KR101798750B1 - 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

가스 배리어성 필름 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101798750B1
KR101798750B1 KR1020160018708A KR20160018708A KR101798750B1 KR 101798750 B1 KR101798750 B1 KR 101798750B1 KR 1020160018708 A KR1020160018708 A KR 1020160018708A KR 20160018708 A KR20160018708 A KR 20160018708A KR 101798750 B1 KR101798750 B1 KR 101798750B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
inorganic
organic
gas barrier
adhesive layer
Prior art date
Application number
KR1020160018708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170096883A (ko
Inventor
박준우
엄상열
이광회
구본재
이혜리
Original Assignee
도레이첨단소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이첨단소재 주식회사 filed Critical 도레이첨단소재 주식회사
Priority to KR1020160018708A priority Critical patent/KR101798750B1/ko
Publication of KR20170096883A publication Critical patent/KR20170096883A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101798750B1 publication Critical patent/KR101798750B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076Curing, vulcanising, cross-linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7246Water vapor barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B32B2310/0831Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 우수한 가스 배리어성을 갖고 무기층의 표면 특성에 큰 영향 없이 무기층과 유기층의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 표면 개질층의 도입으로 디스플레이를 구성하는 타 유기물과의 접착력이 우수하고, 표면의 미세 요철 형상 도입으로 미끄럼성이 향상되어 가공성 및 취급성이 우수한 등의 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

가스 배리어성 필름 및 그 제조방법{GAS BARRIER FILM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 기재에 가스 배리어층을 적층하여 산소와 수분에 의한 열화를 방지하고, 유무기 접착층과 표면 개질층을 연속적으로 적층함으로써 타 유기물과의 우수한 접착 특성을 도입하여 디스플레이의 구성 유기물과 접착이 우수한 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이용 가스 배리어 필름은 유기발광다이오드 (OLED), 무기발광체 (QD), 유기발광체 (OD) 등을 이용한 디스플레이 기술 발달에 따라 그 필요성이 증대되고 있다. 디스플레이용 가스 배리어 필름은 일반적으로 높은 가스 배리어 특성을 요구하기 때문에 가요성 필름 기재에 유기층과 무기층을 교대로 적층시켜 다층 구조 형태로 만든 것들이 주를 이루고 있다. 이러한 다층 구조의 가스 배리어 필름에서 무기층은 가스를 차단하는 실질적인 역할을 하고 유기층은 무기층을 적층할 적층 표면의 평탄화, 기재와 무기층 간의 접착력 향상, 그리고 무기층의 크랙이나 핀홀 등의 결점을 메워 가스 배리어 특성을 향상시키는 역할을 한다.
다층 구조의 가스 배리어 필름은 무기층과 유기층의 수를 조절함에 따라 원하는 수준의 배리어 특성을 얻을 수 있고 구성이 간단하다는 장점을 가지고 있다. 가스 배리어 필름의 유기층과 무기층을 교대로 적층시킨 구조를 달성하기 위해서는 층간의 접착력이 확보되어야 한다.
또한 무기층을 형성시키면 무기층의 표면에 물 분자가 흡착되어 자연스럽게 하이드록시기가 생성되고, 유기층 성분에 실란 커플링제와 같은 금속 알콕시드 성분을 적용하여 무기층과 유기층간의 접착력을 확보한다.
그러나, 무기층과의 접착력 확보를 위한 성분으로 금속 알콕시드 성분을 단독으로 사용할 경우 무기층의 가공 조건에 의해 무기층 표면에 금속 알콕시드 성분과 반응을 유도할 수 있는 반응성기 예를 들어 하이드록시기가 부족할 경우 유기층과의 접착력 특성이 부족하여 유기층이 무기층에서 탈락될 수 있다. 또한 배리어 필름이 디스플레이의 구성으로 사용하기 위해서는 디스플레이를 구성하는 타 유기물과의 접착되어야 하는데 일반적으로 유기물과 접착되는 배리어 필름 최상층의 유기층 혹은 무기층은 표면 반응성이 낮아서 타 유기물 성분과의 접착력이 약한 단점이 있으며 최상층의 표면 평활성이 매우 높기 때문에 미끄럼성이 부족하여, 필름 생산이나 가공 중에 정전기가 발생하여 이물이 쉽게 유입될 수 있으며, 블록킹 현상으로 인하여 필름 권취 중 유입될 수 있는 공기층이 빠져나오지 못하여 눌림 혹은 덴트 등의 형상으로 필름의 외관을 저하시키는 문제를 가지고 있다.
