KR20140142821A - 아크릴계 공중합체, 이를 함유한 점착제 조성물 및 편광판 - Google Patents

아크릴계 공중합체, 이를 함유한 점착제 조성물 및 편광판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 공중합체, 이를 함유한 점착제 조성물 및 편광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 35 내지 84.9중량부, 벤질메타크릴레이트 5 내지 20중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 5중량부, 아크릴산 5 내지 10중량부, 및 메타크릴레이트 5 내지 30중량부를 함유하고, 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 100만 이상인 아크릴계 공중합체를 사용하여 가교밀도를 증가시켜 조성물의 응집력을 향상시킴으로써, 수접촉각이 낮은 비극성 필름과의 접합 시 가혹 조건(고온 또는 고온 다습)에서의 점착 내구성이 우수하고, 양생기간이 단축되며, 빛샘방지성을 갖는 점착제 조성물 및 편광판에 관한 것이다.

Description

아크릴계 공중합체, 이를 함유한 점착제 조성물 및 편광판 {ACRYLIC COPOLMER, ADHESIVE COMPOSITION CONTAINING THREROF AND POLARIZING PLATE}
본 발명은 내구성이 우수한 점착제 조성물 및 편광판에 관한 것이다.
점착제는 가해주는 압력만으로도 피착재에 충분히 접착되는 물질로서, 접착제에 비해서 응집력이 낮고 응력완화가 빠르며 외력에 대해서 쉽게 변형이 일어나는 점탄성적인 거동을 나타낸다.
점착제에 사용되는 원료는 천연고무, 합성고무, 아크릴, 실리콘 등의 열가소성 수지로 대부분 탄성의 성질을 지니고 있으므로 점성의 성질을 부여하기 위해서 저분자량의 물질을 섞어서 사용하여 점탄성을 지니게 된다.
점착제의 원료 중 최근 아크릴계 점착제는 고무계 점착제를 대체하여 급속히 사용이 증가하고 있으며, 용제형, 수계 에멀젼형, 핫멜트형, 100% solid 반응형 점착제 등 폭넓은 형태로 사용이 가능하다.
아크릴계 점착제는 고무계 점착제에 비하여 내후성, 내열성, 내한성, 내유성 등이 뛰어나고 여러 가지 목적 및 용도에 맞추어 비교적 쉽게 만들 수 있다. 따라서 점착제품이 현재와 같이 다종다양한 용도로 사용될 수 있게 된 것은 아크릴 점착제의 출현에서 비롯되었다고 할 수 있다.
통상 점착제 물성은 초기점착력(tack), 접착력(adhesion) 및 응집력(shear strength)으로 접착성능을 평가할 수 있다.
초기점착력은 점착제를 이루고 있는 고분자의 유리전이온도(Tg)와 관련이 있고, 상기 점착력은 고분자의 유리전이온도 및 응집력과 관련이 있다. 응집력은 점착제가 피착재에 적용되었을 때 점착제의 분자 상호간에 나타나는 힘으로 분자 간 응집력이 높으면 점착제의 계면파괴가 일어나고, 낮으면 응집파괴가 일어나서 피착재에 잔유물을 남기게 되므로 피착재에서 박리 시 계면파괴가 일어나도록 점착제를 설계하는 것이 이상적이다.
최근에 LCD소재의 저가화 경향에 따라 편광판용 소재의 저가화가 진행중이며, 특히 편광판용 소재의 원가에 50%이상을 차지하는 편광자 보호필름의 저가화가 관심의 대상이 되고 있다. 이에 기존의 셀룰로오스계 및 시클로올레핀폴리머계 수지 대신에 투과율이 높고 가격이 저가인 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 편광자 보호필름으로 이용하려는 시도가 진행되고 있다.
그러나 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 함유한 필름은 내열조건에서 수축률이 커서 편광판 제조 시 수축응력에 의한 박리 등의 불량이 발생하기 쉽다는 문제점이 있다.
상기 고수축 편광판의 점착내구성을 개선하기 위해서, 한국특허등록 제930,808호는 에스테르계 점착부여수지를 함유하여 초기 점착력, 접착력 및 응집력을 개선하는 에폭시 아크릴계 점착제를 제시하였다. 그러나, 상기 점착부여수지를 포함하는 점착제 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트계 편광자 보호필름의 수축특성을 극복할 정도의 응집력 개선 효과를 나타내지 못하는 단점이 있다. 또한 점착부여수지는 저분자 올리고머이므로, 블리드 아웃에 의한 내구성 저하의 우려가 있어 이를 개선하기 위한 추가적인 기술이 추가될 필요가 있다.
