KR101856224B1 - 폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 수지와 층상 점토를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판; 및 상기 기판 상에 코팅된, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하는 고분자-나노복합체 조성물을 포함하는 배리어 필름에 관한 것으로, 폴리에스테르-나노복합체를 기판으로 사용함으로써 수분 및 산소를 근본적으로 차단할 수 있으며, 이에 고분자-나노복합체 조성물을 코팅함으로써 수분 및 산소의 배리어성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름{Barrier film comprising polyester-nanocomposite substrate}

본 발명은 폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름에 관한 것이다.

액정 디스플레이로 대표되는 화상 표시 장치에는, 종래 유리 기판이 사용되어 왔다. 최근, 화상 표시 장치는, 한층 더 박형화, 경량화, 대화면화, 형상의 자유도, 곡면 표시 등이 요구되고 있고, 무겁고 깨지기 쉬운 유리 기판을 대신하여, 고투명한 고분자 필름 기판이 검토되어 왔다.

또한, 액정 디스플레이는 백라이트를 채용하지 않을 수 없기 때문에, 많은 부재를 사용할 필요가 있는 데 반하여, 유기 EL로 대표되는 자발광 소자는 보다 적은 부재로 대응할 수 있기 때문에 적극적으로 개발이 진행되고 있다. 이러한 유기 EL 디스플레이 용도에 있어서도, 유리 결점의 하나인 깨지기 쉬움이나 무게를 개량하고, 또한 플렉시블화의 요구가 높아져 오고 있다. 그래서, 고분자 필름 기판으로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리카보네이트를 함유하는 다양한 열가소성 수지가 검토되고 있다. 이들 고분자 필름 기판은, 유리 기판에 비하여 일반적으로 가스나 수증기를 투과하기 쉽다. 그 때문에, 높은 가스 배리어성이 필요로 되는 유기 EL 을 포함하는 각종 화상 표시 장치에 있어서, 고분자 필름 기판을 적용하기 위해서, 고분자 필름 기판 상에 추가로 가스 배리어성을 높이는 층을 적층하는 것이 검토되고 있고, 구체적으로는 재질이나 막 두께, 적층 구성 등이 다양하게 검토되고 있다.

한편 폴리에스테르 필름, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트의 2 축 연신 필름은, 우수한 기계적 성질, 내열성, 내약품성을 갖기 때문에, 자기 테이프, 강자성 박막 테이프, 사진 필름, 포장용 필름, 전자 부품용 필름, 전기 절연 필름, 금속 라미네이트용 필름, 유리 디스플레이 등의 표면에 부착하는 필름, 각종 부재의 보호용 필름 등의 소재로서 널리 사용되고 있다.

그러나 유기 EL 디스플레이나 전자 페이퍼 등과 같은, 수분이나 산소에 의해서 소자에 열화가 생기기 쉬운 화상 표시 장치에 사용함에 있어, 폴리에스테르 수지 기판의 경우, 유기 EL 디스플레이나 전자 페이퍼에 필요로 되는 고도의 배리어성이 얻어지지 않은 것이 현 상황이다.

본 발명은 폴리에스테르 수지와 층상 점토를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판; 및 상기 기판 상에 코팅된, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하는 고분자-나노복합체 조성물을 포함하는 배리어 필름을 제공하고자 한다.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 폴리에스테르 수지와 층상 점토를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판; 및 상기 기판 상에 코팅된, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하는 고분자-나노복합체 조성물을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.

본 발명에 따른 폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름은 폴리에스테르-나노복합체를 기판으로 사용함으로써 수분 및 산소를 근본적으로 차단할 수 있으며, 이에 고분자-나노복합체 조성물을 코팅함으로써 수분 및 산소의 배리어성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 필름을 도시한 것이다.

종래 배리어 필름에 있어서, 폴리에스테르-나노복합체를 기판으로 적용한 예는 없다. 이에, 본 발명자들은 폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름에 대하여 연구하던 중, 본 발명에 따른 배리어 필름은 수분 및 산소의 배리어성이 우수함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

구체적으로, 본 발명은 폴리에스테르 수지와 층상 점토를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판; 및 상기 기판 상에 코팅된, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하는 고분자-나노복합체 조성물을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.

상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산과 디올을 혼합해 가열하고, 생성되는 물을 감압하여 날려서 중합한 것으로, 고분자 수지 중에서 무색투명한 성질을 가질 뿐만 아니라, 우수한 기계적 성질, 내열성, 및 내약품성을 가진다. 이때, 폴리에스테르 수지 중 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene napthalate; PEN) 수지인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

특히 본 발명의 배리어 필름의 기판에 적용함에 있어, 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우, 기존의 폴리이미드 수지를 사용하는 경우에 비해 무색투명한 성질을 유지시킬 수 있어 보다 바람직하다. 또한, 폴리에스테르 수지 중 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene napthalate; PEN) 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terepthalate; PET) 수지 등 다른 폴리에스테르 수지에 비해 특히 우수한 기계적 성질, 내열성, 내가수분해성, 및 가스배리어성을 가진다.

