KR20200026551A - 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재 및 프리즘, 점착, 또는 하드코팅과 같은 기능성 광학 코팅의 가공 후에 균일한 부착력을 갖고, 가열공정이 있는 광학기능 코팅공정에도 유용하게 사용될 수 있도록 열처리에 의한 올리고머 석출을 방지하여 투명성을 유지할 수 있고 우수한 이접착성을 가짐으로써 제품의 생산성 확보와 불량률 감소로 고품질화를 달성할 수 있는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

광학용 이축배향 폴리에스테르 필름{BIAXIALLY-ORIENTED POLYESTER FILM FOR OPTICAL USE}

본 발명은 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패널, LCD, PDP 등의 내부에 장착되는 필름들에 적용되는 적층 광학용 폴리에스테르 필름으로, 가공성을 향상시킬 수 있도록 프라이머층을 갖는 구조로서, 기재 및 프리즘, 점착, 또는 하드코팅과 같은 후가공 후에 균일한 이접착성, 가열처리를 수반하는 가공공정에서 폴리에스테르 필름으로부터 석출되는 올리고머를 억제할 수 있고 투명한 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로 그 이용 범위가 매우 넓다. 그 중에서도 광학용 폴리에스테르 필름은 광학용으로 사용되는 플라스틱 필름류로서, 보다 상세하게는 디스플레이 장치의 구성 부품으로 플라스틱 필름이 많이 사용되고 있으며, 이 중에서 광학적인 투명성이 요구되는 경우에는 폴리에스테르 필름을 사용하고, 내구성 및 내열성이 요구되는 경우에는 폴리이미드 필름이 주로 사용되고 있다. 특히, 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 경우, 치수 안정성, 두께 균일성, 및 광학적 투명성이 우수하여 기재필름으로서 여러 산업분야에서 이용되고 있다.

또한 광학용 폴리에스테르 필름은 기재 필름으로서 후가공 처리를 통한 다양한 수지가 도포되어 여러 용도로 이용되는데, 후가공시 사용되는 수지는 통상 UV 경화형 수지가 사용된다. 따라서 후가공을 통해 도포되는 UV경화형 수지 코팅층과 광학용 폴리에스테르 필름과의 균일한 부착력을 위해 일반적으로 폴리에스테르 필름의 표면에 프라이머 코팅층을 형성하는 방법이 공업적으로 가장 널리 쓰이고 있는 방법이다.

그러나 각종 UV수지와의 부착력은 얻을 수 있지만 가공 공정에서 열처리가 가해진다면 열가소성 수지 필름으로부터의 올리고머의 석출이 일어나고, 백화나 필름 표면의 오염 때문에 최종 제품으로서 실용적인 적용을 할 수 없다. 이 때문에, 종래부터 올리고머 석출 억제를 목적으로 하여 수지 필름 표면에 도막을 적층시키는 검토가 이루어지고 있다. 예를 들면, 아크릴로일기를 갖는 수지나 스티렌과 아크릴산 구조를 갖는 도막 (특허문헌 1, 2), 아크릴 변성 폴리에스테르를 사용하여 도막을 설계하는 방법(특허문헌 3, 4), 특정 관능기를 갖는 수지나 광유, 가교제 등의 첨가제를 수지층에 설계하는 방법(특허문헌 5)이 제안되고 있다.

이러한 종래기술 중 특허문헌 1, 2와 같이 아크릴로일기를 갖는 수지나 스티렌과 아크릴산 구조를 갖는 수지층을 설계하여도, 이러한 수지만 가지고는 폴리에스테르계 기재필름과의 접착성은 충분하지만, 내열, 내습 부착력이 떨어지며, 다른 기재인 프리즘 가공층, 렌즈가공층, 반사방지층 또는 하드 코팅층과 후가공할 때에는 이접착성이 매우 부족한 문제점이 있고, 또한 특허문헌 3, 4와 같이 필름 표면에 아크릴 변성 폴리에스테르를 사용하여 수지층을 설계하는 방법은 아크릴 변성 폴리에스테르 중에 있는 일정 온도 이상의 유리전이점을 갖는 아크릴 성분을 함유하지만, 수지층을 경화할 때 수지층에 결점이나 크랙이 일어나 충분한 올리고머 억제 효과가 나타나지 않을 뿐만 아니라, 적층 필름의 투명성과 이접착성을 감소시키는 문제점이 있으며, 또한 특허문헌 5와 같이 첨가제를 사용하는 방법은 수지층 형성시나 제막 후 경시로 수지층 표층에 첨가제 자체가 블리드 아웃(Bleed-out)해 버리고, 이로써 이접착성이 떨어지게 되고 올리고머 석출과 동일하게 수지 필름의 백화나 필름 표면의 오염 등을 발생시킬 문제점이 있다.

따라서 기재필름으로서 사용되는 광학용 폴리에스테르 필름은 후가공 작업특성, 특히 후가공에 사용되는 수자와의 균일한 부착력이 요구되고 있고, 올리고머 석출 억제을 통한 광학용 기재로써 투명성을 유지하는 기술은 제품의 불량률 감소 및 수명 향상, 고품질화를 이루는데 필수적이라 할 수 있는바, 이에 본 발명자들은 상술한 결점을 해소하고, 이접착성 및 올리고머 억제성이 동시에 우수한 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 개발하기에 이르렀다.

