KR100784991B1 - 아크릴계 점착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로, 특히 아크릴계 공중합체 100 중량부, 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제 0.01 내지 20 중량부, 및 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염 0.001 내지 25 중량부를 포함함으로써 내습열 조건에서 백화현상이 없어 광학적으로 투명하면서 동시에 정전기 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 내구신뢰성을 변화시키지 않으면서 대전방지성능이 우수한 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.
아크릴계 점착제, 편광판, 액정표시소자, 가소제, 알칼리 금속염, 백화현상

Description

아크릴계 점착제 조성물{ACRYLIC PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITIONS}
본 발명은 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내습열 조건에서 백화현상이 없어 광학적으로 투명하면서 동시에 정전기 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 내구신뢰성을 변화시키지 않으면서 대전방지성능이 우수한 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.
정보화 산업으로 진입함에 있어서 정전기는 많은 전자부품에 있어서 다양한 문제를 초래하고 있다. 정전기는 전자제품의 제조 시 제품의 성능을 손상시킬 수 있는 먼지 등의 오염 물질을 끌어당기게 할 수 있다. 또한, 현대의 전자장치는 정전기의 방출에 의해 일시적 또는 영구 손상을 입는 경향도 매우 높다.
최근 액정표시장치는 경량화, 박형화가 가능하다는 장점 때문에 노트북, 모니터, TV 등의 여러 분야에서 광범위하게 이용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 액정을 포함하는 액정 셀, 편광판, 및 이들을 접합하기 위한 접착 또는 점착층으로 이루어진다. 상기 평광판은 일정한 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질, 이들 편광소자를 보호하기 위한 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC)계의 보호필름, 점착층, 이형필름 등의 다층으로 구성된다.
특히, 액정표시장치 제조 시 액정 셀에 편광판을 부착하기 위하여 점착제층에서 이형필름을 박리한 후 정전기가 발생하게 되는데, 이렇게 발생된 정전기는 액정표시장치 내부의 액정배향에 영향을 주어 불량을 유발하게 된다.
이러한 정전기 발생은 편광판의 외면에 대전방지층을 형성하는 것으로 억제시킬 수 있으나, 그 효과가 미미하여 정전기 발생을 원천적으로 방지하지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 정전기 발생의 근본적인 위치에서 발생을 억제하기 위해서는 점착제에 대전방지성능을 부여하는 것이 필요하다.
점착제에 대전방지기능을 부여하기 위해서는 도전성 금속분말이나 탄소입자 등의 물질을 첨가하는 방법, 계면활성제와 같은 이온성 물질을 접착제에 첨가하는 방법 등이 있다. 그러나, 상기 도전성 금속분말이나 탄소입자를 첨가하는 경우 대전방지성을 나타내기 위하여는 다량의 도전성 금속분말이나 탄소입자가 사용되어야 하며, 이에 따라 투명성이 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 계면활성제를 첨가하는 경우에는 습도의 영향을 받기 쉬우며, 점착제 표면으로의 이행에 따라 접착성이 저하되는 문제점이 있었다.
일본공개특허공보 평5-140519호는 점착제 내부에 에틸렌 옥사이드 변성 프탈산 디옥틸계 가소제를 첨가함으로써 유연성을 갖게 하여 정전기 발생 억제하고자 하였다. 그러나, 상기와 같은 가소제의 첨가만으로는 초기에 발생하는 정전기 발 생을 억제시키기 어려울 뿐 아니라, 이형필름 박리 후 남아있는 정전기를 소멸시키기도 어렵다는 문제점이 있었다.
