KR20140086143A

KR20140086143A - 액정 디스플레이 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR20140086143A
Application number: KR1020120156276A
Authority: KR
Inventors: 김연수; 문기정; 정인식; 이무호
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-08
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: KR102001119B1

Abstract

본 발명에서는 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 내부 기재층; 상기 내부 기재층의 일면 또는 양면에 적층된 외부 기재층; 및 상기 외부 기재층 상에 수접촉각 110˚이상, 정 마찰계수 및 동 마찰계수가 0.5 이하의 안티블로킹층이 적층된 액정 디스플레이 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름을 제공한다.

Description

액정 디스플레이 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름{MULTILAYERED WHITE POLYESTER FILM FOR LCD REFLECTOR}

본 발명은 액정 디스플레이 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안티블로킹 기능을 가지고 있어 도광판과의 마찰에 의한 갈림 문제를 개선한 액정 디스플레이 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

액정 디스플레이의 반사판용으로 사용되는 종래의 백색 폴리에스테르 필름은 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 필름 내에 미세 기공을 형성시켜 반사율을 극대화한 백색 폴리에스테르 필름이 일반적이다. 이러한 반사판에 대전방지 기능, 내UV기능, 반사확산 기능, 도광판 갈림 개선 기능 등의 다양한 기능성을 2차 가공을 통하여 부여하는 방법이 추구되어 왔다. 최근에 저코스트가 이슈화가 되며 기능성을 부여하기 위해서 2차 가공에서 부여하던 기능을 반사판 제막 과정에 부여하는 방법으로 코스트를 저감하는 방법이 연구되고 있다. 이에 백색 폴리에스테르 필름을 적층화 하여 표면층 내에 무기입자를 도입하여 표면에 요철을 만듬으로써 도광판과의 갈림을 개선하는 방법이 시도되고 있다. 하지만, 적층화하여 표면층 내에 무기입자를 도입하는 방법으로는 표면 마찰계수를 낮추는데 한계가 있어 도광판의 패턴이 무너지는 갈림 문제가 발생되고 있다.

이에, 본 발명자들은 종래의 액정 디스플레이 반사판용 백색 폴리에스테르 필름 표면에 안티블로킹 코팅을 제막 중에 시행함으로써 저코스트와 낮은 표면에너지, 낮은 표면 마찰계수를 가진 안티블로킹 코팅을 함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

일본국 공개특허공보 제2009-0073054호 일본국 공개특허공보 제1992-0015155호

본 발명의 목적은 안티블로킹 성능이 우수할 뿐만 아니라, 안티블로킹 기능을 제막시 코팅을 통하여 저코스트화를 실현했으며, 내부 기재층은 반사율이 우수한 성능을 가진 액정 디스플레이 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 내부 기재층; 상기 내부 기재층의 일면 또는 양면에 적층된 외부 기재층; 및 상기 외부 기재층 상에, 수접촉각 110˚이상, 정 마찰계수 및 동 마찰계수가 0.5 이하의 안티블로킹층이 적층된 것이다.

상기 안티블로킹층은 불소계 아크릴 중합체 화합물 100 중량부 대비하여 폴리우레탄계 바인더 70 내지 150중량부, 에폭시계 경화제 30 내지 70중량부, 고투명 유기입자 5 내지 20중량부를 포함하는 안티블로킹 조성물을 코팅하여 형성되는 것이다.

상기 불소계 아크릴 중합체 화합물은 폴리테트라플로오루에틸렌, 플루오리네이트 에틸렌-프로필렌, 퍼플루오르 알콕시, 퍼플루오로 알킬렌 등으로부터 유도되는 유도체를 치환체로 포함하는 아크릴레이트 중합체 화합물인 것이 바람직하다.

상기 고투명 유기입자는 고가교 폴리스티렌 또는 고가교 아크릴 수지로 형성된 것이며, 입경은 0.1 내지 0.5㎛인 것이 바람직하다.

상기 내부 기재층의 미세 기공은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지와는 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지 및 백색의 무기입자를 포함하는 블렌드를 연신하여 형성되는 것일 수 있다.

