KR101304592B1 - 내열성·고강도 아크릴계 공중합체, 및 이를 포함하는 광학필름 - Google Patents

내열성·고강도 아크릴계 공중합체, 및 이를 포함하는 광학필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성·고강도 아크릴계 공중합체, 및 이를 포함하는 광학필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 1) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체; 2) 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 3) (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함하여 중합된 아크릴계 공중합체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 아크릴계 공중합체는 투명성이 유지되면서도 내열성이 뛰어나다. 또한, 상기 아크릴계 공중합체를 포함하는 컴파운딩 수지를 포함하는 광학 필름은 투명성 및 내열성이 우수하며, 가공성, 접착성, 위상차 특성 및 내구성이 우수하다.

Description

내열성·고강도 아크릴계 공중합체, 및 이를 포함하는 광학필름{ACRYL-BASED COPOLYMERS WITH HEATRESISTANCE AND HIGH STRENGTH, AND AN OPTICAL FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 내열성·고강도 아크릴계 공중합체, 및 이를 포함하는 광학필름에 관한 것이다.
근래 광학 기술의 발전을 발판으로 종래의 브라운관을 대체하는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 등 여러 가지의 방식을 이용한 디스플레이 기술이 제안, 시판되고 있다. 이러한 디스플레이를 위한 폴리머 소재는 그 요구 특성이 한층 더 고도화하고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 경우 박막화, 경량화, 화면 면적의 대형화가 추진되면서 광시야각화, 고콘트라스트화, 시야각에 따른 화상 색조 변화의 억제 및 화면 표시의 균일화가 특히 중요한 문제가 되었다.
이에 따라 편광 필름, 편광자 보호 필름, 위상차 필름, 플라스틱 기판, 도광판 등에 여러 가지의 폴리머 필름이 사용되고 있으며, 액정으로서 트위스티드 네메틱(twisted nematic, TN), 슈퍼 트위스티드 네메틱(super twisted nematic, STN), 버티컬 얼라인먼트(vertical alignment, VA), 인플레인 스위칭(in-plane switching, IPS) 액정 셀 등을 이용한 다양한 모드의 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 이들 액정 셀은 모두 고유한 액정 배열을 하고 있어, 고유한 광학 이방성을 갖고 있으며, 이 광학 이방성을 보상하기 위하여 다양한 종류의 폴리머를 연신하여 위상차 기능을 부여한 필름이 제안되어 왔다.
구체적으로, 액정 표시 장치는 액정 분자가 가지는 높은 복굴절 특성과 배향을 이용하기 때문에 시야각에 따라 굴절율이 달라져 그에 따라 화면의 색상과 밝기가 변한다. 예컨대, 버티컬 얼라인먼트 방식에 사용하는 대부분의 액정 분자는 액정 표시면의 두께 방향으로 양의 위상차를 갖기 때문에 이를 보상하기 위해서 두께 방향으로 음의 위상차를 갖는 보상 필름이 필요하다. 또한, 서로 직교된 두 편광판의 정면에서는 빛을 통과시키지 않지만 각도를 기울이면 두 편광판의 광축이 직교하지 않게 되어 빛샘 현상이 나타나며, 이를 보상하기 위하여 면 방향 위상차를 갖는 보상 필름이 필요하다. 또한, 액정을 이용한 표시 장치는 시야각을 넓게 하기 위해 두께 방향의 위상차 보상과 면 방향 위상차 보상이 동시에 필요하다.
위상차 보상 필름으로 갖추어야 할 요건으로는 복굴절이 쉽게 조절되어야 한다는 것이다. 그런데, 필름의 복굴절은 물질이 가지는 근본적인 복굴절 뿐만 아니라 필름에 있어서 고분자 사슬의 배향에 의하여 이루어진다. 고분자 사슬의 배향은 대부분 외부에서 부가되는 힘에 의해 강제적으로 일어나거나 물질이 갖고 있는 고유 특성에 기인하며, 외부의 힘에 의해 분자를 배향하는 방법은 고분자 필름을 일축 또는 이축으로 연신하는 것이다.
