KR101494033B1

KR101494033B1 - 대전방지 용품, 그 제조 방법, 및 용품을 갖는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101494033B1
Application number: KR1020107003632A
Authority: KR
Inventors: 마크 제이 펠레라이트; 마흐푸자 비 알리; 에일린 엠 하우스; 그레고리 에프 킹; 제임스 이 록크릿지; 항 케이 로이; 제프리 에이 페터슨
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2015-02-16
Also published as: JP5426546B2; CN101809110B; KR20100046016A; EP2178998A4; WO2009014897A2; EP2178998A2; CN101809110A; TW200920829A; US9260612B2; EP2178998B1; US20130236702A1; US20090029129A1; US8449970B2; JP2010534272A; WO2009014897A3

Abstract

대전방지층이 기재에 배치된 대전방지 용품이 본 명세서에 개시된다. 대전방지층은 양이온성 공중합체, 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체 및 가교결합제로부터 형성된다. 양이온성 공중합체는 양이온성 단량체, 소수성 단량체, 가교결합성 단량체, 및 선택적 질소-함유 단량체로 본질적으로 이루어진다. 기재는 다층 광학 필름과 같은 광학 필름(10)을 포함할 수 있다. 대전방지 용품의 제조 방법 및 대전방지 용품을 포함하는 디스플레이 장치가 또한 개시된다.

Description

대전방지 용품, 그 제조 방법, 및 용품을 갖는 디스플레이 장치{ANTISTATIC ARTICLE, METHOD OF MAKING THE SAME, AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 양이온성 중합체를 포함하는 대전방지층을 가진 대전방지 용품에 관한 것이다.

디스플레이 장치에 사용되는 광학 용품과 같은 용품은 높은 광투과율, 투명성 및 매우 깨끗한 외관을 비롯한 엄격한 성능 기준을 충족하여야 한다. 광학 성능에 해로운 것은 입자, 비평면 표면형상(topography) 및 불균형적인 접촉 정도(때로는 "웨트-아웃(wet-out)"으로 불림)와 같은 결함이다. 이들 결함은, 부분적으로, 제조, 변환 또는 조립 공정에 의해 도입되는 정전하의 결과일 수 있다.

예를 들어, 정전하는 가공 동안 목표 기재/필름으로부터 신속하게 당겨지거나 박리되는 테이프 (예컨대, 마스킹) 또는 다른 필름으로부터 생길 수 있다. 그 후, 이들 정전하는 필름의 표면 근처에 있을 수 있는 먼지 또는 다른 파편의 입자를 끌어당길 수 있다. 결국 필름에 정착되거나 고착되는 입자들은 필름의 원래 목적에 따르면 원하지 않는 광 차단, 굴절 또는 흡수로 이어질 수 있다. 비평면 표면형상은, 특히 필름의 일 영역에서 움직임 또는 크리프(creep)가 발생하는 동안 필름의 다른 부분이 그 자리에 끼이거나 기계적으로 유지될 때 필름의 불균일한 수축(shrinkage), 비틀림(warping), 또는 팽창(expansion)의 결과일 수 있다. 그러나, 다른 원인은, 끼이거나 정지된 영역을 생성하여 필름 층들 간에 접합을 야기하고 결과적으로 불균일하거나 동조되지 않은 필름 변화로 이어지게 할 수 있는 정전하일 수 있다. "웨트-아웃" 현상으로 알려진 광학 결함은 두 영역 사이에 광투과성(optical transmission) 차이가 존재할 때 또는 "뉴턴 링"(Newton's ring)과 같은 간섭 패턴이 관찰될 때 발생할 수 있다 (이 결함은 웨트-아웃이 필름 제품 전체에 걸쳐 균일할 때 최소한으로 검출가능하다). 정전하는 두 개의 층화된 필름 사이의 특정 영역의 불균일한 인력(attraction)에 기여하여 웨트-아웃을 일으킬 수 있다.

따라서, 다양한 기재 상에 대전방지층을 형성하여 생성된 대전방지 용품이 광학 용도에 사용하기 적합하도록 사용될 수 있는 대전방지 조성물이 필요하다.

기재에 배치된 대전방지층을 포함하는 용품이 본 명세서에 개시된다. 일 태양에서, 본 용품은 기재, 및 기재에 배치된 대전방지층을 포함하며, 대전방지층은 양이온성 공중합체, 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체 및 가교결합제를 포함한다. 양이온성 공중합체는 i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

(여기서, Z는 O, S 또는 NH이며; R¹은 H 또는 CH₃이며; R²는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기를 포함하며; X는 할로겐, 나이트레이트, 알킬설페이트, 알칸설포네이트, 및 할로알칸설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이며; n은 2 내지 6임)을 가진 약 20 내지 70 wt% 미만의 양이온성 단량체; 및 ii) 1 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 기를 가진 지방족 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 약 10 내지 약 75 wt%의 소수성 단량체; 및 iii) 하기 화학식:

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 가진 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어진다. b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제.

다른 태양에서, 양이온성 공중합체는 i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

(여기서, Z는 O, S 또는 NH이며; R¹은 H 또는 CH₃이며; R²는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기를 포함하며; X는 할로겐, 나이트레이트, 알킬설페이트, 알칸설포네이트 및 할로알칸설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이며; n은 2 내지 6임)을 가진 약 20 내지 약 50 wt%의 양이온성 단량체; 및 ii) 1 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 기를 가진 지방족 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 약 10 내지 약 75 wt%의 소수성 단량체; iii) N-비닐피롤리디논, N,N-다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 약 0.5 내지 약 55 wt%의 질소-함유 단량체 (단, 양이온성 단량체와 질소-함유 단량체의 양은 약 70 wt% 미만임); 및 iv) (메트)아크릴산 또는 하기 화학식:

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂(여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 가진 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어진다. b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제.

본 명세서에 개시된 용품은 다양한 구성, 특히 광학 용도로 적합한 것들에 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기재는 반사 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 확산 블렌드 반사 편광 필름, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 터닝(turning) 필름, 미러(mirror) 필름, 또는 이들의 조합을 포함한다. 대전방지층은 또한 이들 광학 필름 중 하나의 내부 또는 외부 층으로서 포함될 수 있다. 일 실시 형태에서, 용품은 대전방지층에 배치된 미세구조화 층을 포함하며, 여기서 미세구조화 층은 복수의 미세구조체를 갖는 구조화 표면을 포함하며, 구조화 표면은 용품의 외부 표면을 구성한다. 다른 실시 형태에서, 용품은 A) 편광 필름; B) 편광 필름에 배치된 대전방지층; C) 광학 필름; 및 D) 대전방지층에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 용품은 A) 편광 필름; B) 편광 필름에 배치된 대전방지층; C) 광학 필름; 및 D) 편광 필름에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다.

다른 태양에서, 용품의 제조 방법이 본 명세서에 개시된다. 본 방법은 본 명세서에 개시된 대전방지 조성물을 기재에 코팅하여 코팅된 기재를 형성하고, 선택적으로 코팅된 기재를 적어도 일 방향으로 신장시키는 단계를 포함한다. 또 다른 태양에서, 이러한 용품을 포함하는 디스플레이 장치가 본 명세서에 개시된다. 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 하나 이상의 광원 및 본 용품을 포함한다.

또 다른 태양에서, 양이온성 공중합체가 본 명세서에 개시되며, i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH 및 CONH₂ (여기서 M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 갖는 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어진다.

본 발명의 이들 태양 및 다른 태양은 하기의 상세한 설명에 기재된다. 어떠한 경우에도 상기 개요는 본 명세서에 개시된 특허청구범위에 의해서만 한정되는 청구된 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명은 많은 이점을 제공한다. 한 가지는, 대전방지층이 용품에 대전방지 특성을 부여하도록 사용되어 그 용품이 하나 이상의 용품 표면에 연결된 회로(예를 들어, 와이어)가 필요 없이도 대전 방지되도록 할 수 있다. 그러한 대전방지 용품은 먼지, 때 및 기타 입자가 용품의 표면에 부착되는 것을 최소화시키기에 충분한 대전방지 특성을 나타낸다. 대전방지층은 심지어는 액정 백라이트에 사용되는 광학 필름에 충분한 대전방지 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있으며, 액정 백라이트에서 광학 필름으로부터 보호 필름을 제거하면 큰 정전하 및 20 ㎸에 이르는 전위(potential)가 생성될 수 있다. 일반적으로, 대전방지 용품은 높은 저항률 값, 예를 들어 약 1x10⁸ ohm/sq 초과 또는 약 1x10¹⁰ 초과를 나타낼 수 있으나, 효과적인 대전방지 특성을 지속할 수 있다. 본 명세서에 개시된 대전방지 용품은, 약 40%의 상대 습도에서 측정할 때 표면 저항률이 약 1 x 10¹³ ohm/sq 미만, 또는 1 x 10¹² ohm/sq 미만, 바람직하게는 1 x 10¹⁰ ohm/sq 미만일 수 있다. 이러한 대전방지 성능은 1 ㎛ 미만의 층 두께에서도 달성될 수 있다.

