KR102379941B1 - 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 코팅 조성물은 구성 성분 간의 상용성이 우수하다. 또한 본 출원의 코팅 조성물로부터 형성된 이형층은 380 nm 이상의 파장 광에 대한 투과율이 낮은 이점이 있다.

Description

코팅 조성물{COATING COMPOSITION}
본 출원은 2018년 11월 30일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2018-0152230호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은 코팅 조성물에 관한 것이다.
이형 필름은 액정 디스플레이 등의 디스플레이 유닛 분야, 코팅 분야, 또는 점착제 분야 등의 다양한 기술 분야에서 사용된다. 이형 필름은 주로 대상 물품의 표면을 보호하는 역할을 한다. 이와 같은 이형 필름은 대상 물품 등의 제조, 운반 및 저장 과정에서는 대상 물품에 부착되지만, 최종 물품의 제조 시에는 대상 물품에서 제거(구체적으로는 박리)된다.
특히 점착제는 최근 기술 추세에 따라 다양한 부재에 부착시키기 위해서 반경화된 상태, 소위 soft한 상태로 유통된다. 이 때 점착제는 일면에 중박형 이형 필름이 부착되고, 다른 일면에는 경박형 이형 필름이 부착된 형태인 점착 시트 형태로 유통된다. 상기 점착 시트를 이용하여 부착 대상 물질을 피착체에 부착시킬 때, 경박형 이형 필름을 떼어내고 노출된 상기 점착제를 피착체에 부착한 다음, 중박형 이형 필름을 떼어내는 방식이 적용된다. 그 후 자외선 조사 등의 방식을 통해 점착제를 최종 경화시켜서 부착 대상 물질과 피착체 사이에 점착제를 고정시킬 수도 있다.
점착제는 이와 같이 자외선 등의 조사에 의해서 경화되는 것이 일반적이다. 즉 점착제는 그 운반 과정에서 자외선 등에 노출되면, 점착제의 후경화에 의해서 피착체에 부착하기도 전에 해당 점착제의 점착 물성이 저하될 수도 있다. 따라서 이형 필름을 점착제의 표면 등을 보호하기 위하여 사용할 때, 상기 이형 필름은 점착제의 운반 과정에서 자외선 등에 노출되지 않도록 기능하여야 한다.
관련하여, 이형 필름의 제조 과정에서, 실리콘계 화합물을 포함하는 코팅액에 자외선 흡수제를 첨가하게 된다. 이 때 상기한 자외선 흡수제는 코팅액 내의 실리콘계 화합물과의 상용성이 확보되어야 하지만, 그 상용성은 코팅액에 포함되는 용제의 종류에 크게 따라 달라지게 된다.
본 출원은 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 출원에서 용어 “알킬기”는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 “아릴기”는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 하나의 벤젠 고리 구조, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 연결되어 있거나, 또는 임의의 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 잔기를 의미할 수 있다.
상기 아릴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기일 수 있다.
본 출원에서 알킬기, 아릴기, 직쇄 사슬 또는 방향족 구조 등에 임의로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 히드록시기, 할로겐 원자, 카복실기, 글리시딜기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일기옥시기, 메타크릴로일기옥시기, 티올기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 알콕시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 코팅 조성물은, 예를 들면 적어도 이형제를 포함한다. 상기 이형제는 이형성(탈형성)을 발휘할 수 있는 성분을 포함하면, 그 종류는 특별히 제한되는 것은 아니다. 일반적으로 상기 이형제로는 실리콘 수지를 적용할 수 있다.
본 출원에서 용어 “코팅 조성물”은 소정의 물성 내지는 기능을 가지는 층을 형성하기 위하여 어떤 부재 상에 코팅되는 조성물을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 코팅 조성물은 이형층을 형성하기 위하여 PET(Polyethylene terephthalate) 등의 고분자 기재 상에 코팅될 수도 있다.
상기 실리콘 수지는 코팅 조성물의 주재료로서 기능할 수 있으며, 예를 들면, 상기 실리콘 수지는 코팅 조성물을 이용하여 제조된 이형층에 이형 성능을 부여할 수 있다. 즉, 상기 코팅 조성물은 이형제 조성물 또는 이형제용 조성물일 수 있다.
하나의 예시에서, 실리콘 수지로서 경화형 실리콘 수지가 사용될 수 있다. 상기 경화형 실리콘 수지로서, 부가 경화형, 축합 경화형, 또는 자외선 경화형 실리콘 수지 등을 사용할 수 있다.
부가 경화형 실리콘 수지로서, 말단에 비닐기를 가지는 폴리디메틸실록산과 하이드로겐실록산을 백금 촉매의 존재 하에, 가열 경화시킨 수지를 사용할 수 있다. 부가 경화형 실리콘 수지로는 Shinetsu社의 KS-774, KS-843, KS-847, KS-847H, 또는 KS-847H 등의 시판 제품을 적용할 수 있다.
축합 경화형 실리콘 수지로는, 말단에 히드록시기를 가지는 폴리디메틸실록산과 하이드로겐실록산을 유기 주석 촉매의 존재 하에 가열 경화시킨 수지를 사용할 수 있다. 축합 경화형 실리콘 수지로는 Dow Corning社의 SRX290, 또는 SYLOFF23 등의 시판 제품을 적용할 수 있다.
자외선 경화형 실리콘 수지로서는, 비닐 실록산을 백금 촉매의 존재 하에서 하이드로실릴화시키는 부가 반응시킨 수지를 사용할 수 있다. 자외선 경화형 실리콘 수지로는, Shinetsu社의 X62-5039 또는 X62-5040 등의 시판 제품을 적용할 수 있다. 다른 예시에서, 자외선 경화형 실리콘 수지로서는, 알케닐기를 가지는 실록산과 메르캅토기(-SH)를 가지는 실록산을 광중합 촉매를 이용하여 경화시킨 라디칼 부가 경화형 수지를 사용할 수 있다. 라디칼 부가 경화형 수지로는, Dow Corning社의 BY24-510H 또는 BY24-544 등의 시판 제품을 적용할 수 있다.
또 다른 예시에서, 자외선 경화형 실리콘 수지로서는, 에폭시기를 오늄염 개시제의 존재 하에서 광 개환시킨 후, 경화하여 얻는 양이온 중합형의 실리콘 수지를 사용할 수 있다. 양이온 중합형 실리콘 수지로는 Toshiba Silicon社의 TPR6501, UV9300 또는 XS56-A2775 등의 시판 제품을 적용할 수 있다.
상기 이형제는 상기 실리콘 수지를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 이형제는, 총합을 기준으로 상기 실리콘 수지를 약 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 100 중량% 이하 또는 약 99중량% 이하 정도일 수 있다.
상기 이형제는 상기 실리콘 수지 외에도 이형성 등의 개선을 위하여, 알키드 수지, 폴리올레핀계 수지, 장쇄 알킬기 함유 수지, 불소계 수지, 고무계 수지 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수도 있다.
본 출원의 코팅 조성물은 이형제를 1 내지 20 중량%의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상 또는 8 중량% 이상일 수 있고, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하 또는 11 중량% 이하일 수도 있다.