상기와 같은 액정 고유의 복굴절 특성으로 인한 LCD의 시야각 문제를 해결하기 위해, 근래 N-TAC, V-TAC, COP Film이 보상 필름 또는 위상차 필름으로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 필름들은 가격이 비싸고 제조시 공정이 복잡해지는 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 목적은 투명성이 유지되면서도 종래 보다 내열성이 뛰어난 아크릴계 공중합체 수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 아크릴계 공중합체 수지 및 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지를 포함하는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 수지 조성물을 포함하는 내열성 및 광학적 투명성이 우수한 광학 필름, 및 상기 광학 필름을 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
1) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체; 2) 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 3) (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함하여 중합된 아크릴계 공중합체를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 아크릴계 공중합체, 및 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지가 혼합된 컴파운딩 수지를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 컴파운딩 수지를 포함하는 광학 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 아크릴계 공중합체는 투명성이 유지되면서도 내열성이 뛰어나다. 또한, 상기 아크릴계 공중합체를 포함하는 컴파운딩 수지를 포함하는 광학 필름은 투명성 및 내열성이 우수하며, 가공성, 접착성, 위상차 특성 및 내구성이 우수하다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면은, 1) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체; 2) 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 3) (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함하여 중합된 아크릴계 공중합체에 관한 것이다.
본 명세서에서 단량체를 포함하는 공중합체 수지라 함은, 단량체가 중합되어 공중합체 수지 내에서 반복단위로서 포함되는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서, “(메트)아크릴레이트계 단량체”의 의미는, “아크릴레이트계 단량체”, 또는 “메타크릴레이트계 단량체”를 포함하는 것이다.
또한, 본 명세서에서, (메트)아크릴아마이드계 단량체”의 의미는, “아크릴아마이드계 단량체”, 또는 “메타크릴아마이드계 단량체”를 포함하는 것이다.
상기 아크릴계 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으나, 공중합 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 수지에 있어서, 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 알킬아크릴레이트계 단량체 및 알킬메타크릴레이트계 단량체를 모두 의미하는 것이다. 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체의 알킬기는 탄소수 1 ~ 10인 것이 바람직하며, 탄소수 1 ~ 4인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 더욱 바람직하다. 상기 알킬 메타크릴레이트계 단량체는 메틸 메타크릴레이트인 것이 보다 바람직하나 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 수지에 있어서, 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 함량은 50 ~ 98.9 중량%인 것이 바람직하고, 50 ~ 90 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 함량이 상기 범위일 경우 투명성이 우수하면서도 내열성이 유지될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체 수지에 있어서, 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체는 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지와의 상용성을 높이는 역할을 하며, 예를 들어 시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 아릴 (메트)아크릴레이트계 단량체일 수 있다.
상기 시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체의 시클로알킬기는 탄소수 4 ~ 12인 것이 바람직하고, 탄소수 5 ~ 8인 것이 더욱 바람직하며, 시클로헥실기인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 아릴 (메트)아크릴레이트계 단량체의 아릴기는 탄소수 6 ~ 12인 것이 바람직하며, 페닐기인 것이 가장 바람직하다.
상기 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체의 구체적인 예로는 시클로펜틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 4-t-부틸시클로헥실 메타크릴레이트, 3-시클로헥실프로필 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 4-t-부틸페닐 메타크릴레이트, 4-메톡시페틸 메타크릴레이트, 1-페닐에틸 메타크릴레이트, 2-페닐에틸 아크릴레이트, 2-페틸에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 2-나프틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있고, 시클로헥실 메타크릴레이트 또는 페닐 메타크릴레이트가 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 수지에 있어서, 상기 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량은 0 중량% 초과 50 중량% 미만인 것이 바람직하고, 0 중량% 초과 30 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량이 상기 범위일 때 내열성이 충분히 확보될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체 수지에 있어서, 상기 (메트)아크릴아마이드계 단량체는 본 발명의 공중합체가 보다 높은 내열성과 강도를 나타내도록 하는 역할을 한다. 상기 (메트)아크릴아마이드계 단량체의 예로 N-치환된 메타크릴아마이드, 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 메타크릴아마이드 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 N-치환된 메타크릴아마이드의 치환기로는 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 벤질, 페닐기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 메타크릴아마이드는 0.1 내지 10 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 공중합체 수지의 중량 평균 분자량은 내열성, 가공성 및 생산성 측면에서 5만 내지 50만인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 공중합체 수지는 유리 전이 온도(Tg)가 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상이다. 상기 아크릴계 공중합체 수지의 유리 전이 온도는 특별히 한정되지 않으나 200℃ 이하일 수 있다.
