KR101757024B1 - 점착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 점착제 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 점착제 조성물은 내구신뢰성뿐만 아니라 점착력의 경시 변화가 적고 계면 밀착력이 우수한 점착제를 제공할 수 있다. 상기 점착제 조성물은, 예를 들면 편광판 등의 광학 부재에 적용된 후에 계면 밀착력이 우수하고 점착 물성의 경시 변화 없이 우수한 내구신뢰성이 유지되는 효과를 나타낼 수 있다.

Description

점착제 조성물{PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION}
본 출원은 점착제 조성물, 광학 적층체, 편광판 및 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, 이하, 「LCD 장치」)는, 통상적으로 2장의 투명 기판의 사이에 주입된 액정 성분을 포함하는 액정 패널과 광학 필름을 포함한다. 광학 필름으로는, 편광 필름, 위상차 필름 또는 휘도 향상 필름 등이 있다.
이러한 광학 필름간의 적층이나, 광학 필름을 액정 패널 등의 피착체에 부착하기 위하여 광학 필름용 점착제가 사용되는 경우가 많다. 점착제로는, 아크릴 중합체, 고무, 우레탄 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 등을 사용한 것들이 있다.
상기 광학 필름용 점착제 중 편광판용 점착제로는 투명성이 우수하고, 경시 변화가 없는 우수한 내구 신뢰성을 갖도록 아크릴 공중합체를 포함하는 점착제가 일반적으로 사용된다.
특허문헌 1 내지 3에서는 광학 필름에 사용되는 점착제 조성물이 제안되어 있다.
특허 문헌 1: 대한민국 등록특허 제1023839호 특허 문헌 2: 대한민국 등록특허 제1171976호 특허 문헌 3: 대한민국 등록특허 제1171977호
본 출원은 점착제 조성물, 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공한다.
본 출원은 점착제 조성물에 관한 것이다.
예시적인 점착제 조성물은, 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「블록 공중합체」는, 서로 상이한 중합된 단량체들의 블록들(blocks of different polymerized monomers)을 포함하는 공중합체를 지칭할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 블록 공중합체는, 유리전이온도가 50℃ 이상인 제 1 블록 및 유리전이온도가 -30℃ 이하인 제 2 블록을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 블록 공중합체의 「소정 블록의 유리전이온도」는, 그 블록에 포함되는 단량체들만으로 형성된 중합체로부터 측정되는 유리전이온도를 의미할 수 있다.
상기 블록 공중합체는 제 1 블록 및 제 2 블록을 포함하는 한 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 필요한 경우에, 상기 제 1 블록 및 제 2 블록 이외의 제 3의 블록도 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 블록 공중합체로는, 상기 제 1 블록 및 제 2 블록을 순차로 포함하는 디블록 공중합체(diblock copolymer) 또는 상기 제 1 블록, 제 2 블록 및 제 1 블록을 순차 포함하는 트리블록 공중합체(triblock copolymer) 또는 상기 디블록 공중합체와 트리블록 공중합체의 혼합물을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 제 1 블록의 유리전이온도는 60℃ 이상, 65℃ 이상, 70℃ 이상 또는 75℃ 이상일 수 있다. 또한, 상기 제 1 블록의 유리전이온도의 상한은, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 150℃, 140℃, 130℃ 또는 120℃ 정도일 수 있다.
또한, 상기에서 제 2 블록의 유리전이온도는 -40℃ 이하, -45℃ 이하, -50℃ 이하 또는 -60℃ 이하일 수 있다. 또한, 상기 제 2 블록의 유리전이온도의 하한은, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, -100℃, -90℃, -80℃ 또는 -75℃ 정도일 수 있다.
상기 2종의 블록을 적어도 포함하는 블록 공중합체는, 예를 들면 점착제 내에서 미세한 상분리 구조를 형성할 수 있다. 이러한 블록 공중합체는, 온도 변화에 따라서 적절한 응집력과 응력 완화성을 나타내어 내구 신뢰성, 빛샘 방지 특성 및 재작업성 등 광학 필름용에서 요구되는 물성이 우수하게 유지되는 점착제를 형성할 수 있으며, 편광판 등의 광학 부재에 적용되어 점착 물성 등의 경시 변화가 없는 효과를 나타낼 수 있다.
블록 공중합체에서 제 1 블록은, 예를 들면, 수평균분자량(Mn: Number Average Molecular Weight)이 2,500 내지 150,000의 범위 내일 수 있다. 상기 제 1 블록의 수평균분자량은, 예를 들면, 제 1 블록을 형성하고 있는 단량체만을 중합시켜 제조되는 중합체의 수평균분자량을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 언급하는 수평균분자량은, 예를 들면, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 실시예에서 제시된 방법으로 측정할 수 있다. 제 1 블록의 수평균분자량은 다른 예시에서는 5,000 내지 100,000 또는 10,000 내지 50,000 정도일 수 있다.
또한, 상기 블록 공중합체는, 50,000 내지 300,000의 수평균분자량을 가질 수 있다. 블록 공중합체의 수평균분자량은 다른 예시에서는 90,000 내지 250,000, 90,000 내지 200,000 또는 90,000 내지 180,000 정도일 수 있다.
상기 블록 공중합체는 분자량 분포(PDI; Mw/Mn), 즉 중량평균분자량(Mw)과 수평균분자량(Mn)의 비율(Mw/Mn)이 1.0 내지 2.5 또는 1.4 내지 2.5 정도의 범위 내에 있을 수 있다. 분자량 특성을 상기와 같이 조절하여 우수한 물성의 점착제 조성물 또는 점착제를 제공할 수 있다.
