KR20160133476A - 신장 가능한 접착제 용품, 그의 사용 및 제조 - Google Patents

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Abstract

배킹 및 상기 배킹의 적어도 하나의 표면 상에 코팅된 감압 접착제 조성물의 제1 층을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프가 기술되어 있으며, 접착 테이프는 0.05 내지 0.10 mm의 두께 및 850% 내지 2200%의 파단 신율을 갖고, 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 테이프를 기재로부터 제거하기 전에 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 기재 상에 남기지 않으면서, 상기 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있고, 감압 접착제는 작용기 말단화된 폴리우레탄을 포함한다. 본 발명의 신장 탈착가능한 접착 테이프를 포함하는 전자 장치가 또한 기술되어 있다.

Description

신장 가능한 접착제 용품, 그의 사용 및 제조 {STRETCH RELEASABLE ADHESIVE ARTICLE, USAGE AND MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 접착 테이프, 보다 특별하게는 신장 탈착가능한 접착 테이프(stretch releasable adhesive tape)에 관한 것이다.
접착 테이프, 예컨대, 예를 들어, 감압 접착 테이프는 통상적으로 기재에 단단히 결합되는데, 그 이유는 기재로부터의 테이프의 후속 분리가 의도되지도 않고 바람직하지도 않기 때문이다. 그러나, 사용 후에 기재로부터 깨끗하고 용이하게 제거되는 것이 가능하도록 특별하게 제제화된 제거가능한 접착 테이프가 존재한다. 미국 특허 제6,527,900호에는 기재에 도포될 수 있는 제거가능한 접착 테이프가 개시되어 있다. 상기 접착 테이프는 기재에 부착된 후 단단히 결합되지만, 그것을 기재의 표면에 대해서 실질적으로 평행한 방향으로, 즉, 약 35° 미만으로 단순히 신장(stretching)시킴으로써 기재를 손상시키지 않으면서 용이하게 제거될 수 있다. 일부 경우에, 상기 테이프가 상당히 조밀화된 전자 장치, 예를 들어 휴대 전화에서 사용되어 내부에 위치된 배터리를 그의 오목한 기재와 접착시킨 경우, 그러한 접착 테이프를 평행하거나 또는 35° 미만의 방향으로 제거하는 것은 실행가능하지 않을 것이다.
따라서, 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 테이프를 기재로부터 제거하기 전에 배킹(backing)이 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 기재 상에 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그곳으로부터 제거될 수 있는 신장 탈착가능한 접착 테이프를 수득하는 것이 바람직하다.
제1 측면은 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 가교-결합된 열가소성 폴리우레탄으로 제조된 배킹, 및 제1 표면과 제2 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 감압 접착제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프에 관한 것이다. 감압 접착제는 작용기 말단화된 폴리우레탄을 포함하는 아크릴 공중합체로부터 형성된다. 접착 테이프는 0.05 내지 0.10 mm 범위의 두께 및 850% 내지 2200% 범위의 길이방향 파단 신율(lengthwise elongation at break)을 갖고, 접착 테이프는 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 접착 테이프를 기재로부터 제거하기 전에 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 기재 상에 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있다.
제2 측면은 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 가교-결합된 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 기재, 및 제1 표면과 제2 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 감압 접착제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프에 관한 것이며, 여기서 감압 접착제는
(I) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 90 중량%의 아크릴 공중합체;
(ii) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%의 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체;
(iii) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 45 중량%의 점착 부여제; 및
(iv) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 중량% 내지 0.1 중량%의 가교-결합제를 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된다.
제3 측면은 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 잔류물을 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있는 신장 탈착가능한 접착 테이프에 관한 것이다. 테이프는 제1 주표면 및 반대편의 제2 주표면을 갖고, 가교-결합된 폴리우레탄을 포함하는 배킹 층; 및 제1 주표면과 반대편의 제2 주표면 중 적어도 하나 상에 배치된 아크릴 공중합체 접착제를 포함하며; 여기서 아크릴 접착제는 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체를 포함하여 배킹 층과의 결합을 증가시켜서, 배킹 층과 접착제 간의 응집이 기재와 접착제 간의 결합력보다 더 크다.
제4 측면은 배킹, 및 상기 배킹의 적어도 하나의 표면 상에 코팅된 감압 접착제 조성물의 제1 층을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프에 관한 것이며, 접착 테이프는 0.05 내지 0.10 mm의 두께 및 850% 내지 2200%의 파단 신율을 갖고, 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 테이프를 기재로부터 제거하기 전에 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 기재 상에 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있고, 여기서 감압 접착제는 작용기 말단화된 폴리우레탄을 함유한다. 본 발명의 신장 탈착가능한 접착 테이프를 포함하는 전자 장치가 또한 기술되어 있다.