본 발명의 두 번째 측면은, 상기 본 발명 첫 번째 측면의 아크릴계 공중합체, 및 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지가 혼합된 컴파운딩 수지에 관한 것이다.
상기 수지 조성물에 있어서, 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지는, 예를 들어 폴리카보네이트계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리나프탈렌계 수지, 폴리노보넨계 수지 등을 이용할 수 있고, 폴리카보네이트계 수지인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물은, 아크릴계 공중합체 수지와 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 중량비가 60 ~ 99.9 : 0.1 ~ 40인 것이 바람직하고, 70 ~ 99 : 1 ~ 30인 것이 더욱 바람직하다.
상기 수지 조성물은 상기 아크릴계 공중합체 수지와 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지를 컴파운딩법과 같이 당 업계에 잘 알려진 방법에 따라 블렌딩함으로써 제조할 수 있으며, 착색제, 난연제, 강화제, 충진제, UV 안정제, 산화 방지제 등과 같은 당 업계에 잘 알려진 첨가제를 0.001 내지 70 중량부 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물의 유리 전이 온도는 110℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도는 특별히 한정되지 않으나 200℃이하일 수 있다.
또한, 상기 수지 조성물의 중량 평균 분자량은 내열성, 충분한 가공성, 생산성 등의 면에서 5만 내지 50만인 것이 바람직하다.
본 발명의 세 번째 측면은, 상기 컴파운딩 수지를 포함하는 광학 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광학 필름은 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량에 따라 다른 위상차 값을 가질 수 있으며, 이에 따라 위상차 보상 필름 또는 보호필름으로서 사용될 수 있다.
상기 위상차 보상 필름으로는 위상차 값에 따라 VA 모드형 또는 TN 모드형에서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 광학 필름은 면 방향 위상차값(Rin) 30nm 내지 80nm 및 두께 방향 위상차값(Rth) -50nm 내지 -300nm을 가질 수 있으며, 이 경우 VA 모드형 위상차 보상 필름으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광학 필름은 면 방향 위상차값(Rin) 150nm 내지 200nm 및 두께 방향 위상차값(Rth) -90nm 이하, 즉 두께 방향 위상차값의 절대값 90 이상을 가질 수 있으며, 이 경우 TN 모드형 위상차 보상 필름으로 사용될 수 있다. 상기 TN 모드형 위상차 보상 필름으로 사용되는 경우, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -90nm 내지 -150nm인 것이 더욱 바람직하다.
하나의 예로서, 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량이 10 중량% 내지 40 중량%인 경우, 광학 필름의 면 방향 위상차값(Rin)은 30nm 내지 80nm일 수 있고, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -50nm 내지 -300nm일 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 광학 필름은 VA 모드형 위상차 보상 필름으로 사용될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량이 0.1 중량% 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%인 경우, 광학 필름의 면 방향 위상차값(Rin)이 0nm 내지 10nm, 바람직하게는 0nm 내지 5nm, 더욱 바람직하게는 약 0nm일 수 있고, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -10nm 내지 10nm, 바람직하게는 -5nm 내지 5nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 0nm일 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 광학 필름은 편광자 보호 필름으로 사용될 수 있다.