상기 코팅 조성물은 구성 성분 간의 상용성을 확보하고, 조성물의 도포를 용이하게 하기 위해서 용매를 추가로 포함한다. 구체적으로, 본 출원의 코팅 조성물은 끓는점이 79 내지 115 ℃의 범위 내인 용매를 포함한다. 상기 범위의 끓는점을 가지는 용매를 포함함으로 해서, 상기 코팅 조성물은 그 도포가 용이할 수 있으며, 나아가 상기한 이형제와 후술하는 자외선 흡수제의 상용성 또한 확보할 수 있다.
상기 범위 외의 끓는점을 가지는 용매, 즉 끓는점이 상기 범위에 미달되거나, 혹은 상기 범위를 초과하는 용매를 적용하는 경우에는, 코팅 조성물 구성 성분간의 혼합에 따라 에멀젼이 형성되어 혼탁 용액이 형성되기 때문에, 이형 필름으로의 적용에는 적합하지 못할 수 있다.
일 예시에서, 상기 이형제와 후술하는 자외선 흡수제와의 상용성을 향상시키는 관점에서, 상기 용매로는 끓는점이 상기 범위 내인 것 중에서 밀도가 0.5 g/cm3 내지 1.5 g/cm3의 범위 내인 것을 사용할 수도 있다. 상기 용매의 밀도는, 다른 예시에서, 0.55 g/cm3 이상, 0.60 g/cm3 이상 또는 0.65 g/cm3 이상일 수 있고, 1.4 g/cm3 이하, 1.3 g/cm3 이하, 1.2 g/cm3 이하, 1.1 g/cm3 이하, 1.0 g/cm3 이하 또는 0.9 g/cm3 이하일 수 있다.
일 예시에서, 상기 이형제와 후술하는 자외선 흡수제와의 상용성을 향상시키는 관점에서, 상기 용매로는, 끓는점이 상기한 범위 내인 것 중에서 유전 상수(dielectric constant)가 1 이상 25 이하인 것을 사용할 수도 있다. 상기 용매의 유전 상수는 다른 예시에서, 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상 또는 1.9 이상일 수 있고, 24 이하, 23 이하, 22 이하, 21 이하, 20 이하 또는 19 이하일 수 있다. 상기 유전 상수는 상온에서 측정된 값일 수 있다.
본 출원에서 언급하는 물성 중 측정 온도 및/또는 압력이 그 물성치에 영향을 미치는 경우에는 특별히 달리 언급하지 않는 한, 해당 물성은 상온 및/또는 상압에서 측정한 물성을 의미한다.
본 출원에서 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이며, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 20 ℃, 25℃ 또는 23℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.
본 출원에서 용어 상압은 가압하거나 감압하지 않은 자연 그대로의 압력으로서, 그 예로는 보통 대기압과 같은 1 기압 정도일 수 있다.
상기 코팅 조성물에 포함되는 용매는 상기 범위 내의 비점을 가지는 것이면 단일 화학종의 성분을 적용할 수도 있고, 필요에 따라서는 상기 범위 내의 비점을 가지되 서로 다른 화학종의 성분을 혼합하여 적용할 수도 있다.
일 예시에서, 상기 용매는 끓는점이 상기 범위 내이되, 서로 다른 끓는점을 가지는 복수의 용매가 혼합된 상태인 혼합 용매일 수 있다. 상기 혼합 용매를 구성하는 각각의 용매들의 끓는점이 상기 범위 내인 이상, 이들을 혼합하더라도 상기 혼합 용매의 끓는점 또한 상기 범위 내일 수 있다. 또한, 끓는점 외의 전술한 상기 용매에 대한 물성(밀도 또는 유전 상수 등)은 상기 혼합 용매에 대한 물성일 수도 있다.
예를 들어, 상기 혼합 용매는 끓는점이 서로 다른 용매를 적어도 3종 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 용매는 적어도 끓는점이 100 ℃ 초과 115 ℃ 이하인 용매(이하, “제 1 용매”), 끓는점이 85 ℃ 초과 100 ℃ 이하인 용매(이하, “제 2 용매”) 및 끓는점이 79 ℃ 이상 85 ℃ 이하인 제 3 용매를 포함할 수 있다.
상기 혼합 용매는 상기 제 1 용매를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉 상기 혼합 용매는 상기 제 1 용매를 중량을 기준으로, 50 % 이상, 55 % 이상, 60 % 이상, 65 % 이상, 70 % 이상, 75 % 이상, 80 % 이상, 85 % 이상 또는 90 % 이상의 비율로 포함할 수 있고, 100 % 미만, 99 % 이하, 98 % 이하, 97 % 이하, 96 % 이하, 95 % 이하의 비율로 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 혼합 용매가 제 1 용매를 기본적으로 포함하되, 상기 제 2 및/또는 제 3 용매를 추가로 포함하는 것이 적절할 수 있다. 이 경우, 상기 혼합 용매 내에서 상기 용매 사이의 혼합 비율은 전술한 이형제와 후술하는 자외선 흡수제와의 상용성을 확보하는 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
예를 들어, 상기 혼합 용매가 제 1 용매에 제 2 용매를 추가로 포함하는 2종의 용매의 조합인 경우, 상기 혼합 용매는 상기 제 2 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 50 중량부 내지 200 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 60 중량부 이상, 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상 또는 100 중량부 이상일 수 있고, 190 중량부 이하, 180 중량부 이하, 170 중량부 이하, 160 중량부 이하, 150 중량부 이하, 140 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 110 중량부 이하 또는 100 중량부 이하일 수 있다.
상기 혼합 용매가 제 1 용매에 제 3 용매를 추가로 포함하는 2종의 용매의 조합인 경우, 상기 혼합 용매는 상기 제 3 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 50 중량부 내지 200 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 60 중량부 이상, 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상 또는 100 중량부 이상일 수 있고, 190 중량부 이하, 180 중량부 이하, 170 중량부 이하, 160 중량부 이하, 150 중량부 이하, 140 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 110 중량부 이하 또는 100 중량부 이하일 수 있다.
상기 혼합 용매가 상기 제 1 용매에 제 2 및 제 3 용매 모두를 추가로 포함하는 3종의 용매의 조합인 경우, 상기 혼합 용매는 상기 제 1 용매 100 중량부를 기준으로, 상기 제 2 용매를 10 중량부 내지 100 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있고, 상기 제 3 용매를 10 중량부 내지 100 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 제 2 용매 및 제 3 용매의 비율은 각각, 15 중량부 이상 또는 20 중량부 이상일 수 있고, 90 중량부 이하 또는 80 중량부 이하일 수 있다.
상기 코팅 조성물에 포함되는 용매는 상기한 물성을 충족하는 것이면 그 종류는 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 상기 용매로는 상기 제 1 내지 제 3 용매 중 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 용매를 적용할 수 있다. 한편, 전술한 것처럼 상기에서 제 1 내지 제 3 용매 중 2종 이상을 조합하는 혼합 용매의 경우, 상기 혼합 용매는 제 1 용매와 제 2 용매의 조합, 제 1 용매와 제 3 용매의 조합, 그리고 제 1 내지 제 3 용매 모두의 조합을 적용하는 것이 적절할 수 있다.
