KR101548313B1 - 내찰상성이 우수한 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름 - Google Patents

내찰상성이 우수한 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 내찰상성을 발현할 수 있는 저반사 코팅용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광 중합성 화합물, 중공 실리카 입자, 폴리에테르실록산계 중합체, 및 광중합 개시제를 포함하는 저반사 코팅용 조성물과; 상기 조성물로부터 형성되는 저반사 코팅층을 포함하는 반사 방지 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 저반사 코팅용 조성물은 광 반사율이 낮고, 투광율이 높아 화면의 선명도를 저하시키지 않으면서도, 우수한 표면 내찰상성을 갖는 저반사 코팅층의 제공을 가능케 한다.

Description

내찰상성이 우수한 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름{ANTI-REFLECTIVE COATING COMPOSITION HAVING IMPROVED SCRATCH-RESISTANT, AND ANTI-REFLECTIVE COATING FILM USING THE SAME}
본 발명은 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름에 관한 것이다.
일반적으로 PDP, LCD 등의 평판 디스플레이 장치에는 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위한 반사 방지 필름이 장착된다.
빛의 반사를 최소화하기 위한 방법으로는 수지에 무기 미립자 등의 필러를 분산시켜 기재 필름 상에 코팅하고 요철을 부여하는 방법(anti-glare: AG 코팅); 기재 필름 상에 굴절율이 다른 다수의 층을 형성시켜 빛의 간섭을 이용하는 방법 (anti-reflection: AR 코팅) 또는 이들을 혼용하는 방법 등이 있다.
그 중, 상기 AG 코팅의 경우 반사되는 빛의 절대량은 일반적인 하드 코팅과 동등한 수준이지만, 요철을 통한 빛의 산란을 이용해 눈에 들어오는 빛의 양을 줄임으로써 저반사 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 AG 코팅은 표면 요철로 인해 화면의 선명도가 떨어지기 때문에, 최근에는 AR 코팅에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
상기 AR 코팅을 이용한 필름으로는 기재 필름 상에 하드 코팅층(고굴절율층), 저반사 코팅층 등이 적층된 다층 구조인 것이 상용화되고 있다. 그러나, 상기와 같이 다수의 층을 형성시키는 방법은 각 층을 형성하는 공정을 별도로 수행함에 따라 층간 밀착력(계면 접착력)이 약해 내찰상성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 외부로부터 입사되는 빛의 절대 반사량을 줄이고, 표면의 내찰상성을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으나, 물성 개선의 정도가 미흡한 실정이다.
이에 본 발명은 빛의 반사율이 낮으면서도, 투광율이 높아 화면의 선명도를 저하시키지 않으며, 표면의 내찰성성이 우수한 저반사 코팅용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 조성물로부터 형성되는 저반사 코팅층을 포함하는 반사 방지 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면,
광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여,
중공 실리카 입자 50 내지 250 중량부;
하기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체 1 내지 50 중량부; 및
광중합 개시제 1 내지 100 중량부
를 포함하는 저반사 코팅용 조성물이 제공된다:
[화학식 1]
Figure 112012042238017-pat00001
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 6 내지 15의 아랄킬기, 탄소수 1 내지 10의 불소화 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 불소화 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 15의 불소화 아랄킬기이고; n은 100 내지 600의 정수이다.
여기서, 상기 광 중합성 화합물은 아크릴레이트류 관능기, 메타크릴레이트류 관능기, 또는 비닐류 관능기를 포함하는 단량체 또는 올리고머일 수 있다. 바람직하게는, 상기 광 중합성 화합물은 분자 내에 적어도 3 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 가지는 단량체 또는 올리고머일 수 있다.
또한, 상기 중공 실리카 입자는 수평균 입경이 20 내지 80 nm일 수 있다.
그리고, 상기 조성물은, 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 실리카 미립자 1 내지 120 중량부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 실리카 미립자는 수평균 입경이 1 내지 80 nm일 수 있다.
