KR20130142948A - 엣지-보호 테이프 - Google Patents

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KR20130142948A
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빌헬름 바츠케
베르너 클루게-팔레타
안드레아스 슈타인
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

본 발명은 유리 엣지에 대한 보호 효과를 개선시키도록 의도된 자가 접착 엣지-보호 테이프에 관한 것이다. 이는, 커버링하려는 기판을 향해 순서대로, 백킹 층(경질 상); 및 폴리머 포움, 점탄성 조성물 및/또는 탄성 조성물을 포함하는 연질 상을 포함하는 접착 테이프로서, 경질 상의 두께가 ≤ 150 ㎛이고, 연질 상의 두께가 ≥ 200 ㎛이고, 경질 상의 두께에 대한 연질 상의 두께의 비율이 ≥ 4인, 접착 테이프를 제공함으로써 달성된다. 본 발명은 또한 엣지의 적어도 일부의 둘레가 접착제-접착되고 본 발명에 따른 접착 테이프를 포함하는 태양광 모듈, 및 태양광 모듈의 엣지 보호를 위한 본 발명의 접착 테이프의 용도에 관한 것이다.

Description

엣지-보호 테이프{EDGE-PROTECTION TAPE}
본 발명은 접착 테이프 기술 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유리 엣지, 특히 태양광 모듈(solar module)의 유리 엣지에 대하여 개선된 보호 효과를 나타내는 자가-접착 엣지-보호 테이프를 제안한다.
햇빛으로부터 전기를 발생시키기 위해 광기전력 시스템을 사용하는 것은 더욱 더 보편화되고 있다. 통상적인 광기전력 시스템은 일반적으로 복수의 상호연결된 태양광 모듈로 구성되어 있다. 광기전력 모듈, 또는, 줄여서, PV 모듈로도 칭해지는 이러한 모듈은 또한 햇빛의 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 상호연결된 태양 전지를 포함한다. 태양 전지는 실리콘 기반이라서 흔하게는 실리콘 웨이퍼라고도 칭해진다. 단결정 (c-Si) 또는 다결정 (mc-Si) 전지의 형태를 지니는 두꺼운 층의 실리콘 전지가 가장 보편적이다.
대안적인 기술이 점점 더 중요해지고 있다. 예로서, 기판은 광활성 층으로 직접 커버링된다. 생성된 얇은 층의 태양광 모듈은 제조 비용이 비교적 낮을 뿐만 아니라 중량도 비교적 낮은 것이 특징이다. 그러나, 이러한 모듈의 효율은 현재 여전히 웨이퍼 기술의 효율보다 낮다. 또 다른 신규한 개발에서는, 가요성 호일이 또한 광활성 층과 함께 제공되고, 그에 따라서, 가요성 태양광 모듈이 생산된다. 그러나, 통상적인 구성은 지속적으로 매우 중요하다.
태양광 모듈에 부여되는 중요한 요건은 태양광 모듈이 기계적 영향으로부터 충분한 보호를 지니는 것이다. 이는 몇몇 어려움 없이는 달성되지 않는데, 왜냐하면 태양광 모듈이, 본질적으로 진동에 대하여 단지 제한된 내성을 지니고 부서지기 쉬운 유리 기판을 포함하기 때문이다. 설치를 포함하여, 태양광 모듈의 운반, 및 이에 수행되는 작업은 태양광 모듈을 매우 다양한 기계적 응력에 노출시킨다. 기계적 응력으로부터 태양광 모듈을 보호하는 일반적인 방법은 태양광 모듈을 알루미늄 프레임으로 완전히 둘러싸는 것이다.
그러나, 태양광 모듈의 엣지-보호를 위해 알루미늄 프레임을 사용하는 것은 다수의 수반되는 결점을 지닌다. 이들 중, 프레임에 대한 비용이 태양광 모듈의 전체 비용에서 비교적 높은 비율일 뿐만 아니라, 프레임이 무게를 증가시키고, 알루미늄-프레이밍 공정이 복수의 단계들을 포함하고, 프레임의 적용 동안 유리 파손의 위험성이 있다는 결점이 있다. 따라서, 태양광 모듈을 위한 알루미늄-프레이밍 공정에 대한 대안을 제공하는 것이 바람직하다.
이러한 대안의 예에는 모듈의 엣지를 둘러싸는 자가-접착 보호 테이프가 있을 수 있다. 실용 신안 명세서 DE 20 2006 016 394 U1 및 DE 20 2008 006 624 U1에는 다중 글레이징(glazing)의 엣지를 보호하는 엣지-보호 테이프가 기재되어 있고, 그러한 보호 테이프는 특정 기능성 부재, 예컨대, 마찰-감소 호일 또는 금속성 외층을 포함한다.
DE 10 2009 014 873 A1에는 접착 테이프 두께 mm 당 수증기에 대한 가스 확산 속도가 최대 5 g/(m2*d)인 감압 접착 테이프가 기재되어 있고, 그러한 감압 접착 테이프는 태양광 모듈에서 자가-접착 밀봉 테이프로서 사용될 수 있다.
EP 1 719 808 A2는 외부 필름 층, 폴리머-기반 접착제 베이스 층, 및 하나 이상의 폴리머와 하나의 접착 촉진제를 포함하는 접착-촉진 층으로 이루어진 감압 접착제 라미네이트에 관한 것이다. 그러한 라미네이트는 먼저 필름 층과 접착제 베이스 층을 공압출시킨 후, 접착-촉진 층을 접착제 베이스 층에 적용함으로써 생산된다.
자가-접착 엣지-보호 테이프에는, 한 편으로, 기계적 보호에 요구되는 테이프의 강성과, 다른 한 편으로, 엣지를 외장(sheathing)하는데 필요한 가요성 사이가 흔히 상충한다. 따라서, 기계적 영향에 대해 우수하게 발달된 보호 효과를 지니고, 보호가 요망되는 엣지에 용이하고 내구성 있게 적용될 수 있는, 태양광 모듈용 엣지-보호 테이프에 대한 계속된 요구가 있다.
본 발명의 목적은 기계적 손상, 예컨대, 충격 또는 마모에 대한 노출에 의해 야기되는 손상으로부터 유리 엣지를 내구성 있게, 그리고 효과적으로 보호하는 유리 엣지 보호용 자가-접착 테이프를 제공하는 것이다. 특별한 목적은 테이프의 보호 효과가 "리프트(lift)", 그리고 이와 결부되는, 기판으로부터의 분리에 의해 제한되지 않게 하는 것이다.
본 발명의 목적은 각각 특이하게 구성된 하나 이상의 경질 상과 하나 이상의 연질 상을 서로 조합하는 본 발명의 근본적인 개념을 기초로 하여 달성된다. 따라서, 첫 번째로, 본 발명은, 커버링하려는 기판을 향해 순서대로, 백킹 층(경질 상); 및 폴리머 포움, 점탄성 조성물 및/또는 탄성 조성물을 포함하는 연질 상을 포함하는 유리 엣지 보호용 접착 테이프로서, 경질 상의 두께가 ≤ 150 μm이고, 연질 상의 두께가 ≥ 200 μm이며, 경질 상의 두께에 대한 연질 상의 두께의 비율이 ≥ 4인 접착 테이프를 제공한다. 이러한 유형의 접착 테이프는 기계적 영향에 대해, 예를 들어, 충격, 충돌, 및/또한 마모에 대해 탁월한 엣지 보호를 제공하고, 그에 따라서, 특히 비교적 큰 태양광 모듈에서 유리 파손의 빈도를 감소시킨다. 달성되는 엣지 보호는 내구성이 있는데, 왜냐하면 접착력에 비해 지나친 굽힘 모멘트(bending moment)에 대한 테이프의 노출에 의해 야기되는 접착 기판으로부터의 분리를 방지하는 것이 가능하기 때문이다.
