KR20120077643A - 가스 배리어 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정 구조의 단량체로 공중합된 자외선 경화형 하드코팅층을 기체 투과 차단막에 포함시킴으로써, 기재필름의 평탄도를 높이고, 균열 및 변형을 방지하며, 개선된 열안정성, 공정성, 기체투과도, 표면경도 및 무기층과의 차단성을 제공하는 가스 배리어 필름을 제공하는 것이다.

Description

가스 배리어 필름{Gas barrier film}
본 발명은 가스 배리어 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특정 구조의 단량체로 공중합된 자외선 경화형 유,무기 하이브리드 하드코팅층을 가스 배리어 필름의 버퍼층으로 포함시킴으로써, 플라스틱 기재필름의 평탄도를 높이고, 균열 및 변형을 방지하며, 개선된 열안정성, 공정성, 기체투과도, 표면경도 및 무기층과의 차단성을 제공하는 가스 배리어 필름을 제공하는 것이다.
정보통신기술의 지속적인 발전으로, 현재 유리가 사용되는 평판 디스플레이 시대에서 향후에는 플렉서블(flexible) 디스플레이 시대로 진화할 것으로 예상된다. 디스플레이 기판으로서 판 유리가 많이 사용되었지만, 유리는 파손되기 쉽고 굴곡성이 없으며, 비중이 높고 다양한 형태로의 가공이 어렵다.
반면, 플라스틱 기판은 유리에 비해 얇고, 가벼우며, 유연하고 다양한 형태로 가공할 수 있다. 그러나, 현재까지 개발된 플라스틱 기판은 내열성, 수분 및/산소 차단성, 공정성 면에서 유리에 비해 열등한 물성을 보여준다.
플렉서블 디스플레이에서 사용되는 플라스틱 기판은 기판 공정 및 사용에 요구되는 물성을 갖기 위하여 일반적으로 크게 3개의 층을 포함하고 있다. 플렉서블 디스플레이 플라스틱 기판은 기판의 근간이 되는 플라스틱 기재필름, 산소 및 수분 차단성을 부여하기 위해 무기층으로 된 기체 차단막, 및 상기 기재 필름과 기체 차단막의 물성 차이로 인하여 플라스틱 기판에 크랙이 생성되는 것을 방지하고 기재필름의 평탄도를 개선하기 위한 버퍼층인 평탄층으로 구성되어 있다.
플렉서블 디스플레이 플라스틱 기판을 제조함에 있어서 유기층인 기재 필름과 무기층인 기체 차단막의 물성 특히 열팽창율(CTE:coefficient of thermal expansion) 차이가 커서 공정 중에 발생하는 코팅 응력 및 접착성이 저하되고 이로 인하여 기판에 크랙이 발생하거나 코팅층이 박리되는 문제가 발생하고 있다. 현재 기판으로 사용되는 플라스틱 기재필름의 열팽창율은 10-100ppm/℃인데 비하여, 기체 차단막의 열팽창은 5~9 ppm/℃로 매우 작아서, 기판 공정 조건에 노출되면 기재필름과 기체 차단막 간의 열팽창율 차이로 인하여 크랙이 형성되거나 박리되는 문제가 발생할 수 있고, 이러한 문제는 기체 차단성을 높이기 위해 무기층인 기체 차단막의 구조를 보다 세밀하게 할 수록 더 심각해진다. 또한, 평탄도가 좋지 못한 기재필름은 무기층의 평탄도 저하로 차단성 저하 및 기판 공정 중에 평탄도 저하에 따른 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 목적은 기재필름의 평탄도를 높여 초기휨 발생이 없고, 크랙 발생이 없는 가스 배리어 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 균열 및 변형을 방지하며, 개선된 열안정성, 공정성, 기체투과도, 표면경도 및 무기층과의 차단성을 제공하는 가스 배리어 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 가스 배리어 필름은 기재필름, 1개 이상의 자외선 경화형 유, 무기 하이브리드 하드코팅층 및 1개 이상의 무기층을 포함하고, 상기 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층은 하기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머 및 표면 개질된 실리카를 포함 할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
일 구체예에서, 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 상기 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-80중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 표면 개질된 실리카는 상기 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-55중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층은 다관능 아크릴레이트 모노머 및 다관능 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 및 광개시제를 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 가스 배리어 필름은 상기 기재필름의 편면 또는 양면에 상기 자외선 경화형 하드코팅층과 상기 무기층이 적층된 구조를 가질 수 있다.
