KR102097604B1 - 곡면부에 대한 접착성이 우수한 데코레이션 필름 - Google Patents

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이지혜
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Abstract

본 발명은 기재 필름 없이 인쇄층을 포함하는 필름의 본체가 직접 접착 대상물 상에 부착되고, 필름 최상층에 보호층이 배치된 구조의 데코레이션 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 필름 내에 기재 필름층이 형성되어 있지 않아 유연성이 향상되며, 곡면부에 대한 접촉성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

곡면부에 대한 접착성이 우수한 데코레이션 필름{DECORATION FILM WITH EXCELLENT ADHESION TO CURVED SURFACE}
본 발명은 인쇄 가능하며, 곡면부 접착성이 우수한 데코레이션 필름에 관한 것이다.
일반적으로 카메라, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC 등 전자기기의 외면에 인쇄나 UV 몰딩 패턴을 부여하여 외장을 형성하고 충격 시 유리의 비산을 방지하기 위한 목적으로 데코레이션 필름이 사용되고 있다.
소비자들은 디스플레이의 용도에 따른 디자인을 중시하기 때문에 다양한 디자인의 디스플레이가 개발되고 있으며, 금속재료를 이용한 디자인이 각광받고 있으나, 금속재료는 무거운 중량감 및 제작비용 증가와 같은 단점을 갖는다.
이를 보완하기 위하여, 금속재료 대신 강화유리를 사용한 디스플레이가 개발되고 있으며, 최근 상기와 같은 휴대용 전자제품에 2D 또는 3D 곡면으로 형상화된 강화유리가 적용되면서 강화유리의 이면에 사용되는 비산 방지 필름에 UV 패터닝이나 인쇄를 하여 곡면 형상화된 강화유리에 합지하는 데코레이션 필름의 사용이 증가하고 있다.
한국등록특허 제 10-0773456호와 같이, 일반적으로 데코레이션 필름은 투명한 PET필름을 기재필름으로 하여 그 일면에 점착층 및 이형필름층이 형성되고, 그 반대면에 데코레이션을 위한 코팅층이 형성되는 구조이다.
일반적으로 상기 기재 필름은 PET 등을 소재로 하는데, PET 소재의 탄성으로 인하여 곡률반경이 작은 곡면 디자인을 갖는 제품에 적용할 경우 들뜸 현상이 발생할 수 있으며, 반복 굽힘 환경에서 기재필름이 파손될 수 있다는 문제가 있다.
한국등록특허 제 10-0773456호
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 곡면부 접착성이 우수하고, 반복 굽힘에도 내구성이 우수한 데코레이션 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 데코레이션 필름은 이형필름층; 점착층; 인쇄층; 소정의 패턴이 형성되어 있는 UV 패턴층; 증착층; 차광 물질을 포함하는 차폐 인쇄층; 및 보호코팅을 포함하는 보호층; 이 순차적층된 구조를 포함하며, 이형필름 제거시 인장강도가 3~10kgf/mm2일 수 있다.
상기 보호층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함한다.
상기 보호층의 두께는 0.5 내지 50㎛일 수 있다.
상기 점착제층은 아크릴계 수지를 포함할 수 있다.
상기 데코레이션 필름은 이형필름 제거시 신율이 20 내지 40%일 수 있다.
본 발명은 앞서 설명한 데코레이션 필름이 합지된 디스플레이 장치를 제공한다.
구체적으로, 상기 디스플레이 장치는,
엣지부가 곡면인 형상을 포함하는 디스플레이 장치의 후면 커버재; 및
상기 후면 커버재의 일면 또는 양면에 형성된 데코레이션 필름을 포함하며,
상기 데코레이션 필름은, 점착층; 인쇄층; 소정의 패턴이 형성되어 있는 UV 패턴층; 증착층; 차광 물질을 포함하는 차폐 인쇄층; 및 보호층;이 순차적층된 구조를 포함하며,
상기 데코레이션 필름은 점착층이 상기 후면 커버재와 접하도록 부착된 구조이다.
