KR20080012341A - 아크릴레이트 블렌드 층을 포함하는 광학체 및 광학체의제조 방법 - Google Patents

아크릴레이트 블렌드 층을 포함하는 광학체 및 광학체의제조 방법 Download PDF

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티모시 제이. 헤브린크
스티븐 에이. 존슨
크리스토퍼 제이. 덕스
케빈 엠. 해머
테렌스 디. 니빈
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

다층 광학체가 개시된다. 광학체는 폴리에스테르를 포함하는 광학 필름을 포함하며, 제1 스킨층은 폴리에스테르 광학 필름의 적어도 한 면 상에 배치되고, 박리성 스킨층은 제1 스킨층 상에 배치된다. 몇몇 실시 형태에서, 제1 스킨층은 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함한다. 그러한 광학체의 제조 방법이 또한 개시된다.
광학체, 광학 필름, 스킨층, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 중합체

Description

아크릴레이트 블렌드 층을 포함하는 광학체 및 광학체의 제조 방법{OPTICAL BODIES AND METHOD OF MAKING OPTICAL BODIES INCLUDING ACRYLATE BLEND LAYERS}
본 발명은 아크릴레이트 블렌드 층을 포함하는 광학체 및 광학체의 제조 방법에 관한 것이다.
중합체성 광학 필름이 매우 다양한 용도로 사용된다. 중합체성 필름의 특정 용도는 미러 및 편광기를 포함한다. 그러한 반사성 필름은, 예를 들어 액정 디스플레이에서 백라이트와 함께 사용된다. 편광 필름은, 흡수될 수도 있는 편광된 광의 재활용을 위하여 사용자와 백라이트 사이에 위치되며, 그럼으로써 휘도를 증가시킬 수 있다. 미러 필름(mirror film)은 백라이트 뒤에 배치되어 광을 사용자를 향해 반사할 수 있으며, 그럼으로써 휘도를 향상시킨다. 이들 중합체성 광학 필름은 흔히 경량이고 파손에 대한 저항력을 가지면서 반사성이 극도로 높다. 따라서, 이 필름은 이동 전화, 개인 휴대용 정보 단말기(personal data assistant), 휴대용 컴퓨터, 데스크탑 모니터 및 텔레비전에 배치된 액정 디스플레이(LCD)와 같은 소형 전자 디스플레이(compact electronic display)에서 반사기 및 편광기로서 사용하기에 적합하다. 이들 편광 필름의 다른 용도는, 예컨대 태양 에너지 조절을 포함한다.
편광기 또는 미러 필름의 생성에 유용한 한 가지 중합체류는 본 발명에 참고로 포함된 미국 특허 제5,825,543호 및 제5,867,316호와 국제출원공개 WO 99/36262호 및 WO 97/32226호에 기술되어 있는 폴리에스테르이다. 폴리에스테르 기재 편광기의 일례는 상이한 조성의 폴리에스테르 층들의 스택(stack)을 포함한다. 이러한 층들의 스택의 하나의 형상은 복굴절성 층들의 제1 세트 및 등방성 굴절률을 갖는 층들의 제2 세트를 포함한다. 제2 세트의 층들은 복굴절성 층들과 교대로 배치되어 광 반사를 위한 일련의 경계면을 형성한다.
중합체성 광학 필름이 유리한 광학적 및 물리적 특성을 가질 수 있지만, 그러한 몇몇 필름에서의 한 가지 제한 사항은 상당한 온도 변동에 노출될 때의 필름의 치수 불안정성일 수 있다. 이러한 치수 불안정성에 의해, 필름이 팽창 및 수축될 때 필름에 주름이 형성될 수 있다. 그러한 치수 불안정성은 온도가 대략 80℃에 가까워지거나 그를 초과할 때 특히 일반적일 수 있다. 몇몇 필름이 고온 및 다습 조건, 예를 들어 60℃ 및 70% 상대 습도 조건의 사이클을 겪을 때 뒤틀림이 또한 관찰될 수도 있다.
몇몇 중합체성 광학 필름의 다른 제한 사항은 이 필름이 정전하를 방출하지 못한다는 것이다. 중합체성 광학 필름 상의 정전하는 그러한 필름을 포함하는 광학 장치 조립체에 유해할 수 있으며, 백라이트 디스플레이 내의 다른 필름 또는 유리에 대한 정전기 인력을 야기할 수 있다. 백라이트 디스플레이 내의 다른 필름 또는 유리에 대한 정전기 인력은 때로는 원형 음영 또는 휘도 변화로서 나타나는 시각적 결함을 야기할 수도 있다. 더구나, 다수의 정전기 방출 물질은 중합체성 광학 필름 물질과 상용성이 아니다.
몇몇 중합체성 광학 필름의 다른 제한 사항은, 백라이트 디스플레이 내의 형광 전구로부터의 UV 광에 장시간 동안 노출될 때 필름이 열화되는 경향이 있다는 것이다. 이들 광학 필름은 UV 광에 의해 유발되는 열화로 바람직하지 못하게 황색으로 될 수 있다.
발명의 개요
본 발명은 광학체 및 광학체의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층(skin layer) 및 박리성(strippable) 스킨층을 포함하는 폴리에스테르 광학체와, 그러한 광학체를 제조하는 공압출 방법에 관한 것이다.
광학체의 예시적인 일 실시 형태는 폴리에스테르를 포함하는 광학 필름, 폴리에스테르 광학 필름 상에 배치되는 압출된 내부 스킨층, 및 내부 스킨층 상에 배치되는 압출된 박리성 스킨층을 포함한다. 압출된 내부 스킨층은 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 혼화가능하다. 다른 실시 형태에서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 혼화가능하지 않거나 실질적으로 불혼화성이며, 제2 중합체는 굴절률이 1.45 내지 1.53 범위이다. 추가의 예시적인 실시 형태에서, 제2 중합체는 정전기 방지 중합체일 수도 있다. 스킨층은 광 안정제 및/또는 광 흡수제를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시 형태는 광학체의 제조 방법을 포함한다. 이 방법은 폴리에스테르를 포함하는 광학층을 제1 스킨층 및 제1 박리성 스킨층과 함께 공압출하는 단계를 포함한다. 제1 스킨층은 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함한다. 제1 스킨층은 광학층과 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되어 광학 필름을 형성한다. 몇몇 실시 형태에서, 광학 필름은 이축 배향된다. 박리성 스킨층은 바람직할 경우 선택적으로 스킨층으로부터 제거될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 첨부된 도면과 관련하여 고려하면 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성 및 배열된 광학체의 일 실시 형태의 개략 측면도.
도 2는 본 발명에 따라 구성 및 배열된 광학체의 다른 실시 형태의 개략 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 광학체의 형성을 위한 예시적인 시스템의 평면도.
하기 설명은, 여러 도면에서 유사한 요소들에 유사한 방식으로 번호가 부여된 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 도면은 축척대로 도시될 필요는 없으며, 선택된 예시적 실시 형태를 도시하고, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아니다. 구성, 치수 및 재료의 예가 다양한 요소에 대하여 예시되어 있지만, 당업계의 숙련자라면 다수의 제공된 예들이 이용될 수 있는 적합한 대안을 가짐을 인지할 것이다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는, 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 근사치이며, 이 근사치는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업계의 숙련자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
중량 퍼센트, 중량을 기준으로 한 퍼센트, 중량%, %wt 등은 물질의 중량을 조성물의 중량으로 나누고 이것에 100을 곱한 것으로서 상기 물질의 농도를 지칭하는 동의어들이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 예를 들어, "하나의 층"(a layer)을 포함하는 구성을 참조하는 것은 1개, 2개 또는 그 이상의 층을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
본 발명은 일반적으로 광학체 및 광학체의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 및 박리성 스킨층을 포함하는 폴리에스테르 광학체와, 그러한 광학체를 제조하는 공압출 방법에 관한 것이다. 개시된 예시적 광학 필름은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층을 사용하면 개선된 광학적, 물리적 및/또는 기계적 특성을 가질 수 있다.
다수의 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 광학 필름이 뒤틀림에 대한 저항력을 갖는 것을 돕는다. 환언하면, 광학 필름의 뒤틀림은 개시된 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층을 광학 필름에서 사용함으로써 감소될 수 있다. 개시된 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 치수 면에서 안정한 것으로 간주되는데, 이는 개시된 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층이 전형적으로 광학 필름의 뚜렷한 뒤틀림을 야기하는 상승된 온도, 상승된 습도, 또는 이 둘 모두와 같은 조건 하에서 실질적으로 뒤틀리지 않기 때문이다.
혼화성, 불혼화성 또는 실질적으로 불혼화성인 중합체를 폴리아크릴레이트 스킨층 내로 블렌딩하거나 혼합하는 것에 의해, 열 사이클(thermal cycling)에 노출될 때 광학 필름의 뒤틀림 또는 좌굴에 대한 개선된 저항력이 제공된다. 게다가, 폴리아크릴레이트의 낮은 굴절률은, 과도한 헤이즈(haze)를 생성함이 없이 거의 정합되는 굴절률을 갖는 본질적으로 정전기 방지성인 중합체와의 블렌딩을 허용한다. 몇몇 실시 형태에서, 이들 정전기 방지 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 불혼화성이거나 실질적으로 불혼화성이다. 다른 실시 형태에서, 이들 정전기 방지 중합체는 혼화성일 수도 있다.
폴리아크릴레이트 기재 블렌드는 자외광(UV light) 흡수 대역 에지가 작으며, 따라서 폴리아크릴레이트는 UV 열화로부터의 보호가 용이하다. 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 UV 흡수제(UVA)가 로딩되면, 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 아래에 놓인 폴리에스테르 광학 필름을 보호한다. UVA 첨가제는 예를 들어 트라이아졸, 트라이아진 및 벤조트라이아졸을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, UVA 첨가제는 티누빈(Tinuvin) 1577(휘발성이 낮고 다양한 중합체와의 상용성이 큰 트라이아진), 티누빈 405(높은 열안정성 및 광내구성(photo-permanence)을 나타내는 트라이아진), 및 CGL-139(탁월한 광내구성 및 다양한 물질 내로의 높은 용해성을 나타내는 적색-편이(red-shifted) 벤조트라이아졸)를 포함하며, 이들 모두는 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 입수가능하다.
폴리아크릴레이트 기재 블렌드 스킨층은 또한 많은 유리한 물리적 특성을 가진다. 폴리아크릴레이트 기재 블렌드 스킨층은 표면 반사를 감소시킬 수 있고 그에 따라 광학 필름의 광 투과율을 개선시킬 수 있는 보다 낮은 굴절률을 갖는다. 폴리아크릴레이트 기재 블렌드 스킨층은 필름 코팅 및 기타 기재에 대한 개선된 부착성을 가진다. 폴리아크릴레이트 기재 블렌드 스킨층은 개선된 긁힘 저항성(scratch resistance)을 가진다.
다수의 실시 형태에서, 폴리에스테르 광학 필름은 폴리아크릴레이트 스킨층의 열 열화 없이 폴리아크릴레이트 스킨층과 공압출될 수는 없다. 그러나, 외부 스킨층(예를 들어, 박리성 스킨층)과 폴리아크릴레이트 스킨층의 공압출은 폴리아크릴레이트 스킨층이 열 열화되지 않도록 하는 것으로 밝혀졌다. 외부 스킨층은 그 후 스킨층으로부터 제거되어 유리한 특성을 가진, 폴리아크릴레이트(또는 폴리아크릴레이트 블렌드) 스킨층을 갖는 폴리에스테르 광학 필름을 드러낼 수 있는데, 이러한 유리한 특성 중 몇몇은 상기에 설명되어 있다.
이제 본 발명의 다양한 일반적인 실시 형태를 도시하는 도 1 및 도 2를 참조한다. 도 1에서, 광학체(10)는 광학 필름(12), 스킨층(14) 및 박리성 층(16)을 포함한다. 도 2는 광학체(10)의 다른 실시 형태를 도시한다. 광학체는 2개의 스킨층(14) 사이에 배치된 광학 필름(12)을 포함한다. 박리성 층(16)은 각각의 스킨층(14) 상에 배치된다. 도 1 및 도 2에 도시된 설명을 위한 예에서의 3개의 층은 광학 필름층(12)이 되는 가장 두꺼운 층, 그 다음 두께인 스킨층(14) 및 박리성 층(16)을 도시한다. 그러나, 이 층들(12, 14, 16)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 다른 상대적 두께를 갖도록 구성될 수 있다. 이들 다양한 구성 요소는 본 발명의 광학체의 제조 방법과 함께 이하에 설명되어 있다.