제5 측면은 신장 탈착가능한 접착 테이프의 제조 방법에 관한 것이다. 방법은 개질된 아크릴 공중합체를 제조하는 단계, 가교-결합된 폴리우레탄 층을 제조하는 단계, 및 이어서 개질된 아크릴 공중합체를 폴리우레탄 층 상에 코팅하는 단계를 포함한다. 개질된 아크릴 공중합체의 제조 방법은 아크릴 공중합체 및 작용기 말단화된 폴리우레탄을 혼합함으로써 아크릴 접착제 용액을 제조하는 단계; 가교-결합제와 아크릴 접착제 용액의 혼합물을 제공하는 단계; 혼합물을 라이너 상에 코팅하는 단계; 및 코팅된 라이너를 오븐에 넣음으로써 라이너를 경화시켜서 접착제 층을 형성하는 단계를 포함한다. 작용기 말단화된 폴리우레탄은 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄, 또는 방향족 하이드록실 말단화된 폴리우레탄, 또는 그의 조합으로부터 선택될 수 있다. 폴리우레탄 층의 제조 방법은 방향족 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄과 메틸에틸케톤을 혼합함으로써 폴리우레탄 용액을 제조하는 단계; 폴리우레탄 용액을 가교결합시키는 단계; 폴리우레탄 용액을 라이너 상에 코팅하는 단계; 및 마지막으로 라이너를 대략 80℃의 조건 하에서 소정의 시간 기간 동안 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명인 신장 탈착가능한 접착 테이프는 다수의 전자 장치에서 사용될 수 있다. 전자 장치는 예를 들어, 휴대폰, 개인용 지원 장치(personal assistance device), 음악 재생기, 예컨대 MP3, MP4, 및 랩톱 컴퓨터 등일 수 있다. 전자 장치는 신장 탈착가능한 접착제 용품을 위한 한 가지 바람직한 최종 용도 응용을 나타내고자 하지만, 신장 탈착가능한 접착제 용품이 매우 다양한 다른 최종 용도 응용에서 사용될 수 있음이 인식될 것이다.
예시적인 실시양태로서, 전자 장치는 휴대 전화일 수 있다. 전화는 배터리, 배터리 수용 표면, 및 배터리를 배터리 수용 표면에 탈착가능하게 결합시키기 위한 신장 탈착가능한 접착제 용품을 포함한다. 배터리가 고정 목적 또는 임의의 다른 목적을 위해서 배터리 수용 표면으로부터 분리될 필요가 있을 경우, 전자 장치의 공간 제약으로 인해서, 신장력을 가하여 배터리 표면으로부터 대략 90° 이상의 각도로 접착 테이프를 당긴다. 신장 탈착가능한 접착제 용품은 그것을 배터리 표면으로부터 제거하기 전에 파열되지 않고, 접착제 잔류물을 배터리 표면 상에 남기지 않으면서 제거될 수 있다.
도 1은 신장 탈착가능한 접착 테이프의 예시적인 구조를 도시하고;
도 2는 도 1에서의 신장 탈착가능한 접착 테이프의 특성을 시험하기 위해서 사용될 최대 결합 강도 시험의 도면을 도시하고;
도 3은 도 1에서의 신장 탈착가능한 접착 테이프의 신장 탈착 시험의 도면을 도시하고;
도 4는 도 1에서의 신장 탈착가능한 접착 테이프의 접착 테이프 낙하 내성 시험(drop resistance test)의 도면을 도시하고;
도 5는 도 1에서의 신장 탈착가능한 접착 테이프의 신장 탈착 성능을 비교한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 단수 표현 ("a", "an", "the")은 상호교환가능하게 사용되고, 하나 이상을 의미하며; "및/또는"은 언급된 경우 중 하나 또는 둘 모두가 일어날 수 있는 것을 나타내기 위해서 사용되고, 예를 들어 A 및/또는 B는 (A와 B) 및 (A 또는 B)를 포함하며; "적어도 2"는 2 이상의 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 적어도 4, 적어도 6, 적어도 8, 적어도 10, 적어도 25, 적어도 50, 적어도 100 등). "적어도 1"은 1 이상의 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 적어도 2, 적어도 4, 적어도 6, 적어도 8, 적어도 10, 적어도 25, 적어도 50, 적어도 100 등). "가교-결합"은 재료의 탄성률(modulus)을 증가시키기 위해서 화학 결합 또는 화학 기를 사용하여 2개의 미리-형성된 중합체 쇄를 연결하는 것을 말하며; "가교결합된"은 재료의 탄성률을 증가시키기 위해서 2개의 미리-형성된 중합체 쇄가 화학 결합 또는 화학 기를 사용하여 연결된 것을 말하며; "가교-결합제" 및/또는 "가교-결합제"는 가교결합 작용제를 말한다 "중합체" 및 "중합체성" 및 "중합된 생성물"은 단독중합체, 공중합체, 삼원공중합체 등인 재료를 말한다. "공중합체" 및 "공중합체성"은 적어도 2종의 단량체로부터 형성된 중합체성 재료를 말한다. 즉, 공중합체는 단독중합체 만을 배제한 중합체의 하위세트이다. "아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 구조 중 하나 또는 그의 조합을 함유하는 화합물을 말한다. 범위로 언급된 경우, 그 범위의 종점은 그 범위에 포함되는 것으로 간주된다. 예를 들어, 표현 "x에서 y 범위로", "x 내지 y 범위로", "x에서 y 양으로", "x 내지 y 양으로", 또는 유사한 표현은 종점 x 및 y를 포함한다.
