KR100814751B1 - 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름에 관한 것으로서, 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 용융압출하고 적어도 일축배향시킨 후, 고형분 함량이 11.5 내지 18.5 중량%인 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 도포액을 도포하여 이축연신시켜 제조된 폴리에스터 필름은 LCD, PDP 등의 디스플레이 내장제 및 광학기기 내장제로써 우수한 광투과율을 발휘하며, 이 필름 위에 여러 가지 용도로 후가공 코팅된 코팅제와의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 필름간의 블로킹성이 우수하다.

폴리에스터*폴리우레탄*광투과율*블로킹성

Description

광투과율이 우수한 폴리에스터 필름{Polyester film with good transmissivity of light}

본 발명은 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분자내 주 반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 적어도 일축연신 배향하여 기계적 특성이 우수한 필름을 제조하고, 이의 적어도 일면에 광투과율을 높이기 위하여 수분산 폴리우레탄계 수지를 포함하는 도포액으로 도포처리해 줌으로써 전자재료용, 즉 디스플레이 내부에 사용하는 내장제로써 가시광선 영역에서 광투과율이 높은 폴리에스터 필름에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스터 필름은 안정한 화학구조를 가지고 있어 기계적 강도가 높으며, 내열성, 내구성, 내약품성 등의 물성 측면에서 우수한 특성을 나타낸다. 이 중에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, 이하 PET)는 저온에서 고온에 이르기까지 넓은 온도 범위에 걸쳐 물성의 안정성이 뛰어나고 내화학 특성이 우수하며, 기계적 강도, 표면 특성, 두께의 균일성이 양호하고 다양한 용도의 공정조건에 우수한 적응력을 가지고 있어 산업용, 전자재료용, 의료용, 포장용 등의 용도에 폭넓게 사용되고 있다. 또한, 최근 제기되고 있는 환경오염 문제에 있어서도 재활용율이 높아 산업분야에서 차지하는 중요도는 점점 커지고 있는 실정이다.

특히, 이러한 PET 필름은 디스플레이 내장제에 널리 이용되는 바, 예를 들면, LCD, PDP 등의 백 라이트 유니트(Back Light Unit) 부분의 광확산 필름에 사용되는 베이스 필름이다. 광확산 필름은 베이스 필름에 후가공 코팅을 하여 광투과율을 95% 이상 유지하여야 하는데, 통상의 PET의 광투과율은 89% 정도여서 PET 단독으로 사용하는 것은 불가능하다.

따라서, 상기와 같은 PET의 우수한 특성에도 불구하고 다른 수지와 마찬가지로 전자재료용, 특히 광투과율이 높은 용도와 같은 광학 특성을 발휘하는 용도에 사용될 경우 PET의 특성상 광투과율이 한정되어 있기 때문에 광투과율을 높여야 하는 문제점이 있다. 즉, PET의 광투과율을 높이기 위하여 PET 제조시 폴리머의 표면을 개질하는 방법, 수지를 도포하여 광산란을 억제하는 방법 등이 있다.

그러나, 표면개질 방법은 공정이 번거롭고, 제조 단가도 높아지며, 광학특성을 맞추기 위하여 다른 물성이 저하되는 문제가 있었다. 또한 수지를 도포하여 광산란을 억제하는 방법은 PET와 상용성이 좋은 적정수지를 선택해야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하던 중, 분자내 주 반복단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 용융압출하고 적어도 일축배향시킨 후, 수분산 폴리우레탄계 수지를 적어도 일면에 도포하여 이축연신시켜 폴리에스터 필름을 제조한 결과, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름보다 광투과율이 향상됨을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름을 제공하는 데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름은 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 용융압출하고 일축배향시킨 다음, 고형분 함량이 11.5 내지 18.5 중량%인 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 도포액을 적어도 일면에 도포하여 이축연신시켜 제조된 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름은 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 용융압출하고 일축배향시킨 필름을 제조한 후, 수분산 폴리우레탄계 수지를 포함하는 도포액을 적어도 일면에 도포하여 이축연신시켜 제조된 것이다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스터는 방향족 디카르복실산을 주성분으로 하는 산성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중합한 것이다.

이러한 방향족 디카르복실산의 구체적인 예로는, 디메틸테레프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, 디페닐디카르복실산 등이 있으며, 이들 중에서 디메틸테레프탈레이트 또는 테레프탈산이 바람직하다.

또한, 알킬렌글리콜의 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜 등이 있으며, 이들 중 에틸렌글리콜이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스터 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단독 중합체이다.

한편, 본 발명에서는 광투과율을 높이기 위하여 폴리에스터 필름에 도포되는 폴리우레탄 수지의 수분산 도포액을 살펴본다. 여기서 폴리우레탄 수지는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 중합하여 얻어진 것으로, 주사슬에는 우레탄 결합을 가지며, 분자 말단에는 친수성기를 가져 물에 잘 분산되는 고분자이다. 주사슬의 폴리올은 방향족의 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르본산 등의 디카르본산이 포함된 폴리에스터 폴리올; 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드의 불록 공중합물 또는 알킬렌 옥사이드와 활성수소 화합물로 중합된 폴리에테르 폴리올; 및 기타 공지된 폴리올이다.

한편, 본 발명의 수분산 폴리우레탄 수지의 고형분 함량은 11.5 내지 18.5 중량%인 것이 바람직한 바, 만일 그 함량이 11.5 중량% 미만일 경우 후가공 코팅제와 접착성이 불량해지며, 또한 18.5 중량%를 초과할 경우에는 도포후 도포면끼리 블로킹이 생성된다.

