KR101864306B1 - Uv 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 UV 경화형 투명 수지로 이루어지는 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 색상을 발현하는 안료 8 내지 20 중량부, 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 제1 수지 조성물; 및 상기 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 제2 수지 조성물;을 포함하고, 상기 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 상기 제1 수지 조성물은 10 내지 30 중량부로 포함되는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 더욱 구체적으로 투명 기재층 상에 형성되는 패턴층의 다양한 색상 및 시각적 질감 표현을 구현할 수 있으며, 패턴층 형성 이후의 증착 공정 및 인쇄 공정을 간소화할 수 있는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
비산방지 필름은 강화유리에 표현하기 어려운 인쇄기술을 필름에 적용해 강화유리 특유의 광택, 질감과 높은 표면경도를 유지하면서 다양한 장식 효과와 충격으로부터 유리파편의 비산방지 효과를 겸한 점착필름이다.
최근, 스마트폰이나 태블릿과 같은 스마트 기기의 확대로 가식 인쇄를 한 비산 방지 필름을 정전 용량식 터치패널의 커버 유리와 터치패널 사이에 끼우는 구조로 사용하는 경우가 늘고 있다.
특히 로고와 액자, 헤어라인 등 다색 인쇄한 단말기에서 주로 채용되고 있어, 비산방지 필름에 로고 미러, 투명 자외선 잉크 또는 다양한 색상의 잉크 등으로 베젤 부분을 인쇄하게 된다.
기존의 비산방지필름에 메탈감을 연출하기 위한 UV 경화형 미세 패턴 성형용 도료는 투명으로 제작되어 미세 패턴 성형 후 다수의 증착과 다수의 인쇄 공정을 통하여 색상을 구현하였기 때문에 생산 비용이 높으며 또한 많은 공정수로 인한 로트(Lot)별 색상 불균일이 발생하여 수율이 좋지 않았다.
또한 형성물이 투명이기 때문에 형성된 패턴의 오점, 예를 들어 패턴 크기의 편차나, 패턴 두께 편차, 금형의 불안정 등에 대한 확인이 어려워 패턴 성형 후의 후공정에서 많은 불량이 확인 되어 왔다.
이를 해결하기 위해 투명한 도료 안에 안료를 섞어 원하는 색상을 구현함으로써 불량률과 생산 비용 저감을 꾀하였으나, UV 경화형 미세 패턴 형성용 조성물에 안료를 첨가하는 경우, 색 뭉침, 침전, 기재에 대한 부착력 저하, 점도변화로 인한 작업성 저하 등의 문제가 발생 하였으며, UV 경화형 미세 패턴 형성용 조성물에 안료 대신 염료를 첨가하는 경우에는 색 뭉침, 침전현상을 완화 시킬 수 있으나 내광성이 떨어지는 문제점 등이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 색 뭉침, 침전, 기재에 대한 부착력 저하, 점도변화로 인한 작업성 저하 현상을 완화하고, UV성형 후 증착 공정 및 인쇄 공정을 단축시킬 수 있는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 UV 경화형 투명 수지로 이루어지는 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 색상을 발현하는 안료 8 내지 20 중량부, 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 제1 수지 조성물; 및 상기 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 제2 수지 조성물;을 포함하고, 상기 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 상기 제1 수지 조성물은 10 내지 30 중량부로 포함되는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 베이스 수지 조성물은 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 베이스 수지 조성물은 상기 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 상기 아크릴레이트 모노머를 25 내지 45 중량부 포함하고, 상기 광개시제를 1 내지 10 중량부 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 아크릴레이트 올리고머는 중량평균 분자량이 12000 내지 20000이고, 3 이상의 관능기를 갖는 지방족 아크릴레이트 올리고머인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 아크릴레이트 올리고머는 SC-9211(MIWON), SC-9606(MIWON), PU-320(MIWON), PU-330(MIWON), PU-3200(MIWON), PU-610(MIWON) 및 PU-5000(MIWON)으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 아크릴레이트 모노머는 OPPEA (o-Phenylphenol (EO) acrylate), CTFA (Cyclic-trimethylolpropane-formal acrylate), BZA (Benzyl acrylate), PHEA (Phenol (EO) acrylate), THFA (Tetrahydrofurfuryl acrylate), EOEOEA (Ethoxy ethoxy ethyl acrylate), PBA (Phenoxybenzyl acrylate), 2-HEA (2-Hydroxy Ethyl Acrylate), DPGDA (Dipropylene glycol diacrylate), TPGDA (Tripropylene glycol diacrylate), HDDA (1,6-Hexanediol diacrylate), BDDA (1,4-Butanediol diacrylate), PETA (Pentaerythritol triacrylate), TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate) 및 DTMPTTA Ditrimethylolpropane tetraacrylate)로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 광개시제는 아세토페논계, 벤조페논계 및 벤질케탈계 개시제로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하거나 