KR102028187B1 - 광학용 점착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학용 점착층 - Google Patents

광학용 점착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학용 점착층 Download PDF

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Abstract

중량평균분자량(Mw)이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무; 및 중량평균분자량(Mw)이 5,000 g/mol 내지 100,000 g/mol 인 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 히드록시기를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 제공한다. 또한, 상기 광학용 점착제 조성물의 열경화물을 포함하는 점착층을 제공한다.

Description

광학용 점착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학용 점착층{ADHESIVE COMPOSITION FOR OPTICAL USE AND ADHESIVE LAYER FOR OPTICAL USE COMPRISING CURED PRODUCT THEREOF}
본 명세서는 2016년 4월 22일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2016-0049096호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.
본 명세서는 광학용 점착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학용 점착층 에 관한 것이다.
패키징된 전자 소자 또는 투명 도전성 필름 등을 포함하는 터치소재는 탁월한 작동을 위해 우수한 터치 민감도를 필요로 한다. 나아가, 최근에는 플렉서블 터치스크린패널과 같은 장치의 내구성, 유연성 및 광학특성을 향상시키기 위한 점착제 조성물의 개발에 많은 관심이 쏠리고 있다.
일반적으로, 플렉서블 터치스크린패널 등에 사용되는 점착제는 유연성, 투명성 및 시인성 등의 광학 특성을 확보해야 한다. 이를 위해 종래에는 아크릴계 수지를 베이스 수지로 포함하는 점착제가 일반적으로 사용되었으나, 이는 터치 민감도 측면에서 보완이 필요하며, 이와 동시에 적합한 저장 모듈러스 및 광학 특성을 확보하는 것이 중요한 문제이다.
또한, 아크릴계 수지의 단점을 보완하기 위해 고무계 수지를 이용하는 점착제들도 개발되고 있으며, 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제2014-0050956호에는 고무계 중합체를 포함하는 점착제 조성물이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제2014-0049278호에도 투습도를 낮추기 위해 부틸고무계 중합체를 사용함이 개시되어 있다.
다만, 고무계 수지를 베이스 수지로 포함하는 점착제의 경우에는 경화 과정을 통해 화학적 가교가 어려우며, 물리적 가교를 이용해야 하고, 결과적으로 충분한 내구성 확보를 위한 경화 또는 가교 구조의 형성이 어려운 문제점이 있다. 또한, 이에 따라 최종 제품의 응용이 제한적일 수 있다.
본 명세서는 광학용 점착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학용 점착층을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 중량평균분자량(Mw)이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무; 및중량평균분자량(Mw)이 5,000 g/mol 내지 100,000 g/mol 인 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 히드록시기를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 이소프렌 단위에 상기 히드록시기가 도입될 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 무산(acid free) 타입의 고무일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값(OH value)은 0.5 mgKOH/g 내지 10 mgKOH/g 일 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하일 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값(OH value)은 0.5 mgKOH/g 내지 20 mgKOH/g 일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량비는 2:8 내지 8:2일 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 경화제, 반응촉진제, 경화지연제, 점착증진제 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 점착층을 갖는 광학용 점착층을 제공한다.
상기 광학용 점착층의 유리전이온도(Tg)는 -70℃ 내지 -40℃일 수 있다.
상기 광학용 점착층은, -40℃에서의 저장 모듈러스가 1.0MPa 내지 5.0 MPa이고, 25℃에서의 저장 모듈러스가 0.05 MPa 내지 0.20 MPa이며, 60℃에서의 저장 모듈러스가 0.01 MPa 내지 0.10 MPa일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광학용 점착제 조성물은, 적절한 경화 과정을 통해 화학적인 가교가 가능한 고무를 포함하므로, 상기 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 광학용 점착층은 우수한 장기 내구성, 내투습성, 내변형성 및 내화학성을 확보할 수 있고, 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다
본 발명의 일 구현예에 따른 광학용 점착층은, 고무 자체의 화학적 가교 및 경화가 가능하여, 전자 장치에 적용될 때 우수한 내구성 및 내변형성을 구현하고, 우수한 광학 특성, 점착 성능 및 내투습성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광학용 점착층은, 아크릴계 수지 또는 고무계 수지를 베이스 수지로 한 기존의 점착층에 비하여 다양한 전자 장치에 활용이 가능하며, 우수한 부착성 및 장기 신뢰성을 구현할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는, 중량평균분자량(Mw)이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 중량평균분자량(Mw)이 5,000 g/mol 내지 100,000 g/mol 인 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 히드록시기를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
광학용 점착제 조성물은 광학 장치에 사용되는 점착제 조성물로서, 예를 들어, 플렉서블 터치스크린패널 등에 사용되어 외부에서 유입되는 습기와 산소를 차단하는 밀봉 기능을 수행할 수 있다. 이와 같이, 습기 및 산소를 차단하는 성능을 배리어 성능이라 일컫는다. 일반적으로 광학용 점착제는 광학 특성을 위하여 고무가 아닌 아크릴레이트계 수지를 베이스 수지로 사용하는데, 배리어 성능을 향상시키는 측면을 고려하면 고무계 수지가 더 유리할 수 있다.