용어 "유리 전이 온도" 또는 "Tg"는 재료가 유리질 상태에서 고무질 상태로 변하는 온도를 말한다. 이러한 내용에서, 용어"유리질"은 재료가 경질이고 취성 (따라서 부서지기가 비교적 용이함)인 것을 의미하지만, 용어 "고무질"은 재료가 탄성이고 가요성인 것을 의미한다. 중합체성 재료의 경우, Tg는 그의 유리질 거동 및 고무질 거동을 분리하는 임계 온도이다. 중합체성 재료가 그의 Tg보다 낮은 온도이면, 큰 규모의 분자 운동이 상당히 제한되는데, 그 이유는 재료가 본질적으로 동결되기 때문이다. 다른 한편, 중합체성 재료가 그의 Tg보다 높은 온도이면, 그의 반복 단위의 규모에 대해서 분자 운동이 진행되어, 그것은 연질이거나 또는 고무질인 것이 허용된다. 중합체성 재료의 유리 전이 온도는 종종 시차 주사 열량측정법과 같은 방법을 사용하여 측정된다. 단량체의 Tg에 대한 본 명세서에서의 임의의 언급은 그 단량체로부터 제조된 단독중합체의 Tg를 말한다.
이제 도 1을 참고하면, 신장 탈착가능한 접착 테이프 (2)는 이형 라이너 (4), 이형 라이너에 부착된 제1 접착제 층 (6), 제1 접착제 층에 부착된 배킹 층 (8) 및 제2 접착제 층 (10)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층은 동일할 수 있다. 일부 실시양태에서, 테이프는 이형 라이너, 이형 라이너에 부착된 접착제 층, 접착제 층에 부착된 배킹 층을 포함할 수 있다. 각종 실시양태에서, 접착 테이프는 적어도 약 0.05 밀리미터(mm), 약 0.07 밀리미터, 약 0.09 밀리미터, 또는 약 1.0 밀리미터의 최소 두께, 및 약 1.2 밀리미터 이하의 최대 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, ASTM D3330 시험 표준을 사용한 접착 테이프의 180° 박리 강도는 적어도 0.2 N/mm, 적어도 0.5 N/mm, 적어도 0.7 N/mm, 적어도 0.8 N/mm이지만, 1.0 N/mm를 초과하지는 않는다.
일부 실시양태에서, 배킹 층 (8)은 열가소성 폴리우레탄 중합체로부터 제조된다. 보다 특별하게는, 배킹 층은 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄 중합체로부터 제조된다. 적합한 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄은 방향족 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄, 지방족 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄을 포함하지만, 그에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서, 열가소성 폴리우레탄은 방향족 하이드록실 말단화되어 있다. 일부 실시양태에서, 방향족 하이드록실 기의 중량%는 0.3 내지 3 중량%이고, 열가소성 폴리우레탄의 연질 분자 쇄의 유리 전이 온도 (Tg)는 -20 내지 40℃이고, 열가소성 폴리우레탄의 경질 분자 쇄의 유리 전이 온도/코플러 용융 온도(kofler melting temperature)는 60 내지 110℃이다. 열가소성 폴리우레탄은 35 MPa를 초과하는 인열 강도를 갖고, 쇼어 경도는 55A 내지 70A, 바람직하게는 65A이다.
