包含聚氨酯薄膜的阻水带及其制备方法与流程

本发明涉及一种包含聚氨酯薄膜的阻水带(swelling tape)及其制备方法，更具体地，涉及一种阻水带，所述阻水带包含通过多元醇和添加剂(交联剂)(Crosslinker)的氨基甲酸酯键而制备的聚氨酯薄膜。

背景技术：

阻水带以填补相互隔开的两个对象之间的间隔，而且根据需要能够使两个对象相互固定。

随着对移动电话及移动设备的需求的增加，可再利用而不需要使用一次就要丢弃的二次电池的开发速度日益剧增。由于携带性，因此电池需要移动，并且需要具有耐冲击性，而为了保护内部材料免受外部的冲击，以及固定所述内部材料，因此需要在电解质溶液中具有膨胀(swelling)功能的特殊的带(tape)。

现有的阻水带中使用的氨基甲酸酯薄膜，在制备薄膜方面，通过T型模(T-die)挤出方式来进行。T型模挤出方式为目前以塑料材料薄膜的制备方式而广泛地使用的方式。

用作薄膜原料的树脂呈小颗粒形态，被投入到料斗(hopper)中。投入到料斗中的原料通过高温挤出机成为熔融状态，并从T-die中以一定厚度排出，并通过辊而成为薄膜形态。

因T-die挤出具有：原料在熔融状态下重新回到原状态的热塑性特征，而使制得的薄膜能够在结束加工后直接使用。另外，因制备工序比较简单而可以大量生产，但是需要进行添加颜色等具有一点特色的生产时，存在在清洗设备时严重损耗时间及原材料的缺点。另外，薄膜特性取决于投入的原料，因此在对薄膜特性的变更、调节方面存在难度。另外，当原料的熔融点高时，由于不能很好地熔解，因此在多数情况下，会在薄膜上产生凝胶、鱼眼(fisheye)形态的外观不良。

对于现有阻水带的研究，主要涉及用于实现由基底层的膨胀形成的立体形状的粘合层的设置。

可以例举如韩国公开专利公报第10-2014-0009089号、第10-2014-0063478号、第10-2014-0063479号、第10-2014-0065592号及第10-2012-0113684号。

另外，在这些现有技术中，作为基底层的成型方法公开了通过挤出而进行固化的方法、或者形成涂布的铸造层后施加光或热而进行固化的方法。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明的一个目的在于，利用液相的多元醇和添加剂来制备具有氨基甲酸酯键的聚氨酯薄膜，提供一种具有基于通过挤出工序而制得的聚氨酯薄膜的外观和性能，并且实现了均匀的厚度且降低成本的聚氨酯及包含其的膨胀膜。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种阻水带的制备方法，通过所述方法能够解决现有T-die方式中存在的问题，并且能够实现聚氨酯薄膜的高的强度，并且能够确保产品的外观可靠性，能够实现所需的颜色。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一实施方式的阻水带包括：

基底层，其包含由多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键形成的、以下述化学式1作为单元结构的聚氨酯薄膜；