본 발명에 따른 데코레이션 필름은 인쇄층 등의 지지를 위한 PET 소재의 기재 필름이 사용되지 않고, 인쇄층 상에 보호층이 형성됨으로써, 곡면에 대한 접착성이 향상되고 반복 굽힘에서 내구성이 우수한 데코레이션 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데코레이션 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데코레이션 필름의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)"에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데코레이션 필름의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데코레이션 필름의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 상기 데코레이션 필름(100)은 이형필름층(110); 점착층(120); 인쇄층(130); 소정의 패턴이 형성되어 있는 UV 패턴층(140); 증착층(150); 차광 물질을 포함하는 차폐 인쇄층(160); 및 보호코팅을 포함하는 보호층(170); 이 순차적층된 구조를 포함한다.
상기 데코레이션 필름에서, 이형 필름 제거시 인장강도는 ASTM D 638에 따라 측정시 3~10 kgf/mm2일 수 있다. 즉 본 발명에 따른 데코레이션 필름의 인장강도는 종래의 PET를 사용한 데코레이션 필름의 인장강도(15~40kgf/mm2)보다 낮기 때문에, 곡면부 부착에도 들뜸이 발생하지 않는다. 데코레이션 필름의 인장강도가 3 kgf/mm2 미만일 경우 필름이 부서지기 쉬우며, 15 kgf/mm2 를 초과할 경우 탄성으로 인하여 곡면부 접착 부분에 들뜸이 발생할 수 있다.
또한, 이형필름 제거시 상기 데코레이션 필름의 신율은 ASTM D 638에 따라 측정시 20 내지 40%일 수 있다. 신율이 20% 미만일 경우 필름이 부서지기 쉽고, 40%를 초과할 경우 곡면부 접착 부분에 들뜸이 발생할 수 있다.
종래의 데코레이션 필름은 점착층과 인쇄층 사이에 인쇄층 등의 지지를 위한 기재 필름이 적층되었다. 이러한 기재 필름은 주로 PET 등을 기본 소재로 하는데, 기재 필름으로 인하여 데코레이션 필름의 유연성이 감소하여 곡률반경이 작은 접착 대상물에 대하여 접착력이 감소하여 데코레이션 필름이 접착 대상물로부터 들뜨는 현상이 발생하였다.
이에 비해 본 발명에 따른 데코레이션 필름은 기재 필름 없이 인쇄층을 포함하는 필름의 본체가 직접 접착 대상물 상에 부착되고, 필름 최상층에 보호층을 배치한 구조이다. 본 발명에 따른 데코레이션 필름은 이형필름 제거시 낮은 인장강도 및 신율을 나타내므로, 곡면에 대한 접착성이 우수하고 반복 굽힘에도 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
또한 상기 보호층은 보호코팅을 포함하는바, 보호코팅을 구성하는 조성물에 포함된 첨가제의 양을 요구되는 필름의 물성에 따라 자유롭게 조절할 수 있다.
상기 이형필름층(110)은 점착층(120)의 일면에 형성되어 점착층(120)을 보호하는 역할을 한다. 상기 이형필름(110)은 PET 필름 등 다양한 필름을 이용할 수 있으며, 이형을 더욱 쉽게 할 수 있도록 이형력이 1~50 gf/inch일 수 있고, 구체적으로 5~20 gf/inch일 수 있으며, 두께는 20~200 ㎛, 더욱 구체적으로 50 내지 100㎛일 수 있다.
본 발명의 이형필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트 및/또는 폴리프로필렌나트탈레이트 등의 폴리에스테르필름으로 형성 가능하다.
상기 점착층(120)은, 광학적으로 투명한 접착 소재로 형성된 광학 투명 접착제(Optical clear adhesive, OCA) 층이다. 상기 점착층은 층간 계면 점착성을 유지하되, 계면에 형성될 수 있는 공기층을 제거하고, 테코레이션 필름의 시인성을 유지한다. 상기 점착층은 예컨대, 데코리에션 필름과 유리로 형성된 모바일 디스플레이의 후면 커버 사이의 부착을 위해 적용된다.
