KR20120045347A

KR20120045347A - 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물

Info

Publication number: KR20120045347A
Application number: KR1020100106835A
Authority: KR
Inventors: 김광원; 김승환
Original assignee: 주식회사 영우
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-09
Also published as: KR101240621B1

Abstract

본 발명은 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제, 점도조절제, 유기용매 및 가교제를 포함하여 이루어진다.
전술한 조성물로 이루어진 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은, 광개시제, 라디칼개시제 및 가교제가 함유되어 100㎛ 이상의 두께에서도 우수한 경화성을 나타낸다.

Description

이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물{DUAL CURE TYPE ACRYLIC PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION}

본 발명은 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제, 점도조절제, 유기용매 및 가교제를 포함하여 이루어진다.

감압성 점착제는(PSA, Pressure sensitive adhesive)는 라벨지, 양면테이프, 메모지 등 일상에서 쉽게 볼 수 있는 것들에서부터 포장인쇄, 의료, 전자, 자동차 및 항공 등과 같은 여러 산업분야에 널리 사용되고 있다.

이러한, 감압성 점착제는 제조상으로 분류하면 용제형, 무용제형 및 유화형으로 나눌 수 있고, 사용된 원료에 따라 고무계, 아크릴계 및 실리콘계로 나눌 수 있다.

전술한 점착제의 분류중 용제형은 가장 먼저 개발된 점착제의 제조방법으로 현재까지 다양한 방법으로 사용되고 있으며, 가장 우수한 성능을 나타낸다.

하지만, 용제형으로 제조된 종래의 점착제는, 경화될 수 있는 두께의 한계가 50㎛ 미만으로, Glass 소재의 비산 방지용 터치스크린 분야에서 터치감 향상을 위해 요구되는 50㎛이상의 점착층을 제공할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, UV 경화형 점착제의 사용도 빈번한데, UV 경화형 점착제는 광개시제 를 고분자 메인 사슬 내에 가지고 있어, 강한 악취와 경화 후 점착성 저하의 원인이 되는 저분자의 잔류물을 갖지 않는 장점이 있으나, 도막의 두께가 100㎛ 이상일 경우에는 UV의 Filter-effect에 의해 경화성이 저하되는 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 양이온 경화 메카니즘을 도입한 UV 경화형 점착제의 사용이 이루어지고 있으며, 양이온 경화 메카니즘을 도입한 UV 경화형 점착제는 1 내지 2000㎛의 두께로 경화가 가능한 장점이 있다.

그러나, 전술한 양이온 경화 메카니즘을 도입한 UV 경화형 점착제는 경화속도가 더디며, 생산비용이 고가인 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 100㎛ 이상의 두께에서도 우수한 경화성을 나타내며, ITO층을 부식시키는 부식성이 낮은 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 경화속도가 빠르며, 제조비용이 저렴한 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제, 점도조절제, 유기용매 및 가교제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 아크릴 혼합물 280.5 내지 297 중량부, 광개시제 1 내지 4.5 중량부, 라디칼개시제 19.5 내지 20.6 중량부, 점도조절제 0.1 내지 0.2 중량부, 유기용매 280 내지 290 중량부 및 가교제 0.5 내지 2 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아크릴 혼합물은 2-에틸헥실아크릴레이트 55 내지 60 중량부, 부틸아크릴레이트 200 내지 205 중량부, 2-하이드록실에틸메타아크릴레이트 20 내지 21 중량부, 아크릴산 5 내지 10 중량부 및 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트 0.5 내지 1.0 중량부를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 광개시제는 4-벤조페논 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 라디칼개시제는 아조비스이소부티로니트릴 1.5 내지 1.6 중량부 및 아세톤 18 내지 19 중량부를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 점도조절제는 트리메틸로프로판 트리-(3-머캡토프로피오네이트)를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유기용매는 에틸아세테이트를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 가교제는 폴리이소시아네이트를 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에는 헥산디올디아크릴레이트 0.4 중량부 및 열가소성폴리올레핀 0.1 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명에 따른 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 아크릴 혼합물에 광개시제 및 라디칼개시제가 함유되어 이중으로 경화가 진행되기 때문에, 100㎛ 이상의 두께에서도 우수한 경화성을 나타내는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 아크릴산의 함량이 낮아 ITO층을 부식시키는 부식성이 낮은 탁월한 효과를 나탄내다.

