KR101195426B1 - 광학필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 코팅층, 기재필름, 제 2 코팅층이 순차적으로 적층되며, 상기 제 1 코팅층과 제 2 코팅층의 굴절율 차이에 의해 반사율이 낮으면서 레인보우 현상이 개선된 광학필름에 관한 것이다.
폴리우레탄, 이소시아네이트, 광학필름, 굴절율, 레인보우

Description

광학필름{Optical film}
본 발명은 광학필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 반사율이 낮으면서 레인보우 현상이 개선된 광학필름에 관한 것이다.
광학필름은 LCD, PDP, 유기 EL 등의 표시부재 제조를 비롯하여 각종 광학용도 등에 사용되고 있다. 이러한 광학필름은 우수한 투명성과 시인성이 요구되며, 이러한 물성을 만족하기 위해서는 반사율이 낮고, 레인보우 현상이 없어야 한다.
이러한 광학필름은 플라스틱 필름에 하드코팅층, 반사방지층 등의 표면 기능 층을 적층시켜 사용한다. 플라스틱 필름으로는 투명한 폴리에스테르 필름이 일반적으로 사용되며, 기재인 폴리에스테르 필름과 표면 기능층과의 밀착성을 향상시키기 위해 중간층으로서 코팅층이 형성되고 있다.
반사방지필름은 일반적으로 반사방지층으로서 고굴절율층과 저굴절율층을 교대로 적층시킨 것으로, 빛의 간섭현상을 이용하여 외부 광원의 반사방지 역할을 한다.
이러한 기능층과의 밀착성을 향상시키기 위한 중간층으로 통상적으로 아크릴수지나 우레탄 수지 등이 사용되고 있으나, 상기와 같은 수지를 사용하여 코팅층을 형성하는 경우는 굴절율이 1.5 전후이므로 반사방지필름을 설계할 때, 반사방지 성능에 제한이 있으며, 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩, 즉, 레인보우 현상이 발생하는 문제가 있었다. 이러한 레인보우 현상은 시인성을 악화시키며, 표시부재에 적용하는 경우 눈의 피로를 일으키므로 개선되어야 한다.
본 발명은 반사율이 낮으면서 레인보우 특성이 개선된 광학필름을 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명은 반사방지필름에 적용 시 반사율이 5 ~ 10%인 광학필름을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 것으로 본 발명은 기재필름의 양면에 코팅층을 포함하며, 상기 각 코팅층의 굴절율 차이가 0.06 ~ 0.15인 광학필름에 관한 것이다.
본 발명자들은 광학필름의 코팅층 중 특히, 폴리우레탄코팅층의 굴절율을 특정 범위로 조정함으로써 반사율이 낮음과 동시에 레인보우 현상이 개선되는 것을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.
구체적으로 본 발명은 광학필름에 관한 것으로, 제 1 코팅층, 기재필름, 제 2 코팅층이 순차적으로 적층되며, 상기 제 1 코팅층과 제 2 코팅층의 굴절율이 하기 식 (ⅰ) 및 (ⅱ)를 만족하는 광학필름에 관한 것이다.
(ⅰ) n1 = 1.54 ~ 1.59
(ⅱ) |n1 - n2| = 0.06 ~ 0.15
(상기 식에서 n1은 제 1 코팅층의 굴절율이고, n2는 제 2 코팅층의 굴절율이다.)
상기 제 1 코팅층은 폴리올과; 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합 물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물;을 반응시킨 폴리우레탄바인더를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물을 이용하여 건조도포두께 15 ~ 80nm로 도포한다.
[화학식 1]
OCN-Ar-NCO
(상기 화학식 1에서 Ar은 (C1-C5)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴렌이다.)
상기 화학식 1에서 Ar은 나프틸렌 또는 페날렌인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 방향족 이소시아네이트화합물은 전체 이소시아네이트 함량 중 25 ~ 90 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 범위로 사용하는 경우 굴절율이 1.54 ~ 1.59의 범위를 만족하며, 상기 굴절율 범위를 만족하는 범위에서 목적으로 하는 반사율 및 레인보우 개선 효과를 달성할 수 있다. 특히, 본 발명은 상기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물로 나프탈렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리올은 폴리에스터계폴리올 또는 폴리에테르계폴리올을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스터계폴리올을 사용한다. 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 600 ~ 3000인 폴리에스터계 폴리올을 사용하는 것이 좋다.
