KR101280930B1 - Method of producing films having a pattern by an extrusion process and the optical films produced using the same method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정디스플레이 백라이트 유니트 (BLU)에 사용되는 광학 필름의 일종인 확산 필름 (diffusion sheet), 프리즘 쉬트 (prism shest), 기타 다른 광학 필름 등 정밀한 패턴을 구비한 필름의 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 폴리카보네이트 등의 광학 필름 압출 시 별도의 음각 엠보싱된 필름을 함께 사용하여 공압출하여 표면에 양각 또는 음각 패턴을 형성하여 확산 기능, 프리즘 기능 등 원하는 기능을 갖는 광학 필름을 제조하는 기술 및 이로부터 제조된 광학 필름의 발명에 관한 것이다. 본 발명의 기술을 사용하면 압출법에 의해 휘도가 우수하면서 원하는 광학 기능이 부여된 광학 필름을 경제적으로 제조할 수 있는 큰 장점이 있다. 본 발명의 의해 제조된 광학 필름은 평판디스플레이 기구 및 광고용 등 다양한 목적의 광학 필름에 적용 가능하다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for manufacturing a film having a precise pattern, such as a diffusion film, a prism shest, and other optical films, which is a kind of optical film used in a liquid crystal display backlight unit (BLU). More specifically, in the extrusion of an optical film such as polycarbonate, a separate negative embossed film is used together to form an embossed or intaglio pattern on the surface to produce an optical film having a desired function such as a diffusion function and a prism function, and It relates to the invention of the optical film produced therefrom. The use of the technique of the present invention has the great advantage that it is possible to economically produce an optical film having excellent brightness and endowed with the desired optical function by the extrusion method. The optical film produced by the present invention is applicable to optical films of various purposes such as flat panel display devices and advertisements.
Description
본 발명은 압출법으로 패턴을 보유한 필름을 제조하는 기술 및 이를 이용하여 제조된 광학 필름에 관한 것으로, 보다 구체적으로 일면 또는 양면에 패턴을 구비한 필름을 압출법으로 용이하게 제조하는 기술에 대한 것이다.The present invention relates to a technique for producing a film having a pattern by the extrusion method and an optical film produced using the same, and more particularly to a technique for easily manufacturing a film having a pattern on one side or both sides by the extrusion method. .
패턴 층을 구비한 확산 쉬트 또는 광학 쉬트, 프리즘 쉬트 등 다양한 종류의 필름이 평판디스플레이 기구에서 사용된다.Various kinds of films, such as diffusion sheets with pattern layers or optical sheets and prism sheets, are used in flat panel display devices.
예를 들어, 도 1에 단면도와 사시도로 도시된 바와 같이 광확산 필름(10)이 대표적으로 사용되는데, 윗면에 광확산층으로 양각 렌즈층(11)이 기저필름(12) 위에 형성된 것과 같이, 광확산 필름(쉬트)은 폴리에스터 또는 폴리카보네이트 등의 투명 필름 표면에 광 확산을 위해 아크릴, 아마이드, 스티렌 등의 관능기를 갖는 고분자로 만들어진 구형의 비드를 광경화형 수지 또는 열경화형 수지와 혼합하여 필름 표면에 코팅함으로써 광 확산 코팅층이 형성되도록 하여 만들어진다.For example, a light diffusing
코팅법에 의한 확산 필름 제조는 비교적 간단한 방법으로 대량 생산이 가능하고, 코팅 공정 중 광 확산 코팅층에 다양한 기능을 부여할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 습식 코팅법에 의한 확산 필름의 제조는 고분자 필름을 먼저 제조한 후 그 표면에 광확산 기능을 갖는 입자를 포함하는 코팅층을 형성하는 기술이므로 경제적으로 불리하다. 경우에 따라서는 고분자 필름 표면에 코팅성 증진을 위해 프라이머 층을 별도로 처리해야 하는 경우도 있다.Production of the diffusion film by the coating method has the advantage that it can be mass-produced in a relatively simple manner, and can impart various functions to the light diffusion coating layer during the coating process. However, the manufacturing of the diffusion film by the wet coating method is economically disadvantageous since it is a technique of preparing a polymer film first and then forming a coating layer including particles having a light diffusing function on the surface thereof. In some cases, the primer layer may need to be separately treated to improve the coating property on the surface of the polymer film.
이러한 경제적인 단점을 극복하기 위해 압출법에 의해 광확산 기능을 부여하려는 시도가 있다. 즉, 압출 시 필름 또는 쉬트를 생산하기 위해 칼렌더링 (calendering) 하는 도중 금속 롤 표면에 비드 모양을 음각으로 새긴 후, 이 롤 표면에 압출물을 압착하려는 시도가 있었다.In order to overcome this economic disadvantage, there is an attempt to impart a light diffusion function by the extrusion method. That is, attempts were made to engrave the extrudate on the roll surface after engraving the bead shape engraved on the metal roll surface during calendering to produce a film or sheet during extrusion.
그러나 이 경우 음각의 비드 모양에 압출물이 압착되면 둥근 모양의 바닥 쪽의 공기가 다 빠지지 않아 원형의 정확한 비드 모양이 생기는 것이 아니라 윗 부분이 평평한 둥근 모양이 만들어져 광확산 기능 또는 휘도를 현저히 떨어질 뿐만 아니라 비드 모양이 너무 규칙적으로 만들어져 두 장을 겹쳐 놓으면 소위 모아레 (Moire) 현상이 발생하는 등 여러 가지 문제점이 발생한다.However, in this case, when the extrudate is squeezed into the intaglio bead shape, the air at the bottom of the round shape does not fall out, resulting in an accurate bead shape of the round, but rather a flat round shape at the top, which significantly reduces the light diffusion function or brightness. However, the bead shape is made so regularly that when two sheets are overlapped, so-called moire phenomenon occurs.