본 발명에 따른 접착 테이프는 본 발명에 따라 경질 상이라고도 칭해지는 백킹 층을 포함한다. 본 발명에 따르면, 경질 상의 기본 폴리머는 바람직하게는 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리비닐 부티랄 (PVB), 아이오노머 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다. 경질 상의 기본 폴리머는 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 특히 바람직하다. 경질 상은 본질적으로 폴리머 호일이고, 이의 기본 폴리머는 상기 재료들로부터 선택된 것이다. 표현 "폴리머 호일"은 감겨질 수 있는 얇은, 시트-유사, 가요성 웹을 의미하며, 이의 기본 재료는 본질적으로 하나 이상의 폴리머로부터 형성된다.
표현 "폴리우레탄"은 대체로 우레탄 기 -NH-CO-O-를 통해 서로에 대해 링킹된 반복 단위가 존재하는 중합체 물질을 의미한다.
표현 "폴리올레핀"은 일반식 -[-CH2-CR1R2-]n-(여기서, R1은 수소 원자이고; R2는 수소 원자, 또는 선형 또는 분지형 불포화 지방족 또는 지환족 기임)의 반복 단위를 몰 양을 기준으로 하여 50% 이상 포함하는 폴리머를 의미한다. 경질 상의 기본 폴리머가 폴리올레핀을 포함하는 경우, 이들은 폴리에틸렌, 특히 초고 몰 질량(ultra-high molar mass: UHMWPE)을 지니는 폴리에틸렌을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따르면, 표현 "기본 폴리머"는 해당 층 또는, 각각, 상에 포함되는 모든 폴리머들 중에서 가장 큰 중량 비율을 구성하는 폴리머를 의미한다.
본 발명에 따르면, 경질 상의 두께는 ≤ 150 ㎛이다. 경질 상의 두께는 10 내지 150 ㎛, 특히 30 내지 120 ㎛, 특별히 50 내지 100 ㎛, 예를 들어, 70 내지 85 ㎛인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 표현 "두께"는 기계 방향(machine direction)과 기계 방향에 대해 횡 방향으로 연장되는 평면이 x-y 평면을 형성하고 있는 가상 좌표계에서 z-좌표를 따르는 해당 층 또는, 각각, 상의 치수를 의미한다. 본 발명에 따르면, 두께는 해당 층 또는, 각각, 상을 5개 이상의 상이한 위치에서 측정한 후, 얻어진 측정 결과로부터 산술 평균을 계산함으로써 결정된다. 본원에서 경질 상의 두께 측정은 DIN EN ISO 4593에 따라 수행된다.
본 발명의 접착 테이프의 경질 상의 휨 강도는 최대 10 mN/mm인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 휨 강도는 15 mm × 75 mm 크기의 시험이 요구되는 물질의 시험 스트립을 시료 테이블 상에 고정시킴으로써 측정된다. 시료 테이블은 기울이는 동안 시험이 요구되는 매체가 힘 센서(force sensor)와 접촉이 이루어지게 하는 방식으로 30°기울여질 수 있다. 그러한 센서를 통해 측정된 힘은 휨 강도와 비교될 수 있는 값을 나타낸다. 휨 강도를 측정하는데 적합한 본 발명에 따른 장비의 예에는 Wolf부터의 Softometer KWS가 있다.
또한, 본 발명에 따른 접착 테이프는 연질 상을 포함하고, 그러한 연질 상은 폴리머 포움, 점탄성 조성물 및/또는 탄성 조성물을 포함한다. 연질 상의 기본 폴리머는 바람직하게는 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로부터 선택된 것이다.
본 발명에 따르면, 표현 "폴리머 포움"은 액체, 반액체, 고점도 또는 고형 셀 벽에 의해 제한되는 가스-충전된 구형 또는 다각형 셀로 구성된 구조물을 의미하고; 상기 셀 벽의 주요 성분은 또한 폴리머 또는 복수의 폴리머들의 혼합물이다.
표현 "점탄성 조성물"은 순수한 탄성(외부 기계적 영향에 대한 노출 후 원상태로 되돌아감)의 특징을 지닐 뿐만 아니라, 점성액의 특징, 예를 들어 변형 동안 점성의 영향이 있는 점성액의 특징도 지니는 물질을 의미한다. 특히, 폴리머-기반 감압 접착제 조성물은 점탄성 조성물인 것으로 여겨진다.
표현 "탄성 조성물"은 탄성 거동을 지니고, 20℃에서 이의 길이가 2배 이상까지 반복하여 신장될 수 있으며, 신장에 필요한 힘이 없어지면 바로 다시 거의 이의 원래 치수를 취하는 물질을 의미한다.
상기 설명은 본 발명에 따라 표현 "기본 폴리머", "폴리우레탄" 및 "폴리올레핀"에 적용되는 의미에 적용된다. 표현 "폴리아크릴레이트"는, 기본 모노머가 몰 양을 기준으로 하여 50% 이상이 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트로 구성되고, 여기서 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트가 적어도 일부 비율, 바람직하게는, 50% 이상 존재하는 폴리머를 의미한다. 특히, 표현 "폴리아크릴레이트"는 아크릴계 및/또는 메틸아크릴계 모노머, 및 또한 임의로 그 밖의 공중합가능한 모노머의 자유-라디칼 중합을 통해 수득가능한 폴리머를 의미한다.
연질 상의 기본 폴리머는 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로부터 선택된 것이 특히 바람직하다. 폴리올레핀이 연질 상의 기본 폴리머 내에 있는 경우, 이들은 바람직하게는 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA), 및 폴리에틸렌과 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머의 혼합물(PE/EVA 블렌드)로부터 선택된 것이다. 본원에서 폴리에틸렌은 다양한 유형의 폴리에틸렌, 예컨대, HDPE, LDPE, LLDPE, 상기 유형의 폴리에틸렌들의 블렌드 및/또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 가지 구체예에서, 연질 상은 포움, 및 포움 층에 각각 상하로 배열된 감압 접착제 층을 포함하고, 포움의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리올레핀으로 구성되고, 감압 접착제 층의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리아크릴레이트로 구성된다. 본원에서 포움의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 및 하나 이상의 폴리에틸렌 및/또는 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머들의 혼합물로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 본원에서 포움의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리에틸렌으로 구성되는 것이 매우 특히 바람직하다.
폴리올레핀-기반 포움 자체는 감압 접착 특성을 나타내지 않거나, 단지 매우 약간만 나타낸다. 따라서, 경질 상 또는 기판과의 접착은 유리하게는 감압 접착제 층을 통해 야기된다. 포움을 위해 폴리올레핀-기반 출발 물질을 발포시키는 것은 바람직하게는 물리적 발포 공정의 목적으로 첨가된 발포 가스를 통해 그리고/또는 화학적 발포제를 통해, 예를 들어, 아조디카본아미드를 통해 야기된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 연질 상은 감압 접착 특성을 지니는 폴리머 포움이고, 이들의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리아크릴레이트로 구성된다. 표현 "감압 접착 특성을 지니는 포움"은 포움 자체가 감압 접착제 조성물임을 의미하고, 그에 따라서, 어떠한 추가의 감압 접착제 층을 적용할 필요가 없다. 이는 생산 공정 동안 확실히 더 적은 층이 조합될 것이고 층 경계면에서 분리 현상 및 그 밖의 바람직하지 않은 현상의 위험성이 감소되기 때문에 유리하다.
