KR100699624B1 - 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름 - Google Patents

대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 그 목적은 투명지지체 위에 인라인(In-line) 코팅방식을 이용하여 SiO2 등의 무기산화물과 고분자 입자 비드를 혼합하여 제조한 용액으로 방현층을 형성함과 아울러 대전방지 기능을 하는 대전방지층을 형성하여 대전방지 기능 및 선명도를 향상시킨 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름을 제공하는데 있다.
대전방지, 고해상, SiO2, 방현, anti-glare, 고분자 비드

Description

대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름{Method for Manufacturing Antistatic High-Resolution Anti-Glare Film and Antistatic High-Resolution Anti-Glare Film using thereof}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 대전방지 고해상 방현 필름의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 투명지지체 200: 방현층
300: 대전방지층
본 발명은 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름에 관한 것으로, 특히 투명지지체 위에 인라인(In-line) 코팅방식을 이용하여 SiO2 등의 무기산화물과 고분자 입자 비드를 혼합하여 제조한 용액으로 방현층을 형성함과 아울러 싸이오펜 계열의 고분자 수지를 사용하여 대전방지 기능을 하는 대전방지층을 형성하여 방현 기능과 대전방지 기능을 갖으며 고해상을 구 현할 수 있는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치를 비롯한 화상 표시 장치는 그 화상 표시면에 외광이 반사되면 가시성이 현저히 손상된다. 화상의 질을 중시하는 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 등의 용도, 외광이 강한 옥외에서 사용되는 비디오 또는 디지털 카메라 등의 용도, 또한 반사광을 사용하고 표시하는 휴대 전화와 같은 반사형 액정 표시 장치 등의 용도로서는, 이의 반사를 방지하는 처리가 표시 장치 표면에서 이루어질 수 있는 것이 통례이다. 반사 방지 처리는 광학 다층막의 층간 간섭을 이용한 무반사 처리와, 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 입사광을 산란시켜 반사된 상을 계조 처리하는 소위 방현성 처리로 대별된다. 전자의 무반사 처리는 균일한 광확산막 두께의 다층막을 형성할 필요성으로 인하여 비용이 높은 문제가 있다. 이에 반하여, 후자의 방현성 처리는 비교적 저렴히 실현될 수 있으므로, 대형 퍼스널 컴퓨터나 모니터 등의 용도에 사용되고 있다.
또한, 방현성 처리는 예컨대, 충전제를 분산시킨 자외선 경화성수지를 투명 기재상에 코팅하고, 건조시킨 후, 자외선을 조사하여 수지를 경화시키고, 충전제 형상을 필름 표면에 전사시켜 랜덤 요철을 형성하는 등의 방법에 의해 수행되어 왔다. 그리하여 얻은 방현성 (안티-글레어성)을 갖는 층을 비-글레어층 또는 방현층으로 지칭한다.
그러나 종래의 방현층이 코팅된 필름은 투명도가 떨어지는 문제점이 있었고, 또한 정전기 방지 기능이 충분히 부여되지 못하여 표면에 이물질 등이 부착되어 대 형 LCD(Liquid Crystal Display)에서 외부 전하에 의해 액정이 깨지는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 투명지지체 위에 인라인(In-line) 코팅방식을 이용하여 SiO2 등의 무기산화물과 고분자 입자 비드를 혼합하여 제조한 용액으로 방현층을 형성함과 아울러 대전방지 기능을 하는 대전방지층을 형성하여 대전방지 기능 및 선명도를 향상시킨 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름을 제공하는데 있다.
이하, 기술적 사상을 중심으로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 대전방지 고해상 방현 필름은 투명지지체 위에 인라인 코팅방식을 이용하여 방현층을 형성하는 단계와 상기 방현층 위에 대전방지층을 형성하는 단계를 거쳐 제조된다.
이하, 각 단계에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
(1) 방현층 형성단계
1) 방현층 코팅단계
방현층은 경화성 수지, 무기산화물, 고분자 비드, 경화제, 레벨링제, 중합개시제를 포함하여 구성되는 방현 코팅 조성물을 분산제와 혼합하여 용액의 형태로 제조한 다음 투명지지체 위에 인라인 코팅방식을 통해 코팅함으로써 수행된다.
본 발명에서 사용하는 투명지지체는 소수성 투명수지 필름 또는 글래스를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 트리아세틸셀룰로스(TAC), 폴리올레핀, 무정형 폴리올레핀, 사이클로 올레핀, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리(메틸메타크릴레이트) 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등의 각종 투명수지 필름 및 석영 유리, 소다 유리 등의 유리기재 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 본 발명에서 사용하는 투명지지체는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성, 경제성 등을 감안하여 동일한 작용효과를 나타낸다면 상기 열거된 물질에 한정되지 않는다.
본 발명의 인라인 코팅방식에서 사용되는 코팅헤드는 , 예컨대 나이프(Knife), 콤마(Comma), 다이(Die), 마이크로 그라비아, 그라비아, 닙(nip), 스프레이 등이 있다. 본 발명에서와 같은 인라인 코팅방식은 상기에 열거한 코팅헤드를 사용함으로써 발생하는 미세한 공극화 현상을 없애거나 최소화한다. 또한, 공극에 공기가 차게되면 굴절율에 변화를 가져올 수 있고, 빛을 산란시켜서 전체적인 투과율을 감소시킨다.
본 발명에서 사용되는 경화성 수지, 무기산화물, 고분자 비드, 경화제, 레벨 링제, 중합개시제를 포함하여 구성되는 방현 코팅 조성물의 구성과 상기 조성물과 혼합되는 분산제에 대해 각각 살펴보면 다음과 같다.
