KR20130110018A - 사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하는 광학필름용 수지 조성물 - Google Patents

사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하는 광학필름용 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하는 광학필름용 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 셀룰로오스계 수지와 높은 상용성을 나타내는 사다리형 구조를 가진 실세스퀴옥산 고분자를 포함하여 내열특성, 자외선 차단효과, 가소 효과 등이 우수하므로, 편광판용 보호 필름, 보상 필름 등의 광학필름의 제조에 유용하다.

Description

사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하는 광학필름용 수지 조성물 {LADDER-LIKE SILSESQUIOXANE POLYMER AND RESIN COMPOSITION FOR OPTICAL FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 사다리(ladder)형 실세스퀴옥산(silsesquioxane) 고분자를 포함하는 광학필름용 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 셀룰로오스계 수지와 높은 상용성을 나타내는 사다리형 구조를 가진 실세스퀴옥산 고분자를 포함함으로써 내열특성, 자외선 차단효과, 내수성, 가소 효과 등이 우수하여 편광판용 보호 필름, 보상 필름 등의 광학필름의 제조에 유용하게 사용될 수 있는 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 광학기기에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰로오스계 필름은 투명성이 우수하며, 굴절률의 이방성이 작은 막을 용이하게 제작할 수 있기 때문에, 편광판용 보호 필름 등의 광학적 용도에 널리 사용되고 있다. 특히, 디스플레이의 콘트라스트비(C/R)를 크게 개선하면서도, 위상차 조절 등의 기술적 개발을 통해 고가의 보상 필름(Compensation film)으로서도 활용도가 높은 편이다.
그러나 다양한 기능성의 부여를 위해서는 복잡한 기술적 요소가 필요하고, 필름제조 공정의 다변화가 필요하지만, 이러한 점들은 곧 가격의 상승으로 이어져 실제 다양한 적용분야의 걸림돌로 지적되고 있다. 대표적인 예로 고급-셀룰로오스계 보상필름인 '와이드뷰(Wide view: WV, 일본 후지필름)'는 뛰어난 성능에도 불구하고, 그 공정이 복잡하고, 가격이 매우 높아 노트북 등의 일반적 디스플레이에는 적용하기 어렵고, 이를 대체하기 위해 편광판의 폴리비닐알콜(PVA)층을 단순히 보호하는 일반적인 셀룰로오스계 보호 필름을 이용할 경우에는 디스플레이의 화질 개선을 기대할 수 없다는 문제가 발생된다.
상기와 같은 셀룰로오스계 필름의 성능개선은 크게 두 가지 분야로 나뉘어져 진행되는데, 일차적으로 가소제, 광학첨가제 등의 분자단위 조작이 선행된 후, 연신, 합착 등의 이차 공정조건 조절을 통해 원하는 물리적 특성을 구현하고 있다. 특히, 분자단위 조작을 통한 광학물리특성의 조절이 이를 연구하는 모든 기업들의 핵심적 기술 요소라 할 수 있으며, 이러한 단계에 적용될 수 있는 첨가제의 필요조건은 다음과 같다:
1. 셀룰로오스계 수지와의 상용성이 뛰어나 흐림(hazy) 현상이 없을 것.
2. 높은 온도 및 알칼리 조건에서 탈리와 반응성이 없을 것.
3. 투명도, 경도, 광학등방성 등의 기본 셀룰로오스계 수지의 특성 저하를 최소화할 것.
그러나 현재 많은 분야에서 이용 되고 있는 유기-단량체 첨가성분은 상기와 같은 조건을 완벽하게 충족하지 못하므로, 성능 개선의 한계가 명백히 예상된다.
