4-functional urethane acrylates were synthesized thrpugh 4-step process using 5 kinds of diisocyanate such as isophorone diisocyanate (IPDI), toluene diisocyanate (TDI), 4,4'-methylenebis(phenyl isocyanate) (MDI), 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (HMDI), hexamethylene diisocyante (HDI) for preparation of hard coating agent applicable to flexible display. Pentaerythritol tetraacrylate was added to complement rigidity of UA hard coating agent with various contents. UA hard coating agents were photocured using UV. After curing, UA hard coating films were prepared.In mechanical properties of hard coating films, UA hard coating films based on TDI and IPDI showed the highest hardness and wear resistance because of their rigid structure, but flexibility resistance showed UA hard coating films based on HDI which has flexible structure had the lowest bending radius. In case of TDI and IPDI hard coating films, when more than 30 wt% of PETA is added, properties of hard coating films are not affected significantly because they are already given sufficient rigidity. But their bending radius were increased. So it showed the best mechanical properties of hard coating films when the content of IPDI-acrylate or TDI-acrylate was 60 ~ 70 wt%. All hard coating films had light transmittance of over 89 % in optical property.
본 연구에서는 플렉서블 디스플레이에 적용 가능한 하드코팅제를 제조하기 위하여, isophorone diisocyanate (IPDI), toluene diisocyanate (TDI), 4,4'-methylene bis(phenyl isocyanate) (MDI), 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (HMDI), hexamethylene diisocyante (HDI) 등의 5가지의 diisocyanate를 중심으로 하는 4관능기 우레탄 아크릴레이트 (UA) 모노머를 4단계의 과정을 거쳐 합성하였다. 합성한 UA의 약한 강직성을 보완하기 위해서 pentaerythritol tetraacrylate (PETA)의 함량을 조절하여 UA 하드코팅제 조액을 제조하였고 UV를 이용하여 광경화된 UA 하드코팅 필름을 제조하였다. 하드코팅 필름의 기계적 물성에서 강직한 구조를 가지는 IPDI와 TDI를 기반으로 하는 UA 하드코팅 필름에서 가장 높은 경도 및 내마모성을 보여주었지만, 내굴곡성에서는 유연한 HDI 기반으로 하는 UA 하드코팅 필름에서 가장 낮은 곡률반경 값을 보여주었다. IPDI와 TDI 하드코팅 필름인 경우 30 wt% 이상의 PETA가 첨가될 경우 충분한 강직성이 제공되어 하드코팅 필름의 물성에 더 이상 큰 영향을 주지 않았지만 곡률반경은 증가하였다. IPDI-acrylate와 TDI-acrylate의 함량이 60 ~ 70 wt%일 때 하드코팅 필름이 가장 좋은 기계적 물성을 보였다. 광학적 특성은 모든 하드코팅 필름에서 89% 이상의 광투과도를 보였다.