KR20000010769A - 반사 방지 필름 및 방법 - Google Patents

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크리스틴 엠 슈로더
브라이언 엘 코스터
티모시 티 매길
케네쓰 지 올슨
다카시 하라다
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름 및 광학 투명 접착제를 포함하며, 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 필름 구조물을 제조하는 방법 및 표면으로부터 반사를 감소시키는 방법에 관한 것이다.

Description

반사 방지 필름 및 방법
표면이 광택을 띠게 되는 경향이 감소되는 경우 광학 투명 표면이 개선될 수도 있다는 것에 대한 예가 다수 존재하고 있다. 광택 또는 거울 광택은 광의 입사시에 표면으로부터 광을 부적절하게 반사시키게 된다. 이러한 반사를 감소시키는 것은 건축 및 장식용 유리, 보호용 안경류, 컴퓨터 모니터 스크린 또는 기타의 디스플레이 패널을 비롯한 다양한 설치물에서 바람직하다.
반사가 감소되는 것이 바람직한 용도의 예로는 자동차 분야이며, 이때, 광학 투명 표면은 라디오, 시계 및 항법계와 같은 기기 클러스터(cluster) 및 기타의 내장용 디스플레이 부품에 사용된다. 통상적으로 기기 클러스터는 브라우(brow) 또는 보호판에 의해 태양광선 및 기타의 광원으로부터 보호하며, 렌즈 커버는 곡면상에서 긁혀져서 원치않는 제1 표면 반사를 통해 운전자의 시야로부터 초점을 흐리게 한다. 그리하여 표면에 도포하기 위한 반사 방지 물질을 제공하여 브라우, 보호판 또는 렌즈 커버의 긁힘이 필요 없게 되는 것이 바람직하다.
시판되고 있는 반사 방지 피막은 비싸며, 자동차용 용도로 사용하기 위한 내구성 요건에도 충족되지 않고 있다. 제1 표면 반사를 처리하는 공지된 방법으로서 작은 입자를 표면상에 부착시켜 굴절률을 점진적으로 변화시켜 광을 직접 반사하는 대신 교란한다. 이러한 피막은 딥-피복(dip-coating)에 의해 도포되지만 지문, 오물 또는 연마재에 의해 쉽게 손상된다. 또한, 이들은 도포 비용도 비싸다. 두 번째로 공지된 방법에서, 재료의 표면에 직물 짜임을 갖게 하여 광 반사를 교란시키는 것이 있다. 그러나, 이는 성형동안 표면에 직물 짜임을 갖게 하기 때문에 적절한 투과율과 투명도를 갖는 균일한 제품이 얻어지게 하는 것이 어렵다.
본 발명은 반사 방지 필름 구조물에 관한 것이며, 직물 짜임 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름을 포함하는 반사 방지 필름 구조물에 관한 것이다. 본 발명은 반사 방지 필름 구조물의 제조 방법 및 표면으로부터의 반사를 감소시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 제1 표면 반사를 감소시키는 공지된 방법과 관련된 단점을 극복한 것으로서, 이러한 표면에 반사 방지 필름 구조물을 도포하여 표면으로부터 부적절한 반사를 감소시키도록 한다. 본 발명의 반사 방지 필름 구조물은 라디오, 시계 및 항법계와 같은 기기 클러스터 및 기타의 실내용 디스플레이 부품 뿐 아니라, 투과율, 흐림도 및 투명도와 같은 광학 특성을 허용가능하지 않은 정도로 변형시키지 않으면서 모든 시야의 각도로부터 표면 반사를 감소시키고자 하는 많은 기타의 용도를 비롯하여 자동차용 용도로서의 반사 방지재로서 사용하기에 매우 적절하다.
따라서, 본 발명의 제1 특징은 직물 짜임 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름 및 광학 투명 접착제를 포함하는 반사 방지 필름 구조물에 관한 것이다. 필름 구조물은 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된다.
바람직한 제1 실시태양에 있어서, 필름 구조물은 광학 투명 중합체 필름 및 접착제의 사이에 배치된 광학 투명 중합체 지지 필름을 더 포함한다. 필름 구조물은 또한 광학 투명 중합체 필름의 직물 짜임 표면에 대하여 배치된 직물 짜임의 매트 층을 포함할 수 있다. 또한, 반사 방지 필름 구조물은 광학 투명 접착제에 대하여 배치된 백킹을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시태양에 있어서, 광학 투명 중합체 필름은 중합 아크릴레이트 우레탄을 포함한다.
반사 방지 필름 구조물은 60° 광택도 측정치가 바람직하게는 약 50∼100, 더욱 바람직하게는 약 70∼95가 되도록 형성된다. 필름 구조물은 흐림도가 약 50%보다 낮은 것이 바람직하며, 투명도는 약 25%보다 큰 것이 바람직하다.
