KR102265294B1

KR102265294B1 - 하드코팅 필름의 제조방법

Info

Publication number: KR102265294B1
Application number: KR1020190096612A
Authority: KR
Inventors: 정용철; 김도관; 김강한
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-06-16
Also published as: KR20210017410A

Abstract

본 발명은 기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계; 및 상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 또는 습윤 처리를 수행하는 후 처리 단계; 를 포함하는 하드코팅 필름의 제조방법을 제공한다. 본 발명에서는 수 초의 광경화 공정 이후에 가열 처리 또는 습윤 처리와 같은 후 처리 공정을 진행하여 하드코팅 필름을 제조하고, 상기 후처리 공정을 진행하여 제조한 하드코팅 필름의 후 처리 과정을 거치지 않은 하드코팅 필름에 비하여 표면의 경도등의 물리적 특성 및 황색지수, 투과도와 같은 광학적 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

하드코팅 필름의 제조방법{Manufacturing method of hard coating film}

본 발명은 하드코팅 필름의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 광경화성 하드코팅 필름의 광경화 공정을 진행한 후, 고온 또는 고습의 조건으로 후 처리 과정을 진행하여 기계적, 광학적 물성이 개선된 하드코팅 필름의 제조방법에 관한 것이다.

커버윈도우는 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 보호하는 역할을 한다. 따라서, 상기 커버윈도우를 제조하기 위한 하드코팅 필름은 스크래치를 방지하기 위한 고경도의 기계적인 특성이 요구되고 있다. 특히, 디스플레이가 고화질로 발전하고 있어, 화질을 훼손하지 않는 우수한 광학적 특성을 가지는 하드코팅 필름이 요구 되고 있다.

종래 하드코팅 필름에 사용되던 유리기판은 고경도와 고강도 특성을 가지고 있으나, 내 충격성이 약해 쉽게 파손된다는 문제가 있었고, 이를 대신하여 투명 필름들이 도입되고 있다.

상기 투명 필름들로는 열경화성 또는 열가소성 특성을 보이는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스타이렌(polystyrene) 등이 사용되고 있다. 이 중에서도 주로 사용되고 있는 투명 플라스틱은 폴리카보네이트로, 광투과율이 90% 정도이고, 내 충격성이 높으며, 굴절률이 1.58로 높아 유리의 굴절률(1.50~1.52)과 비교해도 높은 수치를 보이기 때문에 렌즈 등의 광학적 용도에 있어 유리 대용품으로 많이 사용되고 있다.

상기 열경화성 또는 열가소성 중합체들은 투명성과 내충격성은 우수하나 유리소재에 비하여 내스크레치성 및 내약품성이 부족하여 이를 개선하기 위해 물리적 강도가 우수하고 투명한 소재들로 코팅하는 기술을 사용하고 있다.

코팅제로는 열경화 또는 광경화 타입이 있고, 유기 코팅제와 무기 코팅제로 나눌 수 있다. 유기 코팅제로서는 멜라민, 아크릴 및 우레탄 등이 사용되고 있다. 반면에 무기 코팅제는 실리콘계가 주를 이루고 있다. 졸-겔(sol-gel)법을 이용해 실리콘계 무기물에 유기 실란 커플링제를 반응시켜 얻어진 유-무기 하이브리드 코팅제도 연구되고 있다. 졸-겔법을 이용하면 무기계 전구체에 유기물을 첨가하여 반응시킴으로써 무기물과 유기물의 중간 성격을 갖는 유-무기 하이브리드 코팅제를 제조할 수 있다.

열경화 코팅제의 경우 주로 실리콘계 재료가 사용되고 있지만 고온 처리가 필수적이기 때문에 플라스틱 재료는 적합하지 않다. 광경화의 경우에는 열을 직접적으로 가하지 않기 때문에 열가소성 플라스틱, 목재, 종이 등의 고온 열경화가 곤란한 기재의 코팅이 가능하다. 또한, 필요한 부분에만 에너지 투입이 가능하므로 에너지 절감이 용이하다.

