KR20150000729A - 중공형 실리카를 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름 - Google Patents

중공형 실리카를 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고분자 기재 필름 및 그의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름에 있어서, 상기 하드코팅층은 중공형 실리카를 포함하는 UV 경화성 고분자 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름을 제공한다.

Description

중공형 실리카를 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름 {AN ANTIBLOCKING HARDCOATING FILM COMPRISING A HOLLOW SILICA}
본 발명은 고분자 기재 필름 및 그의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름에 관한 것이다.
액정 디스플레이와 터치패널의 사용이 급증하면서 이들의 소재 부품들의 사용도 증가하고 있다. 이들 중에서 터치패널의 사용시, 투명도전성 필름의 제조 공정에 ITO 증착 필름이 사용되고 있다. 이러한 기술의 필요성과 함께 광투과도 및 흐림도의 제어가 중요하다. 특히, 제조 공정 중에서 롤 주행시, 롤과 기재 필름 또는 롤과 하드코팅 필름 간의 블록킹 현상이 발행하게 되어 롤과 필름의 마찰로 달라붙거나 정전기가 발생하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해서, 대한민국 공개특허 제10-2010-0124477호에는 음전하를 띤 실리카와 양전하를 띤 고분자 기재 필름 사이의 반발력을 이용하여 롤과 필름 사이의 마찰력을 감소시키는 방법이 기술되어 있다. 그러나, 이 방법은 제조방법이 복잡할 뿐만 아니라 번거롭고, 그에 따른 효과가 불확실하다는 단점이 있다. 또한, 실리카 입자의 하드코팅층 표면에 대한 부상 정도가 부족하여 필름 적층 시 wet out 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한 대한민국 공개특허 제10-2006-0032395호는 우수한 표면 윤활 및 항블록킹 특성을 지니는 수계도료 및 이를 코팅한 투명기재에 대하여 개시하고 있다. 상기 문헌의 수계도료는 수계 아크릴 수지, 수계 우레탄 수지 및 수계 우레탄/아크릴 공중합 수지 중에서 선택된 적어도 하나의 수지계, 가교결합된 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리메틸메타아크릴(PMMA) 및 금속/유기산 착화합물 중에서 선택된 적어도 하나의 0.01 내지 20 μm의 입경을 갖는 입자계, 유기변성실록산, 유기변성실록산 에멀젼, 지방족 탄화수소 유도체 중에서 선택된 항블록킹/윤활보조제 및 용매와 첨가제로 구성되어 있다. 그러나 상술한 기술은 기재의 투과율이 낮고, 흐림도가 크며, 강한 압력 및 온도, 특히 습도에 의하여 항블록킹 특성이 변화하는 단점을 갖는다.
제10-2010-0124477호 제10-2006-0032395호
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서,
고분자 기재 필름에 형성되는 하드코팅층 상부에 실리카 입자를 간단한 방법에 의해 효율적으로 부상시켜서 제조되는 항블록킹 하드코팅 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 롤 주행시 롤과 필름의 마찰 및 wet out 현상이 최소화되고, 내열성, 유연성, 경도, 광투과율 및 저흐림도 특성이 우수한 항블록킹 하드 코팅 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은
고분자 기재 필름 및 그의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름에 있어서,
상기 하드코팅층은 중공형 실리카를 포함하는 UV 경화성 고분자 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름을 제공한다.
본 발명의 항블록킹 하드코팅 필름은 고분자 기재 필름에 형성되는 하드코팅층 상부에 밀도 차이에 의해 중공형 실리카 입자들이 뚜렷하게 부상하기 때문에, 롤 주행시 롤과 필름의 마찰 및 wet out 현상을 최소화시키며, 광투과율 및 저흐림도 특성이 우수한 항블록킹 하드코팅층 필름을 제공한다.
또한, 자외선 경화 수지로서 폴리카보네이트 다이올을 함유한 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 경우에는 내열성, 유연성 및 경도 특성이 우수한 항블록킹 하드코팅층 필름을 제공할 수 있다.
또한, 보호필름을 사용하지 않아도 되므로, 항블록킹 하드코팅층 필름을 사용하는 전체적인 공정을 간소화시키며, 제조 비용도 절감시키는 효과를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은
고분자 기재 필름 및 그의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름에 있어서,
상기 하드코팅층은 중공형 실리카를 포함하는 UV 경화성 고분자 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름에 관한 것이다.
