KR101596664B1 - 보호필름 - Google Patents

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KR101596664B1 KR1020150161478A KR20150161478A KR101596664B1 KR 101596664 B1 KR101596664 B1 KR 101596664B1 KR 1020150161478 A KR1020150161478 A KR 1020150161478A KR 20150161478 A KR20150161478 A KR 20150161478A KR 101596664 B1 KR101596664 B1 KR 101596664B1
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Abstract

본 발명은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과 상기 베이스필름층 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층;과 상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층;과 상기 베이스필름층 상부에 형성되는 하드코팅층;과 상기 하드코팅층 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층;과 상기 제2점착층 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층을 포함하는 보호필름에 관한 것이다.
본 발명에 의한 보호필름은 가시광선 투과율, 헤이즈, 내열성, 기재부착력 특성이 탁월하며, 플렉서블(flexible) 디스플레이의 개발에 따른 디스플레이용 공정용 및 기능성 액정 보호용 필름, 자동차용 PPF(Paint Protection Film)용으로 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 보호필름은 휘어지는 특성이 우수하며, 내지문(anti-finger print) 하드코팅되어 있다.

Description

보호필름{Protective film}
본 발명은 보호필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘어지는(flexible) 특성이 우수하며 내지문(anti-finger print) 하드코팅이 포함된 보호필름에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 시각적이나 입체적인 수신, 저장, 전달을 위해 정보를 나타내는 장치로서, 이러한 디스플레이 장치의 표면에는 대전방지, 눈부심 줄임, 반사방지, 보호성, 방오염성 등의 부여가 요구된다. 이들 기능을 부여하는 전형적인 방법은 제품에 직접 처리하는 것이지만, 점차 제품의 대형화 또는 소형화로 특성화가 진행됨에 따라 직접적인 처리보다는 고기능이 부여된 필름을 점착시키는 방법이 선호되고 있다. 특히 디스플레이 장치의 가공, 수송 또는 보관 시에 발생하는 스크래치, 오염, 부식 등을 방지할 목적으로 보호성의 부여를 위해 보호필름이 사용되며, 편광판의 경우 보호 필름은 편광판의 상부 및 하부에 부착되어 공정 진행시 편광판의 외측면의 노출을 방지하기 위한 것으로, 오염 물질이 유입되는 것을 막고 편광판의 표면을 보호하는 역할을 한다.
한편, 최근에는 휘거나 구부릴 수 있는 차세대 디스플레이 장치인 플렉서블 디스플레이(flexible display)가 개발되고 있고, 플렉서블 디스플레이는 크게 LCD, OLED(유기발광다이오드) 등 기존 디스플레이를 활용하는 방식과 전자종이(e-paper) 방식으로 나뉜다. 스마트폰, 노트북, TV, PDA, 전자책, 리모컨, 스마트카드, 전자종이 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다.
상기 디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 장치의 가공, 수송 또는 보관 시에 발생하는 스크래치, 오염, 부식 등을 방지할 목적으로 보호성의 부여를 위한 보호필름의 개발이 필요하다.
KR 공개특허 10-2010-0064489(공개일자 2010.06.15.)
본 발명자는 이에 특히, 플렉서블 디스플레이의 개발에 따른 디스플레이용 공정용 및 기능성 액정 보호용 필름으로 사용이 가능한 보호필름을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과 상기 베이스필름층 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층;과 상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층;과 상기 베이스필름층 상부에 형성되는 하드코팅층;과 상기 하드코팅층 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층;과 상기 제2점착층 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층을 포함하는 보호필름을 제공한다.