상기 블록 공중합체에서 제 1 블록 및 제 2 블록을 형성하는 단량체의 종류는 포함되는 단량체의 조합에 의해 전술한 유리전이온도가 확보되는 한 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 블록은 메타크릴산 에스테르 단량체로부터 유도된 중합 단위를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 단량체가 중합된 단위로 중합체 또는 블록에 포함되어 있다는 것은, 그 단량체가 중합 반응을 거쳐서 그 중합체 또는 블록의 골격, 예를 들면, 주쇄 또는 측쇄를 형성하고 있다는 것을 의미할 수 있다. 상기 메타크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들면, 알킬(메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 응집력, 유리전이온도 및 점착성의 조절 등을 고려하여, 탄소수가 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 라우릴 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상을 상기 유리전이온도가 확보되도록 선택하여 사용할 수 있다. 특별히 제한하는 것은 아니지만, 유리전이온도 조절의 용이성 등을 고려하여 제 1 블록을 형성하는 단량체로는 상기 단량체 중에서 메타크릴산 에스테르 단량체, 예를 들면, 탄소수가 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 블록 공중합체의 제 2 블록은 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 라디칼 중합성기를 함유하는 공중합성 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 블록은 열경화성 관능기를 추가로 함유할 수 있다. 이 경우 상기 열경화성 관능기는 제 2 블록에 포함되는 공중합성 단량체에 함유되어 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 2 블록은 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부; 및 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부로부터 유도된 중합 단위를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 단위 「중량부」는, 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기와 같이 제 2 블록이 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부; 및 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부로부터 유도된 중합 단위를 포함한다는 것은, 제 2 블록의 중합된 단위를 형성하는 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체(A); 및 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체(B)의 중량을 기준으로 한 비율(A:B)이 90 내지 99.9:0.1 내지 10인 경우를 의미할 수 있다.
제 2 블록을 형성하는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 상기 제 1 블록에 포함될 수 있는 단량체 중에서 상기 공중합성 단량체와의 공중합 등을 통하여 최종적으로 상기 기술한 범위의 유리전이온도를 확보할 수 있는 종류의 단량체를 선택 및 사용할 수 있다. 특별히 제한하는 것은 아니지만, 유리전이온도 조절의 용이성 등을 고려하여 제 2 블록을 형성하는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는 상기 기술한 단량체 중에서 아크릴산 에스테르 단량체, 예를 들면, 탄소수가 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 2 블록은 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함하는 주사슬; 및 상기 주사슬의 열경화성 관능기와 결합되어 라디칼 중합성기를 제공하는 라디칼 중합성 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체」는 열경화성 관능기 및 (메타)아크릴산 에스테르 단량체와 공중합 될 수 있는 부위를 동시에 포함하는 공중합성 단량체를 의미한다. 상기 열경화성 관능기는 건조 또는 숙성(aging) 공정 등과 같이 적절한 열이 인가되는 조건에서 상기 가교제와 반응하여 가교 구조를 구현할 수 있는 관능기를 의미한다. 예를 들면, 히드록시기, 카복실기, 아미노기, 이소시아네이트기 또는 에폭시기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 히드록시기 또는 카복실기를 의미할 수 있다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체와 공중합 될 수 있는 부위는 일반적으로 탄소 사이의 이중 결합일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
하나의 예시로서, 상기 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는, 열경화성 관능기로 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로서 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 열경화성 관능기로 카복실기를 가지는 공중합성 단량체로서 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 푸마르산, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어 「라디칼 중합성 화합물」은 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 동시에 포함하는 화합물을 의미한다. 상기 라디칼 중합성기는 광의 조사 또는 열의 인가에 의하여 라디칼 중합이 유도될 수 있는 관능기를 의미하는 것으로서, 예를 들면, 상기 관능기는 탄소 사이의 이중 결합일 수 있다. 상기 열경화성 관능기와 반응할 수 있는 관능기는 열경화성 관능기가 히드록시기, 아미노기 또는 치환된 아미노기인 경우에는 이소시아네이트기 일 수 있고, 열경화성 관능기가 카복실기인 경우에는 이소시아네이트기, 아지리디닐기, 에폭시기 또는 옥사졸린기 일 수 있으며, 열경화성 관능기가 에폭시기인 경우에는 아미노기, 카복실기 또는 아지리디닐기 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 주사슬은 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.99 중량부 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.01 중량부 내지 10 중량부를 중합된 형태로 포함할 수 있다. 상기 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체가 0.01 중량부 미만인 경우 응집력이 떨어져 내구성의 문제가 발생할 수 있으며, 10 중량부 이상인 경우 점착력이 낮아져 내구성의 문제가 발생할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 라디칼 중합성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물; 하기 화학식 2의 화합물; 하기 화학식 3의 화합물; 다관능성 이소시아네이트 화합물 및 하기 화학식 4의 화합물의 반응물; 다관능성 이소시아네이트 화합물, 폴리올 화합물 및 하기 화학식 4의 화합물의 반응물; 및 하기 화학식 5의 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 1]
Figure 112014056906421-pat00001
[화학식 2]
Figure 112014056906421-pat00002
[화학식 3]
Figure 112014056906421-pat00003
[화학식 4]
Figure 112014056906421-pat00004
[화학식 5]
Figure 112014056906421-pat00005
상기 화학식 1 내지 5에서, R1은 (메타)아크릴록시기로 치환된 알킬기; (메타)아크릴록시 알킬기로 치환된 알킬기; 알케닐페닐기로 치환된 알킬기; (메타)아크릴로일기; (메타)아크릴록시기 또는 알케닐기이고, R2는 수소 또는 알킬기이며, R3은 수소, 아지리디닐기로 치환된 알킬기 또는 글리시딜기, R4는 (메타)아크릴록시알킬기이며, R5는 할로겐 원자, R6는 알킬기, R7은 히드록시알킬기, R8은 알케닐기, n+m+1은 4, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3이다.
화학식 1 내지 5의 정의에서, 알킬기는, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있으며, 알케닐기는, 예를 들면, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기일 수 있고, 예를 들면, 비닐기, 알릴기 또는 이소프로페닐기 등일 수 있으며, 할로겐 원자는, 예를 들면, 염소 원자일 수 있다.
