KR102021303B1 - 블루라이트 차단용 필름 - Google Patents

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임형균
고영희
김태우
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주식회사 에스폴리텍
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Abstract

개시된 내용은 블루라이트 차단용 필름에 관한 것으로, 아크릴 수지, 특정 파장대역을 흡수하는 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터 배치를 압출하여 제조되는 것을 특징으로 하며, 380 내지 460nm의 유해 블루라이트 파장 영역에서 70%의 블루라이트 차단기능을 나타내기 때문에, 디스플레이 전면부에 적용이 가능하며, 블루라이트 차단 효과가 우수할 뿐만 아니라, 우수한 투명도를 나타내며, 염소계 성분이 함유되지 않아 친환경적인 효과를 나타낸다.

Description

블루라이트 차단용 필름 {BLUE LIGHT BLOCKING FILM}
개시된 내용은 블루라이트 차단용 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블루라이트 차단 효과가 우수할 뿐만 아니라, 우수한 광 투과율을 나타내며, 염소계 성분이 함유되지 않아 친환경적인 효과를 나타내는 블루라이트 차단용 필름에 관한 것이다.
블루라이트(blue light)라 함은 380nm~500nm의 파장대의 푸른빛을 말하는 것으로, 380 내지 400nm의 UV 영역과 400 내지 500nm의 가시광선 영역을 포함하며 파장이 짧고 높은 에너지를 갖는 특징이 있다.
이러한 블루라이트는 원래 태양빛에서 나오며 태양이 가장 높게 뜨는 한 낮에 제일 많이 방출되고 해가지면 완전히 사라지게 되는데 낮에는 주의력이나 반응시간, 감정에 긍정적인 역할을 하지만 밤에는 생체리듬을 파괴하는 건강의 적으로 알려져 있다.
그런데, 최근 급속도로 확산되고 있는 스마트폰이나 태블릿, 컴퓨터 모니터 등과 같은 전자기기의 액정화면을 통해서 블루라이트가 발산되고 있으며, 특히 어두운 밤에도 전자기기를 사용하는 사용자들이 늘어나 블루라이트에 노출되고 있다.
이로 인해 안구건조증이나 눈의 피로감, 시력저하는 물론 망막의 기능저하 등 인체에 악영향을 미치게 되며, 또한 인체의 생체리듬을 교란시켜 멜라토닌 호르몬의 교란으로 인한 수면장애를 유발시킴으로써 인체에 악영향을 주는 문제점이 있다.
한편, 스마트폰 등의 휴대용 단말기에는 액정화면의 스크래치 등을 보호하기 위해 보호필름이 부착 사용되고 있으며, 이러한 보호필름에 블루라이트를 차단하는 차단제를 부가한 필름이 공지되어 있으나, 가시광선만을 차단하고 노란색을 띄므로 차단 성능이 떨어지고 상품성 또한 낮았다.
한국 등록특허 10-1395498호에서는 보호 필름 대신 유리를 사용하며, 유리 하부에 부착되는 필름의 본체에 블루라이트를 차단하는 차단제를 부가한 블루라이트 차단 유리를 게시하고 있다. 그러나, 이 제품 역시 일반적인 블루라이트 차단제를 사용하므로 가시광선만을 차단하고 노란색을 띄는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래에 블루라이트 차단필름은 염소성분이 함유된 블루라이트 차단제가 사용되어 필름을 제조하는 작업자나 사용자의 건강에 좋지 않은 영향을 미치며, 폐기처분시 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
개시된 내용은 디스플레이 전면에 적용 가능한 필름으로서, 유해 블루라이트 파장 영역대를 높은 수준으로 차단하면서 광 투과율이 우수하며, 염소계 성분이 함유되지 않아 친환경적인 효과를 나타내는 블루라이트 차단용 필름을 제공함에 그 목적이 있다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 아크릴 수지 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단용 필름에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 블루라이트 차단용 필름은 아크릴 수지 100 중량부 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 7 내지 15 중량부로 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치는 아크릴 수지 100 중량부, 블루라이트 흡수제 5 내지 20 중량부, 산화방지제 0.2 내지 2 중량부, 활제 0.1 내지 2 중량부 및 안료 3 내지 10 중량부로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 블루라이트 흡수제는 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 또는 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 산화방지제는 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-허드록시페닐)프로피로네이트 또는 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 산화방지제에는 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트가 더 함유될 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 활제는 아미드계 또는 포스페이트계로 이루어질 수 있다.
