KR101466346B1 - 저경도 백색 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저경도 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정적인 제막성과 필름의 양호한 제반 물성을 가지면서 도광판 마모 방지성이 우수한 저경도 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 공압출법을 통해 가운데 공동을 함유한 기재층과 상기 기재층 상하에 지지층이 형성된 필름으로서, 상기 지지층은 폴리에스테르 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저경도 백색 폴리에스테르 필름{LOW HARDNESS WHITE POLYESTER FILM}

본 발명은 저경도 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정적인 제막성과 필름의 양호한 제반 물성을 가지면서 도광판 마모 방지성이 우수한 저경도 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 디스플레이에 있어서 엣지 라이트형 백라이트 유닛은 일정 두께를 가진 아크릴판 등의 투명한 판의 가장자리로부터 냉음극관 등의 조명을 쪼이는 방식으로서, 투명한 판에 부여된 망점 인쇄 때문에 조명광이 균일하게 분산되어 균일한 밝기를 가진 화면이 얻어진다. 이 경우, 조명광이 화면 배면으로 빠져 나가는 것을 방지하기 위하여 화면의 배면에 높은 광반사성이 요구되는 반사판을 설치할 필요가 있다.

이러한 용도로 종래 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름은 한국 공개특허공보 제2004-0021274호 및 제2009-0071425호에 개시된 바와 같이, 폴리올레핀 수지를 폴리에스테르 수지에 혼합하고, 백색 안료가 첨가된 폴리에스테르 수지와 함께 압출하여 필름 내부에 공동을 형성한 형태가 일반적이다.

위 종래기술에 기재된 바와 같이, 필름 내부에 공동이 형성되고 백색 안료가 첨가된 백색 폴리에스테르 필름의 경우, 필름 내부의 공동 때문에 높은 반사성은 달성하지만, 필름 표층부의 조도 형성을 위해 첨가된 무기입자로 인해 엣지 라이트형 백라이트 유닛에서 도광판과 밀착된 부분이 무기입자의 강한 경도로 인해 도광판의 패턴을 손상시키는 위험이 높아지는 등의 문제가 발생한다.

이에, 본 발명자들은 종래의 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름의 문제점을 해소하기 위하여 노력한 결과, 종래 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법이 아닌 3층 공압출로 적층된 폴리에스테르 수지의 표층부에 모스 경도 5.0 이하의 입자를 첨가하여 안정적인 제막성과 필름의 양호한 제반 물성을 부여하면서 도광판 마모 방지성을 개선하여 본 발명을 완성하였다.

한국 공개특허공보 제2004-0021274호 한국 공개특허공보 제2009-0071425호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 안정적인 제막성과 필름의 양호한 제반 물성을 가지면서 도광판 마모 방지성이 우수한 저경도 백색 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 공압출법을 통해 가운데 공동을 함유한 기재층과 상기 기재층 상하에 지지층이 형성된 필름으로서, 상기 지지층은 폴리에스테르 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 모스 경도 5.0 이하의 입자는 황산바륨 입자, 산화알루미늄 입자 및 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들 혼합물인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 모스 경도 5.0 이하의 입자의 평균 입자지름은 0.5 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 기재층은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지와 백색 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지는 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지의 유리전이온도는 120℃ 내지 200℃인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 백색 무기입자는 이산화티탄 입자 단독 또는 황산바륨 입자와의 조합인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 백색 무기 입자의 평균 입자지름은 0.1 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 50 ~ 200㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 엣지 라이트 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 것을 특징으로 하는 저경도 백색 폴리에스테르 필름과 상술한 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트에 의해 상기 목적은 달성된다.

