KR20220168218A - 펄 질감을 갖는 비산방지 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

펄 질감을 갖는 비산방지 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 필름은 둘 이상의 구성층에 서로 다른 색상을 부여하여 각 층에서 반사되는 색들과 이들의 혼합 색으로 인해 관찰 각도에 따라 입체적인 컬러를 구현할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면 필름의 점착층에 특정 범위의 입경을 갖는 유색 무기 입자를 첨가하여 금속성의 입자감 내지 펄의 질감을 구현하면서도, 비산방지에 필요한 점착력을 유지할 수 있다.

Description

펄 질감을 갖는 비산방지 필름 및 이의 제조방법{ANTI-SCATTERING FILM WITH PEARL TEXTURE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 글래스 등에 부착하기 위한 비산방지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 펄 질감을 갖는 데코레이션 기능이 부가된 비산방지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전기전자 분야에서 디스플레이 장치는 사용 목적, 휴대성, 편의 등을 고려하여 다양한 형태로 개발되며, 특히 소비자들이 디스플레이의 용도에 따른 디자인을 중시하기 때문에 디스플레이의 다양한 디자인이 연구되고 있다. 최근 전기전자 분야에서 각광받는 디자인은 금속성 디자인이며, 최근 출시되는 모바일, 통신 전자기기 등의 컬러, 외형 등에 금속성 디자인이 보편적으로 적용되고 있다. 금속은 고유의 광택, 우수한 휘도 등에 의해 디자인 측면에서는 각광받는 소재이나, 전파를 차단하고 중량이 무겁고 제작 비용이 높다는 등의 단점을 갖는다.
이를 보완하기 위하여, 금속 대신 글래스 또는 투명 플라스틱을 사용한 디스플레이가 개발되고 있다. 글래스나 플라스틱 재질은 금속 대비 제작 비용이 적게 들고 중량감이 낮다는 장점이 있으나, 강도가 낮고 특히 충격에 약하다는 치명적인 단점이 있다. 따라서 이러한 재질로 제작된 디스플레이의 디자인 개선을 위해 색을 구현하면서 동시에 강도를 높이고 충격에 대한 보강 및 파손 시의 안전까지 고려하는 비산방지 필름이 적용되고 있다.
일례로, 대한민국 공개특허 제2014-0110325호는 투명 필름에 아조계 염료를 포함하는 하드코팅층이 형성된 비산방지 필름을 개시하고 있고, 대한민국 공개특허 제2015-0096860호는 흡수 파장 대역이 400~700 nm인 유색 염료가 첨가된 하드코팅층을 포함하는 필름을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제2014-0110325호 대한민국 공개특허 제2015-0096860호
최근 글래스나 투명 플라스틱의 파손을 막기 위해 적용되던 비산방지 필름에, 다양한 컬러 및 디자인을 부여한 필름이 개발되고 있다. 그러나 기존의 필름은 단색 또는 1~2종의 컬러의 그라데이션으로 2차원적인 컬러만 표현하였을 뿐 입체적인 컬러를 구현하지 못하였다.
또한 비산방지 필름에 구비되는 점착층에도 유색 첨가제를 배합하여 금속성의 질감을 구현하려는 시도가 있으나, 이러한 첨가제로 인해 점착력이 저하되어 비산방지 성능을 발휘하기 어려운 문제가 있었다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 둘 이상의 구성층에서 서로 다른 색상이 혼합된 입체적인 컬러를 구현하면서, 점착층에 특정 범위의 입경을 갖는 유색 무기 입자를 첨가하여 금속성의 입자감을 구현하되, 비산방지에 필요한 점착력을 유지할 수 있는 필름을 개발할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 과제는 입체적인 색상 및 금속성의 질감 효과를 구현하면서 글래스에 합지되어 강도를 높일 수 있는 비산방지 필름을 제공하는 것이다.
상기 과제에 따라, 본 발명은 기재층; 제 1 색상을 가지는 컬러코팅층; 및 입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하고 상기 제 1 색상과 다른 제 2 색상을 가지는 점착층을 포함하고, 상기 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180도 박리 점착력이 10 N/inch 이상인 필름을 제공한다.
또한 본 발명은 기재층의 일면에 염료 또는 안료를 함유하는 제 1 수지 조성물을 이용하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층의 타면에 입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하는 제 2 수지 조성물을 이용하여 점착층을 형성하는 단계를 포함하는, 상기 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 필름은 둘 이상의 구성층에 서로 다른 색상을 부여하여 각 층에서 반사되는 색들과 이들의 혼합 색으로 인해 관찰 각도에 따라 입체적인 컬러를 구현할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면 필름의 점착층에 특정 범위의 입경을 갖는 유색 무기 입자를 첨가하여 금속성의 입자감 내지 펄의 질감을 구현하면서도, 비산방지에 필요한 점착력을 유지할 수 있다.
