KR20080044270A - 접착제 조성물 및 그로부터 제조된 물품 - Google Patents

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KR20080044270A
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meth
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오드리 에이. 셔먼
미에치슬라우 에이치. 마주렉
웬디 제이. 윙클러
에리카 제이. 드라헤임
래리 에이. 메익스너
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체를 함유하는 접착제 조성물이 개시된다. 본 접착제 조성물은 기재에 적용될 때 심지어 장시간 후에도 제거가능하거나 위치를 바꿀 수 있게 남아있는 접착용품의 제조에 사용된다. 본 접착제 조성물은 광학적 응용에서 사용하기에 적합한 적층된 물품에서 그리고 접착제 이전 필름에서 사용될 수 있다.
접착제 조성물, 실록산, 중합체, 거대 단량체, 비닐 단량체, 접착용품

Description

접착제 조성물 및 그로부터 제조된 물품{ADHESIVE COMPOSITION AND ARTICLES MADE THEREFROM}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "미세 구조화된 접착용품 및 그로부터 제조된 물품"이고, 본 출원과 동일자로 출원되고 본 출원인에게 공히 양도되고 공계류 중인 쉐르만(Sherman) 등의 미국 특허 출원 제222,450호(대리인 관리 번호: 61166US002)와 관련된다.
본 발명은 실록산과 비닐 단량체의 혼합물을 함유하는 접착제 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 접착제 조성물을 포함하는 접착용품 및 적층된 물품에 관한 것이다.
시트, 필름, 테이프 등과 같은 접착용품은, 주로 접착제의 사전 점착(preadhesion) 또는 "급속 고착(quick stick)" 거동으로 인하여 정확한 위치에서 그리고 공기 포획 없이 기재에 적용하는 것이 흔히 어렵다. 이는 높은 접합 강도 및/또는 저온 점착 특성을 갖는 접착제를 갖는 접착용품에 있어서 특히 그러하다. 예를 들어 적용 조제, 예를 들어 비누 용액 또는 활석의 사용을 비롯하여 접착용품의 적용을 보다 용이하게 하기 위하여 다수의 방법이 개발되었다. 용이하게 제거 가능하고/하거나 위치를 바꿀 수 있는 접착제 층을 갖는 것과 같이, 엠보싱되거나 구조화된 접착제 층들을 갖는 접착용품도 개발되었다.
발명의 개요
다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체를 함유하는 접착제 조성물이 개시된다. 본 접착제 조성물은 기재에 적용될 때 심지어 장시간 후에도 제거가능하거나 위치를 바꿀 수 있게 남아있는 접착용품의 제조에 사용된다. 본 접착제 조성물은 광학적 응용에서 사용하기에 적합한 적층된 물품에서 그리고 접착제 이전 필름에서 사용될 수 있다.
본 접착제 조성물은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체를 함유한다. 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 하기 화학식으로 나타내어진다:
Figure 112008016705797-PCT00001
여기서,
X는 독립적으로 비닐 작용기를 갖는 1가 기이며;
Y는 독립적으로 2가 연결 기이고;
D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R은 2가 탄화수소 기이고;
R1은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
m은 0 또는 1이며;
n은 약 15 내지 약 1000의 정수이다.
1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 하기 화학식으로 나타내어진다:
Figure 112008016705797-PCT00002
여기서,
q는 0 또는 1이며;
s는 1, 2, 또는 3이고;
r은 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
R7은 알킬, 치환 알킬, 알콕시, 알킬 아미노, 하이드록실, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1가 기이고;
X는 독립적으로 비닐 작용기를 갖는 1가 기이며;
Y는 독립적으로 2가 연결 기이고;
D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R은 2가 탄화수소 기이고;
R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
m은 0 또는 1이되;
단, q가 0일 때, Y는 X 및 Y가 (메트)아크릴레이트를 형성하도록
Figure 112008016705797-PCT00003
이다.
