KR101888738B1 - 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 패터닝 타입의 가공품의 경우, 1차 가공 시에 UV에 노출된 프라이머층이 분해되어 2차 가공한 무용제형 UV 경화수지와 부착력이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 UV조사 시 프라이머층의 광분해를 최소화하여 무용제형 UV경화 수지와 폴리에스테르 필름의 부착력을 유지할 수 있는 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법에 관한 것이다.

Description

광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법{STACKED AND BIAXIALLY STRETCHED POLYESTER FILM FOR OPTICAL USE AND METHOD FOR MANUFACTURING PRODUCT USING THE SAME}

본 발명은 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV조사 시 프라이머층의 광분해를 최소화하여 무용제형 UV경화 수지와 폴리에스테르 필름의 부착력을 유지할 수 있는 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에스테르(PET, PEN 등), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 비정성 폴리올레핀(비정 PO)등의 투명 플라스틱 필름은, 유리와 비교하면 경량이면서 잘 깨지지 않는 성질을 가지기 때문에, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 플랫패널 디스플레이용 부재나, 터치패널용 필름 또는 윈도우용 필름의 기재로서 이용되고 있다. 그 중에서도, 이축연신 폴리에스테르 필름은 기계적 성질, 전기적 성질, 치수 안정성, 내열성, 투명성 및 내약품성 등에 뛰어난 성질을 가질 뿐만 아니라, 다른 투명 플라스틱 필름에 비해 범용성이 높고, 코스트 메리트에 큰 우위성이 있기 때문에 여러 용도에 매우 적합하게 이용되고 있다.

특히 플랫패널 디스플레이에는 여러 가지 특성을 가진 필름이 사용되는데, 대표적으로 광학산 필름, 프리즘 필름 등이 있다. 이러한 필름들은 폴리에스터 필름에 다른 계열의 물질을 사용하여 코팅을 하는 방식으로 제조되는데, 폴리에스터 필름 기재에 부착력이 부족한 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 폴리에스터 필름에 여러 가지 프라이머 코팅을 인라인으로 형성하여 이 문제를 극복해 왔다.

그러나 종래의 이축연신 폴리에스테르 필름에서 용매계의 코팅제의 경우 폴리에스터 필름 기재의 프라이머층에 침투하여 경화되므로, 이들의 부착력이 좋았으나, 기술이 발달함에 따라 광확산성의 균일성 향상이 요구되고, 또한 프리즘 형상의 가진 프리즘 시트 등 표면에 형상을 인프린팅 또는 패터닝을 한 후 UV경화시키는 타입의 공정이 늘고 있다. 이러한 패터닝을 하기 위해서는 점도가 높은 수지가 필요하게 되고, 이에 무용제 타입의 UV경화성을 가지는 수지를 사용하여 폴리에스터 필름에 코팅 후 패터닝과 동시에 UV경화를 시킨다. 이때 패터닝이 된 롤을 사용하며, 무용제형 UV경화 수지가 코팅된 폴리에스테르 필름을 압착시키고, 압착된 상태에서 폴리에스테르 필름 반대편에서 UV를 조사함으로써 패턴에 맞게 수지가 경화되어 롤로부터 이격이 가능하게 된다. 최근에는 양면 패터닝 타입의 가공품이 증가하고 있으며, 1차 가공 시에 UV에 노출된 프라이머층이 UV에 의하여 광분해되어 2차 가공한 무용제형 UV수지와 부착력이 떨어지는 문제가 발생하고 있다.