본 발명은 기존의 셀룰로오스 수지 및 시클로올레핀 수지를 이용한 필름 뿐 아니라 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 이용한 필름을 포함하는 편광판 제조 시, 편광자의 수축응력을 견디지 못하고 수축이 발생되어 내구성 조건(고온 또는 고온·다습)에서 박리불량이 야기되는 문제를 개선하여, 편광판의 점착 내구성을 향상시킬 수 있는 점착제 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 35 내지 84.9중량부, 벤질메타크릴레이트 5 내지 20중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 5중량부, 아크릴산 5 내지 10중량부, 및 메틸아크릴레이트 5 내지 30중량부를 함유하고, 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 100만 이상인 아크릴계 공중합체를 제공한다.
바람직하기로, 상기 중량평균분자량은 100만 내지 200만일 수 있다.
바람직하기로, 상기 아크릴계 공중합체는 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 47 내지 76.5중량부, 벤질메타크릴레이트 8 내지 12중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.5 내지 3중량부, 아크릴산 5 내지 8중량부, 및 메틸아크릴레이트 10 내지 30중량부를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 아크릴계 공중합체를 함유하는 점착제 조성물을 제공한다.
상기 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름이 접합되고, 상기 편광자 보호필름 상에 상기 점착제 조성물이 함유된 점착제층이 형성된 편광판을 제공한다.
상기 편광자 보호필름은 수접촉각이 30 내지 80°일 수 있다.
상기 편광자 보호필름은 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있다.
상기 편광판은 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고, 유리기판의 양면에 광학 흡수축이 서로 교차하도록 부착한 시편을 80℃의 온도에서 1000시간 동안 방치한 후 기포나 박리의 발생이 5개 미만일 수 있다.
상기 편광판은 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고, 유리기판의 양면에 광학 흡수축이 서로 교차하도록 부착한 시편을 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 1000시간 방치한 후 기포나 박리의 발생이 5개 미만일 수 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체를 함유한 점착제 조성물은 유리전이온도가 높은 단량체를 사용하고, 공중합체 내의 수소결합수를 증가시켜 유리전이온도를 향상시키고, 아크릴산의 함량을 제어하여 가교밀도를 향상시키며, 분자량을 증가시켜 아크릴공중합체간의 엉킴을 증가시켜, 조성물의 응집력을 향상시킴으로써, 가혹 조건(고온 또는 고온 다습)에서 점착 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 이용한 필름을 포함하여 제조된 편광판에 적용 시 우수한 점착력 및 점착내구성을 갖는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 아크릴계 공중합체를 함유한 점착제 조성물은 양생기간이 단축되고, 종래와 동등 이상의 빛샘방지성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 내구성이 우수한 점착제 조성물 및 편광판에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 35 내지 84.9중량부, 벤질메타크릴레이트 5 내지 20중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 5중량부, 아크릴산 5 내지 10중량부, 및 메타크릴레이트 5 내지 30중량부를 함유한다. 여기서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미하고, 각 성분의 함량은 고형분을 기준으로 한 것이다.
또한, 상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography,GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 100만 이상 200만 이하, 바람직하기로 100 내지 150만이다. 상기 중량평균분자량이 100만 미만이면 응집력이 충분하지 못하여, 내열조건에서 박리 또는 기포불량이 발생될 수 있으며, 200만을 초과하는 경우에는 지나친 아크릴공중합체간의 엉킴에 의한 점도 상승으로 점착액의 코팅 시에 스지 등의 불량이 발생될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체에 함유되는 각 단량체는 당 분야에서 이미 알려져 있으나, 본 발명은 가교밀도를 증가시켜 응집력을 향상시키기 위해서 이들 조합을 선택 사용하고, 이들의 함량범위를 제조한 것에 특징이 있다.
탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체로는 탄소수 4 내지 12의 지방족 알콜로부터 유도되는 (메타)아크릴레이트로서, 예를 들면 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이 중에서 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.
이러한 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체는 35 내지 84.9중량부, 바람직하기로 47 내지 76.5중량부를 함유한다. 상기 함량이 35중량부 미만이면 택성이 부족하여 접합시 기포가 혼입될 우려가 있고, 84.9중량부를 초과하는 경우에는 유리전이온도 저화와 수소결합형성 부족으로 응집력이 부족하여 내열내구성이 저하될 수 있다.
