KR20200002429A - 플라스틱 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스틱 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고경도를 나타내면서도 기재에 대한 우수한 부착성과 내오염성을 갖는 플라스틱 필름에 관한 것이다.

Description

플라스틱 필름{plastic film}
본 발명은 플라스틱 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고경도를 나타내면서도 기재에 대한 우수한 부착성과 내오염성을 갖는 플라스틱 필름에 관한 것이다.
액정 디스플레이, CRT 디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 일렉트로루미네선스 디스플레이 등의 화상 표시 장치에 있어서의 화상 표시면은, 취급 시에 흠집이 생기지 않도록 내찰상성을 부여할 것이 요구된다. 이에 대해, 기재 필름에 하드코팅층을 형성하거나, 추가로 반사 방지성이나 방현성 등 광학 기능을 부여한 하드코팅 필름(광학 적층체)을 이용함으로써, 화상 표시 장치의 화상 표시면의 내찰상성을 향상시키는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.
한편 이러한 하드코팅 필름의 기재 필름으로는 이방성이 없어 레인보우(rainbow) 현상이 적게 발생하는 TAC (트리아세틸셀룰로오스, triacetylcellulose) 필름을 많이 사용하며, 최근에는 기재의 박형화 추세에 따라 필름 자체의 모듈러스가 큰 고강도의 TAC을 사용하는 추세이다.
그러나 얇은 두께의 고강도의 TAC 기재 필름에 대하여 하드코팅층을 형성할 경우 기재에 대한 침식이 덜 일어나 하드코팅층과 기재와의 부착성이 낮아지거나 코팅 조성물의 수축 특성에 의해 필름에 컬(curl)이 발생하는 등 문제점이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 고경도를 나타내면서도 기재에 대한 우수한 부착성과 내오염성을 갖는 플라스틱 필름을 제공한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명은,
지지 기재; 및
상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성되는 코팅층을 포함하고,
상기 지지 기재는 인장 모듈러스(modulus)가 4,500 내지 9,000 MPa인 TAC 필름이고,
상기 코팅층은 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, (a) 아크릴레이트 당량(equivalent weight) 즉, 아크릴레이트 관능기당 분자량이 80 내지 120 g/mol인 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머 50 내지 75 중량%, (b) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol인 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (c) 중량평균분자량이 1,000 내지 4,000 g/mol이고, 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상의 PEG 단위를 포함하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (d) 무기 미립자 1 내지 20 중량%, (e) 광개시제 1 내지 3 중량%, 및 (f) 변성 실리콘 오일 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 코팅 조성물의 경화물인,
플라스틱 필름을 제공한다.
본 발명의 플라스틱 필름에 따르면, 모듈러스가 큰 고강도의 기재 필름에 대하여도 코팅층이 높은 부착성을 나타내며 컬 특성이 우수한 동시에 높은 표면 경도를 나타낼 수 있다. 또한, 우수한 내오염성 및 슬립성을 나타내어 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 화상 표시 장치의 표시부 등에 유용하게 적용할 수 있다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 전체에서 상기 아크릴레이트란, 아크릴레이트 뿐만 아니라 메타크릴레이트, 또는 아크릴레이트나 메타크릴레이트에 치환기가 도입된 유도체를 모두 의미한다.
이하, 본 발명의 플라스틱 필름을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 필름은, 지지 기재; 및 상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성되는 코팅층을 포함하고, 상기 지지 기재는 인장 모듈러스(modulus)가 4,500 내지 9,000 MPa인 TAC 필름이고, 상기 코팅층은 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, (a) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 80 내지 120 g/mol인 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머 50 내지 75 중량%, (b) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol인 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (c) 중량평균분자량이 1,000 내지 4,000 g/mol이고, 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상의 PEG 단위를 포함하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (d) 무기 미립자 1 내지 20 중량%, (e) 광개시제 1 내지 3 중량%, 및 (f) 변성 실리콘 오일 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 코팅 조성물의 경화물인 특징을 갖는다.
본 발명의 플라스틱 필름에 있어서, 상기 코팅층이 형성되는 지지 기재는 유연성(flexibility) 및 강도(stiffness)를 확보할 수 있도록 4,500 내지 9,000 MPa의 인장 모듈러스(탄성계수)를 갖는 TAC(triacetylcellulose) 필름인 것을 특징으로 한다. 상기 모듈러스는 폭 2 cm 크기의 기재 필름을 5 cm 간격을 두고 양 끝을 고정시키고, 50 mm/min의 속도로 잡아 당기는 조건에서 측정(측정 장비: Z005, Zwick Roell社)한 값으로, 상기 TAC 필름의 연신 및 분자간 사슬 배열의 수준을 평가하는 지표가 된다.