또한, 상기 중공형 실리카는 UV 경화성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 60 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
중공형 실리카가 10 중량부 미만으로 함유되면 항블록킹 현상이 발현되지 않아 목적하는 효과를 거두기 어렵고, 60 중량부를 초과하면 광투과율이 감소하여 흐림도가 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 상기 중공형 실리카의 입경은 0.01 내지 0.05 μm인 것이 바람직하며, 0.01 내지 0.03 μm인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 중공형 실리카 입자는 속이 비어 있는 형태이기 때문에, UV 경화성 고분자 조성물에 비해 매우 낮은 밀도를 갖는다. 따라서 UV 경화성 고분자 조성물의 표면에 빠른 시간 내에 확실하게 부상하는 특징을 갖는다. 이는 기존의 선행기술에서 사용된, 실리카와 고분자와 기재 필름 간의 전하 차이를 이용하여 UV 경화성 코팅층 표면 상에 실리카를 부상시키는 방법과 비교하여, 실리카를 훨씬 쉽고 확실하게 부상시킴으로써 항블록킹 하드코팅 필름의 제조공정 효율 및 품질을 획기적으로 향상시킨다.
상기 중공형 실리카 입자로는 시판 중인 것을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 고분자 기재 필름으로는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 트라이아세틸셀룰로오스, 아크릴 및 폴리염화비닐 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 제조된 것이 사용될 수 있다.
상기 UV 경화성 고분자 조성물로는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 것이 사용될 수 있다. 상기 UV 경화성 고분자 조성물은 자외선 경화 수지, 광중합성 화합물, 광개시제 및 유기용매를 포함하며, 표면첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화 수지로는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르아크릴레이트 올리고머, 데카알리패틱우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다이펜타아크리트리톨헥사아크릴레이트 모노머, 다이펜타아크리트리톨펜타아크릴레이트 모노머, 다이펜타에리스톨펜타아크릴레이트 모노머, 다이펜타크리트리톨펜타아크릴레이트 모노머, 펜타아크릴티오톨테트라아크릴레이트 모노머, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 모노머, 펜타알킬트리톨트리아크릴레이트 모노머, 펜타에리스톨트리아크릴레이트 모노머, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 모노머, 트라이메틸올프로판트라이메타크릴레이트 모노머, 트라이메틸올프로판트라이아크릴레이트 모노머, 헥산다이올다이아크릴레이트 모노머, 폴리에틸렌글리콜다이아크릴레이트 모노머, 에틸렌글리콜다이메타크릴레이트 모노머, 다이에틸렌글리콜다이메타크릴레이트 모노머, 트라이페닐글리콜다이아크릴레이트 모노머, 부탄다이올다이아크릴레이트 모노머, 트라이에틸렌글리콜다이아크릴레이트 모노머, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 모노머, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트 모노머, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트 모노머, 알릴메타크릴레이트 모노머, 카프로락톤아크릴레이트 모노머, 트라이에틸올프로판메타아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것이 사용될 수 있다.
바람직하게는 상기 자외선 경화 수지로서 폴리카보네이트 다이올을 함유한 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 사용될 수 있다. 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 폴리카보네이트 다이올을 함유하여 내수성, 내열성, 내화학성, 내후성 등의 특성을 향상시킴으로써 기계적 강도의 향상을 통해 하드코팅층의 경도를 향상시키는 것을 특징을 갖는다. 즉, 폴리카보네이트 다이올을 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 함유시킴으로써, 하드코팅 조성물의 가교도 및 분자량이 증가되어 내열성, 유연성 및 경도가 향상된다. 이러한 내열성, 유연성 및 경도에 의해, 본 발명의 UV 경화성 조성물로 제조된 하드코팅층은, 가열처리에 의한 컬, 가공시 굴곡에 의한 갈라짐, 벗겨짐 등과 같은 현상을 방지할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 있어서 폴리카보네이트 다이올의 함량은 몰분율로 0.1 내지 0.7인 것이 바람직하다. 만일 폴리카보네이트 다이올의 몰분율이 0.1 미만인 경우에는 경도향상을 위한 가교도 증가가 낮아 경도, 내열성 및 유연성 향상 효과가 미미하며, 0.7을 초과하는 경우에는 겔링 현상이 발생되어 하드코팅액의 점도 조절이 어려워 필름 가공시 문제가 발생될 수 있다.
