WO2020171362A1 - 광학용 폴리에스테르 필름 - Google Patents

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WO2020171362A1
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optical polyester
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김민호
장윤정
김길중
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Definitions

  • the present invention relates to a polyester film for optics, and more particularly, a structure having a primer layer to improve processability as a laminated optical polyester film applied to a film mounted inside a touch panel, LCD, PDP, etc.
  • a polyester film for optics for suppressing oligomers precipitated from the polyester film in a processing step involving a substrate and a prism, adhesion, or post-processing such as a hard coating, and uniform easy-adhesion, heat treatment.
  • polyester films have excellent dimensional stability, thickness uniformity, and optical transparency, and thus have a very wide range of use for various industrial materials as well as display devices.
  • the optical polyester film is a plastic film used for optics, and more specifically, a plastic film is widely used as a component part of a display device.
  • a polyester film is used when optical transparency is required, When durability and heat resistance are required, polyimide films are mainly used.
  • a biaxially stretched polyester film it has excellent dimensional stability, thickness uniformity, and optical transparency, and is thus used in various industries as a base film.
  • the optical polyester film when used as a base film, various resins are applied through a post-processing treatment to be used for various purposes, and the resin used for post-processing is usually a UV-curable resin. Therefore, for uniform adhesion between the UV-curable resin coating layer applied through post-processing and the optical polyester film, generally, the method of placing the primer coating layer on the surface of the polyester film is the most widely used method industrially.
  • the method of designing a resin layer by using acrylic-modified polyester on the film surface is to use an acrylic component having a glass transition point of at least a certain temperature in the acrylic-modified polyester.
  • the resin layer is cured, defects or cracks occur in the resin layer, so that a sufficient oligomer suppression effect is not exhibited, and transparency and easy adhesion of the laminated film are reduced.
  • the additive itself bleeds out on the surface layer of the resin layer over time when the resin layer is formed or after film formation, resulting in poor adhesiveness and the same as oligomer precipitation. There is a risk of whitening of the film or contamination of the film surface.
  • the optical polyester film used as a substrate requires post-processing work characteristics, in particular, uniform adhesion to the resin used for post-processing, and reduces the defect rate of the product through technology that maintains transparency as an optical substrate through suppression of oligomer precipitation. It can be said that it is essential for improving life and achieving high quality.
  • the present invention has been devised to solve the above problems and meet conventional requirements, and an object of the present invention is to improve the adhesion between the optical polyester film having a primer layer and the post-processed resin, and at the same time It is intended to provide an optical polyester film capable of maintaining transparency as an optical substrate by effectively suppressing the oligomer precipitation that may occur.
  • the object includes a base film made of polyester, and a primer layer formed on at least one side of the base film, and the primer layer is applied with a primer coating solution containing an acrylic resin, a polyalkylene oxide resin, and a crosslinking agent having a carboxyl group. , Achieved by an optical polyester film.
  • the optical polyester film satisfies the following Equation 1,
  • ⁇ HAZE HAZE2-HAZE1
  • HAZE2 is the haze of the film after maintaining at 150 °C for 1 hour
  • HAZE1 may be the haze of the film before heating.
  • the optical polyester film satisfies the following Equation 2,
  • A is the entire area in which the primer layer and the post-processed coating layer are in contact, and a may be an area having adhesion in A.
  • the haze of the optical polyester film may be 2.0% or less.
  • the acid value of the acrylic resin having a carboxyl group may be 10 to 100 mgKOH/g.
  • the polyalkylene oxide resin may have a weight average molecular weight of 100 to 10,000 g/mol.
  • the crosslinking agent may be a compound selected from the group consisting of carbodiimide, isocyanate, and melamine.
  • the carbodiimide may be a compound having a cyclohexane or benzene ring group in the molecular skeleton.
  • the crosslinking agent may be made of a carbodiimide compound and an isocyanate compound.
  • the primer coating liquid may contain 40 to 70% by weight of an acrylic resin having a carboxyl group and 30 to 60% by weight of a crosslinking agent.
  • the molar ratio of the acrylic resin and the crosslinking agent may be 1:0.2 to 1:2, and the molar ratio of the acrylic resin and the polyalkylene oxide resin may be 1:0.1 to 1:80.
  • the acrylic resin may have a glass transition temperature of 40 to 80°C.
  • the thickness of the primer layer may be 10 to 200nm.
  • the primer layer may further include organic or inorganic particles having an average particle diameter of 80 to 300 nm.
  • the refractive index of the primer layer may be 1.45 to 1.59.
  • the present invention has an effect of preventing oligomer precipitation of a polyester film at high temperature.
  • the present invention has uniform and excellent adhesion to the post-processing resin and has excellent heat resistance in a high-temperature process, thereby preventing the post-processed coating layer from falling off and preventing whitening or whitening at high temperatures.
  • the present invention has an effect of achieving high quality through securing product productivity and reducing defect rates.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polyester film for optics according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a film in which a functional coating layer is formed on an optical polyester film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram of an optical polyester film according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of an optical polyester film including a primer layer after primary processing
  • FIG. 2 is an optical cross-section according to an embodiment of the present invention.
  • a schematic cross-sectional view of a film in which a functional coating layer is formed on a polyester film for use and is a cross-sectional view including a functional coating layer on an optical polyester film after secondary processing.
  • identification number "1" represents a polyester base film
  • "2" represents a primer layer
  • “3” represents a functional coating layer (second UV post-processing).
  • the optical polyester film according to an embodiment of the present invention includes a primer layer on one side of the base film.
  • a primer layer is formed on one side of a base film, but it is natural that a film in which a primer layer is formed on both sides of a base film is also included in the scope of the present invention.
  • the optical polyester film according to the present invention is subjected to a primary primer treatment in order to maintain excellent easy-adhesion while maintaining stable transparency at high temperatures.
  • the optical polyester film according to the present invention comprises an acrylic binder resin having a carboxyl group and a polyalkylene oxide resin. Apply and have a primer layer designed with a specific crosslinking system.
  • optical polyester film according to the present invention satisfies the following Equation 1.
  • ⁇ HAZE HAZE2-HAZE1
  • HAZE2 is the haze of the film after being held at 150°C for 1 hour
  • HAZE1 is the haze of the film before heating.
  • the polyester obtained by polymerizing dicarboxylic acid and glycol is dried as necessary, and then melted and supplied with a known extruder to form a slit state. It is preferable that it is a film that is extruded from a die into a single-layer or multi-layered sheet state, adhered to the casting drum by electrostatic application, etc., cooled and solidified, and then biaxially stretched and heat-treated after preparing an unstretched sheet.
