KR101621317B1 - 밀착력이 우수한 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재 및 그를 이용한 광학기재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀착력이 우수한 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재 및 그를 이용한 광학기재에 관한 것이다.
본 발명의 고분자 기재는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄의 고분자 사슬 중, 디올의 곁가지에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 기본수지로 함유한 프라이머층을 형성함으로써, 폴리에스테르 기재필름층과의 수소결합을 유도하여 접착력을 향상시키는 동시에 후가공시에 사용되는 UV경화 수지에 대해서도 이접착력이 우수하다. 또한, 내열, 내습성이 우수한 본 발명의 고기능성 고분자 기재는 프라이머층의 광학특성이 우수하여, 고휘도를 구현하므로 LCD프리즘 시트용 기재, 백라이트용 기재, 하드코트 가공AR용 기재, CRT보호용 기재 등의 광학용 부재 전반에 유용하다.
Figure 112015123417255-pat00006
(상기 식에서, R, m 및 n은 명세서에서 정의한 바와 같다.)
고분자기재, 술폰산기, 우레탄수지, 밀착력, 광학기재

Description

밀착력이 우수한 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재 및 그를 이용한 광학기재{POLYMER SUBSTRATE HAVING PRIMER LAYER WITH IMPROVED ADHESION AND OPTICAL SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 밀착력이 우수한 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재 및 그를 이용한 광학기재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄의 고분자 사슬 중, 디올의 곁가지에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 사용하여 프라이머층을 형성함으로써, 기재필름층과 프라이머층간의 밀착력이 향상되는 동시에 후가공시에 사용되는UV경화 수지에 대해서도 이접착력이 우수하며, 내열, 내습성이 우수한 고기능성 고분자 기재 및 그를 이용한 광학기재에 관한 것이다.
폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로 그 이용범위가 매우 넓다.
이러한 폴리에스테르 필름을 광학부재용 폴리에스테르계 기능성 고분자 기재로 사용할 경우, 폴리에스테르계 기재필름과 접착성이 우수한 공중합 폴리에스테르계 바인더 수지를 이용하여 프라이머층을 구성하나, 상기 공중합 폴리에스테르계 바인더 수지는 폴리에스테르계 기재필름과의 접착성은 충분하나, 내열, 내습성이 약하여 부착력이 떨어지며, 후가공되는 프리즘 가공층, 렌즈 가공층, 반사방지층 또는 하드코팅층과 같은 다른 기재와의 이접착성이 매우 부족하다.
따라서, 종래 문제점을 해결하기 위하여, 개량이 용이한 특징으로 가지는 폴리우레탄의 장점을 이용하여 후경화 촉매나 분자 내에 폴리카보네이트를 도입하여 내열, 내습성이 뛰어나며, 후가공시 사용되는 각종 UV 경화수지와 이접착력을 향상시키고, 굴절율을 높여 우수한 휘도가 구현되는 폴리우레탄 계열의 바인더의 개발이 진행되고 있다.
그러나, 상기 폴리우레탄 계열의 바인더는 내열성과 후가공시 UV 경화수지와의 이접착력이 우수한 성질을 가지고 있다 하더라도, 부착력 검사 시, 폴리에스테르 기재필름층과의 밀착력이 부족하여 프라이머층이 폴리에스테르 기재필름층으로부터 탈락되는 문제가 발생한다.
이에, 폴리에스테르 기재필름층과의 밀착력이 우수하면서, 후가공시에 사용되는UV경화수지에 대하여서도 우수한 이접착력을 갖도록 내열, 내습성을 제공할 수 있는 고기능성 고분자 기재 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 폴리우레탄의 고분자 사슬 중, 디올의 곁가지에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지가 함유되어 밀착력이 향상된 프라이머층을 구비한 고분자 기재 를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고분자 기재를 이용한 고휘도 광학기재로서의 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 기재필름층; 및 상기 기재필름층의 적어도 일면에, 하기 화학식 1로 표시되는 분자 내에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 함유한 기본수지 1.0 내지 90.0중량%, 가교경화제 1.0 내지 25중량% 및 음이온계 계면활성제 1.0 내지 10중량%가 잔량의 물에 용해된 수용성 도포액으로 형성된 프라이머층;으로 이루어진 고분자 기재를 제공한다.
