KR20130081453A - 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트 - Google Patents

백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트 Download PDF

Info

Publication number
KR20130081453A
KR20130081453A KR1020120002438A KR20120002438A KR20130081453A KR 20130081453 A KR20130081453 A KR 20130081453A KR 1020120002438 A KR1020120002438 A KR 1020120002438A KR 20120002438 A KR20120002438 A KR 20120002438A KR 20130081453 A KR20130081453 A KR 20130081453A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyolefin
composite
polyester film
white polyester
clay
Prior art date
Application number
KR1020120002438A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101401019B1 (ko
Inventor
김연수
황창익
정인식
김지혁
Original Assignee
도레이첨단소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이첨단소재 주식회사 filed Critical 도레이첨단소재 주식회사
Priority to KR1020120002438A priority Critical patent/KR101401019B1/ko
Publication of KR20130081453A publication Critical patent/KR20130081453A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101401019B1 publication Critical patent/KR101401019B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/346—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2425/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2425/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2425/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/16—Applications used for films

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트에 관한 것이다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%로 이루어진 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기 입자 1∼40 중량부가 혼합 용융, 압출성형 및 2차 연신에 의해 얻어진 필름 내부에 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공이 형성된다. 성기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 층상 구조로 인해 연신 단계에서 계면 박리가 유도되어 기공이 형성되며, 그 기공구조에 의해 기공밀도가 증가되어 반사 성능을 높일 수 있다. 나아가, 본 발명의 고반사 성능 및 굴곡강도가 향상된 백색 폴리에스테르 필름은 화상 표시용의 백라이트 장치 또는 램프 리플렉터의 반사시트; 조명용 기구의 반사시트; 조명 간판용 반사시트; 또는 태양 전지용 배면 반사시트에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트{WHITE POLYESTER FILM AND REFLECTIVE SHEET WITH HIGHLY REFLECTIVE PROPERTIES USING THE SAME}
본 발명은 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백색의 폴리에스테르 필름에 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 함유시켜 기공을 형성함으로써, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 형성된 기공구조에 의해 기공밀도가 증가되어 반사 성능을 높인 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트에 관한 것이다.
종래 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름은 대한민국공개특허 제2004-21274호 및 제2009-71425호에 개시된 바와 같이, 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성 수지인 구형의 폴리올레핀 수지를 혼합하고 백색 안료를 첨가하여 혼합 용융하고, 압출 성형한 후 2차 연신하여 필름 내부에 기공을 형성한 형태가 일반적이다.
그러나, 폴리에스테르 수지와 상용성이 낮은 구형의 폴리올레핀 수지를 혼합하여 기공을 형성한 종래 백색 폴리에스테르 필름의 경우, 필름 두께 방향(폭 방향)으로 형성되는 기공밀도가 낮아 반사효율이 떨어진다.
이에, 반사효율을 높이기 위해 폴리올레핀 수지의 입경을 낮추면 두께 방향의 기공 밀도는 증가하나, 수지의 입경을 균일화하기 위한 기술적 어려움과 연신 공정에서의 파단 위험이 높아지면서 생산성이 저하되기 쉽다.
이에, 본 발명자들은 종래의 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름의 문제를 해소하기 위하여 노력한 결과, 필름 두께 방향의 기공밀도를 높이기 위해 채택된 구형의 비상용 수지 대신에, 폴리에스테르 수지에 대해 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 대체하여 백색의 폴리에스테르 필름을 제조하여 두께 방향의 기공밀도가 높아지고 이를 통해 반사 성능을 극대화를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 백색의 폴리에스테르 필름에 있어서, 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 함유되고 기공이 형성된 백색 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공밀도가 증가하여 반사율이 개선된 백색 폴리에스테르 필름으로 이루어진 반사시트를 제공하는 것이다.
