KR20190131177A - 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물 - Google Patents

내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20190131177A
KR20190131177A KR1020180055723A KR20180055723A KR20190131177A KR 20190131177 A KR20190131177 A KR 20190131177A KR 1020180055723 A KR1020180055723 A KR 1020180055723A KR 20180055723 A KR20180055723 A KR 20180055723A KR 20190131177 A KR20190131177 A KR 20190131177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
high hardness
weight
acrylate
coating composition
hardness coating
Prior art date
Application number
KR1020180055723A
Other languages
English (en)
Inventor
홍순영
이보섭
Original Assignee
주식회사 크레파머티리얼즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 크레파머티리얼즈 filed Critical 주식회사 크레파머티리얼즈
Priority to KR1020180055723A priority Critical patent/KR20190131177A/ko
Publication of KR20190131177A publication Critical patent/KR20190131177A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/47—Levelling agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

실록산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 다관능성 아크릴레이트 올리고머 1 내지 10 중량%, 다관능성 아크릴레이트 모노머 10 내지 40 중량%, 실란 커플링제 0.1 내지 10 중량%, (메타)아크릴계를 갖는 불소 화합물 0.5 내지 5 중량% , 광경화 개시제 및 열경화 개시제로 구성되는 중합개시제 0.02 내지 7 중량% 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 내스크래치성 고경도 코팅 조성물이 개시되어 있다. 본 발명에 따른 조성물은 플라스틱 기재 위에 고경도 및 유연성과 동시에 내스크래치성을 가지는 코팅층을 형성할 수 있다.

Description

내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물{hard coating composition having good anti-scratch property}
본 발명은 내스크래치성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있는 고경도 코팅 조성물에 관한 것이다.
고분자 물질은 우리의 실생활에 다양한 용도로 사용되어 왔고 현재도 가공의 용이성, 대량생산성, 가격의 안정성 측면에서 기존 고분자 재료들이 새롭게 채택되어 사용되고 있다. 종래, 유리나 폴리카보네이트 수지, ABS 수지, 아크릴 수지와 같은 플라스틱 성형품은 표면이 손상되기 쉽기 때문에, 표면을 보호할 목적으로 하드 코팅 처리가 필요해진다. 특히, 휴대폰의 터치패널 등 전자 재료에 이용되는 고경도 코팅제에는 밀착성, 투명성이라는 기초 성능에 부가하여, 발수 발유성, 내지문성(방오성), 연필경도, 내스크래치성이 요구되며, 특히 발수/발유 성능을 발현하기 위해서는 일반적으로 불소 화합물이 이용된다.
최근 멀티미디어의 발달로 각종 디스플레이 분야에 고분자 재료들이 사용되고 있는데 그중 하나가 디스플레이 윈도우 보호용 고경도 코팅 시트이다. 외부에 노출되는 핸드폰 윈도우는 내스크래치성, 각종 유기용제에 대한 저항성 및 증착, 구부림 등의 가공에 따른 열적 특성을 구비하여야 한다.
이러한 요구에 부응하기 위하여, 예를 들면, 일본 특공소 55-29102호, 일본 특공소 56-34033호에는 에폭시기 함유 알콕시 실란(alkoxy silane)과 테트라 알콕시 실란(tetra alkoxy silane)을 주성분으로 하는 코팅 조성물을 플라스틱 재료에 도포하여 내찰상성을 향상시킨 고경도 코팅층을 형성하는 것이 제안되어 있다.
또 일본 특공소57-2735호에는 에폭시기 함유 알콕시 실란(alkoxy silane)과 콜로이달 실리카(colloidal silica)를 주성분으로 하는 코팅 조성물을 도포하여 고경도 코팅층을 형성하는 것이 제안되어 있다. 이것은 에폭시기 함유 알콕시 실란으로 구성되는 피막의 경도를 향상시키고 대전방지 효과를 부여하며 먼지 등의 부착방지를 목적으로 수지 성분에 콜로이달 실리카를 혼입시키는 것이다.
그러나 상기 제안된 발명들은 디스플레이 보호창용 고경도 코팅층을 형성시 고온으로 장시간 경화시켜야 하므로 이송 중 이물에 의한 생산 수율의 저하 및 생산성의 저하를 가져올 수 있고 고온에 약한 얇은 판 또는 필름에서는 휨 성질이 변할 수 있다는 문제가 있다.
