KR20190017895A - 폴리우레탄 아크릴레이트 보호 디스플레이 필름 - Google Patents

폴리우레탄 아크릴레이트 보호 디스플레이 필름 Download PDF

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스티븐 디 솔로몬슨
카리사 린 에케르트
존 제임스 스트라딩어
캐서린 에이 리더데일
피터 디 콘도
리처드 제이 포코르니
라이언 엠 브라운
마이클 에이 존슨
조지프 디 룰
케빈 알 쉐퍼
데릭 더블유 파츠만
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Abstract

디스플레이 필름은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 포함한다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.

Description

폴리우레탄 아크릴레이트 보호 디스플레이 필름
디스플레이 및 전자 디바이스는 만곡되거나, 굽혀지거나, 접혀지도록 진보되어 왔고 새로운 사용자 경험을 제공한다. 이들 디바이스 구조물은, 예를 들어 가요성 유기 발광 다이오드 (OLED), 플라스틱 액정 디스플레이 (LCD) 등을 포함할 수 있다.
그러한 가요성 디스플레이를 실현하고 디스플레이 내의 요소들을 보호하기 위하여, 가요성 커버 시트 또는 가요성 윈도우 필름이 통상적인 유리 커버 시트를 대체한다. 이러한 가요성 커버 시트는 디스플레이 디바이스 내에 포함된 요소들을 보호하기 위하여 다수의 설계 파라미터, 예컨대 높은 가시광 투과율, 낮은 탁도(haze), 탁월한 내스크래치성(scratch resistance) 및 내관통성(puncture resistance)을 갖는다. 일부 경우에, 가요성 커버 시트는 또한, 가시적인 손상을 나타내지 않고서 타이트한 굽힘 반경(tight bend radius) (약 5 mm 이하) 둘레로의 수천 회의 접힌 사건을 견뎌야 할 필요가 있을 수 있다. 다른 경우에, 가요성 커버 시트는 승온 및 고습에서 굽힌 후에 주름을 남기지 않고서 펴질 수 있어야 한다.
다양한 하드 코팅된 플라스틱 기재가 검토되어 왔다. 하드 코팅된 무색 투명 폴리이미드 필름과 같은 더 색다른 재료가 또한 높은 경도 및 우수한 내스크래치성을 갖는 것으로 밝혀져 있다. 그러나, 많은 하드 코팅된 필름은 가시적인 손상을 나타내지 않고서 타이트한 굽힘 반경 둘레로의 접힘 사건을 견디지 못한다.
본 발명은, 디스플레이 윈도우를 보호하고 굽힘 또는 접힘 시험을 견딜 수 있는 디스플레이 필름에 관한 것이다. 보호 디스플레이 필름은 디스플레이에 대한 내스크래치성을 제공하면서 디스플레이 필름의 광학 특성을 유지한다. 디스플레이 필름은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 포함한다.
일 태양에서, 디스플레이 필름은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 포함한다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
다른 태양에서, 디스플레이 필름은 투명한 중합체 기재 층, 및 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 포함한다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
다른 태양에서, 디스플레이 필름은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층, 및 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 투명한 보호 층을 포함한다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다. 투명한 보호 층은 하드코트 층, 내마모층 또는 탄성 나노-복합재 층일 수 있다.
다른 태양에서, 물품은 광학 디스플레이, 본 명세서에 기재된 디스플레이 필름, 및 디스플레이 필름을 광학 디스플레이에 고정시키는 광학 접착제 층을 포함한다.
하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽음으로써 이들 및 다양한 기타 특징 및 이점이 명백해질 것이다.
본 발명은 본 발명의 다양한 실시 형태들의 하기 상세한 설명을 첨부 도면과 관련하여 고려하면 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 2는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 3은 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 4는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 5는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6은 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 7은 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 8은 예시적인 디스플레이 필름을 포함하는 예시적인 접힘형 물품(folding article)의 개략 사시도이다.
이하의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 예시로서 몇몇 특정 실시 형태가 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태들이 고려되며 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적 의미로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 사용되는 모든 과학 및 기술 용어는, 달리 명시되지 않는 한, 당업계에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에서 빈번하게 사용되는 소정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양, 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 이어지는 명세서 및 첨부된 청구범위에 기술된 수치적 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시를 이용하는 당업자가 얻고자 하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는" 은 일반적으로, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, "및/또는" 을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "갖는다", "갖는", "구비하다", "구비하는", "포함하다", "포함하는" 등은 그의 개방형 의미로 사용되며, 일반적으로 "포함하지만 이로 한정되지 않는" 을 의미한다. "~로 본질적으로 이루어진", "~로 이루어진" 등은 "포함하는" 등에 포괄됨이 이해될 것이다.
본 명세서에서, 용어 "디스플레이 필름", "보호 필름", "커버 시트 필름", 및 "보호 디스플레이 필름"은 상호교환 가능하게 사용된다.
"투명 기재" 또는 "투명 층"은, 가시광 스펙트럼 (파장 약 380 내지 약 750 나노미터)을 포함한, 파장이 약 350 내지 약 1600 나노미터인 광 스펙트럼의 적어도 일부분에 걸쳐 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 높은 광 투과율 (전형적으로, 90% 초과)을 갖는 기재 또는 층을 지칭한다.
"폴리우레탄 아크릴레이트"는 주로 우레탄 및 아크릴레이트 모이어티(moiety) 또는 세그먼트를 포함하는 중합체를 지칭한다.
본 명세서에서, 어구 "유리 전이 온도"는 DSC에 의한 "개시(on-set)" 유리 전이 온도를 지칭하고, ASTM E1256-08 2014에 따라 측정된다.
어구 "Tan 델타 피크 값" 및 피크 온도는 실시예에 기재된 DMA 분석에 따라 측정된다.
본 발명은, 디스플레이 또는 디스플레이 윈도우를 보호하고 굽힘 또는 접힘 시험을 견딜 수 있는 디스플레이 필름에 관한 것이다. 보호 디스플레이 필름은 디스플레이에 대한 내스크래치성 및 내마모성을 제공하면서 디스플레이 필름의 광학 특성을 유지한다. 보호 디스플레이 필름은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 재료의 코어 층을 포함한다. 보호 디스플레이 필름은 저온에서의 동적 접힘의 조건 하에서도 가요성 광학 디스플레이를 보호할 수 있다. 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트는 낮은 유리 전이 온도, 예컨대 10℃ 미만, 또는 0℃ 이하, 또는 -10℃ 이하, 또는 -20℃ 이하를 갖는다. 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트는 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.8 이상, 또는 1.0 이상, 또는 1.2 이상이다. 보호 디스플레이 필름은, 예를 들어, 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 재료의 층 및 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 하드코트 층 또는 하드코팅된 기재 층을 포함하는 층상 구조를 포함할 수 있다. 이러한 보호 디스플레이 필름은 파괴 또는 가시적인 결함, 예컨대 탈층, 균열, 또는 흐림 없이 5 mm 이하, 또는 4 mm 이하, 또는 3 mm 이하, 또는 2 mm 이하, 또는 심지어 1 mm 이하의 굽힘 반경을 견딜 수 있다. 본 발명은 그렇게 제한되지 않지만, 본 발명의 다양한 태양에 대한 이해는 이하에 제공된 예들의 논의를 통해 얻어질 것이다.
도 1은 예시적인 디스플레이 필름(10)의 개략 측면도이다. 용어 "디스플레이 필름", "커버 필름", "보호 필름", "보호 커버 필름" 또는 "보호 디스플레이 필름"은 본 명세서에서 상호교환 가능하게 사용된다. 디스플레이 필름(10)은 투명한 중합체 기재 층(12) 및 투명한 중합체 기재 층(12) 상에 배치된 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)을 포함한다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
도 2는 하드코트 층(15)을 포함하는 예시적인 디스플레이 필름(20)의 개략 측면도이다. 하드코트 층(15)은 투명한 중합체 기재 층(12) 상에 배치되고, 투명한 중합체 기재 층(12)은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)을 하드코트 층(15)으로부터 분리시킨다.