본 발명은 폴리에스테르 수지 및 백색의 무기입자가 주성분으로 함유된 원료조성물이 혼합 용융, 압출성형 및 2차 연신에 의해 얻어진 백색의 폴리에스테르 필름에 있어서,
상기 원료조성물이 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기 입자 1∼40 중량부가 함유되어, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공이 형성되는 백색 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 길이(Length) 대 두께(Thickness)의 비(L/T)가 1.5 내지 5 를 충족하는 것이 바람직하고, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 길이 1 내지 5.0㎛이고, 두께 0.5 내지 3㎛일 때 더욱 바람직하다.
이때, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 폴리올레핀 수지에 클레이 2 내지 10중량%가 함유된 것이다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공밀도가 증가되어 반사율이 적어도 102% 이상을 구현하며, 백색 폴리에스테르 필름의 굴곡 강도는 적어도 5mN/m 이상을 충족한다.
본 발명은 상기의 백색 폴리에스테르 필름으로 이루어진 반사시트를 제공한다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 화상 표시용의 백라이트 장치 또는 램프 리플렉터의 반사시트; 조명용 기구의 반사시트; 조명 간판용 반사시트; 또는 태양 전지용 배면 반사시트에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명은 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 함유한 고반사 성능이 구현된 백색 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
상기 백색 폴리에스테르 필름은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 층상 구조로 인해 연신시 계면 박리가 유도되어 기공이 형성되며, 그 기공밀도가 두께 방향으로 증가하여 반사 성능을 향상시킨다.
또한, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 형성된 기공 구조에 따라, 고반사 성능 및 우수한 굴절 강도가 구현되는 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 반사시트로서 유용하다.
도 1은 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 함유된 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 길이 방향에 대한 기공의 모식도이고,
도 2는 도 1의 백색 폴리에스테르 필름에 투과 광이 통과하는 경로의 모식도이고,
도 3은 종래 백색 폴리에스테르 필름에 함유된 구형의 비상용 입자의 기공의 모식도이고,
도 4는 도 3의 백색 폴리에스테르 필름에 투과 광이 통과하는 경로의 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기 입자 1∼40 중량부가 혼합 용융, 압출성형 및 2차 연신에 의해 얻어진 필름 내부에 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공이 형성되는 백색 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 종래 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지를 폴리올레핀-클레이 판상 복합체로 대체 사용하여 필름 내부의 기공을 형성하고, 그 기공밀도를 높여 반사 성능을 향상시키는 것이다.
구체적으로, 도 1은 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 함유된 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 길이 방향에 대한 기공의 모식도를 나타낸 것으로서, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 함유된 폴리올레핀-클레이 판상 복합체는 길이(Length) 대 두께(Thickness) 비(L/T)가 1.5 내지 5를 충족하는 슬릿(slit) 타입의 기공을 형성하도록 한다.
이때, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 L/T비가 1.5 미만이면, 연신시 형성되는 기공의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없어 반사 성능의 상승을 기대하기 어렵고, 5를 초과하면, 연신시 필름이 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않다.
또한, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 L/T비를 충족하기 위해서, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 길이는 1 내지 5.0㎛이고, 두께 0.5 내지 3㎛인 것을 사용하는 것을 바람직한 일례로 설명하고 있으나, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 L/T비를 충족하는 길이 및 두께조건을 충족하는 것이라면, 이에 한정되지 않을 것이다.
본 발명의 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 있어서, 상기 길이 및 두께의 하한 범위 미만이면, 연신시 기공을 형성하기가 어렵고, 상한 범위를 초과하면, 연신시 필름이 찢어질 우려가 있어 제막에 어려움이 있다.
