KR20100041992A

KR20100041992A - 고경도 하드코팅 필름 조성물

Info

Publication number: KR20100041992A
Application number: KR1020080101079A
Authority: KR
Inventors: 이상국; 김경수; 전현애; 최경호; 박인
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-23
Also published as: KR101098529B1

Abstract

본 발명은 하드코팅 필름 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 하드코팅 필름 조성물은, 자외선 경화성 폴리 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함하는 바인더수지 100중량부; 용매 80 내지 450중량부; 광개시제 0.001 내지 10중량부를 포함하여 이루어진다. 즉, 점도를 조절하기 위한 모노머를 배제하여 이루어진다.

본 발명에 의하면, 내스크래치 특성으로서, 연필경도가 3H이상이며, 필름과의 부착력으로서, 크로스컷 테스트(cross-cut test)에서 잔류 95% 이상, 필름 커얼(Curl) 현상 및 광간섭에 의한 레인보우(rainbow) 현상 방지 특성을 가진 고경도 하드코팅 필름을 얻을 수 있다.

하드코팅, 조성물, 고경도, 접착성, 커얼(curl), 레인보우(rainbow)

Description

고경도 하드코팅 필름 조성물{HARD COATING FILM COMPOSITION}

본 발명은 고경도 하드코팅 필름 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 저가의 재료와 단순한 공정에 의하여 외관특성이 우수하며, 필름 커얼(Crul) 현상 및 레인보우(Rainbow)현상이 전혀 없는 고경도 및 고접착성을 갖춘 광경화형 하드코팅 필름에 관한 것이다.

최근 디스플레이 소자의 박막화 및 슬림화 추세로 인하여, 플라스틱 보호창을 대신할 수 있는 고경도 하드코팅 광학필름의 개발이 요구되고 있다. 이러한 하드코팅제는, 이동통신 단말기, 평판디스플레이 전면판, 플라스틱의 코팅 등 다양한 분야에 적용되고 있다.

이 중에서, 광경화형 아크릴계 코팅제는, 짧은 시간에 경화가 가능하고, 상온 경화가 가능하며, 각종 플라스틱 제품들의 일반 표면보호 코팅제로 사용되고 있다. 이러한 광경화형 아크릴계 코팅제가 디스플레이 코팅제로 적용되기 위해서는, 우수한 경도와, 아울러, 플라스틱 필름과의 부착력, 도막의 외관에 있어서 필름의 커얼(curl)현상 및 레인보우(rainbow)현상 등이 없는 특성을 함께 지녀야 한다.

일반적으로 사용되는 자외선 경화형 아크릴계 코팅제는, 아크릴성 중합체, 우레탄 중합체, 에폭시 중합체, 규소 중합체, 또는 실리카 화합물 등이 모노머 혹은 올리고머 형태로 바인더로 사용되며, 이들에 광개시제 및 첨가제 등을 부가하여 이루어진 조성물에 자외선 등의 광 조사에 의하여 경화시킴으로써 하드코팅성을 갖게 된다.

예를 들어, 일본 공개특허 평5-214044호(참고문헌 1)는 (메타)아크릴로일기를 3개 이상 가지는 다관능 모노머와 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜메타크릴레이트 등의 단관능 또는 이관능의 모노머를 포함하는 하드코팅 조성물을 제시하고 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2000-0053864호(참고문헌 2)는 실리콘 커플링제와 유성 콜로이드 실리카를 혼합한 후, 가수분해하여 실리콘 올리고머를 합성하고, 이러한 올리고머를 아크릴레이트 올리고머와 모노머, 광개시제 등과 혼합하여 자외선 경화형 코팅제를 만들면 접착성, 내약품성, 내열성 등이 향상된다고 기재하고 있다.

