KR20010019894A

KR20010019894A - 잔류응력 완화효과가 우수한 아크릴계 점착제 조성물

Info

Publication number: KR20010019894A
Application number: KR1019990036572A
Authority: KR
Inventors: 장석기; 한인천; 송상헌
Original assignee: 성재갑; 주식회사 엘지화학
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-15
Also published as: KR100383092B1

Abstract

본 발명은 광학필름용 점착제품을 제조하기 위하여 사용되는 고기능성 감압점착제(pressure sensitive adhesives) 조성물에 관한 것으로, 특히 기재와 점착제의 치수변화 차이에 의하여 발생하는 잔류응력을 최소화시킬 수 있는 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 a)ⅰ) 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체 20∼98.4 중량부; ⅱ) 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 1∼30 중량부; ⅲ) 벌키한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도(Tg)를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 1∼30 중량부; ⅳ) 수산기를 포함하는 비닐계 단량체 0.1∼5 중량부; 및 ⅴ) α,β 불포화카르복실산 단량체 0.5∼10 중량부를 공중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체 100 중량부; b) 가교제 0.01∼5 중량부; 및 c) 실란계 커플링제 0.01∼2 중량부를 포함하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 액정표시판을 장기적으로 사용할 경우 디스플레이(display) 기능에 문제를 야기할 수 있는 잔류응력의 형성을 최소화시킬 수 있는 응력완화 특성을 갖을 뿐만 아니라 초기접착력, 영구접착력, 유지력, 절단 특성 등의 제반 물성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물이다. 또한 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물을 점착층으로 사용한 점착제품은 내구 신뢰성이 효과적으로 향상된다.

Description

잔류응력 완화효과가 우수한 아크릴계 점착제 조성물{ACRYLIC PRESSURE SENSITIVE ADHESIVES COMPOSITION HAVING SUPERIOR RESIDUAL STRESS RELAXATION EFFECT}

[산업상 이용 분야]

본 발명은 광학필름용 점착제품을 제조하기 위하여 사용되는 고기능성 감압점착제(pressure sensitive adhesives) 조성물에 관한 것으로, 특히 기재와 점착제의 치수변화 차이에 의하여 발생하는 잔류응력을 최소화시킬 수 있는 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다. 상세하게는 여러가지 화학구조를 갖는 기능성 필름과 같은 다양한 형태의 기재들의 열수축 및 팽창 등으로 발생하는 응력 집중 현상을 최대한으로 완화시킬 수 있으면서, 동시에 초기접착력, 영구접착력, 유지력, 절단 특성 등의 제반 물성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.

[종래 기술]

점착제는 사용의 용이성 때문에 시트, 필름, 라벨, 테이프 등 매우 다양한 용도로 사용되며, 최근에는 여러가지 고기능성 및 내구 신뢰성이 요구되는 광학필름용 점착제까지도 그 적용분야가 확대되고 있으며, 액정 표시판에도 사용이 확대되고 있다.

일반적으로 액정표시판은 액정을 포함하고 있는 액정 셀(cell)과 편광판이 필요한데 이를 합체하기 위해서는 적절한 접착층 또는 점착층이 사용된다. 또한 액정표시판의 기능을 향상시키기 위하여 추가의 위상차판 또는 광 회수(recycle)판 등을 부착하여 사용한다.

이러한 액정표시판을 이루는 주요 구조는

a) 일정하게 배열되어 있는 액정층 및 투명전극층을 포함하는 투명한 유리판

또는 아크릴계 판상 소재를 포함하는 액정 셀; 및

b) 접착층 또는 점착층으로 합체되어 있는 다층구조의 편광판, 위상차판, 및

추가적인 기능성 필름층

등을 포함한다.

상기 편광판은 일정한 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질을 포함하며, 이를 보호하기 위하여 양쪽에 보호필름을 사용하여 다층 형상으로 구성시키는 것이 일반적이며, 상기 위상차 필름은 일방성 분자배열을 갖는 형상으로 되어 있다.