  • Dicarboxylic acids used in polyester resins are terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, isophthalic acid, diphenyl carboxylic acid, diphenyl sulfone dicarboxylic acid, zephenoxyethane dicarboxylic acid, and 5-sodium sulfone dicarboxylic acid.
  • Aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexane dicarboxylic acid, and paraoxybenzoic acid Oxycarboxylic acid, etc.
  • glycols include aliphatic glycols such as ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, neopentine glycol, and polyoxyalkylene glycols such as diethylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol, Alicyclic glycols, such as cyclohexane dimethanol, and aromatic glycols, such as bisphenol A and bisphenol S, etc. can be used.
  • ethylene glycol as a dicarboxylic acid, terephthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid and glycol.
  • an alkaline earth metal type, a metal compound, a manganese compound, a cobalt compound, an aluminum compound, an antimony compound, a titanium compound, a germanium compound, or the like as a catalyst during polymerization.
  • the type of dicarboxylic acid and the type of glycol or catalyst may each be used in combination of two or more.
  • particles may be added to the film raw material so that the film has functions such as running properties, weather resistance, and heat resistance, but sufficient care is required in the amount and material added so as not to deteriorate the transparency of the film. Therefore, it is desirable to add only a very small amount.
  • the stretching method of the film known techniques such as a method of biaxially stretching in the order of stretching in the longitudinal direction and then stretching in the transverse direction, or a simultaneous biaxial stretching method in which the longitudinal and transverse directions are stretched almost simultaneously can be used.
  • the preheating temperature and stretching temperature before stretching are 60 to 130°C, and the stretching ratio is 2.0 to 5.0 times. If necessary, heat treatment at 140°C to 240°C after stretching is performed.
  • the sequential biaxial stretching method of stretching in the transverse direction after stretching in the longitudinal direction is preferable.
  • the primer layer of the optical polyester film according to an embodiment of the present invention is a heat crosslinking with at least one compound from the group consisting of an acrylic resin, a polyalkylene oxide resin, and a crosslinking agent having a carboxyl group, carbodiimide, isocyanate, and melamine. It can be formed as a curable coating solution (primer coating solution), and due to this configuration, it is possible to control the UV curing resin and good adhesion and oligomer precipitation in the polyester film.
  • the method of forming the primer layer is preferably carried out in a step before stretching in the transverse direction after stretching in the longitudinal direction in the biaxial stretching film forming process of the film described above.
  • the coating method any of several known coating methods such as bar coating method using a Meyer bar, gravure coating method, slit die coating method, and comma coating method may be used, but the viscosity is low because a water-dispersed coating agent is used. In order to obtain an excellent appearance, a bar coating method is preferred.
  • the primer layer of the optical polyester film according to the present invention may be cured together through a UV curing type resin positioned on the primer layer and a UV curing system of 200 nm to 400 m through a first thermal curing system and then secondary post-processing.
  • a UV curing type resin positioned on the primer layer and a UV curing system of 200 nm to 400 m through a first thermal curing system and then secondary post-processing.
  • an acrylic resin as a functional UV-curable resin used during post-processing.
  • the present invention through the aforementioned primer design, it is possible to more efficiently improve adhesion through hydrogen bonding and covalent bonding with an acrylic UV-curable resin positioned on a base film during post-processing.
  • optical polyester film according to the present invention satisfies the following Equation 2.
  • A is the entire area where the primer layer and the post-processed coating layer are in contact, and a is the area where A has adhesive strength.
  • the adhesion (adhesion) between the primer layer and the coating layer composed of an acrylic resin, which is a UV-curable resin is 95% or more after a moisture resistance test for 96 hours at 65°C and 95%RH.
  • the present invention is basically applied to the field of a transparent optical film, and the surface of the base film on which the primer layer is formed has a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 2.0% or less.
  • a primer layer is formed on at least a uniaxially stretched polyester base film, and an acrylic binder having a carboxyl group is applied as a coating solution for preparing the primer layer.
  • the acrylic resin is an acrylic polymer containing a structural unit derived from a carboxyl group-containing monomer.
  • the carboxyl group in the acrylic polymer has water dispersibility and reacts with a methylol group to form a crosslinked structure to crosslink the inside of the particles of the acrylic polymer, and finally react with melamine, carbodiimide or isocyanate crosslinking agent with a polyalkylene oxide resin to form an acrylic polymer.
  • the polymer particles are crosslinked.
  • the carboxyl group which does not react with a crosslinking agent in an acrylic polymer can capture the hydrophilic oligomer which precipitates from the polyester film.
  • the acid value (value) of the acrylic resin having a carboxyl group in the primer layer is preferably 10 to 100 mgKOH/g. If the acid value is less than 10, the ability to capture oligomers decreases, and the appearance of the coating layer is poor due to the occurrence of uncuring due to insufficient crosslinking with the crosslinking agent. If the acid value exceeds 100, many unreacted crosslinking reactors are generated. As a result, poor appearance and poor adhesion of side reactions with time may occur.
  • the carboxyl group-containing monomer used in the formation of the acrylic resin is acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, citraconic acid, cinnamic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl succinic acid, Maleic acid monohydroxy ethyl (meta) acrylate, fumaric acid monohydroxy ethyl (meta) acrylate, phthalic acid monohydroxy ethyl (meta) acrylate, 1,2-dicarboxycyclohexane monohydroxy ethyl (meta) acrylic Rate, (meth) acrylic acid dimer, and ⁇ -carboxy polycaprolactone mono (meth) acrylate may be used alone or in the form of a compound.
  • the acrylic resin preferably contains 40 to 70% by weight of the total weight of the coating liquid, and the acrylic resin has a glass transition temperature (Tg) of 40 to 80°C.
  • Tg glass transition temperature
  • the content of the acrylic resin is less than 40% by weight or the glass transition temperature is less than 40°C, the effect of inhibiting oligomer precipitation of the polyester film may be reduced, and if the content of the acrylic resin is more than 70% by weight or the glass transition temperature is more than 80°C There is a possibility of cracking in the resin layer during adhesion reduction and biaxially stretched film forming process.
  • the polyalkylene oxide resin proposed in the present invention is preferably at least one compound selected from the group consisting of ethylene oxide chain, propylene oxide chain, and butylene oxide.
  • the compound structure represented by the following formula (1) is preferred, and the chain repeat number n is preferably 2 to 200, more preferably 10 to 100.
