KR101047955B1 - 확산 필름 및 보호 필름용 하드코팅액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 경화형 하드코팅액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 프리즘 확산 필름 및/또는 보호 필름에 사용되는 자외선 경화형 하드코팅액에 관한 것이다.
본 발명의 자외선 경화형 하드코팅액은 분자량 1,000 내지 10,000 미만인 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물을 기재로 하고 있다.
본 발명에 따른 자외선 경화형 하드코팅액은 QUV 안정성이 우수하여 필름의 황변이 적고, 헤이즈, 전광선 투과율 등 광특성 및 대전방지 기능이 우수하여 광원으로부터 나오는 빛의 효율을 최대한으로 증가시켜준다.
QUV 안정성, 자외선 경화형

Description

확산 필름 및 보호 필름용 하드코팅액{Hardcoating Solution for Diffusion film and Protective film}
본 발명은 광경화형 하드 코팅액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 표시 소자(Liquide Crystal Display device, LCD)의 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 백라이트 장치(Back Light Unit, BLU)에 사용되는 확산 필름 및 보호 필름용 하드코팅 조성물에 관한 것이다.
도 1은 광학 필름 구조를 간단히 나타낸 것으로 LCD 광학 필름은 광원(101), BLU에 포함되는 반사 필름(102), 도광판(103), 프리즘 필름(105), 고휘도 프리즘 필름(106), 확산 필름(104) 등과 유리 기판에 장착되어 BLU에서 나오는 빛을 조절해 디스플레이의 광 특성을 규정짓는 편광판 등으로 구성된다. BLU의 가장 밑단에 위치한 반사 필름(102)는 형광등처럼 실제로 빛을 내는 냉음극형램프(CCFL)에서 발산된 빛을 반사시켜 아래로 빠져나가는 것을 막기 위해 설치되는 부품으로 반사율을 높이기 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름등에 다양한 코팅처리를 해서 만든다. 도광판(103)은 CCFL에서 발산되는 빛과 반사 필름에서 되돌아온 빛을 받아들여 화면 전체에 빛을 안내하며 분산시켜주는 장치이다. 대개 일정한 모양이 반복 되는 패턴처리가 이뤄져서 빛이 골고루 뿌려질 수 있도록 해준다. 이렇게 도광판을 거친 빛은 확산 필름(104)와 만나게 되는데 확산 필름은 도광판을 거친 빛을 다시 산란시켜 프리즘 필름과 패널 방향으로 보내고 시야각을 넓혀주는 기능을 수행하게 된다. 또한 도광판에 인쇄된 격자무늬 등 패턴이 화면에 나타나는 현상을 막아준다.
확산 필름 위에 올려지는 프리즘 필름(105, 106)은 빛이 확산 필름을 지나며 가로, 세로 방향으로 퍼지는 과정에서 휘도가 급격히 떨어지는 현상이 일어나는데 이를 굴절시켜 모아줌으로써 휘도를 높여주는 기능을 한다.
프리즘 필름 위에서 다시 보호 필름(107)이 놓이는데, 이 필름은 프리즘 필름에 흠집이 나는 것을 방지하고, 프리즘 필름 사용 시 물결이나 나이테모양이 나타나는 모아레나 뉴턴링 현상을 방지해 준다. 편광판은 이 같은 과정을 거쳐 BLU에서 나오는 빛이 액정과 컬러필터를 통과한 뒤 간섭이나 상쇄하지 않도록 원하는 성분의 빛만 통과시키는 조절 기능을 하는 부품으로 이러한 과정을 거쳐서 LCD TV 영상이 만들어진다.
LCD는 인가 전압에 따라 액정 투과도의 변화를 이용하여 전기적 정보를 시각적 정보로 변화시켜 전달하는 소자이나 자체 발광원이 없기 때문에 빛을 제공해 주는 BLU를 두어야 한다.
BLU에 사용되는 프리즘 필름은 스크래치가 생기기 쉬워 이를 보호해야하고, 또한 입사하는 빛을 확산 또는 집광시켜서 휘도를 균일하게 하고 시야각을 넓혀주어야 하는데 이러한 역할을 프리즘 확산 필름이 하게 된다.
이러한 역할을 하는 광확산 보호 필름은 일반적으로 열경화형의 방식으로 생산되어 왔다.