① 경화성 수지
본 발명에서 사용하는 경화성수지는 광경화성수지를 사용한다.
광경화성수지로는 일반적으로 UV경화성수지를 사용한다. 광경화성수지로는 불포화 폴리에스테르 수지, 다관능 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 경화성수지는 동일한 작용 효과를 나타낸다면 그 범위가 상기 나열된 수지에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명에서 사용가능한 경화성수지는 동일한 작용 효과를 나타낸다면 그 범위 또는 함량은 나열된 수지나 함량에 한정되지 않음은 물론이다.
방현효과는 물론 고경도 및 투명성 등의 물성도 함께 가지기 위해서는, 본 발명에서 사용하는 광경화성수지는 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylte), 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트(tetramethylolmethane tetraacrylate), 테트라메틸올메탄 트리아크렐레이트(tetramethylolmethane triacrylate), 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 1,6-비스(3-아크릴오일옥시-2-하이드록시프로 필옥시)헥산[1,6-bis(3-acryloyloxy-2-hydroxypropyl)hexane] 등과 같은 다관능기 알콜 유도체, 폴리에틸렌 글라이콜 디아크릴레이트(polyethylene glycol diacrylate)와 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate)와 같은 우레탄 아크릴레이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 우레탄 선행고분자(hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer) 등이 단독 또는 혼합하여 사용한다.
전술한 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 경화성수지 100중량%에 있어서 10중량% 내지 90중량% 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30중량% 내지 87중량%이다. 더더욱 바람직하게는 50중량% 내지 85중량% 사용하는 것이 바람직하다.
경화성수지 100중량%에 있어서 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지가 10중량% 보다 작으면 절대적인 관능기 수가 적어서 관능기의 결합에 따른 고경도를 얻기 힘들고, 90중량% 보다 많을 때는 경도는 높아지지만 후술할 대전방지제와 혼합성이 떨어지는 단점이 있다.
② 무기산화물
본 발명에서는 방현효과를 얻기 위하여 무기산화물을 사용한다. 본 발명에서는 유기산화물을 제외한 모든 산화물을 무기산화물이라 통칭하며, 본 발명에서는 무기산화물 중에서 금속산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
금속산화물을 형성하는 금속은 제한이 없으며 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 칼 륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 루비듐(Rb), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 등을 사용할 수 있다. 이들 금속은 하나의 금속이 복수개의 원자가를 가지면서 여러 금속산화물을 형성할 수도 있다. 또한, 2 이상의 금속이 포함된 다금속산화물을 형성할 수도 있다.
본 발명에서는 대표적으로 SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 등의 금속산화물을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
금속산화물의 입자 직경은 0.1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 7㎛이다. 더더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 4㎛이다. 금속산화물의 입자 직경이 0.1㎛보다 작으면 만족스러운 광확산에 의한 방현효과를 얻기 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 금속산화물의 입자 직경이 10㎛보다 크면 도포되는 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화된다.
본 발명에서 사용하는 금속산화물의 함량은 방현 코팅 조성물 100중량%에 있어서 1중량% 내지 25중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3중량% 내지 20중량%이다. 더더욱 바람직하게는 4중량% 내지 12중량%이다. 금속산화물의 함량이 1중량% 보다 작으면 광확산에 의한 방현 효과를 기대하기 어렵고, 25중량% 보다 크면 광확산 효과가 과도하여 투과율을 현저히 감소시킨다.
③ 고분자비드
본 발명은 방현효과를 얻기 위하여 금속산화물와 함께 고분자비드를 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
금속산화물은 빛이 금속산화물을 투과 또는 굴절되지 않아 광확산에 의한 방현효과는 극대화할 수 있지만, 광확산 효과가 지나치면 고해상도를 떨어뜨리는 단점이 있다. 따라서 금속산화물의 확산효과를 일정 수준 유지하면서도 눈부심 현상을 줄일 수 있는 굴절가능한 비드가 필요하다. 본 발명에서는 소정의 굴절율을 가지는 고분자비드을 소정 함량 금속산화물과 혼합하여 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 고분자비드를 선택할 때에는 금속산화물과 혼합 용이성, 고해상도 저하 개선효과 등을 고려하여 고분자비드의 종류, 입자크기, 입자형상 등을 선택한다.
본 발명에 의한 대전방지 고해상 방현 필름에서 사용하는 고분자비드는 고분자비드의 굴절율, 크기, 형태 등을 조정하여 보다 방현효과가 뛰어나면서도 고정세한 디스플레이 화질을 저하시키지 않고 선명하게 구현할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 고분자비드는 멜라민계 비드(굴절율 : 1.57), 아크릴계 비드(굴절율:1.47), 아크릴-스티렌계 비드(굴절율 : 1.54), 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드, 스티렌계 비드 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 고분자비드는 방현층을 제조하는 방식에 따라서 일정정도 차이가 있을 수 있으며, 본 발명에서 사용하는 인라인 코팅방식에서 마이크로그라비어, 그라비어, 다이, 캠, 콤마, 나이프, 스프레이, 스핀코팅 등의 코팅헤드의 종류에 따라서 고분자광확산 미립자의 종류, 크기, 형상 등이 달라질 수 있다.
본 발명에서 사용하는 아크릴계 비드는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아밀 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 벤질 메카크릴레이트, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 이타콘산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드, 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌클리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴산벤조에이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트의 단량체 또는 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 스티렌계 비드는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, o-에틸스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 고분자비드의 함량은 상기 무기산화물 100중량부에 대하여 1중량부 내지 25중량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 5중량부 내지 15중량부이다. 고분자비드의 함량이 1중량부 보다 작으면 금속산화물에 의한 고정세 감소 효과를 막지 못하고, 25중량부 보다 크면 방현 코팅 조성물 전체 함량 대비 방현효과 효율이 떨어진다.
