KR101685163B1 - 적층 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적층 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 제 1 촉매로 제조된 제 1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 1 층; 제 1 촉매와 다른 제 2 촉매로 제조된 제 2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 2 층을 적층된 형태로 포함하는 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 향상된 휘도와 낮은 올리고머 용출 특성을 가지므로 ITO용 기재, 은 나노와이어용 기재, 금속 메쉬용 기재, LCD 백라이트 유닛용 프리즘의 기재로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

적층 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법{LAMINATED POLYESTER FILM AND PREPARATION METHOD THEREOF}
실시예는 적층 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 음료충전용 용기 및 의료용, 포장재, 시트(Sheet), 자동차 성형품 등의 여러 산업용 재료로서 이용되고 있다. 그 중에서도 디스플레이 산업의 대부분을 차지하고 있는 PDP(Plasma Display Panel)나 LCD(Liquid Crystal Display)의 경우, 기기의 구성 부품으로 플라스틱 필름이 많이 사용되고 있으며, 광학적인 투명성이 요구되는 경우에는 폴리에스테르 필름을 사용하고, 내구성 및 내열성이 요구되는 경우에는 폴리이미드 필름을 주로 사용하고 있다. 특히, 이축 연신된 폴리에스테르 필름의 경우, 치수안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 전술한 바와 같이 여러 산업분야에서 이용되고 있다.
이러한 디스플레이 분야에서 사용되는 베이스필름은 공정 주행안정성, 투명성, 내스크래치성, 평면성 및 광투과성 등의 여러 가지 특성이 요구된다. 이토록 많은 요구조건이 필요한 이유는 디스플레이 분야에서 베이스 필름이 사용되는 목적이 광학적 특수성을 만족해야 하기 때문이다.
베이스필름에 요구되는 특성 중 하나인 평면성은 필름의 평면성이 불량할 경우 베이스필름의 생산 공정 중에서 장력 불균일로 인한 미끄러짐 현상이 유발되고, 이로 인해 필름의 표면에 스크래치 결점 등이 발생하게 되며, 후 가공 코팅공정에서 부분적인 도포불량이 발생하게 되어 제품의 가치가 떨어지는 요인으로 작용한다.
베이스필름에 요구되는 또 다른 특성 중 하나인 내스크래치성은 베이스필름에 스크래치가 발생하면 해당 결점 발생부분에 도포 불균일로 인한 전기적인 결함인 흑점이 발생하거나 하드코팅 등, 후 가공 공정에 있어서 도포 불균일 등의 문제를 야기할 수 있으므로 베이스필름에 요구되는 특성이다. 그리고 광학 결점을 유발시켜 제품의 품질과 수율에 악영향을 끼친다.
베이스필름에서 요구되는 이런 특성들은 결국 필름의 휘도향상, 열적안정성, 가공특성 등을 증가시키기 위하여 필요한 특성이라 할 수 있다. 따라서, 투명성, 내스크래치성, 평면성 및 전광선 투과성의 저하는 휘도의 저하 및 신뢰성에 문제를 일으키고 수율 저하를 초래하게 된다. 이러한 휘도의 저하는 필요한 광량을 얻기 위하여 더 높은 광원을 요구하게 되며, 높은 광원을 얻기 위하여 재료의 단가상승과 높은 소비전력을 필요로 하기 때문에 디스플레이 분야에서 사용되는 베이스필름에 치명적인 결함요인으로 작용한다.
따라서, 휘도를 향상시키기 위한 베이스필름에 관한 다양한 연구들이 진행되어 왔다. 예를 들어, 일본 특허 제4288607호는 기재필름과 도포량을 가지고 상기 도포층은 바인더와 입자가 포함된 광확산층인 이축연신 폴리에스테르 필름을 개시하고 있고, 일본 특허 제5023471호는 필름 내부에 미세한 기포를 함유하고 필름의 표면에 광안정제와 산화방지제를 함유하는 도포층이 적층된 폴리에스테르 필름을 개시하고 있다.
그러나 상기 종래기술들은 필름들을 연신하는 과정에서 보이드가 발생하는 등의 문제가 있다.
