KR20140028853A

KR20140028853A - 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR20140028853A
Application number: KR1020120096104A
Authority: KR
Inventors: 임미소; 조은혜
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-10
Also published as: KR102027426B1

Abstract

본 발명은 프라이머층을 통해 올리고머를 차단한 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 가열 시 올리고머가 마이그레이션(migration) 되는 것을 차단하고, 가열 후 헤이즈 변화율이 적어 광학용도에 사용이 가능한 올리고머 차단 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 필름{POLYESTER FILM}

광학필름은 디스플레이용 광학부재로 사용되는 필름으로 LCD BLU의 광학 소재로 사용되거나, LCD, PDP, 터치 패널(Touch Panel) 등 각종 Display의 표면 보호용 광학 부재로 사용되고 있다.

이러한 광학필름은 우수한 투명성과 시인성이 요구되며, 기계적 특성 및 전기적 특성이 우수한 2축 연신 폴리에스테르 필름을 기재 필름으로 사용한다.

이러한 디스플레이용 폴리에스테르 필름에 올리고머로 인한 품질 문제와 물성저하가 발생되고 있으며, 품질문제로는 폴리에스테르 필름의 후가공 공정에서 프리즘 코팅, 확산 코팅 또는 하드코팅 후 경화 공정에서 고온을 가하게 됨에 따라 폴리에스테르 필름의 내부에서 올리고머가 마이그레이션 되어 프리즘 코팅, 확산 코팅 또는 하드코팅 반대면에 도 1과 같이 표면이 하얗게 변하는 백화현상이 발생한다. 또한, 폴리에스테르 필름 제조 후 슬리팅(slitting)공정에 사용되는 다이아몬드 패턴 롤의 압력에 의해 도 2와 같이 다이아몬드 형태의 패턴이 형성되는 다이아몬드 마크(diamond mark)현상이 발생한다.

이와 같은 백화현상 및 다이아몬드 마크 현상이 발생하는 경우, 공정상 필름 롤이 오염이 되고, 최종 제품의 광학특성이 저하된다.

이러한 폴리에스테르 필름의 올리고머가 마이그레이션 되는 것을 방지하기 위해서 폴리에스테르 필름 중합 시 올리고머 함량을 낮추기 위한 시도가 되고 있으나, 완벽하게 올리고머를 차단하기에는 부족하였다.

또한, 폴리에스테르 필름상에 적층막을 형성하여 올리고머의 유출을 제어하고자 하는 특허로 일본공개특허 제2007-253511호(2007.10.04)에는 적어도 편면에 적층막을 가지는 폴리에스테르 필름으로, 이 필름을 150℃로 60분간 가열한 때에 적층막에 석출하는 올리고머 입자의 평균 사이즈가 면적 환산으로 10㎛²이하, 개수가 100㎛×100㎛ 시야 내에서 100개 이하인 적층 폴리에스테르 필름이 기재되어 있다. 이 발명은 올리고머의 유출을 제어하고자 하는 것이나 완전히 차단을 하지는 못하였다.

일본공개특허 제2007-253511호(2007.10.04)

본 발명은 올리고머의 유출이 완전히 차단되는 폴리에스테르 필름을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가열 가공 시 올리고머의 표면 유출에 의한 헤이즈의 상승을 억제하고, 헤이즈 변화율이 0.1%이하인 폴리에스테르 필름을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들이 연구를 한 결과, 프라이머층을 형성하기 위한 조성물로 올리고머 차단 특성을 갖는 특정한 수분산성 수지조성물을 사용함으로써, 올리고머의 유출을 차단할 수 있으며, 이에 따라 가열 후에 헤이즈 변화율이 종래 기술보다 매우 낮은 폴리에스테르 필름이 제조됨을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

또한, 상기 수분산성 수지조성물에 특정 구조의 가교제를 사용함으로써, 올리고머 차단 특성을 더욱 향상시키고 도막 강도를 높여 내스크래치성 및 내용제성을 향상시킴에 따라 후가공시 발생할 수 있는 외관 불량을 줄일 수 있었다. 동시에 특정한 구조의 가교제를 사용함으로써 반응속도를 더욱 빠르게 하므로, 필름 제막 공정의 특성상 발생할 수 있는 가교제의 낮은 반응전환율을 높여주고 미반응 가교제가 프라이머층에 남음으로 인해 생기는 프라이머 층의 물성 저하와 프라이머층의 헤이즈 상승이 개선되었으며, 가교도 상승에 의해 올리고머 차단특성이 더욱 향상된 폴리에스테르 필름을 제공할수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 폴리에스테르 베이스필름과, 이의 일면 또는 양면에 올리고머 차단특성을 갖는 수분산성 수지조성물을 도포하여 형성한 프라이머층을 포함하며, 150℃에서 60분간 유지시킨 후, 하기 식 1에 따른 헤이즈 변화율(△H)이 0.1% 이하인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

