KR102018561B1 - 하드코팅 조성물 및 이를 이용한 하드코팅 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 10 내지 60 중량% 및 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 40 내지 90 중량%를 포함하는 광경화형 수지; 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제; 및 광개시제를 포함하며, 상기 광개시제의 최대 흡수 파장과 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장의 차이가 50nm 이상인 하드코팅 조성물, 이를 이용하여 형성되는 하드코팅 필름, 상기 하드코팅 필름이 구비된 편광판 및 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 경도가 높을 뿐만 아니라 자외선 차단성 및 내광성이 우수하다.

Description

하드코팅 조성물 및 이를 이용한 하드코팅 필름 {Hard Coating Composition and Hard Coating Film Using the Same}
본 발명은 하드코팅 조성물, 이를 이용한 하드코팅 필름, 편광판 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경화도가 높으면서 자외선 차단성 및 내광성이 우수한 하드코팅 조성물, 이를 이용하여 형성되는 하드코팅 필름, 상기 하드코팅 필름이 구비된 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다.
하드코팅 필름은 액정 표시장치, 일렉트로루미네센스(EL) 표시장치, 플라즈마 디스플레이(PD), 전계 방출 디스플레이(FED: Field Emission Display) 등의 화상표시장치에 표면 보호 등의 목적으로 이용되고 있다.
이러한 하드코팅 필름은 자외선에 의한 황변을 막기 위해서 일반적으로 하드코팅층에 자외선 흡수제 또는 자외선 안정제를 도입하는데, 대표적으로 사용되는 벤조트리아졸계 및 벤조페논계 자외선 안정제의 경우 광중합 개시제의 흡수 파장영역과 중첩되는 흡수 스펙트럼을 나타내어 광 경화를 저해할 수 있다.
한편, 하드코팅 필름의 기재로 트리아세틸셀룰로오스가 사용되는 경우, 자외선 흡수제가 이미 혼입되어 있어 40㎛ 기준 380nm 파장에서의 자외선 투과율이 5 내지 10% 수준에 달하고 있으나, 최근 박막화 동향에 따라 기재가 얇아져 블리드 아웃 및 단가 상승을 원인으로 자외선 흡수제의 추가 혼입 없이 기재 두께만을 낮추고 있는 실정이다.
따라서, 하드코팅층의 광 경화를 저해하지 않으면서도 자외선 차단 효과가 우수하여 박막 하드코팅 필름의 제조에 사용될 수 있는 하드코팅 조성물의 개발이 절실히 요구되어 왔다.
대한민국 등록특허 제10-1315512호 대한민국 등록특허 제10-1389967호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 경화도의 저해 없이 자외선 차단성 및 내광성이 우수한 하드코팅 필름의 제조에 사용될 수 있는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 하드코팅 조성물을 이용하여 형성되는 하드코팅 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 하드코팅 필름이 구비된 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 10 내지 60 중량% 및 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 40 내지 90 중량%를 포함하는 광경화형 수지; 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제; 및 광개시제를 포함하며, 상기 광개시제의 최대 흡수 파장과 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장의 차이가 50nm 이상인 하드코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 자외선 흡수제는 트리아진(triazine)계 자외선 흡수제일 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 적어도 일면에 상기 하드코팅 조성물로부터 형성되는 하드코팅층을 포함하며, 380nm 파장에서의 자외선 투과율이 1 내지 10%인 하드코팅 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하드코팅 필름의 전체 두께는 35㎛ 이하이다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 하드코팅 필름이 구비된 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장과 광개시제의 최대 흡수 파장의 차이를 50nm 이상으로 하여 광중합성 경화를 저해하지 않으면서 장파장 영역까지의 자외선을 차단함으로써, 이로부터 제조된 하드코팅 필름은 외부광에 의한 편광판 및 액정층의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내광성이 우수하고 경도가 높아 편광자의 보호필름 등으로 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 10 내지 60 중량% 및 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 40 내지 90 중량%를 포함하는 광경화형 수지; 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제; 및 광개시제를 포함하며, 상기 광개시제의 최대 흡수 파장과 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장의 차이가 50nm 이상인 하드코팅 조성물에 관한 것이다.