상기 3) 광학 필름은 상기 2) 수지 조성물을 용액 캐스터법 또는 압출법과 같은 당 업계에 잘 알려진 방법에 따라 필름으로 제조할 수 있으며, 이 중에서 용액 캐스터법이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 경우에 따라서 개량제를 첨가하여 제조할 수도 있다.
상기 필름이 일축 또는 이축 연신되는 경우, 상기 연신 공정은 종 방향(MD) 연신, 횡 방향(TD) 연신을 각각 행할 수도 있고 모두 행할 수도 있다. 종 방향과 횡 방향 모두 연신하는 경우에는 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후, 다른 방향으로 연신할 수 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 연신은 한 단계로 연신할 수도 있으며 다단계에 걸쳐 연신할 수도 있다. 종 방향으로 연신할 경우에는 롤 사이의 속도차에 의한 연신을 할 수 있고, 횡 방향으로 연신할 경우에는 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통산 10도 이내로 하여, 횡 방향 연신시 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 횡 방향 연신을 다단계로 하여 같은 보잉 억제 효과를 얻을 수도 있다.
상기 연신은, 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도를 Tg라고 할 때, (Tg - 20℃) ~ (Tg + 30℃)의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 유리 전이 온도는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도로부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 유리 전이 온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 연신 공정시의 온도는 필름의 유리 전이 온도인 것이 더욱 바람직하다.
연신속도는 소형 연신기(Universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100 mm/min의 범위에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2 m/min의 범위에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 5 내지 300%의 연신율을 적용하여 필름을 연신하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필름은 전술한 방법에 의하여 일축 또는 이축으로 연신됨으로써, 위상차 특성을 조절할 수 있다.
상기와 같이 제조된 광학 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 0nm 내지 200nm 인 것이 바람직하고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 10nm 내지 -300nm 인 것이 바람직하다.
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) ×d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) ×d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
본 발명에 따른 광학 필름은 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량에 따라 면 방향 위상차값과 두께 방향 위상차값이 조절될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 광학 필름의 면상 위상차값(Rin)은 20nm 내지 80nm일 수 있고, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -50nm 내지 -300nm일 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 광학 필름은 VA 모드형 위상차 보상 필름으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광학 필름의 면 방향 위상차값(Rin)이 0nm 내지 10nm, 바람직하게는 0nm 내지 5nm, 더욱 바람직하게는 약 0nm일 수 있고, 두께 방향 위상차값(Rth)이 -10nm 내지 10nm, 바람직하게는 -5nm 내지 5nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 0nm일 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 광학 필름은 편광자 보호 필름으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름이 액정 표시 장치에 적용되는 경우 액정패널의 어느 한 측에만 구비될 수도 있고(1매형), 액정패널의 양측에 각각 구비될 수 있다(2매형). 1매형을 도 3에 예시하고, 2매형을 도 4에 예시하였으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광학 필름이 액정패널의 한측에만 구비되는 경우, 상기 광학필름의 면 방향 위상차값(Rin)은 30nm 내지 80nm, 바람직하게는 35nm 내지 70nm, 더욱 바람직하게는 약 40nm 내지 60nm인 것이 좋고, 두께 방향 위상차값(Rin)은 -270nm 이하, 즉 두께 방향 위상차값이 절대값이 270 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필름이 액정패널의 양측에 각각 구비되는 경우, 상기 광학필름의 면 방향 위상차값(Rin)은 30nm 내지 80nm, 바람직하게는 35nm 내지 70nm, 더욱 바람직하게는 약 40nm 내지 60nm인 것이 좋고, 두께 방향 위상차값(Rin)은 -100nm 이하, 즉 두께 방향 위상차값이 절대값이 100 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필름의 취성(brittleness)은 입경 15.9mm, 무게 16.3g의 강철구를 테스트 필름 위에 떨어뜨려 필름에 구멍이 생기는 높이를 측정함으로써 측정할 수 있으며, 본 발명에 따른 광학 필름은 상기 높이가 바람직하게는 600 mm 이상이고, 더욱 바람직하게는 700nm 이상이다.
