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KR20100081795A - 내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의제조방법 - Google Patents

내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의제조방법 Download PDF

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KR20100081795A
KR20100081795A KR1020090001198A KR20090001198A KR20100081795A KR 20100081795 A KR20100081795 A KR 20100081795A KR 1020090001198 A KR1020090001198 A KR 1020090001198A KR 20090001198 A KR20090001198 A KR 20090001198A KR 20100081795 A KR20100081795 A KR 20100081795A
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KR
South Korea
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weight
polyester film
layer
film
base film
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020090001198A
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English (en)
Inventor
이무호
이규석
서상원
서정태
Original Assignee
도레이첨단소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020090001198A priority Critical patent/KR20100081795A/ko
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Abstract

본 발명은 내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재필름 일면에 내수성이 강한 대전방지제와 불소계 화합물을 사용하여 성형 공정에 사용하기 적합하고, 보다 상세하게는 인몰드 공정시 발생하는 오염을 방지하고, 뛰어난 내블로킹성을 구현하며 공정상 권취성 향상을 위하여 투명입자가 첨가된 대전방지층이 적층되고, 기재필름 이면에 기재필름과의 접착력이 뛰어난 실리콘 이형층이 적층되어 추가적인 이접착층이 불필요한 것으로, 특히 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층은 인라인 공정으로 기재필름 제조시에 동시에 형성되어 본 발명의 폴리에스테르 필름은 내블로킹성 및 이형성이 우수하면서 생산공정이 단순하여 경제적이다.
인몰드 전사용, 폴리에스테르 필름, 대전방지, 실리콘 이형, 투명입자, 인라인

Description

내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법{POLYESTER FILM FOR ANTI-BLOCKING AND RELEASE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기재필름의 일면에 내블로킹성이 우수한 대전방지층이 형성되고, 기재필름의 이면에는 기재필름과의 접착력이 뛰어난 실리콘 이형층이 형성된 것으로, 특히, 대전방지층 및 실리콘 이형층이 인라인 공정으로 형성되는 내블로킹성과 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형물의 외관을 꾸미는 방법으로는 증착법이나 도장법이 적용될 수 있으나, 미세한 성형물에 있어서 부분적으로 색, 모양, 형태를 다르게 하여 외관을 꾸밀 경우 기존의 방법으로는 공정상의 문제가 있어, 필름을 이용하여 인쇄층을 전사하는 방법과 관련하여 내오염성, 내블로킹성, 이형성을 가진 제품의 요구가 증가되고 있다.
상기 요구되는 필름에 있어서 한가지 공법에 국한하지는 않으나, 예를 들면 인몰드 전사용 필름을 들 수 있다. 일반적으로 인몰드 전사용 필름은 인몰드 공법에 사용 되어 미세한 패턴 또는 특이한 형상을 노트북, 모바일폰, PDA, PMP, PSP등의 휴대용 전자기기의 표면에 꾸밀 수 있으며, 생산성이 뛰어나 관련 업계에 다양하게 활용되고 있다.
인몰드 전사용 베이스 필름은 적어도 일면은　금형내의 오염을 방지하고 가공 공정시에 하드코팅층(또는 인쇄층)　또는　접착층과의 내블로킹성을 가져야 하며, 그 이면은 이형층과 접착성이 우수한 이접착층을 가지는　것이　일반적이나, 가공 공정시 하드코팅층(또는 인쇄층) 또는 접착층과 대전방지층(또는 베이스 필름)이 블로킹 될 경우 이형층과 하드코팅층(또는 인쇄층)이 박리되어 버리는 문제점이 있을 수 있다.
이러한 인몰드 공법에 사용되는 필름으로는 이축연신 폴리에스테르 적층 필름을 사용하는 것이 일반적이며, 이 필름이 인몰드 공법에 사용되기 위해서는 적어도 일면에 금형내에서 오염이 묻지 않도록 대전방지 처리를 하고, 롤 형상으로 권취시 반대면과의 블로킹을 방지할 수 있는 층을 설계해야 하며, 이러한 공정은 인라인 공정 또는 오프라인 공정의 코팅 공정을 통하여 형성하고 있다.
