KR101119242B1 - 공압출 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 인몰드 전사용 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내블로킹성 및 광택성이 개선된 공압출 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 인몰드 전사용 필름에 관한 것이다.
본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기저층, 상기 폴리에스테르 기저층 상부면에 1~9㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 상부층 및 상기 폴리에스테르 기저층 하부면에 0.05~3㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 하부층으로 이루어진 것으로, 필름 내에 입자가 고르게 분포하여 입자가 이탈되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있다. 특히, 필름 내의 입자분포에 따른 상부층 및 하부층의 표면조도차에 따라 인몰드 전사용 필름으로 적용시 표면조도가 높은 상부층은 내블로킹성 향상을 유도할 수 있으며, 표면조도가 상대적으로 낮은 하부층은 추후 인쇄공정시 광택성을 향상시킬 수 있고 이접착층과의 접착력이 개선될 수 있다.
인몰드, 이축연신, 폴리에스테르 필름, 대전방지, 이접착, 폴리에스테르 필름, 공압출
Description
본 발명은 공압출 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 인몰드 전사용 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필름 내의 상부층 및 하부층의 입자분포에 따른 표면조도차에 의해 내블로킹성 및 광택성이 개선된 공압출 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 인몰드 전사용 필름에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형물의 외관을 장식하는 방법으로 증착법 또는 도장법이 적용되고 있으나, 미세한 성형물에 있어서 부분적으로 색, 모양 및 형태를 다르게 하여 외관을 장식할 경우 기존의 방법으로는 부분적인 인쇄 및 생산성에 따른 문제가 야기된다. 따라서, 필름을 이용하여 인쇄층을 전사하는 방법이 대두되고 있으며, 이와 관련하여 내오염성, 내블로킹성, 이형성을 가진 제품의 요구가 증가하고 있다.
특히 전사용 필름에 있어서 강도와 신도의 특성은 생산성 및 성형성과 직접적으로 연관되며, 특정 공법에 한정하는 것은 아니나 인몰드 전사용 필름에 다양하게 적용되고 있다.
그 일례로, 인몰드 전사용 필름은 인몰드 공법에 사용되어 미세한 패턴 또는 특이 한 형상으로 노트PC, 모바일폰, PDA, PMP, PSP등의 휴대용 전자기기의 표면을 꾸밀 수 있으며, 생산성이 뛰어나 관련 업계에 요구가 증가하는 추세이다.
인몰드 전사용 기재 필름의 적어도 일면은 금형 내의 오염을 방지하고, 가공 공정시에 하드코팅층(또는 인쇄층) 또는 접착층과의 내블로킹성을 가져야 하며, 필름의 이면은 이형층과 접착성이 우수한 이접착층을 가지는 것이 일반적이다． 특히, 가공 공정시 하드코팅층(또는 인쇄층) 또는 접착층과 대전방지층(또는 기재)이 블로킹 될 경우 이형층과 하드코팅층(또는 인쇄층)이 박리되며, 수율이 저하되는 문제가 야기될 수 있다.
따라서, 인몰드 전사용 필름은 인몰드 공법에 사용되기 위해서는 금형 내에서 오염이 묻지 않도록 대전방지 처리를 하고, 롤 형상으로 권취시 반대면과의 블로킹을 방지할 수 있는 층을 설계해야 하며, 이는 인라인 공정 또는 오프라인 공정의 코팅 공정을 통하여 형성할 수 있다.
이때, 대전방지층의 경우 인몰드 공정 중 대전방지 기능이 소멸될 수 있기 때문에 내수성, 내습성을 가진 대전방지제를 사용해야 하며, 롤 형태로 권취되어 후가공시 대전방지층과 하드코팅층(또는 인쇄층)에 블록킹이 나타날 경우 인몰드 공정 전에 이형층과 기재 또는 이형층과 하드코팅층(또는 인쇄층)이 분리되는 문제를 방지하기 위하여 대전방지층에는 내블로킹성이 요구된다.
