KR101798360B1 - 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름 - Google Patents

색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름에 관한 것으로, 정전기 방지 기능을 수행하는 정전기 방지제로 전도성 고분자가 적용되고 색상 구현을 위해 내용제성 및 내수성을 가지는 유기안료가 적용되며 증류수에 바인더, 조색 유기안료, 습윤분산제, 소포제를 각각 소정의 조성비율로 혼합하여 색상구현 용액을 제조하고 이러한 색상구현 용액에 전도성 고분자 및 유기 도판트를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고, 이러한 색상구현/정전기방지 용액을 고형화한 색상구현/정전기방지 고형물에 물과 알콜을 소정의 조성비율로 혼합하여 수분산 코팅수지 조성물을 제조하여, 한 번의 코팅 공정에 의해 고유 색상의 구현과 정전기 방지 기능을 함께 동시에 가능하도록 하는 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름에 관한 것이다.

Description

색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름{ A water-dispersible coating resin composition capable of preventing static electricity and realizing color, and its protective film }
본 발명은 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명한다면, 정전기 방지 기능을 수행하는 정전기 방지제로 전도성 고분자가 적용되고 색상 구현을 위해 내용제성 및 내수성을 가지는 유기안료가 적용되며 바인더에 증류수, 습윤분산제, 조색 유기안료, 소포제를 각각 소정의 조성비율로 혼합하여 색상구현 용액을 제조하고, 이러한 색상구현 용액에 전도성 고분자 및 유기 도판트를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고, 상기 색상구현/정전기방지 용액에 물과 알콜을 소정의 조성비율로 혼합하여 수분산 코팅수지 조성물을 제조하여, 한 번의 코팅 공정에 의해 고유 색상의 구현과 정전기 방지 기능을 함께 동시에 가능하도록 하는 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이, 휴대폰, LCD, 반도체 등 IT 제품의 표면 보호를 위해 탈리가 용이한 이형 필름 또는 점착 필름을 제품 표면에 부착하게 되는데, 제품의 디스플레이 패널의 표면이 오염되거나 손상되는 것을 방지하기 위한 목적으로 사용되는 이와 같은 이형 필름 또는 점착 필름은 특히 디스플레이 패널의 액정패널을 형성하는 유리 기판에 사용되는 편광필름의 표면에 보호용 이형 필름 또는 점착 필름(이하 '보호필름'으로 통칭한다)을 부착하여 제조 중에, 운반 중에, 보관 중에 편광필름 표면의 오염 또는 손상으로부터 액정 패널을 보호하는 역할을 하게 된다.
이러한 보호필름은 투명재질의 고분자 원단필름의 한쪽 면에 점착층이 형성되어 편광필름의 표면에 부착할 수 있도록 되어있는데, 이와 같이 편광필름에 점착된 보호필름은 기구조립이나 검사공정과 같은 과정에서 필요에 따라 박리 제거시키게 된다. 이때 대전방지 처리가 되지 않은 기존의 보호필름의 경우 보호필름을 편광판에서 박리제거할 때 편광판 및 보호필름에 수천~수만 V 정도의 높은 정전기가 발생하게 된다. 이와 같이 보호필름 박리시 발생하는 정전기는 액정 디스플레이 패널의 크기가 대형화될수록 발생량이 더욱 높아지며, 이로 인해 이물 흡착과 같은 표면 오염 문제, 불필요한 액정 배향으로 인한 얼룩문제, 그리고 정전기 방전으로 인해 엘시디 드라이브 집적회로 칩이 작동되지 않는 등의 불량이 발생할 수 있게 된다.
특히 보호필름의 탈리 과정에서 생성되는 정전기로 인한 손상을 방지하기 위해 보호필름 제거시에 보호필름에서 정전기가 발생하지 않도록 정전기 방지제를 보호필름에 도포하여 정전기 방지층을 형성하는 것이 통상적이며, 상기 정전기 방지제를 제조하는 조성물에 대한 선행방안은 많이 제안되었다.
이러한 선행 제안은 보호필름의 정전기 방지를 위한 정전기 방지 조성물에 관련된 제안과 보호필름의 이형력 및 잔류 점착률 등의 이형특성에 관련된 제안 등으로 구별할 수 있고, 모두 보호필름상에 별도의 정전기 방지층을 형성하는 것은 공통적인 구성이다.
