KR102562078B1 - 투명 필름 적층체의 제조방법 - Google Patents

투명 필름 적층체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 필름 적층체의 제조방법에 관한 것으로, 연속적으로 이송되는 베이스 필름 상부에 광경화성 수지 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 코팅층 상부에 커버 필름을 합지하는 단계; 코팅층을 광경화시켜 경화된 투명 필름을 형성하는 단계; 커버 필름을 박리하는 단계; 커버 필름이 박리된 투명 필름 상부에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름을 합지하는 단계; 베이스 필름을 박리하는 단계; 베이스 필름이 박리된 투명 필름 하부에 제2보호 필름 또는 제2접착 필름을 합지하는 단계; 투명 필름 상부 및 하부 각각에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름 및 제2보호 필름 또는 제2접착 필름이 합지된 투명 필름 적층체를 권취하는 단계를 포함하는 투명 필름 적층체의 제조방법을 제공한다.

Description

투명 필름 적층체의 제조방법{Method for producing transparent film laminate}
본 발명은 투명 필름 적층체의 제조방법에 관한 것이며, 특히 액상의 광경화성 수지 조성물을 자외선 조사에 의해 경화시켜, 투명 경화 필름을 형성하는 광학 용도에 적합한 고경도 투명 필름 적층체의 제조방법에 관한 것이다.
투명한 수지 필름은 광학 특성이 뛰어나며, 유리에 비해서 깨지기 어렵다는 특성을 가지고 있는 점에서 최근 종래 유리가 사용되고 있었던 분야에서도 널리 사용되고 있다. 수지 필름은 열가소성 필름과 열 또는 광에 의한 경화성 필름으로 크게 나눌 수 있는데, 경화성 수지는 내열성이 높은 점에서 새로운 이용 분야에 적용되는 것이 기대되고 있다. 특히 전자기기 등의 소형화에 따라, 박형의 투명 필름 재료의 개발이 요망되고 있다.
지금까지 광경화성 수지를 사용한 투명판이나 투명 필름의 제조에 대해서 몇 개의 방법이 제안되어 오고 있다. 예를 들면, 셀 내에 중합성 모노머를 주입하고 메타크릴 수지 캐스트판을 제조하는 방법이 제안되고 있다. 이 방법은 소위 셀 캐스트법이라 불리는 것인데, 배치(batch) 방식에 의하기 때문에 연속적으로 판을 제조할 수 없다는 점에서 효율이 나쁘고, 또한 얇은 필름 재료의 제작에는 적용이 곤란하다.
한편, 자외선 경화성 수지로 이루어지는 액체 형상 폴리머 용액을 스틸 벨트(steel belt) 상에 캐스팅(flow casting)하고, 그 후 자외선 조사하는 광학 필름의 제조방법이 있다. 그러나 스틸 벨트 상의 광경화성 수지를 경화시키는 경우, 반응에 분포가 생기기 때문인지 두께 방향으로 경화율에 분포가 생기고 물성의 불균일화가 발생하는 요인이 되며, 또한 스틸 벨트를 사용한 경우에는 그것에서 필름을 분리할 때, 경화한 필름의 경도가 약한 것인 경우에는 결렬이 생기는 일도 있다.
