JP2015522664A - バリア特性に優れた粘着剤組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする粘着剤組成物を提供する。また、本発明は、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含む粘着剤組成物を備えたことを特徴とするタッチパネルまたはタッチスクリーンを含み、前記の粘着剤組成物で密封、コーティングまたはカプセル化されたことを特徴とする電子または光電子素子を含む。

Description

本発明は、バリア特性に優れた粘着剤組成物に関し、より詳細には、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする粘着剤組成物を提供する。

多様なパッケージングされた電子素子または透明伝導性フィルムなどを含むタッチ素材は、優れた作動または一定の貯蔵寿命を維持するために湿気防止を必要とすることは従来でもよく知られていた。さらに、近来は、ＯＬＥＤまたはタッチスクリーンなどの次世代装置のバリア特性を増加させるための粘着剤組成物の開発に多くの関心が集まっている。

しかし、アクリル系樹脂を含む粘着剤に対する発明のみが継続されているに過ぎなく、ブチル系ゴム樹脂は、多重結合によってバリア性能が低下するので、粘着剤組成物としては頻繁に使用されていない。韓国公開公報第１０―２０１１―００６４７１４号では、加工性及び成形性を改善させたブチルゴム組成物に対して記載されてはいるが、ブチルゴムを加硫して使用し、バリア性能に優れた作用及び効果を有することについては開示されておらず、ブチル系ゴム樹脂を粘着剤組成物として使用する際に生じる前記の問題を解決するには依然として困難がある。

本発明の目的は、二重結合の含量が低い炭化水素で構成されたゴム系を粘着剤組成物として用いることによって、バリア特性に優れた粘着剤組成物を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記バリア特性に優れた粘着剤組成物を備えるタッチパネルまたはタッチスクリーン、或いは、前記粘着剤組成物が適用された電子または光電子素子を提供することにある。

前記一つの目的を達成するために、本発明の粘着剤組成物は、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする。

前記他の目的を達成するために、本発明のタッチパネルまたはタッチスクリーンは前記の粘着剤組成物を備えていることを特徴とする。

前記更に他の目的を達成するために、本発明の電子または光電子素子は、前記の粘着剤組成物で密封、コーティングまたはカプセル化されたことを特徴とする。

本発明に係る粘着剤組成物は、二重結合を含むイソプレンの含量を限定するブチル系ゴムを含むことによって、他の反応性作用基を含まなくても硬化後の水分透湿度が低く、一定の水準以上の剥離力を維持することができる。

また、前記粘着剤組成物をタッチ素材または電子素子に適用することによって、タッチパネル、ＯＬＥＤなどの次世代装置のバリア特性を増加させることができる。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、後述する各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を称する。

以下、本発明について詳細に説明する。

＜粘着剤組成物＞
本発明は、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする粘着剤組成物を提供する。

前記ブチル系ゴムは、イソブチレンと少量のイソプレンを−１００℃程度の超低温で共重合させた極めて不飽和度の小さいゴムであって、気体をほとんど通過させない性質を用いて、従来は主にタイヤのインナーチューブに使用された。

従来のブチル系ゴムは、耐熱性、耐老化性及び耐オゾン性が良く、ポリマーが結晶性を有しにくいので、相当低温でも十分に軟化性を有してはいるが、ブチル系ゴムが含む二重結合及び三重結合によってパッキング時にバリア成分が悪化するおそれがあった。そのため、本発明の粘着剤組成物は、二重結合を調節できるイソプレンの含量を調節したブチルゴム系を主成分として含むことを特徴とする。

より具体的に、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含んでもよい。イソプレンが５モル％を超えて重合される場合、ブチルゴム系が多くの二重結合を含むようになり、硬化時に粘着剤組成物のバリア成分を悪化させるおそれがあり、高いイソプレンを含有したブチル系ゴムは粘着剤組成物として商用化するのに困難がある。また、本発明は、ポリイソブチレン及びイソプレンを含むブチル系ゴム自体を硬化させて使用することを特徴とするので、ポリイソブチレンにＵＶ反応する反応性作用基を追加したり、他の反応性作用基を使用せずブチル系ゴムを硬化させて使用できることを特徴とする。

前記ブチル系ゴムは、ブチルゴム（Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ―ｉｓｏｐｒｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＩＩＲ）、ブロモブチルゴム（Ｂｒｏｍｏ Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ―ｉｓｏｐｒｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＢＩＩＲ）及び塩素化ブチルゴム（Ｃｈｌｏｒｏ Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ―ｉｓｏｐｒｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＣＩＩＲ）からなる群より選ばれた一つ以上を含んでもよい。

