KR101600686B1 - Uv 경화시스템을 이용한 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 및 전기전자부품 등의 가공 시 부품을 임시 고정하는 가열 박리형 점착시트 또는 테이프에 있어서, 가열 전에는 높은 점착력을 제공하면서도 가열 후에는 용이하게 박리되며, 고온 경화공정을 배제하고 저온에서도 경화가 가능하여 공정 효율을 향상할 수 있도록 하는 UV 경화시스템을 이용한 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 및 전기전자부품 등의 가공 시 부품을 임시 고정하는 가열 박리형 점착시트 또는 테이프에 있어서, 가열 전에는 높은 점착력을 제공하면서도 가열 후에는 용이하게 박리되며, 고온 경화공정을 배제하고 저온에서도 경화가 가능하여 공정 효율을 향상할 수 있도록 하는 UV 경화시스템을 이용한 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 및 전기전자부품의 가공 시 부품을 절단하거나 연마하는 과정에서 부품을 기판 등에 임시로 고정하거나 보호하기 위하여 점착시트나 테이프가 사용되며, 이러한 점착시트나 테이프(이하 점착시트라 함)는 부품 가공이 완료되면 점착력을 제거하여 박리하게 된다.
종래에는 점착시트의 점착력을 제거하기 위하여 ⑴ 부품 가공이 끝난 후 자외선(UV)을 조사하여 점착층을 가교함으로써 점탄성 구속에 의한 점착력 저하로 박리하거나 또는 ⑵ 고온에서 발포되는 미립자를 점착제에 첨가하고 부품 가공 후 가열에 의해 발포시켜 점착제 표면에 요철을 형성함으로써 피착제와의 접착면적 감소로 인해 박리되도록 하는 방법이 사용되고 있다.
⑴은 부품을 고정하는 점착시트가 외부에 노출되어 있어 자외선 조사가 가능한 경우에 사용하기 적합하고, ⑵는 점착시트가 부품과 부품 사이에 부착되어 외부에 노출되지 않은 경우에 주로 사용되고 있다.
하기 참고도1은 ⑵와 같이 고온에서 발포되는 미립자를 함유한 점착시트의 박리 원리를 개략적으로 나타낸 것이다.
한편, 점착시트는 점착력, 응집력, 내열성, 내화학성 등과 같이 필요에 따라 요구되는 물성을 갖추기 위하여 고온 열경화 공정에 의해 가교가 행해지도록 한다.
그런데, 발포 미립자가 함유된 점착시트의 경우에는 제조공정 중에 가열에 의해 미립자가 발포될 수가 있어 100℃ 이상의 고온 경화과정을 거치지 못하게 되며, 이로 인해 점착시트를 제조 시 주로 이소시아네이트(Isocyanate)계 또는 아지리딘(Aziridine)계와 같은 상온 경화 타입의 경화제를 사용하여 온도 100℃ 이하에서 서서히 경화시키거나 또는 200℃ 이상의 고온에서 발포되는 미립자를 사용하여야 하므로 제조공정에 있어 다소 제한이 있을 뿐 아니라 많은 시간이 소요될 수 있는 등 공정상의 불편함이 있었다.
