KR20080101586A - 대전방지 하드코팅 조성물, 이를 사용한 하드코팅 필름 및화상표시장치 - Google Patents

대전방지 하드코팅 조성물, 이를 사용한 하드코팅 필름 및화상표시장치 Download PDF

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KR20080101586A
KR20080101586A KR1020070048876A KR20070048876A KR20080101586A KR 20080101586 A KR20080101586 A KR 20080101586A KR 1020070048876 A KR1020070048876 A KR 1020070048876A KR 20070048876 A KR20070048876 A KR 20070048876A KR 20080101586 A KR20080101586 A KR 20080101586A
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물 및 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로 이루어지는 군에서 적어도 하나 이상 선택된 기능성 첨가제를 포함하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공하며, 이를 도포하여 형성된 대전방지, 고경도, 투명성 및 내마모성이 우수한 하드코팅 필름 등을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007036838672-PAT00001
대전방지 하드코팅 조성물, 대전방지 하드코팅 필름, 하이퍼브랜치

Description

대전방지 하드코팅 조성물, 이를 사용한 하드코팅 필름 및 화상표시장치{Anti Static Hard Coating Composition, Hard Coating Film and Image Display Device Using The Same}
본 발명은 기능성 첨가제 및 대전방지 하드코팅 조성물, 이를 사용한 하드코팅 필름 및 화상표시장치에 관한 것이다.
플라스틱 등의 기재상에 도포되는 하드 코팅제에 대한 종래기술의 예들은 일본특개평 5-214044호, 일본특개평 5-214045호, 일본특개평 5-320462호, 일본특개평 5-186534호 등에 기술되어 있다. 그러나, 이러한 종래 기술상의 하드 코팅제는 일반적으로 대전방지성이 없는 경우가 많고, 대전방지성이 있다고 하더라도 이온전도도 물질이 첨가되어 시간이 경과함에 따라 대전방지성이 저하되는 경우가 많다. 한편, 대전방지성의 지속성이 우수한 금속, 카본 분말을 혼합한 경우에는 색도에 문제점이 있어 만족스러운 물성을 제공할 수 있는 대전방지성 플라스틱 하드코팅제의 개발이 요구되어 왔다.
이러한 기술적 요구에 따라 최근에 플라스틱 하드코팅제로 ATO(antimontinoxide), ITO(indiumtinoxide) 등과 같은 금속산화물 계통의 도전성 졸을 이용한 대전방지성 하드코팅제가 개발되었다. 이러한 코팅제에서는 자유전자 전하이동에 의해 대전방지성의 지속성이 우수하고, 투명도가 대체로 우수한 특성 때문에 상업적 응용이 매우 활발하다. 그러나 이러한 하드코팅제를 투명 플라스틱에 코팅했을 때 투과도가 80% 내지 85% 정도로 낮고, 청색톤의 색상을 가지므로 투명 플라스틱의 외관을 손상시키고, 또한 코팅 조성물 자체의 가격이 매우 고가이어서 코팅된 플라스틱 제품의 원가를 상승시키므로 상업적 응용에 적합하지 않으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 전도성 고분자를 사용하여 하드코팅제를 개발하였지만 조성물과의 상용성이 떨어지고 그 자체로 색도를 가지고 있어 투명 플라스틱에 적용하는데 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 기존 대전방지제의 문제점을 해결하고 대전 방지 성능의 지속성 향상과 더불어 표면 경도의 향상 및 상용성이 우수한 대전방지 투명 하드코팅제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 선택된 어느 하나의 화합물로서, 5 내지 50 중량부 범위에서 선택된 어느 하나의 함량으로 경화형 코팅 조성물에 첨가하고 경화시키면 첨가하지 않은 경우보다 표면저항이 감소하고, 표면경도가 상승하는 특징을 갖는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007036838672-PAT00002
(상기 화학식 1의 (a)에서 n은 1 내지 3의 정수이고, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, R3는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내며, R4는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
상기 화학식 1의 (b)에서 R7은 탄소수 4~20의 탄화수소기를 나타내며, 상기 탄화수소는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R8은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소 기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 만약, 질소원자가 이중 결합을 포함하는 경우에 R8은 존재하지 않는다.
상기 화학식 1의 (c)에서 R9는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋고, 불포화 결합을 가질 수 있고; R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
상기 화학식 1의 (a) 내지 (c)에서 X는 1가 음이온으로 사용될 수 있는 원자 또는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.)
본 발명은 또한, 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 상기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로서, 상기 유-무기 실리카 입자를 5 내지 50 중량부 범위에서 선택된 어느 하나의 함량으로 경화형 코팅 조성물에 첨가하고 경화시키면 첨가하지 않은 경우보다 표면저항이 감소하고, 표면경도가 상승하는 특징을 갖는 유-무기 실리카 입자를 제공한다.
본 발명은 또한, 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물 및 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로 이 루어지는 군에서 적어도 하나 이상 선택된 기능성 첨가제와, 단량체, 광개시제 및 용제를 포함하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공한다.
또한, 상기 단량체는 하이퍼브랜치형 다관능 (메타)아크릴레이트, 및 단관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공한다.