일본공개특허공보 평6-128539호는 아크릴계 점착제에 폴리에테르 폴리올 화합물 및 적어도 1 종의 알칼리 금속염을 배합함으로써 정전기 방지성을 부여하고자 하였다. 그러나, 상기 종래기술은 가교제로 이소시아네이트를 사용하는 경우 폴리에테르 폴리올 화합물이 가교도에 큰 영향을 주기 때문에 폴리에테르 폴리올 화합물과 알칼리 금속염의 배합 이전에 이소시아네이트로 가교시킨 후 다시 용해를 시켜야 하며, 이에 따라 실제 공정에 적용하기 어려울 뿐만 아니라, 상기 알칼리 금속염을 첨가할 경우 내습열 조건에서 투명성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 상용성이 우수할 뿐만 아니라, 내습열 조건하에서 광학적으로 투명하며, 내구신뢰성 등의 물성을 크게 변화시키지 않으면서 대전방지성능이 우수한 점착제에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 내습열 조건에서 백화현상이 없어 광학적으로 투명하면서 동시에 정전기 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 내구신뢰성 등 아크릴계 점착제의 기본물성을 변화시키지 않으면서 대전방지성능이 우수한 아크릴계 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 아크릴계 점착제 조성물이 적용되어 내구신뢰성을 변화시키지 않으면서도 대전방지성능이 우수한 편광판 및 액정표시소자를 제공 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아크릴계 점착제 조성물에 있어서,
a) 아크릴계 공중합체 100 중량부;
b) 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르계 가소제 0.01 내지 20 중량부; 및
c) 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 하기 화학식 2로 표시되는 금속염 0.001 내지 25 중량부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006039263283-pat00001
상기 화학식 1의 식에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 아릴기이고, 바람직하게는 탄소수 4 ~ 12의 알킬기, 또는 페닐기나 나프틸기와 같은 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내며,
R3은 수소 또는 메틸기이고,
n은 2 내지 20의 정수, 바람직하게는 2 내지 17의 정수이며,
[화학식 2]
Figure 112006039263283-pat00002
상기 화학식 2의 식에서,
M은 알칼리 금속, 바람직하게는 리튬, 소듐 또는 칼륨이고,
Rf는 탄소수 1∼4의 퍼플루오로알킬기이고,
Y는 탄소 또는 황이고, X는 질소 또는 탄소이고, m은 1 또는 2이고, n은 2 또는 3이되,
Y가 탄소이면 m=1이고, Y가 황이면 m=2이고,
X가 질소이면 n=2이고, X가 탄소이면 n=3이다.
또한 본 발명은 상기 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 일면 또는 양면에 점착제층으로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자를 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 점착제와 상용성이 우수하고, 분자 중에 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제와 초강산의 짝염기이며 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염을 동시에 사용한 결과 정전기 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 이를 아크릴계 점착제에 첨가하여도 내습열 조건하에서 광학적으로 투명할 뿐만 아니라, 내구신뢰성 등을 크게 변화시키지 않으면서 대전방지성능을 부여할 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체 100 중량부, 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 상기 화학식 1로 표시되는 에스테르계 가소제 0.01 내지 20 중량부, 및 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 상기 화학식 2로 표시되는 금속염 0.001 내지 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 아크릴계 공중합체는 ⅰ) 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머와 ⅱ) 가교가능한 관능기를 가지는 비닐계 및/또는 아크릴계 단량체를 공중합한 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 ⅰ)의 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 아크릴산(또는 메타크릴산)의 탄소수가 1∼12인 알킬 에스테르를 사용할 수 있으며, 특히 알킬기가 장쇄 형태로 되면 점착제의 응집력이 낮아지기 때문에 고온하에서 응집력을 유지하기 위하여 아크릴산(또는 메타크릴산)의 탄소수가 2∼8인 알킬 에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메 타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 또는 2-에틸부틸(메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 접착제의 유리전이온도를 조절하거나 기타 기능성을 부여하기 위하여 공중합 모노머를 추가로 사용할 수 있으며, 그 예로는 아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, 스티렌, 메틸스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 또는 비닐아세테이트 등이 있다.
상기와 같은 상기 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 아크릴계 공중합체에 90 내지 99.9 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 90 중량% 미만일 경우에는 초기접착력이 저하된다는 문제점이 있으며, 99.9 중량%를 초과할 경우에는 응집력 저하로 인해 내구성에 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기 ⅱ)의 가교가능한 관능기를 가지는 비닐계 및/또는 아크릴계 단량체는 가교제와 반응하여 고온 또는 고습 조건하에서 접착제의 응집력 파괴가 일어나지 않도록 화학결합에 의한 응집력 또는 접착강도를 부여하는 작용을 한다.
