KR20160117152A - 폴리에스테르 필름, 이의 제조방법 및 이를 이용한 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다. 보다 상세하게는 일면 또는 양면의 특정의 프라이머 처리를 통해 종래 편광필름에 사용되는 TAC 필름을 대체할 수 있을 뿐만 아니라 액정 보호 필름 등의 다양한 보호 필름에 적용될 수 있는 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름을 포함하여 우수한 표면 경도 및 광학 특성을 구현할 수 있으며, 편광자를 보호하면서도 뛰어난 시인성을 확보할 수 있는 편광판에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 필름, 이의 제조방법 및 이를 이용한 편광판{Polyester Film, Manufacturing method of the same and Polarizing Plate using the same}

본 발명은 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는 높은 원가를 차지하고 있는 TAC 필름을 대체할 수 있으며, 접착강도 뿐만 아니라 우수한 생산성 및 광학특성을 갖는 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

편광필름은 액정의 복굴절을 이용하는 LCD Panel에서 액정 분자에 입사되는 빛의 진동방향을 조절하기 위해 적용되는 중요한 소재이다. 편광필름을 LCD에 부착하지 않을 경우 빛의 여과가 이루어지지 않아 사람의 눈은 영상을 구별하지 못하고 밝은 화면만을 보게 된다. 이에 밝기를 최소화하기 위해 LCD의 앞뒤에 편광필름을 부착한다.

이러한 편광필름은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 중심으로 양쪽에 TAC(Tri Acetate Cellulose) 필름으로 이루어지며 각각의 필름 사이에는 접착제 (PVA계열)로 접착된다. PVA 필름은 연신과 염착이라는 공정으로 가공되어 편광 성능을 구현하며, TAC 필름은 상기 PVA 필름을 보호한다. 이러한 3층의 구조 상태를 편광자(Polarizer)라고 한다.

편광필름의 핵심적인 원재료는 TAC 필름과 PVA 필름이다. 이 중 TAC 필름은 편광필름 원가에서 차지하는 비중이 높다.

TAC 필름은 편광필름의 핵심 소자인 PVA 필름을 물리적으로 보호하는 일종의 보호필름으로서, PVA 필름에의 부착을 위한 접착제에 대한 부착성능이 우수하고, 열경화 방식의 PVA 접착제에서 발생되는 수분, 용제에 대한 투과율이 높아 PVA 필름과의 합지 이후에도 제품의 품질이 유지되는 장점이 있다. 하지만 최근 PVA 접착제의 기술이 열경화 방식에서 무용제 타입의 UV 경화 방식으로 변경됨에 따라 가격이 비싼 TAC 필름을 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 TAC 필름을 대체하기 위한 소재는 우수한 투명성과 광투과성이 요구되며, 기계적 특성 및 전기적 특성뿐만 아니라 PVA 계열의 접착제와의 부착 성능이 좋아야 한다. 최근 TAC 필름 대체 필름으로 아크릴 필름이 채용되기 시작했지만 생산 불량률이 높아 가격 형성이 어려워 그 대체가 본격적으로 진행되는데 한계가 있다.

이에, TAC 필름을 대체할 수 있는 필름에 대한 연구와 이에 제한되지 않고, 종래 편광필름에 적용되어 왔던 하드 코팅층과 같은 부가 기능층에 의한 컬 발생 등으로 인한 품질 저하의 우려가 없고 필름을 경량화시킬 수 있는 즉, 보호필름 또는 기능층의 역할을 수행할 수 있는 물성을 구현하는 일원화된 필름에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제1050216호(2011.07.12)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일면 또는 양면의 특정의 프라이머 처리를 통해 TAC 필름을 대체할 수 있을 뿐만 아니라 액정 보호 필름 등의 다양한 보호 필름에 적용될 수 있는 폴리에스테르 필름을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 높은 투명성, 우수한 기계적 물성 및 표면 특성을 가지며, PVA 접착제와의 접착 성능이 뛰어나며, 프라이머 층의 굴절율 설계를 통해 PVA 접착제 코팅 후에도 레인보우 현상이 없고, 광학특성이 탁월한 폴리에스테르 필름을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름을 포함하여 우수한 표면 경도 및 광학 특성을 구현할 수 있고, 편광자를 보호하면서도 뛰어난 시인성을 확보할 수 있는 편광판을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (A) 기재필름 및 (B) 이의 일면 또는 양면에 (b1) 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유하는 방향족디카르복실산 화합물, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올 화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지와, (b2) 선형 폴리머와 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 도포하여 형성된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (b1)폴리에스테르 수지 및 (b2)폴리우레탄 수지의 중량혼합비는 55:45 내지 90:10인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 방향족디카르복실산 화합물은 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산 이외에 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,2-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,3-사이클로 펜탄 디카르복실산 및 1,4-사이클로 헥산 디카르복실산 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하고, 상기 술폰산염 방향족디카르복실산은 소듐 2,5-디카르복시벤젠설포네이트, 5-설폰 이소프탈산, 4-설폰이소프탈산, 4-설폰나프탈렌-2,6-디카르복실산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (b1) 폴리에스테르 수지는 고유점도가 0.1 내지 2.0㎗/g인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹된 선형폴리머를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 선형 폴리머 10 내지 75중량% 및 분지형 폴리머 25 내지 90중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 20,000g/mol인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 프라이머 코팅조성물은 실리콘계 웨팅제 또는 콜로이드 실리카를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 콜로이드 실리카는 입자 평균입경이 50 내지 1,000nm인 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 (ⅰ) 폴리에스테르 수지를 용융 압출하여 폴리에스테르 시트를 제조하는 단계;

