KR20150134719A - 대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판 - Google Patents

대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판 Download PDF

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KR20150134719A
KR20150134719A KR1020140061844A KR20140061844A KR20150134719A KR 20150134719 A KR20150134719 A KR 20150134719A KR 1020140061844 A KR1020140061844 A KR 1020140061844A KR 20140061844 A KR20140061844 A KR 20140061844A KR 20150134719 A KR20150134719 A KR 20150134719A
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Abstract

본 발명은 대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물, 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체, 가교제 및 대전방지제를 포함함으로써, 우수한 대전 방지 성능을 나타낼 뿐 아니라, 점착력을 현저히 향상시켜 고온에서도 우수한 내구성을 나타낼 수 있게 하는 대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판에 관한 것이다.

Description

대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판{ANTISTATIC ADHESIVE COMPOSITION AND POLARIZING PLATE USING THE SAME}
본 발명은 대전 방지성 점착제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대전 방지성 및 내구성이 우수한 대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판에 관한 것이다.
화상표시장치는 액정을 포함하고 있는 액정셀과 편광판으로 구성되며, 이는 주로 편광판의 일면에 점착층을 형성하여 접합된다. 이외에도 위상차판, 광시야각 보상판, 휘도향상 등의 표면 보호 필름을 화상표시장치의 기능 향상을 위하여 부가적으로 편광판에 접착제 등을 통해 부착하여 사용한다. 이러한 표면 보호 필름 및 편광판 등의 광학부재는 재료로 플라스틱이 사용되므로 마찰이나 박리 시 정전기가 발생한다. 또한, 정전기가 남은 상태에서 액정에 전압을 가할 경우, 액정 분자의 배향이 손실되거나 패널에 결함이 발생할 수 있어 이러한 문제를 방지하기 위하여 각종 대전방지 처리가 실시되고 있다.
예컨대, 폴리에테르폴리올과 알칼리 금속염으로 이루어진 대전 방지제를 아크릴 점착제에 첨가하는 방법이 있으나, 이 경우 대전 방지제의 블리딩이 발생하여 점착제의 경화 후 내구성이 현저히 저하되었고, 보호 필름에 적용하는 경우, 고온의 조건하에서 블리드 아웃이 쉽게 발생하여 피착제가 오염되는 문제가 발생하였다.
또한, 1종 이상의 계면활성제를 점착제에 첨가하고 계면활성제를 피착제에 전사시키는 방법의 경우 계면활성제가 점착제 표면에 블리딩 되기 쉽고, 보호필름에 적용하는 경우 피착제가 오염되는 문제가 있었다.
한국공개특허 제2010-0093470호는 광학 용도에 충분한 특성 외에 이온과 상호작용이 큰 첨가제를 사용하여 대전 방지성을 높이기 위해 점착제 조성물의 구성으로 알킬렌글리콜디알킬에테르 화합물을 포함하는 것을 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2012-0132396호는 대전 방지성과 내구성을 만족시키기 위한 점착제 조성물의 구성으로 적어도 하나의 말단에 반응성 실릴기를 갖는 폴리에테르화합물을 포함함을 개시하고 있다. 그러나, 대전방지제의 상용성 개선 효과가 충분하지 못하여 대전방지제의 블리드 아웃에 의한 내구성 저하를 충분히 억제하지 못한다는 문제가 있었다.
한국공개특허 제2010-0093470호 한국공개특허 제2012-0132396호
본 발명은 종래의 점착제 조성물에 비해 대전 방지성이 우수하거나 최소한 동등한 정도를 유지하면서도 점착력을 현저히 향상시켜 내구성을 개선시킬 수 있는 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물, 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체, 가교제 및 대전방지제를 포함하는, 점착제 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물은 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나인, 점착제 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중에서, R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
R2는 수소 원자 또는 메틸기이고,
n은 1 내지 100의 정수임)
[화학식 2]
Figure pat00002
(식 중에서, R1은 수소 원자, 또는 메틸기이고,
n은 1 내지 100의 정수임).
