JP2022550133A - ポリエステル多層フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

ポリエステル多層フィルムおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、二軸延伸時におけるＭＤ及びＴＤの延伸速度及び倍率を適切に調節することで、配向角を低くし、位相差の偏差を最小化させて偏光ムラを画期的に抑制し、同時に、優れた光学特性、光機能性および外観品質を有し、厚さ偏差を最小化させるとともに、生産性が向上して高速加工に適した走行性を有する、二軸延伸ポリエステル多層フィルム、およびその製造方法に関する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０１９年９月３０日付韓国特許出願第１０－２０１９－０１２１１６４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明はポリエステル多層フィルムおよびその製造方法に関する。
光学用フィルムは、ディスプレイ用光学素材として使用されるフィルムである。これは、液晶表示装置のバックライトユニット（ＬＣＤ ＢＬＵ；Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）またはタッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）などの各種光学ディスプレイの表面保護および工程Ｃａｒｒｉｅｒ用の光学素材として使用される。このような光学フィルムには、主としてポリエステルフィルムが使用されている。
ここで、前記光学ディスプレイ用に使用されるポリエステルフィルムが偏光板製造工程に用いられる場合、偏光板の欠点検査の際、離型フィルムが貼り付けられた偏光板の配向主軸と、検査器の結晶軸とを垂直に配置した状態で検査を行うので、離型フィルムの基材であるポリエステルフィルムの配向角が低い場合にのみ、検査時に色相の歪曲を防止して検査感度を向上させることができる。
従来の技術は、偏光ムラまたはニジ(虹)ムラを抑制させるために、１軸延伸または１軸延伸に近い２軸延伸により配向角を低くする方法を提案した。
しかし、前記方法は、生産性に限界があり、偏光板の欠点検査の際に検査感度を低下させ得る色相の歪曲を完全に制御できないという問題がある。また、従来の使用されるポリエステルフィルム場合、フィルムの配向角を所望する水準まで低くすることができず、光学特性および光機能性においてすべて優れた効果を奏することができなかった。
本発明の目的は、光学ディスプレイ用に適したポリエステルフィルムを製造するために、配向角を低くし、これと同時に幅方向の位相差偏差を低減させて偏光ムラまたはニジ(虹)ムラを抑制し、低い厚さ偏差率および高い光透過度を示すポリエステル多層フィルムを提供することにある。
本発明の他の目的は、生産性に優れた偏光板用ポリエステルフィルムの製造方法を提供することにある。
本発明の一実施形態によれば、第１ポリエステル樹脂を含むコア層；および
前記コア層の両面に形成された第２ポリエステル樹脂および粘着防止剤を含む、少なくとも１つ以上のスキン層；を含み、
ＭＤ(mechanical direction; 縦方向)及びＴＤ(transverse direction; 幅方向)の延伸速度および延伸倍率に対する関係式の、下記式１および式２で表される条件を満たす範囲内で、幅方向(ＴＤ)を基準として、マイクロ波方式の分子配向計で測定された配向角が式３を満たし、位相差測定器でもって５９０ｎｍにて測定された面内位相差標準偏差（Ｒｅ標準偏差）が式４を満たす、
ポリエステル多層フィルムを提供する：
［式１］
４５，０００％／ｍｉｎ．≦ＭＤｓ≦５５，０００％／ｍｉｎ．
［式２］
４，５００％／ｍｉｎ．≦ＴＤｓ≦５，５００％／ｍｉｎ．
［式３］
０°＜｜配向角｜＜１２°
［式４］
０≦Ｒｅ標準偏差≦１００
（前記式１において、ＭＤｓは下記式５によって計算される機械方向(縦方向：MD, mechanical direction)の延伸速度であり、
［式５］
平均ＭＤ延伸速度＝（Ｓ１ｓｔ＋Ｓ２ｎｄ）／２
前記式５において、Ｓ１ｓｔおよびＳ２ｎｄは、それぞれ独立して、第１～第３の延伸ロールを備えた装置を用いる２段延伸工程での、下記式６および７で表される各延伸ロール間の区間別の延伸速度（％／ｍｉｎ）であり、
［式６］
Ｓ１ｓｔ＝Ｅ１／［Ｌ１／｛（Ｒ２－Ｒ１）／２｝］
［式７］
Ｓ２ｎｄ＝Ｅ２／［Ｌ２／｛（Ｒ３－Ｒ２）／２｝］、
前記式６および７において、
Ｅ１およびＥ２は、それぞれ、前記２段延伸工程の各区間での延伸倍率（％）であり、
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立して個別延伸ロール（Ｒ／Ｌ）の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、
Ｌ１は第１延伸ロールから第２延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、Ｌ２は第２延伸ロールから第３延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、
前記式２において、ＴＤｓは、下記式８によって計算される幅方向の延伸速度であり、
［式８］
ＴＤ延伸速度＝Ｅ／（Ｌ／ＬＳＰ）
前記式８において、Ｅは、第１～第３の延伸ロールを備えた２段延伸工程の後、テンター式延伸工程における複数の延伸ゾーンでの延伸倍率（％）であり、
Ｌは、複数の延伸ゾーンの総長さ（ｍ）であり、