다른 이점은 대전방지층이 빠른 전하 감쇠 시간을 나타내는 대전방지 용품을 제공하기 위해 사용될 수 있다는 것이며, 전하 감쇠 시간은 정전하가 주어진 전압 범위, 예를 들어 5000 V 내지 500 V 미만에 걸쳐 그 초기 값의 10%로 감쇠하는 데 걸리는 시간의 양이다. 본 명세서에 개시된 대전방지 용품은, 약 40%의 상대 습도에서 측정할 때 약 20초 미만, 약 10초 미만, 약 5초 미만, 약 2초 미만, 약 0.1초 미만, 또는 심지어 0.01초 미만의 전하 감쇠 시간을 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 이들 전하 감쇠 시간은 약 20%의 상대 습도에서 측정할 때 관찰될 수 있다.

명확히 하기 위하여, 용어 "전도성"이 산업계에서 "정전기 소산성", 즉 대전방지성을 지칭하기 위하여 흔히 사용되지만 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어, 전도성 및 대전방지성은 동의어를 의도하는 것이 아님을 주목하라. 구체적으로, 전도성 물질 코팅은 최대 1x10⁵ ohm/sq의 표면 저항률을 갖는 것으로 간주되는 한편, 대전방지 물질 코팅은 전형적으로 최대 1x10¹² ohm/sq의 표면 저항률을 갖는다. 이들 용어는 일반적으로 물질의 노출 표면에 전도성 또는 대전방지 성분 또는 제제를 가진 물질을 설명하기 위해 사용된다. (대조적으로, 용품이 더 높은 수준의 표면 저항률을 나타냄에도 불구하고, 대전방지층이 대전방지 특성을 갖지 않는 층들 사이에 "매립되게" 함으로써 그 용품이 대전방지성일 수 있다). 더욱이, 정전하 감쇠 시간은 이들 높은 표면 저항률 값에서도 용품을 위해 유지될 수 있다.

다른 이점은 대전방지층이 전형적인 중합체 기재와 다른 중합체 층 사이의 접착을 촉진하는 프라이머 층으로서 작용할 수 있다는 것이다. 대전방지층이 광투과성 기재와 같은 광학 기재, 심지어 후술하는 바와 같은 다층 광학 필름에 잘 접착하는 것이 특히 유리하다. 또한, 대전방지층이 후술하는 바와 같은 방사선 경화된 물질로 형성되며 광학 용도로 사용하기 적합한 층들에 잘 접착하는 것이 특히 유리하다. 또한, 대전방지층이 접착층에 잘 접착하는 것이 특히 유리하다.

또 다른 이점은 대전방지층이 대전방지 용품을 제공하기 위하여 적합한 기재에서 형성된 후 이 용품은 이어서 기재를 배향시키기 위하여 하나 또는 두 개의 치수에서 텐터링(tentering)되거나 신장될 수 있다는 것이다. 이러한 사전-텐터링(pre-tenter) 대전방지 처리는 별도의 코팅 단계가 필요하지 않게 하므로 가공 관점에서 볼 때 바람직하다. 대조적으로, 중합체 및 입자를 비롯한 대전방지 특성을 부여하기 위하여 사용되는 많은 공지된 물질은 고온 및 2:1, 4.5:1 또는 심지어 6:1 이상의 어떤 신장비를 포함할 수 있는 텐터링으로 처리될 수 없다. 적어도, 많은 공지된 물질이 신장 후 표면 저항률 특성을 상실한다. 본 명세서에 개시된 대전방지층은 표면 저항률 특성을 여전히 유지하면서 신장될 수 있다.

또 다른 이점은 대전방지층이 헤이즈(haze) 및 광투과율과 같은 바람직한 광학적 특성을 나타내도록 설계될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 대전방지층이 적합한 기재에 형성될 경우, 대전방지 용품은 최소 헤이즈, 예컨대 약 20% 미만의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 이것은 일반적으로 공지의 대전방지 조성물로는 이루기 어려운데, 그 이유는 일부 경우에 충분한 대전방지 성능이 원하지 않는 수준의 헤이즈를 부여하는 두꺼운 층으로만 이루어질 수 있기 때문이다. 원하지 않는 헤이즈의 다른 원인은 표면 조도이며, 이는 얼룩(mottle) 및 디웨팅(dewetting)과 같은 건조 관련 현상으로부터 생길 수 있다. 이러한 문제는 건조 공정 동안 발생하는 표면 장력 구배로 인하여, 수계 코팅 제형을 이용할 때 특히 심각할 수 있다. 원한다면, 대전방지층이 적합한 기재에서 형성될 경우, 대전방지 용품은 최대 광투과율, 예컨대 90% 초과의 광투과율을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 대전방지층은 바람직하게는 무색이다. 이들 특성을 가짐으로써, 대전방지 용품은 광이 관리되거나, 향상되거나, 조작되거나, 조절되거나, 유지되거나, 투과되거나, 반사되거나, 굴절되거나, 흡수될 수 있는 등의 광학 용도로 사용하기 적합하다. 광학 용도는 하기에 보다 상세히 설명한다.

또 다른 이점은 본 발명의 코팅을 위한 대전방지 성능이 20%만큼 낮은 상대 습도에서도 적당할 수 있으며, 물질이 최대 약 260℃의 온도에서와 같은 열처리를 견딜 수 있다는 것이다. 더욱이, 대전방지 특성은 대전방지층이 방사선-경화성 조성물(이후, 경화됨)로 오버코팅된 후에도 유지될 수 있다. 이것은 통상 방사선-경화성 조성물이 종종 100% 단량체이어서 대전방지 코팅을 공격적으로 용해시킬 수 있으므로 해결하기 어려운 문제이다.

또 다른 이점은 대전방지층을 형성하는 데 사용되는 성분들이 코팅될 제형 및 건조된 층의 둘 모두에서 상용성이라는 것이다. 이것은 양이온성 공중합체와 종종 음이온성 분산물 패키지를 가진 결합제 물질 사이에서 상용성이 쉽게 발생하지 않는다는 점에서 사소한 개가(feat)는 아니다. 침전 또는 젤화가 종종 그러한 조합에서 발생한다. 예상치 않게, 전술한 이점들이 양이온성 중합체, 결합제 및 가교결합제의 특정 조합에서 얻어질 수 있음이 발견되었다.

대전방지층은 양이온성 공중합체를 포함한다. 일반적으로, 유용한 양이온성 공중합체는 (메트)아크릴 또는 비닐 단량체의 자유 라디칼 중합에 의해 제조될 수 있는 것들이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "(메트)아크릴"은 아크릴 및 메타크릴 기 둘 모두를 지칭하기 위하여 사용되며 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드와 같은 화합물을 포함한다. 유용한 양이온성 공중합체는 약 10,000 초과의 수평균 분자량을 가지며 분자량이 낮은 것이 분자량이 높은 것보다 더 바람직하다. 유용한 양이온성 공중합체는 미국 특허 출원 공개 제2007/0082196 A1호 (알리(Ali) 등)에 기재된다.

일 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 본질적으로 양이온성 단량체, 소수성 단량체 및 가교결합성 단량체로 이루어진다. 양이온성 단량체는 하기 화학식을 갖는다:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

여기서, Z는 O, S 또는 NH이며; R¹은 H 또는 CH₃이며; R²는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기를 포함하며; X는 할로겐, 나이트레이트, 알킬설페이트, 알칸설포네이트, 및 할로알칸설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이며; n은 2 내지 6이다. 예를 들어, 양이온성 단량체는 2-아크릴옥시에틸트라이알킬암모늄 양이온 및 음이온, 그리고 바람직하게는 2-아크릴옥시에틸트라이메틸암모늄 클로라이드 또는 2-아크릴옥시에틸부틸다이메틸암모늄 브로마이드를 포함할 수 있다. 양이온성 단량체는 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용되는 단량체의 총 중량에 대하여 약 20 내지 70 wt.% 미만, 또는 약 30 내지 약 65 wt.%로 포함된다. 양이온성 단량체는 대전방지 특성을 부여하기 위하여 양이온성 공중합체 내로 포함될 수 있다. 이와 같이, 사용되는 양이온성 단량체의 특정량은 공중합체의 원하는 대전방지 특성에 따라, 그리고 또한 대전방지층을 형성하기 위하여 사용되는 조성물 내의 다른 단량체 및 다른 성분들뿐만 아니라 형성된 후의 대전방지층과의 상용성을 비롯한 다양한 다른 인자들에 좌우될 수 있다.

소수성 단량체는 1 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 기를 가진 지방족 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 소수성 단량체는 직쇄, 분지형, 또는 환형일 수 있으며, 선택적으로 기, 예를 들어 방향족 기, 헤테로원자, 예를 들어 O, 및 헤테로원자-함유기, 예를 들어 -CO-로 치환될 수 있다. 소수성 단량체에는 또한 OH, NH 및 SH 수소와 같은 활성 수소가 없을 수 있다. 예시적인 소수성 단량체는 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 또는 아이소-보르닐 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 소수성 단량체는 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용되는 단량체의 총 중량에 대하여 약 10 내지 75 wt.% 미만, 또는 약 25 내지 약 50 wt.%로 포함된다. 사용되는 소수성 단량체의 특정량은 공중합체의 원하는 특성, 예를 들어 대전방지층을 형성하기 위하여 사용되는 조성물 내의 다른 단량체 및 다른 성분들뿐만 아니라 형성된 후의 대전방지층과의 상용성에 좌우될 수 있다.