광학 투명 접착제는 감압 접착제인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 특징은 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 광학 투명 중합체 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계를 포함하며, 이때 중합체 필름 및 직물 짜임의 표면은 광 투과율이 약 80%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물을 제공하도록 선택된다.
바람직한 제3 실시태양에 있어서, 광학 투명 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계는 직물 짜임의 표면에 중합성 조성물을 도포하는 단계 및 중합성 조성물을 경화시켜 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 중합성 조성물은 아크릴레이트 우레탄 단량체 또는 올리고머를 포함하는 것이 바람직하다. 직물 짜임 표면은 1 종 이상의 주요 직물 짜임 표면을 갖는 매트 라이너인 것이 바람직하며, 중합성 조성물은 경화 이전에 라이너의 직물 짜임 표면에 도포될 수 있다.
광학 투명 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계는 중합성 조성물을 기재에 도포하는 단계, 중합성 조성물에 대하여 직물 짜임의 표면을 배치하는 단계 및 중합성 조성물을 경화시켜 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 기재는 광학 투명 중합체 지지 필름일 수 있다. 이러한 방법은 직물 짜임 표면에 대향하는 표면상에서 광학 투명 중합체 필름의 표면에 광학 투명 접착제를 도포하는 단계를 더 포함한다.
이러한 방법은 직물 짜임 표면을 제거한 후, 중합성 조성물을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
광학 투명 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계는 중합체 재료 및 용매를 포함하는 조성물을 기재에 도포하는 단계, 조성물에 직물 짜임의 표면을 배치하는 단계 및 이러한 조성물을 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법에 있어서, 필름 구조물은 60° 광택도 측정치가 바람직하게는 약 50∼100, 더욱 바람직하게는 약 70∼95가 되도록 형성된다. 반사 방지 필름 구조물은 흐림도가 약 50% 미만이 되고 투명도가 약 25%보다 크도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 특징은 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름을 포함하는 반사 방지 필름 구조물에 관한 것이며, 이때 필름 구조물은 광 투과율이 약 80%보다 크며, 60° 광택도 측정치는 약 15∼100이 되도록 형성된다. 필름 구조물은 직물 짜임 표면의 대향면상에서 광학 투명 감압 접착제를 더 포함할 수 있다. 바람직한 제4 실시태양에 있어서, 반사 방지 필름 구조물은 직물 짜임 표면의 대향 표면에 대해 광학 투명 중합체 지지 필름을 더 포함한다. 반사 방지 필름 구조물은 흐림도가 약 50% 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4 특징은 표면으로부터 반사를 감소시키는 방법이다. 이러한 방법은 표면에 본 발명에 의한 반사 방지 필름 구조물을 도포하는 단계를 포함하여 불필요한 표면 반사를 감소시키는 것이다.
그리하여, 본 발명은 광 투과율, 흐림도 및 투명도를 허용가능한 정도로 유지하면서 제1 표면 반사를 감소시키는 것이 바람직한 렌즈, 디스플레이 패널 또는 기타의 물질에 도포하기 위한 광학 투명, 직물 짜임을 갖는 반사 방지 중합체 필름 구조물을 제공한다. 본 발명의 반사 방지 필름 구조물은 이러한 물질의 표면에 도포하였을 경우 거울 광택을 감소시키게 된다. 필름 구조물은 얇고, 가요성이 있으며, 긁힘 내성 및 내용제성을 갖는다. 필름 구조물은 광 투과율을 손상시키지 않으며, 다양한 기재에 적층시키기 위한 내구성, 광학 투명 재료를 제공한다.
본 발명은 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름을 포함하는 반사 방지 필름 구조물을 제공한다.
본 발명에 의하면, 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름은 본래 가시 광선(약 3,900∼8,000 Å 또는 390∼800 ㎚)에 해당하는 파장 범위내의 전자기 방사를 방출할 수 있는 임의의 중합체 물질이 될 수 있다. 적절한 중합체 물질의 예로는 결정화되지 않는 순수한 중합체 또는 공중합체(때때로 "무정형 중합체"로 일컬음) 등이 있으며, 이들은 흔히 광 투과율이 높으며, "투명 중합체"로서 불리울 수 있다. 이러한 유형의 중합체의 예로는 많은 스티렌(예, 폴리스티렌), 아크릴(예, 폴리메틸 메틸메타크릴레이트, (메트)아크릴산의 공중합체 또는 아크릴산 에스테르), 셀룰로식(예, 셀룰로스 아세테이트 또는 셀룰로스 아세테이트 부티레이트), 우레탄 아크릴레이트 및 이의 혼합물 등이 있다. 이러한 유형의 기타의 적절한 중합체 또는 공중합체는 엔지니어링 플라스틱, 예컨대 폴리카보네이트 및 폴리설폰, 열경화제, 예컨대, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 및 우레탄 수지 및 비충전, 특히 배합된 탄성중합체, 예컨대, 폴리이소프렌, 플루오로중합체, 실리콘 및 우레탄 또는 이의 혼합물 등이 있다.