일본 특허 JP 6040934 일본 특허 JP 6023227 일본 특허공개공보 평4-263937호 일본 특허공개공보 제2003-012841호 일본 특허공개공보 제2006-281498호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 종래의 요구사항에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프라이머층을 갖는 광학용 폴리에스테르 필름과 후가공 수지와 부착력을 향상시킬 수 있고, 동시에 고온에서 발생할 수 있는 올리고머 석출을 효과적으로 억제하고 투명성을 유지할 수 있으며, 우수한 이접착성을 갖는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 폴리에스테르로 이루어지며 적어도 일방향으로 연신된 기재필름과, 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 프라이머 도포액으로 코팅된 프라이머층을 포함하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름으로서, 150℃에서 1시간 동안 열처리될 때 열처리 전과 후의 헤이즈 변화량이 1% 이하이고, 상기 프라이머 도포액은 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지와 카보디이미드 또는 멜라민 화합물을 포함하며, 상기 프라미어층과 UV경화형 수지인 아크릴계 수지의 코팅층 사이의 접착성은 60℃, 90%RH 하에서 96시간 내습성 테스트 후 95% 이상인 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 아크릴 수지는 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%를 포함하고, 상기 우레탄 수지는 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지의 유리전이온도는 40 내지 80℃인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 카르복실기 및 하이드록시기의 몰 비율은 1:3 내지 1:5인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지의 수산기값은 각각 10 내지 300 mgKOH/g 인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 카보디이미드 화합물은 분자 골격 내에 사이클로 헥산 또는 벤젠고리기를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 카보디이미드 또는 멜라민 화합물은 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 30~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프라이머 도포액은 카보디이미드 화합물과 멜라민 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프라이머 도포액은 유기 또는 무기 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 나노입자는 평균입경이 50nm 내지 500nm이며, 상기 프라이머 도포액 전체 중량 기준 0.01~8중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프라이머층을 갖는 광학용 폴리에스테르 필름과 후가공수지, 예를 들어 프리즘, 점착코팅 또는 하드코팅과 같은 기능성 광학용 수지와의 부착력을 향상시킬 수 있고, 동시에 고온에서 발생할 수 있는 올리고머 석출현상을 효과적으로 억제하고 광학용 기재로써 투명성을 유지할 수 있는 등의 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 우수한 이접착성을 갖는 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 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름 상에 기능성 코팅층을 형성한 필름의 단면 모식도이다.

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 갖는 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.

본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.

달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 또한 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록 중 어느 하나로 주어질 경우, 이것은 범위가 별도로 개시되는 지에 관계없이 임의의 상한 범위 한계치 또는 바람직한 값과 임의의 하한 범위 한계치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다.

수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)", "구비하다(include)", "구비하는(including)", "함유하는(containing)", "~을 특징으로 하는(characterized by)", "갖는다(has)", "갖는(having)"이라는 용어들 또는 이들의 임의의 기타 변형은 배타적이지 않은 포함을 커버하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 기구는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 기구에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다.

출원인이 "포함하는"과 같은 개방형 용어로 발명 또는 그 일부를 정의한 경우, 달리 명시되지 않는다면 그 설명이 "본질적으로 이루어진"이라는 용어를 이용하여 그러한 발명을 설명하는 것으로도 해석되어야 함이 쉽게 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도로서, 1차 가공 후에 프라이머층을 포함하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름 상에 기능성 코팅층을 형성한 필름의 단면 모식도로서, 2차 가공 후에 기능성 코팅층을 형성한 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도이다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도인 도 1을 참고하여 본 발명의 일 양상에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 단면 모식도인 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 일 실시예에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 기재필름(1)의 적어도 한 면에 프라이머층(2)을 포함한다. 도 1은 기재필름의 일면에 프라이머층을 형성한 일 실시예이며, 기재필름의 양면에 프라이머층을 구비하는 필름도 본 발명의 범위에 포함됨은 당연하다.

본 발명의 일 양상에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르로 이루어지며 적어도 일방향으로 연신된 기재필름과, 기재필름의 일면 또는 양면에 프라이머 도포액으로 코팅된 프라이머층을 포함하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름으로서, 150℃에서 1시간 동안 열처리될 때 열처리 전과 후의 헤이즈 변화량이 1% 이하이고, 프라이머 도포액은 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지와 카보디이미드 또는 멜라민 화합물을 포함하며, 프라미어층과 UV경화형 수지인 아크릴계 수지의 코팅층 사이의 접착성은 60℃, 90%RH 하에서 96시간 내습성 테스트 후 95% 이상이다.

일 실시예에 따른 기재필름(1)은 디카르복실산과 글리콜을 중합해서 얻을 수 있는 폴리에스테르를 필요에 따라서 건조시킨 다음 공지의 익스트루더로 용융, 공급하여 슬릿 상태의 다이로부터 단층 또는 복합층의 시트 상태로 밀어낸 다음 정전인가 등의 방식에 의해 캐스팅 드럼에 밀착, 냉각 고체화한 후 미연신 시트를 제조한 뒤 이축 연신 후 열처리한 필름인 것이 바람직하다. 폴리에스테르 수지에 이용되는 디카르복실산은 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 이소프탈산, 디페닐 카르복실산, 디페닐 술폰 디카르복실산, 제페녹시에탄디카본산, 5-나트륨술폰 디카르복실산, 프탈산 등의 방향족 디카르복실산이나, 숙신산, 아디프산, 세바신산, 말레인산, 푸말산 등의 지방족 디카르복실산, 사이클로 헥산 디카르복시산 등의 지환족 디카르복실산, 파라옥시 안식향산 등의 옥시카르본산 등이 있고, 글리콜은 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틴글리콜 등의 지방족 글리콜이나, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리 옥시 알킬렌 글리콜, 사이클로 헥산 디메탄올 등의 지환족 글리콜, 비스페놀 A, 비스페놀 S 등의 방향족 글리콜 등을 사용할 수 있다.

