KR100390527B1

KR100390527B1 - 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법 및 동방법에 의한 접착테이프

Info

Publication number: KR100390527B1
Application number: KR20010036795A
Authority: KR
Inventors: 서광석; 김종은; 고정우; 김태영; 이보현
Original assignee: 서광석
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-07-04
Also published as: KR20030000717A

Abstract

본 발명은 정전기 방지성 점착 또는 접착테이프의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 고분자 0.1∼5 중량부, 접착용 바인더 10∼50 중량부, 계면활성제 0.01∼10 중량부 및 용매를 포함하는 대전방지층 형성을 위한 전도성 코팅 조성물을 기저표면에 도포하여 섭씨 40∼200도 범위에서 가열하여 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법 및 이를 통해 제조된 점착 또는 접착테이프를 개시한다.

본 발명에 의하면 표면저항이 10³-10¹⁰오움/면적 (Ω/□) 범위에서 조절이 가능하면서 테이프 롤에서 풀은 후에도 정전기 방지성이 유지되는 점착 또는 접착테이프를 제조할 수 있다.

Description

기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법 및 동 방법에 의한 접착테이프{Method for Producing Antistatic Layer on The Surface of Adhesive Tapes and Adhesive Tapes thereby}

본 발명은 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법 및 동 방법에 의한 접착테이프에 관한 것이다.

정밀 전자기기의 경우 표면보호 및 접착 목적으로 여러 종류의 점착 및 접착테이프가 사용된다. 이들 테이프는 주로 폴리에스터, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 고분자 필름 표면에 한쪽 면에는 점착제 또는 접착제가 코팅되어 있고 반대 면에는 정전기 방지를 위해 대전방지제가 코팅되어 있다. 반대 면쪽의 대전방지제는 점착테이프 또는 접착테이프를 테이프 롤에서 풀을 때 발생하는 정전기를 완화하기 위해서 처리되고 있다.

상기와 같은 목적으로 종래에 사용되던 계면활성제는 대기 중의 수분과 결합하여 전도성을 나타내는 이온전도성 물질인데, 이는 기존에 여러 목적으로 유용하게 사용되어 왔다. 각종 테이프는 주로 롤 형태로 감겨져 있는데, 이때 롤 형태로감겨져 있는 경우에는 점착제 또는 접착제층이 대전방지제 표면에 붙어 있는 형태가 된다. 이때 대전방지제로 사용한 계면활성제가 기저필름과의 접착력이 나쁘기 때문에 롤에서 테이프를 풀을 때 계면활성제가 점착제 표면 또는 접착제 표면에 묻어나게 되어 테이프를 롤에서 풀을 때 대전방지성을 잃게 되고 또한 점착제의 점착성능 또는 접착제의 접착력이 저하되는 단점이 지적되고어 왔다. 이외에도 기존의 계면활성제를 사용할 경우 물, 에틸알콜, 이소프로필 알콜 등의 용매에 게면활성제가 씻겨 대전방지성을 잃거나 또는 수분의존성이 심하여 대기중 수분함량이 낮으면 대전방지성이 저하되는 단점도 있다.

이와 같은 이유로 상기 단점을 보완한, 즉, 표면저항의 수분의존성이 없고 물 또는 기타 유기용매에 저항성이 강하며 점착제 또는 접착제를 붙였다가 떼어낸 후에도 대전방지성이 유지되는 새로운 대전방지성 점착 또는 접착테이프에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 점착 또는 접착테이프의 표면에 전도성 고분자로 이루어진 정전기 방지층을 형성하여 영구 대전방지성을 부여하는 전도성 코팅액 조성물을 제조하고 이를 테이프용 기저필름 표면에 도포하여 표면저항이 10³-10¹⁰오움/면적 범위에서 조절이 가능한 영구 정전기 방지 점착 또는 접착테이프를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 정전기 방지성 점착 또는 테이프를 제조하는 방법에 있어서, 전도성 고분자 0.1∼5 중량부, 접착용 바인더 10∼50 중량부, 계면활성제 0.01∼10 중량부 및 용매를 포함하는 대전방지층 형성을 위한 전도성 코팅 조성물을 기저표면에 도포하여 섭씨 40∼200도 범위에서 가열하여 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법을 포함한다.