이러한 이유로, UV조사 시에 프라이머층이 분해되지 않으면서도 광 경화되는 파장은 차단을 최소화하여 무용제 타입의 UV경화수지와 부착력이 유지되는 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 UV 조사에 의하여 프라이머 코팅층이 광분해 되지 않도록 내UV성을 포함하는 프라이머층을 폴리에스테르 필름에 코팅함으로써 UV조사 후에도 무용제형 UV경화 수지와 폴리에스테르 필름의 부착력을 유지할 수 있는 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 제품의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 수분산 블록이소시아네이트 화합물과 UV안정제를 포함하는 코팅액으로 도포된 프라이머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 수분산 블록이소시아네이트 화합물은 상기 프라이머층(2) 전체 중량 기준 10-90중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 UV안정제는 UV ?처 타입, 과산화물 분해제 타입 또는 자유 라디칼 스캐빈저 타입 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 UV안정제는 고분자 매트릭스 수지에 에멀젼 타입으로 분산된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 고분자 매트릭스 수지는 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 또는 아크릴 수지인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 UV안정제의 평균입경은 50nm 내지 300nm인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 UV안정제(4)는 상기 프라이머층(21) 전체 중량 기준 0.01 ~ 8중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 가교제와 입자(3)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가교제는 상기 프라이머층(21) 전체 중량 기준 0.5 ~ 13중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 입자는 상기 프라이머층(21) 전체 중량 기준 2 ~ 15중량%를 포함하고 평균입경 50 ~ 500nm인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적은, 상술한 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)의 일면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계; 상기 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 패턴롤(300)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 하나의 UV 임프린팅층(210)을 형성하는 단계; 상기 하나의 UV 임프린팅층(201)이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 타면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계; 상기 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10) 상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 다른 패턴롤(400)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 다른 하나의 UV 임프린팅층(220)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 프라이머층에 UV안정제를 포함시켜 라디칼의 활성을 제거함으로써 UV조사 시 프라이머층의 광분해를 최소화하여 무용제형 UV경화 수지와 폴리에스테르 필름의 부착력을 유지할 수 있는 등의 효과가 있다.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법을 보여주는 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 단면 모식도인 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 일 실시예에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)은 기재필름(1)의 적어도 한 면에 프라이머층(2)을 포함한다. 도 1은 양면에 프라이머층을 형성한 일 실시예이며, 기재필름의 한 면에 프라이머층을 구비하는 필름도 본 발명의 범위에 포함됨은 당연하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름은 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 반사방지 필름, 확산시트, 프리즘 시트 등의 광학필름으로 사용될 수 있으며, 이러한 용도에 있어서 폴리에스테르 필름 위에 2차 가공을 할 경우 접착력이 떨어지는 경우가 많다. 특히 무용제형 UV경화 타입의 도료를 사용할 경우, 용매계의 코팅제에 대비하여 기재 표면의 프라이머층에 침투하기 어려워 부착력이 부족한 현상이 발생한다. 이에 프라이머층에 침투가 용이하도록 Tg가 낮은 수분산 우레탄 수지를 프라이머로써 사용하는 예가 많았다. 그러나 최근에 확산시트 및 마이크로렌즈 시트, 복합시트, 프리즘 시트 등의 경우 양면을 무용제형 UV경화 타입의 도료를 사용하여 패턴을 형성하여 시트를 제작하는 가공사들이 늘어나고 있다. 이때 무용제형 UV경화 타입의 수지로 패턴을 형성하는 경우 패턴롤에서 형상을 전사시키는 공정에 중 반대편에서 UV를 조사함으로써 무용제형 UV경화 타입의 도료를 경화시켜 패턴을 형성하게 된다. 단면 패터닝 가공 시 이의 반대편에서 UV를 조사시켜 경화시키므로 UV가 조사되는 해당면의 프라이머가 광분해에 의하여 접착력이 떨어지고, 이어서 양면 패터닝 가공을 통해 광분해된 프라이머에 패터닝 가공을 하기 때문에 접착력이 떨어지게 된다. 특히 부분적으로 광분해가 되었기 때문에 고온, 고습 조건에서 더욱 접착력이 떨어지는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름은 무용제형 UV경화 타입의 도료를 사용하여 양면 패터닝 공정 시 프라이머층에 UV가 조사되더라도, 광분해를 최소화함으로써 부착력을 유지할 수 있는 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따른 기재필름(1)은 디카르복실산과 글리콜을 중합해서 얻을 수 있는 폴리에스테르를 필요에 따라서 건조시킨 다음 공지의 익스트루더로 용융, 공급하여 슬릿 상태의 다이로부터 단층 또는 복합층의 시트 상태로 밀어낸 다음 정전 인가 등의 방식에 의해 캐스팅 드럼에 밀착, 냉각 고체화한 후 미연신 시트를 제조한 뒤 이축 연신 후 열처리한 필름인 것이 바람직하다.

폴리에스테르 수지에 이용되는 디카르복실산은 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 이소프탈산, 디페닐 카르복실산, 디페닐 술폰 디카르복실산, 제페녹시에탄디카본산, 5-나트륨술폰 디카르복실산, 프탈산 등의 방향족 디카르복실산이나, 숙신산, 아디프산, 세바신산, 말레인산, 푸말산 등의 지방족 디카르복실산, 사이클로 헥산 디카르복시산 등의 지환족 디카르복실산, 파라옥시 안식향산 등의 옥시카르본산 등이 있고, 글리콜은 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틴글리콜 등의 지방족 글리콜이나, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리 옥시 알킬렌 글리콜, 사이클로 헥산 디메탄올 등의 지환족 글리콜, 비스페놀 A, 비스페놀 S 등의 방향족 글리콜 등을 사용할 수 있다.