가교결합성 단량체는 (메트)아크릴산 또는 하기 화학식을 가진 단량체를 포함한다:

CH₂=CR³Y

여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂(여기서, M은 H 또는 반대이온임)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 반대이온은 알칼리 금속; 암모늄; 및 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬 또는 헤테로원자-치환된 알킬기를 보유한 치환된 모노-, 다이- 및 트라이알킬암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기이다. L로서 유용한 2가 연결기는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기를 포함한다. 예시적인 가교결합성 단량체는 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, N-(메틸올)(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴산, 및 2-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 가교결합성 단량체는 대전방지 조성물에 역시 존재하는 가교결합제와 반응하는 것으로 생각된다. 따라서, 사용되는 특정 가교결합성 단량체는 가교결합제의 반응성에 좌우될 수 있다. 가교결합성 단량체는 양이온성 공중합체를 구성하는 단량체의 총 중량에 대하여 약 2 내지 약 25 wt%, 또는 약 5 내지 약 10 wt.%의 양으로 존재한다. 사용되는 가교결합성 단량체의 특정량은 공중합체의 원하는 특성, 예를 들어 대전방지층을 형성하기 위하여 사용되는 조성물 내의 다른 단량체 및 다른 성분들뿐만 아니라 형성된 후의 대전방지층과의 상용성에 좌우될 수 있다.

양이온성 공중합체는 양이온성, 소수성 및 가교결합성 단량체의 특정 조합으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 양이온성 공중합체의 유용한 예는 하기 표 1에 열거된 것들을 포함한다. 일 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트의 알킬염; 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아이소-보르닐 아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 소수성 단량체; 및 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트의 공중합체로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트의 알킬염; 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-보르닐 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 소수성 단량체; 및 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트를 포함하는 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어진다.

다른 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 양이온성 단량체, 소수성 단량체, 질소-함유 단량체, 및 가교결합성 단량체의 공중합체로 본질적으로 이루어진다. 이 경우, 양이온성 단량체는, 질소-함유 단량체와 이용될 경우 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용되는 단량체의 총 중량에 대하여 약 20 내지 약 50 wt%로 포함되는 것을 제외하고는, 상기한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 소수성 단량체는 상기한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용된 단량체의 총 중량에 대하여 약 10 내지 75 wt.% 미만, 또는 약 20 내지 약 35 wt.%일 수 있다. 가교결합성 단량체는 상기한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용된 단량체의 총 중량에 대하여 약 2 내지 약 25 wt.%, 또는 약 5 내지 약 10 wt.%일 수 있다.

질소-함유 단량체는 N-비닐피롤리디논, N,N-다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함한다. 질소-함유 단량체는 양이온성 공중합체를 형성하기 위하여 사용되는 단량체의 총 중량에 대하여 약 0.5 내지 약 55 wt.%, 또는 약 5 내지 약 35 wt.%로 포함되되, 단 양이온성 단량체 및 질소-함유 단량체의 양은 양이온성 공중합체를 형성하기 위해 사용되는 단량체의 총 중량에 대하여 약 70 wt% 미만이다. 사용되는 질소-함유 단량체의 특정량은 공중합체의 원하는 특성, 예를 들어 대전방지층을 형성하기 위하여 사용되는 조성물 내의 다른 단량체 및 다른 성분들뿐만 아니라 형성된 후의 대전방지층과의 상용성에 좌우될 수 있다.

양이온성 공중합체는 양이온성 단량체, 소수성 단량체, 질소-함유 단량체, 및 가교결합성 단량체의 특정 조합으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 이들 양이온성 공중합체의 유용한 예는 하기 표 2에 열거된 것들을 포함한다. 일 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트의 알킬염; 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 아이소-옥틸 아크릴레이트, 아이소-보르닐 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 소수성 단량체; N-비닐피롤리디논, 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트, 또는 이들의 조합; 및 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트의 공중합체로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시 형태에서, 양이온성 공중합체는 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트의 알킬염; 페녹시에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아이소-옥틸 아크릴레이트, 아이소-보르닐 아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 소수성 단량체; N-비닐피롤리디논, 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트, 또는 이들의 조합; 및 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트의 공중합체로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시 형태에서, 양이온성 중합체는 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트의 알킬염을 포함하는 양이온성 단량체; 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-보르닐 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 소수성 단량체; N-비닐피롤리디논, 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트, 또는 이들의 조합; 및 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트를 포함하는 가교결합성 단량체의 공중합체로 본질적으로 이루어진다.

양이온성 공중합체의 제조에서, 전형적인 방법은 단량체의 각각을 개시제 및 용매와 함께 반응 용기 내로 충전하는 것을 포함할 것이다. 적합한 개시제는 2,2'-아조비스(2-메틸부탄니트릴) 또는 듀폰 케미칼스(DuPont Chemicals)로부터 바조(VAZO) 제품으로 또는 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 이르가큐어(IRGACURE) 제품으로 판매되는 것들 중 임의의 것을 포함한다. 단량체 혼합물 100부 당 약 0.1 내지 1부의 개시제가 전형적으로 사용된다. 유용한 용매는 메탄올, 에탄올, 아이소프로필 알코올, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 물, 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는 다양한 알코올을 포함할 것이다. 시스템은 반응이 진행되는 일정 기간 동안 혼합된다.

양이온성 공중합체는 대전방지층의 약 25 내지 약 70 wt.%, 또는 약 33 내지 약 60 wt.%로 포함된다. 대부분의 경우, 용품의 비용 및 성능에 대한 임의의 역효과를 최소화하기 위하여 양이온성 공중합체의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 만일 용품이 무색이어야 하는 광학 용품이고 양이온성 공중합체가 광학 용품에 색상을 부여할 수 있다면, 양이온성 공중합체의 양은 광학 용품이 무색으로 유지되는 정도로 최소화되어야 한다. 다른 예의 경우, 만일 대전방지층이 기재와 일부 다른 층 사이에 배치되면, 사용되는 양이온성 공중합체의 양은 기재와 다른 층 사이의 접착을 방해하지 않아야 한다. ASTM D 3359는 두 층들 사이의 접착력을 측정하기 위해 사용되는 잘 알려진 방법이다.

사용되는 특정 양이온성 공중합체 및 양은 대전방지층에 존재하는 다른 성분들, 특정 기재, 원하는 대전방지 성능 등을 비롯한 다양한 인자에 좌우될 것이다. 양이온성 공중합체를 선택하는 한 가지 방법은 기재 상에 공중합체의 용액 또는 분산액을 코팅한 후 표면 저항률을 측정하는 것이다. 이상적으로는, 양이온성 중합체 만에 의해 부여되는 표면 저항률은 약 40%의 상대 습도에서 측정할 때 약 1 x 10¹⁰ ohm/sq 미만이다.

대전방지층은 주로 결합제 및/또는 프라이머로 작용하는 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체를 또한 포함한다. 이 물질은 라텍스, 분산액 또는 에멀젼 중합체로 불릴 수 있다. 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체는 알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체 또는 아크릴 코어/쉘 공중합체를 포함한다. 유용한 알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체는 로플렉스(RHOPLEX) 3208 및 로플렉스 3208ER (롬 앤드 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Co.))에서 사용되는 것들을 포함한다. 유용한 아크릴 코어/쉘 공중합체는 아이소보르닐 아크릴레이트/메틸 메타크릴레이트/에틸 아크릴레이트 공중합화에 기초하며 국제특허 공개 WO96/16120호(라오(Rao) 등)의 실시예 1에 기재된 방법을 이용하여 제조된 코어/쉘 라텍스를 포함한다. 다른 유용한 결합제 중합체 시스템은 미국 특허 제6,893,731호(카우쉬(Kausch))의 실시예 29에 기재된 것과 같은 것들이다. 결합제 중합체(들)는 또한 -OH 및 -CO₂H와 같은 가교결합성 작용기를 가진 단량체를 포함할 수 있다. 사용되는 특정 결합제 및 양은 대전방지층을 형성하기 위해 사용되는 대전방지 조성물 내의 다른 성분들뿐만 아니라 형성된 후의 대전방지층과의 상용성을 비롯한 다양한 인자들에 좌우될 것이다. 일반적으로, 대전방지층은 약 10 내지 약 50 wt.%의 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체를 포함한다.

대전방지층은 또한 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 포함한다. 이들 가교결합제는 가교결합 단량체에 의해 부여되는 결합제 및/또는 양이온성 공중합체의 펜던트 가교결합기와 반응한다. 가교결합제는 일체성 및 임의의 다른 원하는 특성을 대전방지층에 부여하도록 선택된다. 유용한 가교결합제는 사이멜(CYMEL) 323, 325, 327, 350 및 373 (시바 스페셜티 케미칼스); CX-100 (디에스엠 네오레진스(DSM Neoresins)); 및 XAMA-7 (훽스트 셀라니즈(Hoechst Celanese))을 포함한다. 사용되는 가교결합제 및 그 양에 대한 특정 선택은 코팅되고/되거나 경화되기 전 또는 후의 층 내의 다른 성분과의 상용성, 층의 원하는 두께, 중합 조건, 비용 등과 같은 다양한 인자에 좌우된다. 따라서, 가교결합제는 대전방지층의 약 5 내지 약 35 wt.%를 구성할 수 있다.

