본 발명에 있어서의 점착제는 고분자량의 공중합체(A)와, 상기 공중합체(A)의 존재하에서 카르복실기를 갖는 단량체와 그 밖의 단량체를 라디칼 공중합하여 얻어지는 저분자량의 공중합체(B) 및 다관능성 화합물(C)를 특정 비율로 포함함으로써, 편광판의 치수변화에 따라 발생하는 색 얼룩·흰 무늬 현상을 완화하는 성질과 열 또는 습열 조건하에서도 발포나 벗겨짐 등을 억제할 수 있는 성질을 동시에 갖는 것이다.
즉, 본 발명에 있어서의 점착제는 하기 단량체(a) 및 (b)를 라디칼 공중합하여 된 중량평균 분자량 100만 이상 200만 이하의 공중합체(A)와, 상기 공중합체(A) 100 중량부에 대해서 상기 공중합체(A)의 존재하에서 하기 단량체(c) 및 (d)를 라디칼 공중합하여 된 중량평균 분자량 1만 이상 10만 이하의 공중합체(B) 20~100 중량부 및 상기 공중합체(A) 및/또는 상기 공중합체(B)와 반응 가능한 반응성 관능기를 적어도 2개 갖는 다관능성 화합물(C) 0.003~3 중량부로 된 점착제이다.
(a) 반응성 관능기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체
(b) 상기 단량체(a)와 공중합 가능하고, 상기 단량체(a)와는 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체
(c) 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체
(d) 상기 단량체(c)와 공중합 가능하고, 상기 단량체(c)와는 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체
상기 점착제에 있어서, 공중합체(A)를 구성하는 단량체(a)의 공중합 비율은 0.1~15 중량%인 것이 바람직하고, 단량체(b)의 공중합 비율은 85~99.9 중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서의 점착제의 제조방법은 하기의 공정 (1)~ (3)을 갖는 점착제의 제조방법이다.
(1) 반응성 관능기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(a) 및 상기 단량체(a)와 공중합 가능하고, 상기 단량체(a)와는 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(b)를 전화율 50%~ 90%로 라디칼 공중합하여 공중합체(A)를 중합하는 공정.
(2) 공중합체(A)의 중합시에 잔류하는 단량체와 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c)를 공중합체(A)의 존재하에서 라디칼 공중합하여 공중합체(B)를 중합하는 공정.
(3) 공중합체(A) 및/또는 공중합체(B)와 반응 가능한 반응성 관능기를 적어도 2개 갖는 다관능성 화합물(C)를 첨가하는 공정.
상기의 공정 (2)에 있어서, 공중합체(A)의 중합시에 잔류하는 단량체와 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c)를 전화율 70%~ 100%로 라디칼 공중합하여 공중합체(B)를 중합하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서의 점착제는 상기의 방법으로 제조되는 점착제이다.
또한, 본 발명에 있어서의 광학부재는 상기 중 어느 하나의 점착제로 된 점 착제층이, 광학부재의 적어도 한쪽 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학부재이다.
먼저, 본 발명의 점착제에 대해서 설명한다.
점착제에 포함되는 중합체(A)는 반응성 관능기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(a)와, 상기 단량체(a)와 공중합 가능하고 상기 단량체(a)와는 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(b)[즉, (a)와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(b)]를 라디칼 공중합하여 얻어지는 공중합체이다. 반응성 관능기로서는, 카르복실기, 수산기, 아미노기, 아미드기, 말레이미드기, 이타콘이미드기, 숙신이미드기, 에폭시기 등을 들 수 있다. 또한, 단량체(a) 및 단량체(b)로서는 (메타)아크릴계 단량체, 비닐계 단량체가 적합하게 사용된다.
카르복실기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는 (메타)아크릴산, β-카르복시에틸아크릴레이트, 이타콘산, 크로톤산, 푸말산, 무수 푸말산, 말레산, 무수 말레산, 말레산부틸 등을 들 수 있다.
수산기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 10-히드록시데실 (메타)아크릴레이트, 12-히드록시라우릴 (메타)아크릴레이트, (4-히드록시메틸헥실)-메틸아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 디 에틸렌글리콜 모노 (메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 (메타)아크릴레이트류, 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트류, 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다.
