KR101508276B1 - 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름 - Google Patents

이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이접착 폴리에스테르 필름 코팅 조성물 및 이접착 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지 1 내지 20중량%; 비이온성 계면활성제 0.01 내지 3 중량%; 및 잔량의 물을 포함하는 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 프라이머 코팅층을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름{COATING COMPOSITION FOR HIGHLY ADHESIVE POLYESTER FILM AND POLYESTER FILM}
본 발명은 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광특성과 내블로킹성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 고습의 환경에서도 접착력이 유지되는 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스테르 필름은 안정한 화학구조를 가지고 있어 기계적 강도가 높으며, 내열성, 내구성, 내약품성 등의 물성 측면에서 우수한 특성을 가지고 있다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저온에서 고온에 이르기까지 넓은 온도에 걸쳐 물성의 안정성이 뛰어나고 내화학 특성이 우수하며 기계적 강도, 표면 특성, 두께 균일성이 양호하고 다양한 용도의 공정조건에 우수한 적응력을 가지고 있어, 산업용, 의료용, 포장용 등의 용도로 폭넓게 사용되고 있다.
최근에는 이러한 폴리에스테르 필름이 광학필름용 기재 필름으로 널리 사용되고 있다. 광학필름은 광학용으로 사용되는 플라스틱 필름류로서, 확산필름, 확산보호필름, 프리즘 시트 등을 포괄하는 개념으로, 폴리에스테르 필름은 고도로 결정배향되어 있어 확산필름, 프리즘 시트, 도료, 접착제, 잉크 등과의 접착력이 충분하지 않다. 따라서, 이와 같은 폴리에스테르 필름의 접착력 개선을 위해, 표면에 불꽃처리, 즉 코로나 또는 플라즈마 처리를 할 수 있는데, 이러한 표면처리 방법은 시간이 경과함에 따라 접착력이 현저하게 저하되는 한계가 있다.
또한, 이처럼 필름 표면을 물리적 처리하는 방법 이외에 특정 조성물을 이용한 필름 코팅 방법으로 폴리에스테르 필름의 접착성을 향상시키고자 하는 다양한 기술들이 제시되고 있다.
예를 들어, 폴리에스테르 기재 필름과의 접착력이 우수한 공중합 폴리에스테르계 수지를 바인더 수지로 하는 코팅 조성물로 필름 표면을 코팅할 수 있으나, 이는 폴리에스테르 기재 필름과의 접착력은 우수하나 상대적으로 확산필름, 프리즘 시트, 도료, 접착제, 잉크 등 과의 접착력이 충분하지 않아 후 가공 처리가 용이하지 않을 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물의 바인더 수지로 폴리우레탄계 수지를 사용하여 필름 표면을 코팅할 수 있으나, 폴리우레탄계 수지는 폴리에스테르 기재 필름과의 접착력이 충분치 않을 뿐만 아니라, 고온 고습의 환경에 장시간 동안 노출되는 경우, 접착력이 저하되는 한계가 있었다.
이에 따라, 폴리에스테르 필름의 접착성 향상을 위한 코팅 조성물로서, 기본적인 광특성을 만족하면서도, 폴리에스테르 기재 필름과의 접착성과, 후 가공 처리시의 다른 기능성 코팅층(프리즘, 반사방지, 하드코팅층 등)과의 접착성이 우수하며, 고속 코팅을 실시하여도 기재 필름에 균일하게 코팅이 될 수 있는 코팅 조성물과, 이러한 코팅층을 포함하는 폴리에스테르 필름에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은, 광특성과 내블로킹성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 고습의 환경에서도 접착력이 유지되는 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 특성을 갖는 폴리에스테르 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지 1 내지 20중량%; 비이온성 계면활성제 0.01 내지 3 중량%; 및 잔량의 물을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 비이온성 계면활성제를 포함하는 프라이머 코팅층을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름을 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 이접착 폴리에스테르 필름 코팅 조성물 및 이접착 폴리에스테르 필름에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서 코팅 조성물에 포함되는 구성 성분의 중량비는 고형분을 기준으로 한 것이다.