한국 공개특허정보 제10-2013-0091281호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 우수한 가스 배리어성을 갖고 무기층의 표면 특성에 큰 영향 없이 무기층과 유기층의 접착력을 향상시킬 수 있으며 디스플레이를 구성하는 타 유기물과의 접착력이 우수하고, 미끄럼성이 향상되어 가공성 및 취급성이 우수한 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 기재, 무기물 가스 배리어층, 유무기 접착층 및 표면 개질층이 순서대로 적층되되, 상기 유무기 접착층은 다관능 아크릴레이트, 인산(메타)아크릴레이트, 실란계 화합물 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 표면 개질층은 다관능 아크릴레이트, 광중합 개시제 및 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 배리어성 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 인산(메타)아크릴레이트는 (메타)아크릴레이트기 및 인산 또는 인산으로부터 유래된 작용기를 갖는 화합물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인산(메타)아크릴레이트는 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 단독 또는 2종 이상을 포함하되,
(화학식 1)
Figure 112016015923023-pat00001
여기서, R은
Figure 112016015923023-pat00002
이고, R1은 H 또는 CH3이며, R2
Figure 112016015923023-pat00003
,
Figure 112016015923023-pat00004
,
Figure 112016015923023-pat00005
, ,
Figure 112016015923023-pat00007
또는
Figure 112016015923023-pat00008
이고, m은 1 내지 10의 정수이며, n은 1 또는 2인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 무기입자의 크기는 50nm 초과 1,000nm 미만인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실란계 화합물은 비닐기, 에폭시기, 메타아크릴록시기, 아크릴록시기, 아미노기 및 이소시아네이트기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표면 개질층의 표면은 유기물과 반응할 수 있는 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유기물과 반응할 수 있는 작용기는 하이드록시기, 카르복실기, 아크릴기, 이소시아네이트기, 아민기, 아마이드기, 우레아기, 에폭시기, 싸이올기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표면 개질층의 두께는 0.01㎛ 초과 10㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표면 개질층의 표면거칠기(Ra)는 5nm 초과 50nm 미만인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가스 배리어성 필름의 수증기 투과율은 0.3g/m2/day 이하인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적은, 기재를 준비하는 제1단계; 상기 기재의 일면에 무기물 가스 배리어층을 형성하는 제2단계; 상기 무기물 가스 배리어층 상에 유무기 접착층을 형성하는 제3단계; 상기 유무기 접착층 상에 표면 개질층을 형성하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배리어성 필름의 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 유무기 접착층 및 상기 표면 개질층은 Ÿ‡팅 공정을 통해서 도포되고, 공기 중의 산소 농도가 15부피% 이상인 환경에서 광경화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표면 개질층은 Ÿ‡팅 공정을 통해서 도포되고, 40mJ/cm2 초과 500미만mJ/cm2 미만의 적선광량을 가지는 자외선에 의해 광경화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유무기 접착층은 상기 무기물 가스 배리어층 상에 도포된 후 열경화와 광경화된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표면 개질층은 상기 유무기 접착층 상에 도포된 후 열경화 또는 광경화된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 우수한 가스 배리어성을 갖고 무기층의 표면 특성에 큰 영향 없이 무기층과 유기층의 접착력을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 표면 개질층의 도입으로 디스플레이를 구성하는 타 유기물과의 접착력이 우수하고, 표면의 미세 요철 형상 도입으로 미끄럼성이 향상되어 가공성 및 취급성이 우수한 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름의 단면 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)의 단면 모식도로서, 기재(101), 무기물 가스 배리어층(102), 유무기 접착층(103) 및 표면 개질층이 순서대로 적층되어 있다.
1. 기재(101)
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)에서, 기재(101)는 표시장치용으로서 사용하기 위해, 광선투과율이 높고, 헤이즈값이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 파장 400 내지 800nm에서의 광선투과율은 바람직하게는 40% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상이며, 또한 헤이즈값은 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하이다. 이들 조건을 만족시키지 않는 경우에는, 표시부재로서 사용했을 때에 화상의 선명성이 결여되는 경향이 있다. 또한 이러한 효과를 발휘한다는 점에서, 광선투과율의 상한치는 99.5% 정도까지 그리고 헤이즈값의 하한값은 0.1% 정도까지 제작할 수 있는 가능한 범위이다.
기재(101)의 재질은 상술한 조건을 만족시키는 것이면 특별히 한정되지 않아, 공지의 플라스틱 기재필름에 이용되는 수지소재 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 이러한 수지소재로서, 예를 들면, 에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 디아세테이트, 트리아세테이트, 스티렌, 카보네이트, 메틸펜텐, 술폰, 에테르에틸케톤, 이미드, 불소, 나일론, 아크릴레이트, 지환족 올레핀계 등에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용할 수 있다. 바람직하게는 이들 수지 중에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 에스테르계, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계, 및 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴레이트계에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머가 바람직한데, 이들은 투명성, 강도 및 두께의 균일성이 우수하기 때문이다.
특히, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서 에스테르계를 구성단위로 하는 폴리머로 이루어지는 기재필름이 특히 바람직하다. 이러한 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-a,β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트 등을 들 수 있다. 또한 이들 폴리에스테르에는 또한 다른 디카르복실산 성분이나 디올 성분이 20몰% 이하이면 공중합되어 있어도 좋다. 그 중에서도 품질, 경제성 등을 종합적으로 판단하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다. 이들 구성 수지성분은 1종만 사용해도, 2종 이상 병용해도 좋다.
기재(101)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서, 통상 5 내지 800㎛, 바람직하게는 10 내지 250㎛이다. 또한 2장 이상의 필름을 공지의 방법으로 접합한 것이어도 좋다.
또한 플라스틱 기재(101)는 각종 표면처리, 예를 들어, 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염처리, 에칭처리, 또는 조면화처리 등의 처리를 실시한 것이라도 좋다. 또한 접착 촉진을 위해서 플라스틱 기재필름의 표면에 프라이머층, 예를 들어, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에스테르 아크릴레이트계, 폴리우레탄아크릴레이트계, 폴리에폭시아크릴레이트계, 티타네이트계 화합물 등의 코팅을 행한 후에, 고굴절율 경질코팅층을 형성해도 좋다. 특히, 친수기 함유 폴리에스테르수지에 아크릴계 화합물을 가교시킨 공중합체와 가교 결합제로 이루어지는 조성물을 프라이머 도포한 것은 접착성이 향상되고, 내열성, 내수성 등의 내구성이 우수하므로 상기 기재(101)의 재질로서 바람직하다.