대전방지층의 경우 인몰드 공정 중 대전방지 기능이 소멸될 수 있기 때문에 내수성, 내습성을 가진 대전방지제를 사용해야 하며, 롤 형태로 권취되어 후가공 시 대전방지층과 하드코팅층(또는 인쇄층)에 블로킹이 나타날 경우 인몰드 공정 전에 이형층과 베이스 필름 또는 이형층과 하드코팅층(또는 인쇄층)이 분리되어 버리는 문제를 방지하기 위하여 대전방지층은 내블로킹성이 요구된다.
또한, 필름의 이면에는 미세한 패턴 또는 특수한 형상을 가진 인쇄층(하드코팅층 포함)을 전사시키기 위하여 이형층을 가져야 하며, 이형층의 경우 베이스 필름인 폴리에스테르와 부착력이 약하면 가공 공정시 약한 블로킹에도 폴리에스테르 기재와 이형층이 분리될 수 있기 때문에 이형층과 폴리에스테르간의 부착력을 높이기 위하여 이접착층을 형성하는 것이 일반적이며, 이접착층은 인라인 공정의 코팅을 통하여 형성되고, 이접착층에 오프라인 가공 공정을 통하여 이형층을 형성하는 것이 일반적이다. 이접착층 형성시 이형층과의 접착력 향상은 코로나 처리 후 가공 공정에서 이형층을 형성한 것에 비하여 아주 우수한 성능을 보여주고 있다. 다만, 이형층을 형성하기 위하여는 오프라인 코팅 공정을 통하는 것이 일반적으로, 공정 단계가 증가하여 부대비용이 증가할 수 있다. 따라서, 이접착층과 이형층의 공정을 분리하지 않고 단 한번의 공정으로 원가를 절감할 수 있는 연구가 진행되고 있다. 다만, 별도의 이접착층을 가지지 않을 경우 하드코팅층(또는 인쇄층) 가공 공정에 있어서, 이형층의 박리력이 너무 낮을 경우 롤로 권취하였을 때 하드코팅층이 반대면의 대전방지층과 블로킹이 생겨서 이형층과 하드코팅층(또는 인쇄층)이 분리될 수 있으며, 이형층의 박리력을 너무 높일 경우 롤로 권취하였을 때 하드코팅층이 반대면의 대전방지층과 블로킹이 생겨서 이형층이 폴리에스테르 기재와 분리되는 문제가 발생한다.
상기 기술과 관련하여, 대한민국 특허출원 제2006-59388호는　인몰드 전사 공정에 있어서 성형 전사시에 뛰어난 대전방지성을 가지며, 대전방지층에는 실리콘 화합물 및 불소계 계면활성제를 포함하고 있어 인쇄층과의 접착이 없으며, 도포 균일성이 좋고, 반대면에는 이접착층이 있어 인몰드 전사 성형시 성형물에 이형층이 전사 및 박리되는 문제점을 개선하기 위하여 이접착층을 부여하여 이형층과의 접착성도 뛰어난 인몰드 전사용 기재필름이 공개되어 있으며, 특허출원 대한민국 제2004-196362호는 인몰드 성형시에 금형 내의 오염을 방지하기 위하여 폴리에스테르 한쪽면에 아르릴산에스테르를 공중합한 화합물이 포함된 층을 가지며 반대편 측에는 코로나 처리를 하여 폴리에스테르 수지 및 우레탄 수지로부터 선택된 1종의 수지를 도포하여 이접착성을 부여한 전사용 폴리에스테르 필름이 공개되어 있으며, 대한민국 특허출원 제2005-1558호는　인몰드용 전사 공정에 있어서 성형 전사시 우수한 대전방지성을 가지고, 대전방지층과 인쇄층과의 블로킹이 없으며 인몰드 전사할 때에 이형층과 베이스필름의 박리가 없고, 성형시의 이형층과의 접착성도 뛰어난 인몰드용 기재 필름으로서 유용한 인몰드 전사용 필름을 공개하고 있다. 그러나 상기의 기술로도 대전방지층의 내블로킹성 및 이형층의 접착성 부여가 충분하지 않다.
