KR20230077465A - 점착 필름 - Google Patents

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KR20230077465A
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민진서
박병수
이희제
김원호
송재은
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원에서는 플렉서블 디바이스에 적합한 점착제층을 포함하면서, 적용 과정에서 역박리 현상이나 점착제층의 파과 및 변형이 없는 취급성이 우수한 소위 NCF(Non-Carrier Film) 타입의 점착 필름을 제공할 수 있다. 본 출원은 또한 상기 NCF 타입의 점착 필름을 사용하여 점착제층 부착 제품, 예를 들면, 플렉서블 디바이스를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

점착 필름{Pressure sensitive adhesive film}
본 출원은 점착 필름에 관한 것이다.
소위 폴더블(Foldable) 디바이스나 롤러블(Rollable) 디바이스 등으로 호칭되는 플렉서블(Flexible) 디바이스는 새로운 개념의 디바이스이다.
이러한 폴더블 디바이스에 적용되는 점착제층은, 접힘과 펴짐이 반복되거나, 감김과 풀림이 반복되는 환경에 노출된다. 따라서, 폴더블 디바이스에 적용되는 점착제층은, 상기 반복되는 접힘과 펴짐이나 감김과 풀림과 같은 변형에 효과적으로 추종하여야 하고, 변형 시에 가해지는 힘이 사라지만 다시 원래의 형상으로 회복할 수 있는 것이 요구된다.
점착제의 탄성률이 낮을수록 상기와 같은 반복적인 변형에 효과적으로 추종하는 것으로 알려져 있기 때문에, 플렉서블 디바이스에 적용되는 점착제층은, 통상적인 경우 대비 매우 낮은 탄성률을 가지도록 형성된 소프트한 점착제층이다.
점착제층을 적용하는 방식에는, 소위 NCF(Non-Carrier Film)으로 불리는 무기재 타입의 점착 필름을 적용하는 방식이 있다. NCF 타입의 점착 필름은, 소위 기재 필름을 가지지 않고, 점착제층의 양면에 이형 필름이 부착된 상태로 제공된다.
이러한 타입의 점착 필름을 적용할 때에는 점착 필름에서 우선 하나의 이형 필름을 박리하고, 상기 이형 필름의 박리에 의해 노출된 점착제층의 표면을 피착체에 부착한 후에 다시 나머지 이형 필름을 박리하는 방식이 적용된다.
그런데, 플렉서블 디바이스에 적용되는 것과 같은 매우 소프트한 유형의 점착제층을 상기와 같이 NCF 타입의 점착 필름에 적용하면 적용 과정에서 문제가 발생할 수 있다.
예를 들면, 점착제층이 매우 소프트한 경우에 NCF 타입의 필름의 적용을 위해서 하나의 이형 필름을 박리할 때에 점착제층이 다른 이형 필름으로부터 박리되어 버리는 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제는 역박리 현상이라고 불린다.
또한, 플렉서블 디바이스에 적용되는 점착제층은 매우 소프트하기 때문에, 이형 필름을 박리하는 과정에서 적용되는 힘에 의해 점착제층의 형태가 변형되거나, 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 플렉서블 디바이스에 적합한 물성을 가지는 점착제층을 사용하여 NCF 타입의 필름을 구성하는 것은 쉽지 않은 과제이다.
본 출원은 점착 필름에 대한 것이고, 소위 NCF(Non-Carrier Film) 타입의 점착 필름에 대한 것이다. 본 출원은 상기 NCF 타입의 점착 필름이 폴더블 디바이스에 적합한 점착제층을 포함하는 경우에도 역박리 현상이나, 점착제층의 변형 및 파괴가 없고, 우수한 취급성 특히 상온에서의 우수한 취급성을 가지도록 하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 출원은 또한 상기 NCF 타입의 점착 필름을 사용하여 점착제층 부착 제품, 예를 들면, 플렉서블 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 물성은 상온에서 측정한 물성이다.
본 명세서에서 용어 상온은 특별히 가온 및 감온되지 않은 상태에서의 온도로서, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 15℃ 이상, 18℃ 이상, 20℃ 이상 또는 약 23℃ 이상이면서, 약 27℃ 이하의 온도를 의미할 수 있다. 또한, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 언급하는 온도의 단위는 ℃이다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 해당 물성에 영향을 미치는 경우에 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 물성은 상압에서 측정한 물성이다.
본 명세서에서 용어 상압은 특별히 가압 및 감압되지 않은 상태에서의 압력로서, 통상 대기압 수준인 약 1 기압 정도의 압력을 의미한다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 습도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 물성은 상기 상온 및 상압 상태에서의 자연 그대로의 습도에서 측정한 물성이다.
본 출원은 점착 필름에 대한 것이다. 본 출원의 점착 필름은, 소위 NCF(Non-Carrier Film) 타입의 점착 필름일 수 있다.
이러한 점착 필름은, 예를 들면, 도 1에 예시적으로 나타난 것과 같이 점착제층(100)과 상기 점착제층(100)의 제 1 주표면에 부착되어 있는 제 1 이형 필름(201)과 상기 점착제층(100)의 제 2 주표면에 부착되어 있는 제 2 이형 필름(202)을 포함할 수 있다. 상기에서 제 1 및 제 2 주표면은 점착제층의 표면 중에서 다른 표면 대비 넓은 면적을 가지는 2개의 표면을 의미한다. 점착제층이 필름, 시트 또는 층의 형태인 경우에 통상 상기 제 1 및 제 2 주표면은 서로 대향하는 표면이다. 즉, 이러한 경우에 제 1 주표면은 제 2 주표면의 반대측 표면이고, 동일하게 제 2 주표면은 제 1 주표면의 반대측 표면이다.
상기와 같은 NCF 구조에서 점착제층은 단층이거나 다층의 점착제층일 수 있다.
본 출원에서는 상기와 같은 NCF 타입의 점착 필름에서 역박리 현상을 방지하고, 적용 과정에서의 점착제층의 파괴 및 변형을 방지하며, 취급성을 개선하기 위해서 물성이 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 점착 필름에서 상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)과 상기 점착제층의 상기 제 2 이형 필름에 대한 박리력(B)의 차이(A-B)는, 3.0 gf/inch 이상일 수 있다. 즉, 상기 점착 필름에서 상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)은 상기 점착제층의 상기 제 2 이형 필름에 대한 박리력(B)보다 크며, 그 차이(A-B)는, 2.7 gf/inch 이상일 수 있다. 상기 박리력 A 및 B의 측정 방법은 실시예에 기재하였다.
상기 박리력의 차이(A-B)는, 다른 예시에서 2.9 gf/inch 이상, 3.1 gf/inch 이상, 3.3 gf/inch 이상, 3.5 gf/inch 이상, 3.7 gf/inch 이상, 3.9 gf/inch 이상, 4.1 gf/inch 이상, 4.3 gf/inch 이상, 4.5 gf/inch 이상, 4.7 gf/inch 이상, 4.9 gf/inch 이상, 5.1 gf/inch 이상, 5.3 gf/inch 이상, 5.5 gf/inch 이상, 5.7 gf/inch 이상, 5.9 gf/inch 이상, 6.1 gf/inch 이상, 6.3 gf/inch 이상, 6.5 gf/inch 이상, 6.7 gf/inch 이상 또는 6.9 gf/inch 이상이거나, 20 gf/inch 이하, 18 gf/inch 이하, 16 gf/inch 이하, 14 gf/inch 이하, 12 gf/inch 이하, 10 gf/inch 이하, 9 gf/inch 이하, 8 gf/inch 이하, 7 gf/inch 이하, 6 gf/inch 이하, 5 gf/inch 이하, 4 gf/inch 이하 또는 3.5 gf/inch 이하 정도일 수도 있다.
상기와 같은 박리력의 차이를 만족하는 동시에 상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)은 4 내지 15 gf/inch의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 박리력은 다른 예시에서 4.5 gf/inch 이상, 5 gf/inch 이상, 5.5 gf/inch 이상, 6 gf/inch 이상, 6.5 gf/inch 이상, 7 gf/inch 이상, 7.5 gf/inch 이상, 8 gf/inch 이상, 8.5 gf/inch 이상, 9 gf/inch 이상, 9.5 gf/inch 이상, 10 gf/inch 이상, 10.5 gf/inch 이상 또는 11 gf/inch 이상이거나, 14.5 gf/inch 이하, 14 gf/inch 이하, 13.5 gf/inch 이하, 13 gf/inch 이하, 12.5 gf/inch 이하, 12 gf/inch 이하, 11.5 gf/inch 이하, 11 gf/inch 이하, 10.5 gf/inch 이하, 10 gf/inch 이하, 9.5 gf/inch 이하, 9 gf/inch 이하, 8.5 gf/inch 이하, 8 gf/inch 이하, 7.5 gf/inch 이하 또는 7 gf/inch 이하 정도일 수도 있다.
또한, 상기 점착제층의 상기 제 2 이형 필름에 대한 박리력(B)은 1 내지 10 gf/inch의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 박리력은 다른 예시에서 1.5 gf/inch 이상, 2 gf/inch 이상, 2.5 gf/inch 이상, 3 gf/inch 이상, 3.5 gf/inch 이상, 4 gf/inch 이상, 4.5 gf/inch 이상, 5 gf/inch 이상 또는 5.5 gf/inch 이상 이거나, 9.5 gf/inch 이하, 9 gf/inch 이하, 8.5 gf/inch 이하, 8 gf/inch 이하, 7.5 gf/inch 이하, 7 gf/inch 이하, 6.5 gf/inch 이하, 6 gf/inch 이하, 5.5 gf/inch 이하, 5 gf/inch 이하, 4.5 gf/inch 이하, 4 gf/inch 이하, 3.5 gf/inch 이하 또는 3 gf/inch 이하 정도일 수도 있다.