상기 가교가능한 관능기를 가지는 비닐계 및/또는 아크릴계 단량체는 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트, 하이드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및/또는 하나 이상의 카르복실산을 포함하는 에틸렌성 불포화 카르복실산으로 이루어진 그 룹 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 또는 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트와 같은 수산기를 포함하는 단량체; 또는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 또는 말레인산 무수물과 같은 카르복실산을 포함하는 단량체를 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 가교가능한 관능기를 가지는 비닐계 및/또는 아크릴계 단량체는 아크릴계 공중합체에 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 고온 또는 고습 조건하에서 응집파괴가 일어나기 쉽고, 접착력 향상 효과가 저하된다는 문제점이 있으며, 10 중량%를 초과할 경우에는 상용성이 감소되어 표면이행이 심하게 일어나게 되는 원인이 되며, 유동특성이 감소되고, 응집력 상승으로 응력완화성이 저하된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 아크릴계 공중합체는 용액중합법, 광중합법, 벌크중합법, 서스펜션중합법, 또는 에멀젼중합법 등의 통상의 방법으로 제조할 수 있으며, 특히 용액중합법으로 제조하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 중합온도는 50∼140 ℃이고, 단량체가 균일하게 혼합된 상태에서 개시제를 혼합하는 것이 좋다.
점착제는 내부에 휘발성분, 반응잔류물 등의 기포를 유발시키는 성분은 충분히 제거한 후 사용하는 것이 바람직하다. 가교밀도나 분자량이 너무 낮아 점착제의 탄성율이 너무 낮은 경우 고온상태에서 유리판과 점착층 사이에 존재하는 작은 기포들이 커져 점착층 내부에 산란체를 형성하게 되며, 탄성율이 너무 큰 점착제를 장기간 사용할 경우 과도한 가교반응으로 인해 점착시트 끝단 부위에 박리현상이 발생하게 된다.
또한 점착제의 점탄 특성은 주로 고분자 사슬의 분자량, 분자량 분포, 또는 분자구조의 존재량에 의존하고, 특히 분자량에 의하여 결정되므로 상기와 같이 제조된 본 발명의 아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 800,000 내지 2,000,000인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제는 분자 중 에테르 결합과 c)의 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염과 착체를 형성함으로써 점착제에 이온전도성을 부여하고, 안정한 구조를 이루어 대전방지성능을 향상시키는 작용을 한다. 또한, 상기 에스테르계 가소제는 상용성이 우수하며, 광학적으로 투명하다.
상기 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것이 바람직하며, 구체적인 예로는 디에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 폴리에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 트리에틸렌글리콜디에틸부틸레이트, 폴리에틸렌글리콜디에틸부틸레이트, 폴리프로필렌글리콜디에틸헥소네이트, 트리에틸렌글리콜디벤조네이트, 테트라에틸렌글리콜 디벤조네이트, 폴리에틸렌글리콜디벤조네이트, 폴리 프로필렌글리콜디벤조네이트, 또는 폴리에틸렌글리콜-2-에틸헥소네이트벤조네이트 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 알칼리 금속염과 충분히 착체를 형성하지 못하여 대전방지성능이 저하된다는 문제점이 있으며, 20 중량부를 초과할 경우에는 응집력 저하로 점착내구성이 취약해진다는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 c)의 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염은 상기 b)의 에스테르계 가소제의 에테르 결합과 착체를 형성하여 아크릴계 점착제에 대전방지성능을 부여하는 작용을 한다. 또한, 상기 알칼리 금속염은 음이온의 공명구조와 불소원자들의 높은 전기음성도에 기인하여 금속 양이온에 대한 낮은 배위결합성과 높은 수소성에 의하여 점착제와의 상용성이 우수하고, 내습열 조건하에서 광학적으로 투명하다.
상기 알칼리 금속염은 단독으로 첨가하여도 대전방지성의 효과를 부여할 수 있으나, 상기 분자 중에 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제와 함께 사용함으로써 적은 함량으로도 대전방지성을 더욱 효과적으로 부여할 수 있으며, 동시에 이온전도성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금 속 양이온으로 이루어지는 금속염은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것이 바람직하며, 구체적으로 알칼리 금속염 중 음이온으로는 비스트리플루오로메탄설폰이미드, 비스펜타플루오로에탄설폰이미드, 비스펜타플루오로에탄카보닐이미드, 비스퍼플르오로부탄설폰이미드, 비스퍼플루오로부탄카보닐이미드, 트리스트리플루오로메탄설포닐메티드, 또는 트리스트리플루오로메탄카보닐메티드 등이 사용될 수 있으며, 알칼리 금속염 중 양이온으로는 리튬, 소듐, 또는 칼륨 등이 사용될 수 있다.
상기 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.001 내지 25 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 20 중량부로 포함되는 것이며, 가장 바람직하게는 0.01 내지 15 중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.001 중량부 미만일 경우에는 에스테르계 가소제의 에테르 결합과 착체를 형성하기 어려워 대전방지성능이 저하된다는 문제점이 있으며, 25 중량부를 초과할 경우에는 응집력 저하로 인하여 내구신뢰성이 취약해지며, 동시에 단가가 상승한다는 문제점이 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 필요에 따라 다관능성 가교제를 추가로 사용할 수 있다.