또한, 광중합수지를 이용하는 점착시트의 경우에는 광중합(자외선중합)을 통해 중합 전환율(Conversion Ratio)이 10~20% 범위의 시럽 형태로 된 점착제를 만든 후, 여기에 발포 미립자를 부가하여 기재에 도공(Coating)하고, 이렇게 얻어진 점착층에 자외선을 조사함으로써 추가적인 중합을 통해 제조하게 된다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 점착시트는 가열 후 점착시트가 박리되는 조건 하에서는 가열 전 점착력이 낮기 때문에 가열 전의 우수한 점착력과 가열 후의 용이한 박리성을 모두 갖추기 어렵다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 및 전기전자부품의 가공 시 부품을 임시 고정하기 위해 사용되는 점착시트 또는 테이프에 있어서, 가열 전에는 높은 점착력을 가지면서도 가열 후에는 점착력(박리력)과 택의 소멸로 자연스럽게 박리되도록 하는 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자외선 경화를 통해 점착층의 가교물성 확보가 가능하도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가열 박리형 점착시트의 제조방법은, 점착성을 부여하는 소프트 모노머 20~40중량%와, 응집력을 부여하는 하드 모노머 1~20중량%와, 관능기를 부여하는 기능성 모노머 0.2~10중량%와, 상기 모노머를 열에 의해 라디칼을 생성하는 개시제 0.05~1중량% 및 상기 모노머의 용액중합을 위해 사용되는 혼합용매 50~70중량%를 포함하는 점착제를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 점착제의 건조 고형분 100중량부와, 상기 건조 고형분 100중량부를 기준으로 발포 미립자 8~20중량부와, 광반응성 모노머 3.5~14중량부 및 광개시제 0.3~2중량부를 포함하는 점착 코팅액을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 점착 코팅액은 상기 점착제의 건조 고형분 100중량부를 기준으로 점착부여제(점착부여수지) 2.5~25중량부를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 점착 코팅액은 상기 점착제의 건조 고형분 100중량부를 기준으로 안료 0.1~10중량부를 더 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 점착제에 있어서 소프트 모노머는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸헥실 메타아크릴레이트 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 하드 모노머는 메틸메타 아크릴레이트, 스틸렌, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 기능성 모노머는 카르복실기를 가지는 아크릴산, 메타크릴산 모노머, 또는 수산기를 가지는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트 모노머, 또는 글리시딜기를 가지는 글리시딜 메타크릴레이트 모노머 중에서 선택하여 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 개시제는 벤조일 퍼옥사이드 또는 라우로일 퍼옥사이드 또는 아조비스이소부티로니트릴 중에서 선택적으로 사용됨이 바람직하다.
상기 혼합용매는 에틸아세테이트 및 톨루엔으로 이루어진 것을 사용함이 바람직하다.
아울러, 상기 점착 코팅액에 있어서, 상기 광반응성 모노머는 관능기의 수에 따라 2관능이나 3관능 또는 5관능이나 6관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 광반응성 모노머는, 상기 2관능 모노머로는 헥산디올 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 3관능 모노머로는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 5관능 모노머로는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 6관능 모노머로는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트를 포함한다.
상기 광반응성 모노머는, 2관능 또는 3관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머는 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 0.5~2중량부가 사용되고, 5관능 또는 6관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머는 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 3~12중량부가 사용됨이 바람직하다.
상기 광개시제는 하이드록시 사이클로헥실 페닐케톤, 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드 중에서 단독 또는 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 점착부여제는 로진에스테르계, 테르펜계, 페놀계, 석유계 수지 또는 이들의 변성수지 중에서 단독이나 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법에 따르면, 점착제의 가교 물성 향상을 위하여 점착제에 광반응성 아크릴레이트 모노머를 첨가하여 점착층의 가교 물성을 나타내도록 함으로써 가열 박리형 점착시트의 제조를 위한 다양한 물성을 가진 점착제의 선정이 가능하고, 가열 전 견고한 점착력 및 택(Tack)과 같은 다양한 점착제의 물성을 구현함과 아울러 가열 후에는 점착시트 스스로 박리될 수 있다는 장점을 가진 것이다.
또한, UV 경화를 통해 발포 미립자의 발포 개시온도에 영향을 주지 않고 저온에서 경화가 가능하므로 공정의 효율성을 높일 수 있는 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 가열 박리형 점착시트 또는 테이프(이하 점착시트라 함)는 반도체나 전기전자부품의 가공 시 부품을 임시로 고정하기 위한 것으로서, 점착시트를 박리 시에는 가열에 의해 박리력과 택을 소멸하여 점착시트가 스스로 박리되도록 하는 것이며, 가열 시 점착시트가 스스로 박리되도록 하기 위한 주요 인자로는 발포 미립자의 발포 성능 및 그를 위한 함량, 점착층의 가교 정도에 따른 응집력이며, 이러한 인자로 인해 점착시트의 점착력과 택 등 가열 전 초기 물성에 영향을 미치게 된다.
이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 하기 참고도2는 본 발명에 따른 가열 박리형 점착시트의 제조공정을 나타낸 모식도이다.
