KR101491596B1 - 대전방지 폴리에스테르 이형필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물이 도포된 도포층을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지성을 갖는 폴리에스테르 이형필름을 제공한다. 본 발명의 폴리에스테르 이형필름은 엣지부 및 중앙부의 표면저항치가 10⁵∼10⁹Ω/sq인 우수한 대전방지성을 구현하면서, 상기 필름의 엣지부 및 중앙부의 대전방지성 및 이형성의 편차가 10% 이하이다. 또한, 본 발명에 따르는 대전방지 폴리에스테르 이형필름은 충분한 대전방지 특성을 보이며 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재와 코팅층의 밀착력이 우수하다.

Description

대전방지 폴리에스테르 이형필름 및 그의 제조방법{ANTI-STATIC POLYESTER RELEASE FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 이형필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 전도성 고분자 수지 및 폴리실록산이 함유된 대전방지 실리콘 코팅 조성물로 인라인 코팅방식에 의해 대전방지 이형층을 형성함으로써, 높은 대전방지성과 이형성을 구현하면서도 필름의 엣지부와 중앙부 사이에 대전방지성과 이형성의 편차가 작은 대전방지 폴리에스테르 이형필름 및 그의 제조방법에 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 대두되고 있다. 일반적으로 점착제 층을 보호하는 기능이 주목적인 이형필름 분야에서도, 대전방지 기능에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있다.

기존에는 이형필름을 점착제 층으로부터 분리할 때 발생하는 정전기로 인해 발생되는 오염현상 등의 문제를 해결하기 위해 점착제 층에 대전방지 기능을 부여하였다. 그러나 점착제 층에 대전방지 기능을 부여하는 경우 대전방지제와 점착제의 상용성이 좋지 못하여 대전방지 기능을 충분히 발현시키지 못하는 문제점이 있었다. 따라서 최근에는 점착제층 이외에 이형층에 대전방지 기능을 부여하는 경우가 많아졌다.

상기 정밀소재분야 용도의 이형필름에 요구되는 이형물성으로는 점착제 또는 접착제 종류 및 용도에 따른 적절한 박리력과, 이형층이 점착제층 또는 접착제층으로 전사되어 점·접착기능을 저하시키지 않는 높은 잔류접착률과, 용제형 점착제 또는 접착제에 사용되는 유기용매에 의해 이형층이 벗겨지지 않는 내용제성 및 광학용도일 경우 높은 광 투과성 등이 요구되고 있다.

종래의 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 있다.

그러나 이러한 방법은 경제적인 측면에서 불리할 뿐 아니라 충분한 대전방지 성능을 발휘하는데 한계가 있으며, 광학용도일 경우 균일한 코팅층이 형성되지 않는 문제점이 있다.

또한 대전방지 조성물이 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 또는 접착제의 기능을 저하시키는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 인-라인 또는 오프라인 제조 공정을 거쳐 우수한 대전방지 특성에 의해 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도의 이형필름으로 사용할 경우에, 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 먼지 또는 이물 등에 의한 제품오염을 줄일 수 있는 대전방지 폴리에스테르 이형필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 대전방지 폴리에스테르 이형필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 우수한 이형성과 충분한 대전방지 특성을 보이며 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재와 코팅층의 밀착력이 우수한 대전방지 실리콘 이형필름을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물이 도포된 도포층을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지성을 갖는 폴리에스테르 이형필름을 제공한다.

상기 대전방지 이형 코팅 조성물은 상기 대전방지 이형 코팅 조성물은 오르가노폴리실록산 100중량부에 대하여; 전도성 고분자 수지 10 내지 20중량부; 하이드로겐폴리실록산 0.5 내지 3중량부; 백금촉매 0.5 내지 3중량부; 및 전도성 고분자 수지 100중량부에 대하여 가교제 100 내지 1,000중량부;를 포함하는 것일 수 있다.

상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것이 바람직하다.

