KR20160118087A - 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름 - Google Patents

내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 기계적 특성과 광학 특성을 가지고, 내구성이 향상되어 스크래치를 방지할 수 있으며, 폴리에스테르 기재와 프라이머층 간의 접착성이 우수하고, 후가공 시 또는 신뢰성 평가 시 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상이 개선된 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름{OPTICAL POLYESTER FILM WITH HIGH HEAT RESISTANCE}
본 발명은 우수한 기계적 특성과 광학 특성을 가지고, 내구성이 향상되어 스크래치를 방지할 수 있으며, 폴리에스테르 기재와 프라이머층 간의 접착성이 우수하고, 후가공 시 또는 신뢰성 평가 시 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상이 개선된 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이가 텔레비전, 개인용 컴퓨터, 디지털 카메라, 휴대전화 등의 표시장치로서 널리 사용되고 있다. 이들 액정 디스플레이는, 액정 표시 유닛 단독으로는 발광 기능을 갖고 있지 않기 때문에 백라이트를 사용하여 광을 조사하는 것에 의해 표시하는 방식이 보급되고 있다.
백라이트 방식에는, 엣지 라이트형 또는 직하형이라 불리는 구조가 있다. 최근은 액정 디스플레이를 박형화하는 경향이 있고, 이로 인해 엣지 라이트형을 채용하는 경우가 많아지고 있다. 이러한 엣지 라이트형은 일반적으로, 반사 시트, 도광판, 광확산 시트, 프리즘 시트의 순으로 구성되어 있다. 광선의 흐름으로서는, 백라이트로부터 도광판에 입사한 광선이 반사 시트에 의해 반사되어, 도광판의 표면으로부터 출사된다. 도광판으로부터 출사된 광선은 광확산 시트에 입사되고, 광확산 시트에 의해 확산ㅇ출사되되고 이어 프리즘 시트로 입사된다. 프리즘 시트에서 광선은 법선 방향으로 집광되어 액정층을 향하여 출사된다.
이러한 프리즘 시트는 백라이트의 광학적 효율을 개선하여 휘도를 향상시키기 위한 것이다. 이에 사용되는 투명 기재 필름은 투명성과 기계적 특성을 고려하여 폴리에스테르 필름이 일반적으로 사용되며, 기재의 폴리에스테르 필름과 프리즘층과의 밀착성을 향상시키기 위해 이들 중간층으로서 접착이 용이한 도포층을 제공하는 경우가 일반적이다. 접착이 용이한 도포층은 예컨대, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지 및 우레탄 수지가 알려져 있다(특허 문헌 1-3).
한편, 최근에는 디스플레이 패널이 대면적화 됨에 따라 광원, 다시 말하면 백라이트에서 더 강한 빛을 방출하고 있어, 그 주변에는 많은 열이 발생되고 있다. 이러한 열에 의해 프리즘 시트로 사용하는 폴리에스테르 필름의 변형이 발생되는 문제가 발생하고 있다. 이러한 변형은 필름이 두께 방향으로 솟아 오르는 움 현상으로 나타나고, 필름의 움 현상은 백라이트의 제품 신뢰성 평가 시 품질 불량을 유발시키는 문제를 일으킨다.
일본 공개특허공보 특개평 8-281890호 공보 일본 공개특허공보 특개평 11-286092호 공보 일본 공개특허공보 특개 2000-229395호 공보
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 우수한 기계적 특성과 광학 특성을 가지고, 내구성이 향상되어 스크래치를 방지할 수 있으며, 폴리에스테르 기재와 프라이머층 간의 접착성이 우수한 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 후가공 시 또는 신뢰성 평가 시 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상이 개선된 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생산설비 및 제조방법의 최적화를 활용하여 제조 단가의 상승 없이 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상이 개선된 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르 기재의 일면 또는 양면에 프라이머층이 도포된 광학용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 수분산된 옥사졸린 1 내지 30중량%를 포함하는 수분산 코팅액으로 형성되고 220℃ 내지 250℃의 온도에서 내열성이 부여된 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 수분산 코팅액은 우레탄수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 공중합체 수지 및 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지와 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광학용 폴리에스테르 필름을 120℃ 에서 180℃의 온도에서 20분 이상 보관했을 때, 한 축의 수축률이 최초 길이 대비 변동이 없거나 ±0.1% 이내일 수 있다.
바람직하게는, 상기 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자의 평균입경은 20 내지 500㎚일 수 있다.
