KR20210126577A

KR20210126577A - 적층 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR20210126577A
Application number: KR1020217024518A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 다카기; 히로시 다키; 이사오 다키이
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2021-10-20
Also published as: EP3925776A4; JP7024853B2; CN113423574B; EP3925776A1; WO2020166297A1; CN118238492A; TWI840500B; JP2021062631A; TW202041375A; CN113423574A; US20220119603A1; JPWO2020166297A1; JP7405103B2

Abstract

[과제] 투명성이 높고, 블로킹 내성을 갖고, 하드 코팅층에 대한 밀착성, UV 잉크에 대한 밀착성이 우수한 적층 폴리에스테르 필름을 제공하는 것. [해결수단] 폴리에스테르 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 도포층을 갖는 적층 폴리에스테르 필름이며, 상기 도포층이 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 조성물이 경화되어 이루어지고, 상기 도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선의 최댓값이, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면 근방에 존재하고 있고, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면에 폴리카르보네이트 구조가 적량 존재하고 있는 적층 폴리에스테르 필름.

Description

적층 폴리에스테르 필름

본 발명은, 적층 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 광학용, 포장용, 라벨용 등 모든 분야에 최적인 접착 용이성의 도포층을 갖는 적층 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

열가소성 수지 필름, 그 중에서도 폴리에스테르 필름은, 기계적 성질, 전기적 성질, 치수 안정성, 투명성, 내약품성 등이 우수한 성질을 갖는 점에서 자기 기록 재료, 포장 재료, 태양 전지 용도, 플랫 디스플레이 등에 사용되는 반사 방지 필름, 확산 시트, 프리즘 시트 등의 광학 필름, 라벨 인쇄용 필름 등 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 이들 용도에 있어서 폴리에스테르 필름 상에 다른 재료를 도포 적층하는 경우에, 사용되는 재료에 따라서는 접착성이 나쁘다는 결점이 있다.

그래서, 폴리에스테르 필름의 표면에 접착성을 부여하는 방법의 하나로서, 폴리에스테르 필름의 표면에 각종 수지를 도포하고, 접착 용이 성능을 갖는 도포층을 마련하는 방법이 알려져 있다.

종래, 공중합 폴리에스테르 수지와 우레탄 수지를 도포층에 사용함으로써 하드 코팅 가공, 프리즘 렌즈 가공 등에 접착 용이성을 부여하는 기술이 알려져 있었다(특허문헌 1). 그러나, 이러한 종래 기술은 블로킹 내성이 우수하지 않고, 라벨 인쇄에 사용되는 UV 잉크에 대한 밀착성이 불충분하다는 문제점이 있었다.

또한, 우레탄 수지와 블록 이소시아네이트를 도포층에 사용함으로써, 특히 태양 전지용 프런트 시트 제조 시에 사용되는 하드 코팅 가공에 접착 용이성을 부여하는 기술도 알려져 있었다(특허문헌 2). 그러나, 이러한 종래 기술은 투명성이 낮다는 문제점이 있었다.

한편, 아크릴 공중합체와 옥사졸린기를 갖는 중합체를 도포층에 사용함으로써, 라벨 가공에 접착 용이성을 부여하는 기술이 알려져 있었다.(특허문헌 3). 그러나, 이러한 종래 기술은 하드 코팅층에 대한 밀착성이 불충분하다는 문제점이 있었다.

일본 특허 공개 제2000-229355호 공보 일본 특허 공개 제2016-015491호 공보 일본 특허 공개 제2004-82369호 공보

본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 배경으로 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 투명성이 높고, 블로킹 내성을 갖고, 하드 코팅층에 대한 밀착성, UV 잉크에 대한 밀착성이 우수한 적층 폴리에스테르 필름을 제공하는 데 있다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 문제의 원인 등에 대하여 검토하는 과정에 있어서, 폴리에스테르 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 가교제, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 도포층을 갖고 있고, 당해 도포층 내의 질소 원자 비율과, 폴리에스테르 필름 기재는 반대측의 당해 도포층 표면의 OCOO 결합 비율이 특정한 조건을 만족시키는 경우에 본 발명의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명의 완성에 이르렀다.

상기한 과제는 이하의 해결 수단에 의해 달성할 수 있다.

1. 폴리에스테르 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 도포층을 갖는 적층 폴리에스테르 필름이며, 상기 도포층이 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 조성물이 경화되어 이루어지고, 상기 도포층에 관한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선에 있어서, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율을 A(at％), 질소 원자 비율의 최댓값을 B(at％), 질소 원자 비율이 최댓값 B(at％)를 나타내는 에칭 시간을 b(초), b(초) 이후에 질소 원자 비율이 1/2B(at％)가 될 때의 에칭 시간을 c(초)라 할 때, 하기 식 (i) 내지 (iii) 식을 만족시키고, 또한, X선 광전자 분광법에 의해 측정한 표면 분석 스펙트럼에 있어서, C1s 스펙트럼 영역의 각 결합종에서 유래되는 피크 면적 합계를 100(％)으로 하고, OCOO 결합에서 유래되는 피크 면적을 X(％)라 할 때, 하기 식 (iv)를 만족시키는 적층 폴리에스테르 필름.

(i) 0.5≤B-A(at％)≤3

(ii) 30≤b(초)≤180

(iii) 30≤c-b(초)≤300

(iv) 2.0≤X(％)≤10.0

2. 헤이즈가 1.5(％) 이하인 상기 제1에 기재된 적층 폴리에스테르 필름.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 투명성이 높고, 블로킹 내성을 갖고, 하드 코팅층에 대한 밀착성, UV 잉크에 대한 밀착성이 우수하다. 특히, 저선량 가공 시의 UV 잉크 밀착성이 우수하다.

도 1은, 실시예 2의 적층 폴리에스테르 필름에 관한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선이다.
도 2는, X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선으로부터, B-A, b 및 c-b를 구하기 위한 설명도이다.
도 3은, 실시예 5의 적층 폴리에스테르 필름에 관한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선이다.
도 4는, 비교예 6의 적층 폴리에스테르 필름에 관한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선이다.
도 5는, 실시예 6의 적층 폴리에스테르 필름의 도포층 표면 영역의 C1s 스펙트럼의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 비교예 1의 적층 폴리에스테르 필름의 도포층 표면 영역의 C1s 스펙트럼의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.

(폴리에스테르 필름 기재)

본 발명에 있어서 폴리에스테르 필름 기재를 구성하는 폴리에스테르 수지는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등 이외에, 상기와 같은 폴리에스테르 수지의 디올 성분 또는 디카르복실산 성분의 일부를 이하와 같은 공중합 성분으로 치환한 공중합 폴리에스테르 수지이고, 예를 들어 공중합 성분으로서, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 폴리알킬렌글리콜 등의 디올 성분이나, 아디프산, 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 5-나트륨이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 디카르복실산 성분 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서 적합하게 사용되는 폴리에스테르 수지는, 주로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트로부터 선택되는 것이다. 이들의 폴리에스테르 수지 중에서도, 물성과 비용의 밸런스에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 가장 바람직하다. 또한, 이들의 폴리에스테르 수지로부터 구성된 폴리에스테르 필름 기재는 2축 연신 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하고, 내약품성, 내열성, 기계적 강도 등을 향상시킬 수 있다.

폴리에스테르 수지의 제조 시에 사용되는 중축합을 위한 촉매로서는 특별히 한정되지 않지만, 삼산화암몬이 저렴하고, 또한 우수한 촉매 활성을 갖는 촉매이기 때문에 적합하다. 또한, 게르마늄 화합물, 또는 티타늄 화합물을 사용하는 것도 바람직하다. 더욱 바람직한 중축합 촉매로서는, 알루미늄 및/또는 그의 화합물과 페놀계 화합물을 함유하는 촉매, 알루미늄 및/또는 그의 화합물과 인 화합물을 함유하는 촉매, 인 화합물의 알루미늄염을 함유하는 촉매를 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 필름 기재는, 단층의 폴리에스테르 필름이어도 되고, 서로 성분이 다른 2층 구성이어도 되고, 외층과 내층을 갖는 적어도 3층을 포함하는 폴리에스테르 필름 기재여도 된다.

(본 발명에 있어서의 특성값의 설명)

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 상기와 같은 폴리에스테르 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 도포층을 갖는 것인 것이 바람직하다. 상기 도포층은, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 조성물이 경화되어 이루어지는 것이다. 여기서, 「조성물이 경화되어 이루어진다」라는 표현을 사용하고 있는 것은, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지가, 가교제에 의해 가교 구조를 형성하여 경화된 상태의 화학 조성을 정확하게 표현하는 것이 극히 곤란하기 때문이다. 그리고, 상기 도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선의 최댓값이, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면 근방에 존재하고 있는 것이, 투명성, 블로킹 내성, 하드 코팅 밀착성의 향상을 실현할 수 있어, 바람직하다. 또한, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면에 폴리카르보네이트 구조가 적량 존재하는 것이, 저선량 가공 시의 UV 잉크 밀착성의 향상을 실현할 수 있어, 바람직하다.

