WO2014109490A1 - 점착제 조성물 - Google Patents

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WO2014109490A1
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최한영
유지희
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Definitions

  • the present invention relates to a pressure-sensitive adhesive composition excellent in antistatic properties and durability and shortened curing period.
  • a liquid crystal display device In general, a liquid crystal display device (LCD) is provided with a liquid crystal cell and a polarizing plate containing a liquid crystal, and an appropriate pressure-sensitive adhesive layer for bonding them is used.
  • the pressure sensitive adhesive is often used an acrylic pressure sensitive adhesive based on an acrylic copolymer having excellent adhesiveness and transparency.
  • peeling the release film from the pressure-sensitive adhesive layer generates static electricity.
  • the generated static electricity affects the alignment of the liquid crystal and causes defects or flows between the liquid crystal cell and the adhesive due to electrostatic attraction. It causes contamination by foreign objects.
  • an ionic antistatic agent is mixed and used in the pressure-sensitive adhesive composition, but a bleed out phenomenon that precipitates due to the surface migration of the ionic antistatic agent may cause lifting, bubbles, and peeling. In particular, this problem may be exacerbated when exposed to a high temperature or high temperature and high humidity environment.
  • a pressure-sensitive adhesive composition containing an acrylic copolymer copolymerized using a monomer containing an alkylene oxide group has been proposed (Korean Patent Publication Nos. 2012-0073093 and 2009-0055576).
  • the acrylic copolymer may have a problem of viscosity increase due to change over time, so that storage after mass production is difficult.
  • the pressure-sensitive adhesive composition acts as an important factor in the curing period that affects productivity, warehouse capacity, inventory management, and emergency shipment response.
  • the present invention relates to a pressure-sensitive adhesive composition that can simultaneously improve the antistatic properties and durability without fear of viscosity increase due to changes over time, and can shorten the curing period without the use of a catalyst for crosslinking.
  • the present invention is an acrylic copolymer containing 4 to 30 parts by weight of (meth) acrylic acid and 0.1 to 2 parts by weight of 4-hydroxybutyl acrylate with respect to 100 parts by weight of the copolymer; Isocyanate crosslinking agents; And it provides a pressure-sensitive adhesive composition containing an ionic antistatic agent
  • the acrylic copolymer is 68 to 95.9 parts by weight of (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, 4 to 30 parts by weight of acrylic acid, and 4-hydroxybutyl acrylate 0.1 based on 100 parts by weight of the copolymer. To 2 parts by weight.
  • the ionic antistatic agent is a cation salt selected from the group consisting of pyridinium, imidazonium and tetraalkylammonium;
  • An anion selected from the group consisting of PF 6 , BF 4 and I may be an ionic salt.
  • the ionic antistatic agent may be a solid ionic solid at room temperature (25 ° C.).
  • the ionic antistatic agent in the solid phase at room temperature may be 4-methyl-1-octylpyridinium hexafluorophosphate or FC4400 (3M company).
  • the crosslinking agent may contain 0.1 to 3 parts by weight and the ionic antistatic agent to 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer.
  • the pressure-sensitive adhesive composition may further contain a silane coupling agent.
  • the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention can improve the antistatic properties and durability at the same time, there is an advantage that there is no fear of deterioration of physical properties due to changes over time (high temperature or high temperature and high humidity environment changes).
  • the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is significantly shortened in the curing period 6 to 24 hours as compared to the conventional, so that the use of excess additives used to shorten the curing period is usually suppressed, thereby improving problems such as clogging of equipment. There is an advantage to this.
  • the present invention relates to a pressure-sensitive adhesive composition excellent in antistatic properties and durability.
  • the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is an acrylic copolymer containing 4 to 30 parts by weight of (meth) acrylic acid and 0.1 to 2 parts by weight of 4-hydroxybutyl acrylate based on 100 parts by weight of the copolymer; Isocyanate crosslinking agents; And ionic antistatic agents.
