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KR101391241B1 - 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법 - Google Patents

광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법 Download PDF

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KR101391241B1
KR101391241B1 KR1020130017203A KR20130017203A KR101391241B1 KR 101391241 B1 KR101391241 B1 KR 101391241B1 KR 1020130017203 A KR1020130017203 A KR 1020130017203A KR 20130017203 A KR20130017203 A KR 20130017203A KR 101391241 B1 KR101391241 B1 KR 101391241B1
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KR
South Korea
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weight
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film
hard coat
hard coating
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김정석
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주식회사 효성
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Abstract

본 발명은 광학용 투명 하드코팅 필름에 관한 것으로서, 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 단관능 아크릴레이트 모노머 40~80 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머 60~100 중량부, 광중합형 접착성 향상 성분 5~20 중량부, 광개시제 1~10 중량부 및 용매 100~130 중량부를 포함한 하드코팅용 자외선 경화형 수지 조성물을 기재 필름 위에 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 조성물을 건조하고 자외선 경화시켜 하드코팅층을 형성하여 이루어지는 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 하드코팅층의 경화 수축을 감소시킴으로써 투명 하드코팅 필름에 있어서 컬 현상 발생을 감소시킬 수 있으며, 광경화 접착성 성분에 의해 기재필름과 하드코팅층의 접착성이 향상되어 박리가 용이하지 않아 장기간 사용이 가능해 진다.

Description

광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법{Method of manufacturing clear hard coating film for optical use}
본 발명은 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 기재 필름 위에 자외선 경화형 수지 조성물을 코팅하여 제조된 하드코팅 필름이 컬(curl) 및 경도의 특성이 향상되어 반사방지 필름의 베이스 필름으로 적용 가능한 광학용 투명 하드코팅 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 음극관 표시 장치(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 액정표시 장치(LCD)와 같은 표시 장치에 있어서, 표면 보호를 위해, 외곽 표면에 투명 하드코팅 필름을 형성하고 있다.
이러한 투명 하드코팅 필름은 셀룰로오스 아세테이트계 수지(주로 트리아세틸셀룰로오스), 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지 등의 기재 필름상에 투명 하드코팅층을 형성함으로써 제조된다.
투명 하드코팅 필름은 외곽 표면에서 사용되므로, 디스플레이 장치의 보호막으로서의 기능을 하기 위하여 경도나 내스크래치성이 우수하고, 투명성이 우수하며, 오염 또는 먼지의 부착이 어렵고, 부착해도 용이하게 닦아지는 등의 특성이 요구된다.
대한민국등록특허공보 제0761426호에는 광경화용 하드코팅 조성물 및 그 제조방법, 필름이 기재되어 있다. 상기 공보에 의하면 아크릴 관능기를 갖는 올리고머, 모노머 또는 올리고머와 모노머의 혼합물과, 올리고머, 모노머 또는 올리고머와 모노머의 혼합물에 분산된 판상형의 무기 클레이와, 용제, 광개시제를 포함하는 하드코팅 조성물을 필름의 표면에 코팅할 경우 수축율이 적고 따라서 경화 수축으로 인한 부착성의 저하가 거의 없으며, 표면경도가 뛰어난 하드코팅 필름이 기재되어 있다.
그러나 상기 공보에 의한 발명은 판상형의 무기 클레이에 표면 처리 공정이 필요하며 무기물의 사용에 따른 하드코팅 필름의 투명성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 무기계 미립자들의 크기를 200 nm 미만으로 작게 하는 방법이 있으나, 이렇게 미세화할 경우 하드코팅 조성물을 만들기 위한 작업성이 나쁘고 분산이 불량하며 원하는 물리적 특성을 나타내기 힘든 문제점이 있다.
또한, 무기계 미립자들이 유기 용제와 혼합할 경우 엉김이 발생할 수 있고 분산성이 우수하지 못하여, 이로부터 형성되는 하드코팅층은 컬 현상이 발생하는 문제점이 있다.
