부착 후 쉽게 뗄 수 있는 UV 박리 테이프-2편

UV 박리 테이프의 제조

UV 박리 테이프는 열+UV의 2단계 경화 시스템을 고려하여 설계한다. 경화 사이트에 차이를 둠으로써 목표로 하는 단계별 물성을 안정적으로 확보할 수 있기 때문이다. 1, 2단계 모두 같은 경화 방식을 적용하면 경화량의 제어가 까다롭고, 원재료 선택에 어려움이 있다.

 2차 경화는 사용자(고객)가 피착재에 부착 후에 하는 것이므로 UV 박리 테이프는 1차 경화만으로 진행되며, 따라서 용제형 아크릴 점착테이프와 유사한 방식으로 제조한다.

 

UV 박리 테이프 사용 방법

 

1) 원재료

 ① 아크릴 중합체 : 아크릴 단량체를 라디칼 반응으로 중합한 공중합체로 초기 점착력(UV 조사 전 점착력)을 고려하여 단량체 조성, 분자량 등을 설정한다. 일반적인 용제형 아크릴 점착제에 사용되는 아크릴 중합체도 적용이 가능하다. 

 아크릴 중합체는 중합 과정에서 아크릴 관능기가 반응에 소모되므로 최종 결과물에는 라디칼에 반응할 수 있는 반응기가 거의 없고, 말단에 -OH기나 -COOH기를 갖는다.

 최근에는 열 경화제를 배제하고 신뢰성을 높이기 위해 AOI, MOI 등을 이용하여 말단에 NCO를 갖는 중합체에 대한 개발도 되고 있으나 가격이 비싸고 열경화제를 사용할 때보다 반응성이 낮다는 단점이 있다. 

 ② monomer : 아크릴 관능기가 2개 이상인 다관능 아크릴레이트를 주로 사용한다. 관능기 사이의 탄소-탄소 결합이 많을 수록 점착력 저하 효과가 감소하고, 관능기 수가 너무 많으면 중합체와의 상용성이 부족하거나 경화 후 수축이 과하게 발생하여 피착재의 형태에도 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 3관능기와 6관능기를 많이 사용하고 상용성을 고려하여 혼합해서 사용하기도 한다. 

 ③ 열경화제 : 지방족이나 방향족기를 함유하는 이소시아네이트 화합물이나 에폭시 화합물을 열경화제로 사용한다. 방향족을 함유할 경우 반응 속도는 빠르나 UV에 노출되었을 때 황변이 되는 문제가 있어 무색 투명성이 요구되는 경우에는 배제하는 것이 좋다. 

 ➃ 광경화제 : UV 광원을 고려하여 선택한다. 예를 들면 수은 램프나 메탈할라이드 램프는 UV 전 파장이 나오므로 단파장 개시제와 장파장 개시제를 혼합하여 사용하고, LED 램프는 365nm, 380nm 등 장파장이 필터를 통해 선택적으로 나오므로 장파장 개시제를 적용하는 것이 유리하다. 

 ⑤ 용제 : 코팅에 적절한 점도를 확보하기 위해 MEK, Toluene 등의 유기 용제를 사용한다. 

 

2) 배합

-조성

아크릴 중합체의 말단이 -COOH기인 경우에는 에폭시 화합물을, -OH기일 경우에는 이소시아네이트 화합물을 열경화제로 사용한다. 배합비는 고형분을 기준으로 아크릴점착제 70%, monomer 27%, 열경화제 0.2%, 광개시제 2.8% 조합을 예로 들 수 있다. 

 

-혼합

UV를 차단한 상온,상습의 환경에서 교반 하여 혼합한다. 고속 모터에 장착된 임펠러를 주로 사용한다. 혼합이 완료된 조액도 UV가 차단된 환경에서 보관해야 한다. 

 

3) 점착테이프 제조 및 평가

- 필요 기자재

① 기재 : UV 박리 테이프의 기재는 UV 투과성 및 안정성을 고려하여 PET 필름을 주로 사용한다. 

② 이형필름 : 점착면의 보호를 위해 실리콘 이형 필름을 사용한다. 

③ 코터 : 조액을 설정한 두께로 균일하게 코팅할 수 있어야 한다. 코팅 설비의 헤드는 주로 슬롯다이와 콤마 코터를 사용한다. 

➃ 건조로 혹은 건조 오븐 : 열경화제의 반응에 필요한 온도 및 용제 건조를 위해 필요한 온도를 고려하여 온도를 설정하고, 일반적으로 열풍 건조 방식을 채택한다. 

⑤ 숙성용 오븐 : 코팅 공정 중에 완전히 경화되지 않으므로 숙성 시간이 필요한데, 상온에서 7일 혹은 50℃에서 2일간 보관한다. 이때 수분 및 UV에 노출되지 않도록 주의해야 한다.  

 

- 제조 

① 기재 위에 조액을 도포한다. 고형분 및 용제 건조 후 최종 두께를 고려하여 도포 두께를 설정해야 한다. 

② 고온의 열풍하에서 건조한다. (열경화와 용제 제거가 포함된다.) 예를 들어 Lab. scale에서는 120℃에서 2분간 건조한다. 

③ 표면에 흠이 없는 합지롤을 이용하여 점착면에 이형필름을 합지 한다. 

➃ 상온에서 7일이나 50℃에서 2일간 숙성한다. 

 

- 평가

UV 박리 테이프의 성능은 UV 조사 전/후의 접착력을 비교하여 평가하며, 주로 180º 박리력을 측정한다. 

① 폭 25mm로 절단하여 시편을 10개 이상 준비한다. 

② SUS 304에 2kg 고무롤러를 2회 왕복하여 시편을 접착하고 UV를 차단한 상태로 30분간 방치한다. 

③ 준비한 시편 중 절반을 취하여 일정 광량의 UV를 조사한다. 이때 광량 및 UV 램프 종류를 기록한다. 

➃ 인장 시험기를 이용하여 모든 시편의 180º 박리력을 측정한다.