KR20150001497A

KR20150001497A - 열수축 박리형 점착테이프

Info

Publication number: KR20150001497A
Application number: KR1020130074831A
Authority: KR
Inventors: 전경연; 전해상; 김성진; 최성환
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-01-06

Abstract

본 발명은 열수축 박리형 점착테이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상온에서 접착력이 우수하고 고온에서 점착제의 변형 또는 분해가 일어나지 않는 우수한 내열을 가지며 또한 열수축 필름을 기재로 적용함으로써 가열 조작에 의해 점착계면 박리를 용이하게 함으로써 피착재의 손상을 최소화시키면서 작은 힘으로도 손쉽게 박리가 가능한 열수축 박리형 점착테이프에 관한 것이다.

Description

열수축 박리형 점착테이프{THERMAL-CONTRACTION-PEELABLE ADHESIVE TAPE}

일반적으로, 해체성 접착(Bond-debond)기술이란, 사용 중에는 접착 특성을 유지하지만 사용이 끝난 후 원하는 때에 쉽게 박리 및 제거가 용이한 점·접착제에 관한 기술을 의미한다. 현재 다양한 분야에서 이러한 점·접착제 기술이 활용되고 있지만 그 중에서도 반도체 공정 분야에 사용되는 점·접착제 기술에 대해서는 보다 까다로운 물성이 요구된다. 특히 사용 후 제거해야 하는 점착기술에 관련해서는 각 공정 기술분야의 특성에 맞는 다양한 형태의 계면 박리기술이 요구되고 있다.

기존에 공개명된 해체성 접착 기술 중 일본 공개특허공보 제2009-120808호에서는 발포성 입자를 해체인자로 선택하여 가열조작에 의해 접착계면 박리가 일어나는 점착테이프를 제안한 바 있다.

그러나 위와 같은 발포성 입자의 경우 원하는 온도에 도달하기 전에 미리 발포가 진행되어 일부 계면박리가 일어나거나 발포 시 생성되는 미세 가스에 의해 반도체 칩이 손상이 될 수 있는 등 다양한 분야로 적용되는데 한계가 있었다.

이에 본 발명자들은 해체인자를 열수축 필름으로 선택하여 가열조작에 의한 접착계면 박리가 용이한 아크릴계 내열 점착테이프를 구성할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

일본 공개특허공보 제2009-120808호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 상온에서 접착력이 우수하고 고온에서 점착제의 변형 또는 분해가 일어나지 않는 우수한 내열을 가지며 또한 열수축 필름을 기재로 적용함으로써 가열 조작에 의해 점착계면 박리를 용이하게 함으로써 피착재의 손상을 최소화시키면서 작은 힘으로도 손쉽게 박리가 가능한 열수축 박리형 점착테이프를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 기재필름인 열수축 필름의 적어도 한 면에 열수축 박리형 점착제 조성물이 도포된 점착제층이 형성된 것을 특징으로 하는 열수축 박리형 점착테이프에 의해 달성된다.

여기서, 상기 열수축 박리형 점착제 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 (b) 열경화제 0.1~30 중량부, (c) 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머 0.1~30 중량부 및 (d) 에너지선 개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머는 아로마틱 우레탄아크릴레이트(aromatic urethane acrylate), 알리파틱 우레탄아크릴레이트(aliphatic urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 아크릴릭 올리고머(acrylic oligomer), 실리콘 다이아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate) 및 페닐 노블락아크릴레이트(phenyl novolacacrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열수축 필름은 PP(Polypropylene), LLDPE(Linear low-density polyethylene), PE(polyethylene), PO(polyolefin), PVC(Polyvinychloride) 및 PET(Polyethylene terephthalate)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열수축 필름의 수축율은 60% 이상의 수축율을 갖는 중수축 또는 고수축 필름인 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 열수축 필름은 PET 필름인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상온에서 접착력이 우수하고 고온에서 점착제의 변형 또는 분해가 일어나지 않는 우수한 내열을 가지며 또한 열수축 필름을 기재로 적용함으로써 가열 조작에 의해 점착계면 박리를 용이하게 함으로써 피착재의 손상을 최소화시키면서 작은 힘으로도 손쉽게 박리가 가능한 등의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 박리형 점착테이프의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열수축 박리형 점착테이프의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 박리형 점착테이프, 즉 단면 열수축 박리형 점착테이프의 단면도인 도 1 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 열수축 박리형 점착테이프, 즉 양면 열수축 박리형 점착테이프의 단면도인 도 2로부터, 본 발명에 따른 열수축 박리형 점착테이프는 기재필름인 열수축 필름(11)의 적어도 한 면에 열수축 박리형 점착제 조성물이 도포되어 점착제층(12, 12`)이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 열수축 박리형 점착제 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 (b) 열경화제 0.1~30 중량부, (c) 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머 0.1~30 중량부 및 (d) 에너지선 개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 이하, 각 조성을 구체적으로 설명한다.

