KR101198929B1 - 박리 성능이 개선된 점착제 조성물 및 이를 이용한 보호 필름 - Google Patents

박리 성능이 개선된 점착제 조성물 및 이를 이용한 보호 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 전자 부품을 보호하기 위한 보호 필름용 점착제 조성물에 관한 것으로서, 보호 필름이 상대 제품 표면에 부착되어 사용되는 도중 찍힘 등 국부적으로 강한 기계적 자극이 가해졌을 때 보호 필름의 점착층의 일부가 기저필름에서 탈락되어 피점착물 표면으로 전이되는 현상을 개선한 보호 필름용 점착제 조성물의 발명에 관한 것이다. 본 발명의 기술 또는 보호 필름을 사용하면 보호 필름이 부착된 상태에서 사용 중 작업대 또는 책상 등의 가장자리 또는 기타 뾰족한 부분에 찍히거나 이물에 의한 국부적 눌림 후 보호 필름을 제거할 때 보호 필름 점착층의 일부가 탈락되어 피점착물의 표면에 남아 있는 현상이 현저히 개선된 보호 필름을 제조할 수 있다.

Description

박리 성능이 개선된 점착제 조성물 및 이를 이용한 보호 필름{PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION WITH IMPROVED PEELING CHARACTERISTICS AND PROTECTION FILMS USING THE SAME}
본 발명은 박리 성능이 개선된 점착테이프 또는 보호 필름 (이하 "보호 필름")용 점착제 조성물에 관한 것으로서, 전자 부품 또는 제품 표면에 부착된 보호 필름의 표면에 국부적으로 강한 힘이 가해져, 예를 들어 보호 필름이 부착된 편광 필름 작업 도중에 표면이 작업대 모서리 또는 가장자리 부분에 찍히는 경우, 보호 필름의 점착층 재료의 일부가 피점착물 표면에 남아 있는, 즉 보호 필름의 점착층의 일부가 피점착물 표면으로 전이되는 현상이 (이하 "국부적인 눌림/찍힘 현상에 의한 점착제 전이 현상") 현저히 개선된 보호 필름용 접착제의 제조에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치(flat panel display; FPD)의 일종인 편광 필름 또는 휴대전화의 보호창 등을 비롯한 각종 디스플레이 장치의 표면은 표면 보호를 위해 항상 보호 필름이 부착된 상태에서 작업대 등 위에서 작업을 한다.
점착 필름 또는 보호 필름 (이하 "보호 필름")은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌비닐아세테 이트 (EVA) 공중합물 등 여러 종류의 기저 필름의 일면 또는 양면에 경화 가능한 관능기를 갖는 아크릴 또는 메타크릴 공중합 점착제와 반응 개시제 또는 경화제를 일정 비율로 혼합한 상태로 코팅한 후 열 또는 자외선 등을 가하여 반응을 유도하여 점착층이 형성된 필름을 말한다. 이때 점착층이 형성되는 면 또는 그 반대 면에 각종 기능을 부여할 수 있는데, 대표적으로 대전방지성이 부여된 대전방지 보호 필름이 있다.
보호 필름의 층 구조에 상관없이 피착물과 대면하는 층은 점착제층으로서, 이 점착제층의 성능이 피착물과의 박리력 또는 본 발명에서와 같이 국부적인 눌림 현상에 의한 점착제 전이 현상 등을 결정하는 매우 중요한 구성 요소이다.
이러한 보호 필름이 부착된 제품의 가공, 운반, 공정 등에서 보호 필름이 부착된 디스플레이 기구의 표면이 작업대의 가장자리 또는 모서리 등 형상이 뾰족한 부위에 부딪치는 경우가 종종 있다. 또한 바닥과 마찰되어 움직이는 구간에서 작업대에 놓인 이물이나 보호필름 면에 부착된 이물에 의하여 국부적 눌림 현상이 발생하게 된다. 이는 이물질이 놓인 부분이나 찍힌 부위에서 국부적으로 보호 필름을 부착하는 힘이 증가시키는 역할을 하게 되는데, 그리하여 보호 필름의 점착층이 상대 제품 표면에 부착되는 힘이 국부적으로 증가하게 된다. 따라서 다시 보호 필름을 제거할 때 소요되는 힘, 즉 박리강도 (Peel-Off Strength; POS)는 국부적으로 다르게 된다.
