KR20060058766A - Ｕｖ 저항성 나프탈레이트 폴리에스테르 제품 - Google Patents

Ｕｖ 저항성 나프탈레이트 폴리에스테르 제품 Download PDF

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클린톤 엘. 존스
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Abstract

본 발명에 따르면, 나프탈레이트 폴리에스테르 제품은 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제, 대량의 벤조트리아졸, 및 벤조트리아졸을 가용화시키는 공중합성 모노머를 함유하는 중합성 조성물로 코팅될 수 있다. 경화된 조성물은 UV 노출 및 그 밖의 풍화작용 영향으로부터 나프탈레이트 폴리에스테르를 보호하는데 도움을 준다.
나프탈레이트 폴리에스테르, 벤조트리아졸 UV 흡수제, 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제, UV 저항성 코팅

Description

ＵＶ 저항성 나프탈레이트 폴리에스테르 제품{UV RESISTANT NAPHTHALATE POLYESTER ARTICLES}
본 발명은 코팅된 제품 및 제품을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
배경기술
광중합성 코팅 내의 자외선 흡수제 ("UVA")에 관한 참고문헌에는 미국 특허 제 5,318,850 호 (Pickett et al.), 5,559,163 호 (Dawson et al.), 5,977,219 호 (Ravichandran et al. '219), 6,187,845 호 (Renz et al.) 및 6,262,151 호 (Ravichandran et al. '151), 및 공개된 PCT 출원 제 WO 98/34981 호 (Eastman Chemical Company)가 포함된다. 미국 특허 제 5,294,473 호 (Kawamoto)에는 UVA를 함유할 수 있는 폴리에틸렌 2,6-디나프탈레이트 ("PEN") 사진용 지지체가 기술되어 있다.
발명의 요약
PEN 및 그 밖의 다른 나프탈레이트-함유 폴리에스테르 (이하에서는, 집합적으로 "나프탈레이트 폴리에스테르"라고 칭함)로부터 제조된 제품은 UV 방사선의 존재 하에서 분해하는 바람직하지 않은 경향이 있다. 제품의 수명을 연장시키거나 제품을 보호하기 위하여 UVA가 나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 첨가될 수 있거나, 또는 나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 적용되는 중합성 코팅 내에 포함될 수 있다. 다수의 UVA는 나프탈레이트 폴리에스테르 내에 단지 제한된 용해도를 갖는다. 또한, 중합성 코팅 내에 UVA가 존재하면 자외선 ("UV") 경화가 적용될 때에 중합반응을 손상시킬 수 있다. UVA가 너무 높은 부하 레벨로 첨가된다면, UVA는 나프탈레이트 폴리에스테르 제품 또는 경화된 코팅의 "블룸(bloom)"일 수 있다 (표면에서 뚜렷하게 될 수 있다).
본 발명자들은, 대량의 벤조트리아졸 UVA가 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제 및 벤조트리아졸을 가용화시키는 공중합성 모노머를 함유하는 중합성 조성물 내에 용해될 수 있다는 것을 발견하였다. 생성된 조성물은 나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 적용되어 제품에 매우 우수한 UV 저항성을 부여하고, 매우 높은 벤조트리아졸 부하 레벨에서도 블루밍(blooming)을 회피할 수 있다.
본 발명은 한가지 관점에서 a) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; b) 10 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제; 및 c) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 포함하는 균질 혼합물의 중합된 반응생성물을 포함하는 UV 저항성 코팅으로 오버코팅된 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 제품을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 a) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; b) 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-t-옥틸페닐)-5-트리플루오로메틸벤조트리아졸을 포함하는 5 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제 또는 흡수제들; 및 c) 벤 조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 포함하는 균질 혼합물의 중합된 반응생성물을 포함하는 UV 저항성 코팅으로 오버코팅된 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 제품을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 a) 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 제공하고; b) 이 지지체의 적어도 일부분을 (i) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; (ii) 10 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제; 및 (iii) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 포함하는 균질 혼합물로 코팅하고; c) 코팅을 중합시키는 것을 포함하여, 나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 UV 저항성 코팅을 적용하는 방법을 제공한다.
역시 또 다른 관점에서, 본 발명은 a) 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 제공하고; b) 이 지지체의 적어도 일부분을 (i) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; (ii) 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-t-옥틸페닐)-5-트리플루오로메틸벤조트리아졸을 포함하는 5 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제 또는 흡수제들; 및 (iii) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 포함하는 균질 혼합물로 코팅하고; c) 코팅을 중합시키는 것을 포함하여, 나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 UV 저항성 코팅을 적용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 이들 관점 및 그 밖의 다른 관점들은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. 그러나, 어떤 경우든지 상기의 요약은 수행 중에 보정될 수 있기 때문에 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정의되는 특허청구 대상을 제한하는 것으로 해석되지는 않는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 기술된 코팅된 제품의 개략적인 횡단면도이다.
도 2는 기술된 코팅된 필름의 개략적인 횡단면도이다.
도 3은 기술된 코팅된 다층 광학필름의 개략적인 횡단면도이다.
도 4는 계면을 형성하는 두개의 폴리머 층의 스택(stack)의 개략적인 횡단면도이다.
도면의 다양한 그림에서 같은 참조 심볼은 같은 요소를 나타낸다. 도면에서 요소들은 비례적이지 않다.
상세한 설명
조성물 또는 혼합물에 관해서 용어 "균질"을 사용함으로써, 본 발명자들은 시각적 검사에 의해서 침전물이나 용해되지 않은 고체를 함유하지 않는 단일상을 갖는 것으로 보이는 액체를 나타낸다. 균질 조성물 또는 혼합물은 더 상세한 검사를 통해서 현탁액, 분산액, 에멀젼 또는 그 밖의 현미경적 다상 형태인 것으로 확인될 수 있다.
용어 "폴리머"를 사용함으로써 본 발명자들은 호모폴리머 및 코폴리머, 및 예를 들어, 공압출에 의해서, 또는 예를 들어, 트랜스에스테르화반응을 포함하는 반응에 의해서 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 호모폴리머 또는 코폴리머를 나타낸다. 용어 "코폴리머"는 교대(alternating), 랜덤(random) 및 블럭(block) 코폴 리머를 포함한다.
용어 "코팅 두께"를 사용함으로써 본 발명자들은 다른 식으로 규정되지 않는 한, 중합되거나 다른 식으로 경화된 후의 코팅의 두께를 나타낸다.
용어 "필름 형성제"를 사용함으로써 본 발명자들은 적합한 지지체 상에 얇은 층 (예를 들어, 중합반응 전에 약 0.05 ㎜)으로 코팅하고, 중합되어 실질적으로 연속적인 코팅을 형성할 수 있는 물질을 나타낸다.
가교성 필름 형성제에 관하여 용어 "비닐-관능성"을 사용함으로써 본 발명자들은 (필요한 경우에 적합한 개시제의 존재 하에서) 열, 빛, 전자 빔 또는 그 밖의 다른 활성화 에너지의 작용을 통해서 가교된 폴리머의 실질적으로 연속적인 코팅을 형성할 수 있는 비닐 (-CH=CH2) 그룹을 갖는 물질을 나타낸다. 가교된 상태는 일반적으로 용매 용해도를 특징으로 하며, 적절한 용매의 존재 하에서의 팽윤성을 특징으로 할 수 있다.
모노머에 관하여 용어 "공중합성"을 사용함으로써 본 발명자들은 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제와 중합하여 가교된 폴리머의 실질적으로 연속적인 코팅을 형성할 수 있는 모노머를 나타낸다.
용어 "블루밍"을 사용함으로써 본 발명자들은 경화된 폴리머 코팅의 표면에서 가시적인 침착 또는 불균일한 변색의 형성을 나타낸다.
액체와 관련하여 용어 "가용화시킨다"를 사용함으로써 본 발명자들은 고체를 액체에 용해시켜 균질 혼합물을 형성시키는 것을 나타낸다. 액체 모노머로부터 제 조된 경화된 코팅과 관련하여 용어 "가용화시킨다"를 사용함으로써 본 발명자들은 고체를 액체 모노머에 용해시켜 균질 혼합물을 형성시키고, 고체를 블루밍, 내부 헤이즈(internal haze), 또는 그 밖의 다른 상분리의 시각적 표시 없이 경화된 코팅 내에 체류시키는 것을 의미한다.
제품 또는 그의 요소와 관련하여 용어 "가시광-투과성"을 사용함으로써 본 발명자들은 제품 또는 요소가 표준 축을 따라서 측정한 것으로 스펙트럼의 가시부분에 걸쳐서 약 20% 이상의 평균 투과율 Tvis을 갖는 것을 의미한다.
제품 또는 그의 요소와 관련하여 용어 "광학적으로 투명한"을 사용함으로써 본 발명자들은 약 1 미터, 바람직하게는 약 0.5 미터의 거리에서 육안으로 검출하여 가시적으로 뚜렷한 뒤틀림(distortion), 헤이즈 또는 결함(flaws)이 부재하는 것을 나타낸다.
본 발명의 제품에서 다양한 요소들의 위치에 대하여 "상부에(atop)", "위에 on)", "가장 위에(uppermost)" 등과 같이 방향을 나타내는 단어를 사용함으로써, 본 발명자들은 수평 지지체 또는 기준 평면에 대한 요소의 상대적 위치를 나타낸다. 본 발명자들은 이러한 요소 또는 제품이 그들의 제조 중에 또는 후에 공간에서 어떤 특정한 방향을 가져야 하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 제품에서 지지체 또는 그 밖의 다른 요소 (예를 들어, 기초층(underlying layer))에 관하여 층의 위치를 기술하기 위해서 용어 "오버코팅된(overcoated)"을 사용함으로써 본 발명자들은 언급된 층이 지지체 또는 그 밖의 다 른 요소의 상부에 있지만, 지지체 또는 그 밖의 다른 요소에 반드시 인접할 필요는 없는 것을 나타낸다. 두 가지 다른 요소들에 관하여 제 1 요소의 위치를 기술하기 위해서 용어 "~에 의해서 분리된"을 사용함으로써 본 발명자들은 제 1 층이 다른 요소들 사이에 존재하지만, 다른 어떤 요소에 반드시 인접할 필요는 없는 것을 나타낸다.
