KR20150033432A - 자외선 경화형 조성물 - Google Patents

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KR20150033432A
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    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
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Abstract

본 발명은 자외선 경화형 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착이 쉽고 빠르며 내구성과 접착강도가 우수하며, 아크릴계 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

Description

자외선 경화형 조성물 {UV curable composition}
본 발명은 자외선 경화형 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착이 쉽고 빠르며 내구성과 접착강도가 우수하며, 아크릴계 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
최근 정보화 시대의 도래에 따라 액정 표시 장치(LCD), 유기발광 표시장치(OLED), 이동 통신 단말기 (휴대전화기, PDA 단말기 등) 등은 큰 시장을 형성하고 있으며, 적용 제품군이 다양해지고 있다. 이에 따라서, 윈도우 글래스와 터치 스크린 패널(TSP) 센서 글래스 사이에 사용되는 접착제 재료에 대한 관심 및 수요가 증가되고 있으며, 종래에 이용되는 접착제로는 OCA 필름(Optically Clear Adhesive Flim) 또는 실리콘 고무를 이용한 조성물이 사용되고 있다.
종래의 OCA필름의 경우, 고체형 투명 테이프 형태이기 때문에 합지 과정에서 이물 또는 기포가 유입되었을 때 제거가 용이하지 않으며, 작업 공정에서 많은 단계가 필요하여 작업 효율이 떨어질 수 있다. 또한 실온 경화형 액상 실리콘 고무를 이용한 접착제는 넓은 면적에 사용시 장시간의 경화 시간을 필요로 하여 적용 범위 에 한계가 있다.
따라서 이와 같은 문제를 개선하기 위하여 자외선 경화형 조성물이 개발되어 이용되고 있으나, 종래의 자외선 경화형 조성물을 이용한 접착제는 내후성에 매우 취약하며, 접착력이 약한 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 일반적인 UV 램프를 사용하여 별도의 건조 과정이 필요 없이 짧은 시간 내에 경화할 수 있는 자외선 경화형 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전자제품 제조시에 글래스와 글래스 간의 접착, 글래스와 다른 기재와의 접착에 용이하며, 건조 과정의 생략할 수 있어, 제품의 생산효율을 향상시킬 수 있는 자외선 경화형 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 접착 강도가 우수할 뿐만 아니라, 굴절률과 내후성 및 투과율이 뛰어난 자외선 경화형 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 아크릴계 모노머 25 내지 45 중량 %; 아크릴계 올리고머 및 디이소시아네이트계 올리고머 중 어느 하나 이상을 포함하는 올리고머 50 내지 70 중량 % 및 광개시제 0.1 내지 7.5 중량 %를 포함하는 자외선 경화형 조성물을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴계 모노머는 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC), 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC) 중 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC)는 비스페녹시플루오렌(BPF)와 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드를 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)과 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌-6(BPEF-6)와 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴계 올리고머는 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %가 혼합되어 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머, 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머, 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머 및 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머 중 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:1로 혼합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머는 자일렌 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:1로 혼합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비가 4:2:1:2로 혼합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머는 이소포론 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:2로 혼합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 디이소시아네이트계 올리고머는 분자량이 400 내지 2000인 폴리올을 포함한다.
또한 본 발명은 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 47.5 내지 67.5 중량 %; 아크릴계 올리고머 27.5 내지 47.5 중량 % 및 광개시제 0.1 내지 7.5 중량 %를 포함하는 자외선 경화형 조성물을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)과 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴계 올리고머는 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %가 혼합되어 제조된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 의하면 일반적인 UV 램프를 사용하여 별도의 건조 과정이 필요 없이 짧은 시간 내에 경화할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 전자제품 제조시에 글래스와 글래스 간의 접착, 글래스와 다른 기재와의 접착에 용이하며, 건조 과정의 생략할 수 있어, 제품의 생산효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 접착 강도가 우수할 뿐만 아니라, 굴절률과 내후성 및 투과율이 뛰어나다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)의 끓는 점을 보여주는 DSC 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)의 순도를 보여주는 HPLC 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 접착력 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 내후성 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 접착력 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 내후성 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 접착력 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 조성물의 내후성 실험을 위하여 글래스에 도포한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
[제1 실시예]
본 발명의 자외선 경화형 조성물은 아크릴계 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함하여 이루어지고 일반적인 UV램프를 이용하여, 짧은 시간 내에 경화할 수 있으며, 별도의 건조과정이 필요 없기 때문에 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 자외선 경화형 조성물이다.