바람직하게는, 상기 수지는 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지이고, 상기 수분산 코팅액은 주석계 촉매 수분산액 0.1 내지 10중량%를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수분산 코팅액은 계면활성제 수분산액 0.01 내지 1중량%를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르 기재와 상기 프라이머층 사이에 하기 수학식 1로 표현되는 접착성으로서, 온도 40 내지 70℃, 상대습도 80% 이상의 조건 하에서 12 내지 100시간 지속된 후 95%이상이되,
(수학식 1)
Figure pat00001
상기 "평가면적"은 크로스 커터로 만든 가로, 세로 각각 2㎜ 크기의 전체 면적이며, 상기 "떼어낸 면적"은 접착성 평가 시 탈락된 면적이다.
바람직하게는, 상기 광학용 폴리에스테르 필름은 슬리팅된 필름을 길이방향으로 1m를 컷팅한 후 평판 위에 올려 놓고 평판에서 두께 방향으로 들뜬 부위의 높이를 측정하였을 때 들뜬 높이가 0~0.5㎜일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프라이머층의 두께는 0.05 내지 3㎛일 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수한 기계적 특성과 광학 특성을 가지고, 내구성이 향상되어 스크래치를 방지할 수 있는 등의 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 광학용 폴리에스테르 필름의 후가공 시 또는 고온고습 조건하에서도 폴리에스테르 기재와 프라이머층 간의 접착성이 우수하고, 후가공 시 또는 신뢰성 평가 시 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상을 개선할 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.
이하, 본 발명의 실시예를 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 발명을 설명하고/하거나 청구함에 있어서, 용어 "공중합체"는 둘 이상의 단량체의 공중합에 의해 형성된 중합체를 언급하기 위해 사용된다. 그러한 공중합체는 이원공중합체, 삼원공중합체 또는 더 고차의 공중합체를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재의 일면 또는 양면에 프라이머층이 도포된 광학용 폴리에스테르 필름으로서, 프라이머층은 수분산된 옥사졸린 1 내지 30중량%를 포함하는 수분산 코팅액으로 형성되고 220℃ 내지 250℃의 온도에서 내열성이 부여된 것이다.
일 실시예에 따른 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 내열성을 부여하기 위해, 이를 고온 공정에 통과시키는데 있어서, 이 때 고온의 조건은 바람직하게는 220℃에서 250℃ 이내이고, 더욱 바람직하게는 235℃ 내지 250℃ 이다. 고온 공정의 온도가 220℃ 미만일 경우 폴리에스테르 필름의 움 현상이 중수준 이상으로 발생되어 대면적 디스플레이 용도의 수준을 충족시킬 수 없고, 또한 고온 공정의 온도가 250℃ 를 초과할 경우 폴리에스테르 필름의 결정화가 필요 이상으로 과하게 진행되어 필름의 권취 및 슬리팅 공정에서 권취 불량이 발생하기 때문이다.
본 명세서에서 필름의 움 현상 측정은 슬리팅된 필름을 길이방향으로 1m를 컷팅한 후, 평판 위에 올려 놓고 평판에서 두께방향으로 들뜬 부위의 높이를 측정한다. 이 때 들뜬 높이가 0.1~0.5㎜는 미약, 0,5초과~1.0㎜는 약, 1.0초과~2.0㎜는 중, 2.0㎜초과는 강 수준으로 나타낸다.
이러한 방법으로 측정된 폴리에스테르 필름의 움 현상과 후가공 시 또는 신뢰성 평가 시 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상을 비교한 결과, 본 명세서의 방법으로 측정한 폴리에스테르 필름의 움 현상이 약수준 이하 일 때, 좀 더 바람직하게는 미약수준 이하일 때, 가장 바람직한 것은 발생되지 않았을 때 신뢰성 평가에 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
또한 일 실시예에 따른 수분산 코팅액에서 가교제로 적용되는 옥사졸린은 자체적으로 폴리에스테르계 기재와의 반응성이 좋으며, 폴리에스테르 기재층과 프라이머층 간의 접착성에 도움을 준다. 또한 산업에서 프라이머층으로 많이 사용되는 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 폴리이소시아네이트 수지의 카르복실산 및 옥사졸린이 쉽게 결합함에 따라 강한 네트워크(가교)를 형성하여 프라이머층의 내구성이 향상되어 스크래치 방지에 효과적이며, 환경 친화적인 수계 도포를 위해 분산성 및 반응성 향상을 위하여 고분자 관능기에 옥사졸린이 결합된 가교제 또는 경화제의 형태로 적용되는 것이 바람직하다.