도 3은 예시적인 디스플레이 필름(30)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(30)의 외부 표면을 한정하는 선택적인 접착제 층(24) 및 이형 라이너(22, 27)를 갖는 도 2의 구조물을 포함한다. 접착제 층(24)은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14) 상에 배치된다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)은 투명한 중합체 기재 층(12)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
접착제 층(24)은 광학 접착제일 수 있다. 접착제 층(24)은 감압 접착제일 수 있다. 접착제 층(24)은 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물 내에 포함될 수 있다. 이형 라이너들(22, 27) 중 하나 또는 둘 모두는 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물 내에 포함될 수 있다. 이형 라이너는 "프리마스크(premask)" 층으로도 지칭될 수 있는데, 이는 광학 디스플레이에 대한 적용을 위하여 또는 광학 디스플레이 상에의 배치 전이나 후에 디스플레이 필름을 드러내기 위하여 용이하게 제거될 수 있다. 광학 접착제 층은 아크릴레이트 또는 실리콘 기반 광학 접착제를 포함할 수 있다.
제거가능한 라이너 (또는 프리마스크 층) (22, 27)는 아래에 놓인 디스플레이 필름(12, 14, 15) 및 선택적인 광학 접착제 층(24)에 대한 이송 보호를 제공할 수 있다. 제거가능한 라이너(22, 27)는 디스플레이 필름(10) 및 선택적인 광학 접착제 층(24)으로부터의 라이너(22, 27)의 말끔한 제거를 가능하게 하도록 저 표면 에너지를 갖는 층 또는 필름일 수 있다. 제거가능한 라이너(22, 27)는, 예를 들어, 실리콘으로 코팅된 폴리에스테르의 층일 수 있다.
제거가능한 라이너(27)는 선택적인 광학 접착제 층(24)에 일시적인 구조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 WO2014/197194호 및 WO2014/197368호는 광학 접착제 층을 엠보싱하는 제거가능한 라이너를 기재하는데, 여기서는 일단 제거가능한 라이너가 광학 접착제 층으로부터 벗겨 나가면 광학 접착제가 그의 구조를 상실한다.
도 4는 제2 투명한 기재 층(13)을 갖는 도 2의 구조물을 포함하는 다른 예시적인 디스플레이 필름(40)의 개략 측면도이다. 제2 투명한 중합체 기재 층(13)은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14) 상에 배치된다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)은 투명한 중합체 기재 층(12)을 제2 투명한 중합체 기재 층(13)으로부터 분리시킨다.
도 5는 다른 예시적인 디스플레이 필름(50)의 개략 측면도이다. 투명한 보호 층(16)은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14) 상에 배치된다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다. 보호 층(16)은 하드코트 층, 또는 내마모층, 또는 탄성 나노-복합재 층일 수 있다.
도 6은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14) 상에 배치된 투명한 기재 층(12)을 갖는 도 5의 구조물을 포함하는 다른 예시적인 디스플레이 필름(60)의 개략 측면도이다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층(14)은 투명한 기재 층(12)을 투명한 보호 층(16)으로부터 분리시킨다.
예시적인 디스플레이 필름 구조물은 화면 윈도우를 한정하는 잉크 경계부(ink border)를 포함할 수 있다. 잉크 경계부는, 예를 들어 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 또는 기재 층 상에 인쇄된 연속 프레임 요소일 수 있다.
도 7은 물품(70)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(10)의 개략 측면도이다. 디스플레이 필름(10)은 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물일 수 있다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)은 디스플레이 필름(10)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다.
광학 디스플레이의 추가의 예에는 정적 디스플레이(static display), 예컨대 상업용 그래픽 간판 및 광고판이 포함된다.
도 8은 예시적인 디스플레이 필름(10)을 포함하는 예시적인 접힘형 디스플레이 디바이스(80)의 개략 사시도이다. 디스플레이 필름(10)은 광학 디스플레이(34)와 같은 광학 요소 상에 배치된 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물일 수 있다. 디스플레이 디바이스는 접힘형 물품이 아닐 수 있으며, 단지 소정 범위 이내에서 굽혀질 수 있거나, 또는 정적 곡선형 디스플레이 디바이스일 수 있다.
광학 디스플레이(34)는 디스플레이 디바이스의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 디스플레이 디바이스(80)는 디스플레이 윈도우(32)를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스(80)는 폰 또는 스마트폰, 전자 태블릿, 전자 노트북, 컴퓨터 등과 같은 임의의 유용한 물품일 수 있다. 광학 디스플레이는 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 광학 디스플레이는 액정 디스플레이 (LCD) 패널 또는 반사형 디스플레이를 포함할 수 있다. 반사형 디스플레이의 예에는 전기영동 디스플레이, 전기유체 디스플레이(electrofluidic display) (예컨대, 전기습윤 디스플레이), 간섭 디스플레이(interferometric display) 또는 전자 종이 디스플레이 패널이 포함되며, 미국 특허 출원 공개 제2015/0330597호에 기재되어 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)는 접힘가능하여, 광학 디스플레이(34)가 그 자체와 대면하고 디스플레이 필름(10)의 적어도 일부분이 보호 필름(10)의 다른 부분과 접촉하거나 직접 대면하도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 다른 일부분에 대해 분절연결(articulate)되도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 다른 일부분에 대해 적어도 90도 또는 적어도 170도로 분절연결되도록 할 수 있다.
디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 다른 부분에 대하여 분절연결되어, 굽힘 또는 접힘 라인에서 디스플레이 필름(10)에서 3 mm 이하의 굽힘 반경을 형성하도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(34)의 다른 부분에 대하여 분절연결되어, 디스플레이 필름(10)이 그 자체와 중첩되고 10 mm 이하, 또는 6 mm 이하, 또는 3 mm 이하로 일정 거리만큼 서로 분리되거나 서로 접촉하도록 굽힘 반경을 형성하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 보호 커버 필름은 다수의 방식으로 제조될 수 있지만, 코어 내부 층 (가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층)을 포함하는데, 이는, 저온 (예컨대, 10℃ 미만, 또는 0℃ 미만, 또는 -10℃ 미만, 또는 -20℃ 미만)에서도 동적 접힘 사건 시에 고장으로 이어지지 않으면서 충격 시에 유익한 특성을 제공한다.
투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 (또는 코어 층)은 저온 조건에서 내충격성 및 동적 접힘을 견디는 능력에 대하여 유익한 특성을 갖도록 설계될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 (또는 코어 층)은 다작용성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 자유 라디칼 중합으로부터 유도된 화학적으로 가교결합된 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 다른 저분자량 다작용성 아크릴레이트와 혼합되어, 가공을 목적으로 수지의 경화전(pre-cured) 점도를 개질한다. 일반적으로, 경화 전에 코어 층에 사용되는 다작용성 아크릴레이트의 평균 작용성은 3 미만 (즉, 분자당 3개의 작용성 아크릴레이트 작용기) 이거나 2 이하일 수 있다. 이상적인 경화된 재료는 응용에서의 디스플레이 필름 사용에 대해 안정한 재료 특성을 나타내는데, 즉 코어 내부 층은 상당한 유동을 나타내지 않는다.
일부 실시 형태에서, 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 (또는 코어 층)의 유리 전이 온도는 10℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -10℃ 이하, 또는 -20℃ 이하, 또는 -25℃ 이하인 것이 바람직하다. 일부 경우에, 가교결합된 재료는 높은 Tan 델타 (0.5 초과, 0.8 초과, 1.0 초과 또는 1.2 초과)를 갖는 것이 또한 바람직하다.
일부 실시 형태에서, 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 각각의 층은 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 재료이고, 이들 층 중 적어도 2개는 상이한 유리 전이 온도 값을 갖는다. 이들 층은, 예를 들어 적어도 2℃, 또는 적어도 5℃, 또는 적어도 10℃만큼 상이한 유리 전이 온도 값을 가질 수 있다. 일부 경우에, 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 피크 Tan 델타 값은 지정된 온도에서 상이한 빈도로 존재할 수 있다.
투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 두께가 적어도 50 마이크로미터 또는 적어도 75 마이크로미터이다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 두께가 75 내지 200 마이크로미터, 또는 100 내지 200 마이크로미터, 또는 150 내지 200 마이크로미터의 범위이다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층의 두께는 디스플레이에 대해 원하는 보호를 제공하기에 충분히 두꺼울 것과 동적 파라미터 및 감소된 두께의 설계 파라미터를 제공하기에 충분히 얇을 것 사이의 균형이다.
하드코트 층은 두께가 50 마이크로미터 미만 또는 40 마이크로미터 미만이다. 하드코트 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위이다. 하드코트 층은 나노입자를 포함한다.