적절한 중합체 물질의 예로는 결정화 중합체가 있다. 결정화 중합체 및 공중합체내의 결정성 부분의 존재는 광 투과율을 감소시키는 경향이 있으나, 중간 두께에서의 반결정질 중합체는 일반적으로 반투명이며, 많은 결정화 중합체의 필름, 특히 배향된 필름은 투명이 될 수 있다. 이들의 예로는 올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리아미드 예컨대, PA-6 및 PA6-6, 및 열가소성 폴리에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 이의 혼합물 등이 있다. 특정의 결정화 중합체는 PET 및 폴리메틸펜텐과 같이 투명도가 높은 필름으로 제조될 수 있다.
일반적으로, 중합체 재료의 투명 또는 반투명은 도메인의 크기에 의해 영향을 받는데, 평균 도메인 크기가 광의 파장보다 매우 큰 경우 투명성을 잃게 된다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 광학 투명 중합체 필름의 예로는 중합 아크릴레이트 우레탄을 포함하는 필름 등이 있으며, 특히 바람직한 필름은 아크릴레이트 우레탄 단량체/올리고머 용액(CN964B85, 미국 펜실베이니아주 엑스턴에 소재하는 사토머 시판), 다작용성 아크릴레이트(헥산디올디아크릴레이트), 아크릴레이트 에스테르(2,2-에톡시에톡시에틸 아크릴레이트) 및 광개시제(벤질 디메틸 케탈)(ESACURE KB-1, 사토머 시판) 등의 중합 생성물을 포함한다. 본 발명에 사용하기 위한 바람직한 광학 투명 중합체 필름의 예로는 아크릴 클리어 피막(예, V402, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재하는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴파니 시판)이 있으며, 이는 용매내에서 도포된 후, 건조되어 필름을 형성할 수 있다.
일반적으로, 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 재료는 내마모성, 긁힘 내성, 전자기 방사, 특히 자외선(UV) 방사(UV 방사에 노출시 변색되어 덜 바람직함)에 대한 안정성, 치수 안정성, -40∼120℃의 온도 범위에서 내구성을 가지며 다습한 조건하에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 중합체 물질은 이러한 기타의 층 또는 성분이 존재하는 경우, 반사 방지 필름 구조물의 기타의 층 또는 부품 및 기재와 상용성을 갖는 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로, 중합체 물질의 굴절율은 반사 방지 필름 구조물의 기재 재료 및 기타의 성분의 굴절율에 충분히 근접하여 거울 광 투과율이 허용가능한 수준 이하로 감소되지 않아야 한다.
또한, 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 물질은 의도하는 용도에 적절한 가요성을 지니는 것이 바람직하다. 환경 요소 뿐 아니라, 기재의 외형 및 반사 방지 재료를 처리하고자 하는 물리적 조건은 용도에 적절한 가요도(또는 강성)을 결정하게 된다.
직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름의 두께는 약 10∼약 750 ㎛, 바람직하게는 약 10∼약 250 ㎛ 범위내가 될 수 있다.
직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 필름으로 사용하기에 적절한 다양한 재료로부터의 중합체 필름의 선택은 재료의 굴절율 또는 가요도와 같이 특정의 용도에 바람직한 특성에 따라 좌우된다. 이러한 특성은 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 결정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 광학 투명 중합체 필름은 직물 짜임의 표면을 갖는다. 직물 짜임의 표면은 투과율을 허용가능한 수치 이하로 감소시키지 않으면서 거울 광택도를 감소시키기에 충분한 정도로 입사광을 확산시키는 작용을 한다. 그래서, 광학 투명 중합체 필름은 직물 짜임의 표면에 대하여 배치된 후, 직물 짜임의 표면에 대해 경화, 건조 또는 경질화되어 광학 투명 중합체 필름의 직조 짜임의 표면을 형성할 수 있는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 광학 투명 중합체 필름은 단량체 및/또는 올리고머를 포함하는 중합성 조성물로 형성될 수 있으며, 필름은 소정의 직물 짜임을 부여하는 표면상에 용매 성형되거나 또는 압출될 수 있는 중합체 재료로 형성될 수 있다.
