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KR101446811B1 - 박막 및 그것을 이용한 박막 적층체 - Google Patents

박막 및 그것을 이용한 박막 적층체 Download PDF

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KR101446811B1
KR101446811B1 KR1020087016592A KR20087016592A KR101446811B1 KR 101446811 B1 KR101446811 B1 KR 101446811B1 KR 1020087016592 A KR1020087016592 A KR 1020087016592A KR 20087016592 A KR20087016592 A KR 20087016592A KR 101446811 B1 KR101446811 B1 KR 101446811B1
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가츠미 모테기
하지메 츠다
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가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 내열성, 내수성, 유연성이 뛰어난 박막 및 박막 적층체를 제공하는 것에 있으며, 박편 모양 내열재의 층 사이에 내열성 유동물질을 포함하여 이루어진 박막을 제공한다.

Description

박막 및 그것을 이용한 박막 적층체{THIN FILM AND THIN FILM LAMINATE USING THE SAME}
본 발명은 디스플레이용 필름 기판으로 사용할 수 있으며, 뛰어난 내열성, 내수성, 나아가서는 유연성도 갖는 박막 및 그것을 이용한 박막 적층체에 관한 것이다.
본 발명은 2006년 3월 30일에 출원된 일본 특원2006-095788호 및 2006년 8월 25일에 출원된 일본 특원2006-229849호에 근거해 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
디스플레이는 이동성이나 공간절약의 면에서 종래의 브라운관 방식에서 액정 방식(LCD)으로 급격하게 바뀌고 있다. 또한, 차세대 디스플레이로서, 자체발광 디바이스이고 밝기, 선명함, 소비 전력의 면에서도 뛰어난 유기 EL 방식의 것이 생산되기 시작하고 있다. 이들은 종래의 브라운관 방식의 것과 비교하면 이동성이나 공간절약의 면에서 현저히 우수하지만, 기판으로 여전히 유리가 사용되고 있기 때문에 비교적 중량이 있고, 또 깨진다는 문제도 갖고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일부 액정 방식의 것에서는 필름 기판(플라스틱 셀로 불리고 있음)이 사용되고 있다. 그렇지만, 차세대 디스플레이로 각광을 받고 있는 유기 EL 디스플레이의 경우, 저저항인 투명 도전막이 필요하게 되고 있기 때문에 250℃를 넘는 열처리가 불가결하다. 종래의 플라스틱 기판으로는 이와 같은 열처리 조건하에 견딜만한 것이 없었지만, 근래 이러한 요구를 충족할 수 있는 재료로 점토 박막이 주목받고 있다.
점토 박막은 뛰어난 투명성 및 가요성(flexibility)을 갖는다. 또, 입자가 층상으로 치밀하게 배향하고 있는 구조를 갖고 있으므로 기체 배리어성이 뛰어나다. 나아가서는, 주성분이 무기물이기 때문에 매우 내열성이 뛰어나다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그렇지만, 액정이나 유기 EL 디스플레이용 필름 기판으로 사용하는 경우 내수성의 문제를 갖고 있다. 일반적으로 이용되는 점토는 층 사이에 친수성 양이온을 포함하고 있어 흡습성의 높은 물질이다. 이 때문에, 수분에 의한 열화가 염려되는 유기 EL 디스플레이용 필름 기판으로는 적합하지 않다. 이 문제를 해결하기 위하여, 점토층 사이에 포함되는 친수성 양이온을 소수성 양이온으로 교환하는 방법이 제안되고 있다. 그렇지만, 소수성 양이온으로 교환한 경우, 점토막의 유연성이 저하하기 때문에 유연성을 부여하기 위한 수지 성분을 첨가할 필요가 있고, 상기 수지 성분이 열에 약하기 때문에 점토가 갖는 내열성을 충분히 발휘할 수 없다는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 일본 특개2005-104133호 공보
발명이 해결하고자 하는 과제
상기한 바와 같이, 점토 박막을 유기 EL 디스플레이용 필름 기판으로 이용하기 위하여, 투명성, 내열성, 내수성이 뛰어난 가요성을 갖는 박막을 얻을 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 충분한 내열성과 내수성을 구비하는 동시에 유연성도 겸비한 박막 및 박막 적층체를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 박막은 박편 모양 내열재의 층 사이에 내열성 유동물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 박막 적층체는 상기 박막의 한면 또는 양면에 무기 박막 또는 유기 박막 중 적어도 하나가 단층 또는 복층 적층된 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명의 박막은 내열성, 내수성, 유연성을 양립한 뛰어난 박막이다.