도면에 따르면, 본 발명은 용제형 아크릴 점착제를 합성하고, 상기 점착제에 다관능 광반응성 아크릴레이트 모노머를 단독 또는 2종 이상 부가하며, 여기에 광개시제, 발포 미립자, 안료 등을 혼합하여 점착층을 구성하기 위한 코팅액을 제조한다. 상기 코팅액은 합성수지 필름 등의 기재에 도공하여 건조하고, 자외선 조사를 통해 점착층을 광경화한 후에 점착면에 이형 필름을 적층하여 점착시트의 제조를 완성한다.
이에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
〈1〉가열 박리형 점착시트의 제조방법
[1] 점착제의 합성
본 발명에 따른 가열 박리형 점착시트를 제조하기 위해서는 먼저 점착제의 합성과정을 필요로 하며, 이러한 점착제의 합성은 종래의 광중합이 아닌 용액중합(Solution Polymerization) 방법에 의해 중합된다.
본 과정에서는 소프트 모노머와, 하드 모노머와, 기능성 모노머와, 개시제 및 혼합용매가 사용된다.
소프트 모노머(Soft monomer)는 점착성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로서 유리전이온도(Glass Transition Temperature : Tg)가 상온 이하이며, 이러한 소프트 모노머로는 에틸 아크릴레이트(Ethyl Acrylate), 부틸 아크릴레이트(n-Butyl Acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl Acrylate), 에틸헥실 메타아크릴레이트(2-Ethylhexylmethacrylate) 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
이때, 상기 소프트 모노머는 점착제의 전체 중량에 대하여 20~40중량%가 사용된다.
하드 모노머(Hard monomer)는 점착제에 응집력을 부여하기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 하드 모노머로는 메틸메타 아크릴레이트(Methyl Metacrylate), 스틸렌(Stylene), 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 비닐아세테이트(Vinyl Acetate) 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
이때, 상기 하드 모노머는 점착제의 전체 중량에 대하여 1~20중량%가 사용된다.
기능성 모노머(Functional monomer)는 관능기를 부가하기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 기능성 모노머로는 카르복실기(Carboxyl Group)를 가지는 아크릴산(Acrylic acid), 메타크릴산(Methacrylic acid) 모노머, 수산기(Hydroxy Group)를 가지는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-Hydroxyethyl Acrylate), 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate), 2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트(2-Hydroxypropyl Methacrylate) 모노머, 글리시딜기(Glycidyl Group)를 가지는 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 모노머 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용함이 바람직하다.
이때, 상기 기능성 모노머는 점착제의 전체 중량에 대하여 0.2~10중량%가 사용된다.
또한, 기능성 모노머를 구성하는 상기 각 성분들은 하드 모노머로서 사용될 수도 있으며, 이러한 경우 그 사용량이 많을 경우에는 후술하는 점착시트의 제조과정에서 기재에 코팅액을 도공하기 전에 코팅액이 변질될 우려가 있으므로 점착제의 전체 중량에 대하여 0.2~10중량%를 사용함이 바람직하다.
개시제(Initiator)는 상기 모노머를 열에 의해 라디칼을 생성하기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 개시제로는 퍼옥사이드(Peroxide) 계열의 벤조일 퍼옥사이드((Benzoyl Peroxide : BPO), 라우로일 퍼옥사이드(Lauroyl Peroxide : LPO) 또는 아조 화합물인 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile : AIBN) 중에서 선택하여 단독으로 사용됨이 바람직하다.
이때, 상기 개시제는 점착제의 전체 중량에 대하여 0.05~1중량%가 사용된다.
혼합용매(Mixed Solvent)는 상기 모노머의 용액중합을 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 혼합용매로는 상기 모노머가 폴리머로 중합되었을 때의 용해도 지수를 고려하여 에틸아세테이트(Ethyl Acetate) 및 톨루엔(Toluene)으로 이루어진 것이 사용된다.
이때, 상기 혼합용매는 점착제의 전체 중량에 대하여 50~70중량%를 부가함으로써 점착제의 전체 건조 고형분 30~50중량%로 합성한다.
[2] 코팅액의 제조
이어서, 상기 [1]의 과정에서 합성된 점착제에 첨가제를 부가하여 점착 구성을 위한 코팅액을 제조한다.
본 과정에서는 상기 점착제와, 발포 미립자와, 광반응성 모노머 및 광개시제가 사용되며, 여기에 점착부여제가 추가로 사용된다.