상기 점착층(120)은 고분자 수지 및 경화제를 포함할 수 있다. 상기 고분자 수지는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 알키드 수지 및 아미노 수지를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함한다. 상기 고분자 수지는 단독으로 이용할 수 있으며, 혹은 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도 광학 특성, 내후성, 기재와의 밀착성 등이 우수한 아크릴계 수지가 가장 바람직하다. 이 때 아크릴계 수지의 굴절률은 1.40 내지 1.60일 수 있고, 더욱 구체적으로는 1.45~1.50일 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 아크릴 단량체 및 카르복실기 함유 불포화 단량체가 각각 1종 이상 중합되어 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴 단량체는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)메틸에테르(메트)아크릴레이트,테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아크릴 단량체는 메틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 또는 이의 혼합물을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 카복실기 함유 불포화 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메트)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메트)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메트)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 및 말레산 무수물을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 카르복실기 함유 불포화 단량체는 메타크릴산 또는 아크릴산 단량체일 수 있다.
이하, 본 발명의 점착층(120)의 수지 조성물을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 점착층(120)을 구성하는 점착성 수지는 통상적인 점착제의 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 점착성 수지는 모노머들의 중합에 의하여 형성되는 것이 일반적이다. 구체적으로, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머와 광개시제 및 첨가제를 혼합하고, 필요에 따라 충진제를 첨가한 후 이를 중합하여 제조할 수 있다. 점착제 조성물의 제조과정에서 중합개시제 및 가교제 등을 첨가할 수 있음은 물론이다. 바람직하게는, 상기 충진제 및 기타 첨가제가 점착제 조성물에 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위하여, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머를 먼저 예비 중합하여 시럽 상태로 만든 후, 여기에 상기 충진제 및 기타 첨가제 등을 첨가하고 균일하게 교반한 후 중합을 실시한다.
또한 본 발명에 따른 점착제 조성물은 경화 단계를 거칠 수 있으며, 경화 방법으로는 열 경화 또는 광 경화방법이 가능하나, 열경화가 더욱 바람직하다.
본 발명의 점착층 조성물은 상기와 같은 단량체와 함께 광개시제를 포함할 수 있다. 이와 같은 광개시제는 점착층 제조 과정에서 자외선 등의 조사에 의해 반응하여 점착제 조성물의 경화 반응을 개시시키는 역할을 한다.
발명에서 사용할 수 있는 광개시제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 그 예로 α-히드록시케톤계 화학물, 페닐글리옥실레이트계 화합물, 벤질디메틸케탈계 화합물, α-아미노케톤계 화합물 등을 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 광개시제의 중량비율은 0.01 내지 10, 구체적으로 0.01 내지 5일수 있다. 개시제의 중량 비율을 상기 범위로 조절함으로써 우수한 물성 및 생산성을 확보할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 필요에 따라 실란커플링제를 더 포함할 수도 있다. 실란커플링제는 점착제 조성물로부터 제조된 점착 필름의 점착력을 높일 수 있다. 실란커플링제는 당업자에게 알려진 통상의 점착제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 실란커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란 화합물 비닐트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기 함유 실란 화합물 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노기 함유 실란 화합물 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 등의 메르캅토기 함유 실란 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
발명의 점착제 조성물은 점착제 조성물에 포함되는 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 소포제, 레벨링제, 대전방지제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 첨가제는 (메트)아크릴계 공중합체와 (메트)아크릴계 단량체의 혼합물 100중량부에 대해 0.0001중량부 내지 5중량부, 구체적으로 0.001중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착제 조성물로 제조된 점착필름은 접착력이 좋을 수 있다
상기 점착층(120)은, 유리 파손시 유리의 비산을 방지하기 위해, 유리에 대해 10 N/inch 이상의 접착력을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층은 유리에 대해 10 내지 20 N/inch의 접착력을 가질 수 있다. 점착층의 접착력이 상기 범위 내일 때, 충분한 비산방지 효과 및 공정 불량 시 유리의 재활용을 위한 리워크 공정이 용이한 장점이 있다.
