KR20110078371A - 자외선 경화 코팅 조성물 및 이를 이용한 광학 시트의 제조방법 - Google Patents

자외선 경화 코팅 조성물 및 이를 이용한 광학 시트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

자외선 경화 코팅 조성물은 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함한다. 상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~2.5 중량%를 포함한다. 산화 티탄은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%, 분산제는 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중량%를 포함한다. 상기 자외선 경화 코팅조성물을 이용하여, 반사능을 갖는 광학 시트를 제조할 수 있다.

Description

자외선 경화 코팅 조성물 및 이를 이용한 광학 시트의 제조방법{UV-CURABLE COATING COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL SHEET}
본 발명은 자외선 경화 코팅 조성물 및 이를 이용한 광학 시트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치의 광학 시트 등으로 사용될 수 있는 자외선 경화 코팅 조성물 및 이를 이용한 광학 시트의 제조방법에 관한 것이다.
최근 화상표시장치의 박형화, 고성능화 경향에 따라, TV, 모니터 등에 액정 표시장치가 많이 사용되고 있다. 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 별도의 광원 유닛, 즉 백라이트 유닛(이하, BLU)을 필요로 한다. BLU의 광원으로는 종래부터 사용되어온 냉음극 형광 램프(CCFL)뿐만 아니라 부분 구동 방식이 가능한 LED(Light Emitting Diode; 발광다이오드)가 사용될 수 있다.
일반적으로 BLU는, 엣지형 BLU(사이드 방식)와 직하형 BLU(직하 방식)로 나뉜다. 엣지형 BLU에서는, 바(bar) 형태의 광원이 액정 패널의 측부에 위치하여 도광판을 통해 액정 패널 쪽으로 빛을 조사한다. 이에 반하여, 직하 형 BLU에서는 액정 패널 밑에 위치한 면광원으로부터 액정 패널 전면으로 직접 조광한다.
도 1은 종래 기술에 따른 엣지형 BLU를 도시하는 단면도이다. 엣지형 BLU의 경우, 도광판(40)의 측면에 광원(50)이 위치하고, 도광판 아래에는 반사판(60)이 배치되어 있다. 이 반사판은 도광판 하부로 진행하는 광을 도광판으로 반사시킨다. 도광판을 지난 광은 확산 시트(30) 및 프리즘 시트(20)를 지나 표시 패널(10)에 공급된다.
일반적인 반사판은 폴리에틸렌 등의 합성수지 모재에 반사율이 높은 금속(예컨대, Ag) 등의 물질을 필름 형태로 증착함으로써 제조될 수 있다. 또한 Al판에 Ag등을 코팅하거나 증착함으로써 제조될 수도 있다.
현재는 BLU의 단순화 및 고효율화를 위해 각 시트의 복합화(예컨대 프리즘시트+반사시트 등)가 진행되고 있으며, 코팅의 성능향상 및 필름의 구조적 개선 등의 연구 또한 진행되고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반사특성이 우수한 자외선 경화 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 자외선 경화 코팅 조성물을 이용한 광학 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 코팅 조성물은 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함한다. 상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~2.5 중량%를 포함한다. 산화 티탄은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%, 분산제는 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중량%를 포함한다.
상기 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PU610, PU620, PU640, HS 켐트론 社의 UA-8560TL, UA-800, AGI 社의 230A2, 670A2, 675 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 6관능 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PS610, AGI 社의 706, 707, Cytec 社의 EBECRYL 830, EBECRYL 837, 폴리네트론 社의 PN-5600 및 HS 켐트론 社의 UVT-600Si로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 1관능 반응성 아크릴 모노머는 아크릴 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(HPA) 및 이소보닐 아크릴레이트(IBOA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 3관능 반응성 아크릴 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트(TMPTMA), 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(PETA) 및 글리세릴 프로폭실레이티드 트리아크릴레이트(GPTA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 5~6관능 반응성 아크릴 모노머는 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 및 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조방법은 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함하는 자외선 경화 코팅 조성물을 기판에 코팅하여 도막을 형성하는 단계 및 상기 도막을 경화하여 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 판상이며, 상기 도막이 형성되는 표면에 패턴을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 자외선 경화 코팅 조성물을 사용하여 액정표시장치의 BLU 반사시트를 제조함으로써, BLU 제조비용의 저감과 다양한 필름의 복합화를 이룰 수 있는 요소를 부여할 수 있다. 또한 무용제 타입의 도료 적용으로 환경친화적인 시 대 요구상에 부합될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
자외선 경화 코팅 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 코팅 조성물은 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함한다. 상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~2.5 중량%를 포함한다. 산화 티탄은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%, 분산제는 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중량%를 포함한다. 상기 수지 혼합물의 함량은 산화 티탄, 분산제 및 기타 첨가물, 용제 등에 의해 정해질 수 있으며, 예를 들어, 전체 코팅 조성물의 25~80 중량%일 수 있다.