前記ブロモブチルゴム及び塩素化ブチルゴムは、ハロゲン化ブチルゴムであって、ヘキサンなどの軽い脂肪族炭化水素にブチルゴムを溶かした状態でブロムと塩素原子を反応させて製造される。前記ブロモブチルゴムは、通常、１．９重量％〜２．１重量％のブロムを含有し、前記塩素化ブチルゴムは、１．１重量％〜１．３重量％の塩素を含有している。また、前記ブロモブチルゴム及び塩素化ブチルゴムは、ハロゲン含量が非常に少ないので極性ゴムに属せず、変形しないブチルゴム独特の特性を全て有している。

本発明の主成分となるブチル系ゴムは、重量平均分子量が１０万〜２００万であることを特徴とする。前記ブチル系ゴムの重量平均分子量が１０万未満である場合は、物理的絡み合い領域（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ ｓｉｔｅ）が少ないので、耐久性の面において問題をもたらすおそれがあり、重量平均分子量が２００万を超える場合は、溶液の粘度が急激に上昇し、工程条件の相溶性に問題が生じるおそれがある。

さらに、前記ブチル系ゴムは、ガラス転移温度が０℃以下であることが好ましい。前記ブチル系ゴムのガラス転移温度が０℃を超える場合は、室温でガラス状態（ｇｌａｓｓｙ ｓｔａｔｅ）になり、粘着力を失うおそれがあるという問題がある。

イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムは、添加剤をさらに含んでもよい。前記添加剤は、光開始剤、熱開始剤、酸化防止剤、充填剤及び可塑剤からなる群より選ばれた一つ以上をさらに含んでもよい。前記添加剤は、粘着剤組成物の物性を阻害しない範囲内で適宜調節できるので、顔料、紫外線安定剤、分散剤、消泡剤、増粘剤、可塑剤、粘着付与樹脂、シラン結合剤、光沢剤などの添加剤をさらに含むことが可能である。

前記光開始剤の例としては、ベンゾインメチルエーテル、２，４，６―トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６―トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、α，α―メトキシ―α―ヒドロキシアセトフェノン、２―ベンゾイル―２―（ジメチルアミノ）―１―［４―（４―モルホニル）フェニル］―１―ブタノン及び２，２―ジメトキシ―２―フェニルアセトフェノンからなる群より選ばれた一つ以上を挙げてもよい。前記光開始剤は、全体の組成物に対して０．０１重量％〜１重量％で添加することが好ましい。

本発明は、熱開始剤を含んでもよいので、光開始剤及び熱開始剤を同時に含ませることによって、粘着剤組成物を二重硬化型に構成してもよい。前記熱開始剤は、例えば、紫外線などの照射による光開始剤の分解によって発生する熱によって活性化され、粘着剤組成物の硬化反応に参加することができる。

このとき、熱開始剤としては、アゾ系化合物、パーオキシ系化合物、ｔｅｒｔ―ブチルパーアセテート、パーアセティック酸及びポタシウムパースルフェートからなる群より選ばれた一つ以上を挙げてもよく、前記熱開始剤は、全体の組成物に対して０．０１重量％〜１０重量％で添加することが好ましい。

前記酸化防止剤としては、フェノール型、ホスファイド型、チオエーテル型、またはアミン型酸化防止剤を好ましく使用することができる。また、物性または流動性を向上させるために充填剤を使用してもよく、前記充填剤としては、制限されることはないが、微粉石英、溶融シリカ、非晶質シリカ、タルク、ガラスビーズ、黒鉛、カーボンブラック、アルミナ、粘土、マイカ、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素を含んでもよい。粘着剤組成物用途に適した充填剤の形態及び量は、該当の技術分野で熟練された実施者の専門知識に含まれる。

一般に、そのような充填剤は、全体の組成物に対して１重量％〜１０重量％の範囲の量で含んでもよい。

前記可塑剤としては、特別に限定されないが、例えば、流動パラフィン、硬化油、硬化ヒマシ油、オクチルドデカノールなどの高級アルコール、スクアラン、スクアレン、ヒマシ油、液状ゴム（ポリブテン）、ミリスチン酸イソプロピルなどの脂肪酸エステルなどを挙げてもよい。前記可塑剤の含有量は、前記全体の組成物に対して１重量％〜１０重量％であることが好ましい。