이러한 박리력 특성을 만족하는 것에 의해서 본 출원에서는 점착 필름의 적용 과정에서 발생할 수 있는 역박리 현상을 방지하고, 점착제층의 파괴 및 변형을 방지하며, 취급성을 개선할 수 있다.
상기 점착 필름에서는 또한 상기 점착제층의 25℃에서의 저장 탄성률(G')의 상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)의 비율(G'/A)이 2,000 Pa·inch/gf 초과일 수 있다. 본 출원에서 점착제층의 저장 탄성률은 후술하는 실시예에 기재된 방식으로 측정한다.
상기 비율(G'/A)은, 다른 예시에서 2000 Pa·inch/gf 이상, 2500 Pa·inch/gf 이상, 3000 Pa·inch/gf 이상, 3500 Pa·inch/gf 이상, 4000 Pa·inch/gf 이상 또는 4500 Pa·inch/gf 이상이거나, 15000 Pa·inch/gf 이하, 14000 Pa·inch/gf 이하, 13000 Pa·inch/gf 이하, 12000 Pa·inch/gf 이하, 11000 Pa·inch/gf 이하, 10000 Pa·inch/gf 이하, 9000 Pa·inch/gf 이하, 8500 Pa·inch/gf 이하, 8000 Pa·inch/gf 이하, 7500 Pa·inch/gf 이하, 7000 Pa·inch/gf 이하, 6500 Pa·inch/gf 이하, 6000 Pa·inch/gf 이하, 5500 Pa·inch/gf 이하, 5000 Pa·inch/gf 이하, 4500 Pa·inch/gf 이하, 4000 Pa·inch/gf 이하, 3500 Pa·inch/gf 이하, 3000 Pa·inch/gf 이하 또는 2500 Pa·inch/gf 이하 정도일 수도 있다..
위와 같은 특성을 만족하는 것에 의해서 본 출원에서는 점착 필름의 적용 과정에서 발생할 수 있는 역박리 현상을 방지하고, 점착제층의 파괴 및 변형을 방지하며, 취급성을 개선할 수 있다.
본 출원에서 점착제층의 각 이형 필름에 대한 박리력을 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 업계에서는 다양한 이형력을 가지는 박리제가 알려져 있고, 본 출원에서는, 점착제의 종류를 감안하여 이형 필름에 적용되는 박리제의 종류를 조절하여 상기 박리력 특성을 만족시킬 수 있다.
본 출원에서 상기 점착제층은, 점착제 조성물로부터 형성된다. 예를 들어, 상기 점착제 조성물이 가교성인 경우에 상기 점착제 조성물이 가교되어서 상기 점착제층을 형성할 수 있다.
본 출원의 점착제층은, 플렉서블 디바이스에 적용되는 것일 수 있으며, 이러한 경우에 상기 점착제층은, 낮은 저장 탄성률을 나타낼 수 있다. 이와 같이 낮은 저장 탄성률을 나타내는 점착제층은, 플렉서블 디바이스에서 발생하는 반복적인 변형과 회복에 효과적으로 추종할 수 있다.
예를 들면, 점착제층은, 25℃에서의 저장 탄성률이 10,000 Pa 이하일 수 있다. 상기 점착제층의 25℃에서의 저장 탄성률은 다른 예시에서 90000 Pa 이하, 80000 Pa 이하, 70000 Pa 이하, 50000 Pa 이하, 45000 Pa 이하, 40000 Pa 이하, 35000 Pa 이하, 30000 Pa 이하, 25000 Pa 이하 또는 20000 Pa 이하이거나, 10000 Pa 이상, 15000 Pa 이상, 20000 Pa 이상, 25000 Pa 이상, 30000 Pa 이상, 35000 Pa 이상, 40000 Pa 이상 또는 45000 Pa 이상 정도일 수도 있다.
상기 점착제층은, 저온에서 낮은 저장 탄성률을 나타낼 수 있다. 저온에서 저장 탄성률이 낮은 점착제층은, 플렉서블 디바이스에서 발생하는 반복적인 변형과 회복에 효과적으로 추종할 수 있다.
예를 들면, 점착제층은, -20℃에서의 저장 탄성률이 700,000 Pa 이하일 수 있다. 상기 점착제층의 -20℃에서의 저장 탄성률은 다른 예시에서 650000 Pa 이하, 600000 Pa 이하, 550000 Pa 이하, 500000 Pa 이하, 450000 Pa 이하, 400000 Pa 이하, 350000 Pa 이하, 300000 Pa 이하, 250000 Pa 이하, 200000 Pa 이하, 150000 Pa 이하, 100000 Pa 이하, 95000 Pa 이하, 90000 Pa 이하, 85000 Pa 이하, 80000 Pa 이하, 75000 Pa 이하, 70000 Pa 이하, 65000 Pa 이하, 60000 Pa 이하, 55000 Pa 이하, 50000 Pa 이하, 45000 Pa 이하, 40000 Pa 이하, 35000 Pa 이하, 30000 Pa 이하, 25000 Pa 이하 또는 20000 Pa 이하 정도이거나 Pa 이상, 5000 Pa 이상, 10000 Pa 이상, 15000 Pa 이상, 20000 Pa 이상, 25000 Pa 이상, 30000 Pa 이상, 35000 Pa 이상, 40000 Pa 이상 또는 45000 Pa 이상 정도일 수도 있다.
점착제층이 상대적으로 저온인 -20℃에서 상기 범위의 저장 탄성률을 나타내는 것에 의해서 플렉서블 디바이스에 적용되어서 반복되는 변형과 회복에 효과적으로 대응할 수 있다.
상기 점착제층은, 상기와 같이 낮은 저장 탄성률을 나타내면서 동시에 상대적으로 우수한 회복률을 나타낼 수 있다. 통상 저장 탄성률이 낮으면 회복률도 낮게 나타나는 경향이 있다. 그렇지만, 본 출원에서는 낮은 저장 탄성률과 함께 높은 회복률을 동시에 나타낼 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제층은, -20℃에서의 회복률이 50% 이상일 수 있다. 상기 회복률은 다른 예시에서 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상 정도일 수 있다. 상기 회복률의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 회복률은 100% 이하, 98% 이하, 96% 이하, 94% 이하, 92% 이하, 90% 이하, 88% 이하, 86% 이하, 84% 이하, 82% 이하, 80% 이하, 78% 이하, 76% 이하, 74% 이하, 72% 이하, 70% 이하, 68% 이하, 66% 이하 또는 64% 이하 정도일 수 있다.
위와 같은 상대적으로 낮은 저장 탄성률과 상대적으로 높은 회복률을 가지는 것에 의해서 점착제층은, 플렉서블 디바이스에서 매우 큰 변형이 일어나고, 회복이 되며, 이러한 변형과 회복이 반복되는 경우에도 상기 변형과 회복에 효과적으로 대응하고, 회복 후 변형 자국 등이 남지 않는다.
본 출원의 하나의 태양에 따른 점착제층은 더욱 더 플렉서블 디바이스에 적합한 특성으로서, 상기 범위 내에서 상대적으로 낮은 저장 탄성률과 상대적으로 높은 회복률을 동시에 나타낼 수 있다.
상기 점착제층은 또한 플렉서블 디바이스에서 요구되는 수준의 박리력을 나타낼 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제층은, 박리력이 500 gf/inch 이상, 550 gf/inch 이상, 600 gf/inch 이상, 650 gf/inch 이상, 700 gf/inch 이상, 750 gf/inch 이상, 800 gf/inch 이상, 850 gf/inch 이상, 900 gf/inch 이상, 950 gf/inch 이상 또는 1000 gf/inch 이상이거나, 3000 gf/inch 이하, 2800 gf/inch 이하, 2600 gf/inch 이하, 2400 gf/inch 이하, 2200 gf/inch 이하, 2000 gf/inch 이하, 1800 gf/inch 이하, 1600 gf/inch 이하, 1400 gf/inch 이하, 1200 gf/inch 이하, 1100 gf/inch 이하 또는 1050 gf/inch 이하 정도일 수도 있다.
상기 박리력의 측정 방법은 실시예에서 기재된 바와 같다.
이러한 박리력에 의해서 상기 점착제층은, 플렉서블 디바이스에 적용되어 반복되는 변형과 회복에 효과적으로 대응하고, 변형 전후에 불량(예를 들면, 변형 자국의 관찰 등)이 발생하지 않으며, 재단성과 작업성이 우수하고, 들뜸, 박리 및/또는 기포 발생 등도 발생하지 않을 수 있다.
상기 점착제층은 또한 플렉서블 디바이스에서 적합한 크리프 변형률을 나타낼 수 있다. 크리프 변형율은 클수록 변형에 효과적으로 대응할 수 있지만, 높은 회복률과 동시에 높은 크리프 변형률을 확보하는 것은 쉽지 않은 과제이며, 또한 높은 크리프 변형률은 재단성과 저장 안정성 등에서는 불리하다. 그렇지만, 본 출원에서는 상기 상대적으로 높은 회복률과 함께 상대적으로 높은 크리프 변형률을 나타내고, 재단성이나 저장 안정성 등도 우수한 점착제층을 제공할 수 있다.