따라서, 대전방지층이 내블로킹성을 가지는것 뿐만 아니라, 반대면의 이형층은 폴리에스테르 기재와의 접착력이 우수하고, 후 공정의 하드코팅층(또는 인쇄층)과의 적당한 박리력을 보유해야만 가공 공정 중에 불량이 발생하지 않는다. 또한, 필름의 제막과 동시에 코팅공정을 통하여 이형층을 형성할 수 있는 인라인 코팅 기술이 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 폴리에스테르 기재필름의 일면에 대전방지층, 이면에 접착성이 우수한 실리콘 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을 제공하고, 대전방지층의 내블로킹성 및 실리콘 이형층의 접착력이 개선됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 폴리에스테르 기재필름의 일면에 내수성, 내습성, 내블로킹성, 권취성이 우수한 대전방지층이 형성되고, 폴리에스테르 기재필름의 이면에 기재필름과의 접착성이 우수한 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리에스테르 필름이 기재필름의 제막과 동시에 대전방지층 및 이형층이 형성되어 후 공정의 단계를 단축할 수 있는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르 기재필름; 상기 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머, 불소계 화합물 및 투명입자를 포함하는 대전방지 조성액이 도포되어 형성된 대전방지층; 및 상기 기재필름의 이면에 폴리실록산, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 및 촉매를 포함하는 이형액이 도포되어 형성된 실리콘 이형층;으로 이루어진 폴리에스테르 필름을 제공한다.
이때, 상기 대전방지 조성액이 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 투명입자 0.1 내지 5중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 양이온성 폴리머는 아크릴 공중합체에 알킬설포네이트, 불소, 염소, 브롬 및 4급 아미노기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 0.5 내지 3 몰% 함유된 것이며, 상기 불소계 화합물은 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트 및 알코올로 이 루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 불소가 5몰% 이상으로 공중합된 것이다.
상기 투명입자는 메틸메타아크릴레이트, 실리콘 및 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이며, 이때 투명입자의 평균입경이 10 내지 500nm이다.
또한, 상기 이형액은 헥세닐 폴리실록산 또는 비닐 폴리실록산 6 내지 30중량%, 하이드로전 폴리실록산 0.8 내지 3중량%, 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머 0.005 내지 0.5중량% 및 잔량의 용매로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머는 하기의 화학식을 만족하는 것이 바람직하다.
화학식 1
Figure 112009000873876-PAT00001
(단, R1은 메톡시, 에톡시 또는 아세톡시이고, R2는 H, 비닐 또는 헥세닐이고, 2<n<10, 2<p<11이다)
상기 폴리에스테르 필름에 있어서 대전방지층은 두께가 0.02 내지 1㎛인 것이 바람직하고, 실리콘 이형층은 두께가 0.01 내지 0.5㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 동시에 대전방지층 및 실리콘 이형층이 동시에 형성되는 인라인 공정으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 폴리에스테르 필름이 인몰드 전사용 필름에 적용될 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름이 기재필름 제조와 동시에 대전방지층 및 실리콘 이형층이 인라인 공정으로 형성되는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 폴리에스테르 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 5중량%, 투명입자 0.1 내지 5중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 대전방지 조성액을 인라인 공정으로 코팅하고,
상기 기재필름의 이면에 폴리실록산 또는 비닐 폴리실록산 6 내지 30중량%, 하이드로전 폴리실록산 0.8 내지 3중량%, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 0.005 내지 0.5중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 실리콘 이형액을 인라인 공정으로 코팅하여 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 폴리에스테르 필름은 기재필름의 일면에 대전방지층이 형성되고, 이면에 실리콘 이형층이 형성된 것으로서, 상기 실리콘 이형층이 기재필름과 우수한 접착특성을 보임에 따라, 별도의 이접착층이 불필요하여 이접착층 형성 공정 단계가 생략될 수 있으며, 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층은 기재필름 제조시에 동시에 인라인 코팅 공정을 통하여 형성되는 것으로 기존의 가공 방식에 대비하여 공정단계가 단순하며 공정비용이 절감될 수 있어 경제적이다.
