KR20220050366A - 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름 - Google Patents

연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 우레탄 아크릴레이트 레진을 UV경화하여 빛이 투과되면서도 신율과 탄성이 우수하여, 스마트폰의 액정을 보호하면서도 최근 개발된 폴더블폰과 같이 액정이 접히는 동작에 의한 스트레스를 견딜 수 있는 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름에 관한 것이다.

Description

연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름{Manufacturing method of flexible protective film and flexible protective film by the manufacturing method}
본 발명은 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우레탄 아크릴레이트 레진을 UV경화하여 빛이 투과되면서도 신율과 탄성이 우수하여, 스마트폰의 액정을 보호하면서도 최근 개발된 폴더블폰과 같이 액정이 접히는 동작에 의한 스트레스를 견딜 수 있는 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰은 각종 영상정보를 사용자에게 보여주기 위한 디스플레이 장치(액정)가 구성되어 있다. 이러한 스마트폰은 사용자가 대부분 주머니 또는 가방에 휴대하여 다니기 때문에, 액정이 다른 물건과 부딪히며 흠집이 많이 발생하거나 손에 쥐고 있다가 떨어뜨려 흠집이 발생하는 일이 종종 일어난다.
이러한 이유 때문에 대다수의 사용자들은 스마트폰의 액정의 표면에 액정을 보호하는 보호 필름을 부착하여 스마트폰의 액정에 흠집이 발생하는 것을 미연에 방지하고 있다.
종래의 보호필름에 대한 일례로, 대한민국 등록특허 10-1039437호(2011.05.31. 등록)에 게시되어 있다. 이를 간략히 살펴보면, 액정을 보호하면서도 상부면에 돌출부를 형성함으로서, 보호필름 전제가 긁힘 및 마찰로부터 안전하게 유지되어 사용 수명의 연장이 가능하고, 돌출부가 다양한 형상으로 제작가능함에 따라 촉감에 의해 스마트폰의 방향성을 빠르게 인지 가능하여 어두운 곳에서의 사용성이 뛰어난 스마트폰용 터치스크린 보호필림의 제조방법이 게시되어 있다.
그러나, 엣지와 같이 액정의 측면부가 곡면으로 형성되는 경우 보호필름이 액정에서 들뜨거나 쉽게 벗겨지되는 문제점이 발생한다.
이를 해결하기 위한 종래의 보호필름에 대한 다른 예로, 대한민국 공개특허 10-2017-0133639호(2017.12.06. 공개)에 게시되어 있다. 이를 간략히 살펴보면, 스마트폰 액정의 측면부까지 전자파 차단 및 방열 기능을 제공하는 휴대폰 액정 보호필름 제조방법이 게시되어 있다.
하지만 최근 사용되는 폴더블폰은 기존의 스마트폰과 달리 액정이 접히는 특징을 가지고 있다. 기존 스마트폰의 필름은 연성을 갖지 못하여 접히는 기능이 없으므로, 액정이 접힌다면 기존의 보호필름이 들뜨거나 쉽게 벗겨질 문제점이 발생한다.
따라서, 폴더블폰의 액정이 접히는 기능을 방해하지 않으면서 액정을 보호하는 필름의 개발이 요구된다.
대한민국 등록특허 10-1039437호(2011.05.31. 등록) 대한민국 공개특허 10-2017-0133639호(2017.12.06. 공개)
본 발명은, 우레탄 아크릴레이트 레진을 UV경화하여 빛의 투과율이 좋으면서도 신율과 탄성이 확보되어 곡면 또는 접힘동작의 스트레스를 잘 견디는 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 발수코팅 또는 자기복원코팅을 하여 수분에 의한 오작동 또는 사용 스트레스에 의한 구김이 방지되는 연성보호필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 연성보호필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 모노머 및 광 개시제를 배합하고, 배합물을 반응기에 일정시간 혼합하여 우레탄 아크릴레이트 레진을 제조하는 제1단계, 이형처리된 두개의 베이스 필름 사이에 우레탄 아크릴레이트 레진을 일정 두께로 도포하여 레진 도포 필름을 제조하는 제2단계, 레진 도포 필름을 UV경화하고, 베이스 필름들을 제거하여 UV경화 필름을 제조하는 제3단계, UV경화 필름의 일면에 점착제를 도포하고, 하부보호지를 합지하는 제4단계, 제4단계의 하부호보지가 합지된 UV경화 필름의 타면을 코팅하는 제5단계, 제5단계의 타면이 코팅된 UV경화 필름의 코팅된 면에 상부보호지를 합지하는 제6단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1단계에서 배합물의 배합비는 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 우레탄 아크릴레이트 모노머 33~37 중량부, 광 개시제 5~7 중량부이다.
또한, 본 발명의 제1단계에서 배합물을 혼합하는 일정시간은 30분 내지 60분이다.
또한, 본 발명의 제2단계에서 두개의 베이스 필름은 상부 베이스 필름과 하부 베이스 필름으로 구분된다.
또한, 본 발명의 상부 베이스 필름의 두께는 하부 베이스 필름의 두께보다 얇다.
또한, 본 발명의 베이스 필름은 PET 재질로 형성되며, 베이스 필름은 25μm 내지 190μm의 두께로 형성된다.
또한, 본 발명의 제2단계에서 우레탄 아크릴레이트 레진이 도포되는 두께는 20μm 내지 400μm이다.
또한, 본 발명의 제3단계에서 UV경화시 사용되는 UV광량은 100mj/cm² 내지 1500mj/cm²이다.
또한, 본 발명의 제5단계에서 코팅은 발수코팅 또는 자가복원코팅이다.
또한, 본 발명의 제4단계에서 하부보호지는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성되고, 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 UV경화 필름의 일면에 합지되며, 제6단계에서 상부보호지는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성되고, 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 UV경화 필름의 일면에 합지된다.
또한 본 발명의 제조방법으로 제조되는 연성보호필름은 0.1mm의 두께를 형성한다.
본 발명은, 우레탄 아크릴레이트 레진을 UV경화하여 빛의 투과율이 좋으면서도 신율과 탄성이 확보되어 곡면 또는 접힘동작의 스트레스를 잘 견디는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 발수코팅 또는 자기복원코팅을 하여 수분에 의한 오작동 또는 사용 스트레스에 의한 구김이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연성보호필름의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연성보호필름의 측단면도이다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연성보호필름의 제조방법 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연성보호필름의 측단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성보호필름(1)의 제조방법은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 모노머 및 광 개시제를 배합하고, 상기 배합물을 반응기에 일정시간 혼합하여 우레탄 아크릴레이트 레진을 제조하는 제1단계, 이형처리된 두개의 베이스 필름 사이에 상기 우레탄 아크릴레이트 레진을 일정 두께로 도포하여 레진 도포 필름을 제조하는 제2단계, 상기 레진 도포 필름을 UV경화하고, 상기 베이스 필름들을 제거하여 UV경화 필름(30)을 제조하는 제3단계, 상기 UV경화 필름의 일면에 점착제(40)를 도포하고, 하부보호지(50)를 합지하는 제4단계, 상기 제4단계의 하부호보지(50)가 합지된 UV경화 필름(30)의 타면을 코팅(20)하는 제5단계, 및 상기 제5단계의 타면이 코팅된 UV경화 필름(30)의 코팅된 면에 상부보호지(10)를 합지하는 제6단계;를 포함한다.
제1단계는 우레탄 아크릴레이트 레진 제조단계로 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 모노머 및 광 개시제를 배합하고, 상기 배합물을 반응기에 일정시간 혼합하여 우레탄 아크릴레이트 레진을 제조한다.
우레탄 아크릴레이트 모노머는 우레탄 아크릴레이트의 단위체이다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트의 단위체가 수개 내지 수십개가 연결된 제한된 숫자의 중합체이다.
본 발명에 따른 광 개시제는 자외선을 이용하여 액체상태의 우레탄 아크릴레이트의 단위체 및 중합체와 반응하여 순간적으로 중합반응을 일으키는 물질이다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 모노머 및 개시제가 배합되는 배합물의 배합비는 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 우레탄 아크릴레이트 모노머 33~37 중량부, 광 개시제 5~7 중량부이다.
상기 배합비에서 혼합되는 우레탄 아크릴레이트 모노머의 중량이 37중량부를 초과할 경우 제조되는 연성보호필름(1)은 빛의 투과도는 우수해지나 신율과 탄성이 약해진다. 특히, 혼합되는 우레탄 아크릴레이트 모노머의 중량이 80 중량부 이상일 경우 제조되는 연성보호필름(1)은 신율과 탄성이 부족해 쉽게 끊어지고, 접었을 때의 복원기능이 없다.