한편, IT 제품의 표면을 보호하는 보호필름은 IT 제품군들의 구별 또는 IT 제품의 표면과 구별하기 위해 별도의 색상으로 구현되어 작업자가 손쉽게 보호필름의 탈리를 수행하도록 제조된다. 이러한 색상 구현을 위한 도포는 통상적으로 조색안료를 분산한 유성계 코팅수지가 적용되므로 보호필름 상에는 상술한 정전기 방지층이 형성되고 별도의 색상층이 따로 형성되는 것이 일반적이어서, 보호필름의 제조과정은 기재필름상에 색상 구현을 위해 색상층을 형성하는 1차 도포공정이 수행되고, 이후 정전기 방지층 형성을 위한 2차 도포공정이 수행되고, 이후 이형층 또는 점착층 형성을 위한 3차 도포공정이 순서대로 수행되어 보호필름을 제조하게 된다.
이처럼 색상층을 형성하고 다음 공정으로 정전기 방지층을 형성하는 각각의 별도 공정을 수행하게 되는 이유는 정전기 방지 조성물은 수성의 전도성 고분자를 혼합 조성한 수계 코팅수지이고, 색상 구현은 조색 안료가 분산된 유성계 코팅수지이므로, 유성계인 색상층을 기재필름상에 도포 형성하고 도포된 색상층 상으로 다시 수성계인 정전기 방지층을 형성하여 보호필름을 제조하게 된 것이다.
따라서, 보호필름에 색상을 구현하면서 동시에 정전기 방지 기능을 부여하기 위해서는 각각 별도로 수행되었던 색상 도포공정과 정전기 방지제 도포공정이 필수적이어서, 보호필름 제조공정의 시간이 그만큼 길어지게 되고 노동력 역시 그만큼 더 투입되어야 하는 문제점이 발생하였다.
그러나 이러한 문제점 즉 색상 도포공정과 정전기 방지제 도포공정을 한 번에 하나의 공정으로 수행할 수 있는 종래방안은 그다지 제안된 것이 없다는 것 역시 한계점이다.
(선행문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2015-0072549호 (선행문헌 2) 대한민국 공개특허 제10-2016-0090349호
본 발명은 색상 구현을 위한 색상 구현 안료와 정전기 방지 기능을 수행하는 정전기 방지 조성물을 함께 혼합 조성한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름을 새로이 제안하는 것으로, 본 발명은 색상 구현층 및 정전기 방지층을 별도의 공정으로 수행되는 종래의 문제점 및 한계점을 해결하도록 색상 구현 안료와 정전기 방지 조성물을 함께 혼합하여 수분산 코팅수지 조성물을 조성하여 한 번의 도포공정에 의해 색상 구현 및 정전기 방지 기능이 동시에 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 증류수 40 중량부, 조색 유기안료 3~40 중량부, 안료 친화 그룹을 가진 습윤분산제 1~20 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부를 상기 바인더 0~50 중량부에 혼합 조성하여 색상구현 용액을 제조하고, 상기 색상구현 용액에 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부, 유기 도판트 0~40 중량부를 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고, 상기 색상구현/정전기방지 용액의 고형분이 3~20 중량%가 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 전체 100중량%로 된 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물을 제공한다. 여기서 물과 알코올은 보통은 7:3의 비율로 투입되나 상황에 따라 다르므로 물과 알코올은 얼마 넣을지는 범위를 정할수 없다. 이유는 바인더수지, 습윤분산제, 소포제, 전도성고분자등은 유효성분이 제품마다 다르고 이미 물을 포함하고 있기 때문이다. (일예로 일반 수계수지 중 바인더는 25%에서 60%까지 다양하고 나머지는 물 및 첨가제를 포함하고 있다.)
또 본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기재 필름인 PET 필름상에 상기 조성비로 혼합 조성되어 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 수분산 코팅수지층을 형성하고, 상기 수분산 코팅수지층 상에 이형층 또는 점착층 중 어느 하나의 층을 도포하여 형성한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름을 제공한다.
