KR20160080564A - 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160080564A
KR20160080564A KR1020140192929A KR20140192929A KR20160080564A KR 20160080564 A KR20160080564 A KR 20160080564A KR 1020140192929 A KR1020140192929 A KR 1020140192929A KR 20140192929 A KR20140192929 A KR 20140192929A KR 20160080564 A KR20160080564 A KR 20160080564A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
polyester film
uniaxially oriented
oriented polyester
uniaxially
Prior art date
Application number
KR1020140192929A
Other languages
English (en)
Inventor
송기상
Original Assignee
코오롱인더스트리 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 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020140192929A priority Critical patent/KR20160080564A/ko
Publication of KR20160080564A publication Critical patent/KR20160080564A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • 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
    • 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
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 우수한 광학 특성 및 광기능성을 구현하는 것과 동시에 낮은 열수율 및 치수안정성을 갖는 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법{UNIAXIALLY ORIENTED POLYESTER FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 우수한 광학 특성 및 광기능성을 구현하는 것과 동시에 낮은 열수율 및 치수안정성을 갖는 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
광학용 필름은 디스플레이 기술의 발전과 필름의 고기능화에 따라 그 적용범위가 확대되고 수요가 증대되고 있다. LCD와 같은 디스플레이에 사용되는 광학용 기능성 필름들에는 확산 필름, 프리즘 필름, 시야각 확대 필름, 반사 방지 필름, 보상 필름, 휘도향상 필름, 편광 필름 등이 있으며, 편광 필름을 보호하는 보호 필름도 사용되고 있다.
일축 배향 폴리에스테르 필름(Uniaxially Oriented Polyester Film)은 2축 배향 필름에 비하여 필름 면내의 임의의 기준 방향에 대한 주배향각의 불균일이 적은 등의 이유로 광학 특성이 우수하여 편광 필름이나 편광판의 보호 필름으로 사용이 증가되고 있다.
이러한 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법으로는 폴리에스테르 수지를 용융한 다음 이를 연속적으로 압출한 후 급랭하여 얻은 미연식 시트를 텐터식 연신장치를 이용하여 연신하는 방법이 알려져 있다. 텐터연신장치에는 다수의 클립이 등간격으로 탑재되어 있어 필름의 출구측의 구동 스프로켓(sprocket)과 입구측의 자유 스프로켓 사이에서 무한 순환 궤도를 형성해 입구측에서 클립이 필름의 양단부를 파지하고, 예열구역을 지나 연신 구역으로 필름을 진행시켜 연신한 다음 열 고정 및 냉각을 통하여 필름을 제조한다.
한편, 텐터연신장치를 이용한 일축배향 필름의 제조는 필름의 진행 방향과 수직의 방향으로 연신이 이루어져 필름의 배향 방향에 따라 찢어지거나 파단이 일어날 수 있어 성형가공성 및 생산성이 저하될 수 있다. 또한, 필름의 고복굴절을 구현하기에 역부족이다.
일본 공개특허 제2009-166442호(특허문헌 1)에는 일축배향 필름의 안정성 및 생산성을 위하여 연신 장치에 의해 연신 전에 필름의 진행 방향으로 적정 범위로 연신하는 공정을 실시하나 배향 필름의 불균일성 및 복굴절율의 저하 등으로 높은 수준의 광기능성을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 일축 배향 필름의 파단 문제를 감소시키고, 폭방향 배향각의 차이를 줄여 전체 폭 방향에 걸쳐서 높은 수준의 균일한 광기능성을 구현할 수 있으면서 필름의 가공성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 요구되는 실정이다.