본 발명에 따른 보호필름은 가시광선 투과율, 헤이즈, 내열성, 기재부착력 특성이 탁월하며, 플렉서블(flexible) 디스플레이의 개발에 따른 디스플레이용 공정용 및 기능성 액정 보호용 필름, 자동차용 PPF(Paint Protection Film)용으로 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 보호필름은 휘어지는 특성이 우수하며, 내지문(anti-finger print) 하드코팅되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보호필름의 단면도에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호필름의 단면도에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호필름의 단면도에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호필름의 단면도에 관한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 보호필름의 내열성 평가에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호필름은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층(100);과 상기 베이스필름층(100) 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층(30);과 상기 제1점착층(30) 저면에 형성되는 이형필름층(200);과 상기 베이스필름층(100) 상부에 형성되는 하드코팅층(10);과 상기 하드코팅층(10) 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층(20);과 상기 제2점착층(20) 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층(300)을 포함하는 보호필름에 관한 것이다.
상기 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic Polyurethane)은 폴리우레탄의 한 종류로서 다시 녹여 사용하기 어렵고 열을 가하면 녹지 않고 타게 되는 우레탄과 달리 열로 녹여 제작됨으로 열접착이 가능하고 탁월한 탄성력으로 인해 충격 및 마찰에 탁월한 성질이 있다.
상기 우레탄계 점착제는
i) 아크릴 모너머, 용제 및 벤질퍼옥사이드를 포함하는 개시제를 반응시키는 제1단계; ii) 에스테르 폴리올을 상기 용제에 희석한 후 에스테르 폴리올 대비 0.1~0.5중량부의 이소시아네이트와(HDI)를 제1단계의 반응물에 함께 투입하여 반응시키는 제2단계; iii) 상기 2단계의 반응물 100중량부 기준 톨루엔 디 이소시아네이트 1~5중량부를 포함하는 경화제를 첨가하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 아크릴 모너머는 2-에칠핵실아크릴 모노머 30~40중량부, 메칠 아크릴레이트 3~10중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 1~5중량부를 포함할 수 있다.
상기 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트가 5중량부 이상시 열반응으로 인한 점착제의 겔 및 기포 폭발의 위험이 있다.
상기 용제는 초산에칠 30~40중량부 및 톨루엔 10~20중량부를 포함할 수 있다.
상기 초산에칠 30~40중량부를 사용하는 이유는 반응성의 안정성 때문이며, 상기 톨루엔이 20중량부를 넘게 되거나 10중량부 보다 낮아지는 경우 연쇄 이동상수가 높아져 분자량 조절이 힘들게 된다.
상기 우레탄계 점착제를 제조시의 온도는 80℃가 바람직하며, 80℃ 이상 시 과반응으로 인한 점착제의 기포 및 폭발의 위험이 있으며, 80℃ 이하의 경우 미반응의 소지가 있다.
상기 우레탄계 점착제의 점착력은 50~300gf/25mm일 수 있으며, 사용처에 따라 원단두께, 점착력, 점착두께 변경이 가능하다. 점착력은 비전계기(VOUT-0008)를 사용하여 SUS304기준 200~300gf/25mm일 수 있다.
상기 하드코팅층은 폴리우레탄아크릴올리고머 및 아크릴모노머가 포함된 하드코팅제로 구성될 수 있다.
상기 실리콘 점착제는 실리콘점착제 DC-7657(고형분 57%) 90중량부, 미접용 점착제 DC-7646(고형분 100%) 10중량부, 경화제 7028 1중량부, 가교제 SL-9250 1중량부, 촉매제 SO-4000 1중량부, 톨루엔 100 중량부 및 메틸에틸케톤 67중량부를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 점착제의 점착력은 SUS304기준 1~5gf/25mm일 수 있다.
본 발명에 의한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyle terephalate, PET)는 일반적으로 기계적 강도가 우수하고 투명도가 높은 범용 수지로서 PET 필름보다 강도와 내구성이 뛰어나고 내열성과 내식성이 우수하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보호필름은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층(100);과 상기 베이스필름층(100) 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층(30);및 상기 제1점착층(30) 저면에 형성되는 이형필름층(200)을 포함하는 보호필름에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보호필름은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층(100);과 상기 베이스필름층(100) 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층(30);과 상기 제1점착층(30) 저면에 형성되는 이형필름층(200);과 상기 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층(100) 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층(20);과 상기 제2점착층(20) 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층(300)을 포함하는 보호필름에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호필름은 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층(100);과 상기 베이스필름층(100) 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층(30);과 상기 제1점착층(30) 저면에 형성되는 이형필름층(200);및 상기 베이스필름층(100) 상부에 형성되는 하드코팅층(10)을 포함하는 보호필름에 관한 것이다.
