KR101354707B1 - 대전방지 실리콘 이형필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 이형필름이 점착제 및 접착제 층과 분리될 때 정전기 현상이 쉽게 발생되며, 이런 정전기 현상에 의한 오염이 치명적인 제품결함과 직결될 수 있는바, 이러한 문제점을 해결하면서 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도로 사용 가능한 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것으로, 우수한 대전 방지 기능으로 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 제품오염 현상을 줄일 수 있고, 이형층의 경화방해가 일어나지 않아 기재 및 코팅층의 밀착력이 우수하고, 이로 인해 안정된 이형특성을 가지는 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 대전방지 실리콘 이형필름은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 실리콘 아크릴 공중합 수지를 포함한 대전방지 이형 조성물로 1회 이상 도포된 도포층을 포함하고,
하기 식 1 및 식 2를 동시에 만족하되,
X ≤10¹⁰ (식 1)
Y ≥80 (식 2)
이고, 여기서 'X'는 도포층의 표면저항(Ω/sq)이고, 'Y'는 상기 도포층의 내용제 마모율(%)인 것을 특징으로 한다.

Description

대전방지 실리콘 이형필름{Anti-static Silicone Release Coating Film}

본 발명은 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 이형필름의 경우 점착제 및 접착제 층과 분리될 때 정전기 현상이 쉽게 발생되며, 이러한 정전기에 의한 오염이 치명적으로 제품결함과 직결될 수 있는 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도로 사용 가능한 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것이다.

최근 반도체, 전기 전자 및 디스플레이 분야의 산업화 발달이 급격하게 증가하고 있으며, 상기 분야에 합성수지 또는 합성섬유의 사용이 급증함에 따라서 정전기 문제가 크게 대두 되고 있다. 일반적으로 점착층을 보호하는 기능이 주목적인 이형필름 분야에서도 상기 용도의 사용량이 급증하고 있으며, 이러한 용도에서는 대전방지기능이 많이 요구되고 있다. 기존에는 이형필름을 점착 층으로부터 분리할 때 발생하는 정전기로 인해 발생되는 오염현상 등의 문제를 해결하기 위해 점착제 층에 대전방지 기능을 부여하였다. 하지만 점착제 층에 대전방지 기능을 부여하는 경우 대전방지제와 점착제의 상용성이 좋지 못하여 대전방지성을 충분히 나타내지 못하는 문제점이 있었다. 따라서 최근에는 점착제층 이외에 이형층에 대전방지 기능을 부여하는 경우가 많아 졌다.

상기 정밀소재분야 용도의 이형필름에 요구되는 이형물성으로는 점착제, 접착제 종류 및 용도에 따른 적절한 박리력, 이형층이 점착제, 접착층으로 전사되어 점,접착기능을 저하 시키지 않는 높은 잔류접착률, 용제형 점착제, 접착제의 유기용매에 의해 이형층이 벗겨지지 않는 내용제성 및 광학용도일 경우 높은 광 투과성 등이 요구되고 있다.

종래 대전방지 기술로는 유기 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온 화합물을 이용한 내부 첨가법, 금속화합물을 증착하는 방법, 도전성 무기 입자를 도포하는 방법, 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 도포하는 방법 및 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 사용되고 있다.

이러한 대전방지 기술을 응용한 대전방지 이형필름의 제조를 위한 종래 방법으로는 실리콘 조성물 내에 리튬, 구리, 마그네슘, 칼슘, 철, 코발트, 니켈 등의 금속을 함유시키는 방법이 공지되어 있다(미국특허공보 제 4,764,565호). 하지만 상기 방법은 경제적인 측면에서 불리할 뿐 아니라 충분한 대전방지 성능을 발휘하는데 한계가 있으며, 광학용도일 경우 균일한 코팅층 형성이 방해가 된다.