본 발명에 따라 액정 디스플레이 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름으로서 내부 기재층에 적어도 어느 한면에 안티블로킹 기능을 포함하고 있어, 도광판과의 마찰에 의한 갈림이 발생하지 않는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 적층형 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름(10)은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 내부 기재층(11)의 양면에 외부 기재층(12) 이 형성되어 있는 것이다. 상기 도시된 것은 내부 기재층(11)의 양면에 외부 기재층(12)이 형성된 것이나, 본 발명의 다른 실시형태에서는 상기 외부 기재층(12)은 내부 기재층(11)의 한 면에만 형성될 수 있다.

내부 기재층(11)에는 바람직하게는 미세기공(미도시)이 형성된 것이다. 상기 미세기공은 내부 기재층(11)의 모재가 되는 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지와는 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지 및 백색의 무기입자를 포함하는 블렌드를 종/횡축으로 적절한 연신비로 연신함으로써 형성되는 것이다. 상기 미세 기공은 모재 수지와 미세 기공내의 공기층과의 굴절률 차이로 인하여 빛을 반사시키는 역할을 한다.

상기 미세 기공의 크기는 장축의 평균길이 길이가 2 내지 15㎛인 것이 바람직하다. 장축 길이가 2㎛보다 작으면, 반사효율이 저하되며, 15㎛를 초과하면 되면 미세 기공이 연결되어 필름이 쉽게 찢어 지게 된다. 미세기공의 장축과 단축비(아스펙비)는 연신비율에 의하여 정하여지는 함수이다.

한편, 내부 기재층(11)의 미세기공의 함량은 단면 면적에 있어서 40 내지 80%를 차지하는 비율로 분포는 것이 바람직하다. 미세기공의 또한 내부 기재층(11) 내에 미세기공이 40%이하를 포함하고 있으면 반사효율이 저하되며, 80%이상이 되면 쉽게 구겨지거나 찢어지게 된다.

외부 기재층(12)은 내부 기재층(11)을 사이에 두고 한쪽 면 또는 양쪽 면에 위치하고 있으며, 소량의 무기입자를 포함한 폴리에스테르 필름으로 형성되어 하여 지지체로서의 특징이 있다.

이 외부 기재층(12)의 적어도 어느 한 면에는 안티블로킹 기능을 가지고 있으며, 0.5 내지 1.5㎛의 두께를 가진 코팅층을 가진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름(10)의 특징은 미세기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 내부 기재층(11)의 적어도 한면에 지지체로서의 외부 기재층(12)이 있고, 그 외부 기재층(12)의 적어도 어느 한면에는 안티블로킹층(13)이 형성되어 있어, 도광판(light guiding plate, LGP)과의 마찰이 있는 경우도 갈림이 발생하지 않는 것이다.

본 발명에 따른 액정디스플레이 반사판용 적층형 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름은, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고 이 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지를 함유하는 수지 조성물 및 백색의 무기입자를 포함하는 원료조성물 1; 폴리에스테르 수지에 소량의 무기입자를 포함하는 원료조성물 2;로 구성된 조성물군으로부터 선택되는 어느 하나를 각각의 층으로 하여 용융시킨 후, 동시에 공압출하여 얻은 적층 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각한 다음 필름의 이동 방향으로 1축 연신하고, 이어서 불소계 화합물 100중량부 대비하여 폴리우레탄계 바인더 70 내지 150중량부, 에폭시계 경화제 30 내지 70 중량부, 고투명 유기입자 5 내지 20 중량부에 소량의 계면활성제를 첨가한 조성물을 물에 희석시켜서 코팅후 건조시키고, 다시 필름의 이동방향의 직각방향으로 2축 연신한 후 열처리함으로써 코팅층을 경화시켜서 제조된다.

본 발명에서 각 층을 구성하는 기본 수지로 사용되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어진 것이다. 본 발명에서, 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산 또는 세바신산이 사용될 수 있고, 디올 성분으로는 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 또는 1,6-헥산디올이 사용될 수 있다.