상기 폴리카보네이트 다이올은 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 포스겐, 다이아릴카보네이트 또는 에틸렌카보네이트를 다이올 화합물 또는 비스페놀 화합물과 반응시킴으로써 합성될 수 있다.
상기 다이올 화합물의 예로는, 1,3-프로페인 다이올, 1,4-부테인 다이올, 1,5-펜테인 다이올, 1,6-헥세인 다이올, 3-메틸-1,5-펜테인 다이올, 1,8-옥테인 다이올, 2-메틸-1,8-옥테인 다이올, 1,9-노네인 다이올, 1,10-데케인 다이올, 1,4-사이클로헥세인 다이메탄올, 1,3-사이클로헥세인 다이메탄올, 1,4-사이클로헥세인 다이올, 1,3-사이클로헥세인 다이올, 트라이사이클로헥세인 다이메탄올, 펜타사이클로펜타데케인 다이메탄올, 1,4-부테인 다이올, 1,6-헥세인 다이올, 1,12-도데케인 다이올 등의 탄소원자수 2 내지 12의 알킬렌 다이올류; 폴리에틸렌 글라이콜, 폴리프로필렌 글라이콜, 폴리테트라메틸렌 글라이콜, 폴리부틸렌 글라이콜, 폴리헥사메틸렌 글라이콜, 폴리헵타메틸렌 글라이콜, 폴리데카메틸렌 글라이콜 등의 폴리에터 다이올류를 들 수 있다.
상기 비스페놀 화합물의 예로는, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 메틸렌 비스(4-하이드록시페닐) 등을 들 수 있다. 상기 다이올 화합물의 2종 이상의 혼합물, 상기 비스페놀 화합물의 2종 이상의 혼합물, 또는 다이올 화합물과 비스페놀 화합물의 혼합물도 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 다이올은, 합성하여 사용하거나 시판품을 사용할 수 있다. 폴리카보네이트의 시판품으로는, PCDL T6002, PCDL T6001, PCDL T5652, PCDL T5651, PCDL T5650J, PCDL T4672 , PCDL T4671, PCDLT4692, PCDL T4691(이상, 아사히카세이케미컬즈(주) 제품), PLACCEL CD-205, PLACCEL 205PL, PLACCEL 205HL, PLACCEL 210, PLACCEL 210PL, PLACCEL 210HL, PLACCEL 220, PLACCEL 220PL 또는 PLACCEL 220HL(이상, 다이셀카가쿠코교(주) 제품), 일본 구라레이사 제품 등을 들 수 있다.
상기 폴리카보네이트 다이올의 중량평균분자량은 3,000 내지 15,000g/mol인 것이 바람직하고, 6,000 내지 10,000g/mol인 것이 보다 바람직하다. 상기 폴리카보네이트 다이올의 중량평균분자량이 3,000g/mol 미만이면, 하드코팅 필름의 내열성이 저하될 수 있고, 15,000g/mol을 초과하면, 아크릴레이트 올리고머와의 상용성(compatability)이 저하될 수 있다.
전술한 바와 같은 폴리카보네이트 다이올이 함유된 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 하드코팅 필름의 경도를 고려하여 중량평균분자량이 6,000 내지 10,000g/mol인 것이 바람직하며, 중량평균분자량이 6,000g/mol 미만인 경우에는 하드코팅층이 부드러워져 내찰상성, 막 강도 등의 하드코팅 기능이 저하될 수 있고, 중량평균분자량이 10,000g/mol를 초과할 경우에는 내찰상성 등은 우수하나 경화 수축이 커지기 때문에 하드코팅층의 컬 현상을 억제할 수 없는 문제와 점도가 상당히 높아 가공성 저하 등의 문제가 발생한다.
