KR101385033B1

KR101385033B1 - 아크릴계 점착제 조성물

Info

Publication number: KR101385033B1
Application number: KR1020100140177A
Authority: KR
Inventors: 하경진; 정은환; 이길성; 정우진; 김이준; 남이리나
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2014-04-14
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102559099B; KR20120078020A; TW201226501A; CN102559099A; TWI546355B

Abstract

본 발명은 아크릴계 공중합체에 피롤리도닐기를 포함시켜 빛샘 현상(light leakage) 개선 효과를 갖는 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.

Description

아크릴계 점착제 조성물{Acrylic Adhesive Composition}

본 발명은 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 아크릴계 공중합체에 피롤리도닐기를 포함시켜 빛샘 현상(light leakage) 개선 효과를 갖는 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다.

편광판은 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crystal Display)에 포함되는 광학 부재이다. 편광판은 일정 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광 물질을 포함한다. 편광판은 양면에 편광 필름 또는 소자를 보호하기 위한 보호 필름 등이 형성되어 있는 다층 구조를 가진다.

이러한 다층 구조의 편광판을 구성하는 각각의 필름들은 서로 다른 구조의 분자 구조 및 조성을 가진 재료로 만들어진다. 이에 따라 상이한 물리적 특성을 나타낸다. 특히 고온 또는 고습 조건 하에서 장기간 사용될 경우 광학 필름의 치수 변화에 의해 발생하는 내부 응력이 광학 필름의 중앙부에 비하여 주변부에 집중됨으로써 액정 소자의 주변부가 중앙부보다 밝아지는 빛샘 현상이 발생하게 된다.

이러한 빛샘 현상을 개선하기 위하여 다양한 점착제 조성물의 설계가 제안되고 있다. 점착제 바인더의 구조를 부틸 아크릴레이트를 주성분으로 하여 알킬기로만 구성된 아크릴계 점착 바인더를 이용함으로써, 응력을 최대한 완화시키는 조성이 제안되었다. 즉, 아크릴계 바인더의 분자량을 150만-200만 g/mol로 하고, 소량의 열 경화제를 사용하여 도막의 유연성을 최대한 확보하는 방법이다. 그러나, 이러한 알킬기만으로 구성되는 점착제 바인더는 열 또는 습열 조건에서는 빛샘 현상을 완벽하게 개선할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 기존의 편광 필름용 점착제 조성물은 아크릴계 점착 바인더, 이소시아네이트계 열 경화제 및 실란 커플링제를 포함하는 것이 일반적이다. 실란 커플링제는 유리와의 접착력을 향상시키기 위해 사용되고 있다. 그러나, 미량의 실란 커플링제를 사용할 때에는 혼합하는데 실수가 유발될 수 있다. 또한, 교반이 용이하지 않을 경우에는 편광 필름이 형성된 후 점착력이 균일해지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명의 목적은 빛샘 현상 개선 효과가 있는 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내열성이 개선된 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 점착제 조성물 제조시 실란 커플링제로부터 발생되는 문제점을 해소할 수 있는 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 점착제 조성물을 포함하는 편광 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 점착제 조성물은

피롤리도닐기를 갖는 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체; 및

경화제를 포함하고, 상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 11 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 아크릴계 공중합체는 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체를 중합한 공중합체일 수 있다.

일 구체예에서, 아크릴계 공중합체는 실란기를 갖는 단량체가 더 중합될 수 있다.

일 구체예에서, 아크릴계 공중합체는 카르복시기를 갖는 단량체가 더 중합될 수 있다.

일 구체예에서, 실란기를 갖는 단량체는 이소시아네이트 모이어티(moiety)에 의해 아크릴계 공중합체의 주쇄(main chain)에 도입될 수 있다.

일 구체예에서, 점착제 조성물은 실란 화합물을 더 포함할 수 있다.

일 구체예에서, 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 800,000-1,500,000g/mol일 수 있다.

일 구체예에서, 아크릴계 공중합체의 다분산도는 1-5일 수 있다.

본 발명의 편광 필름은 상기 점착제 조성물을 포함할 수 있다.