  • the (meth) acrylic acid inhibits the bleed out phenomenon, in which the ionic antistatic agent moves to the surface, thereby improving durability, and the 4-hydroxybutyl acrylate crosslinks with the crosslinking agent. It serves as an acid catalyst, the 4-hydroxybutyl acrylate has a high fluidity in the copolymer serves to shorten the curing of the pressure-sensitive adhesive composition by increasing the crosslinking reaction rate.
  • the present invention in order to simultaneously improve the antistatic properties, durability, curing period, etc., by selectively using an acrylic copolymer mixed with (meth) acrylic acid and 4-hydroxybutyl acrylate, and the mixing ratio of the components It is characterized by the optimization.
  • the acrylic copolymer of the present invention is 68 to 95.9 parts by weight of (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, 4 to 30 parts by weight of (meth) acrylic acid, and 4-hydride, based on 100 parts by weight of the total copolymer. It is preferable to contain 0.1 to 2 parts by weight of oxybutyl acrylate.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include n-butyl (meth) acrylate, 2-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth).
  • the (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms may contain 68 to 95.9 parts by weight, preferably 75 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total copolymer. If it is less than 68 parts by weight, the adhesive force may not be sufficient, and when it exceeds 95.9 parts by weight, cohesion may be lowered.
  • the (meth) acrylic acid may contain 4 to 30 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total copolymer. If the content is less than 4 parts by weight, the effect of suppressing the bleed out phenomenon of the ionic antistatic agent is insignificant and durability may be lowered. When the content exceeds 30 parts by weight, the crude liquid stability of the pressure-sensitive adhesive composition is lowered due to excessive crosslinking reaction. Can be.
  • the 4-hydroxybutyl acrylate is preferably contained 0.1 to 2 parts by weight, preferably 0.5 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total copolymer. If the content is less than 0.1 parts by weight, the curing period may be shortened, and when it exceeds 2 parts by weight, the crude liquid stability may be lowered due to excessive crosslinking reaction.
  • the acrylic copolymer of the present invention may further contain a polymerizable monomer having a crosslinkable functional group in addition to the (meth) acrylic acid and 4-hydroxybutyl acrylate.
  • the polymerizable monomer having a crosslinkable functional group has a function of imparting cohesive force or adhesive strength by chemical bonding with the following crosslinking agent, and includes a monomer having a hydroxy group, a monomer having a carboxyl group, a monomer having an amide group, and a monomer having a tertiary amine group. Etc. can be mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • Examples of the monomer having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate, hydroxyalkylene glycol (meth) acrylate having 2-4 carbon atoms of an alkylene group, 4-hydroxybutyl vinyl Ether, 5-hydroxypentyl vinyl ether, 6-hydroxyhexyl vinyl ether, 7-hydroxyheptyl vinyl ether, 8-hydroxyoctyl vinyl ether, 9-hydroxynonyl vinyl ether and 10-hydroxydecyl vinyl ether Among these, 4-hydroxybutyl vinyl ether is preferable.
  • Monovalent acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, carboxyethyl acrylic acid; Diacids such as maleic acid, itaconic acid and fumaric acid, and monoalkyl esters thereof; 3- (meth) acryloylpropionic acid; Succinic anhydride ring-opening adduct of 2-hydroxyalkyl (meth) acrylate with 2-3 carbon atoms of an alkyl group, Succinic anhydride ring opening adduct of hydroxyalkylene glycol (meth) acrylate with 2-4 carbon atoms of an alkylene group And a compound obtained by ring-opening addition of succinic anhydride to a caprolactone adduct of 2-hydroxyalkyl (meth) acrylate having 2 to 3 carbon atoms of an alkyl group, among which carboxyethyl acrylic acid is preferred.
  • Examples of the monomer having an amide group include (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, 3-hydroxypropyl (meth) acrylamide, 4-hydroxybutyl (meth) acrylamide, 6 -Hydroxyhexyl (meth) acrylamide, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethylhexyl (meth) acrylamide, etc. are mentioned, Among these, (meth) acrylamide is preferable.
  • Monomers having a tertiary amine group include N, N- (dimethylamino) ethyl (meth) acrylate, N, N- (diethylamino) ethyl (meth) acrylate, and N, N- (dimethylamino) propyl (meth ) Acrylates and the like.