용어 "풍화작용(weathering)"을 사용함으로써 본 발명자들은 햇빛, 비, 기중 오염물질 및 열을 포함하는 모사되거나 실제적인 야외의 기후조건에, 또는 고강도 전구, 실내 전광 등을 포함하는 모사되거나 실제적인 실내 조명조건에 대한 장기간의 노출의 영향을 나타낸다. 경화된 폴리머 코팅 또는 폴리머 기질의 경우에, 통상적인 풍화작용 실패모드에는 황변(yellowing), 균열(cracking), 박리(peeling), 층간박리(delamination) 또는 헤이즈가 포함된다.
도 1을 참고로 하여, 본 발명의 제품은 일반적으로 (10)으로 나타낸다. 제품 (10)은 PEN 또는 그 밖의 다른 나프탈레이트 폴리에스테르로 제조되고, 프라이머층(primer layer) (13) 및 UV 저항성 코팅층 (14)로 오버코팅된 지지체 (12)를 포함한다. 코팅 (14)는 UV 노출을 포함하는 풍화작용으로부터 지지체 (12)를 보호하는 것을 돕는 벤조트리아졸 UV 흡수제 (도 1에 도시되지 않음)를 높은 비율로 함유한다.
도 2는 그의 상부 및 하부 표면 상에서 프라이머층 (23, 25) 및 UV 저항성 코팅층 (24, 26)으로 오버코팅된 PEN 또는 그 밖의 다른 나프탈레이트 폴리에스테르로 제조된 유연성 필름 지지체 (22)를 갖는 본 발명의 필름 제품 (20)을 도시한 것이다. 코팅 (26)은 손상 또는 마모로부터 제품 (20)의 하부 표면을 보호하는 것을 도와주는 서브미크론(submicron) 무기입자 (28)을 함유하는 경질코트층(hardcoat layer)이다.
도 3은 PEN 또는 그 밖의 다른 나프탈레이트 폴리에스테르 제 1 폴리머층으로 만들어진 층 (34, 38, 42, 46 및 50) 및 제 2 폴리머로 만들어진 층 (36, 40, 44 및 48)과 같은 다수 (예를 들어, 10, 100, 1000 또는 그 이상)의 얇은 층으로부터 제조된 유연성 필름 지지체 (32)를 갖는 본 발명의 다층 광학필름 제품 (30)을 도시한 것이다. 이들 층의 전부가 도 3에 도시되지는 않았다. 누락된 층은 생략부호를 사용하여 나타낸다. 외부 표피층(outer skin layer) (60)은 프라이머층 (58)의 상부에 놓여서 제품 (30) 내의 기초층을 손상으로부터 보호한다.
도 4를 참고로 하여, 두 개의 인접한 층 (36 및 38)은 투시도로 도시되어 있다. 층 (36) (및 층 40, 44 및 48과 같은 동일한 제 2 폴리머의 다른 층들, 도 4에 도시되지 않음)은 x- 및 y-축 (평면내(in-plane)) 방향으로 평면내 굴절률 n1x 및 n1y 및 z-축 (평면-외(out-of-plane)) 방향으로 굴절률 n1z를 갖는다. 나프탈레이트 폴리에스테르 층 (38) (및 층 34, 38, 42, 46 및 50과 같은 다른 나프탈레이트 폴리에스테르 층들, 도 4에 도시되지 않음)은 x- 및 y-축 방향으로 평면내 굴절률 n2x 및 n2y 및 z-축 방향으로 굴절률 n2z를 갖는다. 입사광선 (75)는 이것이 층 (36)을 통과함에 따라서 굴절되고, 계면 (77)에서 반사되며, 이것이 다시 한번 층 (76)을 통해서 통과함에 따라서 굴절한 다음에, 반사된 광선 (79)로서 층 (76)으로부터 탈출하게 된다. 다층 광학필름 제품의 반사율 특징은 지지체 내의 층들 에 대한 각각의 굴절률에 의해서 결정될 수 있다. 특히, 반사계수는 x, y 및 z 방향에서 각각의 층 물질의 굴절률들 사이의 관계에 따라 좌우된다. 도 3의 제품 (30)과 같은 다층 광학필름 제품은 대략 동등하며 제 3의 지수 (일반적으로 z 축을 따르거나, nz)와는 상이한 두 개의 지수 (일반적으로 x 및 y 축을 따르거나, nx 및 ny)를 갖는 하나 이상의 단축성 복굴절 폴리머 물질을 사용하여 형성되는 경우에 특히 유용한 광학특성을 가질 수 있다. 모든 광학층이 그들의 굴절률에서 등방성인 다층 광학필름이 사용될 수도 있다.
다양한 나프탈레이트 폴리에스테르 지지체가 본 발명에서 사용될 수 있다. 대표적인 나프탈레이트 폴리에스테르에는 PEN, 나프탈레이트 코폴리에스테르 ("coPENs") 및 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트 ("PBN")가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. PEN이 특히 바람직한 지지체이며, 예를 들어, 나프탈렌 디카복실산과 에틸렌 글리콜의 반응에 의해서 제조될 수 있다. PEN은 큰 양성 스트레스 광학계수를 가지며, 신장시킨 후에 효과적으로 복굴절을 유지하며, 가시범위 내에서 거의 또는 전혀 흡수를 갖지 않는다. PEN은 또한, 등방성 상태에서 큰 굴절률을 갖는다. 550 ㎚ 파장의 편극된 입사광에 대한 그의 굴절률은 편극면이 신장방향에 대해서 평행인 경우에 약 1.64로부터 약 1.9 정도로 높게 상승한다. 분자배향은 물질을 더 큰 신장비로 신장시키고 또 다른 신장조건을 고정으로 유지시킴으로써 증가될 수 있다. coPENs이 또한 바람직한 지지체이다. 특히 바람직한 coPEN은 90 mol% 디메틸 나프탈렌 디카복실레이트 및 10 mol% 디메틸 테레프탈레이트로부터 유도된 카복실레이트 서브유니트 및 100 mol% 에틸렌 글리콜 서브유니트로부터 유도 된 글리콜 서브유니트를 이용하여 0.48 dL/g의 고유점도 (IV) 및 약 1.63의 굴절률을 갖는 폴리머를 제공한다.
지지체는 완전히 나프탈레이트 폴리에스테르로부터 제조될 수 있거나, 하나 또는 그 이상의 나프탈레이트 폴리에스테르와 하나 또는 그 이상의 다른 물질을 포함할 수 있다. 대표적인 다른 물질에는 셀룰로즈성 물질 (예를 들어, 셀룰로즈 트리아세테이트 또는 "TCA"); 저밀도 폴리에틸렌 ("LDPE"), 선형 저밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE"), 고밀도 폴리에틸렌 ("HDPE"), 폴리프로필렌 ("PP") 및 사이클릭 올레핀 코폴리머 (예를 들어, 메탈로센-촉매화 사이클릭 올레핀 코폴리머 또는 "COCs")와 같은 폴리올레핀; 폴리메틸 메타크릴레이트 ("PMMA"), 에틸렌 에틸 아크릴레이트 ("EEA"), 에틸렌 메틸 아크릴레이트 ("EMA") 및 에틸렌 비닐 아크릴레이트 ("EVA")와 같은 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 폴리스티렌 ("PS"), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 ("ABS"), 스티렌-아크릴로니트릴 ("SAN"), 스티렌/말레산 무수물 ("SMA") 및 폴리 α-메틸 스티렌과 같은 스티렌성 물질; 나일론 6 ("PA6")과 같은 폴리아미드; 폴리비닐 클로라이드 ("PVC"); 폴리옥시메틸렌 ("POM"), 폴리비닐나프탈렌 ("PVN"), 폴리에테르에테르케톤 ("PEEK"), 폴리아릴에테르케톤 ("PAEK"), 플루오로폴리머 (예를 들어, 헥사플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌의 디네온(DYNEON™) HTE 터폴리머), 비스페놀 A의 폴리카보네이트 ("PC")와 같은 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 ("PAR"), 폴리설폰 ("PSul"), 폴리페닐렌 옥사이드 ("PPO"), 폴리에테르이미드 ("PEI"), 폴리아릴설폰 ("PAS"), 폴리페닐렌 옥사이드 ("PPO"), 폴리에테르이미드 ("PEI"), 폴리아릴설폰 ("PAS"), 폴리에테르 설폰 ("PES"), 폴리아미드이미드 ("PAI"), 폴리이미드, 폴리프탈아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 ("PET") 및 열안정화된 PET ("HSPET")가 포함된다.
다수의 나프탈레이트 폴리에스테르 제 1 폴리머층 및 다수의 제 2 폴리머층을 함유하는 다층 광학필름 지지체의 경우에, 바람직한 제 2 폴리머에는 비닐 나프탈렌, 스티렌, 말레산 무수물, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 모노머로부터 제조된 비닐 폴리머 및 코폴리머가 포함된다. 이러한 제 2 폴리머의 예로는 폴리아크릴레이트, PMMA와 같은 폴리메타크릴레이트, 및 이소택틱 또는 신디오택틱 폴리스티렌이 포함된다. 그 밖의 다른 제 2 폴리머에는 폴리설폰, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리아민산, 폴리이미드, 폴리에스테르 및 폴리카보네이트와 같은 축합 폴리머가 포함된다.
