KR20120077915A - Hard coating film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하드코팅필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 서로 다른 입경을 가지며 무기나노입자를 2종 이상 포함함으로써, 도막 두께 10㎛이하에서도 연필 경도 3H 이상을 유지할 수 있고 말림(curl)이 낮은 하드코팅필름에 관한 것이다.
The present invention relates to a hard coat film. More specifically, the present invention relates to a hard coating film having a different particle diameter and including two or more inorganic nanoparticles, so that pencil hardness of 3H or more can be maintained even with a coating film thickness of 10 μm or less and the curl is low.
편광판은 일반적으로 폴리비닐알코올 등으로 이루어지는 필름 상의 편광자 양면에 셀룰로오스계 수지 필름이 접합된 것이 일반적으로 이용되고 있다. 통상 한쪽의 기재필름에는 운송 중의 표면 손상 방지 등의 목적으로 보호필름이 접착되고, 다른 쪽의 수지필름에는 점착체층 및 이형필름이 적층되는 다층구조로 이루어져 있다. 이러한 편광판은 액정표시장치의 주요한 구성 부품으로 이용되고 있다. 이러한 편광판을 각종 환경 하에서 사용함에 있어 높은 내구성을 발휘하기 위해서는, 편광 표면처리 중 고경도 하드코팅 제품의 요구가 증가되고 있다.The polarizer is generally used in which a cellulose resin film is bonded to both surfaces of a polarizer on a film made of polyvinyl alcohol or the like. Usually, a protective film is adhered to one base film for the purpose of preventing surface damage during transportation, and the other resin film has a multilayer structure in which an adhesive layer and a release film are laminated. Such a polarizing plate is used as a major component of a liquid crystal display device. In order to exhibit high durability in using such a polarizing plate under various environments, there is an increasing demand for high hardness hard coating products during polarization surface treatment.
종래 고경도의 제품을 구현하기 위해서는 하드코팅층의 도막 두께가 10㎛ 이상이 되어야 연필 경도 3H 이상을 만족시킬 수 있다. 그러나, 도막 두께가 증가할수록 자외선 경화시 수축이 증가함으로써 말림(curling)이 심하여 편광판 제조시 필름 파단을 야기시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조 단가 측면에서도 불리한 점이 있다.In order to implement a conventional high hardness product, the coating thickness of the hard coating layer may be 10 μm or more to satisfy pencil hardness 3H or more. However, as the thickness of the coating film increases, the shrinkage during UV curing increases, which causes severe curling, which may cause breakage of the film in manufacturing the polarizer, and also has disadvantages in terms of manufacturing cost.
따라서, 도막 두께가 10㎛ 이하의 두께에서도 고경도 예를 들면 연필 경도 3H 이상을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 말림 현상이 적은 하드코팅층을 갖는 하드코팅필름을 개발할 필요가 있다.
Therefore, it is necessary to develop a hard coating film having a hard coating layer which can satisfy high hardness, for example, pencil hardness of 3H or more, even with a coating film thickness of 10 μm or less, and less curling phenomenon.
본 발명의 목적은 도막 두께가 10㎛ 이하의 두께에서도 고경도 예를 들면 연필 경도 3H 이상을 구현할 수 있는 하드코팅필름을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a hard coating film that can realize high hardness, for example, pencil hardness 3H or more, even with a thickness of 10 μm or less.
본 발명의 다른 목적은 연필 경도 3H 이상을 구현하면서 말림 현상이 적은 하드코팅필름을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a hard coating film with less curling while implementing a pencil hardness of 3H or more.
본 발명의 하드코팅필름은 자외선 경화형 수지; 광개시제; 및 평균 입경(D50)이 5-15nm, 16-30nm 및 30-100nm인 무기나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상을 포함하고, 연필 경도가 3H 이상인 하드코팅층을 가질 수 있다.The hard coat film of the present invention is an ultraviolet curable resin; Photoinitiators; And an inorganic nanoparticle having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm, 16-30 nm, and 30-100 nm, and may have a hard coating layer having a pencil hardness of 3H or more.
일 구체예에서, 하드코팅층은 평균 입경(D50)이 5-15nm 및 16-30nm인 (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the hard coat layer may include inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate having an average particle diameter (D50) of 5-15nm and 16-30nm.
일 구체예에서, 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균 입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자의 중량비는 1:1 내지 1:9가 될 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm to inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm may be 1: 1 to 1: 9.