바람직하게는 안정성이 높고 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 기본 구성으로 사용한다. 한편, 폴리에스테르 수지로써 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분당 15몰% 이하의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르, 또는 전체 디올 성분당 15몰%이하의 공중합 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 양호한 제막성을 얻기 위해서는 디카르복실산 성분으로 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산을 사용할 수 있고, 비상용성 수지의 분산 상태를 안정시키기 위해서는 디올 성분으로 1,4-시클로헥산디메탄올을 사용할 수 있다.

상기 원료조성물 1은 내부 기재층(11)에 적용된다. 상기 원료조성물 1에 포함된 수지 조성물은 폴리에스테르 수지를 65 내지 95중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 90중량%의 양으로 함유한다. 이때, 폴리에스테르 수지 함량이 상기 범위를 벗어나면, 다수의 공동을 함유하는 필름으로 제막할 수 없다.

본 발명에서, 원료조성물 1 중의 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지로서 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 함유하며, 비결정성 환상 올레핀 공중합체로는 바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 5,6-디메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 1-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-에틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-n-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-i-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 7-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 트리 시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 2-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 5-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 트리시클로[4,4,0,12.5]-3-데센, 10-메틸-트리시클로 [4,4,0,12.5]-데센 등의 비결정성 환상 올레핀 수지 또는 상기 비결정성 환상 올레핀 수지와 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 메틸펜텐 등의 결정성 폴리올레핀 수지가 공중합된 것을 사용할 수 있다.

상기 언급된 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지는 단일 성분으로 이루어진 중합체, 두 성분 이상으로 이루어진 공중합체 또는 이들간 2종 이상의 혼합 형태로 사용될 수도 있다. 특히, 폴리에스테르 수지와의 임계 표면장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 그 중에서도 에틸렌과 바이시클로알켄의 공중합체가 가장 바람직하다.

본 발명에서, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 원료조성물 1 전체중량의 5 내지 35중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부의 함량으로 포함된다. 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 함량이 5중량부 미만인 경우, 백색화의 효과가 미약하고 높은 반사성을 구현할 수 없다. 반면에, 그 함량이 35중량부를 초과하면, 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 응집이 일어나기 쉽다.

본 발명에서 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 원료조성물 1 중의 수지 조성물로부터 분리해서 시차주사형 열량계를 이용하여 JIS K7121-1987 측정법에 따라 전이온도를 측정했을 때, 결정화 및 융해의 피크가 보이지 않는 것을 비결정성의 조건으로 설정한다.

본 발명의 바람직한 구체예에서는 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체로서, 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지를 사용한다. 상기 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지는 공지의 일본 특허공개 소61-271308호 공보에 예시되어 있는 액상중합법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 유리전이온도가 120℃ 내지 220℃를 충족하는 것이 바람직하다. 유리전이온도가 120℃ 미만이면, 필름의 연신시에 환상 올레핀 공중합체가 소성 변형되어 공동의 생성이 저해된다. 반면에, 유리전이온도가 220℃를 초과하면, 폴리에스테르 수지와 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 압출기 등을 이용하여 용융혼련하여 시트상으로 토출할 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 분산이 불충분해져서 상기 공동의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없다. 더욱 바람직한 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 유리전이온도는 150 내지 215℃, 가장 바람직하게는 170 내지 205℃이다. 유리전이온도는 비결정성 환상 올레핀 공중합체에 있어서의 환상 올레핀과 비환상 올레핀의 공중합 비율을 변경함으로써 조정할 수 있는데, 유리전이온도는 시차주사형 열량계를 사용하여 20℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때의 JIS K7121-1987의 중간점으로 결정된다.

또한, 본 발명에서는 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 그 입경이 0.5 내지 5.0㎛ 인 것으로 선택하여 사용한다. 환상 올레핀 공중합체의 입경 크기가 0.5㎛ 미만인 경우 연신시에 공극을 형성하기가 어렵고, 5.0㎛를 초과하면 연신시에 필름이 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 원료조성물 1은 백색 무기입자를 폴리에스테르와 비결정성 환상 올레핀 수지의 합 100중량부에 대하여 1 내지 40중량부, 바람직하게는 2 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 20중량부의 함량으로 포함한다. 상기 백색 무기입자의 함량이 1중량부 미만인 경우 무기입자에 의한 산란광이 부족해서 충분한 광반사성을 얻을 수 없고, 그 함량이 40중량부를 초과하면 제막 안정성이 현저하게 저하된다.

