KR20160103413A - 저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트 - Google Patents

저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필름 표면의 굴곡을 극대화함으로써 저광택을 달성하고 결점 시인성을 낮추며 휘도 무라를 억제하고, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상과 반사판의 갈림 현상을 방지할 수 있고, 코팅 공정 등의 후가공 시 코팅층과의 부착력을 상승시킬 수 있는 저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트에 관한 것이다.

Description

저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트{WHITE POLYESTER FILM WITH LOW SURFACE GLOSS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND REFLECTIVE SHEET USING THE SAME}
본 발명은 저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트에 관한 것이다.
종래 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름은 대한민국 공개특허 제2004-0021274호 및 제2009-0071425호에 개시된 바와 같이, 폴리올레핀 수지를 폴리에스테르 수지에 혼합하고, 백색 안료가 첨가된 폴리에스테르 수지와 함께 압출하여 필름 내부에 공동을 형성한 형태가 일반적이다.
이러한 종래기술에 공지된 대로 필름 내부에 공동을 형성하고 백색 안료가 첨가된 백색 폴리에스테르 필름의 경우, 필름의 표면조도가 낮기 때문에, 조도를 높이기 위해서 입경이 큰 입자를 첨가하거나 별도의 코팅 공정을 실시하여야 한다.
그러나 위와 같은 종래기술의 경우, 입자 탈락의 우려가 있고 공정 추가에 따른 파단 위험이 높아지면서 생산성이 저하되기 쉽다. 또한, 표면조도가 낮을수록, 필름의 표면 광택도는 상승하며, 백라이트 유닛에서의 결점 시인성이나 휘도 무라의 발생 가능성이 높아진다. 이외에도 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 및 갈림 현상의 발생 가능성도 높아진다.
이에, 본 발명자들은 종래의 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름의 문제점을 해소하기 위하여 노력한 결과, 종래 백색 폴리에스테르 필름의 제조 방법이 아닌 공압출을 통한 제막 방법에서 지지층의 두께와 지지층 내 폴리에스테르 수지와 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지의 함량을 조절하고 자일렌으로 코팅하여 열처리함으로써 필름 표층에 돌출된 폴리에스테르 수지와 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지를 녹여 음각의 조도를 형성시킴으로써 저광택을 달성하여 본 발명을 완성하였다.
대한민국 공개특허공보 제2004-0021274호 대한민국 공개특허공보 제2009-0071425호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 필름 표면의 굴곡을 극대화함으로써 저광택을 달성하고 결점 시인성을 낮추며 휘도 무라를 억제하고, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상과 반사판의 갈림 현상을 방지할 수 있고, 코팅 공정 등의 후가공 시 코팅층과의 부착력을 상승시킬 수 있는 저광택 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법과 이를 이용한 반사 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 백색 폴리에스테르 필름에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비한 것을 특징으로 하는 저광택 백색 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 백색 폴리에스테르 필름은 A층/B층/A층으로 이루어진 3층 적층 필름으로서, 상기 A층에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 A층의 두께는 1.0 내지 3.0㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 열처리는 150 내지 200℃에서 이루어진 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 필름의 광택도는 30 이하이다.
또한 상기 목적은, 폴리에스테르 수지, 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지 및 백색 무기 입자를 각각 포함하는 원료 조성물을 압출기를 통해 공압출하여 A층/B층/A층 형태의 3층 적층 시트 상으로 성형하여 미연신 시트를 제조하는 제1단계와, 상기 성형된 미연신 시트를 냉각하여 미연신 필름을 제조하는 제2단계와, 상기 냉각된 미연신 필름을 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 제3단계와, 상기 1축 연신된 필름의 양면에 자일렌이 주성분인 조액을 코팅하는 제4단계와, 상기 1축 연신 후 코팅된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 제5단계와, 상기 2축 연신된 필름을 열처리하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 원료 조성물은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지로 형성된 수지 조성물 100중량부에 대하여, 백색 무기 입자 1~40 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 65 내지 90중량% 및 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지 10 내지 35중량%로 이루어진 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지의 평균입경은 0.5 내지 2.5㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지는 120 내지 200℃의 유리전이온도를 가지는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 A층의 두께는 1.0 내지 3.0㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 백색 무기 입자는 이산화티탄 입자, 황산바륨 입자 또는 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들의 조합일 수 있다.
