KR20080003612A - 방현성 코팅필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방현성 코팅필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 용제에 도막 강도가 우수한 자외선 경화형 수지, 방현성을 부여하기 위한 광투과성 확산제, 광경화개시제, 및 아크릴계 기능성 첨가제를 함유한 조성물을 제조하여, 투명기재 필름 위에 상기에서 제조한 조성물을 도포하여 최적의 표면 헤이즈 값을 가진 방현성 하드코팅층을 형성하여, 방현 필름을 디스플레이 패널에 부착 시 표면 반사율을 감소시켜 표면의 번쩍임을 방지하고, 콘트라스트 저하를 억제하며 내후성, 내약품성 및 내마모성이 우수한 성능을 가진 방현성 코팅필름에 관한 것이다.

방현 필름, 하드코팅, 표면 헤이즈, 광투과성, 경도, 디스플레이

Description

방현성 코팅필름 {Anti Glare Film}

도 1은 방현필름을 도식화한 것이다.

[도 1의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 투명기재 필름 2 : 수지

3 : 광투과성 확산제 4 : 하드 코팅층(방현층)

5 : 방현 필름

본 발명은 방현성 코팅필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 용제에 도막 강도가 우수한 자외선 경화형 수지, 방현성을 부여하기 위한 광투과성 확산제, 광경화개시제, 및 아크릴계 기능성 첨가제를 함유한 조성물을 제조하여, 투명기재 필름 위에 상기에서 제조한 조성물을 도포하여 최적의 표면 헤이즈 값을 가진 방현성 하드코팅층을 형성하여, 방현 필름을 디스플레이 패널에 부착 시 표면 반사율을 감소시켜 표면의 번쩍임을 방지하고, 콘트라스트 저하를 억제하며 내약품성 및 내 마모성이 우수한 성능을 가진 방현성 코팅필름에 관한 것이다.

CRT 또는 디스플레이에 있어서는, 화면에 외부로부터 광이 입사되고, 이 광이 반사해서 눈부심 또는 번쩍임 등으로 표시화상을 보기 어렵게 하는 경우가 있으며, 최근 플랫패널디스플레이의 대형화에 수반하여, 상기 문제를 해결하는 일이 점점 중요한 과제로 부각되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 지금까지 여러 가지의 디스플레이에 대하여 다양한 방현 처리가 취해지고 있다. 그 하나로서, 예를 들면 액정표시체에 있어서의 편광판에 사용되는 하드코팅 필름이나 각종 디스플레이 보호용 하드 코팅 필름 등에 대해 미세한 요철을 부여한 방현 처리가 실시되고 있다. 상기 하드 코팅 필름의 방현 처리 방법은 일반적으로 하드 코팅층을 형성하기 위한 경화 시에 물리적인 방법으로 조면화(粗面化)하는 방법과 하드 코팅층 형성용 하드 코팅제에 광확산제를 혼합하는 방법으로 나눌 수 있다.

상기 방법 중에서 하드 코팅제에 광확산제를 혼입하는 방법이 주류이며, 광확산제로서는 주로 실리카 입자가 사용되고 있다. 실리카 입자가 사용되는 이유로서는, 얻어진 하드 코팅 필름의 백색도를 낮게 억제할 뿐만 아니라 경도 저하를 초래하지 않으며, 또한 코팅제에 혼입시켰을 때에 분산성이 양호하기 때문이다.

그러나 최근 디스플레이는 고화질을 얻기 위해 진행하고 있으며, 콜로이드성 실리카 입자의 응집물을 하드 코팅층에 함유시키는 방법(일본 특개 평10- 180950 호)이 제시되어 있지만 한층 더 선명성의 향상이 요구되고 있다.

일본 특허공개 2004 - 0032357 호에서는 폴리머 필름의 표면을 엠보싱하여 요철 표면 패턴을 형성하였고, 또한 일본 특허공개 1999 - 003711 호에서는 유기 충전재인 스틸렌 입자를 사용한 예를 기술하고 있으며, 일본 특개 평7- 29470 호에서는 무기 충전재 사용한 예를 기술하였고, 일본 특개 평7 - 27920 호에서는 유기 충전제인 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자를 도입하였으나 내구성이 떨어지는 문제점이 발생하였다.

이에 본 발명자들은 기존 방현 필름의 반짝임이 심한 문제점을 해결하고자 노력 하였다.