일본 공개특허 제2009-166442호(2009.07.30)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 높은 복굴절율로 우수한 광학 특성 및 균일한 광기능성을 구현할 수 있는 일축 배향 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 낮은 열수축율 및 치수안정성을 가지는 일축 배향 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 생산 공정 상 제품의 폭방향 배향각 차이를 최소화하고 파단을 획기적으로 감소시켜 가공성 및 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지와 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물을 미연신 시트 형태로 압출한 다음 일축연신하여 제조된 일축배향 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 종방향 및 횡방향 굴절율의 차이로 정의되는 복굴절률(Δn)이 0.05 ~ 0.2이며, 광투과율 90% 이상, 헤이즈 5% 이하 및 결정화도 40% 이하이고, 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 일축배향 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 비스페놀A와 포스겐을 중합하거나 비스페놀A와 디페닐카보네이트의 중합에 의한 수지이며, 수지 조성물 내 함량이 5 ~ 35 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 베이스 수지는 고유점도(Intrinsic viscosity; 테트라 클로로 에탄 : 페놀 중량비 = 1 : 1 의 혼합 용매를 이용하고, 35℃에서 점도관을 사용하여 측정)가 0.5 ~ 0.8일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 변성폴리에스테르는 에틸렌테레프탈레이트 및 에틸렌나프탈레이트를 단위체로 갖는 공중합체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 변성폴리에스테르는 에틸렌테레프탈레이트 단위체 함량이 60 ~ 99 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 베이스 수지는 유리전이온도(Tg)가 65 ~ 100℃일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 두께가 30 ~ 300㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 MD 방향에 대한 수축율이 2 내지 7%이며, TD 방향에 대한 수축율이 2 내지 10%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 MD 신도가 11 내지 14%이며, TD 신도가 63 내지 83%일 수 있다.
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지와 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물을 용융 압출하여 미연신 시트를 제조하는 단계,
제조된 미연신 시트 상에 후가공 코팅재에 대한 이접착성 프라이머를 코팅하는 단계,
종방향 또는 횡방향으로 일축연신하는 단계 및
열처리단계를 포함하여 제조되며,
상기 미연신 시트의 결정화도가 3% 이하이고, 일축연신된 필름의 결정화도가 40% 이하인 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법을 특히 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 미연신 시트 제조는 용융압출 시 10 ~ 60℃의 냉각롤에 밀착, 냉각하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 일축연신은 3배 이상의 연신비로 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 열처리단계는 (일축연신 시 온도 + 20℃) ~ 190℃의 온도범위에서 열고정한 다음 냉각하여 이완 열처리한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 후가공시의 물결 모양 주름 및 처짐현상(다루미)을 획기적으로 개선하여 균일성 및 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 높은 복굴절율로 우수한 광학 특성 및 광기능성을 구현할 수 있는 일축배향 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 우수한 성형가공성 및 치수안정성을 구현할 수 있으며, 생산성을 극대화시킬 수 있는 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 일축배향 광학용 필름으로 복굴절율이 조절된 디스플레이용 일축 배향 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
이때, 상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 필름의 종방향 및 횡방향 굴절율의 차이로 정의되는 복굴절율(Δn)이 0.05 ~ 0.2이며, 광투과율 90% 이상, 헤이즈 5% 이하 및 결정화도 40% 이하인 물성을 만족한다. 또한, 상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 것으로서 폭방향 균일한 필름 물성을 구현한다.
본 발명에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 상술한 복굴절율, 광투과율, 헤이즈, 결정화도 및 배향각 최대값의 범위를 만족하는 것에 지나지 않고, 상기 물성들의 균형을 이뤄 광학필름으로서의 최적화를 통해 본 발명이 목적하는 효과를 구현하는 데 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 일축배향 폴리에스테르 필름은 상기 물성 밸런스를 갖는 경우 우수한 성형가공성 및 치수안정성을 구현할 수 있다.
상기 결정화도는 바람직하게는 35%이하, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 30%일 수 있다. 또한, 광투과율은 바람직하게는 95 ~ 99%일 수 있으며, 헤이즈는 0.1 ~ 3%일 수 있다. 이러한 물성의 밸런스 및 조합을 갖는 일축배향 폴리에스테르 필름은 기계적 물성 및 우수한 복굴절율, 광학 특성 및 광기능성을 구현할 수 있으며, 균일성 및 치수안정성이 더욱 우수한 장점이 있다.