본 발명의 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 구성을 살펴보면, 클레이가 2 내지 10 중량%가 함유되어 폴리올레핀 수지와 결합됨으로써, 우수한 분산성이 부여된다. 이때, 클레이의 농도가 2 중량% 미만이면, 필름의 연신시 판상의 비상용 나노 복합체의 함량이 적어 반사성능의 상승효과가 미흡하고, 10 중량%를 초과하면, 조성물의 용융압출시 판상 나노 복합체의 응집이 일어나 필름의 연신 시 파단이 발생하기 쉽고, 기공의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없어 반사 성능의 상승을 기대하기 어렵다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 있어서, 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 함유량은 5 내지 35중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량%를 사용하는 것이다. 이때, 5중량% 미만으로 함유되면, 백색화의 효과가 미약하여 높은 반사성을 구현할 수 없다. 반면에, 35중량%를 초과하면, 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 판상 복합체의 응집이 일어나기 쉽다.
도 2는 상기의 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공이 형성된 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름에 광이 투과될 때, 투과 광이 통과하는 경로를 나타낸 것이다.
반면에, 도 3은 종래 백색 폴리에스테르 필름에 함유된 구형의 비상용 입자의 기공의 모식도이고, 도 4는 이를 함유하여 제조된 백색 폴리에스테르 필름에 투과 광이 통과하는 경로를 나타낸 모식도로서, 이를 대비하면, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 종래 구형 비상용수지로 사용된 폴리올레핀 수지를 함유한 경우보다 필름의 두께 방향으로 기공밀도가 증가하여 투과 광의 반사효율을 높일 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은
1) 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료조성물을 용융 압출하여 시트상으로 성형하여 미연신시트를 준비하고,
2) 상기 미연신시트를 냉각하고,
3) 상기 냉각된 시트를 길이 방향과 폭 방향으로 각각 2축 연신하고 열처리하는 것으로 이루어진 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에 의해 제조된다.
이하, 각 단계별로 설명하면, 상기 단계 1)의 원료조성물은 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기 입자 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 원료 조성물 중 수지 조성물에서, 폴리에스테르 수지는 65 내지 95중량%로 함유하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 내지 90중량%을 사용하는 것이다. 이때, 폴리에스테르 수지 함량이 상기 범위를 벗어나면, 다수의 공동을 함유하는 필름으로 제막할 수 없다.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 수지로서 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분당 1∼15몰%, 더욱 바람직하게는 3∼14몰%, 가장 바람직하게는 5∼13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르 또는 전체 디올 성분당 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 선택 사용할 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 원료 조성물 중 상기 폴리에스테르 수지에 대해 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 함유한다.
더욱 구체적으로는 폴리에스테르 기본수지에, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량%를 함유한다. 이때, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 함량이 5중량% 미만이면, 백색화의 효과가 미약하고, 높은 반사성을 구현할 수 없다. 반면에, 35중량%를 초과하면, 필름 자체의 강도 등의 기계적 특성이 저하되고, 판상 복합체의 응집이 일어나기 쉽다.
본 발명의 폴리올레핀-클레이 판상 복합체는 대한민국 특허공개공보 제2009-0129670호에 제시된 방법에 의해 제공되며, 구체적으로는 감마선이 조사되어 표면에 라디칼이 형성된 무기-클레이 및 스티렌 모노머 또는 스티렌 폴리머를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 클레이가 규소와 산소로 구성된 2개의 사면체 층과 1 개의 팔면체 층이 모여 단일 층을 형성하는 층상 구조로서, 규산염 광물이 적층된 구조이다.
상기 단일 층을 형성하는 구조를 가진 규산염 광물의 단위 입자들은 서브 마이크로 크기의 물질이며, 즉, 클레이의 입자들은 서브 마이크로 크기를 가지며, 바람직한 일례로는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 사우코나이트(sauconite), 버미쿨라이트(vermiculite), 마가디이트(magadiite), 케냐이트(kenyaite), 카올리나이트(kaolinite) 및 투링자이트(thuringite)로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용할 수 있다.
클레이에 대한 가장 바람직한 일례로서, 본 발명의 실시예에서 사용되는 폴리스티렌-클레이 판상 복합체는 천연 소듐 몬트모릴로나이트(natural sodium montmorillonite) 무기-클레이(Cloisite Na+, Southern Clay Products, Inc.)를 사용한다.