또한, 상기 무기입자는 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 0.1 내지 3.0㎛의 평균 입자지름을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.0㎛의 평균 입자지름을 갖는다. 여기에서, 평균 입자지름이란 수 평균 입자지름을 말하고, 주사전자현미경으로 배율 10,000배에서 수지(필름)에 첨가하기 전의 각 입자에 대해서, 100개씩 임의로 입자 지름을 측정하여 평균 입자지름 크기를 결정한다. 이때, 입자가 구상이 아닐 경우에는 가장 형상이 가까운 타원에 근사하고, 그 타원의 (장경+단경)/2로 결정하며, 입자지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다.

본 발명에서 사용가능한 무기입자로는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자가 있으며, 이들 입자는 단독으로 또는 조합하여 상기 함량 범위 이내에서 사용될 수 있다.

황산바륨 입자나 이산화티탄 입자를 수지 조성물에 배합하는 방법은 하기 (가) 내지 (라)의 공지 방법을 이용하여 수행할 수 있다:

(가) 폴리에스테르 합성시의 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응 종료 전에 입자를 첨가하는 방법 또는 중축합 반응 개시 전에 입자를 첨가하는 방법 (폴리에스테르 합성 시에 첨가될 경우 이산화티탄 입자는 글리콜에 분산된 슬러리로 준비한 후 반응계에 첨가하는 것이 바람직함),

(나) 폴리에스테르에 입자를 첨가하여 용융 혼련하는 방법,

(다) 상기 (가) 또는 (나)의 방법에 있어서, 입자를 다량 첨가한 마스터 펠릿을 제조한 후, 이들과 첨가제를 함유하지 않는 폴리에스테르를 혼련하여 소정량의 첨가물을 함유시키는 방법, 및

(라) 상기 (다)의 마스터 펠릿을 그대로 사용하는 방법.

본 발명의 구체예에 따르면, 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자가 입자의 분산성을 고려하여 상기 (다) 또는 (라)의 방법으로 수지 조성물에 혼합된다.

추가로, 본 발명의 원료조성물 1은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가물, 예를 들면, 형광증백제, 가교제, 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 활제, 무기 미립자, 충전제, 내광제, 대전방지제, 핵제, 염료, 분산제, 커플링제 등을 포함할 수 있다.

원료조성물 2는 내부 기재층(11)을 중심으로 적어도 한면 또는 양면에 적용된다. 본 발명에서, 원료조성물 2에 사용되는 무기입자는 폴리에스테르 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 30중량부, 바람직하게는 0.2 내지 25중량부의 함량으로 사용된다. 상기 무기입자로는 실리카, 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산 바륨 등이 사용 가능하며, 이들 입자가 1종 이상의 조합으로 사용되는 것이다. 사이즈는 직경이 1 내지 5㎛ 이내인 것이 바람직하며, 1㎛보다 작을 경우 표층부에 돌기 형성이 어려워, 필름의 주행성 및 권취성에 취약하며, 5㎛를 초과하는 경우 BLU 조립시 LGP(도광판)과의 마모가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 1 내지 5㎛ 범위의 상기 입자 1종 이상의 조합으로 사용되는 것이 바람직하다.

원료조성물 1과 원료조성물 2로 구성된 필름의 두께는 50 내지 350㎛ 까지 가능하며, 원료조성물 1로 이루어진 내부 기재층은 전체 필름 두께에 90% 이상 차지하는 것이 바람직하다.

