JP2017517617A - 自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、基材層の一面にピラー層を備えて薄い厚さであっても良好な粘着性を示し、耐衝撃性及び防水性に優れた自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法を提供する。
Description
本発明は、自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法に関するもので、より詳しくは、薄い厚さであっても自動車バッテリーアセンブリーの部品上の密着隙間からの水の浸入を効果的に防止し、優れた耐衝撃性を有して外部衝撃による損傷を防止できる自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法に関する。
一般的に、全ての車両はエンジンを起動させるための点火装置を始めとして、その運行に必要な種々の所要装置を含んでおり、これらは大体電気によって作動する。これによって、車両には電気を動力源として使用する装置に必要な電源を供給するためのジェネレータ(generator)を備えているが、このジェネレータは、エンジンによって駆動されるため、その始動用点火装置に作動電源を供給するためのバッテリーも必ず共に備えられる。また、バッテリーはエンジンの非起動時にも各電気装置を必要なときに作動できるように、点火装置だけでなく、各種の電気装置にも繋がっており、逆にエンジンの起動中にはバッテリーがジェネレータによって充電される。
このようなバッテリーは、各種の装置が集結しているエンジンルーム内に設置されることが一般的であるが、車両のエンジンルームは、放熱と冷却のために、その前面と下面が外部と通じるように形成されるため、バッテリーの防水に格別な注意が求められる。これによって、バッテリーは梅雨のときのように、車両の走行路に水が溜まっていてもその運行に妨げることのない地面からの水位である、いわゆる徒渉ラインの上部に位置するように取り付けられ、上部から浸透する雨水などを遮断できる構造で防水がなされている。
ところが、例えば、集中豪雨などによって車両の浸水の部分が徒渉ラインを超える場合には、バッテリーがそのまま浸水してバッテリーの寿命を短縮することは勿論、車両の運行に致命的な悪影響を及ぼす。特に、軍用トラックの場合、渡河の際など、水中運行が頻繁でありバッテリーの浸水による問題が非常に深刻である。このため、軍用トラックの場合には、バッテリーを車両の室内に設置することもあるが、この場合、バッテリーの防水はできるものの、バッテリーの化学反応の際に発生する有害ガスが搭乗者に大きな不満をもたらしている。
このような問題を解決すべく、バッテリーを徒渉ラインの上部で車内の外部に装着する方案が求められているが、車両の構造的な特性上、徒渉ラインの上部でバッテリーをエンジンルームに近接させて車内の外部に設置することは事実上不可能である。
このため、バッテリー内の部品の接合及び固定などの様々な目的に従って、基材に粘着剤層を形成した防水テープが使用されている。また、従来の防水テープのうち非着剤との密着性を高めるために、例えば基材として発泡体を使用することが知られている。
しかし、最近、自動車バッテリーの構造が軽量化、小型化及び薄型化し、さらに精密することによって、より厳しい水密性が求められている。このため、上記基材として発泡体を使用することだけでは、このような最近の要求に応える防水性を提供することは難しく、特に、薄い厚さでも部材と接着剤層との界面に存在する僅かな隙間までも充分カバーできる水準の密着性及び防水性を提供することは困難なことであった。
また、防水テープは、粘着及び防水などの基本の役割に加えて、耐衝撃性及び衝撃吸収という機能を有することができる。すなわち、被着体の間に水が浸入することを防止すると同時に、被着体に掛かった衝撃力に対してテープが破損することなく、その衝撃力を吸収して被着体の損傷を防止する役割を果たすことができる。
従来のテープは、テープの基材である発泡剤がこのような耐衝撃性及び衝撃吸収の機能を一部行うことができるが、テープの幅が狭かったり、厚さが薄かったりする場合、このような耐衝撃性及び衝撃吸収の機能が充分具現できないという問題があった。
本発明は、上記のような従来の問題を踏まえてなされたもので、自動車バッテリーの水密性を極大化させるために、薄い厚さであっても被着体との優れた粘着性及び密着性と耐衝撃性を示し、部材と接着体層との界面に存在する隙間までも効果的にカバーできる水準の防水性を有する自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法を提供することにその主な目的がある。
本発明による自動車バッテリー用防水テープ及びその製造方法は、一面にピラー層を有する基材層及び粘着層を含む両面テープであって、上記ピラー層は、アクリルバインダー及び複数の中空微粒子を有する耐衝撃ピラーを含み、上記中空微粒子は、全体100重量部に対して、15乃至40重量部の単量体を含む熱可塑性素材からなり中空部を有する第1コーティング膜を含む。