상기 자외선 경화 코팅 조성물은 적절한 점도 및 기능을 얻기 위하여, 톨루엔 등의 용제, 또는 첨가제와 혼합되어 사용될 수 있다.
백라이트 유닛의 반사 반사필름용 자외선 경화 코팅 조성물은 반사특성(최종구성물의 휘도), 부착성, 경도, 코팅성, 작업성, 재도장성, 내후성 등이 우수할 필요가 있다.
이러한 물성을 만족할 수 있는 코팅 조성물을 제조하기 위해서 가장 중요한 것은 올리고머의 선택이다. 상기 올리고머로서, 2관능 이하의 아크릴레이트 올리고머를 사용할 경우, 경도가 충분하지 않고, 공정시간이 길어질 수 있다. 상기 올리고머로서, 폴리에스테르 아크릴레이트를 사용하는 경우, 방향족 타입은 굴절율에 의한 반사특성과 경도 등은 만족시킬 수 있으나, 내후성이 취약하고, 재도장성(층간 부착성)이 부족하다. 상기 올리고머로서, 비스페놀 A 타입의 에폭시 아크릴레이트를 사용할 경우, 도막의 가교밀도가 높으면서, 경도가 크고, 내약품성(내식성), 내스크래치성 등을 만족시킬수 있으나, 황변이 발생할 수 있어, 광학 시트용으로 부적절할 수 있다. 상기 올리고머로서, 우레탄 아크릴레이트를 사용할 경우, 굴절율에 의한 반사특성이 충분하지 않다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 코팅 조성물은 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 메인으로 하고, 부착 특성 및 작업성을 보완하기 위하여 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드기가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머를 혼합하고, 반사 특성을 부여하기 위하여 반사특성이 우수하며, 굴절율이 2.5~2.7을 갖는 루타일(Rutile)상의 산화티 탄(TiO2)을 안료로 사용한다.
상기 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상업적으로 시판되는 있는 미원상사의 Miramer PU610, PU620, PU640, HS 켐트론 社의 UA-8560TL, UA-800, AGI 社의 230A2, 670A2, 675 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있으며, 중량 평균 분자량은 2,000 ~ 3,000일 수 있다.
상기 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량이 30 중량% 미만으로 사용되면 경화속도가 느리게 되고 도막 경도가 낮아지는 결과를 초래한다. 또한 37 중량%를 초과하면 도료의 점도가 너무 높아져 작업성이 저하되고, 경화시 수축률이 높아져 경화도막의 균열이 나타나게 된다.
상기 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PS610, AGI 社의 706, 707, Cytec 社의 EBECRYL 830, EBECRYL 837, 폴리네트론 社의 PN-5600, HS 켐트론 社의 UVT-600Si 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머는 18 중량% 미만으로 사용하면 도막의 점도가 높아져 작업성이 저하되고 피도장물에 대한 부착력이 저하될 수 있다. 또한 25 중량%를 초과하여 사용하면 내후성 저하 및 층간 부착성의 저하를 초래할 우려가 있다.
상기 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머는 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머와 같이 사용하거나 대체하여 사용할 수 있으며, 18 중량% 미만으로 사용하면 피도장물에 대한 부착력이 저하되고 25 중량%를 초과하면 경화속도가 저하되거나 경화도막의 심부경화가 늦어지게 되어 도막 물성을 저하시킨다.
