KR20090085219A

KR20090085219A - 유무기 하이브리드 코팅액과 이를 이용한 고경도가스베리어 적층 필름의 제조방법 및 그에 의한 적층 필름

Info

Publication number: KR20090085219A
Application number: KR1020080011007A
Authority: KR
Inventors: 이창엽; 신재환
Original assignee: 이창엽; 신재환
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2009-08-07
Also published as: KR100987369B1

Abstract

본 발명은 무기계 수지와 유기계 수지를 용매와 혼합하여 조성한 코팅액과 이 코팅액을 이용하여 필름에 코팅막을 형성하는 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법 및 그에 의한 적층필름에 관한 것으로서, 무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지와 유기계 수지(아크릴계 단량체)의 혼합조성물을 용매와 일정비율로 혼합하거나, 상기 광중합성 실리콘 수지와 유기계 폴리머를 포함하는 유기계 수지 및 아크릴계 단량체의 혼합조성물을 용매와 일정비율로 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액과, 상기 코팅액을 플라스틱 기재필름에 도포한 후 이를 자외선으로 경화시켜 코팅막으로 형성시킴으로써 상기 코팅막은 고경도 가스베리어성의 막으로 작용하고, 상기 고경도 가스베리어성 막은 탁월한 산소, 수증기의 차단 기능뿐만 아니라, 높은 가시광선 투과율, 디스플레이 제조상의 내용제성, 내열성, 표면경도, 표면 평활도 등의 기본적인 복합 특성을 발휘하는 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법 및, 상기 제조방법에 의한 고경도 가스베리어 적층필름에 관한 것이다.

광중합성 실리콘 수지, 유기계 수지, 아크릴 단량체, 용매, 필름기재, 코팅막, 가스베리어성

Description

유무기 하이브리드 코팅액과 이를 이용한 고경도 가스베리어 적층 필름의 제조방법 및 그에 의한 적층 필름{Hybrid coating of and Manufacturing method of gas barrier film of high hardness by coating and film thereby}

본 발명은 무기계 수지와 유기계 수지를 용매와 혼합하여 조성한 유무기 하이브리드 코팅액과 이 코팅액을 이용하여 필름에 코팅막을 형성하는 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법 및 그에 의한 적층 필름에 관한 것으로서, 상세히는 무기계의 광중합성 실리콘 수지와 유기계 수지의 혼합조성물을 용매와 일정 비율로 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액과, 상기 코팅액을 필름과 같은 플라스틱 기재에 도포하고 경화시켜 코팅막을 형성시킨 고경도 가스베리어 적층 필름의 제조방법 및, 그 제조방법에 의해 표면에 코팅막이 형성된 적층필름에 관한 것이다.

열가소성수지 필름, 특히 폴리에스테르 필름은 기계적 강도, 내약품성 및 광학 투명성이 우수하고, 더욱이 가격이 저가이기 때문에 범용적으로 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 사진용 베이스(base) 필름, 자기 테이프용 베이스(base) 필름, 제도용 필름, 콘덴서(집광렌즈), 키보드, 맴브레인 스위치, 터치 패널, 라벨, 식품용 포장지 등의 공업용 재료로 이용하고 있다.

그러나, 폴리에스테르계 필름을 식품포장재 및 전자재료용 베이스(base) 필름으로 이용하는 경우는, 일반적으로 가스베리어(gas barrier)성이 불충분하다. 예를 들어 표 1에 범용적으로 사용하고 있는 폴리에스테르계인 PET필름과 가스베리어성 즉, 가스차폐성이 우수한 PVDC(폴리염화비닐덴)필름의 산소투과성을 비교한다. 또한, 표 2에 전자재료용 베이스(base) 필름으로 이용하는 경우의 특성 요구치를 비교한다.

표 1.

1)20㎛의 필름을 이용, 24시간 1atm에서 필름을 투과한 산소가스량

2)20㎛의 필름을 이용, 24시간, 40℃, 90%RH에서 필름을 투과한 물량

표 2.

