KR20150144716A - 코팅 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라스틱 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

코팅 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라스틱 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라스틱 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고경도, 우수한 가공성을 나타내는 플라스틱 필름을 형성할 수 있는 코팅 조성물과, 이를 이용하여 제조되며 입체적 구조를 나타내는 플라스틱 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

코팅 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라스틱 필름 및 그 제조방법{Coating composition, plastic film and method for preparing plastic film using the same}
본 발명은 코팅 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라스틱 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고경도, 우수한 가공성을 나타내는 플라스틱 필름을 형성할 수 있는 코팅 조성물과, 이를 이용하여 제조되며 입체적 구조를 나타내는 플라스틱 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기의 발전과 함께 디스플레이용 기재의 박막화 및 슬림화가 요구되고 있다. 이러한 모바일 기기의 디스플레이용 윈도우 또는 전면판에는 기계적 특성이 우수한 소재로 유리 또는 강화 유리가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 유리는 자체의 무게로 인한 모바일 장치가 고중량화되는 원인이 되고 외부 충격에 의한 파손의 문제가 있다.
이에 유리를 대체할 수 있는 소재로 플라스틱 수지가 연구되고 있다. 플라스틱 수지 필름은 경량이면서도 깨질 우려가 적어 보다 가벼운 모바일 기기를 추구하는 추세에 적합하다. 특히, 고경도 및 내마모성의 특성을 갖는 필름을 달성하기 위해 지지 기재에 플라스틱 수지로 이루어진 하드코팅층을 코팅하는 필름이 제안되고 있다.
하드코팅 층의 표면 경도를 향상시키는 방법으로 하드코팅 층의 두께를 증가시키는 방법이 고려될 수 있다. 유리를 대체할 수 있을 정도의 표면 경도를 확보하기 위해서는 일정한 하드코팅 층의 두께를 구현할 필요가 있다. 그러나, 하드코팅 층의 두께를 증가시킬수록 표면 경도는 높아질 수 있지만 하드코팅 층의 경화 수축에 의해 주름이나 컬(curl)이 커지는 동시에 하드코팅 층의 균열이나 박리가 생기기 쉬워지기 때문에 실용적으로 적용하기는 용이하지 않다.
한국공개특허 제2010-0041992호는 모노머를 배제하고 자외선 경화성 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함하는 바인더수지를 이용하는 플라스틱 필름 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기에 개시된 플라스틱 필름은 연필 경도가 3H 정도로 디스플레이의 유리 패널을 대체하기에는 강도가 충분하지 않다.
한편, 심미적, 기능적 이유로 디스플레이 기기의 가장자리 일부가 굴곡되어 있거나, 전체적으로 커브된 형태의 입체적 형상을 갖는 디스플레이가 최근 주목받고 있으며, 이러한 추세는 특히 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기에서 두드러지고 있다. 그런데 이러한 입체적 형상의 디스플레이를 보호하기 위한 커버 플레이트로 유리를 사용하는 경우, 유리의 고중량 및 외부 충격에 약한 특성으로 인하여 파손의 위험이 크다.
플라스틱 수지 필름은 경량이면서도 유리보다 깨질 우려가 적으나, 입체적 구조이면서 유리와 같은 수준의 고경도를 나타내는 필름의 제조가 쉽지 않은 어려움이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 경화 후 고경도를 나타내면서도 컬이나 크랙 발생이 없고 가공성이 우수하여, 편평한 형태(flat type) 뿐 아니라 적어도 일부가 굴곡된 입체적 구조의 플라스틱 필름을 형성할 수 있는 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 고경도를 나타내면서도 입체적 구조를 갖는 플라스틱 필름 및 그 제조방법을 제공한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 일 측면은,
열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 측면은
지지 기재; 및
상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물과 무기 미립자를 포함하고, 적어도 일부가 굴곡된 형태인 플라스틱 필름을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 측면은,
지지 기재의 적어도 일면에 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하는 단계;
상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 제 1 경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계;
상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및
상기 반경화 코팅층에 대하여 제 2 경화를 수행하는 단계를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 코팅 조성물에 따르면, 고경도, 내충격성, 내찰상성, 고투명도를 나타내며 우수한 가공성으로 컬 또는 크랙 발생이 적으며, 평탄한 필름뿐 아니라 적어도 일부가 굴곡 형태인 입체적 구조의 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 고경도, 내충격성, 내찰상성, 고투명도를 나타내면서도 우수한 가공성으로 컬 또는 크랙 발생이 적으며, 적어도 일부가 굴곡 형태인 필름을 제공할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 플라스틱 필름은 입체 형상을 갖는 플라스틱 필름, 예를 들어 하나의 가장자리(edge) 또는 마주보는 가장자리 부분이 굴곡되어(bended) 있거나, 네 가장자리 부분이 모두 굴곡되어 있거나, 또는 전체적으로 커브된(curved) 형태이면서 고경도인 필름을 제공할 수 있다.
이러한 플라스틱 필름은 유리 또는 강화유리로 된 커버 플레이트를 대체하여 편평한 종래의 디스플레이뿐 아니라, 다양한 형상의 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 표시부 등의 커버 플레이트로 유용하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름의 제조방법에 따르면, 상기와 같은 플라스틱 필름을 저비용 및 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다.
본 발명은, 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 바인더, 광개시제, 열경화제 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은, 지지 기재; 및 상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물과 무기 미립자를 포함하고, 적어도 일부가 굴곡된 형태인 플라스틱 필름을 제공한다.
또한 본 발명은, 지지 기재의 적어도 일면에 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 제 1 경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 제 2 경화를 수행하는 단계를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에 있어서, 각 구성 요소가 각 구성 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 구성 요소가 직접 각 구성 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 구성 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 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.
이하, 본 발명의 코팅 조성물, 플라스틱 필름 및 그 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
코팅 조성물
본 발명의 일 측면은, 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 명세서 전체에서 열경화성 관능기란, 일정 온도 이상의 열(heating)에 의해 서로 가교 중합되어 경화물을 형성할 수 있는 작용기를 의미하며, 예를 들어, 에폭시기, 비닐기, 히드록시기, 알콕시기, 티올(thiol)기, 멜라민(melamine)기, 또는 실록산(siloxane)기 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서 전체에서 광경화성 관능기란, 자외선(UV) 조사에 의해 서로 가교 중합되어 경화물을 형성할 수 있는 작용기를 의미하며, 예를 들어, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기, 또는 티올기 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 전체에서 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 바인더는, 이중 경화성 바인더로도 지칭할 수 있으며, 동일한 의미로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이중 경화성 바인더는 중량 평균 분자량이 약 10,000 내지 약 300,000 g/mol, 또는 약 15,000 내지 약 200,000 g/mol, 또는 약 20,000 내지 약 50,000 g/mol의 범위일 수 있다. 또한, 상기 이중 경화성 바인더의 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기의 당량(equivalent weight)은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하게, 약 80 내지 약 1,500 g/eq, 또는 약 100 내지 약 1,000 g/eq, 또는 약 200 내지 약 600 g/eq 일 수 있다.
