KR20130072045A - 필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체 - Google Patents

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KR20130072045A
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Abstract

본 발명은 필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기재 필름의 외관 불량을 최소화할 수 있고 접착층의 경화도를 높여 필름이 라미네이션되는 정도를 높일 수 있는 필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체를 제공하였다.

Description

필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체{Laminating method of film and laminate fabricated using the same}
본 발명은 필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기재 필름의 외관 불량을 최소화할 수 있고 접착층의 경화도를 높여 필름이 라미네이션되는 정도를 높일 수 있는 필름의 라미네이션 방법 및 이로부터 형성된 적층체를 제공하였다.
UV 경화는 열 경화에 비해 수지를 빠른 속도로 경화시킬 수 있으므로 패터닝 분야에서 많이 사용되고 있다. 그러나, 기존 UV 경화에서 사용되는 metal halide 램프나 고압 수은 램프는 기재 필름이 흡수하는 파장이 함께 존재함으로써 경화도를 낮출 수 있고, 이에 많은 열을 발생시킬 수 있다. 이는 기재 필름에 주름을 발생시키는 등 기재 필름의 외형 변형을 초래할 수 있다.한편, 2개 이상의 기재 필름을 라미네이션하는 방법에서 필름 간의 접착 정도를 높이기 위해 UV 광량을 높이는 방법이 있다. 그러나, 이 방법 역시 기재 필름의 외형 변형을 초래할 수 있다.
본 발명의 목적은 UV 경화를 이용한 필름의 라미네이션 방법에서 기재 필름의 외형 변형을 최소화할 수 있는 필름의 라미네이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접착층의 경화도 및 필름의 라미네이션 정도를 높일 수 있는 필름의 라미네이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 라미네이션 방법으로 형성된 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 필름의 라미네이션 방법은 제1 기재 필름에 접착층용 조성물을 도포하는 단계; 상기 접착층용 조성물 위에 제2 기재 필름을 적층하는 단계; 및 UV LED를 조사하여 상기 접착층용 조성물을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 기재 필름과 제2 기재 필름 중 하나 이상은 상기 UV LED의 발광 파장에서 50% 이상의 투과율을 갖는 기재 필름이 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 적층체는 제1 기재 필름, 자외선 경화 접착층 및 제 2 기재필름으로 이루어져 있고, 제 1 또는 제 2 기재필름은 UV LED 발광 파장에서 50% 이상의 투과율을 갖는 기재 필름이고, 자외선 경화 접착층은 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 및 광중합 개시제를 포함하는 조성물의 경화된 접착층이고, UV LED 발광 파장은 X ± Ynm(X는 365, 385, 400 또는 415이고, Y는 0≤Y≤50)가 될 수 있다.
본 발명은 UV 경화를 이용한 필름의 라미네이션 방법에서 기재 필름의 외형 변형을 최소화할 수 있는 방법 및 이로부터 형성된 적층체를 제공하였다. 본 발명은 접착층의 경화도 및 필름의 라미네이션 정도를 높일 수 있는 방법 및 이로부터 형성된 적층체를 제공하였다.
본 발명의 일 관점인 필름의 라미네이션 방법은 제1 기재 필름 위에 접착층용 조성물을 도포하는 단계; 상기 접착층용 조성물 위에 제2 기재 필름을 적층하는 단계; 및 UV LED를 조사하여 상기 접착층용 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
통상의 기재 필름에 UV LED 발광 파장을 투과시킴으로써 기재 필름 간에 접착력을 높일 수 있다. 기존 Metal halide 램프, 고압 수은 램프의 경우 파장 영역이 넓어 기재 필름에도 흡수가 되므로 조사량을 높여야 한다. 조사량을 높일 경우 기재 필름에 손상을 초래하여 기재 필름의 외형 변형을 초래할 수 있다. 본 발명에서는 UV LED 발광 파장에서 특정 종류의 기재 필름을 사용함으로써 기재 필름의 접착 정도를 높임과 동시에 기재 필름의 외형 변형을 최소화하였다.
UV LED 발광 파장은 특별히 제한되지 않지만, X ± Ynm(X는 365, 385, 400 또는 415이고, Y는 0≤Y≤50)가 될 수 있다. 예를 들면, UV LED 발광 파장은 350nm-450nm, 더 바람직하게는 365nm-415nm의 파장이 될 수 있다.
본 발명에서 제1 기재 필름과 제2 기재 필름 중 하나 이상은 UV LED의 발광 파장에서 50% 이상, 바람직하게는 60 ~ 95%의 투과율을 갖는 기재 필름이 될 수 있다. 이러한 제1 기재 필름과 제2 기재 필름은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)를 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 폴리에스테르계, 폴리아크릴계, 폴리에폭시계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 폴리스티렌계 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 될 수 있다.