안티블로킹층(13)은 상기 외부 기재층(12)에 어느 한 면에 위치하며, 불소계 화합물 100중량부 대비하여 폴리우레탄계 바인더 70 내지 150중량부, 에폭시계 경화제 30 내지 70 중량부, 고투명 유기입자 5 내지 20 중량부에 소량의 계면활성제를 첨가한 안티블로킹 조성물을 물에 희석시켜서 얻은 안티블로킹 코팅액을 적절한 방법으로 코팅 후 건조 및 경화시켜서 만들 수 있다. 여기에 사용 가능한 불소계 아크릴 중합체 화합물은 폴리테트라플로오루에틸렌 또는 플루오리네이트 에틸렌 프로필렌, 퍼플루오르 알콕시, 퍼플루오로 알킬렌 등으로부터 유도되는 유도체를 치환체로 포함하는 아크릴레이트 중합체 화합물을 말한다. 이들은 물에 잘 분산되는 것으로 시바 케미컬 또는 듀퐁사의 불소계 화합물을 사용할 수 있다. 제품상태로 입수가능한 것들로는 예를 들어 들어, 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 캄파니에서 입수되는 조닐(ZONYL); 시바 스페셜티 케미칼스 (Ciba Specialty Chemicals)의 올레오포볼 (OLEOPHOBOL); 아사히 글라스 컴파니, 리미티드 아사히 가드 (ASAHI GARD); 다이킨 아메리카, 인크. (Daikin America, Inc.)의 유니다인 (UNIDYNE); 쓰리엠 컴파니 (3M Company)의 스카치가드 (SCOTCHGARD); 및 나노텍스 (Nanotex)의 나노 텍스 (NANO TEX) 등이 있다.

폴리우레탄 바인더는 안티블로킹층과 기재층 사이의 접착성 향상을 목적으로 사용된다. 공지의 우레탄 바인더가 사용될 수 있으며, 상업적으로 입수가능한 것으로는 DPI홀딩스 또는 DIC사의 제품이 있다. 고형분 함량을 기준으로 폴리우레탄 바인더를 불소계 아크릴 중합체 100중량부 대비 70중량부 이하의 경우에는 고투명 유기입자가 쉽게 탈락을 하게 되고, 150중량부 이상일 경우에는 표면에너지가 높아지고, 갈림에 의해서 표면에 상처가 생기기 쉽다.

경화제로는 공지의 에폭시 경화제를 사용할 수 있으며, 상업적으로 시판되는 것으로서는, 예를 들어, 대일본잉크사의 제품명 CR-5L 등이 있다.

경화제의 양이 불소계 화합물 100중량부 대비 30 중량부 이하의 경우에는 피막이 연하여 쉽게 상처가 생기며, 70중량부 이상일 경우에는 균일한 경화가 어렵고, 부분적으로 과경화되어 결점이 되는 경우가 있다.

고투명 유기입자로는 입경이 0.1 내지 0.5㎛으로 고가교 폴리스티렌 수지 입자, 고가교 아크릴 수지 입자 등의 고투명 유기입자를 사용할 수 있다. 고투명 유기입자는 불소계 아크릴 중합체 화합물 100중량부 대비 5중량부 미만으로 사용할 경우에는 정적 마찰계수 0.5 이상, 동적 마찰계수가 0.5 이상으로 갈림에 의하여 쉽게 상처가 생기며, 20중량부를 초과하는 경우에는 입자가 탈락하기 쉽다.

이들의 조합에 계면활성제, 예를 들어, 불소계 계면활성제가 분산을 목적으로 불소계 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 1중량부 이하의 소량으로 추가될 수 있다.

본 발명의 반사판용 적층 안티블로킹 백색 폴리에스테르 필름은 상기한 바와 같은 원료조성물 1, 2 를 각각 용융시킨 후 공압출하여 연신시킴으로써 제조될 수 있다.

구체적으로, 원료조성물 1을 중심으로 하고, 원료조성물 2는 원료조성물 1의 양면으로 적층하여 시트상의 압출 다이를 통해 토출해 내면서 성형된 시트상의 용융물을 캐스팅 드럼으로 급냉시킨다.