다층 광학필름 지지체에서 사용하기에 바람직한 제 2 폴리머에는 상품명 CP71 및 CP80 (둘 다 이네오스 아크릴릭스 인코포레이티드(Iones Acrylics, Inc.)로부터 시판품을 입수할 수 있음)으로 시판되는 것과 같은 PMMA 호모폴리머, 폴리에틸 메타크릴레이트 ("PEMA", Tg = 65℃), 75 wt% 메틸메타크릴레이트 ("MMA") 코모노머 유니트와 25 wt% 에틸 아크릴레이트 ("EA") 코모노머 유니트로부터 제조된 coPMMA (퍼스펙스(PERSPEX™) CP63, 이네오스 아크릴릭스 인코포레이티드로부터 시판품을 입수할 수 있음), MMA 코모노머 유니트와 n-부틸 메타크릴레이트 ("nBMA") 코모노머 유니트로부터 형성된 coPMMA와 같은 PMMA 코폴리머 ("coPMMA"), 또는 상품명 솔레프(SOLEF™) 1008 (솔베이 폴리머스(Solvay Polymers)로부터 시판품을 이용할 수 있음)로 판매되고 있는 것과 같은 PMMA와 폴리(비닐리덴 플루오라이드) (PVDF)의 블렌드가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 추가의 바람직한 제 2 폴리머에는 폴리올레핀 코폴리머, 예를 들어, 인게이지(ENGAGE™) 8200 (다우-듀퐁 엘라스토머스(Dow-Dupont Elastomers)로부터 시판품을 이용할 수 있음)과 같은 폴리(에틸렌-코-옥텐) ("PE-PO") 코폴리머, 상품명 Z9470 (화이나 오일 앤드 케미칼 컴패니(Fina Oil and Chemical Company)로부터 시판품을 입수할 수 있음)으로 판매되는 것과 같은 폴리(프로필렌-코-에틸렌) ("PPPE") 코폴리머, 및 이전에 상품명 렉스플렉스(REXFLEX™) W111 (헌츠만 케미칼 컴패니(Huntsman Chemical Company))로 판매된 코폴리머와 같은 어택틱(atactic) 폴리프로필렌 ("aPP") 및 이소택틱 폴리프로필렌 ("iPP")의 코폴리머가 포함된다. 추가의 바람직한 제 2 폴리머에는 작용화된 폴리올레핀, 예를 들어, 바이넬(BYNEL™) 4105 (이.아이. 듀퐁 드네모아스 앤드 캄파니 인코포레이티드(E.I. duPont de Nemours & Co., Inc.)로부터 시판품을 이용할 수 있음)과 같은 선형 저밀도 폴리에틸렌-g-말레산 무수물, 코폴리에스테르 에테르 엘라스토머, 예를 들어, 엑델(ECDEL™) 엘라스토머 (이스트만 케미칼 컴패니(Eastman Chemical Company)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 플루오로폴리머, 예를 들어, THV™ 플루오로폴리머 (3M 컴패니(3M Company)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 사이클로헥산디메탄올과 같은 제 2 글리콜을 사용한 PET의 코폴리머 ("PETGs"), 및 신디오택틱 폴리스티렌 ("sPS")가 포함된다.
제 1 (나프탈레이트 폴리에스테르) 및 2 폴리머층 이외에도, 본 발명의 다층 광학필름 제품에는 임의로 하나 또는 그 이상의 비-광학층을 포함한다. 적합한 비-광학층에는 필름의 하나 또는 두 개의 주요표면에서 하나 또는 그 이상의 표피층, 및 광학층의 패킷(packets) 사이의 보호성 경계층과 같은 하나 또는 그 이상의 내부 비광학층이 포함된다. 비광학층을 사용하여 다층 광학필름에 견고성(rigidity), 두께 또는 그 밖의 다른 구조적 특징을 부여하거나, 가공 중 또는 후의 상해 또는 손상으로부터 이것을 보호할 수 있다. 일부의 적용분야의 경우에는 희생 보호표피(sacrificial protective skin)를 포함하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기에서 표피층(들)과 필름 스택의 나머지 사이의 계면 접착은 사용하기 전에 필름 스택으로부터 표피층을 벗겨낼 수 있도록 조절된다.
광학적 성능이 중요한 적용분야의 경우에, 경화된 코팅은 바람직하게는 550 ㎚에서 약 70% 이상, 더욱 바람직하게는 약 80% 이상의 가시광 투과율을 갖는다. 지지체는 필요한 경우에, 열경화, 장력(tension) 하에서의 어니일링(anneaing) 또는 지지체가 속박되지 않은 경우에 적어도 열안정화 온도까지에서 수축을 억제할 수 있는 그 밖의 다른 기술을 사용하여 단일-방향으로 배향되거나, 이축으로 배향되거나, 열-안정화될 수 있다. 지지체는 원하는 어떤 두께라도 가질 수 있다. 롤-대-롤(roll-to-roll) 가공장치를 사용하여 제조되거나 코팅된 유연성 필름 지지체를 포함하는 적용분야의 경우에, 지지체는 바람직하게는 약 0.005 내지 약 1 ㎜, 더욱 바람직하게는 약 0.025 내지 약 0.25 ㎜의 두께를 갖는다. 표피층 또는 그 밖의 다른 임의의 비광학층이 제 1 및 2 폴리머층을 함유하는 다층 광학필름에서 사용된다면, 표피층 및 비광학층은 제 1 및 2 폴리머층 보다 더 두껍거나, 더 얇거나, 또는 그와 동일한 두께일 수 있다. 표피층과 비광학층의 두께는 일반적으로 개개 제 1 및 2 폴리머층 중의 적어도 하나의 두께의 4배 이상, 전형적으로는 10배 이상이며, 100배 이상일 수 있다.
다양한 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제 (이하에서는 때때로 "필름 형성제"라 칭함)가 본 발명에서 사용될 수 있다. 대표적인 필름 형성제는 일반적으로 알킬 디-, 트리-, 테트라- 및 더 고가의 관능성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 2- 또는 더 고가의 비닐 관능성을 갖는 모노머 또는 올리고머, 및 알릴성, 푸마르성 또는 크로톤성 불포화를 갖는 모노머 및 올리고머일 수 있다. 바람직한 필름 형성제 (및 일부의 경우에, 그들의 유리전이온도 또는 "Tg" 값)에는 스테아릴 아크릴레이트 (예를 들어, SR-257, Tg = 약 35℃, 사토머 컴패니(Sartomer Company)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 스테아릴 메타크릴레이트 (예를 들어, SR-3324, Tg = 약 38℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 글리시딜 메타크릴레이트 (예를 들어, SR-379, Tg = 약 41℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-238, Tg = 약 43℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 우레탄 메타크릴레이트 (예를 들어, CN-1963, Tg = 약 45℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-213, Tg = 약 45℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 알콕실화 지방족 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-9209, Tg = 약 48℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 알콕실화 사이클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 (예를 들어, CD-582, Tg = 약 49℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 에톡실화 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (예를 들어, CD-541, Tg = 약 54℃, SR-601, Tg = 약 60℃ 및 CD-450, Tg = 약 108 ℃, 모두 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 2-페녹시에틸 메타크릴레이트 (예를 들어, SR-340, Tg = 약 54℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 에폭시 아크릴레이트 (예를 들어, CN-120, Tg = 약 60℃, CN-124, Tg = 약 64℃ 및 CN-104, Tg = 약 67℃, 모두 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-306, Tg = 약 62℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (예를 들어, SR-351, Tg = 약 62℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (예를 들어, SR-231, Tg = 약 66℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 에폭시 메타크릴레이트 (예를 들어, CN-151, Tg = 약 68℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-272, Tg = 약 70℃, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 우레탄 아크릴레이트 (예를 들어, CN-968, Tg = 약 84℃ 및 CN-983, Tg = 약 90℃, 둘 다 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음; 포토머(PHOTOMER™) 6210, 포토머 6010 및 포토머 6230, 모두 코그니스 코포레이션(Cognis Corporation)으로부터 시판품을 입수할 수 있음; 에베크릴(EBECRYL™) 8402, 에베크릴 8807 및 에베크릴 4883, 모두 UCB 래드큐어(UCB Radcure)로부터 시판품을 입수할 수 있음; 및 라로머(LAROMER™) LR 8739 및 라로머 LR 8987, 둘 다 BASF로부터 시판품을 입수할 수 있음), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 (예를 들어, SR-399, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 90℃), 스티렌과 블렌딩된 에폭시 아크릴레이트 (예를 들어, CN-120S80, 사토머 컴패니로부 터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 95℃), 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 (예를 들어, SR-355, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 98℃), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-230, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 100℃), 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-212, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 101℃), 펜타아크릴레이트 에스테르 (예를 들어, SR-9041, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 102℃), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (예를 들어, SR-295, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 103℃), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 (예를 들어, SR-444, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 103℃), 에톡실화 (3) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (예를 들어, SR-454, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 103℃), 알콕실화 3관능성 아크릴레이트 에스테르 (예를 들어, SR-9008, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 103℃), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-508, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 104℃), 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-247, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 107℃), 사이클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 에스테르 (예를 들어, CD-406, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 110℃), 사이클릭 디아크릴레이트 (예를 들어, IRR-214, UCB 케미칼스(UCB Chemicals)로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 208℃), 폴리에스테르 아크릴레이트 (예를 들어, CN 1100, Tg = 약 -20℃, 및 CN2256, 둘 다 사토머 컴패 니로부터 시판품을 입수할 수 있음), 및 트리스 (2-하이드록시 에틸) 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 (예를 들어, SR-368, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 272℃), 전술한 메타크릴레이트의 아크릴레이트 및 전술한 아크릴레이트의 메타크릴레이트가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 헥산디올 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 ("PETA"), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 ("TMPTA") 및 지방족 또는 사이클로지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 특히 바람직한 필름 형성제이다. 우레탄 관능성을 함유하는 필름 형성제의 사용은 경화된 코팅의 인성(toughness)에 도움이 될 수 있다. 올리고머 필름 형성제의 사용은 수축, 컬(curl) 및 잔류 응력을 감소시킬 수 있지만, 또한 경도를 손상시킬 수 있다. 필름 형성제의 혼합물이 사용될 수 있다. 조성물은 충분한 필름 형성제를 함유하여 원하는 두께 및 내구성을 갖는 경화된 코팅을 제공하여야 한다. 바람직하게는, 조성물은 조성물 내의 고체의 총중량을 기준으로 하여 약 10 내지 약 90 중량%의 필름 형성제를 함유한다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 약 20 내지 약 80 중량%의 필름 형성제, 가장 바람직하게는 약 25 내지 약 60 중량%의 필름 형성제를 함유한다.