[식 1]

△H(%) = (150℃에서 60분간 유지시킨 후 필름의 헤이즈 - 가열 전 필름의 헤이즈)

본 발명에서 상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지와 수분산성 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)와 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 중량비가 (A)/(B) = 20 ~ 80 / 80 ~ 20일 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 포함하는 디카르복실산 성분과, 디에틸렌글리콜을 포함하는 글리콜성분이 공중합된 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 전체 산 성분 중 6 ~ 20 몰% 함유하는 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 아크릴계 수지는 공중합 모노머로 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머를 전체 모노머 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 수지조성물은 가교제로 하기 화학식 1에서 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.

[화학식 1]

(상기 식에서, A₁ 내지 A₃는 각각 독립적으로 화학결합이거나, (C1-C10)알킬렌에서 선택되고, R₁ 내지 R₃는 각각 독립적으로, 수소, (C1-C10)알킬에서 선택된다.)

본 발명에서 상기 가교제는 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.

[화학식 2]

본 발명에서 상기 폴리에스테르 베이스필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리에스테르 베이스필름은 두께가 25 ~ 250㎛인 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 프라이머층은 건조도포두께가 20 ~ 200nm인 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 수분산성 수지조성물은 폴리에스테르 필름 제조 공정 중 인라인 도포방법으로 도포되는 것일 수 있다.

본 발명의 올리고머 차단 폴리에스테르 필름은 디스플레이용 필름으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 광학용 필름으로 사용하기에 적합한 광학물성을 가지며, 고온 조건에서 올리고머의 유출이 차단되고, 헤이즈 상승을 방지할 수 있다.

도 1은 올리고머가 유출된 폴리에스테르 필름의 백화현상을 나타낸 사진이다.
도 2는 올리고머가 유출된 폴리에스테르 필름의 다이아몬드 마크 현상을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 제 1 양태에 따른 폴리에스테르 필름을 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 양태에 따른 폴리에스테르 필름을 단면을 나타낸 것이다.

이하는 본 발명의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제 1 양태는 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리에스테르 베이스필름(10)과 이의 일면에 프라이머층(20)을 포함하며, 150℃에서 60분간 유지시킨 후, 하기 식 1에 따른 헤이즈 변화율(△H)이 0.1% 이하인 올리고머 차단 특성을 갖는 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

[식 1]

본 발명의 제 2 양태는 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리에스테르 베이스필름(10)과 이의 양면에 제 1 프라이머층(20), 제 2 프라이머층(30)을 포함하며, 150℃에서 60분간 유지시킨 후, 하기 식 1에 따른 헤이즈 변화율(△H)이 0.1% 이하인 올리고머 차단 특성을 갖는 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

[식 1]

본 발명의 폴리에스테르 필름에서, 상기 프라이머층은 올리고머 차단특성을 갖는 수분산성 수지조성물을 도포하여 형성된 것이다. 본 발명은 상기 올리고머 차단 특성을 갖는 수분산성 수지조성물로, 특정한 수지를 사용함으로써 올리고머의 차단 특성이 매우 향상되며, 그에 따라 가열 후에도 헤이즈의 변화율이 0.1% 이하, 보다 구체적으로는 0 ~ 0.1%으로 매우 향상되는 것을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다. 또한 상기 수분산성 수지조성물에 본 발명의 화학식 1에 따른 화합물을 더 포함하는 경우 헤이즈의 변화율이 0.05% 이하, 보다 구체적으로는 0 ~ 0.05%으로 더욱 향상되는 효과가 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지와 수분산성 폴리에스테르계 수지를 포함한다.

