KR100785172B1 - 내스크래치성 무광 플라스틱 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내스크래치성 무광 플라스틱 필름에 관한 것으로, 특히 투명 플라스틱 필름을 기재로 하고, 상기 투명 플라스틱 필름의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 제1무광층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 상기 무기 입자는 종래와 같이 고분자 수지에 혼련, 압출되는 것이 아니라 코팅에 의해 두께가 얇은 무광층으로 형성되어, 종래보다 무기 입자를 적게 사용하면서도 우수한 광투과성 효과를 가지는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.

플라스틱 필름, 무광층, 무기 입자

Description

내스크래치성 무광 플라스틱 필름{Matte Plastic Film Having Scratch-resistance}

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제1무광층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이고,

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제2무광층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이고,

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 보호층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이고,

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 후면코팅층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 기호의 간단한 설명**

1: 투명 플라스틱 필름 2: 제1무광층

3: 제1무광입자 4: 제2무광층

5: 제2무광입자 6: 보호층

7: 후면 코팅층

본 발명은 플라스틱 필름에 관한 것으로, 특히 내스크래치성과 무광 효과를 동시에 만족시킬 수 있는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 무광 효과를 나타내는 무기 입자를 종래와 같이 고분자 수지에 혼련, 압출시키는 것이 아니라 투명 플라스틱 필름 위에 코팅에 의하여 두께가 얇은 무광층으로 형성시키는 것을 특징으로 한다.

무광 플라스틱 필름은 빛의 소광특성, 유연성, 전기 절연성, 기계적 강도, 내수성, 가공성 및 경제적 측면에서 포장, 인쇄 산업 및 산업 전 분야에서 널리 사용되고 있다. 본 발명은 높은 광투과성을 가지며 내스크래치성 및 무광 특성을 갖는 플라스틱 필름을 제조하기 위한 것으로, 더욱 구체적으로는 표면 처리 코팅용 조성물 및 이를 이용한 내스크래치성 플라스틱 필름 제조에 관한 것이다.

플라스틱 필름에 무광 효과를 부여하는 원리는 빛의 산란에 의해 소광 특성을 부여하는 것이며, 이러한 특성을 부여하기 위한 지금까지의 시도로서는, 상용하지 않는 두 종류 이상의 고분자를 혼련시키는 첫번째 방법과 고분자 수지에 무기물 입자를 혼련시키는 두번째 방법이 사용되어 왔다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 첫번째 방법은 비상용성을 가지는 2가지 이상의 고분자 수지를 혼련시킨 후 3 레이어(layer) 중 최상위층으로 압출시켜 필름 형태로 제조하는 것이다. 그러면, 상기 고분자 수지는 상용되지 않고 혼련된 상태로 남아 있게 되며, 이로 인한 빛의 산란으로 불투명한 효과를 가지게 되는 것이다. 그러나, 이 방법은 광투과성은 좋을지언정, 혼련되는 고분자 수지 성분 중 하나의 성분이라도 표면 경도가 약하면 제조되는 필름의 전체적인 내스크래치성이 약해지고, 또한 혼련되는 고분자 수지 중 하나의 성분이라도 내열성이 낮을 경우 고온의 압출 과정에서 작업성 저하 및 탄화물 등을 비롯한 표면 결점을 발생시키는 문제점을 가지고 있다.

그리고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 두번째 방법은 고분자 수지에 무기물 입자를 첨부하여 혼련시킨 후 1 레이어로 압출시켜 필름 형태로 제조하는 것이다. 그러면, 상기 무기물 입자, 예를 들어 실리카 또는 탄산칼슘에 의해 백색이 발현되어 투명한 플라스틱 필름이 불투명한 효과를 가지도록 할 수 있다. 그러나, 이 방 법 또한 내스크래칭성이나 내마모성은 좋을지언정, 고분자 수지 상에 표면 경도가 높은 무기 입자를 혼련시켜서 무광 효과를 나타내기 위하여, 과량의 무기 입자를 혼련해야하므로 이로 인해 광투과 특성이 저하되는 또 다른 문제점을 가지고 있다.