또한 상기 목적은, 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자 및 백색 무기입자를 포함하는 원료 조성물을 압출기를 통해 공압출하여 A/B/A형태의 3층 적층 시트 상으로 성형하여 미연신 시트를 제조하는 제1단계와, 상기 성형된 미연신 시트를 냉각하는 제2단계와, 상기 냉각된 미연신 시트를 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 제3단계와, 상기 1축 연신된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 제4단계와, 상기 2축 연신된 필름을 열처리하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저경도 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 원료 조성물은 상기 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자로 이루어진 수지 조성물 100중량에 대하여, 상기 백색 무기입자 1~40중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 필름 B층 원료 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 65 내지 95 중량%와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지 5 내지 35중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 필름 A층 원료 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 70 내지 95 중량%와 모스 경도 5.0 이하의 입자 5 내지 30중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 모스 경도 5.0 이하의 입자는 황산바륨 입자, 산화알루미늄 입자 및 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들 혼합물인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 백색 무기입자는 B층 수지 조성물 100중량부에 대하여 1~40중량부인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 용융 압출된 백색 폴리에스테르 시트를 이축연신 공정을 통해 필름 내부에 기공을 갖는 구조의 백색 폴리에스테르 반사 필름을 제조하되, 백색 폴리에스테르 반사 필름 표층부의 원료 조성물 중 모스 경도 5.0 이하의 입자를 첨가하여 엣지 라이트형 백라이트 유닛의 도광판 패턴 마모를 크게 개선할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 표층부에 입자를 첨가함으로써 폴리에스테르와 나노 클레이 계면에서의 미세한 박리 효과로 인하여 필름 내부의 미세 공동을 형성시켜 광특성에 유리한 효과도 있다.

이에, 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트는 화상 표시용의 엣지형 백라이트 장치 및 램프 리플렉터의 반사시트, 조명용 기구의 반사시트 또는 조명 간판용 반사시트 등에 유용하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 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.

본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 공압출법을 통해 가운데 공동을 함유한 기재층과 상기 기재층 상하에 지지층이 형성된 필름으로서, 상기 지지층은 폴리에스테르 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.즉 필름 지지층(표층)의 원료 조성물 중 모스 경도 5.0 이하의 입자를 첨가함으로써 필름 표층의 경도를 낮춤으로써 엣지 라이트형 백라이트 유닛의 도광판과 밀착되는 부분에서 도광판 패턴의 마모를 방지할 수 있는 것이다. 또한 표층에 첨가되는 입자의 함유량을 조절하여 안정적인 필름의 제막성과 양호한 제반 물성을 달성할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 모스 경도 5.0 이하의 입자는 필름 표층의 경도를 저하시키기 위해 첨가하는 것으로서, 황산바륨 입자 또는 산화알루미늄 입자 및 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 그 중에서도 높은 광학 특성이 얻어지기 때문에 황산바륨 입자가 특히 바람직하다. 이때, 황산바륨 입자는 A/B/A층 중 지지층(표층)인 A층에만 첨가하며, 그 함유량은 A층 수지 조성물 총 100중량에 대해 5 내지 30중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 20중량%를 사용하는 것이다. 5중량% 미만이면 충분한 조도 형성이 이루어지지 않아 필름 표면의 높은 평면성으로 인해 엣지 라이트 방식의 백라이트 유닛에서 필름과 도광판이 강하게 밀착되어 백점 현상이 나타나고, 30중량%를 초과하면 제막 시 입자 주위의 미세 기포의 과도한 생성으로 인해 파단의 우려가 있고, 또한 입자 계면에서의 박리로 인한 미세 기공의 수가 증가하여 제막성에 저해되기 때문이다.

또한 모스 경도 5.0 이하의 입자의 평균 입자지름은 0.5 내지 3.0㎛인 것이 바람직하다. 모스 경도 5.0 이하의 입자의 평균 입자지름은 위 범위 내에서 입자가 응집이 생기기 어려워 균일한 분산이 가능하고, 내광성이 뛰어면서도 제막성이 양호하기 때문이다.

또한 A층 원료 조성물 총 100중량에 대해 폴리에스테르 수지 70 내지 95 중량% 첨가하는 것이 바람직하다.

또한 기재층은 폴리에스테르 수지와 폴리에스테르 수지에 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지와 백색 무기입자를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 폴리에스테르 필름의 기본 수지로 사용되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어지며, 제막 안정성이 높고 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 기본 구성으로 하는 것이 바람직하다. 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산, 세바신산을 사용하는 것이 바람직하고, 디올 성분으로는, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올 등에서 선택 사용할 수 있다.