상기의 본 발명은 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 함유한 고반사 성능이 구현된 백색 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
상기 백색 폴리에스테르 필름은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 층상 구조로 인해 연신시 계면 박리가 유도되어 기공이 형성되며, 그 기공밀도가 두께 방향으로 증가하여 반사 성능을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 폴리올레핀-클레이 판상 나노 복합체의 층상 구조는 제조공정에서 연신단계에서 층상 계면 박리가 유도되어 기공을 형성하게 된다.
또한, 본 발명의 폴리올레핀-클레이 판상 나노 복합체 제조에 사용되는 스티렌 모노머 또는 스티렌 폴리머는 매우 반응성이 크기 때문에, 특히 스티렌 모노머는 스티렌 모노머 전체 중량에 대하여 중합 금지제 0.01∼0.015 중량%를 함유하고 있는데, 스티렌 모노머를 사용할 때에는 사용 전에 묽은 NaOH 수용액으로 정제하여 중합 금지제를 제거한 후에 사용해야 하며, -10℃에서 보관되도록 한다. 감마선 조사로 인해 표면에 라디칼이 생성된 클레이와 스티렌 모노머 또는 스티렌 폴리머의 중합 반응을 통해 폴리스티렌이 부가 중합되며, 이와 같은 방법을 의해 상온에서도 클레이 층상에서 효율적으로 박리시킬 수 있다.
또한, 내광성이 강한 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 얻고자 하면, 이상에서 설명한 본 발명의 폴리올레핀-클레이 복합체에, 자외선 흡수제 및 산화 방지제 중에서 선택된 단독 또는 2 종 이상의 첨가제를 혼합한 판상의 복합체 조성물을 이용할 수 있다.
이때, 상기 자외선 흡수제는 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계 및 시아노아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2 종 이상을 사용할 수 있고, 산화 방지제는 페놀계, 아민계, 유황계 및 인산계 산화 방지제 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
상기 방법에 의해 얻어지는 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에는 2 내지 10중량%가 함유되는 것이 바람직하다. 이때, 클레이의 농도가 2 중량% 미만이면, 필름의 연신시 판상의 비상용 나노 복합체의 함량이 적어 반사성능의 상승효과가 미흡하고, 10 중량%를 초과하면, 조성물의 용융압출시 판상 나노 복합체의 응집이 일어나 필름의 연신시 파단이 발생하기 쉽고, 기공의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없어 반사 성능의 상승을 기대하기 어렵다.
또한 본 발명의 폴리올레핀-클레이 판상 복합체는 길이 대 두께의 비(L/T)가 1.5 내지 5 인 것을 선택 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리스티렌-클레이 판상 복합체의 길이가 1 내지 5.0㎛이고 두께가 0.5 내지 3㎛를 충족하는 것을 사용하여 실시예를 구성한다.
이때, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 길이나 두께는 연신시 기공을 형성하기에 유리하되, 연신시 필름이 찢어지지 않도록 하여 양호한 제막성을 갖는 범위 이내에서 결정한다. 다만, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 L/T비가 1.5 미만이면, 연신시 형성되는 기공의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없어 반사 성능의 상승을 기대할 수 없고, 5를 초과하면 연신시 필름이 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해된다.
상기 단계 1)의 원료조성물에서 사용되는 백색 무기입자는 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 무기입자의 평균 입자지름은 0.1∼3.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.2∼2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3∼1.0㎛ 이내의 입자를 사용한다.
상기에서, 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, 입자 지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다.
본 발명에서 무기입자로 사용되는 일례로는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자에서 선택되는 단독 또는 그들의 조합이 가능하며, 백색의 무기입자의 함유량은 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 1∼40 중량부, 더욱 바람직하게는 2∼30 중량부, 가장 바람직하게는 3∼20 중량부를 함유하는 것이다. 이때, 상기 함량이 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 합성시에 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 원료 조성물에는 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.