일 구체예에서, 기재필름은 고내열성 플라스틱 필름일 수 있다.
일 구체예에서, 기재필름은 무기입자를 더 함유할 수 있다.
일 구체예에서, 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층의 열팽창율(CTE:coefficient of thermal expansion)은 30-50 ppm/℃가 될 수 있다.
본 발명은 기재필름의 평탄도를 높여 초기휨 발생이 없고, 크랙 발생이 없는 가스 배리어 필름을 제공하였다. 또한, 본 발명은 균열 및 변형을 방지하며, 개선된 열안정성, 공정성, 기체투과도, 표면경도 및 무기층과의 차단성을 제공하는 가스 배리어 필름을 제공하였다.
본 발명의 가스 배리어 필름은 기재필름, 1개 이상의 자외선 경화형 하드코팅층 및 1개 이상의 무기층을 포함하고, 상기 자외선 경화형 하드코팅층은 하기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머 및 표면 개질된 실리카를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(상기 식에서, R은 하기 화학식 2로 표시되고,
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 식에서 R1은 수소; 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬기; 또는 탄소수 6개 내지 30개의 아릴기, 아릴알킬기, 또는 알킬아릴기이고, n은 1-5의 정수이다).
상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 2,2,4,4,6,6-헥사히드로-2,2,4,4,6,6-헥사키스(2-((2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시)에톡시)-1,3,5,2,4,6-트리아자트리포스포린이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 통상적인 합성 방법으로 합성할 수도 있고, 상업적으로 시판되는 상품을 구입하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 2,2,4,4,6,6-헥사히드로-2,2,4,4,6,6-헥사키스(2-((2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시)에톡시)-1,3,5,2,4,6-트리아자트리포스포린 Idemitsu PPZ(Kyoeisha Chemical co., Ltd), Idemitsu PPZ U1000, 2000, 3000, 4000(Kyoeisha Chemical co., Ltd)를 사용할 수 있다.
상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-80중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 경도 및 내열성이 약화되지 않고, 크랙이 발생하지 않는다. 바람직하게는 20-50중량%로 포함될 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카는 실란 커플링제 R1Si(OR2)3으로 표면 개질된 실리카가 될 수 있다. 상기에서 R1은 (메타)아크릴레이트기, 비닐기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, R2는 가수분해 가능기로서 탄소수 1-3개의 선형 또는 분지형의 알킬기이다.
상기 표면 개질된 실리카는 하기 화학식 3의 구조를 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 3]
Figure pat00004
(상기 식에서, R1은 (메타)아크릴레이트기, 비닐기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다)
상기 표면 개질된 실리카는 통상적인 합성 방법으로 합성할 수 있다. 예를 들면, 상기 실란 커플링제 R1Si(OR2)3으로 표면 개질된 실리카는 하기 반응식 1에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00005
(상기 식에서, M+은 H+, 또는 알칼리 금속의 1가 양이온이고,
R1은 (메타)아크릴레이트기, 비닐기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
R2는 탄소수 1-3개의 선형 또는 분지형의 알킬기이다)
상기 반응식 1에서 실란 커플링제 R1Si(OR2)3은 실리카와 축합 및 가수 분해 반응함으로써 표면 개질된 실리카를 형성할 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카는 실리카 80-99중량%와 실란 커플링제 R1Si(OR2)3 1-20중량%를 중합함으로써 제조될 수 있다.
또는 상기 표면 개질된 실리카는 상업적으로 시판되는 상품을 구입하여 사용할 수 있다. 예를 들면, Nanopol C764(nano resins co., Ltd) 사용할 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카는 자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-55중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 경도 및 내열성이 약화되지 않고, 크랙이 발생하지 않는다. 바람직하게는 25-40중량%로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 하이브리드 하드코팅층은 상기 화학식 1의 다관능성 포스파젠계 모노머 및 표면 개질된 실리카 이외에 다관능 아크릴레이트 모노머 및 다관능 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 및 광개시제를 더 포함할 수 있다.
다관능 아크릴레이트 모노머 및 다관능 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상은 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 9-25중량%, 바람직하게는 10-25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 수축률 감소 및 내열성이 향상 될 수 있다.