본 발명은 편광 필름에서 문제가 되는 빛샘 현상을 개선하고 내열성이 우수한 점착제 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 박리 강도가 높아 재박리성이 없고 들뜸 현상을 억제하는 점착제 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 실란 커플링제를 따로 사용하였을 때 발생할 수 있는 점착력의 불균일성을 해소하였다.

본 발명의 점착제 조성물은 피롤리도닐기를 갖는 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체; 및 경화제를 포함하고, 상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 11-40중량부로 포함될 수 있다.

상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 예를 들면, N-비닐피롤리돈 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

피롤리도닐기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100중량부 중 11-40중량부로 포함될 수 있다. 11중량부 미만으로 포함될 경우, 편광용 점착필름에서 발생되는 빛샘개선 현상 개선에 다소 미흡한 문제가 발생된다. 40중량부 초과로 포함될 경우, 피롤리도닐기를 갖는 단량체의 유리 전이 온도(Tg)가 높은 특성으로 인해 초기 점착력이 낮아지는 문제가 발생하게 된다. 바람직하게는 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 20-30 중량부로 포함될 수 있다.

아크릴계 공중합체는 하나 이상의 알킬기, 하나 이상의 히드록시기, 및 하나 이상의 피롤리디닐기를 포함할 수 있다.

아크릴계 공중합체에서 알킬기, 히드록시기 및 피롤리도닐기의 배열 순서는 특별히 제한은 없고, 적절히 변경할 수 있다. 또한, 아크릴계 공중합체에서 알킬기, 히드록시기 또는 피롤리도닐기는 각각 연속적으로 배열될 수도 있다.

아크릴계 공중합체는 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르, 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체를 공중합한 공중합체일 수 있고, 상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100중량부 중 11-40중량부로 포함될 수 있다.

알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 60-83중량부, 바람직하게는 70-80 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 초기 점착력을 충분히 나타낼 수 있어서 글래스와의 부착을 쉽게 할 수 있게 된다.

아크릴계 공중합체는 서로 다른 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 2종 이상을 포함할 수도 있다.

알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 에스테르 모이어티에 탄소 1개 내지 20개의 선형 또는 분지형의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, iso-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 헵틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트 및 라우릴 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 말단 또는 에스테르 구조 내에 수산기를 포함하고 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 또는 N-비닐피롤리돈과 공중합 가능한 화합물을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 하기 화학식 2의 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노 (메타)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노 (메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리 (메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글라이콜 모노 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로페인 디 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올에테인 디 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 및 사이클로헥세인 디메탄올 모노 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르 대신에 2-히드록시에틸 (메타)아크릴아미드를 사용할 수 있다.

상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 아크릴 공중합체 100 중량부 중 1-10 중량부, 바람직하게는 1-7 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위일 경우, 가교도가 우수하여 점착필름이 재단시 밀림현상이 없고, 리웍(rework)시 글래스에 전이되는 현상이 발생하지 않아 우수한 초기 점착력을 갖는다.

예를 들면 아크릴계 공중합체는 하기 화학식 1, 2 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체를 공중합한 공중합체일 수 있다.

<화학식 1>

CH2=CR-C(=O)O-(CH2)p-CH3

(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0-5의 정수이고,

p는 0-10의 정수이다)

<화학식 2>

CH2=CR-C(=O)O-(CH2)q-OH

(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0-5의 정수이고,

q는 1-10의 정수이다)

아크릴계 공중합체에서 상기 화학식 1, 2의 단량체 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체의 배열 순서는 특별히 제한되지 않고 동일한 단량체가 연속적으로 배열될 수 있다.

화학식 1의 단량체 : 화학식 2의 단량체 : 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 63 - 84 : 3 - 8.5 : 14 - 29의 몰수 비로 포함될 수 있다. 바람직하게는 화학식 1의 단량체: 화학식 2의 단량체: 피롤리도닐기를 갖는 단량체의 몰수는 69 - 82 : 5 - 7 : 15 - 24일 수 있다.