2 종의 단일 경화성 바인더, 즉, 열경화성 관능기만을 포함하는 바인더와 광경화성 관능기만을 포함하는 바인더가 혼합된 코팅 조성물을 사용할 경우에 비하여, 상기와 같은 이중 경화성 바인더를 사용하는 경우, 1차 경화 후 코팅층의 점착성(tackness)이 양호하여 열성형과 같은 2차 가공이 용이하며, 가교 밀도를 높일 수 있어 기계적 강도가 향상되는 장점이 있다. 그러나, 본 발명이 열경화성 관능기만을 포함하는 바인더와, 광경화성 관능기만을 포함하는 바인더의 사용을 배제하는 것은 아니며, 추가적으로 코팅층의 물성을 보다 향상시키기 위하여 상기 이중 경화성 바인더 외에 추가적으로 다른 광경화성 바인더 및/또는 열경화성 바인더를 포함할 수 있다.
상기 물성을 갖는 이중 경화성 바인더는 직접 중합하거나 시판되는 것을 구입 사용할 수 있다. 또한, 상기 이중 경화성 바인더는 1 종만을 포함하거나, 서로 다른 2 종 이상의 이중 경화성 바인더를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이중 경화성 바인더 내에서, 상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기는 약 1:9 내지 약 9:1, 또는 약 3:7 내지 약 7:3, 또는 약 4:6 내지 약 6:4의 몰비로 포함될 수 있다. 상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기가 상기 범위에서 포함될 때 고경도를 유지하면서도 양호한 가공성을 갖는 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
상기 이중 경화성 바인더는 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 약 10 내지 약 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 이중 경화성 바인더를 상기 범위로 포함함으로써 고경도를 유지하면서도 굴곡 성형이 가능하며, 양호한 가공성을 갖는 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 광개시제를 포함한다.
상기 광개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 전체 코팅 조성물의 물성을 저해하지 않으면서 효과적인 광중합을 달성하기 위하여 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 열경화제를 포함한다.
상기 열경화제는 열경화성 관능기의 종류에 따라 적절한 화합물을 선택하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 상기 열경화성 관능기가 히드록시기(-OH)일 때, 이소사이네이트기(-NCO)를 포함하는 모노머, 다이머, 트라이머, 또는 폴리머 형태의 물질을 열경화제로 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 톨루엔 디이소시아네이트(TDI, toluene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI, hexamethylene diisocyanate), 또는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate) 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 이때, 상기 열경화 반응을 촉진하는 촉매로 디부틸틴디라우레이트(DBTDL, dibutyltindilaurate)를 부가하여 사용할 수 있다.
이 외에 상기 열경화성 관능기의 종류에 따라 사용 가능한 열경화제로, 아연 옥토에이트(Zinc octoate), 철 아세틸 아세토네이트(Iron acetyl acetonate), N,N-디메틸 에탄올아민(N,N-dimethyl ethanolamine), 트리에틸렌 디아민(Triethylene diamine) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 이들 열경화제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 열경화제의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 전체 코팅 조성물의 물성을 저해하지 않으면서 효과적인 열경화를 달성하기 위하여 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 약 10 내지 약 50 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 코팅층은 무기 미립자를 포함한다. 상기 무기 미립자는 코팅층의 경도를 보다 향상시키는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 미립자로 입경이 나노 스케일인 무기 미립자, 예를 들어 입경이 약 100nm 이하, 또는 약 10 내지 약 100nm, 또는 약 10 내지 약 50nm의 나노 미립자를 사용할 수 있다. 또한 상기 무기 미립자로는 예를 들어 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 또는 징크 옥사이드 입자 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 미립자는 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 약 1 내지 약 40 중량부, 또는 약 5 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 무기 미립자를 상기 범위로 포함함으로써 가요성 등의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 무기 미립자 첨가에 따른 플라스틱 필름의 경도 향상 효과를 달성할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 적절한 유동성 및 도포성을 위하여 선택적으로 유기 용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기 용매의 함량은 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한하지는 않으나, 상기 코팅 조성물에 포함되는 고형분 100 중량부에 대하여 고형분: 유기 용매의 중량비가 약 70 : 30 내지 약 99 : 1의 범위가 되도록 포함할 수 있다. 상기 유기 용매가 상기 범위에 있을 때 적절한 유동성 및 도포성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 코팅 조성물은 전술한 성분들 외에도, 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 발명의 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 전체 코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물은 첨가제로 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 이때 상기 계면활성제는 상기 가교 공중합체 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다.
또한, 상기 첨가제로 황변 방지제를 포함할 수 있으며, 상기 황변 방지제로는 벤조페논계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물은 광경화성 바인더로 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체와 같은 광경화성 바인더를 더 포함할 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있다. 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 단독으로 또는 서로 다른 종류를 조합하여 사용할 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 자외선 조사에 의해 서로 가교 중합되어 가교 공중합체를 형성하며, 상기 가교 공중합체를 포함하여 본 코팅층에 보다 고경도를 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 50 중량부, 또는 약 10 내지 약 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체를 상기 범위로 포함함으로써 가요성 등의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 아크릴레이트계 단량체의 첨가에 따른 플라스틱 필름의 경도 향상 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물의 점도는 적절한 유동성 및 도포성을 갖는 범위이면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들면, 25℃의 온도에서 약 1,200cps 이하의 점도를 가질 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 형성한 코팅층을 포함하는 필름은 고경도, 고가공성, 내충격성, 가요성, 내찰상성, 고투명도, 내구성, 내광성, 고투과율 등을 나타내어 다양한 분야에 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물을 이용하여 열경화 및 광경화 공정에 의해 편평한 형태(flat type) 또는 입체적 형상의 필름을 제조할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 형성한 플라스틱 필름은, 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 예를 들어 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 및 각종 디스플레이의 편평한 형태 또는 입체적 형상의 커버 기판 또는 소자 기판의 용도로 사용될 수 있다.
플라스틱 필름 및 그 제조방법
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 지지 기재; 및 상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물과 무기 미립자를 포함하고, 적어도 일부가 굴곡된 형태인 플라스틱 필름을 제공한다.