상기 폴리카보네이트 다이올이 함유된 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨 등과 같은 다가 알코올, 디부틸틴디라우레이트 등과 같은 반응 촉매 및 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등과 같은 지방족 이소시아네이트류를 이용하여 말단이 이소시아네이트로 되어 있는 우레탄 프레폴리머를 제조한 다음, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트 화합물을 첨가하여 말단의 이소시아네이트가 완전히 소모될 때까지 반응시킨 후에 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 UV 경화성 조성물은 일반적인 방법에 따라 자외선 경화수지(예: 폴리카보네이트 다이올이 함유된 우레탄 아크릴레이트 올리고머), 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 용매에 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 UV 경화성 조성물은 하드코팅층 형성을 고려하여 자외선 경화 수지 100 중량부에 대하여, 광중합성 화합물 20 내지 60 중량부 및 광중합 개시제 3 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 자외선 경화 수지 100 중량부에 대하여, 상기 광중합성 화합물이 20 중량부 미만으로 포함될 경우, 하드코팅층에 적합한 경도를 얻을 수 없고, 60 중량부를 초과하는 경우에는 경도는 높아지지만 원료물질의 혼합성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 광중합 개시제가 자외선 경화 수지 100 중량부에 대하여, 3 중량부 미만으로 포함될 경우, 광경화가 제대로 이루어지지 않아 블로킹 현상이 발생할 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 경화에는 문제가 없으나, 잔존 개시제에 의해 장시간 방치시 표면에 개시제가 석출된다는 문제가 발생할 수 있다.
상기 광중합성 화합물로는 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 트리히드록시에틸이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 및 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 다관능성 아크릴레이트로서 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 라디칼 중합형의 광중합성 프레폴리머 또는 광중합성 모노머에 대한 광중합 개시제와 양이온 중합형의 광중합성 프레폴리머에 대한 광중합 개시제로 나눌 수 있다.
상기 라디칼 중합형의 광중합성 프레폴리머 또는 광중합성 모노머에 대한 광중합 개시제는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n―부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2―디메톡시-2―페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2―페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2―메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-터샤리-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오크산톤, 2-에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈 및 p-디메틸아민안식향산에스테르 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 상기 양이온 중합형의 광중합성 프레폴리머에 대한 광중합 개시제는 방향족 옥소설포늄이온, 방향족요도늄이온 등의 오늄과, 테트라플루오로볼레트, 헥사플루오로포스페이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로아르세네이트 등의 음이온 중 1종 또는 2종 이상을 조합한 화합물일 수 있다.
상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알코올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트 등의 에스테르류, 톨루엔, 벤젠, 크실렌 등의 방향족 화합물, 에테르류 등의 용매 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있고, 이때, 용매의 함량은 다이올이 함유된 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 충분히 용해시킬 수 있는 양이면 제한 없이 사용가능하다.
상기 표면첨가제로는 자외선 경화 조성물의 젖음성(wettability), 퍼짐성(leveling) 등을 향상시킬 수 있는 첨가제, 소포제, 항산화제, 분산안정제, 점도 조절제 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 선택적으로 사용될 수 있다. 이들 중에서도 폴리에테르변성 폴리메틸실록산, 폴리에테르변성 폴리다이메틸실록산, 폴리에테르변성 하이드록시폴리다이메틸실록산, 폴리아크릴레이트 공중합체, 실리콘폴리에테르코폴리머, 플로로실리콘 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 항블록킹 하드코팅 필름은 상기 기재된 물질들을 포함하는 하드코팅층 형성용 조성물을 고분자 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포하고, 자외선을 조사하여 제조할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 이는 발명의 구성 및 효과를 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
제조예 1: 우레탄 아크릴레이트 올리고머 합성
오일배스, 온도계, 환류냉각기 및 적가펀넬이 설치된 5,000 ㎖ 4구 플라스크에 펜타에리스리톨(Aldrich 사) 58.86g(0.436mol), 폴리카보네이트 다이올(PCD 상품명:DURANOL, 제조사:Asahi Kasei) 700g(0.18mol), 반응 촉매인 디부틸틴디라우레이트 0.03g을 투입하여 70℃에서 30분 교반하여 혼합시킨 후, 헥사메틸렌디이소시아네이트 338g(2.014mol)을 1시간 간격으로 3단계로 나누어 첨가한 다음, 3시간 동안 반응을 진행하여 말단이 이소시아네이트로 되어 있는 우레탄 프레폴리머를 제조하였다. 이때, 상기 말단이 이소시아네이트로 되어 있는 우레탄 프레폴리머의 R(N=C=O/OH, 이소시아네이트기와 히드록시기와의 비율) 값은 1.91이다.