일본 특허 제4288607호 일본 특허 제5023471호
실시예는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하여 투과도 및 저올리고머 등의 특성이 우수한, 적층 폴리에스테르 필름, 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따르면,
제 1 촉매로 제조된 제 1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 1 층; 및
상기 제 1 촉매와 다른 제 2 촉매로 제조된 제 2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 2 층을 포함하는 적층 폴리에스테르 필름을 제공한다.
일 실시예에 따르면,
(a) 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여, 제 1 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계; (b) 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여, 제 2 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계; (c) 상기 제조된 폴리에스테르 수지들을 동시에 압출하여, 적층 미연신 시트를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 미연신 시트를 연신하는 단계를 포함하는 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법을 제공한다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여 제조된 제 1 폴리에스테르층 및 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여 제조된 제 2 폴리에스테르층의 적절한 조합에 의해 형성되어, 향상된 휘도를 가지면서, 낮은 올리고머 용출 특성을 가진다. 따라서, 이러한 특성을 바탕으로 최근 터치패널에 사용되는 ITO용 기재, 은 나노와이어용 기재, 금속 메쉬용 기재, LCD 백라이트 유닛용 프리즘의 기재로서 유용하게 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 둘 이상의 층들을 포함한다. 상기 적층 폴리에스테르 필름은 제 1 촉매로 제조된 제 1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 1 층; 및 상기 제 1 촉매와 다른 제 2 촉매로 제조된 제 2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 2 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적층 폴리에스테르 필름은 상기 제 1 촉매로 제조된 제 3 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 3 층을 추가로 포함하고, 상기 제 1 층 및 제 3 층 사이에 상기 제 2 층이 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적층 폴리에스테르 필름은 상기 제 1 층 및 제 2 층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적층 폴리에스테르 필름은 상기 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 층은 제 1 폴리에스테르 수지를 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 1 층은 상기 제 1 폴리에스테르 수지를 주성분으로 포함한다. 상기 제 1 층은 상기 제 1 폴리에스테르 수지를 약 85wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 층은 상기 제 1 폴리에스테르 수지를 약 95wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 층은 상기 제 1 폴리에스테르 수지를 약 99wt% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 제 2 층은 제 2 폴리에스테르 수지를 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 2 층은 상기 제 2 폴리에스테르 수지를 주성분으로 포함한다. 상기 제 2 층은 상기 제 2 폴리에스테르 수지를 약 85wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 층은 상기 제 2 폴리에스테르 수지를 약 95wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 층은 상기 제 2 폴리에스테르 수지를 약 99wt% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 제 3 층은 제 3 폴리에스테르 수지를 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 3 층은 상기 제 3 폴리에스테르 수지를 주성분으로 포함한다. 상기 제 3 층은 상기 제 3 폴리에스테르 수지를 약 85wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 층은 상기 제 3 폴리에스테르 수지를 약 95wt% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 층은 상기 제 3 폴리에스테르 수지를 약 99wt% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지는 디올 성분 및 디카르복실산 성분을 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 1 폴리에스테르 수지는 전체적으로 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분으로 이루어질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 디카르복실산을 약 95몰% 이상 포함할 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지는 제 1 촉매에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 촉매가 사용되어, 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분이 에스테르 교환 반응 후, 중합되어, 상기 제 1 폴리에스테르 수지가 형성될 수 있다.
상기 디올 성분의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol), 1,3-프로판디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸 글리콜), 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디메틸-1,5-펜탄디올 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 디올 성분은 에틸렌 글리콜을 약 80몰% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디올 성분은 에틸렌 글리콜을 약 90몰% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디올 성분은 에틸렌 글리콜을 약 95몰% 이상으로 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디올 성분은 에틸렌 글리콜을 약 99몰% 이상으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 디메틸테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카복실산, 오르토프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카복실산 등의 지방족 디카르복실산; 지환식 디카르복실산; 및 이들의 에스테르화물을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디카르복실산 성분은 약 80몰% 이상의 방향족 디카르복실산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디카르복실산 성분은 약 80몰% 이상의 테레프탈산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디카르복실산 성분은 약 90몰% 이상의 테레프탈산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디카르복실산 성분은 약 95몰% 이상의 테레프탈산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 디카르복실산 성분은 약 99몰% 이상의 테레프탈산을 포함할 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.65dl/g 내지 약 0.75dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.67dl/g 내지 약 0.73dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.68dl/g 내지 약 0.72dl/g일 수 있다.