또한, 상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 하기 [화학식 2]로 표현되는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112007036838672-PAT00003
(상기 식에서, X는 2~10개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 7~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고 R는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소이다).
또한, 상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 이소보네올(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퓨란올(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스티어릴(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 모노머들 중에 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅 조성물 100 중량에 대하여, 상기 기능성 첨가제는 5~50 중량부, 상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 10~45 중량부, 상기 단관능 (메타)아크릴레이트 5~20중량부, 상기 광개시제는 0.1~10 중량부, 상기 용제는 0.1~60 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 하드코팅 조성물을 기재에 도포하여 형성된 하드코팅층을 구비한 대전방지 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 상기 기재는 투명필름으로서, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 또는 폴리 메틸메타아크릴레이트 필름인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅 필름은 표면저항이 105 내지 1012 Ω/㎠인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅 필름은 표면경도가 2H 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅층의 두께는 1 내지 30㎛이고, 컬링 특성이 15mm 이하인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅 필름을 구비한 편광판을 제공한다.
또한, 상기 하드코팅 필름을 구비한 화상표시장치를 제공한다.
이하에서, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 구체적 설명이므로, 비록 단정적, 한정적인 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위가 제한되지 않는다.
먼저 본 발명에 따른 기능성 첨가제로 특히 유용한 화학식 1의 화합물 및 유-무기 실리카 입자에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 기능성 첨가제로 특히 유용한 화학식 1의 화합물은 다음의 식으로 표현되며, 유-무기 실리카 입자는, 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자이다. 상기 화학식 1의 화합물 및 유-무기 실리카 입자는 각각 또는 이들의 조합으로 5 내지 50 중량부 범위에서 선택된 어느 하나의 함량으로 경화형 코팅 조성물에 첨가하고 경화시키면 첨가하지 않은 경우보다 표면저항이 감소하고, 표면경도가 상승하는 특징을 갖는다
[화학식 1]
Figure 112007036838672-PAT00004
상기 화학식 1의 (a)에서 n은 1 내지 3의 정수이고, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, R3는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내 며, R4는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
상기 화학식 1의 (b)에서 R7은 탄소수 4~20의 탄화수소기를 나타내며, 상기 탄화수소는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R8은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 만약, 질소원자가 이중 결합을 포함하는 경우에 R8은 존재하지 않는다.
상기 화학식 1의 (c)에서 R9는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋고, 불포화 결합을 가질 수 있고; R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
상기 화학식 1의 (a) 내지 (c)에서 X는 1가 음이온으로 사용될 수 있는 원자 또는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 화학식 1의 (a)로 표시되는 양이온으로서는, 예컨대 이미다졸륨 양이온, 테트라히드로피리미디늄 양이온 및 디히드로피리미디늄 등을 들 수 있다. 구체 적인 예로서는, 1-메틸-3-(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-메틸-3-(2,2-디메틸-3-하이드록시프로필) 이미다졸륨 양이온, 1-메틸-3-(2-메틸-2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-메틸-3-(2,2-디메틸-2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-에틸-3-(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-부틸-3-(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-부틸-3-(2,2-디메틸-3-하이드록시프로필) 이미다졸륨 양이온, 1-헥실-3-(2-메틸-2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-옥틸-3-(2,2-디메틸-2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-도데실-3-(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-테트라데실-3-(2,2-디메틸-3-하이드록시프로필) 이미다졸륨 양이온, 1,2-디메틸-3-(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-에틸-2,3-메틸(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-부틸-2,3-메틸(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-헥실-2,3-메틸(2-하이드록시에틸) 이미다졸륨 양이온, 1-(12-메르캅토도데실)-3-메틸이미다졸륨 양이온, 1,3-디메틸-2-메르캅토-1,4,5,6-테트라히드로피리미디늄 양이온 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1의 (b)로 표시되는 양이온으로서는, 예컨대 피리디늄 양이온, 피페리디늄 양이온, 피롤리디늄 양이온 및 피롤 골격을 가지는 양이온 등을 들 수 있다. 구체적인 예로서는, 1-에틸-4-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-에틸-4-(3-하이드록시프로필) 피리디늄 양이온, 1-에틸-4-하이드록시 피리디늄 양이온, 1-에틸-2-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-에틸-2-(3-하이드록시프로필) 피리디늄 양이온, 1-부틸-4-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-부틸-4-(3-하이드록 시프로필) 피리디늄 양이온, 1-부틸-4-하이드록시 피리디늄 양이온, 1-부틸-2-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-부틸-2-(3-하이드록시프로필) 피리디늄 양이온, 1-헥실-4-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-헥실-4-(3-하이드록시프로필) 피리디늄 양이온, 1- 헥실-4-하이드록시 피리디늄 양이온, 1-헥실-2-(하이드록시메틸) 피리디늄 양이온, 1-헥실-2-(3-하이드록시프로필) 피리디늄 양이온, 1-부틸-4-메틸-2-하이드록시 피리디늄 양이온, 1-헥실-6-메틸-2-하이드록시메틸 피리디늄 양이온, 1-(2-하이드록시에틸) 피리디늄 양이온, 1-(2-하이드록시에틸)-2-메틸 피리디늄 양이온, 1,1-에틸(2-하이드록시에틸) 피페리디늄 양이온, 1,1-에틸메틸-2-하이드록시메틸 피페리디늄 양이온, 1,1-에틸메틸-3-하이드록시 피페리디늄 양이온, 1,1-에틸(2-하이드록시에틸) 피롤리디늄 양이온, 1,1-에틸메틸-3-하이드록시 피롤리디늄 양이온, 1,1-디에틸-3-하이드록시 피롤리디늄 양이온, 1,1-에틸메틸-2-(2-하이드록시에틸) 피롤리디늄 양이온, 1-에틸-3-하이드록시메틸인돌 양이온, 1-에틸-5-하이드록시 인돌 양이온, 1-에틸-6-하이드록시 인돌 양이온, 1-(3-메르캅토프로필) 피리디늄 양이온 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1의 (c)로 표시되는 양이온으로서는, 예컨대 피라졸륨 양이온 및 피라졸리늄 양이온 등을 들 수 있다. 구체적인 예로서는, 1-하이드록시메틸피라졸리늄 양이온, 1-하이드록시메틸-2-메틸피라졸리늄 양이온 등을 들 수 있다.