상기와 같이, 종래의 시도에 있어서는 어느 방법으로도 내스크래칭성이나 내마모성과 함께 광투과성을 만족시킬 수 있는 무광 플라스틱 필름을 제조할 수 없었다. 이에 따라, 산업 재료의 고급화에 따른 충분한 광투과도 및 내스크래치 특성을 병립 실현하면서, 동시에 무광 효과를 나타낼 수 있는 새로운 플라스틱 필름이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 투명 플라스틱 필름을 기재로 하고, 상기 투명 플라스틱 필름의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 제1무광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제공하기 위한 것이다.

이러한 본 발명을 통하여, 상기 무기 입자는 종래와 같이 고분자 수지에 혼련, 압출되는 것이 아니라 코팅에 의해 두께가 얇은 무광층으로 형성되어, 종래보다 무기 입자를 적게 사용하면서도 내마모성과 함께 우수한 광투과성 효과를 가지는 내스크 래치성 무광 플라스틱 필름을 제조하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 상기 제1무광층 또는 상기 제1무광층 위에 형성되는 제2무광층에는 보호층을 형성하여 외부의 물리적 충격이나 침입으로부터 필름을 보호할 수 있고, 상기 투명 플라스틱 필름의 배면에는 별도의 코팅층을 형성하여 컬(CURL) 발생이 없는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내스크래치성 무광 플라스틱 필름은 투명 플라스틱 필름을 기재로 하고, 상기 투명 플라스틱 필름의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 제1무광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 상기 제1무광층의 상면에 상기 유기 용제가 코팅되어 형성된 제2무광층을 더 포함하고, 상기 제1무광층의 무기 입자는 2㎛ 내지 5㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지며, 상기 제2무광층의 무기 입자는 1㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지는 것이 가능하다.

여기서, 상기 제1무광층 또는 제2무광층은 0.3㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 두께로 코팅 된 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1무광층 또는 제2무광층의 상면에는 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 본 발명의 또 다른 특징은 상기한 내스크래치성 무광 플라스틱 필름에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름의 하면에 컬(curl) 발생을 억제하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 후면 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제1무광층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

여기에 도시된 바와 같은 본 발명은 먼저, 투명 플라스틱 필름(1)을 기재로 한다. 본 발명은 상기 투명 플라스틱 필름(1)을 베이스로 하여, 그 위에 무기물 입자를 포함하는 고분자 수지를 코팅시켜서 불투명한 무광 플라스틱 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는바, 상기 투명 플라스틱 필름(1)은 전광선 투과율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상인 시트나 필름인 것이면 특별히 한정되지 않는다. 불투명한 플라스틱 필름을 사용하는 것도 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 내스크래치성 무광 플라스틱 필름은 상기 투명 플라스틱 필름(1)의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로써, 무기물 입자를 포함하는 고분자 수지에 의해 코팅된 제1무광층(2)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 무기물 입자를 포함하는 고분자 수지는 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 바람직하다. 도 2에서 상기 무기 입자는 제1무기 입자(3)로 도시하였다.

종래에 무기물 입자를 이용하여 무광 플라스틱 필름을 제조하는 방법은, 상술한 바와 같이 고분자 수지에 무기물 입자를 첨부하여 혼련시킨 후 1 레이어로 압출시켜 필름 형태로 제조하는 것이었다. 그러나, 이 방법은 내스크래칭성이나 내마모성이 좋을지언정, 고분자 수지 상에 표면 경도가 높은 무기 입자를 혼련시켜서 무광 효과를 나타내기 위하여 과량의 무기 입자를 혼련해야하므로, 이로 인해 광투과 특성이 저하되는 심각한 문제점을 가지고 있었다. 또한, 무기물 입자를 고분자 수지에 혼련, 압출시켜서 필름 형태로 제조하면, 무기물 입자가 불규칙적으로 분포될 수 있기 때문에 제조되는 필름의 불투명도 역시 고르지 못하였다.

이에 본 발명자들은, 종래와 같이 무기물 입자를 고분자 수지에 혼련, 압출시켜서 필름 형태로 제조하는 것이 아니라, 무기물 입자를 포함하는 고분자 수지를 플라스틱 필름(1) 기재 위에 코팅에 의해 두께가 얇은 무광층으로 형성시킴으로써, 종래보다 무기 입자를 적게 사용하면서도 내마모성과 함께 우수한 광투과성 효과를 가지게 할 수 있음을 확인하였다. 나아가, 본 발명에 따라 무기물 입자가 포함된 고분자 수지를 기재에 코팅시키면 두께가 얇은 코팅층으로 형성되더라도 거기에 포함된 무기물 입자는 균일하게 분포될 수 있었다.