하지만 열경화형 방식은 경화 시간이 길 뿐만 아니라 경화 온도 또한 고온인 경우가 많기 때문에 사용할 수 있는 소재에 한계가 있다. 뿐만 아니라, 생산된 필름은 70시간 이상 후경화 공정을 필요로하기 때문에 생산 공정 또한 복잡하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 점차 열경화 방식에서 자외선 경화 방식으로 생산방식이 바뀌고 있다. 도 1에서 확산 필름(104)와 보호 필름(107)에 사용되는 자외선 경화 방식은 기존의 열경화 방식과 달리 공정이 단순하고 경화 시간 또한 수 초로 매우 짧아 생산성이 우수하다. 나아가, 기존 열경화 방식과 비교하여 내열성, 내용제성 등이 우수하고 제품의 균일성이 높다. 광원으로부터 오는 빛은 시간이 지나면 필름에 영향을 미쳐 초기보다 투과율이 낮아지고, 헤이즈가 높아지는 등 광특성이 떨어진다. 또한, 고분자 수지가 점차 황변이 생겨 내후성에도 문제가 생긴다. 다시 말해, 광원으로부터 발생한 빛에 의한 고분자 수지의 황변(yellowing) 현상이 기존 열경화 방식 및 기존 자외선 경화형 수지들보다 개선되어 내후성 및 광특성이 우수한 제품이 필요로 하게 되었다.
플라스틱 기재에 일정 두께 이상의 코팅막이 적층되면 자외선 경화 후 도막이 수축되면서 컬링(Curling)이 발생한다. 또한 자외선 경화 후 코팅막의 경도가 3H 이상으로 높으면 도막에 크랙이 발생하고 보호해야 하는 프리즘 표면에 스크레치를 발생시킨다.
또한, 광원으로부터 계속해서 발생하는 빛에 의해 각각의 필름에 사용되는 고분자 수지가 황변이 생기게 되면 투과율이 낮아지고, 헤이즈가 높아지는 등의 광특성이 떨어지게 된다.
본 발명은 컬링(Curling)이 적고, QUV 테스트 후 황변이 적으며, 헤이즈 및 전광선 투과율이 우수하고, 도막의 크랙이 적은 확산 필름 및 보호 필름용 하드코팅액을 제조하는데 있다.
특히, QUV 테스트 후 황변의 정도를 황색도(YI)로 측정하여 황변 여부를 비교하여 보다 내후성이 뛰어난 하드코팅액을 제조하는데 있다.
나아가, 대전방지 기능이 있어 이물의 오염을 줄인 확산 배면층, 보호 배면층 코팅액을 제조하는데 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서,
본 발명은 하드코팅액으로 자외선 경화형 수지, 그 중에서도 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물을 제공한다.
본 발명의 하드 코팅액은 선택적으로 다관능 아크릴레이트 단량체를 포함하는 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 광 경화형 지방족 우레탄아크릴레이트 화합물을 포함하여 이루어진다.
발명은 일 측면에서, 필름기재상에 상기 확산 필름용 하드코팅액 조성물을 포함하는 확산 코팅층이 적층된 확산 코팅 필름을 제공하며, 본 발명은 상기 보호 필름용 하드코팅액 조성물을 포함하는 보호 필름층이 적층된 보호 필름을 제공한다.
