KR20130018475A - 적층체 - Google Patents

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KR20130018475A
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KR1020120011859A
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유타 하세가와
미노루 마에다
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오이케 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 일 양태의 목적은 내찰상성 및 내마모성이 우수한 고경도의 경질 표면을 갖는 동시에 투명성, 가요성 및 내열성이 우수한 적층체를 제공하는 것에 있다. 이 적층체는 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름과 이 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 적층되어 있는 제 2 플라스틱 필름을 구비하고 있다. 상기 제 1 플라스틱 필름은 아크릴계 수지 필름이다. 상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 불소계 화합물이 첨가되어 있는 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 포함하고 있다.

Description

적층체 {LAMINATE}
본 발명의 일 양태는 예를 들면 화상 표시 장치 등의 보호 필름으로서 이용되는 하드 코트층을 구비한 광학용의 적층체에 관한 것이다.
액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서의 화상 표시면에는 사용시에 흠집이 나지 않도록 내찰상성을 갖고 있는 것이 요구된다. 그 때문에, 화상 표시면에 표면에 하드 코트층이 적층된 기재 필름(하드 코트 필름)이 부착되는 일이 있다. 이로써, 화상 표시 장치의 화상 표시면의 내찰상성이 향상된다.
기재 필름의 표면에 하드 코트층을 적층하는 방법으로서 여러 방법이 제안되고 있다. 예를 들면 한 방법에서는 기재 필름의 표면에 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지 등의 광중합성 수지를 재료로 하는 보다 단단한 수지층을 형성한다. 또한, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는 기재 필름의 표면에 폴리실라잔을 적층한다. 그 후, 적층된 폴리실라잔을 세라믹화한다. 이로써, 하드 코트층으로서의 산화규소층이 형성된다. 특허문헌 2에 개시되어 있는 방법에서는 하드 코트층의 재료가 필러로서의 콜로이달 실리카 등의 미립자를 함유하는 자외선 경화성 수지 등의 수지이다. 이로써, 보다 단단한 하드 코트층이 형성된다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 평8-112879호 [특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 2002-67238호
그렇지만, 특허문헌 1에 개시된 방법에 관하여 세라믹화된 산화규소층 그 자체는 충분한 경도를 갖는다. 그러나, 이 방법에는 이 산화규소층의 두께가 얇으면 충분한 연필 경도가 얻어지지 않는다는 문제점이 있다. 이것에 관하여 경도를 향상시키기 위하여 산화규소층을 단순히 두껍게 하는 것을 생각할 수 있다. 산화규소층을 두껍게 하면 연필 경도는 향상된다. 그러나, 이 경우, 산화규소층의 크랙이나 박리가 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 이 경우, 필름 전체의 가요성이 손상된다. 이 때문에, 필름이 휘었을 때에 산화규소층에 크랙 혹은 층간 박리가 발생한다는 문제도 있다.
또한, 특허문헌 2에 개시되어 있는 방법은 상술한 바와 같이, 콜로이달 실리카 등의 미립자를 필러로서 함유하는 수지를 재료로 하여 보다 단단한 하드 코트층을 형성하는 방법이다. 그러나, 이 방법에서는 필러를 함유하고 있기 때문에 하드 코트층의 투명성이 저하한다. 그 결과, 이 하드 코트층을 구비한 광학 용도의 하드 코트 필름의 투명성이 손상된다는 문제가 있다.
본 발명의 일 양태는 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 그 목적은 광학 용도에 특히 적합한 하드 코트층을 구비한 적층체를 제공하는 것에 있다. 이 적층체는 5H 이상의 연필 경도를 갖는 고경도의 표면을 갖고 있는 동시에 우수한 내찰상성 및 내마모성을 갖는다. 또한, 이 적층체에서는 열의 영향에 의한 변형 및 컬(curl)이 발생하기 어렵다. 또한, 이 적층체는 우수한 가요성 및 투명성을 갖고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양태에 관한 적층체는 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름과, 상기 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 적층되어 있는 제 2 플라스틱 필름을 구비한 적층체로서, 상기 제 1 플라스틱 필름이 아크릴계 수지 필름이고, 상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 불소계 화합물이 첨가되어 있는 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 포함하고 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 적층체에서는 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름이 아크릴계 수지 필름이다. 또한, 하드 코트층이 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 포함하고 있다. 이로써, 기재 필름과 하드 코트층의 밀착성이 좋아진다. 이 때문에, 이 적층체에서는 하드 코트층과 제 1 플라스틱 필름의 계면에서의 박리 혹은 크랙이 발생하기 어렵다. 즉, 이 적층체는 우수한 가요성을 갖고 있다. 또한, 이 적층체는 우수한 투명성, 높은 표면 경도, 우수한 내찰상성 및 우수한 내마모성을 갖고 있다.
