KR101678199B1 - 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필름을 형성하는 수지층에 함유되어 있는 규소화합물의 개질을 통해 우수한 Carrier성 및 치수안정성 및 이형성을 모두 나타내어 각종 실리콘, 우레탄, 아크릴 폼으로부터 Carrier용으로서의 충분한 기능을 제공하며, 적층 공법을 이용하여 가격 경쟁력의 확보 구현은 물론, 축차 이축 연신 제조 공법으로 인해, 균일한 물성을 가진 제품을 대량으로 제공할 수 있으며, 또한 제조 공정의 제어를 통해, 더 우수한 Carrier용 필름의 제조는 물론 열수축율의 조절이 용이하므로, 다양한 사용조건에서의 가공성 및 사용 면에서도 위 용도에 매우 적절하게 응용될 수 있는 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름에 관한 것이다.

Description

표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름{SURFACE MODIFIDED POLYESTER FILM FOR CARRIER}
본 발명은 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차원 산술 평균 조도 및 수 접촉각의 표면 물성을 확보하고, 안정된 치수 안정성 및 Carrier성을 가져 생산성과 가공성이 우수한 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 캐리어용 이형 필름은 내구성(for gasketing, sealing, and cushioning)이 강한 우레탄 폼 및 실리콘 폼을 제작하는 공정에서 사용되는 것이다.
폴리에스테르 필름이 이형 캐리어 용도로 사용될 수 있도록 한 방법이 미국 특허 US5,753,346 및 미국 특허 US5,945,475에 공지된 바 있는데, 폴리에스테르 필름 위에 실리콘 코팅을 하게 된다.
이러한 캐리어용 이형 필름은 산업 현장에서 수요가 꾸준히 상승하고 있지만 기존의 화학적 코팅 제품사용으로 인한 원가/판가 상승과 그 안정화를 유지하는 데 있어 공정의 변수가 많고 환경에 유해한 화학적 처리 물질의 규제가 심해지고 있어 이를 대체할 캐리어용 이형 필름의 개발이 절실한 실정이다.
이에 표면 처리 없이도 Carrier용으로 사용할 수 있는 Carrier용 필름으로의 고객사의 수요가 증가하고 있다. 예컨대 현재 마우스 패드와 같은 우레탄, 아크릴 폼의 캐리어로 사용되고 있고, 향후에는 아크릴, 실리콘, 우레탄을 바탕으로 하는 점착 필름의 Carrier용 필름으로도 사용이 가능할 것으로 예상하고 있다.
미국 특허 US5,753,346 미국 특허 US5,945,475
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차원 산술 평균 조도 및 수 접촉각의 표면 물성을 확보하고, 안정된 치수 안정성 및 Carrier성을 가져 생산성과 가공성이 우수한 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 축차 이축연신 공법으로 제조된 3층의 적층 폴리에스터 필름으로서, 입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에 평균입경이 6.0 내지 8.0㎛인 무정형의 규소화합물을 함유하는 입자 함유 폴리에스터 수지층(A, C)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 입자 함유 폴리에스터 수지층은 수지층 전체 중량 대비 상기 규소화합물 50~60중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 입자 함유 폴리에스터 수지층 전체 두께에 대한 상기 폴리에스터 수지층의 두께 비는 8 내지 18일 수 있다.
바람직하게는, 상기 입자 함유 폴리에스터 수지층의 2차원 산술평균조도(Ra)는 0.6 내지 0.9㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 입자 함유 폴리에스터 수지층은 Nitto31B TAPE를 이용한 이형 박리력이 200g/in 내지 300g/in이고, H2O를 이용한 수접촉각이 55~70°일 수 있다.
본 발명에 따르면 Carrier성, 치수안정성 및 이형성이 모두 우수하므로 생산성과 가공성이 우수한 등의 효과를 가진다.
또한 적층 공법을 이용하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있고, 축차 이축 연신 제조 공법으로 인해 균일한 물성을 가진 제품을 대량으로 제공할 수 있는 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양상에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름의 단면도.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 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.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명의 일 양상에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름은 축차 이축연신 공법으로 제조된 3층의 적층 폴리에스터 필름으로서, 입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에 평균입경이 6.0 내지 8.0㎛인 무정형의 규소화합물을 함유하는 입자 함유 폴리에스터 수지층(A, C)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1을 참조하면, 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름은 3층 적층 필름으로서, 입자를 함유하지 않는 폴리에스터 수지층(B)과 이의 양면에 형성된 입자를 함유하는 입자 함유 폴리에스터 수지층(A, C)이다. 이러한 3층 적층 필름은 공압출기를 이용하여 제조할 수 있다.
입자 함유 폴리에스터 수지층(A, C)에 포함되는 입자는 무정형의 규소 화합물로서 평균입경이 6.0 내지 8.0㎛인 것이 바람직한데, 평균입경이 6.0㎛ 미만인 경우 본 발명에서 이루고자 하는 표면 조도 개질을 통한 이형성 부여를 할 수 없고 평균 입경이 8.0㎛를 초과하는 경우 T-DIE에서 폴리머가 토출 시 LIP 오염으로 인해 각종 문제가 발생하여 필름 생산에 어려움이 있기 때문이다. 본 명세서에서 "평균입경"이라 함은 수 평균 입자지름을 말하고, 주사전자 현미경으로 배율 10,000배에서 수지(필름)에 첨가하기 전의 각 입자에 대해서, 100개씩 임의로 입자 지름을 측정하여 평균 입자지름 크기를 결정하는데, 이때 입자가 구상이 아닐 경우에는 가장 형상이 가까운 타원에 근사하고, 그 타원의 (장경+단경)/2로 결정한다.
또한 입자 함유 폴리에스터 수지층은 수지층 전체 중량 대비 규소화합물 50~60중량%를 포함하는 것이 바람직한데, 규소화합물의 함량이 50중량% 미만일 경우 표면 조도 개질을 통한 이형성 부여를 할 수 없고 규소화합물의 함량이 60중량%를 초과하는 경우 이형성 부여는 가능하나 PET Film의 중합도가 떨어져 필름 생산에 어려움을 갖기 때문이다.
또한 입자 함유 폴리에스터 수지층 전체 두께에 대한 폴리에스터 수지층의 두께 비는 8 내지 18인 것이 바람직한데, 이의 두께 비가 8 미만인 경우 A층 및 C층과 B층의 구분이 어려워 적층 필름이 되지 않을 수 있고, 두께 비가 18을 초과하는 경우 A층 및 C층의 두께가 얇아져 2차원 표면조도 값이 0.6㎛ 이하 수준이 되고, 이형 박리력은 300g/in을 초과하며, 수 접촉각이 높아져 carrier용으로써의 활용도가 떨어지는 단점이 있기 때문이다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름의 입자 함유 폴리에스터 수지층의 2차원 산술평균조도(Ra)는 0.6 내지 0.9㎛인 것이 바람직한데, 이는 이형성을 부여하기 위한 것이다. 2차원 산술평균조도(Ra)는 평균선으로부터 측정 곡선까지의 편차 절대치 값을 합한 평균 값을 뜻한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름의 입자 함유 폴리에스터 수지층은 Nitto31B TAPE를 이용한 이형 박리력이 200g/in 내지 300g/in이고, H2O를 이용한 수접촉각이 55~70°인 것이 바람직하다. '이형 박리력(gf/in)'은 특정 대상물을 합지 혹은 부착하였을 때 떨어지는 힘을 뜻하고 떨어지는 힘이 낮을수록 박리력은 낮다라고 표현을 한다. 또한 '수 접촉각'은 Wetting성을 주로 확인하는 인자이며 표면에 H20를 1.8㎕ 떨어뜨렸을 때 기재의 기준선으로부터 H20가 형성하는 막이 이루는 각도를 뜻한다.
또한 본 발명에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름의 두께는 한정되지 않지만, 50~100 ㎛인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름은 입자 포함되지 않은 폴리에스터 수지층의 상층과 하층에 평균 입경이 6.0 내지 8.0㎛인 무정형의 평균입경 크기 및 칩(Chip) 내 입자 함량이 높은 규소화합물을 포함함으로써 뛰어난 치수 안정성과 높은 결정화도를 가진 폴리에스터 필름의 축차 이축연신 특징을 기본 바탕으로 하고 큰 입자의 무정형의 규소화합물을 통해 거칠기를 높이는 것만으로도 각종 산업용 폼(Form)을 이동시키는 새로운 캐리어용 폴리에스터 필름을 제공할 수 있다.
즉 별도의 실리콘 계열의 화학적 코팅 처리 없이도 적층 공법을 이용하여 폴리에스터의 내층에는 입자를 포함시키지 않고 상층과 하층에만 평균입경이 크고 입자 함량이 높은 무정형의 규소화합물을 함유하는 것만으로도 폴리에스터 필름의 캐리어 필름 용도로 사용할 수 있으며, 이축 연신 공정에서 종 방향의 연신과 횡 방향의 연신을 순차적으로 진행함에 따라 결정성이 높고 고온의 건조 공정을 거침에 따라 우수한 치수 안정성을 제공하며, 캐리어 대상인 우레탄, 실리콘 계열의 폼에 대해 우수한 보호 기재로 사용될 수 있게 된다.
또한 본 발명은 폴리에스터 필름의 내층에는 값싼 폴리에스터 수지를 사용하고, 상층과 하층에는 입경이 큰 수지를 사용함으로써 원가 절감의 효과가 있어 가격 경쟁력을 확보함에 따라 화학적 처리 없이 캐리어용으로서 사용을 원하는 보호필름 시장에서의 수요가 점점 증가할 것으로 판단된다.