상기 아크릴계 모노머는 상기 자외선 경화형 조성물의 바탕이 되는 재료(분자)로서 상기 자외선 경화형 조성물에 25 내지 45중량 % 로 포함된다.
또한, 상기 아크릴계 모노머는 25 중량 % 미만일 경우에 UV 경화시 높은 경화 밀도에 의해 고경도, 고수축을 유발할 수 있으며, 고수축은 평판 디스플레이의 최외각에 위치하는 편광 필름의 수축을 유발하여 접착력 감소를 초래할 수 있다. 아크릴계 모노머가 45 중량 %를 초과하게 되면 피착재와의 젖음성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 모노머는 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC), 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC) 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있다.
또한, 상기 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC)는 비스페녹시플루오렌(BPF)과 아크릴로일 클로라이드를 1:4 당량비로 혼합하여 교반하면서 트리에틸아민과 메틸렌 클로라이드를 투입한 후 추출 및 필터링을 통해서 합성할 수 있다.
또한, 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 먼저 플루오레논과 페녹시 에탄올을 1: 4 당량비로 혼합하여 교반하면서 메르캡토프로피오니스와 황산을 투입하여 반응물을 생성시킨 후, 상기 반응물을 냉각시키고 실온에서 필터링 하여 비스페녹시에탄올플루오렌(BPEF)을 합성할 수 있다.
이때 제조된 상기 비스페녹시에탄올플루오렌(BPEF)과 아크릴로일 클로라이드를 1:4 당량비로 혼합하여 교반하면서 트리에틸아민과 메틸렌 클로라이드를 투입한 후 추출 및 필터링을 통해서 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)을 합성할 수 있다.
이때 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃인 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 끓는 점이 159℃ 내지 161℃ 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)는 98 중량 % 내지 99.9 중량 %의 높은 순도를 지닐 수 있기 때문이다.
또한 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌-6(BPEF-6)와 아크릴로일 클로라이드를 1:4 당량비로 혼합하여 교반하면서 트리에틸아민과 메틸렌 클로라이드를 투입한 후 추출 및 필터링을 통해서 합성할 수 있다.
상기 올리고머는 단위체가 낮은 정도로 중합하여 생성되는 중합체로써 상기 자외선 경화형 조성물에 50 내지 70 중량%로 포함된다.
이때 상기 올리고머는 50 중량 % 미만일 경우에는 점착층의 응집력 저하로 인하여 접착력이 현저하게 감소하는 문제점이 있으며, 70 중량 %를 초과하게 될 경우에는 점도가 높아져 작업효율이 떨어질 수 있다.
또한, 상기 올리고머는 아크릴계 올리고머 또는 디이소시아네이트계 올리고머일 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 올리고머는 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %로 사용될 수 있다.
이때 고굴절 아크릴 모노머인 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)와 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA)를 당량비 1:1로 혼합하여 아크릴계 올리고머를 합성하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 아크릴계 올리고머는 상기의 아크릴계 모노머와 단독으로 배합될 수 있으며, 접착력 및 내후성이 우수하고 내용제성, 내마모성, 신장강도가 큰 특징을 지닌다.
또한, 상기 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머, 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머, 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머 및 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있다.
이때 상기 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트와 폴리올을 2 : 1의 당량비로 반응시켜 올리고머 1을 합성할 수 있다. 합성한 올리고머 1과 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 그리고 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)를 4:2:1:1 당량비로 반응시켜 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머를 합성할 수 있다.
또한, 상기 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머는 자일렌 디이소시아네이트와 폴리올을 2 : 1의 당량비로 반응시켜 올리고머 2를 합성한다. 합성된 올리고머 2와 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 그리고 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)를 4:2:1:1 당량비로 반응시켜 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머를 합성할 수 있다.