本発明の粘着剤組成物は、硬化後の剥離力が３００ｇ／ｉｎ以上であることを特徴とし、より具体的に、前記硬化後の剥離力が５００ｇ／ｉｎ以上であることが好ましい。前記剥離力が３００ｇ／ｉｎ未満である場合は、容易に剥がれて粘着性能に問題が生じ、硬化度を高める場合は、剥離力が低下するという相関関係において信頼性と剥離力を全て向上させ得る適切な硬化度を見出すことが重要である。

このとき、前記組成物は、二重結合を含むイソプレンの含量が限定されたブチル系ゴムを含むので、一定水準の硬化度を維持することができ、追加的な反応性作用基及び粘着付与剤がなくても一定水準以上の剥離力を確保することができる。

前記粘着剤組成物は、硬化後の水分透湿度が１０ｇ／ｍ^２ｄａｙ以下であることを特徴とする。前記の水分透湿度（Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ、ＷＡＴＲ）は、単位面積時間当たりの水分透過量を意味し、３８℃、９０％ＲＨの条件で透過された量／単位面積／単位時間を意味する。

前記水分透湿度は、１０ｇ／ｍ^２ｄａｙ以下で、好ましくは６ｇ／ｍ^２ｄａｙ以下であってもよい。前記水分透湿度が１０ｇ／ｍ^２ｄａｙを超える場合は、防湿性が減少するという問題があり、水分透湿度が増加するほど透湿性が悪化し、バリア特性が低下する。また、従来のアクリル系粘着剤組成物に比べて、ブチル系ゴムを含む粘着剤組成物を使用するときに水分透過度が数十倍以上向上するので、ブチル系ゴムを含む粘着剤組成物は、低い透湿度のみならず、初期粘着力、剥離力及び耐久性などが確保され、高い機能性を有することができる。また、バリア性能が向上することによって、本発明の粘着剤組成物が適用された電子または光電子素子の寿命が向上し得る。

本発明での硬化は、熱硬化及びＵＶ硬化を同時に進めることを特徴とするので、安定的なイソプレンの二重結合を硬化させるために熱硬化とＵＶ硬化を同時に進めることが好ましい。より具体的に、熱硬化またはＵＶ硬化を別途に進めたり、または二つのうち一つの硬化のみで粘着剤組成物を形成した場合と異なって、熱硬化及びＵＶ硬化を同時に進めることによってブチルゴムの硬化度を向上させ、気泡と浮き上がりの問題を克服することができる。

前記硬化によって粘着剤組成物が粘着剤層を形成できるが、粘着剤は、厚さを２０μｍ〜６０μｍにして適用することが好ましい。前記粘着剤層の厚さが２０μｍ未満である場合は、十分な粘着力を確保できないおそれがあり、前記粘着剤層の厚さが６０μｍを超える場合は、工程条件安定化の問題がある。したがって、前記粘着剤組成物は、前記範囲の粘着剤層の厚さで電子または光電子素子に適用することができる。

＜タッチ素材または電子素子＞
本発明は、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含む粘着剤組成物を備えたことを特徴とするタッチパネルまたはタッチスクリーンを含む。前記粘着剤組成物は、光学方式、超音波方式、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルまたはタッチスクリーンに好ましく適用することができる。

タッチスクリーンは、一般モニターの画面にタッチパネルを付けて機能を発揮するものであって、特定位置に人の手または物体が接触すると、その位置を把握し、保存されたソフトウェアによる処理を可能にする。本発明の粘着剤組成物を備えることによって、バリア特性が強化された表示装置としてのタッチパネルまたはタッチスクリーンを提供することができる。

また、本発明は、前記粘着剤組成物で密封、コーティングまたはカプセル化されたことを特徴とする電子または光電子素子を含む。

一実施例として、電子または光電子素子は、基板上に配置され、蓋でカプセル化されており、蓋及び基板は、本発明の粘着剤組成物と共に結合されていてもよい。また、前記粘着剤組成物は、基板と蓋の周りの接合部に沿って配置されていてもよく、保護される必要がある基板と蓋の領域にわたって配置されていてもよい。

前記素子は、ＯＬＥＤである電子または光電子素子であってもよい。前記ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ―Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、有機発光ダイオードとして、自ら光を出す現象を用いたディスプレイであって、二つの電極の間に有機物を配列した後、注入された電子と正孔が有機物内で再結合する過程を経て蛍光性有機化合物に電気が流れるようになる。ＯＬＥＤ素子を本発明の粘着剤組成物で密封、コーティングまたはカプセル化することによって、バリア特性が確保されたＯＬＥＤである電子または光電子素子を提供することができる。