粘合层，其在所述基底层的一面上以与所述基底层的长度方向水平的方向形成：

〈化学式1〉

所述聚氨酯薄膜的玻璃转化温度(Tg)可以为140至220℃。

所述基底层可以包含以下述化学式2作为单元结构的聚氨酯薄膜：

〈化学式2〉

所述添加剂(交联剂)可以为异氰酸酯(isocyanate)。

所述添加剂(交联剂)以聚氨酯重量计，可以为4至8重量％。

所述基底层可以进一步包含下述化学式3的单元结构：

〈化学式3〉

所述基底层可以通过在40至65℃的温度下熟化24至96小时而形成。

所述阻水带的特征为，所述粘合层可以由丙烯酸酯压敏胶(Acr ylic PSA)构成。

所述基底层可以为30至45μm，所述粘合层可以为5至20μm。

另外，根据本发明一实施方式的阻水带的制备方法包括以下步骤：

1)在第一载体薄膜(carrier film)上涂布液相的聚氨酯树脂(urethane resin)，并通过热干燥来形成基底层；

2)在第二载体薄膜上涂布粘合剂，从而形成粘合层；

3)在所述步骤1)中形成的基底层上层压所述步骤2)中形成的粘合层；

4)去除第一载体薄膜；

5)在聚氨酯薄膜面上进行背面涂布，从而形成隔离层；以及

6)去除为了粘合涂布而使用的第二载体薄膜。

所述步骤1)中可以进一步包括在40至65℃温度下对基底层进行24至96小时的熟化步骤。

所述步骤2)中的粘合层可以为丙烯酸酯压敏胶。

所述步骤1)中的基底层可以为30至45μm，所述步骤2)中的粘合层可以为5至20μm。

有益效果

如上所述，根据本发明一实施方式的阻水带，通过液相的多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键来固化制得基底层，从而具有降低成本，以及提高厚度的均匀性的效果。

另外，根据本发明的另一实施方式的阻水带的制备方法，具有能够精细地制备涂布厚度，实现异物最少化，提高薄膜的强度的效果。

附图说明

图1示出根据本发明一实施方式的阻水带的结构图。

图2示出根据本发明另一实施方式的阻水带的制备步骤。

附图标记说明

100：阻水带 110：基底层

120：粘合层 130：隔离层

最佳实施方式

以下，参照本发明的附图来进行详细的说明。

图1示出根据本发明一实施方式的阻水带100的结构图。参照图1，根据本发明一实施方式的阻水带100包含基底层110和粘合层120。优选地，可以进一步包含隔离层(Release layer)130。

基底层110包含聚氨酯薄膜。基底层110可以制备成一旦与流体接触就示出膨胀特性的薄膜或片材形状。

另外，基底层110可以呈四边形、圆形、三角形或不定形等形状。

聚氨酯薄膜以化学式1作为单元结构，并通过多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键而形成：

〈化学式1〉

所述添加剂(交联剂)可以为异氰酸酯。

以化学式1作为单元结构的液相的多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键中可以使用催化剂，所述催化剂可以为锡类催化剂(Ti n Type Catalyst)、质子惰性盐(Aprotic Salt)、胺类催化剂(Amine Type Catalyst)、过氧络合物(Peroxo Complex)、金属催化剂(Meta l Catalyst)。

聚氨酯薄膜的玻璃转化温度(Tg)可以为140至220℃，优选为170至190℃。在所述玻璃转化温度范围下，可以使诸如发生气泡等外观不良最小化，并且所制得的基底层110可以具有与通过挤出工序得到的基底层同等水平的抗张强度及伸长率。

添加剂(交联剂)的含量以聚氨酯重量计可以为4至8重量％，优选为6重量％。抗张强度随添加剂(交联剂)的含量比的增加而增加，当添加剂(交联剂)的含量比小于4重量％时，抗张强度达不到本发明欲实现的效果，当添加剂(交联剂)的含量比大于8重量％时，随抗张强度将增加，伸长率会降低，从而会导致聚氨酯薄膜的柔韧性降低且僵硬，因此会发生薄膜褶皱且不能够拉伸且易断的问题。

表1 相对于聚氨酯重量的添加剂含量比的抗张强度及伸长率

粘合层120可以在基底层110的一面上以与所述基底层的长度方向水平的方向形成。

粘合层120可以为丙烯酸酯压敏胶。丙烯酸酯压敏胶可以实现粘合力及经时变化的稳定性，并使异物最小化。

粘合层120的设置形象根据阻水带的使用条件可以进行各种变形。据此，利用液相的多元醇和添加剂(交联剂)来制备具有氨基甲酸酯键的聚氨酯薄膜，从而具有基于通过挤出工序制备的聚氨酯薄膜的外观和性能，同时还可以实现均匀的厚度，以及降低成本。