한편, 상기 화학식 1에서 'X'로 표시된 음이온 성분은 특별히 한정되지 않 으며, 예컨대 Cl-, Br-, I-, AlCl4 -, Al2Cl7 -, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, NO3 -, ClO4 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (C2F5SO2)2N-, C3F7COO-, (CF3SO2)(CF3CO)N- 등이 사용된다. 그 중에서 양이온과 이온성 액체 화합물을 이루어, 유기 용제 잘 용해될 수 있는 것이 바람직하게 사용된다.
이러한 화학식 1의 화합물 및 유-무기 실리카 입자는 한 분자내에 표면 경도를 상승시키는 작용기와 대전방지성을 제공하는 작용기가 함께 존재하여 한 성분의 첨가로 두 가지 물성을 제공하는 특징이 있다. 이외에도 다른 표면 경도를 더욱 향상시키기 위한 첨가제와 대전방지성을 더욱 향상시키기 위한 대전방지제가 필요에 따라 추가될 수 있으며, 본 발명에 포함된다.
다음, 본 발명의 일실시예에 따른 하드 코팅 조성물을 설명한다.
즉, 화학식 1의 화합물 및 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 상기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로 이루어지는 군에서 적어도 하나 이상 선택된 기능성 첨가제, 단량체, 광개시제 및 용제를 포함하는 대전방지 하드코팅 조성물인 것을 특징으로 한다.
상기 기능성 첨가제에 대하여는 충분히 전술하였으므로 설명을 생략한다. 상기 기능성 첨가제는 하드코팅 조성물 100중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부 포함되는 것이 바람직한바, 5 중량부 미만인 경우에는 표면저항의 향상 기대를 충족시키기 힘들고, 50 중량부 초과일 경우에는 상용성의 저하 가능성이 높다.
상기 단량체로는 특별히 제한되지 않으며, 본 기술분야의 하드 코팅 조성물에 사용되는 단량체를 선택하여 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 상기 단량체는 하이퍼브랜치형 다관능 (메타)아크릴레이트, 및 단관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 것이 좋다.
상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트란 코어 주위에 가지로 (메타 아크릴레이트 관능기가 다수 존재하는 형태를 의미하며, 이러한 형태라면 모두 본 발명에 포함된다. 일례로는 3관능 이소시아네이트를 갖는 코어에 하이드록시기를 포함하는 다관능 아크릴레이트를 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 3관능 이소시아네이트로는 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트 등이 바람직하며, 상기 하이드록시기를 포함하는 아크릴레이트로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 하이드록시아크릴레이트, 펜타 에릴트리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물, 다이펜타에릴트리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물 등이 바람직하다.
특히, 상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 하기 [화학식 2]로 표현되 는 것을 사용하는 것이 좋다.
[화학식 2]
Figure 112007036838672-PAT00005
상기 식에서, X는 2~10개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 7~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고 R는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소이다.
상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 하드코팅 조성물 100중량부에 대하여, 10 내지 45 중량부 포함되는 것이 바람직한바, 10 중량부 미만인 경우에는 경도의 향상 기대를 충족시키기 힘들고, 45 중량부 초과일 경우에는 수축으로 인한 컬링이 발생할 가능성이 높다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트로는 특별히 제한되지 않으며, 일례로는 이소보네올(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레 이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퓨란올(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스티어릴(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 모노머들 중에 1종 이상 사용할 수 있다.
상기 단관능 (메타)아크리레이트 모노머는 하드코팅 조성물 100중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부 포함되는 것이 바람직한바, 5 중량부 미만인 경우에는 경도의 향상 기대를 충족시키기 힘들고, 20 중량부 초과일 경우에는 수축으로 인한 컬링이 발생할 가능성이 높다.
