KR20220034613A - 아크릴계 점착 필름의 제조방법, 이로부터 형성된 아크릴계 점착 필름 및 이를 이용한 접착층을 구비한 광학소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 아크릴계 점착 필름의 제조방법은, (S1) 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 사슬 이동제 및 자유 라디칼 열개시제를 포함하는 무용제형 아크릴계 조성물을 반응기에 투입하고 무용제 열중합하여 중량평균분자량이 10,000~50,000 g/mol이고 전환율이 75% 이상인 공중합체를 합성하는 단계: 및 (S2) 상기 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 광 개시제 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하고 광경화시켜 점착 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제조방법에 따라 경제적이고 친환경적으로 제조된 점착 필름은 단차 매립성이 우수하면서도 동시에 타발 성능이 양호하므로, 플렉서블 디스플레이와 같은 광학소자의 접착층으로 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 경제적이고 친환경적으로 제조된 점착 필름은 단차 매립성이 우수하면서도 동시에 타발 성능이 양호하므로, 플렉서블 디스플레이와 같은 광학소자의 접착층으로 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치와 같은 각종 광학소자의 광학 부품 점착에 이용될 수 있는 아크릴계 점착제 조성물, 그 경화물을 포함하는 아크릴계 점착제 및 이를 구비한 광학소자에 관한 것이다.
각종 광학소자에 이용되는 점착층으로서 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 비닐 에테르계 점착제, 실리콘계 점착제 등이 사용되어 왔다. 그 중에서도 아크릴계 중합체를 주성분으로 하는 아크릴계 점착제는 투명성을 확보하면서도 내후성이나 산화 열화가 우수하다고 하는 이유로 다양한 분야에서 사용되고 있다.
예를 들어 각종 디스플레이 장치와 같은 광학소자의 광학부품, 예를 들어 커버 윈도우나 화상표시부의 편광판은 점착 필름을 이용한 접착제 층을 개재시켜 상호 부착한다. 이러한 광학부품들은 광학 부품의 수축과 팽창에 따라 발생하는 응력을 완화시킬 필요가 있다. 특히 플렉서블(벤디드 또는 커브드 포함) 디스플레이에 적용되는 접착층은 단차 매립성과 타발 성능이 더욱 우수해야만 벤딩부에서의 탄성으로 인한 들뜸 현상을 방지할 수 있다.
이러한 특성을 갖는 아크릴계 투명 점착 필름을 제조하기 위하여, 용액 열중합 방법을 이용하여 합성한 저분자량 아크릴 수지를 이용하는 기술이 시도되었다.
그러나 용액 열중합 방법을 이용시 용제를 필수적으로 사용해야 하며, 사용된 용제를 회수해야 하므로 비경제적이고 환경적인 문제도 대두된다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 단차 매립성이 우수하면서도 동시에 타발 성능이 양호한 아크릴계 점착 필름을 경제적이고 친환경적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 전술한 특성을 갖는 아크릴계 점착 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제는 전술한 아크릴계 점착필름이 광경화된 접착층을 구비하는 광학소자를 제공하는데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 구현예에 따른 아크릴계 점착 필름의 제조방법은,
(S1) 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 사슬 이동제 및 자유 라디칼 열개시제를 포함하는 무용제형 아크릴계 조성물을 반응기에 투입하고 무용제 열중합하여 중량평균분자량이 10,000~50,000 g/mol이고 전환율이 75% 이상인 공중합체를 합성하는 단계: 및
(S2) 상기 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 광 개시제 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하고 광경화시켜 점착 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 구현예에 따르면, 제1 구현예에 있어서 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 제3 구현예에 따르면, 상기 제1 구현예 또는 제2 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부이고, 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 제4 구현예에 따르면, 상기 제1 구현예 내지 제3 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 (S2)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 제5 구현예에 따르면, 상기 제1 구현예 내지 제4 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부이고, 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
전술한 제조방법에 따라 형성된 아크릴계 점착 필름은 가교도가 30 내지 60%일 수 있고, 아크릴계 점착 필름을 광학소자에 적용한 후 광경화시켜 가교도를 높임으로서 플렉서블 디스플레이와 같은 광학소자의 접착층으로 이용될 수 있다.