또한, 광경화성 수지를 도포하는 기재로서 폴리에스테르 필름을 사용하여, 자외선 경화성 수지를 도포하고, 임의로 표면처리를 실시한 시트 기재를 폴리에스테르 필름과 겹치고, 그 양면으로부터 자외선을 조사하여, 경화 후에 폴리에스테르 필름을 박리하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법으로 광경화를 수행한 경우, 경화 필름의 경화율의 균일성이 달성되고, 품질적으로도 뛰어난 필름이 얻어지지만, 폴리에스테르 필름 등의 베이스 필름이나 커버 필름(베이스 필름 등이라 약칭함)의 자외선 열화에 의한 휨 및 일그러짐(이하, 이들을 합쳐서 기복이라 약칭함)이 발생한다는 문제가 지적되고 있다. 이와 같은 휨 및 일그러짐의 발생은 일면에서는 베이스 필름 등의 박리를 곤란하게 하기 때문에, 그것을 개선하는 것이 요망되고 있다. 또한, 베이스 필름 등의 재질을 유리로 하는 것도 생각할 수 있지만, 유리는 곡면으로 구부릴 수 없기 때문에, 밴드 형상으로 하는 연속적 필름의 제조방법에 적용하는 것은 어렵다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 감안해 이루어진 것으로, 별도의 절단 공정 없이 제조 가능하고, 휨과 일그러짐과 같은 기복 현상을 최소화하며, 베이스 및 커버 필름의 박리 시에 경화된 투명 필름의 손상을 방지할 수 있는 투명 필름 적층체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 연속적으로 이송되는 베이스 필름 상부에 광경화성 수지 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 코팅층 상부에 커버 필름을 합지하는 단계; 코팅층을 광경화시켜 경화된 투명 필름을 형성하는 단계; 커버 필름을 박리하는 단계; 커버 필름이 박리된 투명 필름 상부에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름을 합지하는 단계; 베이스 필름을 박리하는 단계; 베이스 필름이 박리된 투명 필름 하부에 제2보호 필름 또는 제2접착 필름을 합지하는 단계; 투명 필름 상부 및 하부 각각에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름 및 제2보호 필름 또는 제2접착 필름이 합지된 투명 필름 적층체를 권취하는 단계를 포함하는 투명 필름 적층체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 코팅층의 폭이 베이스 필름의 폭보다 작도록 코팅할 수 있다.
본 발명에서 코팅층의 폭은 베이스 필름의 폭 대비 80 내지 98%일 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 광경화 후에 절단 공정을 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에서 제1보호 필름 및 제2보호 필름은 투명한 필름일 수 있다.
본 발명에서 제1접착 필름 및 제2접착 필름은 광학적 투명 접착제(OCA) 필름일 수 있다.
본 발명에 따르면, 코팅 폭 조절 등을 통해 별도의 절단 공정 없이 제조 가능하고, 보호 필름이나 접착 필름의 합지 등을 통해 휨과 일그러짐과 같은 기복 현상을 최소화하며, 베이스 필름 및 커버 필름의 순차적 박리를 통해 박리 시에 제품인 투명 필름의 손상을 방지하고 박리를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 필름 적층체의 개략적인 제조공정도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 필름 적층체의 개략적인 제조공정도로서, 본 발명에 따른 투명 필름 적층제의 제조에 사용되는 장치 및 재료는 베이스 필름(10), 코팅 장치(20), 코팅층(30), 커버 필름(40), 광경화 장치(50), 제1보호 필름 또는 제1접착 필름(60), 제2보호 필름 또는 제2접착 필름(70), 투명 필름 적층체(80), 칸막이(90), 제1롤 내지 제19롤(100 내지 118) 등으로 구성될 수 있다. 도면에서 좌우 방향은 필름의 이송 방향, 길이 방향, 또는 기계 방향(MD)일 수 있다. 또한, 도면의 정면에서 안쪽으로 들어가는 방향은 필름의 폭 방향, 또는 가로 방향(TD)일 수 있다.
본 발명에 따른 투명 필름 적층체의 제조방법은 크게 구분하여 코팅 단계, 제1합지 단계, 경화 단계, 제1박리 단계, 제2합지 단계, 제2박리 단계, 제3합지 단계, 권취 단계 등으로 구성될 수 있다.
먼저, 코팅 단계에서는 연속적으로 이송되는 베이스 필름(10) 상부에 광경화성 수지 조성물을 코팅하여 코팅층(30)을 형성한다. 코팅 단계에서는 투명 필름의 원료가 되는 액상의 광경화성 수지 조성물이 코팅 기재인 베이스 필름(10) 상부에 코팅되어 필름 형상으로 캐스팅될 수 있다. 예를 들어, 광경화성 수지 조성물은 코팅 장치(20)의 코팅 헤드로부터 베이스 필름(10) 상부에 일정량씩 공급될 수 있다.
베이스 필름(10)은 제1롤(100)을 통해 연속적으로 공급될 수 있다. 제1롤(100)은 코팅 시의 백업(back-up) 롤일 수 있다. 베이스 필름(10)을 포함하여 모든 필름의 이송, 박리, 권취 속도는 제조공정 전체에서 1 내지 10 m/min, 1 내지 8 m/min, 2 내지 6 m/min, 또는 3 내지 5 m/min의 범위 내에서 일정할 수 있다.