일반적으로 기재의 가스베리어성(가스차폐성)은 가스의 기재에 대한 흡착성, 확산성 및 탈착성을 종합한 특성이며 폴리머 기재에 대하여서는 아래와 같은 경향성이 있다.

1.폴리머는 금속에서 보여지는 완전한 결정체가 아니기 때문에 금속만큼의 가스차폐성을 갖지 못하다. 결정성 폴리머로 구성된 필름/시트는 각 폴리머의 가스와의 친화성이 작고, 분자간의 융간이 적으면서 폴리머가 가스에 대한 흡착성, 확산성, 및 탈착성 작용이 큰 극성기를 포함할수록 베리어성이 우수하다.

2.고결정화도의 폴리머 기재일수록 가스베리어성이 우수하다.

3.일반적으로 대칭성 분자구조를 갖는 폴리머의 가스차폐성이 양호하다.

4.폴리머의 결정 배향성이 높을수록 가스차폐성이 양호하다.

5.폴리머의 측쇄가 강성이 높을수록 가스베리어성이 양호하다.

6.폴리머의 응집에너지 밀도가 높을수록 폴리머 분자쇄 간의 결합력이 커져, 가스베리어성이 양호하다.

상기의 2~6의 성질은 분자구조가 치밀한 폴리머로 구성된 기재일수록 가스베리어성이 높은 것을 나타낸다. 상기와 같이 일반적으로 극성기를 갖는 폴리머는 가스베리어성이 양호하다. 그러나, 수산기, 아미드기와 같은 극성기는 물분자와 결합하기 쉽고 그 가스베리어성은 습도가 높을수록 저하한다.

따라서, 이와 같은 극성기를 갖는 수지로 된 필름은 가스베리어성이 습도에 영향을 받지 않는 PVDC필름과 적층되어 온도에 영향을 받지 않은 우수한 가스베리어성 적층 필름으로서 사용되고 있다. 이외의 적층 필름은 비닐알콜과 에칠렌과의 공중합체[상품명 에바루(エバ-ル)], PVDC와 아크릴니트로과의 공중합체 등이 있고, 이것들은 온도의 영향을 받지 않는 뛰어난 산소가스 베리어성을 갖고 있기 때문에 식품포장용 필름으로 폭 넓게 사용된다.

그러나 상기와 같은 가스베리어성 필름 대부분은 염소계 고분자를 이용하기 때문에, 그 제조공정 중에 발생하는 염소가스에 의한 발암성, 오존층의 파괴 등의 문제점들이 대두되고 있다.

전자부품용으로서의 투명 가스베리어성 필름에 대해서는

1. 방습성이 뛰어난 1-염화-3-불화에틸렌(PCTFE)을 이용하는 방법

2. 2층의 폴리올레핀 필름 사이에 산화규소를 증착층을 형성시키는 방법(일본 실용신안공고 소61-42319호)

3. 투명수지 필름에 산화규소 혹은 질화규소의 스퍼터링 막을 형성시키는 방법(일본 실용신안공고 소62-24959호)

4. 플라스틱 필름에 In, Sn, Zn, Ti등의 금속산화물 층을 적층하는 방법(일본 특허공개 소63-237940호)이 널리 알려져 있다.

그러나, 상기 1의 방법은 가스베리어성이 충분하지 않기 때문에 도막두께를 200㎛ 이상으로 도포해야 하고, 고온에서의 방습성이 저하되기 때문에 전자재료용으로서는 불충분하다.

