KR101911682B1 - 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우 - Google Patents

하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우 Download PDF

Info

Publication number
KR101911682B1
KR101911682B1 KR1020160169410A KR20160169410A KR101911682B1 KR 101911682 B1 KR101911682 B1 KR 101911682B1 KR 1020160169410 A KR1020160169410 A KR 1020160169410A KR 20160169410 A KR20160169410 A KR 20160169410A KR 101911682 B1 KR101911682 B1 KR 101911682B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hard coating
acrylate
meth
composition
resin
Prior art date
Application number
KR1020160169410A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180068356A (ko
Inventor
이두봉
박순록
Original Assignee
희성전자 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 희성전자 주식회사 filed Critical 희성전자 주식회사
Priority to KR1020160169410A priority Critical patent/KR101911682B1/ko
Publication of KR20180068356A publication Critical patent/KR20180068356A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101911682B1 publication Critical patent/KR101911682B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/046Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/07Aldehydes; Ketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2475/04Polyurethanes
    • C08J2475/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 등을 포함하는 하드 코팅용 조성물 및 상기 하드 코팅용 조성물로부터 합성되는 하드 코팅층을 가지는 하드코팅 필름 및 커버 윈도우에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물로부터 합성되는 하드 코팅층은 내충격성 및 방현성이 우수하며, 그 상부에 위치하는 독립된 하드 코팅층을 적용하여 신틸레이션을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 하드코팅 필름은 표시패널의 최-외부 표면에 형성되는 커버 윈도우의 소재로 적용 가능하다.

Description

하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우{Hard coating composition, hard coating film using the composition and cover window}
본 발명은 하드 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시장치 등에 적용될 수 있는 하드코팅용 조성물, 이로부터 얻어지는 하드코팅 필름 및 표시장치용 커버 윈도우에 관한 것이다.
사회가 점차 정보화 시대로 접어들면서 대량의 정보를 처리하고 표시하는 표시장치 분야가 급속하게 발전하고 있다. 박형화, 경량화, 저-소비전략화가 우수한 성능을 가지는 평판표시장치로서 액정표시장치(Liquid crystal display device; LCD)나 유기발광다이오드(Organic light emitting diode; OLED) 표시장치로 대표되는 평판표시장치가 종래의 브라운관(cathode ray tube; CRT)을 대체하고 있다. 최근에는 휴대폰 등의 휴대형 표시장치가 널리 사용되고 있으며, 사용자가 패널을 터치하여 표시화면을 조작할 수 있는 터치 타입의 표시장치가 널리 보급되고 있다.
터치 타입의 표시장치는 저항막 방식, 정전용량 방식 등으로 나눌 수 있는데, 이들 터치 타입의 표시장치는 공통적으로 표시장치의 최-외부 표면을 사용자 또는 터치펜을 사용하여 터치한다. 따라서 터치 타입 표시장치의 최-외부 표면은 표시장치로 입사되는 빛을 제어할 필요와 함께 어느 정도의 경도를 가질 필요가 있으므로, 하드 코팅 필름을 채택하는 게 일반적이다.
종래 하드 코팅 필름에 강화 유리가 사용되었으나, 강화 유리는 탄성이 매우 낮기 대문에 약간의 굴곡에도 강화 유리가 파손될 수 있다. 특히 플렉서블(flexible) 또는 폴더블(foldable) 표시장치에 적용되는 경우, 강화 유리로 제조되는 하드 코팅 필름이 깨지는 문제가 더욱 심각해진다.
하드코팅 필름의 유연성 및 내충격성을 확보하기 위하여 강화 유리를 대신하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI) 등의 플라스틱 커버가 제안되었다. 하지만, 이들 플라스틱 커버는 내충격성이 충분하지 못하며 경도 및 내-스크래치성이 강화 유리에 비하여 떨어지는 문제가 제기되었다.
이에, 강화 유리를 대신하여 고분자의 바인더로 제조되는 하드코팅 필름이 제안되었다. 고분자 바인더는 모노머나 올리고머 형태로 존재하는 하드코팅용 조성물에 광개시제를 부가하여 열을 인가하거나 자외선을 조사하여 중합체를 형성하여 하드 코팅성을 부여한다. 종래 표시장치의 표면에 위치하는 하드코팅 필름은 내충격성이 충분하지 못하며, 특히 표시장치에 형성된 내부 광원에 의하여 하드코팅 필름의 표면에서 면 반짝임이라고 알려져 있는 신틸레이션(scintillation)이 발생하여 화상 정보의 시인 특성이 저하하는 문제가 발생하였다.