적합한 하드코트는 무기 나노입자를 갖는 다양한 경화된 중합체 재료를 포함할 수 있다. 이들 하드코트는 (메트)아크릴 기반 하드코트, 실록산 하드코트, 폴리우레탄 하드코트 등을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
하드코트의 바람직한 한 부류는 무기 나노입자를 포함하는 아크릴 하드코트를 포함한다. 그러한 하드코트는 다작용성 (메트)아크릴 단량체들, 올리고머들, 및 중합체들의 혼합물을 포함하는 중합성 수지 조성물을 가질 수 있으며, 여기서 개별 수지는 일작용성, 이작용성, 삼작용성, 사작용성이거나 더욱 더 높은 작용성을 가질 수 있다. 바람직한 경우에, 수지 시스템의 중합성 (메트)아크릴레이트 성분들은, 중합될 때, 하드코트가 유리 (메트)아크릴 단량체를 거의 내지 전혀 함유하지 않도록 선택된다.
유용한 다작용성 (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머는 하기를 포함한다:
(a) 다이(메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 1,3-부틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 모노아크릴레이트 모노메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 알콕실화 지방족 다이아크릴레이트, 알콕실화 사이클로헥산 다이메탄올 다이아크릴레이트, 알콕실화 헥산다이올 다이아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 사이클로헥산다이메탄올 다이아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 하이드록시피발알데하이드 개질된 트라이메틸올프로판 다이아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이사이클로데칸다이메탄올 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트;
(b) 트라이(메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 글리세롤 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 프로폭실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 프로폭실화 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트;
(c) 더 고차 작용성의 (메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 다이트라이메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 및 카프로락톤 개질된 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트.
예를 들어 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 및 에폭시 아크릴레이트와 같은 올리고머 (메트)아크릴 단량체가 또한 사용될 수 있다.
그러한 (메트)아크릴레이트 단량체는, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company); 미국 뉴저지주 우드랜드 파크 소재의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries); 및 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 컴퍼니(Aldrich Chemical Company)와 같은 벤더로부터 널리 입수가능하다.
일부 실시 형태에서, 하드코트 조성물은 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트 작용기를 포함하는 가교결합제 (메트)아크릴레이트 단량체를 적어도 하나 (예를 들어, 유일하게) 포함한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합성 단량체는 적어도 4개, 5개 또는 6개의 (메트)아크릴레이트 작용기를 포함한다. 아크릴레이트 작용기는 (메트)아크릴레이트 작용기에 비하여 유리한 경향이 있다.
바람직한 구매가능한 가교결합제는, 예를 들어 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR351"로 구매가능함), 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR454"로 구매가능함), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR444"로 구매가능함), 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR399"로 구매가능함), 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR494"), 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 및 트리스(2-하이드록시 에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR368")를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제2 (예를 들어, 가교결합성) 단량체는 C2-C4 알콕시 반복 단위를 포함하지 않는다.
하드코트 조성물은 생성되는 코팅에 기계적 강도 및 내구성을 더해 주는 표면 개질된 무기 산화물 입자를 포함할 수 있다. 입자는 전형적으로 실질적으로 구형 형상이며 비교적 균일한 크기이다. 입자는 실질적으로 단분산 크기 분포 또는 둘 이상의 실질적으로 단분산 분포를 블렌딩함으로써 획득되는 다중모드 분포를 가질 수 있다. 무기 산화물 입자는 전형적으로 비-응집 (실질적으로 이산된) 상태인데, 이는 응집이 무기 산화물 입자의 침전 또는 하드코트의 겔화를 초래할 수 있기 때문이다.
무기 산화물 입자의 크기는 상당한 가시광 산란을 피하도록 선택된다.
하드 코트 조성물은 평균 (예를 들어, 회합되지 않은) 1차 입자 크기 또는 회합된 입자 크기가 적어도 10, 20, 30, 40 또는 50 nm 및 약 200, 175 또는 150 nm 이하인 표면 개질된 무기 산화물 나노입자를 상당량 포함할 수 있다. 하드코트 조성물이 그러한 크기의 상당량의 무기 나노입자가 결여되어 있는 경우에는, 본 명세서에 기재된 연필 경도 시험을 거칠 때, 경화된 하드코트는 균열될 수 있다. 무기 산화물 나노입자의 총 농도는 전형적으로 적어도 30, 35, 또는 40 중량% 고형물 및 일반적으로 90 중량%, 80 중량%, 또는 75 중량% 고형물 이하, 그리고 일부 실시 형태에서는 70 중량%, 또는 65 중량%, 또는 60 중량% 고형물 이하이다.
하드코트 조성물은 최대 약 10 중량% 고형물의 더 작은 나노입자를 포함할 수 있다. 그러한 무기 산화물 나노입자는 전형적으로 평균 (예를 들어, 회합되지 않은) 1차 입자 크기 또는 회합된 입자 크기가 적어도 1 nm 또는 5 nm 및 50, 40, 또는 30 nm 이하이다.
무기 산화물 입자의 평균 입자 크기는 투과 전자 현미경법을 사용하여 주어진 직경의 무기 산화물 입자의 수를 세어서 측정될 수 있다. 무기 산화물 입자는 실리카와 같은 단일 산화물로 본질적으로 이루어지거나 그로 이루어질 수 있거나, 또는 산화물들의 조합, 또는 하나의 유형의 산화물의 코어 (또는 금속 산화물 이외의 재료의 코어) 상에 다른 유형의 산화물이 침착된 것을 포함할 수 있다. 실리카는 하드코트 조성물에 이용되는 일반적인 무기 입자이다. 무기 산화물 입자는 종종 액체 매체 중에 무기 산화물 입자의 콜로이드성 분산물을 함유하는 졸의 형태로 제공된다. 졸은 다양한 기술을 사용하여, 그리고 (물이 액체 매체로서의 역할을 하는) 하이드로졸, (유기 액체가 그러한 역할을 하는) 유기졸, 및 (액체 매체가 물과 유기 액체 둘 모두를 함유하는) 혼합 졸을 포함한 다양한 형태로 제조될 수 있다.
수성 콜로이드성 실리카 분산물은 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 상표명 "날코 콜로이달 실리카(Nalco Colloidal Silica)", 예컨대 제품 1040, 1042, 1050, 1060, 2327, 2329, 및 2329K, 또는 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(Nissan Chemical America Corporation)으로부터 상표명 스노우텍스(Snowtex)™로 구매가능하다. 콜로이드성 실리카의 유기 분산물이 닛산 케미칼로부터 상표명 오가노실리카졸(Organosilicasol)™로 구매가능하다. 적합한 건식 실리카는, 예를 들어 에보닉 데구사 코포레이션(Evonki DeGussa Corp.) (미국 뉴저지주 파시패니 소재)으로부터 상표명 "에어로실(Aerosil) 시리즈 OX-50"으로 구매가능한 제품뿐만 아니라 제품 번호 -130, -150, 및 -200을 포함한다. 건식 실리카는 미국 일리노이주 투스콜라 소재의 카보트 코포레이션(Cabot Corp.)으로부터 상표명 "캅-오-스퍼스(CAB-O-SPERSE) 2095", "캅-오-스퍼스 A105", 및 "캅-오-실(CAB-O-SIL) M5"로 또한 구매가능하다.
광학 특성 또는 재료 특성을 최적화하거나, 총 조성물 원가를 낮추기 위하여 무기 산화물 입자 유형들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
실리카에 대한 대안으로서 또는 그와 조합하여, 하드코트는 다양한 고굴절률 무기 나노입자를 포함할 수 있다. 그러한 나노입자는 굴절률이 적어도 1.60, 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 1.90, 1.95, 2.00 또는 그 이상이다. 고굴절률 무기 나노입자는, 예를 들어 지르코니아 ("ZrO2"), 티타니아 ("TiO2"), 산화안티몬, 알루미나, 산화주석을 단독으로 또는 조합하여 포함한다. 혼합된 금속 산화물이 또한 사용될 수 있다.
고굴절률 층에 사용하기 위한 지르코니아는 날코 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 "날코 OOSS008", 스위스 우츠빌 소재의 부흘러 아게(Buhler AG)로부터 상표명 "부흘러 지르코니아 Z-WO 졸(Buhler zirconia Z-WO sol)", 그리고 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션으로부터 상표명 나노유즈(NanoUse) ZR™로 입수가능하다. 지르코니아 나노입자는 또한 미국 특허 출원 공개 제2006/0148950호 및 미국 특허 제6,376,590호에 기재된 바와 것과 같이 제조될 수 있다. 산화안티몬으로 피복된 지르코니아 및 산화주석의 혼합물을 포함하는 나노입자 분산물 (RI -1.9)이 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션으로부터 상표명 "HX-05M5"로 구매가능하다. 산화주석 나노입자 분산물 (RI -2.0)이 닛산 케미칼 코포레이션으로부터 상표명 "CX-S401M"으로 구매가능하다. 지르코니아 나노입자는 또한 미국 특허 제7,241,437호 및 미국 특허 제6,376,590호에 기재된 것과 같이 제조될 수 있다.