  • the molar ratio of the acrylic resin and the polyalkylene oxide resin in the primer coating liquid forming the primer layer is preferably 1: 0.1 to 1: 80, and the polyalkylene oxide resin has a weight average molecular weight of 100 to 10,000 g/mol It is preferable to be. If the weight average molecular weight of the polyalkylene oxide resin is less than 100, the degree of crosslinking with the acrylic resin is insufficient, resulting in poor appearance or adhesion of the coating layer due to uncuring. If the weight average molecular weight exceeds 10,000, many unreacted crosslinking reactions As a result, adhesion may decrease and appearance defects such as cracks or stretch marks in the resin layer may occur in the biaxial stretching film forming process.
  • the primer layer is used as a crosslinking agent. It is characterized in that it is designed to be crosslinked with at least one compound selected from the group consisting of bodyimide, isocyanate, and melamine.
  • the carbodiimide compound proposed in the present invention refers to one having two or more carbodiimide groups in a molecule, and, for example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-316930 or Unexamined Patent Publication No. 11-140164, an organic polyisocyanate, Particularly preferably, it is produced using organic diisocyanate as the main raw material for synthesis.
  • Diisocyanates include hexamethylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,12-diisocyanate dodecane, norbornane diisocyanate, and 2,4-bis-(8-isocyanate octyl)-1,3-dioctylcyclobutane, 4,4 ⁇ -dicyclohexylmethane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate 1 type or 2 or more types of diisocyanates are mentioned.
  • the carbodiimide compound is preferably a carbodiimide compound having a cyclohexane or benzene ring group in the molecular skeleton.
  • the melamine compound that can be used in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of hydrophilization, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. are dehydrated and condensed as a lower alcohol in a methylol melamine derivative obtained by condensing melamine and formaldehyde. Compounds obtained by reaction and etherification are preferable.
  • the resin layer of the present invention is installed on a thermoplastic resin film to form a laminated film, not only the oligomer suppression effect of the resin layer, but also the adhesion and resistance to various inks or hard coat agents are preferable. Moist heat adhesion, flexibility, toughness, and solvent resistance are improved and can be preferably used.
  • methylolated melamine derivatives examples include monomethylol melamine, dimethylol melamine, trimethylol melamine, tetramethylol melamine, pentamethylol melamine, and hexamethoxymethylol melamine.
  • aromatic diisocyanates such as xylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and triazine diisocyanate
  • Aliphatic diisocyanate having an aromatic ring such as ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetramethyl xylylene diisocyanate, methylene diisocyanate, propylene diisocyanate, lysine diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc.
  • Alicyclic diisocyanate such as aliphatic diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl diisocyanate, etc. are illustrated. These may be used alone or in combination of multiple types. Further, these polyisocyanate compounds may be a dimer or a trimer represented by an isocyanuric ring, or a higher polymer.
  • Blocked isocyanate which protects the reactive group of the isocyanate group with a so-called blocking agent, is used, and the blocking agent is dissociated at 100°C or higher, and the blocking agent is phenolic, alcoholic, active methylene, acid amide, lactam, Acid imide-based, imidazole-based, urea-based, oxime-based, and amine-based compounds can be used, and more specifically, phenolic compounds such as phenol, cresol, and ethylphenol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, benzyl alcohol , Alcohol compounds such as methanol and ethanol, active methylene compounds such as dimethyl malonate and acetylacetone, mercaptan compounds such as butyl mercapdan and dodecyl mercaptan, acid amide compounds
  • the crosslinking agent used in the primer coating solution is preferably a carbodiimide compound and an isocyanate compound at the same time.
  • the molar ratio of the acrylic resin and the crosslinking agent is preferably 1: 0.2 to 1: 2, and the crosslinking agent contained in the primer coating solution of the present invention is 30 to 60 of the total weight of the coating solution. It is preferable to keep it in weight percent. If the crosslinking agent is less than 30% by weight, the polymer crosslinking degree may be insufficient and the effect of inhibiting oligomer precipitation of the polyester film may be reduced. There is a possibility of cracking or damage to the product appearance.
  • particles may be added to the film raw material in order to provide functions such as runability, weather resistance, and heat resistance of the film, but sufficient attention must be paid to the amount and material added so as not to deteriorate the transparency of the film.
  • the amount of addition it is preferably an extremely small amount, more preferably no addition. It is preferable to assist with the addition of particles of the primer layer regarding the running property of the film.
  • the optical polyester film according to the present invention may include organic or inorganic nanoparticles in the primer layer to prevent scratches during the process.
  • the nanoparticles contain 0.01 to 8% by weight based on the total weight of the primer coating solution.
  • the average particle diameter of the nanoparticles is usually 1.0 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or less, and more preferably 80 to 300 nm from the viewpoint of film transparency.
  • the particles to be used include inorganic particles such as silica, alumina, and metal oxide, or organic particles such as crosslinked polymer particles.
  • silica particles are suitable from the viewpoint of dispersibility to the primer layer and transparency of the resulting coating film.
  • defoaming agents may be used in combination to form the primer layer. good.
  • a polyester film including a primer layer as a method of applying a coating solution adjusted based on a concentration of about 0.1 to 15% by weight on a polyester film.
  • an organic solvent may be contained in the coating liquid for the purpose of improving dispersibility in water, improving film formation properties, and the like within a range not impairing the spirit of the present invention. Only one type of organic solvent may be used, and two or more types may be appropriately used.
  • the film thickness of the primer layer is usually 0.002 to 1.0 ⁇ m, preferably 0.005 to 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.01 to 0.2 ⁇ m.
  • the primer layer in the present invention has excellent adhesive strength even if the film thickness is small.
  • the refractive index of the primer layer is usually 1.42 to 1.62, preferably 1.45 to 1.59. If the refractive index of the primer layer is out of the above range, appearance defect may occur due to weakening of the uniformity of light transmittance as an optical film or optical interference with the processed layer in secondary processing. In the present invention, it has an excellent feature as an optical use by suggesting an appropriate refractive index for the application of optical use.
  • the optical polyester film according to the present invention can improve the adhesion of the optical polyester film having a primer layer and a post-processed resin, for example, a functional optical resin such as prism, adhesive coating or hard coating, and at the same time By effectively suppressing the oligomer precipitation phenomenon that may occur in the optical substrate, it is possible to maintain transparency.
  • the composition ratio consisted of 2 mol of N-methylol acrylamide, 60.5 mol of ethyl acrylate, 12.5 mol of n-butyl acrylate, 11 mol of methyl methacrylate, and 14 mol of acrylic acid.
  • Emulsion polymerization was performed with an aqueous ammonium persulfate solution and an aqueous sodium metabisulfite solution while maintaining 60°C, and an acid value of 55mg KOH/g was maintained, and a glass transition temperature (Tg) was set at 60°C.
  • Tg glass transition temperature
  • the emulsion polymer obtained in the above ratio was aged at 60° C. for 2 hours, cooled to room temperature, and adjusted to pH 9.0 with an appropriate amount of an aqueous ammonia solution to prepare a desired aqueous polyacrylic dispersion.
