KR20190037116A - 플렉시블 필름 - Google Patents

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KR20190037116A
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Abstract

본 발명은 플렉시블 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고경도를 나타내면서도 우수한 유연성을 갖는 플렉시블 필름에 관한 것이다. 본 발명의 플렉시블 필름에 따르면, 유연성, 굴곡성, 고경도, 내찰상성, 고투명도를 나타내며 반복하여 휘어지거나 장시간 접혔을 때도 필름이 손상될 우려가 적어, 플렉시블 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 표시부 등에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

플렉시블 필름{Flexible film}
본 발명은 플렉시블 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고경도를 나타내면서도 우수한 유연성과 내충격성을 갖는 플렉시블 필름에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기의 발전과 함께 디스플레이용 기재의 박막화 및 슬림화가 요구되고 있다. 이러한 모바일 기기의 디스플레이용 윈도우 또는 전면판에는 기계적 특성이 우수한 소재로 유리 또는 강화 유리가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 유리는 자체의 무게로 인한 모바일 장치가 고중량화되는 원인이 되고 외부 충격에 의한 파손의 문제가 있다.
이에 유리를 대체할 수 있는 소재로 플라스틱 수지가 연구되고 있다. 플라스틱 수지 필름은 경량이면서도 깨질 우려가 적어 보다 가벼운 모바일 기기를 추구하는 추세에 적합하다. 특히, 고경도 및 내마모성의 특성을 갖는 필름을 달성하기 위해 지지 기재에 플라스틱 수지로 이루어진 하드코팅층을 코팅하는 필름이 제안되고 있다.
하드코팅 층의 표면 경도를 향상시키는 방법으로 하드코팅 층의 두께를 증가시키는 방법이 고려될 수 있다. 유리를 대체할 수 있을 정도의 표면 경도를 확보하기 위해서는 일정한 하드코팅 층의 두께를 구현할 필요가 있다. 그러나, 하드코팅 층의 두께를 증가시킬수록 표면 경도는 높아질 수 있지만 하드코팅 층의 경화 수축에 의해 주름이나 컬(curl)이 커지는 동시에 하드코팅 층의 균열이나 박리가 생기기 쉬워지기 때문에 실용적으로 적용하기는 용이하지 않다.
한국공개특허 제2010-0041992호는 모노머를 배제하고 자외선 경화성 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함하는 바인더수지를 이용하는 플라스틱 필름 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기에 개시된 플라스틱 필름은 연필 경도가 3H 정도로 디스플레이의 유리 패널을 대체하기에는 강도가 충분하지 않다.
한편, 심미적, 기능적 이유로 디스플레이 기기의 일부가 굴곡되어 있거나, 유연성있게 휘어지는 디스플레이가 최근 주목받고 있으며, 이러한 추세는 특히 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기에서 두드러지고 있다. 그런데 이러한 유연성있는 디스플레이를 보호하기 위한 커버 플레이트로 사용하기에 유리는 부적합하므로 플라스틱 수지 등으로 대체가 필요하다. 그러나 이를 위하여 유리 수준의 고경도를 나타내면서 충분한 유연성과 손상에 대한 내충격성을 갖는 필름의 제조가 쉽지 않은 어려움이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 고경도를 나타내면서도 우수한 유연성 및 내충격성을 갖는 플렉시블 필름을 제공한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명은,
지지 기재;
상기 지지 기재의 일면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 1 가교 공중합체, 및 무기 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및
상기 지지 기재의 배면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하고,
상기 제 2 코팅층을 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 제 2 코팅층의 탄성계수가 400 내지 650MPa이고,
상기 제 1 코팅층의 두께는 20 내지 70㎛이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 20 내지 150㎛이며,
상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비는 1:1 내지 1:5인,
플렉시블(flexible) 플라스틱 필름을 제공한다.
본 발명의 플렉시블 필름에 따르면, 유연성, 굴곡성, 고경도, 내찰상성, 고투명도를 나타내며, 반복적, 지속적인 굽힘이나 장시간 접힘 상태에서도 필름의 손상이 적어 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 표시부 등에 유용하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름에 대해 다이나믹 폴딩(dynamic folding) 테스트를 실시하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름에 대해 덴트(dent) 테스트를 실시하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 플렉시블 필름은,
지지 기재; 상기 지지 기재의 일면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 1 가교 공중합체, 및 무기 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 지지 기재의 배면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하고, 상기 제 2 코팅층을 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 제 2 코팅층의 탄성계수가 400 내지 650MPa이고, 상기 제 1 코팅층의 두께는 20 내지 70㎛이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 20 내지 150㎛이며, 상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비는 1:1 내지 1:5인 특징을 갖는다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 전체에서 상기 아크릴레이트계란, 아크릴레이트 뿐만 아니라 메타크릴레이트, 또는 아크릴레이트나 메타크릴레이트에 치환기가 도입된 유도체를 모두 의미한다.