기계적 강도, 내후성, 내화학 약품성 및 투명성 등을 고려하면 디카르복실산으로 테레프탈산 혹은 나프탈렌디카르복실산과 글리콜로 에틸렌글리콜을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 중합 시 촉매로서 알칼리토금속 종류, 금속 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물, 알루미늄 화합물, 안티몬 화합물, 티탄 화합물, 게르마늄 화합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 디카르복실산의 종류와 글리콜의 종류 또는 촉매는 각각 2종 이상을 병용해도 상관없다.

또한 필름이 주행성이나 내후성 및 내열성 등의 기능을 갖도록 필름 원료에 입자를 첨가해도 되지만, 필름의 투명성을 해지지 않도록 첨가량이나 재질에 충분한 주의가 필요하다. 따라서 극히 소량만 첨가하는 것이 바람직하다.

또한 필름의 연신방법으로는 종방향 연신 후, 횡방향 연신하는 순서대로 이축 연신하는 방법이나, 종방향 및 횡방향을 거의 동시에 연신하는 동시 이축 연신 방법 등의 공지 기술을 이용할 수 있다. 연신 전 예열 온도 및 연신온도는 60 ~ 130℃이며, 연신 배율은 2.0 ~ 5.0배이다. 필요하면 연신 후에 140℃에서 240℃의 열처리를 실시한다.

본 발명에서는 종방향 연신 후 횡방향 연신하는 순차 이축연신 방법이 바람직하다.

일 실시예에 따른 프라이머층(2)은 카르복실기과 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지와 카보디이미드 또는 멜라민 화합물로 가교하는 열경화형 프라이머 도포액으로 구성할 수 있으며, 이로써 UV경화수지와 양호한 점착력 및 폴리에스테르 필름에서의 올리고머 석출현상을 제어할 수 있다.

프라이머층을 형성하는 방법은 상술한 필름의 이축연신 제막 프로세스 중에서 종방향 연신 후, 횡방향 연신 전 단계에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한 코팅 방법으로는 메이어 바를 사용하는 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 슬릿 다이 코팅법, 콤마 코팅법 등 공지의 여러 코팅법 중 어느 것을 사용해도 상관없으나, 수분산된 도포제를 사용하므로 점도가 낮은 상태에서 뛰어난 외관을 얻기 위해서는 바 코팅법이 바람직하다.

본 발명에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름의 프라이머층은 1차 열경화시스템을 거치고, 이후 2차 후가공으로 프라이머층 상에 형성되는 UV경화형 수지와 200nm~400m의 자외선 경화시스템을 거쳐 경화될 수 있다. 여기서, 후가공시 사용되는 기능성 UV경화형 수지는 일반적으로 아크릴계 수지를 선택하는 것이 대표적이다. 이에 프라이머층을 구성하고 있는 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지가 후가공시 기재필름 상에 위치하게 되는 아크릴계 UV경화형 수지와 수소결합과 공유결합함으로써 접착력을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있게 된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 프라이머층과 UV경화형 수지인 아크릴계 수지로 구성된 코팅층 사이의 부착력(접착성)이 65℃, 95%RH 하에서 96시간 내습성 테스트 후 95% 이상이다.

또한 후가공시 가열공정과 같은 고온 환경에서 폴리에스테르 필름으로부터의 올리고머의 석출이 일어나고, 이로 인해 광학용으로써의 투명성을 감소시키는데, 본 발명에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지를 카보디이미드 또는 멜라민 화합물로 가교시킴으로써 고온 환경에서도 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출을 프라이머층 도막에서 효율적으로 억제시킬 수 있어 투명성을 유지할 수 있게 된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 150℃에서 1시간 동안 열처리될 때, 열처리 전과 후의 헤이즈 변화량이 1% 이하이며, 후가공에서의 고분자수지 코팅에 대한 우수한 이접착성을 갖는다.

본 발명에 따른 일 실시예에서 프라이머층은 바인더 수지로 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지를 동시에 적용하는데 그 특징이 있다.

이때, 카르복실기 및 하이드록시기의 몰 비율은 1:3 내지 1:5인 것이 바람직하다. 몰 비율이 1:5 미만인 경우 가교제와의 가교중합도가 저하될 수 있고, 반면 몰 비율이 1:3을 초과하는 경우 미반응하여 지나치게 잔류된 하이드록시기에 의해 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.

아크릴 수지는 카르복실기 함유 모노머 및 하이드록시기(수산기) 함유 모노머에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 아크릴계 중합체이다. 아크릴계 중합체 중의 하이드록시기는 수분산성을 갖도록 하며 메틸올기와 반응해 가교 구조를 형성함으로써 아크릴계 중합체의 입자 내부를 가교하고 최종적으로 멜라민 가교제와 추가 반응해 아크릴계 중합체의 입자끼리를 가교한다. 또한 아크릴계 중합체 중 멜라민 가교제와 반응하고 있지 않는 하이드록시기는 폴리에스테르 필름에서 석출되는 친수성 올리고머를 포착할 수 있다.