상기 제 1 용매로는 톨루엔 등의 용매를 적용할 수 있다. 제 2 용매로는 n-헵탄 등의 용매를 적용할 수 있다. 제 3 용매로는 메틸에틸케톤 등의 용매를 적용할 수 있다.
일 예시에서, 코팅 조성물은 상기 용매를 이형제 100 중량부 대비 500 내지 2000 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 용매가 상기 용매의 예시 중 어느 한 성분 만이 적용되는 경우, 그 성분 단독의 상기 코팅 조성물 내에서의 비율을 의미할 수 있다. 또한 상기 비율은 용매가 상기 용매의 예시 중 2종 이상이 병용된 혼합 용매인 경우에는, 그 혼합 용매의 상기 코팅 조성물 내에서의 비율을 의미할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 600 중량부 이상, 700 중량부 이상, 800 중량부 이상, 900 중량부 이상 또는 950 중량부 이상일 수 있고, 1900 중량부 이하, 1800 중량부 이하, 1700 중량부 이하, 1600 중량부 이하, 1500 중량부 이하, 1400 중량부 이하, 1300 중량부 이하, 1200 중량부 이하, 1100 중량부 이하 또는 1050 중량부 이하일 수도 있다.
본 출원의 코팅 조성물은 자외선 차단 성능을 확보하고, 피착체를 자외선으로부터 보호하기 위하여, 상기 이형제 및 용매와 함께 자외선 흡수능을 가지는 화합물로서, 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “자외선 흡수능”은 파장에 대한 투과율 스펙트럼에서, 10 nm 내지 450 nm의 파장 영역 중 적어도 일부 영역 또는 전 영역에서의 최소 투과율을 나타내거나, 혹은 파장에 대한 흡광도 스펙트럼에서 10 nm 내지 450 nm의 파장 영역 중 적어도 일부 영역 또는 전 영역에서의 최대 흡광도를 나타내는 물성을 의미할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “최대 흡수 파장”은 상기 최소 투과율 또는 상기 최대 흡광도를 나타내는 파장을 의미할 수 있다.
본 출원에서 자외선 흡수제의 함량은 본 출원의 목적을 고려하여 조절 될 수 있다. 자외선 흡수제의 함량이 높을 수록 코팅 조성물로부터 제조된 이형층의 자외선 흡수능, 특히 380 nm 이상의 파장 광에 대한 차단 성능이 높아질 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 코팅 조성물은 자외선 흡수제를 이형제 100 중량부 대비 적어도 0.1 중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 다른 예시에서, 상기 비율은, 1 중량부 이상, 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상, 20 중량부 이상, 25 중량부 이상 또는 30 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 40 중량부 이하 또는 35 중량부 이하일 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장은 자외선, 예를 들어, 10 nm 내지 450 nm 범위 내에 있을 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 자외선 흡수제의 최대 흡수 파장은, 340 nm 이상, 350 nm 이상 또는 360 nm 이상일 수 있고, 445 nm 이하, 440 nm 이하, 435 nm 이하, 430 nm 이하, 425 nm 이하, 420 nm 이하, 415 nm 이하 또는 410 nm 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 자외선 흡수제는 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112019122945311-pat00001
화학식 1에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX1 또는 -NX1 2이되, R1 내지 R5 중 1개 내지 2개는 -OX1 또는 -NX1 2이며, 상기에서 X1은 수소 또는 알킬기이고, R6 또는 R7은 수소, 시아노기, -C(=O)-X2, -C(=O)-O-X2, -O-C(=O)-X2, 또는 -NO2이고, 상기에서 X2는 알킬기 또는 아릴기이다.
상기 R1 내지 R5 중 어느 하나, 그리고 X1 또는 X2에 적용되는 알킬기로는, 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8, 또는 1 내지 4의 알킬기를 사용할 수 있다. 또한, 상기 X2에 적용되는 아릴기로는, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기를 사용할 수 있다.
화학식 1의 R3는 -OX1 또는 -NX1 2일 수 있다. 또한, 이 경우 R1 내지 R2 및 R4 내지 R5 중 어느 하나가 -OX1 또는 -NX1 2일 수 있고, 혹은 R1 내지 R2 및 R4 내지 R5 모두가 수소일 수도 있다. 다른 예시에서, 화학식 1의 R1 내지 R2 및 R4 내지 R5 중 어느 하나가 -OX1일 수도 있다.
화학식 1의 R6 또는 R7은 시아노기, -C(=O)-X2, -C(=O)-O-X2, 또는 -O-C(=O)-X2일 수 있다. 이 경우, 상기 X2는 알킬기일 수 있다. 구체적으로, 화학식 1의 R6 또는 R7은 시아노기 또는 -C(=O)-O-X2일 수도 있고, R6 또는 R7 중 어느 하나가 시아노기이면 다른 하나는 -C(=O)-O-X2인 것이 적절하다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물의 반응 생성물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112019122945311-pat00002
화학식 2에서, R8 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX3, 또는 -NX3 2이되, R8 내지 R12 중 1개 내지 2개는 -OX3 또는 -NX3 2이고, 상기에서 X3은 수소 또는 알킬기일 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112019122945311-pat00003
화학식 3에서, R13 내지 R16은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 시아노기, -C(=O)-X4, -C(=O)-O-X4, -O-C(=O)-X4, 또는 -NO2이되, R13 내지 R16 중 적어도 2개는 수소이고, 상기에서 X4는 알킬기 또는 아릴기일 수 있다.
상기에서, R13 내지 R16 중 어느 하나, 또는 X4에 적용되는 알킬기로는, 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8, 또는 1 내지 4의 알킬기를 사용할 수 있다. 또한, 상기에서, X4에 적용되는 아릴기로는, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기를 사용할 수 있다.
화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 2 및 3의 화합물의 반응 생성물을 자외선 흡수제로 포함하는 본 출원의 코팅 조성물은, 특히 약 380 nm 이상의 파장, 구체적으로는 380 nm 내지 450 nm의 범위 내의 파장을 가지는 광에 대한 차단 성능이 특히 우수하다. 이에 따라, 상기한 자외선 흡수제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 이형 필름을 점착제에 적용하였을 때, 상기 점착제의 외부에서 인가되는 자외선에 의한 후경화를 효과적으로 예방할 수 있다.
일 예시에서, 화학식 2의 R10은 -OX3 또는 -NX3 2일 수 있다. 또한, 상기 화학식 2의 R10이 -OX3 또는 -NX3 2일 때, 화학식 2의 R8 내지 R9 및 R11 내지 R12 중 어느 하나는 -OX3 또는 -NX3 2일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2의 R10이 -OX3일 때, R8 내지 R9 및 R11 내지 R12 중 어느 하나가 -OX3일 수 있고, 나머지 3종의 작용기는 모두 수소일 수 있다. 다른 예시에서는, 상기 화학식 2의 R10이 -NX3 2일 때, 화학식 2의 R8 내지 R9 및 R11 내지 R12 모두가 수소일 수도 있다.