따라서 이러한 성능의 한계를 극복하기 위해, 대한민국 특허출원 제10-2009-0043088호에서는 금속계 나노분산체를 이용하여 물성의 향상을 도모하였으며, 대한민국 특허출원 제10-2009-0132560호에서는 새로운 형태의 아미노벤조싸이아졸을 첨가성분으로 이용하여, 필름의 위상차를 개선하고자 하였다. 하지만, 이러한 일련의 노력에도 불구하고, 상용성의 한계와 분자단위 첨가성분의 박리현상은 국소개선 되었을 뿐, 여전히 완벽하게 극복되지 못하고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 셀룰로오스계 수지와의 상용성이 우수한 사다리형 구조를 가진 실세스퀴옥산 고분자를 포함하여 내열특성, 자외선 차단효과, 내수성 및 가소 효과 등이 우수한 광학필름용 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 수지 조성물로부터 제조되어 셀룰로오스계 필름의 우수한 광투과성을 유지하면서도 물리적 특성이 향상된 광학필름 및 이를 포함하는 광학기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
1) 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000인 사다리형 실세스퀴옥산 고분자; 및
2) 셀룰로오스계 수지
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 광학필름용 수지 조성물로 제조된 광학필름 및 이를 포함하는 광학기기를 제공한다.
본 발명에 따른 사다리형 실세스퀴옥산 고분자 및 셀룰로오스계 수지를 포함하는 광학필름용 수지 조성물은 셀룰로오스계 수지와 별도의 화학반응 없이도 높은 상용성을 나타내는 사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하여 내열특성, 자외선 차단효과, 내수성 및 가소 효과 등이 우수하고, 셀룰로오스계 필름의 우수한 광투과성을 유지하면서도 물리적 특성이 향상된 편광판용 보호 필름, 보상 필름 등의 셀룰로오스계 광학필름의 제조에 유용하다.
도 1은 합성예 1의 셀룰로오스 용액과 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 혼합 수지 조성물의 상용성을 투과율로 비교한 결과이다.(셀룰로오스 용액 중 세룰로오스 수지의 함량은 10 중량%임)
도 2는 실세스퀴옥산 고분자의 페닐기 증가에 따른 셀룰로오스 수지와의 상용성을 투과율로 비교한 결과이다.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름에 대하여 FT-IR 분광기를 이용하여 IR을 측정한 결과이다.
도 4는 본 발명에 따른 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름의 열분해 안정성을 TGA(thermal gravimetric analyzer)를 이용하여 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름의 열 안정성을 DSC를 이용하여 측정한 결과이다.
본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 1) 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000인 사다리형 실세스퀴옥산 고분자 및 2) 셀룰로오스계 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 각 성분들에 대하여 설명한다.
1) 실세스퀴옥산 고분자
본 발명에서 사용되는 실세스퀴옥산 고분자는 사다리(ladder)형 실세스퀴옥산(silsesquioxane) 고분자로서, 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000, 바람직하기로는 10,000 내지 100,000이다.
바람직하기로 상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자는 하기 화학식 1의 구조를 가진다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20으로 연결된 환형 또는 비환형 지방족 유기관능기, 알킬기, 알킬할로겐, 아릴기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기 또는 사이올기이고, 이때, R1 내지 R4는 모두 동일하거나 모두 다른 유기관능기로 치환될 수 있고;
R5 내지 R8은 각각 독립적으로 C1-5의 알킬기, C3-10의 시클로알킬기, C6-12의 아릴기, 알코올, 알콕시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며;
n은 1 내지 100,000이다.
상기에서, 상기 알코올 또는 알콕시기는 바람직하게는 -OCR' 또는 -CR'=N-OH이고, 이때 R'은 C1-6의 알킬기이다.