또, 상기 2, 3의 증착 스퍼터링 방법은 탁월한 방습성을 나타내기 위해서 300㎛ 이상, 실용적으로는 500∼800㎛ 이상의 막 두께가 필요하게 된다. 이때, 막의 균열, 막의 탈리(벗겨져 떨어짐), 광 투과성의 저하가 발생하기 쉽다. 상기 4의 방 법의 경우는 상기의 문제점을 개선한 방법이지만, 미세 핀홀 존재 등으로 가스베리어성을 개선할 여지가 남아 있으며, 얻어지는 필름은 컬(curl)발생 뿐만이 아니라, 후가공할 때 인쇄성 저하 등 작업성 저하를 초래하는 커다란 문제점을 안고 있다

특히, 전자재료용에 사용되는 가스베리어성 코팅막은 플라스틱 기판을 통과해서 들어오는 산소와 수증기의 투과를 막는 역할을 한다. 일반적으로 LCD, 특히 유기EL에 사용되는 유기물들은 산소와 수증기에 노출될 경우 고유의 전기, 화학적 기능을 쉽게 상실 할 뿐만 아니라 계면에서의 접착력을 저하시켜 금속전극 박리(delamination)와 같은 부작용이 유발될 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 주목적은, 특정의 화학식 구조를 갖는 무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지와 유기계 수지(구체적으로는 유기계 수지의 일종으로서 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체일 수 있다.)를 혼합한 혼합조성물을 용매와 일정비율로 혼합하거나, 상기 광중합성 실리콘 수지와 유기계 폴리머를 포함하는 유기계 수지 및 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체를 혼합한 혼합조성물을 용매와 일정비율로 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액을 제공함에 있다.

또한, 다른 목적은, 상기한 유무기 하이브리드 코팅액을 플라스틱 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 도포한 후 이를 자외선으로 경화시켜 코팅막으로 형성시킴으로써 상기 코팅막은 고경도 가스베리어성의 막으로 작용하고, 상기 고경도 가스베 리어성 막은 탁월한 산소, 수증기의 차단 기능뿐만 아니라, 높은 가시광선 투과율, 디스플레이 제조상의 내용제성, 내열성, 표면경도, 표면 평활도 등의 기본적인 복합 특성을 발휘하는 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 코팅액 중의 실리콘계 수지는, <화학식 1>

또는

<화학식 2>

(상기 화학식 중, R_m : 광경화형 치환체, R′와 R″: 탄소수 1~6의 지방족 탄소수를 나타낸다, 금속 M은 Zr, Ti, Al의 산화물을 나타내고 금속 산화물이 함량은 금속 알콕시 실란의 0.001~0.05mol 분량이며 바람직하게는 0.01mol이다.)

상기 화학식 1 또는 화학식 2 중 어느 하나의 화학식으로 선택한 화합물로 이루어진 50∼75중량%의 광중합성 실리콘 수지; 25∼50중량%의 유기계 수지로 혼합조성물을 조성하고, 상기 혼합조성물을 용매와 50/50∼10/90의 중량비의 혼합비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

또, 상기 유기계 수지는, 3관능기 이상 가지는 아크릴 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체인 것이 바람직하

또, 상기 유기계 수지는, 유기계 폴리머를 50중량% 이상 포함하는 20 ∼40%의 유기계 수지와, 3관능기 이상 가지는 아크릴 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 20∼50중량%의 아크릴계 단량체로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법은, 상기 유무기 하이브리드 코팅액을 준비하는 단계; 플라스틱 필름기재를 준비하는 단계; 상기 유무기 하이브리드 코팅액을 플라스틱 필름기재 상에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 유무기 하이브리드 코팅액을 300mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 플라스틱 필름기재 상에 코팅막을 형성시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 실리콘계 고경도 가스베리어 필름은, 상기 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법에 의한 코팅막이 플라스틱 필름기재 상에 형성된 것을 특징으로 하고 있으며, 특히, 전자재료 용도로서는 외장 오버코트(over coat)용 으로서 적층 필름으로 구성을 할 수 있는 특징을 갖고 있다.