2. 무기물 가스 배리어층(102)
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)에서, 기재(101)의 일면에 형성되는 무기물 가스 배리어층(102)은 산소와 수분이 투과하는 것을 막아주어 산소와 수분에 취약한 디스플레이 구성 성분의 열화를 억제시키는 기능을 한다.
무기물 가스 배리어층(102)은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 또는 금속 산화질화물과 같은 다양한 재료로부터 형성될 수 있다. 무기물 가스 배리어층은, 예를 들어, Si, Al, Ti, Zr, Ta로 이루어진 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 산화질화물일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 특히 산화규소, 산화알루미늄인 것이 바람직하다.
무기물 가스 배리어층은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 스퍼터링, 전자빔 증발, 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 화학 증착 또는 도금 등과 같은 방법을 사용할 수 있는데, 스퍼터링, 전자빔 증발 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
무기물 가스 배리어층은 두께가 두꺼울수록 가스 배리어성이 향상되지만 일정 두께 이상 증가하면 광학특성이 저하되고 가요성이 낮아져 크랙이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 무기물 가스 배리어층의 두께는, 예를 들어, 5 내지 200nm일 수 있고, 특히 5 내지 100nm 인 것이 바람직하다.
3. 유무기 접착층(103)
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)에서, 무기물 가스 배리어층 (102)의 상부에 적층되는 유무기 접착층(103)은 무기물 가스 배리어층과 유기물 층간의 접착성을 부여하며, 무기물 가스 배리어층을 보호하는 기능을 한다. 이러한 유무기 접착층(103)은 실란계 화합물, 인산(메타)아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트, 광중합 개시제를 포함하는 조성물을 도포한 후 경화시켜 형성한다.
유무기 접착층의 조성물을 무기물 가스 배리어층(102)에 도포하는 방법에는 특별한 제한이 없는 바, 당업계에서 통상적으로 사용되는 Ÿ‡팅 공정의 도포방법이면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 바람직하게는 나이프 도포, 그라비아 도포, 리버스 롤 도포 등의 방법을 사용할 수 있다.
무기물 가스 배리어층(102) 상에 유무기 접착층의 조성물을 도포한 후, 경화에 의해 형성되는 것으로 일정 온도 하에서의 열경화와 자외선 조사 하에서의 광경화를 통해 유무기 접착층이 형성되며, 실용적으로는 열경화 진행 후 광경화를 적용하는 것이 바람직하지만 이를 제한하지는 않는다. 이때 광경화는 공기 중의 산소 농도가 15부피% 이상의 환경에서 형성되며, 유무기 접착층 표면의 경화도를 향상시켜 주기 위해 일반적으로 적용하는 불활성 기체, 예를 들면 질소 분위기 하의 산소 농도 15부피% 미만의 환경에서 경화 반응을 진행할 경우, 경화 후 유무기 접착층 표면에 잔존할 수 있는 반응성 아크릴레이트 관능기가 완전히 사라지기 때문에 유무기 접착층과 인접한 곳에 형성되는 표면 개질층의 아크릴레이트 성분과의 반응이 불가능하게 되어 접착이 되지 않고 탈락되는 문제가 발생하여 바람직하지 않다.
다음으로, 유무기 접착층의 구성성분을 구체적으로 설명한다.
3-1. 실란계 화합물
본 발명의 실란계 화합물은 무기물 가스 배리어층과의 접착성을 부여하는 기능을 한다. 일반적으로 무기물 가스 배리어층과 같은 무기층을 형성시키면 무기층의 표면에 물 분자가 흡착되어 자연스럽게 하이드록시기가 생성되며, 유기층 성분에 실란계 화합물 예를 들면 실란 커플링제와 같은 금속 알콕시드 성분을 적용하게 되면 알콕시드 성분의 수화반응 및 무기층 표면의 하이드록시기와의 축합반응으로 무기층과 유기층간의 접착력을 확보할 수 있다.
유무기 접착층의 조성물에 포함되는 실란 화합물은 비닐기, 에폭시기, 메타아크릴록시기, 아크릴록시기, 아미노기 및 이소시아네이트기로 이루어진 작용기를 포함하는 실란으로, 예를 들어, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 3-클리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-클리시독시프로필 트리에톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필 메틸디에톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴록시프로필 트리메톡시실란, n-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, n-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등의 단분자 형태일 수 있으며, 이들 실란들이 적어도 하나 이상 조합된 올리고머 또는 고분자 형태일 수도 있다. 유무기 접착층의 조성물은 이들 실란 화합물을 각각 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
유무기 접착층의 조성물은 실란 화합물의 가수분해 반응을 촉진시키기 위해 촉매로 산을 더욱 포함할 수 있다. 산으로는, 예를 들어, 염산, 질산, 황산, 포름산, 아세트산 등이 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
3-2. 인산(메타)아크릴레이트
본 발명의 인산(메타)아크릴레이트는 무기물 가스 배리어층과의 접착성을 향상시키는 기능을 한다. 무기층과의 부착력 확보를 위한 성분으로 실란계 화합물을 단독으로 사용할 경우, 무기층의 가공 조건에 의해 무기층 표면에 실란계 화합물과 반응을 유도할 수 있는 반응성기 예를 들어 하이드록시기가 부족할 경우 수화 반응 및 축합반응으로 유도된 접착력이 부족하여 가스 배리어층(102)과 유무기 접착층(103) 사이의 접착력이 부족하여 탈락될 수 있다. 이에 인산(메타)아크릴레이트 성분은 무기층 표면의 극성 성분과 수소 결합을 유도시켜 부착력을 향상시키고 아크릴레이트 관능기로 인하여 유무기 접착층(103)의 바인더 역할을 하는 다관능 아크릴레이트와의 반응이 가능하여 접착력을 보완하는 동시에 앙카(Anchor) 기능이 가능하다.
