KR20240071647A - 친환경 비산방지 필름, 적층체 및 디스플레이 장치 - Google Patents

친환경 비산방지 필름, 적층체 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

일 구현예는 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 기재층 및 점착층을 포함하고, 헤이즈가 2% 이하이며 열처리 시에 모서리에 발생하는 최대 컬 높이가 20 mm 이내인 친환경 비산방지 필름을 제공한다.

Description

친환경 비산방지 필름, 적층체 및 디스플레이 장치{ECO-FRIENDLY ANTI-SCATTERING FILM, LAMINATE AND DISPLAY DEVICE}
구현예는 친환경 소재를 활용한 투명 비산방지 필름, 및 이를 포함하는 적층체 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전기전자 분야에서 디스플레이 장치에는 디자인 개선을 위해 색을 구현하면서 동시에 강도를 높이고 충격에 대한 보강 및 파손 시의 안전까지 고려하는 비산방지 필름이 적용되고 있다.
그러나 최근 지구 환경 보존 및 온실 가스 저감을 위한 친환경 제품에 대한 관심도 및 제도가 강화됨에 따라 이러한 비산방지 필름도 친환경 제품으로의 변화가 필수적이다.
이를 위해 비산방지 필름에 기재로서 적용되는 폴리에스테르 필름을 재생 폴리에스테르나 바이오매스와 같은 친환경 소재를 이용하여 제조하려는 시도가 있다.
재생 폴리에스테르는 폐 폴리에스테르를 물리적 또는 화학적인 방법으로 재활용하여 얻어지고 있다. 이 중 화학적인 재활용 방법은 폐 폴리에스테르의 에스테르 결합을 끊어서 해중합(depolymerization)하는 것으로, 구체적으로 글리콜리시스(glycolysis), 히드롤리시스(hydrolysis), 메탄올리시스(methanolysis), 아미놀리시스(aminolysis) 등의 반응을 이용한다.
바이오매스를 포함하는 폴리에스테르의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 주 모노머 중 하나인 에틸렌글리콜(EG)을 석유가 아닌 식물에서 추출한 바이오매스를 이용하여 중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다.
그러나 친환경 소재는 석유화학계 원료로 중합된 버진(virgin) 소재 대비 물성이 저하되므로 디스플레이용 비산방지 필름과 같이 고기능성 광학용 제품에 적용되기에는 한계가 있었다.
한국 등록특허 제 1386683 호
본 발명자들은 친환경 소재를 사용할 경우 비산방지 필름의 특성이 저하되는 문제를 해결하고자 연구한 결과 동등 이상의 성능을 구현해낼 수 있었다.
따라서, 이하 구현예의 과제는 재생 수지나 바이오매스와 같은 친환경 소재로 제조한 기재 필름을 사용하면서도, 기존의 버진 수지를 이용하여 제조된 필름 대비 동등 이상의 광학적, 물리적 성능을 가지는 비산방지 필름을 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면, 기재층; 및 상기 기재층의 일면 상에 형성된 점착층을 포함하는 필름으로서, 상기 기재층은 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필름은 헤이즈가 2% 이하이고, 상기 필름을 400 cm x 350 cm로 재단하여 80℃ 오븐에서 1시간 열처리시 모서리에 발생하는 최대 컬(curl) 높이가 20 mm 이내인, 친환경 비산방지 필름이 제공된다.
다른 구현예에 따르면, 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 기재층을 준비하는 단계; 상기 기재층의 표면을 이온 블로워를 이용하여 이물 및 정전기를 제거하는 단계; 상기 기재층을 100℃ 내지 150℃의 온도에서 열처리하는 단계; 및 상기 기재층의 일면 상에 점착층을 형성하는 단계를 포함하는, 친환경 비산방지 필름의 제조방법이 제공된다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 친환경 비산방지 필름; 및 상기 친환경 비산방지 필름의 점착층에 합지되는 글래스 기판을 포함하는, 적층체가 제공된다.
또 다른 구현예에 따르면, 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 일면 상에 배치되는 상기 적층체를 포함하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 재생 수지나 바이오매스와 같은 친환경 소재로 제조한 기재를 사용하면서도, 기존의 버진 수지를 이용하여 제조된 필름 대비 동등 이상의 광학적, 물리적 성능을 나타낸다.
따라서 상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 디스플레이 장치, 가전 제품, 자동차 등의 다양한 제품에 적용되어, 데코레이션과 함께 글래스 기판의 보호와 비산방지 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 단면도를 나타낸다.
도 2는 다른 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 단면도를 나타낸다.
이하 다양한 구현예와 실시예를 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다.
구현예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 구현예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장되거나 생략될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상/하에 형성되거나 서로 연결 또는 결합된다는 기재는, 이들 구성요소 간에 직접 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성, 연결 또는 결합되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 대상을 관찰하는 방향에 따라 달라질 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 각 구성요소를 지칭하는 용어는 다른 구성요소들과 구별하기 위해 사용되는 것이며, 구현예를 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성 요소들은 상기 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로 구별하는 목적으로 사용된다.
본 명세서에서 "포함"한다는 기재는 특정 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분을 구체화하기 위한 것이며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
친환경 비산방지 필름
도 1은 일 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하여, 일 구현예에 따른 필름(100)은 기재층(110); 상기 기재층(110)의 일면 상에 형성되는 점착층(120)을 포함한다. 추가로, 상기 구현예에 따른 필름(100)은 상기 점착층(120)의 표면에 합지되는 이형지(130)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 다른 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 단면도를 나타낸다. 도 2를 참조하여, 다른 구현예에 따른 필름(100)은 상기 기재층(110)의 타면 상에 형성된 기능층(105)을 더 포함할 수 있다. 상기 기능층(105)은 프라이머층, 하드코팅층, 인쇄층, 몰드층 및 금속증착층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 기재층에 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하여 탄소저감 효과가 우수하다.
일례로서, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 버진 폴리에스테르 필름 대비 탄소저감 효과가 10% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 탄소저감 효과가 15% 이상, 20% 이상, 또는 25% 이상일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 탄소저감 효과가 10% 내지 50%, 10% 내지 40%, 또는 15% 내지 40%일 수 있다.
