KR20060087387A - 다단계 공기 배출 통로가 구비된 점착 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 배출 통로를 점착면에 부여하여 점착 시트의 시공성을 향상 시키기 위한 것이다. 본 발명은 배출 통로의 높이 및 폭을 달리하여 공기 배출 통로들이 시간차를 두고 소멸하도록 하여 공기 배출을 용이하게 하는 동시에 점착 면적을 증가시켜 설계된 점착력이 확보되는 시간을 단축할 수 있다. 또한 점착 면적의 증가는 점착면과 피착면간의 평활도를 증가 시킬 수 있으므로 시트 전면에 공기 배출 통로에 의한 문양이 배어나지 않는 효과를 얻을 수 있다.

엠보싱된 이형지, 시공 용이성, 점착시트, 공기 통로, 채널, 배출, 배기

Description

다단계 공기 배출 통로가 구비된 점착 시트 {Adhesive Sheet having Multi-Staged Air Vent Channels}

도 1은 본 발명에 따른 점착제층의 공기 배출 통로를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 배출 통로를 보여주는 점착제층의 점착면이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 배출 통로를 보여주는 점착제층 점착면의 또 다른 예이다.

본 발명은 점착제를 이용하여 필름을 피착면에 고정시키는 점착시트에 관한 것이다. 점착시트는 필름을 피착면에 부착하였다가 제거할 수 있는 사용 용이성 때문에 많은 분야에서 적용되고 있다. 구체적인 예로는 반사 시트, 광고용 필름, 건축 마감용 필름, 라벨 및 테이프 등이 있다.

이러한 점착 시트를 제작하기 위해서는 압연이나 캐스팅을 통해 Base 시트를 생산한 후 이형지위에 점착제를 코팅하고 점착제가 코팅된 면과 시트층을 합지하여 생산한다.

이형지는 일반적으로 종이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등이 피복되어 있으며, 그 위에는 점착제와의 박리를 용이하게 하기 위해 실리콘 또는 기타 처리가 되었다.

이형지의 이형면은 점착제가 균일한 두께로 도포되도록 평활도가 뛰어나게 만든다. 평활한 점착면을 갖는 필름은 피착면에 부착되는 과정에서 피착면과 점착제 사이에 공기가 배출 되지 못하여 필름 표면이 부풀어 올라 외관 불량이 발생할 수 있으며, 배출되지 못한 공기층으로 인하여 피착면과의 점착 면적 감소로 점착력의 감소를 초래한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 연속적인 점착제 층에 점착성이 없는 유리, 무기물, 금속성분을 점착제 표면에 위치시켜 시트의 위치 조절을 가능하게 하는 동시에 공기 제거의 용이성을 부여하기도 하고 점착제의 표면에 공기가 배출될 수 있는 통로를 제공함으로써 문제를 해결하고자 하는 노력이 있었다.

불연속적인 점착제층을 시트 위에 형성하면, 점착제가 없는 부분이 공기 제거를 가능케 하는 통로의 역할을 할 수 있다. 불연속적인 점착제 층을 만드는 방법으로는 인쇄나 스프레이 방식으로 점착제를 섬의 형태로 필름 위에 배치시켜 건조 과정을 거쳐 형성되게 한다.

또 다른 방법은 이형지나 이형 film 실리콘 처리면의 표면 형태를 조절하여 점착제 표면에 그 형상이 전사되도록 하여 형성된 통로를 통하여 공기가 용이하게 제거되도록 하는 것이다.

유럽 공개 특허 제279579호에는 불균일한 점착면을 가지는 연속적인 점착제 층을 포함한 압감 점착제 시트가 기재되어 있다. 이 불균일한 점착면을 가지는 연속적인 점착제 층에 의하여 시공시 다양한 피착면에 대해 초기 재배치성과 장기 재배치성을 모두 가질 수 있게 하였다.