다양한 광학 필름이 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 다수의 실시 형태에서, 광학 필름은 광범위한 대역폭에 걸쳐 반사율이 큰 다층 필름(모두 복굴절성 광학층으로 구성되든지, 일부가 복굴절성 광학층으로 구성되든지, 또는 모두 등방성 광학층으로 구성되든지 간에)을 포함하는 다층 광학 필름, 및 연속/분산 상 광학 필름이다. 이들 광학 필름은 예를 들어 편광기 및 미러를 포함한다. 일반적으로, 정반사성 및 확산 반사성 특징이 보편적이지는 않지만, 다층 광학 필름은 정반사성일 수 있으며, 연속/분산 상 광학 필름은 확산 반사성일 수 있다(예를 들어, 미국 특허 제5,867,316호에 기술된 다층 확산 반사성 편광기 참조). 이들 광학 필름은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명에서 유용한 적합한 중합체성 광학 필름을 총망라하여 열거하려는 것은 아니다.
다층 반사성 편광기 광학 필름 및 연속/분산 상 편광기 광학 필름 둘 모두는 적어도 하나의 편광 배향의 광을 선택적으로 반사하기 위하여 적어도 두 가지의 상이한 물질들(예를 들어, 중합체들) 사이의 굴절률 차이에 의존적이다. 적합한 확산 반사성 편광기는 본 발명에 참고로 포함된 미국 특허 제5,825,543호에 기술된 연속/분산 상 반사성 편광기 광학 필름과, 본 발명의 참고로 포함된 미국 특허 제5,867,316호에 기술된 확산 반사성 편광기 광학 필름을 포함한다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 다른 광학 필름으로는 다층 반사성 편광기 필름, 예를 들어 미국 특허 제5,882,774호 및 제6,352,761호와, 국제출원공개 WO95/17303호, WO95/17691호, WO95/17692호, WO95/17699호, WO96/19347호 및 WO99/36262호에 기술된 것 등이 있으며, 이들 모두는 본 발명에 참고로 포함된다. 몇몇 실시 형태에서, 광학 필름은 매우 크거나 존재하지 않는 브루스터 각도(Brewster angle)(p-편광된 광의 반사율이 0으로 되는 각도)을 갖는 중합체 층들의 다층 스택이다. 광학 필름은 다층 미러 또는 편광기로 제조될 수 있으며, 상기 다층 미러 또는 편광기의 p-편광된 광에 대한 반사율은 입사각에 따라 서서히 감소하거나, 입사각과 관계가 없거나, 입사각이 수직으로부터 멀어질수록 증가한다. 그러한 다층 반사성 편광기의 구매가능한 형태는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠(3M)에 의해 듀얼 브라이트니스 인핸스드 필름(Dual Brightness Enhanced Film, DBEF)으로 시판되고 있다. 다층 반사성 광학 필름은 본 명세서에서 광학 필름 구조체 및 본 발명의 광학 필름의 제조 및 사용 방법을 예시하기 위한 예로서 사용된다. 본 명세서에 설명된 구조체, 방법 및 기술은 다른 유형의 적합한 광학 필름에 채용 및 적용될 수 있다.
적합한 다층 반사성 광학 필름은 일축 또는 이축 배향된 복굴절성의 제1 광학층을 제2 광학층과 교대로 배치함으로써(예를 들어, 개재시킴으로써) 제조할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 광학층은 이 배향된 층의 평면내 굴절률들 중 하나와 대략 동일한 등방성 굴절률을 가진다. 2개의 상이한 광학층 사이의 경계면은 광 반사 평면을 형성한다. 2개의 층의 굴절률이 대략 동일한 방향과 평행한 평면 내에서 편광된 광은 실질적으로 투과될 것이다. 2개의 층이 상이한 굴절률을 갖는 방향과 평행한 평면 내에서 편광된 광은 적어도 부분적으로 반사될 것이다. 반사율은 층들의 개수를 증가시키거나, 제1 층과 제2 층 사이의 굴절률의 차이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 일반적으로, 다층 광학 필름은 2 내지 5000개의 광학층, 또는 25 내지 2000개의 광학층, 또는 50 내지 1500개의 광학층, 또는 75 내지 1000개의 광학층을 가진다. 복수의 층을 갖는 필름은 광학적 두께가 상이한 층들을 포함하여 소정 범위의 파장에 걸친 필름의 반사율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 필름은 (예컨대, 수직 입사광에 대해) 개별적으로 조정되는 층들의 쌍을 포함하여 특정 파장을 갖는 광의 최적 반사를 달성할 수다. 또한, 단일 다층 스택만이 설명될 수도 있지만, 다층 광학 필름은 이후에 조합되어 필름을 형성하는 다수의 스택들로부터 제조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 설명된 다층 광학 필름은 미국 특허 제6,827,886호 및 미국 특허 출원 공개 제2001/0013668호에 따라 제조할 수 있으며, 이 둘 모두는 본 발명에 참고로 포함된다.
편광기는 일축 배향된 제1 광학층을, 이 배향된 층의 평면내 굴절률들 중 하나와 대략 동일한 등방성 굴절률을 갖는 제2 광학층과 조합함으로써 제조할 수 있다. 대안적으로는, 둘 모두의 광학층을 복굴절성 중합체로부터 형성하고, 단일 평면내 방향의 굴절률들이 대략적으로 동일해지도록 다중 연신 공정(multiple draw process)에서 배향시킨다. 2개의 광학층 사이의 경계면은 광의 한 편광을 위한 광 반사 평면을 형성한다. 2개의 층의 굴절률이 대략 동일한 방향과 평행한 평면 내에서 편광된 광은 실질적으로 투과될 것이다. 2개의 층이 상이한 굴절률을 갖는 방향과 평행한 평면 내에서 편광된 광은 적어도 부분적으로 반사될 것이다. 등방성 굴절률 또는 작은 평면내 복굴절률(예를 들어, 대략 0.07 이하)을 가진 제2 광학층을 갖는 편광기에 있어서, 제2 광학층의 평면내 굴절률(nx 및 ny)은 제1 광학층의 하나의 평면내 굴절률(예를 들어, ny)과 대략 동일하다. 따라서, 제1 광학층의 평면내 복굴절률은 다층 광학 필름의 반사율을 나타내는 것이다. 전형적으로, 평면내 복굴절률이 클수록 다층 광학 필름의 반사율이 더 우수한 것으로 밝혀졌다. 제1 광학층 및 제2 광학층의 평면외 굴절률(nz)이 동일하거나 거의 동일할 경우(예를 들어, 차이가 0.1 이하, 또는 차이가 0.05 이하), 다층 광학 필름은 더 작은 이탈 각도의 색(off-angle color)을 또한 가진다. 이탈 각도 색은 다층 광학 필름의 평면에 수직인 각도 이외의 각도에서의 불균일한 광 투과에 기인한다.
미러는 적어도 하나의 일축 복굴절성 물질을 사용하여 제조할 수 있으며, 여기서 2개의 굴절률(전형적으로 x축 및 y축을 따름, 또는 nx 및 ny)은 대략 동일하며, 제3 굴절률(전형적으로 z축을 따름, 또는 nz)과는 상이하다. x축 및 y축은, 이들이 다층 필름 내의 주어진 층의 평면을 나타낸다는 점에서 평면내 축으로서 정의되며, 각각의 굴절률 nx 및 ny는 평면내 굴절률로 지칭된다. 일축 복굴절 시스템을 생성하는 한 가지 방법은 다층 중합체성 필름을 이축 배향(2개의 축을 따라 신장)하는 것이다. 인접 층들이 상이한 응력-유발된 복굴절성을 가질 경우, 다층 필름의 이축 배향은 두 축 모두와 평행한 평면에 있어서 인접 층들의 굴절률 간의 차이로 이어지며, 이는 둘 모두의 편광 평면들의 광 반사로 이어진다. 일축 복굴절성 물질은 양 또는 음의 일축 복굴절률을 가질 수 있다. 양의 일축 복굴절은 z 방향으로의 굴절률(nz)이 평면내 굴절률(nx 및 ny)보다 클 때 일어난다. 음의 일축 복굴절은 z 방향으로의 굴절률(nz)이 평면내 굴절률(nx 및 ny)보다 작을 때 일어난다. n1z가 n2x = n2y = n2z의 정합을 위하여 선택되고 다층 필름이 이축 배향될 경우, p-편광된 광에 대한 브루스터 각도가 전혀 존재하지 않고, 따라서 모든 입사각에 대한 반사율이 일정하다. 2개의 상호 수직인 평면내 축으로 배향되는 다층 필름은 층의 개수, f-비, 굴절률 등에 따라 이례적으로 큰 백분율의 입사광을 반사할 수 있으며, 매우 효율적인 미러이다. 또한, 미러는 평면내 굴절률들이 상당히 상이한 일축 배향된 층들의 조합을 사용하여 제조할 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 제1 광학층은 일축 또는 이축 배향된 복굴절성 중합체 층이다. 이축 배향은 동시에 또는 순차적으로 성취될 수 있다. 제1 광학층의 복굴절성 중합체는 신장될 때 큰 복굴절성을 나타낼 수 있도록 선택될 수 있다. 용도에 따라, 복굴절성은 필름의 평면 내의 두 직교 방향들 사이, 하나 이상의 평면내 방향들 사이 및 필름 평면에 수직인 방향, 또는 이들의 조합에서 나타날 수 있다. 제1 중합체는 신장 후 복굴절성을 유지하여, 원하는 광학적 특성이 완성된 필름에 부여되도록 하여야 한다. 제2 광학층은 복굴절성이고 일축 또는 이축 배향된 중합체 층일 수 있거나, 제2 광학층은 배향 후 제1 광학층의 굴절률들 중 적어도 하나와 상이한 등방성 굴절률을 가질 수 있다. 유리하게는, 제2 중합체는 신장될 때 복굴절성을 거의 나타내지 않거나 전혀 나타내지 않거나, 반대(opposite sense)(양 - 음 또는 음 - 양)의 복굴절성을 나타내어, 그의 필름 평면 굴절률은 완성된 필름에서 제1 중합체의 굴절률과 가능한 한 많이 상이해지도록 한다. 다수의 용도에 있어서, 제1 중합체와 제2 중합체 둘 모두 당해 필름에 있어서 목적 대역폭 내에서 임의의 흡수 대역을 갖지 않는 것이 유리하다. 따라서, 대역폭 내의 모든 입사광은 반사되거나 투과된다. 그러나, 몇몇 용도에 있어서, 제1 및 제2 중합체 중 하나 또는 둘 모두는 특정 파장을 전적으로 또는 부분적으로 흡수하는 것이 유용할 수도 있다.
다층 광학 필름의 제1 및 제2 광학층과, 임의의 선택적인 비-광학층은 일반적으로 예를 들어 폴리에스테르와 같은 중합체로 구성된다. "중합체"라는 용어는 단일중합체 및 공중합체와, 혼화성 블렌드에서 형성될 수도 있는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 발명의 다층 광학 필름에서 사용하기 위한 폴리에스테르는 일반적으로 카르복실레이트 및 글리콜 서브유닛을 포함하며, 카르복실레이트 단량체 분자와 글리콜 단량체 분자의 반응에 의해 생성된다. 각각의 카르복실레이트 단량체 분자는 2개 이상의 카르복실산 또는 에스테르 작용기를 가지며, 각각의 글리콜 단량체 분자는 2개 이상의 하이드록시 작용기를 가진다. 카르복실레이트 단량체 분자는 모두 동일할 수도 있거나, 2개 이상의 상이한 유형의 분자가 존재할 수도 있다. 이와 동일한 것이 글리콜 단량체 분자에 적용된다. "폴리에스테르"라는 용어 내에 또한 포함되는 것은 글리콜 단량체 분자와, 탄산의 에스테르의 반응으로부터 유도되는 폴리카르보네이트이다.