발명의 일 구현예에 따르면, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지 1 내지 20중량%; 비이온성 계면활성제 0.01 내지 3 중량%; 및 잔량의 물을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름 코팅 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 폴리에스테르 필름의 확산 필름, 프리즘 시트, 잉크 등과의 접착력 개선을 위한 코팅 조성물에 대한 연구를 진행하여, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 혼용하여 바인더 수지로 사용하고, 여기에 특정 비이온성 계면활성제를 포함하여 제조한 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물이 광특성과 내블로킹성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 고습의 환경에서도 접착력이 유지되는 프라이머 코팅층을 형성할 수 있음을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
특히, 상기 일 구현예의 이접착 폴리에스테르 필름 코팅 조성물은 가교밀도가 높은 폴리우레탄 수지와 폴리에스테르 수지를 특정 비율로 혼용하여 사용하여 폴리에스테르 기재 필름과의 보다 우수한 접착성과 후 가공 처리시의 다른 기능성 코팅층과의 접착성을 나타내는 프라이머 코팅층을 형성할 수 있으며, 고속 코팅을 실시하여도 기재 필름에 균일하게 코팅이 될 수 있다.
본 명세서에서, 프라이머 코팅층은 상기 일 구현예의 코팅 조성물을 이용하여 폴리에스테르 기재 필름에 일면 또는 양면에 형성한 코팅층을 의미하며, 폴리에스테르 기재 필름에 다른 기능성 코팅층(프리즘, 반사방지, 하드코팅층 등)과의 이(易)접착성을 부여하는 층이다.
상기 일 구현예의 코팅 조성물의 바인더 수지는 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 1 내지 20중량% 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지의 함량은 상기 코팅 조성물 중 상기 수지들의 고형분의 함량이며, 상기 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지가 수분산 혼합액인 경우 수용성 용매 및 기타 첨가제를 제외한 고형분의 함량일 수 있다.
특히, 상기 바인더 수지는 폴리에스테르 수지를 포함함으로써 폴리에스테르 기재 필름과의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 고온 고습의 환경에서도 장시간 동안 접착력을 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 바인더 수지는 폴리우레탄 수지를 포함하여 폴리에스테르 기재 필름과의 접착력뿐만 아니라, 후 가공 처리시의 확산필름, 프리즘 시트, 잉크 등과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 코팅 조성물은 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지를 1 내지 20중량% 포함할 수 있다. 바인더 수지의 함량이 1중량% 미만이면 코팅 필름에 후 가공 처리시 광학필름과의 충분한 접착력이 부여되지 않을 수 있으며, 20중량%를 초과하면 블로킹(Blocking)현상이 발생할 수 있고, 코팅액의 점도가 높아져 코팅 얼룩이 발생할 수 있다.
한편, 상기 바인더 수지는 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 2:1 내지 5:1의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지의 혼용 비율이 2:1 미만이면 폴리우레탄 수지의 상대적 함량이 증가되어 블로킹(Blocking)현상이 발생할 수 있으며, 5:1을 초과하면 폴리우레탄 수지의 상대적인 함량이 감소되어 광학필름과의 충분한 접착력이 부여되지 않을 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 점도는 10 mPa·s이하일 수 있으며, 상기 폴리에스테르의 점도가 10 mPa·s을 초과하는 경우 코팅 조성물의 점도가 높아져 코팅 얼룩이 발생할 수 있다.
