KR100994051B1 - 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름 - Google Patents

반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레인보우 현상을 기술적으로 제어하여 레인보우 현상을 현저히 낮춤과 동시에 오염방지 효과를 갖는 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름은 하드코팅전층과 상기 하드코팅전층 상에 오염방지를 목적으로 하는 1 ~ 30㎛의 평균 입경을 가진 입자를 포함하는 하드코팅 조성물로 코팅된 하드코팅층을 포함하되, 상기 하드코팅전층은 500㎛ ± 50㎛의 반사율 최저파장대와 1.58 ± 0.1의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 한다.
하드코팅, 레인보우, 반사외관, 오염, 평균 입경, 반사율, 굴절율

Description

반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름{HARD COATING FILM FOR DISPLAY WITH EXCELLENT REFLECTIVE APPEARANCE AND ANTI-FINGER PRINT}
본 발명은 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레인보우 현상을 기술적으로 제어하여 레인보우 현상을 현저히 낮춤과 동시에 오염방지 효과를 갖는 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 관한 것이다.
일반적으로 모바일 기기의 대표적인 예인 핸드폰 등은 디스플레이부 보호를 위해 투명케이스를 구비하고 있다. 이러한 투명케이스의 경우 아크릴재질의 투명플라스틱을 사용하여 내부의 LCD창을 보호하는 역할을 한다. 또한 PDA나 모바일PC 등에서는 터치스크린을 보호하기 위하여 PET재질의 기재 상에 하드 코팅을 행하고 있다.
그러나, 핸드폰에서 사용되는 아크릴 재질은 두께의 박막화가 어려우며, 또한 가격이나, 공정이 복잡하게 이루어지고 있고, PDA나 모바일PC의 터치스크린의 경우 내부의 선명함을 유지하고 뉴턴링과 같은 터치스크린의 결점을 보호하기 위하여 후공정에서 여러가지 처리를 행하고 있다.
또한, 기존의 하드코팅 필름의 경우 "레인보우 현상"으로 불리는 현상이 나타나며, 반대면의 디스플레이가 콘트라스의 향상을 위하여 블랙화되어 감에 따라 이러한 레인보우현상은 육안으로의 관찰이 더 용이해지고 있는 추세이다. 또한 레인보우 현상은 나타내고자 하는 화면에 중첩 간섭 등을 일으켜 색상을 외곡시키거나 원하는 화면을 나타내지 못하는 등의 많은 문제점을 일으키고 있다.
또한, 최근의 하드코팅 필름의 사용에 있어서 핸드폰이나 모바일 기기의 경우 전용펜 이외에 손이나 기타의 방법으로의 터치가 행해지고 있어 이로 인한 오염이나, 기타 생활에서의 사용상 오염으로 인한 문제가 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 레인보우 현상을 기술적으로 제어하여 레인보우 현상을 현저히 낮춤과 동시에 오염방지 효과를 가진 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 하드코팅전층과 상기 하드코팅전층 상에 오염방지를 목적으로 하는 1 ~ 30㎛의 평균 입경을 가진 입자를 포함하는 하드코팅 조성물로 코팅된 하드코팅층을 포함하되, 상기 하드코팅전층은 500㎛ ± 50㎛의 반사율 최저파장대와 1.58 ± 0.1의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 하드코팅층에 포함된 상기 입자의 돌출된 접촉면은 하드코팅층 전체 표면적의 20% 미만이다.