다관능 아크릴레이트 모노머는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리(2-히드록시에틸)이소시아누에이트트리아크릴레이트, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트 및 디시클로데칸디메탄올디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
다관능 아크릴레이트 모노머는 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 9-25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 경도 및 내열성이 약화되지 않고, 크랙이 발생하지 않는다. 바람직하게는 10-25중량%로 포함될 수 있다.
다관능 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 및 멜라민 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
다관능 아크릴레이트 올리고머는 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 9-25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 경도 및 내열성이 약화되지 않고, 크랙이 발생하지 않는다. 바람직하게는 10-25중량%로 포함될 수 있다.
광개시제는 자외선 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 기재필름의 표면에 액상 코팅한 후 자외선을 이용하여 광경화시 광경화에 대한 개시제로 작용한다.
광개시제는 자외선에 대해 일반적으로 작용하는 광개시제가 모두 사용될 수 있다. 예를 들면, 알파히드록시케톤 계열의 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤을 사용할 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다.
광개시제는 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 1-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 경도 및 내열성이 약화되지 않고, 크랙이 발생하지 않는다. 바람직하게는 2-6중량%로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 하드코팅층은 상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머, 다관능 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 아크릴레이트 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상, 광개시제 이외에 부가적인 기능을 제공하기 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제로는 레벨링제, 대전 방지제, 소포제, 광선 차단제, 자외선 흡수제, 가소제, 활제, 필러, 착색제, 안정제, 윤활제, 가교제, 블록킹 방지제, 산화 방지제 등을 들 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 첨가제는 하드코팅층 100중량부에 대하여 0.01-1중량부로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
자외선 경화형 하드코팅층의 두께는 0.1-10㎛, 바람직하게는 3-6㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 기재필름의 평탄도를 높여 초기휨 발생이 없고, 크랙 발생이 없게 할 수 있다.
자외선 경화형 하드코팅층은 열팽창율(CTE)은 30-50 ppm/℃가 될 수 있다. 이는 무기층의 열팽창율인 5-9 ppm/℃와 기재필름의 열팽창율인 10-100 ppm/℃ 각각에 대해 차이를 최소화함으로써 버퍼층 역할을 하여 크랙이 형성되거나 층이 박리되는 문제를 해결할 수 있다.
가스 배리어 필름에 있어서 기재필름은 높은 투광성, 디스플레이 공정 온도를 견딜 수 있는 우수한 내열성 및 낮은 열팽창율을 갖는 고내열성 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 예를 들면, 기재필름은 단일 고분자 또는 1종 이상의 고분자 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적으로, 기재필름은 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
기재필름의 두께는 20-150㎛, 바람직하게는 70-100㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 가스 배리어 필름의 기재 필름으로서 기계적 강도, 가요성, 투명성 , 내열성등이 우수할 수 있다.
기재필름은 무기입자를 더 포함할 수 있다. 무기입자는 예를 들면, 실리카, 판상 또는 구형의 글래스 플레이크 및 나노클레이로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다. 무기입자는 기재필름 중 고형분 기준으로 20-65중량%로 포함될 수 있다.
기재필름의 열팽창율(CTE)은 20-100 ppm/℃가 될 수 있다.
가스 배리어 필름에서 무기층을 구성하는 무기 물질로는 규소, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 주석, 니켈, 티타늄, 탄화수소, 탄탈륨 등 또는 이들의 산화물, 탄화물, 질화물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화탄탈륨, 산화티타늄을 사용할 수 있다.
무기층을 형성하는 방법은 증착법, 코팅법 등의 방법을 모두 사용할 수 있지만, 가스 배리어성이 높은 균일한 박막이 얻어진다는 점에서 증착법이 바람직하다. 이러한 증착법에는, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등의 물리적 기상 증착법(PVD), 화학적 기상 증착법(CVD) 등의 방법이 모두 포함된다.
무기층의 두께는 일반적으로 20-100nm, 바람직하게는 60-90nm가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 충분한 가스 배리어성이 얻어지고, 무기층에 균열이나 박리를 발생시키지 않고 투명성도 우수해진다.
무기층의 열팽창율(CTE)은 2-9 ppm/℃가 될 수 있다.
본 발명의 가스 배리어 필름은 기재필름의 편면 또는 양면에 상기 자외선 경화형 하드코팅층 및 상기 무기층이 적층된 구조를 갖고 있으며, 상기 적층된 구조는 1회 이상, 바람직하게는 2회 이상 반복된 것일 수 있다.