본 발명에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물은 바인더에 수성계인 전도성 고분자 및 유기안료와 증류수, 습윤분산제, 소포제, 유기 도판트를 소정의 조성 비율로 함께 혼합하고 여기에 물과 알콜을 다시 혼합하여 새로운 수분산 코팅수지 조성물을 조성할 수 있으므로, 종래의 기술에 따른 정전기 방지를 위한 바인더에 전도성 고분자를 혼합 조성하는 정전기 방지 수분산 코팅제와 색상 구현을 위한 바인더에 유기안료 및 무기안료를 혼합 조성하는 유성 코팅제를 각각 별도로 제조할 필요가 없어 제조공정의 시간 및 노동력을 절감할 수 있고, 기재필름상에 상기 수분산 코팅수지 조성물을 하나의 공정으로 한 번에 도포하여 색상 구현 및 정전기 방지가 동시에 가능한 수분산 코팅수지층을 형성할 수 있어 보호필름의 제조단가, 제조시간, 투입 노동력을 절감할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 보호필름의 적층구조를 나타내는 보호필름 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지이 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름의 적층구조를 나타내는 보호필름의 단면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하며, 첨부된 도면은 본 발명의 실시예에 따른 보호필름의 한 형태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명에 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지이 가능한 수분산 코팅수지 조성물은, 도 2에 도시된 수분산 코팅수지층(12)을 형성하는 조성물로서, 바인더와, 증류수와, 조색 유기안료와, 습윤분산제와, 소포제와, 정전기 방지 기능을 위한 전도성 고분자와, 유기 도판트를 소정의 조성 중량비율로 구비하여, (i) 증류수와, 습윤분산제와, 바인더와, 조색 유기안료와, 소포제를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현 용액을 제조하고, (ii) 상기 색상구현 용액에 정전기 방지 기능을 위한 전도성 고분자와, 유기 도판트를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고, (iii) 이후 상기 색상구현/정전기방지 용액의 고형분이 3~20 중량%가 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 100 중량%로 만든 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물을 제조한다.
본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물을 제조하기 위해, 먼저 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부, 안료 친화 그룹을 가진 습윤분산제 1~20 중량부, 조색 유기안료 3~40 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부, 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부, 유기 도판트 0~40 중량부의 조성비율을 갖는 각각의 상기 조성물질이 구비된다.
상기 바인더는, 정전기 방지를 위한 전도성 고분자 상호간에, 조색 유기안료간에, 또 혼합되는 조성물 상호간의 접착력은 물론 층간 접착력, 즉 후술하는 기재필름(11)과 이형층 또는 점착층(13) 간의 층간 접착력을 위해 사용되는 것으로 접착력을 가지는 것이면서 수용성 또는 수분산성 바인더인 한 제한됨이 없이 적용될 수 있다. 이 같은 상기 바인더는 친수성 단위를 함유하는 단독 중합체 또는 공중합체로서, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리비닐 알코올(부분 비누화물을 포함), 폴리카보네이트, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드록시에틸 아크릴레이트), 폴리(2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸 아크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸 메타크릴레이트), 폴리(글리코실록시에틸 아크릴레이트), 폴리(글리코실록시에틸 메타크릴레이트), 폴리비닐 메틸에테르, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 아세탈(부분 아세탈화물을 함유), 폴리에틸렌 이민, 폴리에틸렌 옥사이드, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 폴리비닐 아민, 옥사졸린 그룹 함유 수용성 수지, 폴리에스테르계, 아크릴계 수지, 알키드계 수지, 폴리에테르계 수지, 멜라민계 수지, 셀룰로오스계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 에멀젼계 수지 등을 수용화 또는 수분산시킨 것을 사용할 수 있으며, 이들은 단독, 또는 2종 이상을 일정 비율로 혼합하거나 공중합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 우레탄계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 에멀젼계 수지 중에서 선택되는 단독 중합체 또는 수분산형 폴리우레탄, 수분산형 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜 및 카르복시메틸 셀룰로오스 중에서 선택되는 단독, 또는 2종 이상을 일정 비율로 혼합하거나 공중합한 것이 바람직하다.
상기 바인더는 이와 혼합되어 조성되는 나머지 조성물질의 조성 비율을 고려하여 바인더의 중량을 100 중량부로 하여 본 발명의 실시예에 따른 수분산 코팅수지 조성물 각각의 조성물질의 조성중량 기준으로 한다.
