KR20220139481A - 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 액정을 포함하고 ITO가 증착된 적층 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름으로 이루어진 PDLC에 사용되는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름으로서 PDLC 제조 과정에서 가공성을 향상시킬 수 있는 프라이머층을 갖고, ITO 코팅과 같은 후가공 후에 균일한 이접착성과 가열 처리를 수반하는 가공공정에서 폴리에스테르 필름으로부터 석출되는 올리고머를 억제하며 우수한 투과율과 고굴절율을 갖는 PDLC용으로 사용될 수 있는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

광학용 이접착성 폴리에스테르 필름{HIGHLY ADHESIVE POLYESTER FILM FOR OPTICAL USE}

본 발명은 PDLC에 사용되는 고굴절율을 갖는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 보다 구체적으로 ITO 증착 후 PDLC 제작에 사용되는 적층 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름으로 ITO 코팅과 같은 후가공 후에 균일한 이접착성과 가열 처리를 수반하는 가공공정에서 폴리에스테르 필름으로부터 석출되는 올리고머를 억제하며, 고굴절율을 갖는 코팅층을 통해 PDLC 제작 시 우수한 투과율을 갖는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에스테르 필름은 디스플레이 기기 외에 여러 산업용 재료로 이용 범위가 매우 넓다. 특히, 2축 연신된 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 여러 산업분야에서 기재필름으로 많이 이용되고 있다.

또한, 광학용 필름은 디스플레이 장치의 구성 부품으로 많이 사용되고 있으며, 광학적인 투명성이 요구되는 경우에는 폴리에스테르 필름이 사용되고, 그 외 내구성 및 내열성이 요구되는 경우에는 폴리이미드 필름이 주로 사용되고 있다.

이러한, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 기재필름으로 사용될 때 후가공 처리 공정에서 다양한 수지가 도포되어 여러 용도로 이용되는데, 고분자 분산형 액정(PDLC, Polymer Dispersed Liquid Crystal)은 프라이머층이 코팅된 폴리에스테르 기재필름 상에 ITO를 증착시킨 후 두 장의 필름 사이에 액정을 도포하여 UV 경화를 진행하게 된다.

이때, ITO 증착 공정에서 가해진 열로 인해 열가소성 필름으로부터 올리고머 석출이 일어나고, 백화나 필름 표면의 오염 때문에 최종 제품에서 투과율 저하, 헤이즈 상승 등의 문제로 인해 제품으로 사용이 어렵게 된다. 그 때문에, 종래부터 고투과성을 가지며 올리고머 석출 억제를 목적으로 수지 필름 표면에 도막을 적층하는 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.

그러나, 특허문헌 1, 2와 같이 아크릴로일기를 갖는 수지나 스티렌과 아크릴산 구조를 갖는 수지층을 설계하여도, 이러한 수지만 가지고는 폴리에스테르계 기재인 필름과의 접착성은 충분하지만, 내열, 내습 접착력이 떨어지며, 다른 기재인 프리즘 가공층, 렌즈가공층, 반사방지층 또는 하드코팅층과 같은 후가공을 할 때에는 이접착성이 매우 부족한 단점이 있다. 또한 특허문헌 3, 4와 같이 필름 표면에 아크릴 변성 폴리에스테르를 사용하여 수지층을 설계하는 방법은 아크릴 변성 폴리에스테르 중에 있는 일정온도 이상의 유리 전이점을 갖는 아크릴 성분을 함유하지만, 수지층을 경화할 때에 수지층에 결점이나 크랙이 일어나 충분한 올리고머 억제 효과가 나타나지 않을 뿐만 아니라, 적층 필름의 투명성과 이접착성을 감소시킨다. 또한 특허문헌 5와 같이 첨가제를 사용하는 방법은 수지층 형성시나 제막 후 경시로 수지층 표층에 첨가제 자체가 블리드 아웃해 버리고, 이로써 이접착성이 떨어지게 되고 올리고머 석출과 동일하게 수지 필름의 백화나 필름 표면의 오염 등을 발생시킬 위험이 있다.