상기 하드코팅 조성물에 포함되는 광개시제로서는 본 기술분야에서 사용될 수 있는 개시제라면 제한되지 않고 선택될 수 있으며, 일례로 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-하이드록시사이클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 이의 함유량은 하드코팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광개시제의 함유량이 0.1 중량부보다 적은 경우에는 경화 속도가 늦어지고, 10 중량부보다 많은 경우에는 비경제적이다.
또한, 상기 광개시제와 함께 광자극제가 본 발명의 하드코팅 조성물에 포함될 수 있으며, 예를 들면 트리에틸아민, 디에틸아민, 메틸디에탄올아민, 에탄올아민, 4-디메틸아미노-벤조인산, 이소아밀-4-디메틸아미노벤조에이트 등이 포함될 수 있다.
상기 하드코팅 조성물에 포함되는 본 발명의 용매로는 본 기술분야의 하드코팅 조성물의 용매로 알려진 것은 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등) 등이 바람직하고, 하드코팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 60 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 물질 이외에도 추가적으로 대전방지제, 표면경도 강화제, 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 상기 하드코팅 조성물에 함께 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, 하드코팅 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 상기의 대전방지 하드코팅 조성물을 기재에 도포하여 형성된 대전방지 하드코팅층을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 기재로는 투명필름이 바람직하며, 예를 들면, 셀룰로오스 유도체들, 즉 디아세틸 셀룰로오스, 트리아세틸 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스부틸레이트, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 프로피오닐 셀룰오로스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스 또는, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이 미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 열가소성 폴리머 중에서 적어도 하나 이상 선택되어 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 미연신 1축 또는 2축 연신 필름을 사용할 수 있다. 이 중에서 바람직하게는 투명성 및 내열성이 우수한 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름이나, 투명성 및 광학적으로 이방성이 없다는 점에서 트리아세틸 셀룰로오스 필름이 적합하게 사용된다. 투명 기재 필름의 두께는 제한되지 않으나 8~1000㎛ 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40~100㎛이다.
본 발명의 투명기재로서는 트리아세틸 셀룰로오스 필름 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 필름이 가장 바람직하며, 상기 투명기재에 본 발명의 하드코팅 조성물을 도포하여 형성한 대전방지 하드코팅 필름의 하드코팅층의 표면저항은 105 내지 1012 Ω/㎠이 되는 것이 좋다.
본 발명에서의 대전방지 하드코팅 필름의 도공은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아 및 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 도공이 가능하다.
하드코팅 조성물의 도포두께는 보통 0.1 내지 200㎛이며, 바람직하게는 5 내지 30㎛이고, 보다 바람직하게는 10 내지 25㎛이다. 도포한 후 코팅 조성물은 30 내지 150℃의 온도에서 1초 내지 2시간, 바람직하게는 10초 내지 1시간 동안 휘발물의 증발에 의해서 건조시킨다. 이후 UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10J/㎠이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2J/㎠이다.
상기 하드코팅층의 두께는 제한되지 않으나 1 내지 30㎛ 범위가 바람직하고, 5 내지 15㎛ 범위가 보다 바람직하며, 상기 범위가 컬링 특성이 15mm 이하로 조정 가능한 대전방지 하드코팅 필름을 얻을 수 있는 두께이다.
상기와 같이 제조된 대전방지 하드코팅 필름은 우수한 표면저항, 표면경도를 가지며, 내마모성, 내후성 및 광학적 고투명성을 갖고, 이의 제조 시에 경화속도가 빨라 생산성이 우수하며, 경화한 후 제조된 필름은 컬링 현상이 발생하지 않았다.
본 발명은 또한, 전술한 대전방지 하드코팅 필름을 적어도 한면에 적층하여 형성된 우수한 물성의 편광판을 제공한다. 상기 편광판은 특별하게 제한되지 않지만, 다양한 종류가 사용될 수 있다. 편광판으로서, 예를 들면, 폴리비닐 알코올계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름, 요오드 또는 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 필름, 폴리비닐 알코올의 탈수처리물 또는 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등이 사용될 수 있다. 이 중에서도, 폴리비닐 알코올계 필름 또는 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 편광판이 바람직하다. 이들 편광판의 두께는 특별히 제한되지는 않지만 일반적으로 5 내지 80㎛ 정도이다.