또한, 상기 하드코팅층에 포함된 상기 입자는 유기계 또는 무기계 비드로서, 단독의 비드 또는 혼합된 비드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하드코팅전층은 기재필름인 것을 특징으로 하거나 상기 하드코팅전층은 기재필름 상에 코팅된 프라이머 코팅층인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하드코팅필름은 전체투과율이 85% 이상, 헤이즈가 5% 이하, 경도가 3H이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하드코팅필름은 광특성 조정 기능을 부여하기 위해 상기 하드코팅층이 코팅된 상기 기재필름의 반대면에 안료 또는 염료 등의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는 상기 하드코팅 조성물은 (a) 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 22.412 중량%, (b) 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 19.899 중량%, (c) N-비닐피롤리돈(NVA) 2.462 중량%, (d) 폴리이소시아네이트 4.975 중량%, (e) N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 49.749 중량% 및 (f) 유기금속계 촉매 0.503 중량%인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 오염방지 성능, 특히 지문방지 성능이 우수하고, 레인보 우 현상을 기술적으로 제어하여 레인보우 현상을 현저히 낮추어 반사외관이 우수한 등의 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름은 하드코팅전층과 상기 하드코팅전층 상에 오염방지를 목적으로 하는 입경이1 ~ 30㎛인 입자를 포함하는 하드코팅 조성물로 코팅된 하드코팅층을 포함한다. 또한 상기 하드코팅전층은 500㎛ ± 50㎛의 반사율 최저파장대와 1.58 ± 0.1의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 명세서에서 사용된 용어인 "하드코팅전층"은 입자를 포함하는 하드코팅 조성물로 이루어진 하드코팅층(130) 아래의 층을 의미한다. 예컨대 도 1의 실시예에서는 기재필름(110)를 의미하고 도2의 실시예에서는 기재필름(110) 상에 코팅된 프라이머 코팅층(120)을 의미한다. 그 외다른 층을 구성하여도 하드코팅층(130) 아래의 층이 "하드코팅전층"으로 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름의 기재필름(110)은 용융제막 또는 용액제막 가능한 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리페닐렌술피드, 아세테이트, 폴리카보네이트, 아크릴계 수지 등이 있다. 이들 중특히 투명성, 기계적 강도, 치수안정성 등이 우수한 열가소성 수지로 이루어진 필름이 바람직하다. 화상표시장치 용도로 사용되기 위해서는, 광선투과율이 높고, 헤이즈 값이 낮은 것이 바람직하므로, 폴리에스테르, 아세테이트 및 아크릴계 수지에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 필름이 바람직하다. 투과성, 헤이즈 값, 기계특성의 점에서, 특히 폴리에스테르로 이루어진 필름이 바람직하게 사용된다. 또한, 기재필름(110)은 2층 이상의 적층 구조로 된 복합체 필름이어도 좋다. 이러한 복합체 필름으로는, 예컨대 내층부에 실질적으로 입자를 함유시키지 않고, 표층부에 입자를 함유시킨 층이 형성된 복합필름, 내층부에 조대 입자를 갖고 표층부에 미세입자를 함유시킨 복합체 필름 및 내층부가 미세한 기포를 함유한 층을 갖는 복합체 필름 등이 있다. 또한, 상기 복합체 필름은 내층부와 표층부를 구성하는 폴리머가 화학적으로 이종인 폴리머이어도 좋고, 동종의 폴리머이어도 좋다. 여기서 표층부는 프라이머층을 말하며, 일반적으로 인라인 코팅에 의하여 이루어짐에 따라 프라이머 코팅층으로 일컬어진다.
본 발명에서 주요한 역할을 하는 하드코팅전층의 하나의 예로서 프라이머 코팅층(120)은 프라이머 코팅층을 형성하는 폴리머에 따라 굴절율이 달라지게 되며 이러한 서로 다른 굴절율을 가진 필름의 선택에 따라 하드코팅시의 레인보우 외관이 달라짐에 본 발명자들은 유의하였다. 그 결과 본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에서는 이러한 프라이머층의 굴절율을 1.58 ± 0.1범위로 유지함으로써 하드코팅 조성물에 의한 레인보우현상이 감소함을 알게 되었다. 프라이머 코팅층의 굴절율을 조정하는 방법은 프라이머층의 구성 폴리머의 양적 조정과 다공성 물질을 첨가하는 방법 등 다양한 방법이 존재할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 프라이머층의 구성 방법에 대한 제한을 두지 않으며, 1.58 ± 0.1의 굴절율을 가진 필름을 이용함을 특징으로 하였다.