본 발명의 플라스틱 필름에 있어서, 상기 코팅층이 형성되는 지지 기재는 통상적으로 사용되는 투명성 플라스틱 수지로써, 약 80 내지 250℃, 또는 약 100 내지 150℃의 유리 전이온도(Tg)를 갖는 수지를 사용할 수 있다. 상기 지지 기재의 유리 전이 온도가 상술한 범위 보다 낮으면, 제품의 열적 안정성이나 내구성이 저하될 우려가 있고, 상술한 범위보다 높으면 굴곡 형태를 형성하기 위한 열성형 공정시 코팅층이 변성될 가능성이 있다.
상기 범위의 유리 전이 온도를 갖는 투명성 플라스틱 수지라면 연신 필름 또는 비연신 필름 등 지지 기재의 제조방법이나 재료에 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재로는 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephtalate, PET)와 같은 폴리에스테르(polyester), 사이클릭 올레핀 중합체(cyclic olefin polymer, COP), 사이클릭 올레핀 공중합체(cyclic olefin copolymer, COC), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon, PEEK), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리이미드(polyimide, PI), 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC), MMA(methyl methacrylate), 또는 불소계 수지 등을 포함하는 필름을 수 있다. 상기 지지 기재는 단층 또는 필요에 따라 서로 같거나 다른 물질로 이루어진 2개 이상의 기재를 포함하는 다층 구조일 수 있으며 특별히 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 다층 구조인 기재, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)/폴리카보네이트(PC)의 공압출로 형성한 2층 이상의 구조인 기재가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 폴리카보네이트(PC)의 공중합체(copolymer)를 포함하는 기재일 수 있다.
상기 지지 기재의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 플라스틱 필름의 경도 및 가공성의 물성을 만족시킬 수 있는 범위로써, 약 100 내지 약 1,000㎛, 또는 약 200 내지 약 500㎛의 두께를 갖는 기재를 사용할 수 있다.
본 발명의 플라스틱 필름은 상기 지지 기재의 적어도 일면 상에 형성된 코팅층을 포함한다.
또는, 본 발명의 플라스틱 필름은 상기 지지 기재의 양면 상에 형성된 코팅층을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재 및 상기 코팅층의 두께의 비는 각각 독립적으로 약 1:0.1 내지 약 1:2, 또는 약 1:0.5 내지 약 1:1.5일 수 있다. 두께의 비가 상기 범위일 때, 컬이나 크랙 발생이 적으면서 고경도를 나타내는 플라스틱 필름을 형성할 수 있다.
본 발명의 플라스틱 필름에 있어서, 상기 코팅층은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물과, 무기 미립자를 포함한다.
상기 코팅층은 상술한 바와 같은 코팅 조성물, 즉 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 상기 지지 기재에 도포하고 반경화, 열성형 및 완전경화를 수행함으로써 형성할 수 있다.
상기 코팅 조성물에 대한 상세한 설명 및 이에 포함되는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 무기 미립자, 기타 포함될 수 있는 다른 성분들에 대한 상세한 설명 및 구체적인 예시는 상술한 바와 같다.
열경화성 관능기와, 광경화성 관능기가 각각 포함되어 있는 2 종의 바인더가 혼합된 코팅 조성물을 사용할 경우에 비하여, 본 발명의 이중 경화성 바인더를 사용하는 경우, 1차 경화 후 코팅층의 점착성(tackness)이 양호하여 열성형과 같은 2차 가공이 용이하며, 가교 밀도를 높일 수 있어 기계적 강도가 향상되는 장점이 있다. 그러나, 본 발명이 열경화성 관능기만을 포함하는 바인더와, 광경화성 관능기만을 포함하는 바인더의 사용을 배제하는 것은 아니며, 추가적으로 코팅층의 물성을 보다 향상시키기 위하여 상기 이중 경화성 바인더 외에 추가적으로 다른 광경화성 바인더 및/또는 열경화성 바인더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열경화성 관능기 및 열경화성 관능기 는 약 1:9 내지 약 9:1, 또는 약 3:7 내지 약 7:3, 또는 약 4:6 내지 약 6:4의 몰비로 포함될 수 있다. 상기 열경화성 관능기 및 열경화성 관능기가 상기 범위에서 포함될 때 고경도를 유지하면서도 양호한 가공성을 갖는 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물은 지지 기재에 도포 후 반경화, 열성형 및 완전경화시킴으로써 본 발명의 플라스틱 필름을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 경화 후의 두께가 약 20㎛ 이상, 예를 들어 약 20 내지 약 300㎛, 또는 약 50 내지 약 300㎛, 또는 약 20 내지 약 200㎛, 또는 약 50 내지 약 200㎛, 또는 약 20 내지 약 150㎛, 또는 약 50 내지 약 150㎛, 또는 약 20 내지 약 150㎛, 또는 약 70 내지 약 150㎛의 두께가 되도록 도포할 수 있다. 상기 코팅층의 두께 범위가 적정 범위 미만일 경우 충분한 기계적 강도를 얻지 못할 수 있으며, 적정 범위를 초과할 경우 열성형 공정에서 굴곡부에 인가되는 인장 응력이 한계 이상으로 증가할 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 지지 기재의 일면에만 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 지지 기재의 양면에 모두 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 이중 경화성 바인더의 경화물과 무기 미립자를 포함하며, 적어도 일부가 굴곡된 형태인 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
즉, 상기 이중 경화성 바인더의 경화도를 조절하여 상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기의 일부만 경화된 상태에서 열성형(thermo forming)이 가능하여 적어도 일부가 굴곡된 형태의 플라스틱 필름을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 지지 기재에 도포된 상기 이중 경화성 바인더에 포함된 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기의 일부분만을 경화하여 반경화 상태로 만든 후, 상기 반경화 상태의 코팅층을 갖는 지지 기재를 일정한 형태의 금형에 위치시키고 열을 가하면, 상기 금형의 형태에 따라 필름의 적어도 일부분이 굴곡된 형태로 성형을 할 수 있다. 이를 열성형 공정이라 한다. 이후 미경화된 관능기를 경화시킴으로써, 금형의 형태대로 입체적 구조가 고정된, 플라스틱 필름을 수득할 수 있다.
종래에 플라스틱 수지의 바인더로 사용되는 아크릴레이트 단량체만을 이용하는 코팅 조성물은, 상기 아크릴레이트 단량체가 일부 경화 상태에서 입체적인 모양으로 성형을 하고 나머지를 경화하는 경우, 굴곡 부분의 응력에 의해 크랙(crack)이 발생하거나, 지지 기재와의 부착력이 감소하게 되어 지지 기재로부터 코팅층이 떨어지는 문제점이 있어 굴곡되거나 커브된 형태의 필름을 제조에 어려움이 있었다. 또한, 미경화된 아크릴레이트 단량체가 점착성(tackness)을 나타내어 금형과의 접촉 시 코팅층 표면이 변질되는 문제점이 있어 성형 방식이 극히 제한적이었다.