기재로서 사용되는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 후가공 작업 특성, 특히 후가공에 사용되는 수지와의 균일한 접착력이 요구되고, 올리고머 석출 억제를 통한 광학용 기재로서 투명성을 유지하는 기술을 통해 제품의 불량률 감소 및 수명향상, 고품질화를 이루는데 필수적이라 할 수 있다.

일본특허 JP 6040934 일본특허 JP 6023227 일본특허공개 평4-263937호 일본특허공개 2003-012841호 일본특허공개 2006-281498호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 종래의 요구사항에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 후가공층과의 이접착력이 우수하고 올리고머의 석출을 방지할 수 있으며, 완제품 제작 시 높은 광투과율과 낮은 헤이즈를 갖고 고굴절율을 갖는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름 및 이를 포함하는 고분자 분산형 액정을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.

상기 목적은, 폴리에스테르 기재필름과 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층을 포함하며, 프라이머층은 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 프라이머 도포액으로 형성된 것인 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

바람직하게는, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,

[수학식 1]

△ HAZE ≤ 0.5%

여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 열처리 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈일 수 있다.

바람직하게는, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족하되,

[수학식 2]

a/A × 100 ≥ 94%

여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적일 수 있다.

바람직하게는, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 2.0% 이하 일 수 있다.

바람직하게는, 페닐기를 갖는 이온성 아크릴계 수지와 폴리알킬렌옥사이드계 수지의 몰 비율은 1:0.1 내지 1:80일 수 있다.

바람직하게는, 페닐기를 갖는 이온성 아크릴계 수지는 아크릴기와 페닐기의 몰비율이 1:0.01 내지 1:10일 수 있다.

바람직하게는, 폴리알킬렌옥사이드 수지는 중량평균분자량이 100 내지 10,000 g/mol일 수 있다.

바람직하게는, 가교제는 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 화합물일 수 있다.

바람직하게는, 가교제는 멜라민 가교제일 수 있다.

바람직하게는, 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지는 유리전이온도가 40 내지 80℃일 수 있다.

바람직하게는, 프라이머층의 두께는 10 내지 150nm일 수 있다.

바람직하게는, 프라이머층은 평균입경이 80 내지 400nm인 유기 또는 무기입자를 더 포함하는 것일 수 있다.

바람직하게는, 프라이머층의 굴절율은 1.54 ~ 1.60일 수 있다.

바람직하게는, 가교제는 프라이머 도포액 전체 몰비율의 16 ~ 32mol%일 수 있다.

또한, 상기 목적은 PDLC용으로 사용되는 상술한 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름에 따르면, PDLC 제조 시 고온에서 올리고머의 석출을 방지할 수 있고, 높은 투과율을 갖는 등의 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따르면, ITO를 증착하는 고온 공정인 후가공 공정에서 우수한 내열성을 가져 후가공층의 탈락 및 고온에서의 백탁 또는 백화 현상을 방지할 수 있는 등의 효과를 가진다.

나아가, 본 발명에 따르면 제품의 생산성 확보와 불량률 감소를 통해 고품질화를 달성할 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 단면도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재필름(10)과 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층(20)을 포함하며, 프라이머층은 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 프라이머 도포액으로 형성된다. 이 때 프라이머층(20)은 도 1과 같이 기재필름의 한 면에 위치하거나, 도 2와 같이 기재필름의 양면에 위치할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 PDLC의 액정을 내부에 포함하고 ITO가 증착되는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름으로 PDLC 제조 과정에서 가공성을 향상시킬 수 있는 프라이머층을 갖는 구조로서, ITO 코팅과 같은 후가공 후에도 균일한 이접착성을 갖고, 가열 처리를 수반하는 가공공정에서 폴리에스테르 필름으로부터 석출될 수 있는 올리고머를 억제하며 투과율을 향상시킬 수 있는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 고온에서 안정적인 투명성을 유지하면서 우수한 이접착성을 확보하기 위해 프라이머층을 폴리에스테르 기재필름 제막 공정 중 1차 가공 처리를 하는 것이 바람직하고, 또한 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름과 ITO가 증착되는 2차 후가공 처리가 이루어지는 과정에서 자외선 경화형 또는 열경화형 코팅층간의 접착력을 향상시키고, PDLC 완제품 제조 후 우수한 투과율을 확보하기 위해, 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지와 폴리알킬렌옥사이드계 수지를 적용하고 특정 가교시스템으로 설계한 프라이머층을 구비한다.