이하, 본 발명의 플렉시블 필름을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 필름은, 지지 기재; 상기 지지 기재의 일면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 1 가교 공중합체, 및 무기 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 지지 기재의 배면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하고, 상기 제 2 코팅층을 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 제 2 코팅층의 탄성계수가 400 내지 650MPa이고, 상기 제 1 코팅층의 두께는 20 내지 70㎛이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 20 내지 150㎛이며, 상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비는 1:1 내지 1:5인 특징을 갖는다.
본 발명에 있어서, "플렉시블(flexible)" 이란, 곡률 반경이 2.5mm인 폴딩(Folding) 설비에서 접고 핌을 10만회 반복하였을 때 길이 3cm 이상의 크랙(crack)이 발생하지 않는 정도의 유연성을 갖는 상태를 의미하며, 따라서 본 발명의 플렉시블 필름은 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 디스플레이의 커버 필름 등으로 적용 가능하다.
본 발명의 플렉시블 필름에 있어서, 상기 코팅층이 형성되는 지지 기재는 유연성(flexibility) 및 경도(hardness)를 확보할 수 있도록 ASTM D882에 따라 측정하였을 때 약 4GPa 이상의 탄성 모듈러스를 갖고, 두께가 10 내지 100㎛의 범위인 광학용 투명 플라스틱 수지라면 연신필름 또는 비연신 필름 등 지지 기재의 제조방법이나 재료에 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 지지 기재의 조건 중 탄성 모듈러스는 약 4GPa 이상, 또는 약 5GPa 이상, 또는 약 5.5GPa, 또는 약 6GPa 이상이 될 수 있으며, 상한값으로는 약 9GPa 이하, 또는 약 8GPa 이하가 될 수 있다. 상기 탄성 모듈러스가 4GPa 미만이면, 충분한 경도를 달성하지 못할 수 있고 9GPa를 초과하여 너무 높으면, 유연성 있는 필름을 형성하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 지지 기재의 두께는 약 10㎛ 이상, 또는 약 20㎛ 이상, 또는 약 30㎛ 이상이 될 수 있으며, 그 상한값으로는 약 100㎛ 이하, 또는 약 80㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 지지 기재의 두께가 10㎛ 미만이면, 코팅층 형성 공정시 파단이 되거나, 컬(curl)이 발생할 우려가 있으며, 고경도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면 두께가 100㎛를 초과하면, 유연성이 떨어져 플렉시블 필름의 형성이 어려울 수 있다.
이처럼 플렉시블 필름을 위한 가공성(processibility)을 확보하고, 고경도와 유연성의 물성 균형을 이루는 측면에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 탄성 모듈러스가 4GPa 이상 9GPa 이하이고, 두께가 10 내지 100㎛의 범위인 지지 기재를 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재로는 상술한 탄성 모듈러스와 두꼐 범위를 만족하는 것으로, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리이미드아미드(polyimideamide), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephtalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon, PEEK), 사이클릭 올레핀 중합체(cyclic olefin polymer, COP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 등을 포함하는 필름일 수 있다. 상기 지지 기재는 단층 또는 필요에 따라 서로 같거나 다른 물질로 이루어진 2개 이상의 기재를 포함하는 다층 구조일 수 있으며 특별히 제한되지는 않는다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 기재는 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리이미드아미드(polyimideamide), 폴리아미드(Polyamide), 또는 상기 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리이미드아미드(polyimideamide), 폴리아미드(Polyamide) 중 2개 이상의 조합을 포함하는 다층 구조를 포함하는 기재일 수 있다.
본 발명의 플렉시블 필름은 상기 지지 기재의 일면에 형성되는 제 1 코팅층과, 상기 지지 기재의 배면, 즉, 제 1 코팅층이 형성된 반대면에 형성되는 제 2 코팅층을 포함한다.
먼저 상기 제 1 코팅층은 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 1 가교 공중합체, 및 무기 미립자를 포함한다. 상기 제 1 코팅층은 본 발명의 플렉시블 필름이 단독으로, 또는 다른 기기나 장치에 적용되었을 때 상부, 즉 사용자측에 가까운 측면에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 코팅층은 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더 중 서로 상이한 1종 이상이 서로 가교 중합된 제 1 가교 중합체와 무기 미립자를 포함함으로써 본 발명의 플렉시블 필름에 고경도 특성을 부여할 수 있다.
상기 제 1 코팅층을 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 탄성계수는 특별히 한정되지 않으나, 1GPa 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 가교 중합체는 이러한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더 중 서로 다른 종류를 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상 중합하여 수득되는 중합체이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 가교 중합체는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 및 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA)가 서로 가교 중합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 중량 평균 분자량(Mw)이 약 200 내지 약 2,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 1,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 600 g/mol의 범위일 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 약 50 내지 약 300 g/mol, 또는 약 50 내지 약 200 g/mol, 또는 약 50 내지 약 150 g/mol의 범위일 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더의 중량 평균 분자량 및 아크릴레이트 당량이 각각 상술한 범위 내에 있을 때 보다 최적화된 물성의 제 1 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 제 1 코팅층은 제 1 가교 공중합체에 더하여 무기 미립자를 포함한다.
