KR20060014218A - 아크릴계 점착제 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우레탄(urethane)과 피리딘(pyridine)의 유기 관능기를 가지는 화학식 1의 화합물을 함유하는 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로, 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 장기적으로 내구성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 우수한 접착 기능성과 내구신뢰성을 지니는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물, 이를 적용한 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.
Figure 112004035657228-PAT00001
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼3인 알킬기를 나타내고, a는 0-3의 정수이고, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼10인 알킬기, 알콕시 알킬기를 나타내며, n은 1-3의 정수이다.
아크릴계 점착제, 실란 커플링제, 점착 편광판, 액정표시장치

Description

아크릴계 점착제 수지 조성물 {ACRYLIC PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE}
도 1은 본 발명에 따른 점착제를 포함하는 액정표시장치중의 하나의 구체적인 실시 예를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 설명*
1 : 액정 패널 2,2’: 점착제
3,3’: 편광판
본 발명은 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 장기적으로 내구성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 우수한 접착 기능성과 내구신뢰성을 지니는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물 및 이를 적용한 편광판, 액정표시장치에 관한 것이다.
모바일 타입의 컴퓨터의 보급이나 휴대전화의 다기능화에 의한 시장의 확대 등, 액정표시장치(LCD)의 수요는 현저한 성장을 보이고 있다. 또한, 고밀도 실장 기술이 진행되어 박막형 및 소형화를 실현하면서도, LCD 화면은 대형화, 와이드화가 진행되고 있다.
LCD의 경우 20인치 이상의 대형화가 어려울 것이라고 생각했던 당초의 예상을 뒤엎고 빠른 속도로 대형화가 진전되고 있다. 주요 LCD 메이커들은 지금까지 20인치 이하 소형 패널 생산에 주력해왔지만 최근 신기술을 적극 활용, 제품 범위를 20인치 이상의 대형 사이즈로 급격히 확대해 나가고 있다.
이렇듯 제반 광학용 필름에 있어서 액정 표시 판 제조 시 사용되는 유리가 대형화되는 추세이므로, 초기 부착 시 불량제품이 발생하여 액정 셀에서 광학용 필름을 제거하고 액정 셀을 세척한 후 재사용할 경우, 종래기술에 의한 고점착력을 지닌 점착제를 사용한다면 광학필름 재박리 시 강한 접착력에 의해 광학 필름을 제거하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 고가인 액정 셀이 파괴될 수 있다.
이로 인해 액정 표시장치의 대형화에 맞는 고기능성의 점착제를 개발하고자 하는 시도가 지속적으로 이루어지고 있다. 일본 특허 제3022993호에서는 고온 고습의 환경에서의 내구성 우수한 편광판을 제공하는 목적으로 에폭시기를 갖는 실란 화합물을 함유하는 아크릴계 점착제 조성물을 이용하고 있다.
그러나, 상기 특허의 경우 특히 카르복실기(-COOH)를 함유한 점착제에 에폭시기를 갖는 실란 화합물을 사용할 경우, 접착력이 높아 재박리성이 좋지 않아 액정 셀이 파괴될 수 있다. 그러므로 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH) 등과 같은 모든 관능기를 함유한 점착제에 적용하여 초기 점착력이 낮아 재박리성이 우수해야 할 뿐 아니라, 고온 또는 고온 고습 조건에서 접착력이 높아져서 내구신뢰성이 우 수한 점착제 조성물이 필요하다.
일본공개특허공보 평8-104855호는 기판의 표면에 편광판을 양호한 접착 강도로 접착할 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라 기판에 손상을 주거나 점착제를 잔존시키지 않고 기판의 표면으로부터 편광판을 박리하기 위해서, 아크릴계 폴리머에 β-케토 에스테르기와 알콕시기를 가지는 실란 화합물이 함유된 점착제 조성물을 이용하고 있다.
이러한 실란 화합물을 함유하는 것에 의해, 기판과 편광판은 실제 사용되는 환경에서 요구되는 정도의 적절한 접착 강도를 유지할 수 있으며 접착 강도는 가열 등에 의해 과도히 높아지지 않아서 액정 소자에 손상 주는 일없이 용이하게 편광판을 박리하는 것을 가능하게 하다고 개시하고 있다.