혼합하여 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 안료는 입자 크기(D50) 300nm 이하의 나노 안료인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 상기 첨가제는 분산제, 침강방지제, 소포제 및 증점제 중 어느 하나 이상을 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 UV 경화형 투명 수지로 이루어지는 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 제조된 베이스 수지 조성물에 색상을 발현하는 안료 및 첨가제를 혼합하여 제1 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 제조된 베이스 수지 조성물에 첨가제를 혼합하여 제2 수지 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 혼합하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 제1 수지 조성물을 제조하는 단계는 상기 제조된 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대해 상기 안료를 8 내지 20 중량부, 상기 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 혼합 및 교반하여 제1 수지 조성물을 제조하는 단계인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 제2 수지 조성물을 제조하는 단계는 상기 제조된 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대해 상기 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 혼합 및 교반하여 제2 수지 조성물을 제조하는 단계인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계는 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 혼합 및 교반하여 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계는 상기 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대해 상기 아크릴레이트 모노머를 25 내지 45 중량부, 상기 광개시제를 1 내지 10 중량부로 혼합하는 단계인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 교반은 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 이루어지는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물은 투명 기재층 상에 패턴층 제조 시 필요한 증착 및 인쇄공정을 최소 공정으로 줄일 수 있으며 안료의 비율 및 안료의 색상 변경으로 다양한 색상 및 시각적 질감 표현을 구현할 수 있다.
또한 패턴층의 다양한 색상 및 시각적 질감 표현을 구현하기 위한 기존의 칼라 도료를 사용하는 경우 문제가 되었던 색 뭉침, 침전, 기재에 대한 부착력 저하, 내광성 저하 등의 문제점을 해결하여 불량률 저감의 효과를 제공한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보호필름의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.
본 발명은 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 안료의 비율 및 안료의 색상 변경으로 투명 기재층 상에 형성되는 패턴층의 다양한 색상 및 질감을 구현할 수 있는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물은 동일한 베이스 수지 조성물을 포함하는 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 포함한다. 즉, 동일 모재를 이용하여 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 각각 제조한 후 다시 두 수지 조성물을 배합하여 제조되는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
기존의 UV 경화형 미세 패턴 형성용 조성물은 투명한 수지 조성에 안료 및 첨가제 등을 혼합함으로써 색 뭉침, 침전 및 부착력 저하 등의 문제가 발생하였다. 또한 다른 종류의 베이스 수지 조성물을 포함하는 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 혼합하는 경우에도 그 각각의 성분 구성의 배합비가 달라 색 뭉침, 침전, 부착력 저하 등의 문제가 발생하지만, 본 발명과 같이 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 각각 제조하여 혼합하고, 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물 제조 시 동일한 베이스 수지 조성물을 사용함으로써 색 뭉침, 침전 및 부착력 저하 등의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물에 의해 기존에 유통되어지고 있는 UV 경화형 미세 패턴 성형용 투명 도료의 대부분이 실현 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 베이스 수지 조성물은 UV 경화형 투명 수지로 이루어지는 조성물로서, 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer), 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 및 광개시제(Photo initiator)를 포함한다.
더욱 구체적으로 베이스 수지 조성물은 아크릴레이트 올리고머 100 중량부를 기준으로 아크릴레이트 모노머를 25 내지 45 중량부 포함하고, 광개시제를 1 내지 10 중량부 포함한다.
아크릴레이트 올리고머는 기재와의 부착력을 높이기 위하여 부착력이 우수한 올리고머를 사용한다. 예를 들어, 3관능기 이상을 가지는 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다. 또한 인테리어 필름 제작 시에 가해지는 열에 견디기 위해서 내열성이 좋은 무황변의 지방족 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 좋다.