다양한 벤조트리아졸이 본 발명에서 사용될 수 있다. 대표적인 벤조트리아졸에는 미국 특허 제 3,004,896 (Heller et al. '896), 3.055896 (Boyle et al.), 3,072,585 (Milinois et al.), 3,074,910 (Dickson, Jr.), 3,189,615 (Heller et al. '615), 3,230,194 (Boyle), 4,127,586 (Rody et al. '586), 4,226,763 (Dexter et al. '763), 4,275,004 (Winter et al. '004), 4,315,848 (Dexter et al. '848), 4,347,180 (Winter et al. '180), 4,383,863 (Dexter et al. '863), 4,675,352 (Winter et al. '352), 4,681,905 (Kubota et al.), 4,853,471 (Rody et al. '471), 5,436,349 (Winter et al. '349), 5,516,914 (Winter et al. '914), 5,607,987 (Winter et al. '987), 5,977,219 (Ravichandran et al. '219), 6,187,845 (Renz et al.) 및 6,262 151 호 (Ravichandran et al. '151)에 기술된 것이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 필요한 경우에 중합성 벤조트리아졸이 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는, 벤조트리아졸은 미국 특허 제 5,278,314 (Winter et al. '314), 5,280,124 (Winter et al. '124), 윈터(Winter) 등의 '349 및 윈터 등의 '914 호에 기술된 벤조트리아졸과 같이 벤조 환의 5-위치에서 티오 에테르, 알킬설포닐 또는 페닐설포닐 부위에 의해서 치환되거나, 라비찬드란 (Ravichandran) 등의 '219 호에 기술된 벤조트리아졸과 같이 벤조 환의 5-위치에서 전자흡인그룹(electron withdrawing group)에 의해서 치환된다. 추가의 바람직한 벤조트리아졸에는 또한 2-(2-하이드록시-3,5-디알파-큐밀페닐)-2H-벤조트리아졸 (티누빈(TINUVIN™) 234 또는 티누빈 900, 둘 다 시바 스페샬티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 5-클로로-2-(2-하이드록시-3-삼급-부틸-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸 (티누빈 326, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음), 5-클로로-2-(2-하이드록시-3,5-디-삼급-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸 (티누빈 327, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음), 2-(2-하이드록시-3,5-디-삼급-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸 (티누빈 328, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음), 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 (티누빈 928, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음) 및 5-트리플루오로메틸-2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 (CGL-139, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음)이 포함된다. 벤조트릴아졸의 혼합물이 사용될 수 있다. 티누빈 328, 티누빈 928 및 CGL-139가 이소보르닐 아크릴레이트와 같은 모노머에서의 그들의 높은 용해도로 인하여 특히 바람직한 벤조트리아졸이다. CGL-139가 풍화작용의 영향으로부터 나프탈레이트 폴리에스테르 지지체를 차폐시키는 그들의 효능으로 인하여 특히 바람직한 벤조트리아졸이다.
본 발명의 조성물은 CGL-139 단독 또는 CGL-139를 포함하는 벤조트리아졸의 혼합물이 사용되는 경우에는 5 중량% 초과의 벤조트리아졸을 함유한다. 본 발명의 조성물은 CGL-139 이외의 벤조트리아졸 또는 벤조트리아졸의 혼합물이 사용되는 경우에는 10 중량% 초과의 벤조트리아졸을 함유한다. 벤조트리아졸 상한량 (upper amount limit)은 부분적으로 조성물 내의 선택된 벤조트리아졸, 모노머 및 그 밖의 다른 성분들에 따라서 좌우된다. 상한량은 일반적으로 블루밍, 헤이즈 또는 상분리가 관찰되는 레벨에 상응한다. 블루밍은 경화 및 약간의 노화가 일어난 후 까지는 관찰될 수 없다. 열 또는 용매 (예를 들어, 에틸 아세테이트, 톨루엔, 아세톤 또는 헥산)를 사용하여 코팅 조성물 내에서의 벤조트리아졸의 빠른 용해를 촉진시킬 수 있다. 바람직하게는, 조성물은 약 11 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸, 더욱 바람직하게는 약 16 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸, 가장 바람직하게는 약 21 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸을 함유한다.
UV 흡수제를 가용화시키는 다양한 공중합성 모노머 (이하에서는 때때로 "가용화 모노머"라 칭함)가 본 발명에서 사용될 수 있다. 통상적으로 가용화 모노머는 일관능성일 수 있으며, 그 단독으로 적절한 UV 광개시제와 배합되고 적절하게 UV광선으로 조사된 경우에는 통상적으로 경화하거나 겔화할 수 있지만, 가교된 폴리머의 실질적으로 연속적인 코팅을 쉽게 형성할 수는 없다. 그러나, UV 흡수제를 위해서 적합하게 낮은 점도 및 적합한 가용화 분말를 갖는 몇 가지의 이관능성 모노머 (예를 들어, 부탄디올 디아크릴레이트)가 본 발명에서 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제 및 가용화 모노머 둘 다로서 사용될 수 있다. 그러나, 대부분의 경우에 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제 및 가용화 모노머는 상이한 화학적 종일 수 있다. 가용화 모노머는 본 발명의 조성물이 균질 혼합물을 형성할 수 있도록 충분한 양의 벤조트리아졸을 가용화시킬 수 있어야 한다. 용매와는 달리, 가용화 모노머는 코팅 조성물을 지지체에 적용하고 적합한 건조조건에 노출시킨 후에 대부분 코팅 조성물 내에 잔류하며, 대부분은 경화된 조성물 내에 혼입될 수 있다. 대표적인 가용화 모노머에는 이소옥틸 아크릴레이트 (예를 들어, SR-440, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 -45 내지 -54℃), 2-에틸헥실 아크릴레이트 (Tg = 약 -50℃), 사이클로헥실 아크릴레이트 (Tg = 약 19℃), t-부틸 아크릴레이트 (Tg = 약 41℃), n-옥틸데실 아크릴레이트 (Tg = 약 42℃), 글리시딜 메타크릴레이트 (예를 들어, SR-379, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 41-74℃), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (예를 들어, SR-213), 벤질 메타 크릴레이트 (Tg = 약 54℃), 이소보르닐 아크릴레이트 (예를 들어, SR-506, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 88-94℃), 이소보르닐 메타크릴레이트 (예를 들어, SR-423, 사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음, Tg = 약 110℃), t-부틸사이클로헥실 아크릴레이트, 1-아다만틸 아크릴레이트, 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 및 n-비닐 카프로락탐이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 더 경질의 경화된 코팅을 원하는 경우에는 더 높은 Tg의 가용화 모노머가 바람직하다. 빠른 반응성을 원하는 경우에는 아크릴레이트가 메타크릴레이트 보다 바람직하다. 본 기술분야에서 숙련된 전문가라면, 더 연질의 경화된 코팅을 원하는 경우에는 더 낮은 Tg의 가용화 모노머가 바람직할 수 있고, 더 느린 반응성을 원하는 경우에는 메타크릴레이트가 바람직할 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 이소보르닐 아크릴레이트 및 t-부틸사이클로헥실 아크릴레이트가 특히 바람직한 가용화 모노머이다. 가용화 모노머의 혼합물이 사용될 수 있다. 조성물은 조성물 내에서 벤조트리아졸을 가용화시키고, 경화시킨 후에 블루밍을 나타내지 않는 균질 혼합물을 형성시키기에 충분한 가용화 모노머를 함유하여야 한다. 바람직하게는, 조성물은 조성물 내의 고체의 총중량을 기준으로 하여 약 5 내지 약 95 중량%의 가용화 모노머를 함유한다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 약 10 내지 약 80 중량%의 가용화 모노머, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 60 중량%의 가용화 모노머를 함유한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 광중합성이다. 광개시제가 사용되지 않는 경우에는 e-빔(beam) 조사와 같은 경화기술을 사용하여 광경화를 일으킬 수 있 다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 광개시제, 예를 들어, UV 광개시제, 또는 UV 또는 가시광선에 의해서 활성화될 수 있는 광개시제 ("UV/Vis" 광개시제)를 함유하며, 광중합할 수 있다. 다양한 광개시제를 사용하여 광중합반응을 촉진시킬 수 있다. 광개시제의 선택은 코팅이 경화시킨 후에 광중합성 및 UV 보호성 둘 다일 수 있도록 주의를 기울여야 한다. 광개시제의 예로는 1-페닐-2-하이드록시-2-메틸-1-프로파논; 올리고{2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(메틸비닐)페닐]프로파논}; 2-하이드록시-2-메틸 1-페닐프로판-1-온 (다로큐어(DANOCURE™) 1173, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드; 2,4,6-트리메틸 벤조일-디페닐 포스핀 옥사이드; 2-메틸-1-[4(메틸티오)-2-모르폴리노프로판]-1-온; 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤; 4-(2-하이드록시)페닐-2-하이드록시-2-(메틸프로필)케톤; 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논; 벤조페논; 벤조산; (n-5,2,4-사이클로펜타디엔-1-일)[1,2,3,4,5,6-n)-(1-메틸에틸)벤젠]-아이언(+) 헥사플루오로포스페이트; 4-(디메틸아미노)-에틸 에테르; 및 이들의 혼합물이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 시판품으로 이용할 수 있는 광개시제에는 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 (이르가큐어(IRGACURE™) 184, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤과 벤조페논의 50:50 중량기준 혼합물 (이르가큐어 500, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 비스(n,5,2,4-사이클로펜타디엔-1-일)-비스[2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐]티타늄 (이르가큐어 784 DC, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 2-벤질-2-N,N-디메틸아미 노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논 (이르가큐어 369, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 (이르가큐어 651, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 입수할 수 있음); 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 (이르가큐어 819); 및 에사큐어(ESACURE™) 광개시제의 EB3, KB1, TZT, KIP, 100F, ITX, EDB, X15 및 KT37 계열 (사토머 컴패니로부터 시판품을 입수할 수 있음)이 포함된다. 광개시제의 혼합물이 사용될 수 있으며, 벌크 경화를 위한 장파장에서의 우수한 흡수와 함께 표면 경화를 위한 단파장에서의 우수한 흡수를 수득하는데 특히 유용할 수 있다. 산소가 약 400 ppm 이상의 레벨로 경화 중에 존재한다면, 약 360 ㎚ 미만의 파장에서 흡수하는 제 2 광개시제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적합한 제 2 광개시제에는 이르가큐어 184, 다로큐어 1173, 하이드록시알킬 페닐 케톤 광개시제 및 벤조페논이 포함된다. 광개시제가 조성물에서 사용되는 경우에, 과도하게 유해한 저장안정성이 없이 광경화의 목적하는 속도, 정도 및 깊이를 수득하도록 충분한 광개시제가 존재하여야 한다. 바람직하게는, 조성물은 조성물 내의 고체의 총중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 8 중량%의 광개시제를 함유한다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 약 0.5 내지 약 5 중량%의 광개시제, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 4 중량%의 광개시제를 함유한다.
