KR20240114799A - 점착력 저하 방지 효과를 갖는 발포점착시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응성 우레탄 수지; 아크릴 단량체; 광개시제; 중공입자; 및 열발포입자를 포함하며, 상기 반응성 우레탄 수지는 제1 우레탄 수지와 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate HEA)를 1:1 당량비로 하여 제조되고, 상기 제1 우레탄 수지는 폴리프로필렌 글라이콜(polypropylene glocol PPG)과 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 6:7 내지 6:9 당량비로 하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발포점착시트이다.

Description

점착력 저하 방지 효과를 갖는 발포점착시트{Foam adhesive sheet with effect of preventing deterioration of adhesion}
본 발명은, 반응성 우레탄 수지; 아크릴 단량체; 광개시제; 중공입자; 및 열발포입자를 포함하는 점착력 저하 방지 효과를 갖는 발포점착시트에 관한 것이다.
통상적으로 입자가 분산되어 있는 점착제는 입자에 의해 방열성, 도전성, 내열성, 내충격성의 기능성을 가지나, 반면 입자에 의해 점착특성이 저해되어, 점착력이 떨어지는 단점이 있다. 특히 폼 구조를 가지기 위해 중공입자 혹은 열발포입자를 사용할 경우 완충성을 가지게 되는데, 완충성을 증가시키기 위해 그 ?t량을 증가시키면 원하는 밀도를 구현할 수는 있으나, 배합액의 점도가 극도로 높아져서 코팅이 어렵고, 점착력이 극히 낮아지는 단점이 있다.
대한민국 특허출원 제10-2021-0068282호(2021.05.27)는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5~95중량%와 아크릴레이트 모노머95~5중량%의 혼합물 100중량부, 광개시제 0.01~10중량부, 및 중공입자 0.01~30중량부를 포함하는 내충격성이 우수한 테이프에 관해 개시하고 있으나, 열발포 입자에 대해 개시하지 못하고, 완충성을 위해 원하는 밀도를 구현하면서도 배합 및 코팅에 문제가 없으면서 접착력의 저하가 억제될 수 있는 조성을 개시하지 못하고 있다.
특허출원 제10-2021-0068282호(2021.05.27)
본 발명은 우레탄 아크릴레이트를 기반으로 하는 UV경화성 점착소재를 적용하고 중공입자와 열발포 입자를 사용하면서도 배합 시 점도 증가 폭이 작아서 배합 및 코팅에 문제가 없으며, 접착력의 저하가 억제할 수 있는 점착시트를 제공한다.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 반응성 우레탄 수지; 아크릴 단량체; 광개시제; 중공입자; 및 열발포입자를 포함하며, 상기 반응성 우레탄 수지는 제1 우레탄 수지와 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate HEA)를 1:1 당량비로 하여 제조되고, 상기 제1 우레탄 수지는 폴리프로필렌 글라이콜(polypropylene glocol PPG)과 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 6:7 내지 6:9 당량비로 하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발포점착시트를 제공한다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 점착시트는 완충성을 증가시키기 위해 중공입자와 열발포 입자를 사용하면서도 배합 시 점도 증가 폭이 작아서 배합 및 코팅에 문제가 없으며, 접착력 저하를 억제할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 반응성 우레탄 수지; 아크릴 단량체; 광개시제; 중공입자; 및 열발포입자를 포함하는 점착력 저하가 방지된 발포점착시트이다.
반응성 우레탄 수지는 다음의 공정 (1)과 (2)를 거쳐 제조된다.
공정 (1): 폴리올(polyol)과 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 6:7 내지 6:9 당량비로 중합하여 말단에 이소시아네이트기를 가지는 제1 우레탄 수지를 제조한다.
여기서 폴리올(polyol)은 폴리프로필렌 글라이콜(polypropylene glocol PPG) 또는 폴리테트라메틸렌 글라이콜(polytetramethylene glycol PTMG)이다. 폴리올(polyol)보다 더 많은 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 첨가하여 제1 우레탄 수지의 말단이 되도록 이소시아네이트기를 가지도록 할 수 있다. 이때 만들어진 제1 우레탄 수지는 공정 (2) 이후, 1.1~1.5의 아크릴레이트 관능기를 가질 수 있다. 0.5 관능기 미만에서는 가교 반응이 어려울 수 있고, 1,5 관능기를 초과하면 너무 단단한 가교가 만들어져 점착성능이 저해될 수 있다.
공정 (2): 상기 제1 우레탄 수지를 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate HEA)와 캡핑 반응하여 제1 우레탄 수지의 말단에 아크릴레이트를 갖는 반응성 우레탄 수지를 제조한다. 이때, 상기 반응성 우레탄 수지는 분자량이 40,000~60,000g/mol일 수 있다.
점착력 저하가 방지된 발포점착시트는 다음의 공정 (3)과 (4)을 거쳐 제조된다.
공정 (3): 상기 반응성 우레탄 수지를 아크릴 단량체, 광개시제, 중공입자, 및 열발포입자와 혼합하여 배합액을 제조한다.
반응성 우레탄 수지와 아크릴 단량체는 10:90 중량부 내지 90:10 중량부 일 수 있다. 반응성 우레탄 수지는 분자량이 40,000~60,000g/mol로 용제를 포함하지 않아 점도가 높은데, 반응성 우레탄 수지가 10 중량부 미만이면 배합액의 점도가 너무 낮아진다. 반면, 반응성 우레탄 수지가 90 중량부를 초과하면 점도가 높아서 점착시트의 코팅이 어렵고 제1 우레탄 수지의 과도한 가교반응으로 점착력이 낮아지는 문제가 발생한다.
아크릴 단량체는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate) 30 중량부, 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate) 15 중량부, 및 아크릴산(acrylic acid) 5 중량부로 구성된다.