일 실시예에서, 폴리에스테르 기재필름은 디카르복실산과 글리콜을 중합해서 얻을 수 있는 폴리에스테르를 필요에 따라서 건조시킨 다음 공지의 익스트루더로 용융, 공급하여 슬릿 상태의 다이로부터 단층 또는 다층의 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.

이때, 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 틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틴글리콜 등의 지방족 글리콜이나, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리 옥시 알킬렌글리콜, 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 또는 나프탈렌디카르복실산과 글리콜로 에틸렌글리콜을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 중합 시의 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.

일 실시예에서, 프라이머층을 구성하는 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지는 페닐기를 함유하는 모노머에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 아크릴계 중합체이다. 아크릴계 중합체의 관능기인 페닐기는 풍부한 전자를 가짐으로써 투과율 상승에 영향을 준다. 페닐기를 갖는 이온성 아크릴계 수지는 아크릴기와 페닐기의 몰비율이 1:0.01 내지 1:10인 것이 바람직하다. 이때, 아크릴기와 페닐기의 몰비율이 1:0.01 미만이거나 1:10을 초과하는 경우 굴절률이 감소되기 때문에 ITO 증착 후 투과율이 감소하는 문제가 생긴다.

또한, 프라이머층을 형성하는 도포액에서 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지는 도포액 전체 중량 중 40~70중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 이의 유리전이온도(Tg)가 40~80℃인 것이 바람직하다. 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지의 함량이 40중량% 미만이거나 유리전이온도가 40℃ 미만이면 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출 억제 효과가 감소하고, 함량이 70중량%를 초과하거나 유리전이온도가 80℃를 초과하면 접착력 감소 및 이축연신필름 제막 공정 중에 프라이머층의 균열이 일어날 가능성이 있기 때문에 위 범위로 하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 프라이머층을 구성하는 폴리알킬렌옥사이드 수지는 에틸렌옥사이드 사슬, 프로필렌옥사이드 사슬, 부틸렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 구조가 바람직하며 사슬 반복수 n이 2 내지 200인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 10 내지 100이다.

(화학식 1)

또한, 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포액에서 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지와 폴리알킬렌옥사이드 수지의 몰 비율은 1: 0.1 내지 1: 80 인 것이 바람직하고, 폴리알킬렌옥사이드계 수지는 중량평균분자량이 100 내지 10,000g/mol인 것이 바람직하다. 폴리알킬렌옥사이드 수지의 중량평균분자량이 100 미만이면 아크릴 수지와의 가교도가 부족하여 미경화 발생으로 도막층의 외관이 불량하거나 또는 접착력이 부족하게 되고, 중량평균분자량이 10,000 초과이면 미반응 가교반응물이 다수 발생하여 접착력 감소 및 이축연신 제막공정에서 프라이머층의 균열 또는 연신 자국 등의 외관 불량이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름과 2차 후가공 처리가 이루어지는 과정의 가열 공정 및 고온 공정에서 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 투명성을 유지하기 위해서, 프라이머층에는 가교제로서 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 화합물로 가교하는 구조로 설계하는 것이 바람직하다.