(ⅱ) 상기 제조된 폴리에스테르 시트를 길이방향으로 일축 연신하는 단계;

(ⅲ) 상기 일축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유한 방향족디카르복실산, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지 및 선형 폴리머 및 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 도포한 후, 횡방향으로 연신하는 단계; 및

(ⅳ) 상기 이축 연신된 폴리에스테르 필름을 열처리하는 단계;

를 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (ⅱ) 단계는 70 ~ 140℃에서 3배 이상의 연신비로 일축 연신을 실시하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (ⅲ) 단계는 인라인 코팅방법에 의해 프라이머 코팅조성물을 도포하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 (ⅳ) 열처리단계는 80 ~ 240℃에서 실시하며, 길이방향 및 폭방향으로 동시에 이완 열처리하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 편광자 및 이의 일면 또는 양면에 폴리에스테르 필름을 포함하는 것으로, 상기 폴리에스테르 필름이 기재필름의 일면 또는 양면에 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유하는 방향족디카르복실산 화합물, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올 화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지와, 선형 폴리머와 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 함유한 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광판에 있어서, 코팅층은 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지의 중량혼합비가 55:45 내지 90:10인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광판에 있어서, 폴리우레탄 수지는 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹된 선형폴리머를 포함한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광판에 있어서, 폴리우레탄 수지는 선형 폴리머 10 내지 75중량% 및 분지형 폴리머 25 내지 90중량%를 포함한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광판에 있어서, 코팅층은 실리콘계 웨팅제 또는 콜로이드 실리카를 더 포함한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은 필름의 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 것일 수 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 우수한 광학특성 및 표면특성을 가지고 있어, 종래 편광필름의 TAC 필름을 대체할 수 있을 뿐만 아니라 액정 보호 필름 등의 다양한 보호용 필름에 응용될 수 있으며, 인라인 코팅 공정에 적용이 용이하여 생산성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 프라이머층의 굴절율 설계를 통해 PVA 접착제 코팅 시 발생되는 레인보우 현상을 방지할 수 있고 외광 반사에 대한 정반사율 저감을 통한 시인성을 증대시킬 수 있는 등 광학 특성이 탁월한 이점이 있다.

더구나, 본 발명에 따른 광학필름은 다양한 두께로 제작이 가능하며, LCD 패널의 박막화에 용이하게 적용될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도시한 것이다.

이하 본 발명의 폴리에스테르 필름에 대하여 바람직한 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 다만, 이는 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 설명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

본 발명자는 종래 높은 원가를 차지하고 있는 TAC 필름이 편광필름에 적용되고 있는 문제점을 인식하고, 이러한 TAC 필름을 대체할 수 있는 광학필름을 연구 노력한 결과, 특정의 프라이머 코팅조성물을 이용함으로써 저비용으로 상기 TAC 필름을 대체할 수 있고, 뛰어난 기계적 물성, 높은 투명성과 투과율을 가지는 것과 동시에 레인보우 현상의 방지 및 시인성을 증대시킬 수 있는 등의 우수한 광학특성으로 액정 보호 필름, 반사 방지 필름 등의 다양한 필름 분야에 적용될 수 있는 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 수지로 이루어진 기재필름(A)과, 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 적층된 프라이머층(B)을 포함한다. 이때, 상기 프라이머층은 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지를 포함하는 특정의 프라이머 코팅조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 굴절률을 조절하여 레인보우 현상을 제어할 수 있으며, PVA(Poly vinyl alcohol)계 접착제와의 접착 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 기계적 물성이 뛰어나고 우수한 표면 특성 및 광학 특성을 구현할 수 있다.

본 발명에서 폴리에스테르 수지로 이루어진 기재필름(A)은 크게 제한되는 것은 아니지만 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 굴절율 조절이 용이하여 더욱 좋다. 또한, 유리전이온도가 40 ~ 60℃인 것이 인라인 공정상 필름 제조시 연신 및 열처리 공정을 통하여 충분히 열화되어 필름에 백탁이 발생되지 않아 더욱 좋다. 상기 기재필름은 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 단독으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 이때, 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 고유점도가 0.5㎗/g 내지 1.0㎗/g인 것을 사용하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 0.60/g 내지 0.80㎗/g인 것일 수 있다.