본 발명의 조성물은 또한, 실리카 또는 알루미나 입자와 같은 서브미크론 무기입자를 함유할 수도 있다. 이러한 입자를 포함시키는 것은 경화된 코팅의 경도, 스크래치 저항성 또는 내마모성을 변화시킬 수 있으며, 때때로 UV 저항성의 감소가 수반될 수 있다. 바람직하게는, 무기입자는 약 100 ㎚ 미만의 평균 입자직경을 갖는 서브미크론 입자이다. 가장 바람직하게는, 무기입자는 적합한 커플링제 (예를 들어, 실라놀)로 관능화되거나 처리되어 이용가능한 부하 레벨을 증가시키거나, 경화된 코팅 내에서 입자 체류를 개선시킨다. 대표적인 무기입자는 미국 특허 제 5,104,929 호 (Bilkadi) 및 피케트(Pickett) 등에 의해서 기술되었으며, 에어로실(AEROSIL™) OX-50 실리카 (데구사-휠스 아게(Degussa-Huls AG)로부터 시판품을 입수할 수 있음) 및 카보실(CABOSIL™) M5 실리카 (캐보트 코포레이션(Cabot Corp.)으로부터 시판품을 입수할 수 있음)와 같은 훈증 실리카; 콜로이드성 실리카 졸의 날코(NALCO™) 계열 (날코 케미칼 컴패니(Nalco Chemical Company)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 실리카 졸의 루독스(LUDOX™) 계열 (듀퐁 실리카 프로덕츠(DuPont Silica Products)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 및 콜로이드성 실리카 졸의 클레보졸(KLEBOSOL™) 및 하이링크(HIGHLINK™) 계열 (클라리언트 코포레이션(Clariant Corporation)으로부터 시판품을 입수할 수 있음)과 같은 실리카 하이드로졸이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 대표적인 알루미나에는 알루미늄 옥사이드 C (데구사-휠스 아게로부터 시판품을 입수할 수 있음) 및 클레보졸 30CAL25 알루미나 개질된 콜로이드성 실리카 (클라리언트 코포레이션으로부터 시판품을 입수할 수 있음)가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 하이드로졸이 사용되는 경우에, 무기입자의 분산을 유지시키고 원치않는 부반응 또는 부주의에 의한 경화를 방지하기 위해서 pH의 적절한 조절 또는 조정이 바람직할 수 있다. 사용되는 경우에, 조성물은 목적하는 정도의 경도 및 스크래치 또는 마모 저항성을 제공하기에 충분한 무기입자를 함유하여야 한다. 실리카가 서브미크론 입자로 사용되는 경우에, 조성물은 바람직하게는 조성물 내의 고체의 총중량을 기준으로 하여 약 1 내지 약 65 중량%의 무기입자, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 약 60 중량%의 무기입자, 가장 바람직하게는 약 25 내지 약 50 중량%의 무기입자를 함유한다. 경도 및 스크래치 또는 마모 저항성은 종종 입자 중량 분율 보다는 입자 용적 분율에 더 의존적이며, 따라서 이들 값은 바람직하게는 실리카의 밀도와는 유의적으로 상이한 밀도를 갖는 무기입자가 사용되는 경우에 적절하게 조정된다.
본 발명의 조성물은 지지체에 적용하기 전 또는 후에 조성물의 거동 또는 성능을 변화시키는 다양한 보조제를 함유할 수 있다. 바람직한 보조제에는 경화된 코팅에 헤이즈 또는 확산의 외관을 제공할 수 있는 충진제 (예를 들어, 약 1 내지 약 10 마이크로미터의 평균 입자직경의 입자)가 포함된다. 그 밖의 다른 바람직한 보조제에는 안료, 연료, 광학증백제, 평준화제(leveling agent), 유동제(flow agent) 및 그 밖의 다른 계면활성제, 소포제, 코팅에 도움을 주고 건조속도를 가속화 또는 감소시키는 용매, 왁스, 지시제, 광안정화제 (예를 들어, 장애된 아민 광안정화제 또는 "HALS") 및 항산화제가 포함된다. 이러한 보조제의 타입 및 양은 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 명백할 것이다.
기초 지지체에 대한 코팅 조성물의 균일도(smoothness), 연속성(continuity) 또는 부착성은 바람직하게는 프라이밍(priming)하거나, 타이층(lie layer)을 적용하거나, 또는 다른 적절한 전처리를 함으로써 증진될 수 있다. 바람직한 전처리에는 폴리비닐리덴 디클로라이드의 저고체 용액; 폴리에스테르 수지와 아지리딘 가교 제의 용매형(solvent-borne) 혼합물; 아지리딘 또는 멜라민과 같은 임의의 가교제를 함유하는 용매형 또는 수성 폴리올 수지; 적합한 반응성 또는 비반응성 대기의 존재 하에서의 방전 (예를 들어, 플라즈마(plasma), 글로우 방전(glow discharge), 코로나(corona) 방전, 유전방벽 방전 또는 대기압 방전); 화학적 전처리 및 화염 전처리가 포함된다. 이들 전처리는 지지체를 경화된 코팅 조성물에 더 감수성이 되도록 만드는 것을 도와준다. 타이층이 사용된다면, 이것은 몇 ㎚ (예를 들어, 1 또는 2 ㎚) 내지 약 500 ㎚의 두께를 가질 수 있으며, 원한다면 더 두껍게 할 수도 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 롤(roll) 코팅 (예를 들어, 그라비어(gravure) 롤 코팅), 스핀 코팅, 스프레이 코팅 (예를 들어, 통상적이거나 저정전기적인 스프레이 코팅), 패딩(padding), 또는 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 친숙한 그 밖의 다른 기술을 사용하여 적용될 수 있다. 바람직하게는 코팅은 약 0.1 ㎜ 미만, 더욱 바람직하게는 약 0.05 ㎜ 미만, 가장 바람직하게는 약 0.01 ㎜ 내지 약 0.025 ㎜ 두께의 경화된 코팅을 수득하는 속도로 적용된다. 약 0.05 ㎜ 보다 큰 두께의 코팅이 사용되는 경우에는 단일면-코팅된 얇은 지지체 상에서 과도한 컬이 관찰될 수 있다. 높은 레벨의 무기입자가 코팅 조성물 내에 혼입되면, 경화를 통해서 수득되도록 더 얇은 코팅 두께가 바람직할 수 있다.
코팅 조성물이 용매를 함유하는 경우에는, 적용된 코팅을 공기, 열 또는 그 밖의 다른 통상적인 기술을 사용하여 건조시킬 수 있다. 적용된 코팅은 어떤 적절한 방법을 사용하여서도 가교될 수 있다. UV 조사를 사용하여 가교시키는 경우에는 약 360-440 ㎚ 사이의 파장을 갖는 광선이 바람직하며, 약 395-440 ㎚ 사이의 파장을 갖는 광선이 가장 바람직하다. 다양한 UV 광선 공급원이 사용될 수 있다. 대표적인 공급원에는 퓨존(FUSION™) H-벌브(bulb) 고강도 수은램프 (254, 313, 365 ㎚에 중심을 둔 3개의 밴드를 방출하며, 퓨존 UV 시스템스 인코포레이티드(Fusion UV Systems, Inc.)로부터 시판품을 입수할 수 있음), 퓨존 D-벌브 철-도핑된 수은램프 (380-400 ㎚에서의 방출을 추가하지만, 더 낮은 파장에서는 덜 방출할 수 있고, 퓨존 UV 시스템스 인코포레이티드로부터 시판품을 입수할 수 있음) 및 퓨존 V-벌브 갈륨-도핑된 수은램프 (404-415 ㎚에서의 방출을 추가하지만, 더 낮은 파장에서는 덜 방출할 수 있고, 퓨존 UV 시스템스 인코포레이티드로부터 시판품을 입수할 수 있음)가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 일반적으로, 더 낮은 파장은 표면경화를 촉진시키고, 더 높은 파장은 벌크 경화를 촉진시킨다. 퓨존 D-벌브가 일반적으로 바람직한 전반적 절충물로 제시된다. 경화는 적합한 대기, 예를 들어, 불활성화된 경화를 제공하는 질소 대기 하에서 일어날 수 있다.