또한 아크릴 수지는 카르복실기 함유 단량체에서 유래하는 구성단위의 함유율과 하이드록시기 함유 단량체에서 유래하는 구성단위의 함유율의 합계의 함유율이 소정 범위이며 메틸올기 함유 단량체에서 유래하는 구성단위의 함유율이 소정 범위이기 때문에 아크릴계 중합체의 입자지름이 작아지기 쉽고 투명성이 우수한 이접착층을 형성할 수 있다.

아크릴 수지의 형성에 이용하는 카르복실기 함유 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, 시트라콘산, 계피산,2-(메타) 아크릴로일옥시에틸 호박산, 말레산 모노하이드록시 에틸(메타) 아크릴레이트, 푸마르산 모노하이드록시 에틸(메타) 아크릴레이트, 프탈산 모노하이드록시 에틸(메타) 아크릴레이트, 1,2-디카르복시사이클로헥산 모노하이드록시 에틸(메타) 아크릴레이트, (메타) 아크릴산 다이머 및 ω-카르복시 폴리카프로락톤 모노(메타) 아크릴레이트 중 단독으로 또는 혼합물 형태로 이용하여도 좋다.

또한 아크릴 수지의 형성에 이용하는 하이드록시기 함유 모노머는 하이드록시기를 갖는 N-메틸올 아크릴아미드, 알킬(메타) 아크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 폴리알킬렌 글리콜 아크릴레이트 등의 하이드록시기를 갖는 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 하이드록시기를 갖는 아크릴레이트는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.

우레탄 수지는 폴리올과 이소시아네이트의 반응에 의해 제조된다. 폴리올로서는, 폴리에스테르 폴리올류, 폴리카보네이트 폴리올류, 폴리에테르 폴리올류, 폴리올레핀 폴리올류, 아크릴 폴리올류를 들 수 있고, 이들 화합물은 단독으로 사용하여도, 2종 이상을 병용해도 좋다.

폴리우레탄 수지를 얻기 위하여 사용되는 폴리이소시아네이트 화합물로서는, 자일렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트, α,α,α',α'-테트라메틸 크실릴렌 디이소시아네이트 등의 방향환을 갖는 지방족 디이소시아네이트, 메틸렌 디이소시아네이트, 프로필렌 디이소시아네이트, 리진 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트, 시클로헥산 디이소시아네이트, 메틸시클로헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소프로필리덴 디시클로헥실 디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트 등이 예시된다. 이들은 단독으로 사용하여도, 2종 이상을 병용해도 좋다. 또한, 이들 폴리이소시아네이트 화합물은 2량체나 이소시아누르환으로 대표되는 것과 같은 3량체, 또는 그 이상의 중합체이어도 좋다.

폴리에스테르 폴리올류로서는, 다가 카복실산(말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜린산, 스베린산, 세바신산, 푸마르산, 말레인산, 테레프탈산, 이소프탈산, 아크릴산 등) 또는 그들의 산무수물과 다가 알코올(에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-부틸-2-헥실-1,3-프로판디올, 시클로헥산디올, 비스히드록시메틸시클로헥산, 디메탄올 벤젠, 비스히드록시에톡시벤젠, 알킬디알칸올아민, 락톤디올, 트리에틸올프로판 등)의 반응으로부터 얻을 수 있는 것, 폴리카프로락톤 등의 락톤 화합물의 유도체 유닛을 갖는 것 등을 들 수 있다.

