KR20170073066A - 자외선 경화형 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 코팅막 형성방법 - Google Patents

자외선 경화형 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 코팅막 형성방법 Download PDF

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Abstract

내 마모성이 우수한 자외선 경화형 코팅 조성물 및 코팅막 형성방법에 관한 것으로, 자외선 경화형 코팅 조성물은 크게 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다관능성 아크릴레이트 모노머 및 기타 표면 특성을 보상할 수 있는 첨가물과 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물을 포함한다. 이러한 조성을 갖는 조성물은 기존의 자외선 경화형 코팅층이 갖고 있는 표면(경도, 슬립성 등) 특성에 대하여 폴리디메틸실록산 화합물 의해 내스크레치성 및 마모성을 개선하여 플라스틱 성형품이나 필름 등의 품질을 유지시킬 수 있다.

Description

자외선 경화형 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 코팅막 형성방법 {UV-CURABLE COATING COMPOSITION AND TRANSPARENT FILM MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 자외선 경화형 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 코팅막 형성방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전자제품 등에 하드코팅 또는 보호용 투명 코팅막을 형성할 수 있는 자외선 경화형 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 코팅막 형성방법에 관한 것이다.
종래의 텔레비전, 컴퓨터, 휴대폰 등의 전자제품에는 터치스크린이 많이 사용되지 않았으나 최근 터치스크린의 사용이 많아지고, 일상생활에서 내비게이션 및 스마트 폰으로 대표되는 휴대폰의 사용 범위 확대 등의 변화로 인해 제품의 화상표시장치의 파손 및 다양한 스크래치에 의한 시인성의 저하 등의 문제가 제기되고 있다.
또한 다양한 디스플레이 제품의 디자인 자유도를 확보하기 위해 일반적으로 사용되는 디스플레이 유리 부품을 대체하기 위해 열경화성 또는 열가소성 플라스틱 제품들에 대하여 많은 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 부품들은 내 스크래치 특성을 포함한 내마모성이 유리보다 부족하기 때문에 이를 보완하기 위한 개발이 많이 이루어지고 있다.
이를 해결하기 위한 방법으로 자외선 경화형 코팅액의 경도를 증가시키고 마모성을 보완하여 플라스틱 제품에 직접 코팅하거나 폴리에틸렌텔레프탈레이트 (PET) 및 폴리카보네이트(PC) 등에 코팅하여 보호필름을 사용하는 방법 등이 있다.
이러한 것에 사용되는 자외선 경화형 코팅액의 경우 유무기 하이브리드 타입 또는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머와 다관능성 아크릴레이트 모노머 및 기타 첨가물로 구성이 되는데, 현재까지 내마모성에 있어 만족할 만한 수준은 되지 못한다.
이는 기본적인 구성물이 적정한 표면 Slip성과 경도를 구현하지 못하기 때문이며, 이를 보완하기 위해 투입되는 첨가물이 내구성을 갖지 못하여 마모성을 보완하는 역할에 한계가 있기 때문이다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 인식하고 착안한 것으로, 고경도 및 고강도 등의 특성을 갖는 투명 보호 코팅막을 형성할 수 있는 자외선 경화형 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는 고경도 및 고강도 등의 특성을 갖는 투명 코팅막을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는 자외선 경화형 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 고경도 및 고강도 등의 특성을 갖는 투명 코팅막을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 자외선 경화형 코팅 조성물은 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함한다.
본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 자외선 경화형 코팅 조성물은 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 하기 구조식 1, 하기 구조식 2 및 하기 구조식 3 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
Figure pat00001
-----[구조식 1]
Figure pat00002
----------[구조식 2]
Figure pat00003
---------[구조식 3]
(상기 구조식 1, 구조식 2 및 구조식 3에서 Y, Z 또는 Z'은 메틸기(-CH3), 페닐기(-C6H5), 수소기(-H) 및 트리플루오로메틸기(-CF3) 중에서 선택된 어느 하나이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 소포성을 부여 및 공정성을 개선하기 위한 첨가제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸실록산 화합물은 디아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물, 모노아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물, 테트라아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 투명 코팅막을 형성하기 위해서는 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 마련한다. 이후 대상체 상에 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 코팅한 후 이를 자외선 경화시킴으로서 투명 코팅막을 형성할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 투명 코팅막을 형성하기 위해서는 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 마련한다. 이후 대상체 상에 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 코팅한 후 이를 자외선 경화시킴으로서 투명 코팅막을 형성할 수 있다.
상술한 조성을 갖는 자외선 경화형 코팅 조성물은 기존의 자외선 경화형 코팅 조성물에 비해 내마모성이 우수함으로 인해 광학용 투명 플라스틱 또는 필름 표면에 내 스크레치성을 포함하는 내마모성이 우수한 화상표시장치 보호용 투명 코팅막을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
자외선 경화형 코팅 조성물
본 발명에 따른 고경도 및 고강도 등의 특성을 갖는 보호용 투명 코팅막을 형성하기 위한 자외선 경화형 코팅 조성물은 일 실시예로 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머, 광반응성 개시제 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물을 포함하는 조성을 갖는다.
보다 구체적으로 자외선 경화형 코팅 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함한다.