일본 공개 특허 제6-212131호에서도 연속적인 점착제의 표면에 요철면을 부여하여 공기 제거의 용이성 및 시트의 재배치성을 향상시켰다. 특히 이 발명에서는 요철부의 높이는 10~20㎛, 저부폭은 50~100㎛, 요철부의 상부 평탄면 폭이 50~100㎛로 형성하여 재박리가 가능한 장식용 점착 시트를 제공하였다.

미국 특허 제5650215호에는 문양의 측면 종횡비가 약 0.1 내지 약 10인 일련의 문양을 포함하는 미세 표면 구조를 갖는 연속적인 압감 점착제층을 포함하는 접착 테이프 및 전이 피복물을 비롯한 제품 제조에 관해 언급 하였다. 미세 구조란 높이, 폭 및 길이 중 둘 이상은 미시 단위여야 하며, 미세 구조가 도입된 접착 테이프 및 전이 피복물을 비롯한 제품은 초기 재 배치성을 얻을 수 있었다.

또한 미국 특허 제6524675호에서는 미세구조에 의해 형성된 공기 제거 채널의 부피를 점착제 임의의 500㎛ 직경의 원 면적 당 1×10³㎛³이상으로 한정하였다. 또한 상기 조건을 만족하기 위해서는 패턴의 피치를 400㎛이하로 한정하여 부착 후 시트 전면으로 요철 형상이 나타나지 않도록 하였다.

미국 특허 제6630218호에서는 평탄 구조의 이형지에 점착제를 코팅하여 시트와 합지시켜 점착제에 평탄 형상을 기억 시킨 다음 이형지를 제거하면서 요철 구조 를 가진 이형지와 합지하여 점착제의 표면에 요철 구조를 부여하는 2단계의 공정을 거쳤다. 이후 이형지가 제거되면 가교된 점착제의 탄성적인 성질로 인하여 이미 기억하고 있는 평탄 구조로 돌아감으로써 요철 구조가 소멸되고, 접착 면적은 25℃에서, 48시간 후 92%이상을 확보하여 점착제에 있던 요철 문양이 시트 표면에 배어나지 않도록 하는 방법을 제시하였다.

미국 특허 제6197397호에서는 유체의 유출을 위한 미소 채널 및 개선된 접착 특성을 위한 페그 양자를 가진 미소 복제된 접착제 표면을 형성 하였다. 이와 같이 미소 엠보싱 된 패턴은 유체의 유출을 위한 미소 채널과 비 점착성 물질이 들어갈 수 있는 함몰부로 구성되어 공기가 쉽게 제거될 수 있는 동시에 재배치성을 향상시키는 효과를 가져왔다.

본 발명은 점착 시트의 시공시 포집된 공기를 제거하고, 재박리 및 재배치성을 향상시키고, 시공후 외관 및 점착력을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명에서는 시공시의 가압에 의해 쉽게 없어질 수 있는 통로와 시공 후 일정 기간 동안은 없어지지 않는 통로의 두 종류를 통로를 연결하여 형성함으로써 상기의 문제점들을 해결하고자 하였다.

본 발명은 공기 배출 통로의 높이 및 폭을 다양화하여 공기 배출 통로들이 시간차를 두고 소멸하도록 하여 공기 배출을 용이하게 하는 동시에 점착 면적을 빠른 시간 내에 증가시켜 설계된 점착력이 확보되는 시간을 단축하며, 또한 점착 면 적을 증가시킴으로써 점착면과 피착면간의 평활도를 증가시켜 시트 전면으로 공기 배출 통로에 의한 문양이 배어나지 않도록 하는 목적을 갖고 있다.

본 발명에서는 공기 배출 통로를 형성하기 위해 점착제의 표면에 요철을 형성할 때, 깊이가 다른 통로를 형성시켜 낮은 압력 하에서 일부 통로는 소멸되어 점착 면적을 확대시킴으로써 설계 시 설정되었던 점착제의 점착력 수준으로 빠른 시간에 도달될 수 있도록 하는 점착시트와 그 제조 방법을 제공한다. 또한 요철면은 시공 시 점착제 면과 피착면 사이에 포집되는 공기를 배출할 수 있으며, 빠른 시간 내에 통로가 소멸됨으로써 점착면의 평활도가 증가되어 시트의 표면에 점착제의 요철이 남아 있지 않도록 한다.