본 발명에 사용되는 상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자는 공지의 방법으로 제조되거나 또는 시판되는 것을 사용할 수도 있으며, 바람직하기로 상기 화학식 1의 실세스퀴옥산 고분자는 유기관능기가 도입된 삼관능계 실란으로서 하기 화학식 2의 화합물을 가수분해시킨 후 연속적으로 축합반응시켜 제조될 수 있다:
[화학식 2]
R9 4-m-Qp-Si-(OR10)m
상기 화학식 2에서,
R9는 수소, C1 내지 C20으로 연결된 환형 또는 비환형 지방족 유기관능기, 알킬기, 알킬할로겐, 아릴기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기 또는 사이올기와 같은 유기관능기이고;
R10은 C1-5의 알킬기, C3-10의 시클로알킬기, C6-12의 아릴기, 알코올, 알콕시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며,
Q는 C1-6의 알킬렌기 또는 C1-6 알킬렌옥시기이고,
m은 0 내지 4의 정수이며,
p는 0 또는 1의 정수이다.
상기에서, 상기 알코올 또는 알콕시기는 바람직하게는 -OCR' 또는 -CR'=N-OH이고, 이때 R'은 C1-6의 알킬기이다.
또한 상기 화학식 2에서 R9 또는 R10이 페닐기와 같은 방향족 유기관능기가 될 수 있으나, 본 발명의 사다리형 실세스퀴옥산 고분자 내에 측쇄기인 R1 내지 R4 중 방향족 유기관능기의 함량이 지나치게 많은 경우 투과율이 낮아지는 경향이 있으므로, 바람직하기로 측쇄기 R1 내지 R4의 합계 100% 중 페닐의 함량은 80 몰% 미만으로 조절하는 것이 좋다. 이는 방향족 유기관능기의 과도한 증가에 의해서 셀룰로오스계 필름과 극성 차이가 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명의 상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자의 제조시 반응조건은 당분야에서 통상적으로 사용하는 방법, 예를 들어 대한민국 특허공개 제10-2010-0131904호에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있다.
또한 상기 실세스퀴옥산 고분자의 축합도는 1 내지 99.9%로 조절될 수 있으며, 실세스퀴옥산 고분자 말단의 -OH의 함량은 혼합 사용되는 셀룰로오스계 수지의 극성 변화에 따라 다양하게 임의로 조절하여 적용될 수 있으며, 바람직하기로 실세스퀴옥산 고분자 말단의 -OH의 함량이 말단기 중 0.01 내지 50%인 경우 보관안정성이 우수한 수지 조성물을 제조할 수 있다.
또한 상기 화학식 1의 화합물 제조시 통상적으로 알려진 자외선 흡수체들을 R1 내지 R8에 도입할 경우, 광학필름 제조시 자외선 차단특성을 부여하기 위한 첨가제로도 사용될 수 있다. 구체적인 일예로 자외선 흡수체로 사용될 수 있는 화합물로는 (2-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1,1-디메틸에틸)-4-메틸-페놀(2-(5-chloro-2H-benzotriazole-2-yl)-6(1,1-dimethylethyl)-4-methyl-phenol), 옥틸-3-[3-터트-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트(Octyl-3-[3-tert-butyl-4-hydroxy-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)phenyl]propionate) 등의 할로겐 원소를 포함하는 자외선 흡수체와 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디터틸페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-ditertylphenol), 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol), 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol), 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-(1-methyl1-phenylethyl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol, 2-[4-[(2-히드록시-3-(2'-에틸)헥실)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진(2-[4-[(2-Hydroxy-3-(2'-ethyl)hexyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine), 2-[4-[(2-히드록시-3-도데실옥시프로필)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진(2-[4-[(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine) 등의 할로겐 원소를 포함하지 않는 자외선 흡수체가 사용될 수 있다.
2) 셀룰로오스계 수지
본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 셀룰로오스계 수지를 포함한다. 바람직하기로 상기 셀룰로오스계 수지로는 셀룰로오스 아실레이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 셀룰로오스 아실레이트계 수지를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 셀룰로오스 트리아세테이트를 사용할 수 있다. 이 경우 사다리형 실세스퀴옥산 고분자와의 상용성이 특히 좋아 투과율, 내열성 및 내수성 등 광학적, 물리적 특성을 동시에 만족시킬 수 있다.