일 예시에서, 화학식 3의 R13 내지 R16 중 적어도 2개가 수소일 때, 나머지 2개는 각각 독립적으로 시아노기, -C(=O)-X4, -C(=O)-O-X4, 또는 -O-C(=O)-X4일 수 있다. 이 경우, 상기 X4는 알킬기일 수 있다. 구체적으로, 화학식 3의 R13 내지 R16 중 적어도 2개가 수소일 때, 나머지 2개는 각각 독립적으로 시아노기 또는 -C(=O)-O-X4일 수 있고, 이 때 어느 하나가 시아노기이면 다른 하나는 -C(=O)-O-X4인 것이 적절하다.
상기 화학식 1의 화합물은 화학식 2의 화합물 1몰 당 0.5 몰 내지 1.5몰의 범위 내의 화학식 3의 화합물이 반응한 반응 생성물일 수 있다. 상기 화학식 3의 화합물의 비율은, 0.6 몰 이상, 0.7 몰 이상, 0.8 몰 이상, 0.9 몰 이상 또는 0.95 몰 이상일 수 있고, 1.4 몰 이하, 1.3 몰 이하, 1.2 몰 이하, 1.1 몰 이하, 또는 1.05 이하일 수 있다. 또한, 다른 예시에서는 상기 화학식 2로 시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물은 화학양론적 비(stoichiometric ratio)로 혼합되는 것이 적절할 수 있다.
본 출원에서, 용어 복수의 화합물의 “반응 생성물”은 그 화합물 들을 반응물(reactant)로 하는 화학 반응으로 생성되는 물질을 의미할 수 있다. 즉, 상기에서 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 화학 반응에 의하여 생성되는 화합물일 수 있다.
예를 들어, 화학식 3으로 표시되는 화합물의 pKa 값은 20 이하일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 값은, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하일 수 있다. 또한, 상기 값의 하한은 예를 들어, 7 이상, 8 이상, 9 이상, 10 이상 또는 11 이상일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니며, 그 값이 작을 수록 상기한 화학식 2로 표시되는 화합물과의 반응 시 장파장의 자외선에 대한 차단 성능이 우수할 수 있다.
상기에서, 어떤 화합물의 pKa 값은, 그 화합물을 소정의 용매에 용해시킨 용액에 대하여 상온에서 측정한 산 해리 상수(acid dissociation constant)의 값을 의미할 수 있다. 상기에서, 산 해리 상수는 당업계에서 알려진 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 구체적으로, 산 해리 상수는 그 화합물의 이온화 평형 상수(Ka)를 의미할 수 있고, pKa 값은 상기 이온화 평형 상수에 -log를 취하여 계산할 수 있다. 그리고, 상기에서 측정 기준이 되는 용매는, 물; 또는 DMSO(dimethyl sulfoxide) 등의 공지된 용매가 적용될 수 있고, 본 출원에서는 상기 pKa 측정을 위한 기준 용매로 DMSO(dimethyl sulfoxide)를 적용하였다.
본 출원의 코팅 조성물은, 이로부터 형성되는 이형층에 이물이 남지 않도록 하고, 이의 내구성 또한 확보될 수 있도록, 부가형 반응을 촉진하는 금속 촉매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속 촉매로는, 예를 들어, 주석계 촉매, 백금계 촉매, 세륨계 촉매 또는 티타늄계 촉매가 사용될 수 있고, 상기 이형제의 이형 성능 향상을 위해서는 백금계 촉매를 적용하는 것이 선호된다.
상기 백금계 촉매로는, 예를 들면 염화 백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 염화백금산과 올레핀과의 착체, 염화백금산과 알케닐실록산과의 착체 등의 백금계 화합물, 백금 담지 실리카, 백금 흑연, 백금 담지 활성탄 등을 사용할 수 있다.
금속 촉매의 함량은 코팅 조성물의 구성 성분 간의 반응을 촉진시키되, 이형제의 이형 성능을 저하시키지 않는 범위 내에서 조절될 수 있다. 하나의 예시에서, 코팅 조성물은 금속 촉매를 이형제 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상 또는 2.5 중량부 이상일 수 있고, 9 중량부 이하, 8.5 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7.5 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6.5 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5.5 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3.5 중량부 이하 또는 3 중량부 이하일 수 있다.
본 출원의 코팅 조성물은 상기 성분들 이외에도, 황변 등을 방지할 목적으로 산화방지제, 자외선 안정제, 열안정제, 가소제, 대전방지제, 충진제, 소포제, 계면 활성제, 핵제, 난연제 또는 내후안정제 등의 첨가제를 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 추가로 포함될 수도 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 코팅 조성물은 1액형 코팅 조성물일 수 있다. 즉, 상기 코팅 조성물은 사용 전에 별도의 가교제 및/또는 경화제를 배합하지 않더라도 이형층을 형성할 수 있다. 또한 상기 코팅 조성물이 1액형 코팅 조성물이기 때문에, 후술하는 이형층은 상기 코팅 조성물을 단 1회 코팅하더라도 형성될 수 있다.
본 출원은 또한 상기 코팅층으로 형성된 이형층에 관한 것이다. 상기 이형층은 상기 코팅 조성물의 층이다.
본 출원에서, 용어 “코팅 조성물의 층”은, 코팅 조성물을 코팅, 경화, 또는 숙성 등의 방식을 통하여 코팅 조성물의 경화물을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 본 출원에서, 용어 “코팅 조성물의 경화”는 코팅 조성물에 포함되어 있는 성분 간의 물리적 또는 화학적 작용 내지 반응을 통하여 코팅 조성물 내에 가교 구조를 구현하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 이형제층에서 상기 이형제 내에 상기 자외선 흡수제가 분산된 상태로 존재할 수도 있다.
상기에서, 경화는 예를 들어, 열의 인가 등의 방식으로 진행될 수 있다. 즉, 상기 코팅 조성물은 열경화형 코팅 조성물일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 이형층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 이형층은 별도로 마련된 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트, polyethylene terephthlate) 등의 고분자 기재 상에 상기 코팅 조성물을 코팅하고, 이에 열을 인가하여 코팅 조성물을 경화한 다음, 추가로 적절한 온도 범위 내에서의 숙성 과정을 거쳐서 제조될 수도 있다.
상기 코팅 조성물을 도포하는 방식으로는 예를 들면, 리버스 롤 코팅, 그라비아 코팅, 로드 코팅, 에어 덕터 코팅 또는 바 코팅 등의 공지의 코팅 방식을 사용할 수 있다.