하드코팅 필름을 제조하기 위해, 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 에폭시 아크릴레이트 등과 같은 유기물 자체만으로 이루어진 자외선 경화형 하드코팅 물질을 사용하였을 경우, 하드코팅 필름으로서 가져야 할 충분한 요구 특성을 만족하고 있지 못하다.
대한민국등록특허 제0148593호는 자외선 경화형 하드코팅 성형품이 기재되어 있다. 여기에서 사용된 하드코팅 조성물은 우레탄아크릴레이트 30~60 중량부 및 분자 내에 3개 이상의 아크릴레이트기를 가지고, 분자량이 900 이하인 다관능성 단량체 10~50 중량부와 광개시제 등으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 조성물의 경우 연필경도 4H 이상의 고경도 하드코팅을 얻을 수 있다고 개시하고 있다. 그러나, 이러한 다관능성 모노머 혹은 올리고머를 다량 사용할 경우, 경도 증가를 유도할 수는 있으나, 경화 시 수축이 일어나 접착력이 저하되어 장기간 사용 시 코팅층의 박리가 일어나거나 코팅층의 강인성을 감소시켜 갈라지는 문제점이 수반된다.
일반적으로 자외선 경화형 아크릴계 수지를 사용하는 경우 내마모성을 갖는 하드코팅층을 얻을 수 있으나 경화에 의한 수축이 크고 하드코팅층에 변형이 생기거나, 하드코팅층의 가요성이 저하하거나, 하드코팅층 측으로 크게 컬이 발생하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 수산기를 갖는 다관능 아크릴레이트 화합물을 자외선 경화 모노머로 사용하는 경우, 컬 현상이 감소하고 접착성을 향상시키는 효과가 있으나, 하드코팅층에 있어서 가교밀도와 경도가 저하하는 경향을 나타내는 문제점이 있다.
한편, 기재 필름과 하드코팅층 사이에, 밀착성을 향상시킬 목적에서 접착용이층을 형성하는 것이 자주 행해진다. 그러나, 접착용이층을 형성하면, 반사방지 필름으로 적용할 경우 광학적인 간섭을 일으키기 쉬워 반사율의 평균 리플 진폭이 커지므로, 하드코팅층이 기재필름 상에 직접 적층되어 있어야 하며, 이를 위해서는 접착성의 향상이 요구되고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 하드코팅층을 형성하는 자외선 경화형 수지 조성물을 개발하여 컬 현상을 감소시키면서도 고 경도를 지니며 기재 필름과 접착성이 우수한 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 단관능 아크릴레이트 모노머 40~80 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머 60~100 중량부, 프탈레이트 및 황 화합물로 구성된 광중합형 접착성 향상 성분 5~20 중량부, 광개시제 1~10 중량부 및 용매 100~130 중량부를 포함한 하드코팅용 자외선 경화형 수지 조성물을 기재 필름 위에 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 조성물을 건조하고 자외선 경화시켜 하드코팅층을 형성하여 이루어지는 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 아크릴레이트 올리고머는 지방족 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머이고, 상기 광중합형 접착성 향상 성분은 디알릴 프탈레이트, 디알릴 이소프탈레이트 및 디알릴 테레프탈레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 어느 하나 및 펜타에리스리톨 테트라(3－머캅토프로피오네이트)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 하드코팅층의 낮은 경화 수축으로 인해 가교 밀도의 상승에서 기인한 경화 수축을 감소시킴으로써 투명 하드코팅 필름에 있어서 컬 현상 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 광경화 접착성 성분에 의해 기재필름과 하드코팅층의 접착성이 향상되어 박리가 용이하지 않아 장기간 사용이 가능해 진다.
본 발명의 하드코팅 필름은, 컬 현상을 감소시키고 접착성과 경도를 향상시키기 위해 자외선 경화 가능한 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 아크릴레이트 모노머, 다관능 아크릴레이트 모노머, 광중합형 접착성 향상 성분, 광개시제 및 용매를 포함한 하드코팅용 자외선 경화 수지 조성물을 기재 필름에 코팅하여 하드코팅층을 형성함으로써 이루어진다.