상기 전도성 고분자 수지의 평균입경이 10 내지 60nm의 입자크기인 것이 바람직하다.

상기 전도성 고분자 수지의 평균 입경 분포는 35±5nm인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 폴리에스테르 필름을 1축 연신하는 단계; 평균입경 10 내지 60nm의 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물로 인라인 코팅방식에 의해 상기 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 대전방지 이형층을 형성하는 단계; 및 상기 대전방지 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을, 상기 제1축 연신의 방향과 직각방향으로 재연신하는 단계;를 포함하는 폴리에스테르 이형필름의 제조방법을 제공한다.

표면저항치가 10⁵∼10⁹Ω/sq인 우수한 대전방지성을 구현하면서, 상기 필름의 엣지부 및 중앙부의 대전방지성 및 이형성의 편차가 10% 이하이다.

또한, 본 발명에 따르는 대전방지 폴리에스테르 이형필름은 충분한 대전방지 특성을 보이며 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재와 코팅층의 밀착력이 우수하다.

따라서, 반도체, 전기 전자용 및 디스플레이 용도의 이형필름으로 사용할 경우에, 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 먼지 또는 이물 등에 의한 제품오염을 줄일 수 있다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 이형필름은 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에, 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물이 도포된 도포층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

1. 기재필름

본 발명에 있어서, 사용되는 폴리에스테르 기재필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 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 가리킨다. 상기 방향족 디카르복시산으로는, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복시산 등을 들 수 있고,

상기 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.

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

상기 폴리에스테르 필름은 투명성, 강도 등의 조절을 목적으로 실리카와 같은 무기물 입자가 포함된 것일 수 있다. 한편, 상기 폴리에스테르 필름으로서는, 코팅층과의 접착성 향상을 위하여 표면이 코로나 방전처리와 같이 공지의 방법으로 극성기가 도입된 것을 사용할 수도 있다.

2. 대전방지 이형 코팅 조성물

본 발명에서 폴리에스테르 기재필름상에 포층을 형성하는 대전방지 이형 코팅 조성물은 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산을 함유한 것이다.

2-1. 오르가노폴리실록산

상기 조성물에 사용되는 오르가노폴리실록산은 부가형, 축합형 또는 자외선 경화형 등 어느 타입이라도 사용 할 수 있으며, 바람직하게는 다음의 화학식 1의 분자구조를 갖는 알킬렌 말단을 갖는 오르가노폴리실록산 화합물을 사용한다.

[화학식 1]

상기 식에서, R은 -CH=CH₂, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH=CH₂ 또는 -CH₃이고; m과 n은 각각 독립적으로 50~300의 정수이다.

상기 폴리실록산의 분자구조는 직쇄상 또는 분지상이라도 좋으며, 직쇄와 분지가 함께 있는 구조라도 좋다.

또한 본 발명에 따른 실리콘 이형 조성물 중 경화제로는 부가형, 축합형 또는 자외선 경화형 등 어느 타입이라도 사용할 수 있으며, 본 발명의 대표적인 경화제인 하이드로겐폴리실록산(Hydrogen polysiloxane)의 대표적인 분자구조는 다음의 화학식 2와 같다.

[화학식 2]

상기 식에서, p 는 20~300의 정수이고, q는 0~300의 정수이다.

상기 하이드로겐폴리실록산은 직쇄상, 분지상 또는 환상의 어느 쪽이라도 좋으며, 이들의 혼합물도 좋다. 상기 하이드로겐폴리실록산 경화제는 알킬렌 말단을 갖는 오르가노폴리실록산 100중량부에 대하여 하이드로겐폴리실록산 0.5 내지 3중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 하이드로겐폴리실록산의 함량이 0.5중량부에 이르지 못하면 반응기가 부족하여 이형력이 현저히 저하되며, 3중량부를 초과하면 경화가 과도하여 이형력이 저하되는 문제점이 있다.

