KR20130131544A - 광학용 점착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학용 점착제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 자유라디칼 광개시제를 함유하는 점착제 조성물에, 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 5 내지 30중량% 함유함으로써, 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 ITO 전기저항율의 변화가 적고, 다양한 기재에 적용이 용이하며, 특히 유리 및 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성이 우수한 광학용 점착제 조성물에 관한 것이다.

Description

광학용 점착제 조성물 {ADHESIVE COMPOSITION FOR OPTICAL USE}
본 발명은 점착력이 우수할 뿐만 아니라 환경조건에 따른 전기저항율 변화가 적은 광학용 점착제 조성물에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)를 포함한 각종 화상표시장치는 휴대 전화기, 휴대 게임기, 자동차 네비게이션, 디지털 카메라, 소형 음악 또는 비디오 재생기 등과 같은 각종 소형 기기뿐만 아니라 특정한 내용의 정보를 전달하는 디지털 정보 디스플레이(Digital information display, DID)로서 광고용, 인테리어용, 전자 칠판용, 3차원 화상표시용 등으로 그 용도가 확대되고 있다.
이와 같이 화상표시장치의 용도가 확대됨에 따라 각종 정보를 입력하기 위한 터치 스크린 패널 등과 같은 각종 기능성 소재를 구비하고 있다. 이들 기능성 소재는 날씨 변화 또는 충격과 같은 외부 환경 변화에 의해 표시 패널이 손상되는 것을 방지하기 위하여 내충격성이 좋은 고분자 필름이나 유리판 등과 같은 보호용 소재를 구비하는 것에 대한 요구가 증가하고 있다.
이러한 기능성 소재 또는 보호용 소재는 통상 점착필름을 이용하여 표시 패널 상에 접합된다.
점착필름은 편광판을 포함한 각종 광학필름의 적층에 이용되는 박막형 점착제와는 달리 후막형 점착제이다. 구체적으로 2매의 기재필름 사이에,용매형 또는 무용매형의 점착제 조성물이 경화된 점착제층이 개재된 구조를 형성한다. 점착제 조성물은 통상 아크릴레이트계 올리고머 또는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함한다.
또한, 점착제 조성물은 유리 및 고분자 필름에 대한 점착력을 향상시키기 위하여 로진계, 테르펜계, 탄화수소계 등의 다양한 점착부여수지를 사용한다(한국공개특허 제2005-0021976호).
그러나, 상기 점착부여 수지를 사용한 점착제 조성물은 유리에 대한 점착력에 비해 고분자 필름 특히 트리아세틸셀룰로오스계 필름에 대한 점착력이 상대적으로 낮은 경우가 발생하는 단점이 있다,
또한, 기재 특히 금속을 포함하는 기재를 사용하는 경우 금속이 부식되어 전기저항율의 급격한 변화가 발생되는 단점이 있다. 특히 상기 부식은 고온 및 고온·다습한 환경 하에서는 그 속도가 현저히 증가되어 점착제 조성물로서의 역할 수행이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 유리 뿐만 아니라 트리아세틸셀룰로오스계 필름 등의 고분자 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성이 우수한 광학용 점착제 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 금속을 포함하는 기재를 사용하는 경우에도 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 전기저항율의 변화가 적고 기재를 부식시키지 않는 광학용 점착제 조성물을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 자유라디칼 광개시제를 함유하는 점착제 조성물에, 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 5 내지 30중량% 함유하는 것인 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
바람직하기로, 상기 탄화수소계 수지는 디아세톤알콜운점(DACP)이 -10℃ 이하일 수 있다.
보다 바람직하기로, 상기 탄화수소계 수지는 디아세톤알콜운점(DACP)이 -50℃ 이하일 수 있다.
상기 탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소계 수지, C9의 방향족 탄화수소계 수지 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
바람직하기로, 상기 탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소 수지, 수소화된 C5의 지방족 탄화수소 수지, C9의 방향족 탄화수소 수지 및 수소화된 C9의 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 30 내지 80중량%, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체는 5 내지 60중량%, 자유라디칼 광개시제는 0.1 내지 10중량% 및 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 5 내지 30중량% 함유할 수 있다.