본 출원은 또한 이형 필름에 관한 것이다. 상기 이형 필름은 상기 이형층을 적어도 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 이형 필름의 헤이즈는 9 % 이하일 수 있다. 상기 헤이즈 수치는, 다른 예시에서, 8.9 % 이하, 또는 8.85 % 이하일 수 있고, 그 하한은 특별히 제한되지는 않지만 다른 예시에서, 0% 초과, 0.1 % 이상, 1 % 이상, 2 % 이상, 3% 이상 또는 3.5 % 이상일 수 있다. 상기 헤이즈는 상기 이형층을 85 ℃의 온도 및 85 %의 상대 습도에서 100 시간 보관 후 25 ℃의 온도 및 50 % 상대 습도에서 1시간 방치하여 ASTM D1003 규격으로 측정한 수치일 수 있다. 상기 이형 필름이 상기한 헤이즈 수치를 가지는 것은, 코팅 조성물을 구성하는 성분 간의 충분한 상용성이 확보되었음을 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 이형층의 표면 에너지는 10 mN/m 내지 50 mN/m의 범위 내일 수 있다. 상기 표면 에너지 값은, 다른 예시에서, 11 mN/m 이상, 12 mN/m 이상, 13 mN/m 이상, 14 mN/m 이상 또는 15 mN/m 이상일 수 있고, 49 mN/m 이하, 48 mN/m 이하, 47 mN/m 이하, 46 mN/m 이하, 45 mN/m 이하, 44 mN/m 이하, 43 mN/m 이하, 42 mN/m 이하, 41 mN/m 이하, 40 mN/m 이하, 39 mN/m 이하, 38 mN/m 이하, 37 mN/m 이하, 36 mN/m 이하, 35 mN/m 이하, 34 mN/m 이하, 33 mN/m 이하 또는 32 mN/m 이하일 수도 있다.
상기 표면 에너지는 다음과 같은 순서로 측정될 수 있다:
(1) 상기 이형층에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다.
(2) 동일하게, 상기 이형층에 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다.
(3) 상기 (1) 및 (2)의 과정에서 측정한 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입함으로써 표면 에너지를 계산한다.
상기 이형층이 상기한 범위 내의 표면 에너지 값을 가진다고 함은 상기 이형층에서 피착체, 예를 들면 점착제층이 쉽게 박리될 수 있음을 의미할 수 있다.
상기 이형 필름은 점착제층을 추가로 포함할 수 있다. 이 때 상기 이형층은 상기 점착제층의 적어도 일면에 존재할 수 있다. 상기 이형 필름이 점착제층을 포함하는 경우, 상기 이형필름은 점착 시트로도 호칭될 수 있다. 상기 이형 필름은 이형층이 상기 점착제층과 접하는 형태일 수 있다.
상기 점착제층과 이형층 사이에는 이들 간의 적절한 응집력 확보를 위해서, 이형층으로부터 이행(migration)된, 실리콘 오일 등의 성분이 추가로 포함될 수도 있다.
상기 점착제층의 양면에 상기 이형층이 존재하는 경우, 상기 이형층 중 어느 하나의 이형층은 중박형일 수 있고, 다른 하나는 경박형일 수 있다. 상기에서, 중박형 이형층은 경박형 이형층 대비 점착제층에 대한 박리력이 더 높은 것을, 경박형 이형층은 중박형 이형층 대비 점착제층에 대한 박리력이 더 낮은 것을 의미할 수 있다.
상기 이형 필름을 이용하여 점착제층을 피착체에 부착시킬 때, 경박형 이형층은 떼어내고 노출된 점착제층을 피착체에 부착한 다음, 중박형 이형층을 떼어내는 방식이 적용된다. 그 후, 자외선 조사 등의 방식을 통해 점착제를 최종 경화시켜서 점착제층를 피착체에 고정시킬 수도 있다.
또한, 상기 경박형 이형층과 중박형 이형층이 서로 다른 크기의 박리력을 가질 수 있도록, 상기 코팅 조성물 내의 이형제의 함량이 적절하게 조절될 수도 있다.
상기 이형층의 점착층에 대한 이형 박리력은 10 gf/in 내지 40 gf/in의 범위 내일 수 있다. 상기 이형 박리력 값은, 다른 예시에서, 11 gf/in 이상, 12 gf/in 이상, 13 gf/in 이상, 14 gf/in 이상, 15 gf/in 이상, 16 gf/in 이상, 17 gf/in 이상, 18 gf/in 이상, 19 gf/in 이상, 20 gf/in 이상 또는 21 gf/in 이상일 수 있고, 39 gf/in 이하, 38 gf/in 이하, 37 gf/in 이하, 36 gf/in 이하, 35 gf/in 이하, 34 gf/in 이하, 33 gf/in 이하, 32 gf/in 이하, 31 gf/in 이하, 30 gf/in 이하 또는 29 gf/in 이하일 수도 있다. 상기 이형층의 이형 박리력은 다음과 같은 순서에 따라 측정될 수 있다. 상기 이형층이 표준 점착 테이프(Tesa 7475, Tesa AG)에 맞닿도록 부착한다. 표준 점착 테이프에 부착된 상기 이형층을 약 25 ℃의 온도에서 24 시간동안 보관한다. 25 ℃의 온도 및 50 %의 상대 습도 조건에서, 180 도의 박리 각도 300 ㎝/min의 박리 속도로 이형층을 상기 표준 점착 테이프로부터 박리하며, 이형층의 이형 박리력을 측정한다.
다양한 형태를 가지는 피착체에 부착시키기 위한 관점에서, 상기 점착제층의 성분으로는 반경화 상태의 점착제를 사용할 수 있다. 상기에서, 점착제가 반경화 상태라고 함은, 열의 인가, 또는 활성 에너지선 등의 조사에 의해서 추가로 경화되고, 이에 따라서 피착체에 고정될 수 있는 상태임을 의미할 수 있다. 상기 반경화 상태의 점착제로는, 예를 들면, 에폭시기, (메타)아크릴로일기, 또는 불포화 이중 결합 등의 자외선 경화형 작용기를 가지는 화합물을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제층은 점착성을 가지면서 동시에 자외선 등의 조사 시에 경화될 수 있는 성분을 포함하면, 그 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 적절하게는 아크릴 중합체를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 아크릴 중합체는 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다. 상기 단량체의 예시로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및/또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등의 단량체를 들 수 있다. 상기에서 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미하는 것으로 사용된다.
본 출원에서, 어떤 단량체의 중합 단위는 그 단량체의 중합 내지 경화에 의하여 형성된 중합체의 골격을 의미할 수 있다.
상기의 아크릴 중합체는, 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 아크릴 중합체는 총합을 기준으로 상기 단위를, 약 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 100 중량% 이하 또는 약 99중량% 이하 정도일 수 있다.
아크릴 중합체는, 추가적인 중합 단위로서, 응집력 등의 개선을 위하여 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서, 극성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체 단위 등과 같이, 아크릴 중합체를 형성하는 다른 화합물과 공중합 가능하고, 또한 공중합된 후에는 중합체의 측쇄 또는 말단에 극성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미할 수 있다. 극성 관능기는, 예를 들면, 열의 인가에 의하여 후술하는 다관능성 가교제와 반응하여 가교 구조를 구현하거나, 혹은 점착제층의 젖음성을 개선하는 역할을 할 수 있는 관능기일 수 있다. 극성 관능기로는, 예를 들면, 히드록시기, 카복실기, 또는 그 무수물기, 술폰산기 또는 인산기 등이 산기, 글리시딜기, 아미노기 또는 이소시아네이트기 등이 예시될 수 있다.