④ 경화제
본 발명에서 광경화성수지, 금속산화물, 고분자 비드 등의 종류에 따라서 하나의 경화제를 선택하거나 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드리진 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서는 광경화성수지만을 사용하므로 경화제도 광경화성 경화제만을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 경화성수지의 종류, 물리화학적 성질 등에 따라서 경화제의 종류, 크기, 함량 등을 조정하여 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에서의 이소시아네이트계 화합물은 트리메틸렌 디이소시아네이트(trimethylene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 디페닐메탄 이소시아네이트(diphenylmethane isocyanate), 자이렌 디이소시아네이트(xylene diisocyanate) 등의 방향족 디이소시아네이트계 화합물, 헥사메틸 디이소시아네이트(hexamethyl diisocyanate) 등의 지방족 디이소시아네이트 화합물(aliphatic diisocyanate) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
또한, 본 발명에서의 에폭시계 화합물은 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(polyethylene glycol diglycidyl ether), 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether), 트리메틸올 프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylol propane triglycidyl ether) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명의 방현층을 형성하기 위해 사용되는 경화제는 방현 코팅 조성물 100중량%에 대하여 0.5중량% 내지 15중량% 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%이다.
본 발명에서 경화제는 방현 코팅 조성물의 분자량 또는 사슬 구조를 제어하기 위하여 사용하는 첨가제로서, 전술한 범위에서 경화제를 사용하면 상 분리 현상 등을 억제하는 효과가 두드러진다. 경화제의 함량이 0.5중량% 보다 작으면 경화제 기능을 기대하기 힘들고, 15중량% 보다 크면 경화성 수지의 함량이 상대적으로 낮아 경도를 높이기 어렵다.
⑤ 중합개시제
광경화성수지를 사용하고 이를 경화하기 위하여 광경화제를 사용를 사용하는 경우, 중합개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 광중합개시제는 디에톡시아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르핀(4-티오메틸페닐) 프로판-1-온 등의 아세트페논류, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐아황산, 4-벤조일-N, N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸] 벤젠메타나미늄블로미드, (4-벤조일벤질) 트리메틸암모늄클로라이드 등의 벤조페논류, 2, 4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-디클로로티옥산톤 등의 티옥산톤류, 2, 4, 6-트리메틸벤조일디페닐벤조일옥사이드 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 촉진제(증감제)로서, N, N-디메틸파라톨루이진, 4, 4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아민계 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
광중합개시제의 함량은 방현 코팅 조성물 100중량%에 있어서, 0.1중량% 내지 10중량%의 범위가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 5중량%이다. 광중합개시제의 함량이 0.1중량% 보다 작으면 광중합 효과를 얻기 힘들고, 광중합개시 제의 함량이 10중량% 보다 크면 광중합개시 효과에 비하여 지나치게 많은 광중합개시제가 투입되어 경제성이 떨어진다.
⑥ 레벨링제
본 발명에서는 방현층의 표면을 고르게 하기 위하여 레벨링제를 사용한다. 레벨링제는 실리콘계 수지에 케톤이나 에스테르계 용제를 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 의한 레벨링제로는 실리콘 디아크릴레이트나 실리콘 폴리아크릴레이트 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
레벨링제의 함량은 방현 코팅 조성물 100중량%에 있어서 0.1중량% 내지 3중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 2중량%이다. 레벨링제가 0.1중량%보다 작으면 레벨링 효과를 기대하기 힘들고, 3중량% 보다 클 때는 본 발명에 의한 방현코팅층의 표면 경도가 약화될 우려가 있다.
또한, 불소계 수지와 실리콘계 수지를 함께 사용할 때 레벨링제의 함량은 불소계 수지만 사용할 때의 레벨링제 함량의 70% 내지 80%만을 사용한다. 실리콘계 수지 자체가 레벨링제 역할을 하기 때문이다.
⑦ 분산제
본 발명에서는 방현층을 투명지지체에 도포하기 위하여 분산제인 유기용매를 사용한다. 본 발명에서는 금속산화물과 고분자비드가 고르게 분산될 수 있는 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다. 방현층의 도포성, 투명지지체와의 부착성, 방현 기능의 제고 등을 고려하여 유기용매를 사용한다.
본 발명에서 사용하는 유기용매는 알콜계의 메탄올, 이소프로판올, 부탄올, t-부탄올, 이소부탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 알콜, 케톤류의 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 케톤, 아세틸 아세톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 디케톤, 에스테르류의 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 에스테르, 에테르 알콜류의 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 그 외에 N-메틸 피롤리돈, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디아세톤 알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 또한, 방향족 탄화수소에 해당하는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
유기용매는 도포되는 방현 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부 내지 180중량부 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 80중량부 내지 150중량부이다. 유기용매의 함량이 방현 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부보다 작을 때는 점도가 낮아 투명지지체과의 도포성, 부착성 등이 떨어지고, 180중량부보다 클 때는 방현 코팅 조성물에 비하여 지나치게 많은 유기 용매를 사용함으로써 채산성이 떨어진다.
2) 건조단계
상기 1)단계의 과정을 거쳐 형성된 방현층은 건조하는 공정을 거치게 된다.
이는 상기 방현층 코팅단계에서 투명지지체 상에 함유된 용매를 제거하기 위 해 수행된다. 건조온도는 20℃ 내지 75℃로 수행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25℃ 내지 45℃ 이다. 온도가 20℃ 이하이면 건조가 제대로 이루어지지 않고 건조시간이 길어지는 문제점이 있다. 또한 건조온도가 75℃ 이상에서는 물성이 변할 여지가 있으며, 그 이상의 온도 상승은 경제성이 떨어진다.