광개시제는 빛을 흡수하여 라디칼을 생성한 후 개시하며, UV 조사에 의해 반응성 우레탄 또는 아크릴 단량체가 중합할 수 있도록 하는 것으로, 상기 반응성 우레산 수지와 아크릴 단량체의 혼합물 100 중량부에 대하여 0.05~10 중량부일 수 있다.
중공입자(hollow particles)란, 유기 또는 무기 입자의 표면 또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 통칭한다. 중공입자는 가운데 부분이 비어 있는 형태를 가짐으로써 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 내충격성을 향상시킬 수 있고, 무기계, 유기계, 또는 유무기계 중공입자가 사용가능하다. 이러한 중공입자는 상기 반응성 우레산 수지와 아크릴 단량체의 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부일 수 있다.
열발포 입자는 열을 가해주었을 때 점착시트가 발포할 수 있도록 해주는 물질로서, 열이 가해지면 팽창되어 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 내충격성을 향상시킬 수 있고, 상기 반응성 우레산 수지와 아크릴 단량체의 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부일 수 있다. 0.1중량부 미만이면 발포 특성을 가지기 어렵고, 10 중량부를 초과하면 배합액의 점도를 증가시켜 점착시트의 코팅이 어려울 수 있거나, 점착시트의 점착력이 낮아질 수 있다.
공정 (4): 상기 배합액을 경박리 이형필름과 중박리 이형필름 사이에 배합액을 도하고 롤 코팅을 통해 100㎛로 형성한 후 블랙 라이트(Black light) UV로 3분간 조사하여 경화한다.
<실시예 1>
공정 (1-1):분자량 1,800~2,200g/mol의 폴리프로필렌 글라이콜(polypropylene glocol PPG)과 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 6:7 당량비로 하여 dibutyltin dilaurate 촉매 0.01% (중량비), 60℃조건에서 4시간동안 반응하여 제1 우레탄 수지를 제조한다.
공정 (2-1): 상기 (1-1)에서 제조된 제1 우레탄 수지와 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate HEA)를 1:1당량비로 60℃조건에서 2시간동안 캡핑 반응하여 제1 우레탄 수지의 말단에 아크릴레이트를 갖는 반응성 우레탄 수지를 제조한다. 이 때 제조된 반응성 우레탄 수지는 40,000 내지 60,000g/mol의 분자량을 갖는다.
공정 (3-1): 상기 (2-1)에서 제조된 반응성 우레탄 수지 50 중량부에 아크릴 단량체 50 중량부, 반응성 우레탄 수지와 아크릴 단량체의 혼합물 100 중량부에 대하여 광개시제 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one 0.5 중량부, 마쓰모토유시세이야쿠 주식회사의 중공입자 MFL7 5 중량부, 및 Nouryon사의 열발포 입자 920DU20 1 중량부를 더 포함하여 배합액을 제조한다. 여기서 아크릴 단량체는 아크릴 단량체는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate) 30 중량부, 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate) 15 중량부, 및 아크릴산(acrylic acid) 5 중량부로 구성된다.
공정 (4-1): 상기 (3-1)에서 제조된 배합액을 경박리 이형필름과 중박리 이형필름 사이에 배합액을 도하고 롤 코팅을 통해 100㎛로 형성한 후 블랙 라이트(Black light) UV로 3분간 조사하여 경화한다.
<실시예 2>
실시예 1의 (3-1) 공정에서 열발포 입자의 중량을 3으로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 함량 및 방법으로 점착시트를 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1의 (3-1) 공정에서 열발포 입자의 중량을 5로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 함량 및 방법으로 점착시트를 제조하였다.
<비교예 1 내지 2>
중공입자 및 열발포 입자의 중량은 하기 표 1에 따라 변경하였으며, 나머지 구성요소는 실시예 1과 동일한 함량 및 방법으로 점착시트를 제조하였다.
비교예 1 비교예 2
중공입자 14 0
열발포입자 0 15
[물리적 특성평가]
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 물리적 특성을 확인하기 위하여 발포 후 밀도, 점착력 및 코팅성을 측정하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
발포 후 밀도(g/cm3) 0.85 0.61 0.48 0.56 0.33
점착력(g/25mm) 2340 2270 2130 2030 접착력소실
코팅성 코팅 균일 코팅 균일 코팅 균일 점도 증가로 코팅 불균일 점도 증가로 코팅 불균일
발포 후 밀도는 부력법에 의하여 측정하였다. 물 밖에서의 무게와 물 속에서의 무게를 측정한 후 밀도를 산출하였다. 시트의 완충성을 고려할 때, 0.5~0.9g/cm3이바람직하다.
상기 공정 (4) 후 경박리 이형필름을 제거하고 25μm의 PET를 합지한 후 폭25mm로 잘라 SUS 피착면에 부착하고 상온에서 30분 동안 방치한 후에 300mm/분의 박리속도 및 180°의 박리각도 조건으로 시편을 SUS 피착면으로부터 박리시키면서 점착력을 측정하였다.
코팅성은 A4용지(210 x 297 mm) 크기의 면적에서 균일성을 관찰하여 갈라짐 또는 기포 발생 여부를 관찰하여 나타내었다.
실시예 1 내지 3에 따른 점착시트는 중공입자 및 열발포 입자를 사용하여 0.85~0.48(g/cm3)의 밀도를 가지고 점착력은 2000g/25mm 이상의 고점착성을 가지며, 배합액의 코팅성을 균일하게 확보할 수 있다. 이에 따라 완충성을 증가시키기 위해중공입자 혹은 열발포입자 ?t량을 증가시키면 배합액의 점도가 높아져서 코팅이 어렵고 점착력이 낮아지는 단점을 극복하여, 중공입자와 열발포 입자를 사용하면서도 배합 시 점도 증가 폭이 작아서 배합 및 코팅에 문제가 없으며, 접착력의 저하를 억제할 수 있는 시트가 제조된다.
이에 반해, 비교예 1는 밀도는 0.56g/cm3로 나타나고 점착력은 2000g/25mm 이상의 고점착성을 나타냈으나, 점도 증가로 코팅이 불균일하게 나타났다. 비교예 2는 밀도가 0.53g/cm3로 나타났으나, 접착력이 소실되고 점도 증가로 코팅이 불균일하게 나타났다.