또한, 본 발명은, 반사방지 필름의 베이스 필름으로 적용을 위해 광학적 특성을 디자인하기 위해서, 기재 필름상의 하드코팅층의 굴절률을 1.52~1.53으로 보유하도록, 고굴절의 모노머와 올리고머를 적절하게 복합화한 자외선 경화형 수지조성물을 제조함으로써 완성하였다.
본 발명에서는 하드코팅층이 요구하는 물성을 충족시키기 위해 6~9 관능 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있는데, 상기 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트계 수지골격에 반응성 아크릴기가 결합된 것을 시작으로 하여 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트 등이고, 또한 멜라민이나 이소시아누르산 등의 강직한 골격에 아크릴기가 결합된 것 등도 사용될 수 있다.
본 발명에서는 바인더로서 또한 하드코팅층이 요구하는 물성을 부여하기 위해 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용함으로써 하드코팅층의 경도를 상승시킬 수 있다.
이때, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머의 관능기가 6 미만인 경우 고경도의 제품을 제조하기 힘들고, 9를 초과하면 경도는 우수하나 점도가 급격히 상승하며 광 중합(경화)이 불안전하여 수지의 겔화 현상 및 코팅시 이물 등이 발생할 수 있다.
상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머는, 방향족 우레탄아크릴레이트 올리고머의 경우 경화속도는 빠르나 황변이 발생할 수 있으므로, 황변의 발생이 없는 지방족 6~9 관능의 우레탄아크릴레이트 올리고머의 사용이 바람직하다.
그런데, 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 만을 사용하게 되면 하드코팅 후 경화 수축률이 커져 컬이 심해지며, 하드코팅층의 유연성이 부족하여 깨짐이 발생할 수 있고 광학적 특성인 광 투과율이 저하될 수 있으며, 내스크래치성이 나빠지는 단점이 있을 수 있다.
또한, 하드코팅층의 굴절률이 낮아져 반사방지 필름의 베이스 필름으로의 적용이 어렵게 될 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 하드코팅용 자외선 경화 수지 조성물에 있어서, 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머를 함께 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 단관능 아크릴레이트 모노머는 하드코팅용 조성물의 매체로서 코팅공정에서 용제의 기능을 하여 하드코팅용 조성물의 점도를 감소시켜 코팅 작업성을 향상시키고, 그것 자체가 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머와 반응하여 하드코팅층의 공중합 성분이 되며, 경화된 하드코팅층에서 투명성 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.
또한, 경화된 하드코팅층에 있어서 가교 밀도를 낮출 수 있어 유연성을 향상시킬 수 있고, 경화 수축률이 작아 하드코팅 필름의 컬 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 단관능 아크릴레이트 모노머로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 단관능 아크릴레이트 모노머의 함량은 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 40~80 중량부의 범위가 바람직한데, 상기 단관능의 아크릴레이트 모노머 함량이 40 중량부 미만이면 코팅 작업성 및 하드코팅층의 컬 발생이 커지고 투명성이 저하되며, 80 중량부를 초과하면 스티킹(sticking) 현상이 발생하므로 바람직하지 못하다.
상기 단관능 아크릴레이트 모노머에 의한 경화 수지는 굴절률이 너무 높아 지기 때문에, 하드코팅층에서 굴절률을 조절하기 위하여 하드코팅용 자외선 경화 수지 조성물에 있어서 다관능 아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있다.
상기 다관능 아크릴레이트 모노머의 사용은, 아크릴로일기끼리의 가교에 의해 상기 다관능 아크릴레이트 모노머가 광 중합(경화)에 의해 고분자화하여, 하드코팅층의 평활성을 부여하고 내찰상성(내스크래치성)을 향상시킬 수 있으며, 경도와 컬 발생의 균형을 이루게 한다.
상기 다관능 아크릴레이트 모노머의 함량은 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 60~100 중량부의 범위가 바람직한데, 상기 함량이 60 중량부 미만이면 코팅 작업성, 하드코팅층의 경도 및 투명성이 저하되며, 100 중량부를 초과하면 컬 발생이 심해지므로 바람직하지 못하다.