상기 제 1 촉매는 게르마늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물일 수 있다.
상기 게르마늄 화합물의 예로서는 (가) 무정형 산화게르마늄, (나) 미세한 결정성 산화게르마늄, (다) 산화게르마늄을 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속 또는 이들의 화합물의 존재하에 글리콜에 용해한 용액, (라) 산화게르마늄을 물에 용해한 용액 등을 바람직하게 들 수 있다. 대표적인 게르마늄(Germanium)계 촉매로는 게르마늄 옥사이드(Germanium oxide)를 사용할 수 있고, 상기 게르마늄계 촉매의 사용량은 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지에 대하여, 10 내지 10,000ppm, 바람직하게는 10 내지 1,000ppm이다. 여기서, 상기 촉매의 사용량이 너무 적은 경우에는 폴리에스테르 수지의 중축합 반응이 효과적으로 수행되지 않거나, 폴리에스테르 수지의 색상이 나빠지고, 촉매의 양이 너무 많은 경우에는, 추가적인 촉매 효과를 얻지 못하면서, 경제적으로 불리하거나, 폴리에스테르 수지의 불순물로서 작용할 수 있다.
상기 티타늄 화합물의 예로서는 티타늄 옥사이드, 티타늄 킬레이트 화합물, 테트라-n-프로필 티타네이트, 테트라-이소프로필 티타네이트, 테트라-n-부틸 티타네이트, 테트라-이소부틸 티타네이트 및 부틸-이소프로필 티타네이트 등에서 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 변색을 일으키는 부반응을 제어하기 위하여 폴리머 중량을 기준으로 티타늄 원소의 함량이 1 내지 50ppm인 것이 바람직하다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지에 상기 제 1 촉매는 약 10ppm 내지 약 200ppm, 더 자세하게, 약 20ppm 내지 약 150ppm의 양으로 잔존할 수 있다.
또한, 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분을 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 전체적으로 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분으로 이루어질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 디카르복실산을 약 95몰% 이상 포함할 수 있다.
상기 제 2 폴리에스테르 수지는 제 2 촉매에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 촉매가 사용되어, 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분이 에스테르 교환 반응 후 중합되어, 상기 제 2 폴리에스테르 수지가 형성될 수 있다.
상기 제 2 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 상기 제 2 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.55dl/g 내지 약 0.65dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.57dl/g 내지 약 0.63dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.58dl/g 내지 약 0.62dl/g일 수 있다.
상기 제 2 촉매는 상기 제 1 촉매와 다른 물질이다. 더 자세하게, 상기 제 2 촉매는 안티몬 화합물일 수 있다.
상기 안티몬 화합물의 예로서는 안티몬 옥사이드 (Sb2O3), 안티몬 아세테이트 (Sb(CH3COO)3) 등을 들 수 있다.
상기 제 2 폴리에스테르 수지에 상기 제 2 촉매는 약 40ppm 내지 약 250ppm, 더 자세하게, 약 50ppm 내지 약 180ppm의 양으로 잔존할 수 있다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분을 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 3 폴리에스테르 수지는 전체적으로 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분으로 이루어질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 디카르복실산을 약 95몰% 이상 포함할 수 있다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 제 1 촉매에 의해서 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 촉매는 게르마늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물일 수 있다.