  • the crosslinkable monomer is preferably contained in an amount of 0.05 to 10 parts by weight, and more preferably 0.1 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total content of the acrylic copolymer. If the content is less than 0.05 parts by weight, the cohesive force of the pressure-sensitive adhesive may be reduced, the durability may be lowered. If the content is more than 10 parts by weight, the adhesive strength is lowered by a high gel fraction may cause problems in durability.
  • polymerizable monomers in addition to the monomers may be further included in an amount of 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total monomer used in the preparation of the acrylic copolymer, such as to reduce the adhesion.
  • the production method of the copolymer is not particularly limited, and may be prepared using a method such as bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization or suspension polymerization, which are commonly used in the art, and solution polymerization is preferable.
  • a solvent, a polymerization initiator, a chain transfer agent for molecular weight control, and the like, which are usually used in the polymerization may be used.
  • the copolymer has a weight average molecular weight (polystyrene equivalent, Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 50,000 to 2 million, preferably 400,000 to 2 million.
  • Mw polystyrene equivalent
  • GPC gel permeation chromatography
  • a crosslinking agent can improve adhesiveness and durability, and can maintain the reliability and shape of an adhesive at high temperature.
  • the present invention is preferably an isocyanate type in consideration of the reactivity of the (meth) acrylic acid and 4-hydroxybutyl acrylate, adhesive strength, durability and light leakage resistance.
  • the isocyanate type is tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate, naphthalenedi Diisocyanate compounds such as isocyanate; Diisocyanate obtained from 2 moles of an adduct obtained by reacting 3 moles of a diisocyanate compound with 1 mole of a polyhydric alcohol compound such as trimethylolpropane, an isocyanurate obtained by self-condensing 3 moles of the diisocyanate compound, and 3 moles of the diisocyanate compound And polyfunctional isocyanate compounds containing three functional groups such as biuret, triphenylmethanetriisocyanate, and methylenebistriisocyanate, in which the remaining 1 mo
  • Such a crosslinking agent may be contained in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.3 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content is less than 0.1 part by weight, the cohesive force may be reduced due to insufficient crosslinking degree, thereby impairing the adhesive durability and the cutting property. If the content is more than 3 parts by weight, problems may occur in reducing residual stress due to excessive crosslinking reaction.
  • the ionic antistatic agent is not particularly limited as long as it is an ionic salt composed of an anion and a cation and can impart ionic conductivity to the pressure-sensitive adhesive.
  • a cation selected from the group consisting of alkali metal salts, ammonium salts, sulfonium salts and phosphonium salts; It may be an ionic salt consisting of an anion selected from the group consisting of fluorine-containing inorganic salts, fluorine-containing organic salts and iodine ions.
  • Such ionic antistatic agents may be alkali metal salts, ionic liquids or ionic solids.
  • alkali metal salts may have insufficient durability due to low compatibility with the pressure-sensitive adhesive, and the ionic liquid may have a high fluidity in the pressure-sensitive adhesive composition, which may lower the antistatic performance due to changes over time. That is, in view of the stability of the durability and antistatic properties over time, an ionic solid which is a solid at room temperature (25?) Is preferable.
  • the ionic solid is a cation salt selected from the group consisting of pyridinium, imidazonium and tetraalkylammonium;
  • An anion selected from the group consisting of PF 6 , BF 4 and I may be at least one selected from ionic salts.
  • Such an ionic antistatic agent may contain 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content is less than 0.1 parts by weight may be insufficient antistatic properties and if it exceeds 10 parts by weight it may be difficult to secure durability.
  • the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention may further contain a silane coupling agent.
  • the kind of the silane coupling agent is not particularly limited, and for example, vinylchlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-metha Krilloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane , N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyld
  • the pressure-sensitive adhesive composition is a tackifying resin, antioxidant, leveling agent, surface lubricant, dye, pigment, antifoaming agent, in order to adjust the adhesion, cohesion, viscosity, elastic modulus, glass transition temperature, etc. It may further contain additives such as fillers and light stabilizers.
  • Such additives can be appropriately adjusted in a range not impairing the effects of the present invention.