또한, 건조시간은 45초 내지 70초 정도가 바람직하다. 더 바람직하게는 55초 내지 65초, 더더욱 바람직하게는 58초 내지 62초 이다. 건조시간이 45초 이하이면 건조의 효과가 제대로 나타나지 못하고, 70초 이상의 건조는 물성에 영향을 줄 수 있다.
3) 경화단계
본 발명에 의한 경화단계는 통상적으로 사용되는 경화방식을 사용한다.
본 발명에 의한 방현 코팅 조성물에서는 광경화성수지가 포함되어 있으므로, 경화단계에서는 UV경화를 수행한다. 본 발명에서 광경화는 UV경화로 진행하고, UV경화는 5mJ 내지 40mJ 에너지 범위에서 UV경화하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10mJ 내지 20mJ이다. UV경화시 에너지량이 5mJ보다 작을 때는 충분한 광경화효과를 얻을 수 없고, UV경화 에너지량이 40mJ보다 클 때는 지나친 UV경화로 방현층의 물성에 영향을 줄 수 있다. 상기의 자외선 경화는 초고온 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본아크, 크세논아크, 메탈할라이드 램프 등의 광원으로부터 발하는 자외선 등을 사용한다.
상기의 과정을 거쳐 형성된 방현층의 두께는 1.5㎛ 내지 10㎛인 것이 바람직 하다. 보다 바람직하게는 3㎛ 내지 7㎛이다. 방현층의 두께가 1.5㎛ 이하이면 방현효과를 구현하기가 힘들고, 10㎛ 이상이면 그 두께가 두꺼워진다는 단점이 있다.
(2) 대전방지층 형성단계
1) 대전방지층 코팅단계
대전방지층은 경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제, 자외선 흡수제(경화성 수지로 광경화성수지를 사용하는 경우에 사용됨)로 구성되는 대전방지 코팅 조성물을 분산제와 혼합하여 용액의 형태로 제조한 다음 상기 방현층 위에 인라인 코팅방식을 통해 코팅함으로써 수행된다.
본 발명의 인라인 코팅방식에서 사용되는 코팅헤드는 , 예컨대 나이프(Knife), 콤마(Comma), 다이(Die), 마이크로 그라비아, 그라비아, 닙(nip), 스프레이 등이 있다. 본 발명에서와 같은 인라인 코팅방식은 상기에 열거한 코팅헤드를 사용함으로써 발생하는 미세한 공극화 현상을 없애거나 최소화한다. 또한, 공극에 공기가 차게되면 굴절율에 변화를 가져올 수 있고, 빛을 산란시켜서 전체적인 투과율을 감소시킨다.
본 발명에서 사용되는 경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제, 자외선 흡수제로 구성되는 대전방지 코팅 조성물의 구성과 상기 조성물과 혼합되는 분산제에 대해 각각 살펴보면 다음과 같다.
① 경화성 수지
본 발명에서 사용하는 경화성수지는 열경화성수지 또는 광경화성수지 중 적어도 하나를 사용한다.
열경화성수지와 광경화성수지는 일반적으로 알려진 공지의 수지를 사용한다. 열경화성수지 중에서 축중합형 수지로는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있으며, 첨가중합형 수지로는 에폭시수지, 폴리에스테르수지 등이 있다. 본 발명에서는 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 광경화성수지로는 일반적으로 UV경화성수지를 사용한다. 광경화성수지로는 불포화 폴리에스테르 수지, 다관능 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 경화성수지는 동일한 작용 효과를 나타낸다면 그 범위가 상기 나열된 수지에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명에서 사용가능한 경화성수지는 동일한 작용 효과를 나타낸다면 그 범위 또는 함량은 나열된 수지나 함량에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명에서는 열경화성수지만으로 경화성수지를 구성하는 것이 가능하지만, 광경화성수지도 함께 사용할 수 있다. 대전방지 효과는 물론 고경도 및 투명성 등의 물성도 함께 가지기 위해서는, 본 발명에서 사용하는 광경화성수지는 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylte), 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트 (tetramethylolmethane tetraacrylate), 테트라메틸올메탄 트리아크렐레이트(tetramethylolmethane triacrylate), 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 1,6-비스(3-아크릴오일옥시-2-하이드록시프로필옥시)헥산[1,6-bis(3-acryloyloxy-2-hydroxypropyl)hexane] 등과 같은 다관능기 알콜 유도체, 폴리에틸렌 글라이콜 디아크릴레이트(polyethylene glycol diacrylate)와 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate)와 같은 우레탄 아크릴레이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 우레탄 선행고분자(hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer) 등이 단독 또는 혼합하여 사용한다.
전술한 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 경화성수지 100중량%에 있어서 10중량% 내지 90중량% 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30중량% 내지 87중량%이다. 더더욱 바람직하게는 50중량% 내지 85중량% 사용하는 것이 바람직하다.
경화성수지 100중량%에 있어서 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지가 10중량% 보다 작으면 절대적인 관능기 수가 적어서 관능기의 결합에 따른 고경도를 얻기 힘들고, 90중량% 보다 많을 때는 경도는 높아지지만 후술할 대전방지제와 혼합성이 떨어지는 단점이 있다.