본 발명에 따르면, 표현 "감압 접착제 조성물"은, 실온에서 건조 상태로 영구적으로 점착성(tacky)을 유지하고 접착이 가능한 필름을 제공하도록 구성되고, 매우 다양한 기판 상에 약간의 압력을 가하여 즉시 접착제-접착을 야기하는 물질을 의미한다.
폴리아크릴레이트는 바람직하게는 에폭시 기와 가교할 수 있는 적어도 일부 비율의 작용성 모노머를 중합시킴으로써 수득가능하다. 이들은 산 기 (특히 카복실산 기, 설폰산 기 또는 포스폰산 기) 및/또는 하이드록시 기 및/또는 무수물 기 및/또는 에폭시 기 및/또는 아민 기를 지니는 모노머를 포함하는 것이 특히 바람직하고; 카복실산 기를 함유하는 모노머가 특히 바람직하게 주어진다. 폴리아크릴레이트는 매우 특히 유리하게는 중합된 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 포함한다. 이러한 기들 모두는 에폭시 기와 가교하는 능력을 지니고, 그에 따라서 유리하게는 폴리아크릴레이트에 접근가능하게 도입되는 에폭사이드로 열적 가교시킨다.
폴리아크릴레이트를 위한 코모노머로서 사용될 수 있는 그 밖의 모노머에는 각각 30개에 이르는 탄소 원자를 지니는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트뿐만 아니라, 예를 들어, 카복실레이트 부분이 20개에 이르는 탄소 원자를 포함하는 비닐 카복실레이트, 20개에 이르는 탄소 원자를 지니는 비닐방향족 화합물, 알콜의 에틸렌성 불포화 니트릴, 비닐 할라이드, 1 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 비닐 에테르, 2 내지 8개의 탄소 원자 및 1 또는 2개의 이중 결합을 지니는 지방족 탄화수소, 및 상기 모노머들의 혼합물이 있다.
고려되는 폴리아크릴레이트의 특성은 특히 각각의 모노머들의 상이한 중량 비율을 이용하여 폴리머의 유리 전이 온도를 변화시킴으로써 영향받을 수 있다. 폴리아크릴레이트는 바람직하게는 하기 모노머 조성으로부터 유도될 수 있다:
a) 화학식 CH2 = C(RI)(COORII)(여기서, RI = H 또는 CH3이고, RII는 4 내지 14개의 탄소 원자를 지니는 알킬 부분임)의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트,
b) 에폭사이드 기와의 반응성에 대해 앞서 정의된 유형의 작용기를 지니는 올레핀성 불포화 모노머,
c) 임의로, 성분(a)와 공중합가능한 그 밖의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 및/또는 올레핀성 불포화 모노머.
폴리아크릴레이트는, 성분(a)의 모노머가 45 내지 99중량%의 비율로 존재하고, 성분(b)의 모노머가 1 내지 15중량%의 비율로 존재하고, 성분(c)의 모노머가 0 내지 40중량%로 존재하는 모노머 조성물로부터 유도되는 것이 바람직하다(여기서, 이러한 데이터는 "기본 폴리머"에 대한 모노머 혼합물을 기준으로 한 것임, 즉, 최종 폴리머에 대한 어떠한 가능한 첨가제, 예를 들어, 수지 등의 첨가가 없음). 이러한 경우에 중합 생성물의 유리 전이 온도는 ≤ 15℃ (저주파수에서 DMA)이고, 이는 감압 접착 특성을 지닌다.
성분(a)의 모노머는 특히 가소성 및/또는 비극성 모노머이다. 모노머(a)로서 4 내지 14개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 4 내지 9개의 탄소 원자로 구성된 알킬 기를 지니는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 모노머의 예에는 n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, n-펜틸 메타크릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 메타크릴레이트, 및 이들의 분지형 이성질체, 예를 들어, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 메타크릴레이트가 있다.
성분(b)의 모노머는 특히 작용기를 지니는, 특히 에폭사이드 기와 반응할 수 있는 작용기를 지니는 올레핀성 불포화 모노머이다.
성분(b)의 경우, 하이드록시 기, 카복시 기, 설폰산 기 또는 포스폰산 기, 무수물, 에폭사이드, 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 작용 기를 지니는 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
성분(b)의 모노머의 특히 바람직한 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 아코니트산, 디메틸아크릴산, β-아크릴로일옥시프로피온산, 트리클로로아크릴산, 비닐아세트산, 비닐포스폰산, 이타콘산, 말레산 무수물, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 6-하이드록시헥실 메타크릴레이트, 알릴 알콜, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트가 있다.
원칙적으로, 성분(c)로서 성분(a) 및/또는 성분(b)와 공중합가능한 어떠한 비닐형으로 작용화된 화합물이 사용될 수 있다. 성분(c)의 모노머는 생성된 감압 접착제 조성물의 특성의 조절을 위한 역할을 할 수 있다.
성분(c)의 모노머의 예에는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2차-부틸 아크릴레이트, 3차-부틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 3차-부틸페닐 아크릴레이트, 3차-부틸페닐 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, n-운데실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 트리데실 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클로펜틸 메타크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 2-부톡시에틸 메타크릴레이트, 2-부톡시에틸 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 아크릴레이트, 3,5-디메틸아다만틸 아크릴레이트, 4-큐밀페닐 메타크릴레이트, 시아노에틸 아크릴레이트, 시아노에틸 메타크릴레이트, 4-바이페닐 아크릴레이트, 4-바이페닐 메타크릴레이트, 2-나프틸 아크릴레이트, 2-나프틸 메타크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-부톡시에틸 아크릴레이트, 2-부톡시에틸 메타크릴레이트, 메틸 3-메톡시아크릴레이트, 3-메톡시부틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 부틸 디글리콜 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 350, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 500, 프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 부톡시디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 에톡시트리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 메타크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로-에틸 메타크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 메타크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 메타크릴레이트, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-펜타데카플루오로옥틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, N-(1-메틸-운데실)아크릴아미드, N-(n-부톡시메틸)아크릴아미드, N-(부톡시메틸)-메타크릴아미드, N-(에톡시메틸)아크릴아미드, N-(n-옥타데실)아크릴아미드, 및 또한 N,N-디알킬-치환된 아미드, 예컨대, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드, N-벤질아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차-부틸아크릴아미드, N-3차-옥틸아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 비닐 에테르, 예컨대, 비닐 메틸 에테르, 에틸 비닐 에테르, 비닐 이소부틸 에테르, 비닐 에스테르, 예컨대, 비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드, 비닐 할라이드, 비닐이덴 클로라이드, 비닐이덴 할라이드, 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, N 비닐프탈이미드, N-비닐락탐, N-비닐피롤리돈, 스티렌, α- 및 p-메틸스티렌, α 부틸스티렌, 4-n-부틸스티렌, 4-n-데실스티렌, 3,4-디메톡시스티렌, 마크로모노머(macromonomer), 예컨대, 2-폴리스티렌에틸 메타크릴레이트 (4,000 내지 13,000 g/몰의 몰 질량(Mw)), 폴리(메틸 메타크릴레이트)에틸 메타크릴레이트 (2,000 내지 8,000 g/몰의 Mw)가 있다.