그 결과 , 유기 용제에 도막 강도가 우수한 자외선 경화형 수지, 방현성을 달성하기 위한 광투과성 확산제, 광경화개시제, 및 아크릴계 기능성 첨가제를 함유한 조성물을 필름에 도포하여 기존의 필름의 도막 강도가 낮고 내후성, 내마모성 등의 단점이 많은 방현 필름 코팅 조성물에 비하여 표면 경도가 향상되고 내마모성이 더욱 부각된 방현 필름을 가진다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은, 디스플레이 표면에 적용 시 방현성이 더욱 향상되고, 내약품성, 및 내화학성이 더욱 향상된 방현 필름 코팅 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 투명기재필름의 적어도 한쪽 면에, 경도가 3H 이상인 방현성 코팅 액 조성물이 코팅된 방현층이 적층되어 이루어진 방현성 코팅필름에 특징이 있다. 상기 방현성 코팅액 조성물은 용제 100 중량부에 자외선 경화형 수지 24 ~ 40 중량부, 광경화 개시제 2 ~ 5 중량부, 광투과성 확산제 1 ~ 6 중량부, 분산제 0.3 ~ 2 중량부; 및 아크릴 계열의 표면처리제 0.2 ~ 0.5 중량부를 함유하여 이루어진다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 용제에 자외선 경화형 수지, 광개시제, 광투과성 확산제, 및 아크릴 기능성 폴리디메틸실록산을 첨가하여 조성물을 제조하였으며, 표면에 슬립성을 주어 경도가 향상되고, 디스플레이에 적용 시 투과선명도의 향상과 낮은 경면 광택도, 내화학성 및 내마모성이 향상된 방현성 코팅필름 이다.

종래 기술을 살펴보면 전리 방사선에 의한 경화형 수지, 실리카 미립자, 및 실리카수지 미립자를 사용하여 방현 필름 조성물을 제조한바 있다. 본 발명은 수지와 광개시제, 및 광투과성 확산제를 단순 도입한 것이 아니라 내후성이 우수하며 한 점이 우수한 자외선 경화형 수지를 사용하고, 자외선 경화 반응을 향상시킨 광개시제와 최적의 입자 직경을 같는 광투과성 확산제를 사용하여, 아크릴 기능기에 의한 가교 결합으로 우수한 레벨링 및 방현성이 향상하게 되는 것이다.

즉 본 발명은 내찰상성이 우수하고 고경도의 방현필름에 기술 구성상의 특징이 있다.

이러한 본 발명의 방현성 코팅필름에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용하는 용제는 당 분야에서 사용하는 것으로 그 성분을 특별히 한정하지 않으나 일반적으로 톨루엔, 에틸 아세테이트, 이소프로필 알코올, 및 에틸 알코올 등 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용하며 그 사용함량은 100 중량부를 사용한다.

본 발명에서 사용하는 자외선 경화형 수지는 하드 코팅층 형성을 위해 사용하며, 한 특성이 우수한 3 ~ 6 관능기를 갖는 아크릴계 모노머 또는 올리고머를 함유하는 자외선 경화형 수지를 사용하며, 그 함량은 상기 용제 100 중량부에 대하여 24 ~ 40 중량부를 사용하며, 24 중량부 미만 시 경도가 떨어지고, 40 중량부 초과 시 코팅된 필름의 컬이 심하게 발생하다.

본 발명에서 사용하는 광경화개시제는 자외선 경화 반응을 일으켜 필름에 하드코팅 층을 형성하며, 종류는 특별히 한정 하지 않으나 하이드록시시클로헬실페닐케톤, 하이드록시메틸아세토페논, 및 벤조페논 등 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용하며, 본 발명에서는 장파장 영역의 자외선을 흡수하여 내부 경화반응을 유도하는 트리벤졸디페닐포스핀옥사이드를 일부 첨가하여 사용하는 것이 보다 효과적이다. 광경화개시제는 상기 용제 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부를 사용하며, 2 중량부 미만 시 코팅층이 미경화 되어 경도가 떨어지고, 5 중량부 초과 시 코팅층이 황변이 발생하거나 필름의 컬이 심하게 발생한다.

본 발명에서 사용하는 광투과성 확산제는 당 분야에서 사용하는 것으로 특별히 한정하지 않으나 평균 입자 직경이 0.01 ~ 10 ㎛ 범위인 것을 사용하며, 또한 0.01 ㎛ 미만의 광투과성 확산제는 방현 기능 보다는 광투과성 확산제의 침강 방지 역할을 한다고 할 수 있다. 광투과성 확산제가 방현 기능을 효과적으로 발휘하기 위해서 보다 효과적으로 2 ~ 5 ㎛ 범위인 것을 사용하며, 0.01 ㎛ 미만 시 방현 효과를 발휘하지 못하고, 10 ㎛ 초과 시 코팅 표면이 거칠어지는 문제점이 발생한다. 상기 광투과성 확산제는 상기 용제 100 중량부에 대하여 1 ~ 6 중량부 범위가 가장 바람직하며 상기 사용량이 1 중량부 미만 시 방현 효과를 발휘하지 못하고, 6 중량부 초과 시 침강 방지 효과가 감소된다. 상기 광투과성 확산제는 폴리메틸 메타 아크릴레이트. 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 및 멜라민 수지 등의 각종 폴리머로 이루어지는 가교 또는 비가교 유기계 입자, 유리, 실리카, 알루미나, 산화칼슘, 티타니아, 산화지르코늄, 및 산화아연 등의 무기계 입자, 및 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 또는 이들의 혼합물 등의 도전성 무기계 입자를 사용할 수 있으나 본 발명에서는 하드 코팅 도막에 요철현상을 부여하기 위하여 방현성이 우수한 무기계 입자 또는 유기계 입자를 사용하며, 실리카를 사용한 예가 설명되어 있고, 아크릴 비드를 사용한 것보다 내찰상성이 우수하다.