이어서, 냉각된 시트를 필름의 이동 방향으로 1축 연신하며, 연신하기 전에 미연신 시트를 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열할 수 있다. 상기 연신 공정은 2개 이상의 롤의 주속차를 이용해서 수행하는 것이 바람직하며, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 설정하고, 연신 배율은 2.5 내지 4.0 배로 한다.이후에 상기 안티블로킹층의 원료를 물에 잘 분산시킨후 코팅 공정을 행한 후 70 내지 90℃ 온도에서 건조를 시킨 다음 연속적으로 상기 필름 이동 방향과 수직인 방향(이하, 「폭 방향」이라고도 한다)으로 2축 연신한다. 안티블로킹층의 코팅은 공지의 코팅방법, 예를 들어, 롤코팅, 메에어바 코팅 등 당업계 공지의 방법으로 수향될 수 있다. 상기 안티블로킹층의 두께는 0.1 내지 1.5㎛인 것이 바람직하다. 입자사이즈가 0.1㎛이므로 안티블로킹층의 두께는 최소 0.1㎛ 이상이 되어야 한다. 1.5㎛를 초과하면 다량으로 입자가 적층되어 입자가 쉽게 탈락하는 문제점이 있다.

이때, 폭 방향 연신은 폴리에스테르 수지의 유리전이점(Tg)보다 높은 온도부터 시작하여 승온하여 수행된다. 폭 방향 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 좋고, 단계적(순차적)이어도 좋지만, 통상 순차적으로 승온시킨다. 예를 들면 텐터의 폭 방향 연신 존을 필름 주행 방향에 따라 복수로 나누고, 존 마다 소정 온도의 가열 매체를 흘림으로써 승온시킨다. 이때, 폭 방향의 연신 배율은 2.5 내지 4.5 배로 한다.

이후, 연신된 필름을 주행시키면서 열고정 또는 열이완 등의 열처리를 순차적으로 수행한다. 열처리 공정은 텐터 내에서 120 내지 240 ℃의 온도에서 1 내지 30초 동안 수행됨으로써, 얻어진 2축 연신 필름의 결정 배향을 완료시키고, 안티블로킹층을 경화시킴으로써 막을 완성하고, 평면성과 치수 안정성을 부여하게 된다.

추가로, 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서 필름을 폭 방향 또는 길이 방향으로 3 내지 12%의 이완 처리를 실시해도 좋다.

이어서, 연신 후 열고정된 필름을 균일하게 서냉한 후에 실온까지 냉각시킨 다음 권취함으로써, 내부 기재층(11)과 그 양면 또는 일면에 적?된 외부 기재층(12)이 적층된 기재필름을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부 대비 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 대한 비상용 수지로서, 유리전이 온도가 200℃이며 입경이 0.8㎛인 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지 10중량부를 포함하는 수지 조성물에 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 20 중량부를 첨가하여 원료 1을 준비하고,

폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부에 대하여, 평균 입자 지름이 4㎛인 실리카 무기입자 0.5 중량부가 포함된 원료 2를 준비하였다.

불소계 아크릴 중합체(시바 케미컬의 Oleophobol7713) 100중량부에 대하여, 폴리우레탄 바인더 디스퍼젼(DPI사의 C181-004) 90중량부, 에폭시 경화제(대일본잉크사 CR-5L) 40중량부 및 0.3㎛ 사이즈 단분산의 고가교 폴리스틸렌 입자(JSR사 SX872626-03) 10중량부를, 불소계 계면활성제 0.1중량%를 넣은 물에 희석한 안티블로킹 코팅액을 준비하였다.

준비한 원료 1, 원료 2 에 있어서, 원료 1을 중간층이 되도록 하고, 원료 2를 원료 1을 기준으로 양면으로 각각 토출시켜 하나의 시트형 압출 다이에 공급하여 시트상으로 성형하였다. 이때의 원료 2:원료 1:원료 2의 토출비는 1:10:1으로 하였다.

성형된 시트를 표면 온도 20℃의 캐스팅 드럼에 안착되게 하여 냉각, 에어 챔버로 냉각 고화시킴으로써 미연신 필름을 얻은 후, 이를 가열하여 필름 진행 방향으로 3.7배 연신 후 냉각하였다.

이어서 안티블로킹 코팅액을 3을 시트에 고르게 분무 시킨후 메이어 바로 일정한 두께로 코팅막을 유지시키고, 약 110℃에 30초간 건조시킨후 계속해서 필름 진행 방향으로 1축 연신한 필름의 양 끝을 클립으로 유지하면서 가열된 분위기 중에서 필름 진행 방향에 수직인 방향(폭 방향)으로 3.7 배율로 연신하였다.