더욱 구체적으로 Acrylic acrylate, Aliphatic trifunctional acrylate 및 Aliphatic hexafunctional acrylate로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하여 혼합하여 사용할 수 있다.
삭제
또한 아크릴레이트 올리고머의 혼합 시 중량평균 분자량이 12000 내지 20000인 것을 사용하는 것이 좋다.
또한 요구되는 물성에 따라 2개 이상의 아크릴레이트 올리고머를 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, Acrylic acrylate 30 내지 35중량% 및 Aliphatic trifunctional acrylate 45 내지 55중량% Aliphatic hexafunctional acrylate 12 내지 25중량% 혼합하여 사용할 수 있다.
아크릴레이트 모노머는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 점도와 작업성을 조절할 수 있는 역할을 하며, 요구되는 물성에 따라 성분 및 함량을 결정한다. OPPEA (o-Phenylphenol (EO) acrylate), CTFA (Cyclic-trimethylolpropane-formal acrylate), BZA (Benzyl acrylate), PHEA (Phenol (EO) acrylate), THFA (Tetrahydrofurfuryl acrylate), EOEOEA (Ethoxy ethoxy ethyl acrylate), PBA (Phenoxybenzyl acrylate), 2-HEA (2-Hydroxy Ethyl Acrylate), DPGDA (Dipropylene glycol diacrylate), TPGDA (Tripropylene glycol diacrylate), HDDA (1,6-Hexanediol diacrylate), BDDA (1,4-Butanediol diacrylate), PETA (Pentaerythritol triacrylate), TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate) 및 DTMPTTA Ditrimethylolpropane tetraacrylate) 로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate), 2-HEA (2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 및 HDDA(Hexanediol Diacrylate)로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate) 5 내지 15 중량부 및 2-HEA (2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 10 내지 20 중량부, HDDA(Hexanediol Diacrylate) 5 내지 15 중량부를 혼합하여 사용할 수 있다.
광개시제는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 경화를 위해 첨가되며, 자외선에 의해 발생되는 라디칼을 활성화시켜 중합반응을 일으키는 역할을 한다. 광개시제는 변색에 강한 무황변 광개시제를 사용하고, 예를 들어 아세토페논계, 벤조페논계, 벤질케탈계 광개시제 등을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로 IRGACURE 184(Ciba), MICURE HP-8(MIWON), MICURE PBZ(MIWON), MICURE BP(MIWON), MICURE BK-6(MIWON), IRGACURE 651(Ciba), BDK 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1 수지 조성물은 베이스 수지 조성물, 나노 안료 및 첨가제를 포함하여 다양한 색상을 구현하는 역할을 한다. 더욱 구체적으로 제1 수지 조성물은 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 나노 안료를 8 내지 20 중량부로 포함하고, 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 포함한다.
나노 안료는 입자 크기(D50) 300 nm 이하의 안료를 사용함으로써 형성되는 패턴층의 휘도(luminance)를 높일 수 있다. 다양한 색상의 조합을 위해 2가지 이상의 나노 안료를 혼합하여 사용할 수 있다.
안료는 무기 안료 또는 유기 안료를 포함할 수 있다. 무기안료는 실리카 나노입자 및 금속 산화물 나노입자, 예를 들어 지르코니아, 티타니아, 인산칼슘, 예를 들면 히드록시-아파타이트, 세리아, 알루미나, 산화철, 바나디아, 산화안티몬, 산화주석, 알루미나/실리카, 및 그의 조합을 포함하며, 조합된 물질, 예컨대 물질의 혼합물 또는 중앙 무기 중심을 둘러싸는 물질의 층을 포함한다.
유기안료는 예를 들어 페릴렌, 페리논, 퀴나크리돈, 퀴나크리돈퀴논, 안트라퀴논, 안스안트론, 벤즈이마다졸론, 디스아조 축합 화합물, 디스아조 화합물, 아조, 인단트론, 프탈로시아닌, 트리아릴카르보늄, 디옥사진, 아미노안트라퀴논, 디케토피롤로피롤, 티오인디고, 이소인 돌린, 이소인도리논, 피란트론, 이소비오란트론 및 이들의 혼합물을을 포함한다.
나노 안료를 8 중량부 미만으로 포함하는 경우 패턴층 형성 시 색상이 나타나지 않는 문제점이 있으며, 20 중량부 초과하여 포함하는 경우 분산이 잘 이루어지지 않고 침전 및 층 분리 현상이 발생하는 문제점이 있다.