상기 점착제층은, -20℃에서의 크리프 변형률이 30% 이상 정도일 수 있다. 상기 크리프 변형률은 다른 예시에서 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 100% 이상, 150% 이상, 200% 이상, 250% 이상 또는 300% 이상 정도이거나, 1000% 이하, 900% 이하, 800% 이하, 700% 이하, 600% 이하, 500% 이하, 400% 이하, 300% 이하, 250% 이하, 200% 이하, 150% 이하, 100% 이하, 90% 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60% 이하 또는 55% 이하 정도일 수도 있다.
이러한 본 출원의 점착제층은, 점착제 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 점착제 조성물은, 다양한 종류의 점착성 폴리머를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 아크릴 공중합체를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 공중합체는, 단량체 혼합물의 중합 반응의 결과물을 의미한다.
본 명세서에서 용어 단량체 단위는 상기 중합 반응 후의 단량체의 상태를 의미한다.
본 명세서에서 용어 아크릴 공중합체는, 아크릴 단량체 단위를 주성분으로 포함하는 공중합체이다. 이 때 주성분은, 상기 아크릴 공중합체에서 상기 아크릴 단량체 단위의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 아크릴 공중합체에서 상기 아크릴 단량체 단위의 함량의 상한에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 상기 아크릴 공중합체는 상기 아크릴 단량체 단위를 100 중량% 이하로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 아크릴 단량체는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 의미한다.
본 명세서에서 용어 (메타)아크릴은 아크릴 또는 메타크릴을 의미한다.
점착제 조성물은, 상기 아크릴 공중합체를 주성분으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 점착제 조성물 내에서 상기 아크릴 공중합체의 비율은, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 97 중량% 이상 또는 99 중량% 이상 정도일 수 있다. 점착제 조성물에서 상기 아크릴 공중합체의 함량의 상한에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 상기 아크릴 공중합체는 상기 점착제 조성물 내에 100 중량% 이하로 포함할 수 있다. 점착제 조성물이 용매 내지 용제 등과 같이 최종 점착제층에는 포함되지 않는 성분을 포함하는 경우에 상기 아크릴 공중합체의 함량은 상기 최종 점착제층에는 포함되지 않은 성분을 제외한 점착제 조성물 내에서의 함량이다.
상기 아크릴 공중합체로는, 예를 들면, 적어도 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 및 극성 관능기 함유 단위를 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위로는, 예를 들면, 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트로부터 유래한 단위를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는, 다른 예시에서 탄소수 2 내지 20, 탄소수 3 내지 10, 탄소수 4 내지 10, 탄소수 4 내지 10, 탄소수 4 내지 9 또는 탄소수 4 내지 8의 알킬기일 수 있다. 상기 알킬기는, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 일 예시에서 상기 알킬기로서, 직쇄 또는 분지쇄이면서, 비치환된 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용하여 상기 단위를 형성할 수 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트의 예로는 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, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트 또는 이소데실 (메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴 공중합체는, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위를 약 25 내지 99 중량%의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위의 비율은 다른 예시에서 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상이거나, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하 또는 35 중량% 이하 정도일 수도 있다. 이러한 범위 내에서 목적하는 점착제 조성물을 효과적으로 형성할 수 있다.
상기 극성 관능기 함유 단위는, 극성 관능기를 가지는 단량체에 의해 형성된 단위이다. 이러한 단량체는 통상 중합성기(ex. 탄소 탄소 이중 결합) 및 극성 관능기를 동시에 포함한다.
극성 관능기를 가지는 단량체로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 및 질소 함유 단량체 등을 들 수 있으며, 본 출원에서는 특히 히드록시기 함유 단량체를 적용하는 것이 유리하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
히드록시기 함유 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실기 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합이 사용될 수 있다.
상기 극성 관능기 함유 단위는 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 대략 1 내지 100 중량부의 비율로 아크릴 공중합체에 포함될 수 있고, 이러한 비율 하에서 점착제층의 내구성과 점착성과 박리력을 안정적으로 유지할 수 있다. 상기 극성 관능기 함유 단위는 다른 예시에서 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상, 20 중량부 이상, 25 중량부 이상, 30 중량부 이상 또는 35 중량부 이상 포함되거나, 95 중량부 이하, 90 중량부 이하, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하, 75 중량부 이하, 70 중량부 이하, 65 중량부 이하, 60 중량부 이하, 55 중량부 이하, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 40 중량부 이하, 35 중량부 이하, 30 중량부 이하, 25 중량부 이하, 20 중량부 이하 또는 15 중량부 이하로 포함될 수도 있다.
본 출원에서는 상기 특정 점착제 조성물을 형성하기 위해서 특정한 아크릴 공중합체가 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 공중합체는 상기 물성의 확보를 위해서 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 및 극성 관능기 함유 단위에 추가로 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함할 수 있다. 이러한 단량체 단위들을 포함하는 아크릴 공중합체는, 목적하는 점착제 조성물을 형성하는 것에 효과적이다.
상기 아크릴 공중합체는, 상기 화학식 1의 단위 및/또는 극성 관능기 함유 단위의 소정 비율 하에서 소위 결정성 공중합체로 형성되거나, 결정성 공중합체와 유사한 성질을 가지게 된다. 본 명세서에서 용어 결정성 공중합체는, 본 명세서의 실시예에 기재된 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 측정 방법에서 소정 범위에서 융점(melting point)이 확인되는 공중합체를 의미한다.
아크릴 공중합체는 비결정성의 공중합체로 알려져 있다. 그렇지만, 화학식 1의 단위가 소정 비율로 존재하는 경우, 그리고 경우에 따라서 화학식 1의 단위가 소정 비율로 존재하는 극성 관능기와 상호 작용하는 경우에 이러한 공중합체는 결정성을 나타내거나, 적어도 결정성과 유사한 성질을 나타낼 수 있다. 이와 같이 결정성을 가지거나, 혹은 결정성과 유사한 성질을 나타내는 공중합체가 적용되는 경우에 전술한 특성의 점착제 조성물을 효율적으로 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 공중합체가 적용된 점착제 조성물을 통해 상기 기재한 탄성률 및 박리력 특성을 나타내는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서 R1은 수소 또는 알킬기를 나타내고, R2는 탄소수 11 내지 13의 알킬기를 나타낸다.
화학식 1의 단위는, 장쇄의 알킬기를 포함하는 단위이고, 이러한 단위는 일정 비율 이상 공중합체에 포함되고, 필요에 따라 극성 관능기와 상호 작용하여 공중합체에 결정성 내지는 결정성과 유사한 성질을 부여할 수 있다.
화학식 1의 단위에서 R1은, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있고, 구체적으로는 수소, 메틸 또는 에틸기일 수 있다.
화학식 1에서 R2는, 탄소수 11 내지 13의 알킬기이고, 이러한 알킬기는, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 일 예시에서 상기 R2는 직쇄이면서, 비치환된 알킬기일 수 있다. 예를 들면, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및/또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등을 사용하여 화학식 1의 단위를 형성할 수 있다.
포함되는 경우에 상기 화학식 1의 단위는 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 대략 10 내지 300 중량부의 비율로 아크릴 공중합체에 포함될 수 있다. 상기 화학식 1의 단위의 비율은 다른 예시에서 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 약 15 중량부 이상, 20 중량부 이상, 25 중량부 이상, 30 중량부 이상, 35 중량부 이상, 40 중량부 이상, 45 중량부 이상, 50 중량부 이상, 55 중량부 이상, 60 중량부 이상, 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상, 100 중량부 이상, 105 중량부 이상 또는 110 중량부 이상이거나, 280 중량부 이하, 260 중량부 이하, 240 중량부 이하, 220 중량부 이하, 200 중량부 이하, 180 중량부 이하, 160 중량부 이하, 140 중량부 이하, 120 중량부 이하, 100 중량부 이하 또는 90 중량부 이하 정도일 수도 있다.
상기 공중합체는 필요한 경우에 임의적인 단량체 단위로서, 하기 화학식 2의 단위를 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서 R1은 수소 또는 알킬기를 나타내고, R3는 방향족 케톤기 또는 (메타)아크릴로일기다.
임의적 단량체 단위로 포함될 수 있는 화학식 2의 단위는, 측쇄에 방향족 케톤기 또는 (메타)아크릴로일기를 포함하는 단위이다.
점착제 조성물 내에서 상기 방향족 케톤기 또는 (메타)아크릴로일기는, 그 상태로 존재하거나, 하기 기재하는 수소 제거 반응 또는 라디칼 반응을 거친 후의 상태로 존재할 수도 있다.
화학식 2의 단위에서 방향족 케톤기는, 전자기파에 노출될 때 중합체 사슬로부터 수소 제거(hydrogen abstraction)를 유도하는 방향족 케톤 기 또는 그러한 방향족 케톤기를 포함하는 치환기를 의미한다.
전자기파에 노출될 때, 상기 방향족 케톤기는 다른 중합체 사슬로부터 또는 중합체 사슬의 다른 부분으로부터 수소 원자를 제거할 수 있다. 이러한 제거는 라디칼의 형성을 야기하며, 라디칼은 중합체 사슬들 사이에 또는 동일 중합체 사슬 내에 가교결합을 형성할 수 있다. 이러한 방향족 케톤기의 범주에는, 예를 들어, 벤조페논, 아세토페논, 또는 안트로퀴논의 유도체와 같은 방향족 케톤기가 포함된다.