상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000일 수 있다.
상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 점도(25℃)가 10,000 내지 300,000cPs일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 점착제 조성물이 경화된 광학용 점착제를 제공한다.
또한, 본 발명은 투명기재필름; 상기 투명기재필름의 일면에 형성된 상기 점착제를 포함하는 점착필름을 제공한다.
상기 점착제는 두께가 25 내지 1000㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 광학용 점착제 조성물은 산을 포함하지 않는 점착부여수지를 이용하여 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 발생할 수 있는 ITO부식으로 인한 전기저항율(ITO 전기저항율)의 변화가 적어 터치스크린 등에서 좌표 인식율이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학용 점착제 조성물은 종래 금속(ITO 등)을 포함하는 기재의 부식 등의 문제를 발생시키지 않으므로 다양한 기재에 적용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학용 점착제 조성물은 점착력 뿐만 아니라 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 내열 및 내습열 등의 점착 내구성이 우수한 이점이 있다. 특히 유리 및 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성이 우수하다.
본 발명은 점착력이 우수할 뿐만 아니라 환경조건에 따른 전기저항율 변화가 적은 광학용 점착제 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 광학용 점착제 조성물은 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체, 자유라디칼 광개시제 및 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 함유한다.
우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 점착제로서의 물성을 부여하기 위한 성분으로서, 일반적으로 폴리에스테르폴리올 및 폴리에테르폴리올을 이용하여 우레탄아크릴레이트 올리고머를 만들게 된다. 그중에서 분자량이 높고 점도를 낮게 하기 위해 폴리에테르폴리올이 바람직하며, 특히 분자량이 800 내지 4,500인 폴리프로필렌글리콜을 주쇄로 하여 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 다관능이 아닌 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머인 것이 바람직하다. 다관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 사용하는 경우에는 점착제층 표면의 택성(tacky)이 떨어지고 응집력이 과도하게 높아져 점착 물성의 발현이 용이하지 않다.
단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 분자량이 800 내지 4,500인 폴리프로필렌글리콜, 이소시아네이트계 화합물 및 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체의 반응에 의해 얻어진 중합체이다. 폴리프로필렌글리콜은 메틸기를 함유하여 올리고머화하였을 때 우레탄 결합들 간의 수소 결합을 방해하여 점착제 조성물의 점도를 낮게 조절하는 효과가 있으며, 가격도 저렴하여 비용 면에서도 유리하다.
폴리프로필렌글리콜은 분자량이 800 내지 4,500인 것이 바람직하다. 분자량이 800 미만인 경우 올리고머를 고분자량화하는 과정에서 우레탄 결합이 많아져 점도가 높아질 수 있고, 4,500 초과인 경우 올리고머의 분자 내에 소프트 세그먼트(soft segment, 비결정질)인 폴리프로필렌글리콜 부분이 너무 많아져 응집력이 떨어지고 내열 및 내습열 내구성이 취약해질 수 있다.
이소시아네이트계 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,4-부틸렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 라이신디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2-비스-4'-프로판이소시아네이트, 6-이소프로필-1,3-페닐디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-퓨마레이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-나프탈렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트, 시클로펜틸렌-1,3-디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 시클로헥센-1,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(페닐이소시아네이트), 2,2-디페닐프로판-4,4'-디이소시아네이트, 아조벤젠-4,4'-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 1-클로로벤젠-2,4-디이소시아네이트 또는 이들의 올리고머 등을 들 수 있고, 이들 중에서 이소포론디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸(메타)아크릴레이트, 히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸비닐에테르 등을 들 수 있고, 이들 중에서 히드록시에틸(메타)아크릴레이트가 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 통상의 원샷(One-shot)법이나 프리폴리머(Prepolymer)법 등을 이용할 수 있다. 예컨대, 원샷법은 폴리프로필렌글리콜과 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 및 1차 알코올을 혼합한 후 여기에 이소시아네이트계 화합물을 적정 당량비, 바람직하게 반응 효율 향상을 위하여 이소시아네이트계 화합물을 과량으로 반응시켜 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 제조하는 방법이다. 또한, 프리폴리머법은 폴리프로필렌글리콜과 이소시아네이트계 화합물을 혼합하고 폴리프로필렌글리콜과 이소시아네이트계 화합물의 이소시아네이트기[-NCO]와 반응시켜 우레탄 결합을 갖는 프리폴리머를 얻은 후 여기에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체와 1차 알코올이 1:1의 당량비로 혼합된 용액을 반응시켜 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 제조하는 방법이다.