일반적으로 사용하는 광경화형 코팅제는 아크릴 중합체, 우레탄 중합체, 에폭시 중합체, 규소 중합체 등이 있으며 이들에 광개시제 및 첨가제 등을 부가한 뒤 광 조사에 의해 경화시킴으로써 코팅하게 된다. 광경화 코팅제는 라디칼 중합계 및 양이온 중합계로 나누어 질 수 있다.

상기 투명 필름 및 광경화 코팅제를 이용하여 제조한 하드코팅 필름, 특히 롤 투 롤 공정과 같은 짧은 시간 동안 광경화 반응이 진행되어 제조된 하드코팅 필름의 기계적 물성, 또는 광학적 물성을 개선시킬 수 있는 제조 방법이 필요한 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는, 하드코팅 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법으로 제조된 하드코팅 필름을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 하드코팅 필름을 구비한 커버 윈도우 및 화상표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계; 및 상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 또는 습윤 처리를 수행하는 후 처리 단계; 를 포함하는 하드코팅 필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 단계에서, 상기 가열 처리는 40 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 단계에서, 상기 습윤 처리는 5 % 내지 100 %의 습도에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 단계에서, 상기 습윤 처리는 55 % 내지 100 %의 습도에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 폴리에틸렌테레 프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET), 폴리카르보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리이미드 (polyimide; PI) 또는 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES) 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판의 두께는 50 μm 내지 180 μm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 조성물은 광경화성 수지 및 광개시제를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광경화성 수지는 유기실록산을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광개시제는 다이아릴이오도늄 헥사플루오로포스페이트 염(diaryl iodonium hexafluorophosphate salt), 다이아조늄 헥사플루오로포스페이트 염(diazonium hexafluorophosphate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트 염(triarylsulfonium hexafluorophosphate salt), 다이아릴이오도늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diaryl iodonium hexafluoroantimonate salt), 다이아조늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diazonium hexafluoroantimonate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 염(triarylsulfonium hexafluoroantimonate salt) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 조성물은 계면활성제, 황변 방지제, 희석제, 소포제, 분산제, 증점제, 습윤제, 레벨링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 희석제는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 톨루엔, 벤젠, 크실렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅층을 형성하는 단계는, 딥코팅, 플로우 코팅, 스핀코팅, 롤코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 바 코팅 중 적어도 어느 한 방법으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅층을 형성하는 단계에서, 형성되는 코팅층의 두께는 10 μm 내지 100 μm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅층을 형성하는 단계 및 광경화 하는 단계 사이에, 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 제조방법을 이용하여 제조된 하드코팅 필름을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 필름의 연필 경도는 5 H 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 필름의 강성은 500 MPa 내지 3000 MPa일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 하드코팅 필름이 포함된 커버 윈도우를 제공한다.

본 발명의 일 양태는 상기 커버 윈도우가 포함된 화상표시 장치를 제공한다.

본 발명에서는 수 초의 광경화 공정 이후에 가열 처리 또는 습윤 처리와 같은 후 처리 공정을 진행하여 하드코팅 필름을 제조한다. 상기 후 처리 공정을 진행하여 제조한 하드코팅 필름은 후 처리 과정을 거치지 않은 하드코팅 필름에 비하여 표면의 경도등의 물리적 특성 및 황색지수, 투과도와 같은 광학적 특성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드코팅 필름의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드코팅 필름의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 황색지수를 나타낸 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 파장에 따른 투과도를 나타낸 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 표면 경도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 에폭시 변환률을 나타낸 그래프이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드코팅 필름의 제조방법의 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하드코팅 필름의 제조방법은 기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계(S10); 상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계(S20); 및 상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 또는 습윤 처리를 수행하는 후 처리 단계(S30); 를 포함한다.