이러한 대부분의 코팅제는 가교 밀도를 증가시킬수록 내마모성은 증가하지만, 코팅층의 수축성으로 인하여 필름 커얼(Curl) 현상 및 크랙이 발생할 수 있어, 이로 인하여 재질과의 접착성이 감소되어, 약간의 접촉에도 쉽게 떨어져 나가는 결과를 초래하는 문제점이 발생한다. 그리고 가교 밀도가 증가시킬수록 내마모성은 증가하지만, 도막의 외관상태가 불량하여 레인보우(rainbow)현상이 발생한다. 또한, 상기 참고문헌 2와 같이, 상기 접착성 및 내마모성을 확보한 경우라도, 실리콘 커플링제 등의 고가의 재료가 소요되며, 합성과정에서 사용한 유기용매를 제거하는 공정을 수반하는 등, 공정이 까다롭고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 저가의 재료와 단순한 공정에 의하여 필름 커얼(Crul) 현상 및 레인보우(rainbow)현상이 없이 외관특성이 우수한 고경도 및 고접착성을 갖춘 고경도 하드코팅 필름을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래에 사용되는 하드코팅 필름 조성물과 달리, 조성물의 구성에서 모노머를 배제하고도 우수한 점도 조절 성능을 갖춘 고경도 하드코팅 필름 조성물을 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 고경도 하드코팅 필름 조성물은, 자외선 경화성 폴리 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함하는 바인더수지 100중량부; 용매 80 내지 450중량부; 광개시제 0.001 내지 10중량부를 포함하여 이루어지며, 모노머 성분을 배제하여 이루어진다.

여기서, 상기 용매는, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 디아세톤알콜, n-부탄올, 메탄올 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 올리고머 첨가에 따른 점도 조절과 경화속도 향상을 위하여 바람직하다.

여기서, 상기 용매는, 상기 바인더수지 100중량부에 있어서, 톨루엔 50 내지 200중량부, 디아세톤알콜 20 내지 150중량부, 메탄올 10 내지 100중량부로 이루어 진 것이 최적의 표면특성을 위하여 바람직하다.

또한, 상기 광개시제는, 하이드록시케톤 계열 광개시제, 아미노케톤 계열 광개시제 중 적어도 하나로 이루어진 것이 빠른 경화반응을 유도하여, 우수한 표면 경화특성을 얻기 위하여 바람직하다.

여기서, 상기 광개시제는, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Irgacure 184) 및 알파-아미노아세토페논(Irgacure 907)로 이루어지며, 상기 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤와 알파-아미노아세토페논의 중량비는, 1:1 내지 1:20인 것이 최적의 경화반응 속도를 구현하기 위하여 바람직하다.

아울러, 상기 고경도 하드코팅 필름 조성물은, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 또는 폴리에테르 변성 하이드록시 관능기의 폴리디메틸실록산 중 적어도 하나로 이루어진 실록산 화합물을 더 포함하며, 상기 실록산 화합물은, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부인 것이 하드코팅 필름에 미끄럼성을 부여하여, 내마찰손상성을 향상시킴과 동시에, 하드코팅 필름의 오염 방지성도 향상시키기 위하여 바람직하다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서 바인더 수지로서 사용되는 자외선 경화성 폴리 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는, 자외선 경화성으로서, 그 말단이 (메타)아크릴레이트로 이루어지며, 분자량이 1,000 내지 50,000, 바람직하게는 2,000 내지 30,000, 더욱 바람직하게는 2,500 내지 25,000인 화합물로서, 일반적인 자외선 경화성 올리고머의 경우, 점도 및 물성에 따라 각각의 모노머로 희석되어 사용되기도 하지만, 본 발명에 사용되는 폴리 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는, 모노머에 의하여 희석되어 사용되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선 경화성 폴리 우레탄아크릴레이트 올리고머는 우레탄 결합을 반복단위로 포함하며, 통상적으로 유연한 물성을 지닌다. 폴리 우레탄아크릴레이트 올리고머는 종류가 다양하며, 사용된 이소시아네이트의 종류에 따라 지방족 우레탄아크릴레이트와 방향족 우레탄아크릴레이트로 나누어진다. 지방족 우레탄아크릴레이트 올리고머는 무황변 타입이며, 통상 2 내지 20개의 관능기를 갖고, 방향족 우레탄아크릴레이트 올리고머는 황변 타입이며, 반응성이 빠른 특성을 지닌다.