상기 몰수 비 범위 내에서, 빛샘 현상을 개선할 수 있으며, 내열성이 우수고 박리 강도가 높아 재박리성이 없고 들뜸 현상을 억제하는 점착제 조성물을 제조할 수 있다.

아크릴계 공중합체는 상기 알킬기, 수산기 및 피롤리도닐기 이외에, 실란기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 가질 수 있다.

실란기를 갖는 단량체는 실란 또는 실란기를 가지면서 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르의 수산기에 결합가능한 단량체를 의미할 수 있다. 실란기를 갖는 단량체는 하기 화학식 3의 구조를 가질 수 있다.

<화학식 3>

(R2)(R3)(R4)Si-(CH2)s-R5

(상기 식에서, R2, R3, 및 R4는 할로겐 또는 탄소수 1-5의 알콕시기이고, s가 0인경우 R5는 비닐기이고, s가 1-10인경우 R5는 NCO이다).

바람직하게는 실란기를 갖는 단량체는 실란기뿐만 아니라 이소시아네이트기를 더 포함할 수 있다. 상기 이소시아네이트기에 의해 아크릴계 공중합체의 주쇄에 연결될 수 있다. 더 바람직하게는 실란기를 갖는 단량체는 상기 이소시아네이트기와 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르의 수산기와의 결합을 통해 아크릴계 공중합체에 포함될 수 있다.

실란기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1-5 중량부, 바람직하게는 1-2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 중합안정성이 우수하며, 또한 중합후의 저장안정성등도 우수하다.

예를 들면 아크릴계 공중합체는 상기 화학식 1, 2, 피롤리도닐기를 갖는 단량체 및 화학식 3의 단량체를 중합한 공중합체일 수 있다.

상기 화학식 1 : 화학식 2: 피롤리도닐기를 갖는 단량체 : 화학식 3은 59 - 85 : 1 - 8.5 : 14 - 30 : 0.5 - 1.5일 수 있다. 상기 몰수 비 범위 내에서, 실란 화합물 즉 실란 커플링제를 따로 사용하였을 때 발생할 수 있는 점착력의 불균일성을 해소할 수 있다.

아크릴계 공중합체는 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르, 피롤리도닐기를 갖는 단량체 및 카르복시기를 갖는 단량체가 중합될 수 있다.

카르복시기를 갖는 단량체는 하기 화학식 4 또는 5의 구조를 가질 수 있다.

<화학식 4>

CH2=CR-C(=O)O-(CH2)r-COOH

(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0-5의 정수이고,

r은 0-10의 정수이다)

<화학식 5>

CH2=CR-C(=O)OH

(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0 내지 5의 정수이다).

상기에서 바람직하게는 r은 1-10의 정수이다.

카르복시기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1-5 중량부, 바람직하게는 1-2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 중합안정성이 우수하며, 또한 중합후의 저장안정성등도 우수하다.

또 다른 구체예에서, 아크릴계 공중합체는 알킬기, 수산기, 피롤리도닐기, 실란기 및 카르복시기를 가질 수 있다. 알킬기, 수산기, 피롤리도닐기, 실란기 및 카르복시기의 배열 순서는 특별한 제한은 없고, 적절히 변경될 수 있다. 또한, 아크릴계 공중합체에서 알킬기, 수산기, 피롤리도닐기, 실란기 및 카르복시기는 각각 연속적으로 배열될 수도 있다.

상기에서 실란기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1-5 중량부, 바람직하게는 1-2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 중합안정성이 우수하며, 또한 중합후의 저장안정성등도 우수하다.

상기에서 카르복시기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1-5 중량부, 바람직하게는 1-2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 중합안정성이 우수하며, 또한 중합후의 저장안정성등도 우수하다.

예를 들면 아크릴계 공중합체는 상기 화학식 1, 2, 피롤리도닐기를 갖는 단량체, 상기 화학식 4 또는 5의 단량체를 중합한 공중합체일 수 있다. 상기 화학식 1 : 화학식 2: 피롤리도닐기를 갖는 단량체 : 화학식 4 또는 5는 56 - 84 : 1 - 8: 14 - 31 : 1 - 4.5일 수 있다. 상기 몰수 비 범위 내에서, 실란 화합물 즉 실란 커플링제를 따로 사용하였을 때 발생할 수 있는 점착력의 불균일성을 해소할 수 있다.

