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KR101999583B1 - 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치 - Google Patents

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치 Download PDF

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KR101999583B1
KR101999583B1 KR1020177029864A KR20177029864A KR101999583B1 KR 101999583 B1 KR101999583 B1 KR 101999583B1 KR 1020177029864 A KR1020177029864 A KR 1020177029864A KR 20177029864 A KR20177029864 A KR 20177029864A KR 101999583 B1 KR101999583 B1 KR 101999583B1
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준 오니시
유키 호소카와
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반도 카가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여, 내환경성이 뛰어난 광학투명점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어를 함유하고, 상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트이다.

Description

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치{OPTICAL TRANSPARENT ADHESIVE SHEET, METHOD FOR PRODUCING OPTICAL TRANSPARENT ADHESIVE SHEET, LAMINATE AND DISPLAY DEVICE WITH TOUCH PANEL}
본 발명은, 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치에 관한 것이다.
광학투명점착(OCA : Optically Clear Adhesive) 시트는, 광학부재의 접합에 이용되는 투명한 점착시트이다. 최근 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대형 게임기, 카 내비게이션 장치 등의 분야에서 터치패널의 수요가 급속하게 신장하고 있고, 이에 따라 터치패널을 다른 광학부재에 접합시키기 위해서 사용되는 OCA 시트의 수요도 증가하고 있다. 터치패널을 구비한 표시장치는, 통상적으로는 액정패널 등의 표시패널, ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어지는 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재(터치패널 본체), 및 투명도전막을 보호하는 커버패널 등의 광학부재가 적층된 구조를 갖고, 광학부재 사이의 접합에 OCA 시트가 사용되고 있다. 다만 표시패널과 터치패널 본체와의 사이에는, 표시패널의 프레임인 베젤의 단부(端部)가 존재하기 때문에 다른 광학부재 사이의 간격보다도 넓고, OCA 시트에 의한 접합이 이루어지지 않아, 에어 갭(air gap)이라고 불리는 공기층을 형성하는 것이 일반적이었다.
OCA 시트로서는, 예를 들면 실리콘계 수지 조성물이나 아크릴계 수지 조성물로 이루어진 것이 알려져 있다. 그러나 실리콘 수지를 사용한 OCA 시트는, 점착력이 낮기 때문에 광학부재 사이에 공기가 침투하여, 예를 들면 표시화면의 시인성(視認性)이 저하되는 경우가 있었다. 아크릴계 수지를 사용한 OCA 시트에서는, 아크릴계 수지 중에 잔존하는 아크릴산이나 가수분해에 의하여 생긴 산 성분이 광학부재에 사용되고 있는 금속을 부식시키는 경우가 있었다. 또한 아크릴계 수지 조성물이 자외선 경화형의 수지 조성물인 경우에는, 자외선을 조사할 때에 아크릴계 수지의 표층부에서 반응에 필요한 자유라디칼이 소비되어 버려 저부(底部)가 경화되지 않기 때문에, 후막(厚膜)의 OCA 시트를 얻는 것은 곤란하였다.
이에 대하여 특허문헌1에서는, OCA 시트에, 액상 폴리카보네이트디올을 함유하는 폴리올과 변성 폴리이소시아네이트로 이루어지는 폴리우레탄 수지 형성성 조성물을 사용하는 것이 검토되고 있다.
또한 특허문헌2에는, 습기 경화형 접착제의 올레핀계 수지나 폴리에스테르계 수지에의 접착성을 향상시키는 것을 목적으로, 특정의 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer), 특정의 올레핀계 폴리올 및 복수 종의 특정의 점착부여수지를 포함하는 우레탄계 습기 경화형 접착제 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 특개2013-136731호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허공보 특개2012-21104호 공보
광학부재 사이에 공기층인 에어 갭이 존재하면, 공기층 및 광학부재의 굴절율의 차이에 의하여 계면반사가 생기기 때문에, 표시패널의 시인성이 저하된다. 이 때문에, 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 적합한 후막의 OCA 시트가 요구되고 있었다. 또한 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 사용되는 OCA 시트에는, 베젤의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복할 수 있을 것도 요구된다. 따라서 유연성(단차 추종성)이 뛰어나며 또한 후막화가 가능한 OCA 시트가 필요하였다.
또한 OCA 시트에 요구되는 중요한 특성은 점착력으로, 글라스에 대한 점착력이 평가지표로서 일반적으로 사용되고 있다. 게다가 OCA 시트에는, 사용환경에 변화가 생기더라도 물성에 변화가 없을 것이 요구된다.
이에 대하여 본 발명자들은, 유연성이 뛰어나고, 후막화가 가능한 OCA 시트의 재료로서, 비용제계인 열경화성 폴리우레탄 조성물에 착안하였다. 그리고 열경화성 폴리우레탄 조성물에 태키파이어(tackifier; 점착부여제)를 첨가함으로써, OCA 시트의 점착력도 확보할 수 있다는 것을 찾아내었다.
본 발명자들은 개발을 더 진척시켜, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 내환경성이 뛰어난 OCA 시트를 얻는 방법에 대하여 다양하게 검토하였다. 그 결과, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 원료가 되는 폴리올 성분으로서 폴리카보네이트계 폴리올을 사용한 경우에는, 내환경성은 우수하지만, OCA 시트를 글라스에 접합하여 고온·고습환경(온도 85℃·습도 85％), 고온·항습환경(온도 95℃) 등의 촉진환경시험에 투입하였을 때에, 글라스와 OCA 시트의 계면에 기포가 발생하기 쉽다는 것을 알 수 있었다. 또한 기포의 주원인은, OCA 시트 내부에서 발생한 가스라고 추정된다. 아웃개싱의 성분으로서는, 수분과 유기분(有機分)이라고 생각되고, 주로 수분인 것으로 생각된다. 또한 폴리카보네이트계 폴리올을 사용한 열경화성 폴리우레탄 조성물은 극성이 비교적 높기 때문에, 글라스와의 젖음성(wettability)이 나쁘고, 고온환경하에서는 탄성변형의 영향을 받기 쉬운 것도 원인 중의 하나라고 생각된다.