그러나, 본 발명의 플라스틱 필름은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물을 이용함으로써, 지지 기재에 대한 부착력의 저하 없이 성형 시 또는 성형 후의 크랙 발생을 방지할 수 있으며, 넓은 범위의 곡률 반경을 갖는 굴곡부를 형성할 수 있다.
또한 크랙 발생 없이 고경도를 나타내기 위한 높은 두께의 코팅층 형성이 가능하다. 즉, 본 발명의 플라스틱 필름에 따르면, 광경화성 관능기에 더하여, 열경화성 관능기를 더 포함함으로써 고경도를 유지하면서도 경화 수축으로 인한 컬 발생을 방지하며 높은 두께의 코팅층 형성이 가능하다.
또한, 광경화성 수지만으로 코팅층을 형성할 경우, 코팅층을 두께가 높아질수록 자외선이 코팅층의 하부까지 충분히 도달하지 않아 코팅층의 불완전경화가 문제가 될 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면, 코팅층이 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 모두 포함하여 열 및 자외선에 의한 경화를 모두 수행함으로써 광경화가 불완전하게 이루어지는 것을 보완할 수 있다. 이에 따라 코팅층의 고경도 및 물리적 특성을 더욱 강화할 수 있다.
더하여, 열경화성 관능기만을 포함하는 바인더와 광경화성 관능기만을 포함하는 바인더가 혼합된 코팅 조성물을 사용할 경우에 비하여, 상기와 같은 이중 경화성 바인더를 사용하는 경우, 1차 경화 후 코팅층의 점착성(tackness)이 보다 양호하여 열성형과 같은 2차 가공이 용이하며, 가교 밀도를 높일 수 있어 기계적 강도가 향상되는 장점이 있다.
본 발명의 플라스틱 필름은 적어도 일부가 굴곡된 형태일 수 있다. "적어도 일부가 굴곡된 형태"라 함은, 본 발명의 플라스틱 필름을 두께 방향으로 측면에서 보았을 때, 상기 측면의 일부 또는 전부가 곡선 형태, 바람직하게는 원호의 일부 모양인 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 플라스틱 필름의 면(face) 부분은 일부 또는 전부가 곡면 형태를 가지게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 사시도이며, 도 2는 도 1의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다. 보다 상세하게, 도 2는 도 1의 플라스틱 필름을 T-T'방향에서 바라본 단면도를 도시한 것이다.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 플라스틱 필름(1)은 기재(10) 및 기재(10)의 양면에 형성된 코팅층(20, 30)을 포함한다.
도 1 및 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름은 네 가장자리(edge) 중 마주보는 두 개의 가장자리가 굴곡된 형태일 수 있다. 상기 각각의 가장자리의 곡률 반경(R1, R2)는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 2.5 내지 15의 범위일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요로 하는 플라스틱 필름의 형태, 크기, 및 용도 등에 따라 변경될 수 있다.
도 1 및 2의 플라스틱 필름에서, 전면부와 측면부가 이루는 각도(θ1, θ2)는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 0도 초과 내지 90도 이하의 범위 내에서 필요로 하는 플라스틱 필름의 형태 및 크기에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 3의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다. 보다 상세하게, 도 4의 (a)는 도 3의 플라스틱 필름을 T1-T1' 방향에서 바라본 단면도를, 도 4의 (b)는 도 3의 플라스틱 필름을 T2-T2' 방향에서 바라본 단면도를 도시한 것이다.
도 3 및 4를 참조하면, 상기 플라스틱 필름(100)은 기재(40) 및 기재(40)의 양면에 형성된 코팅층(50, 60)을 포함한다.
도 3 및 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름은 네 가장자리 및 모서리가 모두 굴곡된 형태일 수 있다. 상기 각각의 가장자리의 곡률 반경(R3, R4, R5, R6)는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 2.5 내지 15의 범위일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요로 하는 플라스틱 필름의 형태, 크기, 및 용도 등에 따라 변경될 수 있다.
도 3 및 4의 플라스틱 필름에서, 전면부와 측면부가 이루는 각도(θ3, θ4, θ5, θ6)는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 0도 초과 내지 90도 이하의 범위 내에서 필요로 하는 플라스틱 필름의 형태, 크기, 및 용도 등에 따라 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플라스틱 필름을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 5의 플라스틱 필름을 도시하는 단면도이다. 보다 상세하게, 도 6은 도 5의 플라스틱 필름을 T3-T3' 방향에서 바라본 단면도를 도시한 것이다.
도 5 및 6을 참조하면, 상기 플라스틱 필름(200)은 기재(70) 및 기재(70)의 양면에 형성된 코팅층(80, 90)을 포함한다.
도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름은 일 면의 전체가 커브된 형태일 수 있다. 상기 커브된 플라스틱 필름의 곡률 반경은 2.5 내지 900의 범위일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요로 하는 플라스틱 필름의 형태, 크기, 및 용도 등에 따라 변경될 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름에 대하여, 도 1 내지 6을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 형태의 입체적 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 가장자리만 굴곡된 형태, 세 개의 가장자리가 굴곡된 형태, 모서리만 굴곡된 형태, 전체 면이 커브된 형태, 반구 형태 등 본 발명의 플라스틱 필름은 편평한(flat) 구조가 아닌 모든 입체적인 형태를 보일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 지지 기재의 적어도 일면에 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 제 1 경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 제 2 경화를 수행하는 단계를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 코팅 조성물에 대한 상세한 설명 및 이에 포함되는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 무기 미립자, 기타 포함될 수 있는 다른 성분들에 대한 상세한 설명 및 구체적인 예시는 상술한 바와 같다.
상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물을 상기 지지 기재의 적어도 일 면 상에 도포한다. 이 때 상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 또는 솔루션 캐스팅(solution casting) 방식 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 완전히 경화된 후 두께가 약 20㎛ 이상, 예를 들어 약 20 내지 약 300㎛, 또는 약 50 내지 약 300㎛, 또는 약 20 내지 약 200㎛, 또는 약 50 내지 약 200㎛, 또는 약 20 내지 약 150㎛, 또는 약 50 내지 약 150㎛, 또는 약 20 내지 약 150㎛, 또는 약 70 내지 약 150㎛가 되도록 도포할 수 있다.
