KR20120033634A - 폴리에스테르 다층필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르를 공압출하여 2층 이상으로 이루어진 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.1~5중량%로 함유하고, UV투과도가 380nm에서 5%미만이고, 표면조도(Ra)가 10nm이하인 폴리에스테르 다층필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 UV차단성이 우수한 폴리에스테르 다층필름에 관한 것으로, UV흡수제의 함량을 조절하여 표면 마이그레이션 현상이 없으며, UV투과도가 380nm에서 5%미만인 폴리에스테르 다층필름에 관한 것이다.
ITO용 광학용필름은 터치스크린용에 사용되는 필름으로 주로 폴리에스테르 필름에 ITO(Indi㎛ Tin Oxide)를 코팅하여 사용하고 있다.
터치스크린 패널은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고 화면에 나타난 문자나 특정위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 패널이다.
현재 터치스크린 등 ITO용 광학용 베이스필름에 사용되는 필름은 접착이 용이하도록 코팅이 되어있는 Plain PET 또는 UV 차단 코팅을 하여서 UV를 차단하여 내구성을 높이는 코팅필름이 많이 사용되어지고 있다.
Plain필름은 UV 차단성이 전혀 없음으로서 UV 조사에 의한 필름의 취화, 변색 등이 큰 문제가 되고 있으며 이를 피하기 위하여 UV 차단 코팅제를 코팅한 제품의 경우 코팅함으로서 필름의 색상이 변하고, 투명도가 떨어지며, 후가공 특성이 떨어지며, 또한 반복적인 터치에 의한 자극으로 코팅층이 없어지거나 약화되는 문제가 있다.
ITO용 광학용 필름으로 적합하기 위해서는 높은 투명도, 내구성 및 낮은 조도로 표면의 높은 평활성과 우수한 코팅특성을 나타냄으로서 터치스크린의 품질을 높이는 중요한 요소이다. 따라서 이러한 투명도, 내구성 및 낮은 표면조도를 갖는 폴리에스테르 필름에 대한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하며 높은 내구성 및 우수한 후가공 특성을 가지며 높은 투명 특성을 가지고 있어 ITO코팅에 적합한 UV차단 ITO용 광학 필름을 제공하는 데 있다.
구체적으로 본 발명의 목적은 우수한 UV차단성을 지니며 높은 투명특성 및 우수한 표면 평활성으로 ITO코팅특성이 양호하며 높은 UV차단성을 지님으로서 높은 내구성을 가진 터치스크린패널을 만들시 공정성이 우수하면 물성이 우수한 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 폴리에스테르를 공압출하여 2층 이상으로 이루어진 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유하며, UV투과도가 380nm에서 5%미만이며, 표면조도(Ra)가 10nm이하인 폴리에스테르 다층필름에 관한 것이다.
이과 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 양태는 코어층의 일면에 스킨층이 공압출에 의해 적층된 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유한다.
본 발명의 두 번째 양태는 코어층의 양면에 스킨층이 공압출에 의해 적층된 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유한다.
본 발명의 세 번째 양태는 코어층의 일면에 스킨층이 공압출에 의해 적층된 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유하며, 스킨층은 무기입자를 100ppm 미만으로 함유한다.
본 발명의 네 번째 양태는 코어층의 양면에 스킨층이 공압출에 의해 적층된 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유하며, 스킨층은 무기입자를 100ppm 미만으로 함유한다.
본 발명에서 상기 다층필름은 총 두께가 50~250㎛, 바람직하게는 100~188㎛이며, 코어층이 전체 필름의 60~90중량%이고, 스킨층이 10~40중량%인 것이 바람직하다. 스킨층이 10중량% 미만인 경우는 피드블럭에서 공압출에 따른 폴리머 용융거동을 제어하기가 어려울 수 있고, 40중량%를 초과하는 경우는 공압출시 폴리머 용융거동으로 인캡슐레이션(Incapsulation)현상이 발생하여 필름의 투명도가 급격히 떨어질 수가 있다.
본 발명에서 상기 코어층 및 스킨층을 이루는 수지는 모두 폴리에스테르, 보다 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구성되어 있고, 보다 구체적으로는 굴절율이 1.6~1.7인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 공압출이 용이하도록 하기 위해서는 스킨층의 폴리에스테르수지의 고유점도가 코어층과 같거나 다소 낮게 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 코어층 또는 스킨층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%를 함유하고 있으며, 보다 바람직하게는 0.1~1중량%를 함유한다. UV흡수제의 총 함량이 0.08중량% 미만인 경우 충분한 UV 차단성능이 발현되지 않으며, 2중량%를 초과하는 경우 UV흡수제함량이 너무 많아 필름표면으로 마이그레이션이 되면서 필름의 투명도가 떨어지며 제막설비 및 필름표면이 오염이 될 수 있다.