종래의 점착제에 사용되는 고무는 황(sulfur)을 바탕으로 열경화 또는 광경화를 통해 물리적 가교를 진행하거나, 고무 자체에 할로겐(halogen)을 치환하여 가교를 진행하였다. 또는, 점착제에 고무와 함께 광경화형 단량체를 혼합하여, 광 조사에 의해 상기 광경화형 단량체를 경화시키는 방법으로 고무를 함유시켰다.
점착제에 황(sulfur) 또는 할로겐(halogen) 성분을 이용하는 경우에는 상기 점착제를 최종 전자 제품에 적용했을 때 피부착체에 대한 부식 등의 문제를 야기할 수 있어 응용 범위가 좁으며, 광경화형 단량체를 이용하는 경우에는 고무 자체가 경화에 참여하지 않아 내구성이 좋지 못한 문제가 있었다.
이에 대하여, 본 발명에 따른 광학용 점착제 조성물은 화학적으로 개질된 고무를 이용함으로써 그 자체로 열경화 가능한 특성을 확보할 수 있고, 전술한 문제를 해결하는 이점을 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 광학용 점착제 조성물에 포함된 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 화학적으로 개질된 고무로서, 예를 들어, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 각각은 히드록시기(-OH)를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 히드록시기를 각각 포함하는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함함으로써, 경화를 위해 황(sulfur) 또는 할로겐(halogen) 성분을 이용할 필요가 없기 때문에 피부착체에 대한 부식의 위험이 없으며, 그 결과 우수한 장기 내구성 및 광학 특성을 구현할 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 각각에 포함된 히드록시기는 관능기로서, 가교제에 의해 가교될 수 있는 가교점 및 극성을 부여하는 역할을 하며, 점착력 부여 및 최종 광학용 점착 필름의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 히드록시기는 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 이소프렌 단위에 그래프트된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 히드록시기는 상기 제1 및 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 주쇄에 결합된 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 히드록시기는 상기 제1 및 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 주쇄 중 이소프렌 단위에 그래프트 결합된 것일 수 있다. 즉, 상기 히드록시기는 이소부틸렌 단위가 아니라, 이소프렌 단위에 도입되며, 이로써 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 성분의 불포화도를 최소화할 수 있고, 그 결과 내투습성 및 점탄성 특성을 향상시키고, 동시에 황변 현상을 방지하는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 상기 히드록시기가 이소프렌 단위에 그래프트 됨으로써 고무 사슬 내에 고르게 분포될 수 있고, 그 결과 효과적인 가교가 가능하며 결과적으로, 우수한 내구성 및 안정적인 물성 구현이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 극성 작용기는 히드록시기이며, 상기 히드록시기는 이소프로판올의 형태로 이소프렌의 단위에 결합된 것일 수 있다
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 무산(acid free) 타입의 고무일 수 있다. 즉, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 카르복시기(-COOH)등의 산기를 함유하지 않는다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무가 각각 히드록시기를 포함하면서, 동시에, 카르복시기(-COOH)를 포함하지 않음으로써, 최종 물품에 적용시 부식 방지 효과가 우수하고, 안정적인 점탄성 및 향상된 장기 내구성을 용이하게 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 광학용 고무 점착제 조성물은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량(Mw)은 약 100,000 g/mol 내지 약 1,000,000 g/mol 일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량(Mw)은 약 500,000 g/mol 내지 약 1,000,000 g/mol, 또는 약 500,000 g/mol 내지 약 700,000 g/mol일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위를 유지함으로써, 상기 광학용 고무 점착제 조성물의 경화 이후의 가교 구조에 의한 물리적 얽힘 영역(physical entanglement site)을 충분히 확보할 수 있고, 유무기 입자가 고르게 분포될 수 있는 사이트(site)들을 제공할 수 있는 상용성이 우수한 매트릭스(matrix) 제공이 가능하다. 또한, 상기 범위의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 고무를 베이스 성분으로 이용함으로써 적절한 점도를 확보하여 점착 필름 또는 점착 시트로 제조할 때 디웨팅(dewetting)과 같은 문제 없이 우수한 코팅성을 나타낼 수 있으며, 나아가, 향상된 장기 내구성 및 내투습성을 구현하기에 용이할 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 내구성 및 내충격성이 저하될 수 있고, 점착 필름 형성시 디웨팅(dewetting)문제가 발생할 수 있다. 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위 초과인 경우, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 균일한 분산이 어려워 필름을 형성하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하일 수 있다. 또한, 상기 이소프렌 단위의 함량은 상기 이소부틸렌-이소프렌의 총 단위에 대하여, 1 % 이상 30 % 이하일 수 있다. 상기 이소프렌 단위의 함량은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조시, 공중합 단량체 전체에 대한 이소프렌 단량체의 함량과 동일할 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌의 함량이 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상으로 조절되는 경우, 히드록시기의 도입이 용이할 수 있으며, 열경화를 통하여 고무 자체의 가교를 원활하게 수행할 수 있다. 나아가, 상기 이소프렌의 함량이 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 30 몰% 이하로 조절되는 경우, 광학용 점착제 조성물의 수분 투과율 및 가스 투과율을 낮게 구현할 수 있어, 이를 적용한 전자 장치의 부식을 방지할 수 있으며, 황변 현상을 최소화할 수 있다.