따라서 본 발명의 필름은 글래스나 투명 플라스틱 기재를 포함하는 다양한 디스플레이, 자동차, 가전 등에 부착되어 데코레이션 기능 뿐만 아니라 파손을 방지하는 비산방지 필름으로서 기능할 수 있으며, 박막으로 제작되어 최근 주목 받는 플렉서블 전자기기에도 적용될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 필름의 사시도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 필름의 단면도이다(도 1의 A-A').
도 3은 다른 구현예에 따른 필름이 글래스 기판에 적용된 것을 나타낸다.
도 4는 필름의 180도 박리 점착력을 측정하는 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 다양한 색상으로 제작된 필름의 이미지의 예시이다.
이하 본 발명의 다양한 구현예와 실시예를 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장되거나 생략될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상/하에 형성되거나 서로 연결 또는 결합된다는 기재는, 이들 구성요소 간에 직접 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성, 연결 또는 결합되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 대상을 관찰하는 방향에 따라 달라질 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 각 구성요소를 지칭하는 용어는 다른 구성요소들과 구별하기 위해 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성 요소들은 상기 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로 구별하는 목적으로 사용된다.
본 명세서에서 "포함"한다는 기재는 특정 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분을 구체화하기 위한 것이며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
비산방지 필름
본 발명의 일 구현예에 따른 필름은 기재층; 제 1 색상을 가지는 컬러코팅층; 및 입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하고 상기 제 1 색상과 다른 제 2 색상을 가지는 점착층을 포함하고, 상기 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180도 박리 점착력이 10 N/inch 이상이다.
도 1 및 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 필름의 사시도 및 이의 단면도를 각각 나타낸 것이다.
일 구현예에 따른 필름(100)은 점착층(110)에 첨가된 유색 무기 입자로 인해 금속성의 입자감 내지 펄의 질감을 구현하면서도 채도가 향상되어 색상이 뚜렷하게 시인될 수 있다(도 5 참조). 이에 따라 상기 필름은 정면에서 측정한 투과색의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 절대값 및 b* 값의 절대값의 합이 일정 수준 이상일 수 있다. 예를 들어 상기 필름의 정면에서 측정한 투과색의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 절대값 및 b* 값의 절대값의 합이 5 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 필름의 정면에서 측정한 투과색의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 절대값 및 b* 값의 절대값의 합은 5 이상, 10 이상, 또는 15 이상일 수 있고, 또한 50 이하, 40 이하, 30 이하, 또는 20 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 필름의 정면에서 측정한 투과색의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 절대값 및 b* 값의 절대값의 합은 5 내지 50, 5 내지 40, 또는 5 내지 30일 수 있다.
또한 일 구현예에 따른 필름(100)은 점착층(110)과 컬러코팅층(130)에 서로 다른 색상, 즉 제 1 색상 및 제 2 색상을 부여함에 따라, 각 층에서 반사되는 색들과 이들의 혼합 색으로 인해 필름(100)의 관찰 방향(L1, L2)에 따라 색상이 다르게 시인되는 입체적인 컬러를 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 색상과 상기 제 2 색상의 CIE 표색계에 따른 a* 값 또는 b* 값의 차이가 5 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 색상과 상기 제 2 색상의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 차이는 5 이상, 10 이상 또는 15 이상일 수 있다. 또한 상기 제 1 색상과 상기 제 2 색상의 CIE 표색계에 따른 b* 값의 차이는 5 이상, 10 이상 또는 15 이상일 수 있다. 상기 제 1 색상은 상기 점착층을 투명 기재 상에 형성한 뒤 정면에서의 투과색을 측정하여 얻을 수 있고, 상기 제 2 색상은 상기 컬러코팅층을 투명 기재 상에 형성한 뒤 정면에서의 투과색을 측정하여 얻을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 필름은 하기 식 (1)을 만족할 수 있다:
5 ≤ │a5 - a10│ ... (1)
여기서 a5은 상기 필름의 정면 방향과 5°각도를 이루는 방향으로 측정한 CIELAB a* 값이고, a10은 상기 필름의 정면 방향과 10°각도를 이루는 방향으로 측정한 CIELAB a* 값이다.
