KR101147302B1 - 검화 처리가 필요없는 편광판용 보호필름 - Google Patents

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Abstract

편광자와의 접착성이 우수하여 검화(saponification) 처리 없이 편광자에 접합(합지, lamination)이 가능한 편광판용 보호필름이 개시된다. 상기 편광판용 보호필름은, 트리아세테이트 셀룰로스 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 코팅층이 형성되어있는 것이다. 여기서, 상기 코팅층은 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스 30 내지 60중량% 및 나머지 유기용매를 포함하는 코팅액 조성물로부터 형성되는 것이 바람직하고, 상기 코팅층의 두께는 0.1 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
편광판, 보호필름, 검화, 트리아세테이트 셀룰로스, 모노아세테이트 셀룰로스, 디아세테이트 셀룰로스

Description

검화 처리가 필요없는 편광판용 보호필름{Protective film for polarizing plate without saponification process}
본 발명은 편광판용 보호필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편광자와의 접착성이 우수하여 검화 처리 없이 편광자에 접합이 가능한 편광판용 보호필름에 관한 것이다.
액정 디스플레이 등에 사용되는 편광판은, 일반적으로, 편광자 양면에 보호필름이 적층되어 있는 형태이며, 편광자로서 옥소 또는 이색성 염료가 흡착된 연신 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 필름이 사용되고, 보호필름으로는 트리아세테이트 셀룰로스(triacetate cellulose: TAC) 필름이 사용될 수 있다. TAC 필름을 이용한 편광판은 뛰어난 광학적 특성, 고투과율 및 광범위한 파장에 대한 편광도, 탁월한 밝기와 명암비(contrast ratio)의 특성을 나타내므로, 편광판으로서 유용하다.
그러나, 보호 필름으로서 사용되는 상기 TAC 필름은 표면이 소수성이기 때문 에 편광자로서 사용되는 폴리비닐알콜 필름과의 접착성이 불량하다. 상기 접착성을 개선시키기 위하여, 상기 TAC 필름의 표면을 알칼리 수용액에 침지 처리하여 검화(saponification, 도 2 참조)하는 전처리 공정을 사용하고 있지만, 상기 공정은 번거로운 공정이 추가되고 오염현상이 발생되며, 다량의 알칼리 용액 폐수를 발생하기 때문에, 생산성 및 환경 보호측면에서 바람직하지 못하다.
알칼리 수용액을 함유한 알칼리 검화용액을 필름 표면상에 코팅시키는 방법도 제안되어 있으나, 상기 방법 역시 외부 물질로 인한 결함 등 광학 필름의 품질 저하를 유발하고 검화도가 시간에 따라 변하거나 불균일해질 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 검화 처리 없이 편광자(폴리비닐알콜 필름)와의 접착성을 향상시킬 수 있는 편광판용 보호필름(트리아세테이트 셀룰로스 필름)을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 트리아세테이트 셀룰로스 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 코팅층이 형성되어있는 편광판용 보호필름을 제공한다.
여기서, 상기 코팅층은 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰 로스 30 내지 60중량% 및 나머지 유기용매를 포함하는 코팅액 조성물로부터 형성되는 것이 바람직하고, 상기 코팅층의 두께는 0.1 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 편광판용 보호필름은, 트리아세테이트 셀룰로스(TAC) 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 코팅층을 0.1 내지 2㎛의 두께로 코팅한 것으로서, 편광자와의 접착성을 향상시키기 위한 검화 처리가 필요 없기 때문에, 알칼리 처리 단계, 수세 단계 및 건조 단계를 포함하는 검화 처리의 생략이 가능하고, 알칼리성 폐액 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 생산비 감소로 인한 생산량의 증가가 가능하고, 전량 수입에 의존하던 TAC 필름을 검화가 필요없는 차별화된 TAC 필름으로 대체할 수 있기 때문에, 후발주자로서 시장진입이 좀 더 용이하고 매출 향상을 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 편광판용 보호필름은, 트리아세테이트 셀룰로스(triacetate cellulose: TAC) 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스(monoacetate cellulose: MAC) 및/또는 디아세테이트 셀룰로스(diacetate cellulose: DAC)로 이루어진 코팅층이 형성되어있는 것이다. 상기 편광판용 보호필름은 편광자의 한 면 또는 양면에 설치되어 편광판으로 사용되는 것으로서, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성, 등 방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 상기 편광판용 보호필름의 재료로서는, 트리아세테이트 셀룰로스 등의 셀룰로스계 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체 등을 예시할 수 있고, 본 발명에서는 트리아세테이트 셀룰로스를 사용할 수 있다. 상기 편광판용 보호필름의 두께는 통상적으로 10 내지 200㎛, 바람직하게는 20 내지 80㎛이다.
본 발명의 편광판용 보호필름에 적합한 편광자로는, 편광판에 사용되는 통상의 편광자를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알콜계 필름, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드(옥소) 또는 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것, 폴리비닐알콜의 탈수처리물 또는 폴리비닐클로라이드의 탈염산처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 이색성 물질(요오드, 염료)이 흡착되고 연신된 후 배향되는 폴리비닐알콜계 필름이 사용될 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 통상적으로는 5 내지 150㎛, 바람직하게는 20 내지 80㎛이다.
상기 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 코팅층은, 편광판용 보호필름에 친수성을 부여하여, 편광자와의 접착성을 향상시키 기 위한 것으로, 중량평균분자량(Mw) 100,000 내지 250,000, 바람직하게는 150,000 내지 200,000, 아세틸화도 58% 이하의 모노아세테이트 셀룰로스, 디아세테이트 셀룰로스, 이들의 혼합물 등을 유기용매에 용해시킨 코팅액을 편광판용 보호필름에 도포하고 건조하여 형성시킬 수 있다.