또, 본 발명의 박막은 그것이 갖는 상기 특성으로 인해 많은 제품에 이용할 수 있다. 예를 들면, 전자 페이퍼용 기판, 전자 디바이스용 봉지(封止) 필름, 렌즈 필름, 도광판용 필름, 프리즘 필름, 위상차판·편광판용 필름, 시야각 보정 필름, PDP용 필름, LED용 필름, 광통신용 부재, 터치 패널용 필름, 각종 기능성 필름의 기판, 내부가 비쳐 보이는 구조의 전자기기용 필름, 비디오디스크·CD/CD-R/ CD-RW/DVD/MO/MD·상변화 디스크·광 카드를 포함하는 광 기록 미디어용 필름, 연료 전지용 봉지 필름, 태양전지용 필름 등에 사용할 수 있다.
또, 본 발명의 박막 적층체는 박막의 한면 또는 양면에 무기 박막 또는 유기 박막 중 적어도 하나가 단층 또는 복층 적층되어 있기 때문에 높은 가스 배리어성을 실현할 수 있다. 액정이나 유기 EL 디스플레이용 필름 기판으로 매우 적합하게 사용할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 바람직한 형태
이하, 본 발명의 박막 및 박막 적층체를 상세히 설명한다.
본 발명의 박막은 박편 모양 내열재가 배향하여 적층한 구조를 가지며, 그 박편 모양 내열재의 간극(間隙)에 내열성 유동물질이 존재한다. 막 두께는 1∼3,000 ㎛ 정도이다.
도 1은 본 발명의 박막의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 박막은 두께 0.5∼2 ㎚로 입자 지름이 1 ㎛ 이하인 복수의 박편 모양 내열재(1)가 배향하여 적층하고, 상기 박편 모양 내열재(1) 각각의 사이에 내열성 유동물질(2)이 개재한 구조를 갖고 있다.
본 발명에서의 박편 모양 내열재(1)로는 예를 들면 천연 또는 합성물로 이루어진 점토 광물을 들 수 있다. 구체적으로는, 운모, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 철 몬모릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트(magadiite), 일러라이트(ilerite), 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트 등으로부터 선택된 적어도 1종을 들 수 있다.
또, 상기 박편 모양 내열재(1)의 층 사이에 존재하는 내열성 유동물질(2)로는 윤활유 등으로 대표되는 200℃ 이상의 가열에 있어서도 분해, 비등 등의 변질을 일으키지 않는 액상 혹은 페이스트상의 물질이 바람직하다.
이들 내열성 유동물질의 함유량은 중량비로 박막 전체의 1∼60%가 바람직하고, 5∼60%인 것이 보다 바람직하다. 1% 이상이면 박막의 유연성을 얻기 쉽다. 60% 이하이면 막으로 자립하기 쉽다.
상기 내열성 유동물질의 구체적인 예로는, 예를 들면 폴리알킬렌 글리콜, 인산 에스테르, 알킬 벤젠, 폴리-α-올레핀, 폴리올 에스테르, 알킬 나프탈렌, 실리콘 오일, 할로 카본, 폴리아릴 알칸, 폴리페닐, 규산 에스테르 및 폴리페닐 에테르 등을 들 수 있다.
이들 내열성 유동물질 중에서도 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 내열성 유동물질 중에서도 실리콘 오일이 바람직하다. 실리콘 오일은 다른 내열성 유동물질에 비해 온도에 의한 점도 변화가 작기 때문이다.
또한, 실리콘 오일 중에서도 각종 반응성 관능기를 갖는 실리콘 오일이 바람직하게 이용된다. 보다 바람직하게는, 반응성 변성 실리콘 오일이다.
여기서, 반응성 변성 실리콘 오일이란 실리콘 오일의 메틸기의 일부에 각종 반응성 관능기를 도입하여 유기물과의 상성(相性)이나 화학반응성, 물과의 용해성, 유화성이나 발수성 등의 특성을 부여시킨 것을 말한다.