폴리에스테르 층의 카르복실레이트 서브유닛의 형성에 사용하기에 적합한 카르복실레이트 단량체 분자는, 예를 들어 2,6-나프탈렌 다이카르복실산 및 그 이성체; 테레프탈산; 아이소프탈산; 프탈산; 아젤라산; 아디프산; 세바식산; 노르보르넨 다이카르복실산; 바이-사이클로옥탄 다이카르복실산; 1,6-사이클로헥산 다이카르복실산 및 그 이성체; t-부틸 아이소프탈산, 트라이멜리트산, 설폰화 아이소프탈산나트륨; 4,4' -바이페닐 다이카르복실산 및 그 이성체; 및 이들 산의 저급 알킬 에스테르, 예를 들어 메틸 또는 에틸 에스테르를 포함한다. 이와 관련하여, "저급 알킬"이라는 용어는 C1-C10의 직쇄 또는 분지형 알킬기를 말한다.
폴리에스테르 층의 글리콜 서브유닛의 형성에 사용하기에 적합한 글리콜 단량체 분자는 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 1,4-부탄다이올 및 그 이성체; 1,6-헥산다이올; 네오펜틸 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 다이에틸렌 글리콜; 트라이사이클로데칸다이올; 1,4-사이클로헥산다이메탄올 및 그 이성체; 노르보르난다이올; 바이사이클로-옥탄다이올; 트라이메틸올 프로판; 펜타에리트리톨; 1,4-벤젠다이메탄올 및 그 이성체; 비스페놀 A; 1,8-다이하이드록시 바이페닐 및 그 이성체; 및 1,3-비스 (2-하이드록시에톡시)벤젠을 포함한다.
일 실시 형태에서, 제1 광학층은 예를 들어 나프탈렌 다이카르복실산과 에틸렌 글리콜의 반응에 의해 제조될 수 있는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN)는 제1 중합체로서 선택된다. PEN은 큰 양의 응력 광학 계수를 가지며, 신장 후 복굴절성을 효과적으로 유지하고, 가시광 범위 내에서 흡수가 거의 없거나 전혀 없다. 또한, PEN은 등방 상태에서 큰 굴절률을 가진다. 550 ㎚ 파장의 편광된 입사광에 있어서의 그의 굴절률은, 편광 평면이 신장 방향과 평행할 때 약 1.64로부터 약 1.9만큼 크게 증가한다. 분자 배향의 증가에 의해 PEN의 복굴절성이 증가한다. 분자 배향은 보다 큰 신장비로 물질을 신장시키고, 다른 신장 조건은 고정한 채 유지함으로써 증가시킬 수도 있다. 제1 광학층에 유용한 다른 폴리에스테르는 고유 점도(intrinsic viscosity)가 0.74 dL/g인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이며, 이는 이스트맨 케미칼 컴퍼니(Eastman Chemical Company)(미국 테네시주 킹스포트 소재)로부터 입수가능하다. 제1 광학층으로서 적합한 다른 반결정질 폴리에스테르는, 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN), 폴리헥사메틸렌 나프탈레이트(PHN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 및 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트(PHT)를 포함한다. 제1 광학층에 적합한 물질은 PEN, PBN, PHN, PET, PBT 또는 PHT의 공중합체를 포함한다. 적합한 제1 광학층 중합체의 일례는 90 몰%의 다이메틸 나프탈렌 다이카르복실레이트 및 10 몰%의 다이메틸 테레프탈레이트로부터 유도되는 카르복실레이트 서브유닛과, 100 몰%의 에틸렌 글리콜 서브유닛으로부터 유도되는 글리콜 서브유닛을 가지며, 고유 점도(IV)가 0.48 dL/g인 coPEN을 포함한다. 굴절률은 대략 1.63이다. 이 중합체는 본 명세서에서 저융점(low melt) PEN (90/10)으로서 지칭된다. 제1 광학층으로서 유용한 추가의 물질이 예를 들어 미국 특허 제6,268,961호, 제6,352,761호, 제6,352,762호, 제6,498,683호, 제6,830,713호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 본 발명에 참고로 포함된다.
제2 광학층 중합체는, 완성된 필름에서 적어도 한 방향으로의 굴절률이 동일한 방향으로의 제1 광학층의 굴절률과 상당히 상이해지도록 선택될 수 있다. 중합체 물질은 전형적으로 분산성이기 때문에, 즉 굴절률이 파장에 따라 달라지기 때문에, 이들 조건은 목적하는 특정 스펙트럼 대역폭 견지에서 고려되어야 한다. 전술한 논의로부터, 제2 광학층 중합체의 선택은 당해 다층 광학 필름의 의도되는 용도뿐만 아니라, 제1 광학층 중합체에 대한 선택과, 처리 조건에도 의존적임이 이해될 것이다.
제2 광학층은 유리 전이 온도가 제1 광학층 중합체의 유리 전이 온도와 양립가능하고 굴절률이 제1 광학층 중합체의 등방성 굴절률과 유사한 다양한 중합체로부터 제조될 수 있다. 제2 광학층에 적합한 물질은 PEN, PBN, PHN, PET, PHT 또는 PBT의 공중합체를 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 이들 공중합체는 20 내지 100 몰%의 제2 카르복실레이트 서브유닛, 예를 들어 나프탈레이트(coPEN 또는 coPBN의 경우) 또는 테레프탈레이트(coPET 또는 coPBT의 경우) 서브유닛, 및 0 내지 80 몰%의 제2 공단량체 카르복실레이트 서브유닛인 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 이 공중합체는 또한 40 내지 100 몰%의 제2 글리콜 서브유닛, 예를 들어 에틸렌(coPEN 또는 coPET의 경우) 또는 부틸렌(coPBN 또는 coPBT의 경우), 및 0 내지 60 몰%의 제2 공단량체 글리콜 서브유닛인 글리콜 서브유닛을 포함한다. 적어도 약 10 몰%의 조합된 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛이 제2 공단량체 카르복실레이트 또는 글리콜 서브유닛이다.
몇몇 실시 형태에서, 제2 광학층은 미국 델라웨어주 윌밍튼 소재의 이네오스 아크릴릭스, 인크.(Ineos Acrylics, Inc.)로부터 상표명 CP71 및 CP80으로 입수가능한 것과 같은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 단일중합체, 또는 유리 전이 온도가 PMMA보다 낮은 폴리에틸 메타크릴레이트(PEMA)의 단일중합체를 포함한다. 추가의 제2 광학층 중합체는 PMMA의 공중합체(coPMMA), 예를 들어 75 중량%의 메틸메타크릴레이트(MMA) 단량체 및 25 중량%의 에틸 아크릴레이트(EA) 단량체로부터 제조되는 coPMMA(이네오스 아크릴릭스, 인크.로부터 상표명 퍼스펙스(Perspex) CP63으로 입수가능함), MMA 공단량체 단위와 n-부틸 메타크릴레이트(nBMA) 공단량체 단위로 형성되는 coPMMA, 또는 PMMA와 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF)의 블렌드, 예를 들어 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 솔베이 폴리머즈, 인크.(Solvay Polymers, Inc.)로부터 상표명 솔레프(Solef) 1008로 입수가능한 것을 포함한다.
추가의 제2 광학층 중합체는 폴리올레핀 공중합체, 예를 들어 다우-듀퐁 엘라스토머즈(Dow-Dupont Elastomers)로부터 상표명 인게이지(Engage) 8200으로 입수가능한 폴리 (에틸렌-코-옥텐)(PE-PO), 미국 텍사스주 댈러스 소재의 피나 오일 앤드 케미칼 컴퍼니(Fina Oil and Chemical Co.)로부터 상표명 Z9470으로 입수가능한 폴리 (프로필렌-코-에틸렌)(PPPE), 및 미국 유타주 솔트 레이크 시티 소재의 헌츠맨 케미칼 코포레이션(Huntsman Chemical Corp.)으로부터 상표명 렉스플렉스(Rexflex) W111로 입수가능한, 어탁틱(atatctic) 폴리프로필렌(aPP)과 아이소탁틱(isotatctic) 폴리프로필렌(iPP)의 공중합체를 포함한다. 또한, 제2 광학층은 작용화된 폴리올레핀, 예를 들어 선형 저밀도 폴리에틸렌-g-말레산 무수물(LLDPE-g-MA), 예컨대 미국 델라웨어주 윌밍튼 소재의 이.아이. 듀퐁 드 네모와 앤드 컴퍼니, 인크.(E.I. duPont de Nemours & Co., Inc.)로부터 상표명 바이넬(Bynel) 4105로 입수가능한 것으로부터 제조될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 편광기의 경우 광학층의 조합은 PEN/co-PEN, PET/co-PEN, PET/co-PET, PEN/sPS, PEN/Eastar 및 PET/Eastar를 포함하며, 여기서 Eastar는 이스트맨 케미칼 컴퍼니로부터 구매가능한 폴리사이클로헥산다이메틸렌 테레프탈레이트이고, sPs는 신디오탁틱(syndiotatic) 폴리스티렌을 말한다.
몇몇 실시 형태에서, 미러의 경우 광학층의 조합은 PET/coPMMA, PEN/PMMA 또는 PEN/coPMMA, PET/ECDEL, PEN/ECDEL, PEN/sPS, PEN/THV 및 PEN/co-PET를 포함하며, 여기서 ECDEL은 이스트맨 케미칼 컴퍼니로부터 구매가능한 열가소성 폴리에스테르이고, THV는 쓰리엠 컴퍼니로부터 구매가능한 플루오로중합체이다. PMMA는 폴리메틸 메타크릴레이트를 말하며, PETG는 제2 글리콜(일반적으로 사이클로헥산다이메탄올)이 이용되는 PET의 공중합체를 말한다. sPS는 신디오탁틱 폴리스티렌을 말한다.
다수의 실시 형태에서, 광학 필름은 얇다. 적합한 필름은 다양한 두께의 필름을 포함하지만, 특히 약 380 마이크로미터(15 밀(mil)) 미만의 두께, 또는 약 250 마이크로미터(10 밀) 미만의 두께, 또는 약 180 마이크로미터(7 밀) 미만의 두께의 필름을 포함한다.
제1 및 제2 광학층 외에도, 다층 광학 필름은 선택적으로 하나 이상의 비-광학층, 예를 들어 하나 이상의 내부 비-광학층, 예컨대 광학층의 패킷(packet) 사이의 보호 경계층을 포함한다. 비-광학층은 다층 필름에 구조를 제공하거나 다층 필름을 처리 동안 또는 처리 후 상해 또는 손상으로부터 보호하기 위하여 사용될 수 있다. 비-광학층은 임의의 적절한 재료의 것일 수도 있으며, 광학 스택에서 사용되는 재료들 중 하나와 동일할 수 있다. 물론, 선택된 재료는 광학 스택의 광학적 특성에 유해한 광학적 특성을 갖지 않는 것이 중요하다. 다수의 실시 형태에서, 제1 광학층, 제2 광학층 및 비-광학층의 중합체들은 이들이 유동 교란 없이 공압출될 수 있도록 유사한 유동학적 특성(예를 들어, 용융 점도)을 갖도록 선택된다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 광학층 및 기타 비-광학층은 유리 전이 온도 Tg가 제1 광학층의 유리 전이 온도보다 낮거나 약 40℃ 이하로 더 높을 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 광학층 및 비-광학층의 유리 전이 온도는 제1 광학층의 유리 전이 온도보다 낮다.
비-광학층의 두께는 개개의 제1 광학층 및 제2 광학층 중 적어도 하나의 두께의 적어도 4배, 또는 적어도 10배일 수 있으며, 적어도 100배일 수 있다. 비-광학층의 두께는 다층 광학 필름이 특정 두께를 갖게 되도록 선택될 수 있다.
상기에 설명된 바와 같이, 다층 광학 스택은 유의하고 바람직한 광학적 특성을 제공할 수 있지만, 기계적 특성, 광학적 특성 또는 화학적 특성일 수도 있는 다른 특성들은 광학 스택의 성능의 저하 없이 광학 스택 그 자체에서 제공되기는 어렵다. 그러한 특성들은 광학 스택 그 자체의 일차적인 광학적 기능에 기여하지 않으면서 이들 특성들을 제공하는 하나 이상의 층을 포함시킴으로써 광학 스택에 제공될 수도 있다. 이들 층들은 전형적으로 광학 스택의 주 표면 상에 제공되기 때문에, 이들 층은 흔히 "스킨층"으로 공지되어 있다.
본 발명의 전형적인 예시적 실시 형태에서, 스킨층은 아크릴레이트 중합체(폴리아크릴레이트)와 다른 중합체의 혼합물을 포함하여 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층을 형성한다. 상기에 설명된 바와 같이, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 많은 유용한 특성을 제공할 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 원하는 파장 범위 내의 광에 대하여 보통 통과성 또는 투과성이거나 실질적으로 통과성 또는 투과성이다.
폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층(들)은 압출될 수 있도록 선택될 수 있으며, 고온에서의 처리 후 통과성인 채로 유지되며, 적어도 약 -30℃ 내지 85℃의 온도에서 실질적으로 안정하다. 다수의 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 보통 가요성이지만, -30℃ 내지 85℃의 온도 범위에 걸쳐 길이 또는 폭 면에서 상당하게 팽창되지는 않는다. 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층이 이 온도 범위에 걸쳐 팽창할 경우, 이 팽창은 필름이 과도한 주름을 나타내지 않도록 실질적으로 균일하다. 몇몇 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 일차 성분으로서 55 내지 200℃, 또는 85 내지 160℃의 유리 전이 온도(Tg)를 나타내는 폴리아크릴레이트 물질을 포함한다.
폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 두께는 용도에 따라 달라질 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 두께가 약 2 내지 250 마이크로미터(0.1 내지 10 밀)이거나, 두께가 약 12 내지 200 마이크로미터(0.5 내지 8 밀)이거나, 두께가 약 25 내지 180 마이크로미터(1 내지 7 밀)이다.
폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 폴리아크릴레이트의 단일중합체 및/또는 공중합체와, 이 폴리아크릴레이트와 상이한 제2 중합체의 혼합물을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 혼화가능하다. 다른 실시 형태에서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 불혼화성이거나 실질적으로 불혼화성이다. 이들 불혼화성 실시 형태에서, 제2 중합체는 굴절률 값이 0.05 또는 0.04 또는 0.03, 또는 0.02 또는 0.01의 폴리아크릴레이트 굴절률 값 이내일 수 있다. 몇몇 불혼화성 실시 형태에서, 제2 중합체의 굴절률은 1.45 내지 1.53 또는 1.46 내지 1.51 범위이다. 제2 중합체는 임의의 유용한 중합체, 예를 들어 정전기 방지 중합체, 다른 중합체 층에의 부착성 개선을 위한 작용화된 공중합체, 및 개선된 내충격성을 위한 탄성중합체일 수 있다.
제2 중합체는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에서 임의의 유용한 수준으로 사용될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 재료의 1 내지 40 중량%, 또는 1 내지 30 중량%의 범위로, 또는 5 내지 20 중량%로 존재할 수 있다.
유용한 정전기 방지 물질은, 예를 들어 폴리에테르 공중합체(예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜), 시바 스페셜티 케미칼즈로부터의 이르가스탓(Irgastat)™ P18, 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 암파셋(Ampacet)으로부터의 LR-92967, 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 토멘 아메리카 인크.(Tomen America Inc.)로부터의 펠레스탓(Pelestat)™ NC6321 및 펠레스탓™ NC7530, 및 이온 중합체, 예를 들어 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 노베온, 인크.(Noveon, Inc.)에 의해 제조된 정전기 분산 중합체 블렌드(예를 들어, 스탓-라이트(Stat-Rite)™ 중합체 제품)를 포함하며, 추가의 정전기 방지 중합체는 펠레스탓 300(산요 케미칼즈(Sanyo Chemicals)로부터 입수가능함), 펠레스탓 303, 펠레스탓 230, 펠레스탓 6500, 스탓라이트 M809(노베온으로부터 입수가능함), 스탓라이트 x5201, 스탓라이트 x5202, 이르가스탓 P16(시바 케미칼즈로부터 입수가능함)을 포함한다.
몇몇 예시적 실시 형태에서, 정전기 방지 물질은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 재료의 대략 1 내지 30 중량%의 수준으로, 또는 5 내지 20 중량%로 사용될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 미국 델라웨어주 윌밍튼 소재의 이네오스 아크릴릭스, 인크.로부터 상표명 CP71 및 CP80으로 입수가능한 것, 또는 아토하스 노쓰 아메리카, 인크.(Atohass North America, Inc.)로부터 상표명 VO44로 입수가능한 것과 같은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 단일중합체, 또는 유리 전이 온도가 PMMA보다 낮은 폴리에틸 메타크릴레이트(PEMA)의 단일중합체를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 PMMA의 공중합체(coPMMA), 예를 들어 75 중량%의 메틸메타크릴레이트(MMA) 단량체 및 25 중량%의 에틸 아크릴레이트(EA) 단량체로부터 제조된 coPMMA(이네오스 아크릴릭스, 인크.로부터 상표명 퍼스펙스 CP63으로 입수가능함), 또는 MMA 공단량체 단위 및 n-부틸 메타크릴레이트(nBMA) 공단량체 단위로 형성된 coPMMA를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 PMMA와 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF)의 혼합물 또는 블렌드, 예를 들어 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 솔베이 폴리머즈, 인크.로부터 상표명 솔레프 1008로 입수가능한 것을 포함한다. 게다가, PMMA의 작용화된 공중합체, 예를 들어 엘바사이트(Elvacite) 2044(루사이트(Lucite)로부터 입수가능함), 엘바사이트 2045(루사이트로부터 입수가능함), 엘바사이트 2895, 엘바사이트 4026, 및 엘바사이트 4400은 PMMA 또는 PMMA의 다른 공중합체와 블렌딩되어 물리적 특성, 예를 들어 가요성, 내충격성 및 다른 중합체 층에의 부착성을 개선시킬 수 있다.
특정한 일 실시 형태에서, 광학 필름은 PEN 또는 coPEN을 포함하며, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 PMMA를 포함한다. 다른 특정한 실시 형태에서, 광학 필름은 PET 또는 coPET를 포함하며, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 coPMMA를 포함한다. 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌을 포함하는 박리성 스킨층은 어느 하나의 실시 형태의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 상에 배치될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 UV광 흡수제(UVA) 및/또는 장애 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)를 포함한다. UV광 흡수제는 구조체의 광분해를 야기할 수 있는 UV 에너지를 경쟁적으로 흡수함으로써 기능할 수 있다. 매우 다양한 자외광 흡수 화합물이 구매가능하며, 이는 예를 들어 벤조페논(미국 뉴저지주 웨스터 피터슨 소재의 사이텍 인더스트리.(Cytec Indus.)로부터 상표명 사이어소브(Cyasorb)로 입수가능함) 및 트라이아진(시바 스페셜티 케미칼즈로부터 상표명 티누빈으로 입수가능함)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, UV광 흡수제는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 중량을 기준으로 0.25% 내지 10%, 또는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 중량을 기준으로 1% 내지 5%의 양으로 존재한다.
대안적으로, 또는 UVA 외에도, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 장애 아민 광 안정제(HALS)를 포함할 수 있다. 매우 다양한 HALS가 구매가능하며, 이는 예를 들어 시바 스페셜티 케미칼즈로부터의 상표명 티누빈 또는 치마소브(Chimassorb), 또는 그레이트 레이크 케미칼 코포레이션(Great Lake Chemical Corp.)으로부터의 상표명 로우일라이트(Lowilite)의 것을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, HALS는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 중량을 기준으로 0.25% 내지 10%, 또는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 중량을 기준으로 1% 내지 5%의 양으로 존재한다.
폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 광을 확산하도록 형성될 수 있다. 확산 특성은 본질적으로 확산성인 중합체 물질을 사용함으로써, 제조 동안 또는 추가의 처리 동안 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 상에 확산 패턴을 부여함으로써, 예를 들어 공압출 동안 거친 박리성 스킨층(이하에 설명됨)을 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 적용함으로써 성취될 수 있다. 또한, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에서의 광 확산 특징은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 작은 입자의 혼입에 의해, 또는 폴리아크릴레이트 스킨층 내의 공극화를 유발하는 첨가제를 이용하여 성취될 수 있다.
거친 박리성 스킨층에 의해 또는 입자의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에의 첨가에 의해 형성된 거칠게 된 표면은 필름의 마찰 계수를 낮춤으로써 필름이 유리 또는 다른 강성 필름과 같은 인접 표면에 부착하는 경향을 감소시킬 수 있다. 인접 표면에의 필름의 부착의 감소에 의해 필름 뒤틀림에 기여할 수도 있는 필름에 대한 추가의 제약(예를 들어, 인접 유리 또는 필름의 표면)의 영향이 제거되거나 감소된다.
다수의 용도에 있어서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 상에 배치된 희생 보호 스킨을 포함하는 것이 바람직할 수도 있으며, 여기서 이 스킨층(들)과 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 사이의 경계면 부착은 스킨층이 사용 전에 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층으로부터 박리될 수 있도록 조절된다. 몇몇 실시 형태에서, 이들 희생 스킨이 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 대하여 충분한 부착성을 가질 경우, 스킨층이 필름의 검사 후 재적용될 수 있는 것이 유익하다. 이들 박리성 스킨층은 보관 및 운송 동안 아래에 놓인 광학체를 보호하는 데 사용될 수 있다. 박리성 스킨층은 광학 필름의 사용 이전에 제거될 수 있다. 박리성 스킨층은 코팅, 압출, 또는 기타 적합한 방법에 의해 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 상에 배치될 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 박리성 스킨층은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층과의 공압출에 의해 형성된다. 박리성 스킨층이 수동으로 또는 기계적으로 제거될 때까지 정위치로 유지되도록 박리성 스킨층은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 대하여 충분한 부착성을 갖는 (바람직할 경우 접착제를 이용하여 또는 접착제 없이) 임의의 보호 중합체 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 적합한 물질은 예를 들어 폴리올레핀을 포함하며, 몇몇 실시 형태에서, 저융점 및 저결정도의 폴리올레핀, 예를 들어 신디오탁틱 폴리프로필렌의 공중합체(예를 들어, 토탈 페트로케미칼(Total Petrochemical)로부터의 피나플라스(Finaplas) 1571), 프로필렌 및 에틸렌의 공중합체(예를 들어, 토탈 페트로케미칼로부터의 PP8650), 또는 에틸렌 옥텐 공중합체(예를 들어, 다우(Dow)로부터의 어피니티(Affinity) PT 1451)를 포함한다. 선택적으로, 폴리올레핀 물질들의 혼합물이 박리성 스킨층에 이용될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 박리성 스킨 물질은 시차 주사 열량계(differential scanning calorimetry, DSC) 측정에 따르면 융점이 80℃ 내지 145℃ 이거나, 바람직할 경우 융점이 90℃ 내지 135℃ 이다. 스킨층 수지는 본 명세서에 참고로 포함된 ASTM D1238-95("압출 가소도계에 의한 열가소성 물질의 유동률"(Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer)에 따라 측정할 때, 230℃의 온도 및 21.6 N의 힘에서 용융 유동 지수가 7 내지 18 g/10분, 또는 10 내지 14 g/10분일 수 있다.
다수의 실시 형태에서, 박리성 스킨층이 제거될 때, 박리성 스킨층 또는 사용될 경우 임의의 관련된 접착제로부터의 잔류 물질은 전혀 존재하지 않을 것이다. 몇몇 실시 형태에서, 박리성 스킨층은 두께가 적어도 12 마이크로미터이다. 선택적으로, 박리성 스킨층은 염료, 안료, 또는 기타 착색 물질을 포함하여서 박리성 스킨층이 광학체 상에 존재하는지의 여부의 관찰이 용이해지도록 한다. 이는 광학체의 적절한 사용을 용이하게 할 수 있다. 다른 물질이 박리성 스킨층 내로 블렌딩되어 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에의 부착성을 개선시킬 수 있다. 비닐 아세테이트 또는 말레산 무수물을 포함하는 개질된 폴리올레핀은 박리성 스킨층의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에의 부착성의 개선에 특히 유용할 수도 있다.