본 발명의 제조방법은 점착 필름 제조시 이용하는 저분자량의 아크릴계 공중합체 합성시 무용제 열중합을 이용함으로서 경제적이고 친환경적이다.
또한, 제조된 점착 필름은 저분자량의 아크릴계 공중합체를 이용함으로서 단차 매립성이 우수하면서도 동시에 타발 성능이 양호하므로, 플렉서블 디스플레이와 같은 광학소자의 접착층으로 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
본 발명의 아크릴계 점착 필름의 제조방법은, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 사슬 이동제 및 자유 라디칼 열개시제를 포함하는 무용제형 아크릴계 조성물을 반응기에 투입하고 무용제 열중합하여 중량평균분자량이 10,000~50,000 g/mol이고 전환율이 75% 이상인 공중합체를 합성하는 단계를 포함한다(S1).
알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 포함함으로서 아크릴계 골격 구조가 충분히 형성된 저분자량의 아크릴계 공중합체가 제조될 수 있다. 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체의 알킬(기)로는 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 탄소 사슬 구조를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 탄소수 1 내지 20 의 직쇄형 또는 분지형의 탄소 사슬 구조를 포함할 수 있다. 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체로는 구체적으로 메타크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸부틸(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 및 이소옥틸(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지환족(메트)아크릴레이트 단량체를 포함함으로서 향상된 초기 점착력을 가지는 저분자량 아크릴계 공중합체가 제조될 수 있다. 지환족(메트)아크릴레이트 단량체로는 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 탄소 고리 구조를 포함할 수 있으며, 그체적으로는 탄소수 3 내지 20의 단일 고리 또는 다중 고리를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는 시클로헥실아크릴레이트(CHA), 시클로헥실메타크릴레이트(CHMA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 이소보닐메타크릴레이트(IBOMA) 및 3,3,5-트리메틸시클로헥실아크릴레이트(TMCHA, 3,3,5-trimethylcyclohexylacrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 모노머일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
히드록시(메트)아크릴레이트 단량체를 포함함으로서 저분자량 아크릴계 수지가 과경화되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 아크릴계 점착제를 이용하여 제조된 점착 필름의 피착체에 대한 부착력을 적절하게 조절하여 재작업성을 향상시킬 수 있다. 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로는 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어질 수 있다. 전술한 각 단량체 성분의 기능을 고려할 때 상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부일 수 있다.
광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체를 포함함으로써 저분자량 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제가 경화제 없이도 추가 경화하여 낮은 헤이즈 값을 가지는 투명한 점착 필름으로 제조될 수 있다. 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체의 광반응성 작용기로는 아세트페논기; 벤조인기; 아실포시핀옥사이드기; 티타노센기; 벤조페논기; 안트라센기; 및 티옥산톤기 중 적어도 하나의 광반응성 작용기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광반응성 아크릴계 단량체는 벤조페논기 함유 (메트)아크릴레이트 단량체, 보다 구체적으로 벤조페논메타크릴레이트 단량체일 수 있다. 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
전술한 아크릴레이트 단량체 외에, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한도 내에서 카르복시기 함유 (메트)아크릴레이트 단량체, 질소 함유 (메트)아크릴레이트 단량체 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
사슬 이동제는 당업계에서 단량체를 중합하여 중합체를 제조시, 상기 중합체의 분자량을 조절하기 위하여 사용되는 성분으로서, 당업계에서 알려진 일반적인 사슬 이동제를 의미할 수 있다.