대전방지층에 사용되는 물질의 상대적인 양은 사용되는 특정 물질뿐만 아니라 층의 두께 및 용품의 의도하는 용도에 좌우될 것이다. 일 실시 형태에서, 대전방지층은 약 25 내지 약 70 wt.%의 양이온성 공중합체, 약 10 내지 약 50 wt.%의 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체, 및 약 5 내지 약 35 wt.%의 가교결합제를 포함한다.

대전방지층은 경화 및 가교결합을 촉진하기 위해 적어도 하나의 촉매 또는 열-활성화 및/또는 광-활성화 잠재성 촉매(thermally- and/or photo-activated latent catalyst)를 추가로 포함할 수 있다. 촉매 화학종(catalytic species)은 코팅에 사용되는 화학적 가교결합의 유형에 따라 산성 또는 염기성일 수 있다. 멜라민-포름알데히드계 가교결합성 시스템에서 특히 유용한 산 및 잠재성 산 촉매의 유용한 예는 p-톨루엔설폰산 및 그 유도체, 예를 들어 사이캣(CYCAT) 4040 및 4045 (시바 스페셜티 케미칼스)를 포함한다. 유용한 촉매의 다른 예는 무기산(mineral acid), 예를 들어 염산, 인산 및 질산, 이들의 아민염, 및 카르복실산 및 그 아민염을 포함한다. 촉매는 또한 폴리(에틸렌이민) 및 그 염 또는 폴리(아크릴산) 및 그 암모늄염과 같은 중합체 종일 수 있다. 유용한 광활성화 산 촉매의 예는 트라이플루오로메탄설폰산과 같은 강산의 요오도늄 및 설포늄 염을 포함한다. 일반적으로, 사용되는 촉매 또는 촉매 전구체의 양은 전체 코팅 고형물의 약 5 wt.% 미만이다.

대전방지층 및/또는 이 층을 적용하기 위해 사용되는 코팅 제형은 또한 다른 유형의 첨가제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 그러한 물질은 코팅 및 코팅 제형의 주요 성분과 상용성이어야 하며, 광학 용품의 성능 특성에 해로운 영향을 주어서는 안된다. 이들은 코팅 보조제, 예를 들어 계면활성제 및 응집 용매; 소포제; 예를 들어, 슬립제(slip agent)로 사용되는 미립자; 산화방지제; 및 pH 조절제, 예를 들어 완충제(buffer) 또는 트라이알킬아민을 포함한다. pH 안정화제로서 트라이에틸아민과 다이메틸에탄올아민과 같은 상대적으로 휘발성인 트라이알킬아민의 사용은 멜라민-포름알데히드 가교결합제를 포함하는 코팅 제형에 특히 바람직한데, 이는 산 범위로의 pH 이동(drift)은 원하지 않는 단축된 가사 수명(pot life)과 조기 젤화(gelation)를 야기할 수 있기 때문이다.

대전방지층은 용품에 원하는 대전방지 특성을 부여할 수 있다면 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 일반적으로, 약 25 내지 약 400 ㎚, 바람직하게는 약 50 내지 약 250 ㎚의 두께가 유용하다. 대전방지층은 원하는 특성을 부여할 만큼 충분히 두꺼워야 하지만 용품의 성능을 떨어뜨릴 만큼 두껍지 않아야 한다.

대전방지 용품의 제조 방법이 또한 본 명세서에 개시된다. 본 방법은 상기한 대전방지 조성물을 기재 상에 코팅하여 코팅된 기재를 형성하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 대전방지 조성물 내의 성분은 코팅 단계를 위해 적합한 용매 중에서 용해되거나, 분산되거나 또는 현탁된다. 사용되는 특정 용매는 특정 성분, 성분들의 원하는 농도, 층의 원하는 두께 및 특성, 이용되는 코팅 방법 등에 좌우된다. 적합한 용매에는 물이 포함된다. 일반적으로, 대전방지층을 형성하기 위하여 사용되는 조성물은 총 조성물의 중량에 대하여 최대 약 50 wt.% 고형물을 포함한다.

대전방지 조성물은 딥 코팅, 롤 코팅, 다이 코팅, 나이프 코팅, 에어 나이프 코팅, 슬롯 코팅, 슬라이드 코팅, 와이어 권취 로드 코팅, 및 커튼 코팅과 같은 다양한 코팅 기술을 이용하여 코팅될 수 있다. 코팅 기술의 포괄적인 논의는 문헌[Cohen, E. and Gutoff, E. Modern Coating and Drying Technology; VCH Publishers: New York, 1992; p. 122]; 및 문헌[Tricot, Y-M.Surfactants: Static and Dynamic Surface Tension. In Liquid Film Coating; Kistler, S. F. and Schweizer, P. M., Eds.; Chapman & Hall: London, 1997; p. 99]에서 찾을 수 있다.

대전방지 조성물은 열 또는 UV 방사선 또는 임의의 다른 적합한 경화 기술을 이용하여 경화시킬 수 있다. 자유 라디칼 경화 기술에 관한 추가 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,654,233호; 제4,855,184호; 및 제6,224,949호에서 찾을 수 있다. 한 가지 바람직한 경화 방법은 필름 텐터링 과정의 잠열을 이용하는 대전방지 코팅의 열활성화 및 가교결합이다.

기재는 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카르복실산에 기반한 코폴리에스테르 또는 폴리에스테르 블렌드; 폴리카르보네이트; 폴리스티렌; 스티렌-아크릴로니트릴; 셀룰로오스 아세테이트; 폴리에테르 설폰; 폴리(메트)아크릴레이트, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트; 폴리우레탄; 폴리비닐 클로라이드; 폴리사이클로-올레핀; 폴리이미드; 유리; 종이; 또는 이들의 조합 또는 블렌드를 비롯한 다양한 물질 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 특정 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드 및 셀룰로오스 트라이아세테이트를 포함한다. 바람직한 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 또는 이들의 블렌드를 포함한다. 바람직하게는, 기재는 온도 및 에이징에 대해 충분한 저항성을 가져 대전방지 용품의 성능이 시간에 따라 손상되지 않아야 한다. 기재의 두께는 전형적으로 약 2.5 ㎜ 미만이다. 기재는 또한 텐터링 작업에서 배향되기 전에 코팅되는 캐스트 웨브 기재(cast web substrate)와 같은 배향성 필름일 수 있다.

기재는 대전방지 용품이 광학 용도에 사용하기 적합하게 되도록 광투과성 기재를 포함할 수 있다. 유용한 광투과성 기재는 광학적으로 투명하고, 광의 흐름을 제어하도록 설계되며, 약 90%보다 큰 투과율을 가질 수 있다. 기재는 약 5% 미만, 예를 들어 2% 미만, 또는 1% 미만의 헤이즈 값을 갖는 최소 헤이즈를 나타낼 수 있다. 적합한 기재를 선택할 때 고려해야 할 특성은 가요성, 치수 안정성, 자기-지지성, 및 내충격성과 같은 기계적 특성을 포함한다. 예를 들어, 기재는 구조적으로 충분히 강하여 대전방지 용품이 디스플레이 장치의 일부로서 조립될 수 있도록 하는 것이 필요할 수 있다.

기재는 그래픽 아트(graphic art) 및 광학 용도와 같은 매우 다양한 용도에 사용되는 광학 필름을 포함할 수 있다. 유용한 광학 필름은 반사 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 확산 블렌드 반사 편광 필름, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 터닝 필름, 미러 필름, 또는 이들의 조합으로 기술될 수 있다. 광학 필름은 10개 이하의 층, 수백 개, 또는 심지어 수천 개의 층을 가진 다층 광학 필름을 포함할 수 있으며, 층들은 복굴절 광학 층들 전부, 복굴절 광학 층들 일부, 또는 등방성 광학 층들 전부의 몇몇 조합으로 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 기재는 제1 및 제2 광학 층의 교대 층들을 갖는 다층 광학 필름일 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 광학 층은 적어도 하나의 축을 따른 굴절률이 적어도 0.04만큼 상이하다. 굴절률 부정합(refractive index mismatch)을 갖는 다층 광학 필름이 하기에 인용된 참고 문헌에 개시된다. 다른 실시 형태에서, 기재는 상기한 광학 필름 중 임의의 것의 하나 이상의 층을 포함하여, 대전방지층이 이들 중 어느 하나에 매립되어, 용품 그 자체를 반사 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 확산 블렌드 반사 편광 필름, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 터닝 필름, 미러 필름, 또는 이들의 조합으로 만들 수 있다.

