KR20110137339A

KR20110137339A - 감압 접착제 화합물

Info

Publication number: KR20110137339A
Application number: KR1020117023319A
Authority: KR
Inventors: 닐스 우테슈
Original assignee: 테사 소시에타스 유로파에아
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-12-22
Also published as: WO2010100025A1; EP2403891A1; DE102009011167A1; US9080006B2; TW201035269A; EP2403891B1; JP2012519228A; ES2402107T3; US20120028020A1; CN102341423A; CN102341423B

Abstract

본 발명은 광학 부품, 특히 광학 필름을 결합시키기 위한 실릴화된 폴리우레탄을 기반으로 한 접착제 화합물, 특히 감압 접착제 화합물의 용도에 관한 것으로서, 접착제 화합물이 86% 초과의 ASTM D 1003에 따른 투과율, 및 5% 미만의 ASTM D 1003에 따른 헤이즈를 갖는, 접착제 화합물의 용도에 관한 것이다.

Description

감압 접착제 화합물 {PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE COMPOUND}

본 발명은 청구항 제1항에 따른, 광학 부품, 보다 특히 광학 필름의 접착 결합을 위한 감압 접착제 (PSA)의 용도에 관한 것이다.

PSA의 사용은 오늘날 매우 다양하다. 이에 따라, 산업 분야에서, 매우 광범위한 적용이 존재한다. PSA를 기반으로 한 접착 테이프는 전자 분야 또는 소비재 전자 분야에서 특히 많이 사용된다. 다수의 유닛으로 인하여, PSA 테이프는 여기서 매우 빠르고 용이하게 처리될 수 있는데, 이는 리베팅(riveting) 또는 용접과 같은 다른 작업은 매우 고가이고 복잡하다는 것을 뜻한다. 이들의 일반적인 적합 기능 이외에, 이러한 PSA 테이프는 또한 추가적인 기능을 갖도록 요구될 수 있다. 이의 예에는 열전도성, 전기 전도성 또는 그밖의 광학적 기능을 포함한다. 후자의 경우에, 예를 들어 광흡수 또는 광반사 기능을 갖는 PSA 테이프가 사용된다. 다른 광학적 기능은, 예를 들어 광의 적합한 투과이다. 여기서, 매우 투명하고 본래 배색을 가지지 않고 또한 높은 광안정성을 갖는 PSA 테이프는 및 PSA가 사용된다.

여러 경우에서, 광학적 목적을 위한 PSA는, 접합 기능 이외에, 공기를 차단하는 기능을 갖는데, 왜냐하면 공기가 1의 굴절률을 가지며 광학 필름 또는 유리가 일반적으로 이보다 큰 굴절률을 갖기 때문이다. 공기에서 광학 부품으로의 전이(transition) 시에, 굴절률의 차이는 반사를 초래하고, 이는 투과를 감소시킨다. 이러한 문제를 해소하는 하나의 방식은 반사방지 코팅에 의해 제공되는데, 이는 광학 부품으로의 광의 전이를 촉진시키고 반사를 감소시킨다. 대안적인 또는 추가적인 옵션은 광학 부품과 유사한 굴절률을 갖는 광학적 PSA를 사용하는 것이다. 그 결과, 광학 부품에서의 반사는 현저하게 최소화되며 투과는 증가하게 된다.

통상적인 적용은, 예를 들어 LCD 또는 OLED 디스플레이에 대한 터치 패널의 결합, 및 용량방식 터치 패널용 ITO 필름(인듐 주석 옥사이드)의 결합을 포함한다. ITO 필름의 결합은 특히 특별한 과제를 나타낸다. 여기서, 예를 들어, 특정 요건에는 PSA 포뮬레이션의 중성(neutrality)이 있다. PSA는 예를 들어 ITO 필름과 접촉 시에, 긴 시간에 걸쳐 전기 전도성에 악영향을 미칠 수 있는 임의의 산 기능을 함유하지 않아야 한다. 다른 요건으로는 플로우-온(flow-on) 거동이 있다. 예를 들어, 많은 ITO 필름은 표면이 구조화하고, 통상적으로 미세구조화하는데, 이는 PSA에 의해 채워진다. 이는 기포의 함유 없이 수행되어야 하는데, 왜냐하면 기포의 형성이 투과를 감소시킬 것이기 때문이다.

투명한 접착 결합을 위한, 광학적 분야에서 사용되는 아크릴레이트 PSA가 다수 공지되어 있다. US 6,703,463 B2, JP 2002-363523 A 또는 US 2002/0098352 A1호에서, 상이한 굴절률을 갖는 아크릴레이트 PSA가 기재되어 있다. 그러나, 이러한 접착제는 ITO 필름에 비해 전기적 중성의 측면에서 단점을 갖는다.

한편, 실리콘 PSA가 또한 사용된다. 이러한 부류의 접착제는 EP 1 652 899 B1호에 기재되어 있다. 그러나, 상기 문헌에서 사용되는 실리콘 PSA는 단지 매우 낮은 결합 강도를 가지고 이에 따라 상술된 영구 접착 결합을 위해 적합하지 않다. 다른 실리콘 PSA가 또한 US 2006/008662 A1호에 기재되어 있다. 또한, 상기 문헌에 기재된 PSA는 단지 낮은 결합 강도를 가지고, 이에 따라 영구 접착 결합을 위해 적합하지 않다.

