KR20120023214A

KR20120023214A - 셀룰로오스아세테이트 필름

Info

Publication number: KR20120023214A
Application number: KR1020100085261A
Authority: KR
Inventors: 김명래; 안지영; 김혁전; 김기엽; 손성호; 조용균; 김원엽; 최준태
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-13
Also published as: EP2611856A2; US9096739B2; US20150053113A1; TW201211118A; WO2012030117A2; KR101144597B1; JP2013538370A; EP2611856A4; WO2012030117A3

Abstract

본 발명은 광학보상용으로 사용되는 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것으로, 두께방향(Rth) 리타데이션이 낮은 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것이다.

Description

셀룰로오스아세테이트 필름{CELLULOSE ACETATE FILM}

또한 본 발명은 상기 셀룰로오스아세테이트 필름을 사용한 광학보상시트, 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.

셀룰로오스아세테이트 필름은 강도가 강하고, 난연성이므로 각종 사진 또는 광학 재료에서 사용되고 있다. 셀룰로오스 아세테이트 필름은 기타 중합체 필름과 비교하여 광학 이방성이 낮아 상대적으로 낮은 리타데이션을 제공한다. 따라서 편광판 등에서 사용되고 있다.

최근, 액정표시장치는 화질 개선과 같은 고 기능화의 요구가 커지고 있으며 이의 재료인 편광판용 셀룰로오스 아세테이트 필름 또한 이에 만족하는 특성을 필요로 하고 있다. 특히 IPS (In Plain Switching)Mode 액정 표시장치에서는 색도 변이 문제 및 대비비 개선의 한가지 방법으로 셀룰로오스 아세테이트 필름의 광학적 이방성(Re: 필름면내의 리타데이션 값, Rth: 필름 두께방향에서의 리타데이션 값)이 낮은 값을 요구하고 있다. 따라서 이를 만족하는 셀룰로오스아세테이트 필름의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 광학필름으로서 두께방향의 리타데이션 값이 낮은 셀룰로오스아세테이트 필름을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로 본 발명은 IPS Mode 액정표시장치에 사용 가능하며, IPS 모드 LCD 판넬의 시야각 특성을 개선할 수 있는 광학보상필름을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 이러한 광학특성을 만족하기 위한 리타데이션 저하제를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 상기 셀룰로오스아세테이트 필름을 사용한 광학보상시트, 편광판 및 액정표시장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 광학적 특성이 우수한 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것으로, 면내의 리타데이션치가 0 ~ 10nm이고, 두께방향의 리타데이션 치가 -40 ~ 10nm인 우수한 광학적 특성을 나타내는 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 Re(λ) 및 Rth(λ)가 하기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)를 만족하는 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것이다.

(Ⅰ) 0 ≤ Re(600) ≤ 10

(Ⅱ) -40 ≤ Rth(600) ≤ 10

(상기 식에서 Re(λ)는 파장 λnm에서 면내의 리타데이션치(단위:nm)이고, Rth(λ)는 파장 λnm에서 막두께 방향의 리타데이션치(단위:nm)이다.)

또한, 상기 필름은 Re(λ) 및 Rth(λ)가 하기 식 (Ⅲ), (Ⅳ)를 만족하는 셀룰로오스아세테이트 필름에 관한 것이다.

(Ⅲ) |Re(450)-Re(750)| / |Re(550)| ≤ 3

(Ⅳ) |Rth(450)-Rth(750)| / |Rth(550)| ≤ 3

상기 범위를 만족하는 경우 필름의 복굴절의 파장의존성이 작아, 액정표시장치의 착색 현상을 방지할 수 있다.