일 구체예에서, 하드코팅층은 평균 입경(D50)이 5-15nm 및 30-100nm인 무기나노입자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the hard coating layer may include inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15nm and 30-100nm.
일 구체예에서, 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균 입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 중량비는 1:1 내지 1:9가 될 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm: the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm may be 1: 1 to 1: 9.
일 구체예에서, 하드코팅층은 평균 입경(D50)이 5-15nm, 16-30nm 및 30-100nm인 무기나노입자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the hard coat layer may include inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15nm, 16-30nm and 30-100nm.
일 구체예에서, 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균 입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자 : 평균 입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 중량비는 1: 1 ~ 4 : 1 ~ 5가 될 수 있다.
In one embodiment, the weight ratio of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm is 1 : 1 ~ 4: can be 1 ~ 5.
본 발명은 도막 두께가 10㎛ 이하의 두께에서도 고경도 예를 들면 연필 경도 3H 이상을 구현할 수 있는 하드코팅필름을 제공하였다. 또한, 본 발명은 연필 경도 3H 이상을 구현하면서 말림 현상이 적은 하드코팅필름을 제공하였다.
The present invention provides a hard coating film that can realize high hardness, for example, pencil hardness 3H or more, even with a thickness of 10 μm or less. In addition, the present invention provides a hard coating film with less curling while implementing a pencil hardness of 3H or more.
본 발명의 하드코팅필름은 두께 10㎛ 이하, 바람직하게는 1-10㎛에서 연필 경도가 3H 이상이 될 수 있다. 통상적으로 고경도의 하드코팅필름을 구현하기 위해서는 하드코팅층의 두께가 10㎛ 이상이 되어야 연필 경도 3H 이상이 될 수 있다. 그러나, 두께가 증가할 수록 말림(curling)이 심하다. 그러나, 본 발명의 하드코팅필름은 두께 10㎛ 이하, 바람직하게는 1-10㎛에서 연필 경도가 3H 이상이 될 수 있을 뿐만 아니라 말림이 낮은 것을 특징으로 한다.The hard coating film of the present invention may have a pencil hardness of 3H or more at a thickness of 10 μm or less, preferably 1-10 μm. In general, in order to realize a hard coating film having a high hardness, the thickness of the hard coating layer may be 10 μm or more, so that the pencil hardness may be 3H or more. However, as the thickness increases, the curling becomes more severe. However, the hard coating film of the present invention is characterized in that the pencil hardness can be more than 3H or more at a thickness of 10 μm or less, preferably 1-10 μm, and the curling is low.
이하, 하드코팅층에 포함되는 각 성분을 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component contained in a hard coat layer is explained in full detail.
무기나노입자Inorganic Nanoparticles
본 발명의 하드코팅필름에서 하드코팅층은 (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자를 포함하되, 서로 다른 입경을 갖는 무기나노입자를 2종 이상, 바람직하게는 3종 이상, 더 바람직하게는 3종을 포함할 수 있다.In the hard coating film of the present invention, the hard coating layer includes inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate, but at least two inorganic nanoparticles having different particle diameters, preferably three or more, and more preferably It may include three species.
(메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자는 통상적으로 하드코팅층에서 표면 경도를 증가시키기 위해 사용된다. 그러나, 표면 경도를 높이기 위해 무기나노입자를 임의로 사용할 경우 하드코팅층의 두께가 두꺼워질 수 있고 이는 자외선 경화시 말림 현상을 유발할 수 있다.Inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate are commonly used to increase the surface hardness in the hard coat layer. However, if the inorganic nanoparticles are used arbitrarily to increase the surface hardness, the thickness of the hard coating layer may become thick, which may cause curling during UV curing.
본 발명에서는 서로 다른 입경을 갖는 무기나노입자를 사용하되, 무기나노입자의 입경과 함량 비율을 조절함으로써 연필 경도를 향상시킬 뿐만 아니라 말림 현상도 없게 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, using inorganic nanoparticles having different particle diameters, by adjusting the particle diameter and content ratio of the inorganic nanoparticles, it is characterized in that not only improve the pencil hardness, but also no curling phenomenon.
본 발명의 하드코팅층에서 2종 이상의 무기나노입자를 사용할 경우, 평균 입경(D50)이 5-15nm, 16-30nm 및 30-100nm인 무기나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상을 사용할 수 있다. When using two or more kinds of inorganic nanoparticles in the hard coating layer of the present invention, two or more kinds selected from the group consisting of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm, 16-30 nm and 30-100 nm may be used. .