이때 보호 필름 전체의 점착력이 높은 경우에는 문제가 없으나 만일 국부적으로 점착력이 증가하는 경우에는 보호 필름을 제거할 때 점착력이 국부적으로 달 라져 보호 필름을 제거할 때 점착층의 일부가 상대 제품 표면에서 균일하게 제거되는 것이 아니라 점착층이 일부가 (주로 찍힘 등의 강한 힘이 가해진 부분) 보호 필름을 제거한 후에도 상대 피점착물 표면에 남아 있게 된다.
이러한 현상은 액정 디스플레이용 편광 필름을 취급하는 공정 중 흔히 발생한다. 또한 편광필름의 표면에 위치하는 트리아세틸셀룰로오즈를 포함하는 재료로 구성되어 있는 필름의 표면 또는 기능성 코팅된 표면에 국부적 찍힘 현상이 남게 되는 경우가 있다. 가장 큰 문제점은 다음 공정을 위해서는 표면에 묻어 있는 점착제를 완전히 제거되어야 하는데, 이러한 작업 때문에 작업 공정이 늦어지게 되거나 비싼 편광 필름의 표면을 망가뜨리는 결과를 초래한다. 또한 최근 액정디스플레이 공정에서 보호필름을 제거하는 과정에서 샷시 프레임을 체결하고 보호필름을 제거하기도 하는데, 이때 서스(SUS) 재질로 이루어진 샷시 모서리에 의해 보호필름의 눌림현상이 발생되어 결국 편광 필름과 샷시 사이에 점착제 이물 찌꺼기가 남게 되어 추후 공정 또는 사용 중 불량 요인으로 작용하기도 한다. 이러한 문제점을 방지하기 위해서는 한편으로는 찍힘 등의 실수를 방지하기 위해 노력해야 하나 궁극적으로는 비록 눌림, 찍힘 등의 국부적인 힘이 가해져도 보호 필름 제거 시 상대 제품 표면에 보호 필름 점착층의 일부가 남아 있거나 탈락되지 않는 박리 성능이 개선된 보호 필름의 발명이 필요하다.
기술적 과제
본 발명에서는 평판디스플레이에 사용되는 광학용 제품 표면 보호용 보호 필름에 있어서, 공정 또는 운반 도중 비록 이물에 의한 눌림이나 모서리 등에 의한 찍힘 등의 국부적인 과도한 힘이 가해져도 보호 필름 제거 시 피점착물 표면에 보호 필름 점착층의 일부가 표면에 남아 있지 않는, 즉 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상에 의한 부분적 점착제 전이 현상이 현저히 개선되어 보호 필름의 박리 성능이 개선될 수 있는 보호 필름용 점착제 조성물을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 점착제 조성물을 사용하여 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상에 의한 부분적 점착제 전이 현상이 현저히 개선된 보호 필름을 제공함을 목적으로 한다.
기술적 해결방법
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 점착제 조성물은, 보호 필름용 점착제 조성물에 있어서, 상기 조성물이 1 또는 2 관능기를 갖는 경화제를 포함하여 국부적인 눌림/찍힘 현상에 의한 피점착물로의 점착제 전이 현상을 줄여서 박리 성능을 개선한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 조성물은 아크릴 또는 메타크릴 공중합 점착제와 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 보호 필름은 상기 조성물을 사용하여 제조되어 박리 성능을 개선한다.
상술한 바와 같이, 보호 필름에서 점착층은 기저 필름 표면에 일정 두께를 가지고 형성된다. 이때 점착제의 종류, 점착제와 반응 개시제의 함량비, 온도 또는 시간 증의 반응 조건 등을 적절히 조절하면 원하는 박리력을 갖는 보호 필름용 점착층을 형성할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 정전기 방지와 같은 부가적 기능성을 부여하여 기능성 보호 필름을 제조할 수도 있다.
본 발명자들은 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상에 의한 점착제 전이 현상을 개선할 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하는 도중 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상에 의한 점착제 전이 현상에 대한 매우 중요한 사실을 발견하였다.