상기 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 우레탄 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 및 에폭시 (메타)아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로 우레탄 (메타)아크릴레이트와 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용하거나, 2종의 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자 내에 하이드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 당해 분야에 공지된 방법에 따라 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다. 분자 내에 하이드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필 (메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 하이드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트의 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또한 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예로는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4′-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 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), 4,4′-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올과 톨루엔디이소시아네이트의 어덕트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 폴리에스테르 폴리올과 아크릴산을 당해 분야에 공지된 방법에 따라 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트의 예로는 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 디아크릴레이트, 폴리에스테르 테트라아크릴레이트, 폴리에스테르 헥사아크릴레이트, 폴리에스테르펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 및 폴리에스테르 펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B)의 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 및 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B)의 광경화형 관능기 수는 광경화 반응 속도 및 경화도에 영향을 끼치며, 관능기 수가 서로 다른 올리고머 및 모노머를 혼합함으로써 각각의 단독 사용에 비해 더욱 높은 경도와 안정한 컬을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 수지 전체 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%의 함량으로 포함되고, 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B)는 수지 전체 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%의 함량으로 포함된다.
상기 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)가 10 중량% 미만 및 상기 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B)가 90 중량% 초과의 경우, 가교밀도가 낮아 충분한 경도를 확보할 수 없다.
한편, 상기 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)가 60 중량% 초과 및 상기 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B)가 40 중량% 미만인 경우, 경화 진행에 따라 상대적으로 부피가 큰 구조체가 형성되어 오히려 전체적인 경화 효율이 낮아져 충분한 경도를 확보할 수 없게 된다.
상술한 바와 같은 올리고머(A) 및 모노머(B)를 포함하는 상기 광경화형 수지는 도막의 품질에 영향을 미치며, 하드코팅 조성물의 전체 100 중량%에 대해 1 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량% 범위로 사용한다. 상기 광경화형 수지의 함량이 1 중량% 미만이면 도막의 형성이 어렵거나 형성되더라도 충분한 수준의 경도를 갖는 하드코팅층을 제조할 수 없으며, 그 함량이 80 중량%를 초과하게 되면, 하드코팅 조성물의 도포 및 경화 후 형성된 도막의 수축에 의해 컬링이 심해지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 자외선 흡수제는 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 물질이면 관계없이 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 트리아진(triazine)계, 벤조트리아졸(benzotriazole)계 자외선 흡수제로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이중에서도 트리아진(triazine)계 자외선 흡수제가 특히 사용될 수 있다.
상업적으로 구입할 수 있는 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제의 예로는 벤조트리아졸(benzotriazole)계로서 TINUVIN 109, TINUVIN 326, TINUVIN 328, TINUVIN 384-2, TINUVIN 99-2, TINUVIN 900, TINUVIN 928, TINUVIN 1130; 트리아진(triazine)계로서 바스프사의 TINUVIN 479, TINUVIN 460, TINUVIN 477, 아데카사의 ADEKA STAB LA-F70 등이 있으며, 이들 자외선 흡수제는 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 코팅 두께에 따라 사용랑을 조절할 수 있으며, 구체적으로 상기 광경화형 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 사용할 수 있다. 0.1 중량부 미만인 경우에는 충분한 자외선 차단 효과를 얻을 수 없으며, 10 중량부 초과인 경우에는 광경화 시 경화 장해로 코팅막의 기계적 특성의 저하가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광개시제는 광 조사에 의해 라디칼을 형성할 수 있으며, 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장으로부터 50nm 이상 벗어나는 최대 흡수 파장을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 광개시제의 예로는 화학 구조 또는 분자 결합 에너지 차이에 의한 분자의 분해로 라디칼을 생성하는 제1형 광개시제와 수소탈환에 의해 라디칼을 생성하는 제2형 광개시제가 포함되며, 이들 제1형 광개시제 및 제2형 광개시제는 단독 또는 조합하여 사용될 수 있다.
