KR20150060085A - 재작업성이 우수한 양면 코팅 테이프 - Google Patents

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KR20150060085A
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이하영
조도광
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명은 재작업성이 우수한 양면 코팅 테이프에 관한 것으로, 제 1 접착제 층, 필름 캐리어 층, 발포체(foam) 캐리어 층 및 제 2 접착제 층을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 양면 코팅 테이프에 있어서, 상기 발포 캐리어 층과 상기 제 2 접착제 층 사이에 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 양면 코팅 테이프는 LCD 패널과 프레임과의 접착에 사용되어 우수한 빛샘 성능 및 재작업성을 나타내므로 텔레비전, 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 전자 제품 제조시에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

재작업성이 우수한 양면 코팅 테이프{DOUBLE COATED TAPE EXHIBITING IMPROVED REWORKABLE CAPABILITY}
본 발명은 텔레비전, 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 전자 제품 제조시, 특히 액정디스플레이(LCD) 패널의 접착에 사용되어 우수한 재작업성을 나타내는 양면 코팅 테이프에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 전자 제품의 제조공정에서 구성부품들의 접착을 위하여 양면 코팅 테이프(또는 양면 접착 테이프)가 유용하게 사용되고 있다.
최근, 이러한 전자 제품이 고기능화, 고급화되면서 매우 얇은 베젤을 갖는 전자 제품이 선호됨에 따라, 액정디스플레이(LCD) 패널을 가이드 프레임(guide frame)에 접착하는 데에 사용되는 양면 코팅 테이프에 대해서 매우 강한 접착능이 요구되고 있다. 양면 코팅 테이프(10)를 이용하여 LCD 패널(20)을 가이드 프레임(30)에 접착시킨 구조체의 단면을 도 1에 나타내었다.
또한 LCD 패널의 접착에 사용된 양면 코팅 테이프가 하드(hard)할 경우, 응력(stress)이 고스란히 LCD에 전달되어 LCD의 배열이 흐트러져 빛샘(light leakage) 현상(LCD 화면이 울긋불긋하게 되는 현상)이 발생하기 때문에, 최근 필름상 기재(필름 캐리어)에 더하여 공극을 갖는 발포체(foam) 형태의 기재(발포체 캐리어)를 포함하는 양면 코팅 테이프가 사용되고 있다. 상기 발포체 형태의 기재는 빳빳한(stiff) 대신 부드러운(soft) 재질이어서 이를 포함하는 양면 코팅 테이프는 LCD 패널의 빛샘 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 발포체 형태의 기재를 포함하는 기존 양면 코팅 테이프의 단면도를 도 2에 나타내었다. 도 2에 도시된 기존의 양면 코팅 테이프는 필름 캐리어 층(1)과 발포체 캐리어 층(2)의 복합 기재의 양면에 각각 제 1 접착제 층(3)과 제 2 접착제 층(3')을 적층 형태로 포함한다.
한편, 이러한 전자 제품의 제조공정에서 불량이 발생하는 경우, 그 제품을 그대로 폐기한다면 자원소모와 환경오염의 문제뿐만 아니라 경제적 손실도 크게 되기 때문에, 소비자의 비용 절감의 측면에서도 불량이 발생한 제품을 구성요소 별로 분리하여 재작업(재사용)할 필요가 있다.
특히 LCD 패널의 경우는 워낙 고가이기 때문에 불량 발생시 분리하여 반드시 재사용할 필요성이 있음에도 불구하고, 양면 코팅 테이프의 접착제의 강한 접착력과 약한 발포체 캐리어 때문에 양면 코팅 테이프의 접착제가 LCD 패널 표면으로부터 완전히 깨끗하게 제거되지 않아 LCD 패널의 재작업(재사용)을 불가능하게 만드는 문제점이 있었다.