구체적으로, 상기 식 (1)에서 │a5 - a10│의 값은 5 이상, 10 이상, 또는 15 이상일 수 있고, 또한 50 이하, 30 이하, 또는 20 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 식 (1)에서 │a5 - a10│의 값은 5 내지 50, 50 내지 30, 또는 5 내지 20일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 필름은 상기 컬러코팅층, 상기 기재층 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 필름은 상기 기재층, 상기 컬러코팅층 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 추가적인 유색 층을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 필름이 상기 기재층과 상기 컬러코팅층 사이, 또는 상기 기재층과 상기 점착층 사이에 형성되는 무기증착층을 추가로 포함하고, 상기 무기증착층이 상기 제 1 색상 및 상기 제 2 색상과 다른 제 3 색상을 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 필름은 상기 컬러코팅층, 상기 무기증착층, 상기 기재층 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 필름은 상기 컬러코팅층, 상기 기재층, 상기 무기증착층 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 필름은 상기 무기증착층, 상기 컬러코팅층, 상기 기재층, 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 그 외에도 하나 이상의 추가적인 기능층을 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여, 상기 필름(100)은 점착층(110), 기재층(120), 컬러코팅층(130) 및 무기증착층(140) 외에도, 패턴층(150), 반사층(160) 및 차단층(170) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 필름을 구성하는 층별로 구체적으로 설명한다.
기재층
상기 기재층은 다른 기능층을 지지하기 위한 베이스 층이다.
상기 기재층은 고분자 수지를 포함하고, 구체적으로 투명 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 환형 올레핀 중합체(COP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 기재층은 표면에 코팅되는 화학 물질과의 반응을 일으키지 않으면서 정전하 등과 같이 코팅층의 균일성을 저해할 수 있는 요소로부터 안정한 것이 필요하며, 이를 위해 상기 기재층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 연신폴리프로필렌(OPP)이 바람직하다.
상기 기재층은 터치스크린 패널의 강화 글래스 등의 비산을 방지할 수 있도록 우수한 강도를 가질 수 있다.
상기 기재층은 일축 연신된 필름일 수 있고, 예를 들어 길이 방향(즉 기계 방향, MD) 또는 폭 방향(즉 텐터 방향, TD)으로 2배 내지 5배 연신된 필름일 수 있다. 또는 상기 기재층은 이축 연신된 필름일 수 있고, 예를 들어 길이 방향(MD)으로 2배 내지 5배 및 폭 방향(TD)으로 2배 내지 5배 연신된 필름일 수 있다.
또한 상기 기재층은 광학적 특성을 저해하지 않도록 높은 투명성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층으로 사용되는 필름의 전광선 투과율은 55% 이상, 구체적으로 70% 이상일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 10㎛ 내지 200㎛일 수 있고, 구체적으로 20㎛ 내지 125㎛, 보다 구체적으로 23㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
또한 상기 기재층은 표면에 유기 또는 무기 입자를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 유기 또는 무기 입자는 내블로킹제(anti-blocking agent)로서 기능할 수 있다. 상기 유기 또는 무기 입자의 크기는 0.1㎛ 이상일 수 있고, 예를 들어 0.1㎛ 내지 5㎛, 또는 0.1㎛ 내지 1㎛일 수 있다.
컬러코팅층
본 발명에 따른 시트는 상기 기재층의 일면 상에 형성된 컬러코팅층을 포함한다. 상기 컬러코팅층은 가시광 영역의 컬러를 구현하고 인접 층과의 결합력을 향상시킬 수 있다.
상기 컬러코팅층은 열경화성 수지, UV 경화성 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 우레탄아크릴레이트 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 컬러코팅층은 컬러를 조절하기 위한 염료 또는 안료를 포함할 수 있다. 일례로서 상기 컬러코팅층은 아크릴 또는 우레탄 수지, 및 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.
상기 안료는 당 업계에서 통용되는 것으로 가시광 영역의 색상을 구현할 수 있는 것이면 제한하지 않으며, 예컨대, 안트라퀴논계, 프탈로시아닌계 안료 등의 유기 안료일 수 있다. 구체적으로 상기 컬러코팅층은 안료분산체를 포함할 수 있으며, 상기 안료분산체는 예를 들어 안료, 및 히드록실기 및 카르보닐기 중 적어도 하나 이상을 3개 내지 8개 갖는 올리고머 화합물을 포함할 수 있다. 상기 히드록실기 및 카르복실기 중 적어도 하나 이상을 3개 내지 8개 갖는 올리고머 화합물의 예로는 N-비닐피롤리돈, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리싸이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트 등일 수 있고, 구체적으로, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리싸이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트 등일 수 있다. 상기 안료분산체의 함량은 상기 컬러코팅층 또는 이의 제조를 위한 컬러코팅층 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 30 중량%, 5 내지 20 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 또는 0.2 내지 8 중량%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 가시광 전 영역에서의 컬러를 구현하는데 유리하다.
상기 컬러코팅층의 두께는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있고, 구체적으로 1㎛ 내지 7㎛, 보다 구체적으로는 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
점착층
상기 점착층은 글래스나 투명 플라스틱 등의 제품 표면에 부착 시에 점착력을 부여하므로, 상기 필름이 글래스나 투명 플라스틱의 비산방지에 사용될 수 있다. 또한 상기 점착층은 글래스 등의 제품 표면에 부착 시에 공기층을 없애 시인성을 향상시키며 단열성을 높여줄 수 있다.
