KR100297641B1 - 점착제층을 갖는 편광필름의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
셀루로오스트리아세테이트필름을 보호필름으로 하는 편광성 폴리비닐알콜필름과 이형처리된 폴리에스텔 보호필름을 합지, 접착시켜서 되는 점착제층을 갖는 편광필름의 제조방법에 있어서, 로울러를 이용하여 상기 필름 사이에 에너지선 조사 가교형 점착제층이 형성되도록 합지시키고, 합지된 필름에 에너지선을 조사하여 점착제를 가교시켜 점착제층을 갖는 편광필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 종래 용제형 점착제를 사용하는 방법에 비하여 작은 생산설비로 제조시간을 단축시켜 줄수 있으며 점착제의 두께를 얇으면서도 균일하게 조정하여 줄수 있다는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 직선편광(直線偏光)을 뽑아내는데 사용되는 점착제층을 갖는 편광필름(polarizing film)의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 빛은 편광면(Plane of Polarization)이 수직인 두 개의 직선편광이 합하여진 것으로 볼 수 있다. 빛의 진행방향과 자기장(磁氣場)을 포함하는 면을 편광면이라 부르며, 편광면이 하나의 평면(平面)에 한정되어 있는 것을 직선편광 또는 평면편광이라고 하는데 본 발명은 직선 편광을 뽑아 내는데 사용되는 필름상 합성수지로 된 편광필름의 제조방법에 관한 것이다.
광선중에서 직선평관을 뽑아내는데 사용되는 대표적인 것으로서는 수정(水晶)과 같은 복굴절성(復屈折性)의 결정을 써서 만들어진 편광프리즘(Polarizing prism)이 있다.
최근 액정표시장치가 광범위하게 산업에 이용됨에 따라 여기에 사용되는 박막(Thin-film)상의 편광판이 이미 상품화되어 있다.
박막편광판(Polarizing Plastic Thin Film)은 액정표시장치(Liguid Crystal Displays :이하 LCD라 한다)를 사용하는 손목시계, 전자수첩, 노트북 컴퓨터 켐코더 등의 화상 표시장치나 선그라스(Sun glass)와 같이 편광을 요구하는 분야에서 광범위하게 이용되고 있다.
이 편광판은 그 용도상 편광성능을 유지하면서 두께가 얇을수록 유용하고, 그 특성상 고도의 광투과성과 자외선흡수성, 내수성, 치수 안정성, 내마모성 등을 고루 갖출 것이 요구되는 기술집약형 제품이다. 현재 요드(Iodine)나 이색성 유기염료로 처리한 편광성 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol : 이하 PVA라 한다) 필름을 편광기재(基材) 필름으로 하고 치수나 변형에 대한 안정성과 내마모성은 물론 우수한 투명성, 자외선 흡수성, 내구성을 갖고 있는 셀루로오스트리아세테이트(Cellulose Triacetate :이하 CTA라 한다) 필름을 이 편광기재필름을 보호하는 보호필름으로 하여 구성시킨 박막편광판(Polarizing plast thin film)이 시판되고 있다.
종래 CTA 필름과 편광성 PVA 필름으로 구성된 편광판(CTA필름/PVA필름/CTA필름)을 액정 표시소자(Liquid crystal display)의 전면 또는 후면에 접착시켜주기 위하여는 CTA 필름층 위에 점착제층을 형성시켜 주어야만하고 이 점착제층을 형성시켜 주는 점착제로서는 유성 또는 수성 아크릴계수지와 같은 용제형 점착제를 사용하고 있으나 이들은 접착후 용제를 증발시켜 주어야 하므로 반드시 용제를 증발 건조시켜 주는 건조실이 있어야하고 용제를 완전히 증발 건조시켜 주기 위하여는 건조에 따르는 제조시간이 길어지게 되며 풍건(風乾)하는 관계상 평활한면 유지에 어려움이 있으며 용제 건조과정에서 기포 발생이나 이물의 혼입의 문제가 많고 유성 또는 수성아크릴수지계 점착제의 농도나 점도의 차이에 따른 코팅시 균일하게 두께를 조절하는데 많은 어려움이 따르고 있다.