이러한 기재층에 적용되는 폴리에스테르 수지는 기재층 원료 조성물 총 100중량에 대해 65 내지 95중량%로 함유하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 내지 90중량%를 함유하는 것이다. 이때, 폴리에스테르 수지의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 다수의 공동을 함유하는 필름으로 제막할 수 없기 때문이다. 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 수지로서 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분 당 1∼15몰%, 더욱 바람직하게는 3∼14몰%, 가장 바람직하게는 5∼13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르 또는 전체 디올 성분 당 1∼15몰%, 더욱 바람직하게는 3∼14몰%, 가장 바람직하게는 5∼13몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르를 사용하면 좋다. 이때, 1몰% 미만이면, 다수의 공동을 함유하는 필름 제막이 어렵고, 반면에 15몰%를 초과할 때 역시 제막에 어려움이 있기 때문이다. 또한, 공중합 성분 중에서도 양호한 제막성을 얻기 위해서 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 디올 성분으로는 비상용성 수지의 분산 상태를 안정시키는 효과가 있는 1,4-시클로헥산디메탄올을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 기재층 원료조성물 중 수지 조성물에는 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용인 수지로서, 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지를 사용한다. 이 때, 본 발명에서 사용될 수 있는 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지로는 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, 트리시클로[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. 이들은 단독 중합체이여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.

특히, 폴리에스테르 수지와의 임계 표면장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 그 중에서도 에틸렌과 바이시클로알켄의 공중합체가 가장 바람직하다. 또한, 본 발명의 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지의 함유량은 기재층 원료 조성물 총 100중량에 대해 수지 조성물에 대하여 5 내지 35중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량%를 사용하는 것이다. 이때, 5중량% 미만으로 함유되면, 백색화의 효과가 희미해지고, 고반사율을 얻기 어려워지고, 35중량%를 초과하면 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 응집이 많이 일어나 제막 시 파단의 위험이 높아지기 때문이다. 이때, 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 폴리에스테르 조성물로부터 분리해서 시차주사형 열량계를 이용하고 JIS K7121-1987 측정법에 준하여 전이온도를 측정했을 때, 결정화 및 융해의 피크가 보이지 않는 것을 비결정성의 조건으로 설정한다.

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

또한 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지(공중합체)의 유리전이온도는 120 내지 200℃인 것이 바람직하고, 이 때, 유리전이온도가 120℃ 미만이면, 필름을 연신할 때, 환상 올레핀 공중합체가 소성 변형되어 공동의 생성이 저해된다. 반면에, 유리전이온도가 200℃를 초과하면, 폴리에스테르 수지와 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 압출기 등을 이용하여 용융 혼련하여 시트 상으로 토출할 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 분산이 불충분해져서 상기 공동의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없다.

이러한 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, 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 그 입경이 0.5 내지 5.0㎛ 이내인 것을 선택하여 사용한다. 상기에서 입경 크기가 0.5㎛ 미만이면, 연신 시 공극을 형성하기가 어렵고 5.0㎛를 초과하면, 연신 시 필름의 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않기 때문이다.

또한 백색 무기입자로는 내광성 부여를 위해 이산화티탄 입자 단독 또는 황산바륨 입자와 조합하여 사용할 수 있다. 이산화티탄 입자의 평균 입자지름은 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 0.1∼3.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.2∼2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3∼1.0㎛ 이내의 입자를 사용한다. 여기서, 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, 여기에서, 입자지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다. 또한 본 발명에서 사용되는 상기 백색 무기입자의 함유량은 기재층(B층) 수지 조성물 총 100 중량에 대하여, 1∼40 중량부, 더욱 바람직하게는 2∼30 중량부, 가장 바람직하게는 3∼20 중량부를 함유하는 것이다. 상기 백색 무기입자의 함유량이 1 중량부 미만이면, 무기입자에 의한 산란광이 부족해서 충분한 광반사성을 얻을 수 없고 40 중량부를 초과하면 제막 안정성이 현저하게 저하되기 때문이다.