상기한 투명 플라스틱 필름(1) 기재에 상기 제1무광층(2)을 형성시키기 위한 무광 처리 코팅 조성물을 코팅하는 방법으로서는 특별히 제한되는 일이 없이 종래의 모든 코팅 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 에어닥터 코터, 블레이드 코터, 로드 코터, 나이프 코터, 스퀴즈 코터, 함침 코터, 리버스 롤 코터, 트랜스퍼 롤 코터, 그라비아 코터, 키스 롤 코터, 캐스트 코터, 스프레이 코터, 커튼 코터, 카렌다 코터, 압출 코터 또는 바코터 등을 이용하는 방법이 가능하다.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 무기물 입자를 포함하는 고분자 수지를 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제로 이용하는 것이 바람직한 이유는 상기 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 고분자 수지로 이용함으로써, 얇게 코팅된 상기 제1무광층(2)의 내마모성 또 는 내스크래취성을 증가시키기 위함이다.

이와 같은 본 발명을 구성하기 위한 제1무광층의 형성에 사용되는 무광 처리 코팅 조성물은 (a) 측쇄에 극성기를 갖고 유리전이온도가 70～110℃인 아크릴-우레탄 공중합체 및 비닐중합체의 브렌드물, (b) 무기 입자 및 (c) 기타 첨가제로써 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등이 유기 용제와 브렌드된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1무광층(2)을 형성시키기 위한 무광 처리 코팅 조성물 중 상기 아크릴-우레탄 공중합체는 측쇄의 극성기와 가교제와의 반응을 통해 가교 결합된 구조를 형성하여, 구성 성분의 바인딩 효과, 도막 강도, 표면 경도 및 내용제성을 향상시키는 것을 특징으로 하며, 상기 비닐 중합체는 도막 강도 향상은 물론 투명 플라스틱 기재와의 밀착력을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 측쇄에 극성기를 갖는 아크릴-우레탄 공중합체를 형성하기 위한 단량체로서는 카르복시기, 히드록시기, 에폭시기, 아미드기 등의 극성기를 가지고 있는 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.

이에 따라, 상기 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물은 유리전이온도가 70～110℃, 바람직하게는 80～100℃이며, 첨가량은 10～90 중량%, 바람직하게는 15～80 중량%인 것이 바람직하다. 유리전이온도가 110℃를 초과할 경우, 조성물의 유동성 및 젖음 특성이 저하되어 도포된 도막의 불균일에 의한 외관 불량 및 가공 성 불량 등의 문제를 발생시킬 수 있으며, 유리전이온도가 70℃ 미만일 경우 내열성 부족으로 인한 후가공에서의 작업성 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다. 나아가, 상기 첨가량이 10 중량% 미만일 경우 바인딩 파워(BINDING POWER) 저하에 의한 입자 탈락 등의 문제가 발생시킬 수 있으며, 80% 초과일 경우 과잉 품질로 인한 경제적 손실 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 제1무광층(2)을 형성시키기 위한 무광 처리 코팅 조성물 중 무기 입자 즉, 제1무기 입자(3)는 광투과 특성은 저하시키지 않으면서, 헤이즈 및 탁도를 증가시켜 빛의 산란을 통해 무광 효과를 부여하고, 동시에 고정특성 또는 미끄럼 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 구형 실리카를 단독으로 사용하는 것을 특징으로 하나, 전술한 제1무광층(2)의 특징을 저해하지 않는 한, 사용되는 무기 입자의 종류 및 형상을 특별히 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 황산 바륨, 인산 칼슘, 인산 마그네슘, 산화 실리콘, 카오린, 산화 알루미늄, 산화 티탄 등의 괴상, 막대상 또는 평탄 입자가 구형 실리카를 대신할 수 있으며, 실리카를 포함한 이들 입자는 필요에 따라 2개 이상의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 사용되는 투명 플라스틱 필름(1)의 기재로는 상술한 바와 같이 전광선 투과율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상인 시트나 필름인 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리- 4-메틸-1-펜텐, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·1-부텐 공중합체, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌·비닐알코올 공중합체 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 동종 중합체나 공중합된 제 3 성분을 갖는 수지를 단층 또는 2층 이상 적층시킨 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 동종 중합체나 공중합된 제 3 성분을 갖는 수지를 단층 또는 2층 이상 적층시킨 폴리에스테르 필름, 폴리아크릴레이트 필름, 폴리스타이렌 필름, 나일론 6, 나일론 6,6, 부분 방향족 폴리아마이드 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 동종 중합체나 공중합된 제 3 성분을 갖는 수지를 단층 또는 2층 이상 적층시킨 폴리 아마이드 필름, 그밖에 단층 또는 2층 이상 적층시킨 경질 및 연질 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있으며, 성형가공성 및 필름 물성을 조정할 목적으로 가소화제, 산화방지제, 핵제, 가공 조제, 무기 층전제, 슬립제, 자외선 흡수제 및 대전방지제 등을 첨가할 수도 있다.