상술한 문제점은 광확산 필름 뿐만 아니라 평판디스플레이 기구 또는 광고용 광학 필름에 사용하는 프리즘 필름 등의 다양한 광학 필름에서도 마찬가지로 나타난다.The above-mentioned problem is similarly shown not only in the light-diffusion film but also in various optical films, such as a prism film used for a flat panel display apparatus or an advertising optical film.
따라서 별도의 코팅 공정 없이 압출과 동시에 광확산 필름 또는 프리즘 필름 등 다양한 광학 필름 등을 제조할 수 있는 새로운 압출 기술 및 이를 통해 제조된 광학 필름의 발명이 필요하다.Therefore, there is a need for a novel extrusion technology capable of manufacturing various optical films such as a light diffusing film or a prism film at the same time as the extrusion without a separate coating process, and the invention of the optical film manufactured through the same.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 압출 공정의 개선을 통하여 광학 필름과 같은 필름을 압출하는 공정 중 직접 정밀한 패턴을 필름의 표면에 형성할 수 있도록 하여 제조비용이 매우 적게 소모되며 용이하게 제조될 수 있는 필름을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention enables to form a precise pattern directly on the surface of the film during the process of extruding a film, such as an optical film, through the improvement of the extrusion process is very low manufacturing cost and easily manufactured To provide a film that can be.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 고분자 수지로 만들어진 필름의 제조 방법은, 소정의 형상의 패턴이 일 표면에 형성된 패터닝 필름과 상기 고분자 수지가 함께 한 쌍의 롤러를 통과하면서 압출되도록 하는 압출 공정을 포함하며, 상기 패터닝 필름의 패터닝이 형성된 면과 압출되는 고분자 수지가 접촉하여 롤러에서 압착되어 상기 필름의 일 표면에 상기 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, a method for producing a film made of a polymer resin, the extrusion process of causing a pattern of a predetermined shape is extruded while passing through a pair of rollers and the patterning film formed on one surface together It includes, wherein the patterning surface of the patterning film and the polymer resin to be extruded is contacted by a roller is characterized in that the pattern is formed on one surface of the film.
또한 본 발명에 따른 고분자 수지로 만들어진 필름은 상기 필름의 일 표면 또는 양 표면에 압출 공정에 의해 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the film made of a polymer resin according to the present invention is characterized in that a pattern is formed on one surface or both surfaces of the film by an extrusion process.
또한 본 발명에 따른 패턴 형성 방법으로 정밀한 패턴을 보유하는 광학 필름을 제공 하도록 한다.In addition, the pattern forming method according to the invention to provide an optical film having a precise pattern.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 별도의 필름 표면에 원하는 형태의 비드 모양이 패터닝(음각 또는 양각으로 형성)된 필름 또는 일정한 산 모양이 패터닝(음각 또는 양각으로 형성)된 별도의 패터닝 필름을 먼저 제조한다. 이 패터닝 필름을 별도의 유도 장치를 통해 압출기의 두 롤사이를 통과하도록 하며, 상기 패터닝 필름이 롤 사이를 통과하기 전에 그 표면에 압출물이 접촉하며 함께 통과시키면서 압착하여 압출물의 한쪽 표면에 패턴(예를 들면 양각의 렌즈 형상 또는 프리즘 형상, 또는 기타 모양)이 만들어지도록 하는 방법을 사용하였다. 여기에서 롤 사이를 통과한다는 것은 패너팅 필름의 패턴 면이 압출물을 만나도록 함을 의미한다.In order to achieve the object of the present invention, a film having a bead shape patterned (intaglio or embossed) of a desired shape on a separate film surface or a separate patterned film patterned (intaglio or embossed) with a constant mountain shape first Manufacture. The patterning film is passed between two rolls of the extruder through a separate induction apparatus, and the patterned film is pressed onto the surface of one side of the extrudate while contacting the extrudate and passing through the patterning film before passing between the rolls. For example, an embossed lens or prism shape, or other shape) is used. Passing between the rolls here means that the patterned side of the panting film meets the extrudate.
이때 패터닝 필름 표면에 형성된 음각 또는 양각 패턴의 형상, 크기 및 밀도 등을 조절하면 다양한 형태, 크기 및 형태의 렌즈 형상이 돌출된 광학 필름을 제조할 수 있다.At this time, by adjusting the shape, size and density of the intaglio or embossed pattern formed on the surface of the patterning film, it is possible to produce an optical film protruding the lens shape of various shapes, sizes and shapes.
본 발명의 기술을 이용하면, 고분자 패턴 필름을 사용할 경우 금속롤 보다 고분자 수지와 고분자 패터닝 필름간의 접촉성이 우수해지므로 모아레 현상을 제거할 수 있다. 따라서 별도 코팅공정 없이 압출 공정을 통하여 고분자 수지 필름을 제조하면서 모아레 (Moire) 현상이 없이 정밀한 패턴을 필름 표면에 형성할 수 있다. 따라서 비드 형상, 프리즘 형상 등의 다양한 정밀한 형상을 갖는 광학 필름을 쉽게 제조할 수 있어 매우 경제적이다. By using the technique of the present invention, the moire phenomenon can be eliminated because the contact between the polymer resin and the polymer patterning film is better than the metal roll when the polymer pattern film is used. Therefore, while manufacturing a polymer resin film through an extrusion process without a separate coating process, it is possible to form a precise pattern on the film surface without the moire (Moire) phenomenon. Therefore, an optical film having various precise shapes such as bead shape and prism shape can be easily manufactured, which is very economical.
또한 음각 패턴이 형성된 가이드 필름의 길이를 길게 하고 이를 풀어주거나 감을 수 있는 장치가 별도로 설치된다면 음각 패턴이 형성된 필름을 여러 번 반복해서 사용할 수 있어 매우 경제적이다.In addition, if the length of the guide film formed intaglio pattern is formed and a device that can be released or wound separately installed separately can be used repeatedly the film formed intaglio pattern is very economical.
또한 시간상 공정상으로도 유리할 뿐만 아니라 용이하게 광학 필름을 제조할 수 있다.In addition, it is advantageous not only in time but also in manufacturing an optical film easily.