일부 실시양태에서, 열가소성 폴리우레탄은 가교-결합제를 첨가함으로써 가교-결합된다. 적합한 가교-결합제는 아이소시아네이트 유형 가교-결합제를 포함한다. 아이소시아네이트 가교-결합제의 양은 0.1 내지 0.5 중량%일 수 있고, 0.15 내지 0.3 중량%일 수 있다. 가교-결합제는 아이소포론다이아이소시아네이트 단독중합체를 포함한다. 본 발명에 따라서, 접착제 용품을 위한 배킹 층은 통상적으로 신장 탈착 접착 테이프에서 사용하기에 적합한 기계적 특성을 갖도록 선택된다. 예를 들어, 배킹 층은 파손 없이 제1 방향 (예를 들어, 길이 방향)으로 적어도 850% 신장 (연신)될 수 있도록 선택된다. 즉, 적어도 하나의 치수, 예컨대 배킹 층의 길이는 신장을 통해서 파손 없이 적어도 850% 증가될 수 있다. 즉, 배킹 층은 적어도 850%, 적어도 1000%, 적어도 1200%, 적어도 1400%, 적어도 1600%, 적어도 1800%, 적어도 2000%, 및 적어도 2200%의 파단 신율을 갖는다. 상대적으로 큰 이들 신율 값은 물체 및/또는 기재에 접착된 후 접착 테이프 (2)의 신장 탈착을 용이하게 한다.
배킹 층은 적어도 25 MPa, 적어도 30 MPa, 적어도 35 MPa, 적어도 45 MPa의 영률을 갖지만, 50 MPa를 초과하지는 않는다. 영률은 예를 들어, 방법 ASTM D790-07 또는 ASTM D882-02를 사용하여 측정될 수 있다. 배킹 층은 35 마이크로미터 내지 70 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 배킹 층은 임의의 적합한 구조일 수 있다. 예를 들어, 배킹 층은 임의의 적합한 두께, 조성, 및 불투명성 및 투명성을 갖는 필름 형태일 수 있다. 배킹 층은 단층 필름 및/또는 다층 필름일 수 있다.
접착제 층은 추가로 개질된 감압 접착제로 제조된다. 일부 실시양태에서, 감압 접착제는 하기 성분을 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된다:
반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 90 중량%의 아크릴 공중합체;
반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%의 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체;
반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 45 중량%의 점착 부여제; 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 중량% 내지 0.1 중량%의 가교-결합제; 및 0 중량% 내지 3 중량%의 안료.
적합한 아크릴 공중합체는 미국 공개 특허 제20110104486A1호에 기술되어 있고, 그것은 참고로 포함되어 있다. 아크릴 공중합체의 중량%는 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 25 내지 90, 30 내지 90, 40 내지 80, 50 내지 70, 60 내지 65 중량%일 수 있다. 일부 실시양태에서, 아크릴 공중합체는 아크릴 공중합체의 총 중량을 기준으로 3 중량% 내지 10 중량%의 아크릴산 단량체를 포함한다.
일부 실시양태에서, 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체는 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄, 또는 방향족 하이드록실 말단화된 폴리우레탄, 또는 그의 조합을 포함한다. 작용기 말단화된 폴리우레탄의 Tg는 60 내지 80℃이다. 작용기 말단화된 폴리우레탄의 중량%는 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30에서 달라지고, 10 내지 25에서 달라지고, 10 내지 15에서 달라진다. 일부 실시양태에서, 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체는 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄을 포함하고, 설폰산 기의 중량%는 2 내지 5%이다.
본 발명에서 사용되는 점착 부여제는 로진 수지, 테르펜 수지를 포함하지만, 그에 제한되는 것은 아니다. 점착 부여제의 중량%는 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 내지 45에서 달라지고, 4 내지 45에서 달라지고, 10 내지 35에서 달라지고, 15 내지 30에서 달라지고, 20 내지 30에서 달라진다.
본 발명에서 사용되는 가교-결합제는 폴리아이소시아네이트를 포함하지만, 그에 제한되는 것은 아니다. 가교-결합제의 양은 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 내지 0.1, 0.05 내지 0.09, 0.06 내지 0.08 중량%에서 달라진다. 가교-결합제의 NCO (아이소시아네이트 기) 함량은 5 내지 12%이고, 가교-결합제의 점도는 400 내지 800 cP이다. 적합한 가교-결합제는 지방족 폴리아이소시아네이트 (IPDI 삼량체, HDI 삼량체)를 포함하지만, 그에 제한되는 것은 아니다.
접착 테이프의 색상을 변화시키는 것이 바람직한 경우, 반응 혼합물은 0 내지 3 중량%의 안료를 포함할 수 있다.