기계적 강도, 내후성, 내화학 약품성 및 투명성 등을 고려하면 디카르복실산으로 테레프탈산 혹은 나프탈렌디카르복실산과 글리콜로 에틸렌글리콜을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 중합 시의 촉매로서 알칼리토금속 종류 금속 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물, 알루미늄 화합물, 안티몬 화합물, 티탄 화합물, 게르마늄 화합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 디카르복실산의 종류와 글리콜의 종류 또는 촉매는 각각 2종 이상을 병용해도 상관없다.

또한 필름이 주행성이나 내후성 및 내열성 등의 기능을 갖도록 필름 원료에 입자를 첨가해도 되지만, 필름의 투명성을 해지지 않도록 첨가량이나 재질에 충분한 주의가 필요하다. 따라서 극히 소량만 첨가하는 것이 바람직하다.

또한 필름의 연신방법으로는 종방향 연신 후, 횡방향 연신하는 순서대로 이축 연신하는 방법이나, 종방향 및 횡방향을 거의 동시에 연신하는 동시 이축 연신 방법 등의 공지 기술을 이용할 수 있다. 연신 전 예열 온도 및 연신온도는 60 ~ 130℃이며, 연신 배율은 2.0~5.0배이다. 필요하면 연신 후에 140℃에서 240℃의 열처리를 실시한다.

본 발명에서는 종방향 연신 후 횡방향 연신하는 순차 이축연신 방법이 바람직하다.

일 실시예에 따른 프라이머층(2)은 수분산 블록이소시아네이트 화합물과 UV안정제(4)를 포함하는 코팅액을 도포하여 형성할 수 있다. 수분산 블록이소시아네이트 화합물과 UV안정제(4)를 함께 사용함으로써 무용제형 UV경화 수지와 부착력을 확보할 수 있다.

이러한 프라이머층(2)을 형성하는 방법은 상술한 필름의 이축연신 제막 프로세스 중에서 종방향 연신 후, 횡방향 연신 전 단계에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한 코팅 방법으로는 메이어 바를 사용하는 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 슬릿 다이 코팅법, 콤마 코팅법 등 공지의 여러 코팅법 중 어느 것을 사용해도 상관없으나, 수분산된 도포제를 사용하므로 점도가 낮은 상태에서 뛰어난 외관을 얻기 위해서는 바 코팅법이 바람직하다.

수분산 블록이소시아네이트 화합물은 수분산시키기 위해 수산기와 반응하지 않는 구조를 이소시아네이트 말단기에 반응시킨 것이 필요하다. 소위 블록제를 사용한 블록 이소시아네이트라 할 수 있다. 이는 액 안정성 면에서 블록제로 이소시아네이트기의 반응기를 보호한 블록 이소시아네이트를 사용하며, 이 블록제가 100℃이상에서 해리되는 것을 특징으로 하며, 블록제로서는 페놀계, 알코올계, 활성 메틸렌계, 산아미드계, 락탐계, 산이미드계, 이미다졸계, 요소계, 옥심계, 아민계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 페놀, 크레졸, 에틸페놀 등의 페놀계 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜, 벤질알코올, 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 화합물, 말론산디메틸, 아세틸아세톤 등의 활성 메틸렌계 화합물, 부틸머캅단, 도데실머캅탄 등의 머캅탄계 화합물, 아세토아닐리드, 아세트산아미드 등의 산 아미드계 화합물, 카프로락탐, 발레로락탐 등의 락탐계 화합물, 숙신산이미드, 말레인산이미드 등의 산이미드계 화합물, 아세토알독심, 아세톤옥심, 메틸에틸케토옥심 등의 옥심계 화합물, 디페닐아닐린, 아닐린, 에틸렌이민 등의 아민계 화합물, 아황산나트륨 등을 들 수 있으며, 위 블록제 중 어느 것이나 상관없으나 옥심계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

블록제를 처리하기 전의 이소시아네이트로서는 방향족 디이소시아네이트 및 지방족 또는 지환족 디이소시아네이트 모두 사용 가능하지만, 이산화탄소(CO₂) 발생을 유도하기 위해서는 지방족 또는 지환족 디이소시아네이트가 바람직하다.

일예로, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리진 디이소시아네이트, 2-메틸펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸펜탄-1,5- 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 2,4,4- 트리메틸 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트와 이소포론 디이소시아네이트, 시클로헥실 디이소시아네이트, 수소첨가 크실릴렌 디이소시아네이트, 수소첨가 디페닐메탄 디이소시아네이트, 수소첨가 트리메틸크실릴렌 디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트가 있다.

한편, 방향족 디이소시아네이트는, 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 크실렌-1,4-디이소시아네이트, 크실렌-1,3-디이소시아네이트, 4,4`-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4`-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4`-디페닐에테르 디이소시아네이트, 2,2`-디페닐프로판-4,4`디이소시아네이트, 3,3`-디메틸디페닐메탄-4,4`디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트 등이 예시된다.

