KR20120078613A - 다기능 폴리에스터 필름과 그 제조 방법 - Google Patents

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주이-창 쉬
웬-샤앙 쉬
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Abstract

본 발명은 단층 압출 또는 다층 압출에 의한 다기능 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 적어도 하나의 폴리에스터 재료와 확산 입자를 가진 적어도 하나의 폴리에스터 재료를 준비하고; 용융 압출한 후 폴리에스터 시트를 형성하기 위하여 상기 폴리에스터 재료를 급속 냉각하고; 2축 방향성을 가지도록 상기 폴리에스터 시트를 처리한 후 상기 폴리에스터 필름을 얻기 위하여 상기 폴리에스터 시트를 냉각하는 것으로 구성된다.
본 발명의 방법은 95% 미만의 탁도 값과 0.1nm를 초과하는 표면거칠기 값(Ra)을 가진 다기능 폴리에스터 필름을 제공한다.

Description

다기능 폴리에스터 필름과 그 제조 방법{Multi-functional polyester films and a method for manufacturing the same}
본 발명은 다기능 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히, 높은 표면 거칠기, 양호한 확산 효과, 그리고 공유 압출에 의한 우수한 접착력을 가진 2축 방향성의 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
백라이트 모듈은 액정 디스플레이에서 핵심 요소 중 하나이다.
액정 분자 자체는 빛을 발광할 수 없기 때문에, 상기 백라이트 모듈의 기능은 충분한 휘도와 균일한 분포를 가진 광원을 제공하는 것이다.
상기 백라이트 모듈은, 냉음극 형광램프(CCFL ; cold cathode fluorescent lamp) 또는 발광 다이오드(LED ; light emitting diode)와 같은 광원과, 전등갓, 반사판, 도광판, 확산판, 그리고 확산 필름과 휘도 향상 필름 같은 광학 필름으로 구성되며, 여기에서 상기 광학 필름은 핵심 기술이며, 상기 백라이트 모듈의 비용 대부분의 원인이 된다.
상기 액정 디스플레이의 제조 기술이 개선되는 동안, 상기 백라이트 모듈은 대형화와 저가화의 추세에 더하여 얇은 구조, 높은 휘도 그리고 낮은 비용 같은 필요조건을 달성하였다.
따라서, 새로운 백라이트 모듈의 개발과 디자인은 오늘날의 해결되어야 할 현재 이슈이다.
또한, 균일한 빛을 얻고 빛의 증가된 이용가능성을 달성하기 위하여, 백라이트 모듈은 확산 필름과 조합된 휘도 향상 필름을 일반적으로 사용한다.
상기 휘도 향상 필름과 상기 확산 필름의 일반적인 기질(substrate)은 낮은 탁도, 높은 투명도, 양호한 접착력 그리고 내후성을 가진 투명 폴리에스터 필름이다.
2축 방향성 폴리에스터 필름은 양호한 기계적 특성과 그로 인한 치수 안정성에 의해 광학 필름의 기질로 사용될 수 있다.
더욱이, 이는 극도로 높은 청결(예를 들어, 외부 몸체 오염)과 낮은 결함(예를 들어, 긁힘)에 대한 요구 조건 등을 만족해야만 한다.
따라서, 긁힘 문제를 해결하기 위하여, 유기 또는 무기 입자가 상기 필름의 표면에 내부적인 첨가에 의해 첨가될 수 있고, 또는 상기 폴리에스터 필름 자체의 미끄럼 특성이 원료 물질의 높은 품질과 양호한 작업 환경에 더하여 코팅에 의해 증대된다.
그러나, 상기 입자의 첨가는 폴리에스터 필름의 투명도에 영향을 미칠 수 있고, 첨가된 입자의 종류, 크기 그리고 양의 차이 또한 다른 크기로 투명도에 영향을 미친다.
과도하게 높은 요구조건에 의해, 광학 필름의 비용은 상기 백라이트 모듈의 주요 부분의 원인이 된다.
따라서, 만약 확산 필름과 휘도 향상 필름이 통합될 수 있다면, 백라이트 모듈의 비용 부담은 감소될 것이다.
게다가, 확산과 휘도 향상 효과를 가진 통합 복성 필름은 미래의 추세이다.
기질의 기능성 증가 또한 미래에 예상할 수 있다.
상기 통합 복합 필름을 제조하기 위한 현재 방법은 확산 입자를 가진 물건의 표면을 코팅함에 의해 확산 효과를 달성한다.
