KR100618953B1

KR100618953B1 - 술폰산염을 포함하는 실란계 대전방지제와 이를 이용한대전방지필름

Info

Publication number: KR100618953B1
Application number: KR1020050000710A
Authority: KR
Inventors: 김상필; 문기정
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2006-09-01
Also published as: KR20060080347A

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 술폰산 염(sulfonic acid salt)을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제 및 이를 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 제조된 대전방지성 및 비전사성이 우수한 대전방지 필름에 관한 것이다.

본 발명의 대전방지 필름은 정전기에 의한 필름 표면의 이물질 부착과 필름부착물의 손상이 억제되고, 필름의 대전방지층 표면이 압착되는 경우에도 대전방지층이 전사되거나 이탈되지 않는다.

(상기 화학식에서, R, R' 및 M⁺는 명세서 내에서 정의한 바와 같다.)

비전사, 대전방지제, 술폰산 염, 실란계, 기재 필름

Description

술폰산염을 포함하는 실란계 대전방지제와 이를 이용한 대전방지필름{ANTI-STATIC SILANE COMPOSITION CONTAINING SULFONIC ACID SALT AND ANTI-STATIC FILM USING THE SAME}

본 발명은 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제 및 이를 이용한 대전방지필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제 및 이를 폴리에스테르 기재 필름 표면에 도포하여 제조된 대전방지성 및 비전사성(transfer-resistance)이 우수한 대전방지 필름에 관한 것이다.

일반적으로 고분자 중합 필름은 탄성이 좋아 잘 휘어지면서도 기계적 특성, 내열성, 투명성 및 내약품성이 뛰어나기 때문에 사진용, 제도용, 오에이치피용, 전기전자 부품용, 일반산업용 및 포장용 재료 등의 용도로 산업 전 분야에 걸쳐서 많이 이용되고 있다.

그러나 상기와 같은 고분자 중합 필름의 우수한 물성에도 불구하고, 필름 표면의 고유저항이 매우 커서 마찰이 가해지면 필름 표면이 쉽게 대전되는 문제점을 갖고 있다. 이 경우 고분자 중합 필름이 대전되면 정전기에 의해 필름 표면에 쓰레기나 먼지가 부착되고, 상기 필름이 적용된 제품에는 전기쇼크가 가해져 제품 불량이 발생하는 문제점이 있다. 또한 유기 용제 등의 화학물질이 사용되는 필름의 제조 공정이나 가공 공정에서 방전이 일어나는 경우에는 화재가 발생하는 문제점이 있다.

상기와 같은 필름의 정전기 발생을 억제하는 공지의 기술수단으로, 유기술폰산염 또는 유기인산염 등을 필름 제조시 혼합하는 내부첨가법, 금속 화합물을 표면에 증착하는 금속증착법, 도전성 무기입자를 표면에 도포하는 방법, 음이온성 또는 양이온성 단분자 화합물 또는 고분자 화합물을 표면에 도포하는 방법 등이 있다. 이중 상기 내부첨가법은 경시변화 및 안정성이 우수하지만, 필름 고유의 우수한 물성과 대전방지효과가 저감되는 문제점이 있고, 상기 금속증착법과 도전성 무기입자를 도포하는 방법은 대전방지성이 우수하여 최근 각광받고 있지만, 제조단가가 너무 높아 고도의 대전방지성을 요하는 특수한 분야에만 이용되고 있다. 한편 상기 음이온성 또는 양이온성 단분자 화합물을 이용한 도포법은 대전방지 효과가 비교적 양호하고 제조비용 측면에서 유리하므로 매우 광범위하게 적용되고 있으며, 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.