본 명세서에서, 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위는 각각 이소부틸렌-이소프렌 고무에서의 이소부틸렌 반복 단위 및 이소프렌 반복 단위를 의미할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 이소부틸렌 약 70 몰% 내지 약 99 몰% 및 이소프렌 약 1몰% 내지 약 30 몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무에 있어서, 상기 이소부틸렌의 함량이 약 70몰% 미만이고, 상기 이소프렌의 함량이 약 30몰% 초과인 경우에는 상기 광학용 점착제 조성물의 수분 투과율 및 가스 투과율이 높아져 이를 적용한 전자 장치의 광학특성을 저해할 우려가 있고, 황변 현상이 발생할 수 있다. 또한, 상기 이소부틸렌의 함량이 약 99 몰% 초과이고 상기 이소프렌의 함량이 약 1 몰% 미만인 경우에는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무에 히드록시기를 충분히 도입하기 어려울 수 있으며, 효과적인 가교가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값(OH value)은 약 0.5mgKOH/g 내지 약 10 mgKOH/g 일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값이 상기 범위를 유지함으로써, 충분한 가교가 이루어져 내구성이 향상될 수 있고, 우수한 점탄성 및 내투습성을 용이하게 확보할 수 있다. 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무에 포함된 히드록시기의 함량이 상기 범위 초과인 경우, 유리전이온도의 상승을 유발하여 유연성이 저하될 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무에 포함된 히드록시기의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 효과적인 가교가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 광학용 고무 점착제 조성물은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 함께 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량(Mw)은 약 5,000 g/mol 내지 약 100,000 g/mol 일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량(Mw)은 약 30,000 g/mol 내지 약 100,000 g/mol, 또는 약 50,000 g/mol 내지 약 70,000 g/mol 일 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위를 유지함으로써, 상기 광학용 고무 점착제 조성물의 점착증진제 및 가소제 역할을 할 수 있고, 우수한 점착력 및 상기 광학용 점착제 조성물의 분산성을 향상시킬 수 있다. 상기 제 2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량평균분자량이 상기 범위 초과인 경우, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 균일한 분산이 어려워 필름 형성이 어려운 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하일 수 있다. 또한, 상기 이소프렌 단위의 함량은 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌의 총 단위에 대하여, 1 % 이상 30 % 이하일 수 있다. 상기 이소프렌 단위의 함량은 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조시, 공중합 단량체 전체에 대한 이소프렌 단량체의 함량과 동일할 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌의 함량이 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상으로 조절되는 경우, 히드록시기의 도입이 용이할 수 있으며, 열경화를 통하여 고무 자체의 가교를 원활하게 수행할 수 있다. 나아가, 상기 이소프렌의 함량이 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 30 몰% 이하로 조절되는 경우, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무와의 상용성이 우수한 장점이 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 이소부틸렌 약 70 몰% 내지 약 99 몰% 및 이소프렌 약 1 몰% 내지 약 30 몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체일 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무에 있어서, 상기 이소부틸렌의 함량이 약 70 몰% 미만이고, 상기 이소프렌의 함량이 약 30 몰% 초과인 경우에는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와의 상용성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 이소부틸렌의 함량이 약 99 몰% 초과이고 상기 이소프렌의 함량이 약 1 몰% 미만인 경우, 히드록시기를 포함할 수 있는 사이트(site)들의 감소로 인해 가교 반응이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 수산기 값(OH value)이 약 0.5 mgKOH/g 내지 약 20 mgKOH/g 일 수 있다.
상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값이 상기 범위를 유지함으로써, 향상된 점착력 및 내구성을 구현할 수 있고, 가소제 효과를 용이하게 확보할 수 있다. 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값이 상기 범위 초과인 경우, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와의 상용성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무에 포함된 히드록시기의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 충분한 가교가 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
상기 히드록시기는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 각각의 이소프렌 이중결합을 끊고 도입된다. 상기 히드록시기가 많이 도입되면 도입될 수록, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무에 포함된 이중결합의 수는 줄어들며, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 불포화도가 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 히드록시기를 포함하는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 불포화도(Degree Of Unsaturation)는 약 0 내지 약 1, 또는 약 0 내지 약 0.5일 수 있고, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 불포화도(Degree Of Unsaturation)는 약 0 내지 약 1, 또는 약 0 내지 약 0.5일 수 있다.