상기 조색 유기안료는 상기 바인더와 혼합되어 색상을 구현하는 것으로서 내용제성 및 내수성을 가지며 액상법에 의해 입자 형성할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 조색 유기안료는 색상적으로 구현하면서, 예를 들면, 페릴렌, 페리논, 퀴나크리돈, 퀴나크리돈퀴논, 안트라퀴논, 안트안트론, 벤즈이마다졸론, 디스아조 축합, 디스아조, 아조, 인단트론, 프탈로시아닌, 트리아릴카르보늄, 디옥사진, 아미노안트라퀴논, 디케토피롤로피롤, 티오인디고, 이소인돌린, 이소인돌리논, 피란트론 또는 이소비오란트론 화합물 안료를 단독으로 사용해도 좋고 이들을 조합한 혼합물이어도 좋다. 혼합물로는 퀴나크리돈 화합물 안료, 디케토피롤로피롤 화합물 안료, 디옥사진 화합물 안료, 프탈로시아닌 화합물 안료 또는 아조 화합물 안료인 것이 바람직하다.
상기 안료 친화 그룹을 가지는 습윤분산제는 상기 바인더 및 조색 유기안료와 혼합되어 상기 바인더와 조색 유기안료가 혼합될 때 미립자의 상호 응결을 방지하고 안정한 현탁액을 만들어 주는 것으로서, 저분자량 또는 고분자량 습윤분산제가 적용되며 분산 기능을 갖춘 것이라면 그 특별한 한정은 없다. 그러나 보다 바람직하게는, 유기안료 및 무기안료 분산에 모두 효과적이며 색분리의 방지 효과가 우수한 고분자량 습윤분산제가 적용됨이 바람직하며, 고분자량 습윤분산제는 일반 습윤분산제에 비해 내수성이 강한 고분자가 도막을 형성하여 내약품성 및 내수성이 더 우수한 효과가 있다는 것이 입증되었으며, 특히 무기안료에 비하여 개별분자로 구성되어 거의 비극성을 띠게 되는 유기안료는 대개 C, H, O, N의 원소로 구성되어 일반적인 첨가습윤제로는 안료 표면에 잘 부착할 수 없는 문제점을 해결할 수 있어 고분자량 습윤분산제는 하나의 체인에 상당히 많은 흡착 그룹을 가지고 있어 이러한 구조적인 특징 때문에 많은 흡착 그룹이 안료 표면에 견고히 흡착할 수 있고 용매화된 수지의 사슬을 이용하여 입체장애 효과로서 분산안정화가 이루어지게 되기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 상기 안료 친화 그룹을 가지는 습윤분산제는 최소 분자량 5000 이상의 고분자량 습윤분산제가 적용되어 조성되는 것이 바람직한 것이다.
상기 소포제는 상기 바인더, 조색 유기안료 및 습윤분산제와 혼합되어 기포발생을 억제하거나 발생 기포를 없애기 위해 혼합되는 것으로서, 소포 기능을 수행할 수 있는 것이라면 그 특별한 한정은 없다.
상기 전도성 고분자는 상기 바인더, 조색 유기안료, 습윤분산제 및 소포제와 혼합되어 정전기 발생을 방지하는 정전기 방지제이다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤, 폴리에틸렌 디옥시티오펜(PEDOT/PSS), 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(p-페닐렌), 폴리티에닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리이소티아나프텐, 폴리(p-페닐렌 설파이드) 등으로 이루어진 군 중에서 단독 또는 둘 이상이 혼합된 것 또는 탄소 나노 튜브(CNT)가 적용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리피톨 또는 폴리에틸렌 디옥시티오펜 또는 탄소나노튜브 중 어느 하나가 선택되어 적용된다.