상기 각각의 필름들은 서로 다른 분자구조 및 조성을 가지고 있는 재료로 제조되기 때문에 각각 서로 상이한 물리적 특성을 가지고 있다. 특히 액정표시판을 장시간 사용하는 경우에는 재료의 노화(aging) 특성에 의하여 분자구조의 경시변화가 일어나게 된다. 예를 들면 재료의 선팽창계수의 차이로 인하여 온도변화에 따른 필름과 필름 사이의 지속적인 변형응력의 작용이 발생하며, 일방성 분자배열을 가진 재료들이 장시간 경과 후에 받는 응력 완화작용에 의한 수축 등이 나타나게 된다. 따라서 이와같은 각각의 재료들을 합체하여 액정표시판을 제조하기 위해서는 접착제나 감압점착제를 필수적으로 사용해야 한다.

그러나 종래의 감압점착제는 기재와 점착제의 치수변화 차이에 의하여 발생하는 잔류응력을 최소화시키는 것이 어려우며, 이로 인하여 특히 장시간 사용시의 내구성 및 신뢰성에 많은 문제점을 가지고 있다.

한편, 일본특허 공개공보 소57-195208호에는 편광판이 부착된 액정표시판의 내열내습 시험조건에서 점착필름의 내구성을 향상시키기 위하여 실란계 커플링제를 점착제 조성물에 첨가하여 유리판과 편광판 사이의 계면특성을 효과적으로 향상시키는 기술을 개시하고 있다.

또한 일본특허 공개공보 소64-66238호에는 같은 목적으로 저분자량 부분이 제거된 고분자량의 아크릴계 수지를 점착제로 사용하여 점착층의 탄성율과 접착특성을 동시에 향상시켜서 유리판과 점착층 사이에서 발생하는 미세한 기포의 발생을 감소시키고, 점착층의 박리를 방지하는 기술을 개시하고 있다.

또한 일본특허 공개공보 평3-12471호에는 고분자량의 아크릴계 점착제를 사용하여 가교밀도를 특정범위에서 조절하여 고온접착력을 향상시켜서 내구성을 향상시키는 기술을 개시하고 있으나, 고분자량의 수지를 사용하므로 가교제의 사용량에 따라서 가교밀도의 변화가 심하여 분자간 가교밀도의 조절이 매우 까다로와 기재간의 응력 집중 현상을 균일하게 조절하기 어려운 단점이 있다.

또한 일본특허 공개공보 평7-301792호에는 내열내습 조건에서 점착필름과 유리판 사이의 응력 집중화에 의해 발생하는 액정표시판의 화면 불균일 문제를 해결하기 위하여 점착제의 변형 응집력을 조절하는 기술을 개시하고 있으나, 사용하는 점착제에 따라서 가교반응의 지속적인 진행에 의한 경시변화가 발생하는 등 일정한 변형 응집력을 계속 유지하기가 어려운 문제점이 있다. 특히 비반응성인 아크릴계 주모노머에 반응성 기능기를 일정량 도입하여 제조한 공중합체를 사용하여 점착제층을 제조하는 경우에 사용된 가교제의 함량이 매우 적기 때문에 응집력과 점착력을 나타내는 가교구조를 효과적으로 조절하기가 어려운 문제가 있다.

또한 일본특허 공개공보 평8-120238호에는 점착제의 응집력과 접착력의 경시변화에 따른 필름과 유리판 사이의 접착 특성 변화가 내구성에 미치는 영향을 줄이기 위하여 에폭시 기능기를 함유한 알코올을 사용하는 기술을 개시하였으나, 점착제의 응집력과 접착력을 조절할 수 있는 수단으로서 균일한 응집력과 접착력을 부여하기에는 실현성이 부족하고, 조절이 매우 어려워 그 실효성이 미흡하다. 즉, 점착제에 사용되는 가교제가 주로 3 이상의 반응성 기능기수를 포함하기 때문에 결과적인 점착층 가교구조의 복잡성에 의하여 점착제의 분자구조의 정확한 제어가 어려운 것이다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 액정표시판을 장기적으로 사용할 경우 디스플레이(display) 기능에 문제를 야기할 수 있는 잔류응력의 형성을 최소화시킬 수 있는 응력완화 특성을 갖는 아크릴계 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 점착제품의 내구 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 감압점착제층을 포함하는 점착제품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 여러가지 화학구조를 갖는 기능성 필름과 같은 다양한 형태의 기재들의 열수축 및 팽창 등으로 발생하는 응력 집중 현상을 최대한으로 완화시킬 수 있으면서, 동시에 초기접착력, 영구접착력, 유지력, 절단 특성 등의 제반 물성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

a) ⅰ) 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체

20∼98.4 중량부;

ⅱ) 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르

1∼30 중량부;

ⅲ) 벌키한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도(Tg)를 갖는

(메타)아크릴산에스테르 1∼30 중량부;

ⅳ) 수산기를 포함하는 비닐계 단량체 0.1∼5 중량부; 및

ⅴ) α,β 불포화카르복실산 단량체 0.5∼10 중량부

를 공중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체 100 중량부; 및

b) 가교제 0.01∼5 중량부

를 포함하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 조성물에 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여

c) 실란계 커플링제 0.01∼2 중량부

를 더욱 포함하는 아크릴계 점착제 조성물도 제공한다.