또한 필름의 이면에는 미세한 패턴 또는 특수한 형상을 가진 인쇄층(하드코팅층 포함)을 전사시키기 위하여 이형층이 요구되며, 이형층의 경우 폴리에스테르와 부착력이 약하면 가공 공정시 약한 블로킹에도 폴리에스테르 기재와 이형층이 분리될 수 있기 때문에 이형층과 폴리에스테르 간의 부착력을 높이기 위하여 이접착층을 가진다. 이접착층은 인라인 공정의 코팅을 통하여 형성하고, 이접착층에 오프라인 가공 공정을 통하여 이형층을 형성하는 것이 일반적이다.
이때, 이접착층 형성시 이형층과의 접착력 향상은 코로나 처리 후 가공 공정에서 이형층을 형성한 것에 비하여 아주 우수한 성능을 보여주고 있다.
즉, 인몰드 공법에 사용되는 필름은 대전방지층의 내블로킹성 및 이접착층의 접착력 향상을 위하여, 대전방지층과 이접착층 간의 표면조도차가 요구되며, 일반적으로 필름 양면의 표면조도 값에 차이를 두기 위하여 수분산 입자 또는 입자를 코팅하는 방법이 적용되고 있으나, 필름 표면으로부터 입자탈락 등으로 미세이물이 발생하는 문제가 있으며, 입자의 분포가 고르지 않아 내블로킹성 등의 효과가 미흡한 문제가 있다.
이에, 본 발명자들은 입자의 탈락없이 균일한 표면조도 값을 확보하여 내블로킹성 뿐만 아니라 인쇄층의 광택성이 향상된 폴리에스테르 필름을 제공하기 위하여 노력한 결과, 폴리에스테르 필름 내 입자를 균일하게 분산시켜 표면조도를 형성한 다층의 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하고, 공압출 폴리에스테르 필름의 내블록킹성 및 광택도가 개선됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 필름 내에 입자가 균일하게 분포하고, 필름 상부층 및 하부층의 입자분포에 따른 표면조도차가 형성되는 공압출 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 필름의 상부층 표면에 대전방지층이 더 형성되고, 필름의 하부층 표면에 이접착층이 더 형성된 공압출 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 공압출 폴리에스테르 필름을 이용한 인몰드 전사용 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르 기저층, 상기 폴리에스테르 기저층 상부면에 1~9㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 상부층 및 상기 폴리에스테르 기저층 하부면에 0.05~3㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 하부층으로 이루어진 공압출 폴리에스테르 필름을 제공하며, 이때 상기 공압출 폴리에스테르 필름의 상부층 및 하부층의 위치가 바뀌어도 무관하다.
이때, 상기 폴리에스테르 상부층은 무기 또는 유기입자 0.01~0.03중량%를 함유하고, 상기 폴리에스테르 하부층은 무기 또는 유기입자 0.001~0.01중량%를 함유하는 것이 바람직하며, 상기 공압출 폴리에스테르 필름의 두께는 5 내지 300㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스테르 상부층 표면에 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 도포되어 대전방지층이 더 형성될 수 있으며, 이때의 대전방지층의 두께가 0.01~0.8㎛이다.
또한, 상기 하부층 표면에 유리 전이온도가 30~90℃인 공중합 폴리에스테르 바인더 3~30중량%, 가교제 2~10중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 도포되어 이접착층이 더 형성될 수 있으며, 이때의 이접착층의 두께가 0.01~0.3㎛이다.
나아가, 본 발명은 상기의 공압출 폴리에스테르 필름을 이용한 인몰드 전사용 필름을 제공한다.
본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름은 입자가 필름 내에 고르게 분포하여 입자탈락을 원천적으로 방지할 수 있으며, 특히, 필름 내의 입자분포에 따른 상부층 및 하부층의 표면조도차에 의해 인몰드 전사용 필름으로 적용시 표면조도가 높은 상부층은 내블로킹성 향상을 유도할 수 있으며, 표면조도가 상대적으로 낮은 하부층은 추후 인쇄공정시 광택성을 향상시킬 수 있고 이접착층과의 접착력이 개선될 수 있다.
