KR20140017176A - 편광판용 표면보호필름 - Google Patents

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KR20140017176A
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홍민기
김동휘
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광판용 표면보호필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재필름의 일면에 친수성 실리콘계 화합물을 함유하고 표면에너지가 35dyne/㎝이상인 코팅제층이 적층됨으로써, 박리테이프와의 점착력이 우수하여 표면보호필름의 박리가 용이하고, 동시에 상기 표면보호필름이 적용된 적층체와 적층체간의 접촉면에서의 슬립성이 향상된 편광판용 표면보호필름에 관한 것이다.

Description

편광판용 표면보호필름 {SURFACE PROTECTIVE FILM FOR POLARIZING PLATE}
본 발명은 슬립성과 동시에 박리성이 우수한 편광판용 표면보호필름에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)에는 편광판 등과 같은 고가의 광학필름으로 적층된다. 이러한 편광판은 액정셀과의 조립, 접합공정, 또는 운반, 유통 과정에서 손상되거나 오염될 수 있다.
광학필름의 미세한 손상과 결함은 액정표시장치의 불량을 야기시키므로, 이를 방지하기 위하여 편광판의 표면에 부착되어 편광판을 보호하기 위한 표면보호필름이 사용된다.
이와 같이 표면보호필름이 적층된 편광판을 액정셀과 접합하여 판넬을 제작하게 되는데, 이때 접합공정에 맞도록 편광판이 한 장씩 들어올려져 투입되어 액정셀과 접합되어야만 한다. 그러나, 적재되어 있는 편광판들은 이들 자체의 무게 압력에 의해 2장 이상의 편광판들이 일시적으로 서로 부착되게 되며, 이로 인하여 접합공정에 한 장의 편광판이 아닌 부착된 여러 장의 편광판이 동시에 들어올려져 투입되는 현상(이하 “투폴페일 현상”이라고 한다)이 발생하게 된다. 이러한 현상은 제품의 불량, 원재료의 손실로 인한 제조비용의 증가, 공정 효율의 저하 등과 같은 문제를 유발시키므로 공정 상에서 발생되어서는 안된다.
또한, 편광판을 액정셀에 접합하여 판넬을 제작한 후 조립공정에서 편광판에 적층된 표면보호필름은 박리 제거되는데, 일반적으로 표면보호필름면에 박리테이프를 접합하여 제거한다. 그러나 상기 투폴페일 현상 발생을 억제하기 위한 표면보호필름면의 코팅처리에 의해 박리테이프와의 접합력은 저하되어 박리가 용이하기 않은 단점이 있다.
본 발명은 표면보호필름이 적용된 광학필름 적층체 간의 접촉면에서의 슬립성이 향상되면서 동시에 박리테이프와의 점착력이 우수하여 박리가 용이한 편광판용 표면보호필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재필름의 일면에, 친수성 실리콘계 화합물을 함유하고 표면에너지가 35dyne/㎝이상인 코팅제층이 적층된 것인 편광판용 표면보호필름을 제공한다.
상기 표면에너지는 40dyne/㎝이상일 수 있다.
상기 친수성 실리콘계 화합물은 폴리실록산일 수 있다.
상기 코팅제층은 친수성 실리콘계 화합물, 대전방지제 및 고분자 바인더 수지를 함유할 수 있다.
상기 코팅제층은 두께가 0.02 내지 1.0㎛일 수 있다.
상기 코팅제층은 편광판 이형필름과의 마찰계수가 0.35이하일 수 있다.
상기 기재필름의 다른 면에는 이형필름이 접합된 점작제층이 적층될 수 있다.
본 발명의 편광판용 표면보호필름은 편광판 적층체와 같은 각종 광학필름 적층체를 다수매 적층하는 경우, 적층체와 적층체간의 접촉면에서의 슬립성이 향상되어 공정상 발생하는 작업성 저하 및 품질 불량을 해결할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 편광판용 표면보호필름은 박리테이프와의 점착력이 우수하여 표면보호필름의 박리를 용이하게 하는 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 일례의 편광판용 표면보호필름의 수직 단면도를 나타낸 것이다.