본 발명에서는 통상적인 엠보싱 방법을 이용하여 이형지에 공기 배출 통로에 상응하는 역형상을 양각으로 형성하게 된다. 이형지는 종이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 열가소성 수지가 피복되어 있어 열 또는 압력을 이용해 쉽게 변형이 가능하다.

엠보롤은 이형지를 피복한 수지의 녹는점 정도의 온도로 상승 후 이형지를 엠보롤과 고무롤 사이로 통과시키면서 이형지 표면에 문양을 부여하게 된다. 이때 엠보롤의 온도는 90 ~ 160 ℃ 정도가 적당하다. 만약 엠보롤의 온도가 낮을 경우에는 열가소성 수지의 유동성 부족으로 원하는 형상을 엠보싱 할 수 없다. 반대로 엠보롤의 온도가 높을 경우는 수지의 과도한 용융으로 역시 원하는 형상을 엠보싱 할 수 없게 된다.

이형지의 엠보싱에 의하여 형성되는 점착면의 통로들은 서로 다른 높이와 폭을 가지며 서로 연결되도록하여 시공 시 형성된 공기를 시트 외곽으로 배출할 수 있도록 하였다.

먼저 통로들의 높이를 살펴보면 도 1에서와 같이 공기 배출 통로는 10㎛ 이하 높이를 가지는 낮은 통로L(11)과 10 ~ 30㎛ 높이를 가지는 높은 통로H(12)를 도2나 도3에서와 같이 상호 연결되도록 형성하였다. 일반적으로 공기 배출 통로의 높이가 10㎛이하 이면 통로가 쉽게 없어져 공기 배출이 용이하지 않다. 그러나 경로를 4㎜ 이하로 짧게 한다면 통로가 소멸되기 전에 공기 배출 효과를 발휘하고 이후 쉽게 통로가 소멸되어 피착면과의 접촉면적을 넓혀 접착력의 향상을 기대할 수 있으며 시트 표면에 형상이 배어나는 것도 막을 수 있다. 이때 낮은 통로L(11)을 통해서 배출된 공기를 시트 외곽으로 배출하기 위해서는 높은 통로H(12)와 연결 되어야 한다. 통로H(12)는 통로L(11)보다 높이가 높아 쉽게 통로가 소멸되지는 않으므로, 낮은 통로L(11)을 통해 모아진 공기를 시트 외곽으로 배출할 수 있게 된다. 이하에서는 먼저 소멸되는 낮은 통로L(11)을 제1단계 통로라 하고, 높은 통로H(12)를 제2단계 통로라 지칭한다.

그러나 제1단계 통로의 경우에도 그 높이를 적어도 3㎛ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 일반적으로 이형지 위에 코팅되는 점착제의 두께 편차가 1~2㎛정도이므로 그 이상의 통로 높이를 확보할 필요가 있을 뿐만 아니라, 통로 높이가 3㎛ 이하일 경우 피착면에 접촉과 동시에 통로가 소멸되어 단기간이라도 공기 배출 효과를 기대할 수 없기 때문이다.

또한 제1단계 통로의 경로 길이를 지나치게 짧게 하여 패턴 피치가 2mm 이하가 되면 피착면과의 접촉 면적이 작아져서 초기 점착력이 낮아지게 되어 곡면 부위 부착 시에 바로 박리가 일어날 수 있으므로, 제1단계 및 제2단계 통로에 의하여 구성되는 패턴의 피치는 최소 2mm 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

