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KR101523817B1 - 기포 안정성이 향상된 난연용 점착제 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

기포 안정성이 향상된 난연용 점착제 조성물 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR101523817B1
KR101523817B1 KR1020120074864A KR20120074864A KR101523817B1 KR 101523817 B1 KR101523817 B1 KR 101523817B1 KR 1020120074864 A KR1020120074864 A KR 1020120074864A KR 20120074864 A KR20120074864 A KR 20120074864A KR 101523817 B1 KR101523817 B1 KR 101523817B1
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acrylate
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김장순
장애정
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(주)엘지하우시스
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Abstract

(메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체가 10중량부 내지 50중량부의 함량비로 중합된 공중합체; 열전도성 무기 필러; 및 중공형 유리 충전제 또는 기포를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다.
(메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체를 10중량부 내지 50중량부를 중합하여 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체에 열전도성 무기필러, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나 기포를 주입하는 단계를 포함하는 점착제 조성물 제조방법을 제공한다.

Description

기포 안정성이 향상된 난연용 점착제 조성물 및 그의 제조방법{FLAME RETAEDANT ADHESIVE COMPOSITION WITH IMPROVED FOAM STABILITY AND THE METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
기포 안정성이 향상된 난연용 점착제 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래에는 점착제 조성물에 기포를 포함하는 경우 기포의 안정성을 확보하기 위해 점도를 높이는 방법을 많이 활용하였다. 그러나, 점도조절이 있다고 하더라도, 점착제 조성물이 포함하는 아크릴산의 함량이 낮은 경우 기온이 낮은 동절기에는 기포안정성이 높으나, 기온이 높은 하절기에는 기포안정성이 악화되어 외부온도에 영향을 받지 않는 기포 분산형 점착제 조성물을 포함하는 아크릴 폼 테이프를 제조하는데 어려움이 있었다.
일본공개공보 제2011-190290호에서는 질소, 이산화탄소, 아르곤 등의 불활성 가스 등으로 형성된 기포 및 아크릴계 수지를 포함하는 점착제 조성물을 기재하고 있기는 하나, 이는 상기 점착제 조성물을 포함하는 점착 테이프의 권취를 쉽게 하고, 상기 점착제 조성물이 돌출하는 것을 억제하기 위한 발명으로, 점착제 조성물이 포함하는 기포의 안정성 또는 난연성과 관련된 내용 등은 개시되어 있지 않다.
본 발명의 일 구현예는 외부온도 또는 점착제 조성물의 점도와 무관하게 기포 안정성이 우수한 난연용 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 점착제 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체가 10중량부 내지 50중량부의 함량비로 중합된 공중합체; 열전도성 무기 필러; 및 중공형 유리 충전제 또는 기포를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다.
상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체가 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 극성 관능기 함유 단량체는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체, 질소 함유 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 50중량부 내지 300중량부일 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 평균입자직경이 1㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕화금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 구형일 수 있다.
상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 입자직경이 20㎛ 내지 300㎛일 수 있다.
상기 중공형 유리 충전제가 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 0.1중량부 내지 20중량부를 포함할 수 있다.
상기 기포가 단위부피당 0.1부피% 내지 10부피%일 수 있다.
상기 점착제 조성물의 밀도가 0.6g/m3 내지 1.5g/m3 일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체를 10중량부 내지 50중량부를 중합하여 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체에 열전도성 무기필러, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나 기포를 주입하는 단계를 포함하는 점착제 조성물 제조방법을 제공한다.
상기 점착제 조성물 제조방법은 상기 중공형 유리 충전제가 첨가되거나 상기 기포가 주입된 혼합물을 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 작용기 간의 상호 작용으로 인해 공중합체가 포함하는 중공형 유리 충전제 또는 기포가 표면으로 부상하여 터지는 현상을 사라지게 하고, 기포의 안정성을 향상시킨다.
또한, 상기 점착제 조성물은 난연성을 확보할 수 있고, 아크릴계 폼 일면 또는 양면에 코팅함으로써 아크릴 폼 테이프로도 활용이 가능하다.
도 1은 실시예1 및 비교예1를 SEM으로 촬영하여 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하, 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.