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記中空微粒子は、全体100重量部に対して、50乃至80重量部の炭酸カルシウム(calcium carbonate)を含み、上記第1コーティング膜の周りに配された第2コーティング膜をさらに含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記ピラー層は、上記アクリルバインダー100重量部に対して5乃至60重量部の耐衝撃ピラーを含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記第1コーティング膜の単量体は、上記中空微粒子100重量部に対して、15乃至40重量部のアクリロニトリル(acrylonitrile)とメタクリレートリン酸塩(Phosphate methacrylate)及びアルカリストリッパブルポリエステルアクリレート(Alkali strippable polyester acrylate)のうち少なくとも一つを含む共重合体(copolymer)であることができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記基材層は黒色に着色され、上記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記ピラー層は黒色に着色され、上記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
本発明による自動車バッテリー用防水テープの製造方法は、基材層の少なくとも一面に粘着層を形成して防水用テープを製造する方法において、上記基材層は一面にアクリルバインダー及び複数の中空微粒子を有する耐衝撃ピラーを含むペーストを塗布してピラー層を形成するが、上記中空微粒子は、全体100重量部に対して、水に2乃至6重量部の液相炭化水素及び分散剤を投入して水素分散体を設ける段階;上記水素分散体に中空微粒子の全体100重量部に対して15乃至40重量部の単量体を投入して炭化水素の周りに第1コーティング膜を形成して微粒子結晶体を設ける段階;上記微粒子結晶体を加熱して上記炭化水素を除去して未展開されたマイクロスフェア(unexpanded microsphere)を形成する段階;及び上記未展開されたマイクロスフェアを加熱して上記第1コーティング膜が膨張するようにして展開されたマイクロスフェア(expanded microsphere)を設ける段階;によって製造される。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記中空微粒子は、上記展開されたマイクロスフェアの上記第1コーティング膜の周りに中空微粒子の全体100重量部に対して50乃至80重量部の炭酸カルシウムで第2コーティング膜を形成する段階;をさらに含んで製造されることができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記水素分散体を設ける段階で、上記液相炭化水素は中空微粒子の全体100重量部に対して1乃至10重量部の2−メチルブタンと1乃至10重量部の2−メチルプロパンを含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記水素分散体を設ける段階で、上記分散剤は界面活性剤であることができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記微粒子結晶体を設ける段階で、上記単量体は中空微粒子の全体100重量部に対して15乃至40重量部のアクリロニトリル及びその他のアクリルの共重合体であることができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記展開されたマイクロスフェアを設ける段階は、上記未展開されたマイクロスフェアを170乃至190℃で加熱することができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記第2コーティング膜を形成する段階は、上記展開されたマイクロスフェアと上記炭酸カルシウムを反応機に入れ、130乃至150℃の温度で空気を注入して上記反応機の内部に浮遊させる段階;及び上記展開されたマイクロスフェアの上記第1コーティング膜の外壁に上記炭酸カルシウムがつき込まれて第2コーティング膜を形成する段階;を含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記基材層を黒色に着色し、上記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
本発明の他の好ましい特徴によると、上記ピラー層を黒色に着色し、上記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
本発明の一実施例による自動車バッテリー用防水テープは、薄い厚さであっても被着体との優れた密着性を示して自動車バッテリーアセンブリーの部品上の密着隙間からの水の浸入を効果的に防止することができ、テープの幅が狭かったり、厚さが薄かったりする場合にも、耐衝撃性に優れて外部衝撃による損傷を防止できるという効果を提供する。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。ところが、本発明の実施例は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲が以下に説明する実施例に限定されるものではない。
また、明細書の全体においてある構成要素を‘含む’ということは、特に反対される記載がない限り他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
図1は、本発明の一実施例による防水テープを示した側断面図である。
図1を参照すると、本実施例による防水テープ100は、ピラー層20を有する基材層(10、base film)の少なくとも一面に粘着層が設けられた構成を基本構成とする。本実施例では、基材層10の両面に第1及び第2粘着層30,40がそれぞれ設けられたものと図示して説明しているが、粘着層は、必要なときには、ピラー層20の上面または基材層10の下部のみに形成されるようにすることができる。