이러한 옥사졸린계 화합물은 이의 유도체 및 중합체를 포함한다. 바람직하게는 옥사졸린 고리, 특히 2-옥사졸린 고리를 기초로 한 물질을 포함한다. 이러한 고리는 다양한 치환기를 포함할 수 있고 중합되어 거대 단량체, 공중합체 또는 단독 중합체(달리 명시하지 않은 한, 이들 중합체들은 모두 "중합체"로 칭한다.)를 형성할 수 있다. 이러한 옥사졸린계 화합물은, 예컨대 2-비닐-2-옥사졸린, 2-비닐-4-메틸-2-옥사졸린, 2-비닐-5-메틸-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-4-메틸-2-옥사졸린 또는 2-이소프로페닐-5-에틸-2-옥사졸린 등의 옥사졸린 기함유 중합체, 2,2＇-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-메틸렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-에틸렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-트리메틸렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-테트라메틸렌- 비스-(2-옥사졸린), 2, 2＇-헥사메틸렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-옥타메틸렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-에틸렌-비스-(4,4＇-디메틸-2-옥사졸린), 2,2＇-p-페닐렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-m-페닐렌-비스-(2-옥사졸린), 2,2＇-m-페닐렌-비스-(4,4＇-디메틸-2-옥사졸린)일 수 있다.
이때 수분산 코팅액에서 수분산된 옥사졸린은 1 내지 30중량% 함유되며, 함유량이 1중량% 미만이면 그 함유량이 충분하지 않아 프라이머층의 수지 네트워크(가교) 및 폴리에스테르 기재층과의 접착력이 미흡함에 따라 내구성 및 내습성이 저하되어 본 발명의 목적을 달성할 수 없으며, 함유량이 30중량% 초과하면 상온반응이 가능한 옥사졸린의 반응성 때문에 양면에 도포되었을 경우 폴리에스테르계 기재를 보관하는데 어려움이 있으며, 옥사졸린 작용기가 미반응 상태에서 존재하여, 내습성이 떨어지게 되어 바람직하지 않다. 또한 옥사졸린 수분산액은 옥사졸린 분자 30중량% 함유된 옥사졸린 수분산액인 것이 바람직하다.
또한 일 실시예에서 프라이머층을 형성하는 수분산 코팅액은 수분산된 옥사졸린 외에 우레탄수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 공중합체 수지 및 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지와 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자를 포함할 수 있다.
이때 수지의 수분산액은 1 내지 50중량%를 함유하는 것이 바람직하며, 함유량이 1 중량% 미만이면 프라이머층의 두께가 얇아져서 바람직하지 않고, 함유량이 50 중량% 초과하면 폴리에스테르계 기재에 코팅하였을 때 코팅 결점이 발생하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 수분산 코팅액은 폴리에스테르 기재층과의 코팅성 및 프라이머층 위에 내열성 가공을 용이하게 하기 위해 첨가제를 포함할 수 있으며, 폴리에스테르계 기재의 공정상 유리한 효과를 위해 유기입자, 무기입자 또는 소포제가 첨가될 수 있다. 이때 무기입자의 경우 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자가 사용되는 것이 바람직하며, 무기입자의 사용을 통해 수분산 코팅액의 구성 수지와 굴절률 차가 비교적 적은 무기입자를 함유 시 주행성을 빠르게 하여 생산량을 향상시킬 수 있다.
이때 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자의 수분산액은 0.1 내지 10중량%를 함유하는 것이 바람직하며, 입자의 함유량이 0.1중량% 미만이면 주행성에 크게 도움이 되지 못하고, 함유량이 10중량% 초과하면 제품의 탁도가 증가하여 필름이 불투명하게 되기 때문에 바람직하지 않다.
또한 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자의 평균입경은 20 내지 500㎚, 보다 바람직하게는 50 내지 300㎚이다. 평균입경이 20㎚미만이면 미세입자가 프라이머층의 두께보다 작아서 필름 주행성 및 내스크래치성에 도움을 주지 못할 뿐만 아니라 미세 입자 투입의 효과를 기대할 수 없으며, 평균입경이 500㎚ 초과하면 헤이즈가 불량하여 바람직하지 않다.