또한 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 50 ~ 200㎛의 두께를 갖는 것이 본 발명의 효과면에서 바람직하다. 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 엣지 라이트 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 것을 특징으로 하고, 상술한 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 이용하여 반사시트를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법에 대해 설명한다. 다만, 설명의 편의를 위해 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름의 제조방법은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 환상 올레핀 공중합 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자 및 백색 무기입자를 포함하는 원료 조성물을 압출기를 통해 공압출하여 A/B/A형태의 3층 적층 시트 상으로 성형하여 미연신 시트를 제조하는 제1단계와, 상기 성형된 미연신 시트를 냉각하는 제2단계와, 상기 냉각된 미연신 시트를 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 제3단계와, 상기 1축 연신된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 제4단계와, 상기 2축 연신된 필름을 열처리하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1단계는 미연신 시트를 제조하는 단계로서, 원료 조성물은 폴리에스테르 수지와 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지로 형성된 입자 혼합물로 이루어진 수지 조성물과 모스 경도 5.0 이하의 입자로 이루어진 조성물 100중량에 대하여, 백색 무기입자 1∼40중량부를 함유하는 것이 바람직하다.

또한 백색 무기입자인 황산바륨 입자나 이산화티탄 입자를 폴리에스테르 조성물에 배합하는 방법은 하기 (가) 내지 (라)의 공지 방법을 이용하여 수행할 수 있다.

구체적으로, (가)의 방법은 폴리에스테르 합성시의 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응 종료 전에 입자를 첨가하는 방법 또는 중축합 반응 개시 전에 입자를 첨가하는 것이고, 상기 (가)의 방법으로 폴리에스테르 합성 시에 첨가될 경우에는 이산화티탄 입자는 글리콜에 분산된 슬러리로 준비한 후 반응계에 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, (나)의 방법은 폴리에스테르에 입자를 첨가하여 용융 혼련하는 방법이고, (다)의 방법은 상기 (가) 또는 (나)의 방법에 있어서, 입자를 다량 첨가한 마스터 펠릿을 제조한 후, 이들과 첨가제를 함유하지 않는 폴리에스테르를 혼련하여 소정량의 첨가물을 함유시키는 방법이다. 이외, (라)의 방법은 상기 (다)의 마스터 펠릿을 그대로 사용하는 방법으로 수행될 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예에서는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자의 혼합 방법으로는 입자의 분산성을 고려하여, 상기 (다) 또는 (라)의 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 제1단계의 원료 조성물에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가물, 예를 들면, 형광증백제, 가교제, 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 활제, 무기의 미립자, 충전제, 내광제, 대전방지제, 핵제, 염료, 분산제, 커플링제 등이 첨가될 수 있다.

제2단계는 제1단계에서 성형된 미연신 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각하는 단계이고, 이 단계는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

제3단계는 상기 냉각된 미연신 시트를 1축 연신하여 1축 연신된 필름을 제조하는 단계로서 상기 냉각된 미연신 시트를 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열하고, 우선 길이 방향으로 연신하여 1축 연신 필름을 얻는 단계이다. 상기 연신은 2개 이상의 롤의 주속차를 이용해서 수행하는 것이 바람직하며, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 설정하고, 연신 배율은 2.5∼4.0배로 하는 것이 바람직하다.

제4단계는 상기 1축 연신된 필름을 2축 연신하여 2축 연신된 필름을 제조하는 단계로서, 제3단계의 길이방향으로의 1축 연신된 필름을 연속적으로 상기 길이 방향과 수직인 방향(이하, 「폭 방향」이라고도 한다)으로 2축 연신하는 단계이다. 이때, 폭 방향 연신은 폴리에스테르 수지의 유리전이점(Tg)보다 높은 온도부터 시작하여, 유리전이점(Tg)보다 5∼70℃ 높은 온도까지 승온시키면서 수행한다. 폭 방향 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 좋고, 단계적(순차적)이어도 좋지만 통상 순차적으로 승온시킨다. 예를 들면 텐터의 폭 방향 연신 존을 필름 주행 방향을 따라 복수로 나누고, 존마다 소정 온도의 가열 매체를 흘림으로써 승온시킨다. 이 때, 폭 방향 연신의 배율은 2.5∼4.5배로 한다.

제5단계는 2축 연신된 필름을 열처리하는 단계로서, 2축 연신된 필름을 주행시키면서 열고정 또는 열이완 등의 열처리를 순차적으로 실시해서 2축 배향 필름으로 제조하는 것이다. 이에, 얻어진 2축 연신 필름의 결정 배향을 완료시켜 평면성과 치수 안정성을 부여하기 위해서, 계속해서 텐터 내에서 120∼240℃의 온도로 1∼30초간의 열처리를 행하고, 균일하게 서냉한 후에 실온까지 냉각시키고, 권취함으로써 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다. 이때, 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서 폭 방향 또는 길이 방향으로 3∼12%의 이완 처리를 실시해도 좋다.

