KR20170091972A - 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

폴리에스테르 필름에 있어서, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 필름으로서, 상기 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명에 따르면 탑코팅과의 이접착성을 보유하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 뛰어난 내열성과 내수성을 가져 블로킹을 방지하고, 필름의 리사이클링이 가능한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

Description

블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름{Polyester film with improved anti-blocking}

본 발명은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 프라이머층을 가진 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로서 그 이용 범위가 매우 넓다. 특히, 최근 액정표시장치, 유기 발광표시장치, 전자종이에 대한 관심이 급증하면서 이들 표시장치의 기판을 유리 기판 대신 폴리에스테르 필름으로 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 이유는, 폴리에스테르 필름으로 유리 기판을 대체하면 표시장치의 전체 무게가 가벼워지고 디자인의 유연성을 부여할 수 있으며, 충격에 강하며 연속 공정으로 제조할 수 있어 유리 기판에 비해 생산성이 높기 때문이다.

본 발명은 이들의 여러 가지 용도중 특히 필름에 관한 것으로서 현재, 공업적으로 제조되고 있는 폴리에스테르 필름은 자기 기록 매체용 베이스필름, 각종 포장용 소재 및 기타 산업용 용도로서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근에는 그래픽용 소재 및 각종 후가공용 소재로 사용되고 있다.

종래의 광학용, 산업용 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재필름 상부의 프라이머 층에 우레탄 또는 아크릴 수지를 코팅하여 형성한다. 폴리우레탄계 고분자 수지는 치수안정성이 상대적으로 높으나, 심한 레인보우를 발생시키며, 고온의 환경에서 황변을 발생시킨다. 또한 아크릴계 수지를 코팅할 경우 프라이머 상부 하드 코팅과의 접착력이 우수하지 않다.

본 발명은 내열성 및 내수성이 우수한 아크릴계 폴리에스테르 수지를 사용하여 이접착성을 유지하면서도 레인보우 및 황변을 개선시킨 폴리에스테르 필름을 제조한다.

대한민국등록특허공보 제10-1567223호

본 발명은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 프라이머층을 가진 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기위해 안출된 본 발명은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

또한, 상기 프라이머층을 형성하는 도포액은 70 내지 80중량%의 물과 20-30중량%의 아크릴계 폴리에스테르 수지로 구성되는 아크릴계 폴리에스테르 수지 수분산액을 포함하는 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

또한 상기 아크릴계 폴리에스테르 수지 수분산체를 구성하는 아크릴계 폴리에스테르 레진은 분자량이 24000 내지 26000이며, 굴절율이 1.50 내지 1.54인 것을 특징으로 하는 블로킹성이 폴리에스테르 필름을 제공한다.

본 발명은 내열성 및 내수성이 우수한 아크릴계 폴리에스테르 수지를 사용하여 이접착성을 유지하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 뛰어난 내열성과 내수성으로 우레탄 수지에서 쉽게 발생하는 블로킹을 방지하고, 필름의 리사이클이 가능한 폴리에스테르 필름을 제조한다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

상기 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수지, 멜라닌계 또는 에폭시계 경화제, 음이온성 계면활성제 및 무기입자를 포함하는 도포액으로 도포된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래의 우레탄 수지의 레인보우 현상 및 황변 현상을 극복하기 위한 것으로, 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수지를 포함한다.

상기 아크릴계 폴리에스테르 수지는 아크릴계 폴리에스테르 레진의 분자 구조상 carbon acid기와 glyceryl기를 동시에 함유하며 아크릴을 50%이상 함유하는 것으로 내열성 및 내수성이 향상된 것이다. 상기 아크릴계 폴리에스테르 수지는 물에 가용성 또는 분산성인 것이 바람직하다. 상기 아크릴계　폴리에스테르는 분자량이 24000 내지 26000이 바람직하며, 특히 25000 정도가 바람직하고, 굴절율은 1.50 내지 1.54가 바람직하며, 특히 1.52가 바람직하다.

아크릴계 폴리에스테르의 분자량이 상기 범위를 벗어나면 필름의 바인더로 사용하기에 적합하지 않다.

굴절율이 1.54를 초과하면 필름의 시인성이 낮아진다.

상기 프라이머 층을 형성하는 상기 도포액은 70-80wt%의 물과 20-30wt%의 수분산 아크릴계 폴리에스테르 수지를 포함하는 혼합액을 도포액 기준 10wt% 내지 90wt% 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15wt% 내지 50wt%, 더욱 바람직하게는 15wt% 내지 40wt%이 포함될 수 있다. 10wt% 내지 90wt%의 범위를 벗어나면 필름의 코팅에 적합하지 않다. 물과 수분산 아크릴계 폴리에스테르 수지의 혼합비를 변경하여 부착력과 황변 저하를 위한 최적 조건을 찾을 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 내용은 후술할 실시예를 참고하여 이해할 수 있을 것이다.