  • the composition ratio consisted of 2 mol of N-methylol acrylamide, 67.5 mol of ethyl acrylate, 16.5 mol of n-butyl acrylate, 10 mol of methyl methacrylate, and 2 mol of acrylic acid.
  • Emulsion polymerization was performed with an aqueous ammonium persulfate solution and an aqueous meta bisulfite solution while maintaining 60°C, and an acid value of 5 mg KOH/g was maintained, and a glass transition temperature (Tg) was set at 60°C.
  • Tg glass transition temperature
  • the emulsion polymer obtained in the above ratio was aged at 60° C. for 2 hours, cooled to room temperature, and adjusted to pH 9.0 with an appropriate amount of an aqueous ammonia solution to prepare a desired aqueous polyacrylic dispersion.
  • the acid value measurement and glass transition temperature measurement of the components (A1) and (A2) were performed as follows.
  • the measurement temperature range was -30°C ⁇ 200°C scanned twice at 10°C per minute, and the measured glass transition temperature was measured at the time of the second scan.
  • (B1) a polyalkylene oxide resin represented by Chemical Formula 1, wherein n is 30 and a weight average molecular weight is 1,340.
  • the method of manufacturing the polyester film used as the base film is as follows.
  • polyethylene terephthalate resin pellets were dried under reduced pressure (1.3 hPa) at 135° C. for 6 hours, fed to an extruder, and then melt-extruded into a sheet at about 280° C., and on a metal roll maintained at a surface temperature of 20° C. It was rapidly cooled and solidified to obtain a 1024 ⁇ m-thick casting film.
  • this casting film was heated with a heated roll group and an infrared heater of 100°C, and then stretched at a draw ratio of 3.2 times in the longitudinal direction with a roll having a circumferential speed difference to obtain a uniaxial PET film and used as a substrate. Subsequently, the film was held at the end with a clip, introduced into a hot air zone, and dried. Then, it was stretched at 130°C in the transverse direction at a draw ratio of 3.2 times, heat-set at 240°C, and then reduced to 3% at 200°C. In this way, an optical polyester film having a thickness of 100 ⁇ m was obtained.
  • Example 1 the weight of the solid content on one side of the uniaxially oriented PET film after the manufacturing process of stretching the coating liquid forming the primer layer in the longitudinal direction at a stretch ratio of 3.2 times during the manufacturing process of the polyester substrate film
  • the coating process was added so that 0.08g/m2 was added, and the composition of the coating solution is shown in Table 1 below.
  • the thickness of the final primer layer to which the coating solution was applied is 0.1 ⁇ m.
  • Example 1 A1 / B1 / C1 / D1 50/10/40 / 0.05
  • Example 2 A1 / B1 / C2 / D1 50/10/40 / 0.05
  • Example 3 A1 / B1 / C3 / D1 50/10/40 / 0.05
  • Example 4 A1 / B1 / C1 / C2 / D1 50/10/20/20 / 0.05
  • Example 5 A1 / B1 / C2 / C3 / D1 50/10/20/20 / 0.05
  • Example 6 A1 / B1 / C1 / C3 / D1 50/10/20/20 / 0.05
  • An optical polyester film was prepared in the same manner as in Example 1, except that a primer layer was not formed.
  • An optical polyester film was prepared in the same manner as in Example 1, except that a primer layer was formed with a coating solution having the components and contents of Table 2 below.
  • Haze was measured using a HAZE measuring device manufactured by NIPPON DENSHOKU after coating and curing a polyester film with the coating solution prepared in the above-described Examples and Comparative Examples.
  • the adhesion between the primer layers was measured at room temperature and in a moisture resistant atmosphere. After applying the acrylic UV curing resin to the surface to which the primer layer is adhered using a #20 wire bar, make a cut line on the film coated with the primer layer with a cutter, and then make 1 mm X 1 mm squares in a 10 X 10 matrix. Placed. A cellophane tape (No. 405, manufactured by NICHIBAN; width: 24 mm) was attached to the film with a cut line, and the tape was rubbed with velvet to strongly adhere to the film, and the tape was removed vertically. The area of the primer layer remaining in the coating layer was visually observed, and the adhesion was calculated according to Equation 3 below.
  • Example 1 0.5 96 96 Example 2 0.5 95 97 Example 3 0.7 99 97 Example 4 0.4 100 99 Example 5 0.7 99 95 Example 6 0.8 99 95 Comparative Example 1 9.8 0 0 Comparative Example 2 0.6 75 50 Comparative Example 3 0.8 70 65 Comparative Example 4 0.4 69 64 Comparative Example 5 0.4 73 65 Comparative Example 6 0.3 70 60 Comparative Example 7 0.3 69 70 Comparative Example 8 2.2 60 50 Comparative Example 9 3.2 52 20 Comparative Example 10 3.1 52 0 Comparative Example 11 2.1 50 40 Comparative Example 12 2.8 30 20 Comparative Example 13 3.3 20 20 Comparative Example 14 3.2 77 80 Comparative Example 15 3.1 81 80 Comparative Example 16 2.1 82 79 Comparative Example 17 2.8 85 84 Comparative Example 18 2.2 79 75 Comparative Example 19 3.2 88 80
  • the adhesion was relatively good compared to the film according to Comparative Example 1 without a primer layer, but the adhesion was relatively good compared to the optical polyester film according to the examples.
  • the amount of haze change after heat treatment tended to worsen with respect to the decrease in acid value.

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Abstract

본 발명은 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 기재필름의 일면 또는 양면에는 형성된 고분자 프라이머층을 포함하며, 고분자 프라이머층은 카르복실기를 가지는 아크릴 수지 및 폴리알킬렌옥사이드 수지를 적용하고, 카보디이미드, 이소시아네이트, 멜라민 화합물에서 선택된 1종 이상의 가교제로 가교하는 열경화형 도포액을 적용함으로써 우수한 이접착성을 갖고 가열공정이 있는 광학기능 코팅공정에도 유용하게 사용될 수 있도록, 열처리에 의한 올리고머 석출을 방지하여 투명성을 유지하는 우수한 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

광학용 폴리에스테르 필름
본 발명은 광학용 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패널, LCD, PDP 등의 내부에 장착되는 필름에 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 억제하기 위한 광학용 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 필름으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 장치의 구성 부품으로 플라스틱 필름이 많이 사용되고 있으며, 이 중 광학적인 투명성이 요구되는 경우에는 폴리에스테르 필름이 사용되고, 내구성 및 내열성이 요구되는 경우에는 폴리이미드 필름이 주로 사용되고 있다. 특히, 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 경우, 치수안정성, 두께 균일성, 및 광학적 투명성이 우수하여 기재필름으로서 여러 산업에서 이용되고 있다.
