KR102587608B1 - 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지할 수 있으며, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수한 고경도 코팅조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물에 관한 것으로, 특히 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지할 수 있으며, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수한 고경도 코팅조성물에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
액정 표시 장치(liquid crystal display) 또는 유기 발광 표시장치(organic light emitting diode display) 등의 박형표시 장치는 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC 뿐만 아니라, 각종 웨어러블 기기(wearable device)에 이르기까지 휴대성을 특징으로 하는 각종 스마트 기기(smart device)에 널리 사용되고 있다.
이러한 박형표시 장치들은 스크래치 또는 외부 충격으로부터 디스플레이 패널을 보호하고자 디스플레이 패널 위에 디스플레이 보호용 윈도우 커버를 구비하고 있다.
이와 같은 디스플레이 패널의 윈도우 커버 필름으로 사용하기 위해서는 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지하는 것을 요구하고 있다.
또한, 제조 공정 중 고온 고습 조건에서 코팅층의 변형이 발생하지 않고, 디스플레이에 적용 중인 소자가 손상이 되지 않고, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수할 것이 요구된다.
이에 본 발명자들은 특정한 실세스퀴옥산 수지를 코팅조성물에 적용할 경우 우수한 효능을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지할 수 있으며, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수한 고경도 코팅조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은,
하기 화학식 1로 표시되는 실세스퀴옥산계 수지를 포함하는 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 하나 이상은 -OSi(R)2CH=CH2이며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
R5, R6, R7, R8, R9, R10은 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 하나 이상의 -Si(R)2CH=CH2 및 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
n은 1 내지 100 중 하나의 정수이다.
구체적으로 상기 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물은
상기 실세스퀴옥산계 수지;
개시제;
유기용매;
를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하기로 상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, R4 중 적어도 2개 이상이 -OSi(R)2CH=CH2 또는 -Si(R)2CH=CH2인 것이며, R5, R6, R7, R8, R9, R10 중 적어도 두개 이상의 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하는 것이다.
바람직하기로 상기 실세스퀴옥산계 수지는 중량평균분자량이 5,000 내지 100,000 g/mol인 것이다.
또한 본 발명은 상기 기재의 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품을 제공한다.
바람직하기로 상기 코팅층의 두께는 1 내지 50 um인 것이다.
본 발명에 따르면, 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지할 수 있으며, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수한 고경도 코팅조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실세스퀴옥산계 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 하나 이상은 -OSi(R)2CH=CH2이며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
R5, R6, R7, R8, R9, R10은 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 하나 이상의 -Si(R)2CH=CH2 및 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
n은 1 내지 100 중 하나의 정수이다.
구체적으로 화학식 1에서 상기 치환기는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; 중수소, 할로겐, 아민기, 에폭시기, (메타)아크릴기, 사이올기, 이소시아네이트기, 니트릴기, 니트로기, 페닐기로 치환되거나 치환되지 않은 C1~C10의 알킬기; C2~C10의 알케닐기; C1~C10의 알콕시기; C3~C10의 시클로알킬기; C3~C20의 헤테로시클로알킬기; C6~C20의 아릴기; C3~C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
상기 실세스퀴옥산계 수지는 화학식 1에 포함된 R1 내지 R10에 해당하는 부분을 포함하는 트리알콕시실란 또는 디알콕시실란을 가교제를 이용하여 축합중합하여 제조할 수 있으며, 필수적으로 -Si(R)2CH=CH2 및 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하는 트리알콕시실란 또는 디알콕시실란을 사용하여 축합중합할 수 있다.
구체적으로 상기 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물은
상기 실세스퀴옥산계 수지;
개시제;
유기용매;
를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하기로 상기 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물은
상기 실세스퀴옥산계 수지 5 내지 50 중량%;
개시제 0.01 내지 10 중량%;
유기용매 잔량;
를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하기로 상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, R4 중 적어도 2개 이상이 -OSi(R)2CH=CH2 또는 -Si(R)2CH=CH2인 것이 좋으며, R5, R6, R7, R8, R9, R10 중 적어도 두개 이상의 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하는 것이 좋다. 상기의 경우 더욱 우수한 물성을 나타낸다.
바람직하기로 상기 실세스퀴옥산계 수지는 중량평균분자량이 5,000 내지 100,000 g/mol인 것이다. 상기 범위 경우 더욱 우수한 물성을 나타낸다.