이러한 조건을 만족하기 위한 리타데이션 첨가제로서 본 발명은 하기 화학식 1의 리타데이션 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, R₁, R₂, R₃는 각각 독립적으로 수소, (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C7)알케닐, (C6 ~ C20)아르(C1 ~ C20)알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴에서 선택되고,

상기 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴은 (C1-C7)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C20)아릴, (C2-C7)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며,

R₂, R₃는 서로 (C1-C7)알킬, (C6-C12)아릴이 치환되거나 치환되지 않은 (C2-C10)알킬렌으로 연결되어 지환족 고리를 형성할 수 있다.)

또한 상기 지환족 고리는 스피로고리를 포함한다.

이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 셀룰로오스아세테이트필름에 대하여 설명하면, 본 발명에서 상기 셀룰로오스아세테이트 필름은 그 밀도가 제한되는 것은 아니나 1.2 ~ 1.35 정도를 가진다.

셀룰로오스아세테이트 필름의 두께방향의 리타데이션 값은 -40 내지 10㎚ 이다. 두께방향의 리타데이션 값은 -10 내지 5 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트는 셀룰로오스와 아세트산의 에스테르로서, 셀룰로오스를 구성하는 글루코오스 단위의 2위, 3위 및 6위에 존재하는 히드록실기의 수소원자의 전부 또는 일부가 아세틸기로 치환되어 있다. 셀룰로오스아세테이트의 치환도는 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 2.7 이상이고, 보다 바람직하게는 2.7 ~ 3.0이다. 상기 치환도는 ASTM 의 D-817-91 에 준하여 측정할 수 있다.

본 발명에서 셀룰로오스아세테이트의 분자량 범위는 제한되는 것은 아니나, 중량평균분자량이 200,000 ~ 350,000범위인 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스아세테이트의 분자량분포도 Mw/Mn(Mw는 중량평균분자량, Mn은 수평균분자량)가 1.4 ~ 1.8 인 것이 바람직하고, 1.5 ~ 1.7인 것이 더욱 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트 필름은 셀룰로오스아세테이트 도프 용액을 사용하는 솔벤트 캐스트법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 솔벤트 캐스트법은 셀룰로오스아세테이트를 용매 중에 용해한 용액(도프)을 지지체 상에 캐스팅하고, 용매를 증발시켜 필름을 형성한다.

셀룰로오스아세테이트 도프 용액의 원료로는 셀룰로오스아세테이트 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 셀룰로오스아세테이트 입자의 90 중량% 이상은 평균입경이 0.5 내지 5㎜ 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 셀룰로오스아세테이트 입자의 50 중량% 이상이 평균입경이 1 내지 4㎜ 인 것이 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트 입자는 가능한 한 구형에 가까운 형상을 갖는 것이 바람직하며, 상기 셀룰로오스아세테이트 입자는 함수율이 2 중량% 이하, 보다 바람직하게는 1 중량% 이하가 되도록 건조시킨 후 도프용액으로 제조하는 것이 바람직하다.

다음으로 셀룰로오스아세테이트 필름에 사용되는 첨가제에 대하여 설명한다.

솔벤트 캐스트법에 사용하는 셀룰로오스아세테이트 용액(도프)에는, 각 조제공정에서 용도에 따른 각종 첨가제, 예를 들면, 가소제, 자외선 방지제, 열화방지제, 미립자, 박리제, 적외선흡수제, 광학이방성 컨트롤제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제들의 구체적인 종류는 해당 분야에서 통상적으로 사용하는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 그 함량은 필름의 물성을 저하시키지 않는 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 첨가제를 첨가하는 시기는 첨가제의 종류에 따라 결정한다. 도프 조제의 마지막에 첨가제를 첨가하는 공정을 실시할 수도 있다.