그러나, 점착제가 LCD 화면의 대형화 추세를 뒷받침하기 위해서는 유리에 부착 시 초기 점착력이 낮아 재박리성이 우수해야 할 뿐 아니라, 고온 또는 고온 고습 조건에서 접착력이 높아지지 않으면 기포나 박리현상 등과 같은 내구신뢰성이 취약해 지는 결과를 줄 수 있다.
또한, 일본공개특허공보 평8-199144호는 고온 또는 고온 고습 하에서도 응집력 및 접착력의 경시변화가 작고 곡면 접착력에도 뛰어난 점착제 조성물을 제공하기 위하여, 실란계 화합물의 존재 하에서 아크릴계 모노머를 중합하여 얻은 아크릴계 수지에 경화제를 배합시키는 것을 개시하고 있다.
또한, 이 실란 화합물을 함유하는 것에 의해, 기판과 편광판은 실제 사용되는 환경에서 요구되는 정도의 적절한 접착 강도를 유지할 수 있으며 접착 강도는 가열 등에 의해 과도히 높아지지 않아서 액정 소자에 손상 주는 일없이 용이하게 편광판을 박리하는 것을 가능하게 한다고 개시하고 있다.
그러나, 고온 또는 고온 고습 하에서 응집력 및 접착력의 경시변화가 작은 것보다는 접착력이 증가하여 기포나 박리현상이 없고 내구신뢰성이 우수한 것이 바람직하다고 할 수 있다. 즉 유리에 부착한 초기에는 재박리가 가능할 정도의 적정한 초기 접착력을 나타내다가, 시간이 지남에 따라 박리 될 필요성이 없어지므로 강화되고 안정화된 접착력을 유지하는 것이 중요하다 할 수 있겠다.
상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 장기적으로 내구성이 우수한 점착제의 개발이 요구 되었다.
그러므로 본 발명은 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 우수한 접착력을 나타내며 장기적으로 내구성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 특성을 가지는 아크릴계 점착제 조성물을 이용하여 제조된 편광판 및 이 편광판이 적용된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명자들은 제반 액정 표시 판 제조 시 사용되는 고기능의 점착제를 얻기 위하여 노력한 결과, 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 사용할 경우, 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 우수한 접착력을 나타내며 장기적으로 내구성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물을 개발하였다.
본 발명은 하기 화학식 1의 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 포함하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다. 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물은 하기와 같다.
[화학식 1]
Figure 112004035657228-PAT00002
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼3인 알킬기를 나타내고, a는 0-3의 정수이고, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼10인 알킬기, 알콕시 알킬기를 나타내며, n은 1-3의 정수이다.
상세하게는 본 발명은,
a) 탄소수 1∼12인 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 90 내지 99.9 중량부; 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 및/또는 아크릴계 모노머 0.1 내지 10 중량부;
를 공중합하여 얻어진 아크릴계 공중합체 100 중량부;
b) 다관능성 가교제 0.01 내지 10 중량부; 및
c) 상기 화학식1의 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물 0.01 내지 5 중량부
를 포함하는 아크릴계 점착제 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 편광필름의 일면 또는 양면에, 상기한 아크릴계 점착제 조성물을 점착제 층으로 포함하는 편광판을 제공한다.
상기 편광판은 보호층, 반사층, 위상차판, 광시야각 보상필름 및 휘도 향상필름으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 층을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 도면의 도 1은 본 발명에 따른 점착제를 포함하는 액정표시장치의 구체적인 실시 예를 나타내는 단면도이다
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
상기와 같이 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 포함하는 아크릴계 점착제의 경우, 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수할 뿐 아니라, 부착 후 고온 또는 고온고습 조건에서 시간이 지남에 따라 접착력이 증가함으로써 장기적으로 내구신뢰성이 우수하다. 또한, 고온 또는 고온고습 조건에서 시간이 지남에 따라 접착력이 증가되더라도 유리로의 전사문제도 발생하지 않음을 확인하였다.
이하에서는 상기 점착제 조성물의 각 성분을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 포함하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 탄소수 1∼12인 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 90 내지 99.9 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 90 중량부 미만인 경우에는 초기 접착력이 저하되고 99.9중량부 이상일 경우에는 응집력 저하로 내구성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 아크릴산(또는 메타크릴산)의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 에스테르를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄소수가 2 내지 8인 알킬 에스테르를 사용하는 것이 좋다. 즉, 상기 알킬(메타)아크릴레이트는 알킬기가 장쇄 형태로 되면 점착제의 응집력이 낮아지기 때문에 고온 하에서 응집력을 유지하기 위해서는 알킬기의 탄소수 1 내지 12의 범위에서, 바람직하게는 탄소수가 2 내지 8의 범위에서 선택하는 것이 좋다.