이에 양면 코팅 테이프의 양면에 위치한 제 1 접착제 층과 제 2 접착제 층 각각의 전단강도를 달리하는 등, 부착된 양면 코팅 테이프의 접착제를 LCD 패널 표면으로부터 깨끗하게 제거하려는 노력이 다양하게 수행되고 있으나, 아직까지 재작업성 부여 및 빛샘 현상 방지 측면에서 만족스러운 물성을 제공하는 양면 코팅 테이프가 소개된 바 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 텔레비전, 컴퓨터 및 휴대폰과 같은 전자 제품 제조시, 특히 액정디스플레이(LCD) 패널의 접착에 사용되어 우수한 재작업성을 가져옴과 동시에 빛샘 현상을 효율적으로 방지할 수 있는 양면 코팅 테이프를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
제 1 접착제 층, 필름 캐리어 층, 발포체(foam) 캐리어 층 및 제 2 접착제 층을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 양면 코팅 테이프에 있어서, 상기 발포 캐리어 층과 상기 제 2 접착제 층 사이에 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU) 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 양면 코팅 테이프를 포함하는 전자 제품을 제공한다.
본 발명에 따른 양면 코팅 테이프는 접착면에 대해서 수직방향, 사선방향, 수평방향으로 작용하는 힘에 의하여 접착된 대상의 표면으로부터 용이하게 박리되어, 고가의 LCD 패널에 대해서 우수한 재작업성을 부여할 뿐만 아니라 LCD에 가해지는 응력을 최소화하여 빛샘 현상을 효율적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 양면 코팅 테이프는 텔레비전, 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 전자 제품 제조시 액정디스플레이(LCD) 패널의 접착에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 양면 코팅 테이프를 이용하여 LCD 패널을 가이드 프레임에 접착시킨 구조체의 단면을 보여주는 모식도이다.
도 2는 발포체 형태의 기재를 포함하는 기존 양면 코팅 테이프의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 양면 코팅 테이프의 단면도이다.
본 발명에 따른 양면 코팅 테이프는 제 1 접착제 층, 필름 캐리어 층, 발포체 캐리어 층, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름 및 제 2 접착제 층을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 특징적인 구조를 갖는다.
상기 양면 코팅 테이프를 사용하여 LCD 패널을 가이드 프레임에 접착할 경우, 제 1 접착제 층은 가이드 프레임에, 그리고 제 2 접착제 층은 LCD 패널에 접할 수 있다.
본 발명에 따른 양면 코팅 테이프의 단면도를 도 3에 나타내었다. 도 3에 도시된 양면 코팅 테이프는 순차적으로 적층된, 제 1 접착제 층(3), 필름 캐리어 층(1), 발포체 캐리어 층(2), 열가소성 폴리우레탄 필름(4) 및 제 2 접착제 층(3')의 총 5층으로 이루어진다.
제 1 접착제 층(3), 필름 캐리어 층(1), 발포체 캐리어 층(2), 열가소성 폴리우레탄 필름(4) 및 제 2 접착제 층(3')은 각각 10~150 ㎛, 10~150 ㎛, 200~3,000 ㎛, 15~300 ㎛ 및 10~150 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
이하 본 발명의 양면 코팅 테이프를 구성하는 각 층에 대해서 상세하게 설명한다.
열가소성 폴리우레탄 필름
발포체 캐리어 층(2)과 제 2 접착제 층(3') 사이에 위치하는 본 발명의 특징적인 열가소성 폴리우레탄 필름(4)은 부드러운 재질로서 비교적 높은 연신율을 가짐에도 불구하고 높은 인장강도 및 낮은 모듈러스를 나타낸다. 상기 열가소성 폴리우레탄 필름의 존재에 기인하여, 양면 코팅 테이프가 접착된 대상의 표면으로부터 잔류물을 남기지 않고 완전히 박리될 수 있을 뿐만 아니라 발포 캐리어 층의 빛샘 현상 방지 효과를 그대로 유지할 수 있다.