몇몇 예시적 실시 형태에서, 하나 이상의 박리성 스킨층의 재료는 이 스킨층(들)의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에의 부착력이 적어도 0.8 g/㎝(2 g/in) 이상의 박리력을 특징으로 하거나, 1.6 g/㎝(4 g/in), 1.9 g/㎝(5 g/in), 3.9 g/㎝(10 g/in) 또는 5.9 g/㎝(15 g/in) 또는 그 이상의 박리력을 특징으로 하도록 선택될 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 광학체는 39.4 g/㎝(100 g/in) 또는 심지어 47.2 g/㎝(120 g/in)만큼 큰 박리력을 특징으로 할 수 있다. 다른 예시적인 실시 형태에서, 광학체는 19.7 g/㎝(50 g/in), 13.8 g/㎝(35 g/in), 11.8 g/㎝(30 g/in) 또는 9.8 g/㎝(25 g/in) 또는 그 이하의 박리력을 특징으로 할 수 있다. 몇몇 예시적인 구현예에서, 부착력은 0.8 g/㎝(2 g/in) 내지 47.2 g/㎝(120 g/in), 1.6 g/㎝(4 g/in) 내지 19.7 g/㎝(50 g/in), 1.9 g/㎝(5 g/in) 내지 13.8 g/㎝(35 g/in), 또는 5.9 g/㎝(15 g/in) 내지 9.8 g/㎝(25 g/in) 범위일 수 있다. 다른 예시적인 실시 형태에서, 부착력은 다른 적합한 범위 이내일 수 있다. 몇몇 용도에 있어서 47.2 g/㎝(120 g/in) 초과의 박리력이 허용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태를 특징짓는 데에 사용될 수 있는 박리력은 하기와 같이 측정할 수 있다. 특히, 본 발명의 시험 방법은 광학 필름(예를 들어, 다층 필름, 폴리카르보네이트 등)으로부터 박리성 스킨층을 제거하는 데 필요한 박리력을 측정하는 절차를 제공한다. 시험 스트립은 광학 필름에 부착된 박리성 스킨층을 포함하는 광학체로부터 절단해 낸다. 이 스트립은 전형적으로 폭이 약 2.5 ㎝(1")이며, 길이가 약 15.2 ㎝(6") 초과이다. 스트립은 환경적 에이징(aging) 특성(예를 들어, 고온, 고온 다습, 냉, 열-충격)에 대하여 미리 조절될(pre-conditioned) 수도 있다. 전형적으로, 이 샘플은 시험 이전에 약 24시간보다 긴 시간 동안 드웰링(dwell)하여야 한다. 이어서 2.5 ㎝(1") 스트립은, 예를 들어 양면 테이프(예를 들어, 쓰리엠으로부터 입수가능한 스카치(Scotch)™ 양면 테이프)를 사용하여 강성 플레이트에 적용하고, 플레이트/시험-스트립 조립체를 박리 시험기 플래튼(peel-tester platen) 상에서 정위치로 고정한다. 이어서, 박리성 스킨의 선단 에지를 광학 필름으로부터 분리하여 박리력 시험기 로드셀에 연결된 정착부에 클램핑한다. 이어서, 플레이트/시험-스트립 조립체를 보유한 플래튼을 약 228.6 ㎝/분(90 인치/분)의 일정한 속도로 로드셀로부터 멀리 운반하여, 박리성 스킨층을 기재인 광학 필름으로부터 약 180도 각도로 효과적으로 박리시킨다. 플래튼이 클램프로부터 멀리 이동함에 따라, 박리성 스킨층을 필름으로부터 박리시키는 데 필요한 힘은 로드셀에 의해 감지되고 마이크로프로세서에 의해 기록된다. 이어서, 박리에 필요한 힘은 5초에 걸친 정상 상태 이동(바람직하게는 박리를 시작할 때의 초기 충격은 무시함)을 평균하여 기록한다.
박리성 스킨층(들)에 사용하기에 적합한 다른 물질은, 예를 들어 플루오로중합체, 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 플루오로중합체(ETFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), PMMA의 공중합체(또는 coPMMA) 및 PVDF의 공중합체, 또는 쓰리엠(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)으로부터 입수가능한 임의의 THV 또는 PFA 물질을 포함한다. 처리 조제(processing aid), 예를 들어 다이나마르(Dynamar)(쓰리엠으로부터 입수가능함) 또는 글리콜루브(Glycolube)(미국 뉴저지주 페어 론 소재의 론자 코포레이션(Lonza Corporation)으로부터 입수가능함)는 박리성 스킨층의 해제 특성을 향상시킬 수도 있다.
일반적으로, 박리성 스킨층(들)에 사용하기에 적합한 물질은 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌 및 개질 폴리프로필렌을 포함한다. 지방족 폴리올레핀이 사용될 수 있다. 폴리프로필렌의 하나의 적합한 군은 폴리에스테르 및 아크릴 물질에 대하여 특히 낮은 부착성을 나타내고 다층 광학 필름의 제조에 통상 사용되는 고밀도 폴리프로필렌을 포함한다. 프로필렌 및 에틸렌과 공중합체를 포함하여 폴리에틸렌 및 그의 공중합체가 또한 유용할 수도 있다. 다른 예시적 물질은 폴리메틸펜텐, 사이클릭 올레핀 공중합체, 예를 들어 티코나 엔지니어링 폴리머즈(Ticona Engineering Polymers)(미국 켄터키주 플로렌스 소재)로부터 입수가능한 토파스(Topas), 올레핀과, 말레산 무수물, 아크릴산 또는 글리시딜 메타크릴레이트와의 공중합체, 또는 듀퐁 코포레이션(미국 델라웨어주 윌밍튼 소재)으로부터 입수가능한 임의의 하이트렐(Hytrel)(열가소성 폴리에스테르 탄성중합체) 또는 바이넬(Bynel)(개질된 에틸렌 비닐 아세테이트) 물질을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시 형태에서 유용할 수도 있는 신디오탁틱 및 어탁틱 비닐 방향족 중합체는 폴리(스티렌), 폴리(알킬 스티렌), 폴리(스티렌 할라이드), 폴리(알킬 스티렌), 폴리(비닐 에스테르 벤조에이트), 및 이들의 수소화된 중합체 및 혼합물, 또는 이들 구조 단위를 포함하는 공중합체를 포함한다. 폴리(알킬 스티렌)의 예로는 폴리(메틸 스티렌), 폴리(에틸 스티렌), 폴리(프로필 스티렌), 폴리(부틸 스티렌), 폴리(페닐 스티렌), 폴리(비닐 나프탈렌), 폴리(비닐스티렌)을 포함하며, 폴리(아세나프탈렌)이 언급될 수도 있다. 폴리(스티렌 할라이드)에 관해서는, 예에는 폴리(클로로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 및 폴리(플루오로스티렌)이 포함된다. 폴리(알콕시 스티렌)의 예에는 폴리(메톡시 스티렌), 및 폴리(에톡시 스티렌)이 포함된다. 이들 예 중에서, 특히 바람직한 스티렌 그룹 중합체로는 폴리스티렌, 폴리(p-메틸 스티렌), 폴리(m-메틸 스티렌), 폴리(p-tert-부틸 스티렌), 폴리(p-클로로스티렌), 폴리(m-클로로 스티렌), 폴리(p-플루오로 스티렌)이 있으며, 스티렌 및 p-메틸 스티렌의 공중합체가 언급될 수도 있다. 또한, 신디오탁틱 비닐-방향족 기 공중합체의 공단량체로서, 상기에 설명된 스티렌 그룹 중합체의 단량체 외에도, 올레핀 단량체, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 헥센, 또는 옥텐; 다이엔 단량체, 예를 들어 부타다이엔, 아이소프렌; 극성 비닐 단량체, 예를 들어 사이클릭 다이엔 단량체, 메틸 메타크릴레이트, 말레산 무수물, 또는 아크릴로니트릴이 언급될 수도 있다.
또한, 지방족 코폴리에스테르 및 지방족 폴리아미드가 박리성 경계층에 유용한 재료일 수도 있다. 폴리에스테르 중합체 및 공중합체에 관해서는, 이산은 테레프탈산, 아이소프탈산, 프탈산, 모든 이성체형 나프탈렌다이카르복실산 (2,6-, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,7-, 및 2,8-), 바이벤조산, 예를 들어 4,4'-바이페닐 다이카르복실산 및 그 이성체, 트랜스-4,4'-스틸벤 다이카르복실산 및 그 이성체, 4,4'-다이페닐 에테르 다이카르복실산 및 그 이성체, 4,4'-다이페닐설폰 다이카르복실산 및 그 이성체, 4,4'-벤조페논 다이카르복실산 및 그 이성체, 할로겐화 방향족 다이카르복실산, 예를 들어 2-클로로테레프탈산 및 2,5-다이클로로테레프탈산, 다른 치환된 방향족 다이카르복실산, 예를 들어 tert-부틸 아이소프탈산 및 설폰화 아이소프탈산나트륨, 사이클로알칸 다이카르복실산, 예를 들어 1,4-사이클로헥산다이카르복실산 및 그 이성체, 및 2,6-데카하이드로나프탈렌 다이카르복실산 및 그 이성체, 이환식 또는 다환식 다이카르복실산(예를 들어, 다양한 이성체형 노르보르난 및 노르보르넨 다이카르복실산, 아다만탄 다이카르복실산, 및 바이사이클로-옥탄 다이카르복실산), 알칸 다이카르복실산(예를 들어, 세바식산, 아디프산, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아젤라산, 및 도데칸 다이카르복실산), 및 융합 고리 방향족 탄화수소(예를 들어, 인덴, 안트라센, 페난트렌, 벤조나프텐, 플루오렌 등)의 임의의 이성체형 다이카르복실산으로부터 선택될 수 있다. 대안적으로는, 이들 단량체의 알킬 에스테르, 예를 들어 다이메틸 테레프탈레이트가 사용될 수도 있다.
적합한 다이올 공단량체는 선형 또는 분지형 알칸 다이올 또는 글리콜(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로판다이올, 예를 들어 트라이메틸렌 글리콜, 부탄다이올, 예를 들어 테트라메틸렌 글리콜, 펜탄다이올, 예를 들어 네오펜틸 글리콜, 헥산다이올, 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올 및 고급 다이올), 에테르 글리콜(예를 들어, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 및 폴리에틸렌 글리콜), 사슬형(chain)-에스테르 다이올, 예를 들어 3-하이드록시-2,2-다이메틸프로필-3-하이드록시-2 ,2-다이메틸 프로파노에이트, 사이클로알칸 글리콜, 예를 들어 1,4-사이클로헥산다이메탄올 및 그 이성체 및 1,4-사이클로헥산다이올 및 그 이성체, 이환식 또는 다환식 다이올(예를 들어, 다양한 이성체형 트라이사이클로데칸 다이메탄올, 노르보르난 다이메탄올, 노르보르넨 다이메탄올, 및 바이사이클로-옥탄 다이메탄올), 방향족 글리콜(예를 들어, 1,4-벤젠다이메탄올 및 그 이성체, 1,4-벤젠다이올 및 그 이성체, 비스페놀, 예를 들어 비스페놀 A, 2,2'-다이하이드록시 바이페닐 및 그 이성체, 4,4'다이하이드록시메틸 바이페닐 및 그 이성체, 및 1,3-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠 및 그 이성체), 및 이들 다이올의 저급 알킬 에테르 또는 다이에테르, 예를 들어 다이메틸 또는 다이에틸 다이올을 포함하지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시 형태에서, 하나 이상의 박리성 스킨층은 거친 박리성 스킨층 또는 스킨층들이다. 거친 박리성 스킨층은 상기에 설명된 바와 같이 거친 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 표면의 형성을 도울 수 있다. 이들 목적 및 관련 목적은 연속 상 및 분산 상의 제조를 위한 물질을 주의깊게 선택하여, 광학층 및/또는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 제조에 사용되는 물질들 중 적어도 일부와의 그의 상용성을 보장함으로써 성취될 수 있음이 밝혀졌다. 몇몇 실시 형태에서, 거친 박리성 스킨층의 연속 상은 원하는 기간 동안 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 부착되어 유지되도록 결정도가 낮거나 충분히 비결정성이다.
다수의 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층(들)의 인접 표면 또는 표면들에의 거친 박리성 스킨층의 부착 정도와, 표면 조도는 더 결정성이거나 덜 결정성인 물질 중에 더 부착성이거나 덜 부착성인 물질을 블렌딩함으로써, 또는 후속 처리 단계를 통하여 하나 이상의 물질에서의 결정의 형성을 촉진함으로써 원하는 범위 내로 조정할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 부착성이 상이한 두 가지 이상의 상이한 물질들이 거친 박리성 스킨층의 연속 상 내로 포함되는 공동-연속 상(co-continuous phase)으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 거친 박리성 스킨층에 인접한 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 표면 내로 거친 텍스처(texture)를 부여하여 부착성에 영향을 주기 위하여, 결정도가 상대적으로 높은 물질, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 폴리카프로락톤이 거친 박리성 스킨층 내로 블렌딩될 수 있다. 박리성 스킨 조성물 중 하나 이상의 상의 결정화 속도를 조정하기 위하여 핵화제도 거친 박리성 스킨층 내로 블렌딩될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 안료, 염료 또는 기타 착색제가 스킨층의 시감도(visibility) 개선을 위하여 거친 박리성 스킨의 재료에 첨가될 수 있다.