유용한 기재는 비퀴티(Vikuiti)™ 이중 휘도 향상 필름(Dual Brightness Enhanced Film) (DBEF), 비퀴티™ 휘도 향상 필름 (BEF), 비퀴티™ 확산 반사 편광 필름 (DRPF), 비퀴티™ 인핸스트 경면 반사판(Enhanced Specular Reflector) (ESR), 및 비퀴티™ 어드밴스트 편광 필름(Advanced Polarizing Film) (APF)으로 시판되는 상용 광학 필름을 포함하며, 이들 모두는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능하다. 유용한 광학 필름은 또한 미국 특허 제5,825,543호; 제5,828,488호 (오우더커크(Ouderkirk) 등); 제5,867,316호; 제5,882,774호; 제6,179,948 B1호 (메릴(Merrill) 등); 제6,352,761 B1호; 제6,368,699 B1호; 제6,927,900 B2호; 제6,827,886호 (니빈(Neavin) 등); 제6,972,813 B1호 (토유카(Toyooka)); 제6,991,695호; 미국 특허 출원 공개 제2006/0084780 A1호 (헤브린크(Hebrink) 등.); 제2006/0216524 A1호; 제2006/0226561 A1호 (메릴 등); 제2007/0047080 A1호 (스토버(Stover) 등); 국제특허 공개 WO 95/17303호; WO 95/17691호; WO95/17692호; WO 95/17699호; WO 96/19347호; WO 97/01440호; WO 99/36248호; 및 WO99/36262호에 개시되며, 이들 모두는 참고로 본 명세서에 포함된다. 이들 광학 필름은 단지 예시적이며 사용될 수 있는 적합한 광학 필름의 총망라한 목록을 의미하지는 않는다. 이들 실시 형태의 일부에서, 본 발명의 대전방지 프라이머 코팅은 다층 필름 구성에서 내부 층일 수 있다.

대전방지층이 적합한 기재에 형성된 후, 코팅된 기재는 이어서 하나 또는 두 치수로 텐터링되거나 신장되어 기재를 배향시킬 수 있다. 필름, 특히 폴리에스테르 필름을 배향시키는 방법은 문헌[Volume 12 of The Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd edition, pages 193 to 216]에 개시된다. 이축 배향된 폴리에스테르 필름을 제작하는 전형적인 방법은 4개의 주요 단계를 포함한다: (1) 폴리에스테르 수지를 용융 압출하고 이를 급랭시켜 웨브를 형성하는 단계, (2) 길이 방향 또는 기계 방향으로 웨브를 연신(draw)시키는 단계, (3) 이어서 또는 동시에 횡방향으로 웨브를 연신시켜 필름 형성하는 단계, 및 (4) 필름을 열 경화하는 단계. 만일 이축 배향이 필요하다면, 대전방지 조성물은 기계 방향으로 연신된 후 그러나 이어서 횡방향으로 연신되기 전에 기재에 코팅될 수 있다. 중합체 필름의 배향에 대한 추가 논의는 국제특허 공개 WO 2006/130142호 및 광학 필름에 대한 앞서 인용된 참고 문헌에서 찾을 수 있다.

상기에 기재한 용품은 디스플레이 장치와 같은 광학 용도에 사용하기 적합한 다양한 다른 용품을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 대전방지층은 편광 필름인 기재에 배치된다. 다른 실시 형태에서, 광학 용도에 사용하기 적합한 용품은 A) 편광 필름과; B) 편광 필름에 배치된 대전방지층 - 여기서, 상기 대전방지층은 a) i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

(여기서, Z는 O, S 또는 NH이며; R¹은 H 또는 CH₃이며; R²는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기를 포함하며; X는 할로겐, 나이트레이트, 알킬설페이트, 알칸설포네이트, 및 할로알칸설포네이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음이온이며; n은 2 내지 6임)을 갖는 약 20 내지 70 wt% 미만의 양이온성 단량체, 및 ii) 1 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 기를 가진 지방족 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 약 10 내지 약 75 wt%의 소수성 단량체, 및 iii) (메트)아크릴산 또는 하기 화학식:

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 갖는 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어지는 양이온성 공중합체; b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 포함함 - 과; C) 광학 필름과; D) 대전방지층에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다. 즉, 이 실시 형태에서, 용품은 4개의 층을 포함하는데, 대전방지층이 편광 필름에 배치되고, 접착층이 대전방지층 반대편의 편광 필름에 배치되고, 광학 필름이 대전방지층 반대편의 접착층에 배치된다.

다른 실시 형태에서, 광학 용도에 사용하기 적합한 용품은 A) 편광 필름과; B) 편광 필름에 배치된 대전방지층 - 여기서, 상기 대전방지층은 a) i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 갖는 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어지는 양이온성 공중합체; b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 포함함 - 과; C) 광학 필름과; D) 편광 필름에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다. 즉, 이 실시 형태에서, 용품은 4개의 층을 포함하는데, 대전방지층이 편광 필름에 배치되고, 접착층이 편광 필름 반대편의 대전방지층에 배치되고, 광학 필름이 편광 필름 반대편의 접착층에 배치된다.

다른 실시 형태에서, 광학 용도에 사용하기 적합한 용품은 A) 편광 필름과; B) 기재에 배치된 대전방지층 - 여기서, 상기 대전방지층은 a) i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 갖는 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어지는 양이온성 공중합체; b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 포함함 - 과; C) 광학 필름과; D) 대전방지층에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다. 즉, 이 실시 형태에서, 용품은 4개의 층을 포함하는데, 대전방지층이 편광 필름에 배치되고, 접착층이 편광 필름 반대편의 대전방지층에 배치되고, 광학 필름이 대전방지층 반대편의 접착층에 배치된다.

또 다른 실시 형태에서, 광학 용도에 사용하기 적합한 용품은 A) 편광 필름과; B) 기재에 배치된 대전방지층 - 여기서, 상기 대전방지층은 a) i) 하기 화학식:

CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X

CH₂=CR³Y

[여기서, R³은 H 또는 CH₃이며; Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도, 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 갖는 단량체를 포함하는 약 2 내지 약 25 wt%의 가교결합성 단량체로 본질적으로 이루어지는 양이온성 공중합체; b) 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및 c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트, 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 포함함 - 과; C) 광학 필름과; D) 편광 필름에 광학 필름을 접착시키는 접착층을 포함한다. 즉, 이 실시 형태에서, 용품은 4개의 층을 포함하는데, 대전방지층이 편광 필름에 배치되고, 접착층이 대전방지층 반대편의 편광 필름에 배치되고, 광학 필름이 편광 필름 반대편의 접착층에 배치된다.

광의 일부 편광이 필름을 통과하는 광에 대해 관찰되는 한에는 임의의 유형의 편광 필름을 사용하여 용품을 광학 용도에 사용하기 적합하게 만들 수 있다. 예로는 단층 및 다층 광학 필름, 예를 들어 반사 편광 필름 또는 확산 블렌드 반사 편광 필름뿐만 아니라 전술한 쓰리엠 컴퍼니의 비퀴티™ 필름들 중 임의의 것이 포함된다.

광학 필름은 광투과성 중합체 필름을 포함할 수 있으며; 예로는 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 또는 셀룰로오스 트라이아세테이트를 비롯한 셀룰로오스 아세테이트; 폴리카르보네이트; 폴리아크릴레이트, 예를 들어 폴리메타크릴레이트; 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 환형 올레핀; 폴리비닐 클로라이드; 폴리에테르 설폰; 폴리우레탄; 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌; 폴리이미드, 폴리아미드, 또는 이들의 공중합체 및 블렌드가 포함된다. 예로는 또한 단층 및 다층 필름뿐만 아니라 전술한 쓰리엠 컴퍼니의 비퀴티™ 필름 중 임의의 것이 포함된다. 광학 필름은 기재용으로 전술한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있으며; 예를 들어, 광학 필름은 프리즘 필름, 확산 필름, 도광체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

접착층은 편광기(polarizer)와 광학 필름을 접합시킨다. 접착층을 형성하기 위해 사용되는 바람직한 접착제는 처음에 또는 소정의 에이징 기간 후 최종 용품의 광학 성능에 거의 또는 전혀 영향을 주지 않는 광학 등급 접착제를 포함한다. 예를 들어, 접착제는 시간이 경과함에 따라 또는 가혹한 작업 조건에 노출될 때 황변되지 않도록 충분히 안정적인 것이 바람직할 수 있다. 접착제는 특정 용도에 따라 편광 필름과 광학 필름 사이에 최소한의 접합 강도 또는 일정 범위의 접합 강도를 제공하도록 선택된다. 접합 강도를 평가하는 한 가지 적합한 방법은 ASTM D 3359에 기재되어 있으며 쓰리엠 컴퍼니의 3M™ 610 셀로판 테이프를 이용한 크로스해치 테이프 당김 시험(crosshatch tape pull test)을 이용한다. 일반적으로, 접착성의 개선이 바람직하며 층의 탈층은 바람직하지 않다.