열가소성 폴리우레탄은 열로 녹여 제작되기 때문에 압출, 진공성형, 열접착, 고주파가공이 가능하며, 열을 가하면 다시 녹아 재활용 또한 가능하다.
필름 캐리어 층
필름 캐리어 층(1)은 필름 형태의 시트로서, 필름 형태의 플라스틱 재료가 사용될 수 있다.
이러한 플라스틱 재료의 구체적인 예로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 노르보넨계 수지, 올레핀 중합체 및 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 등을 들 수 있다. 상기 플라스틱 재료는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명에는, 고투명성을 갖는 PET 필름과 흑색 불투명한 필름 캐리어 층이 모두 바람직하게 사용될 수 있다.
발포체 캐리어 층
발포체 캐리어 층(2)은 원료 수지를 발포시켜 성형한 다공성 시트로서, 양면 코팅 테이프에 우수한 내충격성을 부여하고 빛샘 현상을 방지한다. 발포체 캐리어 층은 원료에 따라 폴리스티렌, 폴리우레탄 또는 등의 발포체로 이루어질 수 있다. 상기 원료는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명에는, 폴리우레탄 발포체 캐리어 층이 바람직하게 사용될 수 있다.
제 1 및 2 접착제 층
제 1 접착제 층(3) 및 제 2 접착제 층(3')은 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA) 성분으로 이루어질 수 있으며, 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이러한 감압성 접착제 성분의 구체적인 예로는 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 고무계 및 폴리우레탄계 고분자를 들 수 있다. 상기 감압성 접착제 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명에는, 고투명성을 갖는 아크릴계 고분자로 이루어진 접착제 층이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 고분자는 탄소수 1 내지 18의 (메트)아크릴산 알킬 에스테르, 즉 C1-18의 아크릴레이트계 화합물을 모노머의 주성분으로 하여 공중합하여 수득된 중합체일 수 있다. 바람직하게는 100만 이상의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 고분자를 사용할 수 있다.
C1-18의 아크릴레이트계 화합물의 구체적인 예로는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시에틸(메트)아크릴레이트 및 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상술한 아크릴레이트계 화합물과 다른 모노머(예: 스티렌계 모노머, 올레핀계 모노머, 비닐 에스테르, 시아노기 함유 모노머, 아미드기 함유 모노머, 하이드록실기 함유 모노머, 산기(acidic group) 함유 모노머, 에폭시기 함유 모노머, 아미노기 함유 모노머, 카복실기 함유 모노머 등)와의 공중합체를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 제 1 및 2 접착제 층은 각각 -20 내지 20℃의 유리전이온도를 가질 수 있다.
본 발명의 양면 코팅 테이프를 구성하는 각각의 층들은 필요에 따라 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 염료, 안료, 충전제 등이 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가되어도 무방하다. 특히 빛 흡수능을 부여하기 위해, 양면 코팅 테이프를 구성하는 층들에 카본 블랙 또는 흑색 안료를 포함시킬 수 있다.
본 발명의 양면 코팅 테이프는 통상적인 양면 코팅 테이프 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, (1) 필름 캐리어 층, 발포체 캐리어 층 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름을 각각 제조한 후 적층하거나 (2) 또는 한꺼번에 공압출하여 3층 적층체를 제조한 다음 제 1 및 2 접착제 층을 형성하거나, (3) 또 다른 방법으로서, 필름 캐리어 층에 발포체 캐리어 층을 압출한 후 제 2 접착제 층이 양면 처리된 열가소성 폴리우레탄 필름을 발포체 캐리어 층 위에 적층한 후 제 1 접착제 층을 형성할 수 있다. 다르게는, (4) 박리성을 갖는 필름 캐리어에 열가소성 폴리우레탄 필름을 압출하여 제작한 후 그 상부에 발포체 캐리어를 압출하고 발포체 캐리어 상부에 제 1 접착제가 처리된 캐리어 필름을 적층한 다음, 상기 박리성 필름 캐리어를 제거하고 열가소성 폴리우레탄 필름 상부에 제 2 접착제를 코팅하고 경화시킬 수 있다. 제품에 적용되는 제 1 및 2 접착제 층은 아래와 같이 두 가지 방법으로 형성될 수 있다.