본 발명의 기술을 이용하면 별도 코팅공정 없이 압출 공정을 통하여 비드 형상, 프리즘 형상 등 다양한 형상을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있어 매우 경제적이다. 또한 음각 패턴이 형성된 가이드 필름의 길이를 길게 하고 이를 풀어주거나 감을 수 있는 장치가 별도로 설치된다면 음각 패턴이 형성된 필름을 여러 번 반복해서 사용할 수 있어 매우 경제적이며, 시간상 공정상으로도 유리할 뿐만 아니라 용이하게 광학 필름을 제조할 수 있다.By using the technology of the present invention it is very economical to manufacture an optical film having a variety of shapes, such as bead shape, prism shape through the extrusion process without a separate coating process. In addition, if the length of the guide film on which the intaglio pattern is formed and a separate device for releasing or winding it are installed separately, the film on which the intaglio pattern is formed can be repeatedly used many times, which is very economical and is advantageous in terms of time and process. An optical film can be manufactured.
또한, 표면에 미세하게 형상을 다르게 제작하는 경우에, 본 발명에 따른 패터닝 필름은 고분자 필름으로서 금속표면보다 용이하게 적용이 가능하여, 특히 이를 볼록 형상을 갖는 음각 렌즈 패턴에 적용할 경우, 패턴 형상의 균일도를 낮출 수 있고, 이렇게 제조된 패턴 필름은 두장 이상 겹쳤을 때 나타나는 모아레 현상도 방지할 수 있다. In addition, in the case of producing a fine shape differently on the surface, the patterning film according to the present invention can be easily applied than the metal surface as a polymer film, especially when applied to the intaglio lens pattern having a convex shape, the pattern shape The uniformity of the can be lowered, and the pattern film thus prepared can also prevent the moiré phenomenon that appears when two or more sheets overlap.
도 1은 평판디스플레이의 백라이트유니트에 사용되는 광확산 필름의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압출방법을 간단하게 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1의 기술로 제조한 광학산 필름 표면의 광학현미경 사진이다.
도 4는 실시예 1의 기술로 제조한 광학산 필름 표면의 3차원 형상의 그림이다.
도 5는 실시예 2의 기술로 제조한 광확산 필름 표면의 3차원 형상의 그림이다.
도 6은 실시예 3의 기술로 제조한 광확산 필름 표면의 3차원 형상의 그림이다.
도 7은 실시예 4의 기술로 제조한 광확산 필름 표면의 3차원 형상의 그림이다.1 is a structural diagram of a light diffusing film used in a backlight unit of a flat panel display.
2 is a view simply showing an extrusion method according to the present invention.
3 is an optical micrograph of the surface of the optical acid film prepared by the technique of Example 1.
4 is a picture of a three-dimensional shape of the surface of the optical acid film produced by the technique of Example 1. FIG.
5 is a picture of a three-dimensional shape of the surface of the light diffusing film produced by the technique of Example 2. FIG.
6 is a picture of a three-dimensional shape of the surface of the light diffusing film produced by the technique of Example 3. FIG.
7 is a picture of a three-dimensional shape of the surface of the light diffusing film produced by the technique of Example 4. FIG.
본 발명은 별도의 코팅 공정없이 압출 시 광확산 필름 또는 프리즘 필름 등의 광학 필름을 포함하여 미세 정밀 패턴을 구비한 고분자 필름을 제조하는 기술 및 이로부터 제조된 광학 필름의 제공에 관한 발명이다.The present invention relates to a technique for preparing a polymer film having a fine precision pattern, including an optical film such as a light diffusing film or a prism film during extrusion, and to providing an optical film manufactured therefrom without a separate coating process.
본 발명의 기술은 광학 필름을 제조하는 새로운 압출 방법에 관한 것이기 때문에 비드 형상 또는 프리즘 형상 등 다양한 형상의 광학 필름을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 비드 형상의 광학산 필름에 관하여 중점적으로 설명한다. 그러나 본 발명의 기술은 비드 형상을 갖는 패턴으로 이루어진 광확산 쉬트 외에 프리즘 쉬트 또는 기타 다른 형상을 갖는 광학 필름의 제조에도 적용 가능하다.
Since the technique of the present invention relates to a novel extrusion method for producing an optical film, it is possible to produce an optical film of various shapes such as bead shape or prism shape. Therefore, this invention focuses mainly on the optical-shaped film of a bead shape. However, the technique of the present invention is also applicable to the production of an optical film having a prism sheet or other shape in addition to a light diffusion sheet composed of a pattern having a bead shape.
일반적으로 압출법에 의한 고분자 필름 제조는 먼저 고분자를 건조 또는 결정화 등 적절한 방법에 의해 전처리한 후 이를 압출기 호퍼를 통해 압출기로 주입하여 압출 공정을 거쳐 제조한다. 압출기의 마지막 부분에 압출물의 형성을 결정짓는 다이가 있는데, 필름 또는 쉬트 제조의 경우 소위 티 다이 (T-die)라는 다이가 위치한다. 이 티 다이를 통해 압출물이 흘러나오면 이를 롤 사이에 넣고 압착하여 원하는 두께의 필름을 제조한다. 이를 칼렌더링 (calendering) 방법이라고 부른다. 칼렌더링법에 의한 필름 제조를 위해서는 압출물이 흘러나오는 경로에 롤이 몇 개 위치하는데, 일반적으로 한 쌍의 제 1롤과 제 2롤 사이로 압출물이 흘러내리게 한 후 이를 압착하여 필름을 제조한다.In general, the polymer film is produced by the extrusion method is pre-treated by a suitable method such as drying or crystallization, and then injected into the extruder through an extruder hopper to be produced through an extrusion process. At the end of the extruder is a die that determines the formation of the extrudate, in the case of film or sheet production a so-called T-die die. When the extrudate flows out through this tee die, it is sandwiched between rolls and compressed to produce a film having a desired thickness. This is called the calendaring method. In order to manufacture the film by the calendering method, a few rolls are positioned along the path of the extrudate, and generally, the extrudate flows between a pair of the first and second rolls and then compressed to produce a film. .
