KR20130019633A - 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법 및 그로부터 제조된 필름을 이용한 반사 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서의 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법 및 그로부터 제조된 필름을 이용한 반사시트에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법은 백색 폴리에스테르 필름의 제조공정 중 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때, 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3 내지 30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 형상화한 패턴을 미연신 시트 표면에 전사하는 것이다. 상기 제조방법으로부터 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 필름의 광택도를 40% 이하로 낮춘 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다. 이에, 상기 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 반사율이 상승되는 집광효과를 보이고, 결점의 시인성을 낮추고 램프 무라를 억제하며 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상 또는 마찰에 의한 도광판 또는 반사시트의 갈림 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 백색 폴리에스테르 필름의 제조공정 중 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때, 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3 내지 30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 형상화한 패턴을 미연신 시트 표면에 전사하는 것이다. 상기 제조방법으로부터 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 필름의 광택도를 40% 이하로 낮춘 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다. 이에, 상기 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 반사율이 상승되는 집광효과를 보이고, 결점의 시인성을 낮추고 램프 무라를 억제하며 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상 또는 마찰에 의한 도광판 또는 반사시트의 갈림 현상을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법 및 그로부터 제조된 필름을 이용한 반사시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때, 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 최적화하고, 상기 캐스팅 드럼면에 형상화된 패턴을 미연신 시트 표면에 전사함으로써, 얻어진 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 필름의 광택도를 낮출 수 있는 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법 및 그로부터 제조된 필름을 이용한 반사시트에 관한 것이다.
종래 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름은 대한민국 공개특허 제2004-21274호 및 제2009-71425호에 개시된 바와 같이, 폴리올레핀 수지를 폴리에스테르 수지에 혼합하고, 백색 안료가 첨가된 폴리에스테르 수지와 함께 압출하여 필름 내부에 기공을 형성한 형태가 일반적이다.
그러나, 종래기술로 공지된 필름 내부에 기공이 형성되고 백색 안료가 첨가된 백색 폴리에스테르 필름의 경우는 그 필름의 표면조도가 낮기 때문에, 조도를 높이기 해서 입경이 큰 입자를 첨가하거나 별도의 코팅공정을 실시하여야 한다. 그러나 이러한 경우, 입자 탈락의 우려가 있고 공정추가에 따른 파단 위험이 높아지면서 생산성이 저하되기 쉽다.
또한, 표면조도가 낮을수록, 필름의 표면 광택도는 상승하며, 백라이트 유닛에서의 결점 시인성이나 램프 무라의 발생 가능성이 높아진다. 이외에도, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상과 갈림 현상의 발생 가능성도 높아진다.
이에, 본 발명자들은 종래의 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름의 문제점을 해소하기 위하여 노력한 결과, 종래 표면조도를 높이기 위하여 채택된 큰 입경의 입자를 첨가하거나 별도의 코팅공정을 대체할 수 있도록, 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때의 조건을 최적화하고, 드럼면에 형상화된 패턴을 전사함으로써, 표면의 미세 굴곡을 극대화하여 표면의 광택도를 낮춰 은폐력 또는 반사율을 충족함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때의 조건을 최적화하여 은폐력 또는 반사율이 우수한 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로부터 제조된 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용하여 반사율이 높은 반사시트를 제공하는 것이다.
본 발명은 1) 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료조성물을 용융 압출하여 시트상으로 성형하여 미연신 시트를 준비하고, 2) 상기 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하되, 상기 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3 내지 30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 패턴을 형상화하여 미연신 시트 표면에 전사하고, 3) 상기 냉각된 시트를 1축 연신하고, 4) 상기 1축 연신 필름을 2축 연신한 후 열처리하는 것으로 이루어진 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 캐스팅 드럼면은 프리즘형 패턴 또는 렌티큘라형 패턴으로 형상화된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제조방법에서, 단계 1)의 원료조성물은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 혼합물로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기입자 1 내지 40 중량부를 함유하는 것이다.