3. 위 2에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서 R1은 메틸기이고 R2는 수소 원자인, 점착제 조성물.
4. 위 2에 있어서, 상기 화학식 2 표시되는 화합물은 상기 화학식 2에서 R1은 수소 원자인 경우, 메틸기인 경우 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 점착제 조성물.
5. 위 1에 있어서, 상기 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌글리콜 화합물은 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는, 점착제 조성물.
6. 위 1에 있어서, 상기 대전방지제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인, 점착제 조성물:
[화학식 3]
M+[(SO2R)2 N]-
(식 중, M은 알칼리금속이고, R은 불소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 퍼플루오로알킬기임).
7. 위 6에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 대전방지제는 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2) 및 비스(플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(FSO2)2) 중 적어도 하나인, 점착제 조성물.
8. 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함하는, 점착 시트.
9. 적어도 일면에 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 점착제 조성물로 형성된 점착층을 구비하는, 편광판.
10. 위 9의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
본 발명에 따른 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물은 종래 사용되던 첨가제가 통상의 폴리알킬렌글리콜 화합물인 경우에 비해 아크릴계 공중합체 내의 카르복시산기와 반응하여, 고정화 됨으로써, 블리드 아웃이 억제되어, 점착력이 저하되는 것이 억제될 수 있다.
또한 분자 내의 폴리알킬렌글리콜기의 인접한 산소원자의 비공유 전자쌍으로 대전방지제의 양이온을 효과적으로 배위함으로써, 대전방지제의 이온간 해리도를 높여서 대전 방지성을 개선하고 대전방지제를 고정화하여 블리드 아웃을 방지함으로써 점착제 조성물의 내구성 향상에 더 기여할 수 있다.
본 발명은 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물, 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체, 가교제 및 대전 방지제을 포함함으로써, 우수한 대전 방지 성능을 유지할 뿐 아니라 고온의 가혹한 조건에도 개선된 내구성을 나타내며 현저히 향상된 점착력을 나타낼 수 있게 하는 대전 방지성 점착제 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 편광판에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
<점착제 조성물>
본 발명의 점착제 조성물은 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물, 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체, 가교제 및 대전 방지제를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌글리콜 화합물은 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 함유함으로써, 종래보다 우수한 대전 방지성, 점착력 및 내구성을 가질 수 있다.
구체적으로는, 본 발명에 따른 폴리알킬렌글리콜 화합물은 상기 특정한 구조를 가짐으로써 종래의 치환되지 않은 폴리알킬렌글리콜에 비하여 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체와 공유 결합을 형성함으로써 점착력의 저하현상을 현저히 줄일 수 있으므로 내구성을 개선할 수 있다.
또한, 폴리알킬렌옥사이드의 인접한 산소의 비공유 전자쌍으로 대전방지제의 양이온을 효과적으로 배위함으로써 대전방지제의 이온간 해리도를 높이고 그에 따라 본 발명의 점착제 조성물은 우수한 대전방지성을 나타낼 수 있는 것으로 판단된다. 또한, 본 발명에 따른 폴리알킬렌글리콜 화합물은 대전방지제를 고정화하여, 블리드 아웃을 방지하여 점착제 조성물의 내구성 향상에 더 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌글리콜 화합물은 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 함유하는 화합물이면 어떤 것이나 사용 가능하다. 바람직하게는, 상기 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 함유하는 폴리알킬렌글리콜 화합물을 하기 화학식 1 내지 2로 표시할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
(식 중에서, R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
R2는 수소 원자 또는 메틸기이고,
n은 1 내지 100의 정수임)
[화학식 2]
Figure pat00004
(식 중에서, R1은 수소 원자, 또는 메틸기이고,
n은 1 내지 100의 정수임).