또한, 상기 투명 플라스틱 필름(1)의 제법은 특별히 한정되지는 않으며, 예컨대, 건조 또는 표면 결정화 등의 전처리 과정을 거친 각 수지들을 단층 또는 2층 이상의 다층 용융 압출기에 공급된 후, 각 수지의 융점 이상의 온도로 가열하여 용융시키고 T-다이로부터 압출하여 회전 냉각 드럼 상에서 급냉, 고화시켜 얻는 T-다이 캐스트 무연신 필름을 제조하는 방법, T-다이 캐스트 무연신 시트를 형성한 후 롤링법 또는 텐터링법 등에 의해 1축 또는 2축으로 연신하는 T-다이 캐스트 연신 필 름을 제조하는 방법, 건조 또는 표면 결정화 등의 전처리 과정을 거친 각 수지들을 단층 또는 2층 이상의 다층 용융 압출기에 공급된 후, 각 수지의 융점 이상의 온도로 가열하여 용융시키고 Ring-다이로부터 압출된 후 에어블로우법 등에 의해 2축으로 연신하는 상·하향 인플레이션 연신 필름을 제조하는 방법 등을 들 수 있으며, 이 중 연신 필름은 강도면에 뛰어나서 바람직하며, 특히 2축 연신 필름이이 바람직하다. 연신율은 특별히 제한되지는 않지만 바람직하게는 축별 2～12배, 보다 바람직하게는 축별 3～10배로 한다.

나아가, 상기한 방법으로 제조된 투명 플라스틱 필름(1)은 타 기재와의 접합 또는 도포 층 등과의 접착력 향상을 위해 표면상에 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염처리, 오존샤워 및 이온빔처리 등을 실시할 수도 있으며, 두께는 사용되는 기재 종류에 따른 강도차이를 고려하여 일반적으로 10㎛ 이상이 바람직하며, 부가적인 작업성, 광투과 특성 및 경제성 관점에서 10～150㎛인 것이 보다 바람직하다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제2무광층이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

여기에 도시된 바와 같은 본 발명은 먼저, 상술한 바와 같이 투명 플라스틱 필름(1)을 기재로 하고, 상기 투명 플라스틱 필름(1)의 상면에 코팅되어 형성된 제1무광층(2)을 포함하며, 추가로 상기 제1무광층(2)의 상면에 상기 유기 용제가 코팅 되어 형성된 제2무광층(4)을 더 포함하는 것이다. 이와 같이, 상기 제1무광층(2)의 상면에 동일한 유기 용제로 제2무광층(4)을 코팅시키는 이유는 상기 제1무광층(2)의 무광 특성을 보완하기 위한 것이다.