점착제 조성물
본 발명의 일 구현예에 따른 점착제 조성물은 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체가 약 10중량부 내지 약 50중량부의 함량비로 중합된 공중합체; 열전도성 무기 필러; 및 중공형 유리 충전제 또는 기포를 포함한다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이 때, 단량체에 포함되는 알킬기가 지나치게 장쇄가 되면, 점착제 조성물의 응집력이 저하되고, 유리전이온도(Tg) 및 점착성의 조절이 어려워질 우려가 있으므로, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 점착제 조성물을 형성하는데 있어서 극성 관능기 함유 단량체가 포함되어 있을 수 있으며, 이 경우 본 발명의 일 구현예의 점착제 조성물은 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
상기 극성 관능기 함유 단량체는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 공중합이 가능한 극성 관능기를 포함하여, 상기 점착제 조성물의 내구신뢰성 및 응집력을 조절하는 역할을 한다. 사용될 수 있는 극성 관능기 함유 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 및 질소함유 단량체를 들 수 있다.
상기 극성 관능기 함유 단량체 중 히드록시기 함유 단량체를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 히드록시기 함유 단량체의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌 글리콜 (메타)아크릴레이트를 들 수 있고, 카복실기 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 점착제 조성물은 열전도성 무기필러를 포함하는바, 상기 열전도성 무기필러가 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체가 중합된 공중합체에 적용시 난연성 확보에 영향을 준다. 상기 열정도성 무기필러는 연소할 수 있는 공중합체의 함량을 줄여주고, 공중합체의 열전도성과 물리적 성질, 점도 등을 변화시키기 때문이다. 또한 열전도성 필러중에서 무기계를 사용함으로써 공중합체와의 반응시 에너지를 흡수하는 흡열반응으로 불연성 물질인 H2O 및 CO2를 생성하여 물리적 난연효과를 발휘할 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 약 50중량부 내지 약 300중량부를 포함할 수 있다. 상기 열전도성 무기필러의 함량이 상기 범위를 유지함으로써 점착제 조성물의 경도가 상승하여 부착면적이 감소하는 우려가 없고, 상기 점착제 조성물의 난연성을 확보할 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 평균입자직경이 약 1㎛ 내지 약 200㎛, 구체적으로는 약 10㎛ 내지 약 180㎛를 포함할 수 있다. 상기 열전도성 무기필러의 평균입자직경이 상기 범위를 유지함으로써 점착제 조성물의 경화전 점도 상승의 문제가 없고, 경화공정 중 입자침강을 억제하면서 난연성의 효과를 극대화할 수 있다.
상기 열전도성 무기필러는 산화금속, 수산화금속, 질화금속, 탄화금속, 붕화금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화규소 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘을 사용하는 경우 상기 점착제 조성물의 연소시 연기발생량이 매우 작아 환경측면에서 유리하며, 탁월한 난연성을 확보할 수 있다. 상기 수산화알루미늄은 분해온도가 약 200℃로 낮기 때문에 점착제 조성물의 가공온도가 낮을 때 적합하며, 가공온도가 높을 때에는 분해온도가 약 320℃로 상대적으로 높은 수산화마그네슘을 사용할 수 있다. 나아가, 상기 수산화마그네슘은 나노크기의 입자를 사용할 때 첨가량이 적더라도 우수한 난연성을 확보할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 중공형 유리 충전제 또는 기포를 포함하는바, (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체의 함량을 한정함으로써 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포를 일정 형태로 유지하면서 안정하게 포함 할 수 있다.
구체적으로, 일정함량을 포함한 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체의 작용기 간의 상호작용으로 인해, 본 발명의 일구현예인 상기 점착제 조성물 안에 강제적으로 첨가, 주입하거나 자연적으로 발생하는 중공형 유리 충전제 및 기포가 표면으로 부상하여 터지는 현상을 사라지게 할 수 있다. 이로 인해, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 안정성이 유지됨으로써 외부온도에 무관하게 일정수준 이상의 밀도 및 분포도를 유지할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체를 약 10중량부 내지 약 50중량부 포함할 수 있다. 상기 극성 관능기 함유 단량체를 상기 함량만큼 포함함으로써 극성끼리의 응집력으로 인해 양자의 작용기 간의 상호작용을 일으킬 수 있으며, 최종적으로 경화된 점착제 조성물에 높은 응집력을 부여하고 접착력을 향상시키는 작용을 할 뿐만 아니라 강제적으로 주입한 기포가 표면에 부상하여 터지는 현상을 낮추어 기포를 안정하게 하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 점착제 조성물에 대해서 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서, 예를 들어, 극성 관능기 함유 단량체가 카복실기 함유 단량체인 경우 약 10중량부 내지 약 40중량부를, 극성 관능기 함유 단량체가 히드록시기 함유 단량체인 경우 약 25중량부 내지 약 50중량부를 포함할 수 있고, 일정 형태를 가지는 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포를 안정하게 포함할 수 있다.