극성기를 가지는 공중합성 단량체는, 예를 들면, 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체일 수 있다. 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 아크릴 중합체를 형성하는 다른 단량체들과 공중합이 가능한 부위와 히드록시기를 동시에 포함하여, 중합 후에 아크릴 중합체에 히드록시기를 제공할 수 있는 단량체일수 있다. 이러한 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트 또는 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬(메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
아크릴 중합체는, 예를 들면, 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체 단위 100 중량부 대비 상기 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 약 0.1 중량부 내지 30 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 약 0.5 중량부 이상, 0.7 중량부 이상 또는 0.9 중량부 이상이거나, 약 25 중량부 이하, 20 중량부 이하, 15 중량부 이하, 10 중량부 이하, 5 중량부 이하 또는 3 중량부 이하일 수 있으나, 이 비율은 목적하는 응집력이나 젖음성 등을 고려하여 변경될 수 있다.
아크릴 중합체는 유리전이온도의 조절이나 기타 기능성 부여의 관점에서, 예를 들면, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 또는 N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드와 같은 질소 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카복실산 비닐 에스테르 등과 같은 공지의 공단량체로부터 유도된 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 중합 단위는, 예를 들면, 다른 중합 단위 대비 20 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다.
아크릴 중합체로는, 예를 들면, 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 80만 이상인 중합체를 사용할 수 있다. 본 명세서에서, 용어 “중량평균분자량”은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, “분자량”은 “중량평균분자량”을 의미할 수 있다. 중합체의 분자량을 80만 이상으로 하여, 점착제의 내구성을 적정 범위로 유지할 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 약 85만 이상, 90만 이상, 95만 이상, 100만 이상, 110만 이상, 120만 이상 또는 130만 이상이거나, 약 250만 이하, 약 200만 이하, 180만 이하, 170만 이하, 160만 이하 또는 약 150만 이하 정도의 수준일 수도 있다.
아크릴 중합체는 공지된 중합 방법을 통하여 제조할 수 있다. 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 극성기 함유 공중합성 단량체 및/또는 기타 공단량체 등을 목적하는 중량 비율에 따라 적절히 배합한 단량체 혼합물을 용액 중합(solution polymerization), 광 중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization)과 같은 통상의 중합 방식에 적용하여 아크릴 중합체를 제조할 수 있다. 중합 과정에서 필요한 경우에 중합 개시제 또는 사슬 이동제등이 함께 사용될 수도 있다.
본 출원의 코팅 조성물은 구성 성분 간의 상용성이 우수하다.
본 출원의 코팅 조성물로부터 형성된 이형층은 장파장, 예를 들면, 380 nm 이상의 파장 광에 대한 투과율이 낮은 이점이 있다.
도 1은 제조예 1에 따른 자외선 흡수제의 NMR 분석 결과를 도시한 것이다.
도 2는 제조예 2에 따른 자외선 흡수제의 NMR 분석 결과를 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1 내지 2 및 19 내지 21과 비교예 9에서 제조된 이형층의 파장별 투과율을 도시한 것이다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세하게 설명하지만, 본 출원의 범위가 상기 실시예에 의해서 제한되는 것은 아니다.
1. 1차 상용성 평가
실시예 1 내지 2및 비교예 1 내지 2의 코팅 조성물의 혼탁도를 육안으로 관찰하여 조성물의 성분 간의 상용성을 평가하였으며, 그 평가 기준은 하기와 같다.
<평가 기준>
○: 에멀젼이 형성되지 않고, 투명함
△: 소량의 에멀젼이 형성되지만, 상업적 사용에 문제는 없음
X: 에멀젼이 다량 형성되어 불투명함
2. 2차 상용성 평가
실시예 1 내지 18 및 비교예 3 내지 8의 코팅 조성물의 혼탁도를 육안으로 관찰하여 조성물의 성분 간의 상용성을 평가하였다. 상용성 평가 기준은 하기와 같다.
<평가 기준>
○: 에멀젼이 형성되지 않고, 투명함
△: 소량의 에멀젼이 형성되지만, 상업적 사용에 문제는 없음
X: 에멀젼이 다량 형성되어 불투명함
3. 헤이즈 측정
실시예 1 내지 18 및 비교예 3 내지 8의 코팅 조성물을, 약 38 ㎛의 두께 및 5㎝X5㎝(가로X세로)의 크기를 가지는 PET(polyethylene terephthalate) 기재 상에, 코팅용 권선 로드(메이어 바) #8을 사용하여 도포하고, 약 130 ℃의 온도에서 약 1분 동안 경화하며, 이어서 약 50 ℃의 온도에서 약 24 시간동안 숙성시켜서, 두께 약 0.1 ㎛인 이형층 기재 상에 형성된 이형 필름 시편을 제조하였다.
상기 시편을 85 ℃의 온도 및 85 %의 상대 습도에서 100 시간 보관한 후, 25 ℃의 온도 및 50 % 상대 습도에서 1시간 방치한 다음, 분광 광도계(NDH700SP, Nippon Denshoku社)를 사용하여 ASTM D1003 규격으로 상기 시편의 헤이즈를 측정하였다.
4. 투과율 측정
실시예 1 내지 2 및 19 내지 21 그리고 비교예 9의 코팅 조성물을, 약 38 ㎛의 두께 및 5㎝X5㎝(가로X세로)의 크기를 가지는 PET(polyethylene terephthalate) 기재 상에, 코팅용 권선 로드(메이어 바) #8을 사용하여 도포하고, 약 130 ℃의 온도에서 약 1분 동안 경화하며, 이어서 약 50 ℃의 온도에서 약 24 시간동안 숙성시켜서, 두께 약 0.1 ㎛인 이형층이 기재 상에 형성된 이형 필름 시편을 제조하였다.
색차계(SA5500, Nippon Denshoku社)를 이용하여 상기 시편의 투과광 파장에 대한 투과율을 측정하였으며 그 결과를 도 1에 도시하였다. 여기서, 투과율은 전체 광의 입사량을 100으로 설정하는 경우, 그 중 빛의 투과량을 % 비율로 나타낸 것이다.
5. 이형 박리력 측정
실시예 1 내지 18 및 비교예 3 내지 8의 코팅 조성물을, 약 38 ㎛의 두께 및 5㎝X5㎝(가로X세로)의 크기를 가지는 PET(polyethylene terephthalate) 기재 상에, 코팅용 권선 로드(메이어 바) #8을 사용하여 도포하고, 약 130 ℃의 온도에서 약 1분 동안 경화하며, 이어서 약 50 ℃의 온도에서 약 24 시간동안 숙성시켜서, 두께 약 0.1 ㎛인 이형층이 기재 상에 형성된 이형 필름의 시편을 제조하였다.
상기 시편의 이형층이 표준 점착 테이프(Tesa 7475, Tesa AG)에 맞닿도록 부착하고, 약 25 ℃의 온도에서 24 시간동안 보관한 후, 25 ℃의 온도 및 50 %의 상대 습도 조건에서, 180 도의 박리 각도 300 ㎝/min의 박리 속도로 이형 필름 시편을 박리하며, 이형층의 표준 점착 테이프에 대한 이형 박리력을 측정하였다. 측정 기기로는 Cheminstruments社의 AR-1000을 사용하였으며, 측정 규준으로는 Final Test Method No.10를 적용하였다.