일 구체예에서는 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자와 평균입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자의 중량비는 1:1-1:9가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 두께가 증가하지 않으면서 연필 경도를 높일 수 있고 말림 현상이 없다. 바람직하게는, 1:2-1:5가 될 수 있다.In one embodiment, a mixture of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm and inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm may be used. In this case, the weight ratio of the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm: the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm may be 1: 1-1: 9. Within this range, the pencil hardness can be increased without increasing the thickness of the hard coat layer and there is no curling phenomenon. Preferably, it may be 1: 2-1: 5.
다른 구체예에서는 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자와 평균입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 중량비는 1:1-1:9가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 두께가 증가하지 않으면서 연필 경도를 높일 수 있고 말림 현상이 없다. 바람직하게는, 1:2-1:5가 될 수 있다.In another embodiment, a mixture of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm and inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm may be used. In this case, the weight ratio of the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm to the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm may be 1: 1-1: 9. Within this range, the pencil hardness can be increased without increasing the thickness of the hard coat layer and there is no curling phenomenon. Preferably, it may be 1: 2-1: 5.
또 다른 구체예에서는 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자, 평균입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자 및 평균입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때 평균 입경(D50)이 5-15nm인 무기나노입자 : 평균입경(D50)이 16-30nm인 무기나노입자 : 평균입경(D50)이 30-100nm인 무기나노입자의 중량비는 1 : 1 ~ 4 : 1 ~ 7가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 두께가 증가하지 않으면서 연필 경도를 높일 수 있고 말림 현상이 없다. 바람직하게는, 1 : 2~3 : 6~7 가 될 수 있다.In another embodiment, a mixture of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm, inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm, and inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm may be used. Can be. In this case, the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm: Inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm: Inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm have a weight ratio of 1: 1 to 4 Can be from 1 to 7. Within this range, the pencil hardness can be increased without increasing the thickness of the hard coat layer and there is no curling phenomenon. Preferably, 1: 2-3: 6-7 .
본 발명에서 사용되는 (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자는 균일한 자기분산 특성있으며, 투과하는 빛을 산란시키지 않고 안정적인 분산 특성을 가져 입자간의 엉김 현상이 없어 투명성이 높고 혼탁도가 낮다.Inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate used in the present invention have uniform self-dispersion characteristics, have a stable dispersion characteristics without scattering the transmitted light, there is no entanglement between particles, high transparency and low turbidity .
이러한 무기나노입자는 무기나노입자의 전체 표면적 대비 3-50%가 (메타)아크릴레이트 화합물로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 범위 내에서, 균일한 분산성과 투명성을 갖는다.Such inorganic nanoparticles can be used that 3-50% of the total surface area of the inorganic nanoparticles surface-treated with a (meth) acrylate compound. Within this range, it has uniform dispersibility and transparency.
무기나노입자는 특별히 제한되지 않고, 유기 입자, 무기 입자 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다. 바람직하게는, SiO2, Al2O3, CaCO3, TiO2 등에서 1종 이상 사용될 수 있다.The inorganic nanoparticles are not particularly limited and may be organic particles, inorganic particles or a mixture thereof. Preferably, at least one of SiO 2, Al 2 O 3, CaCO 3, TiO 2, and the like may be used.
무기나노입자는 표면처리되지 않은 상태로 포함될 수 있지만, (메타)아크릴레이트로 표면처리된 것을 사용할 수도 있다. Inorganic nanoparticles may be included in a state where they are not surface treated, but those surface-treated with (meth) acrylate may be used.
무기나노입자 표면처리제로는 비닐계, 에폭시계, 메타아크릴록시계, 아미노계 등으로 이루어진 실란 커플링제 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 아크릴레이트계 수지와 화학적 결합을 위해 (메타)아크릴록시계 실란커플링제로 무기나노입자를 표면처리하는 것은 통상적인 방법이다.The inorganic nanoparticle surface treating agent may be one or more selected from the group of silane coupling agents consisting of vinyl, epoxy, methacrylooxy, amino, and the like, but is not limited thereto. Surface treatment of inorganic nanoparticles with a (meth) acryloxy silane coupling agent for chemical bonding with an acrylate resin is a common method.
(메타)아크릴레이트로 무기나노입자를 표면 처리하는 방법은 통상적인 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 무기나노입자와 (메타)아크릴레이트 간의 화학적 결합을 통해 표면 처리될 수 있다. 상기 화학적 결합을 위해, 무기나노입자는 비닐계, 에폭시계, (메타)아크릴록시계 및 아미노계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 실란 커플링제로 전 처리될 수 있다.The surface treatment of the inorganic nanoparticles with (meth) acrylate can be carried out by conventional methods. For example, it may be surface treated through chemical bonding between inorganic nanoparticles and (meth) acrylate. For the above chemical bonding, the inorganic nanoparticles may be pretreated with one or more silane coupling agents selected from the group consisting of vinyl, epoxy, (meth) acryloxy and amino.