본 발명의 일 양태에서 상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)와 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 중량비가 (A)/(B) = 20 ~ 80 / 80 ~ 20일 수 있다. 보다 바람직하게는 40 ~ 60 / 60 ~ 40 중량비로 사용될 수 있다. 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 함량이 20 중량% 미만이고, 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)의 고형분 함량이 80 중량%를 초과하는 경우는 에멀젼의 입자크기(Particle Size)가 커짐에 따라 인라인 코팅 시 얼룩이 발생하고 폴리에스테르 베이스필름과의 밀착성과 투명성이 저하되고, 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 함량이 80 중량%초과이고, 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)의 고형분 함량이 20 중량% 미만인 경우는 충분한 올리고머 차단 효과를 발현할 수 없다.

본 발명의 수분산성 수지 조성물은 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 수성 분산액과 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)의 에멀젼을 혼합하여 제조할 수 있으며, 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 수성 분산액 중에서 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머 단독 또는 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머와 공중합 가능한 라디칼 중합성 불포화 모노머를 중합하여 제조하는 것도 가능하다. 이때는 계면활성제, 중합개시제를 사용할 수 있다. 상기 계면활성제 및 중합개시제는 유화중합에 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 또는 비반응성 계면활성제를 사용할 수 있으며, 이들을 병용해서 사용하는 것도 가능하다. 중합개시제는 라디칼 중합성 개시제로, 퍼옥사이드계 개시제 또는 아조비스 이소부티로니트릴 등의 질소화합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 수분산 조성물은 필요에 따라 소포제, 습윤제, 계면활성제, 증점제, 가소제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 방부제 등을 더 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는 가교제로써, 하기 화학식 1의 화합물을 포함함으로써, 반응속도가 더욱 빠르고, 저온에서 프라이머층이 형성될 수 있으므로, 프라이머층 형성 후 가열에 의해 일부 유출될 수 있는 올리고머를 완전히 차단할 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1의 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 2의 화합물을 사용할 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2의 화합물은 반응속도를 빠르게 하면서도, 반응온도가 120 ~ 140℃, 보다 구체적으로 130℃ 정도로 폴리에스테르 필름의 제막공정 시 예열존(Preheating Zone)에서 반응이 시작되며, 이에 따라 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)의 글리시딜기와 반응이 가능하여 보다 치밀한 구조의 프라이머 도막을 형성할 수 있다.

따라서, 상기 화학식 2의 화합물을 사용하는 경우 폴리에스테르 필름의 제막공정 시 인라인 도포공정에서 도포가 가능하고, 이에 따라 필름 제조 후 별도로 프라이머층을 도포하는 공정이 필요하지 않으므로 공정이 간단해지며, 인라인 도포공정에 의해 도포 후 연신되어 균일한 도막두께를 형성할 수 있게되므로 우수한 광학물성을 갖는 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.

상기 가교제는 수분산 조성물 내 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 수성 분산액과 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)의 전체 고형분 함량 100 중량부에 대하여, 1 ~ 40 중량부, 보다 바람직하게는 5 ~ 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우는 그 사용 효과가 미미하고, 40 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 Main Binder의 특성이 저하되어 접착력이 떨어질 수 있다.

상기 가교제를 더 포함하는 경우는 150℃에서 60분간 유지시킨 후, 하기 식 1에 따른 헤이즈 변화율(△H)이 0.05% 이하, 보다 구체적으로 0 ~ 0.05%이며, 내스크래치성 및 내용제성이 더욱 향상된 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

본 발명의 수분산 조성물에서, 상기 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)는 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 포함하는 디카르복실산 성분과, 디에틸렌글리콜을 포함하는 글리콜성분이 공중합된 것일 수 있다.

보다 구체적으로 디카르복실산 성분으로, 방향족 디카르복실산과 술폰산 알칼리 금속 염 화합물을 사용할 수 있으며, 상기 술폰산 알칼리 금속 염 화합물을 전체 산 성분 중 6 ~ 20몰% 함유하는 것일 수 있다.

상기 디카르복실산 성분은 프탈산, 테레프탈산, 테레프탈산디메틸, 이소프탈산, 이소프탈산 디메틸, 2,5-디메틸테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 비페닐디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 아디핀산, 세바신산 등의 지방족 디카르복실산, 시클로헥산 디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산 등을 사용할 수 있다.

