KR102423460B1 - 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름. - Google Patents

내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름. Download PDF

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Abstract

본 발명은 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름에 관한 것으로서, 기재와 상기 기재의 일면에 불소-아크릴 점착수지 조성물에 불소계 점착부여 수지가 분산된 점착제 조성물이 도포된 점착층으로 이루어짐으로써 내지문코팅면에 접착되어 커버 윈도우를 보호할 수 있는 보호필름에 관한 것이다.

Description

내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름.{HIGH ELASTIC MODULUS FILM WITH IMPROVED ADHESION TO ANTI-FINGER COATING}
본 발명은 내지문코팅면(anti-finger coating)에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수하면서도 탄성율이 높아 디스플레이의 커버 윈도우를 효과적으로 보호할 수 있는 보호필름에 관한 것이다.
보호필름은 디스플레이의 파손이나 스크래치를 막기 위해 디스플레이 표면에 부착되는 제품이다. 최근 플렉시블 디스플레이가 개발되면서 상기 플렉시블 디스플레이의 표면 보호를 위한 특성이 향상된 보호필름의 개발이 요구되고 있다.
예를 들어, 일반적인 스마트폰, 태블릿 기기 등의 디스플레이에는 강화유리로 이루어진 커버 윈도우를 보호하기 위하여 보호필름이 장착되고 있으나, 폴더블 스마트폰의 경우 CPI(Colorless Polyimide)로 이루어진 커버 윈도우가 적용되고 있으며, 상기 커버 윈도우의 경도 및 내구성을 보완할 목적으로 보호필름이 사용되고 있다. 향후 커버 윈도우를 강화유리 재질로 변경할 경우에는 커버 윈도우의 표면에 형성되는 내지문코팅면(anti-finger coating)에 부착되어 스크래치 및 파손을 방지할 수 있는 특성을 가지는 보호필름이 개발되어야 한다.
이러한 보호필름은 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수해야 하는데, 종래의 커버 윈도우와 내지문코팅면이 적용되는 커버 윈도우에 대한 보호필름의 요구되는 물성은 표 1과 같다.
종래의 커버윈도우
(Changeable Window)		 차세대 커버윈도우
(AF Changeable Window)
필름기재 PET 필름 나일론 필름 또는 25㎛ 이하 두께의 PET 필름
점착층 아크릴계 OCA용 점착제 고탄성 점착제
AF면 접착력 기능없음 측쇄 변성 점착제를 통해 Silicone/Fluorine 그래프팅 가능
즉, 폴더블 스마트폰의 폴딩 횟수 5만회에서의 접착력을 유지할 수 있어야 하며, 특히, 내지문코팅면에 대한 접착력이 80gf/inch 이상을 유지할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 상기 내지문코팅면에 대한 접착력을 확보하기 위해 실리콘 수지와 불소 화합물의 그래프팅이 가능해야 하는데, 이는 상기 내지문코팅면이 주로 불소계 코팅제를 이용하여 형성되기 때문이다. 일반적으로 사용되는 우레탄/아크릴 공중합체를 주성분으로 하는 점착제로는 요구되는 점착제의 특성을 얻을 수 없으며, 불소/아크릴 수지를 이용하면 이러한 특성을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
불소계 수지를 이용한 점착제로는 대한민국 공개특허공보 10-2015-0019247호에서 불소계 아크릴레이트를 이용하여 표면에너지가 35dyne/㎝ 이하인 점착제 조성물을 얻고 있으나, 이는 박리 시 점착 성능을 유지하기 위한 것으로, 내지문코팅면에 적용하기에는 충분하지 않은 특성을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 내지문코팅면(anti-finger coating)에 대한 접착력이 우수하여 디스플레이의 커버 윈도우를 효과적으로 보호할 수 있는 보호필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
특히, 폴더블 기기의 디스플레이 표면에 형성되는 내지문코팅면에 대한 접착력을 확보할 수 있도록 점착층을 개선한 보호필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 보호필름은 기재와, 상기 기재의 일면에 불소-아크릴 점착수지 조성물에 불소계 점착부여 수지가 분산된 점착제 조성물이 도포된 점착층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 불소-아크릴 점착수지 조성물은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA), 헥사플로오로이소프로필메타크릴레이트(HFiPMA), 실란계 디메타크릴레이트(PSbMAt) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 불소계 점착부여 수지는 헵타플루오로부틸아크릴레이트(HFBA) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 불소-아크릴 점착수지 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 25 중량부의 불소계 점착부여 수지가 분산되는 것일 수 있다.