ＬＳＰは、テンター式延伸工程における線速度（Ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ）（ｍ／ｍｉｎ）である。）
また、本発明の他の実施形態によれば、
ａ）ｉ）第１ポリエステル樹脂チップと、ｉｉ）第２ポリエステル樹脂チップおよび粘着防止剤(antiblocking agent)を含む組成物を用いて、コア層および前記コア層の両面に少なくとも１層以上のスキン層が含まれた多層になるように、共押出しを行い、３０℃以下に急冷して未延伸シートを製造する段階；および
ｂ）前記未延伸シートを逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階；および
ｃ）前記二軸延伸されたフィルムを熱固定する段階；を含み、
前記逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階は、
前記未延伸シートを８５～１１０℃で機械方向に、４５，０００～５５，０００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍に１次縦延伸する段階；および
前記１次延伸されたシートを９５～１４０℃で幅方向に、４，５００～５，５００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍に２次横延伸する段階；を含む
前記ポリエステル多層フィルムの製造方法を提供する。
以下、発明の実施形態によるポリエステルフィルムおよびその製造方法について詳細に説明する。
それに先立ち、本明細書で明示的な言及がない限り、専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。
本明細書で使用される単数形は文脈上明らかに逆の意味を示さない限り複数形も含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるものではない。
そして、本明細書で「第１」および「第２」のように序数を含む用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用され、前記序数によって限定されない。例えば、本発明の権利範囲内で第１構成要素は第２構成要素と名付けてもよく、同様に第２構成要素は第１構成要素と名付けてもよい。
以下、本発明を詳細に説明する。
発明の一実施形態により、第１ポリエステル樹脂を含むコア層；および前記コア層の両面に形成された第２ポリエステル樹脂および粘着防止剤を含む、少なくとも１つ以上のスキン層；を含み、ＭＤとＴＤの延伸速度および延伸倍率に対する関係式である下記式１および式２でもって表される条件を満たす範囲内で、幅方向を基準として、マイクロ波方式の分子配向計でもって測定された配向角が式３を満たし、位相差測定器でもって５９０ｎｍにて測定された面内位相差標準偏差（Ｒｅ標準偏差）が式４を満たす、ポリエステル多層フィルムが提供される。
［式１］
４５，０００％／ｍｉｎ．≦ＭＤｓ≦５５，０００％／ｍｉｎ．
［式２］
４，５００％／ｍｉｎ．≦ＴＤｓ≦５，５００％／ｍｉｎ．
［式３］
０°＜｜配向角｜＜１２°
［式４］
０≦Ｒｅ標準偏差≦１００
（前記式１において、ＭＤｓは、下記式５によって計算される機械方向の延伸速度であり、
［式５］
平均ＭＤ延伸速度＝（Ｓ１ｓｔ＋Ｓ２ｎｄ）／２
前記式５において、Ｓ１ｓｔおよびＳ２ｎｄは、それぞれ独立して、第１～第３の延伸ロールを備えた装置を用いる２段延伸工程での、下記式６および７で表される各延伸ロール間の区間別の延伸速度（％／ｍｉｎ）であり、
［式６］
Ｓ１ｓｔ＝Ｅ１／［Ｌ１／｛（Ｒ２－Ｒ１）／２｝］
［式７］
Ｓ２ｎｄ＝Ｅ２／［Ｌ２／｛（Ｒ３－Ｒ２）／２｝］、
前記式６および７において、
Ｅ１およびＥ２は、それぞれ前記２段延伸工程の各区間での延伸倍率（％）であり、
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立して、個別延伸ロール（Ｒ／Ｌ）の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、
Ｌ１は第１延伸ロールから第２延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、Ｌ２は第２延伸ロールから第３延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、
前記式２において、ＴＤｓは下記式８によって計算される幅方向の延伸速度であり、
［式８］
ＴＤ延伸速度＝Ｅ／（Ｌ／ＬＳＰ）
前記式８において、Ｅは、第１～第３の延伸ロールを備えた２段延伸工程の後、テンター式延伸工程における複数の延伸ゾーンでの延伸倍率（％）であり、
Ｌは、複数の延伸ゾーンの総長さ（ｍ）であり、
ＬＳＰは、テンター式延伸工程における線速度（Ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ）（ｍ／ｍｉｎ）である。）
光学ディスプレイ用に使用されるポリエステルフィルムが偏光板製造工程に使用される場合、偏光板の欠点検査の際、離型フィルムが貼り付けられた偏光板の配向主軸と、検査器の結晶軸とを垂直に配置した状態で検査を行うので、離型フィルムの基材であるポリエステルフィルムの配向角が低い場合のみ、検査の際に色相の歪曲を防止して検査感度を向上させることができる。