이에 따라, 상술된 단점을 지니지 않는 개선된 광학적 PSA가 계속 요구되고 있다. 적합한 접착제는 더욱 특히 높은 광학적 투과성 및 높은 UV 안정성을 가져야 한다. 전기 전도성 기재, 보다 특히 ITO 필름의 접착 결합에서 바람직한 적용을 위하여, 접착제는 이의 거동에서 불활성이어야 한다.

본 발명은 청구항 제 1항에 따른 접착제의 사용을 통해, 상술된 문제점을 해소한다. 바람직한 구체예 및 개발예는 개개 종속항들의 대상이다.

본 발명에 따르면, 수분-가교 실릴화된 폴리우레탄 (PU) 감압 접착제가 유리하게 사용될 수 있다는 것이 인식되었다. 실릴화된 PU 접착제는 이소시아네이트-부재이고 매우 안정한 Si-O-Si 결합에 의해 가교된다. 이러한 안정한 네트워크를 기초로 하여, 실릴화된 폴리우레탄 접착제는 용매, 물, 산 및 알칼리에 대한 내화학성에 의해 구별된다. 대기 수분, 오존 및 UV 광에 대한 내후성은 상대적으로 높다. 저항성 Si-O-Si 네트워크는 또한 높은 열적 강인성 및 전단 저항을 보증한다.

실릴화된 PU PSA는 특히 광학적 적용을 위해 요구되는 성질들을 얻기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 각각 ASTM D 1003에 따라 86% 초과의 투과율 및 5% 미만의 헤이즈를 가지고, 이에 따라 광학 부품의 결합을 위해 특히 적합하다. 양호한 응집 및 접착 성질을 고려하여, 이러한 접착제는 또한 가요성 물품, 예를 들어 필름의 결합을 위해 특히 적합하다. 기재의 클라우딩(clouding)의 척도인 헤이즈 값(haze value)은 하나의 바람직한 양태에서, ASTM D 1003에 따른 5% 미만의 헤이즈를 가져야 한다는 것이다. 높은 헤이즈 값은 고려되는 물질을 통한 낮은 가시성을 뜻하는 것이다. 투과율은 바람직하게 550 nm에서 86% 초과, 더욱 바람직하게 88% 초과이다.

실릴화된 PU를 기반으로 한 PSA는 본질적으로 공지된 것으로, 상업적으로 자유롭게 입수가능하다. 종래 기술은 하기 문헌을 포함한 명세서에서 기재되어 있다: US 2007/129527 A1; US 2008/0058492 A1; WO 2006/118766 A1.

실릴화된 폴리우레탄 접착제는 2-스테이지 작업으로 생성된다. 고분자량 우레탄 예비폴리머는, 선택된 이- 또는 다작용성 이소시아네이트 (NCO)와 선택된 폴리올(OH)의 반응에 의해 생성된다. 1 초과 또는 1 미만의 본래 NCO/OH 비율에 따라, 이러한 예비폴리머는 이소시아네이트- 또는 하이드록실 말단화될 수 있다. 선택된 폴리머 및 이의 단부에 따라, 이는 아미노-작용성 또는 이소시아네이토-작용성 트리알콕시실란과 반응된다. 용매는, 실릴화된 폴리우레탄 조성물에 의한 매우 고분자량을 수득하기 위해 바람직하게 에스테르 또는 케톤이 사용된다. 물이 이러한 접착제의 가교에서 중요한 인자이기 때문에, 충분한 수용성을 갖는 용매는 실릴화된 폴리우레탄 접착제의 제조 및 이의 가교 둘 모두를 위해 선택되어야 한다. 가교는 2-스테이지 작업으로 진행한다. 먼저, 알콕실화된 실란 (Si-OR)은 가수분해하여 실란올(Si-OH)을 형성시키고, 이후에 안정한 Si-O-Si 결합의 형성과 함께 축합 반응을 수행한다. 폴리우레탄 화학으로부터 공지된 촉매는 또한 이러한 반응을 가속시킨다.

요망되는 특별한 접착 성질들을 얻기 위하여, 접착제는 화학식 (R¹ ₃SiO_1/2)_x(SiO_4/2)₁의 MQ 수지라 불리는 물질과 배합된다. 여기서 M 단위는 (R¹ ₃SiO_1/2) 단위이며, Q 단위는 (SiO₄ _/2) 단위이다. MQ 수지에 대한 대안으로서, 접착력을 증가시키기 위하여, 접착제 산업에서 공지된 통상적인 수지, 예를 들어 테르펜, 테르펜-페놀, 쿠마린, 인덴 또는 탄화수소 수지를 사용하는 것이 가능하다.

접착제

사용되는 접착제는 하기 성분들을 기반으로 한다:

a) NCO/OH 비율이 1 미만 및 1 초과 둘 모두일 수 있는, 이- 또는 다작용성 이소시아네이트 (NCO) 및 이- 또는 다작용성 알코올 (OH)로부터 생성되고, 적어도 하나의 Si(OR)_3-x 기 [여기서, R은 알킬 또는 아실 라디칼일 수 있으며 x는 0 또는 1일 수 있음]로 작용화된 우레탄 폴리머,

b) 3, 4 또는 5 주족으로부터의 유기금속성 촉매,

c) 촉매량의 물,

d) 화학식 (R¹ ₃SiO₁ _/2)_y(SiO₄ _/2)₁을 갖는 오가노폴리실록산 수지 [여기서, R¹은 치환되거나 비치환된 일가 탄화수소 기, 수소 원자 또는 하이드록실 기이며, y는 0.5 내지 1.2의 숫자임],

e) 임의적으로 추가 첨가제 또는 충전제.