상기 점착층(120)은 5 내지 50㎛의 두께의 범위일 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층(120)은 10 내지 30㎛, 더욱 구체적으로 10 내지 20㎛, 또는 10 내지 15㎛의 두께를 가질 수 있다. 점착층의 두께가 상기 범위 내일 경우, 눌림에 의한 불량 발생이 방지되고 점착층의 접착력이 적절하게 유지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 데코레이션 필름에서 인쇄층(130)은, 표면에 인쇄가 가능한 층으로서 바탕이 되는 다양한 색상을 갖는 문자, 문양등을 표현하기 위한 것이며, 사용자의 기호에 따라 패턴, 다양한 색상, 문양 등을 원하는 형태로 자유롭게 나타낼 수 있다.
이러한 잉크, 염료 및 안료 등을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 염료 및 안료에는 SiO2, Nb2O5, Ta2O5, BST{(Ba,Sr)TiO3}, PZT{Pb(Zr,Ti)O3}, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, In, TiO2, Ti3O5, 알루미네이트, 및 실리케이트를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 인쇄층은 우수한 기판과의 접착력, 내열성, 내구성(고온, 고압, 고습) 및 하부막 보호 특성을 나타내고 고온 처리 후에도 높은 투과율 유지할 수 있다.
인쇄층(130)의 두께는 5 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 20 ㎛일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 내지 15㎛일 수 있다.
하나의 예에서, UV 패턴층(140)은 색상의 입체감을 나타내기 위한 복수 개의 패턴이 형성된 층으로, 인쇄층(130) 및 증착층(150)을 사이에 두고, 배치된다.
상기 UV 패턴층(140)은 광경화성 수지, 희석제, 광개시제 및 각종 첨가제 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 패턴층(140)에 사용되는 첨가제 중 광경화성 수지(올리고머)는 수지 물성을 좌우하는 중요 성분으로 중합 반응에 의해 고분자 결합을 형성하여 경화 피막을 이룰 수 있다. 상기 광경화성 수지는 골격 분자의 구조에 따라 폴리에스테르계, 에폭시계, 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리아크릴계 등의 아크레이트로 분류할 수 있으며, 우레탄 아크릴레이트가 가장 바람직하다. 또 한 예로, 상기 UV 패턴층에 사용되는 첨가제 중 희석제(모노머)는 상기 반응성 올리고머의 가교제, 희석제로서의 역할을 하며, 중합하여 경화 피막을 형성시킬 수 있다. 또 한 예로, UV 패턴층(140)에 사용되는 첨가제 중 광중합 개시제는 UV 경화 수지의 가장 기본이 되는 원재료로써, 상기 광중합 개시제는 자외선을 흡수하여 라디칼 혹은 양이온을 생성시켜 중합을 개시시키는 역할을 하며 단독 혹은 2~3 종류를 섞은 물질을 첨가하여 사용할 수 있다. 또 한 예로, 상기 UV 패턴층에 사용되는 기타 첨가제 등으로 용도에 따라 광증감제, 착색제, 증점제, 중합 금지제 등이 첨가될 수 있다.
상기 UV 패턴층(140)의 두께는 5 내지 30 ㎛, 구체적으로는 10 내지 20 ㎛, 또는 10 내지 15㎛ 일 수 있다.
하나의 예에서, 상기 증착층(150)은 필요한 광택, 색상을 구현하고, UV 패턴층에 형성된 패턴을 유지하기 위한 것이다. 상기 증착층(150)은 필요한 광택 및 색상을 구형하기 위해 필요한 재료를 증착시켜 형성되는 것으로, 예를 들어 상기 재료가 금속인 경우 금속성 광택을 갖도록 함으로써 굴곡된 빛을 산란시켜 반짝이는 패턴을 구현할 수 있게 된다.
상기 증착층(150)의 두께는 0.01 내지 1㎛의 두께일 수 있으며, 상기 범위 내일 때에 부착성이 저하되지 않으면서 적정 수준의 금속 광택을 얻을 수 있다.