실시예
본 발명의 목적 및 이점은 하기 실시예를 참고로 추가로 설명될 것이다. 이들 실시예에 기록된 구체적인 재료, 양 및 다른 조건 및 상세사항은 단지 본 발명을 기술하기 위해서 사용되며, 어떤 방식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 본 발명에서 기술된 백분율, 비, 부 등은 전부 달리 특정되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.
달리 표시되지 않는다면 모든 양은 중량%로 명시한다.
[표 1]
Figure pct00001
시험 방법
본 발명의 샘플에 대한 성능 시험 및 특징은 하기 시험 방법에 따라서 수행된다.
박리 접착력 시험 (ASTM D 3330/D 3330M-04)
12 인치/min의 속도에서 IMASS SP-200 슬립(slip)/박리 시험기 (아이매스, 인크(IMASS, Inc.) (미국 메사추세스주 어코드 소재)로부터 입수가능함)을 사용하여 ASTM 국제 표준, D3330에 기술된 바와 같이 180도 박리 접착력을 측정하였다.
인장 시험 (ASTM D 3759)
304.8 mm/min의 크로스 헤드 속도에서 12.7 mm × 25.4 mm 테이프 스트립을 사용하여 인스트론(Instron) (모델 4465) 상에서 ASTM 국제 표준, D3759에 기술된 바와 같이 인장 시험을 수행하였다.
인장 시험 (ASTM D1876)
304.8 mm/min의 크로스 헤드 속도에서 25.4 mm × 150 mm 테이프 스트립을 사용하여 인스트론 (모델 4465)을 사용하여 ASTM D1876에 따라서 T-박리를 측정하였다.
도 2에 도시된 바와 같이 12 인치/min의 크로스 헤드 속도에서 인스트론 (모델 4465)을 사용하여 60 mm × 20 mm × 0.1 mm (두께) 테이프 샘플 상에서 최대 결합 강도를 시험하였다.
도 3에 도시된 바와 같이 12 인치/min의 크로스 헤드 속도에서 90도 당김 각도에서 인스트론 (모델 4465)을 사용하여 90 mm × 20 mm × 0.1 mm (두께)의 샘플 상에서 신장 탈착 시험을 수행하였다. 시험된 총 샘플에 대한 깨끗하게 제거된 샘플의 백분율로서 신장-탈착의 신뢰성을 기록하였다. 1) 본래 샘플 및 2) 65℃ 및 RH 95%에서 72시간 동안 에이징한 후 샘플에 대해서 신장 탈착 시험을 수행하였다
낙하 내성 시험
도 4에 도시된 바와 같이 60 mm × 20 mm 샘플 상에서 낙하 내성 시험을 수행하였다. 시험 장치는 플레이트 (14), 플레이트와 연결된 지지체 (16), 및 시험 블록 (18), 및 특정 높이를 갖는 막대를 통해서 시험 블록을 지지하기 위해서 사용되는 기저부 (20)를 포함한다. 시험 시에, 본 발명의 테이프를 사용하여 시험 블록 (18)에 접착된 용품을 플레이트의 표면으로부터 낙하시켜서 그의 낙하 내성을 시험한다. 낙하 높이를 초기 높이로부터 5 cm 증분으로 증가시켰고, 파괴 높이 (HOFF)를 관찰하였다. 임의의 부분적인 접착제 파괴/박리를 파괴로서 포함시켰다.
잔류물의 측정
접착제가 제거된 기재 상의 잔류물을 가시도(visibility)로, 즉 눈으로 측정한다.
탈착 신뢰성 시험
도 3에 도시된 바와 같이 12 인치/min의 크로스 헤드 속도에서 90도 당김 각도에서 인스트론 (모델 4465)을 사용하여 90 mm × 20 mm × 0.1 mm (두께)의 샘플 상에서 신장 탈착 시험을 수행하였다. 시험된 총 샘플에 대한 깨끗하게 제거된 샘플의 백분율로서 신장-탈착의 신뢰성을 기록하였다. 1) 본래 샘플 및 2) 65℃ 및 RH 95%에서 72시간 동안 에이징한 후 샘플에 대해서 신장 탈착 시험을 수행하였다
제조 실시예
신장 탈착가능한 테이프 실시예 (E1 및 E2)의 상세한 제제가 하기에 나타나 있다.