필수적인 특별한 접착 성질들을 달성하기 위하여, 기술된 포뮬레이션은 화학식 (R¹ ₃SiO₁ _/2)_x(SiO₄ _/2)₁의 MQ 수지라 불리워지는 물질과 배합된다. 여기서 M 단위는 (R¹ ₃SiO_1/2) 단위이며, Q 단위는 (SiO₄ _/2) 단위이다. 각 R¹은 다른 것과 독립적으로 일가 포화된 탄화수소 기, 일가 불포화된 탄화수소 기, 일가 할로겐화된 탄화수소 기, 수소 원자 또는 하이드록실 기이다. Q 단위에 대한 M 단위의 비율 (M:Q)은 바람직하게 0.5 내지 1.2의 범위이다.

MQ 수지는 유리하게 500 g/mol ≤ Mw ≤ 100,000 g/mol, 바람직하게 1,000 g/mol ≤ Mw ≤ 25,000 g/mol의 중량평균 분자량 Mw을 갖는 수지이며, 본 명세서에서 평균 분자량 Mw 데이타는 겔투과 크로마토그래피에 의한 측정과 관련되어 있다 (참조, 실험부).

중량%를 기준으로, 실릴화된 PU 접착제 대 MQ 수지의 비가 10:90 내지 90:10의 범위, 바람직하게 40:60 내지 90:10의 범위인 접착제가 사용되는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

MQ 수지는 상업적으로 자유롭게 입수가능하다. 예를 들어 하기의 수지가 언급될 수 있다: Dow Corning으로부터의 SL 160, SL 200, DC 2-7066, Momentive Performance Materials로부터의 SR 545, SR 1000, 6031 SL, 및 Wacker로부터의 CRA 17, CRA 42, 및 MQ Resin 803.

접착제의 추가적으로 유리한 포뮬레이션은 하기 성분들을 기반으로 한다:

a) NCO/OH 비율이 1 미만 및 1 초과 둘 모두 일 수 있는, 이- 또는 다작용성 이소시아네이트 (NCO) 및 이- 또는 다작용성 알코올 (OH)로부터 생성되고, 적어도 하나의 Si(OR)_3-x 기 [여기서, R은 알킬 또는 아실 라디칼이며, x는 0 또는 1임]로 작용화된 우레탄 폴리머,

b) 3, 4 또는 5 주족으로부터의 유기금속성 촉매,

c) 촉매량의 물,

테르펜, 테르펜-페놀, 쿠마린, 인덴 또는 탄화수소를 기반으로 한 점착부여 수지,

d) 임의적으로 추가 첨가제 또는 충전제.

본원에서 접착력을 증가시키기 위하여, 접착제 산업에서 공지된 수지, 예를 들어 테르펜, 테르펜-페놀, 쿠마린, 인덴 또는 탄화수소 수지를 사용하는 것이 유리하다. 80 내지 150℃의 연화 범위를 갖는 수지를 사용하는 것이 특히 유리하다. 이러한 점에서, 예를 들어 하기의 것이 언급될 수 있다: KE-311 Arakawa Technical Industries 및 Kristalex F85, Kristalex F 100 및 Kristalex 115 (Eastmen Chemical Company).

추가 배합 성분들

추가 첨가제로서 통상적으로 하기의 성분들을 사용하는 것이 가능하다:

● 1차 항산화제, 예를 들어 입체적으로 방해된 페놀,

● 2차 항산화제, 예를 들어 포스피트(phosphite) 또는 티오에테르,

● 인-프로세스 안정화제, 예를 들어 C-라디칼 스캐빈져,

● 광안정화제, 예를 들어 UV 흡수제 또는 입체적으로 방해된 아민,

● 가공 보조제,

● 충전제, 예를 들어 실리콘 디옥사이드, 유리 (분쇄된 또는 비드 형태), 알루미늄 옥사이드 또는 아연 옥사이드 (충전제는 이러한 것들이 광학적으로 비가시적인 작은 크기로 분쇄됨),

● 가소제, 예를 들어 액체 수지, 가소제 오일 또는 저분자량의 액체 폴리머, 예를 들어 < 1,500 g/mol 분자량 (수평균)을 갖는 저분자량 폴리부텐.

PSA의 감압 점착성은 임의적으로 단지 열적 활성 또는 용매 활성에 의해 발생될 수 있다.

트리알콕시실릴 말단기 (SiOR)에 의한 수-촉매화된 가교 이외에, 이러한 접착제는 또한 화학선, 특히 전자빔에 의해 가교될 수 있다. 그러한 경우에, 용매로부터의 적용의 경우에, 용매는 먼저 70 내지 100℃의 온도에서 적어도 1.5분의 체류 시간 동안 제거된다. 이후에 적어도 10 kGy의 전자빔 선량으로 가교된다. 이러한 가교 모드는 특히 유리한데, 왜냐하면 점착성 및 접착성의 성질에 악영향을 미치지 않으면서 응집이 거의 무한히 조정되는 것이 가능하기 때문이다.