또한 폴리올 성분으로서 폴리에테르계 폴리올을 사용한 경우에는, 내가수분해성이 뛰어나고 고습환경에 있어서 우위를 보였지만, 내열성이 낮고 열에 의한 열화로 OCA 시트의 일부가 용융되어, OCA 시트가 흘러나와 버린다는 것을 알 수 있었다. 또한 폴리올 성분으로서 폴리올레핀계 폴리올을 사용한 경우에는, 양호한 내열성을 얻을 수 있고 또한 소수성을 갖는 것으로부터 수분에 의한 아웃개싱의 발생도 억제할 수 있지만, 고온·고습환경하에서 백화(白化)하기 쉽다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 상기 현상을 감안하여 이루어진 것으로서, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여, 내환경성이 뛰어난 광학투명점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 내환경성이 뛰어난 광학투명점착시트에 대하여 검토한 결과, 폴리올 성분으로서 폴리올레핀계 폴리올을 사용함과 아울러, 폴리이소시아네이트 성분으로서, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트를 사용하면, 아웃개싱 및 백화 전부를 억제하고, 고온·고습환경, 고온·항습환경 등에 대한 내환경성이 뛰어난 광학투명점착시트를 얻을 수 있다는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어(tackifier)를 함유하고, 상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 한다.
상기 태키파이어는, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지, 및 지환족 포화 탄화수소수지 중의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제(可塑劑)를 더 함유하는 것이 바람직하다. 상기 가소제는, 카르복시산계 가소제를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법은, 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리올 성분, 상기 폴리이소시아네이트 성분 및 상기 태키파이어를 교반혼합하여 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)하는 공정과, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층체(積層體)는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트에 있어서는, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물의 우위성을 가지면서, 아웃개싱 및 백화 전부를 억제하고, 고온·고습환경, 고온·항습환경 등에 대한 뛰어난 내환경성을 얻는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 광학투명점착시트를 글라스에 접합시키면, 안정된 접합계면을 지속적으로 유지할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 광학투명점착시트는, 디스플레이, 태블릿 PC 등의 용도로 적합하게 사용되는 것이다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법에 의하면, 상기 광학투명점착시트를 적합하게 제조할 수 있다. 본 발명의 적층체에 의하면, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치에 의하면, 표시화면의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 갖는 표시장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도3은, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도4는, 실시예 및 비교예에 있어서의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어(tackifier; 점착부여제)를 함유하고, 상기 폴리올 성분은 올레핀 골격을 구비하고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 한다. 또한 본 명세서에 있어서, 「광학투명점착시트」는 「광학투명점착필름」과 같은 의미이다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지고, 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유한다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 반응시킴으로써 얻어지고, 하기 식(A)에 나타내는 구조를 구비한다.
Figure 112017102110692-pct00001
상기 식(A) 중에서, R은 폴리이소시아네이트 성분의 NCO기를 제외한 부위를 나타내고, R′은 폴리올 성분의 OH기를 제외한 부위를 나타내고, n은 반복 단위수를 나타낸다.
열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 아크릴 변성되어 있지 않은 것이 바람직하고, 주쇄(主鎖) 중에 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 등으로부터 유래하는 부위가 포함되지 않는 것이 바람직하다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 아크릴 변성되면 소수화(疎水化)되기 때문에, 고온·고습하에 있어서 수분의 응집이 일어나기 쉬워진다. 이 수분의 응집은 백화(白化), 발포(發泡) 등을 야기하여 광학특성을 해치는 경우가 있다. 따라서 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 아크릴 변성되어 있지 않은 것으로 함으로써, 고온·고습하에 있어서 백화, 발포 등에 의한 광학특성의 저하를 방지할 수 있다.
폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분으로서는, 어느 것이나 상온(23℃)에서 액체인 것을 사용할 수 있어, 용제(溶劑)를 사용하지 않고 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 얻을 수 있다. 태키파이어 등의 다른 성분은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분 중의 어느 하나에 첨가할 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분에 첨가된다. 이와 같이 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물에 의하여 광학투명점착시트를 제작하는 경우에, 용제의 제거가 필요 없기 때문에 균일한 시트를 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에 표시패널과 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재(터치패널)와의 접합에 본 발명의 광학투명점착시트를 사용하는 경우에, 베젤(bezel)의 단차를 피복할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는 두껍게 형성하더라도 광학특성을 유지할 수 있는 것으로, 투명성(헤이즈(haze))의 저하, 착색, 발포(피착체(被着體)와의 계면에서의 기포의 발생)를 충분히 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어져 유연하기 때문에, 인장응력이 가해졌을 때에 신장이 좋고 끊어지기 매우 어렵다. 이 때문에 잔류물 없이 떼는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 유연함과 아울러 후막화(厚膜化)가 가능하다는 것으로부터, 내충격성이 뛰어나고, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재와 커버패널과의 접합에 사용할 수 있고, 또한 다른 부재를 사용하는 경우에는, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재 또는 표시패널과 다른 부재와의 접합에도 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지기 때문에, 유전율(誘電率)이 높고, 종래의 아크릴계 수지 조성물로 이루어지는 광학투명점착시트보다도 높은 정전용량(靜電容量)을 얻을 수 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트는, 정전용량방식의 터치패널의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
[폴리올 성분]
상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 것으로서, 즉 주쇄가 폴리올레핀 또는 그 유도체로 구성되어 있다. 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분으로서는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔폴리올, 1,4-폴리부타디엔폴리올, 1,2-폴리클로로프렌폴리올, 1,4-폴리클로로프렌폴리올 등의 폴리부타디엔계 폴리올이나, 폴리이소프렌계 폴리올, 그들의 이중결합을 수소 또는 할로겐 등으로 포화화(飽和化) 한 것을 들 수 있다. 또한 상기 폴리올 성분은, 폴리부타디엔계 폴리올 등에 스티렌, 에틸렌, 아세트산비닐, 아크릴산에스테르 등의 올레핀 화합물을 공중합시킨 폴리올이나 그 수소첨가물이더라도 좋다. 상기 폴리올 성분은, 직쇄구조를 구비하는 것이더라도 좋고, 분기쇄구조를 구비하는 것이더라도 좋다. 상기 폴리올 성분은, 1종류만을 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 사용하여도 좋다.