상기 점착층은 필름에 점착력을 부여하면서, 유색 무기 입자를 함유하여 가시광 영역의 색상과 금속 질감을 부여할 수 있다.
상기 점착층은 점착제 수지 및 경화제를 포함할 수 있다. 상기 점착제 수지는 특별히 한정되지 않으나, 자외선에 의해 황변되지 않고 UV 흡수제의 분산성이 양호한 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 수지는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 알키드 수지, 아미노 수지 등을 들 수 있다. 상기 점착제 수지는 단독으로 이용할 수 있으며, 혹은 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도 광학 특성, 내후성, 기재와의 밀착성 등이 우수한 아크릴 수지가 바람직하다.
상기 경화제는 상기 점착제 수지를 경화시킬 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 자외선에 의해 황변되지 않는 이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 경화제는 점착층의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 0.5 중량%, 0.3 내지 0.5 중량%, 0.3 내지 0.45 중량%, 또는 0.35 내지 0.45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내일 경우, 점착력 저하 또는 내열 및 내습 환경에서의 내구성 저하를 방지하는데 유리하다.
상기 유색 무기 입자의 입경은 1 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 5 ㎛ 또는 10 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 100 ㎛ 이하, 70 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하. 30 ㎛ 이하 또는 20 ㎛ 이하일 수 있다. 일례로서, 상기 유색 무기 입자의 입경이 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 입경 범위 내에서, 금속의 입자감 내지 펄의 질감을 구현하면서 점착력이 저하되지 않는데 유리하다.
상기 유색 무기 입자의 입경은 레이저 회절 입도 분포 측정방식으로 얻을 수 있고, 예를 들어 Horiba사의 레이저 입경 분석기(Laser particle size analyzer)를 이용하여 측정할 수 있다. 일례로서 상기 유색 무기 입자의 입경 분포에서 무기 입자의 입경이 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위일 경우, D50은 15 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있고, D10은 7 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있고, D90은 23 ㎛ 내지 28 ㎛일 수 있다.
또한 상기 필름에 함유된 유색 무기 입자의 입경은 전자현미경 또는 광학현미경을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 유색 무기 입자의 함량은 상기 점착층의 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상 또는 2 중량% 이상일 수 있고, 30 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있다. 일례로서, 상기 유색 무기 입자의 함량은 0.1 중량% 내지 2.5 중량%일 수 있다. 상기 함량 범위 내일 때, 글래스와의 점착력을 구현하고 펄 질감과 색상을 구현하는데 유리하다.
상기 유색 무기 입자는 예를 들어 데코레이션 용도로 사용되는 무기 소재의 펄 입자일 수 있다. 구체적으로 상기 유색 무기 입자는 금속산화물을 포함할 수 있고, 예를 들어 산화알루미늄, 산화티탄, 산화주석 및 산화지르코늄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 점착층은 산화방지제, 광안정제, 광개시제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 광개시제는 벤조페논(benzophenone)계, 티옥산톤(thioxanthone)계, α-하이드록시 케톤(α-hydroxy ketone)계, 케톤(ketone)계, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 및 아크릴 포스파인 옥사이드(acryl phosphine oxide)계로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180도 박리 점착력이 10 N/inch 이상이다. 180도 박리 점착력은 예를 들어 도 4와 같이 측정될 수 있다. 만약 상기 필름의 박리 점착력이 10 N/inch 미만일 경우 글래스 파손시 글래스의 비산을 방지하가 어렵다. 예를 들어, 상기 필름의 글래스 기판에 대한 180도 박리 점착력은 10 N/inch 이상, 15 N/inch 이상 또는 20 N/inch 이상일 수 있고, 또한 35 N/inch 이하, 30 N/inch 이하 또는 25 N/inch 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층은 글래스에 대해 10 내지 30 N/inch의 점착력을 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충분한 비산방지 효과 및 공정 불량시 글래스의 재활용을 위한 재작업이 유리할 수 있다.
상기 점착층은, 공정 및 외부 이물에 의한 눌림성을 억제하기 위해, -40℃ 이상의 유리전이 온도, 구체적으로 -40℃ 내지 -15℃, 또는 -30℃ 내지 -15℃의 유리전이 온도를 가질 수 있다.
상기 점착층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛, 15㎛ 내지 25㎛, 15㎛ 내지 20㎛, 또는 15㎛ 내지 17㎛일 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층의 두께가 15 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 두께 범위 내일 경우, 필름의 유연성을 확보하면서 눌림에 의한 불량을 방지하고 점착력을 유지하는데 유리하다.
본 발명의 필름은 상기 점착층의 표면에 이형지(liner)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이형지는 상기 점착층의 표면을 보호할 수 있으며, 추후 필름을 제품에 적용 시에 제거될 수 있다. 상기 이형지는 에폭시류, 에폭시-멜라민류, 아미노알키드류, 아크릴류, 멜라민류, 실리콘류, 불소류, 셀룰로오스류, 요소 수지, 폴리올레핀류, 파라핀류 등을 포함할 수 있다.