성분(c)의 모노머는 또한 유리하게는 이들이 후속의 방사화학적 가교(예를 들어, 전자 빔 또는 UV를 통해)를 돕는 작용기를 포함하는 방식으로 선택될 수 있다. 적합한 공중합가능한 광개시제의 예에는 벤조인 아크릴레이트 및 아크릴레이트-작용화된 벤조페논 유도체가 있다. 전자선에 의한 조사를 통해 가교를 돕는 모노머의 예에는 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, N-3차-부틸-아크릴아미드 및 알릴 아크릴레이트가 있다.
폴리아크릴레이트 (여기서, 본 발명의 목적을 위하여, 표현 "폴리아크릴레이트"는 "폴리(메트)아크릴레이트"의 동의어임)는 당업자에게 친숙한 공정에 의해, 특히 유리하게는, 통상적인 자유-라디칼 중합 공정 또는 제어된 자유-라디칼 중합 공정을 통해 생산될 수 있다. 폴리아크릴레이트는 일반적인 중합 개시제, 및 또한 임의로 조절제를 사용하여 모노머계 성분을 공중합시킴으로써 생산될 수 있고, 이때 중합 공정은 일반적인 온도에서 벌크(bulk)로 에멀젼 중에, 예를 들어, 물 또는 액체 탄화수소 중에, 또는 용액 중에 수행된다.
폴리아크릴레이트는, 일반적으로 0.01 내지 5중량%, 특히 0.1 내지 2중량% (모노머의 전체 중량을 기준으로 함)인 통상의 양의 중합 개시제를 사용하여 용매중에서, 특히, 50 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃ 비등 범위의 용매 중에서 모노머를 중합시킴으로써 생산된다.
원칙적으로, 당업자에게 친숙한 어떠한 통상의 개시제가 적합하다. 자유-라디칼 공급원의 예에는 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드 및 아조 화합물, 예를 들어, 디벤조일 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, 디-3차-부틸 퍼옥사이드, 사이클로헥실설포닐 아세틸 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼카보네이트, 3차-부틸 퍼옥토에이트, 벤즈피나콜이 있다. 한 가지 매우 바람직한 절차에는 자유-라디칼 개시제로서 2,2'-아조비스(2-메틸-부티로니트릴) (DuPont로부터의 Vazo® 67™) 또는 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (2,2'-아조-비스이소부티로니트릴; AIBN; DuPont로부터의 Vazo® 64™)가 사용된다.
폴리아크릴레이트의 생산에 사용될 수 있는 용매에는, 알콜, 예컨대, 메탄올, 에탄올, n- 및 이소프로판올, n- 및 이소부탄올, 바람직하게는 이소프로판올 및/또는 이소부탄올, 및 또한 탄화수소, 예컨대, 톨루엔, 특히, 60 내지 120℃의 비등 범위를 지니는 페트롤륨 스피릿(spirit)이 있다. 또한, 케톤, 예를 들어, 바람직하게는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 및 에스테르, 예컨대, 에틸 아세테이트, 및 또한 상기 언급된 유형의 용매들의 혼합물을 사용하는 것이 가능하고, 여기서 사용된 용매 혼합물을 기준으로 하여 특히 2 내지 15중량%, 바람직하게는 3 내지 10중량%의 양의 이소프로판올을 포함하는 혼합물이 바람직한 것으로 주어진다.
폴리아크릴레이트의 생산(중합)에 이어서 바람직하게는 농축 공정이 수행되고, 폴리아크릴레이트의 추가 가공은 본질적으로 용매 없이 진행된다. 폴리머의 농축 공정은 가교제 물질 및 가속화제 물질의 부재하에 수행될 수 있다. 그러나, 또한 농축 공정이 시작되기 전에 폴리머에 이러한 부류의 화합물 중 하나를 첨가하여, 이후 농축 공정이 상기 물질(들)의 존재하에 일어나게 할 수 있다.
농축 단계 후, 폴리머는 배합기로 이동될 수 있다. 농축 공정 및 배합 공정은 임의로 동일한 반응기에서 수행될 수 있다.
폴리아크릴레이트의 수-평균 몰 질량(Mw)은 바람직하게는 20,000 내지 2,000,000 g/몰의 범위내, 매우 바람직하게는 100,000 내지 1,000,000 g/몰의 범위내, 가장 바람직하게는 150,000 내지 500,000 g/몰의 범위 내에 있다(본 명세서에서 평균 몰 질량(MW) 및 다분산도(polydispersity: PD)에 대한 데이터는 겔 침투 크로마토그래피(gel permeation chromatography)를 기초로 함). 이러한 목적을 위하여, 적합한 중합 조절제, 예컨대, 티올, 할로겐 화합물 및/또는 알콜의 존재하에 중합을 수행하여 요망되는 평균 몰 질량을 확립하는 것이 유리할 수 있다.
폴리아크릴레이트의 K 값은, 톨루엔(1% 용액, 21℃)에서 측정하는 경우, 바람직하게는 30 내지 90, 특히 바람직하게는 40 내지 70이다. Fikentscher K 값은 폴리머의 몰 질량 및 점도의 측정치이다.
특히 적합한 폴리아크릴레이트는 좁은 몰 질량 분포(다분산도 PD < 4)를 지니는 것이다. 이러한 조성물은 가교 후 비교적 낮은 몰 질량에도 불구하고 특히 우수한 전단 강도를 지닌다. 더욱이, 비교적 낮은 다분산도는 용융물로부터의 가공을 더 용이하게 하는데, 왜냐하면 유동 점도가 더 넓게 분포된 폴리아크릴레이트의 유동 점도보다 낮지만 성능 특징은 실질적으로 동일하기 때문이다. 좁게 분포된 폴리(메트)아크릴레이트는 유리하게는 음이온성 중합을 통해 또는 제어된 자유-라디칼 중합 방법을 통해 생산될 수 있고, 여기서 제어된 자유-라디칼 중합 방법이 특히 우수한 적합성을 지닌다. RAFT 공정에 의해 생산된 이러한 유형의 폴리아크릴레이트의 예는 US 6,765,078 B2 및 US 6,720,399 B2에 기재되어 있다. 또한, 예를 들어, EP 1 311 555 B1에 기재된 바와 같은 N-옥실에 의해 적절한 폴리아크릴레이트를 생산하는 것이 가능하다. 원자 이동 라디칼 중합(Atom transfer radical polymerization: ATRP)은 또한 좁게 분포된 폴리아크릴레이트의 합성에 유리하게 사용될 수 있으며, 여기서 개시제로서 단작용성 또는 이작용성 이차 또는 삼차 할라이드를 사용하고, 할라이드(들)를 추출하기 위해서 Cu, Ni, Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag 또는 Au 중 하나의 복합체를 사용하는 것이 바람직하다. ATRP에 의해 제공된 다양한 가능성은 US 5,945,491 A, US 5,854,364 A 및 US 5,789,487 A의 명세서에 기재되어 있다.
폴리아크릴레이트를 생산하기 위한 모노머는 바람직하게는 에폭사이드 기와의 연결 반응에 참여하기에 적합한 어떠한 함량의 작용 기를 포함한다. 이는 유리하게는 에폭사이드와의 반응을 통해 폴리아크릴레이트가 열적 가교되게 한다. 연결 반응은 특히 첨가 반응 및 치환 반응을 의미한다. 따라서, 에폭시 기를 지니는 단위와의 작용 기를 지니는 단위의 연결이 발생하여, 특히 연결 브릿지로서 에폭시 기를 지니는 가교제 분자를 거쳐서 작용기를 지니는 폴리머 단위의 가교 형태를 취하는 것이 바람직하다. 에폭시 기를 함유하는 물질은 바람직하게는 다작용성 에폭사이드, 즉, 둘 이상의 에폭시 기를 지니는 에폭사이드와 연루되어 있고; 그에 따라서, 전체적으로 바람직하게는 작용기를 지니는 단위의 매개된 연결이 야기된다.