또한, 상기 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머는 헥사메틸렌 디이소시아 네이트와 폴리올을 2 : 1의 당량비로 반응시켜 올리고머 3을 합성한다. 합성된 올리고머 3과 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 그리고 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)를 4:2:1:2 당량비로 반응시켜 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머를 합성할 수 있다.
또한, 상기 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머는 이소포론 디이소시아 네이트와 폴리올을 2 : 1의 당량비로 반응시켜 올리고머 4를 합성한다. 합성된 올리고머 4와 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 그리고 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)를 4:2:1:2 당량비로 반응시켜 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머를 합성할 수 있다.
이와 같이 제조된 디이소시아네이트계 올리고머는 접착력이 뛰어나고 질긴 성질을 갖는 경화물로 내후성이 우수하며, 내용제성, 내마모성, 신장강도가 큰 장장을 지닐 수 있다.
이때 상기 폴리올은 분자량이 400 내지 2000인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 폴리올의 분자량이 400, 1000 및 2000인 것이 이용될 수 있다. 상기 폴리올의 분자량이 400 미만일 경우에는 경화형 조성물의 경화밀도가 증가하여 경화 이후 경도와 수축률을 상승시켜 접착기재의 변형 및 접착력 감소를 유발할 수 있으며 낮은 점도로 인해 경화형 조성물의 다양한 점도의 구형이 어려워진다. 또한 폴리올 분자량이 2000을 초과할 경우에는 고점도로 올리고머가 합성되어 모노머와 반응시키는 작업이 어려우며, 최종 조성물의 고범도로 인해 탈포가 어려울 뿐만 아니라, 기재와의 젖음성 저하를 유발하여 접착력을 감소시킬 수 있다.
상기 광개시제는 상기 모노머와 상기 올리고머가 경화된 후 고분자물질로 바뀌도록 광중합을 개시시키는 역할을 하며, 상기 자외선 경화형 조성물에 0.1 내지 7.5 중량 %로 포함된다.
또한 상기 광개시제는 수지 자체의 빠른 경화 속도를 유지하기 위하여 이용되고, 자외선 에너지를 받아 자유 라디칼을 형성하여 수지 내의 이중결합을 공격하여 중합을 유도할 수 있다.
본 발명에서는 상기 광개시제로 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)사의 Irgacure 184를 사용하였다.
또한 상기 광개시제 이외에도 임의의 성분으로서 실란계 모노머, 안정제, 광증감제, 분산제 또는 레벨링제 등의 통상의 기타 첨가제를 추가로 이용될 수 있다. 상기 실란계 모노머는 코팅층과 글래스의 접착력을 증가 시킬 수 있으며, 수지 조성물의 흡수율을 저하시킬 수 있다. 상기 안정제는 열적 및 산화 안정성을 향상시키고, 코팅 조성물의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.
하기 표 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자외선 경화형 조성물의 제조예이다.
구분(단위 : 중량 %) 조성물1 조성물2 조성물3 조성물4 조성물5 조성물6 조성물7 조성물8 조성물9 조성물10
톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머 50 50 50 50 0 0 0 0 0 0
자일렌 디이소시아네이트계 올리고머 10 0 0 0 50 50 50 0 0 0
헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머 0 10 0 0 10 0 0 50 50 0
이소포론 디이소시아네이트계 올리고머 0 0 10 0 0 10 0 10 0 50
아크릴계 올리고머 0 0 0 10 0 0 10 0 10 10
BPEF-AC 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
BPEF-AC 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
BPEF-6-AC 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
광개시제 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
실험예 1
본 발명의 제 1실시예에 따른 조성물 1 내지 조성물 10을 이용하여 일반적인 현미경에 사용되는 각각의 슬라이드글래스 (25 X 75 X 1 mm)에 25, 50, 75 um 두께로 도포한 후 다른 슬라이드 글래스를 사용하여 도포면을 덮었다. 이후 1 kw의 자외선 경화 램프를 이용하여 15초간 자외선 경화를 실시하였다. 조성물 1 내지 조성물 10을 이용하여 각각 도포한 슬라이드 글래스는 내후성 시험 후, 접착된 글래스가 분리되지 않았다.