상기 다관능성 가교제는 카르복실기, 수산기 등과 반응하여 접착제의 응집력을 높여주는 작용을 한다.
상기 다관능성 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리 딘계 화합물, 또는 금속 킬레이트계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 특히 이소시아네이트계 가교제를 사용하는 것이 좋다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 톨리렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포름디이소사이네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 또는 이들의 트리메틸올프로판 등의 폴리올과의 반응물 등을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜에틸렌디아민, 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있다.
상기 아지리딘계 화합물은 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4'비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 금속 킬레이트계 화합물은 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘, 바나듐 등의 다가 금속이 아세틸아세톤 또는 아세토초산에틸에 배위한 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기와 같은 다관능성 가교제는 접착층의 형성을 위하여 실시하는 배합과정에서 가교제의 관능기 가교반응이 거의 일어나지 않아야면 균일한 코팅작업을 수행할 수 있다. 상기 코팅작업이 끝나고 건조 및 숙성과정을 거치면 가교구조가 형성되어 탄성이 있으며 응집력이 강한 점착층을 얻을 수 있게 된다. 이때, 점착제의 강한 응집력에 의하여 점착제품의 내구신뢰성 등의 점착물성 및 절단성이 향상된 다.
상기와 같은 다관능성 가교제는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 점착제의 응집력이 우수하고, 기포 또는 박리와 같은 점착내구성에 문제가 발생되지 않으며, 들뜸 등이 발생하지 않아 내구신뢰성이 우수하다는 효과가 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 필요에 따라 실란계 커플링제 또는 점착성부여수지를 추가로 사용할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 아크릴계 점착제가 유리판과 접착하는 경우 접착안정성을 향상시켜 내열,내습 특성을 보다 향상시키는 작용을 한다. 특히, 상기 실란계 커플링제는 고온고습하에서 장시간 방치되었을 경우 접착신뢰성을 향상시키는데 도움을 주는 작용을 한다.
상기 실란계 커플링제는 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 또는 γ-아세토아세테이트프로필트리메톡시실란 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.005 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 고온 고습하에서 접착안정성 및 접착신뢰성 향상에 있어 더욱 좋다.
상기 점착성부여수지는 아크릴계 점착제의 점착성능을 조절하는 작용을 한다.
상기 점착성부여수지는 (수첨)하이드로카본계수지, (수첨)로진수지, (수첨)로진에스터수지, (수첨)테펜수지, (수첨)터펜페놀수지, 중합로진수지, 또는 중합로진에스터수지 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 점착성부여수지는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 점착제의 상용성 및 응집력 향상에 있어 더욱 좋다.
또한 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 필요에 따라 아크릴계 저분자량체, 에폭시 레진, 경화제, 자외선안정제, 산화방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면활성제, 또는 가소제 등의 첨가제를 추가로 사용할 수 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 통상의 방법에 따라 제조할 수 있음은 물론이며, 구체적으로 열경화 또는 광경화 등의 방법으로 제조할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 가교밀도가 5∼95 %인 것 이 바람직하며, 가교밀도가 5 % 미만일 경우에는 접착제의 응집력이 낮아지며 기포 또는 박리와 같은 점착내구성에 문제가 발생할 수 있으며, 95 %를 초과할 경우에는 들뜸과 같은 내구신뢰성이 취약해진다는 문제점이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 점착제층으로 포함하는 편광판을 제공하는 바, 상기 편광판은 편광필름의 한면 또는 양면에 상기 점착제 조성물로부터 형성되는 점착제층을 포함하여 이루어진다.
상기 편광판을 구성하는 편광필름 또는 편광소자는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 상기 편광필름은 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 요오드 또는 이색성 염료 등의 편광성분을 함유시켜 연신하여 제조된 필름 등을 사용할 수 있으며, 이들 편광필름의 두께 또한 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 두께를 형성할 수 있다. 이때, 상기 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 및 에틸렌, 초산비닐 공중합체의 검화물 등이 사용될 수 있다.
상기 편광필름의 양면에는 트리아세탈 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름, 폴리에테르설폰계 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계나 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀계, 에틸렌 프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 등의 보호필름이 적층된 다층 필름 등을 형성할 수 있다. 이때, 이들 보호필름의 두께도 특별히 제한되지는 않으며, 통상적인 두께를 형성할 수 있다.