먼저, 본 발명의 하드코팅 필름의 제조방법은 기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계(S10)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 폴리에틸렌테레 프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET), 폴리카르보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리이미드 (polyimide; PI) 또는 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES) 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 종래 하드코팅 필름에 사용되던 유리기판과 비교하여, 내 충격성은 높으나, 광투과율 및 굴절율이 높아, 커버 윈도우에 사용되는 하드코팅 필름의 제조에 적합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판의 두께는 50 μm 내지 180 μm, 예를 들면, 100 μm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광경화성 수지는 빛 조사에 의해 경화되어 필름을 형성하는 기능을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광경화성 수지는 유기실록산을 포함할 수 있고, 예를 들면, 상기 광경화성 수지는 실세스퀴옥산일 수 있으며, 상기 실세스퀴옥산은 일반적으로 알콕시 또는 클로로 실란의 가수분해 축합법을 통해 3차원 네트워크 구조를 형성함으로써 합성 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 실세스퀴옥산은 유-무기 하이브리드 소재로, 무기영역인Si-O-Si 결합특성으로 인해 열적, 기계적 특성이 우수하며, 유기 관능기로 다양한 요구특성을 만족시킬 수 있고, 본 발명의 광경화성 수지로 이용 가능하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 개시제는 양이온 개시제, 라디칼 개시제 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 양이온 개시제는 광의 인가나 조사에 의하여 양이온 반응을 개시시킬 수 있는 것일 수 있고, 예를 들면, 활성 에너지선의 조사에 의하여 양이온 반응을 개시시킬 수 있다. 구체적인 예를 들면, 상기 양이온 개시제는 오늄염(onium slat)계, 유기 금속염(organometallic salt)계, 다이아조늄염(diazonium salt)계 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있으며, 상기 양이온 개시제는 유기 실란계, 잠재성 황산계 및 그 외의 비 이온화 화합물 등과 같은 비 이온화 양이온 개시제를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 라디칼 개시제는 열, 광, 또는 레독스 반응에 의해 라디칼을 발생시키는 화합물로, 예를 들어, 벤조인계, 히드록시케톤 화합물, 아미노케톤 화합물 또는 포스핀 옥시드 화합물일 수 있다. 보다 구체적으로는 벤젤, 벤조페논, 벤질디메틸케탈, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 히드록시알킬페논, 히드록시케톤, 아미노알킬페논, 아실포스핀옥시드, 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 광개시제는 다이아릴이오도늄 헥사플루오로포스페이트 염(diaryl iodonium hexafluorophosphate salt), 다이아조늄 헥사플루오로포스페이트 염(diazonium hexafluorophosphate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트 염(triarylsulfonium hexafluorophosphate salt), 다이아릴이오도늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diaryl iodonium hexafluoroantimonate salt), 다이아조늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diazonium hexafluoroantimonate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 염(triarylsulfonium hexafluoroantimonate salt) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 트라이아릴설포니움 헥사 플로로안티모네이트 염일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 조성물은 계면활성제, 황변 방지제, 희석제, 소포제, 분산제, 증점제, 습윤제, 레벨링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 예를 들면, 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 희석제는 수지 조성물의 농도와 점도 또는 생성된 필름의 두께를 조절하기 위하여 사용 될 수 있으며, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 톨루엔, 벤젠, 크실렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함 할 수 있고, 이때, 상기 희석제는 코팅 방법 또는 목적하는 필름의 두께에 의존하여 적절히 선택 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 조성물은 광경화성 수지, 광개시제 및 희석제를 혼합하여 제조할 수 있다.