상술한 바와 같이, 이산화탄소 발생을 유도하기 위해서는 지환족 및 지방족 디이소시아네이트류가 바람직하며, 테트라메틸렌 디이이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트가 더욱 바람직하다. 수분산 블록 이소시아네이트 화합물은 프라이머층(21) 전체 중량 기준 10-90중량%를 포하하는 것이 바람직하다.

내UV성을 향상시키는 것에는 UV흡수제와 UV안정제가 있다.

UV흡수제는 자외선 흡수 방지 또는 발색단(Chromophores)에 의해 흡수된 빛의 양을 감소시킴으로써 내UV성을 향상시킬 수 있다.

UV안정제는 발색단 그룹들의 들뜬 상태를 비활성화시켜 개시 속도를 감소시키는 UV ?처(quencher) 타입, 또는 광분해에 의한 과산화물(Hydroperoxides)의 스플리팅(Splitting)이 진행되기 전에 자유 라디칼(Free Radical)의 생성 없이 과산화물을 더욱 안정한 화합물로 전위시키는 과산화물 분해제(Hydroperoxide decomposer) 타입, 또는 알킬 또는 퍼옥시 라디칼들이 생성된 후에 가능한 한 빨리 자유 라디칼을 포집(Scavenging)하는 자유 라디칼 스캐빈저 타입이 있다.

본 발명에서는 UV흡수제가 아닌 UV안정제(4)인 UV ?처 타입, 과산화물 분해제 타입 또는 자유 라디칼 스캐빈저 타입을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 효과를 내기 위해서는, UV흡수제의 경우 코팅 두께를 두껍게 하여야 하고 이를 위해 많은 양의 UV흡수제를 사용하여야 하며 또한 코팅 두께를 두껍게 할 경우 코팅 외관의 불량 문제가 발생하지만, UV안정제의 경우 상대적으로 적은 양으로 라디칼의 활성도를 없애 연쇄 분해를 저지하므로 코팅 두께가 얇고 코팅 외관도 우수하며 적은 양으로도 본 발명에 따른 효과를 낼 수 있기 때문이다.

UV ?처 타입은 대표적으로 nickel butyldithiocarbamate, n-butylaine-nickel-2.2'-thio-bis-(4-tertocty1 penolate), nickel(o-ethyl1 3,5-tert-butyl1-4-hydroxy benzyl)phosphonate 등이 있으며, 자유 라디칼 스캐빈저 타입은 대표적으로 HALS(Hinderd Amine light stabilizer)로 통칭되는 것이 있으며, 그 외에는 카본 블랙이나 이산화티타늄 등의 무기물도 사용되는 경우가 있다.

UV안정제(4)는 고분자 매트릭스 수지에 에멀젼 타입으로 분산된 것이 바람직한데, 고분자 메트릭스 수지는 우레탄, 폴리에스테르, 아크릴 등에서 사용가능하나, 아크릴 수지를 매트릭스로 하는 것이 분산에 용이하다.

일 실시예에서, UV안정제는 평균입경이 50nm 내지 300nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 평균입경이 50nm 미만인 경우 균일한 입경으로 만드는 것이 어려우며, 분산이 잘 되지 않는 단점이 있고 평균입경이 300nm를 초과하는 경우 헤이즈가 상승하고, 외관 불량이 발생하기 때문이다.

일 실시예에서, 프라이머층 전체 중량 기준 0.01 ~ 8중량%의 UV안정제를 포함하는 것이 바람직하다. UV안정제가 0.01중량% 미만인 경우는 비활성화를 통한 개시속도 감소 또는 자유 라디칼의 캡쳐가 부족하여 프라이머층의 광분해가 진행되어 부착력이 떨어지고, 8중량%를 초과할 경우에는 UV안정제가 서로 뭉쳐서 결점으로 시인되는 문제가 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 프라이머층(2)은 가교제 및 소량의 입자(3)를 더 포함할 수 있다.

가교제는 옥사졸린 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민 화합물, 카보디이미드 화합물, 알콕시실란 화합물, 실란 커플링제, 유기금속 착체 등의 공지의 가교제의 내에서 적어도 1종 이상을 사용하며, 부착력을 향상시키기 위해서는 옥사졸린 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민 화합물, 카보디이미드 화합물의 군으로부터 선택된 1종의 가교제를 사용하는 것이 바람직하다.

가교제로서 옥사졸린 화합물은 옥사졸린 기를 함유하는 모노머와 적어도 1종의 다른 모노머로 공중합된 것이 바람직하다.