본 발명은 일 측면에서, 또한 상기 확산 코팅 필름 및 보호 코팅 필름을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 광 경화형 수지는, 예를 들어 자외선 경화형 수지는 UV 조사를 받았을 때 직접 또는 개시제의 작용을 받아서 간접적으로 대분자화, 예를 들어 중합이나 이량화 등을 진행시키는 반응을 일으키는 중합성 작용기를 갖는 화합물을 이용할 수 있다. 자외선 경화형 수지의 구체적인 예로서는, 아크릴기, 비닐기, 알릴기 등이 있으며, 이중 아크릴레이트와 같은 불포화 이중 결합을 갖는 것이나, 에폭시기, 실란올기와 같은 반응성 치환기를 갖는 것이 사용 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 광 경화성 하드코팅액은 내후성이 우수한 하드코팅액의 제조를 위해 방향족 우레탄 아크릴레이트 대신 지방족 우레탄 아르릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 광 경화성 지방족 우레탄 아크릴레이트는 공지된 방식을 이용하여 제조될 수 있다. 일 예로, 상기 지방족 우레탄 아크릴레이트는 지방족 폴리올(polyol)과 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시켜 말단이 이소시아네이트로 되어 있도록 1차 합성한 후 하이드록시기를 가지는 아크릴레이트, 일예로 에틸하이드록시아크릴레이트를 이소시아네이트와 반응시켜 제조될 수 있으며, 상업적으로도 구입해서 사용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자외선 경화형 확산 코팅용 하드코팅액 및 보호 코팅용 하드코팅액 조성물은 중량 평균 분자량 1,000 내지 10,000 미만, 바람직하게는 3,000 이상인 우레탄아크릴레이트 화합물을 사용하여, 가교 밀도를 높이는 효과가 높은 것 외에도, 중량평균분자량이 10,000 이하로 작기 때문에 유동성이 높고, 따라서 코팅조성물의 도공적성을 향상시키는 효과도 있다. 상기 범위 이하로 분자량이 저하되면 UV등에 의한 광 변색 정도가 커지게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 중량 평균 분자량이 1,000 내지 10,000인 광 경화성 지방족 우레탄아크릴레이트는 2 이상의 관능기를 가질 수 있으며, 바람직하게는 최종 제품이 뛰어난 QUV 특성을 가지면서도 물리적 특성이나 가공성, 일 예로 양호한 부착성, 컬, 광학 특성 등을 가질 수 있도록 바람직하게는 3 이상의 관능성을 가지는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 다관능성 아크릴레이트 화합물의 구체적인 예로는 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드변성인산 디(메타)아크릴레이트, 아릴화시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥사디올디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-디글리시딜 에테르의 디(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리메타크릴레이트 등을 들 수 있으나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
다관능성 아크릴레이트 단량체 화합물은 하드 코팅액에 선택적으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 30중량% 이하, 보다 바람직하게는 1-10 중량%의 범위로 사용되는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 하드코팅액은 상기 광 경화되는 지방족 우레탄아크릴레이트가 용해되는 용매를 포함할 수 있으며, 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알코올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트 등의 에스테르류, 톨루엔, 벤젠, 크실렌 등의 방향족 화합물, 에테르류 등을 들 수 있다.
이 중에서도 올리고머 등의 유기물의 용해도를 높일 수 있으며, 기재표면에 균일하게 도포할 수 있으며, 또한 도포공정 후에도 건조 공정을 단축할 수 있고, 균일한 두께의 도막을 용이하게 얻을 수 있도록 에테르류의 유기용제를 이용하는 것이 바람직하고, 케톤류 용제, 또는 톨루엔 등의 용제를 혼합 사용하여 제조하는 것이 더욱 바람직하다. 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 또한 용제의 양 은 지나치게 적거나, 많지 않도록 적절히 조절되어야 하며, 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하며, 바람직하게는 20~95 중량부, 보다 바람직하게는 40-70중량부를 사용한다.
본 발명에 있어서, 상기 하드코팅액은 경화반응을 개시하기 위해 광 개시제를 포함할 수 있으며, 라디컬 중합을 개시시키기 위한 광 개시제를 사용하는 것이 바람직하다.
광개시제는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 아세트페논류, 벤조페논류, 케탈류, 안트라퀴논류, 디설피트 화합물류, 티우람 화합물류, 플루오르아민 화합물류 등이 있다. 이와 같은 광개시제의 구체적인 예는 다음과 같다.
1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 벤조페논, 4,4-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4,6-트리메틸벤조닐-디페닐포스핀 등이 있다. 이러한 개시제들은 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용이 가능하다.
그 함량은 우레탄아크릴레이트 화합물 100중량부에 대해서 0.1 내지 15 중량부로 사용할 수 있다.
기타 첨가제
또한, 확산 배면층과 보호 배면층의 대전방지 효과를 위해 첨가되는 대전방지제는 4급 암모늄염계 고분자계 대전방지제를 사용할 수 있다. 상기 고분자계 대전방지제는 하드 코팅액에서 10 중량% 이하의 양으로 사용할 수 있다. 이는 다양한 제품들이 공지되어 있고 나노캠텍의 ELECON-100ED, ELECON-1700, 모아켐의 MORESTAT ES-7205, MORESTAT ES-7500, 중일유화의 JISTAT 2000/2000N 등을 예로 들 수 있다.