거친 박리성 스킨층의 표면 조도는 상이한 물질들, 예를 들어 중합체 물질, 무기 물질, 또는 이 둘 모두를 분산 상 내로 혼합 또는 블렌딩함으로써 유사하게 조정할 수 있다. 게다가, 분산 상 대 연속 상의 비는 표면 조도 및 부착성의 조절을 위하여 조정될 수 있으며, 사용되는 특정 물질에 따라 달라질 것이다. 따라서, 한 가지, 두 가지 또는 그 이상의 중합체가 연속 상으로서 기능하는 반면, 중합체일 수 있거나 중합체가 아닐 수 있는 한 가지, 두 가지 또는 그 이상의 물질은 표면 텍스처의 부여에 적합한 표면 조도를 분산 상에 제공한다. 연속 상의 한 가지 이상의 중합체는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 재료에의 원하는 부착성을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, HDPE는 박리성 스킨 부착성의 개선을 위한 저결정도 폴리(에틸렌 옥텐)(PE-PO)과 함께 표면 조도의 개선을 위한 저결정도 신디오탁틱 폴리프로필렌(sPP) 내로 블렌딩될 수 있다.
분산 상이 결정화될 수 있을 경우, 박리성 스킨층 또는 스킨층들의 조도는 이 상을 적절한 압출 처리 온도, 혼합 정도에서 결정화하고 급냉함으로써, 그리고 핵화제, 예를 들어 방향족 카르복실산 염(벤조산나트륨); 다이벤질리덴 소르비톨(DBS), 예를 들어 밀리켄 앤드 컴퍼니(Milliken & Company)로부터의 밀라드(Millad) 3988; 및 소르비톨 아세탈, 예를 들어 시바 스페셜티 케미칼즈에 의한 이르가클리어(Irgaclear) 정화제(clarifier) 및 미쯔이 토아쯔 케미칼즈(Mitsui Toatsu Chemicals)의 NC-4 정화제의 첨가를 통하여 향상시킬 수 있다. 다른 핵제는 유기포스페이트 염 및 기타 무기 물질, 예를 들어 아사히-덴카(Asahi-Denka)로부터의 ADKstab NA-11 및 NA-21 포스페이트 에스테르 및 밀리켄 앤드 컴퍼니로부터의 노르보르넨 카르복실산 염인 하이퍼폼(Hyperform) HPN-68을 포함한다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 분산 상은 유기 및/또는 무기 물질을 포함하는 것과 같은 입자를 포함하며, 상기 입자는 거친 박리성 스킨층의 표면으로부터 돌출되고, 광학체가 처리될 때, 예를 들어 압출, 배향, 또는 함께 라미네이팅될 때, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 내로 표면 구조를 부여할 것이다.
거친 박리성 스킨층의 분산 상은 압력 및/또는 온도를 거친 박리성 스킨층 또는 스킨층들을 갖는 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 가함으로써 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 인접 층의 외부 표면 내로 표면 텍스처를 부여하기 위하여 사용하기에 충분히 큰 (예를 들어, 적어도 0.1 마이크로미터의 평균 직경) 입자 또는 다른 거친 특징부를 포함할 수 있다. 분산 상의 돌출부의 적어도 상당한 부분은 전형적으로 조명되는 광의 파장보다 크지만 여전히 충분히 작아서 육안으로 구별될 수 없어야 한다. 그러한 입자는 무기 물질의 입자, 예를 들어 실리카 입자, 활석 입자, 벤조산나트륨, 탄산칼슘, 그 조합 또는 임의의 기타 적합한 입자를 포함할 수 있다. 대안적으로는, 분산 상은 적절한 조건 하에 연속 상 중에 실질적으로 불혼화성인(또는 실질적으로 그렇게 되는) 중합체 물질로부터 형성될 수 있다.
분산 상은 연속 상의 적어도 하나의 중합체와 상이하며 연속 상 중에 불혼화성인 무기 물질, 중합체 또는 이 둘 모두와 같은 하나 이상의 물질로부터 형성될 수 있으며, 중합체 분산 상은 전형적으로 결정도가 연속 상의 중합체 또는 중합체들보다 크다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 분산 상에 있어서 하나 초과의 물질의 사용에 의해 거친 특징부 또는 상이한 크기의 돌출부 또는 혼합된 돌출부, 예를 들어 "돌출부 상의 돌출부"(protrusion-on-protrusion) 형상이 생성될 수 있다. 그러한 구성은 광학 필름 상에서의 보다 흐린(hazier) 표면의 생성에 유익할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 분산 상은 연속 상 중합체 또는 중합체들과 단지 기계적으로 혼화가능하거나 혼화될 수 없다. 분산 상 물질 또는 물질들 및 연속 상 물질 또는 물질들은 적절한 처리 조건 하에 상 분리되어 연속 매트릭스 내에 그리고 특히 광학 필름과 거친 박리성 스킨층 사이의 경계면에서 특유한 상 함유물을 형성할 수 있다.
분산 상에 사용하기에 특히 적합한 예시적인 중합체는 스티렌 아크릴로니트릴, 개질된 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트 및 코폴리에스테르 블렌드,
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-카프로락톤 중합체, 예를 들어 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능한 톤(TONE)™ P-787, 프로필렌 및 에틸렌의 랜덤 공중합체, 기타 폴리프로필렌 공중합체, 폴리(에틸렌 옥텐) 공중합체, 정전기 방지 중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함한다. 거친 박리성 스킨층의 분산 상은 임의의 다른 적절한 물질, 예를 들어 임의의 적합한 결정화 중합체를 포함할 수도 있으며, 상기 분산 상은 광학 필름에서 사용되는 물질들 중 하나 이상과 동일한 물질을 포함할 수도 있다.
박리성 층의 연속 상에 사용하기에 적합한 물질은, 예를 들어 폴리올레핀, 예를 들어 저융점 및 저결정도의 폴리프로필렌 및 그의 공중합체; 저융점 및 저결정도의 폴리에틸렌 및 그의 공중합체, 저융점 및 저결정도의 폴리에스테르 및 그의 공중합체, 또는 임의의 적합한 이들의 조합을 포함한다. 그러한 저융점 및 저결정도의 폴리프로필렌 및 그의 공중합체는, 탄소 원자수 4 내지 10의 알파-올레핀 물질 또는 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체와, 프로필렌 단일중합체로 이루어진다. "공중합체"라는 용어는 공중합체뿐만 아니라 삼원공중합체 및 네 가지 이상의 성분의 중합체의 중합체도 포함한다. 적합한 저융점 및 저결정도의 폴리프로필렌 및 그의 공중합체는, 예를 들어 신디오탁틱 폴리프로필렌 골격 중 에틸렌 함량이 극도로 낮은 랜덤 공중합체인 신디오탁틱 폴리프로필렌(예를 들어, 토탈 페트로케미칼즈, 인크.로부터의 피나플라스 1571)과, 프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 현재는 토탈 페트로케미칼즈, 인크.인 토탈 페트로케미칼로부터의 PP8650 또는 PP6671)를 포함한다. 또한, 기술된 프로필렌 및 에틸렌의 공중합체는 필요할 경우 더 높은 융점의 스킨층을 제공하도록 폴리프로필렌의 단일중합체와 압출 블렌딩될 수 있다.
다른 적합한 저융점 및 저결정도의 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 공중합체는, 예를 들어 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 적합한 폴리프로필렌은, 예를 들어 프로필렌 및 에틸렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 토탈 페트로케미칼즈, 인크.로부터의 PP8650), 또는 에틸렌 옥텐 공중합체(예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터의 어피니티 PT 1451)를 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 연속 상은 비결정성 폴리올레핀, 예를 들어 비결정성 폴리프로필렌, 비결정성 폴리에틸렌, 비결정성 폴리에스테르, 또는 임의의 적합한 그의 조합, 또는 이들의 다른 물질과의 임의의 적합한 조합을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 거친 박리성 스킨층의 재료는 핵화제, 예를 들어 벤조산나트륨을 포함하여 결정화 속도를 조절할 수 있다. 그 외에도, 정전기 방지 물질, 항-블록(block) 물질, 착색제, 예를 들어 안료 및 염료, 안정제, 및 기타 처리 조제가 연속 상에 첨가될 수도 있다. 그 외에도, 또는 대안적으로, 거친 박리성 스킨층의 연속 상은 임의의 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 이동성(migratory) 정전기 방지제가 거친 박리성 스킨층의 광학 필름에의 부착성을 낮추기 위하여 거친 박리성 스킨층에 사용될 수 있다.
폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층이 광학 필름의 대향 면들에 부가될 수 있다. 그러나, 몇몇 구현예에서, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 광학 필름의 단지 한 면에 부가된다. 그러한 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 하나의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층의 존재는 형광등 주위를 둘러싸는 광학체의 제조에 있어서와 같이, 필름의 컬링(curling)을 조장할 수도 있다.
광학체는 또한 광학 필름, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층, 및 박리성 층 외에도 하나 이상의 층을 선택적으로 포함할 수 있다. 하나 이상의 추가의 층이 존재할 때, 이 층은 복합 광학체의 무결성(integrity)을 향상시키는 기능을 할 수 있다. 특히, 이 층은 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 광학 필름을 결합시키는 역할을 할 수 있다.
광학 필름에서 이전에 열거된 공단량체를 포함하여, 다양한 추가 화합물이 첨가될 수 있다. 압출 조제, 예를 들어 가소제 및 윤활제가 개선된 처리성 및 다른 층들에의 부착성을 위하여 첨가될 수 있다. 또한, 굴절률이 부착 중합체와 상이한 무기 구체 또는 중합체 비드와 같은 입자가 사용될 수 있다.
처리 동안, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 및 박리될 수 있는(박리성) 스킨층(들)이 250℃를 초과하는 온도에서 광학 필름과 함께 압출 코팅될 수 있다. 따라서, 광학 필름 중합체는 250℃ 초과의 온도에의 노출을 견딜 수 있어야 한다. 다수의 실시 형태에서, 광학 필름은 처리 동안 다양한 롤링(rolling) 단계를 겪으며, 가요성이다. 박리성 층 또는 층들은 220℃ 초과의 온도에서 용융 상에서 열적으로 안정할 수 있다. 따라서, 박리성 층은 220℃ 초과의 온도에서 압출 동안 실질적으로 열화되지 않아야 한다. 박리성 층은 두께가 약 50 마이크로미터(2 밀) 미만이거나, 두께가 약 25 마이크로미터(1 밀) 미만이거나, 두께가 약 12 마이크로미터(0.5 밀) 미만일 수 있다.
다양한 방법이 본 발명의 복합 광학체의 형성에 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 광학체는 다양한 형상을 취할 수 있으며, 따라서 이 방법들은 최종 광학체의 특정 형상에 따라 달라진다.
복합 광학체의 모든 형성 방법에 공통적인 단계는 광학 필름을 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층에 부착시키는 것이다. 이 단계는 광학 필름의 제조와 동시에 또는 광학 필름의 제조 후에 그리고 다양한 방식으로, 예를 들어 다양한 층들의 공압출, 층들의 압출 코팅, 또는 층들의 공압출 코팅으로 (예컨대, 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층과 중간층이 광학 필름 상으로 동시에 압출 코팅될 때) 행해질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광학체의 형성을 위한 예시적인 시스템의 개략 평면도를 도시한다. 시스템(20)은 공압출을 위하여 물질을 압출기(30)에 제공하는 복수의 공급 블록(22, 24, 26)을 포함한다. 5개의 공급 블록이 도시되어 있지만, 임의의 유용한 개수의 공급 블록이 공압출 시스템(20)에 포함될 수 있다. 도시된 공급 블록은 광학 필름 공급 블록(22), 2개의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 공급 블록(24) 및 2개의 박리성 스킨 공급 블록(26)을 포함한다.