본 발명에 따른 유무기 하이브리드 코팅액과 이를 이용한 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법 및 그에 의한 적층필름에 의하면, 상기한 종래의 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 종래의 가스베리어성 보다 월등한 특성을 지닌 습식 코팅(wet coating) 방식의 적층필름을 제공한다. 본 발명은 또한 친환경적이면서, 제조공정이 용이한 적층필름의 제조방법을 제공하며, 특히, 월등한 가스베리어성 뿐만이 아니라, 가공방식에서도 종래 방식인 증착 스퍼터링, 전자빔 가공 등 보다 고속가공이 가능하여 경제적인 측면에서도 더욱더 유리하다.

또한, 본 발명에 의하면, 가스베리어성이 높으면서, 고투명성 및 고경도의 가 스차폐성이 우수한 필름을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명의 가스베리어성 코팅막 및 필름은 외장 오버코트(over coat) 등, 용도를 처음으로 넓은 분야에 적용, 사용할 수 있을 뿐만 아니라 공업적, 경제성에 유용성이 높다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유무기 하이브리드 코팅액과 이를 이용한 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 적층필름을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 유무기 하이브리드 코팅액은, 3가지의 구성 즉, 유기계 폴리머를 포함하는 유기계 수지 또는 유기계 수지의 일종으로서 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체 중의 어느 하나를 선택하여 무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지(상기 화학식1 or 화학식2)와 함께 혼합함으로써 혼합조성물을 조성하고 이 혼합조성물을 용매와 혼합하여 구성하거나, 상기 광중합성 실리콘 수지와 유기계 폴리머를 포함하는 유기계 수지 및 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체의 혼합조성물을 용매와 혼합하여 구성하게 되며, 구체적인 조성관계에 대해서는 다음과 같다.

1.광중합성 실리콘 수지(A)와 유기계 수지(B)를 용매와 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액

무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지(A)와, 상용성 있는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PVA(Polyvinyl alcohol), PVDC(poly vinylidene chloride)와 같은 유기계 폴리머를 50중량% 이상 포함하는 유기계 수지(B)가 (A)+(B)의 혼합비율로써 50∼75/25∼50의 중량비로 혼합하여 혼합조성물을 준비하고, 상기 혼합조성물 (A)+(B)에 대한 용매와의 혼합비율로써 50/50∼10/90의 중량비로 혼합하여 유무기 하이브리드 코팅액을 얻는다.

2.광중합성 실리콘 수지(A)와 유기계 수지의 일종인 아크릴계 단량체(C)를 용매와 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액

무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지(A)와, 3관능기 이상 가지는 아크릴(acryl) 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체(C)가 (A)+(C)의 혼합비율로써 50∼75/25~50의 중량비로 혼합하여 혼합조성물을 준비하고, 상기 혼합조성물 (A)+(C)에 대한 용매와의 혼합비율로써 50/50∼10/90의 중량비로 혼합하여 유무기 하이브리드 코팅액을 얻는다.

3.광중합성 실리콘 수지(A)와 유기계 수지(B) 및 아크릴계 단량체(C)를 용매와 혼합한 유무기 하이브리드 코팅액

무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지(A)와, 상용성 있는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PVA(Polyvinyl alcohol), PVDC(poly vinylidene chloride)와 같은 유기계 폴리머를 50중량% 이상 포함하는 유기계 수지(B) 및, 3관능기 이상 가지는 아크릴(acryl) 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체(C)가 (A)+(B)+(C)의 혼합비율로써 20∼60/20∼30/20∼30의 중량비로 혼합하여 혼합조성물을 준비하고, 상기 혼합조성물 (A)+(B)+(C)에 대한 용매와의 혼합비율로써 50/50∼10/90의 중량비로 혼합하여 유무기 하이브리드 코팅액을 얻는다.

상기한 바와 같은 유무기 하이브리드 코팅액 중의 어느 하나를 이용하여 고경도 가스베리어 적층필름을 제조하기 위해서는, 상기 유무기 하이브리드 코팅액을 플라스틱 필름 기재 위에 균일한 두께로 도포한 후에, 상기 도포된 유무기 하이브리드 코팅액에 고압 수은등으로 300mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 상기 플라스틱 필름 기재의 표면에는 유/무기 하이브리드 폴리머의 코팅막이 형성되고, 이 코팅막은 상기 유무기 하이브리드 코팅액의 특성에 의해 고경도 하드코팅성과 더불어 가스베리어성을 겸비한 층으로 된다.