또한, 아크릴 혼합물에 가교제가 첨가되어 경화속도가 빠르며, 제조비용이 저렴한 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제, 점도조절제, 유기용매 및 가교제를 포함하여 이루어지며, 아크릴 혼합물 280.5 내지 297 중량부, 광개시제 1 내지 4.5 중량부, 라디칼개시제 19.5 내지 20.6 중량부, 점도조절제 0.1 내지 0.2 중량부, 유기용매 280 내지 290 중량부 및 가교제 3 내지 5 중량부를 포함하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 전술한 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에는 헥산디올디아크릴레이트 0.4 중량부 및 열가소성폴리올레핀 0.1 중량부가 더 함유되어 이루어질 수도 있는데, 이러한 헥산디올아크릴레이트 및 열가소성 폴리올레핀이 함유된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 HAZE가 향상되고, ITO부식성이 줄어든다.

이때, 전술한 열가소성폴리올레핀은, 특별히 한정되지는 않지만, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이 바람직하다.

전술한 아크릴 혼합물은 280.5 내지 297 중량부가 첨가되며, 2-에틸헥실아크릴레이트 55 내지 60 중량부, 부틸아크릴레이트 200 내지 205 중량부, 2-하이드록실에틸메타아크릴레이트 20 내지 21 중량부, 아크릴산 5 내지 10 중량부 및 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트 0.5 내지 1.0 중량부를 포함하여 이루어지는데, 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물의 기재성분 역할을 한다.

전술한 광개시제는 1 내지 4.5 중량부가 첨가되며, 4-벤조페논 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 광개시제는 UV 조사에 의해 전술한 아크릴 혼합물의 중합반응을 개시하여 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 경화시키는 역할을 한다.

이러한 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물의 광 경화 메커니즘을 아래 그림 1에 나타내었다.

[그림 1]

전술한 라디칼 개시제는 19.5 내지 20.6 중량부가 첨가되며, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN, Azobisisobutyrronitrile) 1.5 내지 1.6 중량부 및 아세톤 18 내지 19 중량부를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 라디칼개시제는 아크릴 혼합물의 중합반응을 개시하여, 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 경화시키는 역할을 한다.

이러한 라디칼 개시제의 첨가로 인해 광개시제, 알킬그룹, 히드록실 그룹은 아래 그림 2와 같이 라디칼 중합에 의한 방법으로 합성된다.

[그림 2]

전술한 점도조절제는 0.1 내지 0.2 중량부가 첨가되며, 트리메틸로프로판 트리-(3-머캡토프로피오네이트)를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 점도조절제는 전술한 광개시제의 농도가 증가함에 따라, 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물의 점도가 상승하는 것을 조절하여, 중량평균 분자량(Weight-average molecular weight)이 300,000 내지 700,000을 갖도록 하는 역할을 한다.

전술한 유기용매는 280 내지 290 중량부가 첨가되며, 에틸아세테이트를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 유기용매는 전술한 아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제 및 점도조절제가 중합반응을 실시할 수 있도록 하는 역할을 한다.

전술한 가교제는 0.5 내지 2 중량부가 첨가되며, 폴리이소시아네이트를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 가교제는 전술한 아크릴 혼합물 간의 가교반응을 유도하여, 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물의 경화시간을 단축하는 역할을 한다.

전술한 가교제는 열경화성 가교제로 60℃의 온도에서 6시간 동안 아크릴 혼합물과 교반했을 때, 가교로 인한 경화효율이 가장 우수하게 나타난다.

이하에서는, 본 발명에 따른 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명한다.

<실시예 1>

2-에틸헥실아크릴레이트 58.1 중량부, 부틸아크릴레이트 202.63 중량부, 2-하이드록실에틸메타아크릴레이트 20.21 중량부, 아크릴산 8 중량부 및 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트 0.687 중량부를 포함하여 이루어진 아크릴 혼합물 289.627 중량부, 광개시제로 4-벤조페논 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트 1.374 중량부, 아세톤 18.2 중량부에 아조비스이소부티로니트릴이 1.5 중량부 혼합된 라디칼 개시제 19.7 중량부, 점도조절제로 트리메틸로프로판 트리 (3-머캡토프로피오네이트) 0.1 중량부, 유기용매로 에틸아세테이트 286 중량부 및 가교제로 이소시아네이트 1.5중량부를 혼합하여 이루어진 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 실시예 1을 통해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에 헥산디올디아크릴레이트 0.4 중량부 및 열가소성폴리올레핀 0.1 중량부를 더 첨가하여 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 가교제로 Aziridine을 사용하여 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 가교제로 Epoxy계 가교제를 사용하여 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 제조하였다.