또한 광학용 폴리에스테르 필름은 기재 필름으로서 사용될 때 후가공 처리를 통한 다양한 수지가 도포되어 여러 용도로 이용되는데, 후가공 시 사용되는 수지는 통상 UV 경화형 수지가 사용된다. 따라서 후가공을 통해 도포되는 UV경화형 수지 코팅층과 광학용 폴리에스테르 필름과의 균일한 접착력을 위해 일반적으로 폴리에스테르 필름의 표면에 프라이머 코팅층을 위치시키는 방법이 공업적으로 가장 널리 쓰이고 있는 방법이다.
이러한 각종 UV수지와의 접착력은 얻을 수 있지만 가공 공정에 있어서의 열처리가 가해지면 열가소성 수지 필름으로부터의 올리고머의 석출이 일어나고, 백화나 필름 표면의 오염 때문에 최종 제품으로서 실용적으로 적용할 수 없다. 그 때문에, 종래부터 올리고머 석출 억제를 목적으로 수지 필름 표면에 도막을 적층시키는 검토가 이루어지고 있다. 예를 들면, 아크릴로일기를 갖는 수지나 스티렌과 아크릴산 구조를 갖는 도막 (일본특허 JP 6040934, JP 6023227), 아크릴 변성 폴리에스테르를 사용하여 도막을 설계하는 방법(일본특허공개 평4-263937호, 2003-012841호), 특정 관능기를 갖는 수지나 광유, 가교제 등의 첨가제를 수지층에 설계하는 방법(일본특허공개 2006-281498호)이 제안되고 있다.
그러나, 일본특허 JP 6040934, JP 6023227와 같이 아크릴로일기를 갖는 수지나 스티렌과 아크릴산 구조를 같는 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 일본특허공개 평4-263937호, 2003-012841호와 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 일본특허공개 2006-281498호와 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 폴리에스테르 필름은 후가공 작업특성, 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.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 종래의 요구사항에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프라이머층을 갖는 광학용 폴리에스테르 필름과 후가공 수지의 접착력을 향상시킬 수 있고, 동시에 고온에서 발생할 수 있는 올리고머 석출을 효과적으로 억제하여 광학용 기재로서의 투명성을 유지할 수 있는 광학용 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르로 이루어진 기재필름과, 기재필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함하며, 프라이머층은 카르복실기를 가지는 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 프라이머 도포액으로 도포된, 광학용 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,
(수학식 1)
△ HAZE ≤ 1%
여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 유지시킨 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈일 수 있다.
바람직하게는, 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족하되,
(수학식 2)
a/A X 100 ≥ 95%
여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적일 수 있다.
바람직하게는, 광학용 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 2.0% 이하일 수 있다.
바람직하게는, 카르복실기를 가지는 아크릴 수지의 산가는 10 내지 100 mgKOH/g 일 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.
보다 바람직하게는, 카보디이미드는 분자 골격 내에 사이클로헥산 또는 벤젠 고리기를 가지는 화합물일 수 있다.
보다 바람직하게는, 가교제는 카보디이미드 화합물과 이소시아네이트 화합물로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 프라이머 도포액은 카르복실기를 갖는 아크릴 수지 40~70 중량% 및 가교제 30∼60 중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 프라이머 도포액은 아크릴 수지와 가교제의 몰 비율은 1 : 0.2 내지 1 : 2 이고, 아크릴 수지와 폴리알킬렌옥사이드 수지의 몰 비율은 1 : 0.1 내지 1 : 80 일 수 있다.
바람직하게는, 아크릴 수지는 유리전이온도가 40 내지 80℃일 수 있다.
바람직하게는, 프라이머층의 두께는 10 내지 200nm 일 수 있다.
바람직하게는, 프라이머층은 평균입경이 80 내지 300nm인 유기 또는 무기입자를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 프라이머층의 굴절율은 1.45 내지 1.59 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 고온에서 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출을 방지할 수 있는 등의 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 후가공 수지와 균일하고 우수한 접착력을 갖고 고온 공정에서 우수한 내열성을 가져 후가공 코팅층의 탈락 및 고온에서의 백탁 또는 백화 현상을 방지할 수 있는 등의 효과를 가진다.
나아가, 본 발명은 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 실시형태에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학용 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 가지는 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. 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.
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 폴리에스테르 필름의 단면 모식도로서, 1차 가공 후 프라이머층을 포함한 광학용 폴리에스테르 필름의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학용 폴리에스테르 필름 상에 기능성 코팅층을 형성한 필름의 단면 모식도로서, 2차 가공 후 광학용 폴리에스테르 필름에 기능성 코팅층을 포함한 단면도이다. 참고로, 도면에서 식별번호 "1"은 폴리에스테르 기재 필름, "2"는 프라이머층 및 "3"은 기능성 코팅층(2차 UV 후가공)을 나타낸다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 단면 모식도인 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 기재필름의 일면에 프라이머층을 포함한다. 도 1은 기재필름의 일면에 프라이머층을 형성한 것이나, 기재필름의 양면에 프라이머층을 형성한 필름도 본 발명의 범위에 포함됨은 당연하다.
본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 고온에서의 안정적인 투명성을 유지하면서 우수한 이접착성을 보유하기 위해 프라이머 1차 가공 처리가 이루어진다. 또한 광학용 폴리에스테르 필름 기재와 2차 후가공 처리가 이루어지는 자외선 경화형 또는 열경화형 코팅층간의 접착력을 향상시키기 위해, 본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 카르복실기를 가지는 아크릴 바인더 수지와 폴리알킬렌옥사이드 수지를 적용하고 특정가교시스템으로 설계한 프라이머층을 구비한다.
또한 본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족한다.
(수학식 1)
△ HAZE ≤ 1%
여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 유지시킨 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈이다.
다음으로, 본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 제조 예에 대해서 구체적으로 설명하지만, 이하 제조예에 아무런 한정이 되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 기재필름은 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, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 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 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.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 프라이머층은 카르복실기를 가지는 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제로 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상의 화합물로 가교하는 열경화형 도포액(프라이머 도포액)으로 형성될 수 있으며, 이러한 구성으로 인해 UV경화 수지와 양호한 점착력 및 폴리에스테르 필름에서의 올리고머 석출현상을 제어할 수 있다.