또한, 상기 대전방지층은 내수성, 내습성이 우수할 뿐만 아니라 불소계 화합물을 함유하여 내오염, 내블로킹이 개선되었으며, 권취성 향상을 위하여 투명입자를 첨가함으로써, 인라인 제조 공정에서 필름을 권취시 대전방지층과 실리콘 이형층간 권취성이 개선되어 생산성이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 폴리에스테르 기재필름(20), 상기 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머, 불소계 화합물 및 투명입자를 포함하는 대전방지 조성액이 도포되어 형성된 대전방지층(10) 및 상기 기재필름의 이면에 폴리실록산, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 및 촉매를 포함하는 이형액이 도포되어 형성된 실리콘 이형층(30)으로 이루어진 폴리에스테르 필름을 제공한다.
본 발명의 폴리에스테르 필름은 기재필름의 일면에 실리콘 이형액이 도포되어 접착성이 우수한 이형층을 형성함으로써 별도의 이접착층이 요구되지 않는다.
본 발명에 사용되는 상기 기재필름(20)은 종래에 알려져 있는 공지의 필름이 종류에 제한 없이 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 인몰드 전사용 필름의 기재는 폴리에스테르 시트 또는 필름에 한정되지 않는다.
특히, 대표적으로 사용될 수 있는 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등이 있으며, 상기 폴리에스테르는 제 3성분을 함유한 공중합체도 가능하다.
상기 필름을 구성하는 폴리에스테르는 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜을 중 축합시켜 제조될 수 있으며, 디카르복시산 성분으로서는, 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복시산(예컨대, P-옥시벤조산 등)이 사용될 수 있고, 글리콜 성분으로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등이 사용될 수 있다. 상기 디카르복시산 성분 및 글리콜 성분은 2종 이상이 병용사용될 수 있으며, 본 발명의 필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성, 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 폴리에스테르 기재 필름의 두께는 한정되지 않지만, 5~300㎛이 바람직하며, 더 나아가 20~200㎛인 것이 인몰드 공정성 및 성형성 측면에서 바람직하다.
상기 기재필름（20）의 적어도 한 면에 양이온성 폴리머, 불소계 화합물 및 투명입자를 포함하는 대전방지 조성액이 도포되어 내블로킹성이 있는 대전방지층(10)이 형성된다.
상기 대전방지 조성액은 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 투명입자 0.1 내지 5중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 것이 바람직하다.
이때, 상기 폴리머는 도전성 폴리머 또는 양이온성 폴리머, 음이온성 폴리머 중 적어도 1종을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 양이온성 폴리머가 사용된다.
상기 양이온성 폴리머는 대전방지제로서 활용된 것으로 금형 내에서 올리고머 또는 이물질에 대한 오염도를 최소화 할 수 있다. 이때, 양이온성 폴리머의 함량이 5중량% 미만이면 대전방지성이 나타나지 않으며, 40중량%를 초과하면 대전방지 조성액 의 점도가 증가함에 따라 기재필름 상의 도포가 고르지 않아 필름의 표면이 균일하지 않은 외관상의 문제가 나타날 수 있다.
상기 양이온성 폴리머는 아크릴 공중합체에 알킬 설포네이트, 불소, 염소, 브롬 및 4급 아미노기 중 1종류 이상이 양이온 폴리머 수지에 대하여 0.5 내지 3몰% 함유될 수 있으며, 0.5몰% 미만이면 도전성이 저하되고, 3몰%를 초과하면 부반응에 의한 점도가 증가하는 문제가 있다.
이때, 본 발명에 적용 가능한 양이온성 폴리머의 일례로 코니시 사의 양이온성 아크릴 공중합 코폴리머 제품, 나가세 켐텍 사의 양이온성 공중합 폴리머 제품이 사용될 수 있다.
상기 불소계 화합물은 내블로킹성 향상을 위하여 함유된 것으로, 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트 및 알코올 등에 불소가 5몰% 이상의 비율로 공중합된 화합물로써 방오성능이 있는 것이 바람직하다. 이때, 상기 불소계 화합물의 함량이 0.1중량%미만이면 내블로킹성이 충분하지 않으며, 15중량%를 초과하면 이형층(30)과 롤 권취시 단면이 빠지는 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
이때, 본 발명에 적용 가능한 불소계 화합물은 듀퐁사 제품, 시바 케미칼 제품 및 대일본인쇄 제품이 사용될 수 있다.