상기 지지 기재의 조건 중 인장 모듈러스는 MD 방향의 모듈러스 및 TD 방향의 모듈러스가 모두 약 4,500 MPa 이상, 또는 약 4,600 MPa 이상, 또는 약 4,700 MPa 이상이 될 수 있으며, 상한값으로는 약 9,000 MPa 이하, 또는 약 5,900 MPa 이하, 또는 약 5,800 MPa 이하가 될 수 있다. 상기 인장 모듈러스가 4,500 MPa 미만이면 얇은 기재에서 기계적 물성을 달성하기 어려울 수 있고 9,000 MPa를 초과하여 너무 높으면, 부착 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 지지 기재의 두께는 약 20 ㎛ 이상, 또는 약 30 ㎛ 이상, 또는 약 40 ㎛ 이상이 될 수 있으며, 그 상한값으로는 약 100 ㎛ 이하, 또는 약 80 ㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 지지 기재의 두께가 20 ㎛ 미만이면, 코팅층 형성 공정시 파단이 되거나, 컬(curl)이 발생할 우려가 있으며, 고강도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면 두께가 100 ㎛를 초과하면, 유연성이 떨어질 수 있다.
이처럼 플라스틱 필름을 위한 가공성(processibility) 및 코팅층에 대한 부착성을 확보하고, 고강도 및 고경도의 물성 균형을 이루는 측면에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 상술한 조건을 만족하는 TAC 필름을 지지 기재로 사용할 수 있다.
한편, 상기와 같이 고강도의 TAC 필름을 지지 기재로 하고 그 위에 코팅층을 형성하는 경우 기재에 대한 침식이 잘 일어나지 않아 코팅층의 부착성이 떨어지는 현상이 일어날 수 있다. 그러나 본 발명의 발명자들은 하기에 설명하는 (a) 내지 (f)의 성분을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성함으로써, 이러한 코팅층이 고강도의 TAC 지지 기재에 대해 우수한 부착성을 나타내며 고경도 및 내오염성 특성을 보이는 것을 확인하였다.
본 발명의 플라스틱 필름은 상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성되는 코팅층을 포함한다.
상기 코팅층은 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, (a) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 80 내지 120 g/mol인 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머 50 내지 75 중량%, (b) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol인 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (c) 중량평균분자량이 1,000 내지 4,000 g/mol이고, 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상의 PEG 단위를 포함하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (d) 무기 미립자 1 내지 20 중량%, (e) 광개시제 1 내지 3 중량%, 및 (f) 변성 실리콘 오일 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 코팅 조성물의 경화물을 포함하며, 이하에서 상기 코팅 조성물의 성분에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 코팅 조성물은 (a) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 80 내지 120 g/mol인 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머 50 내지 75 중량%를 포함한다.
상기 성분 (a)의 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 다른 올리고머와 함께 경화되어 코팅층에서 경도 및 내스크래치 향상의 역할을 한다.
상기 성분 (a)의 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 약 80 내지 약 120 g/mol, 또는 약 90 내지 약 120 g/mol, 또는 약 90 내지 약 110 g/mol의 범위일 수 있다. 상기 아크릴레이트의 당량이 너무 낮으면 크랙이 발생하기 쉬우며 컬 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 내스크래치 및 경도 저하가 발생할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 아크릴레이트 당량을 갖는 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, 성분 (a)의 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머의 함량은 약 50 내지 약 75 중량%, 또는 약 55 내지 약 75 중량%, 또는 약 55 내지 약 70 중량%의 범위일 수 있다. 상기 아크릴레이트의 함량이 너무 낮으면 내스크래치 및 경도 저하가 발생할 수 있고, 너무 높으면 부착 및 컬 특성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성분 (a)의 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 중량평균분자량(Mw)이 약 200 내지 약 1,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 800 g/mol, 또는 약 200 내지 약 600 g/mol의 범위일 수 있다. 상기 중량평균분자량(Mw)이 너무 낮으면 크랙 및 컬 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 경도 및 내스크래치 특성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 조건을 만족하는 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머의 예로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 트리/테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상을 사용할 수 있다.