그리고, 상기 폴리우레탄 수지로는 필름 코팅 조성물로 사용되는 것으로 알려진 폴리우레탄 수지를 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르계 우레탄 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 우수한 내습성, 고온 고습하에서의 내가수분해성 및 필름 접착성 향상을 위해 폴리에스테르계 우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 폴리우레탄 수지는 블로킹(Blocking) 방지제, 가교밀도 증가제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 블로킹(Blocking) 방지제를 포함하면, 폴리우레탄 수지에서 isocyanate와 블로킹 방지제가 반응하여 일시적으로 안정한 화합물을 만들 수 있고, 이 후 적당한 열처리시 블로킹(Blocking) 방지제가 해리되어 isocyanate기를 재생시킬 수 있다. 그리고, 재생된 isocyanate기는 자기 가교 및 활성수소화합물과의 반응 등으로 3차원 가교하여, 제조되는 폴리에스테르 필름의 프라이머 코팅층에 우수한 접착력을 부여할 수 있다. 상기 블로킹(Blocking) 방지제로는 예를 들어 중아황산염을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 가교밀도 증가제는 폴리우레탄 수지의 3차원 가교반응을 향상시킬 수 있어 고온 고습의 환경 하에서도 장시간 동안 우수한 접착력을 부여할 수 있다. 상기 가교밀도 증가제로는 isocyanate기와 반응성을 가지는 2개 이상의 활성수소를 함유하는 카보닐기 함유 활성수소화합물을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 다이 아세톤 아크릴 아미드에 대해서 디알카놀아민을 부가반응 시켜 얻을 수 있는 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 수지에 가교밀도 증가제와 함께 추가로 가교밀도 증가제의 카보닐기와 반응하여 >C=N-NH- 결합을 형성할 수 있는 디히드라지드 화합물을 첨가함으로써, 프라이머 코팅층의 내수성, 내용제성, 내구성 등을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 폴리에스테르계 우레탄 수지는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함하고, 필요에 따라 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 상기 일 구현예의 코팅 조성물의 바인더 수지가 포함하는 폴리에스테르계 우레탄 수지는 상기 성분들이 우레탄 결합에 의해 공중합된 고분자 화합물일 수 있다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 숙신산, 아디프산, 세바신산, 프탈산, 말레인산 등의 지방족 디카르복실산과 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 지방족 디올을 축합하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 프탈산과 에틸렌글리콜이 축중합된 폴리에스테르 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트는 톨루일렌디이소시아네이트의 이성체류, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트류, 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 지방족 디이소시아네이트류, 이소포론디이소시아네이트, 4,4-디시클로섹실메탄디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산비스메틸이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트류 등의 화합물을 단일 또는 복수로 트리메틸올프로판 등과 부가시킨 폴리이소시아네이트류일 수 있다. 또한, 상기 사슬 연장제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등의 글리콜류, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 피페라진 등의 디아민류, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 등의 아미노알코올류, 티오디에틸렌글리콜 등의 티오디글리콜류, 물 등일 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 우레탄 수지는 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함하고, 필요에 따라 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 상기 일 구현예의 코팅 조성물의 바인더 수지가 포함하는 폴리카보네이트계 우레탄 수지는 상기 성분들이 우레탄 결합에 의해 공중합된 고분자 화합물일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 폴리올은 디메틸카보네이트, 디페닐카보네이트, 에틸렌카보네이트, 포스겐 등의 카보네이트류를 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,8-노난디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-시클로섹산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 비스페놀-A 등의 디올류와 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 디올일 수 있으며, 바람직하게는 디메틸카보네이트와 에틸렌글리콜을 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트 및 사슬 연장제는 상기 폴리에스테르계 우레탄 수지에서 설명한 바와 동일한 화합물들이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 코팅 조성물에 포함되는 비이온성 계면활성제는 코팅액의 표면장력을 낮추어 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 코팅액이 균일하게 도포되도록 하기 위해 사용하는 것으로, 코팅 조성물에서 0.01 내지 3중량% 포함할 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제가 0.01중량% 미만이면, 습윤(wetting)성이 부족하여 코팅이 불균일 할 수 있으며, 3중량%를 초과하면, 코팅액의 점도가 상승하여 코팅 얼룩이 발생할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제로는 불소계 계면활성제와 실리콘 폴리에테르계 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 불소계 계면활성제는 코팅액의 상부에 위치하여 코팅액의 표면장력을 낮춰주는 역할을 하며, 실리콘 폴리에테르계 계면활성제는 코팅액의 하부에 위치하여 코팅액과 폴리에스테르 필름의 계면장력을 낮춰주는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 비이온성 계면활성제로 상기 2종의 계면활성제를 혼용하여 사용함으로써 코팅 조성물에 더욱 향상된 습윤성(wetting)을 부여할 수 있고, 고속 코팅공정에서도 기재 필름에의 균일한 코팅을 가능하게 할 수 있다.