즉, 상기 제 1 촉매가 사용되어, 상기 디올 성분 및 디카르복실산 성분이 에스테르 교환 반응 후 중합되어, 상기 제 3 폴리에스테르 수지가 형성될 수 있다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 이때, 상기 제 3 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.65dl/g 내지 약 0.75dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.67dl/g 내지 약 0.73dl/g일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 폴리에스테르 수지의 IV 점도는 약 0.68dl/g 내지 약 0.72dl/g일 수 있다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 제 1 폴리에스테르 수지와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지의 점도는 제 2 폴리에스테르 수지의 점도보다 더 높다. 상기 제 1 폴리에스테르 수지의 점도 및 제 2 폴리에스테르 수지의 점도의 차이는 약 0.05dl/g 내지 약 0.15dl/g일 수 있다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지의 점도는 제 2 폴리에스테르 수지의 점도보다 더 높다. 상기 제 3 폴리에스테르 수지의 점도 및 제 2 폴리에스테르 수지의 점도의 차이는 약 0.05dl/g 내지 약 0.15dl/g일 수 있다.
같은 방향을 기준으로, 상기 제 1 층의 굴절율은 상기 제 2 층의 굴절율보다 더 작을 수 있다. 상기 제 1 층의 굴절율 및 상기 제 2 층의 굴절율의 차이는 약 0.001 내지 약 0.01일 수 있다.
같은 방향을 기준으로, 상기 제 3 층의 굴절율은 상기 제 2 층의 굴절율보다 더 작을 수 있다. 상기 제 3 층의 굴절율 및 상기 제 2 층의 굴절율의 차이는 약 0.001 내지 약 0.01일 수 있다.
상기 제 1 층의 폭 방향 굴절율은 약 1.670 내지 약 1.680일 수 있다.
상기 제 2 층의 폭 방향 굴절율은 약 1.671 내지 약 1.690일 수 있다.
상기 제 3 층의 폭 방향 굴절율은 약 1.670 내지 약 1.680일 수 있다.
상기 제 1 층 및 상기 제 2층의 두께의 비율은 약 1:20 내지 약 1:3일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 두께의 비율은 약 1:15 내지 약 1:5일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 두께의 비율은 약 1:13 내지 약 1:8일 수 있다.
상기 제 3 층 및 상기 제 2층의 두께의 비율은 약 1:20 내지 약 1:3일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 층 및 상기 제 2 층의 두께의 비율은 약 1:15 내지 약 1:5일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 층 및 상기 제 2 층의 두께의 비율은 약 1:13 내지 약 1:8일 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 두께, 특히, 상기 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층 두께의 합은 약 100㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층의 두께의 합은 약 120㎛ 내지 약 270㎛일 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 투과도는 약 85% 내지 약 95%일 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 투과도는 약 88% 내지 약 93%일 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 약 2% 이하일 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 약 1.5% 이하일 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 약 1.1% 이하일 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 약 0.7% 이하일 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 낮은 올리고머 용출 특성을 가진다. 즉, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름에서 용출되는 올리고머의 양이 적다.
이에 따라, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름이 약 130℃의 온도에서 약 5분 동안 방치된 후, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 열처리 전과 비교하여, 약 3% 이하로 상승될 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 열처리 전과 비교하여, 상기의 조건에서 약 2% 이하로 상승될 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 열처리 전과 비교하여, 상기의 조건에서 약 1% 이하로 상승될 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 양 최외곽에 프라이머층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 프라이머 층은 약 100㎚ 내지 약 150㎚의 직경을 가지는 무기 입자를 슬립제로 포함할 수 있다. 또한, 상기 프라이머 층은 우레탄계, 아크릴계 및 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 다음과 같은 공정에 의해서 제조될 수 있다.
(a) 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여, 제 1 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계; (b) 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여, 제 2 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계; (c) 상기 제조된 폴리에스테르 수지들을 동시에 압출하여, 적층 미연신 시트를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 미연신 시트를 연신하는 단계에 의해서 제조될 수 있다. 또한, 상기 단계 (b) 이후에, 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여, 제 3 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
더 자세하게, 먼저, 상기 제 1 폴리에스테르 수지가 제조된다. 상기 제 1 폴리에스테르 수지는 상기 디올 및 디카르복실산의 에스테르화 반응에 의해서 제조된다. 이때, 상기 제 1 폴리에스테르 수지는 상기 제 1 촉매를 사용하여 제조된다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지는 고상 중합 공정에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 수평균분자량이 20,000 내외의 폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 같은 제 1 폴리에스테르 수지가 용융중합된다. 이와 같이, 용융 중합된 제 1 폴리에스테르 수지는 펠렛(pellet) 형태로 만들어지고, 상기 펠렛 형태의 제 1 폴리에스테르 수지는 다시 150∼200℃에서 결정화된 후, 200∼230℃에서 중합된다.