본 발명은 또한, 전술한 대전방지 하드코팅 필름이 적용된 화상표시장치를 제공한다. 본 발명의 대전방지 하드코팅 필름이 적층된 편광판을 화상표시장치에 내장함으로써, 대전방지성이 우수한 표시장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 대전방지 하드코팅 필름은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 LCD에 바람직하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 대전방지 하드코팅 필름은 내마모성 및 방오성이 우수하여 플라즈마 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼 등의 각종 표시장치에도 바람직하게 이용될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기의 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
이온성 액체 합성 제조
[합성예 1]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 3-클로로프로필트리메톡시실란(KBM703, 신에츠사) 91 중량부, 1-메틸이미다졸(알드리치사) 15 중량부를 상온에서 투입하고, 교반시키면서 반응온도를 90℃까지 올렸다. 90℃에서 60시간 동안 반응시킨다. 상온으로 냉각시킨 후 노르말헥산 100중량부를 3회 세척하여 미반응 출발물질을 제거한다. 혼합물은 진공 건조하여 이온성 액체를 얻었다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.61(m,2H),1.22(t, J = 7.0Hz,9H),2.01(m,2H),3.83(q, J = 7.1Hz,6H),4.14(s,3H),4.34(t, J = 7.2Hz,2H),7.47(s,1H),7.86(s,1H),10.42(s,1H)
[합성예 2]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 3-클로로프로필트리메톡시실란(KBM703, 신에츠사) 91 중량부, 피리딘(알드리치사) 12 중량부를 상온에서 투입하고, 교반시키면서 반응온도를 90℃까지 올렸다. 90℃에서 60시간 동안 반응시킨다. 상온으로 냉각시킨 후 노르말헥산 100중량부를 3회 세척하여 미반응 출발물질을 제거한다. 혼합물은 진공 건조하여 이온성 액체를 얻었다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.60(m,2H),1.19(t, J = 7.0Hz,9H),2.01(m,2H),3.83(q, J = 7.1Hz,6H),4.2(s,3H),4.61(t, J = 7.2Hz,2H),7.6(s,1H),7.92(s,1H),10.63(s,1H)
[합성예 3]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 3-클로로프로필트리메톡시실란(KBM703, 신에츠사) 91 중량부, 1-메틸피라졸(알드리치사) 17 중량부를 상온에서 투입하고, 교반시키면서 반응온도를 90℃까지 올렸다. 90℃에서 60시간 동안 반응시킨다. 상온으로 냉각시킨 후 노르말헥산 100중량부를 3회 세척하여 미반응 출발물질을 제거한다. 혼합물은 진공 건조하여 이온성 액체를 얻었다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.61(m,2H),1.26(t, J = 7.0Hz,9H),2.21(m,2H),3.86(q, J = 7.1Hz,6H),4.14(s,3H),4.43(t, J = 7.2Hz,2H),7.53(s,1H),7.86(s,1H),10.53(s,1H)
[합성예 4]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 합성예 1에서 제조한 유기화합물 100 중량부를 솔벤트 아세토니트릴(알드리치사) 500 중량부에 상온에서 용해시키고, 포타슘헥사플루오로포스파이트(알드리치사) 30 중량부를 투입한다. 반응 혼합물은 상온에서 질소 분위기 하에서 5일동안 교반시킨다. 반응 종결 후 셀라이트 필터한 후 감압하에서 솔벤트를 제거 한다. 디클로로메탄 500 중량부에 용해 시키고 알루미나, 활성탄 필터 후 솔벤트를 감압 제거 하여 제조하였다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.59(m,2H),1.22(t, J = 7.0Hz,9H),1.97(m,2H),3.82(q, J = 7.1Hz,6H),3.96(s,3H),4.21(t, J = 7.2Hz,2H),7.3(s,1H),7.35(s,1H),8.83(s,1H)
[합성예 5]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 합성예 2에서 제조한 유기화합물 100 중량부를 솔벤트 아세토니트릴(알드리치사) 500 중량부에 상온에서 용해시키고, 포타슘헥사플루오로포스파이트(알드리치사) 30 중량부를 투입한다. 반응 혼합물은 상온에서 질소 분위기 하에서 5일동안 교반시킨다. 반응 종결 후 셀라이트 필터한 후 감압하에서 솔벤트를 제거 한다. 디클로로메탄 500 중량부에 용해 시키고 알루미나, 활성탄 필터 후 솔벤트를 감압 제거 하여 제조하였다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.59(m,2H),1.22(t, J = 7.0Hz,9H),1.97(m,2H),3.82(q, J = 7.1Hz,6H),3.96(s,3H),4.16(t, J = 7.2Hz,2H),7.3(s,1H),7.40(s,1H),8.96(s,1H)
[합성예 6]
콘덴서, 교반장치, 온도조절장치가 장착된 반응기에 합성예 3에서 제조한 유기화합물 100 중량부를 솔벤트 아세토니트릴(알드리치사) 500 중량부에 상온에서 용해시키고, 포타슘헥사플루오로포스파이트(알드리치사) 30 중량부를 투입한다. 반응 혼합물은 상온에서 질소 분위기 하에서 5일동안 교반시킨다. 반응 종결 후 셀라이트 필터한 후 감압하에서 솔벤트를 제거 한다. 디클로로메탄 500 중량부에 용해 시키고 알루미나, 활성탄 필터 후 솔벤트를 감압 제거하여 제조하였다.
1H NMR(300 MHz, CDCl3); δ0.59(m,2H),1.14(t, J = 7.0Hz,9H),1.97(m,2H),3.76(q, J = 7.1Hz,6H),3.96(s,3H),4.21(t, J = 7.2Hz,2H),7.3(s,1H),7.33(s,1H),8.96(s,1H)
콜로이드 유-무기 실리카 입자의 제조
[제조예 1]
10.22 중량부의 유기 화합물[합성예 4], 107.28 중량부의 메틸 이소부틸 케톤 실리카 졸(MIBK-ST, 닛산화학), 0.2 중량부 메탄올(알드리치사) 그리고 0.1 중량부 증류수를 80도, 질소 가스 분위기에서 3시간 교반을 한다. 메틸 오르소퍼메이트(알드리치사) 1.4 중량부를 첨가하고 80도, 질소 가스 분위기에서 1시간 교반을 한다.