단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 우레탄 결합의 수가 3 내지 15인 것이 바람직하다. 우레탄 결합의 수가 3미만인 경우 균일한 조성이 되도록 제조하기가 어렵고 응집력이 약해질 수 있으며, 15초과인 경우 응집력이 너무 높아져 초기의 택성이 나빠질 수 있다. 이때, 우레탄 결합의 수는 폴리프로필렌글리콜의 분자량과 제조하고자 하는 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량을 고려하여 조절할 수 있다.
단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량은 점착력과 점도에 영향을 미치는 것으로, 통상 중량평균분자량이 작아지면 점도가 낮아지나 점착력이 저하되며, 반대로 중량평균분자량이 커지면 점착력은 좋아지나 점도가 높아진다. 본 발명에서는 특히 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10,000 내지 30,000인 것이 좋다. 중량평균분자량이 5,000미만인 경우 점도가 너무 낮아 도공성이 좋지 않고 희석 단량체의 사용에 따른 효과를 얻기 어려울 수 있으며, 30,000초과인 경우 점도가 너무 높아져 취급성이 좋지 않다.
또한, 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 점도는 10,000 내지 300,000cPs인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10,000 내지 150,000cPs인 것이 좋다. 점도가 10,000cPs 미만인 경우 희석 단량체를 사용하여 적절한 도공 점도를 조절하기가 어렵고, 300,000cPs 초과인 경우 적절한 점도를 얻기 위한 과도한 희석 단량체의 사용으로 점착력과 내구성의 조절이 어려울 수 있다.
단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 광학용 점착제 조성물 총 100중량% 중에 30 내지 80중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 75중량%인 것이 좋다. 함량이 30중량% 미만인 경우 점착제 조성물의 점도가 낮아 도공성이 좋지 못하고, 80중량% 초과인 경우 점도가 높아져 공정성이 저하될 수 있고 광학용으로 적용하기 어려울 수 있다.
(메타)아크릴레이트 단량체는 무용매형인 점착제 조성물의 점도를 조절하는 동시에 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머와 가교 가능한 관능기를 갖는 단량체로 단관능이 바람직하다.
단관능 (메타)아크릴레이트 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며,예컨대 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-메틸부틸(메타)아크릴레이트, n-노닐(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, n-데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 2-도데실티오에틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 단관능 (메타)아크릴레이트 단량체와 함께 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 2관능 (메타)아크릴레이트 단량체, 3관능 (메타)아크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합물을 소량 혼합하여 사용할 수 있다. 2관능 (메타)아크릴레이트 단량체로는 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 디(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 디메틸올디시클로펜탄디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 헥사히드로프탈산디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 아다만탄디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 3관능 (메타)아크릴레이트 단량체로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
단관능 (메타)아크릴레이트 단량체는 광학용 점착제 조성물 총 100중량% 중에 5 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 50중량%, 가장 바람직하게는 20 내지 45중량%인 것이 좋다. 함량이 5중량% 미만인 경우 경화율이 낮아질 수 있고, 60중량% 초과인 경우 경화 수축이 심각하게 발생할 수 있고 도공성이 저하될 수 있다.