본 발명에서 사용하는 분산제는 광투과성 확산제의 분산 역할을 하고, 그 사용량은 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.3 ~ 2 중량부를 사용하며, 0.3 중량부 미만 시 확산제가 응집되고, 2 중량부 초과 시 코팅 외관이 불량하게 되는 문제점이 발생한다. 상기 분산제는 당 분야에서 사용하는 것으로 특별히 한정하지 않는다.

본 발명에서 사용하는 아크릴계 표면처리제는 자외선 경화형 수지와 아크릴 기능기에 의한 가교 결합으로 인하여 우수한 레벨링 및 표면 슬립성 효과와 표면 경도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 폴리에테르 아크릴 기능성 폴리디메틸실 록산은 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 0.5 중량부 범위로 사용하며 0.2 중량부 미만 시 표면 경도가 저하하게 되고, 0.5 중량부 초과 시 코팅 표면이 불량해 지는 문제점이 발생한다.

본 발명의 조성물에는 레벨링제, 소포제 및 대전방지제 등을 본 발명의 목적에 어긋나지 않은 범위에서 첨가하는 것이 가능하다.

본 발명의 조성물의 제조 방법은 먼저 용제에 대하여 광투과성 확산제를 넣고 500rpm 조건 하에서 혼합을 하며 50 ~ 60 Hz 범위에서 초음파 분산을 한다. 초음파 분산 후 수지를 혼합하여 500 ~ 1000 rpm 으로 교반하는 교반 단계를 거쳐 본 발명의 조성물을 제조한다.

본 발명에서, 방현 필름 조성물을 제조하여 필름의 방현층을 형성하는 방법은 당 분야에서 사용하는 것으로 그 방법을 특별히 한정 하지 않는다. 트리아세틸 셀룰로스(TAC), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 등 당 분야에서 사용하는 투명기재 필름을 상에 상기 조성물 도포하여 코팅을 하고, 60 ~ 80 ℃ 조건하에서 용매 건조 후 자외선을 조사하여 경화 처리를 한다. 상기 코팅 방법은 다이 코팅, 마이크로 그라이바, 리버스 코팅, 및 바 코팅 등 당 분야에서 사용하는 방법으로 특별히 한정하지 않으나 균일한 두께로 코팅할 수 있는 다이 코팅방법을 사용하는 것이 보다 효과적 이다. 또한 코팅 중 톨루엔, 에틸 아세테이트, 이소프로필 알코올, 및 에틸 알코올 등의 일반적인 용제로 희석할 수 있다. 본 발명에서 코팅 시 하드 코팅층의 두께는 1 ~ 5 ㎛ 범위로 코팅을 하는데 1 ㎛ 미만으로 코팅 시 표면 거칠기가 높아져 셀 점등 시 반짝거림을 유발시키고, 5 ㎛ 초과 시 필러가 묻혀 방현성이 저하되는 문제점이 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.

본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예에 있어서 약호는 다음의 내용을 의미한다.

1. 용제

(1) 톨루엔

2. 수지

(1) 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다관능 아크릴레이트 모노머, 단관능 아크릴레이트 모노머로 제조된 아크릴레이트 배합액

3. 광경화개시제

(1) 2-히드록시클로헥실페닐케톤

4. 표면첨가제: 폴리에테르 아크릴 기능성 폴리디메틸실록산

5. 광투과성 확산제

(1) 실리카(평균입경 3.2 ㎛)

(2) PMMA(폴리메틸메타아크릴레이트, 평균입경 5 ㎛)

6. 레벨링제: EFKA사, EFKA 3033제품

7. 분산제: BYK사, DISPERBYK-163제품

<시험방법>

아래의 실시예 및 비교예에서 채택한 각종 물성 및 평가 방법은 다음과 같다.

1) 투과율과 헤이즈는 분광도계(일본 덴쇼쿠, NDH 2000)를 사용하여 측정하였다.