방향족 케톤기를 가지는 화학식 2의 단위를 유도할 수 있는 단량체에는, 4-벤조일페닐 (메타)아크릴레이트, 4-(메타)아크릴로일옥시에톡시벤조페논, 4-(메타)아크릴로일옥시-4'-메톡시벤조페논, 4-(메타)아크릴로일옥시에톡시-4'-메톡시벤조페논, 4-(메타)아크릴로일옥시-4'-브로모벤조페논 및/또는 4-아크릴로일옥시에톡시-4'-브로모벤조페논 등이 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 2의 단위에서 (메타)아크릴로일기는, 적절한 라디칼 개시제의 존재 하에 전자기파에 노출될 때 자유 라디칼 중합을 유도하는 (메타)아크릴로일기 또는 그를 포함하는 치환기를 의미한다. 이러한 (메타)아크릴로일기는 전자기파의 조사에 의해 상기 방향족 케톤기와 유사한 작용을 할 수 있다.
상기 R3가 (메타)아크릴로일기인 화학식 2의 단위는, 예를 들면, 전구체 공중합체를 제조하고 이어서 불포화 시약 화합물과 추가로 반응시켜 (메타)아크릴로일기를 도입하여 형성할 수 있다. 통상적으로 상기 (메타)아크릴로일기의 도입은 (1) 전구체 공중합체 상의 친핵성기와 불포화 시약 화합물 상의 친전자성기(즉, 불포화 시약 화합물은 친전자성 기 및 (메타)아크릴로일기 둘 모두를 포함) 사이의 반응, 또는 (2) 전구체 공중합체 상의 친전자성기와 불포화 시약 화합물 상의 친핵성기(즉, 불포화 시약 화합물은 친핵성기 및 (메타)아크릴로일기 둘 모두를 포함) 사이의 반응을 수반한다. 친핵성 기와 친전자성 기 사이의 이들 반응은 전형적으로 개환 반응, 부가 반응 또는 축합 반응이다.
이러한 경우, 전구체 공중합체는 히드록시, 카르복실산(-COOH), 또는 무수물(-O-(CO)-O-) 기를 갖는다. 전구체 공중합체가 히드록시기를 갖는 경우, 불포화 시약 화합물은 (메타)아크릴로일기에 더하여 종종 카르복실산(-COOH), 이소시아네이토(-NCO), 에폭시(즉, 옥시라닐) 또는 무수물기를 갖는다. 전구체 공중합체가 카르복실산 기를 갖는 경우, 불포화 시약 화합물은 (메타)아크릴로일기에 더하여 종종 히드록시, 아미노, 에폭시, 이소시아네이토, 아지리디닐, 아제티디닐 또는 옥사졸리닐 기를 갖는다. 전구체 (메타)아크릴레이트 공중합체가 무수물 기를 갖는 경우, 불포화 시약 화합물은 (메타)아크릴로일기에 더하여 종종 히드록시 또는 아민기를 갖는다.
하나의 예시에서 전구체 공중합체는 카르복실산 기를 갖고 불포화 시약 화합물은 에폭시 기를 가질 수 있다. 예시적인 불포화 시약 화합물에는, 예를 들어, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸 아크릴레이트 글리시딜 에테르가 포함된다. 다른 예에서, 전구체 공중합체는 무수물 기를 가지며, 이것은 히드록시-치환된 알킬 (메타)아크릴레이트, 예를 들어 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등인 불포화 시약 화합물과 반응된다. 또 다른 예에서, 전구체 공중합체는 히드록시 기를 갖고 불포화 시약 화합물은 이소시아네이토기 및 (메타)아크릴로일기를 갖는다. 그러한 불포화 시약 화합물에는 이소시아네이토알킬 (메타)아크릴레이트, 예를 들어 이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
상기 (메타)아크릴로일기는 일 예시에서 화학식 CH2=CHR1-(CO)-Q-L-(여기서, L은 연결기이고 Q는 옥시(-O-) 또는 -NH-임)으로 표시될 수 있다. 상기에서 L은 알킬렌, 아릴렌 또는 이들의 조합을 포함하며, (메타)아크릴로일기를 형성하도록 반응되는, 전구체 공중합체 및 특정 불포화 시약 화합물에 따라 선택적으로 -O-, -O-(CO)-, -NH-(CO)-, -NH-, 또는 이들의 조합을 추가로 포함한다. 일부 특정 예에서, 상기 (메타)아크릴로일기는, 전구체 공중합체의 화학식 -(CO)-O-R5-OH로 표시되는 히드록시-함유 기와 화학식 H2C=CHR1-(CO)-O-R6-NCO로 표시되는 이소시아네이토알킬 (메타)아크릴레이트인 불포화 시약 화합물과의 반응에 의해 형성되는 H2C=CHR1-(CO)-O-R6-NH-(CO)-O-R5-O-(CO)-이다. 상기에서 R5 및 R6은 각각 독립적으로 알킬렌기, 예를 들어 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌이다. 또한, 상기에서 R1은 메틸 또는 수소이다.
화학식 2의 단위에서 R1은, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있고, 구체적으로는 수소, 메틸 또는 에틸기일 수 있다.
화학식 2의 단위는, 포함되는 경우에 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 대략 0.001 내지 5 중량부의 비율로 아크릴 공중합체에 포함될 수 있고, 이러한 비율 하에서 전자기파의 조사에 의해 목적하는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
화학식 2의 단위의 비율은 다른 예시에서 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 대략 0.003 중량부 이상, 0.005 중량부 이상, 0.007 중량부 이상, 0.009 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 0.015 중량부 이상, 0.02 중량부 이상, 0.025 중량부 이상, 0.03 중량부 이상, 0.035 중량부 이상, 0.04 중량부 이상, 0.045 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.055 중량부 이상, 0.06 중량부 이상, 0.065 중량부 이상, 0.07 중량부 이상, 0.075 중량부 이상, 0.08 중량부 이상, 0.085 중량부 이상, 0.09 중량부 이상, 0.1 중량부 이상이거나, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3.5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2.5 중량부 이하, 2 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1.5 중량부 이하, 1 중량부 이하, 0.5 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.1 중량부 이하, 0.08 중량부 이하, 0.06 중량부 이하, 0.04 중량부 이하 또는 0.02 중량부 이하 정도일 수도 있고 중량부 이하, 이러한 비율 하에서 전자기파의 조사에 의해 목적하는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
아크릴 공중합체는, 상기 기술한 단량체 단위에 추가로 목적을 훼손하지 않는 한(예를 들면, 공중합체의 결정성을 훼손하지 않는 한), 다른 단량체 단위를 적절하게 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 점착제층에 포함되는 아크릴 공중합체는 결정성 아크릴 공중합체일 수 있다. 전술한 바와 같이 용어 결정성 공중합체는, 본 명세서의 실시예에 기재된 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 측정 방법에서 소정 범위에서 융점(melting point)이 확인되는 공중합체를 의미한다.
하나의 예시에서 상기 아크릴 공중합체로는 상기 방식으로 확인되는 융점이 대략 -20℃ 이하 정도인 결정성 아크릴 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 결정성 아크릴 공중합체의 융점은 다른 예시에서 약 -25℃ 이하, -30℃ 이하, -35℃ 이하 또는 -40℃ 이하이거나, -100℃ 이상, -95℃ 이상, -90℃ 이상, -85℃ 이상, -80℃ 이상, -75℃ 이상, -70℃ 이상, -65℃ 이상, -60℃ 이상, -55℃ 이상, -50℃ 이상 또는 -45℃ 이상 정도일 수도 있다. 이러한 융점을 가지는 아크릴 공중합체는, 목적하는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
상기 결정성 아크릴 공중합체의 구체적인 조성은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 결정성 아크릴 공중합체는 전술한 3종의 단위(알킬 (메타)아크릴레이트 단위, 화학식 1의 단위 및 극성 관능기 함유 단위)를 적어도 포함하는 공중합체일 수 있다. 다만, 상기 기술한 아크릴 공중합체가 모두 결정성을 나타내는 것은 아니다. 아크릴 공중합체가 결정성을 나타내기 위해서는 상기 기술한 단위 중에서 화학식 1의 단위가 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 적어도 60 중량부 이상 포함될 필요가 있다. 결정성 아크릴 공중합체에서 상기 화학식 1의 단위의 비율은, 다른 예시에서 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상, 100 중량부 이상, 105 중량부 이상 또는 110 중량부 이상이거나, 300 중량부 이하, 250 중량부 이하, 200 중량부 이하, 150 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 115 중량부 이하, 110 중량부 이하, 100 중량부 이하 또는 90 중량부 이하 정도일 수도 있다.