この際、防水テープ100は、被着体との密着性を確保することが容易であるように、例えば10乃至300μmの厚さからなることができる。テープ100の厚さをこのようにすることで自動車バッテリーアセンブリーを組み立てることにおいても適用が容易であり、密着性を高め、良好な防水機能を具現することができる。
基材層10は、テープ100の基材となる層であって、自動車バッテリーアセンブリーでの電子及び機械部品の固定などに使用されるため、好ましくはポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称する;polyethylene terephthalate)からなることができ、本発明はこれに限定されるのではない。例えば、基材層10は放熱及び導電性機能の添加のために耐熱性及び熱伝道度に優れたグラファイト(graphite)または導電性原反を適用して製造されることができる。
また、基材層10に適用されるプライマー(primer)は、例えばウレタン系などを適用することができ、本発明はこれに限定されるのではない。上記PETは必要の際、粘着層の方に加工組み立ての過ちによる不良発生の際に、簡単にテープを除去した後、再組み立てできる作業性を確保することに利点を持つ。
また、基材層10の厚さは例えば20乃至40μmであることができる。例えば、テープ100の全体の厚さが250μm以下の場合、基材層10の厚さは約23μmであることができ、テープ100の全体の厚さが250μmを超える場合、例えば全体の厚さが300μm程度の場合、基材層10の厚さは約38μmであることができる。
この際、基材層10の厚さが20μm未満であると、テープ100の耐熱性が低下し原反が収縮する問題が発生することができ、基材層10の厚さが40μmを超えると、ピラー層20、第1及び第2粘着層30,40などが相対的に薄く形成されなければならないため、テープ100の耐衝撃性及び粘着性が低下するという問題が発生することができる。但し本発明のテープの基材層の厚さが上記の数値に必ずしも限定されるものではない。
この際、テープ100を光遮光用途に使用する場合、基材層10は黒色に着色されることができる。テープ100を光反射用途に使用する場合、基材層10は白色に着色されることができる。このように基材層10が着色すると、基材層10の上面及び下面にそれぞれ配された第1及び第2粘着層30,40との付着力を向上させることができる。
この際、上記黒色着色剤は、黒色を具現できるカーボンブラック(carbon black)または硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。また、上記カーボンブラックはウレタン系樹脂をバインダーとして使用することができる。上記ウレタン系樹脂は、物性が安定しアクリル系粘着層との付着力に優れた性質を有する。本発明において上記黒色着色剤は、必要な際に、色と物性によって種々の物質のうち一部を混合して製造することができ、本発明の黒色着色剤が上記の特性の成分や含量に限定されるものではない。
ピラー層20は、基材層10の上面に形成される。また、ピラー層20の厚さはテープ100の総厚さによって変わり、例えば60乃至80μmであることができる。
また、ピラー層20の表面は必要の際に黒色に着色されることができる。ピラー層20の表面を黒色に着色するとピラー層20に遮光機能が与えられ、遮光機能による一部の不良に対する信頼性の低下を防止することができる。この際、上記黒色着色剤はカーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
従来のPE−フォーム構造を有するテープの場合、再作業の際にPE−フォームのフォームが上下に接触された基材層や粘着層に転写する現象が発生したが、本実施例の場合、ピラー層20を含みPE−フォームは使用しないため、このような問題点は発生しない。
このようなピラー層20は、アクリルバインダー(binder)と耐衝撃ピラーを含むペーストを基材層10の上面に塗布して形成されることができる。
上記アクリルバインダーは、例えばアクリロニトリルからなることができ、本発明はこれに限定されるのではない。一方、ピラー層20には、必要な場合、架橋剤(Cross linker)及び粘着力付与剤(tackifer)などの添加剤がさらに含まれることができる。上記添加剤は、アクリルバインダー100重量部に対して0.1乃至30重量部の量で添加されることができ、本発明はこれに限定されるのではない。
また、ピラー層20は、上記アクリルバインダーに含まれる上記耐衝撃ピラーの含量によって耐衝撃性と密度が変わることができる。例えば、上記耐衝撃ピラーは、上記アクリルバインダー100重量部に対して5乃至60重量部を含むことができる。
上記耐衝撃ピラーは不純物であるため、上記アクリルバインダー100重量部に対して60重量部を超えると、上記アクリルバインダーの結合が弱まりペーストがひび割れコーティングが不可能になるため、耐衝撃ピラー本来の機能を行うことができなくなる。また、上記耐衝撃ピラーの含量が上記アクリルバインダー100重量部に対して5重量部未満の場合、耐衝撃性及び耐反発性が低下するという問題が発生することができる。
また、上記耐衝撃ピラーは複数の低密度の中空微粒子21を含む。この際、中空微粒子21は適当のクッション感を有し優れた耐衝撃性を提供することができる。従って、自動車バッテリーに一定水準の振動や衝撃が掛かっても耐えることができ、その振動や衝撃力を吸収して被着体の損傷を防止するという効果を与えることができる。