화학식 1
Figure 112015123417255-pat00007
(상기 식에서, R은 하이드록시기, 아민기, 아릴기 또는 술폰산기이고, m은 0 내지 10의 정수이고, n은 1이상의 정수이다.)
본 발명에서, 상기 기본수지는 화학식 1로 표시되는 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지와, 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 공중합체 수지에서 선택되는 어느 하나의 수지와의 혼합형태이다. 이때, 상 기 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지의 함량은 60.0중량%를 초과하지 않는 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 프라이머층 제조용 수용성 도포액에 사용되는 가교경화제는 멜라민계, 에폭시계, 이소시아네이트계 및 옥사졸린계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 프라이머층 제조용 수용성 도포액에는 무기입자 1.0 내지 10중량%가 더 함유할 수 있으며, 상기 무기입자의 평균입경 30 내지 500nm를 가지는 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합산화물 입자를 사용한다.
본 발명의 고분자 기재에서 프라이머층의 두께는 0.01 내지 5.00㎛가 바람직하다.
본 발명의 고분자 기재는 65℃ 및 95%습도의 조건하에서, 96시간 내습성 테스트 후 기재필름층과 프라이머층간의 접착력 85 내지 100%를 충족한다.
이에, 본 발명은 상기 프라이머층이 형성된 고분자 기재면의 전광선투과율이 85%이상이고, 헤이즈 값이 0.3 내지 2%이하인 고분자 기재를 이용한 고휘도 광학기재로서 그 용도를 제공한다.
본 발명에 따라, 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄의 고분자 사슬 중, 디올의 곁가지에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 사용함으로써, 밀착력이 향상된 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재를 제공함으로써, 산업에서 범용적으로 사용 되는 폴리에스테르 기재필름과의 접착성 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 고분자 기재는 고온, 고습의 조건에서도 후가공시에 사용되는UV경화 수지에 대하여 이접착력과 내열, 내습성이 우수하며, 프라이머층의 광학특성이 우수하여, 휘도값을 상승시킬 수 있으므로, 광학용 부재 전반에 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 고분자 기재는 LCD프리즘 시트용 기재, 백라이트용 기재, 하드코트 가공AR용 기재 및 CRT보호용 기재로서 유용하게 활용할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 폴리에스테르계 기재필름층; 및
상기 기재필름층의 적어도 일면에, 하기 화학식 1로 표시되는 분자 내에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 함유한 기본수지 1.0 내지 90중량%, 가교경화제 1.0 내지 25중량% 및 음이온계 계면활성제 1.0 내지 10중량%가 잔량의 물에 용해된 수용성 도포액으로 형성된 프라이머층;을 포함하는 고분자 기재를 제공한다.
화학식 1
Figure 112015123417255-pat00008
(상기 식에서, R은 하이드록시기, 아민기, 아릴기 또는 술폰산기이고, m은 0 내지 10의 정수이고, n은 1이상의 정수이다.)
본 발명의 고분자 기재 중, 폴리에스테르계 기재필름층의 바람직한 소재는 폴리에 틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리카보네이트에서에서 사용하며, 기재필름층의 두께는 10∼500㎛가 바람직하다.
본 발명의 고분자 기재는 상기 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄의 고분자 사슬 중, 디올의 곁가지에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 기본수지로 사용함으로써, 기재필름층에 대한 밀착력이 향상된 프라이머층을 형성할 수 있다.
본 발명의 고분자 기재에 있어서, 기본수지는 밀착력을 더욱 향상하기 위한 목적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지 단독 이외, 상기 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지와 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 공중합체 수지에서 선택되는 어느 하나의 수지와의 혼합형태를 사용할 수 있다. 이때, 상기 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지의 함량은 60.0중량% 이하로 함유되어야 한다. 만약, 60중량%를 초과하면, 점도가 증가하여 코팅성이 떨어지는 문제로 바람직하지 않다.