옥사졸린 기를 함유하는 모노머로서는, 2-비닐-2-옥사졸린, 2-비닐-4- 메틸-2-옥사졸린, 2-비닐-5-메틸-2-옥사졸린, 2-아이소프로레닐-2-옥사졸린, 2-아이소프로페닐-4-메틸-2-옥사졸린, 2-아이소프로페닐-5-에틸-2옥사졸린 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. 가장 바람직하게는 2-아이소프로페닐-2-옥사졸린을 사용하는 것이다.

옥사졸린 기를 함유하는 모노머와 공중합되는 모노머는, 공중합 가능한 모노머라면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산에틸, 아크릴산부틸, 메타크릴산부틸, 아크릴산-2-에틸헥실, 메타크릴산-2-에틸헥실 등의 아크릴산 에스터 혹은 메타크릴산 에스터류, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산 등의 불포화 카본산 종류, 아크릴로니트릴, 메타크릴로 니트릴 등의 불포화 나이트릴 종류, 아크릴아미드 메타크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, N-메틸올 메타크릴 아마이드 등의 불포화 아마이드 종류, 초산비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐에스터 종류, 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르 등의 비닐에테르 종류, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀 종류, 클로로에틸렌, 염화비닐리덴, 불화비닐 등의 함 할로겐-a,b- 불포화모노머 종류, 스티렌, a-메틸스티렌 등의 a,b-불포화 방향족 모노머 종류 등을 이용할 수 있어 이것들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다.

또한 에폭시 화합물은 폴리에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 모노에폭시 화합물을 들 수 있고, 폴리에폴시 화합물은, 예컨대 소르비톨폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜 에테르, 디슬리세롤 폴리글리시딜 에테르, 트리글리시딜 트리스(2-히드록시에틸)이소시아네이트, 글리세롤 폴리 글리시딜에테르, 트리메틸올 프로판폴리글리시딜에테르 등이 있고, 디에폭시 화합물은, 예컨대 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 레조르신디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로플린글리콜 디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있고, 모노에폭시 화합물은, 예컨대 알릴글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜 에테르, 글리시딜아민화합물로서는 N,N,N`,N`-테트라글리시딜- m-크실릴렌 디아민, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노)시클로헥산 등을 들 수 있다.

또한 멜라민 화합물은 멜라민, 멜라민과 포름알데히드를 축합하여 얻을 수 있는 메틸올화 멜라민 유도체, 메틸올화 멜라민에 저급 알콜을 반응시켜서 부분적 또는 완전히 에테르화한 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 메틸올화 멜라민에 반응시키는 저급 알코올은, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, n-부탄올 및 이소부탄올 등을 사용할 수 있다. 관능기라는 것은 이미노기, 메틸올기, 또는 메톡시메틸기나 부톡시메틸기 등의 알콕시메틸기를 1분자 중에 갖는 것이고, 이미노기형 메틸화 멜라민 수지, 메틸올기형 멜라민 수지, 메틸올기형 메틸화 멜라민 수지 및 완전 알킬형 메틸화 멜라민 수지 등이다.

또한 카보디이미드 화합물은, 분자 중에 2개 이상의 카보디이미드기(-N=C=N-)를 갖는 것을 지칭하고, 예컨대, 특개평10-316930호 공보나 특개평11-140164호 공보에 개시된 바와 같이, 유기 폴리이소시아네이트, 특히 바람직하게는 유기 디이소시아네이트를 주된 합성 원료로 하여 제조된다. 디이소시아네이트류는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실릴렌 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-디이소시아네이트 도데칸, 노르보르난 디이소시아네이트 및 2,4-비스-(8-이소시아네이2트옥틸)-1,3-디옥틸시클로부탄, 4,4`-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 디이소시아네이트를 들 수 있다.

상술한 가교제 중 어느 것을 사용해도 무방하나, 프라이머층(2) 전체 중량 기준 0.5 ~ 13중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 가교제가 0.5중량% 미만일 경우에는 프라이머층의 가교도가 낮아 프라이머층이 갈라지거나, 기재와의 부착력이 부족해지고, 13중량%를 초과할 경우에는 프라이머층이 브리틀(Brittle)하여 무용제형 UV경화 수지의 침투가 어려워 부착력이 부족한 현상이 발생하기 때문이다.

일 실시예에서, 프라이머층(21)의 블로킹을 방지하기 위하여, 프라이머층(21) 전체 중량 기준 2 ~ 15중량%의 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 2중량% 미만의 입자를 함유할 경우에는 수분에 의한 블로킹이 발생하게 되고, 15중량%를 초과할 경우에는 투과도 및 휘도에 나쁜 영향을 줄 수 있기 때문이다. 또한 사용하는 입자의 사이즈는 평균입경 50 ~ 500nm의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 50nm 미만의 경우에는 입자량이 많아도 블로킹에 크게 효과가 나타나지 않으며 투과율 및 휘도만 저하시키게 되고, 500nm를 초과하는 입자를 사용할 경우에는 입자가 탈락하는 현상이 일어나기 때문이다.