예를 들면, 광경화성 수지, 광개시제 및 희석제는 70: 24: 6의 비율로 혼합될 수 있으며, 다만, 상기 비율은 필요에 따라 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅층을 형성하는 단계(S10)는, 딥코팅, 플로우 코팅, 스핀코팅, 롤코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅 중 적어도 어느 한 방법, 예를 들면 바 코팅의 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에서, 형성되는 코팅층의 두께는 10 μm 내지 100 μm, 예를 들면, 50 μm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 형성되는 코팅층의 두께는 상기 희석액의 비율에 따라 조절될 수 있고, 상기 공지된 코팅 방법에 따라 코팅되는 시간, 상기 하드코팅 조성물의 양에 의하여 조절될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅층이 형성되는 단계(S10) 및 하기 광경화하는 단계(S20) 사이에, 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 건조하는 단계는 하드코팅 조성물내의 용매를 완전히 제거하여, 광경화를 원활히 진행하기 위하여 수행하는 것으로, 40 ℃ 내지 80 ℃, 예를 들면 80 ℃의 온도에서 1분 내지 10분, 예를 들면, 5분 동안 건조하여 수행될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 하드코팅 필름의 제조방법은 상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계(S20)를 포함한다.

상기 광경화 하는 단계(S20)은 UV를 조사하여 수행할 수 있고, 예를 들면, UV 경화기를 통하여 500 mJ/cm² 내지 1000 mJ/cm²의 에너지로 광경화를 수행 하여, 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판을 수득할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 하드코팅 필름의 제조방법은 상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 또는 습윤 처리를 수행하는 후 처리 단계(S30)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 단계(S30)에서, 상기 가열 처리는 40 ℃ 내지 120 ℃, 예를 들면, 85 ℃의 온도에서 수행될 수 있고, 60 분 내지 72 시간, 예를 들면, 24 시간 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 가열 처리 공정을 진행한 후 수득한 하드코팅 필름은 상기 가열 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름과 비교하여, 표면 경도가 증가될 수 있고, 에폭시 변환율이 증가할 수 있다.

예를 들면, 상기 가열 처리 공정을 진행한 후 수득한 하드코팅 필름은 상기 가열 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름에 비하여 약 50 MPa이상, 예를 들면, 200 MPa 이상 증가한 표면 경도를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 단계(S30)에서, 상기 습윤 처리는 5 % 내지 100 %, 예를 들면, 55 % 내지 100 %, 예를 들면, 99 %의 습도로 수행될 수 있고, 60 분 내지 72 시간, 예를 들면, 24 시간 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 습윤 처리 공정을 진행한 후 수득한 하드코팅 필름은 상기 습윤 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름과 비교하여, 표면 경도, 에폭시 변환율등의 기계적인 물성이 향상될 수 있고, 황색지수가 낮아지거나 투과율이 높아지는 등 광학적 물성이 개선될 수 있다.

예를 들면, 상기 습윤 처리 공정을 진행한 후 수득한 하드코팅 필름은 상기 습윤 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름에 비하여 약 50 MPa이상, 예를 들면, 200 MPa 이상 증가한 표면 경도를 가질 수 있다.

예를 들면, 상기 습윤 처리 공정을 진행한 후 수득한 하드코팅 필름은 상기 습윤 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름에 비하여 약 2 이상, 예를 들면 약 6 이상 감소한 황색지수를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후 처리 하는 단계는, i) 가열 처리만 수행 하거나, ii) 습윤 처리만 수행 하거나, iii) 가열 처리 후 습윤 처리를 수행 하거나 iv) 습윤 처리 후 가열 처리를 수행하는 공정이 각각 진행될 수 있고, 또는 v) 가열 처리 및 습윤 처리를 수행하는 공정이 동시에 진행 될 수도 있다.

예를 들면, 상기 후 처리 하는 단계는, 가열 처리 및 습윤 처리를 수행하는 공정이 동시에 진행 될 수 있다. 이와 같이 가열 처리 및 습윤 처리를 수행하는 공정을 동시에 진행하는 경우, 상기 상기 습윤 처리만 수행 하는 경우에 비하여 처리 시간이 단축될 수 있다.