상기 아크릴레이트 올리고머들에서 관능기는 반응 가능한 작용기를 의미하며, 예를 들어, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 6개의 아크릴레이트 그룹(-O-CO-CH=CH2) 각각에 포함된 C=C 결합을 포함할 수 있다.
상기 1관능 반응성 아크릴 모노머로는 아크릴 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(HPA), 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1관능 반응성 아크릴 모노머는 3 중량% 미만으로 사용하면 점도가 높아지고 부착성이 저하되며, 10 중량% 이상으로 사용하면 UV 경화성이 늦어져 생산성이 저하될 수 있다. 따라서, 1관능 반응성 아크릴 모노머는 수지 혼합물 전체에 대하여 3 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 3관능 반응성 아크릴 모노머로는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트(TMPTMA), 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 글리세릴 프로폭실레이티드 트리아크릴레이트(GPTA) 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
3관능 반응성 아크릴 모노머는 주로 점도조절제로 사용하며, 10 중량% 미만으로 사용하면 점도가 과도하게 높아지고, 17 중량%를 초과하여 사용하면 전반적인 도막 물성이 저하될 수 있다. 따라서, 3관능 반응성 아크릴 모노머는 수지 혼합물 중 10~17 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 5~6관능 반응성 아크릴 모노머는 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 등을 예로 들 수 있으며, 이중에서 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
5~6관능의 다관능성 모노머는 경화속도 조절 및 최종 경화도막의 경도 및 점도 조절을 위하여 사용되므로, 15중량% 미만으로 사용되면 경화속도가 저하되고, 25중량%를 초과하면 조성물의 점도가 과도하게 높아져 코팅 작업성이 떨어지게 되고 코팅막의 경화속도가 빨라 경화도막의 품질을 저하시키는 문제를 야기한다.
상기 광 개시제로는 자외선에 의해 활성을 띠는 통상의 중합개시제가 사용될 수도 있으나 산화티탄의 함량이 증가할수록 경화성을 고려하여 선택사용 할 수도 있다. 상기 중합개시제의 예로서는 벤조페논계, 벤조인, 벤조인에테르계, 벤질케탈계, 아세토페논계, 안트라퀴논계, 티옥소잔톤계 등의 화합물을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 상업적으로 시판되고 중합개시제의 예로서는 CIBA GEIGY 社의 Irgacure 184, 754, 819, Darocur 1173, TPO, 미원상사의 Micure CP-4, MP-8, BP, TPO 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 단, 본 발명의 취지인 산화티탄을 포함하는 BLU 반사필름용 UV 코팅제의 특징을 살리기 위해서는 안료를 포함하는 것을 고려하여 TPO, Irgacure 754, Irgacure 819, Darocur 1173, Irgacure 2020, Micure MP-8을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광 개시제의 함량이 5 중량% 미만으로 사용하면, 소지에 도장된 도료의 경화 시간이 증가되어 생산성이 저하되거나 경화도막 표면의 주름 등의 현상이 발생할 수 있으며, 10 중량% 이상으로 사용하면 도료의 저장 안정성이 저하될 수 있다.
소포제 및 레벨링제는 도료의 코팅 작업성과 도막의 외관 등에 영향을 미치게 되고, BYK-066N, BYK-067A, BYK-085, BYK-088, BYK-A501, BYK-300, BYK-302, BYK-350, BYK-356, TEGO Airex 920, TEGO Airex 932, TEGO Glide 410 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 부착 증진제로는 아크릴 포스페이트계 부착 증진제 등이 사용될 수 있다. 부착 증진제의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우, 층간 부착성이 현저하게 저하되고, 그 함량이 1.5 중량%를 초과할 경우 도료의 점도가 과도하게 상승되어 작업성이 저하될 수 있다. 따라서, 부착 증진제는 수지 혼합물 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 산화티탄은 빛의 반사 및 굴절을 이용하여 BLU 반사필름용 UV경화코팅 조성물의 경화도막에 반사특성을 부여하기 위한 것이며, 분말 형태로 포함된다. 상기 산화티탄은 듀퐁(DuPont) 社의 Ti-Pure R-700, R-960, R-902, R-706, 이시하라(ISHIHARA SANGYO) 社의 TIPAQUE R-930, TITANIUM DIOXIDE R-820, 사카이화학 社의 D-918, D-952, D-962, TCR-52, R62N, FTR-700, R-21, R-25 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
산화티탄의 함량은 전체 코팅 조성물에 대하여 18~70 중량%로 사용할 수 있 으며, 18 중량% 미만일 경우 반사특성이 너무 낮아 반사필름용으로 사용할 수 없으며, 70중량%를 초과하여 사용할 경우 소지와의 부착과 UV 경화특성을 현저하에 떨어뜨려 코팅 도막형성에 문제를 야기하게 된다. 따라서 산화티탄의 함량은 필요 반사특성 및 요구 경화도막의 두께에 따라 코팅 조성물 중에 18~70 중량%로 사용할 수 있다.