일 예로서, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 분자 구조내에서 아크릴레이트 관능기를 2 내지 10개를 포함하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머로서, 10,000 이하의 중량평균 분자량의 크기를 갖는다.
상기 우레탄 아크릴 레이트 올리고머의 중량평균 분자량이 10,000 이상일 경우 경화되어 형성되는 투명 코팅막은 연질화 되어 적정한 경도 및 강도를 구현하기 어려워 내마모성이 저하 된다. 이로 따라, 화상표시장치의 보호 코팅막으로 사용하기에 부적합한 결과를 초래한다.
특히, 본 발명에서 사용되는 자외선 경화형 코팅 조성물의 경우 분자량 10,000미만의 구성 물질을 중심으로 하기 때문에 코팅시의 공정성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 사용량이 용매를 제외한 자외선 경화형 코팅 조성물 함량(100중량부)에 대하여 10 중량부 미만이면 미만이면 공정성에서 문제가 없을 수 있으나 형성된 코팅막의 균열 등의 문제가 발생하거나 원하는 강도 및 경도를 구현하지 못할 수 있고, 70 중량부를 초과하면 코팅시 공정성이 나빠지거나 조성물이 갖는 부가적인 특성이 부족할 수 있다. 따라서 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 10 내지 70 중량부 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머의 예로서는 구체적인 예로서는 카프롤락톤아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드변성인산디(메타)아크릴레이트, 아릴화시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥사디올디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-디글리시딜 에테르의 디(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리메타크릴레이트 등을 들 수 있으나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 2관능 이상의 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 함께 사용되며 단독 또는 혼합하여 사용이 가능하다. 이 중에서 바람직하게는 단관능성 아크릴레이트 1~3종, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트를 포함하는 다관능성 아크릴레이트 1~4종의 모노머가 함께 사용 가능하다.
상기 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 사용량이 용매를 제외한 자외선 경화형 코팅 조성물 함량에 대하여 20 중량부 미만이면 코팅시 공정성이 나빠지거나 조성물이 갖는 부가적인 특성이 부족할 수 있고, 80 중량부를 초과하면 공정성에서 문제가 없을 수 있으나 형성된 코팅막의 균열 등의 문제가 발생하거나 원하는 강도 및 경도를 구현하지 못할 수 있다. 따라서 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머를 20 내지 80 중량부 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광 반응성 개시제는 라디컬 중합을 개시시키기 위해 사용하는 것으로 아세트페논류, 벤조페논류, 케틸류, 디설피드 화합물류, 플루오르아민 화합물류 등을 사용할 수 있다.
그 구체적인 예는 1-히드록시-시클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤 등이 있다. 이러한 개시제들은 단독으로 사용하거나 2가지 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 광 반응성 개시제를 0.5 내지 10 중량부 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 조성물에 포함되어 내마모성을 향상시키기 위해 적용되며, 폴리디메틸실록산 기본 골격구조에 아크릴레이트기를 포함한 것을 지칭하며, 아크릴레이트기는 1 내 4개를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 상기 자외선 경화형 코팅 조성물에서 중심 첨가물의 형태로 포함되며, 상기 자외선 경화형 코팅액 중심 조성물이 피도물에 코팅되어 나타내는 내마모성 및 경도, 강도에 내마모성 및 내스크레치성을 부가적으로 증가시켜 주는 역할을 하게 된다. 특히, 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 폴리디메틸 실록산을 중심구조로 하여 이에 부여된 아크릴레이트기가 1 내지 4개로 분자구조에 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2개가 부여된 것이 적합하다.
상기 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 하기 구조식으로 표기될 수 있다.
Figure pat00004
----[구조식 1]
Figure pat00005
----------[구조식 2]
Figure pat00006
-------[구조식 3]
상기 구조식 1, 구조식 2 및 구조식 3으로 표기되는 폴리디메틸실록산 화합물에서 Y, Z 또는 Z'은 메틸기(-CH3), 페닐기(-C6H5), 수소기(-H) 및 트리플루오로메틸기(-CF3) 중에서 선택된 어느 하나이다.
아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물의 사용량이 용매를 제외한 자외선 경화형 코팅 조성물 함량에 대하여 0.2 중량부 미만일 경우 그 특성이 충분히 발현될 수 없고 5중량부 이상에서는 코팅막 형성에 있어 외관의 불량 또는 경도/강도의 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물을 0.2 내지 5 중량부 범위 내에서 사용하고, 0.2 내지 2중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 보다 바람직하다.
일 실시예로서, 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 소포성을 부여 및 공정성을 개선하기 위한 첨가제를 0.01 내지 2 중량부를 범위 내에서 포함할 수 있다.
더욱이 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 조성물의 점도 및 코팅 작성을 향상시기기 위해 적어도 하나의 유기 용매를 혼합하여 사용할 있다.
상기 유기 용매의 예로서는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알콜류와 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 자일렌, 톨루엔, 아세테이트 계 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 국한되는 것은 아니고 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 자외선 경화형 코팅 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 조성을 가질 수 있다.