(i) 제 1 접착제 층 조성물을 상기 필름 캐리어 층의 일면에 코팅하고 경화시켜 제 1 접착제 층을 형성하고, 제 2 접착제 층 조성물을 상기 열가소성 폴리우레탄 필름의 일면에 코팅하고 경화시켜 제 2 접착제 층을 형성할 수도 있고, (ii) 제 1 및 2 접착제 층 조성물 각각을 박리성을 갖는 2개의 세퍼레이터 상에 코팅 및 건조하여 각각의 접착제 층을 제조한 다음 각각을 상기 필름 캐리어 층 및 상기 열가소성 폴리우레탄 필름의 일면에 적층할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 양면 코팅 테이프는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 추가적인 층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 양면 코팅 테이프의 열가소성 폴리우레탄 필름은 100 내지 1500 %의 연신율(elongation), 0.1 내지 10 MPa의 모듈러스(modulus) 및 0.3 내지 3 kgf의 파괴 하중(breaking load)을 가질 수 있다.
이와 같이 제조된 양면 코팅 테이프를 사용하여 LCD 패널을 가이드 프레임에 접착할 경우, 제 1 접착제 층은 가이드 프레임에, 그리고 제 2 접착제 층은 LCD 패널에 접할 수 있다. 상기 양면 접착 테이프는 접착면에 대해서 수직방향, 사선방향, 수평방향으로 작용하는 힘에 의해 제 2 접착제 층이 용이하게 박리되기 때문에 재작업성이 우수하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 양면 코팅 테이프는 접착된 대상의 표면으로부터 용이하게 박리되어, 고가의 LCD 패널에 대해서 우수한 재작업성을 부여할 뿐만 아니라 LCD에 가해지는 응력을 최소화하여 빛샘 현상을 효율적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 양면 코팅 테이프는 텔레비전, 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 전자 제품 제조시 액정디스플레이(LCD) 패널의 접착에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
도 3에 도시된 바와 같은, 제 1 접착제 층(3), 필름 캐리어 층(1), 발포체 캐리어 층(2), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름(4) 및 제 2 접착제 층(3')이 순차적으로 적층된 양면 코팅 테이프를 제조하였다. 이때 상기 순서의 층 각각으로서 아크릴계 고분자 접착제, PET 필름(SKC(주)), 연질 폴리우레탄 발포체, 열가소성 폴리우레탄 필름 및 아크릴계 고분자 접착제를 사용하였으며, 각각의 두께는 80, 50, 1,500, 20 및 80 ㎛ 이었다.
실시예 2
열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름의 두께를 250 ㎛로 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 코팅 테이프를 제조하였다.
비교예 1
20 ㎛ 두께의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름 대신에 25 ㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(SKC(주))을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 코팅 테이프를 제조하였다.
비교예 2
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 두께를 50 ㎛로 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 양면 코팅 테이프를 제조하였다.
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-2에서 제조된 양면 코팅 테이프에 대한 물성 측정 및 성능 평가를 다음과 같은 방법으로 수행한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 연신율(%)
ASTM D882의 방법에 따라 양면 코팅 테이프의 열가소성 폴리우레탄 필름(또는 대응하는 PET 필름)의 연신율(%)을 측정하였다.
(2) 모듈러스(MPa)
ASTM D882의 방법에 따라 양면 코팅 테이프의 열가소성 폴리우레탄 필름(또는 대응하는 PET 필름)의 모듈러스(MPa)를 측정하였다.