경화된 코팅은 바람직하게는 가시광 투과성이며, 더욱 바람직하게는 광학적으로 투명하다. 경화된 코팅은 바람직하게는 UV 노출에 대해서뿐 만 아니라 일반적으로 풍화작용에 대해서도 유의적인 보호를 제공한다. 코팅 내의 벤조트리아졸 화합물은 적합하게 고농도로 사용되는 경우에 400 ㎚ 이상의 파장에서 유용한 흡광도를 제공할 수 있는 반면에, 폴리머 네트워크에서의 영속성 및 블루밍의 부재를 나타낸다. 가장 바람직하게는, 경화된 코팅은 기초 지지체가 45°남쪽으로 향한 노출각으로 마이아미(Miami), 플로리다(Florida)에서 야외에서 풍화시킨 경우에 5년 이상, 가장 바람직하게는 10년 이상의 유효수명(useful life)을 가질 수 있도록 한다. 이러한 평가에서 유효수명의 종점은 과도한 황변이 일어나는 시간으로 (D65 광원, 반사 모드 및 CIE L*a*b*를 사용하여 수득된 b* 값의 4 또는 그 이상의 증가로 표시됨), 또는 유의적인 균열, 박리 또는 층간박리에 의해서, 또는 육안으로 보이지 않을 정도로 충분히 강한 헤이즈에 의해서 판단될 수 있다. 풍화작용은 또한, 동일한 판정기준 및 ASTM G155에 기술된 사이클 또는 등가물과 같은 적합한 가속화된 풍화시험 사이클을 사용하여 평가될 수도 있다. 이렇게 평가되는 경우에, 경화된 코팅은 바람직하게는 (약 5년의 마이아미, 플로리다 45°남쪽으로 향한 노출에 해당하는 것으로 믿어지는) 340 ㎚에서 17,000 kJ/㎡의 복사용량(radiant dose)을 통해서 허용되는 외관을 유지하며, 더욱 바람직하게는 (약 10년의 마이아미, 플로리다 45°남쪽으로 향한 노출에 해당하는 것으로 믿어지는) 340 ㎚에서 34,000 kJ/㎡의 복사용량을 통해서 허용되는 외관을 유지한다. 허용될 수 없는 외관은 4 유니트 또는 그 이상까지의 b* 값의 증가, 또는 유의적인 균열, 박리, 층간박리 또는 헤이즈의 발현개시인 것으로 판단된다. 이와는 반대로, 비보호된 나프탈레이트 폴리에스테르 필름은 마이아미, 플로리다 45°남쪽으로 향한 노출각으로 야외에서 풍화시킨 경우에 단지 약 6 내지 12개월의 유효수명을 가지며, 가속화된 풍화시험 사이클을 사용하여 평가된 경우에 340 ㎚에서 약 2,340 kJ/㎡의 복사용량을 통해서 허용되는 외관을 유지한다.
다양한 기능성 층 또는 그 밖의 다른 보충적 코팅이 경화된 코팅 조성물에 적용되어 경화된 코팅 조성물의 물리적 또는 화학적 특성을 변화시키거나 개선시킬 수 있다. 이러한 보충적 코팅에는 항반사 코팅; 항안개 코팅; 대전방지 코팅; 난연제; 추가의 내마모성 또는 경질코트층; 가시광-투과성 전도성층 또는 전극 (예를 들어, 인듐 틴 옥사이드로 됨); 자기성 또는 자기-광학성 코팅 또는 영역; 사진 에멀젼 또는 이미지; 프리즘 코팅; 홀로그라프 코팅 또는 이미지; 압력민감성 접착제 또는 열용융 접착제와 같은 접착제; 인접한 층에 의한 접착을 촉진시키기 위한 프라미어; 및 피복된 지지체가 접착 롤 형태로 사용되는 경우에 사용하기 위한 저접착성 백사이즈(backsize) 물질이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
본 발명의 코팅은 예를 들어, 잉크 또는 생성물 증명, 배향 정보, 광고, 경고, 장식 또는 그 밖의 다른 정보를 그 밖의 다른 정보를 나타내기 위해서 사용된 것과 같은 인쇄된 표식(indicia)으로 처리될 수 있다. 스크린 인쇄. 잉크젯 인쇄, 열전사 인쇄, 레터프레스(letterpress) 인쇄, 오프셋(offset) 인쇄, 플렉소(flexographic) 인쇄, 스티플(stipple) 인쇄, 레이저 인쇄 등을 포함하는 다양한 기술이 이러한 제품 상에 인쇄하기 위해서 사용될 수 있다. 일성분 및 이성분 잉크, 산화적 건조 및 UV-건조 잉크, 용해된 잉크, 분산된 잉크 및 100% 잉크 시스템을 포함하는 다양한 잉크가 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅은 다양한 적용분야를 위해서 사용될 수 있다. 대표적인 적용분야는 거울, 광튜브(light tube), 램프 및 벌브 공동 반사기(bulb cavity reflector), 태양열 수집기, 거울 마감재 및 이미테이션 크롬(imitation chrome)에서 사용되는 것과 같은 다층 가시 거울 필름; 차량용 또는 건축용 판유리(glazing), 온실 판넬 및 센서와 같은 다층 적외선 ("IR") 거울 적용분야; 태양전 지; 도로 표제(signage); 그래픽 아트(graphic arts) 필름; 구입 디스플레이의 포인트(point); 장식용 필름; 휴대전화 본체를 위한 주형내 장식; 의복 (예를 들어, 운동화) 및 가전제품을 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다.
본 발명은 이하의 비-제한적 실시예를 참고로 하여 기술되며, 이들 실시예에서 모든 부 및 백분율은 다른 식으로 언급되지 않는 한은 중량 기준이다.
실시예 1-12 및 비교실시예 1-5
다양한 모노머 내에서의 벤조트리아졸 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-t-옥틸페닐)-5-트리플루오로메틸벤조트리아졸 (CGL-139, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 실험적으로 이용할 수 있음)의 용해도를 측정하였다. 혼합물은 벤조트리아졸의 5% 증가량을 사용하여 제조되었다. 시험할 벤조트리아졸과 모노머는 용해할 때까지 수욕 중에서 70℃로 온화하게 가열하면서 혼합한 다음에, 실온에서 48시간 동안 정지시켰다. 48시간 후에, 각각의 혼합물을 벤조트리아졸 침전에 대하여 조사하였다. 용해도는 침전이 없는 시험한 최고 농도 및 침전이 나타난 최저 농도를 기록함으로써 5% 이내에서 측정되었다. 결과는 이하의 표 1에 기술하였다. 문헌에 보고된 경우에는 시험된 모노머로 온전히 제조된 폴리머의 Tg도 역시 제시된다.
실시예 또는 비교실시예 번호 모노머 벤조트리아졸 48시간 용해도, wt% Tg (℃)
1 t-부틸 아크릴레이트 40-45% 41
2 사이클로헥실 아크릴레이트 35-40% 19
3 t-부틸사이클로헥실 아크릴레이트 35-40%
4 이소보르닐 아크릴레이트 25-30% 94
5 이소옥틸 아크릴레이트 25-30% -45
6 2-에틸헥실 아크릴레이트 25-30% -50
7 이소보르닐 메타크릴레이트 25-30% 110
8 벤질 메타크릴레이트 25-30% 54
9 n-옥틸데실 아크릴레이트 20-25% 42
10 글리시딜 메타크릴레이트 20-25% 74
11 n-비닐 카프로락탐 20-25%
12 부탄디올 디아크릴레이트 15-20%
비교실시예 1 헥산디올 디아크릴레이트 10-15% 43
비교실시예 2 페녹시에틸 아크릴레이트 5-10%
비교실시예 3 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 0-5%
비교실시예 4 폴리에틸렌 글리콜 200 디아크릴레이트 0-5%
비교실시예 5 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 0-5%
표 1에서 나타낸 바와 같이, 아크릴레이트는 메타크릴레이트 보다 더 우수한 벤조트리아졸 가용화를 제공하는 경향이 있으며, 일관능성 모노머는 디- 및 더 고급-관능성 모노머 보다 침전이 없이 벤조트리아졸을 더 높은 레벨로 가용화시켰다. 그러나, 이관능성 모노머 부탄디올 디아크릴레이트도 또한 매우 높은 레벨로 벤조트리아졸을 가용화시켰다.
실시예 13-20
실시예 1의 방법을 사용하여, 이소보르닐 아크릴레이트 내에서의 다양한 벤조트리아졸의 용해도가 측정되었다. 시험한 각각의 벤조트리아졸의 화학식은 상술하였다. 이들 벤조트리아졸은 일반적 구조 2-(2-하이드록시-3-R 2 -5-R 3 -페닐)-5-R 1 -벤조트리아졸로 표시될 수도 있다. CGL-139의 경우에 R1은 트리플루오로메틸이고, R2는 알파-큐밀이며, R3는 t-옥틸이다. 티누빈 928의 경우에는 R1이 H이고, R2가 알파-큐밀이며, R3가 t-옥틸이다. 티누빈 328의 경우에는 R1이 H이고, R2가 t-아밀이며, R3는 t-아밀이다. 티누빈 327의 경우에는 R1이 클로로이고, R2가 t-부틸이며, R3가 t-부틸이다. 티누빈 326의 경우에는 R1이 클로로이고, R2가 t-부틸이며, R3가 메틸이다. 티누빈 234 및 티누빈 900 둘 다의 경우에는 R1이 H이고, R2가 알파-큐밀이며, R3가 알파-큐밀이다. 결과는 이하의 표 2에 기술하였다.
실시예 번호 UV 흡수제 벤조트리아졸 48시간 용해도, wt%
13 티누빈 928 30-35%
14 CGL-139 25-30%
15 티누빈 328 20-25%
16 티누빈 327/928 (50:50 블렌드) 10-15%
17 티누빈 326 5-10%
18 티누빈 327 5-10%
19 티누빈 900 0-5%
20 티누빈 234 0-5%
표 2에서 나타낸 바와 같이, 특히 벤조트리아졸 티누빈 928 및 CGL-139가 사용되는 경우에 매우 높은 용해도가 수득될 수 있었다.