상기 무기 미립자로 입경이 나노 스케일인 무기 미립자, 예를 들어 평균 입경(d50)이 약 100nm 이하, 또는 약 10 내지 약 100nm, 또는 약 10 내지 약 50nm의 나노 미립자를 사용할 수 있다. 또한 상기 무기 미립자로는 예를 들어 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 산화 지르코니아 입자, 또는 징크 옥사이드 입자 등을 사용할 수 있다.
상기 무기 미립자를 포함함으로써 제 1 코팅층의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 코팅층은 제 1 코팅층 100 중량부에 대하여 상기 제 1 가교 공중합체를 40 내지 80 중량부로, 상기 무기 미립자를 20 내지 60 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 코팅층의 두께는 약 20 내지 약 70㎛, 또는 약 20 내지 약 60㎛, 또는 약 30 내지 약 50㎛일 수 있다. 상기 제 1 코팅층의 두께가 20㎛ 미만이면 표면 경도가 떨어질 수 있고, 70㎛를 초과하면 본 발명의 플렉시블 필름의 유연성이 좋지 않을 수 있어 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 조성과 두께를 갖는 제 1 코팅층은 고경도를 나타내어 이를 포함하는 본 발명의 플렉시블 필름이 충분한 표면 경도를 나타낼 수 있도록 한다.
본 발명의 플렉시블 필름에 있어, 지지 기재의 배면, 즉, 제 1 코팅층이 형성된 반대면에는 제 2 코팅층을 포함한다.
상기 제 2 코팅층은 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함하며, 본 발명의 플렉시블 필름에 유연성과 내충격 특성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 제 2 코팅층은 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정하였을 때의 탄성계수가 약 400 내지 약 650 MPa, 또는 약 450 내지 약 650 MPa, 또는 약 500 내지 약 650 MPa인, 또는 약 500 내지 약 600 MPa인 특징을 갖는다.
상기 제 2 코팅층의 탄성계수가 400 MPa 미만이면, 필름 제조시 제 1 코팅층 방향으로 강한 컬(curl)이 발생할 수 있고, 650 MPa를 초과할 경우 필름 전체에 충분한 유연성을 공급하지 못해 다수, 예를 들어 10만회 폴딩(folding)시 크랙이 발생할 수 있다. 따라서 상기 제 2 코팅층의 탄성계수 상술한 범위에 있을 때, 경도와 유연성 특성에 있어 보다 최적화된 물성을 확보할 수 있다.
상기 제 2 코팅층이 상술한 바인더의 조성과 탄성계수를 동시에 만족할 때, 본 발명의 플렉시블 필름에 유연성과 다이나믹 폴딩 특성이 보다 효과적으로 발현될 수 있다.
상기 제 2 코팅층은 본 발명의 플렉시블 필름이 단독으로, 또는 다른 기기나 장치에 적용되었을 때 하부, 즉 다른 기기측에 가까운 측면에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제 2 코팅층의 제 2 가교 공중합체의 바인더는 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더를 포함한다.
이중 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 상기 제 1 코팅층에 사용되는 것과 동일 또는 상이한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 가교 중합체는 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더로 서로 다른 종류를 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 가교 중합체는 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 및 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 상기 2 관능성 아크릴레이트계 바인더는 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(TEGDA), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(TTEGDA), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 에톡실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이드 (NPEOGDA), 프로폭실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 (NPPOGDA), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(DEGDA), 부탄디올 디아크릴레이트 (BDDA) 또는 헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA)일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더는 중량 평균 분자량(Mw)이 약 400 내지 약 20,000 g/mol, 또는 약 400 내지 약 15,000 g/mol, 또는 약 1,000 내지 약 3,000 g/mol의 범위일 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더는 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 약 100 내지 약 10,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 5,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 4,000 g/mol 또는 약 500 내지 약 1,000 g/mol의 범위인 것이, 제 2 코팅층 물성의 최적화를 위하여 바람직할 수 있다.
상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더의 아크릴레이트 당량이 너무 높으면 코팅층의 경도가 충분하지 않을 수 있고, 당량이 낮으면 경도는 향상되지만 유연성이 떨어질 수 있다. 상기와 같이 고경도와 유연성의 조화의 관점에서, 상술한 당량의 범위가 바람직할 수 있다.
상기와 같은 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더로는, TA-604AU (제조사: NOF CORPORATION) 또는 PU2100, PU210, PU3200, PU3400, PU3450 (PU 시리즈, 제조사:Miwon)을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 가교 공중합체는, 상술한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더 1종 이상, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 서로 가교된 중합체이다.
