KR101797342B1 - 성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적층된 기재필름을 구성하되, 표면층과 중간층의 폴리머 성분을 달리 하여 치수안정성을 향상시킬 수 있고 기재필름의 일면 또는 양면에 전도성 고분자 수지가 함유된 대전방지 코팅 조성물을 코팅하여 대전방지층을 갖는 성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법{Polyester film for molding and process for producing the same}
본 발명은 성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 치수 안정성이 우수하여 MD/TD간 열수축율 차이가 적고 성형성이 우수하며 오염방지 및 후가공성이 용이한 성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 대표적인 성형용 필름은 폴리염화비닐 필름으로 가공성이 좋고 값이 싼 장점이 있다. 그러나 이 필름은 연소되었을 때, 유독가스 발생 문제가 있어 환경의식수준이 높아진 최근에는 환경 부하가 작은 새로운 소재가 요구되고 있다.
이러한 요구를 충족시키기 위해, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지로 이루어진 필름이 넓은 분야에서 사용되어 오고 있다. 특히 폴리에스테르 수지로 이루어진 필름은 기계적 특성, 투명성 및 경제성이 우수하여 주목되고 있다.
특히 최근에는 사용자들의 미적 관심이 커지고 있고, 이로 인해 휴대용 전자기기의 외관에 대한 관심이 커지면서, 다양한 외관 디자인을 요구하고 있다. 이에 유광, 무광, 유무광 패턴, 헤어라인 등과 같은 디자인을 가진 전자기기들이 선호되고 있다.
전자기기 분야에서 사용되는 성형용 폴리에스테르 필름은 적어도 일면에는 금형 내의 오염을 방지하고 가공 공정 시에 하드코팅층(또는 인쇄층) 또는 접착층과의 내블로킹성을 가지는 대전방지층을 가져야 한다. 이를 위해 한국 공개특허공보 제210-2013-0134644호에서는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 대전방지층을 형성하여 대전방지특성을 구현한 기술이 개시되어 있으나, 대전방지 코잉 조성물에 불소 수지가 첨가되고, 필름이 단층으로 이루어져 치수안정성 및 내열성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 폴리에스테르필름을 3층 구조로 형성하고, 내수성에 영향이 적은 대전방지 코팅층을 형성한 성형용 폴리에스테르 필름을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
한국 공개특허정보 제210-2013-0134644호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 성형성이 우수한 성형용 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.
구체적으로는 적층된 기재필름을 구성하되, 표면층과 중간층의 폴리머 성분을 달리 하여 치수안정성을 향상시킬 수 있고 기재필름의 일면 또는 양면에 전도성 고분자 수지가 함유된 대전방지 코팅 조성물을 코팅하여 대전방지층을 갖는 성형용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, A층/B층/A층으로 구성된 폴리에스테르 기재필름과 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 코팅된 대전방지층을 포함하는 성형용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%이고, 상기 B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 내지 99몰%와 상기 에틸렌 글리콜 이외의 디올 1몰% 내지 5몰%이며, 150℃에서의 길이방향 및 폭방향의 열수축률 차이가 0.5% 이내이고, 폭방향 및 길이방향의 강도와 신도의 물성 차가 ± 20% 인 것을 특징으로 하는 성형용 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 에틸렌글리콜 이외의 디올 성분은 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 프로판디올 및 부탄디올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 대전방지층은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 공중합 폴리에스테르 100~1000중량부 및 실란계 계면활성제 0.001~10중량부를 포함하는 대전방지 코팅 조성물로 코팅된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전도성 고분자 수지는 평균입경 40㎛ 이하의 입자 크기로 분포되어 습도 50% RH 환경 하에서 필름의 길이방향 및 폭방향의 표면저항의 차이가 1X101Ω/sq 미만인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 필름은 습도 50%RH 환경 하에서 표면저항이 1X1010Ω/sq 미만인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적은, A층의 수지를 제조하는 제1단계와, 상기 A층의 수지와 다른 B층의 수지를 제조하는 제2단계와, 상기 A층의 수지와 상기 B층의 수지를 압출하여 A층/B층/A층으로 이루이진 미연신 폴리에스테르 시트를 제조하는 제3단계와, 상기 미연신 폴리에스테르 시트를 1축 연신하여 1축 연신 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 