본 발명에서 프라이머층(B)은 특정의 폴리에스테르 수지(b1) 및 폴리우레탄 수지(b2)를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에스테르 수지(b1)는 2,6-나프탈렌디카르복실산, 술폰산염 방향족디카르복실산과 상기 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 제외한 방향족디카르복실산을 포함하는 산 성분에, 하기 화학식 1로 표시되는 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 하기 화학식 2로 표시되는 트리글리세라이드 및 디올화합물을 포함하는 글리콜 성분을 중축합하여 제조된 것일 수 있다. 이때, 상기 폴리에스테르 수지는 2,6-나프탈렌디카르복실산 20 ~ 40몰%, 술폰산염 방향족디카르복실산 1 ~ 10몰%와 상기 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 제외한 방향족디카르복실산 1 ~ 10몰%, 하기 화학식 1로 표시되는 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌 10 ~ 30몰%, 하기 화학식 2로 표시되는 트리글리세라이드 1 ~ 10몰% 및 디올화합물 30 ~ 60몰%을 중축합하여 제조된 것일 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 2에서, R₁내지 R₃는 각각 독립적으로, 수소, 불포화 탄화수소를 포함하거나 포함하지 않는 (C1~C30)알킬에서 선택된다.

상기 폴리에스테르 수지(b1)의 산 성분에서, 상기 2,6-나프탈렌디카르복실산은 하기 화학식 3으로 표시되는 바와 같이 방향족 고리를 2개 포함하여 굴절률을 용이하게 조절하는 데 좋다. 보다 좋게는 20 ~ 40몰%를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 만족하는 경우 높은 굴절률을 부여할 수 있고 수분산성이 우수하다.

[화학식 3]

또한, 폴리에스테르 수지(b1)의 산 성분에서, 상기 술폰산염 방향족디카르복실산은 크게 제한되는 것은 아니지만 소듐 2,5-디카르복시벤젠설포네이트, 5-설폰 이소프탈산, 4-설폰이소프탈산, 4-설폰나프탈렌-2,6-디카르복실산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 물에 대한 분산성을 위하여 좋다. 보다 바람직하게는 하기 화학식 4로 표시되는 소듐 2,5-디카르복시벤젤설포네이트를 사용할 수 있다.

[화학식 4]

또한, 상기 술폰산염을 포함하는 방향족디카르복실산은 1 ~ 10몰% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족하는 경우 분산성 저하뿐만 아니라 취급성이 악화되거나 블록킹(blocking)이 발생되는 것을 방지하는데 더욱 좋다.

상기 폴리에스테르 수지(b1)의 산 성분에서, 상기 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 제외한 방향족디카르복실산은 바람직하게는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,2-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,3-사이클로펜탄디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 방향족디카르복실산은 1 ~ 10몰% 사용하는 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 굴절률 조절이 용이하고 물에 대한 분산성 및 필름 제조시 접착력을 향상시킬 수 있어 더욱 좋다.

상기 폴리에스테르 수지(b1)의 글리콜 성분에서, 비스[4(4-히드록시에톡시)페닐]플루오렌은 바람직하게는 10 ~ 30몰% 사용하는 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 높은 굴절률 및 투명성을 구현할 수 있으며, 물에 대한 분산성을 향상시키는데 더욱 좋다.

또한, 트리글리세라이드 화합물은 바람직하게는 1 ~ 10몰% 사용하는 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 굴절율 상승에 따라 유리전이온도가 상승되고, 필름 표면에 코팅 후 연신 시 표면 크랙이 발생하거나 미용융으로 인한 도메인 형성을 개선하고, 균일한 코팅막과 굴절률을 구현할 수 있어 더욱 좋다.

상기 디올화합물은 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 펜타에틸렌글리콜, 헥사에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 프로판디올, 비스페놀A, 비스페놀B로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.

이러한 상기 성분들을 중축합한 폴리에스테르 수지(b1)는 고유점도가 0.1 내지 2.0㎗/g, 바람직하게는 0.1 내지 1.6㎗/g일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 폴리에스테르 수지를 물 또는 수계 용매에 용해 또는 분산시켜 폴리에스테르 에멀젼을 제조하기에 용이하다. 상기 고유점도는 페놀과 테트라클로로에탄 50/50 혼합용매 20㎖에 시편 200㎎을 넣고 약 110℃에서 1시간동안 혼합물을 가열한 다음 30℃에서 측정한 것이다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 수지(b1)는 종래의 방법에 따른 합성 제조될 수 있다. 일예로, 2,6-나프탈 렌디카르복실산 20 ~ 40 몰%, 술폰산염을 포함하는 방향족 디카르복실산 1 ~ 10 몰%, 방향족디카르복실산 1 ~ 10 몰%를 포함하는 산성분과, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌 10 ~ 30 몰%, 트리글리세라이드 화합물 1 ~ 10 몰%, 디올화합물 30 ~ 60몰%를 포함하는 글리콜성분을 무용매 상태에서 혼합하여 반응기에 넣고, 가열하여 생성되는 부산물인 물 또는 메탄올을 제거하면서 에스테르화 반응을 실시한다. 이후 온도를 승온하는 것과 동시에 반응기내 압력을 감압하여 부생성물인 디올성분을 회수하면서 중축합 반응을 실시한다. 이때 중축합 반응을 촉진하는 촉매, 예를 들면 에스테르화 촉매, 에스테르 교환 촉매, 중축합 촉매 등을 사용할 수 있으며, 또한 여러 가지 첨가제 예를 들면, 안정제, 무기입자 등을 첨가할 수 있다.