아미노기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, 아미노메틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노메틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
아미드기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, (메타)아크릴아미드, N-아크릴로일모르폴린, N-치환 (메타)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
말레이미드기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, N-시클로헥실 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-라우릴 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 들 수 있다.
이타콘이미드기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, N-메틸 이타콘이미드, N-에틸 이타콘이미드, N-부틸 이타콘이미드, N-옥틸 이타콘이미드, N-2-에틸헥실 이타콘이미드, N-시클로헥실 이타콘이미드, N-라우릴 이타콘이미드 등을 들 수 있다.
숙신이미드기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는, N-(메타)아크릴로일옥시 메틸렌숙신이미드, N-(메타)아크릴로일-6-옥시헥사 메틸렌숙신이미드, N-(메타)아크릴로일-8-옥시옥타 메틸렌숙신이미드 등을 들 수 있다.
에폭시기를 갖는 단량체(a)의 구체예로서는 글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 단량체는 단독으로 또는 복수 조합하여 사용할 수 있다.
공중합체(A)를 구성하는 단량체(a)의 공중합 비율은 단량체의 전량을 기준으로서 0.1~ 15 중량%인 것이 바람직하다. 그 공중합 비율이 0.1 중량%보다 적은 경우에는, 점착제의 응집력이 저하되어 가열환경하에서 점착제의 발포나 들떠 벗겨짐이 일어나는 경우가 있다. 또한, 15 중량% 보다 많은 경우에는 점착제의 점착력이 저하하거나, 편광판의 신축에 기인하는 응력집중을 충분히 흡수·완화하는 성질이 발현하기 어렵다.
또한, 단량체(b)의 구체예로서는 (메타)아크릴산에스테르, 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, iso-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, iso-옥틸 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, iso-노닐 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐모노머, 초산비닐, (메타)아크릴로니트릴 등도 들 수 있다.
공중합체(A)를 구성하는 단량체(b)의 공중합 비율은 단량체의 전량을 기준으로서 85~ 99.9 중량%인 것이 바람직하다. 그 공중합 비율이 85 중량% 보다 적은 경우에는 편광판이나 광학부품으로의 밀착성이 저하된다. 또한, 99.9 중량% 보다 많은 경우에는 반응성 관능기를 갖는 단량체(a)의 함유량이 적어져 점착제의 응집력이 저하되고, 가열환경하에서 점착제의 발포나 들떠 벗겨짐이 일어나는 경우가 있 다.
공중합체(A)는 공지의 임의의 방법으로 제조할 수 있다.
예를 들면, 공중합체(A)는 단량체의 합계 100 중량부에 대해서 0.001~ 1 중량부의 중합개시제를 사용하여 괴상 중합, 용액 중합 등의 방법, 바람직하게는 용액 중합법에 의해 합성된다. 중합개시제로서는 아조계 화합물, 유기 과산화물이 사용되고, 중합개시제는 2종류 이상을 병용해도 된다. 또한, 용액 중합의 경우, 중합 용매로서는 초산에틸, 초산n-부틸, 초산이소부틸, 톨루엔, 아세톤, 헥산, 메틸에틸케톤 등이 사용된다. 중합 용매는 2종류 이상 혼합하여 사용해도 된다.
중합개시제 중 아조계 화합물로서는 예를 들면, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부틸로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산 1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸-4-메톡시발레로니트릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 4,4'-아조비스(4-시아노발레릭산), 2,2'-아조비스(2-히드록시메틸프로피오니트릴), 2,2'-아조비스 [2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 등을 들 수 있다.
또한, 유기 과산화물로서는 예를 들면, 과산화벤조일, t-부틸 퍼벤조에이트, 쿠멘히드로퍼옥시드, 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 디-n-프로필 퍼옥시디카보네이트, 디(2-에톡시에틸) 퍼옥시디카보네이트, t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸 퍼옥시피발레이트, (3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥시드, 디프로피오닐 퍼옥시드, 디아세틸 퍼옥시드 등을 들 수 있다.