제4단계와, 상기 1축 연신 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 형성하는 제5단계 및 상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름의 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%이고, 상기 B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 내지 99몰%와 상기 에틸렌글리콜 이외의 디올 1몰% 내지 5몰%인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 에틸렌글리콜 이외의 디올 성분은 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 프로판디올 및 부탄디올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1단계와 상기 제2단계는 촉매와 열안정제를 첨가하여 제조되되, 상기 촉매로는 산화안티몬, 안티몬아세테이트 등의 글리콜 가용성 안티몬 화합물로서, 그 함량은 수지 총 중량에 대해 150 내지 350 ppm이고, 상기 열안정제는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스포노아세테이트 또는 인산 등의 인 화합물로서, 그 함량은 수지 총 중량에 대해 100~300ppm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 A층의 수지와 상기 B층의 수지는 평균입경 1~10㎛의 입자를 포함하되, 그 함량은 폴리에스테르 수지 중량 기준 2~20wt%인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 치수 안정성이 우수하여, MD/TD간 열수축율 차이가 적고 성형성이 우수하여 성형용 가공에서 가공성을 높일 수 있는 등의 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 성형용 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 적용함으로써, 필름의 오염방지 및 후가공성이 용이한 필름을 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.
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.
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 성형용 폴리에스테르 필름은 A층/B층/A층으로 구성된 폴리에스테르 기재필름과 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 코팅된 대전방지층을 포함하는 성형용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%이고, 상기 B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 내지 99몰%와 상기 에틸렌 글리콜 이외의 디올 1몰% 내지 5몰%이며, 150℃에서의 길이방향 및 폭방향의 열수축률 차이가 0.5% 이내이고, 폭방향 및 길이방향의 강도와 신도의 물성 차가 ± 20% 인 것이다.
즉 적층 폴리에스테르 기재필름의 층간 구성성분을 달리함으로써, 필름의 치수안정성을 향상시키고, 대전방지층으로 인해 이물부착을 억제하여 인몰드 성형 시 가공공정에서의 최적화를 이끌 수 있는 성형용 폴리에스테르 필름을 제공한다.
대전방지층은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 공중합 폴리에스테르 100~1000중량부 및 실란계 계면활성제 0.001~10중량부를 포함하는 대전방지 코팅 조성물로 코팅된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체일 수 있다. 또한 전도성 고분자 수지는 평균입경 40㎛ 이하의 입자 크기로 분포되어 습도 50% RH 환경 하에서 필름의 길이방향 및 폭방향의 표면저항의 차이가 1X101Ω/sq 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 실란계 계면활성제를 사용함으로써 코팅 외관의 우수성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 성형용 폴리에스테르 필름은 습도 50%RH 환경 하에서 표면저항이 1X1010Ω/sq 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양상에 따른 성형용 폴리에스테르 필름의 제조방법은 A층의 수지를 제조하는 제1단계와, A층의 수지와 다른 B층의 수지를 제조하는 제2단계와, A층의 수지와 B층의 수지를 압출하여 A층/B층/A층으로 이루이진 미연신 폴리에스테르 시트를 제조하는 제3단계와, 미연신 폴리에스테르 시트를 1축 연신하여 1축 연신 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 제4단계와, 1축 연신 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 형성하는 제5단계 및 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 제6단계를 포함한다.
먼저 제1단계는 A층의 수지를 제조하는 단계로서, A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%를 사용한다. A층의 수지는 테레프탈산 또는 에스테르 형성 유도체와 에틸렌글리콜을 포함한 디올 성분 또는 공중합체를 촉매 및 열안정제의 존재 하에서 중축합 반응시켜 얻어지는 폴리에스테르 수지이다.