2) 산술평균조도(Ra)와 표면 요철 패턴 주기(Sm) 값은 표면 조도 측정기(일본 코사카, SE3500)를 사용하여 측정하였다.

3) 연필경도는 연필경도기를 사용하여 측정하였다.

4) 내찰상성은 스틸울 #0000을 사용하여, 300 g의 하중으로 20 회 왕복한 후에 하드코팅층(방현층)의 표면을 육안으로 관찰하고, 아래의 기준으로 손상 정도를 평가 하였다.

○ : 스크래치가 거의 인식 되지 않음

△ : 스크래치가 약간 발생

× : 스크래치가 많이 발생

실시예 1 ~ 4

아래 표 1에 나타낸 것처럼 각 성분 조성과 같이 조성물을 제조하고, 80 ㎛ 두께의 투명 필름 기재(TAC)의 단면에 20 m/분 조건하에서 그라비아 코터를 사용하여 도포하고 80 ℃ 조건하에서 용제 건조 후 400 ~ 590 mj/㎡에서 자외선을 조사하여 도막 두께가 2 ~ 4㎛인 방현층이 형성된 방현 필름을 제조하였고, 상기 시험방법에 의해 물성을 측정하여 그 측정 결과를 표 2에 나타내었다.

비교예 1

실시예 1 과 동일하게 실시하되, 광 투과성 확산제인 PMMA 구형 비드를 0.4 중량부 사용하는 것을 제외하고 방현필름을 제조하였으며 결과는 표 2에 나타내었다.

비교예 2 ~ 4

실시예 1 과 동일하게 실시하되, 아래 표 1에 나타낸 것처럼 광 투과성 확산제로 폴리메틸 메타아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 조성물을 제조하였으며 결과는 표 2에 나타내었다.

물성	실시 예					비교 예
	1	2	3	4	5	1	2	3	4
헤이즈(%)	7.71	12.48	25.56	37.54	32.20	9.54	13.40	19.92	26.52
투과율(%)	90.14	89.99	90.30	90.67	90.55	89.16	89.03	89.01	89.29
Ra(㎛)	0.14	0.16	0.23	0.22	0.22	0.21	0.29	0.34	0.35
Sm(㎛)	95	74	80	70	76	206	149	142	125
연필경도	3H	3H	3H	3H	4H	2H	2H	2H	2H
내찰상성	○	○	○	○	○	△	△	△	△

종합하면, 본 발명에 따른 방현필름 코팅 조성물은 상기 표2에 나타난 것처럼, 표면첨가제로 폴리에테르 아크릴 기능성 폴리디메틸실록산을 사용 시 표면 경도가 3H에서 4H로 향상되고, 광투과성 확산제로 무기 충전제인 실리카를 사용하여 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)에 비하여 내찰상성이 향상된 점을 알 수 있었다.

상기에서 상술한 바와 같이 본 발명의 방현성 코팅필름이 적용되어 있는 편광판 등의 광학소자는 반사 방지 특성과 고경도, 내찰상성, 및 방현성이 우수하여 액정 디스플레이(LCD), 유기EL, 및 PDP 등의 화상 장치에 적용 할 수 있다.

Claims (9)

1. 투명기재필름의 적어도 한쪽 면에, 경도가 3H 이상인 방현성 코팅액 조성물이 코팅된 방현층이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투명기재필름은 트리아세틸 셀룰로스(TAC) 필름 또는 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 필름인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 방현성 코팅액 조성물은

   용제 100 중량부;

   자외선 경화형 수지 24 ~ 40 중량부;

   광경화 개시제 2 ~ 5 중량부;

   광투과성 확산제 1 ~ 6 중량부;

   분산제 0.3 ~ 2 중량부; 및

   아크릴 계열의 표면처리제 0.2 ~ 0.5 중량부를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 용제는 톨루엔, 에틸 아세테이트, 이소프로필 알코올, 및 에틸 알코올 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 자외선 경화형 수지는 3 ~ 6 개의 아크릴계 관능기를 갖는 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 광경화 개시제는 자외선 흡수파장 영역이 200 ~ 400 nm 인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 광투과성 확산제는 0.01 ~ 10 ㎛의 입자 직경을 갖는 비드상인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 아크릴 계열의 표면첨가제는 폴리 에테르 아크릴 기능성 폴리디메틸실록산인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.
9. 제 1 항에 있어서, 산술 평균 조도값(Ra)이 0.1 ~ 1 ㎛ 범위이며 평균 요철패턴 주기(Sm) 5 ~ 100 ㎛인 표면조도를 가지고, 평균 투과율(400 ~ 700 nm)이 89 % 이상이고, 헤이즈 값이 5 ~ 40 % 인 것을 특징으로 하는 방현성 코팅필름.

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