그러나, 이 방법은 많은 공정 절차를 가지므로, 제조 비용 증가 뿐 아니라 공정 손실 또한 상기 제품의 생산 손실의 결과를 낳을 것이다.
따라서, 통합 복합 필름을 제조하기 위한 현재 방법은 더 나은 개선이 필요하다.
확산 효과를 가진 복합 필름을 제조하기 위한 현재 방법이 복잡하고, 그 비용을 줄일 수 없는 관점에서, 본 출원의 발명자는 긴 시간의 연구와 막대한 양의 시험을 통해 결국 다기능 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법을 발명하였다.
본 발명의 목적은, 높은 표면 거칠기, 양호한 확산 효과 그리고 용융 압출에 의한 우수한 접착력을 가진 2축 방향성 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 폴리에스터 필름 제조 방법은;
적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하고, 적어도 하나의 폴리에스터 원료 내에 확산 입자를 첨가하고;
상기 원료를 용융 압출하고, 이어서 폴리에스터 시트를 형성하기 위하여 급속 냉각하고;
상기 폴리에스터 시트를 2축 방향성 처리하고, 이어서 폴리에스터 필름을 형성하기 위하여 냉각하는;
것으로 구성된다.
얻어진 상기 폴리에스터 필름은 20㎛~500㎛의 전체 두께와, 0.1nm를 초과하는 표면 거칠기 값(Ra)과, 95% 미만의 탁도 값과, 그리고 60%를 초과하는 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계에서, 상기 폴리에스터 원료는 폴리(에틸렌 테레프탈염산)(PET ; poly ethylene terephthalate), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN ; poly ethylene naphthalate) 그리고 그 조합과 혼성 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계에서, 상기 확산 입자는 적어도 폴리에스터의 외표면에 첨가되는 것이 바람직하다.
폴리에스터 원료를 용융 압출하는 상기 단계에서, 상기 폴리에스터 원료는 260℃에서 300℃ 사이의 온도에서 용융 압출된 후, 25℃에서 50℃로 급속 냉각되는 것이 바람직하다.
상기 확산 입자는 폴리메틸 아크릴산메틸(PMMA ; polymethyl methylacrylate), 이산화규소(silica), 실리콘(silicone), 폴리스티렌(PS ; polystyrene), 멜라민(melamine), 중정석(barium sulphate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 산화티타늄(titanium oxide), 산화지르코늄(zirconium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 실리카겔(silica gel) 그리고 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 확산 입자는 약 0.1㎛~15㎛, 바람직하게는 약 1~10㎛, 더욱 바람직하게는 약 3~6㎛의 평균 입자 직경을 갖는다.
상기 확산 입자는 상기 폴리에스터 원료의 양을 기준으로 0.01~10wt%, 바람직하게는 0.02~5wt%, 더욱 바람직하게는 0.03~3wt%의 양이 첨가된다.
상기 확산 입자는 구 모양, 포도 모양, 중공의 구 모양 또는 다각형 형상이며, 가장 바람직하게는 구 모양 형상이다.
상기 확산 입자의 입자 직경 분포는 단분포 또는 다분포 패턴이며, 바람직하게는 단분포 패턴이다.
적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는, 적어도 하나의 상기 폴리에스터 원료 내에 첨가제를 첨가하는 것이 추가 구성되며, 여기에서 상기 첨가제는 내UV 조정제, 내후성 조정제, 내가수분해 조정제, 내열성 조정제, 미끄럼 특성 조정제, 결정도 조정제, 코모노머(comonomer) 그리고 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는 단일 폴리에스터 원료를 준비하고, 단층 용융 압출에 의해 단일 폴리에스터 필름을 성형하는 것으로 구성된다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는 제1폴리에스터 원료와 제2폴리에스터 원료를 준비하고, 복층 용융 압출에 의해 제1폴리에스터 층과 제2폴리에스터 층으로 이루어진 복층 폴리에스터 필름을 형성하는 것으로 구성된다.
상기 복층 폴리에스터 필름은 1~100:1의 두께비를 갖는다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는 제1표층 폴리에스터 원료, 내층 폴리에스터 원료, 그리고 제2표층 폴리에스터 원료를 준비하고, 다층 용융 압출에 의해 제1 및 제2표면 폴리에스터 층과 상기 제1 및 제2표면 폴리에스터 층 사이에 형성된 내부 폴리에스터 층으로 이루어진 다층 폴리에스터 필름을 형성하는 것으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제1표층 폴리에스터 원료의 조성은 상기 제2표층 폴리에스터 원료와 동일하고, 상기 내층 폴리에스터 원료와는 다르다.