한편, 일본 특개평 3-39366호 및 일본 특개평 4-364239호는 다관능성 아크릴레이트 등의 광경화성 도료를 이용하여 고경도 코팅층을 형성하는 것을 개시하고 있다.
종래 고경도 코팅제로 사용되는 고분자로는 아크릴성 중합체, 우레탄 중합체, 에폭시 중합체, 규소 중합체, 또는 실리카 화합물을 주로 사용하는데, 이러한 중합물들은 모노머나 올리고머 형태로 존재하여 이들에 광개시제를 부가하여 열이나 UV에 의해 중합물을 형성시킴으로써 고경도 코팅층을 갖게 된다. 이러한 대부분의 코팅제는 가교 밀도를 증가시킬수록 내스크래치성은 증가하지만 코팅층의 수축성으로 인해 구부려지거나 운반 시 크랙이 발생할 수 있으며 코팅 이음매의 변형이 생길 수 있고, 이로 인하여 재질과의 접착력이 감소하여 약간의 접촉에도 쉽게 떨어지는 문제가 있었다. 그리고 기재의 두께가 얇아질수록 휘어짐(curl)이 발생하며 열적 가공을 할 경우에도 휘어짐 및 색상이 변할 수 있다.
특허공개공보 2006-63244호에는 특정의 실란 커플링제로 처리되는 콜로이달 실리카를 함유하는 아크릴레이트계 조성물이 제안되어 있다. 상기 종래 기술에 의하면 충분한 투명성, 표면경도, 내스크래치성을 가지는 경화 피막이 얻어지는 것으로 기술되어 있으나, 이 경우 연필경도는 향상되지만 수축이 커지고 이에 따라 컬링도 발생되며 경화 피막이 매우 딱딱해져서 구부릴 경우에 크랙이 발생하는 문제가 있는 것으로 나타났다.
본 발명의 목적은 고경도, 저경화 수축, 내스크래치성, 및 유연성을 양립시킨 고경도 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다. 또한 본 발명은 상기 조성물이 코팅된 고경도 코팅 시트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 고경도 코팅 조성물은 실록산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 다관능성 아크릴레이트 올리고머 1 내지 10 중량%, 다관능성 아크릴레이트 모노머 10 내지 40 중량%, 실란 커플링제 0.1 내지 10 중량%, (메타)아크릴계를 갖는 불소 화합물 0.5 내지 5 중량%, 광경화 개시제 및 열경화 개시제로 구성되는 중합개시제 0.5 내지 7 중량% 및 잔량의 유기 용매를 포함하여 이루어져 있다.
또한, 본 발명의 고경도 코팅 시트는 본 발명에서 제조한 고경도 코팅 조성물이 표면에 코팅되어 있다.
실록산 화합물과 아크릴기를 가진 실란 커플링제에 다관능성 모노머 및 올리고머, (메타)아크릴계를 갖는 불소 화합물을 혼합하여 자외선 경화 및 열경화를 통해 고경도와 저경화 수축, 내스크래치성이 우수한 코팅막의 제조가 가능하다.
본 발명의 조성물로부터 형성된 고경도 코팅 시트는 표면경도, 내열성, 밀착성, 내스크래치성, 및 유연성 등이 우수하여 디스플레이 윈도우 보호에 유용할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 우수한 코팅 적성으로 인하여 고경도 코팅이 필요한 많은 분야에 적용 가능하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 코팅 조성물은 실록산 화합물, 다관능성 아크릴레이트 올리고머, 다관능성 아크릴레이트 모노머, 실란 커플링제, (메타)아크릴계를 갖는 불소 화합물. 광경화 개시제 및 열경화 개시제로 구성되는 중합 개시제 및 유기 용매를 포함한다.