상기 술폰산 알칼리 금속염 화합물은 구체적으로 예를 들면, 술포테레프탈산, 5-술포 이소프탈산, 4-술포 이소프탈산, 4-술포 나프탈렌산-2,7-디카르복실산 등의 알칼리 금속염 등을 사용할 수 있으며, 6 ~ 20몰% 사용하는 것이 바람직하다. 6 몰% 미만으로 사용하는 경우는 물에 대한 수지의 분산 시간이 길어지고, 분산성이 낮으며, 20몰%를 초과하여 사용하는 경우는 내수성이 저하될 수 있다.

상기 글리콜 성분은 디에틸렌글리콜과 탄소수 2~8의 지방족 또는 탄소수 6~12의 지환족 글리콜 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올, P-자일렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있다. 이때 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것이 바람직하다.

상기 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)는 수평균 분자량이 1000 ~ 50000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 수평균 분자량이 2000 ~ 30000이다. 수평균 분자량이 1000 미만인 경우는 올리고머 차단 효과가 미미하고, 50000 초과인 경우는 수분산성이 곤란할 수 있다.

상기 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)는 물 또는 수성 용제를 포함하는 물에 50 ~ 90℃로 가열 교반하여 균일하게 수분산시킨 것을 사용한다. 이렇게 제조된 수분산체는 균일한 분산을 위해 고형분 농도가 30 중량% 이하, 보다 바람직하게는 10 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다. 상기 수성용제는 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알콜류, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린 등의 다가 알코올 등을 사용할 수 있다.

다음으로, 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)에 대하여 설명한다.

글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)는 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머의 단독중합물 또는 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머와 공중합 가능한 다른 라디칼 중합성 불포화 모노머를 공중합한 수지이다.

상기 아크릴계 수지는 공중합 모노머로 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머를 전체 모노머 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것일 수 있다. 상기 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머는 가교반응에 의해 프라이머층의 도막의 강도를 향상시키고 가교밀도를 높이게 되므로, 올리고머의 유출을 차단할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 아크릴산 글리시딜, 메타크릴산 글리시딜, 아릴글리시딜에테르 등의 글리시딜 에테르 등을 사용할 수 있다.

글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머와 공중합 가능한 라디칼 중합성 불포화 모노머는 비닐에스테르, 불포화카르본산에스테르, 불포화 카르본산 아미드, 불포화 니트릴, 불포화 카르본산, 알릴화합물, 함질소계 비닐 모노머, 탄화수소 비닐 모노머 또는 비닐 실란화합물 등을 들 수 있다. 비닐에스테르로는 프로피온산비닐, 스테아린산비닐, 염화비닐등을 사용할 수 있다. 불포화카르본산에스테르로는 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 말레인산 부틸, 말레인산 옥틸, 푸마르산 부틸, 푸마르산 옥틸, 메타크릴산 히드록시 에틸, 아크릴산 히드록시에틸, 메타크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 히드록시 프로필 등을 사용할 수 있다. 불포화 카르본산 아미드로는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 부톡시 메티롤 아크릴아미드 등을 사용할 수 있다. 불포화 니트릴로는 아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다. 불포화 카르본산으로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산, 말레인산 산성 에스테르, 푸마르산 산성 에스테르, 이타콘산 산성 에스테르 등을 사용할 수 있다. 알릴화합물로는 초산알릴, 메타크릴산 알릴, 아크릴산 알릴, 이타콘산 알릴, 이타콘산 디알릴 등을 사용할 수 있다. 함질소계 비닐 모노머로는 비닐피리딘, 비닐 이미다졸 등을 사용할 수 있다. 탄화수소 비닐 모노머로는 에틸렌, 프로필렌, 헥센, 옥텐, 스티렌, 비닐톨루엔, 부타디엔 등을 사용할 수 있다. 비닐 실란화합물로는 디메틸 비닐 메톡시 실란, 디메틸 비닐 에톡시 실란, 메틸 비닐 디메톡시 실란, 메틸 비닐 디에톡시 실란, 감마-메타크릴옥시 프로필 트리 메톡시 실란, 감마-메타크릴록시 프로필 디메톡시 실란 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지와 수분산성 폴리에스테르계 수지의 고형분 함량이 0.5 ~ 10 중량%, 웨팅제 0.1 ~ 0.5중량%, 평균입경이 100 ~ 200nm인 실리카 0.1 ~ 1.0 중량%를 포함하여 전체 고형분함량이 0.5 ~ 10 중량%인 수분산성 또는 수용성의 조성물인 것이 바람직하다. 고형분 함량이 0.5 ~ 10 중량%인 범위에서 도포두께를 조절하기에 바람직하다.