본 발명에 사용되는 자외선 경화성 폴리 우레탄아크릴레이트 올리고머는 황변이 없고, 경도가 커서 내구성이 우수하며, 순간 경화 성능을 가져서, 각종 플라스틱 기판에 우수한 내마모성을 부여하고, 상기 기판과의 접착성이 뛰어난 지방족 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용하였다.

또한, 상기 자외선 경화성 폴리 우레탄아크릴레이트 올리고머는 3 내지 10개의 관능기를 가지는데, 상기 관능기의 수는 본 발명에 사용되는 용매 및 광개시제와의 상호 작용에 의하여 소정의 표면 경도 및 플라스틱 기판과의 접착성을 위하여 가장 바람직한 수치이다.

상기 관능기로서는, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 카르복실산, 카르복실산 무수물(anhydride), C=C 이중결합을 가진 아크릴레이트계 관능기(예를 들어, 메타크릴레이트, 아크릴레이트 등), SH기, 알코올류, 에스테르류, 에테르류, 트리에틸렌글리콜레이트, 킬레이팅제(예를 들어, 아미노트리에탄올레이트, 아미노 디에탄올레이트, 아세틸아세토네이트, 에틸아세토아세테이트, 락테이트 등), 아민기, 아미드, 옥사졸린 및 카바메이트 등을 단독 또는 2종 이상 선택할 수 있다.

일반적으로 하드코팅 필름을 제조할 때, 코팅성을 개선함과 아울러, 표면경도를 저하시키지 않도록 하기 위하여 올리고머와 함께 다관능성 모노머와 단관능성 모노머를 사용하지만, 본 발명에 있어서의 고경도 하드코팅 필름 조성물은, 상기 모노머를 배제하여 경제성을 향상시킨 한편, 오히려 표면경도와 플라스틱 기재 필름과의 접착성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명에 사용되는 용매는, 플라스틱이나 필름 등의 기재에 적절히 코팅을 행할 때에 점도와 유동성의 조절을 위하여 필요하다. 상기 용매로는, 에테르계 용매, 방향족 용매, 아세테이트계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 또는 이들이 혼합된 용매가 사용될 수 있다.

상기 에테르계 용매로는 프로필렌그릴콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 방향족 용매로는, 톨루엔, 자일렌을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 상기 아세테이트계 용매로는 부틸아세테이트, 에틸아세테이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 케톤계 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 알코올계 용매로는, 디아세톤알콜(DAA), n-부탄올, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용매는, 후술하는 실험예에서 밝혀지는 바와 같이, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여 80 내지 450중량부, 더욱 바람직하게는 200 내지 400, 더더욱 바람직하게는 300 내지 350중량부가 첨가되는 것이 최적의 표면특성 및 표면 접착성 향상을 위하여 바람직하다.

아울러, 상기 용매를 사용함으로써 본 발명에 의한 고경도 하드코팅 필름 조성물의 특성을 최적으로 얻기 위해서는, 톨루엔 50 내지 200중량부, 디아세톤알콜 20 내지 150중량부, 메탄올 10 내지 100중량부로 이루어진 용매를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 후술하는 실험예를 통해 밝혀진 최적의 범위는, 톨루엔 140 내지 160중량부, n-부탄올 110 내지 130중량부, 메탄올 40 내지 60중량부였다.

본 발명에 사용되는 광개시제는 본 발명의 조성물을 플라스틱 기판 표면에 액상 코팅한 후, 자외선(UV)를 이용하여 광경화할 때, 자외선을 흡수하여 자유 래디칼을 생성함으로써 반응을 개시하여 기판상에 도포된 코팅 조성물을 순식간에 중합 경화시키는 역할을 한다.

광개시제의 종류에 따라 흡수하는 파장 영역을 달리하며, 대부분이 반응에는 참가하지 않는다. 일반적으로 300 내지 360nm의 파장을 흡수하는데, 다양한 파장을 흡수하여 반응성을 촉진시키기 위해서는 2종 이상의 광개시제를 함께 사용할 수 있다. 또한, 도포 두께가 얇은 경우에는 함량이 높을수록 반응성이 좋아지며, 도포 두께가 두꺼운 경우에는 함량이 감소할수록 전체 경화속도가 증가하게 된다.