하나의 예에서, 상기 차폐 인쇄층(160)은 증착층의 상부에 형성되며, 차광 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 차광 물질은 유색 안료 또는 염료가 바람직하다. 차폐 인쇄층은 빛샘 현상 등을 방지하고 광을 공급할 경우에만 증착층에 의한 광투과 효과가 발현되게 하여 심미성 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한 차폐 인쇄층을 구성하는 조성물에는 차광 물질 외에 바인더 및 경화제가 더 포함될 수 있다.
상기 차폐 인쇄층의 두께는 5 내지 30 ㎛, 구체적으로는 10 내지 20 ㎛, 또는 10 내지 15㎛ 일 수 있다.
하나의 예에서, 차폐 인쇄층(160)의 상부에는 보호층이 형성된다. 보호층은 외부의 물리적인 충격에 의해 인쇄층 및 증착층 등이 손상되는 것을 방지하며, 데코레이션 필름의 유연성을 향상시켜 곡면에 대한 접착성을 향상시킨다.
본 발명의 보호층(170)은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 이의 혼합물을 포함하는 1종일 수 있다.
우레탄 아크릴레이트는 우레탄 단위와 아크릴계 단위를 포함하는 수지로, 폴리우레탄 수지에 아크릴계 단량체 성분을 추가로 공중합하여 제조될 수 있다. 상기한 바와 같은 폴리우레탄 아크릴계 수지의 경우, 내용제성 및 투명도가 보다 향상될 수 있다.
여기서, 사용 가능한 상기 아크릴계 단량체는, 예를 들면, 알킬 (메트)아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 카르보닐기를 포함한 알킬 (메트)아크릴산, 알킬 아크릴산, 술폰산염을 포함한 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 이때, 상기 술폰산염을 포함한 아크릴레이트는 예를 들면, 소듐 2-메틸-2-프로펜-1-술폰산염을 포함하는 아크릴레이트, 소듐 아릴술폰산염을 포함하는 아크릴레이트, 2-프로펜-1-술폰산염을 포함하는 아크릴레이트 등일 수 있다.
또한, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는, 필요에 따라, 아크릴 단량체 성분에 추가하여 다른 단량체를 공중합시켜도 된다. 이때, 상기 다른 단량체로는 (메타)아크릴로 니트릴 등과 같은 불포화 니트릴류; (메트)아크릴 이미드 등과 같은 불포화아미드류; 에틸렌, 프로필렌 등과 같은 올레핀류; 할로겐화된 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 β-불포화 지방족 단량체; 스티렌, 메틸스티렌 등과 같은 β-불포화 방향족 단량체 등이 사용될 수 있으며. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다
한편, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 폴레우레탄 수지 및 아크릴계 단량체의 중량비가 1:9 내지 9:1 정도, 더 바람직하게는 2:8 내지 8:2 정도일 수 있다. 폴레우레탄 수지 및 아크릴계 단량체의 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 투명성 확보가 용이하고 및 코팅성이 우수하여 코팅층 형성이 용이한 장점이 있기 때문이다.
상기 우레탄 아크릴레이트 수지의 중량평균분자량은 5000 내지 30,000 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 10000 내지 20000일 수 있다. 중량평균분자량이 5000 미만이면 내찰상성등은 우수하나 경화 수축이 커지기 때문에, 코팅 후 주름이 발생할 수 있다. 중량평균분자량이 30,000을 초과한 우레탄아크릴레이트 수지를 사용하면 점도가 지나치게 증가하여 경화 후 끈적임(tack)이 발생할 수 있으며, 필름의 코팅 기능이 저하되고 내찰상성, 막강도등이 우수하지 못하다.
또한 상기 보호층은 가교될 수 있으며, 이 경우 보호층을 구성하는 조성물은 광개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 열 가교의 경우 증착층 및 인쇄층이 손상될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 광개시제는 벤조페논(benzophenone)계, 티옥산톤(thioxanthone)계, 알파 하이드록시 케톤(α-hydroxy ketone)계, 케톤(ketone)계, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 및 아크릴 포스파인 옥사이드(acyl phosphine oxide)계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한 보호층을 형성하는 조성물에는 반응성 희석제, 레벨링제, UV 안정제, 점착 부여제, 안정화제, 접착 촉진제, 표면 장력 변형제, 소포제, 유동성 변형제, 습윤제, 이온 강도 변형제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 목적에 따라 분자량 5000~ 10000의 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 추가할 수 있다.