압출기는 공급 블록으로부터의 재료들을 단일 다층 광학 필름(36)으로 공압출한다. 도시된 실시 형태에서, 다층 광학 필름(36)은 여러 롤들(32, 34) 사이에서 그리고 그 위로 이동하여 권취기(38) 상으로 배치된다. 냉각 후, 다층 광학 필름(36)은 예컨대 시트로의 절단에 의해 후속 처리될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 공압출된 필름은 광학체 재료의 개개의 시트를 가열된 공기 중에서 신장시킴으로써 배향될 수 있다. 경제적인 제조를 위하여, 신장은 표준 길이의 배향기(orienter), 텐터 오븐(tenter oven) 또는 이 둘 모두에서 연속식으로, 또는 임의의 다른 적합한 신장기를 사용하여 성취할 수 있다. 표준 중합체 필름 제조의 규모 및 라인 속도의 경제성이 달성되고, 그럼으로써 구매가능한 흡수성 편광기와 관련된 비용보다 실질적으로 저렴한 제조 비용이 달성될 수 있다.
복굴절 시스템을 생성하는 한 가지 방법은 다층 스택을 이축 신장 또는 연신(예를 들어, 2차원을 따라 신장)시키는 것이며, 여기서 스택 중 적어도 하나의 물질은 그의 굴절률이 신장 공정에 의해 영향을 받는다(예를 들어, 굴절률이 증가하거나 감소함). 다층 스택의 이축 신장은 양 축과 평행한 평면들에 있어서 인접 층들의 굴절률 간의 차이로 이어질 수도 있으며, 따라서 이는 양 편광 평면들에서의 광 반사로 이어진다. 구체적인 방법 및 재료가 전체적으로 본 발명에 참고로 포함된 국제출원공개 WO 99/36812호에 교시되어 있다.
예를 들어, 미러를 제조하기 위하여, 2개의 일축 신장된 편광 시트는 그들 각각의 배향축이 90℃ 회전된 상태로 위치되거나, 이 시트는 이축 신장된다. 다층형 시트의 이축 신장은 양 축과 평행한 평면들에 있어서 인접 층들의 굴절률 간의 차이로 이어지며, 그럼으로써 양 편광 평면 방향으로의 광 반사로 이어진다.
다른 예시적인 실시 형태에서, 본 발명에 따라 구성된 광학체는 (예를 들어, 종방향(machine direction)을 따라 또는 종방향에 실질적으로 직교하는 방향을 따라) 일축으로 또는 실질적으로 일축으로 신장 또는 연신될 수 있다. 본 발명의 광학체 내로 포함된 광학 필름이 반사성 편광기일 경우, 광학체는 종방향(MD) 및 수직 방향(normal direction, ND)으로의 이완은 허용하면서도 횡방향(transverse direction,TD)으로 일축으로 또는 실질적으로 일축으로 연신되는 것이 유익할 수도 있다. 본 발명의 그러한 예시적 실시 형태의 연신에 사용될 수 있는 적합한 방법 및 장치가 미국 특허 출원 공개 제2002/0190406호, 제2002/0180107호, 제2004/0099992호 및 제2004/0099993호에 기술되어 있으며, 그 개시 내용은 본 발명에 참고로 포함된다.
예비 신장 온도, 신장 온도, 신장률, 신장비, 열경화 온도, 열경화 시간, 열경화 해제 및 가로-신장 완화는 원하는 굴절률 관계를 갖는 다층 장치가 생성되도록 선택된다. 이들 변수는 상호 의존적이며, 따라서, 예컨대 상대적으로 낮은 신장 온도와 연관될 경우, 예를 들어 상대적으로 낮은 신장률이 사용될 수 있다. 원하는 특성들을 갖는 최종 물품을 달성하기 위하여 이들 변수들의 적절한 조합을 선택하는 방법은 당업자에게는 자명할 것이다. 다수의 실시 형태에서, 신장비는 종방향 또는 횡방향으로는 1:2 내지 1:10 또는 1:3 내지 1:7이고, 종방향 또는 횡방향에 직교하는 방향으로는 1:0.5 내지 1:10 또는 1:0.5 내지 1:7 범위이다.
방법
뒤틀림을 관찰하는 방법의 일례로는 하기와 같은 것이 있다: 24.1 x 31.8 ㎝(9.5" x 12.5")의 2개의 평평한 2배 강도 유리(double strength glass) 편들을 아이소프로필 알코올로 세정한다. 22.9 x 30.5 ㎝(9" x 12")의 광학체 편을 하나의 유리 편의 2개의 짧은쪽 가장자리와 하나의 긴쪽 가장자리 상에 부착하고, 나머지 긴쪽 면은 구속하지 않은 채로 남겨둔다. 광학체를 부착하기 위하여, 먼저 더블 스틱 테이프(Double Stick Tape)(쓰리엠, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)를, 테이프가 유리의 3개의 에지로부터 1.3 ㎝(0.5")만큼 떨어져 있어 광학체의 3개의 가장자리에 의해 정확하게 덮이도록 하나의 유리 편에 부착한다. 테이프의 단부가 겹쳐지지 않도록 한다. 광학체가 테이프에 걸쳐 인장되고 테이프의 두께(약 0.1 ㎜)만큼 유리 표면 위에서 유지되도록 광학체를 테이프 상에 배치한다. 광학체를 2 ㎏(4.5 lb) 롤러를 이용하여 과도한 힘이 가해지는 것은 방지하면서 각각의 방향으로 한번씩 테이프에 대해 하방으로 롤링한다.
두께가 0.1 ㎜이고 폭이 1.3 ㎝(0.5")인 3개의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 심(shim)을 롤링된 광학체 상에 배치하는데, 이 심들은 정확하게 테이프 위에 있고 동일한 길이의 것이지만, 광학체의 반대편 가장자리들 상에 있다. 심이 겹쳐지지 않도록 한다. 상부 유리 편을 심 상에 배치하여 하부 유리 편과 정확하게 정렬시킨다.
이로써, 유리-테이프-광학 필름-심-유리의 샌드위치형 구성이 완성되며, 여 기서 광학체는 3개의 에지에서는 구속되고 중앙에서는 실질적으로 자유롭게 부유하는 상태가 된다. 종이 스택을 함께 보유하기 위하여 통상 사용되는 바와 같은 4개의 바인더 클립(binder clip)(바인더 클립스(Binder Clips), 미국 뉴저지주 에디슨 소재의 오피스메이트 인터내셔널 코포레이션(Officemate International Corporation))으로 이러한 구성물을 함께 부착시킨다. 클립은 테이프의 중앙(유리 에지로부터 대략 1.9 ㎝(0.75"))에 압력을 가하기에 적절한 크기의 것이어야 하며, 각각 광학체의 하부 및 상부로부터 약 1.9 ㎝(0.75") 떨어져서 구성물의 짧은 가장자리들 상에 각각 2개씩 위치시킨다.
이러한 완성된 구성물을 열 충격 챔버(thermal shock chamber)(모델 SV4-2-2-15 인바이런멘탈 테스트 챔버(Environmental Test Chamber), 미국 미시건주 그랜드 라피즈 소재의 인바이러트로닉스, 인크.(Envirotronics, Inc.)) 내에 배치하고, 96 사이클을 실시하는데, 한 사이클은 85℃에서 1시간, 이어서 -35℃에서 1시간으로 이루어진다. 이어서 필름을 챔버로부터 꺼내고 주름에 대하여 검사한다. 뒤틀림은 필름의 표면에 걸쳐 다수의 깊은 주름이 존재할 때 허용될 수 없는 것으로 간주된다. 다소의 얕은 주름이 존재하거나 필름이 매끄럽게 보일 때는, 뒤틀림은 일반적으로 허용될 수 있는 것으로 간주된다.
실시예 1
다층 반사성 편광기는 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제1 광학층과, coPEN(코폴리에텔렌 나프탈레이트)을 포함하는 제2 광학층으로 구성하였다. PEN 및 coPEN은 다층 용융 매니폴드 및 멀티플라이어(multiplier)를 통하여 공압출 하여 825개의 교대로 배치된 제1 및 제2 광학층을 형성하였다. 이 다층 필름은 제2 광학층과 동일한 coPEN의 2개의 내부 및 2개의 외부 보호 경계층을 또한 포함하여 총 829개의 층이 된다. 또한, 2개의 외부 스킨층을 광학층 스택의 양 면 상으로 공압출하였다. 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 두께가 약 18 마이크로미터이고, 95 중량%의 PMMA(토탈 페트로케미칼로부터의 V044) 및 5 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 6321)로 이루어졌다. 96 중량%의 신디오탁틱 폴리프로필렌(토탈 페트로케미칼로부터의 PP1571) 및 4 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 300)의 블렌드로부터 형성된 박리성 스킨층을 PMMA 블렌드 구조층 위에 형성시켰다. 이어서, 상기 구성물의 압출된 주조 웨브를 텐터링 오븐(tentering oven) 내에서 45초 동안 150℃의 공기로 가열하고, 이어서 6:1의 연신비로 일축 배향시켰다.
상기에 설명한 바와 같이 샘플을 준비하였는데, 여기서 하나의 샘플은 폴리아크릴레이트 스킨층을 갖지 않았으며, 하나의 샘플은 폴리아크릴레이트 스킨층을 가졌고, 2개의 샘플은 5 중량% 및 10 중량%의 펠레스탓 6321의 폴리아크릴레이트/펠레스탓 6321 블렌드 스킨층을 가졌다. 뒤틀림 시험에 의하면, PMMA/펠레스탓 블렌드의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층 샘플을 가진 광학체는 폴리아크릴레이트 스킨층을 갖지 않는 유사한 광학체보다 뒤틀림 저항력이 우수하였고, PMMA만을 사용하여 제조한 폴리아크릴레이트 스킨층을 가진 유사한 광학체보다 뒤틀림 저항력이 우수한 것으로 나타났다. PMMA/펠레스탓 10 중량% 블렌드의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층을 가진 광학체는 PMMA/펠레스탓 5 중량% 블렌드의 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층을 가진 광학체보다 뒤틀림 저항력이 우수하였다.
실시예 2
다층 반사성 편광기는 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제1 광학층과, coPEN(코폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제2 광학층으로 구성할 수 있다. PEN 및 coPEN은 다층 용융 매니폴드 및 멀티플라이어를 통하여 공압출하여 825개의 교대로 배치된 제1 및 제2 광학층을 형성하였다. 이 다층 필름은 제2 광학층과 동일한 coPEN의 2개의 내부 및 2개의 외부 보호 경계층을 또한 포함하여 총 829개의 층이 되었다. 또한, 2개의 구조적 외부 스킨층을 광학층 스택의 양 면 상으로 공압출하였다. 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 두께가 약 18 마이크로미터이며, 85 중량%의 PMMA(토탈 페트로케미칼로부터의 VO44) 및 15 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 300)를 포함하고, PMMA 블렌드 구조층 위에 형성시켰다. 이어서, 상기 구성물의 압출 주조 웨브를 텐터링 오븐 내에서 45초 동안 150℃의 공기로 가열하고, 이어서 6:1의 연신비로 일축 배향시켰다.
실시예 3
다층 반사성 편광기는 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제1 광학층과, coPEN(코폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제2 광학층으로 구성할 수 있다. PEN 및 coPEN은 다층 용융 매니폴드 및 멀티플라이어를 통하여 공압출하여 825개의 교대로 배치된 제1 및 제2 광학층을 형성하였다. 이 다층 필름은 제2 광학층과 동일한 coPEN의 2개의 내부 및 2개의 외부 보호 경계층을 또한 포함하여 총 829개의 층이 되었다. 또한, 2개의 구조적 외부 스킨층을 광학층 스택의 양 면 상으로 공압출하였다. 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 두께가 약 18 마이크로미터이며, 60 중량%의 PMMA(토탈 페트로케미칼로부터의 VO44) 및 40 중량%의 PVDF(솔텍스 폴리머 코포레이션(Soltex Polymer Corporation)으로부터의 솔레프(Solef) 1008)를 포함하였다. 96 중량%의 신디오탁틱 폴리프로필렌(토탈 페트로케미칼로부터의 PP1571) 및 4 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 300)의 블렌드로부터 형성된 박리성 스킨층을 PMMA 블렌드 구조층 위에 형성시켰다. 이어서, 상기 구성물의 압출된 주조 웨브를 텐터링 오븐 내에서 45초 동안 150℃의 공기로 가열하고, 이어서 6:1의 연신비로 일축 배향시켰다.