일 실시 형태에서, 접착층은 참고로 본 명세서에 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2006/0029784 A1호 (도안(Doan) 등)에 기재된 바와 같이 적어도 하나의 질소-함유 중합체 및 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 희석제를 포함하는 UV-경화성 접착제를 포함한다. 다른 예시적인 접착제는 미국 특허 출원 공개 제2003/0012936 A1호에 기재된다. 상표명 8141, 8142 및 8161로 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 접착제, 및 상표명 UVX-2884 및 UVX-1962로 토아고세이(Toagosei)로부터 입수가능한 접착제와 같은 구매가능한 접착제가 또한 사용될 수 있다. 접착층은 또한 크라톤 폴리머스(Kraton Polymers)로부터 입수가능한 크라톤 공중합체, 예를 들어 크라톤 G-1657과 같은 수소화된 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 접착제는 아크릴계, 우레탄계, 실리콘계 및 에폭시계 접착제를 포함한다. 접착제는 전사 코팅, 나이프 코팅, 스핀 코팅, 다이 코팅 등과 같은 다양한 공지의 코팅 기술을 이용하여 적용될 수 있다.

광학 용도에 사용하기 적합한 다른 용품은 휘도 향상 필름을 포함한다. 일 실시 형태에서, 미세구조화 층이 기재 반대편의 대전방지층에 배치되며, 여기서 미세구조화 층은 복수의 미세구조체를 가진 구조화 표면을 포함하며, 구조화 표면은 용품의 외부 표면을 구성한다. 미세구조화 층은 그 외부 표면 상에 복수의 미세구조체를 포함하여 휘도 향상 필름이 광을 지향할 수 있도록 할 수 있다. 휘도 향상 필름의 예는 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 프리즘 필름의 비퀴티™ BEF 패밀리(family)를 포함한다.

복수의 미세구조체는 일련의 프리즘; 릿지형(ridge), 포스트형(post), 피라미드형, 반구형 및 원뿔형을 포함하는 일련의 형상을 포함할 수도 있고/있거나, 이 미세구조체들은 평평한 부분, 뾰족한 부분, 절두된 부분 또는 둥근 부분을 갖는 돌출부 또는 함몰부일 수도 있으며, 이들 중 임의의 것은 미세 구조화 표면의 평면에 대하여 일정 각도를 이루거나 수직한 측면들을 가질 수도 있다. 임의의 렌즈 모양 미세구조체가 유용할 수 있으며, 예를 들어 미세구조화 표면은 큐브 코너 요소(cube corner element)를 구성할 수 있으며, 그 각각은 단일 기준 지점 또는 정점에서 전형적으로 교차하는 3개의 서로 사실상 직교하는 광학 면을 가진다. 미세구조화 표면은 규칙적으로 반복되는 패턴을 갖거나, 랜덤하거나, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일반적으로, 각각의 미세구조체는 2 ㎜ 미만의 적어도 2개의 측면 치수(즉, 필름의 평면에서의 치수)를 갖는다. 미세구조화 층의 두께는 약 10 내지 약 200 ㎛일 수 있다.

미세구조화 층은 중합성 조성물, 음각 미세구조화 금형 표면을 가진 마스터, 및 대전방지 용품을 이용하여 제조할 수 있다. 중합성 조성물은 마스터와 대전방지 용품의 대전방지층 사이에 침착될 수 있으며, 조성물 비드(bead)는 조성물이 마스터의 미세구조체를 채우도록 이동된다. 중합성 조성물은 중합되어 층을 형성하고, 이어서 마스터로부터 분리된다. 마스터는, 예를 들어 니켈, 니켈-도금된 구리 또는 황동과 같은 금속성일 수 있으며, 또는 중합 조건하에서 안정적이고 바람직하게는 마스터로부터 중합된 층이 깨끗이 제거될 수 있게 하는 표면 에너지를 가진 열가소성 물질일 수 있다. 마스터는 미국 특허 제4,542,449호; 제5,771,328호; 및 제6,354,709호에 추가로 기재되어 있다. 대안적으로, 대전방지층이 미세구조화 층과 기재 사이에 배치되도록 사전-형성된 미세구조화 층이 제조되고 대전방지 용품에 라미네이팅될 수 있다.

용품은 그래픽 아트 용도, 예를 들어 백라이트 사인(backlit signs), 광고판(billboard) 등에서 사용될 수 있다. 용품은 또한 적어도 하나 이상의 광원과 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 디스플레이 패널은 이미지, 그래픽, 텍스트 등을 생성할 수 있는 임의의 유형의 것일 수 있으며, 단색 또는 다색, 또는 투과성 또는 반사성일 수 있다. 예에는 액정 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 또는 터치스크린이 포함된다. 광원은 형광 램프, 인광성 광, 발광 다이오드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 예에는 텔레비전, 모니터, 랩톱 컴퓨터, 및 핸드헬드(handheld) 장치, 예를 들어 휴대전화, PDA, 계산기 등이 포함된다.

본 발명은 하기 실시예를 고려할 때 더 완전히 이해될 수 있다.

[실시예]

재료

모든 화학물질은 상업적 공급원으로부터 입수하였으며 달리 표시되지 않으면 받은 대로 사용하였다. 2-아크릴로일옥시에틸트라이메틸암모늄 클로라이드는 물 중의 80 wt% 용액으로서 시바 스페셜티 케미칼스로부터 입수하였다. 모든 다른 아크릴 단량체 및 질산리튬은 알드리치 케미칼 컴퍼니(Aldrich Chemical Co.)로부터 입수하였다. 토마돌(TOMADOL) 25-9는 토마 리저브, 인크.(Tomah Reserve, Inc.)로부터 입수하였다. 사이캣 4040 및 4045, 사이멜 327 및 373, 및 사이아스탯(CYASTAT) 609는 사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries Inc.)로부터 입수하였다. 127 ㎛ (5 mil) 두께의 단면 프라임 처리된 PET 필름은 멜리닉스(MELINIX) 618로서 듀폰 컴퍼니로부터 입수하였다. 트라이에틸암모늄 p-톨루엔설포네이트는 p-톨루엔설폰산의 수용액을 트라이에틸아민으로 중화시켜 제조하였으며, 둘 모두는 알드리치 케미칼 컴퍼니로부터 입수하였다. 리튬 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드는 쓰리엠 컴퍼니로부터 3M 플루오라드(FLUORAD) 리튬 HQ-115로 입수하였다. 리튬 메탄설포네이트, 리튬 p-톨루엔설포네이트, 및 리튬 폴리(스티렌설포네이트)는 알드리치 케미칼 컴퍼니로부터 입수한 상응하는 설폰산을 수용액 중에서 수산화리튬으로 중화시켜 제조하였다.

결합제 1은 롬 앤드 하스 컴퍼니로부터 입수한 로플렉스 3208 또는 3208ER 수성 아크릴 분산액을 포함하였다. 이들 분산액은 약 34 내지 35 wt%의 아크릴 결합제, 및 약 8 내지 9 wt%의 포름알데히드-멜라민 가교결합제를 포함하였다. 하기 표에 기재된 층 조성물의 경우, 결합제 1용으로 주어진 양은 아크릴 결합제만을 위한 것이며; 포름알데히드-멜라민 가교결합제는 가교결합제 양에 포함된다. 결합제 2는 아이소보르닐 아크릴레이트/메틸 메타크릴레이트/에틸 아크릴레이트 공중합에 기초한 코어/쉘 라텍스였으며 국제특허 공개 WO 96/16120호 (라오(Rao) 등)의 실시예 1에 기재된 방법을 이용하여 제조하였다.

표 1 및 표 2에 나타난 양이온성 중합체는 하기의 일반적 절차에 따라 제조하였다. 깨끗한 반응 용기에서 100부의 원하는 단량체 혼합물, 듀폰 컴퍼니의 바조-67 개시제 (단량체 농도 기준으로 0.5부), 및 아이소프로필 알코올 (200 부)을 취하였다. 용액을 2분 동안 질소로 퍼징하였다. 용기를 밀봉하고 항온 회전 장치에서 65℃에서 18시간 동안 유지하였으며. 그 동안 점성의 중합체 용액을 형성하였다. 중합체 용기를 배스(bath)로부터 제거하고 실온으로 냉각시켰다. 고형물 퍼센트 분석을 반응 완결을 위하여 실시한 결과, 중합체로의 정량적 전환이 확인되었다. 다수의 공중합체의 경우, 회전 증발에 의해 용매를 제거하고, 탈이온수를 첨가하여 고형물 함량을 약 33 wt %로 조정하였다.

하기 약어를 사용한다:

코팅 방법 A

길이 배향 후 새로 압출된 PET 필름 상에 41.3 ㎝/sec (81.3 ft/min)로 #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 하기에 기재된 제형을 코팅하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 (인비스타(Invista))를 캐스팅 휠상에 압출시키고, 이어서 3.34:1의 연신비(draw ratio)로 길이 배향시켰다. 코팅 후, 필름은 54℃로 설정된 건조 오븐에 넣었다. 건조 오븐에서의 체류 시간은 22초였다. 필름은 건조 오븐에서 텐터로 넣었으며, 텐터는 사전 가열, 신장, 및 열경화의 3 구역으로 나누어졌다. 3 구역을 위한 각각의 온도와 체류 시간은 하기와 같았다: 사전 가열 93℃, 12 sec; 신장 104℃, 18 sec; 열경화 232℃, 15 sec. 신장 구역에서의 횡 연신비는 4.37:1이었으며 51 ㎛ (2 mil)의 최종 PET 필름 두께를 얻었다.