상기 유기 도판트는 상기 바인더, 조색 유기안료, 습윤분산제, 소포제 및 전도성 고분자와 혼합되어, 특히 전도성 고분자와의 상용성 및 용해도를 향상시키고, 전도성 고분자의 전기 전도도를 향상시키며, 높은 가공온도에도 안정성을 유지하여 박막 및 초박막 형태의 필름 제조시의 가공성 및 내환경성을 향상시키는 기능을 수행하게 된다. 특히 상기 전도성 고분자가 추가로 혼합되는 또 다른 고분자를 혼합하여 블렌드를 만들어 성능을 향상시킬 수 있으며 이때의 유기 도판트는 또 다른 고분자가 잘 섞일 수 있도록 치환기를 선택할 경우 즉 분자 수준의 잘 섞이는 또 다른 고분자와 블렌딩하면 분산성을 높이고 구조의 균일성을 유지하는데 유리한 혼합 환경을 제공하는 효과를 발휘하게 되는 것이다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물은, 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부, 안료 친화 그룹을 가진 습윤분산제 1~20 중량부, 조색 유기안료 3~40 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부, 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부, 유기 도판트 0~40 중량부의 조성비율을 혼합 조성되되,
(i) 상기 증류수와, 습윤분산제와, 바인더와, 조색 유기안료와, 소포제를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현 용액을 제조하고,
(ii) 상기 색상구현 용액에 정전기 방지 기능을 위한 전도성 고분자와, 유기 도판트를 소정의 조성비율로 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고,
(iii) 상기 색상구현/정전기방지 용액에 상기 색상구현/정전기방지 용액의 고형분이 3~20 중량%가 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 100 중량%로 만든 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물을 제조한다.
(i) 색상구현 용액의 제조
상기 색상구현 용액은, 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부에 습윤분산제 1~20 중량부를 먼저 혼합하여 교반하고, 여기에 조색 유기안료 3~40 중량부, 상기 바인더 100 중량부 중에서 0~50 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부를 혼합하여, 기계적 교반으로 입도 500nm 이하로 평균입도 150nm 이하로 분산시킨 색상구현 용액을 제조한다.
상기 바인더는 이와 혼합되어 조성되는 나머지 조성물질의 조성 중량을 고려하여 그 기준이 되는 조성물질로서, 상기 바인더의 중량을 100 중량부로 하여 본 발명의 실시예에 따른 수분산 코팅수지 조성물의 각각의 조성물질의 조성중량의 기준으로 한다.
상기 증류수는 상기 바인더의 100 중량부를 기준으로 40 중량부로 구비된다.
상기 습윤분산제는 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 1~20 중량부를 혼합하게 된다. 상기 습윤분산제의 조성 비율로 1 중량부 미만이면 조색 유기안료의 분자간 상호 응결을 방지하여 안정화된 현탁액으로 분산하는 분산 기능이 미흡하게 되며, 20 중량부를 초과하게 되면 조색 유기안료의 상호 응결이 과다하게 이루어져 최적의 분산 효과를 기대할 수 없게 된다. 따라서 상기 습윤분산제의 중량 조성비율은 상기 바인더의 중량을 기준으로 하여 혼합되는 중량비율이 정해지는 상기 조색 유기안료의 중량에 따른 비표면적을 상호 고려하여 상기의 최적의 조성 중량비율의 범위를 갖게 되는 것이다. 또한, 상기 습윤분산제를 상기 증류수에 먼저 혼합하는 이유는 추후 혼합되는 상기 조색 유기안료, 소포제, 바인더가 각각 또는 상호 효과적으로 분산될 수 있도록 하는 양호한 분산 환경을 제공하기 위한 것이다.
상기 조색 유기안료는 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 3~40 중량부를 상기 증류수 및 습윤분산제가 혼합된 용액에 혼합되게 한다. 상기 조색 유기안료의 조성비율로 3 중량부 미만이면 소망하는 색상 구현이 미흡하게 되며, 40 중량부를 초과하면 바인더의 기능 즉 접착력이 저하되어 보호필름의 부착이 불량해져서 보호제품의 표면 보호 기능을 수행할 수 없게 되며 과다한 조색 유기안료의 중량에 의해 상기 바인더의 중량을 100 중량부 이상의 너무 과다한 바인더를 추가 혼합하여야 하는 문제가 발생하게 된다.
상기 소포제는 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 0.03~0.14 중량부를 혼합하게 된다. 상기 소포제의 조성비율로 0.03 중량부 미만이면 교반시 기포의 발생을 억제하거나 발생하는 기포를 없애주는 소포 기능이 미흡하게 되며, 0.14 중량부를 초과하면 코팅면이 불량해지거나 부착불량을 초래할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부에 습윤분산제 1~20 중량부를 먼저 혼합하여 교반하고 여기에 상기 바인더 100 중량부 중에서 0~50 중량부, 조색 유기안료 3~40 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부를 다시 혼합하여 기계적 교반으로 입도 500nm 이하로 평균입도 150nm 이하로 분산시킨 상기 색상구현 용액을 제조한다.