상기 '불포화도'는 화학적 구조 내에 다중결합이 포함되는 정도를 나타내는 것으로 NMR 이나 IR을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로는 상기 히드록시기를 포함하는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 각각의 화학 구조 내에 다중결합의 수를 의미한다. 구체적으로, 상기 불포화도는 이소프렌 단위 수에 대한 다중 결합을 포함하는 단위의 수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 히드록시기를 갖는 이소부틸렌-이소프렌 고무의 반복 단위에 다중 결합이 없는 경우, 불포화도가 0일 수 있다. 또한, 상기 히드록시기를 갖는 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위에 대하여, 다중결합을 가지는 반복 단위의 수가 절반인 경우, 불포화도는 0.5일 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 상기 범위의 불포화도를 갖는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 사용함으로써 내투습성 및 점탄성 특성을 향상시킬 수 있고, 황변 현상을 방지하여 우수한 내후성 및 내구성을 구현할 수 있으며, 우수한 광학물성 및 점탄성을 용이하게 확보할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 같이 포함한다. 구체적으로, 상대적으로 중량평균분자량이 큰 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 상대적으로 중량평균분자량이 작은 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 함께 포함함으로써 우수한 내구성, 내충격성, 내변형성, 점착성, 내투습성 및 광학특성 등을 동시에 구현할 수 있으며, 온도에 따른 적절한 저장 탄성률을 구현하여, 최종 제품에 적용시 변형을 방지하고 물품의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 적절한 점탄성 및 성형성을 용이하게 확보할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 질량비는 약 2:8 내지 8:2일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 질량비는 약 3:7 내지 약 7:3일 수 있다.
상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 대 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 질량비가 상기 범위를 유지함으로써, 우수한 내구성, 내충격성, 내투습성, 변형방지성 및 점착력을 동시에 구현할 수 있으며, 필름 형성시 성형성 및 점탄성을 향상시키는 효과를 구현할 수 있다. 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 대 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 질량비가 상기 범위 밖인 경우, 최종 생성물에 적용시 변형이 발생할 수 있고, 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 경화제, 반응촉진제, 경화지연제, 점착증진제 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 경화제는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 히드록시기와 화학적으로 결합 가능한 화합물로서, 이를 통해 상기 광학용 점착제 조성물은 경화되어 적절한 경화도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제를 포함할 수 있고, 이 경우 서로 화학적 반응이 잘 일어나 우수한 경화 효율을 얻을 수 있다.
상기 경화제의 함량은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 상기 경화제의 함량을 상기 범위 내로 조절하는 경우, 미경화 잔류 경화제의 양을 최소화하며 효과적인 경화를 수행할 수 있으며, 이를 통하여 우수한 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 반응촉진제는 상기 상기 경화제와 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 히드록시기 사이의 화학 반응을 빠르게 진행되도록 하는 것으로서, 구체적으로, 틴(Tin) 촉매, 비스무트(Bismuth) 촉매, 수은계 촉매, 아민계 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 종류의 반응촉진제를 사용하는 경우 상기 경화제와 상기 고무의 히드록시기 사이의 가교 반응이 빠르게 진행될 수 있고, 상기 광학용 점착제 조성물의 경화 효율이 향상될 수 있다.
상기 반응촉진제의 함량은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 2 중량부 이하일 수 있다. 상기 반응촉진제의 함량은 상기 범위 내로 조절하는 경우, 잔류 반응 촉진제의 양을 최소화하며 상기 광학용 점착제 조성물을 이용한 도막 형성을 용이하게 할 수 있다.
상기 경화지연제는 최종 점착제 조성물의 배합 후 필름 코팅 전 단계까지의 반응을 억제하는 역할을 하는 것으로서 구체적으로, 케톤계 경화지연제를 포함할 수 있다. 상기 종류의 경화지연제를 사용하는 경우, 최종 점착제 조성물의 안정성을 유지할 수 있고, 필름 코팅 전 단계까지의 가용 시간(pot-life)을 충분히 확보하는 이점을 얻을 수 있다.
상기 경화지연제의 함량은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 상기 경화지연제의 함량을 상기 범위 내로 조절하는 경우, 잔류 경화지연제에 따른 기포 형성을 방지하여 상기 광학용 점착제 조성물을 이용한 광학용 점착층의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 경화지연제의 함량을 상기 범위 내로 조절하는 경우, 상기 광학용 점착제 조성물을 이용하여 도막을 형성하기 전에 반응이 일어나는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 고무 성분을 포함하므로 투습성이 낮아 우수한 배리어 성능을 구현할 수 있지만, 충분한 박리력 및 부착력을 확보하기 어려운 측면이 있다. 따라서, 필요에 따라 점착증진제를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 점착증진제는 수소화된 디사이클로펜타디엔계 화합물, 수소화된 테르펜계 화합물, 수소화된 로진계 화합물, 수소화된 방향족계 화합물, 수소화된 석유계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 점착증진제는 수소화된 구조를 갖는 화합물을 포함함으로써 투명성을 구현하는 데 유리할 수 있고, 열경화 시에 열에너지의 영향을 적게 받아 우수한 부착력 및 박리력을 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 점착증진제는 수소화된 디사이클로펜타디엔계 화합물 또는 수소화된 로진계 화합물을 포함할 수 있고, 이 경우 특히 택(tack) 성능 부여 및 광투과율 및 헤이즈 등의 광학 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 점착증진제의 함량은 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 상기 점착증진제의 추가를 통하여 상기 광학용 점착제 조성물을 이용한 광학용 점착층의 점착력 상승을 유도할 수 있으나, 유리 전이 온도의 상승이 동반되어 저온에서의 모듈러스의 증가가 유발되므로, 상기 범위 내로 함량이 제한될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 상기 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 광학용 점착층을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 구현예는, 상기 광학용 점착층을 포함하는 광학용 점착 필름을 제공한다. 상기 광학용 점착 필름은 상기 광학용 점착 필름의 적어도 일면에 이형 필름을 구비한 것일 수 있다. 또한, 상기 광학용 점착 필름은 투명 기재층을 더 포함할 수 있고, 상기 기재층의 적어도 일면 상에 상기 광학용 점착층이 구비된 것일 수 있다.