다른 실시예에서, 상기 제1표층 폴리에스터 원료의 조성은 상기 내층 폴리에스터 원료와 동일하고, 상기 제2표층 폴리에스터 원료와는 다르다.
또 다른 실시예에서, 상기 제1표층, 상기 내층, 그리고 상기 제2표층 폴리에스터 원료의 조성은 다르다.
어떠한 표면 폴리에스터 층에 대한 상기 내부 폴리에스터 층의 두께비는 1~100:1이 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름에 관한 것이다.
본 발명은 더욱이 상술한 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름으로 이루어진 확산 필름에 관한 것이다.
추가적으로, 본 발명은 상술한 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름으로 이루어진 휘도 향상 필름에 관한 것이며, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는 적어도 하나의 폴리에스터 원료 층에 대한 밝고 선명한 구조의 빛 콘덴서를 제조하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 다기능 폴리에스터 필름을 제조하기 위한 방법은, 확산 입자를 내부적으로 첨가하고, 이어서 용융 압출에 의하여 확산 능력을 가진 폴리에스터 필름을 제조한다.
따라서, 상기 제조 방법은 상기 확산 입자의 전통적인 표면 코팅과 비교하여 추가적인 공정 손실을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 희망하는 확산 효과를 달성할 수도 있다.
또한, 확산 입자의 내부적인 첨가는 상기 폴리에스터 필름의 내긁힘성을 개선하기 위하여 표면 경도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 상기 확산 입자에 의한 표면 코팅 후 보호 필름의 접착 공정을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리에스터 필름 제조 방법의 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 폴리에스터 필름 제조 방법에 사용되는 장치를 도시하는 도.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 폴리에스터 필름 제조 방법은 다음과 같이 구성된다.
(a) 폴리에스터 원료를 준비하는 단계는;
폴리(에틸렌 테레프탈염산)(PET), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN) 또는 해당 분야의 당업자에게 알려진 기타 중합체, 또는 상기 중합체들의 조합, 또는 그 혼성 중합체인 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하고;
유기 또는 무기 확산 입자를 적어도 하나의 상기 폴리에스터 원료 내에 첨가하며, 여기에서 상기 확산 입자는 폴리메틸 아크릴산메틸(PMMA), 이산화규소, 실리콘, 폴리스티렌(PS), 멜라민, 중정석, 탄산칼슘, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 실리카겔 그리고 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 여기에서 상기 확산 입자는 구 모양, 포도 모양, 중공의 구 모양 또는 다각형 형상 등이 될 수 있고;
선택적으로,
상기 폴리에스터 원료에 내UV 조정제, 내후성 조정제, 내가수분해 조정제, 내열성 조정제, 미끄럼 특성 조정제, 결정도 조정제 또는 코모노머를 첨가하거나; 또는 해당 분야의 당업자에게 알려진 어떠한 PET 수정 기술을 수행하는 것으로 이루어진다.
(b) 폴리에스터 시트를 형성하는 단계는;
상술한 폴리에스터 원료를 260℃에서 300℃ 사이의 온도에서 용융 압출하고, 25℃에서 50℃로 즉시 냉각한 후, 폴리에스터 시트를 형성하는 것으로 이루어진다.
(c) 2축 방향성 처리 단계는;
상기 폴리에스터 시트를 세로 방향과 가로 방향으로 2축 방향성 처리한 후, 냉각 설정에 의해 폴리에스터 필름을 얻으며, 여기에서 상기 폴리에스터 필름의 전체 두께는 20㎛~500㎛인 것으로 이루어진다.
도 2를 참조하면 (b)단계 및 (c)단계와 세부 단계를 수행하기 위하여 사용되는 전형적인 장치이다.
유기 또는 무기 입자를 포함하는 혼합된 원료는 외층 압출기(1)에 의해 압출되는 반면, 유기 또는 무기 입자의 다른 조성을 포함하는 혼합된 원료는 내층 압출기(2)에 의해 압출된다.
용융 폴리에스터 원료는 압출되고 합체 틀(3)에서 합쳐져 흘러나온 후, 시트를 형성하기 위하여 냉각 롤러(4)에서 넓게 펴지고, 냉각 롤러를 통한 냉각에 의해 형태를 만든다.