상기 중공형 유리 충전제는 유기계, 무기계 또는 이들의 복합물일 수 있으며, 구체적으로는 중공을 가지는 글라스 버블, 중공형 고분자 미소구 등을 포함할 수 있다. 상기 글라스 버블은 진유리(ture glass) 조성인 구형의 저비중 중공 마이크로스피어(Hollow Glass Microspheres)로써 강도가 높고, 내열성, 내화학성이 매우 뛰어난 경량화 충진제를 일컫는다. 상기 글라스 버블은 기존의 플라스틱에 사용되는 필러의 비중에 비해 매우 낮은 비중을 가지고 있는바, 비중에 의한 경량화뿐 아니라, 수지사용량 감소, 치수안정성 및 성형 후 변형 개선, 가공성 및 성형성 개선, 단열 성능 및 수분 저항성 향상 등을 기대할 수 있다.
상기 중공형 고분자 미소구 역시 저비중으로 점착제 조성물의 경량화를 위하여 포함될 수 있고, 예를 들어 Expancel, Micropearl 등으로 판매 되어진다.
그러므로, 본 발명의 일구현예에 의한 점착제 조성물은 중공형 유리 충전제를 포함함으로써 상기 점착제 조성물의 전체적인 비중을 낮출 수 있게 되는바, 점착제 조성물로써의 활용이 다양해지고, 상기 점착제 조성물이 적용되는 피착제의 전체 중량을 감소시킬 수 있다.
상기 기포는 가스성분으로 형성될 수 있는바, 상기 가스성분은 특별히 제한되지 않고, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등의 불활성가스 등의 각종 기체 성분을 이용할 수 있다. 상기 기포를 형성하는 가스로서는, 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 상기 극성 관능기 함유 단량체의 중합반응 또는 첨가물의 혼합반응에 있어서 그 반응을 저해하지 않은 것을 이용하는 것이 중요하다. 구체적으로, 상기 기포를 형성하는 가스 중에서 반응을 저해하지 않는 점이나, 비용적인 관점에 있어서 질소가 적합하다.
상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포는 통상, 구상의 형상을 갖고 있지만, 일그러진 형상의 구상을 가질 수 있다. 상기 중공형 유리 충전제는 속이 빈 탁구공의 형성과 유사한바, 기포에 비해 구형을 유지하기 쉽다.
구체적으로, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 입자직경이 약 20㎛ 내지 약 300㎛, 보다 구체적으로 약 50㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다. 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 입자직경을 유지함으로써 제품경량화 및 쿠션성을 확보할 수 있다는 장점이 있고, 상기의 입자직경에 의하여 안정성을 확인할 수 있다.
또한, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포는 각각 독립적인 형태로 존재하거나, 연속적인 형태로도 존재할 수 있다. 즉, 상기 점착제 조성물은 상기 중공형 유리 충전제 간, 상기 기포간 또는 상기 중공형 유리 충전제 및 기포가 융착된 연속적인 형태도 포함할 수 있다.
상기 중공형 유리 충전제는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 약 0.1중량부 내지 약 20중량부를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 약 3중량부 내지 약 10중량부를 포함할 수 있다. 상기 중공형 유리 충전제를 상기 범위만큼 포함함으로써 본 발명의 일구현예인 점착제 조성물의 경화 수축이 일어나기 쉬우면서도 일정한 강도를 유지할 수 있다. 반면에, 상기 중공형 유리 충전제를 너무 적게 넣을 경우 원하는 밀도를 맞추기 어려우며, 너무 많이 넣을 경우에는 점착제 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 교반이 어렵거나 점착력이 감소하는 문제가 생길 수 있다.
상기 점착제 조성물 내의 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포는 고르게 분산되어 존재할 수 있다. 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 안정성이 좋으면 좋을수록 상기 점착제 조성물 내에 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 균일하게 분포하고, 상대적으로 많은 양을 함유할 수 있다. 이에 반해, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 안정성이 낮은 경우, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 터짐으로써 분산성 및 분포율이 저하되어 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 고르게 분산될 수 없고, 상대적으로 적은 양을 포함한다.