본 발명에서 폴리우레탄 수지(b2)는 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹된 선형폴리머를 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 폴리우레탄 수지(b2)는 말단기인 이소시아네이트 관능기가 3개 이상이며, 말단이 금속이온으로 블로킹되어 있는 것이 더욱 좋다. 이러한 폴리우레탄 수지의 제조방법은 일예로, 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 황산염의 이온성기를 블록킹하여 제조할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 제조방법으로 제조하는 경우, 선형 폴리우레탄 수지와 분지형 폴리우레탄 수지가 혼합된 수분산성 폴리우레탄 수지를 제조할 수 있다. 이때, 상기 폴리우레탄 수지는 바람직하게는 선형폴리머 10 ~ 75 중량%와 분지형폴리머 25 ~ 90 중량%로 이루어진다. 상기 분지형폴리머의 함량이 25중량% 미만인 경우는 본 발명에서 목적으로 하는 팽윤도 및 겔분율을 만족할 수 없으며, 고온고습하에서의 접착성이 우수한 도막을 얻기 어렵다. 또한, 분지형폴리머의 함량이 90중량%를 초과하는 경우는 과도한 겔화에 의해 점도가 급격히 상승하여 수분산 조성물을 제조하기 어렵고, 필름 표면에 코팅 시 표면에 크랙이 발생하는 등의 표면외관에 결점이 발생할 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지(b2)는 중량평균분자량이 바람직하게는 10,000 ~ 20,000g/mol일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 겔화되지 않으며, 수분산성이 우수하고, 고온고습에서 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있어 더욱 좋다.

상기 중량평균분자량은 GPC-MALS(Multi Angle Light Scattering) 시스템(Wyatt社)을 이용하여 측정할 수 있으며, MALS 시스템의 구성은 아래와 같다.

MALS 시스템 구성

- GPC; Water 1525 Binary HPLC Pump

- RI 검출기; Optilab rex

- MALS; Wyatt Dawn 8+

- Column; PLgel 5㎛ Mixed-C (7.5mmΦ×300mm)×2 (Polymer Laboratories)

- 이동상 : DMF(50mM LiCl)

- 유속 : 0.5mL/min

- 온도 : 50℃

- 인젝션 볼륨 : 0.5%, 500㎕

상기 폴리올은 폴리에스테르계폴리올 또는 폴리에테르계폴리올을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르계폴리올을 사용하는 것이 더욱 좋다. 폴리에스테르계 폴리올로는 카르본산, 세바신산 또는 산무수물과 다가알코올의 반응으로부터 제조되는 폴리올 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리올은 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 600 ~ 3,000g/mol인 폴리에스테르 폴리올을 사용하는 것이 좋다. 또한, 그 함량은 39 ~ 45 중량%를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 함량이 39 중량% 미만이면 프라이머층이 지나치게 딱딱하게 되고, 연신이 어려워 코팅 외관특성이 좋지 않으며, 45 중량% 초과이면 블로킹성이 떨어질 수 있다.

상기 트리메틸올 프로판은 3관능기를 갖는 프리폴리머를 제조하기 위하여 사용되는 것으로, 0.3 ~ 1.2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.3 중량% 미만이면 가교밀도 또는 안티블로킹성(Anti-Blocking)이 저하될 수 있고, 1.2 중량%를 초과하면 가교밀도가 지나치게 높아져 연신성이 저하되거나 코팅 외관 특성이 좋지 않고, 접착력이 떨어질 수 있다.

상기 이소시아네이트 화합물은 크게 제한되지 않으나 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량은 50 ~ 57 중량%를 사용하는 범위에서 3관능기를 갖는 프리폴리머를 제조할 수 있다.

