WO2018124769A1 - 코팅 조성물 및 이로부터 제조되는 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코팅 조성물에 관한 것으로서, 특히 간단한 코팅 공정만으로 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 광학적 물성을 해치지 않으면서, 내투습성 및 표면경도를 현저히 개선할 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 코팅 조성물에 관한 것으로서, 특히 트리아세틸 셀룰로오스 필름 위에 코팅 조성물을 이용하여 간단한 코팅 공정만으로 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 광학적 물성을 해치지 않으면서, 내투습성 및 표면경도를 개선할 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
트리아세틸 셀룰로오스 필름은 사진 필름으로 반세기 이상 사용되어 온 천연소재 플라스틱 필름이며, 독특한 비정질 구조를 갖고 있어서 그로 인해 독특한 기계적, 광학적 물성을 발현한다. 특히 복굴절이 매우 낮은 수준으로 광학적 등방성이 뛰어난 특성을 갖는다. 이러한 특성을 바탕으로 트리아세틸 셀룰로오스 필름은 편광판용 보호필름, 시야각 확대 필름의 지지체 등의 광학필름 용으로 널리 사용되고 있다. 특히 편광판용 보호필름으로 사용되는 트리아세틸 셀룰로오스 필름은 순도가 높고 투명성과 광학적 등방성이 양호하여 위상차가 없어 폴리비닐알콜 필름의 양면에 접착하여 강도를 향상하고 폴리비닐알콜 기재를 열이나 습도로부터 보호하는 역할을 한다. 또한, 폴리비닐알콜 기재와 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 접착시킬 때 수용성 접착제를 이용하므로, 이에 이용되는 트리아세틸 세룰로오스 필름은 접착 이후 수분이 빠져나갈 수 있도록 적절한 투습 특성이 필수적으로 요구되었다. 그러나 최근의 편광판 제작 동향을 살펴보면, 기존의 수계 접착제를 이용하던 것이, 반응성 접착제로 급격히 변화되고 있어 더 이상 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 투습 특성이 필요치 않도록 공정과정 또한 함께 변화되고 있다.
또한, 트리아세틸 셀룰오로스 필름은 수분투과도가 타 필름 류에 비해 높은 편으로 고온, 다습한 환경에서는 내구성이 저하되기 쉬워 편광자의 불량을 야기시키며, 스크래치에 취약한 표면의 경도는 해결되어야 하는 궁극의 과제로 지적되고 있다.
위와 같은 문제점을 극복하고자 산업계에서는 많은 시도들이 이어져 왔다. 예를 들어 한국공개특허 10-2016-0080656호에서는 트리아세틸 셀룰로오스 필름 위에 실록산올리고머를 포함한 코팅층을 형성하여 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 투습도 및 표면경도를 극복하려고 하였다. 그러나, 상기 기술들에는 표면경도가 3H의 한계를 보이며, 높은 투습율을 나타내어 내구성이 떨어지는 문제점이 여전히 존재하였다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 간단한 코팅 공정만으로 필름의 광학적 물성을 해치지 않으면서, 내투습성 및 표면경도를 현저히 개선할 수 있는 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 코팅 조성물을 이용하여 투습성 및 표면경도가 향상된 필름 및 이를 포함하는 광학필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
케이지형실세스퀴옥산 수지와 레더형실세스퀴옥산 수지의 중량비가 10 중량% : 90 중량% 내지 80 중량% : 20 중량%인 실세스퀴옥산올리고머를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 코팅 조성물이 기재 상에 코팅되어 경화된 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 간단한 코팅 공정만으로 필름의 우수한 광학적 물성을 해치지 않으면서, 내투습성 및 표면경도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅된 필름을 나타낸 도면이며, 코팅층은 실제보다 두껍게 표시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드코팅된 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 코팅된 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 코팅단면 SEM 사진이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 코팅조성물은 케이지형실세스퀴옥산 수지와 레더형실세스퀴옥산 수지의 중량비가 10 중량% : 90 중량% 내지 80 중량% : 20 중량%인 실세스퀴옥산올리고머를 포함한다.
구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 상기 실세스퀴옥산올리고머; 개시제; 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 실세스퀴옥산올리고머는 케이지 구조와 레더 구조를 함께 가질 수 있으며, 구체적으로 화학식 1로 표시되는 레더형실세스퀴옥산 수지에 화학식 2로 표시되는 케이지형실세스퀴옥산 수지가 결합된 것일 수 있다.