확산 필름 및 보호 필름용 하드코팅액의 UV 안정성을 위해 첨가되는 광안정제로는 시판되고 있는 Ciba Specialt Chemicals 사의 Tinuvin 144, Tinuvin 292, Tinuvin 327, Tinuvin 329, Tinuvin 5050, Tinuvin 5151등이 있으며, 미원상사의 LOWILITE 22, LOWILITE 26, LOWILITE 55, LOWILITE 62, LOWILITE 94등을 예로 들 수 있다.
상기 하드코팅액 조성물에는 광안정제, 자외선 흡수제, 대전방지제, 윤활제, 레벨링제, 소포제, 중합촉진제, 산화방지제, 난연제, 적외선 흡수제, 계면활성제, 표면개질제 등의 첨가제를 1종 이상 적절히 함유시킬 수 있다.
확산 필름 및 보호 필름용 광확산제로 평균 입경이 1~30 ㎛인 유, 무기 광확산제(203)를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 첨가할 수 있다. 이에 사용되는 입자의 예는 실리카, 지르코니아, 이산화티타늄 등의 무기물 광확산제가 있고, 스티렌, 프로필렌, 에틸렌, 우레탄, 메틸(메타)아크릴레이트 등의 유기 광확산제가 있다.
도 2는 확산 필름 및 보호 필름의 구조를 간단하게 나타낸 것으로 필름(201) 의 윗면에는 확산 및 보호층(202)이 오고, 필름의 아랫면에는 상기와 같은 4급 암모늄염계 대전방지제가 포함되어 대전방지 기능을 갖는 확산 배면층, 보호 배면층(200)이 온다.
유, 무기 광확산제가 포함된 확산 필름용 코팅층은 PET 필름위에 메이어바를 이용해 도포되고 경화 후의 막두께가 1~100 ㎛, 바람직하게는 5~70 ㎛이 되게 한다. 확산 배면 코팅층은 위와 동일한 방법으로 도포되고 경화 후 막두께가 확산층보다 얇은 20 ㎛미만이 되게 한다.
본 발명에 사용되는 기재 필름은 투과율이 높아야 하고 기계적 강도가 좋고, 내구성 또한 강해야 한다. 이에 적합한 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이다. 기재의 성질, 조성물의 점도 등에 하드코팅 층을 제조하는데 적합한 임의의 기술이 사용될 수 있다. 적합한 코팅 기술의 예로는 그라비어(gravure)코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 플로우 코팅, 스크린 인쇄, 롤 코팅, 블레이드 코팅, 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 바 코팅 등이 있다.
자외선 조사는, 통상적으로 자외선 램프로부터 복사되는 자외선을 이용한다. 이 자외선 램프로서는, 통상 파장 300~400 nm 의 영역에 스펙트럼 분포를 가지는 자외선을 발광하는, 고압수은램프, 퓨전H램프, 크세논램프 등의 자외선램프가 이용되며, 조사량은 통상 100~500mJ/㎠이다.
자외선 조사는 산소를 함유하지 않거나, 또는 저농도 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 산소 저농도 분위기에 있어서 산소 농도는 5% 이하가 바람직하고, 산소 이외에 함유되는 기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등의 불활성 가스가 바람직하다.
본 발명에 의해서, 필름에 대한 컬 및 부착력이 우수하며, 자외선 조사 후 투과율 및 헤이즈의 변화가 적어 광특성이 우수하며, 내황변성이 적은 하드코팅액이 제공되었다.
본 발명에 따라서 내후성이 좋고, 컬 특성 및 광특성이 좋은 하드 코팅층이 형성된 확산 필름 및 보호필름이 제공되었다.
또한, 본 발명에 의해서, 대전방지특성이 좋고, 내후성이 좋으며, 컬 특성 및 광특성이 좋은 하드 코팅층이 형성된 확산 필름이 부착된 디스플레이가 제공되었다.
이하 본 발명의 실시에 의거하여 더욱 상세히 설명하고자 하나, 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
분자량 3000MW, 3관능 우레탄아크릴레이트 화합물 45 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
상기의 조성을 갖는 하드코팅액을 제조하였다.