상기 탄소저감 효과는, 버진 폴리에스테르 필름 대비 친환경 폴리에스테르 필름을 적용하였을 때 감소되는 CO2 양의 백분율(%)로 계산될 수 있다. 구체적으로, 각각의 필름을 원재료부터 제품을 합성하기까지 배출되는 CO2의 양을 전과정 평가(LCA)를 통해 지구온난화 지수를 산출하고, 이 산출한 값들로부터 버진 폴리에스테르 필름 대비 친환경 폴리에스테르 필름 적용시 감소되는 CO2의 양을 통해 탄소저감 효과를 계산할 수 있다. 지구온난화 지수 산출에 필요한 전과정 평가는 ISO 14040을 기반으로 각 영향 범주별 Gabi ver.10.6.1.35에서 정의된 특성화 영향 펙터 및 계산법을 사용하여 도출할 수 있다(CML 2016). 이러한 탄소저감 효과는 국제적 인증기구를 통해서도 인증받을 수 있다. 예를 들어 재생 폴리에스테르 필름의 탄소저감 효과는 컨트롤유니온의 국제재생표준(GRS), 재생클레임표준(RCS) 등을 통해 인증받을 수 있고, 바이오매스 함유 폴리에스테르 필름의 탄소저감 효과는 TUV의 OK Biobased 또는 한국 KBMP의 Biobased Product에서 인증 받을 수 있다.
다른 예로서, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 TUV의 OK Biobased 인증 또는 한국 KBMP의 Biobased Product 인증에 따라 측정된 탄소저감 효과가 10% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 TUV의 OK Biobased 인증 또는 한국 KBMP의 Biobased Product 인증에 따라 측정된 탄소저감 효과가 15% 이상, 20% 이상, 또는 25% 이상일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 친환경 비산방지 필름의 기재층은 TUV의 OK Biobased 인증 또는 한국 KBMP의 Biobased Product 인증에 따라 측정된 탄소저감 효과가 10% 내지 50%, 또는 10% 내지 40%일 수 있다.
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 재생 수지나 바이오매스와 같은 친환경 소재로 제조한 기재를 사용하면서도, 기존의 버진 수지를 이용하여 제조된 필름 대비 동등 이상의 광학적, 물리적 성능을 나타낸다.
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 광 투과율, 예를 들어 가시광선, 구체적으로 550 nm 파장에 대한 전광선 투과율이 특정 수준 이상일 수 있고 이에 따라 디스플레이 장치에 적용되기 유리하다. 예를 들어, 상기 친환경 비산방지 필름의 가시광선에 대한 전광선 투과율은 70% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상일 수 있다. 한편, 상기 필름의 광 투과율 범위의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 100% 이하, 99% 이하, 또는 98% 이하일 수 있다. 이와 같은 투과율은 예를 들어 ASTM D1003 표준에 따라 측정될 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 헤이즈가 특정 수준 이하일 수 있고 이에 따라 디스플레이 장치에 적용되기 유리하다. 예를 들어, 상기 필름의 헤이즈는 5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1.5% 이하일 수 있다. 한편, 상기 필름의 헤이즈 범위의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 0% 이상, 0.5% 이상, 또는 1% 이상일 수 있다. 이와 같은 헤이즈는 예를 들어 ASTM D1003 표준에 따라 측정될 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 친환경 비산방지 필름의 가시광선에 대한 전광선 투과율이 90% 이상이고 헤이즈가 2% 이하일 수 있다.
또한 상기 친환경 비산방지 필름은 열처리 시에 컬이 거의 발생하지 않는다. 일 구현예에 따르면, 상기 필름을 400 cm x 350 cm로 재단하여 80℃ 오븐에서 1시간 열처리시 모서리에 발생하는 최대 컬(curl) 높이가 20 mm 이내이다. 예를 들어, 상기 최대 컬 높이는 15 mm 이내 또는 10 mm 이내일 수 있고, 구체적인 예로서 0 mm 내지 20 mm, 1 mm 내지 15 mm, 또는 5 mm 내지 10 mm일 수 있다.
상기 친환경 비산방지 필름은 기재층의 표면 조도가 특정 수준 이하일 수 있다. 일례로서, 상기 기재층의 표면 조도 Ra가 55 nm 이하, 50 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재층의 표면 조도 Ra가 45 nm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기재층의 표면 조도 Ra가 40 nm 이하, 또는 35 nm 이하일 수 있다. 한편, 상기 기재층의 표면 조도 Ra 범위 하한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 0 nm 이상, 5 nm 이상, 또는 10 nm 이상일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 친환경 비산방지 필름의 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180°박리강도가 13 N/inch 이상이다. 먼저, 시험용 글래스 기판 상에 필름 시편을 올려 놓고 1 kg 롤러로 가압하여 부착한다. 이후 180°박리강도는 시험용 글래스 기판 상에 부착된 필름 시편을 180°의 각도로 박리하면서, 박리되는 중에 걸리는 하중을 측정할 수 있다. 이때 필름 시편은 길이 20 cm 및 폭 2.5 cm로 재단하여 시험할 수 있으며, ASTM D903 또는 JIS Z 0237 표준에 따라 상온 및 상압에서 300 mm/min의 속도로 180°박리시험을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 필름의 글래스 기판에 대한 180°박리강도는 13 N/inch 이상, 14 N/inch 이상, 14.5 N/inch 이상 또는 15 N/inch 이상일 수 있고, 또한 45 N/inch 이하, 35 N/inch 이하, 30 N/inch 이하, 25 N/inch 이하 또는 20 N/inch 이하일 수 있으며, 구체적인 예로서 13 N/inch 내지 25 N/inch일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충분한 비산방지 효과 및 공정 불량시 글래스의 재활용을 위한 재작업이 유리할 수 있다.
기재층
상기 기재층은 다른 구성층을 지지하기 위한 베이스 층이다.
상기 기재층은 폴리에스테르계 수지를 포함하고, 구체적으로 투명한 폴리에스테르계 필름을 포함한다.
상기 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산과 디올이 축중합된 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 상기 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지가 혼합된 블렌드 수지일 수 있다.
상기 디카르복실산의 예로는 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐설폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-사이클로펜탄디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 헥사하이드로테레프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 석신산, 3,3-디에틸석신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라인산, 세바스산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등이 있다.