중량평균분자량은 MALS(Multi Angle Light Scattering) 시스템(Wyatt社)을 이용하여 측정할 수 있으며, MALS 시스템의 구성은 아래와 같다.
MALS 시스템 구성
- GPC; Water 1525 Binary HPLC Pump
- RI 검출기; Optilab rex
- MALS; Wyatt Dawn 8+
- Column; μ-Styragel HR 0.5, HR 1, HR 2, HT 3
상기 폴리우레탄코팅조성물은 상기 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 웨팅제 0.1 ~ 0.4 중량%, 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 0.5 중량%를 포함하여 전체 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%인 수분산성 또는 수용성의 조성물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리우레탄 바인더는 이온성기를 갖는 반응성 유화제와 물을 포함하여 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수성 폴리우레탄 바인더인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄코팅조성물은 건조도포두께 15 ~ 80nm로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 제 2 코팅층은 굴절율이 1.39 ~ 1.53인 것이 전체 필름의 반사율을 10%이하, 구체적으로 5 ~ 10%로 조절할 수 있으므로 바람직하다.
상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학필름은 안티글래어코팅층(anti-glare coating layer)을 더 포함하는 반사방지필름도 포함한다.
이하는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기재필름은 폴리에스테르필름, 보다 구체적으로는 폴 리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 광투과도가 우수하므로 바람직하다. 이때 바람직하게는 굴절율이 1.63 ~ 1.65인 것을 사용한다. 상기 굴절율 범위를 만족시키기 위하여 첨가제 또는 입자가 더 추가될 수 있다. 이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 연신된 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 일축 또는 이축 연신된 필름을 사용할 수 있다.
본 발명에서 제 1 코팅층인 폴리우레탄코팅층은 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄바인더를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물을 상기 기재필름의 일면에 도포하여 형성한다. 상기 폴리우레탄바인더는 폴리올과; 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물;을 반응시켜 제조한다.
[화학식 1]
OCN-Ar-NCO
(상기 화학식 1에서 Ar은 (C1-C5)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴렌이다.)
상기 화학식 1에서 Ar은 나프틸렌 또는 페날렌인 것이 바람직하다. 보다 바라직하게는 나프틸렌인 것이 바람직하며, 이러한 화합물로는 나프탈렌 디이소시아네이트가 있다.
본 발명에서 상기 방향족 이소시아네이트화합물은 전체 이소시아네이트 함량 중 25 ~ 90 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 범위로 사용하는 경우 굴절율이 1.54 ~ 1.59의 범위를 만족하며, 상기 굴절율 범위를 만족하는 범위에서 목적으 로 하는 레인보우 개선 효과를 달성할 수 있다. 상기 방향족 이소시아네이트 화합물과 함께 사용할 수 있는 이소시아네이트화합물로는 통상적으로 해당분야에서 사용되는 이소시아네이트화합물이라면 제한되지 않고 사용가능하나, 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 프리폴리머(Prepolymer)제조 시 반응제어에 유리하며, 폴리우레탄 조성물을 만들어 도포할 때 코팅층의 외관이 균일해 진다.
상기 방향족 이소시아네이트화합물, 특히 나프탈렌 디이소시아네이트의 함량이 25 ~ 90 중량% 범위로 혼합하여 사용하는 경우 목적으로 하는 굴절율 1.54 ~ 1.59를 달성할 수 있으며, 이러한 굴절율 범위에서 목적으로 하는 반사율 및 레인보우 개선 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리올은 폴리에스테르계폴리올 또는 폴리에테르계폴리올을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르계폴리올을 사용한다. 폴리에스테르계 폴리올로는 카르본산, 세바신산 또는 산무수물과 다가알코올의 반응으로부터 제조되는 폴리올이다. 이러한 폴리올의 종류에는 제한되지 않으며, 중량평균분자량이 600 ~ 3000인 폴리에스테르 폴리올을 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리우레탄코팅조성물은 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 웨팅제 0.1 ~ 0.4 중량%, 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 0.5 중량%를 포함하여 전체 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%인 수분산성 또는 수용성의 조성물인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 바인더는 이온성기를 갖는 반응성 유화제와 물을 포함하여 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수성 폴리우레탄 바인더인 것이 바람직하다. 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수분산성 또는 수용성의 폴리우레탄 바인더를 제조한 후, 이를 다시 웨팅제, 실리카 등의 첨가제 및 물과 혼합하여 수분산성 또는 수용성의 코팅조성물을 제조하며, 이때 전체 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%가 되도록 조절하여 도포하는 것이 도포두께를 조절하기에 용이하다.