발포 미립자는 마이크로 사이즈의 미립자 형태이고 필요에 따라 특정 온도 범위에서 발포 성능을 발휘하며, 발포 전의 입자경과 대비하여 발포 후 팽창된 입자경이 최대한 클수록 좋다. 이때, 상기 [1]의 과정에서 합성된 점착제에 부가하여 코팅액을 제조하는 과정에서 상기 혼합용매에 녹거나 팽윤(Swelling)되지 않아야 한다.
발포 미립자는 발포 개시온도, 최대 발포온도 등을 고려하여 다양하게 적용될 수 있으며, 상기 발포 미립자의 함량과 점착층의 응집력이 높으면 가열 발포 후 점착시트의 박리력이 소멸하여 스스로 박리되기 용이하되 발포 전 사용 시 점착력과 택이 너무 낮아지는 반면, 발포 미립자의 함량과 점착제의 응집력을 낮추어 점착력과 택을 높게 설정하면 가열 발포 후 점착시트가 스스로 박리되지 못하므로 발포 미립자와 후술하는 광반응성 모노머의 선정 및 부가 함량이 중요하다.
본 발명에서는 상기 발포 미립자로서 일본 마츠모토 유지제약(Matsumoto Yushi Seiyaku)에서 생산한 열팽창성 발포체인 MICROPEARL F-48D, F-65D, F-79D, F-260D 중에서 단독 또는 2종을 혼합하여 사용하였으며, 그 함량은 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 8~20중량부가 첨가된다.
광반응성 모노머는 가열 전의 높은 점착력과 가열 후의 박리성 향상을 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 광반응성 모노머를 첨가하여 점착제와 상호 침투 고분자 망상(Interpenetrating Polymer Network : IPN) 구조를 형성함으로써 점착층의 가교 물성을 나타내게 된다.
상기 광반응성 모노머는 관능기의 수에 따라 2관능이나 3관능 또는 5관능이나 6관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 2관능 모노머로는 헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol Diacrylate : HDDA), 부탄디올 디아크릴레이트(Butanediol Diacrylate : BDDA), 3관능 모노머로는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane Triacrylate : TMPTA), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol Triacrylate : PETA), 5관능 모노머로는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(Dipentaerythritol Pentaacrylate : DPPA), 6관능 모노머로는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate : DPHA) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광반응성 모노머는 그 함량이 너무 적을 경우에는 광경화 후 가교 물성을 나타내기 어려운 반면, 너무 많을 경우에는 점착력과 택이 낮아지므로 최종 완성된 점착시트의 가교 물성 및 가열 박리성을 향상하기 위해서는 그 종류와 배합량을 적절하게 선택하여야 하는데, 본 발명에서는 관능기의 수에 따라 2관능이나 3관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머의 경우에는 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 0.5~2중량부가 부가되고, 5관능이나 6관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머의 경우에는 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 3~12중량부가 부가된다.
여기에서, 점착력(adhesion)은 점착제와 피착제 계면 간의 결합력을 의미하고, 택(tack)은 초기 점착성이나 순간 부착성을 의미한다.
광개시제(Photo Initiator)는 자외선램프로부터 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 광개시제로는 하이드록시 사이클로헥실 페닐케톤(Hydroxy Cyclohexyl Phenyl Ketone : HCPK), 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl Phosphine Oxide : TPO) 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨이 바람직하다.
상기 광개시제는 제조 설비 상의 자외선램프의 종류(파장) 및 그로부터 조사된 에너지를 고려하여 그 종류와 배합량을 적절하게 선택하면 되며, 본 발명에서는 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 0.3~2중량부(광반응성 아크릴레이트 모노머 총 부가량의 8~15phr : Percentage of Hundred Resin)가 첨가된다.
아울러, 코팅액의 제조 시에는 점착시트의 점착력과 택의 조절을 위하여 추가적으로 점착부여제(Tackifier)가 첨가될 수 있으며, 이러한 점착부여제로는 연화점 80~150℃의 로진에스테르계, 테르펜계, 페놀계, 석유계 수지 또는 이들의 변성수지 중에서 단독이나 2종 이상 혼합하여 사용되며, 그 함량은 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 2.5~25중량부를 첨가함이 바람직하다.