상기 (a) 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머의 아크릴레이트 당량, 중량평균분자량 및 함량이 각각 상술한 범위 내에 있을 때 보다 최적화된 물성의 코팅층을 형성할 수 있다.
다음에, 상기 코팅 조성물은 (b) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol인 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%를 포함한다.
상기 성분 (b)의 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 적절한 당량 및 함량을 가져 코팅층의 경도를 유지하면서 유연성을 부여하는 역할을 한다.
상기 성분 (b)의 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 약 100 내지 약 500 g/mol, 또는 약 120 내지 약 400 g/mol, 또는 약 150 내지 약 300 g/mol의 범위일 수 있다. 상기 아크릴레이트의 당량이 너무 낮으면 컬 특성 및 유연성이 부족할 수 있고, 너무 높으면 내스크래치 및 경도가 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 아크릴레이트 당량을 갖는 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, 성분 (b)의 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 약 5 내지 약 20 중량%, 또는 약 5 내지 약 15 중량%, 또는 약 7 내지 약 15 중량%의 범위일 수 있다. 상기 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량이 너무 낮으면 유연성이 부족하거나 내크랙 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 경도 및 내스크래치 특성이 불리할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성분 (b)의 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 약 500 내지 약 5,000 g/mol, 또는 약 500 내지 약 2,000 g/mol, 또는 약 800 내지 약 1,500 g/mol의 범위일 수 있다. 상기 중량평균분자량(Mw)이 너무 낮으면 유연성이 부족할 수 있고, 너무 높으면 경도 및 내스크래치 특성이 불리할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 조건을 만족하는 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머의 예로, 관능기가 6개 내지 10인 EB1290 (6관능, SK Cytec), EB220 (6관능, SK Cytec), UA-306T (6관능, Kyoeisha), UA-306I (6관능, Kyoeisha), MU9800 (9관능, Miwon), 또는 DPCA 120 (6관능, Nippon kayaku) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상을 사용할 수 있다.
상기 (b) 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머의 아크릴레이트 당량, 중량평균분자량 및 함량이 각각 상술한 범위 내에 있을 때 보다 최적화된 물성의 코팅층을 형성할 수 있다.
다음에, 상기 코팅 조성물은 (c) 중량평균분자량이 1,000 내지 4,000 g/mol이며 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상의 PEG (polyethylene glycol) 단위를 포함하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%를 포함한다.
상기 성분 (c)의 2관능성 아크릴레이트 올리고머는 코팅층의 유연성 및 컬 특성을 향상시키며 기재와의 부착을 증진하는 역할을 한다.
상기 성분 (a)의 2관능성 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 약 1,000 내지 약 4,000 g/mol, 또는 약 1,500 내지 약 3,000 g/mol, 또는 약 1,500 내지 약 2,500 g/mol의 범위일 수 있다. 상기 중량평균분자량(Mw)이 너무 낮으면 부착성 및 컬 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 경도, 내스크래치, 안티-블로킹성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 2관능성 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성분 (c)의 2관능성 아크릴레이트 올리고머는 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상, 예를 들어 분자량이 500 내지 3,500g/mol인 PEG 단위를 포함한다. 상기 PEG 단위의 분자량이 너무 낮으면 부착성 개선이 미미할 수 있고, 너무 높으면 코팅의 기계적 물성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 분자량 범위를 갖는 PEG 단위를 사슬 내에 포함하는 것이 바람직하다.
또한 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, 상기 성분 (c)의 2관능성 아크릴레이트 올리고머의 함량은 약 5 내지 약 20 중량%, 또는 약 5 내지 약 15 중량%, 또는 약 10 내지 약 15 중량%의 범위일 수 있다. 상기 성분 (c)의 함량이 너무 낮으면 부착성 및 컬 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 코팅층의 기계적 강도가 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 조건을 만족하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머의 예로 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(polyethylene glycol diacrylate, PEGDA)로써 PEG group의 분자량에 따라 PEGDA 1000, PEGDA 2000, PEGDA 3000를 선택할 수 있으며, Dipentaerythritol (EO)24 hexaacrylate (KPX green chemical), Bisphenol A (EO)30 diacrylate (KPX green chemical), Bisphenol A (EO)20 diacrylate (KPX green chemical) 또는 UA7933 (SK entis) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 2관능성 아크릴레이트 올리고머는 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상을 사용할 수 있다.