첨가제는 침전 방지 및 분산성, 결합성을 위하여 첨가되는 성분으로서 요구되는 물성에 따라 분산제, 침강방지제, 소포제 및 증점제 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 첨가제가 5 중량부 초과하여 포함되는 경우 부착력이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 수지 조성물은 베이스 수지 조성물 및 첨가제를 포함하고, 제1 수지 조성물과 혼합되어 본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 구성한다. 더욱 구체적으로 제2 수지 조성물은 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 포함한다.
첨가제는 침전 방지 및 분산성, 결합성을 위하여 첨가되는 성분으로서 요구되는 물성에 따라 분산제, 침강방지제, 소포제 및 증점제 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 첨가제가 5 중량부 초과하여 포함되는 경우 투명 기재층에의 부착력이 저하되고 성형 틀에서의 박리력이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물은 각각 제조된 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 포함하며, 더욱 구체적으로 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 제1 수지 조성물을 10 내지 30 중량부로 포함한다. 본 발명에 따른 베이스 수지 조성물은 전술한 성분 및 함량으로 다양하게 제조될 수 있고, 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물은 상기 다양하게 제조된 베이스 수지 조성물을 포함하되, 동일한 성분 및 함량을 갖는 베이스 수지 조성물을 사용하여 제조된다.
제1 수지 조성물을 10 중량부 미만으로 포함하는 경우 패턴층 형성 시 색상이 나타나지 않는 문제점이 있으며, 제1 수지 조성물을 30 중량부 초과하여 포함하는 경우 분산이 잘 이루어지지 않고 침전 및 층분리 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 이용하여 투명 기재층 상에 미세 패턴층을 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명의 일실시예에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법은 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계(S10), 제1 수지 조성물을 제조하는 단계(S20), 제2 수지 조성물을 제조하는 단계(S30) 및 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 혼합하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조하는 단계(S40)를 포함한다. 제1 수지 조성물을 제조하는 단계(S20) 및 제2 수지 조성물을 제조하는 단계(S30)는 그 순서에 무관하게 이루어질 수 있다. 또한 제1 수지 조성물을 제조하기 이전에 다양한 색상을 구현하기 위한 나노 안료를 배합하는 단계(S20-0)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계(S10)는 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물의 모재를 제조하는 단계로서, 아크릴레이트 올리고머 100 중량부를 기준으로 아크릴레이트 모노머를 25 내지 45 중량부, 광개시제를 1 내지 10 중량부로 혼합한다.
베이스 수지 조성물을 제조하는 단계(S10)는 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 일정 함량으로 혼합하고 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 교반하여 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물의 모재가 되는 베이스 수지 조성물을 제조한다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1 수지 조성물을 제조하는 단계(S20)는 베이스 수지 조성물에 나노 안료 및 첨가제를 혼합, 교반하여 제1 수지 조성물을 제조하는 단계로서, 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 나노 안료를 8 내지 20 중량부, 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 혼합한다. 첨가제를 포함하여 혼합, 교반 시 침전 방지 및 분산성, 결합성, 인쇄성을 향상시킬 수 있다.
제1 수지 조성물을 제조하는 단계(S20)는 상기 제조된 베이스 수지 조성물에 나노 안료 및 첨가제를 일정 함량으로 혼합하고 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 교반하여 다양한 색상 및 질감을 구현할 수 있는 제1 수지 조성물을 제조한다.
본 발명의 일실시예에 따른 나노 안료를 배합하는 단계(S20-0)는 조색을 목적으로 한 배합으로써 목표로 하는 색상을 만들기 위하여 나노 안료를 배합하는 단계이다. 나노 안료의 배합을 통해 레드, 브라운, 그린, 블루, 바이올렛, 옐로우, 블랙 등 다양한 패턴층 색상 구현이 가능하다.