[작 용]

본 발명은 특정한 아크릴계 공중합체 수지를 사용하여 점착제가 부분적인 가교구조를 갖도록 한 것으로, 이러한 점착제 조성물은 기재간의 수축 팽창에 의하여 발생하는 점착층의 변형상태에서 점착층 내부에 축적되는 스트레스를 최소화 할 수 있으며, 특히 점착제의 물성을 균형있게 유지하며, 잔류응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 잔류응력의 최소화에 필요한 요소는 점착층을 형성하는 고분자 사슬들의 유동특성을 부여하는 것이며, 이는 기재의 수축과 팽창에 따라 점착제를 형성하는 고분자 사슬들의 응력완화를 증진시키게 된다.

또한 본 발명은 상기 점착제 조성물을 피착시켜 제조된 감압점착제층이 필름의 사이에 개재시켜 합판하여 제조되는 광특성 조절의 목적으로 사용되는 편광판, 광기능 부가 필름, 또는 광조절 필름 등과 같은 고기능성 디스플레이 장치의 광학용 필름을 제공한다.

본 발명은 점착시트에 사용된 점착제의 구조를 제어한 것으로, 화학결합에 의한 가교밀도는 필요한 정도로 유지하면서 물리적인 사슬 사이의 엉킴(entanglement) 구조의 제어로 점착제를 포함하는 광학용 점착시트가 신뢰성을 나타내도록 한 것이다. 특히 특정의 유동특성 조절이 가능한 공중합 모노머를 사용하여 제조된 아크릴계 공중합체를 사용하여, 점착제 조성물 배합 후에 점착제의 가교밀도를 5 내지 90 , 더욱 바람직하게는 15 내지 80 의 범위로 조절하여 제조된 점착제를 사용하게 하여 점착제를 사용한 제품의 잔류응력을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 바람직한 점착제는 점착제의 내부에 휘발성분이나 반응잔류물 등과 같은 기포를 유발시키는 성분을 충분히 제거한 후에 사용하는 것이 좋다. 가교밀도 또는 분자량이 너무 낮아 점착제의 탄성율이 너무 낮은 경우 고온상태에서 유리판과 점착층 사이에 존재하는 작은 기포들이 커져서 점착층 내부에 산란체를 형성하는 경우도 있기 때문이다. 탄성율이 너무 큰 점착제를 사용하면 장기간 사용할 때 점착시트 끝단 부위에 박리현상이 발생하는 경우가 있는데 이러한 현상은 과도한 가교반응에서 기인하는 경우가 많다.

본 발명에 따른 점착제의 점탄성 특성은 주로 고분자 사슬의 분자량 및 분자량 분포, 및 분지구조의 존재량에 의존하며, 주로 분자량에 의해 결정된다. 상기 a)의 아크릴계 공중합체의 바람직한 분자량은 20 만 내지 200 만 정도이며, 잘 알려진 라디칼 공중합 공정으로 제조하며, 일반적인 용액중합법, 벌크(bulk)중합법, 광중합법, 서스펜션중합법, 또는 에멀젼중합법 등을 이용하여 제조할 수 있다.

점착층과 함께 사용되는 광학용 필름의 수축 팽창에 따라 발생하는 잔류응력은 매우 큰데, 본 발명에 따라서 제조되는 점착제는 비가교 부분에서 일어나는 분자단위의 움직임에 의하여 응력 완화 작용이 매우 효과적으로 일어나게 한다.