상기 화합물의 보다 구체적인 예로는, 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸)에틸 이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시 에틸 이소시아네이트, 메타-이소프로페닐-a,a-디메틸벤질이소시아네이트, 메타크릴로일 이소시아네이트 또는 알릴 이소시아네이트; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물을 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸과 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리올화합물 및 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸을 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; (메타)아크릴산 글리시딜; (메타)아크릴산; 3-메타크릴록시프로필디메틸클로로실란; 2-(1-아지리디닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-비닐-2-옥사졸린 또는 2-이소프로페닐-2-옥사졸린 등의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있다.
상기 주사슬에 결합되어 있는 라디칼 중합성 화합물의 몰수는 0.01배 내지 1배, 0.02배 내지 0.9배 또는 0.03배 내지 0.8배 일 수 있다. 상기 라디칼 중합성 화합물의 몰수는 블록 공중합체에 결합되는 라디칼 중합성 화합물의 중량부를 그 라디칼 중합성 화합물의 몰 질량(g/mole)으로 나눈 수치이고, 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 1 중량부의 몰수는, 그 공중합성 단량체의 몰 질량(g/mole)의 역수일 수 있다. 상기 주사슬에 결합되어 있는 라디칼 중합성 화합물의 몰수를 전술한 범위 내에서 조절하여 점착제의 박리력 또는 응집력이 과도하게 상승하거나 박리 공정 효율 또는 내구 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기는 상기 제 1 블록에는 포함되어 있지 않고, 제 2 블록에만 포함될 수 있다. 상기 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 제 2 블록에만 선택적으로 포함되도록 조절하여 온도 변화에 따라서 적절한 응집력과 응력 완화성을 나타내어서 내구 신뢰성, 빛샘 방지 특성 및 재작업성 등 광학 필름용에서 요구되는 물성이 우수하게 유지되는 점착제를 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 블록 공중합체는 가교성 관능기를 가지는 가교성 공중합체일 수 있다. 가교성 관능기로는, 히드록시기, 카복실기, 이소시아네이트기 또는 글리시딜기 등이 예시될 수 있고, 예를 들면, 히드록시기를 사용할 수 있다. 이러한 가교성 관능기는 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합시켜 도입할 수 있다.
점착제의 제조 분야에서는 상기와 같은 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체가 다양하게 공지되어 있으며, 이러한 단량체는 모두 상기 중합체에 사용될 수 있다. 예를 들어, 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 또는 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트, 또는 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 블록 또는 제 2 블록을 형성하는 다른 단량체와의 반응성이나 유리전이온도의 조절 용이성 등을 고려하여 히드록시알킬 아크릴레이트 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 블록 및/또는 제 2 블록은, 필요한 경우, 예를 들면, 유리전이온도의 조절 등을 위하여 필요한 경우에 다른 임의의 공단량체를 추가로 포함할 수 있고, 상기 단량체는 중합 단위로서 포함될 수 있다. 상기 공단량체로는, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등과 같은 질소 함유 단량체; 알콕시 알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 알콕시 디알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 알콕시 트리알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 알콕시 테트라알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 알콕시 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 페녹시 알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 페녹시 디알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 페녹시 트리알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르, 페녹시 테트라알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르 또는 페녹시 폴리알킬렌글리콜 (메타)아크릴산 에스테르 등과 같은 알킬렌옥시드기 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 같은 글리시딜기 함유 단량체; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카르복실산 비닐 에스테르 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 공단량체들은 필요에 따라 적정한 종류가 일종 또는 이종 이상 선택되어 중합체에 포함될 수 있다. 이러한 공단량체는, 예를 들면, 각각의 블록 내에서 다른 단량체의 중량 대비 20 중량부 이하, 또는 0.1 중량부 내지 15 중량부의 비율로 블록 공중합체에 포함될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 블록 공중합체는 상기 제 1 블록 및 제 2 블록을 포함하는 디블록 공중합체(diblock copolymer), 즉 상기 제 1 블록 및 제 2 블록의 2개의 블록만을 포함하는 블록 공중합체일 수 있다. 디블록 공중합체를 사용함으로써, 점착제의 내구 신뢰성, 응력 완화성 및 재작업성 등을 보다 우수하게 유지할 수 있다.
블록 공중합체는, 예를 들면, 상기 제 1 블록 10 중량부 내지 50 중량부 및 제 2 블록 50 중량부 내지 90 중량부를 포함할 수 있다. 제 1 블록과 제 2 블록간의 중량의 비율을 상기와 같이 조절하여, 우수한 물성의 점착제 조성물 및 점착제를 제공할 수 있다. 상기 블록 공중합체는 다른 예시에서 상기 제 1 블록 5 중량부 내지 45 중량부 및 제 2 블록 55 중량부 내지 95 중량부 또는 상기 제 1 블록 5 중량부 내지 45 중량부 및 제 2 블록 60 중량부 내지 95 중량부를 포함할 수 있다.
상기 블록 공중합체를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 통상의 방식으로 제조할 수 있다. 블록 공중합체는, 예를 들면, LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 중합할 있고, 그 예로는 유기 희토류 금속 복합체를 중합 개시제로 사용하거나, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 염 등의 무기산염의 존재 하에 합성하는 음이온 중합, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에 합성하는 음이온 중합 방법, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동 라디칼 중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다.
점착제 조성물은, 상기 블록 공중합체를 가교시킬 수 있는 다관능성 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 다관능성 가교제로는 상기 블록 공중합체에 포함되는 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 2개 가지는 가교제를 사용할 수 있다. 이러한 다관능성 가교제로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등이 예시될 수 있고, 예를 들면 이소시아네이트 가교제가 사용될 수 있다.
이소시아네이트 가교제로는, 예를 들면, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물이나, 또는 상기 디이소시아네이트 화합물을 폴리올과 반응시킨 화합물을 사용할 수 있으며, 상기에서 폴리올로는, 예를 들면, 트리메틸롤 프로판 등을 사용할 수 있다.
점착제 조성물에는 상기 중 일종 또는 이종 이상의 가교제가 사용될 수 있으나, 사용될 수 있는 가교제가 상기에 제한되는 것은 아니다.
다관능성 가교제는, 예를 들면, 블록 공중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부 또는 0.01 중량부 내지 5 중량부로 점착제 조성물에 포함될 수 있고, 이러한 범위에서 점착제의 겔 분율, 응집력, 점착력 및 내구성 등을 우수하게 유지할 수 있다.