以上では、本発明の実施例を中心に説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する技術者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するだろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、以下で記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。

＜実施例及び比較例＞
下記の表１に粘着剤組成物の実施例及び比較例を示した。

＜実験例＞―粘着剤組成物の水分透湿度及び剥離力の測定
前記実施例及び比較例の粘着剤組成物を下記の表２に記載された方法で硬化した後、幅１インチ、長さ１０ｃｍに切り取り、ポリカーボネート面に２ｋｇのローラーで５回往復して付着させ、３０分経過後、ＵＴＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）で剥離速度を３００ｍｍ／ｍｉｎにして剥離力を測定した。また、硬化した粘着剤組成物の厚さを５０μｍにして粘着剤層を形成し、水分透湿度測定機Ｌａｂｔｈｉｎｋ、ＴＳＹ―Ｔ３によって水分透湿度（ＷＶＴＲ）を測定した。

前記表２の結果を参照すると、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチルゴムを主成分とする実施例１〜実施例３の水分透湿度は低く測定され、剥離力は高く測定されたので、バリア特性を確保することができ、さらに、一定水準の剥離力を維持できることを確認した。そのうち、熱硬化を除いてＵＶ硬化のみで粘着剤組成物を硬化させた実施例３の場合、熱硬化及びＵＶ硬化を同時に進めて硬化した実施例１、２に比べて水分透湿度が高く、剥離力が低いことが測定された。これによって、粘着剤組成物の硬化時に熱硬化及びＵＶ硬化を同時に進めることが物理的特性の確保により有利であることが分かった。

実施例の測定結果と比較すると、アクリル系樹脂及びシリコン樹脂で形成された比較例１〜３の場合、剥離力は高い水準を維持したが、水分透湿度が非常に高いので、バリア特性を確保できないことが分かった。

また、ブチル系ゴムでない他の種類のゴムを使用する比較例４及び比較例５の場合も、水分透湿度が高く測定されたので、このような粘着剤組成物を電子または光電子素子に適用したとき、水分透過度が高くて素子作動寿命に影響を及ぼし得る。

比較例６、７の場合は、イソプレンが５モル％を超えて重合されたブチル系ゴムを含むので、剥離力が高く測定されたとしても、水分透湿度も高く測定され、本発明が望むバリア特性を依然として有していなかった。高いイソプレンの含量を含むブチル系ゴムは、粘着剤組成物として商用化されにくく、高い二重結合による交差結合（ｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｉｎｇ）領域が多くなることによって他の粘着物性が良好になり得るが、バリア特性の確保の面では依然として問題を有する。

そのため、イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする本発明の粘着剤組成物は、基材などを密封またはコーティングすることによってＯＬＥＤ及び光電子素子に使用され、他の反応性作用基を使用せずにブチル系ゴム自体のみを硬化させるにもかかわらず、水分透湿度が低いので、バリア特性が良く、一定水準以上の剥離力を維持することを確認した。

Claims (11)

1. イソプレンが５モル％以下で重合されたブチル系ゴムを含むことを特徴とする粘着剤組成物。
2. 前記ブチル系ゴムは、ブチルゴム、ブロモブチルゴム及び塩素化ブチルゴムからなる群より選ばれた一つ以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
3. 前記ブチル系ゴムのガラス転移温度が０℃以下であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
4. 前記ブチル系ゴムの重量平均分子量が１０万〜２００万であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
5. 前記ブチル系ゴムは、紫外線安定剤、光開始剤、熱開始剤、酸化防止剤、充填剤及び可塑剤からなる群より選ばれた一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
6. 前記組成物は、硬化後の剥離力が３００ｇ／ｉｎ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
7. 前記組成物は、硬化後、３８℃、９０％ＲＨの条件で水分透湿度が１０ｇ／ｍ^２ｄａｙ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
8. 前記組成物は、硬化後、３８℃、９０％ＲＨの条件で水分透湿度が６ｇ／ｍ^２ｄａｙ〜１０ｇ／ｍ^２ｄａｙであることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
9. 前記硬化は、熱硬化及びＵＶ硬化を同時に進めることを特徴とする、請求項６から８のいずれか１項に記載の粘着剤組成物。
10. 請求項１による粘着剤組成物を備えたことを特徴とするタッチパネルまたはタッチスクリーン。
11. 請求項１による粘着剤組成物で密封、コーティングまたはカプセル化されたことを特徴とする電子または光電子素子。