[제조예 2]
4급 암모늄염을 가진 실란 화합물로서 합성예5에서 제조된 생성물을 사용하는 이외는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.
[제조예 3]
4급 암모늄염을 가진 실란 화합물로서 합성예6에서 제조된 생성물을 사용하는 이외는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.
하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름의 제조
[실시예 1]
제조예 1에서 제조한 유-무기 실리카 입자 25 중량부, 하이퍼브랜치 폴리에스터 아크릴레이트 25 중량부, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트(M140, 미원상사) 15.5 중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Igacure 184, 시바게이지) 1 중량부, 실리콘 첨가제(Glide 440, 테고사) 0.5 중량부, 메틸에틸케톤 30 중량부, 사이클로헥사논 3 중량부를 교반기에 투입하고 고속으로 교반시켜 하드코팅 조성물을 제조하였다. 제조된 하드코팅 조성물을 투명기재 필름(TAC, 80㎛) 위에 두께 10㎛이 되도록 마이어바로 도포하고, 70℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 720mJ/㎠으로 경화시킴으로써 하드코팅 필름을 제조하였다. 이때, 제조된 필름의 코팅층의 두께는 5㎛이었다.
[실시예 2]
제조예 2에서 제조한 유-무기 실리카 입자를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 공정으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
[실시예 3]
제조예 3에서 제조한 유-무기 실리카 입자를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 공정으로 하드코팅 필름을 제조하였다.
[실시예 4]
합성예 4에서 제조한 4급 암모늄 실란 화합물 25 중량부, 하이퍼브랜치 폴리에스터 아크릴레이트 25 중량부, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트(M140, 미원상사) 15.5 중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Igacure 184, 시바게이지) 1 중량부, 실리콘 첨가제(Glide 440, 테고사) 0.5 중량부, 메틸에틸케톤 30 중량부, 사이클로헥사논 3 중량부를 교반기에 투입하고 고속으로 교반시켜 하드코팅 조성물을 제조하였다. 제조된 하드코팅 조성물을 투명기재 필름(TAC, 80㎛) 위에 두께 10㎛이 되도록 마이어바로 도포하고, 70℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 720mJ/㎠으로 경화시킴으로써 하드코팅 필름을 제조하였다. 이때, 제조된 필름의 코팅층의 두께는 5㎛이었다.
[비교예 1]
디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 20 중량부, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트(M140, 미원상사) 15 중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Igacure 184, 시바게이지) 1 중량부, 실리콘 첨가제(Glide 440, 테고사) 0.5 중량부, 아미노산계 대전방지제 (ES80, BYK사), 15중량부, 톨루엔 28.5 중량부, 메틸에틸케톤 17 중량부, 사이클로헥사논 3 중량부를 교반기에 투입하고 고속으로 교반시켜 하드코팅 조성물을 제조하였다. 제조된 하드코팅 조성물을 투명기재 필름(TAC, 80㎛) 위에 두께 10㎛가 되도록 마이어바로 도포하고, 70℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 720mJ/㎠으로 경화시킴으로써 하드코팅 필름을 제조하였다. 이때, 제조된 필름의 코팅층의 두께는 5㎛이었다.
[비교예 2]
디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 20 중량부, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트(M140, 미원상사) 15 중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Igacure 184, 시바게이지) 1 중량부, 실리콘 첨가제(Glide 440, 테고사) 0.5 중량부, 대전방지제 (ELECOM EDX10, 나노켐텍) 15중량부, 톨루엔 28.5 중량부, 메틸에틸케톤 17 중량부, 사이클로헥사논 3 중량부를 교반기에 투입하고 고속으로 교반시켜 하드코팅 조성물을 제조하였다. 제조된 하드코팅 조성물을 투명기재 필름(TAC, 80㎛) 위에 두께 10㎛가 되도록 마이어바로 도포하고, 70℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 720mJ/㎠으로 경화시킴으로써 하드코팅 필름을 제조하였다. 이때, 제조된 필름의 코팅층의 두께는 5㎛이었다.
[비교예 3]
메틸 이소부틸 케톤 실리카 졸(MIBK-ST, 닛산화학) 25 중량부, 하이퍼브랜치 우레탄 아크릴레이트(합성예 1) 20 중량부 헥산다이올 다이아크릴레이트(M200, 미원상사) 15 중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Igacure 184, 시바게이지) 1 중량부, 실리콘 첨가제(Glide 440, 테고사) 0.5 중량부, 톨루엔 28.5 중량부, 메틸에틸케톤 7 중량부, 사이클로헥사논 3 중량부를 교반기에 투입하고 고속으로 교반시켜 하드코팅 조성물을 제조하였다. 제조된 하드코팅 조성물을 투명기재 필름(TAC, 80㎛) 위에 두께 10㎛가 되도록 마이어바로 도포하였고, 70℃에서 1분 동안 건조시킨 후, 720mJ/㎠으로 경화시킴으로써 하드코팅 필름을 제조하였다. 이때, 제조된 필름의 코팅층의 두께는 5㎛이었다.
