KR970005974B1 - 양면, 감압성(感壓性) 접착테이프 및 이의 제조방법 - Google Patents

양면, 감압성(感壓性) 접착테이프 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

양면, 감압성 접착테이프 및 이의 제조방법
본 발명은 양면, 감압성 접착테이프, 특히 각각의 면 또는 테이프의 면 상에 다른 접착성을 갖는 그러한 접착테이프에 관한 것이다.
하기 공보들은 출원시 출원자에게 공지된 가장 관련된 종래 분야의 대표적인 것들이다:
미합중국 특허
2,882,183 1959. 4. 14 H.M 본드일동
3,839,075 1974. 10. 1 모라야마 일동
3,959,210 1976. 5. 25 리파로바 일동
4,415,615 1983. 11. 15 에스메이 일동
다른 공보들
감압성 접착기술의 핸드복 P39-43, 1982. 미네소타 마이닝 및 매뉴팩 츄어링 컴퍼니에 의해 출간된, 로올-아크릴성 포옴 테이프 #4205에 대한 기술, 생성물 블레틴.
소의 양면테이프를 포함하는 감압성 접착테이프는 잘 알려져 있으며, 목적용도에 따라 매우 다양한 성질을 갖는 것이유용하다. 실온에서 신속한 결합을 형성하는 이들의 능력 때문에, 이러한 테이프는 부착, 시일링, 수선 및 마스킹 용으로 일반적으로 이용된다. 기본적으로, 감압성 접착테이프는 감압접착성을 갖는 한쪽 또는 양쪽면상에 피막처리된 쉬이트(sheet)형 받침 또는 지지부재로 이루어진다. 유용한 수많은 감압성 접착제가 있는데, 가장 인기있는 접착유형중 하나는 아크릴레이트 기재 접착제이다. 그러나, 접착제의 어떠한 유형이 사용되던지 그것이 효과적이 되려면, 점착, 접착 및 응집성의 적당한 균형을 가져야만 한다. 관련된 부가적인 성질은 접착제의 또는 테이프의 컴플라이언스, 즉, 피착물 또는 기판에 순응하는 접착제 또는 테이프의 능력이다. 점착, 접착 및 응집성은 오로지 접착제 자체의 성질들이며, 컴플라이언스는 받침 또는 지지체에 의해 매우 잘 영향 받을수 있다. 모든 받침 또는 지지 쉬이트 물질은 가요성이 있어야 하나, 이들은 피착물 또는 기판에 순응하는 그들의 능력에 있어서 매우 다양할수 있다. 접착제와 관련하여 작용하는 중합체 필름과 같은 비교적 비탄성 받침은 일부 기판상에 최상의 컴플라이언스를 초래할만큼 충분히 변형 가능하지 않다. 그래서 보다 탄성의 받침이 비포옴 탄성중합체 쉬이트 물질 또는 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드 또 이와 유사물 같은 포옴 중합체 물질에서 요구되어질수 있다.
당 분야의 숙련자들은 모든 피착물이 지형 및 물리 화학적 관점 모두에서 동일한 표명성질을 갖지 못한다는 사실을 잘 인식하고 있다. 그렇지만 산업에서는 두가지 접착제 유형, 즉, 아크릴레이트 및 페닐 치환유기 폴리실옥산으로 주로 정해야 하는 것으로 보인다. 아크릴레이트의 예는 미합중국 특허 제3,959,210호 및 미합중국 특허 제4,415,615호에 기술되어 있으며, 페닐 치환 유기 폴리실옥산의 예는 미합중국 특허 제3,839,075호 및 미합중국 특허 제2,882,183호에서 예증된다. 본 발명의 양면 접착테이프는 양면상에 또는 대신에 단지 한명 상에 페닐치환 유기-폴리실옥산을 가질수 있으며 다른면은 이들 특허에서 기술된 것과 같은 아크릴레이트 기재 접착제로 피막 처리된다. 이들 참고문헌의 어떤것도 한면에는 아크릴레이트 접착제를, 다른면에는 페닐 치환 접착제를 갖는 양면테이프 또는 양면 접착체이프를 기술하지 않는다. 그러나, 미합중국 특허 제4,415,615호에서는 본 발명과 동일한 일반적 유형이지만 아크릴레이트 유형의 포옴 감압성 접착제로 피막처리된 받침 또는 지지층의 양쪽면을 갖는 양면 접착테이프를 기술한다. 본 발명과 보다 유사한 양면 감압성 접착테이프는 3M #4205 아크릴 포옴 테이프 생성물 블레틴에서 보여진다. 이 테이프는 아크릴 또는 아크릴레이트 접착제로 양쪽면이 모두 피막처리된 아크릴 포옴지지 쉬이트로 이루어진다.