또한 가소제를 사용하여 가교밀도를 낮출 수도 있는데 이 경우에는 다량의 가소제에 의하여 발생하는 이행특성 때문에 내열내습 조건에서 점착특성의 심한 변화가 예상된다. 또한 점착제 응용분야에서 많이 사용되는 점착성 부여 수지(tackifier)를 사용하여 가교 밀도를 하향 조절할 수 있으나 수지의 유리전이 온도를 상승시키게 되어 저온 점착 특성을 약화시키고, 장시간 사용시 점착성 부여 수지의 안정성이 좋지 않아서 점착 특성의 경시변화가 문제점으로 나타날 수 있다.

본 발명의 점착제 조성물은 특정의 유연성 단량체와 벌키(bulky)한 구조의 단량체를 공중합하여 제조되는 부분 가교성 아크릴계 공중합체를 주성분으로 한 점착제 조성물이며, 응력완화 특성을 비롯하여 응집력 및 접착력의 균형이 용이하게 조절되며, 가소제 및 점착부여수지 등과 같은 첨가제를 사용하지 않고서도 안정하고 경시변화가 없는 점착물성을 구현할 수 있으며, 점착제의 응력완화 특성을 용이하게 조절할 수 있는 점착제층으로 제조될 수 있다.

이하에서는 상기 점착제 조성물의 주요 원료에 대하여 설명한다.

상기 a)의 아크릴계 공중합체를 제조하는데 사용되는 원료들에 있어서, 상기 ⅰ)의 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체가 주모노머로 사용된다. 이러한 알킬(메타)아크릴레이트는 알킬기가 장쇄 형태로 되면 점착제의 응집력이 낮아지기 때문에 고온 하에서 응집력을 유지하기 위하여 알킬기의 탄소수를 4 내지 12의 범위에서 선택하는 것이 좋다.

사용량은 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 20 내지 98.4 중량부가 사용되며, 바람직하게는 40 내지 95 중량부, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 중량부를 투입하여 공중합시키는 것이 효과적이다. 사용량이 90 중량부를 초과할 경우 잔류응력 완화효과가 상대적으로 낮아지게 되고, 60 중량부 이하인 경우는 점착제의 응집력이 낮아지게 되고, 비용이 상승하는 요인을 제공한다.

상기 ⅰ)의 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체의 예로는 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 또는 이소노닐(메타)아크릴레이트 등이 있다. 또한 점착제의 유리전이온도를 조절할 목적 및 다른 기능특성을 부여하기 위하여 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 또는 비닐아세테이트 등의 공중합 단량체를 추가적으로 사용할 수 있다. 이들 단량체들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 a)의 아크릴계 공중합체를 제조하는데 사용되는 원료들에 있어서, 상기 ⅱ)의 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르는 고분자 사슬의 유연성을 증진시키고, 유리전이 온도를 낮게하는 목적으로 사용된다.

이 성분은 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 2 내지 20 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 중량부 포함시켜 공중합시키는 것이 좋다. 3 중량부 이하에서는 고분자 사슬들의 유연성을 크게 증진시키지 못하여 잔류응력 완화효과가 적으며, 20 중량부 이상에서는 응집력이 낮아지게 되어 내구 신뢰성에 문제가 될 수 있다.

이러한 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르는 알킬알콜 화합물에 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드 분자단위가 1∼20 개 단독 또는 랜덤하게 반복되어져서 부가되어진 화합물의 (메타)아크릴산에스테르 성분이 대표적으로 사용될 수 있다. 이 성분의 예로는 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 또는 옥틸옥시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등이며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 a)의 아크릴계 공중합체를 제조하는데 사용되는 원료들에 있어서, 상기 ⅲ)의 벌키(bulky)한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도를 갖는(메타)아크릴산에스테르는 고분자 사슬의 변형응집력을 감소시킴과 동시에 유리전이온도를 상승시키는 역활을 하는 단량체로 사용된다.

이 성분은 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 2 내지 25 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 20 중량부를 사용하는 것이 효과적이다.

이러한 벌키(bulky)한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도를 갖는(메타)아크릴산에스테르의 예로는 이소보닐아크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 또는 디시클로펜타디엔에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 등이다. 이외에도 호모폴리머의 유리전이온도가 상온 이상이며, 벌키한 구조를 갖는 비닐계 단량체도 사용될 수 있다. 이들 성분들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 본 발명에서는 고분자사슬의 구조를 중합과정으로 제어하기 때문에 과량의 첨가제로 인한 상분리 등의 문제를 방지하여 신뢰성이 있는 점착제를 제조할 수 있는 장점이 있다.