화학식 1로 표시되는 화합물로는 폴리에틸렌글리콜 메틸에테르의 히드록시기의 수소 원자를 글리시딜기로 치환한 것을 들 수 있다. 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 예를 들면 상기 화학식 1에서 R1은 메틸기이고 R2는 수소 원자인 경우를 들 수 있으며, 이 경우 중량평균 분자량은 300 내지 900일 수 있다.
화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 2에서 R1은 수소 원자인 경우, 메틸기인 경우 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 화학식 2로 표시되는 화합물의 보다 구체적인 예를 들면 상기 화학식 2에서 R1은 수소 원자인 경우 중량 평균 분자량은 200 내지 800일 수 있으며, R1은 메틸기인 경우 중량평균 분자량은 100 내지 600일 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 함유하는 폴리알킬렌글리콜 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량부 미만이면 대전방지성의 향상 효과와 내구성 개선효과가 부족하고, 10중량부를 초과하면 본 발명의 폴리알킬렌글리콜 화합물 자체의 블리드 아웃에 의하여 내구성 저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체는 공중합체에 카르복시기를 함유하는 것이면 어떤 것이나 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
예를 들면, 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 및 카르복시기를 갖는 가교 가능한 중합성 단량체를 포함하여 중합된 것일 수 있으며, 여기서 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트를 모두 의미한다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체로는 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(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, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량 및 혼합비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 고형분을 기준으로 총 단량체 100중량부에 대하여, 85 내지 99.9중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 90 내지 95중량부인 것이 좋다. 함량이 85중량부 미만인 경우, 충분한 점착력을 발휘할 수 없으며, 99.9중량부를 초과하는 경우, 응집력이 저하될 수 있다.
본 발명의 공중합체는 카르복시기를 갖는 단량체 이외에 다른 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체를 포함할 수 있다. 다른 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체는 경우에 따라 점착제 조성물의 응집력 또는 점착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여할 수 있다. 이러한 단량체로는 예컨대 히드록시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체, 3차 아민기를 갖는 단량체 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 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, 및 알킬기의 탄소수가 2 또는 3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-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 있으며, 이들 중에서 4-히드록시부틸비닐에테르가 바람직하다.
아미드기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차부틸아크릴아미드, 3-히드록시프로필(메타)아크릴아미드, 4-히드록시부틸(메타)아크릴아미드, 6-히드록시헥실(메타)아크릴아미드, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴아미드, 및 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
3차 아민기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, 및 N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
카르복시기를 갖는 가교 가능한 중합성 단량체의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 고형분을 기준으로 총 단량체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 15중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 8중량부인 것이 좋다. 함량이 0.1중량부 미만인 경우, 점착제의 응집력이 저하되어 내구성이 떨어질 수 있으며, 15중량부를 초과하는 경우, 높은 겔분율에 의해 점착력이 떨어지고 내구성이 저하될 수 있다.
카르복시기를 갖는 단량체 이외에 다른 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 고형분을 기준으로 총 단량체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 15중량부로 포함될 수 있다. 다만, 카르복시기를 갖는 가교 가능한 중합성 단량체의 함량을 고려하여 그 이외에 다른 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체의 함량을 결정할 수 있다.
아크릴계 공중합체는 상기 단량체들 이외에 당 분야에 공지된 중합성 단량체를 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 전체 단량체 총 중량 중 10중량% 이하로 더 포함할 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.
아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 5만 내지 200만인 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 40만 내지 200만인 것이 좋다. 중량평균분자량이 5만 미만인 경우 공중합체 간의 응집력이 부족하여 점착 내구성에 문제를 야기할 수 있고, 200만 초과인 경우 도공 시 공정성을 확보하기 위하여 다량의 희석 용매를 필요로 할 수 있다.
