간 건조한 후, 175℃에서 30분간 반경화시켜 접착층 두께 50㎛ 되도록 코팅하였다.

양면에 형성된 접착층 각각에 실리콘계 이형지(㈜율촌 제품)를 100㎛ 두께 되도록 적층한 후 하단 접착층의 이형지는 풀어낸 후 감아 양면 접착 테이프를 제조하였다.

상기한 바와 같이 두께편차, 접착력, 응집력, 내열성, 내충격성 및 Tape residue 여부 실험 (컷팅 시 레진이 묻어나는 정도 파악)을 실시하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

(실시예 2)

알코올기를 함유하고 중량평균분자량이 260,000인 메틸메타아크릴레이트-2-에틸헥실아크릴레이트 공중합체(대륭 화학社 제품)에 이소시아네이트계 경화제(대륭 화학社 제품)를 공중합체 고형분 100중량부에 대해 20중량부 되도록 첨가하였다. 혼합 용액을 20℃로 1시간 교반시킨 후 상온에서 1시간 동안 방치하였다.

방치한 용액을 두께 12㎛인 폴리에틸렌텔레프탈레이트 필름(㈜Kolon사 제품)의 표면에 콤마나이프를 사용하여 도포하고 120℃에서 10분간 건조한 후, 150℃에서 30분간 반경화시켜 접착층 두께 50㎛ 되도록 코팅하였다.

또한 접착층 위 아래에 실리콘계 이형지(㈜율촌)를 100㎛ 두께 되도록 적층한 후 접착층 하단의 이형지는 풀어낸 후 와인딩하여 양면 접착 테이프를 제조하였다.

상기한 바와 같이 최종 제조된 접착 테이프의 두께 편차, 접착력, 응집력, 내열성, 내충격성 및 Tape residue 여부 실험(컷팅 시 레진이 묻어나는 정도 파악)을 실시하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

(비교예)

중량평균분자량이 260,000인 알킬 아크릴레이트와 스티렌 공중합체에 아민계 경화제(삼원 화학 社 제품)를 공중합체 고형분 100중량부에 대해 10 중량부 되도록 첨가하였다. 혼합 용액을 20℃로 1시간 교반시킨 후 상온에서 1시간 동안 방치하였다.

방치한 용액을 두께 40㎛의 부직포(㈜남양 제품)의 표면에 콤마나이프를 사용하여 도포하고 120℃에서 10분간 건조한 후, 150℃에서 30분간 반경화시켜 접착층 두께 50㎛ 되도록 코팅하였다.

또한 접착층 위 아래에 실리콘계 이형지(㈜율촌 제품)를 100㎛ 두께 되도록 적층한 후 접착층 하단의 이형지는 풀어낸 후 와인딩하여 양면 접착 테이프를 제조하였다.

상기한 바와 같이 최종 제조된 접착 테이프의 두께 편차, 접착력, 응집력, 내열성 및 Tape residue 여부 실험(컷팅시 레진이 묻어나는 정도 파악)을 실시하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

		실시예 1	실시예 2	비교예
접착력(N/m)	SUS304	1050	1030	610
	PC	995	1000	874
	ABS	895	875	805
응집력(mm)		0.1	0.1	0.1
내열성(mm)	60℃	0.2	0.2	0.4
	80℃	0.7	0.7	Peel Off
내충격성		O O O O	O O O O	O O X X
Tape residue	SUS304	보통	보통	불량
	PC	양호	양호	불량
	ABS	양호	양호	보통

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 접착 조성물을 도포하여 제조된 접착 테이프는 접착층에 알코올기를 도입함으로써 극성 피착체 및 무극성 피착체에서 우수한 접착력을 보이며 내열성 및 내충격성이 우수하고 접착 레진의 모듈러스를 증가시킴으로 인해 Tape residue가 적어 컷팅 가공 공정상 작업성이 우수함을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 바인더 수지로서 말단에 알코올기를 함유하는 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체를 사용하고 이소시아네이트계의 경화제를 혼합한 접착 조성물을 필름 기재에 코팅한 후 이형지로 접착층을 보호하여 얻어진 양면 접착 테이프는 접착층 바인더 수지 말단의 알코올기로 인해 모바일 디바이스용으로 쓰이는 다양한 피착체에 대해 접착력이 우수하고 균일하며, 또한 응집성 단량체인 메틸메타아크릴레이트의 도입으로 응집력 및 내열성과 내충격성이 우수하고 접착 레진의 모듈러스를 조절하여 Tape residue가 남지 않아 가공 공정이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 바인더 고분자로서 말단에 알코올기를 함유한 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체를 포함하고 경화제로서 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 외부 자재 접합용 접착 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 메틸메타아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트의 공중합체는 중량평균분자량이 20,000∼1,000,000인 것임을 특징으로 하는 외부 자재 접합용 접착 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 이소시아네이트계 경화제는 공중합체 고형분 함량 100중량부에 대해 0.1∼50중량부로 함유되는 것임을 특징으로 하는 외부 자재 접합용 접착 조성물.
4. 제 1 항의 접착 조성물을 포함하는 접착층이 구비된 외부 자재 접합용 접착 테이프.
5. 제 4 항에 있어서, 이형층, 접착층, 접착기재, 접착층 및 이형층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것임을 특징으로 하는 외부 자재 접합용 접착 테이프.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 필름 및 부직포 중에서 선택된 접착기재를 포함하는 것임을 특징으로 하는 외부 자재 접합용 접착 테이프.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 대전 방지 처리가 된 실리콘계 또는 불소계 이형층을 포함하는 것임을 특징으로 하는 모바일 기기의 외부 자재 접합용 양면 접착 테이프.