아크릴 또는 아크릴레이트 유형 접착제를 가진 상기 테이프는, 본 발명이 테이프의 적어도 한쪽면은 비교적 낮은 표면 에너지 접착제(미합중국 특허 제2,882,183호에 공개됨)로 피막처리되거나, 보다 바람직하게는 폴리실옥산 부분의 유기 치환이 주로 페닐인 접착제로 피막처리되는 것을 요구하는 반면, 아크릴레이트 접착제가 비교적 높은 표면 에너지 물질이라는 점에서 본 발명과 다르다. 감압성 접착기술의 핸드북 P40-42에서 지적한 바와 같이, 본 분야의 여러 발명가들에 따르면, 좋은 감압 점착성을 갖기 위해서는 접착물이 낮은 표면에너지를 가져야한다. 그렇지만 또한 간단한 액체 및 고체사이 접착의 최대 작용은 고체보다 액체가 큰 표면장력을 갖는 경우임을 나타내는데, 이것은 최대 습윤율이, 포함된 고체의 임계 표면장력보다 큰 표면장력을 갖는 접착제에 의해 성취되기 때문이다. 최대 프로브(probe) 점착성(ASTM D14)이 접착제의 표면 에너지가 피착물보다 클 때 얻어지는 것을 실험적으로 관찰했다.
그렇지만, 현재 접착제 및 피착물의 특정 조합물의 경우, 최대 접착은 본 피착물의 표면에너지보다 본질적으로 낮은 표면에너지를 갖는 접착제를 이용함으로써 얻어진다는 것이 밝혀졌다. 상기 열거한 종래 발명가의 발명이 보편적이라면, 38dynes/cm의 표면장력을 갖는 아크릴 접착제는 36dynes/cm의 표면장력을 갖는 도료에 잘 접착해야 한다. 그렇지만, 30dynes/cm보다 작은 표면장력을 가진 실리콘 기재 접착제가 보다 우월한 것으로 밝혀졌다. 이 발명으로부터 본 발명이 발전되었다.
특별한 관심사에는 자동차 산업내의 두가지 추세가 있다. 날이갈수록 산업은 접착제, 일반적으로 양면 접착테이프를 갖는 부착몸체면 주형, 범퍼트림 및 데칼 코마니아로 옮겨가고 있다. 이러한 목적을 위한 최상의 물질중의 하나를 3M 컴퍼니에 의해 출간된 생성물 블레틴, 롤-아크릴 포옴 테이프 $4205로써 테크롤로지(technology)에 기술하고 있다. 테이프는 아크릴 접착제로 양쪽면에 피막처리된 포옴 받침 또는 지지체를 갖는다. 자동차 산업은 그것의 도료시스템도 변형시켰다. 도료시스템이 많이 적용될수록 라커 및 에나멜에서 투명아크릴 재피막으로 씌워진 착색-베이스 피막의 조합물로 옮겨간다. 이조합물에는 라커 및 에나멜에서 사용하기 위해 개발된 상기 3M 생성물 책자에서 기술한 것과 같은 접착성 테이프에 대한 문제가 있다. 문제점은 보다 열등한 접착성이다. 이 문제점을 본 발명에서는 극복했다.
본 발명의 생성물에 있어서, 받침 또는 지지물질은 감압성 접착테이프를 위한 받침으로써 주로 사용되는 임의 쉬이트 물질일수 있다. 받침물질을 선택하는 주된 범주는 재료의 비용 및 테이프의 최종 용도이다. 일부의 고체 쉬이트 물질의 예로는 폴리 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 이와 유사물이 있다. 완성된 테이프가 전형적으로 표면 불규칙성을 갖는 표면 또는 표면 물질에 사용되는 것이라면, 지지필름 또는 쉬이트는 포옴이 될 수 있어야 하며, 사실상 포옴 물질이어야 하며, 사실상 포옴 물질이어야 한다. 폴리크로로프렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄은 포옴 쉬이트 물질의 예이다.
낮은 표면에너지 접착제에 있어서, 물론, 낮은 표면에너지라는 용어는 상대적인 것이다. 표면에너지, 보다 명확하게는 낮은 표면에너지 접착제의 임계 표면장력은 접착되는 피착물보다 낮아야 한다. 바람직한 이것의 임계 표면장력은 최적접착을 위해 30dynes/cm 보다 작아야 한다. 이러한 접착의 예로써 제너럴 일렉트릭사(General Electric Co.)의 SR545와 같은 실리콘 수지와 적당하게 화합된 제너럴 일렉트릭사의 PSA6574감압성 접착제 같은 페닐치환 폴리실옥산을 기재로 한 것이 있다. 낮은 표면에너지 접착제는 하기 조성을 가질수 있다.