상기 음이온성 또는 양이온성 단분자 도포법에 관한 기술로서, 대한민국 특허 제 2002-0054251 호에는 고분자형 4급 암모늄인 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드를 대전방지제로 사용한 대전방지성 폴리에스테르 필름에 관한 기술이 소개되어 있고, 미국 특허 제 5,925,447 호에는 아크릴계 아미드 말단에 4급 암모늄기가 붙어있는 아크릴계 폴리머를 대전방지제로 사용한 기술이 기재되어 있으며, 대한민국 특허 제 2003-002273 호에는 4급 암모늄 디아릴 중합체를 대전방지제로 사용하고 다양한 바인더를 사용한 발명이 기재되어 있고 또한, 대한민국 특허 제 2001-0046198 호에는 4급 암모늄 염화물로 된 양이온 변성규소 화합물을 함유한 규소화합물을 기재 필름에 도포하고 경화시켜 저반사층을 형성한 반사방지 필름이 기재되어 있다.

그러나, 상기와 같이 음이온성 또는 양이온성 단분자 화합물을 단순히 필름 표면에 도포하는 방법은 대전방지 효과가 비교적 양호하고 제조비용 측면에서 유리한 점이 있어 매우 광범위하게 적용되고 있지만, 비전사성이 약해서 대전방지제가 도포된 필름 면끼리 서로 붙는 경우가 많고, 또 필름 표면이 다른 물체와 압착될 경우 대전방지층이 쉽게 다른 물체의 표면으로 전사 또는 이탈되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 특정 화학구조를 갖는 술폰산 염의 실란계 화합물을 첨가하여 대전방지제를 제조하고, 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제를 기재 필름에 도포하여 대전방지 필름을 제조하였을 때, 필름 표면이 강하게 압착되어도 대전방지층이 묻어나거나 이탈되지 않는다는 것을 알아냄으로써 완성될 수 있었다.

본 발명의 목적은 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제를 기재 필름 표면에 도포하여 제조된, 대전방지성 및 비전사성이 우수한 대전방지 필름을 제공하는 것이다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제를 제공한다.

화학식 1

(상기에서, R은 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 지닌 단량체 또는 폴리머 사슬이고, R'는 메틸기 또는 에틸기이고, M⁺는 암모늄이온, 리튬이온, 나트륨이온 및 칼륨이온으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.)

본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물은 술폰산 염을 포함하는 디올(diol) 또는 폴리올(polyol) 및 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란(3-isocyanatepropyltrialkoxysilane)의 반응으로 제조된다.

본 발명의 대전방지 필름은 술폰산 염의 밀도가 0.5 ~ 5.0meq/g인 것이 바람직하다.

상기 술폰산 염을 포함하는 디올 또는 폴리올은

1) 2-술포숙신산 에스테르 염, 소듐 5-술포이소프탈산, 디메틸-5-소듐 술포이소프탈레이트 및 5-소듐술포-비스(β-히드록시에틸)이소프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 이소프탈레이트 유도체 및

2) 에틸렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-펜탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 ,디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 디메틸올프로판 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 단량체 또는 그들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 디올 또는 폴리올간의 에스테르화 반응에 의해 제조된다.

본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제는, 상기 성분 이외에 방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산을 추가로 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 상기 성분 이외에 전체중량 대비 층상 실리케이트 미네랄 성분을 30중량% 이하로 추가로 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 상기 성분 이외에 전체중량 대비 평균 입경 0.02 ~ 2㎛의 무기입자 또는 유기입자를 5000ppm(0.5중량%) 이하로 추가로 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명은 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제를 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 제조된 대전방지 필름을 제공한다.

본 발명의 대전방지 필름은 상기 대전방지제에 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계 바인더 수지 및 폴리에스테르계 바인더 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 수지를 첨가하여 제조된 수분산 용액을 도포하여 형성된다.

본 발명의 대전방지 필름에 있어서, 상기 대전방지 필름의 대전방지제 도포층의 두께는 5 ~ 3000nm인 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

화학식 1

(상기 화학식 1에서, R, R' 및 M⁺는 상기에서 정의한 바와 같다.)

상기 화학식 1로 표시되는 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물은 술포닉 염(sulfonic salt)을 갖는 에스테르계 또는 에테르계의 디올 또는 폴리올과 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란과의 반응에 의하여 제조된다.

