KR20190066334A

KR20190066334A - 피착면과의 접점을 최소화 할 수 있는 3차원구조의 기재를 포함하는 점착테이프

Info

Publication number: KR20190066334A
Application number: KR1020170165969A
Authority: KR
Inventors: 홍중기; 최준혁; 이승운; 최이찬; 곽수민
Original assignee: (주)케이에프엠
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2019-06-13

Abstract

본 발명은 3차원 구조 포함 기재층
상기 기재층의 3차원 구조 상에 상기 3차원 구조의 높이 보다 낮은 두께로 도포된 점착제층을 포함하는 점착테이프에 관한 것이다

Description

피착면과의 접점을 최소화 할 수 있는 3차원구조의 기재를 포함하는 점착테이프{ADHESIVE TAPE WITH A BASE CONTAINING 3D STRUCTURES AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은, 건축 자재, 전기전자 분야 등에서 사용되는 각종 수지판, 유리판, 금속판 등의 표면을 보호하는 목적에서 그 표면에 점착하여, 보관, 운반, 후가공시에 피착제를 흠집, 오염 등으로부터 지키는 표면 보호테이프에 관한 것이다. 특히 본 발명은 마이크로 렌즈 어레이 기재를 포함하는 점착테이프에 관한 것이다.

다양한 제품에 사용되는 자재(피착제)는 생산되고 이송되어 제품에 사용되기 전까지 그 표면 등이 스크레치와 같은 손상으로부터 보호되어야 한다. 이를 위해 피착제의 표면은 생산 후 보호테이프로 보호되고 상기 보호테이프는 피착제가 제품에 사용되는 단계에서 피착제로부터 박리되고 있다. 이때 보호테이프는 피착제의 생산 후 이송 과정 등에서 피착제의 표면에 충분이 접착되어 있을 수 있는 접착력을 가져야 하는 반면, 이후 제거 단계에는 피착제의 표면에 잔사나 오염을 남기지 않고 깨끗하게 분리되어야 한다.

보호테이프용으로 다양한 점착테이프가 개발되고 있으나 피착제의 표면에 잔사가 남는 문제점이 충분히 해소되지 못하고 있다. 최근 피착제로 도료가 미리 코팅된 PCM(pre-coated metal) 피착제가 주로 사용되고 있다. PCM 피착제는 보호테이프로 종래의 점착테이프를 사용하는 경우, 상온 조건에서는 표면에 잔사나 오염이 남지 않으나 신뢰성 조건, 즉 고온,다습 조건에서 장시간 둔 경우에는 표면에 잔사나 오염이 남는 문제가 발생하고 있다.

한국 공개특허공보 2010-0046267

본 발명은 피착제의 표면 보호용 테이프로 피착제와의 접착력은 충분하면서 박리 후 피착제의 표면에 오염 또는 잔사가 남지 않는 피착제 표면 보호용 점착테이프를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

특히 PCM(pre-coated metal) 피착제용 보호테이프로 피착제 표면에 잔사나 오염, 특히 가혹 조건에서 잔사나 오염이 남는 문제가 없는 보호용 점착테이프를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 피착제의 표면에 오염 또는 잔사가 남지 않는 피착제 표면 보호용 점착테이프를 신뢰성 높게 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 기재층과 검착제층을 포함하는 점착테이프로,

상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3면적% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층

상기 기재층의 3차원구조 상에 상기 3차원구조의 높이 보다 낮은 두께로 도포된 점착제층을 포함하는 점착테이프를 제공한다.

또한 본 발명은 기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로,

상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3면적% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층을 준비하는 단계 및

상기 기재층의 3차원구조 상에 상기 3차원구조의 높이보다 낮은 두께로 점착제층을 형성하는 단계를 포함하는 점착테이프 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로

상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3부피% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층을 준비하는 단계,

상기 3차원구조의 높이보다 낮은 두께로 점착제층이 도포된 이형필름을 준비하는 단계 및

상기 3차원구조 포함 기재층과 점착제층이 도포된 이형필름을 합지하는 단계를 포함하는 점착테이프의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 점착테이프는 피착제에 부착하였을 때 피착제 상의 잔사 또는 오염을 최소화 하는 효과가 있다. 특히 본 발명은 PCM 피착제에 적용하였을 때 가혹조건에서도 잔사 또는 오염이 최소화되는 효과가 있다.