이후, 상기 시트의 2축 방향성 처리가 세로 방향 방향성 처리 구역(5)과 가로 방향 방향성 처리 구역(6)에서 각각 스프레드 롤러(7)와 척(8)의 속도 차이에 의해 수행되며, 이후 폴리에스터 필름(9)이 에어 샤워에 의해 냉각된다.
본 발명에 따른 폴리에스터 필름은 상기 폴리에스터에 기초하며, 여기에 유기 또는 무기 확산 입자와 기타 첨가제가 첨가된다.
폴리에스터를 확산 입자 및/또는 첨가제와 혼합하고, 상기 혼합물을 용융 압출하며, 폴리에스터 시트를 형성하기 위하여 급속 냉각하고, 상기 폴리에스터 시트를 세로 방향과 가로 방향으로 늘리고, 이어서 가열 세팅과 냉각에 의해 상기 폴리에스터 필름이 제조된다.
그러나, 상기 용융 압출 방법은 단층 압출 또는 다층 압출이 될 수 있고, 여기에서 만약 A, B, 그리고 C가 개별적으로 다양한 첨가제 조성을 가진 폴리에스터를 나타낸다면, 가능한 첨가 방식은 단층 폴리에스터의 A타입, 복층 폴리에스터의 A/B타입, 삼층 폴리에스터의 A/B/B, A/B/A 또는 A/B/C타입과 같은 것이 있다.
나아가, 본 발명은, 필름의 표층 또는 내층에 유기 또는 무기 입자를 첨가하는 것에 의해 소망하는 목적을 달성하며, 상기 표층의 두께 조절, 상기 입자의 종류와 모양의 선택, 상기 입자의 크기 및 농도에 대한 영향, 모두가 본 발명의 중요한 고려 요소이다.
전체 층 폴리에스터 필름 제품은 20㎛~500㎛의 두께를 가질 것이며, 여기에서 표면 폴리에스터 층(표피 층)에 대한 내부 폴리에스터 층(주 층)의 비율은 1~100배가 될 수 있다.
첨가되는 확산 입자는 유기 또는 무기 입자로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 확산 입자는 PMMA, 이산화규소, 실리콘, 폴리스티렌(PS), 멜라민, 중정석, 탄산칼슘, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화알루미늄 또는 실리카겔 등이 될 수 있다.
상기 확산 입자의 형상은 구형 또는 비구형이 될 수 있고, 여기에서 구형은 비구형보다 좋은 확산 효과를 가진다.
소망하는 표면 거칠기와 확산 효과를 달성하기 위하여, 만약 확산 입자가 너무 작으면 소망하는 표면 거칠기가 성취될 수 없는 반면, 만약 확산 입자가 너무 크면 필름의 투명도는 심하게 영향을 받을 것이다.
따라서, 상기 확산 입자는 0.1㎛~15㎛ 또는 초과, 바람직하게는 1~10㎛, 더욱 바람직하게는 3~6㎛의 평균 입자 직경을 가질 수 있다.
게다가, 상기 입자 직경 분포가 단분포인지 또는 다분포인지는 고려 요소 중 하나이다.
뿐만 아니라, 상기 확산 입자의 첨가량 또한 상기 표면 거칠기와 상기 필름의 투명도에 상당한 영향을 미칠 것이기 때문에, 상기 확산 입자의 첨가량은 상기 원료의 0.01~10wt%이다.
만약 첨가량이 0.01wt% 미만이면, 상기 표면 거칠기 요구조건은 달성되지 않으며, 반면에 만약 상기 첨가량이 10wt% 보다 높으면 상기 투명도는 높은 탁도로 인하여 영향을 받는다.
따라서, 바람직한 첨가량은 0.02~5wt%이고, 더욱 바람직하게는 0.03~3wt%이다.
다른 한편으로, 특별한 화학적 첨가제가 상기 필름의 기능성을 증대시키기 위하여 첨가될 수 있으며, 여기에서 그 종류는 내UV 및 내후성 조정제, 내가수분해 조정제, 내열성 조정제, 미끄럼 특성 조정제, 결정도 조정제, 코모노머 그리고 해당 분야의 당업자에게 알려진 기타 PET 조정제가 될 수 있다.
