KR101380754B1 - 보호필름 - Google Patents

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KR101380754B1
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Abstract

본 발명은 보호필름에 관한 것으로, 구체적으로 수분차단기재; 상기 수분차단기재의 상부에 실란제를 함유하는 접착제층; 상기 접착제층의 상부에 눈부심방지기재;를 포함하는 보호필름으로, 고투명성을 유지하면서도 접착성능의 향상뿐만 아니라 수증기투습률(MVTR)이 현저히 낮아져 수분차단성이 탁월하게 높은 보호필름에 관한 것이다.
보호필름, 디스플레이, 수증기투습률, 수분차단

Description

보호필름{PROTECTIVE FILM}
본 발명은 보호필름에 관한 것으로, 상세하게는 전자부품이나 광학부품 등의 디스플레이 장치의 보호를 위한 보호필름에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 제조 및 취급 동안 오염 및 먼지의 축적뿐만 아니라, 스크래치 및 마찰에 민감하다. 이에, 디스플레이 장치의 가공, 수송 또는 보관 시에 발생하는 스크래치, 오염, 부식 등을 방지할 목적으로 보호성의 부여를 위해 보호필름이 사용된다. 이에 디스플레이 장치를 보호를 위해서 보호필름 또한 물리적 손상 또는 오염 및 먼지의 침착으로 인한 결함을 갖지 않아야 한다. 또한, 시간의 흐름에 따라 수분 또는 수증기의 효과 때문에 보호필름의 형태가 자연적으로 변형될 수 있으며, 이러한 보호필름의 형태변형은 디스플레이 장치의 보호역할을 제대로 발휘할 수 없어 디스플레이 장치에 큰 손실이 발생할 우려가 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 보호를 위해 장치의 제조, 보관, 사용 시에 장치에 부착된 보호필름의 형태가 변하지 않고, 양호한 치수 안정성을 지니도록 수분차단성 또는 내후성이 우수한 보호필름이 요구된다.
본 발명의 목적은 수분차단성이 향상된 보호필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수분차단기재;상기 수분차단기재의 상부에 실란제를 함유하는 접착제층; 상기 접착제층의 상부에 눈부심방지기재;를 포함하는 보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 실란제로 실란 커플링제(silicon coupling agent)인 실란(SinH2n+2; n은 1~50에서 선택되는 실수)화합물을 포함하는 보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 실란제는 접착제층에 포함되는 바인더 100중량부에 대하여 0.001~0.1중량부를 함유하며, 상기 바인더는 아크릴계 수지가 포함되는 보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수분차단기재로서 폴리에스테르계 투명플라스틱기재에 실리콘 산화물(SiOx, x는 1.0 ~ 2.0에서 선택되는 실수)을 증착하여 이루어진 것을 포함하는 보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 눈부심방지기재로 폴리에스테르계 투명플라스틱기재에 아크릴우레탄계 수지나 실록산계 수지의 경질 수지와 실리콘 비드의 조성물을 코팅하여 이루어진 것을 포함하는 보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 보호필름이 38(±2)℃×100%RH(Relative Humidity) 조 건에서 24시간 동안의 수증기 투습률이 0.001~0.1g/m2·day인 보호필름을 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명의 보호필름은 디스플레이 장치, 구체적으로는 편광판에 적용되는 일례를 설명하는 것이나, 본 발명의 보호필름의 용도가 편광판에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호필름의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 보호필름(100)은 수분차단기재(110), 접착제층(130), 눈부심방지기재(150)을 포함한다.
구체적으로 본 발명은 수분차단기재; 상기 수분차단기재의 상부에 실란제를 함유하는 접착제층; 상기 접착제층의 상부에 눈부심방지기재;를 포함하는 보호필름 을 제공한다.
본 발명은 보호필름을 구성하는 각 기재를 접착하는 접착제층에 실란제를 함유하도록 하여 실란제가 접착제층의 바인더와 가교역할을 하게 되어 접착제층의 응집력을 높임으로서 수분 또는 수증기의 투습성을 낮추어 수분차단성을 향상시킬 수 있다.
우선, 수분차단기재(110)는 투명플라스틱기재의 일면 또는 양면에 수분차단 코팅층이 형성된 형태가 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
상기 투명 플라스틱 기재는 후술할 수분차단 코팅인 실리콘 산화물 코팅의 지지체 역할을 수행하는 것으로 제한되는 것은 아니나 두께가 10 ~ 50㎛, 보다 바람직하게는 12 ~ 30㎛인 경우 산화물 증착 공정에서 지지체 역할을 하기에 적합하고, 주름 등의 외관 손상이 발생하지 않는다. 이러한 투명플라스틱기재는 광투과율이 90%이상인 플라스틱소재를 사용하는 것이 바람직하며, 투명한 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등과 같은 고투명의 고분자 수지로부터 제조되는 필름을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 투명 플라스틱 기재는 투명도가 높고, 기계적 강도가 양호하여 가공성이 우수하며 내구성이 강한 폴리에틸렌(PE;Polyethylene), 폴리프로필렌(PP;Polypropylene) 또는 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET;Poly(Ethylene Terephthalate)) 필름을 사용한다. 또한 이들은 연신한 것을 사용할 수 있다.