상기 개시제는 광개시제 또는 열 개시제일 수 있으며, 상기 유기용매는 실세스퀴옥산계 수지와 상용 가능한 유기용매가 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물은 열경화제, 무기 충전제, 활제, 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레벨링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등을 더욱 포함할 수 있다. 상기 함량은 당업자가 적절하게 조절하여 사용할 수 있으며, 각각 독립적으로 0.01 내지 20 중량%의 범위 내에서 조절하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 기재의 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품을 제공한다.
상기 코팅층의 두께는 임의로 조절할 수 있으며, 구체적으로는 1 내지 50 um인 것일 수 있다.
상기 코팅의 대상이 되는 물품은 플라스틱일 수 있으며, 구체적으로는 디스플레이에 적용되는 투명 플라스틱 필름인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 물품은 내스크레치성이 우수하며, 투명성이 우수하고, 외력에 의해 패널의 손상을 방지할 수 있으며, 습기나 수분에 대한 차단 특성이 우수한 특성을 가진다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 100 중량부, 광 개시제 3 중량부, 실리콘계 레벨링 첨가제 0.3 중량부, 유기용매 2-이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 130 중량부를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 130 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 80 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 50 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 대신에 옥타비닐 POSS와 수소화된 폴리(메틸페닐)실록산 수지를 백금 촉매 하에서 수소규소화(Hydrosilylation) 반응을 통해 합성한 수지를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 300 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 화학식 1의 실세스퀴옥산 수지 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
[물성측정]
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 3에서 제조된 코팅 조성물의 물성을 다음과 같이 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
경화막은 형성은 상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 3에서 제조된 코팅 조성물 각각을 0.3 mm의 두께를 갖는 PET 기재 상에 도포하고 건조 및 경화 과정을 거쳐 최종 경화막의 두께가 30 ㎛가 되도록 하였다.
(1) 표면경도 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 3의 조성물을 이용한 경화막 각각에 대하여, JIS K5600에 준거하여, 1kg의 하중 및 45°의 각도로 연필 경도 시험을 수행하였다.
(2) 내스크래치성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 3의 조성물을 이용한 경화막 각각에 대하여 스틸울 테스트기(WT-LCM100, 한국 프로텍사)를 사용하여 표면 스크래치 평가를 수행하였다. 스틸 울은 #0000s 레벨을 사용하였으며, 경화막 상면에 대해 1.5kg의 하중을 주어 분당 60회의 속도로 10회 반복하였다. 평가 후 경화막을 암실 조건에서 형광등 불빛에 비추어 표면에 생긴 긁힌 자국의 개수를 측정하였다.
평가 기준은 아래와 같다.
◎: 10개 미만
○: 10개 이상 및 20개 미만
△: 20 내지 40개
×: 40개 초과
(3) 투과율 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 3의 조성물을 이용한 경화막 각각에 대하여 UV-Vis spectrometer(UV-2100, Shimadzu 제)를 사용하여 450nm 파장에서의 투과율을 측정하였다.
평가 기준은 아래와 같다.
○: 투과율 99% 이상
△: 투과율 95% 이상 및 99% 미만
×: 투과율 95% 미만
| 구분 | 표면경도(단위 H) | 내스크레치성 | 투과율(%) |
| 실시예 1 | 7 | ◎ | ◎ |
| 실시예 2 | 7 | ◎ | ◎ |
| 실시예 3 | 7 | ◎ | ◎ |
| 실시예 4 | 7 | ◎ | ◎ |
| 비교예 1 | 4 | △ | △ |
| 비교예 2 | 5 | ○ | × |
| 비교예 3 | 3 | × | × |
상기 표 1에 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 4의 경우 비교예 3에 비하여 표면경도, 내스크레치성 및 투과율이 우수한 물성을 나타냄을 확인할 수 있다.
Claims (6)
- 하기 화학식 1로 표시되는 실세스퀴옥산계 수지를 포함하는 디스플레이 패널 커버용 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 2개 이상이 -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
R5, R6, R7, R8, R9, R10은 각각 독립적으로 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, -Si(R)3, -OSi(R)3, -Si(R)2CH=CH2 또는 -OSi(R)2CH=CH2이며, 적어도 하나 이상의 -Si(R)2CH=CH2 및 적어도 2개 이상의 -OSi(R)2CH=CH2을 포함하며, 여기서 R은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기이며,
n은 1 내지 100 중 하나의 정수이다. - 제1항에 있어서,
상기 실세스퀴옥산계 수지;
개시제;
유기용매;
를 포함하는 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 실세스퀴옥산계 수지는 중량평균분자량이 5,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅조성물. - 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항 기재의 디스플레이 패널 커버용 내스크레치성이 우수한 고경도 코팅 조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
- 제5항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 1 내지 50 um인 것을 특징으로 하는 물품.
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