인산(메타)아크릴레이트는 (메타)아크릴레이트기 및 인산 또는 인산으로부터 유래된 작용기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 인산(메타)아크릴레이트의 예로, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 산포스포옥시에틸(메타)아크릴레이트, 산포스포옥시프로필(메타)아크릴레이트 또는 비스(2-(메타)-아크릴로일옥시에틸)포스페이트를 들 수 있다. 이들 인산(메타)아크릴레이트는 각각 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
(화학식 1)
Figure 112016015923023-pat00009
여기서, R은
Figure 112016015923023-pat00010
이고, R1은 H 또는 CH3이며, R2
Figure 112016015923023-pat00011
,
Figure 112016015923023-pat00012
,
Figure 112016015923023-pat00013
,
Figure 112016015923023-pat00014
,
Figure 112016015923023-pat00015
또는
Figure 112016015923023-pat00016
이고, m은 1 내지 10의 정수이며, n은 1 또는 2이다.
3.3. 다관능 아크릴레이트
본 발명의 유무기 접착층(103)의 조성물에 첨가되는 다관능 아크릴레이트는 유무기 접착층(103)을 형성하는 바인더로서 무기물 가스 배리어층(102)을 보호하는 역할을 한다. 다관능 아크릴레이트 화합물은 자외선 조사에 의해 형성된 라디칼에 의해 광경화되고, 형성되는 막에 의해 내용제성과 경도가 향상되어 하부에 위치하는 무기물 가스 배리어층의 보호가 가능하게 된다.
다관능 아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트, 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 반응성 아크릴레이트 올리고머 군; 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 다관능성 아크릴레이트 단량체 군에서 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한 필요에 따라서는 단관능 아크릴레이트가 추가적으로 혼합되어 사용될 수 있다. 단관능 아크릴레이트로서는 구체적으로는, 메틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타) 아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 이들 단량체는 단독 또는 2종 이상으로 다관능 아크릴레이트와 혼합하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
3.4. 광중합 개시제
본 발명의 유무기 접착층(103)의 조성물에 첨가되는 광중합 개시제는 자외선에 의해 분해가 가능하며 자외선 경화형 수지의 반응을 시작하게 하는 기능을 한다.
본 발명에서 적용되는 광중합 개시제는 특별히 한정되지 않으나, 벤조페논류, 아세트페논류, 하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 티옥산톤류, 디벤질디설파이트, 디에틸옥사이드, 트리페닐비이미다졸 및 이소프로필-N,N-메틸아미노벤조에이트로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한 유무기 접착층의 조성물은 적당한 용매에 희석하여 무기물 가스 배리어층(102)에 도포할 수 있다. 이때, 유무기 접착층의 조성물에 사용되는 용매로는 케톤계, 에스테르계, 지방족 탄화수소계, 할로겐화 탄화수소계, 방향족 탄화수소계, 아민계, 물, 알코올 등으로 통상 비점이 60∼170℃의 액체이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 특히 바람직하게는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 및 시클로헥사논으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
4. 표면 개질층(104)
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)에서, 유무기 접착층(103)의 상부에 인접하게 형성되는 표면 개질층(104)은 유무기 접착층과 접착이 양호하고, 디스플레이를 구성하는 타 유기물과의 접착력이 우수하며 표면에 미끄러짐 특성을 부여하여 가공성 및 취급성이 향상되는 기능을 한다. 표면 개질층(104)은 다관능 아크릴레이트, 광중합 개시제 및 무기입자를 포함하는 조성물을 도포한 후 경화시켜 형성한다.
표면 개질층의 조성물을 유무기 접착층(103)에 도포하는 방법에는 특별한 제한이 없는 바, 당업계에서 통상적으로 사용되는 Ÿ‡팅 공정의 도포방법이면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 바람직하게는 나이프 도포, 그라비아 도포, 리버스 롤 도포 등의 방법을 사용할 수 있다.
표면 개질층(104)은 유무기 접착층(103) 상에 표면 개질층의 조성물을 도포한 후, 경화에 의해 형성되는데, 건조 후 자외선 조사에 의한 광경화를 통해 표면 개질층이 형성된다. 이때 광경화는 공기 중의 산소 농도가 15부피% 이상의 환경에서 형성되며, 표면 개질층의 경화도를 향상시켜 주기 위해 일반적으로 적용하는 불활성 기체, 예를 들면 질소 분위기 하의 산소 농도 15부피% 미만의 환경에서 경화 반응을 진행 할 경우, 경화 후 표면개질층의 표면에 유기물과 반응할 수 있는 작용기가 사라지기 때문에 디스플레이의 타 유기물과의 접착력이 불가능하게 되어 바람직하지 않다. 또한 표면 개질층은 40mJ/cm2 초과 500mJ/cm2 미만의 자외선 적선광량에서 광경화되어 형성될 수 있다. 이때 40mJ/cm2 이하의 적선광량에서 광경화될 경우, 표면 개질층의 표면 경화도가 부족하여 코팅층이 불안정해지고 오염되는 문제가 발생하고, 500mJ/cm2 이상의 자외성 적선광량에서 광경화될 경우 표면에 유기물과 반응할 수 있는 작용기가 부족하게 되어 디스플레이의 타 유기물과의 접착력이 저하된다.