베이스 필름(10)으로서는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아세테이트, 아크릴, 불화비닐, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아릴레이트, 셀로판, 폴리에테르설폰, 노르보르넨(norbornene) 수지 등의 필름을 단독으로 혹은 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 이들 중에서도 내열성과 투명성이 뛰어나고, 다른 여러 특성의 밸런스를 취한 폴리에스테르 필름이 바람직하다.
베이스 필름(10)은 투명한 필름인 것이 바람직하다. 본 발명에서 투명이라 함은 광투과율이 80% 이상, 85% 이상, 또는 90% 이상인 것을 의미할 수 있다. 광투과율은 분광광도계 등을 이용하여 측정할 수 있다. 베이스 필름(10)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10 내지 400 ㎛의 것이 바람직하고, 50 내지 300 ㎛의 것이 특히 바람직하다. 표면 형상에 대해서도 평탄성을 가지는 것이어도 좋고, 표면에 요철 가공이 처리되어 있어도 좋다. 단, 투명성을 저해하지 않는 표면 형상이 바람직하다. 베이스 필름(10)의 두께가 너무 얇으면, 본 발명의 제조방법으로 사용하기에는 그 장력을 견딜 수 없을 우려가 있고, 또한 제조공정에서 발생하는 적층체의 휨이나 일그러짐이 커질 가능성이 높다. 반대로 베이스 필름(10)의 두께가 너무 두꺼우면, 투과율이 저하되기 때문에, 광경화성 수지 조성물에 부여하는 자외선 에너지량이 저하되어, 광경화성 수지의 경화가 불충분해질 우려가 있다.
광경화성 수지 조성물은 액상인 점에서 공지의 코팅 장치로 코팅할 수 있는데, 코팅 장치(20)의 코팅 헤드에서 경화 반응을 일으키면 겔 형상의 부착물이 줄이나 이물의 원인이 되기 때문에, 코팅 헤드에는 자외선이 닿지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 광경화성 수지 조성물의 경화를 진행시키지 않기 위해서도, 이 공정은 바람직하게는 5 내지 50℃의 범위로 수행하는 것이 바람직하다. 코팅 장치(20)로서는 그라비어 코팅 장치, 롤 코팅 장치, 리버스 코팅 장치, 나이프 코팅 장치, 다이 코팅 장치, 립 코팅 장치, 닥터 코팅 장치, 압출 코팅 장치, 슬라이드 코팅 장치, 와이어바 코팅 장치, 커튼 코팅 장치, 스피너 코팅 장치 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 립 코팅 장치를 사용할 수 있다.
광경화성 수지 조성물은 자외선 등의 광 조사에 의해 광경화 가능하고, 유동성 또는 가소성을 가지는 액상의 것이 사용될 수 있다. 광경화성 수지 조성물은 광경화성 수지(모노머 및/또는 올리고머), 광개시제, 용매 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다. 광경화성 수지로는 단관능 및/또는 다관능의 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등을 1종 이상 사용할 수 있다. 모노머 및 올리고머의 중량 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다.
바람직한 광경화성 수지 조성물은 광경화성을 가지는 실리콘계 수지를 3 중량% 이상, 바람직하게는 5 내지 30 중량% 함유할 수 있다. 광경화성을 가지는 실리콘계 수지로서는, 2중 결합 등의 관능기를 가지는 실록산계 수지를 사용할 수 있다. 다른 성분으로서는 예를 들면, (메타)아크릴레이트, 다관능 (메타)아크릴레이트, 에폭시 등을 사용할 수 있다. 또한, 광경화성을 저해하지 않는다면, 광경화성 수지에 필러와 같은 첨가물을 첨가해도 좋다.
광경화성 수지 조성물에는 통상 광개시제가 배합된다. 또한, 적당한 용매를 희석제로서 사용하여, 광경화성 수지 조성물의 점도 조정 등을 한 다음에 사용할 수도 있다. 단, 그 경우, 용매의 휘발 제거공정을 고려하면 시간을 필요로 하여 생산 효율이 저하되는 점, 경화 필름 내부에 잔류 용매 등이 존재하여 성형 필름의 특성 저하로 이어지는 점 등에서, 도포되는 광경화성 수지 조성물 중, 용매의 함유량은 5 중량% 이하로 제한시키는 것이 좋고, 실질적으로는 용매가 함유되어 있지 않은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 투명 커버 필름(40)의 적층시에는, 코팅층은 실질적으로 용매를 함유하지 않는 상태인 것이 바람직하다.