또한, 이 적층체에서는 하드 코트층을 형성하는 유기 무기 하이브리드 타입의 수지에 불소계 화합물이 첨가되어 있다. 이 때문에, 적층체가 휘었을 때에도 하드 코트층에 크랙이 발생하기 어려워진다. 즉, 이 적층체는 우수한 가요성을 갖고 있다. 또한, 불소계 화합물에 의하여 하드 코트층의 표면의 평활성이 향상된다. 이 때문에, 하드 코트층의 표면이 미끄러지기 쉬워지며 또 손상되기 어려워진다. 이 때문에, 이 적층체는 우수한 내찰상성 및 내마모성을 갖는다.
또한, 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 제 2 플라스틱 필름이 배치되어 있다. 이 때문에, 열의 영향에 의한 적층체의 변형 및 컬의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 이 적층체는 화상 표시 장치 등의 보호막으로서 우수한 실용성을 갖고 있다.
본 실시형태에 관한 적층체(본 적층체)에 대하여 이하에 상세하게 설명한다.
본 적층체는 제 1 플라스틱 필름과 제 2 플라스틱 필름을 구비하고 있다. 제 1 플라스틱 필름의 한쪽 면에는 하드 코트층이 형성되어 있다. 제 2 플라스틱 필름은 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 적층되어 있다. 제 1 플라스틱 필름은 아크릴계 수지 필름이다. 하드 코트층은 불소계 화합물의 첨가제를 포함하는 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 포함하고 있다.
본 적층체의 제 1 플라스틱 필름은 표면 경도가 우수하고, 투명성과 유연성을 겸비하고 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제 1 플라스틱 필름은 아크릴계 수지 필름, 특히 폴리메타크릴산메틸(PMMA)을 주성분으로 하는 필름인 것이 바람직하다.
아크릴계 수지 필름은 예를 들면 상기한 폴리메타크릴산메틸(PMMA)을 주성분으로 하는 필름이다. 또한, 아크릴계 수지 필름은 예를 들면 이하의 필름이라도 된다.
(1)폴리아크릴산알킬에스테르 수지만으로 이루어지는 필름.
(2)폴리메타크릴산알킬에스테르를 주성분으로 한 수지로 이루어지는 필름.
이 필름은 경질 수지인 폴리메타크릴산알킬에스테르에 연질 수지인 공중합체 고무 성분, 공액 디엔계 중합체 고무, 알킬산에스테르 등을 함유시킴으로써 얻어진다. 연질 수지를 함유함으로써 메타크릴산알킬에스테르 수지의 유연성 및 인성이 향상된다.
(3)고무 성분을 포함하지 않는 폴리아크릴산알킬에스테르 수지와, 다른 고분자 수지를 알로이화함으로써 얻어지는 수지로 이루어지는 필름.
또한, 제 1 플라스틱 필름의 두께는 50～250㎛의 범위내에 있는 것이 바람직하다.
다음에, 본 적층체에서의 하드 코트층을 형성하는 수지인 불소계 화합물이 첨가된 유기 무기 하이브리드 타입의 수지에 대하여 구체적으로 설명한다.
이 유기 무기 하이브리드 타입의 수지는 바람직하게는 예를 들면 표면에 광중합 반응성 관능기가 도입된 이산화규소(실리카) 초미립자가 분산되어 있는 자외선 경화성 수지이다. 상기의 초미립자는 자외선 경화성 수지 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하다.
광중합 반응성 관능기는 예를 들면 (메타)아크릴로일옥시기로 대표되는 중합성 불포화기이다.
자외선 경화성 수지는 예를 들면 자외선 경화형 아크릴계 수지, 자외선 경화형 아크릴우레탄계 수지, 자외선 경화형 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 에폭시아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 폴리올아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 에폭시 수지이다.
