KR20220007217A - 고내열성 저유전 점착테이프. - Google Patents

Abstract

본 발명은 고내열성 저유전 점착테이프에 관한 것으로서, 상기 점착테이프는 기재의 일면 또는 양면에 점착제 층이 적층되어 이루어지는 것으로서, 상기 점착제 층은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 20 내지 30 중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 30 내지 40 중량부, 이소부틸메타아크릴레이트(IBMA) 10 내지 15 중량부, 사이크로헥실메타아크릴레이트(CHMA) 15 내지 25 중량부, 및 아크릴산 1 내지 3 중량부로 이루어진 아크릴 점착제 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고내열성 저유전 점착테이프.{LOW DIELECTRIC ADHESIVE TAPE WITH HIGH HEAT RESISTANCE}

본 발명은 고내열성 저유전 점착테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 800MHz 이상의 고주파 영역에서도 낮은 유전율을 유지하면서도 점착력과 내열성이 우수한 점착테이프에 관한 것이다.

저유전 점착테이프는 디스플레이, 휴대전화 등의 IT 기기에 사용되는 것으로서, 기재의 양면에 점착제 조성물이 적층되어 이루어지는 것이 일반적이다. 최근 5G 통신이 활성화되면서 통신 신뢰성을 확보하기 위하여 저유전율의 부품 소재가 개발되고 있으며, 점착테이프도 저유전 점착테이프가 개발되고 있다.

기존의 점착테이프를 사용하는 경우 5G 환경에서 주파수 손실이 발생하여 통신 품질이 저하되는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위해서는 저유전율의 점착제 조성물을 적용한 점착테이프가 필요하게 된다. 또한, 발열량이 많은 최근의 IT 기기에 적용하기 위해서는 점착테이프의 내열성이 높을 필요가 있다.

저유전 점착테이프의 유전특성을 확보하기 위하여 종래기술에서는 수지의 종류와 분자량을 최적화하거나(대한민국 등록특허공보 10-2102971호), 점착제 조성물에 유전특성 제어수지를 부가하는 방법(대한민국 등록특허공보 10-1572010호) 등의 기술이 개발되고 있으나, 저유전율을 달성하더라도 점착테이프에서 요구되는 점착성능과 특히 높은 온도에서 점착성능이 유지되어야 하는 요구사항을 충족시키기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 고주파 영역에서도 낮은 유전율을 유지하면서도 점착력과 내열성이 우수한 점착테이프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 점착테이프는 기재의 일면 또는 양면에 점착제 층이 적층되어 이루어지는 점착테이프에 있어서, 상기 점착제 층은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 20 내지 30 중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 30 내지 40 중량부, 이소부틸메타아크릴레이트(IBMA) 10 내지 15 중량부, 사이크로헥실메타아크릴레이트(CHMA) 15 내지 25 중량부, 및 아크릴산 1 내지 3 중량부로 이루어진 아크릴 점착제 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 점착제 층은 터펜 페놀계열의 점착부여 수지 15 내지 25 중량부를 추가적으로 함유할 수 있다. 또한, 상기 점착제 층은 무기필러로서 중공형 실리카 40 내지 80 중량부를 추가적으로 함유할 수 있다.

본 발명에 따른 점착테이프는 고주파 영역에서도 낮은 유전율을 유지하면서도 점착력과 내열성이 우수한 특성을 나타내어 고주파 영역에서도 낮은 유전율을 유지하면서도 점착테이프에 요구되는 점착력과 내열성을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 점착테이프의 적층 구조를 나타낸 단면도로서 일면에 점착제 층이 형성된 점착테이프(a) 및 양면에 점착제 층이 형성된 점착테이프(b)를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 점착테이프는 도 1에 도시된 것과 같이 기재의 일면 또는 양면에 점착제 층이 적층되어 이루어지며, 상기 점착제 층의 외측에 이형층이 형성될 수 있다. 상기 기재 및 점착제 층이 적층된 테이프는 100㎛ 내외의 두께로 이루어지며, 용도에 따라 그 두께를 달리할 수 있다.

상기 점착제 층은 아크릴 점착제 수지 조성물을 포함하여 구성되는데, 상기 아크릴 점착제 수지 조성물은 점착력과 함께 내열성을 나타낼 수 있도록 구성된 것으로서, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 20 내지 30 중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 30 내지 40 중량부, 이소부틸메타아크릴레이트(IBMA) 10 내지 15 중량부, 사이크로헥실메타아크릴레이트(CHMA) 15 내지 25 중량부, 및 아크릴산 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 점착제 층에는 터펜 페놀계열의 점착부여 수지 15 내지 25 중량부를 추가적으로 함유될 수 있다. 상기 점착부여 수지가 15 중량부 미만인 경우에는 점착력이 불충분해지는 것으로 나타났고, 25 중량부를 초과하면 점착제 층의 표면이 경화되어 충분한 지지력을 얻을 수 없으므로, 상기 점착부여 수지를 부가하는 경우 상기 범위 내에서 포함되어야 한다.

