KR101014822B1 - 친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV 핫멜트(Hotmelt) 테이프의 물성을 최적화할 수 있으면서 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)과 더불어 화학 폐기물이 발생되지 않도록 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 UV 하우징 설비에서 120W/cm 이상의 고압 UV램프를 사용하며, 콜드 미러(Cold Mirror)와 핫 미러(Hot Mirror)를 최적의 각도로 배치하여 50% 이상의 발열을 사전 차단하고 자외선을 집중시켜 그 광량을 최적화하여 UV 핫멜트 테이프를 제조하게 됨을 특징으로 한다.
또한, 나머지 발열은 UV 하우징 설치시 냉각플레이트를 설치하여 코팅되어지는 필름이나 종이류 등의 기재가 냉각플레이트를 타고 지나가게 되어 기재의 열손상을 제거하게 됨을 특징으로 한다.

Description

친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법{Environment-friendly UV hotmelt tape and the manufacturing method}
본 발명은 친환경 자외선(UV) 핫멜트 테이프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핫멜트 테이프의 물성을 최적화할 수 있으면서 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)과 더불어 화학 폐기물이 발생되지 않도록 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 전기,전자 또는 자동차용품 등에 사용되어지는 특수 테이프를 제조함에 있어 국내의 테이프 공법은 크게 세 가지로 나뉘어 있다.
통상 가장 널리 사용되고 있는 아크릴릭 솔벤트 타입과 에멀젼 타입, 그리고 러버계통의 핫멜트 타입이 있다.
상기에서 에멀젼 타입과 핫멜트 타입 모두 VOCs(휘발성 유기화합물)를 함유하지 않았으나, 솔벤트 타입에 비하여 물성이 떨어지며 가장 문제가 되는 부분이 내열성과 유지력이 떨어져 전기, 전자 분야 등의 특수한 용도에는 맞지 않았다.
그리고, 솔벤트 아크릴 타입의 경우는 Batch process의 일체식 중합으로 각종 용제와 모노머를 리액터(Reactor)에 한 번에 주입 후 발열반응에 의한 여기상태를 만들어 라디칼 중합으로 선형 고분자를 만들고 이 과정에서 발생하는 휘발성 가스의 양이 매우 많으며, 반응하지 못한 모노머들이 상단부분 발생하게 된다.
또한, NET 구조의 고분자를 얻기 위해서는 별도의 경화제를 필요로 하며, 사용방법에 따라 열경화형과 시간경화형으로 나누어진다.
이 때문에 공정이 복잡해지고 휘발성 유기화합물(VOCs)이 다량 발생하여 환경 문제는 물론 작업자의 인체에 심각한 폐해가 있으며, 화합 폐기물이 대량 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은, 첫째 휘발성 유기화합물(VOCs)이 전혀 없는 친환경 테이프뿐만 아니라 솔벤트 타입보다 우수한 물성의 테이프를 제조하여 환경 친화적이며 제품성을 향상시킬 수 있게 된다.
둘째, 테이프 제작시 두 번에 나누어 코팅하는 방식을 한 번에 이루게 되어 제품의 생산성을 최대화할 수 있게 된다.
셋째, 전사코팅을 하게 됨으로 인해 제품의 응집력 및 접착력을 극대화할 수 있도록 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 UV 하우징 설비에서 120W/cm 이상의 고압 UV램프를 사용하며, 콜드 미러(Cold Mirror)와 핫 미러(Hot Mirror)를 최적의 각도로 배치하여 50% 이상의 발열을 사전 차단하고 자외선을 집중시켜 그 광량을 최적화하게 된다.
또한, 나머지 발열은 UV 하우징 설치시 냉각플레이트를 설치하여 코팅되어지는 필름이나 종이류 등의 기재가 냉각플레이트를 타고 지나가게 되어 기재의 열손상을 제거하게 된다.