そこで、本発明は、光学ディスプレイ分野の偏光板に使用される副資材のうちの、偏光板用保護フィルムおよび離型フィルム用ベースフィルムとして用いられるための、主な要求条件である偏光ムラを抑制させ得るポリエステルフィルムを提供するためのものである。また、本発明は、優れた外観品質および後加工の工程の安定性確保のために、配向角および位相差偏差が制御されて光機能性に優れたポリエステルフィルムを提供する。
そこで、前記目的を達成するために研究した結果、本発明者らは、ポリエステルフィルムの製造の際、機械方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と幅方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）の延伸速度および延伸倍率を適切に調節することによって、幅方向(ＴＤ)を基準として、配向角を低くし、位相差偏差を低減してＴＤの配向、光学特性および光機能性を付与した。
したがって、本発明は、光学ディスプレイ用に適したポリエステルフィルムを製造するために、従来よりも、配向角を低くし、幅方向位相差偏差を低減して偏光ムラまたはニジ(虹)ムラを抑制して、低い厚さ偏差率および高い光透過度を示すポリエステル多層フィルムを製造することを特徴とする。
また、一般的に従来には、フィルムの配向角を低くするために１軸延伸または１軸延伸に近い延伸方法を採択することが一般的であるが、生産性に劣る。したがって、本発明では、生産性の極大化のために、延伸速度が制御された２軸延伸方法を適用して、光学特性が大きく改善されたポリエステルフィルムを多層に製造する。
さらに具体的には、本発明の一様態は、二軸延伸ポリエステルフィルムに関し、このようなポリエステルフィルムは、第１ポリエステル樹脂を含むコア層；および前記コア層の両面に形成された第２ポリエステル樹脂および粘着防止剤を含む、少なくとも１つ以上のスキン層；を含むポリエステル多層フィルムであり得る。
また、前記ポリエステル多層フィルムは、ＭＤとＴＤの延伸速度および延伸倍率に対する関係式である下記式１～２を満たし、全体フィルムの幅方向に対して分子配向計（ＭＯＡ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｎｇｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）でもって配向角を測定した際に、ＴＤ(幅方向)を基準として中心部の配向角は０°であり、最縁部の配向角は絶対値が最大１２°未満の配向角範囲を有する下記式３を満たし、位相差測定器でもって５９０ｎｍにて測定された、主配向軸を基準として主配向軸の方向と垂直方向との屈折率の差を値で表した複屈折率（Δｎ）に、厚さ（ｄ）を乗じた値の標準偏差である面内位相差（Ｒｅ）の値が下記式４を満たす。
［式１］
４５，０００％／ｍｉｎ．≦ＭＤｓ≦５５，０００％／ｍｉｎ．
［式２］
４，５００％／ｍｉｎ．≦ＴＤｓ≦５，５００％／ｍｉｎ．
［式３］
０°＜｜配向角｜＜１２°
［式４］
０≦Ｒｅ標準偏差≦１００
（前記式１において、ＭＤｓは機械方向の延伸速度であり、ＴＤｓは幅方向の延伸速度である。）
前記式１において、ＭＤｓの値が、４５，０００％／ｍｉｎ．よりも小さいと配向結晶が不足して厚さ均一性を確保しにくく、５５，０００％／ｍｉｎ．よりも大きいとＭＤ配向結晶が高まって配向角を低くすることが難しい。
前記式２においてＴＤｓの値が、４，５００％／ｍｉｎ．よりも小さいとＴＤへの応力伝達の均一性が不足して厚さの均一性を確保しにくく、５，５００％／ｍｉｎ．よりも大きいと延伸される際に応力が非常に高くなり、延伸方向にフィルムが裂けたり破断が起きたりし得るのであって、成形性や生産性を低下させる恐れがある。
前記式３において、ＴＤ基準の配向角が１２°以上になると、偏光板用保護フィルムまたは離型フィルムに適用した際、色相の歪曲によって異物や欠点の検査感度が顕著に低くなるので、１２°未満に管理する必要がある。
全体のフィルムの、幅方向を基準として測定された前記式４において、面内位相差値のＲｅ標準偏差が、幅方向(ＴＤ)を基準として標準偏差の値が１００より大きいと、光透過度の均一性が不足して光機能性を高めにくくなる。
ここで、前記式１～２において、ＭＤｓは機械方向（縦方向；ＭＤ）の延伸速度（ＭＤ延伸速度）であり、ＴＤｓは幅方向の延伸速度（ＴＤ延伸速度）であり、各延伸速度は下記式５～８によって計算される。
具体的には、前記機械方向の延伸速度は下記式５によって計算される。
［式５］
平均ＭＤ延伸速度＝（Ｓ１ｓｔ＋Ｓ２ｎｄ）／２
（前記式５において、Ｓ１ｓｔおよびＳ２ｎｄは、それぞれ独立して、第１～第３の延伸ロールを備えた装置を用いる２段延伸工程での、下記式６および７で表される各延伸ロール間の区間別の延伸速度（％／ｍｉｎ）であり、
［式６］
Ｓ１ｓｔ＝Ｅ１／［Ｌ１／｛（Ｒ２－Ｒ１）／２｝］
［式７］
Ｓ２ｎｄ＝Ｅ２／［Ｌ２／｛（Ｒ３－Ｒ２）／２｝］，
式６および７において、
Ｅ１およびＥ２はそれぞれ前記２段延伸工程の各区間での延伸倍率（％）であり、
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３はそれぞれ独立して個別延伸ロール（Ｒ／Ｌ）の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、
Ｌ１は第１延伸ロールから第２延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、Ｌ２は第２延伸ロールから第３延伸ロールまでの間の距離（ｍ）である。）
前記第１～第３の延伸ロールを備えた２段延伸ロールの一例は図１に示すとおりである。