이때, 상기 점착부여제(점착부여수지)는 연화점이 110℃ 이하인 경우에는 단독으로는 사용할 수 없는데, 이는 점착부여수지의 낮은 연화점으로 인해 발포 개시온도에서 수지가 연화 및 변형되어 발포 미립자의 팽창을 방해함으로써 점착시트가 가열 후 스스로 박리되지 못하기 때문이다.
또한, 최종적으로 완성된 점착시트의 외관을 위해 다양한 색상을 가진 유무기계 안료를 첨가할 수 있으며, 그 함량은 점착제 건조 고형분 100중량부를 기준 0.1~10중량부로 한다.
[3] 점착시트의 제조
다음으로, 상기 [2]의 과정에서 제조된 코팅액을 하기 참고도3 및 4와 같이 기재의 단면이나 양면에 도공하여 점착시트를 제조한다.
상기 기재로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB), 폴리올레핀(Polyolefine, PO), 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 등의 합성수지 필름이나 또는 동박이나 은박, 부직포 또는 종이 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 점착시트는 참고도5와 같이 기재를 포함하지 않은 형태로 제조하여 사용할 수도 있으며, 필요에 따라서는 상기 합성수지 필름에 재부착하여 사용할 수도 있다.
본 과정에서는 상기 점착 코팅액의 용매로 사용된 용제를 휘발시켜야 되며, 상기 코팅액에 포함된 발포 미립자의 발포 개시온도를 고려하여 개시온도 이하인 60~100℃에서 건조한다.
또한, 기재의 단면이나 양면에 코팅액을 도공할 시에는 상기 건조 온도와 사용되는 기재의 내열성을 고려하여 기재에 코팅액을 직접 도공하거나 또는 기재의 이형필름에 코팅액을 도공하여 기재에 전사하는 방식 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
이때, 점착층의 건조 후 두께가 20~200㎛이 되도록 하며, 점착층의 보호를 위해 다양한 두께와 재질을 가진 이형필름이나 이형지를 사용할 수 있다.
상기 기재에 코팅액을 도공 및 건조한 후에는 광반응성 모노머의 중합 및 가교를 위하여 자외선을 조사하여야 하는데, 이때, 자외선 경화용 자외선램프로는 본 발명에서 사용되는 광개시제의 흡수 파장을 고려하여 고압수은램프나 메탈할라이드램프 등을 사용할 수 있으며, 램프의 광량을 고려하여 조사시간 조절을 통해 250~400mJ/㎠의 광량을 조사시키는 것이 바람직하다.
〈2〉가열 박리형 점착시트의 물성 시험
이하, 본 발명에 따라 제조되는 점착시트의 가열 전 점착력과 가열 발포 후의 박리 상태를 나타내기 위하여 하기 실시예를 통해 상세하게 설명하기로 한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐 본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니다.
참고로, 하기 실시예에서 설명되는 "점착제 기준"이라 함은 용매 등의 모든 구성성분을 포함한 점착제의 전체 중량을 기준으로 한 것을 의미하고, "점착제 건조 고형분 기준"이라 함은 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제의 건조 고형분의 전체 중량을 기준으로 한 것을 의미한다.
[실시예1]
1) 점착제 합성
우선, 표1에서와 같이 소프트 모노머로서 2-에틸헥실 아크릴레이트 24중량%, 하드 모노머로서 메틸메타 아크릴레이트 5중량%, 비닐아세테이트 3중량%, 기능성 모노머로서 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 8중량%, 혼합용매로서 에틸아세테이트 20중량%와 톨루엔 29.9중량% 및 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 0.1중량%를 혼합하여 점착제를 합성하였다.
2) 코팅액 제조
상기 1)에서 합성된 점착제를 이용하여 코팅액을 제조하되, 각 구성요소의 종류 및 함량을 달리 하여 제조한 것을 하기 표2에 나타내었다.
하기 표2에는 각 구성성분의 함량을 점착제 건조 고형분 100%(100중량부)를 기준으로 기재하였으나, 본 실시예에서 코팅액을 제조하는 과정에서 사용되는 점착제는 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제 건조 고형분 40%인 것이 사용되었다.
또한, 본 실시예에서는 발포 미립자로 일본 마츠모토 유지제약(Matsumoto Yushi Seiyaku)에서 생산한 열팽창성 발포체인 MICROPEARL F-65D가 사용되었다.