도 1은 상기 고경도 가스베리어 적층필름의 제조방법에 의한 적층필름의 단면도이다.

상기한 바와 같은 제조방법에 의해 유/무기 하이브리드 폴리머의 코팅막(1a)이 양면에 형성된 필름 기재로 이루어진 적층필름은 습식코팅(Wet coating)의 방식으로 코팅 대상물에 간단하게 코팅할 수 있으면서, 탁월한 경도와 가스베리어성을 겸비한 고경도 가스베리어성 필름(플라스틱 성형체)을 제조하는 방법을 제공하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름이 적용된 적층 필름의 일실시예의 단면도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 상기 적층 필름은 점착제(1)를 사이에 두고 상기 점착제(2)의 양면에 각각 고경도 가스베리어 필름이 접착되어 있으며, 상기 고경도 가스베리어 필름은 플라스틱 필름 기재(1)를 사이에 두고 양면에 유무기 하이브리드 수지가 코팅막(1a)으로 코팅되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름이 적용된 적층 필름의 다른 실시예의 단면도를 도시한 것이다.

또한, 상기 적층 필름은 플라스틱 필름 기재(1)의 양면에 유기 수지가 코팅막(1b)으로 코팅되어 있고, 상기 코팅막에 각각 또 다른 코팅막으로서 유/무기 하이브리드 수지가 코팅막(1c)으로 코팅되어 있다.

이후로는 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름을 구성하는 무기 수지인 광중합성 실리콘 수지, 유기계 수지, 아크릴계 단량체, 플라스틱 필름 기재의 구체적인 각 구성 및 실시예에 대해 상세히 설명하도록 한다.

Ⅰ. 유무기 하이브리드 수지

1. 무기계 수지(광중합성 실리콘 수지)의 구성

자외선 경화형(화학식1 or 화학식2) 및 열경화형 실란 수지(화학식2)는, 하기 일반식 및 구조식을 갖는다:

<일반식1>

R_mSi(OR or Cl)₃ + R″₂Si(OR or Cl)₂ + R′₃Si(OR or Cl)

<화학식1>

또는

<일반식2> R_mSi(OR or Cl)₃ + R″₂Si(OR or Cl)₂ + M(OH)₃

<화학식2>

(상기 식 중, 단독 실리콘 수지일 때는 R_m : 광경화형 치환체, R′와 R″: 탄소수 1~6의 지방족 탄소수를 나타낸다. 유무기 복합수지일 경우 그 조성비는 R_mSi(OR or Cl)₃ + R″₂Si(OR or Cl)₂ + R′₃Si(OR or Cl)+ PMMA = 100이며, 배합비 율(실리콘수지/유기수지 비율)은 30∼70%정도의 구성비율이 바람직하다.)

상기 화학식1 또는 화학식2 중 어느 하나의 화학식으로 선택한 화합물로 이루어진 50∼75중량%의 광중합성 실리콘 수지; 25∼50중량%의 유기계 수지로 혼합조성물을 조성하고, 상기 혼합조성물을 용매와 50/50∼10/90의 중량비의 혼합비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

구체적으로 R_m 은 메타메칠아크릴프로필기, 아크릴프로필기, 메타메칠아크릴기, 아크릴기, 글리시독시프로필기, 에폭시기, 이소시아네이트기 등, R′와 R″은 수소, 메칠, 페닐, 비닐, 아닐기 등을 들 수 있다.

본 발명에 필요로 하는 산화금속물(화학식2)은 구체적으로 저급산화물인 Zr(OCH₃)₄, Zr(OC₂H₅)₄, Ti(OCH₃)₄, Ti(OC₂H₅)₄, Al₂(OCH₃)₃, Al₂(OC₂H₅)₃이다.