이때, 상기에서 수지 조성물은 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 비결정성 환상 올레핀 공중합체 5 내지 35중량%로 이루어지며, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체가 120 내지 200℃의 유리전이온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수지 조성물에 있어서, 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 120 내지 200℃의 유리전이온도를 가지며, 비결정성 환상 올레핀 올레핀 공중합체가 0.5 내지 5.0㎛의 입경을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 단계 1)의 원료조성물에 사용되는 백색의 무기입자의 평균 입자지름은 0.1 내지 3.0㎛를 가지는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법으로부터 제조된 필름의 중심면 평균조도(Ra)가 1 내지 10㎛인 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트를 제공한다.
이때, 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 40% 이하의 표면 광택도를 가진다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법은 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때, 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3 내지 30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 형상화한 패턴을 미연신 시트 표면에 전사함으로써, 얻어진 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 필름의 광택도를 낮출 수 있는 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 높은 표면조도로 인하여 표면의 광택도를 40% 이하로 낮춤으로써, 결점 시인성을 낮추고 램프 무라를 억제하며, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상과 갈림을 방지할 수 있다. 또한, 패턴전사에 의한 집광 효과를 통해 반사율을 높일 수 있다.
이에, 본 발명의 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 화상 표시용의 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사시트, 조명용 기구의 반사시트, 조명 간판용 반사시트, 태양 전지용 배면 반사시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조방법 중에서, 미연신 시트가 캐스팅 드럼에서 냉각되는 공정에 대한 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 1) 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료조성물을 용융 압출하여 시트상으로 성형하여 미연신 시트를 준비하고,
2) 상기 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하되, 상기 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3～30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 패턴을 형상화하여 미연신 시트 표면에 전사하고,
3) 상기 냉각된 시트를 1축 연신하고,
4) 상기 1축 연신 필름을 2축 연신한 후 열처리하는 것으로 이루어진 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.
이하, 단계별로 본 발명의 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 제조방법 중, 단계 1)의 원료조성물은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 혼합물로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기입자 1～40 중량부를 함유하는 것이다.
이때, 폴리에스테르 필름의 기본 수지로 사용되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어지며, 제막 안정성이 높고 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 구성으로 하는 것이 바람직하다.
상기에서 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산, 세바신산을 사용하는 것이 바람직하고, 디올 성분으로는, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올 등에서 선택 사용할 수 있다.
상기 단계 1)의 원료조성물 중 수지 조성물에서, 폴리에스테르 수지는 65～95중량%로 함유하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70～90중량%을 사용하는 것이다. 이때, 폴리에스테르 수지함량이 상기 범위를 벗어나면, 다수의 공동을 함유하는 필름으로 제막할 수 없다.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 수지로서 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분 당 1～15몰%, 더욱 바람직하게는 3～14몰%, 가장 바람직하게는 5～13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르 또는 전체 디올 성분 당 1～15몰%, 더욱 바람직하게는 3～14몰%, 가장 바람직하게는 5～13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르를 사용하면 좋다. 이때, 1몰% 미만이면, 다수의 공동을 함유하는 필름 제막이 어렵고, 반면에 15몰%를 초과할 때 역시 제막에 어려움이 있다.
이때, 상기 공중합 성분으로서 디카르복실산 성분은 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산 및 세바신산으로 이루어진 군에서 선택사용할 수 있다. 반면에, 디올 성분은 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올 등에서 선택 사용할 수 있다. 또한, 상기에서 공중합 성분 중에서도 양호한 제막성을 얻기 위해서 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 비상용성 수지의 분산 상태를 안정시키는 효과가 있는 1,4-시클로헥산디메탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 단계 1)의 원료조성물 중 수지 조성물에는 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지로서, 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 사용한다. 이때, 본 발명에 사용하는 비결정성 환상 올레핀 공중합체로는 바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 5,6-디메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 1-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-에틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-n-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-i-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 7-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 트리 시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 2-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 5-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 트리시클로[4,4,0,12.5]-3-데센, 10-메틸-트리시클로 [4,4,0,12.5]-데센 등의 비결정성 환상 올레핀 수지 또는 상기 비결정성 환상 올레핀 수지와 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 메틸펜텐 등의 결정성 폴리올레핀 수지가 공중합된 것을 사용할 수 있다.