본 발명에서의 실록산 화합물은 막의 강도를 높여주고 내열성을 향상시키며 유연성을 증가시켜주는 작용을 하며, 전체 코팅조성물의 0.1 내지 10 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 막의 경도 및 내열성을 약화시키는 문제점이 있으며, 10 중량% 초과할 경우에는 크랙이 발생할 수 있다. 상기 실록산 화합물로서, 메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 사용하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 전체 고경도 코팅 조성물의 1 내지 10 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 후막 코팅이 어려워지며 10 중량%를 초과할 경우에는 고경도 코팅제의 점도가 매우 높아진다는 문제점이 있다. 본 발명에 사용되는 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 경도가 우수하고 저점도를 가지며 막의 경도를 향상시키는 작용을 한다. 상기 다관능성 아크릴레이트 올리고머로는 구체적으로 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 올리고머 중 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서의 다관능성 아크릴레이트 모노머는 전체 고경도 코팅 조성물의 10 내지 40 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 그 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 막의 경도가 약화되는 문제점이 있으며, 40 중량%를 초과할 경우에는 크랙 및 하드 코팅제의 점도가 높아지는 문제점이 있다. 상기 다관능성 아크릴레이트 모노머는 막의 강도를 높여주고 고경도 코팅 조성물의 점도를 낮추어 주는 희석제 역할을 한다. 이러한 다관능성 아크릴레이트 모노머로서는 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(THEIC), 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 헥산디올디아크릴레이트(HDDA) 및 디사이클로데칸디메탄올디아크릴레이트(DCPA)를 사용할 수 있다. 특히 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트와 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(THEIC)를 혼합 사용시, 내열성 향상 및 크랙성 감소에 우수한 효과가 있어 보다 바람직하다.
본 발명에서의 실란 커플링제는 실록산 화합물과 달리 두 개의 관능기를 가진 유기 실란 화합물로서 일반 경화형 조성물에 사용되는 실란 커플링제를 제한없이 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제는 전체 고경도 코팅 조성물의 0.1 내지 10 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 조성물의 저장안정성이 나빠지거나, 경화 막의 외관이 평활성을 약화시키는 문제점이 있으며, 10 중량%를 초과할 경우에는 경화 막의 경도가 낮아지며 경화 속도가 느려질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 메타아크릴옥시 프로필트리메톡시실란을 사용하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 불소 화합물은 불소원자 및 (메타)아크릴기를 가지는 화합물이다. 본 발명의 조성물은 불소 화합물을 함유함으로써, 우수한 발수성, 발유성을 발현시키고, 광학 특성, 초기 밀착성, 내스크래치성, 경도가 우수하다.
불소 화합물은 (메타)아크릴기를 1분자 중 1개 이상 가지며, 광학 특성이 더 우수하고, 초기 밀착성, 내스크래치성이 우수하며, 경도가 높다는 관점에서 1 내지 3개인 것이 바람직하며, 1 내지 2개인 것이 더 바람직하다.
불소 화합물이 가지는 불소원자는 광학 특성이 더 우수하고, 초기 밀착성, 내스크래치성이 우수하며, 경도가 높다는 관점에서 불소 화합물 1분자 중의 10 내지 50질량%인 것이 바람직하며, 30 내지 50질량%인 것이 더 바람직하다.
이 불소 화합물이 가지는 불소원자 및 (메타)아크릴기 이외의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 산소원자, 질소원자, 황원자와 같은 헤테로원자를 가질 수 있는 탄화수소기를 들 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 탄화수소 폴리머, 폴리에테르와 같은 폴리머를 들 수 있다.
또한 상기 불소 화합물은 광학 특성이 더 우수하고, 초기 밀착성, 내스크래치성이 우수하며, 경도가 높다는 관점에서 폴리에테르플루오로아크릴레이트, 불소쇄를 포함하는 디아크릴레이트가 바람직하다. 상기 불소 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 코팅조성물은 중합개시제로서, 광경화 개시제와 열경화 개시제를 함께 사용하는 것을 특징으로 한다.
광경화 개시제를 단독으로 사용하는 경우는 미경화된 아크릴레이트 모노머 및 올리고머가 존재할 수 있고, 열경화 개시제 만을 단독으로 사용하여 경화를 진행하는 경우에는 먼지와 이물에 의한 오염이 발생하여 생산 수율이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 중합개시제의 양은 광경화 개시제와 열경화 개시제를 합하여 전체 고경도 코팅 조성물의 0.02 내지 7 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 전체 고경도 코팅 조성물에 대한 광경화 개시제와 열경화 개시제의 함량을 각각 살펴보면, 광경화 개시제는 0.01 내지 6 중량%, 열경화 개시제는 0.01 내지 1 중량% 포함될 수 있다. 각 경화개시제의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 경화가 충분치 못하여 끈적임이 발생하거나, 과경화 현상이 발생하여 막의 색상이 매우 황색으로 변색하고 쉽게 부서질 수 있다.