상기 점착제 조성물은 중공형 유리 충전제 이외에 고분자 미소중공부를 포함할 수 있다. 상기 고분자 미소중공부란 구형의 고분자 쉘내에 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스들이 채워진 것을 의미하는바, 코팅 및 열경화 또는 광경화 등 점착제 조성물의 통상의 제조 공정 조건에서는 파열되지 않으나, 소정의 조건, 예컨대 일정 온도 이상에서 가열처리하는 경우 구 내부의 높은 기체 압력 및 구의 형태 불안정성으로 인해 파열될 수 있다.
상기 고분자 미소중공부 내부의 가스는 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 질소, 이산화탄소, 펜탄, 부탄 등으로 채워진 고분자 미소중공구가 바람직하며, 분자량이 비교적 높은 펜탄, 부탄 등으로 채워진 고분자 미소중공구가 더욱 바람직하다. 또한, 고분자 미소중공부의 고분자 쉘은 아크릴계, 염화비닐리덴계 또는 스티렌계 고분자로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 점착제 조성물의 상기 기포는 단위부피당 약 0.1부피% 내지 약 10부피%를 차지할 수 있다. 상기 기포가 일정 단위 부피당 상기 범위의 부피%를 포함함으로써, 상기 점착제 조성물가 유연해질 수 있고, 쿠션성을 지녀 부착면적을 향상시킬 수 있다는 점에서 우수하고, 일정부피%의 유지로 인해 상기 기포가 터짐없이 점착제 조성물 내에 균일하게 존재함을 알 수 있다.
상기 점착제 조성물은 밀도가 약 0.6g/m3 내지 약 1.5g/m3, 구체적으로는 약 0.8g/m3 내지 약 1.3g/m3, 보다 구체적으로 밀도가 약 0.9g/m3 내지 약 1.1g/m3일 수 있다. 상기 점착제 조성물의 밀도가 낮으면 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 고르고 균일하게 잘 분산된 것으로 유추가능하고, 반면에 상기 점착제 조성물의 밀도가 높으면 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 터짐현상에 의하여 분산성이 떨어진 것으로 볼 수 있다.
그러므로 상기 점착제 조성물은 공중합체를 형성하는 단량체들의 함유비율을 한정함으로써 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 고르게 분포될 수 있고, 상기 점착제 조성물의 밀도가 상기 범위를 유지할 수 있다. 나아가, 상기 점착제 조성물을 아크릴계 폼 일면 또는 양면에 코팅함으로써 아크릴 폼 테이프로의 활용이 가능하다.
상기 점착제 조성물 코팅층의 두께는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 약 100㎛ 내지 약 3000㎛, 구체적으로는 약 400㎛ 내지 약 2000㎛ 범위로부터 선택할 수 있다. 상기 점착제 조성물 코팅층이 상기의 두께를 유지함으로써, 일정한 쿠션(cushion)성을 확보할 수 있고, 곡면이나 요철면에 대한 점착성을 향상시킬 수 있다.
점착제 조성물 제조방법
본 발명의 다른 구현예는 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체를 약 10중량부 내지 약 50중량부를 중합하여 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체에 열전도성 무기필러, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나 기포를 주입하는 단계를 포함하는 점착제 조성물 제조방법을 제공한다.
상기 점착제 조성물 제조방법은 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 극성 관능기 함유 단량체를 약 10중량부 내지 약 50중량부를 중합하여 공중합체를 제조하는 단계를 포함한다. 구체적으로 상기 단계는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 상기 극성 관능기 함유 단량체를 열중합시켜 공중합체를 제조하는 단계로써, 상기 열중합을 수행하는 조건은 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면 상기 열중합은 약 50℃ 내지 약 70℃, 구체적으로는 약 50℃ 내지 약 60℃의 온도에서, 약 1시간 내지 약 3시간, 보다 구체적으로 약 2 시간 동안 수행할 수 있다. 이 때 중합되는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체를 한꺼번에 첨가하거나, 분할 또는 연속하여 첨가할 수 있다.
상기 점착제 조성물 제조방법은 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능성 함유 단량체 중합된 공중합체에 열전도성 무기필러, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다. 이 때 사용되는 열전도성 무기필러, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 점착제 조성물의 용도 등에 따라, 적절한 첨가제가 포함되어 있어도 좋다. 상기 열전도성 무기필러의 함량 및 종류는 전술한 바와 같으며, 상기 열전도성 무기필러를 포함함으로써 상기 점착제 조성물은 난연성을 확보할 수 있다.