상기 무기산염은 황산수소나트륨(Sodium Hydrogen Sulfate)을 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량은 3 ~ 4 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 프라이머층을 이루기 위한 상기 프라이머 코팅조성물은 폴리에스테르 수지(b1) 및 폴리우레탄 수지(b2)로 이루어진 베이스 수지에 실리콘계 웨팅제를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프라이머 코팅조성물은 폴리에스테르 수지(b1) 및 폴리우레탄 수지(b2)로 이루어진 베이스 수지에 콜로이드 실리카를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 바람직한 프라이머 코팅조성물의 일 실시예는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘계 웨팅제 및 콜로이드 실리카를 포함하는 것일 수 있다. 보다 바람직한 일예로, 상기 프라이머 코팅조성물은 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 베이스 수지 8.5 내지 42.5중량%, 실리콘계 웨팅제 0.1 ~ 0.5중량%, 콜로이드 실리카 0.1 ~ 0.5중량% 및 잔여량의 물을 포함할 수 있다. 이때, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지의 혼합물은 보다 바람직하게는 20 ~ 25.5중량% 포함될 수 있으며, 조성물 내 고형분 함량이 2 ~ 10중량%이 되도록 제조하는 것이 광학특성 및 접착 특성의 상승 효과를 구현하기에 더욱 좋다. 또한, 본 발명에서 조성물 내 폴리에스테르 수지는 5 ~ 36중량%, 폴리우레탄 수지는 0.05 ~ 18중량% 포함될 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지의 함량 비율은 폴리에스테르 수지가 55 ~ 90중량%, 폴리우레탄 수지가 10 ~ 45중량%, 바람직하게는 폴리에스테르 수지가 60 ~ 90중량%, 폴리우레탄 수지가 10 ~ 40중량%인 것이 더욱 좋다. 상기 폴리에스테르 수지의 함량이 60% 미만 (폴리우레탄 수지의 함량이 40% 초과) 시에는 프라이머 코팅조성물의 굴절율이 낮아 레인보우 현상이 발생되는 문제가 발생될 수 있으며, 폴리에스테르 수지의 함량이 90% 초과 (폴리우레탄 수지의 함량이 10% 미만) 시에는 PVA 접착제와의 접착력이 저하되어 TAC 필름 대체 용도로 적용하기에는 문제가 발생될 수 있다.

상기 실리콘계 웨팅제는 그 종류가 크게 제한되는 것은 아니지만 일예로 다우 코닝사의 폴리에스테르 실록산 공중합체(Q2-5212)를 사용할 수 있다.

상기 콜로이드 실리카는 평균입경이 50 ~ 1,000nm인 입자인 것이 바람직하다. 상기 평균입경이 50 nm 미만인 경우는 안티블록킹제의 역할을 기대할 수 없으며, 1000 nm를 초과하는 경우는 헤이즈 상승 등으로 광학적 특성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 평균입경은 입경분포측정기(Coulter Counter TAⅡ, Coulter Electronics LTD.)를 사용하여 측정한 것이다.

본 발명에서 상기 프라이머 코팅조성물은 도포에 의해 프라이머층을 형성한다. 이때, 상기 프라이머 코팅조성물은 바람직하게는 폴리에스테르 필름 제조 공정 중 인라인 도포방법으로 도포될 수 있다. 오프라인 코팅을 하는 것도 가능하며, 양자를 병행하는 것도 가능하나, 보다 바람직하게는 인라인 코팅을 하는 것이 제막과 동시에 도포가 되므로 제조비용이 절감되며, 코팅층의 두께를 연장 배율에 의해 변화시킬 수 있으므로 더욱 좋다. 일 양태로, 폴리에스테르 기재필름 제조 시 연신 전 또는 1차 연신 후 2차 연신 전에 인라인 도포방법으로 도포한 후, 연신함으로써 제조될 수 있으며, 2차 연신 및 열고정 과정에서 가열에 의해 물이 증발하게 되어 프라이머층이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조방법은

(ⅰ) 폴리에스테르 수지를 용융 압출하여 폴리에스테르 시트를 제조하는 단계;

(ⅱ) 상기 제조된 폴리에스테르 시트를 길이방향으로 일축 연신하는 단계;

(ⅲ) 상기 일축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유한 방향족디카르복실산, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지 및 선형 폴리머 및 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 도포한 후, 횡방향으로 연신하는 단계; 및

(ⅳ) 상기 이축 연신된 폴리에스테르 필름을 열처리하는 단계;

를 포함한다.

상기 (ⅰ) 단계는 폴리에스테르 수지를 실린더에 용융압출하여 티다이를 통해서 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 공정이다. 구체적으로, 원료 폴리에스테르 수지를 압출기에서 용융 압출한 다음 수지의 유리전이온도 보다 낮은 온도로 설정된 냉각롤러 표면에 밀착, 냉각시켜서 결정화가 최소화된 미연신 시트를 얻는 단계이다.

상기 미연신 시트는 (ⅱ) 단계에서 일축 연신된다. 미연신 시트는 일련의 가열롤을 통하여 유리전이온도 이상으로 예열하고 회전 속도가 다른 적어도 한쌍의 저속롤과 고속롤 사이에서 종방향으로 연신하되 연신비를 3 ~ 4 배로 하여 원하는 광학특성, 굴절률 및 기계적 물성을 구현할 수 있다. 이때, 연신온도는 70 ~ 110℃에서 실시하는 것이 균일성 및 헤이즈 특성을 위하여 더욱 좋다.

다음으로, (ⅲ) 단계는 기재필름의 일면 또는 양면에 프라이머층을 형성하는 단계로, 크게 제한되지는 않지만 바람직하게는 인라인 코팅방법에 의해 상기 프라이머층을 형성하는 것이 제막과 동시에 도포가 되므로 비용을 절감할 수 있으며, 코팅층을 용이하게 조절할 수 있어 효과적이다. 이때, 도포두께는 건조도포두께가 30 ~ 150nm, 보다 바람직하게는 50 ~ 150nm이 되도록 하는 것이 더욱 좋다. 또한, 도포된 후 프라이머층이 형성되면서 횡방향으로 연신하여 필름을 이축연신하게 된다. 상기 횡방향의 연신은 3 ~ 4배로 연신하는 것이 바람직하다.