비닐 단량체는 단일 단량체 또는 하나 초과의 단량체의 혼합물을 포함할 수 도 있다. 비닐 단량체는 연성 및 경성 단량체의 혼합물을 포함할 수도 있으며, 여기서 연성 단량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 미만인 단량체이고, 경성 단량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 초과인 단량체이다. 연성 단량체는 약 5 내지 약 21개의 탄소 원자를 포함하는 아크릴산의 에스테르, 약 8 내지 약 22개의 탄소 원자를 포함하는 메타크릴산의 에스테르 또는 그 조합일 수 있다. 경성 단량체는 (메트)아크릴산, 분지형 (메트)아크릴레이트, 탄소 원자수 약 5 내지 약 7의 (메트)아크릴레이트, 카르복실산의 비닐 에스테르, 스티렌 유도체, (메트)아크릴아미드 유도체, 아크릴로니트릴 유도체 또는 그 조합일 수 있다. 일 실시 형태에서, 비닐 단량체는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트 또는 그 조합을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 접착제 조성물은 약 2 내지 약 10 중량%의 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 약 2 내지 약 10 중량%의 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체, 및 약 85 내지 약 96 중량%의 비닐 단량체를 함유한다.
접착제 층을 상부에 갖는 제1 기재를 포함하는 접착용품이 또한 본 발명에서 개시되며, 여기서 상기 접착제 층은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하고, 제1 기재는 중합체 필름, 종이, 이형 라이너, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함한다. 본 접착용품은 제1 기재의 반대면 상에 접착제 층에 인접한 이형 라이너를 추가로 포함할 수도 있다.
또한, 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하 는 제1 기재; 제1 기재에 인접하고 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하는 접착제 층; 및 제1 기재의 반대면 상에 접착제 층에 인접하고 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 제2 기재를 포함하는 적층된 물품도 본 명세서에 개시된다. 제1 및/또는 제2 기재는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관(light guide), 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심(glare) 제어 필름, 투명 표면 보호 필름, 프라이버시(privacy) 필름 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 적층된 물품을 포함하는 광학 장치도 본 발명에서 개시된다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는, 특징부의 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 근사치이며, 이 근사치는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업계의 숙련자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
본 발명에서는 접착제 조성물 및 광학적 응용에서 사용하기에 적합한 그로부터 제조된 접착용품이 개시된다. 본 접착용품은 사용자가 2개의 기재들 사이에 무결함 라미네이션(lamination)을 만들도록 하여, 생성된 라미네이트가 광학적 응용에서의 사용에 적합해지도록 한다. 기재와의 접촉시, 접착용품의 접착제 층은 자발적으로 습윤되며, 접착제 층 그 자체를 자중 하에 끌어내림으로써 기재의 전체 표면을 습윤시킬 수 있다. 그와 같이, 적용 단계 동안 또는 적용 단계 후에 가압이 거의 필요하지 않거나 전혀 필요하지 않다. 자발적인 습윤 발생의 용이함은, 접착제 조성물에 의해 "습윤"되어 캡슐화될 만큼 오물 입자들이 충분히 작다면 심지어 이들 오물 입자 주변에서도 공기가 거의 포획되지 않거나 전혀 포획되지 않는다는 것을 의미한다. 접착제 조성물은 그 자신에 점착하지 않아 사용자에 있어서 취급을 용이하게 한다. 본 접착제 조성물은 심지어 장시간 후에도 제거가능하고/하거나 위치를 바꿀 수 있다.
본 발명에서 개시된 접착제 조성물은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체를 함유한다. 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 하기 화학식 I을 갖는다.
Figure 112008016705797-PCT00004
여기서,
X는 독립적으로 비닐 작용기를 갖는 1가 기이며;
Y는 독립적으로 2가 연결 기이고;
D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R은 2가 탄화수소 기이고;
R1은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
m은 0 또는 1이며;
n은 약 15 내지 약 1000의 정수이다.
5 kMAUS로 지칭되는 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 일례로는,
X가
Figure 112008016705797-PCT00005
이며;
Y가
Figure 112008016705797-PCT00006
이고;
D가 수소이며;
R이
Figure 112008016705797-PCT00007
이고;
R1, R2, R3, 및 R4가 -CH3이며;
m이 1이고;
n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
X 및 Y가 메타크릴레이트를 형성하는 것이 있다.
다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 다른 예로는,
X가
Figure 112008016705797-PCT00008
이며;
Y가
Figure 112008016705797-PCT00009
이고;
D가 수소이며;
R이
Figure 112008016705797-PCT00010
이고;
R1, R2, R3, 및 R4가 -CH3이며;
m이 1이고;
n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
X 및 Y가 아크릴아미드를 형성하는 것이 있다.