상술한 바와 같이 보호 필름용 점착층은 기저 필름의 일면 또는 양면에 점착제의 주요 성분인 히드록실기, 아미도기, 카르복실 작용기를 갖는 아크릴/메타크릴 공중합물 성분과 이들 유기 성분을 반응시킬 수 있는 반응 개시제 또는 경화제라고 불리우는 금속킬레이트, 이소시아네이트, 멜라민 또는 에폭시계 성분을 가지는 화합물 일정비로 혼합하여 기저 필름 표면에 도포한 후 코팅기의 건조로를 지나가는 동안 반응을 유도하여 원하는 점착력을 갖도록 형성된다. 또한 코팅/건조 후 일정 온도 (상온 - 60도)에서 1일-1주일 추가적인 후경화를 거치기도 한다.
점착제의 점착력은 아크릴/메타크릴 공중합 성분과 반응 개시제의 비율에 따라 결정되는데, 점착제 공중합물의 초기 점착력이 동일한 경우 반응 개시제의 비율이 높을수록 점착력이 저하된다. 이때 점착제 공중합물의 초기 점착력이 다르면 원하는 점착력을 갖기 위한 반응 개시제의 함량도 다르게 조절하면 된다.
최근 들어 고속박리성 및 미경화에 의한 끈적임이 남아서 미반응물에 의한 끈적임 및 이물 전이 (국부적인 이물이 아님)를 방지하기 위해서 3관능 이상의 반응 경화제를 사용하는 것이 좋다고 알려져 있다. 일본 공개 공보 2003-00187775 (대한민국 공개특허공보 10-2006-0018883)에 따르면 관능기로 히드록실기를 사용한 아크릴레이트 공중합물과 3관능 이소시아네이트를 사용한 경우 겔분율이 90％ 이상이 되어 고속박리성이 우수하고 이물의 전이가 없는 점착제를 제조할 수 있다고 하였다. 즉, 점착제의 빠른 경화와 피착제의 오염방지를 위해서 다관능 이소시아네이트를 사용하면 그 문제점을 해결할 수 있다고 언급하였다.
그러나 본 발명자들의 연구에 따르면 점착제 공중합물과 반응 경화제를 혼합하여 보호 필름의 점착력을 조절하는 경우, 위와 같은 점착제는 본 발명의 목적인 국부적인 눌림 현상에 의한 보호 필름 점착층 성분의 전이 현상에 있어서 많은 문제점을 갖고 있음을 발견하였다.
예를 들어 히드록실기를 갖는 아크릴레이트 공중합물 점착제를 사용하고 경화제로 이소시아네이트를 경화제로 사용하는 경우, 삼관능 가교제인 코로네이트 L 을 사용하면 겔분율 92％의 고속박리성 점착제 조성이 된다고 언급하였다. 이 경우 삼관능 이소시아네이트는 충분한 가교 반응을 통해 겔분율은 92％이고 점착력도 초기에 비하여 충분히 감소하여 2000 mm/min의 조건에서 40 그램의 박리력 (gf/inch)을 나타내기는 하나 이 반응은 삼관능 경화제에 의한 급격한 반응으로 인하여 딱딱함의 정도는 증가할 수 있으나 반대로 질김의 특성은 감소할 수 있다.
본 발명자들은 국부적인 충격인 눌림이나 찍힘에 의해 점착제가 피착제로 전이되거나 기저필름에서 탈락되는 현상은 단순한 겔분율이 아닌 점착제의 질김 정도에 의해 달라짐을 확인하게 된 것이다.
본 발명자들의 연구에 의하면 기존 기술에 언급되어 있는 것처럼 다관능 경화제를 사용하는 것보다 1-2 관능 경화제를 사용한 점착제가 찍힘에 의한 점착제 전이 현상을 방지할 수 있다는 사실을 발견하였다. 이는 다관능기 경화제를 사용함으로서 급격한 경화반응이 일어나게 되고 따라서 점착층의 경도는 증가할 수 있으나 점착층의 질김 성질이 저하되기 때문으로 생각된다. 즉, 1-2 관능기 경화제를 사용함으로서 급작스런 경화반응을 억제함으로서 점착층 재료의 질김 성질을 증가시켜 국부적 이물 발생 방지 효과가 있음을 발견하게 되었다.
예를 들어, 상기 3관능을 가지는 이소시아네이트 대신에 1관능을 가지는 이소시아네이트를 사용한 경우, 일정한 힘을 단계적으로 증가시키면서 보호필름 표면에 인가할 경우 점착제의 탈락이 감소하는 것을 확인하게 된 것이다.