이처럼, 상기 제 2 코팅층은 상기 3 종의 바인더가 가교된 중합체를 포함함으로써 본 발명의 플렉시블 필름에 우수한 유연성 및 내충격성을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 가교 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더를 20 내지 80 중량부로, 상기 2 관능성 아크릴레이트계 바인더를 10 내지 40 중량부로, 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더를 10 내지 70 중량부로 포함할 수 있다.
또는 상기 제 2 가교 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더와 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더를 합하여 60 내지 90 중량부로, 상기 2 관능성 아크릴레이트계 바인더를 10 내지 40 중량부로 포함할 수 있다.
상기와 같이 제 2 코팅층이 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더 1종 이상, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 서로 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함할 때, 본 발명의 플렉시블 필름은 충분한 유연성과 내충격성을 달성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 코팅층의 두께는 약 20 내지 약 150㎛, 또는 약 30 내지 약 120㎛, 또는 약 30 내지 약 100㎛일 수 있다.
상기 제 2 코팅층의 조성, 두께, 및 탄성계수 범위가 상술한 범위에 있을 때, 특히 굽힘(bending), 말림(rolling) 또는 접힘(folding)에 대한 내구성이 높아 반복하여 휘어지거나 장시간 접혔을 때도 필름의 손상 우려가 적은, 매우 우수한 폴딩 특성을 확보할 수 있다.
더하여, 본 발명의 플렉시블 필름에 있어서, 상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비는 약 1:1 내지 약 1:5, 또는 약 1:1 내지 약 1:4, 또는 약 1:1 내지 약 1:3인 범위를 갖는다. 상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비가 1:1 미만이면, 제 1 코팅층 방향으로 강한 컬(curl)이 발생할 수 있고, 1:5를 초과할 경우 반대로 제 2 코팅층 방향으로 컬이 발생할 수 있다. 상기와 같은 컬 현상은 본 발명의 플렉시블 필름을 다른 소자, 필름, 층 등에 적용할 ? 접촉하는 다른 소자, 필름, 층과의 점/접착의 불량을 야기할 수 있어 바람직하지 못하다, 따라서 상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비가 상술한 범위에 있을 때, 공정성에 있어 보다 최적화된 물성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 코팅층은 전술한 바인더, 무기 미립자, 광개시제 및 유기 용매 외에도, 계면활성제, UV 흡수제, UV 안정제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제, 색상값 개선을 위한 염료 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 발명의 코팅층의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 코팅층 각각 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 코팅층은 첨가제로 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 이때 상기 계면활성제는 상기 제 1 및 제 2 코팅층 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다.
또한, 상기 첨가제로 UV 흡수제, 또는 UV 안정제를 포함할 수 있으며, 상기 UV 흡수제로는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 또는 트리아진계 화합물 등을 들 수 있고, 상기 UV 안정제로는 테트라메틸 피페리딘(tetramethyl piperidine) 등을 들 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 제 1 및 제 2 코팅층은, 상술한 성분을 포함하는 코팅 조성물을 기재 상에 도포, 광경화시켜 형성할 수 있다.
상기 광개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기 용매의 함량은 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한하지는 않으나, 상기 코팅 조성물에 포함되는 성분들 중 고형분에 대하여, 고형분: 유기 용매의 중량비가 약 30 : 70 내지 약 99 : 1가 되도록 포함할 수 있다. 상기 유기 용매가 상기 범위에 있을 때 적절한 유동성 및 도포성을 가질 수 있다.
상기 코팅 조성물은 상기 지지 기재의 전면 및 배면에 각각 순차적으로 도포하거나, 또는 지지 기재의 양 면에 동시에 도포할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물을 상기 지지 기재의 양면 상에 도포한 후 광경화시켜 코팅층을 형성함으로써 본 발명의 플렉시블 필름을 수득할 수 있다. 이 때 상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플렉시블 필름은 적어도 제 1 및 제 2 코팅층 중 적어도 하나의 코팅층 상면 또는 기재 필름과 코팅층 사이에 플라스틱 수지 필름, 점착 필름, 이형 필름, 도전성 필름, 도전층, 액정층, 코팅층, 경화수지층, 비도전성 필름, 금속 메쉬층 또는 패턴화된 금속층과 같은 층, 막, 또는 필름 등을 1개 이상으로 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 층, 막, 또는 필름 등은 단일층, 이중층 또는 적층형의 어떠한 형태라도 될 수 있다. 상기 층, 막, 또는 필름 등은 독립된(freestanding) 필름을 접착제 또는 점착성 필름 등을 사용하여 라미네이션(lamination)하거나, 코팅, 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 상기 코팅층 상에 적층시킬 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 플렉시블 필름은 예를 들어 하기와 같은 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 먼저 지지 기재의 일면에 제 1 코팅층 형성용 코팅 조성물을 제 1 도포 및 제 1 광경화한 후, 지지 기재의 다른 면, 즉 배면에 다시 제 2 코팅층 형성용 코팅 조성물을 제 2 도포 및 제 2 광경화하는 2단계의 공정에 의해 형성할 수 있다.