中空微粒子21は内部に中空部が形成された微粒子であって、様々な方法にて様々な形態で作製されることができる。好ましい実施例について下に記述する。
また、中空微粒子21は、液相炭化水素と、上記液相炭化水素を核剤とし、その外表面に配された中空部を有する第1コーティング膜を含むことができる。上記液相炭化水素は、上記第1コーティング膜を形成する役割を果たした後、後述する重合工程にて除去される。
上記液相炭化水素は、例えば中空微粒子21の100重量部に対して、1乃至10重量部の2−メチルブタン(2−methyl butane)と1乃至10重量部の2−メチルプロパン(2−methyl propane)を含むことができる。
この際、上記液相炭化水素において、上記2−メチルブタンの含量が1重量部未満の場合、中空微粒子21製造の際に内部膨張が不足してしまい中空微粒子21の耐衝撃性が低下するという問題が発生することができる。また、上記2−メチルブタンの含量が10重量部を超える場合、中空微粒子21製造の際に過膨張して中空微粒子21が一定な形を成すことができず均一性が低下し、これによって全般的な物性の低下が発生することができる。
また、上記2−メチルプロパンの含量が1重量部未満の場合、中空微粒子21製造の際に内部膨張が不足してしまい中空微粒子21の耐衝撃性が低下する問題が発生することができる。また、上記2−メチルプロパンの含量が10重量部を超える場合、中空微粒子21製造の際に過膨張して中空微粒子21が一定な形を成すことができず均一性が低下し、これによって全般的な物性の低下が発生することができる。
上記第1コーティング膜は単量体を含む熱可塑性素材を含むことができる。上記熱可塑性素材は、中空微粒子21全体の100重量部に対して15乃至40重量部が含まれることができ、上記熱可塑性素材は、例えばアクリロニトリル(acrylonitrile)及びその他のアクリルの共重合体(copolymer)を含むことができ、但し本発明の熱可塑性素材がこれに限定されるのではない。上記その他のアクリルは、メタクリレートリン酸塩(Phosphate methacrylate)及びアルカリストリッパブルポリエステルアクリレート(Alkali strippable polyester acrylate)などを含むことができる。
この際、上記熱可塑性素材の含量が15重量部未満の場合、架橋密度に影響を与えてコーティングが円滑に行われないという問題が発生することができる。また、上記熱可塑性素材の含量が40重量部を超える場合、耐衝撃ピラーの含量に影響を与えて耐衝撃性及び信頼性が低下するという問題が発生することができる。
上記第1コーティング膜は、テープ100に弾性及び復元力を提供し、耐衝撃性を提供して機械的な歪みに対する耐性を提供する役割を果たす。例えば、テープ100に約0.7Mpaの荷重が繰り返して掛かっても上記第1コーティング膜の弾性及び復元力によって破損が発生しない。
一方、中空微粒子21は、必要なときに上記第1コーティング膜の周りに配置される第2コーティング膜をさらに含むことができる。
上記第2コーティング膜は、中空微粒子21の100重量部に対して50乃至80重量部の炭酸カルシウム(calcium carbonate)を含んでなることができる。上記第2コーティング膜は、液相炭化水素の飛散性を改善し、上記第1コーティング膜の樹脂内分散性を改善して中空微粒子21の耐衝撃性をさらに向上させる効果を提供することができる。
また、第2コーティング膜は、耐衝撃ピラーで中空微粒子21が凝集することを防止しつつ中空微粒子21の比重を増加させることができ、混合性を向上させる役割を果たすことができる。
この際、上記炭酸カルシウムの含量が50重量部未満の場合、耐衝撃ピラーの飛散によって作業性が低下する問題が発生することができ、上記炭酸カルシウムの含量が80重量部を超えると、耐衝撃性が低下する問題が発生することができる。
一方、本実施例の中空微粒子21の直径は10乃至50μmであることができ、このうち中空微粒子21を製造する過程で液相炭化水素が占めていた内部通孔が95%以上を占め、第1及び第2コーティング膜の厚さは全体として1μm以下になることができる。これは中空微粒子21の直径が上記範囲内で製品の均一性を確保して粗度を微細に調整して製品の段差の補償及び粘着力の安定性を確保することができるためであり、本発明はこれに限定されるのではない。
一方、ピラー層20は、上記のように均一な直径の中空微粒子21を使用するため、全体として粗度が良好でありスポンジのようにふんわりしているため、射出物の均一ではない粗度でも良好に埋められ粘着力と信頼性を確保することができる。
第1及び第2粘着層30,40は、ピラー層20の上面及び基材層10の下面にそれぞれ形成される。第1及び第2粘着層30,40は、好ましくはアクリル系減圧性粘着剤で形成されることができ、本発明はこれに限定されるのではない。また、第1及び第2粘着層30,40は、アクリル系粘着剤の重合の際に優れた防水性と粘着力及び信頼性を具現するために、e−EHA、CHMA、nBAの含量を調整することができる。
この際、第1及び第2粘着層30,40は、非着剤に対して粘着力が相違することができる。従って、例えば第1粘着層30は、基材層10と異形層50との間に形成された第2粘着層40に比べて約10μmさらに厚く形成されることができるなど、厚さを相違するようにして構成することができる。