이들 중 멜라민계 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 친수화의 관점에서 멜라민과 포름알데히드를 축합하여 얻어지는 메티롤 멜라민 유도체에 저급 알콜로서 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등을 탈수축합 반응시켜 에테르화한 화합물 등이 바람직한데, 이는 본 발명의 프라이머층을 열가소성 수지 필름 상에 코팅하여 적층 필름으로 했을 때 프라이머층의 올리고머 억제 효과뿐만 아니라, 각종 잉크나 하드코트제 등과의 접착성이나 내습 접착성, 가요성, 강인성, 내용제성이 높아져 바람직하게 사용할 수 있기 때문이다. 이러한 메티롤화 멜라민 유도체로서는, 예를 들면 모노메티롤 멜라민, 디메티롤 멜라민, 트리메티롤 멜라민, 테트라메티롤 멜라민, 펜타메티롤 멜라민 또는 헥사메톡시메틸올 멜라민 등을 들 수 있다.

또한, 수분산시키기 위해 수산기와 반응하지 않는 구조를 이소시아네이트 말단기에 반응시킨 것이 필요하다. 소위 블록제로 이소시아네이트기의 반응기를 보호한 블록 이소시아네이트를 사용하며, 이 블록제가 100℃ 이상에서 해리되는 것을 특징으로 하며, 블록제로서는 페놀계, 알코올계, 활성 메틸렌계, 산아미드계, 락탐계, 산이미드계, 이미다졸계, 요소계, 옥심계, 아민계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 페놀, 크레졸, 에틸페놀 등의 페놀계 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜, 벤질알코올, 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 화합물, 말론산디메틸, 아세틸아세톤 등의 활성 메틸렌계 화합물, 부틸머캅단, 도데실머캅탄 등의 머캅탄계 화합물, 아세토아닐리드, 아세트산아미드 등의 산 아미드계 화합물, 카프로락탐, 발레로락탐 등의 락탐계 화합물, 숙신산이미드, 말레인산이미드 등의 산이미드계 화합물, 아세토알독심, 아세톤옥심, 메틸에틸케토옥심 등의 옥심계 화합물, 디페닐아닐린, 아닐린, 에틸렌이민 등의 아민계 화합물, 아황산나트륨 등을 들 수 있으며, 위 블록제 중 어느 것이나 상관없으나 옥심계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 카보디이미드 화합물은 분자 중에 2개 이상의 카보디이미드기를 갖는 것을 지칭하고, 본 발명에서는 카보디이미드 화합물로서 분자 골격 내에 사이클로헥산 또는 벤젠 고리기를 가지는 카보디이미드 화합물이 바람직하다.

일 실시예에서, 프라이머 도포액에 포함되는 가교제는 도포액 전체 몰비율의 16 ~ 32mol%인 것이 바람직하다. 가교제가 16mol% 미만이면 중합체 가교도가 부족하여 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출 억제 효과가 감소할 수 있고, 32mol%를 초과하면 미반응 가교반응물의 다수 발생으로 접착력 감소 및 이축 연신 필름 제막 공정 중에 프라이머층의 균열 및 제품 외관 손상이 일어날 가능성이 있다.

일 실시예에서, 프라이머층의 두께는, 통상 0.002 내지 1.0㎛, 바람직하게는 0.005 내지 0.5㎛, 더욱 바람직하게는 0.01~0.15㎛이다. 프라이머층의 막 두께가 상기 범위로부터 벗어나는 경우는, 밀착성, 도포 외관, 블록킹 특성이 악화하는 경우가 있다. 또한, 본 발명에 있어서 프라이머층은 막 두께가 얇아도 접착력이 우수한 특징이 있다.

일 실시예에서, 공정 중 주행성을 확보하고 스크래치를 방지하기 위해 프라이머층에 유기 또는 무기입자를 포함할 수 있다. 이러한 입자는 나노입자로 프라이머 도포액 전체 중량 기준 0.01~8중량%을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 나노입자의 평균입경은, 필름의 투명성의 관점에서, 통상 1.0㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 80 내지 400nm이다. 또한, 미끄럼성이나 블록킹 개량 효과를 더욱 높일 필요가 있는 경우는, 프라이머층의 막 두께보다도 큰 평균 입경의 입자를 병용하는 것이 바람직하다. 이때 사용할 수 있는 입자는, 예컨대, 실리카, 알루미나, 산화금속 등의 무기 입자, 또는 가교 고분자 입자 등의 유기입자 등을 들 수 있다. 특히, 프라이머층으로의 분산성이나 얻어지는 도막의 투명성의 관점에서는, 실리카 입자가 적합하다.