상기 투명 플라스틱 기재의 상부에 형성되는 수분차단 코팅층은 투명 플라스틱 기재의 상부에 실리콘 산화물을 진공 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 실리콘 산화물 코팅이 투명 플라스틱 기재의 한면 또는 양면에 형성되어 내습성, 즉 수분차단성이 향상되고, 실리콘 산화물이 도포됨으로써 접착층과의 접착력이 증가해 보호필름의 내구성이 증가되는 효과가 있다. 상기 실리콘 산화물(SiOx, x는 1.0 ~ 2.0에서 선택되는 실수) 코팅층은 코팅층은 x값이 1.0미만이면 투명성이 저하되어 광투과도가 90%이하가 되며, 2.0을 초과하는 경우 크랙이 발생할 수 있으므로 상기 범위로 사용하는 것이 좋다. 실리콘 산화물 코팅층의 두께는 300 ~ 1,000Å, 보다 바람직하게는 400 ~ 800Å 인 것이 내습성이 우수하고, 투명한 색상을 유지할 수 있으므로 좋다.
한편, 본 발명은 눈부심방지기재(150)는 상기 수분차단기재에 사용된 것과 동일한 또 하나의 투명 플라스틱 기재의 일면에 눈부심방지층이 코팅된 형태로서, 눈부심방지 및 스크래치 방지 기능을 갖는다. 상기 눈부심방지층은 아크릴우레탄계 수지나 실록산계 수지 등의 경질 수지에 실리콘 비드 등의 조성물 또는 배합물을 코팅하여 제조하되, 상기 코팅은 바코팅(Bar Coating), 그라비어 코 팅(Gravure Coating), 스프레이 코팅(Spray Coating), 스핀 코팅(Spin Coating) 등 과 같은 다 양한 방법을 통해 코팅할 수 있으며, 상기와 같이 제조된 눈부심방지기재의 표면을 조면화하였을 때에 눈부심 방지효과 및 스크래치 방지효과를 달성할 수 있다. 상기 눈부심 방지층은 두께가 얇으면 경도 부족이 되고, 한편 지나치게 두꺼우면 크랙이 발생하는 경우가 있다. 또, 컬의 방지 특성 등도 고려하면, 3 ~ 5㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 보호필름은 상기와 같이 제조된 수분차단기재와 눈부심방지기재를 실란제를 함유하는 접착제층으로 접착함으로써 형성될 수 있다. 상기 접착제층은 실란제와 아크릴계 수지로 이루어진 바인더를 포함하는 접착제 조성물로서, 접착제층의 광투과도가 90%이상~100%이하이며, 헤이즈가 0~1%이하이고, 전단저장탄성율이 103 ~ 105Pa인 것을 특징으로 하는 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive;OCA)이다. 접착제층의 광투과도가 90% 미만이거나 헤이즈가 1%를 초과하면, 디스플레이 구현 시 선명도가 떨어지고, 전단저장탄성율이 103Pa미만이면 타발 시 접착제층이 삐져나와 제품 조립 시 문제가 발생하며, 그 값이 105Pa을 초과하는 경우 수분차단기재와 눈부심방지기재의 접착력이 떨어져 내구성에 문제가 발생하게 되고 충격흡수 기능이 약해지는 단점이 있다.
