KR20200026281A - 점착 테이프 - Google Patents

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야스시 츠치야
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가부시키가이샤 데라오카 세이사쿠쇼
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Abstract

기재의 편면 또는 양면에 점착제층을 갖는 점착 테이프(11)로서, 상기 기재가 발포체이고, 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축했을 때의 접착 시 압축 변형률이 0~-10%인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 극세폭의 점착 테이프(11)이고, 두께의 치수 안정성이 우수하며, 예를 들면 커버 패널과 케이스체를 프레스하는 공정 등의 가압 공정에 있어서 발생하는 갭(G)이 작고, 갭(G)에 의한 제품 외관이 손상되기 어려우며, 또한, 제품의 낙하 시의 갭(G)에 의한 파손이 발생하기 어려운 점착 테이프가 개시된다.

Description

점착 테이프
본 발명은, 가압되었을 경우의 두께 치수 안정성이 우수하며, 예를 들면 스마트 폰, 태블릿 단말 등의 전자 기기, 차재 표시기, TV 등의 구조 접착의 용도에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 점착 테이프에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿 단말 등의 휴대용 전자 기기는, 일반적으로 터치 패널과 액정 모듈을 수용하는 케이스체를 조합한 구조로 되어 있다. 그리고, 예를 들면 터치 패널과 케이스체를 고정하기 위하여, 점착 테이프가 사용되고 있다. 또한, 차재 표시기나 TV의 액정 디스플레이(LCD) 패널 및 유기 EL패널과 케이스체를 고정하기 위해서도 사용되고 있다.
최근, 이들 전자 기기의 박형화, 소형화가 진행되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 FPC(Flexible Printed Circuits)는 기기 내부에서 보다 예각으로 절곡되어, 상시 강한 반발력이 가해지는 내부 구조로 되어 있다. 또한, LCD의 표시 영역을 보다 크게 하기 위하여 액정 패널을 둘러싸는 테두리(액자, 額緣)의 폭을 좁게 하는, 이른바 협액자화가 진행되고 있다. 따라서, 케이스체와 톱 패널을 고정하는 점착 테이프도 세폭화(細幅化)할 필요가 있다. 단 내부로부터의 FPC 등의 반발력이나 외부로부터의 충격에 견디기 위해서는, 점착제층의 접착 강도뿐만 아니라, 기재의 강도도 필요하다.
세폭의 점착 테이프를 케이스체에 붙일 때에는, 프레스기에 의한 가압 공정을 실시하는 것이 일반적이다. 그 때, 점착 테이프에 가해지는 압력은 0.1MPa~5.0MPa로 광범위에 걸쳐 있다. 그리고, 그 압력 범위에 있어서의 점착 테이프의 두께 변화가 큰 경우는, 도 4(A)에 나타내듯이, 양면 점착 테이프(41)의 치수 변화에 의해 커버 패널(42)과 케이스체(43)에 갭(G)이 발생하여, 일체감이 저하되어, 본래의 외관이 크게 손상된다. 또한, 압력의 변동에 의한 양면 점착 테이프(41)의 두께 변화의 차가 큰 경우는, 갭(G)을 예측하여 커버 패널(42)과 케이스체(43)를 설계하는 것이 곤란하여, 설계 자체가 어려워진다. 또한, 가압 공정 후에 시간의 경과와 함께 양면 점착 테이프(41)의 치수가 복원되는 경우는, 도 4(B)에 나타내듯이, 커버 패널(42)이 케이스체(43)로부터 튀어 나와, 낙하 시에 커버 패널(42)이 파손될 우려가 있다.
그런데, 이런 종류의 점착 테이프의 기재로서는, 폴리에틸렌을 주성분으로 한 폴리올레핀계 발포체나, 아크릴 수지에 다양한 필러를 첨가한 아크릴 폼을 사용하는 것이 일반적이다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 발포체 기재의 양면에 아크릴계 점착제층이 설치된 양면 점착 테이프가 기재되어 있다. 그리고, 이 발포체 기재의 구체예로서, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체 등의 폴리올레핀계 수지 발포체가 기재되어 있다. 이 발포체 기재의 두께는 50~150μm, 30% 압축 하중은 5~200kPa이다.
특허문헌 2에는, 휴대 전자 기기의 부품 고정을 목적으로 하는, 폴리올레핀계 발포체 기재와 점착제층으로 이루어지는 방수용 양면 점착 테이프가 기재되어 있다. 그리고, 이 폴리올레핀계 발포체 기재의 두께는 70~300μm, 25% 압축 강도는 40~160kPa, 인장 강도는 300~1500N/cm2, 두께 방향의 평균 기포경은 1~100μm, 흐름 방향 및 폭방향의 평균 기포경은 1.2~700μm이다.