1. 점착제층

1-1. 아크릴계 공중합체

본 발명의 열수축 박리형 점착제 조성물의 일 성분인 상기 아크릴계 공중합체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트 또는 옥틸 (메타)아크릴레이트 등이 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 바람직하게는 400,000 ~ 4,000,000g/mol, 더욱 바람직하게는 500,000 ~ 3,000,000g/mol이다. 아크릴계 공중합체는 분자량이 4,000,000을 초과하는 경우 혼합이 제대로 이루어지지 않아 균일한 물성을 얻기 힘들고 코팅성의 저하와 같은 문제를 야기할 수 있다. 반대로 분자량이 400,000에 미달하는 경우 코팅 후 수득된 점착층의 내부 응집력이 부족하여 피착재에 잔사를 남길 수 있다.

1-2. 열경화제

본 발명의 열수축 박리형 점착제 조성물의 두번째 성분인 상기 열경화제는 점착제 조성물의 가교구조를 형성하는 목적으로 사용된다. 이 목적의 경화제로서는 구체적으로, 멜라민(melamine), 폴리(우레아-포름알데히드) (poly(urea-formaldehyde)), 아릴이소시아네이트(aryl isocyanate) 등을 들 수 있다. 열경화제형 화합물의 양은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.1 내지 30 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부의 비율로 사용되는 것이 바람직하다.

1-3. 에너지선 경화제

본 발명의 열수축 박리형 점착제 조성물에 있어 세 번째 성분인 상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머는 UV, EB, 방사선 등의 강한 에너지선으로 분자쇄에 라디칼이 생성됨에 따라 가교화되는 성분이다.

상기 목적의 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머로서는 아로마틱 우레탄아크릴레이트(aromatic urethane acrylate), 알리파틱 우레탄아크릴레이트(aliphatic urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 아크릴릭 올리고머(acrylic oligomer), 실리콘 다이아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate) 및 페닐 노블락아크릴레이트(phenyl novolacacrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다. 에너지 경화형 화합물은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.1 내지 30 중량부, 바람직하게는 3 내지 15 중량부의 비율로 사용된다. 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 가교 구조가 제대로 형성되지 않아 내부 응집력이 낮아지고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 가교화가 많이 진행되어 점착력이 낮아져서 피착재에 붙지 않으므로 바람직하지 않다.

1-4. 광 개시제

본 발명에 따른 점착제 조성물의 마지막 성분으로는 층에는 상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머의 경화를 개시하기 위해 광개시제를 사용하여야 하며, 이러한 광개시제로는 표면 경화에 유리한 광개시제인 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 및 아실 포스핀 옥사이드(acyl phosphine oxide)계 광개시제로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 광개시제가 사용될 수 있다. 광개시제는 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머 100 중량부에 대해 통상적으로 0.05 내지 15 중량부, 바람직하게는 1 내지 10 중량부의 비율로 사용된다. 함량이 0.05 중량부 미만인 경우 상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머의 경화가 개시되지 않으며 15 중량부를 초과하는 경우에는 상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머의 경화가 개시되고 남은 잔량이 점착 물성에 영향을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다.

1-5. 점착제층

점착제층의 두께는 3㎛ ~ 50㎛ 인 것이 바람직하다. 두께가 3㎛ 미만인 경우 상온에서 피착재에 점착 기능을 제대로 발현하지 못할 수 있다. 두께가 50㎛을 초과하는 경우 경화가 내부까지 충분히 이루어지지 않아 피착재 면에 잔사를 남길 수 있기 때문이다. 점착제층의 피착재(SUS)면에 대한 상온 점착력은 20gf/inch 이하이고, 더욱 바람직하게는 10gf/inch 이하이다. 점착력이 20gf/inch를 초과하는 경우, 가열 시 필름의 열 수축이 일어날 때 기재로부터 점착계면이 박리되지 않을 수 있다. 점착력이 10 gf/inch 미만인 경우 피착재면에 붙지 않아 점착테이프로서의 기능을 발현하지 못할 수 있다.

한편, 열수축 박리형 점착제 조성물의 Mass loss[%]는 200℃에서 0.1%이하인 것이 바람직하다. 200℃에서 Mass loss[%]가 0.1%이상일 경우 가열조작에 의해 점착제가 변형되거나 분해될 수 있기 때문이다.