보다 구체적으로는 A층의 수지를 제조하기 위해, 테레프탈산 또는 그 에스테르 형성 유도체와 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분을 통상 260 내지 300℃의 가열 반응에 의해 비스 하이드록시에틸렌테레프탈레이트 또는 그 저 중합체를 형성하는 제1반응과; 다음으로 생성된 비스 하이드록시에틸렌테레프탈레이트 또는 그 저 중합체를 안티몬 화합물, 티탄화합물 및 게르마늄 화합물 중 적어도 하나의 촉매와 인산계열의 열안정제 등 각종 첨가제 및 에틸렌글리콜에 분산된 실리카 입자 존재 하에서 통상 280 내지 310℃에서 원만한 중축합 반응에 의한 일정 점도를 가지는 액상의 PET 생성을 위한 제2반응을 포함한다.
제2단계는 A층의 수지와 다른 B층의 수지를 제조하는 단계로서, B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 내지 99몰%와 에틸렌글리콜 이외의 디올 1몰% 내지 5몰%를 사용한다.
B층의 수지 또한 A층의 수지 제조방법과 동일형태로 진행하되, 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분 중, 95몰% 내지 99몰% 는 에틸렌글리콜을 사용하고, 에틸렌글리콜 이외의 디올 성분을 1몰% 내지 5몰% 이하 첨가하여 제조하는 것 이외에는 동일한 방법으로 제조한다.
에틸렌글리콜 이외의 디올 성분은 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 프로판디올 및 부탄디올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 중축합 촉매로는 산화안티몬, 안티몬아세테이트 등의 글리콜 가용성 안티몬 화합물이 적당하며, 그 함량은 수지에 대하여 150 내지 350 ppm 이 적당하다.
만일, 상기 중축합 촉매의 첨가량이 150 ppm 미만인 경우에는 중합시간이 길어지고, IV 증가속도가 현저히 감소하여 원하는 분자량의 폴리머를 얻기 어려우며, 이를 극복하기 위해서는 중축합 온도를 고온으로 유지해야 하므로 부반응 생성물에 의한 착색현상이 일어나게 되며, 필름 제조 시 헤이즈(Haze)는 좋아지나 필름 제조시의 롤과의 마찰계수가 떨어져 필름의 주행성을 나쁘게 하는 결점이 있어, 바람직하지 않다. 또한 촉매의 첨가량이 350 ppm을 초과하게 되면, 중축합 반응시간은 단축되나 분자량이 균일하지 않고 착색된 폴리머를 얻게 되는 폐단이 있으며 필름 조제 시 헤이즈(Haze)가 나빠지며 조대 입자를 형성하는 원인이 되기도 하여 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 열안정제는 인 화합물로서 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스포노아세테이트 또는 인산 등을 들 수 있으며, 그 함량은 수지에 대해 100~300ppm이 적당하다. 만일, 열안정제의 첨가량이 100ppm 미만인 경우에는 부반응에 의한 생성물이 증가하여 폴리머를 착색시키고 내열성이 떨어지게 되어 바람직하지 않고, 반대로 300ppm을 초과하여 사용하면 중축합반응이 지연되고, 부반응물이 증가하여 착색 및 폴리머 필터의 라이프 리사이클과 필름 제조공정에서 LIP소제 주기를 단축시키는 원인이 되어 바람직하지 않다.
또한 본 발명의 일 실시예에서 필름의 주행성 확보를 위해서, 입자의 함량을 폴리에스테르 수지 중량 기준 2~20wt%를 함유한다. 입자의 함량이 2wt% 미만일 경우에는 충분한 무광 특성을 발현하기가 어렵고 동시에 필름 주행성을 확보하기가 어렵다. 이에 반해 입자의 함량이 20wt%를 초과할 경우에는 필름의 표면이 매우 거칠어져 성형품의 외관성을 확보하기가 어렵고, 필름 연신 시 입자에 의한 필름 파단이 발생할 우려가 있다.