상기 각각의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 하드코팅 필름을 요오드계 흡수 이색성 편광판의 보호층으로서 사용하여 편광필름을 제조한바, 상기 대전방지 하드코팅 필름의 특성을 유지한 실용성이 높은 표면 보호 기능을 갖는 편광필름을 얻을 수 있었다.
상기의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 하드코팅 필름의 표면 평활성, 투과율 및 헤이즈, 연필경도, 내찰상성, 밀착성, 컬, 지문 닦아내기성 및 표면저항율 등의 측정 또는 평가는 아래와 같은 방법에 의하여 행하여졌다.
(1) 표면 평활성
필름의 도포된 표면을 전등광에 비춰서 기울기 20~30도의 방향에서 관찰하 여, 표면층의 균일성(미시적인 응집의 유무)이나, 하드코팅층의 표면성에 기인하는 것으로 생각되는 요철이나 주름의 유무를 확인하였다.
A: 표면층에 미시적인 응집이 없어 균일하고, 또한 하드코팅층에 요철이나 주름이 확인되지 않는다.
B: 표면층에 미시적인 응집이 보이지만 매우 경미하고, 또한 하드코팅층에 요철이나 주름이 확인되지 않는다.
C: 표면층에 미시적인 응집이 보이지만, 하드코팅층에 요철이나 주름이 확인되지 않는다.
D: 표면층에 미시적인 응집이 현저히 보이고, 또한 하드코팅층에도 요철이나 주름이 보인다.
(2) 투과율 및 헤이즈
분광광도계(HZ-1, 일본 스가사)를 이용하여 전광선투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.
(3) 연필경도
연필경도 시험기(PHT, 한국 석보과학사)를 이용하여 500g 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필경도당 5회 실시하였다. 기스가 2개 이상이면 불량으로 판정하였다.
기스: 0 OK
기스: 1 OK
기스: 2 이상 NG
(4) 내찰상성
스틸울테스트기(WT-LCM100, 한국 프로텍사)를 이용하여 1kg/(2㎝×2㎝)하에서 10회 왕복운동시켜 내찰상성을 시험하였다.
스틸울은 #0000을 사용하였다.
S: 스크래치가 0개
A: 스크래치가 1~10개
B: 스크래치가 11~20개
C: 스크래치가 21~30개
D: 스크래치가 31개 이상
(5) 밀착성
필름의 도포된 면에 1mm 간격으로 가로 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(CT-24, 일본 니치방사)을 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3개를 테스트하여 평균치를 기록하였다.
밀착성은 다음과 같이 기록하였다.
밀착성 = n/100
n : 전체 사각형 중 박리되지 않는 사각형 수
100 : 전체 사각형의 개수
따라서 하나도 박리되지 않았을 시 100/100으로 기록하였다.
(6) 컬
A4 사이즈(29.7×21.0㎝)의 정방형 형상으로 절단한 시료를 평탄한 글라스 판 위에, 필름의 도포된 면을 위로해서 두고, 4각의 유리판으로부터 떨어진 거리를 25℃, 50%RH에서 측정하여 평균값을 측정값으로 하였다.
매우 양호: 0~15mm, 양호: 15~30mm, 불량: 30~50mm, 매우 불량: 50mm 이상.
(7) 지문 닦아내기성
필름의 도포된 표면에 지문의 자국을 시험자 10명이 클린 페이퍼(clean paper)(ULTIMA Ⅱ, 한송)로 10회 가볍게 닦아, 닦아내기성을 육안으로 평가하였다.
A: 닦은 자국이 남지 않았다. B: 닦은 자국이 조금 남았다. C: 닦은 자국이 남았다.
(8) 표면저항율
Hiresta의 MCP-HT450을 사용하여 전기 저항을 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 하드코팅 필름의 표면 평활성, 투과율(%), 연필경도, 내찰상성, 밀착성, 컬, 지문 닦아내기성, 헤이즈 및 표면저항을 상기의 평가 기준에 따라 판단 및 비교하여 하기의 표 2에 나타내었다.
[표 2]
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예1 비교예2 비교예3
필름두께(㎛) TAC (80) TAC (80) TAC (80) TAC (80) TAC (80) TAC (80) TAC (80)
표면평활성 A A A A B B A
투과율(%) 95.1 92.1 96.1 93.5 93.4 89.7 93.9
연필경도 3H 3H 3H 2H 1H 1H 2H
내찰상성 A A A B C C A
밀착성 100/100 100/100 100/100 100/100 95/100 80/100 95/100
컬(mm) 매우양호 매우양호 매우양호 양호 불량 불량 불량
지문닦아내기성 A A A A B B A
표면 저항율 109 109 109 109 1012 1012 1013
헤이즈 0.1 0.1 0.1 0.1 0.4 0.5 0.1
* TAC: 트리아세틸셀룰로오스
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 하드코팅 필름은 연필경도가 2H 이상이고, 내찰상성은 B이상이며, 밀착성은 100/100이고, 컬은 매우 양호하거나 양호하며, 연필경도, 내찰상성, 밀착성, 컬 등에서 현저히 우수한 특성을 나타내었다.
