KR101656267B1 - 광학필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 이소시아네이트 말단기가 3개 이상이며, 상기 이소시아네이트기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹되어 있는 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물이 도포되어 형성된 프라이머층을 포함하는 광학필름에 관한 것이다.

Description

광학필름{OPTICAL FILM}
본 발명은 프리즘필름 제조 시 베이스필름으로 사용되는 광학필름에 관한 것으로, 폴리에스테르 기재필름 상에 폴리우레탄계 코팅층이 도포되어 형성된 프라이머층으로 이루어지며, 고온 고습하에서 접착성이 우수한 폴리에스테르필름에 관한 것이다.
일반적으로 이축 연신된 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로 그 이용 범위가 매우 넓다.
이러한 이축 연신 폴리에스테르 적층필름을 광학용으로 사용하는 경우, 프라이머층은 일반적으로 폴리에스테르필름과 접착성이 우수한 공중합 폴리에스테르계 수지로 프라이머층을 형성한다. 그러나 공중합 폴리에스테르계 수지를 단독으로 사용할 경우, 폴리에스테르계 기재 필름과의 접착성은 충분하지만, 프리즘렌즈, 반사방지층 또는 하드 코팅층 등으로 여러 가지 후가공 처리 후 사용되는 경우에는 공중합 폴리에스테르계 수지로는 불충분하다. 이를 보완하기 위해 폴리에스테르의 제조 시 이접착성, 유연성, 내마모성이 우수하고, 강력한 접착성 등을 지니고 있어 접착성을 요구하는 많은 분야에서 사용되고 있는 폴리우레탄계 수지를 이용한 프라이머층을 코팅하여 접착력을 향상시키는 방법이 연구되고 있다. 그러나 폴리우레탄 수지로 된 프라이머층을 형성한 것으로서는, 하드 코트층 등의 바깥층과의 접착력은 향상하지만, 기재인 폴리에스테르 필름과의 접착력이 충분하지 않아, 결과적으로 바깥층과의 충분한 접착성이 얻어지지 않는 문제가 있었다.
또한, 상기 후가공 처리후의 접착성 평가방법의 하나로, 65℃, 90%습도 조건의 고온고습의 내습성 평가 시, 후 가공 처리한 이면으로의 수분침투에 따른 접착력 불량이 발생하여, 이를 보완하기 위한 연구도 진행되고 있다.
상기의 문제점을 극복하기 위해서 한국등록특허 10-1050216호는 가교제를 적용하여 고분자 네트워크를 형성시켜 내구성을 향상시키고자 하였다.
한국등록특허 10-1050216호 (2011.07.12)
본 발명은 고온 고습하에서의 접착성이 우수한 프라이머층을 갖는 폴리에스테르 광학필름을 제공하고자 한다.
구체적으로 본 발명은 말단기인 이소시아네이트 관능기가 3개 이상이며, 말단이 금속이온으로 블로킹되어 있는 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하여 고온 고습하에서의 접착성이 우수한 프라이머층을 갖는 폴리에스테르 광학필름을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 프라이머층에 말단기인 이소시아네이트 관능기가 3개 이상이며, 말단이 블로킹되어 있는 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용하여 코팅층을 형성하는 경우, 고온고습의 가혹조건에서 내습성이 향상되어 후가공시 프리즘필름 등 광학용 고분자 기재필름과의 접착성이 우수함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 말단기가 2개인 선형폴리머 10 ~ 75 중량%와 말단기가 3개 이상인 분지형폴리머 25 ~ 90 중량%로 이루어진 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물이 도포되어 형성된 프라이머층을 포함하는 광학필름에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 말단기는 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹되어 있는 이소시아네이트기를 포함하여 수분산성이 우수하므로 바람직하다.
본 발명에서 상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 폴리올 39 ~ 45중량%, 트리메틸올 프로판 0.3 ~ 1.2 중량% 및 이소시아네이트화합물 50 ~ 57 중량%를 반응시켜 이소시아네이트를 말단기로 갖는 프리폴리머를 제조한 후, 무기산염을 3 ~ 4 중량%를 반응시켜 이소시아네이트 말단에 이온성기를 블록킹하여 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 10,000 ~ 20,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리우레탄코팅조성물은 상기 수분산성 폴리우레탄 수지와 물을 포함하여 고형분 함량이 10 ~ 30 중량%인 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 ~ 10 중량%, 실리콘계 웨팅제 0.1 ~ 0.5 중량%, 콜로이드 실리카 입자 0.1 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함한다.
본 발명에서 상기 콜로이드 실리카 입자는 평균입경이 50 ~ 1000 nm인 것을 사용한다.
본 발명에서 상기 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 50 ~ 100 nm인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학필름은 하기 식 1에 의해 측정된 팽윤도(Swelling Ratio)가 35 ~ 100이고, 하기 식 2에 의해 측정된 겔분율(gel fraction)이 75 ~ 85이고, 유리전이온도가 60℃이상인 물성을 모두 만족한다. 상기 물성을 만족하는 범위에서 스웰링되지 않으므로 기재필름과 프라이머 코팅층 간의 우수한 접착력을 가지며, 이후 기능성층을 적층하는 후 공정과의 접착력이 우수한 물성을 나타낸다. 즉, 고온고습 환경에서도 접착력이 우수한 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다.
[식 1]
팽윤도 = (방치 후 무게 - 초기무게)/초기무게 × 100
(상기 식에서, 방치 후 무게는 약 1g의 건조도막을 증류수 50g에 담근 후 70℃에서 24시간 방치 후 측정한 무게를 의미한다.)
[식 2]
겔분율 = (건조 후 무게 / 초기무게) × 100
(상기 식에서, 건조 후 무게는 약 1g의 건조도막을 증류수 50g에 담근 후 70℃에서 24시간 방치 후, 상기 방치했던 도막을 120℃에서 3시간동안 건조한 후 측정한 무게를 의미한다.)
이하 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기재필름은 폴리에스테르필름, 보다 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 사용하는 것이 광투과도가 우수하므로 바람직하며, 첨가제 또는 입자를 포함할 수 있다. 이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 연신된 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 일축 또는 이축 연신된 필름을 사용할 수 있다. 상기 기재필름의 두께는 50 ~ 250㎛인 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 프라이머층은 광학용 고분자 기재필름의 한 면 또는 양면에 형성되는 것으로서, 접착성이 우수하여 다른 기재와의 접착을 용이하게 하는 이접착(易接着)성을 나타낸다.
상기 프라이머층은 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄코팅조성물을 사용하는데 특징이 있다. 상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 말단기인 이소시아네이트 관능기가 3개 이상이며, 상기 이소시아네이트기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블록킹되어 있으며, 보다 구체적으로는 설페이트와 같은 무기염으로 블로킹되어 있는 분지형폴리머와, 이소시아네이트 관능기가 2개이며 상기 이소시아네이트기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블록킹되어 있으며, 보다 구체적으로는 설페이트와 같은 무기염으로 블로킹되어 있는 선형폴리머를 포함한다.
상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 선형폴리머 10 ~ 75 중량%와 분지형폴리머 25 ~ 90 중량%로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 분지형폴리머의 함량이 25 중량% 미만인 경우는 본 발명에서 목적으로 하는 팽윤도 및 겔분율을 만족할 수 없으며, 고온고습하에서의 접착성이 우수한 도막을 얻기 어렵다. 또한, 분지형폴리머의 함량이 90 중량%를 초과하는 경우는 과도한 겔화에 의해 점도가 급격히 상승하여 수분산 조성물을 제조하기 어렵고, 필름 표면에 코팅 시 표면에 크랙이 발생하는 등의 표면외관에 결점이 발생할 수 있다. 본 발명에서 상기 분지형 폴리머는 이소시아네이트 관능기가 3개 또는 3개 이상인 수지를 의미한다.
본 발명의 폴리우레탄코팅조성물은 상기 수분산성 폴리우레탄 수지와 물을 포함하여 고형분 함량이 10 ~ 30 중량%인 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 ~ 10 중량%, 실리콘계 웨팅제 0.1 ~ 0.5 중량%, 콜로이드 실리카 입자 0.1 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함한다.
본 발명에서 상기 수분산성 폴리우레탄 바인더는 수분산성 폴리우레탄 수지와 물을 포함하여 고형분 함량이 10 ~ 30 중량%가 되도록 사용하는 것이 도포두께를 조절하기에 바람직하며, 그 함량은 폴리우레탄코팅조성물 중 5 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만에서는 코팅성은 양호하나, 접착력 구현이 어려우며, 10 중량% 초과인 경우 접착력은 우수하나 코팅 외관 및 투명성 구현이 어려울 수 있다.
상기 수분산성 폴리우레탄 수지의 제조방법을 예를 들면, 폴리올 39 ~ 45중량%, 트리메틸올 프로판 0.3 ~ 1.2 중량% 및 이소시아네이트화합물 50 ~ 57 중량%를 반응시켜 이소시아네이트를 말단기로 갖는 프리폴리머를 제조한 후, 무기산염을 3 ~ 4 중량%를 반응시켜 이소시아네이트 말단에 황산염의 이온성기를 블록킹하여 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 중량평균분자량이 10,000 ~ 20,000인 범위에서 겔화되지 않으며, 수분산 가능하고 고온고습에서 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있으므로 바람직하다.