보다 구체적으로 상기 술폰산 염을 포함하는 에스테르계 또는 에테르계 디올 또는 폴리올은 1) 2-술포 숙신산 에스테르 염, 소듐 5-술포이소프탈산, 디메틸-5-소듐 술포이소프탈레이트 및 5-소듐술포-비스(β-히드록시에틸)이소프탈레이트로 이루어 진 군에서 선택된 어느 하나의 이소프탈레이트 유도체 및 2) 에틸렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-펜탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜. 디메틸올프로판 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 단량체 또는 그들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 디올 또는 폴리올의 에스테르화 반응에 의하여 제조된다

또한, 본 발명의 대전방지제는 상기 성분 이외에, 테레프탈산, 이소프탈산 및 무수트리멜리틱산(anhydrous trimellitic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나또는 둘 이상의 방향족 디카르복실산 또는 숙신산 및 호박산에서 선택되는 지방족디카르복실산을 추가로 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 자기 자신과의 졸-겔(sol-gel)가교 결합에 의해 반응될 수 있고, 또한 다른 바인더들 또는 입자들과도 반응될 수 있어서 비전사 특성(transfer-resistant property)면에서 좋은 결과를 보여 준다.

또한, 본 발명의 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 상기 성분 이외에, 대전방지 특성을 지닌 천연 및 합성의 층상(layered) 실리케이트 미네랄 성분을 사용할 수 있다. 상기 천연 층상 실리케이트 미네랄 성분으로는 실리카 사면체 시트, 알루미나 팔면체 시트 및 마그네슘 팔면체 시트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 그 대표적인 일례 로서 스멕타이트(Smectite) 또는 몬모릴로나이트(Montmorillonite)의 단독 또는 혼합형태로 사용할 수 있다. 또한 상기 합성 층상 실리케이트 미네랄 성분으로는 라포나이트(LAPONITE; 소듐 마그네슘 실리케이트로서 라포르테사 제조), 메가다이트(MEGADITE), 플루오로헥토라이트(FLUOROHECTOLITE), 쿠니피아(KUNIPIA; 쿠니민사 제조) 및 수멕톤(쿠니민사 제조)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 층상 실리케이트 미네랄 성분은 전체 대전방지제 중량에 대하여 30중량% 이하가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 30중량%를 초과하여 사용할 경우, 도막 특성이 불량해지는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 투명성을 손상하지 않는 조건 하에서 취급성을 고려하여 무기 또는 유기 입자를 추가로 함유할 수 있다. 상기 무기 또는 유기 입자로는 실리카, 탈크, 칼슘 카보네이트, 알루미나, 실리카 알루미나, 티타늄 옥사이드, 제올라이트, 폴리스티렌, 이산화규소, 탄산칼슘, 이산화티탄, 불화리튬, 황산바륨 및 카본블랙 등이 있으며, 무기 또는 유기 입자 2종 이상을 병용해도 좋다. 투명성을 고려할 때, 상기 무기 또는 유기 입자의 사용량은 입자의 크기에 따라 달라지나, 소량을 사용함이 바람직하다. 상기 무기 또는 유기 입자의 평균 입경은 0.02 ~ 2㎛가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 ~ 1.5㎛, 가장 바람직하게는 0.05 ~ 1㎛인 것을 사용한다. 상기 무기 또는 유기입자의 사용량은 전체 중량에 대해 5000ppm(0.5중량%) 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3000ppm(0.3중량%) 이하이다. 이때, 0.02㎛ 미만의 입 경을 가진 입자일 경우 마찰력의 저하에 의한 권취성(winding property)을 달성할수 없고, 2㎛를 초과하는 입자일 경우 입자의 크기가 너무 커서 입자 자체가 결점으로 보이는 문제가 있으며, 바인더 층이 입자크기 대비 너무 얇게 형성됨에 따른 입자가 탈락되는 문제등으로 인하여 바람직하지 않다. 또한 5000ppm(0.5중량%)을 초과하여 사용할 경우, 입자와 바인더간의 결합력이 약하여 입자가 탈락하는 문제와 코팅시 입자에 의한 줄무늬 발생을 일으켜 양호한 품질의 코팅된 필름을 얻지 못하는 문제점이 있다. 상기 무기 또는 유기 입자와 함께 폴리머의 고유 성질에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 첨가제, UV 흡수제, 안정제 및 색소 등의 첨가제를 부가하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제가 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포되어 제조된 비전사 특성이 우수한 대전방지 필름을 제공한다.