상기 계면활성제는 이온(Ion)성 계면활성제, 실리콘(silicone)계 계면활성제 등을 들 수 있다. 상기 계면활성제의 사용량으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 상기 중합된 수지 100 중량부에 대하여 약 0.01중량부 내지 약 5중량부, 구체적으로는 약 0.05중량부 내지 약 3중량부의 범위로부터 선택할 수 있다.
상기 광개시제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논], 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀옥시드, 비스 (2,4,6-트리메틸벤조일)페닐 포스핀옥시드, α,α-메톡시-α-히드록시 아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐)페닐]-1-부타논 또는 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논 등을 들 수 있다.
상기 광개시제의 사용량으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 상기 중합된 수지 100 중량부에 대하여 약 0.01중량부 내지 약 5중량부, 구체적으로는 약 0.05 중량부 내지 약 3중량부의 범위로부터 선택할 수 있다.
상기 광경화제는 사용량에 따라 상기 점착제 조성물의 점착 특성을 조절하고, 경우에 따라서는 가교 구조를 부여하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 다관능성 아크릴레이트 등의 극성 단량체를 들 수 있고, 구체적으로는 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,2-에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 아디페이트 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄 디(메타)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트, 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 및 이소시아네이트 단량체와 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물인 우레탄 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 광경화제는 상기 중합된 수지 100 중량부에 대하여 약 0.05중량부 내지 약 2중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 광경화제가 상기 범위를 유지함으로써, 응집력 저하로 인해 내구성이 악화될 우려가 없고, 고온 또는 고습 조건에서 내구 신뢰성이 저하될 우려가 없다.
상기 점착제 조성물 제조방법은 상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나, 기포를 주입하는 단계를 포함한다.
상기 점착제 조성물이 상기 중공형 유리 충전제 및 상기 기포를 동시에 포함하는 경우, 상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하고, 교반에 점착성 혼합물을 제조하고, 이를 진공펌프를 이용하여 감압 탈포 후에 기포를 주입함으로써 본 발명의 일구현예인 점착제 조성물을 제조할 수 있다.
상기 점착제 조성물 제조방법은 상기 중공형 유리 충전제가 첨가되거나 상기 기포가 주입된 혼합물을 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 단계를 거침으로써, 상기 점착제 조성물을 아크릴계 폼 일면 또는 양면에 코팅할 수 있다.
상기 혼합물을 경화하기 위하여 광개시제를 활성화하여야 하는바, 활성 에너지(Energy) 광선을 상기 중공형 유리 충전제가 첨가되거나 상기 기포가 주입된 혼합물에 조사하는 것이 중요하다. 상기의 활성 에너지(Energy) 광선으로서는, α선, β선, 감마 선, 중성자 선, 전자선 등의 전리성 방사선이나, 자외선 등을 들 수 있고, 특별히, 자외선이 적합하다. 또, 상기 활성 에너지(Energy) 광선의 조사 에너지(Energy), 조사 시간, 조사 방법 등은 특별히 제한되지 않고, 광개시제를 활성화시켜, 상기 혼합물의 경화를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 터짐을 억제 또는 방지하기 위해서는, 중공형 유리 충전제의 첨가 또는 기포의 주입 및 경화의 공정을 연속적으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 상기 중공형 유리 충전제가 첨가되거나 상기 기포가 주입된 혼합물을 소정의 면상에 도포하고, 필요에 따라 건조나 경화 등을 행하여 점착제 조성물 코팅층을 형성할 수 있다.
즉, 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 함유하는 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나 가스성분의 기포를 주입하고, 소정의 면상에 도포한 뒤, 가열이나 활성 에너지(Energy) 광선을 조사 함으로써 점착제 조성물 코팅층을 제조할 수 있고, 이 때, 상기 점착제 조성물 코팅층은 고르게 분산된 상기 중공형 유리충전제 또는 상기 기포를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예 1
2-에틸헥실아크릴레이트 100중량부에 대해서 극성모노머아크릴산 14중량부 를 1리터 유리 반응기에서 열중합시켜 점도 3500cP인 공중합체를 얻었다. 상기 열중합된 공중합체 100 중량부에 대해 광개시제로서 이가큐어-651 (a,a-메톡시-a- 하이드록시아세토페논) 0.5중량부, 가교제로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA) 0.35중량부를 첨가하였고, 열전도성 필러로서 평균직경 70㎛인 수산화알루미늄 분말(H-100, ShowaDenko)을 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100중량부에 대하여 100중량부 첨가하여 균일해질 때까지 충분히 교반하여 혼합물을 제조하였다.