다음으로, 표면 개질층의 조성물을 구체적으로 설명한다.
4-1. 다관능 아크릴레이트
본 발명의 표면 개질층(104)의 조성물에 첨가되는 다관능 아크릴레이트는 표면 개질층(104)을 형성하는 바인더이며, 디스플레이의 타 유기물과의 접착력을 향상시켜주는 기능을 한다. 다관능 아크릴레이트 화합물은 자외선 조사에 의해 형성된 라디칼에 의해 광경화되는 것을 특징으로 한다.
다관능 아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트, 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 반응성 아크릴레이트 올리고머 군; 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 다관능성 아크릴레이트 단량체 군에서 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한 필요에 따라서는 단관능 아크릴레이트가 추가적으로 혼합되어 사용될 수 있다. 단관능 아크릴레이트로서는 구체적으로는, 메틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타) 아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 이들 단량체는 단독 또는 2종 이상으로 다관능 아크릴레이트와 혼합하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
4-2. 광중합 개시제
본 발명의 표면 개질층(104)의 조성물에 첨가되는 광중합 개시제는 자외선에 의해 분해가 가능하며 자외선 경화형 수지의 반응을 시작하게 하는 기능을 한다.
본 발명에서 적용되는 광중합 개시제는 특별히 한정되지 않으나, 벤조페논류, 아세트페논류, 하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 티옥산톤류, 디벤질디설파이트, 디에틸옥사이드, 트리페닐비이미다졸 및 이소프로필-N,N-메틸아미노벤조에이트로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
4-3. 무기입자
본 발명의 표면 개질층(104)의 조성물에 첨가되는 무기입자는 경화 수지층 표면에 미세요철을 형성시켜 미끄러짐 특성을 부여하여 가공성 및 취급성이 향상시키는 기능을 한다. 이러한 목적을 구현하기 위한 무기입자는 실리카, 알루미나 및 산화지르코늄으로 이루어진 금속산화물 또는 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 바람직하며, 가장 바람직한 일례로서, 본 발명의 실시예에서는 실리카 입자를 사용하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지는 않을 것이다. 또한 무기 입자는 실란커플링제, 폴리올, 알킬올아민, 티타네이트 커플링제와 같은 유기화합물로 표면처리될 수 있는데, 이는 무기 입자의 분산을 용이하게 하기 위한 것이다.
이때, 무기입자는 특별히 한정되는 형태는 없어, 구형상, 입방체상, 방추형상, 부정형상 등 어느 것이나 가능하다.
무기입자의 크기는 50nm 초과 1,000nm 미만인 것을 특징으로 한다. 이때 무기 입자의 크기가 50nm 이하일 경우 표면 요철의 구현이 어려워져서 미끄럼성이 충분하지 못하고, 1,000nm 이상일 경우 입자에 빛이 산란되어 선명도가 떨어져서 시인성이 저하된다.
표면 개질층의 조성물은 적당한 용매에 희석되어 유무기 접착층(103) 상에 도포될 수 있다. 이때, 표면 개질층의 조성물에 사용되는 용매로는 케톤계, 에스테르계, 지방족 탄화수소계, 할로겐화 탄화수소계, 방향족 탄화수소계, 아민계, 물, 알코올 등으로 통상 비점이 60∼170℃의 액체이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 특히 바람직하게는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 및 시클로헥사논으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 가스 배리어성 필름(100)에서 표면 개질층의 표면에는 유기물과 반응할 수 있는 작용기를 가진다. 즉 표면 개질층을 구성하는 다관능 아크릴레이트가 UV 경화되어 층을 형성할 때, UV반응에 참여하지 않은 일부 아크릴레이트 작용기가 표면에 잔존하게 되며, 이러한 작용기가 상층에 위치하는 유기물과 반응한다. 유기물과 반응할 수 있는 작용기는 하이드록시기, 카르복실기, 아크릴기, 이소시아네이트기, 아민기, 아마이드기, 우레아기, 에폭시기 및 싸이올기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한 표면 개질층의 두께는 0.01㎛ 초과 10㎛ 미만인 것이 바람직하며, 두께가 0.01㎛ 이하이면, 유무기 접착층에의 완전한 도포가 어려워지고 광경화에 의한 표면 경화도가 부족하여 코팅층이 불안정해지는 문제가 발생하고, 10㎛ 이상이면 무기 미립자 수의 증가로 인해 빛이 산란되어 선명도가 떨어져서 시인성이 저하된다. 이에, 표면 개질층의 표면거칠기(Ra)는 5nm 초과 50nm 미만의 값을 충족시킨다.
본 발명의 다른 양상에 따른 가스 배리어성 필름의 제조방법은 기재를 준비하는 제1단계, 기재의 일면에 무기물 가스 배리어층을 형성하는 제2단계, 무기물 가스 배리어층 상에 유무기 접착층을 형성하는 제3단계 및 유무기 접착층 상에 표면 개질층을 형성하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그 외 가스 배리어성 필름의 제조방법은 상술한 바와 같다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 가스 배리어성 필름의 수증기 투과율은 0.3 g/m2/day이하이고 0.1 g/m2/day이하인 것이 바람직하다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예1>
단계1 : 무기물 가스 배리어층(102)
투명 기재로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 (U48, 두께: 100㎛)을 사용하였고 상기 필름의 상면에 스퍼터 방식을 이용, 85nm 두께의 산화규소(SiOx) 막을 적층시켜 무기물 가스배리어 층을 형성시켰다.