이때, 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제는 물에서 가수 분해된 후, 기재 필름에 도포된다.

본 발명의 대전방지 필름은 상기 대전방지제에 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계 바인더 및 폴리에스테르계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 수분산/수용해성 바인더 수지를 혼합하여 수분산용액을 제조한 후, 상기 수분산 용액을 도포하여 형성될 수 있다. 특히, 상기 수분산 또는 수용해성 바인더 수지의 잔 기(side chain)가 수산기(hydroxy group)를 함유하는 경우, 대전방지제의 실란기와 결합반응이 가능하므로, 비전사(transfer-resistance) 특성면에서 보다 유리하다. 이때, 도포되는 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제는 총 도포액의 고형분 중, 술폰산 염의 밀도가 0.5 ~ 5.0meq/g인 것이 바람직하다. 이때, 염 밀도가 0.5meq/g 미만일 경우 대전방지 특성을 얻을 수 없고, 5.0meq/g를 초과할 경우에는 코팅 상태가 불량하고 수분 포집력이 커서 필름간의 블로킹(협착)을 일으키거나 후가공 공정에 영향을 미치는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 대전방지 필름의 바람직한 대전방지제의 도포층의 두께는 5 ~ 3000nm가 좋으며, 더욱 바람직하게는 20 ~ 500nm이고, 가장 바람직하게는 30 ~ 150nm가 좋다. 이때, 도포층의 두께가 5nm 미만이면, 필름 폭방향으로의 균일한 대전방지 특성의 코팅면을 얻을 수가 없고, 3000nm를 초과하면, 수분산 코팅의 경우 코팅면에 코팅 결점이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 기재 필름은 다양한 필름을 사용할 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등으로 이루어진 폴리에스테르계 수지가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때 기재 필름의 두께는 5 ~ 250㎛가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 188㎛인 것이 좋다.

상기 기재필름은 코팅전 코로나 방전 처리하여 표면 처리할 수 있으며, 코로나 방 전 처리는 높은 전압으로 필름 표면에 극성기를 유도하여 기재필름과 대전방지제 상호간의 친화력을 향상시키기 위한 공정이다.

본 발명에서 상기 대전방지제를 기재 필름의 표면상에 도포하는 방법은 그라비아 롤(gravure roll) 또는 리버스 그라비아(reverse gravure roll)와 같이 롤을 이용하는 도포법, 메이어 바(mayer bar)를 이용하는 도포법 또는 에어 나이프(air knife)를 이용하는 도포법을 이용하여 수행할 수 있다.

또한 본 발명에서 기재 필름의 제조과정에서 연신 공정중에 도포하여 대전방지 처리하는 방법 또는 기재 필름의 연신 및 열고정 후 대전방지제를 도포하는 방법이 사용된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1.술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제의 제조

<실시예 1> 대전방지제 1의 제조

5-소듐술포-비스(β-하이드록시에틸)이소프탈레이트(5-Sodiumsulfo-bis(β-hydroxyethyl)isophthalate) 50g을 60℃로 승온시킨 후, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 70g을 서서히 투입하여 5시간 동안 반응시켰다. 반응 종결 후, 술폰 산 염의 밀도가 1.17meq/g인 대전방지제1을 제조하였다.