상기 코팅액은, 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스 30 내지 60중량%, 바람직하게는 40 내지 50중량%, 및 나머지 유기용매를 포함하는 것으로서, 상기 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스의 함량이 30중량% 미만이면, 코팅층 형성 시 건조 시간이 길어지거나, 편광자 (폴리비닐알콜계 필름)와의 접착력이 저하될 우려가 있고, 60중량%를 초과하면, 높은 점도로 인하여 불균일한 코팅층이 형성되거나 필름의 위축(Curl)이 발생될 우려가 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 아세톤, 에탄올, 이소프로필 알코올, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아세톤과 메탄올을 1 : 0.5 ~ 6, 바람직하게는 1 : 1 ~ 4의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 코팅층은 마이크로 그라비아(micro gravure), 그라비아, 롤코팅, 콤마, 슬롯다이, 에어나이프 및 디핑 등의 코팅 방법으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 마이크로 그라비아 코팅 후 열풍 건조하는 방식(도 1 참조)으로 편광판용 보호필름의 양면을 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 0.1 내지 2㎛, 바람직하게는 0.5 내지 1㎛이며, 상기 마이크로 그라비아 방식의 코팅 방법을 사용할 경우, 180 내지 200 메쉬(mesh)의 코팅 매쉬바(mesh bar)를 사용하고, 10 내지 20m/분(min)의 진행속도로 코팅하여, 상기 두께로 코팅 층의 두께를 조절할 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 0.1㎛ 미만이면, 편광판용 보호필름과 편광자와의 접착성이 향상되지 못할 우려가 있고, 2㎛를 초과하면, 편광판용 보호필름의 광학적 특성, 편광도 등의 장점을 저해할 우려가 있다.
본 발명에 따른 편광판용 보호필름은, 트리아세테이트 셀룰로스(TAC) 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스 및/또는 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 코팅층을 0.1 내지 2㎛의 두께로 코팅하여, 친수성을 부여함으로써, 편광자와의 접착성을 향상시키기 위한 보호필름의 검화 처리가 필요 없기 때문에, 알칼리 처리 단계, 수세 단계 및 건조 단계를 포함하는 검화 처리의 생략이 가능하고, 알칼리성 폐액 발생을 방지할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[제조예] 모노아세테이트 셀룰로스 및 디아세테이트 셀룰로스 코팅액의 제조
모노아세테이트 셀룰로스(MAC) 및/또는 디아세테이트 셀룰로스(DAC)(중량비 50 : 50, 중량평균분자량(Mw) 100,000 내지 250,000, 아세틸화도 58% 이하) 40 내 지 50중량%를 메탄올 30 내지 40중량% 및 아세톤 10 내지 20중량%에 첨가하고, 3시간 교반하여 코팅액을 제조하였다.
[실시예] 편광판용 보호필름 제조 및 평가
트리아세테이트 셀룰로스 필름의 양면(A(Belt)면, B(Air)면)에, 마이크로 그라비아(제조사: 도시바, 모델명: CMT800)를 사용하여, 상기 제조예의 코팅액으로 두께 1㎛의 코팅층을 형성(코팅액 도포 후, 80℃에서 2분간 건조)시켜, 모노아세테이트 셀룰로스 및 디아세테이트 셀룰로스(MAC/DAC) 코팅층이 형성된 편광판용 보호필름을 제조하였다(도 1 참조). 표면장력 측정 시약(제조사: DIVERSIFIED ENTERPRISES, 제품명: Accu Dyne Test Pens)을 사용하여, 상기 편광판용 보호필름의 표면장력(surface tension, 단위: mN/m)을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예] 편광판용 보호필름 제조 및 평가
트리아세테이트 셀룰로스 필름을 수산화나트륨 수용액에 침지시킨 후, 물로 세척하고 건조하여, 검화(saponification) 처리된 편광판용 보호필름 제조하였다. 상기 실시예와 동일한 방법으로, 상기 편광판용 보호필름의 표면장력(surface tension, 단위: mN/m)을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 실시예
A면 B면 A면 B면
표면장력(mN/m) > 58 > 58 60 60
상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 편광판용 보호필름(실시예)은 표면장력이 검화 처리된 편광판용 보호필름(비교예)의 표면장력만큼 크다는 것을 알 수 있으며, 따라서, 본 발명의 편광판용 보호필름 사용 시, 검화 처리 없이도 편광자와의 접착성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판용 보호필름의 코팅 방법을 나타낸 개략도.
도 2는, 검화(Saponification)의 기본 원리 및 검화 처리 시 표면장력의 변화를 나타낸 도면.

Claims (5)

  1. 트리아세테이트 셀룰로스 필름 양면에, 모노아세테이트 셀룰로스 및 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 셀룰로스로 이루어진 코팅층이 코팅되어 있으며,
    상기 코팅층을 형성하는 셀룰로스는 중량평균분자량(Mw)이 100,000 내지 250,000 이고, 아세틸화도가 58% 이하이며, 상기 코팅층의 두께는 0.1 내지 2㎛인 것인 편광판용 보호필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅층은, 모노아세테이트 셀룰로스 및 디아세테이트 셀룰로스로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 셀룰로스 30 내지 60중량% 및 나머지 유기용매를 포함하는 코팅액 조성물로부터 형성된 것인 편광판용 보호필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기용매는 메탄올, 아세톤, 에탄올, 이소프로필 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 편광판용 보호필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 코팅층은 마이크로 그라비아, 그라비아, 롤코팅, 콤마, 슬롯다이, 에어나이프 및 디핑으로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 방법으로 형성되는 것인 편광판용 보호필름.
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