상기 투명입자는 필름의 롤 권취성 향상을 위하여 함유된 것으로, 메틸메타아크릴레이트, 실리콘 및 스티렌등의 1종 이상을 포함하는 수분산된 입자로 평균 입경이 10nm ~ 500nm가 적당하며, 더욱 바람직 하게는 50nm ~ 300nm가 적당하다. 이때, 상기 투명입자의 함량이 0.1중량% 미만이면 충분한 권취성을 부여할 수 없으며, 5중 량%를 초과하면 필름 내에서 입자 탈락 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 첨가제로는 계면활성제 및 경화제가 사용될 수 있으며 5내지 20중량%의 적용이 바람직하다.
또한, 본 발명에 적용될 수 있는 용매는 물이 가장 바람직하다.
상기 기재필름(20)의 이면에 실리콘 이형액이 인라인 코팅공정으로 도포되어 실리콘 이형층(30)이 형성될 수 있으며, 이때, 실리콘 이형액은 헥세닐폴리실록산 또는 비닐폴리실록산 6 내지 30중량%, 하이드로전 폴리실록산 0.8내지 3중량%, 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머 0.005~0.5중량%, 백금촉매 0.002 내지 0.005 중량%, 1~10중량%의 바이닐아세테이트를 포함하는 비닐 알코올계 계면활성제 및 잔량의 용매로 이루어질 수 있으며, 하이드록시 에틸 셀룰로스, 폴리에스테르가 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머의 반응성 향상을 위하여 더 함유될 수 있다.
상기 헥세닐 폴리실록산 또는 비닐 폴리실록산은 이형제로서 사용된 것으로 상기의 범위를 벗어날 경우 점도 상승에 따른 코팅의 불균일 문제가 있다.
상기 하이드로전 폴리실록산은 이형제의 결합력 상승제로서 사용된 것으로 상기의 범위를 벗어날 경우 점도가 상승하는 문제가 있다.
상기 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머는 실리콘과 폴리에스테르 기재의 밀착성 개선, 우수한 내화학성 및 코팅액의 안정성을 개선시킬 목적으로 사용된 것으로 이형코팅의 평활성을 확보하여 기재필름과 실리콘 계면간의 균일한 접착력을 확보할 수 있으며, 인라인에 적용함으로써 공정의 제반비용을 절감할 수 있다.
상기 실록산 올리고머는 실리콘 폴리머와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 기재필름의 계면접착력을 향상시킬 수 있는 화학물질로서 0.001내지 1중량%, 바람직하게는 0.005 내지 0.5중량% 사용했을 때 물성상의 안정성을 확보할 수 있다. 0.005중량% 미만일 경우에는 기재필름과 실리콘과의 기재부착력이 떨어져 실리콘 미반응물이 추출되는 문제가 있으며, 0.5중량%초과 사용하였을 경우에는 기재필름 제조 시에 연신 공정 중 또는 연신 공정 후 실리콘 이형층에 크랙이 발생하며 이에 따라 박리물성이 현저하게 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
이때, 상기 실록산 올리고머는 하기의 화학식 1로 표현되는 구조인 것이 바람직하다.
화학식 1
Figure 112009000873876-PAT00002
상기 R1은 메톡시, 에톡시 또는 아세톡시 이고, R2는 H, 비닐 또는 헥세닐이고, n과 p의 범위는 각각 2<n<10, 2<p<11이다.
상기 실리콘 이형층의 최종적인 건조 두께는 0.01~0.5㎛, 보다 바람직하게는 0.02~0.3㎛로서, 두께가 0.01㎛이하의 경우 이형특성이 충분하지 않으며, 0.5㎛를 초과하면 이형성분이 전사되거나 도포 얼룩이 발생하여 바람직하지 않다.