상기 보호층을 구성하는 조성물은, 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 30 내지 80중량부, 바람직하게는 40 내지 70중량부, 더욱 바람직하게는 35 내지 65중량부를 포함할 수 있다. 반응성 희석제의 경우 20 내지 60중량부, 바람직하게는 30 내지 50중량부, 더욱 바람직하게는 35 내지 45중량부가 포함될 수 있다. 광 개시제의 경우 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 1 내지 4중량부가 포함될 수 있으며, 기타 첨가제는 0.5 내지 1중량부 포함될 수 있다.
상기 보호층의 두께는 평균 0.5 내지 50㎛일 수 있다. 구체적으로, 보호층의 두께는 10 내지 40㎛, 더욱 구체적으로는 20 내지 30㎛일 수 있다. 보호층의 두께가 0.5㎛미만일 경우 보호층이 지나치게 얇아져 비산방지기능 및 보호 기능이 감소하며, 보호층의 두께가 50㎛를 초과할 경우 보호층이 지나치게 두꺼워지므로 곡면에 대한 접착성이 감소할 수 있다.
한편 본 발명의 데코레이션 필름은 점착층, 인쇄층 및 보호층의 조성물 코팅시 작업성을 고려하여 희석 용매를 사용하는데, 사용되는 용매는 조성물의 용해가 가능한 것이어야 하며, 그 종류는 아세톤, 톨루엔, 자일렌, 에탄올, 이소부탄올, 이소프로판올, 사이클로헥사논, 메티에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸아세테이트 등이 있으나, 이들은 예시적인 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용매는 단독으로 사용되거나 혹은 2종 이상 혼합한 형태로 사용되기도 하며, 어떠한 방식을 사용해도 무방하다.
또한 본 발명은 데코레이션 필름의 제조방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데코레이션 필름의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 상기 데코레이션 필름의 제조방법은 베이스 필름의 일면에 인쇄층, UV 패턴층, 증착층, 차폐 인쇄층을 순차적으로 배치하는 단계(S10); 차폐 인쇄층 상부에 보호층을 형성하는 단계(S20); 상기 베이스 필름을 탈거하는 단계(S30); 및 점착층이 도포된 이형 필름을 인쇄층 하부에 합지하는 단계(S40); 를 포함한다.
구체적으로, 베이스 필름은 폴리카보네이트 또는 폴리에스테르 소재가 바람직하며, 상기 패턴 형성 패널에 물방울을 점적하였을 때 물방울과 패턴 형성 패널 사이의 접촉각은 30도 내지 90도가 바람직하다.
상기 베이스 필름의 일면에는 인쇄층이 형성되는데, 이 때 인쇄층의 인쇄는 디지털 인쇄, 그라비어 인쇄, 콤마 코팅법, 리버스 코팅법 등에 의해 이루어질 수 있으나 이들 방법에 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한 베이스 필름 상에는 테두리 부분에 샌딩 또는 헤어라인 등의 거친 표면을 형성함으로써 인쇄층 및 UV 패턴층과 베이스 필름 간의 밀착력을 향상시키며, 후공정시 인쇄층 및 UV 패턴층이 베이스 필름에서 이탈하는 것을 방지하고, 인쇄층 및 UV 패턴층의 수축을 방지할 수 있다.
상기 UV 패턴층의 경우 인쇄층 상부에 광경화성 수지, 희석제, 광개시제 및 각종 첨가제를 포함한 조성물을 도포 및 롤 압착한 후 패턴 형성 패널로 패턴을 형성한 뒤, UV를 조사하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 경화 이후 패턴 형성 패널은 제거된다. 상기 패턴 형성 패널은 폴리카보네이트 또는 폴리에스테르 소재가 바람직하며, 상기 패턴 형성 패널에 물방울을 점적하였을 때 물방울과 패턴 형성 패널 사이의 접촉각은 100도 이상이 바람직하다. 또한 패턴 형성 패널 사이의 마찰계수는 베이스 필름의 마찰계수보다 큰 것이 바람직한데, 이는 UV 패턴층을 용이하게 고착시키기 위함이다.