예를 들어, 레드, 블루, 옐로우, 블랙 등의 색상은 별도의 나노 안료 배합 없이 제조할 수 있으며, 브라운 색상의 경우 옐로우 나노 안료 100 중량부에 대하여 레드 나노 안료 20 내지 30 중량부를 혼합하거나, 블랙 나노 안료 5 내지 10 중량부를 혼합하여 제조할 수 있고, 바이올렛 색상의 경우 블루 나노 안료 100 중량부에 대하여 레드 나노 안료 10 내지 30 중량부를 혼합하여 제조할 수 있으며, 그린 색상의 경우 옐로우 나노 안료 100 중량부에 대하여 블루 나노 안료 10 내지 30 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 수지 조성물을 제조하는 단계(S30)는 베이스 수지 조성물에 첨가제를 혼합, 교반하여 제2 수지 조성물을 제조하는 단계로서, 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 첨가제를 0.1 내지 5 중량부로 혼합한다. 첨가제를 포함하여 저장안정성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
제2 수지 조성물을 제조하는 단계(S30)는 상기 제조된 베이스 수지 조성물에 첨가제를 일정 함량으로 혼합하고 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 교반하여 제1 수지 조성물과 혼합되는 제2 수지 조성물을 제조한다.
본 발명의 일실시예에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조하는 단계(S40)는 제조된 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 혼합 및 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조하는 단계이다. 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물의 배합량을 조절하여 다양한 색상을 구현할 수 있다. 더욱 구체적으로 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 제1 수지 조성물을 10 내지 30 중량부로 혼합한다.
제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 혼합하는 단계(S40)는 상기 제조된 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 일정 함량으로 혼합하고 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조한다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 사용하여 투명 기재층 상에 패턴층을 형성한 보호 필름을 제공한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 보호필름(100)은 도 1에 나타나는 것과 같이 투명 기재층(20) 및 투명 기재층(20) 일면의 전부 또는 일부에 형성되는 패턴층(30)을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 보호필름(100)은 도 2에 나타나는 것과 같이 투명 기재층(20)의 또 다른 일면에 형성되는 점착층(10)을 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 보호필름(100)은 도 3에 나타나는 것과 같이 패턴층(30) 상에 형성되는 증착층(40) 및 인쇄층(50)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투명 기재층(20)은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), Thermoplastic Poly Urethane(TPU), 비산방지필름 등으로 형성된 투명한 기재층이다.
투명 기재층(20)의 두께는 15 내지 300μm 으로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 기재층(20)은 투명 기재 상에 하드 코팅층을 포함하는 비산방지 기능을 갖는 투명 기재층일 수 있다. 예를 들어 비산방지필름은 베이스층 및 점착제층을 포함하며, 상기 베이스층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름, 폴리에틸렌(PE) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 실리카 증착 필름, 폴리염화비닐(PVC) 필름으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단일 필름 또는 2가지 이상으로 조합된 복합 필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 패턴층(30)은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 사용하여 투명 기재층 일면의 전부 또는 일부에 미세 패턴을 형성한 층으로서, UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 조성(성분 및 함량)에 대하여는 전술한 바와 같고, 패턴층(30)의 두께는 10㎛ 내지 20㎛으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 점착층(10)은 대전 방지 및 투명성이 우수하고 박리 시 정전기의 발생이 적으며 피착체의 오염이 적은 OCA 필름(Optically Clear Adhesive film) 등을 사용하여 윈도우 글래스나 투명 전극 등에 부착될 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 증착층(40) 및 인쇄층(50)은 상기 패턴층(30) 상에 형성되는 층으로서, 증착층(40)은 진공 상태에서 금속이나 화합물 등을 가열 및 증발시켜 그 증기를 패턴층 표면에 얇은 막으로 형성한 층이며, 시각적으로 투시가 가능한 최소의 두께로 형성된다. 또한 인쇄층(50)은 상기 증착층(40) 상에 화이트 또는 블랙 색상으로 형성된 층이다.
금속 등을 이용하여 형성되는 증착층에 의해 메탈감을 연출할 수 있으며, 인쇄층에 의해 빛을 흡수하도록 함으로써 증착층이 선명하게 노출될 수 있도록 하여 색감을 더함과 동시에 배면(부착이 이루어지는 면)의 색상이 노출되는 것을 방지한다.
종래의 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 사용하여 제조된 패턴층은 색 뭉침, 침전 및 기재에 대한 부착력 저하 등에 의해 투명의 패턴층을 형성하고, 증착층을 3~4회 형성 후 컬러를 나타내는 안료가 섞인 잉크를 이용하여 인쇄층을 3~4회 형성함으로써 색상 및 질감을 구현한 것과 달리, 본 발명에 따른 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 사용하여 제조된 패턴층은 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 자체에 안료를 포함하여 색상 및 질감을 구현할 수 있기 때문에 증착층을 1회 형성 후 화이트 또는 블랙의 인쇄층을 1회 형성한 보호필름을 제공할 수 있다.