하드코트의 무기 나노입자는 바람직하게는 표면 처리제로 처리된다. 나노 크기 입자의 표면 처리는 중합체 수지 중에서의 안정한 분산물을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 표면 처리는 나노입자를 안정화하여, 입자가 중합성 수지 중에 잘 분산되어 실질적으로 균질한 조성물이 생성된다. 더욱이, 나노입자는 그의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 표면 처리제로 개질되어, 안정화된 입자가 경화 동안 중합성 수지와 공중합하거나 반응할 수 있도록 할 수 있다. 표면 개질된 무기 입자의 포함은 자유 라디칼 중합성 유기 성분들에 상기 입자가 공유 결합되기 쉽게 하며, 그럼으로써 더 강인하고 더 균질한 중합체/입자 네트워크를 제공한다.
일반적으로, 표면 처리제는 (공유 결합에 의해, 이온 결합에 의해 또는 강력한 물리흡착을 통해) 입자 표면에 부착하는 제1 말단과, 입자의 수지와의 상용성을 부여하고/하거나 경화 동안 수지와 반응하는 제2 말단을 갖는다. 표면 처리제의 예에는 알코올, 아민, 카르복실산, 설폰산, 포스폰산, 실란 및 티타네이트가 포함된다. 처리제의 바람직한 유형은, 부분적으로는, 금속 산화물 표면의 화학적 성질에 의해 결정된다. 실란이 실리카에 바람직하고, 규산질 충전제에는 다른 것이 바람직하다. 실란 및 카르복실산이 지르코니아와 같은 금속 산화물을 위해 바람직하다. 표면 개질은 단량체와의 혼합에 이어서, 또는 혼합 후에 행해질 수 있다. 실란의 경우, 수지 내로의 혼입 전에 실란을 입자 또는 나노입자 표면과 반응시키는 것이 바람직하다. 표면 개질제의 필요한 양은 입자 크기, 입자 유형, 개질제 분자량, 및 개질제 유형과 같은 몇몇 요인에 좌우된다. 일반적으로, 대략 단층의 개질제가 입자의 표면에 부착되는 것이 바람직하다. 부착 절차 또는 필요한 반응 조건이 또한 사용되는 표면 개질제에 좌우된다. 실란의 경우, 산성 또는 염기성 조건 하에서 승온에서 대략 1 내지 24시간 동안 표면 처리하는 것이 바람직하다. 카르복실산과 같은 표면 처리제는 승온 또는 장시간이 필요하지 않을 수 있다.
실란 표면 처리제는, 무기 산화물 (예를 들어, 실리카) 분산물에 첨가될 때, 하나 이상의 알콕시 실란 기를 포함한다. 알콕시 실란 기(들)는 물 (나노입자 분산물 내에 존재함)에 의해 가수분해되어 Si-OH (하이드록시 기)를 형성한다. 이어서, 이들 SiOH 기는 나노-실리카 표면 상의 SiOH 기와 반응하여 실란 표면 처리된 나노-실리카를 형성한다.
일부 실시 형태에서, 무기 산화물 (예를 들어, 실리카) 나노입자는 (예를 들어, 공중합성 또는 비중합성) 실란 표면 처리제로 별개로 표면 개질되고, 하드코트는 두 유형 모두의 표면 개질된 무기 산화물 (예를 들어, 실리카) 나노입자들의 혼합물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 무기 산화물 (예를 들어, 실리카) 나노입자는 공중합성 실란 표면 처리제 및 비중합성 실란 표면 처리제 둘 모두로 동시에 표면 개질된다.
무기 산화물 (예를 들어, 실리카) 나노입자는 적어도 하나의 공중합성 실란 표면 처리제를 포함한다. 공중합성 실란 표면 처리제는 자유 라디칼 중합성 기, 예컨대 메트(아크릴) 또는 비닐을 포함한다. 자유 라디칼 중합성 기는 하드코트 조성물의 자유 라디칼 중합성 (예를 들어, (메트)아크릴레이트) 단량체와 공중합된다.
적합한 (메트)아크릴 유기실란은, 예를 들어 (메트)아크릴로일 알콕시 실란, 예컨대 3-(메타크릴로일옥시)프로필트라이메톡시실란, 3-아크릴로일옥시프로필트라이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필메틸다이메톡시실란, 3 -(아크릴로일옥시프로필)메틸 다이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필다이메틸메톡시실란, 및 3-(아크릴로일옥시프로필)다이메틸메톡시실란을 포함한다. 일부 실시 형태에서, (메트)아크릴 유기실란이 아크릴 실란에 비해 유리할 수 있다. 적합한 비닐 실란은 비닐다이메틸에톡시실란, 비닐메틸다이아세톡시실란, 비닐메틸다이에톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐트라이아이소프로폭시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이페녹시실란, 비닐트라이-t-부톡시실란, 비닐트리스-아이소부톡시실란, 비닐트라이아이소프로페녹시실란, 비닐트리스(2- 메톡시에톡시)실란 등을 포함한다.
적합한 비중합성 표면 처리제는 메틸트라이메톡시실란, 메틸트라이에톡시실란, 프로필트라이에톡시실란, 아이소프로필트라이에톡시실란, 아이소옥틸트라이에톡시실란, 페닐트라이메톡시 실란, 시아노프로필트라이메톡시실란 등을 포함한다.
하드코트의 경화를 촉진시키기 위해서, 본 명세서에 기재된 중합성 조성물은 적어도 하나의 자유 라디칼 열 개시제 및/또는 광개시제를 추가로 포함할 수 있다. 전형적으로는, 그러한 개시제 및/또는 광개시제가 존재하는 경우, 그것은 중합성 조성물의 총 중량을 기준으로, 중합성 조성물의 약 10 중량% 미만, 더 전형적으로는 약 5 중량% 미만을 구성한다. 자유 라디칼 경화 기술은 당업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 열 경화 방법뿐만 아니라 전자 빔 또는 자외 방사선과 같은 방사선 경화 방법도 포함한다. 유용한 자유 라디칼 광개시제는, 예를 들어 국제 특허 출원 공개 WO2006/102383호에 기재된 바와 같은 아크릴레이트 중합체의 UV 경화에 유용한 것으로 알려진 것들을 포함한다.
하드코트 조성물은 선택적으로 다양한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하드코트의 표면 에너지를 낮추기 위해 실리콘 또는 플루오르화 첨가제가 첨가될 수 있다. 일 실시 형태에서, 하드코트 코팅 조성물은 적어도 0.005, 그리고 바람직하게는 적어도 0.01 중량% 고형물의 하나 이상의 퍼플루오로폴리에테르 우레탄 첨가제, 예컨대 미국 특허 제7,178,264호에 기재된 것과 같은 것을 추가로 포함한다. 단독으로의 또는 다른 플루오르화 첨가제와 조합된 상태의 퍼플루오로폴리에테르 우레탄 첨가제의 총량은 전형적으로 0.05 중량% 내지 1 중량% 고형물 범위이다.
퍼플루오로폴리에테르 우레탄 재료는 바람직하게는 아이소시아네이트 반응성 HFPO- 재료로부터 제조된다. 달리 기재되지 않는 한, "HFPO-"는 메틸 에스테르 F(CF(CF3)CF20)aCF(CF3)C(0)OCH3의 말단 기 F(CF(CF3)CF20)aCF(CF3)- (여기서, "a"의 평균은 2 내지 15임)를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, a의 평균은 3 내지 10 또는 5 내지 8이다. 그러한 화학종은 일반적으로 일정 범위의 a 값을 갖는 올리고머의 분배물 또는 혼합물로서 존재하여, a의 평균값은 정수가 아닐 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, "a"의 평균은 6.2이다. HFPO- 퍼플루오로폴리에테르 재료의 분자량은 반복 단위의 수 "a"에 따라 약 940 g/몰 내지 약 1600 g/몰로 변동되며, 1100 g/몰 내지 1400 g/몰이 전형적으로 바람직하다.