가교제는 공중합체를 적절히 가교하여, 응집력을 향상시키기 위한 성분으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 이소시아네이트계, 에폭시계 등이 사용될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 가교제는 구체적으로 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸렌자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트화합물, 디이소시아네이트와 트리메탄올프로판 등의 다가 알코올계 화합물의 부가체, 디이소시아네이트를 자가 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 우레아에 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시계 가교제는 구체적으로 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, 상기 이소시아네이트계 가교제 및 에폭시계 가교제에 추가적으로 멜라민 유도체, 예를 들면, 헥사메티롤멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 가교제를 더 첨가하여 함께 사용할 수 있다.
가교제는 그 기능을 다 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량부 미만이면 부족한 가교도로 인해 응집력이 작게 되어 점착 내구성 및 절단성의 물성을 해칠 수 있으며, 15중량부 초과이면 과다 가교 반응에 의한 잔류 응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
대전방지제는 당 분야에서 사용되고 있는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 양이온으로서는 암모늄, 피리디늄, 이미다졸륨, 포스포늄, 설포늄과 같은 유기양이온계 또는 알칼리금속양이온을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
암모늄의 구체적인 예로는 테트라부틸암노늄과 같은 알킬기 4개가 치환된 4차 암모늄염을 들 수 있고, 피리디늄의 구체적인 예로는 1-에틸피리디늄, 1-부틸피리디늄, 1-헥실피리디늄, 1-부틸-3-메틸피리디늄, 1-부틸-4-메틸피리디늄, 1-헥실-3-메틸피리디늄, 1-부틸-3,4-디메틸피리디늄, 1-옥틸-4-메틸피리디늄, 4-메틸-N-헥실피리디늄과 같이 피리딘의 N에 알킬기가 치환된 피리디늄을 들 수 있고, 이미다졸륨의 구체적인 예로는, 1-메틸-3-부틸이미다졸륨, 1-메틸-3-헥실이미다졸륨과 같이 이미다졸의 1,3-위치에 알킬기가 치환된 이미다졸륨을 들 수 있고, 포스포늄의 구체적인 예로는, 테트라부틸 포스포늄과 같이 4개의 알킬치환기를 가지는 4차 포스포늄염을 들 수 있고, 설포늄의 구체적인 예로는 트리부틸 설포늄과 같이 3개의 알킬치환기를 가지는 3차 설포늄염 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리금속양이온의 구체적인 예로는 리튬염, 나트륨염, 또는 칼륨염 등을 들 수 있다.
음이온으로서는 OTf(트리플루오로메탄설포네이트), OTs(톨루엔-4-설포네이트), OMs(메탄설포네이트), Cl-, Br-, I-, AlCl4-, Al2Cl7 -, BF4 -, PF6-, ClO4 -, NO3 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-,AsF6-, SbF6-, NbF6-, TaF6-, F(HF)n-, (CN)2N-, C4F9SO3 -, (C2F5SO2)2N-, C3F7COO- 또는 (CF3SO2)(CF3CO)N- 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 내구성과 대전 방지성을 고려하면 술포닐이미드계 화합물이 바람직하며, 예로써 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 하기 화학식 3에서 술포닐이미드계 음이온은, 음이온의 불소원자들의 전기음성도가 높아 질소원자에 존재하는 음이온의 안정화효과가 커서, 대전방지제의 소수성을 향상시켜서, 아크릴계 공중합체와 상용성이 우수하고 표면 이행성이 없으며, 내구 신뢰성과 함께 대전방지성의 물성을 부여한다는 점에서 바람직하다.
[화학식 3]
M+[(SO2R)2 N]-
(식 중, M은 알칼리금속이고, R은 불소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 퍼플루오로알킬기임.)
상기 알칼리금속은 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 세슘일 수 있으며, 바람직하게는 리튬, 나트륨 또는 칼륨인 것이 좋다.