코팅 방법 B

새로 압출된 PET 필름에서 60 ㎝/sec (118 ft/min)로 #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 하기에 기재된 제형을 코팅하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(인비스타)를 캐스팅 휠 상에 압출시키고, 이어서 3.33:1의 연신비로 길이 배향시켰다. 코팅 후, 필름은 텐터로 바로 넣었으며, 텐터는 사전 가열, 신장, 및 열경화의 3 구역으로 나누어졌다. 3 구역을 위한 각각의 온도와 체류 시간은 하기와 같았다: 사전 가열 96℃, 8 sec; 신장 96℃, 13 sec; 열경화 232℃, 11 sec. 신장 구역에서 횡 연신비는 3.62:1이었으며 51 ㎛ (2 mil)의 최종 PET 필름 두께를 얻었다.

코팅 방법 C

새로 압출된 다층 광학 필름을 포함하는 기재 상에 20 ㎝/sec (38.8 ft/min)로 #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 하기에 기재된 제형을 코팅하였다. 다층 광학 필름은 미국 특허 제6,179,948 B1호 (메릴 등); 제6,827,886 (니빈 등)호; 미국 특허 출원 공개 제2006/0084780 A1호 (헤브린크 등); 제2006/0226561 A1호 (메릴 등); 및 제2007/0047080 A1호 (스토버 등)에 개시된 방법에 따라 제조하였다. 다층 광학 필름은 SA115 폴리카르보네이트 수지와 PETg 6763 수지(이들 둘 모두는 이스트맨 케미칼(Eastman Chemical)로부터 입수가능함)의 85:15 (w/w) 블렌드로 이루어진 스킨층을 포함하였다. 광학 스택(stack)은 PEN:PET 수지의 90:10 (w/w) 블렌드로 제조된 복굴절 층 및 PETg 6763 수지와 PEN:PET 수지의 70:30 (w/w) 블렌드로 제조된 등방성 층을 교대로 포함하였다. 코팅 직후, 필름은 사전 가열, 신장 및 열경화의 3 구역으로 나눠진 텐터로 들어갔다. 3 구역을 위한 각각의 온도 및 체류 시간은 하기와 같았다: 사전 가열 139℃, 25 sec; 신장 139℃, 49 sec; 열경화 170℃, 21 sec. 신장 구역에서의 횡 연신비는 7.24:1이었으며 43 ㎛ (1.7 mil)의 최종 기재 두께를 얻었다.

방사선-경화된 층의 형성

방법 A, 방법 B 및 방법 C에 기재된 열경화 후, 미국 특허 출원 공개 제2006/0004166 A1호 (올센(Olsen) 등)에 기재된 바와 같이 2-프로펜산; (1-메틸에틸리덴)비스[(2,6-다이브로모-4,1-페닐렌)옥시(2-하이드록시-3,1-프로판다이일)] 에스테르; 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트; 및 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트의 주요 부분을 포함하는 제1 단량체를 함유한 방사선-경화성 조성물로 샘플을 오버코팅하였다. 수지는 0.35 wt % 다로큐르(DAROCUR) 1173 및 0.1 wt % TPO를 광개시제로서 또한 포함하였다. 이어서, 이 조성물을 하기 절차를 이용하여 코팅하고 경화시켰다:

1) 액화될 때까지 1시간 동안 수지를 60℃에서 가열한다.

2) 패턴화되지 않은 평평한 스테인레스강 툴(tool)을 100℃의 핫플레이트(hot plate)에서 가열한다. 일부 예(표시함)에서, 미국 특허 제5,771,328호에 개시된 바와 같이 제조된 미세구조화 툴을 패턴화되지 않은 툴 대신에 사용하였다.

3) PL1200 라미네이터 (프로페셔널 라미네이팅 시스템즈, 인크.(Professional Laminating Systems, Inc.))를 약 70℃로 가열하고 속도를 5.1 ㎜/sec (12 in/min)로 설정한다 (설정 #2)

4) 방사선-경화성 수지의 비드 라인을 툴에 적용한다.

5) 핸드 롤러를 이용하여, PET 필름의 코팅면을 툴에 대해 서서히 위치시키고 롤링시켜 그 자리에 점착하게 한다.

6) 더 큰 두 조각의 프라임 처리되지 않은 PET 필름들 사이에 툴 + 필름 샘플을 샌드위치시켜 라미네이터 롤을 보호한다.

7) 라미네이터를 통과하게 샘플을 움직인다. 그 결과 전체 수지 필름 두께는 25 ㎛ (1 mil)가 된다.

8) 샘플을 UV 처리기(processor) (D 벌브를 구비하고 질소 퍼징 하에서 100% 출력 및 10 ㎝/sec (20 ft/min) 선속도로 작동하는 UV 퓨젼 라이트해머(Fusion Lighthammer))를 2회 통과시킨다.

9) 툴로부터 필름 샘플을 서서히 제거한다.

시험 방법

두 가지 상이한 장치를 이용하여 표면 저항률을 측정하였다. 한 장치는 PRF-911 동심원 링 고정구를 구비한, 프로스택(Prostat)(등록상표) 코포레이션의 프로스탯(등록상표) PRS-801 저항 시스템 세트였다. 장비와 함께 공급된 문헌에 따라 측정값에 10을 곱하여 옴 단위의 표면 저항률을 ohm/sq로 변환시켰다. 다른 장치는 일렉트로-테크 시스템즈, 인크.(Electro-Tech Systems, Inc.)의 모델 880 오토레인징 저항 표시기(Autoranging Resistance Indicator)였으며 이것은 값을 십 단위(in decades)로 출력한다. 모든 경우에, 표면 저항률 측정치는 방사선-경화성 수지의 적용 및 경화 전에 샘플 상에서 측정하였다. 달리 특정되지 않으면, 표면 저항률 측정은 30 내지 40% 상대 습도(RH)의 주위 실험실 습도에서 이루어졌다.

정전하 감쇠 시간은 일렉트로-테크 시스템즈 인크.의 모델 406C 정전기 감쇠계를 이용하여 측정하였다. 이 장비는 샘플을 5 ㎸로 충전시키고 정전하가 그 초기 값의 10%로 감쇠되는 데 필요한 시간을 측정한다. 일부 절연 샘플은 5 ㎸로 완전히 충전되지 않았으며, 이것은 데이터 표에 표시 "WNC"로 나타난다. 정전하 감쇠 측정치는 방사선-경화성 수지의 적용 및 경화 후 샘플 상에서 측정하였다. 달리 특정되지 않으면, 정전하 감쇠 측정은 30 내지40% 상대 습도(RH)의 주위 실험실 습도에서 이루어졌다.

헤이즈 측정은 비와이케이-가드너 유에스에이(BYK-Gardner USA)의 헤이즈가드(등록상표) 플러스 헤이즈미터(Hazegard® Plus Hazemeter)를 이용하여 실시하였다. 헤이즈는 방사선-경화성 수지의 적용 및 경화 전에 측정하였다.

접착성은 쓰리엠 컴퍼니의 3M™ 610 셀로판 테이프를 이용한 크로스해치 테이프 당김 시험인 ASTM D 3359에 따라 측정하였다. 0 내지 5의 등급(scale)으로 등급이 매겨졌으며, 5는 완전한 접착이고 0은 완전한 탈층이었다. 때때로, 샘플은 금속 툴의 제거를 시도할 때 탈층되며, 이는 코팅된 필름 대신 툴에 경화된 수지층이 남아 있게 된다. 이러한 거동을 나타낸 샘플은 0*의 등급이었다.

실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 3 (C1-C3)

탈이온수 중에 4 wt% 양이온성 중합체를 함유한 코팅 제형을 #3 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 100℃의 강제 대류식 오븐에서 3분 동안 건조시켰다. 표면 저항률을 생성된 코팅 상에서 측정하였으며, 그 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 5 및 실시예 6 및 비교예 4 내지 비교예 6 (C4-C6)

4 wt% 결합제 1 (44 wt% 고형물 원료 물질로부터 희석됨), 0.1 wt% 테르지톨(TERGITOL) TMN-6 및 0 내지 4 wt.% P1을 함유한 일련의 코팅 제형을 제조하였다. 코팅 제형에 사용된 P1의 양은 실시예 5의 경우 4.0 wt.%, 실시예 6의 경우 2.0 wt.%, C4의 경우 1.0 wt.%, 및 C5의 경우 0.4 wt.%였다. 이어서, #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 코팅 제형을 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 150℃의 강제 대류식 오븐에서 15분 동안 건조시켰다. 표면 저항률을 생성된 코팅 상에서 측정하였으며, 층 조성과 그 결과를 표 4에 나타낸다.