나아가, 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는바, 보다 구체적으로,
폴리에스테르 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머, 불소계 화합물 및 투명입자를 포함하는 대전방지 조성액을 도포하여 대전방지층을 형성하고, 상기 기재필름의 이면에 폴리실록산, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 및 촉매를 포함하는 실리콘 이형액을 도포하여 실리콘 이형층을 형성하되, 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층은 폴리에스테르 필름의 제조와 동시에 인라인 공정으로 형성되는 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 기재필름은 대전방지 조성액 및 이형액을 도포함에 있어서 코로나 처리된 미연신 시트, 코로나 처리된 일축연신 필름, 코로나 처리된 이축연신 필름 또는 동시 이축연신 직전에 코로나 처리된 폴리에스테르 필름이 적용될 수 있다.
이때, 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층의 조성물의 구체적인 기재는 앞서 설명된 내용과 동일하다.
즉, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 기재필름의 일면에 대전방지층이 형성되고, 이면에 실리콘 이형층이 형성된 것으로서, 상기 실리콘 이형층이 기재필름과 우수한 접착특성을 보임에 따라, 별도의 이접착층이 불필요하여 이접착층 형성 공정 단계가 생략될 수 있으며, 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층은 기재필름 제조시에 동시에 인라인 코팅 공정을 통하여 형성되는 것으로 기존의 가공 방식에 대비하여 공정단계가 단순하며 공정비용이 절감될 수 있어 경제적이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정 되는 것은 아니다.
<실시예 1>
양이온성 아크릴 코폴리머(코니시 사 제품)30중량％와 알칸주쇄에 7몰%의 불소가 도입된 방오성능이 있는 불소계 화합물(듀퐁사 제품)１０중량％, 입경 150nm 의 스티렌계 폴리머 입자 ５중량％, 에폭시 경화제(대일본 잉크사 제품) ８중량％, 계면활성제(에어프로덕트 사 제품) ２중량％ 및 잔량의 물로 구성된 대전방지 조성액 A를 제조하고,
비닐폴리실록산(다우 케미칼 사 제품) 25중량%, 하이드로전 폴리실록산(다우 케미칼 사 제품) 2중량%, 에폭시기를 포함하는 화학식1의 실록산 올리고머(R1은 메톡시기, R2는 수소기, n은 7, p는 9) 0.2중량%, 백금촉매 0.004중량% 및 잔량의 물로 구성된 실리콘 이형 조성액 C를 준비하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 135℃~160℃에서 6시간 감압건조 (1hPa)한후, 이를 압출기로 공급한 다음, 240℃~280℃에서 T다이를 통하여 시트상으로 압출하고, 25℃의 냉각롤로 급냉시킨 후 종방향으로 3.3배 연신 후 나온 시트에 한쪽면에 실리콘 이형 조성액 C를 코팅하고 이어서 반대면에 대전방지 조성액 A를 코팅한 후 횡방향으로 200℃~240℃의 열풍 하에서 3.6~4배 연신하여 50㎛의 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예2>
실리콘 이형 조성액에 있어서 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머 0.01중량%를 포함하는 실리콘 이형 조성액을 적용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예1>
대전방지 조성액에 있어서 투명입자의 투입을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예2>
대전방지 조성액에 있어서 불소계 화합물을 제외하고, 실리콘 이형 조성액에 있어서 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머를 0.6중량% 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예3>
실리콘 이형 조성액에 있어서 에폭기가 포함된 실록산 올리고머를 0.001중량% 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다
<비교예4>
대전방지 조성액에 있어서 불소계 화합물을 제외하고, 실리콘 이형 조성액에 있어서 실록산 올리고머를 제외한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예5>
대전방지 조성액 및 실리콘 이형 조성액을　코팅하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실험예>
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 ５에서 제조된 필름의 물성을 측정하였다.
1. 실리콘 이형층의 접착성 측정
실리콘 이형층 위를 2Kg하중의 일정한 힘을 가한 손가락으로 왕복 2회 비비고, 실리콘 이형층의 박리를 관찰하여 하기의 기준으로 기재필름과 실리콘 이형층 사이의 접착력을 측정하였다.
○ : 이형층이 박리한 변화가 보여지지 않는다.
× : 이형층이 박리한 변화가 보인다.