결정성 아크릴 공중합체에서 상기 화학식 1의 단위의 중량(A)과 상기 극성 관능기 함유 단위의 중량(B)의 비율(A/B)은, 1.5 초과일 수 있다. 상기 비율(A/B)은 다른 예시에서 1.7 이상, 1.9 이상, 2.1 이상, 2.3 이상, 2.5 이상, 2.7 이상 또는 3 이상이거나, 10 이하, 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2.5 이하 또는 2 이하 정도일 수도 있다. 또한, 결정성 아크릴 공중합체에서 상기 극성 관능기 함유 단위는 히드록시기 함유 단위일 수 있다. 일 예시에서 탄소수가 2 내지 5의 범위 내인 알킬기를 가지는 히드록시알킬기 또는 탄소수가 3 이상 또는 4 이상인 알킬기를 가지는 히드록시알킬기를 가지는 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트가 상기 결정성 아크릴 공중합체를 적절하게 형성할 수 있다. 이유는 명확하지 않지만, 화학식 1의 단위의 알킬기(R2)와 상기 히드록시알킬기의 상호 작용이 아크릴 공중합체의 결정성의 발현에 기여하는 것으로 생각된다.
결정성 아크릴 공중합체에서는, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위를 약 25 내지 65 중량%의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단위의 비율은 다른 예시에서 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상 또는 45 중량% 이상이거나, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하 또는 45 중량% 이하 정도일 수도 있다. 이러한 범위 내에서 목적하는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
이유는 명확하지 않지만, 상기 비율로 포함되는 각 단량체 단위의 상호 작용 내지는 규칙성에 의해서 아크릴 공중합체에 결정성이 부여되고, 융점이 확인되는 것으로 생각된다.
상기 아크릴 공중합체로는, 중량평균분자량이 100만 이상인 공중합체를 사용할 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은 GPC(gel permeation chromatography)에 의해 측정된 폴리스티렌 환산값을 의미한다.
상기 공중합체의 중량평균분자량은, 일 예시에서 110만 이상, 120만 이상, 130만 이상, 140만 이상, 150만 이상, 160만 이상, 170만 이상, 180만 이상, 190만 이상 또는 200만 이상이거나, 500만 이하, 400만 이하, 300만 이하, 250만 이하 또는 200만 이하 정도일 수도 있다. 통상 공중합체의 중량평균분자량이 낮게 설정될수록, 가교 후의 물성 변화가 크지만, 중량평균분자량이 지나치게 낮으면, 고온 및/또는 고습 조건 하에서의 내구성 측면에서 불리하다. 그렇지만, 본 출원의 경우, 상기 기술한 특정 공중합체를 사용함으로써, 중량평균분자량을 적정 수준으로 유지한 상태에서도 목적하는 점착제층을 효과적으로 형성할 수 있다.
상기 점착제 조성물은, 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 가교제는, 상기 아크릴 공중합체와 반응하여 가교 구조를 구현하고 있을 수 있다.
가교제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물과 같은 일반적인 가교제를 사용할 수 있다. 이러한 유형의 가교제는 열의 인가에 의해서 가교 구조를 구현하는 소위 열 가교제이고, 후술하는 라디칼 가교제와는 상이한 것이다. 상기 이소시아네이트계 화합물의 구체적인 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 상기 중 어느 하나의 폴리올(ex. 트리메틸롤 프로판)과의 반응물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있고; 에폭시계 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며; 아지리딘계 화합물의 구체적인 예로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기에서 금속 킬레이트계 화합물의 구체적인 예로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
점착제 조성물에서 상기 가교제는 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 가교제의 비율은 상기 범위 내에서 점착제층의 응집력과 내구성 등을 고려하여 조절될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 가교제의 비율은, 약 0.0003 중량부 이상, 0.0005 중량부 이상, 0.0007 중량부 이상, 0.0009 중량부 이상, 0.001 중량부 이상, 0.002 중량부 이상, 0.003 중량부 이상, 0.004 중량부 이상, 0.005 중량부 이상, 0.007 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 0.02 중량부 이상, 약 0.03 중량부 이상, 약 0.04 중량부 이상, 약 0.05 중량부 이상, 0.06 중량부 이상 또는 약 0.07 중량부 이상이거나, 약 4 중량부 이하, 약 3 중량부 이하, 약 2 중량부 이하, 약 1 중량부 이하, 약 0.8 중량부 이하, 약 0.6 중량부 이하, 약 0.4 중량부 이하, 약 0.2 중량부 이하, 약 0.15 중량부 이하, 약 0.1 중량부 이하 또는 약 0.09 중량부 이하 정도일 수도 있다.
상기 함량 범위에서 적절한 수준으로 상기 아크릴 공중합체를 가교시키도록 가교제의 함량이 선택되면 목적하는 점착제 조성물을 효과적으로 형성할 수 있다.
점착제 조성물은 상기 가교제로서, 상기 열 가교제와는 다른 유형의 가교제로서, 소위 라디칼 가교제를 포함할 수 있다. 이러한 가교제는 라디칼 반응에 의해 가교 구조를 구현한다. 이러한 라디칼 가교제로는, 소위 다관능성 아크릴레이트가 예시될 수 있고, 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
점착제 조성물에서 상기 라디칼 가교제도 목적에 따라 적정 비율로 존재할 수 있으며, 예를 들면, 상기 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 0.001 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 적정한 물성을 만족시키기 위해서 상기 함량은 다른 예시에서 약 0.005 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 0.02 중량부 이상, 0.03 중량부 이상, 0.035 중량부 이상, 0.04 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.06 중량부 이상, 0.065 중량부 이상, 0.07 중량부 이상, 0.08 중량부 이상, 0.085 중량부 이상 또는 0.09 중량부 이상이거나, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1 중량부 이하, 0.9 중량부 이하, 0.8 중량부 이하, 0.7 중량부 이하, 0.6 중량부 이하, 0.5 중량부 이하, 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.2 중량부 이하, 0.1 중량부 이하, 0.09 중량부 이하, 0.08 중량부 이하, 0.07 중량부 이하, 0.06 중량부 이하, 0.05 중량부 이하 또는 0.045 중량부 이하의 범위 내에서 조절될 수 있다.
적절한 물성의 확보를 위해서 가교제로서는, 상기 라디칼 가교제를 사용할 수 있다.
점착제 조성물은, 상기 성분 외에도 필요에 따라 적정한 첨가 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 라디칼 개시제나 자외선 흡수제, 광 안정제, 가소제, 실란 커플링제 및/또는 가교 촉매 등의 성분을 추가로 포함할 수도 있다.
본 출원에서는 상기와 같은 점착제 조성물을 사용하여 상기 점착제층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 조성물이 가교성인 경우에 상기 점착제층은 상기 점착제 조성물의 가교물일 수 있다. 본 출원에서 가교에 의해 상기 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 아크릴 공중합체 및/또는 가교제의 유형을 고려하여 적정한 가교 방식을 적용하여 상기 점착제층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴 공중합체 및/또는 가교제가 열의 인가에 의해 가교되는 유형이라면, 적절한 열을 인가하여 가교물을 형성할 수 있고, 전자기파의 조사에 의해 가교되는 유형이라면 적절한 전자기파를 조사하여 가교물을 형성할 수 있고, 기타 다른 가교 방식도 적용될 수 있다.
하나의 예시에서 전술한 플렉서블 디바이스에서 요구되는 다양한 물성을 충족하도록 하기 위해서 상기 점착제 조성물로서는, 전자기파의 조사에 의해 가교되는 유형의 점착제 조성물을 사용할 수 있고, 일 예시에서는 전자기파의 조사에 의해서 가교되는 무용제 타입의 점착제 조성물을 사용할 수 있다.
본 출원의 점착 필름에서 적용되는 상기 제 1 및 제 2 이형 필름의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 통상 이형 필름은, 기재 필름과 그 기재 필름의 일면에 존재하는 박리제층을 포함하고, 이 때 박리제로는 실리콘계 박리제나 불소계 박리제 등이 사용된다.
또한, 상기에서 적용될 수 있는 상기 기재 필름의 종류도 특별히 제한되지 않는다. 상기 기재 필름으로는 통상적인 이형 필름의 형성에 적용될 수 있는 기재 필름이 적용될 수 있다. 예를 들면, 기재 필름으로는, PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름, PTFE(poly(tetrafluoroethylene)) 필름, PP(polypropylene) 필름, PE(polyethylene) 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름, COP(cyclic olefin polymer) 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 및/또는 폴리이미드 필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
적절한 특성의 확보를 위해서 필요한 경우에 상기 점착제층, 제 1 이형 필름 및/또는 제 2 이형 필름의 두께가 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 점착 필름에서 점착제층의 두께는 5 내지 500 μm의 범위 내일 수 있고, 제 1 및 제 2 이형 필름의 두께는 각각 5 내지 300 μm의 범위 내일 수 있다.
상기에서 점착제층의 두께는 다른 예시에서 10 μm 이상 μm 이상, 15 μm 이상, 20 μm 이상, 25 μm 이상, 30 μm 이상, 35 μm 이상, 40 μm 이상, 45 μm 이상, 50 μm 이상, 55 μm 이상, 60 μm 이상, 65 μm 이상, 70 μm 이상, 75 μm 이상, 80 μm 이상, 85 μm 이상, 90 μm 이상, 95 μm 이상 또는 100 μm 이상 정도이거나, 450 μm 이하, 400 μm 이하, 350 μm 이하, 300 μm 이하, 250 μm 이하, 200 μm 이하 또는 150 μm 이하 정도일 수도 있다.
이러한 상태에서 상기 점착제층의 두께(P)의 상기 제 1 이형 필름의 두께(R1)에 대한 비율(P/R1)은 0.1 내지 5의 범위 내일 수 있고, 상기 제 1 이형 필름의 두께(R1)의 상기 제 2 이형 필름의 두께(R2)에 대한 비율(R1/R2)은 0.1 내지 4의 범위 내일 수 있다.