다음에, 상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 제 1 경화를 수행한다.
상기 제 1 경화는 상기 도포된 코팅 조성물의 일부를 경화하여 후속하는 단계인 열성형이 가능한 상태로 만들기 위한 단계이다.
상기와 같은 제 1 경화 공정에 의해 도포된 코팅 조성물은 반경화 코팅층을 형성하게 된다. 본 발명의 명세서에서, 상기 반경화 코팅층은 하기 식 1에 의해 계산되는 경화도가 약 10 내지 약 70%인 상태인 것을 의미한다.
[식 1]
Figure pat00001
다시 말해 상기 반경화 코팅층은, 상기 코팅 조성물에 포함된 경화 가능한 관능기, 즉, 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 전체 경화성 관능기 100몰에 대하여, 약 10 내지 약 70몰, 또는 약 40 내지 약 60몰의 관능기가 경화된 상태이다. 상기 반경화 코팅층의 경화도가 상기 범위를 벗어나 너무 낮은 경우, 표면의 점착성이 강하여 코팅층이 금형과 흡착되거나 코팅층 표면의 변형이 발생할 수 있고, 너무 높은 경우, 지나친 경화도로 인해 후속하는 열성형 공정에서 굴곡 성형이 어렵거나 크랙이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 경화는 열경화 공정일 수 있다.
상기 제 1 경화가 열경화 공정인 경우, 상기 반경화 코팅층은 주로 열경화 관능기가 경화된 상태이나, 광경화 관능기의 경화를 배제하는 것은 아니다.
상기 열경화는 상기 코팅 조성물에 포함된 열경화성 관능기를 경화시키기 위한 공정이다. 상기 열경화는 약 90 내지 약 150℃, 또는 약 110 내지 약 130℃의 온도로 약 1분 내지 약 30분 동안, 또는 약 1분 내지 약 5분 동안 가열함으로써 이루어질 수 있다. 상기 온도 범위보다 낮은 온도에서 열경화를 수행하면 기재의 복원력이 강하여 후속하는 열성형 및 제 2 경화 공정에 어려움이 있을 수 있고, 상기 온도 범위를 벗어나는 높은 온도일 경우 전체적인 열에 약한 지지 기재에 영향을 미쳐 전반적인 플라스틱 필름의 물성 저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 경화는 광경화 공정일 수 있다.
상기 광경화는 상기 코팅 조성물에 포함된 광경화성 관능기를 경화시키기 위한 공정이다. 상기 광경화시 자외선의 조사량은, 예를 들면 약 20 내지 약 600mJ/cm2, 또는 약 50 내지 약 500mJ/cm2일 수 있다. 자외선 조사의 광원으로는 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 블랙 라이트(black light) 형광 램프 등을 사용할 수 있다. 상기와 같은 조사량으로 약 30초 내지 15분 동안, 또는 약 1분 내지 약 10분 동안 조사하여 광경화 단계를 수행할 수 있다.
상기 제 1 경화가 광경화 공정인 경우, 상기 반경화 코팅층은 주로 광경화 관능기가 경화된 상태이나, 열경화 관능기의 경화를 배제하는 것은 아니다.
상기와 같은 제 1 경화에 의해 형성된 반경화 코팅층은 코팅 조성물에 포함된 관능기가 일부 경화되어 일정한 압력 및 열을 가할 경우 크랙 없이 부드럽게 휘어질 수 있는 정도의 경화도를 가지며, 경화 전의 코팅 조성물에 비하여 표면의 점착성(tackness)이 낮아져 후속하는 열성형이 가능한 상태가 된다.
다음에, 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대해 열성형을 수행한다.
상기 열성형은 상기 반경화 코팅층 및 지지 기재를 원하는 입체적 형상으로 만들기 위한 공정이다.
상기 열성형은 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재, 즉 상기 반경화 코팅층 및 이를 포함하는 지지 기재에 일정한 열을 가함으로써 수행한다. 이때, 상기 열성형은 약 90 내지 약 250℃, 또는 약 100 내지 약 150℃의 온도로 가열함으로써 이루어질 수 있다. 상기 온도 범위보다 낮은 온도에서 열성형을 수행하면 기재의 복원력이 강하여 원하는 형태의 입체 형상을 수득하지 못할 수 있고, 상기 온도 범위를 벗어나는 높은 온도일 경우 지지 기재에 영향을 미쳐 전반적인 플라스틱 필름의 물성 저하가 발생할 수 있다.
상술한 온도 범위 내에 도달하고 일정 시간 동안, 예를 들어 약 30 내지 약 600 초 동안, 또는 약 120 내지 약 300 초 동안 유지함으로써 열성형이 이루어질 수 있으나, 상기 유지 시간이 이에 제한되는 것은 아니며, 지지 기재의 종류, 두께, 코팅층의 두께, 성형 상태, 및 금형으로부터 가해지는 압력 등에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열성형 공정시 열경화가 함께 이루어질 수 있다. 즉, 상기 열성형 공정에서는 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재가 상기 코팅 조성물에 포함된 열경화성 관능기가 경화 가능한 온도까지 가열되므로, 열성형이 이루어짐과 동시에, 상기 코팅 조성물에 포함된 열경화성 관능기의 추가적인 경화가 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재를 원하는 입체적 형상에 따른 적절한 형태의 금형에 위치시키고, 상기 금형을 열경화 가능한 온도까지 가열함으로써 열성형이 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재를 상하의 암수 금형 사이에 위치시키고, 상술한 온도 범위까지 상기 금형을 가열시킨 후, 상기 가열된 암수 금형을 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 접촉시킴으로써 열성형을 수행할 수 있다. 혹은, 암수 중 한 쪽의 금형에 시편을 위치시킨 후 진공 및 공기압을 가하여 금형에 밀착시킴으로써 열성형을 수행할 수 있다. 이때, 보다 효율적인 열성형을 위해 상기 지지 기재에 일정한 압력, 예를 들어 약 1 내지 약 10 MPa, 또는 약 2 내지 약 3 MPa의 압력을 가할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재의 중심부는 평탄한 지지부에 고정시키고, 굴곡 형태를 형성하고자 하는 부분, 예를 들어 가장자리 부분만 가열된 금형 또는 막대(rod)에 접촉하도록 한 후 일정 시간 동안 유지함으로써 열성형을 수행할 수 있다.
다음에, 상기 반경화 코팅층에 대하여 제 2 경화를 수행한다.
상기 제 2 경화는 상기 반경화 코팅층에서 미경화된 상태로 남아있는 관능기를 경화시키기 위한 공정이다. 상기 제 2 경화에 의해 상기 반경화 코팅층에서 코팅 조성물에 포함된 나머지 관능기가 경화된다.