웨팅제는 코팅성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로 구체적으로 예를 들면,Dow Corning 사의 Q2-5212, ENBODIC사의 TEGO WET 250, BYK CHEMIE사의 BYK 348 등의 변성 실리콘계 웨팅제 등을 사용할 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. 웨팅제는 0.1 ~ 0.5 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위에서 목적으로 하는 코팅성 향상을 달성할수 있다.

평균입경이 50~ 1000nm인 실리카는 필름 권취성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 에이스하이텍사의 ACESOL Series, 나노테크놀로지사의 NYACOL Series, 촉매화성의 Spherical slurry series 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 그 함량은 0.1 ~ 1.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 양태에서 상기 폴리에스테르 베이스필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것일 수 있다. 상기 폴리에스테르 베이스필름은 두께가 25 ~ 250㎛인 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 프라이머층은 건조도포두께가 20 ~ 200nm인 것일 수 있다. 건조도포두께가 20nm 미만인 경우는 올리고머 차단특성이 충분히 나타나지 않을 수 있으며, 200nm 초과인 경우는 코팅얼룩이 나타나며, 필름 권취 후 프라이머층끼리 붙어버리는 블록킹(Blocking) 현상이 발생할 가능성이 높아진다.

본 발명에서 상기 수분산성 수지조성물은 폴리에스테르 필름 제조 공정 중 인라인 도포방법으로 도포되는 것일 수 있다. 즉 폴리에스테르 베이스필름 제조 시 연신 전 또는 1차 연신 후 2차 연신 전에 인라인 도포방법으로 도포한 후, 연신함으로써, 제조될 수 있으며, 연신 및 열고정 과정에서 가열에 의해 물이 증발하게 되어 프라이머층이 형성될 수 있다. 도포방법은 공지의 도포방법이라면 제한되지 않는다.

본 발명의 폴리에스테르 필름의 상부에 하드코팅층, 점착제층, 광확산층, ITO층 등이 형성될 수 있으며, 이러한 기능성 코팅층을 형성한 후 가열을 하여도 올리고머의 유출이 차단되어 광학적 특성을 유지할 수 있으므로, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 광학 필름으로 사용하기에 적합하다.

이하는 본 발명의 보다 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명을 하는바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 물성은 다음의 측정방법으로 측정을 하였다.

1) 프라이머층의 건조도포 두께

코팅 조성물이 코팅된 기재 필름의 전폭을 기계 방향의 수직방향(TD)으로 1m 간격으로 5 Point를 지정하여 필름의 단면을 SEM(Hitachi S-4300)으로 측정하였으며, 5만 배 확대하여 그 구간 내 30Point 측정 후 평균값을 계산하였다.

2) 헤이즈 변화율(△H)

프라이머층 형성 후,

-양면 프라이머층 형성 시

가열 전 필름의 헤이즈와, 150℃에서 60분간 유지시킨 후 필름의 헤이즈를 측정하여 변화량을 하기 식 1에 따라 계산하였다.

-단면 프라이머층 형성 시

프라이머층 형성 반대면에 코로나(corona) 처리하고, 하드코팅액(AIKA 社, Z-711)을 메이어 바(Mayer Bar) #4번으로 도포하여 80℃, 2min 건조 후, UV조사하여 (200mj/㎠) 표면에 하드코팅층을 형성한다.

[식 1]

3) 가열 후 올리고머 입자의 평균 면적

폴리에스테르 필름을 100mm×100mm의 크기로 자른 후 150℃에 설정한 Oven에 60분간 Aging 한 뒤 현미경(Leica, DM 2500M)의 반사모드를 이용하여 500 배 배율로 관찰시 27000㎛² 을 관찰할 수 있고, 이와 같은 면적을 10회 표면 관찰하고, 10회 표면 관찰 한 올리고머 입자의 가장 짧은 길이와 가장 긴 길이를 기록하여 1000㎛² 의 면적에 마이그레이션 되는 올리고머의 평균면적을 계산하였다.

