KR101665206B1 - 안티-블락킹 특성의 노르보넨 필름, 및 이의 제조방법 - Google Patents

안티-블락킹 특성의 노르보넨 필름, 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 안티-블락킹 특성의 노르보넨 필름, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 하기 화학식 1로 표현되고, 연신성 향상 모노머(B)와 중합성 향상 모노머(M)로 구성된 반복단위를 포함하는 노르보넨계 수지를 용액 유연시켜 제막하는 단계;
상기 제막된 필름을 140 내지 250℃ 범위 이내의 소정의 온도로 연신하는 단계; 및
상기 연신된 필름을, 수세하는 단계를 순차적으로 포함하여 이루어진 광학 필름의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 필름이다. 본 발명의 노보넨 필름은, 마스킹 필름 합지 공정없이도, 실리카 처방 및 수세 공정을 통해 안티 블락킹(Anti-Blocking) 특성 발현이 가능하다. 이는 Roll 외관 불량 방지 및 생산성 상승(Line Speed 증가)에 유리하며, 또한 필름 표면 이물 제거를 통한 제품 특성 개선에도 도움이 되는 효과가 있다.
[화학식 1]
Figure 112014126023553-pat00018

여기서, R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시로 치환된 포르밀기이고, R2는, 탄소수 4 이상의 알콕시로 치환된 포르밀기, 또는 아세톡시 메틸기이며, m, 및 n은, 각각, 1 이상의 정수이다.