광경화성 수지 조성물의 경화 전후의 체적 수축율은 10% 이하일 수 있다. 체적 수축율의 값이 10%을 초과하면, 적층체의 단부뿐만 아니라, 적층체의 전체에 변형이 일어나 버리기 때문에, 평탄한 롤 필름의 안정적인 제조를 행할 수 없게 된다. 체적 수축율은 예를 들면 광경화성 수지 조성물의 경화 전후의 밀도를 측정하여 그 차이 값을 경화 전의 밀도로 나누어 구할 수 있다.
광경화성 수지 조성물은 구체적인 예를 들어 모노머로서 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 80 중량부, 올리고머로서 메타크릴기를 함유하는 페닐실세스퀴옥산(phenylsilsesquioxane) 올리고머 20 중량부, 광개시제로서 히드록시시클로헥실페닐케톤(IRGACURE 184) 2.5 중량부를 균일하게 교반 혼합한 후, 탈포하여 액상 형태로 제조할 수 있다(경화 수축율 5.0%).
코팅층(30)의 두께는 0.01 내지 0.6 mm, 0.02 내지 0.5 mm, 또는 0.03 내지 0.4 mm일 수 있다. 코팅층(30)의 두께가 너무 얇으면, 코팅 두께의 균일성이 손상될 우려가 있고, 또한 베이스 필름(10) 등의 박리 시에 투명 필름의 파손 등이 생기기 쉬워진다. 한편, 코팅층(30)의 두께가 너무 두꺼우면, 롤 권취 시에 투명 필름의 파손 등이 발생할 우려가 있다.
코팅층(30)의 폭이 베이스 필름(10)의 폭보다 작도록, 즉 코팅층(30)이 베이스 필름(10)의 내측에 위치하도록, 코팅하는 것이 바람직한데, 구체적으로 코팅층(30)의 폭은 베이스 필름(10)의 폭 대비 80 내지 98%, 85 내지 95%, 또는 88 내지 92%일 수 있다. 이와 같이, 코팅 폭 조절을 통해 별도의 절단 공정 없이 투명 필름 적층체의 제조가 가능하고, 휨과 일그러짐과 같은 기복 현상을 줄이거나 최소화할 수 있다. 코팅 폭 조절은 예를 들어 립 코팅의 경우, 립 다이(lip die)의 양쪽 말단부에 설치된 댐(dam)의 간격 조절을 통해 이루어질 수 있다.
다음, 제1합지 단계에서는 코팅층(30) 상부에 커버 필름(40)을 합지한다. 즉, 베이스 필름(10) 상부에 광경화성 수지 조성물을 소정 두께로 캐스팅한 후, 자외선 조사 전에, 코팅층(30) 상부에 커버 필름(40)을 적층한다. 커버 필름(40)은 제2롤(101)로부터 풀려나서 제3롤(102)을 통해 이송될 수 있고, 제4롤(103)과 제5롤(104)에 의해 베이스 필름(10)과 코팅층(30)의 적층체와 합지될 수 있다. 커버 필름(40)은 산소 차단 등의 목적을 위해 사용된다. 도면에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(10) 및 커버 필름(40)은 칸막이(90)를 통해 구분된 하부층으로부터 상부층으로 이송될 수 있다. 이상의 공정에 의해 투명 베이스 필름(10), 코팅층(30) 및 투명 커버 필름(40)이 순차 적층된 적층체가 형성된다.
커버 필름(40)으로서는 베이스 필름(10)과 마찬가지로 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아세테이트, 아크릴, 불화비닐, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아릴레이트, 셀로판, 폴리에테르설폰, 노르보르넨 수지 등의 필름을 단독으로 혹은 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있고, 베이스 필름(10)과 동일 재질의 것을 사용할 수 있다. 커버 필름(40)도 베이스 필름(10)과 동일한 특성을 가지는 것이 바람직하고, 그와 같은 관점에서 광투과율이 80% 이상이고, 두께가 10 내지 400 ㎛인 폴리에스테르 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.