상기 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 폴리에스테르 필름의 프라이머층은 1차 열경화 시스템을 거치고 이후 2차 후가공으로 프라이머층 상의 위치하는 UV경화형 수지와 200nm ~ 400m의 자외선 경화시스템을 거쳐 같이 경화될 수 있다. 여기서, 후가공시 사용되는 기능성 UV경화형 수지로는 일반적으로 아크릴계 수지를 선택하는 것이 대표적이다. 본 발명은 앞서 언급한 프라이머 설계를 통해 후가공시 기재필름 상에 위치하게 되는 아크릴계 UV경화형 수지와 수소결합과 공유결합으로 접착력을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족한다.
(수학식 2)
a/A X 100 ≥ 95%
여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적이다.
또한 본 발명에 따른 광학용 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 일어나는 현상이 발생하고, 이는 광학용으로서의 투명성을 감소시키는데, 본 발명에서는 위와 같은 프라이머층 설계를 통해 고온 환경에서의 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출을 프라이머층 도막에서 효율적으로 억제시킬 수 있게 된다. 본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 150℃에서 1시간 동안 열처리될 때, 열처리 전과 후의 헤이즈 변화량이 1% 이하이며, 후가공에서의 고분자수지 코팅에 대한 우수한 이접착성을 가진다.
본 발명은 기본적으로 투명광학필름 분야에 응용되어 프라이머층이 형성된 기재 필름의 면은 전 광선투과율이 80% 이상, 헤이즈 값이 2.0% 이하로 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 폴리에스테르 필름의 구성에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 적어도 1축으로 연신된 폴리에스테르 기재 필름 상에 프라이머층이 형성되며, 프라이머층을 제조하는 도포액은 카르복실기를 갖는 아크릴 바인더를 적용한다. 아크릴 수지는 카르복실기 함유 모노머에서 유래하는 구성단위를 포함하는 아크릴계 중합체이다. 아크릴계 중합체 중의 카르복실기는 수분산성을 갖도록 하며 메틸올기와 반응해 가교 구조를 형성함으로써 아크릴계 중합체의 입자 내부를 가교하고 폴리알킬렌옥사이드 수지와 함께 최종적으로 멜라민 또는 카보디이미드 또는 이소시아네이트 가교제와 추가 반응해 아크릴계 중합체의 입자끼리를 가교한다. 또한 아크릴계 중합체 중 가교제와 반응하고 있지 않는 카르복실기는 폴리에스테르 필름에서 석출하는 친수성 올리고머를 포착할 수 있다.
프라이머층의 카르복실기를 가지는 아크릴수지의 산가(값)는 10 내지 100 mgKOH/g 인 것이 바람직하다. 산가값이 10 미만인 경우 올리고머 포착능력이 떨어지며, 가교제와의 가교도가 부족하여 미경화 발생으로 도막층의 외관 불량 또는 접착력이 부족하게 되고, 산가값이 100을 초과할 경우 미반응 가교반응기의 다수 발생으로 오히려 경시성 부반응의 외관 불량 및 접착력 불량이 발생할 수 있다.
또한 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 화합물 형태로 이용하여도 좋다.
또한 본 발명의 프라이머층을 형성하는 도포액에서 아크릴 수지는 도포액 전체 중량의 40~70중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 40~80℃ 인 것을 특징으로 한다. 아크릴 수지의 함량이 40중량% 미만이거나 유리전이온도가 40℃ 미만이면 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출억제 효과가 감소할 수 있고, 아크릴 수지의 함량이 70중량% 초과이거나 유리전이온도가 80℃ 초과되면 접착력 감소 및 이축연신필름 제막공정 중에 수지층에 균열이 일어날 가능성이 있다.
본 발명에서 제안하는 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 200 인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 10 내지 100이다.
(화학식 1)
Figure PCTKR2019018149-appb-I000001
또한 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포액에서 아크릴 수지와 폴리알킬렌옥사이드 수지의 몰 비율은 1 : 0.1 내지 1 : 80 인 것이 바람직하고, 폴리알킬렌옥사이드 수지는 중량평균분자량이 100 내지 10,000g/mol인 것이 바람직하다. 폴리알킬렌옥사이드 수지의 중량평균분자량이 100 미만이면 아크릴 수지와의 가교도가 부족하여 미경화 발생으로 도막층의 외관 불량 또는 접착력이 부족하게 되고, 중량평균분자량이 10,000 초과이면 미반응 가교반응물이 다수 발생하여 접착력 감소 및 이축연신 제막공정에서 수지층의 균열 또는 연신자국 등의 외관 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름 기재와 2차 후가공 처리가 이루어지는 과정의 가열공정 및 고온공정에서 폴리에스테르 필름의 투명성을 유지하기 위해서, 프라이머층에는 가교제로서 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 화합물로 가교하는 구조로 설계하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안한 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. 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. 본 발명에서는 카보디이미드 화합물로서 분자 골격 내에 사이클로헥산 또는 벤젠 고리기를 가지는 카보디이미드 화합물이 바람직하다.
본 발명에 사용할 수 있는 멜라민계 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 친수화의 점에서 멜라민과 포름알데히드를 축합하여 얻어지는 메티롤 멜라민 유도체에 저급 알콜로서 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜등을 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 사용할 수 있는 이소시아네이트 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, 복수종 병용하여도 좋다. 또한, 이들 폴리이소시아네이트 화합물은 2량체나 이소시아누르환으로 대표되는 것과 같은 3량체, 또는 그 이상의 중합체이어도 좋다.
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.
본 발명의 일 실시예에서 프라이머 도포액에 사용되는 가교제는 카보디이미드 화합물과 이소시아네이트 화합물을 동시에 사용한 것이 바람직하다.
또한 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포액에서 아크릴 수지와 가교제의 몰 비율은 1 : 0.2 내지 1 : 2인 것이 바람직하고, 또한 본 발명의 프라이머 도포액에 포함되는 가교제는 도포액 전체 중량의 30~60중량%으로 유지하는 것이 바람직하다. 가교제가 30중량% 미만이면 중합체 가교도가 부족하여 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출억제효과가 감소할 수 있고, 60%중량 초과이면 미반응 가교반응물의 다수 발생으로 접착력 감소 및 이축연신필름 제막공정 중에 수지층에 균열 및 제품외관 손상이 일어날 가능성이 있다.
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 주행성에 관해서는 프라이머층의 입자 첨가로 보조하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 공정 중의 스크래치 방지를 위해 프라이머층에 유기 또는 무기물 나노입자를 포함할 수 있다.