また、第1または第2粘着層30,40の厚さは、閾厚さまではその厚さが厚くなるほど粘着力が上昇するため、可能な限り厚さを厚くして粘着力を向上させることは勿論、粘着層自体で一定な緩衝性を提供することができる。第1または第2粘着層30,40の厚さが薄すぎると粘着性が低下し、第1または第2粘着層30,40の厚さが厚すぎると打ち抜け加工の時、打ち抜け金型に影響を及ぼす恐れがある。
また、第1及び第2粘着層30,40は、自体の柔らかさ(softness)を架橋密度を調整して調節することで、耐衝撃性をさらに向上させ積層構造による段差補償の効果を提供することができる。この際、架橋密度は、硬化剤の種類及び含量を調節して調整することができる。
第2粘着層40の下面には、必要な場合、異形層50が形成されることができる。異形層50は完成したテープ100を保管したり、運搬したりするとき、異物が付いたり、破損したりすることを防止するためのものである。
このような異形層50は、例えば紙にPEフィルムを接合して上記PEフィルムの外面にシリコンが異形処理されている製品を使用することができ、本発明はこれに限定されるのではない。アクリルとシリコンは相克であるため、互いに結合せず、このため、アクリル粘着剤の場合、異形フィルムをシリコン処理された製品を使用することができる。例えば、異形層50はグラシン紙、PET製品にシリコンを異形処理した製品を使用することもできる。
一例の場合、上記紙の厚さは70乃至80μmであることができ、上記PEフィルムの厚さは両面でそれぞれ30乃至40μmが使用されることができる。また、上記シリコンの異形処理は1μm以下の薄膜でコーティングされることができる。この際、使用されるシリコンの種類によって異形層50の異形力と転移率の差が発生することができ、一般的に異形層50は転移率が90%以上のものを使用することになる。ここで、上記転移率はシリコンがアクリルの方に移る数値を指し、低いほど物性の変化が少ない。
以下、比較例と本発明の実施例との比較を通じて本発明の実施例による両面テープの優れた特性について説明する。
比較例1は総厚さ200μmのアクリル−フォーム構造を有する両面テープであり、比較例2乃至4はPE(ポリエチレン;polyethylene)−フォーム(foam)構造を有する製品の両面テープであって、総厚さはそれぞれ250/200/200μmであり、実施例1乃至3はピラー層を有し総厚さがそれぞれ200/250/300μmの両面テープである。
この際、実施例1の場合、第1及び第2粘着層の厚さは60μmにし、ピラー層の厚さも60μmにしており、実施例2の場合、第1及び第2粘着層の厚さは70μmにし、ピラー層の厚さも70μmにしており、実施例3の場合、第1及び第2粘着層の厚さは90μmにし、ピラー層の厚さは80μmにした。実施例1乃至3のいずれもピラー層において耐衝撃ピラーの含量はアクリルバインダー100重量部に対して35重量部を使用した。
以下、実施例1乃至3は、総厚さと関係のない特性と共に、必要の際には‘実施例’と統合して説明することにする。
粘着力の実験は、一名ASTM D 3330テストであって、SUS板、PC板及びガラス(glass)に比較例及び実施例の両面テープを2kgのゴム圧着ローラーを300mm/minの速度で1回往復してそれぞれ付着し30分間室温で放置した後、両面テープが被着剤から剥離されるときの力(gf/25mm)を測定した。
図2を参照すると、測定結果、上面及び下面のいずれも類似に、実施例1乃至3が比較例1乃至4に比べて類似であるか、相対的に高い力値を有することを確認することができる。従って、本実施例のピラー層を有する両面テープは、アクリル−フォームまたはPE−フォームを有する両面テープ(比較例1乃至4)に比べて類似であるか、より優れた粘着性を有することがわかる。
従って、比較例の場合、このような粘着性の差を減らすために接着剤をさらに使用しなければならず、このような接着剤の使用は、必要な際に両面テープを被着体から分離して再組立する再作業が不可になることがあるのは勿論、コストの上昇及び製造工程を複雑にするなどの様々な問題を引き起こす恐れがある。
耐衝撃性の実験は、製品にかかる圧力による復元力を測定するのである。図3を参照すると、測定結果、実施例の場合、比較例に比べて製品にかかる圧力による厚さの変化が少なく、製品にかかる圧力による圧縮率が少ないことを確認することができる。ここで、圧縮厚さ(compression thickness)の単位はμmであり、圧縮荷重(compression str.)の単位はmPaで、圧縮率(compression rate)の単位は%である。耐衝撃性の実験においてPE−フォームを使用する従来の製品は比較例2及び3のみ使用した。
一般的にテープは、上板と下板を付着したとき、人為的な衝撃によって付着した上板と下板に亀裂や浮きが発生することがある。実験結果をみると、比較例の場合、低弾性及び低密度の特性と、圧力がかかったとき、遅い回復力を有することがわかる。その反面、実施例の場合、ピラー層の中空微粒子からなる耐衝撃ピラーがバネのような役割をして高弾性及び高密度の特性で耐衝撃性を向上させ、圧力がかかったとき早い回復力を有することがわかる。
本発明の実施例によるテープは、比較例に平均300%以上の耐衝撃性の向上を期待することができる。従って、実施例は比較例に比べて約50%の圧縮率を有し、耐反発性に優れて厚さを厚くしなくてもITOセンサーに衝撃がかかることを抑えることができるため、比較例を適用した300μmの厚さの製品に対して実施例の場合、200乃至250μmの厚さに製作しても等しいかそれ以上の耐衝撃性を具現できることがわかる。
一方、上記のテープの耐衝撃性の差は上記亀裂や浮きによる被着剤の防水性にも懸隔な差をもたらす原因になる恐れがある。すなわち、同一の厚さで製作されたテープの場合、比較例と実施例のテープは耐衝撃性にも懸隔な差が発生する。