이산화규소(실리카) 초미립자의 평균 입자 직경은 0.001～0.5㎛의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 평균 입자 직경을 갖는 초미립자를 사용함으로써 투명성 등의 광학 특성과 하드 코트성이 우수한 하드 코트층을 형성할 수 있다. 또한, 이 효과를 보다 얻기 쉽도록 하기 위하여 0.001～0.01㎛의 범위내의 평균 입자 직경을 갖는 초미립자를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
투명성 등의 광학 특성과 하드 코트성을 향상시키기 위하여 하드 코트층을 형성하는 수지와 이산화규소(실리카) 초미립자의 합계 중량에 대한 이산화규소(실리카) 초미립자의 함유량은 20중량％ 이상 80중량％ 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는 이산화규소(실리카) 초미립자의 함유량이 20중량％ 미만인 경우, 표면의 강도를 충분히 높이는 것이 곤란하게 되는 것 및 함유량이 80중량％를 넘으면 하드 코트층의 표면이 투명하고 평활하게 되지 않는 것에 있다.
다음에, 유기 무기 하이브리드 타입의 수지에 첨가되는 불소계 화합물에 대하여 구체적으로 설명한다.
이 불소계 화합물은 구체적으로는 예를 들면 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 퍼플루오로폴리에테르 함유 화합물이다.
이 불소계 화합물을 상기의 유기 무기 하이브리드 타입의 수지에 첨가함으로써 하드 코트층을 형성하기 위한 수지가 형성된다. 이 수지로 형성된 하드 코트층의 표면은 방오성, 특히 지문 부착 방지성이 우수하다. 또한, 하드 코트층의 표면이 발수발유성을 갖는 저마찰 표면이 된다. 또한, 하드 코트층은 보다 높은 유연성 및 우수한 가요성을 갖게 된다.
유기 무기 하이브리드 타입의 수지와 불소계 화합물의 합계 중량에 대한 불소계 화합물의 첨가량은 용제를 제외한 유효 성분 비율에 의하여 나타내는 경우, 0.1～5.0중량％의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 불소계 화합물의 첨가량이 0.1중량％ 미만인 경우, 하드 코트층의 인성이 얻어지지 않는 것 및 불소계 화합물의 첨가량이 5.0중량％를 넘으면 하드 코트층의 경도가 충분히 높아지지 않는 것에 있다.
본 적층체에서의 하드 코트층은 이하와 같이 형성된다. 즉, 상기의 불소계 화합물이 첨가된 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 기재가 되는 플라스틱 필름의 표면에 적층한다. 그 후, 이 수지층을 자외선 조사 등에 의하여 경화한다. 이로써, 하드 코트층이 얻어진다. 즉, 자외선 조사에 의하여 자외선 경화성 수지 성분과 이산화규소(실리카) 초미립자의 광중합 반응성 관능기가 중합 반응을 일으킨다. 그 결과, 이산화규소(실리카) 초미립자가 화학 결합에 의하여 유기 매트릭스 중에 균일하게 분산된다. 이로써, 망목 형상의 가교막을 포함하는 하드 코트층이 형성된다. 그리고, 이 하드 코트층의 표면에는 이 가교막에 강고하게 결합된 불소계 화합물의 막이 형성된다.
하드 코트층의 평균 막두께는 1㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 막두께가 1㎛ 미만인 경우, 표면의 경도를 충분히 높이는 것이 곤란하게 된다. 막두께가 50㎛를 넘으면 하드 코트층의 가요성이 저하한다. 상기의 범위내의 막두께를 얻기 위해서는 플라스틱 필름에 적층된 직후의 수지의 막두께(웨트 막두께)를 대략 2～100㎛의 범위내로 하는 것이 적절하다.
플라스틱 필름(기재)에 수지를 적층하기 위한 방법은 예를 들면 그라비아 코트법, 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 다이 코트법이다.
자외선 경화성 수지를 광중합시키기 위한 자외선의 광원은 예를 들면 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크등, 메탈할라이드 램프, 크세논 램프이다.
본 적층체에서의 제 2 플라스틱 필름은 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름이 열의 영향에 의하여 변형 및 컬되는 것을 억제하기 위한 것이다.