본 발명에 따른 광학 필름의 헤이즈 값은 1% 이하인 것이 바람직하고, 0.5% 이하인 것이 더욱 바람직하며, 0.1% 이하인 것이 더더욱 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 이것에 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예
본 발명 실시예에 있어서 물성 평가 방법은 하기와 같다.
1. 중량 평균 분자량(Mw): 제조된 수지를 테트라하이드로퓨란에 녹여 겔 삼투 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정하였다.
2. Tg(유리 전이 온도): TA Instrument 사의 DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 측정하였다.
3. 위상차 값(Rin/Rth): 필름의 유리 전이 온도에서 연신 후 Axometrics 사의 AxoScan을 사용하여 측정하였다.
4. Haze 값(투명도): Murakami color Research Laboratory 사의 HAZEMETER HM-150을 사용하여 haze값을 측정하였다.
실시예 1
메틸 메타크릴레이트 89 중량부, 페닐 메타크릴레이트 10 중량부, 및 메타크릴아마이드 1 중량부로 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도와 분자량을 측정한 결과, 유리 전이 온도 130℃, 분자량 11만인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지 99 중량부를 폴리카보네이트 1 중량부와 컴파운딩(compounding)을 통해 최종적인 수지 조성물을 제조하였다. 이 수지 조성물을 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값은 1.5/-0.5이었다.
실시예 2
메틸 메타크릴레이트 87 중량부, 페닐 메타크릴레이트 10 중량부, 및 메타크릴아마이드 3 중량부로 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도와 분자량을 측정한 결과, 유리 전이 온도 132℃, 분자량 10만 5천인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지 98.5중량부를 폴리카보네이트 1.5 중량부와 컴파운딩(compounding)을 통해 최종적인 수지 조성물을 제조하였다. 이 수지 조성물을 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값은 0.9/-0.7이었다.
실시예 3
메틸 메타크릴레이트 90 중량부, 페닐 메타크릴레이트 5 중량부, 및 메타크릴아마이드 5 중량부로 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도와 분자량을 측정한 결과, 유리 전이 온도 135℃, 분자량 12만인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지 99.2 중량부를 폴리카보네이트 0.8 중량부와 컴파운딩(compounding)을 통해 최종적인 컴파운딩 수지를 제조하였다. 이 컴파운딩 수지를 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값은 0.3/-0.9이었다.
실시예 4 내지 12
상기 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 방법으로, 메틸 메타크릴레이트, 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체, 및 메타크릴아마이드 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 다만, 실시예 4 내지 12의 각각의 실시예에서 사용된 메틸 메타크릴레이트, 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체, 및 메타크릴아마이드의 함량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같았고, 얻어진 아크릴계 공중합체 수지의 유리 전이 온도, 및 중량평균분자량도 하기 표 2에 나타낸 바와 같았다.
상기 얻어진 아크릴계 공중합체 수지와 폴리카보네이트를 하기 표 3에 나타낸 비율로 혼합하고, 이 컴파운딩 수지를 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 결과는 하기 표 4에 나타낸 바와 같았다.
비교예 1
메틸 메타크릴레이트 90 중량부, 페닐 메타크릴레이트 10 중량부로 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도와 분자량을 측정한 결과, 유리 전이 온도 124℃, 중량평균분자량 10만인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지와 폴리카보네이트를 90:10의 중량비로 혼합하고, 이를 컴파운딩하여 최종적인 컴파운딩 수지를 제조하였다. 상기 컴파운딩 수지를 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값은 1.4/-0.7이었다.
비교예 2
메틸 메타크릴레이트 80 중량부, 페닐 메타크릴레이트 20 중량부로 아크릴계 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도와 분자량을 측정한 결과, 유리 전이 온도 119℃, 중량평균분자량 9만인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지와 폴리카보네이트를 90:10의 중량비로 혼합하고, 이를 컴파운딩하여 최종적인 컴파운딩 수지를 제조하였다. 상기 컴파운딩 수지를 용액 캐스팅 법에 의해 필름으로 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값은 48/-105이었다.