또한, 상기 디올의 예로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)설폰 등이 있다.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르계 수지는 결정성이 우수한 방향족 폴리에스테르계 수지일 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 주성분으로 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 기재층은 친환경 소재를 포함한다. 즉 상기 기재층은 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 재생 폴리에스테르는 폐 폴리에스테르로부터 물리적 또는 화학적 방식으로 재생된 폴리에스테르일 수 있다. 일례로서, 상기 재생 폴리에스테르는 폐 폴리에스테르로부터 화학적 해중합을 거쳐 재생된 폴리에스테르일 수 있다. 상기 화학적 해중합은 예를 들어 글리콜리시스(glycolysis), 히드롤리시스(hydrolysis), 메탄올리시스(methanolysis), 아미놀리시스(aminolysis) 등의 방식을 포함할 수 있다. 이와 같은 폐 폴리에스테르의 화학적 해중합을 통해 재생 모노머를 얻은 뒤 이를 중합하여 폴리에스테르를 재생할 수 있다. 구체적인 일례로서, 폐 PET로부터 글리콜리시스를 통해 비스(2-히드록시에틸)테레프탈레이트를 얻고 이를 중합하여 재생 폴리에스테르를 얻을 수 있다. 상기 재생 폴리에스테르의 함량은 상기 기재층의 중량을 기준으로 50 중량% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 재생 폴리에스테르의 함량은 상기 기재층의 중량을 기준으로 60 중량% 이상, 70 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상일 수 있다. 한편, 상기 재생 폴리에스테르의 함량 범위의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 상기 기재층의 중량을 기준으로 100 중량% 이하, 95 중량% 이하, 또는 90 중량% 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 재생 폴리에스테르의 함량은 상기 기재층의 중량을 기준으로 50 중량% 내지 100 중량%, 60 중량% 내지 100 중량%, 또는 70 중량% 내지 100 중량%일 수 있다.
상기 바이오매스 함유 폴리에스테르는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료를 포함할 수 있다. 일례로서 상기 바이오매스 함유 폴리에스테르는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 알킬렌글리콜을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 알킬렌글리콜은 피마자유, 대두유, 옥수수유 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 식물 기반 바이오매스로부터 얻을 수 있다. 보다 구체적으로 상기 바이오매스 함유 폴리에스테르는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 모노에틸렌글리콜과 테레프탈산의 중합체를 포함할 수 있다. 상기 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료의 함량은 상기 폴리에스테르의 중량을 기준으로 20 중량% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료의 함량은 상기 폴리에스테르의 중량을 기준으로 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상일 수 있다. 한편, 상기 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료의 함량 범위의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 상기 폴리에스테르의 중량을 기준으로 100 중량% 이하, 90 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료의 함량은 상기 폴리에스테르의 중량을 기준으로 20 중량% 내지 100 중량%, 20 중량% 내지 90 중량%, 또는 20 중량% 내지 80 중량%일 수 있다.
상기 기재층은 터치스크린 패널의 강화 글래스 등의 비산을 방지할 수 있도록 우수한 강도를 가질 수 있다.
상기 기재층은 일축 연신된 필름일 수 있고, 예를 들어 길이 방향(즉 기계 방향, MD) 또는 폭 방향(즉 텐터 방향, TD)으로 2배 내지 5배 연신된 필름일 수 있다. 또는 상기 기재층은 이축 연신된 필름일 수 있고, 예를 들어 길이 방향(MD)으로 2배 내지 5배 및 폭 방향(TD)으로 2배 내지 5배 연신된 필름일 수 있다.
또한 상기 기재층은 광학적 특성을 저해하지 않도록 높은 투명성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층으로 사용되는 필름의 전광선 투과율은 55% 이상, 구체적으로 70% 이상일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있고, 구체적으로 20 ㎛ 내지 125 ㎛, 보다 구체적으로 23 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
기능층
상기 구현예에 따른 필름은 상기 기재층의 타면 상에 형성된 기능층을 더 포함할 수 있다. 상기 기능층은 프라이머층, 하드코팅층, 인쇄층, 몰드층 및 금속증착층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
상기 프라이머층은 상기 기재층의 일면 상에 형성되어 인접 층과의 결합력을 향상시킬 수 있고, 또한 안료 등을 포함하여 가시광 영역의 컬러를 구현할 수 있다.
상기 프라이머층은 열경화성 수지, UV 경화성 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 우레탄아크릴레이트 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 프라이머층은 컬러를 조절하기 위한 염료 또는 안료를 포함할 수 있다. 일례로서 상기 프라이머층은 아크릴 또는 우레탄 수지, 및 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.
상기 안료는 당 업계에서 통용되는 것으로 가시광 영역의 색상을 구현할 수 있는 것이면 제한하지 않으며, 예컨대, 안트라퀴논계, 프탈로시아닌계 안료 등의 유기 안료일 수 있다.
구체적으로 상기 프라이머층은 안료분산체를 포함할 수 있으며, 상기 안료분산체는 예를 들어 안료, 및 히드록실기 및 카르보닐기 중 적어도 하나 이상을 3개 내지 8개 갖는 올리고머 화합물을 포함할 수 있다. 상기 히드록실기 및 카르복실기 중 적어도 하나 이상을 3개 내지 8개 갖는 올리고머 화합물의 예로는 N-비닐피롤리돈, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트 등일 수 있고, 구체적으로, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트 등일 수 있다. 상기 안료분산체의 함량은 상기 프라이머층 또는 이의 제조를 위한 프라이머층 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 30 중량%, 5 내지 20 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 또는 0.2 내지 8 중량%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 가시광 전 영역에서의 컬러를 구현하는데 유리하다.
상기 프라이머층은 광변색성 안료를 추가로 포함할 수 있으며, 이의 구체적인 종류와 함량은 앞서 예시한 바와 같다. 이외에도, 상기 프라이머층은 광개시제, 레벨링제, 산화방지제, 광안정제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 광개시제는 벤조페논(benzophenone)계, 티옥산톤(thioxanthone)계, α-하이드록시 케톤(α-hydroxy ketone)계, 케톤(ketone)계, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 및 아크릴 포스파인 옥사이드(acryl phosphine oxide)계로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
상기 프라이머층의 두께는 10 nm 이상, 30 nm 이상, 또는 50 nm 이상일 수 있고, 또한 내지 1 ㎛ 이하, 500 nm 이하, 300 nm 이하, 200 nm 이하, 또는 100 nm 이하일 수 있다. 일례로서, 상기 프라이머층의 두께는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다.