또한 입자 종류로서는 실리카, 알루미나, 산화 금속 등의 무기입자, 또는 가교 고분자 입자 등의 유기 입자 등을 사용할 수 있다. 투과도를 향상시키고 우수한 주행성을 위해서는 실리카 입자가 바람직하다.

또한 입자의 탈락을 방지하기 위해 입자 사이즈의 약 1/3 정도로 프라이머층(21)을 형성하는 것이 필요하다. 이를 위해 프라이머층의 두께는 30 내지 120nm인 것이 바람직하다.

상술한 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름은 전체 두께가 20 내지 350㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법은, 상술한 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)의 일면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계; 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 패턴롤(300)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 하나의 UV 임프린팅층(210)을 형성하는 단계; 하나의 UV 임프린팅층(201)이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 타면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계; 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10) 상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 다른 패턴롤(400)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 다른 하나의 UV 임프린팅층(220)을 형성하는 단계;를 포함한다.

이하에서는 첨부된 도 2에 기초하여 본 발명의 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법에서 상하 구분은 최종 완성된 제품을 기준으로 한 것이다. 예를 들어, UV 임프린팅층(210)은 하부에 UV 임프린팅층(220)을 형성한다는 기재는 완성된 필름을 기준으로 UV 임프린팅층(210) 하부에 UV 임프린팅층(220)이 형성된 상태이어서 상기와 같이 표현한 것일 뿐, 실제 UV 임프린팅층(210, 220)의 형성은 작업자의 편의에 따라 필름 상하를 뒤집어 놓고 UV 임프린팅층(220) 상부에 UV 임프린팅층(210)을 형성할 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법을 보여주는 공정도인 도 2로부터, 제조방법은 제1공정(Ⅰ)과 제2공정(Ⅱ)으로 이루어질 수 있다.

제1공정(Ⅰ)은 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)의 일면에 하나의 UV 임프린팅층(210)을 형성하는 공정으로서, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)의 일면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계와 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10)상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 패턴롤(300)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 하나의 UV 임프린팅층(210)을 형성하는 단계로 이루어진다.

제2공정(Ⅱ)은 하나의 UV 임프린팅층(201)이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 타면에 다른 하나의 UV 임프린팅층(220)을 형성하는 공정으로서, 하나의 UV 임프린팅층(201)이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 타면에 무용제형 UV 경화수지(200)를 도포하는 단계와 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름(10) 상에 도포된 무용제형 UV 경화수지(200)에 다른 패턴롤(400)을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 다른 하나의 UV 임프린팅층(220)을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 사용되는 패턴롤(300, 400)은 제품의 특성에 맞게 다양하게 변형시킬 수 있다. 패터닝을 하기 위해 점도가 높은 수지인 무용제 타입의 UV경화성을 가지는 무용제형 UV 경화수지(200)를 사용하여 폴리에스터 필름에 코팅한 후 패터닝과 동시에 UV경화시킨다. 패턴롤(300, 400)을 사용하여 무용제형 UV경화 수지가 코팅된 폴리에스테르 필름을 압착시키고, 압착된 상태에서 폴리에스테르 필름 반대편에서 UV를 조사함으로써 패턴에 맞게 수지가 경화된다. 양면 패터닝 타입의 가공품의 경우, 1차 가공 시에 UV에 노출된 프라이머층이 분해되어 2차 가공한 무용제형 UV 경화수지와 부착력이 떨어지는 문제가 발생하는데, 본 발명에서는 상술한 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있게 되는 것이다.

또한 임프린팅된 무용제형 UV 경화수지(200)를 자외선 경화시키기 위해 UV 램프(500)를 사용할 수 있다.

본 명세서에서 "제품"이라는 것은 반사방지 필름, 확산시트, 마이크로렌즈 시트, 복합시트 또는 프리즘 시트 등이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

이하, 실시예와 비교예에 사용하는 성분은 다음과 같다.

블록 이소시아네이트(B1)

헥사메틸렌 디이소시아네이트 55중량%와 폴리테트라메틸렌글리콜 45중량%로 구성되고, 말단의 이소시아네이트 반응기를 아세톤 옥심으로 블록처리한 수분산 이소시아네이트 화합물

옥사졸린계 경화제(C1)

아크릴계 수지에 옥사졸린기가 브랜치된 3관능성 가교제(일본 촉매사 WS700)

카보디이미드계 경화제(C2)

아크릴계 수지에 카보디이미드기가 포함된 3관능성 화합물(닛신보사 SV-04)

입자(P1)

평균입경 150nm의 실리카졸 수분산체

Quencher계 UV안정제(U1)

nickel butyldithiocarbamate계 수분산 화합물(Aldrich CDS003180)