상기 제 2 경화에 의해 상기 반경화 코팅층이 완전경화하여, 이전 단계의 열형성 공정에 의해 입체적 형상을 가지면서 고경도의 플라스틱 필름을 형성하게 된다. 이때, "완전경화"라 함은, 초기 도포된 코팅 조성물에 포함된 경화 가능한 관능기, 즉, 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 전체 경화성 관능기가 100% 모두 경화된 것뿐 아니라, 약 80 몰 이상으로 경화된 상태, 즉 경화도가 약 80% 이상이면 완전경화된 것으로 본다.
상기 제 2 경화는 상기 열성형이 완료된 필름을 금형으로부터 탈착시키거나, 또는 탈착시키지 않은 상태에서 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 경화는 열경화 공정일 수 있다.
상기 열경화는 약 90 내지 약 150℃, 또는 약 110 내지 약 130℃의 온도로 약 1분 내지 약 30분 동안, 또는 약 1분 내지 약 5분 동안 가열함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 경화는 광경화 공정일 수 있다.
상기 광경화시 자외선의 조사량은, 예를 들면 약 20 내지 약 600mJ/cm2, 또는 약 50 내지 약 500mJ/cm2일 수 있다. 자외선 조사의 광원으로는 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 블랙 라이트(black light) 형광 램프 등을 사용할 수 있다. 상기와 같은 조사량으로 약 30초 내지 15분 동안, 또는 약 1분 내지 약 10분 동안 조사하여 광경화 단계를 수행할 수 있다.
상기 코팅층을 지지 기재의 양면에 형성하는 경우, 지지 기재의 일면에 대하여 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 일면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 열경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 지지 기재의 배면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 배면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 열경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 양면에 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 광경화를 수행하는 단계로 본 발명의 플라스틱 필름을 제조할 수 있다.
또는, 지지 기재의 일면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 일면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 열경화 및 열성형을 동시에 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 광경화를 수행하는 단계로 본 발명의 플라스틱 필름을 제조할 수 있다.
또는, 지지 기재의 일면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 일면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 광경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 지지 기재의 배면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 배면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 광경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 양면에 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 열경화를 수행하는 단계로 본 발명의 플라스틱 필름을 제조할 수 있다.
또는, 지지 기재의 일면에 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 열경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 상기 지지 기재의 배면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 배면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 열경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 광경화를 수행하는 단계로 본 발명의 플라스틱 필름을 제조할 수 있다. 이때 일면에 대한 코팅층 형성시 이미 플라스틱 필름의 원하는 입체 형상으로 성형된 상태이므로, 배면에 반경화 코팅층을 형성한 후 열성형 공정은 제외할 수 있다.
또는, 지지 기재의 일면에 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 광경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 상기 지지 기재의 배면에 대하여 상기 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 배면에 도포된 코팅 조성물에 대하여 광경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 반경화 코팅층에 대하여 열경화를 수행하는 단계로 본 발명의 플라스틱 필름을 제조할 수 있다.
상기와 같은 제조방법에 따라 제조된 본 발명의 플라스틱 필름은 입체 형상, 고경도, 내충격성, 내찰상성, 고투명도, 내구성, 내광성, 광투과율 등을 나타내어 다양한 분야에 유용하게 이용될 수 있다.
예를 들어 본 발명의 플라스틱 필름은, 1kg 하중에서의 연필 경도가 3H 이상, 또는 4H 이상, 또는 6H 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 유리를 대체할 수 있을 정도로 우수한 내충격성을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 플라스틱 필름은, 22g의 쇠구슬을 40 cm의 높이에서 자유 낙하시켰을 때 균열이 생기지 않을 수 있다.
또한, 마찰시험기에 스틸울(steel wool) #0000을 장착한 후 500g의 하중으로 400회 왕복시킬 경우에 스크래치가 2개 이하로만 발생하여 우수한 내찰상성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 광투과율이 92% 이상이고 헤이즈가 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하, 또는 0.4% 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 초기 color b* (CIE 1976 L*a*b* 색 공간에 의한 b*)가 1.0 이하일 수 있다. 또한, 초기 color b*과, UVB 파장 영역의 자외선 램프에 72시간 이상 노출 후 color b*의 차이가 0.5 이하, 또는 0.4 이하일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 플라스틱 필름은, 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 예를 들어 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 및 각종 디스플레이의 입체 형상의 커버 기판 또는 소자 기판의 용도로 사용될 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
< 실시예 >
이중 경화성 바인더의 제조예
제조예 1
히드록시기 및 아크릴레이트기를 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더로 SMP-220A(입수처: 공영사화학주식회사(일본), 고형분 함량 50% (in MIBK), equivalent weight of acrylate=220 g/eq, equivalent weight of hydroxyl=220 g/eq, Mw=30,000~40,000 g/mol)를 준비하였다.
제조예 2
히드록시기 및 아크릴레이트기를 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더로 SMP-360A(입수처: 공영사화학주식회사(일본), 고형분 함량 50% (in MIBK), equivalent weight of acrylate=360 g/eq, equivalent weight of hydroxyl=360 g/eq, Mw=30,000~40,000 g/mol)를 준비하였다.
제조예 3
히드록시기 및 아크릴레이트기를 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더로 SMP-550A(입수처: 공영사화학주식회사(일본), 고형분 함량 50% (in MIBK), equivalent weight of acrylate=550 g/eq, equivalent weight of hydroxyl=550 g/eq, Mw=30,000~40,000 g/mol)를 준비하였다.
실시예 1
제조예 1의 이중 경화성 바인더(상품명: SMP-220A) 6g, 입경이 20 ~ 30nm인 나노 실리카가 50 중량% 분산된 실리카-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 복합체 12g (실리카 6g, TMPTA 6g) 히드록시-디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(상품명: A-9750W, 제조사: NK 화학) 6.47g, 지환계의 폴리이소시아네이트(상품명; MF-K60X, 제조사: AsahiKasei) 7.11g, 열경화제로 디부틸틴디라우레이트(BDTDL, 0.1wt% in MEK) 0.15g, 흐름성 개선제로 Tego 사의 첨가제 Tego 410® 0.1wt% in MEK) 0.15g, Tego 450® 0.1wt% in MEK) 0.15g, 광 개시제(상품명: Darocur TPO) 0.2g, 벤조트리아졸계 황변방지제(상품명: Tinuvin 400) 0.1g를 혼합하여 제 1 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 제 1 코팅 조성물을 15cm ｘ 20cm, 두께 188㎛의 PET 지지 기재 상에 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하였다.