Claims (7)

  1. 발포점착시트에 있어서,
    반응성 우레탄 수지; 아크릴 단량체; 광개시제; 중공입자; 및 열발포입자를 포함하며,
    상기 반응성 우레탄 수지는 제1 우레탄 수지와 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate HEA)를 1:1 당량비로 하여 제조되고,
    상기 제1 우레탄 수지는 폴리프로필렌 글라이콜(polypropylene glocol PPG)과 자일릴렌디이소시아네이트(m-xylylene diisocyanate XDI)를 6:7 내지 6:9 당량비로 하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발포점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    반응성 우레탄 수지는 분자량이 40,000~60,000g/mol인 것을 특징으로 하는 발포점착시트.
  3. 제1항에 있어서,
    아크릴 단량체는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate) 30 중량부, 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate) 15 중량부, 및 아크릴산(acrylic acid) 5 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 발포점착시트.

  4. 제1항에 있어서,
    광개시제는 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 중공입자는 MFL 7 및 열발포입자는 920DU20인 것을 특징으로 하는 발포점착시트.
  5. 제1항에 있어서,
    반응성 우레탄 수지와 아크릴 단량체의 혼합물이 반응성 우레탄 수지는 10~90 중량부이고, 아크릴 단량체는 90~10 중량부로 구성되며, 반응성 우레탄 수지와 아크릴 단량체의 혼합물 100 중량부에 대하여 광개시제 0.05~10 중량부, 중공입자 0.1~10 중량부, 및 열발포입자 0.1~10 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포점착시트.
  6. 제1항에 있어서,
    밀도가 0.5~0.9g/cm3인 것을 특징으로 하는 발포점착시트.
  7. 제1항에 있어서,
    점착력이 2,000~2400g/25mm인 것을 특징으로 하는 발포점착시트.

KR1020230006376A 2023-01-16 점착력 저하 방지 효과를 갖는 발포점착시트 KR20240114799A (ko)

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