본 발명에 따른 하드코팅 조성물 및 하드코팅 필름은 우수한 표면저항, 표면 평활성, 고경도, 내찰상성, 밀착성, 방오성 등을 제공할 뿐만 아니라, 컬(curl) 현상의 문제점을 발생시키지 않았다.

Claims (14)

  1. 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 선택되는 화합물로서, 5 내지 50 중량부 범위에서 선택된 어느 하나의 함량으로 경화형 코팅 조성물에 첨가하고 경화시키면 첨가하지 않은 경우보다 표면저항이 감소하고, 표면경도가 상승하는 특징을 갖는 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112007036838672-PAT00006
    (상기 화학식 1의 (a)에서 n은 1 내지 3의 정수이고, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, R3는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내며, R4는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (b)에서 R7은 탄소수 4~20의 탄화수소기를 나타내며, 상기 탄화수소는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R8은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 만약, 질소원자가 이중 결합을 포함하는 경우에 R8은 존재하지 않는다.
    상기 화학식 1의 (c)에서 R9는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋고, 불포화 결합을 가질 수 있고; R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (a) 내지 (c)에서 X는 1가 음이온으로 사용될 수 있는 원자 또는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.)
  2. 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로서, 상기 유-무기 실리카 입자를 5 내지 50 중량부 범위에서 선택된 어느 하나의 함량으로 경화형 코팅 조성물에 첨가하고 경화시키면 첨가하지 않은 경우보다 표면저항이 감소하고, 표면경도가 상승하는 특징을 갖는 유-무기 실리카 입자.
    [화학식 1]
    Figure 112007036838672-PAT00007
    (상기 화학식 1의 (a)에서 n은 1 내지 3의 정수이고, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, R3는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내며, R4는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (b)에서 R7은 탄소수 4~20의 탄화수소기를 나타내며, 상기 탄화수소는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R8은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 만약, 질소원자가 이중 결합을 포함하는 경우에 R8은 존재하지 않는다.
    상기 화학식 1의 (c)에서 R9는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋고, 불포화 결합을 가질 수 있고; R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (a) 내지 (c)에서 X는 1가 음이온으로 사용될 수 있는 원자 또는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.)
  3. 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물 및 실리카 입자의 표면 하이드록시기에 하기 [화학식 1]로 표현되는 4급 암모늄 실란 화합물들 중에서 적어도 하나 이상을 화학적으로 결합시킨 유-무기 실리카 입자로 이루어지는 군에서 적어도 하나 이상 선택된 기능성 첨가제와, 단량체, 광개시제 및 용제를 포함하는 대전방지 하드코팅 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112007036838672-PAT00008
    (상기 화학식 1의 (a)에서 n은 1 내지 3의 정수이고, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, R3는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내며, R4는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (b)에서 R7은 탄소수 4~20의 탄화수소기를 나타내며, 상기 탄화수소는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 불포화 결합을 가질 수 있고; R8은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋으며, 만약, 질소원자가 이중 결합을 포함하는 경우에 R8은 존재하지 않는다.
    상기 화학식 1의 (c)에서 R9는 탄소수 2~20의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋고, 불포화 결합을 가질 수 있고; R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~16의 탄화수소기를 나타내고, 상기 탄화수소기는 헤테로 원자를 포함하여도 좋다.
    상기 화학식 1의 (a) 내지 (c)에서 X는 1가 음이온으로 사용될 수 있는 원자 또는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.)
  4. 제3항에 있어서, 상기 단량체는 하이퍼브랜치형 다관능 (메타)아크릴레이트, 및 단관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 하기 [화학식 2]로 표현되는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112007036838672-PAT00009
    (상기 식에서, X는 2~10개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 7~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고 R는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1~15개의 지방족 또는 방향족 탄화수소이다).
  6. 제4항에 있어서, 상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 이소보네올(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퓨란올(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스티어릴(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 모노머들 중에 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 하드코팅 조성물 100 중량에 대하여, 상기 기능성 첨가제는 5~50 중량부, 상기 하이퍼브랜치형 (메타)아크릴레이트는 10~45 중량부, 상기 단관능 (메타)아크릴레이트 5~20중량부, 상기 광개시제는 0.1~10 중량부, 상기 용제는 0.1~60 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 조성물.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항의 하드코팅 조성물을 기재에 도포하여 형성 된 하드코팅층을 구비한 대전방지 하드코팅 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기재는 투명필름으로서, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 필름인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름.
  10. 제8항에 있어서, 상기 하드코팅 필름은 표면저항이 105 내지 1012 Ω/㎠인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름.
  11. 제8항에 있어서, 상기 하드코팅 필름은 표면경도가 2H 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름.
  12. 제8항에 있어서, 상기 하드코팅층의 두께는 1 내지 30㎛이고, 컬링 특성이 15mm 이하인 것을 특징으로 하는 대전방지 하드코팅 필름.
  13. 제8항에 기재된 상기 하드코팅 필름을 구비한 편광판.
  14. 제8항에 기재된 하드코팅 필름을 구비한 화상표시장치.
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