상기 다관능 아크릴레이트 모노머로서는 헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로필레이티드트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세릴프로필레이티드 트리아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 기재 필름과 하드코팅층 사이의 접착성을 향상시키기 위해, 디알릴프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트 및 디알릴테레프탈레이트 가운데 적어도 1종 및 펜타에리스리톨테트라(3－머캅토프로피오네이트)로 구성된 광중합형 접착성 향상 성분을 첨가할 수 있다.
디알릴프탈레이트는 내열성과 투명성을 겸비한 피막을 형성할 수 있는데, 이것에 특정의 유황 화합물을 배합하면, 빛 또는 자외선에 의해 간단한 중합 반응이 일어나, 접착성이 뛰어난 삼차원 구조를 가지는 투명성이 향상된 중합물을 제조할 수가 있다.
상기 광중합형 접착성 향상 성분을 하드코팅용 조성물에 사용함으로써, 자외선에 의해 광 중합(경화)된 하드코팅층이 기재 필름과 프라이머층 없이 직접 접착할 수 있는 접착성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 광중합형 접착성 향상 성분에 의한 중합물은 분자쇄 사이의 가교 부분에서 벤젠 고리가 존재하여 강직해지고, 형태 및 치수안정성이 우수하므로 하드코팅층의 컬 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 광중합형 접착성 향상 성분은 디알릴 프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트 및 디알릴 테레프탈레이트 가운데 적어도 1종 및 펜타에리스리톨 테트라(3－머캅토프로피오네이트)를 2:1~1:3의 당량비로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 당량비의 범위를 벗어나면, 광중합 반응이 완결되지 않아 미중합 부분이 잔존하여, 액상 상태가 유지될 수 있어 바람직하지 못하다. 당량비 범위보다 디알릴프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트, 디알릴테레프탈레이트의 적어도 1종으로부터 되는 디알릴 성분의 양이 많아지면 중합이 완결하지 않고, 펜타에리스리톨테트라(3－머캅토프로피오네이트)의 양이 많아지면 광중합 후 모노머 냄새가 강해질 수 있다. 디알릴 성분과 관능기 함유 성분을 1.1:1~1:1.1의 당량비로 이용하는 것이, 광중합 반응 및 경화물의 균일성 관점에서 좀더 바람직하다.
상기 광중합형 접착성 향상 성분의 함량은 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 5~20 중량부가 바람직하다.
상기 함량이 5 중량부 미만이면 하드코팅층과 기재 필름 사이의 접착력이 저하하여 박리될 수 있고 투명성 향상의 효과가 미미하며, 20 중량부를 초과하면 경도가 저하할 수 있어 바람직하지 못하다.
광개시제는 자외선으로부터 에너지를 흡수하여 중합 반응을 시작하게 하는 물질로서, 올리고머 또는 모노머의 광 중합을 개시하는 역할을 하며, 상기 광 중합에 의해 상기 올리고머 또는 모노머는 경화 후에 고분자 물질로 바뀌게 된다.
본 발명에서 사용되는 광개시제로서, 바람직하게는 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxy cyclrohexyl phenyl ketone, Irgacure 184) 등의 하이드록시케톤계열, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-1-부타논(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 알파-아미노아세토페논(α - Amino Acetophenone, Irgacure 907) 등의 아미노케톤 계열, 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal, Irgacure-651) 등의 벤질디메틸케탈 계열, 페닐 비스(2,4,6,-트리메틸 벤조일) (phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl), Irgacure 819) 등의 비스-아실 포스파인(bis-acyl phosphine) 계열, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드(TPO) 등의 모노-아실 포스파인(mono-acyl phosphine) 계열 광개시제를 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 사용하는 자외선 램프의 파장대에 따라 종류를 달리하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 서로 다른 파장을 갖는 적어도 2종 이상의 광개시제를 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 1~10 중량부의 범위로 사용할 수 있으며, 1 중량부 미만이면 경화속도 및 경화성이 저하되며, 10 중량부를 초과하면 자외선을 조사할 경우 100 % 사용될 수 없게 되고, 이러한 미반응 상태의 광개시제가 코팅층을 이루는 경화막 표면으로 이행하는 현상이 발생하여 2차 오염을 유발하는 문제가 있으며, 내마모성 및 내후성의 기능이 저하되며, 경제적이지 않으므로, 상기 함량 범위 내로 광개시제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 하드코팅용 자외선 경화형 수지 조성물의 점도를 기재 필름위에 코팅을 하기에 용이하도록 조절하기 위하여 용매를 사용할 수 있으며, 상기 용매로는 예를 들면 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로판올, 이소프로판올, 1-메톡시-2-프로판올 등의 알코올; 메틸 이소부틸 케톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤; 초산 메틸, 초산 에틸 등의 에스테르; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 화합물; 디에틸 에테르 등을 사용할 수 있다.