본 발명에 있어서의 기재필름(110)은 필름의 열안정성, 특히 치수안정성이나 기계적 강도가 충분한 것으로, 평면성을 양호하게 하는 관점에서 하드코팅층이 형성된 상태에서는 2축 연신에 의해 결정 배향된 필름인 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 기재필름(110)의 두께는 본 발명의 반사외관이 우수한 디스플레이용 하드코팅필름이 사용되는 용도에 따라서 적당히 선택되지만, 기계적 강도나 취급성 등의 점에서 바람직하게는 10~500㎛, 보다 바람직하게는 20~300㎛이다.
본 발명에 따른 반사외관이 우수한 디스플레이용 하드코팅필름은 상기 기재필름(110)의 적어도 편면에 하드코팅층(130)이 적층된다. 본 발명에 있어서, 하드코팅층(130)이란 기재필름(110)보다 경도가 높은 것을 의미한다. 본 발명의 하드코팅층(130)은 실용상 바람직하게는 본 출원에서 규정하는 연필경도가 3H 이상, 또 본 출원에서 규정하는 강철울 강도는 2kg/㎠ 이상이 바람직하다.
한편, 기재필름(110)과 하드코팅층(130) 사이에, 밀착성을 향상시킬 목적에서 접착용이층을 형성하는 것이 자주 행해진다. 이러한 경우 굴절율의 변동이 있을 수있기 때문에 접착용이층 또한 굴절율을 1.58 ± 0.1의 범위에서 선택할 필요가 있다. 접착용이층을 1.58 ± 0.1의 범위를 벗어나게 형성하면, 레인보우의 발생이 용이해진다. 본 발명의 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름에 있어서는 하드코팅층이 기재필름 상에 직접 적층되어 있는 것이 바람직할 수 있다.
상기 하드코팅층(130)은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 유기 실리케이트 화합물, 실리콘계 수지 또는 금속산화물 등에 적정량의 유기계 또는 무기계 비드를 첨가함으로서 구성할 수있다. 특히, 경도와 내구성 등의 점에서, 실리콘계 수지와 아크릴계 수지가 바람직하다.
상기 하드코팅층을 형성하는 하드코팅 조성물을 구성하는 아크릴 화합물의 대표적인 것을 예시하면, 1분자 중에 3개 이상, 보다 바람직하게는 4개 이상, 더욱 바람직하게는 5개 이상의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체 및 프리폴리머 중 1종 이상과 1분자 중에 1~2개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단량체 중 1종 이상으로 이루어진 혼합물을 주 구성성분으로 하고, 활성선 경화 또는 열경화에 의해서 얻어지는 하드코팅층이 경도, 내마모성 및 가요성이 우수한 점에서 바람직하게 사용된다. (메타)아크릴로일옥시기가 너무 많은 경우에는 단량체가 고점도로 되어 취급이 곤란하게 되고, 또한 고분자량으로 될 수 밖에 없어서 도포액으로 사용하는 것이 곤란하게 되므로, 1분자 중의 (메타)아크릴로일옥시기는 바람직하게는 10개 이하이다.
본 발명에 있어서의 하드코팅층 형성 조성물은 폴리이소시아네이트 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 하드코팅층 형성 조성물 중의 폴리이소시아네이트 화합물은 하드코팅층(130)과 기재필름(110)을 프라이머층 없이 직접 접착시키는 기능을 갖는다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 하기 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 갖는 지방 족 폴리이소시아네이트 화합물 또는 그 화합물로부터 유도되는 화합물이 접착성 저착색 및 표면경도의 점에서 바람직하다.
Figure 112008048826235-pat00001
Figure 112008048826235-pat00002
Figure 112008048826235-pat00003
(상기 화학식 중, R1 ~R8 은 탄소수 1~20의 지방족 알킬렌기를 나타낸다.)