다음, 경화 단계에서는 코팅층(30)을 광경화 장치(50)로 광경화시켜 경화된 투명 필름을 형성한다. 광 경화는 바람직하게는 자외선 조사에 의해 수행될 수 있다. 즉, 광경화 장치(50)는 자외선 조사 장치일 수 있다. 예를 들어, 투명 베이스 필름(10) 및/또는 투명 커버 필름(40)을 통해, 코팅층(30)의 적어도 한쪽의 면부터 자외선이 조사될 수 있다. 이와 같은 자외선 조사는 자외선 램프를 사용해서 자외선을 발생시키고, 그 자외선을 조사함으로써 달성될 수 있다.
자외선 램프로는 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 펄스형 크세논 램프, 크세논/수은 혼합 램프, 저압 살균 램프, 무전극 램프 등을 사용할 수 있다. 이들 자외선 램프 중에서 메탈할라이드 램프 혹은 고압 수은 램프가 바람직하다. 조사 조건은 각각의 램프 조건에 따라 다르지만, 조사 노광량이 20 내지 10,000 mJ/㎠ 정도인 것이 바람직하고, 100 내지 10,000 mJ/㎠ 정도인 것이 보다 바람직하다.
자외선 램프에는 광에너지의 유효 이용을 위한 타원형, 포물선형, 확산형 등의 반사판을 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 냉각 대상으로서 열 차단 필터를 장착해도 좋다.
또한, 자외선의 조사 부분에는 가열/냉각장치를 구비하는 것이 바람직하다. 이 가열/냉각장치에 의해 자외선 램프에서 발생하는 열과 합쳐서 적층체를 가열/냉각하고, 자외선 조사에 의해 광경화성 수지를 경화시키는 온도(T)를 제어함으로써, 투명 베이스 필름(10) 등의 열변형을 억제할 수 있다. 냉각방식으로서는 공냉 방식, 수냉 방식 등의 공지의 방법이 있다.
자외선 조사에 의해 광경화성 수지를 경화시키는 온도(T)는 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)의 유리전이온도(Tg)에 대해, 식: 20℃≤T≤Tg로 표시되는 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)이 2축 연신법에 의해 제조된 필름인 경우, 자외선 조사에 의해 광경화성 수지를 경화시키는 온도(T)는 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)의 유리전이온도(Tg) 및 용융온도(Tm)에 대해, 식: Tg+50℃≤T<Tm으로 표시되는 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 투명 베이스 필름(10)과 투명 커버 필름(40)은 광경화 시 혹은 경화 후의 기복 등의 열변형의 억제를 효율적으로 행하기 위해 동일한 소재인 것이 보다 바람직하다.
자외선 조사에 의한 광경화성 수지를 경화시키는 온도(T)가 20℃ 미만이면, 광경화성 수지의 경화속도가 매우 늦어져 막대한 자외선 조사량이 필요해지기 때문에, 생산성에 지장을 초래하게 되어 바람직하지 않다. 또한, 경화온도(T)가 Tg<T<Tg+50℃의 범위 내에서는, 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)에서의 열수축의 발생과 함께 광경화성 수지와의 선팽창계수(CTE)의 차이가 증대하고, 특히 폭 방향 필름 단부에 기복이 현저하게 발생하므로 바람직하지 않다. 경화온도(T)를 20℃≤T≤Tg의 범위 내로 설정함으로써, 투명 베이스 필름(10), 투명 커버 필름(40) 및 광경화성 수지의 선팽창계수(CTE)의 차이에 의한 기복이나 변형이 억제되며, 제조시의 제품 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(20)이 2축 연신법에 의해 제조된 경우, 경화온도(T)가 Tg+50℃≤T<Tm의 범위 내에서는, 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)의 열수축이 발생하는데, 결과적으로 광경화성 수지와의 변형량의 차이가 축소되는 경향이 나타나며, 특히 폭 방향 필름 단부의 기복이 억제된다. 한편, 경화온도(T)가 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)의 용융온도(Tm) 이상인 경우, 투명 베이스 필름(10) 혹은 투명 커버 필름(40)의 용융 파단이 생기기 때문에, 투명 필름의 제조 자체가 곤란해진다.