UV 촉진 내후성 시험기(QUV ; UV accelerated weathering tester), 제논(Xe) 램프, 초 가속 온/습도 응력 시험(HAST ; highly accelerated temperature/humity stress test), 내압 시험기(PCT ; pressure cooker tester), 항온항습기와 수분 및 산소 투과성 시험 등이 필름의 내후성을 평가하기 위한 신뢰도 시험으로 수행되고 있다.
게다가, 시차 주사 열량계(DSC ; differential scanning calorimeter), 열중량 분석기(TGA ; thermogravimetric analyzer) 등과 같은 열 분석기가 내열 특성을 평가하기 위하여 사용되고 있으며; 마찰계수는 미끄럼 특성을 평가하기 위하여 측정되고; 밀도는 결정도를 비교하기 위하여 측정된다.
더 나아가, UV 분광광도계(UV spectrophotometer), 푸리에 변환 적외선 분광현미경(fourier transform infrared spectrum-microscope)(FTIR-분광법), 유도 결합 플라즈마 분광분석법(ICP ; inductively coupled plasma spectrometry), 기체 크로마토그래피(GC ; gas chromatography), 핵자기공명법(NMR ; nuclear magnetic resonance spectroscopy) 등과 같은 분석기가 필름의 화학적 구성성분과 중합 관계를 분석하기 위하여 사용된다.
실시예
실시예1
순수 폴리에스터 PET가 입자와 섞인 후, 단층 압출되었다.
첨가된 상기 입자는 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산성 PMMA이었고, 그 함유량은 상기 폴리에스터 재료의 0.3wt%였다.
또한, 이로부터 얻은 폴리에스터 PEF 필름의 표면 거칠기 값(Ra)은 17nm였다.
실시예2
유기 또는 무기 입자를 포함하는 폴리에스터 재료가 건조되고 결정화되었으며, 270℃에서 용융한 후 압출기를 사용하여 A/B/A 3층 공유 압출에 의해 압출된 후, 폴리에스터 시트를 형성하기 위하여 25℃로 급속 냉각되었다.
이후, 상기 시트는 열 연화(heat softening), 세로 방향으로 늘려 2~4겹 접기, 예열, 확장, 결정화 그리고 냉각 등과 같은 단계에 의해 처리되었고, 50㎛의 두께를 가진 폴리에스터 필름을 얻기 위하여 가로 방향으로 늘려 3~5겹 접었다.
이러한 제조 공정에서, 상기 A층은 넓은 분산(이는 이른바 다분산이고 접두사 "P-"로 표현된다)으로 3㎛의 입자 직경을 가진 무기 SiO2 입자를 포함하는 폴리에스터이고, 상기 입자의 함유량은 상기 폴리에스터 재료 PET의 3wt%인 반면, 상기 B층에 대한 상기 입자의 함유량은 상기 폴리에스터 재료 PET의 100wt%였다.
또한, 이 경우 A:B:A의 두께비는 1:20:1이었고, 17nm의 표면 거칠기 값(Ra)을 가진 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예3
상기 제조 단계는, 상기 A층의 PET 폴리에스터 재료가 3㎛의 평균 입자 직경을 가진 다분산 구형 PS 입자와 함께 첨가되었고, 상기 입자의 함유량이 상기 PET 폴리에스터 재료의 3wt%인 것을 제외하고는, A:B:A에 대한 1:20:1의 두께비로 A/B/A 3층 압출이 사용되었던 실시예1과 동일하였다.
게다가, 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 재료였다.
20nm의 표면 거칠기 값(Ra)을 가진 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예4
상기 제조 단계는, 상기 A층의 PET 폴리에스터 재료가 3㎛의 평균 입자 직경을 가진 다분산 구형 PMMA 입자와 함께 첨가되었고, 상기 입자의 함유량이 상기 PET 폴리에스터 재료의 3wt%인 것을 제외하고는, A:B:A에 대한 1:20:1의 두께비로 A/B/A 3층 압출이 사용되었던 실시예1과 동일하였다.
게다가, 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 재료였다.
21nm의 표면 거칠기 값(Ra)을 가진 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예5
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였고, 여기에서 상기 A층에 대한 상기 PET 폴리에스터 재료는 유기 입자로 이루어진 반면, 상기 B층은 PET 폴리에스터 재료의 100%였다.
게다가, 3㎛의 평균 입자 직경과 상기 입자 직경의 좁은 분산(이는 이른바 단분산이고 접두사 "M-"으로 표현된다)을 가진 구형 PMMA 입자가 선택되었다.