올리고머 하나당 면적 = (올리고머 입자의 가장 짧은 길이 × 올리고머 입자의 가장 짧은 길이)

단위 면적당(10000㎛²) 올리고머 면적 = 마이그레이션된 올리고머의 면적의 합/2.7

10회 관찰 한 올리고머 면적의 평균 값

4) 가열 후 올리고머 입자의 개수

폴리에스테르 필름을 100mm×100mm의 크기로 자른 후 150℃에 설정한 Oven에 60분간 Aging 한 뒤 현미경(Leica, DM 2500M)의 반사모드를 이용하여 500 배 배율로 관찰시 27000㎛² 을 관찰할수 있고, 이와 같은 면적을 10회 표면 관찰하고,10회 표면 관찰 한 올리고머 입자의 개수를 평균하여 나타내었다.

단위 면적당(10000㎛²) 올리고머의 수 = (1회 관찰시의 올리고머 수 / 2.7)

10회 관찰 한 올리고머 수의 평균 값

이하 실시예 및 비교예에 사용된 바인더수지는 다음과 같다.

1) KLX-007 바인더

글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)와 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 중량비가 (A)/(B) = 50 / 50이고,

상기 아크릴계 수지는 공중합 모노머로 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머를 전체 모노머 성분 중 50 몰% 함유하고,

상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 50 몰% 함유하고, 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 전체 산 성분 중 10몰% 함유하는 것이다.

2) KLX-008 바인더

상기 아크릴계 수지는 공중합 모노머로 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머를 전체 모노머 성분 중 40 몰% 함유하고,

상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 50 몰% 함유하고, 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 전체 산 성분 중 10 몰% 함유하는 것이다.

3) KLX-030 바인더

상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 40몰% 함유하고, 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 전체 산 성분 중 15 몰% 함유하는 것이다.

4) P3208 바인더

롬앤하스사(Rohm & Haas 社)제품으로, 메틸메타크릴레이트 40 중량%와 에틸아크릴레이트 40 중량% 및 멜라민 20 중량%를 포함하는 바인더이다.

5) H-3바인더

DAICHI KOGYO SEIYAKU사 제품으로, 폴리에스테르계 폴리올(중량평균분자량이1000인 폴리에틸렌아디페이트다이올) 9중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트 10중량%, 이온성기를 갖는 반응성유화제(Asahi Denka, 폴리옥시 에틸렌 알릴 글리시딜 노닐 페닐에테르의 술폰산 에스테르인 아데카리아숍 SETM) 1중량% 및 물 80 중량%를 반응시킨 고형분 함량 20 중량%의 수성 폴리우레탄 바인더이다.

6) Z-561바인더

Goo Chemical 사 제품으로, 2,6-나프탈렌디카르복실산(2,6-Naphtalene dicarboxly acid) 40mol(26몰%), 소듐 2,5-디카르복시벤젠설포네이트(sodium 2,5-dicarboxylbenzene sulfonate) 5몰(3.3몰%), 디메틸테레프탈산 5몰(3.3몰%)와 에틸렌글리콜과 1,4 부틸렌 글리콜을 1:1로 섞어 100몰(66.66몰%)을 중축합 반응을 실시하여 제조된 25중량% 수성 폴리에스테르 바인더이다.

[실시예 1]

수분산성 수지조성물(1)의 제조

KLX-007 바인더(고형분 25%수분산 조성물) 16중량%에 실리콘계 웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체 - Q2-5212) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가하여 2시간 교반하여 전체 고형분 함량이 4.6 중량%인 수분산성 수지조성물(1)을 제조하였다.

올리고머 차단 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융 압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 수분산성 수지조성물(1)을 바코팅(Bar Coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150 ℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10% 이완 시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축 연신 필름을 제조하였다.

상기 조성물의 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 80nm이었다. 이렇게 얻어진 폴리에스테르 필름의 물성을 하기 표1에 나타내었다.

[실시예 2]

수분산성 수지조성물(2)의 제조

KLX-007 바인더(고형분 25%수분산 조성물) 16중량%, 하기 [화학식 2]의 화합물 0.4중량%(바인더 고형분에 대하여 10 중량부), 실리콘계 웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체-Q2-5212) 0.3 중량 %, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량%를 물에 첨가하여 2시간 교반하여 전체 고형분 함량이 4.6 중량%인 수분산성 수지조성물(2)을 제조하였다.