Description

안티-블락킹 특성의 노르보넨 필름, 및 이의 제조방법{NORBORNENE FILM HAVING ANTI-BLOCKING PROPERTY, AND MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 안티-블락킹 특성의 노르보넨 필름, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
렌즈 등의 광학 부품, 액정 표시 소자, 컬러 필터나 EL 표시 소자 기판 등의 디스플레이 기판, 백라이트, 도광판 등의 광학 재료 분야에서는, 종래, 무기 유리가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 무기 유리에는, 깨지기 쉽고, 유연성이 결여되어 있고, 비중이 크고, 가공성이 나쁜 등의 결점이 있어, 최근의 경량화, 소형·고밀도화의 요구에 응하기 위해서는 불충분하고, 따라서, 투명 수지에 의한 대체가 강하게 요구되고 있다.
투명 수지를 광학 재료 용도에 이용하는데 있어서는, 투명성 이외에도 내열성, 내약품성, 저흡수성 등의 면에서 매우 높은 성능이 요구되고 있다. 예컨대, 표시 소자 기판의 제조에 있어서는, 금속 또는 금속 산화물 박막을 적층시키는 공정에서 고온에서의 가공이 필요하지만, 열에 의한 기판의 변형이나 흡수(吸水)에 의한 치수 변동 등이 큰 문제로 된다.
이 가운데, 기존의 셀룰로오스 계열 위상차 필름의 경우 수분에 의한 위상차 변화가 크게 일어나는 문제점을 가지고 있어(△Ro>5㎚, △Rth>10㎚), 수분에 대한 안정성이 우수한 필름 개발에 대한 요구가 있어왔다.
특히, 오픈 셀 비지니스(Open Cell Business)를 통한 패널 운반이 하나의 트랜드가 되면서, 보상 필름의 고온다습 환경 아래서의 광학 안정성(△Ro<0.5㎚, △Rth<0.5㎚)은, 당해 기술분야에서 매우 요청되고 있는 사항이다.
이 때문에, 투명성, 내열성, 내약품성, 저흡수성 및 광학 특성을 만족시키는 수지로서 환상 올레핀 부가 중합체, 폴리노보넨이 제안되고, 이 중합체를 이용한 액정 표시 기판 재료가 제안되게 되었다(특허 문헌 1 참조).
환상 올레핀 부가 중합체, 특히, 폴리노보넨은 유리 전이 온도가 250℃ 이상으로 높으므로, 고온 가공 시의 내열변형성이 우수한 재료이다. 더구나, 폴리노보넨은 흡습성이 매우 낮으므로 사용 환경에서의 습도 변화에 대한 치수 안정성이 우수하고, 또한, 선팽창율이 55ppm 정도로 낮으므로 열 변동에 대한 치수 안정성이 우수하다고 하는 특징을 갖고 있다.
그러나 노보넨 계열 위상차 필름의 대표 물질인 COP의 경우, 용융 유연법(Melt Casting)을 통한 제막으로 실리카 처방을 통한 안티블락킹(Anti-Blocking) 특성 발현이 불가능하다. 이를 보완하기 위하여 마스킹 필름 합지를 하지만, 생산성 저하(Line Speed 저하) 및 합지 공정 설비 필요라는 단점이 있다.
JP 특개 平05-061026 A (1993.03.12.)
본 발명의 목적은, 노보넨 화합물 부가 중합체로 이루어지는 필름으로서, 일반 용제에 용해되어 생산성이 높을 뿐 아니라, 수분에 대한 치수 안정성도 우수하며, 마스킹 필름 합지 공정없이도, 실리카 처방 및 수세 공정을 통해 안티 블락킹(Anti-Blocking) 특성 발현이 가능한 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
하기 화학식 1로 표현되고, 연신성 향상 모노머(B)와 중합성 향상 모노머(M)로 구성된 반복단위를 포함하는 노르보넨계 수지를 용액 유연시켜 제막하는 단계;
상기 제막된 필름을 140 내지 250℃ 범위 이내의 소정의 온도로 연신하는 단계; 및
상기 연신된 필름을, 수세하는 단계를 순차적으로 포함하여 이루어진 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014126023553-pat00001
여기서, R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시로 치환된 포르밀기이고, R2는, 탄소수 4 이상의 알콕시로 치환된 포르밀기, 또는 아세톡시 메틸기이며, m, 및 n은, 각각, 1 이상의 정수이다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 수세하는 단계는, 5 내지 15초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 연신성 향상 모노머(B)는, 하기 화학식 2 내지 3에서 선택되는 1종 이상의 것이며, 상기 중합성 향상 모노머(M)는, 하기 화학식 4 내지 5에서 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112014126023553-pat00002
[화학식 3]
Figure 112014126023553-pat00003
[화학식 4]
Figure 112014126023553-pat00004
[화학식 5]
Figure 112014126023553-pat00005
또한 본 발명에 있어서, 연신성 향상 모노머(B) : 중합성 향상 모노머(M) = 5.5 : 4.5 ~ 7.5 : 2.5 몰 공중합 비율인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의한 제조된 안티-블락킹 특성의 노르보넨계 광학 필름을 제공한다.
본 발명의 노보넨 필름은, 마스킹 필름 합지 공정없이도, 실리카 처방 및 수세 공정을 통해 안티 블락킹(Anti-Blocking) 특성 발현이 가능하다. 이는 Roll 외관 불량 방지 및 생산성 상승(Line Speed 증가)에 유리하며, 또한 필름 표면 이물 제거를 통한 제품 특성 개선에도 도움이 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 하기 화학식 1로 표현되고, 연신성 향상 모노머(B)와 중합성 향상 모노머(M)로 구성된 반복단위를 포함하는 노르보넨계 수지를 용액 유연시켜 제막하는 단계;
상기 제막된 필름을 140 내지 250℃ 범위 이내의 소정의 온도로 연신하는 단계; 및
상기 연신된 필름을, 수세하는 단계를 순차적으로 포함하여 이루어진 광학 필름의 제조방법이다.
[화학식 1]
Figure 112014126023553-pat00006
여기서, R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시로 치환된 포르밀기이고, R2는, 탄소수 4 이상의 알콕시로 치환된 포르밀기, 또는 아세톡시 메틸기이며, m, 및 n은, 각각, 1 이상의 정수이다.
상기 수세하는 단계는, 5 내지 15초 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 수세단계가 없을 경우, 동마찰계수가 상승하고, 수세하는 단계에서 15초를 초과하여 수세하여도, 동마찰계수 저하에는 도움이 되지 않기 때문에, 공정 효율 및 시간 측면에서 수세 시간은 15초를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
상기 반복 단위는, 연신성 향상 모노머(B)와 중합성 향상 모노머(M)로 구성된 것으로서, 예시하면 아래 그림과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112014126023553-pat00007
상기 연신성 향상 모노머(B)는, 하기 화학식 2 내지 3에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014126023553-pat00008
[화학식 3]
Figure 112014126023553-pat00009
[화학식 4]
Figure 112014126023553-pat00010
[화학식 5]
Figure 112014126023553-pat00011
상기 노르보넨계 수지의 분자량은 350,000 내지 600,000g/mol 인 것이 바람직하다. 분자량 350,000g/mol 미만이거나 분자량 600,000g/mol 초과에서는 고형분 함량 증가 혹은 감소에 의한 공정 및 잔류용제 제어에 어려움이 있을 수 있다.
상기 연신성 향상 모노머(B) : 중합성 향상 모노머(M) = 5.5 : 4.5 ~ 7.5 : 2.5 몰 공중합 비율인 것이 바람직하다. 상기 범위 이내일 경우, 당해 기술분야에서 요구되는 필름을 물성을 달성할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 필름은, Rth/Ro < 3.2 이고, 전폭의 필름에서 채취한 샘플을 하루 동안 수조에 방치하였을 시에, 위상차 변화량이 △Ro<0.5㎚, △Rth<0.5㎚이고, 필름 두께가 40㎛ 인 경우에, 연신성 120% 이상, 초기 위상차(Rth) 200㎚ 이하, 연신에 따른 위상차 발현성 30㎚/10% 이하, 모듈러스 1300N/㎚2 이상, 광탄성계수(RT) 30×10-12㎡/N이하인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 보다 더 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐이므로, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 의도가 아님을 분명히 해둔다.
실시예
실시예 1
기본적으로 아래와 같은 Recipe 및 공정을 거쳐 필름을 제작하되, 수세 공정은 5초로 하여 필름을 제작하였다.
* 공정 : Silica 고압 분산 → Silica Dope Mixing → 제막 (습도 20% 이하) → P/D (95℃) → 연신 (연신 185℃, 연신율 125%) → 수세 → Air-Knife 및 Squeeze통과, 건조 (70℃) → 권취 (※ 잔류용제 10% 이하 박리, 잔류용제 실질적으로 0% 연신)
* Recipe : ANB (B : M = 6 : 4) + 첨가제 + Silica 2500ppm
실시예 2
수세 공정을 10초로 한 점을 제외하고는, 모두 실시예 1과 동일하게 하여, 필름을 제작하였다.
실시예 3
수세 공정을 15초로 한 점을 제외하고는, 모두 실시예 1과 동일하게 하여, 필름을 제작하였다.
비교예 1
수세 공정을 하지 않은 점을 제외하고는, 모두 실시예 1과 동일하게 하여, 필름을 제작하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 필름에 대해, 동마찰계수를 측정하였다. 측정 방법은 하기와 같았다.
결과는 하기 표 1과 같았다.
Figure 112014126023553-pat00012