상기 UV흡수제는 벤조트리아졸, 벤조페논, 벤조옥사진과 같은 유기 UV흡수제 또는 산화아연 또는 산화티타늄과 같은 무기 UV흡수제와 같은 통상적으로 상용화된 UV흡수제를 사용할 수 있다.
또한 상기 스킨층은 필요에 따라 평균입경이 3㎛이하, 구체적으로 0.1 ~ 3㎛의 무기입자를 100ppm이하로 더 함유할 수 있으며, 보다 구체적으로는 1 ~ 100ppm을 함유할 수 있다. 상기 무기입자로는 실리카, 이산화티탄 등이 사용된다. 이러한 입자는 연신공정을 통해 필름의 표면으로 돌출되어 필름의 슬립성 및 권취성을 향상시킨다. 무기입자의 함량이 100 ppm을 초과하는 경우는 필름의 투명도가 떨어지며, 표면조도가 너무 높아지므로 바람직하지 않으며, 상기 범위에서 필름의 표면조도가 10nm이하인 다층필름을 제조할 수 있으며, 터치패널용 필름에 적합한 다층필름을 제조할 수 있다. 또한, 입자크기가 3㎛초과인 경우 입자함량이 100ppm이하로 함유되어도 필름의 투명성이 많이 떨어지며 또한 조도(Ra)가 10nm이상으로 평활성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 다층필름은 UV투과도가 380nm에서 5%미만이고, 표면조도(Ra)가 10nm이하이고, 헤이즈가 5% 미만인 물성을 만족한다.
UV투과도가 380nm에서 5%이상인 경우는 UV차단성이 떨어져서 터치판넬에 사용 시 터치판넬의 내구성이 떨어지고, 표면조도가 10nm이상인 경우는 평활성이 떨어져서 하드코팅후 결점으로 작용하므로 바람직하지 않다.
또한 헤이즈가 5% 이상인 경우 터치판넬용으로 사용 시 투명도가 급격하게 떨어지고 빛 투과도가 많이 떨어지고 BLU평가 시 육안으로 결점판단이 어려워져서 터치판넬용으로 사용하기 곤란하다.
본 발명에 의한 공압출 필름은 두 개 이상의 용융압출기에서 압출용융 후 캐스팅, 이축연신에 의해 제조될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면 한 압출기에서 PET를 압출시키고 또 다른 압출기에서 PET와 UV흡수제를 동시에 용융 압출시킨 후, 각각의 용융물이 피드블럭에서 만나 공압출 되고 캐스팅에서 냉각 후 순차적으로 이축연신 한다. 먼저 길이(MD)방향으로 연신시킨 후 폭(TD)방향으로 연신시킨 후 권취한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 다층필름은 공압출에 의해 2층 이상이 적층되므로 접착제층 등이 사용되지 않아 투명성이 더욱 우수하며, 공압출 시 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 필름중량의 0.08 ~ 2 중량%로 사용함으로써, 표면 마이그레이션 현상이 발생하지 않으며, 투명성 및 내구성이 우수한 폴리에스테르 다층필름을 제공할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에 따라 제조된 수지 시편에 대한 조업성, UV차단제의 표면 마이그레이션(migration), 표면 올리고머(Oligomer), 필름의 UV투과성, 표면조도(Ra), 투명도 등을 각각 평가하였다.
(조업성)
필름 제조 시 공압출 되는 형태, 파단횟수를 기준으로 하여 제막성의 양호, 불량을 판단하였다.
(UV차단제의 표면 Migration )
상기의 방식으로 제막 시 설비의 오염도로 평가하였다.
(표면 올리고머)
상기의 방식으로 제막된 필름시편을 150℃의 Oven에 넣은 후 시간별 Haze값을 측정하였다.
측정방법 : JIS K 715
사용기기 : HAZE METER (Nipon denshoku, Model NDH 300A)
(UV투과성)
사용기기 : 베리안, Cary 5000 UV-visible spectrophotometer
상기의 기기를 활용하여 380nm이하에서의 투과도가 5%미만인 경우 양호, 5%이상인 경우 불량으로 표시하였다.
(표면조도 (Ra))
사용기기 : 3차원 비접촉 표면조도측정기(NT 2000, WYCO사)
상기의 기기를 활용하여 Ra (중심선 평균거칠기)를 측정하였다.
(투명도)
상기의 방식으로 제막된 필름의 시편을 HAZE METER(모델명: Nipon denshoku, Model NDH 300A)를 이용하여 측정하였다.