또한, 이를 인몰드 성형제품에 적용시에 블로킹 발생이 방지되고 광택성이 향상됨에 따라 공정 수율이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 입자 함유량이 다른 3종류의 폴리에스테르를 공압출하여 형성된 필름에 관한 것으로 구체적으로, 폴리에스테르 기저층(10), 상기 폴리에스테르 기저층(10) 상부면에 1~9㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 상부층(20) 및 상기 폴리에스테르 기저층(10)의 하부면에 0.05~3㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 하부층(30)으로 이루어진 것으로, 필름의 상부층 및 하부층의 입자분포에 따른 표면조도차가 형성되는 공압출 폴리에스테르 필름을 제공하며, 이때 상기 공압출 폴리에스테르 필름의 상부층 및 하부층의 위치가 바뀌어도 무관하다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 기재필름(10)은 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하나, 권취성 향상을 위해 입자칩이 혼합될 수 있으며, 이때 입자의 평균 입경은 0.001~20㎛, 바람직하게는 0.01~10㎛이다. 평균 입경이 0.001㎛ 미만이면 입자의 효과가 미비하고 20㎛을 초과하면 수지 조성물 및 필름의 결함발생이 용이하여 성형성이 불량한 문제가 있다.
상기 상부층(20)은 폴리에스테르 필름 내에 1~9㎛ 입경의 입자를 0.01~0.03중량%로 함유하여, 하부층(30) 대비 다량의 입자가 균일하게 분포하여 블로킹이 방지될 수 있음에 따라 내블로킹 향상층 역할을 수행한다.
이때, 상기 입자의 입경이 1㎛ 미만이면 충분한 표면조도를 형성하지 못하며, 9㎛를 초과하면 필름 후도 불균형을 야기하므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 입자의 함유량이 0.01중량% 미만이면 내블로킹성이 충분하지 않고, 특히 인몰드 전사용 필름으로 적용시에 몰딩내 또는 가공 후 인쇄층과의 블로킹이 발생할 수 있으며, 0.03중량%를 초과하면 필름내 입자가 균일하게 분산되지 않아 입자가 이물화 되는 문제가 발생한다.
상기 하부층(30)은 폴리에스테르 필름 내에 0.05~3㎛ 입경의 입자를 0.001~0.01중량%로 함유하며, 광택성이 뛰어나도록 입자량이 최적으로 조절된 것으로 특히, 인몰드 성형제품에 적용시 광택 향상층 역할을 할 수 있으며, 후공정에서 적층되는 이접착층과의 접착력이 개선되고 공정중의 블로킹 발생을 방지할 수 있다.
이때, 상기 입자의 입경이 0.05㎛ 미만이면 체면적이 넓어 입자끼리 뭉치는 문제가 발생하며, 3㎛를 초과하면 부분적으로 광택성 불균일이 발생하여 바람직하지 않다. 또한, 상기 입자의 함유량이 0.001중량% 미만이면 필름의 권취성이 불량한 문제가 있고, 0.01중량%를 초과하면 후공정에서 인쇄층 형성시 광택이 나타나지 않거나, 인쇄가 불량한 문제가 발생한다.
본 발명에서 적용되는 폴리에스테르 필름은 종류의 제한이 없으며, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 특히 폴리에틸렌텔레프탈레이트 수지가 바람직하게 사용된다.
상기 폴리에스테르 수지는 방향족 디카르복실산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르이며, 방향족 디카르복실산으로 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산이 사용되고, 지방족 글리콜로 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등이 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르는 제3성분을 함유한 공중합체도 가능하며, 상기 공중합 폴리에스테르의 디카르복실산 성분의 일례로 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프 탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복시산(예컨대, P-옥시벤조산 등)이 있으며, 글리콜 성분의 일례로 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등이 있으며, 상기 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분은 2종 이상 병용할 수 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 입자는 폴리에스테르에 불활성인 것이면 특별히 한정되지 않으나, 무기입자, 유기 입자, 가교 고분자 입자, 중합계 내에서 생성한 내부 입자 등이 바람직하게 사용되며, 이러한 입자 단독 또는 2종 이상 적용될 수 있다.