무기증착층
상기 무기증착층은 무기증착물을 포함하여 금속 질감을 부여하면서도 휘도 및 반사율을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 무기증착층은 상기 점착층 및 상기 컬러코팅층과 다른 색상을 가질 수 있다.
상기 무기증착층은 무기 단일 물질, 무기 복합 산화물 및 무기 복합 황화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 무기 단일 물질은 금속, 비금속, 준금속 및 희토류 금속으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 무기 단일 물질은 주기율표의 3주기 내지 7주기에 속하는 금속, 비금속, 준금속 및 희토류 금속으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 단일 물질은 Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Cu, Zn, Ge, Rb, Nb, Mo, In, Sn 및 Sb으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 무기 복합 산화물 및 상기 무기 복합 황화물은 무기 성분이 산소(O) 혹은 황(S)과 이온 결합, 공유 결합 등을 통하여 결합된 것일 수 있다. 또한 상기 무기 복합 산화물 및 상기 무기 복합 황화물은 단순입방, 면심입방 및 체심입방으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 격자 구조를 가질 수 있다.
상기 무기 복합 산화물은 무기 성분으로서 금속, 비금속, 준금속, 희토류 금속 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 복합 산화물은 Li, Al, K, Ti, V, Cr, Mn, Co, Zn, Sr, Nb, Mo, In, Si, Sn, Sb 및 Cs로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무기 성분을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무기 산화물은 Li, K, Sr, Nb, Si 및 Cs으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 무기 성분을 포함할 수 있다.
상기 무기 복합 황화물은 주기율표의 3족 내지 12족에 속하는 무기 성분을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 복합 황화물은 Ti, V, Cr, Mn, Co, Zn, Nb 및 Mo으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무기 성분을 포함할 수 있다.
상기 무기증착층은 물리적 증착법, 예를 들어 스퍼터링(sputtering) 또는 전자빔 증착(electron-beam evaporation)에 의해 형성될 수 있다. 구체적인 일례로서 상기 무기증착층은 비전도성 진공 증착(non-conductive vacuum metalizing; NCVM)에 의해 형성될 수 있다.
상기 무기증착층의 두께는 10 nm 내지 500 nm일 수 있으며, 구체적으로 상기 무기증착층은 30nm 내지 70nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때 층간의 부착성이 저하되지 않으면서 적정 수준의 휘도 및 금속 질감을 갖는데 유리하다.
상기 무기증착층을 형성하는 단계에서, 상기 무기물의 증착은 가열 조건에서 수행될 수 있다. 예를 들어 상기 무기물 증착 시의 온도는 40℃ 내지 200℃, 보다 구체적으로 60℃ 내지 150℃일 수 있다.
추가 기능층
또한 상기 필름에 그 외 패턴층, 반사층, 차광층 등을 더 형성하여 광학적 특성과 데코레이션 기능을 부가할 수 있다.
상기 패턴층은 특정 도형이나 문자, 또는 질감과 같은 디자인을 구현하도록 패턴을 형성한 층일 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴층의 표면에 프리즘이나 렌티큘라 렌즈 또는 반구형 렌즈 패턴을 부여하여, 빛의 굴절과 반사 현상을 추가로 부여함으로써 특이한 효과를 낼 수 있다. 구체적으로, 상기 패턴층은 프리즘 렌즈층 또는 렌티큘라 렌즈층을 단일층 또는 2중층의 형태로 포함할 수 있다. 상기 패턴층은 고분자 수지 조성물을 인몰드 사출 성형 후 UV 경화시켜 원하는 패턴으로 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 패턴층은 우레탄아크릴레이트계 올리고머, 아민계 모노머 및 카복실계 모노머로부터 선택되는 하나 이상이 중합된 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한 상기 패턴층의 두께는 10 ㎛ 내지 20 ㎛, 구체적으로 10 ㎛ 내지 17 ㎛, 또는 15 ㎛ 내지 17 ㎛일 수 있다.
상기 차광층은 광을 차단하는 소재를 포함하여 반사 효율을 더욱 높일 수 있다. 이에 따라, 상기 차광층은 후방으로 빛이 새지 않도록 차단하는 기능을 가질 수 있다. 또한 상기 차광층은 기호에 따라 원하는 사진, 패턴, 다양한 컬러, 문양 등을 포함할 수 있다. 상기 차광층의 두께는 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 구체적으로 15 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
또한 본 발명의 시트는 반사 효율을 극대화하거나 금속 질감을 부여하기 위한 반사층을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 시트는 상기 패턴층과 상기 차단층 사이에 증착되는 금속 질감의 반사층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 반사층은 무기물을 증착한 층일 수 있으며, 구체적으로 상기 Nb, Si, Ti, In, Ag 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 또한 상기 반사층은 1종 이상의 무기물을 비전도성 진공증착(NCVM)하여 형성할 수 있다. 상기 반사층은 반사 효과 뿐만 아니라, 무기물 등이 갖는 컬러에 의한 금속 광택 효과도 가질 수 있다. 상기 반사층은 상기 패턴층이 갖는 단차를 감쇠하기 위한 평탄화층으로서도 기능할 수 있고, 또는 상기 반사층 외에 별도의 평탄화층이 구비될 수도 있다.