상기 배합비에서 혼합되는 우레탄 아크릴레이트 모노머의 중량이 33중량부 미만일 경우 제조되는 연성보호필름(1)의 신율과 탄성은 우수하나 빛의 투과도가 현저하게 감소한다.
반응기에 혼합하는 일정시간은 30분 내지 60분인 것이 바람직하다.
상기 혼합시간이 30분 미만으로 한정되는 경우 상기 중합반응이 완료되지 않아 우레탄 아크릴레이트 레진이 제대로 제조되지 않고, 상기 혼합시간이 60분을 초과할 경우 시간 및 에너지가 낭비된다.
제2단계는 레진 도포 필름 제조단계로 이형처리된 두개의 베이스 필름 사이에 상기 우레탄 아크릴레이트 레진을 일정 두께로 도포하여 레진 도포 필름을 제조한다.
상기 베이스 필름은 PET 재질인 것이 바람직하다.
상기 베이스 필름은 25μm 내지 190μm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 두개의 베이스 필름은 액체상태의 우레탄 아크릴레이트 레진을 일정 두께로 유지하도록 상부와 하부에서 감싸는 상부 베이스 필름과 하부 베이스 필름으로 구분된다.
상기 두개의 베이스 필름은 감김을 유도하기 위하여 상부 베이스 필름의 두께가 하부 베이스 필름의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상부 베이스 필름의 두께가 50μm일 때 하부 베이스 필름은 75μm로 형성될 수 있다.
상기 도포되는 우레탄 아크릴레이트 레진은 20μm 내지 300μm의 두께이고, 바람직하게는 20μm 내지 400μm의 두께로 도포된다.
상기 우레탄 아크릴레이트 레진이 도포되는 두께는 캡 설비 또는 슬롯다이 또는 콤마 코터를 이용하여 조절될 수 있다.
제3단계는 UV경화 필름(30) 제조단계로 레진 도포 필름에 자외선을 비추어 UV경화한 다음 베이스 필름을 제거하여 UV경화 필름(30)을 제조한다.
레진 도포 필름을 UV경화하는 UV광량은 100mj/cm² 내지 1500mj/cm²일 수 있다.
하기의 표 1은 레진 도포 필름의 UV경화시 베이스 필름의 두께와 UV광량에 따른 UV경화 작업성을 실험한 결과이다.
Figure pat00001
상기 표 1의 실험을 참고하면, 실험예 5 및 실험예 8의 조건하에서 진행된 UV경화가 베이스 필름의 열줄이 발생하지 않고, 레진 도포 필름의 경화도 완료되어 작업성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.
특히, 베이스 필름의 두께는 75μm이고, UV광량은 300mj/cm²의 조건으로 실험한 실험예 5번에서 가장 탁월한 작업성을 확인할 수 있었다.
따라서, 제2단계에서 사용되는 베이스 필름의 두께는 75μm이고, 제3단계에서 UV경화시에 적용되는 UV광량은 300mj/cm²인 것이 바람직하다.
제4단계는 하부보호지 합지단계로 제3단계에서 제조된 UV경화 필름(30)의 일면에 점착제(40)를 도포하고, 하부보호지(50)를 합지한다.
완성된 연성보호필름(1)을 스마트폰 액정 또는 기타 피부착물에 부착할 수 있도록 UV경화 필름(30)의 일면에 점착제(40)를 도포하고, 점착제가 마르지 않도록 하부보호지(50)를 합지한다.
상기 점착제(40)는 15μm 내지 50μm의 두께로 도포됨이 바람직하다.
하부보호지(50)는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성됨이 바람직하다.
하부보호지(50)는 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 점착제가 도포된 UV경화 필름(30)의 일면에 합지되는 것이 바람직하다.
상기 점착제(40)는 실리콘 또는 아크릴 또는 폴리 우레탄 중 어느 하나가 선택될 수 있다.
제5단계는 코팅단계로 점착제(40) 및 하부보호지(50)가 도포된 UV경화 필름(30)의 타면을 코팅(20)한다.
사용자가 접촉하는 면인 UV경화 필름(30)의 타면을 매끄럽게 하고, 더불어 수분에 의한 오작동이 방지되는 발수코팅 또는 사용 스트레스에 의한 연성보호필름의 구김이 방지되는 자가복원코팅을 할 수 있다.
상기 코팅(20)의 두께는 1μm 내지 20μm인 것이 바람직하다.