그 다음, 상기 제 2 폴리에스테르 수지가 제조된다. 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 상기 디올 및 디카르복실산의 에스테르화 반응에 의해서 제조된다. 이때, 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 상기 제 2 촉매를 사용하여 제조된다.
상기 단계 이후에 제 3 폴리에스테르 수지가 추가로 제조될 수 있다. 상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 디올 및 디카르복실산의 에스테르화 반응에 의해서 제조된다. 이때, 상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기 제 1 촉매를 사용하여 제조된다.
상기 제 3 폴리에스테르 수지는 상기와 같은 고상 중합 공정에 의해서, 제조될 수 있으며 상기 제 1 폴리에스테르 수지와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 수지, 제 2 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지 중 적어도 둘 이상이 용융 압출되어, 미연신 시트가 제조된다. 상기 폴리에스테르 수지는 각각 다른 층으로 공압출된다. 이에 따라, 상기 미연신 시트는 둘 이상의 층을 포함한다. 더 자세하게, 상기 미연신 시트는 상기 제 1 폴리에스테르 수지를 주로 포함하는 제 1 층, 상기 제 2 폴리에스테르 수지를 주로 포함하는 제 2 층 및 상기 제 3 폴리에스테르 수지를 주로 포함하는 제 3 층이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다.
이후, 상기 미연신 시트는 길이 방향(기계 방향) 및 폭 방향(텐터 방향)으로 연신되고, 열고정되어 상기 폴리에스테르 필름이 제조될 수 있다.
상기 용융 압출은 Tm+30 내지 Tm+60℃의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 용융 압출 공정에서 압출기의 온도가 Tm+30℃ 미만일 경우, 원활한 용융이 이루어지지 않아 압출물의 점도가 높아져 생산성이 떨어지고, 반대로 Tm+60℃를 넘는 경우, 열분해에 의한 해중합으로 수지의 분자량이 떨어지고 올리고머에 의한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 냉각은 30℃ 이하의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15 내지 30℃에서 이루어진다.
상기 미연신 시트는 일축 연신 또는 이축 연신에 의해서 연신될 수 있다.
상기 미연신 시트는 길이 방향 및 폭 방향으로 적절한 연신비에 의해 연신될 수 있다. 예를 들어, 상기 미연신 시트는 길이 방향으로 약 2.5배 내지 약 6배 연신되고, 폭 방향으로 약 2.5배 내지 약 6배 연신될 수 있다. 더 자세하게, 상기 미연신 시트는 길이 방향으로 약 2.7배 내지 약 4배 연신되고, 폭 방향으로 약 2.7배 내지 약 4배 연신될 수 있다. 상기 길이 방향 및 폭 방향은 서로 수직일 수 있다.
연신온도는 Tg+5 내지 Tg+50℃의 범위가 바람직하며, Tg가 낮을수록 연신성이 좋아지나, 파단이 일어날 수 있다. 특히, 취성을 개선하기 위해서는 Tg+10 내지 Tg+40℃의 연신온도 범위가 바람직하다.
열고정을 시작한 후에 필름은 길이 방향 및 폭 방향으로 이완되며, 연신된 시트의 열고정 온도범위는 120~260℃가 바람직하다.
실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 서로 다른 촉매로 형성된 둘 이상의 폴리에스테르 수지들을 사용하여 형성될 수 있다. 특히, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름의 각각의 층은 서로 다른 폴리에스테르 수지를 포함한다.
이때, 제 1 층은 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여 제조된 제 1 폴리에스테르 수지를 포함하고, 제 2 층은 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여 제조된 제 2 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다.