상기 층상 점토는 약 10Å의 두께를 갖는 판상형 층들로 이루어진 천연 또는 합성의 층상 점토를 사용할 수 있고, 마이카, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 불화헥토라이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 볼콘스코이트, 마가다이트, 케냐라이트 및 이들의 유도체로 이루어지는 점토 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 폴리에스테르-나노복합체 기판은 폴리에스테르 수지의 연신 공정 전에 층상 점토를 투입하여 제조함으로써, 난연성, 수분 및 산소 배리어성 등의 폴리에스테르의 취약한 물성을 현저히 향상시킬 수 있으므로, 수분 및 산소를 근본적으로 차단하는 역할을 할 수 있다.

상기 폴리에스테르-나노복합체 기판은 폴리에스테르 수지 90~99 중량%와 층상 점토 1~10 중량%를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 폴리에스테르-나노복합체 기판의 층상 점토가 1 중량% 미만을 포함하는 경우 수분 및 산소 배리어성 효과가 유효적으로 나타나지 않으며, 폴리에스테르-나노복합체 기판의 층상 점토가 10 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 분산에 문제가 있다.

또한, 상기 폴리에스테르-나노복합체 기판은 기타의 첨가제를 더 사용할 수 있는데, 예를 들면, 내마모성 향상제로서 실리카 분말, 몰르브덴디설파이드, 불소계 수지 등과 보강제로서 유리섬유, 열전도도 향상제, 유리비드, 착색제, 및 이형제 등이 있다.

상기 폴리에스테르-나노복합체 기판은 5~35 ㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 폴리에스테르-나노복합체 기판의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 수분 및 산소 배리어성 효과가 유효적으로 나타나지 않고, 폴리에스테르-나노복합체 기판의 두께가 35 ㎛를 초과하는 경우 배리어 필름의 두께가 너무 두꺼워져 유기 EL 디스플레이나 전자 페이퍼 등에 적용이 어려워지는 문제점이 있다.

상기 고분자-나노복합체 조성물은 폴리에스테르-나노복합체 기판 상에 코팅되어, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하여 이루어지는 것으로, 배리어 필름의 수분 및 산소의 배리어성을 더욱 높이는 역할을 한다.

상기 고분자 수지는 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하고, 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene napthalate; PEN) 수지인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 층상 점토는 약 10Å의 두께를 갖는 판상형 층들로 이루어진 천연 또는 합성의 층상 점토를 사용할 수 있고, 마이카, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 불화헥토라이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 볼콘스코이트, 마가다이트, 케냐라이트 및 이들의 유도체로 이루어지는 점토 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 고분자-나노복합체 조성물은 5~10 ㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 고분자-나노복합체 조성물의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 수분 및 산소 배리어성 효과가 유효적으로 나타나지 않고, 고분자-나노복합체 조성물의 두께가 35 ㎛를 초과하는 경우 배리어 필름의 두께가 너무 두꺼워져 유기 EL 디스플레이나 전자 페이퍼 등에 적용이 어려워지는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르-나노복합체 기판을 포함하는 배리어 필름은 폴리에스테르-나노복합체를 기판으로 사용함으로써 수분 및 산소를 근본적으로 차단할 수 있으며, 이에 고분자-나노복합체 조성물을 코팅함으로써 수분 및 산소의 배리어성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 필름을 도시한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 배리어 필름은 폴리에스테르 수지와 층상 점토를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판, 및 상기 기판 상에 코팅된 고분자-나노복합체 조성물을 포함하여 이루어진다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

110: 폴리에스테르-나노복합체 기판
120: 고분자-나노복합체 조성물
100: 배리어 필름

Claims (8)

1. 폴리에스테르 수지, 층상 점토 및 첨가제를 포함하는 폴리에스테르-나노복합체 기판; 및
   상기 기판 상에 배치된, 고분자 수지와 층상 점토를 포함하는 고분자-나노복합체 조성물;을 포함하고,
   상기 기판 및 상기 조성물에 각각 포함되는 상기 폴리에스테르 수지 및 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene napthalate; PEN) 수지를 포함하고,
   상기 기판 및 상기 조성물에 포함되는 상기 층상 점토는 10Å의 두께를 갖는 판상형 층들로 이루어지며,
   상기 층상 점토는 헥토라이트, 불화헥토라이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 볼콘스코이트, 마가다이트, 케냐라이트 및 이들의 유도체로 이루어지는 점토 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지고,
   상기 첨가제는 실리카 분말, 몰르브덴디설파이드, 불소계 수지, 유리섬유, 열전도도 향상제, 유리비드, 착색제 및 이형제 중 적어도 하나를 포함하며,
   상기 기판은 5~35 ㎛의 두께로 형성되고, 상기 고분자-나노복합체 조성물은 5~10 ㎛의 두께로 형성되는, 배리어 필름.
   
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3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리에스테르-나노복합체 기판은 상기 폴리에스테르 수지 90~99 중량%와 상기 층상 점토 1~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 필름.
   
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