경화제나 반응조제에 의해, 실리콘 오일의 반응성 관능기끼리가 화학 결합하거나, 가교하거나 한다. 이것에 의해 유동성을 갖는 실리콘 오일이 고무 성상이나 유연물로 되어, 자립막에 유연성을 부여하는 역할을 완수할 수 있다.
이 중에서도, 내열성이 높은 메틸페닐 실리콘 오일 또는 메틸페닐 실리콘의 변성 오일이 바람직하다. 메틸페닐 실리콘 오일의 구조식을 이하에 나타낸다.
Figure 112008049178191-pct00001
(식 중, m 및 n은 1 이상의 정수를 나타낸다)
또, 에폭시 변성 실리콘 오일인 것도 바람직하다. 내열성 유동물질이 에폭시 변성 실리콘 오일이고, 추가로 에폭시 수지 경화제, 혹은 추가로 에폭시 수지를 함유하는 경우, 에폭시 변성 실리콘 오일의 에폭시기가 반응하여 실리콘 고무 성상을 갖는 자립막이 된다.
에폭시 수지를 함유하면, 수지와 내열성 유동물질인 에폭시 변성 실리콘 오일 사이에서도 가교 반응이 성립하여, 더욱 고강도 및 유연성을 갖는 자립막이 된다.
상기와 같이, 실리콘 오일이 갖는 반응성 관능기, 즉 유기기로 메틸페닐기나 에폭시기를 예시하였다. 그렇지만, 본 발명에서는, 이들 기에 한정되는 것은 아니고, 상기 효과를 갖는 것이라면 각종 반응성 관능기를 선택할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 내열성 유동물질은 소수성 양이온 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 소수성 양이온 물질을 포함하면, 박편 모양 내열재 사이에 내열성 유동물질이 존재하기 쉬워진다. 일반적으로, 점토는 내부에 친수성의 교환성 양이온을 포함하고 있어, 용이하게 소수성 양이온과 교환할 수 있다.
소수성 양이온 물질로는, 예를 들면 디메틸디스테아릴 암모늄염이나 트리메틸스테아릴 암모늄염 등의 제4급 암모늄염, 벤질기나 폴리옥시 에틸렌기를 갖는 암모늄염, 제4급 포스포늄염, 피리디늄염 및 이미다졸륨염 등을 들 수 있다.
이들 소수성 양이온 물질을 이용하여 점토의 이온 교환성, 예를 들면 몬모릴로나이트의 양이온 교환성을 이용하여 유기화할 수 있다. 이것에 의해, 점토의 유기용매에 대한 분산이 용이하게 되어, 실리콘 오일의 인터컬레이션이 용이하게 된다.
하기에 상기에 나타낸 소수성 양이온 물질을 일반식으로 나타낸다. 하기 일반식 (1)은 제4급 암모늄염, 일반식 (2)는 제4급 포스포늄염, 일반식 (3)은 피리디늄염, 그리고 일반식 (4)는 이미다졸륨염을 나타낸다.
Figure 112008049178191-pct00002
(식 중, X는 할로겐 원소, R1∼R11은 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다)
또, 박막의 강도를 증가시키기 위해서, 내열성 유동물질은 실온에서 고체 형상을 갖는 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 실온에서 고체 형상을 갖는 수지로는 특히 한정은 하지 않지만, 열 혹은 자외선으로 중합하는 에폭시계 수지, 폴리아미드이미드, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
또한, 상기 실온에서 고체 형상인 수지는 상기 내열성 유동물질과 화학반응 가능한 관능기를 갖는 것이 바람직하다.
예를 들면, 이와 같은 수지와 바람직한 내열성 유동물질의 조합으로는, 앞서 설명한 바와 같은 에폭시기를 갖는 실리콘 오일과 에폭시계 수지, 아미노기를 갖는 실리콘 오일과 폴리이미드 수지 혹은 실리콘 수지 등 여러가지 조합을 예시할 수 있다.
내열성 유동물질과 화학반응이 가능한 관능기를 갖는 수지를 조합함으로써, 상기 수지가 상기 내열성 유동물질과 화학반응하여 가교 구조를 이루고, 그 결과 박막의 강도가 향상한다.