또한, 수분산 도포액에는 필름과 젖음성(wetting property)을 좋게 하기 위하여 미량의 습윤제(wetting Agent)를 첨가하며, 막강도를 향상시키기 위하여 소량의 가교제를 첨가할 수 있다.

한편, 이러한 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름을 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 폴리에스터 수지를 용융압출기에 넣고 적정한 온도에서 용융압출시킨 다음, 필름을 적어도 일축 방향으로 배향시킨다. 그 다음, 얻어진 필름의 적어도 일면에 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 종횡 방향으로 이축연신시킨 폴리에스터 필름을 얻는다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 더 상세히 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 3

폴리에틸렌 테레프탈레이트를 용융압출기에 넣고, 약 280∼290℃의 온도에서 용융압출시킨 다음, 필름을 MD 방향으로 일축 배향시켰다. 이 필름의 일면에 다음 표 1과 같은 고형분 함량을 갖는 수분산 폴리우레탄 수지(폴리올과 폴리이소시아네이트를 중합하여 얻어진)를 도포시켰다. 그 상세한 조성은 다음 표 1에 나타내었다. 이렇게 얻어진 필름의 광투과율, 후가공 코팅제 접착성 및 블로킹성 등을 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

비교예 1

수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 수분산 도포액을 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였으며, 이렇게 얻어진 필름의 광투과율, 수가공 코팅제 접착성 및 블로킹성 등을 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

비교예 2 내지 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 수분산 폴리우레탄 수지 고형분 함량을 다음 표 1과 같이 달리하였다. 이렇게 얻어진 필름의 광투과율, 수가공 코팅제 접착성 및 블로킹성 등을 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

	구성	수분산 폴리우레탄 수지 고형분 함량(중량%)	습윤제 (중량%)	가교제 (중량%)
실시예 1	폴리에스터 폴리우레탄	11.5	0.4	0.4
실시예 2	폴리에스터 폴리우레탄	15.0	0.4	0.4
실시예 3	폴리에스터 폴리우레탄	18.5	0.4	0.4
비교예 1	PET 기재 필름	-	-	-
비교예 2	폴리에스터 폴리우레탄	3.5	0.4	0.4
비교예 3	폴리에스터 폴리우레탄	7.0	0.4	0.4
(주) 실시예 및 비교예에서 사용한 폴리에스터 폴리우레탄은 폴리에스터 수지에 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 도포액을 도포한 것임.

물성 평가항목

1. 광투과율

헤이즈미터(모델 1001DP, 일본 덴소쿠 코교사 제품, Haze Meter)를 사용하여 가시광선 영역에서 필름의 광투과율을 측정하였다.

광투과율 =[( 공기(air) 광투과율 - 시료 광산란률 )/ 공기(air) 광투과율] X 100 (%)

2. 후가공 코팅제 접착성

상기에서 제조된 폴리에스터 필름에, 광확산용(수지+아크릴 비드) 후가공 코팅제를 이용하여 코팅한 다음, 두 수지의 접착성은 코팅필름을 접었다가 다시 펴면서 접힌부분의 코팅층의 박리를 통해 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.

우수(O) : 코팅제와 박리가 되지 않음.

보통(△): 코팅제와 부분적으로 박리됨.

불량(X) : 코팅제와 완전히 박리됨.

3. 블로킹성(blocking)

프레스를 사용하여 50kgf/cm²의 압력, 20 내지 25℃의 온도에서 상기에서 제조된 폴리에스터 필름 20∼30장을 적층하여 필름간의 블로킹성이 있는지를 육안으로 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.

우수(O) : 블로킹성이 없음.

불량(X) : 블로킹성이 있음.

	광투과율(%)	후가공 코팅제 접착성	블로킹성
실시예 1	92.2	O	O
실시예 2	93.6	O	O
실시예 3	94.3	O	O
비교예 1	89.1	X	O
비교예 2	90.5	X	O
비교예 3	91.7	△	O

상기 표 2의 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명과 같이 고형분 함량이 11.5 내지 18.5 중량%인 수분산 폴리우레탄 수지를 도포한 다음 이축연신시킨 폴리에스터 필름의 광투과율은 가시광선 영역에서 92∼95%로 우수할 뿐만 아니라, 후가공 코팅제 접착성 및 블로킹성 모두 우수하다. 그러나, 수분산 폴리우레탄 수지를 도포하지 않거나 수분산 폴리우레탄 수지의 고형분 함량이 본 발명의 함량을 벗어나는 비교예의 경우는 광투과율이 PET 수준을 크게 벗어나지 않는 것을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 적어도 일축연신 배향하여 기계적 특성이 우수한 필름을 제조하고, 이의 적어도 일면에 고형분 함량이 11.5 내지 18.5 중량%인 수분산 폴리우레탄 수지를 도포한 다음 이축연신시킨 폴리에스터 필름은 LCD, PDP 등의 디스플레이 내장제 및 광학기기 내장제로써 우수한 광투과율을 발휘하며, 이 필름 위에 여러 가지 용도로 후가공 코팅된 코팅제와의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 필름간의 블로킹성이 우수하다.

Claims (2)

1. 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스터 수지를 용융압출하고 적어도 일축배향시킨 후, 고형분 함량이 11.5 내지 18.5 중량%인 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 도포액을 도포하여 이축연신시켜 제조된 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에스터 필름의 광투과율은 가시광선 영역에서 92 ∼95% 인 것임을 특징으로 하는 광투과율이 우수한 폴리에스터 필름.