본 발명의 접착제층의 바인더로 사용되는 아크릴계 수지는 아크릴계 수지 어떤 것이든 사용가능하며, 중량평균분자량 170만~180만, 유리전이온도 -40~50℃, 고형분함량 25중량%인 것이 바람직하며, 아세틸아크릴레이트, 부탈아크릴레이트, 메탈산 아크릴레이트 등을 사용할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 접착제 조성물에 포함되는 실란제는 접착제층의 바인더와 가교역할을 하게 되어 접착제층의 응집력을 높임으로서 접착성을 증가시킬뿐만 아니라 수분 또는 수증기의 투습성을 낮추어 수분차단기재와 함께 시너지적으로 수분차단성을 더욱 향상시키는 역할을 한다. 실란 커플링제(silicon coupling agent)인 실란(SinH2n+2; n은 1~50에서 선택되는 실수)화합물로서, 실란이 포함되는 화합물이면 어느 것이든 가능하다. 이러한 실란화합물의 예를 들면, N-베타-아미노에틸-감마-아미노프로필메틸디메톡시실란(N-beta-(Aminoethyl)-gamma aminopropylmethyldimethoxysilane), N-베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트리메톡시실란(N-beta-(Aminoethyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilane), 감마-아미노프로필메틸디에톡시실란(gamma-aminopropylmethyldiethoxysilane), 감마-아미노프로필트리에톡시실란(gamma-aminopropyltriethoxysilane), 감마-아미노프로필트리메톡시실란(gamma-aminopropyltrimethoxysilane), 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드(Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide), 감마-클로로프로필트리에톡시실란(gamma-chloropropyltriethyoxysilane), 감마-클로로프로필트리메톡시실란(gamma-chloropropyltrimethyxysilane), 감마-글리디독시프로필트리메톡시실란(gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 감마-머캅토프로필트리메톡시실란(gamma-mercaptopropyltrimethoxysilane), 감마-메타크릴로프로필트리메톡시실란(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane), 메틸트리아세톡시실란(methyltriacetoxysiane;MTAS), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane;MTMS), 메틸트리스-(부타논옥심)실란(methyl tris-(butanone oxime)silane;MOS), 메틸옥시미노실란(methyl oximino silne;MOS), 메틸트리스-(메틸에틸케톡시모)실란(methyl tris-(methyl ethyl ketoximo)silane;MOS), 페닐트리스(부타논 옥심)실란(phenyl tris-(butanone oxime)silane;POS), 테트라에톡시실란(tetraethyoxysilane;TEOS), 테트라(메틸에틸케톡시모)실란(tetra(mehylethylketoximo)silane;TOS), 테트라메톡시실 란(tetramethoxysilane;TMOS), 비닐트리에톡시실란(vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane), 비닐트리스부타논옥심실란(vinyl tris-(butanoe oxime)silane;VOS), 비닐옥시미노실란(vinyloximinosilane;VOS), 비닐트리스메틸에틸케톡시모실란(vinyltris-(methyl ethyl ketoximo)silane;VOS) 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 접착제층에 포함되는 실란제는 바인더 100중량부에 대하여 0.001~0.1중량부 미만인 것이 바람직하다. 상기 실란제가 바인더 100중량부에 대하여 0.001중량부 미만이면 실란제 첨가 효과가 없으며, 0.1중량부 이상이면 수증기 투습률이 높아져 수분차단성이 오히려 저하될 우려가 있다.
본 발명의 접착제층에는 상기 실란제, 바인더 외에도 제한되지 않지만 용매, 경화제, 자외선차단제 등의 첨가제가 더 포함될 수 있다.
상기 접착제층은 수분차단기재와 눈부심방지기재 중 하나의 기재상에 도포, 건조시켜 제조한다. 상기 접착제 조성물이 가교제를 함유하므로 적절한 가열처리에 의해 가교 처리가 실시된다. 가교 처리는, 용매의 건조 공정의 온도에서 병행해도 되고, 건조 공정 후에 별도 가교 처리 공정을 형성하여 행해도 된다. 이와 같이 얻어진 접착제층은, 다른 하나의 기재에 부착된다. 그 후, 접착제층의 가교 반응의 조정을 목적으로 에이징 처리를 행해도 된다. 상기 접착제층의 두께가 20~150㎛이상기 접착제층의 두께가 20㎛미만인 경우, 각 기재간의 접착성이 저하되고 충격흡수성이 발현되기 어려워 내구성이 저하될 우려가 있으며, 두께가 150㎛를 초과하면, 초과된 만큼의 상승효과가 발생하지 않아 원료의 낭비만 초래된다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 보호필름은 수증기 투습률(moisture vapor transmission rate;MVTR)이 38(±2)℃×100%RH(Relative Humidity) 조건에서 24시간 동안 수증기가 필름을 투과하는 정도를 측정하여 0.001~0.1g/m2·day인 것이 좋다.
본 발명의 전도성 보호필름은 전자책뿐만 아니라 가전제품, 자동차, 통신기기, PDA 등의 디스플레이 장치에 이르기까지 제한 없이 본 발명의 보호필름이 사용될 수 있는 곳이면 어디에나 다양하게 사용가능하다.
본 발명의 보호필름은 접착제층에 실란제를 포함하여 제조되어 고투명성을 유지하면서도 접착성능의 향상뿐만 아니라 수증기투습률(MVTR)이 현저히 낮아져 수분차단성이 탁월하게 높은 효과가 있다.