여기서 말하는 관능기를 갖는 수지는 중량비로 박막 전체의 50% 이하인 것이 바람직하다. 50% 이하이면, 바람직한 박편 모양 내열재의 비율을 유지할 수 있기 때문에, 양호한 내열성 및 가스 배리어성을 보다 얻기 쉽다.
본 발명의 박막은, 예를 들면 다음과 같이 하여 얻을 수 있다.
(1) 박편 모양 내열재와 소수성을 갖는 양이온 물질을 순수(純水) 중에 분산시킨 후, 고액분리해 건조시켜 유기화 점토를 얻는다.
(2) 상기 유기화 점토와 내열성 유동물질을 유기용매에 분산시킨 후, 이 분산액을 용기 내나 필름 등에 정치하여 박편 모양 내열재를 퇴적시키는 것과 동시에 유기용매를 휘발시켜 제거하고, 임의로 60∼300℃의 온도 조건하에서 건조시키는 것에 의해 자립한 박막을 얻을 수 있다.
또한, 상기 공정 (1)의 전(前)공정으로, 박편 모양 내열재를 미리 실란 커플링제나 실란 화합물 등으로 실릴화 처리함으로써, 내열성 유동물질과의 상용성 향상, 반응성 향상 등의 효과를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
또, 상기 공정 (1)에 있어서 박편 모양 내열재와 소수성을 갖는 양이온 물질을 순수 중에 분산시킬 때, 또는 상기 공정 (2)에 있어서 유기용매에 분산시킬 때, 경화조제, 산화방지제, 계면활성제, 안료, 평활제 등의 일반적인 첨가제를 여러가지 첨가할 수도 있다.
상기 제조 방법 외에, 박편 모양 내열재와 내열성 유동물질을 용매에 분산시키고, 이것을 지지체 등에 도포하여 필름을 형성하고, 그 후 지지체 및 필름을 열처리한 후 지지체로부터 필름을 박리함으로써 얻을 수도 있다.
본 발명의 박막은 단독으로도 자립막으로 이용 가능하지만, 보다 높은 가스 배리어성, 내약품성, 표면 평활성을 얻기 위하여 박막의 한면 또는 양면에 무기 박막 또는 유기 박막 중 적어도 하나가 단층 또는 복층 적층된 박막 적층체로 할 수 있다.
상기 무기 박막 또는 유기 박막으로는 특히 한정되지 않지만 용도에 따라 최적인 것을 선택할 수 있다. 예를 들면, 산화 규소 혹은 산화 질화 규소를 스퍼터(sputter)법 혹은 플라즈마 CVD법에 의해 무기 박막의 제막을 실시함으로써 높은 가스 배리어성 및 내약품성을 부여할 수 있다. 나아가서는, 유기 폴리머를 도포해 유기 박막을 형성함으로써 표면에 평탄성을 갖게 할 수 있다. 이러한 무기 박막 및 유기 박막의 표면 코트를 적층함으로써 박막 단독으로는 가질 수 없는 특성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 박막의 일례의 모식적 단면도이다.
부호의 설명
1: 박편 모양 내열재
2: 내열성 유동물질
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태를 실시예에 근거하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(유기화 점토의 제작)
소수성 양이온 물질로 테트라데실트리메틸암모늄브로마이드 5 g을 순수 50 g 중에 분산시킨 후, 박편 모양 내열재로 합성 스멕타이트(쿠니미네사제 상품명: 스멕톤 SA) 5 g 투입하여 충분히 분산팽윤시켰다. 이 용액을 원심분리기를 이용해 고액분리하여 액체 성분을 제거한 후, 다시 순수 50 g을 투입하여 분산, 고액분리를 실시하였다. 이 분산·고액분리를 발포가 없어질 때까지 반복한 후, 건조기에서 수분을 완전히 제거하였다. 이것에 의해 점토에 포함되는 친수성의 교환성 양이온과 테트라데실트리메틸암모늄 이온이 교환되어 무극성 용매인 톨루엔에 대해 팽윤성을 갖는 유기화 점토를 얻었다.