상기 벤질메타크릴레이트는 복굴절을 조절하여 하여 빛샘을 최소화하고 유리전이온도를 향상시켜서 내열성을 개선하는 역할을 한다.
이러한 벤질메타크릴레이트는 5 내지 20중량부, 바람직하기로는 8 내지 12중량부를 함유한다. 상기 함량이 5중량부 미만이거나, 20중량부를 초과하는 경우에는 복굴절이 원하는 범위를 벗어나게 되어 빛샘특성이 악화시킬 수 있다.
상기 4-히드록시부틸아크릴레이트는 가교성 단량체로서 가교제와 반응하여 아크릴공중합체의 응집력을 향상시키는 역할을 한다.
이러한 4-히드록시부틸아크릴레이트는 0.1 내지 5중량부, 바람직하기로는 0.5 내지 3중량부 함유한다. 상기 함량이 0.1중량부 미만이면 응집력 향상 효과가 부족할 수 있고 5중량부를 초과하는 경우에는 가교가 지나치게 형성되어 점착력이 저하되어 내열성에서 박리 불량이 발생할 수 있다.
상기 아크릴산은 공중합체 내에서 수소결합을 형성하거나, 가교제와 반응하여 가교를 형성하여 점착제의 응집력을 향상시키거나, 4-히드록시부틸아크릴레이트와 가교제와의 반응속도를 향상시키는 산촉매로써 작용하여 양생단축 효과에 기여하는 역할을 한다. 또한 극성작용기로써 점착제와 글라스간의 극성 상호작용으로 점착력을 향상시키는 역할을 한다.
이러한 아크릴산은 5 내지 10중량부, 바람직하기로는 5 내지 8중량부 함유한다. 상기 함량이 5중량부 미만이면 응집력 및 점착력 향상 효과가 부족하고, 또한 양생단축 효과도 부족할 수 있으며, 10중량부를 초과하면 지나진 응집력 향상으로 점착력이 오히려 저하되어 내열조건에서의 박리 불량을 발생할 수 있고, 지나친 가교반응 촉매효과로 조액안정성이 악화될 수 있다.
상기 메타크릴레이트는 유리전이온도가 높아 점착제의 응집력을 향상시키는 역할을 하며, 또한 부틸아크릴레이트 대비 극성이므로 글라스와의 극성 상호작용으로 점착력을 향상시키는 역할을 한다.
이러한 메타크릴레이트는 5 내지 30중량부, 바람직하기로는 10 내지 30중량부 함유한다. 상기 함량이 5중량부 미만이면 응집력 향상 효과가 부족하고 30중량부를 초과하면 폴리머 자체의 유동성이 저하되어 점착액 코팅시 점도 상승에 의한 스지 발생 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 아크릴계 공중합체는 상기 단량체 이외에, 히드록시또는 카르복시기의 관능기를 갖는 가교성 단량체를 추가로 함유할 수 있다. 이때, 가교성 단량체는 화학 결합에 의해 점착제 조성물의 응집력 또는 점착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하는 역할을 한다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르 및 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있다.
카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
가교성 단량체는 탄소수가 4 내지 12인 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 100중량부에 대하여 0.05 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8중량부인 것이 좋다. 함량이 0.05중량부 미만인 경우 점착제의 응집력이 작아지게 되어 내구성이 저하될 수 있으며, 10중량부 초과인 경우 높은 겔분율에 의해 점착력이 떨어지고 내구성에 문제를 야기할 수 있다.
또한, 상기 단량체들 이외에 다른 중합성 단량체가 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100중량부에 대하여 10중량부 이하로 더 포함될 수 있다.
공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 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.
또한, 본 발명은 상기 아크릴계 공중합체를 함유한 점착제 조성물에 특징이 있다. 상기 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유할 수 있다.
가교제는 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 응집력을 강화하기 위한 성분으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시계 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 들 수 있다.
또한, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물과 함께 멜라민계 화합물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 추가로 사용할 수 있다.
멜리민계 화합물로는 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등을 들 수 있다.
가교제는 고형분 함량을 기준으로 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량부인 것이 좋다. 함량이 0.1중량부 미만인 경우 부족한 가교도로 인해 응집력이 작아지게 되어 들뜸과 같은 내구성 저하가 유발되고 절단성을 해칠 수 있으며, 15중량부 초과인 경우 과다 가교반응에 의해 잔류응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
실란커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 비닐클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
실란커플링제는 고형분 함량을 기준으로 공중합체 100중량부에 대하여 0 내지 10중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게 0.005 내지 5중량부로 포함되는 것이 좋다. 함량이 10중량부 초과인 경우 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 대전방지제를 추가로 함유할 수 있으며, 이온성 대전방지제가 바람직하다. 이온성 대전방지제는 음이온과 양이온으로 구성된 이온성염류로 점착제에 이온 전도성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.