특허문헌 3에는, 발포체 기재의 적어도 일면에 점착제층을 갖는 점착 테이프가 기재되어 있다. 그리고, 발포체 기재의 구체예로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 발포체 기재가 기재되어 있다. 이 발포체 기재의 두께는 300μm 이하, 층간 강도는 6~50N/cm, 25% 압축 강도는 30kPa 이상, 인장 강도는 300N/cm2 이상, 두께 방향의 평균 기포경은 10~100μm, 흐름 방향 및 폭방향의 평균 기포경은 10~700μm이다.
특허문헌 4에는, 높은 충격 흡수성과 정전기 내성을 갖는 가교 폴리올레핀계 수지 발포 시트가 기재되어 있다. 이 발포 시트의 발포 배율은 1.1~2.8cm3/g, 기포의 MD의 평균 기포경은 150~250μm, CD의 평균 기포경은 120~300μm, 두께는 0.02~1.9mm, 25% 압축 강도는 250~1500kPa이다.
특허문헌 5에는, 세폭화에 의한 성능 저하가 적은 점착 시트가 기재되어 있다. 이 점착 시트의 100% 모듈러스 M[N/mm2 기재]과 발포체의 밀도 D[g/cm3]의 관계는 9.0≤(M/D)이며, 100% 모듈러스 M은 4.0[N/mm2 기재]보다도 높다.
특허문헌 6에는, 휴대 전자 기기의 표시부 또는 표시부 보호재를 케이스체에 고정하기 위한 고정 부재(발포체 기재를 갖는 점착 테이프)가 기재되어 있다. 이 고정 부재의 세폭부의 평균폭 W[mm]와, 고정 부재의 100% 모듈러스 M[N/mm2 기재]과, 발포체 기재의 두께 Hs[mm]는, 0.4/(M×Hs)≤W의 식을 충족시킨다.
그러나 특허문헌 1~6에서는, 프레스기에 의한 가압 공정에 의한 테이프 두께의 변화와 프레스 공정 후의 테이프 두께의 유지율에 관해서는 충분히 검토되어 있지 않다. 또한 본 발명자들의 지견(知見)에 의하면, 특허문헌 1~4에 기재된 종래의 물성 평가법으로는, 그 기재가 세폭 점착 테이프에 적합한지 아닌지를 충분히 평가할 수 없다. 예를 들면, 특허문헌 1~4에 기재된 「압축 강도」 또는 「압축 하중」은 단순히 두께 방향의 경도 지표에 지나지 않아, 압축 후의 두께의 변화에 대한 지표는 아니다. 특허문헌 2 및 3에 기재된 「인장 강도」, 「인장 세기」 또는 「층간 강도」는, 단순히 기재가 파괴될 때의 강도이다. 특허문헌 3 및 4에 기재된 「평균 기포경」 또는 「발포 배율」은, 발포의 정도를 나타내는 지표에 지나지 않는다. 특허문헌 5에 기재된 「100% 모듈러스」는 단순히 테이프의 인장 강도를 나타내는 것이다. 특허문헌 6에 기재된 식 「0.4/(M×Hs)≤W」는, 단순히 인장 강도와 테이프 두께와 테이프폭의 관계식이다.
즉, 특허문헌 1~6에 기재된 종래의 물성 평가법은, 특히 극세폭의 점착 테이프에 대해서 그대로 적용하는 것이 반드시 적당한 것은 아니다. 한편, 본 발명자 등의 지견에 의하면, 극세폭의 점착 테이프를 사용하여 커버 패널과 케이스체를 프레스기에 의해 가압하는 공정에 있어서는, 가압 후 압축 변형률이 중요하며, 또한 가압 후 경시 변형률의 유지율, 커버 유리와 케이스체의 벗기기 어려움에 있어서, 하중-변위 곡선에 있어서의 고하중과 저변위도 중요하다.
특허문헌 1: 일본국 특허공보 제5947870호 특허문헌 2: 일본국 특허공보 제4623198호 특허문헌 3: 일본국 특허공보 제5517015호 특허문헌 4: 국제공개 제2015/046526호 특허문헌 5: 일본국 특허공개공보 2017-2292호 특허문헌 6: 일본국 특허공개공보 2017-2293호
본 발명은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 바람직하게는 극세폭의 점착 테이프이며, 두께의 치수 안정성이 우수하며, 예를 들면 커버 패널과 케이스체를 프레스하는 공정 등의 가압 공정에 있어서 발생하는 갭(G)이 작고, 갭(G)에 의한 제품 외관이 손상되기 어려우며, 또한, 제품의 낙하 시의 갭(G)에 의한 파손이 발생하기 어려운 점착 테이프를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 특정의 물성을 나타내는 기재를 사용하는 것이 매우 유효하다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 기재의 편면(片面) 또는 양면에 점착제층을 갖는 점착 테이프로서, 상기 기재가 발포체이고, 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축했을 때의 접착 시 압축 변형률이 0~-10%인 것을 특징으로 하는 점착 테이프이다.