본 발명의 프라이머층 제조용 수용성 도포액에는 내구성을 향상시키기 위하여, 멜라민계 화합물, 에폭시계 화합물, 이소시아네이트계 및 옥사졸린계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가교경화제 1.0 내지 25중량%가 함유된다. 이때, 1.0중량% 미만이면, 가교 반응이 부족하여 내구성이 떨어지고, 25중량%를 초과하면, 지나친 경화도의 상승 및 경화제 자체 반응으로 인해 내구성이 떨어지는 문 제가 있다.
또한, 본 발명의 프라이머층 제조용 수용성 도포액에는 프라이머층에 함유된 수지와 굴절률 차이가 비교적 적은 무기입자 1.0 내지 10중량%를 더 함유하여 주행성을 확보할 수 있다. 이때, 무기입자의 평균입경은 30 내지 500nm이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50내지 300nm이며, 평균입경이 30㎚미만이면, 미세 무기입자가 기재에서 주행성 및 내스크래치성에 도움을 주지 못할 뿐만 아니라 무기입자 투입의 효과를 주지 못하며, 미세입자의 평균입경이 500㎚를 초과하면, 헤이즈에 지장을 주는 문제가 발생된다.
이때, 본 발명에서 사용되는 무기입자로는 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합산화물 입자가 바람직하며, 무기입자 함량이 1.0 중량% 미만이면, 주행성에 도움을 주지 못해 스크래치에 취약하고, 10중량%를 초과하면, 제품의 탁도에 영향을 주어 불투명해지는 문제가 있다.
본 발명의 고분자 기재에서, 프라이머층은 0.01 내지 5.00㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 3.00㎛으로 형성되는 것이다. 이때, 프라이머층의 두께가 0.01㎛보다 얇으면, 투명성은 양호해지나 후가공시에 접착력이 저하되며, 5.00㎛보다 두꺼울 경우, 접착특성은 우수하나 투명성 및 코팅성이 저하되어 바람직하지 않다.
본 발명의 프라이머층 제조용 수용성 도포액에는 코팅성 및 기능성 향상을 위하여 필요에 따라, 첨가제를 더 함유할 수 있으며 그 일례로는 계면활성제, 소포제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 음이온성 계면활성제를 사용하며, 바람직한 함량은 0.1 내지 10 중량%를 포함한다.
본 발명의 고분자 기재는 술폰기(SO3 -)를 포함하는 폴리우레탄 수지를 기본수지로 함유한 수용성 도포액을 폴리에스테르 기재필름층상에 도포하여 프라이머층을 형성함으로써, 폴리에스테르 기재필름층과의 수소결합을 유도하여 주 기재인 폴리에스테르 기재필름층과 고분자 프라이머층간의 계면 사이에 수분 및 다른 용매가 침투해 들어오는 것을 차단할 수 있어, 접착력을 향상시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 고분자 기재는 65℃ 및 95%습도의 조건하에서, 96시간 내습성 테스트 후 기재필름층과 프라이머층간의 접착력은 85 내지 100%를 충족한다.
또한, 본 발명의 고분자 기재는 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 이용한 프라이머층을 구비함으로써, 산업에서 범용적으로 사용되는 폴리에스테르 기재필름층과의 접착성(밀착력)의 문제점을 해결하고, 이로 인해, 후가공시에 사용되는UV 또는 열경화형 수지와의 접착력과 내습 부착력 역시 향상시키는 효과를 가지고 있다.
이에, 본 발명은 상기 고기능성 고분자 기재를 이용한 고휘도 광학기재를 제공한다.
