KR20170091971A - 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 폴리에틸렌나프탈레이트계(PEN계) 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다. 상기의 발명으로 탑코팅과의 이접착성을 보유하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 뛰어난 내열성과 내수성을 가져 블로킹을 방지하고, 필름의 리사이클링이 가능한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

Description

레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름{Polyester film with reduced rainbow}

본 발명은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 프라이머층을 가진 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

종래의 광학용, 산업용 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재필름 상부의 프라이머 층에 우레탄 또는 아크릴 수지를 코팅하여 형성한다. 폴리우레탄계 고분자 수지는 치수안정성이 상대적으로 높으나, 심한 레인보우를 발생시키며, 고온의 환경에서 황변을 발생시킨다. 또한 아크릴계 수지를 코팅할 경우 프라이머 상부 하드 코팅과의 접착력이 우수하지 않다.

본 발명은 내열성 및 내수성이 우수한 폴리에스테르 수지를 사용하여 이접착성을 유지하면서도 레인보우 및 황변을 개선시킨 폴리에스테르 필름을 제조한다.

대한민국 공개특허 10-2013-0035904

본 발명은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 프라이머층을 가진 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기위해 안출된 본 발명은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름을 제공한다.

또한, 상기 프라이머층을 형성하는 도포액은 70 내지 80중량%의 물과 20-30중량%의 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지로 이루어진 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지 수분산액을 포함하는 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

또한, 상기 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수분산체를 구성하는 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 레진은 분자량이 25000 내지 27000이며, 굴절율이 1.56 내지 1.60인 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름을 제공한다.

본 발명은 내열성 및 내수성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지를 사용하여 이접착성을 유지하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 뛰어난 내열성과 내수성으로 우레탄 수지에서 쉽계 발생하는 블로킹을 방지하고, 필름의 리사이클이 가능한 폴리에스테르 필름을 제조한다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름을 제공한다.

상기 프라이머층은 폴리에틸렌나프날레이트계 폴리에스테르 수지, 멜라닌계 또는 에폭시계 경화제, 음이온성 계면활성제 및 무기입자를 포함하는 도포액으로 도포된 것을 특징으로 한다.

상기 프라이머층을 형성하는 도포액은 70 내지 80중량%의 물과 20-30중량%의 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지로 이루어진 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지 수분산액을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래의 우레탄 수지의 레인보우 현상 및 황변 현상, 아크릴계 수지의 낮은 이접착성을 극복하기 위한 것으로, 프라이머층은 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지를 포함한다.

상기 폴리에틸렌 나프탈레이트계 폴리에스테르 수지는 분자 구조상 두 개의 벤젠링과 지방족 폴리머를 동시에 함유하여 내열성 및 내수성이 향상된 것이다. 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트계 폴리에스테르 수지는 물에 가용성 또는 분산성인 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트계　폴리에스테르는 분자량이 25000내지 27000이며, 바람직하게는 26,000이고, 굴절률은 1.56 내지 1.60이며, 바람직하게는 1.59이다.

굴절률이 1.6을 초과하면 투명성이 저하된다.

분자량이 상기 범위를 벗어나면, 프라이머로 사용하는 데에 적합하지 않다.

상기 폴리에틸렌 나프탈레이트계 폴리에스테르는 분자 구조상 sulfonic acid와 OH기를 갖고 있어 폴리에스테르 필름과 수소 결합을 형성한다.

상기 프라이머 층을 형성하는 상기 도포액은 70-80중량%의 물과 20-30중량%의 수분산 폴리에틸렌 나프탈레이트계 폴리에스테르 수지로 구성되는 혼합액을 도포액 기준 10wt% 내지 90wt% 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15wt% 내지 50wt%, 더욱 바람직하게는 15wt% 내지 40wt%이 포함될 수 있다. 10wt% 내지 90wt%의 범위를 벗어나면 필름의 코팅에 적합하지 않다. 상기의 물과 수분산 폴리에틸렌 나프탈레이트계 폴리에스테르 수지의 혼합비를 변경하여 부착력과 황변 저하를 위한 최적 조건을 찾을 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 내용은 후술할 실시예를 참고하여 이해할 수 있을 것이다.

상기 도포액에는 당 업계에서 사용되는 경화제, 계면활성제, 실리카 등이 추가적으로 포함될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 내지 3

본 발명의 프라이머층을 구성한 폴리에스테르 필름의 제조를 위해 미연신된 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고 프라이머층을 형성하는 도포액은 물과 분자량이 26000인 폴리에틸렌 나프탈레이트계　폴리에스테르 수지를 표1의 비율로 구성한 수분산액 20.0중량%와 70중량%의 물과 멜라민 경화제 30중량%로 구성된 경화제 수분산액 5중량%와 물 63.9중량%를 혼합하고, 90중량%의 물과 10중량%의 음이온 계면활성제로 구성된 계면 활성제 수분산액 1.0중량%와 30중량%의 물과 70중량%의 실리카 입자로 구성된 무기입자 수분산액 5중량% 및 잔량의 물을 이용하여 도포액을 제조한 후 두께 100μm의 상기 미연신된 폴리리에스테르 기재필름에 도포하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 상기 도포액의 도포는 #3 Wire bar를 이용하여 도포하였다.