바람직하게는, 상기 백색 무기 입자의 평균입경은 0.1 내지 3.0㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 2축 연신된 필름의 열처리 온도는 150 내지 200℃일 수 있다.
또한 상기 목적은, 상술한 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법으로 제조된 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사 시트에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 폴리에스테르와 비상용성이면서 입경 분포가 1.0 이하인 유기 입자 수지와 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료 조성물을 지지층의 두께와 지지층 내 폴리에스테르 수지와 비상용성인 유기 입자의 함량을 조절함으로써, 제조된 필름의 표층에 음각의 조도를 형성하여 표면의 굴곡을 극대화함으로써 저광택의 백색 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있는 등의 효과를 가진다.
따라서, 높은 표면 조도로 인하여 표면의 광택도를 30 이하로 낮춤으로써, 결점 시인성을 낮추고 휘도 무라를 억제하며, 도광판과의 밀착성 결점(Wet Out) 현상과 반사판의 갈림 현상을 방지할 수 있고, 코팅 공정 등의 후가공 시 코팅층과의 부착력을 상승시킬 수 있는 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 표층에 음각의 조도가 형성되는 것을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명의 일 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 백색 폴리에스테르 필름에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비하는 것이다. 즉 본 발명의 일 실시예에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 표층에 음각의 조도가 형성되는 것을 나타낸 도면인 도 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 백색 폴리에스테르 필름에 자일렌을 코팅한 후 이를 열처리함으로써 필름 표층(10)에 돌출된 폴리에스테르 수지와 이에 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지(20)로 형성된 유기 입자를 녹여 음각의 조도(30)를 형성한다. 이를 통해 낮은 광택을 달성할 수 있고, 액정 디스플레이 백라이트 유닛에 사용되는 반사 시트에 사용 시 양호한 제반적 물성을 부여함과 동시에 낮은 결점 시인성을 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름은 백색 폴리에스테르 필름이 A층/B층/A층으로 이루어진 3층 적층 필름으로서, A층(표층)에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서 백색 폴리에스테르 필름은 단층 또는 2층 이상의 다층 피막으로 이루어진 적층 구조일 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 3층 적층 구조를 위주로 설명하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 전체 두께는 50 ~ 200㎛인 것이 본 발명의 효과 면에서 바람직하다.
백색 폴리에스테르 필름이 공압출된 A층/B층/A층으로 이루어진 3층 적층 필름인 경우 A층의 두께는 1.0 내지 3.0㎛인 것이 바람직하다. 1.0㎛ 보다 얇으면 함유한 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지로 이루어진 유기 입자의 입경보다 얇아 파단의 위험이 높아져 지지층으로서의 기능을 할 수 없고, 3.0㎛ 보다 굵으면 유기 입자가 필름 표층으로 돌출되지 않아 자일렌 코팅을 통한 표면 조도를 형성할 수 없기 때문이다.
또한 열처리는 150 내지 200℃에서 이루어지는 것이 바람직한데, 이러한 열처리는 텐터 내에서 150 내지 200℃의 온도로 1 내지 30초간 행한다. 열처리 온도가 150℃ 보다 낮으면 결정 배향이 덜 되어 필름의 강신도에 불리한 영향을 주며, 코팅한 자일렌이 증발되지 않고 제품에 남아 인체에 불안전한 위험을 초래할 수 있고, 또한 200℃ 보다 높으면 공극을 유발시키는 유기 입자의 Tg를 상회하게 되어 공극은 물론 유기 입자의 형상이 열에 의해 변형되어 균일한 공극을 형성하기 어렵기 때문이다.