6. 표면 에너지 측정
실시예 1 내지 18 및 비교예 3 내지 8의 코팅 조성물을, 약 38 ㎛의 두께 및 5㎝X5㎝(가로X세로)의 크기를 가지는 PET(polyethylene terephthalate) 기재 상에, 코팅용 권선 로드(메이어 바) #8을 사용하여 도포하고, 약 130 ℃의 온도에서 약 1분 동안 경화하며, 이어서 약 50 ℃의 온도에서 약 24 시간동안 숙성시켜서, 두께 약 0.1 ㎛인 이형층이 기재 상에 형성된 이형 필름 시편을 제조하였다.
상기 시편의 이형층 상에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구하였다. 접촉각을 측정하는 장비로는 Dataphysics社의 OCA 20 기기를 사용하였다.
제조예 1- 자외선 흡수제(A)의 합성
하기 화학식 C-1의 화합물인 자외선 흡수제(A)를 하기와 같은 순서에 따라 제조하였다.
1)하기 화학식 A-1의 화합물과 화학식 B-1의 화합물(dimethyl sulfoxide에 대한 pKa 값: 13.1)이 1:1의 몰 비가 되도록 에탄올이 담긴 반응기에 넣고 교반한다.
2)반응기에 DBU(1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene)를 화학식 A-1의 화합물의 투입량 대비 0.1배의 당량으로 천천히 투입한다.
3)약 25 ℃의 온도에서 약 12 시간 동안 교반한다.
4)2) 단계에서 투입된 에탄올과 동일한 몰 수의 염산(HCl)을 첨가한다.
5)반응을 끝낸 후, 4) 단계의 결과물을 여과하여, 고체 상태의 최종 생성물을 수득한다.
[화학식 A-1]
Figure 112019122945311-pat00004
[화학식 B-1]
Figure 112019122945311-pat00005
[화학식 C-1]
Figure 112019122945311-pat00006
화학식 C-1의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 1에 도시하였다.
제조예 2 - 자외선 흡수제(C)의 합성
하기 화학식 A-2의 화합물과 화학식 B-1(dimethyl sulfoxide에 대한 pKa 값: 13.1)의 화합물이 1:1의 몰 비가 되도록 에탄올이 담긴 반응기에 넣고 교반한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 하기 화학식 C-2의 화합물인 자외선 흡수제(C)를 제조하였다.
[화학식 A-2]
Figure 112019122945311-pat00007
[화학식 C-2]
Figure 112019122945311-pat00008
화학식 C-2의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 2에 도시하였다.
실시예 1 - 코팅 조성물의 제조
이형제로서 부가 경화형 실리콘 수지(KS847H, Shinetsu社)를 약 100 중량부, 용제로서 톨루엔을 약 1000 중량부 및 백금계 촉매(PL-50T, Shinetsu社)를 약 2.5 중량부로 혼합한 다음, 제조예의 자외선 흡수제(A)를 약 30 중량부를 첨가하여 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 21 및 비교예 1 내지 9 - 코팅 조성물의 제조
하기 표 1 내지 표 5에 따른 조성을 채용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
이형제 종류 KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H
함량 100 100 100 100 100 100
용제 종류 1 1 2 2 3 3
함량 1000 1000 1000 1000 1000 1000
자외선
흡수제		 종류 A B A B A B
함량 30 30 30 30 30 30
촉매 종류 PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T
함량 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12
이형제 종류 KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H
함량 100 100 100 100 100 100
용제 종류 MIX1 MIX1 MIX2 MIX2 MIX3 MIX3
함량 1000 1000 1000 1000 1000 1000
자외선
흡수제		 종류 A B A B A B
함량 30 30 30 30 30 30
촉매 종류 PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T
함량 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
실시예 13 실시예 14 실시예 15 실시예 16 실시예 17 실시예 18
이형제 종류 KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H
함량 100 100 100 100 100 100
용제 종류 MIX4 MIX4 MIX5 MIX5 MIX6 MIX6
함량 1000 1000 1000 1000 1000 1000
자외선
흡수제		 종류 A B A B A B
함량 30 30 30 30 30 30
촉매 종류 PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T
함량 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
실시예 19 실시예 20 실시예 21 비교예 1 비교예 2 비교예 3
이형제 종류 KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H
함량 100 100 100 100 100 100
용제 종류 1 1 1 1 1 4
함량 1000 1000 1000 1000 1000 1000
자외선
흡수제		 종류 A A A C D A
함량 0.5 2 10 30 30 30
촉매 종류 PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T
함량 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9
이형제 종류 KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H KS847H
함량 100 100 100 100 100 100
용제 종류 5 6 4 5 6 1
함량 1000 1000 1000 1000 1000 1000
자외선
흡수제		 종류 A A B B B -
함량 30 30 30 30 30 0
촉매 종류 PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T PL-50T
함량 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
상기 표 1 내지 표 5에서, 각 성분 함량의 단위는 중량부이며, 상기 표 1 내지 표 5에 기재된 약어의 의미를 하기 표 6에 정리하였다.
적용 약어 의미
KS847H: 부가 경화형 실리콘 수지, Shinetsu社
용제 1 톨루엔(끓는점: 110.6℃)
용제 2 n-헵탄(끓는점: 98.42℃)
용제 3 메틸에틸케톤(끓는점: 79.64℃)
용제 4 메틸이소부틸케톤(끓는점: 116.5℃)
용제 5 에틸아세테이트(끓는점: 77.1℃)
용제 6 에탄올(끓는점: 78.37℃)
용제 MIX1 톨루엔:n-헵탄=50:50(중량비)의 혼합 용매
용제 MIX2 톨루엔:메틸에틸케톤=50:50(중량비)의 혼합 용매
용제 MIX3 톨루엔:n-헵탄:메틸에틸케톤=50:40:10(중량비)의 혼합 용매
용제 MIX4 톨루엔:n-헵탄:메틸에틸케톤=50:10:40(중량비)의 혼합 용매
용제 MIX5 톨루엔:n-헵탄:메틸에틸케톤=50:30:20(중량비)의 혼합 용매
용제 MIX6 톨루엔:n-헵탄:메틸에틸케톤=50:20:30(중량비)의 혼합 용매
자외선 흡수제 A: 제조예 1의 자외선 흡수제 자외선 흡수제 A의 구조식
Figure 112019122945311-pat00009
자외선 흡수제 B: Eutec社 UV-1995 자외선 흡수제 B의 구조식
Figure 112019122945311-pat00010
자외선 흡수제 C: 제조예 2의 자외선 흡수제 자외선 흡수제 C의 구조식
Figure 112019122945311-pat00011
자외선 흡수제 D: CarboProtect(등록상표 Tinuvin, CAS. 945857-19-2, BASF社) 자외선 흡수제 D의 구조식
Figure 112019122945311-pat00012
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 코팅 조성물에 대한 1차 상용성 평가 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
대상 평가결과
실시예 1 △
실시예 2 △
비교예 1 X
비교예 2 X
표 7을 통해서, 본 출원의 화학식 1에서 규정하는 구조의 범주 내에 포함되는 화합물인 자외선 흡수제 A 또는 자외선 흡수제 B를 적용하면, 상기 코팅 조성물 내의 이형제와의 충분한 상용성이 확보된 것을 알 수 있다. 이를 통해 적어도 화학식 1에서 규정하는 구조의 범주 내의 화합물을 코팅 조성물에 적용되는 이형제와 혼합하는 것이 적절함을 알 수 있다.