반사 방지 필름의 직물 짜임 표면은 임의의 다양한 직물 짜임의 재료, 표면 또는 방법에 의해 부여될 수 있다. 직물 짜임의 재료 또는 표면의 비제한적인 예로는 매트 피니쉬를 갖는 필름 또는 라이너, 미세 엠보싱 처리된 필름, 소정의 직물 짜임 패턴 또는 주형을 포함하는 미세 반복 압형기, 슬리이브 또는 벨트, 롤, 예컨대, 금속 또는 고무 롤 또는 고무 피복된 롤 등이 있다.
바람직한 직물 짜임 재료의 예로는 필름(MYLAR 폴리에스테르, 유형 200XMEB31, 200 게이지, 듀퐁 컴파니 시판)의 직물 짜임 표면이 있다. 본 발명의 바람직한 제5 실시태양에 있어서, 반사 방지 필름 구조물은 중합성 조성물을 폴리에스테르 필름의 직물 짜임의 표면에 배치한 후, 경화시키는 방사 경화성 중합성 조성물의 중합 생성물을 포함한다. 경화시킨 후, 사용하기 쉽도록 폴리에스테르 직물 짜임 재료를 제거하여 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름을 포함하는 반사 방지 필름 구조물을 제공할 수 있다. 직물 짜임 재료는 반사 방지 필름 구조물의 직물 짜임의 표면에 보유되어 표면을 보호하고, 사용시 제거할 수 있다.
본 발명의 반사 방지 필름 구조물은 광학 투명 중합체 필름 및 이 필름의 직물 짜임의 표면을 선택하므로써 특정의 바람직한 광학 특성을 나타내도록 형성된다. 본 발명에 의하면, 필름 구조물은 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 20∼100, 바람직하게는 약 50∼100, 가장 바람직하게는 약 70∼95가 되며, 이러한 매개변수는 본 명세서에 기재되어 있다. 본 발명의 반사 방지 필름 구조물은 모든 시야의 각에서의 입사광에 대해 반사 방지성을 지니며, 흐림도는 약 50% 미만이며, 투명도는 약 25%보다 크게 된다.
본 발명의 바람직한 제6 실시태양에 있어서, 반사 방지 필름 구조물은 광학 투명 접착제를 포함한다. 이러한 실시태양에 있어서, 광학 투명 접착제는 반사 방지 필름 구조물이 자동차 렌즈 또는 디스플레이 패널과 같은 기재의 제1 표면에 도포되어 부착될 수 있도록 한다. 임의의 많은 공지된 광학 투명 접착제는 실리콘 감압 접착제 및 아크릴레이트 감압 접착제를 비롯한 본 발명의 반사 방지 필름 구조물에 사용하기에 적절하다. 적절한 접착제는 비충전형이며, 자외선 광에 대해 안정한 것이 바람직하다.
특히 바람직한 유형의 광학 투명 접착제는 에틸렌형 불포화 자유 라디칼 중합성 단량체 및/또는 올리고머로 형성된 감압 접착제이다.
이러한 중합체는 비-3차 C1-C20(예, C3-C18) 알킬 알콜의 1 종 이상의 단량체 아크릴 또는 메타크릴 에스테르 50∼100 중량부를 중합시켜 형성될 수 있다. 적절한 아크릴레이트 단량체의 예로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트. 2-에틸헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 이소-옥틸 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트 및 도데실 아크릴레이트 등이 있다. 또한, 벤질 아크릴레이트 및 시클로벤질 아크릴레이트와 같은 방향족 아크릴레이트가 유용하다.
임의로 1 종 이상의 모노에틸렌형 불포화 공단량체는 약 0∼50 부의 공단량체의 함량으로 아크릴레이트 단량체로 중합될 수 있다. 제 1 유형의 유용한 공단량체는 유리 전이 온도가 아크릴레이트 단독중합체보다 큰 단독중합체를 포함하는 것이다. 이러한 유형에 포함되는 적절한 공단량체의 예로는 아크릴산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 치환된 아크릴아미드, 예를 들면, N,N-디메틸 아크릴아미드, 이타콘산, 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 이소보르닐 아크릴레이트, 메타크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, N-비닐 피롤리돈, 이소보르닐 아크릴레이트, 시아노 에틸 아크릴레이트, N-비닐카프롤락탐, 말레산 무수물, 히드록시알킬아크릴레이트, N,N-디메틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 네오데칸산의 비닐 에스테르, 네오노난산의 비닐 에스테르, 네오펜탄산의 비닐 에스테르, 2-에틸헥산산의 비닐 에스테르, 프로피온산의 비닐 에스테르(예, 미국 코네티컷주 댄버리에 소재하는 유니언 카바이드 코포레이션에서 상표명 "Vynates"로 시판하는 것), 비닐리덴 클로라이드, 스티렌, 비닐 톨루엔 및 알킬 비닐 에테르 등이 있다.