단계2 : 유무기 접착층(103)
다관능 아크릴레이트 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2884) 62.5중량%, 인산(메타)아크릴레이트 (SK CYTEC 제품, HS-100) 25중량% 및 실란 커플링제 (Shin-Etsu 제품, KBM-403) 12.5중량%로 이루어진 수지 조성물의 고형분 100중량부에 대하여, 광중합 개시제 (Ciba Specialty Chemicals 제품, I-184) 3중량부를 첨가하여 메틸에틸케톤과 프로필렌글리콜모노에틸에테르간 2:1의 중량비로 혼합된 혼합용제에 희석하고 교반하여 전체 고형분 농도가 40중량% 함유되도록 유무기 접착층의 조성물을 제조하였다.
상기 유무기 접착층의 조성물을 무기물 가스 배리어층 상면에 바코팅한 후 120℃에서 2분 동안 열경화시킨 다음, 공기 중 산소 농도가 21부피%인 일반 환경에서 고압 수은자외선 램프의 적선 광량 500mJ/cm2 의 조건으로 조사하고 광경화 처리하여 1㎛ 의 유무기 접착층을 형성하였다.
단계3 : 표면 개질층(104)
다관능 아크릴레이트 1 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2884) 80중량%, 다관능 아크릴레이트 2 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2811) 20중량% 로 이루어진 수지 조성물의 고형분 100중량부에 대하여, 광중합 개시제 (Ciba Specialty Chemicals 제품, I-184) 2중량부, 평균 크기가 100~200nm인 실리카 입자(일본 촉매, KE E10) 3중량부를 첨가하여 메틸에틸케톤과 프로필렌글리콜모노에틸에테르간 1:1의 중량비로 혼합된 혼합용제에 희석하고 교반하여 전체 고형분 농도가 40중량%가 함유되도록 표면 개질층의 조성물을 제조하였다.
상기 표면 개질층의 조성물을 유무기 접착층 상면에 바코팅한 후 80℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 공기 중 산소 농도가 21부피%인 일반 환경에서 고압 수은자외선 램프의 적선 광량이 250mJ/cm2 의 조건으로 조사하고 광경화 처리하여 1㎛ 의 표면개질층을 형성하였다.
<실시예2>
상기 실시예 1에서 무기물 가스 배리어층으로 산화규소 대신에 화학 기상 증착 (CVD)으로 산화알루미늄 (Al2O3)막을 90nm 두께로 적층시킨 것을 제외하고 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<실시예3>
상기 실시예 1에서 유무기 접착층 조성물의 실란 커플링제 (Shin-Etsu 제품, KBM-403) 12.5중량% 대신에 실란 커플링제 (Shin-Etsu 제품, KBE-403) 10중량% 사용하여 이루어진 수지 조성물의 고형분 97.5중량부에 대하여, 광중합 개시제 3중량부를 첨가한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<실시예4>
상기 실시예 1에서 표면 개질층의 조성물의 다관능 아크릴레이트 1 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2884) 80중량%, 다관능 아크릴레이트 2 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2811) 20중량% 대신에 다관능 아크릴레이트 1 (DSM-AGI 제품, AGISYNTM2884)) 55중량%, 다관능 아크릴레이트 3 (SK CYTEC 제품, DPHA) 45중량% 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예1>
상기 실시예 1에서 유무기 접착층의 조성물에서 실란 커플링제를 첨가하지 않은 수지 조성물의 고형분 87.5중량부에 대하여, 광중합 개시제 3중량부를 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예2>
상기 실시예 1에서 유무기 접착층의 조성물에서 인산(메타)아크릴레이트 (SK CYTEC 제품, HS-100) 25중량% 대신에 인산을 10중량% 사용하여 이루어진 수지 조성물의 고형분 85중량부에 대하여, 광중합 개시제 3중량부를 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예3>
상기 실시예 1에서 표면 개질층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예4>
상기 실시예 1에서 유무기 접착층의 조성물과 표면 개질층의 조성물에 광중합 개시제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 1에서 유무기 접착층의 조성물을 무기 가스 배리어층 상면에 바코팅한 후 120℃에서 2분 동안 열경화시킨 다음, 질소 분위기에서 산소 농도가 0.1부피%인 환경에서 고압 수은자외선 램프의 적선 광량이 500mJ/cm2 의 조건으로 조사한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예 6>
상기 실시예 1에서 표면 개질층의 조성물을 유무기 접착층 상면에 바코팅한 후 80℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 공기 중 산소 농도가 21부피%인 일반 환경에서 고압 수은자외선 램프의 적선 광량이 600mJ/cm2 의 조건으로 조사한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예 7>
상기 실시예 1에서 표면 개질층의 조성물을 유무기 접착층 상면에 바코팅한 후 80℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 질소 분위기에서 산소 농도가 0.1부피%인 환경에서 고압 수은자외선 램프의 적선 광량이 250mJ/cm2 의 조건으로 조사한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예8>
상기 실시예 1에서 표면 개질층 조성물의 평균 크기가 100~200nm인 실리카 입자(일본 촉매, KE E10) 3중량부 대신에 평균 크기가 1,300~1,800nm인 실리카 입자(일본 촉매, KE P150) 3중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예9>
상기 실시예 1에서 표면 개질층 조성물의 평균 크기가 100~200nm인 실리카 입자(일본 촉매, KE E10)를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
<비교예10>
상기 실시예 1에서 표면 개질층의 두께를 1㎛ 형성시킨 것 대신에 15㎛ 형성시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 10에 따른 가스 배리어성 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1, 표 2에 나타내었다.