상기 무기 입자의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨 등의 각종 탄산염, 유산 칼슘, 황산 바륨 등의 각종 황산염, 카올린, 활성 등의 각종 복합 산화물, 인산 리튬, 인산 칼슘, 인산 마그네슘 등의 각종 인산염, 산화 알류미늄, 산화 규소, 산화 티탄, 산화 지르코늄 등의 각종 산화물, 불화 리튬 등의 각종 염을 사용할 수 있다.
또한 상기 유기 입자로서는, 수산 칼슘, 칼슘, 바륨, 아연, 망간, 마그네슘 등의 텔레프탈산 염 등이 사용될 수 있으며, 상기 중합계 내에서 생성한 내부 입자로는 알카리 금속화합물, 알카리토류 금속 화합물 등을 반응계 내에 첨가하고, 또한 인 화합물을 첨가하는 공지의 방법으로 생성되는 입자가 적용될 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 바람직한 일례로 도 2를 참조하면, 공중합 폴리에스테르 필름의 상부층(20) 표면에 대전방지층(40), 하부층(30) 표면에 이접착층(50)이 더 형성될 수 있다.
상기 대전방지층(40)은 도전성 폴리머 또는 양이온성 폴리머, 음이온성 폴리머 중 적어도 1종을 포함하는 것으로, 내수성을 가지고 있는 대전방지층(40)이 형성될 수 있으며, 상기 대전방지제를 포함함으로써 금형내에서 올리고머 또는 이물에 대한 오염도를 최소화할 수 있다.
구체적으로, 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 첨가제로서 계면활성제 및 경화제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 상기 상부층(20) 상에 인라인 공정을 통하여 코팅됨으로써 대전방지층이 형성될 수 있으며, 상기 양이온성 폴리머는 아크릴 공중합체에 알킬설포네이트, 불소, 염소, 브롬 및 4급 아미노기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 0.5 내지 3 몰% 함유된 것이 바람직하다.
상기 양이온성 폴리머가 5중량% 미만이면 대전방지성이 불량하며, 40중량%를 초과하면 점도가 지나치게 증가함에 따라 외관 불량의 문제가 나타날 수 있다. 또한, 내오염성을 위하여 불소계 화합물을 첨가함에 있어서 불소계 화합물은 아크릴레이트 또는 메틸메타아크릴레이트, 알코올 등에 불소가 5몰% 이상의 비율로 공중합된 화합물로써 방오성능이 있는 것이 바람직하며, 불소계 화합물이 0.1중량% 미만의 경우 금형내 오염이 전사되는 문제가 나타나며, 15중량%이상의 경우 반대면의 이접착층(50)과 롤 권취시 단면이 빠지는 문제가 생길 수 있다
이때, 상기 대전방지층(40)의 두께는 내블로킹성의 측면에서 두께가 0.01 내지 0.8㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광택성 향상을 부여하는 하부층(30) 표면에 이접착층(50)이 형성될 수 있으며, 이접착층(50)은 후공정에서 적용되는 이형층과 높은 접착성을 가지 기 위하여 공중합 폴리에스테르로 이루어진 고분자 바인더를 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 이접착층(50)은 고분자 바인더와 가교제로 이루어진 것으로, 바람직하게는 공중합 폴리에스테르 바인더 3~30중량%, 가교제 2~10중량%와 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 폴리에스테르 필름의 하부층(30)에 코팅된 것이다.
이때, 상기 공중합 폴리에스테르는 유리전이온도 30℃~90℃, 바람직하게는 35℃~80℃의 것이 적용되며, 유리전이온도가 30℃미만의 경우 내열성, 내블로킹성이 불량하고, 90℃이상일 경우에는 이접착성이 저조한 문제가 있다.