또한 본 발명에 따른 실리콘 이형 조성물에는 경화 타입에 따라 개시제 또는 촉매가 첨가될 수 있으며, 본 발명에서 대표적으로 사용되는 물질은 백금계 촉매가 사용된다. 백금촉매의 사용량은 촉매량이면 족하며, 통상적으로는 알킬렌 말단을 갖는 오르가노폴리실록산 100중량부에 대하여 백금촉매 0.1~3중량부의 비율로 사용된다.

또한 본 발명에 따른 실리콘 이형 조성물에는 이형층의 특성을 조정하기 위해 본 발명의 요지를 훼손하지 않는 범위에서, 반응 조정제, 밀착강화제, 박리콘트롤제 등의 보조제를 병용해도 좋다.

2-2. 전도성 고분자

본 발명에 따른 상기 대전방지 실리콘 이형필름에는 대전방지 성능을 부여하기 위하여 전도성 고분자가 사용되는 것을 특징으로 한다. 상기 전도성 고분자는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것이 바람직하다.

본 발명의 대전방지 이형 코팅 조성물에 함유된 전도성 고분자 수지는 우수한 대전방지 성능을 부여하기 위하여 바람직하게는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체를 사용한다.

상기에서 폴리음이온은 산성 폴리머이며, 고분자 카르복실산 또는 고분자 술폰산, 폴리비닐술폰산 등이다. 상기 고분자 카르복실산의 일례로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레인산 등이 있으며, 상기 고분자 술폰산으로는 폴리스티렌술폰산 등이 있다.

본 발명의 전도성 고분자 수지에 있어서, 폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체에 대하여, 폴리음이온의 고형분 중량비가 과잉으로 존재하게 하는 편이 도전성을 부여하는 측면에서 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.5중량%와 폴리스티렌설폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8중량%을 함유하는 수분산체를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리음이온/(폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체)의 중량비가 1을 초과하고 5 이하인 범위, 더욱 바람직하게는 1을 초과하고 3 이하인 범위에서 사용한다.

본 발명의 대전방지 코팅 조성물은 전도성 고분자 수지의 평균입경이 10 내지 60nm, 더욱 바람직하게는 20 내지 50nm의 입자크기로 분포되도록 하여 안정적인 대전방지성능을 발현할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이때, 전도성 고분자 수지의 평균입경이 60nm를 초과하면, 표면저항의 폭간 편차가 매우 커져 제품 사용이 어렵게 된다.

전도성 고분자 수지의 입자크기는 통상의 전도성 고분자 수지 대비 20% 이하의 작은 입경크기로서, 물리적으로 입자 미세화시킬 수 있는 통상의 수단에서 제한없이 사용될 수 있으며, 상기 입자크기 조건을 충족하는 상용제품을 사용할 수도 있다.

상기 평균입경이 60nm 이하의 미세입자로 균일하게 분산된 수분산체 형태의 전도성 고분자 수지를 적용함으로써, 인라인 코팅방식에 의한 필름 제조시, 필름 폭간의 코팅두께차를 줄여, 이로 인한 코팅면의 대전방지성능 편차를 최소화할 수 있다.

한편, 전도성 고분자는 입도분포가 35±5nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 입경이 크고 입도 분포가 넓을 경우 연신 후 물성의 편차가 심하게 나타날 수 있다는 단점이 있다.

상기 전도성 고분자를 포함한 대전방지 이형 코팅 조성물에서의 전도성 고분자의 함량은 실리콘 이형 조성물 중 폴리실록산 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부가 사용된다. 전도성 고분자의 함량이 10중량부 미만일 경우는 충분한 대전방지 특성이 나오지 않으며, 20중량부 이상일 경우는 이형특성이 나빠진다는 문제점이 발생한다

본 발명의 대전방지 코팅 조성물 중에 함유된 가교제를 설명하면, 본 발명에 사용되는 가교제는 가교밀도를 조절하여 대전방지 층과 폴리에스테르 필름과의 내용제성 및 도막성능을 향상하기 위하여 사용된다. 이때, 가교제 성분으로는 공지의 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 수지를 사용할 수 있다.