폴리아크릴레이트(들)는 열적 가교제로 그 안에 존재하는 작용기의 연결 반응, 특히, 첨가 반응 또는 치환 반응의 형태를 취하는 연결 반응을 통해 가교되는 것이 바람직하다. 가공 동안 겔화가 발생하지 않도록 확실하게 충분히 오랜 가공 시간을 제공할 뿐만 아니라, 가공 온도보다 낮은 온도에서, 특히 실온에서 요망되는 가교도로 폴리머의 신속한 후가교를 야기하는 어떠한 열적 가교제를 사용하는 것이 가능하다. 가능한 예에는 카복시 기, 아민 기 및/또는 하이드록시 기를 포함하는 폴리머, 및 가교제로서 이소시아네이트, 특히 EP 1 791 922 A1에 기재된 지방족 또는 아민-비활성화된 삼량체화 이소시아네이트의 조합물이 있다.
적합한 이소시아네이트는 특히 MDI [4,4-메틸렌디(페닐 이소시아네이트)], HDI [헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥실렌 디이소시아네이트] 및/또는 IPDI [이소포론 디이소시아네이트, 5-이소시아네이토-1-이소시아네이토메틸-1,3,3-트리메틸사이클로헥산]의 삼량화 유도체, 예를 들어, 제품 Desmodur® N3600 및 XP2410 (각각 BAYER AG로부터: 지방족 폴리이소시아네이트, 저점도 HDI 삼량화물(trimerisate))이다. 마찬가지로 적합한 제품은 미분된(micronized) 삼량화 IPDI BUEJ 339®, 현재 HF9® (BAYER AG)의 표면-비활성화 분산제이다.
그러나, 또한 원칙적으로 가교 공정에 적합한 그 밖의 이소시아네이트, 예를 들어, Desmodur VL 50 (MDI-기반 폴리이소시아네이트, Bayer AG), Basonat F200WD (지방족 폴리이소시아네이트, BASF AG), Basonat HW100 (물-에멀젼화가능한 다작용성 HDI-기반 이소시아네이트, BASF AG), Basonat HA 300 (이소시아누레이트/HDI 기반의 알로파네이트(allophanate)-개질된 폴리이소시아네이트, BASF) 또는 Bayhydur VPLS2150/1 (친수성 개질된 IPDI, Bayer AG)이 있다.
열적 가교제, 예를 들어, 삼량화 이소시아네이트의 사용된 양은 가교시키려는 폴리머의 전체 양을 기준으로 하여 바람직하게는 0.1 내지 5중량%, 특히 0.2 내지 1중량%이다.
열적 가교제는 바람직하게는 에폭시 기를 함유하는 하나 이상의 물질을 포함한다. 특히, 에폭시 기를 함유하는 물질은 다작용성 에폭사이드, 즉, 둘 이상의 에폭시 기를 지니는 에폭사이드와 연루되어 있고; 그에 따라서, 전체적으로 작용기를 지니는 단위의 매개된 연결이 야기된다. 에폭시 기를 함유하는 물질은 방향족 또는 달리 지방족 화합물일 수 있다.
탁월한 적합성을 지니는 다작용성 에폭사이드에는 에피클로로하이드린의 올리고머, 다가 알콜(특히, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 부틸렌 글리콜, 폴리글리콜, 티오디글리콜, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 폴리비닐 알콜, 및 폴리알릴 알콜 등)의 에폭시 에테르, 다가 페놀 [특히, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디브로모페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디플루오로페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디클로로페닐)-프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)페닐-메탄, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-4'-메틸페닐메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-2,2,2-트리클로로에탄, 비스(4-하이드록시페닐)-(4-클로로페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥실메탄, 4,4'-디하이드록시디페닐, 2,2'-디하이드록시디페닐, 4,4'-디하이드록시디페닐 설폰]의 에폭시 에테르, 및 또한 이들의 하이드록시에틸 에테르, 페놀-포름알데하이드 축합물, 예컨대, 페놀 알콜, 및 페놀-알데하이드 수지 등, S- 및 N-함유 에폭사이드 (예, N,N-디글리시딜아닐린, N,N'-디메틸디글리시딜-4,4-디아미노디페닐메탄), 및 또한 에폭사이드가 있으며, 이들은 다가불포화 카복실산 또는 불포화 알콜의 일가불포화 카복실산 부분, 글리시딜 에스테르, 폴리글리시딜 에스테르로부터 통상적인 공정에 의해 생산될 수 있고, 이들은 불포화 산의 글리시딜 에스테르의 중합 또는 공중합을 통해 얻어질 수 있거나 다른 산성 화합물(시아누르산, 디글리시딜 설파이드, 환형 트리메틸렌 트리설폰, 또는 이들 및 다른 화합물의 유도체)로부터 얻어질 수 있다.
적합한 에테르의 예에는 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 3-글리시딜 에테르, 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 글리세롤 트리글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 테트라글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 테트라글리시딜 에테르, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 비스페놀 F 디글리시딜 에테르가 있다.
가공 시간 및 가교 속도뿐만 아니라 가교도의 보다 우수한 제어를 얻기 위해서, 예로서 EP 1 978 069 A1에 기재된 가교제-가속화제 시스템("가교 시스템")을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 가교제-가속화제 시스템은 에폭시기를 함유하는 하나 이상의 물질을 가교제로서 포함하고, 가교시키려는 폴리머의 융점 미만의 온도에서 에폭시기를 함유하는 화합물에 의해 가교 반응에 대해 가속화 효과를 지니는 하나 이상의 물질을 가속화제로서 포함한다.
사용된 가속화제는 특히 바람직하게는 아민(형식적으로는 암모니아의 치환 생성물로서 여겨짐; 하기 화학식에서 상기 치환기는 "R"로 표기되고, 특히 알킬 및/또는 아릴 부분 및/또는 다른 유기 부분을 포함함)이고, 가교시키려는 폴리머 단위와의 반응에 참여하지 않거나, 단지 매우 적은 정도만 참여하는 그러한 아민이 특히 바람직하게 주어진다.
원칙적으로, 선택될 수 있는 가속화제에는 일차 아민 (NRH2), 이차 아민 (NR2H) 또는 달리 삼차 아민 (NR3), 및 물론 또한 복수의 일차 및/또는 이차 및/또는 삼차 아민 기를 지니는 것들이 있다. 그러나, 특히 바람직한 가속화제에는 삼차 아민, 예컨대, 트리에틸아민, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 디메틸아미노메틸페놀, 2,4,6-트리스(N,N-디메틸아미노메틸)페놀, N,N'-비스(3-(디메틸아미노)프로필)우레아가 있다. 다작용성 아민, 예컨대, 디아민, 트리아민 및/또는 테트라민은 유리하게는 또한 가속화제로서 사용될 수 있다. 예로서, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 및 트리메틸헥사메틸렌디아민은 탁월한 적합성을 지닌다.
사용되는 그 밖의 바람직한 가속화제에는 아미노 알콜이 있다. 이차 및/또는 삼차 아미노 알콜을 사용하는 것이 특히 바람직하고, 여기서 분자당 복수의 아민 작용기의 경우, 아민 작용기들 중 하나 이상이, 바람직하게는 아민 작용기들 모두가 2차 및/또는 3차인 것이 바람직하다. 사용될 수 있는 바람직한 아미노 알콜 가속화제에는 트리에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, 2-아미노사이클로헥산올, 비스(2-하이드록시사이클로헥실)메틸아민, 2-(디이소프로필아미노)에탄올, 2-(디부틸아미노)에탄올, N-부틸디에탄올아민, N-부틸에탄올아민, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올, 1-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, 트리이소프로판올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-(디에틸아미노)에탄올, 2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올, N,N,N'-트리메틸-N'-하이드록시에틸비스아미노에틸 에테르, N,N,N'-트리메틸아미노에틸에탄올아민 및/또는 N,N,N'-트리메틸아미노프로필에탄올아민이 있다.