본 발명에서는 예를 들면 표면에 음각의 비드 형상을 갖도록 패터닝된 필름이 제 2롤을 통해 지나가도록 하고(음각 패턴된 면은 상대편 롤을 향해서 위치하게 됨) 제 1롤과 제 2롤 사이에, 즉 제 1롤과 음각 비드 패턴 면 사이에 압출물이 흘러내려 압착되도록 하는 방법을 사용하였다.In the present invention, for example, the film patterned to have a negative bead shape on the surface is passed through the second roll (the negative patterned surface is located toward the opposite roll) between the first and second rolls, That is, a method was used in which the extrudate flowed down between the first roll and the intaglio bead pattern surface to be compressed.
압출물이 롤러 사이에서 압착되어 지나간 후 패턴 형성을 위해 투입된 음각 패턴을 갖는 필름은 별도의 경로를 거쳐 다시 권취하여 처리하고, 원하는 패턴이 형성된 광확산 필름은 권취하면 된다. 이하 패턴닝 필름의 패턴을 음각 패턴을 기준으로 설명한다. 물론 양각 패턴을 사용하는 경우 압출물에 반대로 패턴이 생길 것이다.After the extrudate is squeezed between the rollers, the film having the intaglio pattern inserted for pattern formation may be wound and processed again through a separate path, and the light diffusion film having a desired pattern may be wound. Hereinafter, the pattern of the patterning film will be described based on the intaglio pattern. Of course, if an embossed pattern is used, the pattern will be reversed in the extrudate.
이때 제 1롤 표면을 적절하게 처리하여 원하는 패턴을 형성하면 제 1롤쪽 표면도 원하는 패턴이 형성된 광학 필름을 얻을 수 있다. 예를 들어, 한쪽 표면에는 헤이즈값을 50%로 맞추기 위한 제 1롤을 사용하면, 상기 표면은 헤이즈 값이 50 정도가 되도록 조절한 패턴을 갖고, 그리고 반대쪽 표면은 제 2롤과 패터닝 필름에 의해 원하는 광학 기능을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있다. 또한 양 쪽 모두 패터닝 필름을 사용할 수도 있다.At this time, if the surface of the first roll is properly treated to form a desired pattern, the first roll-side surface can also obtain an optical film having a desired pattern. For example, if one surface is used with a first roll for setting the haze value to 50%, the surface has a pattern adjusted to have a haze value of about 50, and the opposite surface is formed by the second roll and the patterning film. An optical film having a desired optical function can be produced. It is also possible to use a patterning film on both sides.
이하 도 2의 제조 공정을 참고로 하여 본 발명의 압출 공정에 대해 설명한다. 본 발명의 기술을 바람직하게 구현하기 위해서는 압출기(110)의 티 다이(120)로부터 흘러나오는 압출물(200)이 제 1롤 또는 제 2롤을 통해 들어오는 패턴을 갖는 패터닝 필름(190)을 만났을 때 압출물의 온도가 급격히 감소하는 것을 방지해야 한다. 이는 압출물의 온도가 급격히 낮아지면 (음각) 패턴쪽으로 압출물이 잘 흘러들어가지 않아 원하는 (양각) 패턴을 얻을 수 없고 끝의 둥근 부분이 뭉그러진 형태의 불완전한 패턴이 형성되기 때문에 이를 방지하기 위함이다.Hereinafter, the extrusion process of the present invention will be described with reference to the manufacturing process of FIG. 2. In order to implement the technique of the present invention preferably when the
이를 위해 한 쌍의 롤의 온도를 일정 온도 이상으로 유지해야 하고 또한 롤로 들어오는 패턴을 갖는 패터닝 필름을 예열해야 하는 데, 도 2에서는 예열히터로 미리 예열하게 된다.To this end, it is necessary to maintain the temperature of the pair of rolls above a certain temperature and preheat the patterning film having a pattern coming into the roll. In FIG. 2, the preheating heater is preheated.
일반적으로 압출물이 티 다이로부터 흘러나오면 곧바로 공기를 만나게 되어 압출물의 온도가 낮아지고 따라서 압출물의 점도가 높아진다. 이때 패턴을 갖는 팬터닝 필름과 접촉하게 되면 압출물의 온도 저하는 더 급격하게 된다. 이렇게 압출물의 온도가 급격히 저하되고 점도가 급격히 높아지면 패턴 형성이 잘 안되기 때문에 롤을 가열하여야 하며, 특히 제 1롤이 압출물과 만났을 때 압출물의 냉각속도를 조금이라도 늦추어야 좋은 모양이 렌즈 형상을 얻을 수 있다. 따라서 제 1 및 2 롤의 온도를 섭씨 120~200도 정도로 가열하여 사용하는 것이 유리하다. 이때 도 2에서와 같이 제 2롤은 음각 패턴된 패터닝 필름이 지나가기 때문에 큰 영향을 받지 않지만 제 1롤은 압출물과 직접적으로 접촉되기 때문에 제 1롤의 온도가 섭씨 120도 미만인 경우 압출물의 온도가 너무 낮아져 패턴 형성이 잘 안되어 불리하고 섭씨 온도가 200도 이상인 경우 제 1롤을 이 온도까지 가열하기도 어려울 뿐만 아니라 불필요하게 높은 온도로 가열할 필요가 없기 때문에 오히려 불리하다.In general, when the extrudate flows out of the tee die, it immediately encounters air, which lowers the temperature of the extrudate and thus increases the viscosity of the extrudate. At this time, when the contact with the patterning panning film, the temperature drop of the extrudate becomes more rapid. If the temperature of extrudate drops sharply and the viscosity rises sharply, the rolls should be heated because the pattern formation is not good. Especially, when the first roll meets the extrudate, the cooling rate of the extrudate should be slowed down a little. You can get it. Therefore, it is advantageous to heat the temperature of the first and second rolls to about 120 to 200 degrees Celsius. In this case, as shown in FIG. 2, the second roll is not significantly affected because the negative patterned film passes, but the first roll is in direct contact with the extrudate, so that the temperature of the extrudate is less than 120 degrees Celsius. Is too low to be poorly patterned and disadvantageous since the first roll is not only difficult to heat up to this temperature but also unnecessarily high temperature.