한편, 상기 불소계 계면활성제 및 실리콘 폴리에테르계 계면활성제는 1:2 내지 1:10의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 불소계 계면활성제가 적게 포함되는 경우, 코팅액 상부의 표면장력이 높게 유지되어 습윤(wetting)성이 낮게 나타날 수 있고, 상기 실리콘 폴리에테르계 계면활성제가 적게 포함되는 경우, 코팅액과 폴리에스테르 기재 필름과의 계면장력이 높게 유지되어 습윤성(wetting)이 낮게 나타날 수 있다.
상기 불소계 계면활성제의 구체적인 예로는 플로오로알킬설포네이트, 플로오로메탄설포네이트, 플로오로부탄설포네이트, 불소화알콜 등을 들 수 있으며, 특히, Partially Fluorinated Alcohol Substitued Glycol를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 실리콘 폴리에테르계 계면활성제의 구체적인 예로는 폴리디메틸실록산, 폴리메틸실록산, 폴리알킬메틸실록산, 폴리페닐메틸실록산, 폴리에테르 변성 폴리실록산 등을 들 수 있으며, 특히, Methyl(propylhydroxide, ethoxylated)bis(trimethylsiloxy)silane를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 일 구현예의 코팅 조성물은 콜로이드 실리카 입자를 0.05 내지 5 중량% 더 포함할 수 있다. 상기 콜로이드 실리카 입자를 첨가함으로써 폴리에스테르 필름의 권취시 블로킹(Blocking) 현상을 방지할 수 있으나, 콜로이드 실리카 입자가 0.05중량% 미만이면 충분한 슬립성(Slip)이 부여되지 않아 블로킹 방지 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하면 실리카 입자들이 이물로 작용하여 폴리에스테르 필름의 광학 특성을 저해하는 요인이 될 수 있다.
또한, 상기 콜로이드 실리카 입자의 평균 입경은 40 내지 300nm일 수 있는데, 상기 입자의 평균 입경이 40nm 미만이면 블로킹 방지 효과가 미미하며, 300nm를 초과하면 헤이즈 상승으로 폴리에스테르 필름의 광학 특성을 저해하는 요인이 될 수 있다. 상기 콜로이드 실리카 입자의 구체적인 일 예로는 이산화규소를 들 수 있다.
상기 코팅 조성물은 또한 주석계 촉매를 0.01 내지 0.1 중량% 더 포함할 수 있다. 상기 주석계 촉매는 바인더 수지로써 첨가되는 폴리우레탄 수지의 반응을 돕기 위해 첨가할 수 있으며, melamine계, carbodiimide계, aziridine계, isocyanate계 등의 경화제를 첨가하는 것에 비하여 광학필름과의 접착력이 향상될 수 있다. 상기 주석계 촉매로는 약 660 내지 700의 분자량을 갖는 것을 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예로는 Dioctyldineodecanoatetin을 들 수 있다.
상기 주석계 촉매가 0.01중량% 미만이면 우레탄 반응이 충분히 이루어지지 않아 수분에 의한 백화현상이 발생할 수 있으며, 0.1중량%를 초과하면 과도한 우레탄 반응으로 폴리우레탄 수지가 응집하여 이물로 작용할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 pH조절제를 0.01 내지 0.1중량% 더 포함할 수 있다. 상기 pH조절제는 우레탄 반응의 적정 pH를 유지하기 위해 사용할 수 있으며, 상기 pH조절제의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 우레탄 반응의 최적 pH인 6~7을 벗어나게 되어 우레탄 반응이 충분히 이루어지지 않을 수 있다.