앞서 설명한 용도에 있어서는, 일반적으로, 독립 기포를 포함하는 폴리에틸렌계 발포 기재가 사용된다. 압축 강도가 높은 발포 기재와 압축 강도가 낮은 발포 기재를 비교하면, 압축 강도가 낮은 발포 기재의 쪽이 압력에 의해 크게 변형된다. 또한, 압축 강도가 높은 발포 기재여도, 0.1~5.0MPa와 같은 매우 높은 압력으로 가압하면, 소성 변형에 의해 본래의 두께로부터 크게 변화되는 경우가 있다. 한편, 본 발명의 점착 테이프는, 두께의 치수 안정성이 우수하며, 예를 들면 커버 패널과 케이스체를 프레스하는 공정 등의 가압 공정에 있어서 발생하는 갭(G)이 작고, 갭(G)에 의한 제품 외관이 손상되기 어려우며, 또한, 제품의 낙하 시의 갭(G)에 의한 파손이 발생하기 어렵다. 따라서, 그러한 특성이 필요한 분야에 있어서, 다양한 용도에 유용하다.
도 1은 실시예의 굽힘 모멘트의 측정 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 2는 실시예의 동적 점탄성 측정에 의해 얻어지는 마스터 커브를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 실시예의 하중-변위 곡선의 측정 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 있어서 커버 패널과 케이스체에 갭이 발생하는 문제를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
<기재>
본 발명에 사용하는 기재는, 이 기재를 갖는 점착 테이프의 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축했을 때의 접착 시 압축 변형률이 0~-10%가 되는 기재면 되고, 그 종류는 한정되지 않는다. 예를 들면, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체를 30질량% 이상 함유하고, 또한 기재의 인장 탄성률이 30N/mm2 이상인 기재가 바람직하다.
기재는, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체와 다른 폴리올레핀계 수지를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. 다른 폴리올레핀계 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 특히, 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이나, 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)가 바람직하다.
기재를 구성하는 수지 조성물은, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체 30질량% 이상과 다른 폴리올레핀계 수지를 함유하는 수지 조성물에 전자선을 조사하여 가교시킴으로써, 기재를 구성하는 수지 조성물이 얻어진다. 이 가교와 동시 또는 이시(異時)에 발포시켜도 된다.
기재를 구성하는 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에 있어서 다른 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 그 구체예로서는, 증량제, 가교제, 산화 방지제, 안정제, 엘라스토머, 커플링제를 들 수 있다. 또한, 차광성 필러, 안료를 포함하고 있어도 된다. 차광성 필러의 구체예로서는, 카본 블랙, 카본 나노 튜브, 흑색 무기 필러를 들 수 있다. 안료의 구체예로서는, 카본 블랙, 아닐린 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙을 들 수 있다.
기재의 폭은, 바람직하게는 0.4~2.0mm, 보다 바람직하게는 0.45~1.5mm, 특히 바람직하게는 0.6~1.2mm이다. 기재의 두께는, 바람직하게는 0.05mm~1.0mm, 보다 바람직하게는 0.05~0.4mm이다.
기재는 발포체이고, 그 발포 배율은, 바람직하게는 1.1~3.5배, 보다 바람직하게는 1.5~3.0배이다. 발포체의 기포 형상은 구 형상인 것이 바람직하다. 또한 기재가 독립 기포를 포함하는 것은, 방수성 등의 특성의 점에서 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 기재 중에 포함되는 보이드경이 0.3mm~2.0mm의 사이즈를 배제하도록 관리한 기재가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.4mm~1.4mm의 사이즈를 배제하도록 관리된 기재인 것이 바람직하다. 또한, 관리된 기포경과는 현저하게 사이즈가 상이한 보이드(불량 기포)를 포함하지 않는 기재인 것이 바람직하다.
<점착제층>
본 발명에 사용하는 점착제층은 특별히 한정되지 않는다. 점착제층을 구성하는 점착제 조성물로서는, 예를 들면 아크릴계, 고무계, 실리콘계, 우레탄계 등 공지의 다양한 점착제 조성물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 내열성, 내충격성, 접착력, 방수성의 점에서 아크릴계 점착제 조성물이 바람직하고, 점착제층은 (메타)아크릴산 에스터 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
아크릴계 점착제 조성물의 구성 성분은 특별히 한정되지 않는다. 아크릴계 점착제 조성물은, 통상, 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터를 단량체의 주성분으로서 사용하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 포함한다. (메타)아크릴산 알킬에스터의 구체예로서는, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 아이소프로필, (메타)아크릴산 뷰틸, (메타)아크릴산 아이소뷰틸, (메타)아크릴산 s-뷰틸, (메타)아크릴산 t-뷰틸, (메타)아크릴산 펜틸, (메타)아크릴산 아이소펜틸, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 헵틸, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 아이소옥틸, (메타)아크릴산 노닐, (메타)아크릴산 아이소노닐, (메타)아크릴산 데실, (메타)아크릴산 아이소데실, (메타)아크릴산 운데실, (메타)아크릴산 도데실, (메타)아크릴산 트라이데실, (메타)아크릴산 테트라데실, (메타)아크릴산 펜타데실, (메타)아크릴산 헥사데실, (메타)아크릴산 헵타데실, (메타)아크릴산 옥타데실, (메타)아크릴산 노나데실, (메타)아크릴산 에이코실 등의 (메타)아크릴산 C1-20 알킬에스터를 들 수 있다. 그 중에서도, (메타)아크릴산 C2-14 알킬에스터가 바람직하고, (메타)아크릴산 C2-10 알킬에스터가 보다 바람직하다.