또한 편광판과 보호 필름사이에 직접 점착제 처리를 할 수 없어 반드시 이형층을 갖는 보호필림에 점착제 도포한 후 편광판에 합착하여야 하며 합착 과정에서 기포 유입등 어려움이 있고 완전 건조가 안된 경우 휘발분 함유의 문제가 있었다. 이때 보호필름으로서는 폴리에스텔(Polyethylene terephthalate : 이하 PET라 한다) 필름이 일반적으로 사용된다.
즉, CTA 필름은 편광성 PVA 필름의 보호층으로 사용되며 이형처리된 PET 필름은 점착제를 도포한 전체 편광필름의 보호층으로 사용되며 PET 필름은 편광필름을 액정표시장치에 부착시켜 줄 때 제거한다.
또한 건조 설비 때문에 크린룸(Clean room) 공간을 많이 차지하고 건조 열풍도 마이크로 필터를 통과한 청정공기로 사용하므로 그 부대설비의 시설이 불가피하므로 그 설치비용과 관리유지비가 과대하게 소요되는 어려움이 따른다.
본 발명은 종래 편광성 필름에 점착제층을 형성시켜주고 이형처리된 PET 보호필름을 편광성필름과 합지시킴에 있어서, 유성 또는 수성아크릴계 수지와 같은 용제형 점착제를 사용하는데 따르는 문제점을 해결하기 위하여 100% 고형분으로만 구성된 점착제를 사용하되 이 점착제가 전자선(Electron beam : 이하 EB라 한다)이나 자외선(Ultra violet ray : 이하 UV라 한다)과 같은 에너지선(Energy beam)의 조사로 가교될 수 있는 가교형의 비용제형 점착제를 사용하여 편광성필름에 점착제층과 보호필름층을 갖도록 하는데 그 특징이 있다.
도1은 본 발명의 편광필름 제조공정과 제조장치를 나타낸 도면이고
도2는 본 발명에서 CTA 필름층의 일면에만 PET 보호필름층을 형성시킨 편광필름의 단면도이고
도3은 본 발명에서 CTA 필름층 양면에 PET 보호필름층을 형성시킨 편광필름의 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1, 9 : PET 필름 2,8 : 이형제 3, 7, 10 : 점착제
4, 6 : CTA필름 5 : 편광성 PVA 필름 10, 11 : 로울러
12 : 전자빔 또는 UV빔 조사 장치
양면에 CTA 필름층을 보호층으로 갖는 편광성 PVA 필름층로 구성된 편광판에 있어서 CTA 필름층의 어느 한면에 에너지선 조사 가교성 점착제가 도포되도록 하고 EB나 UV를 조사하여 짧은 시간내에 점착제층을 가교시켜 주는 것을 특징으로 하는 점착제층을 갖는 편광필름의 제조방법에 관한 것이다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.
<실시예>
- 점착제의 구성 -
아크릴산 에스텔 공중합체 100중량부
광중합성 아크릴화합물 50~100중량부
광중합 개시제 1~5중량부
상기 조성물을 균일하게 혼합하고 탈포(脫泡)한 후 도1에 도시한 장치를 사용하여 CTA 필름(4)과 이형제층(2)을 갖는 PET 필름(1) 사이에 점착제층(7)을 형성시킨다.
상기 점착제 조성물에 있어서, 아크릴산에스텔 공중합체는 아크릴산과 알콜류를 에스텔 반응시켜서 얻어지는 공중합체이다.
여기에 사용되는 알콜류로서는 메탄올, 에탄올, 푸로판올, 부탄올, 옥틸알콜, 헥실알콜 등이 적당하다.