상기와 같은 편광필름에 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으 며, 예를 들어 편광필름 표면에 직접 바코터 등을 사용하여 점착제를 도포, 건조시키는 방법, 점착제를 박리성 기재 표면에 도포하고 건조시킨 후, 상기 박리성 기재 표면에 형성된 점착제층을 편광필름 표면에 전사하고 숙성시키는 방법 등이 적용될 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 편광판에는 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상필름, 또는 휘도향상필름 등의 추가기능을 제공하는 층이 1 종 이상 적층될 수 있다.
본 발명의 점착제가 적용된 편광판은 통상의 액정표시소자에 모두 적용가능하며, 그 액정패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게, 상기 점착제가 적용된 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시소자를 구성할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 산업용 시트, 특히 보호필름, 반사시트, 구조용 점착시트, 사진용 점착시트, 차선표시용 점착시트, 광학용 점착제품, 전자부품용 점착제 등에 사용될 수 있다. 또한, 다층구조의 라미네이트 제품, 즉 일반 상업용 점착시트제품, 의료용 패치, 가열활성 점착제(heat activated pressure sensitive adhesives) 등 작용개념이 동일한 응용분야에서도 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실 시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
(아크릴계 공중합체 제조)
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 88.5 중량부, 에틸아크릴레이트(EA) 10.2 중량부, 및 하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 1.3 중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1 시간 동안 퍼징한 후, 62 ℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 에틸아세테이트에 50 % 농도로 희석시킨 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.03 중량부를 투입하고, 8 시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
(배합과정)
상기 제조한 아크릴계 공중합체 100 중량부, 가교제로 이소시아네이트계 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물(TDI-1) 0.5 중량부, 가소제로 테트라에틸렌글리콜 디벤조네이트(A-2) 7 중량부와 폴리에틸렌글리콜(n=~11)디-2-에틸헥소네이트(A-3) 0.1 중량부, 및 금속염으로 리튬비스트리플루오로메탄설포닐이미드(B-1) 4.0 중량부를 투입하고 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합한 후, 이형지에 코팅하여 건조한 후 25 ㎛의 균일한 점착층을 제조하였다.
(합판과정)
상기 제조한 점착층을 185 ㎛ 두께의 요오드계 편광판에 점착가공하였다.
실시예 2∼4 및 비교예 1∼7
상기 실시예 1에서 하기 표 1과 같은 성분과 조성비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때, 표 1의 단위는 중량부이다.
Figure 112006039263283-pat00003
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 편광판을 이용하여 하기의 방법으로 내구신뢰성, 표면저항, 및 헤이즈를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
ㄱ) 내구신뢰성 - 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 편광판(90㎜ × 170 ㎜)을 유리기판(110 ㎜ × 190 ㎜ × 0.7 ㎜)에 양면으로 광학흡수축이 크로스된 상태로 부착시켰다. 이때, 가해진 압력으로 5 ㎏/㎠로 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 이 시편들의 내습열 특성을 파악하기 위하여 60 ℃의 온도와 90 %의 상대습도 하에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리가 발생하는지를 관찰하였다. 상기 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24 시간 동안 방치한 후 실시하였다(평가기준 ○ : 기포나 박리현상 없음 / △ : 기포나 박리현상 다소 있음 / × : 기포나 박리현상 있음).
ㄴ) 표면저항 - 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 편광판에서 이형필름을 제거한 후 점착면의 표면저항을 측정하였다. 이때, 표면저항은 23 ℃의 온도와 50 %의 상대습도하에서 500 V의 전압을 1 분간 인가한 후 측정된 값을 관찰하였다. 이때, 표면저항이 1013Ω/□ 이상일 경우 통상 대전방지성능이 없는 것으로 간주한다.
ㄷ) 헤이즈 - PET 필름을 양면에 라미네이트한 점착제의 헤이즈를 측정하여 백화현상을 평가하였다. 측정 샘플로 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 점착제를 50 × 80 ㎟로 잘라내고, JIS K7150과 ASTM D 1003-95에 의거하여 적분공식 광선 투과율 측정장치를 이용하여 확산투과율 Td 및 전 광선 투과율 Ti를 측정하였다. 이때, 헤이즈는 Ti에 대한 Td의 백분율을 정의한다. 그 다음, 측정 샘플을 60 ℃의 온도와 90 %의 상대습도 하에서 1,000 시간 동안 방치한 후, 방치 전과 후의 헤이즈를 비교평가하여 백화현상을 평가하였다.