상기 용매는 상기 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 100~130 중량부의 범위로 사용하는 것이 코팅 작업성을 용이하게 하고 최적의 코팅층 표면을 형성할 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 상술하는 자외선 경화형 수지 조성물 중에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 각종 첨가제를 필요에 따라서 더 배합할 수 있다.
상기 자외선 경화형 수지 조성물을 기재 필름에 코팅함으로써 하드코팅 필름이 얻어진다. 본 발명의 하드코팅 필름은 기재 필름 및 상기 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 하드코팅층을 포함한다.
상기 기재 필름으로는 투명성이 있는 것으로서, 그 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르와, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트 등의 메타크릴산 또는 아크릴산 에스테르의 중합체와, 폴리카보네이트, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있으며, 이 중에서 TAC 필름이 투명 기재 필름으로서 좀더 바람직하다.
상기 투명 기재 필름의 두께는 40~100 ㎛가 바람직하다.
본 발명에서 하드코팅층의 두께는 1~15 ㎛인 것이 바람직하다. 하드코팅층의 두께가 1 ㎛ 미만이면 경도가 충분하지 않고 기계적 물성이 저하되며 코팅성이 저하되어 균일한 코팅 두께를 얻기 어려우며, 두께가 15 ㎛를 초과하면 필름에 컬이 발생하기 쉽고 광 투과율이 낮아질 수 있으며 굽힘 등의 응력에 의해 경화 코팅층에 크랙이 생기기 쉬워지는 경향이 있어 바람직하지 못하다.
상기 하드코트층을 코팅하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 코팅, 다이 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 그라비아 코팅, 스핀 코팅법 등 일반적인 습식 코팅을 사용할 수 있다.
상기 코팅방법을 사용하여 기재 필름상에 자외선 경화형 수지 조성물을 코팅한 후, 상기 조성물 내의 용제를 건조 제거하고, 이후 자외선 경화기에서 조사되는 자외선에 의해 코팅층은 경화되어 경화막에 의한 하드코팅층이 형성된다.
상기 자외선은 고압 수은램프, 메탈할라이드 램프, 제논램프, 마이크로 웨이브 방식의 무전극 램프 등의 자외선 램프를 이용하여 조사되며, 코팅층의 경화에 요구되는 일반적인 파장범위는 300~400 nm이며, 광량은 5OO~20OO mJ/㎠이다.
이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[실시예]
우레탄 아크릴레이트 올리고머(MU9800, 미원스페셜티케미칼(주), 한국) 100 중량부에 단관능성 아크릴레이트 모노머로 히드록시에틸 아크릴레이트 60 중량부, 다관능성 아크릴레이트 모노머로 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 80 중량부, 디알릴 프탈레이트 5 중량부, 펜타에리스리톨 테트라(3－머캅토프로피오네이트) 5 중량부, 용매로 메틸에틸케톤 100 중량부, 광개시제로 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Irgacure 184) 3 중량부를 균일하게 혼합하여 하드코팅용 자외선 경화형 수지 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 하드코팅용 조성물을, 100㎛ 두께의 TAC 필름 위에 다이코팅 방식을 적용해서 코팅하였다. 70℃의 건조실을 통과시켜 약 1분 정도 용매를 건조시킨 후, 고압수은 램프의 자외선 램프로부터 복사되는 자외선을 1000 mJ/㎠의 광량으로 조사하여 경화시켜, TAC 필름 위에 하드코팅층이 10 ㎛의 두께로 코팅된 하드코팅 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예에서 단관능성 아크릴레이트 모노머로 히드록시에틸 아크릴레이트 90 중량부 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예에서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 110 중량부 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예에서 디알릴 프탈레이트 5 중량부 및 펜타에리스리톨 테트라(3－머캅토프로피오네이트) 5 중량부를 사용하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예 1~3의 하드코팅 필름을 하기 시험에 의하여 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 컬 시험
A4 사이즈(29.7 x 21.0 cm)의 형상으로 절단한 시료를 평탄한 유리판 위에 필름의 하드코팅층을 위로해서 두고, 4각의 유리판으로부터의 떨어진 거리를 25℃, 50 %RH에서 측정하여 평균값을 측정값으로 하였다.