상기 입자의 함유량은 상기 폴리에스터 재료의 3wt%였다.
또한, A:B:A의 두께비가 1:20:1인 경우에, 표면 거칠기 값(Ra) 19nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예6
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B/A 3층 공유 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 3wt% 양으로 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산 PMMA 입자를 포함한 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 상기 PET 폴리에스터 원료였다.
A:B:A의 두께비는 1:10:1이었다.
따라서, 표면 거칠기 값(Ra) 18nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예7
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B/A 3층 공유 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 0.3wt% 양으로 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산성 PMMA 입자를 포함하는 PET 폴리에스터 원료이고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 원료였다.
A:B:A의 두께비는 1:10:1이었다.
따라서, 표면 거칠기 값(Ra) 12nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예8
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B 2층 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 A:B의 두께비는 1:10이었다.
그러나, 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 3wt% 양으로 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산 PMMA 입자를 포함한 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 원료였다.
따라서, 상기 A층의 표면 거칠기 값(Ra) 19nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예9
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B/C 3층 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 A:B:C의 두께비는 1:10:1이었다.
그러나, 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 3wt% 양으로 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산 PMMA 입자를 포함한 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 원료였으며; 상기 C층은 상기 폴리에스터 원료의 0.3wt% 양으로 3㎛의 입자 직경을 가진 다분산 PMMA 입자를 포함한 폴리에스터였다.
따라서, 상기 A층의 표면 거칠기 값(Ra) 19nm이고 상기 C층의 표면 거칠기 값(Ra) 12nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예10
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B/A 3층 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 상기 A층은 여전히 상기 폴리에스터 원료 PET의 3wt% 양으로 6㎛의 입자 직경을 가진 다분산 구형 PMMA 입자를 포함한 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 폴리에스터 원료 PET였다.
A:B:A의 두께비는 1:20:1이었다.
따라서, 표면 거칠기 값(Ra) 30nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예11
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B/A 3층 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 A:B:A의 두께비는 1:20:1이었다.
그러나, 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 1.5wt% 양으로 각각 3㎛와 6㎛의 입자 직경을 가진 다분산 구형 PMMA 입자를 포함하는 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 원료였다.
따라서, 표면 거칠기 값(Ra) 28nm의 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
실시예12
상기 제조 단계는 실시예1과 동일하였다.
상기 폴리에스터 필름은 A/B 2층 압출에 의해 제조되었고, 여기에서 A:B의 두께비는 1:20이었다.
그러나, 상기 A층은 상기 폴리에스터 원료의 1.5wt% 양으로 각각 3㎛와 6㎛의 입자 직경을 가진 다분산 구형 PMMA 입자를 포함하는 PET 폴리에스터 원료였고; 상기 B층은 확산 입자를 포함하지 않은 PET 폴리에스터 원료였다.
따라서, 표면 거칠기 값(Ra) 28nm의 상기 폴리에스터 필름을 얻을 수 있다.
물리적 데이터의 측정을 위해, 탁도와 전체 빛 투과율은 ASTM D-1003 기준에 따라 일본 덴쇼쿠 TC-H3 탁도 미터를 사용하여 결정되었고; 휘도는 미노타 BN7을 사용하여 결정되었으며; 뉴튼링은 육안 관찰에 의해 결정되었다.
표 1은 구성요소의 두께와 실시예들의 시험 결과이다.
입자
종류		 입자의
첨가
농도
(wt%)		 두께비 탁도
(%)		 전체 빛 투과율
(%)		 표면
거칠기
Ra
(nm)		 휘도 뉴튼링
실시예1 3㎛ P-PMMA 3 단층 18 85 17 △ △
실시예2 3㎛ P-SiO2 3 A/B/A
1:20:1		 10 80 17 △ △
실시예3 3㎛
P-PS		 3 A/B/A
1:20:1		 10 87 20 ○ ○
실시예4 3㎛ P-PMMA 3 A/B/A
1:20:1		 10 90 21 ○ ○
실시예5 3㎛ M-PMMA 3 A/B/A
1:20:1		 8 90 19 ○ △
실시예6 3㎛ P-PMMA 3 A/B/A
1:10:1		 15 90 18 △ △
실시예7 3㎛ P-PMMA 0.3 A/B/A
1:10:1		 3 90 9 ◎ ×
실시예8 3㎛ P-PMMA 3 A:B
1:10		 8 90 19(A층) ◎ △
실시예9 3㎛ P-PMMA 3(A층)
0.3(C층)		 A/B/C
1:10:1		 12 90 19(A층)
12(C층)		 △ ○
실시예10 6㎛ P-PMMA 3 A/B/A
1:20:1		 25 90 30 × ◎
실시예11 3㎛ P-PMMA
+
6㎛ P-PMMA		 1.5
+
1.5		 A/B/A
1:20:1		 12 90 28 △ ◎
실시예12 3㎛ P-PMMA
+
6㎛ P-PMMA		 1.5
+
1.5		 A/B
1:20		 10 90 28(A층) ◎ ◎
상기 기호는 휘도 값과 뉴튼링의 형상을 나타내며, 여기에서 ◎는 최적 조건을 나타내며; ○는 양호 조건을 나타내고; △는 보통 조건을 나타내며; 그리고 ×는 나쁜 조건을 나타낸다.