상기 복굴절율이 0.05 미만이면 광축 배향 효과가 적어 광기능성 필름 용도에 적용이 어렵고, 0.2 초과이면 광축 배향 효과는 우수하나 필름의 제조가 어렵거나 후가공성이 저하되어 사용이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 광투과율이 90% 미만이거나 헤이즈가 5%를 초과하면 투명한 필름을 요구하는 광기능성 필름 용도에 적용이 어렵다. 동시에 결정화도가 40%를 초과하면 후가공 시 성형이 어렵다.
본 발명에서 일축 배향된 폴리에스테르 필름은 통상의 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르는 디카르복실산을 주성분으로 하는 산성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중합한 것이다. 상기 디카르복실산은 제한되지 않으나 테레프탈산 또는 그의 알킬에스테르나 페닐에스테르 등을 사용할 수 있고, 일부는 이소프탈산, 옥시에톡시 안식향산, 아디핀산, 세바신산, 5-나트륨설포이소프탈산 등의 이관능성 카르본산 또는 그의 에스테르 형성 유도체로 치환하여 사용할 수 있다. 또한 글리콜 성분으로는 제한되지 않으나, 에틸렌 글리콜을 주로 사용하고, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디올, 1.4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-비스옥시에톡시벤젠, 비스페놀, 폴리옥시에틸렌글리콜 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 일관능성 화합물 또는 삼관능성 화합물을 일부 병용할 수 있다.
이밖에도 폴리에스테르는 통상적으로 필름분야에서 사용되는 첨가제, 일예로 피닝제(pinning), 대전방지제, 자외선 안정제, 방수제, 슬립제 및 열안정제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리에스테르 수지는 당해 기술분야에서 통상적인 중합방법으로 제조될 수 있다. 일예로, TPA(Terephthalic acid)중합법 또는 DMT(dimethyl terephthalate)중합법 등으로 제조할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 단독 중합체이거나 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지와 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물로 제조된다.
상기 폴리카보네이트 수지는 비스페놀A와 포스겐을 중합하거나 비스페놀A와 디페닐카보네이트의 중합에 의해 제조된 것일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 20,000 ~ 60,000 g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 20,000 ~ 30,000 g/mol일 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 수지 조성물 내 함량이 바람직하게는 5 ~ 35중량%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 우수한 광학 특성 및 광기능성뿐만 아니라 폭방향으로의 배향각 차이를 최소화하여 우수한 가공성 및 생산성을 구현할 수 있어 더욱 좋다.
상기 변성폴리에스테르는 제한되지 않지만 내화학성 및 내구성 향상을 위하여 에틸렌테레프탈레이트 및 에틸렌나프탈레이트를 단위체로 갖는 공중합체를 사용할 수 있다(이하, 에틸렌테레프탈레이트 및 에틸렌나프탈레이트를 단위체로 갖는 공중합체를 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트의 공중합체라고 한다.).
상기 변성폴리에스테르는 제한되지 않지만 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트의 공중합체를 사용하는 것이 내화학성 및 내구성 향상을 위하여 좋다. 상기 변성폴리에스테르는 에틸렌테레프탈레이트 단량체의 함량이 65 ~ 99, 바람직하게는 70 ~ 97중량%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 복굴절율을 높일 수 있으며 후가공 시 성형성이 좋다.
본 발명에서 상기 변성폴리에스테르는 일예로, 에틸렌 나프탈레이트 단위가 1 ~ 35중량%, 바람직하게는 3 ~ 30중량%인 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈레이트 공중합체(PET/PEN 공중합체)를 사용할 수 있다.
상기 베이스 수지는 고유점도(테트라 클로로 에탄 : 페놀 중량비 = 1 : 1 의 혼합 용매를 이용하고, 35℃에서 점도관을 사용하여 측정)가 0.5 ~ 0.8일 수 있다. 수지의 고유점도가 상기 범위를 만족하는 경우 우수한 가공성을 구현할 수 있으며, 필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 범위를 초과하면 가공이 어렵고 열분해가 급속히 일어나 필름 제조가 어렵다.
또한, 상기 베이스 수지는 유리전이온도(Tg)가 65 ~ 100℃인 것이 바람직하다. 상기 유리전이온도를 만족하는 경우 복굴절율의 향상 및 후가공시 우수한 성형가공성을 구현할 수 있다.
본 발명에서 일축배향된 폴리에스테르 필름은 제한되지 않지만, 바람직하게는 두께가 30 ~ 300㎛, 보다 바람직하게는 100 ~ 200㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 강성 등의 기계적 물성이 향상되고, 우수한 성형가공성 및 작업성을 구현할 수 있다.
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지와 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물을 용융 압출하여 미연신 시트를 제조하는 단계, 제조된 미연신 시트 상에 후가공 코팅재에 대한 이접착성 프라이머를 코팅하는 단계, 종방향 또는 횡방향으로 일축연신하는 단계 및 열처리단계를 포함하는 일축연신 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다. 이때, 상기 미연신 시트의 결정화도가 3% 이하이고, 일축연신된 필름의 결정화도가 40% 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 결정화도는 보다 바람직하게는 35%이하일 수 있다.
이때, 상기 수지 조성물 중 폴리카보네이트 수지는 비스페놀A 와 포스겐을 중합하거나 비스페놀A 와 디페닐 카보네이트의 중합에 의한 수지일 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
상기 폴리카보네이트 수지는 수지 조성물 내 함량이 바람직하게는 5 ~ 35중량%일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지 함량이 5% 미만이면 복굴절율 개선 및 일축 배향 필름의 배향 주축에 직교 방향으로 인장강도 및 신도를 높이는 효과가 부족하여 파단 개선이 어렵고, 유리전이점 온도 상승 효과가 적어서 열처리 공정에 따른 보잉(배향각 차이 증가) 문제가 증가되어 폭방향 배향각 최소화 및 폭방향 필름 물성의 균일성을 확보하기 어렵다. 또한, 폴리카보네이트 수지 함량이 35% 초과이면 폴리에스테르 수지와의 상용성이 좋지 않아 탁도 증가 및 광학적 특성이 불균일해지므로 투명한 광학적 기능성 필름으로 사용이 어렵다.
상기 미연신시트의 결정화도가 3%를 초과하는 경우 필름의 투명도가 저하될 수 있으며, 연신 필름의 균일성 확보가 어렵다. 또한, 상기 일축배향 연신필름의 결정화도가 40%를 초과하는 경우 후가공시 성형성이 저하되어 광기능성 필름으로 사용에 제한을 받을 수 있다.
상기 미연신 시트 제조는 용융압출 시 10 ~ 60℃의 냉각롤에 밀착, 냉각하여 제조되는 것일 수 있다. 냉각롤 온도가 10℃ 미만으로 너무 낮으면 미연신 시트가 너무 딱딱해져 부서질 우려가 크므로 안정적인 조업이 곤란하다. 그리고 냉각롤 온도가 60℃를 초과하면 냉각롤에 점착이 발생되어 조업이 곤란하거나 미연신시트의 결정화도가 너무 높아져서 이어지는 연신공정에 어려움이 발생한다.
상기 이접착성 프라이머는 이소시아네이트 말단기를 포함하며, 상기 이소시아네이트 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹되어 있는 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 코팅조성물을 포함할 수 있다. 상기 이접착성 프라이머를 코팅하여 미연신 시트 상에 이접착성 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 말단기인 이소시아네이트 관능기가 3개 이상이며, 상기 이소시아네이트기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블록킹되어 있으며, 보다 구체적으로는 설페이트와 같은 무기염으로 블로킹되어 있는 분지형폴리머와, 이소시아네이트 관능기가 2개이며 상기 이소시아네이트기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블록킹되어 있으며, 보다 구체적으로는 설페이트와 같은 무기염으로 블로킹되어 있는 선형폴리머를 포함할 수 있다.
상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 선형폴리머 10 ~ 75 중량%와 분지형폴리머 25 ~ 90 중량%로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 상기 범위를 만족하는 경우 고온고습 하에서 접착성이 우수한 도막을 형성할 수 있다. 본 발명에서 상기 분지형 폴리머는 이소시아네이트 관능기가 3개 또는 3개 이상인 수지를 의미한다.