또한 상술한 바와 같이 음각패턴을 갖는 별도의 필름도 제 2롤에 감겨 압출물과 만나기 전에 예열해야 압출물과 만났을 때 압출물 온도가 급격히 낮아지는 것을 방지하여 좋은 결과를 얻을 수 있다. 이때 음각 패턴된 패터닝 필름 예열은 섭씨 50~170도 범위에서 예열하면 된다. 예열 온도가 섭씨 50도 미만인 경우 필름 온도가 너무 낮아 원하는 패턴을 얻기 어려워 불리하고 섭씨 170도 이상인 경우 온도가 너무 높아 음각 패턴된 별도 필름이 변형되거나 기저 필름이 변형될 우려가 있어 오히려 불리하다.In addition, as described above, a separate film having an intaglio pattern may also be wound on a second roll and preheated before meeting with the extrudate to prevent the extrudate temperature from sharply lowering when the extrudate encounters the extrudate, thereby obtaining good results. At this time, the engraved patterned film preheating may be preheated in the range of 50 to 170 degrees Celsius. When the preheating temperature is less than 50 degrees Celsius, the film temperature is too low to obtain a desired pattern, and when the temperature is higher than 170 degrees Celsius, the temperature is too high.
음각패턴이 형성된 패터닝 필름을 투입하기 위한 장치로는 도 2에 도시된 바와 같이 필름을 가이드하기 위한 가이드 롤들 이외에 음각 패턴을 갖는 패터닝 필름을 예열하기 위한 예열장치로서 예열히터, 이 패터닝 필름이 제 2롤을 감싸고 들어가게 하기 위한 장치, 티 다이(120)에서 흘러나오는 압출물(200)의 냉각을 지연시키기 위한 제 1 및 2 롤 가열장치 등의 장치가 필요하다.As a device for inputting a patterning film having an intaglio pattern formed therein, as a preheater for preheating the patterning film having an intaglio pattern, in addition to the guide rolls for guiding the film, as shown in FIG. Apparatuses for wrapping and allowing rolls and first and second roll heaters for delaying cooling of the
이때 음각 패턴된 패터닝 필름의 예열은 예열히터 외에도 별도의 열풍 장치 또는 적외선 가열장치 등의 가열장치를 사용할 수 있다. 또한 제 1 및 2 롤 가열장치는, 미도시 되었지만, 이들 롤 내부에 장착하거나 예를 들어 미리 가열된 액체가 흐르도록 하면 간단하게 원하는 온도로 가열할 수 있다.At this time, the preheating of the intaglio patterned film may use a heating device such as a separate hot air device or an infrared heating device in addition to the preheating heater. In addition, although not shown, the first and second roll heaters can be simply heated to a desired temperature by mounting inside these rolls or allowing a pre-heated liquid to flow, for example.
도 2에 따른 압출 공정에서 주로 음각 패턴된 별도 필름이 제 2롤 표면을 통하여 지나가는 방법을 중점적으로 설명하였으나, 음각 패턴된 패터닝 필름이 제 1롤을 지나가도록 해도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 그러나 이때에는 음각 패턴된 패터닝 필름의 예열장치 및 별도 필름 가이드 롤 등은 모두 제 1롤쪽에 위치하도록 해야 한다. 또한 음각 패턴된 면이 제 2롤쪽을 향하여 압출물을 만나도록 해야 한다.In the extrusion process according to FIG. 2, the method of mainly passing the intaglio-patterned separate film through the second roll surface is mainly described, but the same effect may be obtained even if the intaglio patterned patterning film passes the first roll. At this time, however, the preheating device of the intaglio patterned patterning film and the separate film guide roll should be positioned on the first roll side. The engraved patterned side should also face the extrudate towards the second roll.
본 발명은 도 2에서와 같이 음각 패턴된 필름을 통과시키면서 압출물을 만나도록 하여 양각패턴의 최종필름(100)을 제조한 것과 같이, 원하는 모양의 양각 패턴을 갖도록 하는 기술로서, 양각 패턴의 지름(비드 형상의 경우) 또는 밑변(프리즘 필름의 경우)의 길이에 상관없이 적용 가능한데, 바람직하게는 2 미크론 이상의 비드 형상 또는 밑변이 2 미크론 이상인 프리즘 형상이면 어느 것이나 가능하다. 직경 또는 밑변의 길이가 2 미크론보다 작으면 패턴 형성이 잘 안되어 불리하다. 엘시디 산업용 광확산 필름용 비드의 직경은 일반적으로 100 미크론 미만이다. 즉, 상기 패턴은 2 미크론 이상의 다양한 정밀한 입체 형상으로 압착에 의해 고분자 수지에 그 형상을 만들 수 있는 것이면 된다.The present invention is a technology to have an embossed pattern of the desired shape, such as to make the
따라서 본 발명의 기술은 일반 패턴을 보유한 필름 외에, 광확산 필름 뿐만 아니라 다양한 형상을 갖는 광학 필름 및 정밀한 패턴을 표면에 보유한 필름의 제조에 적합하다. 예를 들어, 프리즘 쉬트의 경우, 제조하고자 하는 산 모양을 갖는 프리즘 쉬트 형상을 제외한 나머지는 상술한 광확산 쉬트 제조 기술과 마찬가지이다. 즉, 음각 패턴이 프리즘 산 모양이 음각으로 만들어진 패터닝 필름을 압출기의 제 1 또는 2 롤 표면을 지나가도록 한 후 압출물이 닿아 압착되도록 하면 된다. 또한 상기 패턴은 음각 또는 양각의 패턴으로, 둥근 비드 모양, 산 모양, 마름모꼴 모양, 렌즈 모양, 프리즘 모양, 원뿔 모양, 및 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 또는 다각형 형태의 뿔 모양 중 어느 하나 이상의 모양이 사용되거나 또는 기타 다른 형상의 패턴도 마찬가지 방법으로 제조 가능하다.Therefore, the technique of the present invention is suitable for the production of optical films having various shapes as well as films having a precise pattern on the surface, in addition to a film having a general pattern. For example, in the case of a prism sheet, except for the prism sheet shape having an acid shape to be manufactured, the rest is the same as the light diffusion sheet manufacturing technique described above. That is, the intaglio pattern may be made by passing the patterning film in which the prism acid shape is engraved to pass through the first or second roll surface of the extruder, and then the extrudate is touched and pressed. In addition, the pattern is an engraved or embossed pattern, and any one or more of a round bead shape, a mountain shape, a lozenge shape, a lenticular shape, a prism shape, a cone shape, and a horn shape of a triangular pyramid, a square pyramid, a pentagonal pyramid, or a polygonal shape is used. Alternatively, other shaped patterns can be produced in the same manner.