또한, 상기 보호필름은 내지문코팅면에 대한 접착력이 40g/25㎜ 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 보호필름은 점착층의 개선을 통해 폴더블 기기의 디스플레이 표면에 형성되는 내지문코팅면(anti-finger coating)에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으므로 디스플레이의 커버 윈도우를 효과적으로 보호할 수 있는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 보호필름의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 보호필름은 도 1에 도시된 것과 같이 기재와, 상기 기재의 일면에 불소-아크릴 점착수지 조성물에 불소계 점착부여 수지가 분산된 점착제 조성물이 도포된 점착층으로 이루어지며, 접착공정을 수행할 때까지 상기 점착층을 보호할 수 있도록 상기 점착층의 외측에 이형층이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 점착층은 폴더블 기기의 디스플레이 표면에 형성되는 내지문코팅면(anti-finger coating)에 접착되며, 이를 위하여 상기 내지문코팅면에 대한 접착력을 확보할 수 있도록 조성된 점착제 조성물로 상기 점착층을 형성하게 된다. 또한, 상기 기재 및 점착제 층이 적층된 보호필름은 50 내지 100㎛ 내외의 두께로 이루어지며, 용도에 따라 그 두께를 달리할 수 있다.
상기 점착제 조성물을 구성하는 상기 불소-아크릴 점착수지 조성물은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA), 헥사플로오로이소프로필메타크릴레이트(HFiPMA), 실란계 디메타크릴레이트(PSbMAt) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)의 5가지 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 불소계 점착부여 수지는 헵타플루오로부틸아크릴레이트(HFBA) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 점착제 조성물은 내지문코팅면에 대한 접착 실험을 통해 최적화된 성분으로 이루어져 있으며, 이러한 효과에 대해서는 실험적으로 확인될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 불소-아크릴 점착수지 조성물은 10 내지 30 중량%의 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 10 내지 30 중량%의 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA), 1 내지 20 중량%의 헥사플로오로이소프로필메타크릴레이트(HFiPMA), 1 내지 20 중량%의 실란계 디메타크릴레이트(PSbMAt) 및 1 내지 20 중량%의 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 불소계 점착부여 수지는 40 내지 80 중량%의 헵타플루오로부틸아크릴레이트(HFBA) 및 20 내지 60 중량%의 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 상기 불소-아크릴 점착 수지 100 중량부에 대하여 불소계 점착부여 수지 5 내지 25 중량부를 혼합하여 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 이때, 상기 불소계 점착부여 수지가 5 중량부 미만일 경우 충분한 접착력을 얻을 수 없으며 25 중량부를 초과 할 경우에도 더 이상 접착력이 향상 되지 않으므로 불필요하다.
또한, 상기 기재는 보호필름에 사용할 수 있는 기재라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 즉, 투명성 및 가요성이 있는 필름을 사용할 수 있다. 이러한 기재는 피착체인 내지문코팅면에 상기 점착층이 부착된 후 상기 내지문코팅면을 보호하는 역할을 하게 되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름을 사용할 수 있다. 또한, 필요한 강도와 광학적 특성을 가지는 수지라면 다른 수지로 이루어지는 필름을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 이형층은 박리 가능한 이형 필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 보호필름을 피착체의 표면에 부착하기 전 제거하여 상기 점착층이 접착될 수 있도록 할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[고탄성 불소-아크릴 점착수지 조성물의 제조]
35 중량%의 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 20 중량%의 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-HEA), 13 중량%의 헥사플루오로이소프로필메타아크릴레이트(HFiPMA), 13 중량%의 실란계다이메타아크릴레이트(PSbMAt), 19 중량%의 이소포론디이소이아네이트(IPDI) 및 반응 개시제인 아조비스이소부티로나이트릴(AIBN) 0.2 중량%를 3구 1리터 유리 반응기에 투입하고 중합하여 고탄성의 불소-아크릴 점착수지 조성물을 제조하였다.
[불소계 점착부여수지 조성물의 제조]
66 중량%의 헵타플루오로부틸릭엑시드(HFBA), 34 중량%의 이소포론디이소시아네이트(IPDI)를 3구 1리터 유리 반응기에 투입하고 중합하여 불소계 점착부여수지 조성물을 제조하였다.
[실시예 1]
제조된 불소-아크릴 점착수지 조성물을 고형분이 40%가 되도록 유기용제인 에틸아세테이트로 희석하고 희석된 불소-아크릴 점착수지 조성물 100 중량부에 대하여 불소계 점착부여 수지 조성물을 21 중량부를 추가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