상기 구현예에 따른 필름은 상기 프라이머층의 표면에 보호 필름을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 상기 프라이머층의 표면을 보호할 수 있으며, 추후 필름을 제품에 적용 시에 제거될 수 있다. 상기 보호 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 환형 올레핀 중합체(COP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층은 외부 자극 및 환경에서 발생할 수 있는 마모, 스크래치, 및 외관 변형을 방지하고, 내마모, 내스크래치, 내지문, 방오, 항균 등의 기능을 부여한다.
상기 하드코팅층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, UV 경화성 수지 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 표면 경도를 높여 높은 하드코팅성을 발휘할 수 있도록 UV 경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 구체적인 예로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 UV 경화성 수지로는 UV 광 조사에 의해 가교 및 경화되는 광중합성 프리폴리머를 사용할 수 있으며, 상기 광중합성 프리폴리머로는 양이온 중합형과 라디칼 중합형의 광중합성 프리폴리머를 들 수 있다.
상기 양이온 중합형 광중합성 프리폴리머의 예로는 에폭시계 수지나 비닐 에스테르계 수지 등을 들 수 있고, 상기 에폭시계 수지로는 비스페놀계 에폭시 수지, 노블라형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 라디칼 중합형 광중합성 프리폴리머로는, 1분자 중에 2개 이상의 아크릴로일기를 갖고, 가교 경화를 통해 3차원 망목 구조가 되는 아크릴계 프리폴리머(경질 프리폴리머)가 하드코팅성의 관점에서 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 하드코팅층은 방오제, 산화방지제, 광안정제, 광개시제 등의 통상적인 첨가제를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 하드코팅층은 방오제를 포함하여, 지문, 얼룩, 스크래치 등이 방지되고 표면 경도가 우수할 수 있다. 예를 들어, 상기 방오제는 실리콘폴리에테르아크릴레이트, 폴리에테르변성아크릴기능성실록산, 플루오로폴리에테르 및 플루오로아크릴화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 레벨링제는 비실리콘아크릴화합물 및 플루오로아크릴화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 첨가제는 상기 하드코팅층의 중량을 기준으로 0.001 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 1 중량%의 함량으로 첨가될 수 있다.
상기 하드코팅층의 두께는 1 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 또는 5 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 50 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 또는 10㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어 상기 하드코팅층의 두께는 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 3 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 몰드층은 특정 도형이나 문자, 또는 질감과 같은 디자인을 구현하도록 패턴을 형성한 층일 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드층의 표면에 프리즘이나 렌티큘라 렌즈 또는 반구형 렌즈 패턴을 부여하여, 빛의 굴절과 반사 현상을 추가로 부여함으로써 특이한 효과를 낼 수 있다. 구체적으로, 상기 몰드층은 프리즘 렌즈층 또는 렌티큘라 렌즈층을 단일층 또는 2중층의 형태로 포함할 수 있다. 상기 몰드층은 고분자 수지 조성물을 인몰드 사출 성형 후 UV 경화시켜 원하는 패턴으로 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 몰드층은 우레탄아크릴레이트계 올리고머, 아민계 모노머 및 카복실계 모노머로부터 선택되는 하나 이상이 중합된 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한 상기 몰드층의 두께는 10 ㎛ 내지 20 ㎛, 구체적으로 10 ㎛ 내지 17 ㎛, 또는 15 ㎛ 내지 17 ㎛일 수 있다.
상기 증착층은 반사 효율을 극대화하거나 금속 질감을 부여할 수 있다. 상기 증착층은 무기물을 증착한 층일 수 있으며, 구체적으로 상기 Nb, Si, Ti, In, Ag 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 또한 상기 증착층은 1종 이상의 무기물을 비전도성 진공증착(NCVM)에 의해 형성할 수 있다. 상기 증착층은 반사 효과 뿐만 아니라, 무기물 등이 갖는 컬러에 의한 금속 광택 효과도 가질 수 있다. 상기 증착층은 상기 몰드층이 갖는 단차를 감쇠하기 위한 평탄화층으로서도 기능할 수 있고, 또는 상기 증착층 외에 별도의 평탄화층이 구비될 수도 있다. 상기 증착층의 두께는 10 nm 내지 500 nm일 수 있으며, 구체적으로 30 nm 내지 70 nm일 수 있다.
점착층
상기 점착층은 글래스나 투명 플라스틱 등의 제품 표면에 부착 시에 점착력을 부여하므로, 상기 필름이 글래스나 투명 플라스틱의 비산방지에 사용될 수 있다. 또한 상기 점착층은 글래스 등의 제품 표면에 부착 시에 공기층을 없애 시인성을 향상시키며 단열성을 높여줄 수 있다.
상기 점착층은 필름에 점착력을 부여하면서, 1종 이상의 안료 또는 염료를 함유하여 가시광 영역의 색상을 부여할 수 있다.
상기 점착층은 점착제 수지를 포함할 수 있다. 상기 점착제 수지는 특별히 한정되지 않으나, 자외선에 의해 황변되지 않고 광안정제의 분산성이 양호한 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 수지는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 알키드 수지, 아미노 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 점착제 수지는 광학투명점착제(OCA) 또는 광학투명레진(OCR)일 수 있다. 상기 점착제 수지는 단독으로 이용할 수 있으며, 혹은 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물을 사용할 수 있다. 또한 상기 점착제 수지는 구체적으로 열경화성 수지일 수 있다.
또한 상기 점착층은 1종 이상의 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 경화제는 상기 점착제 수지를 경화시킬 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 자외선에 의해 황변되지 않는 이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 상기 경화제의 함량은 상기 점착층 내의 점착제 수지 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 30 중량부일 수 있다.
이외에도, 상기 점착층은 산화방지제, 광개시제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 총 함량은 상기 점착층 내의 점착제 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 10 중량부, 또는 0.1 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.
상기 점착층은, 공정 및 외부 이물에 의한 눌림성을 억제하기 위해, -40℃ 이상의 유리전이 온도, 구체적으로 -40℃ 내지 -15℃, 또는 -30℃ 내지 -15℃의 유리전이 온도를 가질 수 있다.