(ii) 색상구현/정전기방지 용액의 제조
상기 색상구현/정전기방지 용액은, 상기 색상구현 용액에 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부와 유기 도판트 0~40 중량부를 혼합하고, 상기 (i)단계에서 남은 바인더의 잔량을 더 혼합하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조한다.
상기 전도성 고분자는 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 1~4 중량부를 혼합하게 된다. 상기 전도성 고분자의 조성비율로 1 중량부 미만이면 소망하는 정전기 방지 기능이 구현되지 않아 정전기 방지제로서의 기능을 수행할 수 없으며, 4 중량부를 초과하면 수행되는 정전기 방지 기능에 대비하여 가격이 과다하게 투입되어 기능 대비 가격이 높아져 제조 경제성이 없게 되어 적정한 수준 이상으로 제품의 가격이 상승하게 되는 원인이 된다.
상기 유기 도판트는 상기 바인더 100 중량부를 기준으로 0~40 중량부를 혼합하게 된다. 상기 유기 도판트의 조성비율로 40 중량부를 초과하면 상술한 유기 도판트의 기능 즉 전도성 향상과 레벨링 보조제 기능의 한계효용이 투입 중량 대비 줄어들게 되어 기능성 및 경제성이 떨어지게 된다.
이상에서 설명한 상기 바인더, 증류수, 조색 유기안료, 습윤분산제, 소포제, 전도성 고분자 및 유기 도판트 각각을 소정의 조성 비율로 혼합한 색상구현/정전기방지 용액을 액체화하였으며, 이와 같은 액체화 방법에는 특별한 한정은 없다.
(iii) 수분산 코팅수지 조성물의 제조
상기 수분산 코팅수지 조성물은, 상기 증류수, 바인더, 습윤분산제, 조색 유기안료, 소포제, 전도성 고분자, 유기 도판트가 소정의 조성비로 혼합 조성하여 색상구현/정전기방지 용액이 제조되고, 상기 색상구현/정전기방지 용액에 상기 색상구현/정전기방지 고형분이 3~20 중량%이 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 100 중량%로 만드는 과정을 거쳐서, 본 발명에 따른 색상 구현 및 정전기 방지이 가능한 수분산 코팅수지 조성물은 제조 완료된다.
상기 색상구현/정전기방지 고형분이 그의 중량비로 3 중량% 미만이면 색상 구현 기능 및 정전기 방지 기능이 미흡하여 코팅 후 색상구현 및 정전기방지의 보호필름으로서의 기능을 수행할 수 없으며, 20 중량%를 초과하면 점도가 과해지고 추후 설명되는 이형층 또는 점착층(13)의 고른 도포 및 코팅층 형성을 방해하고 제조단가가 상승하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 증류수, 바인더, 습윤분산제, 조색 유기안료, 소포제, 전도성 고분자, 유기 도판트가 소정의 조성비로 혼합 조성되어 제조되는 색상구현/정전기방지 고형분에 물 및 알콜을 다시 각각의 소정의 조성 비율로 혼합 조성되어 제조되는 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물은 수성으로 이루어지므로, 색상 구현 및 정전기 방지가 동시에 가능한 상기 수분산 코팅수지 조성물은 기재필름(11)상에 한꺼번에 한 번의 도포공정에 의해 코팅할 수 있어 각각 별도로 색상 구현층 및 정전기 방지층을 도포하는 이중 도포공정을 따르는 종래기술의 문제점을 해결할 수 있게 되는 것이며, 또한 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물에는 석유계 용제와 무기안료 및 금속류가 포함되어 있지 않아 친환경적인 코팅수지 조성물이라고 할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 상기 수분산 코팅수지 조성물을 적용하여 IT 제품 등의 표면을 보호하는 보호필름을 제조할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 종래기술에 따른 보호필름은 정전기 방지층은 수성의 물성을 가지며 색상 구현층은 유성의 물성을 가지게 되어 색상 구현층 및 정전기 방지층은 각각 별도의 도포 공정을 통해 코팅되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 수분산 코팅수지 조성물은 조색 유기안료와 정전기 방지제인 전도성 고분자 모두 수성의 물성을 가지면서 함께 바인더에 혼합 조성되므로 수분산 코팅층의 한 번의 도포 공정에 의해 색상 구현 및 정전기 방지가 동시에 가능하게 되므로 제조공정의 시간, 투입 노동력, 비용 등을 상당히 절감할 수 있게 되는 것이다.