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 메틸기; 페닐기; 아미노기; (메타)아크릴기; 비닐기; 에폭시기; 사이올기; 또는 자외선흡수체이며, n은 1 내지 100의 정수이고,
R5, R6, R7, R8은 각각 독립적으로, 수소; 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 C1~C10의 알킬기; 또는 하기 화학식 2로 표시되는 연결기이며, R5, R6, R7, R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 2와 연결되며,
상기 화학식 2에서,
R은 각각 독립적으로 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 메틸기, 페닐기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기, 사이올기 또는 자외선흡수제이며, R0은 각각 독립적으로 수소 또는 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 C1~C10의 알킬기이며,
n은 3 내지 6의 정수이며,
상기 화학식 1 또는 2에서 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 아민기, 에폭시기, (메타)아크릴기, 사이올기, 이소시아네이트기, 니트릴기, 니트로기 또는 페닐기이다.
상기 자외선 흡수체는 200 ㎚ 내지 400 ㎚의 파장 범위를 갖는 자외선을 흡수하는 구조체이며, 범용적으로 사용되어지고 있는 자외선흡수체로는 benzophenone계(자외선 흡수범위 300~380nm), benzotriazole계(흡수범위 300 ~385nm), salicylic acid계(흡수범위 260~340nm), acrylonitrile계(흡수범위 290~400nm) 등이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 실세스퀴옥산올리고머는 올리고머 내의 케이지 구조의 비율이 10 내지 80 중량%를 가짐으로써 TAC 필름의 수분투과도는 100 g/m2.day이하인 우수한 내투습성을 만족시킬 수 있으며, 구체적으로 실세스퀴옥산올리고머는 올리고머 내의 케이지 구조의 비율이 20 내지 50 중량%를 가짐으로써 TAC 필름의 수분투과도는 85 g/m2.day이하인 우수한 내투습성 및 동시에 만족시킬 수 있으며, 더욱 구체적으로 실세스퀴옥산올리고머는 올리고머 내의 케이지 구조의 비율이 25 내지 35 중량%를 가짐으로써 TAC 필름의 수분투과도는 70 g/m2.day이하인 우수한 내투습성 만족시킬 수 있다.
또한 구체적으로 화학식 2로 표시되는 연결기는 n이 4인 경우 하기 화학식 3과 같은 구조일 수 있다.
상기 화학식 3에서 *는 연결부위이며, R 및 R0는 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 발명의 코팅 조성물에서 상기 실세스퀴옥산올리고머의 함량은 20 내지 60 중량%인 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 TAC 필름의 우수한 내투습성 및 우수한 표면경도를 동시에 만족시킬 수 있다.
트리아세틸 셀룰로오스 필름은 높은 수분투과도로 인하여 다습한 환경에서는 내구성이 저하되기 쉬우며, 특히 이를 이용한 편광판의 편광자의 불량을 야기시키는 원인이 된다. 이에 본 발명에서는 트리아세틸 셀룰로오스 필름 위에 실세스퀴옥산을 포함한 조성물을 코팅함으로써 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 수분투과도를 현저하게 낮추면서 표면경도 또한 월등히 향상시켜 내구성이 향상된 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 제공하는 것이다.
레더형 단독의 실세스퀴옥산은 취성이 높아, 코팅 시에 코팅막이 갈라지며 부서지기 쉬워 코팅막으로는 용이하지 못하다. 또한 케이지형 단독의 실세스퀴옥산은 코팅 후 시간이 지남에 따라서 재배열을 일으켜 초기의 성능을 유지하지 못하며, 케이지 구조자체가 갖는 공극으로 인하여 투습율을 저하시키는 것에 한계가 있다.
이에, 본 발명자들은 한 분자내 케이지형 구조와 레더형 구조를 동시에 갖는 실세스퀴옥산을 제조하였다. 또한 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율을 조절함으로써 투습율 및 표면경도를 향상시켰다. 특히 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 10 중량% : 90 중량% 내지 80 중량% : 20 중량%을 갖는 코팅 조성물을 코팅 시에 형성 된 네트워크 구조사이의 공극의 크기를 줄여 투습율을 현저하게 저하시켰으며, 표면경도 또한 월등히 향상시켰다.
