KR20190035642A - 하드코팅 필름 및 이를 구비한 디스플레이 윈도우 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하드코팅 필름 및 이를 구비한 디스플레이 윈도우에 관한 것으로, 하기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름에 관한 것이다.
[수학식 1]
(표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000 < 2.5
[수학식 2]
마텐스 경도 > 200N/mm2

Description

하드코팅 필름 및 이를 구비한 디스플레이 윈도우{HARD COATING FILM AND DISPLAY WINDOW USING THE SAME}
본 발명은 하드코팅 필름 및 이를 구비한 디스플레이 윈도우에 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 조성물은 경량이면서도 깨질 우려가 적어 보다 가벼운 모바일 기기를 추구하는 추세에 적합하다. 특히, 낮은 표면 마찰계수를 가지며 내찰상성에 대한 내구성을 확보할 수 있는 조성물을 달성하기 위해 지지 기재에 하드코팅 층을 코팅하는 조성물이 제안되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0044286호는 감광성 수지 조성물, 그것을 사용한 반사방지 필름 및 반사방지 하드코트 필름에 관한 것으로, 분자 내에 적어도 3개 이상의 (메타) 아크릴로일 기를 갖는 다관능 (메타) 아크릴레이트(A), 평균 입자경이 1~200 나노미터의 나노포러스 구조를 갖는 콜로이달 실리카(B), (메타) 아크릴로일 기를 갖는 폴리실옥산(C) 및 광 라디칼 중합개시제(D)를 함유하는 감광성 수지 조성물을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제 10-1069569호는 투명 플라스틱 필름 기재 (11) 의 적어도 일방의 면에, (A) 성분 : 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기의 적어도 일방의 기를 갖는 경화형 화합물, (B) 성분 : 무기 산화물 입자 표면이 중합성 불포화기를 함유하는 유기 화합물로 수식 (修飾) 된 입자 그리고 (C) 성분 : 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 반응성 실리콘을 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 사용하여 하드 코트층 (12) 을 형성하는 하드 코트층 형성용 조성물, 하드 코트 필름, 광학 소자 및 화상 표시 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 종래기술들은 실리콘 재료를 첨가함으로써, 반복적인 내찰상성 테스트 시 마찰계수가 증가할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0044286호(2012.05.07. 나폰 가야꾸 가부시끼가이샤) 대한민국 등록특허 제 10-1069569호(2011.09.27. 닛토덴코 가부시키가이샤)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 높은 수접촉각 및 낮은 표면 마찰계수를 가지는 하드코팅 필름 및 이를 구비한 디스플레이 윈도우를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 하드코팅 필름이 구비된 디스플레이 윈도우를 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드코팅 필름에 있어서, 하기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
(표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000 < 2.5
[수학식 2]
마텐스 경도 > 200N/mm2
또한, 본 발명은 하드코팅 필름을 이용한 디스플레이 윈도우를 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 높은 수접촉각 및 낮은 표면 마찰계수를 가지며, 내찰상에 대한 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
< 하드코팅 필름>
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 하드코팅 필름에 있어서, 하기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
(표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000 < 2.5
[수학식 2]
마텐스 경도 > 200N/mm2
상기 표면 마찰계수는 필름표면에 일정 하중의 물체를 올려 놓은 후, 올려둔 물체를 수평 방향으로 끌었을 때 걸리는 하중과 물체의 수직 하중과의 비례 계수로 아래와 같이 표기한다.
표면 마찰 계수 = 수평으로 끌었을 때 발생하는 힘/ 물체의 수직 하중
본 발명에서는 표면의 내찰상성을 대변하기 위하여 필름 표면과 스틸울(#0000) 사이의 마찰계수를 표면 마찰 계수로 표기하였다.
상기 하드코팅 필름은 3.75kgf의 하중으로 접촉면적 3*2.5cm 면적의 스틸울을 사용하여 1회 왕복 마찰 후 측정된 마찰계수와 10회 왕복 마찰 후 측정된 마찰계수의 변화량이 0.1 이하이다.