동일한 방법으로 제 2 코팅 조성물도 제조하고, 지지 기재의 배면에 상기 제 2 코팅 조성물을 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하여 시편을 제조하였다. 열경화가 완료된 후 기재의 양면에 형성된 제 1 및 제 2 코팅층의 두께는 각각 100㎛이었다.
상기와 같이 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하였으며, 그 결과 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도로 굴곡된 입체 구조를 갖는 플라스틱 필름을 제조하였다.
실시예 2
제조예 1의 이중 경화성 바인더(상품명: SMP-220A) 6g, 입경이 20 ~ 30nm인 나노 실리카가 약 50% 분산된 실리카-디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 복합체 7.48g (실리카 3.74g, DPHA 3.74g), 히드록시-디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(상품명: A-9750W, 제조사: NK 화학) 2.64g, 지환계의 폴리이소시아네이트(상품명; MF-K60X, 제조사: AsahiKasei) 7.11g, 열경화제로 디부틸틴디라우레이트(BDTDL, 0.1wt% in MEK) 0.15g, 흐름성 개선제로 Tego 사의 첨가제 Tego 410® 0.1wt% in MEK) 0.15g, Tego 450® 0.1wt% in MEK) 0.15g, 광 개시제(상품명: Darocur TPO) 0.2g, 벤조트리아졸계 황변방지제(상품명: Tinuvin 400) 0.1g를 혼합하여 제 1 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 제 1 코팅 조성물을 15cm ｘ 20cm, 두께 188㎛의 PET 지지 기재 상에 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하였다.
동일한 방법으로 제 2 코팅 조성물도 제조하고, 지지 기재의 배면에 상기 제 2 코팅 조성물을 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하여 시편을 제조하였다. 열경화가 완료된 후 기재의 양면에 형성된 제 1 및 제 2 코팅층의 두께는 각각 100㎛이었다.
상기와 같이 제조된 시편을 네 개의 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하였으며, 그 결과 네 가장자리가 2.5R, 90도로 굴곡된 입체 구조를 갖는 플라스틱 필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 제조한 시편을 길이 방향으로 700R, 폭 방향으로 300R의 굴곡을 갖게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하였으며, 그 결과 시편 전면적에 걸쳐 300R 내지 700R로 굴곡된 입체 구조를 갖는 플라스틱 필름을 제조하였다.
실시예 4
제조예 2의 이중 경화성 바인더(상품명: SMP-360A) 6g, 입경이 20 ~ 30nm인 나노 실리카가 50 중량% 분산된 실리카-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 복합체 12g (실리카 6g, TMPTA 6g) 히드록시-디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(상품명: A-9750W, 제조사: NK 화학) 6.47g, 지환계의 폴리이소시아네이트(상품명; MF-K60X, 제조사: AsahiKasei) 4.35g, 열경화제로 디부틸틴디라우레이트(BDTDL, 0.1wt% in MEK) 0.15g, 흐름성 개선제로 Tego 사의 첨가제 Tego 410® 0.1wt% in MEK) 0.15g, 광 개시제(상품명: Darocur TPO) 0.2g을 혼합하여 제 1 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 제 1 코팅 조성물을 15cm ｘ 20cm, 두께 188㎛의 PET 지지 기재 상에 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하였다.
동일한 방법으로 제 2 코팅 조성물도 제조하고, 지지 기재의 배면에 상기 제 2 코팅 조성물을 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하여 시편을 제조하였다. 열경화가 완료된 후 기재의 양면에 형성된 제 1 및 제 2 코팅층의 두께는 각각 100㎛이었다.
상기와 같이 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하였으며, 그 결과 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도로 굴곡된 입체 구조를 갖는 플라스틱 필름을 제조하였다.
실시예 5
제조예 3의 이중 경화성 바인더(상품명: SMP-550A) 6g, 입경이 20 ~ 30nm인 나노 실리카가 50 중량% 분산된 실리카-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 복합체 12g (실리카 6g, TMPTA 6g) 히드록시-디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(상품명: A-9750W, 제조사: NK 화학) 6.47g, 지환계의 폴리이소시아네이트(상품명; MF-K60X, 제조사: AsahiKasei) 2.85g, 열경화제로 디부틸틴디라우레이트(BDTDL, 0.1wt% in MEK) 0.15g, 흐름성 개선제로 Tego 사의 첨가제 Tego 410® 0.1wt% in MEK) 0.15g, 광 개시제(상품명: Darocur TPO) 0.2g을 혼합하여 제 1 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 제 1 코팅 조성물을 15cm ｘ 20cm, 두께 188㎛의 PET 지지 기재 상에 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하였다.
동일한 방법으로 제 2 코팅 조성물도 제조하고, 지지 기재의 배면에 상기 제 2 코팅 조성물을 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 30 분 동안 열경화를 수행하여 시편을 제조하였다. 열경화가 완료된 후 기재의 양면에 형성된 제 1 및 제 2 코팅층의 두께는 각각 100㎛이었다.
상기와 같이 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하였으며, 그 결과 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도로 굴곡된 입체 구조를 갖는 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 1
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 10 g, 광개시제 Irgacure 127 0.1 g, 흐름성 개선제 Tego Flow 410 0.1 g (10wt% in MEK)을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 코팅 조성물을 두께 188㎛ PET 지지 기재 상에 도포한 후 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화시켰다.
이렇게 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하여 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 2
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 10 g, 광개시제 Irgacure 127 0.1 g, 흐름성 개선제 Tego Flow 410 0.1 g (10wt% in MEK)을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 코팅 조성물을 두께 188㎛ PET 지지 기재 상에 도포한 후 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 경화도가 약 40%가 되도록 반경화시켰다.
이렇게 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수한 후 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하여 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 제 1 및 제 2 코팅 조성물을 제조하였다.
다음에, 상기 제 1 코팅 조성물을 15cm ｘ 20cm, 두께 188㎛의 PET 지지 기재 상에 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 6시간 동안 열경화를 수행하였다.
동일한 방법으로 제 2 코팅 조성물도 제조하고, 지지 기재의 배면에 상기 제 2 코팅 조성물을 도포하였다. 다음에, 130℃의 온도에서 6시간 동안 열경화를 수행하여 시편을 제조하였다. 열경화가 완료된 후 기재의 양면에 형성된 제 1 및 제 2 코팅층의 두께는 각각 100㎛이었다.