상기 점착층의 두께는 예를 들어 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위 내일 경우, 필름의 유연성을 확보하면서 눌림에 의한 불량을 방지하고 점착력을 유지하는데 유리하다. 구체적으로, 상기 점착층의 두께는 15 ㎛ 내지 25 ㎛, 15 ㎛ 내지 20 ㎛, 또는 15 ㎛ 내지 17 ㎛일 수 있다.
상기 구현예에 따른 필름은 상기 점착층의 표면에 이형지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이형지는 상기 점착층의 표면을 보호할 수 있으며, 추후 필름을 제품에 적용 시에 제거될 수 있다. 상기 이형지는 에폭시류, 에폭시-멜라민류, 아미노알키드류, 아크릴류, 멜라민류, 실리콘류, 불소류, 셀룰로오스류, 요소 수지, 폴리올레핀류, 파라핀류 등을 포함할 수 있다.
필름의 제조방법
일 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 제조방법은 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 기재층을 준비하는 단계; 상기 기재층의 표면을 이온 블로워를 이용하여 이물 및 정전기를 제거하는 단계; 상기 기재층을 100℃ 내지 150℃의 온도에서 열처리하는 단계; 및 상기 기재층의 일면 상에 점착층을 형성하는 단계를 포함한다.
먼저 친환경 소재로 제조된 기재층을 준비한다.
일례로서, 재생 폴리에스테르 수지를 이용하여 통상적인 필름 제조 공정에 따라 용융 압출, 캐스팅, 연신, 열고정 등을 거쳐 기재층을 제조할 수 있다. 상기 재생 폴리에스테르 수지는 폐 폴리에스테르를 물리적 또는 화학적인 방법으로 재활용하여 얻을 수 있다. 이 중 화학적인 재활용 방법은 폐 폴리에스테르의 에스테르 결합을 끊어서 해중합(depolymerization)하는 것으로, 구체적으로 글리콜리시스(glycolysis), 히드롤리시스(hydrolysis), 메탄올리시스(methanolysis), 아미놀리시스(aminolysis) 등의 반응을 이용한다.
상기 바이오매스 함유 폴리에스테르 수지는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료를 이용하여 중합해서 제조할 수 있다. 예를 들어 상기 바이오매스 함유 폴리에스테르 수지는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 알킬렌글리콜을 산 성분과 중합해서 제조할 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 바이오매스 함유 폴리에스테르 수지는 식물 기반 탄수화물을 통하여 합성한 바이오매스가 적용된 모노에틸렌글리콜(MEG)을 테레프탈산과 중합하여 제조할 수 있다.
이와 같은 친환경 소재를 이용하여 기재층에 적용하기 위한 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 제조방법은 예를 들어 (1) 폴리에스테르 수지를 포함하는 조성물을 압출하여 미연신 필름을 얻는 단계; (2) 상기 미연신 필름을 길이 방향 및 폭 방향으로 연신하는 단계; 및 (3) 상기 연신된 필름을 열고정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 압출은 예를 들어 230℃ 내지 300℃, 또는 250℃ 내지 280℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다. 상기 연신은 일축 또는 이축 연신으로 수행될 수 있으며, 예를 들어 폭 방향(텐터방향, TD) 및 길이 방향(기계방향, MD)의 2축으로 연신될 수 있다. 구체적으로, 상기 길이 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위일 수 있고, 보다 구체적으로 2.8 내지 3.5 범위일 수 있다. 또한 상기 폭 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위일 수 있고, 보다 구체적으로 2.9 내지 3.7 범위일 수 있다. 또한 상기 연신의 속도는 6.5 m/min 내지 8.5 m/min일 수 있으나 특별히 한정되지 않는다. 상기 연신된 시트는 150℃ 내지 250℃, 보다 구체적으로 160℃ 내지 230℃에서 열고정될 수 있다. 상기 열고정은 5초 내지 1분 동안 수행될 수 있고, 보다 구체적으로, 10초 내지 45초 동안 수행될 수 있다.
이와 같이 준비된 기재층(폴리에스테르 필름)은 이의 표면에 점착층 등을 형성하기 이전에 전처리를 거치게 된다.
먼저, 상기 기재층의 표면을 이온 블로워를 이용하여 이물 및 정전기를 제거한다. 상기 이온 블로워는 이에 구비되는 방전침이 고압의 전원에 의해 방전되면서 고온으로 발열된 상태에서 팬에 의해 송풍되는 공기가 이를 통과하게 되고, 그 결과 고전압의 방전에너지에 의해 이온화된 공기가 작업 라인에 송풍되면서 정전기를 중화시켜 이물과 정전기를 쉽게 제거할 수 있다.
상기 이온 블로워 처리 시의 라인 주행 속도는 5 mpm 내지 50 mpm일 수 있고, 보다 구체적으로 10 mpm 내지 30 mpm일 수 있다. 상기 이온 블로워 처리 시의 주위 온도는 0℃ 내지 100℃일 수 있고, 보다 구체적으로 20℃ 내지 50℃일 수 있다. 상기 이온 블로워 처리 시간은 0초 내지 300초일 수 있고, 보다 구체적으로 5초 내지 60초일 수 있다. 추가로, 상기 이온 블로워 처리는 필름 주행 중의 상면 혹은 양면에 적용 할 수 있다.
이와 같은 기재층의 이온 블로워 처리를 통해 최종 필름의 광학 특성을 향상시키고 표면 조도를 낮출 수 있다.
다음으로, 상기 기재층을 100℃ 내지 150℃의 온도에서 열처리한다. 예를 들어 상기 열처리 온도는 100℃ 내지 130℃, 120℃ 내지 150℃, 또는 110℃ 내지 140℃일 수 있다. 상기 열처리는 예를 들어 고온의 바람을 이용한 건조 존을 통해 이루어질 수 있고, 상기 기재층이 공정 라인을 따라 상기 건조 존을 통과하면서 수행될 수 있다.
상기 열처리 시의 라인 주행 속도는 5 mpm 내지 50 mpm일 수 있고, 보다 구체적으로 10 mpm 내지 30 mpm일 수 있다. 상기 열처리 시간은 0초 내지 1000초일 수 있고, 보다 구체적으로 5초 내지 300초일 수 있다. 추가로, 상기 열처리 시의 세부 조건은 공정 라인의 건조 존의 개수 및 길이에 따라 조정될 수 있다.