공중합체(A)의 중량평균 분자량은 100만 이상 200만 이하인 것이 필요하고, 더욱이 120만 이상 180만 이하인 것이 바람직하다. 중량평균 분자량이 100만 보다도 작은 공중합체(A)는 가교하여 사용해도 점착제의 응집력이 부족하여 발포나 들떠 벗겨짐이 발생한다. 또한, 중량평균 분자량이 200만 보다 크면 점착제의 점도가 높아져 도공 등의 작업성이 떨어진다. 또한, 공중합체(A)의 중량평균 분자량은 공중합체(B)의 중합을 개시하기 전에 반응용액의 일부를 샘플링하여 겔 침투 크로마토그래피(GPC) 측정을 실시하여 산출한다.
점착제에 포함되는 공중합체(B)는 상기 공중합체(A)의 존재하에서 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c) 및 (c)와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(d)를 라디칼 공중합하여 된 중량평균 분자량 1만 이상 10만 이하의 공중합체이다. 공중합체(A)의 존재하에서 단량체(c) 및 단량체(d)를 라디칼 공중합하여 얻을 수 있고, 공중합체(A) 보다도 저분자량의 공중합체(B)가 점착제 중에 포함되면 열 또는 습열 조건하에서도 점착제의 발포나 벗겨짐 등이 발생하지 않아 편광판의 신축 등에 의해 발생하는 응력집중을 완화하여 액정 소자에 색 얼룩·흰 무늬 현상을 발생시키지 않는다.
단량체(c) 및 단량체(d)로서는 (메타)아크릴계 단량체, 비닐계 단량체가 적합하게 사용된다. 단량체(c)의 구체예로서는 (메타)아크릴산, β-카르복시에틸아크릴레이트, 이타콘산, 크로톤산, 푸말산, 무수 푸말산, 말레산, 무수 말레산, 말레산부틸 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 단독으로 또는 복수 조합하여 사용할 수 있다.
공중합체(B)를 구성하는 단량체(c)의 공중합 비율은 단량체(c)와 단량체(d) 의 합계량을 기준으로서 0.1~ 50 중량%인 것이 바람직하고, 0.5~ 30 중량%인 것이 보다 바람직하다.
단량체(d)로서는 공중합체(A)를 구성하는 단량체(a) 중, 카르복실기 이외의 반응성 관능기를 갖는 단량체(a)와 동일한 단량체 및 단량체(b)와 동일한 단량체를 사용할 수 있다.
공중합체(B)는 공중합체(A)의 존재하에서, 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c) 및 상기 단량체(c)와 공중합 가능하고, 상기 단량체(c)와는 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(d)[즉, (c)와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(d)]를 공중합체(A)와 동일한 방법으로 라디칼 공중합함으로써 제조할 수 있다. 공중합체(B)는 단량체(a)와 단량체(b)를 전화율 50~ 90%(바람직하게는 70~ 80%)로 라디칼 공중합하여 공중합체(A)를 중합한 후에 잔류하는 단량체와 단량체(c)를 공중합체(A)의 존재하에서 라디칼 공중합하여 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 공중합체(A)의 중합시에 잔류하는 단량체와 단량체(c)는 전화율 70~ 100%로 라디칼 공중합하는 것이 바람직하다. 여기에서 전화율이란, 단량체를 중합하여 얻어지는 공중합체의 중량을 원료로서 사용한 단량체의 총중량으로 나눈 값이다.
상기의 전화율로 공중합체(A) 및 공중합체(B)를 중합함으로써 공중합체(A) 100 중량부에 대해서 공중합체(B)를 20~ 100 중량부의 범위로 제한하는 것이 용이해진다.
공중합체(B)는 용액 중합법으로 합성하는 것이 바람직하고, 공중합체(A) 합성시의 5~ 50 중량부 정도의 중합개시제, 즉 단량체의 합계 100 중량부에 대해서 0.005~ 50 중량부의 중합개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 공중합체(B)의 합성시에는 라우릴메르캅탄, n-도데실메르캅탄 등의 메르캅탄류, α-메틸스티렌 다이머, 리모넨 등의 연쇄이동제를 사용해도 된다.