본 발명의 기술은 압출법을 이용한 기술이기 때문에 압출물은 특별한 종류의 필름에 국한되지 않고 압출법에 의해 필름을 제조할 수 있는 모든 종류의 고분자에 적용 가능하다. 대표적인 필름으로는 에스터기, 이미드기, 아마이드기, 술폰기, 카보네이트기, 설파이드기, 올레핀기 등의 관능기 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 고분자 필름 또는 공중합된 고분자 필름 또는 이들 고분자 필름이 복합화되어 있는 고분자 필름 등에 적용 가능하다.Since the technique of the present invention is a technique using an extrusion method, the extrudate is not limited to a special kind of film and can be applied to all kinds of polymers capable of producing a film by the extrusion method. Representative films include polymer films or copolymerized polymer films or copolymerized polymer films containing any one or more of functional groups such as ester groups, imide groups, amide groups, sulfone groups, carbonate groups, sulfide groups, and olefin groups. It can be applied to a polymer film.
특히 경도 증진 및 굴절율 조절을 통한 휘도 증가 등의 특정한 목적을 위하여 서로 다른 종류의 수지를 공압출법에 의하여 2층 이상의 층 구조를 갖도록 압출할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 광학 필름에 있어서, 양각 형상이 형성된 반대면 표면이 바닥에 닿음으로써 긁힘 등의 문제점 보완을 위해 아크릴계 수지를 공압출하면 바닥면의 경도가 증가하여 긁힘 현상을 감소시킬 수 있다. 또한 양각 형상에 사용되는 고분자 수지에 굴절율 조절제를 혼합하여 양각 형상을 만들면 광학 필름의 휘도를 증가시킬 수 있다. 이때 선택하는 고분자 수지 또는 특정 목적의 충전제 또는 첨가제는 해당 목적을 위하여 시행되는 통상의 기술을 이용하면 된다.In particular, different types of resins may be extruded to have a layer structure of two or more layers by a coextrusion method for a specific purpose such as increasing hardness through increasing hardness and adjusting refractive index. For example, in the optical film according to the present invention, co-extrusion of the acrylic resin to compensate for problems such as scratching by the surface of the opposite surface where the embossed shape is formed on the bottom may increase the hardness of the bottom surface to reduce the scratching phenomenon. Can be. In addition, when the embossed shape is mixed with the polymer resin used in the embossed shape, the embossed shape may increase the brightness of the optical film. In this case, the polymer resin to be selected or the filler or additive for a specific purpose may be used using conventional techniques for the purpose.
상술한 본 발명의 기술은 최종 제품의 표면에 양각 패턴을 압출법에 의해 제조한다는 것이다. 그러나 본 발명의 기술은 최종 제품의 표면에 음각 패턴이 형성된 광학 필름의 제조에도 유용하게 사용될 수 있다. 이때는 최종적으로 음각 패턴을 만들기 위해 투입하는 별도 필름의 표면에 양각 패턴이 형성되도록 한 것을 제외하고는 상술한 기술을 그대로 사용하면 된다. 최종 필름의 표면에 음각 패턴을 갖도록 하는 기술은 양각 패턴을 갖는 별도 필름을 제 1롤 또는 제 2롤을 감싸고 지나가도록 한 후 여기에 압출물이 닿아 압착되도록 하면 된다.The technique of the present invention described above is to produce an embossed pattern on the surface of the final product by extrusion method. However, the technique of the present invention can also be usefully used for the production of optical films having a negative pattern formed on the surface of the final product. In this case, the above-described technique may be used as it is, except that an embossed pattern is formed on a surface of a separate film to be finally added to make an intaglio pattern. The technique of having the intaglio pattern on the surface of the final film is to pass a separate film having the embossed pattern wrapped around the first roll or the second roll and then the extrudate touches and compresses.
본 발명에 있어서, 음각 또는 양각의 패터닝 필름 제조 시 패터닝 필름 표면과 압출하려는 고분자 수지와의 상용성이 좋아 접착력이 증가하면 압출 후 가이드 필름과 최종 제품과의 분리가 어려워 불리하다. 따라서 패터닝 필름의 표면 음각 또는 양각 패턴은 압출하려는 고분자 수자와 상용성이 매우 나빠서 압출 공정 중 서로 달라 붙지 말아야 한다.In the present invention, when the intaglio or embossed patterning film is manufactured, the compatibility between the surface of the patterning film and the polymer resin to be extruded is good and the adhesive force increases, so that it is difficult to separate the guide film from the final product after extrusion. Therefore, the surface intaglio or embossed pattern of the patterning film is very incompatible with the polymer number to be extruded and should not stick to each other during the extrusion process.