상기 나열된 폴리에스테르 수지에 비상용성 수지는 단일성분으로 이루어진 중합체 또는 이성분 이상으로 이루어진 공중합체 또는 이들간 2종 이상의 혼합형태를 병용할 수도 있다. 특히, 폴리에스테르 수지와의 임계 표면장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 그 중에서도 에틸렌과 바이시클로알켄의 공중합체가 가장 바람직하다.
본 발명의 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 함유량은 수지 조성물에 대하여, 5～35중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10～30중량%를 사용하는 것이다. 이때, 5중량% 미만으로 함유되면, 백색화의 효과가 미약하고, 높은 반사성을 구현할 수 없다. 반면에, 35중량%를 초과하면, 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 응집이 일어나기 쉽다.
이때, 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 폴리에스테르 조성물로부터 분리해서 시차주사형 열량계를 이용하고 JIS K7121-1987 측정법에 준하여 전이온도를 측정했을 때, 결정화 및 융해의 피크가 보여지지 않는 것을 비결정성의 조건으로 설정한다.
본 발명의 실시예에서는 가장 바람직한 일례로 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체로서, 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지를 사용한다. 상기 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지는 공지의 일본 특허공개 소61-271308호 공보에 예시되어 있는 액상중합법에 의해 제조될 수 있다.
상기 방법에 의해 얻어지는 본 발명의 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 유리전이온도 120～200℃ 이내를 충족하는 것이 바람직하다. 이때, 유리전이온도가 120℃ 미만이면, 필름을 연신할 때, 환상 올레핀 공중합체가 소성 변형되어 공동의 생성이 저해된다. 반면에, 유리전이온도가 200℃를 초과하면, 폴리에스테르 수지와 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 압출기 등을 이용하여 용융 혼련하여 시트상으로 토출할 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 분산이 불충분해져서 상기 공동의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없다.
이에, 본 발명의 단계 1)의 원료조성물에 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 유리전이온도는 더욱 바람직하게는 135～185℃, 가장 바람직하게는 140～150℃이다. 이때, 유리전이온도는 비결정성 환상 올레핀 공중합체에 있어서의 환상 올레핀과 비환상 올레핀의 공중합 비율을 변경함으로써 조정할 수 있는데, 유리전이온도는 시차주사형 열량계를 사용하여 20℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때의 JIS K7121-1987의 중간점으로 결정된다.
또한, 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 그 입경이 0.5～5.0㎛ 이내인 것을 선택 사용한다. 상기에서 입경크기가 0.5㎛ 미만이면, 연신 시 공극을 형성하기가 어렵고, 5.0㎛를 초과하면, 연신 시 필름이 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 단계 1)의 원료조성물에 사용되는 무기입자는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 1～40 중량부로 함유한다.
이때, 무기입자의 평균 입자지름은 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 0.1～3.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.2～2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3～1.0㎛ 이내의 입자를 사용한다.
또한, 사용되는 바람직한 무기입자로는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자에서 선택되는 단독 또는 그들의 조합하여 사용하며, 상기 함량범위 이내로 함유되도록 한다.
여기에서, 평균 입자지름이란 수 평균 입자지름을 말하고, 주사전자현미경으로 배율 10,000배에서 수지(필름)에 첨가하기 전의 각 입자에 대해서, 100개씩 임의로 입자 지름을 측정하여 평균 입자지름 크기를 결정한다. 이때, 입자가 구상이 아닐 경우에는 가장 형상이 가까운 타원에 근사하고, 그 타원의 (장경+단경)/2로 결정하며, 여기에서, 입자지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다.
본 발명에서 사용되는 백색의 무기 입자의 함유량은 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 1～40 중량부, 더욱 바람직하게는 2～30 중량부, 가장 바람직하게는 3～20 중량부를 함유하는 것이다. 상기에서 1 중량부 미만이면, 무기 입자에 의한 산란광이 부족해서 충분한 광반사성을 얻을 수 없고, 40 중량부를 초과하면, 제막 안정성이 현저하게 저하된다.