자유라디칼 광중합개시제는 도공된 점착제 조성물의 내부뿐만 아니라 표면의 경화를 충분히 진행시키기 위한 성분으로서, 당 분야에서 공지된 것이라면 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 히드록시디메틸아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 3-메틸아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 4-크로놀로세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 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-디아미노벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아미노벤조산에스테르, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸 등을 들 수 있다. 또한, 시판되고 있는 제품으로 상품명 Darocur 1173, Irgacure 184, Irgacure 907, Irgacure 1700, TPO-L(BASF사) 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
자유라디칼 광중합개시제는 광학용 점착제 조성물 총 100중량% 중에 0.1 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량%인 것이 좋다. 함량이 0.1중량% 미만인 경우 경화 속도가 느려지고 충분한 경화가 진행되기 어려울 수 있고, 10중량% 초과인 경우 광중합되는 중합체의 분자량이 작아져서 내구성이 저하될 수 있다.
탄화수소계 수지는 석유계 수지로, 디아세톤알콜운점(DACP, Diacetone Alcohol Cloud Point)이 0℃ 이하인 것을 사용한다.
디아세톤알콜운점은 탄화수소계 수지의 물성을 나타내는 하나의 지표로, 자일렌과 디아세톤알콜이 1:1 중량비로 혼합된 용매시스템을 이용하여 탄화수소계 수지의 극성을 확인할 수 있는 지표이다.
상기 DACP는 로진 수지 및 테르펜 수지 등에서는 운점(실제 사용 가능한 온도 범위내에서)을 나타내지 않으므로 탄화수소계 수지의 물성을 확인하는 방법으로 유용하게 사용되고 있다.
통상 점착력은 원료 수지의 극성과 밀접한 상관관계를 가지므로 DACP값을 특정 범위로 조절하면 점착물성을 개선할 수 있다. 상기 DACP값이 낮으면 극성값이 높아져 폴리에스테르, 금속, 유리 등과 같은 기재에 대한 점착력이 향상된다.
탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소계 수지, C9의 방향족 탄화수소계 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하기로, 상기 탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소 수지, 수소화된 C5의 지방족 탄화수소 수지, C9의 방향족 탄화수소 수지 및 수소화된 C9의 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 C5의 지방족 탄화수소계 수지 및 C9의 방향족 탄화수소계 수지는 각각 나프타를 정제하는 과정에서 얻어질 수 있다.
상기 C5의 지방족 탄화수소계 수지 및 C9의 방향족 탄화수소계 수지는 각각 C5의 지방족 탄화수소계 단량체와 C9의 방향족 탄화수소계 단량체를 양이온 중합하여 제조할 수 있다.
일례로, C5의 지방족 탄화수소계 수지는 트랜스-1,3-펜타디엔(TRANS-1,3-PENTADIENE), 시스-1,3-펜타디엔(CIS-1,3-PENTADIENE), 2-메틸-2-부텐(2-METHYL-2-BUTENE), 디사이클로펜타디엔(DICYCLOPENTADIENE), 사이클로펜타디엔(CYCLOPENTADIENE) 및 사이클로펜텐(CYCLOPENTENE) 단량체가 중합될 수 있다.
C9의 방향족 탄화수소계 수지는 비닐톨루엔(VINYLTOLUENES), 디사이클로펜타디엔(DICYCLOPENTADIENE), 인덴(INDENE), 메틸스티렌(METHYLSTYRENE), 스티렌(STYRENE) 및 메틸인덴(METHYLINDENES) 단량체가 중합될 수 있다.
이때, 상기 C5의 지방족 탄화수소계 수지 및 C9의 방향족 탄화수소계 수지는 각각 중합 반응 후 정제한 것 또는 불순물이 혼합된 것 모두 사용할 수 있다.
이러한 C5의 지방족 탄화수소계 수지 및 C9의 방향족 탄화수소계 수지는 이스트만사의 EASTOTAC시리즈, PICCOTAC시리즈, PICCO시리즈, KRISTALEX시리즈, PICCOTEX시리즈 및 REGALITE시리즈 등의 제품을 사용할 수 있다.
본 발명은 유리 및 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성을 향상시키기 위하여 탄화수소계 수지의 DACP 범위 및 사용량을 특정 범위로 한정하여 설계한 것에 특징이 있다.