상기 (c) 2관능성 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량, 함량, 및 사슬 내 PEG 단위의 분자량이 각각 상술한 범위 내에 있을 때 보다 최적화된 물성의 코팅층을 형성할 수 있다.
다음에, 상기 코팅 조성물은 (d) 무기 미립자 1 내지 20 중량%를 포함한다.
상기 무기 미립자로 입경이 나노 스케일인 무기 미립자, 예를 들어 평균 입경(d50)이 약 100nm 이하, 또는 약 10 내지 약 100nm, 또는 약 10 내지 약 50nm의 나노 미립자를 사용할 수 있다. 또한 상기 무기 미립자로는 예를 들어 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 산화 지르코니아 입자, 또는 징크 옥사이드 입자 등을 사용할 수 있다.
상기 무기 미립자를 포함함으로써 코팅층의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다.
코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, 상기 성분 (d) 무기 미립자의 함량은 약 1 내지 약 20 중량%, 또는 약 5 내지 약 15 중량%, 또는 약 7 내지 약 10 중량%의 범위일 수 있다. 상기 성분 (d)의 함량이 너무 낮으면 표면 경도 저하 및 안티 블로킹 특성이 저하될 수 있고, 너무 높으면 헤이즈가 발생할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
상기 코팅 조성물은 UV에 의해 코팅 조성물의 경화를 개시하기 위하여 (e) 광개시제 1 내지 3 중량%를 포함한다. 상기 (e) 광개시제의 함량이 너무 낮으면 경도 및 스크래치 측면에서 코팅층의 기계적 강도가 약할 수 있으며 미전환 모노머 비율이 높을 수 있고, 너무 높으면 컬 및 내크랙 특성이 저하할 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
상기 광개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 (f) 변성 실리콘 오일 0.1 내지 0.5 중량%를 포함한다.
상기 성분 (f) 변성 실리콘 오일은 내오염성 개선의 역할을 한다.
또한 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, 성분 (f) 변성 실리콘 오일의 함량은 약 0.1 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 0.4 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 0.3 중량%의 범위일 수 있다. 상기 변성 실리콘 오일의 함량이 너무 낮으면 내오염 특성 개선 효과가 미미할 수 있고, 너무 높으면 필름간에 마찰력을 높여 안티 블로킹성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상술한 범위의 함량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (f) 변성 실리콘 오일의 예로 선형 구조의 polydimethylsiloxane이 우수한 내얼룩성을 보이며 이중에 양 끝단이 알킬기로 치환된 trimethylsiloxy-terminated polydimethylsiloxanes 계열이 우수한 성능을 보인다. 일례로 DMS-T05 (gelest), DMS-T11 (gelest), DMS-T12(gelest), DMS-T21(gelest), 또는 DMS-T15 (gelest) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 변성 실리콘 오일은 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 코팅층은 다양한 종류 및 특성을 갖는 기재에 적용가능하다. 특히, 종래의 코팅층의 경우 고강도의 TAC 기재 필름에 대한 부착성이 낮아 적용이 어려웠으나, 본 발명의 코팅층은 인장 모듈러스가 4,500 MPa 이상인 고강도의 TAC 기재 필름에 대해서도 부착성이 높고 고경도를 나타내어 박형화 추세에 부합하는 필름을 제공할 수 있다.
한편, 상기 코팅층은 전술한 성분 외에도, 유기 용매, 계면활성제, UV 흡수제, UV 안정제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제, 색상값 개선을 위한 염료 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 발명의 코팅층의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않는다.
상기와 같은 코팅층은, 상술한 성분을 포함하는 코팅 조성물을 지지 기재 상에 도포, 광경화시켜 형성할 수 있다.