본 발명에서 사용되는 광개시제로서, 바람직하게는 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxy cyclrohexyl phenyl ketone, Irgacure 184) 등의 하이드록시케톤계열, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-1-부타논(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 알파-아미노아세토페논(α - Amino Acetophenone, Irgacure 907) 등의 아미노케톤 계열, 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal, Irgacure-651) 등의 벤질디메틸케탈 계열, 페닐 비스(2,4,6,-트리메틸 벤조일) (phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl), Irgacure 819) 등의 비스-아실 포스파인(bis-acyl phosphine) 계열, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드(TPO) 등의 모노-아실 포스파인(mono-acyl phosphine) 계열 광개시제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 가장 바람직한 효과를 발휘할 수 있는 광개시제로서는, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Irgacure 184)과, 알파-아미노아세토페논(Irgacure 907)의 조합에 의한 광개시제로서, 상기 광개시제의 중량비는, 1:1 내지 1:20, 더욱 바람직하게는 1:1.5 내지 1:5이다.

또한, 상기 구성 이외에 본 발명에 의한 고경도 하드코팅 필름 조성물은, 실록산계 화합물을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 실록산계 화합물은, 표면장력을 저하시키는 역할을 하는 것으로, 소재의 습윤성을 향상시키는 역할을 하고, 표면 슬립성 및 광택을 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에 의한 하드코팅 필름 조성물에 상기 실록산계 화합물을 포함함으로써, 얻어지는 하드코팅 필름에 미끄럼성이 부여되어, 내마찰 손상성이 향상됨과 동 시에, 하드코팅 필름의 오염 방지성도 향상된다.

상기 실록산계 화합물은, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 또는 폴리에테르 변성 하이드록시 관능기의 폴리디메틸실록산 중 어느 하나가 단독으로 혹은 2종 이상이 혼합하여 이루어지며, 구체적으로 상기 실록산계 화합물의 예로서, BYK-306(BYK chemi제), BYK-307, BYK-308, BYK-310, BYK-330, BYK-333, BYK-341, BYK-344 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 상기 성분 이외에 필요에 따라 레벨링제, 자외선 안정제, 계면활성제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 또한, 대전 방지기능을 부가하기 위하여, 전도성 고분자, 금속입자, 무기산화물, 금속산화물 등을 단독 또는 혼합하여 조성물에 분산시킴으로써 사용할 수 있다.

상기 실록산계 화합물의 함량은, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우 경화시간이 길어질 수 있으므로 바람직하지 않다.

이하, 상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 고경도 하드코팅 필름 조성물을 이용하여 하드코팅방법에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 사용되는 기재로는 폴리메틸메타그릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체(MS), 폴리에스테르, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리설포네이트 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되지는 아니한다.

상기 기재는 0.8 내지 2.0mm 등의 두께가 용도별로 사용되며, 본 발명에 의한 코팅방법으로는, 먼저 상기 기재를 충분히 세척하고, 자외선 조사기로 예열하여 남아있는 유분과 이물질 등을 제거한 후, 상기 하드코팅 필름 조성물을 코팅한다.

코팅방법으로는, 딥코팅(Dip coating), 플로우 코팅(Flow coating), 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating) 중 적합한 방법을 사용하여 코팅할 수 있다.

상기 코팅 후, 40 내지 80℃ 온도에서 1 내지 20분 동안 건조 또는 IR 히팅하여 코팅액 내의 용매를 완전히 제거한 후, 적절한 광량으로 자외선을 조사하여 완전히 경화된 코팅막을 수득한다. 이 때 사용되는 램프로는 수은램프 또는 메탈 할라이드 램프 등 적절한 램프를 사용한다.