특히 본 발명과 같이 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 및 단량체를 주성분으로 사용하는 점착제는 우레탄의 응집력으로 인해 택성(TACK)이 부족하여 유리에 비해 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력이 낮은 한계가 있다.
본 발명에 따른 탄화수소계 수지의 DACP는 0℃ 이하, 바람직하기로는 -10℃ 이하, 보다 바람직하기로는 -50℃ 이하인 것이 좋다. 상기 DACP가 0℃를 초과하는 경우에는 본 발명이 목적으로 하는 유리 및 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성을 가질 수 있는 정도의 극성값을 가지지 못하고, 점착력 향상 효과가 미비한 단점이 있다.
이러한 탄화수소계 수지는 광학용 점착제 조성물 총 100중량% 중에 5 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 20중량%인 것이 좋다. 함량이 5중량% 미만이면 그 양이 미미하여 본 발명이 목적으로 하는 효과를 달성하기 어렵고 30중량%를 초과하는 경우에는 조성물에 완전히 녹이기가 어렵거나 상용성이 저하되어 불량이 발생할 확률이 높다. 또한 상기 탄화수소계 수지 자체가 갖는 황변 지수에 의해 조성물 전체의 황변 지수가 증가될 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 경화하여 점착제를 형성할 수 있다. 또한, 투명기재필름; 상기 투명기재필름의 일면에 형성된 상기 점착제를 포함하여 점착필름을 형성할 수 있다.
상기 점착제는 두께가 25 내지 1000㎛일 수 있다.
상기 투명기재필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것으로 특별히 제한되지 않는다.
상기 경화는 당 분야에서 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으나, 자외선을 이용한 광경화가 일반적이다.
상기 자외선을 이용한 중합 시 광원은 발광분포가 400㎚ 이하, 바람직하기로는 150 내지 400㎚, 보다 바람직하기로는 200 내지 380㎚의 파장인 것으로 예컨대 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등 및 메탈할라이드램프 등을 이용할 수 있다.
상기 광조사의 강도는 요구되는 점착제의 물성에 따라 적절히 조절이 가능하며, 자유라디칼 광개시제의 활성에 유용한 적산광량은 10 내지 5000mJ/㎠인 것이 바람직하며, 200 내지 800mJ/㎠이 보다 바람직하다. 상기 범위내에서 적절한 경화 반응 시간을 가지며, 램프로부터 복사되는 열 및 중합 반응 시 발열에 의해 제조된 경화물의 응집력의 저하, 황변 또는 지지체의 열화를 발생시키지 않으므로 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 : 우레탄 ( 메타 ) 아크릴레이트 올리고머
온도계와 교반 장치가 장착되고 질소 환류가 가능한 10L의 4구 플라스크를 오일 배스에 침지하고, 이 플라스크에 분자량이 4,000인 폴리프로필렌글리콜(산닉스 PP-4000, 삼양화성공업) 3038g, 이소포론다이이소시아네이트 337g, 우레탄화 촉매인 디부틸틴디라우레이트 0.3g을 투입한 후 반응 온도 60℃에서 2시간 동안 교반하여 우레탄 프리폴리머를 얻었다. 그 다음 반응 온도를 40℃로 낮춘 후 우레탄화 촉매인 디부틸틴디라우레이트 0.3g, 중합금지제인 2,6-t-부틸-4-메틸페놀(BHT) 0.5g을 투입하고, 여기에 n-부탄올 56g과 2-히드록시에틸아크릴레이트(오사카유기화학공업) 88g의 혼합액을 30분 동안 천천히 적하시키면서 반응시켰다. 그 다음 반응 온도를 70℃로 올리고 교반하여 중량평균분자량이 26,600인 단관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 수득하였다.