상기의 적층 폴리에스테르 필름에 있어서의 도포층의 특성에 대하여 설명한다. 먼저, 도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선을 X선 광전자 분광법(ESCA)으로 그린다. 즉, 스펙트럼 수집은, 에칭 시간 120초까지는 30초마다, 이후는 60초마다 행한다. 그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포층 표면으로부터의 에칭 시간(단위: 초)을 횡축에, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자, 규소 원자의 합계량에 대한 질소 원자의 양의 비율(질소 원자 비율, 단위: at％)을 종축에 취하고, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율을 A(at％), 질소 원자 비율의 최댓값을 B(at％), 질소 원자 비율이 최댓값 B(at％)를 나타내는 에칭 시간을 b(초), b(초) 이후에 질소 원자 비율이 1/2B(at％)가 될 때의 에칭 시간을 c(초)라 한다. 판독한 데이터로부터 B-A(at％), c-b(초)를 계산하여 구한다. 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율 A(at％)는, 에칭 시간 0(초) 시의 질소 원자 비율이다.

그리고, 상기의 도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선으로부터 판독되는 각 특성값이 이하의 관계에 있을 때, 투명성, 블로킹 내성, 하드 코팅 밀착성이 우수한 적층 폴리에스테르 필름이 얻어지는 것이다.

(i) 0.5≤B-A(at％)≤3.0

(ii) 30≤b(초)≤180

(iii) 30≤c-b(초)≤300

B-A의 하한은 바람직하게는 0.5at％이고, 보다 바람직하게는 0.6at％이고, 더욱 바람직하게는 0.7at％이고, 특히 바람직하게는 0.8at％이고, 가장 바람직하게는 0.9at％이다. 0.5at％ 이상이면 강인성을 갖는 우레탄 수지 성분량이 충족되고, 내블로킹성이 얻어져서 바람직하다. 또한, 하드 코팅 밀착성도 향상하여 바람직하다. B-A의 상한은 바람직하게는 3.0at％이고, 보다 바람직하게는 2.9at％이고, 더욱 바람직하게는 2.8at％이고, 특히 바람직하게는 2.7at％이고, 가장 바람직하게는 2.5at％이다. 3.0at％ 이하이면, 헤이즈가 낮고, 투명성이 얻어져서 바람직하다.

b의 하한은 바람직하게는 30초이고, 30초 이상이면, 폴리에스테르 필름 기재과는 반대측의 도포층 표면의 강인성이 유지되어, 내블로킹성이 얻어져서 바람직하다. b의 상한은 바람직하게는 180초이고, 보다 바람직하게는 120초이고, 더욱 바람직하게는 90초이고, 특히 바람직하게는 60초이다. 180초 이하이면, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 강인성이 유지되고, 내블로킹성이 양호해져 바람직하다. 또한, 하드 코팅 밀착성이 향상되어 바람직하다.

c-b의 상한은 바람직하게는 300초이고, 보다 바람직하게는 240초이고, 더욱 바람직하게는 180초이다. 300초 이하이면, 도포층 중의 우레탄 수지 성분이 과잉이 되는 경우가 없고, 헤이즈가 낮고 투명성이 얻어져서 바람직하다. c-b의 하한은, 스펙트럼 수집이, 측정 개시로부터 에칭 시간 120초까지는 30초마다인 관계로, 30초 이상이 된다.

본 발명에 있어서, 적층 폴리에스테르 필름을 구성하는 도포층에 있어서의 우레탄 수지 중의 폴리카르보네이트 구조 부분의 대부분은, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면에 국재하고 있는 것이 바람직하다. 적량의 폴리카르보네이트 구조 부분이 당해 표면에 존재하고 있음으로써, 자외선 경화형(UV) 잉크에 대한 밀착성이 향상되기 때문이다. 한편, 폴리카르보네이트 구조 부분이 당해 표면에 존재하는 것은, 유연성이 높아져 블로킹 내성이 반드시 충분하지 않은 경우가 있는 것도 발견하였다. 그래서, 상기한 바와 같이 도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선으로부터 판독되는 각 특성값이 이하의 관계에 있을 때, 투명성, 블로킹 내성, 하드 코팅 밀착성도 구비한 우수한 적층 폴리에스테르 필름이 얻어지는 것이다.

(i) 0.5≤B-A(at％)≤3.0

(ii) 30≤b(초)≤180

(iii) 30≤c-b(초)≤300

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기의 (i) 내지 (iii)의 식을 만족시키기 위한 수단으로서는, 도포층을 형성하는 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합할 때, 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 포함하여 합성, 중합되고, 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 질량비가 0.5 내지 2.5의 범위 내이고, 폴리카르보네이트폴리올 성분의 분자량이 500 내지 1800이고, 도포액 중의 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지 및 가교제의 고형분의 총합을 100질량％로 할 때, 가교제의 고형분 함유율이 10 내지 50질량％인 것을 들 수 있다. 그리고, 가교제로서는 블록 이소시아네이트를 사용하고, 3관능 이상의 이소시아네이트기를 갖는 블록 이소시아네이트를 사용함으로써, B-A의 효율적인 조절이 가능하게 된다. 상기한 (i) 내지 (iii)의 식을 만족시키기 위한 수단은, 어느 1개나 2개만을 단순히 채용하는 것으로는 통상 (i) 내지 (iii)의 식을 달성하는 곤란하고, 이들의 수단을 가능한 한 빈틈없이 채용함으로써, 효과적으로 (i) 내지 (iii)의 식을 만족시킬 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서의 도포층에 있어서의 우레탄 수지 중의 폴리카르보네이트 구조 부분의 대부분은, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면에 일정 비율 존재하고 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정한 표면 분석 스펙트럼에 있어서, C1s 스펙트럼 영역의 각 결합종에서 유래되는 피크 면적 합계를 100(％), (폴리카르보네이트 구조인) OCOO 결합에서 유래되는 피크 면적을 X(％)라 하여, 그의 백분율로 나타내고 있다.

여기서 표면 영역의 (폴리카르보네이트 구조인) OCOO 결합의 비율 X(％)는 X선 광전자 분광법(ESCA)으로 평가한다. 도 5, 6은 각각, 후술하는 실시예 6, 비교예 1의 적층 폴리에스테르 필름의 표면 영역의 C1s 스펙트럼의 해석 결과를 나타내는 그래프의 예이다. 회색 실선은 C1s 스펙트럼의 실측 데이터를 나타내고 있다. 얻어진 실측 스펙트럼의 피크를 복수의 피크에 분리하고, 각 피크 위치 및 형상으로부터 각 피크에 대응하는 결합종을 동정한다. 또한 각 결합종 유래의 피크에서 커브 피팅을 실시하고, 피크 면적을 산출할 수 있다. 본 발명에 있어서의 도포층은, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 3관능 이상의 이소시아네이트기를 갖는 블록 이소시아네이트로 대표되는 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하고 있고, 이러한 도포층의 경우, 표 1의 피크 (1) 내지 (6)의 결합종의 피크가 검출될 수 있다. 표 1의 피크 (1) 내지 (6)의 결합종은, 반드시 표 1 중에 나타낸 결합종뿐만 아니라 유사한 결합종을 조금 포함하는 경우도 있다. 여기서, 실시예 6에 관한 도 5에 있어서는, 표 1의 (3)의 C=O 결합 피크와 (6)의 π-π＊ 결합 피크는 나타나 있지 않다. 또한, 비교예 1에 관한 도 6에 있어서는, 표 1의 (3)의 C=O 결합 피크와 (5)의 OCOO 결합 피크는 나타나 있지 않다. 표면 영역의 OCOO 결합의 비율 X(％)는, 피크 (1) 내지 (6)까지의 피크 면적 전체를 100％로 했을 때의 피크 (5)의 면적 비율을 백분율(％)로 나타낸 것이라고 할 수 있다.

OCOO 결합에서 유래되는 피크 면적 X(％)의 적합한 범위는 이하와 같다. X의 하한은 바람직하게는 2.0％이고, 보다 바람직하게는 2.5％이고, 더욱 바람직하게는 3.0％이고, 특히 바람직하게는 3.5％이고, 가장 바람직하게는 4.0％이다. 2.0％ 이상이면, 잉크 밀착성을 효과적으로 만족시킬 수 있어 바람직하다. X의 상한은 바람직하게는 10.0％이고, 보다 바람직하게는 9.0％이고, 더욱 바람직하게는 8.0％이고, 특히 바람직하게는 7.5％이고, 가장 바람직하게는 7％이다. 10.0％ 이하이면, 표층의 유연성이 너무 높아지지 않고, 내블로킹성이 얻어지기 쉬워 바람직하다.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법으로서는, 도포층을 형성하는 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합할 때, 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 질량비가 0.5 이상이고, 도포액 중의 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 및 가교제의 고형분의 총합을 100질량％로 할 때, 우레탄 수지 함유율이 5질량％ 내지 50질량％인 것이, 상기 C1s 스펙트럼 영역에 기초하는 X 특성값을 2.0 내지 10.0％의 범위를 효과적으로 실현할 수 있기 때문에 바람직하다.

(도포층)

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 하드 코팅층에 대한 밀착성, UV 잉크에 대한 밀착성을 향상시키기 위해서, 그의 적어도 편면에, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 조성물로 형성되는 도포층이 적층되어 있는 것이 바람직하다. 도포층은 폴리에스테르 필름의 양면에 마련해도 되고, 폴리에스테르 필름의 편면만에 마련하고, 다른 쪽의 면에는 이종의 수지 피복층을 형성해도 된다.

이하, 도포층의 각 조성에 대하여 상세하게 설명한다.

(우레탄 수지)

본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지는, 적어도 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분에서 유래되는 우레탄 결합 부분을 갖고, 또한 필요에 따라 쇄 연장제를 포함한다.