황산바륨 입자나 이산화티탄 입자를 폴리에스테르 조성물에 배합하는 방법은 하기 (가) 내지 (라)의 공지 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
구체적으로는, (가)의 방법은 폴리에스테르 합성시의 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응 종료 전에 입자를 첨가하는 방법 또는 중축합 반응 개시 전에 입자를 첨가하는 것이고, 상기 (가)의 방법으로 폴리에스테르 합성 시에 첨가될 경우에는 이산화티탄 입자는 글리콜에 분산된 슬러리로 준비한 후 반응계에 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, (나)의 방법은 폴리에스테르에 입자를 첨가하여 용융 혼련하는 방법이고, (다)의 방법은 상기 (가) 또는 (나)의 방법에 있어서, 입자를 다량 첨가한 마스터 펠릿을 제조한 후, 이들과 첨가제를 함유하지 않는 폴리에스테르를 혼련하여 소정량의 첨가물을 함유시키는 방법이다. 이외, (라)의 방법은 상기 (다)의 마스터 펠릿을 그대로 사용하는 방법으로 수행될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자의 혼합 방법으로는 입자의 분산성을 고려하여, 상기 (다) 또는 (라)의 방법으로 수행한다.
본 발명의 단계 1)의 원료조성물에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가물, 예를 들면, 형광증백제, 가교제, 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 활제, 무기의 미립자, 충전제, 내광제, 대전방지제, 핵제, 염료, 분산제, 커플링제 등이 첨가될 수 있다.
본 발명의 제조방법에서, 단계 2)는 상기 단계 1)에서 기술된 원료조성물을 다이로부터 압출하고, 시트상으로 성형된 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하는 것이다.
이때, 지름이 500mm인 캐스팅 드럼 표면의 중심선 평균조도(Ra)는 3～30㎛이며, 더욱 바람직하게는 10～20㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 캐스팅 드럼 표면의 중심선 평균조도가 3㎛미만이면, 필름의 표면에 전사되는 조도가 낮아져 이루고자 하는 광택도를 얻을 수 없으며, 30㎛를 초과하면, 필름의 파단이 증가하고 생산성을 저해한다.
또한, 상기 캐스팅 드럼 표면에는 특정 패턴이 있어 이를 미연신 시트 표면에 전사한다. 이때, 도 1은 본 발명의 제조방법 중에서, 미연신 시트가 캐스팅 드럼에서 냉각되는 공정에 대한 모식도로서, 캐스팅 드럼 표면에는 프리즘형 또는 렌티큘러형 패턴이 형성된다.
이후, 본 발명의 제조방법에서 단계 3)은 상기 냉각된 시트를 1축 연신하여 1축 연신 필름을 준비하는 것이다. 상기 미연신 시트를 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열하고, 우선 길이 방향으로 연신하여 1축 연신 필름을 얻는다. 상기 연신은 2개 이상의 롤의 주속차를 이용해서 수행하는 것이 바람직하며, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 설정하고, 연신 배율은 2.5～4.0배로 한다.
본 발명의 제조방법에서 단계 4)는 상기 1축 연신 필름을 2축 연신한 후 열처리하는 것으로서, 상기 단계 3)의 길이방향으로의 1축 연신된 필름을 연속적으로 상기 길이 방향과 수직인 방향(이하, 「폭 방향」이라고도 한다)으로 2축 연신한다. 이때, 폭 방향 연신은 폴리에스테르 수지의 유리전이점(Tg)보다 높은 온도부터 시작하여, 유리전이점(Tg)보다 5～70℃ 높은 온도까지 승온시키면서 수행한다.
폭 방향 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 좋고, 단계적(순차적)이어도 좋지만 통상 순차적으로 승온시킨다. 예를 들면 텐터의 폭 방향 연신 존을 필름 주행 방향을 따라 복수로 나누고, 존마다 소정 온도의 가열 매체를 흘림으로써 승온시킨다. 이때, 폭 방향 연신의 배율은 2.5～4.5배로 한다.
이후, 상기 필름을 주행시키면서 열고정 또는 열이완 등의 열처리를 순차적으로 실시해서 2축 배향 필름으로 제조한다.