또한 본 발명은 전도성 고분자 0.1∼5 중량부, 접착용 바인더 10∼50 중량부, 계면활성제 0.01∼10 중량부 및 용매를 포함하는 대전방지층 형성을 위한 전도성 코팅 조성물을 기저표면에 도포하여 섭씨 40∼200도 범위에서 가열하여 형성된 대전방지층을 포함하는 정전기 방지성 점착(접착) 테이프 및 동 테이프를 주재로 하는 각종 대전방지 제품을 포함한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

정전기 방지성 대전방지 점착 또는 접착테이프를 제조하는 방법으로는 다음 두 가지를 들 수 있다. 첫번째 방법은 점착제 또는 접착제 자체에 대전방지성을 부여한 대전방지성 점착제 또는 접착제를 제조하는 방법이고, 다른 하나는 점착제 또는 접착제가 코팅되는 반대 면에 점착제 또는 접착제를 붙인 후 다시 떼어낼 때 점착제 또는 접착제면에 묻어나지 않는 대전방지층을 부여하는 방법이다.

첫 번째 방법이 대전방지 점착 또는 접착테이프를 제조하는데 있어서 가장이상적이고 적극적인 방법이기는 하나 현재의 기술로는 아직까지 구현하지 못하고 있는 고도의 기술을 요하는 방법이다. 반면에 첫 번째 방법보다는 소극적인 방법이기는 하지만 두 번째 방법은 기술적으로 어려운 대전방지성 점착제 또는 접착제를 개발하기 보다는 이들이 코팅되는 반대층에 기저필름과 상용성이 좋은 대전방지제를 코팅하여 점착제 또는 접착제를 붙인 후 이를 다시 떼어내도 대전방지제가 그대로 붙어 있게 하는 방법으로서, 이 방법 또한 결국 테이프를 롤에서 풀러낼 때 정전기 발생을 방지할 수 있는 방법이다.

본 발명은 먼저 점착 또는 접착테이프용 지지필름의 한쪽 면에 접착성과 전도성을 부여할 수 있는 전도성 코팅액을 제조하고, 상기 코팅액을 지지필름의 한쪽 면에 도포하여 전도성을 갖는 대전방지층을 형성하는 방법을 개시한다.

정전기 방지용 전도성 코팅액은 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 전도성 고분자 0.1∼5 중량부와, 접착성 증진용 바인더 10∼50 중량부와, 상기 성분의 분산을 돕는 계면활성제 0.01∼10 중량부와, 용매로서 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 물, 톨루엔, 클로로포름, 1-메틸-2-피롤리디논 등에서 선택된 적어도 1종으로 40∼85 중량부를 혼합하여 제조한다.

상기와 같이 제조된 전도성 코팅액은 그라비아, 키스바, 나이프 또는 코마법을 이용하여 0.1∼10 미크론의 두께로 코팅하여 40∼200℃에 방치하여 1∼20분간 정도 건조하면 용매가 휘발되면서 전도성 대전방지층이 표면에 코팅된 점착 또는접착테이프용 기저필름을 제조할 수 있다.

상기 기저필름의 다른 한쪽 면에는 기존의 실리콘계, 아크릴계 또는 에폭시계 점착제 또는 접착제를 도포하여 최종적으로 대전방지성 점착 또는 접착테이프를 제조한다.

상기 전도성 코팅액에서 가장 중요한 성분은 전도성을 부여하는 전도성 고분자인데, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 모든 전도성 고분자를 사용할 수 있다. 또한 변성 전도성 고분자도 사용할 수 있는데, 예를 들어, 술포닐기로 치환된 폴리아닐린, 탄소수가 4∼10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜 등이 이에 속한다.