실시예 1
(1) 점착제 조성물
제조예 1의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 67중량%, 아크릴로일모르폴린 15중량%와 이소보닐아크릴레이트 15중량%, 광중합개시제 다로큐어1173(바스프사) 2.0중량%, C5의 지방족 탄화수소계 수지(Piccotac 6095-E 제품, 이스트만사, DACP=약 -10℃)을 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
(2) 점착 필름
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 실리콘 이형제가 코팅된 1매의 투명필름 상에, 경화 후 두께가 300㎛가 되도록 상기 (1)의 점착제 조성물을 도공하고 4m/분의 속도로 자외선(600mJ/㎠)을 조사하고 완전 경화하였다. 이후에 경화된 점착제층 상에 동일한 투명필름을 접합하여 점착필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 9 및 비교예 1 내지 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1의 조성을 사용하여 점착필름을 제조하였다.
구분
(중량%)		 단관능 우레탄 아크릴레이트계올리고머 단관능(메타)
아크릴레이트계 단량체		 자유
라디칼
광개시제		 탄화수소계 수지
A-1 A-2 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 B-6 B-7 B-8
실시예1 58 15 15 2 10 - - - - - - -
실시예2 58 15 15 2 - 10 - - - - - -
실시예3 58 15 15 2 - - 10 - - - - -
실시예4 58 15 15 2 - - - 10 - - - -
실시예5 58 15 15 2 - - - - 10 - - -
실시예6 63 15 15 2 - - - 5 - - - -
실시예7 54 12 12 2 - - - 20 - - - -
실시예8 44 12 12 2 - - - 30 - - - -
실시예9 58 15 15 2 5 - - 5 - - - -
비교예1 58 15 15 2 - - - - - 10 - -
비교예2 58 15 15 2 - - - - - - 10 -
비교예3 58 15 15 2 - - - - - - - 10
비교예4 65 15 15 2 - - - 3 - - - -
비교예5 39 12 12 2 - - - 35 - - - -
A-1: 이소보닐아크릴레이트
A-2: 아크릴로일모르폴린
자유라디칼 광개시제: 다로큐어1173, 바스프사
B-1: C5의 지방족 탄화수소계 수지, Piccotac 6095-E 제품, 이스트만사, DACP=약 -10℃
B-2: C9의 방향족 탄화수소계 수지, Picco A10 제품, 이스트만사, DACP= 약 -24℃
B-3: 수소화된 C9의 방향족 탄화수소계 수지, Regalrez 3102 제품, 이스트만사, DACP= 약 -30℃
B-4: C9의 방향족 탄화수소계 수지, Kristalex 3070 제품, 이스트만사, DACP= 약 -50℃
B-5: C9의 방향족 탄화수소계 수지, Piccotex LC제품, 이스트만사, DACP=약 -50℃
B-6: 수소화된 C9의 방향족 탄화수소계 수지, Regalite R7100 제품, 이스트만사, DACP= 약 14℃
B-7: C9의 방향족 탄화수소계 수지, Piccotac 8095제품, 이스트만사, DACP= 약 37℃
B-8: Foral 85-E 로진수지, 이스트만사, 산가=9mgKOH/g
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물 및 점착필름의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 점착력(N/25㎜)
제조된 점착필름을 25㎜×250㎜의 크기로 슈퍼 커터를 이용하여 절단한 후 이형필름을 박리하여 유리판 및 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름에 접합하고 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 만능재료시험기(UTM)에 고정한 후 300m/분의 속도로 180°로 박리하여 유리에 대한 점착력을 측정하였다. 이때, 점착력은 자외선이 조사된 면의 점착력을 의미한다.
2. 점착 내구성(내열 및 내습열 )
제조된 점착필름을 A4 크기로 슈퍼커터를 이용하여 절단하고 1매의 투명필름을 박리한 후 유리판에 접합하였다. 이 접합체를 오토클레이브에서 50℃, 5기압의 조건으로 20분 동안 처리하여 시편을 제작하였다. 내열 내구성은 시편을 80℃ 오븐에서 100시간 동안 방치한 후, 내습열 내구성은 60℃ 및 90%RH 오븐에서 100시간 동안 방치한 후, 유리판과 점착제층의 접합면에 기포나 박리의 발생 여부를 육안으로 관찰하였다. 관찰 결과는 하기 기준에 의거하여 평가하였다.