또한 본 발명에 따른 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지의 수산기값은 각각 10 내지 300 mgKOH/g 인 것이 바람직하다. 수산기값이 10 mgKOH/g 미만인 경우 수지와 가교제와의 가교중합도가 저하될 수 있고, 반면 수산기값이 300 mgKOH/g 을 초과하는 경우 미반응하여 지나치게 잔류된 하이드록시기에 의해 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액에 함유되는 아크릴 수지는 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%, 우레탄 수지는 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 아크릴 수지 및 우레탄 수지는 유리전이온도(Tg)가 40~80℃인 것이 더욱 바람직하다. 이는 아크릴 수지와 우레탄 수지의 함량이 20중량% 미만이거나 유리전이온도가 40℃ 미만이면 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출 억제 효과가 감소할 수 있고, 35중량%를 초과하거나 유리전이온도가 80℃를 초과하면 접착력 감소 및 이축연신필름 제막공정 중 프라이머층에서 균열이 일어날 가능성이 있기 때문에 위 범위로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액에 사용되는 카보디이미드 화합물은, 분자 중에 2개 이상의 카보디이미드기를 갖는 것을 지칭하고, 예컨대, 특개평10-316930호 공보나 특개평11-140164호 공보에 개시된 바와 같이, 유기 폴리이소시아네이트, 특히 바람직하게는 유기 디이소시아네이트를 주된 합성 원료로 하여 제조된다. 이러한 디이소시아네이트류는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실릴렌 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-디이소시아네이트 도데칸, 노르보르난 디이소시아네이트 및 2,4-비스-(8-이소시아네이트옥틸)-1,3-디옥틸시클로부탄, 4,4`-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 디이소시아네이트를 들 수 있다. 카보디이미드 화합물은 분자 골격 내에 사이클로 헥산 또는 벤젠 고리기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액에 사용되는 멜라민 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 친수화의 관점에서 멜라민과 포름알데히드를 축합하여 얻어지는 메티롤화 멜라민 유도체에 저급 알콜로서 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등을 탈수축합 반응시켜 에테르화한 화합물 등이 바람직하고, 본 발명의 수지층을 열가소성 수지 필름 상에 설치하여 적층 필름으로 했을 때 수지층의 올리고머 억제 효과뿐만 아니라, 각종 잉크나 하드코트제 등과의 접착성이나 내습열 접착성, 가요성, 강인성, 내용제성이 높아져 바람직하게 사용할 수 있다. 메티롤화 멜라민 유도체로서는, 예를 들면 모노메티롤 멜라민, 디메티롤 멜라민, 트리메티롤 멜라민, 테트라메티롤 멜라민, 펜타메티롤 멜라민, 헥사메톡시메틸올 멜라민을 들 수 있다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액에 함유되는 카보디이미드 또는 멜라민 화합물은 프라이머 도포액 전체 중량 대비 30~60중량%인 것이 바람직하다. 카보디이미드 또는 멜라민 화합물의 구성비율이 30중량% 미만이면 중합체 가교도가 부족하여 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출 억제 효과가 감소할 수 있고, 60중량%를 초과하면 미반응 가교반응물이 다수 발생하여 접착력 감소 및 이축연신필름 제막공정 중 프라이머층에서 균열이 발생하거나 제품의 외관에 손상이 일어날 가능성이 있기 때문에 위 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한 프라이머 도포액은 카보디이미드 화합물과 멜라민 화합물을 동시에 포함하는 것이 가장 바람직한데, 이 경우 우수한 접착력과 내습성 테스트 후 접착력 및 열처리전후 헤이즈 변화량이 가장 우수하므로 고온 내습환경에서 최적화된 물성을 개선할 수 있기 때문이다.

또한 필름의 주행성이나 내후성 및 내열성 등의 기능을 갖게 하기 위해, 필름 원료에 입자를 첨가해도 괜찮지만, 필름의 투명성을 해지지 않게 첨가량이나 재질에 충분한 주의가 필요하다. 첨가량에 대해서는 바람직하게는 극히 소량, 더 바람직하게는 첨가하지 않는 것이다. 필름의 주행성 관점에서는 프라이머층의 입자 첨가로 보조하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액은 유기 또는 무기 나노입자를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 공정 중에 기재 필름의 스크래치를 방지하기 위한 것이다.

나노입자의 평균입경은, 필름의 투명성의 관점에서, 통상 1.0㎛ 이하, 바람직하게는 50nm 내지 500nm이다. 또한 미끄럼성이나 블로킹 개량 효과를 더욱 높일 필요가 있는 경우에는 프라이머층의 막 두께보다도 큰 평균입경의 입자를 병용하는 것이 바람직하다. 사용하는 입자로서는, 예컨대 실리카, 알루미나, 산화금속 등의 무기 입자, 또는 가교 고분자 입자 등의 유기 입자 등을 들 수 있다. 특히 프라이머층으로의 분산성이나 얻어지는 도막의 투명성의 관점에서는 실리카 입자가 적합하다.

또한 나노입자는 프라이머 도포액 전체 중량 대비 0.01~8중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 취지를 손상하지 않는 범위에서, 프라이머층의 형성에는 필요에 따라서 소포제, 도포성 개량제, 증점제, 유기계 윤활제, 대전방지제, 자외선흡수제, 산화방지제, 발포제, 염료, 안료 등을 병용하여도 좋다.

본 발명에 따른 프라이머 도포액의 코팅공정은 고형분 농도 0.1~50중량%로 조정한 도포액을 폴리에스테르 필름 상에 도포하는 방법으로 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름을 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 취지를 손상하지 않는 범위에 있어서, 물로의 분산성 개량, 조막성 개량 등을 목적으로 하여, 도포액 중에는 유기 용매를 함유하고 있어도 좋다. 유기 용매는 1종류 만이어도 좋고, 적절히 2종류 이상을 사용하여도 좋다.

본 발명에 따른 프라이머층의 건조 후 막 두께는, 통상 0.002~1.0㎛, 바람직하게는 0.005~0.5㎛, 더욱 바람직하게는 0.01~0.2㎛이다. 막 두께가 상기 범위로부터 벗어나는 경우는, 밀착성, 도포외관, 블록킹 특성이 악화되기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서의 프라이머층은 막 두께가 얇아도 접착력이 우수한 특징이 있다.

또한 본 발명에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름은 기본적으로 투명광학필름분야에 응용되므로 프라이머층이 형성된 기재 필름의 면의 전 광선투과율이 80% 이상, 헤이즈 값이 0.4 내지 2.4%인 것이 바람직하다.

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.

본 발명의 실시예와 비교예에 사용하는 성분은 다음과 같으며, 각각 약식명칭으로 대신 명명할 수 있다.

(A1) 아크릴 수지

구성비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 메타크릴산메틸 67.5mol, 아크릴산에틸 14.5mol, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 16mol, 아크릴산 2.9mol로 구성하였다. 60℃로 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산나트륨 수용액으로 유화중합을 하였고 OH Value 100 mgKOH/g 을 유지하며 유리전이온도(Tg)는 60℃를 갖도록 하였다. 그 후 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 다음 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정하여 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.