사슬 이동제는 100 ℃ 이상의 발열반응과 공중합체의 전환율이 75% 이상 도달하도록 함량을 조절하여 충분히 소비되게 함으로써 미반응 사슬 이동제가 공중합체 내에 거의 포함되지 않게 하는 것이 바람직한데, 이러한 측면에서 사슬 이동제의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부 내에서 조절하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 사슬 이동제로는 알킬 머캡탄, 아릴 머캡탄, 할로겐 화합물 및 방향족 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 사슬 이동제는 n-부틸 머캡탄, n-도데실 머캡탄, 터셔리 도데실머캡탄 이소프로필 머캡탄, 페닐 머캡탄, 나프틸 머캡탄, 벤질 머캡탄, 카본 테트라 클로라이드, 알파-메틸스티렌 다이머, 알파-에틸스티렌 다이머 및 트리에틸헥사노인으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 그 종류가 제한되는 것은 아니다.
무용제 열중합을 위한 자유 라디칼 열개시제는 아조계 개시제 및 퍼옥시드계 개시제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아조계 개시제는 2,2-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(V-65, Wako(제)), 2,2-아조비스이소부티로니트릴(V-60, Wako(제)) 및 2,2-아조비스-2-메틸부티로니트릴(V-59, Wako(제)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 퍼옥시드계 개시제는 디프로필 퍼옥시디카보네이트(Peroyl NPP, NOF(제)), 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트(Peroyl IPP, NOF(제)), 비스-4-부틸시클로헥실 퍼옥시 디카보네이트(Peroyl TCP, NOF(제)), 디에톡시에틸 퍼옥시 디카보네이트(Peroyl EEP, NOF(제)), 디에톡시헥실 퍼옥시 디카보네이트(Peroyl OPP, NOF(제)), 헥실 퍼옥시 디카보네이트(Perhexyl ND, NOF(제)), 디메톡시부틸 퍼옥시 디카보네이트(Peroyl MBP, NOF(제)), 비스(3-메톡시-3-메톡시부틸)퍼옥시 디카보네이트(Peroyl SOP, NOF(제)), 헥실 퍼옥시 피발레이트(Perhexyl PV, NOF(제)), 아밀 퍼옥시 피발레이트(Luperox 546M75, Atofina(제)), 부틸 퍼옥시 피발레이트(Perbutyl, NOF(제)) 또는 트리메틸헥사노일 퍼옥사이드(Peroyl 355, NOF(제)) 등의 퍼옥시에스테르 화합물; 디메틸 하이드록시부틸 퍼옥사네오데카노에이트(Luperox 610M75, Atofina(제)), 아밀 퍼옥시 네오데카노에이트(Luperox 546M75, Atofina(제)) 또는 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트(Luperox 10M75, Atofina(제)) 등의 퍼옥시 디카보네이트 화합물; 3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 라우릴 퍼옥사이드 또는 디벤조일 퍼옥사이드와 같은 아실 퍼옥사이드 화합물; 케톤 퍼옥시드 화합물; 디알킬 퍼옥시드 화합물; 퍼옥시 케탈 화합물; 및 히드로퍼옥시드 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
자유 라디칼 열개시제의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.001 중량부 이상 1 중량부 이하, 0.005 중량부 이상 0.8 중량부 이하, 0.008 중량부 이상 0.5 중량부 이하, 또는 0.01 중량부 이상 0.2 중량부 이하일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전술한 조성성분을 포함하는 무용제형 아크릴계 조성물을 반응기에 투입하고 무용제 열중합하여 중량평균분자량이 10,000~50,000 g/mol이고 전환율이 75% 이상인 공중합체를 합성한다.
즉, 본 발명의 (S1)에 따른 단계는 중합 반응시 별도의 용제를 포함하지 않는 무용제형 아크릴계 조성물을 이용하므로, 용제를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요치 않아 공정의 경제성과 친환경성을 확보할 수 있다.