본 발명의 고분자 기재는 술폰기(SO3 -)를 포함하는 폴리우레탄 수지를 기본수지로 함유한 수용성 도포액을 폴리에스테르 기재필름층상에 도포하여 프라이머층을 형성 함으로써, 폴리에스테르 기재와의 접착성 문제를 해결할 수 있다. 즉, 본 발명의 고분자 기재는 폴리에스테르계 기재필름층에 대하여 우수한 밀착력을 가지는 프라이머층으로 인하여, 기재필름층과 프라이머층의 계면간의 공기층이 갇히는 현상을 줄일 수가 있어서 광학적 손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 본 발명의 고분자 기재는 후가공시에 사용되는UV경화 수지와의 우수한 접착성을 보임에 따라, 열처리공정에서 기재의 반송성 등의 후가공 적성이 우수하기 때문에 광학용을 포함한 각종 부재의 전반에 걸쳐 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 고분자 기재는 플라스틱 포장재료, LCD 확산 및 프리즘 시트용 기재, 백라이트용 기재, 각종 하드코트 가공 또는 AR(Anti-Reflection)용 기재, CRT보호용 기재 등으로서 유용하다.
본 발명의 고분자 기재는 기재필름층과의 접착력 85 내지 100%, 전광선투과율이 85% 이상이고, 헤이즈 값이 0.3 내지 2%, 더욱 바람직하게는 0.4% 내지 1.8%를 충족하므로, 광학기재로서 활용될 수 있다. 특히, 본 발명의 광학기재는 고분자 기재의 프라이머층을 구성하는 기본수지에 술폰산기를 포함함으로써, 굴절률 값을 올리면 폴리에스테르 기재필름층과의 굴절률 구배차이가 일어나므로 고휘도 구현에 유리하다[표 1].
이때, 프라이머층을 구성하는 기본수지에는 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지와 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 공중합체 수지에서 선택되는 어느 하나의 수지와의 혼합형태를 사용할 경우, 광학특성이 더욱 향상된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 30중량%, 내습성 향상을 위한 멜라민계 가교경화제 70중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량% 및 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 2>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 30중량%, 내습성 향상을 위한 에폭시기의 함량이 30% 중량 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량% 및 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 3>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 30중량%, 내습성 향상을 위한 이소시아네이트 경화제 30중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량%, 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 4>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 30중량%, 내습성 향상을 위한 옥사졸린 가교경화제 30 중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량%, 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1에서 제조된 멜라민 가교경화제를 함유한 프라이머층 제조용 도포액을 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 2 에서 제조된 에폭시 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 7>
상기 실시예 3의 이소시아네이트 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 8>
상기 실시예 4의 옥사졸린 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 9>
상기 실시예 1의 멜라민 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리카보네이트(PC) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 10>
상기 실시예 2의 에폭시 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리카보네이트(PC) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 11>
상기 실시예 3의 이소시아네이트 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리카보네이트(PC) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 12>
상기 실시예 4의 옥사졸린 가교경화제 함유 프라이머층 제조용 도포액을 폴리카보네이트(PC) 기재필름에 도포하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 188㎛ 두께의 프라이머층이 형성된 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 13>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 20중량%, 술폰산기가 없는 우레탄 수지 28중량%가 함유된 수분산액 10중량%, 내습성 향상을 위한 멜라민계 가교경화제 70중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량% 및 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 14>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 20중량%, 아크릴 수지 28중량%가 함유된 수분산액 10중량%, 내습성 향상을 위한 멜라민계 가교경화제 70중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량% 및 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 15>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=1, n=2) 30중량% 함유 수분산액 20중량%, 폴리에스테르 공중합체 수지 28중량%가 함유된 수분산액 10중량%, 내습성 향상을 위한 멜라민계 가교경화제 70중량%가 함유된 수분산액 5중량%에 물 63.9중량%를 혼합하고, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유 수분산액 1.0중량% 및 80nm 입자크기의 콜로이드성 실리카입자 70중량% 함유 수분산액 0.1중량%를 함유한 수용액을 프라이머층 제조용 도포액으로 제조하였다.