실시예1, 2, 3 그리고 4로부터, 무기(SiO2) 입자는 전체 빛 투과율을 저하시키는데 큰 영향을 주고; 유기 입자의 사용은 양호한 투과율을 가지며; 예를 들어, PMMA가 PS보다 좋다는 것과 같이 입자의 종류 또한 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
상기 필름의 일정한 전체 두께로 인하여, 층 모두(단층)에 입자를 첨가하는 것은, 표면에 입자를 첨가하는 것과 비교하여 두꺼운 입자층으로 인해 전체 빛 투과율을 저하시키는데 크게 불리한 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
나아가, 실시예4와 5로부터, 입자 직경의 좁은 분산(이는 이른바 단분산이고 접두사 "M-"으로 표현된다)을 가진 입자의 사용은 입자 직경의 넓은 분산(이는 이른바 다분산이고 접두사 "P-"로 표현된다)을 가진 입자 보다 좋은 탁도를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예4와 6에 따르면, 입자의 동일 첨가량 하에서, 만약 표층이 얇아진다면 표면 거칠기 Ra 값에 대한 기여는 더 커질 것이며; 만약 Ra 값이 높아진다면 뉴튼링의 광학적 결함에 대한 제거는 더 커질 것이고; 만약 표층이 두꺼워지면 탁도의 증가도 마찬가지로 커질 것이다.
그러나, 만약 탁도가 높아진다면 휘도에 대한 불리한 영향은 커질 것이다.
더 나아가, 실시예6과 7로부터, 만약 입자의 첨가 농도가 높아지면, 표면 거칠기의 증가는 커질 것이지만, 탁도의 증가에 대한 영향 또한 증가할 것임을 알 수 있다.
또한, 실시예6, 8 그리고 9로부터, 단표층에 입자의 첨가는 가장 바람직한 입자 첨가 방식이고, 두 표층 모두에 입자가 첨가되는 한 탁도의 증가에 대한 불리한 영향과 휘도 값의 감소가 발생할 것임을 알 수 있다.
또한, 입자 직경에 대하여 실시예4, 10 그리고 11로부터, 큰 입자 직경은 Ra 값과 탁도의 높은 증가 결과를 낳을 것임을 알 수 있었다.
만약, 다른 두 입자 직경을 가진 입자가 첨가된다면, 보상적인 효과가 발생할 것이다.
표 1로부터, 만약 입자의 첨가, 특히 A/B 방식에 의한 한 쪽에 입자의 첨가로 인한 탁도가 낮아지면, 휘도 값은 양호한 성과를 가지는 것을 알 수 있었다.
반면에, 만약 첨가된 입자가 커지고, 표면의 표면 거칠기 Ra 값이 높아지면, 특히 표층 내에 다른 입자 직경을 가진 입자의 첨가되면, 뉴튼링의 발생 제거에 대하여 더 나은 효과가 발생할 것이다.
결과적으로, 실시예12는 가장 좋은 휘도값과 뉴튼링을 제거하는데 가장 좋은 효과를 달성할 수 있다.
상술한 설명은 본 발명을 상세히 설명하기 위해 사용되었지만, 이러한 설명은 오직 설명의 목적을 위한 것임을 이해할 것이다.