도 3에 나타난 바와 같이, 제1무광층(2)의 제1무기입자(3)와 제2무광층(4)의 제2무기입자(5) 크기를 다르게 함으로써, 무기입자에 의한 불투명도를 더욱 균일하게 할 수 있는 것이다. 이를 위하여, 상기 제1무광층의 무기 입자 즉, 제1무기입자(3)는 2㎛ 내지 5㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지며, 상기 제2무광층의 무기 입자 즉, 제2무기입자(5)는 1㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2무광층(4)을 형성하기 위한 유기 용제는 무기입자의 크기를 제외하면 상기한 제1무광층(2)을 형성하는데 이용한 유기 용제와 동일한 것을 사용할 수 있다. 즉, 제2무광층의 형성에 사용되는 무광 처리 코팅 조성물은 (a) 측쇄에 극성기를 갖고 유리전이온도가 70～110℃인 아크릴-우레탄 공중합체 및 비닐중합체의 브렌드물, (b) 무기 입자 및 (c) 기타 첨가제로써 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등이 유기 용제와 브렌드된 것을 사용할 수 있다.

그 중에서, 상기 제1무광층(2) 또는 제2무광층(4)에 포함되는 제1무기입자(3) 또는 제2무기입자(5)는 상기한 무광 처리 코팅 조성물에 대하여, 2～50 중량%, 바람직하게는 2～40 중량%의 첨가량으로 포함되는 것이 가능하다. 평균 입자 직경이 1㎛ 미만이거나 무기 입자 함유량이 2중량% 미만인 경우 표면 평탄화, 권취 특성 저하, 입자 응집 및 분산 특성 불량으로 인한 무광 효과 불균일 등의 문제를 발생시킬 수 있고, 5㎛ 초과이거나 50 중량%를 초과할 경우 표면의 조면화의 정도가 너무 커지고, 광투과도 저하, 상기한 성분 (a)와의 응집력 저하로 인한 입자 탈락 등의 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다.

나아가, 상기 제1무광층(2) 또는 제2무광층(4)의 코팅 두께는 0.3～3㎛이 바람직하며, 0.5～2㎛이 더욱 바람직하다. 코팅 두께를 0.3㎛ 이하로 하면 균일하고 충분한 표면 무광 효과를 발현하기 힘들고, 3㎛ 이상으로 하면 균일하고 충분한 무광 효과는 발현할 수 있으나, 광 투과 특성이 저하되는 문제가 발생한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 보호층(6)이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

여기에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(6)은 상기한 제2무광층(4)의 상면에 코팅되어 형성될 수 있고, 상기 제2무광층(4)이 없는 경우 상기 제1무광층(2)의 상면에 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예는 상기 제1무광층(2) 또는 제2무광층(4)의 상면에 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 보호층(6)을 더 포함하는 것이다. 이러한 보호층(6)은 상기 제1무광층(2) 또는 제2무광층(4)의 상면에 형성됨으로써, 상기 제1무광층(2) 또 는 제2무광층(4)의 무광 효과를 저해하지 않으면서 표면을 보호하고, 내스크래칭성이나 내용제성 등의 기능 강화를 도모할 수 있다.

이를 위하여, 상기 보호층(6)에 사용되는 보호 코팅 조성물은 상기한 무광 처리 코팅 조성물에서 무기 입자를 제외한 성분 (a) 및 성분 (c) 등이 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등의 유기 용제와 브렌드된 것일 수 있다. 즉, 상기 보호층(6)에 사용되는 보호 코팅 조성물은 (a) 측쇄에 극성기를 갖고 유리전이온도가 70～110℃인 아크릴-우레탄 공중합체 및 비닐중합체의 브렌드물 및 (c) 기타 첨가제가 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등의 유기 용제와 브렌드된 것이 가능하다. 또한, 이들 조성물은 (d) 가교제와의 반응을 통해 가교 결합된 구조 형성하여 도막을 형성하는 것일 수 있다.

특히, 상기 보호층(6)에 사용되는 보호 코팅 조성물 중 성분 (a)에 있어서 아크릴-우레탄 공중합체 및 비닐 중합체의 첨가량은 상기 백(BACK) 코팅 조성물에 대하여 10～90 중량%, 바람직하게는 15～80 중량%인 것이 바람직하다. 성분 (a)의 첨가량이 10 중량% 미만일 경우 도막 강도 저하로 인한 내용제성, 내열성 및 내스크래치성 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있으며, 80% 초과일 경우 과잉 품질로 인한 경제적 손실 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