비교예 1
시중의 유기계 자외선 경화형 접착제(포트본드 100, 선라이즈 메이세이사)를 사용하여 일반적인 현미경에 사용되는 슬라이드 글래스(25 X 75 X 1 mm)에 25, 50, 75 um 두께로 도포한 후 다른 슬라이드 글래스를 사용하여 도포면을 덮었다. 이후 1 kw의 자외선 경화 램프를 이용하여 15초간 자외선 경화를 실시하였다. 시중의 유기계 자외선 경화형 접착제를 도포한 슬라이드 글래스는 내후성 시험 이후에 접착강도를 측정할 수 없을 정도의 접착력을 지니고 있었다.
[제2 실시예]
본 발명의 제 2 실시예에 따른 자외선 경화형 조성물은 아크릴계 모노머인 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC), 아크릴계 올리고머 및 광개시제를 포함하여 이루어지고 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 구성요소 조성 비율의 차이가 있다.
상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 47.5 내지 67.5 중량 %, 상기 아크릴계 올리고머는 27.5 내지 47.5 중량 % 및 상기 광개시제는 0.1 내지 7.5 중량%를 포함할 수 있다.
또한 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 먼저 플루오레논과 페녹시 에탄올을 1: 4 당량비로 혼합하여 교반하면서 메르캡토프로피오니스와 황산을 투입하여 반응물을 생성시킨 후, 상기 반응물을 냉각시키고 실온에서 필터링 하여 비스페녹시에탄올플루오렌(BPEF)을 합성할 수 있다.
이때 제조된 상기 비스페녹시에탄올플루오렌(BPEF)과 아크릴로일 클로라이드를 1:4 당량비로 혼합하여 교반하면서 트리에틸아민과 메틸렌 클로라이드를 투입한 후 추출 및 필터링을 통해서 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)을 합성할 수 있다.
이때 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 올리고머는 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %으로 사용될 수 있다. 이때 고굴절 아크릴 모노머인 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)와 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA)를 당량비 1:1로 혼합하여 아크릴계 올리고머를 합성하는 것이 보다 바람직하며, 접착력 및 내후성이 우수하고 내용제성, 내마모성, 신장강도가 큰 특징을 지닌다.
상기 광개시제는 시바 스페셜티 케미칼스사의 Irgacure 184를 사용하였다.
하기 표 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자외선 경화형 조성물의 제조예이다.
단위 (중량 %) Acryl Tpye 올리고머 BPEF-AC 모노머 광 개시제
조성물 11 7.5 87.5 5
조성물 12 17.5 77.5 5
조성물 13 27.5 67.5 5
조성물 14 37.5 57.5 5
조성물 15 47.5 47.5 5
조성물 16 57.5 37.5 5
조성물 17 67.5 27.5 5
조성물 18 77.5 17.5 5
조성물 19 87.5 7.5 5
실험예 2
본 발명의 제2 실시예에 따른 조성물 11 내지 조성물 19를 이용하여 일반적인 현미경에 사용되는 각각의 슬라이드글래스 (25 X 75 X 1 mm)에 25, 50, 75 um 두께로 도포한 후 다른 슬라이드 글래스를 사용하여 도포면을 덮었다. 이후 1 kw의 자외선 경화 램프를 이용하여 15초간 자외선 경화를 실시하였다. 이후 각각의 시료들의 투과율과 굴절율을 측정하여 하기의 표 3에 나타내었다.
투과율 굴절률
조성물 11 91.4 1.480
조성물 12 90.9 1.506
조성물 13 92.7 1.523
조성물 14 92.0 1.509
조성물 15 92.1 1.503
조성물 16 91.0 1.490
조성물 17 90.4 1.509
조성물 18 92.1 1.514
조성물 19 90.1 1.501
표 3에 나타난 바와 같이 조성물 12 내지 조성물 19에서는 굴절률 1.5이상, 투과율 90% 이상으로 나타났으며, 접착력도 매우 안정적이었다. 하지만 조성물 12의 경우에는 투과율이 다소 낮으며, 조성물 16 내지 19의 경우에는 올리고머의 사용량이 많이 조성물의 점도가 높아져 도포할 경우 기포의 발생빈도가 높아 작업효율이 낮을 수 있다.