나아가, 수분산 코팅액에서 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지를 사용하는 경우 반응 속도 조절을 위해 0.1 내지 10중량%의 주석계 촉매 수분사액을 더 함유할 수 있으며, 이때 촉매는 말단 작용기의 반응을 증대시켜 중합이 잘 일어나도록 작용한다.
또한, 수분산 코팅액은 수계 도포를 위하여 분산된 계면활성제를 더욱 함유할 수 있으며, 폴리에스테르 기재층의 습윤성을 증가시키고 수분산 코팅액을 균일하게 도포하기 위하여 공지의 음이온 또는 비이온 계면활성제를 폴리에스테르 기재층에 도포할 수 있다. 수분산 코팅액에서 계면활성제 수분산액은 0.01 내지 1중량% 함유할 수 있으며, 0.01중량% 미만이면 도포액의 표면 장력이 높아져 기재에의 도포성이 불량하며, 1중량%를 초과하면 접착성을 저해하는 문제가 있다.
또한 일 실시예에 있어서, 폴리에스테르 기재층 상에 수분산 코팅액이 도포되어 형성된 프라이머층의 두께는 0.05 내지 3㎛가 바람직하며, 이때 프라이머층의 두께가 0.05㎛ 미만이면 투명성은 양호하나 후가공 시에 접착력이 떨어지며, 두께가 3㎛를 초과하면 접착특성은 우수하나 투명성 및 코팅성이 저하되어 바람직하지 않다.
또한 일 실시예에 따른 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름의 폴리에스테르 기재와 프라이머층 간의 접착성은 하기 수학식 1에 의해 산출되며, 온도 40 내지 70℃ 및 상대습도 80%이상, 보다 바람직하게는 온도 65℃ 및 상대습도 95%의 조건에서 12 내지 100시간 동안 고온 고습 처리 후에도 폴리에스테르 기재층 및 프라이머층 간의 접착성이 95%이상을 나타내어 내습성이 우수하다.
(수학식 1)
Figure pat00002
여기서, "평가 면적"은 크로스 커터로 만든 가로, 세로 각각 2㎜크기의 면적이며, "떼어낸 면적"은 접착성 평가 시 탈락된 면적이다.
나아가, 일 실시예에 따른 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름의 전광선 투과율이 89% 이상이며, 탁도가 0.4 내지 1.5%에 해당하여 우수한 광학특성을 나타낸다.
또한 일 실시예에 따른 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름은 120℃에서 180℃의 온도에서 20분 이상 보관했을 때, 한 축의 수축률이 최초 길이 대비 변동이 없거나 ±0.1% 이내이다.
또한 일 실시예에서 폴리에스테르 기재층은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수한 고기능성 고분자 기재로서, 그 사용이 특별히 제한되지 않으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌타프탈레이트(PEN) 및 폴리카보네이트(PC) 등과 같은 폴리에스테르계 기재를 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상술한 프라이머층은 폴리에스테르 기재층의 일면 또는 양면에 적층되며, 접착성이 우수하여 다른 기재와의 접착을 용이하게 하는 이접착(易接着)성을 나타낸다.
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]
이소시아네이트 분자 23중량% 함유된 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지 수분산액 10중량%, 옥사졸린계 화합물 30중량% 함유된 옥사졸린 수분산액 5중량%, 주석계 촉매 10중량% 함유된 주석계 촉매 수분산액 0.5중량%, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유된 음이온계 계면활성제 수분산액 1중량%, 콜로이드성 실리카 입자 70중량% 함유된 콜로이드성 실리카입자 수분산액 0.1중량% 및 용매로 증류수 83.4중량%를 혼합하여 수분산 코팅액을 제조하였다.
상기 수분산 코팅액을 두께 250㎛인 폴리에스테르 필름에 도포하여 프라이머층이 형성된 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 광학용 폴리에스테르 필름은 235℃의 고온에서 약 5분간 통과시켰다.
[실시예 2]
우레탄 수지 20중량% 함유된 우레탄 수지 수분산액 10중량%, 옥사졸린 분자 30중량% 함유된 옥사졸린 수분산액 5중량%, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 콜로이드성 실리카 입자 70중량% 함유된 콜로이드성 실리카 입자 수분산액 0.1중량% 및 용매로 증류수 83.9중량%를 혼합하여 수분산 코팅액을 제조하였다.