다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 다른 예로는,
X가
Figure 112008016705797-PCT00011
이며;
D가 수소이며;
R이
Figure 112008016705797-PCT00012
이고;
R1, R2, R3, 및 R4가 -CH3이며;
m은 0이고;
n이 약 15 내지 약 1000의 정수인 것이 있다.
다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 또 다른 예로는
X가 독립적으로
Figure 112008016705797-PCT00013
또는
Figure 112008016705797-PCT00014
이며;
Y가 독립적으로
Figure 112008016705797-PCT00015
또는
Figure 112008016705797-PCT00016
이고;
D가 수소이며;
R이
Figure 112008016705797-PCT00017
이고;
R1, R2, R3, 및 R4가 -CH3이며;
m이 0 또는 1이고;
n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
X 및 Y가 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 중 어느 하나를 형성하는 것이 있다.
상기에 설명된 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 미국 특허 제5,314,748호 및 국제특허 공개 WO 94/20583호에 설명된 바와 같이 제조될 수도 있으며, 상기 미국 특허 및 국제특허 공개의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 접착제 조성물에 사용되는 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 양은 최대 약 45 중량%까지일 수도 있다. 접착제 조성물에 사용되는 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체의 양은 또한 2 내지 약 35 중량%, 또는 4 내지 약 20 중량%일 수도 있다.
1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 하기 화학식 II를 갖는다.
Figure 112008016705797-PCT00018
여기서,
q는 0 또는 1이며;
s는 1, 2, 또는 3이고;
r은 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
R7은 알킬, 치환 알킬, 알콕시, 알킬 아미노, 하이드록실, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1가 기이고;
X는 독립적으로 비닐 작용기를 갖는 1가 기이며;
Y는 독립적으로 2가 연결 기이고;
D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R은 2가 탄화수소 기이고;
R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
m은 0 또는 1이되;
단, q가 0일 때, Y는 X 및 Y가 (메트)아크릴레이트를 형성하도록
Figure 112008016705797-PCT00019
이다.
일 실시 형태에서, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 r이 약 120 내지 약 150이어서 분자량이 약 10,000이다. 다른 실시 형태에서, r은 약 130 내지 약 135이며, 이 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 10 kMAC로 지칭된다. 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체의 제법은 본 명세서에 개시 내용이 참고로 포함된 국제특허 공개 WO 94/20583호에서 찾아볼 수 있다. 접착제 조성물에 사용되는 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체의 양은 최대 약 45 중량%까지일 수도 있다. 접착제 조성물에 사용되는 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체의 양은 또한 2 내지 약 35 중량%, 또는 4 내지 약 20 중량%일 수도 있다.
비닐 단량체는 단일 단량체 또는 하나 초과의 단량체의 혼합물을 포함할 수도 있다. 다양한 비닐 단량체가 접착제 조성물에 사용될 수도 있다. 일 실시 형태에서, 비닐 단량체는 연성 및 경성 단량체의 혼합물을 포함하며, 여기서 연성 단 량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 미만인 단량체이고, 경성 단량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 초과인 단량체이다.
일반적으로, 연성 단량체는 점착성 또는 점착성 강화가능한 접착제 조성물이 얻어질 수 있도록 선택된다. 연성 단량체의 예에는 약 5 내지 약 21개의 탄소 원자를 포함하는 아크릴산의 에스테르, 약 8 내지 약 22개의 탄소 원자를 포함하는 메타크릴산의 에스테르 및 그 조합이 포함된다. 예를 들어, 연성 단량체는 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 또는 그 혼합물일 수도 있다.
일반적으로, 경성 단량체는 접착제 조성물의 응집 강도가 얻어질 수 있도록 선택된다. 경성 단량체의 예에는 (메트)아크릴산, 분지형 (메트)아크릴레이트, 탄소 원자수 약 5 내지 약 7의 (메트)아크릴레이트, 카르복실산의 비닐 에스테르, 스티렌 유도체, (메트)아크릴아미드 유도체, 아크릴로니트릴 유도체 또는 그 조합이 포함된다. 예를 들어, 경성 단량체는 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아이소프로페닐 아세테이트, 스티렌, 비닐 톨루엔, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, N,N-다이메틸아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 비닐리덴 클로라이드 또는 그 조합일 수도 있다.
일 실시 형태에서, 비닐 단량체는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소보 르닐 (메트)아크릴레이트 또는 그 조합을 포함한다.