전술한 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 중박리 이형처리된 50㎛ 두께의 PET 필름(KB-140E, 제조사. 코스틱)에 도포하고 130℃에서 3분간 가열 건조하여 100㎛ 점착층을 형성하고, 경박리 이형처리된 50㎛PET 필름(L2A2, 제조사. 율촌화학)과 합지한 후에, 60℃에서 6시간 동안 열경화과정을 진행하여 100㎛ 두께의 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물로 점착된 2겹의 ITO시트를 제조하여, 100㎛ 두께를 갖는 점착층의 점착력, HAZE, 투과율, 내습성, 패턴시인성, ITO 부식성 및 기포를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제가 적용된 2겹의 ITO 시트를 25mm ×200mm(MD×TD) 크기로 절단하여 시편을 제조하고 유기용제를 이용하여 시편의 양쪽 표면을 세척한 후 1분 동안 방치하여 용제가 휘발되게 한 후에 2Kg/cm²의 하중을 나타내는 압착롤러를 이용하여 시편을 피착제에 붙이고, 상온에서 30분 동안 방치하여 완전하게 부착되도록 한 후에 300mm/min에서 180°로 잡아당겨 측정하였다.

또한, HAZE와 투과율을 NDH-5000을 ITO처리가 되지 않은 0.8mm 두께의 Bare Glass의 HAZE와 투과율을 측정하여 기준값으로 정하고, 0.7mm 두께의 Bare Glass(HAZE : 0.2, 투과율 : 93%)위에 본 발명에 의해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물을 100㎛의 두께로 일정하게 도포한 후에 측정하였다.

또한, 경박리 이형필름을 벗겨내고 100㎛ 점착시트의 점착면을 0.8mm 두께의 ITO 패턴 처리된 Glass면에 부착하고, 다시 중박리 이형필름을 벗겨내어 점착제의 다른 면에 0.8mm 두께의 ITO 패턴 처리된 Glass를 붙여 대칭으로 제작하였다.

100㎛ 점착 층을 중심으로 ITO 패턴 처리된 Glass를 양쪽에 붙인 시료의 기포를 오토클레이브 내에서 50℃의 온도 및 5atm의 압력으로 15분간 처리하였다. 이러한 과정을 거친 후 시료를 80℃, 95% RH의 각각의 조건에서 500시간 동안 방치하고 신뢰성 시험을 수행하였다. 이러한 신뢰성 시험 환경 조건 후의 시료를 내습성, 기포 발생 여부는 육안 관찰로 평가하였으며 ITO저항 변화는 신뢰성 조건 투입 전과 후의 저항값을 표면 저항측정기를 이용하여 그 값을 측정하였다.)

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에 비해 우수한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims

아크릴 혼합물, 광개시제, 라디칼개시제, 점도조절제, 유기용매 및 가교제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물은 아크릴 혼합물 280.5 내지 297 중량부, 광개시제 1 내지 4.5 중량부, 라디칼개시제 19.5 내지 20.6 중량부, 점도조절제 0.1 내지 0.2 중량부, 유기용매 280 내지 290 중량부 및 가교제 0.5 내지 2 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 아크릴 혼합물은 2-에틸헥실아크릴레이트 55 내지 60 중량부, 부틸아크릴레이트 200 내지 205 중량부, 2-하이드록실에틸메타아크릴레이트 20 내지 21 중량부, 아크릴산 5 내지 10 중량부 및 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트 0.5 내지 1.0 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 광개시제는 4-벤조페논 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 라디칼개시제는 아조비스이소부티로니트릴 1.5 내지 1.6 중량부 및 아세톤 18 내지 19 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 점도조절제는 트리메틸로프로판 트리 (3-머캡토프로피오네이트)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 유기용매는 에틸아세테이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 가교제는 폴리이소시아네이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물에는 헥산디올디아크릴레이트 0.4 중량부 및 열가소성폴리올레핀 0.1 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 이중경화형 아크릴계 감압성 점착제 조성물.