본 발명의 광학필름용 수지 조성물에서 상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자는 셀룰로오스계 수지 1 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부 미만, 바람직하게는 15 중량부 미만으로 포함되는 것이 좋으며, 이 경우 내열특성, 자외선 차단효과, 내수성 및 가소 효과 등을 동시에 만족시킬 수 있다. 만약 실세스퀴옥산 고분자의 함량이 셀루로오스계 수지 1 중량부에 대해 20 중량부 이상일 경우, 두 물질간 극성차가 과도하게 발생할 수 있어 상용화도가 떨어지며, 흐림효과가 발생될 수 있다.
본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 조성물 자체만으로도 다양하게 이용될 수 있으나, 상용화된 용매 캐스팅과 같은 통상적인 방법으로 제조하기 위해 용매를 이용할 수 있으며, 용매의 종류는 두 혼합물이 분리되지 않는 종류라면 어떠한 것을 이용하여도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
이때, 용매의 함량은 상기 사다리형 셀세스퀴옥산 고분자와 셀룰로오스계 수지를 제외한 수지의 잔량으로 포함되며, 바람직하기로는 상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자 및 셀룰로오스계 수지의 합계 고형분 함량이 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량%가 되도록 용매를 사용하는 것이 좋다. 고형분의 함량이 상기 범위 내인 경우 필름의 평탄성, 작업성 등을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 필요에 따라 가소제, 자외선 차단제 또는 광학필름용 수지 조성물에 통상적으로 포함될 수 있는 기능성 첨가제를 통상적인 범위 내에서 추가로 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 광학필름용 수지 조성물로부터 제조되는 광학필름 및 이를 포함하는 광학기기를 제공한다.
본 발명에 따른 광학필름은 상기 광학필름용 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 당분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 제조될 수 있으며, 예를 들어 스프레이법, 롤코터법, 회전도포법 등으로 적절한 기재 위에 0.1 내지 5,000 ㎛의 두께로 도포한 후 30 내지 150 ℃의 온도범위에서 열풍 건조시켜 제조될 수 있으며, 내열특성, 자외선 차단효과, 내수성 및 가소 효과 등이 우수한 수지 조성물을 사용하므로, 셀룰로오스계 필름의 우수한 광투과성을 유지하면서도 물리적 특성이 향상된 편광판용 보호 필름, 보상 필름 등의 셀룰로오스계 광학필름의 제조에 유용하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
합성예 1 : 셀룰로오스 용액의 제조
트리아세틸셀룰로오스(시그마 알드리치, Fluka) 1 중량부를 메틸렌클로라이드와 메탄올을 9:1(중량비)로 혼합한 혼합용매 9 중량부에 적하하여, 1일 이상 혼합한 후, 셀룰로오스 용액을 제조하였다.
합성예 2 : 실세스퀴옥산 고분자의 제조
냉각관과 교반기를 구비한 건조된 플라스크에, 증류수 15 중량%, 메탄올(순도 99.86%) 4 중량% 및 테트라메틸 암모늄하이드록사이드(25% in water) 1 중량%를 혼합하여 촉매가 포함된 혼합반응 용매를 미리 제조한 다음, 80 중량%의 실란 단량체를 준비된 혼합반응 용매에 넣어 주었다. 이때, 실란 단량체의 혼합 비율은 트리메톡시페닐실란(다우코닝사, 상품 명 DOW CORNING(R) Z-6124 SILANE) 10 몰% 와 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란(다우코닝사, 상품명 DOW CORNING(R) Z-6030 SILANE) 90 몰% 로 조절하여 넣어 주었다.
