硬涂膜的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硬涂膜。更具體而言，本發明涉及一種具有高硬度和優異性質的 硬涂膜。
[0002] 本申請要求于2012年8月23日提交的韓國專利申請第10-號和于 2013年7月26日提交的韓國專利申請第10-號的優先權，其全部內容以引用 的方式納入本申請。
【背景技術】
[0003] 近來，隨著移動設備（例如，智能手機、平板電腦等）的發展，顯示器基板需要變得 更輕、更薄。這些移動設備的顯示窗或前面板一般由具有優異的機械性能的玻璃或強化玻 璃制成。然而，玻璃材料具有重量重并且易因外界沖擊而受損的缺點。
[0004] 作為玻璃的一種替代材料，已出現了塑料樹脂膜。塑料樹脂膜質輕且耐沖擊的性 質與追求質更輕且更薄的移動設備的趨勢一致。具體而言，需要具有高硬度和耐磨性的膜。 就此而言，提出使用一種結構，其中基板上涂有硬涂層。
[0005] 首先，增加硬涂層厚度被認為是改良其表面硬度的方法。事實上，硬涂層應呈最 小厚度以確保硬涂層的表面硬度。硬涂層的表面硬度隨其厚度的增加而提高。然而，雖然 增加表面硬度，但是較厚的硬涂層更易固化收縮，導致起皺或卷曲，并伴隨破裂或剝落的產 生，因而，不易將厚的硬涂層用于實際應用。
[0006] 近來，已提出幾種賦予硬涂膜高硬度，而不引起破裂和固化收縮引起卷曲的問題 的方法。
[0007] 韓國專利申請公開第號公開了一種不含單體的硬涂膜組合物，其 包含基于紫外線可固化的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的粘合劑樹脂。然而，這種硬涂層具有約 3H的鉛筆硬度，因此其強度不足以代替用于顯示器的玻璃面板。

【發明內容】

[0008] 技術問題
[0009] 據此，考慮到現有技術中存在的上述問題而提出本發明，并且本發明的目的是提 供一種表現出優異性質（包括高硬度和高耐沖擊性）的硬涂膜。
[0010] 技術方案
[0011] 根據本發明的一方面，本發明提供了一種硬涂膜，其包含：
[0012] 支撐基板；
[0013] 第一硬涂層，形成于支撐基板的一側，具有2000至3500MPa的第一彈性模量；
[0014] 第二硬涂層，形成于支撐基板的另一側，具有2000至3500MPa的第二彈性模量，第 一彈性模量與第二彈性模量之差設定為小于500MPa。
[0015] 技術效果
[0016] 以高硬度、抗沖擊性、耐劃性和透明度，以及維持足夠優異的加工性以防止卷曲或 破裂為特征，本發明的硬涂膜可有效地用于移動設備、顯示儀器及各種儀器的前面板和顯 示窗。
【具體實施方式】
[0017] 本發明涉及一種硬涂膜，其包含：支撐基板；第一硬涂層，形成于支撐基板的一 偵牝具有2000至3500MPa的第一彈性模量；第二硬涂層，形成于支撐基板的另一側，具有 2000至3500MPa的第二彈性模量，第一彈性模量與第二彈性模量之差設定為小于500MPa。
[0018] 如本文中所使用的詞"第一"和"第二"僅用于描述各種元件，以及欲區別某一元 件與另一元件。
[0019] 本說明書使用的所有術語僅用以說明實施方案，而非意圖限制本發明。除非上下 文清楚地另有說明，本說明書和所附權利要求中所用的單數形式"一"（"a")、"一"（ "an")、 及"該"（"the"）包括復數形式。除非上下文清楚地另有說明，否則本說明書和權利要求 書所使用的詞語"包括"（"comprise"），包含"（"comprising"）等應被解釋為相對于排 除或獨占意義的包含性意義，即"包括但不限于"的意義。
[0020] 對本發明的一個實施方案的上述詳細說明不欲為窮盡或將本發明限制為以上公 開的明確形式。當以上描述的本發明的具體實施方案和實例用于說明的目的時，如同相關 領域技術人員理解的那樣，可在本發明的范圍內做各種等效修改。
[0021 ] 在下文更具體地公開本公開內容的這些和其他非限制性特征。
[0022] 根據本發明的一方面，本發明涉及了一種硬涂膜，其包含：支撐基板；第一硬涂 層，形成于支撐基板的一側，具有2000至3500MPa的第一彈性模量；以及第二硬涂層，形成 于支撐基板的另一側，具有2000至3500MPa的第二彈性模量，第一彈性模量與第二彈性模 量之差設定為小于500MPa。
[0023] 只要其透明，任何塑料樹脂（無論能夠伸縮與否）可用被于基板，而無需任何限 制，該基板兩側均形成硬涂層。根據本發明的一個實施方案，所述基板可包括，例如，聚酯 (如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET))、聚乙烯（如乙烯-乙酸乙烯酯（EVA))、環烯烴聚合物 (COP)、環烯烴共聚物（COC)、聚丙烯酸酯（PAC)、聚碳酸酯（PC)、聚乙烯（PE)、聚甲基丙烯 酸甲酯（PMMA)、聚醚醚酮（PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚醚酰亞胺（PEI)、聚酰亞胺 (PI)、三乙酰基纖維素（TAC)、甲基丙烯酸甲酯（MMA)或氟聚合物。基板可為單層結構，且必 要時，可為包括由相同或不同的材料構成的兩層或多層的多層結構，但無特別的限制。