바인더 수지로 제조되는 하드코팅 필름에 부족한 물성을 해소하기 위한 다양한 방법이 제안되었다. 예를 들어, 대한민국공개특허 제2014-0058762호는 하드 코팅층의 일면에 나노 섬유층을 적층한 하드코팅 필름을 개시하고 있다. 나노 섬유를 얻기 위하여 전기방사 공정을 수행하여야 하므로, 공정이 복잡해질 수 있다. 또한 나노 섬유층을 적층한 하드코팅 필름은 방현성이 떨어지고 표시장치에 적용하는 경우에 다수의 반짝이는 점인 신틸레이션이 발생하여 화상 정보에 대한 시인성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 내충격성이 향상되고, 방현성이 우수하며, 신틸레이션을 방지할 수 있는 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우를 제공하고자 하는 것이다.
전술한 목적을 가지는 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능성 (메타)아크릴레이트; 용매, 입자; 및 중합 개시제를 포함하고, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트는 6:4 내지 8:2의 중량비로 배합되어 있는 하드 코팅용 조성물을 제공한다.
화학식 1
Figure 112016122083243-pat00001
(화학식 1에서 X는 C1~C30 지방족 탄화수소, C4~C30 지환족(alicyclic) 탄화수소 또는 C5~C30 방향족 탄화수소; Y는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 C1~C30 지방족 탄화수소; Z는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 C4~C60 지방족 탄화수소임)
예를 들어, 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트는 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트일 수 있다.
상기 용매는 알코올계 유기용매, 케톤계 유기용매, 헥산계 유기용매, 벤젠계 유기용매 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 입자는 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 유기 미립자 또는 실리카 입자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 징크 옥사이드 입자 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 미립자일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 기재; 상기 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트계; 용매; 입자; 및 중합 개시제를 포함하고, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트는 6:4 내지 8:2의 중량비로 배합되어 있는 하드 코팅용 조성물의 경화에 의하여 형성되며, 기재 상에 위치하는 제 1 하드 코팅층; 상기 제 1 하드 코팅층 상에 형성되는 제 2 하드 코팅층을 포함하는 하드 코팅 필름을 제공한다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 상기 제 1 하드 코팅층과 상기 제 2 하드 코팅층으로 이루어진 전체 하드 코팅층은 상기 입자의 평균 크기의 0.9 내지 1.9배의 두께로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 기재는 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제 2 하드 코팅층은 다관능성 (메타)아크릴레이트, 용매 및 중합 개시제를 포함하는 제 2 하드 코팅용 조성물의 경화에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 표시패널의 일면에 접착되는 커버 윈도우로서, 전술한 하드코팅 필름으로 이루어지는 커버 윈도우를 제공한다.
본 발명의 하드 코팅 조성물은 독특한 구조의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와, 입자를 포함하고 있다. 본 발명의 하드코팅 필름은 독특한 구조의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 입자가 함유된 조성물로부터 얻어지는 하부 하드 코팅층과, 그 위에 적층되는 상부 하드 코팅층으로 이루어진다. 하부 하드 코팅층은 우수한 내충격성과 방현성을 가지며, 상부 하드 코팅층은 신틸레이션을 방지할 수 있다.
따라서 본 발명의 하드 코팅용 조성물을 이용하여 하드 코팅층을 형성함으로써, 내충격성 및 방현성이 우수하며, 표시장치에 적용하여도 신틸레이션이 없는 우수한 커버 윈도우를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 하드코팅 필름을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 하드코팅 필름이 커버 윈도우에 적용된 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 하드 코팅용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능성 (메타)아크릴레이트; 용매; 입자; 및 중합 개시제를 포함한다.
화학식 1
Figure 112016122083243-pat00002
(화학식 1에서 X는 C1~C30 지방족 또는 C5~C30 방향족 탄화수소, Y는 C1~C30 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 탄화수소; Z는 C4~C60dml 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 탄화수소임)
화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 다관능성 (메타)아크릴레이트와 같은 반응성 성분을 함유하는 하드 코팅용 조성물을 경화시켜 얻어지는 하드 코팅층을 하드코팅 필름으로 적용하는 경우, 하드코팅 필름의 내충격성과 방현성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서 화학식 1에서 X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1~C20 알킬렌기, C4~C30 사이클로 알킬렌기 또는 C5~C30 아릴렌기이고, 바람직하게는 C1~C20 알킬렌기, 더욱 바람직하게는 C1~C10 알킬렌기이다.
특히, 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는 하드 코팅 조성물로부터 얻어지는 하드 코팅층을 적용함으로써, 하드코팅 필름의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻기 위하여, 예를 들어 2 관능성 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 화합물과 중합 가능한 불포화 그룹을 1개 함유하는 (메타)아크릴레이트 모노머와의 반응 생성물을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 동시에 포함시킬 때에는 (메타)아크릴레이트라는 용어를 사용한다.
2 관능성 지방족 또는 지환족 이소시아네이트기를 가지는 화합물은 예를 들어, 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)사이클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트 등에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다.