[실험예]
1. 투습도
가스 배리어성 필름의 수증기 투과율 (WVTR: water vapor transmission rate)을 측정하였다. 수증기 투과율은 MOCON사 장비를 사용하여 38℃, 24hr, 100% 상대 습도 조건 하에서 필름의 두께 방향으로 측정하였고, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
2. 헤이즈 및 투과도
가스 배리어성 필름을 Nippon Denshoku NDH-5000을 사용하여 헤이즈 및 투과도를 측정하였다.
3. 정지마찰계수(μ) 측정
미끄럼성을 수치화하기 위하여 ASTM-1894기준에 따라 정지마찰계수(μ)를 측정하여 비교한 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이때 정지마찰계수(μ)치가 낮으면, 미끄럼성이 우수하여 가공성과 취급성이 용이하고, 정지마찰계수(μ)가 높으면 미끄럼성이 미비하여 가공성과 취급성이 용이하지 못하다.
4. 산술 평균 조도(Ra)
실시예 및 비교예에 따른 필름의 유무기 접착층 또는 표면 개질층의 표면상 거칠기를 조도측정기를 사용하여 산술 평균 조도(Ra)를 측정하였다.
5. 코팅층 간 부착력(Cross Hatch Test)
ASTM D3359-02에 따라 코팅 표면을 X-cut한 후 테이프를 부착시킨 후 수직으로 때어낼 때 떨어지는 정도에 따라 아래의 상대적인 값으로 부착성을 평가하였다.
평가 기준
5B: 0%
4B: 0% 초과 5% 미만
3B: 5% 이상 15% 미만
2B: 15% 이상 35% 미만
1B: 35% 이상 65% 미만
0B: 65% 이상
6. 유기물 접착성
실시예 및 비교예에 따른 필름의 유무기 접착층 또는 표면 개질층 상면에 용매가 포함되어 있지 않은 광경화형 수지 조성물(㈜엔피케미칼 제품, ND-938)을 바코팅 한 후 질소 분위기에서 UV-A 램프로 적선 광량 200mJ/cm2의 에너지에서 광경화하여 30㎛ 두께의 유기물층을 형성하였다.
그 후 ASTM D3359-02에 따라 유기물층 표면을 X-cut한 후 테이프를 부착시킨 다음 수직으로 때어낼 때 떨어지는 정도에 따라 상대적인 값(실험예 5의 평가기준)으로 유기물 접착성을 평가하였다.
실시예
1 2 3 4
투습도(g/m2/day) 0.023 0.014 0.025 0.022
헤이즈(%) 0.61 0.53 0.64 0.70
투과도(%) 91.51 91.32 91.62 91.56
정지마찰계수 0.2 0.2 0.2 0.2
산술 평균 조도(nm) 21 26 31 18
코팅층 간 부착력 5B 5B 5B 5B
유기물 접착성 5B 5B 5B 5B
표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1~4에 따른 가스 배리어성 필름의 경우, 기재, 무기물 가스 배리어층, 유무기 접착층, 표면 개질층이 순차적으로 형성되고, 유무기 접착층에는 다관능 아크릴레이트, 인산(메타)아크릴레이트, 실란계 화합물, 광중합 개시제를 포함하며, 표면 개질층에는 다관능 아크릴레이트, 광중합 개시제를 포함하고 있기 때문에 투습율과 광학적 특성 및 타 유기물과의 접착성이 양호하고, 미끄럼성이 우수하여 가공성 및 취급성이 용이함을 확인할 수 있다.
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
투습도
(g/m2/day)
0.028 0.023 0.024 - 0.025 0.024 0.023 0.026 0.025 0.023
헤이즈 (%) 0.62 0.51 0.63 - 0.63 0.53 0.65 15.21 0.53 2.51
투과도 (%) 91.44 91.52 91.59 - 91.49 91.46 91.50 91.56 91.17 91.33
정지마찰계수 0.2 0.2 0.5 - 0.2 0.2 0.2 0.1 0.5 0.2
산술 평균 조도 (nm) 35 31 2 - 41 32 28 521 3 27
코팅층 간 부착력 0B 1B 5B 0B 0B 5B 5B 5B 5B 5B
유기물 접착성 0B 0B 2B - 0B 2B 0B 5B 5B 5B
그러나 표 2에서 알 수 있듯이, 실란계 화합물이 제외된 비교예 1의 경우 무기물 가스 배리어층과 유무기 접착층 간 계면의 부착력이 불량하고, 인산(메타)아크릴레이트를 대신하여 인산이 첨가된 비교예 2의 경우도 무기물 가스 배리어층과 유무기 접착층 간 계면의 부착력이 부족하며, 표면 개질층이 제외된 비교예 3의 경우 미끄럼성이 불량하고 유기물 접착성이 부족하고, 광중합 개시제가 제외된 비교예 4의 경우 유무기 접착층과 표면 개질층의 광경화가 되지 않아 물성 측정이 불가능하였으며, 유무기 접착층 광경화 시 산소 분위기가 15부피% 미만의 환경에서 광경화된 비교예 5의 경우 유무기 접착층 표면에 표면 개질층과 반응할 수 있는 작용기가 남아 있지 않아 유무기 접착층과 표면 개질층 간 계면의 부착력이 불량함을 알 수 있다.