상기 광학용 점착층은 디스플레이, 전자 장치, 유기발광소자(OLED) 등의 광학 장치에 적용되는 것으로서, 상기 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 광학용 점착층을 통해 우수한 광학 특성 및 배리어 성능을 동시에 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층은 상기 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하며, 상기 경화물은 상기 광학용 점착제 조성물에 열에너지를 가하여 경화시킴으로써 제조되는 열경화물일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층의 유리전이온도(Tg)는 약 -70℃ 내지 약 -40℃일 수 있다.
상기 광학용 점착층의 유리전이온도를 상기 범위로 조절함으로써, 우수한 유연성, 점탄성 및 공정성을 구현할 수 있고, 상기 광학용 점착층이 적용된 플렉서블(flexible) 장치의 물리적 구동에서의 치수 안정성을 극대화할 수 있다.
나아가, 상기 광학용 점착층은 히드록시기를 포함하는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 이용하므로, 카르복시기를 포함하는 경우에 비해 지나치게 유리전이온도를 올리지 않아 우수한 유연성을 구현할 수 있고, 결과적으로 향상된 내구성, 내투습성, 내변형성 및 광학특성을 유지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층은, -40℃에서의 저장 모듈러스가 1.0 MPa 내지 5.0 MPa이고, 25℃에서의 저장 모듈러스가 0.05 MPa 내지 0.20 MPa이며, 60℃에서의 저장 모듈러스가 0.01 MPa 내지 0.10 MPa일 수 있다.
상기 광학용 점착층의 저장 모듈러스가 각각의 온도에서 상기 범위를 유지함으로써, 최종 제품에 상기 광학용 점착층을 적용하더라도, 변형이 적고 치수안정성이 높은 이점이 있고, 우수한 점탄성 및 내구성을 구현할 수 있다. 상기 광합용 점착층의 저장 모듈러스가 각각의 온도에서 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 광학용 점착층이 온도에 따른 변형이 발생하여 제품의 신뢰성이 저하될 수 있고 내구성이 약화될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 광학용 점착 필름이 최종 제품에 적용되는 경우, 영구변형이 발생하여 플렉서블(flexible)한 물성의 구현이 어려울 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층은 상기 광학용 점착제 조성물로부터 제조되어 기재에 대한 박리력이 높고, 투습성이 낮은 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 광학용 점착층은 유리 기재에 대한 박리력이 약 600 g/in 이상, 또는 900 g/in 이상, 또는 1000 g/in 이상일 수 있고, 구체적으로 약 1000 g/in 내지 약 1500 g/in일 수 있고, 보다 구체적으로 약 1200 g/in 내지 약 1300 g/in일 수 있다.
이와 동시에, 상기 광학용 점착층은 투습도(WVTR: Water Vapor Transmission Rate)가 약 10 g/㎡·24hr 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 7 g/㎡·24hr 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 6 g/㎡·24hr 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 1 g/㎡·24hr 초과, 약 5 g/㎡·24hr 미만일 수 있다.
상기 광학용 점착층은 상기 광학용 점착제 조성물을 통하여 상기 범위의 박리력 및 투습도를 동시에 나타낼 수 있고, 그 결과 상기 광학용 점착층 또는 이를 포함하는 광학용 점착 필름이 디스플레이 또는 전자 장치 등에 적용되어 우수한 배리어 성능 및 내구성을 동시에 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층의 광투과율은 약 90% 이상, 예를 들어 약 92% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착층의 헤이즈는 약 1% 미만, 예를 들어 약 0.8% 미만일 수 있다.