불포화 그룹을 1개 함유하는 (메타)아크릴레이트 모노머는 하이드록시기를 1개 가지는 (메타)아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있으며, 일례로 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 하이드록시(메타)아크릴레이트, 하이드로옥시에틸(메타)아크릴레이트 및 헥산디올(메타)아크릴레이트에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 하드 코팅용 조성물은 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 이외에 다관능성 (메타)아크릴레이트를 포함한다. 다관능성 (메타)아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화물과 가교결합을 형성한다.
하나의 예시적인 실시형태에서 다관능성 (메타)아크릴레이트는 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 글리세린 프로폭실화 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및/또는 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다른 선택적인 실시형태에서 다관능성 (메타)아크릴레이트는 우레탄기를 가지는 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트는 예를 들어 2관능의 지방족 이소시아네이트 화합물(예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등)과 중합이 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 (메타)아크릴레이트 모노머(예를 들어, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 글리세린 프로폭실화 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 및/또는 디텐타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등)과의 반응생성물을 사용할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 미원스페셜티케미칼㈜의 Miramer PU610, Miramer SC2153, Miramer SC2152, Allnex 사의 Ebecryl 1290, Ebecryl 8415 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
특히, 하드 코팅용 조성물을 구성하는 반응성 성분 중에서, 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 80 중량% 이하일 수 있다. 일례로, 하드 코팅용 조성물을 구성하는 반응성 성분을 기준으로 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 60 내지 80 중량부, 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트는 20 내지 40 중량부의 비율로 배합될 수 있다. 다시 말하면, 반응성 성분 중에서 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트는 6:4 내지 8:2의 중량비로 배합될 수 있다.
하드 코팅용 조성물을 구성하는 반응성 성분을 기준으로 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량이 80 중량부를 초과하는 경우, 기재와의 부착력이 저하될 수 있으며, 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량이 60 중량부 미만인 경우에는, 하드 코팅 조성물로부터 경화되는 하드 코팅층의 내-충격성 향상을 도모하기 곤란할 수 있다. 즉, 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 다관능성 (메타)아크릴레이트의 함량이 전술한 범위에 있을 경우에 방현성이 우수하고 내충격성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
하드 코팅용 조성물에 포함되는 용매는 하드 코팅층 또는 방현층에 사용될 수 있는 임의의 용매를 사용할 수 있다. 일례로, 용매는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용매는 하드 코팅층 조성물 중에 50 내지 95 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 용매의 함량이 50 중량부 미만이면 점도가 높아서 박막 코팅이 어렵고, 95 중량부를 초과할 경우에는 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
하드 코팅용 조성물 중에 포함되는 입자(122, 도 1 참조)는 예를 들어 표시장치(200, 도 2 참조)의 내부로 입사되는 광을 산란시켜 방현성을 향상시킬 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 입자는 유기 미립자일 수 있다. 일례로, 유기 미립자는 예를 들어 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 또는 이들의 공중합체 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 아크릴 수지가 바람직하게 사용될 수 있다. 필요에 따라 유기 미립자가 코어-쉘 형태를 가질 수 있는데, 이 경우 코어에 아크릴 수지로 이루어지는 미립자를 사용할 수 있다. 아크릴 수지로는, 예를 들어, 아크릴산 및 아크릴산에스테르, 메타크릴산 및 메타크릴산에스테르, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등의 아크릴계 단량체에, 과황산 등의 중합 개시제 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등의 가교제를 사용하여, 현탁 중합법 등에 의해 중합시켜서 얻어지는 단독 중합체나 공중합체를 사용할 수 있다.
다른 선택적인 실시형태에서, 입자는 중공 또는 중실 실리카 입자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자 또는 징크 옥사이드 입자와 같은 무기 미립자를 사용할 수 있다.
입자는 예를 들어 1 내지 10 ㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 입자의 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면 산란 특성이 충분히 발현되지 못하여 방현성이 나타나지 않아서 화면의 시인성이 저하될 우려가 있다. 반면, 입자의 평균 입경이 10 ㎛를 초과하면 빛에 의한 화면의 눈부심을 방지하는 특성이 우수하지만, 필름 표면에 면 반짝임이라고 불리는 신틸레이션(scintillation)이 발생하여 시인성이 저하될 우려가 있다. 입자는 하드 코팅용 조성물 중에 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 입자의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 방현성이 충분하지 않을 수 있으며, 방현성 하부 코팅층에서 충분한 표면 경도를 확보하기 어려울 수 있다. 반면, 입자의 함량이 10 중량부를 초과하면 입자에 대한 산란 정도가 과도하게 일어나서 투명성 및 명암대조(contrast) 등의 광학적 물성이 저하될 우려가 있다.
하드 코팅용 조성물은 또한 중합 개시제를 포함한다. 중합 개시제로는 통상의 광 래디컬 중합 개시제, 광양이온 중합 개시제, 열중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광 래디컬 중합 개시제로는 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2'-디메톡시-2-페닐아세토페논, 크산톤, 플루오렌, 플루오레논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논, 트리페닐아민, 카르바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 미히라케톤, 벤조일프로필에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 티옥산톤, 디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 등을 들 수 있다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다.