본 발명의 추가 세부항목, 목적, 특징 및 장점들은 바람직한 예시적 구체예를 참고로 하여 하기에서 보다 상세히 기술될 것이다. 도면에서,
도 1은 단면 감압 접착 테이프를 도시한 것이다.
도 2는 양면 감압 접착 테이프를 도시한 것이다.
도 3은 캐리어-부재 감압 접착 테이프 (접착제 전사 테이프)를 도시한 것이다.
도 4는 터치 패널의 후면 강화 플레이트의 결합을 도시한 것이다.
도 5는 터치 패널의 상이한 층들의 결합을 도시한 것이다.

생성물 구조

도 1은 광학 부품, 보다 특히 광학 필름의 결합에서 사용하기 위한 단면 감압 접착 테이프(1)를 도시한 것이다. PSA 테이프(1)는, 상술된 PSA 중 하나를 캐리어(3) 상에 코팅함으로써 생성된 접착제 층(2)을 갖는다. PSA 코트중량은 바람직하게 5 내지 250 g/㎡이다. 특히, 광의 가시 영역에서, PSA는 적어도 86%의 투과율을 갖는데, 이에 따라 이는 광학 적용을 위해 특히 적합하다.

광학 부품의 결합에서 적용하기 위하여, 투명 캐리어(2)가 또한 캐리어(2)로서 이용된다. 이에 따라, 캐리어(2)는 마찬가지로 가시광의 영역에서 투명하며, 이에 따라 바람직하게 마찬가지로 적어도 86%의 투과율을 갖는다.

또한, PSA 테이프(1)가 사용되기 전에 접착제 층(2)을 덮고 보호하는, 이형 필름을 제공하는 것이 가능하다(미도시됨). 이후에 이형 필름은, 접착제 층(2)이 사용되기 전에 제거된다.

도 2에 도시된 생성물 구조는 양면이 PSA로 코팅되고 이에 따라 두 개의 접착제 층(2)을 갖는 투명 캐리어(3)를 갖는 PSA 테이프(1)를 나타낸다. 면 당 PSA 코트중량은 또한 바람직하게 5 내지 250 g/㎡이다.

또한, 이러한 구체예에서, 적어도 하나의 접착제 층(2)이 이형 필름으로 라이닝되는 것이 가능하다. 감겨진(rolled-up) 접착 테이프의 경우에, 이러한 이형 필름은 임의적으로 또한 제 2 접착제 층(2)을 라이닝할 수 있다. 그러나, 또한 복수의 이형 필름이 제공되는 것이 가능하다.

또한 캐리어 필름에 하나 이상의 코팅이 제공되는 것이 가능하다. 또한, PSA 테이프의 단 하나의 측면에는 기술된 PSA가 제공될 수 있으며, 다른 투명 PSA는 다른 측면 상에 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 생성물 구조는 접착제 전사 테이프 형태의 감압 접착 테이프(1), 즉 캐리어-부재 PSA 테이프(1)를 나타낸다. 이러한 목적을 위하여, PSA는, 감압 접착제 층(2)을 형성시키기 위하여, 이형 필름(4)의 한 측면 상에 코팅된다. 본원에서 PSA 코트중량은 통상적으로 5 내지 250 g/㎡이며, 바람직하게 코트중량은 25 내지 175 g/㎡이다. 이러한 감압 접착제 층(2)에는 임의적으로 또한 이의 제 2 측면 상에 추가 이형 필름이 라이닝된다. PSA 테이프의 사용을 위하여, 이후에 이형 필름이 제거된다.

이형 필름에 대한 대체물로서, 또한 예를 들어 이형지 등을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 경우에, 이형지의 표면 거칠기는, 가능한 한 매끄러운 PSA 측면을 생성하기 위하여, 감소되어야 한다.

캐리어 필름

캐리어 필름으로서, 다수의 고도의 투명 폴리머 필름을 사용하는 것이 가능하다. 특별히 고도의 투명 PET 필름이 특히 사용될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어 미쯔비시(Mitsubishi)의 상표명 Hostaphan^TM, 또는 토레이(Toray)의 상품명 Lumirror^TM이 적합하다. 폴리에스테르의 추가의 매우 바람직한 종은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름이다.

폴리에스테르 필름 이외에, 또한 고도의 투명 PVC 필름을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 필름은 가요성을 증가시키기 위해 가소제를 포함할 수 있다. 또한, PC, PMMA, 및 PS 필름이 사용될 수 있다. 순수한 폴리스티렌 이외에, 또한 결정화에 대한 경향을 감소시킬 목적을 위하여, 스티렌에 추가하여 다른 코모노머, 예를 들어 부타디엔을 사용하는 것이 가능하다.

또한, 폴리에테르설폰 필름 및 폴리설폰 필름은 캐리어 물질로서 사용될 수 있다. 이러한 필름은 예를 들어 BASF의 상품명 Ultrason^TM E 및 Ultrason^TM S로 얻어질 수 있다. 또한, 특히 바람직하게 고도의 투명 TPU 필름을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 필름은 예를 들어 Elastogran GmbH로부터 상업적으로 입수 가능하다. 또한, 고도의 투명 폴리아미드 필름 및 코폴리아미드 필름, 및 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 부티랄을 기반으로 한 필름이 사용될 수 있다.