도 1은 (a)는 본 발명의 일예로 마이크로 렌즈 어레이 포함 기재의 표면 사진이고, (b)는 부분 확대한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일예로 마이크로 렌즈 어레이 포함 기재의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일예로 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 점착테이프의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일예로 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 점착테이프가 피착제와 접촉하는 경우의 접점을 모식화 한 도이다.
도 5는 PCM 피착제에 실시예 1의 점착테이프를 적용한 후 제거한 이후의 피착제의 표면 사진이다.
도 6은 PCM 피착제에 비교예 1의 점착테이프를 적용한 후 제거한 이후의 피착제의 표면 사진이다.

본 발명은 점착층과 기재층을 포함하는 점착테이프로,

상기 점착제층과 피착면과의 접점이 파착면 전체 면적 대비 10 ~ 3면적% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층

상기 기재의 3차원구조는 상부의 점착제층이 피착면과 전체 면을 통하여 접촉하지 않도록 하여 주는 구조이면 그 형태에 제한이 없으나, 마이크로 렌즈 어레이 형태가 제작 및 효율면에서 바람직하다. 마이크로 렌즈는 기재로 부터 돌출되어 있는 형태면 그 형상에 상관없이 모두 사용 가능한 것으로 반구형을 포함하여 사다리꼴형, 삼각뿔형, 무정형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는 반구형과 무정형의 형상을 갖는다.

본 발명의 점착테이프는 상기 기재의 3차원구조의 높이, 그리고 3차원구조 간 간격을 다양하게 함으로 인하여 피착제에 대한 점착성을 가지면서도 피착제로부터 제거 시 피착제에 잔사나 오염을 남기지 않을 수 있다. 본 발명의 3차원구조의 높이(기재의 기저면으로부터 3차원 구조의 산까지의 거리)가 바람직하게는 5~1000㎛ 일 수 있다. 3차원구조의 높이가 상기 범위에 있는 경우 점착테이프가 적절한 점착력을 가지면서 피착제와 분리시켰을 때 피착제에 잔사나 오염을 최소화 할 수 있다.

이하 본 발명은 일예로 점착제층과 접하는 표면에 마이크로 렌즈 어레이(MLA, micro lens array)를 포함하는 기재를 일예로 본 발명을 설명한다. 다만 본 발명이 마이크로 렌즈 어레이에 한정되는 것은 아니다.

상기 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 기재의 표면 사진((a)) 및 부분 확대 사진((b))을 도 1에 도시하였고 측면 모식도를 도 2에 도시하였다. 상기 예에 의하면 상기 기재의 마이크로 렌즈 어레이 위에 점착제층이 렌즈 어레이의 굴곡을 따라 형성되어 있으며, 이때 점착제층의 두께는 렌즈의 높이보다 작은 것을 특징으로 한다. 그 결과 본 발명의 점착테이프는 점착제층의 면이 굴곡을 가지고, 피착제에 접착되는 경우 점착제층의 전면이 아닌 접점을 통해 접착하게 되고 이후 피착제로부터 분리될 때 피착제에 잔사나 오염을 최소화 하는 장점이 있다.

도 3에 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 기재, 점착제층 및 이형필름을 포함하는 점착테이프의 개략도를 도시하였고, 도 4에 본 발명의 점착테이프가 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 기재 위에 형성된 점착제층을 통하여 피착제와 접촉하는 경우의 접점을 모식화 하였다.

본 발명의 기재의 3차원구조를 제외한 기재의 두께는 1.2~1000㎛일 수 있다.

본 발명의 점착테이프의 기재의 3차원 구조를 제외한 부분은 다양한 원료로 제조될 수 있는데, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 점착테이프의 기재의 3차원구조 원료로는 자외선 경화형 수지가 사용될 수 있고, 특히 자외선 경화형 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane), 쿼츠(Quarts) 퓨즈드 실리카(Fused Silica) 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 기재의 3차원 구조는 3차원 구조를 제외한 기재와 동일한 원료로 제조될 수도 있고 상이한 원료로 제조될 수도 있다.