본 발명의 다른 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 함유한 원료 조성물을 용융 공압출하여 시트상으로 성형하여 미연신 시트를 준비하고, 2) 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하고, 3) 냉각된 시트를 1축 연신하고, 4) 1축 연신된 필름에 자일렌이 주성분인 조액을 코팅하고, 5) 코팅된 필름을 2축 연신한 다음 6) 열처리하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 다른 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서 백색 폴리에스테르 필름은 단층 또는 2층 이상의 다층 피막으로 이루어진 적층 구조일 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 3층 적층 구조의 공압출 필름을 위주로 설명하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제조 방법 중, 제1단계는 폴리에스테르 수지, 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지 및 백색 무기 입자를 각각 포함하는 원료 조성물을 압출기를 통해 공압출하여 A층/B층/A층 형태의 3층 적층 시트 상으로 성형하여 미연신 시트를 제조하는 단계이다.
원료 조성물은 폴리에스테르 수지와 폴리에스테르에 대해 비상용성 환상 올레핀 공중합 수지로 형성된 유기 입자 혼합물로 이루어진 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 백색 무기 입자 1~40 중량부를 포함할 수 있다. 이 때, 백색 폴리에스테르 필름의 기본 수지로 사용되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어지며, 제막 안정성이 높고 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 구성으로 하는 것이 바람직하다. 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산, 세바신산을 사용하는 것이 바람직하고, 디올 성분으로는, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올 등에서 선택 사용할 수 있다.
또한, 수지 조성물 중 폴리에스테르 수지는 65 내지 90중량%로 함유하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 내지 85중량%를 함유하는 것이다. 이때, 폴리에스테르 수지의 함량이 위 범위보다 낮으면, 다수의 공극을 함유하는 필름으로 제막할 수 없고 위 범위보다 높으면 잦은 파단으로 인하여 제막 안정성에 불리하기 때문이다. 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 수지로서 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분 당 1∼15몰%, 더욱 바람직하게는 3∼14몰%, 가장 바람직하게는 5∼13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르 또는 전체 디올 성분 당 1∼15몰%, 더욱 바람직하게는 3∼14몰%, 가장 바람직하게는 5∼13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르를 사용하면 좋다. 이때, 1몰% 미만이면, 다수의 공극을 함유하는 필름 제막이 어렵고, 반면에 15몰%를 초과할 때 역시 제막에 어려움이 있다. 이때, 공중합 성분으로서 디카르복실산 성분은 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산 및 세바신산으로 이루어진 군에서 선택 사용할 수 있고 디올 성분은 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올 등에서 선택 사용할 수 있다. 또한, 상술한 공중합 성분 중에서도 양호한 제막성을 얻기 위해서 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 비상용성 수지의 분산 상태를 안정시키는 효과가 있는 1,4-시클로헥산디메탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 원료 조성물 중 수지 조성물에는 폴리에스테르 수지에 대한 비상용인 수지로서, 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 사용한다. 이 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체로는 바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 5,6-디메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 1-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-에틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-n-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-i-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 7-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 트리시클로[4,3,0,12,5]-3-데센, 2-메틸-트리시클로[4,3,0,12,5]-3-데센, 5-메틸-트리시클로[4,3,0,12,5]-3-데센, 트리시클로[4,4,0,12,5]-3-데센, 10-메틸-트리시클로[4,4,0,12,5]-데센 등의 비결정성 환상 올레핀 수지 또는 상기 비결정성 환상 올레핀 수지와 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 메틸펜텐 등의 결정성 폴리올레핀 수지가 공중합된 것을 사용할 수 있다.
