KR101564658B1

KR101564658B1 - 광학필름

Info

Publication number: KR101564658B1
Application number: KR1020100075278A
Authority: KR
Inventors: 임미소; 백상현
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2015-10-30
Also published as: CN103069314B; CN103069314A; TW201210826A; WO2012018227A2; JP5856163B2; TWI510366B; WO2012018227A3; KR20120013103A; JP2013537493A; US20130189515A1; US8980385B2

Abstract

본 발명은 고굴절 무기물이 포함된 폴리우레탄 코팅층을 포함하여 반사율이 낮고, 레인보우 현상이 없는 광학필름에 관한 것이다.

Description

광학필름{Optical film}

본 발명은 광학필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 고굴절 무기물이 포함된 폴리우레탄 코팅층을 일면 또는 양면에 형성하여 형광등 하에서의 레인보우(Rainbow) 현상을 억제하고, 하드 코팅층과의 밀착성 및 고온 고습 하에서의 밀착성(내습열성)이 우수한 광학필름에 관한 것이다.

광학필름은 터치 패널(Touch Panel), 액정 표시 장치(LCD) 또는 텔레비전이나 컴퓨터의 브라운관(CRT), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display)등의 표시 화면에 사용되고 있다.

이러한 광학필름은 우수한 투명성과 시인성이 요구되며, 기계적 특성 및 전기적 특성이 우수한 2축 연신 폴리에스테르 필름을 기재 필름으로 사용한다.

2축 연신 폴리에스테르 필름은 표면경도가 낮고, 내마모성 혹은 내스크래치성이 부족하기 때문에 물체와의 마찰 혹은 접촉에 의해 표면 손상이 쉽게 일어나며, 이를 막기 위해 필름 표면에 하드코팅층을 적층하여 사용하게 되며, 기재인 폴리에스테르 필름과 하드코팅층과의 밀착성을 향상시키기 위해 중간층으로서 코팅층이 형성되고 있다.

이러한 기재층과 하드코팅층 간의 밀착성을 향상시키기 위한 중간층으로 통상적으로 아크릴수지나 우레탄 수지 등이 사용되고 있으나, 상기와 같은 수지를 사용하여 코팅층을 형성하는 경우는 굴절율이 1.5 전후이므로 2축 연신 폴리에스테르 필름의 표면 굴절율인 1.66과 큰 차이를 보이게 됨에 따라 폴리에스테르 필름의 표면과 중간층과의 사이에서 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 광학용 2축 연신 폴리에스테르 필름에 관한 것이고, 좀 더 자세히는 레인보우 현상이 없는 광학필름을 제공하고자 하는 것이다.

구체적으로 본 발명은 하드코팅필름에 적용 시 레인보우 현상이 억제되고, 고온 고습하에서의 하드코팅층과의 밀착력이 우수한 광학필름을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 것으로 본 발명은 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄코팅층에 고굴절 입자(굴절율 2.0이상)를 포함하는 광학필름에 관한 것이다.

본 발명자들은 광학필름의 코팅층 중 특히, 폴리우레탄코팅층의 굴절율을 기재필름인 2축연신 폴리에스테르필름의 굴절율인 1.64과 가깝게 되도록 조정하기 위하여 연구한 결과, 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄 바인더에, 굴절율이 2.0 이상, 보다 바람직하게는 2.0 ~ 2.3 인 고굴절 입자를 0.5 ~ 30 중량% 포함하는 경우 폴리우레탄 코팅층의 굴절율이 기재필름과 유사한 굴절율 범위를 나타내므로 레인보우 현상이 개선되는 것을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 기재필름과 이의 일면 또는 양면에 도포되는 코팅층으로 고굴절 입자가 함유된 폴리우레탄코팅층을 포함하며, 상기 폴리우레탄 바인더의 굴절율이 1.54 ~ 1.59 범위를 만족하도록 하기 위하여 방향족 이소시아네이트화합물을 포함하며, 이때 상기 방향족 이소시아네이트화합물의 함량이 전체 이소시아네이트 함량 중 25 ~ 90 중량%범위로 사용됨으로써 상기 굴절율을 만족할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 굴절율이 1.54 미만인 경우는 기재필름과의 굴절율 차가 커서 레인보우 현상이 심해지며, 굴절율을 높이기 위하여 고굴절 입자의 함량을 본 발명의 범위보다 높게 하여야 하므로, 필름 제조 시 코팅외관의 얼룩 발생이 심하며, 비용 상승으로 인해 상업성이 떨어지게 된다. 또한 굴절율이 1.59를 초과하는 경우는 방향족 이소시아네이트 화합물의 함량이 과량으로 사용됨에 따라 폴리올과 이소시아네이트의 당량비가 맞지 않아 미반응물이 잔존하게 되어 코팅 불균일을 일으키며, 과량의 방향족기의 함유로 인해 기재필름 및 하드코팅층과의 접착력이 나빠지게 된다.