중합하여 얻는 공중합체의 중량평균분자량이 10,000 g/mol 미만이 되도록 하면 점착 필름이 지나치게 소프트해져서 타발시 테두리 찐빠짐 현상이 발생하는 문제점이 있고 50,000 g/mol을 초과하면 점착 필름의 단차 매립성이 불량해지는 문제점이 발생한다. 또한 공중합체의 전환율을 75% 미만으로 하면 사슬 이동제의 잔류량이 유의미하게 커져 UV 경화 속도가 늦어지는 문제점이 있다. 이에 따라 점착 필름의 겔 분율이 지나치게 낮아질 수 있다.
이어서, (S1)에 따라 합성한 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 광 개시제 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하고 광경화시켜 점착 필름을 제조한다(S2).
여기서 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체는 전술한 공중합체 제조시의 단량체들을 예시할 수 있으며, (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부이고, 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부일 수 있다.
공중합체 외에 조성물에 포함된 단량체들은 공지의 광 개시제 및 가교제와 함께 광 조사에 의해 광경화되어 (S1)에 따라 형성된 공중합체와 함께 점착 필름의 수지 성분을 구성한다. 필요에 따라 실란 커플링제 등의 다른 첨가제를 (S2)의 점착제 조성물에 더 첨가할 수 있음은 물론이다.
이러한 아크릴계 점착제는 디스플레이 장치와 같은 광학소자에 구비되는 점착제 층으로 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<중량평균분자량 측정>
제조된 아크릴계 중합체를 0.04 g을 채취한 후 테트라하이드로퓨란 10 g에 용해시켜 시료를 준비하고, 표준 시료(폴리스티렌)과 샘플 시료를 포어 크기가 0.45μm인 필터를 통해 여과한 후 GPC 인젝터에 주입하였다. 샘플 시료의 용리(elution) 시간을 표준 시료의 캘리브레이션 곡선과 비교함으로서 아크릴계 중합체의 중량평균분자량을 측정하였다. GPC로서 Agilient사의 Infinity II 1260을 이용하여 유속 1.00 mL/min, 컬럼온도 35.0 ℃에서 측정하였다.
<전환율 측정>
[식 1]
전환율(%) = A/(A+B) × 100
상기 식 1 에서,
A는 중합된 아크릴계 공중합체를 150 ℃ 오븐에서 50 분 동안 건조하여 측정한 중량을 의미하고,
B는 미반응 아크릴계 단량체의 중량을 의미한다.
<단차 매립성 평가>
점착제층을 40μm 잉크 단차 유리 기재에 부착시킨 후 점착제층의 타면에 편광필름을 부착시켰다. 오토클레이브에서 50 ℃, 5bar의 조건으로 30분동안 유지하여 샘플을 제조하였다. 이 샘플을 25 ℃에서 24시간 동안 방치한 후, 발생한 기포 유무를 육안으로 관찰하여 하기 기준에 따라 단차 매립성을 평가하였다.
Ｏ: 기포 발생 없음
Δ: 기포 1개 발생
X: 기포 2개 이상 발생
<겔 분율 평가>
아크릴계 점착 필름에 메탈 할라이드(metal halide) 램프를 이용하여 UV 조사를 통한 추가 경화 전과 후에 따른 점착 필름의 겔 함량을 하기 식 2로 계산하였다.
[식 2]
겔 분율(%) = (C-B)/A × 100
식 2에 있어서,
A는 5 cm Х 5 cm의 크기로 재단한 시편의 무게로서, 시편이 담긴 폴리에틸렌 소재의 병의 무게와 빈 폴리에틸렌 소재의 병의 무게의 차이로 측정된 것이고,
B는 14 cm Х 14 cm의 크기로 재단한 철재 그물망의 무게이고,
C는 시편을 폴리에틸렌 소재의 병에 넣고 에틸 아세테이트 용매를 넣어 24시간 동안 함침하고 철재 그물망으로 여과한 후, 시편의 잔여물이 남아 있는 철재 그물망을 110 ℃의 항온 조건에서 2 시간 동안 건조한 후에 측정한 무게이다.