구분	폴리에틸렌 나프탈레이트계　폴리에스테르 수지(중량%)	고형분(%)	물(중량%)	점도(CPS)
실시예1	20	10	80	1.43
실시예2	25	10	75	1.65
실시예3	30	10	70	1.78

비교예

바인더 수지로 70중량%의 물과 30중량%의 폴리우레탄 수지로 구성된 바인더 수지(표2 참고)로 구성된 수분산액 20.0중량%와, 70중량%의 물과 멜라민 경화제 30중량%로 구성된 경화제 수분산액 5중량%와 물 63.9 중량%를 혼합하고, 90중량%의 물과 10 중량%의 음이온 계면활성제로 구성된 계면활성제 수분산액 1.0중량%와, 30 중량%의 물과 실리카 입자 70중량%로 구성된 무기입자 수분산액 5중량% 및 잔량의 물을 이용하여 도포액을 제조한 후, 두께 100μm의 상기 실시예의 미연신된 폴리에스테르 기재필름에 도포하여 광학용 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 상기 도포액의 도포는 #3 Wire bar를 이용하여 도포하였다.

구분	주재 성분	고형분(%)	점도(CPS)
비교예	폴리우레탄	10	1.53

실험예

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에 따른 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물리적 특성을 측정하고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

1. 코팅층 두께 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 코팅층 두께는 마이크로메터를 이용한 침압식 측정기[미쯔 토요사, 모델명: ID-Ff125]를 사용하여 측정하였으며, 총 10장의 시트의 두께 측정값에서 투명한 기재필름의 두께(μm)를 뺀 나머지 값의 평균으로 산출하였다.

2. 굴절율 측정

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 코팅층 굴절율은 상기 폴리에스테르 필름 위에서의 측정이 어렵기 때문에 도포액을 Si wafer에 코팅하여Ellipsometry를 이용, 굴절율을 측정하였다.

3. 부착력 확인(접착력)

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 기재와 프라이머층 사이의 접착력을 측정하였다. #20 와이어바를 이용하여 프라이머층이 접착되어 있는 표면에 아크릴계 UV 경화수지를 도포시킨 다음, 절단기로 프라이머층이 코팅된 필름에 절단선을 만들어서, 10X10의 매트릭스에 2mmX2mm 정사각형들을 배치한다. 절단선이 있는 필름에 셀로판 테입(No. 205, NICHIBAN제, 넓이 24mm)를 붙이고, 벨벳을 이용, 테입을 문질러서 폴리에스테르 필름에 강령하게 부착시킨 후, 수직으로 테입을 떼어냈다. 접착승에 남아 있는 프라이머층의 면적을 시각적으로 관찰하고, 다음 수학식 1에 의해 접착력을 계산하였다.

수학식 1

또한 60℃, 90%습도 하에서 96시간 후의 내습성 평가를 위한 접착력 테스트도 상기와 동일한 방법으로 실시하였다.

4. 코팅성 확인

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 프라이머층인 코팅액과 기재 사이의 코팅성을 측정하였다. 0#~6# 와이어바를 사용하여 프라이머층을 기재에 도포하여 기재의 전 표면에 프라이머층이 코팅되어졌는가를 확인하였다. 육안으로 섬처럼 코팅액이 묻지 않은 부분들이 100개의 작은 사각형 기준(1정사각형: 1 X 1mm)에서 2개 이하로 존재할 때 코팅성이 우수하다라고 평가하였다.

5. Haze/광투과율 확인

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 도포액을 188 μm의 폴리에스테르 필름에 도포하여 열경화시킨 후 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 헤이즈와 투과율을 측정하였다.

구분	코팅층 두께 (μm)	굴절율	부착력(%)	내습부착력(%)	코팅성	Haze(%) /광투과율(%)
실시예1	0.1	1.58	100	95	O	0.23/88.2
실시예2	0.1	1.59	100	96	O	0.26/87.4
실시예3	0.1	1.59	100	100	O	0.28/89.3
비교예	0.1	1.42	100	80	O	0.3/87.3

(O: 양호, △: 보통, X: 불량)

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 폴리우레탄계 수지를 포함하는 프라이머층 대신, 폴리에틸렌 나프탈레이트계　폴리에스테르 수지를 포함하는 프라이머층을 구성하여, 이접착성을 보유하면서도 굴절률이 높아 레인보우 발생이 적으며, 내습부착력이 향상된 필름의 제조가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 프라이머 코팅된 프라이머층을 포함하는 폴리에스테르 필름으로서, 상기 프라이머층은 폴리에틸렌나프탈레이트계(PEN계) 폴리에스테르 수분산체를 포함하는 도포액으로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름
   
2. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층을 형성하는 도포액은 70 내지 80중량%의 물과 20-30중량%의 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지로 이루어진 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수지 수분산액을 포함하는 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 수분산체를 구성하는 폴리에틸렌나프탈레이트계 폴리에스테르 레진은 분자량이 25000 내지 27000이며, 굴절율이 1.56 내지 1.60인 것을 특징으로 하는 레인보우가 개선된 폴리에스테르 필름