상기 분산제는 BYK 社의 DISPERBYK-108, 109, 110, 111, 180, ANTI-TERRA-U, AFCONA 社의 AFCONA 4047, TEGO DISPERS-710 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
사용함량은 각 분산제의 추천함량 내에서 사용하는 것이 적합하며, 전체 코팅 조성물에 대하여 0.1 내지 4 중량%로 첨가할 수 있다. 0.1 중량% 미만일 경우 분산성이 저하되며, 4중량% 이상 사용할 경우 도료의 물성 및 코팅막의 품질을 저하시킬 우려가 있다.
광학 시트의 제조방법
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판(200) 상에 자외선 경화 코팅 조성물을 코팅하여 도막(100)을 형성한다. 기판은 필요에 의해 패턴이 있을 수도 있으며, 평탄한 표면을 가질 수도 있다. 상기 자외선 경화 코팅 조성물은 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함한다. 상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우 레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~1.5 중량%를 포함한다. 산화 티탄은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%, 분산제는 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중량%를 포함한다.
상기 자외선 경화 코팅 조성물은 위에서 설명한 자외선 경화 코팅 조성물과 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 기판은 고분자로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 상기 기판은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 도막의 두께는 1 내지 100㎛일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 도막(100)에 자외선을 조사하여, 도막(100)을 경화한다. 상기 도막(100)은 산화티탄을 포함하여 입사되는 광을 반사하는 반사층의 기능을 한다. 상기 기판(200)은 반사능을 향상시키기 위하여, 또는 광을 확산시키거나, 집광하기 위하여, 도막(100)이 형성되는 면에 요철 형상, 볼록 패턴, 오목 패턴, 프리즘 등을 포함할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 자외선 경화 코팅 조성물과 이를 이용한 반사시트의 제조방법을 설명하기로 한다.
실시예 1
6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(UA-800) 13g, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머(UVT-600Si) 8g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 2g, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 5g, 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 6g, 광개시제 2.3g (Irgacure 819 1.1g + Darocur 1173 1.2g), 소포제(BYK-A501) 0.5g, 레벨링제(BYK-356) 0.2g, 부착 증진제로서 아크릴 포스페이트 1g, 산화티탄 60g, 분산제(BYK-111) 2g을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 성분의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(UA-800) 13g, 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머(UVT-202) 8g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 2g, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 5g, 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 6g, 광개시제 2.3g (Irgacure 819 1.1g, Darocur 1173 1.2g), 소포제(BYK-A501) 0.5g, 레벨링제(BYK-356) 0.2g, 부착 증진제 1g, 산화티탄 60g, 분산제(BYK-111) 2g을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 성분의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(UA-800) 21g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 2g, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 5g, 다이펜타 에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 6g, 광개시제 2.3g (Irgacure 819 1.1g, Darocur 1173 1.2g), 소포제(BYK-A501) 0.5g, 레벨링제(BYK-356) 0.2g, 부착 증진제 1g, 산화티탄 60g, 분산제(BYK-111) 2g을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 성분의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 2
6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머(UVT-600Si) 21g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 2g, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 5g, 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 6g, 광개시제 2.3g (Irgacure 819 1.1g, Darocur 1173 1.2g), 소포제(BYK-A501) 0.5g, 레벨링제(BYK-356) 0.2g, 부착 증진제 1g, 산화티탄 60g, 분산제(BYK-111) 2g을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 성분의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 3
2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머(UVT-202) 21g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 2g, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 5g, 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 6g, 광개시제 2.3g (Irgacure 819 1.1g, Darocur 1173 1.2g), 소포제(BYK-A501) 0.5g, 레벨링제(BYK-356) 0.2g, 부착 증진제 1g, 산화티탄 60g, 분산제(BYK-111) 2g을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 성분의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3
BYK-111 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
산화티탄 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0
UA-800 13.0 13.0 21.0 -
UVT-600Si 8.0 - - 21.0 -
UVT-202 - 8.0 - - 21.0
TMPTA 5.0 5.0 5.00 5.0 5.0
DPHA 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
THFA 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
I-819 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
D-1173 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
BYK-356 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
BYK-A501 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
부착 증진제 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
계 100 100 100 100 100
실험예
상기 실시예 1~2, 비교예 1~3에 따라 제조된 각각의 자외선 경화 코팅 조성물로 폴리카보네이트(PC) 필름위에 Applicator를 이용하여 코팅하여, 10㎛의 두께의 도막을 형성하고, UV( 1000mJ/cm2)을 조사하여 경화시켰다.