이렇게 얻어진 하드코팅 필름은 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광 디스플레이(ELD), 전계 방사형 디스플레이 등과 같은 각종 디스플레이의 보호패널과 휴대폰 단말기의 내외부 패널에 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 연필경도가 3H이상이며, 필름과의 부착력으로서, 크로스컷 테스트(cross-cut test)에서 잔류 95% 이상, 도막의 외관특성으로서, 필름 커얼(Curl) 현상 및 광간섭에 의한 레인보우(rainbow) 현상 방지 특성을 가진 고경도 하드코팅 필름을 얻을 수 있다.

또한, 하드코팅 조성물에 있어서 모노머 성분을 배제하고도 우수한 성질을 지닌 하드코팅 필름을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 고경도 하드코팅 필름의 바람직한 실험예를 통하여, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

각 실험예에서 사용되는 올리고머, 광개시제, 첨가제의 종류에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

올리고머의 종류에 있어서, EB1290, EB9260, U451(이상 SK Cytec제), SC2100(미원상사제)은 우레탄아크릴레이트 계열 올리고머이고, PS610(칫소사제)은 폴리에스테르아크릴레이트 계열 올리고머이며, EB600, EB3701, EB9604(이상 SK Cytec제)는 에폭시아크릴레이트 계열의 올리고머이다.

용매의 종류에 있어서, DAA는 디아세톤알콜, MIBK는 메틸이소부틸케톤을 나타낸다.

또한, 광개시제의 종류에 있어서, Irgacure 184는 하이드록시케톤 계열의 광개시제이고, Irgacure907 및 Irgacure369는 아미노케톤 계열의 광개시제이며, Irgacure651은 벤질디메틸케탈 계열, Irgacure819는 비스-아실 포스파인 계열, TPO는 모노-아실 포스파인 계열의 광개시제이다.

아울러, 첨가제로서는 실리콘계 레벨링제인 SH190(Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) 제품을 첨가하였고, 실록산계 화합물로서 BYK 333을 첨가하였 다.

또한, 각 실험에서 평가항목으로 선정된 연필경도, 부착력, 도막외관의 평가방법은 아래와 같다.

(1) 연필경도

ASTM D3502의 시험방법에 의하여 Toyoseki사의 연필경도계로 경도를 평가하였다.

(2) 부착력

KSD 6711-92의 시험방법에 의하여 칼로 1mm 간격으로 가로 및 세로를 커트(cross-cut)하여 테이프로 부착 후 신속히 떼는 방법으로 측정하였다. 필름의 잔류량이 95%이상인 경우 우수, 90 내지 95%인 경우 양호, 85 내지 90%인 경우 보통, 85% 미만인 경우 불량으로 평가하였다.

(3) 도막외관

필름 커얼(Curl) 현상 및 광간섭에 의한 가시광선 영역의 레인보우(rainbow) 현상이 있는지 여부를 살펴, 그 정도에 따라, 불량, 보통, 양호, 우수로 나누어 평가하였다.

실험예 1

바인더로서 자외선 경화형 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 각각 사용하여 상기 코팅방법에 의하여 하드코팅 필름을 제조하였다. 각 올리고머의 종류에 따른 연필경도, 부착력, 도막외관에 대한 필름 커얼 현상 및 레인보우 현상 발생 여부에 대한 평가를 수행하여, 가장 우수한 올리고머를 선정하였다.

각 실험에 사용된 올리고머를 포함하는 하드코팅 필름 조성물의 구성 및 함량과 그에 의해 제조된 하드코팅 필름의 평가결과는 아래 <표 1>에 나타난 바와 같다.(각 실험예에 있어서의 함량의 단위는 [g]이다.)

폴리에스테르아크릴레이트(PS610)를 올리고머로 사용한 경우, 점도가 낮고 반응성이 우수한 특성을 보였고, 에폭시아크릴레이트(EB600, EB3701, EB9604)를 사용한 경우에는, 코팅성은 좋지 않지만 경도와 경화성이 우수한 특성을 보였다. 우레탄아크릴레이트(EB1290, EB9260, U451, SC2100) 계열의 올리고머를 사용한 경우에는 우수한 경화성, 표면경도 특성을 보였다. 아울러, 높은 점도를 나타내었다.