그 후, 비닐그룹의 열중합을 막기 위해 반응기의 온도를 50℃로 떨어뜨린 후, 히드록시 에틸 아크릴레이드 205g(1.744mol)을 첨가하여 이소시아네이트기가 완전히 소모될 때까지 5시간 동안 교반하였다. FT-IR 스펙트럼을 이용하여 2270㎝-1 부근의 N=C=O의 특성 피크로 잔여 이소시아네이트가 없는 것을 확인하고, 반응을 종결하여 약 1,300g의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
제조예 2: 하드코팅용 조성물의 제조
제조예 1에서 합성된 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트(동아합성, M-402) 33.3중량부, 트리히드록시에틸 이소시아누레이트 트리아크릴레이트(동아합성, M-315) 16.6 중량부, 광중합 개시제로서 1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤 5 중량부, 및 용매로서 메틸에틸케톤 234 중량부를 60℃에서 1시간 동안 혼합하여 UV 경화성 고분자 조성물을 제조하였다.
상기 UV 경화성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여, 평균입도 0.02 μm의 중공형 실리카 (상품명:Nanotek-Si Slurry, 제조사:CIKasei) 30 중량부를 혼합하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 1: 하드코팅용 조성물의 제조
상기 제조예 2에서 평균입도 0.02 μm의 중공형 실리카 (상품명:Nanotek-Si Slurry, 제조사:CIKasei) 30 중량부 대신, 평균입도 0.02 μm의 콜로이달 실리카(SS-SOL 30EK, 에스켐텍) 30 중량부를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 하드코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 1: 항블록킹 하드코팅 필름의 제조
제조예 2에서 제조된 하드코팅 조성물을 기재 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트(KOLON社, 두께 188μm) 일면에 도포한 후, 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조하고, 자외선조사장치(Fusion社, 600mJ/㎠)에 type-D bulb를 장착하여 하드코팅 조성물을 도포한 방향에서 500mJ/㎠의 조사하여 하드코팅 필름(두께 193㎛)을 제조하였다.
비교 실시예 1: 항블록킹 하드코팅 필름의 제조
비교 제조예 1에서 제조된 하드코팅 조성물을 기재 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트(KOLON社, 두께 188μm) 일면에 도포한 후, 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조하고, 자외선조사장치(Fusion社, 600mJ/㎠)에 type-D bulb를 장착하여 하드코팅 조성물을 도포한 방향에서 500mJ/㎠의 조사하여 하드코팅 필름(두께 193μm)을 제조하였다.
시험예 1: 항블록킹 하드코팅 필름의 외관 평가
상기 실시예 1 및 비교 실시예 1에서 제조된 하드코팅 필름의 중공형 실리카의 부상 정도를 육안으로 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 하드코팅층에 실리카 입자가 부상된 정도
실시예 1 ◎
비교 실시예 1 △
◎:매우양호, ○:양호, △:미흡, X:나쁨
시험예 2: 항블록킹 하드코팅 필름의 물성 평가
실시예 1 및 비교 실시예 1에서 제조된 항블록킹 하드코팅 필름의 물성을 다음과 같은 방법에 의해 실시하였다.
(1) 광투과도
본 발명의 하드코팅 필름의 광학특성은 일본 Murakami color research Lab사의 HM-150을 이용하였으며, JIS K7105를 기준으로 광투과율 및 흐림도를 측정하였다.
(2) 항블록킹성 및 마찰계수
본 발명의 하드코팅 필름의 항블록킹 특성은 INSTRON사의 NO.3343 만능시험기의 반복하중이 250 g이고, 두께 188 μm, 가로 100 mm, 세로 100 mm의 비정질 폴리에틸렌테레프탈레이트(고분자 기재 필름) 표면에 도료를 코팅 및 경화하여, INSTRON사의 NO.3343 만능시험기로 ASTM D1894 기준에 근거로 마찰력시험 방법(두 장을 겹쳐 발생되는 마찰력 측정)에 의해 측정하였다.
◎ 매우 양호: 마찰계수가 0.50 내지 3.00인 경우
○ 양호: 마찰계수가 3.01 내지 5.00인 경우
△ 미흡: 마찰계수가 5.01 내지 6.00인 경우
× 나쁨: 마찰계수가 6.01 이상인 경우
(3) 경도
하드코팅층이 형성되어 있지 않은 면을 아래로 하여, 하드코팅 필름을 유리판 상에 실었다. 그 후, 상기 하드코팅층 표면에 대하여, ASTM D3502에 기재된 연필 경도 시험(단, 하중 500 g)에 따라서 연필 경도를 측정하였다.