이후, 텐터 내에서 220 ℃에서 열고정을 수행하여 원료 3으로 이루어진 박막을 경화시키고, 실온까지 냉각하여 총 150㎛ 두께의 필름에 안티블로킹층의 두께가 0.5㎛인 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<실시예 2>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액을 준비함에 있어, 불소계 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 고투명 유기입자를 20중량부로 증량한 것 이외에는 실시예 1과 같은 공정으로 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<실시예 3>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액을 물에 2배 희석하여 같은 공정으로 수행하여 0.25㎛ 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<비교예 1>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액에에 불소계 화합물 100중량부 대비 경화제 20중량부로 경화제 양을 줄인 것을 제외하고는 같은 공정을 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<비교예 2>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액에 불소계 화합물 100중량부 대비 고투명 유기 입자를 3중량부로 감량한 것을 제외하고 같은 공정으로 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<비교예 3>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액에 불소계 화합물을 사용하지 않는 것을 제외 하고 같은 공정으로 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<비교예 4>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액에 불소계 화합물 100중량부 대비 고투명 유기 입자를 25중량부로 증량한 것을 제외하고는 같은 공정을 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

<비교예 5>

실시예 1에 있어서 안티블로킹 코팅액에 고투명 유기 입자를 0.08㎛ 단분산의 멜라민 수지 입자(Beckamine PM-80)를 10중량부로 사용하여, 유기입자의 사이즈를 줄이는 것을 제외하고 같은 공정으로 수행하여 동일한 두께의 안티블로킹층을 가진 2축 연신된 적층형 백색폴리에스테르 필름을 얻었다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여 성능 평가를 다음과 같이 실시한 후, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

<실험예 1> 반사율 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 일본 시마즈(Shimazu)사의 분광광도계(UV-3600)에 적분구를 부착하고, 표준 백색판(BaSO₄)을 100%로 했을 때의 반사율을 440∼700nm 영역에 걸쳐 측정하였다. 상기 얻어진 데이터로부터 5nm 간격으로 반사율을 판독하고, 평균치를 계산하여 평균 반사율을 산출하였다.

<실험예 2> 수접촉각 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1내지 5에서 접촉각 측정기(Kyowa Interface Science Co., Ltd.; 모델명 Dropmaster 300)를 사용하여 이온 교환수를 증류하여 얻은 정제수로 액적법(sessile drop method)에 의하여 행하였으며, 서로 다른 위치에서 5회 측정 후 평균값을 취하였다.수 접촉각 110˚이상은 OK, 110˚미만은 NG로 구분하였다.

<실험예 3> 마찰계수 측정

상기 실험예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 도요세이키(Toyoseiki) 제품의 마찰계수 측정기 TR타입을 사용하였으며, 측정 결과는 니폰덴시 카가쿠(Nippon denshi kagaku)제품의 unicoder U-228을 사용하여 측정을 행했다. 측정 방법은 ASTM D 1894규격에 근거하여 측정하였다. 상판과 하판에 측정 필름을 위치시키고 무게 200 ±5g, 측정속도는 152±30mm로 마찰을 시켜 정 마찰계수와 동 마찰계수를 각각 측정하고, 각각 0.5 이상은 NG, 이하는 OK로 구분하였다.

<실험예 4> 입자 탈락성

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1내지 5에서 100mm X 100mm 사이즈로 2매 샘플링 한다음 안티블로킹층 끼리 마주보게 적층한 다음 50g 추의 무게로 누르면서 하부의 필름을 당긴후 안티블로킹 면을 현미경 200 배 배율로 총 10 포인트를 관찰하고 입자의 탈락이 없을 경우 OK, 입자의 탈락이 있을 경우 NG로 표기하였다.

<실험예 5> 스틸울 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 #0000의 스틸울을 사용하여, 10gf/cm2의 하중을 가해서 10회 왕복했을 때의 상처의 개수를 관찰했다. 상처의 레벨에 따라서 경도를 다음 5단계로 분류하고 레벨 3이상을 사용 가능수준으로 판단하였다.