라디칼 스캐빈저계 UV안정제(U2)

Hinderd amine light stabilizer계 수분산 화합물(바스프사 Tinuvin 5333-DW)

[실시예 1~3]

필러를 포함하지 않는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 280℃로 용융 압출하여, 정전 인가된 20℃의 냉각 드럼 위에 캐스팅하여 무연신 시트로 제조한 후, 이를 100℃로 예열한 다음 이 온도에서 롤 연신으로 종 방향 3.0배 연신하였다. 이후 프라이머층 제조용 수분산액(A)을 필름 양면에 도포하였다. 프라이머층 제조용 수분산액의 성분 및 중량비는 하기 표 1과 같이 하여 각각 실시예 1 내지 5로 하였다. 그 후, 120℃로 2분 예열한 다음 150℃에서 횡방향으로 3.5배 연신한 후 220℃로 열처리하였다. 이러한 공정을 거쳐 프라이머층이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.

[비교예 1~2]

프라이머층 제조용 수분산액(A)의 성분 및 중량비를 하기 표 1과 같이 하여 각각 비교예 1 내지 4로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.

구분	프라이머층의 성분	프라이머층의 중량비
실시예1	B1/C1/P1/U1	85/10/2/3
실시예2	B1/C2/P1/U2	85/10/2/3
실시예3	B1/C1/P1/U2	85/12/2/1
비교예1	B1/C1/P1	86/12/2
비교예2	B1/C2/P1	88/10/2

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[실험예]

(1) 상온 부착력 평가

적층 이축연신 폴리에스테르 필름의 프라이머층 위에 우레탄 아크릴레이트 수지 95중량%와 UV개시제 5중량%를 포함하는 무용제 UV경화수지를 #8번 바로 코팅한 후 UV메탈램프 500mJ 강도로 경화시킨다. UV수지가 적층된 이축연신 폴리에스테르 필름을 100mm X 100mm의 크기로 100개를 자른 후 닛또 31B 테이프를 사용하여 고무 롤러로 압착하여 테이프를 붙인 후 떼어낼 때의 개수로 수준을 비교하였다. 부착력 레벨은 아래의 기준으로 정하였고, 이하 동일하다.

부착력 5 : 95% 이상 부착, 5%이내 탈락

부착력 4 : 90% 이상 부착, 10%이내 탈락

부착력 3 : 80% 이상 부착, 20%이내 탈락

부착력 2 : 70% 이상 부착, 30%이내 탈락

부착력 1 : 30% 이상 탈락

(2) UV조사 후 상온 부착력 평가

UV조사 후 상온부착력 평가는 적층 이축연신 폴리에스테르 필름의 프라이머층을 UV메탈램프 1000mJ강도로 조사한 후에 해당 면 위에 우레탄 아크릴레이트 수지 95중량%와 UV개시제 5중량%를 포함하는 무용제 UV경화수지를 #8번 바로 코팅한 후 UV메탈램프 500mJ 강도로 경화시킨다. UV수지가 적층된 이축연신 폴리에스테르 필름을 100mm X 100mm의 크기로 100개를 자른 후 닛또 31B 테이프를 사용하여 고무 롤러로 압착하여 테이프를 붙인 후 떼어낼 때의 개수로 수준을 비교하였다.

(3) 내탕 부착성 평가

내탕 부착력 평가는 적층 이축연신 폴리에스테르 필름의 프라이머층 위에 우레탄 아크릴레이트 수지 95중량%와 UV개시제 5중량%를 포함하는 무용제 UV경화수지를 #8번 바로 코팅한 후 UV메탈램프 500mJ 강도로 경화시킨다. UV수지가 적층된 이축연신 폴리에스테르 필름을 100mm X 100mm의 크기로 100개를 자른 후 끓는 물(100℃)에 2시간 침전 처리 후 닛또 31B 테이프를 사용하여 고무 롤러로 압착하여 테이프를 붙인 후 떼어낼 때의 개수로 수준을 비교하였다.

(4) UV조사 후 내탕 부착성 평가

UV조사 후 내탕부착력 평가는 적층 이축연신 폴리에스테르 필름의 프라이머층을 UV메탈램프 1000mJ강도로 조사 한 후에 해당 면 위에 우레탄 아크릴레이트 수지 95중량%와 UV개시제 5중량%를 포함하는 무용제 UV경화수지를 #8번 바로 코팅한 후 UV메탈램프 500mJ 강도로 경화시킨다. UV수지가 적층된 이축연신 폴리에스테르 필름을 100mm X 100mm의 크기로 100개를 자른 후 끓는 물(100℃)에 2시간 침전 처리 후 닛또 31B 테이프를 사용하여 고무 롤러로 압착하여 테이프를 붙인 후 떼어낼 때의 개수로 수준을 비교하였다.