구체적으로 본 발명은 폴리올과; 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물;을 반응시켜 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄바인더를 제조하고, 여기에 고굴절 무기 입자(Filler)를 포함한 폴리우레탄코팅조성물을 기재필름의 일면 또는 양면에 도포한 광학필름에 관한 것이다.

[화학식 1]

OCN-Ar-NCO

(상기 화학식 1에서 Ar은 (C1-C5)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴렌이다.)

보다 구체적으로 상기 화학식 1에서 Ar은 나프탈렌 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 만족한다. 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 폴리우레탄 바인더는 이온성기를 갖는 반응성 유화제와 물을 포함하여 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수성 폴리우레탄 바인더인 것이 바람직하다.

또한 상기 폴리우레탄코팅조성물은 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 고형분 함량이 5 ~ 40 중량%인 수분산된 고굴절의 무기 입자 0.5 ~ 30중량%, 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 폴리우레탄코팅조성물은 건조도포두께 15 ~ 150nm로 코팅되는 것이 바람직하다.

상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광학필름은 하드코팅층을 더 포함하는 하드코팅필름 또는 안티글래어코팅층(anti-glare coating layer)을 더 포함하는 반사방지필름도 포함한다.

이하는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기재필름은 폴리에스테르필름, 보다 구체적으로는 고유점도(Intrinsic Viscosity)가 0.60 ~ 0.65인 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛을 용융 압출하여 얻어진 필름을 사용하는 것이 광투과도가 우수하므로 바람직하다. 이때 바람직하게는 굴절율이 1.63 ~ 1.65, 보다 바람직하게는 1.64인 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 폴리우레탄코팅층은 폴리올과; 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물;을 반응시켜 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄바인더에 굴절율이 2.1인 고굴절 무기 입자를 0.1~30% 중량% 포함하는 광학필름용 폴리우레탄코팅조성물을 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 도포하여 형성한다.

[화학식 1]

OCN-Ar-NCO

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 만족한다. 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,

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 최종 반응물의 굴절율 상승에 효율적이며 접착력 상승과 물리적 강도 개선에 유리하다.

본 발명에서 상기 폴리우레탄코팅조성물은 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 고형분 함량이 5 ~ 40 중량%인 수분산된 고굴절의 무기 입자 0.5 ~ 30중량%, 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. 구체적으로는 상기 폴리올 5 ~ 10 중량%, 이소시아네이트 화합물 8 ~ 15 중량%, 유화제 0.1 ~ 5 중량% 및 나머지는 물로 이루어질 수 있으며, 전체 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 것이 좋다. 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수분산성 또는 수용성의 폴리우레탄 바인더를 제조한 후, 이를 다시 웨팅제, 실리카, 무기입자 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, -PO₃M₂또는 -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 것으로, 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 고굴절 무기 입자는 ZnO, TiO₂, CeO₂, SnO₂, ZrO₂ 중 하나 이상을 사용하고, 무기입자의 크기는 100nm까지 사용가능 하며, 보다 바람직하게는 30nm 이하, 구체적으로 1 ~ 10nm가 적합하다. 무기입자의 크기가 100nm 초과인 경우 광학필름의 광학특성, 특히 헤이즈가 증가하는 문제가 발생한다.

상기 폴리우레탄코팅조성물은 건조도포두께 15 ~ 150nm로 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 하드코팅필름으로 사용하기에 적합한 접착력을 가지며 레인보우 개선효과가 있다.

도 1은 실시예 및 비교예에 따른 반사패턴을 나타낸 그래프이다.
도 2는 접착력 측정 후 평가기준이다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예에 나타낸 물성을 측정하는 방법은 다음과 같다.

1) 전광선투과율 측정 : 기재필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 폴리우레탄코팅 조성물을 코팅한 후, 전광선투과율측정기(Nippon Denshoku 300A)를 이용하여 전체 필름의 전광선투과율을 측정하였다.

2) 굴절율 측정 : 수성 우레탄 바인더를 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름에 도포 후 건조하고, 굴절율 측정기 ABBE 굴절계(ATAGO사, DR-M2)를 이용하여 상온에서 측정하였다.

3) 레인보우 현상 측정-1 : 실시예 및 비교예에 따른 광학필름 제조 후, 이의 일면에 하드코팅 처리(굴절율 1.52) 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

4) 레인보우 현상 측정-2 : 실시예 및 비교예에 따른 광학필름 제조 후, 이의 일면에 하드코팅 처리(굴절율 1.52) 후 다른면을 검게 처리하여 UV-Visible (CARY 5000)을 통해 가시광선 영역의 반사 Pattern을 측정하였다.