본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합할 때의 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 질량비(폴리카르보네이트폴리올 성분의 질량/폴리이소시아네이트 성분의 질량)의 하한은 바람직하게는 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.6이고, 더욱 바람직하게는 0.7이고, 특히 바람직하게는 0.8이고, 가장 바람직하게는 1.0이다. 0.5 이상이면, 도포층 표면의 OCOO 결합의 비율 X를 2％ 이상으로 효율적으로 조절할 수 있어서 바람직하다. 본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합할 때의 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 질량비의 상한은 바람직하게는 2.5이고, 보다 바람직하게는 2.2이고, 더욱 바람직하게는 2.0이고, 특히 바람직하게는 1.7이고, 가장 바람직하게는 1.5이다. 2.5 이하이면 도포층 표면의 OCOO 결합의 비율 X가 10％ 이하로 효율적으로 조절할 수 있어서 바람직하다. 또한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 분포 곡선에 있어서, B-A를 0.5at％ 이상으로 효과적으로 조절할 수 있고, c-b를 300초 이하로 효과적으로 조절할 수 있다.

본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합하기 위하여 사용하는 폴리카르보네이트폴리올 성분에는, 내열, 내가수분해성이 우수한 지방족계 폴리카르보네이트폴리올을 함유하는 것이 바람직하다. 지방족계 폴리카르보네이트폴리올로서는, 지방족계 폴리카르보네이트디올, 지방족계 폴리카르보네이트트리올 등을 들 수 있지만, 적합하게는 지방족계 폴리카르보네이트디올을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 합성, 중합하기 위하여 사용하는 지방족계 폴리카르보네이트 디올로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,8-노난디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 디올류의 1종 또는 2종 이상과, 예를 들어 디메틸카르보네이트, 에틸렌카르보네이트, 포스겐 등의 카르보네이트류를 반응시킴으로써 얻어지는 지방족계 폴리카르보네이트디올 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 상기한 폴리카르보네이트폴리올의 수 평균 분자량으로서는, 바람직하게는 500 내지 1800이다. 보다 바람직하게는 600 내지 1700, 가장 바람직하게는 700 내지 1500이다. 500 이상이면, 도포층 표면의 OCOO 결합의 비율 X가 10％ 이하로 효과적으로 조절할 수 있어서 바람직하다. 1800 이하이면, X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 분포 곡선에 있어서, B-A를 0.5 이상, 「c-b」 c-b를 300초 이하로 효과적으로 조절할 수 있어서 바람직하다.

본 발명에 있어서의 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지의 합성, 중합에 사용하는 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들어 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 지방족 디이소시아네이트류, 이소포론디이소시아네이트 및 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 등의 지환식 디이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트류, 혹은 이들 화합물을 단일 또는 복수로 트리메틸올프로판 등과 미리 부가시킨 폴리이소시아네이트류를 들 수 있다. 상기한 방향족 지방족 디이소시아네이트류, 지환식 디이소시아네이트류, 또는, 지방족 디이소시아네이트류 등을 사용한 경우, 황변의 문제가 없고 바람직하다. 또한, 강경한 도막이 너무 되지 않고, 폴리에스테르 필름 기재의 열 수축에 의한 응력을 완화할 수 있고, 접착성이 양호해져 바람직하다.

쇄 연장제로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜 및 1,6-헥산디올 등의 글리콜류, 글리세린, 트리메틸올프로판 및 펜타에리트리톨 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 및 피페라진 등의 디아민류, 모노에탄올아민 및 디에탄올아민 등의 아미노알코올류, 티오디에틸렌글리콜 등의 티오디글리콜류, 혹은 물을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 도포층은, 수계의 도포액을 사용하여 후술하는 인라인 코팅법에 의해 마련하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 발명의 우레탄 수지는 수용성 또는 수분산성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 「수용성 또는 수분산성」이란, 물 또는 수용성의 유기 용제를 50질량％ 미만 포함하는 수용액에 대하여 분산하는 것을 의미한다.

우레탄 수지에 수분산성을 부여시키기 위해서는, 우레탄 분자 골격 중에 술폰산(염)기 또는 카르복실산(염)기를 도입(공중합)할 수 있다. 내습성을 유지하기 위해서, 약산성인 카르복실산(염)기를 도입하는 것이 적합하다. 또한, 폴리옥시알킬렌기 등의 비이온성기를 도입할 수도 있다.

우레탄 수지에 카르복실산(염)기를 도입하기 위해서는, 예를 들어 폴리올 성분으로서, 디메틸올 프로판산, 디메틸올부탄산 등의 카르복실산기를 갖는 폴리올 화합물을 공중합 성분으로서 도입하고, 염 형성제에 의해 중화한다. 염 형성제의 구체예로서는, 암모니아, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리-n-프로필아민, 트리-n-부틸아민 등의 트리알킬아민류, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린 등의 N-알킬모르폴린류, N-디메틸에탄올아민, N-디에틸에탄올아민 등의 N-디알킬 알칸올아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수 있고, 2종 이상 병용할 수도 있다.

수분산성을 부여하기 위해서, 카르복실산(염)기를 갖는 폴리올 화합물을 공중합 성분으로서 사용하는 경우에는, 우레탄 수지 중의 카르복실산(염)기를 갖는 폴리올 화합물의 조성 몰비는, 우레탄 수지의 전체 폴리이소시아네이트 성분을 100몰％로 했을 때에, 3 내지 60몰％인 것이 바람직하고, 5 내지 40몰％인 것이 바람직하다. 상기 조성 몰비가 3몰％ 미만인 경우에는, 수분산성이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 상기 조성 몰비가 60몰％를 초과하는 경우에는, 내수성이 저하되기 때문에 내습열성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명의 우레탄 수지는, 강경성 향상을 위하여 말단에 블록 이소시아네이트를 결합시켜도 된다.

(가교제)

본 발명에 있어서, 도포층 형성용 조성물이 함유하는 가교제로서는 블록 이소시아네이트가 바람직하고, 3관능 이상의 블록 이소시아네이트가 더욱 바람직하고 4관능 이상의 블록 이소시아네이트가 특히 바람직하다. 이들에 의해 블로킹 내성, 하드 코팅 밀착성이 향상된다. 블록 이소시아네이트 가교제를 사용하면, X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 분포 곡선에 있어서, B-A를 0.5at％ 이상으로 효과적으로 조절할 수 있어서 바람직하다.

상기 블록 이소시아네이트의 블록제의 비점의 하한은 바람직하게는 150℃이고, 보다 바람직하게는 160℃이고, 더욱 바람직하게는 180℃이고, 특히 바람직하게는 200℃이고, 가장 바람직하게는 210℃이다. 블록제의 비점이 높을수록, 도포액의 도포 후의 건조 공정이나 인라인 코팅법의 경우에는 필름 제막 공정에서의 열 부가에 의해서도 블록제의 휘발이 억제되고, 미소한 도포면 요철의 발생이 억제되어, 필름의 투명성이 향상된다. 블록제의 비점의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 생산성의 점에서 300℃ 정도가 상한이라고 생각된다. 비점은 분자량과 관계하기 때문에, 블록제의 비점을 높게 하기 위해서는, 분자량이 큰 블록제를 사용하는 것이 바람직하고, 블록제의 분자량은 50 이상이 바람직하고, 60 이상이 보다 바람직하고, 80 이상이 더욱 바람직하다.

블록제의 해리 온도의 상한은 바람직하게는 200℃이고, 보다 바람직하게는 180℃이고, 더욱 바람직하게는 160℃이고, 특히 바람직하게는 150℃이고, 가장 바람직하게는 120℃이다. 블록제는 도포액의 도포 후의 건조 공정이나 인라인 코팅법의 경우에는 필름 제막 공정에서의 열 부가에 의해 관능기와 해리하고, 재생 이소시아네이트기가 생성된다. 그 때문에, 우레탄 수지 등과의 가교 반응이 진행되고, 접착성이 향상된다. 블록 이소시아네이트의 해리 온도가 상기 온도 이하인 경우에는, 블록제의 해리가 충분히 진행되기 때문에, 접착성, 특히 내습열성이 양호해진다.

본 발명의 블록 이소시아네이트에 사용하는 해리 온도가 120℃ 이하, 또한 블록제의 비점이 150℃ 이상인 블록제로서는, 중아황산염계 화합물: 중아황산소다 등, 피라졸계 화합물: 3,5-디메틸피라졸, 3-메틸피라졸, 4-브로모-3,5-디메틸피라졸, 4-니트로-3,5-디메틸피라졸 등, 활성 메틸렌계: 말론산디에스테르(말론산디메틸, 말론산디에틸, 말론산디n-부틸, 말론산디2-에틸헥실), 메틸에틸케톤 등. 트리아졸계 화합물: 1,2,4-트리아졸 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내습열성, 황변의 점에서, 피라졸계 화합물이 바람직하다.

본 발명의 블록 이소시아네이트의 전구체인 폴리이소시아네이트는, 디이소시아네이트를 도입하여 얻어진다. 예를 들어, 디이소시아네이트의 우레탄토 변성체, 알로파네이트 변성체, 우레아 변성체, 뷰렛 변성체, 우레토디온 변성체, 우레토이민 변성체, 이소시아누레이트 변성체, 카르보디이미드 변성체 등을 들 수 있다.

디이소시아네이트로서는, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 1,4-나프틸렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르디이소시아네이트, 2-니트로디페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디페닐프로판-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시디페닐-4,4'-디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트류, 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 지방족 디이소시아네이트류, 이소포론디이소시아네이트 및 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 등의 지환식 디이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트류를 들 수 있다. 투명성, 접착성, 내습열성의 점에서, 지방족, 지환식 이소시아네이트나 이들의 변성체가 바람직하고, 황변이 없고 높은 투명성이 요구되는 광학용으로서 바람직하다.