Figure kpo00001
촉매는 벤조일 및 디클로로벤조일 퍼옥사이드 또는 제너럴 일렉트릭사의 SRC-18과 같은 0-3부의 실란 촉매와 같은, 이 목적을 위해 사용되는 임의 공지된 유기 퍼옥사이드 일수 있다. 또한 이 배합물에 충전물, 가소제 및 오일을 첨가할수 있다. 최소양의 메틸 기재 감압성 접착제를 포함시켜 접착제 박리성을 조절 또는 변형시킬 수도 있다.
결합되어야할 표면들중 한쪽만 아크릴 자동차 도료, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 또는 이와 유사물과 같은 낮은 표면에너지 유형이면, 본 발명 테이프의 단지 한면만 낮은 표면에너지 접착제로 피막 처리되어야 하며, 테이프의 다른 한면은 상대적으로 높은 표면에너지 접착제로 피막 처리되어야 한다. 예를들어 폴리비닐클로라이드로 만들어진 측면 몸체 주형을 아크릴 도료 재피막과 함께 자동차에 부착시키는 경우에, 테이프는 아크릴 도료에 결합하기 위해 한면 상에 페닐 치환 실리콘 접착제를 갖는 반면 폴리비닐 클로라이드면 몸체주형에 결합하기 위해 다른면 상에 아크릴 접착제를 갖는다. 실리콘 접착제보다는 오히려 폴리비닐클로라이드와 접촉하는 아크릴 기재 접착제를 이용하는 것이 바람직한데, 이것은 아크릴 유형감압성 접착제에 비해 실리콘 감압성 접착제가 가소제에 의한 변형에 대해 우수한 저항성을 갖지 않기 때문이다. 높은 표면에너지 접착제는 일반적으로 약 30dynes/cm 이상의 임계 표면장력을 가질 것이며, 페닐 치환 접착 피막처리된 테이프가 다른 한면에 사용될 경우, 두 감압성 접착제의 임계 표면장력이 적어도 20%정도 차이가 있어야 한다.
본 발명의 테이프가 적어도 한면상에 페닐 치환 실리콘 감압성 접착제를 사용하기 때문에, 박리 라이너를 선택하는데 있어서 주의해야만 한다. 기본적으로, 임의의 일반적 기판은 종이, 플라스틱 및 점토로 피막 처리된 종이 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴라카르보네이트, 폴리에틸렌 및 이와 유사물과 같은 다양한 중합체 필름과 같은 것이 허용 가능하다. 그렇지만, 밀 박리 피막물의 작업은 페닐 실리콘 접착제를 박리시키는 데는 효과적이지 않다. 박리 피막은 라이너 물질상에서 완전하게 경화될수 있고, 피막 처리되어 라이너상의 필수적으로 완전한 연속필름을 형성할수 있으며, 페닐- 실리콘 감압성 접착제와 양립할수 없는 메틸 치환 실리콘 수지이어야 한다. 박리 피막은 하기 조성을 가져야 한다.
Figure kpo00002
가교 또는 경화하고, 경화를 저해하고, 그리고 그것을 촉매하기 위해 사용될수 있는 공지된 많은 조합물질이 있다.
한면에는 낮은 표면에너지 페닐 치환 실리콘 접착제를, 다른 한면에는 높은 표면에너지 아크릴 접착제를 갖는 양면 감압성 접착테이프를 하기 수단으로 제조한다.
0.05mm 두께인 폴리에스테르 쉬이트를 취하고, 하기 성분을 갖는 메틸 기재 실리콘으로 통상적 수단에 따라서 양쪽면을 피막 처리하여 박리라이너를 만든다.
Figure kpo00003
* 모든 물질은 제너럴 일렉트릭 컴퍼니에 의해 제조되고/거나 판매된다.
기계적으로 환류되는 오븐에서 70℃로 출발하여 점차 150℃까지 증가시키는 오븐 온도에서 36초동안 피막처리된 쉬이트를 열처리하여 피막을 경화시킨다. 양쪽면의 피막은 약 0.0025mm두께 또는 대략적으로 1.0gm/㎡이다.
하기 물질로 이루어진 낮은 표면에너지 접착 배합물을 상기 제조된 박리 라이너의 한쪽면에 피막처리하고, 80℃로 약 2분간 열처리하여 용매를 제거한 다음, 160℃에서 약2분간 처리하여 퍼옥사이드 촉매를 활성화한다.