광양이온 중합 개시제로는 예를 들면 오니움염 및/또는 유기금속 염 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 다이아릴요오드니움 염, 트리아릴설포니움 염, 아릴디아조니움 염, 철-아렌 복합체 등을 사용할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들자면, 아릴 설포니움 헥사플로로안티모니움 염, 아릴 설포니움 헥사플로로포스페이트 염, 다이페닐요오도니움 헥사플로로안티모니움 염, 다이페닐요오도니움 헥사플로로포스페이트 염, 디토릴요오도니움 헥사플로로포스페이트 염, 9-(4-하이드록시에톡시페닐)시안스레니움 헥사플로로포스페이트 염 등을 들 수 있고, 안티모니움 염은 환경 오염 문제가 있으므로 헥사플로로포스페이트 염 계열의 개시제가 보다 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
열중합 개시제로는 예를 들면 3-메틸-2부테닐테트라메틸렌설포니움 헥사플로로안티모네이트 염, 이터븀 트리플로로메텐설포네이트 염, 사마륨 트리플로로메텐설포네이트 염, 에르븀 트리플로로메텐설포네이트 염, 다이스프로슘 트리플로로메텐설포네이트 염, 란타늄 트리플로로메텐설포네이트 염, 테트라부틸포스포니움 메텐설포네이트 염, 에틸트리페닐포스포니움 브로마이드 염, 벤질다이메틸아민, 다이메틸아미노메틸페놀, 트리에탄올아민, N-n-부틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 중합 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 하드 코팅용 조성물 중에 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 중합 개시제의 함량이 상기 범위 내인 경우 조성물의 경화 효율을 우수하게 유지하고, 경화 후 잔존 성분으로 인한 물성 저하를 방지할 수 있다.
하드 코팅용 조성물은 그 외에도 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 함량은 본 발명의 하드코팅 필름의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
계속해서, 본 발명에 따른 하드 코팅용 조성물을 이용하여 제조되는 하드코팅 필름 및 커버 윈도우에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 하드 코팅용 조성물로부터 제조되는 하드코팅 필름(방현성 시트)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 하드코팅 필름(100)은 기재(110), 기재(110)의 상부에 순차적으로 적층되는 제 1 하드 코팅층(하부 하드 코팅층 또는 방현성 하드 코팅층, 120)과, 제 2 하드 코팅층(상부 하드 코팅층, 130)을 포함한다.
기재(110)는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 수지, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 및 이들의 공중합체 등으로 제조된 기재일 수 있다. 기재(110)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 내지 3000 ㎛일 수 있다.
제 1 하드 코팅층(120)은 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다관능성 (메타)아크릴레이트, 용매, 입자(122) 및 중합 개시제를 포함하는 하드 코팅용 조성물로부터 얻어질 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 함유하는 하드 코팅용 조성물을 적절한 기재(110) 상부에 코팅하고, 건조, 광중합 반응 등을 진행함으로써, 제 1 하드 코팅층(120)을 형성할 수 있다.
위에서 상세하게 설명한 하드 코팅용 조성물(방현성 하드코팅 조성물)을 기재(110)에 코팅할 때, 코팅 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 하드 코팅용 조성물을 코팅하기 위하여 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 또는 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 도공(Coating Process)이 가능하다.
하드 코팅 조성물을 기재(110)에 코팅한 뒤, 30 내지 120℃의 온도에서 10초 내지 1시간 동안, 보다 바람직하게는 30초 내지 30분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨다. 이후 UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 0.01 내지 10 J/㎠일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 2 J/㎠일 수 있다. 이와 같은 공정을 통하여 기재(110) 상에 입자(122)가 분산된 제 1 하드 코팅층(120)을 형성할 수 있다. 제 1 하드 코팅층(120)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 0.1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎛일 수 있다. 제 1 하드 코팅층(120)은 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머로부터 경화된 수지를 가지고 있으므로, 하드코팅 필름(100)의 내충격성을 향상시킨다. 아울러, 입자(122)를 함유하고 있으므로 외부 광원에 대한 방현성을 또한 증가시킬 수 있다.
제 1 하드 코팅층(120) 상에 입자(122)에 의한 신틸레이션을 방지하기 위한 제 2 하드 코팅층(130)이 형성된다. 일례로 제 2 하드 코팅층(120)은 다관능성 (메타)아크릴레이트, 광중합 개시제 및 용매로 이루어지는 제 2 하드 코팅용 조성물로부터 얻어질 수 있다.