종합적으로, 본 발명에 따른 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름은 필름을 형성하는 수지층에 함유되어 있는 규소화합물의 개질을 통해 우수한 Carrier성 및 치수안정성 및 이형성을 모두 나타내어 각종 실리콘, 우레탄, 아크릴 폼으로부터 Carrier용으로서의 충분한 기능을 제공하며, 적층 공법을 이용하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있음은 물론, 축차 이축 연신 제조 공법으로 인해, 균일한 물성을 가진 제품을 대량으로 제공할 수 있다. 또한 제조 공정의 제어를 통해, 더 우수한 Carrier용 필름의 제조는 물론 열수축율의 조절이 용이하므로, 다양한 사용조건에서의 가공성 및 사용 면에서도 위 용도에 매우 적절하게 응용될 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
축차 이축연신 공법으로 3층의 적층 폴리에스터 필름을 제조하였다.
입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에, 평균입경이 7.06㎛인 무정형의 규소화합물을 60중량% 함유하는 폴리에스터 수지로 된 입자층(A, C)을 형성하고 A층 또는 C층에 대한 B층의 두께 비를 각각 20으로 하여 폴리에스터 필름을 제조하였다.
구체적으로는, 평균입경이 7.06㎛인 무정형의 규소화합물을 60중량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(원료 A)와 입자를 함유하지 않는 고유점도 0.62dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트(원료 B)를 건조 후 적층 및 공압출 다이를 통해 압출하여 캐스팅 드럼에서 냉각시켜 시트를 제조하였다. 이 시트를 종방향으로 95℃에서 110℃의 온도 범위에서 3.0배의 연신비로 연신한 후 횡방향으로 110℃에서 130℃의 온도 범위에서 4.0배 연신하여 약 230℃의 온도에서 열처리를 행하여 평균 두께 75㎛의 필름을 얻었으며 제조된 각 층 (A/B/C)의 두께 비는 1:20:1이었다.
[비교예]
[비교예 1]
축차 이축연신 공법으로 3층의 적층 폴리에스터 필름을 제조하였다.
입자가 포함되지 않은 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에, 평균입경이 4.40㎛인 무정형의 규소화합물을 40중량% 함유하는 폴리에스터 수지로 된 입자층(A, C)으로 A층 또는 C층에 대한 B층의 두께의 비를 각각 20으로 하여 폴리에스터 필름을 제조하였다. 그 외는 실시예와 동일하게 제조하여 제조된 각 층의 두께 비는 1:20:1이었다.
[비교예2]
축차 이축연신 공법으로 3층의 적층 폴리에스터 필름을 제조하였다.
입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에, 평균입경이 7.06㎛인 무정형의 규소화합물을 40중량% 함유하는 폴리에스터 수지로 된 입자층(A, C)으로 A층 또는 C층에 대한 B층의 두께의 비를 각각 20으로 하여 폴리에스터 필름을 제조하였다. 그 외는 실시예와 동일하게 제조하여 제조된 각 층의 두께 비는 1:20:1이었다.
[비교예3]
축차 이축연신 공법으로 3층의 적층 폴리에스터 필름을 제조하였다.
입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에, 평균입경이 7.06㎛인 무정형의 규소화합물을 60중량% 함유하는 폴리에스터 수지로 된 입자층(A, C)으로 A층 또는 C층에 대한 B층의 두께의 비를 각각 38로 하여 폴리에스터 필름을 제조하였다. 그 외는 실시예와 동일하게 제조하여 제조된 각 층의 두께 비는 1:38:1이었다.
상기 실시예 및 비교예 1 내지 3에 따른 폴리에스터 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
기재 특성에 대한 물성은 일반적인 종래의 물성 측정 방법에 따라 측정하였다. 예컨대 산술평균조도 Ra는 DIN 4762에 따라 결정되었고, 헤이즈는 ASTM-D1003-00에 따라 BYK Gardner의 Hazegard Hazemeter XL-211에서 측정되었으며, 수접촉각은 수 접촉각 측정기를 이용하여 확인된 형상에 따라, 기재와 형성된 H2O의 각도를 10회 측정하여 표면이 어떻게 개질이 되어 있는지 확인하였다.
비교예1 비교예2 비교예3 실시예
필름 두께 75㎛ 75㎛ 75㎛ 75㎛
두께 비율
(A : B : C)		 1:20:1 1:20:1 1:38:1 1:20:1
규소화합물의 평균입경 4.40㎛ 7.06㎛ 7.06㎛ 7.06㎛
규소화합물 함유율 40중량% 40중량% 60중량% 60중량%
기재특성
[Haze]
[이형박리력]
180°Peel표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름300㎜/min, Nitt031B tape
[종방향 열수축율]150℃/30min.
[횡방향 열수축율]150℃/30min.
[산술평균조도,Ra]
[수 접촉각] H2O
[종방향 인장강도 ,kgf/mm2]
[횡방향 인장강도,kgf/mm2]
60.6%
750g/in.