또한 본 발명의 코팅 조성물에 포함되는 개시제는 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로 광 라디칼개시제, 광 양이온 개시제, 열 라디칼개시제 또는 열 양이온 개시제 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물에서 상기 개시제의 함량은 0.1 내지 10 중량%인 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 TAC 필름의 우수한 내투습성 및 우수한 표면경도를 동시에 만족시킬 수 있다.
또한 본 발명에서 사용 가능한 용매는 용해성이 있으며 반응에 영향을 미치지 않는 용매라면 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 상기 유기용매로는 알코올류, 케톤류, 글리콜류, 퓨란계, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 극성용매 뿐 아니라, 헥산, 사이클로헥산, 사이클로헥사논, 톨루엔, 자일렌, 크레졸, 클로로포름, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 피리딘, 메틸나프탈렌, 니트로메탄, 아크로니트릴, 메틸렌클로라이드, 옥타데실아민, 아닐린, 디메틸설폭사이드, 벤질알콜 등 다양한 용매를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명에서 상기 용매는 실세스퀴옥산올리고머, 개시제 및 선택적으로 추가되는 첨가제를 제외한 잔량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 필요에 따라 실리콘계 첨가제 또는 아크릴계 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물의 실리콘계 첨가제는 BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-331, BYK-335, BYK-306, BYK-330, BYK-341, BYK-344, BYK-307, BYK-333, BYK-310가 있으며, 아크릴계 첨가제는 BYK-340, BYK-350, BYK-352, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-380N, BYK-381, BYK-388, BYK-390, BYK-392, BYK-394가 있다. 상기 첨가제는 각각 독립적으로 0.01 내지 5 중량%의 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 실리콘계 첨가제를 포함할 경우 하드코팅층의 표면슬립성과 코팅의 평탄성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 내투습성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 아크릴계 첨가제를 사용할 경우 하드코팅층의 레벨링성 및 내투습성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 하드코팅 조성물은 필요에 따라 산화방지제, 레벨링제 등 하드코팅 조성물에 첨가될 수 있는 공지의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 코팅 조성물이 기재 상에 코팅되어 경화된 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 4 g/m2.day이상의 수분투과도를 갖는 필름에서 내투습성을 향상시키는 효과를 가져온다. 자세하게, 상기 코팅 조성물은 PMMA, PET, PC, PES, PVA, PI, COC 등의 필름에 코팅 가능하며, 특히, 트리아세틸 셀룰로오스 필름에 코팅하였을 경우, 투습력 향상의 효과가 가장 효과적으로 일어난다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅된 필름(100)을 나타낸 것이다.
본 발명의 코팅된 필름(100)은 필름층(101) 위에 상기 코팅 조성물의 경화층(102)이 결합된 구조를 가진다. 구체적으로 상기 코팅 조성물의 경화층(102)의 두께는 10 내지 60 um일 수 있다. 상기 필름은 PMMA, PET, PC, PES, PVA, PI, COC 등의 필름일 수 있으며, 특히, 트리아세틸 셀룰로오스 필름일 수 있다. 상기 범위 내인 경우 코팅된 필름(100)의 내투습성과 표면경도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 코팅 조성물의 경화층(102)를 형성하는 방법은 상기 코팅 조성물을 필름층(101) 표면 위에 코팅한 후 건조 또는 경화시켜 형성할 수 있으며, 코팅방법은 스핀코팅, 바코팅, 슬릿코팅, 딥 코팅, 내츄럴 코팅, 리버스 코팅, 롤 코팅, 스핀코팅, 커텐코팅, 스프레이 코팅, 침지법, 함침법, 그라비어 코팅 등 공지된 방법 중에서 당업자가 임의로 선택하여 적용할 수 있다.
구체적으로 상기 코팅 조성물의 경화층(102)은 실리콘계 첨가제 및 아크릴계 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 이 경우 코팅된 필름(100)의 내투습성과 표면경도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 코팅된 트리아세틸 셀룰로오스 필름(100)의 코팅단면의 결합구조를 나타낸 것이다. 도 2에 나타나는 바와 같이 필름층(101)과 코팅 조성물의 경화층(102)이 수소결합 및/또는 반데르발스 결합을 통하여 강하게 결합됨으로써 전체 코팅된 트리아세틸 셀룰로오스 필름(100)이 내투습성과 표면경도에 내구성이 뛰어난 장점이 있다.
