KR20150110928A - 점착 필름용 광경화성 수지 조성물 및 점착 필름 - Google Patents

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Abstract

다관능 분자량 조절제로 말단 캡핑 및 가교된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 포함하는 점착 필름용 광경화성 수지 조성물을 제공한다.

Description

점착 필름용 광경화성 수지 조성물 및 점착 필름{LIGHT CURING RESIN COMPOSITION FOR ADHESIVE FILM AND ADHESIVE LAYER}
점착 필름용 광경화성 수지 조성물 및 점착 필름에 관한 것이다.
점착 필름은 전자 제품의 부품 간의 결합, 실내 인테리어용 부엌 가구 싱크대나 가구 등에 내장용품 또는 자동차 내·외장재의 접착용으로 널리 활용되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 내구성이 향상된 점착 필름을 제조할 수 있는 광경화성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 광경화성 수지 조성물로부터 제조된 점착 필름을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 다관능 분자량 조절제로 말단 캡핑 및 가교된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 포함하는 점착 필름용 광경화성 수지 조성물을 제공한다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 중량평균분자량이 3,000,000 내지 15,000,000 일 수 있다.
상기 다관능 분자량 조절제는 2관능 이상일 수 있다.
상기 다관능 분자량 조절제는 3관능 내지 6관능의 티올기 함유 화합물일 수 있다.
상기 다관능 분자량 조절제는 트리스-[(3-머캅토프로피오닐옥시)-에틸]이소시아누레이트, 트리메틸올프로판 트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캅토프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 헥사-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토부티레이트) 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100 중량부 및 다관능 분자량 조절제 0.001 내지 1.0 중량부의 함량비로 혼합되어 중합된 것일 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 아크릴계 광경화성 수지 조성물 또는 에폭시 아크릴레이트계 광경화성 수지 조성물의 경화물일 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머와 함께 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 가교성 모노머가 함께 공중합된 것일 수 있다.
상기 가교성 모노머는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 3-이소시아네이토프로필 (메타)아크릴레이트, 4-이소시아네이토부틸 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제, 아미노 케톤계 개시제, 카프로락탐계 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물의 광경화물을 포함하는 점착 필름을 제공한다.
상기 광경화성 수지 조성물은 내구성이 개선된 점착 필름을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 다관능 분자량 조절제로 말단 캡핑 및 가교된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 포함하는 점착 필름용 광경화성 수지 조성물을 제공한다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 수지 합성시 상기 다관능 분자량 조절제를 사용하여 제조됨으로써, 소정의 수치 범위의 분자량을 갖도록 하여 상기 광경화성 수지 조성물에 사용된다.
예를 들어, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 중량평균분자량이 약 3,000,000 내지 약 15,000,000 일 수 있다. 점착 필름용 광경화성 수지 조성물은 중량평균분자량이 약 3,000,000 내지 약 15,000,000의 고분자량의 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 포함하여, 상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물로부터 제조된 점착 필름의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 다관능 분자량 조절제는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 말단을 캡핑한 뒤, 상기 다관능 분자량 조절제의 미반응 관능기가 상기 광경화성 수지 조성물의 광경화시 추가적인 가교제 역할을 할 수 있다. 그 결과, 상기 광경화성 수지 조성물의 광경화 후, 그 경화물은 3차원의 가교 구조를 형성할 수 있고, 또한 더욱 경화 밀도가 높아질 수 있다.
상기 광경화성 수지 조성물의 광경화물의 경화 밀도가 높아지면 내구성이 향상되고, 특히, 고온 물성이 향상되며, 예를 들어, 고온전단강도와 같은 물성치가 향상된다.
상기 다관능 분자량 조절제는 2관능 이상일 수 있고, 구체적으로, 3관능 내지 6관능의 티올기 함유 화합물일 수 있다.