일예로, 상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 폴리올 39 ~ 45중량%, 트리메틸올 프로판 0.3 ~ 1.2 중량% 및 이소시아네이트화합물 50 ~ 57 중량%를 반응시켜 이소시아네이트를 말단기로 갖는 프리폴리머를 제조한 후, 무기산염을 3 ~ 4 중량%를 반응시켜 이소시아네이트 말단에 이온성기를 블록킹하여 제조한 것을 사용할 수 있다. 또한, 중량평균분자량이 10,000 ~ 20,000g/mol인 범위에서 겔화되지 않으며, 수분산 가능하고 고온고습에서 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 상기 중량평균분자량은 GPC-MALS(Multi Angle Light Scattering) 시스템(Wyatt社)을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 일축연신은 종방향 또는 횡방향으로 연신하되 연신비를 3배 이상 실시하여 결정화도의 조절과의 조합에서 복굴절율, 광학특성 및 치수안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 범위 미만이면 복굴절율이 저하될 수 있다. 이때, 온도는 바람직하게는 70 ~ 140℃에서 실시할 수 있다. 온도가 70℃ 보다 낮으면 광학적 탁도가 증가하고 연신 불균일이 커지며 140℃ 보다 높으면 연신 불균일이 커져서 균일한 광학적 특성을 얻기가 어렵다.
상기 일축연신된 폴리에스테르 필름은 균일성 향상을 위하여 필름의 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 것이 바람직하다. TD 방향 기준 배향각이 낮을수록 폭방향 필름의 물성 균일성이 우수하여 양호한 제품을 얻을 수 있다. 상기 범위의 배향각보다 커지면 광기능성의 불균일을 초래할 수 있다. 이는 앞서 상술한 복굴절율, 광투과율, 헤이즈 및 결정화도의 물성 범위를 만족하는 것과의 조합으로 물성 밸런스를 구현할 수 있을 경우 본 발명이 목적하는 바 물성의 상승 효과를 구현할 수 있어 더욱 좋다.
또한, 상기 열처리 단계는 일축연신 시 온도보다 20℃ 이상의 온도 ~ 190℃에서 열고정을 실시하고, 상기 열고정 온도로부터 상온으로 냉각하며 이완 열처리하는 2단계 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 2단계 열처리르 하는 것은 균일성 확보에 유리하다. 이때, 열고정 온도가 일축연신 온도보다 20℃ 미만의 온도에서 실시하는 경우 열고정 효과가 미흡하여 열수축율이 지나치게 커져 필름의 후가공성이 불량하고, 190℃를 초과하면 열고정 온도가 너무 높아서 보잉(폭방향 배향각 차이 증가) 문제가 커져서 폭방향으로 배향각이 3도 이하인 균일한 필름을 제조하기 어려워진다. 또한 열고정온도로부터 상온으로 냉각하는 2단계의 이완 열처리 공정을 실시하지 않으면 열수축율이 충분히 낮아지기 어려워 후가공성이 불량하다.
이하는 본 발명의 구체적일 설명을 위하여 실시예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
수지 조성물인 폴리에틸렌테레프탈레이트(고유점도(IV)이 0.65이며, Tg가 75℃) 90중량%에 폴리카보네이트 수지[LG화학사, 1080-70, MI(300℃, 1.2kg):70) 10중량%를 285℃의 압출기로부터 압출시킨 다음 20℃에서 냉각하여 고형화된 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 기계적 방향(MD) 이송되는 롤러를 거쳐 85℃의 예열구간을 거쳐 95℃에서 기계적 방향으로 4.3배의 연신비로 연신시킨 다음 160℃, 10초 동안의 열처리 구간을 거쳐 필름을 제조하였다. 제조된 필름의 물성은 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 상기 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
수지 조성물로 폴리에틸렌테레프탈레이트 80중량%에 폴리카보네이트 20중량%를 사용하고, 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
수지 조성물로 폴리에틸렌테레프탈레이트 70중량%에 폴리카보네이트 30중량%를 사용하고, 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
수지 조성물로 실시예 1과 동일하게 사용하고, 동일한 조건으로 일축연신 한 후에 열고정 온도를 110℃로하고 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
수지 조성물로 폴리에틸렌테레프탈레이트 100중량%를 사용하고, 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
수지 조성물로 폴리에틸렌테레프탈레이트 60중량%에 폴리카보네이트 수지를 40중량%를 사용하고, 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
수지 조성물로 실시예 1과 동일하게 사용하고, 일축연신 온도를 150℃로하고 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
수지 조성물로 실시예 1과 동일하게 사용하고, 동일한 조건으로 일축연신 한 후에 열고정 온도를 210℃로하고 하기 표 1의 공정 조건으로 실시예 1과 같은 방법으로 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 이용하여 하기 평가 방법에 따라 측정을 하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(평가)
(1) 고유점도(IV; Intrinsic viscosity)
페놀과 테트라클로로에탄을 50:50 중량비로 혼합한 혼합용매 20㎖에 시편 200㎎을 넣고 약 110℃에서 1시간동안 혼합물을 가열한 다음 35℃에서 점도관을 이용하여 측정하였다.
(2) 유리전이온도(Tg: ℃)
TA Instrument사 DSC(시차주사 열량계)를 이용하여 측정하였다. 시료 5 mg를TA Instrument사 DSC(시차주사 열량계)를 이용하여, 승온 속도 20℃/분으로 가열하고, 300℃의 온도로 용융한 후, 액체 질소 중에 급냉한 다음 시료를 10℃/분에 승온하여 유리전이점을 검지하였다.
(3) 필름 굴절율 및 복굴절율 측정
프리즘커플러 사용하여 MD 및 TD 방향 굴절율을 측정하고, 이를 이용하여 복굴절을 계산하였다.
복굴절Δn = 굴절율MD 굴절율 TD ( 1축 연신 방향이 MD 인 경우 )
(4) 필름 배향각 측정
일축 연신 방향에 직교되는 방향으로 100mm 간격으로 10포인트, 1000mm 폭의 제품에서 샘플을 취하여 측정하였다. 샘플의 크기는 MD 50mm x TD 50mm 크기로 연신방향과 그 직교 방향에 일치시켜 정방형으로 자른다. 그리고 일본 왕자계측기사의 마이크로파방식 분자배향계 MOA 7015를 사용하여 측정하였다.
(5) 결정화도(%)
결정화도는 측정된 시료의 밀도(구배관을 이용, 25℃에서 측정)를 이용하여 다음과 같은 계산식으로 계산하였다.
결정화도 =
Figure pat00001
(100% amorphous 밀도 : 1.335, 이론적인 100% 결정의 PET밀도 : 1.455 )
(6) 인장 강도 및 신도 측정
인장강도는 필름 샘플을 MD, TD 방향 샘플 준비하여 ASTM D-882의 규정에 의해 측정하였다.
신도는 Hot Chamber Instron을 사용하여 MD, TD 방향 필름 샘플을 가지고, 160℃에서 ASTM D-882의 규정에 의해 측정하였다.
(7) 헤이즈
Nippon Denshoku 300A 측정기를 사용하였으며, ASTM D-1003에 규정에 의해 측정하였다.
(8) 수축율(MD 및 TD 수축율)
필름의 길이방향(MD)과 폭방향(TD)에 대해 30mm(MD)× 400mm(TD) 크기의 직사각형으로 재단하고, TD 방향 양 끝단 50mm지점에서 MD 방향으로 실선을 그어 유효측정길이가 300mm인 시편을 제작한 후, 핀셋 등을 이용하여 좌우 구분없이 시료의 한쪽 끝단에서 50mm이내의 지점을 잡아 전체 시료를 150℃± 0.5℃의 온수 중에 무하중 상태로 하여 완전히 담근 상태에서 10초간 열수축시킨 후, 상온에서 1분간 방치한 후, 초기의 실선으로 표시된 TD방향의 300mm 간격의 줄어든 길이를 측정하여 필름 폭 방향(TD)의 열수축율을 하기 식 1에 따라 구하였다.