신틸레이션을 방지하기 위하여 적층되는 제 2 하드 코팅층(120)을 형성하기 위한 조성물 중에 함유되는 다관능성 (메타)아크릴레이트는 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 글리세린 프로폭실화 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및/또는 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다른 선택적인 실시형태에서 다관능성 (메타)아크릴레이트는 우레탄기를 가지는 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트는 예를 들어 2관능의 지방족 이소시아네이트 화합물(예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등)과 중합이 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 (메타)아크릴레이트 모노머(예를 들어, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 글리세린 프로폭실화 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 및/또는 디텐타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등)과의 반응생성물을 사용할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 미원스페셜티케미칼㈜의 Miramer PU610, Miramer SC2153, Miramer SC2152, Allnex 사의 Ebecryl 1290, Ebecryl 8415 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
제 2 하드 코팅층(130)을 형성하기 위한 조성물에 포함되는 용매로는 전술한 용매를 사용할 수 있다. 용매는 하드 코팅층 조성물 중에 50 내지 95 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 용매의 함량이 50 중량부 미만이면 점도가 높아서 박막 코팅이 어렵고, 95 중량부를 초과할 경우에는 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
아울러, 제 2 하드 코팅층(130)을 형성하기 위한 조성물 중의 중합 개시제로서 제 1 하드 코팅층(120)을 형성하기 위한 하드 코팅용 조성물 중에 사용된 임의의 중합 개시제를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 중합 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 하드 코팅용 조성물 중에 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 중합 개시제의 함량이 상기 범위 내인 경우 조성물의 경화 효율을 우수하게 유지하고, 경화 후 잔존 성분으로 인한 물성 저하를 방지할 수 있다.
필요한 경우에, 제 2 하드 코팅층(130)을 형성하기 위한 조성물 중에도 계면활성제, 레벨링제 등의 첨가제가 대략 0.1 내지 10 중량부의 비율로 첨가될 수 있다.
제 1 하드 코팅층(120)을 기재(110) 상부에 형성할 때와 유사하게, 다관능성 (메타)아크릴레이트, 용매 및 중합 개시제를 포함하는 조성물을 제 1 하드 코팅층(120)에 코팅하고, 건조 및 경화시킴으로써, 제 2 하드 코팅층(130)을 형성할 수 있다. 제 2 하드 코팅층(130)을 입자(122)가 함유된 제 1 하드 코팅층(120) 상에 적층함으로써, 입자(122)로 인한 신틸레이션을 효율적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 제 1 하드 코팅층(130)은 0.1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 제 1 하드 코팅층(120)과 제 2 하드 코팅층(130)으로 이루어지는 전체 하드 코팅층은, 제 1 하드 코팅층(120)에 포함된 입자(122) 평균 크기의 0.9 내지 1.9배, 바람직하게는 0.9 내지 1.6배의 두께로 적층될 수 있다. 전체 하드 코팅층의 두께가 입자(122) 평균 크기의 0.9배 미만으로 적층되는 경우, 입자(122)로 인한 전체 하드 코팅층의 요철의 크기가 커지기 때문에, 표시장치의 내부 광원으로 인한 신틸레이션이 발생할 수 있다. 반면, 전체 하드 코팅층의 두께가 입자(122) 평균 크기의 1.9배를 초과하여 적층되는 경우, 입자(122)로 인한 요철 구조가 형성되지 않아 방현성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 하드코팅 필름(100)은 내충격성, 방현성이 우수하며, 신틸레이션을 효율적으로 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 하드코팅 필름(100)은 예를 들어 표시장치에서 경도 특성 등이 요구되며 시인성이 요구되는 커버 윈도우에 적용될 수 있는데 이에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 하드코팅 필름으로 이루어지는 커버 윈도우(100)가 적용된 표시장치(200)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하드코팅 필름으로 이루어지는 커버 윈도우(100)는 영상을 표시하는 표시패널( 210)의 일면을 덮으며 표시패널(210)을 보호한다. 일례로, 본 발명에 따른 하드코팅 필름으로 이루어지는 커버 윈도우(100)는 외부 충격에 의한 파손 방지 및 스크래치에 의한 손상을 방지하여 플렉서블(flexible) 또는 폴더블(foldable) 특성을 갖는 표시장치(200)에 적용할 수 있다.
표시장치(200)는 표시패널(210)과, 표시모듈(210)이 수납되는 백커버(230)와, 표시패널(210)의 전면(前面)에서 백커버(230)와 결합되는 커버 윈도우(100)를 포함한다. 표시패널(210)은 액정표시장치 또는 유기발광다이오드소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 표시패널(210)이 액정표시장치인 경우, 상기 표시패널(210)은 영상 표시를 위한 액정패널과, 액정패널 하부에 위치하는 백라이트 유닛(미도시)과, 액정패널과 백라이트 유닛의 측면을 감싸는 메인 프레임과, 백라이트 유닛의 배면으로부터 메인 프레임에 연결되는 바텀 프레임과, 액정패널의 전면 가장자리를 덮는 탑 프레임을 포함할 수 있다. 한편, 백커버(230)는 표시패널(210)의 배면을 덮으며 상기 표시모듈(200)이 수납되는 공간을 포함한다.