접착제 조성물 중 비닐 단량체의 양은 접착제 조성물의 총량에 대하여 약 55 내지 약 98 중량%일 수도 있다. 연성 및 경성 단량체의 혼합물에 있어서, 연성 단량체는 비닐 단량체의 총량의 약 30 내지 약 98 중량%일 수도 있다.
일 실시 형태에서, 접착제 조성물은 약 2 내지 약 10 중량%의 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 약 2 내지 약 10 중량%의 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체, 및 약 85 내지 약 96 중량%의 비닐 단량체를 함유할 수도 있다.
하나 이상의 가교결합제가 접착제 조성물에 사용될 수도 있다. 가교결합제의 예에는 1,6-헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트; 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트; 및 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트가 포함된다. 일반적으로, 가교결합제의 양은 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 약 5 중량% 미만이다.
균질성의 향상을 위하여 소량의 비반응성 희석제가 접착제 조성물에 첨가될 수도 있다. 상기 혼합물의 중합을 방해하지 않는 적합한 희석제의 예에는 에틸 아세테이트, 사이클로헥산, 헥산, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 및 옥타메틸사이클로테트라실록산이 포함된다. 사용될 경우, 희석제는 다작용성 비닐 실록산, 비닐 단량체, 거대단량체 및 광개시제의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20 중량%로 함유될 수도 있다. 특정 희석제 및 사용되는 양은 광범위한 중합후 건조 단계를 필요로 함이 없이 균질성을 제공하여야 한다.
임의의 통상적인 코팅 방법, 예를 들어, 롤 코팅법, 나이프 코팅법, 커튼 코 팅법 또는 압출법을 사용하여 접착제 조성물을 코팅할 수도 있다. 접착제 조성물은 전형적으로 제1 기재와 이형 라이너 사이에서 코팅되며, 코팅 과정 동안 및/또는 코팅 과정 후 경화된다. 생성된 접착제 층은 약 5 ㎛(0.2 밀(mil)) 내지 약 508 ㎛(20 밀)일 수도 있다.
접착제 층은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 층을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,181,752호에 설명된 바와 같이, 형광 블랙 라이트 전구를 사용함에 의해 UV 방사선을 경화에 사용할 수도 있으며, 이들 전구는 300 내지 400 ㎚ 파장 영역에서 제곱센티미터 당 7 밀리와트 이하의 조사율을 제공하고, 따라서 낮은 강도를 특징으로 한다. 적합한 광개시제는 벤조인 에테르, 벤조페논 및 그 유도체, 아세토페논 유도체, 캄포르퀴논, 및 그 혼합물을 포함한다. 또한, 중합은 열개시제의 존재 하에 열방사(thermal radiation)를 이용하여 수행될 수도 있다. 적합한 열개시제는 과산화물, 예를 들어 라우로일 퍼옥사이드, 아조 화합물, 예를 들어 아조-비스-아이소부티로니트릴, 과황산염, 예를 들어 과황산나트륨 및 과황산칼륨을 포함한다. 일반적으로, 광개시제 및 열개시제는 접착제 층의 총 중량에 대하여 약 5 중량% 이하로 포함된다.
접착제 층을 상부에 갖는 제1 기재를 포함하는 접착용품이 본 발명에서 개시되며, 여기서 상기 접착제 층은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하고, 제1 기재는 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함한다. 제1 기재는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심 제어 필름, 투명 표면 보호 필름, 프라이버시 필름 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 본 접착용품은 제1 기재의 반대면 상에서 접착제 층에 인접한 이형 라이너를 추가로 포함할 수도 있다. 접착제 층은 어레이 또는 패턴을 형성하는 미세 구조화된 표면을 가지며, 여기서 접착제 층은 사실상 연속적이고, 이형 라이너는 미세 구조화된 이형 라이너이다.
중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 제1 기재; 제1 기재에 인접하고, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하는 접착제 층; 및 제1 기재로부터 반대면 상에서 접착제 층에 인접하고, 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 제2 기재를 포함하는 적층된 물품이 본 발명에서 개시된다. 제1 및/또는 제2 기재는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심 제어 필름, 투명 표면 보호 필름, 프라이버시 필름 또는 그 조합을 포함할 수도 있다.