상기의 복합수지는 열경화형 촉매 없이 120∼150℃에서 10∼20분 이내에 경화가 가능하며, 다양한 열촉매를 사용할 경우는 120℃ 이하 5분 미만에 경화가 가능하다. 상온 자외선 경화형 수지로서 사용할 때는 광개시제를 사용할 수 있고, 그 구체적 예로는 아세트페논류, 벤조페논류, 미히라벤조일페노넨조니이트, ∝-아미록심에스테르, 티옥산톤류를 사용할 수 있다.

본 발명에서의 광중합성 실리콘 수지의 기본 구성은, 모노실란은 트리메틸트리알콕시실란(A), 2관능성실란은 디메틸디알콕시실란(B), 3관능성실란은 메타아크릴트리알콕시실란(C)을 이용하여 공가수분해한 후, 그 공가수분해물을 축중합하여 실리콘 수지를 합성하였다. 그 구성비는 각 조성물의 몰당량비(mol wt%)로써 A/B/C = 10/20/70 구성하였으며, 광개시제는 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품]를 메타아크릴-실란 당량비의 2.5중량%로 첨가 사용하였다. 도막 코팅용제로는 혼합 알코올 용제를 사용하였으며, 진공 하에서 20분 교반하면서 기포를 제거하였다.

필터는 0.4㎛ 나일론 필터를 사용하였으며, 고형분 40∼60중량%로 조절하여 사용하였다. 이와 같이 구성된 실리콘 수지는 열경화성(경화조건: 120℃/20min) 및 광경화성(360mJ/㎠)을 동시에 갖는 것이 또 다른 특징이다.

2. 유기계 (PVC 혹은 PMMA) 수지의 구성

아크닐산n-부틸과 아크릴산, 초산비닐의 중량비를 100:2:5의 아크릴계 공중합체 100중량%에 이소시아네이트계 가교제를 1중량%로 배합하였다.

3. 아크릴계 단량체(유기계 수지의 일종)의 구성

아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 [니폰카야구㈜ 제품] 50중량%, 염소화 폴리에스테르 올리고머 에베크릴 EB-584[다이셀ㆍ유시피㈜ 제품] 46중량%, 광개시제 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품] 2중량%, 광중합 촉진제 카야큐어 EPA[니폰카야구㈜ 제품] 2중량%로 배합하였다.

상기 유기계 수지(아크릴계 단량체)는 무기계 수지인 광중합성 실리콘 수지와 혼합 사용하기 위하여 조제하였다.

Ⅱ. 플라스틱 기재

기재 필름 혹은 시트는 광학용 FPD 열가소성 수지로, 예컨데 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리에틸렌텔레브탈레이트, 폴리 브틸렌텔레브탈레이트, 폴리에틸렌나브탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메칠페텐 등의 폴리하이드로카본; 6,6나이론, 6나이론 등의 폴리아미드; 에틸렌ㆍ초산비닐 공중합체, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리염화비닐, 아세틸셀룰로우즈 등을 들 수 있다. 필름의 두께는 10∼200㎛ 정도의 연신 혹은 미연신 필름 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용한 플라스틱 기재는 PET필름 및 미연신 OPP필름을 사용하였다. 또한, 본 명세서에 있어서, 필름이란 두께 여하에 불문하고 시트를 포함하는 의미로도 사용한다.

Ⅲ. 실시예

이하에서는 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

무기계(실리콘) 수지(화학식 1, R_mSi(OR or Cl)₃/R″₂Si(OR or Cl)₂/R′₃Si(OR or Cl))=70/30/10 - 30중량%

유기계 수지 : 아크닐산n-부틸과 아크릴산, 초산비닐의 중량비를 100:2:5의 아크릴계 공중합체 100중량%에 이소시아네이트계 가교제를 1중량%로 배합하였다. - 10중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 60중량%

상기 조성범위의 무기계 수지와 유기계 수지를 혼합한 혼합조성물을 용매와 함께 일정비율로 비이커에 넣고 골고루 배합한 유무기 하이브리드 코팅액을 준비한다.