<평가 기준>
○: 접합면에 기포 및 박리 현상이 없음.
△: 접합면에 기포 또는 박리 현상이 일부 있음.
×: 접합면에 기포 및 박리 현상이 많이 있음.
3. 황변지수
제조된 점착필름을 40㎜×40㎜ 크기로 절단하여 Glass에 접합한 후, ASTM D1925에 의거하여 황변지수를 측정하였다. 이때 황변지수는 분광식 색채계 SE-2000(일본전색공업사)을 이용하여 측정하였다.
4. ITO 전기저항 변화율
ITO필름을 100㎜×200㎜ 크기로 절단하고, ITO필름의 양 끝단에 도전성테이프를 붙여 전극을 형성하였다. 이후에 제조된 점착필름의 이형필름을 벗겨내고, 양 끝단의 도전성테이프에 일치시켜 접합하였다.
상기 도전성테이프상에 점착필름이 접합된 ITO필름의 저항율을 측정하고, 60℃ 90%RH 오븐에 300Hr동안 방치한 후의 저항율을 측정(HIOKI사, 3244 카드 HITESTER 이용)하고 하기 수학식 1을 이용하여 전기저항 변화율을 도출하였다.
Figure pat00001
구분 점착력 (N/25mm) 점착 내구성 황변 지수 ITO 전기저항
변화율 (%)
TAC 유리
실시예1 15.9 16.1 ○ 0.4 98
실시예2 16.8 16.8 ○ 0.5 98
실시예3 18.1 19.2 ○ 0.3 97
실시예4 20.7 21.7 ○ 0.6 98
실시예5 19.5 20.8 ○ 0.5 98
실시예6 16.4 18.4 ○ 0.4 98
실시예7 22.7 23.9 ○ 0.8 98
실시예8 25.2 24.6 ○ 0.9 99
실시예9 18.3 21.5 ○ 0.6 97
비교예1 13.2 8.5 ○ 0.3 98
비교예2 14 9.2 ○ 0.5 98
비교예3 20.1 19.7 ○ 0.4 115
비교예4 14.6 9.6 ○ 0.4 98
비교예5 28.9 28.3 × 1.2 99
상기 표 2와 같이, 본 발명에 따라 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 일정량 함유한 실시예 1 내지 9의 점착제 조성물은 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 ITO 전기저항율의 변화가 적고, 다양한 기재에 적용이 용이하며, 유리 및 트리아세틸셀룰로오스 필름에 대한 점착력 및 점착 내구성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

  1. 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 자유라디칼 광개시제를 함유하는 점착제 조성물에,
    디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 5 내지 30중량% 함유하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄화수소계 수지는 디아세톤알콜운점(DACP)이 -10℃ 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 탄화수소계 수지는 디아세톤알콜운점(DACP)이 -50℃ 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소계 수지, C9의 방향족 탄화수소계 수지 또는 이들의 혼합물인 것인 광학용 점착제 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 탄화수소계 수지는 C5의 지방족 탄화수소 수지, 수소화된 C5의 지방족 탄화수소 수지, C9의 방향족 탄화수소 수지 및 수소화된 C9의 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 광학용 점착제 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 30 내지 80중량%, 단관능 (메타)아크릴레이트계 단량체는 5 내지 60중량%, 자유라디칼 광개시제는 0.1 내지 10중량% 및 디아세톤알콜운점(DACP)이 0℃ 이하인 탄화수소계 수지를 5 내지 30중량% 함유하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000인 광학용 점착제 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 점도(25℃)가 10,000 내지 300,000cPs인 광학용 점착제 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8중 어느 한 항의 점착제 조성물이 경화된 광학용 점착제.
  10. 투명기재필름;
    상기 투명기재필름의 일면에 형성된 상기 청구항 9의 점착제를 포함하는 점착필름.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 점착제는 두께가 25 내지 1000㎛인 점착필름.
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WO2017179899A3 (ko) * 2016-04-12 2018-01-18 주식회사 엘지화학 광학용 점착 조성물

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