상기 단계 2)는 단계 1에서 용융 압출하여 시트상으로 성형된 미연신시트를 냉각하는 것이다.
이후, 단계 3)은 상기 냉각된 시트를 길이 방향과 폭 방향으로 각각 연신하여 2축 연신 필름을 준비하는 것이다.
구체적으로는 상기 단계 2)의 미연신 필름을 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열하고, 우선 길이 방향으로 연신하여 1축 연신하여 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.
특히, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법 중에서, 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 층상 구조는 상기 2축 연신시, 필름 내부에 층상 계면 박리가 유도되어 기공이 형성되며, 두께 방향으로의 기공밀도를 높일 수 있다.
이상으로부터 제조된 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공밀도가 증가되어 반사율이 적어도 102% 이상 구현된다[도 2 및 도 4참조].
이에, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공의 구조적 특징에 따라, 기공밀도가 증가되어 굴곡 강도 향상에도 영향을 미치는데, 바람직하게는 5mN/m 이상의 굴곡 강도를 구현한다.
이에, 본 발명은 상기 고반사 성능 및 우수한 굴절 강도를 구현하는 백색 폴리에스테르 필름으로 이루어진 반사시트를 제공한다.
더욱 구체적으로, 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사 시트는 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 90중량% 및 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용 수지로서, 폴리스티렌-클레이 판상 복합체 수지 10 중량%로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에, 평균 입자 지름 1㎛인 무기 입자 20 중량부를 첨가하고, 280℃로 가열된 압출기에 공급하여 다이에서 시트상으로 성형하였다. 상기 폴리스티렌-클레이 판상 복합체 또는 무기입자는 미리 폴리에스테르 수지와 혼합(Compounding)시킨 마스터 펠릿 형상으로 사용하였다.
이때, 상기 폴리스티렌-클레이 판상 복합체 수지는 톨루엔 500 g에 감마선이 조사된 천연 소듐 몬트모릴로나이트(natural sodium montmorillonite) 무기-클레이(Cloisite Na+, Southern Clay Products, Inc.) 0.5 g을 교반기에 넣고, 진공 또는 질소 가스의 불활성 가스하에서 1시간 동안 충분히 혼합하였다. 여기에 스티렌 모노머 50g을 서서히 주입하여 48시간 동안 충분히 반응시키고 반응이 끝난 후, 재침전하고 여과한 후, 메탄올로 여러 번 세척하여 미반응물을 제거하고 진공 오븐에서 24시간 동안 50℃에서 건조하여 폴리스티렌-클레이 복합체를 제조하였다.
상기 마스터 펠릿에 있어서, 폴리스티렌-클레이 판상 복합체 평균 길이는 2㎛, 두께(폭)는 1㎛이고, L/T비는 2 이었다.
상기 성형된 시트를 표면 온도 20℃의 냉각 드럼에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻고, 이를 가열하여 길이 방향으로 3.7배 연신 후 냉각하였다. 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 열고정하고, 실온까지 냉각하여 2축 연신 필름을 얻었다. 상기 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 기재하였다.
<실시예 2>
평균 길이는 5㎛, 두께(폭)는 1㎛이고, L/T비는 5 인 폴리스티렌-클레이 판상 복합체를 사용하고, 상기 복합체 함량을 10 중량부 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 평균 길이가 6㎛ 이고 L/T가 6인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 평균 길이가 1㎛ 이고 L/T가 1인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 평균 길이가 1㎛ 이고 폭이 0.3㎛이고, L/T가 3.3인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 평균 폭이 4㎛ 이고 L/T가 0.5인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 클레이 함량이 1중량%인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 6>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 클레이 함량이 15중량%인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 7>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 함량이 3중량%인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<비교예 8>
상기 실시예 1에서 상기 판상 복합체의 함량이 40중량%인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
<실험예 1> 반사율 측정
상기 실시예 1∼2 및 비교예 1∼8에서 제조된 이축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 일본 시마즈(Shimazu)사의 분광 광도계(UV-3600)에 적분구를 부착하고, 표준 백색판(BaSO4)을 100% 기준으로 설정하고, 400∼700nm 영역에 걸쳐 반사율을 측정하였다. 상기 얻어진 데이터로부터 5nm 간격으로 반사율을 판독하고, 평균치를 계산하여 평균 반사율을 산출하였다.