상기 점착제 조성물을 이형처리된 필름에 두께가 25㎛가 되도록 도포하고 110℃에서 3분간 가열 건조하여 점착층을 형성하였다. 상기 점착층을 25㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재의 일면에 합지하여 총 두께 50㎛의 보호필름을 제조하였다.
[실시예 2]
불소계 점착부여제의 함량을 7 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름을 제조하였다.
[실시예 3]
불소계 점착부여제의 함량을 10.5 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름울 제조하였다.
[실시예 4]
불소계 점착부여제의 함량을 14 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름을 제조하였다.
[실시예 5]
불소계 점착부여제의 함량을 17.5 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 불소계 점착부여제에서 이소포론디이소시아네이트(IPDI)를 첨가하지 않고 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 불소계 점착부여제에서 헵타플루오로부틸릭엑시드(HFBA) 대신 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 보호필름을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 고탄성 불소-아크릴 점착수지 조성물을 시중에 시판되는 고내열 아크릴 점착 수지를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 방법으로 보호필름을 제조하였다.
실시예 및 비교예에 따른 보호필름에 대하여 아래와 같이 실리콘 표면에 대한 점착력, 재점착력, 및 내지문코팅면에 대한 점착력을 평가하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
[실리콘(Silicone) 표면 점착력 시험]
보호필름을 폭 25㎜, 길이 200㎜로 컷팅 하여 2㎏ 롤러를 이용하여 300㎜/min의 속도로 2회 왕복하여 Silicone이 코팅된 이형필름에 압착하고 300㎜/min의 속도로 180도(degree) 박리강도를 측정하였다.
[실리콘(Silicone) 표면 재점착력 테스트]
보호필름을 폭 25㎜, 길이 200㎜로 컷팅 하여 2㎏ 롤러를 이용하여 300㎜/min의 속도로 2회 왕복하여 Silicone이 코팅된 이형필름에 압착하고 300㎜/min의 속도로 180도(degree) 박리강도 측정한 시료를 동일한 방법으로 재압착 및 재측정하였다.
[내지문코팅면 표면에 대한 점착력 시험]
보호필름을 폭 25㎜, 길이 200㎜로 컷팅 하여 2㎏ 롤러를 이용하여 300㎜/min의 속도로 2회 왕복하여 AF 코팅된 Glass 압착하고 300㎜/min의 속도로 180도(degree) 박리강도 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
Silicone점착력
(g/25㎜)		 66 54 58 64 65 63 61 43
Silicone 재점착력(g/25㎜) 62 48 53 58 59 55 52 36
AF점착력
(g/25㎜)		 48 40 42 45 44 41 42 29
시험결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 불소-아크릴 점착수지 대신 시판되는 일반적인 아크릴 점착수지를 사용한 경우(비교예 3)에는 점착력이 낮으며, 특히, 불소계 점착부여제와의 상용성이 낮아 혼합이 잘 되지 않고 상 분리가 일어나는 것을 확인하였다.
또한, 불소계 점착부여제의 성분을 변경하여 제조하는 경우(비교예 1, 2) 실시예에 비하여 점착력, 재점착력 및 내지문코팅면에 대한 물성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 또한, 불소계 점착부여제를 21 중량부 함유하는 실시예 1에서 가장 우수한 점착력을 나타내어 점착제 조성물을 제조할 때 불소계 점착부여제를 사용 가능한 함량 범위 내에서 다량 함유할 때 더 나은 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
따라서 본 발명에 따른 보호필름은 내지문코팅면에 부착할 때 충분한 접착력을 얻을 수 있어 이러한 용도로 사용되기에 적합한 물성을 가지는 것으로 파악된다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

  1. 기재와 상기 기재의 일면에 불소-아크릴 점착수지 조성물에 불소계 점착부여 수지가 분산된 점착제 조성물이 도포된 점착층으로 이루어지며,
    상기 불소-아크릴 점착수지 조성물은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA), 헥사플로오로이소프로필메타크릴레이트(HFiPMA), 실란계 디메타크릴레이트(PSbMAt) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 불소계 점착부여 수지는 헵타플루오로부틸아크릴레이트(HFBA) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 불소-아크릴 점착수지 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 25 중량부의 불소계 점착부여 수지가 분산되는 것을 특징으로 하는 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호필름은 내지문코팅면에 대한 접착력이 40g/25㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 내지문코팅면에 대한 접착력이 우수한 고탄성 보호필름.
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