본 발명에서 상기 반응성유화제는 음이온성 친수성기 또는 양이온성 친수성기의 작용기를 가지며, 상기 음이온성 친수성기와 상기 양이온성 친수성기는 중합성 불포화기를 가지는 것을 사용할 수 있다. 상기 반응성 유화제는 작용기로 이온성 친수성기인 음이온성 친수기 또는 양이온성 친수기 등을 들 수 있다.
상기 음이온성 친수성기로는, -SO2M, -SO3M, -COOM, -PO3M2 또는 -PO3MH 작용기(M은 수소 원자, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 토금속류 원자 또는 암모늄염) 등을 들 수 있다. 상기 양이온성 친수성기로는 알킬아민과 에톡실레이트 아민 유도체, 알킬이미다졸린 유도체나 쿼터너리 암모늄할라이드 작용기를 가진 것을 들 수 있고, 이 중에서 선택적으로 사용할 수 있다.
음이온성 반응성 유화제로는 중합성 불포화 결합을 가진 음이온성의 것으로, 이중결합과 알킬기, 방향족화합물, 음이온성기를 갖는 것 외에 에테르기, 에스테르기, 설폰기, 설폭사이드기, 설파이드기, 수산기 등을 갖는 것일 수도 있다. 상기 음이온성기는, 술폰산기, 카르본산기, 인산기, 황산기, 또는 이들의 염으로 구성될 수가 있다. 양이온성 반응성 유화제로는 중합성 불포화 결합을 가진 양이온성의 것 으로, 이중결합과 양이온성기를 갖는 것 외에 알킬 및 방향족화합물을 포함할 수 있으며, 에테르기, 에스테르기, 설폰기, 설폭사이드기, 설파이드기, 수산기 등의 작용기를 동시에 갖는 것일 수도 있다.
상기 제 2 코팅층은 제 1 코팅층과의 굴절율 차이가 0.06 ~ 0.15인 것이 바람직하다. 굴절율 차이가 0.06 미만이거나 0.15를 초과하는 경우는 반사율이 나빠지고, 상기 범위인 경우 반사율이 낮아지므로 바람직하다. 보다 바람직하게는 굴절율이 1.4 ~ 1.5인 것이 바람직하다.
상기 제 2 코팅층은 폴리우레탄조성물 또는 아크릴 조성물을 이용하여 코팅할 수 있으며, 바람직하게는 굴절율이 1.39 ~ 1.53인 것이 목적으로 하는 반사율 및 레인보우 특성을 발현할 수 있다. 보다 바람직하게는 굴절율은 1.4 ~ 1.5인 아크릴코팅층인 것이 폴리우레탄코팅층과의 굴절율 차에 의한 광투과도를 더욱 향상시키며 반사율을 낮출 수 있으므로 바람직하다.
상기 제 2 코팅층이 아크릴코팅층인 경우 굴절율이 1.4 ~ 1.5인 아크릴바인더를 5 ~ 30 중량%포함하며, 상기 폴리우레탄코팅조성물과 마찬가지로 웨팅제 0.1 ~ 0.4 중량%, 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 0.5 중량%를 포함하여 전체 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%인 수분산성 또는 수용성의 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄코팅조성물은 건조도포두께 15 ~ 80nm로 코팅되고, 아크릴코팅층은 건조도포두께 35 ~ 150nm 로 코팅되는 것이 목적으로 하는 굴절율을 달성할 수 있으므로 바람직하다.
도포 방법은 폴리에스테르 필름의 연신 공정 중에 표면에 도포하는 인라인 코팅(in line coating)에 코팅하여도 좋고, 필름 제조 후 오프라인 코팅(off line coating)을 하는 것도 가능하다. 양자를 병행하는 것도 가능하다. 바람직하게는 인라인 코팅을 하는 것이 제막과 동시에 도포가 되므로 제조비용이 절감되며, 코팅층의 두께를 연장 배율에 의해 변화시킬 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필름은 반사율이 5 ~ 10%이며, 레인보우 현상이 개선된 우수한 광학특성을 갖는 반사방지필름을 제공할 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1) 전광선투과율 측정 : 기재필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 폴리우레탄코팅 조성물과 아크릴 조성물을 코팅한 후, 전광선투과율측정기(Nippon Denshoku 300A)를 이용하여 전체 필름의 전광선투과율을 측정하였다.