본 발명에 있어서의 블록 이소시아네이트는 수용성, 또는, 수분산성을 부여하기 위하여 전구체인 폴리이소시아네이트에 친수기를 도입할 수 있다. 친수기로서는, (1) 디알킬아미노 알코올의 4급 암모늄염이나 디알킬아미노알킬아민의 4급 암모늄염 등, (2) 술폰산염, 카르복실산염, 인산염 등, (3) 알콕시기로 편말단 봉쇄된 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등을 들 수 있다. 친수성 부위를 도입한 경우에는 (1) 양이온성, (2) 음이온성, (3) 비이온성이 된다. 그 중에서도, 다른 수용성 수지는 음이온성의 것이 많기 때문에, 용이하게 상용할 수 있는 음이온성이나 비이온성이 바람직하다. 또한, 음이온성은 다른 수지와의 상용성이 우수하고, 비이온성은 이온성의 친수기를 갖지 않기 때문에, 내습열성을 향상시키기 위해서도 바람직하다.

음이온성의 친수기로서는, 폴리이소시아네이트에 도입하기 위한 수산기, 친수성을 부여하기 위한 카르복실산기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 글리콜산, 락트산, 타르타르산, 시트르산, 옥시부티르산, 옥시 발레르산, 히드록시 피발산, 디메틸올아세트산, 디메틸올 프로판산, 디메틸올부탄산, 카르복실산기를 갖는 폴리카프로락톤을 들 수 있다. 카르복실산기를 중화하기 위해서는, 유기 아민 화합물이 바람직하다. 예를 들어, 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 2-에틸헥실아민, 시클로헥실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민, 에틸렌디아민 등의 탄소수 1로부터 20의 직쇄상, 분지상에의 1, 2 또는 3급 아민, 모르폴린, N-알킬모르폴린, 피리딘 등의 환상 아민, 모노이소프로판올아민, 메틸에탄올아민, 메틸이소프로판올아민, 디메틸에탄올아민, 디이소프로판올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 수산기 함유 아민 등을 들 수 있다.

비이온성의 친수기로서는, 알콕시기로 편말단 봉쇄된 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜의에틸렌옥시드 및/또는 프로필렌옥시드의 반복 단위가 3 내지 50이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 30이다. 반복 단위가 작은 경우에는, 수지와의 상용성이 나빠지고, 헤이즈가 상승하고, 큰 경우에는, 고온 고습 하의 접착성이 저하되는 경우가 있다. 본 발명의 블록 이소시아네이트는 수분산성 향상을 위해, 비이온계, 음이온계, 양이온계, 양쪽성 계면활성제를 첨가할 수 있다. 예를 들어 폴리에틸렌글리콜, 다가 알코올 지방산에스테르 등의 비이온계, 지방산염, 알킬황산에스테르, 알킬벤젠술폰산염, 술포숙신산염, 알킬인산염 등의 음이온계, 알킬아민염, 알킬베타인 등의 양이온계, 카르복실산아민염, 술폰산아민염, 황산에스테르염 등의 계면활성제 등을 들 수 있다.

또한, 물 이외에도 수용성의 유기 용제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 반응에 사용한 유기 용제나 그것을 제거하고, 다른 유기 용제를 첨가할 수도 있다.

(폴리에스테르 수지)

본 발명에 있어서의 도포층을 형성하는 데 사용하는 폴리에스테르 수지는, 직쇄상의 것이어도 되지만, 보다 바람직하게는, 디카르복실산과, 분기한 글리콜을 구성 성분으로 하는 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 디카르복실산은, 그의 주성분이 테레프탈산, 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산인 다른 아디프산, 세바스산 등의 지방족 디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산을 들 수 있다. 또한, 분지한 글리콜이란 갈라져 나온 알킬기를 갖는 디올이며, 예를 들어 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-이소프로필-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-n-헥실-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-n-부틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-n-헥실-1,3-프로판디올, 2,2-디-n-부틸-1,3-프로판디올, 2-n-부틸-2-프로필-1,3-프로판디올 및 2,2-디-n-헥실-1,3-프로판디올 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 수지는, 상기의 보다 바람직한 양태인 분지한 글리콜 성분은 전체 글리콜 성분 중에, 바람직하게는 10몰％ 이상의 비율로, 더욱 바람직하게는 20몰％ 이상의 비율로 함유되는 것이라고 할 수 있다. 상기 화합물 이외의 글리콜 성분으로서는 에틸렌글리콜이 가장 바람직하다. 소량이라면, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올 또는 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 사용해도 된다.

상기 폴리에스테르 수지의 구성 성분으로서의 디카르복실산으로서는, 테레프탈산 또는 이소프탈산인 것이 가장 바람직하다. 소량이라면 다른 디카르복실산, 특히 디페닐카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산을 첨가하여 공중합시켜도 된다. 상기 디카르복실산 이외에, 공중합 폴리에스테르계 수지에 수분산성을 부여시키기 위해서, 5-술포이소프탈산을 1 내지 10몰％의 값 범위에서 공중합시키는 것이 바람직하고, 예를 들어 술포테레프탈산, 5-술포이소프탈산, 4-술포나프탈렌이소프탈산-2,7-디카르복실산, 5-(4-술포페녹시)이소프탈산 및 그의 염류 등을 들 수 있다.

도포액 중의 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 및 가교제의 고형분의 총합을 100질량％로 할 때, 가교제의 함유율의 하한은 바람직하게는 5질량％이고, 보다 바람직하게는 7질량％이고, 더욱 바람직하게는 10질량％이고, 가장 바람직하게는 12질량％이다. 5질량％ 이상이면, X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 분포 곡선에 있어서, B-A를 0.5at％ 이상으로 조절하기 쉬워 바람직하다. 가교제의 함유율의 상한은 바람직하게는 50질량％이고, 보다 바람직하게는 40질량％이고, 더욱 바람직하게는 35질량％이고, 가장 바람직하게는 30질량％이다. 50질량％ 이하이면, X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 분포 곡선에 있어서, c-b를 300초 이하로 조절하기 쉬워 바람직하다.

도포액 중의 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 및 가교제의 고형분의 총합을 100질량％로 할 때, 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지의 함유율의 하한은 바람직하게는 5질량％이다. 5질량％ 이상이면, 도포층 표면의 OCOO 결합의 비율 X를 2.0％ 이상으로 조절하기 쉬워 바람직하다. 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지의 함유율의 상한은 바람직하게는 50질량％이고, 보다 바람직하게는 40질량％이고, 더욱 바람직하게는 30질량％이고, 가장 바람직하게는 20질량％이다. 우레탄 수지의 함유율은 50질량％ 이하이면, 도포층 표면의 OCOO 결합의 비율 X를 10.0％ 이하로 조절하기 쉬워 바람직하다.

도포액 중의 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지 및 가교제의 고형분 총합을 100질량％로 할 때, 폴리에스테르 수지 함유율의 하한은 바람직하게는 10질량％이고, 보다 바람직하게는 20질량％이고, 더욱 바람직하게는 30질량％이고, 특히 바람직하게는 35질량％이고, 가장 바람직하게는 40질량％이다. 폴리에스테르 수지의 함유율은 10질량％ 이상이면, 도포층과 폴리에스테르 필름 기재의 밀착성이 양호해져 바람직하다. 폴리에스테르 수지의 함유율의 상한은 바람직하게는 70질량％이고, 보다 바람직하게는 67질량％이고, 더욱 바람직하게는 65질량％이고, 특히 바람직하게는 62질량％이고, 가장 바람직하게는 60질량％이다. 폴리에스테르 수지의 함유율이 70질량％ 이하이면, 하드 코팅 가공 후의 하드 코팅 필름의 내습열성이 양호해져 바람직하다.

(첨가제)

본 발명에 있어서의 도포층 중에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서 공지된 첨가제, 예를 들어 계면활성제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 이활제, 안료, 염료, 유기 또는 무기의 입자, 대전 방지제, 핵제 등을 첨가해도 된다.

본 발명에 있어서는, 도포층의 내블로킹성을 보다 향상시키기 위해서, 도포층에 입자를 첨가하는 것도 바람직한 양태이다. 본 발명에 있어서 도포층 중에 함유시키는 입자로서는, 예를 들어 산화티타늄, 황산바륨, 탄산칼슘, 황산칼슘, 실리카, 알루미나, 탈크, 카올린, 클레이 등 혹은 이들의 혼합물이고, 또한, 다른 일반적 무기 입자, 예를 들어 인산칼슘, 운모, 헥토라이트, 지르코니아, 산화텅스텐, 불화 리튬, 불화칼슘기타와 병용, 등의 무기 입자나, 스티렌계, 아크릴계, 멜라민계, 벤조구아나민계, 실리콘계 등의 유기 폴리머계 입자 등을 들 수 있다.

도포층 중의 입자의 평균 입경(주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 개수 기준의 평균 입경. 이하 동일함)은, 0.04 내지 2.0㎛가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛이다. 불활성 입자의 평균 입경이 0.04㎛ 이상이면, 필름 표면으로의 요철의 형성이 용이하게 되기 때문에, 필름의 미끄럼성이나 권취성 등의 핸들링성이 향상되고, 접합 시의 가공성이 양호하며 바람직하다. 한편, 불활성 입자의 평균 입경이 2.0㎛ 이하이면, 입자의 탈락이 발생하기 어려워 바람직하다. 도포층 중의 입자 농도는, 고형 성분 중 1 내지 20질량％인 것이 바람직하다.