이들 폴리이소시아네이트 화합물 및/또는 폴리이소시아네이트 화합물 유도체는 상술한 하드코팅층 형성 조성물에 단독 또는 혼합되어 기재필름에 도포된다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물 및/또는 폴리이소시아네이트 화합물 유도체의 배합 량은 접착성, 표면경도, 내습열성 및 홍채모양 저감의 점에서, 하드코팅층 형성 조성물에 대하여 바람직하게는 0.5 ~ 30중량 보다 바람직하게는 1~30중량%, 더욱 바람직하게는 3~20중량%이다. 배합량이 0.5중량% 미만인 경우에는 접착성 향상효과가 부족하거나, 홍채모양(iris shape)의 저감이 불충분한 경우가 있고, 또한 배합량이 30중량%를 초과하면 표면경도가 저하하는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 폴리이소시아네이트를 첨가한 하드코팅층 형성 조성물은 그 경화효율을 높일 목적으로 유기금속촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 유기금속계 촉매의 하드코팅 조성물 중의 함유량은 0.001~10중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~5중량%, 더욱 바람직하게는 0.01~2중량%이다. 0.001중량% 보다 적은 경우에는 촉매 첨가효과가 낮고, 10중량% 보다 많게 하는 것은 경제적 견지에서 바람직하지 않기 때문이다.
상기 하드코팅 조성물의 바람직한 형태로는 (a) 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 22.412 중량%, (b) 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 19.899 중량%, (c) N-비닐피롤리돈(NVA) 2.462 중량%, (d) 폴리이소시아네이트 4.975 중량%, (e) N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 49.749 중량% 및 (f) 유기금속계 촉매 0.503 중량%를 포함하는 것이다
상기 하드코팅 조성물에 방오성을 부여하기 위하여 함유시키는 입자인 비드의 평균입경 1 ~ 30㎛의 입경범위 중에서 적절히 선택할 수 있다. 또한, 상기 입자의 함유량은 하드코팅층 내에서 0.1 ~ 80중량%의 넓은 범위에서 적절히 선정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하드코팅층에 포함된 상기 입자는 유기계 또는 무기 계 비드로서, 단독의 비드 또는 혼합된 비드인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 아크릴계 비드, 실리카계 비드 및 금속산화물계 비드로 나눌 수 있다.
상기 아크릴계 비드는 아크릴 비드나 우레탄 비드, 변성 아크릴 비드 등이 이용될 수 있다.
상기 실리카계 비드는 실리카졸, 실리카 비드나 실리콘수지 비드, 콜로이드형상 실리카 입자의 아민화합물에 의한 응집물 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 입자의 평균입경은 1 ~ 30㎛정도가 바람직하며, 가장 바람직하게는 1~25㎛이다. 상기 입자의 평균입경이 1㎛ 미만으로 너무 낮을 경우는 손가락 표면을 충분히 커버하지 못하여 비드 아래의 하드코팅면에 지문이 묻게 되어 지문 방지효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 비드의 평균입경이 30㎛ 초과하여 너무 크게 되면 빛의 간섭이 심하게 되어 시인성을 흐트려 뜨리게 되기 때문이다.
본 발명에서 상술하는 하드코팅층 중에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 각종 첨가제를 필요에 따라서 더 배합할 수 있다. 예컨대 산화방지제와 같은 안정제, 계면활성제, 레벨링제 및 대전방지제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 하드코팅층 형성 조성물로는 도공(coating)시 작업성의 향상, 도공 막 두께의 조절, 기재필름과의 혼재층 형성을 목적으로 유기용제를 배합해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 하드코팅층 형성 조성물의 도포수단으로는 각종 도포방법, 예컨대 리버스 코트법, 그라비아 코트법, 로드 코트법, 바코트법, 다이 코트법, 분무 코트법 등을 사용할 수있다.