(박막의 제작)
상기에 의해 얻어진 유기화 점토를 분쇄하고, 유기화 점토 5 g을 톨루엔 100 g 중에 분산·팽윤시키고, 내열성 유동물질로 디메틸페닐 실리콘 오일 4 g을 첨가하여 더욱 분산을 계속하였다. 얻어진 용액을 바닥면이 평탄하고, 깊이가 2 ㎜인 불소 수지 용기에 주입하였다. 이것을 실온 분위기에서 방치하여 용매를 휘발시킨 후, 추가적으로 150℃의 온풍 건조기로 용매 성분을 완전히 제거하여 본 실시예의 박막을 얻었다. 이 박막은 용기로부터 용이하게 박리할 수 있고, 투명하고 유연성이 있는 두께 100 ㎛의 실리콘 오일 함유 박막이었다.
실시예 2
소수성 양이온을 옥타데실트리페닐포스포늄브로마이드로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 박막을 얻었다.
실시예 3
점토막 형성의 디메틸페닐 실리콘 오일 투입시에, 동시에 열경화성 에폭시 수지 2 g을 투입한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 박막을 얻었다.
실시예 4
상기 실시예 2에서 얻은 박막의 양면에 자외선 경화형 아크릴 수지를 2 ㎛의 두께로 도포하였다. 이 후 도포한 수지 위에 반응성 스퍼터 장치를 이용하여 60 ㎚의 산화 질화 규소막을 제막하여 본 실시예의 박막 적층체를 얻었다.
실시예 5
내열성 유동물질을 알킬 벤젠(신일본 석유사제 상품명: 그레이드 알켄 200P) 으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 6
내열성 유동물질을 폴리-α-올레핀(이데미츠사제 상품명: PAO5010)으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 7
내열성 유동물질을 폴리올 에스테르(카오사제 상품명: 카오르브 262)로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 8
내열성 유동물질을 폴리페닐 에테르(마츠무라 석유 연구소사제 상품명: 모레스코 하이라드 RP-42R)로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 본 실시예의 박막을 얻었다.
비교예 1
합성 스멕타이트(쿠니미네사제 상품명: 스멕톤 SA) 5 g을 순수 100 g 중에 분산·팽윤시킨 후 폴리아크릴산 나트륨 2 g을 투입해 더욱 분산하였다. 얻어진 용액을 바닥면이 평탄하고 깊이가 2 ㎜인 불소 수지 용기에 주입하였다. 이것을 100℃에서 건조시켜 수분을 제거하여 비교용 박막을 얻었다. 이 박막은 용기로부 터 용이하게 박리할 수 있고, 투명성이 있는 두께 100 ㎛의 박막이었다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 유기화 점토 5 g을 톨루엔 100 g 중에 분산·팽윤시키고, 얻어진 용액을 바닥면이 평탄하고 깊이가 2 ㎜인 불소 수지 용기에 주입하였다. 이것을 실온 분위기에서 방치하여 용매를 휘발시킨 후, 추가적으로 150℃의 온풍 건조기에 투입해 용매 성분을 완전히 제거하여 비교용 박막을 얻었다. 이 박막은 용기로부터 용이하게 박리할 수 있고, 투명성이 있는 두께 100 ㎛의 박막이었다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 유기화 점토 5 g을 톨루엔 100 g 중에 분산·팽윤시키고, 열경화성 에폭시 수지 4 g을 투입하여 더욱 분산을 계속하였다. 얻어진 용액을 바닥면이 평탄하고 깊이가 2 ㎜인 불소 수지 용기에 주입하였다. 이것을 실온 분위기에서 방치하여 용매를 휘발시킨 후, 추가적으로 150℃의 온풍 건조기에 투입해 용매 성분의 완전 제거와 수지의 경화를 실시하여 비교용 박막을 얻었다. 박막은 용기로부터 용이하게 박리할 수 있고, 투명성이 있는 두께 100 ㎛의 에폭시 수지 함유 박막이었다.
특성 평가
상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체에 대해 하기 특성을 평가하였다.