본 발명에 따른 코팅된 필름(100)은 종래 필름의 고질적 문제인 내투습성 및 표면경도를 현저히 개선하여 편광판용 보호필름, 시야각확대 필름의 지지체 등 광학필름에 유용하게 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[촉매 제조]
염기도 조절을 위하여, 테트라메틸암모늄하이드록사이드 25 중량% 수용액에 10% 포타슘하이드록사이드 수용액을 혼합하여 촉매를 제조하였다.
[합성예 1]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 20중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 10 : 90의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 2]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 50 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 30 : 70의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 3]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 90 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 50 : 50의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 4]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 220 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 80 : 20의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 5]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 7 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 3 : 97의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 6]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 10 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 5 : 95의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 7]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 260 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 85 : 15의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 8]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 280 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 90 : 10의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[실시예 1]
상기 합성예 1에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 10 중량% : 90 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실시예 2]
상기 합성예 2에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 10 : 90의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 2]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 50 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 30 : 70의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 3]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 90 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 50 : 50의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 4]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 220 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 80 : 20의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 5]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 7 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 3 : 97의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 6]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 10 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 5 : 95의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 7]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 260 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 85 : 15의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[합성예 8]
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 10 중량부, 아세토니트릴(대정화금) 280 중량부, 제조된 촉매 2 중량부를 적가하고, 1시간 동안 상온에서 교반한 후, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란(신에츠, 상품명 KBM-303) 20 중량부를 적가하여 6시간을 추가 교반하였다. 반응 완료 후 두 차례 세정하여 촉매와 불순물을 추출하였으며, 최종적으로 케이지형실세스퀴옥산 및 레더형실세스퀴옥산이 90 : 10의 비율을 갖는 실세스퀴옥산올리고머를 얻었다.
[실시예 1]
상기 합성예 1에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 10 중량% : 90 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실시예 2]
상기 합성예 2에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 30 중량% : 70 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85 의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실시예 3]
상기 합성예 3에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 50 중량% : 50 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실시예 4]
상기 합성예 4에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 80 중량% : 20 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실시예 5]
상기 합성예 2에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 30 중량% : 70 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하였으며, 반대면에도 똑같은 공정을 통해 양면 코팅하여 결과물을 수득하였다.
[비교예 1]
실시예 및 비교예의 코팅기재로 사용한 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 단독으로 하기 실험을 진행하였다.
[비교예 2]
상기 합성예 5에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 3 중량% : 97 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85 의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[비교예 3]
상기 합성예 6에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 5 중량% : 95 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85 의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[비교예 4]
상기 합성예 7에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 85 중량% : 15 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85 의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[비교예 5]
상기 합성예 8에서 얻어진 실세스퀴옥산올리고머를 50 g을 메틸아이소부틸케톤에 50 중량%로 녹여 100 g의 조성물을 제조하였다. 이후, 준비된 조성물 100 중량부에 클로로아세토페논 5 중량부, 실리콘계 첨가제 BYK-302 1 중량부 및 아크릴계 첨가제 BYK-359 1 중량부를 첨가하고 10분간 교반하여 케이지형 구조와 레더형 구조의 비율이 90 중량% : 10 중량% 인 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
제조된 광경화형 수지 조성물을 80 ㎛ 트리아세틸 셀룰로오스 필름(FUJIFILM) 위에 도포하고 85 의 건조오븐에서 용매를 증발시킨 후 UV 장비를 이용하여 1 J/cm2의 UV를 조사하여 결과물을 수득하였다.
[실험]
상기 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예5, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5에서 수득한 결과물을 대상으로 코팅 전후에 대하여 연필경도, 접착력, 투과도, 헤이즈, 수분투과도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
- 연필경도: JIS 5600-5-4에 의거하여 500 g 하중으로 평가하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필 경도당 5회 실시하여 2개 이상 스크래치가 발생하면 불량으로 판정하였다. 측정경도와 스크래치 미발생 횟수/실시 횟수로 표기하였다.
- 접착력 평가: JIS K5600-5-6에 의거하여 1mm 간격으로 컷터날로 긁어서 격자무늬로 100개의 흠집을 내고, 점착테이프를 그 위에 저 붙였다가 900 방향으로 떼어내어 코팅층 표면이 점착테이프에 붙어서 떨어지는지를 육안으로 확인하였다. 표기는 100개중 떨어지지 않은 개수로 표기하였다.
(예: 떨어지지 않은 개수/100으로 표기, 100개가 떨어지지 않으면 100/100으로 표기 함.)