공중합체(B)의 중량평균 분자량은 1만 이상 10만 이하인 것이 필요하고, 더욱이 2만 이상 5만 이하인 것이 바람직하다. 중량평균 분자량이 1만보다 작은 공중합체(B)를 사용하는 경우에는 응집력이 부족하여 발포나 들떠 벗겨짐이 발생하기 쉽다. 또한, 중량평균 분자량이 10만을 초과하는 공중합체(B)를 사용하는 경우에는 편광판의 신축에 기인하는 응력집중을 충분히 흡수·완화하는 성질이 발현하기 어렵다. 여기에서 공중합체(B)의 중량평균 분자량은 공중합체(A)와 공중합체(B)의 혼합물을 GPC 측정하고, 얻어진 GPC 스펙트럼과 상술한 방법으로 측정한 공중합체(A)의 GPC 스펙트럼과의 차 스펙트럼으로부터 산출한다.
점착제에 포함되는 공중합체(B)의 함유량은 공중합체(A) 100 중량부에 대해서 20~ 100 중량부이고, 바람직하게는 20~50 중량부이다. 공중합체(B)의 함유량이 20 중량부 보다 적은 경우에는, 편광판의 신축에 기인하는 응력집중을 충분히 흡수·완화하는 성질이 발현하기 어렵다. 또한, 공중합체(B)의 함유량이 100중량부를 초과하는 경우에는 점착제의 응집력이 부족하여 발포나 들떠 벗겨짐이 발생하기 쉽다.
공중합체(A)와 공중합체(B)의 중량비는 이하의 방법으로 구해진다. 즉, 먼 저, 중합체(B)의 중합을 개시하기 전에 샘플링한 용액의 일정량을 중량을 이미 알고 있는 용기에 넣어 정칭(精秤)하고, 이 정칭한 용액을 가열 건조하여 공중합체 이외의 성분을 휘산시키고, 공중합체(A)만이 남은 용기를 정칭하여 일정량의 용액에 포함되는 공중합체(A)의 중량을 산출한다. 이어서 공중합체(B)의 중합완료 후에 공중합체(A)와 공중합체(B)가 포함되는 용액을 샘플링하고, 공중합체(A)의 중량을 산출했을 때와 동일한 방법으로 일정량의 용액에 포함되는 공중합체(A)와 공중합체(B)의 중량을 산출한다. 그리고 일정량의 용액에 포함되는 공중합체(A) 및 공중합체(A)와 공중합체(B)의 혼합물의 중량을, 동량의 용액에 포함되는 공중합체(A) 및 공중합체(A)와 공중합체(B)의 혼합물의 중량으로 환산하여 공중합체(A)와 공중합체(B)의 혼합물의 중량으로부터 공중합체(A)를 뺌으로써 공중합체(B)의 중량을 산출한다.
점착제에 포함되는 공중합체(A) 및/또는 공중합체(B)와 반응 가능한 반응성 관능기를 적어도 2개 갖는 다관능성 화합물(C)는 공중합체(A)가 갖는 반응성 관능기 및/또는 공중합체(B)가 갖는 카르복실기나 카르복실기 이외의 반응성 관능기와 반응 가능한 반응성 관능기를 적어도 2개, 바람직하게는 2~4개 갖는 화합물이다. 이러한 다관능성 화합물의 예로서는, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아민계 화합물, 금속 킬레이트계 화합물, 아지리딘계 화합물 등을 들 수 있다. 특히, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물이 바람직하다. 다관능성 화합물은 단독으로 또는 복수 조합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 화합물의 예로서는 톨릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 수소첨가 크실릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 수소첨가 디페닐메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트 화합물 및 이들 폴리이소시아네이트 화합물과 트리메틸올프로판 등의 폴리올화합물과 어닥트체, 이들 폴리이소시아네이트 화합물의 뷰렛체나 이소시아누레이트체, 더 나아가서는 이들 폴리이소시아네이트 화합물과 공지의 폴리에테르폴리올이나 폴리에스테르폴리올, 아크릴폴리올, 폴리부타디엔폴리올, 폴리이소프렌폴리올 등과의 어닥트체 등을 들 수 있다.