또한, 상기 조성물은, 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 불소계 계면활성제 1 내지 50 중량부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 조성물은 조성물의 고형분 농도가 1 내지 20 중량%가 되도록 하는 용매를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 용매는 케톤류, 알코올류, 아세테이트류, 및 에테르류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면,
기재, 상기 기재 상에 형성된 하드 코팅층, 상기 하드 코팅층 상에 형성된 저반사 코팅층을 포함하며,
상기 저반사 코팅층은 광 중합성 화합물의 가교 중합체 내에 분산된 중공 실리카 입자, 실리카 미립자, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체를 포함하는 반사 방지 필름이 제공된다.
이때, 상기 저반사 코팅층의 두께는 50 내지 200 nm일 수 있다.
본 발명에 따른 저반사 코팅용 조성물은 빛의 반사율이 낮고, 투광율이 높아 화면의 선명도를 저하시키지 않으면서도, 우수한 표면 내찰상성을 갖는 저반사 코팅층의 제공을 가능케 한다.
이하, 본 발명의 구현예들에 따른 저반사 코팅용 조성물, 이를 사용한 반사 방지 필름에 대하여 설명하기로 한다.
그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 몇 가지 용어들은 다음과 같은 의미로 정의된다.
먼저, '광 중합성 화합물'이라 함은 광이 조사되면 중합 반응을 일으키는 화합물을 통칭하는 것으로 정의한다.
또한, '(메트)아크릴레이트'라 함은 아크릴레이트(acrylate) 또는 메타크릴레이트(methacrylate)를 통칭하는 것으로 정의한다.
또한, '실리카 미립자'라 함은 규소 화합물 또는 유기 규소 화합물로부터 도출되는 입자로서, 나노미터 스케일의 수평균 입경, 바람직하게는 100 nm 이하의 수평균 입경을 갖는 입자를 의미하는 것으로 정의하며, 입자의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
또한, '중공 실리카 입자'(silica hollow particles)라 함은 규소 화합물 또는 유기 규소 화합물로부터 도출되는 실리카 입자로서, 상기 실리카 입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미하는 것으로 정의한다.
또한, '코팅층'이라 함은 코팅용 조성물을 소정의 기재 상에 도포(코팅)함에 따라 형성되는 조성물층을 의미하는 것으로 정의한다.
한편, 본 발명자들은 반사 방지 필름에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 광 중합성 화합물, 중공 실리카 입자와 함께 폴리에테르실록산계 중합체를 특정 함량 범위로 포함하는 조성물을 사용할 경우, 광 반사율을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 표면의 내찰상성도 향상됨을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
일반적으로 저반사 코팅층의 내찰상성을 향상시키기 위해서는 나노미터 사이즈의 다양한 입자(예를 들어, 실리카, 알루미나, 제올라이트 등의 입자)를 첨가하는 방법이 주로 시도되었으나, 상기 방법은 상대적으로 반사율이 올라가는 문제가 발생하여 동일 반사율로 맞출 경우 내찰상성 향상 효과가 충분하지 못한 단점이 있다.
이러한 관점에서, 본 발명은 중공 실리카 입자와 함께 폴리에테르실록산계 중합체를 특정 함량 범위로 포함하는 조성물을 사용하여 저반사 코팅층을 형성시킴으로써, 광 반사율이 낮고, 투광율이 높아 화면의 선명도를 저하시키지 않으면서도, 우수한 표면 내찰상성을 갖는 코팅층을 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명은, 일 구현예에 따라,
광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여,
중공 실리카 입자 50 내지 250 중량부;
하기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체 1 내지 50 중량부; 및
광 중합 개시제 1 내지 100 중량부
를 포함하는 저반사 코팅용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 상기 저반사 코팅용 조성물에 포함될 수 있는 각 성분에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 광 중합성 화합물은 광이 조사되면 중합 반응을 일으킬 수 있는 화합물로서, 코팅층에 요구되는 최소한의 내찰상성 및 내마모성을 확보하기 위한 바인더 성분이다.
상기 광 중합성 화합물은 본 발명이 속하는 기술분야(이하 '당업계'라 함)에서 통상적인 화합물일 수 있으므로, 그 구성이 특별히 한정되지 않는다.
다만, 본 발명에 따르면, 상기 광 중합성 화합물은 아크릴레이트류 관능기, 메타크릴레이트류 관능기, 또는 비닐류 관능기를 포함하는 단량체 또는 올리고머일 수 있다.