사용가능한 제1형 광개시제의 구체적인 예로는 4-페녹시디클로로아세트페논, 4-t-부틸디클로로아세트페논, 4-t-부틸트리클로로아세트페논, 디에톡시아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-l-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-l-온, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세트페논류; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질 디메틸케탈 등의 벤조인류; 아실포시핀옥사이드류; 티타노센류 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 사용가능한 제2형 광개시제의 구체적인 예로는 벤조페논, 벤조일벤조산, 벤조일벤조산 메틸에테르, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤졸-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3'-메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류; 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤류 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상업적으로 구입할 수 있는 광개시제의 예로는, 바스프사의 이가큐어-184, 다로큐어-1173, 다로큐어-BP, 이가큐어-651, 이가큐어-907, 이가큐어-369, 이가큐어2959, 이가큐어 754, 다로큐어 MBF, 램버트사의 이사큐어 KIP-150, 이사큐어 KIP-100F, 이사큐어 KIP-75LT, 이사큐어 KIP-IT, 이사큐어 KIP-EM, 이사큐어 KIP-KTO46, 이사큐어 KIP-KS300, 이사큐어 KIP-KL200, 이사큐어 1001M 등을 들 수 있다.
상기 광개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 하드코팅 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 함량이 0.1 중량부 미만이면 경화가 충분히 진행되지 않아 코팅층의 기계적 물성이나 밀착성을 구현하기 어려울 수 있고, 10 중량부 초과이면, 경화 수축에 의해 접착력 불량, 크랙, 컬 등의 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광중합개시제가 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장으로부터 50nm 미만의 최대 흡수 파장을 갖는 경우, 흡수 파장 영역의 중첩으로 인해 경화가 충분히 진행되지 않아 하드 코팅층의 기계적 물성에 영향을 끼칠 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 조성물은 용제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 용제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등), 아세테이트계(메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등), 셀로솔브계(메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등), 탄화수소계(노말 헥산, 노말 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등을 들 수 있다. 상기 용제들은 각각 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 10 중량% 미만인 경우 점도가 높아 작업성이 떨어지고, 80 중량% 초과인 경우에는 건조 및 경화 과정에서 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 레벨링제, 자외선 안정제, 열 안정제, 항산화제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기 레벨링제는 상기 하드코팅 조성물을 코팅 시 도막의 평활성 및 코팅성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기 레벨링제는 시판되는 실리콘계 레벨링제, 불소계 레벨링제, 아크릴 고분자계 레벨링제 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면 비와이케이 케미사의 BYK-323, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-373, BYK-375, BYK-377, BYK-378, 대구사의 TEGO Glide 410, TEGO Glide 411, TEGO Glide 415, TEGO Glide 420, TEGO Glide 432, TEGO Glide 435, TEGO Glide 440, TEGO Glide 450, TEGO Glide 455, TEGO Rad 2100, TEGO Rad 2200N, TEGO Rad 2250, TEGO Rad 2300, TEGO Rad 2500, 3M사의 FC-4430, FC-4432 등을 사용할 수 있다. 상기 레벨링제는 상기 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 1 중량% 범위로 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성되는 하드코팅 필름에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 적어도 일면에 상기 하드코팅 조성물로부터 형성되는 하드코팅층을 포함하며, 380nm 파장에서의 자외선 투과율이 1 내지 10%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하드코팅 필름의 전체 두께는 35㎛ 이하이다.
상기 투명 기재로는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 것이라도 사용 가능하다. 예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스부틸레이트, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 프로피오닐 셀룰오로스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 고분자로 형성된 필름일 수 있다. 이들 고분자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 투명 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 8 내지 25㎛일 수 있다. 상기 투명기재의 두께가 8㎛ 미만이면 필름의 강도가 저하되어 가공성이 떨어지게 되고, 25㎛ 초과이면 박막 하드코팅 필름을 얻기 어렵다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 투명 기재의 한면 또는 양면에 본 발명의 하드코팅 조성물을 도포하고 경화시켜 코팅층을 형성시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 조성물은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용하여, 투명 기재에 도공(Coating Process)이 가능하다.