  • the pressure-sensitive adhesive composition of the present invention can be used as a pressure-sensitive adhesive for polarizing plates and a surface protective film for bonding to liquid crystal cells.
  • it can be used as a general commercial adhesive sheet product as well as a protective film, a reflective sheet, a structural adhesive sheet, a photographic adhesive sheet, a lane marking adhesive sheet, an optical adhesive product, an adhesive for electronic parts, and the like.
  • Nitrogen gas was refluxed and the monomer mixture consisting of the composition of Table 1 was added to a 1 L reactor equipped with a cooling device to facilitate temperature control, and then 100 parts by weight of ethyl acetate was added as a solvent. Then, after purging nitrogen gas for 1 hour to remove oxygen, it was maintained at 78 °C. After homogenizing the mixture, 0.03 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as a reaction initiator, and reacted for 8 hours to prepare an acrylic copolymer having a weight average molecular weight of about 730,000.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • an acrylic copolymer, an ionic antistatic agent, a crosslinking agent, and a silane coupling agent were mixed, and then diluted in ethyl acetate to prepare a pressure-sensitive adhesive composition having a solid content concentration of 15%.
  • the pressure-sensitive adhesive composition prepared above was applied on a release film coated with a silicone release agent to have a thickness of 25 ⁇ m, and dried at 100 ° C. for 1 minute to form an adhesive layer.
  • An adhesive sheet was prepared by laminating another release film thereon.
  • the pressure-sensitive adhesive layer was laminated on an iodine-based polarizing plate having a thickness of 185 ⁇ m by adhesive processing to prepare a polarizing plate with pressure-sensitive adhesive.
  • the prepared polarizing plate was stored for 20 days under conditions of 23 degreeC and 60% RH.
  • the gel fraction was measured by the following method on a daily basis, and the gel fraction was no longer increased, that is, the curing period was measured.
  • the adhesive layer of an adhesive sheet is affixed on the fixed 250 mesh wire mesh (100 mm x 100 mm), and it wraps so that a gel powder may not leak.
  • the wire mesh is immersed in ethyl acetate solution for 3 days.
  • the immersed wire mesh is taken out, washed with a small amount of ethyl acetate solution, dried at 120 ° C. for 24 hours, and weighed.
  • the gel fraction was calculated by the following equation 1 using the measured weight. Curing periods were determined based on the time when the value of the calculated gel fraction was in the range of 70 to 80% and there was no change over time.
  • A is the weight of the wire mesh (g)
  • B is the weight of the wire mesh with the adhesive layer (BA: adhesive weight, g)
  • C is the weight of the dried wire mesh after immersion (CA: weight of the gelled resin, g )being].
  • the prepared pressure-sensitive adhesive polarizing plate was cut to a size of 90 mm x 170 mm, the release film was peeled off, and the specimens were prepared by attaching the optical absorption axis perpendicular to both surfaces of the glass substrate (110 mm x 190 mm x 0.7 mm).
  • the applied pressure was 5kg / cm2 and the clean room work so as not to generate bubbles or foreign matter.
  • the heat resistance characteristics were observed whether bubbles or peeling occurred after 1000 hours at 80 °C temperature, and the heat-resistant characteristics were bubbles or peeling after 1000 hours at 60 °C temperature and 90% RH conditions Was observed. At this time, it was observed after leaving for 24 hours at room temperature immediately before evaluating the state of the specimen.
  • the surface non-constant term was used for the surface resistance measuring instrument (MCP-HT450 / MITSUBISHI CHEMICAL), Probe (URS, UR100), Probe Checker (for URS, UR 100).
  • Examples 1 to 18 containing an acrylic copolymer, an isocyanate-based crosslinking agent, and an ionic antistatic agent containing a certain amount of (meth) acrylic acid and 4-hydroxybutyl acrylate according to the present invention are Comparative Example 1 It was confirmed that the antistatic property, durability (heat and moisture resistance), and storage stability were superior at the same time, and the curing period was greatly reduced to 8 to 36 hours.