또한, 상기 표면 수접촉각은 표면에 물방울을 떨어뜨려 물방울이 코팅필름 표면에서 이루는 각도를 의미하는 것으로, 표면 수접촉각이 높을수록 코팅 표면에 이물이 부착하기 어려워 스크래치 특성이 더욱 우수해진다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 높은 수접촉각을 가짐으로써, 외부의 이물 부착을 효과적으로 방지하여 부착된 이물에 의한 필름 표면의 화학적 변성을 방지할 수 있을 뿐 아니라 부착 이물에 의한 물리적인 스크래치를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 마텐스 경도는 나노인덴터를 이용하여 미소하중을 압입 테스트로 측정되는 값으로, 마텐스 경도가 높을수록 코팅층이 단단하여 외부 자극에 의한 스크래치가 발생하지 않는다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 표면에너지가 낮은 불소계 첨가제를 사용하여 낮은 표면 마찰계수 및 높은 수접촉각을 확보하였고, 가교도가 높은 모노머 및 실리카 입자를 사용하여 코팅층의 경도가 높도록 조정하였다.
투명 기재층
상기 투명 기재층은 투명한 고분자 필름이면 어떠한 것이라도 사용 가능하다. 본 발명에 있어서, 상기 "투명"이란 가시광선의 투과율이 70% 이상 또는 80% 이상인 것을 의미한다.
상기 투명 기재층은 구체적으로, 예를 들면 트리아세틸 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스부틸레이트, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 프로피오닐 셀룰오로스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 고분자로 형성된 필름일 수 있다. 이들 고분자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
하드 코팅층
상기 하드 코팅층은 상기 투명 기재층의 일면에 하드 코팅 조성물을 도포한 후 자외선을 조사하여 광경화 함으로써 형성될 수 있다.
상기 하드코팅 조성물은 무기 산화물 미립자, 광경화성 수지, 용제, 광개시제 및 불소계 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 보다 자세히 후술하기로 한다.
이때, 하드코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술 분야에서 적용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 바코팅 방식, 나이프 코팅 방식, 롤 코팅 방식, 블레이드 코팅 방식, 다이 코팅 방식, 마이크로 그라비아 코팅 방식, 콤마 코팅 방식, 슬롯 다이 코팅 방식, 립 코팅 방식, 솔루션 캐스팅 방식 등을 이용할 수 있다.
무기 산화물 미립자
상기 무기 산화물 미립자는 100nm 이하의 산화물 미립자로, 하드코팅층에 경도를 보강할 수 있다.
상기 무기 산화물 미립자는 산화규소 (실리카), 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 산화주석, 산화지르코늄의 미립자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 선택될 수 있다.
광경화성 수지
상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 모노머를 포함할 수 있다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 등을 통상적으로 사용하며 우레탄 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다. 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 존재 하에서 제조할 수 있다. 상기 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 선택될 수 있다.
또한 상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예로는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
상기 모노머는 통상적으로 사용하는 것으로 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 기를 분자내 갖는 것으로, 그 중에서도 (메타)아크릴로일기가 보다 바람직하다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 구체적인 예로 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사트리(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트,이소보네올(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
용제
상기 용제는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것으로 본 기술분야의 하드코팅 조성물의 용제로 알려진 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
상기 용제는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 아세테이트 계(에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 노말부틸아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 에테르계(디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등) 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 하드코팅 조성물 전체 100중량%에 대하여, 10 내지 95중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 용제의 함량이 10중량% 미만이면 점도가 높아 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 투명 기재층의 스웰링을 충분히 진행시킬 수 없으며, 95중량%를 초과할 경우에는 건조 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
광개시제
상기 광개시제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 하이드록시케톤류, 아미노케톤류, 수소탈환형 광개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광개시제로는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-하이드록시시클로페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드 및 이들의 조합으로로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
이러한 광개시제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량% 내에서 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 광개시제의 함량이 상기 범위 미만일 경우에는 상기 하드코팅 조성물의 경화 속도가 늦어지고 미경화가 발생하여 기계적 물성이 떨어지고, 상기 범위를 초과할 경우에는 과경화로 인해 도막에 크랙이 발생할 수 있다.