또한, 표면 개질층의 광경화 시 500mJ/cm2 이상의 적선광량 자외선 경화 조건에서 광경화된 비교예6의 경우와 표면 개질층의 광경화 시 산소 농도가 15부피% 미만의 환경에서 광경화된 비교예 7의 경우, 표면 개질층 표면에 타 유기물층과 반응할 수 있는 작용기가 충분하지 못하여 유기물 접착성이 부족하며, 표면 개질층의 1,000nm 이상의 크기의 무기입자가 포함된 비교예 8의 경우, 헤이즈가 높아져 광학적 특성이 저하되고, 표면 개질층에 무기입자가 제외된 비교예 9의 경우 미끄럼성이 불량하며, 표면 개질층의 두께가 10㎛ 이상 형성된 비교예 10의 경우, 헤이즈가 높아져 광학적 특성이 저하됨을 확인할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
100: 가스 배리어성 필름
101: 기재
102: 무기물 가스 배리어층
103: 유무기 접착층
104: 표면 개질층

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 기재를 준비하는 제1단계;
    상기 기재의 일면에 무기물 가스 배리어층을 형성하는 제2단계;
    상기 무기물 가스 배리어층 상에 유무기 접착층을 형성하는 제3단계;
    상기 유무기 접착층 상에 표면 개질층을 형성하는 제4단계를 포함하며,
    상기 유무기 접착층 및 상기 표면 개질층은 Ÿ‡팅 공정을 통해서 도포되고, 공기 중의 산소 농도가 15부피% 이상인 환경에서 광경화되는 것을 특징으로 하는, 가스 배리어성 필름의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 표면 개질층은 Ÿ‡팅 공정을 통해서 도포되고, 40mJ/cm2 초과 500미만mJ/cm2 미만의 적선광량을 가지는 자외선에 의해 광경화되는 것을 특징으로 하는, 가스 배리어성 필름의 제조방법.
  14. 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유무기 접착층은 상기 무기물 가스 배리어층 상에 도포된 후 열경화와 광경화된 것을 특징으로 하는, 가스 배리어성 필름의 제조방법.
  15. 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 개질층은 상기 유무기 접착층 상에 도포된 후 광경화된 것을 특징으로 하는, 가스 배리어성 필름의 제조방법.
KR1020160018708A 2016-02-17 2016-02-17 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법 KR101798750B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160018708A KR101798750B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160018708A KR101798750B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170096883A KR20170096883A (ko) 2017-08-25
KR101798750B1 true KR101798750B1 (ko) 2017-11-16

Family

ID=59761660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160018708A KR101798750B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101798750B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019107892A1 (ko) * 2017-11-28 2019-06-06 주식회사 엘지화학 배리어 필름
KR102230817B1 (ko) 2017-11-28 2021-03-23 주식회사 엘지화학 배리어 필름
JP7121919B2 (ja) * 2017-12-15 2022-08-19 大日本印刷株式会社 バリアフィルム
US11472906B2 (en) 2018-06-06 2022-10-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Actinic-ray-curable resin composition, gas-barrier film, and multilayer structure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051220A (ja) * 2009-09-01 2011-03-17 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムおよびデバイス
JP2011200780A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujifilm Corp バリア性積層体とその製造方法、ガスバリアフィルム及びデバイス

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051220A (ja) * 2009-09-01 2011-03-17 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムおよびデバイス
JP2011200780A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujifilm Corp バリア性積層体とその製造方法、ガスバリアフィルム及びデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170096883A (ko) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6473705B2 (ja) ガスバリアフィルムおよび波長変換フィルム
JP5081147B2 (ja) 反射防止コーティング組成物及びそのようなコーティングを堆積させる方法
JP6371032B2 (ja) 反射防止ハードコートおよび反射防止物品
US20180022881A1 (en) Functional film and method for producing functional film
KR101798750B1 (ko) 가스 배리어성 필름 및 그 제조방법
JP2023002573A (ja) セグメント化保護ディスプレイフィルム
TW201832930A (zh) 雙重曲形保護顯示膜
WO2003083524A1 (fr) Film stratifie, filtre pour afficheur, et afficheur correspondant
KR20150143573A (ko) 실록산 올리고머 및 무기미립자를 포함하는 경화성 조성물
KR101335266B1 (ko) 디스플레이용 광학 투명 복합 필름 및 이의 제조방법
CN104969305A (zh) 透明层叠膜、透明导电性膜和气体阻隔性层叠膜
WO2016043141A1 (ja) ガスバリア性フィルム
JP4118711B2 (ja) 高分子樹脂積層体、およびその製造方法、ならびに車両用窓材
KR101335268B1 (ko) 공정용 보호필름 합지 디스플레이용 광학 투명 복합필름 및 이의 제조방법
WO2018186241A1 (ja) 積層体、三次元曲面を有する反射防止物品、反射防止物品の製造方法
KR20170091396A (ko) 투명 배리어 필름
KR101654076B1 (ko) 고투명 배리어 필름
KR101464671B1 (ko) 반사방지 필름의 제조방법
KR101406845B1 (ko) 플라스틱 기재의 코팅 방법 및 이에 의하여 얻어진 플라스틱 코팅체
CN108351436B (zh) 光学薄膜、图像显示装置以及光学薄膜的制造方法
KR101421973B1 (ko) 디스플레이용 광학 투명 복합 필름 및 이의 제조방법
KR20170111728A (ko) 디스플레이용 가스 배리어 필름
WO2023008306A1 (ja) 積層体、屋外用積層体、及びハードコート層形成材料
KR102230817B1 (ko) 배리어 필름
JP2006337790A (ja) 反射防止積層フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant