KR20140039438A

KR20140039438A - 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR20140039438A
Application number: KR1020120105539A
Authority: KR
Inventors: 강소영; 정중은; 신국승; 박은경; 조진주; 임현빈
Original assignee: 롯데케미칼 주식회사
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-02
Also published as: KR101428856B1

Abstract

광학필름용으로 사용되는 이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름이 개시된다. 본 발명은 이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 상기 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물로서, 폴리우레탄 수지 2~10중량%; 실리카 졸 0.1~5중량%; 경화제 0.01~0.1중량%; 습윤제 0.01~0.1중량%; pH 조절제 0~0.1중량%; 용제 1~10중량%; 및 물 74.7~96.88중량%;를 포함하는 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름을 제공한다.

Description

이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름{COATING COMPOSITION FOR HIGHLY ADHESIVE POLYESTER FILM AND POLYESTER FILM USING SAME}

본 발명은 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학용 필름의 기재 필름으로 사용되는 이접착 폴리에스테르 필름용 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스테르 필름은 안정한 화학구조를 가지고 있어 기계적 강도가 높으며, 내열성, 내구성, 내약품성 등의 물성 측면에서 우수한 특성을 가지고 있다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저온에서 고온에 이르기까지 넓은 온도에 걸쳐 물성의 안정성이 뛰어나고 내화학 특성이 우수하며 기계적 강도, 표면 특성, 두께 균일성이 양호하고 다양한 용도의 공정조건에 우수한 적응력을 가지고 있어, 산업용, 의료용, 포장용 등의 용도로 폭넓게 사용되고 있다.

최근에는 이러한 폴리에스테르 필름이 광학용 기재 필름으로 널리 사용되고 있다. 광학필름은 광학용으로 사용되는 플라스틱 필름류로서, 확산필름, 확산보호필름, 프리즘 시트 등을 포괄하는 개념으로, 광학용 기재 필름은 고도로 결정배향되어 있어 확산필름, 프리즘 시트, 도료, 접착제, 잉크 등과의 접착력이 충분하지 않다. 이와 같은 폴리에스테르 필름의 접착력 개선을 위해, 표면에 불꽃 처리, 즉 코로나 또는 플라즈마 처리를 할 수 있는데, 이러한 표면처리 방법은 시간이 경과함에 따라 접착력이 현저하게 저하되는 문제가 있다.

이처럼 필름 표면을 물리적 처리하는 방법 이외에 특정 조성물을 이용한 필름 코팅 방법으로 폴리에스테르 필름의 접착성을 향상시키고자 하는 다양한 기술들이 제시되고 있다.

등록특허공보 제0718920호는 폴리에스테르 필름 면에 수분산 폴리우레탄계 수지를 12~20wt% 되도록 도포하고 이축연신시켜 제조되는 폴리에스테르 필름을 개시하고 있으나, 코팅 조성물에 무기 또는 유기 입자를 포함하지 않을 경우 필름 권취 시 블로킹 현상이 발생하는 문제가 있다.

또한, 등록특허공보 제1124581호는 열반응형 수용성 우레탄 수지에 경화촉매 및 경화제를 포함하는 프라이머층이 형성된 구조의 광학용 이접착 폴리에스테르 필름을 개시하고 있으나, 코팅 후 고온 고습의 가혹한 조건하에서 접착력 저하를 방지하기 위해 우레탄 수지를 과량 함유하고 있어, 코팅액 도포가 불균일하고 코팅층에 얼룩이 발생할 수 있는 문제가 있다.

또한, 공개특허공보 제2010-0081568호는 프라이머층에 열반응형 수용성 우레탄 수지, 열반응형 수지, 주석계 촉매, 실리카 입자, 음이온계 계면활성제, pH 조절제 및 물을 포함하는 도포액을 사용하는 폴리에스테르 이접착 필름을 개시하고 있으나, 표면 경도 향상에 초점을 두고 있으며, 열반응형 수지의 경우 과량의 열경화제를 사용하게 되어 코팅층이 단단해져 접착력이 저하될 가능성이 높은 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 광학필름용으로 사용되는 이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물에 있어, 기재 필름에 적층되는 광학필름과의 충분한 이접착성 및 투명성을 부여할 뿐 아니라, 슬립성이 우수하여 권취 시 블로킹 현상을 방지할 수 있고, 코팅층 형성 시 균일성이 향상되어 우수한 필름 표면 외관을 갖도록 하는 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 상기 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물로서, 폴리우레탄 수지 2~10중량%; 실리카 졸 0.1~5중량%; 경화제 0.01~0.1중량%; 습윤제 0.01~0.1중량%; pH 조절제 0~0.1중량%; 용제 1~10중량%; 및 물 74.7~96.88중량%;를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리카보네이트계 우레탄 수지 및 폴리에테르계 우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 실리카 졸을 구성하는 실리카는 평균입경 40~200㎚인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 경화제는 멜라민계, 에폭시계, 아지리딘계 및 카르보디이미드계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 습윤제는 비이온성 계면활성제 또는 음이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 pH 조절제는 탄산수소나트륨인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 상기 용제는 이소프로필알코올 또는 에탄올인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공한다.

상기 또 다른 과제 해결을 위하여 본 발명은, 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름으로서, 상기 코팅층은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 코팅 조성물로 형성된 프라이머 코팅층인 폴리에스테르 필름을 제공한다.

이러한 본 발명에 따르면, 이축연신 폴리에스테르 기재 필름 면에 최적 함량의 폴리우레탄 수지, 경화제, 습윤제, 용제 및 물을 포함하는 수분산 혼합액으로 코팅층을 형성시켜, 적층되는 광학필름과의 이접착성 및 투명성이 우수함은 물론, 균일한 코팅이 가능하도록 하여 필름 표면에 얼룩 발생 방지 등 우수한 외관을 갖는 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

또한, 특정 입경을 갖는 실리카 졸을 최적 함량 포함하여 충분한 슬립성을 부여함으로써, 폴리에스테르 필름의 광학 특성의 저하 없이, 필름 권취 시 블로킹 현상을 방지할 수 있는 코팅 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명자들은 광학용 기재 필름으로 사용되는 폴리에스테르 필름에 코팅 조성물을 이용한 이접착 프라이머 코팅층 형성 시 과량의 열경화제를 사용하지 않으며, 가능한 한 경화 촉매를 사용하지 않고, 특정 폴리우레탄 수지, 실리카 졸, 경화제, 습윤제 등을 최적 함량 포함하는 수분산 혼합액을 이용할 경우, 필름의 접착성 및 투명성 향상은 물론 필름 권취 시 블로킹 현상 방지 및 균일한 코팅층 형성으로 외관이 우수한 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.

이에, 본 발명은 이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 상기 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물로서, 폴리우레탄 수지 2~10중량%; 실리카 졸 0.1~5중량%; 경화제 0.01~0.1중량%; 습윤제 0.01~0.1중량%; pH 조절제 0~0.1중량%; 용제 1~10중량%; 및 물 74.7~96.88중량%;를 포함하는 코팅 조성물 및 이를 프라이머 코팅층으로 형성한 폴리에스테르 필름을 개시한다. 먼저, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 구성하는 성분에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 코팅 조성물에 의해 코팅층이 형성되는 기재 필름은 본질적으로 폴리에스테르 수지로 이루어진 것으로, 본 발명에서 상기 폴리에스테르 수지는 비제한적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등으로 구성될 수 있으나, 물성 및 비용 균형 측면에서 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 것이 바람직하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 기재 필름은 이축연신함으로써 내약품성, 내열성, 기계적 강도 등을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 상기 폴리에스테르 필름 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 수㎛ 내지 수백㎛, 구체적으로는 5~500㎛ 범위에서 사용하는 규격에 따라 임의로 결정할 수 있다. 상기 필름 두께가 5㎛ 미만일 경우에는 강성 내지 기계적 강도가 미흡할 수 있고, 500㎛를 초과할 경우에는 투명성이 저하될 수 있고 비용 대비 효율 면에서 불리할 수 있다.

본 발명에 따라 상기 폴리에스테르 기재 필름에 프라이머 코팅층 형성을 위해 사용되는 코팅 조성물은 기본적으로 코팅 조성물의 이접착성을 부여하기 위한 바인더 역할을 하는 폴리우레탄 수지를 주성분으로 한다. 여기서, 주성분은 수분산 혼합액으로 형성되는 코팅 조성물에서, 용제 및 물을 제외한 성분 중 첨가제를 제외한 베이스 수지를 의미한다.

본 발명에서 상기 폴리우레탄 수지로는 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계 또는 폴리에테르계 우레탄 수지가 사용될 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니나, 우수한 내습성 및 필름 접착성 향상을 위해 폴리에스테르계 우레탄 수지 또는 폴리카보네이트계 우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 고온 고습하에서의 내가수분해성까지 고려한다면 폴리에스테르계 우레탄 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 상기 폴리우레탄 수지는 코팅 조성물에서 고형분 기준으로 2~10중량% 함량으로 포함된다. 상기 폴리우레탄 수지 함량이 2중량% 미만일 경우에는 코팅 필름에 충분한 이접착성이 부여되지 않을 수 있으며, 10중량%를 초과할 경우에는 코팅액의 점도가 상승하여 불균일한 코팅으로 인해 코팅층에 얼룩이 발생할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 우레탄 수지는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함하고, 필요에 따라 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리에스테르계 우레탄 수지는 상기 성분들이 주로 우레탄 결합에 의해 공중합된 고분자 화합물이다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 숙신산, 아디프산, 세바신산, 프탈산, 말레인산 등의 지방족 디카르복실산과 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 지방족 디올을 축합하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 프탈산과 에틸렌글리콜이 축중합된 폴리에스테르 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트는 톨루일렌디이소시아네이트의 이성체류, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트류, 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 지방족 디이소시아네이트류, 이소포론디이소시아네이트, 4,4-디시클로섹실메탄디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산비스메틸이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트류 등의 화합물을 단일 또는 복수로 트리메틸올프로판 등과 부가시킨 폴리이소시아네이트류일 수 있다. 또한, 상기 사슬 연장제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등의 글리콜류, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 피페라진 등의 디아민류, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 등의 아미노알코올류, 티오디에틸렌글리콜 등의 티오디글리콜류, 물 등일 수 있다.

상기 폴리카보네이트계 우레탄 수지는 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함하고, 필요에 따라 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리카보네이트계 우레탄 수지는 상기 성분들이 주로 우레탄 결합에 의해 공중합된 고분자 화합물이다. 상기 폴리카보네이트 폴리올은 디메틸카보네이트, 디페닐카보네이트, 에틸렌카보네이트, 포스겐 등의 카보네이트류를 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,8-노난디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-시클로섹산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 비스페놀-A 등의 디올류와 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 디올일 수 있으며, 바람직하게는 디메틸카보네이트와 에틸렌글리콜을 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트 및 사슬 연장제는 상기 폴리에스테르계 우레탄 수지에서 설명한 바와 동일한 화합물들이 적용될 수 있다.

본 발명에서 상기 실리카 졸은 상기 코팅 조성물에 의한 폴리에스테르 필름 코팅층 형성 후 필름 권취 시 블로킹 현상을 방지하기 위해 사용되는 것으로, 코팅 조성물에서 고형분 기준으로 0.1~5중량% 포함된다. 상기 실리카 졸 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 충분한 슬립성이 부여되지 않을 수 있으며, 5중량%를 초과할 경우에는 폴리에스테르 필름의 광학 특성을 저해하는 요인이 될 수 있다.

본 발명에서 상기 경화제는 폴리에스테르 필름, 폴리우레탄 수지 및 실리카 입자의 경화 및 가교를 통해 기재와 코팅층 간의 접착성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 기존에 경화제를 과량으로 사용할 경우 발생하는 접착력 저하를 방지하기 위해 본 발명에서는 경화제를 코팅 조성물에서 고형분 기준으로 0.01~0.1중량% 범위로 소량 포함하고 있다. 상기 경화제 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 충분한 경화반응이 나타나지 않아 백화현상이 발생할 수 있고, 0.1중량%를 초과할 경우에는 코팅층이 단단해져 접착력이 감소될 수 있다.

상기 경화제로 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 멜라민계, 에폭시계, 아지리딘계, 카르보디이미드계 경화제 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 습윤제(wetting agent)는 코팅액의 표면장력을 낮추어 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 코팅액이 균일하게 도포되도록 하기 위해 사용되는 것으로, 코팅 조성물에서 고형분 기준으로 0.01~0.1중량% 포함된다. 상기 습윤제 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 습윤(wetting)성이 감소하여 코팅이 불균일할 수 있고, 0.1중량%를 초과할 경우에는 코팅액 점도의 상승으로 코팅층에 얼룩이 발생할 수 있다.

상기 습윤제로는 기재 필름의 습윤성 증가 및 코팅액의 균일한 도포에 효과적인 계면활성제라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 비이온성 계면활성제 또는 음이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 pH 조절제는 우레탄 반응의 적정 pH를 위해 사용되는 것으로, pH 조절이 필요할 경우 탄산수소나트륨(NaHCO₃)을 사용하여 코팅액의 pH를 조절할 수 있다. 상기 pH 조절제는 0.1중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 바람직하며, 0.1중량%를 초과할 경우에는 우레탄 반응 활성이 저하될 수 있다.

본 발명에서 계면활성제 성분 함량을 가급적 최소화하면서 코팅액의 균일한 도포를 위해 1~10중량% 함량으로 용제가 사용된다. 상기 용제 함량이 1중량% 미만일 경우에는 습윤(wetting)성이 감소하여 코팅이 불균일해질 수 있으며, 10중량%를 초과할 경우에는 함량 대비 균일한 도포 효과 발휘 정도가 미흡하고 환경오염 문제를 일으킬 수 있다. 상기 용제로는 알코올류가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 이소프로필알코올이나 에탄올이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 이상의 성분들과 물 74.7~96.88중량%의 수분산 혼합액으로 제조된다. 그 밖에, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 그 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 각각의 용도에 따라 또 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 추가 첨가제로는 경화 촉매, 형광염료, 가소제, 자외선흡수제, 안료분산제, 소포제, 대전방지제 등이 일반적으로 사용되는 범위에서 단독 또는 2종 이상 혼합되어 추가로 첨가될 수 있으며, 상기 코팅 조성물 100중량부에 대하여 0.1~10중량부로 첨가될 수 있다.

상기 코팅 조성물은 폴리에스테르 기재 필름 일면 또는 양면에 1~10㎛, 바람직하게는 3~5㎛ 두께로 도포되도록 할 수 있고, 건조 후 100~1000㎚, 바람직하게는 300~500㎚ 두께로 코팅층이 형성되도록 할 수 있다. 상기 건조 후 두께가 100㎚ 미만일 경우에는 접착성이 저하될 수 있고, 1000㎚를 초과할 경우에는 필름 권취 시 블로킹이 발생할 수 있다.

상기 코팅층을 형성시키는 방법으로 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 리버스 롤 코트법, 그라비아 코트법, 키스 코트법, 다이 코터법, 롤 브러시법, 스프레이 코트법, 에어나이프 코트법, 와이어 바 코트법, 파이프 닥터법, 함침 코트법, 커튼 코트법 등 공지의 다양한 방법이 사용될 수 있다.

이러한 본 발명에서의 코팅층 형성은 필름 제막 후, 예를 들어, 종연신 실시 후 인라인으로 코팅을 실시하거나, 이축연신 필름 제작 후 오프라인 코팅을 실시하는 방법으로 수행될 수 있다.

한편, 폴리에스테르 기재 필름 제조는 특별히 제한되지 않고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 15~25℃로 유지된 회전 냉각드럼 상으로 용융압출하여 미연신 필름(시트)을 제작하고, 100~130℃에서 2~5배 종연신을 실시하고, 130~150℃에서 2~5배 횡연신을 실시한 후, 200~260℃에서 열고정시켜 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.

실시예 1

(ⅰ) 비이온성 계면활성제 0.05중량% 및 멜라민계 경화제 0.05중량%가 되도록 정량된 용액을 준비하고, (ⅱ) 92.75중량% 함량으로 정량된 증류수에 평균입경 80~100㎚의 실리카 졸을 0.1중량%가 되도록 정량하여 충분 분산시킨다. (ⅲ) 실리카 졸이 분산된 (ⅱ) 용액에 폴리에스테르계 우레탄 수지를 2중량%가 되도록 정량하여 첨가하고 300rpm 속도로 20분 이상 교반시킨다. (ⅳ) (ⅲ) 용액에 (ⅰ) 용액과 함께 탄산수소나트륨 0.05중량% 및 이소프로필알코올 5중량% 함량으로 정량하여 첨가하고 300rpm 속도로 20분 이상 교반시켜 pH 6~7의 수분산 혼합액으로 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 2

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 물 88.75중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 3

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 10중량%, 물 84.75중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 4

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 실리카 졸 2.5중량%, 물 86.35중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 5

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 실리카 졸 5중량%, 물 83.85중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 1중량%, 물 93.75중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 2

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 11중량%, 물 83.75중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 3

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 물 88.85중량%를 사용하고, 실리카 졸을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 4

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 실리카 졸 10중량%, 물 78.85중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 5

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 물 88.8중량%를 사용하고, 멜라민계 경화제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 6

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 멜라민계 경화제 0.2중량%, 물 88.6중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 7

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 물 88.8중량%를 사용하고, 비이온성 계면활성제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 8

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 비이온성 계면활성제 0.2중량%, 물 88.6중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 9

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 탄산수소나트륨 0.2중량%, 물 88.6중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 10

실시예 1에서 폴리에스테르계 우레탄 수지 6중량%, 물 93.75중량%를 사용하고, 이소프로필알코올을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 코팅 조성물의 성분 조성(단위: 중량%)을 하기 표 1에 나타내었다.

시험예

본 발명에 따른 코팅 조성물로 형성된 프라이머 코팅층을 구비한 폴리에스테르 필름의 투명성, 외관, 접착성 및 슬립성을 평가하기 위해, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 코팅 조성물을 이용하여 하기 방법으로 프라이머 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 필름에 대하여 하기 측정방법에 따라 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[필름 제조 및 프라이머 코팅]

폴리에틸렌테레프탈레이트를 약 20℃로 유지된 회전 냉각드럼 상으로 용융압출하여 미연신 필름(시트)을 제작하였다. 미연신 필름에 대해 110~120℃에서 3배 종연신을 실시한 후 프라이머 코팅은 인라인으로 단면 코팅으로 수행하였다. 이때, 메이어 바(meyer bar)를 이용하여 코팅 조성물을 필름 표면에 도포하고 180℃에서 5분간 건조 및 경화시킨다. 이후, 130~140℃에서 3배 횡연신을 실시하고, 230~240℃에서 열고정시켜 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[측정방법]

(1) 전광선 투과율

JIS K 7361에 준하여 Haze meter(NDH5000, 일본전색사)를 사용하여 측정하였다.

(2) 헤이즈(Haze)

(3) 외관

암실의 환경에서 3파장 램프를 활용하여 투과 및 반사모드로 평가하되, 필름 표면에 얼룩이 없는 경우 양호(○), 약간의 얼룩이 있는 경우 보통(△), 얼룩이 많은 경우 불량(X)으로 평가하였다.

(4) 접착성

필름의 코팅층면에 극간간격 2㎜의 크로스 커터를 사용하여 10×10개의 정사각형 컷팅 라인을 긋는다. 컷팅 라인은 기재 필름에 도달할 수 있을 정도로 충분히 깊게 만든다. 이후, 셀로판 테이프(NICHIBAN, 폭 24㎜)를 정사각형 컷팅 라인에 붙이고, 지우개 등을 이용하여 완전히 밀착시킨 후, 순간적으로 떼어낸다. 이후, 코팅층 면에서 떼어진 정사각형 모눈의 수를 육안으로 세어 하기 수학식 1을 이용하여 접착성을 평가하되, 90% 이상인 경우 양호(○), 90% 미만 70% 이상인 경우 보통(△), 70% 미만인 경우 불량(X)으로 평가하였다.

(5) 표면마찰계수

ASTM D 1894의 표준 측정법에 따라 DAVENPORT사의 마찰계수 측정장치를 이용하여 200g의 하중하에서 코팅면의 마찰계수를 측정하였다. 정적 마찰계수(μk)가 0.3 초과 0.5 미만, 동적 마찰계수(μs)가 0.4 이하인 경우 양호(○), 정적 마찰계수(μk)가 0.3 이하 0.5 초과, 동적 마찰계수(μs)가 0.4 초과인 경우 불량(X)으로 평가하였다.

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 성분 조성 범위의 코팅 조성물로 프라이머 코팅된 필름의 경우 광 특성, 외관, 접착성 및 슬립성이 모두 양호하거나 우수한 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 먼저, 본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 수지 함량이 적은 경우(비교예 1) 광 특성 및 표면마찰계수는 실시예의 경우와 동등 수준이나, 접착력이 좋지 않은 것을 알 수 있고, 폴리우레탄 수지 함량이 과도한 경우(비교예 2)에는 슬립성이 매우 떨어져 필름 권취 시 블로킹이 발생하여 제품화가 불가능하였고, 코팅층 표면에 약간의 얼룩이 발생한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 실리카 졸을 포함하지 않을 경우(비교예 3) 역시 슬립성이 매우 떨어지는 것을 알 수 있고, 그 함량이 과도한 경우(비교예 4)에는 표면 마찰계수가 매우 낮아 작업성이 떨어질 뿐만 아니라, 광 특성이 저하되어 광학필름용으로 사용하기 어려운 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 경화제를 포함하지 않을 경우(비교예 5) 코팅층 표면에 많은 얼룩이 발생하여 외관이 좋지 못하고, 그 함량이 과도한 경우(비교예 6)에는 접착성이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 습윤제를 포함하지 않거나, 그 함량이 과도한 경우(비교예 7, 8)에는 모두 코팅층 표면에 많은 얼룩이 발생하여 외관이 좋지 못한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 pH 조절제를 과도하게 함유한 경우(비교예 9)에는 광 특성의 저하와 함께 접착성 면에서도 충분하지 못한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 용제를 포함하지 않을 경우(비교예10)에는 코팅층 표면에 많은 얼룩이 발생하여 외관이 좋지 못한 것을 알 수 있다.

이로부터 본 발명에 따른 코팅 조성물을 이용하여 제조된 폴리에스테르 필름은 광학 특성 및 내블로킹성이 우수하면서도 외관 및 이접착력성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

이축연신 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층으로 형성되어 상기 기재 필름에 이접착성을 부여하기 위한 코팅 조성물로서,
폴리우레탄 수지 2~10중량%; 실리카 졸 0.1~5중량%; 경화제 0.01~0.1중량%; 습윤제 0.01~0.1중량%; pH 조절제 0~0.1중량%; 용제 1~10중량%; 및 물 74.7~96.88중량%;를 포함하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르계 우레탄 수지, 폴리카보네이트계 우레탄 수지 및 폴리에테르계 우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 실리카 졸을 구성하는 실리카는 평균입경 40~200㎚인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 멜라민계, 에폭시계, 아지리딘계 및 카르보디이미드계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 습윤제는 비이온성 계면활성제 또는 음이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 pH 조절제는 탄산수소나트륨인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 용제는 이소프로필알코올 또는 에탄올인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름으로서, 상기 코팅층은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 코팅 조성물로 형성된 프라이머 코팅층인 폴리에스테르 필름.