(메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자는 자외선 경화형 수지, (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자 및 광개시제를 포함하는 하드코팅층 중 고형분 기준으로 10-70중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 표면경도가 저하되지 않고 말림 현상이 없으며 필름 도막의 혼탁도가 증가하지 않을 수 있다. 바람직하게는 20-50중량%로 포함될 수 있다.
The inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate may be included in an amount of 10-70% by weight based on solids in the hard coating layer including an ultraviolet curable resin, inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate, and a photoinitiator. Within this range, the surface hardness does not decrease, there is no curling phenomenon, and the turbidity of the film coating film may not increase. Preferably it may be included in 20-50% by weight.
본 발명의 하드코팅층은 무기나노입자 이외에 자외선 경화형 수지 및 광개시제를 포함할 수 있다.The hard coating layer of the present invention may include an ultraviolet curable resin and a photoinitiator in addition to the inorganic nanoparticles.
자외선 경화형 수지UV curable resin
자외선 경화형 수지는 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 수지로서, 예를 들면 우레탄수지, 폴리에스테르수지, 폴리에테르수지, 아크릴수지, 에폭시수지, 알키드수지, 스피로아세탈수지, 폴리부타디엔수지, 폴리티올폴리엔수지, 다가알코올 등의 다관능 화합물의 (메타)아크릴레이트수지 등이 있다. 바람직하게는, 우레탄수지를 사용할 수 있다.UV-curable resins are resins having acrylate-based functional groups, for example urethane resins, polyester resins, polyether resins, acrylic resins, epoxy resins, alkyd resins, spiro acetal resins, polybutadiene resins, polythiol polyene resins, And (meth) acrylate resins of polyfunctional compounds such as polyhydric alcohols. Preferably, urethane resin can be used.
구체적인 예로는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-디글리시딜 에테르의 디(메타)아크릴레이트, 다가 알코올과 다가 카르복시산 및 그 무수물과 아크릴산을 에스테르화함으로써 얻을 수 있는 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리실록산폴리아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타아크릴레이트 및 글리세린트리메타아크릴레이트, 방향족 우레탄, 지환족 우레탄 및 우레탄 아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.Specific examples include ethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acryl Polyester (meth) acrylates obtained by esterifying polylate poly (meth) acrylates, di (meth) acrylates of bisphenol A-diglycidyl ether, polyhydric alcohols and polyhydric carboxylic acids, and their anhydrides and acrylic acids , Polysiloxane polyacrylate, urethane (meth) acrylate, pentaerythritol tetramethacrylate and glycerin trimethacrylate, aromatic urethane, cycloaliphatic urethane and urethane acrylate resin may be at least one selected from the group consisting of However, it is not limited to these.
또한, 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 자외선 경화형 수지에는 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물이 포함될 수 있다.In addition, the ultraviolet curable resin having an acrylate-based functional group may include an acrylate compound having a hydroxy group.
이러한 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트 올리고머, 2-히드록시프로필아크릴레이트 올리고머, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 올리고머 등의 올리고머, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 카프로락톤(메타)아크릴레이트, 2,3-디히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트 등의 모노머가 사용될 수 있다.The acrylate compound which has such a hydroxyl group is oligomers, such as 2-hydroxyethyl acrylate oligomer, 2-hydroxypropyl acrylate oligomer, pentaerythritol triacrylate oligomer, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- Monomers such as hydroxypropyl (meth) acrylate, caprolactone (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxymethylcyclohexyl (meth) acrylate can be used. .
또한, 자외선 경화형 수지로는 불소 함유 에폭시 아크릴레이트, 불소 함유 알콕시실란 등 불소를 함유하는 수지일 수 있다. 구체적인 예로는 2-(퍼플루오로데실)에틸 (메타)아크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 3-(퍼플루오로-9-메틸데실)-1,2-에폭시프로판, (메타)아크릴산-2,2,2-트리플루오로에틸, (메타)아크릴산-2,2,2-트리플루오로메틸, 3,3,3-트리플루오로프로필 등이 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.In addition, the ultraviolet curable resin may be a resin containing fluorine, such as a fluorine-containing epoxy acrylate and a fluorine-containing alkoxysilane. Specific examples include 2- (perfluorodecyl) ethyl (meth) acrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3- (perfluoro-9-methyldecyl) -1 , 2-epoxypropane, (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoroethyl, (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoromethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, and the like However, it is not limited to these.