<실시예 및 비교예>
(1) 실시예
혼합 시 중량평균분자량 12000 ~ 20000의 아크릴레이트 올리고머83.4g(SC-9211(MIWON) 19.9g, PU-330(MIWON) 40.2g, PU-610(MIWON) 23.3g) 에 아크릴레이트 단량체(TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate) 10g, 2-HEA(2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 15g, HDDA(Hexanediol Diacrylate) 3.2g) 28.2g, 광개시제(IC-184) 4.0g를 균일하게혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 베이스 수지 조성물 115.6g을 제조하였다.
상기 제조된 베이스 수지 조성물 17.4g에 레드 나노 안료와 옐로우 나노 안료를 2:8 비율로 섞어 제조한 브라운 색상의 배합 나노 안료를 1.7g 혼합하고, 안정제(BYK-161 0.4g, BYK220S 0.2g, BYK-072 0.15g, 54059(HSchem) 0.15g) 0.9g 균일하게 혼합하고 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제1 수지 조성물 20g을 제조하였다.
상기 제조된 베이스 수지 조성물 95.2g에 안정제(BYK-161 1.94g, BYK220S 0.95g, BYK-072 0.95g, 54059(HSchem) 0.96g) 4.8g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제2 수지 조성물 100g을 제조하였다.
상기 제조된 제1 수지 조성물 20g 및 상기 제조된 제2 수지 조성물 100g를 균일하게 혼합하고, 1000rpm의 교반 속도로 30분 동안 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 120g을 제조하였다.
(2) 비교예 1
혼합 시 중량평균분자량 12000 ~ 20000의 아크릴레이트 올리고머 83.4g(SC-9211(MIWON) 19.9g, PU-330(MIWON) 40.2g, PU-610(MIWON) 23.3g) 에 아크릴레이트 단량체(TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate) 10g, 2-HEA(2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 15g, HDDA(Hexanediol Diacrylate) 3.2g) 28.2g, 광개시제(IC-184) 4.0g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 베이스 수지 조성물 115.6g을 제조하였다.
상기 제조된 베이스 수지 조성물 10g에 레드 나노 안료와 옐로우 나노 안료를 2:8 비율로 섞어 제조한 브라운 색상의 배합 나노 안료를 9.1g 혼합하고, 안정제(BYK-161 0.4g BYK220S 0.2g, BYK-072 0.15g, 54059(HSchem) 0.15g) 0.9g 균일하게 혼합하고 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 안료가 과다하게 첨가된 제1 수지 조성물 20g을 제조하였다.
상기 제조된 베이스 수지 조성물 95.2g에 안정제(BYK-161 1.94g BYK220S 0.95g, BYK-072 0.95g, 54059(HSchem) 0.96g) 4.8g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제2 수지 조성물 100g을 제조하였다.
상기 제조된 제1 수지 조성물 20g 및 상기 제조된 제2 수지 조성물 100g를 균일하게 혼합하고, 1000rpm의 교반 속도로 30분 동안 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 120g을 제조하였다.
(3) 비교예 2
혼합 시 중량평균분자량 12000~20000의 아크릴레이트 올리고머 12.4g(SC-9211(MIWON) 2.5g, PU-330(MIWON) 6.2g, PU-610(MIWON) 3.7g)에 아크릴레이트 단량체((TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate) 1.56g, 2-HEA(2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 2.34g, HDDA(Hexanediol Diacrylate 0.5g) 4.4g, 광개시제(IC-184) 0.6g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제1 베이스 수지 조성물 17.4g을 제조하였다.
또한 혼합 시 중량평균분자량 12000~20000 의 아크릴레이트 올리고머(SC-9211(MIWON) 21g, PU-610(MIWON) 47g) 68.0g에 아크릴레이트 단량체((TMPTA (Trimethyol Propanetriacrylate) 8g, 2-HEA(2-Hydroxy Ethyl Acrylate) 12g, HDDA(Hexanediol Diacrylate 3.8g) 23.8g, 광개시제(IC-184) 3.4g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제2 베이스 수지 조성물 95.2g을 제조하였다.