또한, 자외선 경화반응은 라디칼 반응이기 때문에, 산소에 의한 저해를 받으므로, 자외선 조사 존, 즉 투명 베이스 필름(10) 및 투명 커버 필름(40)에 의해 좁혀지고, 캐스팅된 원료의 액상 광경화성 수지의 표면에서는 산소 농도를 1% 이하로 하는 것이 바람직하며, 0.1% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 산소 농도를 작게 하기 위해서는, 투명 베이스 필름(10) 등의 표면에 공공(빈 구멍)이 없고, 산소 투과율이 적은 필름을 채용할 필요가 있다.
이와 같이, 코팅층(30)을 경화시켜 제품인 투명 필름으로 형성하는데, 원료에 용제 등의 휘발성분을 거의 함유하지 않기 때문에, 코팅 두께와 동등한 두께의 투명 필름이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 광경화 후에 절단 공정을 포함하지 않을 수 있다. 기존에는 광경화 후 경화수축에 의해 적층체의 폭 방향 양쪽 단부에 형성된 기복 부분을 제거하기 위해 적층체의 폭 방향 양쪽 단부를 절단 슬릿 장치로 절단 제거하였으나, 본 발명에서는 코팅 폭 조절 및 보호 필름/접착 필름 합지 등을 통해 기복 현상을 줄이거나 최소화할 수 있어서, 절단 공정을 굳이 수행하지 않아도 된다.
다음, 제1박리 단계에서는 커버 필름(40)을 박리한다. 커버 필름(40)의 박리는 제6롤(105), 제7롤(106) 및 제8롤(107)에 의해 이루어질 수 있다. 박리는 권취 기구를 가지고, 박리시의 속도 및 장력을 제어하는 기구를 가지는 장치에 의해 행하는 것이 바람직하다. 박리 속도는 필름의 이송 속도와 동일할 수 있다. 박리 각도는 예를 들어 70 내지 90도, 74 내지 86도, 또는 77 내지 83도일 수 있다.
다음, 제2합지 단계에서는 커버 필름(40)이 박리된 투명 필름 상부에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름(60)을 합지한다. 제1보호 필름 또는 제1접착 필름(60)의 합지는 제9롤(108), 제10롤(109) 및 제11롤(110)에 의해 이루어질 수 있다.
제1보호 필름(60)은 투명한 필름일 수 있고, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아세테이트, 아크릴, 불화비닐, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아릴레이트, 셀로판, 폴리에테르설폰, 노르보르넨 수지 등의 필름을 단독으로 혹은 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 제1보호 필름(60)의 광투과율은 80% 이상일 수 있고, 두께는 10 내지 400 ㎛일 수 있다.
제1접착 필름(60)은 광학적 투명 접착제(OCA) 필름일 수 있다. OCA 필름은 아크릴계 OCA 필름 등일 수 있다. 제1접착 필름(60)의 광투과율은 80% 이상일 수 있고, 두께는 10 내지 400 ㎛일 수 있다.
다음, 제2박리 단계에서는 베이스 필름(10)을 박리한다. 베이스 필름(10)의 박리는 제12롤(111), 제13롤(112) 및 제14롤(113)에 의해 이루어질 수 있다.
이와 같이, 베이스 필름(10) 및 커버 필름(40)의 순차적 박리를 통해, 박리 시에 제품인 투명 필름의 손상을 방지하고 박리를 용이하게 할 수 있다. 베이스 필름(10) 및 커버 필름(40)을 동시에 박리할 경우, 투명 필름이 깨지는 등 투명 필름의 손상이 발생한 것을 확인하였다.
다음, 제3합지 단계에서는 베이스 필름(10)이 박리된 투명 필름 하부에 제2보호 필름 또는 제2접착 필름(70)을 합지한다. 제2보호 필름 또는 제2접착 필름(70)의 합지는 제15롤(114), 제16롤(115) 및 제17롤(116)에 의해 이루어질 수 있다.
제2보호 필름(70)은 제1보호 필름(60)과 동일한 재질과 광투과율 및 두께를 가질 수 있다. 제2접착 필름(70)은 제1접착 필름(60)과 동일한 재질과 광투과율 및 두께를 가질 수 있다.