2) 반사율 측정 : 폴리우레탄코팅 조성물과 아크릴 조성물이 코팅된 기재 필름을UV-Visible(Varian, Cary5000)을 이용하여 200 ~ 800nm의 가시광선 영역을 측정한 후, 550nm를 기준으로 반사율을 측정하였다.
3) 굴절율 측정 : 수성 우레탄 바인더를 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름에 도포 후 건조하고, 굴절율 측정기 ABBE 굴절계(ATAGO사, DR-M2)를 이용하여 상온에서 측정하였다. 또한, 수성 아크릴 바인더를 폴리카보네이트 필름에 도포 후 건조하고, 굴절율 측정기 ABBE 굴절계(ATAGO사, DR-M2)를 이용하여 상온에서 측정하였다.
4) 레인보우 현상 측정 : 실시예 및 비교예에 따른 광학필름 제조 후, 이의 일면에 하드코팅 처리(굴절율 1.65) 후 다른면을 검게 처리하여 육안으로 레인보우가 발생하는지 여부를 확인하였다. 육안평가 시 암실에서 삼파장 램프 아래에서 평가를 하였다.
평가기준은 다음과 같다.
상 : 레인보우가 보이지 않으며, 균일한 색감을 보임
중 : 레인보우 현상이 연하게 보이며, 균일한 색감을 보임
하 : 레인보우가 강하게 보이며, 강한 색감을 보임
5) 건조도포두께 측정 : 폴리우레탄코팅 조성물이 코팅된 기재 필름의 전폭을 기계 방향의 수직방향(TD)으로 1m 간격으로 5 포인트(Point)를 지정하여 필름의 단면을 SEM(Hitachi S-4300)으로 측정하였으며, 평균값을 계산하였다.
[실시예 1]
폴리우레탄코팅조성물(1)의 제조
폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이올) 9중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트와 2,6-나프탈렌 디이소시아네이트를 20 : 80 중량%로 혼합한 이소시아네이트 혼합물 10중량%, 이온성기를 갖는 반응성유화 제(Asahi Denka, 폴리옥시 에틸렌 알릴 글리시딜 노닐 페닐에테르의 술폰산 에스테르인 아데카리아숍 SETM) 1중량% 및 물 80 중량%를 반응시킨 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더를 제조하였다. 제조된 수성 폴리우레탄 바인더의 굴절율을 측정한 결과 1.58이었다.
상기 수성 폴리우레탄 바인더 10 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.15중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 2 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(1)을 준비하였다.
아크릴코팅조성물의 제조
굴절율이 1.44, 고형분 함량이 44 중량%인 아크릴계 바인더 12.5중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.1 중량%, 평균입경이 200nm인 콜로이드 실리카 입자 0.4 중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 최종 고형분의 농도 5.5%인 코팅액을 준비하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 폴리우레탄코 팅조성물(1)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅하고, 상기 아크릴코팅조성물을 바코팅(bar coating)방법으로 반대면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 40nm 이었으며, 아크릴코팅층의 건조도포두께는 80nm 이었다.
이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
폴리우레탄코팅조성물(2)의 제조
폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이올) 9중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트와 2,6-나프탈렌 디이소시아네이트를 25 : 75 중량%로 혼합한 이소시아네이트 혼합물 10중량%, 이온성기를 갖는 반응성유화제(Asahi Denka, 폴리옥시 에틸렌 알릴 글리시딜 노닐 페닐에테르의 술폰산 에스테르인 아데카리아숍 SETM) 1중량% 및 물 80 중량%를 반응시킨 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더를 제조하였다. 제조된 수성 폴리우레탄 바인더의 굴절율을 측정한 결과 1.57이었다.
상기 수성 폴리우레탄 바인더 10 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입 자 0.15중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 2 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(2)을 준비하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 폴리우레탄코팅조성물(2)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅하고, 실시예 1의 아크릴코팅조성물을 바코팅(bar coating)방법으로 반대면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 40nm 이었으며, 아크릴코팅층의 건조도포두께는 80nm 이었다.