제6단계는 상부보호지(10) 합지단계로 제5단계에서 코팅(20)된 UV경화 필름(30)의 타면을 보호하도록 UV경화 필름(30)의 타면에 상부보호지(10)를 합지하여 연성보호필름(1)을 제조한다.
상부보호지(10)는 PET재질로 형성됨이 바람직하다.
상부보호지(10)는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성됨이 바람직하다.
상기 상부보호지(10)의 두께가 50μm 미만으로 형성되는 경우 코팅(20)면이 보호되지 않고, 상부보호지(10)의 두께가 100μm를 초과하는 경우 과도한 두께로 인하여 상부보호지(10)를 제거하지 않고 사용하는 사용자가 폴더블폰을 접었다가 펼 때에 연성보호필름(1)의 구김이 방지될 수 없다.
상부보호지(10)는 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 코팅된 UV경화 필름(30)의 타면에 합지되는 것이 바람직하다.
상기 상부보호지(10)의 이형력이 2g 미만으로 형성되는 경우 상부보호지(10)의 이탈이 쉽게 발생되어 상부보호지(10)를 제거하지 않고 사용하는 사용자에게 불편함을 유발할 수 있고, 상부보호지(10)의 이형력이 10g을 초과하는 경우 상부보호지의 제거에 불편함을 초래한다.
하기의 표 2는 제조된 연성보호필름(1)의 두께에 따라 연성보호필름(1)을 피부착물에 부착 후 1000회 접었다 펼 때 발생하는 스트레스를 실험한 결과이다.
Figure pat00002
상기 표 2에 기재된 바를 참고하면, 실험예 2의 두께로 제조된 연성보호필름(1)이 스트레스 테스트 결과 가장 최적의 두께임을 확인할 수 있었다.
따라서, 제조된 연성보호필름(1)은 0.1mm의 두께인 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 상부보호지
20: 코팅
30: UV경화 필름
40: 점착제
50: 하부보호지

Claims (11)

  1. 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 모노머 및 광 개시제를 배합하고, 상기 배합물을 반응기에 일정시간 혼합하여 우레탄 아크릴레이트 레진을 제조하는 제1단계;
    이형처리된 두개의 베이스 필름 사이에 상기 우레탄 아크릴레이트 레진을 일정 두께로 도포하여 레진 도포 필름을 제조하는 제2단계;
    상기 레진 도포 필름을 UV경화하고, 상기 베이스 필름들을 제거하여 UV경화 필름을 제조하는 제3단계;
    상기 UV경화 필름의 일면에 점착제를 도포하고, 하부보호지를 합지하는 제4단계;
    상기 제4단계의 하부호보지가 합지된 UV경화 필름의 타면을 코팅하는 제5단계;
    상기 제5단계의 타면이 코팅된 UV경화 필름의 코팅된 면에 상부보호지를 합지하는 제6단계;를 포함하는 연성보호필름의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1단계의 상기 배합물의 배합비는 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 우레탄 아크릴레이트 모노머 33~37 중량부, 광 개시제 5~7 중량부인 연성보호필름의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1단계의 상기 배합물을 혼합하는 일정시간은 30분 내지 60분인 연성보호필름의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계의 상기 두개의 베이스 필름은 상부 베이스 필름과 하부 베이스 필름으로 구분되는 연성보호필름의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부 베이스 필름의 두께는 상기 하부 베이스 필름의 두께보다 얇은 연성보호필름의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 필름은 PET 재질로 형성되며,
    상기 베이스 필름은 25μm 내지 190μm의 두께로 형성되는 연성보호필름의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계의 상기 우레탄 아크릴레이트 레진이 도포되는 두께는 20μm 내지 400μm인 연성보호필름의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3단계의 UV경화시 사용되는 UV광량은 100mj/cm² 내지 1500mj/cm²인 연성보호필름의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5단계의 상기 코팅은 발수코팅 또는 자가복원코팅인 연성보호필름의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4단계의 상기 하부보호지는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성되고, 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 UV경화 필름의 일면에 합지되며,
    상기 제6단계의 상기 상부보호지는 50μm 내지 100μm의 두께로 형성되고, 20g 내지 1000g의 이형력을 갖도록 UV경화 필름의 일면에 합지되는 연성보호필름의 제조방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조방법으로 제조되고, 0.1mm의 두께를 형성하는 연성보호필름.
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