<실시예 2> 대전방지제 2의 제조

2-소듐술포-비스(β-하이드록시에틸)숙시네이트(2-Sodiumsulfo-bis(β-hydroxyethyl)succinate) 45g 을 60℃로 승온시킨 후, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 73g을 서서히 투입하여 5시간 동안 반응시켰다. 반응 종결 후, 술폰산 염의 밀도가 1.25meq/g인 대전방지제2를 제조하였다.

2.대전방지성이 우수한 코팅필름의 제조

<실시예 3> 대전방지 필름 1의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제1 10 중량부를 이소프로필알콜과 물의 혼합용매에 분산시키고 1일 정도 상온에서 수화시킨 후, 고형분 기준으로 폴리 아크릴계 수지(EXP3208) 5중량부, 멜라민계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민(디아이시사 제조, 벡카민J101) 0.15중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조하였다.

평균 입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm 첨가된 극한점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛을 진공 드라이어를 이용하여 160℃에서 7시간 동안 충분히 건조시킨 후 용융하여 압출 다이를 통하여 냉각드럼에 정전인가법으로 밀착시켜 무정형 미연신 시트를 제조하였다.

상기 시트를 다시 가열하여 100℃에서 필름 진행 방향으로 3.5배 연신을 수행한 후 , 도포될 면에 코로나 방전처리를 하고 메이어 바 코팅 방식(3번바)을 이용하여 상기에서 제조된 수분산 용액을 도포하였다. 도포 이후, 120℃ 텐더 구간에서 필름의 진행 방향 및 수직 방향으로 필름을 3.5배 연신하고 240℃에서 4초간 열처리하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이 때, 코팅후 도포층의 고형분에서 술폰산 염의 밀도는 1.0 meq/g 이었다.

<실시예 4> 대전방지 필름 2의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제1 10중량부를 이소프로필알콜과 물의 혼합용매에 분산시킨 후에 1일 정도 상온에서 수화시킨 후, 고형분 기준으로 폴리 우레탄계 수지 5중량부, 멜라민계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민 1.0중량부 및 경화 촉매로서, 파라톨루엔설포닉엑시드(p-toluenesulfonic acid) 0.10중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이때, 코팅후 도포층의 고형분에서 술폰산 염의 밀도는 0.95meq/g이었다.

<실시예 5> 대전방지 필름 3의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제1 10중량부를 이소프로필알콜과 물의 혼합용매에 분산시키고, 1일 정도 상온에서 수화시킨 후 고형분 기준으로 수분산 폴리에스테르계 수지(일본합성제 WR0030) 5중량부 및 멜라민 계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민 0.3중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이때, 코팅후 도포층의 고형분에서 술폰산 염의 밀도는 1.0meq/g이었다.

<실시예 6> 대전방지 필름 4의 제조

상기 실시예 2에서 제조된 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제2 10중량부를 이소프로필알콜과 물의 혼합용매에 분산시키고 1일 정도 뒤, 상온에서 수화시킨 후, 고형분 기준으로 폴리우레탄계 수지 6중량부, 멜라민계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민 1.3중량부 및 경화촉매로서, 파라톨루엔술포닉엑시드 0.13중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이때, 코팅 후 도포층의 고형분에서 이론상의 술폰산 염의 밀도는 0.95meq/g이었다.

<비교예 1>상용 대전방지제를 포함한 대전방지 필름 1

고형분 기준으로 사이텍사(Cytec Co.)의 사이아스탯 SN(Cyastat SN; 스테아라미도프로필디메틸-2-히드록시에틸암모늄 나이트레이트 (Stearamidopropyldimethyl - 2 - hydroxyethylammonium nitrate)) 9중량부, 폴리 아크릴계 수지(EXP3208) 7중량부 및 멜라민계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민 0.2중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하 게 수행하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이 때, 코팅후 도포층의 고형분에서 술폰산 염의 밀도는 1.16meq/g이었다.