불소계 첨가제
상기 불소계 첨가제는 UV경화 시 경화반응에 참여할 수 있는 광 경화성 반응기를 가지며, 불소를 포함한 체인을 가지는 표면 배향형 첨가제이다.
상기 불소계 첨가제는 예를 들면, 신에츠 사의 KY-1200 시리즈, 다이킨 사의 Optool DAC-HP, 디아이씨 사의 Megaface 시리즈, 플루오로링크 사의 FS 시리즈를 사용할 수 있다.
<디스플레이 윈도우 >
본 발명에서는 하드코팅 필름이 구비된 디스플레이 윈도우를 제공한다 이때, 디스플레이 윈도우는 플렉서블(flexible)할 수 있으며, 구체적으로 LCD, OLED, LED, FED 등의 디스플레이나 이를 이용한 각종 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 전제페이퍼 등의 커버 글래스를 대체하는 용도 또는 기능성층으로 사용될 수 있다.
본 발명에서는 상기 디스플레이 윈도우가 구비된 화상표시장치를 제공하며, 상기 화상표시장치는 터치 센서일 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
제조예 1 내지 6: 하드코팅 조성물의 제조
제조예 1
30중량부 다관능 아크릴레이트(미원 스페셜티 케미칼, MIRAMER SP1106), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 50중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 불소계 첨가제(신에츠 사, KY1203)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 2
30중량부 다관능 아크릴레이트(미원 스페셜티 케미칼, MIRAMER SP1106), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 50중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 불소계 첨가제(다이킨 사, Optool DAC-HP)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 3
20중량부 다관능 아크릴레이트(미원 스페셜티 케미칼, MIRAMER SP1106), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 60중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 불소계 첨가제(다이킨 사, Optool DAC-HP)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 4
20중량부 다관능 아크릴레이트(제일공업제약, MF-101), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 60중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 불소계 첨가제(다이킨 사, Optool DAC-HP)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 5
30중량부 다관능 아크릴레이트(미원 스페셜티 케미칼, MIRAMER SP1106), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 50중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 실리콘계 첨가제(BYK 사, BYK UV3570)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 6
70중량부 다관능 아크릴레이트(미원 스페셜티 케미칼, MIRAMER SP1106), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 분산 10중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%), 17중량부 에틸아세테이트, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 실리콘계 첨가제(BYK 사, BYK UV3570)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 및 비교예 2: 하드코팅 필름의 제조
실시예 1
상기 제조예 1의 하드코팅액을 두께 50㎛인 폴리이미드 필름의 한 면 상에 경화 후 두께 10㎛가 되도록 코팅을 실시 후 용제 건조 및 UV 적산광량 500mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 투명 기재층을 트리아세틸셀룰로오스(TAC, 40um)로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 하드코팅액을 제조예 2를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 하드코팅액을 제조예 3을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 하드코팅액을 제조예 4를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 하드코팅액을 제조예 5를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
비교예2
상기 실시예 1에서 하드코팅액을 제조예 6을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하드코팅필름을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 2에서 제조한 하드코팅 필름의 물성을 아래와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 본 발명에서 이용한 측정법 및 평가방법은 다음과 같다.