자외선 경화형 수지는 자외선 경화형 수지, (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자 및 광개시제를 포함하는 하드코팅층 중 고형분 기준으로 30-89중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 연필 경도가 좋고 내스크래치성이 좋으며 말림이 발생하지 않는다. 바람직하게는, 50-80중량%로 포함될 수 있다.
The ultraviolet curable resin may be included in an amount of 30 to 89% by weight based on the solid content of the hard coat layer including the ultraviolet curable resin, inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate and a photoinitiator. Within this range, the pencil hardness of the hard coat layer is good and the scratch resistance is good and no curling occurs. Preferably, it may be included in 50-80% by weight.
광개시제Photoinitiator
광개시제는 종래 통상적으로 사용되는 공지의 광개시제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤과 같은 벤조페논계 화합물을 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.A photoinitiator can use the photoinitiator well-known conventionally used conventionally. For example, although a benzophenone type compound like 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone can be used, it is not limited to these.
광개시제는 자외선 경화형 수지, (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자 및 광개시제를 포함하는 하드코팅층 중 고형분 기준으로 0.1-1.0중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 미경화 없이 연필경도 및 내스크래치 물성을 만족한다. 바람직하게는 0.3-0.7중량%로 포함될 수 있다.
The photoinitiator may be included in an amount of 0.1-1.0 wt% based on solids in the hard coating layer including the ultraviolet curable resin, the inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate, and the photoinitiator. Within this range, it satisfies the pencil hardness and the scratch resistance without uncuring. Preferably it may be included in 0.3-0.7% by weight.
본 발명의 하드코팅층은 다관능 모노머를 더 포함할 수 있다. The hard coat layer of the present invention may further include a polyfunctional monomer.
다관능Multifunctional 모노머Monomer
다관능 모노머는 2관능 이상, 바람직하게는 6관능 이상인 모노머가 될 수 있다. 예를 들면, 다관능 모노머는 히드록시기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트 및 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다. The polyfunctional monomer may be a monomer which is bifunctional or higher, preferably 6 or higher. For example, the polyfunctional monomer may be at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate and a fluorine-modified polyfunctional (meth) acrylate.
히드록시기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트는 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀A디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.The hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylates include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1, 6-hexanediol diacrylate, neopentyl diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol diacrylate, dipentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol pentaacryl Latex, pentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, bisphenol A diacrylate, trimethylol propane triacrylate, novolac epoxy acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol Di (meth) acrylate, 1,6-hexanedioldi (meth) acrylate to be at least one selected from the group consisting of However, it is not limited thereto.
다관능 모노머를 포함할 경우, 하드코팅층에서 자외선 경화형 수지는 35-59중량%로 포함되고, 다관능 모노머는 10-30중량%로 포함되고, 무기나노입자는 30-50중량%로 포함되고, 광개시제는 0.1-5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 하드코팅층의 연필경도와 내스크래치성이 좋을 수 있다. 바람직하게는 10-20중량%로 포함될 수 있다.
When the polyfunctional monomer is included, the UV-curable resin is included in the hard coat layer in 35-59% by weight, the polyfunctional monomer is contained in 10-30% by weight, the inorganic nanoparticles are included in 30-50% by weight, Photoinitiator may be included in 0.1-5% by weight. Within this range, the pencil hardness and scratch resistance of the hard coat layer may be good. Preferably it may be included in 10-20% by weight.
본 발명의 하드코팅층은 광증감제, 광감감제, 중합금지제, 레벨링제, 습윤성 개량제, 계면활성제, 가소제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 대전방지제, 실란커플링제, 무기충전제, 소포제 등과 같은 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
The hard coating layer of the present invention is conventional, such as photosensitizers, photosensitizers, polymerization inhibitors, leveling agents, wetting properties improvers, surfactants, plasticizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, antistatic agents, silane coupling agents, inorganic fillers, antifoaming agents and the like It may further include an additive. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
본 발명의 하드코팅필름은 기재필름과 상기 하드코팅층을 포함할 수 있는데, 기재필름 위에 하드코팅층이 형성되어 있는 구조로 되어 있다.The hard coating film of the present invention may include a base film and the hard coating layer, the hard coating layer is formed on the base film.