이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
폴리우레탄코팅조성물(3)의 제조
폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이 올) 9중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트와 2,6-나프탈렌 디이소시아네이트를 10 : 90 중량%로 혼합한 이소시아네이트 혼합물 10중량%, 이온성기를 갖는 반응성유화제(Asahi Denka, 폴리옥시 에틸렌 알릴 글리시딜 노닐 페닐에테르의 술폰산 에스테르인 아데카리아숍 SETM) 1중량% 및 물 80 중량%를 반응시킨 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더를 제조하였다. 제조된 수성 폴리우레탄 바인더의 굴절율을 측정한 결과 1.59이었다.
상기 수성 폴리우레탄 바인더 10 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.15중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 2 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(3)을 준비하였다.
폴리우레탄코팅조성물(4)의 제조
폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이올) 9중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트 10중량%, 이온성기를 갖는 반응성유화제(Asahi Denka, 폴리옥시 에틸렌 알릴 글리시딜 노닐 페닐에테르의 술폰산 에스테르인 아데카리아숍 SETM) 1중량% 및 물 80 중량%를 반응시킨 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더를 제조하였다. 제조된 수성 폴리우레탄 바인더의 굴절율을 측정한 결과 1.53이었다.
상기 수성 폴리우레탄 바인더 10 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입 자 0.15중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분 함량이 2 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(4)을 준비하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 폴리우레탄코팅조성물(3)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅하고, 상기 폴리우레탄코팅조성물(4)을 바코팅(bar coating)방법으로 반대면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 40nm 이었으며, 아크릴코팅층의 건조도포두께는 80nm 이었다.
이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 실시예 1의 아크릴코팅조성물을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 아크릴코팅층의 건조도포두께는 80nm 이었다.
[비교예 2]
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 실시예 3의 폴리우레탄코팅조성물(4)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅하고, 실시예 1의 아크릴코팅조성물을 바코팅(bar coating)방법으로 반대면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 40nm 이었으며, 아크릴코팅층의 건조도포두께는 80nm 이었다.
이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112009073805815-pat00001
상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 전광선투과율이 90%이상이며, 반사율이 10%이하로 광학특성이 우수하며 레인보우 특성이 우수하였다.
그러나 굴절율 차이가 0인 비교예 1과 제 1 코팅층의 굴절율이 1.53인 비교예 2의 경우는 반사율은 낮으나 레인보우가 발생하였다.

Claims (11)

  1. 폴리올과; 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물;을 반응시킨 폴리우레탄바인더를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물을 도포하여 형성된 제 1 코팅층, 기재필름, 제 2 코팅층이 순차적으로 적층되며, 상기 제 1 코팅층과 제 2 코팅층의 굴절율이 하기 식 (ⅰ) 및 (ⅱ)를 만족하는 광학필름.
    (ⅰ) n1 = 1.54 ~ 1.59
    (ⅱ) |n1 - n2| = 0.06 ~ 0.15
    (상기 식에서 n1은 제 1 코팅층의 굴절율이고, n2는 제 2 코팅층의 굴절율이다.)
    [화학식 1]
    OCN-Ar-NCO
    (상기 화학식 1에서 Ar은 (C1-C5)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴렌이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 코팅층의 굴절율이 1.39 ~ 1.53 광학필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 코팅층은 건조도포두께 15 ~ 80nm로 도포한 폴리우레탄코팅층인 광학필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물은 나프탈렌 디이소시아네이트인 광학필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올은 중량평균분자량이 600 ~ 3000인 폴리에스터계 폴리올인 광학필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄코팅조성물은 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 웨팅제 0.1 ~ 0.4 중량%, 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 0.5 중량%를 포함하여 전체 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%인 광학필름.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 바인더는 이온성기를 갖는 반응성 유화제와 물을 포함하여 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수성 폴리우레탄 바인더인 광학필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 코팅층은 굴절율이 1.39 ~ 1.53인 코팅조성물을 이용하여 건조도포두께 35 ~ 150nm로 도포된 광학필름.
  9. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 광학필름.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광학필름은 반사율이 5 ~ 10%인 광학필름.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 광학필름은 반사방지필름인 광학필름.
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