또한, 에폭시계 화합물의 예로서는 비스페놀 A-에피클로로히드린형의 에폭시계 수지, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 글리세린 디글리시딜에테르, 글리세린 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실릴렌디아민, 1,3-비스(N,N'-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜아미노페닐메탄, 트리글리시딜 등을 들 수 있다.
또한, 아지리딘 화합물의 예로서는 N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이트), N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이트), 비스이소프탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드, N,N'-헥사메틸렌-1,6-비스(1-아지리딘카르복사이트), 트리메틸올프로판트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 트 리스-2,4,6-(1-아지리디닐)-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
다관능성 화합물(C)의 관능기는 상기 공중합체(A) 및/또는 상기 공중합체(B)가 갖고 있는 반응성 관능기의 종류에 따라 적절히 선택한다. 예를 들면, 상기 공중합체(A) 및/또는 상기 공중합체(B)가 갖고 있는 반응성 관능기가 히드록시기인 경우는 다관능성 화합물(C)는 관능기로서 이소시아네이트기를 갖고, 상기 공중합체(A) 및/또는 상기 공중합체(B)가 갖고 있는 반응성 관능기가 카르복실기인 경우는 다관능성 화합물(C)는 관능기로서 에폭시기 또는 아지리딘기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
다관능성 화합물(C)의 함유량은 상기 공중합체(A) 100 중량부에 대해서, 0.003~ 3 중량부이다. 다관능 화합물(C)의 함유량이 0.003 중량부 미만이면, 착색제의 응집력이 부족하여 발포나 들떠 벗겨짐이 발생하기 쉽다. 또한, 3중량부 보다 많은 경우에는 편광판의 신축에 기인하는 응력집중을 충분히 흡수·완화하는 성질이 발현하기 어렵다.
점착제에는 실란 커플링제를 배합하는 것이 바람직하다. 실란 커플링제로서는 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸 메톡시실란 N-(2-아미노에틸) 3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸) 3-아미노프로필메틸 디 메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리에톡시실란, 메르캅토부틸 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸 디메톡시실란 등을 들 수 있다.
점착제 중의 실란 커플링제의 함유량은 공중합체(A) 100 중량부에 대해서, 0.01~ 2 중량부가 바람직하다. 0.01 중량부 보다 적으면 그 물성의 개선효과가 부족하고, 2 중량부를 초과하면 점착제가 값비싸질 뿐만 아니라 들떠 벗겨짐의 원인이 된다.
또한, 점착제에는 자외선 흡수제, 산화방지제, 점착부여 수지, 가소제, 소포제, 레벨링 조정제를 배합해도 된다.
본 발명의 점착제는
(1) 상기의 공중합체(A) 및 공중합체(B)와
(2) 다관능성 화합물(C)
의 2액 타입 점착제의 형태로 이용할 수 있다.
점착제는 하기의 공정 (1)~ (3)을 거침으로써 제조할 수 있다.
(1) 반응성 관능기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(a) 및 (a)와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(b)를 전화율 50~ 90%로 라디칼 공중합하여 공중합체(A)를 중합하는 공정.
(2) 공중합체(A)의 중합시에 잔류하는 단량체와 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c)를 공중합체(A)의 존재하에서 전화율 70%~ 100%로 라디칼 공중합하여 공중합체(B)를 중합하는 공정.
(3) 공중합체(A) 및/또는 공중합체(B)와 반응 가능한 반응성 관능기를 적어도 2개 갖는 다관능성 화합물(C)를 첨가하는 공정.