<타발 성능 평가>
점착 필름을 톰슨 타발기로 재단하여 샌드위치 타입으로 제작하였다. 재단한 점착 필름을 유리와 유리 사이에 끼운 다음 500g의 추를 올려 놓고 24시간 경과 후 절단 면에서 점착제가 흘러 나온 정도(mm)를 현미경으로 관찰하여 하기 기준에 따라 평가하였다.
Ｏ: 1mm 이하
X: 1mm 초과
아크릴계 공중합체의 제조
수지 A
2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부를 혼합하고 이들 100 중량부를 기준으로 벤조페논메타크릴레이트 1 중량부, n-도데실 머캡탄 (Sigma aldrich 社) 1 중량부를 혼합하였다. 혼합된 조성물을 반응기에 넣고 질소를 투입한 후 80 ℃의 온도로 승온시키고, 자유 라디칼 열개시제 V-70(WAKO社)를 단량체 조성물 총 중량을 기준으로 100 ppm을 투입하여 전환율 82%인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 32,000 g/mol 이었다.
수지 B
2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부를 혼합하고 이들 100 중량부를 기준으로 벤조페논메타크릴레이트 1 중량부, n-도데실 머캡탄 (Sigma aldrich 社) 1 중량부를 혼합하였다. 혼합된 조성물을 반응기에 넣고 질소를 투입한 후 80 ℃의 온도로 승온시키고, 자유 라디칼 열개시제 V-70(WAKO社)를 단량체 조성물 총 중량을 기준으로 60 ppm을 투입하여 전환율 55%인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 29,500 g/mol 이었다.
수지 C
2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부를 혼합하고 이들 100 중량부를 기준으로 벤조페논메타크릴레이트 1 중량부, n-도데실 머캡탄 (Sigma aldrich 社) 0.2 중량부를 혼합하였다. 혼합된 조성물을 반응기에 넣고 질소를 투입한 후 80 ℃의 온도로 승온시키고, 자유 라디칼 열개시제 V-70(WAKO社)를 단량체 조성물 총 중량을 기준으로 150 ppm을 투입하여 전환율을 77%인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 121,700 g/mol 이었다.
수지 D
2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부를 혼합하고 이들 100 중량부를 기준으로 벤조페논메타크릴레이트 1 중량부, n-도데실 머캡탄 (Sigma aldrich 社) 0.4 중량부를 혼합하였다. 혼합된 조성물을 반응기에 넣고 질소를 투입한 후 80 ℃의 온도로 승온시키고, 자유 라디칼 열개시제 V-70(WAKO社)를 단량체 조성물 총 중량을 기준으로 150 ppm을 투입하여 전환율 79%인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 74,700 g/mol 이었다.
수지 E
2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부를 혼합하고 이들 100 중량부를 기준으로 벤조페논메타크릴레이트 1 중량부, n-도데실 머캡탄 (Sigma aldrich 社) 2 중량부를 혼합하였다. 혼합된 조성물을 반응기에 넣고 질소를 투입한 후 80 ℃의 온도로 승온시키고, 자유 라디칼 열개시제 V-70(WAKO社)를 단량체 조성물 총 중량을 기준으로 150 ppm을 투입하여 전환율 84%인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 8,300 g/mol 이었다.
실시예 1
수지 A 100 중량부에 대하여, 2-에틸헥실 아크릴레이트(LG화학 社) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (Rhodia 社) 35중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(일본촉매 社) 10 중량부, 벤조페논메타크릴레이트 0.3 중량부, 광개시제(Irgacure651, BASF 社) 0.1 중량부, 가교제 (트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트, Sigma aldrich 社) 0.1 중량부, 실란계 커플링제 (KBM403, 신에츠실리콘 社) 0.2 중량부를 포함하는 점착제 조성물을 제조하였다.
제조한 점착제 조성물을 이형필름 상에 약 150 ㎛ 두께로 도포하고, 점착 조성물 상에 다른 이형필름을 적층한 후, 블랙라이트 램프를 이용하여 약 20 mW/cm2의 광량으로 약 3분 동안 조사하여, 두께가 약 150 ㎛인 점착 필름을 제조하였다.