상기와 같이 제조된 시편을 마주보는 두 가장자리가 2.5R, 90도의 굴곡을 갖도록 굽어지게 하는 암수 금형 사이에 위치시켜 120℃에서 1분간 방치 후 상하 금형을 2MPa의 압력으로 접합하였다. 접합이 완료된 상태에서 3분간 방치 후 상하 금형을 이격시켜 성형된 시편을 회수하였다. 회수된 시편은 280~350nm의 파장을 갖는 자외선 램프 하에서 완전히 경화하여 플라스틱 필름을 제조하였다.
< 실험예 >
<측정 방법>
1) 연필 경도
연필 경도 측정기를 이용하여 측정 표준 JIS K5400에 따라 1.0kg 하중으로 3회 측정한 후 흠집이 없는 경도를 확인하였다.
2) 성형성
열성형기의 상하 금형 온도를 130℃로 맞춘 후, 시편을 금형 사이에 놓고 2~3 MPa의 압력으로 열성형을 실시하였다. 성형 후 금형 표면 대비 평탄도의 변형, 굴곡부의 크랙 형성 여부, 변색 여부, 금형과 동일한 형태의 구조물과 합치시 최대 이격이 0.5mm 미만인지 여부로 성형성을 평가하여, 이들을 모두 만족하면 OK, 하나라도 만족하지 못하면 NG로 평가하였다.
3) 점착성(tackness)
1차 경화 후 열성형 전, 물성 측정기(texture analyzer, 스테이블 마이크로 시스템, 영국)를 이용하여, 50mm/min의 박리 속도 및 90도의 박리 각도의 조건으로 1차 경화된 필름 및 보호 필름 사이의 박리력(단위: N/2cm)을 측정하여 점착성의 정도를 평가하였다.
박리력이 0.1 미만인 경우 점착성 ◎, 박리력이 0.1 이상 0.5 미만인 경우 ○, 0.5 이상 1 미만인 경우 △, 1 이상인 경우 X로 표시하였다.
4) 내광성
UVB 파장 영역의 자외선 램프에 72시간 이상 노출 전후 color b*의 차이를 측정하여 <1인 경우 OK로 평가하였다
5) 투과율 및 헤이즈
분광 광도계(기기명: COH-400)를 이용하여 투과율 및 헤이즈를 측정하여 투과율이 > 91% 인 경우 OK, 헤이즈는 <1.0% 인 경우 OK로 평가하였다.
6) 내충격성
22 g의 쇠구슬을 10 cm 높이에서 5 cm 간격으로 높이를 증가시키며 필름 상에 10회 반복하여 자유 낙하시켰을 때 크랙 발생하는 최초 높이를 측정하였다.
물성 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3
연필 경도 6H 4H 6H 5H 4H 3H 3H 6H
성형성 OK OK OK OK OK NG NG NG
점착성 ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ △ ◎
내광성 OK OK OK OK OK NG NG OK
투과율 OK OK OK OK OK OK OK OK
헤이즈 OK OK OK OK OK OK OK OK
내충격성 40cm 50cm 40cm 50cm 55cm 10cm 30cm 30cm
상기 표 1과 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 플라스틱 필름은 고경도를 나타내면서도 성형성 및 점착성이 양호하여 다양한 입체적 구조를 나타낼 수 있었다. 그러나, 반경화가 아닌 완전경화된 코팅층에 대해 열성형을 실시한 비교예 1 및 3은 굴곡부의 크랙이 발생하는 등 성형성이 좋지 않아 굴곡 성형이 불가능하였다. 또한, 반경화 공정 후 열성형을 하였으나 바인더로 아크릴레이트계 단량체만을 포함하는 코팅 조성물을 이용한 비교예 2의 경우 반경화 코팅층의 점착성이 높아 코팅층이 금형과 흡착되거나 코팅층 표면의 변형이 발생하여 이 경우 역시 성형성이 좋지 않았다.

Claims (20)

  1. 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더, 광개시제, 열경화제, 및 무기 미립자를 포함하는 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기는 1:9 내지 9:1의 몰비로 포함되는 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    전체 코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 이중 경화성 바인더를 10 내지 50 중량부, 상기 광개시제를 0.1 내지 5 중량부, 상기 열경화제를 10 내지 50 중량부, 상기 무기 미립자를 1 내지 40 중량부로 포함하는 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체를 더 포함하는 코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 전체 코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부로 포함하는 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이중 경화성 바인더의 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기의 당량(equivalent weight)은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하게 80 내지 1,500 g/eq인, 코팅 조성물.
  7. 지지 기재; 및
    상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 한 분자 내에 포함하는 이중 경화성 바인더의 경화물과 무기 미립자를 포함하고, 적어도 일부가 굴곡된 형태인 플라스틱 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기는 1:9 내지 9:1의 몰비로 포함되는 플라스틱 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    마주보는 두 개의 가장자리가 굴곡된 형태이고, 상기 각각의 굴곡된 가장자리의 곡률 반경은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 2.5 내지 15의 범위인 플라스틱 필름.
  10. 제7항에 있어서,
    네 가장자리가 모두 굴곡된 형태이고, 상기 각각의 굴곡된 가장자리의 곡률 반경은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 2.5 내지 15의 범위인 플라스틱 필름.
  11. 제7항에 있어서,
    한 면이 전체적으로 커브된 형태이고, 곡률 반경은 2.5 내지 900의 범위인 플라스틱 필름.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 지지 기재의 유리 전이 온도는 80 내지 250℃인 플라스틱 필름.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 20 내지 300㎛인 플라스틱 필름.
  14. 제7항에 있어서,
    1kg의 하중에서 3H 이상의 연필 경도를 나타내는 플라스틱 필름.
  15. 지지 기재의 적어도 일면에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 코팅 조성물을 도포하는 단계;
    상기 도포된 코팅 조성물에 대하여 제 1 경화를 수행하여 반경화 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 반경화 코팅층이 형성된 지지 기재에 대하여 열성형을 수행하는 단계; 및
    상기 반경화 코팅층에 대하여 제 2 경화를 수행하는 단계를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반경화 코팅층은 상기 열경화성 관능기 및 광경화성 관능기를 포함하는 전체 경화성 관능기 100 몰에 대하여, 10 내지 70몰의 관능기가 경화된 상태인, 플라스틱 필름의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 열성형은 90 내지 250℃의 온도에서 이루어지는 플라스틱 필름의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 열성형에 의해 상기 플라스틱 필름의 적어도 일부가 굴곡된 형태를 갖는 플라스틱 필름의 제조방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제 1 경화는 열경화이고, 상기 제 2 경화는 광경화인, 플라스틱 필름의 제조방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제 1 경화는 광경화이고, 상기 제 2 경화는 열경화인, 플라스틱 필름의 제조방법.
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