본 발명은 슬립성과 동시에 박리성이 우수한 편광판용 표면보호필름에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 편광판용 표면보호필름은 기재필름(10)의 일면에, 친수성 실리콘계 화합물을 함유하고 표면에너지가 35dyne/㎝이상인 코팅제층(20)이 적층된다(도 1).
기재필름(10)은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 광학 등방성 등이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서 투명성과 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 필름 또는 폴리카보네이트 필름 등이 바람직하다.
상기 기재필름에 형성되는 코팅제층(20)은 방오성, 방현성 또는 대전방지성 등의 기능성을 부여할 수 있는 것으로, 본 발명은 상기 기능성과 함께, 슬립성 및 박리성이 동시에 부여된 코팅층에 그 특징이 있다.
본 발명의 코팅제층은 친수성 실리콘계 화합물을 함유한다. 구체적으로 친수성 실리콘계 화합물, 대전방지제 및 고분자 바인더 수지를 함유한다.
친수성 실리콘계 화합물은 폴리실록산일 수 있다.
상기 폴리실록산은 선형, 분지형 및 고리형일 수 있다.
또한, 상기 폴리실록산은 다양한 조성의 관능기들을 함유하는 광범위의 각종 폴리실록산 공중합체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 관능기는 폴리실록산이 친수성을 나타낼 수 있는 것이면 특별히 한정하지 않으며, 일례로 하이드록시기, 알킬기, 알콕시기 등 일 수 있다.
또한, 상기 폴리실록산을 주쇄로 하고, 측쇄로 친수성의 고분자 화합물을 함유할 수 있다. 상기 측쇄에 도입될 수 있는 친수성 고분자 화합물은 일례로 폴리옥시에틸렌일 수 있다.
또한, 상기 폴리실록산은 말단이 변성될 수 있으며, 상기 변성은 일례로 아미노 변성, 에테르 변성 등일 수 있다.
이러한 친수성 실리콘계 화합물은 합성되거나 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 시판품으로는 일례로 BYK Additive & instruments사의 BYK제품 시리즈 등이 사용될 수 있다.
대전방지제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 구체적으로 4급암모늄 이온, 금속산화물, 계면활성제, 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다.
고분자 바인더 수지는 폴리우레탄계 수지; 폴리에스테르계 수지; 아크릴계 수지; 폴리에테르계 수지; 셀룰로오스계 수지; 폴리비닐알콜계 수지; 에폭시계 수지; 폴리비닐피롤리돈계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리에틸렌글리콜계 수지, 펜타에리스리톨계 수지 등과 같은 유기계 바인더, 또는 실리케이트와 같은 무기계 바인더를 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 특히 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지가 바람직하다.
상기 친수성 실리콘계 화합물, 대전방지제 및 고분자 바인더 수지의 혼합비는 이들이 혼합된 코팅제 조성물에 의해 형성된 코팅층의 표면에너지가 35dyne/㎝이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 표면에너지가 40dyne/㎝이상인 것이 좋다.
표면에너지가 상기 범위 미만이면 코팅제층과 박리 테이프와의 점착력이 낮아 효율적이 박리가 발생되지 않는 단점이 있다.
상기 코팅제층은 두께(건조 후)가 0.02 내지 1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.05 내지 0.2㎛인 것이 보다 바람직하다. 코팅제층의 두께가 0.02㎛미만이면 충분한 피막 강도의 확보가 어려워 코팅제층이 벗겨지기 쉬우며, 1.0㎛를 초과하게 되면 보호필름 화상 검사 시 빛의 소멸 간섭으로 인하여 가시광선 영역의 청색 파장의 반사가 상대적으로 증가하게 되어 화상 검사의 지장을 초래하는 단점을 가지게 된다.