입자의 평균 입경의 측정 방법은, 적층 폴리에스테르 필름의 단면 입자를 주사형 전자 현미경으로 관찰을 행하여, 입자 30개를 관찰하고, 그의 평균값을 갖고 평균 입경으로 하는 방법으로 행하였다.

본 발명의 목적을 만족시키는 것이라면, 입자의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 구상 입자, 부정형의 구상이 아닌 입자를 사용할 수 있다. 부정형의 입자의 입경은 원 상당 직경으로 하여 계산할 수 있다. 원 상당 직경은, 관찰된 입자의 면적을 π로 제산하고, 평방근을 산출하여 2배 한 값이다.

(적층 폴리에스테르 필름의 제조)

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름의 제조 방법에 대해서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라고 약기하는 경우가 있다) 필름 기재를 사용한 예를 들어서 설명하지만, 당연 이것에 한정되는 것은 아니다.

PET 수지를 충분히 진공 건조한 후, 압출기에 공급하고, T 다이로부터 약 280℃의 용융 PET 수지를 회전 냉각 롤에 시트상으로 용융 압출하고, 정전 인가법에 의해 냉각 고화하여 미연신 PET 시트를 얻는다. 상기 미연신 PET 시트는, 단층 구성이어도 되고, 공압출법에 의한 복층 구성이어도 된다.

얻어진 미연신 PET 시트를 1축 연신, 혹은 2축 연신을 실시함으로써 결정 배향화시킨다. 예를 들어 2축 연신의 경우에는, 80 내지 120℃로 가열한 롤로 긴 변 방향으로 2.5 내지 5.0배로 연신하여, 1축 연신 PET 필름을 얻은 뒤, 필름의 단부를 클립으로 파지하여, 80 내지 180℃로 가열된 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 2.5 내지 5.0배로 연신한다. 또한, 1축 연신의 경우에는, 텐터내 에서 2.5 내지 5.0배로 연신한다. 연신 후 계속해서, 열처리 존으로 유도하고, 열처리를 행하여, 결정 배향을 완료시킨다.

열처리 존의 온도의 하한은 바람직하게는 170℃이고, 보다 바람직하게는 180℃이다. 열처리 존의 온도가 170℃ 이상이면 경화가 충분해지고, 액체의 물 존재 하에서의 블로킹성이 양호해져 바람직하고, 건조 시간을 길게 할 필요 없다. 한편, 열처리 존의 온도의 상한은 바람직하게는 230℃이고, 보다 바람직하게는 200℃이다. 열처리 존의 온도가 230℃ 이하이면, 필름의 물성이 저하될 우려가 없고 바람직하다.

도포층은 필름의 제조 후, 혹은 제조 공정에 있어서 마련할 수 있다. 특히, 생산성의 점에서 필름 제조 공정의 임의의 단계, 즉 미연신 혹은 1축 연신 후의 PET 필름의 적어도 편면에, 도포액을 도포하고, 도포층을 형성하는 것이 바람직하다.

이 도포액을 PET 필름에 도포하기 위한 방법은, 공지된 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 리버스 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 키스 코팅법, 다이 코터법, 롤 브러시법, 스프레이 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 와이어 바 코팅법, 파이프 닥터법, 함침 코팅법, 커튼 코팅법 등을 들 수 있다. 이들 방법을 단독으로, 혹은 조합하여 도포 시공할 수 있다.

본 발명에 있어서 도포층의 두께는, 0.001 내지 2.00㎛의 범위에서 적절히 설정할 수 있지만, 가공성과 접착성을 양립시키기 위해서는 0.01 내지 1.00㎛의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.80㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.50㎛이다. 도포층의 두께가 0.001㎛ 이상이면, 접착성이 양호하여 바람직하다. 도포층의 두께가 2.00㎛ 이하이면, 블로킹을 발생하기 어려워 바람직하다.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈의 상한은 바람직하게는 1.5％이고, 보다 바람직하게는 1.3％이고, 더욱 바람직하게는 1.2％이고, 특히 바람직하게는 1.0％이다. 헤이즈가 1.5％ 이하이면, 투명성의 점에서 바람직하고, 투명성이 요구되는 광학 필름에도 적합하게 사용할 수 있다.

실시예

이어서, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(폴리에스테르 펠릿 P-1의 제조)

교반기 구비 2리터 스테인리스제 오토클레이브에 고순도 테레프탈산과 그의 2배 몰량의 에틸렌글리콜을 투입하고, 트리에틸아민을 산 성분에 대하여 0.3몰％ 첨가하여, 0.25MPa의 가압 하 250℃에서 물을 계외로 증류 제거하면서 에스테르화 반응을 행하여 에스테르화율이 약 95％의 비스(2-히드록시에틸)테레프탈레이트 및 올리고머의 혼합물(이하 BHET 혼합물이라고 한다)을 얻었다. 이어서, 이 BHET 혼합물을 교반하면서, 중합 촉매로서 삼산화안티몬의에틸렌글리콜 용액을 폴리에스테르 중의 산 성분에 대하여 안티몬 원자로서 0.04몰％가 되도록 첨가하고, 계속하여 질소 분위기 하에서, 상압에서 250℃에서 10분간 교반하였다. 그 후, 60분간 걸쳐서 280℃까지 승온하면서 반응계의 압력을 서서히 낮추어서 13.3Pa(0.1Torr)로 하고, 추가로 280℃, 13.3Pa로 중축합 반응을 실시하였다. 방압에 계속하여, 미가압 하의 레진을 냉수에 스트랜드상으로 토출하여 급랭하고, 그 후 20초간 냉수 중에서 유지한 후, 커팅하여 길이 약 3mm, 직경 약 2mm의 실린더 형상의 펠릿을 얻었다.

용융 중합으로 얻어진 폴리에스테르 펠릿을, 감압 건조(13.3Pa 이하, 80℃, 12시간)한 후, 계속하여 결정화 처리(13.3Pa 이하, 130℃, 3시간, 또한, 13.3Pa 이하, 160℃, 3시간)를 행하였다. 방랭 후의 이 폴리에스테르 펠릿을 고상 중합 반응기 내에서, 계내를 13.3Pa 이하, 215℃로 유지하면서 고상 중합을 행하고, 고유 점도(용매: 페놀/테트라클로로에탄=60/40)가 0.62dl/g의 폴리에스테르 펠릿을 얻었다.

(알루미늄 화합물의 조제)

교반 하 80℃에서 2시간 가열 처리하여 조제되고, 또한, 27Al-NMR 스펙트럼의 피크 위치가 저자장측으로 화학 이동한 것이 확인된 염기성 아세트산알루미늄(히드록시알루미늄디아세테이트; Aldrich사제)의 20g/l 수용액에 대하여, 등량(용량비)의 에틸렌글리콜을 모두 플라스크에 투입하고, 실온에서 6시간 교반한 후, 감압(133Pa) 하, 90 내지 110℃에서 수시간 교반하면서 계로부터 물을 증류 제거하고, 20g/l의 알루미늄 화합물의 에틸렌글리콜 용액을 조제하였다.

(인 화합물의 조제)

인 화합물로서 [화 39]로 표시되는 Irganox1222(시바·스페셜티 케미컬즈사제)를 에틸렌글리콜과 함께 플라스크에 투입하고, 질소 치환 하 교반하면서 액온 160℃에서 25시간 가열하고, 50g/l의 인 화합물의 에틸렌글리콜 용액을 조제하였다. 31P-NMR 스펙트럼의 측정에 의해 약 60몰％가 수산기로 변환하고 있는 것을 확인하였다.

(알루미늄 화합물의 에틸렌글리콜 용액/인 화합물의 에틸렌글리콜 용액의 혼합물 조제)

상기 알루미늄 화합물의 조제 및 상기 인 화합물의 조정으로 얻어진 각각의 에틸렌글리콜 용액을 플라스크에 투입하고, 알루미늄 원자와 인 원자가 몰비로 1:2가 되도록 실온에서 혼합하고, 1일간 교반하여 촉매 용액을 조제하였다. 해당 혼합 용액에 27Al-NMR 스펙트럼 및 31P-NMR 스펙트럼의 측정 결과는, 어느 경우도 화학 이동이 확인되었다.

(폴리에스테르 펠릿 P-2의 제조)

중축합 촉매로서, 상기 "알루미늄 화합물의 에틸렌글리콜 용액/인 화합물의 에틸렌글리콜 용액의 혼합물을 사용하여, 폴리에스테르 중의 산 성분에 대하여 알루미늄 원자 및 인 원자로서 각각 0.014몰％ 및 0.028몰％가 되도록 첨가한 것 이외에는 폴리에스테르 펠릿 P-1의 제조와 마찬가지의 조작을 행하였다. 고유 점도(용매: 페놀/테트라클로로에탄=60/40)가 0.65dl/g의 폴리에스테르 펠릿 P-2를 얻었다.

(폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 A-1의 중합)

교반기, 딤로스 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 1,3-시클로헥실디이소시아네이트 32질량부, 디메틸올프로판산 7질량부, 수 평균 분자량 800의 폴리헥사메틸렌카르보네이트디올 58질량부, 네오펜틸글리콜 3질량부 및 용제로서 아세톤 84.00질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 75℃에 있어서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인하였다. 이어서, 이 반응액을 40℃에까지 강온한 후, 트리에틸아민 5.17질량부를 첨가하고, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하여, 25℃로 조정하고, 2000min^-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 첨가하여 수분산하였다. 그 후, 감압 하에서, 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 34％의 수분산성 우레탄 수지 용액(A-1)을 조제하였다.

(폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 A-2의 중합)

교반기, 딤로스 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 38질량부, 디메틸올프로판산 9질량부, 수 평균 분자량 1000의 폴리헥사메틸렌카르보네이트디올 53질량부 및 용제로서 아세톤 84.00질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 75℃에 있어서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인하였다. 이어서, 이 반응액을 40℃에까지 강온한 후, 트리에틸아민 5.17질량부를 첨가하고, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하여, 25℃로 조정하고, 2000min^-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 첨가하여 수분산하였다. 그 후, 감압 하에서, 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 35％의 수분산성 우레탄 수지 용액(A-2)을 조제하였다.

(폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 A-3의 중합)

교반기, 딤로스 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 30질량부, 수 평균 분자량 700의 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르 16질량부, 수 평균 분자량 1200의 폴리헥사메틸렌카르보네이트디올 50질량부, 네오펜틸글리콜 4질량부 및 용제로서 아세톤 84.00질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 75℃에 있어서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인하였다. 이어서, 이 반응액을 40℃에까지 강온한 후, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하여, 25℃로 조정하고, 2000min^-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 첨가하여 수분산하였다. 그 후, 감압 하에서, 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 35％의 수분산성 우레탄 수지 용액(A-3)을 조제하였다.

(폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 A-4의 중합)

교반기, 딤로스 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 24질량부, 디메틸올부탄산 4질량부, 수 평균 분자량 2000의 폴리헥사메틸렌카르보네이트디올 71질량부, 네오펜틸글리콜 1질량부 및 용제로서 아세톤 84.00질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 75℃에서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인하였다. 이어서, 이 반응액을 40℃에까지 강온한 후, 트리에틸아민 8.77질량부를 첨가하고, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하여, 25℃로 조정하고, 2000min^-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 첨가하여 수분산하였다. 그 후, 감압 하에서, 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 34질량％의 수분산성 우레탄 수지 용액(A-4)을 조제하였다.

(폴리카르보네이트폴리올 성분을 함유하지 않는 우레탄 수지 A-5의 중합)

폴리에테르폴리올, 유기 폴리이소시아네이트, 쇄 신장제로서 디에틸렌글리콜을 사용한 다단식 이소시아네이트 중부가 방법에 의해, 70 내지 120℃의 온도에 있어서, 2시간 반응시켰다. 얻어진 우레탄 프리폴리머는, 중아황산염 수용액과 혼합하고, 약 1시간, 잘 교반하면서 반응을 진행시켜, 블록화하였다. 반응 온도는 60℃ 이하로 하였다. 그 후, 물로 희석하여, 고형분 20질량％의 열반응형 수분산성 우레탄 수지 용액(A-5)을 조정하였다.

(폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지 A-6의 중합)

교반기, 딤로스 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 4,4-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 54질량부, 수 평균 분자량 700의 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르 16질량부, 수 평균 분자량 1200의 폴리헥사메틸렌카르보네이트디올 18질량부, 네오펜틸글리콜 12질량부 및 용제로서 아세톤 84.00질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 75℃에 있어서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인하였다. 이어서, 이 반응액을 40℃에까지 강온한 후, 트리에틸아민 8.77질량부를 첨가하고, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하여, 25℃로 조정하고, 2000min^-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄프리폴리머 용액을 첨가하여 수분산하였다. 그 후, 감압 하에서, 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 34질량％의 수분산성 우레탄 수지 용액(A-6)을 조제하였다.

하기의 2항목을 표 2에 나타내었다.

가. 도포층을 형성하는 우레탄 수지를 합성, 중합할 때의, 폴리카르보네이트폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 질량비(폴리카르보네이트폴리올 성분/폴리이소시아네이트 성분)

나. 폴리카르보네이트폴리올 성분의 분자량

(블록 이소시아네이트 가교제 B-1의 중합)

교반기, 온도계, 환류 냉각관을 구비한 플라스크에 헥사메틸렌디이소시아네이트를 원료로 한 이소시아누레이트 구조를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(아사히 가세이 케미컬즈제, 듀라네이트 TPA) 66.04질량부, N-메틸피롤리돈 17.50질량부에 3,5-디메틸피라졸(해리 온도: 120℃, 비점: 218℃) 25.19질량부를 적하하고, 질소 분위기 하에서, 70℃에서 1시간 유지하였다. 그 후, 디메틸올프로판산 5.27질량부를 적하하였다. 반응액의 적외 스펙트럼을 측정하고, 이소시아네이트기의 흡수가 소실한 것을 확인 후, N,N-디메틸에탄올아민 5.59질량부, 물 132.5질량부를 첨가하여, 고형분 40질량％의 블록 폴리이소시아네이트 수분산액(B-1)을 얻었다. 당해 블록 이소시아네이트 가교제의 관능기 수는 4이다.

(블록 이소시아네이트 가교제 B-2의 중합)

교반기, 온도계, 환류 냉각관을 구비한 플라스크에 헥사메틸렌디이소시아네이트를 원료로 한 이소시아누레이트 구조를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(아사히 가세이 케미컬즈제, 듀라네이트 TPA) 100질량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 55질량부, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르(평균 분자량 750) 30질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서, 70℃에서 4시간 유지하였다. 그 후, 반응액 온도를 50℃로 낮추고, 메틸에틸케톡심 47질량부를 적하하였다. 반응액의 적외 스펙트럼을 측정하고, 이소시아네이트기의 흡수가 소실된 것을 확인하고, 고형분 40질량％의 옥심블록이소시아네이트 가교제(B-2)를 얻었다. 당해 블록 이소시아네이트 가교제의 관능기 수는 3이다.

(카르보디이미드 B-3의 중합)

교반기, 온도계, 환류 냉각기를 구비한 플라스크에 헥사메틸렌디이소시아네이트 168질량부와 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르(M400, 평균 분자량 400) 220질량부를 투입하고, 120℃에서 1시간, 교반하고, 추가로 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 26질량부와 카르보디이미드화 촉매로서 3-메틸-1-페닐-2-포스포렌-1-옥시드 3.8질량부(전체 이소시아네이트에 대하여 2질량％)를 첨가하고, 질소 기류 하 185℃에서 추가로 5시간 교반하였다. 반응액의 적외 스펙트럼을 측정하고, 파장 220 내지 2300cm^-1의 흡수가 소실된 것을 확인하였다. 60℃까지 방랭하고, 이온 교환수를 567질량부 첨가하여, 고형분 40질량％의 카르보디이미드 수성 수지액(B-3)을 얻었다.

(폴리에스테르 수지의 중합 C-1)

교반기, 온도계 및 부분 환류식 냉각기를 구비하는 스테인리스 스틸제 오토클레이브에, 디메틸테레프탈레이트 194.2질량부, 디메틸이소프탈레이트 184.5질량부, 디메틸-5-나트륨술포이소프탈레이트 14.8질량부, 디에틸렌글리콜 233.5질량부, 에틸렌글리콜 136.6질량부 및 테트라-n-부틸티타네이트 0.2질량부를 투입하고, 160℃로부터 220℃의 온도에서 4시간에 걸쳐 에스테르 교환 반응을 행하였다. 이어서 255℃까지 승온하고, 반응계를 서서히 감압한 후, 30Pa의 감압 하에서 1시간 30분 반응시켜, 공중합 폴리에스테르 수지(C-1)를 얻었다. 얻어진 공중합 폴리에스테르 수지(C-1)는, 담황색 투명이었다. 공중합 폴리에스테르 수지(C-1)의 환원 점도를 측정한 바, 0.70dl/g이었다. DSC에 의한 유리 전이 온도는 40℃였다.

(폴리에스테르 수 분산체의 조정)

교반기, 온도계와 환류 장치를 구비한 반응기에, 폴리에스테르 수지(C-1) 15질량부, 에틸렌글리콜n-부틸에테르 15질량부를 넣고, 110℃에서 가열, 교반하고 수지를 용해하였다. 수지가 완전히 용해한 후, 물 70질량부를 폴리에스테르 용액에 교반하면서 서서히 첨가하였다. 첨가 후, 액을 교반하면서 실온까지 냉각하고, 고형분 15질량％의 유백색의 폴리에스테르 수 분산체(Cw-1)를 제작하였다.

(실시예 1)

(1) 도포액의 조정

물과 이소프로판올의 혼합 용매에, 하기의 도포제를 혼합하고, 우레탄 수지 용액(A-1)/가교제(B-1)/폴리에스테르 수 분산체(Cw-1)의 고형분 질량비가 25/26/49가 되는 도포액을 제작하였다.

우레탄 수지 용액(A-1) 3.55질량부

가교제(B-1) 3.16질량부

폴리에스테르 수 분산체(Cw-1) 16.05질량부

입자 0.47질량부

(평균 입경 200nm의 건식법 실리카, 고형분 농도 3.5％)

입자 1.85질량부

(평균 입경 40 내지 50nm의 실리카졸, 고형분 농도 30질량％)

계면활성제 0.30질량부

(실리콘계, 고형분 농도 10질량％)

(2) 적층 폴리에스테르 필름의 제조

필름 원료 폴리머로서, 고유 점도가 0.62dl/g으로, 또한 입자를 실질상 함유하고 있지 않은 상기의 폴리에스테르 펠릿(P-1)을 133Pa의 감압 하, 135℃에서 6시간 건조시켰다. 그 후, 압출기에 공급하고, 약 280℃에서 시트상으로 용융 압출하여, 표면 온도 20℃로 유지한 회전 냉각 금속 롤 상에서 급랭 밀착 고화시켜, 미연신 PET 시트를 얻었다.