상기 가소제는 필름의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 사용되는 것으로 가소제를 사용하는 경우 필름의 건조공정시간을 단축시킬 수 있다. 가소제로는 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며 예를 들면, 인산에스테르 및 프탈산에스테르 또는 시트르산에스테르에서 선택되는 카복실산에스테르 등이 있다. 인산에스테르의 예로는, 트리페닐포스페이트(TPP), 비페닐디페닐포스페이트 및 트리크레실포스페이트(TCP) 등을 들 수 있다. 프탈산에스테르의 예로는 디메틸프탈레이트(DMP), 디에틸프탈레이트(DEP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디옥틸프탈레이트(DOP), 디페닐프탈레이트(DPP) 및 디에틸헥실프탈레이트(DEHP) 등을 들 수 있다. 시트르산에스테르의 예로는 o-아세틸트리에틸시트레이트(OACTE) 및 o-아세틸트리부틸시트레이트(OACTB) 등을 들 수 있다. 다른 카복실산에스테르의 예로는 부틸올레이트, 메틸아세틸리신올레이트, 디부틸세바케이트 및 각종 트리멜리트산에스테르를 들 수 있다. 바람직하게는 프탈산에스테르(DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP) 가소제를 사용하는 것이 좋다. 가소제의 함량은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 2 ~ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 5 ~ 15 중량부를 사용한다.

상기 자외선 방지제는 히드록시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 등을 사용할 수 있다. 자외선 방지제의 양은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 3 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 2 중량부를 사용한다.

열화방지제로는 예를 들어, 산화방지제, 과산화물 분해제, 라디칼 억제제, 금속불활성화제, 탈산소제, 광안정화제(힌더드 아민 등) 등이 사용 가능하다. 특히 바람직한 열화억제제의 예로는 부틸화 히드록시톨루엔(BHT) 및 트리벤질아민(TBA)을 들 수 있다. 열화억제제의 양은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 1 중량부를 사용한다.

상기 미립자는 필름의 컬 억제, 반송성, 롤 형태에서의 접착방지 또는 내상성(耐傷性)을 양호하게 유지하기 위해 첨가되는 것으로, 무기 화합물, 유기 화합물에서 선택되는 어느 것을 사용해도 된다. 예들 들면, 무기 화합물로는 규소를 함유하는 화합물, 이산화규소, 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화바륨, 산화지르코늄, 산화스트론튬, 산화안티몬, 산화주석, 산화주석ㆍ안티몬, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성카올린, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘 등이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 규소를 함유하는 무기 화합물이나 산화지르코늄 등이 사용 가능하다. 상기 미립자는 평균 1차 입경이 80㎚ 이하이고, 바람직하게는 5 ~ 80㎚ 이며, 보다 바람직하게는 5 ~ 60㎚, 특히 바람직하게는 8 ~ 50㎚ 이다. 평균 1차 입경이 80㎚를 초과하면, 필름의 표면평활성이 손상된다.

다음으로 본 발명에 사용되는 리타데이션 첨가제(저하제)에 대하여 설명한다.

리타데이션 첨가제(저하제)는 필름 두께방향의 리타데이션 값(Rth)을 낮추기 위해서 사용되는 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 1]

상기 화학식 1의 화합물은 유기염기 또는 무기염기 존재하에서, 케톤 또는 알데하이드 화합물을 (C1 ~ C10)알콕시아민, (C6~C20)아릴옥시아민 또는 히드록시아민 히드로클로라이드 등의 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다. 이때 상기 유기염기 또는 무기염기로는 트리에틸아민, 피리딘, 또는 N,N-디이소프로필에틸아민과 같은 유기 염기 또는 NaOH, KOH, NaHCO₃, Na₂CO₃와 같은 무기 염기를 사용할 수 있다.

[반응식 1]

본 발명에 기재된 '알킬', '알콕시' 및 그 외 '알킬'부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.

본 발명에 기재된 '아릴'은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 톨릴 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

본 발명에 기재된 '헤테로아릴'은 방향족 고리 골격 원자로서 N, O, S로부터 선택되는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 상기 헤테로아릴기는 고리 내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴 그룹을 포함한다. 구체적인 예로 퓨릴, 티오펜일, 피롤릴, 피란일, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등이 포함되며, 이에 제한되지 않는다.