나아가, 상기 보호층(6)의 코팅 두께는 0.1～2㎛이 바람직하며, 0.1～1㎛이 더욱 바람직하다. 코팅 두께를 0.1㎛ 이하로 하면 충분한 내스크래치성을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 제 1 무광층, 제 2 무광층과의 접착력이 저하되며, 코팅막의 균일성이 저하되며, 코팅 두께를 2㎛ 이상으로 하면 과잉 품질로 인한 경제성 측면에서 저하 요인이 되기 때문이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 후면코팅층(7)이 포함된 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다

여기에 도시된 바와 같이, 상기 후면코팅층(7)은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 한쪽면만으로 코팅층이 하나 이상 적층되어 형성되는 경우, 다른쪽 면에서 발생되는 필름 자체의 컬(CURL) 발생을 억제하기 위한 것이다. 이를 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 투명 플라스틱 필름(1)의 하면에 컬(curl) 발생을 억제하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 후면코팅층(7)을 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 후면코팅층(7)에 사용되는 백(BACK) 코팅 조성물은 상기한 무광 처리 코팅 조성물에서 무기 입자를 제외한 성분 (a) 및 성분 (c) 등이 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등의유기 용제와 브렌드된 것일 수 있다. 즉, 후면코팅층(7)에 사용되는 백(BACK) 코팅 조성물은 (a) 측쇄에 극성기를 갖고 유리전이온도가 70～110℃인 아 크릴-우레탄 공중합체 및 비닐중합체의 브렌드물, (c) 기타 첨가제 등이 메틸에틸케톤, 톨루엔, 초산에틸 등의 유기 용제와 브렌드된 것이 가능하다.

특히, 상기 후면코팅층(7)에 사용되는 백(BACK) 코팅 조성물 중 성분 (a)에 있어서 아크릴-우레탄 공중합체 및 비닐 중합체의 첨가량은 상기 백(BACK) 코팅 조성물에 대하여 10～90 중량%, 바람직하게는 15～80 중량%인 것이 바람직하다. 성분 (a)의 첨가량이 10 중량% 미만일 경우 도막 강도 저하로 인한 내용제성, 내열성 및 내스크래치성 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있으며, 80% 초과일 경우 과잉 품질로 인한 경제적 손실 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

나아가, 상기 후면코팅층(7)의 코팅 두께는 0.1～3㎛이 바람직하며, 0.5～2㎛이 더욱 바람직하다. 코팅 두께를 0.1㎛ 이하로 하면 충분한 컬(CURL) 억제 효과를 얻을 수 없으며, 코팅 두께를 3㎛ 이상으로 하면 백(BACK) 코팅 면 방향으로 컬(CURL)이 발생하게 되기 때문이다.

또한, 상기 후면코팅층(7)을 코팅하기 위한 방법으로는 종래의 코팅 방식을 이용하여 표면 코팅 실시 이전 또는 이후에 오프라인코팅을 실시하는 방식 및 엑스턴바(X-turn Bar) 등을 이용하여 표면 코팅과 배면 코팅을 동시에 실시하는 인라인코팅 방식 등을 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 높은 광투과성을 가지며 내스크래치성 및 무광 특성을 갖는 플라스틱 필름을 제조하기 위한 것으로, 투명 플라스틱 필름 기재(1) 표면에 무광 특성을 부여하며 내스크래치성, 내용제성 등을 가지는 제1무광층(2)을 단독으로 코팅시키거나, 제1무광층(2) 코팅 후 제1무광층을 보호하며 내스크래치성, 내용제성 등의 기능 강화를 위한 보호층(4)을 순차적으로 코팅시키거나, 제 1 무광층(2) 코팅 후 제1무광층의 무광 특성을 보완을 위한 제2무광층(4)을 순차적으로 코팅시키거나, 제1무광층(2) 및 제2무광층(4) 코팅 후 보호층(6)을 순차적으로 도포시키는 것을 특징으로 하며, 또한 투명 플라스틱 필름 기재 표면의 코팅층으로 인한 컬(CURL) 발생을 억제하기 위해 배면에 후면코팅층(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름의 제조 방법 및 이 필름을 제조하기 위한 표면 처리 코팅용 조성물에 관한 것이다.