점착제 조성물은 상기 아크릴계 공중합체 94-99.8 중량부 및 경화제 0.2-6 중량부를 포함할 수 있다.

경화제는 열 경화제일 수 있다. 예를 들면, 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계, 멜라민계, 아민계, 이미드계, 카르보디이미드계 및 아미드계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이소시아네이트계 열 경화제가 바람직하다.

이소시아네이트계 열 경화제는 당업자에게 알려진 통상의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 이소시아네이트계 열 경화제는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탈-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메틸 시클로헥산, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸올프로판의 크실렌 디오소시아네이트 어덕트, 토리페닐메탄토리이소시아네이트 및 메틸렌 비스 트리 이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

점착제 조성물은 실란 화합물을 더 포함할 수 있다. 실란 화합물은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 - 3중량부, 바람직하게는 1 - 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하이드록시기와의 반응시간소요가 짧으며, 반응 중합제어가 용이하다. 또한 하이드록시기 곁사슬에 위치하여 보다 접착력을 보다 더 우수하게 할 수 있게 된다.

본 발명에서 '실란' 또는 '실란기'는 실란(SiH₄) 또는 1개 내지 4개의 치환기, 예를 들면 할로겐 또는 C1-C6의 선형 또는 분지형 알콕시로 치환된 실란을 의미할 수 있다.

본 발명에서 '실란 화합물' 또는 '실란기를 포함하는 단량체'는 상기 '실란' 또는 '실란기'를 포함하면서 상기 수산기에 결합 가능한 화합물을 의미하거나, 또는 통상의 실란 커플링제를 의미할 수 있다. 바람직하게는, 상기 실란기를 포함하는 단량체는 이소시아네이트 모이어티를 통해 상기 수산기에 결합될 수 있다.

실란 화합물 또는 실란기를 포함하는 단량체는 비닐 트리클로로 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 3-이소시아네이트 프로필 트리메톡시 실란 또는 3-이소시아네이트 프로필 트리에톡시 실란을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실란 화합물 또는 실란기를 포함하는 단량체는 이소시아네이트 모이어티를 포함할 수 있고, 예를 들면 3-이소시아네이트 프로필 트리메톡시 실란을 포함할 수 있다.

실란 화합물은 통상의 실란 커플링제를 의미할 수 있고, 예를 들면 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, (메타)아크릴옥시 프로필 트리메톡시실란 등의 중합성 불화기 함유 규소 화합물; 3-글리시드옥시 프로필 트리메톡시실란, 3-글리시드옥시 프로필메틸 디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡실란 등의 에폭시 구조를 갖는 규소 화합물; 3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸 디메톡시실란 등의 아미노기 함유 규소 화합물; 및 3-클로로 프로필 트리메톡시실란 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 점착제 조성물은 하기의 단계에 의해 제조될 수 있다:

(메타)아크릴산 알킬 에스테르; 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르; 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체을 공중합시켜 아크릴계 공중합체를 제조하는 단계(제1 단계); 및

상기 아크릴계 공중합체에 경화제를 첨가하는 단계(제2 단계).

제1 단계

제1 단계는 아크릴계 공중합체 바인더를 제조하는 단계로서, (메타)아크릴산 알킬 에스테르; 수산기를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르; 및 피롤리도닐기를 갖는 단량체에 개시제를 첨가하여 중합함으로써 아크릴계 공중합체를 제조한다.

개시제로는 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레노니트릴), 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드, 터셔리-부틸-(2-에틸헥실)모노퍼옥시카보네이트, 터셔리-아밀-(2-에틸헥실)모노퍼옥시카보네이트, 1,1-디(터셔리-부틸퍼옥시)시클로헥산, 1,1-디(터셔리-아밀퍼옥시)시클로헥산, 터셔리-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, 1,1-디(터셔리-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 칼륨퍼설페이트, 나트륨퍼설페이트, 암모늄퍼설페이트 및 아조계 수용성 개시제으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 아조비스이소부티로니트릴을 사용할 수 있다.