이러한 방법으로 코팅층을 형성할 경우, 제 2 광경화 단계에서는 자외선 조사가 제 1 코팅 조성물이 도포된 면이 아닌 반대쪽에서 이루어지므로 제 1 광경화 단계에서 경화 수축에 의해 발생할 수 있는 컬을 반대 방향으로 상쇄하여 평탄한 플렉시블 필름을 수득할 수 있다. 따라서, 추가적인 평탄화 과정이 불필요하다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 지지 기재의 양면에 동시에 코팅 조성물을 도포한 후 경화하는 방법으로 형성함으로써 컬 밸런스(curl balance)를 맞출 수도 있다.
본 발명의 플렉시블 필름은 우수한 유연성, 굴곡성, 고경도, 내찰상성, 고투명도, 굽힘, 말림 또는 접힘에 대한 높은 내구성(durability) 및 안정성(stability)을 나타내어 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 특성을 갖는 차세대 디스플레이의 커버 필름 등으로 이용될 수 있다.
본 발명의 플렉시블 필름은, 제 1 코팅층을 750g 하중 하에서 연필로 긁었을 때, 제 1 코팅층의 연필 경도가 6H 이상, 또는 7H 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 플렉시블 필름은, 제 2 코팅층이 바닥을 향하게 한 상태에서 필름 중간에 5mm의 간격을 두고 상기 플렉시블 필름의 양 쪽을 바닥면에 대하여 80 내지 90도로 접었다 폈다를 상온에서 10만회 반복하였을 때, 3cm 이상의 크랙이 발생하지 않는 정도로 우수한 다이나믹 폴딩(dynamic folding) 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 플렉시블 필름은 광투과율이 88.0% 이상, 또는 90.0% 이상이고, 헤이즈가 1.5% 이하, 또는 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 플렉시블 필름은, 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 예를 들어 편평한 형태 뿐 아니라, 커브드(curved), 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 형태의 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 및 각종 디스플레이의 커버 기판 또는 소자 기판의 용도로 사용될 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
<실시예>
코팅 조성물의 제조예
제조예 1
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 10 중량부, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA) 30 중량부, 디펜타에리트리톨 펜타크릴레이트(DPEPA) 20 중량부, 실리카 입자 (MEK-AC-2140z, Nissan Chemical사 제조) 40 중량부, 계면활성제 F477 (대일본잉크화학사 제조) 0.06 중량부, 광개시제 Irgacure127 (Ciba사 제조) 0.72 중량부, 용매 Methyl Ethyl Ketone (삼전순약주식회사) 50 중량부를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 2 내지 10
제조예 1에서 각 성분의 종류 및/또는 함량을 다르게 하여 코팅 조성물을 제조하였으며, 제조예 1 내지 10의 각 성분 및 함량을 하기 표 1에 정리하였다.
제조예 11 내지 14
제조예 1에서 각 성분의 종류 및/또는 함량을 다르게 하여 코팅 조성물을 제조하였다.
제조 시 첨가된 실리카 미립자 S1, S2, S3는 레이저광 회절법(측정 방법: Dynamic laser scattering, 무기 미립자가 분산된 용매와 무기 미립자의 굴절율, 점도, 및 유전 상수를 이용하여 size distribution by number를 구함, 기기명: Malvern Zetasizer Nano-ZS90)에 따라 입경에 따른 누적 입경 분포도를 측정하였을 때, 누적 10%인 입경을 d10, 누적50%의 입경을 d50, 누적 90%의 입경을 d90으로 하였다.
실리카 미립자 S1(d10=17nm, d50=22nm, d90=28nm이며, 메타크릴레이트 실란커플링제로 표면개질됨)가 n-BA(normal butyl acetate)에 50 중량% 분산되어 있는 용액(이하, S1 분산 용액) 이며, 실리카 미립자 S2(d10=29nm, d50=51nm, d90=74nm이며, 아크릴레이트 실란커플링제로 표면 개질됨)가 MEK에 30 중량% 분산되어 있는 용액(이하, S2 분산 용액) 이며, 실리카 입자 S3(d10=108nm, d50=119nm, d90=131nm이며, 아크릴레이트 실란커플링제로 표면 개질됨)가 MEK에 40 중량% 분산되어 있는 용액(이하, S2 분산 용액) 이다.
제조예 11 내지 14의 각 성분 및 함량은 하기 표 2에 정리하였다.