상기 폴리올 성분의 수평균분자량(數平均分子量)은, 300 이상, 5000 이하인 것이 바람직하다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 300 미만인 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응이 지나치게 빨리 일어나 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물의 유연성이 저하되어 깨지기 쉽게 되는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 5000을 넘는 경우에는, 폴리올 성분의 점도가 지나치게 높아져 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 결정화(結晶化)되어 백탁(白濁)하는 등의 불량이 발생하는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량은 500 이상, 3000 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.) 제품인 수산기 말단 폴리이소프렌을 수소첨가하여 얻어지는 폴리올레핀폴리올(「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500), 닛폰 소다 가부시키가이샤(Nippon Soda Co., Ltd.) 제품인 양 말단 수산기 수소화 폴리부타디엔(「GI-1000」, 수평균분자량 : 1500), 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤(Mitsubishi Chemical Corporation) 제품인 폴리히드록시 폴리올레핀 올리고머(「폴리테일(POLYTAIL)(등록상표)」) 등을 들 수 있다.
[폴리이소시아네이트 성분]
폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트이다. 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트를 사용함으로써, 광학투명점착시트의 착색이나 변색이 보다 발생하기 어려워져, 장기간에 걸쳐 광학투명점착시트의 투명성을 더 확실하게 확보할 수 있다. 또한 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시킨 변성체로 함으로써, 폴리이소시아네이트 성분은 친수성 부분(에틸렌옥사이드 유닛)의 작용에 의하여 백화를 억제할 수 있고, 소수성 부분(그 외의 유닛)의 작용에 의하여 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성을 발휘할 수 있다.
상기 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트는, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트, 및 지방족 및/또는 지환족 디이소시아네이트를 출발물질로 하여 얻어지는 폴리이소시아네이트 중의 적어도 1종을 의미한다.
상기 지방족 폴리이소시아네이트 및 지환족 폴리이소시아네이트의 구체적인 예로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 테트라메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 트리옥시에틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥실디이소시아네이트, 4,4′-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 수소첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실렌디이소시아네이트, 수소첨가 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 그들의 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 상기 구체적인 예 중에서도 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 그들의 변성체가 바람직하고, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 그 변성체가 특히 바람직하다. 또한 헥사메틸렌디이소시아네이트의 변성체로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트를 이소시아누레이트 변성, 알로파네이트 변성 및/또는 우레탄 변성한 것 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물로서는, 예를 들면 알코올류, 페놀류 및/또는 아민류의 에틸렌옥사이드 부가물을 들 수 있고, 친수성을 높이는 관점에서 1분자당 6개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 것이 적합하게 사용된다.
상기 알코올류로서는, 예를 들면 1가 알코올류, 2가 알코올류(에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부틸렌디올, 네오펜틸글리콜 등), 3가 알코올류(글리세린, 트리메틸올프로판 등)를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 페놀류로서는, 예를 들면 하이드로퀴논, 비스페놀류(비스페놀A, 비스페놀F 등), 페놀 화합물의 포르말린 저축합물(노볼락 수지, 레졸의 중간체)을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량은, 열경화성 폴리우레탄 조성물 전체에 대하여 1중량％ 이상, 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 1중량％ 미만이면, 백화를 충분하게 억제하지 못할 우려가 있다. 상기 함유량이 20중량％를 넘으면, 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성이 저하됨으로써 헤이즈 등의 광학특성이 저하될 우려가 있다.
상기 변성 폴리이소시아네이트의 1분자당 이소시아네이트기의 수는, 평균 2.0 이상인 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트기의 수가 평균 2.0 미만이면, 가교밀도(架橋密度)의 저하에 따라 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않을 우려가 있다.
본 발명에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물은, α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수)가 1 이상이다. α비가 1 미만인 경우에는, 폴리이소시아네이트 성분의 배합량이 폴리올 성분의 배합량에 대하여 과잉이기 때문에, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 딱딱하게 되어 광학투명점착시트에 요구되는 유연성을 확보하는 것이 곤란하게 된다. 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시키는 경우에 접합면에 존재하는 요철 및 단차를 피복할 수 없다. 또한 광학투명점착시트에 요구되는 점착력을 확보할 수 없다. α비는 1＜α＜2.0을 만족하는 것이 더 바람직하다. α비가 2.0 이상인 경우에는, 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않는 경우가 있다.
[태키파이어]
본 발명에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 태키파이어(점착부여제)를 더 함유한다. 태키파이어는 점착력을 향상시키기 위하여 첨가하는 첨가제로서, 보통 분자량이 수백∼수천인 무정형(無定型)의 올리고머이고, 상온에서 액상(液狀) 또는 고형(固形)인 열가소성 수지이다. 열경화성 폴리우레탄 조성물이 태키파이어를 함유함으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트는, 그 양면(兩面)에 있어서 충분한 점착력을 갖는다.