그 밖의 적합한 가속화제에는 피리딘, 이미다졸 (예컨대, 2-메틸이미다졸) 및 1,8 디아자바이사이클로[5.4.0]운데크-7-엔이 있다. 지환족 폴리아민이 또한 가속화제로서 사용될 수 있다. 그 밖의 적합한 가속화제에는 포스페이트-기반, 및 또한 포스핀 및/또는 포스포늄 화합물이 있고, 그러한 예에는 트리페닐포스핀 또는 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트가 있다.
본 발명에 따르면, 자체가 감압 접착 특성을 지니고 기본 폴리머가 폴리아크릴레이트(들)로 구성된 폴리머 포움은 이의 상부 면 및/또는 하부 면 상이, 기본 폴리머가 바람직하게는 마찬가지로 폴리아크릴레이트로 구성되는 감압 접착제 조성물로 코팅되는 것이 또한 가능하다. 다르게는, 포움 층에 다른 접착제 층 및/또는 상이하게 전처리된 접착제 층, 즉, 예로서 폴리(메트)아크릴레이트가 아닌 폴리머 기반의 감압 접착제 층 및/또는 열-활성화가능한 층을 라미네이팅하는 것이 가능하다. 적합한 기본 폴리머에는 천연 고무, 합성 고무, 아크릴레이트 블록 코폴리머, 비닐방향족 블록 코폴리머, 특히 스티렌 블록 코폴리머, EVA, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르 및 실리콘이 있다. 상기 층은 이동할 수 있는 성분을 상당 함량 포함하지 않고, 여기서 포움 층의 재료와 이들의 양립성은 상당량의 이들이 포움 층내로 분산되고 포움 층의 특성을 변화시키기에 충분히 우수한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 접착 테이프의 연질 상은 일반적으로 하나 이상의 점착화 수지를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 점착화 수지에는 특히, 지방족, 방향족, 및/또는 알킬방향족 탄화수소 수지, 순수 모노머 기반의 탄화수소 수지, 수소화 탄화수소 수지, 작용성 탄화수소 수지, 및 또한 천연 수지가 있다. 점착화 수지는 바람직하게는 피넨 수지, 인덴 수지, 및 콜로포니(colophony) 수지, 및 이들의 불균형, 수소화된, 중합된, 및/또는 에스테르화된 유도체 및 염, 테르펜 수지, 테르펜-페놀계 수지, 및 또한 C5-탄화수소 수지, C9-탄화수소 수지 및 그 밖의 탄화수소 수지로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이러한 수지들과 다른 수지들의 조합물이 또한 필요에 따라 생성된 접착제 조성물의 특성을 조절하기 위해서 유리하게 사용될 수 있다. 점착화 수지는 특히 바람직하게는 테르펜-페놀계 수지 및/또는 클로포니 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
본 발명에 따른 접착 테이프의 연질 상은 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 충전제(들)는 연질 상의 하나 이상의 층에 존재할 수 있다.
연질 상은 폴리머 포움을 포함하고, 폴리머 포움은 부분적으로 또는 완전히 팽창되는 마이크로벌룬(microballoon)을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리머 포움의 기본 폴리머가 하나 이상의 폴리아크릴레이트를 포함하는 경우 특히 바람직하고, 폴리머 포움의 기본 폴리머가 하나 이상의 폴리아크릴레이트로 구성되는 것이 매우 특히 바람직하다. 마이크로벌룬은 열가소성 폴리머 쉘을 지니는 탄성 중공형 비드를 포함하고; 그에 따라서, 마이크로벌룬은 또한 팽창가능한 폴리머 미세구형(microsphere) 또는 중공형 마이크로비드라 불린다. 상기 비드는 저비점 액체 또는 액화 가스를 포함한다. 사용되는 특정 쉘 재료에는 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 디클로라이드 (PVDC), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리아미드 또는 폴리아크릴레이트가 있다. 특히 적합한 저비점 액체에는 저급 알칸, 예컨대, 이소부탄 또는 이소펜탄이 있으며, 이들은 폴리머 쉘 내에서 압력 하에 액화 가스의 형태로 포함된다. 물리적 영향에 대한 노출, 예를 들어, 열에 대한 노출, 특히 열 도입 또는 열 발생을 통한 열에 대한 노출은 예로서 초음파 또는 마이크로파 방사선을 통해 야기되는데, 먼저 외부 폴리머 쉘의 연화를 초래하고, 이와 동시에 쉘내에 위치된 액체 발포 가스를 가스 상태로 전환시킨다. 임계 조합(critical combination)으로도 칭해지는 압력과 온도의 특정 조합이 발생하는 때에 마이크로벌룬은 비가역적 차원 증가를 겪고, 3차원적으로 팽창한다. 팽창은 내부 압력과 외부 압력이 동일해질 때에 종료된다. 폴리머 쉘이 유지되기 때문에, 생성된 생성물은 폐쇄-셀형 포움이 된다.
매우 다양한 유형의 마이크로벌룬은 시중에서 구입가능하며, 그러한 예에는 본질적으로 크기(팽창되지 않은 상태에서 6 내지 45㎛ 직경), 및 팽창에 요구되는 초기 온도(75℃ 내지 220℃)에 의해 구별되는 Akzo Nobel로부터의 Expancel DU(팽창되지 않은 건조) 제품이 있다.
또한, 약 40 중량% 내지 45 중량%의 고형물 함량 또는 마이크로벌룬 함량을 지니는 수성 분산제 형태, 및 또한 예를 들어 약 65 중량%의 마이크로벌룬 농도를 지니는 에틸렌-비닐 아세테이트 중의 폴리머-결합된 마이크로벌룬(마스터배치)의 형태의 팽창되지 않은 마이크로벌룬 제품을 구입하는 것이 가능하다. 또한, 마이크로벌룬 슬러리 시스템으로 알려진 것을 구입하는 것이 가능하며, 여기서 마이크로벌룬은 60 중량% 내지 80 중량%의 고형물 함량을 지니는 수성 분산제 형태로 존재한다. 마이크로벌룬 분산제, 마이크로벌룬 슬러리, 및 또한 마스터배치는, DU 제품과 같이, 본 발명의 접착 테이프의 연질 상에 존재하는 폴리머 포움의 발포에 적합하다.
본 발명에 따르면, 25℃의 팽창되지 않은 상태에서 3 ㎛ 내지 40 ㎛, 특히 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 직경을 지니고/거나 팽창 후에 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 특히 15 ㎛ 내지 90 ㎛의 직경을 지니는 마이크로벌룬을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
폴리머 포움은, 각각의 경우에 폴리머 포움의 전체 조성물을 기준으로 하여 30중량%에 이르는, 특히 0.5중량% 내지 10중량%의 마이크로벌룬을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 접착 테이프의 연질 상의 폴리머 포움은, 연질 상이 폴리머 포움을 포함하는 경우, 바람직하게는 개방형-셀 캐비티(cavity)가 실질적으로 없는 것이 특징이다. 이들만의 폴리머 쉘이 없는 캐비티의 비율, 즉, 개방형 셀의 비율은 폴리머 포움의 2부피% 이하, 특히 0.5부피% 이하인 것이 특히 바람직하다. 따라서, 폴리머 포움은 바람직하게는 폐쇄형-셀 포움이다.