상기 비율 P/R1은, 다른 예시에서 0.3 이상, 0.5 이상, 0.7 이상, 0.9 이상, 1.1 이상 또는 1.3 정도이거나, 4.8 이하, 4.6 이하, 4.4 이하, 4.2 이하, 4.0 이하, 3.8 이하, 3.6 이하, 3.4 이하, 3.2 이하, 3.0 이하, 2.8 이하, 2.6 이하, 2.4 이하, 2.2 이하, 2.0 이하, 1.8 이하, 1.6 이하 또는 1.4 이하 정도일 수도 있다.
상기 비율 R1/R2는 다른 예시에서 0.3 이상, 0.5 이상, 0.7 이상, 0.9 이상, 1.1 이상, 1.3 이상, 1.4 이상 또는 1.45 이상 정도이거나, 4.8 이하, 4.6 이하, 4.4 이하, 4.2 이하, 4.0 이하, 3.8 이하, 3.6 이하, 3.4 이하, 3.2 이하, 3.0 이하, 2.8 이하, 2.6 이하, 2.4 이하, 2.2 이하, 2.0 이하, 1.8 이하 또는 1.6 이하 정도일 수도 있다.
이러한 두께 관계에서 목적하는 효과를 보다 효율적으로 확보할 수 있다.
본 출원은 또한 상기 점착 필름을 적용한 점착제층 부착 제품의 제조 방법에 대한 것이다. 이 때 상기 제품은 예를 들면, 폴더블 또는 롤러블 디바이스와 같은 플렉서블 디바이스일 수 있다.
이러한 디바이스에서 상기 점착제층의 적용 형태에는 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 상기 점착제층은, 상기 다바이스에서 소위 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)의 용도로 사용될 수 있으며, 따라서 상기 점착제층의 적용 형태는 통상적인 OCA 또는 OCR의 적용 형태와 동일할 수 있다.
상기 점착 필름을 적용하여 상기 제품을 제조하는 방식 자체는 본 출원의 점착 필름을 적용하는 것 외에는 기존 NCF 타입의 점착 필름을 적용하는 방식과 큰 차이가 없다.
예를 들면, 상기 방법은, 상기 점착 필름에서 제 2 이형 필름을 박리하는 단계; 상기 제 2 이형 필름이 박리되어 노출된 점착제층을 피착체에 부착하는 단계; 및 상기 피착체에 부착된 점착제층으로부터 제 1 이형 필름을 박리하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기에서 피착체는 전술한 바와 같이 플렉서블 디바이스일 수 있는데, 예를 들면, 하나 이상의 폴딩축 또는 롤링축을 통해 폴딩 또는 롤링될 수 있도록 구성된 디스플레이 패널 또는 터치 패널일 수 있다.
이와 같은 방식으로 제조된 상기 플렉서블 디바이스는, 상기 디스플레이 패널 또는 터치 패널; 및 상기 디스플레이 패널 또는 터치 패널의 일면 또는 양면에 존재하는 상기 점착제층을 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 패널은 하나 이상의 폴딩축 또는 롤링축을 통해 폴딩 또는 롤링될 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.
상기와 같은 플렉서블 디바이스를 구성하는 다른 요소들은 특별한 제한은 없으며, 공지된 플렉서블 디바이스의 구성 요소가 제한 없이 채용될 수 있다.
본 출원에서는 플렉서블 디바이스에 적합한 점착제층을 포함하면서, 적용 과정에서 역박리 현상이나 점착제층의 파과 및 변형이 없는 취급성이 우수한 소위 NCF(Non-Carrier Film) 타입의 점착 필름을 제공할 수 있다.
본 출원은 또한 상기 NCF 타입의 점착 필름을 사용하여 점착제층 부착 제품, 예를 들면, 플렉서블 디바이스를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 점착 필름의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 크리프 변형률 및 회복률을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. 저장 탄성률의 평가
저장 탄성률은 ARES G2(Advanced Rheometric Expansion System G2)(TA社)를 사용하여 평가하였다. 두께가 약 0.8 mm 정도인 점착제층을 직경이 약 8mm 정도인 원형으로 재단하여 시편을 제조하였다. 상기 점착제층은 점착제층의 두께가 0.8 mm 미만인 경우에 상기 두께가 되도록 동일한 점착제층을 복수 겹쳐서 제조하였다. 직경이 약 8 mm인 패러랠 플레이트 픽스쳐(parallel plate fixture)를 사용하여 상기 시편에 대해서 저장 탄성률을 평가하였다. 저장 탄성률은, -60℃에서 90℃의 온도 범위에서 승온 속도 10℃/분으로 측정하였고, 평가 주파수 1 Hz 및 스트레인(strain) 0.5% 조건에서 측정하였다.
2. 이형 필름에 대한 박리력 평가
측정 대상인 점착 필름(제 1 이형 필름/점착제층/제 2 이형 필름)을 폭이 약 25.4 mm (약 1 inch) 정도이고, 길이가 약 150 mm 정도인 직사각형으로 재단하여 시편을 제조하였다.
상기 시편에 대해서 상기 점착제층의 상기 제 1 및 제 2 이형 필름에 대한 박리력은 각각 다음의 방식으로 평가하였다.
우선 상기 점착 필름에서 제 2 이형 필름을 제거하고, 상기 제 2 이형 필름이 제거되어 노출된 점착제층을 소다 라임 유리(soda lime glass)에 JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 부착하였다.
이어서 TA(Texture Analyzer) 장비(Stable Micro System社)를 사용하여 상온에서 180도의 박리 각도 및 0.3mpm의 박리 속도로 점착제층으로부터 제 1 이형 필름을 박리하면서 박리력(제 1 이형 필름에 대한 박리력 A)을 측정하였다.
점착제층의 제 2 이형 필름에 대한 박리력은 다음의 방식으로 평가하였다. 양면 테이프가 전면에 부착되어 있는 소다 라임 유리(soda lime glass)상에 상기 점착 필름의 제 1 이형 필름의 면을 JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 부착함으로써, 제 1 이형 필름을 상기 소다라임 유리상에 상기 양면 테이프로 고정하였다.
이어서 TA(Texture Analyzer) 장비(Stable Micro System社)를 사용하여 상온에서 180도의 박리 각도 및 0.3mpm의 박리 속도로 점착제층으로부터 제 2 이형 필름을 박리하면서 박리력(제 2 이형 필름에 대한 박리력 B)을 측정하였다.
3. 유리에 대한 박리력 평가
측정 대상인 점착 필름(제 1 이형 필름/점착제층/제 2 이형 필름의 구조)을 폭이 약 200 mm 정도이고, 길이가 약 80 mm 정도인 직사각형으로 재단한다. 이어서 표면에 코로나 처리가 수행된 A4 크기의 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름(SG00, 50μm, SKC사)과 상기 재단된 점착 필름을 적층하여 샘플을 제조한다. 상기 적층은 상기 점착 필름에서 제 2 이형 필름을 박리하고, 노출된 점착제층을 상기 PET 필름에 부착하는 방식으로 수행한다. 이 때 점착 필름의 길이가 80 mm인 변이 상기 A4 크기의 PET 필름의 장변과 일치하도록 하여 적층한다. 샘플을 폭이 약 25 mm 정도이고, 길이가 약 200 mm하여 시편을 제조한다. 상기 길이 200 mm인 부분에서 점착 필름이 차지하는 길이는 80 mm이다. 샘플에서 점착 필름의 제 1 이형 필름을 박리하고, 노출된 점착제층을 0.7 mm 두께의 LCD 글래스(에스엠테크사제)에 JIS Z 0237 규정에 따라 2 Kg의 롤러를 사용하여 부착하고, 상온에서 1일 동안 방치한다. 그 후 TA(Texture Analyzer) 장비(Stable Micro System사)를 사용하여 상온에서 180도의 박리 각도 및 0.3 m/min의 속도로 점착제층을 박리하면서 박리력을 측정한다.
4. 중량평균분자량의 평가
공중합체의 중량평균분자량(Mw)은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정하였고, 측정 조건은 하기와 같다. 중량평균분자량 측정 시에 검량선의 제작에는 표준 폴리스티렌(Aglient system(제))을 사용하여 측정 결과를 환산하였다.
<GPC 측정 조건>
측정기: Aglient GPC (Aglient 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: THF(Tetrahydrofuran)
유속: 1.0μL/min
농도: ~1mg/mL (100㎕ injection)
5. 크리프 변형율(Creep) 및 회복률 평가
크리프 변형율(Creep) 및 회복률은 다음의 방식으로 평가하였다. 두께가 약 0.8 mm 정도인 점착제층을 직경이 약 8mm 정도인 원형으로 재단하여 시편을 제조하였다. 상기 점착제층은 두께가 약 25μm 정도인 점착제층을 상기 0.8 mm 정도의 두께가 되도록 겹쳐서 제조하였다.
DHR(Discovery HR30)(TA社) 장비를 사용하여 상기 시편을 직경이 약 8 mm인 패러랠 플레이트 픽스쳐(parallel plate fixture)에 장착하고, 쉐어(shear) 방향으로 약 10,000 Pa 정도의 스트레스를 600초 동안 시편에 가하고, 스트레스를 제거한 후의 변형률을 도 1에 나타난 바와 같이 확인하여 평가하였다.