상기 수분산 코팅액을 두께 250㎛인 폴리에스테르 필름에 도포하여 프라이머층이 형성된 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 광학용 폴리에스테르 필름은 230℃에서 약 5분간 통과시켰다.
[비교예 1]
이소시아네이트 분자 23중량% 함유된 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지 수분산액 10중량%, 옥사졸린 분자 30중량% 함유된 올사졸린 수분산액 35중량%, 주석계 촉매 10중량% 함유된 촉매 수분산액 0.5중량%, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유된 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 콜로이드성 실리카 입자 70중량%가 함유된 수분산액 0.1중량% 및 용매로 증류수 53.4중량%를 혼합하여 수분산 코팅액을 제조한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 광학용 폴리에스테르 필름은 205℃의 고온에서 약 5분간 통과시켰다.
[비교예 2]
우레탄 분자 20중량% 함유된 수용성 우레탄 수지 수분산액 10중량%, 옥사졸린 분자 30중량% 함유된 옥사졸린 수분산액 35중량%, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유된 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 콜로이드성 실리카 입자 70중량% 함유된 수분산액 0.1중량% 및 용매로 증류수 53.9중량%를 혼합하여 수분산 코팅액을 제조한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 광학용 폴리에스테르 필름은 237℃의 고온에서 약 5분간 통과시켰다.
[비교예 3]
아크릴 수지 20중량% 함유된 아크릴수지 수분산액 10중량%, 옥사졸린 분자 30중량% 함유된 옥사졸린 수분산액 5중량%, 음이온계 계면활성제 10중량% 함유된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 콜로이드성 실리카 입자 70중량% 함유된 콜로이드성 실리카 입자 수분산액 0.1중량% 및 용매로 증류수 83.9중량%를 혼합하여 수분산 코팅액을 제조하였다.
상기 수분산 코팅액을 두께 250㎛인 폴리에스테르 필름에 도포하여 프라이머층이 형성된 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 제조된 광학용 폴리에스테르 필름은 210℃에서 약 5분간 통과시켰다.
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에 따른 광학용 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
1. 초기 접착성 측정
와이어바를 사용하여 프라이머층이 형성되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포하고, 절단기로 프라이머층이 코팅된 기재에 절단선을 만들어서, 10 X 10의 매트릭스에 2㎜ X 2㎜ 정사각형들을 배치한다. 절단선이 있는 광학용 폴리에스테르 기재 필름에 셀로판 테이프(니치반사(NICHIBAN), No.405, 폭: 24㎜)를 붙이고, 벨벳을 이용하여, 테이프를 문질러서 필름에 강력하게 부착시킨 후, 수직으로 테이프를 떼어내어 폴리에스테르 기재 상에 접착층으로서 남아있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 하기 수학식 1에 의해 접착성을 계산하였다.
(수학식 1)
Figure pat00003
여기서, "평가면적"은 크로스 커터로 만든 가로, 세로 각각 2㎜크기의 전체 면적이며, "떼어낸 면적"은 접착성 평가 시 탈락된 면적이다.
2. 고온고습 후 접착성 측정
와이어바를 사용하여 프라이머층이 형성되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포하고, 온도 65℃ 및 상대습도 90% 하에서 12시간 및 100시간 방치한 후 절단기로 프라이머층이 코팅된 기재에 절단선을 만들어서, 10 X 10의 매트릭스에 2㎜ X 2㎜ 정사각형들을 배치한다. 절단선이 있는 필름에 셀로판 테이프(니치반사(NICHIBAN), No.405, 폭: 24㎜)를 붙이고, 벨벳을 이용하여, 테이프를 문질러서 광학용 폴리에스테르 필름에 강력하게 부착시킨 후, 수직으로 테이프를 떼어내어 폴리에스테르 기재 상에 접착층으로서 남아 있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 위 수학식 1에 의해 접착성을 계산하였다.
3. 움 현상 측정
움 현상을 측정은 슬리팅 된 필름을 길이방향으로 1m 컷팅한 후, 평판 위에 올려 놓고 평판에서 두께 방향으로의 들뜬 부위의 높이를 측정한다. 이 때 들뜬 높이가 0.1~0.5㎜는 미약, 0,5초과~1.0㎜는 약, 1.0초과~2.0㎜는 중, 2.0㎜초과는 강으로 나타냈다.
4. 한 축의 열수축율 측정
광학용 폴리에스테르 필름을 150℃의 온도에서 30분간 보관했을 때, 횡방향의 최초 길이 대비 수축된 길이를 측정하여 열수축율을 측정하였다.