이들은 단독 중합체이여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 특히, 폴리에스테르 수지와의 임계 표면장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 그 중에서도 에틸렌과 바이시클로알켄의 공중합체가 가장 바람직하다. 또한, 본 발명의 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 함유량은 수지 조성물 중 10 내지 35중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 30중량%를 사용하는 것이다. 이때, 10중량% 미만으로 함유되면, 백색화의 효과가 희미해지고, 고반사율을 얻기 어려워지며, 자일렌 코팅을 통한 저광택화의 효과를 얻기 힘들다. 또한 35중량%를 초과하면 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 응집이 많이 일어나 제막 시 파단의 위험이 높아지기 때문이다. 이때, 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 폴리에스테르 조성물로부터 분리해서 시차주사형 열량계를 이용하고 JIS K7121-1987 측정법에 준하여 전이온도를 측정했을 때, 결정화 및 융해의 피크가 보여지지 않는 것을 비결정성의 조건으로 설정한다.
본 발명의 일 실시예에서 가장 바람직한 일례로 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체로서, 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지를 사용한다. 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지는 공지의 일본 특허공개 소61-271308호 공보에 예시되어 있는 액상 중합법에 의해 제조될 수 있다.
위 방법에 의해 얻어지는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 유리전이온도가 120 내지 200℃인 것이 바람직하다. 이 때, 유리전이온도가 120℃ 미만이면, 필름을 연신할 때, 환상 올레핀 공중합체가 소성 변형되어 공동의 생성이 저해된다. 반면에, 유리전이온도가 200℃를 초과하면, 폴리에스테르 수지와 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 압출기 등을 이용하여 용융 혼련하여 시트상으로 토출할 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 분산이 불충분해져서 공극의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없다.
유리전이온도는 비결정성 환상 올레핀 공중합체에 있어서의 환상 올레핀과 비환상 올레핀의 공중합 비율을 변경함으로써 조정할 수 있는데, 유리전이온도는 시차주사형 열량계를 사용하여 20℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때의 JIS K7121-1987의 중간점으로 결정된다. 또한, 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 평균입경이 0.5 내지 2.5㎛ 이내인 것을 선택하여 사용한다. 평균입경이 0.5㎛ 미만이면, 연신 시 공극을 형성하기가 어렵고, 2.5㎛를 초과하면, 연신 시 필름의 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않다. 나아가 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 입경 분포는 1.0 이하인 것을 선택하여 사용한다. 입경 분포가 1.0을 초과하게 되면 연신 시 공극이 불균일하게 되어 광특성과 제막성에서 불리하다.
다음으로, 원료 조성물에 사용되는 바람직한 무기 입자로는 이산화티탄 입자, 황산바륨 입자, 탄산칼슘 입자 단독 또는 이들의 조합인 것을 사용한다. 특히, 내광성 부여를 위해 이산화티탄 입자가 바람직하다. 무기입자의 평균 입경(입자지름)은 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 0.1∼3.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.2∼2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3∼1.0㎛ 이내의 입자를 사용한다. 본 명세서에서, 평균입경이란 수 평균 입자지름을 말하고, 주사전자현미경으로 배율 10,000배에서 수지(필름)에 첨가하기 전의 각 입자에 대해서, 100개씩 임의로 입자 지름을 측정하여 평균 입자지름 크기를 결정한다. 이때, 입자가 구상이 아닐 경우에는 가장 형상이 가까운 타원에 근사하고, 그 타원의 (장경+단경)/2로 결정하며, 여기에서, 입자지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다. 또한 백색 무기입자의 함유량은 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 1∼40 중량부, 더욱 바람직하게는 2∼30 중량부, 가장 바람직하게는 3∼20 중량부를 함유하는 것이다. 백색 무기입자의 함유량이 1 중량부 미만이면, 무기입자에 의한 산란광이 부족해서 충분한 광반사성을 얻을 수 없고 40 중량부를 초과하면 제막 안정성이 현저하게 저하되기 때문이다.