상기 제조된 제1 베이스 수지 조성물 17.4g에 상기 제조된 브라운 색상의 배합 나노 안료를 1.7g 혼합하고, 안정제(BYK-161 0.4g, BYK220S 0.2g BYK-072 0.15g, 54059(HSchem) 0.15g) 0.9g 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제1 수지 조성물 20g을 제조하였다.
또한 상기 제조된 제2 베이스 수지 조성물 95.2g에 안정제(BYK-161 1.94g, BYK220S 0.95g, BYK-072 0.95g, 54059(HSchem) 0.96g) 4.8g를 균일하게 혼합하고, 800rpm의 교반 속도로 60분 동안 교반하여 제2 수지 조성물 100g을 제조하였다.
상기 제조된 제1 수지 조성물 20 g 및 상기 제1 수지 조성물과 다른 베이스 수지 조성물을 포함하는 제2 수지 조성물 100g를 균일하게 혼합하고, 1000rpm의 교반 속도로 30분 동안 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 120g을 제조하였다.
(4) 비교예 3
상기 실시예에 따라 제조된 베이스 수지 조성물 112.6g에 상기 실시예에 따라 제조된 브라운 색상의 배합 나노 안료를 1.7g, 안정제(BYK-161 2g, BYK220S 1.5g, BYK-072 1.1g, 54059(HSchem) 1.1g) 5.7g를 균일하게 혼합하고 1000rpm의 교반 속도로 30분 동안 교반하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물 120g을 제조하였다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | ||
| 제1 수지 | 베이스 수지 | 17.4 (A 조성) |
10 (A 조성) |
17.4 (A 조성) |
112.6 (A 조성) |
| 안료 | 1.7 | 9.1 | 1.7 | 1.7 | |
| 첨가제 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 5.7 | |
| 제2 수지 | 베이스 수지 | 95.2 (A 조성) |
95.2 | 95.2 (B 조성) |
- |
| 첨가제 | 4.8 | 4.8 | 4.8 | - | |
| 총 중량 | 120g | 120g | 120g | 120g | |
<실험예>
상기의 실시예 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 현장시험을 통해 색뭉침, 침전, 층분리 등의 물성을 실험하였다.
또한 상기의 실시예 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 100μm 두께의 비산방지필름 위에 도포하고 자외선 램프를 조사하여 경화시켜 보호필름 시편을 제작하여 부착성, UV 성형 균일성 및 박리성 등의 물성을 실험하였다.
부착성의 경우 시편으로 제조된 보호 필름의 패턴층 형성면에 1mm 간격으로 가로 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프를 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3개를 테스트하여 평균치를 기록하였다. 부착성은 다음과 같이 기록한다.
부착성 = n/100
n: 전체 사각형 중 박리되지 않은 사각형의 개수
100: 전체 사각형의 개수
(따라서, 하나도 박리되지 않을 경우 100/100으로 기록한다.)
실험 결과는 하기 표 2와 같다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 색뭉침 코팅 무라 |
상 | 하 | 상 | 중 |
| 침전 상온 24시간 방치 |
상 | 하 | 상 | 상중 |
| 층 분리 상온 24시간 방치 |
상 | 하 | 상 | 상중 |
| 부착성(100/100) 크로스컷 |
100/100 | 46/100 | 90/100 | 100/100 |
| UV 성형 균일성 |
상 | 상중 | 상중 | 상 |
| 박리성 성형틀 잔유물 |
상 | 중 | 중 | 상 |
실시예에 따른 조성물의 경우, 색 뭉침, 침전 및 층분리가 발생하지 않고, 비산방지필름 상에 코팅 시 UV 성형 균일성, 부착성 및 박리성이 우수한 반면, 비교예 1에 따른 조성물의 경우 안료가 과다 첨가되어 침전 및 색뭉침이 발생하였으며, 코팅 시 부착성 및 박리성이 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한 비교예 2에 따른 조성물의 경우 베이스 수지가 상이한 제1 수지 조성물과 제2 수지 조성물을 혼합한 경우 동일한 베이스 수지를 사용한 실시예에 비하여 코팅 시 박리성이 떨어지고, 코팅 시 UV 성형 균일성 및 부착성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한 비교예 3에 따른 조성물의 경우 전체 구성을 한 번에 혼합하여 색뭉침 및 침전이 발생하는 것을 알 수 있다.