그러나, 해당 분야의 당업자에 의한 수정도 본 발명의 요지와 관점에 그치지 않고 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
a : 폴리에스터 원료를 준비하는 단계
b : 폴리에스터 시트를 형성하는 단계
c : 2축 방향성 처리하는 단계
d : 폴리에스터 필름을 얻음
1 : 외층 압출기
2 : 내층 압출기
3 : 합체 틀
4 : 냉각 롤러
5 : 세로방향 방향성 처리 구역
6 : 가로방향 방향성 처리 구역
7 : 스프레드 롤러
8 : 척
9 : 폴리에스터 필름

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하고, 적어도 하나의 상기 폴리에스터 원료 내에 확산 입자를 첨가하고;
    상기 원료를 용융 압출한 후, 폴리에스터 시트를 형성하기 위하여 급속 냉각하고;
    상기 폴리에스터 시트를 2축 방향성 처리한 후, 폴리에스터 필름을 형성하기 위하여 냉각하는 것으로;
    구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에스터 필름은 20㎛~500㎛의 전체 두께와, 0.1nm를 초과하는 표면 거칠기 값(Ra)과, 95% 미만의 탁도 값과, 그리고 60%를 초과하는 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계에서, 상기 폴리에스터 원료는 폴리(에틸렌 테레프탈염산)(PET ; poly ethylene terephthalate), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN ; poly ethylene naphthalate) 그리고 그 조합과 혼성 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계에서, 상기 확산 입자는 상기 폴리에스터의 적어도 외표면에 첨가되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 폴리에스터 원료를 용융 압출하는 상기 단계에서, 상기 폴리에스터 원료는 260℃에서 300℃ 사이의 온도에서 용융 압출된 후, 25℃에서 50℃로 급속 냉각되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 확산 입자는 폴리메틸 아크릴산메틸(PMMA ; polymethyl methylacrylate), 이산화규소(silica), 실리콘(silicone), 폴리스티렌(PS ; polystyrene), 멜라민(melamine), 중정석(barium sulphate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 산화티타늄(titanium oxide), 산화지르코늄(zirconium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 실리카겔(silica gel) 그리고 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 확산 입자는 약 0.1㎛~15㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 확산 입자는 상기 폴리에스터 원료의 함유량을 기준으로 0.01~10wt%의 양이 첨가되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 확산 입자는 구 모양, 포도 모양, 중공의 구 모양 또는 다각형 형상인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는, 내UV 조정제, 내후성 조정제, 내가수분해 조정제, 내열성 조정제, 미끄럼 특성 조정제, 결정도 조정제, 코모노머(comonomer) 그리고 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 첨가제의 첨가가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는, 단일 폴리에스터 원료를 준비하는 것으로 구성되며, 이는 단일 폴리에스터 필름을 형성하기 위하여 단층 용융 압출되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는, 제1 및 제2폴리에스터 원료를 준비하는 것으로 구성되며, 이는 제1 및 제2폴리에스터 층으로 이루어진 복층 폴리에스터 필름을 형성하기 위하여 복층 용융 압출되며, 여기에서 복층 폴리에스터 필름의 두께비는 1~100:1인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는, 제1표층 폴리에스터 원료, 내층 폴리에스터 원료, 그리고 제2표층 폴리에스터 원료를 준비하는 것으로 구성되고, 이는 제1 및 제2표면 폴리에스터 층과 상기 제1 및 제2표면 폴리에스터 층 사이에 형성된 내부 폴리에스터 층으로 이루어진 다층 폴리에스터 필름을 형성하기 위하여 다층 용융 압출되며, 여기에서 어떠한 표면 폴리에스터 층에 대한 상기 내부 폴리에스터 층의 두께비는 1~100:1인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제1표층 폴리에스터 원료의 조성은 상기 제2표층 폴리에스터 원료와 동일하고, 상기 내층 폴리에스터 원료와는 다른 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 제1표층 폴리에스터 원료의 조성은 상기 내층 폴리에스터 원료와 동일하고, 상기 제2표층 폴리에스터 원료와는 다른 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 제1표층, 내층, 그리고 제2표층 폴리에스터 원료의 조성은 다른 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름 제조 방법.
  17. 제 1항의 폴리에스터 필름 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 폴리에스터 필름.
  18. 제 1항의 폴리에스터 필름 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 확산 필름.
  19. 제 1항의 폴리에스터 필름 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름으로 구성되며, 적어도 하나의 폴리에스터 원료를 준비하는 상기 단계는 적어도 하나의 폴리에스터 원료 층에 밝고 선명한 구조의 빛 콘덴서를 제조하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 필름.
  20. 제 1항의 폴리에스터 필름 제조 방법에 의해 제조된 폴리에스터 필름으로 구성되어 빛 확산 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 전등갓.
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