기재 필름의 두께는 30㎛ ~ 500㎛, 바람직하게는 30㎛ ~ 200㎛, 더 바람직하게는 50㎛ ~ 100㎛가 될 수 있다.
접착층용 조성물은 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 및 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
자외선 경화성 수지는 특별히 제한되지 않지만 (메타)아크릴레이트 관능기를 갖는 것, 예를 들면 우레탄계, 에스테르계, 폴리에스테르계, 에테르계, 아크릴계, 알키드계, 스피로아세탈계, 폴리부타디엔계, 폴리티올폴리엔계, 다가알코올 등의 다관능 화합물의 (메타)아크릴레이트 올리고머 등이 될 수 있다.
자외선 경화성 수지의 구체적인 예로는 우레탄 (메타)아크릴레이트,에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 폴리올 폴리(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-디글리시딜에테르의 디(메타)아크릴레이트, 다가 알코올과 다가 카르복시산 및 (메타)아크릴산을 에스테르화하여 얻을 수 있는 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 폴리실록산 폴리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 자외선 경화성 수지는 상기 종류 중 1종 또는 2종 이상이 포함되어 사용될 수 있다. 바람직하게는 폴리에스테르계 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다.
단관능 모노머는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 불소 변성 (메타)아크릴레이트 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다. 예를 들면, 히드록시기를 갖는 탄소수 2 ~ 20의 알킬기, 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 테트라히드로퍼퓨랄기, 탄소수 5 ~ 20의 지환족기, 질소, 황, 산소로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 5 ~ 20의 헤테로지환족기, 카르복시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 불소 변성 (메타)아크릴레이트 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다.
다관능 모노머는 2관능 이상, 3관능 이상, 바람직하게는 6관능 이상인 모노머가 될 수 있다. 예를 들면, 다관능 모노머는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 및 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다.
단관능 또는 다관능 모노머의 구제척인 예로는 테트라히드로퍼퓨랄 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 펜타(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 헥사(메타)아크릴레이트, 노볼락에폭시(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 및 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머에 불소 변성이 부여된 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
단관능 모노머, 다관능 모노머 단독을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 단관능 모노머와 다관능 모노머의 혼합물을 포함할 수 있다.
광중합 개시제는 UV LED 발광 파장에서 500cm-1mol-1 이상의 몰흡광계수를 갖는 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 몰흡광계수는 500 ~ 2000cm-1mol-1이 될 수 있다.
구체예로는 광중합 개시제는 티오크산톤계, 모노 아크릴 포스핀 옥시드계, 비스 아크릴 포스핀 옥시드계, 메탈로센계, α-히드록시케톤계, 페닐글리옥실레이트계 및 α-아미노케톤계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
접착층용 조성물은 접착층용 조성물 100중량부 중 자외선 경화성 수지 10 ~ 60중량부, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물 30 ~ 80중량부 및 광중합 개시제 1 ~ 10중량부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 접착층용 조성물은 접착층용 조성물 100중량부 중 자외선 경화성 수지 20 ~ 40중량부, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물 50 ~ 70중량부 및 광중합 개시제 1 ~ 10중량부를 포함할 수 있다.
제1 기재 필름 또는 제2 기재 필름 쪽에서 UV LED를 조사하여 접착층용 조성물을 경화시킬 수 있다.
UV LED는 100 ~ 500mJ/cm2의 광량, 1 ~ 20mpm 속도로 조사될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 관점인 적층체는 상기 필름의 라미네이션 방법으로 제조될 수 있다. 적층체는 제1 기재 필름, 자외선 경화 접착층 및 제 2 기재필름으로 이루어지고, 제 1 또는 제 2 기재필름은 UV LED 발광 파장에서 50% 이상의 투과율을 갖는 기재 필름이고, 자외선 경화 접착층은 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 및 광중합 개시제를 포함하는 조성물의 경화된 접착층이고, UV LED 발광 파장은 X ± Ynm(X는 365, 385, 400 또는 415이고, Y는 0≤Y≤50)가 될 수 있다.
제1 기재필름, 제2 기재필름, 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 광중합 개시제, UV LED 발광 파장에 대한 상세 내용은 상술한 바와 같다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
1. 자외선 경화성 수지로 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 UX-4101(일본 화약 제품)을 사용하였다.
2. 다관능 모노머로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트인 HDDA(일본 화약 제품)와 단관능 모노머로 테트라히드로퍼퓨랄 아크릴레이트인 TC-101(일본 화약 제품)을 사용하였다.
3. 광중합 개시제로 티오크산톤계의 2,4-디에틸 티오크산톤인 DETX(일본 화약 제품)를 사용하였다.
4. 기재 필름으로 365nm에서 50% 이상, 415nm에서 80% 이상의 투과율을 갖는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(효성, 두께 80㎛), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보社, 두께 100㎛)을 사용하였다.