이와 같은 기재층의 열처리를 통해 최종 필름의 컬 발생을 보다 억제할 수 있다.
상기 점착층의 형성은 상기 기재층의 타면에 상기 점착 조성물을 코팅하는 것을 포함할 수 있으며, 예를 들어 갭 코터 등을 이용하여 코팅할 수 있다. 상기 코팅 이후에 건조 및 경화를 거질 수 있으며, 상기 경화는 예를 들어 열경화일 수 있다. 상기 열경화 시의 온도 조건은 60℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상, 100℃ 이상 또는 110℃ 이상일 수 있고, 또한 200℃ 이하, 150℃이하, 130℃ 이하, 또는 120℃ 이하일 수 있다. 일례로서, 상기 열경화 시의 온도 조건은 90℃ 내지 130℃일 수 있다. 또한 상기 열경화의 압력 조건은 예를 들어 상압 조건일 수 있다.
다른 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름의 제조방법은 상기 기재층의 타면 상에 기능층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기능층의 형성 단계 및 상기 점착층의 형성 단계는 순차적으로 수행될 수 있고, 예를 들어 상기 기능층을 형성한 뒤 상기 점착층을 형성하거나, 또는 상기 점착층을 형성한 뒤 상기 기능층을 형성할 수 있다. 또는 상기 기능층의 형성 단계 및 상기 점착층의 형성 단계는 동시에 수행될 수도 있다.
상기 기능층은 프라이머층, 하드코팅층, 인쇄층, 몰드층 및 금속증착층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 예를 들어, 상기 프라이머층은 상기 기재층의 타면 상에 프라이머 조성물을 코팅하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다. 상기 프라이머 조성물은 열경화성 수지 또는 UV 경화성 수지를 포함할 수 있으며, 그 외에 점도 조절을 위한 용제를 더 포함할 수도 있다.
상기 점착층을 형성하기 위해 사용되는 점착 조성물은 점착제 수지를 포함할 수 있고, 상기 점착제의 구체적인 종류는 앞서 예시한 바와 같다. 추가로 상기 점착 조성물은 앞서 설명한 바와 같은 광개시제, 경화제, 분산제 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 점착 조성물은 점도 조절을 위한 용매를 포함할 수 있으며, 상기 용매는 상기 점착 조성물의 고형분의 함량이 10 중량% 내지 50 중량%, 또는 10 중량% 내지 30 중량%가 되도록 포함될 수 있다.
적층체 및 디스플레이 장치
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름은 재생 수지나 바이오매스와 같은 친환경 소재로 제조한 기재를 사용하면서도, 기존의 버진 수지를 이용하여 제조된 필름 대비 동등 이상의 광학적, 물리적 성능을 나타낸다.
따라서 상기 친환경 비산방지 필름은 디스플레이 장치의 글래스 기판에 부착되어 데코레이션 및 비산방지를 위해 사용될 수 있다.
일 구현예에 따른 적층체는 친환경 비산방지 필름; 및 상기 친환경 비산방지 필름의 점착층에 합지되는 글래스 기판을 포함한다.
상기 적층체에 적용되는 친환경 비산방지 필름의 구조 및 특성은 앞서 설명에 기재한 바와 같다. 즉 상기 친환경 비산방지 필름은 기재층; 및 상기 기재층의 일면 상에 형성된 점착층을 포함하고, 상기 기재층은 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필름은 헤이즈가 2% 이하이고, 상기 필름을 400 cm x 350 cm로 재단하여 80℃ 오븐에서 1시간 열처리시 모서리에 발생하는 최대 컬(curl) 높이가 20 mm 이내이다.
상기 구현예에 따른 친환경 비산방지 필름 및 이를 포함하는 적층체는 디스플레이 장치, 가전 제품, 자동차 등의 다양한 제품에 적용되어, 데코레이션과 함께 글래스 기판의 보호와 비산방지 효과를 제공할 수 있다.
일 구현예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 일면 상에 배치되는 적층체를 포함한다.
일례로서, 상기 디스플레이 장치는 액정 디스플레이(LCD) 장치이고, 상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널일 수 있다. 구체적으로 상기 액정 디스플레이 패널은 액정셀 및 하나 이상의 편광판을 포함할 수 있다. 또한 상기 액정 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널의 타면 상에 배치되는 백라이트 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 그 외에도 상기 액정 디스플레이 장치는 도광판 또는 확산판, 및 광원을 추가로 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 디스플레이 장치는 유기발광 디스플레이(OLED) 장치이고, 상기 디스플레이 패널은 유기발광 디스플레이 패널일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기발광 디스플레이 장치는 전면 편광판 및 유기발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널의 전면 상에 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널에서, 영상이 표시되는 면에 점착될 수 있다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 픽셀 단위의 자체 발광에 의해서, 영상을 표시한다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 유기발광 기판 및 구동기판을 포함한다. 상기 유기발광 기판은 픽셀에 각각 대응되는 복수의 유기발광 유닛들을 포함한다. 상기 유기발광 유닛들은 각각 음극, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층 및 양극을 포함한다. 상기 구동기판은 상기 유기발광 기판에 구동적으로 결합된다. 즉, 상기 구동 기판은 상기 유기발광 기판에 구동 전류 등과 같은 구동 신호를 인가할 수 있도록 결합될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 구동기판은 상기 유기발광 유닛들에 각각 전류를 인가하여, 상기 유기발광 기판을 구동할 수 있다.
이하 실시예가 기술되지만 구현 가능한 범위가 이들로 한정되지는 않는다.
제조예 1: 재생(recyled) 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름
- 제품명 및 제조사: EU96, SKC
- 특성: 헤이즈 2.6%, 550 nm 전광선 투과율 86%, 150℃ 열수축율 2%, 재생 PET 원료 함량 80 중량%
- 폐 PET를 화학적 방식으로 해중합하여 얻은 원료로 재생된 PET 수지(80 중량%) 및 버진 PET 수지(20 중량%)의 혼합 수지로부터 얻은 필름.