기재필름은 예를 들면 셀룰로오스 에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 노르보넨계 수지, 폴리아릴레이트계 수지 및 폴리술폰계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다. 바람직하게는, 아세틸 셀룰로오스계 수지인 트리아세틸셀룰로오즈 필름을 사용할 수 있다.The base film may be, for example, at least one selected from the group consisting of cellulose ester resins, polyester resins, polycarbonate resins, norbornene resins, polyarylate resins, and polysulfone resins. Preferably, the triacetyl cellulose film which is acetyl cellulose resin can be used.
기재필름의 두께는 80㎛가 될 수 있고, 하드코팅층의 두께는 10㎛ 이하, 바람직하게는 3-8㎛가 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the base film may be 80 μm, and the thickness of the hard coating layer may be 10 μm or less, preferably 3-8 μm, but is not limited thereto.
본 발명의 하드코팅필름은 편광판에서 편광자의 보호 및 지지 역할을 하도록 장착될 수 있다.Hard coating film of the present invention may be mounted to serve as a protective and support of the polarizer in the polarizing plate.
하드코팅필름을 제조하는 방법은 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 조성물을 기재필름에 도포하는 단계; 상기 조성물을 건조시키는 단계; 및 상기 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. Method for producing a hard coating film comprises the steps of preparing a composition for forming a hard coating layer; Applying the composition to a base film; Drying the composition; And curing the composition.
하드코팅층 형성용 조성물을 제조하는 단계에서는 본 발명의 하드코팅층에 포함되는 각 성분들을 첨가하여 조성물을 제조한다. 각 성분에 대한 내용은 상술한 바와 같다. 조성물에는 상기 자외선 경화성 수지에 용해성 및 팽윤성이 있는 용매가 사용될 수 있다.In the step of preparing a composition for forming a hard coating layer, the composition is prepared by adding each component included in the hard coating layer of the present invention. The content of each component is as above-mentioned. In the composition, a solvent having solubility and swellability in the ultraviolet curable resin may be used.
용매는 자외선 경화성 수지에 용해성 및 팽윤성이 있는 용매가 사용될 수 있다. 구체적인 예로는 케톤류로서 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산논, 아세톤, 디아세톤알코올 또는 다가알콜, 에테르류로서 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 또는 셀로솔브아세테이트, 에스테르류로서 아세트산메틸, 아세트산에틸 또는 아세트산부틸, 할로겐화탄화수소류로서 클로로포름, 염화메틸렌 또는 테트라클로로에탄, 질소 포함 화합물로서 니트로메탄, 아세토니트릴, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드가 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The solvent may be a solvent that is soluble and swellable in the ultraviolet curable resin. Specific examples include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetone, diacetone alcohol or polyalcohol as ketones, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve or cellosolve acetate, ester as ethers. Examples include methyl acetate, ethyl acetate or butyl acetate, chloroform, methylene chloride or tetrachloroethane as halogenated hydrocarbons, nitromethane, acetonitrile, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide as nitrogen-containing compounds, These can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
도포하는 단계에서는 제조된 하드코팅층 형성용 조성물을 기재필름 상에 도포한다. 조성물을 기재필름에 도포하는 방법으로는 바 코팅법, 나이프 코팅법, 그라비어 코팅법, 마이크로 그라비어 코팅법, 슬롯다이 코팅법 등이 사용될 수 있다.In the applying step, the prepared composition for forming a hard coat layer is applied on a base film. As a method of applying the composition to the base film, a bar coating method, a knife coating method, a gravure coating method, a micro gravure coating method, a slot die coating method, or the like may be used.
건조 단계에서는 도포된 하드코팅층 형성용 조성물을 건조시켜 용매를 제거한다.In the drying step, the applied composition for forming a hard coat layer is dried to remove the solvent.
자외선 경화 단계에서는 자외선을 조사하여 건조된 하드코팅층 형성용 조성물을 경화시켜 기재필름에 하드코팅층을 형성한다. 자외선 램프로는 고압 수은램프, 메탈할라이드 램프, 제논램프, 마이크로웨이브 방식의 무전극 램프 등이 있다. 파장 범위는 250-360nm이고, 광량은 180-250mJ/cm2이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
In the ultraviolet curing step, a hard coating layer is formed on the base film by curing the dried hard coating layer-forming composition by irradiation with ultraviolet rays. Ultraviolet lamps include high pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, and microwave electrodeless lamps. The wavelength range is 250-360 nm, and the light amount may be 180-250 mJ / cm 2, but is not limited thereto.