[표 1]
Figure 112010036790257-pat00001
[표 2]
Figure 112010036790257-pat00002
[표 3]
Figure 112010036790257-pat00003
[표 4]
Figure 112013028711300-pat00006
[낙구 테스트] - 강도 평가
상기 실시예 1, 2, 3, 및 비교예 1 에서 제조된 필름의 강도를 측정하기 위해 낙구 테스트를 수행하였다. 실험 방법은 입경 15.9mm, 무게 16.3g의 강철구를 필름 위에 떨어뜨려 필름에 구멍이 생기는 높이를 측정함으로써 측정하였다. 그 결과 측정된 높이를 하기 표 5에 나타내었다.
[표 5]
Figure 112010036790257-pat00005
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 아크릴계 공중합체는 유리 전이 온도가 비교예의 그것보다 높은 바 우수한 내열성을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 최종 광학필름 강도 역시 비교예보다 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (21)

1) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체 50 내지 98.9중량%; 2) 시클로 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 아릴 (메트)아크릴레이트계 단량체 1 내지 49.9중량%; 및 3) (메트)아크릴아마이드계 단량체 0.1 내지 10중량%를 포함하여 중합된 아크릴계 공중합체.
청구항 1에 있어서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체의 알킬기는 탄소수가 1 ~ 10인 것을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
청구항 1에 있어서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸 (메트)아크릴레이트인 것임을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체의 시클로알킬기는 탄소수가 4 ~ 12이고, 상기 아릴 (메트)아크릴레이트계 단량체의 아릴기는 탄소수가 6 ~ 12인 것임을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
청구항 1에 있어서, 상기 시클로 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 아릴 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 시클로펜틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 4-t-부틸시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 4-t-부틸페닐 메타크릴레이트, 4-메톡시페닐 메타크릴레이트 및 2-나프틸 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것임을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
청구항 1에 있어서, 상기 (메트)아크릴아마이드계 단량체는 N-치환된 메타크릴아마이드 또는 지방족 고리 및/또는 방향족 고리를 포함하는 메타크릴아마이드이며, 상기 N-치환된 메타크릴아마이드의 치환기는 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 벤질 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)는 120℃이상인 것을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 5만 내지 50만인 것을 특징으로 하는 아크릴계 공중합체.
청구항 1 내지 3, 5 내지 7 및 9 내지 10 중 어느 하나의 아크릴계 공중합체, 및 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지가 혼합된 컴파운딩 수지.
청구항 11에 있어서, 상기 주쇄에 방향족 고리 및/또는 지방족 고리를 포함하는 수지는 폴리카보네이트인 것임을 특징으로 하는 컴파운딩 수지.
청구항 12에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체 60 내지 99.9 중량%, 및 상기 폴리카보네이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운딩 수지.
청구항 11의 컴파운딩 수지를 포함하는 광학 필름.
청구항 14에 있어서, 상기 광학 필름은 위상차 보상 필름 또는 보호 필름인 것인 광학 필름.
청구항 15에 있어서, 상기 위상차 보상 필름은 VA 모드 액정표시장치용 또는 TN 모드 액정표시장치용인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
청구항 14에 있어서, 상기 광학 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 -5nm 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 광학 필름:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) ×d
상기 수학식 1에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
d는 필름의 두께이다.
청구항 14에 있어서, 상기 광학 필름은 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 5nm 내지 -300nm인 것을 특징으로 하는 광학 필름:
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) ×d
상기 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
청구항 14에 있어서, 상기 광학 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 20nm 내지 80nm이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -50nm 내지 -300nm인 것을 특징으로 하는 광학 필름:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) ×d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) ×d
상기 수학식 1 및 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
청구항 14에 있어서, 상기 광학 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 0nm 내지 10nm이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -10nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 광학 필름:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) ×d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) ×d
상기 수학식 1 및 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
삭제
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