이를 확인하기 위해서 동일한 점착제 공중합물을 사용한 경우, 2관능 이소시아네이트 경화제의 관능기 수를 삼관능기와 동일하게 하기 위하여 1관능 경화제의 양은 3관능 경화제의 양에 비하여 세배를 첨가하였고, 경화 조건을 동일하게 유지하여 확인할 수 있었다.
즉, 상기 확인된 바에 의하면 점착제 조성물에 있어서 경화가 빠르고 단단하게 일어나게 하는 다관능 경화제의 사용은 겔분율을 증가시키고 피착제의 오염을 줄일 수 있다고는 하나 그 조직의 치밀함에 있어 선형이 아닌 망목구조를 가지게 되는데, 국부적인 눌림이나 찍힘 현상에 있어 점착제의 피착제로의 전이 현상을 방지하는 효과는 적은 것이 관찰되었다. 반대로, 동일한 점착제 공중합물을 사용하고 경화제로는 이관능 이하의 관능기를 가진 경화제를 사용할 경우 선형 점착제 고분자가 형성되며 이 고분자 점착제는 피착제에 코팅된 후 국부적인 힘에 의한 충격성이 우수하고 응집력이 좋아 눌림 또는 찍힘 현상이 발생할 경우 피착제로의 전이가 현격하게 감소하게 되는 것이다.
본 발명의 점착제 조성물에 있어서 주성분으로 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 성분이 사용되는데, 이의 구체예로서 메틸, 에틸, n-부틸, s-부틸, t-부틸, 아이소부틸, 헥실, 2-에틸헥실, n-옥틸, 아이소옥틸, n-노닐, 아이소노닐, n-데실, 아이소데실, n-도데실, n-트라이데실, n-테트라데실등의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체가 적합하게 사용될 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체와 함께 공중합되는 단량체 성분으로서, 히드록시기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체가 사용된다. 히드록시기는 가교기점으로 작용하는 작용기로서, 히드록시기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체는 추후 이소시아네트계 가교제와 반응하여 점착제에 응집력을 부여하는 역할을 하게 된다. 상기 히드록시기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메트)아크릴레이트 등이 있으며, 이를 1종 또는 2종이상 병용하여 사용된다.
본 발명에 따른 점착제 조성물에서, (메트)아크릴계 공중합 접착제는 상기 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 성분과 상기 히드록시기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체의 함유량은 80 - 99 : 1 - 20 중량퍼센트로 포함되는 (메트)아크릴계 공중합물이 사용되는 것이 바람직하다. 전자의 함유량이 80 중량퍼센트 미만이면 점착력이 감소하여 접착후 벗겨짐이 발생할 수 있으며, 99 중량퍼센트보다 크면 가교기점으로 작용하는 단량체 성분의 비율이 작아져 점착제의 응집력이 저하되는 문제점이 있다. 후자의 함유량이 1 중량퍼센트 미만이면 충분한 가교가 이루어지지 않아 점착제의 응집력이 저하되기 때문에 점착제가 피착물에 잔존하는 경우가 발생하며, 20 중량퍼센트 보다 크면 과도한 응집력으로 인해 점착제가 딱딱해지며 또한 포트라이프가 짧아져 작업성이 나빠지는 문제점이 있다.
또한, 상기 단량체 성분 이외에 점착제의 점착성, 박리성. 응집력, 내열성 또는 기타 물성을 조절하기 위한 목적으로 기타 중합성 단량체를 사용할 수 있다. 기타 중합성 단량체의 예로는 카르복실기 함유 단량체, 아마이드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체, 방향족 비닐 단량체, 알킬렌옥사이드 함유 단량체등을 사용할 수 있다. 상기 기타 중합성 단량체 성분의 함유량은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있다.
상기 단량체 성분들로 공중합된 점착제는 중량평균분자량이 30만-300만 이하인 것이 바람직하다. 분자량이 30만 이하인 경우는 점착제의 응집력이 낮아지기 때문에 약한 하중을 가해도 점착제가 피착물에 잔존하게 되는 문제가 있으며, 분자량이 300만을 넘는 경우에는 점착제의 유동성이 저하되어 작업성이 나빠지는 원인이 된다.