제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6 제조예 7 제조예 8 제조예 9 제조예 10
TMPTA 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
PETA 30 30 30 10 30 10 30 10 30 10
DPEPA 20 30 30 10 30 10 30 10 30 10
TEGDA 10 20 10 20
TPGDA 10 20 10 20
PU3400 20 50 20 50
TA-604AU 20 50 20 50
실리카 40 30
계면활성제 0.06 0.07 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
광개시제 0.72 0.84 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21
Methyl Etyl Ketone 50 50 30 30 30 30 30 30 30 30
탄성계수(단위: MPa) 1000이상 1000이상 950 500 850 600 800 300 700 280
제조예 11 제조예 12 제조예 13 제조예 14
TMPTA 30 30 30 20
MU9800 40 40 40 40
MU9200 30 30 30 40
실리카미립자 S1 30 30 30 30
S2 15 25
S3 15 30
계면활성제 0.07 0.07 0.07 0.07
광개시제 0.84 0.84 0.84 0.84
MEK 50 50 50 50
탄성계수 (MPa) 1000 이상 1000 이상 1000 이상 1000 이상
* 상기 표 1 및 2에서, 제 1 및 제 2 코팅층의 탄성계수는 각 코팅층을 지지 기재로부터 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 값을 의미하며, 각 성분의 특성은 다음과 같다:
TMPTA (trimethylolpropane triacrylate) : Mw=338 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 113 g/mol
PETA (pentaerythritol tetraacrylate) : Mw=352 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 88 g/mol
DPEPA (dipentaerythritol pentaacrylate) : Mw=525 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 105 g/mol
TEGDA (triethyleneglycol diacrylate) : Mw=258 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 129 g/mol
TPGDA (tripropyleneglycol diacrylate) : Mw=300 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 150 g/mol
PU3400 (3 관능성 우레탄 아크릴레이트계 화합물) : Mw=2,500 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 833 g/mol
TA-604AU (3 관능성 우레탄 아크릴레이트계 화합물) : Mw=2,300 g/mol, 아크릴레이트기 당량= 767 g/mol
MU9800 (9관능성 우레탄 아크릴레이트계 화합물) : Mw=3,500g/mol,
아크릴레이트기 당량 : 389g/mol
MU9020 (10관능성 우레탄 아크릴레이트계 화합물) : Mw=4,500g/mol
아크릴레이트기 당량 : 450g/mol
플렉시블 필름의 제조 실시예
실시예 1
제조예 1의 코팅 조성물을 ASTM D882에 따라 측정한 탄성 모듈러스값이 6 GPa인 폴리이미드 지지 기재(크기: 20 cmｘ20 cm, 두께: 50㎛)의 양면에 바 코팅 방식으로 도포하고, 290-320nm의 파장의 메탈 할라이드 램프로 광경화함으로써 제 1 코팅층(두께: 30㎛)을 형성하였다.
제조예 6의 코팅 조성물의 지지 기재의 배면에 도포하고 동일한 방법으로 광경화함으로써 제 2 코팅층(두께: 30㎛)을 형성하여 플렉시블 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 5
실시예 1에서 제 2 코팅층에 사용한 코팅 조성물 및/또는 두께를 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플렉시블 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 26
실시예 1에서, 제 1 코팅층에 사용한 코팅 조성물의 종류 및/또는 코팅층의 두께, 또는 제 2 코팅층에 사용한 코팅 조성물의 종류 및/또는 코팅층의 두께를 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플렉시블 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 42의 코팅 조성물의 종류 및 코팅층의 두께를 하기 표 3 내지 5에 각각 정리하였다.
제 1 코팅층 제 2 코팅층
코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)		 코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)