실시예 4
다층 반사성 편광기는 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제1 광학층과, coPEN(코폴리에틸렌 나프탈레이트)을 포함하는 제2 광학층으로 구성할 수 있다. PEN 및 coPEN은 다층 용융 매니폴드 및 멀티플라이어를 통하여 공압출하여 825개의 교대로 배치된 제1 및 제2 광학층을 형성하였다. 이 다층 필름은 2개의 내부 및 2개의 외부 보호 경계층을 또한 포함하여 총 829개의 층이 되었다. 또한, 2개의 구조적 외부 스킨층을 광학층 스택의 양 면 상으로 공압출하였다. 이들 폴리아크릴레이트 블렌드 스킨층은 두께가 약 18 마이크로미터이며, 84 중량%의 PMMA(토탈 페트로케미칼로부터의 VO44), 15 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 300), 및 1 중량%의 UVA(시바 스페셜티 케미칼 로부터의 티누빈 1577)를 포함하였다. 96 중량%의 신디오탁틱 폴리프로필렌(토탈 페트로케미칼로부터의 PP1571) 및 4 중량%의 정전기 방지 중합체(산요 케미칼 인더스트리즈로부터의 펠레스탓 300)의 블렌드로부터 형성된 박리성 스킨층을 PMMA 블렌드 구조층 위에 형성시켰다. 이어서, 상기 구성물의 압출된 주조 웨브를 텐터링 오븐 내에서 45초 동안 150℃의 공기로 가열하고, 이어서 6:1의 연신비로 일축 배향시켰다.
실시예 5
이축 배향된 다층 광학 필름은 가시성 미러(Visible Mirror)로서 사용하기 위하여 상기 실시예와 유사한 중합체 구성물로 제조할 수 있다.
실시예 6
다층 필름은 5개의 층 공급 블록 및 압출 다이를 사용하여 PEN(쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 .48 IV PEN) 코어층, PMMA(토탈 페트로케미칼로부터 입수가능한 VO44) 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌(토탈 페트로케미칼로부터의 PP1571) 외부 스킨층과 함께 공압출하였다. PEN 층은 3.8 ㎝(1.5") 단일축 압출기를 사용하여 2.5 g/s(20 lb/hr)로 압출하였다. PMMA 내부 스킨층은 25 ㎜ 2축 압출기를 사용하여 1.3 g/s(10 lb/hr)로 압출하였다. 신디오탁틱 폴리프로필렌층은 2.5 ㎝(1.0") 단일축 압출기를 사용하여 0.6 g/s(5 lb/hr)로 압출하였다. 다층 필름은 32℃(90℉)의 온도를 갖는 냉각 롤 상으로 0.05 m/s(9.5 fpm)로 주조하여 0.5 ㎜(20 밀)의 주조 웨브를 형성하였다.
이어서, 0.5 ㎜(20 밀)의 주조 웨브를, 먼저 150℃에서 50초 동안 웨브를 예 비 가열하고 이어서 초당 100%로 그리고 3.5 x 3.5의 연신비로 주조 웨브를 신장시킴으로써 배치(batch) 배향 공정에서 이축 배향시켰다.
일광 필터(daylight filter)와 함께 수냉식 크세논 아크를 사용하는 ASTM G155에 따른 시험 실행에서, 먼저 박리성 신디오탁틱 폴리프로필렌 스킨층을 제거한 후, 이어서 이 필름을 340 ㎚에서 1200 kJ/㎡의 광원에 노출시켰다. 이 필름은 420 ㎚에서 0.0614의 광학 밀도 증가를 나타내었다.
실시예 7
PEN 코어층, PMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 1 중량%의 티누빈 1577 및 0.5 중량%의 치마소브 119(시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능한 HALS)를 PMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 6에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 8
PEN 코어층, PMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 2 중량%의 티누빈 1577을 PMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 6에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 9
PEN 코어층, PMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 3 중량%의 티누빈 1577 및 1.0 중량%의 치마소브 119를 PMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 6에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
일광 필터와 함께 수냉식 크세논 아크를 사용하는 ASTM G155에 따른 시험 실 행에서, 먼저 박리성 신디오탁틱 폴리프로필렌 스킨층을 제거한 후, 이어서 이 필름을 340 ㎚에서 1200 kJ/㎡의 광원에 노출시켰다. 이 필름은 420 ㎚에서 0.0361의 광학 밀도 증가를 나타내었다.
실시예 10
PEN 코어층, PMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 1 중량%의 티누빈 1577 및 0.5 중량%의 치마소브 944(시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능한 HALS)를 PMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 6에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 11
PEN 코어층, PMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 3 중량%의 티누빈 1577 및 1.0 중량%의 치마소브 944를 PMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 6에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 12
다층 필름은 5개의 층 공급 블록 및 압출 다이를 사용하여 PET(이스트맨 컴퍼니로부터 입수가능한 .74 IV PET) 코어층, CoPMMA(토탈 페트로케미칼로부터 입수가능한 CP63으로 공지된 75 몰% 메틸 메타크릴레이트 및 25 몰% 에틸 아크릴레이트) 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌(토탈 페트로케미칼로부터의 PP1571) 외부 스킨층과 함께 공압출하였다. PET 층은 3.8 ㎝(1.5") 단일축 압출기를 사용하여 2.5 g/s(20 lb/hr)로 압출하였다. CoPMMA 내부 스킨층은 25 ㎜ 2축 압출기를 사용하여 1.3 g/s(10 lb/hr)로 압출하였다. 신디오탁틱 폴리프로필렌층은 2.5 ㎝(1.0") 단일축 압출기를 사용하여 0.6 g/s(5 lb/hr)로 압출하였다. 다층 필름은 32℃(90℉)의 온도를 갖는 냉각 롤 상으로 0.05 m/s(9.5 fpm)로 주조하여 0.5 ㎜(20 밀)의 주조 웨브를 형성하였다.
이어서, 0.5 ㎜(20 밀)의 주조 웨브를, 먼저 100℃에서 50초 동안 웨브를 예비 가열하고 이어서 초당 100%로 그리고 4 x 4의 연신비로 주조 웨브를 신장시킴으로써 배치 배향 공정에서 이축 배향시켰다.
일광 필터와 함께 수냉식 크세논 아크를 사용하는 ASTM G155에 따른 시험 실행에서, 먼저 박리성 신디오탁틱 폴리프로필렌 스킨층을 제거한 후, 이어서 이 필름을 340 ㎚에서 1200 kJ/㎡의 광원에 노출시켰다. 이 필름은 420 ㎚에서 0.0189의 광학 밀도 증가를 나타내었다.
실시예 13
PET 코어층, CoPMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 1 중량%의 티누빈 1577 및 0.5 중량%의 치마소브 119를 CoPMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 12에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 14
PET 코어층, CoPMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 2 중량%의 티누빈 1577을 CoPMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 12에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 15
PET 코어층, CoPMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층 을 갖는 다층 필름은 3 중량%의 티누빈 1577 및 1.0 중량%의 치마소브 119를 CoPMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 12에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
일광 필터와 함께 수냉식 크세논 아크를 사용하는 ASTM G155에 따른 시험 실행에서, 먼저 박리성 신디오탁틱 폴리프로필렌 스킨층을 제거한 후, 이어서 이 필름을 340 ㎜에서 1200 kJ/㎡의 광원에 노출시켰다. 이 필름은 420 ㎚에서 0.0058의 광학 밀도 증가를 나타내었다.
실시예 16
PET 코어층, CoPMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 1 중량%의 티누빈 1577 및 0.5 중량%의 치마소브 944를 CoPMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 12에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
실시예 17
PET 코어층, CoPMMA 내부 스킨층, 및 신디오탁틱 폴리프로필렌 외부 스킨층을 갖는 다층 필름은 3 중량%의 티누빈 1577 및 1.0 중량%의 치마소브 944를 CoPMMA 내부 스킨층에 첨가하여 실시예 12에서 설명한 바와 같이 제조하였다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은 전체적으로 본 발명에 참고되어 본 명세서에 명백하게 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태가 논의되어 있으며, 본 발명의 범주 이내의 가능한 변경이 참조되었다. 본 발명에서의 이들 및 다른 변경과 수정은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 자명할 것이며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태들로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 이하에 제공된 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (23)

  1. 폴리에스테르를 포함하는 광학 필름;
    광학 필름의 제1 면 상에 배치되고, 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함하는 압출된 제1 스킨층; 및
    압출된 제1 스킨층 상에 배치되는 압출된 제1 박리성 스킨층
    을 포함하는 광학체.
  2. 제1항에 있어서, 광학 필름의 제2 면 상에 배치되는 폴리아크릴레이트를 포함하는 압출된 제2 스킨층과, 압출된 제2 스킨층 상에 배치되는 압출된 제2 박리성 스킨층을 포함하는 광학체.
  3. 제1항에 있어서, 제2 중합체가 폴리아크릴레이트 중에 혼화가능한 광학체.
  4. 제1항에 있어서, 제2 중합체는 폴리아크릴레이트 중에 혼화가능하지 않으며, 제2 중합체는 굴절률이 1.45 내지 1.53 범위인 광학체.
  5. 제1항에 있어서, 광학 필름은 배향된 다층 광학 필름을 포함하는 광학체.
  6. 제1항에 있어서, 광학 필름이 PET 또는 coPET를 포함하는 광학체.
  7. 제1항에 있어서, 광학 필름이 PEN 또는 coPEN을 포함하는 광학체.
  8. 제6항에 있어서, 압출된 제1 스킨층이 coPMMA를 포함하는 광학체.
  9. 제8항에 있어서, 압출된 제1 스킨층이 PMMA를 포함하는 광학체.
  10. 제1항에 있어서, 압출된 제1 스킨층의 제2 중합체가 정전기 방지 중합체를 포함하는 광학체.
  11. 제1항에 있어서, 압출된 제1 박리성 스킨층이 폴리올레핀을 포함하는 광학체.
  12. 제1항에 있어서, 압출된 제1 박리성 스킨층은 연속 상 및 분산 상을 포함하는 거친 박리성 스킨층을 포함하는 광학체.
  13. 제1항에 있어서, 압출된 제1 스킨층이 UV 흡수제를 추가로 포함하는 광학체.
  14. 제1항에 있어서, 압출된 제1 스킨층이 UV 흡수제 및 장애 아민 광 안정제를 추가로 포함하는 광학체.
  15. 제1항에 있어서, 압출된 제1 스킨층의 제2 중합체가 PVDF를 포함하는 광학체.
  16. 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함하는 제1 스킨층 및 제1 박리성 스킨층을 폴리에스테르를 포함하는 광학층 상에 배치하는 단계를 포함하며,
    제1 스킨층은 광학층과 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되는, 광학체의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서, 배치하는 단계는 광학층을 폴리아크릴레이트와 제2 중합체를 포함하는 제1 스킨층, 폴리아크릴레이트를 포함하는 제2 스킨층, 제1 박리성 스킨층 및 제2 박리성 스킨층과 함께 공압출하는 단계를 포함하며, 광학층은 제1 스킨층과 제2 스킨층 사이에 배치되고, 제1 스킨층은 광학층과 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되며, 제2 스킨층은 광학층과 제2 박리성 스킨층 사이에 배치되는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 광학 필름을 이축 배향하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제14항에 있어서, 광학 필름을 실질적으로 일축 배향하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제14항에 있어서, 배치하는 단계는 PET 또는 coPET를 포함하는 광학층을 coPMMA와 정전기 방지 중합체의 혼합물을 포함하는 제1 스킨층 및 폴리프로필렌을 포함하는 제1 박리성 스킨층과 함께 공압출하는 단계를 포함하며, 제1 스킨층은 광학층과 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되는 방법.
  21. 제14항에 있어서, 배치하는 단계는 PEN 또는 coPEN을 포함하는 광학층을 PMMA와 정전기 방지 중합체의 혼합물을 포함하는 제1 스킨층 및 폴리프로필렌을 포함하는 제1 박리성 스킨층과 함께 공압출하는 단계를 포함하며, 제1 스킨층은 광학층과 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되는 방법.
  22. 제14항에 있어서, 배치하는 단계는 폴리에스테르를 포함하는 광학층을 폴리아크릴레이트와 제2 중합체의 혼합물을 포함하는 제1 스킨층 및 거친 제1 박리성 스킨층과 함께 공압출하는 단계를 포함하며, 제1 스킨층은 광학층과 거친 제1 박리성 스킨층 사이에 배치되어 광학 필름을 형성하고, 거친 박리성 스킨층은 연속 상 및 분산 상을 포함하는 방법.
  23. 제14항에 있어서, 제1 및 제2 박리성 스킨층 중 적어도 하나를 제1 스킨층 또는 제2 스킨층으로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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