바람직하게는, 상기 광 중합성 화합물은 분자 내에 적어도 3 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 가지는 단량체 또는 올리고머일 수 있다.
여기서, 상기 아크릴레이트류 관능기를 갖는 광 중합성 화합물로는 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 및 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트 등을 예로 들 수 있다.
특히, 상기 아크릴레이트류 관능기를 갖는 올리고머로는 우레탄 변성 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 에테르아크릴레이트 올리고머, 덴드리틱 아크릴레이트 올리고머 등을 예로 들 수 있으며; 이때 상기 올리고머의 분자량은 1,000 내지 10,000인 것이 바람직하다.
또한, 상기 메타크릴레이트류 관능기를 갖는 광 중합성 화합물로는 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 부탄디올 디메타크릴레이트, 헥사에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 비닐류 관능기를 갖는 광 중합성 화합물로는 디비닐벤젠, 스티렌, 파라메틸스티렌 등을 예로 들 수 있다.
이때, 상기 광 중합성 화합물로 상기 다관능성 (메트)아크릴레이트계 화합물과 함께 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 화합물을 혼합하여 사용할 경우, 상기 다관능성 (메트)아크릴레이트계 화합물에 대한 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비는 100: 0.1~10의 범위가 되도록 조절하는 것이 내찰상성 향상 측면에서 보다 유리하다.
한편, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은 중공 실리카 입자를 포함한다.
상기 중공 실리카 입자는 속이 찬 입자에 비해 굴절율이 낮아 반사 방지 특성이 우수하다.
이때, 상기 중공 실리카 입자는 수평균 입경이 20 내지 80 nm, 바람직하게는 20 내지 70 nm, 보다 바람직하게는 30 내지 70 nm일 수 있으며; 입자의 형성은 구상인 것이 바람직하지만, 부정형이라도 무방하다.
또한, 상기 중공 실리카 입자는 불소계 화합물로 표면처리(코팅)된 것을 혼합 사용할 수 있다. 즉, 상기 중공 실리카 입자를 불소계 화합물로 표면처리할 경우, 입자의 표면에너지를 더욱 낮출 수 있고, 그로 인해 조성물 내에 보다 고르게 분포될 수 있어, 보다 균일한 내찰상성 향상 효과를 유도할 수 있다. 상기 중공 실리카 입자의 표면에 불소계 화합물을 도입하는 방법은 중공 실리카 입자 및 불소계 화합물을 물 및 촉매 존재 하에서 졸-젤 반응에 의해 가수분해 및 축합 반응시키는 방법으로 수행할 수 있다. 다만, 본 발명을 이로 한정하는 것은 아니다.
이와 같은 상기 중공 실리카 입자는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 50 내지 250 중량부(단, 중공 실리카 입자 분산액의 경우 고형분 함량 기준), 바람직하게는 50 내지 200 중량부, 보다 바람직하게는 50 내지 160 중량부로 포함될 수 있다.
즉, 본 발명의 반사 방지 필름에 요구되는 최소한의 내찰상성 및 반사 방지 효과를 확보하기 위하여, 상기 중공 실리카 입자는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 중공 실리카 입자를 과량으로 첨가할 경우 반사율은 낮아질 수 있으나, 필름의 내찰상성 및 내마모성이 크게 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 중공 실리카 입자는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 250 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 중공 실리카 입자는 유기용매에 분산된 상태의 것을 사용할 수 있으며, 분산액의 고형분(중공 실리카 입자) 함량은 전술한 중공 실리카 입자의 함량 범위 및 조성물의 코팅에 적합한 점도 범위 등을 고려하여 결정할 수 있으므로, 이를 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은 폴리에테르실록산계 중합체를 포함한다. 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 본 발명에 따른 저반사 코팅용 조성물에 포함됨으로써, 상기 중공 실리카 입자의 분산성을 향상시킴과 동시에, 보다 내찰상성이 향상된 코팅층을 형성할 수 있도록 하는 성분이다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112012042238017-pat00002
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 6 내지 15의 아랄킬기, 탄소수 1 내지 10의 불소화 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 불소화 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 15의 불소화 아랄킬기이고,
n은 100 내지 600의 정수이며, 바람직하게는 200 내지 500의 정수이다.