본 명세서에 참고로 포함된 국제 특허 출원 공개 WO 2009/029438호에 기재된 바와 같이, 소정 실리콘 첨가제는 낮은 린트 인력(lint attraction)과 조합하여 잉크 반발성을 제공하는 것으로 또한 밝혀져 있다. 그러한 실리콘 (메트)아크릴레이트 첨가제는 일반적으로 폴리다이메틸실록산 (PDMS) 골격 및 (메트)아크릴레이트 기로 말단화된 적어도 하나의 알콕시 측쇄를 포함한다. 알콕시 측쇄는 선택적으로 적어도 하나의 하이드록실 치환체를 포함할 수 있다. 그러한 실리콘 (메트)아크릴레이트 첨가제는 다양한 공급처, 예컨대 테고 케미(Tego Chemie)로부터 상표명 테고 라드(TEGO Rad) 2300, "테고 라드 2250", "테고 라드 2300", "테고 라드 2500", 및 "테고 라드 2700"으로 구매가능하다. 이들 중, "테고 라드 2100"이 가장 낮은 린트 인력을 제공하였다.
투명한 중합체 기재 층은 두께가 10 마이크로미터 초과 또는 200 마이크로미터 미만이다. 투명한 중합체 기재 층은 두께가 10 내지 125 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 30 내지 85 마이크로미터의 범위이다. 투명한 중합체 기재 층은 항복 응력 값이 70 MPa 초과, 또는 90 MPa 초과, 또는 120 MPa 초과, 또는 160 MPa 초과일 수 있다. 본 명세서에서, 어구 "항복 응력" 또는 "오프셋 항복 응력"은 ASTM D638-14에 정의된 바와 같은 "0.2% 오프셋 항복 강도"를 지칭한다. ASTM D638-14 섹션 A2.6은 "오프셋 항복 강도"에 대한 시험 방법을 정의하고 있으며, 변형률이 응력-변형률 곡선의 초기 비례 부분의 신장(extension)을 지정된 양 (오프셋)만큼 초과하는 응력으로서 정의되어 있다. 그것은 단위 면적당 힘, 통상 메가파스칼 (lbf/in2)로 표현된다.
투명한 중합체 기재 층은 디스플레이 필름에 대해 원하는 기계적 특성 (예컨대, 치수 안정성) 및 광학 특성 (예컨대, 광 투과율 및 투명도)을 제공하는 임의의 유용한 중합체 재료로 형성될 수 있다. 중합체 기재 층에 사용하기에 적합한 재료의 예에는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 (PET, PEN), 폴리사이클릭 올레핀 중합체, 및 열가소성 폴리우레탄이 포함된다.
투명한 중합체 기재 층을 형성하기에 유용한 한 가지 중합체 재료는 폴리이미드이다. 많은 실시 형태에서, 폴리이미드 기재 층은 무색이다. 무색 폴리이미드는 화학반응을 통해 또는 나노입자 혼입을 통해 형성될 수 있다. 화학반응을 통해 형성된 일부 예시적인 무색 폴리이미드는 국제 특허 출원 공개 WO 2014/092422호에 기재되어 있다.
투명한 중합체 기재 층은 그의 표면들 중 하나 이상에 일부 원하는 특성을 부여하기 위해, 처리되거나 프라이밍될(primed) 수 있다. 특히, 투명한 중합체 기재 층은 투명한 중합체 기재 층과의 투명한 폴리우레탄 아크릴레이트 재료의 접착력을 개선하도록 프라이밍될 수 있다. 그러한 처리의 예에는 코로나, 화염, 플라즈마 및 화학적 처리, 예컨대 아크릴레이트 또는 실란 처리가 포함된다.
투명한 폴리우레탄 아크릴레이트 재료는 (프라이밍될 수 있는) 투명한 중합체 기재 층 상에 코팅되고, 이어서 경화 또는 가교결합되어, 열경화성 또는 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 형성할 수 있다. 본 명세서에 기재된 폴리우레탄 아크릴레이트는 가열될 때 용융되지 않는 열경화성 중합체이다.
투명한 보호 층이 내마모층인 경우, 이 층은 두께가 2 내지 100 마이크로미터, 또는 2 내지 50 마이크로미터, 또는 4 내지 25 마이크로미터, 또는 4 내지 12 마이크로미터 범위일 수 있다. 많은 경우에, 내마모층은 전술된 바와 같이 하드코트 층을 포함한다. 하드코트는 적합한 내마모성 특성을 제공하는 임의의 화학물질을 포함할 수 있다. 적합한 화학물질의 예에는 아크릴 하드코트, 폴리우레탄 하드코트, 실록산 하드코트, 엔-티올 기반 하드코트 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 많은 경우에, 내마모층은 무기 나노입자를 포함하며, 무기 나노입자는 상용성 및/또는 반응성을 위해 표면 작용화될 수 있다.
연마는 마찰에 의해 재료를 마모시키거나 문질러 떨어져 나가게 하는 방법이다. 재료의 내마모성은 기계적 작용을 견디는 데 도움이 되고 재료의 표면으로부터의 그의 제거를 보호하는 경향이 있다. 이는 재료가 그의 완전성을 보유하고 그의 형태를 유지할 수 있게 한다. 내마모성은 거친 재료, 예컨대 스틸 울 또는 스카우링 패드를 사용하여 지정된 사이클 수 동안 투명한 보호 층을 문지르거나 닦고, 이후에 가시적 변화, 예컨대 미세 스크래치 또는 탁도에 대해 층을 검사함으로써 측정될 수 있다.
투명한 보호 층이 탄성 나노-복합재 층인 경우, 이 층은 두께가 30 내지 125 마이크로미터 범위이다. 이러한 탄성 나노복합 재료는 외부 층에 이중 표면 특성을 제공하는 임의의 유용한 재료로부터 제조될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 탄성 나노복합재 층은 폴리우레탄 나노복합 재료, 예컨대 실리카 나노입자 충전된 UV 경화성 폴리우레탄 수지, 예를 들어 다작용성 폴리우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 (본 명세서에 기재된 바와 같음)로부터 제조된다. 다른 실시 형태에서, 탄성 나노복합 재료는 나노입자 충전된 이온성 탄성중합체 재료로부터 제조될 수 있다. 이러한 탄성 나노-복합재 층은 탄성 범위 이내에서 연신되어, 영구 변형이 일어나지 않도록 할 수 있다. 재료에 대한 비례 한계는 최대 응력으로서 정의되는데, 최대 응력에서는 응력이 변형률에 비례한다 (후크(Hooke)의 법칙). 탄성 한계는 최소 응력인데, 최소 응력에서는 영구 변형이 측정될 수 있다. 탄성 나노-복합재 층은 탄성 한계에서의 변형률이 비례 한계에서의 변형률보다 20% 더 크거나, 비례 한계에서의 변형률보다 50% 더 크거나, 비례 한계에서의 변형률보다 100% 더 클 수 있다. 하기 그래프는 이 개념을 설명한다.
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본 명세서에 기재된 디스플레이 필름의 전체 두께는 응용에 따라 임의의 유용한 값을 가질 수 있다. 디스플레이 필름의 두께는 원하는 디스플레이 보호를 제공하기에 충분히 두꺼울 것과 접힘 및 감소된 두께 설계 파라미터를 제공하기에 충분히 얇을 것 사이의 균형이다. 디스플레이 필름이 그 자체에 겹쳐 접히는 경우, 이 필름은 총 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위일 수 있다. 디스플레이 필름이 보통 정도로 굽혀지는 경우, 이 필름은 총 두께가 300 내지 500 마이크로미터의 범위일 수 있다. 디스플레이 필름이 만곡되지만 상당히 굽혀지지 않는 경우, 이 필름은 총 두께가 500 내지 1000 마이크로미터의 범위일 수 있다.
디스플레이 필름은 하나 이상의 추가 층을 포함할 수 있다. 이들 선택적인 층은 투명한 배리어(barrier) 층 (두께 3 내지 200 나노미터), 미세구조체 층, 눈부심 방지 층, 반사 방지 층, 또는 지문 방지 층을 포함할 수 있다.
하드코트 층(15)은 투명한 중합체 기재 층(12) 또는 투명한 지방족 가교결합 폴리우레탄 층(14) 중 하나 또는 둘 모두의 층의 어느 쪽 면 상에도 배치될 수 있다. 하드코트 층은 적어도 30 중량%의 나노실리카 입자를 갖는 다작용성 아크릴레이트 수지를 포함할 수 있다. 국제 특허 출원 공개 WO2014/011731호는 일부 예시적인 하드코트를 기재한다.