커버 윈도우(100)는 표시패널(210)의 전면을 덮어 표시패널(210)을 보호하며 사용자 또는 외부 접촉이 이루어지는 표면이다. 커버 윈도우(100)와 표시패널(210)을 접착시킬 수 있도록, 커버 윈도우(100)와 표시패널(210) 사이에 광학적 투명 접착제(Optically Clear Adhesive; OCA)와 같은 접착층(220)이 개재될 수 있다. 커버 윈도우(100)는 본 발명에 따른 하드코팅 필름으로 구성되어, 내충격성 및 방현성이 우수하며, 신틸레이션을 방지한다. 사용자의 접촉이나 외부 압력에 의하여 커버 윈도우(100)의 손상 또는 파손을 최소화할 수 있다.
이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.
합성예 1: 우레탄 아크릴레이트 올리고머 합성
100 중량부의 이소포론 디이소시아네이트(Sigma Aldrich 사)와, 폴리테트라하이드로 퓨란(중량평균분자량 1000, Sigma Aldrich 사) 237 중량부, 반응 촉매로 0.4 중량부의 디부틸틴 디라울레이트(dibutyltindilaurate, Sigma Aldrich 사), 중합금지제로 0.3 중량부의 4-메톡시페놀(Sigma Aldrich 사)를 혼합하여 80℃에서 4시간 교반한 후, 55 중량부의 2-하이드록시 에틸아크릴레이트(Sigma Aldrich 사)를 추가 투입한 후 80℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.
합성예 2: 우레탄 아크릴레이트 올리고머 합성
100 중량부의 이소포론 디이소시아네이트(Sigma Aldrich 사)와, 폴리테트라하이드로 퓨란(중량평균분자량 250, Sigma Aldrich 사) 59 중량부, 반응 촉매로 0.2 중량부의 디부틸틴 디라울레이트(dibutyltindilaurate, Sigma Aldrich 사), 중합금지제로 0.3 중량부의 4-메톡시페놀(Sigma Aldrich 사)를 혼합하여 80℃에서 4시간 교반한 후, 55 중량부의 2-하이드록시 에틸아크릴레이트(Sigma Aldrich 사)를 추가 투입한 후 80℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.
합성예 3: 우레탄 아크릴레이트 올리고머 합성
100 중량부의 이소포론 디이소시아네이트(Sigma Aldrich 사)와, 폴리테트라하이드로 퓨란(중량평균분자량 1000, Sigma Aldrich 사) 237 중량부, 반응 촉매로 0.5 중량부의 디부틸틴 디라울레이트(dibutyltindilaurate, Sigma Aldrich 사), 중합금지제로 0.3 중량부의 4-메톡시페놀(Sigma Aldrich 사)를 혼합하여 80℃에서 4시간 교반한 후, 177 중량부의 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트(평균분자량 375, Sigma Aldrich 사)를 추가 투입한 후 80℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.
합성예 4: 우레탄 아크릴레이트 올리고머 합성
100 중량부의 이소포론 디이소시아네이트(Sigma Aldrich 사)와, 폴리카프로락톤다이올(중량평균분자량 530, Sigma Aldrich 사) 125 중량부, 반응 촉매로 0.3 중량부의 디부틸틴 디라울레이트(dibutyltindilaurate, Sigma Aldrich 사), 중합금지제로 0.3 중량부의 4-메톡시페놀(Sigma Aldrich 사)를 혼합하여 80℃에서 4시간 교반한 후, 55 중량부의 2-하이드록시 에틸아크릴레이트(Sigma Aldrich 사)를 추가 투입한 후 80℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.
제조예 : 하드 코팅용 조성물 제조
하기 표 1 및 표 2에 개시된 비율에 따라 하드 코팅층 조성물을 각각 제조하였다.