제1 및/또는 제2 기재는 광학 필름, 즉 광 통과를 관리하는 필름일 수도 있다. 광학 필름의 예에는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심 제어 필름, 투명 표면 보호 필름 또는 그 조합이 포함된다. 유용한 광학 필름에 대한 보다 상세한 설명은, 예를 들어 미국 특허 출원 제10/914555호를 참조하는데, 상기 미국 특허 출원의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
제1 및/또는 제2 기재는 투명하거나 불투명할 수도 있거나, 이들은 특정 응용, 기능, 용도 등에 따라 다양한 정도의 투명성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 기재는 가시광 투과율이 40% 이상, 70% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상일 수도 있다. 또한, 광학 기재는 임의의 헤이즈(haze) 값, 예를 들어, 15% 이하, 5% 이하, 또는 1% 이하의 헤이즈 값을 가질 수도 있다.
제1 및/또는 제2 기재는 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에테르 설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 신디오탁틱(syndiotactic) 폴리스티렌, 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 나프탈렌 다이카르복실산을 기재로 하는 공중합체 또는 블렌드와 같은 하나 이상의 중합체를 포함하는 중합체 필름을 포함할 수도 있다.
이형 라이너는 당업자에게 공지되고, 접착제 층과 친밀하게 접촉한 상태로 놓여질 수 있으며, 그 후 접착제 층의 손상 없이 제거되는 임의의 이형 라이너 또는 이전 라이너(transfer liner)일 수도 있다. 이형 라이너의 예에는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company); 로파렉스, 피.에스. 서브스트레이츠, 인크.(Loparex, P.S Substrates, Inc.), 쉘러 테크니칼 페이퍼스, 인크.(Schoeller Technical Papers, Inc.), 아시도만 인코트 게엠베하(AssiDoman Inncoat GMBH), 및 피. 베. 아. 쿤스토프 게엠베하(P. W. A. Kunstoff GMBH)로부터의 물질이 포함된다. 이형 라이너는 이형 코팅을 갖는 중합체 코팅된 종이, 이형 코팅을 갖는 폴리에틸렌 코팅된 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 필름, 또는 이형 코팅을 갖는 주조된 폴리올레핀 필름일 수 있다.
이형 라이너는 평평하고, 적어도 하나의 매끄러운 표면을 가질 수도 있거나, 미세 구조화되어 적어도 하나의 미세 구조화된 표면을 가질 수도 있으며, 이들 표면은 매끄러운 표면 또는 미세 구조화된 표면이 접착제 층과 인접하도록 배치된다.
일 실시 형태에서, 접착용품은 접착제 조성물이 2개의 이형 라이너들 사이에 배치된 접착제 이전 테이프일 수도 있다.
미세 구조화된 표면은 1.4 ㎜ (55 밀) 미만의 적어도 2개의 측면 치수(즉, 필름 평면에서의 치수)를 갖는 미세 구조를 포함하는데, 이 미세 구조는 예를 들어 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,197,397호 및 미국 특허 제6,123,890호에 설명된 바와 같이 제조된다. 미세 구조화된 표면은, 예를 들어 릿지형(ridge), 포스트형(post), 피라미드형, 반구형 및 원뿔형을 포함하는 일련의 형상을 포함할 수도 있고/있거나 평평한 부분, 뾰족한 부분, 절두된 부분 또는 둥근 부분을 갖는 돌출부 또는 함몰부일 수도 있으며, 이들 중 임의의 것은 상기 미세 구조화된 표면의 평면에 대하여 일정 각도를 이루거나 수직한 측면들을 가질 수도 있다. 미세 구조화된 표면은 패턴을 갖거나, 랜덤하거나, 그 조합일 수 있다. 미세 구조화된 표면은 노출된 표면으로부터 접착제 조성물 층 내로 사실상 연속적인 개방 경로 또는 홈을 부여할 수도 있다. 미세 구조화된 표면은 미국 특허 제5,296,277호; 5,362,516; 및 미국 특허 제5,141,790호에 기재된 바와 같이 비점착성일 수도 있다.
본 발명에서 개시된 광학용품의 특성은 특정 응용에 의존적일 수도 있다. 유용한 광학용품의 헤이즈는 15% 이하, 10% 이하, 5% 이하, 3% 이하, 또는 1% 이하, 또는 0 내지 1%일 수 있다. 유용한 광학용품의 가시광 투과율은 40% 이상, 50% 이상, 또는 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상의 범위일 수도 있다.