투명한 배리어 층은 투명한 중합체 기재 층(12) 및 투명한 지방족 가교결합 폴리우레탄 층(14) 중 하나 또는 둘 모두의 층의 어느 쪽 면 상에도 배치될 수 있다. 투명한 배리어 층은 디스플레이 필름을 통한 산소 또는 물의 침입을 경감 또는 감속시킬 수 있다. 투명한 배리어 층은, 예를 들어 유기 수지와 함께 실리카, 알루미나 또는 지르코니아의 얇은 교번하는 층을 포함할 수 있다. 예시적인 투명한 배리어 층은 미국 특허 제7,980,910호 및 국제 특허 출원 공개 WO2003/094256호에 기재되어 있다.
일 실시 형태에서, 디스플레이 필름은 (두께가 35 내지 75 마이크로미터의 범위인) 투명한 중합체 기재 층, 및 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 (두께가 100 내지 200 마이크로미터의 범위인) 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 포함한다. (두께가 4 내지 10 마이크로미터 범위인) 하드코트 층이 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된다. 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 0℃ 미만이고, Tan 델타 피크 값이 1.0 초과이다. 디스플레이 필름은 탁도 값이 1% 이하이다.
디스플레이 필름은 탁도 값이 2% 이하, 또는 1.5% 이하, 또는 1% 이하, 또는 0.5% 이하일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 디스플레이 필름(10)은 탁도 값이 5% 이하일 수 있다. 디스플레이 필름은 투명도가 98% 이상, 또는 99% 이상일 수 있다. 디스플레이 필름은 가시광 투과율이 85% 이상, 또는 90% 이상, 또는 93% 이상일 수 있다.
디스플레이 필름은 황변 지수(yellow index) 또는 b* 값이 5 이하, 또는 4 이하, 또는 3 이하, 또는 2 이하, 또는 1 이하일 수 있다. 많은 실시 형태에서, 디스플레이 필름은 황변 지수 또는 b* 값이 1 이하일 수 있다.
디스플레이 필름은 3 mm 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 2% 이하, 또는 1.5% 이하, 또는 1% 이하의 탁도 값을 유지할 수 있다. 디스플레이 필름은 5 mm 반경 둘레, 또는 4 mm 반경 둘레, 또는 3 mm 반경 둘레, 또는 2 mm 반경 둘레, 또는 1 mm 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에, 안정한 탁도 값을 유지할 수 있거나, 균열 또는 탈층 없이 온전하게 남아 있을 수 있다. 디스플레이 필름은 3 mm 이하 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 온전하게 남아 있을 수 있다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건과 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예에서 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다. 사용되는 용매 및 기타 시약은 달리 명시되지 않는 한 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 코포레이션(Sigma-Aldrich Corp.)으로부터 입수하였다.
일련의 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 재료들을 50 마이크로미터 층의 저융점 PEN (LmPEN) 투명 필름 상에 준비하였다. 일부 실시예의 경우에는, LmPEN 필름을 UV 경화성, 실리카 충전된 아크릴레이트 하드코트 층으로 코팅하였다. 다른 실시예에서는, 폴리우레탄 아크릴레이트 반응성 재료를 지정된 라이너를 사용하여, 코로나 처리된 LmPEN 상에 직접 코팅하였다. 하기에 기재된 시험 방법을 사용하여 각각의 구조물을 특성화하였다.
[표 1]
Figure pct00002
프라이밍된 LmPEN 필름의 제조
2447.5 g의 메틸 에틸 케톤 (피셔 사이언티픽(피셔 사이언티픽)) 중에서 52.5 g의 비텔(Vitel) 2200B (미국 위스콘신주 와우와토사 소재의 보스틱 아메리카즈(Bostik Americas))를 혼합하여 균질한 용액을 형성함으로써 프라이머 용액을 제조하였다. 37.5 마이크로미터 및 50 마이크로미터 LmPEN 필름에 롤 투 롤 공정(roll to roll process)으로 프라이머 용액을 적용하였는데, 여기서는 프라이머 용액을 계량하여 슬롯 다이를 통해 이동 웨브 상에 배치하였다. 계량 펌프 및 질량 유랑계의 사용에 의해 두께를 제어하였다. 이어서, 코팅의 휘발성 성분을 3 구역 공기 부상 구역 오븐에서 건조시켰다 (오븐 온도는 모두 175℉로 설정하였다). 이어서, 건조된 코팅을 롤로 권취하였으며, 프라이머 코팅은 두께가 대략 81 nm였다.
고굴절률 하드코트 용액의 제조
1 갤런 자르(jar)에 1-메톡시-2-프로판올 중 1440.7 g의 표면 작용화된 10 nm 지르코니아 나노입자 (미국 특허 제7,241,437호에 기재된 바와 같음) (59.0 중량%)를 첨가하였다. 이 용액에 65.00 g의 SR399, 65 g의 SR601, 409.3 g의 메틸에틸케톤 및 20.0 g의 이르가큐어 184를 첨가하였다. 이 용액을 30분 동안 교반하여 50 중량% 고형물 용액을 생성하였다.
1/4 파장의 프라이밍된 LmPEN 필름의 제조
155.5 g의 메틸 에틸 케톤 (피셔 사이언티픽) 및 467.7 g의 사이클로헥사논 중에서 23.2 g의 고굴절률 하드코트 용액 및 3.6 g의 WB50 설폰화 폴리에스테르 수지 (쓰리엠)를 혼합하여 균질한 용액을 제조함으로써 프라이머 용액을 제조하였다. 37.5 마이크로미터, 50 마이크로미터 및 69 마이크로미터 LmPEN 필름에 롤 투 롤 공정으로 프라이머 용액을 적용하였는데, 여기서는 프라이머 용액을 계량하여 슬롯 다이를 통해 이동 웨브 상에 배치하였다. 계량 펌프 및 질량 유랑계의 사용에 의해 두께를 제어하였다. 이어서, 코팅의 휘발성 성분을 3 구역 공기 부상 구역 오븐에서 건조시켰다 (오븐 온도는 모두 175℉로 설정하였다). 이어서, 건조된 코팅을 롤로 권취하였으며, 프라이머 코팅은 두께가 대략 100 nm였다.
하드코팅된 필름 1의 제조
1430.98 g의 메틸 에틸 케톤 (피셔 사이언티픽) 중에서 37.79 g의 에사큐어 1 (이탈리아 갈라라테 소재의 람베르티(Lamberti)), 2729.62 g의 A174 작용화된 20 nm 실리카 입자 (1-메톡시-2-프로판올 중 45 중량%), 909.87 g의 메틸트라이메톡시실란 작용화된 20 nm 실리카 입자 (1-메톡시-2-프로판올 중 45 중량%), 259.25 g의 SR399, 348.99 g의 SR9035, 478.62 g의 SR444c, 42.88 g의 SR344를 혼합함으로써 하드코트 용액을 제조하였다. 모든 성분이 용해될 때까지 이 용액을 교반하였다. 이 용액에 11.99 g의 PM-1501 (쓰리엠)을 첨가하고, 용액을 추가 20분 동안 교반하였다. 생성된 용액은 투명하고 푸르스름한 외관을 가지면서 본질적으로 균질하였다. LmPEN 및 필름 상의 프라이밍된 필름에 롤 투 롤 공정으로 하드코트 용액을 적용하였는데, 여기서는 용액을 계량하여 슬롯 다이를 통해 이동 웨브 상에 배치하였다. 계량 펌프 및 질량 유랑계의 사용에 의해 두께를 제어하였다. 이어서, 코팅의 휘발성 성분을 3 구역 공기 부상 구역 오븐에서 건조시켰다 (오븐 온도는 모두 175℉로 설정하였다). 이어서, 건조된 코팅을 이색성 반사기, H 전구, 질소 불활성 장치, 및 냉각 백업 롤을 구비한 인라인 600 W/in 퓨전(Fusion) UV 경화 스테이션으로 경화시켰다. 이어서, 경화된 코팅을 롤로 권취하였다.