1) 마텐스 경도
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 나노인덴터(피셔, HM500)를 이용하여 하중 10mN의 힘으로 하드코팅 표면의 마텐스 경도를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
2) 연필경도
하중 1kg하, 45도 방향으로 연필을 세팅 후, 코팅 필름을 글래스 상에 고정시킨 후 각 연필 경도를 가지는 연필로 5회 평가 후, 4회 이상 긁히지 않는 경도로 연필 경도를 표기하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
3) 내찰상성
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 스틸울 (#0000)을 사용하여 250g/cm2의 하중으로 10회 왕복 마찰 후 필름 표면에 스크래치 발생여부를 목시로 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
<평가기준>
A': 스크래치 발생 10개 이하
B: 스크래치 발생 10개 초과~20개 이하
C: 스크래치 발생 20개 초과
4) 마찰계수
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 3.75kgf의 하중으로 접촉면적 3*2.5cm 면적의 스틸울을 사용하여 10회 왕복 마찰 테스트를 수행하며 걸리는 하중을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
<평가기준>
초기 마찰계수: 1회 왕복시 걸리는 수평하중/수직하중의 값
10회 왕복 후 마찰계수: 10회 왕복시 걸리는 수평하중/수직하중의 값
5) 표면 수접촉각
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후 접촉각 측정기를 이용하여 코팅층 표면에 물 방울을 떨어뜨린 후 코팅층과 물방울이 이루는 각도를 측정하였다. 측정 값은 5회 측정하여 물방울 좌, 우의 값을 취하여 총 10개 측정값의 평균치를 표 1에 기재하였다.
마텐스 경도
(N/mm2)		 내찰상성 표면 마찰계수
(A)		 표면
수접촉각
(B)		 A/B *1000 10회 왕복 후 마찰계수 연필
경도
실시예 1 240 A' 0.25 110 2.27 0.25 3H
실시예 2 240 A' 0.24 109 2.20 0.26 3H
실시예 3 238 A' 0.26 108 2.41 0.29 3H
실시예 4 312 A' 0.22 110 2.00 0.23 3H
실시예 5 502 A' 0.21 111 1.89 0.22 5H
비교예 1 245 A' 0.28 102 2.75 0.42 3H
비교예 2 233 B 0.31 99 3.13 0.42 2H
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5는 (표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000의 값이 2.5 미만이고, 마텐스 경도가 200N/mm2초과이며, 마찰계수의 변화량이 0.1 이하인 것을 알 수 있으며, 스크레치 발생도 10개 이하이고, 연필경도는 3H 이상을 구현할 수 있는 것을 알 수 있다.
특히, 6관능 아크릴레이트를 사용하는 실시예 5의 경우에는 덴드리틱 모노머를 사용하는 실시예 1 내지 4보다 하드한 아크릴레이트 수지를 사용함으로써, 마텐스 경도가 500 N/mm2정도이며, 연필경도도 5H를 구현하는 것을 알 수 있다.
반면에, 비교예 1 및 2의 경우 (표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000의 값이 2.5를 초과한 것을 알 수 있으며, 마찰계수의 변화량도 0.1을 초과하는 것을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 하기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하고,
    3.75kgf의 하중으로 접촉면적 3*2.5cm 면적의 스틸울을 사용하여 1회 왕복 마찰 후 측정된 마찰계수와 10회 왕복 마찰 후 측정된 마찰계수의 변화량이 0.1 이하인 하드코팅층을 최표층으로 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름:
    [수학식 1]
    (표면 마찰계수/표면 수접촉각) * 1000 < 2.5
    [수학식 2]
    마텐스 경도 > 200N/mm2
    (상기 표면 마찰계수는 하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 3.75kgf의 하중으로 접촉면적 3*2.5cm 면적의 스틸울을 사용하여 10회 왕복 마찰 테스트를 수행하며 걸리는 하중이고,
    상기 표면 수접촉각은 하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후 접촉각 측정기를 이용하여 코팅층 표면에 물 방울을 떨어뜨린 후 코팅층과 물방울이 이루는 각도이며,
    상기 마텐스 경도는 하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 나노 인덴터(피셔, HM500)를 이용하여 하중 10mN의 힘을 가했을 때 하드코팅 표면의 마텐스 경도이다).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하드코팅 필름은 하드코팅 조성물의 경화물을 함유하며,
    상기 하드코팅 조성물은 무기 산화물 미립자, 광경화성 수지, 용제, 광개시제 및 불소계 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광경화성 수지는 6개 이하의 광경화성 관능기를 갖는 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 하드코팅 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 하드코팅 필름이 구비된 터치센서를 포함하는 디스플레이 윈도우.
  5. 제4항에 따른 터치센서를 포함하는 디스플레이 윈도우를 구비하는 화상표시장치.
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