여기서, 상기 화학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 아크릴기 또는 메타크릴기를 포함하지 않는다. 상기 폴리에테르실록산계 중합체로 아크릴기 또는 메타크릴기가 포함된 것을 사용할 경우, 폴리에테르실록산계 중합체를 첨가하지 않은 것에 비하여, 내스크래치성의 개선 효과는 다소 얻을 수 있으나, 헤이즈가 발생하고, 조성물의 코팅성이 나빠지는 문제점이 발생할 수 있다. 그에 따라, 필름의 외관 특성으로서 기본적으로 갖추어야 할 깨끗하고 매끄러운 코팅면을 얻을 수 없게 되고, 헤이즈가 불균일하게 발생하거나, 전체적으로 헤이즈가 발생하여 투광성이 낮아질 뿐 아니라, 상 선명도도 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 40 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
즉, 상기 폴리에테르실록산계 중합체의 첨가에 따른 최소한의 효과를 확보하기 위하여, 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리에테르실록산계 중합체를 과량으로 첨가할 경우 반사율이 높아지고 코팅 필름의 외관 특성이 나빠질 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 폴리에테르실록산계 중합체는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은 광 중합 개시제를 포함한다.
상기 광 중합 개시제로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 공지의 광 중합 개시제를 제한 없이 사용할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광 중합 개시제는 아세토페논류, 벤조페논류, 벤조일벤조에이트류, 알파-아밀옥심에스테르류, 티옥산톤류, 알파-하이드록시케톤류, 페닐글리옥시레이트류, 벤질디메틸-케탈류, 알파-아미노케톤류, 포스핀류, 메탈로센류, 벤조인에테르류, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
이와 같은 상기 광 중합 개시제는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 1 내지 100 중량부, 바람직하게는 5 내지 75 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.
즉, 상기 조성물에 요구되는 최소한의 경화도 및 경화에 소요되는 시간을 단축하기 위하여, 상기 광 중합 개시제는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광 중합 개시제를 과량으로 첨가할 경우 미반응 개시제가 불순물로 남고 가교밀도가 낮아져 필름의 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 반사율이 높아지는 원인이 될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 광 중합 개시제는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은 용매를 포함할 수 있다.
상기 용매는 조성물의 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 당업계의 통상적인 것을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 용매는 케톤류, 알코올류, 아세테이트류, 및 에테르류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 용매는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤, 및 이소부틸케톤을 포함하는 케톤류; 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, 및 t-부탄올을 포함하는 알코올류; 에틸아세테이트, i-프로필아세테이트, 및 폴리에틸렌글라이콜 모노메틸에테르 아세테이트을 포함하는 아세테이트류; 테트라하이드로퓨란, 및 프로필렌글라이콜 모노메틸에테르을 포함하는 에테르류; 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
이때, 상기 용매는 전술한 중공 실리카 입자가 분산된 분산액 상태로 첨가될 수 있다. 이때, 상기 용매의 함량은 조성물을 코팅하는데 적합한 범위 내에서 결정할 수 있으므로 특별히 제한하지 않는다. 다만, 조성물의 코팅시 흐름성이 좋지 않을 경우 필름에 줄무늬가 생기는 등 불량이 발생할 수 있으며, 용매의 과량 첨가시 고형분의 함량이 지나치게 낮아져 건조 및 경화시 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 용매의 함량 범위를 결정할 수 있으며, 바람직하게는 상기 조성물에 포함되는 고형분의 농도가 1 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 15 중량%가 되도록 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은, 전술한 성분들 이외에 실리카 미립자를 더욱 포함할 수 있다.
여기서, 상기 실리카 미립자는 나노 스케일의 입자 크기를 갖는 실리카 입자로서, 전술한 중공 실리카 입자와 비교하여 실질적으로 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하지 않는 입자를 의미한다. 상기 실리카 미립자는 조성물의 도포 후 건조 과정에서 저반사 코팅층의 전반에 분포하게 되고, 특히 막 강도를 더욱 향상시켜 내찰상성 향상 효과를 부여하게 된다.