<실시예 1>
코어층에는 고유점도가 0.65인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(B)를 사용하였다. 스킨층에는 고유점도가 0.6인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지와 UV흡수제(1 Cytec사의 CYASORB)를 전체 필름 중량 중 0.1중량% 및 무기입자(평균입경 1㎛, 실리카)를 전체 필름 중 30ppm으로 혼합하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 혼합 혼합하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 혼합물(A)을 제조하였다.
상기 코어층에 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(B)와 스킨층에 사용되는 혼합물(A)을 각각 압출기에 투입하고 피드블럭을 통하여 A/B/A 형태의 3층 필름으로 공압출하여 캐스팅 후, 길이방향으로 3.2배 연신 후, 폭방향으로 3.2배연신하여 188㎛의 다층필름을 제조하였다.
상기의 다층필름의 코어층은 전체 필름중량의 80 중량%, 스킨층은 전체 필름중량의 20 중량%가 되도록 제조하였다.
제조된 필름의 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하여 표 2에 나타내었다.
<실시예 2,3>
하기 표1과 같이 스킨층의 원료조성만 달리하여 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
얻어진 필름에 대하여 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하였다.
<실시예 4,5>
실시예 1과 동일하게 실시하되 하기 표 1과 같이 스킨층의 중량만 달리하여 실시예1과 동일하게 실시하였다.
<실시예 6>
실시예 1과 동일하게 실시하되 스킨층이 아닌 코어층에 UV흡수제를 1중량% 혼합하여 사용하였다. 이때 스킨층의 입자구성과 함량은 표 1에 나타내었다.
<실시예 7,8>
하기 표1과 같이 코어층의 UV흡수제 조성만 달리하고 스킨층은 실시예 4,5와 동일하게 실시하였다.
얻어진 필름에 대하여 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하였다.
<비교예 1>
실시예 1에서 UV흡수제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
얻어진 필름에 대하여 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하였다.
<비교예 2,3>
실시예 1과 동일하게 제조하였으며, 스킨층의 조성을 하기 표1과 같이 하여 실시하였다.
얻어진 필름에 대하여 필름의 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하였다.
<비교예 4,5>
하기 표1과 같이 스킨층이 아닌 코어층에 UV흡수제를 사용하였으며, 스킨층의 조성을 하기 표1과 같이 하여 실시하였다.
얻어진 필름에 대하여 필름의 표면올리고머, UV투과성, 표면조도, 투명도를 측정하였다.
<표1> 실시예 및 비교예에 대한 각 층별 원료조성 및 층별두께
*A/B/A로 공압출함. (Skin층 두께는 양 A층의 총량)
<표2> 실시예1~8 및 비교예 1~5에 따라 얻어진 평가결과
상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 다층필름은 UV흡수제의 표면 마이그레이션 현상이 발생하지 않으며, 조업성이 양호하고, 표면 올리고머의 함량이 낮아 광학용으로 사용하기에 적합하며, UV투과도가 380nm에서 5%미만이고, 표면조도가 10nm이하이며, 헤이즈가 5%미만인 우수한 물성을 나타내었다.
그러나 비교예 1의 경우 UV흡수제를 포함하지 않는 경우, UV투과도가 매우 높아 내후성이 저하될 우려가 있으며, 비교예 2~5과 같이 UV흡수제의 함량이 본 발명의 함량범위를 벗어나는 경우 표면 마이그레이션 현상이 발생하며 UV투과도, 표면조도, 헤이즈가 나빠 광학용 필름에 적용하기 부적합하였다. 비교예 2 및 4의 경우, 표면 마이그레이션이 발생하여 측정 부위마다 편차가 심하여 범위로 기재하였다.
Claims (6)
- 폴리에스테르를 공압출하여 2층 이상으로 이루어진 다층필름으로, 스킨층 또는 코어층에 UV흡수제를 전체필름의 0.08~2중량%로 함유하고, UV투과도가 380nm에서 5%미만이고, 표면조도(Ra)가 10nm이하인 폴리에스테르 다층필름.
- 제 1항에 있어서,
상기 다층필름은 헤이즈가 5% 미만인 폴리에스테르 다층필름. - 제 1항에 있어서,
상기 다층필름은 총 두께가 50~250㎛이며, 코어층이 전체 필름의 60~90중량%이고, 스킨층이 10~40중량%인 폴리에스테르 다층필름. - 제 1항에 있어서,
상기 스킨층은 무기입자를 100ppm 이하로 더 포함하는 것인 폴리에스테르 다층필름. - 제 4항에 있어서,
상기 무기입자는 평균입경이 3㎛이하인 폴리에스테르 다층필름. - 제 1항에 있어서,
상기 UV흡수제는 벤조트리아졸, 벤조페논, 벤조옥사진, 산화아연, 산화티타늄에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리에스테르 다층필름.
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