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Abstract

본 발명은 점착제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, (메타)아크릴산 4 내지 30중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 2중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체; 이소시아네이트계 가교제; 이온성 대전방지제를 함유함으로써, 대전방지성과 동시에 내구성을 향상시킬 수 있으며, 경시변화(고온 또는 고온 다습한 환경 변화)에 따른 물성 저하의 우려가 없고 양생기간이 단축된 점착제 조성물에 관한 것이다.

Description

점착제 조성물
본 발명은 대전방지성 및 내구성이 우수하고 양생기간이 단축된 점착제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 액정을 포함하고 있는 액정셀과 편광판이 구비되며, 이를 접합하기 위한 적절한 점착제층이 사용된다. 점착제는 점착성 및 투명성이 우수한 아크릴계 공중합체를 베이스로 하는 아크릴계 점착제가 많이 사용된다.
편광판을 액정셀에 부착하는 공정에서 점착제층으로부터 이형필름을 박리하면 정전기가 발생되며, 발생된 정전기는 액정의 배향에 영향을 주어 불량을 유발하거나 정전기적 인력에 의해 액정셀과 점착제 사이에 유입된 이물에 의해 오염을 유발한다.
이를 개선하기 위하여 점착제 조성물에 이온성 대전방지제를 혼합 사용하나, 상기 이온성 대전방지제의 표면 이행으로 석출되는 블리드 아웃(Bleed out) 현상으로, 들뜸, 기포 및 박리 등을 발생시킬 수 있다. 특히 이러한 문제는 고온 또는 고온 다습한 환경에 노출된 경우 더욱 악화될 수 있다.
이에 알킬렌옥사이드기를 함유하는 단량체를 이용하여 공중합된 아크릴계 공중합체를 함유하는 점착제 조성물이 제시되어 있다[한국특허공개 제2012-0073093호 및 제2009-0055576호]. 그러나, 상기 아크릴계 공중합체는 경시 변화에 의한 점도 상승의 우려가 있어 양산 후 보관이 어려운 문제가 있다.
또한, 점착제 조성물은 대전방지성 및 내구성 이외에도 생산성 구체적으로 창고용량, 재고관리 및 긴급출하 대응 등에 영향을 미치는 양생기간이 중요한 인자로 작용한다.
이에 양생기간을 단축하기 위해 가교반응을 증가시킬 수 있는 다양한 가교반응용 촉매가 제시되어 있다[한국특허공개 제2012-0091549호 및 제2010-0039274호]. 그러나 상기 가교반응용 촉매는 사용량의 제어가 중요하며 특히 과량 첨가되는 경우 설비의 막힘 등과 같은 위험의 소지가 있다.
본 발명은 경시변화에 의한 점도 상승 우려 없이, 대전방지성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있으며, 가교용 촉매의 사용없이 양생기간을 단축할 수 있는 점착제 조성물에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, (메타)아크릴산 4 내지 30중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 2중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체; 이소시아네이트계 가교제; 및 이온성 대전방지제를 함유하는 점착제 조성물을 제공한다
상기 아크릴계 공중합체는 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 68 내지 95.9중량부, 아크릴산 4 내지 30중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 2중량부를 함유할 수 있다.
상기 이온성 대전방지제는 피리디늄, 이미다졸늄 및 테트라알킬암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 양이온염과; PF6, BF4 및 I로 이루어진 군에서 선택된 음이온으로 이온성염류일 수 있다.
상기 이온성 대전방지제는 상온(25℃)에서 고체상의 이온성 고체일 수 있다.
상기 상온(25℃)에서 고체상의 이온성 대전방지제는 4-메틸-1-옥틸피리디늄 헥사플루오로포스페이트 또는 FC4400(3M사)일 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 가교제는 0.1 내지 3중량부 및 이온성 대전방지제는 0.1 내지 5중량부 함유할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 실란커플링제를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 대전방지성과 동시에 내구성을 향상시킬 수 있으며, 경시변화(고온 또는 고온 다습한 환경 변화)에 따른 물성 저하의 우려가 없는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 종래에 비해 양생기간이 6 내지 24시간 범위로 대폭 단축되어 통상 양생기간을 단축시키기 위해 사용되는 과량의 첨가제 사용이 억제되므로 이로 인한 설비의 막힘 등과 같은 문제를 개선할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 대전방지성 및 내구성이 우수한 점착제 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 점착제 조성물은 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, (메타)아크릴산 4 내지 30중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 2중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체; 이소시아네이트계 가교제; 및 이온성 대전방지제를 함유한다.