2. 기재필름

본 발명에 따른 기재필름인 열수축 필름은 PP(Polypropylene), LLDPE(Linear low-density polyethylene), PE(polyethylene), PO(polyolefin), PVC(Polyvinychloride) 및 PET(Polyethylene terephthalate) 으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 "고수축"이라 함은 수축율이 70% 이상이고, "중수축"이라 함은 수축율이 "60% ~ 70%"이며, "저수축"이라 함은 수축율이 60% 미만인 것을 나타낸다. 본 발명에서는 열수축 필름으로 적어도 중수축 필름 또는 고수축 필름, 즉 수축율이 60% 이상인 필름을 선택하는 것이 바람직하다. 이는 수축율이 60% 미만인 저수축 필름을 사용하는 경우, 수축율이 너무 낮아 가장자리만 들뜨는 데 그쳐 완벽한 계면 박리가 이루어지지 않기 때문이다. 또한 필름의 종류로는 바람직하게는 PET필름이다. 또한 열수축 필름의 두께는 40㎛ ~ 55㎛인 것이 바람직하다.

또한 열수축 필름은 점착층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해서 매트처리, 코로나 방전처리, 프라이머 처리 및 가교결합 처리와 같은 통상적인 물리 또는 화학적인 표면처리가 실시될 수 있다.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

분자량이 약 150만인 아크릴계 공중합체 점착제(Soken Chemical & Engineering, SK2147) 100중량부에 대하여, 에틸아세테이트(EA) 30중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이후 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머인 우레탄아크릴레이트(SK Cytec, EB1290:Mw 1000) 6중량부를 투입하여 1시간 교반하고, 멜라민계 용액형 경화제(삼원, SM-20) 0.8 중량부를 투입하여 1시간 추가 교반한다. 마지막으로 광개시제로서 다이페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Ciba, Darocur TPO) 0.2중량부를 투입하여 1시간 교반하여 점착제 '조성물 1'을 수득한다.

상기 점착제 조성물 1과 동일하게 제조하되 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머인 우레탄아크릴레이트(SK Cytec, EB1290:Mw 1000) 3중량부 투입한 점착제 '조성물 2'를 수득한다.

상기 점착제 '조성물 1'을 45㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS491N(고수축 필름))에 10㎛ 두께로 도포하여, 100℃에서 1분간 건조한 후 에너지선(UV) 경화를 진행한 후 38㎛의 PET 필름(TAK, XP3BR) 이형면에 합지한다.

상기 점착제 '조성물 2'를 38㎛의 PET 필름(TAK, XP3BR) 이형면에 10㎛의 두께로 도포하여, 100℃에서 1분간 건조한 후 에너지선(UV) 경화를 진행한 후 38㎛ PET 필름(TAK, XP3BR) 이형면에 합지한다.

상기 점착제 '조성물 2'가 도포된 점착테이프에서 합지한 일면의 이형필름을 제거한 후, 점착제 '조성물 1'이 도포된 PET 수축 필름면 즉, 점착제 '조성물 1'이 형성된 반대면에 오도록 점착제 '조성물 2'가 도포된 점착테이프를 합지한다.

따라서 상기 점착테이프는 PET 수축필름 양면에 점착제 '조성물 1'(A면)과 점착제 '조성물 2'(B면)가 각각 10㎛ 두께로 형성된 양면 점착테이프 구조를 갖는다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일한 점착제 '조성물 1'을 50㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS491N(고수축 필름))에 10㎛ 두께로 도포하여, 100℃에서 1분간 건조한 후 에너지선(UV) 경화를 진행한 후 38㎛의 PET 필름(TAK, XP3BR) 이형면에 합지한다. 본 실시예 2는 단면 점착테이프이다.

[실시예 3]

상기 실시예 1과 동일한 점착제 '조성물 1'을 50㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS491N(고수축 필름))에 15㎛ 두께로 도포하여, 100℃에서 1분간 건조한 후 에너지선(UV) 경화를 진행한 후 38㎛의 PET 필름(TAK, XP3BR) 이형면에 합지한다. 본 실시예 3은 단면 점착테이프이다.

[비교예 1]

상기 실시예 1의 점착제 '조성물 1'과 동일하게 제조하되 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머인 우레탄아크릴레이트(SK Cytec, EB1290:Mw 1000) 0.05중량부 투입한 점착제 '조성물 3'을 수득한다.

실시예 1과 같은 방법으로 상기 점착제 조성물 3을 45㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS491N)의 양면에 10㎛ 두께로 도포하여 양면 점착테이프를 제작하였다.

[비교예 2]

비교예 1과 동일하게 제조하되 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머인 우레탄아크릴레이트(SK Cytec, EB1290:Mw 1000) 40중량부 투입한 점착제 '조성물 4'를 수득한다. 상기 점착제 조성물 4를 45㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS491N)의 단면에 10㎛ 두께로 도포하여 단면 점착테이프를 제작하였다.