상기 배합의 유무기 하이브리드 코팅액을 PET필름에 바 코팅(bar coating)한 후, 고압 수은등을 이용하여 360mJ/㎠의 자외선으로 코팅된 유무기 하이브리드 코팅액을 경화시킴으로써 상기 PET필름의 표면에 코팅막을 형성시켰다.

(실시예 2)

아크릴계 단량체: 아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 [니폰카야구㈜ 제품] 50중량%, 염소화 폴리에스테르올리고머 에베크릴 EB-584[다이셀ㆍ유시피㈜ 제품] 46중량%, 광개시제 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품] - 2중량%, 광중합 촉진제 카야큐어 EPA[니폰카야구㈜ 제품] 2중량%로 배합하였다. - 30중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 40중량%

상기 조성범위의 무기계 수지와 아크릴계 단량체를 혼합한 혼합조성물을 용매와 함께 일정비율로 비이커에 넣고 골고루 배합한 유무기 하이브리드 코팅액을 준비한다.

(실시예 3)

무기계 (실리콘) 수지(화학식 2, R_mSi(OR or Cl)₃/R″₂Si(OR or Cl)₂/Al₂O₃)=70/30/0.01 - 30중량%

아크릴계 단량체: 아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 [니폰카야구㈜ 제품] 50중량%, 염소화 폴리에스테르 올리고머 에베크릴 EB-584[다이셀ㆍ유시피㈜ 제품] 46중량%, 광개시제 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품] 2중량%, 광중합 촉진제 카야큐어 EPA[니폰카야구㈜ 제품] 2중량%로 배합하였다. - 30중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 40중량%

상기 배합의 유무기 하이브리드 코팅액을 OPP필름에 바 코팅(bar coating)한 후, 고압 수은등을 이용하여 360mJ/㎠의 자외선으로 코팅된 유무기 하이브리드 코팅액을 경화시킴으로써 상기 OPP필름의 표면에 코팅막을 형성시켰다.

(실시예 4)

무기계(실리콘) 수지(화학식 2, R_mSi(OR or Cl)₃/R″₂Si(OR or Cl)₂/Ti(OR)₄)=70/30/0.01 - 30중량%

유기계 수지 : 아크닐산n-부틸 과 아크릴산, 초산비닐의 중량비를 100:2:5의 아크릴계 공중합체 100중량%에 이소시아네이트계가교제를 1중량%로 배합하였다. - 10중량%

아크릴계 단량체: 아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 [니폰카야구㈜ 제품] 50중량%, 염소화 폴리에스테르올리고머 에베크릴 EB-584[다이셀ㆍ유시피㈜ 제품] 46중량%, 광개시제 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품] 2중량%, 광중합 촉진제 카야큐어 EPA[니폰카야구㈜ 제품] 2중량%로 배합하였다. - 10중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 50중량%

상기 조성범위의 무기계 수지와 유기계 수지 및 아크릴계 단량체를 혼합한 혼합조성물을 용매와 함께 일정비율로 비이커에 넣고 골고루 배합한 유무기 하이브리드 코팅액을 준비한다.

(비교예 1)

무기계: 산화알루미늄의 초미립자 (화성(주식), 일본) - 15중량%

아크릴계 단량체: 아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 [니폰카야구㈜ 제품] 50중량%, 염소화 폴리에스테르 올리고머 에베크릴 EB-584[다이셀ㆍ유시피㈜ 제품] 46중량%, 광개시제 I-184 [치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬사 제품] 2중량%, 광중합 촉진제 카야큐어 EPA[니폰카야구㈜ 제품] 2중량%로 배합하였다. - 10중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 75중량%

상기 조성범위의 무기계 수지와 아크릴계 단량체를 혼합한 혼합조성물을 용 매와 함께 일정비율로 비이커에 넣고 골고루 배합한 코팅액을 준비한다.