[표 2]
Figure pct00002
실시예 E1 및 E2
개질된 아크릴 접착제 층
아크릴 공중합체의 제조 방법은 다음과 같다. 2-에틸 헥실 아크릴레이트 (2-EHA) 1병을 다우 케미칼 코.(Dow Chemical Co.)로부터 입수하였고, 4.5 그램의 부틸 아크릴레이트 (BA), 및 4.5 그램의 아크릴산 (AA, 바스크 코프.(BASF Corp.)로부터 입수)을 입수하였다. 병은 또한 177 그램의 에틸 아세테이트 (EtOAc, 용매) 및 0.200 그램의 바조(VAZO)-67 (듀폰(DuPont)으로부터 입수된 아조니트릴 중합 개시제)을 함유하였다. 이 혼합물을 질소로 퍼지하여 모든 산소를 제거하고, 이어서 병을 밀봉하였다. 이렇게 밀봉된 병을 수조에 넣고, 58℃에서 24시간 동안 가열하였다. 생성된 샘플을 추가 56 그램의 EtOAc로 추가로 희석하였다. 최종 샘플은 투명한 점성 용액이었다.
표 2에 개질된 아크릴 접착제 하에 열거된 바와 같은 성분 (가교-결합제 제외)을 혼합하여 약 8,000 cps의 점도를 갖는 코팅가능한 용액을 수득함으로써 40% 고체를 갖는 접착제 용액을 제조하였다. 이어서, 접착제 용액을 데스모두어 DN 가교-결합제와 혼합하고, 용매 코팅기를 사용하여 폴리올레핀 코팅된 크래프트(Kraft) (PCK) 이형 라이너 상에 코팅하고, 105℃에서 2분 동안 연속식 가열 오븐에서 건조하여 21 마이크로미터의 접착제 층을 수득한다.
PU 층
먼저 25 부의 방향족 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄 (에스테인 5702)과 75 부의 메틸에틸케톤 (MEK)을 혼합하고, 이어서 Z4470 가교-결합제를 혼입함으로써 폴리우레탄 용액을 제조하였다. 용매 코팅기를 사용하여 PU 용액을 PCK 라이너 상에 코팅하고, 80℃에서 5분 동안 연속식 가열 오븐에서 건조하여 58 마이크로미터 두께의 PU 층을 수득하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 접착제 스킨 층을 PU 층의 양 표면에 적층함으로써 본 발명의 다층 접착 테이프를 제조한다. 그러한 접착제는 배킹 층 (8) 상에 코팅되어 접착 테이프 (2)를 형성할 수 있거나, 또는 그러한 접착제는 단일의 균질한 접착제 층 (즉, 배킹 층 없음) 형태의 접착 용품을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 신장 탈착가능한 테이프의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 코팅된 크래프트 (PCK) 이형 라이너, 개질된 아크릴 접착제의 제1 층, 특별한 폴리우레탄 코어 및 개질된 아크릴 접착제의 제2 층을 포함한다. 개질된 아크릴 접착제의 제1 층 및 제2 층의 제제는 동일할 수 있다. 압출기 및 다층 공-압출 다이에 의해서 접착제 층 및 코어 층을 형성함으로써 신장 탈착 테이프를 제조하기에 핫 멜트 공정이 또한 적합하다.
비교예 (C1, C2, C3 및 C4)
비교예가 표 2에 나타나 있다. 비교예 C1 (티 컴퍼니 0.1 mm 본드 앤드 디태치 DC 테이프(T company 0.1mm Bond & Detach DC tape)) 및 C2 (엠 컴퍼니(M company) 0.9 mm)는 표 2에 기술된 바와 같이 시판 제품이다. 접착제가 표 2에 나타내어진 바와 같이 열가소성 PU 첨가물을 함유하지 않는 것을 제외하고는, E1 및 E 2에 기술된 동일한 절차를 사용하여 비교예 C3 및 C4를 제조하였다.
[표 3]
Figure pct00003
표 3은 본 발명의 신장-탈착가능한 접착 테이프의 구조를 경쟁적인 테이프와 비교하여 보여준다.
[표 4]
Figure pct00004
표 4에 요약된 바와 같이, 비교예 C1 및 C2는 불량한 탈착 신뢰성, 즉 C1의 경우 70% 및 C2의 경우 0%를 나타내는데, 그 이유는 이들은 본래 평면 내 신장-탈착을 위해서 설계된 종래의 신장-탈착가능한 테이프이기 때문이다. 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄, 즉 시노켐을 갖는 개질된 아크릴 접착제, 및 가교결합된 방향족 하이드록실 말단화된 폴리우레탄을 포함하는 본 발명의 실시예 E1 및 E2의 접착 테이프는 >1000% 파단 신율 및 >40 MPa 최대 응력을 나타낸다. E1 대 C3, 및 E2 대 C4의 시험 결과를 비교할 때, 그것은, 표에 열거된 바와 같은 특정 폴리우레탄을 아크릴 공중합체, 점착 부여제, 및 가교-결합제와 블렌딩하는 것이 개질된 아크릴 PSA에 균형잡힌 접착력, 보유력, 가교결합된 폴리우레탄 층에 대한 개선된 접착력을 제공하고, 따라서 비교예에 비해서 신뢰성있는 수직 신장-탈착 성능 및 개선된 낙하 내성을 갖는 최종 테이프를 수득가능하게 한다는 것을 나타낸다.