아크릴계 폴리머를 구성하는 단량체로서, 아크릴산 메틸 등의 (메타)아크릴산 C1-3 알킬에스터를 적당량 사용하는 것이 바람직하다. 이 (메타)아크릴산 C1-3 알킬에스터는, 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중성을 향상시킨다. (메타)아크릴산 C1-3 알킬에스터의 양은, 아크릴계 폴리머 100질량% 중, 바람직하게는 2질량% 이상, 보다 바람직하게는 3~15질량%이다. 이 범위의 하한값은, 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중성의 점에서 의의가 있다. 또한 상한값은, 각종 평가를 실시할 때의 점착 테이프의 초기 첩부성(貼付性)의 점에서 의의가 있다.
아크릴계 폴리머를 구성하는 단량체로서, 접착력 향상 또는 응집력 향상을 위하여, 극성기 함유 단량체나 다관능성 단량체 등의 각종 공중합성 단량체를 사용해도 된다. 2종 이상의 공중합성 단량체를 조합하여 사용해도 된다. 또한, 극성기 함유 단량체나 다관능성 단량체와 반응할 수 있는 가교제를 배합하여 가교 구조를 형성시켜도 된다. 또한, 실란 커플링제나 산화 방지제 등의 첨가제를 배합해도 된다.
극성기 함유 단량체의 구체예로서는, (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 퓨마르산, 크로톤산, 아이소크로톤산 등의 카복실기 함유 단량체 또는 그 무수물(무수 말레산 등); (메타)아크릴산 하이드록시에틸, (메타)아크릴산 하이드록시프로필, (메타)아크릴산 하이드록시뷰틸 등의 (메타)아크릴산 하이드록시알킬 등의 수산기 함유 단량체; (메타)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메타)아크릴아마이드, N-메틸올(메타)아크릴아마이드, N-메톡시메틸(메타)아크릴아마이드, N-뷰톡시메틸(메타)아크릴아마이드 등의 아마이드기 함유 단량체; (메타)아크릴산 아미노에틸, (메타)아크릴산 다이메틸아미노에틸, (메타)아크릴산 t-뷰틸아미노에틸 등의 아미노기 함유 단량체; (메타)아크릴산 글리시딜, (메타)아크릴산 메틸글리시딜 등의 글리시딜기 함유 단량체; (메타)아크릴로나이트릴 등의 사이아노기 함유 단량체; N-바이닐-2-피롤리돈, (메타)아크릴로일모폴린, N-바이닐피리딘, N-바이닐피페리돈, N-바이닐피리미딘, N-바이닐피페라진, N-바이닐피롤, N-바이닐이미다졸, N-바이닐옥사졸 등의 복소환 함유 바이닐계 단량체; (메타)아크릴산 메톡시에틸, (메타)아크릴산 에톡시에틸 등의 (메타)아크릴산 알콕시알킬계 단량체; 바이닐설폰산 나트륨 등의 설폰산기 함유 단량체; 2-하이드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 단량체; 사이클로헥실말레이미드, 아이소프로필말레이미드 등의 이미드기 함유 단량체; 2-메타크릴로일옥시에틸아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트기 함유 단량체;를 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 등의 카복실기 함유 단량체, 아크릴산 하이드록시뷰틸 등의 수산기 함유 단량체가 바람직하다.
카복실기 함유 단량체는, 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중성 등의 특성을 향상시킨다. 카복실기 함유 단량체의 양은, 아크릴계 폴리머 100질량% 중, 바람직하게는 10~20질량%, 보다 바람직하게는 10~12질량%이다. 이들 범위의 하한값은, 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중성의 점에서 의의가 있다. 또한 상한값은, 각종 평가를 실시할 때의 점착 테이프의 초기 첩부성의 점에서 의의가 있다.
수산기 함유 단량체는, 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중성 등의 특성을 향상시킨다. 수산기 함유 단량체의 양은, 아크릴계 폴리머 100질량% 중, 바람직하게는 0.01~2.0질량%, 보다 바람직하게는 0.05~0.15질량%이다. 이들 범위의 상한값은, 점착 테이프의 가열·습열 분위기 하에서의 경시 변화를 억제하여, 충분한 협액자 접착성, 내하중성, 가공성, 협액자 내습 열하중 등의 특성을 유지하는 점에서 의의가 있다.