이어서 기재필름으로는 PET 필름을 자동도공기(Automatic Applicator) 유리판 위에 고정 시키고, 메이어바(3번~12번 바 이용)를 고정 한 후 PET 필름 위에 상기 제조한 코팅액을 떨어뜨린 후 자동도공을 하여 균일하게 도포된 코팅필름을 얻었다.
코팅된 필름을 80℃ 건조 오븐에서 1분간 전처리하여 사용한 용매를 건조시켰다. 건조 후 수은 램프를 이용하여 UV 경화시켜(광량 300mJ/cm2) 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2
분자량 3000MW, 관능기가 3개인 우레탄아크릴레이트 화합물 40 중량부
펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 5 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 3
분자량 3000MW, 관능기가 3개인 우레탄아크릴레이트 화합물 37 중량부
펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 5 중량부
1,6-헥사디올디아크릴레이트 3 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 4
분자량 3000MW, functional group이 3개인 우레탄아크릴레이트 화합물 45 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 46.5 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
4급 암모늄염계 고분자계 대전방지제 3.9 중량부
상기의 조성을 갖는 배면층 하드코팅액을 제조하고, 실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 1
분자량 700MW, 관능기가 2개인 비스페놀 A 에폭시 디아크릴레이트 화합물 45 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 2
분자량 1000MW, 관능기가 6개인 우레탄아크릴레이트 화합물 45 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 3
분자량 1000MW, 관능기가 6개인 우레탄아크릴레이트 화합물 40 중량부
펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 5 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 50.4 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실시예 1과 같은 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 4
분자량 1000MW, functional group이 6개인 우레탄아크릴레이트 화합물 45 중량부
프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 46.5 중량부
광개시제 4 중량부
(상품명 Igacure-754, Ciba Specialt Chemicals 제품)
실리콘 오일 0.1 중량부
광안정제 0.5 중량부
(상품명 Tinuvin 5050, Ciba Specialt Chemicals 제품)
4급 암모늄염계 고분자계 대전방지제 3.9 중량부
<물성 평가>
실시예 1~4, 비교예 1~4에서 얻어진 확산 필름 및 보호 필름은 아래와 같이 평가하였다.
QUV 안정성 평가
코팅된 PET 필름을 4cm ⅹ 4cm의 크기로 자른 후 UVB를 100시간 동안 조사한다. 100시간 경과 후 UV 조사 전 필름과 조사 후 필름의 헤이즈 및 투과율, 색좌표를 측정하여 황색도(YI)값을 비교하여 황변 여부를 관찰한다.
황색도(YI) = 100(1.28-1.06Z) / Y
황색도는 색좌표 Y, Z 값을 이용하여 위와 같이 계산한다.
접착강도 평가법
가로, 세로 각 10mm을 1mm 단위로 10 x 10으로 크로스 해칭을 하여 칸을 나눈다.
100개의 칸 위에 이치방 셀로테이프(18mm, JIS Z-1522)를 붙여 손으로 눌러 잘 밀착시킨 후 테이프 접착 방향으로 직각이 되도록 빠르게 떼어낸다. 이 때 필름 기재에 잔존한 눈의 수를 계측하여 밀착성을 평가한다.
ASTM 규격으로 떨어진 정도가 0%이면 5B, 5% 정도 이면 4B, 5~15% 정도이면 3B, 15~35% 정도 이면 2B, 35~65% 정도이면 0B로 표기한다.
Curling 측정법
PET 필름 기재 위에 확산 필름용 코팅액을 도포하고 메이어바 6번을 이용하여 코팅을 한 후 80℃ 오븐에서 60초간 용매를 건조 시킨 후 자외선을 조사하여 경화시켰다. 경화 조건은 에너지 300mJ/cm2 이다.
필름 경화 후 20cm ⅹ 20cm 크기로 잘라 평판 위에 올려놓고 평판과 4변의 컬링된 필름의 높이를 각각 측정하여 평균을 구한다(단위 : mm).
연필 경도 측정법
하드코팅 필름의 연필 경도를 JIS K5400에 의거하여 연필 경도 측정기를 이용하여 10mm, 5회 그은 후 코팅면 표면의 상처 유무를 확인한다.