3) 점착시트 제조
상기 2)에서 제조된 점착 코팅액을 이용하여 점착시트를 제조하였다.
기재는 100㎛ 두께의 PET필름을 사용하고, 여기에 점착층의 건조 도포량이 50㎛가 되도록 상기 코팅액을 도공한 후에 온도 80℃의 건조오븐에서 4분간 건조하여 용매를 휘발시켰다.
이후 고압수은램프로 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 점착층을 경화시키고, 점착면에 실리콘 이형 필름을 라미네이션하여 가열 박리형 점착시트를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 점착시트의 가열 전후의 점착력을 하기 표3에 나타내었다.
이때, 상기 점착시트의 가열 전a 점착력 측정은 ASTM D330에 준하여 피착제로는 스테인레스 강판(SUS304)을 사용하고, 만능재료시험기(UTM : Universal Testing Machine, INSTRON 3365)를 이용하여 측정하였으며, 가열 후b 점착력 측정은 SUS304에 시료를 부착하고 온도 150℃의 오븐에서 5분 동안 가열하고 상온에서 30분 동안 방치한 후에 상기와 동일한 방법으로 측정하였다.
표2에서와 같이 시료1 내지 3은 광반응성 모노머로서 2관능, 3관능, 6관능의 광반응성 모노머를 단독으로 하여 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 2중량부를 각각 첨가한 것으로서, 표3의 결과에 따르면 광반응성 모노머의 관능기 수가 증가할수록 가열 전의 점착력이 감소함에 따라 점착층의 가교도 증가하였다.
또한, 시료1 내지 3은 가열 후에는 박리가 잘 이루어지지 않았고, 특히 시료1,2의 경우 가열 후의 점착력이 가열 전의 점착력에 비해 대략 2배 가량 증가하였으며 피착제(SUS304)에 점착층이 전이된바, 이는 충분히 가교되지 않은 점착층이 가열에 의해 분자 간 유동이 활발해져 점착층의 응집 파괴가 일어나며, 이러한 응집 파괴의 힘이 더해져 점착력이 높게 측정된 것이다. 시료3은 가열 후 점착시트가 스스로 박리되지는 않았으나 점착층의 전이는 없었다.
시료4 내지 6은 각각 2관능, 3관능, 6관능의 광반응성 모노머를 단독으로 하여 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 8중량부를 첨가한 것으로서, 시료1 내지 3의 경우와 마찬가지로 광반응성 모노머의 관능기 수가 증가할수록 가열 전의 점착력이 감소하였고, 시료4 및 5는 가열 후 점착시트가 스스로 박리되지 않았다.
또한, 시료4는 가열 후 점착층의 응집 파괴로 인해 피착제에 점착층의 전이가 일어났고 시료5는 가열 후 점착시트가 스스로 박리되지 않았으나 강제 박리 시 점착층의 전이는 일어나지 않았다.
이와 같이 점착층의 가교도가 낮으면 고온에서 분자 간의 유동이 활발해짐에 따라 발포 미립자의 팽창을 방해하게 되고, 이로 인해 가열 후 점착시트가 스스로 박리되지 못할 뿐 아니라 심한 경우에는 점착시트를 강제 박리 시 점착층의 응집 파괴로 이어져 점착층의 전이가 발생하게 된다.
반면에, 시료6은 가열 후 점착시트가 스스로 박리되어 가열 박리형 점착시트로서의 물성이 적합하게 나타났다.
[실시예2]
상기 실시예1과 동일한 방법으로 점착시트 시료를 얻도록 하되, 코팅액의 구성성분 및 함량을 하기 표4에서와 같이 혼합하여 제조하였고, 이와 같이 제조된 점착시트의 가열 전후의 점착력을 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표5에 나타내었다.
또한, 하기 표4의 경우에도 각 구성성분의 함량을 점착제 건조 고형분 100%(100중량부)를 기준으로 기재하였으나, 본 실시예에서 코팅액을 제조하는 과정에서 사용된 점착제는 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제 건조 고형분 40%인 것이 사용되었다.