광경화 개시제 및 열경화 개시제로는 일반적으로 광경화 조성물과 열경화 조성물에 사용되는 경화개시제가 모두 사용가능하다. 본 발명의 일 실시예에서는 광경화 개시제로 무황변이며 표면경화가 빠른 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)을 사용하였고 열경화 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide)를 사용하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 용매로는 이소프로판올(IPA), 노르말프로판올(NPA)과 같은 알콜류, 2-메톡시에탄올(MCS), 에틸아세테이트(Ethylacetate) 및 부틸아세테이트(Butylacetate)를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 알콜류를 단독 사용시는 분산성이 떨어질 수 있으므로, 분산성 향상을 위해 알콜류와 아세테이트류 유기 용매를 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 제조된 자외선 경화 및 열경화형 고경도 코팅 조성물은 흘림코팅시 고형분이 15 내지 50 중량%의 농도가 되도록 용매 함량을 조절하는 것이 바람직하다. 이는 고형분의 농도를 15 중량% 미만으로 사용할 경우 경화속도가 느려지고 연필경도가 감소되기 때문에 적합하지 않게 되고 50 중량%를 초과하게 되면 점도가 너무 높아 코팅 혼합액의 분산성을 저해하여 코팅에 적합하지 않게 되기 때문이다.
한편, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅면의 이물 등에 의한 코팅면 평활성 저하, 젖음성 향상 등 코팅면의 평활성을 좋게 하기 위해 필요에 따라 표면 레벨링제를 전체 고경도 코팅 조성물의 0.01 내지 0.5 중량%가 되도록 추가적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 빅케미사의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 빅 377(BYK 377)를 사용하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 광경화 및 열경화형 고경도 코팅 조성물은 폴리카보네이트(PC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 재질 등의 합성수지 시트나 패널과 같은 다양한 투명한 기재 위에 코팅할 수 있다. 코팅층의 두께는 보통 1 내지 40 ㎛ 정도로 코팅하지만 목적에 따라 달리할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 광경화 및 열경화형 고경도 코팅 조성물은 플라스틱 액정 디스플레이 재질 표면과 평판 디스플레이 액정 화면 표면, 컴퓨터 모니터 화면 및 보안경 표면에 사용되는 폴리카보네이트 및 폴리메타아크릴레이트 판넬 등의 투명 기재 표면에 코팅됨으로써 내스크래치성, 각종 유기용제에 대한 저항성 등을 나타내게 된다.
본 발명의 조성물로 고경도 코팅막을 제조하기 위해서는 흘림코팅을 하는 것이 바람직한데, 그 방법은 투명 플라스틱 기재를 수직으로 세운 후 컨베이어를 따라 이송하면서 양쪽 면의 상단에서 코팅액을 노즐을 통해 도포하는 것이다. 균일하게 코팅액을 도포한 후, 예를 들면 60~80℃의 적외선 lamp에서 약 2 내지 5분간 건조하고 수은 램프 500 내지 800 mJ/cm2 (UV A)에서 자외선 경화 및 80℃에서 6시간 열경화를 수행하여 고경도 코팅 막을 제조할 수 있다.
상기 방법에 의해 제조된 고경도 코팅 조성물로부터 형성된 고경도 코팅막은 연필경도 8H 이상을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 고경도 코팅 조성물의 제조에 있어, 후술하는 실시예 및 비교예에서 사용하는 각 구성 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
(a) 실록산 화합물: 신에츠(ShinEtsu)사의 KBM13(Methyltrimethoxysilane), KBM103(Phenyltrimethoxysilane) 및 시그마 알드리치사의 TEOS(Tetraethoxysilane)을 사용하였다.
(b) 다관능성 아크릴레이트 올리고머: 우레탄 아크릴레이트로서 에스케이싸이텍(SKcytec co., Ltd)사의 이비1290(EB1290)와 일본화약(Nippon Kayaku co.Ltd)사의 가야라드 DPHA-40H(KAYARAD DPHA-40H)를 사용하였다.