또한, MD 방향 양 끝단 15mm 지점에서 TD 방향으로 실선을 그어 유효측정길이가 25mm인 시편을 제작한 후, 핀셋 등을 이용하여 좌우 구분없이 시료의 한쪽 끝단에서 15mm이내의 지점을 잡아 전체 시료를 150℃± 0.5℃의 온수 중에 무하중 상태로 하여 완전히 담근 상태에서 10초간 열수축시킨 후, 상온에서 1분간 방치한 후, 초기의 실선으로 표시된 TD방향의 25mm 간격의 줄어든 길이를 측정하여 필름 폭 방향(MD)의 열수축율을 하기 식 1에 따라 구하였다.
<식 1>
수축율 = (수축전길이 - 수축후길이) × 수축전길이
(9) 작업성
공정 상에서 다발적인 파단, 불균일한 연신 혹은 시트 깨짐 현상이 발생하는 것이 아니면 양호한 것으로 평가하였다.
조건 실시예 1 실시예2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
PET함량
(중량%)		 90 80 70 90 100 60 90 90
PC함량
(중량%)		 10 20 30 10 0 40 10 10
압출기 온도
(℃)		 285 285 285 285 285 285 285 285
냉각롤 온도
(℃)		 20 20 20 20 20 20 20 20
연신비 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3
연신온도
(℃)		 95 95 95 95 95 95 150 95
열고정
온도(℃)		 160 160 160 110 160 160 180 210
인라인 코팅여부 유 유 유 무 유 유 유 유
필름 두께
(㎛)		 100 100 100 100 100 100 100 100
조건 실시예 1 실시예
2		 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
헤이즈(%) 1.25 1.12 1.05 1.13 1.31 10.3 0.82 1.05
굴절율 MD 1.5818 1.5852 1.5857 1.5812 1.5711 1.5856 1.5823 1.5924
굴절율 TD 1.6824 1.6946 1.6913 1.6810 1.6449 1.7021 1.6802 1.6991
복굴절율 0.1006 0.1095 0.1056 0.0998 0.0783 0.1165 0.0979 0.1067
배향각
최대값(도)		 2.2 1.8 1.5 1.5 4 3.1 3.5 5
결정화도
(%)		 35 32 30 28 43 30 42 45
MD강도
(Kgf/㎠)		 10.9 11.5 12.8 12.3 7.3 14.5 8.6 8.49
TD강도
(Kgf/㎠)		 29.6 27.6 25.2 28.4 28.3 24.3 24.7 21.5
MD신도
(%)		 11.8 12.9 13.5 13.8 5.3 15.6 9.8 4.3
TD신도
(%)		 63.7 71.1 75.6 82.1 80.4 104.2 75 76
MD 수축율
(%,@150℃)		 2.15 2.56 3.23 6.57 4.63 1.82 0.82 1.20
TD 수축율
(%,@150℃)		 2.26 2.23 2.21 9.45 6.72 1.65 0.25 -0.06
작업성 양호 양호 양호 - 불량
(파단)		 - 불량
(파단)		 불량
(파단)
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 D 및 TD 강도 및 신도가 향상되는 것과 동시에 MD 및 TD 방향의 수축율이 목적하는 범위를 만족하는 수준으로 나타났으며, 배향각 최대값이 TD 방향 기준으로 3도 이하로서 균일성이 뛰어나고 기계적 물성, 광학 특성 및 작업성이 우수한 결과를 나타내었다. 반면, 비교예들은 기계적 물성이 저하되거나 균일성이 떨어져 작업성 결과 파단되는 등 불량이 확인되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (14)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지 및 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물을 미연신 시트 형태로 압출한 다음 일축연신하여 제조된 일축배향 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 복굴절률(Δn)이 0.05 ~ 0.2이며, 광투과율 90% 이상, 헤이즈 5% 이하 및 결정화도 40% 이하이고, 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준으로 3도 이하인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 비스페놀A와 포스겐 또는 디페닐카보네이트의 중합에 의한 수지이며, 수지 조성물 내 함량이 5 ~ 35 중량%인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 고유점도가 0.5 ~ 0.8인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변성폴리에스테르는 에틸렌테레프탈레이트 및 에틸렌나프탈레이트를 단위체로 갖는 공중합체인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변성폴리에스테르는 에틸렌테레프탈레이트 단위체 함량이 60 ~ 99 중량%인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 유리전이온도(Tg)가 65 ~ 100℃인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 두께가 30 ~ 300㎛인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 MD 방향에 대한 수축율이 2 내지 7%이며, TD 방향에 대한 수축율이 2 내지 10%인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 일축배향 폴리에스테르 필름은 MD 신도가 11 내지 14%이며, TD 신도가 63 내지 83%인 일축배향 폴리에스테르 필름.