매우 양호: 0~15 mm, 양호: 15~30 mm, 불량: 30~50 mm, 매우 불량: 50 mm 초과
(2) 경도 시험
경도는 연필경도 시혐기를 사용하여 KSM ISO 15184에 의거하여 연필경도를 측정하였다.
(3) 스틸 울(Steel wool) 시험
#0000의 스틸 울(Steel wool)을 사용하여 250 gf/㎠의 하중으로 하드코팅층 표면을 10회 왕복(속도10 cm/s)하여 스크래치를 주었다. 스크래치의 정도에 따라 A~D로 표시하였다.
A : 스크래치가 0개
A': 스크래치가 1 ~ 10개
B : 스크래치가 11 ~ 20개
C : 스크래치가 21 ~ 30개
D : 스크래치가 31개 이상
(4) 접착성 시험
필름의 하드코팅된 면에 1 mm 간격으로 가로 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프를 이용하여 3회 박리 테스트를 진행한다. 100개의 사각형 3개를 테스트하여 평균치를 기록하였다. 접착성은 다음과 같이 기록한다.
접착성 = n / 100
n : 전체 사각형 중 박리되지 않는 사각형 수
100 : 전체 사각형의 개수
따라서 하나도 박리되지 않았을 시 100 / 100으로 기록한다.
컬 경도 스틸 울 시험
스크래치		 접착성 광 투과율
실시예 매우 양호 3H A' 100/100 91.3
비교예 1 매우 양호 2H A' 100/100 92.5
비교예 2 양호 2H A' 100/100 87.6
비교예 3 양호 3H A' 87/100 85.4
표 1에서 보는 바와 같이 실시예에 의한 하드코팅 필름이 모든 평가 항목에서 우수한 물성을 나타내고 있으며, 비교예 1과 같이 단관능성 아크릴레이트 모노머의 함량이 증가하면 광 투과율은 우수해지나 경도가 저하되며, 비교예 2와 같이 다관능성 아크릴레이트 모노머의 함량이 증가하면 컬, 경도 및 광 투과율의 성능이 감소하며, 비교예 3과 같이 광중합형 접착성 향상 성분을 첨가하지 않으면 접착성과 광 투과율의 성능이 감소함을 알 수 있다.
이로부터 자외선 경화형 수지조성물의 조성비를 본 발명과 같이 하였을 경우에만 하드코팅 필름에 있어서 모든 물성이 가장 우수해짐을 알 수 있다.

Claims (3)

  1. 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 단관능 아크릴레이트 모노머 40~80 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머 60~100 중량부, 프탈레이트 및 황 화합물로 구성된 광중합형 접착성 향상 성분 5~20 중량부, 광개시제 1~10 중량부 및 용매 100~130 중량부를 포함한 하드코팅용 자외선 경화형 수지 조성물을 기재 필름 위에 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 조성물을 건조하고 자외선 경화시켜 하드코팅층을 형성하여 이루어지는 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 올리고머는 지방족 6~9 관능 우레탄아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프탈레이트 및 황 화합물로 구성된 광중합형 접착성 향상 성분은 디알릴 프탈레이트, 디알릴 이소프탈레이트 및 디알릴 테레프탈레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 어느 하나 및 펜타에리스리톨 테트라(3－머캅토프로피오네이트)인 것을 특징으로 하는 광학용 투명 하드코팅 필름의 제조방법.
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