KR102487396B1 - 점착제 조성물 및 그를 이용한 점착 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중량평균분자량이 30만 내지 100만인 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 점착제 조성물은 내구성이 우수하고 다양한 기재에 대한 밀착성이 우수하면서 유전율이 우수하다.

Description

점착제 조성물 및 그를 이용한 점착 시트{Adhesive Composition and Adhesive Sheet Using the Same}
본 발명은 점착제 조성물 및 그를 이용한 점착 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성이 우수하고 다양한 기재에 대한 밀착성이 우수하면서 터치센서의 구동에 적절한 유전율을 나타내는 점착제 조성물 및 그를 이용한 점착 시트에 관한 것이다.
점착제 중에서 고투명성을 갖는 광학용 투명 점착제(optically clear adhesive, OCA)는 디스플레이 장치에서 부품들을 적층하는 층간 접착에 사용되고 있다. 이러한 광학용 투명 점착제는 높은 투과율과 낮은 헤이즈가 요구되며, 다양한 기재와의 밀착성, 내열 및 내습열 내구성과 같은 물성을 만족시켜야 한다.
최근에는 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치가 차세대 디스플레이 장치로 급부상하면서, 휘거나 구부러진 부분에서도 밀착성이 우수하고 내구성이 뛰어난 광학용 투명 점착제에 대한 개발이 요구되고 있다. 또한, 스마트폰 및 테블릿 PC의 수요가 폭발적으로 늘어나면서 터치패널의 접합에 적용시 터치센서의 민감도를 높일 수 있는 적합한 유전율을 갖는 광학용 투명 점착제에 대한 요구가 증가하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0044269호에는 탄소수 12 이상의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트, 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 및 히드록시기 함유 모노머를 포함하는 (메타)아크릴 공중합체를 포함하는 점착제 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 상기 점착제 조성물은 플렉서블 디스플레이 장치에 적용시 우수한 밀착성과 내구성을 나타내면서 터치센서의 구동에 적절한 유전율을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0044269호
본 발명의 한 목적은 내구성 및 다양한 기재에 대한 밀착성이 우수하면서 터치센서의 구동에 적절한 유전율을 나타내는 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 점착제 조성물을 이용하여 형성한 점착 시트를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 중량평균분자량이 30만 내지 100만인 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착제 조성물은 광경화 후 100 ㎛ 두께의 점착제층의 유전율이 3.0 내지 3.8일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는, 히드록시기 함유 모노머 5 내지 20 중량%를 포함하는 아크릴 공중합체에, 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물이 상기 히드록시기 함유 모노머 전체 100 몰%에 대하여 5 내지 50 몰%로 도입되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물은 이소시아네이트기 또는 에폭시기 함유 아크릴레이트 화합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 트리스(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 디(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 비스(2-아크릴옥시에틸)2-히드록시에틸 이소시아누레이트, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 디아크릴레이트 및 ε-카프로락톤 에톡시레이티드 이소시아누릭 애시드 트리아크릴레이트로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 점착제 조성물은 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트를 함유하여 밀착성이 우수하면서 터치센서의 구동에 적절한 유전율을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 점착제 조성물은 아크릴 공중합체에 잔존해 있는 모노머들이 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물의 라디칼 중합성 관능기에 의해 경화되어 아웃 가스에 의한 기포 발생이 억제되고, 다양한 기재에 대한 밀착성이 향상되어 벤트(Bent)형 모듈의 접합 공정에 적용시 우수한 내구성 및 밀착성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 점착제 조성물은 플렉서블 디스플레이 장치, 특히 터치패널에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 중량평균분자량이 30만 내지 100만인 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 포함하는 점착제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착제 조성물은 광경화 후 100 ㎛ 두께의 점착제층의 유전율이 3.0 내지 3.8일 수 있다. 유전율이 3.0 내지 3.8의 범위일 때 터치센서가 적절히 구동될 수 있다.
상기 유전율은 광경화 후 100 ㎛ 두께의 점착제층이 형성된 샘플에 대하여 JIS K6911에 따라 주파수 100㎑에서 측정한 값이다.
상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 30만 내지 100만이다. 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체의 중량평균분자량이 30만 미만인 경우 응집력이 저하될 수 있고 100만 초과인 경우 코팅성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는 히드록시기 함유 모노머 5 내지 20 중량%를 포함하는 아크릴 공중합체에 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물이 상기 히드록시기 함유 모노머 전체 100 몰%에 대하여 5 내지 50 몰%로 도입되어 형성될 수 있다.