실시예 1 내지 18 및 비교예 2 내지 8에서 제조된 코팅 조성물의 2차 상용성 평가 결과, 이형층 시편의 헤이즈 측정 결과, 이형 박리력 및 표면 에너지의 측정 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
대상 2차 상용성
평가 결과		 헤이즈(%) 이형 박리력 (gf/in) 표면 에너지 (mN/m)
실시예 1 △ 7.31 19.9 25.5
실시예 2 △ 8.82 21.3 24.3
실시예 3 ○~△ 5.36 15.5 23.1
실시예 4 ○~△ 6.88 15.1 22.4
실시예 5 △ 6.22 31.1 27.7
실시예 6 △ 7.71 27.7 28.9
실시예 7 ○~△ 5.93 21 26.6
실시예 8 ○~△ 6.71 23.3 26.7
실시예 9 ○~△ 4.78 19.8 24
실시예 10 ○~△ 6.33 18.3 23.3
실시예 11 ○ 3.74 15.7 21.4
실시예 12 ○ 4.88 16.1 23.1
실시예 13 ○ 4.22 17.7 22.8
실시예 14 ○ 5.23 16.1 21.9
실시예 15 ○ 4.05 18.8 24.4
실시예 16 ○ 5.23 19.1 22.1
실시예 17 ○ 4.33 16.4 23.1
실시예 18 ○ 4.99 17 23
비교예 3 △~X 8.88 43.2 31.1
비교예 4 △~X 10.01 48.8 34.4
비교예 5 X 15.55 88.1 29.9
비교예 6 X 15.87 93.3 31.1
비교예 7 X 13.43 65.1 34.4
비교예 8 X 14.44 78.1 36.7
표 8을 통해서, 상기 코팅 조성물 내에서 상기 이형제와 상기 자외선 흡수제와의 상용성을 확보하고, 이의 경화물(이형층)이 본 출원에서 차단하고자 하는 파장의 자외선을 차단하여 적절한 광학 특성(헤이즈)을 확보하며, 적절한 이형 박리력과 표면 에너지를 가지도록 하기 위해서는 본 출원에서 규정하는 범위 내의 비점을 가지는 용매를 적용하는 것이 적절함을 확인할 수 있다.

Claims (29)

  1. 이형제; 끓는점이 79 ℃ 내지 115 ℃의 범위 내인 용매; 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하고,
    상기 용매는 끓는점이 100℃초과 115℃이하인 제1용매, 끓는점이 85℃초과 100℃이하인 제2용매 및 끓는점이 79℃이상 85℃이하인 제3용매를 포함하는 혼합 용매인 코팅 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112021132569711-pat00013

    화학식 1에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX1 또는 -NX1 2이되, R1 내지 R5 중 1개 내지 2개는 -OX1 또는 -NX1 2이며, 상기에서 X1은 수소 또는 알킬기이고, R6 또는 R7은 수소, 시아노기, -C(=O)-X2, -C(=O)-O-X2, -O-C(=O)-X2, 또는 -NO2이며, 상기에서 X2는 알킬기 또는 아릴기이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R3는 -OX1 또는 -NX1 2인 코팅 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R2 및 R4 내지 R5 중 어느 하나는 -OX1인 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R6 또는 R7은 시아노기, -C(=O)-X2, -C(=O)-O-X2, 또는 -O-C(=O)-X2이고, 상기에서 X2는 알킬기인 코팅 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R6 또는 R7은 시아노기 또는 -C(=O)-O-X2인 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물의 반응 생성물인 코팅 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112019122945311-pat00014

    화학식 2에서, R8 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX3, 또는 -NX3 2이되, R8 내지 R12 중 1개 내지 2개는 -OX3 또는 -NX3 2고, 상기에서 X3은 수소 또는 알킬기이다:
    [화학식 3]
    Figure 112019122945311-pat00015

    화학식 3에서, R13 내지 R16은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 시아노기, -C(=O)-X4, -C(=O)-O-X4, -O-C(=O)-X4, 또는 -NO2이되, R13 내지 R16 중 적어도 2개는 수소이고, 상기에서 X4는 알킬기 또는 아릴기이다.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 화학식 2의 R10은 -OX3 또는 -NX3 2인 코팅 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 화학식 2의 R8 내지 R9 및 R11 내지 R12 중 어느 하나는 -OX3인 코팅 조성물.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 화학식 3의 R13 내지 R16 중 적어도 2개는 수소이되, 나머지 2개는 각각 독립적으로 시아노기, -C(=O)-X4, -C(=O)-O-X4, 또는 -O-C(=O)-X4이고, 상기에서 X2는 알킬기인 코팅 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 화학식 3의 R13 내지 R16 중 적어도 2개는 수소이되, 나머지 2개는 각각 독립적으로 시아노기 또는 -C(=O)-O-X4이고, 상기에서 X2는 알킬기인 코팅 조성물.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 상기 화학식 2의 화합물 1몰 당 0.5 몰 내지 1.5 몰의 범위 내의 화학식 3의 화합물이 반응한 반응 생성물인 코팅 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 이형제는 실리콘 수지를 포함하는 코팅 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 실리콘 수지는 부가 경화형 실리콘 수지, 축합 경화형 실리콘 수지 또는 자외선 경화형 실리콘 수지인 코팅 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 이형제를 1 중량% 내지 20 중량%의 범위 내의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 용매의 밀도는 0.5 g/cm3 내지 1.5 g/cm3의 범위 내인 코팅 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 용매의 상온 유전 상수는 1 내지 25의 범위 내인 코팅 조성물.
  17. 삭제
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 용매는 상기 제 1 용매를 50 중량% 이상의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 혼합 용매는 상기 제 2 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 50 중량부 내지 200 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 혼합 용매는 상기 제 3 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 50 중량부 내지 200 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 혼합 용매는 상기 제 2 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 10 중량부 내지 100 중량부의 범위 내의 비율로 포함하고, 상기 제 3 용매를 상기 제 1 용매 100 중량부 대비 10 중량부 내지 100 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 용매를 상기 이형제 100 중량부 대비 500 중량부 내지 2000 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 상기 이형제 100 중량부 대비 0.1 중량부 이상의 비율로 포함하는 코팅 조성물.
  24. 제 1 항의 코팅 조성물의 경화물을 포함하는 이형층.
  25. 제 24 항의 이형층을 포함하는 이형 필름.
  26. 제 25 항에 있어서, 85 ℃의 온도 및 85 %의 상대 습도에서 100 시간 보관 후 25 ℃의 온도 및 50 % 상대 습도에서 1시간 방치하여 ASTM D1003 규격으로 측정한 헤이즈는 9% 이하인 이형 필름.
  27. 제 25 항에 있어서, 이형층의 표면 에너지는 10 mN/m 내지 50 mN/m 의 범위 내인 이형 필름.
  28. 제 25 항에 있어서, 점착제층을 추가로 포함하고, 상기 이형층은 상기 점착제층의 적어도 일면에 존재하는 이형 필름.
  29. 제 28 항에 있어서, 이형층의 상기 점착제층에 대한 이형 박리력은 10 gf/in 내지 40 gf/in의 범위 내인 이형 필름.
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