본 발명에 의한 보호필름은 이에 제한되는 것은 아니나, 모바일 공정용, 액정 보호필름, 자동차용 보호필름 등으로 사용될 수 있다.
<실시예 >
1. 베이스필름층 (100)- 제1점착층 (30)- 이형필름층 (200) 제조공정
(1) 우레탄계 점착제 제조
2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부, 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모너머와 초산에칠 40중량부, 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제 및 벤질퍼옥사이드를 포함하는 개시제를 반응기에 정밀 투입하였다. 준비된 반응기 외부에 80℃ 온수를 채워 넣어 서서히 승온을 시켰다.
온수를 채워 넣은 후 20분 이후 78℃에서 반응열이 발생하였고, 라디칼 반응이 개시되었다. 반응 시작 후 2시간 후 까지 반응 안정성을 확보한 후 반응을 진행시켰다.
그 후, 서서히 온도를 낮추어 40℃에서 4시간 유지 후 OH기가 2개인 에스테르 폴리올 3중량부를 상기 초산에칠 40중량부, 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제에 희석한 후 에스테르 폴리올 대비 0.3중량부의 이소시아네이트와(HDI)와 함께 투입하였다.
투입 후 4시간 정도 반응을 진행 시킨 후 냉각 후 적외선 분광광도계(제조사: JASCO, 모텔명:FT/IR 6100)를 이용하여 NCO PECK가 나오지 않을 때까지 반응 후 분자량 30~ 40만이 나오면 반응 종결하였다.
상기 반응물인 바인더(점착제) 100중량부 기준 톨루엔 디 이소시아네이트 2중량부를 포함하는 경화제를 첨가하여 우레탄계열 점착제를 제조하였다.
(2) 베이스필름층 (100)- 제1점착층 (30)- 이형필름층 (200) 제조
열가소성 폴리우레탄 필름(Thermoplastic Poly Urethane) 100마이크롬 원단의 저면에 콤마를 사용하여 라인스피드 15~30m/min 속도로 25~35㎛ 우레탄계열 점착제를 코팅 후 130℃로 열풍건조시켰다. 상기 점착층의 하부에 이형필름을 합지시켰다.
또한, 작업 후 50℃ 24hr 숙성 공정을 거치며, 상온 숙성도 가능하다.
2. 하드코팅층 (10) 제조공정
기능성코팅제를 마이크로그라비아를 사용하여 상기 1의 필름의 상부에 폴리우레탄아크릴올리고머 및 아크릴모노머가 포함된 하드코팅제를 이용하여 라인스피드 15~25m/min속도로 3~10㎛ 코팅 후 70~120℃로 열풍건조시켰다. 그 후 UV 건조 조건 250~350mj/cm2에서 건조시켜 경화함으로써 하드코팅층을 형성하였다.
3. 제2점착층 (20)-폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층 (300) 제조공정
다우코팅사 강접용 실리콘점착제 DC-7657(고형분 57%) 90중량부, 미접용 점착제 DC-7646(고형분 100%) 10중량부, 경화제 7028 1중량부, 가교제 SL-9250 1중량부, 촉매제 SO-4000 1중량부, 톨루엔 100 중량부 및 메틸에틸케톤 67중량부를 혼합 후 고형분 23%로 실리콘 점착제를 조성하였다.
마이크로그라비아를 사용하여 PET필름 50마이크롬 두께의 하부에 20m/min속도로 3~10㎛ 상기 실리콘 점착제를 코팅 후 130~150℃로 열풍건조시킨 후 상기 2의 하드코팅된 필름에 합지 형성하였다.