그리고, 상기 제1무광층(2), 제2무광층(4), 보호층(6) 및 후면코팅층(7)에 사용되는 무광 처리 코팅 조성물, 보호 코팅 조성물 및 백(BACK) 코팅 조성물 중 성분 (c)의 기타 첨가제로는 소포제, 분산제, 점착 부여제, 도포성 개량제, 증점제, 유/무기 윤활제, 대전방지제, 산화방지제 및 자외선 흡수제 등이 있으며, 가공성 및 내후성 확보 측면에서 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1무광층(2), 제2무광층(4), 보호층(6) 및 후면코팅층(7)은 상기에 기재된 무광 처리 코팅 조성물, 보호 코팅 조성물 및 백(BACK) 코팅 조성물 을 각각 가교하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우, 상기와 같은 작용 효과를 나타내는 조성물을 가교하여 이루어진 층을 구비하기 때문에, 도포 도막 강도, 내용제성, 내열성 및 내스크래치성 등을 갖게되어 매우 유용하게 된다.

그 중에서도 상기 제1무광층(2), 제2무광층(4) 및 보호층(6)의 가교 도막 형성에 사용되는 (d)가교제로서는 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민계 수지, 아지리딘 유도체 및 금속 킬레이트 화합물 등이 사용될 수 있으며, 그 중에서도 응집력 향상 측면에서, 이소시아네이트 화합물이나, 에폭시 화합물이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 이소시아네이트 화합물이 유용하게 사용될 수 있다. 또한 이들 화합물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

가교제의 첨가량은 무광 처리 코팅 조성물, 보호 코팅 조성물 및 백(BACK) 코팅 조성물 각각의 고형분 함량을 100 중량부 기준으로 하여 1～50 중량부, 바람직하게는 1～30 중량부인 것이 가능하다. 첨가량이 1 중량부 미만일 경우 도막 강도가 약해 내구 접착성이 충분히 발휘되지 않거나, 내용제성의 개량 효과가 불충분해지는 문제를 발생시킬 수 있으며, 50 중량부 초과일 경우 접착성이 저하되거나, 코팅 공정에서 처리욕의 포트 라이프가 짧아져 작업성이 저하되는 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 명백한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하는 경우 투명 플라스틱 필름을 기재로 하고, 상기 투명 플라스틱 필름의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 제1무광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.

이러한 본 발명에 의하는 경우, 상기 무기 입자는 종래와 같이 고분자 수지에 혼련, 압출되는 것이 아니라 코팅에 의해 두께가 얇은 무광층으로 형성되어, 종래보다 무기 입자를 적게 사용하면서도 내마모성과 함께 우수한 광투과성 효과를 가지는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제조할 수 있는 효과가 있다. 실제로, 본 발명에 따른 내스크래치성 무광 플라스틱 필름은 광투과도가 90% 이상이고, 헤이즈 30～80% 이며, 연필 경도계에 의한 표면 내스크래치성이 3H 이상인 것으로 확인되었다.

또한, 상기 제1무광층 또는 상기 제1무광층 위에 형성되는 제2무광층에 보호층을 형성함으로써, 외부의 물리적 충격이나 침입으로부터 본 발명에 따른 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 보호할 수 있으며, 상기 투명 플라스틱 필름의 배면에는 별도의 코팅층을 형성함으로써, 컬(CURL) 발생이 없는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름을 제공할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 투명 플라스틱 필름을 기재로 하고,

   상기 투명 플라스틱 필름의 상면에 무광 특성을 부여하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물 및 무기 입자를 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 제1무광층을 포함하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1무광층의 상면에 상기 유기 용제가 코팅되어 형성된 제2무광층을 더 포함하고,

   상기 제1무광층의 무기 입자는 2㎛ 내지 5㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지며,

   상기 제2무광층의 무기 입자는 1㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 입자 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1무광층 또는 제2무광층은 0.3㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 두께로 코팅된 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1무광층 또는 제2무광층의 상면에 아크릴-우레탄 공 중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름의 하면에 컬(curl) 발생을 억제하기 위한 것으로 아크릴-우레탄 공중합체와 비닐공중합체의 혼합물을 포함하는 유기 용제가 코팅되어 형성된 후면 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 무광 플라스틱 필름.

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