도 5는 E1, C1 및 C2의 수직 신장-탈착 성능을 보여주고, 여기서 C1 및 C2는 E1에 비해서 상당히 더 낮은 파단 신율 및 최대 응력을 갖는다. 65℃ 및 RH 95%에서 72시간 동안의 열-습식 에이징 후, C2는 현저히 감소된 파단 신율 및 인장을 나타낸 반면, E2는 높은 파단 신율 및 인장 강도를 유지한다. 이는 본 발명에서와 같은 조성물로부터 제조된 접착 테이프가 균형 잡힌 접착력, 수직 신장-탈착 성능 및 낙하 내성에서 이점을 가질 뿐만 아니라 시판되는 경쟁적인 테이프에 비해서 개선된 열-습식 에이징 내성을 또한 갖는다는 것을 예증한다.

Claims (34)

  1. 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 가교-결합된 열가소성 폴리우레탄으로 제조된 배킹(backing); 및 상기 제1 표면과 제2 표면 중 적어도 하나 상에 배치되고, 작용기 말단화된 폴리우레탄을 포함하는 아크릴 공중합체로부터 형성된 감압 접착제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프(stretch releasable adhesive tape)로서, 0.05 내지 0.10 mm 범위의 두께 및 850% 내지 2200% 범위의 길이방향 신율(lengthwise elongation)을 갖고, 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 접착 테이프를 기재로부터 제거하기 전에 상기 배킹이 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 기재 상에 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄이 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄, 또는 방향족 하이드록실 말단화된 폴리우레탄, 또는 그의 조합을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배킹이 방향족 하이드록실 말단화된 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄이 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄 중합체인 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄이 55A 내지 70A 범위의 쇼어 경도를 갖고, 열가소성 폴리우레탄의 연질 분자 쇄의 유리 전이 온도 (Tg)가 -20 내지 40℃이고, 열가소성 폴리우레탄의 경질 분자 쇄의 유리 전이 온도/코플러 용융 온도(kofler melting temperature)가 60 내지 110℃이고, 인열 강도가 35 MPa를 초과하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  6. 제1항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄이 상기 아크릴 공중합체와 상용성인 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착 테이프가 25 MPa 내지 50 MPa의 인장 강도를 갖는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  8. 제1항에 있어서, 접착 테이프의 180° 박리 강도가 0.2 N/mm 내지 1.0 N/mm 범위인 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  9. 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 가교-결합된 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 기재; 및
    상기 제1 표면과 제2 표면 중 적어도 하나 상에 배치되고,
    (v) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 90 중량%의 아크릴 공중합체,
    (vi) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%의 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체,
    (vii) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 45 중량%의 점착 부여제, 및
    (viii) 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 중량% 내지 0.1 중량%의 가교-결합제를 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된 감압 접착제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  10. 제9항에 있어서, 접착 테이프의 180° 박리 강도가 0.2 N/mm 내지 1.0 N/mm 범위이고, 접착 테이프의 두께가 0.05 내지 0.10 mm 범위인 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  11. 제9항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄이 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄, 또는 방향족 하이드록실 말단화된 폴리우레탄, 또는 그의 조합을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  12. 제11항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄의 양이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%에서 달라지는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  13. 제11항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄의 양이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 25 중량%에서 달라지는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  14. 제11항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄의 양이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 10 내지 15 중량%에서 달라지는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  15. 제9항에 있어서, 아크릴 공중합체가 아크릴 공중합체의 총 중량을 기준으로 3 중량% 내지 10 중량%의 아크릴산 단량체를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  16. 제9항에 있어서, 반응 혼합물이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 40 중량%의 점착 부여제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  17. 제9항에 있어서, 반응 혼합물이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 30 중량%의 점착 부여제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  18. 제9항에 있어서, 열가소성 폴리우레탄이 방향족 하이드록실 말단화되어 있고, 방향족 하이드록실 기의 중량%가 0.3 내지 3%이고, 열가소성 폴리우레탄의 연질 분자 쇄의 유리 전이 온도 (Tg)가 -20 내지 40℃이고, 열가소성 폴리우레탄의 경질 분자 쇄의 유리 전이 온도/코플러 용융 온도가 60 내지 110℃인 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  19. 제9항에 있어서, 열가소성 폴리우레탄이 0.1 중량% 내지 0.5 중량%의 아이소시아네이트 가교-결합제를 첨가함으로써 가교-결합된 신장 탈착가능한 접착 테이프 용품.