하기 표 1은 상기 1, 2, 3의 제조공정에 의해 형성된 보호필름의 신뢰성 평가에 관한 것이다.
당사 A사 B사
투과율(%) 90 88 85
HAZE(%) 1.2 3.4 3.7
황변율(500hrs) 3.2 5.8 6.7
내열성(60℃/24HR) 양호 얼룩 얼룩
상기와 같이 제조된 보호 필름은 다른 제조사(A사, B사)의 제품과 비교해 본 결과, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제품이 가시광선 투과율, 헤이즈, 내열성, 기재부착력 특성에서 훨씬 더 탁월함을 알 수 있었다.
참고로, 가시광선 투과율 Varian사의 cary-5000을 이용하여 시험하였고, 헤이즈(HAZE)은 헤이즈메타기(GNB TECH사의 NDH 2000)를 이용하여 시험하였고, 기재부착력은 비전계기사 제조 VOTU-0006을 사용하여 측정하였다. 또한 내광성테스트는 내후성 시험기(Q-LAB사 제조, QUV/SE) 를 사용하여 60± 3℃,45± 5% 상대습도하에서 500hrs 노출 진행하였으며 황변율은 KONICA MINOLTA社(DP-400)을 사용하여 측정하였다 내열평가는 비전기계社 520M 이용하여 24시간 60도 노출한 후 삼파장 등으로 육안 측정하였다.
이상에서와 같이 본 발명의 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 본직적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호범위는 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해서되어야 한다.
100: 베이스 필름층, 200: 이형필름층, 300: PET필름층
10: 하드코팅층, 20: 제2점착층, 30: 제1점착층

Claims (9)

  1. 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과
    상기 베이스필름층 저면에 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층;과
    상기 우레탄계 점착제는 2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모노머와 초산에칠 40중량부 및 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층;과
    상기 베이스필름층 상부에 형성되는 하드코팅층;과
    상기 하드코팅층 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층;과
    상기 제2점착층 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층을 포함하는 보호필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 우레탄계 점착제는
    i) 2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모노머, 초산에칠 40중량부 및 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제 및 벤질퍼옥사이드를 포함하는 개시제를 반응시키는 제1단계;
    ii) 에스테르 폴리올을 상기 용제에 희석한 후 에스테르 폴리올 대비 0.1~0.5중량부의 이소시아네이트와(HDI)를 제1단계의 반응물에 함께 투입하여 반응시키는 제2단계;
    iii) 상기 2단계의 반응물 100중량부 기준 톨루엔 디 이소시아네이트 1~5중량부를 포함하는 경화제를 첨가하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 보호필름.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 폴리우레탄아크릴올리고머 및 아크릴모노머가 포함된 하드코팅제로 구성되는 것을 특징으로 하는 보호필름.
  6. 삭제
  7. 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과
    상기 베이스필름층 저면에 2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모노머와 초산에칠 40중량부 및 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제를 포함하는 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층; 및
    상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층을 포함하는 보호필름.
  8. 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과
    상기 베이스필름층 저면에 2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모노머와 초산에칠 40중량부 및 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제를 포함하는 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층;과
    상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층;과
    상기 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층 상부에 실리콘 점착제가 형성되는 제2점착층;과
    상기 제2점착층 상부에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 필름층을 포함하는 보호필름.
  9. 열가소성 폴리우레탄 재질의 베이스필름층;과
    상기 베이스필름층 저면에 2-에칠핵실아크릴 모노머 35중량부, 메칠 아크릴레이트 7중량부 및 2-하이드록실 에칠 아크릴레이트 3중량부를 포함하는 아크릴 모노머와 초산에칠 40중량부 및 톨루엔 15중량부를 포함하는 용제를 포함하는 우레탄계 점착제가 형성되는 제1점착층;과
    상기 제1점착층 저면에 형성되는 이형필름층; 및
    상기 베이스필름층 상부에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 보호필름.
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