증착층은 UV 패턴층 상부에 증착 대상 재료를 증착하여 형성된다. 증착 대상 재료는 전술한 바와 같고, 증착 방법에 특별한 제한은 없으나 진공박막증착 방식이 바람직하다. 구체적으로, 상기 진공박막증착방식으로 스퍼터링, E-BEAM증착 방식이 사용될 수 있다. 이와 같이 증착층을 형성시킴으로써 UV 패턴층에 형성된 패턴이 증착 재료에 의해 메꿔지는 것을 방지하며, UV 패턴층의 휘도를 향상시킬 수 있다.
증착층의 상부에는 차광 물질을 포함하는 조성물을 인쇄함으로써 차폐 인쇄층이 형성될 수 있으며, 인쇄방법은 전술한 인쇄층의 인쇄 방법과 동일하다.
차폐 인쇄층의 상부에는 보호층이 형성될 수 있다. 보호층은 전술한 바와 같은 조성물을 도포하는 코팅 방법을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 보호층 형성시 코팅 방법을 사용함으로써 요구되는 물성에 따라 조성물에 첨가되는 첨가제의 양을 자유롭게 조절할 수 있다. 상기 코팅 방법으로 닙코팅, 바코팅, 그라비어코팅, 슬롯다이코팅, 나이프코팅 등 공지의 방법에서 적절한 것을 선택할 수 있다.
또한 보호층을 구성하는 수지를 가교할 경우, 광가교 광량은 300~2000mJ/cm2이 바람직하며, 500~1000mJ/cm2가 더욱 바람직하다.
베이스 필름 상에 인쇄층, UV 패턴층, 증착층, 차폐 인쇄층 및 보호층이 순차적으로 배치되면, 베이스 필름을 탈거 후 점착층이 도포된 이형필름을 합지하여, 인쇄층의 하부에 점착을 형성시킬 수 있다. 상기 점착층은 전술한 아크릴계 수지를 포함하며, 이형필름에 도포 후 경화될 수 있는데, 열경화 및 광경화가 모두 가능하나, 경화 효율 및 비용 감소 측면에서 열경화가 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 데코레이션 필름이 부착된 기재를 제공하며, 상기 기재로는 글래스 커버 등이 있다. 글래스 커버는 데코레이션 필름을 매개하며, 전술한 데코레이션 필름에서 이형필름을 제거한 후 글래스 커버의 일면에 부착함으로써 제조될 수 있다. 데코레이션 필름은 이형필름 및 점착층을 구비하고 있어, 이형필름 제거 후 글래스 커버에 데코레이션 필름을 접착할 수 있다. 이 때 데코레이션 필름은 접착하고자 하는 대상 기재 형상에 맞게 재단될 수 있다. 본 발명에 따른 데코레이션 필름은 PET 등으로 이루어진 베이스 필름을 포함하고 있지 않으므로 유연성이 향상되며, 곡률반경이 작은 기재 상에 부착되어도 데코레이션 필름이 들뜨지 않는다.
구체적으로, 상기 디스플레이 장치는,
엣지부가 곡면인 형상을 포함하는 디스플레이 장치의 후면 커버재; 및
상기 후면 커버재의 일면 또는 양면에 형성된 데코레이션 필름을 포함하며,
상기 데코레이션 필름은, 점착층; 인쇄층; 소정의 패턴이 형성되어 있는 UV 패턴층; 증착층; 차광 물질을 포함하는 차폐 인쇄층; 및 보호층;이 순차적층된 구조를 포함하며,
상기 데코레이션 필름은 점착층이 상기 후면 커버재와 접하도록 부착된 구조이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다
[실시예]
베이스 필름으로서 PET 필름에 유색 안료를 인쇄한 후, PET 재질의 패턴 형성 패널 사이에 광경화성 수지로서 우레탄계 수지를 도포 및 압착하였다. 상기 우레탄계 수지에 UV를 조사하여 경화시킨 후 티타늄을 표면에 증착하여 증착층을 형성하였다. 증착층의 상부에 유색 안료를 인쇄하여 차폐 인쇄층을 배치하였다.