② 대전방지제
본 발명에서 사용하는 대전방지제는 전도성 고분자, 금속입자, 무기산화물, 금속산화물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서 대전방지제로 사용하는 전도성 고분자는 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(p-phenylene)], 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)], 폴리피롤[Polypyrrole(피리딘중합체)], 폴리(p-페닐렌 설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌 비닐렌)[Poly(p-phenylene vinylene)], 폴리(티에닐렌 비닐렌[Poly(thienylene vinylene)], 폴리아닐린(Polyaniline) 등을 단독 또는 혼합하여 사용가능하다.
또한, 본 발명에서는 전기 전도도가 높고, 대기 중에서 비교적 안정하며 비교적 투명한 전도성 도막을 얻을 수 있는 전도성 폴리싸이오펜 계열의 고분자 수지를 사용할 수 있다. 그 일례로는 , 3-알킬 싸이오펜, 2,3-다이메틸싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-벤조일싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-(α-하이드록시벤질)싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-(α-하이드록시벤질)싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-벤질싸이오펜, 3,4- (에틸렌디옥시)싸이오펜 등이 있다. 상기 싸이오펜계열의 고분자 수지의 함량은 대전방지제 100중량%에 있어서, 10중량% 내지 80% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 40중량% 내지 65중량%이다. 싸이오펜계열의 고분자 수지의 함량이 10중량% 보다 작으면 전도성향상 효과 및 투명선 개선효과가 미비하고, 그 함량이 80% 보다 많으면 효과대비 경제성이 떨어진다.
본 발명에서 대전방지제로 사용하는 금속입자는 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 납(Pb), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루 테늄(Ru), 주석(Sn), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti) 등을 단독, 혼합 또는 은(Ag) 코팅된 구리(Cu)처럼 다른 금속을 코팅하여 사용한다.
본 발명에서는 사용되는 무기산화물은 유기산화물을 제외한 모든 산화물을 무기산화물이라 통칭하며, 본 발명에서는 무기산화물 중에서 금속산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
금속산화물을 형성하는 금속은 제한이 없으며 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 루비듐(Rb), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 등을 사용할 수 있다. 이들 금속은 하나의 금속이 복수개의 원자가를 가지면서 여러 금속산화물을 형성할 수도 있다. 또한, 2 이상의 금속이 포함된 다금속산화물을 형성할 수도 있다.
본 발명에서는 대표적으로 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antinomy Tin Oxide), SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 등의 금속산화물을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
금속산화물의 입자 직경은 0.1㎛ 내지 1㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 0.7㎛이다. 금속산화물의 입자 직경이 0.1㎛보다 작으면 만족스러운 대전방지 효과를 얻기 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 금속산화물의 입자 직경이 1㎛보다 크면 도포되는 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화된다.
대전방지제의 함량은 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 대하여 0.5중량% 내지 30중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3중량% 내지 20중량%이다. 더더욱 바람직하게는 7중량% 내지 15중량%이다. 대전방지제의 함량이 0.5중량% 보다 작으면 전도성을 확보하기 힘들고, 30중량% 보다 크면 전도성 효과는 현저하나 투명도가 낮아지고, 양산성 및 경제성이 떨어질 수 있다.
③ 경화제
본 발명에서의 경화제는 열경화성수지 또는 광경화성수지에 존재하는 관능기의 형태에 따라서 적절히 선택 및 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드리진 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서의 이소시아네이트계 화합물은 트리메틸렌 디이소시아네이트(trimethylene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 디페닐메탄 이소시아네이트(diphenylmethane isocyanate), 자이렌 디이소시아네이트(xylene diisocyanate) 등의 방향족 디이소시아네이트계 화합물, 헥사메틸 디이소시아네이트(hexamethyl diisocyanate) 등의 지방족 디이소시아네이트 화합물(aliphatic diisocyanate) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
또한, 본 발명에서의 에폭시계 화합물은 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(polyethylene glycol diglycidyl ether), 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether), 트리메틸올 프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylol propane triglycidyl ether) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서의 경화제는 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 대하여 0.5중량% 내지 15중량% 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%이다. 더더욱 바람직하게는 3중량% 내지 5중량%이다.
본 발명에서 경화제는 대전방지 코팅 조성물의 분자량 또는 사슬 구조를 제어하기 위하여 사용하는 첨가제로서, 전술한 범위에서 경화제를 사용하면 상 분리 현상 등을 억제하는 효과가 두드러진다. 경화제의 함량이 0.5중량% 보다 작으면 경화제 기능을 기대하기 힘들고, 15중량% 보다 크면 경화성수지의 함량이 상대적으로 낮아 경도를 높이기 어렵다.
④ 레벨링제
본 발명에서는 대전방지층의 표면을 고르게 하기 위하여 레벨링제를 사용한다. 레벨링제는 실리콘계 수지에 케톤이나 에스테르계 용제를 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 의한 레벨링제로는 실리콘 디아크릴레이트나 실리콘 폴리아크릴레이트 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
레벨링제의 함량은 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 있어서 0.1중량% 내지 3중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 2중량%이다. 레벨링 제가 0.1중량%보다 작으면 레벨링 효과를 기대하기 힘들고, 3중량% 보다 클 때는 본 발명에 의한 대전방지층의 표면 경도가 약화될 우려가 있다.
또한, 불소계 수지와 실리콘계 수지를 함께 사용할 때 레벨링제의 함량은 불소계 수지만 사용할 때의 레벨링제 함량의 70% 내지 80%만을 사용한다. 실리콘계 수지 자체가 레벨링제 역할을 하기 때문이다.