가스 배리어 필름의 구체적인 적층 구조를 살펴보면 다음과 같지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
(1)기재필름 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층
(2)기재필름 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층
(3)기재필름 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층
(4)기재필름 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층
(5)무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 기재필름 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층
(6)무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 기재필름 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층 - 자외선 경화형 하드코팅층 - 무기층
본 발명의 가스 배리어 필름은 통상적인 가스 배리어 필름의 제조 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 기재필름에 자외선 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 코팅한다. 자외선 경화형 하드코팅층 형성용 조성물은 상기 고형 성분 이외에도 용해를 위해 용매를 포함할 수 있다. 용매로는 2-메톡시에탄올, 이소프로판올, 부틸아세테이트, 노르말프로판올 및 에틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 자외선 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 기재필름에 코팅하고 300-800mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화시켜 기재필름 위에 자외선 경화형 하드코팅층을 형성한다. 그런 다음, 무기층을 형성할 수 있는 무기 물질을 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등의 물리적 기상 증착법(PVD), 화학적 기상 증착법(CVD) 등을 사용하여 자외선 경화형 하드코팅층 위에 무기층을 형성함으로써 가스 배리어 필름을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
1.다관능 아크릴레이트 모노머:디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA) NOPCOMER 4612(Sanopco co., Ltd), 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA) M340(미원상사), 디시클로데칸디메탄올디아크릴레이트(DCPA) NK ESTER ADCP(Shin-Nakamura Chemical co., Ltd)
2.다관능 포스파젠계 모노머:2,2,4,4,6,6-헥사히드로-2,2,4,4,6,6-헥사키스(2-((2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시)에톡시)-1,3,5,2,4,6-트리아자트리포스포린 Idemitsu PPZ(Kyoeisha Chemical co., Ltd)
3.실란 커플링제로 표면 개질된 실리카: Nanopol C764(nano resins co.,Ltd)
4.다관능 아크릴레이트 올리고머:다관능 우레탄 아크릴레이트 EB1290(SK cytec co., Ltd)
5.광개시제:1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 Irgacure 184(Ciba speciality Chemical Inc)
6.용매:2-메톡시에탄올(MCS), 부틸아세테이트(BA), 이소프로필알콜(IPA)
제조예 1-7: 자외선 경화형 하드코팅층의 제조
용매 2-메톡시에탄올 20중량부에 광개시제 Irgacure-184 2.5중량부를 혼합하고 25℃에서 30분 동안 800rpm으로 교반하여, 광개시제를 용해시켰다. 얻은 혼합액에 다관능 아크릴레이트 올리고머, 다관능 아크릴레이트 모노머 다관능 포스파젠계 모노머, 부틸아세테이트 및 이소프로필알코올을 하기 표 1에 기재된 함량으로 첨가하고, 25℃에서 40분 동안 교반하여 자외선 경화형 코팅층 조성물을 제조하였다.
성분 (단위:중량%) 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6 제조예 7
다관능 아크릴레이트 모노머 DPHA 3 3 8 3 - 20 10
DCPA 2 2 2 - - 3 3
PETA - - - - 8 - -
다관능 포스파젠계 모노머 Idemitsu PPZ 9 12 18 12 20 - -
다관능 아크릴레이트 올리고머 EB1290 6 3 - 6 10 10 20
표면개질
실리카		 Nanopol C764 13 10 12 12 10 - -
광개시제 Irgacure 184 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
용매 MCS 20 20 20 20 20 20 20
BA 17.5 20.5 10.5 27.5 9.5 17.5 17.5
IPA 27 27 27 27 20 27 27
실시예 1:가스 배리어 필름의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트 기재필름에 상기 제조예 1에서 제조한 자외선 경화형 코팅층 조성물을 부은 후 #9 코트 바(coat bar)로 30m/분으로 긁어서 도포하였다. 균일하게 도포한 후 60℃의 오븐에서 5분 동안 건조시키고 수은 램프 800mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화시켜 자외선 경화형 하드코팅층을 제조하였다. 상기 하드코팅층 위에 배치식 스퍼터링(sputtering) 장치의 챔버 내에 놓고 질화 규소를 타겟으로 챔버내에 설치하였다. 질화 규소와 하드코팅층 간의 거리는 50mm로 설정하였다. 성막 시의 첨가 가스로서 산소와 아르곤을 사용하였다. 챔버 내를 진공도 2.5 x 10-4Pa까지 감압하였고, 챔버 내에 산소 가스를 유량 10sccm(standard cubic centimeter per minute), 아르곤 간스를 유량 30sccm으로 도입하고 RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 투입 전력 1.2 KW로 하드코팅층 상에 두께 100nm의 질화규소 막인 무기 배리어 층을 형성하였다.
실시예 2-5:가스 배리어 필름의 제조
상기 실시예 1에서 상기 제조예 1에서 제조한 자외선 경화형 코팅층 조성물 대신에 하기 표 2에 기재된 것을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 가스 배리어 필름을 제조하였다.
비교예 1-2:가스 배리어 필름의 제조
상기 실시예 1에서 상기 제조예 1에서 제조한 자외선 경화형 코팅층 조성물 대신에 하기 표 2에 기재된 것을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 가스 배리어 필름을 제조하였다.
실험예:가스 배리어 필름의 물성 측정
상기 실시예와 비교예에서 제조한 가스 배리어 필름에 대해 하기 표 2에 기재된 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<물성 측정 방법>
1.초기휨:가스 배리어 필름 100mm x 100mm을 평탄한 곳에 놓은 후 휘어진 최고 높이를 측정하였다. 하기 그림에서 H가 된다. 측정된 H가 5mm 미만인 경우 "양호", 5mm 이상인 경우 "불량"으로 기재하였다.
Figure pat00006

2.고내열성:가스 배리어 필름 100mm x 100mm을 Convection oven(제품명, 제조사)에서 150℃에서 3시간 동안 방치한 후 육안으로 외관을 관찰하여 크랙이 발생하는지 여부를 측정하였다.
3.내스크래치성:가스 배리어 필름 100mm x 100mm에 대하여 Steelwool #0000을 가지고 50g 하중에서 10회 왕복으로 마모를 실시하여 긁힘이 있는지 여부를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
자외선 경화형 하드 코팅층 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6 제조예 7
초기휨 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량
고내열성 크랙없음 크랙없음 크랙없음 크랙없음 크랙없음 크랙있음 크랙있음
내스크래치성 긁힘없음 긁힘없음 긁힘없음 긁힘없음 긁힘없음 긁힘없음 긁힘없음
상기 표 2에서 살핀 바와 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름은 초기 휨 현상이 없고, 크랙 현상이 없음을 알 수 있다. 반면에, 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머를 포함하지 않는 비교예 1 및 2의 가스 배리어 필름은 초기 휨 평가시 불량이었고 기재필름-무기층의 적층에서도 크랙이 발생되었다.

Claims (13)

  1. 기재필름, 1개 이상의 자외선 경화형 하드코팅층 및 1개 이상의 무기층을 포함하고, 상기 자외선 경화형 하드코팅층은 하기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머 및 표면 개질된 실리카를 포함하는 가스 배리어 필름.
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    (상기 식에서, R은 하기 화학식 2로 표시되고,
    [화학식 2]
    Figure pat00008

    상기 식에서 R1은 수소; 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬기; 또는 탄소수 6개 내지 30개의 아릴기, 아릴알킬기, 또는 알킬아릴기이고, n은 1-5의 정수이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 상기 자외선 경화형 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-80중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 실리카는 실리카 80-99중량%와 R1Si(OR2)3 1-20중량%가 중합된 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 다관능 포스파젠계 모노머는 2,2,4,4,6,6-헥사히드로-2,2,4,4,6,6-헥사키스(2-((2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시)에톡시)-1,3,5,2,4,6-트리아자트리포스포린인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 하드코팅층은 다관능 아크릴레이트 모노머 및 다관능 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 및 광개시제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다관능 아크릴레이트 모노머는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리(2-히드록시에틸)이소시아누에이트트리아크릴레이트, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트 및 디시클로데칸디메탄올디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  7. 제5항에 있어서, 상기 다관능 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 및 멜라민 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가스 배리어 필름은 상기 기재필름의 편면 또는 양면에 상기 자외선 경화형 하드코팅층 및 상기 무기층이 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 가스 배리어 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가스 배리어 필름에서 상기 적층된 구조는 1회 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기재필름은 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 기재필름은 무기입자를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 무기입자는 실리카, 판상 또는 구형의 글래스 플레이크(glass flake) 및 나노클레이(nanoclay)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 하드코팅층의 열팽창율(CTE:coefficient of thermal expansion)은 30-100 ppm/℃인 것을 특징으로 하는 가스 배리어 필름.
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