마지막으로 차폐 인쇄층의 상부에 분자량 20000의 우레탄 아크릴레이트 올리고머 65중량부(우레탄 단량체와 아크릴레이트 단량체의 중량비는 65:35), 반응성 희석제 34.5중량부, 개시제 1 중량부, 첨가제 0.5중량부를 포함하는 조성물을 건조 후의 두께가 20㎛가 되도록 도포하여 보호층을 형성하였다.
다음으로, 베이스 필름을 탈거한 후 인쇄층의 하부에 아크릴계 점착 수지가 15㎛ 두께로 도포된 PET 재질의 이형 필름을 부착하여 데코레이션 필름을 제작하였다. 이 때 아크릴계 점착 수지는 인쇄층의 하부에 부착되었다.
[비교예 1]
50㎛ 두께의 PET 소재로 이루어진 기재 필름 상에 실시예와 동일한 인쇄층, UV 패턴층, 증착층 및 차폐 인쇄층을 차례로 적층하고, 그 반대면에 점착층 및 이형필름층을 배치하여 데코레이션 필름을 제작하였다.
[비교예 2]
차폐 인쇄층의 상부에 보호층을 형성하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 PET 기재 필름이 없는 데코레이션 필름을 제작하였다.
[실험예 1]
이형필름 제거 후, ASTM-D638에 따라 실시예 및 비교예에 따른 데코레이션 필름의 인장 강도 및 신율을 측정하고 그 결과를 표 1에 도시하였다. 구체적으로, INSTRON사의 UTM을 사용하여 측정하며, 시편은 dog bone 형태로 만들어서 측정하였으며, 시편의 크기는 10mm x 50mm, 측정 속도는 300mm/min이었다.
실시예 비교예 1 비교예 2
인장강도(kgf/mm2) 8 18 1.5
신율(%) 34 98 8
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예와 같이 인쇄층의 하부에 기재 필름이 배치되지 않고 최상층에 보호층이 형성된 형태의 데코레이션 필름은 PET 소재의 기재필름을 사용한 비교예 1에 비해 인장 강도 및 신율이 낮으므로, 유연성이 향상됨을 알 수 있다. 또한 보호층을 형성하지 않은 비교예 2의 경우 인장 강도 및 신율이 지나치게 낮으므로, 필름으로 사용하기에 부적합하였다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 데코레이션 필름
110: 이형 필름
120: 점착층
130: 인쇄층
140: UV 패턴층
150: 증착층
160: 차폐 인쇄층
170: 보호층

Claims (6)

  1. 20 내지 200㎛ 두께의 이형필름층;
    5 내지 50㎛ 두께의 점착층;
    5 내지 50㎛ 두께의 인쇄층;
    소정의 패턴이 형성되어 있는 5 내지 30㎛ 두께의 UV 패턴층;
    0.01 내지 1㎛ 두께의 증착층;
    차광 물질을 포함하는 5 내지 30㎛ 두께의 차폐 인쇄층; 및
    보호코팅을 포함하는 0.5 내지 50㎛ 두께의 보호층; 이 순차적층된 구조를 포함하며,
    상기 보호층을 구성하는 조성물은 우레탄아크릴레이트 올리고머 35 내지 65 중량부, 반응성 희석제 35 내지 45중량부, 광 개시제 1 내지 4중량부를 포함하고,
    이형필름 제거시 인장강도가 3~10kgf/mm2이고, 신율이 20 내지 40%이며,
    기재 필름을 포함하지 않는 데코레이션 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 점착층은 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코레이션 필름.
  6. 엣지부가 곡면인 형상을 포함하는 디스플레이 장치의 후면 커버재; 및
    상기 후면 커버재의 일면 또는 양면에 형성된 데코레이션 필름을 포함하며,
    상기 데코레이션 필름은 점착층이 상기 후면 커버재와 접하도록 부착된 구조이며,
    상기 데코레이션 필름은 제1항에 따른 것인 디스플레이 장치.

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