상기 태키파이어로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 석유수지계 태키파이어, 탄화수소수지계 태키파이어, 로진계 태키파이어, 테르펜계 태키파이어 등을 포함하는 것을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 석유수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 석유수지계 태키파이어 중에서도, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지가 적합하게 사용된다. 디시클로펜타디엔은 C5 유분(留分)으로부터 얻어진다. 상기 방향족 화합물로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 비닐 방향족 화합물을 들 수 있다. 디시클로펜타디엔과 비닐 방향족 화합물의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 중량기준으로 디시클로펜타디엔:비닐 방향족 화합물＝70:30∼20:80인 것이 바람직하고, 60:40∼40:60인 것이 더 바람직하다. 상기 수소첨가 석유수지의 바람직한 연화점(軟化點)은 90∼160℃, 바람직한 비닐 방향족 화합물 단위 함유량은 35질량％ 이하, 바람직한 브롬값(bromine number)은 0∼30g/100g, 바람직한 수평균분자량은 500∼1100이다. 상기 수소첨가 석유수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브(I-MARV) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 탄화수소수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 탄화수소수지계 태키파이어 중에서도, 지환족 포화 탄화수소수지가 적합하게 사용된다. 상기 지환족 포화 탄화수소수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 아라카와 가가쿠 고교 가부시키가이샤(ARAKAWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 제품인 「아르콘(ARKON) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어는, 산가가 1mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다. 산가가 1mgKOH/g 이하이면, 태키파이어가 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응을 저해하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 또한 태키파이어의 연화점은 80℃ 이상, 120℃ 이하인 것이 바람직하고, 80℃ 이상, 100℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 연화점이 80℃ 이상, 120℃ 이하인 경우에는, 태키파이어를 폴리올 성분 중에 용해시킬 때에 폴리올 성분이 열에 의하여 열화(劣化)되어 버리는 것을 충분히 방지할 수 있다.
상기 태키파이어의 함유량은, 열경화성 폴리우레탄 조성물에 대하여 1중량％ 이상, 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 태키파이어의 함유량이 1중량％ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 점착력을 충분히 향상시킬 수 없는 경우가 있고, 특히 고온·고습하에 있어서의 점착력이 불충분하게 되는 경우가 있다. 태키파이어의 함유량이 20중량％를 넘는 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응이 저해되어, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물 중에 우레탄 가교가 충분히 형성되지 않는 경우가 있다. 그 결과, 고온·고습하에 있어서 광학투명점착시트가 용해되어 형상이 변화되거나, 태키파이어가 석출(블리드(bleed))되는 경우가 있다. 또한 우레탄 가교를 충분히 형성하기 위해서 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응시간을 길게 하면, 생산성이 저하된다.
[가소제]
본 발명에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하여도 좋다. 가소제의 첨가에 의하여 저경도화됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성이나 단차 추종성(段差 追從性)을 향상시킬 수 있다. 또한 가소제의 첨가로 접착력이 저하될 우려가 있지만, 본 발명의 광학투명점착시트에 의하면, 다소 접착력이 저하되더라도 충분한 접착력을 확보할 수 있다.
상기 가소제로서는, 열가소성 수지에 유연성을 부여하기 위해서 사용되는 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 상용성 및 내후성의 관점에서 카르복시산계 가소제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카르복시산계 가소제로서는, 예를 들면 프탈산디운데실, 프탈산디옥틸, 프탈산디이소노닐, 프탈산디이소데실, 프탈산디부틸 등의 프탈산에스테르(프탈산계 가소제)나, 1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르, 아디핀산에스테르, 트리멜리트산에스테르, 말레인산에스테르, 안식향산에스테르, 폴리-α-올레핀 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다. 상기 카르복시산계 가소제 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 바스프(BASF SE) 제품인 「DINCH」, 신니혼 리카 가부시키가이샤(New Japan Chemical Co., Ltd.) 제품인 「산소사이저(SANSO CIZER) DUP」, 이네오스 올리고머스(INEOS Oligomers) 제품인 「Durasyn(등록상표) 148」을 들 수 있다.
[촉매]
본 발명에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 촉매를 더 함유하여도 좋다. 촉매로서는, 우레탄화 반응에 사용되는 촉매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 디라우릴산디-n-부틸주석, 디라우릴산디메틸주석, 디부틸주석옥사이드, 옥탄주석 등의 유기주석화합물; 유기티탄화합물; 유기지르코늄화합물; 카르복시산주석염; 카르복시산비스무트염; 트리에틸렌디아민 등의 아민계 촉매를 들 수 있다.
상기 촉매로서는, 비아민계 촉매가 바람직하다. 아민계 촉매를 사용하는 경우에는, 광학투명점착시트가 변색되기 쉬워지는 경향이 있다. 더 바람직한 촉매는, 디라우릴산디메틸주석이다.
상기 촉매의 첨가량은, 예를 들면 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분의 합계량에 대하여 0.01중량％ 이상, 0.1중량％ 이하이다.