효과적인 공기 배출을 위해서는 통로의 높이 뿐만 아니라 통로의 폭도 같이 고려되어야 한다. 통로의 폭이 넓을 경우는 피착면에 부착 후에도 통로가 소멸되지 않아 외부로부터 유체의 유입 경로가 될 수 있으며, 피착면과의 접촉 면적 감소로 인하여 점착력의 감소를 초래 한다. 반대로 통로의 폭이 좁을 경우는 부착 시 포집된 공기가 배출되기 전에 통로를 막아버릴 수도 있다. 따라서 통로의 폭은 제1단계 통로(통로L)의 경우는 10~30㎛정도로, 제2단계 통로(통로H)는 30~60㎛ 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제1단계 통로(통로L)는 단시간 내의 공기 배출 효과는 기대할 수 있으나 공기를 시트의 모서리 밖으로 배출하는 기능은 떨어진다. 따라서 제1단계 통로는 길이가 4㎜를 넘지 않도록 제2단계 통로(통로H)에 연결되도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉 2단계 통로의 패턴 피치는 4㎜ 이내로 하는 것이 바람직하다.

통로의 단면 형태는 도 1과 같이 사각형, 삼각형, 오각형, U자형 등의 기하학적인 도형이 가능하며, 제1 단계 통로와 제2단계 통로의 단면 형태는 상이하여도 무방하다. 통로 단면 형태가 사각형과 다른 경우에도 그 형상이 극단적인 경우를 제외하면 통로 저면 폭과 통로 최고 높이에 따라 거동이 실질적으로 동일하므로, 이하에서 폭이라 함은 통로 저면 폭을, 높이라 함은 통로의 최고 높이를 지칭하는 것으로 한다.

상기와 같이 형성된 형상은 전사 방식을 통해 점착제 표면에 형성되는데, 먼저 액상의 점착제를 양각의 패턴 형상이 있는 이형지의 면에 코팅을 한 후 건조과정을 거친다. 건조 후 점착제의 두께는 보통 20~50㎛가 가장 적당하다. 이후 압연이나 캐스팅을 통해 Base 시트를 접합함으로써 완제품을 형성한다.

아래의 실시예를 통하여 본 발명이 더욱 구체적으로 설명된다.

[시공 후 필름 외관 평가]

시험 샘플을 20×20㎝로 준비하여 투명한 아크릴 판에 스퀴즈를 이용하여 부착 시켰다. 부착 1일 경과 후 필름의 표면상태와 부착 시 혼입된 공기 제거성을 아래와 같이 구분하여 평가 하였다.

	공기 제거성	필름 표면 상태
상	혼입된 공기 모두 제거.	점착제 표면 요철에 의한 무늬를 육안으로 판별할 수 없음.
중	미세 공기는 제거 가능하나 큰 공기는 제거 안됨.	점착제 표면 요철에 의한 무늬가 미세하게 나타남.
하	혼입된 공기가 많으며, 제거 되지 않음.	점착제 표면 요철에 의한 무늬를 육안으로 판별 가능.

[점착력 평가]

점착력 평가는 인장 점착력 시험 방법을 이용하였다. 시험 샘플 준비와 피착체에 부착 방법은 KS A1107의 Test 방법을 따랐으며, 점착력 평가는 부착 후 20 분 후와 부착 후 24시간 후 시험을 진행하였다.

[통로 높이 및 폭 측정]

이형지를 평평한 유리판 위에 고정 시킨 후 Mitutoyo社의 SURFTEST 301 조도계를 이용하였다. 조도계의 침이 이형지 위를 이동하면서 읽은 그래프로부터 양각선의 높이 및 폭을 결정하여 이를 각각 통로의 높이와 폭으로 하였다.

[실시예]

아래의 표 1에 표시된 사양을 가진 통로를 형성하기 위한 양각선 패턴을 이형지의 이형 처리면 위에 형성 하였다. 이 이형지 위에 아크릴계 점착제를 도포 한 후 건조하고 베이스 시트를 접합하여 30~35㎛의 두께로 점착 시트를 형성하였다. 이형지를 떼어내고 시트를 아크릴판에 부착후 1일이 경과된 시트의 표면은 평활하였으며, 부착 20분 후의 점착력은 비교예1에 대비하여 낮았으나 24시간 후의 점착력은 유사한 수준을 나타내었다.