다음으로, (ⅳ) 단계는 상기 프라이머층을 건조 경화시키고 필름의 수축을 예방하기 위한 열처리 공정이다. 나아가, 전 단계에서 이축 연신된 필름을 열처리 온도를 조절하거나 길이방향 및 폭방향으로 동시에 이완을 실시하여 수축률을 제어할 수 있다. 이때, 이완은 길이방향 및 폭방향으로 동시에 이완시키는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 보다 바람직하게는 열처리 공정은 폭방향 및 길이방향으로 이완을 실시함으로써 제조되는 필름의 수축률을 낮출 수 있다.

상기 열처리의 온도조건은 바람직하게는 80 ~ 240℃에서 실시할 수 있다. 상기 열처리 온도가 240℃ 초과하면 필름이 결정화가 되어 파단이 발생할 수 있고 조업이 어려우며, 80℃ 미만이면 길이방향으로 이완이 되지 않아 수축률을 낮출 수 없게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 프라이머 코팅조성물을 기재필름의 일면 또는 양면에 도포하여 형성된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름을 이용하여 편광판을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 편광판은 편광자의 일면 또는 양면에 폴리에스테르 필름을 적층한 것일 수 있다. 상기 편광자는 특정 방향으로 선 편광된 빛을 통과시키는 광학 소자로, 통상의 편광자를 제한없이 사용할 수 있다. 일예로, 폴리비닐알코올(PVA)계 필름을 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 중합도는 크게 제한되지는 않으나 광학 특성 및 유연성을 고려하여 중량평균분자량이 1,000 ~ 10,000g/mol인 것이 바람직하다. 이때, 양면에 적층되는 폴리에스테르 필름은 각각 구현하고자 하는 요구에 맞춰 상이한 물성을 갖도록 조절하여 제조된 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 편광판은 반사 방지, 표면 경도를 높이기 위한 목적으로 각종 기능층, 일예로 하드코팅층, 반사방지층, 저반사층 등을 더 포함할 수 있다.이때, 상기 편광판은 필름의 폭방향으로 변화되는 배향각은 크게 제한되는 것은 아니지만, 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 것이 더욱 좋다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름으로, 폴리에스테르 기재필름(10)의 양면에 프라이머층(20,30)이 각각 형성된 것이다. 또한, 도 2는 편광판의 일 양태를 도시한 것으로, 편광자(PVA, 100)의 일면에 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름(200), 다른 일면에는 상기 폴리에스테르 필름(200)과 다른 물성을 갖는 폴리에스테르 필름(300)을 형성하고, 상기 폴리에스테르 필름(200)의 상부에 보호필름(400)을 형성한 적층체인 것일 수 있다. 이는 종래 편광판에서 편광자를 보호하기 위해 편광자의 상하면에 TAC과 같은 편광자 보호 필름을 별도로 구비하지 않으면서 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름으로 충분한 내구성, 표면 강도와 동시에 광학 특성을 구현할 수 있다. 이때, 폴리에스테르 필름(200)의 상부에 보호필름(400)은 필수적으로 부가되는 것은 아니고, 적용 분야나 물성에 따라 보호필름(400) 없이 상기 폴리에스테르 필름(200) 자체가 보호필름의 역할까지 수행할 수 있다. 이는 보호필름으로 하드코팅층이 형성될 경우 수축율 차이로 인한 컬이 발생하는 문제점을 해결할 수 있으며, 또한, 최종 제품의 중량을 감소시킬 수 있어 보호필름 없이 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름을 포함하는 것만으로 상기 효과를 구현할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 물성은 하기 방법으로 측정하였다.

(1) 전광선투과율 및 헤이즈 측정

전광선투과율측정기(Nippon Denshoku社 NDH-5000)를 이용하여 전체 필름의 전광선 투과율 및 헤이즈를 측정하였다.

가로 세로 5cm의 샘플을 필름 전폭에서 0.5cm간격으로 10개 샘플링하여 측정 후 평균값을 나타내었다.

(2) 굴절율 측정 : 조성물을 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름에 도포 후 건조하고, 굴절율 측정기 ABBE 굴절계(ATAGO사, DR-M2, @550)을 이용하여 상온에서 측정하였다.

(3) 레인보우 현상 측정 : 실시예 및 비교예에 따른 광학필름 제조 후, 이의 일면에 PVA 접착제 코팅 후 다른면을 검게 처리하여 육안으로 레인보우가 발생하는지 여부를 확인하였다. 육안평가 시 암실에서 삼파장 램프 아래에서 평가를 하였다.

평가기준은 다음과 같다.

상 : 레인보우가 보이지 않으며, 균일한 색감을 보임

중 : 레인보우 현상이 연하게 보이며, 균일한 색감을 보임

하 : 레인보우가 강하게 보이며, 강한 색감을 보임

(4) 건조도포두께 측정 : 폴리우레탄코팅 조성물이 코팅된 기재 필름의 전폭을 기계 방향의 수직방향(TD)으로 1m 간격으로 5 포인트(Point)를 지정하여 필름의 단면을 SEM(Hitachi S-4300)으로 측정하였으며, 5만배 확대하여 그 구간 內 30Point 측정 후 평균값을 계산하였다.