상기 광학용 점착층은 상기 범위의 광투과율 및 헤이즈를 만족함으로써 디스플레이 또는 전자 장치의 시인성이 요구되는 부품에 유용하게 적용될 수 있고, 우수한 광학 특성을 바탕으로 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 광학용 점착층은 상기 광학용 점착제 조성물로부터 형성되며, 저장 모듈러스, 겔 함량, 유리 기재에 대한 박리력, 투습도, 광투과율 및 헤이즈가 모두 전술한 각각의 범위 동시에 만족하는 경우 가장 바람직할 수 있다. 이는 상기 광학용 점착제 조성물 내에 포함되어 있는 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 혼합 비율, 히드록시기의 포함비율 등을 제어하여 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
<제조예>
제조예 1: 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조(IIR-OH IP 1.78mol%)
이소프렌 1.78몰% 및 이소부틸렌 98.22몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체인 이소부틸렌-이소프렌 고무를 준비하였다. 질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 630L 반응기에 상기 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여 과산화물(mCPBA) 3 중량부를 투입한 후 30℃에서 6시간 동안 교반하였다. 이어서, 상기 고무 100 중량부에 대하여 1N 농도의 염산 수용액을 3.1 중량부 투입하였고, 30℃에서 1시간 동안 교반한 후 90℃로 승온하여 1시간 동안 교반하였다. 이로써, 주쇄의 이소프렌 단위에 히드록시기가 그래프트되고, 수산기 값이 0.65를 가지며, 중량평균분자량(Mw)이 580,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR-OH)를 제조하였다.
제조예 2: 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조(Kalene-OH)
이소프렌 2.56몰% 및 이소부틸렌 97.44몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체인 이소부틸렌-이소프렌 고무를 준비하였다. 질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 630L 반응기에 상기 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여 과산화물(mCPBA) 3 중량부를 투입한 후 30℃에서 6시간 동안 교반하였다. 이어서, 상기 고무 100 중량부에 대하여 1N 농도의 염산 수용액을 3.1 중량부 투입하였고, 30℃에서 1시간 동안 교반한 후 90℃로 승온하여 1시간 동안 교반하였다. 이로써, 주쇄의 이소프렌 단위에 히드록시기가 그래프트되고, 수산기 값이 4.67을 가지며, 중량평균분자량(Mw)이 60,000 g/mol 인 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무(Kalene-OH)를 제조하였다.
제조예 3: 카르복시기를 갖는 고분자량 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조(IIR-COOH)
이소프렌 1.78몰% 및 이소부틸렌 98.22몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체인 이소부틸렌-이소프렌 고무를 준비하였다. 질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 630L 반응기에 상기 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여 말레산 무수물(maleic anhydride) 3 중량부 및 디벤조일 과산화물(dibenzoyl peroxide) 1.75 중량부를 투입한 후 60℃ 내지 80℃에서 5시간 동안 교반하였다. 이어서, 상기 고무 100 중량부에 대하여 1N 농도의 염산 수용액을 3.1 중량부 투입하였고, 30℃에서 1시간 동안 교반한 후 90℃로 승온하여 1시간 동안 교반하였다. 이로써, 주쇄의 이소프렌 단위에 그래프트된 카르복시기를 포함하며, 중량평균분자량(Mw)이 260,000 g/mol 인 고분자량 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR-COOH)를 제조하였다.
제조예 4: 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조(IIR-OH IP 0.5mol%)
이소프렌 0.5몰% 및 이소부틸렌 99.5몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체인 이소부틸렌-이소프렌 고무를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 제조 진행하여, 주쇄의 이소프렌 단위에 히드록시기가 그래프트되고, 수산기 값이 0.18를 가지며, 중량평균분자량(Mw)이 580,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR-OH)를 제조하였다.
제조예 5: 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 제조(IIR-OH IP 35mol%)
이소프렌 35몰% 및 이소부틸렌 65몰%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 형성된 공중합체인 이소부틸렌-이소프렌 고무를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 제조 진행하여, 주쇄의 이소프렌 단위에 히드록시기가 그래프트되고, 수산기 값이 12.78 를 가지며, 중량평균분자량(Mw)이 580,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR-OH)를 제조하였다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 3:7의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제(Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 4:6의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 2.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 3
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 4:6의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 2.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부 및 점착증진제로서 수소화된 테르펜계 화합물(Yasuhara chemical社, Clearon P125) 5 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 4
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 5:5의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 5
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 6:4의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 6
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 7:3의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 제조예 1의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무를 포함하고 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔 디아크릴레이트(Dicyclopentadiene diacrylate)를 10 중량부 포함하는 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 포함하고, 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔 디아크릴레이트(Dicyclopentadiene diacrylate)를 10 중량부 포함하는 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 3
제1 이소부틸텐-이소프렌 고무로서의 수산기를 포함하지 않는 이소부틸렌-이소프렌 고무(Butyl 268; ExxonMobil Chemical) 대 제2 이소부틸텐-이소프렌 고무로서의 수산기를 포함하지 않는 이소부틸렌-이소프렌 고무(Royal Elastomers社, Kalene 800)을 4:6의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 4
상기 제조예 3의 카르복시기를 갖는 고분자량 이소부틸렌-이소프렌 고무를 포함하고, 상기 카르복시기를 갖는 고분자량 이소부틸렌-이소프렌 고무 100 중량부에 대하여, 아지리딘 경화제 (거원기술, GW-752) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 5
아크릴 수지(엘지하우시스) 및 상기 아크릴 수지 100 중량부에 대하여, 광개시제(Igacure651) 0.5 중량부를 포함하는 점착제 조성물을 제조하였다.