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

일 실시예에서, 프라이머층의 굴절률은 통상 1.42 내지 1.62, 바람직하게는 1.54 내지 1.60이다. 프라이머층의 굴절률이 위 범위로부터 벗어나는 경우는, 광학용 필름으로서의 광투과율 균일성의 약화 또는 2차 가공에서 가공층과의 광간섭 현상으로 인한 외관 불량이 발생할 수 있다. 또한 본 발명에 있어서는 광학 용도의 적용을 위한 적정 굴절률의 제안함으로써 광학용으로서 우수한 기술적 특징을 가지고 있다.

일 실시예에서, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,

[수학식 1]

△ HAZE ≤ 0.5%

여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 열처리 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈이다.

일 실시예에서, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 2.0% 이하인 것이 바람직하다. 즉, 가열 전 필름의 헤이즈는 2.0% 이하인 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족하되,

[수학식 2]

a/A × 100 ≥ 94%

여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적이다.

다음으로, 본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 제조 예에 대해서 구체적으로 설명하지만, 이하 제조 예로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 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 연신 온도는 60 ~ 130℃이며, 연신 배율은 2.0~5.0배이다. 필요하면 연신 후에 140℃에서 240℃의 열처리를 실시할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 종방향 연신 후 횡방향 연신하는 순차 이축연신 방법이 바람직하다. 이때, 종방향으로 1축으로 연신된 폴리에스테르 기재필름 상에 프라이머 도포액을 도포한 다음 횡방향으로 2축 연신하는 것이 바람직하다. 또한, 프라이머 도포액의 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.

이러한 코팅 공정은 프라이머 도포액에서 고형분 농도를 약 0.1~15중량% 정도 조정하여 1축 연신된 폴리에스테르 필름 상에 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 주지를 손상하지 않는 범위에 있어서, 물로의 분산성 개량, 조막성 개량 등을 목적으로 하여, 도포액 중에는 유기 용매를 함유하고 있어도 좋다. 유기 용매는 1종류만 사용해도 좋고, 적절히 2종류 이상을 사용하여도 좋다.

이러한 프라이머 도포액은 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 열경화형 도포액을 사용할 수 있으며, 이러한 구성으로 인해 ITO 증착 시 폴리에스테르 필름에서의 올리고머 석출 현상을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 프라이머층을 갖는 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 1차 열경화 시스템을 거친 후 2차 후가공을 통해 광학 원반으로 제조되어 ITO 증착 후 PDLC용 액정 도포와 함께 200nm ~ 400nm의 자외선 경화시스템을 거쳐 같이 경화될 수 있다. 이와 같이 상술한 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 PDLC용으로 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 상술한 프라이머층 설계를 통해 후가공 시 가열 공정과 같은 고온 환경에서 폴리에스테르 필름으로부터 올리고머의 석출이 일어나는 현상을 억제하고, 이로 인해 광학 용도로서의 투명성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명은 기본적으로 투명광학필름 분야에 응용되어 프라이머층이 형성된 기재 필름의 면은 전 광선투과율이 80% 이상, 헤이즈 값이 2.0% 이하로 되는 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.

[실시예]

제조예 1: 페닐기를 갖는 아크릴 수지 (A1)