또한, 본 출원에 따른 점착제 조성물은 라디칼 중합성기의 반응을 효율적으로 유도하기 위하여 라디칼 중합 개시제를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 라디칼 중합성 개시제는 상기 (메타)아크릴계 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 5 중량부, 1.5 중량부 내지 4.5 중량부 2 중량부 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 라디칼 중합 개시제의 함량을 전술한 범위 내에서 조절하여 내구신뢰성이나 투명성 등의 물성을 우수하게 할 수 있다.
상기 라디칼 중합 개시제는, 예를 들어 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤, 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에 따른 점착제 조성물은, 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 실란 커플링제로는, 예를 들면, 베타-시아노기 또는 아세토아세틸기를 가지는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 이러한 실란 커플링제는, 예를 들면, 분자량이 낮은 공중합체에 의해 형성된 점착제가 우수한 밀착성 및 접착 안정성을 나타내도록 할 수 있고, 또한 내열 및 내습열 조건에서의 내구 신뢰성 등이 우수하게 유지되도록 할 수 있다.
베타-시아노기 또는 아세토아세틸기를 가지는 실란 커플링제로는, 예를 들면, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
(R1)nSi(R2)(4-n)
[화학식 2]
(R3)nSi(R2) (4-n)
상기 화학식 1 또는 2에서, R1은, 베타-시아노아세틸기 또는 베타-시아노아세틸알킬기이고, R3는 아세토아세틸기 또는 아세토아세틸알킬기이며, R2는 알콕시기이고, n은 1 내지 3의 수이다.
화학식 1 또는 2에서, 알킬기는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있고, 이러한 알킬기는 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있다.
또한, 화학식 1 또는 2에서, 알콕시기는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기일 수 있고, 이러한 알콕시기는 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 또는 2에서 n은 예를 들면, 1 내지 3, 1 내지 2 또는 1일 수 있다.
화학식 1 또는 2의 화합물로는, 예를 들면, 아세토아세틸프로필 트리메톡시 실란, 아세토아세틸프로필 트리에톡시 실란, 베타-시아노아세틸프로필 트리메톡시 실란 또는 베타-시아노아세틸프로필 트리에톡시 실란 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
점착제 조성물 내에서 실란 커플링제는 블록 공중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 5 중량부 또는 0.01 중량부 내지 1 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 목적하는 물성을 효과적으로 점착제에 부여할 수 있다.
점착제 조성물은, 필요에 따라서, 점착성 부여제를 추가로 포함할 수도 있다. 점착성 부여제로는 예를 들면, 히드로카본 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 에스테르 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 페놀 수지 또는 그의 수소 첨가물, 중합 로진 수지 또는 중합 로진 에스테르 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 점착성 부여제는, 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 100 중량부 이하의 양으로 점착제 조성물에 포함될 수 있다.
점착제 조성물은, 또한 필요한 경우에 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 추가로 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은, 가교 구조를 구현한 후의 겔(gel) 분율이 80 중량% 이하일 수 있다. 상기 겔 분율은 하기 일반식 1로 계산될 수 있다.
[일반식 1]
겔 분율(%) = B/A × 100
일반식 1에서, A는 가교 구조를 구현하고 있는 상기 점착제 조성물의 질량이고, B는, 상기 질량 A의 점착제 조성물을 200 메쉬(mesh)의 크기의 망에 넣은 상태로 상온에서 에틸 아세테이트에 72시간 침적시킨 후에 채취한 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
겔 분율을 80 중량% 이하로 유지하여, 작업성, 내구 신뢰성 및 재작업성을 우수하게 유지할 수 있다. 점착제 조성물의 겔 분율의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 0 중량%일 수 있다. 다만, 겔 분율이 0 중량%라는 것이 곧 점착제 조성물에 가교가 전혀 진행되지 않았다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어, 겔 분율이 0 중량%인 점착제 조성물에는 가교가 전혀 진행되지 않은 점착제 조성물 또는 가교가 어느 정도 진행되었지만, 그 가교의 정도가 낮아서 상기 200 메쉬의 크기의 망 내에서 겔이 유지되지 못하고 누출되는 경우도 포함될 수 있다.
상기 점착제 조성물은, 광학 필름용 점착제 조성물일 수 있다. 광학 필름용 점착제 조성물은, 예를 들면, 편광 필름, 위상차 필름, 눈부심 방지 필름, 광시야각 보상 필름 또는 휘도 향상 필름 등의 광학 필름을 서로 적층하거나, 상기 광학 필름 또는 그 적층체를 액정 패널 등과 같은 피착체에 부착하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 점착제 조성물은, 편광판용 점착제 조성물로서, 편광 필름을 액정 패널에 부착하기 위한 용도로 사용되는 점착제 조성물일 수 있다.
본 출원은 또한, 점착형 광학 적층체(pressure-sensitive adhesive optical laminate)에 대한 것이다. 예시적인 광학 적층체는, 광학 필름; 및 상기 광학 필름의 일면 또는 양면에 형성되어 있는 점착제층을 포함할 수 있다. 상기 점착제층은, 예를 들면, 상기 광학 필름을 LCD 장치의 액정 패널 등이나 다른 광학 필름에 부착하기 위한 점착제층일 수 있다. 또한 상기 점착제층은, 상기 기술한 본 출원의 점착제 조성물을 포함할 수 있다. 상기 점착제 조성물은, 가교 구조를 구현한 상태로 상기 점착제층에 포함되어 있을 수 있다. 상기에서 광학 필름으로는, 편광 필름, 위상차 필름 또는 휘도 향상 필름 등이나 상기 중에서 2종 이상이 적층된 적층체가 예시될 수 있다.
본 출원은, 또한 점착형 편광판에 대한 것이다. 상기 편광판은, 예를 들면, 상기 점착형 광학 적층체에서 광학 필름이 편광 필름인 구조를 가질 수 있다.