필름의 제조방법
본 발명의 일 구현예에 따른 필름의 제조방법은 기재층의 일면에 염료 또는 안료를 함유하는 제 1 수지 조성물을 이용하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층의 타면에 입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하는 제 2 수지 조성물을 이용하여 점착층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 컬러코팅층의 형성 단계 및 상기 점착층의 형성 단계는 순차적으로 수행될 수 있고, 예를 들어 상기 컬러코팅층을 형성한 뒤 상기 점착층을 형성하거나, 또는 상기 점착층을 형성한 뒤 상기 컬러코팅층을 형성할 수 있다. 또는 상기 컬러코팅층의 형성 단계 및 상기 점착층의 형성 단계는 동시에 수행될 수도 있다.
상기 컬러코팅층을 형성하기 위해 사용되는 제 1 수지 조성물은 예를 들어 안료 또는 안료 분산체를 포함할 수 있으며, 상기 안료 또는 안료분산체의 구체적인 종류 및 함량은 앞서 예시한 바와 같다. 또한 상기 제 1 수지 조성물은 열경화성 수지 또는 UV 경화성 수지를 더 포함할 수 있으며, 그 외에 점도 조절을 위한 용제를 더 포함할 수도 있다.
또한 상기 컬러코팅층의 형성은 상기 기재층의 일면에 상기 제 1 수지 조성물을 코팅하는 것으로 수행될 수 있으며, 예를 들어 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
상기 점착층을 형성하기 위해 사용되는 제 2 조성물은 유색 무기 입자 및 점착제 수지를 포함할 수 있고, 상기 유색 무기 입자 및 점착제의 구체적인 종류는 앞서 예시한 바와 같다.
상기 제 2 수지 조성물 내의 상기 유색 무기 입자의 함량은 0.01 중량% 이상, 0.02 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.1 중량% 이상 또는 0.3 중량% 이상일 수 있고, 또한 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.7 중량% 이하, 0.5 중량% 이하 또는 0.3 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 수지 조성물 내의 상기 유색 무기 입자의 함량이 0.01 내지 0.5 중량%일 수 있다. 상기 함량 범위 내일 때, 글래스와의 점착력을 구현하고 펄 질감과 색상을 구현하는데 유리하다.
또한 상기 제 2 수지 조성물은 경화제를 포함할 수 있으며, 예를 들어 이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 경화제를 포함할 수 있다.
상기 유색 무기 입자는 상기 점착제 수지에 첨가 시에 입자들 간의 뭉침이나 응집이 발생하여 외관 상의 문제를 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 유색 무기 입자를 상기 점착제 수지에 첨가하기 이전에 분산제와 미리 배합한 뒤, 상기 점착제 수지에 첨가하는 것이 좋다. 이러한 분산제는 예를 들어 고분자 분산제일 수 있다. 구체적으로, 상기 유색 무기 입자가 폴리우레탄계 혹은 폴리아크릴계 분산제와 미리 배합된 뒤 상기 제 2 수지 조성물에 함유될 수 있다. 상기 분산제의 사용량은 상기 유색 무기 입자 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 내지 1.0 중량부일 수 있다.
그 외에도 상기 제 2 조성물은 산화방지제, 광안정제, 광개시제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 제 2 조성물은 점도 조절을 위한 용제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 제 2 조성물은 고형분의 함량이 10 중량% 내지 50 중량%, 또는 10 중량% 내지 30 중량%가 되도록 용제를 포함할 수 있다.
특성 및 적용
본 발명에 따른 필름은 둘 이상의 구성층에 서로 다른 색상을 부여하여 각 층에서 반사되는 색들과 이들의 혼합 색으로 인해 관찰 각도에 따라 입체적인 컬러를 구현할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면 필름의 점착층에 특정 범위의 입경을 갖는 유색 무기 입자를 첨가하여 금속성의 입자감 내지 펄의 질감을 구현하면서도, 비산방지에 필요한 점착력을 유지할 수 있다.