상기 pH조절제로 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 사용하여 코팅액의 pH를 조절할 수 있으며, 탄산수소나트륨은 증류수에 1%로 희석하여 사용할 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 코팅 조성물은 이상의 성분들과 잔량의 물의 수분산 혼합액으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 코팅 조성물은 상술한 성분 이외에, 그 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 각각의 용도에 따라 또 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 추가 첨가제로는 경화 촉매, 형광염료, 가소제, 자외선흡수제, 안료분산제, 소포제, 대전방지제 등을 일반적으로 사용되는 범위에서 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 더 포함할 수 있으며, 상기 코팅 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부로 첨가될 수 있다.
그리고, 상기 코팅 조성물은 일반적인 코팅 조성물의 제조방법을 이용하여 제조 할 수 있으며, 예를 들면, 물에 바인더 수지(폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지 혼용)를 첨가하여 교반하고, pH조절제(NaHCO3)를 첨가하여 pH를 6~7로 조절 한 후, 상기 혼합물에 계면활성제, 콜리이드 실리카 입자, 주석계 촉매를 첨가하고 교반하는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 비이온성 계면활성제를 포함하는 프라이머 코팅층을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명자들은 상기 일 구현예의 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 혼용하여 바인더 수지로 사용하고, 특정 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 제조한 프라이머 코팅층을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름이 광특성과 내블로킹성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 고습의 환경에서도 접착력이 유지됨을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 프라이머 코팅층은 상기 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 형성될 수 있고, 구체적으로는 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
상기 폴리에스테르 기재 필름은 폴리에스테르 광학 필름의 제조에 사용되는 것으로 알려진 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 제한 없이 사용할 수 있으나, 물성 및 비용 측면에서 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 것이 바람직하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 기재 필름을 이축연신함으로써 내약품성, 내열성, 기계적 강도 등을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 폴리에스테르 기재 필름의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 수㎛ 내지 수백㎛, 구체적으로는 5 내지 500㎛ 범위에서 사용하는 규격에 따라 임의로 결정할 수 있다. 상기 필름 두께가 5㎛ 미만일 경우에는 강성 내지 기계적 강도가 미흡할 수 있고, 500㎛를 초과할 경우에는 투명성이 저하될 수 있으며, 비용 대비 효율 면에서 불리할 수 있다.
또한, 상기 일 구현예의 코팅 조성물은 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 1 내지 10㎛, 바람직하게는 3 내지 5㎛ 두께로 도포 할 수 있고, 건조 후 50 내지 1000㎚, 바람직하게는 50 내지 500㎚ 두께로 프라이머 코팅층이 형성되도록 할 수 있다. 상기 건조 후 두께가 50㎚ 미만일 경우에는 접착성이 저하될 수 있고, 1000㎚를 초과할 경우에는 필름권취 시 블로킹 현상이 발생할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층을 형성하는 방법으로는 통상적으로 사용되는 것으로 알려진 방법을 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 리버스 롤 코트법, 그라비아 코트법, 키스 코트법, 다이 코터법, 롤 브러시법, 스프레이 코트법, 에어나이프 코트법, 와이어 바 코트법, 파이프 닥터법, 함침 코트법, 커튼 코트법, 인라인 코팅법, 오프라인 코팅법 등의 공지의 다양한 방법을 사용할 수 있다.