이후, 상기 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름에 도포하여 188㎛ 두께의 프라이머층을 형성한 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 16>
술폰산기를 포함하는 우레탄 수지(R=OH, m=2, n=4)를 함유하여 실시예 1과 동일한 프라이머층 제조용 도포액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<실시예 17>
실시예 1에서 콜로이드성 실리카입자를 함유하지 않은 프라이머층 제조용 도포액을 이용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지 대신에 술폰산기를 포함하지 않은 우레탄 수지 30중량%가 함유된 수분산액 30중량%를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 도포액 및 방법을 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 2에서 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지 대신에 술폰산기를 포함하지 않은 우레탄 수지 30중량%가 함유된 수분산액 30중량%를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 도포액 및 방법을 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 3에서 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지 대신에 술폰산기를 포함하지 않은 우레탄 수지 30중량%가 함유된 수분산액 30중량%를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 도포액 및 방법을 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 4에서 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지 대신에 술폰산기를 포함하지 않은 우레탄 수지 30중량%가 함유된 수분산액 30중량%를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 도포액 및 방법을 수행하여, 고분자 기재를 제조하였다.
<실험예 1> 프라이머층이 도포된 기재필름과 후가공시 UV 수지와의 접착력 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 고분자 기재에 대하여, 기재필름층과 후가공시 주로 이용되는 UV 수지로 경화시킨 후의 접착력을 측정하였다.
상세하게는, #20 와이어바를 사용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시키고, 이후, 절단기로 프라이머층이 코팅된 필름에 절단선을 만들어서, 10×10의 매트릭스에 2㎜×2㎜ 정사각형들을 배치하였다. 절단선이 있는 필름에 셀로판 테이프(No. 405, NICHIBAN제; 넓이: 24㎜)을 붙이고, 벨벳을 이용하여, 테이프를 문질러서 필름에 강력하게 부착시켰다. 이후, 수직으로 테이프를 떼어내고, 접착층에 남아있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 하기 수학식 1에 의해 접착력을 계산하였다.
또한, 65℃, 90%습도의 조건하에서 96시간 후의 내습성 평가를 위한 접착력 테스트를 동일한 방법으로 수행하였다.
Figure 112009054072663-pat00004
<실험예 2>
상기에서 제조된 실시예 및 비교예에서 제조된 고분자 기재에 대하여, 프라이머층인 도포액과 기재필름층간의 코팅성을 측정하였다. 상세하게는 #0∼#4 와이어바를 사용하여 프라이머층 제조용 도포액을 기재필름에 도포 전의 표면과 도포 후의 표면을 관찰하여, 기재필름층의 전면에 프라이머층이 양호하게 코팅되었는지 여부를 확인하였다.
이때, 육안으로 아일랜드형상으로 코팅액이 묻지 않아야 하며, 아일랜드처럼 코팅액이 묻지 않은 부분들이 2개 이하로 관찰될 때, 우수 판정하였다.
<실험예 3>
상기에서 제조된 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 프라이머층 제조용 도포액을188nm의 PET 필름에 도포하여 열경화시킨 후 탑콘(TOPCON)사에서 제조된 BM7으로 각각의 휘도 값을 측정하였다. 이때, 비교예 1의 휘도 값5000 cd를 100%로 기준하고 상대적인 휘도 값을 비교 실험하였다.