단일층 필름 이외에, 또한 예를 들어 공압출에 의해 생성된 다층 필름을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위하여, 상술된 폴리머 물질들을 서로 조합하는 것이 가능하다.

필름은 추가로 처리될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어 증기 증착이 아연 옥사이드로 수행될 수 있거나, 다른 니스(varnish) 또는 접착 증진제가 적용될 수 있다. 하나의 추가의 가능한 부가물(additization)은 UV 보호제이며, 이는 필름에서 첨가제로서 존재할 수 있거나 보호 층으로서 적용될 수 있다.

하나의 바람직한 구체예에서 필름 두께는 4 ㎛ 내지 150 ㎛, 더욱 바람직하게 12 ㎛ 내지 100 ㎛이다.

캐리어 필름은, 예를 들어 또한 광학 코팅을 가질 수 있다. 특히 적합한 광학 코팅은 반사를 감소시키는 코팅이다. 이는, 예를 들어 공기/광학 코팅 변이부에 대한 굴절률 차이의 감소를 통해 달성된다.

이형 필름

개방(opne)(감압) 접착제를 보호하기 위하여, 바람직하게 하나 이상의 이형 필름이 라이닝된다. 이형 필름 뿐만 아니라, 또한 매우 바람직한 것은 아니지만, 글라신, HDPE 또는 LDPE 이형지와 같은 이형지를 사용하는 것이 가능하며, 이는 일 구체예에서 이형층으로서 실리콘화된다.

코팅

(감압) 접착제는 용액으로부터 코팅될 수 있다. 용액으로부터의 코팅을 위하여, (감압) 접착제는 통상적인 용매, 예를 들어 톨루엔, 벤진, 헵탄, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 등에 용해되고, 이후에 코팅 노즐 또는 닥터 나이프에 의해 코팅된다. 조기 가교를 방지하기 위하여, 용액으로부터 (감압) 접착제를 제조하는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 또한 용매-함유 코팅을 가능하게 하는 모든 다른 코팅 방법을 사용하는 것이 가능하다.

용도

상술된 (감압) 접착제 및 (감압) 접착 테이프는 광학적 적용에서 사용하기 위해 특히 적합하며, 여기서 바람직하게 1 달 보다 긴 체류 시간을 갖는 영구 결합이 달성된다.

하나의 특히 바람직한 사용 분야는 터치 패널의 접착 결합 및 터치 패널의 생산을 포함한다. 도 4는 저항막식 터치 패널에서의 통상적인 접착 결합을 도시한 것이다. 이러한 목적을 위하여, (감압) 접착제 전사 테이프, 즉 캐리어가 존재하지 않는 테이프를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 톱 필름 또는 강화 플레이트가 또한 사용되고 상응하는 캐리어를 갖는 단면 (감압) 접착 테이프의 형태로 결합될 수 있다.

도 4는 플라스틱 플레이트 또는 유리판인 기재(6)에 제 1 감압 접착 테이프(1)에 의해 결합된 터치 패널(5)을 도시한 것이다. 터치 패널(5)에 제 2 감압 접착 테이프(1)에 의해 통상적으로 스크래치방지 코트를 갖는 톱 필름(7)이 적용된다.

도 5는 용량방식 터치 패널을 위한 통상적인 접착 결합을 도시한 것이다. 구조화된 ITO 필름(8)의 결합을 위하여, 특히, 구조화의 효과적인 습윤화를 제공하기 위하여, 50 g/㎡ 초과의 접착제 코트중량을 갖는 감압 접착제 층(2)이 사용된다.

도 5는 추가적으로 기술된 PSA로의, 보호 필름 또는 휴대폰 윈도우(7), 용량방식 터치 패널의 후면 강화 플레이트로서 기재(6), 및 디스플레이(9)의 결합을 나타낸 것이며, PSA 자체와 접착제 전사 테이프 형태의 PSA 둘 모두는 단면 PSA 테이프 또는 캐리어 필름을 갖는 양면 PSA 테이프로서 사용될 수 있다.

시험 방법

A. 결합 강도

박리 강도 (결합 강도)를 PSTC-101에 따라 시험하였다. 접착 테이프를 유리판에 적용하였다. 폭이 2 cm인 접착 테이프의 스트립을, 2 kg 롤러로 앞뒤로 3회 롤링함으로써 결합시켰다. 상기 판을 클램핑하고, 자가-접착제 스트립을 인장 시험 기계 상에서 이의 자유 단부에서 180°의 박리각 및 300 mm/분의 속도로 박리하였다. 힘을 N/cm로 보고하였다. 접착제 전사 테이프 상에서의 측정의 경우에, 이형 필름을 미리 테이프로부터 제거하였다. 이러한 이형 필름을 이후에 두께가 23 ㎛의 PET 필름으로 대체하였다.

B. 투과율

투과율을 ASTM D1003에 따라 550 nm로 측정하였다. 측정된 시편은 광학적으로 투명한 PSA 및 유리판으로 형성된 어셈블리이다.

C. 헤이즈( Haze )

헤이즈를 ASTM D1003에 따라 측정하였다.