또한 본 발명에서 사용되는 활성선으로는 자외선, 전자선 및방사선(α선, β선, γ선 등)등 아크릴계 비닐기를 중합시키는 전자파가 열거되고, 실용적으로는 자외선이 간편해서 바람직하다. 자외선원으로는 자외선 형광등, 저압 수은등, 고압 수 은등, 초고압 수은등, 제논등, 탄소아크등 등을 사용할 수 있다. 또한, 활성선을 조사할 때에, 저산소 농도하에서 조사를 행하면 효율적으로 경화시킬 수 있다. 또한, 전자선 방식은 장치가 고가이고, 불활성 기체하에서의 조작이 필요하지만, 도포층 중에 광중합 개시제나 광증감제 등을 함유시키지 않아도 좋은 점에서 유리하다.
또한, 본발명에서 사용되는 열경화에 필요한 열로는 스팀 히터, 전기 히터, 적외선 히터 또는 원적외선 히터 등을 사용해서 온도를 적어도 140℃ 이상으로 가온시킨 공기, 불활성 가스를 슬릿 노즐을 사용해서 기재, 도막에 분사 및 접촉시킴으로써 가해지는 열이 열거되고, 그 중에서도 200℃ 이상으로 가온된 공기에 의한 열이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 200℃ 이상으로 가온된 질소에 의한 열이 경화속도가 빠르므로 바람직하다.
본 발명에 따른 하드코팅층용 조성물의 하드코팅층 두께는 용도에 따라서 결정하면 좋지만, 통상 비드에 의한 돌출부를 제외한 하드코팅층의 두께는 0.1~15㎛이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~10㎛이다. 하드코팅층의 두께가 0.5㎛ 미만인 경우에는 충분히 경화되어 있어도 너무 얇기 때문에 표면경도가 충분하지 않아 손상되기 쉬워지는 경향에 있고, 한편, 하드코팅층의 두께가 15㎛를 초과하는 경우에는 굽힘 등의 응력에 의해 경화막에 크랙이 생기기 쉬워지는 경향이 있기 때문이 다.
또한, 하드코팅 층에 있어서 오염 방지를 위하여 적정한 크기의 입자를 첨가하여 손으로부터의 터치 면적을 최소화하여 오염방지 효과를 부여하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 상기 비드의 돌출된 접촉면은 하드코팅층 전체 표면적의 20% 미만인 것을 특징으로 한다. 이로 인하여 돌기부의 오염에 의한 전체적인 시인성이 저하되지 않게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름의 헤이즈는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 7% 이하이고, 가장 바람직하게는 5% 이하이다. 헤이즈가 5% 보다 커지면, 명판, 터치패널 등에 사용했을 때에 투과화상이 불선명하게 되는 경우가 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하드코팅필름은 전체투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에서 하드코팅층의 최외층 또는 반대 면에 로고나 회사명, 또는 프랜드명을 나타내기 위하여 ink인쇄나 기타의 방법으로 표시한 도안등의 인쇄층을 형성해도 좋다.
본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름은 각종의 방법으로 각종 기능필름 등과 접합시켜서 사용할 수 있고, 타측면에 점착층을 적층하거나 도전층을 형성할 수도 있다. 예컨대, 기재필름에 하드코팅층이 형성된 것의 반대면에 각종 점착제를 사용해서 상대재료와 서로 접착시키고, 이 상대재료에 내마모성이나 내손상성 등의 하드코팅층의 기능을 부여해서 사용할 수도 있 다. 이 때 사용되는 점착제로는 2개의 물체를 그 점착작용에 의해 접착시키는 접착제이면 특별히 한정하지 않고, 고무계, 아크릴계, 실리콘계 또는 폴리비닐에테르계 등으로 이루어진 접착제를 사용할 수 있다. 또한 이 접착제에 안료나 염료와 같은 소재를 첨가하여 기능성을 부여할 수도 있다.
상술한 본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름은 레인보우현상 등의 반사외관이 우수하고,생산성이 좋으며, 표면경도가 높고, 내마모성이 우수하고, 하드코팅층과 기재필름의 밀착성이 우수하여 광범위한 용도로 사용될 수 있다. 특히 모바일 기기의 보호용 기재, 터치패널용 기재, 창문 썬팅용 기재, 명판용 기재 등으로서 바람직하게 사용된다.