나노입자는 프라이머 도포액 전체 중량기준 0.01~8중량%을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 나노입자의 입자 평균 입경은, 필름의 투명성의 관점에서, 통상 1.0㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 80 내지 300nm이다. 또한, 미끄럼성이나 블록킹 개량 효과를 더욱 높일 필요가 있는 경우는, 프라이머층의 막 두께보다도 큰 평균 입경의 입자를 병용하는 것이 바람직하다. 사용하는 입자로서는, 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 본 발명의 물성을 손상하지 않는 범위에서, 프라이머층의 형성에는 필요에 따라서 소포제, 도포성 개량제, 증점제, 유기계 윤활제, 대전방지제, 자외선흡수제, 산화방지제, 발포제, 염료, 안료 등을 병용하여도 좋다.
위에서 언급한 제조방법 중의 코팅공정은 농도가 0.1~15중량% 정도를 기준으로 조정한 도포액을 폴리에스테르 필름 상에 도포하는 요령으로 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 주지를 손상하지 않는 범위에 있어서, 물로의 분산성 개량, 조막성개량 등을 목적으로 하여, 도포액 중에는 유기 용매를 함유하고 있어도 좋다. 유기 용매는 1종류 만이어도 좋고, 적절히 2종류 이상을 사용하여도 좋다.
또한 프라이머층의 막 두께는, 통상 0.002 내지 1.0㎛, 바람직하게는 0.005 내지 0.5㎛, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.2㎛이다. 막 두께가 상기 범위로부터 벗어나는 경우는, 밀착성, 도포외관, 블록킹 특성이 악화하는 경우가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 프라이머층은 막 두께가 얇아도 접착력이 우수한 특징이 있다.
또한 프라이머층의 굴절률은 통상 1.42 내지 1.62, 바람직하게는 1.45 내지 1.59이다. 프라이머층의 굴절률이 위 범위로부터 벗어나는 경우는, 광학용 필름으로서의 광투과율 균일성의 약화 또는 2차 가공에서 가공층과의 광간섭 현상으로 인한 외관불량이 발생할 수 있다. 본 발명에 있어서는 광학용도의 적용을 위한 적정 굴절률의 제안하여 광학용으로써의 우수한 특징을 가지고 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 광학용 폴리에스테르 필름으로 후가공층과 접착력을 향상시킬 수 있도록 2종 바인더 시스템을 적용한 특정 프라이머층의 구조를 제시하고, 또한 적정 가교제 시스템을 적용하여 효율적인 가교 효과로 고온에서 폴리에스테르 필름의 올리고머 석출억제 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 본 발명에 따른 광학용 폴리에스테르 필름은 프라이머층을 갖는 광학용 폴리에스테르 필름과 후가공 수지, 예를 들어 프리즘, 점착코팅 또는 하드코팅과 같은 기능성 광학용 수지의 접착력을 향상시킬 수 있고, 동시에 고온에서 발생할 수 있는 올리고머 석출현상을 효과적으로 억제하여 광학용 기재로서의 투명성을 유지할 수 있다.
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]
이하, 실시예와 비교예에 사용하는 성분은 다음과 같으며, 각각 약식명칭으로 대신 명명할 수 있다.
(A1) 아크릴 수지
구성 비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 에틸아크릴레이트 60.5mol, ｎ-부틸아크릴레이트 12.5mol, 메틸메타크릴레이트 11mol, 아크릴산 14mol로 구성하였다. 60℃를 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산 나트륨 수용액으로 유화중합 하였고 산가 55mg KOH/g를 유지하며 유리전이온도(Tg)는 60℃를 가지도록 하였다. 상기 비율로 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 후 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정을 하며 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.
(A2) 아크릴 수지
구성 비율은 N-메틸올 아크릴아미드 2mol 및 에틸아크릴레이트 67.5mol, ｎ-부틸아크릴레이트 16.5mol, 메틸메타크릴레이트 10mol, 아크릴산 2mol로 구성하였다. 60℃를 유지하면서 과황산암모늄 수용액 및 메타 중아황산 나트륨 수용액으로 유화중합 하였고 산가 5mg KOH/g를 유지하며 유리전이온도(Tg)는 60℃를 가지도록 하였다. 상기 비율로 얻어진 유화 중합물은 60℃에서 2시간 숙성시킨 후 실온까지 냉각한 후, 암모니아 수용액 적당량으로 pH 9.0으로 조정을 하며 원하는 폴리아크릴 수분산액을 제조하였다.
상기 (A1), (A2) 의 성분에 대한 Acid Value 측정 및 유리전이온도 측정은 하기와 같이 진행하였다.
1. Acid value (수산기값) 확인
상술한 (A1), (A2)의 성분에 대하여 측정하고자 하는 샘플 15g을 비이커에 넣고 페놀프탈레인 지시약 3방울을 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(mg KOH/g) = 56.11N(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)
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 유리전이 온도는 두 번째 스캔 시의 유리전이온도 값을 측정하였다.
그 외 추가되는 화합물의 성분은 하기와 같다.
(B1) 화학식 1로 표시되는 폴리알킬렌옥사이드 수지로서, n이 30이고, 중량평균 분자량이 1,340인 화합물
(C1) 아황산나트륨 블록 처리된 헥사메틸렌 디이소시아네이트 수성 블록 이소시아네이트 화합물
(C2) 카보디이미드 당량 420g／mol의 사이클로헥산 구조를 포함하는 폴리카보디이미드 화합물
(C3) 헥사메톡시메틸올 멜라민
(D1) 평균입경 0.1㎛의 실리카졸
[실시예 1 ~ 6]
본 실시예에서 프라이머 코팅액을 도포하기 전에 기재필름으로 사용된 폴리에스테르필름의 제조 방법은 하기과 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 급냉고화하여두께 1024㎛의 캐스팅필름을 얻었다.
다음으로, 이 캐스팅필름을 가열된 롤(roll group) 및 적외선 히터 100℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤로 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 폴리에스테르 필름을 얻었다.
본 실시예 1 내지 6에서는 상기 폴리에스테르 기재필름의 제조 공정 중에 프라이머층을 형성하는 도포액을 종방향으로 3.2배 연신비로 연신하는 제조공정 후에 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 성분을 조절하였으며, 상술한 바와 같이 약식 명칭으로 요약하였고, 모든 실시예 및 비교예에서 총 분자량은 10,000g/mol 이하가 되도록 조절하였다.
또한 도포액을 적용한 최종 프라이머층의 두께는 0.1㎛이다.