제2 유형의 유용한 공단량체의 예로는 유리 전이 온도가 아크릴레이트 단독중합체보다 큰 단독중합체를 포함하는 것이다. 이러한 유형의 범위에 포함되는 적절한 공단량체의 예로는 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트(Tg=-71℃) 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 400 아크릴레이트(Tg=-65℃, 신 나카무라 케미칼 컴파니에서 상표명 "NK Ester AM-90G"로 시판하는 것) 등이 있다.
접착제는 방사선(예, UV 또는 e-비임), 용매 중합, 괴상 중합, 유화 중합 또는 현탁 중합을 비롯한 임의의 다양한 중합법으로 제조될 수 있다. 중합된 접착제는 필름 그 자체상에서의 중합 반응에 의해, 핫 멜트 피복 또는 트랜스퍼 테이프 적층에 의해 도포될 수 있다. 광학 투명 접착제는 또한 백킹을 포함할 수 있다.
자외선 광에 의한 중합 반응의 경우, 광개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 유용한 광개시제의 예로는 치환된 아세토페논, 예컨대, 벤질 디메틸 케탈 및 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 치환된 α-케톨, 예컨대, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 벤조인 에테르, 예컨대 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 치환된 벤조인 에테르, 예컨대, 아니소인 메틸 에테르, 방향족 설포닐 클로라이드 및 광활성 옥심 등이 있다. 광개시제는 총 중합체 100 중량부당 약 0.001∼약 5.0 중량부, 바람직하게는 약 0.01∼약 5.0 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1∼0.5 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
반사 방지 필름 구조물이 광학 투명 접착제를 포함하는 본 발명의 제7 실시태양에 있어서, 접착제는 통상적으로 두께가 약 25∼125 ㎛가 될 수 있다. 더 두꺼운 접착제를 사용할 수도 있으나, 이는 경제적이지가 못하다.
본 발명의 기타의 바람직한 제8 실시태양에 있어서, 반사 방지 필름은 광학 투명 중합체 지지 필름을 포함할 수 있다.
광학 투명 지지 필름은 본 발명의 많은 용도에 있어서 잇점을 제공한다. 예를 들면, 중합체 지지 필름의 존재로 인해서 광학 투명의 직물 짜임의 중합체 필름이 긁히는 경향을 감소시키고, 처리 용이성 및 기재에 대한 도포 용이성을 제공하므로써 기재 도포의 관점에서 반사 방지 필름의 취급을 개선시킨다.
일반적으로, 중합체 지지 필름은 필름의 직물 짜임의 표면에 대향하는 광학 투명 필름의 표면상에서 광학 투명 중합체 필름에 접착된다. 제9 실시태양에 있어서, 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름이 접착된 표면에 대향하는 중합체 지지 필름의 표면상에서 중합체 지지 필름에 광학 투명 접착제를 도포하여 중합체 지지 필름이 직물 짜임의 표면을 갖는 중합체 필름 및 접착제의 사이에 배치되도록 한다.
중합체 지지 필름으로서 사용하기에 적절한 중합체 재료는 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름에 적절한 전술된 것과 같은 것이 있다. 중합체 지지 필름에 특히 바람직한 중합체 물질의 예로는 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리설폰, 폴리프로필렌 및 셀룰로식 재료 등이 있다. 중합체 지지 필름은 일반적으로 두께가 약 25∼250 ㎛이다.
또한, 본 발명은 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이러한 방법은 광학 투명 중합체 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계를 포함하며, 이때, 중합체 필름 및 직물 짜임의 표면은 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물을 제공하도록 선택된다.
광학 투명 필름에 직물 짜임의 표면을 부여하는 단계는 본 명세서에 기재된 임의의 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 직물 짜임의 표면에 중합성 조성물을 도포하고, 중합성 조성물을 경화시키는 단계; 중합성 조성물을 기재에 도포하고, 중합성 조성물에 직물 짜임의 표면을 배치하며, 중합성 조성물을 경화시키는 단계; 직물 짜임의 기재상에 중합체 물질을 용매 성형시키고, 중합체 물질을 건조시키는 단계; 또는 표면상에 압출시켜 소정의 직물 짜임을 부여하는 단계를 포함한다.
또한, 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법은 전술한 바와 같이 필름 구조물상에 광학 투명 접착제를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착제는 필름 자체상에서의 중합 반응, 핫 멜트 피복 또는 트랜스퍼 테이프 적층에 의해 도포될 수 있다.
이러한 방법은 전술한 바왁 같은 필름 구조물내의 광학 투명 중합체 지지 필름을 제공하는 것을 포함한다. 중합체 지지 필름은 직물 짜임의 표면을 갖는(직물 짜임의 표면에 대향하는 표면에 접착된) 광학 투명 중합체 필름 및 광학 투명 접착제의 사이에 배치되며, 접착제는 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름에 접착된 표면에 대향하는 중합체 지지 필름의 표면상에 도포된다.