또한 본 발명은 상술한 반사외관이 우수하고 오염방지효과가 있는 디스플레이용 하드코팅필름이 모바일기기, 디스플레이장치 광학소재에 구비된 디스플레이장치 광학필름 및 상기 광학필름이 구비된 장치에도 적용할 수 있다. 특히, 액정표시장치(LCD), 플라즈마디스플레이패널(PDP), 전기발광디스플레이(ELD)나 음극선관표시장치(CRT), 휴대용 디지털 단말기(PDA) 등의 화상표시 부재에 있어서, 점착층 또는 접착제층을 통해서, 화상표시면 및/또는 그 전면판의 표면에 점착하여 화상표시장치 보호용으로 사용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예]
하기 표 1에 기재된 조성물 1 내지 3의 조성을 가진 하드코팅 조성물을 제조 하여 각각 다른 최저반사파장과 굴절률을 가진 하드코팅전층에 코팅하여 각각 실시예 1 내지 3으로 하였다.
[비교예]
하기 표 1에 기재된 조성물 4 내지 7의 조성을 가진 하드코팅 조성물을 제조하여 각각 다른 최저반사파장과 굴절률을 가진 하드코팅전층에 코팅하여 각각 비교예 1 내지 4로 하였다.
[표 1]
하드코팅층 하드코팅전층
하드코팅제 비드평균
입경(㎛)		 비드종류 굴절율 최저반사
파장(㎛)
조성물1 하드코팅제 15.0 아크릴계 1.62 500
조성물2 하드코팅제 25.0 아크릴계 1.52 540
조성물3 하드코팅제 1.0 실리카계 1.57 450
비교예1 하드코팅제 0.5 실리카계 1.62 410
비교예2 하드코팅제 40.0 아크릴계 1.52 430
비교예3 하드코팅제 30.0 아크릴계 1.57 600
비교예4 하드코팅제 20.0 아크릴계 1.52 500
상기 표 1에 사용된 하드코팅제의 조성은 다음과 같다.
DPHA
중량%		 DPPA
중량%		 NVA
중량%		 폴리이소시아네이트중량% 지르코늄계촉매
중량%		 NMP
중량%
22.412 19.899 2.462 4.975 0.503 49.749
DPHA: 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트
DPPA: 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트
NVA: N-비닐피롤리돈
NMP: N-메틸-2-피롤리돈
[실험예]
상기 실시예와 비교예의 구체화된 실험 방법은 상기 표 1에 따른 하드코팅 조성물에 있어서 비드를 제외한 하드코팅조성물은 동일한 기본 하드코팅 조성물에 하드코팅제 내에 첨가된 비드의 입경을 서로 다르게 사용하여 제조하였으며, 제조된 하드코팅 조성물을 하드코팅이 도포될 하드코팅전층의 굴절율이 서로 다른 100㎛ PET Film상에 건조 후, 6㎛ 두께의 하드코팅 조성물이 도포될 수 있는 두께로 wet도포하여 상기 PET Film을 220℃의 열처리존에서 12초간 열처리를 가하여 완전히 건조하여 다음의 실험예에 따라 각각의 물성을 측정하였다.
1. 크로스커트(cross cut)
상온(23℃, 상대습도65%RH)에서 하드코트필름의 하드코트층 상에 1㎟의 크로스커트를 100개 넣고, Nichiban Co., Ltd. 제품 셀로판테이프를 그 위에 붙이고, 고무롤러를 하중 19.6N으로 3회 왕복시켜 압착시킨 후, 90°방향으로 박리하고, 하드코트층의 잔존한 개수에 따라 4단계 평가(A: 100, 80~99, C: 50~79, D: 0~49)하였다. A와 B의 경우를 접착성 양호로 평가하였다.