상기 일 구현예의 이접착 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재 필름을 이축연신하고, 인라인으로 코팅을 실시하거나, 오프라인 코팅을 실시함으로써 내약품성, 내열성, 기계적 강도 등이 현저하게 향상된 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
한편, 상기 이접착 폴리에스테르 필름은 JIS K 7361에 의거한 전광선 투과율이 90%이상이고, JIS K 7361에 의거한 헤이즈가 2.0% 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면, 광특성과 내블로킹성 뿐만 아니라, 폴리에스테르 기재필름과의 접착력이 우수하고, 고온 고습의 환경에서도 접착력이 유지되는 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 코팅 조성물로 형성된 프라이머 코팅층을 포함하며, 상술한 광특성, 내블로킹성, 고온 고습에서의 접착성 특성을 가지는 이접착 폴리에스테르 필름이 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 및 비교예 ] 코팅 조성물의 제조
실시예 1
증류수 93.90중량%에 바인더 수지(수분산 폴리에스테르 수지와 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지가 3.1:1의 비율로 혼합)를 고형분 함량 6.35%가 되도록 첨가하여 교반하였다. 그리고, 상기 혼합물에 1% pH조절제(NaHCO3)를 고형분 함량 0.03%가 되도록 첨가하여 교반하였다. 상기 혼합물에 비이온성 불소계 계면활성제와 비이온성 실리콘 폴리에테르계 계면활성제를 각각 고형분 함량 0.03%, 0.20%가 되도록 첨가하고, Filler로 평균입경 140nm의 콜로이드 실리카 입자를 고형분 함량 0.06%가 되도록 첨가하였다. 또한, 분자량이 약 690인 주석계 촉매(Dioctyldineodecanoatetin)를 고형분 함량 0.03%가 되도록 첨가하였다. 상기 혼합물을 300rpm으로 30분 이상 충분히 교반하여 최종 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 2
수분산 폴리에스테르 수지와 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지의 혼합비율을 2:1로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 3
수분산 폴리에스테르 수지와 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지의 혼합비율을 5:1로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 1
바인더 수지로 수분산 폴리에스테르 수지를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 2
바인더 수지로 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 3
바인더 수지로 가교밀도 증가제가 포함되지 않은 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 4
계면활성제로 비이온성 불소계 계면활성제 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 5
계면활성제로 비이온성 실리콘 폴리에테르계 계면활성제 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 6
계면활성제로 음이온성 계면활성제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 7
수분산 폴리에스테르 수지와 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지의 혼합비율을 1:1로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 8
수분산 폴리에스테르 수지와 수분산 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지의 혼합비율을 6:1로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 8의 코팅 조성물의 구성은 하기 표1에 나타내었다.
실시예 및 비교예의 코팅 조성물의 구성
바인더 수지 계면활성제 콜로이드 실리카 입자 주석계 촉매
비이온성 음이온성
Polyester Urethane 불소계 Silicone polyether
실시예1 4.80 1.55 0.03 0.20 - 0.06 0.06
실시예2 4.23 2.12 0.03 0.20 - 0.06 0.06
실시예3 5.29 1.06 0.03 0.20 - 0.06 0.06
비교예1 6.35 - 0.03 0.20 - 0.06 0.06
비교예2 - 6.35 0.03 0.20 - 0.06 0.06
비교예3 4.80 1.55
(가교밀도증가제 미첨가)		 0.03 0.20 - 0.06 0.06
비교예4 4.80 1.55 0.23 - - 0.06 0.06
비교예5 4.80 1.55 - 0.23 - 0.06 0.06
비교예6 4.80 1.55 - - 0.23 0.06 0.06
비교예7 3.1 3.20 0.03 0.20 - 0.06 0.06
비교예8 5.45 0.90 0.03 0.20 - 0.06 0.06
* 폴리에스테르 수지: Polyester copolymer
* 폴리우레탄 수지: Blocked polyurethane prepolymer
* 불소계 계면활성제: Partially Fluorinated Alcohol Substitued Glycol
* 실리콘 폴리에테르계 계면활성제: Methyl(propylhydroxide, ethoxylated)bis(trimethylsiloxy)silane
* 음이온성 계면활성제: sulfosuccinate
* 콜로이드 실리카 입자: 이산화규소
* 주석계 촉매: Dioctyldineodecanoatetin
[ 실험예 ]
상기 실시예에 따른 코팅 조성물로 형성된 프라이머 코팅층을 구비한 폴리에스테르 필름의 투명성, 외관, 접착성 및 슬립성을 평가하기 위해, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 코팅 조성물을 이용하여 하기 방법으로 프라이머 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 필름에 대하여 하기 측정방법에 따라 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 폴리에스테르 필름의 제조 및 프라이머 코팅
폴리에틸렌테레프탈레이트를 약 20˚C로 유지한 회전 냉각드럼 상으로 용융 압출하여 미연신 필름(시트)를 제작하였다. 60 내지 120˚C에서 3.5배 종연신을 실시하고 100 내지 150˚C에서 3.5배 횡연신을 실시한 후, 200 내지 250˚C에서 열고정을 시켜 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 그리고, 상기 이축연신 폴리에스테르 필름에 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 코팅 조성물을 메이어바(meyer bar) 코팅방식을 이용하여 도포하고, 100 내지 250˚C에서 약 3분간 건조 및 경화시켜, 프라이머 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
2. 물성 측정 방법
(1) T.T (전광선 투과율)
코팅된 필름의 전광선 투과율은 JIS K 7361에 준하고, Haze meter(일본전색사, NDH5000)을 사용하여 측정하였다.