상기 무기계 입자를 포함하는 화합물은 자외선 경화형 코팅 조성물로 인해 형성되는 투명 코팅막의 경도 증가, 굴절율 조정 및 수축율을 조정 조성하기 위한 기능성 물질로서, 약 1 내지 60중량부 범의 내에서 선택하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 약 1 내지 40중량부의 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기 무기계 입자를 포함하는 화합물에 포함되는 무기계 입자의 예로서는 이산화티탄, 이산화 규소, 산화인듐, 산화주석, 알루미늄 산화물, 황화아연 등이 유기계 용매에 콜로이드 상의 입자로 존재하는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기계 입자를 포함하는 화합물은 무기계 입자에 화학적 결합을 도입하여 우레탄기 및 아크릴레이트 기, 실란올기 등이 분자구조상에 도입된 것을 사용할 수 있다. 이러한 무기계 입자는 10 내지 300nm의 구형으로 응집되어 있지 않은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 다른 형태로 무기계 입자를 포함하는 화합물은 졸겔 반응을 이용하여 입자형태가 아닌 유기-무기계 성분이 고분자형태의 결합을 갖는 것을 사용할 수 있으며, 이때 사용되는 것은 유기 용매상에서 형성이 되었으며, 100℃이하의 온도에서 축합 반응이 일어날 수 있는 것이 적합하다.
상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 제조하기 위해 적용되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머, 광반응성 개시제, 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물, 유기 용매등에 대한 구체적인 설명은 위에서 설명한 바와 같기에 생략한다.
투명 코팅막 및 이의 형성방법
본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 투명 플라스틱 소재의 표면을 보호하기 위한 투명 코팅막을 제조하기 위해서는 먼저 자외선 경화형 코팅 조성물을 마련하다(S110).
상기 S110 단계에서 사용되는 제1 실시예에 따른 경화형 코팅 조성물은 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 경화형 코팅 조성물은 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
이어서, 대상체 상에 상기 자외선 경화형 코팅 조성물 코팅한다(S120).
상기 S120 단계에 있어서, 상기 대상체는 화상표시장치에 사용되는 플라스틱 소재 또는 플라스틱 필름 등을 포함 할 수 있다. 또한, 상기 대상체 상에 조성물 코팅시 1 실시예의 자외선 경화형 코팅 조성물 또는 제2 실시예의 자외선 경화형 코팅 조성물을 선택하여 사용할 수 있다.
이어서, 자외선 경화 공정을 수행하여 대상체 상에 대상체 보호용 투명 코팅막을 형성한다(S130).
상술한 방법으로 형성된 투명 코팅막은 0.1 내지 100㎛의 두께를 갖고, 바람직하게는 5 내지 50㎛의 두께를 갖도록 형성된다. 이렇게 형성된 투명 코팅막은 광학용 투명 플라스틱 소재 또는 플라스틱 필름 상에 형성되어 광학용 투명 플라스틱 소재의 내모성 및 내 스크레치성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 본 발명 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
실시예 1)
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제인 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 구조식 1의 디아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 0.5중량부, 기포를 제거하기 위한 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
실시예 2)
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제로 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 구조식 2의 모노아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 0.5증량부, 기포를 제거하는 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
실시예 3)
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제로 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 구조식 3의 모노아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 0.5증량부, 기포를 제거하는 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
비교예 1)
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제로 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 기포를 제거하는 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
비교예 2
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제로 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 구조식 1의 디아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 0.1중량부, 기포를 제거하는 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
비교예 3
중량평균 분자량이 10,000미만인 다관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 40중량부, 이소보닐아크릴레이트 5중량부, 1,6-헥사디올디아크릴레이트 10중량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 20중량부, 무기계 실리카 20중량부, 광개시제로 하이드록시디메틸아세토페논 4중량부, 디아크릴레이트기를 갖는 실리콘화합물 0.5중량부, 기포를 제거하는 소포제 0.5중량부를 혼합하여 자외선 경화형 코팅액 조성물을 제조하였다.
자외선 경화형 코팅액 조성물의 물성 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 자외선 경화형 코팅액 조성물을 680㎛의 두께를 갖는 폴리카보네이트(PC) 기재들에 12번바(Bar)로 각각 코팅을 진행하였으며, 광량 350mJ의 자외선 경화 후 20㎛의 투명한 코팅층이 형성된 시편들을 제조하였다. 이후, 제조된 시편들의 내마모성 시험을 아래와 같이 진행하였다.
진동내마모 시험
마모성 시험을 하기 위한방법 중 하나인 진동 내마모 시험기를 이용하였으며, 서로 다른 메디아 2종 혼합품과 컴파운드가 포함된 일정크기의 조에 시편을 투입하여 진동을 가하여 일정시간 동안 시편의 표면에 스크레치를 발생시키는 시험방법이다.
조도측정(△E)
상기 진동내마모 시험 전의 시편과 시험 후의 시편의 광학적 특성치를 측정하여 그 변화를 확인하는 방법으로 미놀타 사의 CM-2600d를 이용하여 휘도, 반사율, 색좌표, 조도변화를 측정하여 그 결과를 표 1에 개시하였다.
표1) △E의 변화
Figure pat00007
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 경우 아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물이 포함된 자외선 경화형 코팅액으로 이를 이용하여 제조한 시편은 비교예보다 10분간 진동 내마모 시험을 한 결과 △E의 수치가 적어 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한 20분간 진동내마모 시험을 한 결과를 보면 실시예 1과 실시예 2가 기타 시편들 보다 우수한 내마모성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과는 아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물을 적정량 사용할 경우 투명 코팅막의 내마모성을 증가시키는 것이 확인되었다.