상기 화학식 1에서 R₁은 수소, (C1-C10)알킬이고, R₂ 및 R₃는 각각 독립적으로 수소, (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C7)알케닐, (C6 ~ C20)아르(C1 ~ C20)알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴에서 선택되고,

보다 구체적으로 R₁은 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실에서 선택되며,

R₂, R₃는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸,

에서 선택되거나 또는 (C1-C7)알킬, (C6-C12)아릴이 치환되거나 치환되지 않은 (C2-C10)알킬렌으로 연결되어 지환족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 지환족 고리는 스피로고리를 포함한다.

보다 구체적으로는 상기 화학식 1의 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.

[화학식 2]

이밖에도 필요에 따라 광학 이방성 조정제, 파장분산조정제 등을 더 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제는 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

다음으로 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 필름의 제조방법에 대하여 설명한다.

본 발명에서 셀룰오로오스아세테이트 필름을 제조하기 위해서는 다음과 같은 셀룰로오스아세테이트 조성물을, 즉 도프 용액을 제조한다.

셀룰로오스아세테이트 조성물은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1의 리타데이션 첨가제(저하제)를 1 ~ 20 중량부로 포함한다.

[화학식 1]

본 발명에서 도프의 고형분 농도는 15 ~ 25 중량%, 보다 바람직하게는 16 ~ 23 중량%인 것이 좋다. 도프의 고형분 농도가 15 중량% 미만인 경우는 유동성이 너무 높아 필름의 형성이 어렵고, 25 중량%를 초과하는 경우는 완벽한 용해가 되기 어렵다.

본 발명에서 셀룰로오스아세테이트의 함량은 고형분 전체의 함량 중 70 중량% 이상, 바람직하게는 70 ~ 90 중량%, 보다 바람직하게는 80 ~ 85 중량%를 사용한다. 또한 상기 셀룰로오스아세테이트는 치환도, 중합도 또는 분자량분포가 상이한 2종 이상의 셀룰로오스아세테이트를 혼합하여 사용할 수 있다.

리타데이션 첨가제(저하제)는 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여 1 ~ 20 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 사용하는 경우 목적으로 하는 위상차 범위를 달성할 수 있다. 1 중량부 미만으로 사용하는 경우는 리타데이션 저하 효과가 낮으며, 20 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 비용상승 및 Bleed out 문제가 발생할 수 있다.

솔벤드 캐스팅 방법으로 필름을 제조하는 경우, 셀룰로오스아세테이트 조성물(도프)을 제조하기 위한 용매는 유기용매가 바람직하다. 유기용매로는 할로겐화탄화수소를 사용하는 것이 바람직하며, 할로겐화탄화수소로는 염소화 탄화수소, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름이 있으며, 이 중 메틸렌클로라이드를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또한 필요에 따라 할로겐화탄화수소 이외의 유기용매를 혼합하여 사용할 수도 있다. 할로겐화탄화수소 이외의 유기용매로는 에스테르, 케톤, 에테르, 알코올 및 탄화수소를 포함한다. 에스테르로는 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 프로필포르메이트, 펜틸포르메이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 펜틸아세테이트 등이 사용 가능하며, 케톤으로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논 등이 사용가능하고, 에테르로는 디이소프로필에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔, 페네톨 등이 사용가능하고, 알코올로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 시클로헥산올, 2-플루오로에탄올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로판올 등을 사용한다.

보다 바람직하게는 메틸렌클로라이드를 주용매로 사용하고, 알코올을 부용매로 사용할 수 있다. 구체적으로는메틸렌클로라이드와 알코올을 80 : 20 ~ 95 : 5 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.

셀룰로오스아세테이트 조성물은 상온, 고온 또는 저온 용해법에 따라 제조할 수 있다.