이후, 질소 분위기에서 서서히 8 시간 동안 교반한 후, 반응용액의 교반을 멈추고 상온에서 24 시간 동안 정치시킨 다음, 침전물을 포함한 상기 반응용액을 진공여과하여 침전물을 분리하였다. 분리된 침전물을 증류수와 메탄올의 혼합액으로 수차례 세정 및 여과하여 불순물을 제거하고 메탄올로 최종 수세한 후, 상온에서 20 시간 동안 진공건조하여 얻어진 수득물 1 중량부에 메틸렌클로라이드와 메탄올을 9:1(중량비)로 혼합한 혼합용매 9 중량부를 적하하여 목적하는 폴리지방족 방향족 실세스퀴옥산 고분자 수지를 제조하였다. 수득된 폴리지방족 방향족 실세스퀴옥산 고분자의 중량평균분자량은 40,000이었다. 이때, 중량평균분자량은 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정한 폴리스티렌 환산평균분자량이다.
합성예 3 내지 9 : 실세스퀴옥산 고분자의 제조
증류수 15 중량%, 메탄올(순도 99.86%) 4 중량%, 테트라메틸 암모늄하이드록사이드(25% in water) 1 중량%에 실란 단량체 80 중량%를 하기 표 1과 같은 몰 비율로 적하한 것을 제외하고는 상기 합성예 2와 동일한 방법으로 고분자 실세스퀴옥산 수지를 제조하였다.
감마-메타아크릴옥시프로필
트리메톡시실란 (몰%)		 트리메톡시페닐실란
(몰%)
합성예 3 80 20
합성예 4 70 30
합성예 5 60 40
합성예 6 50 50
합성예 7 40 60
합성예 8 30 70
합성예 9 20 80
실시예 1 내지 5 : 셀룰로오스/실세스퀴옥산 수지 조성물의 혼합용액 제조 및 용액 캐스팅법을 이용한 필름 제조
상기 합성예 2에서 제조된 실세스퀴옥산 고분자를 상기 합성예 1에서 제조된 셀룰로오스 용액 1 중량부에 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 및 1 중량부로 혼합하여 용액 캐스팅 제조를 위한 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 상기 조성물을 20 cm/초의 속도로 유리판 위에 캐스팅하여 열풍 건조 후 필름으로 제조하였다.
실시예 6 내지 12
상기 합성예 3 내지 9에서 제조된 실세스퀴옥산 고분자 각 1 중량부를 상기 합성예 1에서 제조된 셀룰로오스 용액 1 중량부에 혼합하여 각각의 수지 조성물을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 합성예 1에서 제조된 셀룰로오스 용액을 실시예 1과 같이 20 cm/초의 속도로 유리판 위에 캐스팅하여 열풍 건조 후 필름으로 제조하였다.
비교예 2
합성예 1에서 제조된 셀룰로오스 용액 1 중량부에 합성예 2에서 제조된 실세스퀴옥산 고분자를 20 중량부로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수지 조성물과 필름을 제조하였다.
비교예 3
트리메톡시페닐실란을 단독 실란단량체로서 80 중량%로 이용한 것을 제외하고는 상기 합성예 2와 동일한 방법으로 수지를 제조한 다음, 실시예 6 내지 12와 동일한 방법으로 수지 조성물 및 필름으로 제조하였다.
시험예 1
상기 실시예 1 내지 5의 실세스퀴옥산/셀룰로오스 수지 조성물, 및 비교예 1 및 2의 수지 조성물의 상용성, 흐림도 및 투과율을 통하여 확인하였다. 구체적으로는, 상용성 테스트를 위하여 기판접착력테스트 시 이용되는 10 X 10 셀을 크로스컷 방법으로 셀을 제조하고(셀면적 = 5 mm2), 100개 셀의 흐림도의 차이가 중심 셀에 대하여 5% 이상 나는 셀의 개수가 10개 미만이면 상용성이 매우 우수한 것으로, 20개 미만이면 우수, 30개 미만이면 보통, 50개 이상이면 상용화가 어려운 것으로 판단하여 정리하였다. 또한, 흐림도의 정밀한 측정을 위하여, 제조된 모든 필름샘플의 모서리부분과 중심부분의 흐림도를 각각 3회 이상 측정하고, 그 평균값을 기술하였다. 아울러, 제조 필름의 투과율은 가시광선의 광흡수 스펙트럼(spectrum)을 흐림도와 같은 방법으로 모서리 및 중심부 측정법으로 평균하였으며, 400 ㎚에 있어서 광선 투과율을 측정하여 기재하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다.