상기 제조된 혼합물에 글라스 버블 4.5 중량부, 실리카 1.5 중량부를 추가하여 충분히 균일해 질때까지 교반하였고, 그 후 상기 혼합물을 진공펌프를 이용하여 감압 탈포하였다.
이후에 상기 감압 탈포된 혼합물을 기포제(Frother)를 이용하여 실록산 폴리알킬렌옥사이드 공중합체 80 중량% 및 비실록산계 폴리머 20중량%를 포함하는 실리콘계면활성제 5중량부(상기 열중합된 공중합체 100중량부에 대하여)와 함께 질소가스를 주입하였다. 그 후, 자외선 경화기를 통과시켜 PET 필름 위에 0.8 mm 두께로 점착제 조성물을 코팅한 후 아크릴 폼 테이프를 제조하였다. 이 때 코팅 온도는 10℃를 유지하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 코팅 온도를 25℃로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 아크릴폼 테이프를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 2에서 2-에틸 헥실 아크릴레이트 100 중량부에 대해서 2-히드록시에틸아크릴레이트 25중량부 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 같이 아크릴폼 테이프를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 2-에틸 헥실 아크릴레이트 100 중량부에 대해서 극성 모노머 아크릴산 5중량부 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 아크릴폼 테이프를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 2에서 2-에틸 헥실 아크릴레이트 100 중량부에 대해서 극성 모노머 아크릴산 5중량부 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 같이 아크릴폼 테이프를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 2에서 2-에틸 헥실 아크릴레이트 100 중량부에 대해서 2-히드록시헥실아크릴레이트 9중량부 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 같이 아크릴폼 테이프를 제조하였다.
실험예1 ― 공중합체 조성에 따른 기포 안정성
(메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체의 상이한 수지 조성에 따른 글라스버블 또는 기포의 안정성을 확인하기 위하여 상기 실시예 및 비교예의 밀도 및 기포수를 측정하였다.
1) 밀도: 전자식 고체 비중계(DME-220E)를 이용하여 상기 실시예 및 비교예의 밀도를 측정함.
2) 기포수: 상기 실시예 및 비교예를 SEM촬영하여 일정 면적(500㎛X1000㎛, 가로X세로)에서의 기포수를 분석하여 확인함. 이 때, 음각으로 움푹 패여 보이는 것을 기포로 취급하는바, 기포의 수만 판단함.
온도
(℃)		 공중합체 조성
(To 2-EHA 100중량부)		 점착제 조성물
밀도
(g/m3)		 점착제 조성물 내 기포수(개) 안정성
실시예1 10 AA 14중량부 0.99 20 O
실시예2 25 AA 14중량부 1.02 19 O
실시예3 25 2-HEA 25중량부 1.01 20 O
비교예1 10 AA 5중량부 1.53 7 X
비교예2 25 AA 5중량부 1.54 6 X
비교예3 25 2-HEA 9중량부 1.56 4 X
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 일구현예인 점착제 조성물과 같이 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체의 혼합비율로 공중합체를 구성한 실시예 1 내지 3의 경우는 외부온도에 관계 없이 점착제 조성물이 약 1.0g/m3정도의 밀도를 나타내었다. 비교예 1 내지 3에 비하여 낮은 밀도를 가진 것으로 보아, 기포가 잘 분산된 것으로 유추할 수 있다. 또한, 점착제 조성물 내의 기포수가 일정면적당 약 20개 정도로 측정되었는바, 이로 인하여 실시예 1 내지 3의 점착제 조성물은 기포의 안정성이 우수함을 알 수 있었다.
이와 반대로, 비교예 1 내지 3의 경우는 본 발명의 일구현예인 점착제 조성물과 상이한 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체의 혼합비율로 공중합체를 구성하였는바, 실시예 1 내지 3에 비하여 점착제 조성물의 밀도가 높게 측정되었고, 점착제 조성물 내의 기포수도 일정면적당 10개 이하로 적은 수가 존재하였다. 이는 기포의 터짐현상으로 인하여 분산성이 떨어지는 것인바, 상기 실험예의 실험결과는 점착제 조성물을 구성하는 공중합체의 단량체 조성에 근거함을 알 수 있었다.