또한 대전방지 조성물이 전도성 폴리머, 이온 타입의 고분자 등일 경우 실리콘 이형 조성물의 경화 방해 역할을 하여 이형코팅 층을 형성하기 어려우며, 대전방지 층과 실리콘 층 사이의 밀착력이 떨어져 실리콘이 전사되어 점착제, 접착제의 기능을 저하시키는 문제점이 발생된다. 때문에 기존에 대전방지 이형필름의 경우 기재에 대전방지 조성물을 먼저 도포 건조시킨 후 이형 조성물을 도포하거나 기재의 한 면에 대전방지 조성물을 먼저 도포한 후 반대면에 이형 조성물을 도포하는 방법으로 대전방지 기능과 이형기능을 동시에 구현할 수 있었다. 하지만 이러한 방법은 최소 두 번 이상의 코팅 및 건조 공정을 거쳐야 하기 때문에 가공시간 및 가공비가 많이 필요하다는 문제점을 가지고 있다.

미국특허공보 제4,764,565호

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하고 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 인라인 또는 오프라인 제조 공정을 거쳐 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도의 이형필름으로 사용할 경우에 있어서, 우수한 대전 방지 기능으로 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 제품오염을 줄일 수 있는 대전방지 기능이 있는 실리콘 이형필름을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 한번 코팅으로 우수한 이형력과 충분한 대전방지 특성을 보이며, 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재, 코팅층의 밀착력이 우수한 대전방지 실리콘 이형필름을 제공하고자 하는 것이다.

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

상기 목적은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 실리콘 아크릴 공중합 수지를 포함한 대전방지 이형 조성물로 1회 이상 도포된 도포층을 포함하고,

하기 식 1 및 식 2를 동시에 만족하되,

X ≤10¹⁰ (식 1)

Y ≥80 (식 2)

이고, 여기서 'X'는 도포층의 표면저항(Ω/sq)이고, 'Y'는 상기 도포층의 내용제 마모율(%)인 것을 특징으로 하는 대전방지 실리콘 이형필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 대전방지 이형 조성물은 전도성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전도성 폴리머는 폴리음이온에 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전도성 폴리머 수지는 상기 실리콘 아크릴 공중합 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 대전방지 이형 조성물은 전체 조성물 중량에 대해 1 ~ 5 중량%의 고형분이 되도록 용매에 희석된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 인-라인 또는 오프라인 제조 공정을 거쳐 우수한 내용제성 및 대전방지 특성에 의해 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도의 이형필름으로 사용할 경우에 있어서, 우수한 대전 방지 기능으로 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 먼지 또는 이물 등에 의한 제품오염을 차단할 수 있고, 또한 한번 코팅으로 우수한 이형력과 충분한 대전방지 특성을 보이며, 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재, 코팅층의 밀착력이 우수한 등의 효과를 가진다.

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 대전방지 실리콘 이형필름은 폴리에스테르 기재필름과 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 대전방지 실리콘 이형 조성물로 1회 이상 도포된 도포층을 포함하되, 하기 식 1 및 식2를 동시에 만족하는 것을 특징으로 한다.

X ≤10¹⁰ (식 1)

Y ≥80 (식 2)

여기서, 'X'는 도포층의 표면저항(Ω/sq)이고, 'Y'는 상기 도포층의 내용제 마모율(%) 이다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 기재필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 실리콘 이형코팅의 기재필름으로 알려져 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 실리콘 이형 조성물의 기재필름은 폴리에스테르 시트 또는 필름에 한정되지 않는다.

상기 기재필름을 구성하는 폴리에스테르는, 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르를 가르킨다. 방향족 디카르복시산으로는, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복시산 등을 들 수 있고, 지방족 글리콜로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 대표적인 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등이 있다. 상기 폴리에스테르는 제 3성분을 함유한 공중합체도 가능하다.