另外，根据本发明一实施方式的阻水带的基底层110可以包含以下述化学式2作为单元结构的聚氨酯薄膜：

〈化学式2〉

另外，基底层110可以进一步包含下述化学式3的物质：

〈化学式3〉

化学式3是通过添加剂(交联剂)与水分的反应而生成的，为液相的多元醇和添加剂(交联剂)的反应过程中生成的后反应产物。

基底层110优选在40至65℃的温度下熟化24至96小时而形成。这是由于可以使添加剂(交联剂)与水分的反应所生成的二氧化碳最小化，并且可以使所制得的基底层的抗张强度及伸长率具有与通过挤出工序制备的基底层同等的水平。

基底层110优选为30至45μm，粘合层120优选为5至20μm。

隔离层130用于使薄膜顺利打开，可以通过背面处理剂涂布工序在粘合涂布背面上涂抹背面涂布剂。背面剂可以为合成蜡(wax)型。

隔离层130可以在基底层的另一表面上以与所述基底层的长度方向水平的方向形成。

本发明的另一实施方式的阻水带的制备方法包括以下步骤：

1)在第一载体薄膜上涂布液相的聚氨酯树脂，并通过热干燥来形成基底层；

2)在第二载体薄膜上涂布粘合剂，从而形成粘合层；

3)在所述步骤1)中形成的基底层上层压所述步骤2)中形成的粘合层；

4)去除第一载体薄膜；

5)在聚氨酯薄膜表面上进行背面涂布，从而形成隔离层；以及

6)去除为了粘合涂布而使用的第二载体薄膜。

所述步骤1)可以通过微型凹版涂布(micro gravure)、凹版涂布(gravure)、唇涂布机(lip coater)、棒涂布机(bar coater)、狭缝涂布(slit die)、狭槽涂布(slot die)、逗号(comma)涂布方式中的一种进行，优选通过狭槽涂布方式进行。

所述步骤1)中的基底层可以包含聚氨酯薄膜。聚氨酯薄膜具有以化学式1作为单元结构，且由液相的多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键形成：

〈化学式1〉

添加剂(交联剂)可以为异氰酸酯。

以化学式1作为单元结构的液相的多元醇和添加剂(交联剂)的氨基甲酸酯键可以使用催化剂，催化剂可以为锡类催化剂、质子惰性盐、胺类催化剂、过氧络合物、金属催化剂。

聚氨酯薄膜的玻璃转化温度(Tg)可以为140至220℃，优选为170至190℃。在所述玻璃转化温度(Tg)范围下，使得诸如发生气泡等的外观不良最小化，并且所制得的基底层可以具有与通过挤出工序得到的基底层同等水平的抗张强度及伸长率。

添加剂(交联剂)的含量以聚氨酯重量计可以为4至8重量％，优选为6重量％。抗张强度随添加剂的含量比的增加而增加，当添加剂(交联剂)的含量比小于4重量％时，抗张强度达不到本发明欲实现的效果，当添加剂(交联剂)的含量比大于8重量％时，抗张强度将增加，伸长率会降低，从而会导致聚氨酯薄膜的柔韧性降低且僵硬，因此会发生薄膜褶皱且不能够延伸且易断的问题。

基底层可以包含以化学式2作为单元结构的聚氨酯薄膜：

〈化学式2〉

另外，基底层可以进一步包含下述化学式3的物质：

〈化学式3〉

化学式3是通过添加剂(交联剂)与水分的反应而生成的，为液相的多元醇和添加剂(交联剂)的反应过程中生成的后反应产物。

所述步骤1)中的热干燥可以在40至150℃下进行1至4分钟。

所述步骤1)中可以进一步包括在40至65℃温度下对基底层进行24至96小时的熟化步骤。通过该步骤可以使通过添加剂(交联剂)和水分的反应所生成的二氧化碳最小化，并且可以使所制得的基底层的抗张强度及伸长率具有与通过挤出工序制备的基底层同等的水平。

所述步骤2)可以通过微型凹版涂布(micro gravure)、凹版涂布(gravure)、唇涂布机(lip coater)、棒涂布机(bar coater)、狭缝涂布(slit die)、狭槽涂布(slot die)、逗号(comma)涂布方式中的一种进行，优选通过狭槽涂布方式进行。