이상에서와 같은 블루라이트 차단용 필름은 유해 블루라이트 파장 영역(380 내지 460nm)을 효과적으로 차단함과 동시에 우수한 광 투과율을 나타내어 블루라이트에 의한 유해성을 미연에 방지함으로, 안구 건강을 유지하는데 도움을 줄 수 있으며, 염소계 성분이 함유되지 않아 친환경적인 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름의 파장에 따른 블루라이트 차단 효과를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 개시된 실시예 1 및 비교예 3 내지 7의 필름의 파장에 따른 블루라이트 차단효과를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 개시된 실시예 1 및 비교예 3을 통해 제조된 필름의 블루라이트 차단효과를 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 블루라이트 차단용 필름은 아크릴 수지 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치로 이루어지며, 아크릴 수지 100 중량부 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 7 내지 15 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 수지는 개시된 블루라이트 차단용 필름에 주재료가 되는 성분으로, 우수한 투명성과 내화학성을 나타내는데, 아크릴 수지 중에서도 투명성, 내화학성 뿐만 아니라, 내스크래치 성과 같은 기계적 물성이 우수한 폴리메틸메타아크릴레이트를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치는 7 내지 15 중량부가 함유되며, 아크릴 수지 100 중량부, 블루라이트 흡수제 5 내지 20 중량부, 산화방지제 0.2 내지 2 중량부, 활제 0.1 내지 2 중량부 및 안료 3 내지 10 중량부로 이루어지는데, 상기의 성분으로 이루어지는 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치는 블루라이트 흡수제가 아크릴 수지와 고르게 혼합될 수 있도록 하는 역할을 한다.
일반적으로, 블루라이트 흡수제 성분은 합성수지 재료인 아크를 수지와 직접 혼합하게 되면 혼화성이 낮기 때문에, 블루라이트 흡수제 성분이 아크릴 수지에 고르게 혼합되지 못하고 뭉치는 현상이 발생하여 고른 물성을 나타내는 블루라이트 차단용 필름을 제조할 수 없다.
따라서, 상기와 같이 블루라이트 흡수제를 아크릴 수지에 직접 혼합하지 않고, 마스터배치 형태로 제조하여 상기 아크릴 수지와 혼합하게 되면 아크릴 수지 성분에 블루라이트 흡수제가 고르게 혼합되어 고른 물성을 나타내는 블루라이트 차단용 필름을 제공할 수 있다.
상기 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치의 함량이 7 중량부 미만이면 개시된 블루라이트 차단용 필름의 블루라이트 차단 효과가 미미해지며, 상기 마스터배치의 함량이 15 중량부를 초과하게 되면 개시된 블루라이트 차단용 필름의 노란 색이 지나치게 진해져 투명도가 저하될 수 있다.
이때, 상기 블루라이트 흡수제 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논(2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone) 또는 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논(2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenone)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화방지제는 0.2 내지 2 중량부가 함유되며, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-허드록시페닐)프로피로네이트 또는 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]로 이루어지는데, 개시된 블루라이트 차단용 필름의 산화를 방지하여 오랜 기간 물성이 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 산화방지제에는 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트가 더 함유될 수 있는데, 상기와 같이 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트가 더 함유되면 산화방지제의 산화방지 효과가 더욱 향상된다.
이때, 상기 산화방지제는 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-허드록시페닐)프로피로네이트 또는 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트로 이루어진 산화방지제 100 중량부에 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 40 내지 80 중량부를 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 산화방지제의 함량이 0.2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 산화방지제의 함량이 2 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 개시된 블루라이트 차단용 필름의 투명도와 같은 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 활제는 0.1 내지 2 중량부가 함유되며, 아미드계 또는 포스페이트계로 이루어지는데, 개시된 블루라이트 차단용 필름의 가공성 및 이형성을 향상시키는 역할을 하는데, 더욱 상세하게는 활제는 수지를 가열 성형할 때 유동성을 좋게 하여 가공을 쉽게 하기 위해 사용되며, 아미드계 활제, 포스페이트계 활제, 금속 스테아레이트계 활제, 파라핀계 활제 및 에스테계 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있으나, 아미드계 또는 포스페이트계로 이루어는 것이 바람직하며, Hi-Lube(신원화학), Mg-St(Songwon), Ca-St(Songwon), Zn-St(Songwon), AX-71(ADEKA사) 등을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 활제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 활제의 함량이 2 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 개시된 블루라이트 차단용 필름의 투명도 및 물성이 저하될 수 있다.
상기 안료는 3 내지 10 중량부가 함유되며, 회색안료로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기와 같이 블루라이트 흡수제가 함유되므로 인해 발생하는 블루라이트 차단용 필름의 색이 노란색을 띠게 되는 것을 커버하는 역할을 한다.