⑤ 자외선 흡수제
본 발명에서 자외선경화를 위하여 광경화성수지를 사용할 때, 광경화시 발생하는 열화를 방지하고 대전방지층의 내구성을 향상시키기 위하여 자외선 흡수제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 자외선 흡수제는 살리실레이트계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이졸계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 벤조에이트계 자외선 흡수제 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 자외선 흡수제는 페닐 살리실레이트, p-tert-부틸페닐 살리실레이트, p-옥틸페닐 살리실레이트, 4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐)메탄, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-4'-옥톡시페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3',4',5',6'-테트라히드로프탈이미도메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸릴-2-일)페놀], 2-(2'-히드록시-5'-메타크릴옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-[(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 및 2-(2'-히드록시-3',5'-di-t-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-에틸헥실-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서의 자외선 흡수제의 함량은 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 있어서, 0.1중량% 내지 10중량% 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5중량% 내지 5중량%이다.
자외선 흡수제의 함량이 0.1중량% 이하일 때는 자외선 흡수제를 첨가하는 효과가 제대로 실현되지 못하고, 10중량% 이상일 때는 대전방지층의 물성에 영향을 줄 수 있다.
⑥ 분산제
본 발명에서는 대전방지층을 방현층 위에 도포하기 위하여 분산제를 사용한 다. 본 발명에서는 대전방지 코팅 조성물이 고르게 분산될 수 있는 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.
대전방지층의 도포성, 방현층과의 부착성, 대전방지 기능의 제고 등을 고려하여 유기용매를 사용한다.
본 발명에서 사용하는 유기용매는 알콜계의 메탄올, 이소프로판올, 부탄올, t-부탄올, 이소부탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 알콜, 케톤류의 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 케톤, 아세틸 아세톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 디케톤, 에스테르류의 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 에스테르, 에테르 알콜류의 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 그 외에 N-메틸 피롤리돈, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디아세톤 알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 또한, 방향족 탄화수소에 해당하는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
유기용매는 도포되는 대전방지 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부 내지 180중량부 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 80중량부 내지 150중량부이다. 유기용매의 함량이 대전방지 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부보다 작을 때는 점도가 낮아 방현층과의 도포성, 부착성 등이 떨어지고, 180중량부보다 클 때는 대전방지 코팅 조성물에 비하여 지나치게 많은 유기 용매를 사용함으로써 채산성이 떨어진다.
2) 건조단계
상기 1)단계의 과정을 거쳐 형성된 대전방지층은 건조하는 공정을 거치게 된다.
이는 상기 대전방지층 코팅단계에서 상기 방현층 상에 함유된 용매를 제거하기 위해 수행된다. 건조온도는 20℃ 내지 75℃로 수행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25℃ 내지 45℃ 이다. 온도가 20℃ 이하이면 건조가 제대로 이루어지지 않고 건조시간이 길어지는 문제점이 있다. 또한 건조온도가 75℃ 이상에서는 물성이 변할 여지가 있으며, 그 이상의 온도 상승은 경제성이 떨어진다.
또한, 건조시간은 45초 내지 70초 정도가 바람직하다. 더 바람직하게는 55초 내지 65초, 더더욱 바람직하게는 58초 내지 62초 이다. 건조시간의 45초 이하이면 건조의 효과가 제대로 나타나지 못하고, 70초 이상의 건조는 물성에 영향을 줄 수 있다.
3) 경화단계
경화단계에서는 대전방지층 코팅단계 및 건조단계를 통하여 형성된 대전방지층을 경화시킨다. 상기 경화단계는 열경화 또는 자외선 경화가 수행될 수 있다.
먼저 열경화를 수행하는 경우는 온도 조건은 45℃ 내지 85℃ 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50℃ 내지 70℃이다. 열경화 온도가 45℃보다 작으면 열경화하기 충분하지 않으며, 85℃보다 크면 대전방지 코팅 조성물의 물성에 영향을 미칠 수 있다.
열경화 시간은 30초 내지 5분이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1분 내지 3분이다. 열경화 시간은 열경화 온도 조건에 대응하여 변화시킬 수 있다. 열경화 시간이 30초보다 작으면 열경화 온도가 높더라도 충분한 열경화 효과를 확보하기 힘들고, 열경화 시간이 5분을 초과하면 생산성이 떨어짐은 물론 물성에 영향을 줄 수 있다.
또한, 자외선 경화를 수행할 경우는 5mJ 내지 40mJ 에너지 범위에서 UV경화하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10mJ 내지 20mJ이다.
UV경화 에너지량이 5mJ보다 작을 때는 충분한 자외선 경화효과를 얻을 수 없고, UV경화 에너지량이 40mJ보다 클 때는 지나친 UV경화로 염료의 물성에 영향을 줄 수 있다. 상기의 자외선 경화는 초고온 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본아크, 크세논아크, 메탈할라이드 램프 등의 광원으로부터 발하는 자외선 등을 사용한다.
상기의 대전방지층의 형성단계를 통해 형성된 대전방지층의 두께는 0.5㎛ 내지 2㎛인 것이 바람직하다. 두께가 0.5㎛ 보다 얇으면 대전방지 기능을 수행하기가 어렵고, 2㎛ 보다 두꺼워지면 전체적으로 필름의 두꺼워지며, 대전방지 기능대비 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
상기 박형 대전방지 고해상 방현 필름의 표면저항은 e04 Ω/sq내지 5*e07Ω/sq이 바람직하다. 표면저항이 5*e07Ω/sq 보다 크면, 대전방지 기능을 발휘하기 힘들고, 표면저항이 e04 Ω/sq 보다 작게 하기 위해서는 필요한 전도성고분자의 양 이 많게 되어 경제성이 떨어진다.
본 발명에서는 사용되는 싸이오펜 계열의 고분자수지는 전기전도성을 향상시킴과 아울러 투명도를 개선시킨다. 또한 가공성도 우수하고, 대기중에서도 안정하다.