이러한 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머로는 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, 또는 이소노닐(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 아크릴계 공중합체 제조 시 점착제의 유리전이 온도를 조절하거나 또는 기타 기능특성을 부여하기 위하여 공중합 모노머를 추가로 사용할 수 있으며, 바람직한 모노머는 아크릴로니트릴, 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 또는 비닐아세테이트 등을 사용할 수 있다.
상기 a)의 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 모노머 및 아크릴계 모노머는 가교제와 반응하여 고온 또는 고습 조건에서 점착제의 응집력의 파괴가 일어나지 않도록 화학결합에 의한 응집력 또는 접착 강도를 부여한다. 상기 a)의 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 모노머 및 아크릴계 모노머, 또는 이들의 혼합물의 함량은 0.1내지 10중량부로 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 모노머의 사용량이 0.1중량부 미만이면 고온 또는 고습 조건에서 응집 파괴가 일어나기 쉽고, 접착력 향상 효과가 저하된다. 상기 모노머의 함량이 10중량부를 초과하여 사용하게 되면 상용성이 감소하게 되어 표면 이행이 심하게 일어나게 되는 원인이 되며, 유동 특성을 감소시키고 응집력 상승으로 응력 완화능력이 저하된다.
상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 모노머의 예로서는, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타) 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 포함하는 모노머, 및 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 말레인산 무수물 등의 카르복실 산을 포함하는 모노머가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 모노머들은 단독 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다.
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 점착 시트 끝단 부위에 박리현상이 발생하게 된다.
또한 점착제의 점탄성 특성은 주로 고분자 사슬의 분자량, 분자량 분포, 또는 분자구조의 존재량에 의존하고, 특히 분자량에 의하여 결정되므로, 본 발명에 사용되는 아크릴계 공중합체의 분자량은 80 만 내지 200 만인 것이 바람직하며, 이는 통상의 라디칼 공중합 과정을 거쳐 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서 아크릴계 공중합체의 중합은 특별히 한정되지는 않으며, 용액중합법, 광중합법, 벌크중합법, 서스펜션중합법, 에멀젼중합법 등의 중합방법으로 제조할 수 있으며, 특히 용액 중합하는 것이 바람직하다. 이때, 중합온도는 50 ∼ 140 ℃이고, 모노머가 균일하게 혼합된 상태에서 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점착제 조성물에서, 상기 b)의 다관능성 가교제는 카르복실기 및 수산기 등과 반응함으로써 점착제의 응집력을 높여주는 역할을 한다. 상기 가교제의 함량은 a)의 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부로 사용 되는 것이 바람직하다.
상기 다관능성 가교제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계, 금속 킬레이트계 가교제 등이 사용될 수 있으며, 이 중에서 이소시아네이트계가 사용상 용이하다. 이소시아네이트계 가교제로는 톨리렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포름디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 및 이들의 트리메틸올프로판 등의 폴리올과의 반응물 등이 있다.
또한, 에폭시계 가교제로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메티올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N’,N’-테트라글리시딜에틸렌디아민, 글리세린 디글리시딜에테르 등이 있다.
상기 아지리딘계 가교제로는 N,N’-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘 카르복사이드), N,N’-디페닐메탄-4,4`-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등이 있다.
상기 금속 킬레이트계 가교제로는 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘, 바나듐 등의 다가 금속이 아세틸아세톤 또는 아세토초산에틸에 배위한 화합물 등이 있다.
본 발명의 점착제 조성물의 제조방법은 특별히 한정되지는 않으며, 상기한 아크릴계 공중합체와 가교제를 통상의 방법으로 혼합하여 얻을 수 있다.
이때, 다관능성 가교제는 점착층의 형성을 위하여 실시하는 배합과정에서 가 교제의 관능기 가교반응이 거의 일어나지 않아야만 균일한 코팅작업을 할 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 향상된다.
상기 c)의 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 함유한 아크릴계 점착제는 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수할 뿐 아니라, 부착 후 고온 또는 고온고습 조건에서 시간이 지남에 따라 접착력이 증가함으로써 장기적으로 내구신뢰성이 우수하다.