<비교예 2> 상용 대전방지제를 포함한 대전방지 필름 2

고형분 기준으로, 사이페(SIPHE ; 소듐 3,5 비스(B-히드록시 에톡시 카르보닐)-벤젠 술포네이트(Sodium 3,5 Bis(B-Hydroxy Ethoxy Carbonyl )-Benzene Sulfonate)) 8중량부, 폴리 아크릴계 수지(EXP3208) 10중량부 및 멜라민계 가교제로서 메톡시메틸올멜라민 0.29중량부를 투입하여, 전체 고형분이 1.5중량% 함유된 수분산 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 100㎛ 두께의 코팅필름을 제조하였다. 이 때, 코팅후 도포층의 고형분에서 술폰산 염의 밀도는 1.22 meq/g이었다.

<실험예>

상기 실시예 3 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 2에서 제조된 코팅필름의 물성을 하기와 같은 기준으로 측정하여 그 결과를 표1에 비교하여 기재하였다.

1. 표면 저항

25℃ × 55% RH(relative humidity ;상대습도) 조건 하에서 측정시료를 8시간 방치한 후, 표면저항 측정기로 대전방지성을 평가하였고, 표면저항의 단위는 Ω/square이다.

2. 투명도(헤이즈(Haze)) 측정

일본 니폰덴소쿠사의 헤이즈 측정기(AUTOMATIC DIGITAL HAZEMETER)에 10cm × 10cm 크기로 샘플링한 폴리에스테르 필름 1매를 수직으로 놓고, 수직으로 놓여진 시료의 직각 방향으로 400 ∼ 700㎚의 파장의 빛을 투과시켜 나타난 값을 측정하였으며, 이때 헤이즈값은 하기 수학식 1에 의해 계산되었다.

3. 내열성

열풍 건조기 내에서 필름을 200℃ 온도하에서 24시간동안 보관 후 색조의 변화를 관찰하였다.

◎ : 우수한 수준

○ : 양호한 수준

× : 다소 미흡한 수준

4. 코팅 균일성

도포된 필름의 외관 상태를 육안으로 관찰하여 균일하게 도포된 정도를 판정하였다.

○ : 코팅 상태가 균일한 경우

× : 코팅 상태가 불균일하거나, 상용성이 불량한 경우

5. 락카 접착력

n-부탄올 10중량부, 메틸 셀로솔브(methyl cellosolve; 에틸렌글리콜모노메틸에테르) 250중량부, 메틸에틸케톤 10중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 25중량부, 로다민B(Rhodamine B ; 핑크색의 염료) 3중량부로 혼합된 유성타입의 평가용 락카를 도포필름 시료 상에 와이어바로 도포하여 건조기 내에서 90℃의 온도로 1분간 충분히 건조한 후, 크로스컷터를 사용하여 표면에 100개의 눈금을 그은 후 접착테이프(3M 610테이프)를 붙여 박리시킨다. 이때 100개의 눈금 중 박리되지 않은 잔여 눈금 갯수를 기준으로 평가하였으며, 이때, 잔여 눈금 개수가 100이면, 전혀 박리되지 않은 것으로 "우수"이고, 0이면, 전부 박리된 것으로 "불량"을 의미한다.

6. 비전사성

접착테이프(3M 610테이프)를 평가대상 대전방지 코팅필름 표면에 압착한 후 떼어내고, 이를 면이 깨끗한 철판에 다시 잘 붙여 떼어낼 때의 접착력을 평가한다. 최초의 테이프 박리력과 비교하여 다음 기준으로 비전사성을 평가하였다.