실험예 4
조성물 13 내지 15를 이용하여 일반적인 현미경에 사용되는 각각의 슬라이드글래스 (25 X 75 X 1 mm)에 25, 50, 75 um 두께로 도포한 후 다른 슬라이드 글래스를 사용하여 도포면을 덮었다. 이후 1 kw의 자외선 경화 램프를 이용하여 15초간 자외선 경화를 실시하여 샘플 1 내지 3을 제작하였다.
조성물 13 내지 15를 이용한 샘플 1 내지 3을 도 3 내지 도 5에 도시하였으며, 공인 인증기관에서 접착력에 관한 실험테스트를 실시하였다. 접착력 시험 속도는 5mm/min, 로드셀은 3000N, 시험온도는 23℃ 조건에서 실시하였다. 접착력 실험결과를 하기 표 4에 나타내었다.
시험항목(GFS 단위) 단위 시료명 시험결과
접착력 gf/cm2 조성물 13 10,000
조성물 14 14,000
조성물 15 14,000
표 4에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 자외선 경화형 조성물은 매우 높은 접착력을 지니는 것을 확인할 수 있다.
실험예 5
실험예 4의 샘플 1 내지 3을 이용하여 내후성에 관한 실험테스트를 실시하였다. 내후성 시험 조건은 광량 0.35 W/m2, 파장 340nm, 시험시간 100시간, 시험온도는 65℃의 조건에서 실시하였으며, 내후성에 대한 실험결과를 하기의 표 5에 나타내었다.
시험항목 단위 시험방법 시료명 광조사 시험결과
광투과율 % 광투과율 조성물 13 전 90.71
후 88.76
조성물 14 전 88.76
후 89.97
조성물 15 전 88.88
후 88.64
표 5에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 자외선 경화형 조성물은 내후성 시험 이후에도 광투과율에 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있어, 내후성에 매우 우수한 조성물임을 확인할 수 있다.
상술한 구성으로 인하여, 본 발명에 따른 자외선 경화형 조성물은 일반적인 UV램프를 이용하여, 짧은 시간 내에 경화할 수 있으며, 별도의 건조과정이 필요 없기 때문에 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 접착 강도가 뛰어나고, 광투과율, 내후성 및 내약품성이 우수하여 전자 제품의 접착에 사용되기 용이하다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (17)

  1. 아크릴계 모노머 25 내지 45 중량 %;
    아크릴계 올리고머 및 디이소시아네이트계 올리고머 중 어느 하나 이상을 포함하는 올리고머 50 내지 70 중량 % 및
    광개시제 0.1 내지 7.5 중량 %를 포함하는 자외선 경화형 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 모노머는 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC), 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 비스페녹시플루오렌-에이씨(BPF-AC)는 비스페녹시플루오렌(BPF)와 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드를 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)과 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-6-에이씨(BPEF-6-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌-6(BPEF-6)와 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아크릴계 올리고머는 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %가 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머, 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머, 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머 및 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머 중 어느 하나 이상인 것으로 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 톨루엔 디이소시아네이트계 올리고머는 톨루엔 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 자일렌 디이소시아네이트계 올리고머는 자일렌 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 올리고머는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비가 4:2:1:2로 혼합되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 이소포론 디이소시아네이트계 올리고머는 이소포론 디이소시아네이트, 폴리올, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 및 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨가 당량비 4:2:1:2로 혼합되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트계 올리고머는 분자량이 400 내지 2000인 폴리올을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  14. 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 47.5 내지 67.5 중량 %;
    아크릴계 올리고머 27.5 내지 47.5 중량 % 및;
    광개시제 0.1 내지 7.5 중량 %를 포함하는 자외선 경화형 조성물.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC)는 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)과 아크릴로일클로라이드가 1:4의 당량비로 혼합 교반하면서 트리에틸아민과 클로라이드가 투입한 후에 추출 및 필터링하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 비스페녹시에탄올 플루오렌(BPEF)은 끓는 점이 159℃ 내지 161℃인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 아크릴계 올리고머는 상기 비스페녹시에탄올 플루오렌-에이씨(BPEF-AC) 40 내지 60 중량 % 및 아크릴계 폴리에틸렌글리콜 400 디아크릴레이트(PEG(400)DA) 40 내지 60 중량 %인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 조성물.
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