실시예 1 제조예 1 30 제조예 6 30
실시예 2 제조예 1 30 제조예 6 40
실시예 3 제조예 1 30 제조예 6 50
실시예 4 제조예 1 30 제조예 4 80
실시예 5 제조예 1 30 제조예 6 80
제 1 코팅층 제 2 코팅층
코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)		 코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)
비교예 1 제조예 1 10 제조예 1 10
비교예 2 제조예 1 30 제조예 1 30
비교예 3 제조예 2 10 제조예 2 10
비교예 4 제조예 2 30 제조예 2 30
비교예 5 제조예 3 10 제조예 3 10
비교예 6 제조예 3 30 제조예 3 30
비교예 7 제조예 4 10 제조예 4 10
비교예 8 제조예 4 30 제조예 4 30
비교예 9 제조예 1 10 제조예 5 20
비교예 10 제조예 1 10 제조예 5 30
비교예 11 제조예 1 10 제조예 5 40
비교예 12 제조예 1 10 제조예 5 50
비교예 13 제조예 1 10 제조예 6 20
비교예 14 제조예 1 10 제조예 6 30
비교예 15 제조예 1 10 제조예 6 40
비교예 16 제조예 1 10 제조예 6 50
비교예 17 제조예 1 30 제조예 5 20
비교예 18 제조예 1 30 제조예 5 30
비교예 19 제조예 1 30 제조예 5 40
비교예 20 제조예 1 30 제조예 5 50
비교예 21 제조예 1 30 제조예 3 80
비교예 22 제조예 1 30 제조예 5 80
비교예 23 제조예 1 30 제조예 7 80
비교예 24 제조예 1 30 제조예 8 80
비교예 25 제조예 1 30 제조예 9 80
비교예 26 제조예 1 30 제조예 10 80
제 1 코팅층 제 2 코팅층
코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)		 코팅 조성물 두께
(단위: ㎛)
비교예 27 제조예 1 30 제조예 11 30
비교예 28 제조예 1 30 제조예 12 30
비교예 29 제조예 1 30 제조예 13 30
비교예 30 제조예 1 30 제조예 14 30
비교예 31 제조예 1 30 제조예 11 80
비교예 32 제조예 1 30 제조예 12 80
비교예 33 제조예 1 30 제조예 13 80
비교예 34 제조예 1 30 제조예 14 80
비교예 35 제조예 2 30 제조예 11 30
비교예 36 제조예 2 30 제조예 12 30
비교예 37 제조예 2 30 제조예 13 30
비교예 38 제조예 2 30 제조예 14 30
비교예 39 제조예 2 30 제조예 11 80
비교예 40 제조예 2 30 제조예 12 80
비교예 41 제조예 2 30 제조예 13 80
비교예 42 제조예 2 30 제조예 14 80
<실험예>
<측정 방법>
1) 연필 경도
연필경도 측정기를 이용하여 측정 표준 JIS K5400-5-4에 따라 750g의 하중, 45도의 각도로 제 1 코팅층 표면을 1회 왕복한 후 흠집이 없는 최대 경도를 확인하였다.
2) 다이나믹 폴딩(dynamic folding, DF) 테스트
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름에 대해, 다이나믹 폴딩 테스트를 실시하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
실시예 및 비교예의 각 필름에 대하여 재단하되, 엣지(edge) 부위의 미세 크랙을 최소화도록 80 x 140mm의 크기로 레이저 재단하였다. 측정 장비 위에 레이저 재단된 필름을 제 2 코팅층이 바닥면으로 향하도록 올리고 접히는 부위의 간격이 5mm가 되도록 하여, 상온에서 필름의 양 쪽을 바닥면에 대하여 80 내지 90도로 접었다 폈다를 연속 동작(필름이 접혀지는 속도는 1.5초당 1회)으로 반복하여, 3cm 이상의 크랙이 발생하는 최대 반복 횟수를 측정하였다.
10만회 반복하여 3cm 이상의 크랙이 발생하지 않는 경우 더 이상 진행하지 않았다.
3) 컬(curl) 테스트
실시예 및 비교예의 필름을 10cm x 10cm 정사각형으로 재단 후 필름 곡률(말리는 면)의 외면을 실험 테이블 바닥에 놓고 정사각형의 4 모서리점이 바닥으로부터 이격된 거리를 자로 측정하여 4 지점의 평균을 구하여 컬 수치로 하였다. 제 1 코팅층이 Curl의 내면인 경우 + Curl이며, 제 2 코팅층이 Curl의 내면인 경우 - Curl 로 하였다.
4) 덴트 테스트
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름에 대해, 덴트 테스트를 실시하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
실시예 및 비교예의 각 필름에 대하여 제 2 코팅층 상에 점착층(재질: OCA,두께 25㎛) 및 폴리이미드 필름(두께 50㎛)을 각각 적층하였다. 이 적층 필름을 제 1 코팅층이 위쪽을 향하도록 바닥에 놓았다.
3H 경도 연필을 이용하여 100g의 하중에서 시작하여 100g 씩 하중을 추가하면서 45도의 각도로 제 1 코팅층 표면을 1회 왕복한 후 모든 층에 눌림 자국 등의 손상이 없는 최대 중량을 확인하였다. 1500g까지 확인하여 손상이 발생하지 않는 경우 더 이상 진행하지 않았다.
상기 물성 측정 결과를 하기 표 6 내지 8에 나타내었다.