그리고, 보다 많은 광량을 위해서 상기의 콜드 미러(Cold Mirror)와 핫 미러(Hot Mirror) 이외에 UV 램프를 최소 5단 이상 설치하여 코팅 속도를 100M/min이 가능하도록 구성함을 특징으로 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
이와 같이 본 발명은 핫멜트(Hotmelt) 공법의 장점과 UV 아크릴릭 점착제의 장점만을 적용하여 우수한 품질의 친환경 UV 핫멜트 테이프를 제작할 수 있게 됨으로써 제품성을 극대화할 수 있으며, 또한 핫멜트(Hotmelt) 공법의 장점을 최대한 적용하여 제품 생산성을 극대화하면서 제작비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 UV 램프 하우징 시스템을 이용한 UV 핫멜트 테이프의 제조 공정 단면예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 UV 램프 하우징 시스템을 이용한 자외선(UV) 핫멜트 테이프의 제조 공정 단면예시도를 도시한 것이다.
첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자외선(UV) 핫멜트 테이프를 제조함에 있어서,
일직선상의 핫 미러(Hot Mirror)(10)를 설치하고,
상기 핫 미러(Hot Mirror)(10) 상부에 핫 미러(Hot Mirror)(10)와 최적의 각도로 배치되어지도록 곡선 형태로 콜드 미러(Cold Mirror)(20)의 반사각을 설치하며,
상기 콜드 미러(Cold Mirror)(20) 내면에 고압의 UV 램프(40)를 설치하고,
상기 핫 미러(Hot Mirror)(10)의 하부에 핫 미러(Hot Mirror)(10)와 콜드 미러(Cold Mirror)(20)에 의해 최적의 광량을 발휘하고 테이프(50)의 코팅면에 손상이 발생되지 않도록 냉각플레이트(30)를 설치한 UV램프 하우징 시스템을 핫멜트(Hotmelt) 공법에 적용시켜 제조하게 된다.
상기 콜드 미러(Cold Mirror)(20)는 자외선은 반사시키고 적외선은 투과되므로 일정량의 열을 사전 제거하며, 자외선을 반사하여 집광시키므로 자외선의 광량 효율을 증대시키게 된다.
상기 핫 미러(Hot Mirror)(10)는 적외선을 반사시키고 자외선을 투과시키므로 열이 제품에 도달하지 않도록 하며, 자외선만 도달할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 UV 핫멜트 테이프의 코팅 공법에 있어서는 보다 효율적인 생산성을 위하여 양면테이프 생산 시 종래에서처럼 1차 코팅과 2차 코팅을 나누어 생산하는 방식에서 벗어나 1차 코팅과 2차 코팅을 동시에 전사 코팅하는 방식을 적용하게 됨이 바람직한 것이다.
이는 UV 반응형 점착제를 이형지 및 이형필름에 코팅라인 앞,뒤에서 동시에 도포한 후 중간에서 기재와 라미네이션(lamination)하여 점착제를 기재에 전사시키고 한쪽의 이형지는 리와인딩하여 재활용하는 방식이다.
이 경우 양면테이프 제작 시 두 번에 나누어 코팅하는 방식을 한 번에 이루어지게 되어 제품의 생산성이 높아지며, 전사코팅을 하여 제품의 물성을 최적화할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 UV 핫멜트 테이프에 사용되어지는 점착제는 아크릴릭 모노머(Acrylic monomer)와 올리고머(Oligomer), 그리고 광개시제(Photo Initiator)와 점착부여제(Tackifier)로 크게 나뉘어진다.
또한, 본 발명은 기존의 솔벤트 타입의 아크릴 점착제와 마찬가지로 2-Ethylhexyl acrylate, Butyl acrylate 이외에 보조 모노머, 관능기 모노머 등과 분자량 10³~ 10⁴만, 탄소 수 100 ~ 1000개의 올리고머(Oligomer)가 사용되며, 광개시제로는 Isobornyl Acrylate 등을 사용한다.
본 발명의 상기 중합물은 고형분 100%이며, 110℃ 기준 최소 7,000cps의 점도를 갖도록 하여 핫멜트(Hotmelt) 공법으로 사용할 수 있도록 한다.
이는 경화 과정이 이루어지기 전에 코팅하는 것으로서, 열가소성 탄성중합체(TPE)처럼 적절한 온도에서 슬롯 다이를 이용하여 코팅을 하지만 이후에 고압 UV 램프(40)의 파장으로 라디칼 반응에 의한 경화를 통하여 UV 경화형 중합체인 고분자가 된다.