상기 코팅층은 지지 기재의 일면에만 형성되거나 양면에 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물을 상기 지지 기재의 일면 또는 양면 상에 도포한 후 광경화시켜 코팅층을 형성함으로써 본 발명의 플라스틱 필름을 수득할 수 있다. 이 때 상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라스틱 필름은 상기 코팅층 상면 또는 기재 필름과 코팅층 사이에 플라스틱 수지 필름, 점착 필름, 이형 필름, 도전성 필름, 도전층, 액정층, 코팅층, 경화수지층, 비도전성 필름, 금속 메쉬층 또는 패턴화된 금속층과 같은 층, 막, 또는 필름 등을 1개 이상으로 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 층, 막, 또는 필름 등은 단일층, 이중층 또는 적층형의 어떠한 형태라도 될 수 있다. 상기 층, 막, 또는 필름 등은 독립된(freestanding) 필름을 접착제 또는 점착성 필름 등을 사용하여 라미네이션(lamination)하거나, 코팅, 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 상기 코팅층 상에 적층시킬 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층의 두께는 약 2 내지 약 20 ㎛, 또는 약 3 내지 약 15 ㎛, 또는 약 5 내지 약 8 ㎛일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 2 ㎛ 미만이면 표면 경도가 떨어질 수 있고, 20 ㎛를 초과하면 본 발명의 플라스틱 필름의 유연성 및 컬 특성면에서 좋지 않을 수 있어 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라스틱 필름은 우수한 부착성, 고경도, 고강도, 컬 특성, 및 내오염성을 나타내어 디스플레이의 커버 필름 등으로 이용될 수 있다.
본 발명의 플라스틱 필름은, 수 있다. JIS K5400-5-4에 따라 코팅층 상면을 500g 하중 하에서 연필로 긁었을 때, 코팅층의 연필 경도가 3H 이상, 또는 4H 이상일
또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 Cross-cut 테스트에 따라 측정한 부착성 시험에서 부착성이 5B를 나타낼 수 있다. 상기 Cross-cut 테스트는 칼로 1mm 간격으로 가로 및 세로를 커트(cross-cut)하여 테이프로 부착 후 신속히 떼는 방법으로 측정한다. 떨어진 칸의 개수가 전체 칸에 대하여 0%이면 5B, 5% 정도이면 4B, 5~15% 정도이면 3B, 15~35% 정도 이면 2B, 35~65% 정도이면 0B로 평가할 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 컬 특성이 110mm 이상을 나타낼 수 있다. 상기 컬 특성은 필름의 경화 후 10cm ⅹ 10cm 크기로 자른 샘플의 한쪽 모서리 끝을 잡아서 걸어둔 상태로 대각선 길이를 측정하여 평가할 수 있다. 두개의 대각선 길이 중 짧은 쪽의 길이를 기준으로 컬(curl) 특성을 평가한다. 이는 얇은 기재의 경우 바닥과 기재간의 정전기에 영향을 쉽게 받아 컬 특성이 왜곡되는 것을 방지하기 위함이다.
이와 같은 본 발명의 플라스틱 필름은, 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 예를 들어 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 화상 표시 장치의 표시부 등에 유용하게 적용할 수 있다..
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
<실시예>
코팅 조성물의 제조예
제조예 1
(a) 성분으로 PETA 30 중량부, 및 DPHA 35 중량부, (b) 성분으로 UA-306T 10 중량부, (c) 성분으로 PEGDA 3000 15 중량부, (d) 성분으로 I184 1.5 중량부, (e) 성분으로 C784 8.2 중량부, (f) 성분으로 DMS-T05 0.15 중량부, 레벨링제로 F477 0.15 중량부, 용매(Ethyl acetate (EA) 60 중량부, Ethyl cellosolve (EC) 40 중량부, MEK 30 중량부 및 Diacetone alcohol (DAA) 20 중량부) 150 중량부를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 2 내지 3 및 비교 제조예 1 내지 6
제조예 1에서 각 성분의 종류 및/또는 함량을 다르게 하여 코팅 조성물을 제조하였으며, 제조예 2 내지 3 및 비교 제조예 1 내지 6의 각 성분 및 함량을 하기 표 1에 정리하였다.