레벨 5 : 상처 없음.

레벨 4 : 상처 1 ~ 5개 있음.

레벨 3 : 상처 5 ~ 10개 있음.

레벨 2 : 상처 10개 이상

레벨 1 : 전체 면에 상처 있음.

구분	반사율(%)	수접촉각	정마찰계수	동마찰계수	입자 탈락성	스틸울 평가
실시예1	102.5	115	0.43	0.45	OK	레벨 4
실시예2	102.3	113	0.39	0.35	OK	레벨 5
실시예3	102.4	110	0.48	0.49	OK	레벨 3
비교예1	102.3	113	0.43	0.44	NG	레벨 2
비교예2	102.5	110	0.71	0.90	OK	레벨 1
비교예3	102.3	67	0.62	0.59	OK	레벨 1
비교예4	102.3	115	0.35	0.32	NG	레벨 4
비교예5	102.2	114	1.02	1.14	OK	레벨 1

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 모두 정마찰계수 와 동 마찰계수가 0.5 이하며 입자 탈락이 없음을 알 수 있었다. 다만 비교예 1의 경우 경화제가 적게 들어감으로써 마찰계수가 낮더라도 표면이 약하여 쉽게 스크레치가 발생하고 입자 탈락이 발생함을 알 수 있고, 비교예 2처럼 고투명 입자가 적으면 마찰계수가 높아짐에 따라 스크레치가 발생하고, 비교예 3처럼 불소계 화합물이 적을 경우에도 마찰계수가 높고 쉽게 스크레치가 발생함을 알 수 있었다. 또한 비교예 4처럼 고투입 입자를 과량으로 넣을 경우에는 상대적으로 입자가 많아서 쉽게 입자가 탈락하여 갈림에 취약함을 알 수 있다. 또한 비교예 5처럼 입자 사이즈가 너무 작으면 마찰계수가 낮아지지 않고 전면에 상처가 쉽게 발생됨을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 적층 백색 안티블로킹 폴리에스테르 필름은 표면에너지와 마찰계수가 낮은 안티블로킹층을 도입함으로써 도광판(이하 LGP)와의 마찰에 의한 갈림이 발생하지 않아 백라이트 유닛(BLU)에 백점 형태의 결점으로 보이지 않으므로, LED 백라이트 유닛용 반사필름으로 활용이 가능하다.

10.. 적층형 백색 안티블로킹 폴리에스테르 필름.
11.. 내부 기재층
12.. 외부 기재층
13.. 안티블로킹층

Claims

미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 내부 기재층; 상기 내부 기재층의 일면 또는 양면에 적층된 외부 기재층; 및 상기 외부 기재층 상에 수접촉각 110˚이상, 정 마찰계수 및 동 마찰계수가 0.5 이하의 안티블로킹층이 적층된 액정 디스플레이 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서, 상기 안티블로킹층은 불소계 아크릴 중합체 화합물 100중량부 대비하여 폴리우레탄계 바인더 70 내지 150중량부, 에폭시계 경화제 30 내지 70중량부, 고투명 유기입자 5 내지 20중량부를 포함하는 안티블로킹 조성물을 코팅하여 형성된 것임을 특징으로 하는 상기 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서, 상기 불소계 아크릴 중합체 화합물은 폴리테트라플로오루에틸렌, 플루오리네이트 에틸렌-프로필렌, 퍼플루오르 알콕시, 퍼플루오로 알킬렌 등으로부터 유도되는 유도체를 치환체로 포함하는 아크릴레이트 중합체 화합물인 것을 특징으로 하는 상기 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서, 상기 고투명 유기입자는 고가교 폴리스티렌 또는 고가교 아크릴 수지로 형성된 것이며, 입경은 0.1 내지 0.5㎛인 것을 특징으로 하는 상기 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서, 내부 기재층에 포함된 미세기공은 모재인 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지와는 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지 및 백색의 무기입자를 포함하는 블렌드를 연신하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 상기 반사판용 적층형 백색 폴리에스테르 필름.