상기 히드록시기 함유 모노머는 일부가 상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물과의 화학 결합에 의해 아크릴 공중합체에 라디칼 중합성 관능기를 도입시키고, 나머지가 열경화에 이용되어 점착제 조성물의 응집력 또는 점착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하기 위한 성분이다.
상기 히드록시기 함유 모노머로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 비닐 에테르, 5-히드록시펜틸 비닐 에테르, 6-히드록시헥실 비닐 에테르, 7-히드록시헵틸 비닐 에테르, 8-히드록시옥틸 비닐 에테르, 9-히드록시노닐 비닐 에테르, 10-히드록시데실 비닐 에테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
상기 히드록시기 함유 모노머는 아크릴 공중합체의 제조에 사용되는 총 모노머 100 중량%에 대하여 5 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 5 중량% 미만인 경우 승온 시 응집 파괴가 일어나기 쉽고, 20 중량% 초과인 경우 승온 시 유동 특성을 저하시킬 수 있다.
상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는 상기 히드록시기 함유 모노머 이외에, 유리전이온도(Tg)가 10℃ 내지 100℃인 고 Tg 모노머 및 탄소수 1-12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 10℃ 내지 100℃인 고 Tg 모노머 30 내지 50 중량%, 히드록시기 함유 모노머 5 내지 20 중량% 및 탄소수 1-12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머 40 내지 60 중량%를 포함할 수 있다.
상기 유리전이온도(Tg)가 10℃ 내지 100℃인 고 Tg 모노머는 아크릴 공중합체에 탄성을 부여하여 다양한 기재에 대한 밀착성을 향상시키는 성분으로서, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, N-옥틸 아크릴아미드 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 고 Tg 모노머는 아크릴 공중합체의 제조에 사용되는 총 모노머 100 중량%에 대하여 30 내지 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 30 중량% 미만인 경우 내구성 확보가 어려울 수 있고, 50 중량% 초과인 경우 밀착력 확보가 어려울 수 있다.
상기 탄소수 1-12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머는 유리전이온도(Tg)가 -10℃ 미만이 모노머로서, 구체적인 예로는, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2-에틸헥실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 탄소수 1-12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머는 아크릴 공중합체의 제조에 사용되는 총 모노머 100 중량%에 대하여 40 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 40 중량% 미만인 경우 점착력이 충분하지 못하고, 60 중량% 초과인 경우 응집력이 저하될 수 있다.
상기 아크릴 공중합체는 상기 모노머들 이외에 다른 중합성 모노머를 점착력, 내구성 및 밀착력 등의 물성을 저하시키지 않는 범위, 예를 들어 총량에 대하여 10중량% 이하로 더 함유할 수 있다.
상기 아크릴 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물은 이소시아네이트기 또는 에폭시기 함유 아크릴레이트 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물은 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112016091517150-pat00001
상기 식에서, R1은 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R2는 C2-C10의 알킬렌기이며, R3은 이소시아네이트기 또는 에폭시기이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C10의 알킬기는 탄소수 1 내지 10개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C2-C10의 알킬렌기는 탄소수 2 내지 10개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에서, R1은 수소이고, R2는 에틸렌이며, R3은 이소시아네이트기일 수 있다.
상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물은 상기 히드록시기 함유 모노머 전체 100 몰%에 대하여 5 내지 50 몰%로 도입될 수 있다. 상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물의 첨가량이 5 몰% 미만이면 내구성 확보가 어려울 수 있고, 50 몰% 초과이면 밀착력 확보가 어려울 수 있다.