또한, 상기 점착제 층에는 무기필러로서 중공형 실리카 40 내지 80 중량부를 추가적으로 함유할 수 있다. 상기 무기필러를 함유함으로써 상기 점착제 조성물의 저유전 특성을 얻을 수 있다.

상기 무기필러의 함량이 너무 적으면 점착제 층의 유전율이 낮아지는 효과를 나타내지 못하는 것으로 나타났다. 또한, 상기 무기필러의 함량이 너무 많으면 저유전 테이프의 점착력을 떨어뜨려 테이프로서의 기능을 상실할 우려가 있는 것으로 나타났다.

본 발명에서는 중공형 실리카를 상기 무기필러로서 사용하고 있는데, 이러한 소재를 사용하면 우수한 내열성과 저유전율 특성을 얻을 수 있다.

상기 중공형 실리카는 5 내지 20㎛의 평균 입경(D50)을 갖는 것이 바람직하다. 상기 중공 실리카의 평균 입경이 5㎛ 미만일 경우 접촉저항이 커지고 단가가 상승할 우려가 있고, 평균 입경이 20㎛을 초과하는 경우 형성된 점착제 층에 중공 실리카 입자로 인하여 돌기가 발생하여 점착 성능이 저하될 우려가 있는 것으로 나타났다.

또한, 상기 중공형 실리카는 점착제 층 내에 포함될 때 분산성을 향상시킬 수 있도록 표면을 개질하는 것이 바람직하다. 상기 표면 개질된 중공형 실리카는 에탄올에 소수성을 가지는 표면 개질제를 혼합하고 상기 혼합 용액에 상기 중공형 실리카를 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 상기 소수성을 가지는 표면 개질제는 실리카 분말의 소수성을 제어할 수 있는 스테아린산(stearic acid)을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 중공형 실리카와 스테아린산은 10:1 내지 3:1의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 스테아린산의 함량이 너무 적은 경우 중공형 실리카 표면 개질이 불충분하여 개질되지 않은 중공형 실리카를 사용할 때와 차이가 없으며, 스테아린산의 함량이 너무 많은 경우에는 표면을 코팅하지 않고 남은 미반응 스테아린산이 분산성을 오히려 저하시키는 것으로 나타났다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[고내열 아크릴 점착제 수지 조성물의 제조]

28 중량부의 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 34 중량부의 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA), 12 중량부의 이소부틸메타아크릴레이트(IBMA), 34 중량부의 사이크로헥실메타아크릴레이트(CHMA), 1 중량부의 아크릴산, 반응 개시제 아조비스 이소부티로나이트릴(AIBN) 0.1 중량부를 4구 1리터 유리 반응기에 투입하고 중합 하여 아크릴 점착제 수지 조성물을 제조하였다.

[중공형 실리카 표면 개질]

에탄올 94 중량부에 스테아린산 1중량부와 중공형 실리카 5중량부를 투입하고 고압분산기로 충분히 분산시켜 실리카 분산액을 제조하였다. 제조된 실리카 분산액을 250℃의 원통형 전기로에 넣어 건조시켜 스테아린산이 표면에 코팅된 표면 개질 중공형 실리카를 제조하였다.

[실시예 1]

제조된 아크릴 점착제 수지 조성물을 고형분이 40%가 되도록 유기용제인 에틸아세테이트로 희석하고 희석된 아크릴 점착제 수지 조성물 100중량부에 대하여 표면 개질된 중공형 실리카 40 중량부, 에폭시 타입의 일반경화제(Tetrad-X) 0.01 중량부, 터펜 페놀계 점착부여제 25 중량부, 유동성 조정제(BYK-410) 1.5 중량부를 추가하여 저유전 아크릴 점착제 조성물을 제조하였다.

상기 열반응 아크릴 점착제 조성물을 이형처리된 필름에 두께가 25㎛가 되도록 도포하고 110℃에서 3분간 가열 건조하여 제1 저유전 접착층을 제조였다. 동일한 방식으로 제2 저유전 아크릴 점착층을 제조하고 50㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재의 양면에 합지하여 총 두께 100㎛의 저유전 테이프를 제조하였다.