도 1의 그래프에서 x축은, 스트레스가 가해지기 시작한 시점을 0초로 하는 시간의 경과를 보여주는 축이고, y축은 점착제층의 변형량(strain, %)을 나타내는 축으로서, 상기 변형량은 하기 수식 A에 따라 계산한 결과이다.
[수식 A]
변형량(단위: %) = 100×(La - Li)/Li
수식 A에서 La는 점착제층의 변형 방향(스트레스가 가해진 방향)으로의 변형 후의 길이(단위: mm)이고, Li는 점착제층의 변형 전의 초기 두께(단위: mm)이다.
상기와 같은 평가에 의해서 확인되는 점착제층의 최대 변형량(도 1의 10)을 크리프 변형율값으로 지정하였다.
또한, 회복률은 하기 수식 B에 따라서 지정하였다.
[수식 B]
R% = 100 × (C -S)/C
수식 B에서 R%는 상기 회복률이고, C는 상기 크리프 변형율값(Creep, 최대 변형률)이며, S는, 상기 약 10,000 Pa의 스트레스를 600초 동안 시편에 가한 후에 스트레스를 제거하고, 다시 600초가 경과한 시점에서의 시편의 변형률(예를 들면, 도 1의 20)이다.
6. 역박리 방지 여부 평가
점착 필름을 A4 크기로 재단한다. 진공 흡착판에 재단된 점착 필름을 고정한다. 이 때 평가자의 위치를 기준으로 A4 크기의 점착 필름의 장변부가 가로가 되도록 하여 점착 필름의 제 1 이형 필름면이 흡착판에 닿도록 하여 고정한다. 점착 필름의 좌상단 모서리에 불투명 스카치 테이프를 잘라 붙이고, 상기 스카치 테이프를 손잡이로 하여 좌상단에서 우측 하단의 대각선 방향으로 제 2 이형 필름을 박리하고, 하기 기준으로 역박리 발생 여부를 평가한다. 이 때 재단 불량으로 발생하는 점착제층의 찐 빠짐 등에 의한 변형은 무시하고, 이를 위해서 재단면에서의 점착제의 변형은 평가 기준 적용부에서 배제하였다.
<평가 기준>
O: 제 2 이형 필름을 박리할 때에 점착제층이 제 1 이형 필름으로의 부착 상태를 유지하지 못하는 경우
X: 제 2 이형 필름을 박리할 때에 점착제층이 제 1 이형 필름으로의 부착 상태를 유지하는 경우
동일 샘플에 대해서 상기 테스트를 총 10회 수행하고, 그 중 9회 이상 X를 만족하는 경우에 역박리가 방지된다고 판단하여 P로 평가하였고, 그렇지 않은 경우에는 역박리가 발생하는 것으로 판단하여 N으로 평가하였다.
7. 제 1 이형 필름(중박 이형 필름) 박리 시의 점착제층의 변형 평가
점착 필름에서 제 2 이형 필름을 박리하고, 노출된 점착제층을 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름(SG00, 50μm, SKC사)과 롤 라미네이터를 이용하여 합지하고, 합지품을 A4 크기로 재단한다. 진공 흡착판에 재단된 합지품을 고정한다. 이 때 평가자의 위치를 기준으로 A4 크기의 합지품의 장변부가 가로가 되도록 하여 PET 필름면이 흡착판에 닿도록 하여 고정한다. 합지품의 좌상단 모서리에 불투명 스카치 테이프를 잘라 붙이고, 상기 스카치 테이프를 손잡이로 하여 좌상단에서 우측 하단의 대각선 방향으로 제 1 이형 필름을 박리하고, 하기 기준으로 평가한다. 이 때 재단 불량으로 발생하는 점착제층의 찐 빠짐 등에 의한 변형은 무시하고, 이를 위해서 재단면에서의 점착제의 변형은 평가 기준 적용부에서 배제하였다.
<평가 기준>
O: 제 1 이형 필름을 박리할 때에 점착제층이 PET 필름에서의 부착 상태를 유지하지 못하거나, 점착제층이 제 1 이형 필름에 부착되어 10 mm 이상의 변형이 발생하는 경우
X: 제 1 이형 필름을 박리할 때에 점착제층이 PET 필름에서의 부착 상태를 유지하면서, 10 mm 이상의 변형이 발생하지 않는 경우
동일 샘플에 대해서 상기 테스트를 총 10회 수행하고, 그 중 9회 이상 X를 만족하는 경우에 역박리가 방지된다고 판단하여 P로 평가하였고, 그렇지 않은 경우에는 역박리가 발생하는 것으로 판단하여 N으로 평가하였다.
제조예 1. 공중합체(A)의 제조
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA), 라우릴 아크릴레이트(LA) 및 4-히드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 45:40:15의 중량 비율(2-EHA:LA:HBA)로 반응기 내의 투입하고, 약 2 시간 동안 질소 퍼징하였다. 라디칼 개시제(Irgacure 184)를 약 500 ppm의 양으로 상기 반응기 내에 투입하고, 금속 할라이드 램프(metal halide lamp)로 UV A 기준 0.42 W/cm2 정도의 광량으로 5분 정도 조사하여 중합 반응을 유도하고, 반응을 종결하여 공중합체(A)를 제조하였다. 상기 공중합체(A)는 부분 중합된 프리폴리머 형태이고, 중량평균분자량은 약 230만 g/mol 정도였다. 또한, 상기 공중합체(A)는 유리전이온도(Tg)가 약 -77℃ 정도이고, 융점(Tm)은 약 -39℃ 정도였다.
제조예 2 내지 8. 공중합체의 제조
적용된 단량체의 중량 비율 및 중합물(공중합체)의 중량평균분자량을 하기 표 1에 나타난 바와 같이 되도록 한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 공중합체(중합물)를 제조하였다.
공중합체 2-EHA IDA LA HBA HEA Mw(만)
제조예1 A 45 40 15 232
제조예2 B 40 45 15 227
제조예3 C 45 40 15 394
제조예4 D 47 40 13 379
제조예5 E 90 10 336
제조예6 F 80 20 356
제조예7 G 50 40 10 260
제조예8 H 45 40 10 257
2-EHA: 2-에틸헥실 아크릴레이트
LA: 라우릴 아크릴레이트
IDA: 이소데실 아크릴레이트
HBA: 4-히드록시부틸 아크릴레이트
HEA: 2-히드록시에틸 아크릴레이트
Mw: 중량평균분자량(단위: g/mol)
실시예 1.
추가 단량체로서, 제조예 1의 공중합체(중합물)(A) 100 중량부 대비 약 12.3 중량부의 2-에틸헥실아크릴레이트, 약 10.9 중량부의 라우릴 아크릴레이트 및 약 4.1 중량부의 4-히드록시부틸 아크릴레이트를 추가로 투입하였다. 이어서, 라디칼 개시제(Irgacure 184)를 상기 추가 투입된 단량체 합계 100 중량부 대비 약 0.3 중량부로 투입하고, 추가 투입된 단량체 100 중량부 대비 약 0.09 중량부의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 상기 공중합체와 추가 투입된 단량체 합계 100 중량부 대비 약 0.2 중량부의 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란을 추가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
이어서 상기 점착제 조성물을 이형 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름(제 1 이형 PET 필름)상에 코팅하고, 다시 상기 코팅층상에 다른 이형 PET((poly(ethylene terephthalate)) 필름(제 2 이형 PET 필름)을 적층하였다. 그 후, 점착제층에 블랙 라이트(black light, UV A 기준 4.56 mW/cm2)를 상온에서 약 4분 동안 조사하여 두께가 100μm 정도인 점착제층을 형성하여 점착 필름을 제조하였다.
상기에서 제 1 이형 PET 필름으로는 두께가 약 75 μm 정도인 이형 PET 필름(RF12N, SKC사)을 사용하였고, 제 2 이형 PET 필름으로는 두께가 약 50 μm 정도인 이형 PET 필름(RF02N, SKC사)을 사용하였다.
실시예 2 내지 13 및 비교예 1 내지 11.
적용된 점착제 조성물의 조성을 하기 표 2 및 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착 필름을 제조하였다. 하기 표 2 및 3에서 각 수의 단위는 중량비이고, 개시제 및 경화제의 경우, 추가 단량체 합계 100 중량부 대비 비율이며, 첨가제의 경우 공중합체 및 추가 단량체 합계 100 중량부 대비 비율이다.