(4) 부착력
본 발명의 하드코팅 필름에 있어서, 고분자 기재 필름에 대한 하드코팅층의 부착력은 ASTM D3359에 기재된 바둑판눈 박리 시험을 함으로써 평가하였다. 즉, 도막 표면에 크로스컷을 한 후에 셀로판테이프(NICHIBAN사)를 이용하여 부착력을 측정하였다. 그 결과는 하기와 같이 분류하여 표시하였다.
◎ 매우 양호: 자외선 경화 코팅층의 박리가 전혀 없음
○ 양호: 박리된 자외선 경화 코팅층의 눈수가 1 내지 5인 경우
△ 미흡: 박리된 자외선 경화 코팅층의 눈수가 5 내지 50인 경우
× 나쁨: 박리된 자외선 경화 코팅층의 눈수가 50 내지 100인 경우
(5) 도막 깨짐도
도막 깨짐도는 코팅된 도막끼리 맞댄 후에 1 kg의 하중으로 마모 시험기를 사용하여, 압력을 강하게 100회 왕복하여 마모시켜 코팅 도막의 박리/깨짐/입자의 이탈 정도를 육안 평가하였다.
◎ 매우 양호: 박리/깨짐/입자 이탈 없음
○ 양호: 깨짐 정도 미약하게 발생
△ 미흡: 박리/깨짐 미약하게 발생
× 나쁨: 박리/깨짐/입자 이탈 모두 발생
(6) 분산 안정성
도료의 분산안정성을 측정하기 위하여 도료를 상온에서 밀폐하여 72시간 이상 방치하여 도료의 변화를 육안으로 관찰하여 코팅 시 도막의 특성을 평가하였다.
◎ 매우 양호: 실리카입자가 도료에 완전 분산 되어 있는 상태
○ 양호: 실리카입자가 도료의 바닥 부분에 약간 가라앉은 상태
△ 미흡: 실리카입자가 도료의 바닥 부분에 가라앉은 상태
× 나쁨: 실리카입자가 도료의 바닥 부분에 완전히 가라앉은 상태
(7) 평활도
표면 평활성은 육안 또는 광학 현미경을 이용하여 기재표면 외관을 평가하고, 코팅된 표면을 손가락으로 문질러 거칠기를 평가하였다.
◎ 매우 양호: 표면에 요철이 보이지 않고, 거칠기가 느껴지지 않음.
○ 양호: 표면에 요철이 거의 보이지 않고, 거칠기가 거의 느껴지지 않음.
△ 미흡: 표면에 요철이 보임, 거칠기가 느껴짐.
× 나쁨: 표면에 요철이 심함, 매우 거치름.
(8) 점도
본 발명의 자외선 경화 조성물의 점도는 Brookfleld사의 모델명 DV-II+Pro인 기기를 사용하였고, 스핀들(spindle) 18, 100 rpm, 25 ℃ 조건에서 점도를 측정하였다.
구분 광투과도(%) 흐림도(%) 항블록킹성 마찰계수 경도 부착력 분산안정성
실시예 1 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎
비교 실시예 1 ◎ ◎ △ △ ◎ ○ ◎
◎:매우양호, ○:양호, △:미흡, X:나쁨

Claims (7)

  1. 고분자 기재 필름 및 그의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 포함하는 항블록킹 하드코팅 필름에 있어서,
    상기 하드코팅층은 중공형 실리카를 포함하는 UV 경화성 고분자 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중공형 실리카는 UV 경화성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 60 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중공형 실리카의 입경은 0.01 내지 0.03 μm인 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 UV 경화성 고분자 조성물은 자외선 경화 수지, 광중합성 화합물, 광개시제 및 유기용매를 포함하며,
    상기 자외선 경화 수지는 폴리카보네이트 다이올을 함유하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 다이올을 함유하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 6,000 내지 10,000g/mol인 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 UV 경화성 고분자 조성물은 폴리카보네이트 다이올을 함유하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부를 기준으로 광경화성 물질 20 내지 60 중량부 및 광중합 개시제 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 포함되는 폴리카보네이트 다이올의 함량은 몰분율로 0.1 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 항블록킹 하드코팅 필름.
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