구분	성분	프라이머 층의 중량비	상온 부착력	내탕 부착력	UV조사 후 상온 부착력	UV조사 후 내탕 부착력
실시예1	B1/C1/P1/U1	85/10/2/3	5	5	5	5
실시예2	B1/C2/P1/U2	85/10/2/3	5	5	5	5
실시예3	B1/C1/P1/U2	85/12/2/1	5	5	5	4
비교예1	B1/C1/P1	86/12/2	5	5	3	1
비교예2	B1/C2/P1	88/10/2	5	5	3	1

표 2에서 알 수 있듯이, 블록 처리된 수분산 이소시아네이트 화합물을 옥사졸린계 또는 카보디이미드계 가교제와 함께 사용한 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서는 상온 부착력과 내탕 부착력이 부착력 5레벨인 것을 알 수 있다.

또한 비교예 1 내지 비교예 2에서도 상온 부착력과 내탕부착력이 부착력 5레벨인 것으로 보아 블록처리된 수분산 이소시아네이트 화합물과 경화제 1종을 첨가하였을 경우에는 상온 부착력과 내탕부착력은 부착력 5레벨로 동일함을 알 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서는 UV안정제를 소량 첨가함으로써 UV조사 후 상온 부착력 및 UV조사 후 내탕 부착력이 부착력 4레벨 이상임을 알 수 있으며, UV안정제 양이 증가함에 따라 UV조사 후 내탕부착력이 향상되는 것도 알 수 있다.

이에 대해, 비교예 1의 경우에는 UV조사 후 상온 부착력은 부착력 3레벨이며 UV조사 후 내탕부착력은 부착력 레벨 1로써 UV조사 후에 부착력이 크게 차이 나는 것을 알 수 있다. 이는 UV조사 시에 프라이머층이 광분해된 것이며, 특히 고온고습에서는 수분 침투가 쉽고, 프라이머층을 가수분해시키기 쉬워 부착력 레벨이 많이 떨어지는 것으로 추정된다. 업계에서는 부착력 레벨 4이상을 요구하므로, 비교예 1과 비교예 2의 경우에는 프라이머층에 가공 전 UV가 조사되는 양면 패터닝 공정용에는 부착력 NG로 사용이 불가능한 수준임을 알 수 있다.

본 발명은 광학용도 중에서도 무용제 타입의 UV경화 수지를 양면에 가공하는 타입의 확산 시트, 마이크로렌즈, 복합 시트, 프리즘 시트 등의 가공 시에 프라이머층이 UV에 광분해되는 것을 최소화하여 줌으로써 부착력을 유지시킬 수 있어 BLU에 사용하는 성형용 기재로써 매우 적합하게 이용될 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

1: 기재필름
2: 프라이머층
3: 실리카 입자
4: UV안정제
10: 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름
200: 무용제형 UV 경화수지
210, 220: UV 임프린팅층
300, 400: 패턴롤
500: UV 램프

Claims (11)

1. 기재필름과,
   상기 기재필름의 적어도 한 면에 수분산 블록이소시아네이트 화합물과 UV안정제를 포함하는 코팅액으로 도포된 프라이머층을 포함하며,
   상기 UV안정제는 자유 라디칼 스캐빈저 타입이고,
   상기 UV안정제는 아크릴 수지에 에멀젼 타입으로 분산되어 있고,
   상기 UV안정제의 평균 입경은 50~300nm이고, 상기 UV안정제는 상기 프라이머층 전체 중량 기준 0.01 ~ 8중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수분산 블록이소시아네이트 화합물은 상기 프라이머층 전체 중량 기준 10-90중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 프라이머층은 가교제와 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가교제는 상기 프라이머층 전체 중량 기준 0.5 ~ 13중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름.
10. 제8항에 있어서,
    상기 입자는 상기 프라이머층 전체 중량 기준 2 ~ 15중량%를 포함하고 평균입경 50 ~ 500nm인 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름.
11. 제1항에 따른 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 일면에 무용제형 UV 경화수지를 도포하는 단계;
    상기 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 상에 도포된 무용제형 UV 경화수지에 패턴롤을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 하나의 UV 임프린팅층을 형성하는 단계;
    상기 하나의 UV 임프린팅층이 형성된 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름의 타면에 무용제형 UV 경화수지를 도포하는 단계;
    상기 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름 상에 도포된 무용제형 UV 경화수지에 다른 패턴롤을 사용하여 임프린팅 후, 자외선 경화시켜, 다른 하나의 UV 임프린팅층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학용 적층 이축 연신 폴리에스테르 필름을 이용한 제품의 제조방법.

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