상기 중량평균분자량은 GPC-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; PLgel 5㎛ Mixed-C (7.5mmΦ×300mm)×2 (Polymer Laboratories)
- 이동상 : DMF(50mM LiCl)
- 유속 : 0.5mL/min
- 온도 : 50℃
- 인젝션 볼륨 : 0.5%, 500㎕
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 좋다. 폴리에스테르계 폴리올로는 카르본산, 세바신산 또는 산무수물과 다가알코올의 반응으로부터 제조되는 폴리올 등이 있다. 이러한 폴리올의 종류에는 제한되지 않으며, 중량평균분자량이 600 ~ 3000인 폴리에스테르 폴리올을 사용하는 것이 좋다. 그 함량은 39 ~ 45 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 39 중량% 미만으로 사용하는 경우 분자량이 작아져, 프라이머층이 지나치게 딱딱하게 되며, 연신이 어려워 코팅 외관이 우수하지 못하며, 45 중량% 초과에서는 ILC 층이 지나치게 소프트(Soft) 하게 되어 블로킹성이 떨어질 수 있다.
상기 트리메틸올 프로판은 3관능기를 갖는 프리폴리머를 제조하기 위하여 사용되는 것으로, 0.3 ~ 1.2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.3 중량% 미만으로 사용하는 경우는 가교밀도가 떨어지며, 안티블로킹성(Anti-Blocking)이 떨어질 수 있고, 1.2 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 가교밀도가 지나치게 높아져 연신성이 나빠지게 되어 코팅 외관이 우수하지 못하며, 접착력이 나빠질 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 제한되지 않으나 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량은 50 ~ 57 중량%를 사용하는 범위에서 3관능기를 갖는 프리폴리머를 제조할 수 있다.
상기 무기산염은 황산수소나트륨(Sodium Hydrogen Sulfate)을 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량은 3 ~ 4 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리우레탄코팅조성물은 광학용 고분자 기재필름 상의 코팅성 및 프라이머층 위에 내열성 가공을 용이하게 하기 위하여 실리콘계 웨팅제, 콜로이드 실리카 입자가 첨가제로써 더욱 사용될 수 있다.
실리콘계 웨팅제는 0.1 ~ 0.5 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 콜로이드 실리카 입자 0.1 ~ 0.5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 콜로이드 실리카 입자는 평균입경이 50 ~ 1000 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 프라이머층의 건조도포두께는 50 ~ 100 nm인 것이 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 광학필름은 고온고습하에서의 내습성이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 광학필름은 인라인공정에 의해 코팅조성물을 도포하므로 연신공정에 의해 코팅두께를 조절할 수 있어 공정이 유리하며, 폴리우레탄 조성물의 3관능기를 갖는 프리 폴리머를 도입하여 가교밀도를 높임으로써 고온고습하에서의 내습성이 우수하다. 내습성이 우수한 필름은 안티블록킹(Anti-Blocking)성을 높여 광학필름의 성능을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 블로킹 평가방법에 따른 평가기준을 나타낸 사진이다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
물성은 다음의 측정방법으로 측정하였다.
1. 폴리우레탄 코팅조성물을 이용한 도막의 물성 측정
수분산성 폴리우레탄 바인더 15g을 지름 80mm, 높이 15mm 둥근 그릇에 넣고 65℃에서 72시간, 120℃에서 3시간 건조한다. 1g의 건조도막을 증류수 50g 에 담근 후 70℃에서 24시간 방치하여 방치했던 도막을 꺼내어 팽윤도(Swelling Ratio)를 측정한다. 방치했던 도막을 120℃에서 3시간 동안 건조 후 무게를 기록하여 겔분율(Gel Fraction)을 측정한다.
1) 팽윤도(Swelling Ratio) : 약 1g의 건조도막을 증류수 50g 에 담근 후 70℃에서 24시간 방치하여 방치했던 도막을 꺼내어 무게를 기록한다.
팽윤도(Swelling Ratio) = (방치 후 무게-초기 무게)/초기무게 ×100
2) 겔분율(Gel Fraction) : 방치했던 도막을 120℃에서 3시간 동안 건조 후 무게를 기록한다.
겔분율(Gel Fraction) = (건조 후 무게/초기 무게) ×100
3) 유리전이온도(Tg) 측정 : 시차주사열량계(DSC, PerkinElmer DSC 7 이용) 기기 이용하여, 두 번째 실행 모드(2nd Run mode)로 측정한다. 10~11mg의 건조 도막을 PerkinElmer DSC7을 이용하여 측정한다.