본 발명의 접착 테이프의 연질 상은 또한 임의로 분말형 및/또는 과립형 충전제, 염료 및 안료, 특히 또한 연마제 및 보강 충전제, 예컨대, 쵸크(CaCO3), 이산화티탄, 산화아연 및 카본 블랙을 포함할 수 있고, 이들은 연질 상의 전체 조성물을 기준으로 하여 높은 비율, 즉, 0.1 내지 50중량%로 포함된다.
연질 상에 존재할 수 있는 그 밖의 재료에는 저가연성 충전재, 예컨대, 암모늄 폴리포스페이트; 전기 전도성 충전재, 예컨대, 전도성 카본 블랙, 탄소 섬유 및/또는 은-코팅된 비드; 열전도성 재료, 예컨대, 보론 니트라이드, 알루미늄 옥사이드, 실리콘 카바이드; 강자성 첨가제, 예컨대, 철(III) 옥사이드; 부피를 증가시키는 다른 첨가제, 예를 들어, 발포제, 고형 유리 비드, 중공형 유리 비드, 탄화 마이크로비드, 중공형 페놀계 마이크로비드, 그 밖의 재료로 제조된 마이크로비드; 실리카, 실리케이트, 기존의 재생가능한 원료, 예컨대, 목재 분말, 유기 및/또는 무기 나노입자, 섬유; 에이징 억제제, 광 안정화제, 오존 보호제(antiozonant), 및/또는 배합제가 있다. 사용될 수 있는 에이징 억제제에는 바람직하게는, 임의로 또한 함께 조합되어, 일차 에이징 억제제, 예를 들어, 4-메톡시페놀 또는 Irganox® 1076, 또는 달리 이차 에이징 억제제, 예를 들어, BASF로부터의 Irgafos® TNPP 또는 Irgafos® 168가 있다. 사용될 수 있는 그 밖의 에이징 억제제에는 페노티아진 (C-라디칼 스캐빈저), 및 또한 산소의 존재하의 하이드로퀴논 메틸 에테르, 및 또한 산소 그 자체가 있다.
연질 상의 두께는 바람직하게는 200 내지 1,800 ㎛, 특히 바람직하게는 300 내지 1,500 ㎛, 특히 400 내지 1,000 ㎛이다. 본 발명에 따르면, 연질 상의 두께는 ISO 1923에 따라 측정된다.
경질 및 연질 상, 또는 달리 연질 및/또는 경질 상에 제공된 층을 서로에 대해 접착시켜 본 발명의 접착 테이프를 제공하는 것은 예로서 라미네이션 또는 공압출을 통해 달성될 수 있다. 경질 상과 연질 상 사이에 직접적인, 즉, 매개되지 않은(unmediated) 접착이 있을 수 있다. 마찬가지로, 배열이 경질 상과 연질 상 사이에 하나 이상의 접착-촉진 층을 지니는 것이 가능하다. 더욱이, 본 발명의 접착 테이프는 다른 층을 포함할 수 있다.
서로에 대해 접착시키려는 층들 중 하나 이상이 코로나-전처리 방법(공기 또는 질소를 사용), 플라즈마-전처리 방법(공기, 질소 또는 그 밖의 반응성 가스, 또는 에어로졸 형태로 사용될 수 있는 반응성 화합물), 또는 화염-전처리 방법에 의해 전처리되는 것이 바람직하고, 서로에 대해 접착시키려는 층들 복수를 이에 따라 전처리하는 것이 더욱 바람직하고, 서로에 대해 접착시키려는 층들 전체를 이에 따라 전처리하는 것이 매우 특히 바람직하다.
경질 상의 뒷면 상에, 즉, 기판을 마주하는 면 상에, 바람직하게는 예로서 방출 특성 또는 UV-안정화 특성을 지니는 적용된 작용성 층이 존재한다. 상기 작용성 층은 바람직하게는 ≤ 20 ㎛, 특히 바람직하게는 ≤ 10 ㎛, 특히 ≤ 8 ㎛, 예를 들어 ≤ 5 ㎛ 두께의 호일; 또는 ≤ 10 ㎛, 특히 바람직하게는 ≤ 6 ㎛, 특히 ≤ 3 ㎛, 예를 들어, ≤ 1.5 ㎛ 두께의 코팅 물질로 구성된다. 호일과 코팅 물질 둘 모두는 바람직하게는 UV 흡수제를 포함하고/거나, 호일 또는 코팅 물질의 기본 폴리머는 UV-흡수 및/또는 UV-편향(UV-deflecting) 기를 포함한다.
호일은 라미네이션 또는 공압출을 통해 경질 상의 뒷면에 적용될 수 있다. 호일은 바람직하게는 금속화된 호일을 포함한다. 호일의 기본 폴리머는 바람직하게는 폴리아릴렌, 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리비닐 부티랄 (PVB), 아이오노머 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로부터 선택된 것이다. 본원에서 표현 "주요 성분"은 "호일의 총 중량을 기준으로 하여 가장 큰 비율의 중량을 지니는 성분"을 의미한다. 폴리아릴렌을 제외하고, 호일에 대해 열거된 모든 물질은 높은 함량의 UV 안정화제를 지니는 것이 바람직하다.
하나의 특정 구체예에서, 본 발명의 접착 테이프는, 기판을 향해서 순서대로, 작용성 층(상기 기재된 바와 같음); 경질 상, 및 연질 상으로 구성되는데, 상기 연질 상은 감압 접착제 층, 폴리머 포움, 및 또 다른 감압 접착제 층으로 구성되고, 상기 폴리머 포움의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리올레핀으로 구성된다. 더 하단의 감압 접착제 층은 본 발명의 접착 테이프의 일부로서는 여겨지지 않는 이형 라이너에 의해 보호용 커버링을 지닐 수 있다.
또 다른 특정 구체예에서, 본 발명의 접착 테이프는, 기판을 향해서 순서대로, 작용성 층(상기 기재된 바와 같음); 경질 상, 및 연질 상으로 구성되는데, 상기 연질 상은 감압 접착 특성을 지니고, 이들의 기본 폴리머는 하나 이상의 폴리아크릴레이트로 구성된다. 다시 말해서, 이러한 구체예에서, 연질 상의 더 하단 면, 즉, 기판을 마주하는 면은 본 발명의 접착 테이프의 일부로서는 여겨지지 않는 이형 라이너에 의해 보호용 커버링을 지닐 수 있다.
본 발명은 또한 엣지의 적어도 일부의 둘레가 접착제-접착되고 본 발명의 접착 테이프를 포함하는 태양광 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한 태양광 모듈의 엣지 보호를 위한 본 발명의 접착 테이프의 용도를 제공한다.
실시예
방법:
A) 휨 강도의 측정
Wolf로부터의 Softometer KWS를 사용하여 휨 강도를 측정하였다. 15 mm × 75 mm 크기의 본원에서 시험하려는 물질의 테스트 스트립을 시료 테이블에 고정시켰다. 시료 테이블은 기울이는 동안 시험이 요구되는 매체가 힘 센서와 접촉이 이루어지게 하는 방식으로 30°기울여질 수 있었다. 센서를 통해 mN으로 측정되는 힘은 휨 강도와 비교할 수 있는 값을 나타낸다.