참고예 1
상기 제조예 4의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 4:6의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
참고예 2
상기 제조예 5의 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 대 상기 제조예 2의 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무를 4:6의 중량비로 혼합하고, 상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 총함량 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 경화제 (Evonik社, VESTANAT TMDI) 1.0 중량부, 이소시아네이트계 경화제(Akai Kasei, DuranateTM TKA-100) 1.0 중량부, 반응촉진제로서 틴(Tin) 촉매 1.0 중량부, 경화지연제로서 아세틸아세톤(Sigma-Aldrich社, Acetylacetone) 1.0 중량부를 혼합함으로써 점착제 조성물을 제조하였다.
제1 이소부틸렌-이소프렌 고무 : 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무
[중량비]		 점착증진제
[중량부]
실시예 1 3 : 7
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
실시예 2 4 : 6
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
실시예 3 4 : 6
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 5
실시예 4 5 : 5
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
실시예 5 6 : 4
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
실시예 6 7 : 3
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
비교예 1 10 : 0
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
비교예 2 0 : 10
(IIR-OH IP 1.78mol% : Kalene-OH)		 0
비교예 3 4 : 6
(Butyl 268 :Kalene 800)		 0
비교예 4 IIR-COOH만 존재 0
비교예 5 아크릴 수지 0
참고예 1 4 : 6
(IIR-OH IP 0.5mol% : Kalene-OH)		 0
참고예 2 4 : 6
(IIR-OH IP 35mol% : Kalene-OH)		 0
<평가>
상기 실시예 1 내지 6 의 점착제 조성물, 상기 비교예 1 내지 5의 점착제 조성물 및 상기 참고예 1 및 2의 점착제 조성물을 필름 형상으로 도포한 후 건조시키면서 120℃의 온도에서 열경화물을 형성하였고, 이를 포함하는 50㎛ 두께의 점착층을 제조하였다.
상기 비교예 5의 경우에는 2500mJ/㎠의 자외선 광에너지를 조사하여 광경화물을 형성하였고, 이를 포함하는 50㎛ 두께의 점착층을 제조하였다.
실험예 1: 투습도의 측정
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각에 대하여, 온도 38℃, 상대 습도 90%의 조건에서 컵에 일정량의 물을 담근 후에 그 위에 상기 점착층을 로딩(loading)하여 캡핑(capping)한 뒤 24시간 동안 증발하여 날아간 물의 감량된 무게를 이용하여, 측정 장치(Labthink TSY-T3)로 투습도(WVTR)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
실험예 2: 박리력의 측정
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각에 대하여, UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 300mm/min 박리속도에서 유리 기재에 대한 박리력을 측정하였고, 그 결과는 하기 표 2에 기재된 바와 같다.
실험예 3: 광학 특성의 측정
1) 광투과율(T)의 측정(%)
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각을 투명한 유리 기재에 부착한 후 20℃ 내지 30℃의 상온 조건에서 자외선-가시광선 분광기(UV-Vis spectrometer)를 이용하여 광투과율을 측정하였고, 그 결과는 하기 표 2에 기재된 바와 같다.
2) 헤이즈(H)의 측정(%)
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각을 투명한 유리 기재에 부착한 후 20℃ 내지 30℃의 상온 조건에서 Haze meter (BYK社) 장치로 헤이즈를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 2에 기재된 바와 같다.
실험예 4: 내구성의 측정
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각에 대하여, Barrier COP film/점착층/유리 기재의 구조를 형성하고, 이를 85℃의 온도 및 85%의 상대 습도 조건 하에서 500시간 방치한 후 기포의 발생 정도를 관측하여 기포 발생, 황변, 기재에서의 들뜸 여부에 따라 내구성을 평가하였고, 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다. 기포가 전혀 발생하지 않고, 황변 현상이 없으며, 들뜸 현상이 없는 경우를 우수(○)로 표기하였고, 이 중 어느 하나라도 만족하지 못하는 경우를 미흡(×)으로 표 2에 표기하였다.
실험예 5 : 저장 탄성률(G) 측정
상기 실시예, 비교예 및 참고예의 점착층 각각에 대하여, 동적 점탄성을 JIS K7244-4에 준하여 측정(주파수 1Hz, 승온 속도 2℃/분)하며 전단모드(shear mode)에서의 -40℃, 25℃ 및 60℃에서 저장 탄성률 G'를 산출하여 표 2에 기재하였다.