すなわち、本実施例の場合、このような耐衝撃性の差によりIPx7以上の防水性能を具現することができるのに対して、比較例の場合、これより極めて低い防水性能を具現することになる。ここで、IPはIP_Ingress Protection ratingを意味し、一番目の数字xは防振機能に対する等級を0〜6まで区分したものであり、二番目の数字は防水機能に対する等級を0〜9Kまでに区分したものである。数字が高いほど性能に優れている。
また、本発明の実施例によるテープは、ピラー層によって貼り付ける際の圧力が接合部に集中して接着界面に存在する空気を圧出し易いため、鋼体同士の接合のときにも、水が浸入する隙間を生じさせない優れた密着性を実現することができ、これによって防水性を向上させることができる。
また、本発明による実施例の場合、ピラー層によってテープの厚さ方向において比較例に比べて段差の補償に優れ、これは防水性に大きな利点を提供することができる。
一方、従来の防水用テープは、製造の際にPE樹脂に発泡剤を入れて孔を開けることになり、この孔によってクッション感を有する一名オープンセル(open cell)構造である。これによって、厚さのばらつきが20乃至30μmと大きく表面が均一ではないという問題を有する。
しかし、本発明の一実施例による防水テープ100は、このようなPE−フォームを使用せず耐衝撃ピラー層を利用した一名密閉セル(closed cell)構造である。従って、本実施例の場合、従来のオープンセル構造を有する両面テープに比べてコーティングで厚さを調節するため全体として均一な厚さを有することができ、ピラー層がコーティング工程によって形成されるため、その厚さを調節することが容易であり優れた生産性と湿潤性(wetting)を有することができる。従来のPE−フォームの場合、均一な厚さの散布値を有することが難しい。
そして、粘着層とピラー層の引っ張り強度は2kgf/mm3程度であり、基材層のPETの引っ張り強度によって30kgf/mm3以下の物性を有することができる。
本実施例の防水テープは、被着体との密着性が容易であり、密着隙間から水の浸入を効果的に防止することができ、優れた防水性を有する。これによって、薄型化ができるだけでなく、厳しい水密性が求められる自動車バッテリーアセンブリーの組み入れに効果的に使用することができる。
以下、本発明の一実施例による防水テープ100を製造する方法を説明する。
図4は、本発明の一実施例による防水テープの製造方法を示したフローチャートである。
図4を参照すると、まず基材層10を設ける(S1)。この際、基材層10は必要なとき黒色に着色することができる。また、上記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を使用することができる。また、上記カーボンブラックまたは硫黄化鉄は、基材層10の一部が固まって着色することを防止するために良く混ぜて使用することが好ましい。上記カーボンブラックまたは硫黄化鉄は、均一な攪拌と物性に影響を与えないために10乃至30分間300rpm以下で充分攪拌することが好ましく、本発明はこれに限定されるのではない。
次に、基材層10の上面にアクリルバインダー及び複数の中空微粒子21を有する耐衝撃ピラーを含むペーストを塗布してピラー層20を形成する(S2)。この際、上記耐衝撃ピラーは、上記アクリルバインダー100重量部に対して5乃至60重量部が含まれることができる。また、ここで必要であれば0.1乃至30重量部の架橋剤を含む添加剤をさらに含ませることができる。この際、ピラー層20は必要な場合、黒色に着色することができる。
図5は、本発明の一実施例による防水テープにおいてピラー層の耐衝撃ピラーを製造する方法を示したフローチャートである。図5を参照して、中空微粒子を製造する方法の一実施例を説明すると下記のとおりである。
まず、中空微粒子1の全体100重量部に対して、0.1乃至1重量部の水に2乃至20重量部の液相炭化水素及び分散剤を投入する。この際、上記液相炭化水素は、例えば1乃至10重量部の2−メチルブタン及び1乃至10重量部の2−メチルプロパンを含むことができる。また、上記分散剤は適量の界面活性剤であることができる。以降、上記界面活性剤を利用して水に混ざらない液相炭化水素を一定な大きさに分散させて水素分散体を設ける(S21)。
また、ここで必要であれば架橋剤などの添加剤をさらに投入することができる。上記添加剤の大きさの限定は比重で調節することができる。ピラー層20はピラーのサイズが大きくなって中空微粒子の気孔層が大きくなると比重が低くなり、ピラーのサイズが基準より小さくなると中空微粒子の気孔層のサイズが小さくなり比重が大きくなる。
以降、上記分散された液相炭化水素液に単量体を含む熱可塑性素材を投入して、上記分散された液相炭化水素を核剤にして上記液相炭化水素を取り囲むように帯状になっている第1コーティング膜を形成して微粒子結晶体を設ける(S22)。
この際、上記単量体は中空微粒子の全体100重量部に対して15乃至40重量部のアクリロニトリル(acrylonitrile)及びその他のアクリルの共重合体(copolymer)を含むことができる。
以降、上記第1コーティング膜が形成された上記微粒子結晶体を重合する(S23)。上記重合は、上記液相炭化水素において例えば0.1乃至5.0重量部の重合開始剤を添加し140乃至150℃で10乃至60分間加熱して上記微粒子結晶体を加熱して上記炭化水素を除去し、未展開されたマイクロスフェア(unexpanded microsphere)を設けるのである(S24)。この際、上記重合は、必要なとき上記液相炭化水素において比重差で上記第1コーティング膜を分離する方法を通じて進めることができる。