구체적으로 알칼리 금속염, 암모늄염, 설포늄염 및 포스포늄염으로 이루어진 군에서 선택된 양이온과; 불소함유 무기염, 불소함유 유기염 및 요오드이온로 이루어진 군에서 선택된 음이온으로 이루어진 이온성염류일 수 있다.
이러한 이온성 대전방지제는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하기로는 0.5 내지 3중량부 함유할 수 있다. 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 대전방지성이 불충분할 수 있고 5중량부를 초과하는 경우에는 내구성 확보가 곤란할 수 있다.
상기와 같은 성분 이외에, 점착제 조성물은 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도 등을 조절하기 위하여, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 부식방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충전제, 광안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름이 접합되고, 상기 편광자 보호필름 상에 상기 점착제 조성물이 함유된 점착제층이 형성된 편광판에 특징이 있다.
상기 편광자 보호필름은 당 분야에서 일반적인 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 아크릴계, 수티렌계, 폴리올레핀계, 염화비닐계, 아미드계, 이미드계, 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등의 열가소성 수지, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름 등이 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 점착제층은 통상 아크릴계 점착제에 의해 접합이 용이하지 않은 비극성 필름의 점착이 가능할 뿐만 아니라 점착 내구성이 우수하다.
상기 비극성 필름은 수접촉각이 30 내지 50°인 것으로 바람직하기로는 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있다.
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 : 아크릴계 공중합체 제조
제조예 1
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 56중량부, 메타크릴레이트(MA) 30중량부, 벤질메타크릴레이트(BzMA) 8중량부, 아크릴산(AA) 5중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트(4-HBA) 1중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 80중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1 시간 동안 퍼징한 후, 70℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체(중량평균분자량 약 140만)를 제조하였다.
제조예 2
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1의 조성으로 혼합 및 반응하여 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
구분
(중량부)		 단량체 용매 반응온도
(℃)		 중량평균분자량
(만)
BA MA BzMA AA 4-HBA EAc
제조예1 56 30 8 5 1 80 70 138
제조예2 66 20 8 5 1 80 70 142
제조예3 76 10 8 5 1 80 70 135
제조예4 54 30 8 7 1 80 70 132
제조예5 51 30 8 10 1 80 70 145
제조예6 49 30 15 5 1 80 70 132
제조예7 54 30 8 5 3 80 70 135
비교제조예1 56 30 8 1 5 100 80 80
비교제조예2 86 - 8 1 5 100 80 80
비교제조예3 86 - 8 1 5 80 70 140
비교제조예4 51 35 8 5 1 80 70 138
비교제조예5 64 30 - 5 1 80 70 148
비교제조예6 39 30 25 5 1 80 70 135
비교제조예7 61 30 8 - 1 80 70 132
비교제조예8 46 30 8 15 1 80 70 138
비교제조예9 57 30 8 5 - 80 70 137
비교제조예10 50 30 8 5 7 80 70 138
비교제조예11 56 30 8 5 1 120 80 80
BA: n-부틸아크릴레이트
MA: 메타크릴레이트
BzMA: 벤질메타크릴레이트
AA: 아크릴산
4-HBA: 4-히드록시부틸아크릴레이트
EAc: 에틸아세테이트
실시예 1-10 및 비교예 1-11
1)점착제 조성물
상기 제조예 1의 아크릴계 공중합체, 가교제, 실란커플링제 및 대전방지제를 하기 표 2의 조성으로 혼합한 후, 코팅성을 고려하여 28중량%의 농도로 희석하여 점착제 조성물을 제조하였다.