(5) 부착성능 평가

PET 필름 기재의 일면에 각 조성별 프라이머 층을 코팅하여 이에 따른 광학필름 제조 후, 프라이머층에 PVA 접착제 조성물을 도포한 후, 상온에서의 접착력을 Cross Hatch Cutter (YCC-230/1) 를 이용하여 1cm X 1cm 칸 안에 100칸의 칸을 그어 접착력 평가 Tape (nichban No.405)를 이용하여 3번 뜯는 평가를 진행한다.

[제조예]

1) 고굴절 프라이머 수지의 제조

2,6-나프탈렌디카르복실산(2,6-Naphtalene dicarboxly acid) 40mol(26몰%), 소듐 2,5-디카르복시벤젠설포네이트(sodium 2,5-dicarboxylbenzene sulfonate) 5mol(3.5몰%), 디메틸테레프탈산 5mol(3.5몰%)와 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌(Bis[4(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluorene) 30mol(20몰%), 트리글리세라이드(Triglyceride, KAO CORPORATION사의 제품(상품명85P)) 10mol(7.0몰%), 에틸렌글리콜 60mol(40몰%)를 무용매 상태에서 혼합하여 이를 반응기에 넣고 170℃에서 250℃까지 분당 1℃ 승온하면서 반응시켜 부산물인 물 또는 메탄올을 제거하면서 에스테르화 반응을 진행하고, 260℃까지 승온한는 것과 동시에 반응기 내 압력을 1mmHg로 감압하여 부생성물인 디올을 회수하면서 중축합 반응을 실시하여 폴리에스테르 수지를 제조하였다. 상기 제조된 폴리에스테르 수지 25중량%에 물 75중량%를 넣고, 유화시켜 25중량%의 수성 폴리에스테르 바인더를 제조하였다. 제조한 수성 폴리에스테르 바인더의 굴절률은 1.62이었다.

2) 폴리우레탄 수지의 제조

폴리올(Polyethyleneadipate Diol) 40중량%, 트리메틸올프로판(Trimethylol Propane) 0.6중량%, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate) 55.9중량%를 반응시켜 이소시아네이트 관능기를 말단기로 갖는 프리폴리머(Prepolymer)를 제조한 후, 이온성기로 소듐 하이드로겐 설페이트(Sodium Hydrogen Sulfate) 3.5중량%를 프리폴리머의 말단 관능기인 이소시아네이트와 반응 시켜 이온성기를 갖으며, 중량평균분자량이 14,400g/mol인 폴리우레탄(Polyurethane) 수지 제조하였다. 이와 같이 제조된 폴리우레탄 수지 22중량%를 물 78중량%에 분산시켜 고형분이 22중량%인 수분산성 폴리우레탄 수지를 제조하였다.

[실시예 1]

1) 프라이머 조성물 (1)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 21.6중량%, 폴리우레탄 수지 2.7중량%에 실리콘계 웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(1)을 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(1)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

1) 프라이머 조성물 (2)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 19.2중량%, 폴리우레탄 수지 5.5중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning사, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(2)를 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(2)를 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

1) 프라이머 조성물 (3)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 16.8중량%, 폴리우레탄 수지 8.2중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(3)을 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(3)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

1) 프라이머 조성물 (4)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 14.4중량%, 폴리우레탄 수지 10.9중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(4)를 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(4)를 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

1) 단면코팅 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 코팅 조성물(2)를 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 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%이완시켜 열고정하여 일면에 코팅된 188㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 100nm이었다.

[비교예 1]

1) 프라이머 조성물 (5)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 24중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(5)를 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(4)를 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

1) 프라이머 조성물 (6)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 9.6중량%, 폴리우레탄 수지 16.4중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(6)을 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(6)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 3]

1) 프라이머 조성물 (7)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리에스테르 수지 4.8중량%, 폴리우레탄 수지 21.8중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(7)을 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(7)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 4]

1) 프라이머 조성물 (8)의 제조

상기 제조예에서 제조된 폴리우레탄 수지 27.3중량%에 실리콘계웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물(8)을 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(8)을 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 5]

1) 프라이머 조성물 (9)의 제조

롬앤하스사(Rohm & Haas 社)제품으로, 메틸메타크릴레이트 40 중량%와 에틸아크릴레이트 40 중량% 및 멜라민 20 중량%를 포함하는 수지(Rohm & Haas 社, P3208)를 사용하여 아크릴계 수지 함량 13.6중량%, 실리콘계 웨팅제(Dow Corning社, 폴리에스테르 실록산 공중합체) 0.2 중량%, 평균입경이 140nm인 콜로이드 실리카 입자 0.2중량%를 물에 첨가한 후 2시간 교반하여 전체 고형분의 함량이 6중량%인 프라이머 코팅조성물 (9)를 제조하였다.