以降、上記未展開されたマイクロスフェアを、例えば10乃至60分間加熱して上記第1コーティング膜の直径を膨張させることにより、最初提供された未展開されたマイクロスフェアに比べて拡張された体積を有する展開されたマイクロスフェア(expanded microsphere)を設ける(S25)。この際、上記未展開されたマイクロスフェアは、例えば110乃至190℃で加熱することができ、さらに好ましくは130乃至170℃で加熱することができ、但し本発明はこれに限定されるのではない。上記加熱温度が110℃未満の場合、マイクロスフェアの膨張が充分起きず中空微粒子の耐反発性と化学的な安定性が低下する問題があり得る。また、上記加熱温度が190℃を超える場合、耐反発性が低下し耐化学性と貯蔵安定性(storage stability)が弱いため製品の特性を具現し難いという問題があり得る。
すなわち、上記液相炭化水素を核としてアクリルモノマーが外壁に溜まると、重合して上記液相炭化水素を除去した後膨張させて気孔層を形成し、中空部を有し拡張された体積を有するマイクロスフェアを形成して展開されたマイクロスフェアを有する耐衝撃ピラーを製造する。
以降、必要なとき上記展開されたマイクロスフェアの上記第1コーティング膜の周りに中空微粒子の全体100重量部に対して50乃至80重量部の炭酸カルシウムを含む第2コーティング膜をさらに配置することができる(S26)。
図6を参照すると、上記第2コーティング膜は、一例として上記展開されたマイクロスフェアMと炭酸カルシウムCを例えば、配管形態になっている注入部221,224を通じて反応機200の本体210に入れ、空気供給部251を通じて約130乃至150℃の暑い空気を注入して反応機200の本体210の内部で上記展開されたマイクロスフェアMと上記炭酸カルシウムCが浮遊するようにする。この状態で上記展開されたマイクロスフェアMの上記第1コーティング膜の周りに上記炭酸カルシウムCがぶつかって突き込まれることで第2コーティング膜を形成するように進めることができる。
この際、反応機200の本体210の内部へ注入される空気の供給速度などは、上記展開されたマイクロスフェアMと上記炭酸カルシウムCが反応機200の本体210の内部に適当に浮いて遊動する程度に調整されることができる。また、本体210の内部には収容された空気と展開されたマイクロスフェア及び炭酸カルシウムが循環することで第2コーティング膜の形成がより円滑に進むようにプロペラ231aを有する回転シャフト231が設置されることができる。
また、上記空気の温度は、上記第1コーティング膜の状態を柔らかい状態になるようにして、その周りに上記炭酸カルシウムが突き込まれやすいようにするための温度であり、但し本願の発明において上記空気の温度がこれに限定されるのではない。また、本体210の下段には、上記第2コーティング膜が形成されたマイクロスフェアを排出することができるように弁241aを有する排出部241が設けられることができる。
上記第2コーティング膜は、展開されたマイクロスフェアの凝集及び飛散性を抑えるためのものである。また、必要なときに、先に投入された熱可塑性素材の量と最終的に完成した複数の中空微粒子の量と重さを比較して密度を測定することで、常に密度を一定に保つようにすることができる。また、本実施例においてピラーは、硬化過程において軽いため上に浮いて全てが飛んでいくことになる。
一方、ピラー層20が均一なサイズの散布を有するか否かは、ランダムの試料を抽出して比重を測定して確認することができる。ピラー層20にピラーのサイズが大きいものが多量に含まれると適正基準の試料の重さより軽くなり、小さいものが多量に含まれると適正基準の試料の重さより重くなる。
本実施例では、上記のように、ピラー層の内部の液相炭化水素が高温で飛んでいき、気孔層の微粒子が飛散する危険が発生することができるが、上記第2コーティング膜は、展開されたマイクロスフェアに一定な重み感を与えて上記展開されたマイクロスフェアの上記第1コーティング膜の分散性を改善してこのような中空微粒子21の飛散を防止する役割を果たし、中空微粒子21の耐衝撃性を向上させる効果を提供することができる。
そして、上記第2コーティング膜は、耐衝撃ピラーにおいて中空微粒子21が凝集することを防止しながら中空微粒子21の比重を増加させることができ、混合性を向上させる役割を果たすことができる。
この際、上記第2コーティング膜は、中空微粒子21の100重量部に対して50乃至80重量部の炭酸カルシウム(calcium carbonate)を含んでなることができる。この際、上記炭酸カルシウムの含量が50重量部未満の場合、耐衝撃ピラーの飛散で作業性が低下する問題が発生することができ、上記炭酸カルシウムの含量が80重量部を超えると耐衝撃性が低下する問題が発生することができる。
次に、ピラー層20の上面及び基材層10の下面に第1及び第2粘着層30,40をそれぞれ形成する(S3)。
次に、第2粘着層40の下面に異形層50を形成して(S4)防水テープを完成する。
本発明は、上述した実施例及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の請求範囲によって限定しようとする。
従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者によって様々な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた本発明の範囲に属するといえる。
10;基材層