[모노이소시아네이트 성분]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 모노이소시아네이트 성분을 더 함유하여도 좋다. 모노이소시아네이트 성분을 함유함으로써, 광학투명점착시트에 요구되는 유연성을 해치지 않고 고온·고습하에 있어서의 점착력을 향상시킬 수 있다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 α비가 1 이상인 경우에는, 경화물 중에 미반응의 OH기가 잔존하는 것을 방지하기 위하여, 모노이소시아네이트 성분을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 모노이소시아네이트 성분은, 분자 내에 1개의 이소시아네이트기를 구비하는 화합물로서, 그 구체적인 예로서는, 예를 들면 옥타데실디이소시아네이트(ODI), 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(MOI), 2-아크릴로일옥시에틸이소시아네이트(AOI), 이소시안산옥틸, 이소시안산헵틸, 3-이소시아네이트프로피온산에틸, 이소시안산시클로펜틸, 이소시안산시클로헥실, 2-메톡시에탄이소시아네이트, 이소시아네이트아세트산에틸, 이소시아네이트아세트산부틸, p-톨루엔술포닐이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 모노이소시아네이트 성분으로서는, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(MOI)가 바람직하다. 이는 폴리올 성분과의 상용성이 좋고, 소수성이 높기 때문이다.
그러나 열경화성 폴리우레탄 조성물이 모노이소시아네이트 성분을 함유하는 경우에는, 모노이소시아네이트 성분이 종래의 우레탄 골격을 저해하기 때문에 특성이 저하되는 경우가 있다. 또한 모노이소시아네이트 성분이 과잉으로 함유되면, 공기 중의 수분과 반응하여 발포를 야기하는 경우가 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 경우에 있어서 설계의 로버스트성(robustness)을 고려하면, 열경화성 폴리우레탄 조성물은 모노이소시아네이트 성분을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물에는, 광학투명점착시트의 요구특성을 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 착색제, 안정제, 산화방지제, 방휘제(防徽劑), 난연제 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50㎛ 이상, 2000㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께가 50㎛ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 광학부재의 표면에 부착하였을 때에, 광학투명점착시트로 광학부재의 표면에 존재하는 요철 또는 단차를 피복할 수 없어, 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면과 다른 광학부재의 표면을 충분한 접착력으로 접합시킬 수 없는 경우가 있다. 두께가 2000㎛를 넘는 경우에는, 헤이즈나 전광선투과율(全光線透過率) 등의 광학특성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트 두께의 더 바람직한 하한은 100㎛이고, 더욱 바람직한 하한은 200㎛이며, 특히 바람직한 하한은 250㎛이다. 광학투명점착시트 두께의 더 바람직한 상한은 1500㎛이고, 더욱 바람직한 상한은 1000㎛이다. 또한 광학투명점착시트는, 피착체의 부착면에 존재하는 요철 또는 단차의 높이에 대하여 3배 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 광학투명점착시트로서의 성능을 확보하기 위하여 헤이즈가 1％ 이하인 것, 전광선투과율이 90％ 이상인 것이 바람직하다. 헤이즈 및 전광선투과율은, 예를 들면 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여 측정할 수 있다. 헤이즈는 JIS K 7136에 준거한 방법으로 측정되고, 전광선투과율은 JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 측정된다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 180° 박리시험으로 측정되는 점착력이 항온·항습하에 있어서 2N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 5N/25㎜ 이상인 것이 더 바람직하며, 10N/25㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한 상기 점착력이 고온·고습하에 있어서 1.0N/25㎜ 이상인 것이 바람직하다. 180° 박리시험에서의 점착력은 항온·항습하에 있어서 10N/25㎜ 이상, 15N/25㎜ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 고온·고습하에 있어서 4N/25㎜ 이상, 15N/25㎜ 이하인 것이 더 바람직하며, 10N/25㎜ 이상, 15N/25㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 광학투명점착시트의 점착력이 15N/25㎜ 이하이면, 광학투명점착시트를 터치패널 등의 광학부재의 접합에 사용하는 경우에 잔류물 없이 뗄 수 있기 때문에 리워크성(reworkability)이 뛰어나다. 또한 광학투명점착시트의 점착력이 지나치게 커지면, 광학투명점착시트와 피착체 사이에 들어간 기포를 제거하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다. 또한 180° 박리시험의 시험방법의 상세에 있어서는 후술한다.
본 발명의 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는 0.5° 이상, 25° 이하인 것이 바람직하다. 마이크로고무A 경도가 0.5° 미만인 경우에는, 사용할 때(광학부재에 부착할 때)의 취급성이 나빠 광학투명점착시트를 변형시켜버리는 경우가 있다. 한편 마이크로고무A 경도가 25°를 넘는 경우에는, 광학투명점착시트의 유연성이 낮아, 광학부재에 부착할 때에 광학부재의 표면 형상을 추종할 수 없고 공기가 혼입되어 버림으로써, 광학부재로부터 박리되는 원인이 되는 경우가 있다. 또한 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시킬 때에 베젤의 단차를 피복할 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는 0.5° 이상, 15° 이하인 것이 더 바람직하다. 마이크로고무A 경도는, 예를 들면 고분시 게이키 가부시키가이샤(KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.) 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 측정할 수 있다. 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」는, 스프링식 고무 경도계(듀로미터(durometer)) A형의 약 1/5 축소모델로서 설계·제작된 경도계이고, 측정 대상물의 사이즈가 얇더라도 스프링식 고무 경도계 A형의 경도와 일치하는 측정값을 취득할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 양면에는 이형필름(離型film)이 부착되어도 좋다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 적층체(이하, 「본 발명의 적층체」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다. 제1 및 제2이형필름이 부착됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 표면을 피착물에 부착하기 직전까지 보호할 수 있다. 이에 따라 점착성의 저하나 이물질의 부착을 방지할 수 있다. 또한 피착물 이외의 것에 붙어 버리는 것도 방지할 수 있기 때문에, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2이형필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다. 