[실시예 2]

터펜 페놀계 점착부여제의 함량을 15 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

[실시예 3]

표면 개질된 중공형 실리카의 함량을 50 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

[실시예 4]

표면 개질된 중공형 실리카의 함량을 70 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

[비교예 1]

상기 아크릴 점착제 수지 조성물에 중공형 실리카를 혼합하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

[비교예 2]

상기 아크릴 점착제 수지 조성물에 표면이 개질 되지 않은 중공형 실리카를 혼합한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

[비교예 3]

상기 아크릴 점착제 수지 조성물을 시중에 시판되는 고내열 아크릴 점착 수지를 사용하여 표면 개질된 중공형 실리카를 혼합하지 않고 총 두께 100㎛의 테이프를 제조하였다.

[비교예 4]

상기 아크릴 점착제 수지 조성물을 시중에 시판되는 고내열 아크릴 점착 수지를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 저유전 점착테이프를 제조하였다.

실시예 및 비교예에 따른 점착테이프에 대하여 아래와 같이 점착력, 유지력 및 내열도를 평가하였다. 평가 결과는 표 1과 같다.

[점착력 시험]

저유전 점착테이프를 폭 25mm, 길이 200mm로 컷팅 하여 2㎏ 롤러를 이용하여 300㎜/min의 속도로 1회 왕복하여 SUS 304 강판에 압착하고 300㎜/min의 속도로 180°(degree) 박리강도를 측정하였다.

[유지력 시험]

저유전 점착테이프를 SUS 304 강판에 25×25㎜로 부착후 2㎏ 롤러를 이용하여 25㎜/sec의 속도로 2회 왕복하여 압착하고 80℃ 온도의 챔버에서 1㎏ 하중으로 1시간 방치하여 밀린거리 또는 낙하한 시간을 측정하였다.

[내열도 시험]

저유전 점착테이프를 SUS 304 강판에 25×25㎜로 부착후 2㎏ 롤러를 이용하여 25㎜/sec의 속도로 2회 왕복하여 압착하고 500g하중으로 50℃ 부터 150℃까지 10분당 10℃씩 승온 하였고 150℃에 도달 후 30분간 방치 하여 150℃까지 승온 하는 동안 낙하한 온도를 측정하였으며 150℃까지 낙하하지 않는 경우 밀린거리를 측정하였다.

[유전율 시험]

저유전 점착테이프에 대하여 유전율 측정장비인 DAK-TL(SPEAG)를 사용하여 측정하였다. 시험 주파수는 800㎒로 하였다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예3
점착력(g/25㎜)	1,685	1,321	1,427	1,213	2,149	1,438	1,835	1,542
유지력(㎜)	<1	<1	2	5	<1	2	<1	45 min Drop
내열도(℃)	150	150	140	120	150	140	150	110
유전율 (at 800MHz)	2.78	2.86	2.36	2.24	3.77	3.25	3.85	3.24

표 1의 결과를 참조하면, 중공형 실리카를 제외한 비교예 1의 경우 점착력과 내열성이 우수하지만 유전율이 높은 것을 확인하였다. 또한, 표면이 개질 되지 않은 일반 중공형 실리카를 사용한 비교예 2의 경우 실리카의 분산성이 떨어져 유전율이 높아지고 내열성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 시중에 판매되는 고내열 강접 점착제에 중공형 실리카를 적용한 비교예 4의 경우 중공형 실리카 입자로 인하여 점착력과 내열성이 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 비교예 3은 점착력이 너무 낮아 점착테이프로는 부적합한 것으로 나타났다.

이에 대하여, 실시예 1 내지 4에 따른 점착제 조성물을 적용한 점착테이프의 경우 점착력이 양호하면서도 고내열성과 저유전율의 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 점착제 조성물이 적용하면 고내열 특성을 나타내는 저유전 점착테이프를 제조할 수 있음을 시사하는 결과이다.

따라서 본 발명에 따른 점착테이프는 높은 점착력, 유지력 및 점착제 층의 얇은 두께를 구현할 수 있어 차광, 충격흡수, 도전, 방열, EMI 차폐 등의 기능이 요구되는 다양한 용도에 적용이 가능하다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (3)

1. 기재의 일면 또는 양면에 점착제 층이 적층되어 이루어지는 점착테이프에 있어서,
   상기 점착제 층은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 20 내지 30 중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 30 내지 40 중량부, 이소부틸메타아크릴레이트(IBMA) 10 내지 15 중량부, 사이크로헥실메타아크릴레이트(CHMA) 15 내지 25 중량부, 및 아크릴산 1 내지 3 중량부로 이루어진 아크릴 점착제 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고내열성 저유전 점착테이프.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 점착제 층은 터펜 페놀계열의 점착부여 수지 15 내지 25 중량부를 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 고내열성 저유전 점착테이프.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 점착제 층은 무기필러로서 중공형 실리카 40 내지 80 중량부를 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 고내열성 저유전 점착테이프.

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