도 3은 글래스 기판에 적용된 필름의 단면도를 나타낸다. 도 3을 참조하여 본 발명의 필름(100)은 글래스 기판(200)에 합지되어 강도를 높이면서도 입체적인 색상과 금속성의 입자감 내지 펄의 질감을 나타내므로 데코레이션 및 비산방지를 위해 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 필름은 글래스나 투명 플라스틱 기재를 포함하는 다양한 디스플레이, 자동차, 가전 등에 부착되어 데코레이션 기능 뿐만 아니라 파손을 방지하는 비산방지 필름으로서 기능할 수 있으며, 박막으로 제작되어 최근 주목 받는 플렉서블 전자기기에도 적용될 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 비산방지 필름의 제조
컬러코팅층 조성물의 제조를 위해, 우레탄아크릴계 올리고머(UV1700B, NIPPON GOHSEI사) 80 중량부, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M340, 미원사) 15 중량부, 및 광개시제(1-184, Ciba사) 5 중량부를 혼합하고, 고형분 20 중량%가 되도록 메틸에틸케톤을 첨가한 다음, 고형분 100 중량부 대비 안료 4 중량부를 첨가하였다. 이때 안료로서 안료 1(BV231, 이리도스사) 3 중량부 및 안료 2(BO260, 이리도스사) 1 중량부를 사용하였다. 상기 컬러코팅층 조성물을 두께 100 ㎛의 기재층(PET 필름)의 일면에 메이어바(Mayer bar)를 이용하여 3 ㎛ 두께로 도포하고, 80℃에서 2분간 건조 후 UV 경화(광량 0.4J/㎠)시켜 컬러코팅층을 형성하였다.
또한 감압성 점착제(305S, Saiden사) 35 중량부 및 메틸에틸케톤(MEK) 65 중량부를 혼합하여 점착층 조성물을 제조하고, 상기 점착층 조성물에 유색 무기 입자(T60-21, 머크사)를 0.5 중량%의 양으로 첨가하였다. 상기 점착층 조성물(고형분 함량이 약 20 중량%)을 기재층의 타면에 갭 코터(gap coater)를 이용하여 코팅하고 건조 및 경화하여 두께 25 ㎛의 점착층을 형성하였다. 그 결과 비산방지 필름을 얻었으며, 사용하기 전까지 점착층의 표면을 보호하기 위해 이형지를 합지하였다.
비교예 1: 비산방지 필름의 제조
상기 실시예 1의 절차를 반복하되, 점착층 조성물에 유색 무기 입자를 첨가하지 않고 투명한 점착층을 가지는 비산방지 필름을 얻었다.
시험예 1: 입체적인 색상 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 각각의 필름의 이형지를 제거하고, 색상 측정장비(UV Spectrometer U4100, Hitachi사)를 사용하여 투과색을 측정하였다. 투과색은 동일 부위에 대해 정면 방향(즉 필름 평면의 수직 방향)을 기준으로 한 관찰 각도별로 측정하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
필름 투과색
정면 기준 2도 방향 정면 기준 10도 방향
L* a* b* L* a* b*
실시예 1 69.84 16.78 -15.51 69.56 -2.61 -11.36
비교예 1 77.82 -6.01 -14.65 77.42 -5.41 -14.36
상기 표에서 보듯이, 실시예 1의 필름의 투과색이 비교예 1의 필름에 대비하여 관찰 각도에 따라 큰 차이를 보이므로, 여러 각도에서 다양한 색상 표현이 가능함을 확인할 수 있다.
시험예 2: 투과색 측정 (유색 무기 입자의 함량 변화)
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 점착층 조성물 내의 유색 무기 입자의 함량을 아래 표와 같이 변경하여 비산방지 필름을 제조하였다. 이후 각각의 필름의 이형지를 제거하고, 색상 측정장비(UV Spectrometer U4100, Hitachi사)를 사용하여 정면 방향에서의 투과색을 측정하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
유색 무기 입자
함량(중량%)		 투과색
L* a* b*
0.01 88.4 2.95 -0.99
0.02 80.2 4.35 -2.12
0.1 74.3 7.62 -6.24
0.5 69.92 16.68 -15.32
상기 표에서 보듯이, 유색 무기 입자의 함량에 따라 필름의 투과색이 다르게 측정되었으며, 특히 점착층 조성물 내의 유색 무기 입자의 함량이 0.02 중량% 이상일 경우 정면 방향에서의 투과색의 a* 및 b*의 절대값의 합계가 5 이상으로 채도가 높아서 색상이 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다.
시험예 3: 점착력 측정 (유색 무기 입자의 함량 변화)
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 점착층 조성물 내의 유색 무기 입자의 함량을 아래 표와 같이 변경하여 비산방지 필름을 제조하였다. 이후 각각의 필름의 이형지를 제거하고, ASTM D903 또는 JIS Z 0237 규격에 따라 글래스 기판 위에 점착층을 부착하여 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도 및 180도의 각도로 박리 점착력을 측정하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
유색 무기 입자
함량(중량%)		 점착력
(N/inch)
0.02 20.1
0.1 20.6
0.5 20.3
0.6 13.2
0.8 13.3
1 7.8
상기 표에서 보듯이, 유색 무기 입자의 함량에 따라 점착력이 다르게 측정되었으며, 특히 점착층 조성물 내의 유색 무기 입자의 함량이 0.5 중량% 이하일 때 점착력이 20 N/inch 이상으로 매우 우수하였다. 반면 점착층 조성물 내의 유색 무기 입자의 함량이 1 중량% 이상인 경우 점착력이 10 N/inch 미만으로 저조하여 비산방지 용도로는 부적합하였다.