상기 개시제는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 100 중량부에 대하여 0.01-1 중량부로 포함될 수 있다.

제1 단계에서는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르; 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르; 및 N-비닐피롤리돈을 용해시킬 수 있는 용제를 포함할 수 있다. 용제로는 당업자들에게 알려진 통상의 것을 사용할 수 있는데, 예를 들면 에틸 아세테이트 등을 사용할 수 있다.

제1 단계는 실란기를 포함하는 단량체를 더 포함시켜 아크릴계 공중합체를 제조할 수 있다.

제1 단계에서 중합 온도와 중합 시간은 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 중합 온도 65 ~ 70℃에서 6 ~ 8 시간 동안 중합할 수 있다

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제2 단계

제2 단계는 상기 아크릴계 공중합체에 경화제를 첨가하여 최종의 아크릴계 점착제 조성물을 제조하는 단계이다. 점착제 조성물 제조는 통상의 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 용매 예를 들면 메틸 에틸 케톤에 아크릴계 중합체와 경화제를 첨가하고 상온에서 30 ~ 60분동안 교반함으로써 제조될 수 있다.

제2 단계에서는 실란 화합물을 더 첨가할 수 있다.

본 발명은 상기 점착제 조성물을 포함하는 편광 필름을 제공한다. 상기 편광 필름은 점착제 조성물을 사용하여 통상적으로 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 편광 필름은 3인치급 또는 19인치급을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예

제조예 1: 아크릴계 공중합체 제조

1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 60g, 부틸 아크릴레이트 55g, 메틸아크릴레이트 20g, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 5g, N-비닐피롤리돈 20g을 투입하여 70℃ 승온 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.08g을 에틸 아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 에틸 아세테이트 320g을 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 전체 반응 공정은 질소 10cc/분으로 투입하면서 수행하였다. 제조된 아크릴계 공중합체는 점도는 4,500cps이고, 고형분은 25%였다. 중량평균분자량은 900,000g/mol이었고, 다분산도는 3.4이었다. 점도는 Brookfield 점도계인DV-II+로 25℃에서 Spindle No.#7로 측정하였다. 다분산도는 중량평균분자량을 수평균분자량으로 나눈 값으로서, 아크릴계 공중합체 0.01-0.015g을 THF 10ml에 용해시키고, 얻은 용해된 시료를 0.45㎛ syringe filter를 이용하여 여과하고 측정 기기로 Waters 2414 RI detector를 이용하여 측정하였다. 표준 시료는 Polysturene Shodex사 SM-105 10종을 사용하였다.

제조예 2 : 아크릴계 공중합체 제조

1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 60g, 부틸 아크릴레이트 55g, 메틸아크릴레이트 20g, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 5g, N-비닐피롤리돈 20g을 투입하여 70℃ 승온 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.08g을 에틸 아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 3시간 유지 후 에틸 아세테이트 320g을 투입하고 40℃로 냉각시켰다. 냉각시킨 후 3-이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란 2g과 촉매 DBTDL(dibutyltin dilaurate) 0.01g을 투입하여 12시간 동안 반응시켰다. 전체 반응 공정은 질소 10cc/분으로 투입하면서 수행하였다. 제조된 아크릴계 공중합체는 점도는 4,800cps이고, 고형분은 25%였다. 중량평균분자량은 930,000g/mol이었고, 다분산도는 3.2이었다.

제조예 3-6: 아크릴계 공중합체의 제조

제조예 1에서 각 성분의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 아크릴계 공중합체를 제조하였다.