첫 번째 실행(1st Run.) = 0~200 ℃, 200℃/min, 보류시간(Holding Time) - 3min // 200℃~-40℃, 200℃/min, 보류시간(Holding Time) - 5min
두번째 실행(2nd Run.) = -40℃~200℃, 20℃/min 조건으로 측정한다.
2. 양면 코팅 폴리에스테르필름의 블로킹(Blocking) 평가방법
열경사시험기(Heat Gradient, TOYOSEIKI)를 이용하여, 0.4MPa 압력조건에서 각 5단계 온도를 설정하여, 1분 누른 후, 1분 후 누른 판을 제거하여 그 정도를 확인한다. 각 정도의 차이는 도 1을 기준으로 평가하였다.
- 상습 평가 시 : 20~25℃에서 40~50RH%의 항온/항습실에서 실행한다.
- 가습 평가 시 : 필름에 초음파 가습기를 이용하여 100%RH 조건으로 실행한다.
[제조예 1]
수분산성 폴리우레탄 바인더(1)의 제조
이론상으로 분지형 폴리머의 함량이 25 중량%인 수분산 폴리우레탄을 제조하였다.
폴리올(Polyethyleneadipate Diol) 40중량%, 트리메틸올프로판(Trimethylol Propane) 0.3중량%, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate) 56.7중량%를 반응 시켜 이소시아네이트 관능기를 말단기로 갖는 프리폴리머(Prepolymer)를 제조한 후, 이온성기로 황산수소나트륨(Sodium Hydrogen Sulfate) 3 중량%를 프리폴리머의 말단 관능기인 이소시아네이트와 반응 시켜 이온성기를 갖으며, 중량평균분자량이 10,700인 폴리우레탄(Polyurethane)을 제조하였다. 이와 같이 제조된 폴리우레탄 20중량%를 물 80중량%에 분산 시켜 고형분이 20 중량%인 수분산성 폴리우레탄 바인더(1)를 제조하였다.
[제조예 2]
수분산성 폴리우레탄 바인더(2)의 제조
이론상으로 분지형 폴리머의 함량이 50 중량%인 수분산 폴리우레탄을 제조하였다.
폴리올(Polyethyleneadipate Diol) 40중량%, 트리메틸올프로판(Trimethylol Propane) 0.6중량%, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate) 55.9중량%를 반응시켜 이소시아네이트 관능기를 말단기로 갖는 프리폴리머(Prepolymer)를 제조한 후, 이온성기로 소듐 하이드로겐 설페이트(Sodium Hydrogen Sulfate) 3.5중량%를 프리폴리머의 말단 관능기인 이소시아네이트와 반응 시켜 이온성기를 갖으며, 중량평균분자량이 14,400인 폴리우레탄(Polyurethane)을 제조하였다. 이와 같이 제조된 폴리우레탄 20중량%를 물 80중량%에 분산 시켜 고형분이 20 중량%인 수분산성 폴리우레탄을 제조하였다.
[제조예 3]
수분산성 폴리우레탄 바인더(3)의 제조
이론상으로 분지형 폴리머의 함량이 90 중량%인 수분산 폴리우레탄을 제조하였다.
폴리올(Polyethyleneadipate Diol) 40중량%, 트리메틸올프로판(Trimethylol Propane) 1.2중량%, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate) 54.8 중량%를 반응시켜 이소시아네이트 관능기를 말단기로 갖는 프리폴리머(Prepolymer)를 제조한 후, 이온성기로 소듐 하이드로겐 설페이트(Sodium Hydrogen Sulfate) 4.0중량%를 프리폴리머의 말단 관능기인 이소시아네이트와 반응 시켜 이온성기를 갖으며, 중량평균분자량이 19,000인 폴리우레탄(Polyurethane)을 제조하였다. 이와 같이 제조된 폴리우레탄 20중량%를 물 80중량%에 분산 시켜 고형분이 20 중량%인 수분산성 폴리우레탄을 제조하였다.
[실시예 1]
가교밀도가 우수한 폴리우레탄코팅조성물(1)의 제조
상기 제조예 1에서 제조된 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반 하여 폴리우레탄코팅조성물(1)을 제조하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 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 양면에 코팅하고, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 80nm, 제 2 코팅층이 80nm이었다.
