KR20190082103A - 데코필름 - Google Patents

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KR20190082103A
KR20190082103A KR1020180167646A KR20180167646A KR20190082103A KR 20190082103 A KR20190082103 A KR 20190082103A KR 1020180167646 A KR1020180167646 A KR 1020180167646A KR 20180167646 A KR20180167646 A KR 20180167646A KR 20190082103 A KR20190082103 A KR 20190082103A
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Abstract

본 발명은 데코필름에 관한 것이다.
본 발명의 데코필름은 보안 및 디자인이 우수하면서, 내스크래치성, 경도, 내오염성 및 유연성(신율특성)을 향상시킬 수 있어, 각종 전자제품 및 가구 외장재에 널리 활용될 수 있는 효과가 있다.

Description

데코필름{Deco film}
본 발명은 데코필름에 관한 것이다.
일반적으로 투명한 플라스틱 고분자는 시트지, 데코필름, 광학 장치, 렌즈, 디스플레이 장치 등의 분야에서 폭넓게 활용되고 있다.
특히 데코필름은 강철과 나무 등에 합지되어 전자제품 또는 가구 외장재로 사용되고 있으며, 일명 장식용 점착 필름이라고도 한다.
이러한 데코필름은 모바일용 전자제품, 사무용 가구, 주거용 가구, 주방용 가구 등 다양한 제품 표면에 처리하기 때문에 특히 외부 스크래치에 대한 보호 효과가 필수적이다. 또한, 최근 홀로그래픽을 각종 인쇄에 다양하게 적용하여 보안 및 디자인의 명시성을 확립하고자 하는 시도가 진행되고 있다.
그러나 표면 경도가 낮고, 마모성에 대한 내구력 및 내오염성이 약하다는 단점이 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 표면에 하드코팅을 하는 방법이 사용되고 있으며, 다양한 하드코팅 물질들이 개발되고 있다.
ASA(acrylonitile styrene acrylate) 필름과 같이 경도가 낮은 필름은 금속 또는 나무 등과 같이 가공 특성이 우수할 수 있으나, 하드코팅층을 도입하게 되면 불안정성에 의해 코팅막이 쉽게 깨지는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 한국공개특허 제2017-0008822호에서는 ASA 필름에서 홀로그램을 형성되는 필름을 개시하고 있으나, 코팅막이 쉽게 깨지는 문제점을 해소하지 못하다는 단점이 존재한다.
따라서 이러한 문제점을 개선할 수 있는 우수한 내스크래치성, 경도, 접착성, 내오염성 및 유연성(신율특성)을 갖는 고경도의 하드코팅 기술 개발이 필요하지만 이를 해결할 수 있는 기술이 개발되지 못하고 있어 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.
이에 본 발명자들은 내스크래치성, 경도, 접착성, 내오염성 및 유연성(신율특성)이 우수한 고경도 하드코팅층 형성용 조성물 및 이의 제조방법을 확립하였고, 상기 조성물을 이용한 데코필름을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 보안요소를 포함하여 다양한 정보를 저장할 수 있으면서 디자인이 우수하고, 표면 내스크래치성, 경도, 내오염성 및 유연성(신율특성)이 우수한 데코필름을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기재필름층; 상기 기재필름층 상부에 형성되는 전사층; 및 상기 전사층 상부에 하드코팅층 형성용 조성물로 코팅하여 형성된 하드코팅층을 포함하고, 상기 기재필름층은 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS: acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS:styrene-butadiene-styrene), 고무 기재 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지고, 상기 하드코팅층 형성용 조성물은 UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제, 및 실란 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전사층은 금속층, 인각층 및 착색층 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전사층은 금속층을 포함하면서, 인각층 및 착색층 중에서 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 데코필름은 상기 기재필름층 및 금속층 중간에 프라이머층이 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 프라이머층은 아크릴계수지, 우레탄계수지, 에스테르계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 하드코팅층 형성용 조성물은 조성물 총 중량 기준으로, UV 경화성 수지 60 내지 85 중량%, 다관능 아크릴레이트 모노머 3 내지 15 중량%, 우레탄 모노머 3 내지 15 중량%, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 3 내지 15 중량%, 실란 커플링제 3 내지 10 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속층은 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속산화질화물, 금속산화탄화물, 금속질화탄화물 및 금속산화질화탄화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al), 규소(Si), 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 세륨(Ce), 이트륨(Yt), 란탄(La), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 플루오르(F2), 안티몬(Sb), 스트론튬(Sr) 및 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 UV 경화성 수지는 분자량이 3500 내지 8500 Mw인 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 다관능 아크릴레이트 모노머는 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 드록시피발산네오펜틸글리콜디(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 및 글리세린 트리메타크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 불소계 첨가제는 비닐반응기를 가진 불소계 화합물, 반응성 불소계 첨가제 및 비반응성 불소계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 실리콘계 첨가제는 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산; 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체; 디메틸폴리실록산계 및 변성 디메틸폴리실록산계; 및 메틸알킬실록산계 및 반응성을 지닌 실리콘아크릴레이트;로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 데코필름은 보안 및 디자인이 우수하면서, 내스크래치성, 경도, 내오염성 및 유연성(신율특성)을 향상시킬 수 있어, 각종 전자제품 및 가구 외장재에 널리 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 8는 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 데코필름 구조의 모식도를 나타낸 것이다.