또한 백색 무기입자를 폴리에스테르 조성물에 배합하는 방법은 하기 (가) 내지 (라)의 공지 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
구체적으로는, (가)의 방법은 폴리에스테르 합성시의 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응 종료 전에 입자를 첨가하는 방법 또는 중축합 반응 개시 전에 입자를 첨가하는 것이고, 상기 (가)의 방법으로 폴리에스테르 합성 시에 첨가될 경우에는 이산화티탄 입자는 글리콜에 분산된 슬러리로 준비한 후 반응계에 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, (나)의 방법은 폴리에스테르에 입자를 첨가하여 용융 혼련하는 방법이고, (다)의 방법은 상기 (가) 또는 (나)의 방법에 있어서, 입자를 다량 첨가한 마스터 펠릿을 제조한 후, 이들과 첨가제를 함유하지 않는 폴리에스테르를 혼련하여 소정량의 첨가물을 함유시키는 방법이다. 이외, (라)의 방법은 상기 (다)의 마스터 펠릿을 그대로 사용하는 방법으로 수행될 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예에서는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자의 혼합 방법으로는 입자의 분산성을 고려하여, 상기 (다) 또는 (라)의 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.
또한 원료 조성물에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가물, 예를 들면, 형광증백제, 가교제, 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 활제, 무기의 미립자, 충전제, 내광제, 대전방지제, 핵제, 염료, 분산제 또는 커플링제 등이 첨가될 수 있다.
다음으로, A/B/A의 공압출에서 A층의 두께는 1.0~3.0㎛가 바람직하다. 1.0㎛ 보다 얇으면 함유한 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지로 이루어진 유기 입자의 입경보다 얇아 파단의 위험이 높아져 지지층으로 기능을 할 수 없고, 3.0㎛ 보다 두꺼우면 유기 입자가 필름 표층으로 돌출되지 않아 자일렌 코팅을 통한 표면 조도 형성이 되지 않기 때문이다.
다음으로, 제2단계는 제 1단계에서 성형된 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하여 미연신 필름을 제조하는 단계이다. 이 단계는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 제3단계는 냉각된 미연신 시트를 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 단계로서 냉각된 미연신 필름을 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열하고, 우선 길이 방향으로 연신하여 1축 연신 필름을 얻는 단계이다. 이러한 연신은 2개 이상의 롤의 주속차를 이용해서 수행하는 것이 바람직하며, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 설정하고, 연신 배율은 3.0∼5.0배로 하는 것이 바람직하다. 연신 배율이 3.0배 보다 작으면 요구되는 광특성을 충분히 얻을 수 없고, 5.0배 보다 크면 제막 안정성에 불리해진다.
다음으로, 제4단계는 1축 연신된 필름의 양면에 자일렌이 주성분인 조액을 코팅하는 단계로서, 자일렌 자체를 코팅하거나 추가 기능을 위해서 이형제, 대전방지제 및 이접착제 등을 포함하는 자일렌이 주성분인 조액을 코팅할 수도 있다. 이의 코팅 방법은 그라비어 코팅, 오프셋 코팅 또는 슬롯다이 코팅 방식으로, 다이렉트 코팅(Direct Coating)한 후, 건조기를 통과하여 롤의 형태로 가공될 수 있다.
다음으로, 제5단계는 코팅된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 단계로서, 제3단계의 길이방향으로의 1축 연신된 필름을 연속적으로 길이 방향과 수직인 방향(이하, 「폭 방향」이라고도 한다)으로 2축 연신하는 단계이다. 이때, 폭 방향 연신은 폴리에스테르 수지의 유리전이점(Tg)보다 높은 온도부터 시작하여, 유리전이점(Tg)보다 5∼70℃ 높은 온도까지 승온시키면서 수행한다. 폭 방향 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 좋고, 단계적(순차적)이어도 좋지만 통상 순차적으로 승온시킨다. 예를 들면 텐터의 폭 방향 연신 존을 필름 주행 방향을 따라 복수로 나누고, 존마다 소정 온도의 가열 매체를 흘림으로써 승온시킨다.