본 발명의 점착제 조성물은 2관능 이하의 이소시아네이트계 가교제를 통해 가교반응이 진행되게 된다. 2관능 이상의 이소시아네이트계 가교제라는 것은 이소시아네이트를 1분자중에 2개 이하로 가지는 화합물을 말하는 것으로, 그 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 톨릴렌디이소시아네트, 크실렌디이소시아네이트, 클로로페닐렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디아소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수 첨가된 디페닐메탄디이소시아네이트등의 디이소시아네이트 화합물 또는 공지의 이소시아네이트 화합물이 있다.
앞서 언급한 것처럼 3관능 이상의 경화 작용기를 갖는 이소시아네이트는 바람직하지 않다. 이들 경화제는 1종류를 단독으로 사용해도 되고 또한 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 (메트)아크릴계 공중합물 100 중량부를 기준으로 0.1-20 중량부를 사용할 수 있는데, 0.1 중량부 이하인 경우 경화가 작아 점착력이 세지고 피착제를 오염시킬 수 있으며 20 중량부 이상인 경우 급격한 경화반응에 의한 조직의 치밀성 및 응집성이 적어지게 될 수 있어, 전체 점착제 공중합물 대비 1-12 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제조된 조성물은 건조 후 상온-60도에서 1일-1주일 후경화 과정을 거치게 되면 겔분율이 85％-99％를 나타낸다. 겔분율이 85％ 미만인 경우는 점착제의 응집력이 저하됨과 동시에 질김 정도가 감소하게 되며, 99％ 이상인 경우는 비록 2관능 이하의 작용기를 가지는 경화제를 사용하여 응집력이 높은 점착제를 제조할 수 있다고는 하나 과도한 응집력으로 인해 단단함이 증가되면서 국부적인 하중이 점착제에 인가되면 점착제 부스러기가 발생하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 점착제 조성물은 광학용 또는 일반용 보호필름으로 사용되는 기저필름에 적용이 가능한데 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephtalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylenenaphtalate, PEN), 열처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Heat Treated Polyethyleneterephtalate, Heat Treated PET), 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE), 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP), 에틸렌비닐아세테이트 공중합물 (Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, EVA), 폴리이미드 (Polyimide) 등을 사용할 수 있으나 특정 고분자에 한정된 것이 아니라 보호 필름 또는 점착 필름의 기저 필름으로 사용하는 모든 고분자 필름에 적용 가능하다.
본 발명의 기술은 점착층 이외의 다른 층에 기능성을 부여한 기능성 보호 필름에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 점착층이 도포되는 면에 점착제를 도포하기 전 정전기 방지성을 부여한 대전방지 보호 필름 또는 점착제가 도포되는 반대면에 정전기 방지성, 발수성, 오염방지성 등 다른 기능을 부여한 보호 필름에도 공히 사용할 수 있다. 본 발명의 기술은 점착층의 물성 조절을 조절하는 기술이기 때문에 점착층이 도포되는 층 이외의 다른 층에 부여한 기능성에 상관없이 사용될 수 있다. 예로서, 본 발명에 따른 조성물을 사용하는 보호 필름으로서, 대전방지 성능을 부여하기 위해 점착층과 기저 필름 중간층에 전도성 고분자를 유효 성분으로 한 대전방지제를 사용할 수 있으며, 상기 전도성 고분자로는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)을 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 점착제 조성물로 형성되는 점착층에 직접 여러 가지 기능성을 부여할 수 있는데, 점착제 조성물에 리튬 이온계, 4급암모늄계 등의 정전기 방지제를 포함하는 이온성 액체 및/또는 알칼리 금속염 등을 대전방지제로 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 이러한 조성의 경우 점착제의 경화성능이 저하되고 또한 응집력이 감소하여 국부적인 충격에 의한 눌림 또는 찍힘에 의한 점착제의 탈락 및 찍힘 현상 방지성능은 저하될 수 있으므로 적정한 양을 선택하여 사용하여야 하며 사용 전 미리 특성을 평가한 후 사용하는 것이 바람직하다.
유리한 효과
본 발명의 점착제 조성물을 사용하여 제조된 보호 필름은 피점착물 표면에 점착시킨 후 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상에 의한 보호 필름 점착층이 피점착물 표면에 나아 있는 현상을 현저히 줄일 수 있다. 본 기술에 의해 제조된 보호 필름을 사용하면 보호 필름 제거 시 점착제의 전이 현상을 현저히 줄일 수 있어 보호 필름을 포함하는 공정상 손실을 크게 줄일 수 있어 효과적이다. 또한 본 발명의 기술은 대전방지성 등의 각종 기능성을 갖는 보호 필름에도 적용 가능하다.
발명의 실시를 위한 형태
본 발명에서 확인하고자 했던 국부적인 눌림 또는 찍힘 현상이 발생한 후 보호필름을 박리한 후 피착물 표면에 필름 점착제를 확인할 수 있어야 했는데 이를 위하여 본 발명에서는 새로운 박리 성능 평가 방법을 고안하였다. 기존의 박리 성능 시험 방법은 일정 폭과 일정 길이를 갖는 보호 필름을 피착 물질 표면에 고무 룰을 이용하여 부착한 후 이를 다시 떼어내면서 제품 표면에서 보호 필름이 박리될 때 필요한 힘을 기록하는 방법이다. 일반적인 실험실적 평가에서는 25 mm 또는 1 인치 폭을 주로 사용하는데, 결과의 단위는 그램/25mm 또는 그램/인치로 표시된다. 실제 응용에 있어서는 실제품 크기로 평가하기도 한다.
이 시험방법은 상술한 바와 같이 25 mm 폭 전체에 부착되어 있는 점착력을 측정하는 방법으로서, 보다 완벽한 부착을 구현하기 위해 고무 롤을 사용하여 시험편 전체에 일정한 힘을 가하는 것이다. 이때 고무 롤을 통해 가해지는 힘이 시험편 전체에 균일하기 때문에 국부적인 힘이 가해지는 상황을 정확히 모사하지 못한다.
본 발명에서는 국부적인 힘을 가하기 위한 치구를 만들었다. 이는 곡율반경이 300 미크론 정도인 예를 들어 필기구의 일종인 볼포인트펜 (ball point pen)의 끝 부분과 비슷한 형상을 갖는 금속 핀이다. 이를 균일한 힘을 가할 수 있는 장치에 부착하여 원하는 일정 힘을 가하도록 장치를 만들었다. 이 장치를 이용하면 국부적인 힘을 가하는 시간과 힘의 크기를 조절할 수 있다.
이 장치를 이용하여 국부적인 힘을 가하는 상황을 모사하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 고무 롤을 이용하여 시험편 전체에 균일한 힘을 가하여 시험 시편 (보호 필름)을 피착물 표면에 균일하게 붙인다. 이와 같이 보호 필름이 부착된 제품 전체 또는 일부를 국부적인 힘을 가할 수 있는 상술한 장치에 놓고 원하는 하중을 일정 시간 동안 (본 발명에서는 10초 동안) 가하여 보호 필름이 부착된 제품 표면의 일부에 국부적인 힘을 가한다. 이는 작업 또는 공정 중 실수에 의해 보호 필름이 부착된 제품 표면에 국부적인 힘을 가하는 상황을 모사한 것이다. 이 시험 시편을 꺼내어 보호 필름을 벗기면서 보호 필름의 점착층 재료가 피착물 표면에 남아 있는 가를 평가하면 된다.
상기 시험 방법에 있어서 끝이 뾰족한 상황을 모사하기 위해서는 볼포인트펜의 끝 부분과 같이 뾰족한 형태의 금속 핀을 사용한다. 그러나 다른 형태, 즉 길이 모양의 눌림 자국, 또는 원형 모양의 국부적인 눌림 자국, 또는 길이가 긴 형태의 눌림 자국 등 금속 치구의 형태만 바꾸거나 또는 시험편과 닿는 부분의 곡율 반경도 원하는대로 변경하면 다양한 형태의 국부적인 눌림 자국을 모사할 수 있다. 눌림 자국을 내기 위한 누르는 시간 및 힘을 실험 상황 및 재료의 종류 등 다양한 요인에 의해 변경될 수 있다. 원하는 경우 금속 핀이 아니라 고분자 또는 세라믹으로 만들어진 치구를 사용해도 무방하다.
상기 시험 방법은 간단하기는 하지만 빠른 시간 내에 국부적인 힘 또는 눌림 자국에 의해 보호 필름의 점착층 재료가 피착물 표면에 남아 있는가 (다른 말로 표면하면 보호 필름 점착제가 피착물로 전이되는가)를 평가할 수 있는 매우 효과적인 방법이다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하고자 하나 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
시험 방법
＜겔분율의 측정＞
겔분율의 측정은 다음과 같은 방법으로 실행한다.
1) 점착제와 경화제을 일정 함량으로 교반하여 80도 오븐에서 경화시킨다.
2) 경화된 혼합물의 무게를 측정하여 기록한다.
3) 120도의 끓는 xylene에 24시간 교반한다.
4) 400 mesh를 이용하여 filter한다. 이때 계속하여 120도의 xylene을 계속하여 부어준다.
5) 80도의 진공오븐에서 시료를 48시간 건조한다.
6) 건조 후 시료 무게 / 처음의 시료 무게 X 100(％) = 겔분율
＜점착력의 측정＞
1) 일정 폭과 일정 길이를 갖는 보호 필름을 피착 물질 표면에 고무 롤을 이용하여 부착한다.
2) 일정 속도(300 mm/분)로 다시 떼어내면서 제품 표면에서 보호 필름이 박리될 때 필요한 힘을 기록한다. 일반적인 실험실적 평가에서는 25 mm 또는 1 인치 폭을 주로 사용하는데, 결과의 단위는 그램/25mm 또는 그램/인치로 표시된다.
3) 이때의 평균치를 기록한다.
＜찍힘현상의 측정＞
1) 보호 필름을 피착 물질 표면에 고무 롤을 이용하여 부착한다.
2) 보호 필름이 덮힌 필름 표면에 일정 곡울 반경을 갖는 (본 발명의 경우 곡률반경이 300 미크론 금속 핀을 균일한 힘을 가할 수 있는 장치에 부착하여 원하는 일정 힘을 가한다.
3) 찍힌 부위를 광학 현미경을 이용하여 찍힘의 및 발생된 이물의 크기 파악한다.
4) 10회 반복하여 평균을 구한다.
＜표면 저항의 측정＞
미국 Prostat 사의 PRS-801을 사용하여 ESD STM 11.11의 방법에 의거하여 측정하였다.
＜박리 전압의 측정＞
폴라라이저 필름에 본 발명으로 제조된 보호필름을 압착한 후 박리시켜, 일본 심코 사의 FMX-003을 사용하여 표면에 생긴 정전기 전압을 ESD STM 11.2 방법에 의거하여 측정하였다.
＜감쇄 시간의 측정＞
Monroe Electronics사의 CPM 288을 사용하여 1000 V 를 인가 후, 100 V 까지 감쇄되는 시간을 FTMS 101C 방법에 의거하여 측정하였다.
＜코팅의 방법＞
: 상기 기재된 점착제와 경화제을 일정 함량으로 교반하여 기재 필름에 코팅한다. 이 때 두께는 80도에서 2분 건조 후 10～20 미크론이 되도록 하며, 건조 후 25도의 온도와 50％의 상대습도인 환경에서 7일간 숙성시킨 후 평가하였다.
＜비교예 1＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 3관능 이소시아네이트 0.54 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜비교예 2＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 에폭시계 경화제 0.54 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 1＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 1관능 이소시아네이트 0.16 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 2＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 1관능 이소시아네이트 0.32 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 3＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 1관능 이소시아네이트 0.8 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 4＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 2관능 이소시아네이트 0.54 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10미크론 드께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 5＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 2관능 이소시아네이트 1.08 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10미크론 드께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 6＞
아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 경화제로서 2관능 이소시아네이트 2.7 그램을 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
＜실시예 7＞
코팅 두께를 20 미크론으로 하난 것을 제외하고 실시예 3과와 같다. 이때의 물성치를 표 1에 나타내었다.
표 1
Figure 112010001145736-pct00001
표1. 비교예 1,2 및 실시예 1～7에 의해 제조된 보호필름의 물성
이하에서는 실시예 1을 기준으로 본 발명의 점착제 조성물에 대전방지 성능을 부여하는 실시예들을 설명한다.
＜실시예 8＞
대전방지제로서, LiN(CF3SO2)2 4 그램, 폴리에틸렌글리콜다이라우레이트 6 그램을 70도의 온도에서 6 시간 혼합하여 대전방지제를 제조하였다. 이 대전방지제 0.1 그램을 아크릴레이트 점착제로서 Soken사의 SK1499M 20 그램과 교반한 후, 경화제로서 1관능 이소시아네이트 0.16 그램과 교반하여 상기 방법으로 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 2에 나타내었다.