한편, 첨가되는 가교제의 양은 전도성 고분자 수지 100중량부에 대하여, 가교제 수지 100 내지 1,000중량부를 첨가할 수 있다. 이때, 가교제 수지의 첨가량이 100 중량부 미만이면, 대전방지성이 발현되기 어려운 경우가 있고, 내용제성이 약하여 백화현상이 발생될 수가 있다. 반면에, 1,000중량부를 초과하면, 투명성은 양호하지만 대전방지성이 발현되기 어려워지고 이형성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.

상기 전도성 고분자를 포함한 실리콘 이형 조성물 전체 코팅 조성물 중량에 대해 1 내지 5중량%의 고형분이 포함되도록 희석한 후 상기 폴리에스테르 기재필름에 코팅한다. 상기 전도성 고분자를 포함한 실리콘 이형 조성물의 고형분 함량이 1중량% 미만일 경우 대전방지 특성이 발현되지 않거나, 이형필름 제작 후 박리시 뜯김 현상의 문제점이 발생될 수 있으며, 5중량%를 초과할 경우 필름간의 블로킹 현상이 발생되며, 코팅 조성물의 기재 밀착성이 나빠져 실리콘 전사 문제를 유발할 수 있다.

한편, 상기 대전방지 코팅 조성물은 용매는 실질적으로 물을 주 매체로 하는 수성 코팅액의 상태로 코팅된다. 나아가, 본 발명에 사용되는 코팅 조성물에 대한 도포성의 향상, 투명성의 향상 등의 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도의 적당한 유기용매를 함유할 수 있으며, 바람직한 유기용매로는 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있다. 그러나, 코팅 조성물 중에 다량의 유기용매를 함유시키면, 인라인 코팅법에 적용할 경우에 건조, 연신 및 열처리 공정에서 폭발의 위험성이 있으므로 그 함유량은 코팅 조성물 중에 10중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5중량% 이하로 제어한다.

상기 코팅층의 두께는 50nm ~ 150nm 가 바람직하다. 50nm 보다 얇을 경우, 원하는 코팅물성(이형력, 대전방지성)을 구현하기 어렵고, 150nm보다 두꺼울 경우, 코팅 외관이 불량하고 투명성이 저하될 수 있다.

3. 대전방지 폴리에스테르 이형필름

본 발명에서 엣지부라 함은 횡연신 방향으로 필름을 4등분할 때, 양단의 두 부분을 말하며, 중앙부라 함은 중앙의 두 부분으로 정의된다. 한편, 대전방지성의 편차라 함은 측정된 표면저항 값들의 로그함수 값의 차이를 말한다.

인라인 코팅방식에 의한 필름 제조시, 1차 연신(종연신) 후, 2차 연신(횡연신) 실시 직전에 코팅공정이 수행되는데, 상기 횡연신시 중앙부와 엣지부의 연신응력이 상이하기 때문에 횡연신에 의하여 위치마다 물성 편차가 발생한다. 일반적으로 엣지부가 중앙부보다 연신응력이 커 엣지부의 코팅두께가 더 얇게 도포되므로, 종래의 기술로는 최종 필름의 중앙부 및 엣지부간의 대전방지성의 편차가 심하다. 일례로서, 대한민국 공개특허공보 제2006-0078766호에 개시된 기술은 필름의 중앙부의 표면저항치가 10⁶Ω/sq이고 엣지부의 표면저항치가 10¹⁰Ω/sq로서 중앙부 및 엣지부 간의 대전방지성의 편차가 30% 이상인 대전방지 폴리에스테르 필름을 얻게 되므로, 양질의 제품생산이 어려워 생산성 및 수율 저하의 문제점이 있다.