[실시예 2]
가교밀도가 우수한 폴리우레탄코팅조성물(2)의 제조
상기 제조예 2에서 제조된 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반 하여 폴리우레탄코팅조성물(2)을 제조하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 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 코팅하고, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 80nm, 제 2 코팅층이 80nm이었다.
[실시예 3]
가교밀도가 우수한 폴리우레탄코팅조성물(3)의 제조
상기 제조예 3에서 제조된 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반 하여 폴리우레탄코팅조성물(3)을 제조하였다.
양면코팅 폴리에스테르필름의 제조
수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 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(3)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅하고, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리우레탄코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 80nm, 제 2 코팅층이 80nm이었다.
[비교예 1]
폴리우레탄 조성물의 제조
수성 폴리우레탄 바인더(Dai-ichi kogyo seiyaku사의 UREKO H-3, 고형분 20 중량%, 관능기 2개이고 중량평균분자량이 8,000인 수성폴리우레탄 바인더) 5중량%, 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반 하여 비교예 1 을 준비하였다.
이 조성물을 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양면코팅 폴리에스테르필름을 제조하였다.
상기 제조예 1 ~ 3에서 제조된 수분산성 폴리우레탄 바인더 및 비교예 1의 수성 폴리우레탄 바인더의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112011076814394-pat00001
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 도막의 물성을 측정하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.
[표 2] 상습 조건에서 블로킹 정도 평가
Figure 112011076814394-pat00002
[표 3] 가습 조건에서 블로킹 정도 평가
Figure 112011076814394-pat00003
상기 표 2 및 표 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 상습조건에서 100℃이상에서 블로킹이 저하되는 것을 확인하였으나, 실시예 2 및 실시예 3은 상습조건에서 120℃까지 블로킹성이 우수한 것을 알 수 있었다.
가습조건인 경우 본 발명에 따른 실시예 1 및 2는 80℃까지 블로킹성이 우수한 것을 알 수 있었으며, 실시예 3의 경우 110℃까지 블로킹성이 우수한 것을 알 수 있었다.
이러한 결과를 종합해 볼 때, 프라이머층에 사용된 수분산성 폴리우레탄 바인더의 말단기 개수를 조절함으로써 고온, 고습 조건에서 물성이 우수한 필름을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (8)

  1. 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층을 포함하며,
    상기 프라이머층은 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹되어 있는 이소시아네이트 말단기가 2개인 선형 프리폴리머 10 ~ 75 중량%와 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹되어 있는 이소시아네이트 말단기가 3개 이상인 분지형 프리폴리머 25 ~ 90 중량%로 이루어진 수분산성 폴리우레탄 수지와 물을 포함하는 폴리우레탄코팅조성물이 도포되어 형성되고,
    하기 식 1에 의해 측정된 팽윤도가 35 ~ 100이고, 하기 식 2에 의해 측정된 겔분율(gel fraction)이 75 ~ 85이고, 유리전이온도가 60℃이상인 물성을 모두 만족하는 광학필름.
    [식 1]
    팽윤도 = (방치 후 무게 - 초기무게)/초기무게 × 100
    (상기 식에서, 방치 후 무게는 1g의 건조도막을 증류수 50g에 담근 후 70℃에서 24시간 방치 후 측정한 무게를 의미한다.)
    [식 2]
    겔분율 = (건조 후 무게 / 초기무게) × 100
    (상기 식에서, 건조 후 무게는 1g의 건조도막을 증류수 50g에 담근 후 70℃에서 24시간 방치 후, 상기 방치했던 도막을 120℃에서 3시간동안 건조한 후 측정한 무게를 의미한다.)
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 폴리올 39 ~ 45중량%, 트리메틸올 프로판 0.3 ~ 1.2 중량% 및 이소시아네이트화합물 50 ~ 57 중량%를 반응시켜 이소시아네이트를 말단기로 갖는 프리폴리머를 제조한 후, 무기산염을 3 ~ 4 중량%를 반응시켜 이소시아네이트 말단에 이온성기를 블록킹하여 제조한 것인 광학필름.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 10,000 ~ 20,000인 광학필름.
  5. 제 1항, 제 3항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머층은 상기 수분산성 폴리우레탄 수지와 물을 포함하여 고형분 함량이 10 ~ 30 중량%인 수분산성 폴리우레탄 바인더 5 ~ 10 중량%, 실리콘계 웨팅제 0.1 ~ 0.5 중량%, 콜로이드 실리카 입자 0.1 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 폴리우레탄코팅조성물이 도포되어 형성된 것인 광학필름.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 콜로이드 실리카 입자는 평균입경이 50 ~ 1000nm 광학필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 건조도포두께는 50 ~ 100 nm인 광학필름.
  8. 삭제
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