- 투과도 및 헤이즈: ISO 14782에 의거하여, COH-400 (Nippon Denshoku)를 이용해 측정하였다. 샘플 당 5회씩 측정하여 평균값을 기재하였다.
- 수분투과도: MOCON 장비를 이용하여 37.8°C, 100% RH(Relative Humidity) 항온 항습 조건에서 측정하였다.
| 코팅두께 | 연필경도(500gf) | 접착력 | 투과율(%) | 수분투과도(g/m2.day) | Haze(%) | |
| 실시예 1 | 40㎛ | 7H(4/5) | Pass (100/100) | 91.7 | 170.4 | 0.31 |
| 실시예 2 | 40㎛ | 9H(5/5) | Pass (100/100) | 92.3 | 65.3 | 0.29 |
| 실시예 3 | 40㎛ | 9H(5/5) | Pass (100/100) | 92.0 | 83.8 | 0.33 |
| 실시예 4 | 40㎛ | 8H(4/5) | Pass (100/100) | 91.9 | 191.6 | 0.27 |
| 실시예 5 | 40㎛ | 9H(4/5) | Pass (100/100) | 91.7 | 32.1 | 0.31 |
| 비교예 1 | - | 4B(5/5) | - | 93.4 | 521.3 | 0.31 |
| 비교예 2 | 40㎛ | 5H(5/5) | Pass (100/100) | 92.3 | 396.1 | 0.23 |
| 비교예 3 | 40㎛ | 5H(5/5) | Pass (100/100) | 92.8 | 302.7 | 0.22 |
| 비교예 4 | 40㎛ | 8H(4/5) | Pass (100/100) | 92.5 | 283.4 | 0.27 |
| 비교예 5 | 40㎛ | 8H(5/5) | Pass (100/100) | 92.4 | 387.6 | 0.24 |
상기 표 1에 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예 2, 실시예 3, 실시예 5는 실시예 1, 실시예 4, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5와 비교하여 현저히 우수한 물성을 나타내었다. 특히 실시예 2와 이의 양면코팅인 실시예 5의 경우 더욱 우수한 TAC 필름의 수분투과도와 연필경도를 가짐을 확인 할 수 있다.
편광판용 보호필름, 시야각 확대 필름의 지지체 등의 광학필름 용으로 사용될 수 있다.
Claims (7)
- 케이지형실세스퀴옥산 수지와 레더형실세스퀴옥산 수지의 중량비가 10중량% : 90 중량% 내지 80 중량% : 20 중량%인 실세스퀴옥산올리고머를 포함하는 코팅 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 실세스퀴옥산올리고머는 화학식 1로 표시되는 레더형실세스퀴옥산 수지에 화학식 2로 표시되는 케이지형실세스퀴옥산 수지가 결합된 것인 코팅 조성물.[화학식 1]
상기 화학식 1에서,R1,R2,R3,R4는 각각 독립적으로 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 메틸기; 페닐기; 아미노기; (메타)아크릴기; 비닐기; 에폭시기; 사이올기; 또는 자외선흡수체이며, n은 1 내지 100의 정수이고,R5,R6,R7,R8은 각각 독립적으로, 수소; 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 C1~C10의 알킬기; 또는 하기 화학식 2로 표시되는 연결기이며, R5,R6,R7,R8중 적어도 하나는 하기 화학식 2와 연결되며,[화학식 2]
상기 화학식 2에서,R은 각각 독립적으로 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 메틸기, 페닐기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기, 사이올기 또는 자외선차단제이며,R0는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 C1~C10의 알킬기이며,n은 3 내지 6의 정수이며상기 화학식 1 또는 2에서 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 아민기, 에폭시기, (메타)아크릴기, 사이올기, 이소시아네이트기, 니트릴기, 니트로기 또는 페닐기이다. - 제 1항에 있어서,상기 코팅 조성물은 광 또는 열로 개시되는 양이온 개시제, 라디칼개시제 또는 용매 중 하나 이상을 더 포함하는 코팅 조성물.
- 제 1항 내지 3항의 코팅 조성물이 기재 상에 코팅되어 경화된 필름.
- 제 4항에 있어서,상기 기재의 수분투과도는 4 g/m2.day 이상인 필름.
- 제 4항에 있어서,상기 기재는 트리아세틸 셀룰로오스인 필름.
- 제 6항에 있어서,상기 필름은 100 g/m2.day 이하의 수분투과도를 갖는 필름.
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