5. 기재 필름으로 365nm에서 50% 미만의 투과율을 갖는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 필름(아이컴포넌트社, 두께 100 ㎛)을 사용하였다.
실시예 1
자외선 경화성 수지 30 중량부, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 30 중량부, 테트라히드로퍼퓨랄 아크릴레이트 35 중량부의 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 교반하였다. 광중합 개시제 5 중량부를 더 첨가하고, 30분 동안 더 교반하여 접착층용 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 접착층용 조성물을 제1 기재 필름인 트리아세틸셀룰로오스 필름에 10㎛의 두께로 도포하였다. 도포된 접착층용 조성물 위에 제2 기재 필름인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접촉시켰다. UV LED 램프(365nm의 발광 파장)로 300mJ/cm2의 광량을 조사하여 접착층용 조성물을 경화시켜 필름을 라미네이션시켰다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제2 기재 필름인 트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 필름을 라미네이션시켰다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 UV LED 대신에 metal halide 램프를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 필름을 라미네이션시켰다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 제1 기재 필름과 제2 기재 필름인 트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에 폴리메틸메타아크릴레이트 필름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 필름을 라미네이션시켰다.
실험예
상기 실시예와 비교예에서 제조된 필름 적층체에 대해 기재 필름의 외형 변형 여부 및 접착 정도를 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
물성 평가 방법
(1)기재 필름의 외형 변형 여부: 기재 필름의 외관을 육안으로 보았을 때 주름이 발생한 경우를 ○, 발생하지 않은 경우를 ×로 나타내었다.
(2)접착 정도:JIS K 6852 방법(접착제의 압축 전단 접착 강도 시험 방법)에 준하여 평가하였다. 접착력이 1000kgf/mm2 이상인 경우 ○, 500kgf/mm2 이상 1000kgf/mm2 미만인 경우 △, 500kgf/mm2 미만인 경우 ×로 나타내었다.
기재 필름의 외형 변형 여부 접착 정도
실시예 1 x ○
실시예 2 x ○
비교예 1 ○ ×
비교예 2 ○ ×
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 필름의 라미네이션 방법에 따르면 UV LED 발광 파장에서 특정 기재 필름을 사용하여 UV LED를 조사하였을 때, 필름간의 접착 정도를 높여 필름의 라미네이션되는 정도를 높일 수 있고, 기재 필름의 외형 변형이 없도록 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 기재 필름에 접착층용 조성물을 도포하는 단계;
    상기 접착층용 조성물 위에 제2 기재 필름을 적층하는 단계; 및
    UV LED를 조사하여 상기 접착층용 조성물을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 기재 필름과 제2 기재 필름 중 하나 이상은 상기 UV LED의 발광 파장에서 50% 이상의 투과율을 갖는 기재 필름인 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기재 필름과 제2 기재 필름은 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름인 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 UV LED의 발광 파장은 X ± Ynm(X는 365, 385, 400 또는 415이고, Y는 0≤Y≤50)인 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착층용 조성물은 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 및 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 상기 UV LED의 발광 파장에서 500 cm-1mol-1 이상의 몰흡광계수를 갖는 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 티오크산톤계, 모노 아크릴 포스핀 옥시드계, 비스 아크릴 포스핀 옥시드계, 메탈로센계, α-히드록시케톤계, 페닐글리옥실레이트계 및 α-아미노케톤계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 라미네이션 방법.
  7. 제1 기재 필름, 자외선 경화 접착층 및 제 2 기재필름으로 이루어지고,
    상기 제 1 또는 제 2 기재필름은 UV LED 발광 파장에서 50% 이상의 투과율을 갖는 필름이고,
    상기 자외선 경화 접착층은 자외선 경화성 수지, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물, 및 광중합 개시제를 포함하는 접착층용 조성물의 경화된 접착층이고,
    상기 UV LED 발광 파장은 X ± Ynm(X는 365, 385, 400 또는 415이고, Y는 0≤Y≤50)인 것을 특징으로 하는 적층체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 자외선 경화 접착층은 상기 접착층용 조성물 100중량부 중 자외선 경화성 수지 10 ~ 60중량부, 단관능 모노머 또는 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물 30 ~ 80중량부 및 광중합 개시제 1 ~ 10중량부를 포함하는 접착층용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 적층체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 자외선 경화성 수지는 우레탄 (메타)아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 하는 적층체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 상기 UV LED의 발광 파장에서 500 cm-1mol-1 이상의 몰흡광계수를 갖는 것을 특징으로 하는 적층체.
  11. 제8항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 티오크산톤계, 모노 아크릴 포스핀 옥시드계, 비스 아크릴 포스핀 옥시드계, 메탈로센계, α-히드록시케톤계, 페닐글리옥실레이트계 및 α-아미노케톤계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체.
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