상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물의 도입시 촉매로서 DBTDL(dibutyltin dilaurate)을 사용할 수 있다. 상기 DBTDL의 첨가량은 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물 전체 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 유전율 및 밀착성을 향상시키기 위한 성분으로서, 이소시아누레이트기가 코어를 형성하고 상기 이소시아누레이트가 형성하는 코어에 2개 이상의 (메타)아크릴레이트기가 결합된 화합물이다. 예를 들어, 상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 트리스(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 디(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 비스(2-아크릴옥시에틸)2-히드록시에틸 이소시아누레이트, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 디아크릴레이트, ε-카프로락톤 에톡시레이티드 이소시아누릭 애시드 트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5.0 중량부로 포함될 수 있다. 0.5 중량부 미만이면 유전율 조절이 어려울 수 있고, 5.0 중량부 초과이면 과경화로 인하여 밀착력 확보가 어려울 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광 개시제로는 예를 들어 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인-n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논(EAB-F), 디클로로벤조페논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-t-부틸 안트라퀴논, 2-아미노 안트라퀴논, 2-메틸 티옥산톤, 2-에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤(DETX), 4-이소프로필티옥산톤(ITX), 벤질 디메틸 케탈, 아세토페논 디메틸 케탈, p-디메틸아미노 벤조산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판], 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드, 2-(3,4-메틸렌디옥시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸(HABI-101), 2,2'-비스(2-메톡시페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸(HABI-107), 2,2',4-트리스(2-클로로페닐)-5-(3,4-디메톡시페닐)-4',5'-디페닐비이미다졸(TCDM) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광 개시제는 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체 전체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부로 포함될 수 있다. 0.01 중량부 미만인 경우 아크릴 공중합체의 광경화가 충분히 진행되지 않아 최종 얻어진 점착 시트의 기계적 물성이나 밀착력을 구현하기 어려우며, 1.0 중량부 초과인 경우 잔존 개시제로 인해 변색 등이 일어나 내구성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 점착제 조성물은 상기와 같은 성분 이외에, 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도, 대전방지성 등을 조절하기 위하여, 실란 커플링제, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 부식방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충전제, 광안정제, 대전방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 점착제 조성물은 통상의 평판 디스플레이뿐만 아니라 플렉서블 디스플레이에 적용 가능하며, 구체적으로 표시패널, 편광자, 터치패널, 커버 글래스, 베젤, 고분자 필름 등 다양한 디스플레이 소재의 접합에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 점착제 조성물은 터치패널의 접합에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착 시트에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 점착 시트는 2매의 기재 필름 사이에 본 발명에 따른 점착제 조성물로부터 형성된 점착제층이 개재된 것일 수 있다.
상기 기재 필름은 폴리올레핀계 필름, 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 스티렌계 필름, 아미드계 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있으며, 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등에 의해 적절히 이형 처리된 것일 수도 있다.
점착제층은 1매의 기재 필름 상에 광학용 투명 점착제 조성물을 도공하는 방법으로 형성할 수 있다. 도공방법은 당해 분야에서 공지된 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 바코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로, 1매의 기재 필름 상에 점착제 조성물을 도포하고, 30 내지 150℃에서 1초 내지 2시간, 바람직하게는 5초 내지 1시간 동안 건조한 후 약 100 내지 2000mJ/㎠, 바람직하게는 200 내지 1500mJ/㎠의 자외선 조사량으로 조사하여 경화시켜 형성할 수 있다.
상기 점착제층의 두께는 30 내지 2,000㎛, 바람직하게는 50 내지 1,500㎛일 수 있다. 상기 점착제층의 두께가 30㎛ 미만이면 외부로부터 발생하는 충격을 완충하기 어려울 수 있고, 2,000㎛ 초과이면 투과가 저하되어 광학 성능이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 점착 시트는 접합 전에 점착제층을 표면처리하여 밀착성을 향상시킬 수도 있다.
표면처리 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 전자빔 조사 또는 정착제(anchoring agent) 도포 등과 같은 방법으로 점착제층의 표면을 활성화시킬 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 : 아크릴계 공중합체의 제조
제조예 1: 아크릴계 공중합체(A1)의 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA) 50중량부, 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 40중량부, 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 10중량부로 이루어진 모노머 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 80℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량 약 54만이며 분자량 분포가 4.6인 아크릴 공중합체(A1)를 제조하였다.
아크릴 공중합체의 중량평균분자량 및 분자량 분포는 GPC를 사용하여, 하기의 조건으로 측정하였다. 검량선의 제작에는, Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하고, 측정 결과를 환산하였다.
<중량평균분자량 측정 조건>
측정기: Agilent GPC (Agilent 1200 series, 미국)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: 테트라히드로퓨란
유속: 1.0 mL/min
농도: 1 mg/mL (100 μL injection)
제조예 2-4: 아크릴계 공중합체(A2 내지 A4)의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1의 조성으로 아크릴 공중합체를 제조하였다.