연필경도 DF 테스트 덴트 테스트 Curl 테스트
실시예 1 8H 100k 이상 1500g 이상 +20mm
실시예 2 8H 100k 이상 1500g 이상 +10mm
실시예 3 8H 100k 이상 1500g 이상 +5mm
실시예 4 7H 100k 이상 1500g 이상 0mm
실시예 5 7H 100k 이상 1500g 이상 0mm
연필경도 DF 테스트 덴트 테스트 Curl 테스트
비교예 1 9H 0.1k 이하 300g 0mm
비교예 2 9H 0.1k 이하 1500g 이상 0mm
비교예 3 8H 0.1k 이하 300g 0mm
비교예 4 8H 0.1k 이하 1500g 이상 0mm
비교예 5 H 100k 이상 100g 미만 0mm
비교예 6 H 100k 이상 100g 미만 0mm
비교예 7 F 100k 이상 100g 미만 0mm
비교예 8 F 100k 이상 100g 미만 0mm
비교예 9 4H 100k 이상 400g +2mm
비교예 10 4H 100k 이상 800g -5mm
비교예 11 3H 100k 이상 1200g -10mm
비교예 12 3H 100k 이상 1500g 이상 -15mm
비교예 13 3H 100k 이상 800g +1mm
비교예 14 3H 100k 이상 1200g -4mm
비교예 15 3H 100k 이상 1500g 이상 -8mm
비교예 16 3H 100k 이상 1500g 이상 -13mm
비교예 17 9H 40k 500g +25mm
비교예 18 9H 60k 1000g +15mm
비교예 19 8H 50k 1500g 이상 +8mm
비교예 20 8H 40k 1500g 이상 +4mm
비교예 21 8H 20k 1500g 이상 -3mm
비교예 22 8H 30k 1500g 이상 -2mm
비교예 23 8H 70k 1500g 이상 -2mm
비교예 24 4H 100k 이상 1500g 이상 +6mm
비교예 25 7H 80k 1500g 이상 -1mm
비교예 26 3H 100k 이상 1500g 이상 +6mm
연필경도 DF 테스트 덴트 테스트 Curl 테스트
비교예 27 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -2mm
비교예 28 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -3mm
비교예 29 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -2mm
비교예 30 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -5mm
비교예 31 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -32mm
비교예 32 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -37mm
비교예 33 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -33mm
비교예 34 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -42mm
비교예 35 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -4mm
비교예 36 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -6mm
비교예 37 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -4mm
비교예 38 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -8mm
비교예 39 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -34mm
비교예 40 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -40mm
비교예 41 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -38mm
비교예 42 9H 0.1k 이하 1500g 이상 -46mm
상기 표 6 내지 8을 참고하면, 본 발명의 필름은 각 물성에서 모두 양호한 특성을 나타내었으며, 특히 7H 이상의 고경도를 비롯하여 다이나믹 폴딩 테스트, 덴트 테스트 및 컬 테스트에서 우수한 유연성 및 내충격성을 보였다. 한편, 비교예들의 필름은 연필경도가 떨어지거나, 또는 플렉시블 필름용으로 적합할 만큼의 유연성 및 내충격성을 나타내지 못하였다.

Claims (11)

  1. 지지 기재;
    상기 지지 기재의 일면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 1 가교 공중합체, 및 무기 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및
    상기 지지 기재의 배면에 형성되고, 1종 이상의 서로 상이한 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더, 2 관능성 아크릴레이트계 바인더, 및 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더가 가교된 제 2 가교 공중합체를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하고,
    상기 제 2 코팅층을 상기 지지 기재에서 박리한 상태에서 ASTM D882에 의거하여 측정한 제 2 코팅층의 탄성계수가 400 내지 650MPa이고,
    상기 제 1 코팅층의 두께는 20 내지 70㎛이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 20 내지 150㎛이며,
    상기 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께의 비는 1:1 내지 1:5인,
    플렉시블(flexible) 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2 관능성 아크릴레이트계 바인더는 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(TEGDA), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(TTEGDA), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 에톡실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이드 (NPEOGDA), 프로폭실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 (NPPOGDA), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(DEGDA), 부탄디올 디아크릴레이트 (BDDA) 및 헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 플렉시블 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더의 아크릴레이트 당량(equivalent weight)은 50 내지 300 g/mol인, 플렉시블 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더의 당량은 100 내지 10,000 g/mol인, 플렉시블 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기 미립자는 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 산화 지르코니아 입자, 또는 징크 옥사이드 입자인, 플렉시블 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제 1 코팅층은 상기 제 1 가교 공중합체를 40 내지 80 중량부로, 상기 무기 미립자를 20 내지 60 중량부로 포함하는, 플렉시블 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제 2 가교 공중합체는 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더를 20 내지 80 중량부로, 상기 2 관능성 아크릴레이트계 바인더를 10 내지 40 중량부로, 상기 2 내지 4 관능성 우레탄 아크릴레이트계 바인더를 10 내지 70 중량부로 포함하는, 플렉시블 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제 1 코팅층의 두께는 20 내지 60㎛이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 30 내지 120㎛인, 플렉시블 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지지 기재는 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리이미드아미드(polyimideamide), 폴리아미드(Polyamide PA), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephtalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon, PEEK), 사이클릭 올레핀 중합체(cyclic olefin polymer, COP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 및 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 플렉시블 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제 1 코팅층은 750g의 하중에서 6H 이상의 연필 경도를 나타내는 플렉시블 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제 2 코팅층이 바깥쪽을 향하도록 하여 상온에서 상기 플렉시블 필름을 직경 5mm의 만드렐(mandrel)에 대해 접었다 폈다를 10만회 반복하였을 때 크랙(crack)이 발생하지 않는, 플렉시블 필름.
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