이렇게 제조된 본 발명에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 필름의 표면 경도를 저하시킴으로써 엣지 라이트형 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 도광판 패턴의 마모를 방지할 수 있고, 또한, 표층부에 입자를 첨가함으로써 폴리에스테르와 나노 클레이 계면에서의 미세한 박리 효과로 인하여 필름 내부의 미세 공동을 형성시켜 표면의 반사율(%)이 550nm의 파장에서 97% 이상으로 향상될 수 있고, 입자 첨가량을 조절함으로써 필름의 양호한 제반적 물성을 부여함과 동시에 안정적인 제막성을 구현할 수 있게 되는 것이다.

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 1]

폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용 수지로서 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지 10 중량부와 평균 입자지름 1㎛인 백색 무기 입자로 이산화티탄 입자 20 중량부, 그리고 모스 경도 5.0 이하의 입자로 황산바륨 입자(Sachtoperse HP, Sachtleben Corp.) 6.0 중량부를 첨가하고, 280℃로 가열된 압출기에 공급하여 다이에서 층 두께 비가 1:8:1인 ABA 3층의 시트 상으로 성형하였다.

이 때, 상기 B층의 수지 조성물은 B층 총 100중량% 중 폴리에스테르 수지 72.7중량%와 에틸렌과 노르보넨 간의 공중합 수지 9.1중량%, 백색 무기입자 18.2중량%로 이루어지며,

상기 A층의 수지 조성물은 A층 총 100중량% 중 폴리에스테르 수지 70중량%와 모스 경도 5.0 이하의 입자로 황산바륨 입자 30중량%로 이루어진다.

상기 비상용 폴리올레핀계 수지나 무기 입자와 같은 첨가물은 미리 폴리에스테르 수지와 혼합(Compounding)시킨 마스터 펠릿의 형상으로 사용하였다. 상기 마스터 펠릿에 있어서의 비상용 폴리올레핀계 수지의 평균입경은 1~3㎛, 황산바륨 입자의 평균입경은 0.5~3.0㎛이었다.

상기 성형된 시트를 표면 온도 20℃의 캐스팅 드럼에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻고, 이를 가열하여 길이 방향으로 3.7배 연신 후 냉각하였다. 계속해서 길이 방향으로 1축 연신한 필름의 양 끝을 클립으로 유지하면서 텐터로 인도하여 가열된 분위기 중에서 길이에 수직인 방향(폭 방향)으로 3.7배율로 연신하였다.

이후, 텐터 내에서 열고정을 수행하고, 실온까지 냉각하여 2축 연신 필름을 얻었다. 상기 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 기재하였다.

[실시예 2]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 황산바륨 입자 4.0 중량부를 첨가하고, A층의 수지 조성물을 폴리에스테르 수지 80.0중량%, 황산바륨 입자 20.0중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

[실시예 3]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 황산바륨 입자 1.0 중량부를 첨가하고, A층의 수지 조성물을 폴리에스테르 수지 95.0중량%, 황산바륨 입자 5.0중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

[비교예 1]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 황산바륨 입자 10 중량부를 첨가하고, A층의 수지 조성물을 폴리에스테르 수지 50중량%, 황산바륨 입자 50중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

[비교예 2]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 황산바륨 입자 0.5 중량부를 첨가하고, A층의 수지 조성물을 폴리에스테르 수지 99.0중량%, 황산바륨 입자 1.0중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

[비교예 3]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 이산화티탄 입자 4.0 중량부를 첨가하고, A층의 수지 조성물을 폴리에스테르 수지 80.0중량%, 이산화티탄 입자 20.0중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

[비교예 4]

폴리머를 압출기에 공급 시, 원료에 황산바륨 입자를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물리적 특성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[실험예]

1. 반사율 측정

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 필름에 대하여, 일본 시마즈(Shimazu)사의 분광광도계(UV-3600)에 적분구를 부착하고, 표준 백색판(BaSO₄)을 100%로 했을 때의 반사율을 400∼700nm 영역에 걸쳐 측정하였다. 상기 얻어진 데이터로부터 5nm 간격으로 반사율을 판독하고, 평균치를 계산하여 평균 반사율을 산출하였다.