하드 코팅용 조성물
조성물 1 조성물 2 조성물 3 조성물 4


레진
Miramer PU610 2.6 2 2.6 2.6
합성예 1 4 4.6
합성예 2 4
합성예 3 4
합성예 4
중합 개시제 Irgacure 184 0.4 0.4 0.4 0.4
유기 입자 MX-300 3 3 3 3
용제 MIBK 89.9 89.9 89.9 89.9
첨가제 BYK-3550 0.1 0.1 0.1 0.1
합계 100 100 100 100
하드 코팅용 조성물
조성물 5 조성물 6 조성물 7 조성물 8


레진
Miramer PU610 2.6 6.6 1.3 18.9
합성예 1 5.3
합성예 2
합성예 3
합성예 4 4
중합 개시제 Irgacure 184 0.4 0.4 0.4 1
Irgacure 819 0.1
유기 입자 MX-300 3 3 3
용제 MIBK 89.9 89.9 89.9 79.8
첨가제 BYK-3550 0.1 0.1 0.1
BYK-UV3570 0.2
합계 100 100 100 100
* Miramer PU610 : 6관능 우레탄아크릴레이트(미원스페셜티케미칼)
* Irgacure 184 : 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(바스프)
* MX-300 : 폴리스티텐 유기입자(평균 입자 크기 3.0 ㎛, 소켄)
* MIBK : 메틸이소부틸케톤(삼전순약)
* BKY-3550 : 실리콘계 레벨링제(BYK)
* BKY-3570 : 실리콘계 레벨링제(BYK)
실시예 1: 하드코팅 필름 제조
두께가 1000 ㎛인 PMMA/PC 기재(샤인텍, AW20, Wavelock Advanced Technology 사)의 일면에 하부 코팅층으로 조성물 1, 상부 코팅층으로 조성물 8을 마이어바를 사용하여 순차적으로 코팅하였다. 코팅 후 80℃에서 2분간 건조하고 500 mJ/㎠의 UV 조사량으로 경화시켜 방현성 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 7: 하드코팅 필름 제조
하기 표 3에 기재된 조성물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 방현성 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 5: 하드코팅 필름 제조
하기 표 3에 기재된 조성물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
하드코팅 필름에 제조에 사용된 조성물
하부 코팅층 상부 코팅층 코팅층 두께
(㎛)
조성물 No 마이어바 No. 조성물 No 마이어바 No
실시예 1 1 12 8 12 4.2
실시예 2 1 12 8 6 2.8
실시예 3 1 12 8 14 4.8
실시예 4 2 12 8 12 4
실시예 5 3 12 8 12 4.3
실시예 6 4 12 8 12 4.1
실시예 7 5 12 8 12 3.8
비교예 1 1 12 1.3
비교예 2 1 12 8 5 2.6
비교예 3 1 12 8 18 5.8
비교예 4 6 12 8 12 4.1
비교예 5 7 12 8 12 4.2
실험예 : 하드코팅 필름의 물성 평가
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5에서 각각 제조된 하드코팅 필름에 대한 물성을 하기와 같은 방법을 이용하여 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
[내충격성 평가]
방현성 하드코팅 필름 표면의 법선 방향의 높이 별로 130g의 쇠구슬을 낙하시켜 크랙을 발생시키지 않는 최대 높이를 측정하였다.
[신틸레이션 평가]
각각의 방현성 하드코팅 필름을 해상도 326 PPI 액정 화면에 접합한 후 녹색 화면 상에서 육안으로 다음과 같이 평가하였다.
○: 다양한 색깔의 반짝이는 점이 없거나 약하여 화면 시인성 양호
X: 다수의 다양한 색깔의 반짝이는 점이 발생하여 화면 시인성 악화
[연필경도 평가]
각각의 방현성 하드코팅 필름을 연필경도 시험기를 이용하여 500g 하중에서 연필 경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하였고 연필경도 당 5회 실시하였다. 흠이 2개 이상이면 불량으로 판정하였으며, 불량이 발생하기 이전의 연필로 연필경도를 표시하였다.
[부착력 평가]
각각의 방현성 하드코팅 필름에 1 ㎜ 간격으로 가로와 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(3M 사)를 이용하여 박리 테스트를 3회 진행하였다. 다음과 같이 박리 개수로 부착력을 평가하였다.
○: 100개의 정사각형 중에서 박리 개수가 10 이하
X: 100개의 정사각형 중에서 박리 개수가 10 초과
[방현성 평가]
각각의 방현성 하드코팅 필름 중에서 하드 코팅층이 형성되지 않는 일면에 검은색 래커로 도색한 후 삼파장 램프를 반사시켜 다음과 같이 램프 빛의 형상이 뚜렷이 보이는 정도로 방현성을 평가하였다.
○: 삼파장 램프의 형상이 흐리게 시인됨
X: 삼파장 팸프의 형상이 선명하게 시인됨
본 실험예에 따른 평가 결과를 하기 표 4에 나타냈다.
하드코팅 필름의 물성 평가
실시예 내충격성(㎜) 연필경도 신틸레이션 부착력 방현성
1 600 4H
2 650 4H
3 600 4H
4 650 4H
5 550 4H
6 650 4H
7 600 4H
비교예 1 200 2H X
비교예 2 600 4H X
비교예 3 650 4H X
비교예 4 100 4H
비교예 5 650 4H X
본 발명의 실시예에 따라 제조된 방현성 하드코팅 필름은 내충격성, 연필경도, 부착력 및 방현성이 우수하고, 신틸레이션을 효율적으로 방지할 수 있어서 표시장치의 커버 윈도우에 적용될 수 있을 것으로 평가되었다. 반면, 비교예에서 제조된 방현성 하드코팅 필름은 적어도 하나의 물성이 떨어진다는 것을 확인하였다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있을 것이다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은, 첨부하는 특허청구범위를 통하여 더욱 분명하다.