본 발명에 따른 UV 핫멜트 점착 테이프는 상기의 UV 라디칼 반응형 점착제를 핫멜트(Hotmelt) 공법에 적용시킨 것이며, 생산성을 향상시킬 수 있도록 고압 UV 램프(40)를 설치하고, 1차 코팅과 2차 코팅이 동시에 이루어지게 된다.
상기 고압의 UV 램프(40)의 높이에 따른 광도 조절과 램프의 종류와 파장영역, 램프 수에 따른 광량 조절이 가능하며 이에 따른 코팅 속도를 조절할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 UV 핫멜트 테이프는 상기 UV 반응형 점착제에 고형분 100%의 할로겐 프리(Halogen free) 타입의 액상 난연제를 첨가하여 휘발성 유기화합물(VOCs)이 전혀 없는 친환경 난연 테이프를 제작할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 UV 핫멜트 테이프는 NI-Powder 등의 도전제를 혼합하여 휘발성 유기화합물(VOCs)가 0%인 친환경 도전성 테이프를 제작할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 UV 핫멜트 테이프를 제작 시 1차 코팅과 2차 코팅의 두 번에 나누어 코팅하는 방식을 한 번에 동시에 코팅하고 전사코팅을 하여 제품의 생산성 및 물성을 최적화할 수 있게 된다.
상기에서 UV 핫멜트 테이프를 전사코팅을 하게 됨에 따라 자외선이 점착층에 조사될 경우 도달하는 빛의 광도가 상단 표면과 하단면이 서로 상이하기 때문에 광도가 센 표면의 물성은 응집력(Cohesion)이 비교 우위에 있으며, 반대로 하단면은 점착력(Peel Strength)이 비교우위에 있다.
이 때문에 이를 기재에 전사시킬 경우 점착제와 기재와의 결합력이 강하여 분리되는 현상이 없고, 피착면에 보다 우수한 점착력을 발휘할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 핫 미러(Hot Mirror)
20 : 콜드 미러(Cold Mirror)
30 : 냉각플레이트
40 : UV 램프
50 : 테이프

Claims (6)

  1. 일직선상의 핫 미러(Hot Mirror)(10)를 설치하고,
    상기 핫 미러(Hot Mirror)(10) 상부에 곡선 형태로 콜드 미러(Cold Mirror)(20)의 반사각을 설치하며,
    상기 콜드 미러(Cold Mirror)(20) 내면에 고압의 UV 램프(40)를 설치하고,
    상기 핫 미러(Hot Mirror)(10) 하부에 테이프(50)의 코팅면에 손상이 발생되지 않도록 냉각플레이트(30)를 설치한 UV램프 하우징 시스템을 핫멜트(Hotmelt) 공법에 적용시켜 제조하며,
    상기 냉각플레이트(30)를 타고 지나가면서 테이프(50)가 생산되어질 때 테이프(50)의 생산성 및 물성을 최적화할 수 있도록 UV 반응형 점착제를 코팅라인의 앞부분과 뒷부분에서 이형지 및 이형필름에 동시에 도포한 후 코팅라인의 중간에서 기재와 라미네이션하여 점착제를 기재에 전사시키고 한쪽의 이형지는 리와인딩하여 재활용하는 방식으로 라인 전 후에서 1차 코팅과 2차 코팅을 동시에 전사코팅하게 됨을 특징으로 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 제 1 항의 제조방법에 따라 제조되어지는 테이프에 있어서,
    상기 핫멜트 공법에 UV 반응형 점착제를 사용하게 되며,
    상기 UV 반응형 점착제에 할로겐 프리(Halogen free) 타입의 난연제를 혼합하여 형성되어짐을 특징으로 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프.
  4. 청구항 제 3 항에 있어서,
    상기 UV 반응형 점착제는 아크릴릭 모노머(Acrylic Monomer)와 올리고머(Oligomer), 광개시제(Photo Initiator)와 점착부여제(Tackifier) 중 어느 하나 이상이 사용되어짐을 특징으로 하는 친환경 자외선 핫멜트 테이프.
  5. 삭제
  6. 삭제
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