(2) Haze
코팅된 필름의 Haze는 JIS K 7361에 준하고, Haze meter(일본전색사, NDH5000)을 사용하여 측정하였다.
(3) UV레진 접착력
얻어진 광학용 적층 폴리에스테르 필름의 아크릴층면에 극간간격 2mm의 크로스 커터를 사용하여 10×10개의 정사각형 컷팅 라인을 기재 필름에 도달 할 수 있을 정도로 충분히 깊게 그었다. 그리고, 셀로판 테이프(NICHIBAN, 폭 24mm)를 정사각형 컷팅 라인에 붙이고, 지우개 등을 이용하여 완전히 밀착시킨 후, 순간적으로 떼어내었다. UV레진 접착력은 아크릴층면에서 떼어진 정사각형 모눈의 수를 육안으로 세어 하기의 식을 이용하여 평가하였으며, 샘플을 제조한 직후 및 60℃, 90% 환경하에서 500시간까지 방치한 후에 대하여 각각 평가하였다.
접착성(%)=(1-떼어진 모눈의 수/100)×100
○ : 우수(100~90%), △ : 보통(90~70%), X : 불량(70~0%)
(4) 코팅성
100m/min이상의 고속 코팅 공정을 실시한 후, 코팅면을 형광등, 할로겐, 백열등 등의 다양한 광원을 이용하여 육안으로 관찰했을 때 1m2의 면적에서 미코팅부의 면적이 1mm×1mm를 초과하는 것의 개수를 세어 평가하였다.
○ : 우수(0개~3개), △ : 보통(4개~10개), X : 불량(10개 초과)
(5) 블로킹성(Blocking) (KS T 1315)
시료의 크기는 45×30mm로 하여 8매 이상 채취한 후 쌓아 올렸다. 500±5g 하중으로 40℃ 75%의 환경하에서 24시간 방치한 후, 하중을 제거하고 항온 항습에서 30분간 방치하였다. 시험편을 박리하여, 그 표면 및 박리 상태를 확인하였다.
접촉한 표면 사이에 점착, 접착이 없고 시료와 시료를 분리할 때 흠이 없는 상태를 블로킹성이 없다고 평가하였고, 접촉한 면이 점착, 접착되어 분리가 곤란하며, 시료와 시료를 분리시킬 때 현저한 흠이나 부분적으로 파손되는 상태를 블로킹성이 있다고 평가하였다.