상기의 제조과정을 거쳐 제조된 대전방지 고해상 방현필름의 구성도가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 대전방지 고해상 방현필름은 투명지지체(100)와; 상기 투명지지체(100) 위에 코팅된 방현층(200)과; 상기 방현층(200) 코팅된 대전방지층(300)으로 구성된다.
본 발명의 보호범위는 본 발명에 의한 대전방지 고해상 방현필름은 물론 이를 이용한 디스플레이에도 미친다. 또한 본 발명에 의한 디스플레이는 브라운관표시장치(CRT, cathode-ray tube), 액정표시장치(LCD, liquid crystal dispaly), 플라즈마표시장치(PDP, plasma display pannel) 및 유기전계발광 표시장치(OLED, organic light emitting diode)로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나에 적용가능하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 이와 비교되는 비교예를 가지고 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
금속산화물은 입자 직경이 1㎛ 내지 4㎛의 SiO2를 방현 코팅 조성물 100중량 %에 있어서 12중량%, 고분자비드로는 아크릴계 비드 부틸 메타크릴레이트와 스티렌계 비드를 혼합한 것을 상기 SiO2 100중량부에 대하여 5중량부, 광경화제는 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 디글리시딜 에테르를 3중량%, 레벨링제는 실시콘 디아크릴레이트를 1중량%, 중합개시제는 벤조인이소부틸에테르를 1.5중량% 그리고 경화성 수지로 광경화성수지로는 폴리에틸렌 글라이콜 디아크릴레이트와 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트를 포함하여 이루어진 방현 코팅 조성물을 자일렌에 녹여 용액의 형태로 제조한 후, TAC 위에 인라인 코팅방식을 이용해서 코팅을 수행하였다. 자일렌의 중량은 방현 코팅 조성물 100중량부에 대해서 150중량부의 비로 혼합하였다. 그리고 pre-drying 후 자외선 조사하여 경화시켜, 5㎛의 방현층을 얻었다.
상기 방현층 위에 전도성 고분자인 폴리아세틸과 3-알킬 싸이오펜을 혼합한 것을 10중량%(폴리아세틸과 3-알킬 싸이오펜의 혼합비는 3:7), 경화제 3중량%, 레벨링제 1중량%, 그리고 경화성 수지로 페놀수지를 포함하여 이루어진 대전방지 코팅 조성물을 자일렌에 녹여 용액의 형태로 제조한 후, 인라인 코팅방식을 이용해서 코팅을 수행하였다. 자일렌의 중량은 대전방지 코팅 조성물 100중량부에 대해서 120중량부의 비로 혼합하였다. 대전방지층을 코팅한 후, 건조온도 상온에서 60초간 건조공정을 수행하고, 70℃에서 3분간 열경화시켜 두께 1㎛의 대전방지층을 형성하였다. 상기의 조건으로 대전방지 방현필름을 제조하였다.
실시예 2
고분자비드로는 아크릴계 비드 부틸 메타크릴레이트와 스티렌계 비드를 혼합 한 것을 상기 SiO2 100중량부에 대하여 10중량부를 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 수행하여 대전방지 방현 필름을 제조하였다.
실시예 3
입자 직경이 1㎛ 내지 2㎛의 SiO2를 사용하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 수행하여 대전방지 방현 필름(고정세용 방현층을 형성)을 제조하였다.
실시예 4
고분자비드로는 아크릴계 비드 부틸 메타크릴레이트와 스티렌계 비드를 혼합한 것을 상기 SiO2 100중량부에 대하여 10중량부를 첨가한 것 외에는 실시예 3과 동일한 조건으로 수행하여 대전방지 방현 필름을 제조하였다.
비교예 1
대전방지층은 형성하지 않고 방현층만을 형성하되, 고분자 비드를 사용하지 않고, SiO2만으로 방현층을 얻었고, 그 외에는 실시예 1의 방현층 형성단계와 동일하다.(haze: 24~25%로 물성 조절)
비교예 2
대전방지층은 형성하지 않고 방현층만을 형성하되, 고분자 비드를 사용하지 않고, SiO2만으로 방현층을 얻었고, 그 외에는 실시예 3의 방현층 형성단계와 동일하다.(haze: 30~35%로 물성 조절)
비교예 3
고분자 비드를 사용하지 않고, SiO2만으로 방현층을 얻었으며, 대전방지제로는 폴리아세틸렌만을 사용하였고, 그 함량은 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 있어서 10중량% 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 수행하여 대전방지 방현 필름을 얻었다.(haze: 24~25%로 물성 조절)
[표 1]은 실시예 1 및 실시예 2를 비교예 1, 비교에 3과 비교한 것으로서, 투과도, Haze, 투명도, 연필경도, 표면저항을 측정한 것을 나타낸 것이다. [표 2]는 실시예 3 및 실시예 4를 비교예 2와 비교한 것으로서 투과도, Haze, 투명도, 연필경도, 표면정항을 측정한 것을 나타낸 것이다.