상기 도포액에는 당 업계에서 사용되는 실리카, 계면활성제 및 경화제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 내지 3

본 발명의 프라이머층을 구성한 폴리에스테르 필름의 제조를 위해 미연신된 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고 프라이머층을 형성하는 도포액은 물과 분자량이 25000인 아크릴계　폴리에스테르 수지를 표1의 비율로 구성한 수분산액 20.0중량%와 70중량%의 물과 멜라민 경화제 30중량%로 구성된 경화제 수분산액 5중량%와 물 63.9중량%를 혼합하고, 90중량%의 물과 10중량%의 음이온 계면활성제로 구성된 계면 활성제 수분산액 1.0중량%와 30중량%의 물과 70중량%의 실리카 입자로 구성된 무기입자 수분산액 5중량% 및 잔량의 물을 이용하여 도포액을 제조한 후 두께 100μm의 상기 미연신된 폴리에스테르 기재필름에 도포하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 상기 도포액의 도포는 #3 Wire bar를 이용하여 도포하였다.

구분	아크릴계　폴리에스테르 수지(중량%)	고형분(%)	물(중량%)	점도(CPS)
실시예1	20	10	80	1.43
실시예2	25	10	75	1.65
실시예3	30	10	70	1.78

비교예

바인더 수지로 70중량%의 물과 30중량%의 폴리우레탄 수지로 구성된 바인더 수지(표2 참고)로 구성된 수분산액 20.0중량%와, 70중량%의 물과 멜라민 경화제 30중량%로 구성된 경화제 수분산액 5중량%와 물 63.9 중량%를 혼합하고, 90중량%의 물과 10 중량%의 음이온 계면활성제로 구성된 계면활성제 수분산액 1.0중량%와 30 중량%의 물과 실리카 입자 70중량%로 구성된 무기입자 수분산액 5중량% 및 잔량의 물을 이용하여 도포액을 제조한 후, 두계 100μm의 상기 실시예의 미연신된 폴리에스테르 기재필름에 도포하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 상기 도포액의 도포는 #3 Wire bar를 이용하여 도포하였다.

구분	주재 성분	고형분(%)	점도(CPS)
비교예	폴리우레탄	10	1.53

실험예

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에 따른 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물리적 특성을 측정하고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

1. 코팅층 두께 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 코팅층 두께는 마이크로메터를 이용한 침압식 측정기[미쯔 토요사, 모델명: ID-Ff125]를 사용하여 측정하였으며, 총 10장의 시트의 두께 측정값에서 투명한 기재필름의 두께(μm)를 뺀 나머지 값의 평균으로 산출하였다.

2. 굴절율 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 코팅층 굴절율은 상기 폴리에스테르 필름 위에서의 측정이 어렵기 때문에 도포액을 Si wafer에 코팅하여Ellipsometry를 이용, 굴절율을 측정하였다.

3. 부착력 확인(접착력)

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 기재와 프라이머층 사이의 접착력을 측정하였다. #20 와이어바를 이용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시킨 다음, 절단기로 프라이머층이 코팅된 필름에 절단선을 만들어서, 10X10의 매트릭스에 2mmX2mm 정사각형들을 배치한다. 절단선이 있는 필름에 셀로판 테입(No. 205, NICHIBAN제, 넓이 24mm)를 붙이고, 벨벳을 이용, 테입을 문질러서 폴리에스테르 필름에 강령하게 부착시킨 후, 수직으로 테입을 떼어냈다. 접착승에 남아 있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 다음 수학식 1에 의해 접착력을 계산하였다.

수학식 1

또한 60℃, 90%습도 하에서 96시간 후의 내습성 평가를 위한 접착력 테스트도 상기와 동일한 방법으로 실시하였다.

4. 코팅성 확인

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 프라이머층인 코팅액과 기재 사이의 코팅성을 측정하였다. 0#~6# 와이어바를 사용하여 프라이머층을 기재에 도포하여 기재의 전 표면에 프라이머층이 코팅되어졌는가를 확인하였다. 육안으로 섬처럼 코팅액이 묻지 않은 부분들이 100개의 작은 사각형 기준(1정사각형: 1 X 1mm)에서 2개 이하로 존재할 때 코팅성이 우수하다라고 평가하였다.

5. Haze/광투과율 확인

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 도포액을 188 μm의 폴리에스테르 필름에 도포하여 열경화시킨 후 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈와 투과율을 측정하였다.

구분	코팅층 두께 (μm)	굴절율	부착력(%)	내습부착력(%)	코팅성	Haze(%)/광투과율(%)
실시예1	0.1	1.51	100	97	O	0.24/89.2
실시예2	0.1	1.52	100	96	O	0.23/88.4
실시예3	0.1	1.52	100	100	O	0.27/88.3
비교예	0.1	1.42	100	80	O	0.3/87.3

(O: 양호, △: 보통, X: 불량)

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 폴리우레탄계 수지를 포함하는 프라이머층 대신, 아크릴계　폴리에스테르 수지를 포함하는 프라이머층을 구성하여, 이접착성을 보유하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 내습부착력이 향상된 필름의 제조가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층을 형성하는 도포액은 70 내지 80중량%의 물과 20-30중량%의 아크릴계 폴리에스테르 수지로 구성되는 아크릴계 폴리에스테르 수지 수분산액을 포함하는 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아크릴계 폴리에스테르 수분산체를 구성하는 아크릴계 폴리에스테르 레진은 분자량이 24000 내지 26000이며, 굴절율이 1.50 내지 1.54인 것을 특징으로 하는 블로킹성이 개선된 폴리에스테르 필름.