상기 아크릴산 에스텔 공중합체는 부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등에서 선택될 수 있다. 광중합성 아크릴 화합물은 올리고 에스텔 아크릴레이트나 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올푸로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 모노하이드로옥시 펜타아크릴레 중에서 선택될 수 있고 광중합 개시제는 벤조페논, 벤조일 에틸에텔, α-하이드로옥시헥실페닐사이크로케톤, 벤조일 이소부틸에텔, 아조비스 이소부틸니트릴 중에서 선택될 수 있다.
한편에서는 이형제(2)층을 갖는 PET 필름(1)을 롤러(10),(11) 사이에 삽입하고 다른 한편에서는 CTA 보호층(4),(6)을 갖는 PVA 편광필름(5)을 삽입하여 PET 필름과 PVA 필름을 합지시키면서 점착제를 도포한다.
롤러 사이를 통과하면서 도2에 도시한 바와 같은 적층필름이 형성되는데 이적층필름에 전자빔 또는 UV 빔 조사장치(12)를 이용하여 자외선 또는 전자선을 조사한다.
이때 자외선의 경우
중심파장 : 약 365nm
통상조도 : 20~500㎽/em2
조사시간 : 3~100초
UV에너지 : 3~6eV
정도가 적당하였으며 가교시간은초 정도이었다.
양면접착이 필요한 편광필름의 경우에는 도3에 도시한 바와 같이 편광필름의 이면에도 상기와 같은 처리를 하여 주면된다.
본 발명의 방법은 종래의 용제형 점착제를 사용하는 방법과 비교하여 볼 때 종래의 방법에서는 별도 생산라인에서 점착제층을 형성시켜 준 후 보호필름을 합지하여야 하므로 그 장치 설비 및 과다한 장소가 필요하였으나 본 발명의 방법에서는 점착제층의 형성과 합지를 동일 시설에서 할 수 있어 설비감축이 가능하며 건조시설이 불필요하게 되는 이점이 있으며 또한 편광필름판 생산라인에 연관하여 연속적으로 작업할 수 있으며 두께를 두롤 사이의 간격을 조절하여 주므로서 균일하게 조절가능하며, 접착되여 나오면서 에너지선 조사공정을 거치면 UV인 경우 1초 ~100초 전자선인 경우 수분의 1초 내지 수십분의 1초 사이에 가교시켜 줄수 있으며 생산설비가 차지하는 공간이 감축되여 단위시간당 생산성 증가는 물론 작업공간의 단축으로 비용 절감을 극대화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 점착제 성능은 점착제 구성 조성물의 선택에 따라 다양하게 생산할 수 있다.
Claims (4)
- 셀루로오스트리아세테이트필름을 보호필름으로 하는 편광성 폴리비닐알콜필름과 이형처리된 폴리에스텔보호필름을 합지, 접착시켜서 되는 점착제층을 갖는 편광필름의 제조방법에 있어서, 로울러를 이용하여 상기 필름 사이에 에너지선 조사 가교형 점착제가 도포되도록 합지시키고 합지된 필름에 에너지선을 조사하여 점착제를 가교시켜 점착제층을 형성시키는 편광필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 에너지선 조사 가교형 점착제가 아크릴산 에스텔 공중합체, 광중합성 아크릴 화합물 및 광중합 개시제로 조성된 편광필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 에너지 선이 전자선 또는 자외선 중에서 선택되는 편광필름의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 아크릴산에스텔 공중합체가 부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 중에서 선택된 것이고 광중합성아크릴 화합물이 올리고 에스텔 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올푸로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 모노하이드로옥시 펜타아크릴레이트 중에서 선택된 것이고 광중합개시제가 벤조페논, 벤조일 에틸에텔, α-하이드로옥시셀실페닐사이크로케톤, 벤조일 이소부틸에텔, 아조비스 이소부틸니트릴 중에서 선택되는 편광필름의 제조방법.
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