상기의 제조방법에 의해 얻어지는 점착제에 있어서, 상기의 공중합체(B)는 단량체(c)에 유래하는 카르복실기를 함유하기 때문에 본 발명에 의한 점착제는 점착계면에서 우수한 물성을 나타내 들뜸이나 벗겨짐을 일으키기 어렵다. 또한, 단량체(a)는 공정(1)에 있어서 완전하게 소비되어 버려 잔류하는 경우는 없기 때문에 상기 공정(1)에서 사용하는 단량체(a)가 반응성 관능기로서 카르복실기를 함유하는 경우이더라도, 공정(2)에 있어서 카르복실기 함유 단량체(c)를 첨가함으로써 공중합체(B)에 카르복실기를 도입시킬 필요가 있다. 또한, 상기 공정(1)에서 사용하는 단량체(b)는 상기 공정(1)에서 완전하게는 소비되지 않고 잔류하기 때문에, 공정(2)에 있어서 단량체(d)를 첨가할 필요는 없다.
공중합체(A) 및 공중합체(B)의 각각의 중량평균 분자량은 그들의 공중합 반응시에 사용하는 중합개시제의 종류와 사용량에 따라 적절히 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 공정(1)에 있어서는, 아조비스 이소부틸로니트릴을 사용하여 반응온도 약 50~ 70℃에서 공중합체(A)를 조제하고, 이어서 용매(예를 들면, 톨루엔)에서 상기 공정(1)의 생성물을 희석하고, 이어서 상기 공정(2)에 있어서는, 아조비스 이소발레로니트릴을 사용하여 반응온도 약 60~ 80℃에서 공중합체(B)를 조제함으로써, 목적으로 하는 범위의 중량평균 분자량과 중량비를 갖는 공중합체(A)와 공중합체(B)의 조성물을 형성할 수 있다.
또한, 상기 공정(2)에 의해 생성한 공중합체(A)와 공중합체(B)와의 조성물에 는 미반응 단량체가 실질적으로 잔류하지 않기 때문에, 특히 정제공정을 거치지 않고 그대로 다관능성 화합물(C)와 반응시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 광학부재에 대해서 설명한다.
본 발명의 광학부재는 본 발명의 점착제로 된 점착제층이 광학부재의 적어도 한쪽 면에 형성되어 있는 광학부재이다.
점착제층을 형성하는 광학부재로서는 편광 필름, 위상차 필름, 타원편광 필름, 반사방지 필름, 휘도향상 필름을 들 수 있다.
점착제층의 형성은 통상 사용되고 있는 도포장치를 사용하여 행할 수 있다.
도포장치로서는 예를 들면, 롤 나이프 코터, 다이 코터, 롤 코터, 바 코터, 그라비아롤 코터, 리버스롤 코터, 딥핑, 브레이드 코터 등을 들 수 있다.
또한, 점착제층의 건조막 두께는 편광판의 신축에 기인하는 응력집중을 흡수, 완화하는 데 적절한 막 두께와 경제성을 고려하여 5~ 100 ㎛인 것이 바람직하다.
실시예
이어서, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되지는 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 부 및 %라는 것은 중량부 및 중량%를 각각 의미하는 것으로 한다.
(합성예 1)
교반기, 온도계, 환류냉각기, 적하장치 및 질소도입관을 구비한 반응용기에, n-부틸 아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸 아크릴레이트 1.0부, 아세톤 150.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 60℃로 승온시켜 5시간 반응시켰다. 반응종료 후 톨루엔을 190부와 아크릴산 0.25부 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 0.50부를 첨가하고, 70℃로 승온하여 6시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 55부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(A)를 얻었다.
(합성예 2 ~ 9)
표 1에 나타내는 바와 같이, 반응성 관능기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(a), (a)와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(b), 카르복실기 및 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체(c)의 종류 및 양을 바꾸는 것 이외에는 합성예 1과 동일하게 하여 중합체용액(B) ~ (I)를 얻었다.
(합성예 10)
합성예 1과 동일한 반응장치에, 부틸아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1.0부, 초산에틸 163.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 80℃로 승온시켜 4시간 반응시켰다. 반응종료 후 톨루엔 176부와 아크릴산 0.25부 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 0.50부를 첨가하고, 75℃로 승온하여 6시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 57부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(J)를 얻었다.