＜실시예 9＞
제조된 대전방지제를 0.5 그램 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 8과 같다. 이때의 물성치를 표 2에 나타내었다.
＜실시예 10＞
실시예 10은 실시예 1의 코팅 조성물 도포 전, 필름 표면에 전도성 고분자를 주성분으로 하는 대전방지 조성물 (참고문헌 : 대한민국 등록특허 : 422321)로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 분산용액 1 그램, 수용성 우레탄아크릴계 바인더 0.3 그램, 우레탄 경화제 0.03 그램, 에틸아세테이트 0.3 그램, 엔엠피 0.3 그램, 이소프로필알콜 5.5 그램, 물 3 그램, 습윤제 0.005 그램을 혼합하여 대전방지 조성물을 제조하여 이를 코팅한 후 80도의 열풍으로 건조하여 표면에 0.2 미크론 두께의 대전방지층을 형성하였다. 그 위에 비교예 3과 같이 38 미크론 폴리에스터 필름에 10 미크론 두께로 코팅하였다. 이때의 물성치를 표 2에 나타내었다.
＜실시예 11＞
실시예 11은 실시예 1 대신에 실시예 9의 코팅 조성물을 도포하는 것을 제외하고는 실시예 10과 같다. 이때의 물성치를 표 2에 나타내었다.
표 2
표2. 실시예1 및 실시예 8～11에 의해 제조된 보호필름의 물성
본 발명의 제품은 편광 필름 또는 휴대 전화의 보호창 등을 비롯한 각종 디스플레이 장치나 표면 보호가 요구되는 제품의 보호 필름에 사용된다.

Claims (11)

  1. 보호 필름용 점착제 조성물에 있어서,
    상기 점착제 조성물이 (메트)아크릴 공중합 점착제와 2관능 이하의 이소시아네이트계 가교제를 포함하며,
    상기 (메트)아크릴 공중합 점착제는, 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 80-99 중량퍼센트 및 히드록시기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1-20 중량퍼센트로 하여 공중합된 (메트)아크릴계 공중합물이 사용됨으로써, 점착필름의 국부적인 눌림이나 찍힘 현상에 의해 점착제가 피착물로 전이되는 현상을 방지하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 보호필름용 점착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (메트)아크릴 공중합 점착제는 중량평균 분자량이 30만 - 300 만임을 특징으로 하는 점착제 조성물
  4. 제 1항에 있어서, 가교제로 사용되는 이소시아네이트계 화합물은, 2관능 이하의 이소시아네이트계 화합물로서 톨릴렌디이소시아네트, 크실렌디이소시아네이트, 클로로페닐렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디아소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수 첨가된 디페닐메탄디이소시아네이트등의 디이소시아네이트 화합물 또는 1관능 이소시아네이트 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용한 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  5. 제 1항, 제 3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2관능 이하의 이소시아네이트계 가교제의 함량은 (메트)아크릴계 공중합 점착제 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  6. 제 1항, 제 3항, 및 제4항 중 어느 한 항의 점착제 조성물을 사용하는 보호 필름.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 점착제 조성물이 코팅되는 기재로서,
    폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 에스터계 고분자 필름, 폴리스티렌을 포함하는 스티렌계 고분자 필름, 환상올레핀고분자를 포함하는 올레핀계 고분자 필름, 폴리카보네이트를 포함하는 카보네이트계 고분자 필름, 폴리이미드를 포함하는 이미드계 고분자 필름, 폴리에테르설폰을 포함하는 설폰계 고분자 필름, 트리아세틸셀루로스를 포함하는 셀루로스계 고분자 필름, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 아크릴계 고분자 필름 고분자 필름 중에서 어느 하나 또는 두 개 이상의 성분이 혼합되어 있거나 또는 적층되어 있는 적층 필름 등이 사용된 보호 필름.
  8. 제 6항에 있어서, 대전방지 성능을 부여하기 위해 점착층에 대전방지제를 사용한 보호 필름.
  9. 제 6항에 있어서, 대전방지 성능을 부여하기 위해 점착층과 기저 필름 중간층에 전도성 고분자를 유효 성분으로 한 대전방지제를 사용한 보호 필름.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 대전방지제는 이온성 액체 또는 알칼리 금속염을 유효 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 보호 필름.
  11. 제 9항에 있어서, 대전방지제에 사용되는 전도성 고분자로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)을 유효 성분으로 하는 보호 필름.
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