Claims (13)

  1. 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부;
    단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부;
    광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부; 및
    아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물은 하기 구조식 1, 하기 구조식 2 및 하기 구조식 3 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
    Figure pat00008
    ----[구조식 1]
    Figure pat00009
    ----------[구조식 2]
    Figure pat00010
    -------[구조식 3]
    (상기 구조식 1, 구조식 2 및 구조식 3에서 Y, Z 또는 Z'은 메틸기(-CH3), 페닐기(-C6H5), 수소기(-H) 및 트리플루오로메틸기(-CF3) 중에서 선택된 어느 하나이다.)
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸실록산 화합물은 디아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물, 모노아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물, 테트라아크릴레이트기를 갖는 폴리디메틸폴리실록산 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 소포성을 부여 및 공정성을 개선하기 위한 첨가제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 자일렌, 톨루엔계 중에서 선택된 적어도 하나의 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  6. 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 무기계 입자를 포함하는 화합물은 이산화티탄, 이산화 규소, 산화인듐, 산화주석, 알루미늄 산화물, 황화아연 중에서 선택된 적어도 하나의 무기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 코팅 조성물.
  8. 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 마련하는 단계;
    대상체 상에 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
    자외선 경화 공정을 수행하여 대상체 상에 투명 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 투명 코팅막 형성방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 대상체는 플라스틱 소재 또는 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 투명 코팅막 형성방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 투명 코팅막은 0.1 내지 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 코팅막 형성방법.
  11. 중량평균 분자량 10,000 미만인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 내지 70 중량부, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 20 내지 80 중량부, 광반응성 개시제 0.5 내지 10 중량부, 무기계 입자를 포함하는 화합물 1 내지 40 중량부 및 아크릴레이트기를 포함하는 폴리디메틸실록산 화합물 0.2 내지 5 중량부를 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 마련하는 단계;
    대상체 상에 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
    자외선 경화 공정을 수행하여 대상체 상에 투명 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 투명 코팅막 형성방법.
  12. 청구항 8항의 방법으로 형성되는 투명 코팅막.
  13. 청구항 11항의 방법으로 형성되는 투명 코팅막.

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KR20190026170A (ko) * 2017-09-04 2019-03-13 (주)엘지하우시스 경도가 향상된 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트
KR20190030449A (ko) * 2017-09-14 2019-03-22 (주)엘지하우시스 코팅 조성물 및 이를 포함하는 하이-그로시 경면필름

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