	제조예
	1	2	3	4	5	6
부틸 아크릴레이트	55	53	38	38	65	45
메틸 아크릴레이트	20	20	40	15	20	5
2-히드록시에틸 메타크릴레이트	5	5	5	5	5	5
N-비닐피롤리돈	20	20	15	40	10	45
3-이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란	-	2	2	2	-	-

실시예 1-4와 비교예 1-2

상기에서 제조한 아크릴계 공중합체, 경화제 및/또는 실란 화합물을 하기 표 2에서 나타난 함량으로 메틸 에톤 케톤 10 중량부에 넣고 25℃에서 30분 동안 교반하여 점착제 조성물을 제조하였다. 표 2의 단위는 중량부(고형분 기준)이다.

		실시예				비교예
		1	2	3	4	1	2
아크릴계 공중합체	제조예 1	100	-	-	-	-	-
	제조예 2	-	100	-	-	-	-
	제조예 3	-	-	100	-	-	-
	제조예 4	-	-	-	100	-	-
	제조예 5	-	-	-	-	100	-
	제조예 6	-	-	-	-	-	100
경화제		0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
실란 커플링제		2	-	2	-	-	-

* 경화제:트리메틸올프로판 변성 톨루엔 디이소시아네이트(AK-75, 애경화학)

* 실란 커플링제:3-글리톡시프로필메톡시 실란(KBM-403, 신예츠화학공업사)

상기에서 제조한 점착제 조성물에 대하여 표 3에 나타난 평가 항목을 평가하였다.

* 평가 방법:

1. 코팅액 외관 관찰

실시예 및 비교예에서 제조한 점착제 조성물을 상온에서 1일 동안 방치한 후 투명/불투명 여부를 관찰하였다.

2. 박리 강도(gf/25mm)

점착제 조성물-유리 기판 간의 180도 박리력은 JIS 2107에서 규정된 방법에 의해 측정하였다. 점착제 조성물 시료를 25mm x 100mm로 절단하고 유리 면에 라미네이션(lamination)하였다. 각각을 인장시험 측정기(texture analyzer)를 사용하여 30kgf 로드 셀(load cell)에서 점착층과 유리 기판을 상하 지그(zig)에 연결한 후 인장속도 300 mm/min의 속도로 박리하여 박리 시 하중을 측정하였다.

3. 절단성/리웍(rework)성

실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물이 코팅된 편광판(400mm x 250mm)을 톰슨 카터(tomson cutter)로 절단하고, 점착층의 잘려진 단면을 관찰하였다. 유리 기판의 양면에 부착하고 4-5 kg/cm²의 압력을 가하여 시편을 제작하였다. 시편을 70℃에서 6시간 동안 방치한 후 상온에서 1시간 이상 동안 서냉하면서 유리 기판 면에서 점착제의 잔사 여부를 확인하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

○:절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 양호함(리웍시 잔사 없음)

△:절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 다소 있음(리웍시 잔사가 다소 있음)

×:절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 있음(리웍시 잔사가 있음)

4. 빛샘

하기 내구신뢰성 평가 시와 동일한 시편을 사용하여 광투과도의 균일성을 조사하였다. 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어나오는 부분이 있는지를 관찰하였다. 코팅된 편광판(400mm x 200mm)을 유리 기판(400mm x 200mm x 15mm)에 광축을 교차하여 양면에 부착하였다. 광투과도 균일성 평가에 사용된 시편은 80℃의 온도에서 250시간, 또는 내습열 조건인 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건에서 250 시간을 방치한 후, 상온에서 1시간 이상 방치하여 사용하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

○:광투과성의 불균일 현상을 육안으로 판단하기 어려움

△:광투과성의 불균일 현상이 다소 있음.

×:광투과성의 불균일 현상이 있음.

5. 점착제 크리프(creep)(mm)

실시예 및 비교예에서 제조한 점착제 조성물을 적용한 편광판을 접착 면적 1.5cm x 1.5cm로 유리판에 부착한 후 22℃, 50%RH에서 3일 동안 방치하여 시편을 제조하였다. UTM(Universal Test Machine)을 이용하여 시편에 2kgf 힘을 10 분간 동안 가하였을 때, 밀려난 거리(mm)로서 점착제 크리프를 측정하였다.