점착제층의 두께는, 바람직하게는 5~200μm, 보다 바람직하게는 10~100μm이다.
점착제층은, 예를 들면, 점착제 조성물을 가교 반응시킴으로써 형성할 수 있다. 즉 점착제 조성물을 기재 상에 도포하고, 가열에 의해 가교 반응시켜 기재 상에 점착제층을 형성할 수 있다. 또한, 점착제 조성물을 이형지 또는 그 밖의 필름 상에 도포하고, 가열에 의해 가교 반응시켜 점착제층을 형성하여, 이 점착제층을 기재의 편면 또는 양면에 첩합(貼合)할 수도 있다. 점착제 조성물의 도포에는, 예를 들면, 롤 코터, 다이 코터, 립 코터 등의 도포 장치를 사용할 수 있다. 도포 후에 가열하는 경우는, 가열에 의한 가교 반응과 함께 점착제 조성물 중의 용제도 제거할 수 있다. 또한, 점착제층은 점착 부여 수지를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
<점착 테이프>
본 발명의 점착 테이프는, 기재의 편면 또는 양면에 점착제층을 갖는다. 점착제층은 기재의 편면에만 형성해도 되지만, 양면에 형성하여 양면 점착 테이프로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점착 테이프의 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축했을 때의 접착 시 압축 변형률은 0~-10%이며, 바람직하게는 0~-8%이다. 또한, 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축한 후의 접착 시 압축 변형률의 유지율은, 바람직하게는 ±3% 이내, 보다 바람직하게는 ±2% 이내이다.
본 발명의 점착 테이프는, 최저 손실 탄젠트(正接)가 50~100℃의 범위 내에 있고, 최저 손실 탄젠트와 150℃ 손실 탄젠트의 차가 1.5×10-1 이하인 것이 바람직하다. 최저 손실 탄젠트가 50~100℃의 범위 내에 있는 것은, 동적 접착력과 박리 변위의 점에서 의의가 있다. 또한, 최저 손실 탄젠트와 150℃ 손실 탄젠트의 차가 1.5×10-1 이하인 것은, 접착 시 압축 변형률과 동적 접착력과 박리 변위의 점에서 의의가 있다.
본 발명의 점착 테이프의 저장 탄성률 변화점 α는, 바람직하게는 100℃ 이상이다. 또한, 매분 1mm로 인장했을 때의 하중-변위 곡선에 있어서, 기재의 층간 파괴가 없고, 최대 하중값이 40N/cm2 이상이며, 박리 변위가 2.0mm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 점착 테이프의 JIS K-7181에 준한 압축 강도 측정으로 측정되는 40% 압축 강도는, 바람직하게는 2MPa 이상, 보다 바람직하게는 2~5MPa이다.
이상 설명한 각 물성값의 구체적인 측정 조건은, 후술하는 실시예에 기재한 바와 같다.
본 발명의 점착 테이프는, 0.1~5.0MPa로 매우 높은 압력으로 프레스하는 것이 가능하다. 특히, 그 치수 안정성으로부터 세폭 점착 테이프에 적합하다. 따라서, 그러한 특성이 필요한 분야에 있어서 다양한 용도에 유용하다. 구체적으로는, 구조 접착용 점착 테이프, 전자 기기 접착용 점착 테이프로서 매우 유용하다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 기재에 있어서 「부」는 질량부, 「%」는 질량%를 의미한다.
<점착제층의 제조예 1~3>
교반기, 온도계, 환류 냉각기 및 질소 가스 도입관을 구비한 반응 장치에, 표 1에 나타내는 양(%)의 성분 (A1)~(A5)와, 아세트산 에틸, 연쇄 이동제로서 n-도데칸싸이올 및 과산화물계 라디칼 중합 개시제로서 라우릴퍼옥사이드 0.1부를 도입했다. 반응 장치 내에 질소 가스를 봉입하고, 교반하면서 질소 가스 기류 하에 68℃, 3시간, 그 후 78℃, 3시간에서 중합 반응시켰다. 이어서, 실온까지 냉각하고, 아세트산 에틸을 첨가했다. 이로써, 고형분 농도 30%의 아크릴계 공중합체 (A)를 얻었다.
각 아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 이론 Tg를 표 1에 나타낸다. 이 중량 평균 분자량(Mw)은, GPC법에 의해, 아크릴계 공중합체의 표준 폴리스타이렌 환산의 분자량을 이하의 측정 장치 및 조건에서 측정한 값이다.