이에 따라, 제 1 층 및 제 2 층은 서로 다른 특성을 가진다. 상기 제 1 폴리에스테르 수지는 높은 점도를 가지고, 낮은 굴절율을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 폴리에스테르 수지는 낮은 점도를 가지고, 높은 굴절율을 가질 수 있다.
이와 같이, 서로 다른 특성을 가지는 제 1 층 및 제 2 층이 서로 적층된다. 특히, 3층 이상의 적층 폴리에스테르 필름에서는 상기 제 1 폴리에스테르 수지가 스킨층을 구성하고, 상기 제 2 폴리에스테르 수지가 코어층을 구성할 수 있다. 즉, 상기 적층 미연신 시트의 제 2 폴리에스테르 수지가 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 사이에 위치할 수 있다.
이와 같이, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층이 적절하게 조합되어, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 향상된 휘도를 가지면서, 낮은 올리고머 용출 특성을 가진다.
이에 따라, 실시예에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 ITO용 기재, LCD 백라이트 유닛용 프리즘의 기재, 은 나노와이어용 기재, 금속 메쉬용 기재로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
폴리에틸렌테레프탈레이트1(게르마늄 산화물 촉매를 사용하여 제조, IV 0.7dl/g, Tg 82.5 ℃, Tm 253 ℃, 칩 내부의 게르마늄 잔량 30ppm) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트2(SKC 제품, 안티몬 산화물 촉매를 사용하여 제조, IV 0.615dl/g)가 제공되었다. 이후, 하기의 표 1과 같은 층 구성으로, 하기 공정에 의해서, 폴리에스테르 필름이 제조되었다.
각각의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 약 280℃에서 압출기를 통하여 용융 압출된 후, 약 20℃의 캐스팅롤에서 냉각되어, 미연신 시트가 제조되었다. 이렇게 얻어진 미연신 시트는 곧바로 60℃로 예열된 후, 약 110℃에서, 길이 방향으로 약 3배, 폭 방향으로 약 3배 연신되었다. 이후, 상기 연신된 시트는 약 120℃ 온도에서, 약 30초 동안 열고정되었다. 이에 따라, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 제조되었다.
구분 층 구성 두께(μm) 두께비
실시예1 PET1/PET2/PET1 250 10/230/10
실시예2 PET1/PET2/PET1 250 20/210/20
비교예1 PET2 250 250
시험예 1: 헤이즈 변화
필름의 헤이즈 변화를 알아보기 위해, 실시예 및 비교예에서 얻은 필름을 130℃의 오븐에 약 3분 동안 방치한 후, 헤이즈의 변화율을 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 2: 열 수축율 변화
필름의 열 수축율 변화를 알아보기 위해, 상기 실시예 및 비교예에서 얻은 필름을 150℃의 오븐에 약 30분 동안 방치한 후, 길이 방향 및 폭 방향으로의 열 수축율을 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 열 수축율(MD) 열 수축율(TD) 폭방향굴절율 투과율 헤이즈(%) 헤이즈변화율(%)
실시예1 0.75 0.1 1.681 90.5 0.20 0.8
실시예2 0.70 0.05 1.680 90.6 0.15 0.7
비교예1 0.75 0.1 1.684 90.5 0.25 19
상기 표 2 에서 보는 바와 같이, 상기 실시예 1 및 2의 3층 적층 필름은 단층 구조인 비교예 1에 비하여 굴절율 차이가 크고, 열 수축 특성 및 성형성이 우수한 것으로 확인되어 ITO용 기재, LCD 백라이트 유닛용 프리즘의 기재, 은 나노와이어용 기재, 금속 메쉬용 기재로 사용 가능하다.