　　 구분 비교예1 비교예2 비교예3 실시예1 실시예2
기재 두께 250㎛ 250㎛ 250㎛ 250㎛ 250㎛
도포액 폴리
이소시아 네이트		 우레탄 아크릴 폴리
이소시아 네이트		 우레탄
기
재
특
성		 [열수축률]
150℃*30min		 0.6 -0.2 0.4 -0.1 0.0
초기 접착성(%) 90 70 100 100 100
고온 고습 후
접착성 (%)
(100시간 방치)		 30 20 98 100 98
Haze 0.7% 1.0% 1.1% 1.0% 1.0%
전투과율 91% 89% 92% 91% 89%
움 현상 강 발생 미약발생 중발생 미발생 미약발생
고온 고습 후 접착성 평가조건
100시간 방치: 온도 65℃, 상대습도 95% 조건에서 100시간 방치
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 가교제로서 옥사졸린 수분산액을 함유하여 프라이머층이 형성된 본 발명에 따른 실시예 1 내지 2의 광학용 폴리에스테르 필름의 경우, 프라이머층 상에 후가공이 이루어지더라도 폴리에스테르 기재층과 프라이머층 간의 접착력이 100%로 우수함을 확인할 수 있다. 또한 고온고습의 조건 하에서도 폴리에스테르 기재층과 프라이머층의 접착력이 거의 100%를 나타내므로 내습성이 우수함을 확인할 수 있다. 반면 과량의 옥사졸린 수분산액이 함유된 비교예 1 및 2의 경우 오히려 초기 접착성 및 고온고습 조건의 접착성 모두 미흡한 결과를 나타냈다.
또한 상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 고온공정의 온도에 따라서 움 현상의 수준이 다양하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 고온공정의 온도를 각각 237℃, 235℃로 맞춰 통과시킨 비교예 2 및 실시예 1은 열수축률이 각각 -0.2%, -0.1% 임을 확인할 수 있으며, 이때 움 현상은 미발생과 미약발생으로 가장 양호한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한 실시예 2의 경우도 움 현상이 미약발생 수준임을 확인할 수 있다. 그러나 비교예 1 및 비교예 3의 경우 열수축률이 0.6%, 0.4%를 나타내었으며, 움 현상 확인결과 강발생과 중발생 수준으로 미흡한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면 생산설비 및 제조방법의 최적화를 활용하여 제조 단가의 상승 없이 백라이트의 열에 의해 발생되는 필름의 움 현상을 개선할 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.

Claims (9)

  1. 폴리에스테르 기재의 일면 또는 양면에 프라이머층이 도포된 광학용 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 프라이머층은 수분산된 옥사졸린 1 내지 30중량%를 포함하는 수분산 코팅액으로 형성되고 220℃ 내지 250℃의 온도에서 내열성이 부여된 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분산 코팅액은 우레탄수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 공중합체 수지 및 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지와 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학용 폴리에스테르 필름을 120℃ 에서 180℃의 온도에서 20분 이상 보관했을 때, 한 축의 수축률이 최초 길이 대비 변동이 없거나 ±0.1% 이내인 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 실리카 입자 또는 알루미나-실리카 복합 산화물 입자의 평균입경은 20 내지 500㎚인 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수지는 열반응형 수용성 폴리이소시아네이트 수지이고, 상기 수분산 코팅액은 주석계 촉매 수분산액 0.1 내지 10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 수분산 코팅액은 계면활성제 수분산액 0.01 내지 1중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재와 상기 프라이머층 사이에 하기 수학식 1로 표현되는 접착성으로서, 온도 40 내지 70℃, 상대습도 80% 이상의 조건 하에서 12 내지 100시간 지속된 후 95%이상이되,
    (수학식 1)
    Figure pat00004

    상기 평가면적은 크로스 커터로 만든 가로, 세로 각각 2㎜ 크기의 전체 면적이며, 상기 떼어낸 면적은 접착성 평가 시 탈락된 면적인 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학용 폴리에스테르 필름은 슬리팅된 필름을 길이방향으로 1m를 컷팅한 후 평판 위에 올려 놓고 평판에서 두께 방향으로 들뜬 부위의 높이를 측정하였을 때 들뜬 높이가 0~0.5㎜인 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머층의 두께는 0.05 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는, 내열성이 우수한 광학용 폴리에스테르 필름.
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