이런 목적으로 가장 좋은 재료는 광경화형 수지 조성물로서, 고분자 필름을 비롯한 기저 물질 표면에 광경화형 수지조성물을 도포한 후 경화하면 일반 고분자 수지와 접착력이 현저히 떨어져 본 발명의 압출 공정 중 가이드 필름과 고분자 압출물과 달라 붙지 않아 매우 효과적이다.The best material for this purpose is a photocurable resin composition, the photocurable resin composition is applied to the surface of the base material, including the polymer film and then cured, the adhesive strength with the general polymer resin is significantly reduced, the guide film and the polymer extrusion during the extrusion process of the present invention It does not stick to water and is very effective.
상기 언급된 내용 증 광확산 쉬트를 예로 들어 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 범위는 실시예 또는 광확산 쉬트에 국한되는 것은 아니다.
The above-mentioned light diffusion sheet will be described in more detail using examples. However, the scope of the present invention is not limited to the embodiment or the light diffusion sheet.
<실시예 1>≪ Example 1 >
폴리에스터 필름 표면에 둥근 모양의 음각패턴이 형성된 필름을 미리 준비한다. 이는 비드 직경이 50 미크론인 아크릴 비드를 광경화형 수지와 혼합하여 비드 코팅액을 만든 후 이를 폴리에스터 필름 표면에 도포하여 광확산 필름을 먼저 만든다. 이때 수지층은 약 25 미크론이고 비드 직경이 50 미크론이므로 수지층 위에 약 25 미크론의 비드가 양각으로 돌출되어 있는 필름이다. 이 필름 표면에 광경화형 수지조성물을 25 미크론 두께로 도포하여 압착, 광경화한 후 떼어내면 음각패턴이 형성된 필름을 얻을 수 있다. A film having a round intaglio pattern formed on the polyester film surface is prepared in advance. It mixes acrylic beads having a bead diameter of 50 microns with a photocurable resin to form a bead coating solution, which is then applied to the polyester film surface to form a light diffusing film first. At this time, since the resin layer is about 25 microns and the bead diameter is 50 microns, the film of about 25 microns of beads protrudes embossed on the resin layer. When the photocurable resin composition is applied to the surface of this film to a thickness of 25 microns, it is compressed, photocured and peeled off to obtain a film having an intaglio pattern.
폴리카보네이트 압출 시 이 음각 패턴된 가이드 필름을 압출 시 제 2롤 표면을 통해 지나가게 하는데, 이때 음각 패턴된 표면에 압출물이 접촉되도록 한다.During polycarbonate extrusion, the intaglio patterned guide film is passed through the second roll surface during extrusion, with the extrudate being in contact with the intaglio patterned surface.
이때 제 1롤과 제 2롤을 125도의 온도로 가열하고, 음각 패턴된 패터닝 필름을 적외선 가열장치를 통해 제 2롤에 투입되기 직전에 필름 표면 온도가 섭씨 60도가 되도록 예열하여 제 2롤 쪽으로 지나가게 하여 압출물을 만나 압착되도록 하여 양각 패턴을 갖는 광확산 필름을 제조한다.At this time, the first roll and the second roll are heated to a temperature of 125 degrees, and the film surface temperature is preheated to 60 degrees Celsius immediately before the intaglio patterned film is introduced into the second roll through an infrared heater, and then passed to the second roll. The light diffusing film having an embossed pattern is manufactured by being pressed to meet and extrude the extrudate.
이렇게 제조된 폴리카보네이트 필름은 한 쪽에는 비드 크기의 둥근 모양이 돌출된 형태의 확산필름이 만들어진다.The polycarbonate film thus prepared is made of a diffusion film protruding from the round shape of the bead size on one side.
상기 방법으로 제조된 필름의 표면 요철 모양이 아래 도 3 및 도 4에 나와 있고, 이 필름의 휘도가 기준 확산 필름인 184D 확산필름 (UNIVACCO, Taiwan) 대비 118%로 측정되었다. 이때 필름의 총 두께는 154-161 미크론이었다. 본 측정에는 7 인치 LED 타입의 백라이트 유니트가 사용되었다.Surface irregularities of the film produced by the above method is shown in Figures 3 and 4 below, the brightness of the film was measured as 118% compared to the 184D diffusion film (UNIVACCO, Taiwan) that is the reference diffusion film. The total thickness of the film at this time was 154-161 microns. The 7 inch LED type backlight unit was used for this measurement.
본 실시예에서 보듯이, 최종 필름의 표면에는 직경 약 50 미크론 정도의 양각 렌즈가 형성되었고 이 필름의 휘도가 기준 시료인 확산 필름 대비 높은 값을 보임을 알 수 있다. 특히 광경화형 수지조성물로 가이드 필름의 음각 패턴을 형성 시료인 물 압착에 의해 음각패턴을 가진 가이드 필름과 양각 패턴을 가진 최종 제품이 서로 잘 떨어져 본 발명의 목적에 매우 효과적이다.
As shown in the present embodiment, it can be seen that an embossed lens having a diameter of about 50 microns was formed on the surface of the final film, and the brightness of the film showed a higher value than that of the diffusion film as a reference sample. In particular, the guide film having the intaglio pattern and the final product having the embossed pattern are well separated from each other by water pressing as a sample to form the intaglio pattern of the guide film with the photocurable resin composition.
<실시예 2><Example 2>
실시예 2는 제 1롤 가열온도가 섭씨 90도임을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하다.Example 2 is the same as Example 1 except that the first roll heating temperature is 90 degrees Celsius.
상기 기술로 만들어진 광확산 필름의 양각 형태가 도 5의 그림에 나와 있다. 이 도에서 보듯이 끝이 뭉그러진 형태로서 광확산층이 제대로 형성되지 못한 것을 알 수 있다. 또한 이 필름의 휘도는 기준 시료 184D 확산필름 (UNIVACCO, Taiwan) 대비 84% 정도로서 휘도가 상당히 저하되었다.