본 발명의 기재의 3차원 구조는 평면 형태의 기재 위에 임프린팅(Imprinting)방식 등에 의하여 형성될 수 있다.

본 발명의 점착테이프는 기재의 3차원 구조의 굴곡을 따라 3차원 구조의 높이보다 낮은 두께로 점착제를 도포하여 3차원 구조를 갖는 점착제층을 포함한다. 즉, 본 발명의 점착제층은 표면이 기재층의 3차원 구조를 따라 굴곡져 있다. 그 결과 본 발명의 점착제층은 피착제와 면접촉이 아닌 접점을 통한 접촉을 하게 되고 이 접점의 범위를 조절하여 원하는 정도의 접착 강도와 이후 분리 시 피착제 상의 잔사나 오염을 최소화 하는 것이다. 본 발명에서 점착제층과 피착면은 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 5면적%의 접점을 통하여 접촉할 수 있다. 점착제층과 피착면이 상기와 같은 면적비로 접촉하면, 점착테이프가 피착제에 충분히 접착되어 있으면서, 이후 제거 단계에서 피착제의 표면에 잔사 또는 오염을 남기지 않는 장점이 있다.

본 발명은 피착제 상의 잔사나 오염을 최소화 하면서도 점착제의 종류 및 도포량에 따라 다양한 점착력 구현이 가능하다.

본 발명은 점착제의 모듈러스(modulus) 및 경도(hardness)에 따라 3차원 구조 포함 기재층의 두께를 조절하여 최상의 물성을 낼 수 있는 점착테이프를 제공할 수 있다. 점착제의 모듈러스 및 경도가 낮을수록 점착제와 피착제와 접점이 늘어나서 점착력은 높아지지만 피착제 상에 잔사나 오염이 발생할 가능성이 증가한다. 이에 본 발명은 3차원 구조 포함 기재층의 두께를 조절하여 점착테이프 전체의 모듈러스와 경도를 조절함으로써 점착테이프의 원하는 물성을 구현할 수 있다.

본 발명의 점착제층의 두께는 기재층의 3차원 구조의 높이보다 낮아서 점착제층의 표면이 굴곡을 가질 수 있는 정도이면 되는 것으로 바람직하게는 1~500㎛이다.

본 발명의 점착테이프에서 점착제층 두께에 대한 3차원 구조의 높이의 비율은 1:2~1:100이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1:2~1:50이다. 비율이 상기 범위일 경우 점착테이프의 두께가 적절하고 점착제층이 적절한 모듈러스와 경도를 가지고 피착제에 대한 보호 기능 및 분리 시 잔사 또는 오염을 남기지 않을 수 있다.

본 발명의 점착제는 작은 접점에서 점착제 역할을 할 수 있는 강점 점착제가 바람직하고, 강점 점착제는 당업계에서 사용하는 강점 점착제는 제한없이 모두 사용 가능하나 특별히 평균분자량(Mw)이 30만~150만이고, 분자량 10만 이하의 저분자 물질이 0~10% 포함되어 있는 점착제가 바람직하다. 바람직하게는 폴리우레탄계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다.

상기 점착제층은 점착제, 경화제, 실란, 점착부여제(tackifier) 및 용매를 포함하는 용액으로 제조되어 마이크로 렌즈 어레이 포함 기재층에 도포되고 건조되어 형성된다. 상기 실란은 앵커(Anchor)제나 커플링(Coupling)제로 사용되는 물질로 점착제의 응집력을 강화시키고, 기재와의 키잉(Keying)성을 높이는 등의 역할을 한다. 점착부여제는 터펜(Terphene) 페놀성 레진(phenolic Resin), 로진 에스터(Rosin ester) 등 여러 종류가 있는데 점착제의 점착력을 상승시키고, 점착성을 증가시키는 등의 역할을 한다. 상기 용매로는 당업계에 사용되는 용매는 제한없이 모두 사용 가능하나 바람직하게는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔(Toluene), 에틸아세테이트(EA) 등이 있으며, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 점착테이프는 점착력이 1~3000 gf/in 일 수 있고, 바람직하게는 1~500 gf/in 일 수 있다.