실험예2 ― 난연용 점착제 조성물의 난연성 시험
상기 실시예 1 내지 3의 아크릴 폼 테이프를 각각 5"×1/2"×두께를 가진 5개의 시편으로 제작하고, 상기 시편에 10초간 메탄가스로 구성된 파란색 단일 불꽃을 접촉한 후 불꽃을 제거하고 시편의 불이 꺼지면 다시 10초간 불꽃을 접촉시키후, 불꽃을 다시 제거하는 방법에 의해 난연성을 시험하였다. 상기 방법은 UL(Umderwriters Laboratories)-94수직난연성시험으로 연소시간, 불꽃낙하 및 불똥(Afterglowing) 소화시간으로 등급을 판정하며 그 등급 판정은 하기 표2와 같다.
각 시편의 1,2차 연소시간과 불똥 소화시간의 합 5개 시편의 1,2차 연소시간의 총합 불꽃의 낙하로 인한 솜 인화여부
V-0 10초 이내 50초 이내 없어야 함
V-1 30초 이내 250초 이내 없어야 함
V-2 30초 이내 250초 이내 없어야 함
상기 실시예 1 내지 3의 아크릴 폼테이프는 열전도성 필러로 수산화알루미늄 분말을 사용하며 이를 포함하는 점착제 조성물로 구성된다. 이 때, 상기 열전도성 필러에 의해 상기 실시예 1 내지 3의 시편 각각에 열에 의해 불이 붙는 경우 수산화알루미늄이 산화되고 알루미나로 분해함으로써 자기연소성을 가지는바, 연소시 연기발생량이 매우 작아 환경측면에서 유리하고, V2의 인증을 받았는바 우수한 난연성이 확보됨을 알 수 있었다.
그러므로, 본 발명의 일실시예인 난연용 점착제 조성물은 일반적인 점착제 조성물과 달리 열전도성 필러를 포함함으로써 난연특성이 확보됨을 확인하였다.

Claims (13)

  1. (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 및 극성 관능기 함유 단량체가 중합된 공중합체; 열전도성 무기 필러; 및 중공형 유리 충전제 또는 기포;를 포함하는 점착제 조성물이고,
    상기 극성 관능기 함유 단량체는 히드록시기 함유 단량체이고,
    상기 공중합체는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 상기 히드록시기 함유 단량체가 25중량부 내지 50중량부의 함량비로 중합된 공중합체이고,
    상기 열전도성 무기 필러는 수산화마그네슘이고,
    상기 중공형 유리 충전제를 포함하는 경우 상기 중공형 유리 충전제가 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 0.1중량부 내지 20중량부로 포함되고, 상기 기포를 포함하는 경우 상기 기포가 단위부피당 0.1부피% 내지 10부피%를 차지하며,
    상기 점착제 조성물이 이온성 계면활성제를 더 포함하고,
    상기 점착제 조성물의 밀도는 0.9g/m3 내지 1.1g/m3인
    점착제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체가 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상인
    점착제 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열전도성 무기필러는 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 50중량부 내지 300중량부인
    점착제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열전도성 무기필러는 평균입자직경이 1㎛ 내지 200㎛인
    점착제 조성물.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포가 구형인 점착제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 중공형 유리 충전제 또는 상기 기포의 입자직경이 20㎛ 내지 300㎛인
    점착제 조성물.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 히드록시기 함유 단량체를 25중량부 내지 50중량부를 중합하여 공중합체를 제조하는 단계;
    상기 공중합체에 열전도성 무기필러로서 수산화마그네슘, 이온성 계면활성제, 광개시제 및 광경화제를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물에 중공형 유리 충전제를 첨가하거나 기포를 주입하여 점착제 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 중공형 유리 충전제를 첨가하는 경우 상기 중공형 유리 충전제를 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 단량체 100중량부에 대해서 0.1중량부 내지 20중량부로 첨가하고, 상기 기포를 주입하는 경우 상기 기포를 단위부피당 0.1부피% 내지 10부피%를 차지하도록 주입하며,
    상기 점착제 조성물의 밀도는 0.9g/m3 내지 1.1g/m3로 형성되는
    점착제 조성물 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 중공형 유리 충전제가 첨가되거나 상기 기포가 주입된 혼합물을 경화하는 단계를 추가로 포함하는
    점착제 조성물 제조방법.
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