제조예 2: 바이오매스 함유 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름
- 제품명 및 제조사: BP86, SKC
- 특성: 헤이즈 3%, 550 nm 전광선 투과율 90%, 150℃ 열수축율 2.2%, 바이오매스 함량 30 중량%
- 식물 기반 탄수화물을 통하여 합성한 바이오매스가 적용된 모노에틸렌글리콜(MEG) 30 중량부 및 테레프탈산(TPA) 70 중량부를 중합해 얻은 수지로 제조된 필름.
실시예 1: 비산방지 필름의 제조
단계 (1) 기재층의 이온 블로워 처리
재생 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(제조예 1)을 롤투롤 공정 라인에서 주행시키는 중에, 필름 상면을 이온 블로워(ion blower)로 처리하여 필름 표면의 이물과 정전기를 제거하였다. 이때 주행 속도는 약 25 mpm이고, 온도는 약 25℃이며, 필름의 특정 부위의 이온 블로워 처리 시간은 약 30 초였다.
단계 (2) 롤투롤 열처리 공정
앞서 이온 블로워로 처리된 필름을 롤투롤 공정 라인에서 계속 주행시키며 건조 존을 통과시켰다. 상기 건조 존에서는 고온의 바람을 통해 약 100~150℃의 온도에서 열처리가 이루어졌다. 이때 롤투롤 공정 라인의 주행 속도는 약 25 mpm이고 열처리 시간은 약 120초였다.
단계 (3) 코팅 공정
상기 열처리까지 완료된 필름의 이온 블로워 처리 면에 투명 프라이머 조성물(프라이머층)을 코팅하고, 반대 면에 광학투명점착제(OCA)를 코팅한 뒤 열처리를 통해 건조 및 경화시켰다. 그 결과 두께 80 nm 프라이머층 / 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 투명 프라이머 조성물의 코팅 공정을 제외하였다. 그 결과 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
실시예 3
기재층으로서 바이오매스 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(제조예 2)을 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다. 그 결과 두께 80 nm 프라이머층 / 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
비교예 1
기재층으로서 버진(virgin) 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(SKC)을 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되 단계 (1) 및 (2)의 이온블로워 및 열처리를 수행하지 않았다. 그 결과 두께 80 nm 프라이머층 / 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되 단계 (1) 및 (2)의 전처리를 수행하지 않았다. 그 결과 두께 80 nm 프라이머층 / 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되 단계 (1) 및 (2)의 전처리를 수행하지 않고, 투명 프라이머 조성물의 코팅 공정을 제외하였다. 그 결과 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되 단계 (2)의 열처리를 수행하지 않고, 투명 프라이머 조성물의 코팅 공정을 제외하였다. 그 결과 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
비교예 5
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되 단계 (1)의 이온블로워 처리를 수행하지 않고, 투명 프라이머 조성물의 코팅 공정을 제외하였다. 그 결과 두께 50 ㎛ 기재층 / 두께 15 ㎛ 점착층으로 구성된 비산방지 필름을 얻었으며, 점착층 표면에는 이형지를 부착하였다.
시험예
상기 실시에 및 비교예에서 얻은 필름들에 대해 아래와 같이 시험하였다.
(1) 탄소저감 효과
상기 실시예 및 비교예에서 기재층으로 사용한 재생 폴리에스테르 필름 또는 바이오매스 함유 폴리에스테르 필름의 탄소저감 효과를 측정하였다. 상기 탄소저감 효과는, 버진 폴리에스테르 필름 대비 친환경 폴리에스테르 필름을 적용하였을 때 감소되는 CO2 양의 백분율(%)로 계산하였다. 구체적으로, 각각의 필름에 대해 원재료부터 제품을 합성하기까지 배출되는 CO2의 양을 전과정 평가(life cycle assesment, LCA)를 통해 지구온난화 지수를 산출하고, 이 산출한 값들로부터 버진 폴리에스테르 필름 대비 친환경 폴리에스테르 필름 적용시 감소되는 CO2의 양을 통해 탄소저감 효과를 계산하였다. 지구온난화 지수 산출에 필요한 전과정 평가는 ISO 14040을 기반으로 각 영향 범주별 Gabi ver.10.6.1.35에서 정의된 특성화 영향 펙터 및 계산법을 사용하여 도출하였다(CML 2016). 이러한 탄소저감 효과는 국제재생표준(GRS), TUV의 OK Biobased 등의 국제적 인증기구에서도 확인하였다.
(2) 광학 특성
비산방지 필름 샘플의 이형지 및 보호 필름을 제거한 상태에서, 헤이즈미터(NDH-5000, Nippon Denshoku)를 이용하여 ASTM D1003 표준에 따라 550 nm 가시광에 대한 전광선 투과율 및 헤이즈를 측정하였다.
(3) 표면 조도(Ra)
3D 레이저 현미경(VK-9710K, Keyence)을 이용하여 접안렌즈 20배 x 대물렌즈 50배의 측정 배율로 폴리에스테르 필름의 3D 조도를 측정하였다. 이후 측정값을 가우시안 필터를 적용하여 1회 보정한 뒤, JIS B0601:1994 조건에서 Cut off 0.25 mm를 적용하여 정의된 계산식에 의하여 산술평균 표면조도(Ra)를 얻었다. 총 5 포인트에서 측정된 표면조도 중 최대값과 최소값을 제외한 3 포인트의 평균을 계산하여 기록하였다.
(4) 열처리 시의 컬 높이
필름 샘플을 400 cm x 350 cm의 사이즈로 재단하고, 표면 보호 필름이 있을 경우 제거하되 이형지는 부착한 상태에서 시험하였다. 먼저 상온에서 필름 샘플을 평평한 바닥 위에 올려 놓고 바닥으로부터 필름 샘플의 네 모서리의 들뜬 높이(mm)를 측정하고 최대값(Max)과 최소값(Min)을 취하였다(초기 컬 높이). 이후 필름 샘플을 80℃ 오븐에서 1시간 열처리한 후에 평평한 바닥 위에 올려 놓고 바닥으로부터 필름 샘플의 네 모서리의 들뜬 높이(mm)를 측정하고 최대값(Max)과 최소값(Min)을 취하였다(열처리 후 컬 높이). 상기 초기 컬과 열처리 후 컬의 높이 차를 계산하여(최대값과 최소값에 대해 각각), 열처리 시의 컬 높이로 하였다.