구체적으로, 아래 <표 1>에 나타난 것과 같이, 폴리우레탄아크릴레이트 계열의 올리고머를 사용한 경우가 가장 우수한 외관 특성 및 표면경도 특성을 보였으며, 이 중에서도 SC2100과 U451 또는 SC2100과 EB1290의 조합이 가장 우수한 특성을 보임을 알 수 있었다.

다만, 폴리우레탄아크릴레이트 계열의 올리고머를 사용한 경우, 반응속도가 상대적으로 늦다는 단점이 나타나는바, 이에 대한 보강을 위하여 가장 적합한 용매 의 종류를 검토하기 위하여 실험예 2를 수행하였다.

<표 1>

구성	종류	실험예 1-1	실험예 1-2	실험예 1-3	실험예 1-4	실험예 1-5	실험예 1-6	실험예 1-7
올리고머	SC2100	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	PS610	1.5	-	-	-	-	-	-
	EB600		1.5	-	-	-	-	-
	EB1290	-	-	1.5	-	-	-	-
	U451	-	-	-	1.5	-	-	-
	EB9260	-	-	-	-	1.5	-	-
	EB9604	-	-	-	-	-	1.5
	EB3701	-	-	-	-	-	-	1.5
용매	톨루엔	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7
	n-부탄올	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6
	메탄올	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
광개시제	Irgacure184	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
광개시제	Irgacure 907	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
첨가제	SH190	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
평가사항	연필경도	HB	HB	2H	3H	H	HB	HB
	부착력	△	△	○	○	△	△	△
	도막외관	○	○	○	◎	○	○	○

×: 불량, △: 보통, ○: 양호, ◎: 우수

실험예 2

용매는 도막의 외관이나, 표면특성에 많은 영향을 줄뿐만 아니라, 경화속도에도 영향을 주기 때문에, 앞서 최적의 올리고머로서 선택된 폴리우레탄아크릴레이트 계열의 올리고머에 적용되어, 상기 올리고머를 사용하는데 따라 나타나는 단점을 보완하기 위한 용매의 종류 및 함량조절을 통해 최적의 조합을 도출해야 한다.

따라서, 본 실험예 2에서는 첨가되는 용매의 종류를 서로 달리함과 아울러, 실록산 화합물을 첨가하여 하드코팅 필름을 제조하였다. 각 용매의 종류에 따른 연필경도, 부착력, 도막외관에 대한 필름 커얼 현상 및 레인보우 현상 발생 여부에 대한 평가를 수행하여, 가장 우수한 용매의 종류 및 함량을 선정하였다.

각 실험에 사용된 용매를 포함하는 하드코팅 필름 조성물의 구성 및 함량과 그에 의해 제조된 하드코팅 필름의 평가결과는 아래 <표 2>에 나타낸 바와 같다.(각 실험예에 있어서의 함량의 단위는 [g]이다.)

<표 2>에 나타난 바와 같이, 가장 우수한 표면특성을 보이는 용매는, 톨루엔, 디아세톤알콜(DAA) 및 메틸이소부틸케톤(MIBK)의 조합이었다. 아울러, 실록산 화합물을 첨가한 결과, 연필경도가 모두 우수하게 나타났다. 다음으로, 가장 적합한 광개시제에 대한 평가시험은 실험예 3을 통하여 검토하였다.

<표 2>

구성	종류	실험예 3-1	실험예 3-2	실험예 3-3	실험예 3-4	실험예 3-5	실험예 3-6	실험예 3-7	실험예 3-8
올리고머	SC2100	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
올리고머	U451	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
용매	톨루엔	4.7	4.7	4.7	4.7	4.1	4.1	4.1	4.1
	MEK	3.6	-	-	-	4.2	-	-	-
	DAA	-	3.6	-	-	-	4.2		-
	MIBK	-	-	3.6	-	-	-	4.2	-
	n-부탄올	-	-	-	3.6	-	-	-	4.2
	메탄올	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
광개시제	Irgacure 184	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
광개시제	Irgacure 907	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
첨가제/ 실록산화 합물	SH190/ BYK333	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01	0.01/ 0.01
평가사항	연필경도	3H	3H	3H	3H	3H	3H	3H	3H
	부착력	○	◎	○	○	○	◎	○	○
	도막외 관	×	◎	△	△	×	○	△	△