본 발명은 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 인라인 코팅방식에 의해 전도성 고분자 수지 및 폴리실록산이 함유된 대전방지 실리콘 이형 코팅 조성물이 코팅된 대전방지층과 이형층을 형성하되, 60nm 이하로 평균입경을 낮춘 전도성 고분자 수지가 균일하게 분산된 코팅 조성물을 도포함으로써, 분산성 향상으로 인하여 연신이 더 많이 되더라도 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 엣지부 및 중앙부의 대전방지성 및 이형성의 편차가 10% 이하인 대전방지 실리콘 이형 폴리에스테르 필름을 제공한다. 구체적으로, 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 엣지부 및 중앙부의 표면저항치는 10⁵∼10⁹Ω/sq 의 우수한 대전방지성을 구현하면서, 상기 필름의 엣지부 및 중앙부의 대전방지성 및 이형성의 편차가 10% 이하인 것을 특징으로 한다.

4. 제조방법

나아가, 본 발명은

1) 폴리에스테르 필름을 1축 연신하는 단계;

2) 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 평균입경 10 내지 60nm의 전도성 고분자 수지 및 폴리실록산이 함유된 대전방지 실리콘 이형 코팅 조성물로 인라인 코팅방식에 의해 상기 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 대전방지 이형층을 형성하는 단계; 및

3) 상기 대전방지 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.

먼저, 폴리에스테르 필름을 1축 연신하는 1단계를 설명한다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 필름에 관하여는 상술한 바와 같다. 상술한 구성의 폴리에스테르 수지를 진공 건조 후에 압출기로 용융하여 티다이(T-DIE)를 통해 시트상으로 압출하고, 냉각롤에 정전인가법(pinning)으로 캐스팅 드럼에 밀착시켜 냉각 고화시켜 미연신 폴리에스테르 시트를 얻은 다음, 이를 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 가열된 롤에서 롤과 롤 사이의 주속비 차에 의한 2.5∼4.5배의 1축 연신을 행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다.

상기 1축연신 폴리에스테르 필름은 그 표면에 극성기를 도입하여, 코팅층과 필름과의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나(corona)방전 처리된 것일 수 있다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법 중, 2단계는 1단계에서 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 본 발명의 대전방지 실리콘 이형 코팅 조성물을 도포하여 대전방지층을 형성하는 단계이다. 도포는 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 상기 전도성 고분자를 포함한 대전방지 이형 코팅 조성물을 1회 이상 도포된 도포층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 도포의 방법으로는 메이어바(meyer bar)방식, 그라비아 방식 등을 포함하는 공지의 방법으로 수행될 수 있다. 본 발명의 2단계의 대전방지 코팅 조성물에 있어서, 각 조성 및 함량에 따라, 코팅 물성의 제어가 용이하다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법 중, 3단계는 2단계에서 대전방지 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 단계이다. 이때, 3단계에서의 연신은 구간별로 100~240℃의 온도에서 수행되며, 1축 연신의 방향과 수직방향으로 연신하며, 바람직한 연신비는 3.0∼7.0배이다. 연신공정 이후, 열고정, 경화 및 건조 등을 통해 대전방지 실리콘 이형 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 제조방법으로부터 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름의 두께는 5∼300㎛, 바람직하게는 10 ∼ 250㎛이다.

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>

단계 1: 1축 연신 폴리에스테르 필름의 제조

평균 입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm이 들어있는 극한 점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛(pellet)을 진공 드라이어를 이용하여 7시간 동안 160℃에서 충분히 건조시킨 후, 용융하여 압출 티-다이를 통하여 냉각드럼에 정전인가법으로 밀착시켜 무정형 미연신 시트를 만들고, 이를 다시 가열하여 95℃에서 필름 진행 방향으로 3.5배 연신을 행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 이후, 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