직물 짜임의 기재를 사용하여 직물 짜임의 표면, 예컨대 라이너, 필름 등을 부여하는 경우, 직물 짜임의 기재는 직물 짜임의 표면이 부여된 이후에 제거될 수 있거나, 또는 직물 짜임의 기재를 보유시켜 사용할 때까지 필름 구조물의 보호물로서 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 의한 반사 방지 필름 구조물을 표면에 도포하여 이의 반사를 감소시키므로써 표면으로부터의 반사를 감소시키는 방법을 제공한다. 예를 들면, 접착제 사용에 의해, 필름 구조물의 이면 표면 사출 성형에 의해 또는 본 발명의 필름 구조물을 표면에 초음파 용접[또한 이는 히트 스테이킹(heat staking)으로 불리움]에 의해 본 발명의 필름 구조물을 표면에 도포할 수 있다.
본 발명의 필름 구조물을 표면에 사출 성형에 의해 도포하는 경우, 우선 성형 표면에 마주하는 필름 구조물의 반사 방지 필름 표면으로 적절한 형에 반사 방지 필름 구조물을 배치한 후, 반사 방지 필름 구조물의 이면에 용융 중합체를 사출시켜 반사 방지 표면을 갖는 사출 성형품을 형성할 수 있다. 형 구조물 재료 뿐 아니라, 수지 처리 온도, 유속 및 사출 성형에 사용된 사출 압력은 당업자에게는 공지된 것이다. 물론, 예비성형된 반사 방지 필름 구조물은 또한 사출 형에 배치되어 윤곽이 예민한 부품의 표면 성능을 개선시킬 수 있다. 본 발명의 예비성형된 필름 구조물은 열성형과 같은 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
사출 성형품을 제조하기 위한 바람직한 반사 방지 필름 구조물은 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름 및 지지 필름을 포함한다. 사출 성형 처리에 사용된 필름 구조물의 두께는 바람직하게는 약 76∼약 760 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 170∼약 380 ㎛이다.
일반적으로, 임의의 사출 성형가능한 중합체 수지를 사용하여 반사 방지 필름 구조물 이면에 기재를 형성할 수 있다. 형성된 사출 성형품은 광택도가 낮거나 또는 매트 표면 피니쉬를 갖는다. 바람직한 수지는 광학적으로 투명하며 광 투과율이 80% 이상이다. 이러한 수지의 예로는 폴리카보네이트 및 아크릴 수지 둥이 있다. 사출 성형 수지는 반사 방지 필름 구조물내의 지지 필름으로서 사용된 것과 동일한 수지인 것이 바람직하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해 예시된다. 실시예에 사용된 모든 %는 특별한 언급이 없는한 중량%를 나타낸다.
실시예 1
59.3 중량%의 아크릴레이트 우레탄 단량체/올리고머 용액(CN964B85, 미국 펜실베이니아주 엑스턴에 소재하는 사토머 시판), 15.8 중량%의 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 24.7 중량%의 2,2-에톡시 에톡시 에틸 아크릴레이트 및 0.2 중량%의 벤질 디메틸 케탈 광개시제(ESCACURE KB-1, 사토머 시판)를 1 파인트 용기내에서 혼합하여 중합성 조성물을 제조하였다. 용액을 밤새 롤러 밀에서 혼합한 후, 두께 0.003 인치(0.0762 ㎜)로 폴리에스테르 필름(MYLAR 폴리에스테르, 유형 200XMEB31, 200 게이지, 듀퐁 컴파니 시판)의 직물 짜임의 표면상에 바아 피복시켰다. 유형 200XMEB31 MYLAR 폴리에스테르 필름의 직물 짜임 표면은 20° 광택도 측정치가 13이며, 60° 광택도 측정치는 60이고(모두 ASTM D523을 사용하여 측정함), Ra(평균 거칠기)는 0.2 ㎛이다(탐침 조도 측정법에 의해 측정함). 실리콘 박리 표면을 갖는 제2 폴리에스테르 필름을 피막상에 배치하였다. 복합재료를 방출 스펙트럼이 약 300∼400 ㎚이며, 방출이 350 ㎚에서 5분 동안 최대인 형광 자외선 램프하에서 경화시켰다. 총 에너지는 600 mJ/㎠이었다. 실리콘 피복된 박리 필름을 경화된 필름으로부터 제거하였다. 광학 투명 감압 접착제를 미국 특허 제5,506,279호에 기재된 바와 같이 제조하였다. 