본 발명의 데코필름은 기재필름층; 상기 기재필름층 상부에 형성되는 전사층; 및 상기 전사층 상부에 하드코팅층 형성용 조성물로 코팅하여 형성된 하드코팅층을 포함하고, 상기 기재필름층은 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS: acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS: styrene-butadiene-styrene), 고무 기재 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지고, 상기 하드코팅층 형성용 조성물은 UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제, 및 실란 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름을 제공함에 특징이 있다.
본 발명에 따른 상기 데코필름은 상기 기재필름층 및 전사층 중간에 프라이머층이 추가로 더 포함될 수 있으며, 상기 프라이머층은 바람직하게 상기 기재필름층의 일면에 형성될 수 있다.
먼저, 상기 기재필름층은 유연성을 갖는 기재를 사용하여 형성된 층으로서, 굴곡 또는 헤어라인이 형성되어 있을 수 있다. 상기 기재필름층 형성을 위한 성분은 이에 제한되지는 않으나, 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS: acrylonitrile butadiene styrene copolmer), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS: styrene-butadiene-styrene), 고무 기재 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있고, 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate)로 형성되는 것이 바람직하다. 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate)로 형성되는 기재필름층은 전사층과의 접착성이 우수하여, 접착력을 향상시키기 위한 별도의 Al-pet 공정이 필요하지 않게 되어 제조공정이 단순화되어 소요시간을 단축시킬 수 있고, 생산단가도 낮출 수 있어 경제성이 우수한 이점이 있고, 신율이 우수하여 데코필름의 유연성을 향상시킬 수 있다.
상기 전사층은 상기 기재필름층의 일면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 전사층은 도 1 내지 8에서 도시한 바와 같이, 금속층, 인각층 및 착색층 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 층을 포함하는 것일 수 있다. 상기 전사층은 금속층을 포함하면서, 인각층 및 착색층 중에서 적어도 1종 이상을 포함할 수 있고, 또는 상기 인각층 및 착색층을 포함할 수 있으며, 또는 금속층, 인각층 및 착색층을 모두 포함할 수 있다.
상기 전사층은 착색층을 포함하는 경우, 착색층이 상기 기재필름층의 일면에 형성되도록 포함하는 것이 바람직하고, 착색층 없이 인각층을 포함하는 경우 인각층이 상기 기재필름층의 일면에 형성되도록 포함하는 것이 바람직하다. 또 상기 전사층은 도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 금속층이 인각층 또는 착색층의 일면에 형성되도록 포함하는 것이 바람직하다.
상기 착색층은 다양한 컬러를 구현하는 층으로서 비닐계, 아크릴계, 멜라민계, 에폭시계수지, 광중합 수지 중에서 선택되는 1종과, 셀룰로오스 유도체 및 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있고, 아크릴 수지, 셀룰로오스 유도체 및 폴리이소아네이트를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 수지는 착색층 형성용 조성물의 총 고형분 함량에 대하여, 10 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 상기 함량 범위를 만족하는 경우 고온에서 인각공정이 진행될 때 홀로그램 원판(Shim)의 오염을 방지할 수 있다.
상기 셀룰로오스 유도체는 착색층 형성용 조성물의 총 고형분 함량에 대하여 20 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 셀룰로오스는 일반적인 표면에너지가 50mN/m 이상으로 상당히 높은 값을 나타내며 다른 수지와의 접착력 발현이 용이하기 때문에, 상기 함량 범위를 만족하는 경우 착색층의 하부층 및 상부층과의 적합한 접착력을 발현할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 착색층 형성용 조성물의 총 고형분 함량에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우, 인각공정이 진행될 때 절단성이 개선되며, 홀로그램 원판의 오염을 방지할 수 있는 측면에서 바람직하다.
상기 착색층의 두께는 0.6 내지 2.0㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 착색층 두께가 상기 범위 내에 있는 경우 인각특성에 문제없이 진행될 수 있고, 절단성 불량을 방지할 수 있다.
또한, 상기 착색층은 착색층 형성용 조성물이 도포된 후, 120~150℃에서 3~15초동안 건조과정을 통해 형성된 것일 수 있다.
상기 인각층은 상기 인각층은 상기 착색층에서 홀로그램을 형성하기 위해 홀로그램 원판을 엠보싱하여 홀로그램 효과를 부여한 층을 의미한다. 홀로그램은 빛의 회절, 간섭 등의 광학 현상에 의해 구현되는 화려한 이미지로써, 복제나 모방이 불가하여 제품 보안(Security), 인증(authentication) 수단으로 사용되고, 신용카드, 여권, 아이디 카드 등의 보안 용도로 사용되거나 고급 제품의 브랜드 이미드 강화를 위한 레이블이나 제품 포장 용도로도 사용된다. 상기 홀로그램은 무지개 모양, 깨진 유리창 모양 등의 다양한 모양을 적용한 홀로그램 모양일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이 때, 상기 인각층은 120~160℃에서 인각공정이 수행되는 것이, 인각된 부분을 생성함에 있어서 바람직하다. 상기 인각공정이 상기 온도 범위 내에서 수행되는 경우, 홀로그램 효과가 선명하게 나타날 수 있고, 기재필름의 변형이 초래되지 않을 수 있다.
상기 금속층은 다양한 금속을 접착 또는 증착하여 형성될 수 있고, 투과도 향상을 위한 층을 포함하는 1층 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 금속층은 100 내지 400Å의 두께로 형성될 수 있고, 상기 두께로 형성될 때, 금속이 갖는 O.D.에 따른 다양한 색 발현 특성에 의해 우수한 디자인 특성을 발현할 수 있으면서, 광택성 및 크랙 방지 측면에서 바람직하다.
본 발명에서 상기 금속층은 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속산화질화물, 금속산화탄화물, 금속질화탄화물 및 금속산화질화탄화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 금속은 이에 제한되지는 않으나, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 규소(Si), 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 세륨(Ce), 이트륨(Yt), 란탄(La), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 플루오르(F2), 안티몬(Sb), 스트론튬(Sr) 및 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속일 수 있다.
또한, 본 발명의 데코필름은 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 기재필름층 및 전사층 중간에 프라이머층이 추가로 더 형성되어 있을 수 있는데, 상기 프라이머층은 기재필름층과 전사층 사이의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.
상기 프라이머층은 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS: acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS: styrene-butadiene-styrene) 또는 고무 기재에 대한 내화학성이 우수한 성분을 사용할 수 있으며, 기재필름층 및 전사층 중간에 위치하고 있어 기재 성분과 전사층 성분 모두에 결합이 가능한 성분을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 프라이머층에 사용할 수 있는 성분으로는 이에 제한되지는 않으나, 아크릴계수지, 우레탄계수지, 에스테르계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 하드코팅층은 후술할 하드코팅층 형성용 조성물을 이용하여 상기 전사층의 일면에, 바람직하게는 금속층 또는 인각층의 일면에 코팅되어 형성된 층으로, 바코팅, 롤코팅 또는 다이코팅의 방법을 수행하여 형성할 수 있다.
상기 하드코팅층은 금속층 또는 인각층이 외부 스크래치에 매우 민감하므로 외부 스크래치로부터 금속층 또는 인각층을 보호하기 위한 역할을 하며, 금속층 또는 인각층과 잘 접착되는 특징을 갖는다.
상기 하드코팅층에 사용되는 하드코팅층 형성용 조성물은 상기 금속층 또는 인각층과 밀착력이 우수하고 경도가 높아 내스크래치성이 우수할 뿐만 아니라 하며 내지문특성 및 굴곡특성이 우수한 특징이 있다.
상기 하드코팅층 형성용 조성물은 UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종의 첨가제 및 실란 커플링제를 포함하고, UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 3종 이상의 첨가제 및 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 UV 경화성 수지는 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 60 내지 85중량%로 포함될 수 있고, 사용 가능한 UV 경화성 수지의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 분자량이 3500 내지 8500 Mw인 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 또는 폴리에스테르 아크릴레이트일 수 있다.
상기 UV 경화성 수지의 함량이 60 중량% 미만으로 사용될 경우, 하드코팅층의 도막두께가 얇아져 신율특성이 저해될 수 있으며, 경도도 저하될 수 있고, 85 중량%를 초과하게 되면 초과 함량에 따른 경화속도가 낮아져 경화촉진제의 함량이 높아지고, 건조조건이 상향 조절되어 경제적으로 비효율적인 문제점이 있다.
또한 상기 하드코팅층 형성용 조성물에 함유된 또 다른 성분은 다관능 아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있는데, 보통 하드코팅층에 사용되는 성분은 중량평균분자량이 10,000 이상인 우레탄아크릴레이트 올리고머이나 이것을 사용할 경우 경화 수지층이 부드러워져 광학용 필름의 하드코팅 기능이 저하되고 내찰상성, 막강도 등이 우수하지 못한 문제점이 있어 본 발명에서는 다관능 아크릴레이트 모노머를 사용함으로써 가교밀도를 높이고 경도를 향상시켰다.
상기 다관능 아크릴레이트 모노머는 특히, 신율 개선을 위하여 2 관능 이상의 다관능 아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있으며, 50 내지 1000 Mw일 수 있고, 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 3 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
만일 상기 다관능 아크릴레이트 모노머를 3 중량% 미만으로 함유하게 되면, 제조된 필름의 하드코팅층의 경도 및 내스크래치성 기능이 저하되는 문제점이 있으며, 15 중량%를 초과하여 사용하게 되면 가교밀도의 지나친 향상으로 인해 필름의 유연성이 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서 3 내지 15 중량%의 범위로 함유되도록 하는 것이 중요하다.
상기 다관능 아크릴레이트 모노머로는 이에 제한되지는 않으나, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 드록시피발산네오펜틸글리콜디(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 및 글리세린 트리메타크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 우레탄 모노머는 1000 내지 4000 Mw, 바람직하게는 1500 내지 2500 Mw인 우레탄 모노머일 수 있고, 금속층과의 밀착력 발현을 향상시키기 위하여 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 3 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 우레탄 모노머로는 이에 제한되지는 않으나, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리카보네이트, 폴리카프로락톤, 폴리에스터, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,6헥산디올, 글리세롤, 트리메티로프로판 및 펜타에리트리톨 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 우레탄 모노머일 수 있다.
상기 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제는 표면장력을 35mN/m이하로 조절하기 위해 사용하는 첨가제이다. 상기 첨가제는 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 3 내지 15 중량%로 사용될 수 있고, 상기 불소계 첨가제는 비닐반응기를 가진 불소계 화합물, 반응성 불소계 첨가제 및 비반응성 불소계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 실리콘계 첨가제는 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산; 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체; 디메틸폴리실록산계 및 변성 디메틸폴리실록산계; 및 메틸알킬실록산계 및 반응성을 지닌 실리콘아크릴레이트;로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제가 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 3 내지 15 중량%의 범위를 벗어난 양으로 함유되어 있으면 표면장력을 35mN/m이하로 조절할 수 없는 문제점이 발생하여 제조된 필름의 내오염성을 유지할 수 없는 문제점이 발생하고, 내지문특성 및 내스크래치성 효과도 미비한 문제점이 발생한다.
따라서 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제는 본 발명의 하드코팅층 조성물 총 중량 기준으로 3 내지 15 중량%로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하드코팅층 형성용 조성물에는 금속층과의 우수한 접착력을 위해 커플링제를 포함하고 있으며, 상기 커플링제로는 실란 커플링제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 하드코팅층 형성용 조성물은 정전기를 제거를 위한 첨가제 및 경화촉진제를 더 포함할 수 있으며, 상기 경화촉진제로는 벤조페논게열, 티옥산톤 게열, 하이드록시 케톤 및 알파아미노 케톤 계열로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 하드코팅층 형성용 조성물로 형성된 하드코팅층을 포함하는 데코필름은 내스크래치성, 접착성, 내오염성 및 유연성(신율특성)이 모두 우수하여 외관특성이 종래 데코필름에 비해 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명의 하드코팅층 형성용 조성물은 신율특성과 경도가 우수하고 금속층과의 밀착력, 내스크래치성 및 굴곡특성이 우수하여 외관특성을 향상시킬 수 있는 데코필름의 제조에 사용할 수 있고, 강철과 나무 등에 적용할 수 있어 각종 전자제품 및 가구 외장재에 널리 활용될 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예
기재필름층에 형성된 전사층 제조
아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate)으로 이루어진 기재필름층의 일면에, 표 1에 기재한 것과 같이 아크릴 수지, 셀룰로오스 유도체, 폴리이소시아네이트로 건조 후 도공량이 1.2g/㎡이 되도록 코팅하여 착색층을 제조하였다. 상기 착색층에 인각공정을 실시하여 인각층을 제조하였다. 상기 착색층의 상부에 알루미늄을 30㎚ 두께로 증착(Thermal evaporation, Line speed 400~500mpm)하고, 상온에서 24시간동안 숙성시켜 알루미늄 증착층이 형성된 금속층을 제조하였다.
실시예 1
UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제, 실란커플링제(신에츠 社 KBM-803)를 표 1의 함량으로 혼합하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하고, 제조예에서 제조된 금속층의 일면에 하드코팅층 형성용 조성물을 그라비아 코터를 이용하여 건조도포두께가 5㎛가 되도록 코팅한 다음 80℃에서 건조하고, 자외선 조사장치(Fusion 社)에서 type-D bulb를 장착하여 500mJ/㎝2의 노광량으로 조사하여 데코필름을 제조하였다.
실시예 2
UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제 및 실란커플링제(신에츠 社 KBM-603)의 함량을 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
실시예 3 내지 5
이종의 실란커플링제(신에츠 社 KBM-403, KBM-503)를 각각 하드코팅층 형성용 조성물 총 중량 기준 5 중량%으로 조절하고, UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제의 함량을 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
실시예 6
UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제 및 실란커플링제(신에츠 社 KBM-403)의 함량을 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
실시예 7 및 8
UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제 및 실란커플링제(신에츠 社 KBM-403)의 함량을 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
비교예 1
UV 경화성 수지를 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
비교예 2
UV 경화성 수지 및 우레탄 모노머를 표 1에 기재된 바와 같이 조절하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 데코필름을 제조하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 비교예1 비교예2
하드코팅층 UV경화형 수지(wt%) 60 60 60 70 80 85 60 60 100 75
다관능아크릴레이트모노머(wt%) 12 13 10 10 3 3 12 12 0 0
우레탄모노머(wt%) 15 10 10 3 3 3 15 15 0 20
실리콘계 첨가제(wt%) 9 10 10 10 10 6 9 9 0 0
실란커플링제(wt%) 4 7 10 7 4 3 4 4 0 5
착색층 아크릴 수지(wt%) 30 30 30 30 30 30 40 30 30 30
셀룰로오스 수지(wt%) 40 40 40 40 40 40 30 30 40 40
폴리이소시아네이트(wt%) 30 30 30 30 30 30 30 40 30 30
증착층 알루미늄 증착층 두께(nm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
UV 경화형 수지: UV경화형 우레탄아크릴레이트 수지(Toyo ink社 Lioduras LCH)
다관능 아크릴레이트 모노머: DPGDA dipropylglyco; diacrylate. KPX社
우레탄 모노머: Toyo ink社 Lioduras LCH2
실리콘계 첨가제: BYK社, BYK-302
아크릴수지: 애경화학 52-666
셀룰로오스 유도체: 이스트만, CAB381-0.1
폴리이소시아네이트: 애경화학, DN980
<측정예>
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 데코필름에 대하여, 연필경도, 부착력, 신율, 표면에너지를 하기와 같은 방법으로 측정 및 산출하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 연필 경도
연필경도 측정기를 이용하여 측정 표준 JIS K5400-5-4에 따라 750g의 하중, 45도의 각도로 3회 왕복한 후 홈집이 없는 최대 경도를 확인하였다
(2) 접착력
KSD 6711-92의 시험방법에 의하여 칼로 1mm 간격으로 가로 및 세로를 커트(cross-[0056] cut)하여 테이프로 부착 후 신속히 떼는 방법으로 측정하였다. 필름커트면이 100개 이고 테이프로 부착 및 떼어 낸 후 잔류량의 개수를 확인하였다.
(3) 신율
Deco film 제조 후 KS M3016에 따라 폭 25㎜ 길이 200㎜의 시편을 5개 제조 후 UTM(INSTRON)을 이용해 분당 300㎜의 속도로 종적방향(기계방향)에 따른 파단 시 신율을 측정하였다.
(4) 표면에너지
KRUSS DSL-100장비를 사용하여 표면에너지측정액을 면봉에 묻혀 코팅표면에 문지른 후 10초 후 묻은 측정액의 표면적변화가 없는 즉, 액의 뭉침이 발생하지 않는 가장 높은 표면에너지 측정액의 값을 취하며, 10번 측정한 후 평균값을 취한다.
표면에너지는 Owens-Wendt-Rabel-Kaeble 수식을 이용하여 계산하였다.
Figure pat00001
그 결과, 상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하드코팅층 형성용 조성물을 적용하여 제조한 데코필름이 하드코팅층 형성용 조성물을 사용하지 않은 비교예의 데코필름에 비해 경도 및 밀착력이 모두 우수한 것으로 나타났다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 비교예1 비교예2
인각온도(℃) 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140
연필경도 2H 2H HB H HB HB 2H H 2B 2B
하드코팅접착력(개) 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 75/100 100/100 100/100 20/100　 80/100
신율(%) 40 30 30 18 20 20 30 35 20 40
S.E.(mN/m) 28 28 28 28 28 28 28 28 37 37
표 2 에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 8의 데코필름은 UV경화형 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 실리콘계 첨가제, 실란 커플링제를 모두 포함하지 않은 비교예 1 및 비교예 2의 데코필름에 비해 연필경도, 접착력 및 신율이 향상되면서, 표면에너지가 낮아 내오염성이 우수한 물성을 구현할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 기재필름층;
    상기 기재필름층 일면에 형성되는 전사층; 및
    상기 전사층의 일면에 하드코팅층 형성용 조성물로 코팅하여 형성된 하드코팅층을 포함하고,
    상기 기재필름층은 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA: Acrylonitrile styrene acrylate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS: acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS: styrene-butadiene-styrene), 고무 기재 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지고,
    상기 하드코팅층 형성용 조성물은 UV 경화성 수지, 다관능 아크릴레이트 모노머, 우레탄 모노머, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제, 실란 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전사층은 금속층, 인각층, 착색층 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전사층은 금속층을 포함하면서, 인각층 및 착색층 중에서 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 데코필름은 상기 기재필름층 및 전사층 중간에 프라이머층이 추가로 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프라이머층은 아크릴계수지, 우레탄계수지, 에스테르계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 포함함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하드코팅층 형성용 조성물은 조성물 총 중량 기준으로, UV 경화성 수지 60 내지 85 중량%, 다관능 아크릴레이트 모노머 3 내지 15 중량%, 우레탄 모노머 3 내지 15 중량%, 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 3 내지 15 중량%, 실란 커플링제 3 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  7. 제2항에 있어서, 상기 금속층은 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속산화질화물, 금속산화탄화물, 금속질화탄화물 및 금속산화질화탄화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al), 규소(Si), 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 세륨(Ce), 이트륨(Yt), 란탄(La), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 플루오르(F2), 안티몬(Sb), 스트론튬(Sr) 및 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 데코필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 UV 경화성 수지는 분자량이 3500 내지 8500 Mw인 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 다관능 아크릴레이트 모노머는 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 드록시피발산네오펜틸글리콜디(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 및 글리세린 트리메타크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 데코필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 불소계 첨가제는 비닐반응기를 가진 불소계 화합물, 반응성 불소계 첨가제 및 비반응성 불소계 첨가제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고,
    상기 실리콘계 첨가제는 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산; 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체; 디메틸폴리실록산계 및 변성 디메틸폴리실록산계; 및 메틸알킬실록산계 및 반응성을 지닌 실리콘아크릴레이트;로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 데코필름.


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