이와 같이, 투명 필름의 양면에 보호 필름/접착 필름을 합지함으로써, 기복 현상을 줄이거나 최소화할 수 있다. 투명 필름의 폭 방향 양쪽 단부에 기복 현상이 어느 정도 있더라도, 보호 필름/접착 필름(60, 70)이 투명 필름을 양쪽에서 눌러 주기 때문에, 기복 현상이 줄어들거나 최소화될 수 있다. 특히, OCA와 같은 접착 필름은 접착성과 복원성 등을 갖기 때문에 기복 현상을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
다음, 권취 단계에서는 투명 필름 상부 및 하부 각각에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름(60) 및 제2보호 필름 또는 제2접착 필름(70)이 합지된 투명 필름 적층체(80)를 권취한다. 투명 필름 적층체(80)의 권취는 제18롤(117) 및 제19롤(118)에 의해 이루어질 수 있다.
한편, 필요에 따라, 투명 필름 적층체를 권취하기 전에, 광경화성 수지에 의해 형성된 투명 필름의 물성이나 품질을 연속적으로 측정(물성 평가)할 수 있다. 이에 따라 제조에서 제품의 품질관리까지의 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. 측정에 사용되는 물성 평가장치로서는, 적외흡수장치에 의한 반응율 측정장치, 분광 광도계에 의한 광투과율 측정장치, 레이저 반사에 의한 표면 결함 검출장치, 레이저 변위계의 의한 필름 두께 검출장치 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 제조장치의 설치환경으로서는, 이물 혼입 등의 염려가 있기 때문에, 클린 룸(clean room) 환경이 바람직하지만, 장치주위의 이물 혼입 등의 배기 및 흡기 환경이 구비되어 있으면 충분하다.
본 발명은 광경화성 수지를 사용해 0.4 mm 이하의 얇은 광학용 필름 등을 연속적으로 제조할 경우에 유효하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조되는 투명 필름에는 투명성, 표면경도, 내열성, 평활성이 요구되는 분야의 것이 많고, 구체적으로는 렌즈, 디스플레이 기판, 광 도파로, 태양전지 기판, 광 디스크 등의 다양한 용도에 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의해 제조된 투명 필름은 액정 디스플레이, 터치패널, 투명전극이 달린 필름, 렌즈시트 등의 광학 필름, 투명기판 등으로서 바람직하게 사용될 수 있다. 특히, 플렉시블 디스플레이 윈도우 커버용 필름으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 투명 필름의 총 두께는 0.01~0.5 mm, 0.03~0.3 mm, 또는 0.05~0.2 mm일 수 있다. 투과율은 80~100%, 85~97%, 또는 90~94%일 수 있다. 헤이즈는 1% 이하, 0.7% 이하, 또는 0.4% 이하일 수 있다. 비중은 1.15~1.45, 1.2~1.4, 또는 1.25~1.35일 수 있다. 수분 흡습율은 1~3%, 1.3~2.5%, 또는 1.5~2.3%일 수 있다. 연필경도는 3H~11H, 4H~10H, 또는 5H~9H일 수 있다. 내스크래치성은 스틸 울(# 0000 steel wool)을 이용하여 1kgf의 하중으로 긁었을 경우에 스크래치가 최초로 발생한 긁은 횟수로서 3,000회 이상, 4,000회 이상, 또는 5,000회 이상일 수 있다. 내지문성은 접촉각(물방울의 내각)으로서 90도 이상, 100도 이상, 또는 110도 이상일 수 있다.
[실시예]
도 1의 제조공정도 및 상술한 제조공정에 따라, 코팅 단계, 제1합지 단계, 경화 단계, 제1박리 단계, 제2합지 단계, 제2박리 단계, 제3합지 단계, 권취 단계를 거쳐 투명 필름 적층체를 제조하되, 코팅층의 폭을 베이스 필름의 폭 대비 약 90%로 되도록 코팅함으로써, 별도의 절단 공정 없이 투명 필름 적층체를 제조하였다.