<실험예 2> 굴곡강도 측정
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1∼8에서 제조된 이축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, ASTM D 790 에 의거하여 측정용 시편을 만들어 만능 시험기를 사용, 굴곡 강도(Flexural Strength)를 측정하였다. 5회 반복 측정하여 평균치를 하기 표 1에 기재하였다.
<실험예 3> 제막성 측정
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1∼8에서 제조된 이축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 1시간 이상 안정되게 제막이 가능하면,"○" 또는 1시간 이내에 파단이 발생하고, 안정된 제막이 불가하면, "×"로 판정하였다.
Figure pat00001
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 폴리스티렌-클레이 판상 복합체의 평균 길이, 폭, L/T, 클레이와 복합체의 함량을 최적화하여 수행한 실시예 1, 2에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 제막성과 반사율, 굴곡강도 측면에서 양호한 결과를 확인하였다.
반면에, 폴리스티렌-클레이 판상 복합체의 평균 길이, 폭, L/T를 최적화하지 않고 실시된 비교예 1∼4의 폴리에스테르 필름은 제막성 또는 반사율 또는 굴곡 강도가 상대적으로 낮아진 결과를 보였다.
또한, 폴리스티렌-클레이 판상 복합체의 클레이와 복합체의 함량을 최적화하지 않고 실시된 비교예 5∼8의 폴리에스테르 필름은 제막성 또는 반사율 또는 굴곡 강도가 상대적으로 낮아진 결과를 보였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체를 함유함으로써, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 층상 구조로 인하여 연신 단계에서 계면 박리가 유도되어 기공이 형성되며, 그 기공구조에 의해 기공밀도가 두께 방향으로 증가되어 반사 성능을 높일 수 있다.
이에, 본 발명은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체의 평균 길이, 두께(폭) 및 L/T, 클레이와 복합체의 함량을 최적화하여 반사 성능과 굴곡 강도를 향상시킨 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하였다.
나아가, 본 발명은 폴리에스테르 수지에 대한 상용성이 낮은 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 형성된 기공 구조에 따라 고반사 성능 및 굴절 강도가 구현된 백색 폴리에스테르 필름을 제공하였다.
특히, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 백라이트 유닛의 휘도를 높이고 대면적의 적용에 있어서 필름의 굴곡 강도를 높여, 필름의 대면적화에 따른 변형을 방지함으로써, 반사시트로서 유용하다.
이외에도, 본 발명의 백색 폴리에스테르 필름은 화상 표시용의 백라이트 장치 또는 램프 리플렉터의 반사시트; 조명용 기구의 반사시트; 조명 간판용 반사시트; 또는 태양 전지용 배면 반사시트로서 유용하게 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 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: 기공
20: 구형의 비상용 수지
21: 비상용 폴리올레핀-클레이 판상 복합체
30: 투과 광

Claims (9)

  1. 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 폴리올레핀-클레이 판상 복합체 5 내지 35중량%로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색의 무기 입자 1∼40 중량부가 혼합 용융, 압출성형 및 2차 연신에 의해 얻어진 필름 내부에 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공이 형성되는 백색 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 길이(Length) 대 두께(Thickness) 비(L/T)가 1.5 내지 5 를 충족하는 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 길이 1 내지 5.0㎛인 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  4. 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 두께 0.5 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체가 폴리올레핀 수지에 클레이 2 내지 10중량%가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀-클레이 판상 복합체에 의해 기공밀도가 증가되어 적어도 102% 이상의 반사율이 구현되는 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 백색 폴리에스테르 필름의 굴곡 강도가 적어도 5mN/m 이상인 것을 특징으로 하는 상기 백색 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 백색 폴리에스테르 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 백색 폴리에스테르 필름이 적어도 102% 이상의 반사율 및 적어도 5mN/m 이상의 굴곡 강도를 충족하는 것을 특징으로 하는 상기 반사시트.