이때, 상기 실리카 미립자는 용매와의 상용성, 광 투과성, 헤이즈 특성 등을 고려하여, 수평균 입경이 1 내지 80 nm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실리카 미립자의 함량은 첨가에 따른 최소한도의 효과를 발현하면서도, 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 결정할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 실리카 미립자는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 1 내지 120 중량부, 바람직하게는 10 내지 80 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 저반사 코팅용 조성물은, 전술한 성분들 이외에 불소계 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 불소계 계면활성제는 코팅층의 표면에 분포하여 필름의 표면 슬립성을 부여할 수 있으며, 그에 따라 필름의 방오성 및 내찰상성이 향상될 수 있다.
이와 같은 불소계 계면활성제는 당업계에서 통상적인 것이 사용될 수 있으므로, 그 구성이 특별히 제한되지 않는다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 불소계 계면활성제는 상용품으로서 DIC사의 magaface F-444, magaface F-445, magaface F-470, magaface F-477, magaface MCF-350SF 등이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명을 이로 한정하는 것은 아니다.
이때, 상기 불소계 계면활성제는 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 보다 바람직하게는 2 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 불소계 계면활성제의 첨가에 따른 최소한의 효과를 확보하면서도, 과량 첨가시 나타날 수 있는 내마모성 등의 저하를 방지하기 위해, 상기 불소계 계면활성제는 상기 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 저반사 코팅용 조성물은 전술한 성분들 이외에도, 레벨링제, 방오제 등 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 그 함량은 본 발명에 따른 조성물의 물성을 저하시키기 않는 범위 내에서 다양하게 결정할 수 있으므로, 특별히 제한하지 않는다.
한편 본 발명은, 다른 구현예에 따라,
기재, 상기 기재 상에 형성된 하드 코팅층, 상기 하드 코팅층 상에 형성된 저반사 코팅층을 포함하며,
상기 저반사 코팅층은 광 중합성 화합물의 가교 중합체 내에 분산된 중공 실리카 입자 및 상기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체를 포함하는 반사 방지 필름을 제공한다.
즉, 상기 반사 방지 필름에 포함되는 저반사 코팅층은 전술한 저반사 코팅용 조성물을 사용하여 형성되는 것으로서, 광 중합성 화합물의 가교 중합체 내에 중공 실리카 입자 및 폴리에스테르실록산계 중합체가 전술한 함량 범위에 준하여 분산된 상태이다.
또한, 상기 저반사 코팅층의 두께는 최소한의 저반사 코팅 효과를 확보하면서도 투광율이 저하되지 않는 범위 내에서 결정할 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 200 nm, 보다 바람직하게는 80 내지 150 nm일 수 있다.
여기서, 상기 하드 코팅층은 상기 저반사 코팅층에 비하여 상대적으로 경도 및 굴절율이 높은 층으로서, 광 경화형 화합물을 바인더로 포함하는 통상적인 하드 코팅용 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
이러한 반사 방지 필름은 하드 코팅층용 조성물 및 저반사 코팅용 조성물을, 각각 와이어 바 등과 같은 당업계에서 통상적인 코팅 장치 및 방법을 이용하여 기재 상에 코팅하는 방법으로 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 18g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 18g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 폴리에테르실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO Glide 450) 10g; 및 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 4g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
실시예 2
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 20g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 20g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 폴리에테르실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO Glide 425) 5g; 및 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 5g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
실시예 3
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 18g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 18g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 폴리에테르실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO Flow 425) 10g; 및 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 4g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
실시예 4
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 17g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 17g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 실리카 미립자 분산액(제조사: NISSAN CHEMICAL, 상품명: MIBK-ST, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 10~15nm인 실리카 미립자가 고형분 30 중량%로 분산된 용액) 20g; 폴리에테르실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO Glide 450) 5g; 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 4g; 및 불소계 계면활성제(제조사: DIC, 제품명: megaface F-470) 1g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
비교예 1
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 22g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 22g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 및 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 6g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
비교예 2
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 21g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 21g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 아크릴기를 갖는 폴리실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO RAD 2700) 3g; 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 5g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
비교예 3
(저반사 코팅용 조성물)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 22g; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 22g; 중공 실리카 입자 분산액(제조사: 촉매화성사, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균 입경 50~60nm인 중공 실리카 입자가 고형분 20 중량%로 분산된 용액) 250g; 아크릴기를 갖는 폴리실록산계 중합체(제조사: EVONIK, 제품명: TEGO RAD 2700) 1g; 및 광중합 개시제(제조사: CIBA, 상품명: Irgacure 184) 5g을 혼합하고, 30분 동안 교반하였다. 여기에 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 고형분 함량 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사 코팅 조성물을 준비하였다.