[비교예 1]

이형 처리면에 공기 제거 통로가 형성되어 있지 않은 이형지를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예에서와 동일한 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 아래의 표 1에서와 같이 점착력은 가장 높으나 혼입된 공기로 인하여 부착 후 외관은 가장 불량하게 나타났다.

[비교예 2]

이형지의 이형처리면에 높이와 폭이 같은 한 종류의 통로만을 형성 시켰으며, 이 이형지 위에 상기 실시예에서와 같은 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 통로의 세부 사양은 표 1에 나타난 바와 같다. 이 비교예에서는 비교예 1에 비하여 공기 혼입은 보다 용이하게 방지할 수 있었으나 점착제의 요철 무늬가 시트외부로 드러났으며, 점착력은 비교예 1과 대비하여 부착 후 시간 경과에 관계 없이 20% 정도 낮았다.

[비교예 3]

이 비교예에서도 한 종류의 통로를 표1에 나타난 사양으로 형성하였으며 상기 실시예에서와 같은 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 점착력의 감소 현상은 없었으나 아크릴판에 부착 시 공기 혼입 현상이 발생되었다.

[비교예 3-1]

이 비교예에서는 표1에 나타난 바와 같이 패턴 피치를 크게 한 점을 제외하고는 상기 실시예3과 같은 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 점착력은 양호하였으나 공기 제거성은 극히 저하되었다.

[비교예 4]

이 비교예에서는 표1에 나타난 바와 같이 한 종류의 통로를 형성하되 그 폭 을 크게 하였으며, 상기 실시예에서와 같은 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 점착력의 저하가 현저하며 필름의 표면 상태가 불량하게 나타났다.

[비교예 4-1]

이 비교예에서는 표1에 나타난 바와 같이 통로의 높이를 더 크게 한 점을 제외하고는 상기 실시예4와 같은 방법으로 점착 시트를 형성하였다. 점착력의 저하가 현저하며 필름의 표면 상태가 극히 불량하게 나타났다.

[비교예 5]

이 비교예에서는 표1에 나타난 바와 같이 낮은 통로(L)와 높은 통로(H)를 형성하되 실시예에 비하여 통로 폭을 다소 크게 하였다. 초기 점착 면적의 감소로 점착력의 저하가 나타났으며, 필름의 표면 상태도 다소 불량하게 나타났다.

[비교예 6]

이 비교예에서도 표1에 나타난 바와 같이 낮은 통로(L)와 높은 통로(H)를 형성하되 실시예에 비하여 통로 높이를 다소 크게 하였다. 점착력의 저하는 크지 않으나, 필름의 표면 상태가 매우 불량하게 나타났다.

구분		통로 사양			점착력 및 외관 평가
		통로(㎛)		패턴 피치(㎜)	점착력(Kg/in)		외관 평가
		높이	폭	부착후 20분	부착후 24시간	공기 제거성	필름표면상태
실시예	통로L	9	20	3	0.8	1.6	상	상
	통로H	16	40
비교예1		-	-	-	1.0	1.7	하	상
비교예2		30	40	1	0.7	1.3	상	하
비교예3		10	40	1	1.0	1.6	중	상
비교예3-1		10	40	6	1.0	1.8	하	상
비교예4		15	200	1	0.5	1.5	상	중
비교예4-1		30	200	1	0.4	1.0	상	하
비교예5	통로L	5	50	3	0.6	1.4	상	중
	통로H	15	50
비교예6	통로L	15	20	3	0.7	1.5	상	하
	통로H	30	40

상기 [표 1]과 같은 비교예 및 기타 보조 실험을 통하여 통로의 높이가 10㎛ 이하에서는 공기 배출이 효과적이지 못하나 점착력은 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 부착 후 점착제 표면의 요철에 의한 무늬가 시트 전면에서 육안으로 확인되지 않도록 하기 위해서는 통로 높이를 20㎛이하로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 실시예는 상기 관찰 결과를 근거로 두 종류의 통로를 형성하였다. 패턴의 피치는 2-4mm로 할 때 점착력이 단기간 동안은 낮으나 24시간 후에는 비교예1과 유사한 수준으로 회복되는 장점이 있으며, 시트의 외관이 개선되는 사실을 확인할 수 있었다.