D. 광안정성

크기가 4 × 20 cm²인, PSA 및 유리판으로 형성된 어셈블리를 Osram Ultra Vitalux 300 W 램프를 이용하여 50 cm의 거리에서 250 시간 동안 조사하였다. 조사 후에, 투과율을 시험 방법 B로 측정하였다.

E. 기후 사이클링 시험( Climatic cycling test )

PSA를 기포 없이, 유리판에 단면 감압 접착 테이프 (50 g/㎡ 코트중량, 타입 Mitsubishi RNK 50의 50 ㎛ PET 필름)로서 접착하였다. 시험 스트립의 치수는 폭 2 cm 및 길이 10 cm이다. 유리에 대한 결합 강도를 시험 방법 A로 측정하였다.

별도로, 이러한 부류의 접착제 어셈블리를 기후 사이클링 캐비넷(climatic cycling cabinet)에 배치시키고, 1000회 사이클 동안 저장하였다. 한 사이클은 하기를 포함한다:

- -40℃에서 30분 동안 저장,

- 5분 내에 85℃로 가열,

- 85℃에서 30분 동안 저장,

- 5분 내에 -40℃로 냉각.

기후 사이클링 시험 후에, 결합 강도를 시험 방법 A로 측정하였다.

F. 전기 전도성 시험

PSA를 Nitto Denko로부터의 ITO 필름(Elecrysta^®)에 단면 감압 접착 테이프로서 접착하였다. ITO 필름의 치수는 12 cm × 2 cm이었다. 결합 영역은 10 cm × 2 cm이며, 이에 따라 1 cm는 각 단부에서 전기적 측정을 위해 비워놓았다. 이후에, 어셈블리를 기후 캐비넷에서 85℃ 및 20% 습도에서 500 시간 동안 저장하였다. 이후에 표면 저항을 DIN 53482에 따라 측정하였다. 이후에 처리되지 않은 ITO 필름과 비교하여 저하율(percentage drop)을 측정하였다.

G. 겔투과 크로마토그래피 ( GPC )

GPC를 이용하여, 폴리머의 평균 분자량(Mw)을 측정하는 것이 가능하다. MQ 수지의 Mw 측정을 위하여, 사용된 셋팅은 하기와 같다: 용리액 톨루엔; 측정 온도 23℃; 예비 컬럼 PSS-SDV, 5 ㎛, 10² Å (10 nm), ID 8.0 mm × 50 mm; 분리: PSS-SDV 컬럼, 5 ㎛, 10² Å (10 nm) 및 10³ Å (100 nm), 및 10⁶ Å (105 nm), 각각 ID 8.0 mm × 300 mm; 샘플 농도 3 g/l, 유속 분당 1.0 ml; 폴리디메틸실록산 표준물).

실시예

본 실시예에서의 코팅 작업을 연속 코팅을 위한 통상적인 실험실 코팅 유닛 상에서 수행하였다. 코팅을 ISO 스탠다드 14644-1에 따라 ISO 5 클린 룸에서 수행하였다. 웹 폭은 50 cm이었다. 코팅 갭의 폭을 0 내지 1 cm 사이로 가변적으로 조정 가능하였다. 가열 터널의 길이는 대략 12 m이었다. 가열 터널의 온도는 4개의 구역으로 나누어질 수 있고, 각 구역에서 실온 내지 180℃로 자유롭게 선택 가능하였다.

시편의 생산:

PSA를 이형 필름 상에 용액으로부터 코팅하였다. 이에 따라 얻어진 접착제 시트를 건조시키고 가교시킨 후에, 추가 이형 필름으로 라미네이팅하였다. 결합 강도의 측정을 위하여, 이형 필름을 23 ㎛ 두께의 PET 필름으로 대체하였다.

접착제의 제조

a) 축합 -가교 접착제

Momentive Performance Chemicals로부터의 용매-함유 실릴화된 PU PSA SPUR⁺ 3.0 PSA를 에틸 아세테이트로 35%의 고형물 함량으로 희석시키고, 수지, 0.7 중량%의 물 및 0.02 중량%의 Formrez UL 28과 배합하고, 30분 동안 교반하였다. 이를 이후에, 닥터 블레이드를 이용하여 이형 필름 상에 코팅하였다. 23℃에서 20분 동안, 및 80℃에서 5분 동안 건조시킨 후에, 건조된 실릴화된 PU PSA의 층을 이형 필름 상에서 얻었다. 50, 100, 및 150 g/㎡의 코트중량 (건조 후)을 생산하였다 (대략 50, 100, 및 150 ㎛의 층 두께에 해당).