상용성 흐림도(%) 투과도(%)
비교예 1 - 0.4 92.0
실시예 1 ◎ 0.4 92.0
실시예 2 ◎ 0.6 91.5
실시예 3 ◎ 0.5 91.4
실시예 4 ◎ 0.7 91.0
실시예 5 ○ 0.8 88.0
비교예 2 × 5.1 61.0
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 상용화 불가)
상기 표 2 및 도 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 제조된 모재 필름의 투과율이 92%인 것을 감안한다면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 조성물은 상용성이 매우 우수한 것으로 나타났다. 또한, 상용성의 증대로 인해 흐림효과 또한 1% 미만으로 매우 우수한 것으로 나타났다.
반면, 상기 비교예 2에서 제조한 조성물의 경우 두 수지간의 상용성이 급격히 감소하는 것을 아래 표와 같이 관찰 할 수 있었다. 이러한 결과는 제조필름의 투과특성에도 비례적 영향을 미침을 알 수 있었다.
시험예 2
상기 실시예 6 내지 12에서 제조된 수지 조성물 및 비교예 3의 수지 조성물의 상용성과 투과율을 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 3 및 도 2에 나타내었다.
상용성 흐림도(%) 투과도(%)
실시예 6 ◎ 0.8 88.0
실시예 7 ◎ 0.8 87.8
실시예 8 ◎ 0.9 87.5
실시예 9 ◎ 1 86.5
실시예 10 ○ 1.1 85.5
실시예 11 ○ 1.3 84.5
실시예 12 ○ 1.2 84.1
비교예 3 × 5.5 67.5
상기 표 3 및 도 2에 나타난 바와 같이, 실세스퀴옥산 고분자 내에 유기측쇄관능기 중 방향족 유기관능기의 함량이 일정 수준 이상 증가하면, 흐림도(haze)가 급격히 증가되는 것을 관찰 할 수 있었다. 따라서 이러한 결과로 미루어 볼 때, 물리적 특성의 향상을 위해 이용되는 방향족 관능기의 함량을 일정 수준으로 조절하여야 함을 확인하였다.
시험예 3
상기 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름에 대하여 FT-IR 분광기(Perkin-Elmer system Spectrum-GX의 ATR모드)를 이용하여 IR을 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 광학필름에서 넓은 바이모달(연속적인 이중모양) 흡수 피크가 960 내지 1,200 cm-1에서 나타났으며, 이는 실세스퀴옥산 사슬 중 수직(-Si-O-Si-R)과 수평(-Si-O-Si-) 방향에서 실록산 결합의 신축 진동(Stretching Vibration)으로부터 유래된 것이다. 또한 셀룰로오스계 용액과 혼합시에도 구조적으로 실세스퀴옥산의 뚜렷한 존재를 확인할 수 있었으며, 흐림도 특성은 나타나지 않았다.
시험예 4
상기 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름의 열적 안정성을 TGA(thermal gravimetric analyzer) 및 DSC를 사용하여 확인하였으며, 그 결과를 각각 도 4 및 5에 나타내었다. 이때, TGA는 질소 하 50 내지 600 ℃의 온도범위에서 10 ℃/분의 스캔 속도로 측정하였다.
도 4 및 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 셀룰로오스-실세스퀴옥산 혼합필름에서는 셀룰로오스가 가진 열적특성의 감소 없이, 실세스퀴옥산 고분자의 첨가에 따라 열적특성이 증가됨을 확인할 수 있었다.