구분
(중량부)		 아크릴계 공중합체
(100중량부)		 가교제 실란커플링제 대전방지제
A-1 A-2 A-3 A-4 B-1 B-2
실시예1 제조예1 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예2 제조예2 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예3 제조예3 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예4 제조예4 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예5 제조예5 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예6 제조예6 0.5 - - - 0.5 2 -
실시예7 제조예1 - 0.5 - - 0.5 2 -
실시예8 제조예1 - - 0.5 - 0.5 2 -
실시예9 제조예1 - - - 0.5 0.5 2 -
실시예10 제조예1 0.5 - - - 0.5 - 2
비교예1 비교제조예1 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예2 비교제조예2 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예3 비교제조예3 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예4 비교제조예4 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예5 비교제조예5 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예6 비교제조예6 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예7 비교제조예7 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예8 비교제조예8 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예9 비교제조예9 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예10 비교제조예10 0.5 - - - 0.5 2 -
비교예11 비교제조예11 0.5 - - - 0.5 2 -
A-1: 코로네이트-L(TDI계 가교제, CORONATE-L, 일본우레탄공업)
A-2: TDI의 이소시아누레아트 (일본우레탄사)
A-3: 코로네이트-HXR (HDI의 이소아누레이트, 일본우레탄사)
A-4: 다케네이트-110N (XDI계 가교제, TAKENATE-110N 미쯔이화학
실란커플링제: 글리시독시프로필 트리메톡시실란 (신에츠사, KBM403제품)
B-1: 트라이플루오로메틸설포닐이미드 리튬염
B-2: 1-헥실-4-메텔피리디늄 헥사플루오로포스페이트
2)점착제 부착 편광판
1)에서 제조된 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 이형필름 상에 경화 후 두께가 25㎛가 되도록 도포하고 100℃에서 각각 1분, 5분 및 10분 동안 건조시켜 점착층을 형성하였다.
상기 점착층 위에, 편광자의 양면에 트리아세틸셀룰로오스 보호필름이 접합된 편광판을 라미네이션하여 점착제 부착 편광판을 제조하였다. 이때, 보호필름면과 점착층이 접촉하도록 적층하였다. 상기 제조된 편광판을 23℃, 60%RH의 조건 하에서 양생 기간 동안 보관하였다.
또한, 상기 트리아세틸셀룰로오스 보호필름(수접촉각 12°) 대신에 폴리메틸메타크릴레이트 보호필름(수접촉각 47°)이 접합된 편광판을 라미네이션하여 점착제 부착 편광판을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 부착 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
1. 양생 기간
제조된 점착시트를 23℃, 65%RH에서 1 내지 10일 동안 양생하면서 1일 단위로 하기 방법으로 겔분율을 측정하고, 겔분율이 더 이상 증가하지 않는 일, 즉 양생 기간을 측정하였다.
정칭(精秤)한 250메쉬의 철망(100㎜×100㎜)에 점착시트의 점착제층을 약 0.25g 첩부하고, 겔분이 새어나가지 않도록 감싼다. 정밀 천칭으로 중량을 정확하게 측정한 후 철망을 에틸아세테이트 용액에 3일간 침지한다. 침지된 철망을 꺼내어 소량의 에틸아세테이트 용액으로 세정하고, 120℃에서 24시간 건조한 후 중량을 측정한다. 측정된 중량을 이용하여 하기 수학식 1로 겔분율을 계산하였다. 계산된 겔분율의 값이 70 내지 80% 범위에 포함되고 경시적인 변화가 없는 시점을 기준으로 양생 기간을 결정하였다.
Figure pat00001
[식 중, A는 철망의 중량(g), B는 점착제층을 첩부한 철망의 중량(B-A: 점착제 중량, g), C는 침지 후 건조한 철망의 중량(C-A: 겔화된 수지의 중량, g)임].
2. 내구성(내열, 내습열 )
제조된 점착제 부착 편광판을 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 이형필름을 박리한 후 유리 기판(110㎜×190㎜×0.7㎜)의 양면에 광학 흡수축이 직교하도록 부착하여 시편을 제작하였다. 이때, 가해진 압력은 5㎏/㎠이며 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 내열 특성은 80℃의 온도에서 1000시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였고, 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 1000시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 이때, 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24시간 방치한 후 관찰하였다.
<평가 기준>
ⓞ: 기포나 박리 없음.