(합성예 11)
합성예 1과 동일한 반응장치에, 부틸아크릴레이트 60.0부, 2-에틸헥실아크릴레이트 37.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 3.0부, 아세톤 150.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 60℃로 승온시켜 5시간 반응시켰다. 반응종료 후 초산에틸 65.0부와 아크릴산 0.28부 및 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 첨가하고, 60℃로 승온하여 8시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 183부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(K)를 얻었다.
(합성예 12)
합성예 1과 동일한 반응장치에, 부틸아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1.0부, 아세톤 150.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 60℃로 승온시켜 3시간 반응시켰다. 반응종료 후 톨루엔 1.1부와 아크릴산 0.55부 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 1.1부를 첨가하고, 70℃로 승온하여 7시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 236부를 첨가하여 실온까지 냉각 하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(L)을 얻었다.
(합성예 13)
합성예 1과 동일한 반응장치에, 부틸아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1.0부, 아세톤 150.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 60℃로 승온시켜 10시간 반응시켰다. 반응종료 후 톨루엔 198부와 아크릴산 0.08부 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 0.16부를 첨가하고, 70℃로 승온하여 6시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 51부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(M)을 얻었다.
(합성예 14)
합성예 1과 동일한 반응용기에, n-부틸아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1.0부, 아세톤 150.0부, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.06부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하 중에서 이 반용용액을 60℃로 승온시켜 5시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 150부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 20.0%의 중합체용액(N)을 얻었다. 중합체의 중량평균 분자량은 161만, Mw/Mn은 4.8이었다.
(합성예 15)
합성예 1과 동일한 반응용기에, n-부틸아크릴레이트 99.0부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1.0부, 톨루엔 150.0부, α-메틸스티렌다이머 1부 및 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 2부를 넣고, 이 반응용기 내의 공기를 질소가스로 치환한 후 교반하면서 질소분위기하에서 이 반용용액을 70℃로 승온시켜 6시간 반응시켰다. 반응 후 톨루엔 150부를 첨가하여 실온까지 냉각하고, 고형분 40.0%의 중합체용액(O)를 얻었다. 중합체의 중량평균 분자량은 2.4만, Mw/Mn은 2.8이었다.
합성예 1 ~ 13에서 얻어진 중합체용액에 대해서, 공중합체(A)의 중량평균 분자량(Mw), 공중합체(A) 합성시의 전화율, 공중합체(B)의 중량평균 분자량(Mw), 공중합체(B) 합성시의 전화율 및 공중합체(A) 100부에 대한 공중합체(B)의 비율을 상기에 설명한 방법으로 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1 중의 단량체의 약호를 이하에 나타낸다.
4-HBA: 4-히드록시부틸아크릴레이트
AA: 아크릴산
HEA: 2-히드록시에틸아크릴레이트
HEMA: 2-히드록시에틸메타크릴레이트
BA: 부틸아크릴레이트
2EHA: 2-에틸헥실아크릴레이트
LA: 라우릴아크릴레이트
EA: 에틸아크릴레이트
VAc: 초산비닐
또한, 공중합체의 중량평균 분자량은 GPC 측정으로 구한 폴리스티렌 환산의 중량평균 분자량으로, GPC 측정조건은 이하와 같다.
장치: Shodex GPC System-21(쇼와덴코(주)제)
칼럼: Shodex KF-602.5 1개, Shodex KF-606M 2개(쇼와덴코(주)제)의 합계 3개를 연결하여 사용.
용매: 테트라히드로푸란
유속: 0.5 ml/분
온도: 40℃
시료 농도: 0.1 wt%
시료 주입량: 50 ㎕
(실시예 1)
합성예 1에서 얻어진 중합체용액(A) 100 중량부에 대해서, XDI/TMP(크실릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어닥트체) 0.05부 및 실란 커플링제(신에츠 가가쿠고교(주)제 「KBM403」) 0.1 부를 첨가하여 잘 교반하여 점착제를 얻었다. 이 점착제를 박리 처리된 폴리에스테르 필름에 도공하여 건조시키고, 25 ㎛의 점착제층을 설치한 후에 그것을 편광 필름의 한쪽 면에 전사하여 편광 필름을 점착 가공하였다. 이 점착 가공된 편광 필름을 온도 23℃ 상대습도 50%의 조건에서 1주간 숙성시켜 편광판을 얻었다.