비교 실시예 1의 제조:

안정화제로 정제된 모노머를 이용하여 중합을 수행하였다. 라디칼 중합을 위한 통상적인 2 ℓ의 유리 반응기를 32 g의 아크릴산, 168 g의 n-부틸 아크릴레이트, 200 g의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 및 300 g의 아세톤/이소프로판올 (97:3 비)로 채웠다. 질소 가스를 45분 동안 반응기로 통과시킨 후에, 교반하면서, 반응기를 58℃로 가열하고, 0.2 g의 Vazo67^® (DuPont, 2,2'-아조디(2-메틸부티로니트릴))을 첨가하였다. 이후에 외부 가열 배쓰를 75℃로 가열시키고, 이러한 외부 온도에서 일정하게 반응시켰다. 1 시간의 반응 시간 후에, 추가의 0.2 g의 Vazo 67^® (DuPont, 2,2' 아조디(2-메틸부티로니트릴))을 첨가하였다. 3 시간 및 6 시간 후에, 배치를 각 시간에 150 g의 아세톤/이소프로판올 혼합물로 희석하였다. 잔류 개시제를 감소시키기 위하여, 각 시간에 0.1 g의 Perkadox 16^® (Akzo Nobel, 디(4-3차-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트)를 8 시간 및 10 시간 후에 첨가하였다. 22 시간의 반응 시간 후에, 반응은 불연속적이었으며, 배치를 실온으로 냉각시켰다. 이후에 이소프로판올로 30%의 고형물 함량으로 희석시키고, 격렬히 교반하면서 0.3 중량%의 알루미늄 아세틸아세토네이트를 첨가하였다. 이후에, 상기 용액을 이형 필름 상에 본 발명의 실시예 1 내지 3과 동일한 방식으로 코팅하고, 120℃에서 10분 동안 건조시켰다. 코트중량은 50 g/㎡이었다. 시험 방법 A에 의한 결합 강도는 6.4 N/cm이었다.

결과

시험 시편의 생산은, 실시예 1 내지 12 모두가 높은 결합 강도를 갖는 것으로 나타났다. 결합 강도는 코트중량에 의존적이다. 폴리아크릴레이트 PSA를 기반으로 한 비교 시편 1은 시험 방법 A에 의한 결합 강도가 유사한 것으로 나타났다. 본 발명의 실시예 1 내지 12는, 모든 실시예가 영구 결합을 위해 적합하고 임시 결합을 위해 적합하지 않은 것으로 나타났다.

또한, 광학 분야에서의 적합성을 위하여, 광학적 측정을 수행하였다. 반투명성(translucency)을 시험 방법 B에 의한 투과율의 형태로 측정하였다. PSA의 클라우딩(clouding)을 시험 방법 C로 측정하고 헤이즈 값(haze value)으로 기술하였다. 결과를 하기 표 1에 기술하였다.

시험으로부터, 모든 본 발명의 실시예는 92%의 높은 투과율 값을 갖는 것으로 나타났는데, 이러한 값은 광의 반사에 의해 감소된 것이다. 유리/유리 결합의 경우에, 반사 손실의 차감과 함께, 99% 초과의 투과율 값을 측정할 수 있었다. 폴리아크릴레이트-기반 비교 실시예는 유사한 투과율 값을 나타낸다. 이에 따라, 실릴화된 PUR-PSA는 높은 광학 투과를 위해 적합하다. 시험 방법 C에 따른 헤이즈 측정은 이의 확인을 제공한다. 측정된 헤이즈 값은 모든 PSA에 대해 1% 미만이었으며, 이에 따라 매우 엄격한 요건들을 충족한다.

이후에, 또한 다양한 에이징 조사를 수행하였다. 먼저, 광안정성 시험을 시험 방법 D로 수행하였다. 이러한 시험은 긴 태양광 조사가 변색 또는 황변화(yellowing)를 야기시키는 지를 시험하는 것이다. 이는 특히 예를 들어 디스플레이에 의한 것과 같은 장기간 조사되거나 외부 섹터에서 사용되는 광학적 적용을 위해 특히 중요한 것이다. 결과는 하기 표 2에 요약되었다.

상기 표 2로부터, 모든 실시예, 및 비교 실시예 1이 안정한 투과율을 가지며, 비교 실시예 1의 경우에서, 투과율이 전혀 떨어지지 않거나 단지 매우 작게 떨어진다는 것을 나타낸다.

추가 에이징 시험은 기후 사이클링을 포함한다. 여기서, 휴대폰 분야에서 최종 적용을 위한 경우일 수 있는 바와 같이, 매우 상이한 기후 조건에 대한 접착제의 노출을 시뮬레이션하였다. 기후 사이클링 시험을 시험 방법 E로 수행하였다. 결과는 하기 표 3에 기술하였다.

하기 표 3으로부터의 측정치는 모든 본 발명의 실시예에 대해 매우 안정한 수준의 결합을 나타낸다. 비교 실시예 1의 경우에, 단지 두드러진 특징은 PET 필름으로부터 탈기에 의해 야기되는, 기포의 형성이다. 실시예 1 내지 12는 상반되게, 임의의 이러한 문제를 나타내지 않았다. 임의의 본 실시예에서, 리프팅(lifting) 등의 경우가 나타나지 않았다. 이는 충분히 높은 결합 강도의 추가 지표이다.

마지막 측정으로서, ITO 필름 상의 결합을 본 발명의 실시예 및 비교 실시예 모두로 다시 한 번 수행하였다. ITO 필름은 터치 패널을 생산하기 위해 가장 흔히 사용되는 것이다. 여기에서의 목적은, ITO 층의 전기 전도도가 PSA와의 결합 후에도 악영향을 미치지 않게 하는 것이다. 시험 방법 F는 긴 시간에 걸쳐 결합을 측정하는 것이다. 이는 시간에 걸쳐 전기 전도성에 악영향을 미치는 에이징 효과인지의 여부의 시뮬레이션을 제공한다. 손실율을 새로운 측정치를 저장된 어셈블리와 비교하여 측정하였다. 터치 패널 적용을 위하여, 5% 미만의 손실은 높은 적합성을 얻기 위해 필수적인 것이다. 이러한 조사에 대한 결과는 표 4에 요약하였다.