경화된 도막을 아래와 같은 방법을 통하여 물성을 평가하였다.
먼저, 외관을 평가하기 위하여 코팅된 도막의 외관이 주름 및 미경화가 없이 양호한지 관찰하고, 4단계로 평가하였다(◎: 매우양호, ○: 양호 , △: 일부 문제있음, ×: 매우 불량).
광택을 평가하기 위하여, 경화도막에 대하여 60 도 광택을 측정하였다.
광 투과율을 평가하기 위하여, 반사율에 대한 간접측정으로 투과율을 측정하였다. 투과율은 낮을수록 반사율이 높다고 가정하였다.
경도를 평가하기 위하여 500g 하중에서 연필 경도를 측정하였다. 순서는 9B~9H까지이며, 9B로 갈수록 경도가 약한 것이고, 9H로 갈수록 강한 경도를 나타낸다.
부착성을 평가하기 위하여, 코팅된 시편을 절단하여, 가로세로 크기가 1mm인 패턴 100개를 만들고 3M 테이프를 붙인 다음 떼어내어 문리되는 패턴의 수를 관찰하였다.(◎: 이상없음, ○: 10개이내 탈락, △: 50개이내 탈락, ×: 완전탈락)
상기 물성시험방법에 따른 도막 물성 비교표는 표 2에 정리하였다.
표 2
외관 광택 투과율
(반사율)		 연필경도 부착성
실시예 1 ◎ 97 13 3H △
실시예 2 ○ 92 14 3H ○
비교예 1 ◎ 91 20 4H ×
비교예 2 ○ 95 18 4H ×
비교예 3 × - - - -
상기 실시예 1에서 표기한 조성물에서, 산화 티탄 분말의 함량만을 변화시켜, 산화티탄 분말의 함량에 따른 투과율(반사율) 비교표를 표 3에 정리하였다. 상기 실시예 1을 기본으로 하여, 산화티탄 함량에 따라 제조된 각각의 자외선 경화 코팅 조성물을 폴리카보네이트(PC) 필름위에 Applicator를 이용하여 7㎛로 코팅한 다음 UV( 1000mJ/cm2)을 조사하여 경화시켰다.
표 3
산화티탄 함량(중량%) 투과율
실시예 3 20% 25
실시예 4 23% 21
실시예 5 25% 19
실시예 6 28% 19
실시예 7 30% 18
실시예 8 33% 17
실시예 9 35% 14
상기 실시예 3~9의 외관, 광택, 연필경도, 부착성은 실시예 1과 거의 동등하였다.
표 2에서 보는바와 같이 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 메인으로 하는 실시예 1~2의 경우, 본 발명의 취지에 맞게 대부분의 물성을 만족하였다. 반면에, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 단독으로 하는 비교예 1의 경우, 투과율과 부착성이 안좋았고, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머를 단독으로 사용한 비교예 2의 경우는 광택과 연필경도가 좋은 편이나 부착성이 좋지 않아 사용이 불가능 하였다. 또한, 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머를 단독으로 사용한 비교예 3의 경우, 부착성이 좋을 것으로 예상되었지만 실제로는 도막의 경화가 이루어지지 않았다.