상기 하드코팅 조성물을 투명 기재에 도포한 후에는, 30 내지 150℃의 온도에서 10초 내지 1시간 동안, 보다 구체적으로는 30초 내지 30분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨 다음, UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 구체적으로 약 0.01 내지 10J/㎠일 수 있으며, 보다 구체적으로 0.1 내지 2J/㎠일 수 있다.
이때, 형성되는 코팅층의 두께는 2 내지 10㎛, 보다 구체적으로 3 내지 7㎛일 때, 전체 두께가 35㎛ 이하인 박막 하드코팅 필름을 구현할 수 있다.
본 발명에서는 자외선 차단 정도를 자외선 투과 파장 380nm에서의 투과율로 정의한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 380nm 파장에서의 자외선 투과율이 1 내지 10%의 범위이며, 상기 범위를 만족할 때 외부광에 의한 편광판 및 액정층의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 색상의 변화 없이 내광성이 우수하여 편광판의 보호필름 등으로 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 하드코팅 필름이 구비된 편광판에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은 상술한 하드코팅 필름을 편광필름의 적어도 한면에 적층하여 제조할 수 있다.
상기 편광필름은 특별하게 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐 알코올계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 필름, 폴리비닐 알코올의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 폴리비닐 알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 것이 사용될 수 있다. 이들 편광필름의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로는 5 내지 80㎛ 정도이다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 하드코팅 필름이 구비된 화상표시장치에 관한 것이다. 일례로, 본 발명의 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 화상표시장치에 내장함으로써, 가시성이 우수한 다양한 화상표시장치를 제조할 수 있다.　
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 LCD에 사용될 수 있다.　 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 플라즈마 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼 등의 각종 화상표시장치에도 사용될 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
실시예 및 비교예 : 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름의 제조
실시예 1:
단계 1
광경화형 수지로서 10관능 우레탄 아크릴레이트(SC2153, 미원스페샬리티 케미칼) 5 중량부와 3관능 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(미원스페샬리티 케미칼) 35 중량부, 광개시제로서 이가큐어-184(1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, CIBA) 2.6 중량부, 용매로서 메틸에틸 케톤 36 중량부와 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 20 중량부, 레벨링제로서 BYK-333(BYK 케미) 0.2 중량부, 및 자외선 흡수제로서 Tinuvin 460(BASF) 1.2 중량부를 교반기에 넣어 혼합하고, PP 재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
단계 2
단계 1에서 제조된 하드코팅 조성물을 25㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 위에 경화 후 두께가 7㎛가 되도록 코팅하고, 80℃에서 1분 동안 건조한 후 고압 수은램프에서 300mJ/㎠의 광량으로 경화하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2:
단계 1
광경화형 수지로서 10관능 우레탄 아크릴레이트(SC2153, 미원스페샬리티 케미칼) 5 중량부와 3관능 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(미원스페샬리티 케미칼) 35 중량부, 광개시제로서 이가큐어-184(1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, CIBA) 2.8 중량부, 용매로서 메틸에틸 케톤 36.5 중량부와 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 20 중량부, 레벨링제로서 BYK-333(BYK 케미) 0.2 중량부, 및 자외선 흡수제로서 Tinuvin 477(BASF) 0.5 중량부를 교반기에 넣어 혼합하고, PP 재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
단계 2
단계 1에서 제조된 하드코팅 조성물을 사용하여, 실시예 1의 단계 2와 동일한 과정으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 3:
자외선 흡수제로서 LA-F70(ADEKA) 0.5 중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 과정으로 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 4:
광개시제로서 이가큐어-907(2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, BASF) 2.8 중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 과정으로 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 1:
자외선 흡수제로서 Tinuvin 479(BASF) 1.2 중량부 및 광개시제로서 이가큐어-907(2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, BASF) 2.6 중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 2:
자외선 흡수제를 사용하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 3:
10관능 우레탄 아크릴레이트(SC2153, 미원스페샬리티 케미칼)를 2 중량부, 및 3관능 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(미원스페샬리티 케미칼)를 38 중량부의 함량으로 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름을 제조하였다.