실시예 21-48
다양한 양의 CGL-139 벤조트리아졸을 이소보르닐 아크릴레이트 ("IBOA", 사토머 컴패니로부터 SR-506으로 수득됨), 헥산디올 디아크릴레이트 ("HDODA", 사토머 컴패니로부터 SR-238로 수득됨), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 ("PETA", 사토머 컴패니로부터 SR-295로 수득됨) 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머 ("UA", 85% 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 15% HDODA를 함유하는 것으로 믿어지는 블렌드 내에서 사토머 컴패니로부터 CN966B85로 수득됨) 또는 임의의 실란-처리된 콜로이드성 실리카 하이드로졸을 함유하는 혼합물에 첨가함으로써 몇 가지의 코팅 조성물을 제조하였다.
실란-처리된 콜로이드성 실리카 하이드로졸은 1-메톡시-2-프로판올 (다우 케미칼 컴패니(Dow Chemical Co.)로부터 시판품을 이용할 수 있음)의 존재 하에서 날코(NALCO™) 2327 실리카 하이드로솔하이드로우스 올(silica hydrosolhydrous all)(온데오 날코 컴패니(Ondeo Nalco Co.)로부터 시판품을 이용할 수 있음)과 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 (시그마-앨드리히 컴패니(Sigma-Aldrich Co.)로부터 A174로 수득함)의 반응생성물로서 제조되었다. 450부의 1-메톡시-2-프로판올과 25.22부의 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트를 함께 혼합시키고, 교반하면서 용기에 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 80℃에서 16.5시간 동안 가열하였다. 이 생성물을 SR295/SR238/SR506의 40/40/20 혼합물 228부와 배합하고, 물 및 알콜을 회전증발을 통해서 제거하였다. 생성된 실란-처리된 콜로이드성 실리카 하이드로졸은 열중량측정 분석에 의해서 측정한 것으로서 38.5%의 SiO2를 함유하였다. 가스 크로마토그라피를 사용한 분석으로 하이드로졸 내에 알콜이 잔류하지 않았음을 확인하였다.
코팅 조성물은 또한, 1%의 장애된 아민 광안정화제 (티누빈 123, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 이용할 수 있음), 1%의 광개시제 (이르가큐어 819, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 시판품을 이용할 수 있음) 및 0.15 내지 0.2%의 코팅 평준화 보조제(coating leveling aid) (테고 래드(TEGO™ RAD) 2100, 데구사 코포레이션(Degussa Corporation)의 테고 디비죤(Tego Division)으로부터 시판품을 이용할 수 있음)를 함유하였다. 실란-처리된 콜로이드성 실리카 하이드로졸을 함유하는 조성물 내에서 0.2%의 코팅 평준화 보조제가 사용되었다. 나머지 조성물에서는 0.15%의 코팅 평준화 보조제가 사용되었다. 코팅 조성물은, 코팅 조성물을 에틸 아세테이트에 용해시켜 40%의 에틸 아세테이트와 60%의 코팅 고체를 함유하는 코팅용액을 형성시킴으로써 PEN층 및 PVdC 프라이밍을 갖는 개발용 다층 가시거울 광학필름 (3M으로부터 시판품으로 이용할 수 있는 래디안트 미러 필름(Radiant Mirror Film)과 유사함)에 적용하였다. 코팅은 표준 코팅기(coater)를 사용하여 적용하고, 건조시키고, 12 m/분의 선속도를 사용하여 100 ppm 이하의 산소 농도를 갖는 불활성 대기 중에서 6 내지 35 마이크로미터 범위의 두께로 인라인으로 경화시켰다. UV 광경화 에너지는 236 쥴/초-㎝의 입력 파워(input power)로 동력이 공급된 고강도 퓨존 D-벌브를 사용하여 공급되었다. 이들 조건 하에서 D-벌브는 이하의 표 3에 기술된 다양한 UV 파장범위에서 선량(dose) 및 강도를 수득하였다.
파장 범위 선량 (J/㎠) 강도 (W/㎠)
UVA (320-380 ㎚) 1.294 5.512
UVB (280-320 ㎚) 0.625 2.030
UVC (250-260 ㎚) 0.040 0.131
UVV (395-445 ㎚) 0.690 2.716
코팅된 제품은 광선 단독 사이클 중에 70℃의 검은 판넬 온도를 갖는 변형된 사이클 1을 사용하여 ASTM G155에서의 방법과 유사한 가속화된 풍화시험에 노출시킨 다음에, 340 ㎚에서 9,400, 18,700 및 30,500 kJ/㎡의 UV 선량 레벨에 상응하는 간격으로 평가하였다. 이들 선량은 45°남쪽으로 향한 노출각으로 마이아미, 플로리다에서 야외 풍화시킨 경우의 2.5, 5 및 8.25년 이상에 각각 해당하는 것으로 믿어진다. b* 값에서의 변화는 BYK 가드너(Gardner) TCSII 비색계(Colorimeter) 및 D65 광원, 대면적 반사 모드, 거울이 포함된 CIE*a*b* 색공간을 사용하여 각각의 간격에서 측정하였다. 이하의 표 4에는 실시예 번호, 벤조트리아졸 양, IBOA/HDODA/PETA/UA1/SiO2의 상대적 양, 및 각각의 풍화간격에서 b* 값의 측정된 변화를 기술하였다. 심볼 "R"은 유의적인 균열, 박리, 층간박리 또는 헤이즈로 인하여 샘플을 배제시킨 것을 나타낸다.
Figure 112005069207812-PCT00001
표 4에 나타낸 바와 같이, 더 많은 벤조트리아졸을 함유하는 코팅 및 더 두꺼운 코팅을 갖는 제품이 더 우수한 풍화성능을 제공하는 경향이 있었다. 코팅된 제품은 모두 노출된 PEN 필름에 대해서 일반적으로 관찰되는 것보다 더 우수한 풍화성능을 나타내었다. 실리카-함유 코팅은 또한 개선된 풍화작용을 나타내었지만, 실리카-비함유 코팅에 비해서 더소 더 짧은 수명을 가졌다. 실시예 25-32, 44 및 48의 제품은 23,400 내지 28,100 kJ/㎡의 선량까지 4 유니트의 b* 증가에 도달하거나 초과하지 못하였으며, 실시예 33-37 및 39의 제품은 일반적으로 28,100 kJ/㎡의 선량을 초과하는 예외적으로 우수한 수명을 나타내었다.
실시예 49-62 및 비교실시예 6-13
실시예 20의 방법을 사용하여, 다양한 양의 CGL-139 벤조트리아졸을 IBOA, HDODA, PETA, 및 3가지 상이한 우레탄 아크릴레이트 올리고머 중의 하나를 함유하는 혼합물에 첨가함으로써 몇 가지의 코팅 조성물을 제조하였다. 3가지 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 IBOA 또는 HDODA를 함유하는 블렌드 내에서 수득되었으며, 또한 "UA2" (83%의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 12%의 HDODA를 함유하는 것으로 믿어지는 블렌드 내에서 사토머 컴패니로부터 CN981B88로 수득됨), "UA3" (75%의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 25%의 IBOA를 함유하는 것으로 믿어지는 블렌드 내에서 사토머 컴패니로부터 CN966J75로 수득됨) 및 "UA4" (80%의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 20%의 HDODA를 함유하는 것으로 믿어지는 블렌드 내에서 사토머 컴패니로부터 CN963B80으로 수득됨)로 확인되었다. 혼합물은 두가지의 UV 광개시제, 즉 1% 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 (이르가큐어 819, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 수득됨) 및 3% 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 (이르가큐어 184, 시바 스페샬티 케미칼스로부터 수득됨)의 블렌드, 및 0.2%의 실리콘 아크릴레이트 유동제 (에베크릴(EBECRYL™) 350, 래드큐어 스페샬티스(Radcure Specialties)로부터 수득됨)를 함유하였다. 혼합물은 또한, 1%의 티누빈 123 장애 아민 광안정화제를 함유하였다. 코팅 조성물은 실시예 21의 경우와 유사한 프라이밍된 가시거울 광학필름에 적용하였다. 코팅된 제품은 실시예 21의 방법을 사용하여 가속화된 풍화시험에 노출시키고, 다양한 간격으로 평가하였다. 이하의 표 5에는 실시예 번호 또는 비교실시예 번호, 벤조트리아졸 양, IBOA/HDODA/PETA/UA (여기에서 "UA"는 UA2, UA3 또는 UA4이다)의 상대적 양, 사용된 우레탄 아크릴레이트 블렌드, 코팅 두께, 제품 수명 및 수명의 종료시의 제품 상태를 기술하였다. 그들의 수명의 종료시에 "황화됨(Yellowed)"으로 기술된 제품은 L*a*b* 색공간을 사용하여 b* 값에서 4유니트 이상의 변화를 나타내었다. "층간박리"된 것으로 기술된 제품은 따로따로 떨어지거나 지지체로부터 코팅의 분리를 나타내었다. "헤이즈"로 기술된 제품은 코팅 내에서 또는 지지체 내에서 가시적인 헤이즈를 나타내었다.
Figure 112005069207812-PCT00002
표 5에 나타낸 바와 같이, 더 많은 벤조트리아졸을 함유하는 코팅 및 더 두꺼운 코팅을 갖는 제품이 더 우수한 풍화성능을 제공하는 경향이 있었다. 코팅된 제품은 모두 노출된 PEN 필름에 대해서 일반적으로 관찰되는 것보다 더 우수한 풍화성능을 나타내었다. 실시예 52-54, 56-58, 60 및 61-62의 제품은 동일한 캘리퍼(caliper)의 유사한 코팅을 갖지만, 단지 5% 벤조트리아졸을 함유하는 제품에 비해서 특히 우수한 수명을 나타내었다.