(1) 수침(水浸) 후의 외관 평가
상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체를 3 ㎝×3 ㎝의 크기로 절단하여 물에 1시간 침지한 후의 외관을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(2) 굴곡 후의 외관
상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체를 3 ㎝×6 ㎝의 크기로 절단하여 직경이 20 ㎜인 둥근막대에 감았을 때의 외관을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(3) 가열 후의 외관
상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체를 3 ㎝×3 ㎝의 크기로 절단한 후, 이들을 오븐에서 200℃에서 15분간, 250℃에서 15분간 가열한 후의 외관을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(4) 전광선 투과율
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼3에서의 가열 후의 박막 및 박막 적층체와 미가열한 것을 헤이즈 미터(Haze Meter NDH2000, 일본전색사제)를 이용해 전광선 투과율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(5) 선팽창율
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체를 선팽창 율 시험 방법(JIS K 7197)에 의해 선팽창율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(6) 수증기 투과율
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼3에서 제작한 박막 및 박막 적층체를 JIS K 7126 A 법(차압법)에 근거한 차압식의 가스크로마토그래피법에 의해, 가스·증기 등의 투과율·투습도의 측정이 가능한 GTR 텍 주식회사제 가스·증기 투과율 측정 장치를 이용하여 수증기 투과율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 수증기 투과율은 40℃/90% RH의 조건에서 실시하였다.
수침 후의 외관 굴곡 후의 외관 200℃ 가열 후의
외관		 250℃ 가열 후의
외관
실시예 1 변화 없음 변화 없음 변화 없음 약간 착색
실시예 2 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 3 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 4 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 5 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 6 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 7 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
실시예 8 변화 없음 변화 없음 변화 없음 변화 없음
비교예 1 용해 균열 파손 유연성 없음 유연성 없음
비교예 2 변화 없음 균열 파손 갈색으로 변색 흑화
비교예 3 변화 없음 변화 없음 갈색으로 변색 흑화
표 1의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예 1∼8의 박막 및 박막 적층체는 수침 후, 굴곡 후 및 가열 후에 있어서 하등 변함없고, 내수성, 내열성, 유연성이 뛰어난 것이 확인되었다.
이것에 대해, 비교예 1의 것에서는 유연성이 나쁘고, 비교예 2 및 비교예 3의 것에서는 내열성이 나쁜 것이 확인되었다.
전광선 투과율(%) 선팽창율
(ppm/℃)		 수증기 투과율
(g/㎡·day)
미가열 200℃ 가열 후 250℃ 가열 후
실시예 1 90.5 90.1 81.3 48 0.85
실시예 2 90.3 90.2 90.2 44 0.75
실시예 3 89.8 88.8 88.1 38 0.64
실시예 4 87.7 87.6 87.6 28 1.0×10-5 이하
비교예 1 91.0 91.0 90.9 -50
(수축 발생)		 측정 불능
비교예 2 88.6 71.2 - 막파손 때문에
측정 불능		 막파손 때문에
측정 불능
비교예 3 87.8 65.4 - 100 1.01
표 2의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예 1∼4의 박막 및 박막 적층체는 미가열 및 과열 후에 있어서도 전광선 투과율을 81% 이상 갖고 있고, 선팽창율 및 수증기 투과율도 실용상 문제가 없는 결과였다.
이것에 대해, 비교예 1의 것에서는 수축이 현저하게 생겼고, 수증기 투과율도 측정할 수 없을 정도로 나빴다. 또, 비교예 2 및 비교예 3의 것에서는 가열 후의 전광선 투과율이 측정할 수 없을 정도로 나쁘고, 선팽창율 및 수증기 투과율도 측정 불능이나 실용상 현저하게 나쁜 결과였다.
실시예 9
(유기화 점토의 제작)
테트라데실트리메틸암모늄브로마이드 5 g을 순수 50 g 중에 분산시킨 후, 합성 스멕타이트(쿠니미네 공업사제, 상품명: 스멕톤 SA) 5 g을 투입하여 충분히 분산팽윤시켰다. 이 용액을 원심분리기를 이용해 고액분리하여 액체 성분을 제거한 후, 다시 순수 50 g을 투입하여 분산, 고액분리를 실시하였다. 이 분산·고액분리를 발포가 없어질 때까지 반복한 후, 건조기로 수분을 완전히 제거하였다. 이것에 의해 점토에 포함된 친수성의 교환성 양이온과 테트라데실트리메틸암모늄 이온이 교환되어 무극성 용매인 톨루엔에 대해 팽윤성을 갖는 유기화 점토를 얻었다.