구분 기재두께
(㎛)		 도포액 코팅성 경화제 기재
접착성
(%)		 후 가공시 UV수지와의 이접착성(%) 휘도(%)
실시예1 188 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지
(m=1이고, n이 2) 		우수 멜라민계 100 100 103%
실시예2 188 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지
(m=1이고, n이 2)		 우수 에폭시계 100 100 101%
실시예3 188 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지
(m=1이고, n이 2)		 우수 이소시아네이트계 100 100 102%
실시예4 188 술폰산기를 포함하는 우레탄 수지
(m=1이고, n이 2)		 우수 옥사졸린계 100 100 102%
비교예1 188 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지 우수 멜라민계 80이하 80이하 100%
비교예2 188 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지 우수 에폭시계 70이하 50이하 100%
비교예3 188 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지 우수 이소시아네이트계 85이하 80이하 100%
비교예4 188 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지 우수 옥사졸린계 90이하 90이하 100%
상기 결과로부터, 술폰기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지를 함유한 프라이머층 제조용 도포액을 이용하여 제조된 실시예 1 내지 4의 고분자 기재는 산업에서 범용적으로 사용되는 폴리에스테르 기재와의 접착성(밀착력)의 문제점을 해결하고, 후가공시에 사용되는UV경화 수지에 대하여서도 이접착력과 내열, 내습성이 우수하다. 또한, 프라이머층의 광학특성이 우수하여, 휘도값 역시 상승시킬 수 있는 고기능성 고분자 기재를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 고분자 기재는 프리즘 렌즈가공이나 하드코트가공, AR 가공 등의 후가공시의 열처리공정에서 기재의 반송성 등의 후가공성이 우수하기 때문에, 광학용을 포함한 각종 부재 전반에 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 고기능성 고분자 기재는 플라스틱 포장 재료에서 LCD에 사용되는 프리즘 시트용 기재, 백라이트용 기재, 하드 코트 가공, AR용 기재 또는 CRT분야에서 보호용 기재로서 유용하게 사용할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 폴리에스테르 기재필름상에, 술폰기(SO3 -)를 포함하는 폴리우레탄의 수지를 기본수지로 함유한 프라이머층에 의해 고온 고습의 조건하에서 폴리에스테르 기재필름층과 프라이머층간의 100%의 우수한 접착력을 보이므로, 내열성 및 내습성 저하로 인한 부착력 문제점을 해소하였다.
또한, 본 발명의 고분자 기재의 프리즘 렌즈가공이나 하드코트가공, AR 가공 등의 후가공시의 열처리 공정에서 고분자 기재의 반송성 등의 후가공 적성이 우수하므로, 본 발명의 고기능성 고분자 기재를 플라스틱 포장재료, LCD프리즘 시트용 기재, 백라이트용 기재, 하드코트 가공AR용 기재 및 CRT보호용 기재로 유용하게 활용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 기재필름층; 및
    상기 기재필름층의 적어도 일면에, 하기 화학식 1로 표시되는 분자 내에 술폰산기(SO3 -)가 배열된 우레탄 수지를 함유한 기본수지 1.0 내지 90.0중량%, 가교경화제 1.0 내지 25중량% 및 음이온계 계면활성제 1.0 내지 10중량%가 잔량의 물에 용해된 수용성 도포액으로 형성된 프라이머층;을 구비하고
    상기 프라이머층이 형성된 고분자 기재면의 전광선투과율이 85%이상이고, 헤이즈 값이 0.3 내지 2%인 고분자 기재:
    화학식 1
    Figure 112015123417255-pat00009
    상기 식에서, R은 하이드록시기, 아민기, 아릴기 또는 술폰산기이고, m은 0 내지 10의 정수이고, n은 1이상의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기본수지가 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지와, 술폰산기를 포함하지 않는 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 공중합체 수지에서 선택되는 어느 하나의 수지와의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  3. 제2항에 있어서, 술폰산기(SO3 -)를 포함하는 우레탄 수지가 60.0중량% 이하로 함유된 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가교경화제가 멜라민계, 에폭시계, 이소시아네이트계 및 옥사졸린계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수용성 도포액에 무기입자 1.0 내지 10중량%가 더 함유된 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무기입자가 평균입경 30 내지 500nm를 가지는 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합산화물 입자인 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  7. 제1항에 있어서, 프라이머층의 두께가 0.01 내지 5.00㎛인 것을 특징으로 하는 상기 고분자 기재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 고분자 기재가 65℃ 및 95%습도의 조건하에서, 96시간 내습성 테스트 후 기재필름층과 프라이머층간의 접착력 85 내지 100%를 충족하는 상기 고분자 기재.
  9. 삭제
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