시험예 4: 점착력 측정 (유색 무기 입자의 입경 및 점착층의 두께 변화)
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 유색 무기 입자의 입경 및 점착층 두께를 아래 표와 같이 변경하여 비산방지 필름을 제조하였다. 이후 상기 시험예 3과 같은 방식으로 글래스 기판에 대한 180도 박리 점착력을 측정하였다.
유색 무기 입자
입경 (㎛)		 점착층 두께에 따른 점착력 (N/inch)
15 ㎛ 20 ㎛ 25 ㎛
5~10 20.1 20.3 20.6
10~20 20.0 20.2 20.9
20~30 19.7 20.1 20.4
40~50 13.3 16.1 16.9
50~60 5.2 6.3 6.8
상기 표에서 보듯이, 유색 무기 입자의 입경 변화 및 점착층의 두께 변화에 따라 점착력이 다르게 측정되었다. 구체적으로, 유색 무기 입자의 입경이 커질수록 점착층 표면에 편석 혹은 입자가 돌출되어 점착력 하강 현상을 발생시켰다. 또한 점착층의 두께는 두꺼울수록 점착력이 상승하여 비산방지 효과가 극대화 되는 경향이 나타났다. 또한 점착층의 두께가 15~25 ㎛인 경우에, 유색 무기 입자의 입경이 5~30 ㎛ 범위에서 안정적인 점착력이 구현되었다. 한편, 유색 무기 입자의 입경이 30 ㎛를 초과할 경우 외관상으로 거칠고 매트한 느낌의 효과가 나타났으며, 반대로 30 ㎛ 이하일 경우 외관상 표면이 부드러운 금속성의 질감이 나타났다.
100: 본 발명의 일 구현예에 따른 필름,
110: 점착층, 120: 기재층,
130: 컬러코팅층, 140: 무기증착층,
150: 패턴층, 160: 반사층,
170: 차단층, 200: 글래스 기판,
A, A': 단면, L1, L2: 투과색.

Claims (15)

  1. 기재층;
    제 1 색상을 가지는 컬러코팅층; 및
    입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하고 상기 제 1 색상과 다른 제 2 색상을 가지는 점착층을 포함하고,
    상기 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180도 박리 점착력이 10 N/inch 이상인 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 정면에서 측정한 투과색의 CIE 표색계에 따른 a* 값의 절대값 및 b* 값의 절대값의 합이 5 이상인 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름은 하기 식 1을 만족하는 필름:
    5 ≤ │a5 - a10│ ... (1)
    여기서 a5은 상기 필름의 정면 방향과 5°각도를 이루는 방향으로 측정한 CIELAB a* 값이고, a10은 상기 필름의 정면 방향과 10°각도를 이루는 방향으로 측정한 CIELAB a* 값이다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 색상과 상기 제 2 색상의 CIE 표색계에 따른 a* 값 또는 b* 값의 차이가 5 이상인 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착층의 두께가 15 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위인 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유색 무기 입자의 입경이 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위인 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 무기 입자가 상기 점착층의 중량을 기준으로 0.1 내지 2.5 중량%로 함유되는 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 무기 입자가 산화알루미늄, 산화티탄, 산화주석 및 산화지르코늄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 상기 컬러코팅층, 상기 기재층 및 상기 점착층의 순으로 적층된 구조를 가지는 필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 상기 기재층과 상기 컬러코팅층 사이, 또는 상기 기재층과 상기 점착층 사이에 형성되는 무기증착층을 추가로 포함하고,
    상기 무기증착층이 상기 제 1 색상 및 상기 제 2 색상과 다른 제 3 색상을 가지는 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 데코레이션 및 비산방지를 위해 사용되는 필름.
  12. 기재층의 일면에 염료 또는 안료를 함유하는 제 1 수지 조성물을 이용하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 기재층의 타면에 입경 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 유색 무기 입자를 함유하는 제 2 수지 조성물을 이용하여 점착층을 형성하는 단계를 포함하는, 제 1 항의 필름의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 수지 조성물 내의 상기 유색 무기 입자의 함량이 0.01 내지 0.5 중량%인, 필름의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유색 무기 입자가 폴리우레탄계 혹은 폴리아크릴계 분산제와 미리 배합된 뒤 상기 제 2 수지 조성물에 함유되는, 필름의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 수지 조성물이
    이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 경화제를 포함하는, 필름의 제조방법.
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