2. 스틸울(steel wool)
상온(23℃, 상대습도65%RH)에서 24시간 정치한다. 강철울 #0000로 하드코트층 표면의 하중을 변경하여 각각의 하중에 있어서 일정 하중 하에서 10회 왕복(속도10cm/s) 마찰하고, 내손상성(손상되지 않음)이 있는 최대하중을 측정하였다. 2kg/㎠이 실용상 문제없는 레벨이며, 합격으로 하였다.
3. 연필경도
HEIDON(신토카가쿠사 제품)을 사용해서 JIS K-5400을 따라서 측정하였다. 이상을 합격으로 하였다.
4. 투과도(transmittance) 및 헤이즈
모든 시료의 투과도 및 헤이즈는Haze meter(NDH-300A)를 사용하여측정하였다.
5. 레인보우 수준
상온(23℃, 상대습도 65%RH)에서 하드코팅의 배면을 무광 블랙잉크로 처리하여 15도 각도에서 보아 관찰하였다. "○"는 레인보우 없음을 나타내고, "△"는 레인보우 약하게 있음을 나타내며 "X"는 레인보우 심하게 있음을 각각 나타낸다.
6. 지문 묻음성
모든 시료의 지문 묻음성은, 하드코팅의 배면을 무광 블랙잉크로 처리하여, 하드코팅층 표면에 손가락을 천천히 가압 접촉하여, 나타난 지문의 흔적을 볼 수 있는 정도에 따라 판단하였다. "○"는 보이는 묻은 지문이 없음을 나타내고, "△"는 묻은 지문이 약하게 있음을 나타내며 "X"는 묻은 지문이 잘 보임을 각각 나타낸다.
7. 참고 광학 성질
기재인 폴리에스테르 필름이 라미네이트에 사용될 때 기준점으로서 기재의 광학 성질을 시감 투과도, 헤이즈 및 굴절율에 대해 대표치로서 시험하였다. 이 값은 표 2에 나타낸다.
[표 2]
기재 시감 투과도(%) 헤이즈 굴절율
PET 89.0 0.8 1.65
상기 실험예에 따른 실시예와 비교예의 평가 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
크로스커트 스틸울
(kg/㎠)		 연필경도 투과도(%) 헤이즈(%) 레인보우 수준 지문
묻음성
실시예1 A 3 3H 87.52 1.2 ○ ○
실시예2 A 3 3H 85.28 4.8 ○ ○
실시예3 A 4 4H 88.32 2.5 ○ ○
비교예1 A 4 4H 89.72 1.5 X X
비교예2 A 4 3H 80.24 11 △ ○
비교예3 A 3 3H 83.23 8.3 X ○
비교예4 A 3 3H 86.64 5.7 △ △
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~3의 경우 하드코팅층에 적정크기의 비드를 첨가하고, 하드코팅전층의 굴절율을 적정수준으로 선택하고 최저반사파장 영역을 적정하게 유지함에 따라 하드코팅후의 레인보우가 저하되며 반사외관이 우수하고, 크로스커트와 스틸울 및 연필경도, 헤이즈와 투과율, 지문 묻음성이 낮은 특징을 가지는 하드코팅제를 얻을 수 있었다.
그러나, 비교예 1의 경우 실시예 1과 같은 굴절율을 가지지만, 최저 반사파장대가 410㎛로서 낮은 반사파장대를 가진 기재필름상에 하드코팅제를 도포할 경우 레인보우가 심하게 발생하여 반사외관이 현저히 나빠지며, 또한 비드의 입경이 너무 작아짐에 따라 원하는 수준으로 지문 묻음성을 낮출 수 없음을 확인할 수 있었다.
비교예2의 경우 굴절율은 실시예2와 같은 굴절률을 가지지만, 최저반사파장대가 430㎛로서 실시예2의 최저반사파장대보다는 낮고 비교예1보다는 높은 최저반 사파장대를 가지는 기재필름 상에 하드코팅제를 도포한 것이며, 이러한 비교예 2는 레인보우 정도가 비교예1보다는 약화됨을 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 2 또한 실시예들과 비교할 경우 레인보우의 육안 관찰이 용이한 수준이였다. 또한 비교예2에서는 비드의 입경이 커짐에 따라 지문 묻음성에 있어서는 양호한 결과를 얻었으나, 투과율이 실시예들에 비하여 낮게 나타났으며, 헤이즈에서는 요구하는 물성을 얻을 수가 없었다.