6. 내구신뢰성

실시예 및 비교예에서 제조한 점착제 조성물이 코팅된 편광판(100mm x 175mm)을 유리 기판의 양면에 부착하고 4-5 kg/cm²의 압력을 가하여 시편을 제작하였다. 이때 기포나 이물이 생기지 않도록 클린룸 작업을 하였다. 제조된 시편들을 내열 특성은 80℃의 온도에서 500시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하여 평가하였다. 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건 하에서 500시간 동안 방치한 후 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하여 평가하였다. 평가 직전 상온에서 1시간 동안 방치한 후 육안 또는 현미경으로 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

○:기포나 박리가 없음

△:기포나 박리가 다소 있음.

×:기포나 박리가 있음.

		실시예					비교예
평가항목		1	2	3	4	1		2
코팅액 외관 관찰		투명	투명	투명	투명	투명		투명
박리 강도(gf/25mm)		550	600	500	400	1000		100
절단성/리웍성		○	○	○	○	△		○
빛샘	3인치	양호	양호	양호	양호	불량		양호
빛샘	19인치	양호	양호	양호	양호	양호		양호
점착제 크리프(mm)		0.203	0.211	0.247	0.199	0.502		0.132
내구 신뢰성	내열	○	○	○	○	△		△
내구 신뢰성	내습열	○	○	○	○	△		×

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 점착제 조성물은 내구성이 우수하고 빛샘을 억제하는 효과가 뛰어나며 현저한 점착성과 박리 강도를 나타내었음을 알 수 있다(실시예 1-4 참조). 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 N-비닐피롤리돈 15-40 중량부를 포함하는 점착제 조성물은 빛샘을 억제하는 효과가 뛰어나며 내열성 개선 효과가 뛰어남을 알 수 있다(실시예 1 및 3-4, 비교예 1-2 참조).

Claims

알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르, 피롤리도닐기를 갖는 단량체 및 실란기를 갖는 단량체를 중합한 아크릴계 공중합체; 및
경화제를 포함하고,
상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부 중 11-40중량부로 포함되는 편광 필름용 점착제 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체는 100 중량부 중 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 60-83 중량부, 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르 1-10 중량부, 상기 피롤리도닐기를 갖는 단량체 11-30중량부, 및 상기 실란기를 갖는 단량체 1-5중량부로 중합되는 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 실란기를 갖는 단량체는 이소시아네이트 모이어티(moiety)에 의해 상기 아크릴계 공중합체의 주쇄(main chain)에 도입되는 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체는 하기 화학식 1의 단량체: 하기 화학식 2의 단량체 : 피롤리도닐기를 갖는 단량체 : 하기 화학식 3의 단량체가 59 - 85 : 1 - 8.5 : 14 - 30 : 0.5 - 1.5의 몰 비로 포함되는 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
<화학식 1>
CH2=CR-C(=O)O-(CH2)p-CH3
(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0-5의 정수이고,
p는 0-10의 정수이다)
<화학식 2>
CH2=CR-C(=O)O-(CH2)q-OH
(상기 식에서, R은 -H 또는 -(CH2)n-CH3이고, n은 0-5의 정수이고,
q는 1-10의 정수이다)
<화학식 3>
(R2)(R3)(R4)Si-(CH2)s-R5
(상기 식에서, R2, R3, 및 R4는 할로겐 또는 탄소수 1-5의 알콕시기이고, s가 0인경우 R5는 비닐기이고, s가 1-10인경우 R5는 NCO이다).
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체는 카르복시산기를 더 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 800,000-1,500,000g/mol인 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 다분산도는 1-5인 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 상기 아크릴계 공중합체 94-99.8 중량부 및 경화제 0.2-6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 경화제는 열 경화제인 것을 특징으로 하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제13항에 있어서, 상기 경화제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계, 멜라민계, 아민계, 이미드계, 카르보디이미드계 및 아미드계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 실란 화합물을 더 포함하는 편광 필름용 점착제 조성물.
제15항에 있어서, 상기 실란 화합물은 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 - 3 중량부로 포함되는 편광 필름용 점착제 조성물.
제1항, 제3항, 제6항, 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항의 편광 필름용 점착제 조성물을 포함하는 편광 필름.