참고예 1
(하드 코팅용 조성물)
산화주석 계열의 대전방지제를 포함하는 하드 코팅액(고형분 50 중량%, 제조사: Soken Chemical Co.)을 준비하였다.
참고예 2
(하드 코팅용 조성물)
디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 20g, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 20g, 광중합개시제(상품명: Irgacure 184, 제조사: CIBA) 2g, 실리카 미립자 분산액(상품명: Purisol, 제조사: 게마텍, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 수평균입경 15~20nm인 실리카 미립자가 고형분 40 중량%로 분산된 용액) 7.5g, 메틸에틸케톤 30g 및 이소프로필알코올 25g을 혼합하고, 30 분 동안 교반하여 하드 코팅용 조성물을 준비하였다.
제조예 1
(반사 방지 필름의 제조)
트리아세틸셀룰로오스 필름에, 참고예 1의 하드 코팅용 조성물을 #10 mayer bar를 이용하여 코팅한 후, 90 ℃에서 1 분 동안 건조하였다. 여기에 150 mJ/㎠의 UV를 조사하여, 두께 약 5 ㎛의 하드 코팅층을 형성시켰다.
상기 하드 코팅층 상에, 실시예 1의 저반사 코팅용 조성물을 #3 mayer bar를 이용하여 코팅한 후, 60 ℃에서 1분 동안 건조하였다. 이어서, 질소 퍼징 하에서 180 mJ/㎠의 UV를 조사하여 두께 약 110 nm의 저반사 코팅층을 형성시켜, 반사 방지 필름을 제조하였다.
제조예 2~5 및 비교 제조예 1~3
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 하드 코팅용 조성물 및 저반사 코팅용 조성물을 바꾼 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 조건 및 방법으로 반사 방지 필름을 제조하였다.
하드 코팅용 조성물 저반사 코팅용 조성물
제조예 1 참고예 1 실시예 1
제조예 2 참고예 2 실시예 1
제조예 3 참고예 1 실시예 2
제조예 4 참고예 1 실시예 3
제조예 5 참고예 1 실시예 4
비교 제조예 1 참고예 1 비교예 1
비교 제조예 2 참고예 1 비교예 2
비교 제조예 3 참고예 1 비교예 3
[ 시험예 ]
제조예 1~5 및 비교 제조예 1~3을 통해 얻은 반사 방지 필름에 대하여 다음과 같은 항목을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 헤이즈 측정: 일본 무라카미사의 HR-100을 이용하여 코팅 필름의 투과율과 Haze를 측정하였다.
2) 반사율 측정: 반사 방지 필름의 뒷면을 흑색 처리한 후, 최소 반사율 값으로 저반사 특성을 평가하였다. 이때, 측정 장비로는 Shimadzu사의 Solid Spec. 3700 스펙트로미터를 이용하였다.
3) 외관 특성 평가: 반사 방지 필름의 뒷면을 흑색 처리한 후에 코팅면을 확인하였다. 코팅면이 Dewetting과 모아레 현상 없이 깨끗하고 매끄러우며, 입자에 의한 이물감이 없어야 한다. 따라서, 코팅면이 깨끗하고 매끄러우며 입자에 의한 이물감이 없는 경우는 '양호'로 평가하고, 그렇지 않은 경우는 '불량'으로 평가하였다.