상기 a)의 아크릴계 공중합체를 제조하는데 사용되는 원료들에 있어서, 상기 ⅳ)의 수산기를 포함하는 비닐계 단량체는 단독으로 또는 가교제와 반응하여 점착제의 응집력을 부여하는 성분으로, a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 0.1 내지 5 중량부 포함시켜 공중합시키는 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만의 사용은 유지력 상승 효과가 적으며, 5 중량부 이상의 사용은 응력완화 효과가 낮아지게 된다.

이러한 수산기를 포함하는 비닐계 단량체의 예로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 또는 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 이들은 필요시 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 a)의 아크릴계 공중합체를 제조하는데 사용되는 원료들에 있어서, 상기 ⅴ)의 α,β 불포화카르복실산 단량체는 접착강도 또는 응집력을 부여하는 성분으로, a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 0.5 내지 10 중량부 포함시켜 공중합시키는 것이 바람직하다. 0.5 중량부 미만의 사용은 접착력을 저하시키고, 10 중량부를 초과 사용하면 응집력 상승에 의하여 응력완화 특성을 저하시키게 된다.

이러한 α,β 불포화카르복실산 단량체의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레이산, 또는 말레인산 무수물 등이 있으며, 이들은 필요시 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 b)의 가교제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 또는 아지리딘계 등이 사용될 수 있는데 이중에서 이소시아네이트계가 사용상 용이하다. 이 가교제는 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부 사용되는데 이들은 가교구조를 통하여 점착제의 유지력을 증진시켜 신뢰성을 향상시키는 역활을 한다.

이러한 가교제의 예로, 이소시아네이트계는 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 또는 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트의 부가물 등이 있으며, 에폭시계는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메티올프로판트리글리시딜에테르, 또는 N,N,N',N'-테트라글리시딜에틸렌디아민 등이 있다.

본 발명의 점착제 조성물은 유리판과 접촉하는 경우에 접착 안정성을 향상시켜 내열내습 특성을 보다 향상시키기 위하여 c)의 실란계 커플링제를 사용할 수 있다. 이 성분은 특히 고온 고습 하에서 장시간 방치되었을 경우 접착 신뢰성을 향상시키는데 도움을 주는 역활을 한다. 이 성분은 비닐실란, 에폭시 실란, 또는 메타크릴실란 등을 사용할 수 있으며, a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부 사용할 수 있다.

이러한 실란계 커플링제 화합물의 예로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 또는 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등이며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 점착제 조성물은 상기 성분 이외에 특정 목적을 위하여 필요에 따라서 산화 방지제, 안료, 충전제, 염료, 커플링제, 점착성부여수지, 가소제, 연화제 등을 적당량 첨가하여 사용할 수 있다.

본 발명의 점착제 조성물은 일반적으로 잘 알려진 적절한 광개시제의 첨가로 광중합 경화방법에 의하여 제조될 수도 있다.

본 발명의 점착제 조성물은 편광판 또는 위상차 필름 등과 같은 열수축 또는 팽창 현상이 다른 광학용 필름의 점착층으로 사용되어 잔류응력을 형성시키지 않고, 접착강도 및 응집력의 균형이 잘 맞아 박리 또는 기포와 같은 디스플레이 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 응력완화 특성이 우수한 점착제 조성물은 액정표시판의 경우에만 국한되지 않고 수축 또는 팽창현상에 의해 문제가 되는 고정밀도의 제반 광학용, 전기전자 제품의 점착층에 적용될 수 있다. 또한 상기 광학용에만 적용될 수 있는 것이 아니며, 다층구조의 라미네이트 제품인 일반 상업용 점착시트 제품, 의료용 패치, 가열활성 점착제(heat atcivatable, pressure-sensitive adhesive) 등의 작용 개념이 동일한 응용분야에 까지 적용될 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

(아크릴계 공중합체 제조)

질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각 장치가 설치된 1000 ㎖ 용량의 반응기에 표 1에 나타낸 조성과 같이 n-부틸아크릴레이트(BA; n-butylacrylate) 79 중량부, 에톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트(EDPA; ethoxydipropyleneglycolacrylate) 7 중량부, 이소보닐메타크릴레이트(IBMA; isobonylmethacrylate) 8 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트(2-HEMA; 2-hydroxyethyl(metha)acrylate) 1 중량부, 및 아크릴산(AA; acrylic acid) 5 중량부로 구성되는 단량체 혼합물과 용제로 에틸아세테이트(EAc; ethylacetate) 100 중량부를 투입하였다.