상기 편광판에 포함되는 편광 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 편광 필름 등과 같이 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 종류를 제한 없이 채용할 수 있다.
편광 필름은 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 기능성 필름이다. 이와 같은 편광 필름은, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 형태일 수 있다. 편광 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는, 예를 들면, 폴리비닐아세테이트계 수지를 겔화하여 얻을 수 있다. 이 경우, 사용될 수 있는 폴리비닐아세테이트계 수지에는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체는 물론, 비닐 아세테이트 및 상기와 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체도 포함될 수 있다. 상기에서 비닐 아세테이트와 공중합 가능한 단량체의 예에는, 불포화 카르본산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드류 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리비닐알코올계 수지의 겔화도는, 통상 85몰% 내지 100몰% 정도, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지는 추가로 변성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용될 수 있다. 또한 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1,000 내지 10,000 정도 또는 1,500 내지 5,000 정도일 수 있다.
편광 필름은 상기와 같은 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신(ex. 일축 연신)하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하고, 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산(boric acid) 수용액으로 처리하는 공정 및 붕산 수용액으로 처리 후에 수세하는 공정 등을 거쳐 제조할 수 있다. 상기에서 이색성 색소로서는, 요오드(iodine)나 이색성의 유기염료 등이 사용될 수 있다.
편광판은, 또한 상기 편광 필름의 일면 또는 양면에 부착된 보호 필름을 추가로 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 점착제층은 상기 보호 필름의 일면에 형성되어 있을 수 있다. 보호 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, TAC(Triacetyl cellulose)와 같은 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름 또는 PET(poly(ethylene terephthalet))와 같은 폴리에스테르계 필름; 폴리에테르설폰계 필름; 또는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 또는 시클로계나 노르보르넨 구조를 가지는 수지나 에틸렌-프로필렌 공중합체 등을 사용하여 제조되는 폴리올레핀계 필름 등의 일층 또는 이층 이상의 적층 구조의 필름 등을 사용할 수 있다.
상기 편광판은 또한 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상 필름 및 휘도 향상 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성층을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원에서 상기와 같은 편광판 또는 광학 필름에 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 상기 점착제 조성물을 편광판 또는 광학 필름에 직접 코팅하고, 경화시켜서 가교 구조를 구현하는 방식을 사용하거나, 혹은 이형 필름의 이형 처리면에 상기 점착제 조성물을 코팅 및 경화시켜서 가교 구조를 형성시킨 후에 이를 편광판 또는 광학 필름에 전사하는 방식 등을 사용할 수 있다.
상기에서 점착제 조성물을 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 바 코터(bar coater) 등의 통상의 수단으로 점착제 조성물을 도포하는 방식을 사용하면 된다.
코팅 과정에서 점착제 조성물에 포함되어 있는 다관능성 가교제는 작용기의 가교 반응이 진행되지 않도록 제어되는 것이 균일한 코팅 공정의 수행의 관점에서 바람직하고, 이를 통해, 가교제가 코팅 작업 후의 경화 및 숙성 과정에서 가교 구조를 형성하여 점착제의 응집력을 향상시키고, 점착 물성 및 절단성(cuttability) 등을 향상시킬 수 있다.
코팅 과정은 또한, 점착제 조성물 내부의 휘발 성분 또는 반응 잔류물과 같은 기포 유발 성분을 충분히 제거한 후, 수행하는 것이 바람직하고, 이에 따라 점착제의 가교 밀도 또는 분자량 등이 지나치게 낮아 탄성률이 떨어지고, 고온 상태에서 유리판 및 점착층 사이에 존재하는 기포들이 커져 내부에서 산란체를 형성하는 문제점 등을 방지할 수 있다.
상기 코팅에 이어서 점착제 조성물을 경화시켜 가교 구조를 구현하는 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 코팅층 내에 포함된 블록 공중합체와 다관능성 가교제의 가교 반응이 유발될 수 있도록, 상기 코팅층을 적정한 온도에서 유지하는 방식 등으로 수행할 수 있다.
본 출원은 또한 표시 장치, 예를 들면, LCD 장치에 대한 것이다. 예시적인 표시 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널의 일면 또는 양면에 부착된 상기 편광판 또는 광학 적층체를 포함할 수 있다. 상기 편광판 또는 광학 적층체는 상기 기술한 점착제에 의해 액정 패널에 부착되어 있을 수 있다.
상기 장치에서 액정 패널로는, 예를 들면, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다.
또한, 액정 표시 장치의 기타 구성, 예를 들면, 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판과 같은 상하부 기판 등의 종류도 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
본 출원의 점착제 조성물은 내구신뢰성뿐만 아니라 점착력의 경시 변화가 적고 계면 밀착력이 우수한 점착제를 제공할 수 있다. 상기 점착제 조성물은, 예를 들면 편광판 등의 광학 부재에 적용된 후에 계면 밀착력이 우수하고 점착 물성의 경시 변화 없이 우수한 내구신뢰성이 유지되는 효과를 나타낼 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 점착제 조성물을 상세히 설명하지만, 상기 점착제 조성물의 범위가 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. 분자량 평가
수평균분자량(Mn) 및 분자량 분포(PDI)는 GPC를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였으며, 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여 측정 결과를 환산하였다.
<측정 조건>
측정기: Agilent GPC (Agilent 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: THF(Tetrahydrofuran)
유속: 1.0 mL/min
농도: ~ 1 mg/mL (100μL injection)
2. 점착력의 경시 변화 평가
점착 편광판을 25 mm × 100 mm (폭 × 길이)의 크기로 재단하여 샘플을 제조하고, 박리시트를 제거한 후, 무알칼리 유리에 라미네이터를 이용하여 부착하였다. 이어서, 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 약 20분 동안 압착 처리하고, 항온항습 조건(23℃, 50% RH)에서 4 시간 동안 보관하였다. 그 후 물성 측정기(Texture analyzer, 영국 스테이블 마이크로 시스템)를 이용하여, 300 mm/min의 박리 속도 및 180도의 박리 각도의 조건으로 점착력을 측정하고, 하기 기준으로 점착력의 경시 변화를 평가하였다.