상기 폴리에스테르는 디카르복실산 성분의 2종류 이상 또는 디올 성분 2종류 이상을 이용하여 얻을 수 있다. 이때, 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 무수프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산, 아디핀산, 세바신 산, 트리메리트산, 피로메릿산, 다이머 산, 5-나트륨 술포 이소프탈산을 이용할 수 있으며, 디올 성분으로는 에틸렌 글리콜, 부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-헥사디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 크실렌 글리콜, 디메틸렌 프로판 등이나 폴리에틸렌 옥사이드 글리콜, 폴리 테트라 메틸렌 옥사이드 글리콜을 이용할 수 있다.
상기 가교제로서는 에폭시 가교제, 옥사졸린 가교제, 멜라민 가교제, 이소시아네이트 가교제, 커플링제를 사용할 수 있으며, 에폭시 가교제로는 폴리 에폭시 화합물, 디 에폭시 화합물, 에폭시 화합물, 글리시딜 아민 화합물을 예시할 수 있다.
폴리 에폭시 화합물의 일례로, 소르비톨, 폴리 글리시딜 에테르, 펜타에리스리톨 폴리 글리시딜 에테르, 트리 글리시딜 트리스 이소시아네이트 등이 있으며, 에폭시 화합물의 일례로 아릴글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 아민 화합물로서는 N,N,N’N’-테트라 글리시딜-m-크실렌 디아민, 1,3-비스 시클로헥산 등이 있다.
또한, 옥사졸린 화합물로서는 옥사졸린기를 함유하는 중합체가 바람직하며, 부가 중합성 옥사졸린기 함유 모노머의 중합 혹은 이것과 다른 모노머와의 중합에 따라서 얻을 수 있으며, 부가 중합성 옥사졸린 함유 모노머는 2-비닐-2-옥사졸린, 2-비닐-4-메틸-2옥사졸린, 2-비닐-5-메틸-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린등이 있으며, 그 중 2-이소프로페닐-2-옥사졸린이 공업적으로 사용이 활발하다.
멜라민 화합물은 멜라민과 포름알데히드를 축합하여 얻어지는 메틸올 멜라민 유도체에 저급 알코올로서 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올 등을 반응시키고, 에테르화한 화합물 및 그러한 혼합물이 바람직하다.
메틸올 멜라민 유도체의 일례로 메틸올 멜라민, 디메틸올 멜라민, 트리 메틸올 멜라민, 테트라 메틸올 멜라민, 판타메틸올 멜라민, 헥사 메틸올 멜라민 등을 들 수 있다.
상기 이접착층의 최종 건조된 도포두께는 0.01~0.3㎛, 바람직하게는 0.03~0.1㎛이며, 도막의 두께가 0.01㎛미만의 경우 접착성이 불충분하게 되어 바람직하지 않으며, 0.3㎛를 초과하면 블로킹을 일으키기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.
보다 구체적으로, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 공압출의 방법으로 제조되는 것으로, 입경 사이즈 1~9㎛인 입자 0.01 ~ 0.03중량%를 포함하는 폴리에스테르 칩(상 부층 용), 입경 사이즈 0.05~3㎛의 입자를 0.001~0.01중량%를 포함하는 폴리에스테르 칩(하부층 용) 과 기저층용 폴리에스테르 칩의 3종류의 칩을 익스트루더를 통하여 각각 230℃~300℃사이에서 용융시킨 후 1개의 T다이를 통하여 공압출하고 20℃~30℃의 캐스팅 드럼으로 빠르게 냉각 고화시키고, 비결정 미연신 필름을 만든 후, 연신 공정을 통하여 제조될 수 있다.