오르소바이페닐메타크릴레이트 단량체 10 중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 87.5 중량% 및 메틸아크릴레이트 단량체 2.5 중량%를 포함하는 단량체 혼합물 100 중량부에 에틸머캡탄(Ethyl Mercaptan) 0.5 중량부를 혼합하여 균일하게 하였다. 교반기가 부착된 스테인레스 스틸 고압 반응기에 이온교환수 130 중량부에 각각 1중량부의 디소듐하이드로겐 포스페이트와 소듐설페이트를 용해시키고 폴리에틸아크릴레이트-메틸아크릴산 0.2 중량부를 투입하여 교반하면서, 질소 등의 불활성 기체로 반응기 내부를 채우고 가열하였다. 이후 72℃에서 3시간과 110℃에서 2시간 동안 중합반응시켰다. 중합반응이 종결된 후 세척, 탈수, 건조를 통해 페닐기를 갖는 아크릴 공중합체 (A1)를 제조하였다. 이때 제조된 페닐기를 갖는 아크릴 공중합체 (A1)에서의 아크릴기와 페닐기의 몰비율은 PyGCMS와 NMR 측정 결과를 바탕으로 몰비를 계산하였고, 오르소바이페닐메타크릴레이트 단량체와 메틸메타크릴레이트 단량체의 함량을 조절함으로써 아크릴기와 페닐기의 몰비율을 조절하여 표 1에 나타내었다.

제조예 2: 페닐기를 갖는 아크릴 수지 (A2)

오르소바이페닐메타크릴레이트 단량체 15 중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 82.5 중량% 및 메틸아크릴레이트 단량체 2.5 중량%를 포함하는 단량체 혼합물 100 중량부에 노르말 머캡탄 0.5 중량부를 혼합하여 균일하게 하였다. 교반기가 부착된 스테인레스 스틸 고압 반응기에 이온교환수 130 중량부에 각각 1중량부의 디소듐하이드로겐 포스페이트와 소듐설페이트를 용해시키고 폴리에틸아크릴레이트-메틸아크릴산 0.2 중량부를 투입하여 교반하면서, 질소 등의 불활성 기체로 반응기 내부를 채우고 가열하였다. 이후 72℃에서 3시간과 110℃에서 2시간 동안 중합반응시켰다. 중합반응이 종결된 후 세척, 탈수, 건조를 통해 페닐기를 갖는 아크릴 공중합체 (A2)를 제조하였다. 이때 제조된 페닐기를 갖는 아크릴 공중합체 (A2)에서의 아크릴기와 페닐기의 몰비율은 PyGCMS와 NMR 측정 결과를 바탕으로 몰비를 계산하였고, 오르소바이페닐메타크릴레이트 단량체와 메틸메타크릴레이트 단량체의 함량을 조절함으로써 아크릴기와 페닐기의 몰비율을 조절하여 표 1에 나타내었다.

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

(B1) 화학식 1로 표시되는 폴리알킬렌옥사이드계 수지로서, n이 30이고, 중량평균분자량이 1,340g/mol인 화합물

(C1) 헥사메톡시메틸올 멜라민화합물

(C2) 카보디이미드 당량 420g／mol의 사이클로헥산 구조를 포함하는 폴리카보디이미드 화합물

(C3) 아황산나트륨 블록 처리된 헥사메틸렌 디이소시아네이트 수성 블록 이소시아네이트 화합물

(D1) 평균입경 0.1㎛의 실리카졸

[실시예 1 내지 8]

본 실시예에서 프라이머 코팅액을 도포하기 전에 기재필름으로 사용된 폴리에스테르필름의 제조 방법은 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 급냉하여 두께 1,024㎛의 캐스팅 필름을 얻었다. 다음으로, 캐스팅 필름을 가열된 롤(roll group) 및 적외선 히터 100℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤로 종방향으로 3.2배 연신하여 일축 배향 PET 필름을 얻어 이를 기재로 사용하였다. 계속해서 필름을 클립으로 단부에 파지하고, 열풍영역으로 도입한 후 건조시켰다. 그 후 130℃에서 횡방향으로 3.2배 연신하고, 240℃에서 열고정한 다음, 200℃에서 3%의 횡완화하였다. 이렇게 하여 두께 100㎛인 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름을 얻었다.