이를 좀 더 구체적으로 살펴본다면, 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름(10)은, 기재필름(11)상에 수분산 코팅수지층(12)이 적층되고, 상기 수분산 코팅수지층(12)상으로 이형층 또는 점착층(13) 중 어느 하나의 층이 적층되어 이루어진다.
상기 기재필름(11)은 보호필름의 지지력을 갖추어야 하므로, 플라스틱 필름이 적용되며 그 예로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 수지를 포함하는 필름이 사용될 수 있으며 그 제한은 없다. 상기 기재필름(11)은 이미 널리 공지된 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 수분산 코팅수지층(12)은, 상술한 바와 같이, 상기 증류수, 바인더, 습윤분산제, 조색 유기안료, 소포제, 전도성 고분자, 유기 도판트가 각각 소정의 조성 비율로 혼합 조성되어 제조되는 색상구현/정전기방지 고형물에 물 및 알콜을 다시 각각의 소정의 조성 비율로 혼합 조성되어 제조되는 본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지이 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅되어 적층된 층으로서, 색상 구현 기능 및 정전기 방지 기능이 동시에 발휘되는 층이다.
상기 수분산 코팅수지층(12)은 이미 공지된 그라비아 코팅, 콤마 나이프 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 메이어 바 코팅, 슬롯다이 코팅, 리버스 코팅 방법 중에서 선택되어 코팅될 수 있으며 이에 대한 한정은 없다. 상기 코팅 방법은 공지된 방법이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 수분산 코팅수지층(12)은 0.3 ~ 1.5㎛의 코팅 두께를 가지는 것이 좋은데, 수분산 코팅수지층(12)의 코팅 두께가 0.3㎛ 미만이면 색상 구현 기능을 발휘하기 어렵고, 1.5㎛를 초과하면 코팅면이 불균일하여 외관상 불량해지고 경화 부족 및 밀착력이 떨어져 기재필름(11) 및/또는 이형층 또는 점착층(13) 사이의 층간 박리가 발생할 수 있다.
상기 이형층 또는 점착층(13)은 이형층 또는 점착층 중 어느 하나의 층이 선택적으로 적용되어 코팅된다. 이형력, 박리력, 잔류 점착률 등의 이형 및 점착 특성을 갖추어야 하므로 바람직하게는 실리콘 조성물이 적용된 실리콘층으로 이루어진다. 상기 이형층 또는 점착층(13)으로서 실리콘층은 분자 내에 Si-H 결합을 가지는 화합물과 폴리실록산의 중합체를 포함하게 되며 이와 같은 구성은 이미 널리 공지된 구성에 해당하여 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 이형층 또는 점착층(13)은, 상기 수분산 코팅수지층(12)의 코팅 방법과 마찬가지로, 이미 공지된 그라비아 코팅, 콤마 나이프 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 메이어 바 코팅, 슬롯다이 코팅, 리버스 코팅 방법 중에서 선택되어 코팅될 수 있으며 이에 대한 한정은 없다. 상기 코팅 방법은 공지된 방법이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 이형층 또는 점착층(13)으로서의 상기 이형층(13)은 0.1 ~ 1㎛의 코팅 두께를 가지는 것이 좋다.　이때, 이형층(13)의 코팅 두께가 0.1㎛ 미만이면 양호한 이형 특성을 보이기 어렵고, 1㎛를 초과하면 기능 대비 가격상승과 정전기방지 기능의 구현(10E-9Ω/㎠ 이하)이 어렵다.
상기 이형층 또는 점착층(13)으로서의 상기 점착층(13)은 1 ~ 10㎛의 코팅 두께를 가지는 것이 좋다.　이때, 점착층(13)의 코팅 두께가 1㎛ 미만이면 양호한 점착 특성을 보이기 어렵고, 10㎛를 초과하면 기능 대비 가격상승과 정전기방지 기능의 구현(10E-9Ω/㎠ 이하)이 어렵다.