비교예3의 경우 실시예 3과 같은 굴절율은 가지나 최저반사파장대를 600㎛로 높였을 경우, 레인보우의 육안 확인이 용이해 짐을 알 수 있었다. 또한 비드의 크기가 커짐에 따라 지문의 묻은 부위가 넓게 되고 반사파장대가 높아 묻은 지문의 육안 식별이 용이해지는 현상이 발생하였다.
비교예4의 경우 실시예 1과 같은 최저반사파장대를 가지나, 실시예 1보다 낮은 1.52의 굴절율을 가지는 기재필름을 사용한 결과 레인보우 발생의 정도는 실시예1과 같으나, 레인보우의 밝기가 더욱 선명하여 육안으로 레인보우의 관찰이 용이하였다. 또한 비드 크기에 따라 지문의 묻음성도 중간 정도의 시인성을 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지기능을 가진 디스플레이용 하드코팅필름에 의하면 레인보우 현상을 현저히 줄임으로써 반사외관을 양호하게 유지할 수 있으며, 또한 적정양의 비드를 첨가함으로써 지문에 의한 오염을 방지하는 효과가 있다.
또한 디스플레이 광학소재용에 있어서 콘트라스와 같은 광특성의 향상을 위 하여 배면이 블랙화되어 감에 따라 이의 보호를 위한 하드코팅필름의 반사외관의 향상이 필요하며 또한 소형 및 모바일화되어 감에 따라 지문 등의 오염에 대한 방지가 필요하게 되었으며, 본 발명은 이에 부합하여 반사외관을 양호하게 유지하면서 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.
상기 실시예들은 단지 예시 목적이고 첨부하는 청구항의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 기술된 본 실험의 결과는 실험실에서의 제작임을 감안할 때, 이러한 분야의 종사자라면 누구라도 실제 공정에서의 사용에 있어서는 본 실험에서의 결과 대비 실제 공정에서의 제작은 외관 품질이 더욱 향상되어 나타날 것임을 예상 할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
110 : 기재필름 : 프라이머 코팅층
130 : 오염방지 하드코팅층

Claims (8)

  1. 디스플레이 용도의 하드코팅필름에 있어서,
    하드코팅전층과 상기 하드코팅전층 상에 오염방지를 목적으로 하는 1 ~ 30㎛의 평균 입경을 가진 입자를 포함하는 하드코팅 조성물로 코팅된 하드코팅층을 포함하되, 상기 하드코팅전층은 500㎛ ± 50㎛의 반사율 최저파장대와 1.58 ± 0.1의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하드코팅층에 포함된 상기 입자의 돌출된 접촉면은 하드코팅층 전체 표면적의 20% 미만인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하드코팅층에 포함된 상기 입자는 유기계 또는 무기계 비드로서, 단독의 비드 또는 혼합된 비드인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하드코팅전층은 기재필름인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하드코팅전층은 기재필름 상에 코팅된 프라이머 코팅층인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 하드코팅필름은 전체투과율이 85% 이상, 헤이즈가 5% 이하, 경도가 3H이상인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 하드코팅필름은 광특성 조정 기능을 부여하기 위해 상기 하드코팅층이 코팅된 기재필름의 반대면에 안료 또는 염료 등의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 하드코팅 조성물은 (a) 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 22.412 중량%, (b) 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 19.899 중량%, (c) N-비닐피롤리돈(NVA) 2.462 중량%, (d) 폴리이소시아네이트 4.975 중량%, (e) N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 49.749 중량% 및 (f) 유기금속계 촉매 0.503 중량%인 것을 특징으로 하는, 반사외관이 우수하고 오염방지 기능을 가진 하드코팅필름.
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