본 적층체의 제 2 플라스틱 필름은 저렴한 것, 강도가 우수한 것, 및 투명성과 유연성을 겸비하고 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제 2 플라스틱 필름은 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다. 이 폴리에스테르 필름은 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름이다. 본 적층체의 품질을 높이기 위해서는 제 2 플라스틱 필름은 내열성 등의 제특성에 의하여 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름인 것이 바람직하다. 또한, 열의 영향에 의한 제 1 플라스틱 필름의 변형 및 컬을 억제하는 효과를 현저하게 얻기 위해서는 제 2 플라스틱 필름의 두께는 제 1 플라스틱 필름의 두께와 동등 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는 제 2 플라스틱 필름의 두께는 50～500㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.
본 적층체에서의 점착제층은 제 1 플라스틱 필름과 제 2 플라스틱 필름을 맞붙이기 위한 층이다. 점착제층을 구성하는 점착제는 투명성, 내후성(耐候性), 내구성, 코스트 등의 관점에서 광학 용도의 투명 점착제인 아크릴계의 점착제인 것이 특히 바람직하다. 또한, 점착제층의 두께는 10～250㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다. 점착제층의 두께가 10㎛ 미만인 경우, 충분한 접착 강도를 얻지 못하는 경우가 있다. 점착제층의 두께가 250㎛를 넘으면 점착제층이 본 적층체의 광선 투과율 등의 광학 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다.
또한, 본 적층체에서는 제 2 플라스틱 필름의 최표면, 즉, 제 2 플라스틱 필름의 점착제층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 접착되는 면의 반대 면에는 목적에 따라서 하드 코트층, 투명 도전층, 인쇄 가식층(加飾層) 등의 다양한 기능성층을 형성해도 된다.
[실시예]
이하에, 본 적층체의 실시예를 상세하게 설명한다. 단, 본 적층체는 이들 실시예로 한정되지 않는다.
<실시예 1>
먼저, 실시예 1의 적층체에서의 하드 코트층의 형성에 이용하는 실시예 1의 수지를 준비하였다. 이 실시예 1의 수지는 이하와 같은 배합 조성을 갖고 있다.
즉, 이 실시예 1의 수지에는 10.0중량부의 광중합 반응성 관능기가 도입된 이산화규소(실리카) 초미립자가 배합된 아크릴계 수지인 유기 무기 하이브리드 타입의 수지(일본 JSR 주식회사제, 옵스타 KZ6445, 고형분 50중량％ 함유 용액), 0.8중량부의 첨가제로서의 불소계 화합물(일본 다이킨 공업 주식회사제, 옵툴 DAC-HP, 불소계 화합물 성분 20중량％ 함유 용액) 및 6.4중량부의 희석 용제로서의 메틸에틸케톤이 배합되어 있다.
실시예 1의 적층체의 제 1 플라스틱 필름은 두께 125㎛의 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 필름(일본 스미토모 화학 주식회사제, 테크노로이 S001G)이다. 이 필름의 한쪽 면에 바 코트법으로 경화 후의 막두께가 15㎛가 되도록 실시예 1의 수지를 적층하였다. 용제가 건조한 후, 질소 퍼지하에서 고압 수은등에 의하여 440mJ/㎠의 자외선을 조사함으로써 수지층을 경화하였다. 이로써, 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 실시예 1의 적층체의 제 1 플라스틱 필름이 제작되었다.
이 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 아크릴계의 광학용 투명 점착제를 적층하였다. 이로써, 25㎛의 두께의 점착제층을 형성하였다. 그리고, 이 점착제층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 실시예 1의 적층체가 제작되었다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(일본 테이진 듀퐁 필름 주식회사제)을 이용하였다.
<실시예 2>
실시예 2의 적층체는 제 2 플라스틱 필름의 두께가 상이한 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 즉, 실시예 2에서는 실시예 1에서 제작된 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 실시예 1과 마찬가지로 25㎛의 두께의 점착제층을 형성하였다. 그리고, 이 점착제층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 실시예 2의 적층체를 제작하였다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 188㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(일본 테이진 듀퐁 필름 주식회사제)을 이용하였다.
<실시예 3>
실시예 3의 적층체는 점착제층의 두께가 상이한 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 즉, 실시예 3에서는 실시예 1에서 제작된 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 아크릴계의 광학용 투명 점착제를 적층하였다. 이로써, 50㎛의 두께의 점착제층을 형성하였다. 그리고, 이 점착제층을 개재하여 실시예 1과 마찬가지로 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 실시예 3의 적층체를 제작하였다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하였다.