또한, 폴리에스테르 기재필름의 제조 공정 중에 프라이머층을 형성하는 도포액을 종방향으로 3.2배 연신하여 제조된 일축 배향 PET 필름의 일면에 리버스 롤법으로 고형분 중량이 0.08g/㎡ 가 되도록 도포하는 공정을 추가 삽입하였고 실시예 1 내지 8의 도포액 조성은 하기 표 1과 같다. 하기 표 1과 같이 동등한 비율로 성분을 조절하였으며, 상술한 바와 같이 구성 성분은 약식 명칭으로 사용하였고, 모든 실시예에서 총 분자량은 10,000g/mol 이하가 되도록 조절하였다. 이때, 도포액을 적용한 최종 프라이머층의 두께는 100nm이다.

구분	프라이머층의 성분	아크릴기와 페닐기의 몰비율	몰 비율
실시예1	A1 / B1 / C1 / D1	1:8	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
실시예2	A1 / B1 / C2 / D1	1:5	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
실시예3	A1 / B1 / C3 / D1	1:6	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
실시예4	A1 / B1 / C1 / C2 / D1	1:6	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
실시예5	A1 / B1 / C2 / C3 / D1	1:8	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
실시예6	A1 / B1 / C1 / C3 / D1	1:4	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
실시예7	A1 / B1 / C1 / D1	1:0.01	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
실시예8	A1 / B1 / C1 / D1	1:10	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14

[비교예 1]

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

[비교예 2 내지 21]

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

또한, 하기 표 2와 같이 동등한 비율로 성분을 조절하였으며, 상술한 바와 같이 구성 성분은 약식 명칭으로 사용하였고, 모든 비교예에서 총 분자량은 10,000g/mol 이하가 되도록 조절하였다. 이때, 도포액을 적용한 최종 프라이머층의 두께는 100nm이다.

구분	프라이머층의 성분	아크릴기와 페닐기의 몰비율	몰 비율
비교예1	-		-
비교예2	A1 / C1 / D1	1:3	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예3	A1 / C2 / D1	1:5	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예4	A1 / C3 / D1	1:5	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예5	A1 / C1 / C2 / D1	1:6	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예6	A1 / C2 / C3 / D1	1:7	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예7	A1 / C1 / C3 / D1	1:7	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예8	A2 / C1 / D1	1:29	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예9	A2 / C2 / D1	1:23	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예10	A2 / C3 / D1	1:19	0.37 / 0.43 / 0.2
비교예11	A2 / C1 / C2 / D1	1:22	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예12	A2 / C2 / C3 / D1	1:35	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예13	A2 / C1 / C3 / D1	1:41	0.37 / 0.22 / 0.21 / 0.2
비교예14	A2 / B1 / C1 / D1	1:22	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
비교예15	A2 / B1 / C2 / D1	1:30	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
비교예16	A2 / B1 / C3 / D1	1:29	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
비교예17	A2 / B1 / C1 / C2 / D1	1:56	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
비교예18	A2 / B1 / C2 / C3 / D1	1:55	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
비교예19	A2 / B1 / C1 / C3 / D1	1:53	0.27 / 0.27 / 0.16 / 0.16 / 0.14
비교예20	A1 / B1 / C1 / D1	1:0.005	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14
비교예21	A1 / B1 / C1 / D1	1:11	0.27 / 0.27 / 0.32 / 0.14

상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 21에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

[실험예]

1. 열처리 전후 헤이즈 및 헤이즈 변화량 측정

상술한 실시예 및 비교예에서 만들어진 도포액으로 폴리에스테르 필름에 도포하여 경화시킨 후 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈를 측정하였다.

Haze 확인 후 전기건조기를 이용하여 150℃에서 1시간 보관하였다. 1시간 후 시료를 꺼내어 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈를 재측정하였다. 열처리 후 헤이즈가 측정되면 열처리 전후의 변화량을 산출하였다. 총 10장의 동일 시료의 측정값을 평균값으로 산출하였다.

2. 굴절률 측정

상술한 실시예 및 비교예에서 만들어진 도포액으로 폴리에스테르 필름에 도포하여 열경화시킨 후 ㈜엘립소테크놀러지사에서 제조된 엘립소미터를 이용하여 굴절률을 측정하였다.