이 미연신 PET 시트를 가열된 롤 군 및 적외선 히터로 100℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤 군에서 긴 변 방향으로 3.5배 연신하여, 1축 연신 PET 필름을 얻었다.

이어서, 실온에서 5시간 이상 정치한 상기 도포액을 롤 코팅법으로 PET 필름의 편면에 도포한 후, 80℃에서 20초간 건조시켰다. 또한, 최종(2축 연신 후)의 건조 후의 도포량이 0.15g/㎡(건조 후의 도포층 두께 150nm)가 되도록 조정하였다. 계속해서 텐터에서, 120℃에서 폭 방향으로 4.0배로 연신하고, 필름의 폭 방향의 길이를 고정한 상태에서, 230℃에서 5초간 가열하고, 추가로 100℃에서 10초간 3％의 폭 방향의 이완 처리를 행하고, 100㎛의 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다.

(실시예 2)

우레탄 수지를 (A-2)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

(실시예 3)

우레탄 수지를 (A-3)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

(실시예 4)

가교제를 (B-2)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

(실시예 5)

물과 이소프로판올의 혼합 용매에, 하기의 도포제를 혼합하고, 우레탄 수지 용액(A-1)/가교제(B-1)/폴리에스테르 수 분산체(Cw-1)의 고형분 질량비가 22/10/68이 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

우레탄 수지 용액(A-1) 2.71질량부

가교제(B-1) 1.00질량부

폴리에스테르 수 분산체(Cw-1) 19.05질량부

입자 0.47질량부

(평균 입경 200nm의 건식법 실리카, 고형분 농도 3.5％)

입자 1.85질량부

(평균 입경 40 내지 50nm의 실리카졸, 고형분 농도 30질량％)

계면활성제 0.30질량부

(실리콘계, 고형분 농도 10질량％)

(실시예 6)

우레탄 수지를 (A-2)로 변경한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 6에서는, 「B-A」, 「b」, 「c-b」가 각각 하기 식의 범위를 만족시키고 있고, 헤이즈, 하드 코팅 밀착성, 블로킹 내성을 만족할 수 있는 것이었다.

(i) 0.5≤B-A(at％)≤3.0

(ii) 30≤b(초)≤180

(iii) 30≤c-b(초)≤300

또한, 「X」가 하기 식을 만족시키고 있고, UV 잉크 밀착성을 만족할 수 있는 것이었다.

(iv) 2.0≤X(％)≤10.0

(실시예 7)

필름 원료 폴리머로서, 폴리에스테르 펠릿을 상기의 (P-2)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 7에서는 「B-A」, 「b」, 「c-b」가 각각 하기 식의 범위를 만족시키고 있고, 하드 코팅 밀착성, 블로킹 내성을 만족할 수 있는 것이었다.

(i) 0.5≤B-A(at％)≤3.0

(ii) 30≤b(초)≤180

(iii) 30≤c-b(초)≤300

(iv) 2.0≤X(％)≤10.0

또한, 폴리에스테르 펠릿 P-1을 사용한 실시예 1 내지 6과 비교하여 헤이즈값이 작고, 필름의 투명성이 향상되는 것을 확인하였다.

(비교예 1)

물과 이소프로판올의 혼합 용매에, 하기의 도포제를 혼합하고, 우레탄 수지 용액(A-5)/폴리에스테르 수 분산체(Cw-1)의 고형분비가 29/71이 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

우레탄 수지 용액(A-5) 6.25질량부

폴리에스테르 수 분산체(Cw-1) 20.00질량부

엘라스트론용 촉매 0.50질량부

입자 1.02질량부

(평균 입경 200nm의 건식법 실리카, 고형분 농도 3.5％)

입자 2.15질량부

(평균 입경 40nm의 실리카졸, 고형분 농도 20질량％)

계면활성제 0.30질량부

(불소계, 고형분 농도 10질량％)

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는, 「X」가 2.0％ 미만이기 때문에, UV 잉크 밀착성을 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또한, 「b」가 180초를 초과하고 있기 때문에, 블로킹 내성도 만족할 수 있는 것은 아니었다.

(비교예 2)

우레탄 수지를 (A-4)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

(비교예 3)

우레탄 수지를 (A-4)로, 가교제를 (B-2)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 2, 3에서는, 「B-A」가 0.5at％ 미만이기 때문에, 블로킹 내성 및 하드 코팅 밀착성을 만족할 수 있는 것은 아니었다.

(비교예 4)

물과 이소프로판올의 혼합 용매에, 하기의 도포제를 혼합하고, 우레탄 수지 용액(A-4)/가교제(B-1)의 고형분비가 70/30이 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

우레탄 수지 용액(A-4) 9.03질량부

가교제(B-1) 3.38질량부

입자 0.52질량부

(평균 입경 200nm의 건식법 실리카, 고형분 농도 3.5％)

입자 1.80질량부

(평균 입경 40nm의 실리카졸, 고형분 농도 30질량％)

계면활성제 0.30질량부

(실리콘계, 고형분 농도 10질량％)

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 4에서는, 「c-b」가 300초를 초과하고 있기 때문에 헤이즈를 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또한, 「X」가 10.0％를 초과하고 있기 때문에 블로킹 내성을 만족할 수 있는 것은 아니었다.

(비교예 5)

물과 이소프로판올의 혼합 용매에, 하기의 도포제를 혼합하고, 우레탄 수지 용액(A-4)/가교제(B-1)의 고형분비가 20/80이 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

우레탄 수지 용액(A-4) 2.58질량부

가교제(B-1) 9.00질량부

입자 0.52질량부

(평균 입경 200nm의 건식법 실리카, 고형분 농도 3.5％)

입자 1.80질량부

(평균 입경 40nm의 실리카졸, 고형분 농도 30질량％)

계면활성제 0.30질량부

(실리콘계, 고형분 농도 10질량％)

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 5에서는, 「c-b」가 300초를 초과하고 있기 때문에 헤이즈를 만족할 수 있는 것은 아니었다.

(비교예 6)

우레탄 수지를 (A-2)로, 가교제를 (B-3)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 6에서는, 「B-A」가 0.5at％ 미만이기 때문에, 블로킹 내성 및 하드 코팅 밀착성을 만족할 수 있는 것은 아니었다.

(비교예 7)

우레탄 수지를 (A-6)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여, 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 7에서는, 「X」가 2.0％ 미만이기 때문에, UV 잉크 밀착성을 만족할 수 있는 것은 아니었다.

이하에 본 발명에서 사용한 평가 방법에 대하여 설명한다.

(1) 헤이즈

얻어진 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 JIS K 7136: 2000에 준거하고, 탁도계(닛폰 덴쇼꾸제, NDH5000)를 사용하여 측정하였다.

(2) 블로킹 내성

2매의 필름 시료를 도포층면끼리가 대향하도록 중첩하여, 98kPa의 하중을 가하고, 이것을 50℃의 분위기 하에서 24시간 밀착시켜, 방치하였다. 그 후, 필름을 박리하고, 그 박리 상태를 하기의 기준으로 판정하였다.

○: 도포층의 전이가 없고 가볍게 박리할 수 있다.

△: 도포층은 유지되고 있지만, 부분적으로 도포층의 표층이 상대면에 전이하고 있다.

×: 2매의 필름이 고착하여 박리할 수 없는 것, 혹은 박리할 수 있어도 필름 기재가 벽개하고 있다.

(3) UV 잉크와의 밀착성

적층 폴리에스테르 필름의 도포층 상에, UV 잉크[T&K TOKA(주)제, 상품명 「BEST CURE UV161 인디고 S」]를 사용하여, 인쇄기[(주)메이 세이사쿠쇼제, 상품명 「RI 테스터」]로 인쇄를 실시하고, 이어서, 잉크층을 도포한 필름에 고압 수은등을 사용하여 40mJ/㎠의 자외선을 조사하고, 자외선 경화형 잉크를 경화시켰다. 이어서, 간극 간격 2mm의 커터 가이드를 사용하여, 잉크층을 관통하여 필름 기재에 달하는 100개의 격자 무늬상의 절단 흠집을 잉크층면에 부여한다. 이어서, 셀로판 점착 테이프(니치반제, 405번; 24mm 폭)를 격자 무늬상의 절단 흠집면에 첩부하고, 지우개로 문질러서 완전히 부착시킨다. 그 후, 수직으로 셀로판 점착 테이프를 잉크 적층 필름의 잉크층면으로부터 뜯어내어, 잉크 적층 필름의 잉크층면으로부터 박리된 격자 무늬의 수를 눈으로 보아 세어, 하기의 식으로부터 잉크층과 필름 기재의 밀착성을 구한다. 또한, 격자 무늬 중에서 부분적으로 박리되어 있는 것도 박리된 격자 무늬로서 센다. 잉크 밀착성은 100(％)을 합격으로 한다.

잉크 밀착성(％)=100-(박리된 격자 무늬의 수)

(4) 하드 코팅층과의 밀착성

적층 폴리에스테르 필름의 도포층 상에, 하기 조성의 하드 코팅층 형성용 도포액을 #5 와이어 바를 사용하여 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시키고, 용제를 제거하였다. 이어서, 하드 코팅층을 도포한 필름에 고압 수은등을 사용하여 300mJ/㎠의 자외선을 조사하고, 하드 코팅 필름을 얻었다.