상기 (메타)아크릴산은 이온성 대전방지제 성분이 표면으로 이동하여 석출되는 블리드 아웃(Bleed out) 현상을 억제하여 내구성을 향상시키는 역할을 할 뿐만아니라 4-히드록시부틸아크릴레이트가 가교제와 가교반응 진행 시 산 촉매로써 역할을 하며, 상기 4-히드록시부틸아크릴레이트는 공중합체 내에서 유동성이 커 가교반응 속도를 증가시킴으로써 점착제 조성물의 양생을 단축시키는 역할을 한다.
즉, 본 발명은 대전방지성, 내구성 및 양생기간 등을 동시에 개선하기 위하여, (메타)아크릴산과 4-히드록시부틸아크릴레이트가 혼합 사용된 아크릴계 공중합체를 선택적으로 사용하고, 상기 성분의 혼합비를 최적화한 것에 특징이 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체는 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 68 내지 95.9중량부, (메타)아크릴산 4 내지 30중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.1 내지 2중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 탄소수 1-12의 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.
이러한 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체는 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여 68 내지 95.9중량부, 바람직하기로는 75 내지 90중량부 함유하는 것이 좋다. 상기 68중량부 미만이면 점착력이 충분하지 않을 수 있고 95.9중량부를 초과하는 경우에는 응집력이 저하될 수 있다.
상기 (메타)아크릴산은 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여 4 내지 30중량부, 바람직하기로는 5 내지 20중량부 함유하는 것이 좋다. 상기 함량이 4중량부 미만이면 이온성 대전방지제의 블리드 아웃(Bleed out) 현상의 억제 효과가 미미하여 내구성이 저하될 수 있으며, 30중량부를 초과하는 경우에는 지나친 가교반응으로 점착제 조성물의 조액안정성이 저하될 수 있다.
상기 4-히드록시부틸아크릴레이트는 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여 0.1 내지 2중량부, 바람직하기로는 0.5 내지 1.5중량부 함유하는 것이 좋다. 상기 함량이 0.1중량부 미만이면 양생기간 단축 효과가 미미할 수 있으며, 2중량부를 초과하는 경우에는 지나친 가교반응으로 조액안정성이 저하될 수 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체는 상기 (메타)아크릴산과 4-히드록시부틸아크릴레이트 이외에 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체를 추가로 함유할 수 있다.
가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체는 하기 가교제와의 화학 결합에 의해 응집력 또는 점착 강도를 부여하는 작용을 하는 것으로서, 히드록시기를 갖는 단량체, 카르복시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체 및 3차 아민기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-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.
카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 카르복시에틸아크릴산 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, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 카르복시에틸아크릴산이 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, 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
3차 아민기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
가교성 단량체는 아크릴계 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여 0.05 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8중량부인 것이 좋다. 함량이 0.05중량부 미만인 경우 점착제의 응집력이 작아지게 되어 내구성이 저하될 수 있으며, 10중량부 초과인 경우 높은 겔분율에 의해 점착력이 떨어지고 내구성에 문제를 야기할 수 있다.
또한, 상기 단량체들 이외에 다른 중합성 단량체가 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100중량부에 대하여 10중량부 이하로 더 포함될 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.
공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography,GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 5만 내지 200만, 바람직하게 40만 내지 200만인 것이 좋다. 상기 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 밀착성 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 고온에서의 신뢰성 및 점착제의 형상을 유지시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 (메타)아크릴산과 4-히드록시부틸아크릴레이트와의 반응성, 점착력, 내구성 및 빛샘방지성능 등을 고려하면 이소시아네이트계가 바람직하다.