상기 화학식1로 나타내는 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01내지 5중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 고온 또는 고습조건에서 유리와의 접착력이 증가하는 효과가 미비하며, 5 중량부를 초과할 경우에는 과량 사용으로 인해 기포나 박리가 발생하여 내구신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물은 아크릴계 공중합체 중합 후 배합공정에서 첨가하여 사용할 수 있으며, 또한 아크릴계 공중합체 제조 공정 중에 첨가하여도 동일한 효과를 나타낸다.
상기 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물로는 하기 화학식 1로 표시할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112004035657228-PAT00003
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼3인 알킬기를 나타내고, a는 0-3의 정수이고, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼10인 알킬기, 알콕시 알킬기를 나타내며, n은 1-3의 정수이다.
또한, 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물의 구체적인 예는 화학식 2와 화학식 3에 나타내었으며, 이러한 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 단독 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
Figure 112004035657228-PAT00004
Figure 112004035657228-PAT00005
본 발명에 따른 아크릴계 점착제 조성물은 최적의 물적 균형을 고려할 때, 점착제의 가교밀도는 5 내지 95%의 범위가 적당하다. 상기 언급된 가교밀도는 일반적으로 알려진 아크릴계 점착제의 겔 함량 측정법을 통하여 용매에 용해되지 않은 가교구조를 형성한 부분의 양을 중량%로 얻은 수치를 말한다. 이때 점착제의 가교밀도가 5%미만일 경우에는 점착제의 응집력이 낮아지며, 기포 또는 박리와 같은 점착내구성에 문제가 발생될 수 있으며, 95%초과일 경우에는 들뜸과 같은 내구신뢰성이 취약해 지는 단점이 있다.
또한, 본 발명은 점착 성능을 조절하기 위하여 점착성부여 수지를 더욱 첨가할 수 있으며, 그 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 1 내지 100중량부의 범위에서 사용할 수 있다. 이때, 상기 점착성 부여수지가 과량 사용되면 점착제의 상용성 또는 응집력을 감소시키는 경우가 있어 주의하여 적절하게 첨가하여야 한다.
상기 점착성 부여 수지의 예로는, (수첨)하이드로카본계수지, (수첨)로진수지, (수첨)로진에스터수지, (수첨)터펜수지, (수첨)터펜페놀수지, 중합로진수지, 중합로진에스터수지 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이외에도, 본 발명은 특정한 목적을 위하여 가소제, 저분자량체, 에폭시 레진 및 경화제 등을 추가로 혼합 사용할 수 있고, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면활성제 등을 일반적인 목적에 따라 적절히 첨가하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 점착층으로 포함하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 편광판은 편광 필름의 한쪽 또는 양쪽면에 상기 점착제 조성물로부터 형성되는 점착제층을 포함하며, 편광판을 구성하는 편광필름 또는 편광소자는 특별히 제한되지는 않는다.
바람직하게, 상기 편광 필름의 예를 들면, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 요오드 또는 이색성 염료 등의 편광 성분을 함유시켜 연신하는 것에 의해 얻어진 필름 등이 있으며, 이들 편광 필름의 두께도 특별히 제한되지는 않으며, 통상적인 두께를 형성할 수 있다.
이때, 상기 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 및 에틸렌, 초산 비닐 공중합체의 검화물 등이 사용될 수 있다.
상기 편광 필름의 양면에는 트리아세틸 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.
본 발명에서 편광필름에 점착제층을 형성하는 방법은 특별한 제한이 없고, 이 편광 필름 표면에 직접 바코터 등을 사용하여 상기 점착제를 도포하여 건조시키는 방법, 또는 상기 점착제를 일단 박리성 기재 표면에 도포하고 건조 시킨 후 이 박리성 기재 표면에 형성된 점착제층을 편광 필름 표면에 전사하고 이어서 숙성시키는 방법을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판에는 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상필름, 및 휘도향상필름 등의 추가기능을 제공하는 층이 1 종 이상 적층될 수 있다.
본 발명의 점착제가 적용된 편광판은 통상적인 액정표시장치에 모두 적용가능하며, 그 액정패널의 종류는 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게, 본 발명은 상기 점착 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하여 액정표시장치를 구성할 수 있다.