제1이형필름과 제2이형필름의 재질이나 두께는 동일하게 하여도 좋고, 다르게 하여도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트와 제1이형필름과의 접합강도(박리강도)와, 본 발명의 광학투명점착시트와 제2이형필름과의 접합강도는, 서로 다른 것이 바람직하다. 접합강도에 차이를 둠으로써, 본 발명의 적층체로부터 제1 및 제2이형필름 중의 일방(접합강도가 약한 쪽의 이형필름)만을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제1면과 제1피착체를 접합하고, 그 후에 제1 및 제2이형필름 중의 타방(접합강도가 강한 쪽의 이형필름)을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제2면과 제2피착체를 접합시키는 것이 용이하게 된다. 제1이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 및 제2이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 중의 어느 일방 또는 양방에, 박리가 쉽게 되도록 처리(이형처리)를 하여도 좋다. 그 처리로서는, 예를 들면 실리콘 처리를 들 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 표시패널, 터치패널, 커버패널 등을 서로 접합시키기 위해서 사용할 수 있다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는, 터치패널을 갖는 표시장치(이하, 「본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 갖는 표시장치(본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도1에 나타내는 표시장치(10)에는, 표시패널(11), 광학투명점착시트(12), 터치패널(ITO 투명도전막을 갖는 글라스기판)(13), 광학투명점착시트(12) 및 투명커버패널(14)이 순서대로 적층되어 있다. 표시패널(11), 터치패널(13) 및 투명커버패널(14)의 3개의 광학부재는, 2매(枚)의 본 발명의 광학투명점착시트(12)에 의하여 일체화(一體化)되어 있다. 표시패널(11)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정패널, 유기전계발광패널(organic electro luminescence panel)(유기EL패널) 등을 사용할 수 있다. 터치패널(13)로서는, 예를 들면 저항막방식, 정전용량방식 등의 검출방식의 것이 사용된다.
표시패널(11)은, 표시면 측으로 개구(開口)가 형성되는 베젤(표시패널(11)의 프레임)(11A) 내에 수용되어 있고, 베젤(11A)의 개구의 가장자리에는, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차가 존재한다. 광학투명점착시트(12)는, 표시패널(11) 및 베젤(11A)의 표시면 측을 덮어서 부착되어 있고, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차를 피복하고 있다. 광학투명점착시트(12)는, 베젤의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복하기 위하여, 단차부에 추종할 수 있는 유연성과 베젤의 두께보다도 두꺼울 것이 요구된다. 예를 들면 베젤(11A)에 의하여 생기는 단차가 200㎛인 경우에, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 사용되는 광학투명점착시트의 두께는 600㎛ 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학투명점착시트는, 600㎛ 이상의 두께이더라도 충분한 광학특성 및 유연성을 갖는 것으로, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
이와 같은 표시장치에서는, 본 발명의 광학투명점착시트가 사용되고 있기 때문에, 다양한 환경하에서 사용하더라도 광학투명점착시트의 점착력이 저하되기 어려워, 장기간에 걸쳐 광학부재를 서로 밀착시킬 수 있다. 그 결과, 각 광학부재와 광학투명점착시트 사이에 공극이 발생하지 않기 때문에, 계면반사의 증가 등에 따른 시인성(視認性)의 저하를 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 광학투명점착시트는, 높은 신뢰성이 요구되는 카 내비게이션 장치에 조립되는 표시장치 등에 적합하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)한 후에, 이 조성물을 종래 공지된 방법으로 열경화시키면서 성형하는 방법을 들 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어를 교반혼합하여 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함한다.
제법의 구체적인 예로서는, 먼저 소정량의 태키파이어를 폴리올 성분에 첨가하고, 가온(加溫) 및 교반(攪拌)하여 용해시킴으로써, 마스터배치(master batch)를 조제한다. 다음에 얻어진 마스터배치, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 필요에 따라 촉매 등의 다른 성분을 혼합하고, 믹서 등으로 교반함으로써, 액상 또는 겔상(gel狀)의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 얻는다. 그 후에 바로 열경화성 폴리우레탄 조성물을 성형장치에 투입하고, 제1 및 제2이형필름 사이에 끼운 상태에서 열경화성 폴리우레탄 조성물을 이동시키면서 가교경화시킴으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물이 반경화되어, 제1 및 제2이형필름과 일체화된 시트를 얻는다. 그 후에 노(爐)에서 일정 시간 가교반응을 시킴으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트가 얻어지고, 본 발명의 적층체가 완성된다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도2에 나타내는 성형장치(20)에서는, 먼저 경화 전의 액상 또는 겔상의 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)을, 사이를 두고 배치되는 한 쌍의 롤(22)로부터 연속적으로 송출되는 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21)의 간극(間隙)에 유입시킨다. 그리고 한 쌍의 이형필름(21)의 간극에 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)을 유지시킨 상태에서 경화반응(가교반응)을 진행시키면서, 가열장치(24) 내로 반입시킨다. 가열장치(24) 내에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)은, 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21) 사이에 유지된 상태에서 열경화되고, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)의 성형이 완료된다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법으로서는, 경화 전의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제한 후에, 각종 코팅장치, 바코트, 닥터 블레이드 등의 범용의 성막장치나 성막방법을 사용하는 것으로 하여도 좋다. 또한 원심성형법(遠心成形法)을 사용하여 본 발명의 광학투명점착시트를 제작하여도 좋다.
실시예
이하에, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(배합원료)
하기의 실시예 및 비교예에 있어서, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하기 위하여 사용한 배합원료는 하기와 같다.