(c) 다관능성 아크릴레이트 모노머: 산노푸코(Sanopco co., Ltd)사의 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA)인 NOPCOMER 4612, 미원상사의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)인 M340, 신나까무라화학(Shin-Nakamura Chemical co.,Ltd)사의 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(THEIC)인 NK ESTER A9300을 사용하였다.
(d) 실란 커플링제: 신에츠(ShinEtsu)사의 KBM503(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)를 사용하였다.
(e) 중합개시제: 광경화 개시제로서는 시바스페셜티 케미칼(Ciba Specialty Chemical Inc)사의 이가큐어184(Irgacure 184)와 열경화 개시제로 시그마 알드리치사의 BPO(benzoyl peroxide)를 사용하였다.
(f) 불소 화합물: 상품명 옵툴, 다이킨공업사 제품, 1분자당 (메타)아크릴기의 개수 2개, 1분자당 불소원자의 양 30질량%을 사용하였다.
실시예 1:
신에츠(ShinEtsu)사의 KBM503(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 2.2 중량부와 신에츠(ShinEtsu)사의 KBM13(Methyltrimethoxysilane) 1.2 중량부를 상온에서 서서히 투입하여 30분 동안 300rpm으로 교반을 한다. 순수 0.9 중량부에 0.1M 빙초산 0.04 중량부을 서서히 투입한 후 부분 가수분해를 위하여 상기 혼합물에 교반을 하면서 매우 서서히 투입하여 3시간 동안 상온에서 교반 한다.
상기 혼합액에 다관능성 아크릴계 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA) 16 중량부, 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트 (THEIC)인 NK ESTER A9300 13 중량부, 다관능성 아크릴계 올리고머(우레탄 아크릴레이트)로 가야라드 DPHA-40H(KAYARAD DPHA-40H) 5 중량부, 불소화합물로 다이킨공업사 옵톨(메타아크릴기 갯수 2개, 1분자당 붕소원자의 양 30질량%) 3중량부 및 용매로 부틸아세테이트(Butylacetate) 17.36 중량부을 혼합하여 상온에서 30분 동안 800rpm으로 충분히 교반한다.
이어 알파하이드록시 케톤계의 광경화 개시제 이가큐어 184(Irgacure 184) 3 중량부 및 열경화 개시제 BPO(benzoyl peroxide) 0.3 중량부을 혼합하여 20분 동안 700rpm으로 충분히 교반하고 용매로 이소프로필 알콜(IPA) 40.9 중량부을 혼합하여 20분 동안 충분히 교반한다.
마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)사의 빅 377(BYK 377) 0.1 중량부를 혼합하여 400rpm으로 10분 교반 혼합하여 고경도 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 3:
조성물의 성분 및 배합비를 하기 표 1의 해당 수치와 같이 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고경도 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 1:
다관능성 아크릴레이트 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA) 16 중량부, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 10 중량부 및 디사이클로데칸디메탄올디아크릴레이트(DCPA) 5 중량부와, 다관능 우레탄 아크릴레이트로서 에스케이싸이텍(SKcytec co., Ltd)사의 이비1290(EB1290) 3 중량부 및 가야라드 DPHA-40H(KAYARAD DPHA-40H) 3 중량부와 용매로서 부틸아세테이트 20 중량부를 혼합하여 상온에서 30분 동안 800rpm으로 충분히 교반한다.
이어서, 알파하이드록시 케톤계의 광경화 개시제 이가큐어 184(Irgacure 184) 3 중량부를 혼합하여 20분 동안 700rpm으로 충분히 교반하고 용매로서 이소프로필 알콜(IPA) 39.9 중량부를 혼합하고 20분 동안 충분히 교반한다.
마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)사 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 빅 377(BYK 377) 0.1 중량부를 혼합하여 400rpm으로 10분 교반 혼합하여 고경도 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 2 내지 3:
조성물의 성분 및 배합비를 하기 표 1의 해당 수치와 같이 실시한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 고경도 코팅 조성물을 제조하였다.