Figure kpo00004
PSA-6574 및 SR-545는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니에 의해 제조된다. 0.8mm두께 및 밀도 44.9Mg/㎥(28lb/ft ), 신장율 250%, 인장강도 1.37×10 N/㎡(200psi), 물 흡착율 50% 이하, 6.9×10 N/㎡(10psi)의 10%압축력을 갖는 앞서 제조한 포옴 폴리우레탄 쉬이트로 접착물을 이동시킨다.
임계 표면장력 약 36dynes/cm를 갖는 가교 가능한 아크릴레이트 감압성 접착제를 페닐 치환 실리콘 접착제로 앞서 피막처리된 쉬이트의 면에 반대쪽인 폴리우레탄 포옴 쉬이트의 면에 피막처리한다. 비교하면, 실리콘 접착제는 임계 표면장력 약 28dynes/cm를 갖는다. 아크릴레이트 접착제는 몬산토사에 의해 제조되고/거나 판매되는 RA-2465이다.
이런 식으로 제조된 양면 감압성 접착테이프를 사용하여, 페닐 기재 실리콘 접착제의 접착성질을 낮은 표면에너지 투명 아크릴 자동차 도료상의 아크릴 접착제를 갖는 두가지 상업적으로 구입가능한 생성물과 비교하면 하기 결과를 얻는다.
Figure kpo00005
* 노르우드 케니컬사로부터 8062
** 3M으로부터 4265
앞서의 자료로부터 쉽게 알수 있는 바와 같이, 페닐 치환실리콘 접착제는 낮은 표면에너지 아크릴 기재 투명자동차 피막에 결합한 두가지 다른 상업적으로 구입가능한 아크릴 접착제보다 27-57% 더 우월성을 나타낸다. 이러한 유형의 아크릴 접착제는 몸체 면 주형에 부착하는 양면 감압성 접착테이프에 이용되는 것 및 투명 아크릴, 투명 자동차 도료와 같은 것들이다.
페닐 치환 낮은 표면에너지 접착제의 또다른 예기치 못한 성질은 하기 표의 자료에 의해 나타나는 것과 같이 낮은 표면에너지 물질에 대한 높은 수준의 빠른 접착성이다.
Figure kpo00006
* 상기한 바와 같음
페닐 치환 실리콘 감압성 접착제의 매우 낮은 핑거(finger)점착이 열등한 빠른 접착성질을 생성하기 때문에 이들 결과를 예기치 못했다.

Claims (10)

  1. 적어도 한면이 낮은 표면에너지, 감압성 접착제로 피막처리된 가요성 지지체를 포함하는 양면, 감압성 접착테이프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 지지체의 양쪽면 모두가 낮은 표면에너지, 감압성 접착제로 피막처리된 접착테이프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 낮은 표면에너지 감압성 접착제가 약 30dynes/cm이하의 임계 표면장력을 갖는 접착 테이프.
  4. 제1항에 있어서, 한쪽면이 높은 표면 에너지 감압성 접착제로 피막처리되는 접착테이프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 낮은 표면 에너지 감압성 접착제가 약 30dynes/cm이하의 임계표면 장력을 갖고, 상기 높은 표면에너지 감압성 접착제가 약 dynes/cm이상의 임계 표면장력을 가지며, 낮은 표면에너지 및 높은 표면 에너지 감압성 접착제의 임계 표면 장력이 적어도 20%차이가 나는 접착 테이프.
  6. 제4항에 있어서, 상기 높은 표면 에너지 감압성 접착제가 아크릴 기재 접착제인 접착 테이프.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느하나에 있어서, 상기 낮은 표면에너지 감압성 접착제가 페닐 치환 실리콘인 접착테이프.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느하나에 있어서, 낮은 표면 에너지, 감압성 접착제용 박리 라이너(release liner)를 포함하는 접착 테이프.
  9. 제1항 내지 제6항중 어느하나에 따른 감압성 접착테이프를 낮은 표면 에너지를 갖는 물질(양면중 첫 번째 면)에 적용하고(상기 테이프의 첫 번째면은 적용되는 낮은 에너지 표면보다 더 낮은 표면 에너지를 갖는 감압성 접착제로 피막처리 된다.) 상기 양면 접착 테이프의 두 번째 면을 다른 표면과 접촉시킴으로써 상기 두 표면을 접합시키는 것으로 구성되는, 적어도 한 표면이 낮은 표면 에너지를 갖는 물질로 이루어진 두 표면의 접합방법.
  10. 제9항에 있어서, 두 물질의 상기 표면이 낮은 표면 에너지의 표면이며, 양면 감압성 접착테이프의 양쪽면이 적용된 두 표면 보다 낮은 표면 에너지를 갖는 감압성 접착제로 피막처리 되는 방법.
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