이때, 상기 연신 공정은 필름 진행방향, 즉 종방향(MD) 및 횡방향(TD)로 이축으로 연신을 해야만 뛰어난 강도와 신도를 가질 수 있으며, 연신방법으로 동시에 연신이 가능하며, 종방향(MD) 연신 후 횡방향(TD) 연신을 할 수도 있다. 바람직하게는 종방향(MD)연신 후 횡방향(TD)연신 하며, 연신 공정에 있어서 온도 60~130℃, 바람직하게는 90~125℃로 종방향(MD)에 2.0~4.0배, 바람직하게는 2.5~3.5배 종방향(MD)연신하고, 연신시 1단 또는 2단 이상의 단계적으로 연신 할 수 있으며, 바람직하게는 1단만으로 연신한다.
종방향(MD)으로 연신된 필름에 연속해서 상부층 및 하부층 상에 각각 대전방지층 및 이접착층을 코팅할 수 있으며, 특별하게 순서에 제한을 두지는 않는다. 코팅이 된 필름은 연속하여 횡방향(TD)연신을 행하는데 있어서 온도 60~140℃, 바람직하게는 90~130℃로 2.0~5.0배, 바람직하게는 3.0~4.0배 연신한다. 횡방향(TD)연신에 있어서 1단 또는 2단 이상의 단계적으로 연신할 수 있으며, 바람직하게는 2단 이상의 단계적으로 연신하는 것이 좋다. 여기서 220℃~260℃의 열을 가한 후 다시 50℃~80℃ 환경하에서 횡방향(TD) 연신된 최대 폭에 대비하여 2~10%, 바람직하게는 3~7%를 다시 이완시켜서 필름을 제조한다. 이때, 본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름의 두께는 한정되지 않으나 5~300㎛, 바람직하게는 20~200㎛, 더 바람직하게는 25 ~75㎛이 적용된다.
나아가, 상기의 방법으로 제조된 본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름은 내블로킹성 및 광택성이 개선되어 특히 인몰드 전사용 필름에 특히 적용이 우수하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<
실시예1
>
평균입경 3㎛의 입자를 0.01중량% 포함하는 폴리에스테르 상부층용 칩(Grace사, K200제품)과 평균입경 2㎛의 입자를 0.009중량% 포함하는 하부층용 칩(Grace사, K300제품) 및 무입자 폴리에스테르 칩을 3개의 익스트루더 내에서 각각 230℃~300℃사이에서 용융시킨 후 1개의 T다이를 통하여 공압출하고 20℃~30℃의 캐스팅 드럼으로 빠르게 냉각 고화시키고, 비결정 미연신 필름을 만든 후, 90~125℃하에 종방향(MD)으로 3.5배 연신하고, 60~140℃하에서 횡방향(TD)으로 4배 연신 후, 220℃~260℃의 높은 열을 가한 다음 50℃~80℃ 환경에서 횡방향(TD) 연신된 최대 폭에 대비하여 7% 이완시켜 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<
실시예2
>
평균입경 3㎛의 입자를 0.01중량% 포함하는 폴리에스테르 상부층용 칩(Grace사)과 평균입경 2㎛의 입자를 0.009중량% 포함하는 하부층용 칩(Grace사) 및 무입자 폴리 에스테르 칩을 3개의 익스트루더 내에서 각각 230℃~300℃사이에서 용융시킨 후 1개의 T다이를 통하여 공압출하고 20℃~30℃의 캐스팅 드럼으로 빠르게 냉각 고화시키고, 비결정 미연신 필름을 만든 후, 90~125℃하에 3.5배를 종방향(MD) 연신하고, 종방향(MD)으로 연신된 필름에 연속해서 필름의 상부층 표면에 대전방지층을 코팅한 후 온도 60~140℃하에서 4배 횡방향(TD)연신 후, 220℃~260℃의 높은 열을 가한 다음 50℃~80℃ 환경하에서 횡방향(TD) 연신된 최대 폭에 대비하여 7% 이완시켜 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
이때, 상기 대전방지층은 양이온성 아크릴 코폴리머(코니시사) 30중량％, 알칸주쇄에 7몰%의 불소가 도입된 방오성능이 있는 불소계 화합물(듀퐁사) １０중량％, 에폭시 경화제(대일본 잉크사) ８중량％ 및 계면활성제(에어프로덕트사) ２중량％ 및 용매 50중량% 로 구성된 대전방지 수용액이 도포된 것이다.