표 1 및 2는 제조된 투명 필름인 E-GLass(Flexible glass) 필름의 물성표(TDS: Technical Data Sheet)를 나타낸 것이다. 표에서 AF는 Anti-Fouling(지문 방지)을 의미하고, 무기재는 기재 없이 제조한 경우를 의미한다.
평가항목 단위 테스트방법 기재 타입
E75 E100 E120AG
총 두께 mm 두께 측정기 0.075 0.1 0.12
투과율 % 투과율 측정기 92 92 92
헤이즈 % 헤이즈 측정기 ↓0.4 ↓0.4 ↓0.4
비중 - JIS K7112 시험규격 1.3 1.3 1.3
수분흡습율 % JIS K7209 시험규격 2.3 2.3 1.5~2.0
연필경도 - 경도 측정기
(750gf 하중)		 5H 7H 6H
내스크래치 평가
(AF코팅 시행 이후)		 Times # 0000 Steel Wool,
1kgf		 ≥8,000 ≥8,000 ≥5,000
내지문(지문방지) 코팅
(AF코팅 시행 이후)		 ° 접촉각
(물방울의 내각 측정)		 ≥110 ≥110 ≥110
내화학성 - 유기용제,
산(Acid) 환경 시험
23℃, 24h		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음
평가항목 단위 테스트방법 기재 타입 무기재 타입
E200 E50
총 두께 mm 두께 측정기 0.2 0.05
투과율 % 투과율 측정기 92 92
헤이즈 % 헤이즈 측정기 ↓0.4 ↓0.4
비중 - JIS K7112 시험규격 1.3 1.3
수분흡습율 % JIS K7209 시험규격 1.5~2.0 2.3
연필경도 - 경도 측정기
(750gf 하중)		 9H 5H
내스크래치 평가
(AF코팅 시행 이후)		 Times # 0000 Steel Wool,
1kgf		 ≥5,000 ≥8,000
내지문(지문방지) 코팅
(AF코팅 시행 이후)		 ° 접촉각
(물방울의 내각 측정)		 ≥110 ≥110
내화학성 - 유기용제,
산(Acid) 환경 시험
23℃, 24h		 이상
없음		 이상
없음
또한, 제조된 필름을 육안 및 전자주사현미경(SEM) 등을 이용하여 확인한 결과, 코팅 폭 조절 및 보호 필름/접착 필름(OCA 필름)의 합지를 통해, 휨과 일그러짐과 같은 기복 현상이 거의 없었다.
또한, 베이스 필름 및 커버 필름의 순차적 박리를 통해, 박리 시에 투명 필름의 손상이 없었고, 박리가 용이하였다. 반면에, 베이스 필름 및 커버 필름을 동시에 박리한 경우, 투명 필름이 깨지는 손상이 발생한 것을 확인하였다.
10: 베이스 필름, 20: 코팅 장치, 30: 코팅층, 40: 커버 필름, 50: 광경화 장치, 60: 제1보호 필름 또는 제1접착 필름, 70: 제2보호 필름 또는 제2접착 필름, 80: 투명 필름 적층체, 90: 칸막이, 100 내지 118: 제1롤 내지 제19롤

Claims (5)

  1. 연속적으로 이송되는 베이스 필름 상부에 광경화성 수지 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
    코팅층 상부에 커버 필름을 합지하는 단계;
    코팅층을 광경화시켜 경화된 투명 필름을 형성하는 단계;
    커버 필름을 박리하는 단계;
    커버 필름이 박리된 투명 필름 상부에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름을 합지하는 단계;
    베이스 필름을 박리하는 단계;
    베이스 필름이 박리된 투명 필름 하부에 제2보호 필름 또는 제2접착 필름을 합지하는 단계;
    투명 필름 상부 및 하부 각각에 제1보호 필름 또는 제1접착 필름 및 제2보호 필름 또는 제2접착 필름이 합지된 투명 필름 적층체를 권취하는 단계를 포함하며,
    코팅층의 폭이 베이스 필름의 폭 대비 80 내지 98%로 되도록 코팅하고,
    광경화 후에 절단 공정을 포함하지 않으며,
    제1보호 필름 및 제2보호 필름은 투명한 필름이고,
    제1접착 필름 및 제2접착 필름은 광학적 투명 접착제(OCA) 필름인 투명 필름 적층체의 제조방법.
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