또한 입자의 평균입경은 1~10㎛의 것을 사용한다. 입자의 평균입경이 1㎛ 미만일 경우에는 입자끼리의 응집현상이 일어나기 쉽고 균일한 입자를 얻기가 어려우며, 필름의 주행성을 확보하기 어렵다. 이와는 반대로 입자의 평균입경이 10㎛를 초과할 경우에는 필름 표면 거칠기가 커져, 성형품의 외관을 확보하기가 어렵다.
다음으로 제3단계는 A층의 수지와 B층의 수지를 압출하여 A층/B층/A층으로 이루이진 미연신 폴리에스테르 시트를 제조하는 단계이다. A층에 사용되는 폴리에스테르 수지를 진공 건조 후에 메인 라인 압출기로 용융하고 동시에 B층에 사용되는 폴리에스테르 수지를 진공 건조 후에 서브라인 압출기로 용융하고 피드블럭을 통해, A/B/A층으로 나눈 뒤 티다이(T-DIE)를 통해 시트 상으로 압출하고, 냉각롤에 정전인가법(pinning)으로 캐스팅 드럼에 밀착시켜 냉각 고화시켜 미연신 폴리에스테르 시트를 얻는다.
다음으로 제4단계는 미연신 폴리에스테르 시트를 1축 연신하여 1축 연신 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 단계이다. 제3단계의 미연신 폴리에스테르 시트를 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 가열된 롤에서 롤과 롤 사이의 주속비 차에 의한 2.5~4.5배의 1축 연신을 행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다.
다음으로 제5단계는 1축 연신 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 형성하는 단계이다. 제4단계에서 1축 연신된 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 본 발명의 대전방지층을 도포하여 대전방지층을 형성하는 단계이며, 더욱 구체적으로는 대전방지층을 도포하는 방법으로는 메이어바 방식, 그라비아 방식 등의 방법으로 수행될 수 있으며, 도포 전에 필름의 극성기를 도입하여, 코팅층과 필름과의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나 방전 처리할 수 있다.
마지막으로 제6단계는 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 단계이다. 제5단계에서 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 단계이다. 이때, 3단계에서의 연신은 1축 연신의 방향과 수직방향으로 연신하며, 바람직한 연신비는 3.0~7.0배이다. 연신공정 이후, 열고정, 경화 및 건조 등을 통해 성형용 장식용 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 제조방법으로부터 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름의 두께는 5~300㎛, 바람직하게는 10~250㎛이다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 성형용 폴리에스테르 필름은 길이방향 및 폭방향의 열수축률 차이가 0.5% 이내로 치수 안정성이 우수하고 일면 또는 양면에 1X1010 미만의 우수한 대전방지성을 지닌 코팅층으로 인해 이물혼입이 적어, IMD, IML 가공공정에 적용될 수 있다. 이에, 본 발명의 성형용 폴리에스테르 필름은 노트PC 케이스, 휴대전화 케이스, 자동차 내장재, 가전제품 케이스 등의 제품 등 광범위하게 적용될 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 및 비교예에서 사용된 물질의 판매처와 상품명은 아래와 같다.