[비교예 3]

실시예 1과 같은 상기 점착제 '조성물 1'을 사용하되, 45㎛의 PET 수축 필름(TAK, XS191N(저수축 필름))의 단면에 10㎛ 두께로 도포하여 단면 점착테이프를 제작하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 열수축 박리형 점착테이프를 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[실험예]

1. mass loss[%] 측정

TGA를 하기 조건으로 설정하여 mass loss[%]를 측정하였다.

- 온도 범위 : 상온 ~ 200℃, 승온 속도 : 10℃/min

2. 점착 테이프 수축 시간 및 수축율 측정

가로, 세로 10cm 크기의 점착테이프를 SUS에 붙인 후, 가열하여 온도와 시간에 따른 필름의 수축정도(크기 변화)를 측정하였다. 필름의 수축이 시작하는 시간과 최대 수축율 변화시간을 측정하였다.

- 가열 온도 : 100℃, 140℃, 180℃

- 가열 시간 : 필름의 수축이 시작하는 시간과 최대 수축율 변화시간을 측정

- 수축율(변형율) : (변형 전 두께 - 변형 후 두께) x 100 / 변형 전 두께

3. 점착테이프의 박리력 측정

- 측정조건

Sample size : 1inch x 15cm, Load cell : 10N, Speed : 300mm/min

- 측정방법

SUS에 2kg roller 왕복 2회 실시 후, 상온 점착력을 측정

	Mass Loss[%] 열수축 박리형 점착테이프200℃	SUS 점착력 [gf/in]	최대 수축율[%] (박리 가능)	박리시작시간[min]			박리완료까지 걸린 시간 [min]
	Mass Loss[%] 열수축 박리형 점착테이프200℃	SUS 점착력 [gf/in]	최대 수축율[%] (박리 가능)	100℃	140℃	180℃	박리완료까지 걸린 시간 [min]
실시예 1	< 0.1	A면:10	25%	10분	4분	1분30초	3분
실시예 1	< 0.1	B면:20	20%	25분	15분	5분	6분
실시예 2	< 0.1	10	25%	8분	5분	1분20초	3분
실시예 3	< 0.1	10	24%	9분	4분	1분10초	3분30초
비교예 1	< 0.1	100	박리 불가	-	20분	10분	박리 완료 안됨 (가장자리만 박리된 형태)
비교예 2	< 0.1	< 1	29%	5분	3분	10초	2분40초
비교예 3	< 0.1	10	10%	18분	10분	5분	박리 완료 안됨(가장자리만 박리된 형태)

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 경우는 모든 주요 요구 특성을 만족하는 결과를 보였다. 그러나 비교예 1의 경우, 점착력이 너무 높아 피착재에 붙는 힘이 가열 조작에 의한 열수축 필름의 수축하려는 힘보다 커서 계면 박리가 불가능하였다. 이와 반대로 비교예 2의 경우에는 점착력이 너무 낮아 피착재에 잘 붙지 않았다. 또한 비교예 3의 경우 저수축 필름을 적용한 결과, 수축율이 너무 낮아 가장자리만 들뜨는 데 그쳐 완벽한 계면 박리가 이루어지지 않았다.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

11 : 기재필름(열수축필름)
12, 12` : 점착제층

Claims

기재필름인 열수축 필름의 적어도 한 면에 열수축 박리형 점착제 조성물이 도포된 점착제층이 형성된 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.
제1항에 있어서,
상기 열수축 박리형 점착제 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 (b) 열경화제 0.1~30 중량부, (c) 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머 0.1~30 중량부 및 (d) 에너지선 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.
제2항에 있어서,
상기 에너지선 경화형 아크릴계 올리고머는 아로마틱 우레탄아크릴레이트(aromatic urethane acrylate), 알리파틱 우레탄아크릴레이트(aliphatic urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 아크릴릭 올리고머(acrylic oligomer), 실리콘 다이아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate) 및 페닐 노블락아크릴레이트(phenyl novolacacrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.
제1항에 있어서,
상기 열수축 필름은 PP(Polypropylene), LLDPE(Linear low-density polyethylene), PE(polyethylene), PO(polyolefin), PVC(Polyvinychloride) 및 PET(Polyethylene terephthalate)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.
제1항에 있어서,
상기 열수축 필름의 수축율은 60% 이상의 수축율을 갖는 중수축 또는 고수축 필름인 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.
제1항 내지 제5항 어느 한 항에 있어서,
상기 열수축 필름은 PET 필름인 것을 특징으로 하는, 열수축 박리형 점착테이프.