(5) 180°박리강도
친환경 비산방지 필름의 점착층을 시험용 글래스 기판 상에 필름 시편을 올려 놓고 1 kg 롤러로 가압하여 부착하였다. 시험용 글래스 기판 상에 부착된 필름 시편을 180°의 각도로 박리하면서, 박리되는 중에 걸리는 하중을 측정하였다. 이때 필름 시편은 길이 20 cm 및 폭 2.5 cm로 재단하였으며, ASTM D903 또는 JIS Z 0237 표준에 따라 상온 및 상압에서 300 mm/min의 속도로 180°박리시험을 수행하였다.
상기 시험의 결과를 하기 표에 나타내었다.
친환경
비산방지
필름		 기재 친환경 구조 제조공정 광학특성 조도 열처리 컬 점착력
PET
수지
종류		 탄소
저감
(%)		 프라
이머층		 이온
블로워		 열처리 헤이즈 (%) 전광선
투과율 (%)		 Ra
(㎛)		 Max (mm) Min (mm) 박리
강도
(N/in)
실시예 1 재생 수지 26 O O O 1.7 90 35 9 0 15.3
실시예 2 재생 수지 26 X O O 1.4 91 36 10 1 15.3
실시예 3 바이오매스 20 X O O 1.6 90 35 10 2 14.8
비교예 1 버진 수지 - O X X 1.2 92 34 10 0 14.0
비교예 2 재생 수지 26 O X X 2.6 86 50 30 15 15.2
비교예 3 재생 수지 26 X X X 2.3 87 58 40 20 15.2
비교예 4 재생 수지 26 X O X 1.4 91 38 40 20 15.3
비교예 5 재생 수지 26 X X O 2.3 87 58 10 1 15.3
비교예 6 바이오매스 20 X X X 2.9 88 56 45 25 14.8
상기 표 1에서 보듯이, 비교예 1은 기존 버진 PET 필름을 기재층으로 적용하여 기존 공정 방식으로 제작한 투명 비산방지 필름으로서, 헤이즈가 2% 이하이고 열처리 시의 최대 컬 높이가 20 mm 이내를 나타내었다.
이에 대비하여, 실시예 1 내지 3의 비산방지 필름은 친환경 소재로 제작된 PET 필름을 기재층으로 사용하였음에도, 기존 버진 PET 기재를 적용한 비교예 1의 투명 비산방지 필름과 동등 이상의 물성을 나타내었다.
반면, 비교예 2와 3은 재생 수지로 제작한 친환경 PET 필름을 기재층으로 적용하면서 기존 버진 PET 기재의 공정 방식을 그대로 이용하여 제작한 필름인데, 헤이즈가 높고 전광선 투과율이 낮으며 표면 조도가 높고 열처리 시의 컬 발생이 심하여, 비산방지 필름으로 사용하기에 부적합하였다.
또한, 비교예 4와 5는 재생 수지로 제작한 친환경 PET 기재를 기재층으로 적용하면서 기존 버진 PET 기재의 공정 방식을 그대로 이용하여 제작한 필름인데, 비교예 4의 필름은 헤이즈와 전광선 투과율 및 표면 조도가 개선되었으나 열처리 시의 컬 발생이 심하였고, 비교예 5의 필름은 열처리 시의 컬 발생이 개선되었으나 광학 특성과 표면 조도가 저조하였다.
또한, 비교예 6은 바이오매스 수지로 제작한 친환경 PET 필름을 기재층으로 적용하면서 기존 버진 PET 기재의 공정 방식을 그대로 이용하여 제작한 필름인데, 헤이즈가 높고 전광선 투과율이 낮으며 표면 조도가 높고 열처리 시의 컬 발생이 심하여, 비산방지 필름으로 사용하기에 부적합하였다.
100: 친환경 비산방지 필름,
130: 이형지, 120: 점착층, 110: 기재층, 105: 기능층.

Claims (10)

  1. 기재층; 및
    상기 기재층의 일면 상에 형성된 점착층을 포함하는 필름으로서,
    상기 기재층은 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 필름은 헤이즈가 2% 이하이고,
    상기 필름을 400 cm x 350 cm로 재단하여 80℃ 오븐에서 1시간 열처리시 모서리에 발생하는 최대 컬(curl) 높이가 20 mm 이내인, 친환경 비산방지 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 친환경 비산방지 필름의 가시광선에 대한 전광선 투과율이 90% 이상인, 친환경 비산방지 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층의 표면 조도 Ra가 45 nm 이하인, 친환경 비산방지 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 폴리에스테르는 폐 폴리에스테르로부터 화학적 해중합을 거쳐 재생된 폴리에스테르이고, 상기 재생 폴리에스테르의 함량은 상기 기재층의 중량을 기준으로 50 중량% 이상인, 친환경 비산방지 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오매스 함유 폴리에스테르는 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료를 포함하고, 상기 식물 기반 바이오매스로부터 얻은 원료의 함량이 상기 폴리에스테르의 중량을 기준으로 20 중량% 이상인, 친환경 비산방지 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착층을 글래스 기판의 표면에 1 kg 롤러로 가압하여 합지한 뒤 300 mm/min의 속도로 측정한 180°박리강도가 13 N/inch 이상인, 친환경 비산방지 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 친환경 비산방지 필름은
    상기 기재층의 타면 상에 형성된 기능층, 및
    상기 점착층의 표면에 합지된 이형지 중 적어도 하나를 추가로 포함하고,
    상기 기능층은 프라이머층, 하드코팅층, 인쇄층, 몰드층 및 금속증착층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 친환경 비산방지 필름.
  8. 재생 폴리에스테르 및 바이오매스 함유 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 기재층을 준비하는 단계;
    상기 기재층의 표면을 이온 블로워를 이용하여 이물 및 정전기를 제거하는 단계;
    상기 기재층을 100℃ 내지 150℃의 온도에서 열처리하는 단계; 및
    상기 기재층의 일면 상에 점착층을 형성하는 단계를 포함하는, 친환경 비산방지 필름의 제조방법.
  9. 제 1 항의 친환경 비산방지 필름; 및
    상기 친환경 비산방지 필름의 점착층에 합지되는 글래스 기판을 포함하는, 적층체.
  10. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 일면 상에 배치되는 제 9 항의 적층체를 포함하는, 디스플레이 장치.
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