[0024] 根據本發明的一個實施方案，基板可為由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)或共擠出 的聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)/聚碳酸酯（PC)制成的多層基板。
[0025] 另外，根據本發明的一個實施方案，基板包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)和聚碳酸 酯（PC)的共聚物。
[0026] 基板的厚度范圍可為約30至1200 μ m，或約50至800 μ m，但不限于此。
[0027] 如上所述，本發明的硬涂膜包括具有分別形成于基板相對側的第一和第二硬涂層 的支撐基板。
[0028] 在本發明的硬涂膜中，第一硬涂層具有2000至3500MPa的第一彈性模量而第二硬 涂層具有2000至3500MPa的第二彈性模量，第一與第二彈性模量之差設定為小于500MPa。
[0029] 在本說明書中，"彈性模量"指的是根據ASTM D882所測得的值。
[0030] 即，本發明的硬涂膜包括兩硬涂層之間所夾的基板，所述兩硬涂層分別具有 2000MPa或更高的彈性模量，其中彈性模量之差小于500MPa。在所述硬涂層結構中，硬涂膜 具有足以作為玻璃的替代材料的高物理強度，且更不易卷曲或破裂，從而確保高加工性。
[0031] 在一個實施方案中，第一彈性模量和第二彈性模量之差小于約500MPa，例如，范圍 為0至小于約500MPa，或0至小于約300MPa，或0至小于約200MPa。
[0032] 根據本發明的一個實施方案，第一彈性模量和第二彈性模量范圍可為約2000至 3500MPa，或約2000至3000MPa，或約2000至2800MPa，條件是其差值符合上述條件。
[0033] 當第一彈性模量和第二彈性模量之差在上述范圍內時，硬涂膜具有足以作為玻璃 的替代材料的高物理強度，且沒有卷曲和破裂問題，因而具有高硬度和耐沖擊性。
[0034] 考慮到第一彈性模量和第二彈性模量的條件，所述第一和第二硬涂層可獨立地包 括可光固化的彈性聚合物和三至六官能的丙烯酸酯單體的可光固化的交聯共聚物，以及分 散于可光固化的交聯聚合物中的有機微粒。
[0035] 在一個實施方案中，本發明的第一和第二硬涂層分別形成于支撐基板的相對的面 上，且包括可光固化的彈性聚合物和三至六官能的丙烯酸酯單體的可光固化的交聯共聚 物，以及分散于可光固化的交聯聚合物中的有機微粒。
[0036] 根據本發明的一個實施方案，基板與在該基板一側形成的硬涂膜的厚度比為約 1:0. 5至約1:2,或約1:0. 5至約1:1. 5。當其厚度比在上述范圍內時，可形成具有高硬度且 不易卷曲和破裂的硬涂膜。
[0037] 如本說明書中所使用的術語"丙烯酸酯類"包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其具有 各種取代基的衍生物。
[0038] 如本說明書中所使用的術語"可光固化的彈性聚合物"是指具有彈性且包含能進 行紫外線引發的交聯聚合反應的官能團的聚合物。
[0039] 根據本發明的一個實施方案，所述可光固化的彈性聚合物的伸長率為約15%或以 上（例如約15至200%、約20至200%或約20至150% )，伸長率根據ASTM D638測定。 [0040] 所述可光固化的彈性聚合物與三至六官能的丙烯酸酯單體交聯聚合然后固化形 成硬涂膜，賦予該硬涂膜層柔韌性和耐沖擊性。
[0041] 基于100重量份，所述可光固化的交聯共聚物可含有5至20重量份的可光固化的 彈性聚合物和80至95重量份的三至六官能的丙烯酸酯單體。當所述三至六官能的丙烯酸 酯單體與可光固化的彈性聚合物以上述重量比彼此交聯聚合，將賦予該硬涂層優異的物理 性質（包括足夠的耐沖擊性）。
[0042] 根據本發明的一個實施方案，所述可光固化的彈性聚合物可為重均分子量為約 1000至約600000g/mol或約10000至約600000g/mol的聚合物或低聚物。
[0043] 所述可光固化的彈性聚合物可為至少一種選自聚己內酯、聚氨酯丙烯酸酯聚合物 和聚輪燒（polyrotaxane)的聚合物。
[0044] 在作為可光固化的彈性聚合物使用的聚合物中，聚己內酯是通過己內酯的開環聚 合反應形成，并且具有優異的物理性質如柔韌性、