상기 공중합 폴리에스테르의 디카르복시산 성분으로서는, 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복시산(예컨대, P-옥시벤조산 등)을 들 수 있고, 글리콜 성분으로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등을 들 수 있다. 이들의 디카르복시산 성분 및 글리콜 성분은 2종 이상을 병용하여도 좋다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 기재필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성, 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 실리콘 아크릴 공중합 수지와 전도성 폴리머 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실리콘 아크릴 공중합 수지는 어느 형태로든 사용 할 수 있으나, 본 발명의 대표적인 분자구조는 다음의 화학식 1과 같다.

[화학식 1]

여기서, R은 -Alkyl, -H이고, m과 n은 1 이상의 자연수이다.

또한 본 발명에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물에 함유되는 전도성 고분자 수지는 대전방지성을 부여하기 위하여 바람직하게는 폴리음이온에 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 사용하며, 구체적으로는 화학식 2 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 단독 또는 혼합하여 폴리 음이온의 존재 하에서 중합함으로써 얻을 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에 있어서 R1,R2는 각각 독립적으로 수소원자, C1~12의 지방족탄화수소기, 지환족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타내며 구체적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 벤젠기 등이 이에 해당한다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에서 n은 1~4의 자연수이다.

또한 상기 폴리 음이온은 산성 폴리머이며, 고분자 카르복실산 또는 고분자 술폰산, 폴리비닐술폰산 등이다. 고분자 카르복실산으로서는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산 등이 있으며, 고분자 술폰산으로는 폴리스티렌술폰산 등이 있다.

상기 전도성 폴리머 수지는 대전방지 실리콘 이형 조성물의 구성 중 실리콘 아크릴 공중합 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부로 사용된다. 0.1 중량부 미만일 경우 충분한 대전기능이 나타나지 않으며, 5 중량부 이상일 경우 박리특성이 감소하는 문제점이 발생하기 때문이다.

상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 전체 코팅 조성물 중량에 대해 1 ~ 5 중량%의 고형분이 포함되도록 희석한 후 상기 폴리에스테르 기재필름에 코팅한다. 상기 코팅 조성물에 사용되는 용매는 본 발명의 고형분을 분산시켜 폴리에스테르 기재필름상 또는 대전방지 폴리에스테르 기재필름 상에 도포시킬 수 있는 것이면 종류의 제한은 없다. 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물의 고형분 함량이 1중량% 미만일 경우 대전성이 발현되지 않거나, 이형필름 제작 후 박리시 뜯김 현상의 문제점이 발생될 수 있으며, 5 중량% 를 초과할 경우 필름간의 블로킹 현상이 발생되며, 코팅 조성물의 기재 밀착성이 나빠져 실리콘 전사 문제를 유발할 수 있기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리에스테르 기재필름의 코로나 방전 처리된 면에 폴리다이메틸실록시아크릴레이트 공중합 수지 100 중량부에 대하여 전도성 폴리머 수지(바이엘사, Baytron P; 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.1중량부, 이소시아네이트계 경화제 1중량을 tolune:mek = 1:1용매에 희석하여 전체 고형분 함량이 2 중량 %의 대전방지 실리콘 이형 조성물을 제조하여 10 미크론 두께로 도포하였다. 도포 후 130 ℃ 열풍 건조기에서 10초간 열처리하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

[실시예 2]

전도성 폴리머 수지를 0.5 중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 대전 방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

[실시예 3]

전도성 폴리머 수지를 5 중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

[비교예 1]

폴리다이메틸실록시아크릴레이트 공중합 수지를 사용하지 않고, 부가 중합형 오르가노 폴리실록산 수지를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

[비교예 2]

전도성 폴리머 수지를 0.01 중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

[비교예 3]

전도성 폴리머 수지를 10 중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 대전방지 실리콘 이형필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물리적 특성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[실험예 1 : 표면저항 측정]

대전방지 측정기(미쯔비시(주): 모델명 MCP-T600)를 이용하여 온도 23 ℃, 습도 50 %RH의 환경 하에 시료를 설치한 후 JIS K7194에 의거하여 표면저항을 측정하였다.