·장치: LC-2000 시리즈(일본 분광 주식회사제)
·칼럼: Shodex KF-806M×2개, Shodex KF-802×1개
·용리액: 테트라하이드로퓨란(THF)
·유속: 1.0mL/분
·칼럼 온도: 40℃
·주입량: 100μL
·검출기: 굴절률계(RI)
·측정 샘플: 아크릴계 폴리머를 THF에 용해시켜, 아크릴계 폴리머의 농도가 0.5질량%인 용액을 제작하고, 필터에 의한 여과로 이물을 제거한 것.
이론 Tg는, FOX의 식에 의해 산출한 값이다.
Figure pct00001
표 1 중의 약호는, 이하와 같다.
「MA」: 메틸아크릴레이트
「2-EHA」: 2-에틸헥실아크릴레이트
「BA」: n-뷰틸아크릴레이트
「AA」: 아크릴산
「4-HBA」: 4-하이드록시뷰틸아크릴레이트
「Vac」: 아세트산 바이닐
그리고, 각 아크릴계 공중합체 (A)의 고형분 100부에 대해, 가교제 (B)로서 도소 주식회사제의 아이소사이아네이트계 가교제(콜로네이트(등록상표) L-45E, 45% 용액) 0.04부, 실란 커플링제 (C)로서 신에츠 화학 공업사제의 실란 커플링제(상품명 KBM-403) 0.1부, 산화 방지제(D)로서 BASF사제의 산화 방지제(이르가녹스(등록상표) 1010) 0.1부를 첨가하고 혼합하여, 점착제 조성물을 조제했다. 이어서, 110℃에서 용매를 제거·건조함과 함께 가교 반응시켜, 점착제 조성물을 실리콘 처리된 이형지 상에 건조 후의 두께가 0.075mm가 되도록 도포했다.
<실시예 1>
우선, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체 포함하는 폴리에틸렌(PE)계 발포체로 이루어지는 기재(두께=0.15mm, 인장 탄성률=46.1N/mm2, 굽힘 모멘트(MD방향)=16gf/cm, (TD방향)=17gf/cm, 발포 배율=1.9, 밀도=544kg/m3)로서, 보이드(불량 기포)를 포함하지 않는 기재를 준비했다. 그리고, 이 기재의 양면을 코로나 방전 처리하고, 기재의 양면에 제조예 1로 얻은 이형지 상의 점착제층을 첩합하여, 40℃에서 3일간 양생하여, 양면 점착 테이프를 얻었다.
<실시예 2 및 3>
점착제층으로서, 제조예 2 및 3으로 얻은 점착제층을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 양면 점착 테이프를 얻었다.
<비교예 1>
기재로서, PE계 발포체(두께=0.2mm, 인장 탄성률=21.0N/mm2, 굽힘 모멘트(MD방향)=3gf/cm, (TD방향)=4gf/cm, 발포 배율=3, 밀도=330kg/m3)를 사용하고, 점착제층의 건조 후의 두께가 0.05mm인 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 양면 점착 테이프를 얻었다.
<비교예 2>
기재로서, PE계 발포체(두께=0.15mm, 인장 탄성률=23.7N/mm2, 굽힘 모멘트(MD방향)=7gf/cm, (TD방향)=8gf/cm, 발포 배율=1.8, 밀도=560kg/m3)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 양면 점착 테이프를 얻었다.
실시예 및 비교예의 기재의 인장 탄성률, 그리고 기재 및 점착 테이프의 굽힘 모멘트는, 이하의 방법에 의해 측정한 값이다. 각 측정값을 표 2에 나타낸다.
(인장 탄성률)
기재를 폭(W) 10mm, 길이 70mm의 단책형(장변이 MD방향)으로 재단하고, 이것을 시험편으로 했다. 그리고, 두께를 1/100 다이얼 게이지(N=5)로 측정하고, 5점의 평균값을 두께(t)로 하여, 이하의 식으로부터 시험편의 단면적(S)을 구했다.
단면적 S(mm2)=t×W
t: 두께(mm)
W: 폭(mm)
JIS K7161 2014에 근거하여, 시판의 인장 시험 장치(도요 정기 제작소사제, 장치명 스트로그래프 V-10C, 풀 스케일 50N)의 척 간격(L)을 20mm로 설정하여, 시험편의 상단 및 하단을 척킹했다. 그 후, 인장 속도 10mm/분으로 인장하여, 인장 하중-변위 곡선을 얻었다. 얻어진 인장 하중-변위 곡선의 변위가 0.05mm 및 0.25mm인 인장 하중으로부터 직선식을 구했다. 얻어진 직선식으로부터 인장 하중 F=10N일 때의 변위 x(mm)를 구해, 하기의 식에서 기재의 중간부분(腰)의 지표가 되는 인장 탄성률을 구했다.
인장 탄성률(N/mm2)=(F/S)/(x/L)
F: 인장 하중=10(N)
S: 단면적(mm2)
x: 인장 하중=10N일 때의 변위(mm)
L: 척 간격=20(mm)
또한, 각 직선식 및 인장 탄성률은 이하와 같다.