(A2) 아크릴 수지

구성비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 메타크릴산메틸 67.5mol, 아크릴산에틸 9.5mol, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 16mol, 아크릴산 7.9mol로 구성하였다. 60℃로 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산나트륨 수용액으로 유화중합을 하였고 OH Value 100 mgKOH/g 을 유지하며 유리전이온도(Tg)는 90℃를 갖도록 하였다. 그 후 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 다음 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정하여 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.

(A3) 아크릴수지

구성비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 에틸아크릴레이트 67.5mol, ｎ-부틸아크릴레이트 16.5mol, 메틸메타크릴레이트 10mol, 아크릴산 4mol로 구성하였다. 60℃로 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산나트륨 수용액으로 유화중합을 하였고 OH Value 5 mgKOH/g 이하를 유지하며 유리전이온도(Tg)는 60℃를 갖도록 하였다. 그 후 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 다음 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정하여 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.

(A4) 아크릴수지

구성비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 에틸아크릴레이트 59.5mol, ｎ-부틸아크릴레이트 14.5mol, 메틸메타크릴레이트 10mol, 아크릴산 14mol로 구성하였다. 60℃로 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산나트륨 수용액으로 유화중합을 하였고 OH Value 5 mgKOH/g 이하를 유지하며 유리전이온도(Tg)는 90℃를 갖도록 하였다. 그 후 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 다음 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정하여 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.

(B1) 우레탄 수지

구성비율은 아디프산 25mol 및 테레프탈산 25mol과 에틸렌글리콜 25mol, 네오펜틸글리콜 25mol 및 트리메틸올프로판 8mol을 이용하여 중합반응하여 OH Value 100 mgKOH/g의 폴리올을 얻은 후, 상기 폴리올 250g과 디메틸올프로피온산(DMPA) 35g, 이소프론디이소시아네이트(IPDI) 89g을 일반적인 Prepolymer mixing method로 촉매 디부틸틴 디라우레이트(DBTDL) 0.5wt%하에서 반응시켜 말단이 이소시아네이트이고 유리전이온도가 60℃인 prepolymer를 얻었다. 여기에 중화물질로 트리에틸아민(TEA)을 정량적으로 첨가한 후 고속교반에 의해 수분산액을 얻었다. 여기에 에틸렌디아민 10g을 넣어서 사슬을 확장시켜 원하는 폴리우레탄 수분산액을 제조하였다.

(B2) 우레탄 수지

구성비율은 아디프산 25mol 및 테레프탈산 35mol과 에틸렌글리콜 25mol, 네오펜틸글리콜 35mol 이용하여 중합반응하여 OH Value 5 mgKOH/g 이하의 폴리올을 얻은 후, 상기 폴리올 250g과 디메틸올프로피온산(DMPA) 35g, 이소프론디이소시아네이트(IPDI) 89g을 일반적인 Prepolymer mixing method로 촉매 디부틸틴 디라우레이트(DBTDL) 0.5wt% 하에서 반응시켜 말단이 이소시아네이트이고 유리전이온도가 90℃인 prepolymer를 얻었다. 여기에 중화물질로 TEA를 정량적으로 첨가한 후 고속교반에 의해 수분산액을 얻었다. 여기에 에틸렌디아민 10g을 넣어서 사슬을 확장시켜 원하는 폴리우레탄 수분산액을 제조하였다.

상술한 (A1), (A2), (A3), (A4), (B1), (B2)의 성분에 대한 OH Value 측정 및 유리전이온도 측정은 하기와 같이 진행하였다.

1. OH value (수산기값) 확인

상술한 (A1), (A2), (A3), (A4), (B1), (B2)에 대하여 측정하고자 하는 샘플 15g을 비이커에 넣고 페놀프탈레인 지시약을 3방울 투입한 후, 0.1N 수산화칼륨(KOH)를 가지고 적정하여 무색에서 미홍색으로 변할 때까지 투입하였다. 색이 변한 후에 투입량을 확인하여 1차적으로 하기 수학식 1로 산가를 계산하였다.

(수학식 1)

산가(mgKOH/g) = 56.11 N (B-C)/S

N : 0.1 N KOH 수용액의 노르말농도

B : 공시험에 소비된 적정액의 부피(ml)

C : 본시험에 소비된 적정액의 부피(ml)

S : 시료의 무게(g)

그 후에 ASTM E222-10 방법에 준하여 아세틸화 시약을 OH와 반응시키고 과잉의 산을 0.1N 수산화칼륨(KOH)로 적정하여 하기 수학식 2로 계산하여 수산기값을 계산하였다.

(수학식 2)

수산기가(mgKOH/g) = 56.11 N (B-C)/S + 산가

N : 0.1N KOH 수용액의 노르말농도

B : 공시험에 소비된 적정액의 부피(ml)

C : 본시험에 소비된 적정액의 부피(ml)

S : 시료의 무게(g)

2. 유리전이온도 확인

TA社 의 DCS(Differential Scanning Calorimetry)로 측정하였다. 측정 온도 범위는 -30℃~200℃를 분당 10℃씩 두 차례 스캔(scan) 하였으며, 측정된 유리전이온도는 두 번째 스캔 시의 유리전이온도 값을 측정하였다.

그 외 본 발명의 실시예와 비교예에 사용되는 화합물의 성분은 하기와 같다.