<평가 기준>
○: 1일 후 점착력이 1000 이하
△: 3일 후 점착력이 1000 이하
× : 6일 후 점착력이 1000 이하
3. 내열 및 내습 내구성의 평가
실시예 및 비교예에서 제조한 편광판을 폭이 180 mm 정도이고, 길이가 320 mm 정도가 되도록 재단하여 시편을 제조하고, 이를 19인치 시판 패널에 부착한다. 그 후, 패널을 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 약 20분 동안 보관하여 샘플을 제조한다. 제조된 샘플의 내열 내구성은 샘플을 80℃에서 500 시간 동안 유지한 후에 역시 기포 및 박리의 발생을 관찰하여 하기 기준으로 평가하였고, 내습 내구성은 샘플을 60℃ 및 90% 상대 습도 조건에서 500 시간 방치한 후에 점착 계면에서의 기포 및 박리의 발생을 관찰하여 하기 기준에 의해 평가하였다.
<평가 기준>
A: 기포 및 박리 발생 없음
B: 기포 및/또는 박리 약간 발생
C: 기포 및/또는 박리 다량 발생
4. 계면 밀착력 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물을 코팅하고 편광판에 부착하여, 가로 50mm × 세로 100mm로 재단하여 시편을 제조한다. 시편 제조 3일 후에 상기 시편의 이형 필름을 제거하고, 접착 테이프를 라미네이션한다. 라미네이션하고 30분 후 접착 테이프를 적당한 속도로 박리한 후 편광판에 잔류한 점착제의 양을 측정한다.
<평가 기준>
○: 점착제 잔류량 80% 이상
△: 점착제 잔류량 30% 이상 내지 80% 이하
×: 점착제 잔류량 30% 이하
5. 유리전이온도의 산정
블록 공중합체의 각 블록 등의 유리전이온도(Tg)는 하기 수식에 따라서 산출하였다.
<수식>
1/Tg = ∑Wn/Tn
상기 수식에서 Wn은 각 블록 등에서 사용된 단량체의 중량 분율이고, Tn은 사용된 단량체가 단독 중합체를 형성하였을 경우에 나타나는 유리전이온도를 나타낸다.
즉, 상기 수식에서 우변은 사용된 단량체의 중량 분율을 그 단량체가 단독 중합체를 형성하였을 경우에 나타내는 유리전이온도로 나눈 수치(Wn/Tn)를 단량체별로 모두 계산한 후에 계산된 수치를 합산한 결과이다.
6. 단량체의 전환율 및 조성비 측정
실시예 및 비교예의 블록 공중합체에서 제 1 블록을 형성하는 주요 단량체인 메틸 메타크릴레이트(MMA)와 제 2 블록을 형성하는 주요 단량체인 부틸 아크릴레이트(BA)의 중합 과정에서의 전환율 및 블록 공중합체 내에서의 조성 함량은 1H-NMR의 결과에 따라서 이하의 수식으로 산출하였다.
<MMA의 전환율>
MMA 전환율(%) = 100 × B/(A+B)
상기에서 A는 1H-NMR 스펙트럼에서 중합체에 포함되어 있는 MMA로부터 유도된 메틸기로부터 유래하는 피크(3.4 ppm 내지 3.7 ppm 부근)의 면적이고, B는 중합되지 않은 MMA의 메틸기로부터 유래하는 피크(3.7 ppm 부근)의 면적이다. 즉, MMA의 구조에서 메틸기 피크의 이동 위치를 고려하여 단량체의 전환율을 산출하였다.
<BA의 전환율>
BA 전환율(%) = 100 × C/(C+D)
상기에서 D는 1H-NMR 스펙트럼에서 BA의 이중 결합 말단의 =CH2로부터 유래하는 피크(5.7 ppm 내지 6.4 ppm 부근)의 면적이고, C는 BA의 중합에 의해 형성되는 중합체에 존재하는 -OCH2-로부터 유래하는 피크(3.8 ppm 내지 4.2 ppm 부근)의 면적이다. 즉, BA의 =CH2 피크와 중합체의 -OCH2- 피크의 상대값을 계산하여 BA의 전환율을 측정하였다.
<조성비 산정>
블록 공중합체의 제 1 및 제 2 블록의 비율은, 제 1 블록 및 제 2 블록을 형성하는 것에 사용한 주요 단량체인 메틸 메타크릴레이트(MMA) 및 부틸 아크릴레이트(BA)의 비율에 근거하여 하기 수식에 기초하여 산정하였다.
<수식>
블록 공중합체 내의 MMA의 함량(%) = 100 × MMA 피크 면적/BA 피크 면적
상기에서 MMA 피크 면적은 1H-NMR 내 3.4 내지 3.7 ppm 부근 피크(MMA로부터 유래된 -CH3에 의해 관찰되는 피크)의 1H proton 당 면적값이고, BA 피크 면적은 1H-NMR 내 3.8 내지 4.2 ppm 부근 피크(BA에 의해 형성되는 중합체에 존재하는 -OCH2-에 의해 관찰되는 피크)의 1H proton 당 면적값이다.
즉, 제 1 및 제 2 블록의 중량비는 MMA 구조의 -CH3 피크와 BA로부터 형성된 중합체의 -OCH2- 피크의 상대 값을 계산하여 산정하였다.
7. 투명성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물을 건조 후의 두께가 40㎛ 정도가 되도록 이형 처리된 두께 38㎛의 이형 PET(poly(ethyleneterephthalate))(MRF-38, 미쯔비시제)의 이형 처리면에 코팅하고, 110℃의 오븐에서 약 3분 동안 유지한 후, 코팅된 점착제층의 투명도를 육안으로 관찰하여 하기 기준으로 평가하였다.