(실시예 2 ~ 7 및 비교예 1 ~ 7)
표 2에 나타내는 종류 및 양의 중합체용액, 다관능성 화합물(C) 및 실란 커플링제를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 점착제를 제조하고, 얻어진 점착제를 사용하여 점착 가공한 편광판을 작성하였다.
(비교예 8)
중합체용액(A) 대신에 중합체용액(N): 100부와 중합체용액(O): 30부를 혼합한 중합체용액을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 점착제를 제조하고, 얻어진 점착제를 사용하여 점착 가공한 편광판을 작성하였다.
표 2 중의 다관능성 화합물 및 실란 커플링제의 약호를 이하에 나타낸다.
TAT: 트리스-2,4,6-(1-아지리디닐)-1,3,5-트리아진
TGMXDA: N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실릴렌디아민
KBM903: 신에츠 가가쿠고교(주)제 실란 커플링제「KBM903」
KBM803: 신에츠 가가쿠고교(주)제 실란 커플링제「KBM803」
KBM9007: 신에츠 가가쿠고교(주)제 실란 커플링제「KBM9007」
실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제 및 점착 가공한 편광판에 대해서, 내열성능, 내습열성능, 광학특성 및 리워크성을 이하의 방법으로 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(1) 내열성능, 내습열성능, 광학특성(흰 무늬)의 평가방법
점착 가공한 편광판을 150 mm×80 mm의 크기로 컷팅하고, 두께 1.1 mm의 플로우트 유리판의 양면에 편광판의 흡수축이 직교하도록 라미네이터를 사용하여 붙였다. 이어서, 이 편광판을 붙인 유리판을 50℃ 5기압 조건의 오토 클레이브 내에 20분 유지시켜 유리판에 밀착시켰다. 더욱이, 이 편광판과 유리판의 구성물을 80℃에서 500시간 방치한 후의 들떠 벗겨짐(내열성능), 60℃, 상대습도 90%에서 500시간 방치한 후의 들떠 벗겨짐(내습열성) 및 이 60℃ 상대습도 90%에서 500시간 방치한 후의 편광판과 유리판의 구성물에 빛을 투과시켰을 때의 빛 샘(흰 무늬)을 육안으로 관찰하여 3단계로 평가하였다.
◎은 「들떠 벗겨짐·흰 무늬가 전혀 인정되지 않는다」, ○은 「약간 들떠 벗겨짐·흰 무늬가 인정되지만, 실용상 문제가 없다」, △은 「명백하게 들떠 벗겨짐·흰 무늬가 인정되어 실용상 문제가 있다」를 각각 의미한다.
(2) 리워크성의 평가방법
점착 가공한 편광판을 25 mm×150 mm의 크기로 컷팅하여 두께 1.1 mm의 플로우트 유리에 라미네이터를 사용하여 붙이고, 50℃ 5기압 조건의 오토 클레이브 내에 20분 유지시켜 유리판에 밀착시켰다. 이 시험편을 23℃, 상대습도 50%에서 1주간 방치한 후에, 180°필 시험(박리속도 300 mm/분)을 실시하고, 필 후의 유리의 흐림을 육안으로 관찰하여 2단계로 평가하였다.
◎은 「실용상 전혀 문제가 없다」, △은 「실용상 문제가 있다」를 각각 의미한다.
(3) 광학특성(헤이즈)의 평가방법
점착제를 박리처리된 폴리에스테르 필름에 도공하여 건조시키고, 25 ㎛의 점착제층을 설치한 후에 추가로 박리처리된 폴리에스테르 필름을 씌웠다. 이 박리처리 폴리에스테르 필름에 끼워진 점착제층을 온도 23℃ 상대습도 50%의 조건으로 1주간 숙성시킨 후, 박리처리 폴리에스테르 필름을 제거하여 점착제층 단체의 헤이즈를 NDH-300A(니혼덴쇼쿠 고교(주)사제)로 측정하였다.