셀룰로오스아세테이트 조성물의 점도는 40℃에서 1 내지 400Paㆍs 인 것이 바람직하고, 10 내지 200Paㆍs 인 것이 더욱 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트 필름은 통상의 솔벤트 캐스팅 방법에 따라 제조할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제조된 도프(셀룰로오스아세테이트 조성물)는 저장조에서 일단 저장하고, 도프에 함유되어 있는 거품을 탈포한다. 탈포된 도프는 도프 배출구로부터 회전수에 따라 고정밀도로 정량 송액할 수 있는 가압형 정량기어펌프를 통하여 가압형 다이에 보내고, 도프를 가압형 다이의 구금(슬릿)으로부터 엔드리스하게 주행하고 있는 금속지지체 위에 균일하게 캐스팅하여, 금속지지체가 거의 일주한 박리점에서 덜 마른 도프막(웹이라고도 함)을 금속지지체로부터 박리한다. 제조된 웹의 양단을 클립에 끼워 폭을 유지하면서 텐터로 반송하여 건조시키고, 이어서 건조장치의 롤러로 반송하여 건조하고 귄취기에 의해 소정 길이로 감는다.

용액의 도포 시 공간온도는, －50℃ 내지 50℃ 가 바람직하고, －30℃ 내지 40℃ 가 더욱 바람직하고, －20℃ 내지 30℃ 가 가장 바람직하다. 낮은 공간온도에서 도포된 셀룰로오스아세테이트 용액은 지지체 상에서 순간적으로 냉각되어 겔강도가 향상되므로 유기용매가 많이 잔존하는 필름이 얻어진다. 따라서 셀룰로오스아세테이트로부터 유기용매를 증발시키지 않고, 지지체로부터 필름을 단시간에서 벗겨낼 수 있다. 공간을 냉각하는 기체는, 통상의 공기, 질소, 아르곤 또는 헬륨을 사용할 수 있다. 상대습도는, 0 내지 70% 가 바람직하고, 0 내지 50% 가 더욱 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트 용액을 도포하는 지지체(캐스팅부)의 온도는, －50 내지 130℃ 가 바람직하고, －30℃ 내지 25℃가 더욱 바람직하고, －20℃ 내지 15℃ 가 가장 바람직하다. 캐스팅부를 냉각하기 위해, 캐스팅부로 냉각시킨 기체를 도입할 수 있다. 냉각장치를 캐스팅부에 배치하여 공간을 냉각할 수도 있다. 냉각에서는, 캐스팅부에 물이 부착되지 않도록 주의하는 것이 중요하다. 기체로 냉각하는 경우는, 기체를 건조시켜 두는 것이 바람직하다.

또한, 필요에 따라 셀룰로오스아세테이트 필름에 표면처리를 실시할 수 있다. 표면처리는, 일반적으로, 셀룰로오스아세테이트 필름의 접착성을 개선하기 위하여 실시한다. 표면처리 방법으로는 글로방전처리, 자외선조사처리, 코로나처리, 화염처리, 비누화처리 등이 있다.

또한 셀룰로오스아세테이트 필름은 지연도를 조절하도록 연신될 수 있다. 연신도는 -10 ~ 100% 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 -10 ~ 50% 범위이며, 가장 바람직하게는 -5 ~ 30% 범위이다.

셀룰로스 아세테이트 필름의 두께는 바람직하게는 20 ~ 140 ㎛ 범위, 더욱 바람직하게는 40 ~ 100㎛ 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 셀룰로오스아세테이트 필름은 입체영상용 광학 필터, 편광판, 광학보상시트 및 액정표시장치에 사용될 수 있으며, 1장 또는 2장 이상으로 적층하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 셀룰로오스아세테이트 필름은 두께방향의 리타데이션 값이 낮은 셀룰로오스아세테이트 필름을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 셀룰로오스아세테이트 필름은 위상차가 작아 IPS 모드 LCD 판넬의 시야각, 콘트라스트 비, 컬러 시프트 현상을 개선할 수 있다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 필름의 물성은 다음의 측정방법에 의하여 측정하였다.

1) 광학이방성

Re는 복굴절 측정기(Axoscan, 상품명, Axometrics 제조)에서 각각 파장 450nm, 550nm, 600nm, 750nm의 빛을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정하였다. Rth는 상기 Re 면내의 Slow Axis (Axoscan에 의해 판단됨)을 경사축으로 하여 필름 법선 방향에 대하여 40도 경사진 방향에서 각각 파장 450nm, 550nm, 600nm, 750nm의 빛을 입사시켜 리타데이션(Retardation) 값을 측정하였다.

[실시예 1]

셀룰로오스아세테이트 조성물(도프)의 제조

하기의 조성물을 교반기에 넣고 30℃ 온도에서 용해하였다.

하기 조성에서 자외선 방지제는 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-6-(1-methyl-1-phenylethyl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol를 사용하였다.

치환도 2.87 인 셀룰로오스아세테이트 분체 100 중량부

α-Benzoin oxime 10 중량부

자외선 방지제 2 중량부

이산화규소, 평균입경 16nm 0.5 중량부

염화메틸렌 440 중량부

메탄올 50 중량부

얻어진 도프를 30℃ 로 가온한 후 기어 펌프로 송액하고, 절대 여과 정밀도 0.01mm 의 여과지로 여과하고, 다시 절대 여과 정밀도 5㎛ 의 카트리지 여과 장치로 여과하였다.

셀룰로오스아세테이트 필름의 제조

여과 공정을 통해 얻어진 도프를 캐스팅 다이를 통해서 경면 스테인리스 지지체 상에 캐스팅하고 박리하였다. 박리시의 잔류 용매량은 25 wt%가 되도록 조절하였다. 텐터에 연결 후 필름의 폭 방향으로 105%(%는 길이%임)를 연신하고, 텐터에서 필름이 나온 후 필름의 좌우측 말단을 150mm씩 제거하였다. 말단이 제거된 필름을 건조기를 통하여 건조시키고, 건조기에서 나온 필름의 양단을 30mm 재단하였다. 다시 필름 양단에 폭 10mm, 높이 68㎛ 의 너링가공을 실시한 후, 롤형상으로 권취하였다. 얻어진 시료는 60㎛의 두께를 가지며, 전술한 방법으로 셀룰로오스아세테이트 필름의 두께 방향의 리타데이션(Rth) 값을 측정하였다.

[실시예 2 ~ 5]

셀룰로오스아세테이트 필름의 제조

실시예 1의 조성물 중에서 α-Benzoin oxime 대신 하기 표 1에 기재된 리타데이션 저하제를 첨가한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다. 셀룰로오스아세테이트 분체 100 중량부에 대하여 하기 표 1에 나타낸 화합물들을 각각 양을 달리하여 믹싱탱크에 투입하고, 가열, 교반하여 셀룰로오스아세테이트 조성물(도프)을 제조하였다.

[표 1]

[비교예 1]

셀룰로오스아세테이트 조성물(도프)의 제조

하기의 조성물을 교반기에 넣고 30℃ 온도에서 용해하였다.

치환도 2.87 인 셀룰로오스아세테이트 분체 100 중량부

트리페닐포스페이트 12 중량부

자외선 방지제 2 중량부

이산화규소, 평균입경 16nm 0.5 중량부

염화메틸렌 440 중량부

메탄올 50 중량부

셀룰로오스아세테이트 필름의 제조

제조된 도프를 이용하여 상기 비교예와 동일한 방법으로 필름을 제조하였으며, 그에 따른 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 기존의 가소제와는 달리 실시예에 기재된 광학이방성 저하제를 투입할 경우 600nm에서 낮은 Re, Rth를 나타냄을 확인할 수 있다.