<
실시예3
>
실시예2에 있어서, 필름의 상부층 표면에 대전방지층을 형성하는 대신 필름의 하부층 표면에 이접착층을 코팅한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
이때, 상기 이접착층은 공중합 폴리에스테르 바인더(타카마쯔 유지사) 25중량%, 가교제 (대일본 인쇄사) 5중량%, 계면활성제(구 케미컬사) 2중량% 및 용매 68중량%로 구성된 이접착층 수용액이 도포된 것이다.
<
실시예4
>
실시예2에 있어서, 필름의 상부층 표면에 대전방지층을 코팅하고, 필름의 하부층 표면에 이접착층을 코팅한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
이때, 상기 대전방지층 및 이접착층의 형성은 상기 실시예 2 및 3에 기재된 것과 동일하다.
<
실시예5
>
실시예 4에 있어서, 평균입경 9㎛의 입자를 사용하여 상부층을 구성하고, 평균입경 0.05㎛의 입자를 사용하여 하부층을 구성하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<
비교예1
>
실시예 4에 있어서, 평균입경 3㎛인 입자 0.04중량%를 사용하여 상부층을 구성하고, 평균입경 2㎛인 입자 0.015중량% 사용하여 하부층을 구성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 공압출 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<
비교예2
>
실시예 4에 있어서, 평균입경 3㎛인 입자 0.005중량%를 사용하여 상부층을 구성하고, 평균입경 2㎛인 입자 0.0008중량%를 사용하여 하부층을 구성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<
비교예3
>
실시예 4에 있어서, 입자가 없는 폴리에스테르 칩을 사용한 단일층의 필름을 구성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<
실험예
>
상기 실시예 4 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 필름의 물성을 측정하였다.
1.
이접착층과
이형층과의
접착성 측정
폴리에스테르 필름의 이접착층 상에 멜라민 수지의 메틸에틸케톤/톨루엔 용액을 도포하고 1㎛두께의 이형층의 막을 형성시키고, 핫프레스법에 의하여 적층체로 만든 후 금형에 넣어서 성형한 때의 이형층의 상황을 관찰하고, 이형층의 변화가 없을 시 ○, 이형층이 일부분 이라도 박리한 변화가 보일시 × 로 표기하였다.
2.
내블로킹성
측정
폴리에스테르 필름의 대전방지층과 인몰드용 전사박의 인쇄면과의 내블로킹성을평가하기 위하여 스탬핑 호일의 ＣＯＬＯＲＩＴ Ｐ타입（쿨츠사 제）을 사용하고，대전방지층과 인몰드용 전사박의 인쇄면을 맞추고, 온도 ６０℃，압력 １Ｋｇ／㎠의 환경에서 ２４시간 방치한 후，대전방지층과 인쇄면(라벨의 실링 면)의 블로킹 상태를 관찰하고，하기와 같은 기준으로 평가하였으며, 이때,B까지가 실용성능을 만족한다.
Ａ：어느 한 면도 변화없음
B：어느 한 면의 표면변화가 전체면적의 5%이내임
C：어느 한 면의 표면변화가 전체면적의 5~20%이내임
D：어느 한 면의 표면변화가 전체면적의 ２０％초과박리
3. 대전방지성 측정
폴리에스테르 필름의 대전방지층을 흐르는 물에 10초간 수세 후 23℃의 온도 상대습도 65%하에 30분간 방치 후 초고저항/미소 전류계 (Advantest 사 R8340A 제품)를 이용하고 인가 전압 100V로 대전방지층의 전도성을 측정하였으며, 표면저항이 1×1012Ω/□이하이면 양호로 표기하고, 1×1013Ω/□이상이면 불량으로 표기하였다.