2. 내블로킹성 측정
스탬핑　호일의　ＣＯＬＯＲＩＴ　Ｐ타입（쿨츠사　제）을　사용하여　대전방지면과　인쇄면을　맞추고　６０℃ 온도　１Ｋｇ／㎠　압력의 환경에서 ２４시간　방치한 후， 대전방지층과　인쇄면의　블로킹　상태를　관찰하고,　하기와　같은　기준으로 평가하여 대전방지층(A층)과 인몰드용　전사박의　인쇄면과의　내블로킹성을 측정하였으며, 이때,　B까지가　실용성능을　만족한다．　
Ａ：변화없음
B：약간의　표면　변화　있음　
C：２０％이하　일부분　박리　
D：２０％초과　박리
3. 대전방지성 측정
대전방지층(10)을 흐르는 물에 10초간 수세 후 23℃의 온도 상대습도 65%하에 30분 간 방치 후 초고저항/미소 전류계 (Advantest 사 R8340A 모델)를 이용하고 인가 전압 100V로 대전방지층(10)의 전도성을 측정하였으며, 표면저항이 이 1×1012Ω/□이하를 양호로 표기하고, 1×1013Ω/□이상을 불량으로 표기했다.
4. 슬립성 측정
폴리에스테르 필름을 30cm자 윗면에 대전방지층(10)이 윗면이 향하도록 붙인 후 지면에 수평으로 놓은 다음 0cm부근에 100g 추를 놓고 0cm부근을 위를 향하여 올리면서 100g추가 미끄러질때 자의 끝부분인 30cm부근과 지면이 이루는 각을 측정하였다.
5. 권취성 측정
폴리에스테르 필름을 온도 25℃, 습도 40%로 조절한 방에서 직경 8cm, 폭 6cm의 알루미제의 코어에 2인치로 슬릿한 인몰드 전사용 필름 400m를 주름이 생기지 않을 정도로 50g의 장력, 30m/min의 스피드로 감아, 그 감은 필름을 평행하게 중심간 거리가 300mm가 되도록 설치한 동 알루미제의 코어에 50g의 장력, 250m/min의 스피드로 300m되감고, 그 되감기 중의 필름의 단면 어긋남 폭을 레이저 측정기(키엔스 사)로 측정한 값을 10회 측정하여, 최대값, 최소값을 제외한 8회분의 평균값을 내어 하기와 같은 기준으로 평가했다.
○ : 500㎛이내
× : 500㎛이상
6. 박리력 평가
폴리에스테르 필름을 온도 25℃, 습도 50%로 조절한 방에서 폭 1인치 스카치 테잎(TESA 사)을 이형층에 2Kg하중의 롤로 왕복 1회를 통하여 점착시킨 후, 24시간 방치한 다음, Cheminstrument사 AR-1000으로 30cm/min 속도로, 180°박리력을 측정하여 하기의 기준으로 평가하였다.
○ : 10g/in이상 50g/in 미만
× : 10g/in 미만 또는 50g/in 이상
항목 실시예１ 실시예２ 비교예1 비교예2 비교예3 비교예４ 비교예５
이형층의 접착성 ○ ○ ○ ○ × × －
내블로킹성 Ａ Ａ B C Ａ C Ｃ
대전방지성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량
슬립성 19° １８° ２5° 30° １７° 30° ３6°
권취성 ○ ○ × ○ ○ ○ ○
박리력 ○ ○ ○ × ○ ○ ×
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~2는 기재필름(20)과 실리콘 이형층(30)의 우수한 접착성과 박리력이 확보되며, 대전방지층(10)이 내블로킹성을 가지는 동시에 가공 중에 단면이 빠지지 않는 우수한 권취성을 가짐을 확인 할 수 있다.
비교예 1의 경우 대전방지층에 입자를 포함하지 않을 경우 내블로킹성은 사용 가능한 수준이나 권취성이 나빠 공정중에 불량이 발생할 가능성이 있음을 확인 할 수 있고, 비교예 2, 4 및 5의 경우 대전방지층에 불소계 화합물을 포함하지 않을 경우 블로킹성에 문제가 있음을 확인 할 수 있으며, 블로킹성은 슬립성과도 관계가 있다.