실시예 7 내지 실시예 15 및 비교예 7 및 비교예 8 (C7 및 C8)

양이온성 중합체를 사용하여 5.0 wt% 양이온성 중합체, 5.0 wt% 로플렉스 3208 고형물, 2.5 wt% 사이멜 327, 0.1 wt% 토마돌 25-9, 및 0.03 wt% 사이캣 4045 고형물을 함유한 수성 코팅 제형을 제조하였다. 실시예 7, 실시예 10 및 실시예 12를 위한 제형을 코팅 방법 A에 따라 코팅하고 건조시켜, 40 wt% 양이온성 공중합체, 32 wt% 아크릴 결합제 및 28 wt% 가교결합 수지를 포함하는 코팅을 얻었다. 실시예 8, 실시예 9, 실시예 11, 실시예 13 내지 실시예 15, C7 및 C8을 위한 제형을 코팅 방법 B에 따라 코팅하고 건조시켜, 40 wt% 양이온성 공중합체, 32 wt% 아크릴 결합제 및 28 wt% 가교결합 수지를 포함하는 코팅을 얻었다. 헤이즈 및 표면 저항률을 측정한 후, 샘플을 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하고 이어서 이를 미국 특허 제5,771,328호에 기재된 바와 같이 제조된 미세구조화 툴을 이용하는 것을 제외하고는 상기 절차를 이용하여 경화시켰다. 이어서, 전하 감쇠 및 수지 접착성을 측정하였으며, 그 결과를 표 5에 나타낸다.

실시예 16 내지 실시예 29 및 비교예 9 내지 비교예 11 ( C9 - C11 )

양이온성 중합체 P3, 결합제 1 및 결합제 2를 이용하여 표 6에 기재된 수성 코팅 제형을 제조하였다. 일부 예에서, 추가 가교결합제, 0.4 wt% 사이멜 327 및 0.4 wt% 사이멜 373 (총 0.8 wt%)을 제형에 첨가하였다. 각각의 예는 또한 0.1 wt% 테르지톨 TMN-6 및 0.04 wt% 트라이에틸암모늄 p-톨루엔설포네이트를 포함하였다. #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 제형을 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 15분 동안 150℃의 강제 대류식 오븐에서 건조시켰다. 표면 저항률을 측정한 후, 샘플을 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하고, 이어서 이를 경화시켰다. 이어서, 전하 감쇠 및 수지 접착성을 측정하였으며, 층 조성 및 그 결과를 표 7에 나타낸다.

실시예 30 내지 실시예 41 및 비교예 12 내지 비교예 15 (C12-C15)

양이온성 중합체 P4 및 P5, 결합제 1 및 결합제 2를 사용하여 표 8에 기재된 수성 코팅 제형을 제조하였다. 일부 실시예에서, 추가의 가교결합제, 0.4 wt% 사이멜 327 및 0.4 wt% 사이멜 373 (총 0.8 wt%)을 제형에 첨가하였다. 각각의 예는 또한 0.1 wt% 테르지톨 TMN-6 및 0.04 wt% 트라이에틸암모늄 p-톨루엔설포네이트를 포함하였다. #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 제형을 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 15분 동안 150℃의 강제 대류식 오븐에서 건조시켰다. 표면 저항률을 측정한 후, 샘플을 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하고, 이어서 이를 경화시켰다. 이어서, 전하 감쇠 및 수지 접착성을 측정하였으며, 층 조성 및 그 결과를 표 9에 나타낸다.

실시예 42 내지 실시예 66 및 비교예 16 내지 비교예 32 (C16-C32)

양이온성 중합체를 사용하여 5.0 wt% 양이온성 중합체, 5.0 wt% 로플렉스 3208 고형물, 2.5 wt% 사이멜 327, 0.1 wt% 토마돌 25-9, 및 0.03 wt% 사이캣 4045 고형물을 포함하는 수성 코팅 제형을 제조하였다. 실시예 42 내지 실시예 53, C16-C20, 및 C28을 위한 제형을 코팅 방법 A에 따라 코팅하고 건조시켜, 40 wt% 양이온성 공중합체, 32 wt% 아크릴 결합제 및 28 wt% 가교결합 수지를 포함하는 코팅을 얻었다. 실시예 54 내지 실시예 66, C21-C27, C29-C32를 위한 제형을 코팅 방법 B에 따라 코팅하고 건조시켜, 40 wt% 양이온성 공중합체, 32 wt% 아크릴 결합제 및 28 wt% 가교결합 수지를 포함하는 코팅을 얻었다. 헤이즈 및 표면 저항률을 측정한 후, 샘플을 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하고 이어서 이를 미국 특허 제5,771,328호에 기재된 바와 같이 제조된 미세구조화 툴을 이용하는 것을 제외하고는 상기 절차를 이용하여 경화시켰다. 이어서, 전하 감쇠 및 수지 접착성을 측정하였으며, 그 결과를 표 10에 나타낸다.

실시예 67 내지 실시예 72

양이온성 중합체를 사용하여 5.0 wt% 양이온성 중합체, 5.0 wt% 로플렉스 3208 고형물, 2.5 wt% 사이멜 327, 0.1 wt% 토마돌 25-9, 및 0.03 wt% 사이캣 4045 고형물을 포함하는 수성 코팅 제형을 제조하였다. 제형을 코팅 방법 C에 따라 코팅하고 건조시켜, 40 wt% 양이온성 공중합체, 32 wt% 아크릴 결합제 및 28 wt% 가교결합 수지를 포함하는 코팅을 얻었다. 헤이즈를 측정한 후, 1.0 wt % 다로큐르 1173 및 0.5 wt % TPO를 포함하는 것을 제외하고는 상기에서 개시한 조성물과 동일한 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하였다. 이어서, 방사선-경화성 조성물을 미국 특허 제5,771,328호에 개시된 미세구조화 툴을 사용한 것을 제외하고는 상기 절차를 이용하여 경화시켰다. 전하 감쇠 및 수지 접착성을 측정하였으며, 그 결과를 표 11에 나타낸다.

비교예 33 내지 비교예 38 (C33-C38)

하기 리튬 화합물을 평가하였다:

Li1 = 리튬 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드

Li2 = 리튬 폴리(스티렌설포네이트)

Li3 = 리튬 p-톨루엔설포네이트

Li4 = 리튬 메탄설포네이트

Li5 = N,N-비스(2-하이드록시에틸)-N-(3'-도데실옥시-2'-하이드록시프로필) 메틸 암모늄 메토설페이트 (사이아스탯 609)

리튬 화합물 및 결합제 1을 사용하여 표 12에 나타난 수성 코팅 제형을 제조하였다. #6 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 제형을 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 100℃ 또는 150℃의 강제 대류식 오븐에서 3분 동안 건조시켰다. 생성된 코팅 상에서 표면 저항률을 측정하였으며, 그 결과를 표 12에 나타낸다. 표면 저항률을 측정한 후, C33을 방사선-경화성 조성물로 오버코팅하고, 이어서 이를 경화시켰다. 수지 접착성을 결정하였다.

실시예 73 및 실시예 74 및 비교예 39 (C39)

탈이온수 중에 4 wt% 양이온성 중합체를 함유한 코팅 제형을 #3 와이어가 감긴 로드를 이용하여 프라임 처리되지 않은 127 ㎛ (5 mil) PET 필름 상에 코팅하였다. 이어서, 코팅된 필름을 100℃의 강제 대류식 오븐에서 3분 동안 건조시켰다. 표면 저항률을 생성된 코팅 상에서 측정하였으며, 그 결과를 표 13에 나타낸다.

Claims

A) 기재, 및
B) 기재에 배치된 대전방지층을 포함하며;
상기 대전방지층은, a)
i) 하기 화학식:
CH₂=CR¹COZ(CH₂)_nN(R²)₃X
(여기서,
Z는 O, S 또는 NH이며;
R¹은 H 또는 CH₃이며;
R²는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기를 포함하며;
X는 할로겐, 나이트레이트, 알킬설페이트, 알칸설포네이트 및 할로알칸설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이며;
n은 2 내지 6임)를 가진 20 내지 70 wt% 미만의 양이온성 단량체;
ii) 1 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 기를 가진 지방족 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 10 내지 75 wt%의 소수성 단량체; 및
iii) 하기 화학식:
CH₂=CR³Y
[여기서,
R³은 H 또는 CH₃이며;
Y는 CO₂M, L-CO₂M, L-OH, 및 CONH₂ (여기서, M은 H 또는 반대이온이며, L은 알킬렌, 아릴렌, 헤테로알킬렌, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 아미도 또는 설폰아미도 작용기, 또는 이들의 조합을 포함하는 2가 연결기임)로 이루어진 군으로부터 선택됨]을 가진 2 내지 25 wt%의 가교결합성 단량체로 이루어진 25 내지 70 wt.%의 양이온성 공중합체;
b) 10 내지 50 wt.%의 비-양이온성 (메트)아크릴 중합체; 및
c) 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 글리콜우릴-포름알데히드, 아지리딘, 카르보다이이미드, 아이소시아네이트 및 에폭시 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 5 내지 35 wt.%의 가교결합제를 포함하는, 용품.
제1항에 있어서, 기재는 반사 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 확산 블렌드 반사 편광 필름, 확산 필름, 휘도 향상 필름, 터닝(turning) 필름, 미러 필름(mirror film) 또는 이들의 조합을 포함하는 용품.
제1항에 있어서, 대전방지층에 배치된 미세구조화 층을 추가로 포함하며, 미세구조화 층은 복수의 미세구조체를 갖는 구조화 표면을 포함하며, 구조화 표면은 용품의 외부 표면을 구성하는 용품.
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