4. 광택도 측정
폴리에스테르 필름의 이접착층 상에 검은색 잉크로 패턴을 인쇄후 광택 측정기(유유상사, Gloss checker IG331 제품)로 광택도를 측정하여, 광택도가 20이상 ~ 30미만일 경우 ○, 광택도 19이하 또는 31이상일 경우 × 로 표기하였다.
| 항목 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 |
| 이형층과 접착성 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 내블로킹성 | Ａ | B | Ａ | C | D |
| 대전방지성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 광택도 | ○ | ○ | × | × | × |
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 4 및 실시예 5는 필름의 상층부에 형성된 대전방지층의 내블로킹성이 향상되고, 필름의 하부층에 형성된 이접착층은 광택도가 향상됨을 확인하였다.
반면에, 비교예 2 및 비교예 3은 필름의 상부층에 입자 함유량이 0.01중량% 미만 이거나 입자를 함유하지 않을 경우 내블로킹성이 저조하였으며, 또한, 하부층에 입자를 0.0008중량% 함유할 경우 광택도가 충분하지 않고, 권취상의 문제가 있었으며, 입자를 과량으로 함유할 경우 또는 입자를 함유하지 않을 경우 광택도가 현저히 저하되었다.
상기에서 살펴본 결과, 본 발명은 폴리에스테르 필름 내에 입자가 균일하게 분포하 여 입자가 필름 표면으로부터 이탈되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있으며, 특히, 필름 내의 입자분포에 따른 상부층 및 하부층의 표면조도차에 따라 인몰드 전사용 필름으로 적용시 표면조도가 높은 상부층은 내블로킹성 향상을 유도할 수 있으며, 표면조도가 상대적으로 낮은 하부층은 추후 인쇄공정시 광택성을 향상시킬 수 있고 이접착층과의 접착력이 개선될 수 있다.
이에, 본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름은 내블로킹성 및 인쇄 작업시 인쇄물의 광택이 개선되고 이접착층과의 접착력이 우수하여, 인몰드 전사용 필름으로의 적용이 우수하고, 특히 미세한 패턴 또는 특이한 형상의 노트PC, 모바일폰, PDA, PMP, PSP 등의 전자기기의 표면을 꾸미는 용도로 활용성이 우수하다.
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 일례인 공압출 폴리에스테르 필름의 구조도이고,
도 2는 본 발명의 다른 일례인 대전방지층 및 이접착층이 적용된 공압출 폴리에스테르 필름의 구조도 이고,
도 3은 본 발명의 공압출 폴리에스테르 필름에 인쇄층이 형성되는 모식도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 폴리에스테르 기저층
20 : 폴리에스테르 상부층
30 : 폴리에스테르 하부층
40 : 대전방지층
50 : 이접착층
1 : 금형
2 : 사출기 토출부
3 : 인몰드 전사용 필름
4 : 인쇄층
Claims (9)
- 폴리에스테르 기저층;상기 폴리에스테르 기저층 상부면에 1~9㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 상부층;상기 폴리에스테르 기저층 하부면에 0.05~3㎛ 입경의 입자를 함유하는 폴리에스테르 하부층; 및상기 폴리에스테르 상부층 표면에 양이온성 폴리머 5 내지 40중량%, 불소계 화합물 0.1 내지 15중량%, 첨가제 5 내지 20중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 도포되어 형성된 대전방지층;으로 이루어진 공압출 폴리에스테르 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 상부층이 무기 또는 유기입자 0.01~0.03중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 하부층이 무기 또는 유기입자 0.001~0.01중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 공압출 폴리에스테르 필름의 두께가 5 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 대전방지층의 두께가 0.01~0.8㎛인 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 하부층 표면에 유리 전이온도가 30~90℃인 공중합 폴리에스테르 바인더 3~30중량%, 가교제 2~10중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 조성액이 도포되어 이접착층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름.
- 제7항에 있어서, 상기 이접착층의 두께가 0.01~0.3㎛인 것을 특징으로 하는 상기 공압출 폴리에스테르 필름
- 제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 공압출 폴리에스테르 필름을 이용한 인몰드 전사용 필름.
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