(A) 폴리올 성분
· 폴리올레핀폴리올(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500)
· 폴리카보네이트폴리올(도소 가부시키가이샤(Tosoh Corporation) 제품인 「L34」, 수평균분자량 : 500)
(B) 폴리이소시아네이트 성분
· HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트)계 폴리이소시아네이트A(도소 가부시키가이샤 제품)
· HDI계 폴리이소시아네이트B(도소 가부시키가이샤 제품)
· HDI계 폴리이소시아네이트C(도소 가부시키가이샤 제품)
· HDI계 폴리이소시아네이트D(도소 가부시키가이샤 제품인 「코로네이트(Coronate) 4022」)
· IPDI(이소포론디이소시아네이트)계 폴리이소시아네이트(스미카 바이엘 우레탄 가부시키가이샤(Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) 제품인 「데스모듀어(DESMODUR) I」)
(C) 태키파이어
· 수소첨가 석유수지계 태키파이어(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브 P-100」)
· 로진디올계 태키파이어(아라카와 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 「KE-601」)
(D) 가소제
· 1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르 80％와 아디핀산계 폴리에스테르 20％의 혼합물(바스프 제품인 「OFH55」, 바스프 제품인 「DINCH」의 약 20％를 아디핀산계 폴리에스테르로 치환한 것)
· 1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르(바스프 제품인 「DINCH」)
· 프탈산디운데실(신니혼 리카 가부시키가이샤 제품인 「산소사이저 DUP」)
· 폴리-α-올레핀(이네오스 올리고머스 제품인 「Durasyn(등록상표) 148」, 1-도데센의 호모폴리머를 수소화한 것
(E) 촉매
디라우릴산디메틸주석(모멘티브(Momentive Performance Materials Inc.) 제품인 「Fomrez catalyst UL-28」)
또한 HDI계 폴리이소시아네이트A∼D는 전부, HDI 및/또는 HDI 모노머를 출발물질로 하는 폴리이소시아네이트에 대하여 1분자당 평균 6개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르폴리올을 반응시켜 얻어진 것이다. HDI계 폴리이소시아네이트B는, HDI계 폴리이소시아네이트A에 대하여 친수성분인 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량이 2/3로 조정되어 있고, 에틸렌옥사이드 유닛을 감소시킨 만큼 폴리프로필렌글리콜(PPG)과 같은 소수성분이 배합되고, HDI계 폴리이소시아네이트A와 거의 같은 분자량으로 조정되어 있다. HDI계 폴리이소시아네이트C는, HDI계 폴리이소시아네이트B에 대하여 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량을 반으로 조정하고, 그 대신에 소수성분을 배합한 것이다. HDI계 폴리이소시아네이트D는, HDI계 폴리이소시아네이트A에 대하여 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량을 대폭 줄이고, 그 대신에 소수성분을 배합한 것이다. 또한 IPDI계 폴리이소시아네이트는, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하지 않아 친수성분을 거의 함유하지 않는다.
(실시예1)
먼저 120℃로 온도를 조절한 폴리올레핀폴리올(EPOL)에 고형상의 수소첨가 석유수지계 태키파이어(아이마브 P-100)를 첨가하고 교반함으로써, 폴리올레핀폴리올 중에 태키파이어를 용해시킨 마스터배치를 얻었다. 이때에 마스터배치에 있어서의 태키파이어의 함유량은 30중량％로 조정하였다. 다음에 폴리올레핀폴리올(EPOL) 100중량부, HDI계 폴리이소시아네이트B 36.5중량부, 태키파이어 마스터배치 186.9중량부 및 촉매(디라우릴산디메틸주석) 0.02중량부를, 왕복회전식 교반기인 아지터(AJITER)를 사용하여 1분 30초 동안 교반혼합하고, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하였다.
그 후에, 얻어진 열경화성 폴리우레탄 조성물을 도2에 나타내는 성형장치(20)에 주입하였다. 그리고 열경화성 폴리우레탄 조성물을 한 쌍의 이형필름(표면에 이형처리가 된 PET 필름)(21) 사이에 끼운 상태에서 반송하면서 노(爐) 내의 온도 70℃, 노 내의 시간 10분의 조건으로 가교경화시켜, 이형필름(21)을 갖는 시트를 얻었다. 그 후에 70℃로 조절한 가열장치(24)에서 12시간 가교반응시켜, 양면에 이형필름(21)이 형성된 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)(이하에서는, 「이형필름을 갖는 광학투명점착시트」라고도 한다)를 제작하였다.
도3은, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도3에 나타내는 바와 같이, 얻어진 이형필름을 갖는 광학투명점착시트는, 이형필름(21), 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12), 이형필름(21)의 적층체였다. 광학투명점착시트(12)의 두께는 300㎛였다.
(실시예2∼8 및 비교예1∼4)
하기의 표1에 나타내는 바와 같이 배합을 변경한 것 이외에는 실시예1과 동일하게 하여, 실시예2∼8 및 비교예1∼4에 관한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 각각 제작하였다. 또한 실시예8은, 광학투명점착시트(12)의 두께를 1000㎛로 한 것 이외에는, 실시예7과 동일하다.
Figure 112017102110692-pct00002
또한 상기 표1에 있어서, 「HDI계 A」는 「HDI계 폴리이소시아네이트A」를 나타내고, 「HDI계 B」는 「HDI계 폴리이소시아네이트B」를 나타내고, 「HDI계 C」는 「HDI계 폴리이소시아네이트C」를 나타내고, 「HDI계 D」는 「HDI계 폴리이소시아네이트D」를 나타내며, 「IPDI계」는 「IPDI계 폴리이소시아네이트」를 나타낸다.
(광학투명점착시트의 평가)
실시예 및 비교예에서 제작한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트에 대하여, 하기의 방법으로 (1) 마이크로고무A 경도의 측정, (2) 점착력의 평가, (3) 광학특성의 평가, (4) 자외선 폭로 후의 황변(黃變)의 평가 및 (5) 내구성의 평가를 하였다. 결과를 표2에 나타낸다.