20;ピラー層
21;中空微粒子
30、40;第1及び第2粘着層
50;異形層
100;テープ
200;反応機
20;ピラー層
21;中空微粒子
30、40;第1及び第2粘着層
50;異形層
100;テープ
200;反応機
Claims (15)
- 一面にピラー層を有する基材層及び粘着層を含む自動車バッテリー用防水テープであって、
前記ピラー層はアクリルバインダー及び複数の中空微粒子を有する耐衝撃ピラーを含み、
前記中空微粒子は、全体100重量部に対して、15乃至40重量部の単量体を含む熱可塑性素材からなり中空部を有する第1コーティング膜を含む自動車バッテリー用防水テープ。 - 前記中空微粒子は、全体100重量部に対して、50乃至80重量部の炭酸カルシウム(calcium carbonate)を含み、前記第1コーティング膜の周りに配された第2コーティング膜をさらに含む請求項1に記載の自動車バッテリー用防水テープ。
- 前記ピラー層は前記アクリルバインダー100重量部に対して5乃至60重量部の耐衝撃ピラーを含む請求項1に記載の自動車バッテリー用防水テープ。
- 前記第1コーティング膜の単量体は、前記中空微粒子100重量部に対して、15乃至40重量部のアクリロニトリル(acrylonitrile)とメタクリレートリン酸塩(Phosphate methacrylate)及びアルカリストリッパブルポリエステルアクリレート(Alkali strippable polyester acrylate)のうち少なくとも一つを含む共重合体(copolymer)である請求項1に記載の自動車バッテリー用防水テープ。
- 前記基材層は黒色に着色され、前記黒色着色剤は、カーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含む請求項1に記載の自動車バッテリー用防水テープ。
- 前記ピラー層は黒色に着色され、前記黒色着色剤はカーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含む請求項1に記載の自動車バッテリー用防水テープ。
- 基材層の少なくとも一面に粘着層を形成して自動車バッテリー用防水テープを製造する方法において、
前記基材層は、一面にアクリルバインダー及び複数の中空微粒子を有する耐衝撃ピラーを含むペーストを塗布してピラー層を形成するが、
前記中空微粒子は、
全体100重量部に対して、水に2乃至20重量部の液相炭化水素及び分散剤を投入して水素分散体を設ける段階;
前記水素分散体に中空微粒子の全体100重量部に対して15乃至40重量部の単量体を投入して炭化水素の周りに第1コーティング膜を形成して微粒子結晶体を設ける段階;
前記微粒子結晶体を加熱して前記炭化水素を除去して未展開されたマイクロスフェア(unexpanded microsphere)を形成する段階;及び
前記未展開されたマイクロスフェアを加熱して前記第1コーティング膜が膨張するようにして展開されたマイクロスフェア(expanded microsphere)を設ける段階;によって製造される自動車バッテリー用防水テープの製造方法。 - 前記中空微粒子は、前記展開されたマイクロスフェアの前記第1コーティング膜の周りに中空微粒子の全体100重量部に対して50乃至80重量部の炭酸カルシウムで第2コーティング膜を形成する段階をさらに含んで製造される請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記水素分散体を設ける段階において、前記液相炭化水素は、中空微粒子の全体100重量部に対して1乃至10重量部の2−メチルブタンと1乃至10重量部の2−メチルプロパンを含む請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記水素分散体を設ける段階において、前記分散剤は、界面活性剤である請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記微粒子結晶体を設ける段階において、前記単量体は、中空微粒子の全体100重量部に対して15乃至40重量部のアクリロニトリル及びその他のアクリルの共重合体である請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記展開されたマイクロスフェアを設ける段階は、前記未展開されたマイクロスフェアを170乃至190℃で加熱する請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記第2コーティング膜を形成する段階は、
前記展開されたマイクロスフェアと前記炭酸カルシウムを反応機に入れ、130乃至150℃の温度で空気を注入して前記反応機の内部に浮遊させる段階;及び
前記展開されたマイクロスフェアの前記第1コーティング膜の外壁に前記炭酸カルシウムがつき込まれて第2コーティング膜を形成する段階;を含む請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。 - 前記基材層を黒色に着色し、前記黒色着色剤はカーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含む請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
- 前記ピラー層を黒色に着色し、前記黒色着色剤はカーボンブラックまたは硫黄化鉄のうち少なくとも一つ以上を含む請求項7に記載の自動車バッテリー用防水テープの製造方法。
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