우수(◎): 박리력이 최초 박리력의 95%이상 유지

양호(○): 박리력이 최초 박리력의 85이상 95%미만

불량(×): 박리력이 최초 박리력의 85%미만

	표면저항 (Ω/square)	헤이즈(%)	내열성	코팅균일성	락카접착력(%)	비전사성
실시예 1	2.5×10¹⁰	1.37	◎	○	100	◎
실시예 2	6.5×10¹¹	1.25	◎	○	100	◎
실시예 3	5.0×10¹¹	1.29	◎	○	100	◎
실시예 4	3.5×10¹¹	1.12	◎	○	100	◎
비교예 1	7.2×10¹⁰	1.57	×	○	60	×
비교예 2	6.8×10⁹	1.48	○	○	65	×

상기 표 1의 결과를 보면, 본 발명의 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지지제를 폴리에스테르 필름 상에 도포하여 제조된 코팅 필름의 경우, 내열성, 접착성 및 코팅성이 우수할 뿐 아니라 특히 비전사 특성이 매우 우수하였다. 반면에 본 발명의 실란계 대전방지 화합물이 포함되지 않고, 종래 상용되는 대전방지제 사이아스탯 SN(Cyastat SN)을 함유한 비교예1 및 사이페(SIPHE)를 함유한 비교예2의 대전방지 필름의 경우, 내열성이 불량하거나 양호한 정도이고, 특히 락카 접착력과 비전사성 측정 수치가 현저히 낮으므로, 표면 압착에 의해 대전방지층이 쉽게 박리되어 비전사성이 매우 불량함을 알 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 대전방지성 및 비전사성이 우수하여 정전기에 의한 기기표면의 이물질 부착과 순간적 고전압에 의한 기기 파손을 방지할 수 있는 대전방지 필름을 제공하였고,

또한, 본 발명의 대전방지 필름은 타물체가 필름의 대전방지층 표면에 강하게 압착 되어도 대전방지층이 전사에 의해 묻어나거나 이탈되지 않아 가혹한 환경 하에서도 오랜 기간 우수한 대전방지성을 유지할 수 있다.

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

Claims

술폰산 염을 포함하는 에스테르계의 디올 또는 폴리올; 및

3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란의 반응에 의하여 제조되며, 하기 화학식 1로 표시되는 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 대전방지제.

화학식 1

(상기에서, R은 에스테르 결합을 지닌 단량체 또는 폴리머 사슬이고, R'는 메틸기 또는 에틸기이고, M⁺는 암모늄이온, 리튬이온, 나트륨이온 및 칼륨이온으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.)
삭제
제1항에 있어서, 상기 술폰산 염을 포함하는 에스테르계의 디올 또는 폴리올이

1) 2-술포숙신산 에스테르 염, 소듐 5-술포이소프탈산, 디메틸-5-소듐 술포이소프탈레이트 및 5-소듐술포-비스(β-하이드록시에틸)이소프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 이소프탈레이트 유도체 및

2) 에틸렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-펜탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜. 디메틸올프로판 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 단량체 또는 그들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상과의 에스테르화 반응에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지제.
제1항에 있어서, 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제가 테레프탈산, 이소프탈산 및 무수트리멜리틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방향족 디카르복실산 또는 숙신산 및 호박산에서 선택되는 지방족 디카르복실산을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지제.
제1항에 있어서, 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제가 전체중량에 대하여, 층상의 실리케이트 미네랄 성분 30중량% 이하를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지제.
제1항에 있어서, 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제가 전체중량에 대하여, 평균 입경 0.02 ~ 2㎛의 무기입자 또는 유기입자 5000ppm 이하를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지제.
제1항의 술폰산 염을 포함하는 실란계 대전방지제가 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포되어 대전방지층이 형성된 것을 특징으로 하는 대전방지 필름.
제7항에 있어서, 상기 대전방지층이 상기 술폰산 염을 포함하는 실란계 화합물로 이루어진 대전방지제에 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계 바인더 수지 및 폴리에스테르계 바인더 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 첨가하여 제조된 수분산 용액을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 필름.
제7항에 있어서, 상기 대전방지층은 고형분 내의 술폰산 염의 밀도가 0.5 ~ 5.0meq/g 인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 필름.
제7항에 있어서, 상기 대전방지층 두께가 5 ~ 3000nm인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 필름.