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.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.Specific specifications of the components used in the following examples and comparative examples are as follows.
1. 자외선 경화형 수지: HX-920UV(Kyoeisha)1.UV curable resin: HX-920UV (Kyoeisha)
2. 다관능 모노머: DPHA(SK cytec)2. Multifunctional monomer: DPHA (SK cytec)
3. (메타)아크릴레이트로 표면 처리된 무기나노입자3. Inorganic nanoparticles surface-treated with (meth) acrylate
- Optisol-SST650U(평균 입경:12nm, Ranco)Optisol-SST650U (average particle size: 12nm, Ranco)
- Optisol-SST350T1(평균 입경:22nm, Ranco)Optisol-SST350T1 (average particle size: 22nm, Ranco)
- Optisol-SST2350T3(평균 입경:50nm, Ranco)Optisol-SST2350T3 (average particle size: 50nm, Ranco)
4. 광개시제: Irgacure 184(Ciba Specialty)4. Photo Initiator: Irgacure 184 (Ciba Specialty)
5. 기재필름: 트리아세틸셀룰로오스 필름(두께:80㎛, Normal TAC, 효성)
5. Base film: Triacetyl cellulose film (thickness: 80㎛, Normal TAC, Hyosung)
실시예 1-3:하드코팅필름의 제조Example 1-3 Preparation of Hard Coating Film
용제로서 에틸아세테이트 10g 및 메틸에틸케톤 20g에 자외선 경화형 수지 45중량부, 다관능 모노머 14.9중량부, 및 무기나노입자의 평균 입경(D50)(nm) 및 함량(중량부)을 하기 표 1에 기재된 함량으로 혼합하고 20분 동안 교반한 뒤 광중합개시제 0.1중량부를 첨가하고 10분 동안 교반하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.As the solvent, 45 parts by weight of the ultraviolet curable resin, 14.9 parts by weight of the polyfunctional monomer, and the average particle diameter (D50) (nm) and the content (parts by weight) of the inorganic nanoparticles in 10 g of ethyl acetate and 20 g of methyl ethyl ketone are shown in Table 1 below. After mixing the content and stirred for 20 minutes, 0.1 part by weight of a photoinitiator was added and stirred for 10 minutes to prepare a composition for forming a hard coat layer.
얻은 조성물은 트리아세틸셀룰로오스 필름에 #16 meyer 바 코터(bar coater)를 이용하여 7㎛로 코팅한 후 80℃에서 40초 동안 건조시켰다. 건조시킨 후 고압 수은등으로 180mJ/cm2의 광량으로 자외선 조사를 실시하여 경화시킴으로써, 7㎛ 두께의 하드코팅필름을 제조하였다.
The obtained composition was coated on a triacetyl cellulose film by using a # 16 meyer bar coater (7 μm) and dried at 80 ° C. for 40 seconds. After drying, a high-pressure mercury lamp was irradiated with ultraviolet light at a light amount of 180 mJ / cm 2 to cure, thereby preparing a hard coating film having a thickness of 7 μm.
비교예 1-2:하드코팅필름의 제조Comparative Example 1-2: Preparation of Hard Coating Film
상기 실시예 1에서 상기 성분의 함량을 하기 표 1에 기재된 함량으로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 7㎛ 두께의 하드코팅필름을 제조하였다. 표 1에서 함량의 단위는 중량부이다.Except for changing the content of the component in Example 1 to the content shown in Table 1 was carried out the same method to prepare a hard coating film of 7㎛ thickness. Units of content in Table 1 are parts by weight.
실험예:하드코팅필름의 물성 측정Experimental Example: Measurement of Physical Properties of Hard Coating Film
상기 실시예와 비교예에서 제조한 하드코팅필름에 대하여 하기 표 2에 기재된 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The physical properties described in Table 2 below were measured for the hard coat films prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 2 below.
<물성 측정 방법><Measurement method of physical property>
1.연필경도:미쯔비시 평가용 연필(UNI)로 연필경도측정기(Shinto Scientific, Heidon)을 이용하여 500kg/cm2의 하중, 0.5mm/sec의 속도로 5mm를 5회 그은 후, 상처가 난 개수로서 연필경도를 평가하였다.1. Pencil hardness: Using a pencil hardness tester (Shinto Scientific, Heidon) with a Mitsubishi evaluation pencil (UNI) 5 times at a load of 500kg / cm2, 5mm at a speed of 0.5mm / sec, and then the number of wounds Pencil hardness was evaluated.