Pol 추가 단량체 개시제 경화제 첨가제
EHA IDA LA HBA HEA A B A B A B
실
시
예		 1 A 12.3 10.9 4.1 0.3 0.09 0.2
2 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.07 0.2
3 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.07 0.2 0.05
4 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.05 0.2 0.05
5 A 22.2 19.7 7.4 0.2 0.07 0.2
6 A 22.2 19.7 7.4 0.2 0.07 0.2
7 A 22.2 19.7 7.4 0.1 0.1 0.07 0.2
8 A 22.2 19.7 7.4 0.1 0.07 0.2
9 B 10.8 12.1 4 0.3 0.07 0.2
10 C 22.5 20 7.5 0.3 0.07 0.2
11 D 26.1 22.2 7.2 0.3 0.07 0.2
12 E 60.1 6.7 0.3 0.07 0.2
13 F 53 13.3 0.3 0.07 0.2
Pol: 적용된 공중합체
EHA: 2-에틸헥실 아크릴레이트
LA: 라우릴 아크릴레이트
IDA: 이소데실 아크릴레이트
HBA: 4-히드록시부틸 아크릴레이트
HEA: 2-히드록시에틸 아크릴레이트
개시제A: Irgacure 651
개시제B: Irgacure 184
경화제A: 1.6-헥산디올 디아크릴레이트
경화제B: 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트
첨가제A: 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란
첨가제B: 4-벤조일페닐 메타크릴레이트
Pol 추가 단량체 개시제 경화제 첨가제
EHA IDA LA HBA HEA A B A B A B
비
교
예		 1 A 12.3 10.9 4.1 0.3 0.06 0.3
2 A 22.2 19.7 3.7 3.7 0.3 0.07 0.2
3 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.07 0.2
4 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.05 0.2
5 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.05 0.2 1.0
6 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.07 0.2
7 A 22.2 19.7 7.4 0.3 0.07 0.2 0.1
8 A 12.3 10.9 4.1 0.3 0.06
9 A 12.3 10.9 4.1 0.3 0.06 0.3
10 G 11.3 9.1 2.3 0.3 0.06 0.3
11 H 19.7 7.4 0.3 0.07 0.1
Pol: 적용된 공중합체
EHA: 2-에틸헥실 아크릴레이트
LA: 라우릴 아크릴레이트
IDA: 이소데실 아크릴레이트
HBA: 4-히드록시부틸 아크릴레이트
HEA: 2-히드록시에틸 아크릴레이트
개시제A: Irgacure 651
개시제B: Irgacure 184
경화제A: 1.6-헥산디올 디아크릴레이트
경화제B: 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트
첨가제A: 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란
첨가제B: 4-벤조일페닐 메타크릴레이트
평가 결과.
상기 실시예 또는 비교예의 점착제 조성물에 대한 평가 결과를 정리하여 하기 표 4 내지 7에 정리하여 기재하였다.
G'(-20℃) G'(25℃) C(-20℃) R(-20℃) 박리력
Glass A B
실시예 1 86271 20632 219.9 70.4 909 7.7 4.3
2 101999 23994 229.2 81.6 1074 8.4 3.7
3 105099 23753 180.7 83.2 988 8.7 3
4 92980 21624 316.8 62.5 1005 9.8 3.8
5 95901 27965 128.4 86.2 1141 11.1 4
6 100554 24021 144.5 82.8 1061 10.5 3.7
7 101313 26343 152.5 84 1043 7.3 3.5
8 92565 27353 144.2 84.2 1104 8.7 4.1
9 84765 19427 224.2 76.1 994 6.5 3.4
10 178141 29528 121.6 78.7 1101 10 4.9
11 117749 23066 156.9 78.5 987 11 4.9
12 217653 29418 122.4 80 1353 10.8 5.5
13 632257 45804 50.1 86.5 1327 9.8 5.4
G'(-20℃): -20℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
G'(25℃): 25℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
C(-20℃): -20℃에서의 점착제층의 크리프 변형률(단위:%)
R(-20℃):-20℃에서의 점착제층의 회복률(단위: %)
박리력_Glass: 유리에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
박리력_A: 제 1 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
박리력_B: 제 2 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
G'(-20℃) G'(25℃) C(-20℃) R(-20℃) 박리력
Glass A B
비교예 1 98116 22825 198.4 79.6 1065 5.1 3.3
2 98693 26141 1012 5.5 3
3 104472 28204 107.7 80.3 930 5.4 3.2
4 114652 28843 147.8 91.6 998 5.6 3.8
5 119240 29087 100.5 81.8 1035 5.6 3.5
6 94118 24243 149.1 83.9 929 4.4 3.4
7 90806 26452 132 87.6 829 5.1 3
8 108574 23772 194.3 80.7 1327 21.6 7
9 80821 18699 203.5 79.3 1010 9.5 4.1
10 69016 17707 340.9 76.8 1181 15.4 4.5
11 107260 21905 126.6 85.1 918 14.2 4.8
G'(-20℃): -20℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
G'(25℃): 25℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
C(-20℃): -20℃에서의 점착제층의 크리프 변형률(단위:%)
R(-20℃):-20℃에서의 점착제층의 회복률(단위: %)
박리력_Glass: 유리에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
박리력_A: 제 1 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
박리력_B: 제 2 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
A-B G'(25℃)/A 역박리 방지성 점착제층 변형
실시예1 3.4 2679 P P
실시예2 4.7 2856 P P
실시예3 5.7 2730 P P
실시예4 6 2207 P P
실시예5 7.1 2519 P P
실시예6 6.8 2288 P P
실시예7 3.8 3609 P P
실시예8 4.6 3144 P P
실시예9 3.1 2989 P P
실시예10 5.1 2953 P P
실시예11 6.1 2097 P P
실시예12 5.3 2724 P P
실시예13 4.4 4674 P P
G'(25℃): 25℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
A: 제 1 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
B: 제 2 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
점착제층 변형: 이형 필름 제거 시 점착제층의 변형
A-B G'(25℃)/A 역박리 방지성 점착제층 변형
비교예1 1.8 4475 N P
비교예2 2.5 4753 N P
비교예3 2.2 5223 N P
비교예4 1.8 5151 N P
비교예5 2.1 5194 N P
비교예6 1 5510 N P
비교예7 2.1 5187 N P
비교예8 14.6 1101 P N
비교예9 5.4 1968 P N
비교예10 10.9 1150 P N
비교예11 9.4 1543 P N
G'(25℃): 25℃에서의 점착제층의 저장 탄성률(단위: Pa)
A: 제 1 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
B: 제 2 이형 필름에 대한 점착제층의 박리력(단위: gf/inch)
점착제층 변형: 이형 필름 제거 시 점착제층의 변형

Claims (19)

  1. 점착제층;
    상기 점착제층의 제 1 주표면에 부착된 제 1 이형 필름; 및
    상기 점착제층의 제 2 주표면에 부착된 제 2 이형 필름을 포함하고,
    상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)과 상기 점착제층의 상기 제 2 이형 필름에 대한 박리력(B)의 차이(A-B)가 2.7 gf/inch 이상이고,
    상기 점착제층의 25℃에서의 저장 탄성률(G')의 상기 점착제층의 상기 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)의 비율(G'/A)이 2,000 Pa·inch/gf 초과인 점착 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 25℃에서의 저장 탄성률이 100,000 Pa 이하인 점착 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 -20℃에서의 저장 탄성률이 700,000 Pa 이하인 점착 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 제 1 이형 필름에 대한 박리력(A)이 4 내지 15 gf/inch의 범위 내에 있는 점착 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 제 2 이형 필름에 대한 박리력(B)이 1 내지 10 gf/inch의 범위 내에 있는 점착 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 -20℃에서의 크리프 변형률이 30% 이상인 점착 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 회복률이 50% 이상인 점착 필름.
  8. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 유리에 대한 상온 박리력이 500 gf/inch 이상인 점착 필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 점착제층은, 아크릴 공중합체를 포함하는 점착 필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 점착제층은, 결정성 아크릴 공중합체를 포함하는 점착 필름.
  11. 제 1 항에 있어서, 점착제층은, 융점이 -20℃ 이하인 아크릴 공중합체를 포함하는 점착 필름.
  12. 제 9 항에 있어서, 아크릴 공중합체는, 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 및 극성 관능기 함유 단위를 포함하는 점착 필름.
  13. 제 12 항에 있어서, 알킬 (메타)아크릴레이트 단위는, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 가지는 점착 필름.
  14. 제 12 항에 있어서, 아크릴 공중합체는 하기 화학식 1의 단위를 추가로 포함하는 점착 필름:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    화학식 1에서 R1은 수소 또는 알킬기를 나타내고, R2는 탄소수 11 내지 13의 알킬기를 나타낸다.
  15. 제 14 항에 있어서, 아크릴 공중합체는, 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 50 내지 300 중량부의 화학식 1의 단위를 포함하는 점착 필름.
  16. 제 15 항에 있어서, 화학식 1의 단위가 알킬 (메타)아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 60 중량부 이상 아크릴 공중합체에 포함되어 있고, 상기 화학식 1의 단위의 중량(A)의 극성 관능기 함유 단위의 중량(B)에 대한 비율이 1.7 이상이며, 상기 극성 관능기 함유 단위가 히드록시기 함유 단량체 유래 단위인 점착 필름.
  17. 제 1 항에 있어서, 점착제층의 두께는 5 내지 500 μm의 범위 내이고, 상기 점착제층의 두께(P)의 제 1 이형 필름의 두께(R1)에 대한 비율(P/R1)은 0.1 내지 5의 범위 내이며, 상기 제 1 이형 필름의 두께(R1)의 제 2 이형 필름의 두께(R2)에 대한 비율(R1/R2)은 0.1 내지 4의 범위 내인 점착 필름.
  18. 제 1 항의 점착 필름에서 제 2 이형 필름을 박리하는 단계;
    상기 제 2 이형 필름이 박리되어 노출된 점착제층을 피착체에 부착하는 단계; 및
    상기 피착체에 부착된 점착제층으로부터 제 1 이형 필름을 박리하는 단계를 포함하는 점착제층 부착 제품의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 피착체가 하나 이상의 폴딩축 또는 롤링축을 통해 폴딩 또는 롤링될 수 있도록 구성된 디스플레이 패널 또는 터치 패널인 점착제층 부착 제품의 제조 방법.
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