4) 내찰상성 평가: 반사 방지 필름에 각각 500 g/㎠, 700 g/㎠의 하중이 되는 강철솜(steel wool)을 24 rpm의 속도로 10 회 왕복하여, 1 cm 이상의 길이로 상처가 있는 경우의 개수를 조사하였다. 이때, 1 cm 이상 길이의 상처 개수에 따라, 1 개 이하이면 내찰상성 우수(○), 1 개 초과 5 개 미만이면 보통(△), 5 개 이상이면 불량(X)으로 평가하였다.
Haze(%) 평균
반사율(%)		 필름의
외관		 내찰상성
500 g/㎠ 700 g/㎠
제조예 1 0.1 1.0 양호 ○ ○
제조예 2 0.2 1.1 양호 ○ ○
제조예 3 0.2 1.0 양호 ○ △
제조예 4 0.1 1.0 양호 ○ ○
제조예 5 0.2 1.0 양호 ○ △
비교 제조예 1 0.2 1.0 양호 X X
비교 제조예 2 0.1 1.0 불량 ○ △
비교 제조예 3 0.2 1.0 양호 X X
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 제조예 1~5에 따른 반사 방지 필름은 1% 수준의 평균 반사율을 유지하면서 내찰상성이 500 g/㎠ 이상으로 우수하였다. 그에 비하여, 비교 제조예 1~3에 따른 반사 방지 필름은 평균 반사율이 제조예 1~5와 동등한 수준으로 나타났으나, 내찰상성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 비교 제조예 2의 경우 내찰상성은 다른 비교 제조예에 비하여 다소 우수하였으나, 필름의 코팅면이 매끄럽지 못하고 부분적으로 헤이즈가 발생하는 등 필름의 외관 특성이 불량하였다.

Claims (10)

  1. 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여,
    중공 실리카 입자 50 내지 250 중량부;
    하기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체 5 내지 30 중량부; 및
    광 중합 개시제 1 내지 100 중량부
    를 포함하는 저반사 코팅용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112015030405035-pat00003

    상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 6 내지 15의 아랄킬기, 탄소수 1 내지 10의 불소화 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 불소화 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 15의 불소화 아랄킬기이고; n은 100 내지 600의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 실리카 미립자 1 내지 120 중량부를 더 포함하는 저반사 코팅용 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실리카 미립자는 수평균 입경이 1 내지 80 nm인 저반사 코팅용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 불소계 계면활성제 1 내지 50 중량부를 더 포함하는 저반사 코팅용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 중합성 화합물은 아크릴레이트 관능기, 메타크릴레이트 관능기, 또는 비닐 관능기를 포함하는 단량체 또는 올리고머인 저반사 코팅용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공 실리카 입자는 수평균 입경이 20 내지 80 nm인 저반사 코팅용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물에 포함되는 고형분 농도가 1 내지 20 중량%가 되도록 하는 용매를 더 포함하는 저반사 코팅용 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 용매는 케톤류, 알코올류, 아세테이트류, 및 에테르류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 저반사 코팅용 조성물.
  9. 기재, 상기 기재 상에 형성된 하드 코팅층, 상기 하드 코팅층 상에 형성된 저반사 코팅층을 포함하며,
    상기 저반사 코팅층은 광 중합성 화합물의 가교 중합체 내에 분산된 중공 실리카 입자, 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리에테르실록산계 중합체를 포함하고,
    상기 저반사 코팅층은, 상기 광 중합성 화합물 100 중량부에 대하여, 중공 실리카 입자 50 내지 250 중량부, 상기 폴리에테르실록산계 중합체 5 내지 30 중량부, 및 광 중합 개시제 1 내지 100 중량부를 포함하는 저반사 코팅용 조성물에 의해 형성된 것인, 반사 방지 필름:
    [화학식 1]
    Figure 112015030405035-pat00004

    상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 6 내지 15의 아랄킬기, 탄소수 1 내지 10의 불소화 알킬기, 탄소수 6 내지 10의 불소화 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 15의 불소화 아랄킬기이고; n은 100 내지 600의 정수이다.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 저반사 코팅층의 두께는 50 내지 200 nm인 반사 방지 필름.

KR1020120056206A 2012-05-25 2012-05-25 내찰상성이 우수한 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름 KR101548313B1 (ko)

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