표4에서와 같이 시료7 내지 10은 각각 6관능 모노머를 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 4중량부 또는 6중량부를 첨가하고, 2관능 모노머와 3관능 모노머를 각각 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 1중량부를 첨가한 것으로서, 표5의 결과에 따르면 시료7은 점착층의 가교도가 낮아 가열 후 점착시트 스스로 박리되지 못하였고, 시료8은 가열 후 점착시트 스스로 박리되었으나 박리된 점착시트의 점착층에 택이 잔존하였다.
반면에 시료9 및 10은 가열 후 점착시트 스스로 박리되었고, 2관능 모노머를 부가한 시료9가 3관능 모노머를 부가한 시료10에 비해 가열 전 점착력이 더 높게 나타났다.
아울러, 시료9 및 10은 실시예1의 시료6보다 가열 전 점착력이 상대적으로 높게 나타남을 알 수 있고, 이에 따라 가열 전 점착력을 높임과 아울러 가열 후 점착시트가 잘 박리되도록 하기 위해서는 6관능 모노머에 2관능 또는 3관능 모노머를 더 혼합하여 부가하는 것이 더욱 바람직함을 알 수 있다.
즉, 6관능 모노머를 단독으로 사용하는 것보다는 6관능 모노머에 2관능 또는 3관능 모노머를 소량 혼합하여 사용하는 것이 광반응성 모노머의 전체 부가함량을 줄이면서도 가열 후 자연적인 박리를 위한 가교 물성 및 가열 전 점착력 향상을 위해 더욱 적합함을 알 수 있다.
[실시예3]
실시예3은 발포 미립자의 부가량에 따른 가열 박리형 점착시트의 물성을 확인하기 위한 것으로서, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 점착시트 시료를 얻도록 하되, 코팅액의 구성성분 및 함량을 하기 표6에서와 같이 혼합하여 제조하였다. 이와 같이 제조된 점착시트의 가열 전후의 점착력을 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표7에 나타내었다.
또한, 하기 표6의 경우 각 구성성분의 함량을 점착제 건조 고형분 100%(100중량부)를 기준으로 기재하였으나, 본 실시예에서 코팅액을 제조하는 과정에서 사용된 점착제는 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제 건조 고형분 40%인 것이 사용되었다.
표6에서와 같이 시료11 내지 14는 발포 미립자로서 MICROPEARL F-65D를 상기 점착제 건조 고형분 100중량부 기준 6, 8, 10, 15중량부를 각각 첨가한 것으로서, 상기 발포 미립자의 함량이 증가할수록 가열 전 점착력이 감소함을 알 수 있고, 특히 시료11은 발포 미립자를 적게 함유한 것으로서 가열 후 시료의 가장자리 부분만 부분적으로 박리되었으며, 시료12는 가열 후 시료가 스스로 박리되었으나 점착층에 택이 미량 잔존하였다.
반면에 시료13 및 14는 가열 후 시료가 자연 박리됨과 아울러 특히 시료13은 가열 전 점착력과 택이 높게 측정되어 가장 우수한 물성을 나타내었다.
[실시예4]
상기 실시예1과 동일한 방법으로 점착시트 시료를 얻도록 하되, 코팅액의 구성성분 및 함량을 하기 표8에서와 같이 혼합하여 제조하였고, 이와 같이 제조된 점착시트의 가열 전후의 점착력을 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표9에 나타내었다. 아울러, 실시예4에서는 코팅액에 점착부여제를 추가로 첨가하였다.
또한, 하기 표8의 경우 각 구성성분의 함량을 점착제 건조 고형분 100%(100중량부)를 기준으로 기재하였으나, 본 실시예에서 코팅액을 제조하는 과정에서 사용된 점착제는 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제 건조 고형분 40%인 것이 사용되었다.
표8에서와 같이 시료15 내지 18은 점착부여제로서 각각 로진에스테르계 수지와 연화점이 서로 다른 테르펜페놀계 수지를 추가로 첨가한 것으로서, 표9의 결과에 따르면 동일한 양의 점착부여제를 첨가 시, 연화점이 80℃인 로진에스테르계 수지를 첨가한 시료15와 연화점이 120℃인 네르펜페놀계 수지를 첨가한 시료16보다는 연화점이 150℃인 테르펜페놀계 수지를 첨가하는 시료17이 가열 전 점착력이 더욱 높게 나타났으며, 시료18과 같이 점착부여제의 함량이 높을수록 점착력이 높게 나타났다.