본 발명의 점착테이프는 고온다습 조건에서 피착제에 오염 및 잔사가 남지 않는 특징이 있다. 즉, 종래의 점착테이프는 피착제에 사용시 상온에서는 잔사나 오염이 남지 않는 반면 신뢰성조건(85℃/85% 또는 60℃/90% 등의 고온다습조건)에서는 10일 이상의 경우 오염 및 잔사가 남는다. 이에 반해 본 발명의 점착테이프는 신뢰성 조건(85℃/85% 또는 60℃/90% 등의 고온다습조건)에서도 오염 및 잔사가 남지 않는 특징이 있다.

본 발명은 기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로

상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3부피% 가 될 수 있도록 하는 3차원 구조 포함 기재층을 준비하는 단계

상기 기재층의 마이크로 렌즈 어레이 상에 상기 렌즈의 굴곡을 따라 렌즈의 높이보다 낮은 두께로 점착제층을 형성하는 단계를 포함하는 점착테이프 제조 방법을 제공한다.

상기 3차원 구조 포함 기재층은 3차원 구조가 없는 평면 기재 위에 임프린팅 방식으로 3차원 구조를 형성할 수 있다.

하기에서 마이크로 렌즈 어레이 포함 기재에 점착제층을 도포하는 경우를 예로 본 발명의 점착테이프 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.

1. 3차원 구조 포함 기재를 언와인더(unwinder)를 이용하여 풀면서(unwinding) 주행시킨다.

2. 가이드롤을 통해 주행되어진 3차원 구조 포함 기재에 코터기(coater)를 이용하여 점착액을 두께에 맞게 도포한다.

3. 점착액의 용제를 제거하기 위하여 일정 온도 및 시간 동안 건조기(dry duct)를 통과시킨다.

4. 합지할 이형필름을 언와인더를 이용하여 풀면서 주행시킨다.

5. 라미네이션 또는 핫 라미네이션을 이용하여 점착제가 도포된 3차원 구조 포함 기재와 이형필름을 합지시킨다.

6. 리와인더(rewinder)를 이용하여 합지된 점착테이프를 감는다.

또한, 본 발명은 이형필름에 점착제층을 형성한 후 마이크로 렌즈 어레이 포함 기재와 합지하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명은 기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로

이를 보다 구체적으로 설명하면

1‘. 이형필름을 언와인더를 이용하여 풀면서 주행시킨다.

2‘. 가이드롤을 통해 주행되어진 이형필름에 코터기(coater)를 이용하여 점착액을 두께에 맞게 도포한다.

3‘. 점착액의 용제를 제거하기 위하여 일정 온도 및 시간 동안 건조기(dry duct)를 통과시킨다.

4‘. 합지할 3차원 구조 포함 기재를 언와인더(unwinder)를 이용하여 풀면서(unwinding) 주행시킨다.

5‘. 라미네이션 또는 핫 라미네이션을 이용하여 점착제가 도포된 이형필름과 3차원 구조 포함 기재를 합지시킨다.

6‘. 리와인더(rewinder)를 이용하여 합지된 점착테이프를 감는다.

본 발명은 3차원 구조를 포함하는 기재에 점착제 용액을 도포하는 간단한 방법으로 점착제층 표면이 굴곡을 갖는 점착테이프를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한 제품의 두께에 따라 다양한 방법으로 점착테이프를 제조할 수 있는 장점이 있다. 제품의 두께가 낮을 경우, Roll to Roll 방식이 가능하여 빠른 시간에 대량생산이 가능하고, 제품의 두께가 높을 경우 시트(Sheet)방식으로 제작 가능하다는 장점이 있다.

이하 3차원구조로 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 기재를 사용한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 제한되지는 않는다.