<평가 기준>
A: 코팅층이 매우 투명
B: 코팅층이 약간 투명하거나 불투명 또는 매우 불투명
제조예 1. 블록 공중합체(A1)의 제조
EBiB(ethyl 2-bromoisobutyrate) 0.1g 및 메틸메타크릴레이트(MMA) 14.2g을 에틸 아세테이트(EAc) 6.2g에 혼합하였다. 상기 혼합물이 담긴 플라스크를 고무막으로 밀봉하고, 약 25℃에서 약 30분 동안 질소 퍼징 및 교반을 하고, 버블링을 통해 용존 산소를 제거하였다. 그 후, CuBr2 0.002g, TPMA(tris(2-pyridylmethyl)amine) 0.005g 및 V-65 (2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)) 0.017g을 산소가 제거된 상기 혼합물에 투입하고, 약 67℃의 반응조에 담구어서 반응을 개시시켰다(제1블록의 중합). 메틸메타크릴레이트의 전환율이 약 75% 정도인 시점에서 미리 질소로 버블링하여 둔 부틸 아크릴레이트(BA) 115g, 히드록시부틸 아크릴레이트(HBA) 0.8g 및 에틸 아세테이트(EAc) 250g의 혼합물을 질소의 존재 하에서 투입하였다. 그 후, 반응 플라스크에 CuBr2 0.006g, TPMA 0.01g 및 V-65 0.05g을 넣고, 사슬연장 반응(chain extention reaction)을 수행하였다(제2블록의 중합). 단량체(BA)의 전환율이 80% 이상에 도달하면 상기 반응 혼합물을 산소에 노출시키고, 적절한 용매에 희석하여 반응을 종결시킴으로써 블록 공중합체를 제조하였다(상기 과정에서 V-65는 그 반감기를 고려하여 반응 종료 시점까지 적절하게 분할하여 투입하였다.).
중합된 블록 공중합체에 메타크릴오일 아이소시아네이트 1.2g을 투입하여 반응온도 약 50℃에서 약 5시간 동안 질소 퍼징 및 교반을 하여 반응을 실시하였다.
제조예 2 내지 4. 블록 공중합체(A2 및 B1 내지 B2)의 제조
제 1 블록의 중합 시에 사용된 원료 및 첨가제 등의 종류를 하기 표 1과 같이 조절하고, 제 2 블록의 중합 시에 사용된 원료 및 첨가제 등의 종류를 하기 표 2와 같이 조절한 것을 제외하고는 제조예 1의 경우와 동일하게 블록 공중합체를 제조하였다.
원료 EBiB EA CuBr 2 TPMA V-65
MMA BMA
블
록
공
중
합
체 		A1 90 10 0.1 6.2 0.002 0.005 0.017
A2 90 10 0.1 6.2 0.002 0.005 0.017
B1 90 10 0.1 6.2 0.002 0.005 0.017
B2 90 10 0.1 6.2 0.002 0.005 0.017
함량 단위: g
MMA: methyl methacrylate (단독 중합체 Tg: 약 110℃)
BMA: butyl methacrylate (단독 중합체 Tg: 약 27℃)
EBiB: ethyl 2-bromoisobutyrate
EA: ethyl acetate
TPMA: tris(2-pyridylmethyl)amine
V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)
원료 EA CuBr 2 TPMA V-65
BA HBA MOI
블
록
공
중
합
체 		A1 97 1.5 1.2 250 0.006 0.01 0.05
A2 97 3 2.5 250 0.006 0.01 0.05
B1 97 1.5 - 250 0.006 0.01 0.05
B2 97 3 - 250 0.006 0.01 0.05
함량 단위: g
BA: butyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -45℃)
HBA: 4-hydroxybutyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -80℃)
MOI: methacryloyloxyethyl isocyanate
EA: ethyl acetate
TPMA: tris(2-pyridylmethyl)amine
V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)
상기 방식으로 제조된 각 블록 공중합체의 특성은 하기 표 3에 나타난 바와 같다.

 블록 공중합체
A1 A2 B1 B2
제
1
블
록 		MMA 비율 90 90 90 90
BMA 비율 10 10 10 10
Tg(℃) 90 90 90 90
Mn(×10000) 3.5 3.6 3.5 3.6
PDI 1.34 1.34 1.34 1.34
제
2
블
록 		BA 비율 97 97 97 97
HBA 비율 1.5 3 1.5 3
MOI 비율 1.2 1.5 - -
Tg(℃) -45 -45 -45 -45
블록
공중
합체 		Mn(×10000) 10.6 10.6 10.6 10.6
PDI 1.8 1.8 1.8 1.8
제1블록:제2블록(중량비) 10.1:89.9 10.1:89.9 10.1:89.9 10.1:89.9
단량체 비율 단위: 중량부
MMA: methyl methacrylate (단독 중합체 Tg: 약 110℃)
BMA: butyl methacrylate (단독 중합체 Tg: 약 27℃)
BA: butyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -45℃)
HBA: 4-hydroxybutyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -80℃)
MOI: methacryloyloxyethyl isocyanate
Tg: 유리전이온도
Mn: 수평균분자량
PDI: 분자량 분포
실시예 1
코팅액(점착제 조성물)의 제조
제조예 1에서 제조된 블록 공중합체(A1) 100 중량부에 대하여 가교제(Coronate L, 일본 NPU제) 0.04 중량부, DBTDL(Dibutyltin dilaurate) 0.1 중량부 및 β 시아노아세틸기를 가지는 실란 커플링제 0.2 중량부를 혼합하고, 용제로서 에틸 아세테이트를 배합하여 코팅액(점착제 조성물)을 제조하였다.
점착 편광판의 제조
제조된 코팅액을 건조 후의 두께가 약 23㎛ 정도가 되도록 이형 처리된 두께 38㎛의 이형 PET(poly(ethylene terephthalate))(MRF-38, 미쯔비시제)의 이형 처리면에 코팅하고, 110℃의 오븐에서 약 3분 동안 유지하였다. 건조 후에 편면에 WV(Wide View) 액정층이 코팅된 편광판(TAC/PVA/TAC의 적층 구조: TAC=트리아세틸셀룰로오스, PVA=폴리비닐알코올계 편광 필름)의 WV 액정층에 상기 이형 PET상에 형성된 코팅층을 라미네이트하여 점착 편광판을 제조하였다.