색뭉침, 침전, 층분리 등의 현상이 발생하지 않기 위해서는 안료가 수지 사이에 잘 분산되어야 하는데, 실시예의 경우 제1 수지 조성물을 제조하여 충분하게 1차 분산시킨 후 제2 수지 조성물을 제조하여 2차 분산시켜 전체 조성물 내에서 안료가 조성물 내에 안정하게 분산 및 활성화가 이루어지는 것으로 판단된다. 즉, 제1 수지 조성물에 높은 밀도로 1차 분산을 시켰기 때문에 제2 수지 조성물에 2차 분산 시 상대적으로 낮은 밀도로 2차 분산이 이루어지므로 모든 조성을 일시에 혼합하는 경우보다 안정하게 분산 및 활성화가 이루어진다.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 보호필름
10: 점착층
20: 투명 기재층
30: 패턴층
40: 점착층
50: 인쇄층
10: 점착층
20: 투명 기재층
30: 패턴층
40: 점착층
50: 인쇄층
Claims (15)
- 동일한 베이스 수지 조성물을 모재로 하되 각각 다른 조성으로 구성된 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 혼합하여 제조되어 침전 및 색 뭉침이 개선된 조성물로서,
상기 베이스 수지 조성물은 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 아크릴레이트 모노머를 25 내지 45 중량부 포함하고, 광개시제를 1 내지 10 중량부 포함하고,
상기 제1 수지 조성물은 상기 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 색상을 발현하는 안료 8 내지 20 중량부, 조성물의 안정화를 위한 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하며,
상기 제2 수지 조성물은 상기 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 조성물의 안정화를 위한 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하고,
상기 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 상기 제1 수지 조성물을 10 내지 30 중량부로 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트 올리고머는 중량평균 분자량이 12000 내지 20000이고, 3 이상의 관능기를 갖는 지방족 아크릴레이트 올리고머인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트 올리고머는 Acrylic acrylate, Aliphatic trifunctional acrylate 및 Aliphatic hexafunctional acrylate로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트 모노머는 OPPEA (o-Phenylphenol (EO) acrylate), CTFA (Cyclic-trimethylolpropane-formal acrylate), BZA (Benzyl acrylate), PHEA (Phenol (EO) acrylate), THFA (Tetrahydrofurfuryl acrylate), EOEOEA (Ethoxy ethoxy ethyl acrylate), PBA (Phenoxybenzyl acrylate), 2-HEA (2-Hydroxy Ethyl Acrylate), DPGDA (Dipropylene glycol diacrylate), TPGDA (Tripropylene glycol diacrylate), HDDA (1,6-Hexanediol diacrylate), BDDA (1,4-Butanediol diacrylate), PETA (Pentaerythritol triacrylate), TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate) 및 DTMPTTA Ditrimethylolpropane tetraacrylate)로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 광개시제는 아세토페논계, 벤조페논계 및 벤질케탈계 개시제로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하거나 혼합하여 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 안료는 입자 크기(D50) 300nm 이하의 나노 안료인 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 첨가제는 분산제, 침강방지제, 소포제 및 증점제 중 어느 하나 이상을 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물.
- 동일한 베이스 수지 조성물을 모재로 하되 각각 다른 조성으로 구성된 제1 수지 조성물 및 제2 수지 조성물을 혼합하여 침전 및 색 뭉침이 개선된 조성물을 제조하는 방법으로서,
아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 아크릴레이트 모노머 25 내지 45 중량부, 광개시제 1 내지 10 중량부를 혼합 및 교반하여 베이스 수지 조성물을 제조하는 단계;
상기 제조된 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 색상을 발현하는 안료 8 내지 20 중량부, 조성물의 안정화를 위한 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 혼합 및 교반하여 제1 수지 조성물을 제조하는 단계;
상기 제조된 베이스 수지 조성물 100 중량부에 대하여 조성물의 안정화를 위한 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 혼합 및 교반하여 제2 수지 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 제조된 제2 수지 조성물 100 중량부에 대하여 상기 제조된 제1 수지 조성물을 10 내지 30 중량부 혼합하여 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 교반은 800 내지 1000rpm의 교반속도로 30 내지 60분 동안 이루어지는 UV 경화형 컬러 미세 패턴 형성용 조성물의 제조방법.
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