2.말림:100mm x 100mm 크기의 필름 시료를 준비하고, 바닥에서 네 모서리의 높이 중 가장 높은 곳의 높이(H)를 측정하였다.2. Curing: A 100 mm x 100 mm film sample was prepared, and the height (H) of the highest of the four corners at the bottom was measured.
3.내스크래치성:Steelwool(#0000)을 이용하여 1000g 하중, 50mm/sec의 속도, 100mm를 10회 왕복으로 문지른 후 흠집의 개수를 확인하고 흠집이 발생하는지 여부를 평가하였다.3. Scratch resistance: Using steelwool (# 0000), after rubbing 1000g load, 50mm / sec speed, 100mm in 10 round trips, the number of scratches was checked and the scratches were evaluated.
4.레인보우(간섭 무늬) 유무 실험:이면 반사를 막기 위하여 하드코팅층의 반대면에 흑색 테이프를 붙이고, 하드코팅층의 면에서 삼파장 형광 하에 목시검사 후, 하기 평가 기준으로서 평가하였다.4. Rainbow (interference pattern) test: In order to prevent back reflection, black tape was attached to the opposite surface of the hard coating layer, and visual inspection was performed under the three wavelength fluorescence on the surface of the hard coating layer, and evaluated as the following evaluation criteria.
<레인보우 평가기준><Rainbow evaluation criteria>
1:전 방향에서 레인보우 발생 없음.1: No rainbow in all directions.
2:약하게 발생2: weakly occurring
3:강하게 발생3: strongly occur
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 하드코팅필름은 도막 두께 7㎛에서도 연필 경도가 3.6H로 나왔고, 말림이 거의 없음을 알 수 있다. 반면에, 평균 입경이 12nm인 무기나노입자 1종만을 포함하는 비교예 1과 2는 연필 경도도 본 발명에 비해 매우 낮았으며, 말림이 현저하게 발생하였고 내스크래치성도 좋지 않았음을 알 수 있다.As shown in Table 2, the hard coating film of the present invention came out with a pencil hardness of 3.6H even in the coating film thickness of 7㎛, it can be seen that there is almost no curling. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 containing only one type of inorganic nanoparticles having an average particle diameter of 12 nm were very low compared to the present invention, and pencil curling was remarkably generated and scratch resistance was not good.
Claims (15)
광개시제; 및
평균 입경(D50)이 5-15nm, 16-30nm 및 30-100nm인 무기나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는
연필 경도가 3H 이상인 하드코팅층을 갖는 하드코팅필름.
Ultraviolet curable resins;
Photoinitiators; And
Including at least two kinds selected from the group consisting of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm, 16-30 nm and 30-100 nm
Hard coating film having a hard coating layer having a pencil hardness of 3H or more.
The hard coating film of claim 1, wherein the inorganic nanoparticles are surface treated with (meth) acrylate.
The hard coating film of claim 1, wherein the hard coating layer comprises inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm and 16-30 nm.
The method of claim 3, wherein the weight ratio of the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30nm is 1: 1 to 1: 9. Coated film.
The hard coating film of claim 1, wherein the hard coating layer comprises inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm and 30-100 nm.
The method of claim 5, wherein the weight ratio of inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100nm is 1: 1 to 1: 9. Coated film.
The hard coating film of claim 1, wherein the hard coating layer comprises inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm, 16-30 nm, and 30-100 nm.
The weight ratio of inorganic nanoparticles according to claim 7, wherein the inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 5-15 nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 16-30 nm: inorganic nanoparticles having an average particle diameter (D50) of 30-100 nm. Is 1: 1 to 4: Hard coating film characterized in that 1 to 5.
The hard coating film of claim 1, wherein the inorganic nanoparticles are at least one member selected from the group consisting of SiO 2, Al 2 O 3, CaCO 3, and TiO 2.
The hard coating film of claim 1, wherein the inorganic nanoparticles are included in an amount of 30 to 89 wt% based on solids in the hard coating layer.
The method of claim 1, wherein the UV-curable resin is contained in 10 to 70% by weight, the inorganic nanoparticles are contained in 30 to 89% by weight, the photoinitiator is 0.1 to 10% by weight of the hard coating layer Hard coating film, characterized in that it is included.
The hard coating film of claim 1, wherein the hard coating layer has a thickness of 1-10 μm.
According to claim 1, wherein the hard coating layer is a hard coating film, characterized in that the thickness of 3-8㎛.
The hard coating film of claim 1, wherein the hard coating layer further comprises a polyfunctional monomer.
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