전도성 고분자의 경우 모노머, 산화제 및 도펀트를 혼합한 용액을 도포한 후 가열하여 지지필름 표면에서 전도성 고분자를 직접 합성하여 대전방지층을 형성하거나 또는 이미 고분자 형태로 만들어진 전도성 고분자를 적당한 바인더와 용매를 혼합하여 도전성 코팅액을 만든 후 이를 지지필름 표면에 도포한 후 건조하여 고분자 표면에 전도성 막을 형성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 노르말부탄올, 물, 톨루엔, 자일렌, 1-메틸-2-피롤리디논, 클로로포름, 에틸아세테이트, 2-메톡시에탄올 중에서 선택된 1종류를 사용하거나 또는 상기 용매를 2 종류 이상 서로 5:95∼95:5의 비로 혼합하여 사용할 수 있다.

전도성 코팅액을 기저필름 표면에 코팅할 때는 전도성 물질을 바인더와 혼합해야 하는데, 이때 사용할 수 있는 바인더는 유리전이온도가 섭씨 영하 40도 이상인 바인더인 한 특정한 종류에 한정되지 아니한다. 상기와 같은 조건을 만족하는 구체적인 바인더로는 아크릴, 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시, 아미드, 이미드, 스티렌계 수지 등을 들 수 있다. 유리전이온도가 상기 온도보다 낮을 경우에는 코팅면 표면이 손에 밀릴 수 있을 정도로 부드럽게 되어 사용할 수 없는 단점이 있어 불편하다.

코팅용으로 사용되는 필름의 경우 필름 표면의 계면장력이 매우 중요한데, 일반적으로 계면장력이 35 다인/면적(dynes/cm²) 이상이면 코팅이 잘 된다. 예를 들어, 일반적으로 가장 많이 사용되는 폴리에스터 또는 폴리이미드 필름의 경우 일반 아크릴계, 우레탄계, 아미드계 또는 이미드계 바인더를 사용하면 무리없이 접착력 좋은 코팅층을 얻을 수 있다. 그러나 표면장력이 낮은 고분자인 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 경우에는 표면을 별도로 코로나 처리하여 표면장력이 최소 35 다인/면적 이상이 되도록 하면 충분하다.

만일 표면을 코로나 처리하지 않을 경우에는 염소화 수지를 포함하는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌용 프라이머를 일차 코팅한 후 그 위에 전도성 코팅액을 도포하면 접착력이 매우 좋은 전도층을 형성할 수 있다. 이러한 목적으로 만들어진프라이머로는 구체적으로는 국내 삼화페인트 사의 "슈퍼 PE" 가 있다.

2 종류 또는 그 이상의 바인더를 혼합하여 사용하거나 경우에 따라서는 프라이머 처리에 사용되는 프라이머와 바인더가 서로 다른 경우에도 프라이머와 바인더가 서로 상용성이 있으면 동일한 접착력 증진효과를 얻을 수 있다. 또한 바인더 또는 프라이머 성분을 기저 고분자에 미리 혼합하면 프라이머 처리와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

전도층을 경화시킬 필요가 있는 경우 상기 바인더에 경화제를 혼합하여 경화시킬 수 있다. 대표적인 경화제로는 아크릴계 바인더 사용시 멜라민과 이소시아네이트 등이 있는데, 경화제의 함량은 경화정도 및 경화시간 등에 따라 다르기는 하지만 일반적으로 바인더 함량에 대하여 0.1∼5 중량부가 바람직하다. 상기와 같은 제한을 두는 이유는 만일 경화제 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 경화효과가 미미하게 되어 바람직하지 아니하고 5 중량부를 넘게 되면 그 이상의 증가효과를 기대하기 곤란하여 상기 범위로 함이 좋다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하고자 하나 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예 1>

3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 분산 용액 4g, 수용성 아크릴계 바인더 (Tg=10^oC) 9.6g, 아크릴 경화제 0.2g, 조닐 첨가제(듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g을 첨가하여 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 폴리에스터 필름에 코팅 한 후 100℃에서 2분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 필름의 표면저항은 10⁵Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 자외선(UV) 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 필름 대비 98%이고 점착제 성분과 붙여 5일간 방치한 후의 저항은 10⁷Ω/□로 관찰되었다.

<실시예 2>

3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 수용성 우레탄계 바인더 (Tg=35^oC) 8.9g, 우레탄 경화제 0.18g, 조닐 첨가제(듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g을 첨가하여 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 폴리에스터 필름에 코팅 한 후 100℃에서 2분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 필름의 표면저항은 10⁵Ω/□ 이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰 한 550nm에서의 투명도는 필름 대비 98%이고, 점착제 성분과 붙여 5일간 방치한 후의 저항은 10⁷Ω/□로 관찰되었다.

<실시예 3>

도데실벤젠술폰산으로 도핑된 폴리아닐린 3g, 용제타입 아크릴계 바인더 용액 (Tg: 60^oC) 5g, 아크릴 경화제 0.12g, FC430(3M사) 0.01g, 톨루엔 10g, 노르말 부탄올 10g을 폴리에스터 필름에 코팅한 후 100℃에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 필름의 표면저항은 10⁵Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 75%이고, 점착제 성분과 붙여 5일간 방치한 후의 저항은 10⁷Ω/□로 관찰되었다.

<실시예 4>

염화철로 도핑된 폴리피롤 용액 3g, 용제타입 경화 후 우레탄이 생성되는 아크릴 폴리올 바인더 용액(Tg: 45℃) 5g, BYK 310(BYK사) 0.01g, 톨루엔 10g, 노르말 부탄올 10g을 경질 폴리에스터 필름에 코팅한 후 100℃에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 필름의 표면저항은 10⁸Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 필름 대비 80%이고, 점착제 성분과 붙여 5일간 방치한 후의 저항은 10⁷Ω/□로 관찰되었다.

본 발명에 의하면 표면저항이 10³∼10¹⁰오움/면적 범위에서 조절이 가능하고 물, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 용매에 저항성이 강하면서 영구 대전방지가 가능한 정전기 방지성 점착 또는 접착테이프를 제조할 수 있다.

Claims

정전기 방지성 점착 또는 테이프를 제조하는 방법에 있어서, 전도성 고분자 0.1∼5 중량부, 접착용 바인더 10∼50 중량부, 계면활성제 0.01∼10 중량부 및 용매를 포함하는 대전방지층 형성을 위한 전도성 코팅 조성물을 기저표면에 도포하여 40∼200℃ 범위에서 가열하여 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법.
제 1항에 있어서, 전도성코팅조성물을 기저표면에 도포하기 전에 프라이머를 일차 코팅하는 단계를 추가로 구비함을 특징으로 하는 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 바인더는 유리전이온도가 영하 40℃ 이상인 바인더로 함을 특징으로 하는 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 코팅조성물에 바인더 성분을 경화시키는 별도의 경화제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법.
제 1항에 있어서, 기저필름은 계면장력이 35 dynes/cm²이상임을 특징으로 하는 기저필름 표면에 대전방지층을 형성하는 방법.
전도성 고분자 0.1∼5 중량부, 접착용 바인더 10∼50 중량부, 계면활성제 0.01∼10 중량부 및 용매를 포함하는 대전방지층 형성을 위한 전도성 코팅 조성물을 기저표면에 도포하여 40∼200℃ 범위에서 가열하여 형성된 대전방지층을 포함하는 정전기 방지성 접착테이프.
특허청구범위 제 6항의 테이프를 주재로 하는 각종 대전방지 제품.