Claims (5)

  1. 실리카 분산 후, 하기 화학식 1로 표현되고 연신성 향상 모노머(B)와 중합성 향상 모노머(M)로 구성된 반복단위를 포함하는 노르보넨계 수지를 상기 실리카와 혼합, 용액 유연시켜 제막하는 단계;
    상기 제막된 필름을 140 내지 250 ℃ 범위 이내의 온도로 연신하는 단계; 및
    상기 연신된 필름을 5 내지 15초 동안 수세하는 단계를 포함하여 동마찰계수가 0.7 이하인 안티-블락킹(Anti-Blocking) 특성의 노르보넨계 광학 필름의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure 112016087758039-pat00019

    여기서, R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 2의 알콕시로 치환된 포르밀기이고, R2는, 탄소수 4 이상의 알콕시로 치환된 포르밀기, 또는 아세톡시 메틸기이며, m 및 n은, 각각, 1 이상의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연신성 향상 모노머(B)는, 하기 화학식 2 내지 3 에서 선택되는 1 종 이상의 것이며,
    상기 중합성 향상 모노머(M)는, 하기 화학식 4 내지 5 에서 선택되는 1 종 이상의 것임을 특징으로 하는 안티-블락킹(Anti-Blocking) 특성의 노르보넨계 광학 필름의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure 112016032892948-pat00020

    [화학식 3]
    Figure 112016032892948-pat00021

    [화학식 4]
    Figure 112016032892948-pat00022

    [화학식 5]
    Figure 112016032892948-pat00023
  4. 청구항 1에 있어서, 연신성 향상 모노머(B) : 중합성 향상 모노머(M) = 5.5 : 4.5 ~ 7.5 : 2.5 몰 공중합 비율인 것을 특징으로 하는 안티-블락킹(Anti-Blocking) 특성의 노르보넨계 광학 필름의 제조방법.
  5. 청구항 1, 청구항 3 내지 4 중 어느 한 청구항의 제조방법에 의해 제조된 안티-블락킹(Anti-Blocking) 특성의 노르보넨계 광학 필름.
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