상 : 500~600nm에서 리플 진폭이 다른 파장대의 리플 진폭 대비 줄어들며, 리플 진폭 1%이하

중 : 500~600nm에서 리플 진폭이 다른 파장대의 리플 진폭 대비 줄어들며, 리플 진폭 3%이하

하 : 리플 진폭이 줄어드는 파장대가 500~600nm가 아니거나, 진폭이 줄어드는 파장이 보이지 않을 때

5) 하드코팅층과의 접착력 측정(ASTM B905)

실시예 및 비교예에 따른 광학필름 제조 후, 폴리우레탄 코팅 조성물이 코팅된 일면에 하드코팅 처리 후 상온에서의 접착력 및 고온 열수처리(100℃, 10min) 후 하드코팅층과 이접착층 간의 접착력을 평가하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 격자 내에 100%가 남아 있는 경우를 5점, 95%가 남아있는 경우를 4점, 95~85%가 남아있는 경우를 3점, 85~65%가 남아있는 경우를 2점, 65% 이하인 경우를 0점으로 하였다.

6) 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(중량평균분자량이 1000인 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 반응시켜 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더를 제조하였다. 제조된 수성 폴리우레탄 바인더의 굴절율을 측정한 결과 1.57이었다.

상기 수성 폴리우레탄 바인더 25 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균 입경이 5nm인 지르코이나졸(Zirconia Sol, 고형분함량 30 중량%) 6중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6.5 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(1)을 준비하였다.

일면코팅 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(1)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 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 일면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 100nm이었다.

이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 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 1에서 제조한 폴리우레탄코팅조성물(1)을 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 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 각각 100nm 이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

폴리우레탄코팅조성물(2)의 제조

폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이올) 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 25 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균 입경이 5nm인 지르코니아졸(Zirconia Sol, 고형분함량 30 중량%) 4중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 4 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 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 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 각각 90nm이었다.

이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

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 실시예 3에서 제조한 폴리우레탄코팅조성물(1)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 상기 실시예 4에서 제조한 폴리우레탄코팅조성물(2)을 바코팅 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 폴리우레탄코팅조성물(1)의 건조도포두께는 각각 100nm이고, 폴리우레탄코팅조성물(2)의 건조도포두께는 90nm이었다.

[비교예 1]

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, 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 코팅되지 않은 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다.

이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

폴리우레탄코팅조성물(3)의 제조

상기 수성 폴리우레탄 바인더 25 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6.5 중량%인 폴리우레탄코팅조성물(3)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, 폴리우레탄코팅조성물(3)을 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 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 각각 80nm이었다.

[비교예 3]

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 25 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.15중량%를 물에 첨가한 후 3시간 교반하여 전체 고형분 함량이 5 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, 폴리우레탄코팅조성물(4)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 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 각각 80nm이었다.

[표 1]

Claims

2축 연신된 폴리에스테르 기재필름;
상기 기재필름의 일면 또는 양면에 폴리우레탄코팅조성물을 도포하여 형성한 폴리우레탄코팅층; 을 포함하며,
상기 폴리우레탄코팅조성물은 폴리올과 하기 화학식 1의 방향족 이소시아네이트화합물을 1종 이상 포함하는 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 제조된 굴절율이 1.54 ~ 1.59인 폴리우레탄바인더, 굴절율 2.0 이상의 고굴절 무기 입자 및 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카를 포함하며,
상기 방향족 이소시아네이트 화합물은 전체 이소시아네이트 화합물 함량 중 75~90 중량%를 포함하며,
광학필름의 일면에 굴절율이 1.52인 하드코팅처리 후 다른 면을 검게 처리하여 가시광선 영역의 반사율을 측정한 다음, 파장 500 내지 600nm 에서의 빛의 반사율로부터 구해진 리플진폭이 0.16 내지 0.63인 광학필름.
[화학식 1]
OCN-Ar-NCO
(상기 화학식 1에서 Ar은 나프틸렌 또는 페날렌이다.)
삭제
제 1항에 있어서,
상기 고굴절 무기 입자는 ZnO, TiO₂, CeO₂, SnO₂, ZrO₂에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 광학필름.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 폴리우레탄코팅조성물은 폴리우레탄 바인더 5 ~ 30 중량%, 고형분 함량이 5 ~ 40 중량%인 수분산된 고굴절의 무기 입자 0.5 ~ 30중량%, 웨팅제 0.1 ~ 0.4 중량%, 평균 입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 0.5 중량% 및 폴리우레탄코팅조성물 내 고형분 함량이 2 ~ 10 중량%을 만족하도록 물을 포함하는 광학필름.
제 5항에 있어서,
상기 폴리우레탄 바인더는 이온성기를 갖는 반응성 유화제와 물을 포함하여 고형분 함량이 15 ~ 30 중량%인 수성 폴리우레탄 바인더인 광학필름.
제 5항에 있어서,
상기 무기 입자는 평균 입경이 30nm미만인 광학필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께가 15 ~ 150nm인 광학필름.
제 1항, 제 3항, 제 5항 내지 제 8항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 광학필름.
제 9항에 있어서,
상기 광학필름은 하드코팅층을 더 포함하는 광학필름.