O : 우수(블로킹성 없음), X : 불량(블로킹성 있음)
광특성 UV레진 접착력 코팅성 블로킹성
T.T (%) Haze (%) 광특성 평가 초기 60℃ 90%
500hrs		 고속코팅
(100m/min)		 40℃ 75% 24hrs
500g하중
실시예1 90.50 1.50 양호 ○ ○ ○ ○
실시예2 90.51 1.48 양호 ○ ○ ○ ○
실시예3 90.48 1.51 양호 ○ ○ ○ ○
비교예1 90.34 1.40 양호 △ X ○ ○
비교예2 90.47 1.50 양호 △ X ○ X
비교예3 90.52 1.55 양호 ○ X ○ ○
비교예4 89.10 2.36 불량 ○ ○ △ ○
비교예5 87.00 2.58 불량 ○ ○ △ ○
비교예6 85.97 3.11 불량 ○ ○ X ○
비교예7 90.21 1.57 양호 ○ ○ ○ X
비교예8 90.44 1.49 양호 X X ○ ○
상기 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 광특성과 내블로킹성이 우수하며 초기 및 고온 고습의 환경에서 장시간 동안 방치한 후에도 UV레진의 접착력이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 고속 코팅을 실시하는 경우에도 프라이머 코팅층이 균일하게 형성 되고, 미코팅부의 면적이 적어 고속 코팅 공정에도 적용 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
이에 반하여, 비교예 1과 2에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 기재필름 또는 광학필름과의 충분한 접착력을 부여 할 수 없으며, 비교예 3에 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 고온 고습의 환경에서 장시간 동안 방치 시에 접착력이 저하되는 문제가 발생하였다. 또한, 비교예 4와 5에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 충분한 습윤(wetting)성을 부여 할 수 없으며 광특성이 저하되는 문제가 발생하였다. 그리고, 음이온성 계면활성제를 포함하는 비교예 6에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 고속 코팅을 실시하는 공정에서 습윤(wetting)성과 광특성이 현저하게 저하되는 문제가 발생하였다. 또한, 바인더 수지의 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지의 함량을 조절하여 제조한 비교예 7과 8의 폴리에스테르 필름의 경우, 접착력이 저하되거나, 블로킹 현상을 나타내었다.

Claims (15)

  1. 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지 1 내지 20중량%;
    불소계 계면활성제 및 실리콘 폴리에테르계 계면활성제를 1:2 내지 1:10의 중량비로 포함하는 비이온성 계면활성제 0.01 내지 3 중량%; 및
    잔량의 물을 포함하는 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지는 2:1 내지 5:1의 중량비로 포함하는, 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리카보네이트계 우레탄 수지 및 폴리에테르계 우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지는 블로킹(Blocking) 방지제 및 가교밀도 증가제로 이루어진 군에서 선택된 1이상을 더 포함하는, 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 계면활성제는 부분적으로 불소화된 알코올이 치환된 글리콜을 포함하며,
    상기 실리콘 폴리에테르계 계면활성제는 메틸(프로필하이드록시, 에톡실레이트)비스(트리메틸실록시)실란을 포함하는, 코팅 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    콜로이드 실리카 입자를 0.05 내지 5 중량% 더 포함하는, 코팅 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 콜로이드 실리카 입자는 평균 입경이 40 내지 300nm인, 코팅 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    주석계 촉매를 0.01 내지 0.1 중량% 더 포함하는, 코팅 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    pH조절제를 0.01 내지 0.1중량% 더 포함하는, 코팅 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 pH 조절제는 탄산수소나트륨인, 코팅 조성물.
  12. 폴리에스테르 기재 필름; 및
    폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 비이온성 계면활성제를 포함하는 프라이머 코팅층을 포함하며,
    상기 비이온성 계면활성제는 불소계 계면활성제 및 실리콘 폴리에테르계 계면활성제를 1:2 내지 1:10의 중량비로 포함하는,
    이접착 폴리에스테르 필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프라이머 코팅층은 상기 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는, 이접착 폴리에스테르 필름.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프라이머 코팅층의 두께는 50 내지 1000㎚인, 이접착 폴리에스테르 필름.
  15. 제12항에 있어서,
    JIS K 7361에 의거한 전광선 투과율이 90%이상이고,
    JIS K 7361에 의거한 헤이즈가 2.0%이하인, 이접착 폴리에스테르 필름.
KR20130119819A 2013-10-08 2013-10-08 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 폴리에스테르 필름 KR101508276B1 (ko)

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