  20. 제9항에 있어서, 열가소성 폴리우레탄이 0.15 중량% 내지 0.3 중량%의 아이소시아네이트 가교-결합제를 첨가함으로써 가교-결합된 신장 탈착가능한 접착 테이프 용품.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 가교-결합제가 아이소포론다이아이소시아네이트 단독-중합체를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프 용품.
  22. 제9항에 있어서, 반응 혼합물이 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 내지 0.1 중량%의 가교-결합제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  23. 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 잔류물을 남기지 않으면서, 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있는 신장 탈착가능한 접착 테이프로서,
    제1 주표면 및 반대편의 제2 주표면을 갖고, 가교-결합된 폴리우레탄을 포함하는 배킹 층; 및
    제1 주표면과 반대편의 제2 주표면 중 적어도 하나 상에 배치되고, 작용기 말단화된 폴리우레탄 중합체를 포함하여 배킹 층과의 결합을 증가시켜서, 배킹 층과 접착제 간의 응집이 기재와 접착제 간의 결합력보다 더 큰 아크릴 공중합체 접착제를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  24. 제23항에 있어서, 0.05 mm 내지 0.10 mm의 두께, 1000%를 초과하는 길이방향 파단 신율, 및 25 MPa를 초과하는 인장 강도를 갖는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  25. 제23항에 있어서, 아크릴 접착제 층이
    반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 90 중량%의 아크릴 공중합체;
    반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%의 작용기 말단화된 폴리우레탄;
    반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 45 중량%의 점착 부여제; 및
    반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.02 중량% 내지 0.1 중량%의 가교-결합제를 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  26. 제26항에 있어서, 반응 혼합물이 0 중량% 내지 3 중량%의 안료를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  27. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 라이너를 추가로 포함하고, 이것에 접착제가 부착되어 있는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  28. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 신장 탈착가능한 접착 테이프를 사용함으로써 서로에 접착된 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 전자 장치.
  29. 배킹 및 상기 배킹의 적어도 하나의 표면 상에 코팅된 감압 접착제 조성물의 제1 층을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프로서, 접착 테이프는 0.05 내지 0.10 mm의 두께를 갖고, 기재에 단단히 결합될 수 있고, 그 후에 상기 테이프를 상기 기재로부터 제거하기 전에 상기 배킹이 파열되지 않고, 실질적인 감압 접착제 잔류물을 상기 기재 상에 남기지 않으면서, 상기 기재의 표면으로부터 90° 이상의 각도로 신장된 후 그로부터 제거될 수 있고, 감압 접착제는 작용기 말단화된 폴리우레탄을 포함하고, 테이프는 850% 내지 2200%의 파단 신율을 갖는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  30. 제30항에 있어서, 작용기 말단화된 폴리우레탄이 지방족 설폰산 말단화된 폴리우레탄을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프.
  31. (1) 작용기 말단화된 폴리우레탄 및 아크릴 공중합체로부터 제조된 접착제를 제공하는 단계;
    (2) 가교-결합된 폴리우레탄 층을 제공하는 단계; 및
    (3) 접착제를 폴리우레탄 층의 표면 중 적어도 하나 상에 배치하는 단계를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프의 제조 방법.
  32. 제32항에 있어서, 단계 (1)이
    A) 아크릴 공중합체 및 작용기 말단화된 폴리우레탄을 혼합함으로써 아크릴 접착제 용액을 제조하는 단계;
    b) 가교-결합제의 혼합물을 아크릴 접착제 용액에 제공하는 단계;
    c) 혼합물을 라이너 상에 코팅하는 단계; 및
    d) 라이너를 건조하여 접착제 층을 형성하는 단계를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서, 단계 (2)가
    A) 방향족 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄과 메틸에틸케톤을 혼합함으로써 폴리우레탄 용액을 제조하는 단계;
    b) 가교-결합제를 폴리우레탄 용액에 혼입하는 단계;
    c) 폴리우레탄 용액을 라이너 상에 코팅하는 단계; 및
    d) 라이너를 대략 80℃의 조건 하에서 소정의 시간 기간 동안 건조하여 배킹 층을 형성하는 단계를 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프의 제조 방법.
  34. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 압출기 및 다층 공-압출 다이에 의해서 접착제 층 및 접착제가 부착된 배킹 층을 형성함으로써 신장 탈착 테이프를 제조하기에 적합한 핫 멜트 공정을 포함하는 신장 탈착가능한 접착 테이프의 제조 방법.
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