구분 프라이머층의 성분 중량비율
실시예 1 A1 / B1 / C1 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
실시예 2 A1 / B1 / C2 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
실시예 3 A1 / B1 / C3 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
실시예 4 A1 / B1 / C1 / C2 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
실시예 5 A1 / B1 / C2 / C3 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
실시예 6 A1 / B1 / C1 / C3 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
[ 비교예 1]
프라이머층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 2-19]
하기 표 2의 성분과 함량을 가진 도포액으로 프라이머층을 구성한 것으로 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
구분 프라이머층의 성분 중량비율
비교예 1 - -
비교예 2 A1 / C1 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 3 A1 / C2 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 4 A1 / C3 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 5 A1 / C1 / C2 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 6 A1 / C2 / C3 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 7 A1 / C1 / C3 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 8 A2 / C1 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 9 A2 / C2 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 10 A2 / C3 / D1 60 / 40 / 0.05
비교예 11 A2 / C1 / C2 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 12 A2 / C2 / C3 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 13 A2 / C1 / C3 / D1 60 / 20 / 20 / 0.05
비교예 14 A2 / B1 / C1 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
비교예 15 A2 / B1 / C2 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
비교예 16 A2 / B1 / C3 / D1 50 / 10 / 40 / 0.05
비교예 17 A2 / B1 / C1 / C2 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
비교예 18 A2 / B1 / C2 / C3 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
비교예 19 A2 / B1 / C1 / C3 / D1 50 / 10 / 20 / 20 / 0.05
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 19에 따른 광학용 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[ 실험예 ]
1. 열처리전후 헤이즈 및 헤이즈 변화량 측정
상술한 실시예, 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 물성이 측정되면 열처리 전후의 변화량을 산출하였다. 총 10장의 동일시료의 측정값의 평균으로 산출하였다.
2. 상온접착력 및 내습성 테스트 후 접착력 측정
상온 및 내습 분위기에서 프라이머층 사이의 접착력을 측정하였다. #20 와이어바를 사용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시킨 후, 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 떼어내었다. 코팅층에 남아있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 다음 수학식 3에 의해 접착력을 계산하였다.
(수학식 3)
Figure PCTKR2019018149-appb-I000002
또한, 신뢰성 평가차원으로 60℃, 90%습도 하에서 96시간 후의 내습성 테스트 후 접착력 평가도 상기와 동일한 방법으로 실시하였다.
구분 열처리전후 헤이즈 변화량(ΔHaze) 상온접착력(%) 내습성 테스트 후 접착력 (%)
실시예 1 0.5 96 96
실시예 2 0.5 95 97
실시예 3 0.7 99 97
실시예 4 0.4 100 99
실시예 5 0.7 99 95
실시예 6 0.8 99 95
비교예 1 9.8 0 0
비교예 2 0.6 75 50
비교예 3 0.8 70 65
비교예 4 0.4 69 64
비교예 5 0.4 73 65
비교예 6 0.3 70 60
비교예 7 0.3 69 70
비교예 8 2.2 60 50
비교예 9 3.2 52 20
비교예 10 3.1 52 0
비교예 11 2.1 50 40
비교예 12 2.8 30 20
비교예 13 3.3 20 20
비교예 14 3.2 77 80
비교예 15 3.1 81 80
비교예 16 2.1 82 79
비교예 17 2.8 85 84
비교예 18 2.2 79 75
비교예 19 3.2 88 80
표 3에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6에 따른 광학용 폴리에스테르 필름을 비교예 1 내지 19에 따른 광학용 폴리에스테르 필름과 비교해 보면, 프라이머 구성물질로 적정 산가를 나타내며 카르복시산을 갖는 아크릴수지(A1)와 폴리알킬렌옥사이드 수지(B1)을 적용한 실시예가 비교예보다 같은 조건에서 열처리전후 헤이즈 변화량이 낮았으며, 상온접착력 및 내습성 테스트후 접착력이 모두 우수하였다.
그러나 비교예들에 따른 필름의 경우 접착력 및 내습성 테스트후 접착력이 프라이머층이 없는 비교예 1에 따른 필름과 비교하면 상대적으로 양호하지만, 실시예들에 따른 광학용 폴리에스테르 필름 대비 상대적으로 접착력의 약화되었으며, 반면에 산가값의 감소에 대해서도 열처리 후 헤이즈 변화량이 악화되는 경향을 보였다.
전체 실시예의 결과를 토대로, 멜라민 화합물(C3)을 이용하거나 조합한 실시예 3, 5, 6은 열처리 전후 헤이즈 변화량이 악화되었으며, 큰 차이는 아니지만 이소시아네이트(C1)와 카보디이미드 화합물(C2)을 적용한 실시예 4의 결과를 보면 다른 실시예에 비해 상대적으로 우수한 접착력을 나타내며, 내구성을 나타내는 내습성 테스트에서도 우수한 접착력을 유지하는 것으로 확인되어 가장 최적화된 구성인 것을 알 수 있다.
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.

Claims (15)

  1. 폴리에스테르로 이루어진 기재필름과,
    상기 기재필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함하며,
    상기 프라이머층은 카르복실기를 가지는 아크릴 수지, 폴리알킬렌옥사이드 수지 및 가교제를 포함하는 프라이머 도포액으로 도포된, 광학용 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,
    [수학식 1]
    △ HAZE ≤ 1%
    여기서, △ HAZE = HAZE2 - HAZE1이고, HAZE2는 150℃에서 1시간 유지시킨 후 필름의 헤이즈이고, HAZE1은 가열 전 필름의 헤이즈인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 폴리에스테르 필름은 하기 수학식 2를 만족하되,
    [수학식 2]
    a/A X 100 ≥ 95%
    여기서, A는 프라이머층과 후가공 코팅층이 접촉하는 전제 면적이고, a는 A에서 접착력이 있는 면적인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 2.0% 이하인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카르복실기를 가지는 아크릴 수지의 산가는 10 내지 100 mgKOH/g 인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌옥사이드 수지는 중량평균분자량이 100 내지 10,000 g/mol인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 카보디이미드, 이소시아네이트 및 멜라민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 화합물인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 카보디이미드는 분자 골격 내에 사이클로헥산 또는 벤젠 고리기를 가지는 화합물인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 카보디이미드 화합물과 이소시아네이트 화합물로 이루어진, 광학용 폴리에스테르 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머 도포액은 상기 카르복실기를 갖는 아크릴 수지 40~70 중량% 및 상기 가교제 30∼60 중량%를 포함하는, 광학용 폴리에스테르 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머 도포액은 상기 아크릴 수지와 상기 가교제의 몰 비율은 1 : 0.2 내지 1 : 2 이고, 상기 아크릴 수지와 상기 폴리알킬렌옥사이드 수지의 몰 비율은 1 : 0.1 내지 1 : 80 인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는 유리전이온도가 40 내지 80℃인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 두께는 10 내지 200nm 인, 광학용 폴리에스테르 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층은 평균입경이 80 내지 300nm인 유기 또는 무기입자를 더 포함하는, 광학용 폴리에스테르 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 굴절율은 1.45 내지 1.59 인, 광학용 폴리에스테르 필름.
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