상기에 설명된 임의의 적층된 물품을 포함하는 광학 장치가 본 발명에서 개시된다. 광학 장치의 예에는 휴대폰, 개인 정보 단말기(personal data assistant), 및 전자 게임용품(electronic games)과 같은 소형의(hand-held) 장치; 랩톱(laptop) 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 등과 같은 보다 큰 크기의 장치 또는 임의의 기타 광 관리 장치(light management device)가 포함된다.
접착제 조성물의 제조
아이소옥틸 아크릴레이트(IOA), 5 kMAUS, 및 10 kMAC를 함유하는 다양한 접착제 조성물을 표 1에 기재된 바와 같이 제조하였다. 5 kMAUS 및 10 kMAC는 국제특허 공개 WO 94/20583호에 기재된 바와 같이 제조하였다.
Figure 112008016705797-PCT00020
박리 점착력(Peel Adhesion)의 평가
표 1에 기재된 접착제 조성물을 포함하는 접착용품은, 노치 바아(notch bar) 상에서 설정된 간격을 사용하여 이형 라이너와 0.13 ㎜(5 밀)의 618 타입 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 (아이씨아이(ICI)) 사이에 각각의 접착제 조성물을 0.05 ㎜(2 밀) 두께로 코팅함으로써 제조하였다. 2개의 상이한 이형 라이너를 사용하였다. 하나는 실리콘 이형층을 갖는 0.05 ㎜(2 밀)의 PET의 평평한 이형 라이너였다. 다른 하나는 접착제 표면에서 근접한 정사각형 피라미드를 형성하는 교차 릿지를 갖는 미세 구조화된 이형 라이너였다. 그 치수는 기저부가 200 ㎛이고 측벽 각도는 8도였다. 이어서, 이 접착용품을 약 1000 mJ/㎠의 총 선량(dose)에 대해 10분 동안 UV 블랙라이트(blacklight)를 사용하여 PET 이형 라이너를 통하여 경화시켰다.
각각의 접착용품에 있어서, 스트립 (2.5 ㎝ x 20 ㎝)을 절단하고, 라이너를 제거하여 접착제 층을 노출시키고, 이어서 이것을 아이소프로판올 및 킴와입스(Kimwipes)(등록상표)(킴벌리 클라크(Kimberly Clark))로 청결하게 한 창 유리에 1.7 ㎏(4.5 lb.)의 고무 롤러를 사용하여 적층하였다. 1 내지 2.5 ㎝의 탭(tab)을 상기 창 유리의 단부를 지나도록 연장시켰다. 롤러를 일 단부에 위치시키고, 임의의 추가 압력 없이 약 3초 동안 아래로 내려와 뒤쪽으로 서서히 롤링하였다. 100%의 습윤율이 얻어졌는지(총체적인 기포가 육안으로 전혀 보일 수 없는지)를 보장하기 위하여 라미네이트를 시각적으로 검사하였다.
각각의 라미네이트에 있어서, 898 타입의 유리 섬유 강화된 스트래핑 테이프(strapping tape)(2.5 ㎝ x 30 ㎝) 조각을 상기 유리를 지나 연장하는 PET 층의 자유 단부에 적용하고, 시험 지그의 조(jaw)에 대한 연장부로서 접착제끼리 마주보는 상태로(adhesive to adhesive) 그 테이프 상에 이중 배킹되게 하였다. 229 ㎝/분(90 inch/분), 2초간의 지연(delay) 및 2초간의 데이터 획득의 조건들로 90°의 부착구(attachment)를 갖는 SP2000 박리 시험기(아이매스(IMASS))를 사용하여 90° 박리 점착력을 시험하였다. 각각의 라미네이트에 대하여 3회의 시험을 실시하였으며, 평균값은 표 2에 보고되어 있다. 이어서, 미세 구조화된 실리콘 코팅된 이형 라이너를 갖는 라미네이트를, 상호간 접촉을 방지하기 위하여 그 사이에 스페이서를 갖는 단층들로 그들을 평평하게 보관함으로써 에이징시켰다. 7일 후, 90°박리 점착력을 측정하였으며, 그 결과는 표 2에 보고되어 있다.
Figure 112008016705797-PCT00021
표 2의 데이터는 본 발명의 접착제 조성물이 심지어 실온에서의 1주일 후에도 용이하게 제거가능함을 나타낸다.