이에, 얻어진 2축 연신 필름의 결정 배향을 완료시켜서 평면성과 치수 안정성을 부여하기 위해서, 계속해서 텐터 내에서 120～240℃의 온도로 1～30초간의 열처리를 행하고, 균일하게 서냉한 후에 실온까지 냉각시키고, 권취함으로써 본 발명의 공동 함유 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다. 이때, 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서 폭 방향 또는 길이 방향으로 3～12%의 이완 처리를 실시해도 좋다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법으로부터 제조된 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트를 제공한다.
상기 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 중심면 평균조도(Ra)는 1㎛ 이상을 충족하고, 더욱 바람직하게는 1～10㎛를 충족한다. 또한, 필름 표면의 광택도(%)가 40% 이하로 낮춰짐으로써, 은폐력과 반사율의 우수한 광학특성을 구현한다.
이에, 본 발명의 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 결점 시인성을 낮추고 램프 무라를 억제하며, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상 또는 마찰에 의한 도광판 또는 반사시트의 갈림 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 화상 표시용의 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사시트, 조명용 기구의 반사시트, 조명 간판용 반사시트, 태양 전지용 배면 반사시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 상기 폴리올리핀계 수지에 대한 비상용 수지로서, 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지 10 중량부와 평균 입자지름 1㎛인 무기 입자 20 중량부를 첨가하고, 280℃로 가열된 압출기에 공급하여 다이에서 시트상으로 성형하였다. 이때, 상기 수지 조성물은 폴리에스테르 수지 90중량%와 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지 10중량%로 이루어지며, 상기 비상용 폴리올레핀계 수지나 무기 입자와 같은 첨가물은 미리 폴리에스테르 수지와 혼합(Compounding)시킨 마스터 펠릿의 형상으로 사용하였다. 상기 마스터 펠릿에 있어서의 비상용 폴리올레핀계 수지의 입경은 1～3㎛이었다.
상기 성형된 시트를 표면 온도 20℃의 캐스팅 드럼에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻고, 이를 가열하여 길이 방향으로 3.7배 연신 후 냉각하였다. 이때, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 3㎛로 하고, 프리즘형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하였다. 계속해서 길이 방향으로 1축 연신한 필름의 양 끝을 클립으로 유지하면서 텐터로 인도하여 가열된 분위기 중에서 길이에 수직인 방향(폭 방향)으로 3.7배율로 연신하였다.
이후, 텐터 내에서 열고정을 수행하고, 실온까지 냉각하여 2축 연신 필름을 얻었다. 상기 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 기재하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 9㎛로 설정하고 프리즘형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 9㎛로 설정하고 렌티큘러형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 18㎛로 설정하고 프리즘형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 0.01㎛로 설정하고 패턴없이 수행하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 35㎛로 설정하고 프리즘형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각시, 캐스팅 드럼 표면의 선 평균조도를 50㎛로 설정하고 프리즘형 패턴을 미연신 필름 표면에 전사하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<실험예 1> 반사율 측정
상기 실시예 1～4 및 비교예 1～3에서 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 일본 시마즈(Shimazu)사의 분광광도계(UV-3600)에 적분구를 부착하고, 표준 백색판(BaSO4)을 100%로 했을 때의 반사율을 400～700nm 영역에 걸쳐 측정하였다. 상기 얻어진 데이터로부터 5nm 간격으로 반사율을 판독하고, 평균치를 계산하여 평균 반사율을 산출하였다.
<실험예 2> 표면조도 측정
상기 실시예 1～4 및 비교예 1～3에서 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 코사카 켄슈코사의 촉침식 표면 조도계(SE-3FA)를 이용하여, 촉침 끝 반경을 0.5㎛하고, 촉침 하중 5㎎, 측정 길이 0.8㎜ 및 컷오프값을 0.08㎜로 설정하여 표면 평균조도(Ra)를 측정하였다. 5회 반복 측정하여 평균치를 하기 표 1에 기재하였다.