구분 모노머 히드록시기 함유 모노머 중량평균분자량(단위: 만)
(중량부) EHA MA IBOA 2-HEA
제조예1(A1) 50 40 10 54
제조예2(A2) 45 40 15 49
제조예3(A3) 40 50 10 65
제조예4(A4) 50 40 10 132
EHA: 2-에틸헥실 아크릴레이트
MA: 메틸 아크릴레이트
IBOA: 이소보닐 아크릴레이트
2-HEA: 2-히드록시에틸 아크릴레이트
제조예 6: 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체(B1)의 제조
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에, 아크릴 공중합체(A1), 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트(AOI; 2-isocyanatoethyl acrylate) 및 DBTDL(dibutyltin dilaurate)를 투입하였다. 상기 투입되는 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트의 양은, 아크릴 공중합체(A1)에 포함되는 히드록시기 함유 모노머(2-HEA) 전체 100 몰%에 대하여 10 몰%만큼 첨가되도록 제어하였고, 촉매인 DBTDL의 양은, 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트 100 중량부 대비 1.0 중량부가 되도록 제어하였다. 이어서, 40℃의 온도 및 상압에서 4 시간 이상 반응시켜 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체(B1)를 제조하였다(중량평균분자량: 54만).
제조예 7-9: 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체(B2 내지 B4)의 제조
사용되는 아크릴 공중합체의 종류 및 투입되는 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트(AOI)의 양을 하기 표 2와 같이 조절하는 것을 제외하고, 상기 제조예 6과 동일한 방법을 사용하여 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체(B2 내지 B4)를 제조하였다.
제조예6 제조예7 제조예8 제조예9
B1 B2 B3 B4
아크릴 공중합체 A1 A2 A3 A4
투입되는 AOI의 양 10 몰% 10 몰% 10 몰% 10 몰%
중량평균분자량(단위: 만) 54 56 61 132
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3: 점착제 조성물 및 점착 시트의 제조
상기 제조예의 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 하기 표 3의 조성으로 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
아크릴
공중합체		 종류 B1 B1 B1 B1 B2 B1 B3 B4
함량(중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100
광 개시제(중량부) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 트리스(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트 1.0 4.0 1.0 1.0
트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트 디아크릴레이트 1.0
ε-카프로락톤 에톡시레이티드 이소시아누릭 애시드 트리아크릴레이트 1.0
코팅 고형분(wt%) 35% 35% 35% 35% 35% 35% 35% 25%
코팅액 점도(cP) 1750 1780 1770 1440 1820 1750 1770 2170
광개시제: 1-히드록시시클로헥실 페닐케톤(Irg 184, 스위스 시바스페셜티 케미칼)
트리스(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트 (M-370, Miwon)
트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트 디아크릴레이트 (M-2370, Miwon)
ε-카프로락톤 에톡시레이티드 이소시아누릭 애시드 트리아크릴레이트 (A-9300-1CL, 신나카무라)
상기에서 제조된 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 이형필름 상에 두께가 100㎛가 되도록 도포하고 130℃에서 5분 동안 건조시켜 점착제층을 형성하고, 그 위에 이형필름을 접합한 후 하기의 조건과 같이 UV처리하여 점착 시트를 제작하였다.
<자외선 처리 조건>
자외선 조사기: 고압 수은 램프
조사 조건: 광량(UVA) = 1500 mJ/cm2
실험예 1:
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물 및 점착 시트의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(1) 코팅성
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물을 코팅하는 과정에서의 코팅성은, 코팅층의 상태를 육안으로 관찰하여 하기 기준에 의하여 평가하였다.
<평가 기준>
○: 코팅층에 기포 및/또는 줄 무늬가 육안으로 확인되지 않음
△: 코팅층에 기포 및/또는 줄 무늬가 육안으로 미세하게 확인됨
×: 코팅층에 기포 및/또는 줄 무늬가 육안으로 현저하게 확인됨
(2) 밀착력
실시예 및 비교예에서 제조된 점착 시트 한 면의 이형필름을 박리하고 점착제면에 코로나 처리한 후 38 ㎛의 PET 필름과 접합한 다음, 폭이 25 mm이고, 길이가 100mm가 되도록 재단하여 시편을 제조하였다. 이어서, 나머지 한 면의 이형필름을 박리하고, JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 점착 시트를 알칼리 유리에 부착하였다. 점착 시트가 부착된 알칼리 유리를 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 약 20분 동안 압착 처리하고, 항온 항습 조건(23℃, 50% 상대습도)에서 1시간 동안 보관한 다음, TA 장비(Texture Analyzer, 영국 스테이블 마이크로 시스템사제)를 사용하여, 상기 점착 시트를 알칼리 유리로부터 300mm/min의 박리 속도 및 180도의 박리 각도로 박리하여 밀착력을 측정하였다.
또한, PET(polyethylene terephthalate) 및 COP(cyclic olefin copolymer) 밀착력은 피착제로 알카리 유리 위에 양면 테이프를 이용하여 PET와 COP 필름을 각각 부착한 것을 사용하는 것 이외에 동일한 방법으로 밀착력을 측정하였다.