(하드 코팅층 형성용 도포액)

메틸에틸케톤 36.00질량％

톨루엔 18.00질량％

시클로헥사논 6.00질량％

우레탄아크릴레이트 40.00질량％

(BS577, 아라까와 가가꾸사제)

계면활성제 0.10질량％

광중합 개시제 2.00질량％

(시바 스페셜티 케미컬즈사제 이르가큐어 184)

이어서, 간극 간격 2mm의 커터 가이드를 사용하여, 하드 코팅층을 관통하여 필름 기재에 달하는 100개의 격자 무늬상의 절단 흠집을 하드 코팅층면에 부여한다. 이어서, 셀로판 점착 테이프(니치반제, 405번; 24mm 폭)를 격자 무늬상의 절단 흠집면에 첩부하고, 지우개로 문질러서 완전히 부착시킨다. 그 후, 수직으로 셀로판 점착 테이프를 하드 코팅 적층 필름의 하드 코팅층면으로부터 뜯어내고, 하드 코팅 적층 필름의 하드 코팅층면으로부터 박리된 격자 무늬의 수를 눈으로 보아 세어, 하기의 식으로부터 하드 코팅층과 필름 기재의 밀착성을 구한다. 또한, 격자 무늬 중에서 부분적으로 박리하고 있는 것도 박리된 격자 무늬로서 센다. 하드 코팅 밀착성은 95(％)를 합격으로 한다.

하드 코팅 밀착성(％)=100-(박리된 격자 무늬의 수)

(5) 깊이 방향의 원소 분포 측정

도포층의 깊이 방향의 원소 분포 측정은 X선 광전자 분광법(ESCA)으로 행하였다. 에칭을 행하는 이온원에는 유기 재료에 대하여 저손상성을 기대할 수 있는 Ar 클러스터를 사용하였다. 또한, 균일한 에칭을 할 수 있도록 에칭 시는 시료를 회전시켰다. X선 조사에 의한 대미지를 최대한 작게 하기 위해서, 각 에칭 시간에서의 스펙트럼 수집은 단시간에서의 평가가 가능한 스냅샷(snapshot) 모드로 행하였다. 또한, 스펙트럼 수집은 평가의 사정 상, 에칭 시간 120초까지는 30초마다, 이후는 60초마다로 행하였다. 측정 조건의 상세는 이하에 나타내었다. 또한, 해석 시, 백그라운드의 제거는 셜리(shirley)법으로 행하였다.

·장치: K-Alpha⁺ (Thermo Fisher Scientific사제)

·측정 조건

여기 X선: 모노크롬화 Al Ka선

X선 출력: 12kV, 2.5mA

광전자 탈출 각도: 90°

스폿 사이즈: 200mmf

패스 에너지: 150eV(스냅샷 모드)

이온 총의 가속 전압: 6kV

클러스터 사이즈: Large

에칭 레이트: 10nm/min(폴리스티렌 환산)^※

에칭 시의 시료 회전: 유

(에칭 레이트의 산출에는, 분자량 Mn: 91000(Mw/Mn=1.05)의 단분산 폴리스티렌을 톨루엔 중에 용해시킨 후, 스핀 코팅법에 의해 실리콘 웨이퍼 상에 제작한 막 두께 155nm의 것 사용하였다.)

이렇게 하여 평가한 데이터에 기초하여, 도포층 표면으로부터의 에칭 시간을 횡축에, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자, 규소 원자의 합계량에 대한 질소 원자의 양의 비율(질소 원자 비율)을 종축에 취하고, 질소 분포 곡선을 그린다. 후술하는 적층 폴리에스테르 필름 시료(실시예 2, 5 및 비교예 6)의 질소 분포 곡선을 각각 도 1, 3, 4에 도시하였다. 도 1에 도시되는 실시예 2의 질소 분포 곡선에 기초하여 본 발명의 특성값 구하는 방법을 도 2를 사용하여 설명한다. 도 2와 같이, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율을 A(at％), 질소 원자 비율의 최댓값을 B(at％), 질소 원자 비율이 최댓값 B(at％)가 되는 에칭 시간을 b(초), b(초) 이후에 질소 원자 비율이 1/2B(at％)가 될 때의 에칭 시간을 c(초)를 판독하고, B-A(at％), c-b(초)를 계산하여 구한다. 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율이란 도면의 에칭 시간 0(초) 시의 질소 원자 비율을 가리킨다.(또한, 도 1 내지 4 중의 횡축에 「에칭 시간 s」라고 기재하고 있는 「s」는 단위의 「초」를 의미하고 있다.)

(6) 표면 영역의 OCOO 결합 비율의 측정

표면 영역의 OCOO 결합의 비율(X)은 X선 광전자 분광법(ESCA)으로 평가하였다. 장치에는 K-Alpha⁺(Thermo Fisher Scientific사제)를 사용하였다. 측정 조건의 상세는 이하에 나타내었다. 또한, 해석 시, 백그라운드의 제거는 셜리법으로 행하였다. 또한, X의 산출은 3군데 이상의 측정 결과의 평균값으로 하였다.

·측정 조건

여기 X선: 모노크롬화 Al Ka선

X선 출력: 12kV, 6mA

광전자 탈출 각도: 90°

스폿 사이즈: 400mmf

패스 에너지: 50eV

스텝: 0.1eV

에너지 분해 가능: Ag3d(5/2) 스펙트럼의 FWHM=0.75eV

도 5, 6은 각각, 실시예 6, 비교예 1의 적층 폴리에스테르 필름의 표면 영역의 C1s 스펙트럼의 해석 결과를 나타내는 그래프이다. 회색 실선은 C1s 스펙트럼의 실측 데이터를 나타내고 있다. 얻어진 실측 스펙트럼의 피크를 복수의 피크에 분리하고, 각 피크 위치 및 형상으로부터 각 피크에 대응하는 결합종을 동정하였다. 또한 각 결합종 유래의 피크에서 커브 피팅을 실시하고, 피크 면적을 산출하였다. 나타나는 얻은 각 피크 (1) 내지 (6)의 결합종을 표 3에 나타내었다.

C1s 스펙트럼 영역의 각 결합종에서 유래되는 피크 면적의 합계란, 피크 (1) 내지 (6)의 피크 면적의 합계를 가리키고, OCOO 결합에서 유래되는 피크 면적이란 피크 (5)의 피크 면적을 가리킨다. C1s 스펙트럼 영역의 각 결합종에서 유래되는 피크 면적의 합계를 100％로 할 때, X(％)는 피크 (5)의 면적의 비율을 백분율로 나타낸다(％).

표 4에 실시예 6 및 비교예 1의 피크 (1) 내지 (6)의 피크 면적 산출 결과를 표 4에 나타내었다. 상기와 같이 피크 (5)의 백분율 데이터가 X(％)의 데이터이다. 실시예 6의 피크 (3), 피크 (6), 비교예 1의 피크 (3), 피크 (5)는 나타나지 않았다.

(7) 폴리카르보네이트폴리올의 수 평균 분자량 측정 방법

폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지를 프로톤 핵자기 공명 스펙트럼(1H-NMR)에 의해 측정하면, 4.1ppm 부근에 OCOO 결합에 인접하는 메틸렌기 유래의 피크가 관측된다. 또한, 당해 피크보다 0.2ppm 정도 고자장에, 폴리이소시아네이트와 폴리카르보네이트폴리올의 반응으로 발생한 우레탄 결합에 인접하는 메틸렌기 유래의 피크가 관측된다. 이들 2종류의 피크의 적분값과 폴리카르보네이트폴리올을 구성하는 모노머의 분자량으로부터 폴리카르보네이트폴리올의 수 평균 분자량을 산출하였다.

표 5에 각 실시예, 비교예의 평가 결과를 정리한다.

본 발명에 따르면, 광학 용도, 포장 용도, 라벨 용도 등 모든 분야에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 적층 폴리에스테르 필름의 제공이 가능하게 되었다.

Claims

폴리에스테르 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 도포층을 갖는 적층 폴리에스테르 필름이며, 상기 도포층이 폴리카르보네이트 구조를 갖는 우레탄 수지, 가교제 및 폴리에스테르 수지를 함유하는 조성물이 경화되어 이루어지고, 상기 도포층에 관한 X선 광전자 분광법에 의한 깊이 방향의 원소 분포 측정에 기초하는 질소 원소의 분포 곡선에 있어서, 폴리에스테르 필름 기재와는 반대측의 도포층 표면의 질소 원자 비율을 A(at％), 질소 원자 비율의 최댓값을 B(at％), 질소 원자 비율이 최댓값 B(at％)를 나타내는 에칭 시간을 b(초), b(초) 이후에 질소 원자 비율이 1/2B(at％)가 될 때의 에칭 시간을 c(초)라 할 때, 하기 식 (i) 내지 (iii) 식을 만족시키고, 또한, X선 광전자 분광법에 의해 측정한 표면 분석 스펙트럼에 있어서, C1s 스펙트럼 영역의 각 결합종에서 유래되는 피크 면적 합계를 100(％)으로 하고, OCOO 결합에서 유래되는 피크 면적을 X(％)라 할 때, 하기 식 (iv)를 만족시키는 적층 폴리에스테르 필름.
(i) 0.5≤B-A(at％)≤3.0
(ii) 30≤b(초)≤180
(iii) 30≤c-b(초)≤300
(iv) 2.0≤X(％)≤10.0
제1항에 있어서, 헤이즈가 1.5(％) 이하인, 적층 폴리에스테르 필름.