실시예 1~3: 직선식 y=3.6667x+0.0767, 인장 탄성률 46.1N/mm2
비교예 1: 직선식 y=1.2632x-0.0432, 인장 탄성률 21.0N/mm2
비교예 2: 직선식 y=2.1026x+0.1349, 인장 탄성률 23.7N/mm2
(굽힘 모멘트)
기재(또는 양면 점착 테이프)(11)를 폭 38mm, 길이 50mm의 단책형으로 재단하고, 이것을 시험편으로 했다. 얻어진 시험편을 도 1에 나타내듯이 4개의 단자(12) 사이에 끼워 넣었다. 그리고, JIS P8125에 근거하여, 시판의 테이버 강성도 시험기(도요 정기 제작소사제)의 시험 시에 가동하는 부분에 설치하여, 상하 10g의 추를 진자에 장착하고, 휨속도 3°/sec, 휨각도 15°일 때의 눈금을 읽어, 이것을 측정값으로 했다. 그리고, 이 측정값을 이하의 계산식에 대입하여, MD방향 및 TD방향의 굽힘 모멘트(M)를 산출했다.
굽힘 모멘트(gf/cm)=38.0nk/w
n: 눈금의 읽기(10g의 추일 때는 1)
k: 1눈금당 모멘트(gf/cm)
w: 시험편의 폭
Figure pct00002
<평가 시험>
실시예 및 비교예로 얻은 양면 점착 테이프를, 이하의 방법으로 평가했다. 결과를 표 3~6에 나타낸다.
(접착 시 압축 변형률)
실시예 및 비교예에서 얻은 양면 점착 테이프를, 10mm×10mm의 정방 형상으로 가공하여, 두께 75μm의 백색 PET 필름으로 양측 사이에서 끼워 넣고, 프레스기로 가압했다. 이 때, 점착 테이프에 실제로 가해지는 압력이, 0.3MPa, 0.5MPa, 1.0MPa, 1.5MPa, 2.0MPa, 4.0MPa, 5.0MPa가 되는 각 조건으로 가압했다. 이 가압 후 5분 이내에, 키엔스사제 레이저 현미경 VK-X260으로 테이프 단면을 관찰하여 두께를 측정했다. 그리고 하기 식에 의해, 접착 시 압축 변형률을 산출했다.
(접착 시 압축 변형률)=(가압 전의 두께-가압 후의 두께)/(가압 전의 두께)×100[%]
(접착 시 압축 변형률의 유지율)
접착 시 압축 변형률을 측정한 각 양면 점착 테이프를 23℃, 50%RH 하에 24시간 보존했다. 그 후, 키엔스사제 레이저 현미경 VK-X260으로 테이프 단면을 관찰하여 두께를 측정했다. 그리고 하기 식에 의해, 접착 시 압축 변형률의 유지율을 산출했다.
(접착 시 압축 변형률의 유지율)=(가압 후 24시간 보존했을 때의 두께-가압 직후의 두께)/(가압 직후의 두께)×100[%]
(저장 탄성률 변화점 α, 최저 손실 탄젠트, 150℃ 손실 탄젠트)
실시예 및 비교예에서 얻은 양면 점착 테이프를, 두께가 2mm가 될 때까지 중첩하고, 동적 점탄성 측정 장치(TA인스투르먼트 재팬(주)제, RDA-III)을 사용하며, 지그는 패럴렐 플레이트 φ8mm, 주파수 10Hz, 측정 온도 -50℃~150℃, 승온 속도 10℃/분의 조건으로 동적 점탄성을 측정하여, 도 2에 나타내는 것과 같은 마스터 커브를 얻고, 저장 탄성률 변화점 α, 최저 손실 탄젠트, 150℃ 손실 탄젠트를 얻었다.
(하중-변위 곡선의 최대 하중과 변위)
실시예 및 비교예에서 얻은 양면 점착 테이프를 10mm×10mm의 사이즈로 재단하고, 한 쪽의 이형지를 박리했다. 그리고 도 3에 나타내듯이, SUS304제 T자 지그(32)에 양면 점착 테이프(31)를 첩합하고, 이어서 다른 한 쪽의 이형지를 박리하여, 길이 125mm, 폭 50mm, 2.0mm 두께의 유리판(33)에 첩합했다. 0.5MPa로 10초간 가압하고, 그 후 5분 이내에 23℃, 50%RH의 분위기 하에, 상방향으로 1mm/분의 속도로 인장하여, 하중-변위 곡선을 얻었다. 얻어진 곡선으로부터 최대 하중과, 첩합 부분이 벗겨졌을 때의 변위 mm를 측정했다.