Claims (16)

  1. 제 1 촉매로 제조된 제 1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 1 층;
    상기 제 1 촉매와 다른 제 2 촉매로 제조된 제 2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 2 층; 및
    상기 제 1 촉매로 제조된 제 3 폴리에스테르 수지를 포함하는 제 3 층을 포함하고,
    상기 제 1 층 및 제 3 층 사이에 상기 제 2 층이 위치하며,
    상기 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 점도가 상기 제 2 폴리에스테르 수지의 점도보다 더 높고,
    상기 제 1 층 및 제 2 층의 두께의 비율이 1:13 내지 1:3이며,
    상기 제 3 층 및 제 2 층의 두께의 비율이 1:13 내지 1:3이고,
    제 1 층 및 제 3 층의 폭 방향 굴절율이 1.670 내지 1.680이며, 제 2 층의 폭 방향 굴절률이 1.671 내지 1.690이고, 제 1 층 및 제 3 층의 굴절률이 제 2 층의 굴절률보다 0.001 내지 0.01 더 작으며,
    제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 고유 점도(IV 점도)가 0.68 내지 0.72dl/g이고, 제 2 폴리에스테르 수지의 고유 점도(IV 점도)가 0.58 내지 0.62dl/g이며, 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 점도와 제 2 폴리에스테르 수지의 점도 차이가 0.05 내지 0.15dl/g이고,
    제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층의 두께의 합이 120㎛ 내지 270㎛인, 적층 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 필름의 투과도가 88 내지 93% 이고, 헤이즈가 2% 이하이며, 130℃, 5분 열처리 시 헤이즈 변화율이 2% 이하인, 광학용 적층 폴리에스테르 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 촉매가 게르마늄 화합물 또는 티타늄 화합물로부터 선택되고, 상기 제 2 촉매가 안티몬 화합물인, 적층 폴리에스테르 필름.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 폴리에스테르 수지가 게르마늄 또는 티타늄 화합물을 촉매로 제조되는, 적층 폴리에스테르 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리에스테르 수지, 제 2 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트인, 적층 폴리에스테르 필름.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항, 제 2 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름이 ITO용 기재, LCD 백라이트 유닛용 프리즘의 기재, 은 나노와이어용 기재, 금속 메쉬용 기재로 사용되는, 적층 폴리에스테르 필름.
  12. (a) 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여, 제 1 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계;
    (b) 안티몬 화합물을 촉매로 사용하여, 제 2 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계;
    (c) 상기 제조된 폴리에스테르 수지들을 동시에 압출하여, 적층 미연신 시트를 제조하는 단계; 및
    (d) 상기 미연신 시트를 연신하는 단계를 포함하는, 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법에 있어서,
    상기 단계 (b) 이후에, 게르마늄 화합물을 촉매로 사용하여, 제 3 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 적층 미연신 시트의 제 2 폴리에스테르 수지가 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 사이에 위치하며,
    상기 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 점도가 상기 제 2 폴리에스테르 수지의 점도보다 더 높고,
    상기 제 1 층 및 제 2 층의 두께의 비율이 1:13 내지 1:3이며,
    상기 제 3 층 및 제 2 층의 두께의 비율이 1:13 내지 1:3이고,
    제 1 층 및 제 3 층의 폭 방향 굴절율이 1.670 내지 1.680이며, 제 2 층의 폭 방향 굴절률이 1.671 내지 1.690이고, 제 1 층 및 제 3 층의 굴절률이 제 2 층의 굴절률보다 0.001 내지 0.01 더 작으며,
    제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 고유 점도(IV 점도)가 0.68 내지 0.72dl/g이고, 제 2 폴리에스테르 수지의 고유 점도(IV 점도)가 0.58 내지 0.62dl/g이며, 제 1 폴리에스테르 수지 및 제 3 폴리에스테르 수지의 점도와 제 2 폴리에스테르 수지의 점도 차이가 0.05 내지 0.15dl/g이고,
    제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층의 두께의 합이 120㎛ 내지 270㎛인, 적층 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 필름의 투과도가 88 내지 93% 이고, 헤이즈가 2% 이하이며, 130℃, 5분 열처리 시 헤이즈 변화율이 2% 이하인, 광학용 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 미연신 시트가 길이 방향으로 2.5배 내지 6배 연신되고, 폭 방향으로 2.5배 내지 6배 연신되는, 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단계 (d)에서 연신된 시트가 120℃ 내지 260℃의 온도로 열고정되는, 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법.
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