또한, 본 발명의 보호필름은 확산 시트, 편광판 등의 전자부품이나 광학부품, 디스플레이 장치, 가전제품, 자동차 유리, 통신기기, PDA 등의 에 이르기까지 다양하게 사용가능하다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일례를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
눈부심방지기재의 제조
두께 188㎛, 폭 1000㎜ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (코오롱, H11F)을 준비하고, 아크릴우레탄계 수지 (대일본일잉크공업주식회사, 유니디크 17-824-9)와, 상기 아크릴우레탄계 수지 100중량부에 대하여 실리카비드(신에쯔케미칼, X-52-854)를 5중량부로 첨가하여 혼합한 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 일면에 도포하여, 100℃ 에서 3 분 건조 후, 즉시 오존 타입 고압 수은등(80W/㎝, 15㎝ 집광형) 2 등으로 자외선 조사를 하여 두께 5㎛의 눈부심방지층을 형성하여 눈부심방지기재를 제조하였다.
수분차단기재의 제조
두께 12㎛, 폭 1000㎜ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (코오롱, FQ00)의 양면에 진공증착방법에 의해 500Å두께의 SiO1.5 증착층을 형성하여 수증기차단기재를 제조하였다.
접착제 조성물의 제조
아크릴계 바인더(쏘켄사, SK2094R) 56g, 실란제(소켄 케미컬 & 엔지니어링 컴퍼니, C-50) 0.014g(바인더 100중량부에 대하여 0.025중량부), 이소시아네이트 경화제(쏘켄사, E-AX)를 1.05g 첨가하고, 용매로 메틸에틸케톤 30g을 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
보호필름의 제조
수분차단기재의 한면에 접착제 조성물을 코팅한 후, 100℃에서 2분간 건조시킨 후 접착층의 두께가 30㎛이 되게 하여 접착제층을 형성한 후, 상기 접착제층의 상부에 눈부심방지기재를 접착하였다.
이렇게 제조된 보호필름을 이용하여 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
접착제층에 실란제(소켄 케미컬 & 엔지니어링 컴퍼니, C-50)를 0.028g(바인더 100중량부에 대하여 0.05중량부) 첨가하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
접착제층에 실란제(소켄 케미컬 & 엔지니어링 컴퍼니, C-50)를 0.042g(바인더 100중량부에 대하여 0.075중량부) 첨가하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
접착제층에 실란제(소켄 케미컬 & 엔지니어링 컴퍼니, C-50)를 0.056g (바인더 100중량부에 대하여 0.1중량부) 첨가하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
접착제층에 실란제를 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
* 평가방법
- 수증기 투습률(moisture vapor transmission rate; MVTR)측정
PERMATRAN-W3/33,MA(MOCON사)를 사용하여 38(±2)℃×100%RH 조건에서 24시간동안 수증기가 보호필름을 투과하는 정도를 측정하였다.
[표 1]
구분 MVTR (g/m2·day)
실시예 1 0.10
실시예 2 0.09
실시예 3 0.06
실시예 4 0.15
비교예 1 0.70
상기 표 1에서와 같이 본 발명에 따른 보호필름은 접착제층에 실란제를 투입하였을 때가 실란제를 첨가하지 않은 경우 보다 수증기 투습률이 4배이상 현저하게 낮아졌으며, 실시예 3의 경우 수증기 투습률이 가장 낮게 나타나 수분차단성이 가장 우수했다. 따라서, 접착제층에 실란제를 첨가하여 보호필름을 제조하는 것이 수분차단성을 우수하게 유지하는데 적합함을 확인하였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보호필름의 단면도.
- 도면의 주요 부분에 대한 설명 -
100: 보호필름
110: 눈부심방지기재
130: 접착제층
150: 수분차단기재

Claims (7)

  1. 수분차단기재;
    상기 수분차단기재의 상부에 실란제와 아크릴계 바인더수지를 포함하는 접착제 조성물을 코팅 및 건조시킨 접착제층;
    상기 접착제층의 상부에 눈부심방지기재;
    를 포함하는 보호필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실란제는 실란 커플링제(silicon coupling agent)로서 실란(SinH2n+2; n은 1~50에서 선택되는 실수)화합물을 포함하는 보호필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실란제는 접착제층에 포함되는 바인더 100중량부에 대하여 0.001~0.1중량부를 함유하는 보호필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접착제층은 광투과도가 90%이상~100%이하이며, 헤이즈가 0~1%이하이고, 전단저장탄성율이 103 ~ 105Pa인 보호필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수분차단기재는 폴리에스테르계 투명플라스틱기재에 실리콘 산화물(SiOx, x는 1.0 ~ 2.0에서 선택되는 실수)을 증착하여 이루어진 것을 포함하는 보호필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 눈부심방지기재는 폴리에스테르계 투명플라스틱기재에 아크릴우레탄계 수지나 실록산계 수지의 경질 수지와 실리콘 비드의 조성물을 코팅하여 이루어진 것을 포함하는 보호필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호필름은 38(±2)℃×100%RH(Relative Humidity) 조건에서 24시간 동안의 수증기 투습률이 0.001~0.1g/m2·day인 보호필름.
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