실험예 1:
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 하드코팅 필름의 물성을 하기의 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) Δλmax
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 광개시제 및 자외선 흡수제를 유기용제인 톨루엔에 녹인 후, UV-2450(Shimadzu Scientific Instruments)을 이용하여 액상 흡수 스펙트럼을 확인하고, 가장 높은 강도의 피크를 나타내는 파장을 각각의 최대 흡수 파장으로 하여, 광개시제 및 자외선 흡수제의 조합에서 최대 흡수 파장간의 차이를 Δλmax 로 계산하였다.
(2) 자외선 투과율
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 하드코팅 필름에 대해 UV-2450을 이용하여 UV 투과 스펙트럼을 측정하고, 380nm의 파장에서 투과율을 표시하였다. 투과율이 낮을수록 자외선 차단이 우수하다고 판단할 수 있다.
(3) 내광성
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 하드코팅 필름에 대해 탄소봉을 이용한 내광성 측정장비(U48AU, Suga Test Instruments)를 이용하여, 72시간 조사 전후의 색상(b*) 변화를 Δb*로 나타내었다.
(4) 연필경도
1kg 하중을 걸고 45도 방향으로 연필을 세팅하고, 하드코팅 면이 연필을 향하도록 하드코팅 필름을 글래스 상에 고정시킨 후 각 연필경도를 가지는 연필을 사용하여 연필경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고, 한 연필경도당 5회 실시하였다. 4회 이상 긁히지 않는 경도로 연필경도를 평가하였다.
전체
두께
(㎛)		 최대 흡수 파장 380nm에서의 투과율(%) 내광성
(Δb*)		 연필
경도
자외선 흡수제 광개시제 Δλmax
실시예 1 32 350 240 110 5 0.15 2H
실시예 2 32 360 240 120 8 0.15 2H
실시예 3 32 360 240 120 6 0.2 2H
실시예 4 32 360 305 55 8 0.16 3H
비교예 1 32 320 305 15 13 0.25 <H
비교예 2 32 - 240 - 19 0.31 3H
비교예 3 32 350 240 110 5 0.16 <H
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 각각 10 내지 60 중량% 및 40 내지 90 중량%의 범위를 만족하고, 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장과 광개시제의 최대 흡수 파장의 차이가 50nm 이상인 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 하드코팅 조성물을 사용하여 제조되는 하드코팅 필름은 최대 흡수 파장의 차이가 50 미만인 비교예 1, 자외선 흡수제를 사용하지 않은 비교예 2, 및 올리고머와 모노머의 함량이 상기 범위를 벗어난 비교예 3에 비해 자외선 차단 효과가 우수하고, 내광성 평가에서 색 변화가 적어 내광성이 우수할 뿐만 아니라, 연필경도가 우수하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 투명 기재; 및
    상기 투명 기재의 적어도 일면에, 광경화형 관능기 수가 6 이상인 다관능성 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 10 내지 60 중량% 및 광경화형 관능기 수가 3 내지 6인 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 40 내지 90 중량%를 포함하는 광경화형 수지; 330 내지 370nm에서 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제; 및 광개시제를 포함하며, 상기 광개시제의 최대 흡수 파장과 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장의 차이가 50nm 이상인 유기 하드코팅 조성물로부터 형성되는 하드코팅층을 포함하며,
    상기 하드코팅층의 두께가 2 내지 10㎛이고,
    35㎛ 이하의 전체 두께를 가지며,
    380nm 파장에서의 자외선 투과율이 1 내지 10%인 하드코팅 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자외선 흡수제는 트리아진(triazine)계 자외선 흡수제인 하드코팅 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광개시제는 아세트페논류; 벤조인류; 아실포시핀옥사이드류; 티타노센류; 벤조페논류; 티옥산톤류; 및 이들의 혼합물로부터 구성된 군으로부터 선택되는 하드코팅 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하드코팅 조성물은 용제를 추가로 포함하는 것인 하드코팅 필름.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 하드코팅 필름이 구비된 편광판.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 하드코팅 필름이 구비된 화상표시장치.
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