만약, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지 합성시, 상기 다관능 분자량 조절제가 아닌 1관능 분자량 조절제를 사용하게 되면, 미반응된 1관능 분자량 조절제가 점착 필름용 광경화성 수지 조성물 내에 계속 남아서 가교 작용 보다는 오히려 광경화시 경화물의 사슬 구조를 짧게 하는 쪽으로 작용하기 때문에, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 광경화물의 분자량을 낮추는 원인이 되고, 그 결과 내구성이 낮아질 수 있다.
이에 반해, 적어도 2관능 이상의 다관능 분자량 조절제의 경우에는, 고분자 사슬 길이를 조절하는 작용이 1관능의 경우보다 떨어지지만, 상기 광경화성 수지 조성물 내에서 중합 또는 경화시 가교제로서 작용하게 됨에 따라, 오히려 중합물 또는 경화물의 분자량을 높인다. 구체적으로는, 상기 다관능 분자량 조절제 내의 2개 이상의 관능기 중 하나가 모노머와 반응하여 모노머 또는 중합체 말단에 연결되어도 여전히 상기 다관능 분자량 조절제는 1개 이상의 관능기가 남아있기 때문에 남은 1개 이상의 관능기는 다른 모노머나 중합체와 다시 반응할 수 있어서 가교 역할을 할 수 있게 된다. 만약 상기 다관능 분자량 조절제가 1개의 관능기만을 가진다면, 모노머 또는 중합체 말단에 연결되어 말단 캡핑 역할만 하게 되어 중합 반응의 사슬을 끊는 작용을 하게 된다.
상기 다관능 분자량 조절제가 3관능 내지 6관능의 티올기 함유 화합물이면, 티올기가 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 이중 결합과 반응하여 가교제로서 작용할 수 있다.
상기 다관능 분자량 조절제는, 예를 들어, 트리스-[(3-머캅토프로피오닐옥시)-에틸]이소시아누레이트, 트리메틸올프로판 트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캅토프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 헥사-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토부티레이트) 등일 수 있고, 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물을 제조하기 위해, 미리 상기 다관능 분자량 조절제로 말단 캡핑된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 제조한다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100 중량부 및 다관능 분자량 조절제 약 0.001 내지 약 1.0 중량부의 함량비로 혼합되어 중합될 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지 중합시, 다관능 분자량 조절제를 상기 함량비로 사용하여, 원하는 정도의 분자량을 갖는 수지를 합성할 수 있고, 상기 함량 범위를 초과하여 과량 사용시 티올기끼리 반응하는 부반응이 발생하여 수지의 순도가 낮아질 우려가 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는, 예를 들어, 알킬(메타)아크릴레이트일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬일 수 있고, 구체적으로 C1-C8 알킬일 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는, 구체적으로, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머와 함께 가교성 모노머가 함께 공중합될 수 있다.
상기 가교성 모노머는, 분자 구조 내에 공중합성 관능기 (예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합) 및 가교성 관능기를 동시에 포함하는 단량체를 의미한다.
상기 가교성 모노머는, 예를 들어, 히드록시기 함유 모노머, 카복실기 함유 모노머 또는 질소 함유 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
상기 가교성 모노머는, 구체적으로, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 히드록시기 함유 단량체; 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체; 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 3-이소시아네이토프로필 (메타)아크릴레이트, 4-이소시아네이토부틸 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 등과 같은 질소 함유 단량체; 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물은 광경화성 조성물로서 중합도를 조절하기 위하여 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 상기 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지 100 중량부 대비하여 약 0.01 내지 약 10 중량부 함량으로 사용될 수 있고, 상기 광개시제의 종류는 광조사에 의해 라디칼을 발생시켜, 중합 반응을 개시시킬 수있는 것이라면, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제, 아미노 케톤계 개시제, 카프로락탐계 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물은 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 에폭시 수지, 가교제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제, 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물의 광경화물을 포함하는 점착 필름을 제공한다.
상기 점착 필름은 전자 제품의 부품 간의 결합, 실내 인테리어용 부엌 가구 싱크대나 가구 등에 내장용품 또는 자동차 내·외장재의 접착용 등 다양한 용도로 광범위하게 사용될 수 있고, 내구성이 우수하다.