100: 하드코팅 필름(커버 윈도우)
110: 기재
120: 제 1 하드 코팅층 122: 입자
130: 제 2 하드 코팅층
200: 표시장치 210: 표시패널

Claims (9)

  1. 기재;
    하기 화학식 1로 표시되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트, 용매, 입자 및 중합 개시제를 포함하고, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트는 6:4 내지 8:2의 중량비로 배합되어 있는 하드 코팅용 조성물의 경화에 의하여 형성되며, 상기 기재 상에 위치하는 제 1 하드 코팅층;
    상기 제 1 하드 코팅층 상에 형성되며, 다관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트, 용매 및 중합 개시제를 포함하는 제 2 하드 코팅용 조성물의 경화에 의하여 형성되는 제 2 하드 코팅층
    을 포함하는 하드코팅 필름.
    화학식 1
    Figure 112018048646315-pat00003

    (화학식 1에서 X는 C1~C30 지방족 탄화수소, C4~C30 지환족(alicyclic) 탄화수소 또는 C5~C30 방향족 탄화수소; Y는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 C1~C30 지방족 탄화수소; Z는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 C4~C60 지방족 탄화수소임)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 하드 코팅층과 상기 제 2 하드 코팅층으로 이루어진 전체 하드 코팅층은 상기 입자의 평균 크기의 0.9 내지 1.9배의 두께로 형성되는 하드코팅 필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 용매는 알코올계 유기용매, 케톤계 유기용매, 헥산계 유기용매, 벤젠계 유기용매 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 하드코팅 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입자는 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 유기 미립자 또는 실리카 입자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 징크 옥사이드 입자 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 미립자인 하드코팅 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 하드코팅 필름.
  6. 표시패널의 일면에 접착되는 커버 윈도우로서,
    상기 커버 윈도우는 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 기재된 하드코팅 필름으로 이루어지는 커버 윈도우.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020160169410A 2016-12-13 2016-12-13 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우 KR101911682B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160169410A KR101911682B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160169410A KR101911682B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180068356A KR20180068356A (ko) 2018-06-22
KR101911682B1 true KR101911682B1 (ko) 2018-10-26

Family

ID=62768413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160169410A KR101911682B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101911682B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5220286B2 (ja) * 2006-06-15 2013-06-26 日東電工株式会社 防眩性ハードコートフィルム、それを用いた偏光板および画像表示装置
KR101846210B1 (ko) * 2011-10-18 2018-04-09 동우 화인켐 주식회사 표면 보호 코팅액 조성물 및 이를 이용한 표면 보호 필름
KR20170056128A (ko) * 2015-11-13 2017-05-23 주식회사 에프지에스 고경도 하드코팅 필름 용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 고경도 하드코팅 필름, 편광판 및 액정표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180068356A (ko) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101415838B1 (ko) 하드코팅 조성물
KR101686644B1 (ko) 플라스틱 필름 적층체
KR101415841B1 (ko) 하드코팅 필름
KR101470463B1 (ko) 하드코팅 필름
KR101578914B1 (ko) 플라스틱 필름
US20170253707A1 (en) Hard Coating Film
KR101470464B1 (ko) 하드코팅 필름
JP2017013492A (ja) 積層フィルム及びそれを含む画像表示装置
KR20200008007A (ko) 하드코팅필름
CN107151471B (zh) 硬质涂膜及使用该硬质涂膜的图像显示装置
KR20170016297A (ko) 플렉시블 플라스틱 필름
KR20150058067A (ko) 플라스틱 필름
KR20100112740A (ko) 저반사 필름
US20170253706A1 (en) Hard Coating Film
KR101784239B1 (ko) 활성 에너지선 경화성 조성물 및 그를 사용한 필름
KR20140143212A (ko) 하드 코팅 조성물 및 고굴절률 안티블로킹층 형성 조성물
KR101314407B1 (ko) 반사방지필름
TW201807109A (zh) 硬塗層組合物及含硬塗層組合物的硬塗膜、窗膜和顯示裝置
KR20200008648A (ko) 하드코팅필름
KR101911682B1 (ko) 하드 코팅용 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름 및 커버 윈도우
TWI796288B (zh) 硬質塗膜及使用該硬質塗膜之影像顯示裝置
KR102045055B1 (ko) 디스플레이 패널용 시인성 개선 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20200133670A (ko) 플렉서블 디스플레이 장치의 커버 윈도우 및 디스플레이 장치
KR20170103647A (ko) 하드코팅 조성물
KR20220111046A (ko) 광학 적층체, 플렉서블 디스플레이 장치의 커버 윈도우 및 디스플레이 장치

Legal Events

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