분류 (a)
성분		 (b)
성분		 (c) 성분 (d)
성분		 (e)
성분		 (f)
성분		 기타
-레벨링제		 총 함량
PETA DPHA UA-306T PEGDA 3000 C784 I184 DMS-T05 F477
제조예 1 30 35 10 15 8.2 1.5 0.15 0.15 100
제조예 2 25 30 15 20 8.2 1.5 0.15 0.15 100
제조예 3 30 30 20 13 5.2 1.5 0.15 0.15 100
비교제조예1 30 35 10 15 8.2 1.5 0 0.3 100
비교제조예2 30 35 10 15 9.2 0.5 0.15 0.15 100
비교제조예3 30 35 10 15 6.2 3.5 0.15 0.15 100
비교제조예4 40 40 10 0 8.2 1.5 0.15 0.15 100
비교제조예5 40 40 0 10 8.2 1.5 0.15 0.15 100
비교제조예6 20 20 20 30 8.2 1.5 0.15 0.15 100
* 상기 표 1에서, 각 성분의 함량은 중량부이며, 특성은 다음과 같다:
PETA (pentaerythritol triacrylate) : Mw=300 g/mol, 3관능성 아크릴레이트, 아크릴레이트기 당량= 100 g/mol
DPHA (dipentaerythritol hexaacrylate) : Mw=580 g/mol, 6관능성 아크릴레이트, 아크릴레이트기 당량= 97 g/mol
UA-306T (Kyoeisha): Mw=1,000 g/mol, 6관능성 우레탄 아크릴레이트, 아크릴레이트기 당량= 167 g/mol
PEGDA 3000: Mw= 3100 g/mol, 사슬 내에 분자량이 3000 g/mol의 PEG 단위 포함하는 2관능성 아크릴레이트
I184 (BASF社)
NANOPOL® C 784 (Evonik社)
DMS-T05 (Gelest社)
Megaface F477 (DIC社)
플라스틱 필름의 제조 실시예
실시예 1
제조예 1의 코팅 조성물을 인장 모듈러스값이 MD 방향으로 4700MPa, TD 방향으로 5800MPa인 TAC 기재(크기: 25 cmｘ15 cm, 두께: 40 ㎛)의 일면에 바 코팅 방식으로 도포하였다. 290-320nm의 파장의 메탈 할라이드 램프로 광경화함으로써 코팅층(두께: 5 ㎛)을 형성하였다.
상기 인장 모듈러스는 폭 2 cm 크기의 기재 필름을 5 cm 간격을 두고 양 끝을 고정시키고, 50 mm/min의 속도로 잡아 당기는 조건에서 측정(측정 장비: Z005, Zwick Roell社)한 값을 의미한다.
실시예 2 내지 3
실시예 1에서, 제조예 1의 코팅 조성물 대신 각각 제조예 2 내지 3의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 6
실시예 1에서, 제조예 1의 코팅 조성물 대신 각각 비교 제조예 1 내지 6의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 7
비교 제조예 1의 코팅 조성물을 인장 모듈러스값이 MD 방향으로 4100MPa, TD 방향으로 4300MPa인 TAC 기재(크기: 25 cmｘ15 cm, 두께: 60 ㎛)의 일면에 바 코팅 방식으로 도포하였다. 290-320nm의 파장의 메탈 할라이드 램프로 광경화함으로써 코팅층(두께: 5 ㎛)을 형성하였다.
비교예 8
비교예 7에서, 비교 제조예 1의 코팅 조성물 대신 비교 제조예 4의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 7과 동일한 방법으로 플라스틱 필름을 제조하였다.
비교예 9
비교예 7에서, 비교 제조예 1의 코팅 조성물 대신 비교 제조예 5의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 7과 동일한 방법으로 플라스틱 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 9의 코팅 조성물 및 기재의 종류를 하기 표 2에 정리하였다.
지지 기재(모듈러스) 코팅 조성물
실시예 1 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 제조예 1
실시예 2 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 제조예 2
실시예 3 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 제조예 3
비교예 1 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 1
비교예 2 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 2
비교예 3 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 3
비교예 4 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 4
비교예 5 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 5
비교예 6 TAC (MD: 4700MPa, TD:5800MPa) 비교 제조예 6
비교예 7 TAC (MD: 4100MPa, TD:4300MPa) 비교 제조예 1
비교예 8 TAC (MD: 4100MPa, TD:4300MPa) 비교 제조예 4
비교예 9 TAC (MD: 4100MPa, TD:4300MPa) 비교 제조예 5
< 실험예 >
<측정 방법>
1) 연필 경도
하드코팅 필름의 연필 경도를 JIS K5400에 의거하여 연필 경도 측정기를 이용하여 10mm 크기로 5회 그은 후 코팅면 표면의 상처 유무를 확인한다.
2) 부착성(cross-cut) 테스트
ASTM D3359에 의거하여 실시예 및 비교예의 필름의 코팅층에 대해, 가로 및 세로가 각각 1mm가 되도록 100개(10x10)의 칼집을 내고 테이프(상품명: CT-24, 제조사: Nichiban)를 붙인 후, 박리하여 테이프와 함께 떨어지는 코팅층 칸의 개수를 세었다. 떨어진 칸의 개수가 전체 칸에 대하여 0%이면 5B, 5% 정도이면 4B, 5~15% 정도이면 3B, 15~35% 정도 이면 2B, 35~65% 정도이면 0B로 표기하였다.