시험예 5
상기 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스-실세스퀴옥산 고분자 혼합필름 및 비교예 1의 셀룰로오스 필름의 투습도 변화(단위 : g/m2.일)를 관찰하기 위하여, Mocon 3/33 모델을 이용하여 25℃, 100% 환경에서 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
비교예 1의
셀룰로오스 필름		 실시예 1의
혼합필름
1차 623 50
2차 650 45
3차 590 49
4차 660 39
평균 631 46
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 사다리형 실세스퀴옥산 고분자를 포함하는 필름은 셀룰로오스 수지 필름 자체에 비하여 1/14 정도로 크게 감소된 투습도를 나타내었다.
따라서 본 발명에 따라 제조된 필름은 편광필름의 보호제로 이용되는 셀룰로오스계 필름의 요오드 승화 방지기능을 더욱 효과적으로 증대 시킬 수 있다.

Claims (16)

1) 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000인 사다리(ladder)형 실세스퀴옥산(silsesquioxane) 고분자; 및
2) 셀룰로오스계 수지
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자가 셀룰로오스계 수지 1 중량부에 대하여 0.1-20 중량부 미만의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 사다리형 실세스퀴옥산 고분자는 하기 화학식 1의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20으로 연결된 환형 또는 비환형 지방족 유기관능기, 알킬기, 알킬할로겐, 아릴기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기 또는 사이올기이고, 이때, R1 내지 R4는 모두 동일하거나 모두 다른 유기관능기로 치환되고;
R5 내지 R8은 각각 독립적으로 C1-5의 알킬기, C3-10의 시클로알킬기, C6-12의 아릴기, 알코올, 알콕시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며;
n은 1 내지 100,000이다.
제3항에 있어서,
상기 화학식 1의 실세스퀴옥산 고분자가 하기 화학식 2의 화합물을 가수분해시킨 후 연속적으로 축합반응시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물:
[화학식 2]
R9 4-m-Qp-Si-(OR10)m
상기 식에서,
R9는 수소, C1 내지 C20으로 연결된 환형 또는 비환형 지방족 유기관능기, 알킬기, 알킬할로겐, 아릴기, 아미노기, (메타)아크릴기, 비닐기, 에폭시기 또는 사이올기이고;
R10은 C1-5의 알킬기, C3-10의 시클로알킬기, C6-12의 아릴기, 알코올, 알콕시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며,
Q는 C1-6의 알킬렌기 또는 C1-6 알킬렌옥시기이고,
m은 0 내지 4의 정수이며,
p는 0 또는 1의 정수이다.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 알코올 또는 알콕시기가 -OCR' 또는 -CR'=N-OH이고, 이때 R'은 C1-6의 알킬기인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제3항에 있어서,
상기 화학식 1에서 R1 내지 R4의 합계 100% 중 방향족 유기관능기의 함량이 80 % 미만인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제3항에 있어서,
상기 화학식 1에서 말단의 -OH의 함량이 말단기 중 0.01 내지 50%인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제3항에 있어서,
상기 R1 내지 R8중 적어도 하나는 자외선 흡수체 성분을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 수지가 셀룰로오스 아실레이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광학필름용 셀룰로오스계 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 수지가 셀룰로오스 트리아세테이트인 것을 특징으로 하는 광학필름용 셀룰로오스계 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 수지 조성물이 가소제, 기능성 첨가제 또는 자외선 차단제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 셀룰로오스계 수지 조성물.
제1항에 따른 광학필름용 수지 조성물을 기판에 도포한 후 건조시켜 제조된 광학필름.
제12항에 있어서,
상기 광학필름의 투과율은 적어도 80%인 것을 특징으로 하는 광학필름.
제12항에 있어서,
상기 광학필름의 투습도 변화가 25 ℃에서 50 g/m2.일 이하인 것을 특징으로 하는 광학필름.
제12항에 있어서,
상기 광학필름은 디스플레이의 보상필름 또는 편광판의 보호필름인 것을 특징으로 하는 광학필름.
제12항에 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 또는 디스플레이 기기.
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