KR1020120002438A 2012-01-09 2012-01-09 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트 KR101401019B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120002438A KR101401019B1 (ko) 2012-01-09 2012-01-09 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120002438A KR101401019B1 (ko) 2012-01-09 2012-01-09 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130081453A true KR20130081453A (ko) 2013-07-17
KR101401019B1 KR101401019B1 (ko) 2014-05-30

Family

ID=48993140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120002438A KR101401019B1 (ko) 2012-01-09 2012-01-09 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101401019B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102389882B1 (ko) * 2018-10-31 2022-04-21 한양대학교 산학협력단 기공 형성 깊이가 제어된 다공성 중합체 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 다공성 중합체 필름

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3129907B2 (ja) * 1993-02-22 2001-01-31 東レ株式会社 ポリエステル系フイルム
US6380295B1 (en) 1998-04-22 2002-04-30 Rheox Inc. Clay/organic chemical compositions useful as additives to polymer, plastic and resin matrices to produce nanocomposites and nanocomposites containing such compositions
JP3766240B2 (ja) 1999-09-02 2006-04-12 積水化学工業株式会社 変性層状珪酸塩／樹脂複合体及び前記複合体を含有した熱可塑性樹脂組成物
KR100738900B1 (ko) * 2005-11-18 2007-07-12 에스케이씨 주식회사 백색 다공성 단층 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101401019B1 (ko) 2014-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI457392B (zh) 白色多孔狀聚酯薄膜及其製備方法
CN101910881B (zh) 反射片用白色叠层聚酯膜
JP4041160B2 (ja) 反射フィルム
JP4834549B2 (ja) 脂肪族ポリエステル系樹脂反射フィルム及び反射板
KR101813543B1 (ko) 백색 필름 및 그것을 사용한 면광원
JPWO2006112425A1 (ja) 反射シートおよびその製造法
KR102078451B1 (ko) 백색 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 반사 시트
JP2015087420A (ja) 白色ポリエステルフィルム
TWI492971B (zh) 光學薄膜及其製備方法
CN111936566B (zh) 白色聚酯膜
JP2015086240A (ja) 白色ポリエステルフィルム
JP2010202837A (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム
KR102020532B1 (ko) 백색 폴리에스테르 반사필름의 제조방법, 그에 의한 반사필름 및 그를 이용한 반사시트
KR101401019B1 (ko) 백색 폴리에스테르 필름 및 그를 이용한 고반사 성능의 반사시트
JP5306849B2 (ja) 太陽電池裏面封止用ポリエステルフィルム
JP2008309975A (ja) 反射板用白色積層ポリエステルフィルム
JP5028803B2 (ja) 光反射用白色ポリエステルフイルム
JP5889485B2 (ja) ポリエステル樹脂組成物及びそれを用いたポリエステルフィルム
KR101675350B1 (ko) 백색 다공성 폴리에스테르 필름
JP6707908B2 (ja) 白色ポリエステルフィルム
JP5590866B2 (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム
JP2015174383A (ja) 白色ポリエステルフィルム
JP2015042698A (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム
KR20120078468A (ko) 다공성 폴리에스테르 필름 및 그 제조 방법
KR101577367B1 (ko) 치수 안정성이 향상된 백색 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 반사 시트

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170504

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180509

Year of fee payment: 5