○: 기포나 박리 < 5개
△: 5개 ≤ 기포나 박리 < 10개
×: 10개 ≤ 기포나 박리
××: 전면에 기포나 박리
3. 빛샘방지성
상기와 동일한 시편을 사용하여 광투과도의 균일성을 조사하기 위하여 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는지를 관찰하였다. 광투과 균일성을 시험하는 방법으로는 코팅된 편광판(200㎜×200㎜)을 유리기판(210㎜×210㎜×0.7㎜)에 90°로 교차하여 양면에 부착하여 관찰하는 방법을 채택하였다. 광투과성의 균일성은 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
<평가 기준>
ⓞ: 광투과성의 불균일현상이 육안으로 판단하기 어려움
○: 광투과성의 불균일현상이 약간 있음
△: 광투과성의 불균일현상이 다소 있음
×: 광투과성의 불균일현상이 많이 있음
구분 양생기간 내구성 빛샘방지성
내열 내습열
실시예1 트리아세틸셀룰로오스 24h ⓞ ⓞ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 24h ⓞ ⓞ ⓞ
실시예2 폴리메틸메타크릴레이트 24h ○ ⓞ ⓞ
실시예3 폴리메틸메타크릴레이트 24h ○ ○ ⓞ
실시예4 폴리메틸메타크릴레이트 18h ⓞ ⓞ ⓞ
실시예5 폴리메틸메타크릴레이트 12h ⓞ ○ ⓞ
실시예6 폴리메틸메타크릴레이트 24h ⓞ ⓞ ○
실시예7 폴리메틸메타크릴레이트 18h ⓞ ⓞ ⓞ
실시예8 폴리메틸메타크릴레이트 4일 ○ ⓞ ○
실시예9 폴리메틸메타크릴레이트 2일 ○ ⓞ ⓞ
실시예10 폴리메틸메타크릴레이트 24h ○ ○ ⓞ
비교예1 트리아세틸셀룰로오스 2일 △ ○ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 2일 × △ ○
비교예2 트리아세틸셀룰로오스 2일 × △ ○
폴리메틸메타크릴레이트 2일 × × ○
비교예3 트리아세틸셀룰로오스 2일 △ ○ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 2일 × △ ○
비교예4 트리아세틸셀룰로오스 24h ○ × ○
폴리메틸메타크릴레이트 24h △ × ○
비교예5 트리아세틸셀룰로오스 24h ⓞ ⓞ ×
폴리메틸메타크릴레이트 24h ○ ⓞ ×
비교예6 트리아세틸셀룰로오스 24h ○ × △
폴리메틸메타크릴레이트 24h △ × ×
비교예7 트리아세틸셀룰로오스 10일 × ○ ○
폴리메틸메타크릴레이트 10일 × △ ⓞ
비교예8 트리아세틸셀룰로오스 12h ○ × △
폴리메틸메타크릴레이트 12h × × ○
비교예9 트리아세틸셀룰로오스 10일 ○ △ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 10일 ○ × ○
비교예10 트리아세틸셀룰로오스 12h ○ △ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 12h △ × ○
비교예11 트리아세틸셀룰로오스 24h ○ ⓞ ⓞ
폴리메틸메타크릴레이트 24h × △ ⓞ
상기 표 3와 같이, 본 발명에 따라 특정의 성분을 일정범위로 함유한 점착제 조성물을 사용한 실시예 1 내지 10의 편광판은 비교예 1 내지 11과 동등 이상의 양생기간을 유지하고, 내구성 및 빛샘방지성은 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 편광자 보호필름으로 폴리메틸메타크릴레이트 필름을 적용한 경우에도 우수한 내구성 및 빛샘방지성을 유지하였다.

Claims (10)

  1. 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 35 내지 84.9중량부, 벤질메타크릴레이트 5 내지 20중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 5중량부, 아크릴산 5 내지 10중량부, 및 메타크릴레이트 5 내지 30중량부를 함유하고,
    중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 100만 이상인 아크릴계 공중합체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 중량평균분자량은 100만 내지 200만인 아크릴계 공중합체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체는 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 47 내지 76.5중량부, 벤질메타크릴레이트 8 내지 12중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.5 내지 3중량부, 아크릴산 5 내지 8중량부, 및 메틸아크릴레이트 10 내지 30중량부를 함유하는 것인 아크릴계 공중합체.
  4. 청구항 1 내지 3중 어느 한 항의 아크릴계 공중합체를 함유하는 점착제 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유하는 것인 점착제 조성물.
  6. 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름이 접합되고, 상기 편광자 보호필름 상에 청구항 4의 점착제 조성물이 함유된 점착제층이 형성된 편광판.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 편광자 보호필름은 수접촉각이 30 내지 80° 인 것인 편광판.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 편광자 보호필름은 폴리메틸메타크릴레이트인 것인 편광판.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 편광판은 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 유리기판의 양면에 광학 흡수축이 서로 교차하도록 부착한 시편을, 80℃의 온도에서 1000시간 동안 방치한 후 기포나 박리의 발생이 5개 미만인 것인 편광판.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 편광판은 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 유리기판의 양면에 광학 흡수축이 서로 교차하도록 부착한 시편을, 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 1000시간 방치한 후 기포나 박리의 발생이 5개 미만인 것인 편광판.
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