3) 컬(curl) 테스트
경화 후 10cm ⅹ 10cm 크기로 자른 필름의 한쪽 모서리를 잡아서 걸어둔 상태로 대각선 길이를 측정한다. 두 개의 대각선 길이 중 짧은 쪽을 기준으로 컬(curl)을 평가하였다. 이는 얇은 기재의 경우 바닥과 기재간의 정전기에 영향을 쉽게 받아 curl 특성이 왜곡되는 것을 방지하기 위함이다.
4) 내오염성 테스트
1cm ⅹ 1cm 크기의 지문을 필름에 전사한 뒤에 IPA 1 ml를 무진천에 적신 뒤 5회 왕복하여 닦았을 때 표면에 지문 잔상이 남는지의 여부로 판별하였다.
상기 물성 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
연필경도 부착성 컬
(단위:mm)		 내오염성
실시예 1 4H 5B 110 O
실시예 2 3H 5B 120 이상 O
실시예 3 4H 5B 110 O
비교예 1 3H 5B 110 X
비교예 2 2H 4B 120 이상 O
비교예 3 3H 3B 40 O
비교예 4 3H 3B 20 O
비교예 5 3H 4B 30 O
비교예 6 2H 5B 120 이상 O
비교예 7 3H 5B 120 이상 X
비교예 8 3H 5B 60 O
비교예 9 3H 5B 80 O
상기 표 3을 참고하면, 본 발명의 필름은 각 물성에서 모두 양호한 특성을 나타내었으며, 특히 3H 이상의 고경도, 컬 및 내오염성에서 우수한 물성를 나타낼 뿐 아니라, 고강도의 TAC 기재 필름에 대해서도 우수한 부착성을 보였다.
한편, 본 발명의 코팅 조성물 또는 TAC의 기재 조건을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 9의 필름들은 연필경도, 부착성, 및 컬 특성 중 어느 하나 이상이 충분하지 못하였다.

Claims (11)

  1. 지지 기재; 및
    상기 지지 기재의 적어도 일면에 형성되는 코팅층을 포함하고,
    상기 지지 기재는 인장 모듈러스(modulus)가 4,500 내지 9,000 MPa인 TAC 필름이고,
    상기 코팅층은 코팅 조성물의 전체 고형분 중량에 대하여, (a) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 80 내지 120 g/mol인 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머 50 내지 75 중량%, (b) 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol인 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (c) 중량평균분자량이 1,000 내지 4,000 g/mol이고, 사슬 내에 분자량이 500 g/mol 이상의 PEG 단위를 포함하는 2관능성 아크릴레이트 올리고머 5 내지 20 중량%, (d) 무기 미립자 1 내지 20 중량%, (e) 광개시제 1 내지 3 중량%, 및 (f) 변성 실리콘 오일 0.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 코팅 조성물의 경화물인,
    플라스틱 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 중량평균분자량(Mw)이 200 내지 1,000 g/mol인, 플라스틱 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 3 내지 6 관능성 아크릴레이트 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 트리/테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA), 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 플라스틱 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (b) 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5,000 g/mol인, 플라스틱 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (b) 6관능 이상의 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 EB1290, EB220, UA-306T, UA-306I, DPCA 120 및 MU9800로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 플라스틱 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (c) 2관능성 아크릴레이트 올리고머는 PEGDA 1000, PEGDA 2000, PEGDA 3000, Bisphenol A (EO)30 diacrylate, Bisphenol A (EO)20 diacrylate, UA7933, 및 DPE(EO)24HA로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 플라스틱 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (d) 무기 미립자는 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 산화 지르코니아 입자, 또는 징크 옥사이드 입자인, 플라스틱 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (f) 변성 실리콘 오일은 DMS-T05, DMS-T11, DMS-T12 및 DMS-T21로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 플라스틱 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 2 내지 20 ㎛인, 플라스틱 필름.
  10. 제1항에 있어서, 500g의 하중에서 3H 이상의 연필 경도를 나타내는 플라스틱 필름.
  11. 제1항에 있어서, ASTM D3359에 따라 측정한 부착성 시험에서 부착성이 5B인, 플라스틱 필름.
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