산소를 제거하기 위하여 질소가스를 20 분 동안 공급하고, 70 ℃로 온도를 유지하고, 균일하게한 후, 반응개시제로 벤조일퍼옥사이드(BPO; benzoylperoxide) 0.015 중량부를 50 농도로 에틸아세테이트에 희석시켜 투입하여 10 시간 동안 반응시켜서 최종 아크릴계 공중합체를 제조하였다.

제조된 아크릴계 공중합체의 분자량은 폴리스티렌 표준 시료를 이용하여 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(아크릴계 점착제 조성물 제조)

표 2와 같이 상기에서 얻은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 가교제로 이소시아네이트계의 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 2.0 중량부를 에틸아세테이트 용액에 50 농도로 희석시킨 용액으로 투입하고, 커플링제로 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.05 중량부를 에틸아세테이트 용액에 50 농도로 희석시킨 용액으로 투입하고, 균일하게 혼합하여 아크릴계 점착제 조성물을 제조하였다.

(점착층 제조)

상기에서 제조된 아크릴계 점착제 조성물을 이형지에 코팅하고, 건조하여 30 ㎛ 두께의 균일한 점착층을 얻었다.

(합판 가공)

상기에서 제조된 점착층을 라미네이터를 사용하여 150 ㎛ 두께의 요오드계 편광판에 점착 가공하였다.

(내구 신뢰성 평가)

상기에서 가공된 점착제가 코팅된 편광판(90 mm x 170 mm 크기)을 유리기판(110 mm x 190 mm x 0.7 mm)에 양면으로 광축이 크로스(cross)된 상태로 부착시켰다. 이때 가해진 압력은 5 kg/㎠으로 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다.

이 시편을 내습열 특성을 파악하기 위하여 60 ℃의 온도, 90 의 상대습도 조건 하에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리가 발생하였는지를 관찰하였다.

내열특성은 80 ℃의 온도에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리 발생 여부를 관찰하였다.

시편은 측정에 사용하기 직전에 상온에서 24 시간 방치한 후 시험에 사용하였으며, 이러한 신뢰성은 다음과 같은 평가 기준으로 평가하여 표 2에 기재하였다.

기포나 박리현상이 없는 경우를 ○로 표시하고, 기포나 박리현상이 다소 있는 경우를 △로 표시하고, 기포나 박리현상이 있는 경우를 X로 표시하였다.

(광투과 균일성 평가)

상기 내구 신뢰성 평가에서 사용되는 동일한 시편으로 광투과도의 균일성을 파악하기 위하여 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는 지를 관찰하였다. 이러한 광투과 균일성 평가는 다음과 같은 평가 기준으로 평가하여 표 2에 기재하였다.

광투과성의 불균일 현상이 없는 경우를 ○로 표시하고, 광투과성의 불균일 현상이 다소 있는 경우를 △로 표시하고, 광투과성의 불균일 현상이 있는 경우를 X로 표시하였다.

(유리 기판 휨(warpage) 평가)

상기 내구 신뢰성 평가에서 사용되는 동일한 시편으로 유리기판의 휨정도를 측정하였다. 이러한 광투과 균일성 평가는 관찰된 유리기판의 휨정도에 따라 다음과 같은 평가 기준으로 평가하여 표 2에 기재하였다.

유리기판의 휨현상이 없는 경우를 ○로 표시하고, 유리기판의 휨현상이 2 mm 미만으로 있는 경우를 △로 표시하고, 유리기판의 휨현상이 2 mm 이상 있는 경우를 X로 표시하였다.

(절단성 평가)

상기 점착제가 적용된 편광판을 톰슨카터를 이용하여 절단성 시험을 하였다. 점착층의 잘려진 단면을 관찰하여 다음과 같은 평가 기준으로 평가하여 표 2에 기재하였다.

절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 0.2 mm 미만으로 양호한 경우를 ○로 표시하고, 0.2 mm 내지 0.5 mm로 다소 불량한 경우를 △로 표시하고, 0.5 mm 이상으로 심한 경우를 X로 표시하였다.