<실시예 4>
실시예 4의 적층체는 제 2 플라스틱 필름의 재료가 상이한 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 즉, 실시예 4에서는 실시예 1에서 제작된 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 실시예 1과 마찬가지로 25㎛의 두께의 점착제층을 형성하였다. 그리고, 이 점착제층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 실시예 4의 적층체를 제작하였다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름(일본 테이진 듀퐁 필름 주식회사제)을 이용하였다.
<비교예 1>
비교를 위하여 비교예 1의 적층체를 제작하였다. 비교예 1의 적층체는 점착제층 및 제 2 플라스틱 필름을 구비하지 않은 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 즉, 비교예 1의 적층체는 실시예 1에서 제작된 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름이다.
<비교예 2>
또한, 비교예 2의 적층체를 제작하였다. 비교예 2의 적층체는 제 1 플라스틱 필름의 재료가 상이한 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 비교예 2에서는 제 1 플라스틱 필름으로서 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하였다.
이 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 한쪽 면에 실시예 1과 마찬가지로 실시예 1의 수지를 적층하였다. 용제가 건조한 후, 이 수지를 경화하였다. 이로써, 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 비교예 2의 적층체의 제 1 플라스틱 필름이 제작되었다. 그리고, 이 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 실시예 1과 마찬가지로 점착제층을 형성하였다. 그리고, 점착제층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 비교예 2의 적층체를 제작하였다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하였다.
<비교예 3>
또한, 비교예 3의 적층체를 제작하였다. 비교예 3의 적층체는 하드 코트층의 재료(수지)가 상이한 것 외에는 실시예 1의 적층체와 동일한 것이다. 비교예 3의 수지는 불소계 화합물이 첨가되어 있지 않은 것 외에는 실시예 1의 수지와 동일한 것이다.
즉, 비교예 3의 수지는 이하와 같은 배합 조성을 갖고 있다. 즉, 이 수지에는 10.0중량부의 광중합 반응성 관능기가 도입된 이산화규소(실리카) 초미립자가 배합된 아크릴계 수지인 유기 무기 하이브리드 타입의 수지(일본 JSR 주식회사제, 옵스타 KZ6445, 고형분 50중량％ 함유 용액) 및 6.7중량부의 희석 용제로서의 메틸에틸케톤이 배합되어 있다.
이 비교예 3의 적층체의 제 1 플라스틱 필름은 실시예 1과 마찬가지로 두께 125㎛의 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 필름이다. 이 필름의 한쪽 면에 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 비교예 3의 수지를 적층, 건조 및 경화하였다. 이로써, 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 비교예 3의 적층체의 제 1 플라스틱 필름이 제작되었다. 그리고, 이 제 1 플라스틱 필름의 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 면에 실시예 1과 마찬가지로 점착제층을 형성하였다. 그 후, 이 점착재층을 개재하여 제 1 플라스틱 필름에 제 2 플라스틱 필름을 맞붙였다. 이로써, 비교예 3의 적층체가 제작되었다. 제 2 플라스틱 필름으로는 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 7종의 적층체(즉, 실시예 1～실시예 4 및 비교예 1～비교예 3의 적층체)의 가요성, 연필 경도, 내열성 및 컬을 평가하였다. 이들 평가 결과를 각 적층체의 시료 내용(구조 및 재료)과 함께 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 제 1 및 제 2의 플라스틱 필름의 재료로서 표기되어 있는 PMMA는 폴리메타크릴산메틸 필름이다. 마찬가지로 PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이고, PEN은 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이다. 또한, 각 적층체의 특성 평가는 다음과 같이 하여 수행되었다.
가요성의 평가에서는 적층체를 직경 80㎜의 원통에 감고, 감겨진 적층체의 크랙 및 박리의 유무를 관찰하였다. 표 1에서는 하드 코트층에 크랙 혹은 박리가 관찰되지 않은 경우에는 ○를, 크랙 또는 박리가 관찰된 경우에는 ×를 표기하였다.
연필 경도의 평가는 JIS K5600-5-4에 준거하여 수행되었다. 경도가 상이한 복수의 연필을 45°의 각도로 적층체의 시료의 표면에 댄다. 그 후, 연필에 하중을 가하여 시료의 표면을 긁는다는 긁기 시험을 수행하였다. 그 후, 표면에 흠집을 발생하지 않는 가장 단단한 연필의 단단함을 그 시료의 연필 경도로 하였다.