図１に示すように、機械方向の延伸速度は周速の差を利用したロールトゥロール(Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ)ＭＤ延伸工程でのＭＤ延伸速度を示す。また、このような延伸工程は、機械方向にフラットである（ＭＤ Ｆｌａｔ）２段延伸時の延伸工程図を基準として、上述した式５～７のパラメータにより計算される。そして、延伸段階を区分して各区間の延伸速度を計算して、最終的に得た平均値をＭＤ延伸速度と定義する。
また、前記幅方向の延伸速度は下記式８によって計算される。
［式８］
ＴＤ延伸速度＝Ｅ／（Ｌ／ＬＳＰ）
（前記式８において、Ｅは、第１～第３の延伸ロールを備えた２段延伸工程の後、テンター式延伸工程における複数の延伸ゾーンでの延伸倍率（％）であり、
Ｌは、複数の延伸ゾーンの総長さ（ｍ）であり、
ＬＳＰは、テンター式延伸工程における線速度（Ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ）（ｍ／ｍｉｎ）である。）
したがって、本明細書で、前記ポリエステル多層フィルムは、１以上の複数の延伸ロールあるいは第１～第３の延伸ロールと、１つ以上の複数の延伸ゾーンが備えられた２段延伸工程により提供される。
図２は、複数の延伸ゾーンを含むテンター式延伸工程の構成を簡略に示す図である。
縦延伸の延伸比は、延伸前の長さに対する延伸後の長さの比、すなわち、延伸後の長さ／延伸前の長さを意味するが、実際の連続工程で計算する際にはロールトゥロール（ｒｏｌｌ－ｔｏ－ｒｏｌｌ）縦延伸（機械方向の延伸）の場合、延伸前のロール速度に対する延伸後のロール速度の比を延伸比として使用する。前記テンター（ｔｅｎｔｅｒ）を利用した横延伸（幅方向の延伸）の場合、テンター入口の幅に対する出口の幅の比を延伸比と定義しうる。
さらに、前記ポリエステル多層フィルムは、従来よりも低い厚さ偏差率を示し、光学特性を改善することができる。
また、本発明によれば、偏光ムラが抑制され、有機／無機粒子によって発生した凹凸の中心線の表面粗さのＲａ値が、下記式９を満たして、高速加工走行性に優れた二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することができる。前記の特性を有するポリエステルフィルムは、１９～７５μｍの厚さとなりうる。
［式９］
１５ｎｍ≦Ｒａ≦２５ｎｍ
前記式９において、表面粗さ（表面粗度）の値が、１５ｎｍより小さいと、延伸工程のロール(Ｒｏｌｌ)を通過(Ｐａｓｓｉｎｇ)する過程でスクラッチ(Ｓｃｒａｔｃｈ)を誘発する確率が高くなり、２５ｎｍより大きいと、巻き取り工程でフィルムとフィルムとの間に空気層が過多に形成されて、フォーム不良現象が発生する確率が高いため巻き取り不良が発生する確率が高い。
この時、前記式３で定義される配向角はＴＤを基準としての配向角度を意味し、前記式４に記載されたＲｅは、面内位相差を意味し、式１０によって計算される。また、前記式４の面内位相差の標準偏差（Ｒｅ標準偏差）は、式１１によって計算される。
［式１０］
Ｒｅ＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄ
（前記式１０において、ｎｘは主配向軸方向の屈折率であり、ｎｙは主配向軸方向の垂直方向に該当する屈折率であり、ｄはフィルムの厚さである。）
［式１１］
Figure 2022550133000002
（前記式１１において、
Figure 2022550133000003
は位相差測定値の個別の値であり、
Figure 2022550133000004
は位相差測定値の全体の平均であり、ｎは位相差測定の回数である。）
このような、ＭＤおよびＴＤの延伸速度が前記式１～２を満たす範囲内で、配向角偏差および前記式４を満たす面内の位相差偏差をすべて満たすとき、偏光ムラが発生する現象を抑制することができる。また、配向角が前記式３を満たす範囲内で、偏光板用保護フィルムおよび離型フィルムとして使用するとき、色相の歪曲を防止して異物や欠点の検査感度を上げることができるのであり、より好ましくは配向角が０°以上～１０°以下であることで、さらに優れた効果を奏することができる。
また、前記式９を満たす表面粗さの範囲内でフィルムの走行性および巻き取り性に優れ、フィルムがロール(Ｒｏｌｌ)を通るときのスクラッチ(Ｓｃｒａｔｃｈ)の発生を防止でき、巻き取る際に過度な空気(Ａｉｒ)層によるフォーム不良を防止でき、後工程時のコーティング性に優れ、ユーザーが要求するコーティング安定性を満たすことができ、離型剤を均一に、かつ高速で塗布できるので好ましい。より好ましくはＲａが１６～２３ｎｍのものであり得る。
このような本発明のポリエステル多層フィルムは、前記コア層がフィルム全体の７０～９０重量％であり、スキン層がフィルム全体の１０～３０重量％であり得る。
前記粘着防止剤は、有機粒子、無機粒子またはこれらの混合物を含み得る。
より具体的には、前記コア層およびスキン層に使用され、本発明のポリエステルフィルムをなすポリエステル樹脂は、特に制限されず、通常のポリエステル樹脂を使用するものであり得る。ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸を主成分とする酸性分と、アルキレングリコールを主成分とするグリコール成分とを縮重合して得られる。前記ジカルボン酸は、制限されないが、テレフタル酸またはそのアルキルエステルやフェニルエステルなどを使用でき、一部は、イソフタル酸、オキシエトキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸および５－ナトリウムスルホイソフタル酸などの二官能性カルボン酸またはそのエステル形成誘導体に置き換えて使用することができる。また、グリコール成分としては、制限されないが、エチレングリコールを主に使用し、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチレングリコール、１，４－シクロヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，４－ビスオキシエトキシベンゼン、ビスフェノールおよびポリオキシエチレングリコールなどを混合して使用でき、一官能性化合物または三官能性化合物を一部併用することができる。
この他にもポリエステル樹脂重合時、通常フィルム分野で使用される添加剤、すなわち、ピニング剤（ｐｉｎｎｉｎｇ）、帯電防止剤、紫外線安定剤、防水剤、スリップ剤および熱安定剤より選択される１種または２種以上の成分を含み得るのであり、これに制限されるものではない。
前記ポリエステル樹脂は、当該技術分野で通常の重合方法のＴＰＡ（テレフタル酸；Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ）重合法またはＤＭＴ（テレフタル酸ジメチル；ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）重合法などにより製造でき、これに制限されるものではない。
本発明の一様態で、前記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレフタレートであり得る。すなわち、前記ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸としてテレフタル酸（Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ）を使用し、グリコールとしてエチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）を使用して製造したポリエチレンテレフタレートであり得る。また、本発明のポリエステルフィルムは、表面粗度を均一に形成するために、粘着防止剤（Ａｎｔｉ－Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ａｇｅｎｔ）として粒子を含むことが好ましい。粘着防止剤は、耐スクラッチ性および均一な表面粗度の形成のために添加されるもので、有機粒子および無機粒子より選択される、いずれか一つまたは二つ以上の混合物であり得る。前記無機粒子としては、当該技術分野で自明に使用される粒子であれば制限なく使用できる。例えば、炭酸カルシウム、シリカ、二酸化チタン、高陵土(カオリン)、硫酸バリウム、アルミナシリケートおよびカルシウムカーボネートなどより選択されるいずれか一つまたは二つ以上を混合して使用できるのであり、これに制限されるものではない。前記有機粒子は、シリコーン樹脂、架橋ジビニルベンゼンポリメタクリレート、架橋ポリメタクリレート、架橋ポリスチレン樹脂、ベンゾグアナミン－ホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン－メラミン－ホルムアルデヒド樹脂、およびメラミン－ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選ばれる、いずれか一つ、または二つ以上の混合物であり得るのであり、これに制限されるものではない。
前記粘着防止剤の含有量は、制限されるものではないが、フィルム全体の内の２００～２，０００ｐｐｍで含むのであり得るのであり、より具体的には４００～１，０００ｐｐｍで含むのであり得る。また、前記粘着防止剤の大きさは、制限されるものではないが、平均粒径が０．０１～５μｍ、より具体的には０．１～３μｍのものであり得る。そして、前記粘着防止剤の投入は、ポリエステル樹脂の合成時、グリコール類に分散させたスラリーの形態で添加することが、分散性に優れ、粒子間の再凝集を防止できるので効果的であるが、これに制限されず、マスターバッチチップ(Ｍａｓｔｅｒ Ｂａｔｃｈ Ｃｈｉｐ)の製造時に添加するのであり得る。
したがって、本発明の一様態で、前記二軸延伸ポリエステルフィルムは、少なくとも２層以上が積層された多層フィルムであり得るのであり、前記多層フィルムは、コア層と、前記コア層の両面にそれぞれ少なくとも１層以上が積層されたスキン層を含むものであり得る。一例として、前記ポリエステル多層フィルムはスキン層／コア層／スキン層が順次積層された３層フィルムの構成であり得る。
この時、コア層が全体フィルムの７０～９０重量％であり、スキン層が１０～３０重量％であり、前記スキン層に粘着防止剤を含むようにすることによって共押出時界面安定化に優れ、製膜が容易で、ヘイズが低く、上述した式１～３を満たして収縮が少ないフィルムを製造することができる。
前記コア層はポリエステル樹脂、より具体的にはポリエチレンテレフタレート樹脂単独からなる。前記コーター層の場合、粘着防止剤を含み得るが製膜安定性およびフィルム走行性を向上させるための観点から、前記粘着防止剤はスキン層に含むことが好ましい。前記コア層に使用されるポリエチレンテレフタレート樹脂は固有粘度が０．６～０．７ｄｌ／ｇのものを使用することが耐熱性に優れ、共押出時の界面不安定が発生しないが、これに制限されるものではない。
また、前記スキン層は、固有粘度が０．６～０．７ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂と、粘着防止剤を含み、固有粘度が前記範囲を満たす範囲で界面不安定が発生せず、コア層と安定して積層されて多層フィルムを製造しやすく、加工性が容易であるという長所があるが、これに制限されるものではない。また、前記スキン層は、粘着防止剤の使用により、製膜安定性とフィルム走行性を向上させることができる。
このような本発明の一様態で、前記二軸延伸ポリエステルフィルムは、総厚さが１９～７５μｍ、より好ましくは３８～５０μｍのものであり得、前記範囲で薄膜に製造される傾向の電子材料用のベースフィルムとして好適に使用することができる。
一方、本発明の他の実施形態により、ａ）ｉ）第１ポリエステル樹脂チップと、ｉｉ）第２ポリエステル樹脂チップおよび粘着防止剤を含む組成物を用いて、コア層、および、前記コア層の両面に少なくとも１層以上のスキン層が含まれた多層になるように、共押出しを行い３０℃以下に急冷して未延伸シートを製造する段階；および、ｂ）前記未延伸シートを逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階；および、ｃ）前記二軸延伸されたフィルムを熱固定する段階；を含み、前記逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階は、前記未延伸シートを８５～１１０℃にて機械方向に４５，０００～５５，０００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍１次縦延伸する段階；および前記１次延伸されたシートを９５～１４０℃にて幅方向に４，５００～５，５００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍２次横延伸する段階；を含む前記ポリエステル多層フィルムの製造方法が提供される。
このような本発明の一様態で、前記二軸延伸ポリエステルフィルムは、有機粒子および無機粒子より選択される、いずれか一つまたは二つ以上の粘着防止剤を含み、単層フィルム、または２層以上が積層された多層フィルムであり得る。より具体的には、コア層と、前記コア層の両面にそれぞれ少なくとも１層以上が積層されたスキン層を含み、コア層がフィルム全体の７０～９０重量％であり、スキン層が１０～３０重量％であり、前記スキン層に有機粒子および無機粒子より選択される、いずれか一つまたは二つ以上の粘着防止剤を含むものであり得る。
より具体的な本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法の一様態は、固有粘度が０．６～０．７ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂を含む第１ポリエステル樹脂チップと、固有粘度が０．６～０．７ｄｌ／ｇのポリエステル樹脂を含む第２ポリエステル樹脂チップと粘着防止剤を含む組成を用いて、２６０～３００℃で溶融して共押出しを行った後、ダイを通じて、単層、または二層以上の多層に吐出して３０℃以下に急冷して未延伸シートを製造する。
前記フィルムを熱固定する段階は、前記２次延伸されたフィルムを、第１熱処理ゾーン～第５熱処理ゾーンを含む合計５個の熱処理ゾーンで２００～２５０℃で熱固定しながら、第４熱処理ゾーンから第５熱処理ゾーンまでのＭＤ弛緩率とＴＤ弛緩率の総弛緩率が１～５％になるように弛緩する段階を含み得る。
このような方法で、第１ポリエステル樹脂を含むコア層；および、前記コア層の両面に形成された第２ポリエステル樹脂および粘着防止剤を含む、少なくとも１以上のスキン層；を含み、上述した数式によるパラメータ物性をすべて満たすポリエステル多層フィルムが提供される。
本発明では、逐次二軸延伸方法を適用して、ＭＤとＴＤの延伸速度および倍率を特定に調節することによって、低い配向角と位相差の偏差を最小化させて、偏光ムラを画期的に抑制し、優れた光学特性および光機能性と、優れた外観品質を有し、厚さ偏差を最小化させて、優れた生産性を有し、高速加工に適した走行性を有するポリエステルフィルムを製造することができる。
本発明の一実施例による、ＭＤ延伸速度を計算するための機械方向にフラットな(ＭＤ Ｆｌａｔの)２段延伸時のロールトゥロール工程図を簡略に示す図である。 本発明の一実施例による、ＴＤ延伸速度を計算するための、テンター式延伸設備での延伸区域を簡単に示す図である。 偏光計(polarimeter)のニジ(虹)ムラの評価方法を簡単に示す図である。
以下、発明の具体的な実施例により、発明の作用および効果をより詳細に説明する。ただし、このような実施例は発明の例示として提示されたものに過ぎず、発明の権利範囲はこれによって定まるものではない。
［実施例１］
コア層には、無機粒子を含まない、固有粘度が０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）チップを使用し、スキン層には、平均粒径が２．６μｍのシリカ粒子を４００－１０００ｐｐｍ含む、固有粘度が０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを使用し、スキン層／コア層／スキン層が順次積層された３層フィルムを製造した。その後、前記積層フィルムを共押出しし、３０℃以下に制御されている冷却ロールでキャスティングして未延伸シートを製造した。この際、前記のコア層はフィルム全体の重量の８０重量％になるようにし、スキン層はフィルム全体の重量の２０重量％になるようにした。
その後、前記未延伸シートを用いて、機械方向および幅方向に延伸を行い、式１および２により計算された方法により、延伸速度と延伸倍率を調節した。
すなわち、図１の構成を含む機械方向にフラットな（ＭＤ ｆｌａｔの）２段延伸工程と、図２のテンター式工程を用いて未延伸シートを延伸した。そのため、未延伸シートに対して機械方向（ＭＤ）に５４６３１％／ｍｉｎ．の延伸速度で３．２倍に延伸した後、幅方向（ＴＤ）に４，８７５％／ｍｉｎ．の速度で４．５倍に延伸し、２１５℃で熱処理した。前記熱処理時に合計５個の区域（Ｚｏｎｅ）で構成されている熱処理ゾーン（Ｚｏｎｅ）を基準として、下記表１のように、第４熱処理ゾーンから第５熱処理ゾーンまでのＭＤ弛緩およびＴＤ弛緩を合わせて合計２．８％弛緩させて、３８μｍの厚さの多層フィルムを製造した。フィルム製膜条件は表１に示した。
［実施例２～３および比較例１～４］
下記表１のように、ＭＤ延伸比およびＭＤ延伸速度、ＴＤ延伸比およびＴＤ延伸速度、フィルム厚さを調節することについて変化させたことを除いては、前記実施例１と同様の方法で多層フィルムを製造した。
Figure 2022550133000005
［実験例］
前記実施例１～３および比較例１～４のフィルム製造後の物性は、以下の評価項目別の測定方法により測定し、その結果を表２に示した。
＜物性測定および評価方法＞
１）ヘイズ（Ｈａｚｅ）測定
それぞれ製造されたフィルムを、ヘーズメーター(Ｈａｚｅ Ｍｅｔｅｒ)（日本電色工業株式会社(ＮＩＰＰＯＮ ＤＥＮＳＨＯＫＵ社)、ＮＤＨ－５０００，日本）を用いてＡＳＴＭ Ｄ－１００３の測定方法により測定した。
２）偏光計でのニジ(虹)ムラの評価方法
偏光歪み評価機器（新東科学株式会社(Ｓｈｉｎｔｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社)、Ｈｅｉｄｏｎ－２４Ｗ、日本）を用いて、下段の偏光軸と上段の偏光軸を直交（９０°）するように調整した後、Ａ４の大きさに裁断したサンプルを評価機器の下段に載せて、上から肉眼で、フィルムのニジムラの有無を評価した（図３参照）。
＜評価基準＞
ニジムラが視認される場合を「有」、ニジムラが視認されない場合を「無」と判断する。
３）配向角の評価方法
マイクロ波方式の分子配向計（王子計測機器株式会社(Ｏｊｉ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社)、ＭＯＡ－７０１５，日本）を用いて、専用試料ホルダに、各フィルム試料を取り付けた後、分子配向計に挿入して配向角を測定した。ＭＤを基準として配向角の値が出るので、ＴＤを基準として配向角を有するために９０°で実際の測定値を引いた値の絶対値を表２に示した。
４）面内位相差の測定
平行ニコル回転方式の位相差測定装置（王子計測機器株式会社(Ｏｊｉ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社)、ＫＯＢＲＡ－ＷＰＲ、日本）を用いて５９０ｎｍの測定波長で位相差の値を測定した。
５）厚さ評価方法および厚さ偏差Ｒ値の計算方法
電気マイクロメーター測定器（Ｍａｈｒ社、Ｍｉｌｌｉｍａｒ－１２４０，ドイツ）でもって、製造されたフィルムを幅方向に５ｃｍ間隔で測定し、測定した厚さを下記の式１２により計算して、厚さ偏差Ｒ値を計算した。
［式１２］
Figure 2022550133000006
（前記式１２において、
Figure 2022550133000007
は厚さ測定値の個別値であり、
Figure 2022550133000008
は厚さ測定値の平均であり、ｎは厚さ測定回数である）
６）表面粗さの評価方法
２次元接触式の表面粗さ測定器（株式会社小坂研究所(ＫＯＳＡＫＡ) ＳＥ－３３００，日本）を用いてＪＩＳ Ｂ－０６０１の測定方法により、Ｒａ（中心線平均粗さ）、Ｒｚ（１０点平均粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ粗さ）を測定した。
具体的には、ＪＩＳ－Ｂ０６０１を基準として、製造されたポリエステルフィルムを全体幅の横方向基準の中央部をＡ４の大きさに切断した後、再び３０ｍｍ３０ｍｍ大きさに切断して、表面粗さ測定器の試料台にスコッチテープで貼り付け、測定速度０．０５ｍｍ／ｓｅｃ、基準長さ（Ｃｕｔ－Ｏｆｆ）値０．０８ｍｍの条件下で表面粗さを測定した。
フィルム単面の曲線から、その中心線方向に基準の長さ１．５ｍｍを選択して、合計５回測定して平均値を算出し、Ｒａ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は中心線の平均粗さ値で中心線から断面曲線までの平均高さである。
７）スクラッチ（Ｓｃｒａｔｃｈ）の評価方法
一枚のフィルムを壁に付けて落下させた後、ポラリオンクリーンルームライト（Ｓｅａｒｃｈ Ｌｉｇｈｔ; Ｐｏｌａｒｉｏｎ社、ＰＳ－ＮＰ１，韓国）でもって、０～１８０°の角度に回しながら、視認の有無を確認する方法で肉眼評価した。
＜評価基準＞
視認された場合を「有」と、視認されない場合を「無」と、肉眼で評価する。
８）巻き取りフォームの評価方法
巻き取りされたロールの端面からフィルムがはみ出した長さを、長さ測定器（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社、ＣＡ－３０ＰＳＸ、日本）でもって、ゼロ点を合わせた後に測定した。
＊評価基準：フィルムがはみ出した長さについて２ｍｍ以上飛び出した場合を「有」、フィルムがはみ出した長さが２ｍｍ未満である場合を「無」と判断する。
Figure 2022550133000009
前記表２の結果から見れば、実施例１～３はフィルム製造の際、ＭＤとＴＤの延伸速度と倍率を特定に調節することにより、比較例１～４に比べて低い配向角を示すことで、面内位相差の偏差を顕著に減らすことができ、偏光ムラが画期的に抑制された。したがって、本発明のポリエステルフィルムは、優れた光学特性と光機能性を有し、外観特性にも優れ、厚さ偏差率も低くなり、光学ディスプレイ分野の偏光板に使用されることで性能改善に寄与することができる。また、本発明は、従来よりも生産性に優れ、高速加工に適した走行性を有するポリエステルフィルムの製造方法を提供し、経済的効果を図ることもできる。

Claims (9)

  1. 第１ポリエステル樹脂を含むコア層と、
    前記コア層の両面に形成された第２ポリエステル樹脂および粘着防止剤を含む、少なくとも１つ以上のスキン層と、を含み、
    機械方向(ＭＤ)と幅方向(ＴＤ)の延伸速度および延伸倍率に対する関係式である下記式１および式２で表される条件を満たす範囲内で、幅方向を基準として、マイクロ波方式の分子配向計でもって測定された配向角が式３を満たし、位相差測定器でもって５９０ｎｍにて測定された面内の位相差の標準偏差（Ｒｅ標準偏差）が式４を満たす、
    ポリエステル多層フィルム。
    ［式１］ ４５，０００％／ｍｉｎ．≦ＭＤｓ≦５５，０００％／ｍｉｎ．
    ［式２］ ４，５００％／ｍｉｎ．≦ＴＤｓ≦５，５００％／ｍｉｎ．
    ［式３］ ０°＜｜配向角｜＜１２°
    ［式４］ ０≦Ｒｅ標準偏差≦１００
    （前記式１において、ＭＤｓは、下記式５によって計算される機械方向の延伸速度であり、
    ［式５］ 平均ＭＤ延伸速度＝（Ｓ１ｓｔ＋Ｓ２ｎｄ）／２
    前記式５において、Ｓ１ｓｔおよびＳ２ｎｄは、それぞれ独立して、第１～第３の延伸ロールを備えた装置を用いる２段延伸工程における下記式６および７で表される各延伸ロール間の区間別の延伸速度（％／ｍｉｎ）であり、
    ［式６］ Ｓ１ｓｔ＝Ｅ１／［Ｌ１／｛（Ｒ２－Ｒ１）／２｝］
    ［式７］ Ｓ２ｎｄ＝Ｅ２／［Ｌ２／｛（Ｒ３－Ｒ２）／２｝］、
    前記式６および７において、
    Ｅ１およびＥ２は、それぞれ、前記２段延伸工程の各区間での延伸倍率（％）であり、
    Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立して、個別延伸ロール（Ｒ／Ｌ）の回転速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、
    Ｌ１は第１延伸ロールから第２延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、Ｌ２は第２延伸ロールから第３延伸ロールまでの間の距離（ｍ）であり、
    前記式２において、ＴＤｓは、下記式８によって計算される幅方向の延伸速度であり、
    ［式８］ ＴＤ延伸速度＝Ｅ／（Ｌ／ＬＳＰ）
    前記式８において、Ｅは、第１～第３の延伸ロールを備えた２段延伸工程の後、テンター式延伸工程における複数の延伸ゾーンでの延伸倍率（％）であり、
    Ｌは、複数の延伸ゾーンの総長さ（ｍ）であり、
    ＬＳＰは、テンター式延伸工程における線速度（Ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ）（ｍ／ｍｉｎ）である。）
  2. 表面粗さ（Ｒａ）が下記式９を満たす、請求項１に記載のポリエステル多層フィルム。
    ［式９］ １５ｎｍ≦Ｒａ≦２５ｎｍ
  3. 前記コア層がフィルム全体の７０～９０重量％であり、スキン層がフィルム全体の１０～３０重量％である、請求項１に記載のポリエステル多層フィルム。
  4. 前記粘着防止剤は有機粒子、無機粒子またはこれらの混合物を含む、請求項１に記載のポリエステル多層フィルム。
  5. 前記ポリエステル多層フィルムは１９～７５μｍの厚さを有する、請求項１に記載のポリエステル多層フィルム。
  6. ａ）ｉ）第１ポリエステル樹脂チップと、ｉｉ）第２ポリエステル樹脂チップおよび粘着防止剤を含む組成物を用いて、コア層および前記コア層の両面に少なくとも１層以上のスキン層が含まれた多層になるように、共押出しを行い、３０℃以下に急冷して未延伸シートを製造する段階と、
    ｂ）前記未延伸シートを逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階と、
    ｃ）前記二軸延伸されたフィルムを熱固定する段階と、を含み、
    前記逐次に二軸延伸してフィルムを製造する段階は、
    前記未延伸シートを８５～１１０℃にて機械方向に４５，０００～５５，０００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍に１次縦延伸する段階と、
    前記１次延伸されたシートを９５～１４０℃にて幅方向に４，５００～５，５００％／ｍｉｎ．の速度で２～５倍に２次横延伸する段階と、を含む
    請求項１に記載のポリエステル多層フィルムの製造方法。
  7. 前記フィルムを熱固定する段階は、
    前記２次延伸されたフィルムを、第１熱処理ゾーン～第５熱処理ゾーンを含む合計５個の熱処理ゾーンにて２００～２５０℃で熱固定しながら、第４熱処理ゾーンから第５熱処理ゾーンまでのＭＤ弛緩率とＴＤ弛緩率の総弛緩率が１～５％になるように弛緩する段階を含む、請求項６に記載のポリエステル多層フィルムの製造方法。
  8. 前記ｉ）第１ポリエステル樹脂チップと、ｉｉ）第２ポリエステル樹脂チップは、固有粘度が０．６～０．７ｄｌ／ｇである、請求項６に記載のポリエステル多層フィルムの製造方法。
  9. 前記粘着防止剤の含有量はフィルム全体の内の２００～２，０００ｐｐｍで含むように添加する、請求項６に記載のポリエステル多層フィルムの製造方法。
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