(3) 유전율
점착제층(점착 시트로부터 이형 필름을 박리한 것)을 구리박과 전극 사이에 끼워 하기의 장치에 의해 주파수 100㎑에 있어서의 비유전율을 JIS K6911에 준하여, 하기 조건으로 측정하였다. 측정은 30㎜×30㎜의 샘플을 3개 제작하고, 그들 3샘플의 측정값의 평균을 유전율로 하였다.
측정 방법: 용량법(장치: Agilent Technologies 4294A Precision Impedance Analyzer 사용)
전극 구성: 12.1㎜Φ, 0.5㎜ 두께의 알루미늄판
대향 전극: 3 oz 동판
측정 환경: 23±1℃, 52±1％ RH
(4) 내구성(내열, 내습열 )
실시예 또는 비교예에서 제조된 점착 시트 한 면의 이형필름을 박리하고 점착제면에 코로나처리하고 40 ㎛의 COP 필름과 접합하여 제조된 점착 시트를 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 나머지 이형필름을 박리한 후 유리 기판(110㎜×190㎜×0.7㎜)에 부착하여 시편을 제작하였다. 이때, 가해진 압력은 5㎏/㎠이며 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 내열 특성은 100℃의 온도에서 500시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였고, 내습열 특성은 85℃의 온도 및 85%RH의 조건 하에서 500시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다.
<평가 기준>
ⓞ: 기포나 박리 없음.
○: 기포나 박리 < 5개
△: 5개 ≤ 기포나 박리 < 10개
×: 10개 ≤ 기포나 박리
구분 코팅성 밀착력(N/25㎜) 유전율
(εr)		 내구성
알칼리 유리 PET COP 85℃, 85%RH
실시예1 ○ 32 21 30 3.1 ⓞ
실시예2 ○ 30 19 27 3.7 ⓞ
실시예3 ○ 34 23 30 3.5 ⓞ
실시예4 ○ 38 22 33 3.4 ⓞ
실시예5 ○ 28 20 27 3.3 ⓞ
비교예1 ○ 33 22 22 2.9 ⓞ
비교예2 ○ 25 11 19 4.2 X
비교예3 X 29 13 25 3.2 ○
상기 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 중량평균분자량이 30만 내지 100만인 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 포함하는 실시예 1 내지 5의 점착제 조성물은 광경화 후 100 ㎛ 두께의 점착제층의 유전율이 3.0 내지 3.8이어서 우수한 유전율을 가질뿐만 아니라 내구성이 우수하고 다양한 기재에 대한 밀착성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 비교예 1 및 2의 점착제 조성물은 유전율이 불량한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 중량평균분자량이 100만을 초과한 아크릴 공중합체를 사용한 비교예 3의 점착제 조성물은 코팅성이 저하되는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 중량평균분자량이 30만 내지 100만인 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체, 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 광 개시제를 포함하고,
    상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 10℃ 내지 100℃인 고 Tg 모노머 30 내지 50 중량%, 히드록시기 함유 모노머 5 내지 20 중량% 및 탄소수 1-12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머 40 내지 60 중량%를 포함하는 아크릴 공중합체에 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물이 상기 히드록시기 함유 모노머 전체 100 몰%에 대하여 5 내지 50 몰%로 도입되어 형성되는 것이며,
    광경화 후 100 ㎛ 두께의 점착제층의 유전율이 3.0 내지 3.8인 점착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 히드록시기 함유 모노머는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 비닐 에테르, 5-히드록시펜틸 비닐 에테르, 6-히드록시헥실 비닐 에테르, 7-히드록시헵틸 비닐 에테르, 8-히드록시옥틸 비닐 에테르, 9-히드록시노닐 비닐 에테르, 및 10-히드록시데실 비닐 에테르로부터 선택되는 1종 이상인 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 관능기 함유 화합물은 이소시아네이트기 또는 에폭시기 함유 아크릴레이트 화합물인 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 트리스(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 디(2-아크릴옥시에틸) 이소시아누레이트, 비스(2-아크릴옥시에틸)2-히드록시에틸 이소시아누레이트, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 디아크릴레이트 및 ε-카프로락톤 에톡시레이티드 이소시아누릭 애시드 트리아크릴레이트로부터 선택되는 1종 이상인 점착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 관능기 및 라디칼 중합성 관능기 함유 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 이소시아누레이트기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 0.5 내지 5.0 중량부로 포함되고, 상기 광 개시제는 0.01 내지 1.0 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  8. 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착 시트.
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