B) 다트-드롭 시험(dart-drop test)
폴링-볼 시험(falling-ball test) (예, DIN 52306, 52338) 및 스톤-충돌 시험(stone-impact test) (비교. DIN 20567-3)을 기초로 한 방법에 의해 다트 드롭 시험을 수행하였다. 이 시험에서, 중력하에 가속화되는 물체를 시험 기판 상에 낙하시키고, 발생된 손상을 평가하였다.
낙하하는 발사체를 정확한 충돌 면적이 얻어지도록 튜브 내로 가이딩하였다. 또한, 임팩터(impactor)는 한정된 충돌 면적 및 충돌 특징을 지녀서 면적 하중와 비교하여 점 하중의 영향을 연구할 수 있게 하였다. 충돌에 대한 운동 에너지를 발사체의 제어가능한 변수로서 사용하였고, 이는 질량을 통해, 그리고 또한 낙하 높이를 통해 변화될 수 있다. 에너지는 낙하 높이로부터 계산되거나, 달리 충돌 시 발사체의 속도에 의해 계산될 수 있다. 속도는 라이트-빔(light-beam) 시스템을 사용함으로써 측정하였다.
사용된 임팩터는 컷 아웃(cut-out)이 있는 스테인리스 강 실린더였다. 임팩터의 충돌 면적은, 실리더의 기초원의 면적과 컷 아웃의 면적 사이의 차이로 계산하는 경우, 90 mm2였다. 임팩터는 무게가 400g이었다.
결과에 따라 측정되는 변수는 기판에 대한 손상 정도 및 접착 테이프에 대한 손상 정도였다. 관련된 엣지-보호 테이프를 적용하였던 6mm 두께의 플로트 유리 시트의 엣지를 연구에 사용하였다. 연구되는 측정된 변수는 엣지-보호 테이프 및 유리에 대한 손상 정도였다.
각각의 시험의 평가를 위해, 분명한 차이가 존재하는 4개의 구별가능한 유형으로부터 값을 선택하였다.
이들은 하기와 같았다:
유형 1: 접착테이프에 손상이 없고, 경미한 변형만이 있음.
유형 2: 엣지-보호 테이프에 충돌에 의해 관통된 분명한 손상이 있음.
유형 3: 테이프에 또렷하게 보이는 관통이 있지만, 유리 표면에는 손상이 없음.
유형 4: 플로트 유리에 손상이 있음.
개별적인 기준에 대하여 점수를 부여함으로써 평가를 수행하였다. 여기서 첫 번째 단계는 yes/no 시스템 상에서 유형 4에서의 손상 발생을 평가하는 것이었다. 유형 4에서의 손상이 발생되는 경우, 컬럼 "유리 파손" 및 "손상" 각각에서 0(제로) 점을 부여하였다.
유형 4에서의 손상이 발생하지 않은 경우, 이후 "유리 파손" 기준에 대하여 기본 점수 5점을 부여하였고, 임팩터의 낙하 높이 (1 m, 1.5 m 및 2 m)를 반영하여 적절하게 두배 또는 세배가 되게 하였다. 따라서, 2 m의 낙하 높이에서 유형 4에서의 손상을 알 수 없는 경우, "유리 파손"에 대하여 15점을 부여하였다. 접착 테이프에 대한 손상 정도를 또한 추가 점수를 이용하여 평가하였다. 여기서, 각각의 경우에 기준 "손상 정도" 하에서, 유형 1에서의 손상을 5점으로, 유형 2에서의 손상을 3점으로, 유형 3에서의 손상을 1점으로 평가하였다.
마지막으로, 또한, "엣지 리프트(edge lift)"로서 알려진 것, 즉, 플로트 유리 엣지의 둘레가 접착테이프-접착된 이후 엣지를 둘러싼 지점에 접착 테이프가 남아 있는 경우에 대하여 점수를 부여하였다. 이것이 전체 파라미터 둘레인 경우, 10점을 부여하였다. U의 "아암(arm)"의 리프트 때문에 엣지를 둘러싼 U-모양 지점에서 벗어남으로써 접착 테이프가 기판으로부터 뚜렷하게 분리되는 경우, 0(제로) 점을 부여하였다. 적절한 중간 평가에 의해 2, 4, 6 또는 8 점을 부여하였다(리프트/분리가 완전하진 않지만 심했던 경우는 2점, 단지 약간의 분리의 경우는 8점).
얻어진 점수들의 총합계를 계산하였다. 높은 점수들은 사용 기준에 따라 그에 상응하는 반면, 비교적 낮은 점수는 결함을 의미했다. 상기 설명에 따라 달성가능한 점수의 최대 수치는 30이었다. 표 1은 결과를 조합한 것이다.
경질 및 연질 상:
경질 상 H1: 12 ㎛ 두께의 PET 호일
경질 상 H2: 75 ㎛ 두께의 PET 호일
경질 상 H3: 135 ㎛ 두께의 PE 호일
경질 상 H4: 35 ㎛ 두께의 HDPE 호일
경질 상 H5: 300 ㎛ 두께의 PU 호일
연질 상 S1: PE-EVA 블렌드 (70중량%의 PE, 30중량%의 EVA)로 제조된 140 kg/m3 밀도의 포움, 두께 400 ㎛; 상부 및 하부 면 상에 각각 50 ㎛ 두께의 수지-개질된 감압 폴리아크릴레이트 접착제 조성물이 제공됨
연질 상 S2: PE-EVA 블렌드 (70중량%의 PE, 30중량%의 EVA)로 제조된 밀도 140 kg/m3의 포움, 두께 800 ㎛; 상부 및 하부 면 상에 각각 50 ㎛ 두께의 수지-개질된 감압 폴리아크릴레이트 접착제 조성물이 제공됨
연질 상 S3: 800 ㎛ 두께의 자가 접착제 폴리아크릴레이트 포움
연질 상 S4: 1000 ㎛ 두께의 폴리아크릴레이트 포움, 상부 및 하부 면 상에 각각 50 ㎛ 두께의 수지-개질된 감압 폴리아크릴레이트 접착제 조성물이 제공됨.
(본 발명의) 연질 상이 사용되지 않은 비교예의 경우, 50 ㎛ 두께의 수지-개질된 감압 폴리아크릴레이트 접착제 조성물을 사용함으로써 기판 상에 경질 상을 접착제-접착시켰다.
표 1. 다트-드롭 시험 결과
Figure pat00001

Claims (9)

  1. 커버링하려는 기판을 향해 순서대로, 백킹 층(경질 상); 및 폴리머 포움, 점탄성 조성물 및/또는 탄성 조성물을 포함하는 연질 상을 포함하는 유리 엣지 보호용 접착 테이프로서, 경질 상의 두께가 ≤ 150 ㎛이고, 연질 상의 두께가 ≥ 200 ㎛이고, 경질 상의 두께에 대한 연질 상의 두께의 비율이 ≥ 4인, 접착 테이프
  2. 제 1항에 있어서, 경질 상의 기본 폴리머가 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 부티랄, 아이오노머 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 경질 상의 기본 폴리머가 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 연질 상의 기본 폴리머가 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로부터 선택된 것임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 연질 상의 기본 폴리머가 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트 및 상기 열거된 폴리머들 중 둘 또는 그 초과의 폴리머들의 혼합물로부터 선택된 것임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 연질 상의 두께가 최대 1800 ㎛인 것을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 경질 상의 휨 강도가 최대 10 mN/mm임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 접착 테이프를 포함하는 태양광 모듈(solar module)로서, 태양광 모듈 엣지의 적어도 일부의 둘레가 접착제-접착되는, 태양광 모듈.
  9. 태양광 모듈의 엣지 보호를 위한, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 접착 테이프의 용도.
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