습윤 속도의 평가
접착용품을 상기에 설명한 바와 같이 제조하였다. 각각의 샘플에 있어서, 이중날 커터를 사용하여 2.5 ㎝ x 20 ㎝ 스트립을 라이너 면으로부터 절단하였다. 라이너를 제거하고, 스트립을 벤치 상에서 접착제 면을 위로 하여 두었다. 스트립의 한 단부는 벤치의 에지를 약 2.5 ㎝ 지나도록 연장하였다. 약 2 ㎜ 두께의 스페이서를 스트립 옆쪽에 두고, 청결한 유리판을 스페이서 상에서 스트립 위에 두었다. 스퀴지(squeegee)를 사용하여 벤치의 에지를 향해 유리 및 스트립 사이의 접촉을 개시하였다. 통상, 접착제는 스트립의 길이에 수직한 강제된 접촉선을 지나서는 습윤되지 않았다. 스트립의 한 단부가 부착된 유리를 빠르게 뒤집고, 스톱워치를 누르거나 시간을 1초까지 적어 두었다. 이 방법은 스트립을 직접적으로 위로 향하는 유리 상에 두는 임의의 '슬랩 다운(slap down)' 영향을 제거한다. 습윤선(line of wetting)을 유리 상에 스트립의 에지에 가깝게 즉시 표시하여 습윤 전단(front)의 초기 위치를 나타냈다. 가장 빠른 습윤 접착제는 전도된 채로 진행하기 시작할 수 있으며, 신속하게 뒤집어서 표시하여야 했다. 습윤 전단은 스트립 아래쪽으로 진행하는 것으로 관찰되었으며, 그 위치를 표시하고 시간을 적어 두었다. 습윤 전단은 신뢰성이 높은 결과의 경우 약 5 ㎝ 이상 이동하여야 하지만, 스트립의 단부까지는 이동하지 않아야 한다. 표시들 사이의 거리를 측정하고, 이를 시간으로 나누어 습윤 속도(㎝/분)를 얻었다. 결과가 표 3에 예시되어 있다.
Figure 112008016705797-PCT00022
표 3의 데이터는 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체가 사용될 경우 습윤 속도가 증가함을 나타낸다.
본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고도 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다.

Claims (29)

  1. 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체를 함유하는 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 하기 화학식으로 나타내어지는 접착제 조성물:
    Figure 112008016705797-PCT00023
    (여기서,
    X는 독립적으로 비닐 작용기를 갖는 1가 기이며;
    Y는 독립적으로 2가 연결 기이고;
    D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R은 2가 탄화수소 기이고;
    R1은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    m은 0 또는 1이며;
    n은 약 15 내지 약 1000의 정수임).
  3. 제2항에 있어서,
    X가
    이며;
    Y가
    Figure 112008016705797-PCT00025
    이고;
    D가 수소이며;
    R이
    Figure 112008016705797-PCT00026
    이고;
    R1, R2, R3 및 R4가 -CH3이며;
    m이 1이고;
    n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
    X 및 Y가 메타크릴레이트를 형성하는 접착제 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    X가
    Figure 112008016705797-PCT00027
    이며;
    Y가
    Figure 112008016705797-PCT00028
    이고;
    D가 수소이며;
    R이
    Figure 112008016705797-PCT00029
    이고;
    R1, R2, R3, 및 R4가 -CH3이며;
    m이 1이고;
    n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
    X 및 Y가 아크릴아미드를 형성하는 접착제 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    X가
    Figure 112008016705797-PCT00030
    이며;
    D가 수소이고;
    R이
    Figure 112008016705797-PCT00031
    이며;
    R1, R2, R3 및 R4가 -CH3이고;
    m이 0이며;
    n이 약 15 내지 약 1000의 정수인 접착제 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    X가 독립적으로
    Figure 112008016705797-PCT00032
    또는
    Figure 112008016705797-PCT00033
    이며;
    Y가 독립적으로
    Figure 112008016705797-PCT00034
    또는
    Figure 112008016705797-PCT00035
    이고;
    D가 수소이며;
    R이
    Figure 112008016705797-PCT00036
    이고;
    R1, R2, R3 및 R4가 -CH3이며;
    m이 0 또는 1이고;
    n이 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
    X 및 Y가 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 중 어느 하나를 형성하는 접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 최대 약 45 중량%까지의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 2 내지 약 35 중량%의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체는 4 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 하기 화학식을 갖는 접착제 조성물:
    Figure 112008016705797-PCT00037
    (여기서,
    q는 0 또는 1이며;
    s는 1, 2, 또는 3이고;
    r은 약 15 내지 약 1000의 정수이며;
    R7은 알킬, 치환 알킬, 알콕시, 알킬 아미노, 하이드록실, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1가 기이고;
    X는 독립적으로
    Figure 112008016705797-PCT00038
    또는
    Figure 112008016705797-PCT00039
    이며;
    Y는 독립적으로
    Figure 112008016705797-PCT00040
    또는
    Figure 112008016705797-PCT00041
    이고;
    D는 독립적으로 수소, 탄소 원자수 약 1 내지 약 10의 알킬기, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R은 2가 탄화수소 기이고;
    R2는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R3은 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R4는 독립적으로 알킬, 치환 알킬, 아릴, 치환 아릴 및 비닐로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    m은 0 또는 1이되;
    단, q가 0일 때, Y는 X 및 Y가 (메트)아크릴레이트를 형성하도록
    Figure 112008016705797-PCT00042
    임).