An embossed form of the light diffusing film made with the above technique is shown in the figure of FIG. 5. As shown in this figure, it can be seen that the light diffusion layer is not formed properly as the end is lumped. In addition, the brightness of the film was about 84% compared to the reference sample 184D diffuser film (UNIVACCO, Taiwan), and the brightness was considerably reduced.
<실시예 3><Example 3>
실시예 3은 음각 패턴된 별도 필름을 예열하지 않고 실온 상태의 필름을 그대로 사용한 것을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하다.Example 3 is the same as in Example 1 except that the film in the room temperature state is used as it is without preheating the separate film having the negative pattern.
상기 기술로 제조된 폴리카보네이트 광확산 필름의 양각패턴 모양이 도 6에 나와 있는데, 도 6과 마찬가지로 둥근 렌즈 모양이 제대로 형성되지 못하고 윗 부분이 납작한 렌즈 모양이 형성됨을 알 수 있다. 이 필름의 휘도는 기준 시료 184D 확산필름 (UNIVACCO, Taiwan) 대비 78%로 측정되었다.
The embossed pattern shape of the polycarbonate light diffusing film manufactured by the above technique is shown in FIG. 6, and as shown in FIG. 6, it can be seen that a round lens shape is not formed properly and a flat lens shape is formed. The brightness of this film was 78% compared to the reference sample 184D diffuser film (UNIVACCO, Taiwan).
<실시예 4><Example 4>
실시예 4는 음각패턴된 별도 필름을 제 1롤쪽에서 음각패턴된 표면이 압출물을 접촉하도록 하는 방향으로 지나가도록 한 것을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하다.Example 4 is identical to Example 1 except that the intaglio-patterned separate film is passed in the direction in which the intaglio patterned surface contacts the extrudate on the first roll side.
상기 기술로 제조된 필름의 양각모양이 도 7에 나와 있는데, 본 도의 그림에서 보듯이, 둥근 모양의 양각 렌즈가 도 4와 같이 잘 형성되었음을 볼 수 있다. 또한 이 필름의 광투과도는 기준 시료 대비 184D 확산필름 (UNIVACCO, Taiwan) 106%로 측정되어 양호한 휘도를 갖는다.
The embossed shape of the film manufactured by the above technique is shown in FIG. 7, and as shown in the figure of FIG. 7, it can be seen that the round-shaped embossed lens is well formed as shown in FIG. 4. In addition, the light transmittance of this film was measured as 106% of the 184D diffuser film (UNIVACCO, Taiwan) compared to the reference sample and has a good brightness.
상기 실시예들을 통하여, 본 발명의 기술인 음각 패턴된 별도 필름을 예열한 후 압출공정 중 제 1롤 또는 제 2롤을 통해 지나가게 하면서 제 1롤 과 제 2롤을 적정 온도로 가열하여 양각 렌즈 형상을 형성하면 별도 코팅 공정없이 광확산 기능이 좋은 광확산 필름을 제조할 수 있다.Through the above embodiments, the first film and the second roll is heated to an appropriate temperature while passing through the first or second roll during the extrusion process after preheating the intaglio patterned separate film is a technique of the present invention embossed lens shape Forming can produce a light diffusion film having a good light diffusion function without a separate coating process.
또한 본 발명의 기술을 이용하면 다양한 형태의 형상을 갖는 광학 필름을 경제적으로 제조할 수 있다.In addition, using the techniques of the present invention, it is possible to economically produce optical films having various shapes.
Claims (13)
일층 또는 다층의 복합 필름으로 압출되기 위한 고분자 수지가 압출기로부터 바로 흘러나와서 소정의 형상의 패턴이 일 표면에 형성된 패터닝 필름과 함께 한 쌍의 롤러를 통과하면서 공압출법으로 압출되며,
상기 패터닝 필름의 패턴이 형성된 면과 압출되는 고분자 수지가 접촉하여 롤러에서 압착되어 상기 필름의 일 표면에 상기 패턴이 형성되며, 그리고
상기 패터닝 필름과 롤러들 중 하나 이상 또는 모두가 예열되어 사용되며, 패터닝 필름의 예열온도는 섭씨 120~200도의 범위로 그리고 압착 롤들의 가열온도가 섭씨 50~170도로 예열되어 사용되는 것,
을 특징으로 하는 압출법에 의한 패턴을 보유한 필름의 제조 방법.In the method for producing a film made of a polymer resin,
The polymer resin for extruding into a single layer or multilayer composite film flows directly from the extruder and is extruded by a coextrusion method while passing through a pair of rollers with a patterning film formed on one surface.
The patterned surface of the patterning film and the polymer resin to be extruded are contacted and pressed in a roller to form the pattern on one surface of the film, and
At least one or both of the patterning film and the rollers are preheated, and the preheating temperature of the patterning film is used in the range of 120 to 200 degrees Celsius and the heating temperature of the pressing rolls is preheated to 50 to 170 degrees Celsius.
The manufacturing method of the film which has a pattern by the extrusion method characterized by the above-mentioned.
상기 광학 필름의 일 표면 또는 양 표면에는 압출법에 의해 패턴이 형성되며, 상기 패턴이 제1항, 제4항 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.In the optical film made of a polymer resin,
A pattern is formed on one surface or both surfaces of the optical film by an extrusion method, and the pattern is formed by the method according to any one of claims 1, 4, 5 and 7. film.
상기 광학 필름의 일 표면 또는 양 표면에는 압출법에 의해 패턴이 형성되며, 상기 패턴이 제8항에 의한 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.In the optical film made of a polymer resin,
A pattern is formed on one surface or both surfaces of the optical film by an extrusion method, the pattern is formed by the method according to claim 8.
상기 광학 필름의 일 표면 또는 양 표면에는 압출법에 의해 패턴이 형성되며, 상기 패턴이 제9항에 의한 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.In the optical film made of a polymer resin,
A pattern is formed on one surface or both surfaces of the optical film by extrusion, and the pattern is formed by the method according to claim 9.
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