3. 상온 접착력 측정

상온에서 프라이머층의 접착력을 측정하였다. #20 와이어바를 사용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시킨 후, 절단기로 프라이머층이 코팅된 필름에 절단선을 만들어서, 10 × 10의 매트릭스에 1㎜ × 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 떼어내었다. 코팅층에 남아있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 다음 수학식 3에 의해 접착력을 계산하였다.

(수학식 3)

	헤이즈 변화량(ΔHaze)	굴절률	접착력(%)
실시예1	0.32	1.58	100
실시예2	0.43	1.54	95
실시예3	0.39	1.55	94
실시예4	0.31	1.55	97
실시예5	0.40	1.56	94
실시예6	0.33	1.54	97
실시예7	0.32	1.54	94
실시예8	0.39	1.57	96
비교예1	9.90	-	0
비교예2	0.41	1.55	63
비교예3	0.39	1.53	75
비교예4	0.41	1.54	53
비교예5	0.33	1.54	68
비교예6	0.48	1.55	61
비교예7	0.38	1.53	59
비교예8	0.81	1.48	60
비교예9	0.89	1.47	62
비교예10	0.83	1.49	52
비교예11	0.78	1.49	31
비교예12	0.88	1.51	23
비교예13	0.84	1.50	17
비교예14	0.85	1.47	88
비교예15	0.90	1.49	84
비교예16	0.92	1.50	82
비교예17	1.01	1.50	85
비교예18	0.97	1.49	83
비교예19	0.98	1.48	86
비교예20	0.67	1.47	85
비교예21	0.99	1.51	83

위 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 8에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 헤이즈 변화량, 굴절률 및 접착력 면에서 우수한 효과가 있음을 할 수 있고, 특히 멜라민 가교제만을 사용한 실시예 1의 경우 헤이즈 변화량, 굴절률 및 접착력 면에서 가장 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있다.

반면에, 비교예 8 내지 21에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름과 같이, 아크릴기와 페닐기의 몰비율이 1:0.1 ~ 1:10의 범위를 벗어나게 되면 굴절률이 감소되는 것을 확인할 수 있다.

또한, 폴리알킬렌옥사이드계 수지를 사용하지 않은 비교예 2 내지 비교예 13에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 상온 부착력이 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 폴리에스테르 기재필름
20: 프라이머층

Claims (15)

1. 폴리에스테르 기재필름과,
   상기 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층을 포함하며,
   상기 프라이머층은 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 프라이머 도포액으로 형성된 것인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,
   [수학식 1]
   △ HAZE ≤ 0.5%
   여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 열처리 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
3. 제1항에 있어서,
   상기 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족하되,
   [수학식 2]
   a/A × 100 ≥ 94%
   여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 2.0% 이하인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
5. 제1항에 있어서,
   상기 페닐기를 갖는 이온성 아크릴계 수지와 상기 폴리알킬렌옥사이드계 수지의 몰 비율은 1:0.1 내지 1:80인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
6. 제1항에 있어서,
   상기 페닐기를 갖는 이온성 아크릴계 수지는 아크릴기와 페닐기의 몰비율이 1:0.01 내지 1:10인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
7. 제1항에 있어서,
   상기 폴리알킬렌옥사이드 수지는 중량평균분자량이 100 내지 10,000 g/mol인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
8. 제1항에 있어서,
   상기 가교제는 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 화합물인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
9. 제1항에 있어서,
   상기 가교제는 멜라민 가교제인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
10. 제1항에 있어서,
    상기 페닐기를 갖는 이온성 아크릴 수지는 유리전이온도가 40 내지 80℃인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
11. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 두께는 10 내지 150nm 인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
12. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층은 평균입경이 80 내지 400nm인 유기 또는 무기입자를 더 포함하는, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
13. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 굴절율은 1.54 ~ 1.60인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
14. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 상기 프라이머 도포액 전체 몰비율의 16 ~ 32mol%인, 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.
15. PDLC용으로 사용되는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 광학용 이접착성 폴리에스테르 필름.

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