(40% 및 50% 압축 강도)
실시예 및 비교예에서 얻은 양면 점착 테이프를, 두께가 12mm가 될 때까지 중첩하여, 압축 강도 측정 장치((주)시마즈 제작소제, AG-20kNX)를 사용하며, 측정(해석) 소프트는 트라페듐 X, 측정 모드는 싱글 조건으로, JIS K-7181에 준하여 0~50%의 압축 강도를 측정하여, 마스터 커브를 작성하고, 40% 및 50% 압축 강도를 얻었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
<평가>
표 3~6의 평가 결과로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1~3의 양면 점착 테이프는, 40% 및 50% 압축 강도에 관계없이 모든 특성이 우수했다.
비교예 1 및 2의 양면 점착 테이프는 접착 시 압축 변형률이 크기 때문에, 예를 들면 도 4(A)에 나타내듯이, 가압 공정에 있어서의 양면 점착 테이프(41)의 두께의 치수 변화에 의해 커버 패널(42)과 케이스체(43)의 갭(G)이 커져, 일체감이 저하되어, 본래의 외관이 큰폭으로 손상될 우려가 있다. 또한, 비교예 1 및 2의 양면 점착 테이프는 0.1MPa~5.0MPa의 각 압력에 있어서의 접착 시 압축 변형률의 차가 크기 때문에, 갭(G)을 예측하여 커버 패널(42)과 케이스체(43)를 설계하는 것은 곤란하다.
비교예 1의 양면 점착 테이프는 접착 시 압축 변형률의 유지율이 크기(변형을 유지할 수 없기) 때문에, 갭(G)을 예측하여 커버 패널(42)과 케이스체(43)를 설계해도, 예를 들면 도 4(B)에 나타내듯이 커버 패널(42)이 케이스체(43)로부터 튀어 나와 버릴 우려가 있다.
비교예 1 및 2의 양면 점착 테이프는 저장 탄성률 변화점 α가 100℃ 이하이므로, 갭(G)을 예측하여 커버 패널(42)과 케이스체(43)를 설계하는 것이 보다 곤란하다. 또한 비교예 1의 양면 점착 테이프는 인장력에 의한 하중-변위 곡선의 최대 하중이 낮기 때문에, 견인력에 의해 벗겨지기 쉬운 경향이 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 점착 테이프는, 40% 및 50% 압축 강도에 관계없이 접착 시 압축 변형률이 작기 때문에, 그와 같은 특성이 필요한 분야에 있어서, 다양한 용도에 이용 가능하다. 특히 스마트 폰, 태블릿 단말 등의 전자 기기의 용도에 있어서 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 케이스체와 커버 패널의 고정이나 차재용 LCD와 케이스체의 고정 등에 사용할 수 있다.
11 기재(또는 양면 점착 테이프)
12 단자
31 양면 점착 테이프
32 SUS304제 T자 지그
33 유리판
41 양면 점착 테이프
42 커버 패널
43 케이스체
G 갭

Claims (13)

  1. 기재의 편면 또는 양면에 점착제층을 갖는 점착 테이프로서, 상기 기재가 발포체이고, 0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축했을 때의 접착 시 압축 변형률이 0~-10%인 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    0.3~5.0MPa의 범위 내에서 압축한 후의 접착 시 압축 변형률의 유지율이 ±3% 이내인 점착 테이프.
  3. 청구항 1에 있어서,
    최저 손실 탄젠트가 50~100℃의 범위 내에 있고, 최저 손실 탄젠트와 150℃ 손실 탄젠트의 차가 1.5×10-1 이하인 점착 테이프.
  4. 청구항 1에 있어서,
    저장 탄성률 변화점 α가 100℃ 이상인 점착 테이프.
  5. 청구항 1에 있어서,
    매분 1mm로 인장했을 때의 하중-변위 곡선에 있어서, 기재의 층간 파괴가 없고, 최대 하중값이 40N/cm2 이상이며, 박리 변위가 2.0mm 이하인 점착 테이프.
  6. 청구항 1에 있어서,
    JIS K-7181에 준한 압축 강도 측정으로 측정되는 40% 압축 강도가 2MPa 이상인 점착 테이프.
  7. 청구항 1에 있어서,
    기재가, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체와 다른 폴리올레핀계 수지를 포함하는 폴리올레핀계 수지 조성물로 이루어지고, 그 발포 배율이 1.1~3.5배인 점착 테이프.
  8. 청구항 1에 있어서,
    점착제층이 (메타)아크릴산 에스터 공중합체를 포함하는 점착 테이프.
  9. 청구항 1에 있어서,
    점착제층이 점착 부여 수지를 함유하지 않는 점착 테이프.
  10. 청구항 1에 있어서,
    JIS K7161 2014에 준해 측정되는 기재의 인장 탄성률이 30N/mm2 이상인 점착 테이프.
  11. 청구항 1에 있어서,
    기재가 독립 기포를 포함하는 점착 테이프.
  12. 청구항 1에 있어서,
    구조 접착용 점착 테이프인 점착 테이프.
  13. 청구항 1에 있어서,
    전자 기기 접착용 점착 테이프인 점착 테이프.
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