Claims

하기 화학식 1의 화합물에서 선택되는 어느 하나 이상의 리타데이션 첨가제를 포함하는 셀룰로오스아세테이트 필름.
[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, R₁, R₂, R₃는 각각 독립적으로 수소, (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C7)알케닐, (C6 ~ C20)아르(C1 ~ C20)알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴에서 선택되고,
상기 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴은 (C1-C7)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C20)아릴, (C2-C7)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며,
R₂, R₃는 서로 (C1-C7)알킬, (C6-C12)아릴이 치환되거나 치환되지 않은 (C2-C10)알킬렌으로 연결되어 지환족 고리를 형성할 수 있다.)
제 1항에 있어서,
상기 R₁은 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실에서 선택되며,
R₂, R₃는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸,

에서 선택되거나 또는 (C1-C7)알킬, (C6-C12)아릴이 치환되거나 치환되지 않은 (C2-C10)알킬렌으로 연결되어 지환족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 지환족 고리는 스피로고리를 포함하는 셀룰로오스아세테이트 필름.
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2에서 선택되는 셀룰로오스아세테이트 필름.
[화학식 2]
제 1 항에 있어서,
상기 필름은 Re(λ) 및 Rth(λ)가 하기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)를 만족하는 셀룰로오스아세테이트 필름.
(Ⅰ) 0 ≤ Re(600) ≤ 10
(Ⅱ) -40 ≤ Rth(600) ≤ 10
(상기 식에서 Re(λ)는 파장 λnm에서 면내의 리타데이션치(단위:nm)이고, Rth(λ)는 파장 λnm에서 막두께 방향의 리타데이션치(단위:nm)이다.)
제 1 항에 있어서,
상기 필름은 Re(λ) 및 Rth(λ)가 하기 식 (Ⅲ), (Ⅳ)를 만족하는 셀룰로오스아세테이트 필름.
(Ⅲ) |Re(450)-Re(750)| / |Re(550)| ≤ 3
(Ⅳ) |Rth(450)-Rth(750)| / |Rth(550)| ≤ 3
(상기 식에서 Re(λ)는 파장 λnm에서 면내의 리타데이션치(단위:nm)이고, Rth(λ)는 파장 λnm에서 막두께 방향의 리타데이션치(단위:nm)이다.)
셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1에서 선택되는 1종 이상의 리타데이션 저감제를 1 ~ 20 중량부로 포함하는 셀룰로오스아세테이트 조성물.
[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, R₁, R₂, R₃는 각각 독립적으로 수소, (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C7)알케닐, (C6 ~ C20)아르(C1 ~ C20)알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴에서 선택되고,
상기 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴은 (C1-C7)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C20)아릴, (C2-C7)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C20)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며,
R₂, R₃는 서로 (C1-C7)알킬, (C6-C12)아릴이 치환되거나 치환되지 않은 (C2-C10)알킬렌으로 연결되어 지환족 고리를 형성할 수 있다.)
제 6항에 있어서,
상기 조성물은 자외선방지제, 미립자, 가소제, 열화방지제, 박리제, 적외선흡수제, 광학이방성컨트롤제에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제가 더 첨가되는 셀룰로오스아세테이트 조성물.
제 6항 또는 제 7항에 따른 셀룰로오스아세테이트 조성물로 제조된 셀룰로오스아세테이트 필름.
제 1 항 내지 제 5 항에서 선택되는 어느 한 항의 셀룰로오스아세테이트 필름을 포함하는 광학보상시트.
제 1 항 내지 제 5 항에서 선택되는 어느 한 항의 셀룰로오스아세테이트 필름을 포함하는 입체영상용 광학 필터.
제 1 항 내지 제 5 항에서 선택되는 어느 한 항의 셀룰로오스아세테이트 필름을 포함하는 편광판.
제 1 항 내지 제 5 항에서 선택되는 어느 한 항의 셀룰로오스아세테이트 필름을 포함하는 액정표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 액정표시장치는 IPS 모드인 액정표시장치.