저장탄성률
(MPa)		 내구성 투습도
(g/㎡·24hr)		 박리력
(g/in)		 광학특성
(%)
-40 ℃ 25 ℃ 60 ℃ 투과도 헤이즈
실시예
1		 1.789 0.085 0.056 ○ 4.7 1280 92.4 0.65
실시예
2		 1.874 0.084 0.045 ○ 4.3 1200 92.4 0.68
실시예
3		 2.624 0.084 0.040 ○ 4.4 1300 92.6 0.58
실시예
4		 2.845 0.096 0.044 ○ 4.4 1050 92.5 0.66
실시예
5		 3.262 0.144 0.080 ○ 4.2 940 92.5 0.67
실시예
6		 3.844 0.160 0.10 ○ 4.2 600 92.3 0.80
비교예
1		 8.505 0.230 0.165 ○ 4.7 400 92.5 0.62
비교예
2		 10.150 0.182 0.012 × 5.2 1400 92.5 0.75
비교예
3		 0.930 0.022 0.010 × 15.2 1800 92.2 0.84
비교예
4		 9.268 0.102 0.009 × 7.6 2100 92.3 1.90
비교예
5		 29.600 0.039 0.028 ○ 180 1600 92.8 0.23
참고예
1		 7.025 0.210 0.115 × 5.6 500 91.7 1.14
참고예
2		 10.520 0.932 0.224 ○ 3.8 1100 92.2 0.73
실시예 1 내지 6에 따라 제조된 광학용 점착 필름은 저장 탄성률이 -40℃에서 1.0MPa 내지 5.0MPa, 25℃에서 0.05 MPa 내지 0.20MPa 및 60℃에서 0.01MPa 내지 0.10MPa의 값을 유지함으로써, 공정 및 사용에 따른 변형을 줄이고, 내구성 및 치수안정성을 극대화 할 수 있음을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 투과율이 92% 이상이고, 헤이즈값이 0.8% 이하이며, 유리박리력이 600 g/in 이상이고, 투습도가 5 g/㎡·24hr인 것으로 플렉서블 장치에 적용되는 광학용 점착 필름에 최적화 되어 있음을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 5의 경우, 온도에 다른 저장 탄성률의 값이 실시예들과 현저한 차이가 있어, 추후 변형 및 공정상 어려움을 예상할 수 있었다.
구체적으로, 비교예 1은 저장 탄성률 값이 지나치게 높고 유리 박리력 값이 지나치게 낮아, 변형이 발생할 문제가 크고, 최종 제품에 적용시 쉽게 박리될 수 있다. 비교예 2는 저장 탄성률 값이 지나치게 높고 내구성이 낮아, 최종 제품의 내충격성 및 내구도가 약화될 수 있고, 치수안정성이 저하될 수 있다. 비교예 3은 내구성이 낮고, 수분 투습도가 지나치게 높아, 치수 안정성이 저하될 수 있다. 비교예 4 및 5는 저장 탄성률 및 투습도가 지나치게 높아, 광학 특성이 불량할 수 있고, 치수 안정성이 저하될 수 있다.
나아가, 참고예 1의 경우, 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌의 함량이 1 몰% 미만인 경우로서, 표 2의 결과를 참조하면 온도에 다른 저장 탄성률의 값이 실시예에 비하여 큰 차이를 나타내고, 내구성, 박리력 및 광학 특성이 실시예에 비하여 열등한 결과를 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 참고예 2의 경우, 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌의 함량이 30 몰%를 초과하는 경우로서, 표 2의 결과를 참조하면 온도에 다른 저장 탄성률의 값이 실시예에 비하여 큰 차이를 나타내어 공정 및 사용에 따른 변형이 발생할 수 있는 문제가 있다.

Claims (12)

  1. 중량평균분자량이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol 인 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무; 및 중량평균분자량이 5,000 g/mol 내지 100,000 g/mol 인 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무를 포함하고,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 히드록시기를 포함하는 광학용 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 이소프렌 단위에 상기 히드록시기가 도입된 것인 광학용 점착제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무 및 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무는 각각 무산 타입의 고무인 것인 광학용 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값(OH value)은 0.5 mgKOH/g 내지 10 mgKOH/g 인 것인 광학용 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이소부틸렌-이소프렌 고무의 이소프렌 단위의 함량은 이소부틸렌 단위 및 이소프렌 단위의 총 몰수에 대하여, 1 몰% 이상 30 몰% 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 수산기 값(OH value)은 0.5 mgKOH/g 내지 20 mgKOH/g 인 것인 광학용 점착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이소부틸렌-이소프렌계 고무와 상기 제2 이소부틸렌-이소프렌계 고무의 중량비는 2:8 내지 8:2인 것인 광학용 점착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 점착제 조성물은 경화제, 반응촉진제, 경화지연제, 점착증진제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 광학용 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 광학용 점착층.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광학용 점착층의 유리전이온도(Tg)는 -70℃ 내지 -40℃인 것인 광학용 점착층.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 광학용 점착층은, -40℃에서의 저장 모듈러스가 1.0MPa 내지 5.0 MPa이고, 25℃에서의 저장 모듈러스가 0.05 MPa 내지 0.20 MPa이며, 60℃에서의 저장 모듈러스가 0.01 MPa 내지 0.10 MPa인 것인 광학용 점착층.
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