실시예 1: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 및 필름
플랙텍 인크.(Flacktek Inc.) 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 69.65 g의 CN9004 및 29.85 g의 CD9043을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 TPO-L 촉매 (바스프)를 첨가하였다. 내용물을 3100 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 34000 cP였다. 이 수지를 2 밀(mil) 두께의 사이클로-올레핀 공중합체 ZF-50 (제온 코포레이션)과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바(notch bar) 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 2: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 79.60 g의 CN9004 및 19.90 g의 SR501을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 80000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 3: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 99.5 g의 CN9004 및 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 50000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 4: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 99.5 g의 CN3211 및 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 25000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 5: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (90/10) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 79.60 g의 CN3211 (사토머, 인크.) 및 19.90 g의 SR501 (사토머, 인크.)을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 8500 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 6: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (80/20) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 79.60 g의 CN3211 및 19.90 g의 CD9043을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 5800 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 7: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (80/20) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 79.60 g의 CN3211 및 19.90 g의 SR415를 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 5500 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 8: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (70/30) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 69.65 g의 CN3211 및 29.85 g의 SR531을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 4000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 9: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (80/20) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 79.60 g의 CN3211 및 19.90 g의 SR531을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 5000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
실시예 10: 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 (90/10) 및 필름
플랙텍 인크. 사이즈 20 스피드믹서 컵 내로 89.55 g의 CN3211 (사토머, 인크.) 및 9.95 g의 SR531 (사토머, 인크.)을 첨가하였다. 내용물을 플랙텍 DAC 150 FVZ-K 스피드믹서를 사용하여 혼합하고, 3100 rpm으로 1분 동안 혼합하였다. 생성된 용액은 균질하고 거의 무색인 점성 용액이었다. 스피드믹서 컵에 0.5 g의 이르가큐어 TPO-L 촉매를 첨가하였다. 내용물을 31000 rpm으로 1분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 생성된 용액을 40℃의 진공 오븐 내로 넣고 탈기하여, 점성 용액으로부터 모든 용해된 공기 및 버블을 제거하였다. 용액은 실온에서의 점도가 약 6000 cP였다. 이 수지를 2 밀 두께의 ZF-50과 2 밀 두께의 T50 실리콘 이형 코팅된 폴리에스테르 라이너 사이에 코팅함으로써 이 수지로부터 필름 샘플을 제조하였다. 필름들 사이의 용액을 노치 바 아래에서 끌어당겨 175 um 필름이 캐스팅되도록 하였다. 라이너들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 아래에서 15분 동안 조사하여 탄성 특성을 갖는 경화된 필름을 생성하였다.
[표 1]
Figure pct00003
커버 시트 필름 1의 제조: PUA 1을 갖는 1.5 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.(Toray, Inc.)), 및 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC (하드코트) 코팅된 필름 1의 후방면 상에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 2에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다.
커버 시트 필름 2의 제조: PUA 1을 갖는 2.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다. 샘플은, 20회 사이클/분의 접힘 속도로 -20C에서 HC로부터 접히면서, 5 mm의 굽힘 반경으로의 100,000회 사이클의 동적 접힘을 통과하였다. 이 샘플에 대한 추가의 시험 데이터가 하기 표 2에 기록되어 있다.
커버 시트 필름 3의 제조: PUA 1을 갖는 3.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 4의 제조: PUA 1을 갖는 1.5 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 5의 제조: PUA 1을 갖는 2.0 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다. 샘플은, -20C에서 HC로부터 접히면서, 5 mm의 굽힘 반경으로의 100,000회 사이클의 동적 접힘을 통과할 것이다. 샘플은 1.5 Kg의 하중 및 3 cm에 대한 접촉 면적 하에서 500회 사이클의 스틸 울 연마를 통과할 것이다.
커버 시트 필름 6의 제조: PUA 1을 갖는 2.7 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 1로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 7의 제조: PUA 2를 갖는 1.5 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 2로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다.
커버 시트 필름 8의 제조: PUA 2를 갖는 2.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 2로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다. 샘플은, 20회 사이클/분의 접힘 속도로 -20C에서 HC로부터 접히면서, 5 mm의 굽힘 반경으로의 100,000회 사이클의 동적 접힘을 통과하였다. 이 샘플에 대한 추가의 시험 데이터가 하기 표 2에 기록되어 있다.
커버 시트 필름 9의 제조: PUA 2를 갖는 3.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 2로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 10의 제조: PUA 2를 갖는 1.5 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 2로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 11의 제조: PUA 7을 갖는 2.0 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 12의 제조: PUA 7을 갖는 2.7 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 13의 제조: PUA 7을 갖는 1.5 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다.
커버 시트 필름 14의 제조: PUA 7을 갖는 2.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조하였다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 부었다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성하였다. 이 샘플에 대한 추가의 시험 데이터가 하기 표 2에 기록되어 있다.
커버 시트 필름 15의 제조: PUA 7을 갖는 3.0 밀 LmPEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 LmPEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 16의 제조: PUA 7을 갖는 1.5 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 1.5 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 17의 제조: PUA 2를 갖는 2.0 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 2.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
커버 시트 필름 18의 제조: PUA 2를 갖는 2.7 밀 PEN 상의 5 마이크로미터 CR73 HC
실리콘 이형 라이너 (토레이 인크.)와, 비텔 프라이머를 갖는 3.0 밀 PEN 상에 5 마이크로미터 하드코트 층을 갖는, HC 코팅된 필름 1의 후방면 사이에 실시예 7로부터의 수지를 코팅함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 커버 시트 필름 구조물을 제조한다. 235 마이크로미터의 커버 시트 필름 두께 (HC / 기재 / 코어 층의 총 두께)를 제공하도록 노치 바 높이가 설정된 노치 바 아래에서 용액을 2개의 필름 사이에 붓는다. 필름들 사이의 코팅을 저전력 350 nm 블랙 라이트 전구 (약 15 mW/㎠) 아래에서 15분 동안 조사하여 경화된 필름을 생성한다.
폴리우레탄 아크릴레이트 층의 특성화
유리 전이 온도
폴리우레탄 아크릴레이트 코팅의 유리 전이 온도를 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments) 모델 Q2000 시차 주사 열량측정계를 사용하여 특성화하였다. 2℃/min의 가열 속도로 스캔을 실시하였다. 빈 샘플 팬을 참조로서 사용하였다. 결과가 상기 표 1에 나타나 있다. 유리 전이의 개시를 ASTM E1356-08 (2014)에 따라 결정하였다.
동적 기계 분석 시험 방법
샘플을 6.35 mm 폭 및 약 4 cm 길이의 스트립으로 절단하였다. 각각의 필름의 두께를 측정하였다. 필름을 티에이 인스트루먼츠로부터의 Q800 DMA의 인장 그립들 내에 장착하였는데, 이때 인장 그립들은 초기 그립 간격이 6 mm 내지 9 mm였다. 이어서, 샘플을 2℃/min의 속도로 -20℃로부터 200℃까지의 온도 램프(ramp) 전체에 걸쳐 0.2% 변형률 및 1 ㎐의 진동에서 시험하였다. Tan 델타 신호가 최대에 도달하였을 때의 온도를 피크 Tan 델타 온도로 기록하였다.
투과율, 탁도, 및 투명도
제조된 실시예들의 광학 특성을 헤이즈가드(Hazegard) 기기를 사용하여 측정하였다. 광 투과율, 투명도 및 탁도는 가드너 헤이즈-가드 플러스(Gardner Haze-Guard Plus) 모델 4725 (미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재의 비와이케이-가드너(BYK-Gardner)로부터 입수가능함)를 사용하여 ASTM D1003-00에 따라 측정하였다. 표 2에서의 각각의 결과는 주어진 샘플에 대한 3회 측정의 평균이다.
황변 지수 또는 b*
D65 광원을 사용하여 b*를 측정함으로써 황변도를 평가하였다. 코니카 미놀타(Konica Minolta) 분광광도계 모델 CM3700d 상에서 투과율에 대하여 측정을 실시하였다. 결과가 표 2에 나타나 있다.
맨드릴 굽힘 시험
ASTM 방법 D522/522M-13 "부착된 유기 코팅의 맨드릴 굽힘 시험(Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings)", 시험 방법 B, 원통형 맨드릴 시험(Cylindrical Mandrel Test)의 변형된 버전을 사용하여 보호 필름의 굽힘 특성을 시험하였다. ASTM 방법에 명시된 바와 같이 90도로 굽히는 대신에, 모든 샘플을 맨드릴 주위에 180도로 둘러싸고, 이어서 손상에 대하여 평가하였다. 모든 샘플을 외부 반경 상의 코팅(들)에 대하여 시험하였다 (즉, 코팅은 장력 상태에 있다). 균열이 관찰되지 않은 최소 원통 크기를 최소 굽힘 반경으로서 기록하였다 (합격/실패 기준). 샘플을 시험 시작 전에 21 ± 2℃ 및 50 ± 5% 상대 습도에서 적어도 24시간 동안 사전-컨디셔닝하였다.