또한, 점착부여제는 연화점이 높거나 또는 그 함량이 증가할수록 점착층의 택이 감소하며, 이로 인해 시료18의 경우 가열 전 점착력은 비교적 높은 편이지만 점착층의 택은 낮고 표면이 굳어 피착제에 대한 초기 부착능력(또는 밀착능력)이 떨어졌다.
아울러, 연화점이 80℃인 로진에스테르계 수지를 사용한 시료15의 경우 점착부여제의 낮은 연화점으로 인해 발포 개시온도에서 점착부여제가 연화 및 변형되어 미립 발포체의 팽창을 방해함으로써 자연 박리가 완전하게 이루어지지는 않았다. 따라서, 가열 전 점착층의 점착력 및 택을 고려하여 적절한 종류 및 적절한 양을 사용하여야 함을 알 수 있다.
[실시예5]
표10에서와 같은 조성으로 점착제를 합성 및 표11의 조성으로 코팅액을 제조한 후 실시예1과 동일한 방법에 의해 점착시트를 제조하였고, 본 실시예에 의해 얻어진 점착시트의 가열 전후의 점착력을 알아보기 위하여 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표12에 나타내었다.
또한, 하기 표11의 경우 각 구성성분의 함량을 점착제 건조 고형분 100%(100중량부)를 기준으로 기재하였으나, 본 실시예에서 코팅액을 제조하는 과정에서는 용매 등을 휘발 건조하여 남은 점착제 건조 고형분 30%인 것이 사용되었다.
표12에 따르면, 시료19는 가열 후 점착시트 시료가 스스로 박리되지 못하였고, 점착시트 시료를 강제 박리 시 피착제에 점착층의 전이가 일어남으로써 점착층이 충분히 가교되지 않았음을 알 수 있었다.
또한 표1의 점착제 조성물과 비교하여 표10의 조성에 의해 제조된 점착제는 점착층의 응집력을 부여하는 하드 모노머의 함량이 낮으므로 이러한 구성으로 코팅액을 제조 시 더욱 많은 양의 광반응성 모노머를 필요로 하였다.
시료20 내지 22는 시료19에 비해 많은 양의 광반응성 모노머를 부가한 것으로서 가열 전 200~1000gf/25㎜ 정도의 다양한 점착력을 가짐과 아울러 가열 후에는 점착시트가 스스로 박리되었다.
Claims (14)
- 점착성을 부여하는 소프트 모노머 20~40중량%와, 응집력을 부여하는 하드 모노머 1~20중량%와, 관능기를 부여하는 기능성 모노머 0.2~10중량%와, 상기 모노머를 열에 의해 라디칼을 생성하는 개시제 0.05~1중량% 및 상기 모노머의 용액중합을 위해 사용되는 혼합용매 50~70중량%를 혼합하여 용제형 아크릴 점착제를 제조하는 단계;
상기 점착제의 건조 고형분 100중량부에, 발포 미립자 8~20중량부와, 광반응성 모노머 3.5~14중량부 및 광개시제 0.3~2중량부를 추가하여 점착 코팅액을 제조하는 단계; 및
상기 점착 코팅액을 기재에 도공하여 건조 후 자외선을 조사하여 점착층을 경화하는 광경화 단계;를 포함하는 것이고,
상기 광반응성 모노머는 6관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머 3~12중량부에 2관능 또는 3관능의 광반응성 아크릴레이트 모노머 0.5~2중량부를 선택적으로 혼합하여 사용하되,
상기 2관능 모노머는 헥산디올 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 3관능 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 6관능 모노머는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트를 포함함을 특징으로 하는 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법. - 삭제
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- 제1항에 있어서,
상기 소프트 모노머는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸헥실 메타아크릴레이트 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용되고,
상기 하드 모노머는 메틸메타 아크릴레이트, 스틸렌, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용되며,
상기 기능성 모노머는 카르복실기를 가지는 아크릴산, 메타크릴산 모노머, 또는 수산기를 가지는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트 모노머, 또는 글리시딜기를 가지는 글리시딜 메타크릴레이트 모노머 중에서 선택하여 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용됨을 특징으로 하는 가열 박리형 점착시트 또는 테이프의 제조방법. - 삭제
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