(1) 마이크로고무A 경도의 측정
이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 각 시험편에 대하여, 고분시 게이키 가부시키가이샤 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 상온에 있어서의 경도를 측정하였다. 또한 본 측정에서는, 지름이 0.16㎜인 원기둥형이며 높이가 0.5㎜인 압침(押針; indentor)을 사용하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여, 1개의 시험편을 준비하여 4회씩 측정하였다. 얻어진 4개의 측정값의 중앙값(median)을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(2) 점착력의 평가
하기의 방법으로 180° 박리시험을 하여, 점착력(N/25㎜)을 측정하였다. 도4는, 실시예 및 비교예의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저 실시예 및 비교예에서 제작한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 이 시험편의 편면(片面)의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트(12) 측을 길이 75㎜×폭 25㎜의 슬라이드글라스(31)에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트(12)와 슬라이드글라스(31)를 접합시켰다. 다음에 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 도4(a)에 나타내는 바와 같이, 광학투명점착시트(12)의 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 면에 두께가 125㎛인 PET 시트(데이진 듀퐁 필름 가부시키가이샤(Teijin DuPont Films Limited) 제품인 「멜리넥스(Melinex)(등록상표) S」)(32)를 접합시켰다.
그 다음에 항온·항습하에서(온도 23℃, 습도 50％) 12시간 방치한 후에, 도4(b)에 나타내는 바와 같이, PET 시트(32)를 180° 방향으로 당겨 광학투명점착시트(12)를 슬라이드글라스(31)와의 계면에서 박리시키고, 슬라이드글라스(31)에 대한 광학투명점착시트(12)의 점착력을 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대해서는, 2개의 시험편을 준비하여 측정하였다. 얻어진 2개의 측정값의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(3) 광학특성의 평가
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트 측을 슬라이드글라스에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트와 슬라이드글라스를 접합시켰다. 그 후에 슬라이드글라스와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 이하의 측정을 하였다.
(3-1) 헤이즈의 측정
닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여, JIS K 7136에 준거한 방법으로 헤이즈를 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 3개의 시험편을 준비하고, 항온·항습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정값의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(3-2) 전광선투과율의 측정
닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여, JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 전광선투과율을 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 3개의 시험편을 준비하고, 항온·항습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정값의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(4) 자외선 폭로 후의 황변의 평가
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 양면으로부터 이형필름을 박리하고, 양면이 슬라이드글라스에 끼워진 광학투명점착시트의 시험편을 준비하였다. 이 시험편을, 슈퍼 제논 웨더 미터(Super Xenon Weather Meter)를 사용하여 조사파장 : 300∼400㎚, 조도 : 68W/㎡, 60℃ 고정(강우(降雨) 없음)의 조건하에서 72시간 폭로하였다. 그 후에, 색차계(色差計)(스가 시켄키 가부시키가이샤(Suga Test Instruments Co., Ltd.) 제품인 「Colour Cute ⅰ」)의 ΔYI값을 평가지표로 하여 황변도를 평가하였다. 또한 자외선 폭로 후의 황변도는, 차량용 등에 있어서 장기간(예를 들면, 10년)에 걸쳐 자외선에 노출되었다고 하더라도 투명도를 유지할 수 있는 성능이 요구된다는 것을 고려하여, 1.0 이하를 목표값으로 하였다.
(5) 내구성의 평가
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트 측을 슬라이드글라스(소다 글라스제(製))에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트와 슬라이드글라스를 접합시켰다. 그 다음에 슬라이드글라스와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 고온·항습하(95℃), 고온·고습하(85℃, 85％)에서 각각 168시간 방치한 후에, 육안으로 광학투명점착시트의 상태를 관찰하였다. 또한 고온·항습조건에서는, 송풍오븐에 의하여 온도만을 95℃로 설정하고, 습도의 설정은 하지 않았다.
Figure 112017102110692-pct00003
표1 및 표2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예1∼8의 광학투명점착시트는 마이크로고무A 경도, 점착력, 광학특성(투명성), 자외선 폭로 후의 황변도 및 내구성 전부에 대하여 양호한 결과를 나타내었다. 한편 폴리올 성분으로서 폴리올레핀폴리올을 대신하여 폴리카보네이트폴리올을 배합한 비교예1 및 3의 광학투명점착시트는, 고온·항습하 및 고온·고습하 어느 경우에 있어서도 기포의 발생이 관찰되었다. 또한 폴리이소시아네이트 성분으로서 HDI계 폴리이소시아네이트를 대신하여 IPDI계 폴리이소시아네이트를 배합한 비교예2 및 4의 광학투명점착시트는, 고온·고습하에 있어서도 백화하였다.
10 : 표시장치
11 : 표시패널
11A : 베젤
12 : 광학투명점착시트
13 : 터치패널
14 : 투명커버패널
20 : 성형장치
21 : 이형필름
22 : 롤
23 : 열경화성 폴리우레탄 조성물
24 : 가열장치
31 : 슬라이드글라스
32 : PET 시트

Claims (7)

  1. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)로서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어(tackifier)를 함유하고,
    상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하고,
    상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것을
    특징으로 하는 광학투명점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태키파이어는, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지, 및 지환족 포화 탄화수소수지 중의 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제(可塑劑)를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가소제는, 카르복시산계 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  5. 제1항 또는 제2항의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서,
    상기 폴리올 성분, 상기 폴리이소시아네이트 성분 및 상기 태키파이어를 교반혼합하여 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)하는 공정과,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 하는 적층체(積層體).
  7. 제1항 또는 제2항의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 갖는 표시장치.
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