상기 이소시아네이트계는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
이러한 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부, 바람직하기로는 0.3 내지 2중량부 함유될 수 있다. 함유량이 0.1중량부 미만이면 부족한 가교도로 인해 응집력이 작게 되어 점착 내구성 및 절단성의 물성을 해칠 수 있으며, 3중량부를 초과할 경우에는 과다 가교반응에 의한 잔류응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
이온성 대전방지제는 음이온과 양이온으로 구성된 이온성염류로 점착제에 이온 전도성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.
구체적으로 알칼리 금속염, 암모늄염, 설포늄염 및 포스포늄염으로 이루어진 군에서 선택된 양이온과; 불소함유 무기염, 불소함유 유기염 및 요오드이온로 이루어진 군에서 선택된 음이온으로 이루어진 이온성염류일 수 있다.
이러한 이온성 대전방지제는 알칼리금속염, 이온성 액체 또는 이온성 고체일 수 있다. 다만, 알칼리금속염은 점착제와의 상용성이 낮아 내구성이 부족할 수 있고, 이온성 액체는 점착제 조성물 내에서 유동성이 커서 경시변화에 따른 대전방지성능이 저하될 수 있다. 즉, 내구성 및 대전방지성의 경시변화 안정성을 고려하면 상온(25?)에서 고체상인 이온성 고체가 바람직하다.
상기 이온성 고체는 피리디늄, 이미다졸늄 및 테트라알킬암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 양이온염과; PF6, BF4 및 I로 이루어진 군에서 선택된 음이온으로 이온성염류에서 선택된 1종 이상일 있다.
이러한 이온성 고체로는 4-메틸-1-옥틸피리디늄 헥사플루오로포스페이트 또는 시판되는 3M사의 FC4400제품이 사용될 수 있다.
이러한 이온성 대전방지제는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하기로는 0.5 내지 3중량부 함유할 수 있다. 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 대전방지성이 불충분할 수 있고 10중량부를 초과하는 경우에는 내구성 확보가 곤란할 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 실란커플링제를 추가로 함유할 수 있다.
실란커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 비닐클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 성분 이외에, 점착제 조성물은 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도 등을 조절하기 위하여, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충전제, 광안정제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
이러한 첨가제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 적절히 함량을 조절할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 특히 액정셀과의 접합을 위한 편광판용 점착제, 표면보호필름용 점착제로 사용할 수 있다. 또한, 보호필름, 반사시트, 구조용 점착시트, 사진용 점착시트, 차선표시용 점착시트, 광학용 점착제품, 전자부품용 점착제뿐만 아니라 일반 상업용 점착시트제품으로도 사용 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 : 아크릴계 공중합체 제조
제조예 1-10 및 비교 제조예 1-5
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L의 반응기에 하기 표 1의 조성으로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트 100중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 78℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.03중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량이 약 73만인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2013011778-appb-I000001
실시예 1-18 및 비교예 1-5
하기 표 2과 같이 아크릴계 공중합체, 이온성 대전방지제, 가교제 및 실란커플링제를 혼합한 후, 에틸아세테이트에 희석하여 고형분 농도 15%의 점착제 조성물을 제조하였다.
[표 2]
Figure PCTKR2013011778-appb-I000002
상기에서 제조된 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 이형필름 상에 두께가 25㎛가 되도록 도포하고 100℃에서 1분 동안 건조시켜 점착층을 형성하였다. 그 위에 다른 한 층의 이형필름을 라미네이션하여 점착시트를 제조하였다.
제조된 점착시트의 이형필름을 박리한 후 두께 185㎛의 요오드계 편광판에 상기 제조된 점착층을 점착 가공으로 적층하여 점착제 부착 편광판을 제조하였다. 제조된 편광판을 23℃, 60%RH의 조건 하에서 20일간 보관하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물, 점착시트, 점착제 부착 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
1. 저장 안정성(점도 변화, %)
제조된 점착제 조성물의 초기 점도와 상온에서 24시간 동안 방치한 후의 점도를 점도측정계(Brookfield LVDV-Ⅱ+B형(spindle no.3, 30rpm))를 이용하여 측정하고, 점도의 변화율(△η)을 계산하였다.