2. 도광판 마모 방지성 평가

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 필름에 대하여, 필름 위에 도광판(고속 사출 방식의 PMMA 재질 도광판)을 놓고 그 위에 100g의 추를 올린 후 왕복(속도 2,000mm/min, 길이 50mm) 마찰시켜, 10회 왕복마다 육안으로 확인하여 시인된 시점을 측정하고, 60회 이상에서 시인되면 "○"로 판정하고, 50회 이하에서 시인되면 "X"로 판정하였다.

3. 외관 평가

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 필름에 대하여, 풀 시트 상태에서 백라이트 유닛의 뒤 쪽 샷시 부분에 하중을 가하여 전면에 백색 눌림 결점이 육안으로 시인되지 않으면"○"로 판정하고, 시인되면, "X"로 판정하였다.

4. 제막안정성 평가

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4에서 제조된 필름에 대하여, 1시간 이상 안정되게 제막이 가능하면 "○"로 판정하고, 1시간 이내에 파단이 발생하고, 안정된 제막이 불가하면, "X"로 판정하였다.

구분	A층 수지 조성물			광학 물성	신뢰성		공정
	폴리에스테르 (중량%)	입자 종류	입자량 (중량%)	반사율(%)	도광판 마모 방지성	외관	제막성
실시예1	70.0	BaSO4	30.0	99.0	O	O	O
실시예2	80.0	BaSO4	20.0	98.6	O	O	O
실시예3	95.0	BaSO4	5.0	97.5	O	O	O
비교예1	50.0	BaSO4	50.0	99.2	O	O	X
비교예2	99.0	BaSO4	1.0	97.0	O	X	O
비교예3	80.0	TiO2	20.0	100.1	X	O	O
비교예4	100.0	-	0.0	98.0	O	X	X

상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1~3에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 모두 반사율, 신뢰성, 제막 안정성 측면에서 양호한 결과를 확인하였다. 또한, 비교예 1과 비교예 2는 실시예 1~3과 비교해 필름 표층부에 황산바륨 입자의 첨가량만 다르지만, 너무 많이 첨가하면 잦은 파단 발생으로 제막성에서 불리한 점을 보였고, 너무 적게 첨가하면 표면에 조도가 충분히 형성되지 않아 눌림 결점에 불리하였다. 또한, 비교예 3은 경도가 강한 이산화티탄 입자를 첨가하여 반사율과 제막성 면에서는 우수하였지만 본 취지와 다르게 도광판 마모성에서 불리하였다. 비교예 4는 도광판 마모 방지성은 우수하였지만, 눌림 결점으로 인한 외관 및 표면 조도 부족으로 인한 주행성 면에서 제막이 불리한 문제를 초래하였다.

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 (18)

1. 공압출법을 통해 가운데 공동을 함유한 기재층과 상기 기재층 상하에 지지층이 형성된 필름으로서,
   상기 지지층은 폴리에스테르 수지와 모스 경도 5.0 이하의 입자를 포함하고,
   상기 기재층은 폴리에스테르 수지와 상기 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지로서 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지와 백색 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모스 경도 5.0 이하의 입자는 황산바륨 입자, 산화알루미늄 입자 및 탄산칼슘 입자에서 선택되는 단독 또는 이들 혼합물인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
3. 제1항에 있어서,
   상기 모스 경도 5.0 이하의 입자의 평균 입자지름은 0.5 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 기재층의 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 기재층의 폴리에스테르 수지에 비상용성인 비결정성 환상 올레핀 공중합 수지의 유리전이온도는 120℃ 내지 200℃인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
8. 제1항에 있어서,
   상기 백색 무기입자는 이산화티탄 입자 단독 또는 황산바륨 입자와의 조합인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
9. 제5항에 있어서,
   상기 백색 무기 입자의 평균 입자지름은 0.1 내지 3.0㎛인 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
10. 제1항에 있어서,
    상기 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 50 ~ 200㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
11. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저경도 백색 폴리에스테르 필름은 엣지 라이트 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 것을 특징으로 하는, 저경도 백색 폴리에스테르 필름.
12. 제11항에 따른 저경도 백색 폴리에스테르 필름을 이용한 반사시트.
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