저온 동적 접힘 시험
저온에서의 다수회의 접힘 사건에 대한 보호 필름의 내구성을 동적 접힘 시험기를 사용하여 평가하였다. 동적 접힘 시험기는 2개의 동일평면 플레이트를 가지며, 이들 플레이트 중 하나는 고정되어 있고, 다른 플레이트는 회전하여 서로 중첩 및 대면하게 된다. 폐쇄될 때의 플레이트들 사이의 갭을 대략 10 mm로 설정하였으며, 그럼으로써 굽힘 반경이 대략 5 mm가 되게 하였다. 각각의 샘플의 7" × 1.625" 조각을 회전 절단기를 사용하여 절단하고 라이너를 제거하였다. 각각의 샘플 구조물의 3개의 반복시험물을, 50 마이크로미터 두께의 실리콘 폴리우레아 광학 투명 접착제의 1.625" 폭의 스트립을 사용하여, 코팅 면을 위로 하여 (압축 시에 폴리우레탄 - 아크릴레이트 코팅) 접힘 플레이트에 부착하였다. 실리콘 폴리우레아 광학 투명 접착제는 대리인 문서 번호 76549WO003호의 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조하였다. 접힘축의 어느 쪽 면 상에도, 필름이 구속되지 않는 대략 15 mm 폭의 자유 구역이 존재하도록 테이프를 플레이트에 적용하였다. 전체 접힘 장치를 환경 챔버 내에 넣고, 이어서 1 C/min으로 -20℃로 냉각시켰다. 일단 챔버가 그의 설정점에 도달하면, 접힘 속도를 대략 20회 접힘횟수/분으로 설정하고, 시험을 적어도 100,000회 사이클 동안 실시하였다. 코팅 균열, 탈층 또는 탁도와 같은 파괴의 증거를 위하여 매 10,000 내지 25,000회 사이클마다 환경 챔버의 창을 통해 샘플을 시각적으로 검사하였다. 매 24시간마다, 접힘 시험기를 정지하였으며, 챔버를 실온 (약 0.33℃/min)까지 가온하여, 샘플을 파괴의 징후에 대해 더 긴밀하게 검사할 수 있도록 하였다. 이어서, 챔버를 앞에서와 같이 다시 냉각시키고, 시험을 계속하였다.
마모 시험
각각의 샘플의 코팅된 표면을 가로질러 스타일러스에 접착된 연마 재료를 진동시킬 수 있는 기계 장치를 사용하여, 코팅 방향에 대해 웨브 횡단방향(cross web)으로 샘플의 마모를 시험하였다. 스타일러스는 210 mm/sec (2회 와이프/초)의 속도로 60 mm 폭의 소인폭(sweep width)에 걸쳐 진동하였으며, 여기서 와이프는 60 mm의 단회 이동으로서 정의된다. 스타일러스는 편평한 기부 및 3.2 cm의 직경을 갖는 원통이었다. 이 시험에 사용된 연마 재료는 스틸 울이었으며, 이는 로데스-아메리칸(Rhodes-American) (미국 워싱턴주 벨링햄 소재의 호맥스 프로덕츠(Homax Products)의 디비전)으로부터 상표명 "#0000- 수퍼-파인(Super-Fine)"으로 입수되었고 제공받은 그대로 사용하였다.
직경 3.2 cm의 디스크를 패드로부터 절단하고, 쓰리엠 스카치(3M Scotch) 영구 접착 전사 테이프를 사용하여 스타일러스의 기부에 접착하였다. 각각의 실시예에 대하여, 1.5 ㎏ 추 및 100회 및 1000회 와이프를 사용하여 단일 샘플을 시험하였다. 연마 후에, 하기에 나타낸 시각적 표준에 기초하여 스크래치에 대해 샘플을 시각적으로 등급매겼다. 결과가 표 2에 나타나 있다.
[표 2]
Figure pct00004
이렇게 해서, 폴리우레탄 아크릴레이트 보호 디스플레이 필름의 실시 형태가 개시되어 있다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은, 이들이 본 발명과 직접적으로 모순될 수 있는 경우를 제외하고는, 명백히 본 발명에 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 구체적인 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되어 있지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시 및 기술된 구체적인 실시 형태를 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 구체적인 실시 형태의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다. 개시된 실시 형태는 제한이 아닌 예시의 목적으로 제공된다.

Claims (32)

  1. 디스플레이 필름으로서,
    투명한 중합체 기재 층; 및
    투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 - 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상임 - 을 포함하는 디스플레이 필름.
  2. 제1항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 하드코트 층을 추가로 포함하고, 투명한 중합체 기재 층은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 하드코트 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하고, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 투명한 중합체 기재 층을 접착제 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  4. 제3항에 있어서, 접착제 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는 디스플레이 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 제2 투명한 중합체 기재 층을 추가로 포함하고, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 투명한 중합체 기재 층을 제2 투명한 중합체 기재 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  6. 제5항에 있어서, 제2 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하고, 제2 투명한 중합체 기재 층은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 접착제 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  7. 제6항에 있어서, 접착제 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는 디스플레이 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -10℃ 이하, 또는 -20℃ 이하인 디스플레이 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.8 이상, 또는 1.0 이상, 또는 1.2 이상인 디스플레이 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 탁도(haze)가 1.0 이하 또는 0.5 이하이고, 가시광 투과율이 85% 이상 또는 90% 이상인 디스플레이 필름.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 두께가 75 내지 200 마이크로미터, 또는 100 내지 200 마이크로미터, 또는 150 내지 200 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  12. 제6항에 있어서, 하드코트 층은 나노입자를 포함하고, 하드코트 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층 또는 제2 투명한 중합체 기재 층은 두께가 10 내지 125 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 30 내지 85 마이크로미터의 범위이고, 투명한 중합체 기재 층 또는 제2 투명한 중합체 기재 층은 항복 응력 값이 70 MPa 초과, 또는 90 MPa 초과, 또는 120 MPa 초과, 또는 160 MPa 초과인 디스플레이 필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  15. 디스플레이 필름으로서,
    투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 - 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상임 -; 및
    투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 투명한 보호 층을 포함하는 디스플레이 필름.
  16. 제15항에 있어서, 보호 층은 하드코트 층이며, 하드코트 층은 나노입자를 포함하고, 하드코트 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  17. 제15항에 있어서, 보호 층은 내마모층이며, 내마모층은 두께가 2 내지 100 마이크로미터, 또는 10 내지 100 마이크로미터, 또는 10 내지 50 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  18. 제15항에 있어서, 보호 층은 탄성 나노-복합재 층이며, 탄성 나노-복합재 층은 두께가 30 내지 125 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하고, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 보호 층을 접착제 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  20. 제19항에 있어서, 접착제 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는 디스플레이 필름.
  21. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층 상에 배치된 투명한 중합체 기재 층을 추가로 포함하고, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 투명한 중합체 기재 층을 보호 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  22. 제21항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하고, 투명한 중합체 기재 층은 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층을 접착제 층으로부터 분리시키는 디스플레이 필름.
  23. 제22항에 있어서, 접착제 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는 디스플레이 필름.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 유리 전이 온도가 10℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -10℃ 이하, 또는 -20℃ 이하인 디스플레이 필름.
  25. 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.8 이상, 또는 1.0 이상, 또는 1.2 이상인 디스플레이 필름.
  26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 탁도가 1.0 이하 또는 0.5 이하이고, 가시광 투과율이 85% 이상 또는 90% 이상인 디스플레이 필름.
  27. 제15항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 두께가 75 내지 200 마이크로미터, 또는 100 내지 200 마이크로미터, 또는 150 내지 200 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  28. 제21항 또는 제22항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층은 두께가 10 내지 125 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 30 내지 85 마이크로미터의 범위이고, 투명한 중합체 기재 층은 항복 응력 값이 70 MPa 초과, 또는 90 MPa 초과, 또는 120 MPa 초과, 또는 160 MPa 초과인 디스플레이 필름.
  29. 제15항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위인 디스플레이 필름.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 층은 복수의 층을 포함하며, 각각의 층은 가교결합 폴리우레탄 아크릴레이트 재료로 형성되고, 적어도 2개의 층은 상이한 유리 전이 온도 값을 갖는 디스플레이 필름.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 프리마스크(premask) 층이 디스플레이 필름의 외부 표면을 한정하는 디스플레이 필름.
  32. 물품으로서,
    광학 디스플레이;
    제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 필름; 및
    디스플레이 필름을 광학 디스플레이에 고정시키는 광학 접착제 층을 포함하는 물품.
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