내열성의 평가에서는 적층체를 한쪽이 10㎝의 정사각형이 되도록 커트함으로써 시료를 제작하였다. 이 시료를 150℃로 조정한 열풍 건조기 중에서 60분간에 걸쳐서 열처리하였다. 표 1에서는 시료의 형상(정사각형)에 변화가 없는 경우에는 ○를, 형상이 변형된 경우에는 ×를 표기하였다.
컬의 평가에서는 내열성 평가에 있어서 변형하지 않은 시료를 이용하였다. 시료를 수평면에 두고 시료의 네 모서리와 수평면의 거리(시료의 네 모서리의 수평면으로부터의 부상량)를 측정하여 그 평균값을 컬값으로 하였다.
적층체의 시료내용 평가결과
하드코트층 제1의
플라스틱 필름		 전착제층의 두께
(㎛)		 제2의 플라스틱 필름 가요성 연필
경도		 내열성 컬값
(㎜)
도료타입 불소제 화합물의 첨가
실시예1 유기무기하이브리드 있음 PMMA 25 PET ○ 5H ○ 3
실시예2 유기무기하이브리드 있음 PMMA 25 PET ○ 5H ○ 2
실시예3 유기무기하이브리드 있음 PMMA 50 PET ○ 5H ○ 3
실시예4 유기무기하이브리드 있음 PMMA 25 PEN ○ 5H ○ 2
비교예1 유기무기하이브리드 있음 PMMA 없음 없음 ○ 5H × -
비교예2 유기무기하이브리드 있음 PET 25 PET × 4H ○ 3
비교예3 유기무기하이브리드 없음 PMMA 25 PET × 4H ○ 3
표 1의 평가 결과에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 적층체의 연필 경도는 모두 5H로 매우 단단하다. 즉, 이들 적층체는 우수한 내찰상성 및 내마모성을 갖고 있다. 또한, 이들 적층체에서는 적층체가 휘었을 때에도 하드 코트층에 크랙 혹은 박리가 발생하지 않았다. 즉, 이들 적층체는 가요성이 우수하다. 또한, 이들 적층체의 150℃에서의 60분간에 걸친 열처리를 포함하는 내열성의 평가의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 이들 적층체는 열에 의하여 거의 변형되지 않았다. 또한, 이들 적층체에서는 열에 의하여 발생하는 컬도 작았다. 즉, 이들 적층체는 내열성이 우수하다. 그러므로, 이들 적층체는 화상 표시 장치 등의 보호막으로 이용되는 광학용의 적층체로서 우수한 실용성을 갖고 있는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 비교예 1의 적층체는 하드 코트층을 갖는 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 필름으로서, 점착제층 및 제 2 플라스틱 필름을 구비하고 있지 않다. 이 비교예 1의 적층체는 연필 경도 및 가요성이 우수하였지만, 열처리에 의하여 크게 변형하였다. 즉, 이 적층체는 내열성이 떨어지고 있다.
비교예 2의 적층체는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 제 1 플라스틱 필름을 갖고 있다. 이 비교예 2의 적층체에서는 유기 무기 하이브리드 타입의 피막인 하드 코트층과 제 1 플라스틱 필름의 밀착성이 나쁘다. 이 때문에, 적층체가 휘었을 때에 하드 코트층과 제 1 플라스틱 필름의 계면에서 박리 혹은 크랙이 발생하였다. 즉, 이 적층체는 가요성이 떨어지고 있다.
비교예 3의 적층체에서는 하드 코트층의 재료가 불소계 화합물이 첨가되어 있지 않은 수지이다. 이 비교예 3의 적층체에서는 실시예 1～4와 비교하여 하드 코트층에 유연성이 없다. 이 때문에, 적층체를 80㎜ 직경의 원통에 감아 휘게 했을 때에 하드 코트층에 크랙이 발생하였다. 즉, 이 적층체는 가요성이 떨어지고 있다.
비교예 2 및 비교예 3의 적층체의 연필 경도는 모두 4H로서, 실시예 1～4의 적층체보다 부드럽다. 즉, 비교예 2 및 비교예 3의 적층체에 대한 평가에서는 광학용의 적층체로서 바람직한 연필 경도(충분한 연필 경도)가 얻어지지 않았다.