투과도 (%) haze (%) 투명도 (%) 연필 경도 표면 저항 ( Ω/sq)
실시예 1 93.6 19.7 93.1 3H 6.99*e04
실시예 2 93.0 24.6 91.0 3H 1.46*e05
비교예 1 94.4 25.1 56.8 3H 2.58*e09
비교예 3 94.1 25.5 58.8 3H 4.78*e08
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 1, 실시예 2는 비교예 1과 비교하여 볼 때, 투명도가 개선됨을 알 수 있다. 이는 본 발명에서는 고분자 비드와 더 혼합하여 사용함으로써 나타나는 것이다. 또한, 실시예 1, 실시예 2는 대전방지층을 형성함으로써 비교예 1 보다 표면저항이 작게 나타남을 알 수 있다. 또한, 비교예 3은 전도성 고분자인 폴리아세틸렌을 사용한 대전방지층을 형성함으로써 표면저항이 비교예 1보다는 낮게 측정되었으나, 싸이오펜 계열의 고분자 수지를 사용한 실시예 1, 실시예 2 보다는 표면저항이 높다는 것을 알 수 있다. 또한 투명도도 싸이오펜 계열의 고분자 수지를 사용한 실시예 1, 실시예 2 보다 떨어진다는 것을 알 수 있다. 이는 싸이오펜 계열의 고분자 수지가 투명성과 전기전도성을 향상시킨다는 것을 의미한다.
투과도 (%) haze (%) 투명도 (%) 연필 경도 표면 저항 ( Ω/sq)
실시예 3 92.6 22.7 94.9 3H 5.62*e04
실시예 4 92.1 35.7 91.9 3H 6.19*e04
비교예 2 93.5 33.2 72.3 3H 4.80*e09
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 3, 실시예 4는 비교예 2와 비교하여 볼 때, 투명도가 상당히 개선됨을 알 수 있다. 이는 본 발명에서는 고분자 비드와 더 혼합하여 사용함으로써 나타나는 것이다. 또한, 실시예 3, 실시예 4는 대전방지층을 형성함으로써 비교예 2 보다 표면저항이 작게 나타남을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 구성을 중심으로 실시예와 비교예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기저의 범위 내에 있는 것으로 본다.
또한, 본 발명에서의 바람직한 범위, 더욱 바람직한 범위, 더더욱 바람직한 범위 한정은 그 효과를 더욱 극대화 시키기 위한 것으로서, 한정 범위가 좁혀짐으로써 더욱 만족스러운 기술적 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름은 투명지지체 위에 인라인(In-line) 코팅방식을 이용하여 SiO2 등의 무기산화물과 고분자 입자 비드를 혼합하여 제조한 용액으로 방현층을 형성함으로써, 투명도가 향상되어 고해상의 필름을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 고해상 방현 필름은 방현층 위에 싸이오펜계 고분자를 사용하여 대전방지층을 형성함으로써, 대전방지 기능이 향상된다는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. (a) 자외선 경화성수지, 무기산화물, 고분자비드, 경화제, 광중합개시제, 레벨링제를 포함하여 이루어지는 방현 코팅 조성물 100중량%에 있어서,
    ⅰ) 상기 무기산화물은 1중량% 내지 25중량%
    ⅱ) 상기 고분자비드는 상기 무기산화물 100중량부에 대하여 1중량부 내지 25중량부
    ⅲ) 상기 경화제는 0.5중량% 내지 15중량%
    ⅳ) 상기 광중합개시제는 0.1중량% 내지 10중량%
    ⅴ) 상기 레벨링제는 0.1중량% 내지 3중량%를 포함하여 구성되는 방현 코팅 조성물을 분산제와 혼합하여 녹인 용액을 투명지지체 위에 인라인 코팅방식을 이용하여 코팅하되 상기 분산제의 함량은 방현 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부 내지 180중량부의 비로 혼합하여 방현층을 코팅하고 건조, 자외선 경화하여 방현층을 형성하는 방현층 형성단계;
    (b) 경화성 수지, 싸이오펜 계열의 고분자를 포함하는 대전방지제, 경화제, 레벨링제를 포함하여 이루어지는 대전방지 코팅 조성물 100중량%에 있어서,
    ⅰ) 상기 대전방지제는 0.5중량% 내지 30중량%
    ⅱ) 상기 경화제는 0.5중량% 내지 15중량%
    ⅲ) 상기 레벨링제는 0.1중량% 내지 3중량%를 포함하여 구성되는 대전방지 코팅 조성물을 분산제와 혼합하여 녹인 용액을 상기 방현층 위에 인라인 코팅방식을 이용하여 코팅하되 상기 분산제의 함량은 대전방지 코팅 조성물 100중량부에 대하여 30중량부 내지 180중량부의 비로 혼합하여 대전방지층을 코팅하고 건조, 경화하여 대전방지층을 형성하는 대전방지층 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방현층 형성단계(a)에서 상기 무기산화물은 SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 중 적어도 하나의 금속산화물인 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속산화물은 입자 직경이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자비드는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴라카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드, 스티렌계 비드 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 아크릴계 비드는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아밀 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 벤질 메카크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 이타콘산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드, 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌클리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴산벤조에이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트의 단량체 또는 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스티렌계 비드는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, o-에틸스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광중합개시제는 디에톡시아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르핀(4-티오메틸페닐) 프로판-1-온 등의 아세트페논류, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐아황산, 4-벤조일-N, N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸] 벤젠메타나미늄블로미드, (4-벤조일벤질) 트리메틸암모늄클로라이드, 2, 4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-디클로로티옥산톤, 2, 4, 6-트리메틸벤조일디페닐벤조일옥사이드 중에서 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전방지층 형성단계(b)에서 상기 대전방지제에 포함되는 싸이오펜계 계열의 고분자는 3-알킬 싸이오펜, 2,3-다이메틸싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-벤조일싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-(α-하이드록시벤질)싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-(α-하이드록시벤질)싸이오펜, 2,3-다이메틸-5-벤질싸이오펜, 3,4- (에틸렌디옥시)싸이오펜을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방현층은 그 두께가 1.5㎛ 내지 10㎛가 되도록 제조하는 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 대전방지 고해상 방현 필름의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 대전방지 고해상 방현 필름.
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