투과율 및 헤이즈 측정
분광광도계(NIPPON DENSHOKU)를 이용하여 전광선투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.
대전방지 기능 측정
온도 25℃, 습도 50%의 항온, 항습하에서 표면저항 측정기(ACL STATICIDE 475)로 면저항(Ohm/sq)을 측정한다.
상기 물성측정결과를 아래 표 1에 나타내었다.
접착강도 컬(Curl) 연필경도 대전성
(Ohm/sq)
실시예 1 5B < 1mm 2H -
실시예 2 5B < 1mm H -
실시예 3 5B < 1mm H -
실시예 4 5B < 1mm H 10E9
비교예 1 3B 5mm H -
비교예 2 5B 6mm 2H -
비교예 3 4B 3mm 2H -
비교예 4 5B 6mm 2H 10E10
각 실시예 및 비교예의 필름의 광학 특성을 아래 표2에 나타내었다.
T(%) Haze L a b YI
실시예 1 91.95 1.41 95.89 -0.75 1.02 -121.85
실시예 2 91.62 1.06 95.72 -0.69 0.96 -121.54
실시예 3 91.08 1.07 95.44 -0.67 1.04 -122.10
실시예 4 91.65 1.38 95.62 -0.66 1.08 -121.68
비교예 1 90.65 1.50 94.82 -1.01 1.11 -121.97
비교예 2 91.38 1.47 95.59 -0.83 1.09 -121.86
비교예 3 91.24 1.38 95.51 -0.70 1.08 -121.90
비교예 4 91.30 1.35 94.98 -0.71 1.05 -121.55
100시간 UVB 조사 후 투과율(T%), 헤이즈, 황색도 변화(△YI)를 아래 표 3에 나타내었다.
T(%) Haze 황색도 변화(△YI)
실시예 1 90.51 2.37 0.25
실시예 2 90.38 2.44 0.38
실시예 3 89.98 2.30 0.32
실시예 4 90.02 2.24 0.34
비교예 1 88.55 5.49 10.52
비교예 2 89.90 3.48 5.85
비교예 3 89.67 4.01 5.49
비교예 4 89.38 3.98 5.66
표 1~3의 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 하드코팅액을 도포하여 얻은 확산 필름 및 보호 필름의 경우 컬(curl) 및 부착력이 우수하며, 100시간 UVB 조사 후의 결과를 보아 투과율(T%) 및 헤이즈의 변화가 적어 광특성이 우수하며, 황색도 변화(△YI)가 적은것으로 보아 내후성이 상당히 우수하다.
도 1은 광학 필름 구조를 나타낸다.
도 2는 유, 무기 광확산 입자가 포함된 확산필름 및 보호필름 구조를 나타낸다.

Claims (11)

  1. 하드코팅액이 중량평균분자량이 3,000-10,000인 광 경화성 지방족 우레탄아크릴레이트 화합물 5-60 중량%와 용매 40-95 중량%로 이루어지며, 여기서 상기 하드코팅액은 경화코팅된 필름의 황색도 변화(△YI)가 1 미만인 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  2. 제1항에 있어서, 4급 암모늄염계 고분자계 대전방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물은 3관능성 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물인 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  5. 제1항에 있어서, 상기 용매는 에테르 화합물인 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  6. 제1항에 있어서, 광확산입자, 광안정제, 자외선 흡수제, 대전방지제, 윤활제, 레벨링제, 소포제, 중합촉진제, 산화방지제, 난연제, 적외선 흡수제, 계면활성제, 표면 개질제에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  7. 제2항에 있어서, 상기 하드 코팅액이 경화 코팅된 필름의 표면 저항이 107~1011 ohm/sq 인 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 코팅은 광확산용 필름 또는 보호필름의 코팅용인 것을 특징으로 하는 하드코팅액.
  10. 투광성 필름의 적어도 일면에 중량평균분자량이 3,000~10,000인 광중합성 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물 5~60 중량%와 용매 40-95 중량%로 이루어진 하드코팅액이 경화 코팅되고, 코팅의 황색도 변화(△YI)가 1 미만인 것을 특징으로 하는 광 경화 코팅 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 코팅액은 광확산 입자 또는 4급 암모늄염계 고분자계 대전방지제를 더 포함하는 광 경화 코팅 필름.
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