실시예 1

평균높이 230㎛의 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 기재를 준비하고, 상기 기재 위에 MEK 용매에 Mw가 100만이고, 저분자물질을 2중량% 포함하는 폴리우레탄 점착제, 이소시아네이트 경화제 및 실란을 하기 표 1의 중량비로 혼합하여 제조한 MEK용액을 도포하여 7㎛ 두께의 점착제층을 형성한다. 이후 100~120℃에서 건조하여 점착테이프를 제조한다.

점착력은 10 gf/in 이다.

상기 점착테이프를 피착제에 점착시켰을 때 잔사 및 오염이 존재하지 않았다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 점착테이프를 제조하되 점착부여제(tackifier)를 추가하였다. 점착력은 20 gf/in 이다.

실시예 3

점착제로 폴리우레탄 대신 아크릴 점착제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착테이프를 제조였다. 점착력은 50 gf/in 이다.

실시예 4

실시예 3과 동일하게 점착테이프를 제조하되 점착부여제(tackifier)를 추가하였다. 점착력은 70 gf/in 이다.

비교예 1

실시예 1과 동일하게 점착테이프를 제조하되 마이크로 렌즈가 없는 기재를 사용하였다. 점착력은 50 gf/in 이다.

상기 점착테이프를 피착제에 점착시켰을 때 잔사 및 오염이 존재하였다.

비교예 2

비교예 1과 동일하게 점착테이프를 제조하되 점착부여제(tackifier)를 추가하였다. 점착력은 80 gf/in 이다.

비교예 3

점착제로 폴리우레탄 대신 아크릴 점착제를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 점착테이프를 제조였다. 점착력은 120 gf/in 이다.

비교예 4

비교예 3과 동일하게 점착테이프를 제조하되 점착부여제(tackifier)를 추가하였다. 점착력은 200 gf/in 이다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
폴리우레탄 점착제	100	100			100	100
아크릴 점착제			100	100			100	100
이소시아네이트 경화제	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
실란	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
Tackifier		1		1		1		1
마이크로 렌즈	적용	적용	적용	적용	미적용	미적용	미적용	미적용
점착제층 두께/마이크로 렌즈 높이	7㎛/230㎛
점착력(gf/in)	10	20	50	70	50	80	120	200
잔사 및 오염	잔사 및 오염 없음^*				잔사 및 오염 존재^**

* 도 5 참조

** 도 6 참조

1 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 기재층
2 점착제층
3 이형필름

Claims

기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프로,
상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3면적% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층
상기 기재층의 3차원구조 상에 상기 3차원구조의 높이 보다 낮은 두께로 도포된 점착제층을 포함하는 점착테이프
청구항 1에 있어서, 점착제층의 표면이 기재층의 3차원 구조를 따라 굴곡져 있는 것을 특징으로 하는 점착테이프
청구항 1에 있어서, 상기 3차원구조의 높이(기재의 기저면으로부터 3차원 구조의 산까지의 거리)가 5~1000㎛인 것을 특징으로 하는 점착테이프
청구항 1에 있어서, 점착제층의 두께는 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 점착테이프
청구항 1에 있어서, 상기 점착제층 두께에 대한 3차원 구조 높이의 비율은 1:2~1:100인 것을 특징으로 하는 점착테이프
기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로
상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3부피% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층을 준비하는 단계 및
상기 기재층의 3차원구조 상에 상기 3차원구조의 높이보다 낮은 두께로 점착제층을 형성하는 단계를 포함하는 점착테이프 제조 방법
청구항 6에 있어서, 상기 3차원 구조 포함 기재층을 준비하는 단계는 3차원 구조가 없는 평면 기재 위에 임프린팅 방식으로 3차원 구조를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 점착테이프 제조 방법
기재층과 점착제층을 포함하는 점착테이프의 제조 방법으로
상기 점착제층과 피착면과의 접점이 피착면 전체 면적 대비 10 ~ 3부피% 가 될 수 있도록 하는 3차원구조 포함 기재층을 준비하는 단계,
상기 3차원구조의 높이보다 낮은 두께로 점착제층이 도포된 이형필름을 준비하는 단계 및
상기 3차원구조 포함 기재층과 점착제층이 도포된 이형필름을 합지하는 단계를 포함하는 점착테이프의 제조 방법