  11. 폴리에틸렌테레프탈레이트 단독 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 변성폴리에스테르로 이루어지는 베이스 수지와 폴리카보네이트 수지를 혼합한 수지 조성물을 용융 압출하여 미연신 시트를 제조하는 단계,
    제조된 미연신 시트 상에 후가공 코팅재에 대한 이접착성 프라이머를 코팅하는 단계,
    종방향 또는 횡방향으로 일축연신하는 단계 및
    열처리단계를 포함하여 제조되며,
    상기 미연신 시트의 결정화도가 3% 이하이고, 일축연신된 필름의 결정화도가 40% 이하인 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미연신 시트 제조는 용융압출 시 10 ~ 60℃의 냉각롤에 밀착, 냉각하여 제조되는 것인 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 일축연신은 70 ~ 140℃에서, 3배 이상의 연신비로 실시하는 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 열처리단계는 (일축연신 시 온도 + 20℃) ~ 190℃의 온도범위에서 열고정한 다음 냉각하여 이완 열처리하는 것인 일축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법.
KR1020140192929A 2014-12-30 2014-12-30 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법 KR20160080564A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140192929A KR20160080564A (ko) 2014-12-30 2014-12-30 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140192929A KR20160080564A (ko) 2014-12-30 2014-12-30 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160080564A true KR20160080564A (ko) 2016-07-08

Family

ID=56502941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140192929A KR20160080564A (ko) 2014-12-30 2014-12-30 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160080564A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045764A1 (ko) * 2020-08-28 2022-03-03 코오롱인더스트리 주식회사 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법
WO2024181639A1 (ko) * 2023-02-27 2024-09-06 에스케이마이크로웍스 주식회사 폴리에스테르 필름

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166442A (ja) 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Plastics Inc 一軸配向ポリエステルフィルムの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166442A (ja) 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Plastics Inc 一軸配向ポリエステルフィルムの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045764A1 (ko) * 2020-08-28 2022-03-03 코오롱인더스트리 주식회사 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법
WO2024181639A1 (ko) * 2023-02-27 2024-09-06 에스케이마이크로웍스 주식회사 폴리에스테르 필름

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11137523B2 (en) Polarizer protective film, polarizing plate, and display device comprising same
US11548207B2 (en) Polyester film and flexible display device comprising the same
KR20190059216A (ko) 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 이축 연신 폴리에스테르 필름
JP2012032819A (ja) 二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる偏光子保護フィルム
KR102646802B1 (ko) 2축 연신 필름
JP2012220879A (ja) 偏光子保護用二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム
JP6264408B2 (ja) 偏光板
EP3333224B1 (en) Resin composition for optical material and optical film comprising same
JP2014080595A (ja) ポリエステルフィルム
JP5991416B2 (ja) 偏光板
KR20160080564A (ko) 일축 배향 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법
CN115335737A (zh) 偏振片保护用聚酯薄膜、偏光板和液晶显示装置
JP2018104496A (ja) ポリエステル樹脂組成物
KR20160116702A (ko) 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법
KR20160002212A (ko) 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법
WO2022145174A1 (ja) 光学フィルム及びその製造方法
KR20140085219A (ko) 대전방지 폴리에스테르 필름
KR20190090224A (ko) 광학용 고투명 필름
KR20240132709A (ko) 폴리에스테르 필름
CN112164324B (zh) 具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置
WO2022145152A1 (ja) 光学フィルム及びその製造方法
KR20240132712A (ko) 폴리에스테르 필름
KR101801919B1 (ko) 폴리에스테르 단층 필름
JP2024055259A (ja) ポリエステル系フィルム
JP2024049134A (ja) 光学フィルムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination