KR100541390B1 - 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘 고무의 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과; 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층; 을 포함하여 구성되는 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무를 제공한다. 상기 실리콘 고무는 50 ~ 200℃의 온도 범위에서 5분 내지 2시간 동안 열처리 함으로써 피접착물로부터 용이하게 이형분리할 수 있다.

Description

이형성을 가진 점착성 실리콘 고무{ADHESIVE SILICONE RUBBER HAVING RELEASING PROPERTY}

본 발명은 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무에 관한 것으로, 상세하게는 점착력을 가지면서 열처리에 의하여 이형분리가 가능한 실리콘 고무에 관한 것이다.

우수한 탄성을 갖고 있는 실리콘 고무는 고도의 신뢰성과 안정성을 요하는 방위 산업 및 항공산업, 자동차와 그 응용분야에서 널리 쓰이고 있다. 또한, 실리콘 고무는 자체의 우수한 전기적 특성으로 고도의 전기전자 산업에서도 널리 응용된다.

구체적으로 실리콘 고무는 일반성형용 고무, 고온에서 사용되는 내열성 고무, 전기용품에 사용되는 난연성 고무 또는 압출용 고무 등이 있으며, 뛰어난 열전도성을 이용하여 방열시트 등에 사용되는 방열용 고무 등이 있다.

방열용 실리콘 고무는 고온이 발생하는 전자제품 등에 사용되어 외부로 열을 방출함으로써 전자제품 내부의 온도 상승을 억제시킨다. 일반적으로 방열용으로 사용되는 실리콘 고무는 점착제에 의하거나 기타 수단을 통하여 제품에 점착되는데 한번 점착되고 나면 실리콘 고무와 피접착물을 분리시키기가 용이하지 않다. 특히, 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 고가의 제품에 실리콘 고무를 접착시키고 일정기 간 동안 사용하다가 제품의 수명이 다했을 때는 재활용을 위하여 제품과 실리콘 고무를 별도로 분리시켜야 하는데, 이러한 경우 제품과 실리콘 고무간의 접착이 오랫동안 유지되다 서로를 분리시키게 되면, 접착력이 강하여 분리 자체도 어렵지만 분리 과정에서 고가의 부품이 파손되는 경우도 발생하여 부품 재활용 자체가 무산되기도 하였다. 따라서, 실리콘 고무를 피접착물로부터 분리시키는 효과적인 방법이 요구된다.

종래에는 점착제에 이형제를 포함시킴으로써 점착제의 점착력을 감소시키려는 시도가 이루어져왔다.

이형제는 두 물질, 예를 들면 금속과 플라스틱 또는 금속과 고무 사이의 접착을 약화시키고 분리를 용이하게 하는 에이전트(agent) 역할을 하며, 그 작용에 따라 물리적 이형제와 화학적 이형제로 크게 구분된다. 물리적 이형제는 건조한 분말이나 저온에서 발포성을 갖는 물질이 해당되며, 화학적 이형제는 고온에서 발포성을 가지며 화학적으로 분해되는 물질이 해당된다. 실제 사용시에는 물리적 이형제와 화학적 이형제가 혼합하여 사용되기도 한다.

이형제를 사용한 점착제를 사용하여 고분자 필름에 점착성과 박리성을 동시에 부여하는 기술이 한국공개특허 96-36243에 제시되어있다.

상기 공개문헌에는 이형제로서 발포제를 사용하고 여기에 유기 점착제 및 기타 첨가제를 혼합하여 고분자 필름에 도포함으로써 고분자 필름에 박리성을 부여한다. 또한, 유기 점착제로 유성 아크릴계 점착제를 사용한다.

그러나 실리콘 고무를 점착력과 함께 박리성을 가진 용도로 사용하기 위해서 는 발포제를 혼합한 점착제를 사용하는 것만으로는 한계가 있다. 실리콘 고무는 점착제와 접착력의 좋지 못할 뿐만 아니라 점착제에 이형제를 혼합할 경우 접착력이 더욱 감소되어 실리콘 고무가 다른 피접착물에 접착되기가 어렵기 때문이다.

또한, 유기 점착제는 그 자체로 환경오염을 유발할 뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 고가의 제품에 사용될 경우 제품의 특성을 변화시킬 위험이 있다.

따라서, 실리콘 고무가 접착력은 일정 수준 이상으로 유지하되 이형성이 양호하여 언제라도 이형 분리가 가능하도록 하는 점착제를 개발하거나 점착제의 이형성을 향상시키는 방법이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 목적은 실리콘 고무에 접착력과 더불어 이형성을 부여하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 방열시스템의 이형분리방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실리콘 고무의 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과; 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층; 을 포함하여 구성되는 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 실리콘 고무를 챔버 내에 장입한 상태에서 50℃ 에서 200℃의 온도 범위에서, 5분에서 2시간의 범위로 열처리하여 제2점착층의 점착력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 점착성 실리콘 고무의 이형분리방법을 제공한다.

기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 기술될 것이다.

도 1a는 본 발명에 의한 실리콘고무를 보여주는 단면도이다.

도 1b는 본 발명의 일실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템을 보여주는 모식도이다.

도 1c는 열처리 후 이형 분리되는 실리콘 고무를 보인 모식도이다.

도 2a는 열처리를 위하여 실리콘 고무가 부착된 유리기판 및 알루미늄프레임이 챔버에 장입되는 모습을 보인 사진이다.

도 2b는 점착제가 이형 분리된 유리기판을 보여주는 사진이다.

도 2c는 점착제가 이형 분리된 유리기판 및 알루미늄프레임을 보여주는 사진이다.

본 발명의 실리콘 고무는 실리콘 고무의 표면에 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과, 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층이 구분되어 형성된다. 도 1a는 본 발명에 의한 실리콘고무를 보여주는 단면도로서, 실리콘 고무(10)의 양 표면에 제1점착층(12)과 제2점착층(14)이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.

제 1점착층은 실리콘 고무가 다른 피접착물에 접착되도록 기본적인 점착력을 부여하는 역할을 한다. 한편, 제2점착층은 실리콘 고무와 피접착물의 점착력을 감소시키는 역할을 한다.

제2점착층은 발포제만으로 구성될 수도 있으며, 발포제와 기지 성분이 되는 수성 아크릴계 점착제를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로는, 아크릴산 에스테르계 공중합물을 주성분으로 하는 인체 및 환경에 무해한 무용제형 수용성 아크릴계 점착제와 마이크로 캡슐화한 열팽창성 미립자로 된 물리적 발포제를 증류수에 희석하여 배합한다.

본 발명에서 사용하는 수성 아크릴계 점착제는 실리콘 고무가 피접착물에 점착된 후 수분이 모두 증발하게 되면 유해잔류물이 남지 않아 피접착물의 표면을 오염시킬 우려가 없다.

점착제의 점착력을 제어하기 위해서는 먼저 점착제의 점도를 낮출 필요가 있다. 따라서 점착제의 접착력을 낮추기 위해 사용되는 대부분의 이형제는 점착제의 점도를 낮추는 작용을 한다. 예를 들어, 발포성 이형제는 점착제에 첨가되어 매우 작은 기포들을 만들어 점착제의 점도를 떨어뜨리고, 화학적 이형제는 점착제의 구성 성분을 분해 시킴으로써 점도를 떨어뜨리기도 한다.

본 발명은 마이크로 캡슐화한 열팽창성 미립자로 된 물리적 발포제가 포함된 제2점착층을 실리콘 고무에 형성한 후, 실리콘 고무를 적정온도로 열처리하면 발포제의 미립자가 팽창하여 제2점착층의 점착력을 저하시키며, 제2점착층은 제1점착층에 지속적으로 점착되어 있어 피접착물에 잔유 점착물이 없이 실리콘 고무를 피접착물로부터 깨끗하고 쉽게 박리시킨다.

종래의 발포박리성 점착제는 화학발포제를 사용하였는데 이러한 발포제는 유기용제에 용해하여 첨가하여야 하고, 발포 시에 가스를 분출하는데 등의 문제가 있는데 반해, 본 발명은 마이크로캡슐화한 열팽창성 미립자로된 물리적 발포제로 증류수에 희석하여 사용하는 차이가 있다. 이들 마이크로 캡슐화한 열팽창성 미립자로된 물리적 발포제의 미립자 크기는 발포 전에는 10∼40㎛이며, 발포 후에는 40∼100㎛ 정도로 팽창하게 되며, 발포 온도 및 조건은 사용 목적에 따라 달라질 수 있다. 또한, 발포제의 종류 및 첨가량은 미립자의 팽창정도 및 점착력을 저하시키는 종류를 고려하여 결정한다.

점착성 실리콘 고무의 이형 분리를 위한 열처리는 열처리 온도가 낮을수록 열처리 시간을 늘리는 것이 바람직하다. 구체적으로 열처리온도는 50℃ 에서 200℃, 바람직하게는 100℃ 에서 150℃ 가 적절하며, 열처리 시간은 5분에서 2시간, 바람직하게는 20분에서 1시간이 적절하다.

열처리온도가 너무 높게 되면 점착제 및 점착제가 도포되는 물질에 변형을 가져올 우려가 있으며, 열처리 온도가 너무 낮으면 이형성의 향상을 기대하기가 어렵게 된다.

열처리 시간은 열처리 온도가 낮을 수록 가능하다면 길게 유지하는 것이 바람직하나, 열처리를 오랫동안 지속할 경우 생산성이 떨어지므로 적절한 시간을 선택하는 것이 매우 중요하다.

피접착물과 접착된 본 발명의 실리콘 고무는 챔버 내에 장입한 상태에서 50℃ 에서 200℃의 온도 범위에서, 5분에서 2시간의 범위로 열처리함으로써 제2점착 층의 점착력을 감소시킬 수 있고, 이로 인하여 실리콘 고무와 피접착물간의 이형 분리가 가능하게 된다.

본 발명의 실리콘 고무는 접착력을 유지하는 제1점착층이 있으므로 이형분리 전까지 강력한 점착력을 유지할 수 있으며, 열처리로 인하여 제2점착층의 접착력이 감소되어 피접착물과 실리콘 고무가 분리될 때 점착물이 피접착물에는 잔류하지 않아 최초의 깨끗한 피접착물 표면을 유지할 수 있다.

한편, 실리콘 고무는 점착제와 접착력이 좋지 않으므로 점착제 도포 전에 표면처리를 하여 접착력을 강화시키는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 진공 상태를 유지하면서 에너지를 부여하여 가속시킨 이온입자를 반응성 가스 분위기 하에서 실리콘 고무의 일면 또는 양면에 조사하여 표면에 새로운 화학결합종을 형성함으로써 친수성 및 접착력을 강화시킨다.

일반적으로 소수성을 지닌 실리콘고무를 이온보조반응법으로 표면 개질하게 되면 표면에 친수성 작용기가 형성되어 실리콘고무의 젖음 특성이 향상되며, 즉 물과의 표면 접촉각이 감소되며, 표면에 형성된 친수성 작용기에 의하여 점착제 및 접착제의 부착, 금속 박막 증착, 도료 접착 등이 가능하게 한다.

본 발명에서 이온빔 에너지는 수백에서 수천 eV의 범위를 가지며, 반응성 기체를 주입하여 실리콘고무의 물리적 구조에 변화를 주지 않으면서 표면에 작용기를 형성시켜 표면 특성만을 조절할 수 있다. 즉, 표면 개질된 실리콘고무 고유특성의 변화없이 친수특성의 향상을 얻을 수 있다. 구체적으로는 0.5 ~ 5.0keV의 에너지를 갖는 이온이 실리콘 고분자의 탄소의 결합중 일부를 반응성 분위기 기체와 반응시 킴으로써 탄소와 분위기 기체간의 2 중 결합등의 친수성 작용기를 생성시켜 표면만을 친수성으로 변화시킬 수 있다.

본 발명에서 조사되는 이온의 주입량은 제품에 요구되는 특성에 따라 10¹³ ~ 10¹⁸의 범위가 적당하고, 사용되는 이온 입자는 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤 중에서 어느 하나 이상이 적당하다. 또한, 반응성 가스로는 산소, 수소, 질소 중에서 어느 하나 이상을 사용한다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 안에서 다양한 변형 및 응용이 가능할 것이다.

본 발명의 일실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 유리기판과 상기 유리 기판으로부터 발생되는 열을 방출시키는 금속 기판 사이에 방열특성이 매우 우수한 실리콘 고무를 점착제를 사용하여 접착 시켰다.

점착제로는 수용성 아크릴계 점착제를 사용하였고, 실리콘 고무에 점착제를 도포하여 제1점착층을 형성한 후, 그 위에 발포제를 포함하는 제2점착층을 형성하였다. 또한, 실리콘 고무는 사전에 표면처리를 통하여 점착제와의 접착력을 강화시켰다.

도 1b는 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템을 보여주는 모식도이다.

제1점착층(12)과 제2점착층(14)이 형성된 실리콘 고무(10)의 양면에 유리 기 판(20)과 금속 기판(30)을 각각 부착되어 있다. 금속 기판으로는 열전도율이 우수한 알루미늄을 사용하였다.

상기 방열시스템을 챔버 내에 장입하고 100℃ 이상으로 가열하였다. 도 2a는 챔버에 장입되는 모습을 보인 사진이다. 열처리 온도는 최초 100℃ 에서 10℃ 씩 단계적으로 늘려 최고 온도 150℃ 까지 진행하였으며, 열처리 시간은 각각의 열처리 온도에 대하여 최초 5분에서 5분씩 최고 시간 1시간까지 진행하였다. 각각의 경우 모두 열처리 후 점착제의 이형성이 전반적으로 향상되었다. 따라서, 유리 기판과 금속 기판이 실리콘 고무로부터 쉽게 떨어져 분리되었다.

도 1c는 열처리 후 실리콘 고무(10)가 유리 기판(20) 및 금속 기판(30)으로부터 이형 분리되는 모습을 보인 모식도이다. 제1점착층(12)은 실리콘 고무와의 접착력이 유지되어 실리콘 고무의 표면 상에 잔류하며, 제2점착층(14)은 마이크로 캡슐화한 물리적 발포제(14')가 열처리에 의하여 팽창함으로써 접착력이 감소되어 유리 기판 및 금속 기판에 잔류하지 않는다.

도 2b 및 도 2c는 각각 점착제가 이형 분리된 유리기판 및 알루미늄프레임을 보여주는 사진이다. 점착제가 유리기판 및 알루미늄 프레임에는 잔류하지 않고 매우 깨끗한 표면을 유지하는 것을 볼 수 있다.

본 실시예에서 최적의 이형성을 나타낸 온도 및 열처리 시간은 각각 140℃ 와 45분이었다.

본 발명에 의하면, 방열용 실리콘 고무에 접착력과 더불어 이형성을 부여하 는 것이 가능하다. 특히, 고가의 제품에 방열용 실리콘 고무를 사용하였을 때, 제품의 폐기시 실리콘 고무를 분리시켜 각종 부품을 재활용하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실리콘 고무는 제품에 접착되더라도 환경오염이나 제품의 성질을 변화시키지 않으므로 공정 수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 실리콘 고무의 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과;

   상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층;

   을 포함하여 구성되며,

   상기 실리콘 고무는 반응성가스 분위기에서 실리콘 고무의 표면에 에너지를 가진 이온빔을 조사하여 표면에 친수성 작용기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

   는 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2점착층은 발포제와 발포제의 기지 성분이 되는 수성 아크릴계 점착제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2점착층은 아크릴산 에스테르계 공중합물을 주성분으로 하는 무용제형 수용성 아크릴 점착제와, 마이크로 캡슐화한 열팽창성 미립자로 된 물리적 발포제 및 증류수가 혼합된 것을 특징으로 하는 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 반응성 가스는 산소, 질소, 수소 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 상기 이온은 산소, 수소, 질소, 아르곤, 이산화탄소 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 이형성을 가진 점착성 실리콘 고무.
6. 실리콘 고무의 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과, 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층을 포함하여 구성되는 실리콘 고무에 있어서,

   상기 실리콘 고무를 챔버 내에 장입한 상태에서 50℃ 에서 200℃의 온도 범위에서, 5분에서 2시간의 범위로 열처리하여 제2점착층의 점착력을 감소시키는 것을 특징으로 하며,

   상기 실리콘 고무는 반응성가스 분위기에서 실리콘 고무의 표면에 에너지를 가진 이온빔을 조사하여 표면에 친수성 작용기가 형성되어 있는

   는 점착성 실리콘 고무의 이형분리방법.
7. 삭제
8. 플라즈마 디스플레이 패널의 유리 기판과 상기 유리 기판으로부터 발생되는 열을 방출시키는 금속 기판 및 상기 두 기판 사이에서 점착제로 접착되는 실리콘 고무로 구성되며,

   상기 실리콘 고무는 그 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과; 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템.
10. 플라즈마 디스플레이 패널의 유리 기판과 상기 유리 기판으로부터 발생되는 열을 방출시키는 금속 기판 및 상기 두 기판 사이에서 점착제로 접착되는 실리콘 고무를 포함하여 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템에 있어서,

    상기 실리콘 고무는 그 상하 표면에 형성되며 수성 아크릴계 점착제를 포함하는 제1 점착층과, 상기 제1점착층 상에 형성되며 발포제를 포함하는 제 2 점착층으로 구성되며,

    상기 방열판을 챔버 내에 장입한 상태에서 50℃ 에서 200℃의 온도 범위에서, 5분에서 2시간의 범위로 열처리하여 실리콘 고무와 두 기판을 분리시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방열시스템의 이형분리방법.

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