간략하게, 83.80 중량부의 이소옥틸 아크릴레이트, 14.96 중량부의 이소보르닐 아크릴레이트, 1.00 중량부의 아크릴산, 0.04 중량부의 벤질 디메틸 케탈 광개시제를 혼합하고, 이 혼합물을 전술한 자외선 램프에 노출시켜 접착제 조성물을 제조하였다. 시럽을 0.20 중량부의 아크릴로아미도아세틸 광개시제(미국 특허 제5,506,279호의 실시예 1에서의 화합물 번호 1)와 혼합하였다. 시럽을 경화된 우레탄 아크릴레이트 필름상에 두께 0.002 인치(0.0508 ㎜)로 피복하였다. 실리콘 피복된 폴리에스테르 박리 라이너(0.0508 ㎚)를 피복된 조성물상에 도포하였다. 피복된 접착제 조성물을 총 에너지 665 mJ/㎠의 자외선 램프(전술함)에 5 분간 노출시켜 경화된 필름 및 박리 라이너사이에 감압 접착제를 생성하였다. 폴리에스테르 필름을 떼어내고, 우레탄 아크릴레이트 필름의 다른면상의 직물 짜임 표면을 노출시켜 필름 구조물을 생성하였다. 그리하여, 우레탄 아크릴레이트 필름의 직물 짜임의 표면은 폴리에스테르 필름의 직물 짜임의 표면의 음각 상인 직물 짜임을 갖게 된다.
필름 구조물을 70 ㎜×280 ㎜로 측정된 1.59 ㎜ 두께의 등록상표 Plexiglas 아크릴 패널(미국 미네소타주 미네아폴리스에 소재하는 아크릴릭 패브리캐이터즈 시판)에 고무 롤러를 사용하여 적층시키고, 기포가 포획되지 않도록 주의하여 테스트 복합재료를 제조하였다. 그후 직물 짜임의 폴리에스테르 필름을 떼어내었다.
광 투과율, 흐림도, 투명도를 미국 메릴랜드주 실버 스프링에 소재하는 BYK-가드너 USA로부터의 "haze-gard plus"를 사용하여 제조업자에 의해 제공된 방법으로 테스트하였다. 장치는 ASTM D-1033(Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics) 및 ASTM D-1044(Standard Test Method for Resistance of Transparent Plastics to Surface Abrasion)을 따른다.
미국 매릴랜드주 베데스다에 소재하는 가드너 래버러토리즈 인코포레이티드에서 시판하는 광택도계를 사용하여 60° 광택도를 테스트하였다. 사용된 광택도 테스트는 ASTM D-523 60°이었다.
그후, 전자발광 램프(DUREL 3 프로토라이트, 제품 334A 화이트)로부터 1 m 떨어지게 패널을 배치하고, 9 V의 전지를 사용하여 복합재료를 통해 전자발광 램프의 휘도를 측정하였다. 미국 뉴저지주 램지에 소재하는 미놀타 코포레이션에서 시판하는 미놀타 루미넌스 미터, 모델 LS-100을 사용하여 휘도를 측정하였다. 판독치는 cd/㎡으로 나타내었다.
모든 테스트에 대한 결과를 하기 표 1a 및 1b에 제시하였다.
실시예 2
아크릴 조성물(V402 아크릴 투명 피막, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재하는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴파니 시판)을 실시예 1의 직물 짜임의 폴리에스테르 필름상에 습윤 두께 0.076 ㎜로 피복시키고, 50 분동안 66℃에서 건조시켜 용매를 제거하여 실시예 2 의 생성물을 제조하였다. 접착제를 실시예 1에 기재된 바와 같이 피복시켰다. 테스트 복합재료를 실시예 1에서와 같이 제조하고 테스트하였다. 테스트 결과를 하기 표 1a 및 1b에 제시하였다.
실시예 3 및 4
중합성 조성물을 독일 포르쉐하임에 소재하는 4페 플로이에에서 시판하는 미세엠보싱 처리된 폴리프로필렌 필름상에 피복한 것을 제외하고, 실시예 1과 같이 하여 실시예 3의 생성물을 제조하였다.
중합성 조성물을 폴리에스테르 필름(MELINEX 378, 아이씨아이 필름 시판)상에 피복한 것을 제외하고, 실시예 1과 같이 하여 실시예 4의 생성물을 제조하였다.
복합재료를 실시예 1과 같이 제조하고 테스트하였다. 테스트 결과를 표 1a 및 1b에 제시한다.
실시예 5 및 6
우레탄 아크릴레이트 조성물을 지지 필름(0.076 ㎜ 두께의 LEXAN 폴리카보네이트 필름, 제네랄 일렉트릭 컴파니 시판)상에 피복하여 실시예 5의 생성물을 제조하였다. 폴리에스테르 필름의 직물 짜임의 표면을 조성물상에 배치하고, 조성물을 실시예 1과 같이 UV 광하에서 경화시켰다.