또한, 상기 코팅제층은 편광판 이형필름과의 마찰계수가 0.35이하인 것이 바람직하며, 0.3이하인 것이 보다 바람직하다. 마찰계수가 0.35 초과이면 코팅층과 이형필름의 슬립성이 좋지 않아 서로 달라 붙는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 편광판용 표면보호필름은 기재필름(10)의 다른 면에 이형필름(40)이 접합된 점작제층(30)이 적층될 수 있다.
점착제층(30)은 점착제 수지 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물에로 의해 형성된다.
점착제 수지는 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 아크릴계; 천연 고무계; 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체; 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 클로로프렌 고무 등의 합성 고무계; 실리콘계 등의 수지를 들 수 있으며, 이들 중에서 아크릴계 공중합체 수지가 바람직하다.
가교제는 아크릴계 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 응집력을 강화하기 위하여 사용되는 것으로서, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민계 수지, 아지리딘계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서 이소시아네이트 화합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이형필름(40)은 점착제층을 보호하기 위한 필름으로서, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리아크릴레이트계 필름; 폴리스티렌계 필름; 나일론6, 부분 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 필름; 폴리염화비닐 필름; 폴리염화비닐리덴 필름; 또는 폴리카보네이트 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등과 같은 이형제로 적절히 이형처리하여 사용할 수 있다.
본 발명의 표면보호필름은 각종 광학 부재, 예를 들어 액정표시장치에 사용되는 편광판, 위상차판, 광학보상필름, 반사시트, 휘도향상필름 등과 같이 플라스틱 재료로 구성된 부재의 표면을 보호하고, 동시에 슬립성 및 박리성을 향상시키기 위하여 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 38㎛) 필름의 한 면에 바코터를 이용하여 코팅제층 형성 조성물을 도포한 후, 80℃에서 1분간 건조하여 두께가 0.1㎛인 코팅제층을 형성하였다.
상기 코팅제층 형성 조성물은 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산(고형분 10중량%) 용액(Baytron P, Bayer사 제조) 6g, 폴리우레탄계 바인더 10g, 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산(고형분 25중량%) 용액(BYK-370, BYK Additive & instruments) 1g 및 용제를 혼합하여 총 100g이 되도록 하여 사용하였다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 코팅제층이 형성되지 않은 다른 한 면에 통상의 아크릴계 점착제층과 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름을 적층하여 표면보호필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액을 2g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산(고형분 52중량%) 용액(BYK-373, BYK Additive & instruments)을 0.5g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산(고형분 52중량%) 용액(BYK-373, BYK Additive & instruments)을 1g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르-에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산(고형분 25중량%) 용액(BYK-375, BYK Additive & instruments)을 1g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
실시예 6
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르-에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산(고형분 25중량%) 용액(BYK-375, BYK Additive & instruments)을 2g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물은 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산(고형분 10중량%) 용액(Baytron P, Bayer사 제조) 6g, 폴리우레탄계 바인더 10g 및 용제를 혼합하여 총 100g인 것을 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물은 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산(고형분 10wt%) 용액(Baytron P, Bayer사 제조) 6g, 폴리우레탄계 바인더 10g, 올레핀계 슬립제(lakewax29, lakelane사 제조) 1g 및 용제를 혼합하여 총 100g인 것을 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물은 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산(고형분 10wt%) 용액(Baytron P, Bayer사 제조) 6g, 폴리우레탄계 바인더 10g, 올레핀계 슬립제(lakewax29, lakelane사 제조) 2g 및 용제를 혼합하여 총 100g인 것을 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(고형분 15w%) 용액(BYK-337, BYK Additive & instruments)을 0.5g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
비교예 5
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 코팅제층 형성 조성물의 폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 용액 대신에 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(고형분 15w%) 용액(BYK-337, BYK Additive & instruments)을 1g 사용하여 표면보호필름을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면보호필름의 물성을 하기의 방법으로 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 표면에너지 ( mN /m)
접촉각 측정기(DSA100, Kruss사)를 이용하여 표면보호필름 코팅층의 수접촉각을 측정한 후, 이를 이용하여 표면에너지를 산출하였다.
