본 발명은 2축 연신 폴리에스테르 기재 필름 상에, 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 1종 이상의 우레탄 수지에, 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매 및 카르보디이미드계 경화제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조를 갖는 광학용 이접착 폴리에스테르 필름을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 2축 연신 폴리에스테르 기재 필름 상에 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 1종 이상의 우레탄 수지에 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매 및 카르보디이미드계 경화제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조를 갖게 하여 광학기능 코팅 후 가혹 조건(고온 고습) 하에서도 접착력 저하가 없는 광학용 이접착 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
본 발명 폴리에스테르 필름에 있어서, 프라이머층은 2축 연신 폴리에스테르 기재 필름 상에 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 1종 이상의 우레탄 수지에 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매 및 카르보디이미드계 경화제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하여 이루어진다.
더욱 바람직하기로, 본 발명의 필름은
폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 2종의 우레탄 수지 에 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매 및 카르보디이미드계 경화제로 이루어진 2종의 첨가제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조를 갖는 것이 적합하다.
또한, 더욱 바람직하기로, 본 발명의 필름은
폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 2종의 우레탄 수지; 에 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매로 이루어진 첨가제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조를 갖는 것이 적합하다.
또한, 더욱 바람직하기로, 본 발명의 필름은
폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리에스테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 및 폴리에테르계 열반응형 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 1종의 우레탄 수지; 에 유기주석 화합물로 이루어진 경화촉매 및 카르보디이미드계 경화제로 이루어진 2종의 첨가제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조를 갖는 것이 적합하다.
본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 우레탄 수지(A)는 디카르복실산과 글리콜 성분을 공중합하여 제조된 폴리우레탄 성분을 다음 화학식 1의 화합물 및 디이소시아네이트 화합물을 중합시켜 제조된 폴리에스테르 성분과 통상의 중합방법에 의해 공중합하여 제조될 수 있으며, 폴리우레탄 성분과 폴리에스테르 성분의 비율이 10:90 내지 90:10 중량비, 바람직하게는 20:80 내지 30:70의 중량비가 적합하다.
상기 화학식 1에서, R1, R2 및 R3은 독립적으로, 탄소수 1 내지 10개의 지방족 탄화수소이다.
상기 화학식 1의 화합물의 예로는 2-히드록시메틸-2-메틸-5-히드록시 프로피온산, 2-히드록시에틸-2-에틸-5-히드록시 프로피온산 등이 있다.
상기 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 2.5-나프탈렌 디카르복실산, 2,5-메틸카르복실산 및 디메틸이소프탈산 등과 같은 방향족 디카르복실산; 1,3-사이클로펜탄 디카르복실산, 1,2-사이클로 헥산 디카르복실산, 1,3-사이클로헥산 디카르복실산 및 1,4-사이클로헥산 디카르복실산 등과 같은 지환족 디카르복실산; 및 아디프산, 세바식산 등과 같은 지방족 디카르복실산 중에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 특히 방향족 디카르복실산이 바람직하다.
상기 글리콜 성분으로는 탄소수 2 내지 8개의 지방족 글리콜 및 탄소수 6 내지 12개의 지환족 글리콜이 바람직하며, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 1,2-사이클로헥산 메탄올, 1,3-사이클로헥산 디메탄올, 1,4-사이클로헥산 디메탄올, p-크실렌 글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에테르 글리콜, 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리테트라메틸렌글리콜 등이 있으며, 이들 중 에틸렌글리콜이 바람직하다.
상기 디이소시아네이트 성분으로는 2,4-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 5-이소시아네이토-1-이소시아네이토메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산 및 이들의 유도체를 사용할 수 있으며, 이들 중 5-이소시아네이토-1-이소시아네이토메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로 헥산 및 이의 유도체가 바람직하다.
이와 같이 제조된 폴리에스테르계 우레탄 수지를 고형분 10 ~ 30%로 하여 물 또는 물/알콜 공용매에 분산시켜 코팅액 제조에 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 열반응형 수용성 우레탄 수지는 폴리에스테르계 폴리올 또는 폴리에테르계 폴리올과 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜 양 말단이 이소시아네이트기로 이루어진 프리폴리머(prepolymer)를 제조하고, 상기 프리폴리머를 물에서 중아황산염과 반응시켜 양 말단의 이소시아네이트기가 중아황산염으로 블로킹된 구조를 갖는 것임을 특징으로 한다.
상기 폴리에스테르계 폴리올은 숙신산, 아디프산, 세바신산, 프탈산, 말레인산 등과 같은 지방족 디카르복실산으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상과 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등과 같은 지방족 디올로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 축합하여 제조된 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 프탈산 또는 아디프산과 에틸렌글리콜이 축중합되어 이루어지는 것이다.