(3) 파괴 하중(kgf)
ASTM D882의 방법에 따라 양면 코팅 테이프의 열가소성 폴리우레탄 필름(또는 대응하는 PET 필름)의 파괴 하중(kgf)을 측정하였다.
(4) 빛샘 성능
통상적인 텔레비전 제조공정에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 양면 코팅 테이프의 제 1 접착제 층이 가이드 프레임에 접하도록, 그리고 제 2 접착제 층이 LCD 패널에 접하도록 양면 코팅 테이프로 접착하는 공정을 수행하여 목적하는 텔레비전을 제작하였다. 이때, TV의 베젤이 아주 얇기 때문에 케이스 탑(case top)이 없는 구조로 LCD 패널과 가이드 프레임 사이에 두 가지 부품을 결합하는 용도로 양면 코팅 테이프가 적용되었다. 제작된 텔레비전 모니터 화면을 통해 빛샘 성능을 육안으로 관찰하여 평가하였다 - ○: 양호, △: 보통, X: 불량.
(5) 재작업성
상기 (4) 빛샘 성능 측정시와 동일하게 양면 코팅 테이프의 제 1 접착제 층이 가이드 프레임에 접하도록, 그리고 제 2 접착제 층이 LCD 패널에 접하도록 양면 코팅 테이프로 접착한 후 이를 다시 분리하였다. 분리 이후, LCD 패널의 표면에 접착제 잔류물이 남은 정도를 육안으로 관찰하여 평가하였다 - ○: 양호, △: 보통, X: 불량.
실시예 1
(TPU)		 실시예 2
(TPU)		 비교예 1
(PET)		 비교예 2
(PET)
필름(4)의 두께(㎛) 20 250 25 50
연신율(%) 390 828 71 63
모듈러스(MPa) 0.3107 3.7090 4760 1058
파괴 하중(kgf) 0.5086 1.7221 4.0256 7.6088
빛샘 성능 ○ ○ X △
재작업성 ○ ○ X X
상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 양면 코팅 테이프는 층 내에 TPU 필름을 포함함으로써, PET 필름을 대신 포함하는 비교예 1 및 2의 경우에 비해 높은 연신율, 낮은 모듈러스 및 낮은 파괴 하중을 갖는 등 훨씬 더 부드러운 물성을 나타냄을 알 수 있으며, 이로써, LCD에 가해지는 응력을 최소화하여 빛샘 현상을 효율적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 박리시에도 고가의 LCD 패널에 대해서 우수한 재작업성을 부여함을 확인할 수 있다.
10: 양면 코팅 테이프
20: 액정디스플레이(LCD) 패널
30: 가이드 프레임
1: 필름 캐리어 층
2: 발포체 캐리어 층
3: 제 1 접착제 층
3': 제 2 접착제 층
4: 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필름

Claims (8)

  1. 제 1 접착제 층, 필름 캐리어 층, 발포체(foam) 캐리어 층 및 제 2 접착제 층을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 양면 코팅 테이프에 있어서, 상기 발포 캐리어 층과 상기 제 2 접착제 층 사이에 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU) 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 접착제 층, 필름 캐리어 층, 발포체 캐리어 층, 열가소성 폴리우레탄 필름 및 제 2 접착제 층이 각각 10~150 ㎛, 10~150 ㎛, 200~3,000 ㎛, 15~300 ㎛ 및 10~150 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 캐리어 층이 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 캐리어 층인 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발포체 캐리어 층이 폴리우레탄 발포체 캐리어 층인 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 접착제 층이 아크릴계 고분자로 이루어진 접착제 층인 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양면 코팅 테이프가 100 내지 1500 %의 연신율(elongation), 0.1 내지 10 MPa의 모듈러스(modulus) 및 0.3 내지 3 kgf의 파괴 하중(breaking load)을 갖는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 테이프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 양면 코팅 테이프를 포함하는 전자 제품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자 제품이 텔레비전, 휴대폰 또는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 전자 제품.
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