예를 들면, 상기 가열 처리 및 습윤 처리를 수행하는 공정을 동시에 진행하는 경우, 상기 습윤 처리는 5 % 내지 100 %, 예를 들면, 55 % 내지 100 %, 예를 들면, 99 %의 습도로 수행될 수 있다. 또한, 이때의 가열 처리 온도는 40 ℃ 내지 60 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 가열 처리온도가 60 ℃ 이상인 경우, 하드코팅 필름에 황변이 발생할 수 있다.

본 발명의 일 양태는 기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계; 및 상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 또는 습윤 처리를 수행하는 후 처리 단계; 를 포함하는 하드코팅 필름의 제조방법에 의하여 제조된 하드코팅 필름을 제공한다.

본 발명의 하드코팅 필름의 제조방법은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하드코팅 필름의 표면경도는 후 처리 공정을 진행하지 않은 하드코팅 필름의 표면경도와 비교하여 더 높을 수 있다.

예를 들면, 상기 하드코팅 필름의 연필 경도는 5 H 이상, 예를 들면, 9 H이상 일 수 있고, 상기 하드코팅 필름의 강성은 500 MPa 내지 3000 MPa, 예를 들면, 약 1500 MPa일 수 있다.

커버 윈도우란 화상표시 장치의 표면을 보호하기 위한 화상표시 장치의 일 부품으로, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 커버 윈도우는 플렉서블 커버 윈도우 일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 커버윈도우가 포함된 화상표시 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 화상표시 장치는 플라즈마 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이 또는 전자 페이퍼 일 수 있다.

이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

제조예1. 광경화성 수지의 제조

2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실란(ECTMS, TCI사)과 물(H₂O, 시그마-알드리치사)을 100.00 g:10.96 g(0.40 mol:0.60 mol) 비율로 혼합하여 250 ml 1 neck 플라스크에 넣어 혼합물을 제조하였다.

상기 혼합물에 앰벌라이트 IRA-400(Cl) 촉매 (IRA-400, 시그마-알드리치사)를 5.0 g을 첨가하여 80 rpm에서 500 rpm의 속도로 24시간 동안 교반하였다. 이후, 필터링을 통한 정제 과정을 거침으로써 광경화성 수지를 수득하였다

제조예2. 하드코팅 조성물의 제조

상기 제조예1에서 수득한 광경화성 수지를 준비하고 하드코팅 조성물 기준 광경화성 수지 70중량%, 희석제로 메틸에틸케톤 24 중량%, 광 개시제로 트라이아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 염 6 중량%로 하드코팅 조성물을 배합하였다.

제조예 3. 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름의 제조

PET기판을 준비하고, 상기 PET기판에 상기 하드코팅 조성물을 바 코팅(bar coating)한 후, 40 ℃ 내지 80 ℃ 온도에서 1분 내지10분 동안 건조하여 수지 조성물 내의 용매를 완전히 제거한 후, 기판에 UV를 조사하여 경화반응을 일으켜 필름을 제조하였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 후 처리 전 하드코팅 필름의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 100 μm 두께의 PET 기판 상에 50 μm두께의 광경화성 하드코팅이 형성된 것을 알 수 있었다.

실시예1. 후 처리 된 하드코팅 필름의 제조

상기 제조예 3에서 제조한 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름을 광을 차단한 후, 85 ℃로 후 처리 하여 하드코팅 필름을 제조하였다.

실시예2. 후 처리 된 하드코팅 필름의 제조

상기 실시예 1에서, 습도를 20 %로 하여 후 처리 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.

실시예3. 후 처리 된 하드코팅 필름의 제조

상기 실시예 1에서, 습도를 99 %로 하여 후 처리 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하드코팅 필름을 제조하였다.

비교예1. 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름의 제조

상기 제조예 3에서 수득한 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름을 비교예로 하였다.

비교예 2. 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름의 제조

상기 제조예 3에서 수득한 후 처리 되지 않은 하드코팅 필름에 UV를 추가로 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.