(박막의 형성)
상기에 의해 얻어진 유기화 점토를 분쇄하고, 유기화 점토 10 g을 톨루엔 100 g 중에 분산·팽윤시키고, 에폭시기를 갖는 에폭시 변성 디메틸페닐 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: X-22-2000) 0.5 g, 산무수물계 경화제(신일본 이화 사제, 상품명: 리카시드 MH-700) 0.25 g을 첨가하여 더욱 분산을 계속하였다. 얻어진 용액을 애플리케이터로 이형 처리한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(이하, "PET 필름"이라 함) 위에 도포해 제막하였다. 그 후, 100℃의 건조기에 투입하여 용매 성분을 제거하여 PET 필름으로부터 벗기고, 170℃/2시간의 열처리에 의해 에폭시 변성 실리콘 오일을 가교시켜 본 실시예의 박막을 얻었다. 이 박막은 투명하고 유연성이 있는 두께 80 ㎛의 얇은 형상물이었다.
실시예 10
에폭시 변성 디메틸페닐 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: X-22-2000)을 5 g, 산무수물계 경화제(신일본 이화사제, 상품명: 리카시드 MH-700)를 2.5 g으로 바꾼 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 11
에폭시 변성 디메틸페닐 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: X-22-2000)을 10 g으로 바꾸고, 산무수물계 경화제(신일본 이화사제, 상품명: 리카시드 MH-700)를 5 g으로 바꾼 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 12
테트라데실트리메틸암모늄브로마이드 5 g 대신에 옥타데실트리페닐포스포늄브로마이드 5 g을 이용한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 13
에폭시 변성 디메틸페닐 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: X-22-2000) 1 g 대신에 아미노 변성 디메틸페닐 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: X-22-1660B-3) 1 g을 이용한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 14
박막 형성시에 추가로 비스아릴 플루오렌을 기본 골격으로 하는 열경화형 에폭시 수지(나가세 산업사제, 상품명: EX1020) 1 g을 첨가한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 본 실시예의 박막을 얻었다.
실시예 15
실시예 5에서 제작한 박막의 표리면(表裏面)에 하드 코트 재료인 자외선 경화 우레탄 아크릴레이트(일본 합성 화학사제, 상품명: 자광 UV7600B)를 바 코터를 이용해 도포하고, 자외선 조사로 경화시켜, 표리 각 1 ㎛의 하드 코트층을 적층하여 본 실시예의 박막 적층체를 얻었다.
실시예 16
실시예 5에서 제작한 박막의 표리면에 반응성 스퍼터링으로 무기층인 SiOx막을 두께 60 ㎚ 적층하여 본 실시예의 박막 적층체를 얻었다.
비교예 4
실시예 5에서 얻은 유기화된 점토 5 g을 톨루엔 100 g 중에 분산·팽윤시키고, 내열성 유동물질을 배합하지 않고 얻어진 용액을 애플리케이터로 이형 처리한 PET 필름 위에 도포해 제막하였다. 그 후, 100℃의 건조기에 투입하여 용매 성분을 제거하고, PET 필름으로부터 벗겨 두께 80 ㎛의 비교용 박막을 얻었다.
비교예 5
에폭시 변성 디메틸페닐 실리콘 오일 대신에 반응성이 없는 유동물질인 디메틸 실리콘 오일(신에츠 화학공업사제, 상품명: KF-54) 1 g을 이용하고, 산무수물계 경화제는 함유시키지 않은 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 두께 80 ㎛의 비교용 박막을 얻었다.
박막의 특성 평가
상기와 같이 얻어진 실시예 9∼16 및 비교예 4 및 비교예 5에서 제작한 박막에 대해 하기 특성을 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
(1) 유연성
[굴곡 후 외관]
박막을 직경 15 ㎜인 원기둥 막대에 감아 굴곡시킨 후 외관을 관찰하였다.
(2) 내열성
[가열 후 외관]
박막을 200℃ 및 250℃의 항온조에 각각 1시간 방치한 후의 외관을 관찰하였다.
[선팽창 계수]
선팽창 계수를 ASTM-D696에 근거하여 측정하였다.