Figure 112006039263283-pat00004
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 화학식 2로 표시되는 금속염을 함유하는 아크릴계 접착제 조성물이 적용된 실시예 1 내지 4의 점착제는 비교예 1 내지 7과 비교하여 내습열 조건하에서 광학적으로 투명하면서, 내구신뢰성이 우수한 동시에 대전방지성능이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 아크릴계 점착제, 이가 적용된 편광판 및 액정표시소자는 내습열 조건에서 백화현상이 없어 광학적으로 투명하면서 동시에 정전기 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 내구신뢰성 등 아크릴계 점착제의 기본물성을 변화시키지 않 으면서 대전방지성능이 우수한 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (18)

  1. 아크릴계 점착제 조성물에 있어서,
    a) 아크릴계 공중합체 100 중량부;
    b) 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르계 가소제 0.01 내지 20 중량부; 및
    c) 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 하기 화학식 2로 표시되는 금속염 0.001 내지 25 중량부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112006039263283-pat00005
    상기 화학식 1의 식에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 아릴기이고,
    R3은 수소 또는 메틸기이고,
    n은 2 내지 20의 정수이며,
    [화학식 2]
    Figure 112006039263283-pat00006
    상기 화학식 2의 식에서,
    M은 알칼리 금속이고,
    Rf는 탄소수 1∼4의 퍼플루오로알킬기이고,
    Y는 탄소 또는 황이고, X는 질소 또는 탄소이고, m은 1 또는 2이고, n은 2 또는 3이되,
    Y가 탄소이면 m=1이고, Y가 황이면 m=2이고,
    X가 질소이면 n=2이고, X가 탄소이면 n=3이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 아크릴계 공중합체는 ⅰ) 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 90 내지 99.9 중량% 및 ⅱ) 가교가능한 관능기를 가지는 단량체 0.1 내지 10 중량%를 공중합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머가 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 및 2-에틸 부틸(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 탄소수 1∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머가 아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, 스티렌, 메틸스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 및 비닐아세테이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 모노머와 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 ⅱ)의 가교가능한 관능기를 가지는 단량체가 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 및 말레인산 무수물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 800,000 내지 2,000,000인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 분자 중 적어도 1 개 이상의 에테르 결합을 가지는 에스테르계 가소제가 디에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 폴리에틸렌글리콜디-2-에틸헥소네이트, 트리에틸렌글리콜디에틸부틸레이트, 폴리에틸렌글리콜디에틸부틸레이트, 폴리프로필렌글리콜디에틸헥소네이트, 트리에틸렌글리콜디벤조네이트, 테트라에틸렌글리콜 디벤조네이트, 폴리에틸렌글리콜디벤조네이트, 폴리프로필렌글리콜디벤조네이트, 및 폴리에틸렌글리콜-2-에틸헥소네이트 벤조네이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 c)의 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염이 비스트리플루오로메탄설폰이미드, 비스펜타플루오로에탄설폰이미드, 비스펜타플루오로에탄카보닐이미드, 비스퍼플르오로부탄설폰이미드, 비스퍼플루오로부탄카보닐이미드, 트리스트리플루오로메탄설포닐메티드, 및 트리스트리플루오로메탄카보닐메티드에서 선택되는 음이온과 리튬, 소듐, 및 칼륨에서 선택되는 양이온으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 c)의 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.005 내지 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 c)의 초강산의 짝염기이고 퍼플루오로알킬기를 함유하는 음이온 및 알칼리금속 양이온으로 이루어지는 금속염이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 점착제 조성물이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 다관능성 가교제 0.01 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다관능성 가교제가 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 점착제 조성물이 실란계 커플링제, 점착성부여수지, 아크릴계 저분자량체, 에폭시 레진, 경화제, 자외선안정제, 산화방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면활성제, 및 가소제로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 점착제 조성물의 가교밀도가 5∼95 %인 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 점착제 조성물이 산업용 시트, 보호필름, 반사시트, 구조용 점착시트, 사진용 점착시트, 차선표시용 점착시트, 광학용 점착제품, 전자부품용 점착제, 다층구조의 라미네이트 제품, 일반 상업용 점착시트제품, 의료용 패치, 또는 가열활성 점착제(heat activated pressure sensitive adhesives)에 적용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항 기재의 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 일면 또는 양면에 점착제층으로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 편광판이 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상필름, 및 휘도향상필름으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  18. 제16항 기재의 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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