단계 2: 대전방지 이형층 형성

코로나 처리된 면에 고형분으로서, 비닐 말단을 갖는 디메틸비닐폴리실록산(D사/SYL6691) 100 중량부에 대하여 35±5nm의 평균입경 분포를 가지는 전도성 고분자 수지(폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜 0.5중량%와 폴리스티렌술폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8중량%를 함유하는 수분산체) 15 중량부, 하이드로겐폴리실록산(D사/SYL6200) 1 중량부, 백금촉매 1 중량부, 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 에폭시 가교제(에스프릭스테크놀로지사, CK-7B) 200 중량부를 물에 혼합하여 대전방지 실리콘 이형 코팅액을 제조하였다. 이때, 고형분의 함량은 전체 대전방지 코팅액에 대하여 2.0중량%를 함유하도록 하였다.

상기 대전방지 실리콘 이형 코팅액을 그라비아 롤을 이용하여 상기 단계 1에서 제조된 1축 폴리에스테르 필름에 도포하였다.

단계 3: 2축 연신 폴리에스테르 필름의 제조

도포 후, 105∼140℃ 텐터 구간에서 도포된 코팅액을 건조시키고, 필름의 진행방향과 수직 방향으로 3.8배 연신하고, 240℃에서 4초간 열처리하여 38㎛ 두께의 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 실시예 2>

전체 고형분 함량을 3.0 중량%가 되도록 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 비교예 1>

대전방지 실리콘 이형 코팅액의 조성 중, 다이메틸비닐폴리실록산 및 하이드로겐 폴리실록산을 함유하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 비교예 2>

대전방지 실리콘 이형 코팅액의 조성 중, 35±5nm의 평균입경 분포를 가지는 전도성 고분자 수지가 5 중량부인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 비교예 3>

대전방지 실리콘 이형 코팅액의 조성 중, 35±5nm의 평균입경 분포를 가지는 전도성 고분자 수지가 30 중량부인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 실리콘 이형 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 비교예 4>

100±10nm의 평균입경 분포를 가지는 전도성 고분자 수지를 함유한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 실리콘 이형 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

< 실험예 >

실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 4에서 제조된 대전방지 실리콘 이형 폴리에스테르 필름에 대하여, 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

1. 대전방지성

표면저항 측정기(미쯔비시㈜; 모델명 MCP-T600)를 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH의 환경 하에 시료를 설치한 후 JIS K7194에 의거하여 필름의 엣지부(edge) 및 중앙부(center) 각각에 대한 표면저항을 측정하였다.

2. 박리력

- 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

3. 잔류접착률

- 시료 준비:

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

② 실리콘 코팅면에 표준 점착테이프(Nitto 31B)를 붙인 후 이 샘플을 상온에서 20g/cm2의 하중으로 24시간 압착

③ 상기 실리콘 면에 접착했던 점착 테이프를 오염 없이 수거 후 표면이 평탄하고 깨끗한 PET 필름 면에 접착한 후 2㎏의 테이프 롤러(ASTMD-1000-55T)로 1회 왕복압착시켰다.

④ 박리력 측정

- 측정 기기: cheminstrument AR-1000

- 측정 방법:

① 180°박리각도, 박리속도 12 in/분

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

- 데이터

잔류접착률(%)=[(코팅면에 접착했다 박리한 접착테이프의 박리력)/(코팅면에 접촉하지 않은 접착테이프의 박리력)]x100

4. 코팅외관

상기에서 얻어진 필름의 코팅면을 형광등, 할로겐, 백열등 등의 다양한 광원을 이용하여 육안으로 관찰했을 때 미코팅된 부분의 크기, 개수 등을 비교하여 아래의 기준으로 평가하였다. 미코팅부의 면적이 1mm×3mm를 초과하는 것을 검사하였으며 검사면적은 1㎡이었다.