마지막으로, 제6단계는 2축 연신된 필름을 열처리하는 단계로서, 2축 연신된 필름을 주행시키면서 열고정 또는 열이완 등의 열처리를 순차적으로 실시해서 2축 배향 필름으로 제조하는 것이다. 이에, 얻어진 2축 연신 필름의 결정 배향을 완료시켜 평면성과 치수 안정성을 부여하기 위해서, 계속해서 텐터 내에서 150∼200℃의 온도로 1∼30초간의 열처리를 행한다. 열처리 온도가 150℃ 보다 낮으면 결정 배향이 덜 되어 필름의 강신도에 불리한 영향을 주며, 코팅한 자일렌이 증발되지 않고 제품에 남아 인체에 불안전한 위험을 초래할 수 있다. 200℃ 보다 높으면 공극을 유발시키는 유기 입자의 Tg를 상회하게 되어 공극은 물론 유기 입자의 형상이 열에 의해 변형되어 균일한 공극을 형성하기 어렵다.
또한, 제6단계의 열처리 단계 다음으로 균일하게 서냉한 후에 실온까지 냉각시키고, 권취함으로써 본 발명의 일 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다. 이때, 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서 폭 방향 또는 길이 방향으로 3∼12%의 이완 처리를 실시해도 좋다.
나아가, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상술한 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조 방법으로부터 제조된 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사 시트는 화상 표시용의 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사 시트, 조명용 기구의 반사 시트, 조명 간판용 반사 시트, 태양 전지용 배면 반사 시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리에스테르 수지 80중량%와 폴리에스테르 수지에 대한 비상용 수지로서, 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지 20중량%로 이루어진 수지 조성물 100중량부에 대하여 백색 무기 입자 20 중량부를 첨가하고, 280℃로 가열된 압출기에 공급하여 다이에서 A층/B층/A층 형태의 3층 적층 시트상으로 성형하였다. 비상용 폴리올레핀계 수지나 무기 입자와 같은 첨가물은 미리 폴리에스테르 수지와 혼합(Compounding)시킨 마스터 펠릿의 형상으로 사용하였다. 마스터 펠릿에서 비상용 폴리올레핀계 수지의 평균입경은 1.5㎛, 이산화티탄 입자의 평균입경은 0.2㎛, 입경 분포는 1.0이다.
다음으로 성형된 시트를 표면 온도 20℃의 캐스팅 드럼에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻고, 이를 가열하여 길이 방향으로 3.0배 연신 후 냉각하였다. 계속해서 길이 방향으로 1축 연신한 필름의 양면에 자일렌을 코팅하고 양끝을 클립으로 유지하면서 텐터로 인도하여 가열된 분위기 중에서 길이에 수직인 방향(폭 방향)으로 3.5배율로 연신하였다.
이후, 텐터 내에서 190℃로 열고정을 수행하고, 실온까지 냉각하여 2축 연신 필름을 얻었다. 이 때 얻어진 필름의 전체 두께는 188㎛이고 A층의 두께는 2㎛ 이다. 얻어진 필름의 평가 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제막 시, A층의 두께가 1㎛ 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 제막 시, A층의 두께가 3㎛ 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[실시예 4]
실시예 1에서 제막 시, 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지의 함량이 10중량%이고 폴리에스테르 수지의 함량이 90중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[실시예 5]
실시예 1에서 제막 시, 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지의 함량이 35중량%이고 폴리에스테르 수지의 함량이 65중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 제막 시, A층의 두께가 0.5㎛ 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 제막 시, A층의 두께가 4㎛ 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서 제막 시, 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지의 함량이 5중량%이고 폴리에스테르 수지의 함량이 95중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
[비교예 4]
실시예 1에서 제막 시, 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지의 함량이 40중량%이고 폴리에스테르 수지의 함량이 60중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
1. 광택도(60°) 측정
실시예 1∼5 및 비교예 1∼4에서 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 스가 시켄키제 디지털 변각 광택계(UGV-4D)를 이용해서 JIS-K7105(1981년판)에 기초해서 입사각 및 수광각을 60°에 맞춰서 광택도를 측정하였다. 이 때, 각 반사판에 대해서, 3장의 샘플을 측정하고, 그 평균값을 반사판의 광택도(60°)로 산출하였다.