상기 배합의 코팅액을 PET필름에 바 코팅(bar coating)한 후, 고압 수은등을 이용하여 360mJ/㎠의 자외선으로 코팅된 코팅액을 경화시킴으로써 상기 PET필름의 표면에 코팅막을 형성시켰다.

(비교예 2)

무기계: 산화알루미늄의 초미립자 와 산화규소의 혼합물 (CI 화성(주식), 일본) - 15중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 75중량%

상기 조성범위의 무기계 수지와 아크릴계 단량체를 혼합한 혼합조성물을 용매와 함께 일정비율로 비이커에 넣고 골고루 배합한 코팅액을 준비한다.

(비교예 3)

무기계: 이산화티탄(TiO₂)의 초미립자 (CI 화성(주식), 일본) - 15중량%

용매 : 이소프로필 알코올(isopropyl alchohol) - 75중량%

Ⅳ. 평가방법

- 경도측정(Hardness Test equipment): 표면경도는 WOLF-WILBORN PENCIL TESTER Ref 720N (Mitsu-bishi hardness test pencil) 연필경도로 평가하였다. (※ 측정기준: ASTM D3363, ECCA-T4-1, KSD6711, JIS-K-5400)

- 광투과율; 기판에 코팅 후의 가시영역에서의 투과율로 평가하였다. (※ 측정기준: JIS-K7105) 평가결과는 다음의 표 3과 같다.

표 3. 물성 평가

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 코팅액에 의해 형성된 코팅막이 비교예의 코팅막보다 가시광 투과율, 경도 등의 물성특성이 우수하다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름이 적용된 적층 필름의 일실시예의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 고경도 가스베리어 필름이 적용된 적층 필름의 다른 실시예의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기재(플라스틱필름) 1a,1c : 코팅막(유무기 하이브리드수지)

1b : 코팅막(유기수지) 2 : 점착체

Claims

<화학식 1>

또는

<화학식 2>

(상기 화학식 중, R_m : 광경화형 치환체, R′와 R″: 탄소수 1~6의 지방족 탄소수를 나타낸다)

상기 화학식 1 또는 화학식 2 중 어느 하나의 화학식으로 선택한 화합물로 이루어진 50~75중량%의 광중합성 실리콘 수지;

25~50중량%의 유기계 수지;

로 혼합조성물을 조성하고,

상기 혼합조성물을 용매와 50/50∼10/90의 중량비의 혼합비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 코팅액.
제 1 항에 있어서, 상기 유기계 수지는, 3관능기 이상 가지는 아크릴 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 단량체인 유무기 하이브리드 코팅액.
제 1 항에 있어서, 상기 유기계 수지는, 유기계 폴리머를 50중량% 이상 포함하는 20~30%의 유기계 수지와, 3관능기 이상 가지는 아크릴 단량체를 30중량% 이상 포함하고 또한 광중합 개시제를 포함하는 20~30중량%의 아크릴계 단량체로 이루어진 유무기 하이브리드 코팅액.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 유무기 하이브리드 코팅액을 준비하는 단계;

플라스틱 필름기재를 준비하는 단계;

상기 유무기 하이브리드 코팅액을 플라스틱 필름기재 상에 도포하는 단계; 및

상기 도포된 유무기 하이브리드 코팅액을 300mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 플라스틱 필름기재 상에 코팅막을 형성시키는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고경도 가스베리어 적층 필름의 제조방법.
제 4 항의 제조방법에 의한 코팅막이 플라스틱 필름기재 상에 형성된 것을 특징으로 하는 고경도 가스베리어 적층필름.
제 5 항에 있어서, 상기 코팅막이 복수개로 적층되는 고경도 가스베리어 적층필름.
제 6 항에 있어서, 복수개로 적층된 상기 코팅막은, 유기계 수지막과, 유기 및 무기계 수지막이 서로 번갈아 가며 적층된 코팅막인 고경도 가스베리어 적층필름.