측정 결과는 비교 실시예 1이 전기 전도성의 큰 저하를 야기한다는 것을 명확히 나타내었다. 비교 실시예 1은 폴리아크릴레이트를 기반으로 한 것으로 아크릴산 기를 함유한다. 상반되게, 실시예 1 내지 12는 실제로 ITO의 전기 전도성의 어떠한 손실도 나타내지 않았다. 이에 따라, 실시예 1 내지 12는 ITO 필름의 결합을 위해 상당히 적합하고, 마찬가지로 광학 분야에서 ITO 결합을 위해 사용되는 상업적 아크릴레이트 PSA에 비해 큰 장점을 갖는다.

요약하면, 측정 결과는 본 발명의 PSA 및 이들의 본 발명의 용도가 터치 패널의 결합 또는 용량방식 터치 패널을 위한 ITO 필름의 결합에 매우 적합한 것으로 나타났다. PSA는 예를 들어 폴리아크릴레이트를 기반으로 한 현존하는 PSA에 비해 상당한 장점을 갖는다.

Claims

광학 부품, 보다 특히 광학 필름의 접착 결합을 위한, 실릴화된 폴리우레탄을 기반으로 한 접착제, 보다 특히 감압 접착제의 용도로서,
접착제가 86% 초과의 ASTM D 1003 투과율 및 5% 미만의 ASTM D 1003 헤이즈(haze)를 갖는, 용도.
제 1항에 있어서, 접착제가 하기 성분들을 기반으로 함을 특징으로 하는 용도:
a) NCO/OH 비율이 1 미만 또는 1 초과인, 이- 또는 다작용성 이소시아네이트 (NCO) 및 이- 또는 다작용성 알코올 (OH)생성되고, 하나 이상의 Si(OR)_3-x 기[여기서, R은 알킬 또는 아실 라디칼이며, x는 0 또는 1임]로 작용화된 우레탄 폴리머,
b) 3, 4 또는 5 주족으로부터의 유기금속성 촉매,
c) 촉매량의 물,
d) 화학식 (R¹ ₃SiO₁ _/2)_y(SiO₄ _/2)₁의 오가노폴리실록산 수지 [여기서, R¹은 치환되거나 비치환된 일가 탄화수소 기, 수소 원자 또는 하이드록실 기이며, y는 0.5 내지 1.2의 숫자임],
e) 임의적으로 추가 첨가제 또는 충전제.
제 2항에 있어서, (SiO₄ _/2)₁ 단위 ("Q 단위")에 대한 (R¹ ₃SiO₁ _/2)_y 단위 ("M 단위")의 비율이 0.5 내지 1.2의 범위임을 특징으로 하는 용도.
제 2항에 있어서, 오가노폴리실록산 수지 (MQ 수지)의 중량평균 분자량 MW이 500 g/mol 내지 100,000 g/mol의 범위, 바람직하게 1,000 g/mol 내지 25,000 g/mol의 범위임을 특징으로 하는 용도.
제 1항에 있어서, 접착제가 하기 성분들을 기반으로 함을 특징으로 하는 용도:
a) NCO/OH 비율이 1 미만 또는 1 초과인, 이- 또는 다작용성 이소시아네이트 (NCO) 및 이- 또는 다작용성 알코올 (OH)로부터 생성되고, 하나 이상의 Si(OR)_3-x 기 [여기서, R은 알킬 또는 아실 라디칼이며, x는 0 또는 1임]로 작용화된 우레탄 폴리머,
b) 3, 4 또는 5 주족으로부터의 유기금속성 촉매,
c) 촉매량의 물,
d) 테르펜, 테르펜-페놀, 쿠마린, 인덴 또는 80 내지 150℃의 연화 범위를 갖는 탄화수소를 기반으로 한 점착부여 수지(tackifying resin),
e) 임의적으로 추가 첨가제 또는 충전제.
제 5항에 있어서, 실릴화된 PU 접착제 대 점착부여 수지의 비례적 비가 10:90 내지 90:10의 범위, 바람직하게 40:60 내지 90:10의 범위임을 특징으로 하는 용도.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제가 화학선, 바람직하게 10 kGy 이상의 선량의 전자빔으로 가교됨을 특징으로 하는 용도.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 부품이 전기 전도성이고/거나 미세구조화된 표면을 가짐을 특징으로 하는 용도.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제가 접착 테이프의 형태로 제공됨을 특징으로 하는 용도.
제 9항에 있어서, 접착 테이프가 하나 이상의 접착제 층을 가지며, 바람직하게 접착제 층이 25 내지 150 ㎛의 범위, 바람직하게 50 내지 100 ㎛의 범위의 층 두께를 가지거나, 접착제 층이 100 내지 250 ㎛의 범위, 바람직하게 150 내지 200 ㎛의 범위의 층 두께를 가짐을 특징으로 하는 용도.
제 10항에 있어서, 접착제 층이 단 하나의 코팅 단계로 생성됨을 특징으로 하는 용도.