또한, 에폭시계를 포함한 실록산 올리고머를 0.6중량% 사용한 비교예의 경우 기재필름과 실리콘 이형층의 접착성은 좋으나, 이형층의 박리력이 저하되는 문제가 있다. 이때, 박리력이 10g/in 미만의 경우 가공 공정 중 인쇄층과 쉽게 떨어질 수 있고, 50g/in이상일 경우 박리력이 너무 강하여 인쇄층 전사가 쉽게 되지 않거나, 기재필름과 이형층이 분리되는 문제가 발생할 수 있다.
뿐만 아니라 에폭시계를 포함한 실록산 올리고머를 0.001중량% 사용 또는 사용하지 않은 비교예 3 및 4의 경우 기재필름과 실리콘 이형층 간의 접착성이 충분하지 못하여 기재필름에서 실리콘 이형층이 박리되는 문제가 발생하였으며, 이는 공정 중에 이형층의 전사 및 공정 중에 박리되는 불량이 발생할 가능성을 확인할 수 있다.
상기에서 살펴본 결과, 본 발명은 기재필름의 일면에 대전방지층이 형성되고, 이면에 실리콘 이형층이 형성된 것으로서, 상기 실리콘 이형층이 기재필름과 우수한 접착특성을 보임에 따라, 별도의 이접착층이 불필요하여 이접착층 형성 공정 단계가 생략될 수 있으며, 상기 대전방지층 및 실리콘 이형층은 기재필름 제조시에 동시에 인라인 코팅 공정을 통하여 형성되는 것으로 기존의 가공 방식에 대비하여 공정단계가 단순하며 공정비용이 절감될 수 있어 경제적이다.
또한, 상기 대전방지층은 내수성, 내습성이 우수할 뿐만 아니라 불소계 화합물을 함유하여 내오염, 내블로킹이 개선되었으며, 권취성 향상을 위하여 투명입자를 첨가함으로써, 인라인 제조 공정에서 필름을 권취시 대전방지층과 실리콘 이형층간 권취성이 개선되어 생산성이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 폴리에스테르 필름의 구조도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 대전방지층
20 : 폴리에스테르 기재필름
30 : 실리콘 이형층

Claims (13)

  1. 폴리에스테르 기재필름;
    상기 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머, 불소계 화합물 및 투명입자를 포함하는 대전방지 조성액이 도포되어 형성된 대전방지층; 및
    상기 기재필름의 이면에 폴리 실록산, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 및 촉매를 포함하는 이형액이 도포되어 형성된 실리콘 이형층;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대전방지 조성액이 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 투명입자 0.1 내지 5중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 폴리머가 아크릴 공중합체에 알킬설포네이트, 불소, 염소, 브롬 및 4급 아미노기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 0.5 내지 3 몰% 함유된 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 불소계 화합물이 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트 및 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 불소가 5몰% 이상으로 공중합된 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명입자가 메틸메타아크릴레이트, 실리콘 및 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투명입자의 평균입경이 10 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이형액이 헥세닐 폴리 실록산 또는 비닐 폴리 실록산 6 내지 30중량%, 하이드로전 폴리 실록산 0.8 내지 3중량%, 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머 0.005 내지 0.5중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에폭시기를 포함하는 실록산 올리고머가 하기의 화학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
    화학식 1
    Figure 112009000873876-PAT00003
    (단, R1은 메톡시, 에톡시, 또는 아세톡시이고, R2는 H, 비닐 또는 헥세닐이고, 2<n<10, 2<p<11이다)
  9. 제1항에 있어서, 상기 대전방지층의 두께가 0.01 내지 0.5㎛인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  10. 제항에 있어서, 상기 실리콘 이형층의 두께가 0.01 내지 0.5㎛인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름이 인몰드 전사용 필름에 적용되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
  12. 제1항의 폴리에스테르 필름이 기재필름 제조와 동시에 대전방지층 및 실리콘 이형층이 인라인 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름이 폴리에스테르 기재필름의 일면에 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 5중량%, 투명입자 0.1 내지 5중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 대전방지 조성액을 인라인 공정으로 코팅하고,
    상기 기재필름의 이면에 폴리실록산 또는 비닐 폴리실록산 6 내지 30중량%, 하이드 로전 폴리실록산 0.8 내지 3중량%, 에폭시기를 함유하는 실록산 올리고머 0.005 내지 0.5중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 실리콘 이형액을 인라인 공정으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 필름의 제조방법.
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