실시예 2 및 비교예 1 내지 3
점착제 조성물(코팅액)의 제조 시에 각 성분 및 비율을 하기 표 4와 같이 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제 조성물(코팅액) 및 점착 편광판을 제조하였다.

실시예 비교예
1 2 1 2 3
블록
공중합체 		종류 A1 A2 B1 B2 A1
함량 100 100 100 100 100
가교제 함량 0.04 0.03 0.04 0.04 -
DBTDL 함량 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
SCA 함량 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
함량 단위: 중량부
가교제: Coronate L, 일본 NPU제
DBTDL: dibutyltin dilaurate
SCA: β시아노아세틸기를 가지는 실란 커플링제(M812, LG 화학제)
상기 각 실시예 및 비교예에 대한 물성 평가 결과는 하기 표 5와 같다.

 실시예 비교예
1 2 1 2 3
점착력의 경시변화 ○ ○ × × ○
내열 내구성 A A A A A
내습 내구성 A A A A B
계면 밀착력 ○ ○ ○ ○ ×
투명성 ○ ○ ○ ○ ○

Claims (22)

  1. 유리전이온도가 50℃ 이상인 제 1 블록: 및 유리전이온도가 -30℃ 이하이고, 라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 함유하는 제 2 블록:을 포함하는 블록 공중합체; 및
    다관능성 가교제를 포함하는 점착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 블록은 메타크릴산 에스테르 단량체로부터 유도된 중합 단위를 포함하는 점착제 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 블록은 아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부; 및
    라디칼 중합성기 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부를 중합 단위로 포함하는 점착제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 블록은 아크릴산 에스테르 단량체 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함하는 주사슬; 및
    상기 주사슬의 열경화성 관능기와 결합되어 라디칼 중합성기를 제공하는 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 점착제 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 주사슬은 아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.99 중량부 및 열경화성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.01 중량부 내지 10 중량부를 중합된 형태로 포함하고,
    상기 주사슬에 결합되는 라디칼 중합성 화합물의 몰수는 상기 공중합성 단량체 1 중량부의 몰수 대비 0.01배 내지 1배인 점착제 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 라디칼 중합성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물; 하기 화학식 3의 화합물; 및 하기 화학식 5의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물인 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112017004325039-pat00006

    [화학식 3]
    Figure 112017004325039-pat00008

    [화학식 5]
    Figure 112017004325039-pat00010

    상기 화학식 1, 3 및 5에서, R1은 (메타)아크릴록시기로 치환된 알킬기; (메타)아크릴록시 알킬기로 치환된 알킬기; 알케닐페닐기로 치환된 알킬기; (메타)아크릴로일기; (메타)아크릴록시기; 또는 알케닐기이고,
    R4는 (메타)아크릴록시알킬기이며, R5는 할로겐 원자이고, R6는 알킬기이며, R8은 알케닐기이며,
    n, m, 및 l은 0 이상의 정수이고, n+m+1은 4이고, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3이다.
  8. 제 1 항에 있어서, 열경화성 관능기는 히드록시기, 카복실기, 아미노기, 이소시아네이트기 또는 에폭시기인 점착제 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 블록 공중합체는 수평균분자량이 50,000 내지 300,000인 점착제 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 블록 공중합체는 분자량 분포가 1.0 내지 2.5인 점착제 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 블록 공중합체는 제 1 블록 및 제 2 블록을 가지는 디블록 공중합체인 점착제 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 블록 공중합체는 제 1 블록 10 중량부 내지 50 및 제 2 블록 50 중량부 내지 90 중량부를 포함하는 점착제 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서, 다관능성 가교제는 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제인 점착제 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서, 다관능성 가교제는 블록 공중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서, 라디칼 중합 개시제를 추가로 포함하는 점착제 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 라디칼 중합 개시제는 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은, 가교 구조를 구현한 후의 겔 분율이 80 중량% 이하이고, 겔분율은 하기 일반식 1로 계산되는 점착제 조성물:
    [일반식 1]
    겔 분율(%) = B/A × 100
    일반식 1에서, A는 가교 구조를 구현하고 있는 상기 점착제 조성물의 질량이고, B는, 상기 질량 A의 점착제 조성물을 200 메쉬(mesh)의 크기의 망에 넣은 상태로 상온에서 에틸 아세테이트에 72시간 침적시킨 후에 채취한 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
  18. 제5항에 있어서, 상기 라디컬 중합성 화합물은 라디컬 중합성기 및 열경화성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 동시에 포함하는 화합물이고, 상기 라디컬 중합성기는 탄소 사이의 이중 결합이고, 상기 열경화성 관능기와 반응할 수 있는 관능기는 이소시아네이트기, 아지리디닐기, 에폭시기, 옥사졸린기, 아미노기, 및 카복실기 중에서 선택되는 점착제 조성물.
  19. 제5항에 있어서, 상기 라디컬 중합성 화합물은 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸)에틸 이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시 에틸 이소시아네이트, 메타-이소프로페닐-a,a-디메틸벤질이소시아네이트, 메타크릴로일 이소시아네이트 또는 알릴 이소시아네이트; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물을 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸과 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리올화합물 및 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸을 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; (메타)아크릴산 글리시딜; (메타)아크릴산; 3-메타크릴록시프로필디메틸클로로실란; 2-(1-아지리디닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-비닐-2-옥사졸린 및 2-이소프로페닐-2-옥사졸린 중에서 선택되는 일종 이상의 화합물인 점착제 조성물.
  20. 광학 필름; 및 상기 광학 필름의 일면 또는 양면에 존재하며, 가교된 제 1 항의 점착제 조성물을 포함하는 점착제층을 가지는 점착형 광학 적층체.
  21. 편광 필름; 및 상기 편광 필름의 일면 또는 양면에 존재하며, 가교된 제 1 항의 점착제 조성물을 포함하는 점착제층을 가지는 점착형 편광판.
  22. 액정 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 있는 제 20 항의 점착형 광학 적층체 또는 제 21 항의 점착형 편광판을 포함하는 표시장치.
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