(C1) 카보디이미드계 화합물

카보디이미드 당량 430g／mol 의 사이클로 헥산구조를 포함하는 폴리카보디이미드 화합물

(C2) 멜라민계 화합물

헥사메톡시메틸올 멜라민

(C3) 옥사졸린계 화합물

옥사졸린 함유 폴리머 수계 분산체

(Nippon Shokubai Co., Ltd. 제작의 에포크로스(등록상표) WS-500)

(D1) 입자

평균입경 0.1㎛의 실리카졸

[실시예 1~3]

본 발명에서 프라이머 코팅액을 도포하는 기재필름으로 사용된 폴리에스테르필름의 제조방법은 하기와 같다.

먼저, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 펠렛을 135℃에서 6시간 감압건조(1.3hPa)한 후, 이를 압출기로 공급한 다음, 약 280℃에서 시트 상으로 용융압출하고, 표면온도 20℃로 유지한 금속롤 상에서 급냉고화하여 두께 1024㎛의 캐스팅필름을 얻었다.

다음으로, 캐스팅필름을 가열된 롤 군(roll group) 및 적외선 히터 100℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤 군으로 종방향으로 3.2배 연신비로 연신하여 일축배향 PET 필름을 얻어 이를 기재로 사용하였다. 계속해서 필름을 클립으로 단부에 파지하고, 열풍영역으로 도입하고 건조시켰다. 그 후 130℃에서 횡방향으로 3.2배 연신비로 연신하고, 240℃에서 열고정한 다음, 200℃에서 3%의 횡완화하였다. 이렇게 하여 두께 100㎛인 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

폴리에스테르 기재필름의 제조 공정 중 종방향으로 3.2배 연신비로 연신하는 제조공정 후에 프라이머층을 형성하는 도포액을 리버스 롤법으로 일축배향 PET 필름의 한 면에 고형분 중량이 0.08g/㎡ 되도록 도포하는 공정을 추가 삽입하였고 도포액의 조성은 하기 표 1과 같다.

또한 하기 표 1과 같이 동등한 비율로 각 성분을 조절하였으며, 상술한 바와 같이 약식 명칭으로 요약하였고, 모든 실시예에서 총 분자량은 10,000g/mol 이하가 되도록 조절하였다.

또한 도포액을 적용한 프라이머층의 건조 후 최종 두께는 0.1㎛이다.

구분	프라이머층의 성분	중량비율
실시예1	A1 / B1 / C1 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
실시예2	A1 / B1 / C2 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
실시예3	A1 / B1 / C1 / C2 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05

[비교예 1]

프라이머층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 2~19]

하기 표 2의 성분과 함량을 가진 도포액으로 프라이머층을 구성한 것으로 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

구분	프라이머층의 성분	중량비율
비교예1	-	-
비교예2	A2 / B2 / C1 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예3	A2 / B2 / C2 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예4	A2 / B2 / C3 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예5	A2 / B2 / C1 / C2 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예6	A2 / B2 / C2 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예7	A2 / B2 / C1 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예8	A3 / B2 / C1 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예9	A3 / B2 / C2 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예10	A3 / B2 / C3 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예11	A3 / B2 / C1 / C2 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예12	A3 / B2 / C2 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예13	A3 / B2 / C1 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예14	A4 / B2 / C1 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예15	A4 / B2 / C2 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예16	A4 / B2 / C3 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예17	A4 / B2 / C1 / C2 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예18	A4 / B2 / C2 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예19	A4 / B2 / C1 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05

[비교예 20~22]

하기 표 3의 성분과 함량을 가진 도포액으로 프라이머층을 구성한 것으로 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

구분	프라이머층의 성분	중량비율
비교예20	A1 / B1 / C3 / D1	30 / 30 / 40 / 0.05
비교예21	A1 / B1 / C2 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05
비교예22	A1 / B1 / C1 / C3 / D1	30 / 30 / 20 / 20 / 0.05

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 22에 따른 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

[실험예]

1. 열처리 전후 Haze 확인 및 변화량 산출

실시예와 비교예에서 제조된 필름에 대해 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈를 측정하였다.

Haze 측정 후 전기건조기를 이용하여 150℃에서 1시간 보관한 다음 시료를 꺼내어 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈를 재측정하였다. 열처리 후 물성이 측정되면 열처리 전후의 변화량을 산출하였다. 총 10장의 동일 시료의 측정값의 평균을 산출하였다.

2. 상온 접착성 및 내습성 테스트 후 접착성 측정

상온 및 내습 분위기에서 프라이머층 사이의 접착력을 측정하였다. #20 와이어바를 사용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시킨 다음, 절단기로 프라이머층이 코팅된 필름에 절단선을 만들어서, 10 x 10의 매트릭스에 1㎜ x 1㎜ 정사각형들을 배치하였다. 절단선이 있는 필름에 셀로판 테잎(No. 405, NICHIBAN제; 넓이: 24㎜)을 붙이고, 벨벳을 이용하여, 테잎을 문질러서 필름에 강력하게 부착시킨 후, 수직으로 테잎을 떼어 내었다. 코팅층에 남아 있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 다음 수학식 3에 의해 접착성(부착력)을 계산하였다.

(수학식 3)

또한, 60℃, 90%RH 하에서 96시간 후의 내습성 테스트 후 접착력 평가도 상기와 동일한 방법으로 실시하였다.