본 발명의 실시예에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름은, ① 온도 60℃, 습도 90%에서 72시간 유지하고 상온에서 4시간 방치하여 전이/전사를 확인하는 항온항습 테스트를 거치고, ② 온도 -40℃와 80℃에서 각 30분씩 24회의 순환 조건에서 유지하고 상온에서 4시간 방치하여 전이/전사를 확인하는 열 충격 테스트를 거치고, ③ 온도 85℃에서 72시간 유지하고 상온에서 4시간 방치하여 전이/전사를 확인하는 고온 테스트를 거치는 신뢰성 테스트를 만족하게 된다. 위의 테스트를 요약하여 아래의 <표1>로 만들었으며 이형필름 신뢰성 테스트는 만족스럽게 나타났다. 상술한 3가지의 실험값으로 전이/전사를 확인하는 이유는 이형필름이나 점착필름은 보호필름이므로 보호물질인 피착제에 전이나 전사가 일어나지 않는 것을 보여주는 것이다.
<표1>
Figure 112017049589254-pat00001
이상의 설명과 같이, 상기 기재필름(11)상에 상기 수분산 코팅수지층(12) 및 이형층 또는 점착층(13)이 차례로 적층 도포되어 형성되는 본 발명의 실시예에 따른 보호필름(10)은, 도 1에 도시된 종래기술에 따른 보호필름에 대비하여, 정전기 방지층 및 색상 구현층이 별도로 적층되게 도포되는 것이 아니라 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅층(12)이 하나의 적층구조로 이루어지므로 제조상의 여러 효과를 발휘하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물 및 상기 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름은, IT 제품 등의 표면을 보호하는 보호필름을 제조하는 산업분야에서 상기 수분산 코팅수지 조성물 및 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.
10 : 보호필름 11 : 기재필름
12 : 수분산 코팅수지층 13 : 이형층 또는 점착층

Claims (3)

  1. 정전기를 방지하는 전도성 고분자와 색상 구현이 가능한 유기안료가 혼합되어 조성되는 수분산 코팅수지 조성물에 있어서,
    상기 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물은,
    (i) 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부에 습윤분산제 1~20 중량부를 먼저 혼합하여 교반하고, 여기에 조색 유기안료 3~40 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부를 상기 바인더 100 중량부 중에서 0~50 중량부에 혼합하여 조성한 색상구현 용액을 제조하고,
    (ii) 상기 색상구현 용액에 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부와 유기 도판트 0~40 중량부를 혼합하고, 상기 (i)단계에서 남은 바인더의 잔량을 더 혼합하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고,
    (iii) 상기 색상구현/정전기방지 용액에 상기 색상구현/정전기방지 고형분이 3~20 중량%이 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 100 중량%로 만든 수분산 코팅수지 조성물을 제조하여,
    색상 구현 및 정전기 방지가 동시에 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 수분산 우레탄, 수분산 아크릴우레탄, 수분산 폴리카보네이트, 아크릴 에멀젼 중의 어느 하나가 선택되어 적용되고,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤 또는 폴리에틸렌 디옥시티오펜 또는 탄소나노튜브 중의 어느 하나가 선택되어 적용되는 것을 특징으로 하는 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물.
  3. 정전기를 방지하는 전도성 고분자와 색상 구현이 가능한 유기안료가 혼합되어 조성되는 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름에 있어서,
    상기 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름은,
    기재필름(11)이 배치되고;
    상기 기재필름(11)상에 바인더 100 중량부를 기준으로 하여, 증류수 40 중량부, 습윤분산제 1~20 중량부, 조색 유기안료 3~40 중량부, 소포제 0.03~0.14 중량부, 정전기 방지제인 전도성 고분자 1~4 중량부, 유기 도판트 0~40 중량부를 상기 바인더 100 중량부에 혼합하여 색상구현/정전기방지 용액을 제조하고, 상기 색상구현/정전기방지 고형분 3~20 중량%가 되게끔 물 및 알콜로 희석하여 100 중량%로 제조되는 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 도포되어 적층되는 수분산 코팅수지층(12)이 형성되고;
    상기 수분산 코팅수지층(12)상에 이형층 또는 점착층(13) 중 어느 하나의 코팅층이 도포되어 적층되어 형성되는; 것을 특징으로 하는 상기 색상 구현 및 정전기 방지가 가능한 수분산 코팅수지 조성물이 코팅된 보호필름.
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