본 발명은 점착층에 낮은 높이의 제1단계 통로와 높은 높이의 제2단계 통로 가 연결되도록 형성함으로써 제1단계 통로가 단기간에 짧은 거리의 공기 배출로로서 역할을 하고 소멸되어 보다 넓은 접촉면적을 확보하여 주고 제2단계 통로가 보다 장기간의 공기 배출로 역할을 제공하여 결과적으로 시공성을 향상시키는 동시에 시트 표면에 통로로부터 시트 전면에 문양이 배어나는 것을 방지하여 외관을 향상시키는 작용 효과를 제공한다.

Claims (6)

1. 베이스 필름과 압감 점착제층으로 구성된 점착 시트에 있어서,

   이형지의 이형 처리면의 요철 전사에 의하여 형성되는 점착층의 표면 패턴은 통로 높이가 상대적으로 낮은 제1단계 통로와 통로 높이가 상대적으로 높은 제2단계 통로의 적어도 두 종류의 통로가 서로 연결되게 형성되어 구성되고, 제1단계 통로는 상호 간격이 좁고, 제2단계 통로는 상호 간격이 넓게 배열됨으로써,

   제1단계 통로는 점착시트가 피착면에 점착 후 소멸되기 전까지 공기 배출 통로를 제공하며, 소멸됨으로써 피착면과의 점착표면이 증가되도록 하고, 제2단계 통로는 제1단계 통로의 소멸 후에도 공기 배출 통로를 제공하도록 하는 다단계 공기 배출 통로가 구비된 점착 시트.
2. 제1항에 있어서, 제1단계 통로는 높이가 3㎛ 내지 10㎛이고, 폭이 10㎛ 내지 30㎛이며, 제2단계 통로는 높이가 10㎛ 내지 20㎛이고, 폭이 30㎛ 내지 60㎛인 다단계 공기 배출 통로가 구비된 점착 시트.
3. 제1항에 있어서, 제2단계 통로의 상호 간격이 2mm 내지 4mm로 형성되어 제1단계 통로의 공기 배출 경로 길이가 상기 범위내로 한정되는 다단계 공기 배출 통 로가 구비된 점착 시트.
4. 베이스 필름, 점착제층 및 이형지가 합지되어 구성된 점착 시트에 있어서,

   이형지의 이형 처리면의 양각 표면 패턴은 양각선 높이가 상대적으로 낮은 제1단계 양각선과 양각선의 높이가 상대적으로 높은 제2단계 양각선의 적어도 두 종류의 양각선이 서로 연결되어 형성되고, 제1단계 양각선은 상호 간격이 좁고, 제2단계 양각선은 상호 간격이 넓게 배열됨으로써,

   점착 시트에서 이형지를 벗겨내어 피착면에 점착될 때 제1단계 양각산에 대응되는 제1단계 통로는 점착제의 유변적 특성에 의하여 소멸되기 전까지 공기 배출 통로를 제공하며, 이후 소멸됨으로써 피착면과의 점착표면이 증가되도록 하고, 제2단계 양각선에 대응되는 제2단계 통로는 제1단계 통로의 소멸 후에도 공기 배출 통로를 제공하도록 하는 다단계 공기 배출 통로를 구비하는 점착 시트.
5. 제5항에 있어서, 제1단계 양각선은 높이가 3㎛ 내지 10㎛이고, 폭이 10㎛ 내지 30㎛이며, 제2단계 양각선은 높이가 10㎛ 내지 20㎛이고, 폭이 30㎛ 내지 60㎛인 다단계 공기 배출 통로를 구비하는 점착 시트.
6. 제5항에 있어서, 제2단계 양각선의 상호 간격이 2mm 내지 4mm로 형성되어 제1단계 통로의 공기 배출 경로 길이가 상기 범위내로 한정되는 다단계 공기 배출 통로를 구비하는 점착 시트.

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