따라서 실시예 1~2의 조성물을 이용한 자외선 경화 코팅 조성물을 사용하여 액정표시장치의 BLU 반사시트를 제조할 경우, BLU 제조비용의 저감과 다양한 필름의 복합화를 이룰 수 있는 요소를 부여할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한 무용제 타입의 도료 적용으로 환경친화적인 시대 요구상에 부합될 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 경화 코팅 조성물은 실제 패턴이 형성되어있는 폴리카보네이트 필름(BLU 필름의 복합화)에 코팅을 하여 기존 대비 반사율 55%이상, 휘도 95%이상을 발현하여 기존 BLU 필름 및 반사시트와 동등한 성능을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 경화 코팅 조성물에 의해 제조된 반사 시트는 엣지형 BLU(사이드 방식)과 직하형 BLU(직하 방식) 에 모두 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 경화 코팅 조성물에 포함되는 산화티탄의 함량에 따 라 광 반사율을 조정할 수 있으므로 BLU 반사필름 이외에 확산 필름 등에의 다양한 적용에도 가능하다.
또한, 발명에 따른 자외선 경화 코팅 조성물은 반사기능을 필요로 하는 태양전지에도 반사필름으로도 사용이 가능할 것으로 보인다.
도 1은 종래 기술에 따른 엣지형 BLU를 도시하는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

Claims (7)

  1. 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함하고,
    상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~2.5 중량%를 포함하고,
    산화 티탄의 함량은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%이고, 분산제의 함량은 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중량%인 자외선 경화 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PU610, PU620, PU640, HS 켐트론 社의 UA-8560TL, UA-800, AGI 社의 230A2, 670A2, 675 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 6관능 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PS610, AGI 社의 706, 707, Cytec 社의 EBECRYL 830, EBECRYL 837, 폴리네트론 社의 PN-5600 및 HS 켐트론 社의 UVT-600Si로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화 도료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 1관능 반응성 아크릴 모노머는 아크릴 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(HPA) 및 이소보닐 아크릴레이트(IBOA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 3관능 반응성 아크릴 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트(TMPTMA), 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(PETA) 및 글리세릴 프로폭실레이티드 트리아크릴레이트(GPTA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 5~6관능 반응성 아크릴 모노머는 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 및 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외성 경화 코팅 조성물.
  4. 수지 혼합물, 산화티탄 및 분산제를 포함하고, 상기 수지 혼합물은 수지 혼합물 전체 중량을 기준으로, 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30~37 중량%, 6관능 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 말레이미드가 도입된 2관능 지방족 타입의 아크릴레이트 올리고머 18~25 중량%, 1관능 반응성 아크릴 모노머 3~10 중량%, 3관능 반응성 아크릴 모노머 10~17 중량%, 5~6관능 반응성 아크릴 모노머 18~25 중량%, 광개시제 5~10 중량%, 소포제 0.4~0.6 중량%, 레벨링제 0.4~1.5 중량%, 부착 증진제 0.5~2.5 중량%를 포함하고, 산화 티탄의 함량은 코팅 조성물 전체 중량의 18~70 중량%이고, 분산제의 함량은 코팅 조성물 전체 중량의 0.1~4.0 중 량%인 자외선 경화 코팅 조성물을 기판 위에 코팅하여 도막을 형성하는 단계; 및
    상기 도막을 경화하여 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 광학 시트의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PU610, PU620, PU640, HS 켐트론 社의 UA-8560TL, UA-800, AGI 社의 230A2, 670A2, 675 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 6관능 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머는 미원상사의 Miramer PS610, AGI 社의 706, 707, Cytec 社의 EBECRYL 830, EBECRYL 837, 폴리네트론 社의 PN-5600 및 HS 켐트론 社의 UVT-600Si로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 1관능 반응성 아크릴 모노머는 아크릴 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(HPA) 및 이소보닐 아크릴레이트(IBOA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 3관능 반응성 아크릴 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트(TMPTMA), 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(PETA) 및 글리세릴 프로폭실레이티드 트리아크릴레이트(GPTA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 5~6관능 반응성 아크릴 모노머는 다이펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 및 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 판상이며, 상기 도막이 형성되는 표면에 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조방법.
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