◎: 0∼1개

○: 2∼3개

△: 4∼10개

×: 10개 초과

표 1에서 알 수 있듯이, 전도성 고분자 수지의 평균입경을 통상의 평균입경보다 20% 작은 크기로 분포시키고, 적절한 가교제에 디메틸폴리실록산 및 하이드로겐폴리실록산을 함유한 대전방지 실리콘 이형 코팅액을 이용하여 대전방지 이형층을 형성한 실시예 1 내지 2에서 제조된 폴리에스테르 필름은 코팅면의 표면저항이 10⁷∼10⁸Ω/sq 범위로 구현되고 30gf/in 수준의 충분한 이형성도 확보하였다.

특히, 제조된 폴리에스테르 필름의 엣지부 및 중앙부간의 대전방지성의 편차가 10% 이하로 거의 발생하지 않으며 박리력 역시 10 내지 50gf/in 수준을 충족한다. 이에, 본 발명은 우수한 대전방지 및 이형성 구현으로 우수한 품질의 폴리에스테르 대전방지 실리콘 이형 필름을 얻을 수 있다.

반면, 대전방지 이형 코팅 조성물 중, 디메틸비닐 폴리실록산 및 하이드로겐 폴리실록산을 함유하지 않은 비교예 1의 경우는 박리력이 매우 높은 것을 알 수 있다. 또한, 전도성 고분자 함량이 적은 비교예 2의 경우는 대전방지 기능이 저하되고 전도성 고분자 함량이 높은 비교예 3의 경우는 코팅 외관이 불량하여 원하는 제품을 얻을 수 없음을 확인하였다. 특히, 전도성 고분자의 평균 입경이 큰 비교예 4의 경우 대전방지 성능의 폭간 편차가 발생하여 양품율이 현저하게 낮아져 우수한 품질을 구현하는 데 부족한 결과를 확인하였다.

본 발명으로 인-라인 또는 오프라인 제조 공정을 거쳐 우수한 대전방지 특성에 의해 반도체, 전기전자 용도의 이형필름으로 사용할 경우, 점착제, 접착제와의 박리시 정전기 현상에 의한 먼지 또는 이물 등에 의한 제품오염을 방지할 수 있고, 우수한 이형성과 충분한 대전방지 특성을 보이며 이형 조성물의 경화방해가 일어나지 않아 기재와 코팅층의 밀착력이 우수한 대전방지 실리콘 이형필름의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물이 도포된 도포층을 포함하는 대전방지성을 갖는 폴리에스테르 이형필름으로서,
   상기 대전방지 이형 코팅 조성물이 오르가노폴리실록산 100중량부에 대하여; 전도성 고분자 수지 10 내지 20중량부; 하이드로겐폴리실록산 0.5 내지 3중량부; 백금촉매 0.1 내지 3중량부; 및 전도성 고분자 수지 100중량부에 대하여 가교제 100 내지 1,000중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
   폴리에스테르 이형필름.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자 수지가 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름.
4. 제3항에 있어서, 상기 전도성 고분자 수지의 평균입경이 10 내지 60nm의 입자크기인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름.
5. 제3항에 있어서, 상기 전도성 고분자 수지의 입경 분포는 35±5nm인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름.
6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 이형필름의 엣지부 및 중앙부의 표면저항치가 10⁵ 내지 10¹¹Ω/sq이고, 박리력은 10 내지 50gf/in, 잔류접착률은 70 내지 100%인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름.
7. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 이형필름의 엣지부 및 중앙부의 대전방지성의 편차가 10% 미만인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름.
8. 폴리에스테르 필름을 1축 연신하는 단계;
   평균입경 10 내지 60nm의 전도성 고분자 수지 및 오르가노폴리실록산이 함유된 대전방지 이형 코팅 조성물로 인라인 코팅방식에 의해 상기 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 대전방지 이형층을 형성하는 단계; 및
   상기 대전방지 이형층이 형성된 폴리에스테르 필름을, 상기 1축 연신의 방향과 직각방향으로 재연신하는 단계;를 포함하는 폴리에스테르 이형필름의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 대전방지 이형 코팅 조성물 내 고형분 함량이 1 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 상기 폴리에스테르 이형필름의 제조방법.