2) 양면코팅 폴리에스테르필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 1,400㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 길이방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 제조한 프라이머 코팅조성물(9)를 바코팅(bar coating)방법으로 양면에 코팅한 후, 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 4배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 횡방향으로 5%이완시켜 열고정하여 양면에 코팅된 100㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 프라이머 코팅층의 건조도포두께는 제 1 코팅층이 100nm, 제 2코팅층이 100nm이었다. 이렇게 얻어진 광학필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 프라이머층은 1.56 ~ 1.62로 굴절률을 조정하여 레인보우 현상이 획기적으로 개선되었으며, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지와의 혼합비를 조절하여 굴절률의 조정 뿐만 아니라 접착력 개선 효과를 확인하였다. 이에 따라 제조되는 필름은 필름의 투과율이 높고, 헤이즈가 낮아 고투명성과 고투과율이 요구되는 TAC 필름의 대체 용도로 적용하기에 적합하였으며, PVA 접착제와의 접착력이 우수하여 PVA 필름과의 합지 용도로 적용이 용이함을 확인하였다.

이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

1. (A) 기재필름 및 (B) 이의 일면 또는 양면에 (b1) 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유하는 방향족디카르복실산 화합물, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올 화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지와, (b2) 선형 폴리머와 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 도포하여 형성된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프라이머 코팅조성물은 (b1)폴리에스테르 수지 및 (b2)폴리우레탄 수지의 중량혼합비가 55:45 내지 90:10인 폴리에스테르 필름.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 방향족디카르복실산 화합물은 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산 이외에 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,2-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,3-사이클로 펜탄 디카르복실산 및 1,4-사이클로 헥산 디카르복실산 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하고,
   상기 술폰산염 방향족디카르복실산은 소듐 2,5-디카르복시벤젠설포네이트, 5-설폰 이소프탈산, 4-설폰이소프탈산, 4-설폰나프탈렌-2,6-디카르복실산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리에스테르 필름.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 (b1) 폴리에스테르 수지는 고유점도가 0.1 내지 2.0㎗/g인 폴리에스테르 필름.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹된 선형폴리머를 포함하는 폴리에스테르 필름.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 선형 폴리머 10 내지 75중량% 및 분지형 폴리머 25 내지 90중량%를 포함하는 폴리에스테르 필름.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 20,000g/mol인 폴리에스테르 필름.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 프라이머 코팅조성물은 실리콘계 웨팅제 또는 콜로이드 실리카를 더 포함하는 폴리에스테르 필름.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 콜로이드 실리카는 입자 평균입경이 50 내지 1,000nm인 폴리에스테르 필름.
   
10. (ⅰ) 폴리에스테르 수지를 용융 압출하여 폴리에스테르 시트를 제조하는 단계;
    (ⅱ) 상기 제조된 폴리에스테르 시트를 길이방향으로 일축 연신하는 단계;
    (ⅲ) 상기 일축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유한 방향족디카르복실산, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지 및 선형 폴리머 및 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머 코팅조성물을 도포한 후, 횡방향으로 연신하는 단계; 및
    (ⅳ) 상기 이축 연신된 폴리에스테르 필름을 열처리하는 단계;
    를 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 (ⅱ) 단계는 70 ~ 140℃에서 3배 이상의 연신비로 일축 연신을 실시하는 것인 폴리에스테르 필름의 제조방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 (ⅲ) 단계는 인라인 코팅방법에 의해 프라이머 코팅조성물을 도포하는 것인 폴리에스테르 필름의 제조방법.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 (ⅳ) 열처리단계는 80 ~ 240℃에서 실시하며, 길이방향 및 폭방향으로 동시에 이완 열처리하는 것인 폴리에스테르 필름의 제조방법.
    
14. 편광자 및 이의 일면 또는 양면에 폴리에스테르 필름을 포함하되,
    상기 폴리에스테르 필름은 기재필름의 일면 또는 양면에 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 술폰산염 방향족디카르복실산을 함유하는 방향족디카르복실산 화합물, 비스[4(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌, 트리글리세라이드 화합물 및 디올 화합물을 중축합하여 제조된 폴리에스테르 수지와, 선형 폴리머와 분지형 폴리머로 이루어진 폴리우레탄 수지를 함유한 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 편광판.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 코팅층은 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지의 중량혼합비가 55:45 내지 90:10인 편광판.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 말단기의 일부 또는 전부가 무기산염기로 블로킹된 선형폴리머를 포함하는 편광판.
    
17. 제14항에 있어서,
    상기 (b2) 폴리우레탄 수지는 선형 폴리머 10 내지 75중량% 및 분지형 폴리머 25 내지 90중량%를 포함하는 편광판.
    
18. 제14항에 있어서,
    상기 프라이머 코팅조성물은 실리콘계 웨팅제 또는 콜로이드 실리카를 더 포함하는 편광판.
    
19. 제14항에 있어서,
    상기 편광판은 필름의 폭방향으로 변화되는 배향각 최대값이 TD 방향 기준 3도 이하인 것인 편광판.

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