상기 폴리에테르계 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 글리세린, 트리메탄올 프로판, 솔비톨, 및 솔비탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 축합하여 이루어지는 것이다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 테트 라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 및 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프리폴리머 분자 중의 이소시아네이트기의 함량은 상기 프리폴리머 분자량을 기준으로 하여 2~35 중량%인 것이 바람직하다.
상기 중아황산염은 중아황산나트룸, 중아황산칼륨 및 중아황산 암모늄으로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 우레탄 수지는 전체 코팅액 조성에 대하여 90 ~ 99.9 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 이의 함량이 90 중량% 미만인 경우에는 코팅 균일성이 나빠지는 문제가 있고, 99.9 중량%를 초과하면 조액 점도 증가에 의한 코팅무늬가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 경화촉매 및/또는 경화제를 포함하는 첨가제를 포함하여야 하며, 이의 바람직한 함량은 전체 코팅액 조성에 대하여 0.1 ~ 10 중량%이다. 이의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 가혹조건 하에서 접착력이 개선되지 않는 문제가 있고, 10 중량%를 초과하면 코팅 필름의 헤이즈가 상승하는 문제가 있다.
상기 경화촉매로는 유기화합물과 주석 산화물 입자와 물로 구성되는 조성물로서, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 레벨링제, 유화제 등의 다른 첨가제나 용매를 적절하게 포함할 수 있다.
유기화합물과 주석 산화물의 바람직한 구체적인 예로서는 다음 화학식 2에 나타내는 화합물을 들 수 있다.
상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 같거나 다른 것으로서, 탄소수 4~18의 알킬기이다.
또한, 상기 경화제로 사용되는 카르보디이미드계 화합물은 다음 화학식 3으로 나타나는 것을 특징으로 하고, 분자 중에 이소시아네이트기를 적어도 2개 이상 가지는 것으로, 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-디이소시아네이트도데칸, 노보넨디이소시아네이트, 2,4-비스-(8-이소시아네이트 옥틸))-1,3-디옥틸 사이클로부탄으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트와 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트, 예를 들면 4,4,-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트, 테트라메틸 자일렌 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트로부터 선택되는 1종 이상의 디이소시아네이트로부터 유도되는 것이 바람직하다.
R1-N=C=N-R2
상기 화학식 3에서, R1 및 R2는 각각 같거나 다른 것으로서, 탄소수 1~18의 알킬기 또는 아릴기이다.
본 발명의 필요에 따라서 코팅성을 향상시키거나 공정성을 향상시키기 위해 당 분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제 성분인 레벨링제, pH 조절제, 왁스, 슬립제, 무기입자 등을 사용할 수 있는 바, 이들은 본 발명의 효과에 불리한 영향을 미치지 않는 범위 내에서 효과량으로 첨가할 수 있다. 바람직하게는 레벨링제는 본 발명에서 전체 코팅액 조성 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 0.5 중량부를 추가 사용할 수 있으며, 실리카 무기입자는 전체 코팅액 조성 100 중량부에 대하여 5 ~ 30 중량부 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름에 있어서, 프라이머층의 두께는 10 ~ 1000 nm인 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 다음과 같이 통상의 방법으로 제조할 수 있다.
먼저, 극한점도가 0.4~0.9 ㎗/g인 폴리에스테르 수지를 통상의 방법을 이용하여 용융 압출한 다음, 20~30 ℃의 냉각 롤에 정전인가하여 시트로 성형하고, 이 미연신 시트를 70~100 ℃에서 종방향으로 2~5배(더욱 바람직하게는 3~4배)로 연신한 다음, 다시 100~120 ℃에서 횡방향으로 2~5배(더욱 바람직하게는 3~4배)로 연신한 후, 200~260 ℃(더욱 바람직하게는 220~240 ℃)에서 열 고정시켜 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조한다.
이때, 상술한 프라이머층 형성용 수지 성분을 함유하는 적절한 농도의 수분산 수지 조성물(이접착 조성물)을 미연신 시트의 적어도 한 면에 도포하거나, 종방향으로만 연신된 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 코팅한다.
한편, 코팅방법으로는 본 발명의 분야에서 통상적으로 상용될 수 있는 방법이라면 어느 것이어도 무방하나, 바람직하게는 그라비아롤, 리버스 그라비아롤 등을 이용한 롤 코팅법, 메이어바 등을 이용한 바 코팅법, 에어나이프를 이용한 코팅법 등을 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르는 이접착 폴리에스테르 필름은 낮은 헤이즈와 향상된 빛 투광율을 제공하여 후가공 광학물성을 개선하면서, 고분자 기재 필름과 각종 광학기능을 가지는 코팅층과 우수한 접착력을 나타내어 광학기능 코팅 후 고온고습에서도 접착력 저하 없이 우수한 접착력을 유지할 수 있다.