[실험예 2 : 박리력 측정]

- 시료 준비:

① 실리콘 코팅된 측정용 샘플을 25℃, 65%RH 에서 24시간 보존

② 실리콘 코팅 면에 표준 점착테이프(TESA7475)를 붙인 후 이 샘플을 상온(25℃) 및 고온(50℃) 조건에서 20g/cm2의 하중으로 24시간 압착 후 물성 측정

- 측정 기기: chem-instrument AR-1000

- 측정 방법:

① 180°박리각도, 박리속도 12 in/분

② 샘플 크기 500mm x 1500mm, 박리력 측정크기 250㎜ x 1500mm

- 측정 데이터: 박리력 단위는 gf/in이며 측정값은 5회 측정하여 평균값 산출

[실험예 3 : 내용제 마모율 측정]

학진형마찰견뢰도시혐기(學振型摩擦堅牢度試驗機)(테스타산업㈜: 모델명 AB-301)를 이용하여 500gf하중 하에서 하기의 조건으로 내용제 마모율을 측정하였다.

① 20 X 20 mm 면적의 와이퍼(dupont: 상품명 Sontara)를 마찰자에 부착

② 내용제 테스트용액(toluene:MEK:EA=1:1:1) 5ml를 마찰자 와이퍼에 적신다.

③ 마찰와이퍼로 코팅층을 30cpm의 속도로 10회 왕복

④ 마찰 전후의 시료에서 코팅층의 실리콘 함량을 XRF(OXFORD: LAB X-3500)분석기로 측정

- 데이터

[실험예 4 : 러브오프성 측정]

실리콘 이형 코팅층을 손가락으로 강하게 밀어 폴리에스테르 기재필름층 위에 실리콘의 탈락 정도를 파악하여 경화된 실리콘과 기재와의 접착 특성을 확인할 수 있다.

항목	표면 저항 (Ω/sq)	박리력 (gf/in)	내용제 마모율 (%)	러브오프
실시예 1	1010	17.4	93.2	◎
실시예 2	109	17.8	96.1	◎
실시예 3	106	19.9	98.5	○
비교예 1	108	17.5	32.2	X
비교예 2	1013	16.3	95.7	◎
비교예 3	106	35.7	69.7	△

(◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, X: 미달)

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~3은 우수한 대전방지 기능과 안정된 내용제 특성을 함께 보유함을 확인할 수 있다. 그러나 일반 부가반응형 실리콘이 사용된 비교예 1의 경우 전도성 수지의 경화 방해현상으로 기재와 도포층간의 부착력이 유지되지 않아 내용제성 및 러브오프 특성에 문제가 있음을 확인할 수 있으며, 비교예 2의 경우 전도성 수지의 함량 미달일 경우 대전방지 기능이 발현 되지 않았으며, 비교예 3의 경우 전도성 수지의 함량 초과의 경우 용제에 의해 실리콘이 전사되는 현상을 확인할 수 있다.

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 (5)

1. 대전방지 실리콘 이형필름에 있어서,
   폴리에스테르 기재필름과 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 실리콘 아크릴 공중합 수지로서 폴리다이메틸실록시아크릴레이트 공중합 수지 및 전도성 폴리머 수지를 포함한 대전방지 이형 조성물로 1회 이상 도포된 도포층을 포함하고,
   하기 식 1 및 식 2를 동시에 만족하되,
   X ≤ 10⁹ (식 1)
   Y ≥ 96.1 (식 2)
   이고, 여기서 'X'는 도포층의 표면저항(Ω/sq)이고, 'Y'는 상기 도포층의 내용제 마모율(%)이며,
   상기 전도성 폴리머 수지는 상기 실리콘 아크릴 공중합 수지 100중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부를 포함하고, 상기 대전방지 이형 조성물은 전체 조성물 중량에 대해 1 ~ 5 중량%의 고형분이 되도록 용매에 희석된 것을 특징으로 하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 폴리머는 폴리음이온에 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
4. 삭제
5. 삭제