상기 화학식 3의 대전방지제 화합물의 보다 구체적인 예로는 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2), 비스(플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(FSO2)2), 비스(플루오로술포닐)이미드리튬(LiN(FSO2)2), 비스(트리플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(CF3SO2)2), 비스(트리플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(CF3SO2)2) 또는 비스(트리플루오로술포닐)이미드리튬(LiN(CF3SO2)2)등을 들 수 있으며, 바람직하게는 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2), 비스(플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(FSO2)2)을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 대전방지제는 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5중량부로 포함되는 것이 좋다.
그 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 대전 방지성 부여 효과가 미미할 수 있으며, 10중량부를 초과하는 경우에는 쉽게 블리드 아웃이 발생해 내열조건에서 박리불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
실란 커플링제는 피착체 표면 극성기와 공유 결합하여, 점착력을 개선한다.
실란 커플링제는 아미노기, 에폭시기, 아세토아세틸기, 폴리알킬렌글리콜기, 아크릴기, 알킬기 등의 작용기를 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메톡실디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필에톡시디메틸실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
실란 커플링제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 2중량부, 바람직하게는 0.1 내지 0.5중량부로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량부 미만이면 기재에 대한 밀착력이 부족하여 내습열 조건에서 박리가 발생할 수 있으며, 2중량부 초과하면, 응집력이 지나치게 증가하여 점착력 등의 점착 물성이 저하됨에 따라 마찬가지로 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당 분야에서 통상적으로 사용되는, 산화 방지제, 부식 방지제, 소포제, 충전제, 대전 방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
<점착 시트>
또한, 본 발명은 상기 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함하는 점착 시트를 제공한다.
점착층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 3 내지 100㎛일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 100㎛인 것이 좋다.
본 발명의 점착 시트는 이형필름의 적어도 일면에 형성된 점착층을 포함한다.
점착층은 상기 점착제 조성물을 이형필름의 적어도 일면에 도공함으로써 형성할 수 있다. 도공 방법은 특별히 한정되지 않고 당 분야에 공지된 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들면 바 코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스 롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
이형필름은 특별히 한정되지 않고 점착 시트에 통상적으로 사용되는 이형필름이 사용될 수 있으며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리이미드 수지; 아크릴 수지; 폴리스타이렌 및 아크릴로니트릴-스타이렌 등의 스타이렌계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리락틱에시드 수지; 폴리우레탄 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드 등의 비닐 수지; 폴리아미드 수지; 설폰계 수지; 폴리에테르-에테르케톤계 수지; 알릴레이트계 수지; 또는 상기 수지들의 혼합물로 형성된 것일 수 있다.
이형필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 5 내지 500㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 100㎛일 수 있다.
<편광판>
또한, 본 발명은 적어도 일면에 상기 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 편광판은 편광자, 상기 편광자의 적어도 일면에 접합된 보호필름 및 상기 보호필름 상에 상기 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함한다.
편광자는 당 분야에 공지된 편광자일 수 있으며, 예를 들면 폴리비닐알콜계 필름을 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 건조하는 등의 과정을 거쳐 제조된 것일 수 있다.
보호필름으로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름이라면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리올레핀계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 필름; 이미드계 필름; 술폰계 필름; 폴리에테르케톤계 필름; 황화 폴리페닐렌계 필름; 비닐알코올계 필름; 염화비닐리덴계 필름; 비닐부티랄계 필름; 알릴레이트계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 우레탄계 필름; 에폭시계 필름; 실리콘계 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 알칼리 등에 의해 비누화(검화)된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름이 편광특성 또는 내구성을 고려하면 바람직하다. 또한, 보호필름은 광학층의 기능을 겸비한 것일 수도 있다.
점착층은 보호필름에 직접 도공된 것이거나, 보호필름에 점착 시트를 부착하여 형성된 것일 수 있다.
<화상표시장치>
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 화상표시장치는 상기 편광판 외에 당 분야에 공지된 구성을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1 : 아크릴계 공중합체의 제조
질소 가스가 환류되며, 온도 조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트 90중량부, 메타아크릴레이트 7중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2중량부, 아크릴산 1중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트 100중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소 가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 반응 개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체(중량평균분자량 약 100만)를 제조하였다.
제조예 2 : 아크릴계 공중합체의 제조
n-부틸아크릴레이트 90중량부, 메타아크릴레이트 7중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 2중량부, 아크릴산 1중량부 대신에, n-부틸아크릴레이트 90중량부, 메타아크릴레이트 7중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 3중량부를 이용하여 상기 제조예 1과 동일하게 진행하여, 아크릴계 공중합체(중량평균분자량 약 100만)를 제조하였다.
실시예
(1) 점착제 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 조성 및 함량을 갖는 점착제 조성물을 제조하였다.
(2) 점착 시트의 제조
상기 점착제 조성물을 제조한 뒤, 실리콘 이형제가 코팅된 필름 상에 도포하고, 100℃에서 1분 동안 건조하여 25㎛의 점착제 층을 형성하였다.
이 후, 점착제 층 위에 이형 필름을 라미네이션하여 점착 시트를 제조하였다.
(3)점착제 부착 편광판의 제조
제조된 점착시트의 이형 필름을 박리한 후, 두께 185㎛의 TAC 보호필름을 포함하는 요오드계 편광판에 점착제층을 적층하여 점착제 부착 편광판을 제조하였다.
구분
(중량부)		 폴리알킬렌글리콜 화합물
(A)		 아크릴계 공중합체
(B)		 가교제
(C)		 실란 커플링제
(D)		 대전 방지제
(E)
실시예 1 A-1 2 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 2 A-2 2 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 3 A-3 3 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 4 A-2 3.5 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 5 A-2 5.5 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 6 A-2 9 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 7 A-2 12 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
실시예 8 A-2 2 B-1 100 1.0 0.5 E-2 1.0
실시예 9 A-2 2 B-1 100 1.0 0.5 E-3 1.0
비교예 1 - - B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
비교예 2 A-4 2 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
비교예 3 A-5 2 B-1 100 1.0 0.5 E-1 1.0
비교예 4 A-5 2 B-2 100 1.0 0.5 E-1 1.0
비교예 5 A-1 2 B-2 100 1.0 0.5 E-1 1.0
A-1: 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(중량평균 분자량 500)
A-2: 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르(중량평균 분자량 380)
A-3: 폴리에틸렌글리콜 모노글리시딜 모노메틸 에테르(중량평균 분자량 600)
A-4: 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르(중량평균 분자량 250)
A-5: 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(중량평균 분자량 250)
B-1: 제조예 1의 아크릴계 공중합체
B-2: 제조예 2의 아크릴계 공중합체
C : COR-HXR (일본폴리우레탄공업사)
D : KBM-403 (신에츠사: 글리시독시프로필 트리메톡시실란)
E-1: KN(FSO2)2 (미쯔비시사: 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨)
E-2: 4-메틸-N-헥실피리디늄 헥사플루오로포스페이트(TCI사)
E-3: 1-메틸-3-부틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(TCI사)
실험예
실시예 및 비교예의 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 이형필름 상에 경화 후 두께가 25㎛가 되도록 도포하고 100℃에서 1분 동안 건조시켜 점착층을 형성하였다.
이후, 양면에 트리아세틸셀룰로오스계 보호필름이 접합된 요오드계 편광필름(총 두께 185㎛)에 상기 제조된 점착층을 점착 가공으로 적층하여 편광판을 제조하였다. 제조된 편광판을 23℃, 60% RH의 조건 하에서 7일 동안 보관하였다.
(1) 대전 방지성 평가
제조된 편광판의 표면 비저항을 측정하였다. (단위: Ω·㎝)
(2) 점착력 평가
점착제 부착 편광판의 이형필름을 박리하고 점착제층 표면과 알루미늄판을 접합한 후. 50℃, 5㎏/㎠(490.3 ㎪)로 20분간 오토크레이브 처리를 수행하였다. 이후에 23℃, 50RH%의 분위기 하에서 24시간 방치하여 적층체 시편을 제조하였다.
상기 적층체로부터 편광판을 300㎜/분의 속도 및 180°방향으로 박리하여 점착력을 측정하였다. (단위: N/25mm)
(3) 내열성 평가
상기 제조된 편광판의 이형 필름을 제거하고, 코닝 글라스에 접합하고, 오토클레이브 처리한 뒤, 60℃의 온도에서 300시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하여 평가하였다. 평가는 상기 열처리 후 평가 직전에 상온에서 24시간 방치한 후 수행하였다.
<평가 기준>
◎ : 기포 또는 박리가 육안으로 확인 안됨
○ : 기포 또는 박리가 1개 내지 2개 확인됨.
△ : 기포 또는 박리가 3개 내지 10개 확인됨.
Χ : 기포 또는 박리가 전면에서 다발함.
구분 대전 방지성 점착력 내열성
실시예 1 5x1010 4.7 ◎
실시예 2 6x1010 5.1 ◎
실시예 3 4x1010 5.6 ◎
실시예 4 2x1010 4.3 ◎
실시예 5 1x1010 3.8 ◎
실시예 6 9x109 3.2 ◎
실시예 7 8x109 2.5 ○
실시예 8 8x1010 3.7 ○
실시예 9 7x1010 3.2 ○
비교예 1 1x1011 4.1 X
비교예 2 5x1010 2.8 △
비교예 3 4x1010 3.8 △
비교예 4 5x1010 1.7 X
비교예 5 6x1010 2.3 X
표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌글리콜 화합물과 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체가 사용된 점착제 조성물의 경우, 우수한 대전 방지성을 나타낼 뿐 아니라 점착력이 향상되고 고온의 조건에서도 쉽게 박리가 일어나지 않는 높은 내열성을 확인할 수 있었다.
다만, 본 발명의 폴리알킬렌글리콜 화합물을 다소 과량으로 포함한 실시예 7의 경우 점착력이 다소 저하됨을 알 수 있었다.
하지만, 비교예들의 경우, 전체적으로 대전 방지성의 향상 효과가 크지 않고, 점착력 및 내열성이 현저하게 저하되는 것을 확인할 수 있고, 특히 비교예 2와 비교예 3의 경우, 폴리알킬렌글리콜 화합물에 상응하는 첨가제를 포함하지 않은 비교예 1에 비해 대전 방지성 면에서는 나은 효과를 가지나 실시예들에 비하여는 내열성이 낮음을 알 수 있었다.

Claims (10)

  1. 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물, 카르복시기를 갖는 아크릴계 공중합체, 가교제 및 대전방지제를 포함하는, 점착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리알킬렌(탄소수 2 내지 3)글리콜 화합물은 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나인, 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    (식 중에서, R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
    R2는 수소 원자 또는 메틸기이고,
    n은 1 내지 100의 정수임)
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    (식 중에서, R1은 수소 원자, 또는 메틸기이고,
    n은 1 내지 100의 정수임).
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1에서 R1은 메틸기이고 R2는 수소 원자인, 점착제 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 2 표시되는 화합물은 상기 화학식 2에서 R1은 수소 원자인 경우, 메틸기인 경우 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 점착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 분자 내에 1개 이상의 옥시라닐기를 갖는 폴리알킬렌글리콜 화합물은 고형분을 기준으로 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는, 점착제 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인, 점착제 조성물:
    [화학식 3]
    M+[(SO2R)2 N]-
    (식 중, M은 알칼리금속이고, R은 불소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 퍼플루오로알킬기임).
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 대전방지제는 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2) 및 비스(플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(FSO2)2) 중 적어도 하나인, 점착제 조성물.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함하는, 점착 시트.
  9. 적어도 일면에 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 점착제 조성물로 형성된 점착층을 구비하는, 편광판.
  10. 청구항 9의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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