[화학식 2]

올리고머 차단 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융 압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 수분산성 수지조성물(2)을 바코팅(Bar Coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150 ℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10% 이완 시켜 열고정하여 양면에 코팅된 188㎛의 2축 연신 필름을 제조하였다.

상기 조성물의 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 86nm이었다. 이렇게 얻어진 폴리에스테르 필름의 물성을 하기 표1에 나타내었다.

[실시예 3 ~ 6]

하기 표 1과 같이, 바인더수지의 종류 및 함량을 달리하고, 가교제의 함량을 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.

[비교예1]

P-3208 Binder 9.1 중량% (고형분 44%수분산 조성물), 실리콘계 웨팅제 (Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체-Q2-5212) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량% 물에 첨가하여 2시간 교반하여 전체 고형분 함량이 4.6 중량%인 수분산성 수지조성물을 제조하였다.

[비교예2]

H-3 Binder 20 중량% (고형분 20%수분산 조성물), 실리콘계 웨팅제 (Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체-Q2-5212) 0.3 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량% 물에 첨가하여 2시간 교반하여 전체 고형분 함량이 4.6 중량%인 수분산성 수지조성물을 제조하였다.

[비교예3]

Z-561 Binder 16 중량% (고형분 25%수분산 조성물), 하기 [화학식 2]의 화합물 0.4중량%(바인더 고형분에 대하여 10 중량부),실리콘계 웨팅제 (Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체-Q2-5212) 0.3 중량 %, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.3중량% 물에 첨가하여 2시간 교반하여 전체 고형분 함량이 4.6 중량%인 수분산성 수지조성물을 제조하였다.

[표 1]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 ~ 6은 헤이즈 변화율이 0.1%이하로 매우 낮은 것을 알 수 있었으며, 가교제를 사용함에 따라 헤이즈 변화율이 더욱 낮아지는 것을 확인하였으며, 올리고머의 면적 및 개수가 현저히 낮아지는 것을 확인하였다.

10 : 폴리에스테르 베이스필름
20 : 제 1 프라이머층
30 : 제 2 프라이머층

Claims

폴리에스테르 베이스필름과, 이의 일면 또는 양면에 올리고머 차단특성을 갖는 수분산성 수지조성물을 도포하여 형성한 프라이머층을 포함하며, 150℃에서 60분간 유지시킨 후, 하기 식 1에 따른 헤이즈 변화율(△H)이 0.1% 이하인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
[식 1]
△H(%) = (150℃에서 60분간 유지시킨 후 필름의 헤이즈 - 가열 전 필름의 헤이즈)
제 1항에 있어서,
상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지와 수분산성 폴리에스테르계 수지를 포함하는 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서,
상기 수분산성 수지조성물은 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머가 공중합된 아크릴계 수지(A)와 수분산성 폴리에스테르계 수지(B)의 고형분 중량비가 (A)/(B) = 20 ~ 80 / 80 ~ 20인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서,
상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 포함하는 디카르복실산 성분과, 디에틸렌글리콜을 포함하는 글리콜성분이 공중합된 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 4항에 있어서,
상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 디에틸렌글리콜을 전체 글리콜 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 4항에 있어서,
상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 술폰산 알칼리 금속염 화합물을 전체 산 성분 중 6 ~ 20 몰% 함유하는 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서,
상기 아크릴계 수지는 공중합 모노머로 글리시딜기 함유 라디칼 중합성 불포화 모노머를 전체 모노머 성분 중 20 ~ 80 몰% 함유하는 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서,
상기 수분산성 수지조성물은 가교제로 하기 화학식 1에서 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
[화학식 1]

(상기 식에서, A₁ 내지 A₃는 각각 독립적으로 화학결합이거나, (C1-C10)알킬렌에서 선택되고, R₁ 내지 R₃는 각각 독립적으로, 수소, (C1-C10)알킬에서 선택된다.)
제 8항에 있어서,
상기 가교제는 하기 화학식 2의 화합물인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
[화학식 2]
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 베이스필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 베이스필름은 두께가 25 ~ 250㎛인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 프라이머층은 건조도포두께가 20 ~ 200nm인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 수분산성 수지조성물은 폴리에스테르 필름 제조 공정 중 인라인 도포방법으로 도포되는 것인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.
제 1항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항의 올리고머 차단 폴리에스테르 필름은 디스플레이용 필름인 올리고머 차단 폴리에스테르 필름.