실시예 1의 접착제 시럽 조성물을 지지 필름의 다른 표면상에 피복시키고, 실리콘 박리 라이너를 시럽에 도포하고, 실시예 1에서와 같이 조성물을 경화시켰다.
폴리카보네이트 필름 대신에 0.13 ㎜ 두께의 투명 폴리메틸메타크릴레이트 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 같이 실시예 6의 생성물을 제조하였다.
그후, 실시예 1에 기재된 바와 같이 복합재료를 제조하고 이를 테스트하였다. 테스트 결과를 하기 표 1a 및 1b에 제시하였다.
실시예 7
두께가 0.13 ㎜인 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이 우레탄 아크릴레이트 필름을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 복합재료를 제조하고 테스트하였다. 테스트 결과를 하기 표 1a 및 1b에 제시하였다.
실시예 C1 및 C2
실시예 C1은 필름을 포함하지 않는 등록상표 Plexiglas 플레인을 사용하였으며, 실시예 C2는 단독으로 전자발광 램프를 사용하였다.
실시예 광 투과율(%) 흐림도(%) 투명도(%) 60°광택도 휘도(cd/㎡)
1 93.1 10.4 74.6 80 9.18
실시예 광 투과율(%) 흐림도(%) 투명도(%) 60°광택도 휘도(cd/㎡)
2 93.0 11.5 74.2 79 8.73
3 93.4 7.9 50.6 63 9.50
4 92.1 42.2 28.7 18 8.95
5 92.8 9.2 78.4 92 8.7
6 93.2 9.4 76.0 88 8.71
7 93.2 9.8 75.6 81 8.98
C1 93.5 0.4 99.9 154 8.65
C2 NT NT NT NT 8.68
주:NT=테스트하지 않음
표 1a 및 1b의 데이터는 본 발명의 실시태양이 흐림도, 투명도 및 광택도를 조절하면서 광 투과율이 우수하다는 것을 예시한다. 또한, 바람직한 실시태양은 휘도가 증가되어 필름 이면의 광 조사된 상이 더 잘 보이게 된다.
본 발명의 기타의 실시태양은 첨부된 청구의 범위내에 포함된다.

Claims (14)

  1. 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름 및 광학 투명 접착제를 포함하며, 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 광학 투명 중합체 필름과 광학 투명 접착제의 사이에 배치된 광학 투명 중합체 지지 필름을 더 포함하는 반사 방지 필름 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 광학 투명 중합체 필름의 직물 짜임 표면에 대하여 배치된 직물 짜임의 매트(matte) 층을 더 포함하는 반사 방지 필름 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 광학 투명 접착제에 대하여 배치된 백킹을 더 포함하는 반사 방지 필름 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 광학 투명 중합체 필름은 중합 아크릴레이트 우레탄을 포함하는 반사 방지 필름 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 필름 구조물은 흐림도가 약 50%보다 작도록 형성된 반사 방지 필름 구조물.
  7. 제1항에 있어서, 필름 구조물은 투명도가 약 25%보다 크도록 형성된 반사 방지 필름 구조물.
  8. 광학 투명 중합체 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는 단계를 포함하며, 중합체 필름 조성물 및 직물 짜임의 표면은 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물을 제공하도록 선택되는 제1항의 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 직물 짜임의 표면에 중합성 조성물을 도포하는 단계,
    중합성 조성물을 경화시켜 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 필름을 형성하는 단계를 포함하는 광학 투명 중합체 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는, 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 직물 짜임 표면은 1 종 이상의 주요 직물 짜임 표면을 갖는 라이너이며, 중합성 조성물을 라이너의 직물 짜임 표면에 도포하는, 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 중합성 조성물을 기재에 도포하는 단계,
    중합성 조성물에 대하여 직물 짜임의 표면을 배치하는 단계,
    중합성 조성물을 경화시켜 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 필름을 형성하는 단계를 포함하는 광학 투명 중합체 필름의 표면에 직물 짜임을 부여하는, 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 직물 짜임 표면에 대향하는 광학 투명 중합체 필름의 표면에 광학 투명 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는, 반사 방지 필름 구조물을 제조하는 방법.
  13. 직물 짜임의 표면을 갖는 광학 투명 중합체 필름을 포함하며, 광 투과율이 약 70%보다 크며, 60° 광택도 측정치가 약 15∼100이 되도록 형성된 반사 방지 필름 구조물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 의한 반사 방지 필름 구조물을 표면에 도포하는 단계를 포함하는 표면으로부터 반사를 감소시키는 방법.
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