이때, 상기 안료는 회색을 나타내면서, 개시된 블루라이트 차단용 필름의 투명도를 크게 저하시키지 않은 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 산화은 등으로 이루어진 안료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 안료의 함량이 3 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 안료의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 개시된 블루라이트 차단용 필름의 투명도가 저하될 수 있다.
상기의 성분으로 이루어지는 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치는 트윈압출기로 압출하여 제조되는데, 이때, 상기 트윈압출기의 Φ는 30이고, L/D=40이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 블루라이트 차단용 필름은 상기와 같이 아크릴 수지 100 중량부 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 7 내지 15 중량부를 압출하여 필름형태로 제조되며, Φ가 25 내지 30인 압출기를 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 개시된 블루라이트 차단용 필름의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치의 제조
폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부 및 블루라이트 흡수제(2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논) 15 중량부, 산화방지제(옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-허드록시페닐)프로피로네이트) 0.4 중량부, 활제{Hi-Lube(신원화학)} 0.2 중량부 및 회색안료 4.5 중량부를 혼합하여, 트윈압출기(Φ30, L/D=40)로 압출하고 펠렛화하여 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치를 제조하였다.
<실시예 1>
폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부, 상기 제조예 1을 통해 제조된 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 10 중량부를 압출하여 2 밀리미터 두께의 블루라이트 차단용 필름을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 1 중량부를 혼합하여 2 밀리미터 두께의 블루라이트 차단용 필름을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 0.5 중량부를 혼합하여 2 밀리미터 두께의 블루라이트 차단용 필름을 제조하였다.
<비교예 3>
(주)로이츠나인의 블루라이트 차단용 필름(S-view).
<비교예 4>
(주)폰트리의 블루라이트 차단용 필름(Healing shield).
<비교예 5>
엑스블루사의 블루라이트 차단용 필름(X-Blue).
<비교예 6>
(주)코메트의 블루라이트 차단용 필름(뷰파인 CV99-100, 노란색).
<비교예 7>
(주)코메트의 블루라이트 차단용 필름(뷰파인 CV99-NEW, 파란색).
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름의 블루라이트 차단효과를 측정하여 아래 도 1에 나타내었다.
{단, 블루라이트 차단효과는 색차계인 CM3700d(KONICA MINOLTA, Japan)와 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis)인 V-670(JASCO, Japan)을 이용하여 측정하였다.}
아래 도 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름은 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름에 비해 블루라이트 차단효과가 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 3 내지 7의 필름의 블루라이트 차단율, 을 측정하여 아래 표 1 내지 2 및 도 2에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112019034260267-pat00001
<표 2>
Figure 112019034260267-pat00002
상기 표 1 내지 2 및 아래 도 2에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름은 380 내지 500nm의 블루라이트 파장 영역에서 58%, 특히, 유해 블루라이트 파장 영역인 380 내지 460nm에서는 70%의 우수한 블루라이트 차단효과를 나타내는 것을 알 수 있다. 비교예 3을 통해 제조된 필름의 경우 블루라이트 차단율의 평균값은 우수하지만 제조된 필름이 노란색을 나타내기 때문에 디스플레이 기기에 적합하지 못할 뿐만 아니라, Haze가 높고, 유해 블루라이트 범위인 380에서 415nm의 파장범위까지는 개시된 실시예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름에 비해 블루라이트 차단율이 낮은 것을 알 수 있다.
또한, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름과 비교예 3의 필름에 블루레이저(395 내지 415nm)를 조사하고 블루라이트 차단효과를 촬영하여 아래 도 3에 나타내었다.
아래 도 3에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 블루라이트 차단용 필름은 비교예 3의 필름에 비해 블루라이트 차단효과가 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 블루라이트 차단용 필름은 블루라이트 차단 효과가 우수할 뿐만 아니라, 우수한 광 투과율을 나타내며, 염소계 성분이 함유되지 않아 친환경적인 효과를 나타낸다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부 및 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치 7 내지 15 중량부로 이루어지고,
    상기 블루라이트 흡수제가 함유된 마스터배치는 폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부, 블루라이트 흡수제 5 내지 20 중량부, 산화방지제 0.2 내지 2 중량부, 활제 0.1 내지 2 중량부 및 산화은을 포함하는 회색안료 3 내지 10 중량부로 이루어지며,
    상기 블루라이트 흡수제는 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 또는 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단용 필름.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 산화방지제는 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-허드록시페닐)프로피로네이트 또는 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단용 필름.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 산화방지제에는 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단용 필름.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 활제는 아미드계 또는 포스페이트계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단용 필름.
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