所述步骤2)中，在层压后、以层压状态卷绕(winding)后，还可以进一步包括在40至65℃温度下对基底层进行24至96小时的熟化步骤。

所述步骤2)中的粘合层可以为丙烯酸酯压敏胶。

所述步骤1)中的基底层可以为30至45μm，所述步骤2)中的粘合层可以为5至20μm。

所述步骤4)优选通过凹版印刷涂布方式进行。

所述步骤4)中，在背面涂布后，可以进一步包括在卷绕状态下，于常温气氛下进行24小时的熟化步骤。

图2示出根据本发明另一实施例的阻水带的制备步骤。参照图2，所述步骤如下所述。

(1)氨基甲酸酯薄膜的制备

在经过硅处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质的第一载体薄膜140上涂布液相的聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂由液相的多元醇和添加剂(交联剂)混合而成。然后，通过热干燥形成氨基甲酸酯薄膜，从而形成基底层110。为了使氨基甲酸酯薄膜稳定，在60℃下熟化48小时。

2)丙烯酸类粘合层和聚氨酯薄膜薄膜的层压

在第二载体薄膜150上涂布丙烯酸类粘合剂而制得粘合层120，之后层压完成熟化的基底层110。以层压的状态卷绕后，在60℃下熟化24小时。

3)去除氨基甲酸酯薄膜面的载体薄膜

为了在氨基甲酸酯面上进行背面涂布，去除第一载体薄膜140。通过纵断(Slitter)工序实施，这时外观上不能有刮痕。

4)隔离层的形成

在去除了第一载体薄膜140后的氨基甲酸酯薄膜的面上进行背面涂布，从而形成隔离层130。背面涂布后，在卷绕状态下熟化24小时。

(5)加工

剥离为了形成粘合层120而使用的第二载体薄膜的同时，制备阻水带100。这时使张力(tension)最小化，从而防止褶皱，在卷绕时需要使气泡的混入最小化。

以下，通过实施例来对本发明进行更详细的说明。对于本领域技术人员来说，这些实施例仅用于例示本发明，不能被解释为本发明的范围限定于这些实施例是显而易见的。

实施例1氨基甲酸酯薄膜的制备

为了利用通过多元醇和添加剂的结合而制备的液相聚氨酯树脂来制备厚度为40μm的薄膜，通过槽缝涂布方式进行。通过卷对卷(roll to roll)的方式进行，将经过硅处理的隔离PET膜作为基材使用。将混合添加剂和多元醇的液相聚氨酯树脂涂布在隔离膜上后，进行热干燥而制备成卷(Roll)形态。总共制备5个样本。其结果如下述表2中所示。

表2 聚氨酯薄膜涂布(制作)结果

薄膜的厚度偏差为±2μm水平。

实施例2粘合涂布后氨基甲酸酯薄膜的层压

粘合涂布也通过槽缝涂布方式进行。在氨基甲酸酯薄膜上直接涂布时，由于在热干燥过程中存在氨基甲酸酯薄膜的热变形的问题，因此通过将粘合剂涂布在隔离层上并进行干燥后与氨基甲酸酯薄膜层压的转印涂布方法来进行。其结果如下述表3中所示。

表3 粘合涂布结果

进行粘合涂布的结果，厚度作为±1μm水平而良好，粘合力也比SPEC约高200g，因此在物理性质方面也没有问题。

实施例3背面涂布工序

作为在成品上用于顺利使薄膜打开的背面处理剂涂布工序，在粘合涂布反面上涂布背面涂布剂。背面剂使用在带领域中广泛使用的合成蜡类。

以上，详细地记述了本发明的特定的部分，对于本领域技术人员来说，这些具体的技术仅是优选实施方式，本发明的范围不受这些具体的技术的限定是显而易见的。因此，本发明的实质范围被定义为本发明的权利要求书及其等价物。