실시예 63
부탄디올 디아크릴레이트가 비닐 관능성의 가교성 필름 형성제 및 가용화 모노머 둘다로 작용하는 코팅용액을 제조하였다. 13.58부의 SR-213 (1,4-부탄디올 디아크릴레이트), 2.72부의 CGL-139 (UVA), 0.17부의 티누빈 123 (HALS), 0.17부의 이르가큐어 819 및 0.34부의 이르가큐어 184 (광개시제), 0.02부의 테고 래드 2100 (평준화제), 및 3부의 에틸 아세테이트 (용매)를 배합하고, 고체가 용해할 때까지 블렌딩하였다. 이것은 총 코팅고체의 16.0%의 CGL-139 부하에 상응하였다. 이 용액을 PVdC 프라이밍된 VM2000 필름 (3M으로부터 시판품으로 이용할 수 있음) 상에 코팅하였다. 용매를 70℃에서 플래쉬하였다. 코팅을 퓨존 D-벌브를 사용하여 질소 하에서 경화시켰다. 코팅된 제품의 하나의 시험편을 실내 조건에서 1주일 동안 유지시켰다. 시험편은 이 기간 중에 블루밍을 나타내지 않았다. 코팅된 제품의 두개의 추가의 시험편을 1주일 동안 약 100℃에서 오븐 처리하였다. 하나의 시험편은 오븐 내에서 자유롭게 매달리도록 하는 한편, 다른 하나는 상부 유리 플레이트와 시험편의 코팅된 면 사이에 편평한 폴리에스테르 필림의 조각이 있도록 두개의 유리 플레이트 사이에 수평으로 배치시켰다.
본 발명의 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 명백할 것이다. 본 발명은 단지 설명을 목적으로 본 명세서에 기술된 것으로 제한되지는 않아야 한다.

Claims (51)

  1. a) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제;
    b) 10 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제; 및
    c) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 함유하는 균질 혼합물의 중합된 반응생성물을 함유하는 UV 저항성 코팅으로 오버코팅된 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 포함하는 제품.
  2. 제 1 항에 있어서, 지지체가 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하는 제품.
  3. 제 1 항에 있어서, 지지체가 다층 광학필름을 포함하는 제품.
  4. 제 1 항에 있어서, 벤조트리아졸이 2-(2-하이드록시-3,5-디-삼급-아밀-페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 또는 5-트리플루오로메틸-2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸을 포함하는 제품.
  5. 제 1 항에 있어서, 모노머가 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 삼급-부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 삼급-부틸사이클로헥실 아크 릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, n-옥틸데실 아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1-아다만틸 아크릴레이트, 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 또는 n-비닐 카프로락탐을 포함하는 제품.
  6. 제 1 항에 있어서, 모노머가 이소보르닐 아크릴레이트 또는 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 제품.
  7. 제 1 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 화학적으로 상이한 종인 제품.
  8. 제 1 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 동일한 종인 제품.
  9. 제 1 항에 있어서, 혼합물이 약 11 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸을 포함하고, 코팅이 블루밍(blooming)을 나타내지 않는 제품.
  10. 제 1 항에 있어서, 혼합물이 추가로 서브미크론 무기입자를 포함하는 제품.
  11. 제 1 항에 있어서, 코팅이 적어도 약 60%의 Tvis를 갖는 제품.
  12. 제 1 항에 있어서, ASTM G155에서 기술된 풍화작용 사이클 및 반사모드로 작 동되는 D65 광원을 사용하여 평가되는 경우에 코팅이 CIE L*a*b* 색공간을 사용하여 수득된 b* 값이 4 또는 그 이상까지 상승하기 전에, 또는 유의적인 균열, 박리, 층간박리 또는 헤이즈 발현이 개시되기 전에 340 ㎚에서 18,700 kJ/㎡ 이상의 노출을 견뎌낼 수 있는 제품.
  13. 제 1 항에 있어서, 추가로 광튜브, 램프 반사기, 벌브 공동 반사기, 태양열 집광장치 또는 태양열 수집기를 포함하는 제품.
  14. 제 1 항에 있어서, 거울 또는 이미테이션 크롬을 포함하는 제품.
  15. 제 1 항에 있어서, 차량용 판유리, 건축용 판유리 또는 온실 판넬을 포함하는 제품.
  16. 제 1 항에 있어서, 센서, 태양전지, 표시, 그래픽 아트 필름, 구입 디스플레이의 포인트, 장식용 필름; 휴대전화 본체, 의복 또는 가전제품을 포함하는 제품.
  17. a) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제;
    b) 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-5-트리플루오로메틸벤조트리아졸을 포함하는 5 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제 또는 흡수제들; 및
    c) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 함유하는 균질 혼합물의 중합된 반응생성물을 함유하는 UV 저항성 코팅으로 오버코팅된 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 포함하는 제품.
  18. 제 17 항에 있어서, 지지체가 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하는 제품.
  19. 제 17 항에 있어서, 지지체가 다층 광학필름을 포함하는 제품.
  20. 제 17 항에 있어서, 모노머가 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 삼급-부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, n-옥틸데실 아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1-아다만틸 아크릴레이트, 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 또는 n-비닐 카프로락탐을 포함하는 제품.
  21. 제 17 항에 있어서, 모노머가 이소보르닐 아크릴레이트 또는 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 제품.
  22. 제 17 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 화학적으로 상이한 종인 제품.
  23. 제 17 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 동일한 종인 제품.
  24. 제 17 항에 있어서, 혼합물이 약 6 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸을 포함하고, 코팅이 블루밍을 나타내지 않는 제품.
  25. 제 17 항에 있어서, 혼합물이 추가로 서브미크론 무기입자를 포함하는 제품.
  26. 제 17 항에 있어서, ASTM G155에서 기술된 풍화작용 사이클 및 반사모드로 작동되는 D65 광원을 사용하여 평가되는 경우에 코팅이 CIE L*a*b* 색공간을 사용하여 수득된 b* 값이 4 또는 그 이상까지 상승하기 전에, 또는 유의적인 균열, 박리, 층간박리 또는 헤이즈의 발현이 개시되기 전에 340 ㎚에서 18,700 kJ/㎡ 이상의 노출을 견뎌낼 수 있는 제품.
  27. a) 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 제공하고;
    b) (i) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; (ii) 10 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제; 및 (iii) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 함유하는 균질 혼합물로 지지체의 적어도 일부분을 코팅하고;
    c) 코팅을 중합시키는 단계를 포함하는,
    나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 UV 저항성 코팅을 적용하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 지지체가 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하는 것인 방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 지지체가 다층 광학필름을 포함하는 것인 방법.
  30. 제 27 항에 있어서, 필름 형성제가 디-, 트리- 또는 더 고급의 관능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  31. 제 27 항에 있어서, 필름 형성제가 부탄디올 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  32. 제 27 항에 있어서, 벤조트리아졸이 2-(2-하이드록시-3,5-디-삼급-아밀-페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 또는 5-트리플루오로메틸-2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸을 포함하는 것인 방법.
  33. 제 27 항에 있어서, 모노머가 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 삼급-부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, n-옥틸데실 아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1-아다만틸 아크릴레이트, 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 또는 n-비닐 카프로락탐을 포함하는 것인 방법.
  34. 제 27 항에 있어서, 모노머가 이소보르닐 아크릴레이트 또는 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  35. 제 27 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 화학적으로 상이한 종인 방법.
  36. 제 27 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 동일한 종인 방법.
  37. 제 27 항에 있어서, 혼합물이 광개시제를 포함하며 광중합할 수 있는 것인 방법.
  38. 제 27 항에 있어서, 혼합물이 약 11 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸을 포함하고, 중합된 코팅이 블루밍을 나타내지 않는 것인 방법.
  39. 제 27 항에 있어서, 혼합물이 추가로 서브미크론 무기입자를 포함하는 것인 방법.
  40. a) 나프탈레이트 폴리에스테르를 포함하는 지지체를 제공하고;
    b) i) 하나 이상의 비닐-관능성의 가교성 필름 형성제; ii) 2-(2-하이드록시-3-알파-큐밀-5-삼급-옥틸페닐)-5-트리플루오로메틸벤조트리아졸을 포함하는 5 중량% 초과의 벤조트리아졸 UV 흡수제 또는 흡수제들; 및 iii) 벤조트리아졸을 가용화시키는 하나 이상의 공중합성 모노머를 함유하는 균질 혼합물로 지지체의 적어도 일부분을 코팅하고;
    c) 코팅을 경화시키는 단계를 포함하는,
    나프탈레이트 폴리에스테르 제품에 UV 저항성 코팅을 적용하는 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 지지체가 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하는 것인 방법.
  42. 제 40 항에 있어서, 지지체가 다층 광학필름을 포함하는 것인 방법.
  43. 제 40 항에 있어서, 필름 형성제가 디-, 트리- 또는 더 고급의 관능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  44. 제 40 항에 있어서, 필름 형성제가 부탄디올 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이 트 또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  45. 제 40 항에 있어서, 모노머가 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 삼급-부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, n-옥틸데실 아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1-아다만틸 아크릴레이트, 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 또는 n-비닐 카프로락탐을 포함하는 것인 방법.
  46. 제 40 항에 있어서, 모노머가 이소보르닐 아크릴레이트 또는 삼급-부틸사이클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  47. 제 40 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 화학적으로 상이한 종인 방법.
  48. 제 40 항에 있어서, 필름 형성제와 모노머가 동일한 종인 방법.
  49. 제 40 항에 있어서, 혼합물이 광개시제를 포함하며 광중합할 수 있는 것인 방법.
  50. 제 40 항에 있어서, 혼합물이 약 6 내지 약 35 중량%의 벤조트리아졸을 포함 하고, 중합된 코팅이 블루밍을 나타내지 않는 것인 방법.
  51. 제 40 항에 있어서, 혼합물이 추가로 서브미크론 무기입자를 포함하는 것인 방법.
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