(3) 내수성
[수증기 투과율]
JIS K 7126 A 법(차압법)에 근거한 차압식의 가스크로마토그래피법에 의해 가스·증기 등의 투과율·투습도의 측정이 가능한 GTR 텍사제의 가스·증기 투과율 측정 장치를 이용하여, 온도 40℃/습도 90% RH의 조건에서의 수증기 투과율을 측정하였다.
(4) 투명성
[전광선 투과율]
헤이즈 미터(Haze Meter NDH2000, 일본전색사제)를 이용하여 전광선 투과율을 측정하였다.
Figure 112008049178191-pct00003
상기 표 3으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 9∼16의 박막 및 적층체는 굴곡 후의 외관에 변화가 없고 유연성을 갖는 것이며, 200℃ 가열 후에 있어서도 변함없고 충분한 내열성을 갖는 것이었다. 또, 실시예 9∼16의 박막은 선팽창 계수가 33 ppm/℃ 이하여서 치수 안정성의 점에서도 양호한 내열성을 가지고, 수증기 투과율도 0.8 g/㎡·day 이하로 양호한 내수성이 있으며, 전광선 투과율도 90% 이상 이어서 투명성도 양호한 것이었다.
이에 대조적으로, 비교예 4의 박막은 굴곡 후에 있어서 균열이 발생하여 유연성을 갖는 것은 아니었다. 또, 비교예 5의 박막은 선팽창 계수가 53 ppm/℃여서 내열성이 불충분하기 때문에, 치수 안정성이 나빠 가공성에 문제가 있는 것이 확인되었다.
본 발명의 박막은 박막이 갖는 여러 특성에 의해 많은 제품에 이용할 수 있다. 예를 들면, 전자 페이퍼용 기판, 전자 디바이스용 봉지 필름, 렌즈 필름, 도광판용 필름, 프리즘 필름, 위상차판·편광판용 필름, 시야각 보정 필름, PDP용 필름, LED용 필름, 광통신용 부재, 터치 패널용 필름, 각종 기능성 필름의 기판, 내부가 비쳐 보이는 구조의 전자기기용 필름, 비디오디스크·CD/CD-R/CD-RW/DVD/MO/MD·상변화 디스크·광 카드를 포함하는 광 기록 미디어용 필름, 연료 전지용 봉지 필름, 태양전지용 필름 등에 사용할 수 있다.
또, 본 발명의 박막 적층체는 높은 가스배리어성을 실현할 수 있어, 액정이나 유기 EL 디스플레이용 필름 기판으로 매우 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 박편 모양 내열재가 배향하여 적층한 구조를 가지며, 복수의 상기 박편 모양 내열재의 간극(間隙)에 내열성 유동물질 및 소수성 양이온 물질을 포함하는 박막으로서,
    상기 내열성 유동물질이 반응성 관능기를 갖는 실리콘 오일이거나 또는 내열성 유동물질과의 가교 구조를 가지며 실온에서 고체 형상을 갖는 수지를 포함하는 것이고,
    상기 소수성 양이온 물질이 제4급 암모늄염, 제4급 포스포늄염, 피리디늄염 및 이미다졸륨염으로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 박막.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 박편 모양 내열재가 점토 광물인 것을 특징으로 하는 박막.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 점토 광물이 운모, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 철 몬모릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산 및 스멕타이트로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 박막.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    내열성 유동물질의 함유량이 중량비로 박막 전체의 1∼60%인 것을 특징으로 하는 박막.
  6. 청구항 5에 있어서,
    내열성 유동물질의 함유량이 중량비로 박막 전체의 5∼60%인 것을 특징으로 하는 박막.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응 관능기를 갖는 실리콘 오일이 메틸페닐 실리콘 오일 또는 메틸페닐 실리콘의 변성 오일인 것을 특징으로 하는 박막.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지의 함유량이 중량비로 박막 전체의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 박막.
  16. 청구항 1에 기재된 박막의 한면 또는 양면에 무기 박막 또는 유기 박막 중 적어도 하나가 단층 또는 복층 적층된 것을 특징으로 하는 박막 적층체.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 무기 박막이 산화 규소 혹은 산화 질화 규소를 스퍼터법 혹은 플라즈마 CVD법에 의해 제막한 것인 것을 특징으로 하는 박막 적층체.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 유기 박막이 유기 폴리머를 도포하여 형성한 것인 것을 특징으로 하는 박막 적층체.
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