구분	열처리 전후 헤이즈 변화량(ΔHaze)	상온 접착성 (%)	내습성 테스트 후 접착성 (%)
실시예1	0.8	100	95
실시예2	1.0	100	97
실시예3	0.5	100	98
비교예1	14.5	0	0
비교예2	0.9	70	50
비교예3	0.8	65	65
비교예4	3.6	65	65
비교예5	0.4	75	65
비교예6	1.9	70	70
비교예7	1.9	70	70
비교예8	2.6	95	95
비교예9	1.9	90	90
비교예10	3.1	95	95
비교예11	2.1	90	90
비교예12	2.8	95	90
비교예13	3.3	95	95
비교예14	9.6	70	50
비교예15	6.1	50	20
비교예16	8.5	5	0
비교예17	7.5	50	40
비교예18	6.9	30	20
비교예19	10.7	20	20
비교예20	3.0	80	75
비교예21	1.8	90	75
비교예22	2.0	90	80

표 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 3의 필름을 비교예 1 ~ 22의 필름과 비교해 보면, 프라이머 구성물질로 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴(A1)과 우레탄(B1)을 적용한 실시예가 비교예보다 같은 조건에서 열처리전후 헤이즈 변화량이 낮았으며, 상온부착력 및 내습성 테스트후 접착력이 모두 우수하였다. 특히 카보디이미드 화합물(C1)과 멜라민 화합물(C2)을 동시에 적용한 실시예 3의 결과를 보면 다른 실시예에 비해 상대적으로 우수한 접착력과 내습성 테스트 후 접착력 및 열처리전후 헤이즈 변화량이 가장 우수함을 알 수 있는바, 실시예 3과 같이 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴(A1)과 우레탄(B1)을 적용하고 카보디이미드와 멜라민 화합물을 동시에 사용할 경우 고온 내습환경에서 최적화된 물성을 가짐을 확인할 수 있다.

한편, 비교예에 따른 필름의 물성 측정결과와 같이 접착력 및 내습성 테스트후 접착력이 프라이머층이 없는 비교예 1의 필름과 비교하면 비교예 2~19에 따른 필름이 상대적으로 양호하지만, 실시예 대비 상대적으로 부착력의 약화되었으며, 특히 유리전이온도에 영향을 받는 것을 확인할 수 있다. 반면에 OH-Value 감소에 대해서도 열처리후 헤이즈 변화량이 악화되는 경향을 보였다.

또한 옥사졸린 화합물(C3)를 이용하거나 조합한 비교예 20, 21, 22의 필름은 접착력 및 열처리전후 헤이즈 변화량이 악화됨을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 적층 광학용 폴리에스테르 필름으로 후가공층과 부착력을 향상시킬 수 있도록 2종 바인더 시스템을 적용하고, 2종 가교제 시스템을 적용하여 효율적인 가교 효과로 고온에서 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출 억제 효과를 향상시킬 수 있다. 이로 인해 기재 및 프리즘, 점착, 또는 하드코팅과 같은 기능성 광학 코팅의 가공 후에 균일한 부착력과 고온공정에서의 내열성을 갖기 용이하기 때문에, 광학용 기재필름으로 사용하는데 있어 후가공 코팅층의 탈락 및 고온에서의 백탁 또는 백화현상을 방지할 수 있으며, 제품의 생산성 확보와 불량률 감소로 고품질화를 달성할 수 있게 된다.

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.

1 : 폴리에스테르 기재 필름
2 : 프라이머층
3 : 기능성 코팅층(2차 UV 후가공)

Claims (10)

1. 폴리에스테르로 이루어지며 적어도 일방향으로 연신된 기재필름과,
   상기 기재필름의 일면 또는 양면에 프라이머 도포액으로 코팅된 프라이머층을 포함하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름으로서,
   150℃에서 1시간 동안 열처리될 때 열처리 전과 후의 헤이즈 변화량이 1% 이하이고,
   상기 프라이머 도포액은 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지와 카보디이미드 또는 멜라민 화합물을 포함하며,
   상기 프라미어층과 UV경화형 수지인 아크릴계 수지의 코팅층 사이의 접착성은 60℃, 90%RH 하에서 96시간 내습성 테스트 후 95% 이상인 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 아크릴 수지는 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%를 포함하고,
   상기 우레탄 수지는 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 20~35중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
3. 제1항에 있어서,
   상기 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지의 유리전이온도는 40 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
4. 제1항에 있어서,
   상기 카르복실기 및 하이드록시기의 몰 비율은 1:3 내지 1:5인 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지 및 우레탄 수지의 수산기값은 각각 10 내지 300 mgKOH/g 인 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
6. 제1항에 있어서,
   상기 카보디이미드 화합물은 분자 골격 내에 사이클로 헥산 또는 벤젠고리기를 갖는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
7. 제1항에 있어서,
   상기 카보디이미드 또는 멜라민 화합물은 상기 프라이머 도포액 전체 중량 대비 30~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
8. 제1항에 있어서,
   상기 프라이머 도포액은 카보디이미드 화합물과 멜라민 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
9. 제1항에 있어서,
   상기 프라이머 도포액은 유기 또는 무기 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.
10. 제9항에 있어서,
    상기 나노입자는 평균입경이 50nm 내지 500nm이며, 상기 프라이머 도포액 전체 중량 기준 0.01~8중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 이축배향 폴리에스테르 필름.

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