제조된 점착 필름을 Metal halide 램프를 이용하여 약 50 mW/cm2의 광량으로 70초 동안 조사하여, 2차 경화를 진행하였다.
실시예 2~7
하기 표 1에 기재된 성분과 함량으로 점착제 조성물을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1~5
하기 표 1에 기재된 성분과 함량으로 점착제 조성물을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 표 1에 있어서, 각 성분의 단위는 중량부이다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | ||
| 아크릴계 공중합체 | 수지 A (3.2만 g/mol, 전환율 82%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
| 수지 B (2.95만 g/mol, 전환율 55%) |
100 | ||||||||||||
| 수지 C (12.2만 g/mo l, 전환율 77%) | 100 | ||||||||||||
| 수지 D (7.5만 g/mol, 전환율 79%) | 100 | ||||||||||||
| 수지 E (0.83만 g/mol, 전환율 84%) | 100 | ||||||||||||
| 알킬 아크릴레이트 (EHA) | 55 | 55 | 55 | 55 | 50 | 60 | 50 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | |
| 지환족 아크릴레이트 (IBOA) | 35 | 35 | 35 | 35 | 40 | 30 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | |
| 히드록시 아크릴레이트 (HEA) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 디메틸아크릴아미드(DMAA) | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | |
| 광개시 작용 모노머 (BPMA) |
0.3 | 0.5 | 1.0 | - | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 11 | |
| 광개시제 (Irgacure651) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| 가교제 (TMPTA) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| 실란커플링제 (KBM403) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |
| 물성 | 1차 경화 후 겔 분율 (%) | 52 | 52 | 53 | 53 | 54 | 53 | 55 | 40 | 59 | 55 | 49 | 65 |
| 2차 경화 후 겔 분율 (%) | 67 | 75 | 78 | 65 | 70 | 74 | 73 | 58 | 77 | 79 | 68 | 83 | |
| 공정성 | 단차 매립성 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | Δ | ○ | X |
| 타발성능 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | ○ | ○ | X | ○ |
표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 제조방법에 따라 무용제 중합에 의해 특정 범위의 중량평균분자량과 전환율을 갖는 아크릴계 공중합체 수지 A를 이용하여 형성한 실시예들의 점착 필름은 비교예들의 점착필름과 달리 단차 매립성과 타방 성능이 모두 우수함을 확인할 수 있다.
Claims (10)
- (S1) 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 사슬 이동제 및 자유 라디칼 열개시제를 포함하는 무용제형 아크릴계 조성물을 반응기에 투입하고 무용제 열중합하여 중량평균분자량이 10,000~50,000 g/mol이고 전환율이 75% 이상인 공중합체를 합성하는 단계: 및
(S2) 상기 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체, 광경화가 가능한 광반응성 아크릴계 단량체, 광 개시제 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하고 광경화시켜 점착 필름을 제조하는 단계를 포함하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 (S1)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부이고, 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (S2)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체 중 적어도 2종 이상의 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체로 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 (S2)의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 지환족(메트)아크릴레이트 단량체 및 히드록시(메트)아크릴레이트 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 70 중량부, 20 내지 60 중량부 및 5 내지 30 중량부이고, 상기 (S1)의 광반응성 아크릴계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착 필름의 제조방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 형성되며, 가교도가 30 내지 60%인 아크릴계 점착 필름.
- 제8항의 아크릴계 점착 필름이 광경화되어 형성된 접착층을 구비하는 광학소자.
- 제9항에 있어서,
상기 광학소자는 플렉서블 디스플레이인 것을 특징으로 하는 광학소자.
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|---|---|---|---|
| KR1020200117203A KR20220034613A (ko) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 아크릴계 점착 필름의 제조방법, 이로부터 형성된 아크릴계 점착 필름 및 이를 이용한 접착층을 구비한 광학소자 |
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- 2020-09-11 KR KR1020200117203A patent/KR20220034613A/ko active Search and Examination
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