도면의 도 1은 본 발명에 따른 점착제를 포함하는 액정표시장치의 실시 예를 나타내는 단면도이다
본 발명의 아크릴계 점착제 수지 조성물은 산업용시트, 특히 반사시트, 구조용 점착시트, 사진용 점착시트, 차선표시용 점착시트 광학용 점착제품, 전자부품용 점착제 등 용도에 제한 없이 사용될 수 있다. 또한 다층구조의 라미네이트 제품, 즉 일반 상업용 점착시트제품, 의료용패치, 가열활성 점착제(heat activated pressure sensitive adhesives) 등 작용개념이 동일한 응용분야에도 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 점착제 조성물은 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물을 포함하는 아크릴계 점착제로써, 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수할 뿐 아니라, 부착 후 고온 또는 고온고습 조건에서 시간이 지남에 따라 접착력이 증가함으로써 장기적으로 내구신뢰성이 우수하다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 이는 발명의 구체적 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
아크릴계 공중합체 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L 반응기에, n-부틸아크릴레이트(BA) 98.1중량부, 아크릴산(AA) 0.6, 하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA) 1.3로 구성되는 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하였다.
그 다음, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1 시간 퍼징한 후, 62 ℃로 유지하였다.
이를 균일하게 한 후, 반응개시제로 에틸아세테이트에 50 %의 농도로 희석시킨 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.03 중량부를 투입하였다. 이를 8 시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
배합 과정
상기에서 제조된 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 가교제로 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물(TDI-1) 0.5 중량부, 하기 화학식 2의 실란 화합물을 1.0 중량부를 투입하고, 코팅성을 고려하여 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합한 후 이형지에 코팅하여 건조한 후 25 미크론의 균일한 점착층을 얻었다.
[화학식 2]
Figure 112004035657228-PAT00006
합판 과정
상기에서 제조된 점착층을 두께 185 미크론의 요오드계 편광판에 점착 가공한 후, 얻어진 편광판을 적절한 크기로 절단하여 평가에 사용하였다.
상기 점착제가 적용된 편광판에 관하여 이하의 평가시험 방법을 통해 얻어진 내구신뢰성, 유리 접착력, 재박리성, 내열 또는 내습열 조건에서의 접착력의 변화 평가 결과를 하기의 표 2 내지 4에 나타내었다.
[실시예 2 내지 5]
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 1의 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조 한 후, 점착제 조성물 배합 시 실시예 1의 조성을 기준으로 각 성분 일부의 양을 변화하거나 성분의 종류를 달리하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 점착제를 제조, 배합, 합판 과정을 실시하였다.
상기 점착제가 적용된 편광판에 관하여 이하의 평가시험 방법을 통해 얻어진 내구신뢰성, 유리 접착력, 재박리성, 내열 또는 내습열 조건에서의 접착력의 변화 평가 결과를 하기의 표 2 내지 4에 나타내었다.
[비교예 1 내지 2]
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 1의 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조한 후, 점착제 조성물 배합 시 실시예 1의 조성을 기준으로 각 성분의 일부를 첨가하지 않거나 성분 일부의 양을 변화하거나 성분의 종류를 달리하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조, 배합, 합판 과정을 실시하였다.
상기 점착제가 적용된 편광판에 관하여 이하의 평가시험 방법을 통해 얻어진 내구신뢰성, 유리 접착력, 재박리성, 내열 또는 내습열 조건에서의 접착력의 변화 평가 결과를 하기의 표 2 내지 4에 나타내었다.
Figure 112004035657228-PAT00007
표 1에서, 약어는 다음과 같다.
n-BA : n-부틸아크릴레이트
EA : 에틸아크릴레이트
2-HEMA: 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트
4-HBA: 4-하이드록시부틸아크릴레이트
AA : 아크릴산
가교제 TDI-1 : 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물
Silane A-1:
Figure 112004035657228-PAT00008
Silane A-2:
Figure 112004035657228-PAT00009
Silane B : 일본 특허 제3022993호
Figure 112004035657228-PAT00010
[평가시험]
내구신뢰성
상기에서 제조된 점착제가 코팅된 편광판 (90mm × 170mm)을 유리기판(110mm × 190mm × 0.7mm)에 양면으로 광학 흡수축이 크로스된 상태로 부착시켰다. 이때 가해진 압력은 약 5 kg/cm2으로 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였 다.
이 시편들을 내습열 특성을 파악하기 위하여 60 ℃, 90 % 상대습도 조건하에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리가 발생하였는지 관찰하였다. 내열특성은 80 ℃, 1000 시간 방치한 후 기포나 박리 여부를 관찰하였다. 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24 시간 방치한 후 기포나 박리 여부의 관찰을 실시하였다.