<실험예 3> 광택도(60˚) 측정
상기 실시예 1～4 및 비교예 1～3에서 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 스가 시켄키제 디지털 변각 광택계(UGV-4D)를 이용해서 JI로 S K7105(1981년판)에 기초해서 입사각 및 수광각을 60°에 맞춰서 광택도를 측정하였다. 이때, 각 반사시트에 대해서, 3장의 샘플을 측정하고, 그 평균값을 반사 필름의 광택도(60°)로 산출하였다.
<실험예 4> 제막안정성 측정
상기 실시예 1～4 및 비교예 1～3에서 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 1시간 이상 안정되게 제막이 가능하면, "○" 또는 1시간 이내에 파단이 발생하고, 안정된 제막이 불가하면, "×"로 판정하였다.
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1～실시예 4에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 모두 광택도(%)와 제막성 측면에서 양호한 결과를 확인하였다. 특히, 패턴이 없는 캐스팅 드럼에서 냉각공정을 수행한 비교예 1 대비, 실시예 1～실시예 4에서 제조된 폴리에스테르 필름은 0.4% 이상으로 반사율(%)이 상승되는 집광효과를 보였다.
반면에, 패턴이 없는 캐스팅 드럼에서 냉각공정을 수행한 비교예 1의 폴리에스테르 필름은 제막성을 양호하였으나, 필름의 표면조도가 극히 낮아, 그에 따라 필름의 광택도(%)가 현저히 증가하므로, 반사율(%)이 상대적으로 낮은 결과를 보였다.
또한, 캐스팅 드럼 표면의 선 표면조도를 달리한 비교예 2 및 비교예 3의 폴리에스테르 필름은 필름의 표면조도가 높고 필름의 광택도(%)가 낮아졌으나, 반사율 향상 정도가 실시예 대비 미치지 못할 뿐 아니라, 제막성 불량의 문제를 초래하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각할 때, 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 최적화하고, 상기 캐스팅 드럼면에 형상화한 패턴을 미연신 시트 표면에 전사함으로써, 얻어진 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 필름의 광택도를 낮출 수 있는 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하였다.
이에, 상기 제조방법으로부터 제조된 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 필름의 표면조도를 높여 난반사를 유도하고 전사된 패턴에 의해 반사율이 상승되는 집광효과를 보임으로써, 반사시트로서 유용하다.
또한, 상기 제조방법으로부터 제조된 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 최종적으로 필름의 광택도를 낮춤으로써, 결점의 시인성을 낮추고 램프 무라를 억제하며 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상 또는 마찰에 의한 도광판 또는 반사시트의 갈림 현상을 방지할 수 있다.
이에, 본 발명의 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 화상 표시용의 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사시트, 조명용 기구의 반사시트, 조명 간판용 반사시트, 태양 전지용 배면 반사시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 다이
20: 캐스팅 드럼
30: 가이드 롤
20: 캐스팅 드럼
30: 가이드 롤
Claims (9)
- 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료조성물을 용융 압출하여 시트상으로 성형하여 미연신 시트를 준비하고,
상기 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하되, 상기 캐스팅 드럼 표면의 중심선 표면조도(Ra)를 3 내지 30㎛로 제어하고, 상기 캐스팅 드럼면에 패턴을 형상화하여 미연신 시트 표면에 전사하고,
상기 냉각된 시트를 1축 연신하고,
상기 1축 연신 필름을 2축 연신한 후 열처리하는 것으로 이루어진 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법. - 제1항에 있어서, 상기 캐스팅 드럼면이 프리즘형 패턴 또는 렌티큘라형 패턴으로 형상화된 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원료조성물이 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 혼합물로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기입자 1 내지 40 중량부를 함유한 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 수지 조성물이 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 비결정성 환상 올레핀 공중합체 5 내지 35중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체가 120 내지 200℃의 유리전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체가 0.5 내지 5.0㎛의 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 백색의 무기입자가 평균 입자지름 0.1 내지 3.0㎛를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 백색의 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항의 제조방법으로부터 제조되되, 필름의 중심면 평균조도(Ra)가 1 내지 10㎛인 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트.
- 제8항에 있어서, 상기 저광택 백색 폴리에스테르 필름이 40% 이하의 표면 광택도를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 반사시트.
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2011
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