(2) 정마찰계수 (μs)
코팅층 표면을 마찰계수측정기(Pull slip tester, 코린스테크사 제조)를 사용하고, ASTM-1894에 의거하여 정마찰계수를 측정하였다.
이때, 정마찰계수가 0.3이하이면 투폴페일 현상이 발생하지 않는 것으로 간주한다.
(3) 표면보호필름 코팅층의 박리력 ( g f /25 mm )
아크릴계 점착 테이프(No.31B Nittodenko사)를 표면보호필름의 코팅층에 부착한 후 180° 방향으로 30m/min의 속도로 박리할 때, 최대 힘의 값을 측정하였다.
이때, 박리력이 1200gf/25mm 이상이면 박리테이프와의 점착력이 우수한 것으로 간주한다.
(4) 표면비저항 (Ω/□)
표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL)를 사용하여 표면보호필름 코팅층 표면의 3지점을 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다.
(5) 헤이즈 & 전광선 투과율 (%)
헤이즈 측정기(HM-150, 무라카미사 제조)를 사용하고, JIS K-7136에 의거하여 표면보호필름의 헤이즈 값과 전광선 투과율을 측정하였다.
구분 표면에너지
(mN/m)		 정마찰계수
(μs)		 박리력
(gf/25mm)		 표면저항
(Ω/□)		 헤이즈
(%)		 투과율
(%)
실시예1 41 0.28 1501 6E+10 1.8 90.1
실시예2 47 0.27 1593 7E+10 2.0 90
실시예3 50 0.29 1644 5E+10 1.9 90.2
실시예4 62 0.29 1765 7E+10 2.0 90.1
실시예5 39 0.26 1420 6E+10 1.7 89.9
실시예6 47 0.30 1537 6E+10 1.8 90.3
비교예1 55 0.37 1450 4E+10 1.8 90.1
비교예2 32 0.28 790 7E+10 1.8 90.2
비교예3 30 0.25 729 9E+10 1.9 90.0
비교예4 31 0.25 706 6E+10 1.7 90.2
비교예5 27 0.22 687 8E+10 2.0 90.1
상기 표 1과 같이, 본 발명에 따라 친수성 실리콘계 화합물을 함유하고 표면에너지가 35dyne/㎝이상인 편광판용 표면보호필름은 표면저항, 헤이즈 및 투과율 등의 표면보호필름으로서의 물성은 유지하면서, 정마찰계수가 0.3μs 이하로 슬립성이 증가하여 투폴페일 현상이 발생되지 않으며 박리력이 1200gf/25mm 이상으로 박리테이프와의 점착력이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
반면에, 친수성 실리콘계 화합물을 함유하지 않은 비교예 1은 정마찰계수가 낮고 표면저항이 높으며, 슬립제를 함유한 비교예 2 및 3와 소수성계 실리콘 화합물을 함유한 비교예 4 및 5는 박리력이 낮다는 것을 확인할 수 있었다.
10: 기재필름
20: 코팅제층
30: 점착제층
40: 이형필름

Claims (7)

  1. 기재필름의 일면에, 친수성 실리콘계 화합물을 함유하고 표면에너지가 35dyne/㎝이상인 코팅제층이 적층된 것인 편광판용 표면보호필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 표면에너지는 40dyne/㎝이상인 것인 편광판용 표면보호필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 친수성 실리콘계 화합물은 폴리실록산인 것인 편광판용 표면보호필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅제층은 친수성 실리콘계 화합물, 대전방지제 및 고분자 바인더 수지를 함유하는 것인 편광판용 표면보호필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅제층은 두께가 0.02 내지 1.0㎛인 것인 편광판용 표면보호필름.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅제층은 편광판 이형필름과의 마찰계수가 0.35이하인 것인 편광판용 표면보호필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 기재필름의 다른 면에는 이형필름이 접합된 점착제층이 적층된 것인 편광판용 표면보호필름.
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