실시예 2, 3

표 1에 기재된 아크릴계 공중합체 제조를 위한 조성의 변경을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 공중합체, 아크릴계 점착제 조성물, 및 점착층 을 제조하였다. 평가는 실시예 1과 같은 방법으로 내구 신뢰성, 광투과 균일성, 유리기판 휨정도, 및 절단성을 평가하고 표 2에 기재하였다.

비교예 1∼3

표 1의 조성비와 같이 아크릴계 공중합체 제조를 위한 실시예 1의 조성을 기준으로 각 성분의 일부를 첨가하지 않거나 부분 첨가하여 공중합하고, 표 2의 조성비와 같이 점착제 조성물의 조성에서 가교제, 또는 커플링제의 양을 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 공중합체, 점착제 조성물, 및 점착층을 제조하였다. 평가는 실시예 1과 같은 방법으로 내구 신뢰성, 광투과 균일성, 유리기판 휨정도, 및 절단성을 평가하고 표 2에 기재하였다.

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
아크릴계공중합체배합조성(중량부)	BA	79.0	70.3	79.0	94.0	87.0	86.0
	EDPA	7.0	10.0	5.0	0	7.0	0
	IBMA	8.0	13.0	10.0	0	0	8.0
	2-HEMA	1.0	1.2	1.0	1.0	1.0	1.0
	AA	5.0	5.5	5.0	5.0	5.0	5.0
	BPO	0.015	0.012	0.02	0.015	0.015	0.015
	용제(EAc)	100	100	100	100	100	100
제조된 아크릴계공중합체 분자량	81만	105만	70만	89만	84만	79만

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
점착제조성물배합조성(중량부)	아크릴계공중합체	100	100	100	100	100	100
	가교제	2.0	2.5	2.0	1.0	1.0	1.0
	실란커플링제	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
물성평가	내구신뢰성	○	○	○	△∼○	△	X
	광투과균일성	○	○	○	X	○	X
	절단성	○	○	○	○	X	○

본 발명의 조성물은 액정표시판을 장기적으로 사용할 경우 디스플레이(display) 기능에 문제를 야기할 수 있는 잔류응력의 형성을 최소화시킬 수 있는 응력완화 특성을 갖을 뿐만 아니라 초기접착력, 영구접착력, 유지력, 절단 특성 등의 제반 물성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물이다.

또한 이러한 아크릴계 점착제 조성물을 점착층으로 사용한 점착제품은 내구 신뢰성이 효과적으로 향상된다.

Claims

a) ⅰ) 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체

20∼98.4 중량부;

ⅱ) 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르

1∼30 중량부;

ⅲ) 벌키한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도(Tg)를 갖는

(메타)아크릴산에스테르 1∼30 중량부;

ⅳ) 수산기를 포함하는 비닐계 단량체 0.1∼5 중량부; 및

ⅴ) α,β 불포화카르복실산 단량체 0.5∼10 중량부

를 공중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체 100 중량부; 및

b) 가교제 0.01∼5 중량부;

를 포함하는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물에 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여

c) 실란계 커플링제 0.01∼2 중량부

를 더욱 포함하는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)의 아크릴계 공중합체의 분자량이 20만 내지 200만인 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)의 아크릴계 공중합체가 용액중합법, 광중합법, 벌크중합법, 서스펜션중합법, 및 에멀젼중합법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합법으로 제조되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅰ)의 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체가 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 및 이소노닐(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅰ)의 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 단량체가 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 및 비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 단량체 또는 공중합 단량체를 혼합하여 아크릴계 공중합체로 제조되는 아크릴계 공중합체 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅱ)의 유연성이 높은 장쇄구조를 갖는 (메타)아크릴산에스테르가 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시테트라프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 옥틸옥시데카에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및 옥틸옥시데카프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅲ)의 벌키(bulky)한 구조의 상온 이상의 호모폴리머 유리전이온도를 갖는(메타)아크릴산에스테르가 이소보닐아크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 및 디시클로펜타디엔에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅳ)의 수산기를 포함하는 비닐계 단량체가 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 a)ⅴ)의 α,β 불포화카르복실산 단량체가 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레이산, 및 말레인산 무수물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 b)의 가교제가 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트의 부가물로 이루어진 이소시아네이트 군에서 선택되거나, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 및 트리메티올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜에틸렌디아민으로 이루어진 에폭시 군에서 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 2 항에 있어서,

상기 c)의 실란계 커플링제가 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 점착제 조성물의 가교밀도가 5 내지 90 인 아크릴계 점착제 조성물.