일 구현예에서, 상기 점착 필름은 상기 점착 필름용 광경화성 수지 조성물을 기재 상에 도포하거나 코팅한 뒤, 광경화시켜 성막된 점착 필름이다. 예를 들어, 기재로서 이형 필름 상에 점착 필름을 형성할 수 있고, 점착 필름을 구체적인 용도에 적용시 이형 필름을 제거하여 점착 필름을 사용할 수 있다.
상기 점착 필름은 전술한 바와 같이 고분자량을 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 사용하여 제조되기 때문에 내구성이 우수하다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
실시예 1
2-EHA(에틸헥실아크릴레이트) 91 중량부 및 가교성 모노머로서 아크릴산 9 중량부 및 광중합 개시제로서 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 (Irgacure 184, BASF사) 0.005 중량부를 1 리터 유리 반응기에 넣고 다관능 분자량 조절제로서 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캅토프로피오네이트 (PEMP, SC유기화학) 0.005 중량부를 첨가하여 혼합한 뒤 30분간 질소 가스로 퍼징시켜 용액 내부의 기체를 질소로 치환시켰다. 블랙 형광등을 이용하여 UV를 조사하여 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 광중합하였다. 중합된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 중량평균분자량 및 PDI를 GPC (1260 Infinity, Agilent사) 를 사용하여 측정하였고, 측정된 중량평균분자량 및 PDI 값을 하기 표 1에 기재하였다.
상기 합성된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지에 광개시제, 경화제 및 기타 첨가제를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하고, 상기 광경화성 수지 조성물을 PET 이형필름 상에 도포한 뒤 UV 램프를 이용하여 자외선을 10 분 동안 조사하여 광경화시켜 점착 필름을 제조하였다.
비교예 1
분자량 조절제로서 n-도데실 머캅탄(n-DDM, n-dodecyl mercaptan)을 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광경화성 수지 조성물을 제조하고, 동일한 방법으로 점착 필름을 제조하였다.
평가
고온 동적 전단강도 (Dynamic shear strength) 측정
실시예 1 및 비교예 1의 점착테이프에 대하여, SUS 판과 SUS 판 사이에 점착테이프가 접하도록 적층한 다음, 6kg 하중으로 30 초간 가압 후 15분 동안 상온에서 에이징(aging)하여 부착되게 하였다. 그리고 80℃의 고온 유지 챔버가 달린 만능시험기 (UTM, universal testing machine)를 이용하여, 80℃에서 기재의 양쪽을 1.0 mm/min의 속도 (cross head speed)로 당기어 고온 동적 전단강도를 측정하였다.
구분 중량평균분자량 PDI (내구성 평가 물성) [kg/cm2]
실시예 1 1,700,000 2.0 1.1
비교예 1 1,590,000 1.5 0.5
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1의 전단 강도가 비교예 1 보다 우수하여, 내구성이 우수함을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 다관능 분자량 조절제로 말단 캡핑 및 가교된 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지를 포함하는 점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지의 중량평균분자량이 3,000,000 내지 15,000,000 인
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 분자량 조절제는 2관능 이상인
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 분자량 조절제는 3관능 내지 6관능의 티올기 함유 화합물인
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 분자량 조절제는 트리스-[(3-머캅토프로피오닐옥시)-에틸]이소시아누레이트, 트리메틸올프로판 트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캅토프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 헥사-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토부티레이트) 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100 중량부 및 다관능 분자량 조절제 0.001 내지 1.0 중량부의 함량비로 혼합되어 중합된
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 아크릴계 광경화성 수지 조성물 또는 에폭시 아크릴레이트계 광경화성 수지 조성물의 경화물인
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 광경화성 수지는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머와 함께 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 가교성 모노머가 함께 공중합된
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가교성 모노머는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 3-이소시아네이토프로필 (메타)아크릴레이트, 4-이소시아네이토부틸 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    광개시제를 더 포함하는
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광개시제는 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제, 아미노 케톤계 개시제, 카프로락탐계 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    점착 필름용 광경화성 수지 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 점착 필름용 광경화성 수지 조성물의 광경화물을 포함하는 점착 필름.
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