내구신뢰성에 대한 평가기준은 다음과 같다.
○: 기포나 박리현상 없음
△: 기포나 박리현상 다소 있음
×: 기포나 박리현상 있음
유리 접착력
상기에서 제조된 점착제가 코팅된 편광판을 상온(23 ℃, 60% R.H)에서 7 일간 숙성을 시킨 후, 각각의 편광판을 1 인치 × 6 인치로 절단하여 2 ㎏의 고무 롤러를 사용하여 0.7 ㎜ 두께의 무알칼리 유리에 부착하고, 상온에서 보관한 다음 1 시간 후 초기 접착력을 측정하고, 부착 후 50 ℃에서 4 시간 에이징 시킨 후 상온에서 1 시간 보관 후 접착력을 측정하였다.
또한, 고온 또는 고온고습 조건에서 접착력 상승정도를 보기 위해 각각 60℃와 60℃, 90%RH 조건에서 시간에 따라 에이징 후 상온에서 1시간을 방치한 다음 접착력을 측정하였다.
이때, 접착력 측정은 인장시험기를 이용하여 300 ㎜/min의 속도, 180° 각도로 박리강도를 측정하였다.
재박리성
상기의 편광판(90 ㎜ ×170 ㎜)을 유리기판 (110 ㎜ ×190 ㎜×0.7 ㎜)에 부착 후 1 시간 경과, 및 50 ℃, 4 시간 동안 에이징하고 상온에서 1 시간 방치 후, 편광판을 유리에서 박리하였다.
재박리성에 대한 평가기준은 하기와 같이 하였다.
○: 무난하게 재박리가 됨
△: 재박리가 약간 어려움
×: 유리가 파괴되거나 파괴될 정도로 박리가 어려움
실시 예 및 비교 예의 점착제가 적용된 편광판에 관하여 상기의 평가시험 방법을 통해 얻어진 내구신뢰성, 유리 접착력, 재박리성, 내열 또는 내습열 조건에서의 접착력의 변화 평가 결과를 하기의 표 2 에 나타내었다.
Figure 112004035657228-PAT00011
Figure 112004035657228-PAT00012
Figure 112004035657228-PAT00013
상기 표 2 내지 4의 결과에서 보면, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 비교예 1 내지 2와 비교하여, 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수할 뿐 아니라, 내구신뢰성이 우수하며, 고온 및 고습 조건 하에서도 유리와의 접착력이 우수하였다.
본 발명은 아크릴계 점착제 조성물은 유리에 부착 시 초기 접착력이 낮아 재박리성이 우수하고, 부착 후 고온 또는 고온 고습 조건 하에서 유리와의 접착력이 증가하여 장기적으로 내구성이 우수한 특성을 가지고 있다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 함유하는 아크릴계 점착제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112004035657228-PAT00014
    상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼3인 알킬기를 나타내고, a는 0-3의 정수이고, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼10인 알킬기, 알콕시 알킬기를 나타내며, n은 1-3의 정수이다.
  2. 제 1항에 있어서, 아크릴계 점착제 조성물이
    a) 탄소수 1∼12인 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 90 내지 99.9 중량부; 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 및/또는 아크릴계 모노머 0.1 내지 10 중량부;
    를 공중합하여 얻어진 아크릴계 공중합체 100 중량부;
    b) 다관능성 가교제 0.01 내지 10 중량부; 및
    c) 제1항 기재의 화학식 1의 우레탄과 피리딘의 유기 관능기를 가지는 실란 화합물 0.01 내지 9 중량부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, a)의 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 탄소수가 2 내지 8 인 알킬 에스테르로서, 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-에틸부틸 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  4. 제 2항에 있어서, a)의 가교 가능한 관능기를 포함하는 모노머는 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산 및 말레인산 무수물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  5. 제 2항에 있어서, b)의 다관능성 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 점착제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 아크릴계 점착제 조성물의 가교밀도가 5 내지 95%임을 특징으로 하는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물.
  7. 화학식 1로 나타내는 화합물을 함유하는 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 일면 또는 양면의 점착제층에 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 편광판.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 점착 편광판은 보호층, 반사층, 위상차판, 광시야각 보상필름 및 휘도 향상필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 층을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 점착 편광판.
  9. 제 7항 또는 제 8항의 점착 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합하는 액정패널을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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