실험예1. 하드코팅 필름의 광학적 특성 평가

상기 비교예 1 내지 2 및 실시예1 내지 3에서 제조한 하드코팅 필름의 광학적 특성을 확인하기 위하여, 황색지수 및 투과도를 측정하였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 황색지수를 나타낸 그래프이다.

도 3을 참고 하면, 후 처리를 하지 않은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 습윤 처리를 진행한 실시예 2 및 실시예 3에서 황색지수가 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 파장에 따른 투과도를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참고하면, 후 처리를 하지 않은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 습윤 처리를 진행한 실시예 2 및 실시예 3의 투과도가 더 높은 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 하드코팅 필름의 물리적 특성 평가

상기 비교예 1 내지 2 및 실시예1 내지 3에서 제조한 하드코팅 필름의 물리적 특성을 확인하기 위하여, 상기 하드코팅 표면의 경도 및 에폭시 변환률을 측정하였다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 표면 경도를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 비교예 1 내지 2에 비하여 실시예 1 내지 3의 경우 표면경도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 하드코팅 필름의 후 처리 시간에 따른 에폭시 변환률을 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 비교예 1 내지 2에 비하여 실시예 1 내지 3의 경우 에폭시 변환률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

기판 상에 하드코팅 조성물을 코팅하여 상기 기판 상에 하드코팅층을 형성하는 단계;
상기 하드코팅층을 광경화 하는 단계; 및
상기 광경화된 하드코팅층의 표면 경도를 증가시키기 위하여 상기 광경화된 하드코팅층이 형성된 기판에 가열 처리 및 습윤 처리를 동시에 수행하는 후 처리 단계;
를 포함하고,
상기 후 처리 단계는 상기 광경화 하는 단계에서 이용되는 광을 차단한 후, 수행되는 것을 특징으로 하고,
상기 후 처리 단계에서, 상기 가열 처리는 40 ℃ 내지 60 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 후 처리 단계에서,
상기 습윤 처리는 5 % 내지 100 %의 습도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 후 처리 단계에서,
상기 습윤 처리는 55 % 내지 100 %의 습도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 폴리에틸렌테레 프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET), 폴리카르보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리이미드 (polyimide; PI) 또는 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES) 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기판의 두께는 50 μm 내지 180 μm인 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하드코팅 조성물은 광경화성 수지 및 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 광경화성 수지는 유기실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 광개시제는 다이아릴이오도늄 헥사플루오로포스페이트 염(diaryl iodonium hexafluorophosphate salt), 다이아조늄 헥사플루오로포스페이트 염(diazonium hexafluorophosphate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트 염(triarylsulfonium hexafluorophosphate salt), 다이아릴이오도늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diaryl iodonium hexafluoroantimonate salt), 다이아조늄 헥사플루오로안티모네이트 염(diazonium hexafluoroantimonate salt), 트라이아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 염(triarylsulfonium hexafluoroantimonate salt) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하드코팅 조성물은 계면활성제, 황변 방지제, 희석제, 소포제, 분산제, 증점제, 습윤제, 레벨링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 희석제는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 톨루엔, 벤젠, 크실렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하드코팅층을 형성하는 단계는,
딥코팅, 플로우 코팅, 스핀코팅, 롤코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 바 코팅 중 적어도 어느 한 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하드코팅층을 형성하는 단계에서, 형성되는 코팅층의 두께는 10 μm 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하드코팅층을 형성하는 단계 및 광경화 하는 단계 사이에, 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름의 제조방법.
제 1 항의 방법으로 제조된 하드코팅 필름.
제 15 항에 있어서,
상기 하드코팅 필름의 연필 경도는 5 H 이상인 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름.
삭제
제 15 항의 하드코팅 필름이 포함된 커버 윈도우.
제 18 항의 커버윈도우가 포함된 화상표시 장치.