×: 불량, △: 보통, ○: 양호, ◎: 우수

실험예 3

본 실험예 3에서는 첨가되는 광개시제의 종류를 서로 달리하여 하드코팅 필름을 제조하였다. 각 광개시제의 종류에 따른 연필경도, 부착력, 도막외관에 대한 필름 커얼 현상 및 레인보우 현상 발생 여부에 대한 평가를 수행하여, 가장 우수한 광개시제의 종류 및 함량을 선정하였다.

각 실험에 사용된 용매를 포함하는 하드코팅 필름 조성물의 구성 및 함량과 그에 의해 제조된 하드코팅 필름의 평가결과는 아래 <표 3>에 나타낸 바와 같다.(각 실험예에 있어서의 함량의 단위는 [g]이다.)

상기 광개시제 종류별 차이는, 경화속도로 인해 연필경도 특성에 영향을 주었고, Irgacure 184를 사용한 경우가 경화반응이 빨라 우수한 표면 경화특성을 보였다. <표 3>에 나타난 바와 같이, 가장 우수한 표면특성을 보이는 광개시제는, Irgacure184 및 Irgacure907의 조합이었다.

<표 3>

구성	종류	실험예 4-1	실험예 4-2	실험예 4-3	실험예 4-4	실험예 4-5	실험예 4-6	실험예 4-7	실험예 4-8
올리고머	SC2100	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
올리고머	U451	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
용매	톨루엔	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7	4.7
	DAA	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6
	메탄올	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
광개시제	Irgacure 184	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.15	0.05
	Irgacure 907	0.20	-	-	-	-	0.15	0.25	0.30
	Irgacure 819	-	0.20	-	-	-	-	-	-
	Irgacure 369	-	-	0.20	-	-	-	-	-
	Irgacure 651	-	-	-	0.20	-	-	-	-
	TPO	-	-	-	-	0.20	-	-	-
첨가제	SH190	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
평가사항	연필경도	3H	3H	2H	2H	2H	3H	3H	3H
	부착력	◎	△	○	△	○	○	◎	○
	도막외관	○	×	△	△	△	△	◎	△

×: 불량, △: 보통, ○: 양호, ◎: 우수

이상, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능 범위까지 본 발명의 청구범위의 권리범위 내에 있는 것으로 본다.

Claims

자외선 경화성 폴리 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함하는 바인더수지 100중량부;

용매 80 내지 450중량부;

광개시제 0.001 내지 10중량부를 포함하여 이루어지는, 모노머를 배제한 고경도 하드코팅 필름 조성물.
제1항에 있어서,

상기 용매는, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 디아세톤알콜, n-부탄올, 메탄올 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고경도 하드코팅 필름 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 용매는, 상기 바인더수지 100중량부에 있어서,

톨루엔 50 내지 200중량부,

디아세톤알콜 20 내지 150중량부,

메탄올 10 내지 100중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고경도 하드코팅 필름 조성물.
제1항에 있어서,

상기 광개시제는, 하이드록시케톤 계열 광개시제, 아미노케톤 계열 광개시제 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고경도 하드코팅 필름 조성물.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 광개시제는, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 및 알파-아미노아세토페논으로 이루어지며, 상기 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤와 알파-아미노아세토페논의 중량비는, 1:1 내지 1:20인 것을 특징으로 하는 고경도 하드코팅 필름 조성물.
제1항, 제2항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고경도 하드코팅 필름 조성물은, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 또는 폴리에테르 변성 하이드록시 관능기의 폴리디메틸실록산 중 적어도 하나로 이루어진 실록산 화합물을 더 포함하며,

상기 실록산 화합물은, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부인 것을 특징으로 하는 고경도 하드코팅 필름 조성물.