  11. 제10항에 있어서, r이 약 120 내지 약 150인 접착제 조성물.
  12. 제10항에 있어서, r이 약 130 내지 약 135인 접착제 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 최대 약 45 중량%까지의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 2 내지 약 35 중량%의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체는 4 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 접착제 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 비닐 단량체는 단일 단량체 또는 하나 초과의 단량체의 혼합물을 포함하는 접착제 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 비닐 단량체는 연성 및 경성 단량체의 혼합물을 포함하며, 여기서
    연성 단량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 미만인 단량체이고,
    경성 단량체는 단일중합될 때 Tg가 약 0℃ 초과인 단량체인 접착제 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 연성 단량체는 약 5 내지 약 21개의 탄소 원자를 포함하는 아크릴산의 에스테르, 약 8 내지 약 22개의 탄소 원자를 포함하는 메타크릴산의 에스테르 또는 그 조합인 접착제 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 연성 단량체는 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트 또는 그 혼합물인 접착제 조성물.
  20. 제17항에 있어서, 경성 단량체는 (메트)아크릴산, 분지형 (메트)아크릴레이트, 탄소 원자수 약 5 내지 약 7의 (메트)아크릴레이트, 카르복실산의 비닐 에스테르, 스티렌 유도체, (메트)아크릴아미드 유도체, 아크릴로니트릴 유도체 또는 그 조합인 접착제 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 경성 단량체는 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아이소프로페닐 아세테이트, 스티렌, 비닐 톨루엔, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, N,N-다이메틸아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 비닐리덴 클로라이드 또는 그 조합인 접착제 조성물.
  22. 제1항에 있어서, 비닐 단량체는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트 또는 그 조합을 포함하는 접착제 조성물.
  23. 제1항에 있어서, 약 2 내지 약 10 중량%의 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 약 2 내지 약 10 중량%의 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 약 85 내지 약 96 중량%의 비닐 단량체를 함유하는 접착제 조성물.
  24. 상부에 접착제 층을 갖는 제1 기재를 포함하며,
    접착제 층은 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하고,
    제1 기재는 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 접착용품.
  25. 제24항에 있어서, 제1 기재는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심(glare) 제어 필름, 투명 표면 보호 필름, 프라이버시(privacy) 필름 또는 그 조합을 포함하는 접착용품.
  26. 제24항에 있어서, 제1 기재로부터 반대면 상에서 접착제 층에 인접한 이형 라이너를 추가로 포함하는 접착용품.
  27. 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 제1 기재와;
    제1 기재에 인접하고, 다작용성 에틸렌계 불포화 실록산 중합체, 1작용성 에틸렌계 불포화 실록산 거대단량체 및 비닐 단량체의 경화된 접착제 조성물을 포함하는 접착제 층과;
    제1 기재로부터 반대면 상에서 접착제 층에 인접하고, 중합체 필름, 종이, 금속 필름, 유리, 세라믹 또는 그 조합을 포함하는 제2 기재를 포함하는 적층된 물 품.
  28. 제27항에 있어서, 제1 및/또는 제2 기재는 편광 필름, 프리즘 필름, 도파관, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 액정 디스플레이, 눈부심 제어 필름, 투명 표면 보호 필름, 프라이버시 필름 또는 그 조합을 포함하는 적층된 물품.
  29. 제28항의 적층된 물품을 포함하는 광학 장치.
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