1.7%
1.3%
0.4㎛
80.2°
16
16
88.2%
350g/in.


1.1%
-0.4%
0.5㎛
77.1°
18
19
65.2%
310g/in.


1.6%
1.1%
0.55㎛
76.1°
20
19
88.2%
250g/in.


1.7%
1.3%
0.7㎛
63.1°
18
19
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 우수한 Carrier성, 가공성 및 치수안정성, 이형성을 함께 보유함을 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.
A: 입자 함유 폴리에스터 수지층
B: 폴리에스터 수지층
C: 입자 함유 폴리에스터 수지층

Claims (5)

  1. 축차 이축연신 공법으로 제조된 3층의 적층 폴리에스터 필름으로서,
    입자를 포함하지 않는 폴리에스터 수지층(B)의 상층과 하층에 평균입경이 6.0 내지 8.0㎛인 무정형의 규소화합물을 함유하는 입자 함유 폴리에스터 수지층(A, C)을 포함하며,
    상기 무정형의 규소화합물은 상기 입자 함유 폴리에스터 수지층 전체 중량 대비 50~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입자 함유 폴리에스터 수지층 전체 두께에 대한 상기 폴리에스터 수지층의 두께 비는 8 내지 18인 것을 특징으로 하는, 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입자 함유 폴리에스터 수지층의 2차원 산술평균조도(Ra)는 0.6 내지 0.9㎛인 것을 특징으로 하는, 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 함유 폴리에스터 수지층은 Nitto31B TAPE를 이용한 이형 박리력이 200g/in 내지 300g/in이고, H2O를 이용한 수접촉각이 55~70°인 것을 특징으로 하는, 표면 개질된 캐리어용 폴리에스터 필름.
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