<평가 기준>
○: △η < 50%
△: 50% ≤ △η < 100%
×: 100% ≤ △η
2. 양생 기간
제조된 점착시트를 23℃, 65%RH에서 1 내지 10일 동안 양생하면서 1일 단위로 하기 방법으로 겔분율을 측정하고, 겔분율이 더 이상 증가하지 않는 일, 즉 양생 기간을 측정하였다.
정칭(精秤)한 250메쉬의 철망(100㎜×100㎜)에 점착시트의 점착제층을 약 0.25g 첩부하고, 겔분이 새어나가지 않도록 감싼다. 정밀 천칭으로 중량을 정확하게 측정한 후 철망을 에틸아세테이트 용액에 3일간 침지한다. 침지된 철망을 꺼내어 소량의 에틸아세테이트 용액으로 세정하고, 120℃에서 24시간 건조한 후 중량을 측정한다. 측정된 중량을 이용하여 하기 수학식 1로 겔분율을 계산하였다. 계산된 겔분율의 값이 70 내지 80% 범위에 포함되고 경시적인 변화가 없는 시점을 기준으로 양생 기간을 결정하였다.
[수학식 1]
겔분율(%) = (C-A)/(B-A) × 100
[식 중, A는 철망의 중량(g), B는 점착제층을 첩부한 철망의 중량(B-A: 점착제 중량, g), C는 침지 후 건조한 철망의 중량(C-A: 겔화된 수지의 중량, g)임].
3. 내구성(내열, 내습열)
제조된 점착제 부착 편광판을 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 이형필름을 박리한 후 유리 기판(110㎜×190㎜×0.7㎜)의 양면에 광학 흡수축이 직교하도록 부착하여 시편을 제작하였다. 이때, 가해진 압력은 5㎏/㎠이며 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 내열 특성은 80℃의 온도에서 1000시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였고, 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 1000시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 이때, 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24시간 방치한 후 관찰하였다.
<평가 기준>
ⓞ: 기포나 박리 없음.
○: 기포나 박리 < 5개
△: 5개 ≤ 기포나 박리 < 10개
×: 10개 ≤ 기포나 박리
4. 대전방지성(표면비저항, Ω/□)
점착제 시트의 이형필름을 박리한 후 표면 3지점의 표면비저항을 각각 10회씩 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다.
이때, 표면비정항은 표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL), Probe(URS, UR100), Probe Checker(URS용, UR 100용)를 이용하였다.
[표 3]
Figure PCTKR2013011778-appb-I000003
상기 표 3과 같이, 본 발명에 따라 (메타)아크릴산 및 4-히드록시부틸아크릴레이트를 일정량 함유하는 아크릴계 공중합체, 이소시아네이트계 가교제 및 이온성 대전방지제를 함유하는 실시예 1 내지 18은 비교예 1 내지 5에 비해 대전방지성, 내구성(내열 및 내습열), 및 저장안정성이 동시에 우수하며, 양생기간이 8 내지 36시간으로 대폭 단축되었음을 확인할 수 있었다.

Claims (5)

  1. 공중합체 총 함량 100중량부에 대하여, 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 68 내지 95.9중량부, (메타)아크릴산 5 내지 20중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 0.5 내지 2중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체 100중량부;
    이소시아네이트계 가교제 0.1 내지 3중량부; 및 이온성 대전방지제 0.1 내지 5중량부를 함유하고,
    23℃, 65%RH에서 경시변화가 없는 시점인 양생기간이 24시간 이하이며, 상온에서 24시간 동안 방치한 전 후의 점도변화율이 50%미만인 것인 점착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 이온성 대전방지제는 피리디늄, 이미다졸늄 및 테트라알킬암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 양이온염과;
    PF6, BF4 및 I로 이루어진 군에서 선택된 음이온으로 이온성염류인 것인 점착제 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 이온성 대전방지제는 상온(25℃)에서 고체상의 이온성 고체인 것인 점착제 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 상온(25℃)에서 고체상의 이온성 고체는 4-메틸-1-옥틸피리디늄 헥사플루오로포스페이트 또는 FC4400(3M사)인 것인 점착제 조성물.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 점착제 조성물은 실란커플링제를 추가로 함유하는 것인 점착제 조성물.
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