이상과 같이, 본 적층체는 제 1 플라스틱 필름과 제 2 플라스틱 필름을 구비하고 있다. 제 1 플라스틱 필름의 한쪽 면에는 하드 코트층이 형성되어 있다. 제 2 플라스틱 필름은 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 적층되어 있다. 제 1 플라스틱 필름은 아크릴계 수지 필름이다. 하드 코트층은 유기 무기 하이브리드 타입의 피막이다. 이 유기 무기 하이브리드 타입의 피막에는 불소계 화합물로 이루어지는 첨가제가 포함되어 있다.
그리고, 본 적층체의 제 1 플라스틱 필름은 아크릴계 수지 필름이다. 또한, 제 1 플라스틱 필름에 형성되어 있는 하드 코트층은 유기 무기 하이브리드 타입의 피막이다. 이 때문에, 제 1 플라스틱 필름(기재 필름)과 하드 코트층의 밀착성이 좋다. 그 결과, 하드 코트층과 제 1 플라스틱 필름의 계면에서의 박리 혹은 크랙이 발생하기 어렵다. 즉, 본 적층체는 가요성 및 투명성이 우수하며 고경도 표면을 갖고, 내찰상성 및 내마모성이 우수한 적층체이다.
또한, 본 적층체의 하드 코트층은 불소계 화합물로 이루어지는 첨가제가 함유된 유기 무기 하이브리드 타입의 피막이다. 이 때문에, 본 적층체가 휘었을 때에도 하드 코트층의 피막에 크랙이 생기기 어렵다. 이 때문에, 본 적층체는 가요성이 우수하다. 또한, 불소계 화합물에 의하여 하드 코트층의 표면의 평활성이 향상된다. 이 때문에, 하드 코트층의 표면이 미끄러지기 쉬워지기 때문에 이 표면이 손상되기 어려워진다. 이 때문에, 본 적층체는 더욱 우수한 내찰상성 및 내마모성을 갖는다. 또한, 본 적층체에서는 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 제 2 플라스틱 필름이 부착되어 있다. 이 때문에, 열의 영향에 의한 변형 및 컬의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 본 적층체는 화상 표시 장치 등의 보호막으로서 우수한 실용성을 갖고 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 적층체는 우수한 투명성을 갖는 동시에 우수한 가요성 및 충분한 연필 경도를 갖는다. 즉, 이 적층체는 우수한 내찰상성 및 내마모성을 갖는다. 또한, 이 적층체는 우수한 내열성을 갖고 있다. 이 때문에, 열의 영향에 의한 변형 및 컬이 발생하기 어렵다. 그러므로, 이 적층체는 화상 표시 장치 등의 보호막으로서 종래 이용되고 있는 광학용 유리의 대체품으로서 사용되는 광학용의 적층체로서 특히 유용하다.

Claims (10)

  1. 한쪽 면에 하드 코트층을 갖는 제 1 플라스틱 필름과,
    상기 제 1 플라스틱 필름의 다른쪽 면에 점착제층을 개재하여 적층되어 있는 제 2 플라스틱 필름을 구비한 적층체로서,
    상기 제 1 플라스틱 필름이 아크릴계 수지 필름이고,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 불소계 화합물이 첨가되어 있는 유기 무기 하이브리드 타입의 수지를 포함하고 있는 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지와 상기 불소계 화합물의 합계 중량에 대한 상기 불소계 화합물의 첨가량이 0.1중량％ 이상 5.0중량％ 이하인 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 이산화규소를 포함하고 있고,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지와 상기 이산화규소의 합계 중량에 대한 상기 이산화규소의 함유량이 20중량％ 이상 80중량％ 이하인 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 플라스틱 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 어느 하나인 적층체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 표면에 광중합 반응성 관능기가 도입된 이산화규소의 초미립자가 분산되어 있는 자외선 경화성 수지인 적층체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지 필름이 폴리메타크릴산메틸 수지를 주성분으로 하는 수지인 적층체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지와 상기 불소계 화합물의 합계 중량에 대한 상기 불소계 화합물의 첨가량이 0.1중량％ 이상 5.0중량％ 이하인 적층체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 이산화규소를 포함하고 있고,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지와 상기 이산화규소의 합계 중량에 대한 상기 이산화규소의 함유량이 20중량％ 이상 80중량％ 이하인 적층체.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 플라스틱 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 어느 하나인 적층체.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 하드 코트층을 형성하는 수지가 표면에 광중합 반응성 관능기가 도입된 이산화규소의 초미립자가 분산되어 있는 자외선 경화성 수지인 적층체.
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