2. 제막안정성 평가
실시예 1∼5 및 비교예 1∼4에서 제조된 필름에 대하여, 1시간 이상 안정되게 제막이 가능하면 "O"로 판정하고, 1시간 이내에 파단이 발생하고, 안정된 제막이 불가하면, "X"로 판정하였다.
구분 비상용성 유기 입자
함량(중량%)		 A층 두께(㎛) 광택도
(60°)		 제막안전성
실시예1 20 2 22 O
실시예2 20 1 17 O
실시예3 20 3 29 O
실시예4 10 2 27 O
실시예5 35 2 8 O
비교예1 20 0.5 11 X
비교예2 20 4 65 O
비교예3 5 2 57 O
비교예4 40 2 10 X
위의 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1~5에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 30 이하의 광택도와 제막 안정성 측면에서 양호한 결과를 확인하였다.
그러나 비교예 1은 얇은 지지층(표층) 두께로 인해 제막 안전성에 불리하였고, 비교예 2는 두꺼운 지지층으로 인해 필름 표층으로 비상용성 유기 입자가 돌출되지 않아, 코팅 시 표층으로 돌출된 입자를 녹이지 못해 기대했던 광택도를 얻지 못하였다. 비교예 3 역시 제막 안전성은 충족하였지만 비상용성 유기 입자 함량이 낮아 코팅으로 인한 광택도 저하 효과는 얻을 수 없었고, 비교예 4는 필름 표층으로 돌출된 비상용성 유기 입자가 많아 코팅으로 인한 광택도 저하 효과는 컸지만 제막 안전성에는 불리하였다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사 시트는 화상 표시용의 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사 시트, 조명용 기구의 반사 시트, 조명 간판용 반사 시트, 태양 전지용 배면 반사 시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
10: 백색 폴리에스테르 필름의 표층
20: 폴리에스테르 수지와 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지
30: 음각의 조도

Claims (15)

  1. 백색 폴리에스테르 필름에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비한 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백색 폴리에스테르 필름은 A층/B층/A층으로 이루어진 3층 적층 필름으로서, 상기 A층에 자일렌을 코팅한 후 열처리하여 음각의 조도를 구비한 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 A층의 두께는 1.0 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리는 150 내지 200℃에서 이루어진 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 광택도는 30 이하인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름.
  6. 폴리에스테르 수지, 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지 및 백색 무기 입자를 각각 포함하는 원료 조성물을 압출기를 통해 공압출하여 A층/B층/A층 형태의 3층 적층 시트 상으로 성형하여 미연신 시트를 제조하는 제1단계와,
    상기 성형된 미연신 시트를 냉각하여 미연신 필름을 제조하는 제2단계와,
    상기 냉각된 미연신 필름을 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 제3단계와,
    상기 1축 연신된 필름의 양면에 자일렌이 주성분인 조액을 코팅하는 제4단계와,
    상기 1축 연신 후 코팅된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 제5단계와,
    상기 2축 연신된 필름을 열처리하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원료 조성물은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지로 형성된 수지 조성물 100중량부에 대하여, 백색 무기 입자 1~40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 65 내지 90중량% 및 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지 10 내지 35중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지의 평균입경은 0.5 내지 2.5㎛인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지는 120 내지 200℃의 유리전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 A층의 두께는 1.0 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 백색 무기 입자는 이산화티탄 입자, 황산바륨 입자 또는 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 백색 무기 입자의 평균입경은 0.1 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 2축 연신된 필름의 열처리 온도는 150 내지 200℃인 것을 특징으로 하는, 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  15. 제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 저광택 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법으로 제조된 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사 시트.
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