조성물 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
KBM503 2.2 1.88 1.84
KBM13 1.2
KBM103 1.5
TEOS 1.54
물 0.9 0.9 0.9
빙초산 0.04 0.04 0.04
THEIC 13 13 13
DPHA 16 16 16 16 11 16
PETA 10 10 10
DCPA 5 10 5
EB1290 3 3 3
DPHA-40H 5 5 5 3 3 8
부틸아세테이트 17.3 17.3 17.3 20 20 20
이소프로필알코올 40.9 40.9 40.9 39.9 39.9 39.9
이가큐어 184 3 3 3 3 3 3
벤조일퍼옥사이드 0.3 0.3 0.3
BYK 377 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
옵툴(불소화합물) 3 3 3
시험예 1: 고경도 코팅 시트에 대한 평가
1-1: 코팅막의 제조
시트(sheet)의 기재로는 데구사(Degussa)의 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 패널인 PLEXIGLAS SUPERCLEAR (두께 0.8mm)를 사용하였다. 상기 제품의 표면을 이소프로필 알콜로 표면을 세척한 후 실시예 및 비교예로부터 제조된 조성물을 수직방향으로 10mm 노즐을 통해 분사하여 흘림(flow)코팅하였다. 이때 온도는 25℃, 습도 50%를 유지한다. 코팅된 플라스틱 기재를 적외선 건조기로 60℃, 3분간 건조하고 자외선 램프의 광량을 500mJ/cm2으로 1분간 조사하여 80℃에서 6시간 건조하여 본 발명의 조성물이 경화된 고경도 코팅 시트를 제조하였다.
1-2: 평가방법
실시예 및 비교예에서 조제한 고경도 코팅 시트에 대해 하기 항목에 대하여 평가하였다. 시험시편 크기는 200mm × 250mm이다.
1) 연필경도는 ASTM D3502(연필경도기 테스터기)로 측정하였다.
2) 투과율은 UV-vis 스펙트럼(DARSA PRO-5000 SYSTEM)으로 측정하였다.
3) 내열성은 90℃에서 4시간 동안 방치 후 외관의 크랙 및 휨의 발생을 측정하였다.
4) 밀착성은 시험편에 2mm 간격으로 선을 그어 바둑눈을 만든 후 TAPE 접착 후 수직방향으로 강하게 1회 당겨서 박리현상이 있는지 없는지 여부로 평가하였다.
5) 유연성은 코팅 뒤 12시간 경과 후 180°굽힘으로 크랙 유무를 판정하였다. (크랙이 발생하면 불량, 없으면 양호로 판정함)
6) 내스크래치성은 마찰시험기에 플라스틱 필름에 대하여 2cm x 2cm 크기의 접촉 면적을 갖는 팁(tip)에 스틸울(steel wool) #0000을 장착한 후 500g의 하중으로 플라스틱 필름 표면을 400회 왕복시킬 경우에 스크래치 갯수로 평가하였다.(스크래치 수가 5개 이하인 경우 양호, 초과할 경우 불량으로 판정함)
평가 결과를 표 2에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
연필경도 8H 9H 9H 7H 5H 7H
투과율(%) 95 92 92 92 92 92
내열성 양호 양호 양호 크랙 및 휨 크랙 및 휨 크랙 및 휨
밀착성 100/100 100/100 100/100 95/100 95/100 95/100
유연성 양호 양호 양호 불량 불량 불량
내스크래치성 양호 양호 양호 불량 불량 불량
상기 표 2의 결과에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 실록산 화합물 및 실란커플링제 모노머를 각각 적어도 1종 포함하며 다관능성 아크릴레이트 모노머와 다관능성 아크릴레이트 올리고머, 불소 화합물 및 광경화 개시제 및 열경화 개시제를 포함하는 코팅액으로부터 형성된 고경도 코팅 시트의 경우 표면의 우수한 경도(8H 이상), 내열성, 밀착성, 높은 광투과율(91% 이상), 내스크래치성 및 유연성 등의 특성이 얻어짐을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 실록산 화합물 0.1 내지 10 중량%,
    다관능성 아크릴레이트 올리고머 1 내지 10 중량%,
    다관능성 아크릴계 모노머 10 내지 40 중량%,
    실란 커플링제 0.1 내지 10 중량%,
    (메타)아크릴계를 갖는 불소 화합물 0.5 내지 5 중량%
    광경화 개시제 및 열경화 개시제로 구성되는 중합개시제 0.02 내지 7 중량% 및
    잔량의 유기 용매
    를 포함하는 내스크래치성 고경도 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 및 멜라민 아크릴레이트 올리고머로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 내스크래치성 고경도 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다관능성 아크릴레이트 모노머는 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(THEIC), 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 헥산디올디아크릴레이트(HDDA) 및 디사이클로데칸디메탄올디아크릴레이트(DCPA)로 구성되는 군으로부터 선택되는 내스크래치성 고경도 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 0.01 내지 6 중량%의 광경화 개시제 및 0.01 내지 1 중량%의 열경화 개시제를 포함하는 내스크래치성 고경도 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 0.01 내지 0.5 중량%의 표면 레벨링제를 더 포함하는 내스크래치성 고경도 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항의 고경도 코팅 조성물 중 어느 한 항의 고경도 코팅 조성물을 사용하여 코팅된 코팅막을 포함하는 고경도 코팅 시트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고경도 코팅 시트의 투과율은 91% 이상이고, 연필경도 8H 이상인 고경도 코팅 시트.
KR1020180055723A 2018-05-16 2018-05-16 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물 KR20190131177A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180055723A KR20190131177A (ko) 2018-05-16 2018-05-16 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180055723A KR20190131177A (ko) 2018-05-16 2018-05-16 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190131177A true KR20190131177A (ko) 2019-11-26

Family

ID=68731539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180055723A KR20190131177A (ko) 2018-05-16 2018-05-16 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190131177A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117757337A (zh) * 2023-12-11 2024-03-26 惠州合益创光学材料有限公司 Uv后固化丙烯酸涂料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117757337A (zh) * 2023-12-11 2024-03-26 惠州合益创光学材料有限公司 Uv后固化丙烯酸涂料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090057597A (ko) 유연성, 고경도 및 고내열성을 가지는 하드코팅 조성물
KR100884079B1 (ko) 하드코팅용 조성물
KR101578914B1 (ko) 플라스틱 필름
EP2038353B1 (en) Uv-curable antireflective coating composition, antireflective coating film using the same, and its manufacturing method
KR101725026B1 (ko) 고강도 하드코팅 필름 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 고강도 하드코팅 액정보호필름
KR101664735B1 (ko) 지문방지 하드코팅 조성물 및 이를 이용한 지문방지 하드코팅 필름
KR101234851B1 (ko) 하드 코팅 조성물 및 하드코트층을 포함하는 적층체
KR101028463B1 (ko) 광 경화형 유기-무기 하이브리드 하드코팅용 조성물
JP2002067238A (ja) 放射線硬化型樹脂組成物の硬化皮膜を有するフィルム
KR20110071480A (ko) Ｕｖ 경화형 코팅 조성물 및 코팅 필름
JP2001205179A (ja) ハードコートフィルムの製造方法及びその方法を用いて得られるハードコートフィルム
JP6772461B2 (ja) 積層体及び表示体カバーの製造方法
JP2004143201A (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いた硬化皮膜の形成方法およびその硬化物、ならびに反射防止体
JP2017171726A (ja) 硬化性組成物及びその硬化物並びに積層体
KR102338705B1 (ko) 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
US20230212423A1 (en) A water-based coating composition
JP5306635B2 (ja) ハードコート積層体の製造方法
KR101880759B1 (ko) 광경화성 하드코팅액 조성물 및 이를 이용한 하드코팅 필름
KR100789403B1 (ko) 반사방지 및 대전방지 필름 및 그 제조방법
KR20190131177A (ko) 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물
KR20160088000A (ko) 다관능 (메타)아크릴 알콕시 실란 올리고머, 이의 제조방법, 이를 포함하는 조성물 및 이의 용도
TW201819439A (zh) 活性能量線硬化型樹脂組成物及積層膜
KR100383086B1 (ko) 대전방지특성및피도체와의부착력이우수한자외선경화형피복조성물
JP2014134573A (ja) 反射防止フィルム
KR20220050320A (ko) 내스크래치성이 우수한 고경도 코팅 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
WITB Written withdrawal of application