(1) 실리카 입자 : SAC, S-SIL 40
(2) 전도성 고분자 수지 : 타케모토社, HGA-100
(3) 에폭시 가교제 : 다카마쯔社, ELECUT-KK20
(4) 실란계 계면활성제 : 타카마쯔社, RI-77
[실시예 1]
단계 1: 1축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
A층의 수지를 제조하기 위해 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분을 270℃의 가열 반응에 의해 비스 하이드록시에틸렌 테레프탈레이트 또는 그 저 중합체를 형성하는 제1반응과 다음으로 생성된 비스 하이드록시에틸렌테레프탈레이트 또는 그 저 중합체를 안티몬 화합물 촉매와 열안정제로서 트리메틸포스페이트 및 에틸렌글리콜에 분산된 실리카 입자 존재 하에서 290℃에서 중축합 반응에 의한 일정 점도를 가지는 액상의 PET 생성을 위한 제2반응을 시켰다. B층의 수지 제조 또한 A층의 수지 제조와 동일 형태로 진행하되, 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분 중, 95몰%는 에틸렌글리콜을 사용하고, 네오펜틸글리콜 성분을 5몰% 첨가하여 제조하는 것 이외에는 동일한 방법으로 제조한 칩을 진공 드라이어를 이용하여 7시간 동안 160℃에서 충분히 건조시킨 후, 압출기를 통해 용융하여 피드블럭을 통해, 적층으로 티다이를 통하여 냉각드럼에 정전기인가법으로 밀착시켜 무정형 미연신 폴리에스테르 시트를 만들고, 이를 다시 가열하여 95℃에서 필름 진행 방향으로 3.5배 연신하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 이후, 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
단계2: 2축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
코로나 처리된 일면에 대전방지층으로서 고형분 기준, 평균입경 40㎛의 전도성 고분자 수지(폴리3,4-에틸렌옥시티오펜 0.5중량%와 폴리스티렌슬폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8중량%를 함유하는 수분산체) 100 중량부와 에폭시 가교제 200 중량부를 물에 혼합하여 대전방지 코팅액을 제조하고, 전체 대전방지 코팅액 100 중량부 대비, 실란계 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 대전방지 코팅액을 제조하였다. 이때, 고형분의 함량은 전체 대전방지 코팅액에 대하여 1.5중량%를 함유하도록 하였다. 대전방지 코팅액을 메이어 바를 이용하여 순차적으로 단계 1에서 제조된 1축 연신 폴리에스테르 필름에 도포하였다. 도포 후, 105~140℃ 텐터 구간에서 도포된 코팅액을 건조시키고, 필름의 진행방향과 수직방향으로 3.5배 연신하고, 240℃에서 4초간 열처리하여 30㎛ 두께의 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
A/B/A층 중 B층을 구성하는 폴리에스테르 수지로서, 네오펜틸 글리콜 성분 대신 1,4-클로로헥산디메탄올 성분을 5몰% 첨가하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[실시예 3]
대전방지 코팅액에서 평균입경 20㎛의 전도성 고분자 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
3층 적층의 구조를 A층을 구성하는 성분으로 A/A/A층으로 형성하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
3층 적층의 구조를 B층을 구성하는 성분으로 B/B/B층으로 형성하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
대전방지 코팅액에서 평균입경 100㎛의 전도성 고분자 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 4]
실시예 1의 대전방지 코팅액 대신, 전도성 고분자 수지 대신, 양이온성 폴리머 10중량%, 불소계 화합물 5중량%, 계면활성제 10중량% 및 잔량의 용매로 이루어진 대전방지 코팅액을 도포하여 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신한 성형용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 따른 성형용 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
1.강신도
폭 12.65㎜ X 길이 160㎜의 시편을 필름의 종/횡방향으로 5매씩 채취하여, ASTM D882규격에 의거하여 인장강도기(유나이티드社, 모델 SSTM-5KN)를 사용하여, 필름의 MD, TD방향의 파단강도와 파단신도를 평균값을 측정하였다.
2. 열수축율
폭 150㎜ X 길이 150㎜의 시험편을 채취하였다. 150 ± 2℃로 설정한 열풍순환식 고온건조기에서 시료를 30분간 가열 후 꺼냈다. 이후, 즉시 전장을 스테인레스자를 이용하여 0.1㎜ 단위까지 길이를 측정하고 하기 수학식 1로 열수축율을 계산하였다.
열수축율 = (원래 길이 - 가열 후 길이)/ 원래 길이 X 100(%)
3. 성형성
사출성형은 사출성형기(LS엠트론사, 모델 LGH800D)를 사용하여 필름 장착 후에, 13인치 노트PC용 케이스를 사출하였다. 사출이 끝난 성형품의 4군데 엣지의 성형불량 개수를 측정하고, 인쇄부와 성형품의 적합성을 측정하였다.
O : 성형불량 0개이며, 인쇄부의 핀트가 성형품과 일치
△: 성형불량 1~2개이며, 인쇄부의 핀트가 성형품의 일치
X : 성형불량 3개 이상이며, 인쇄부의 핀트가 성형품과 불일치
4. 대전방지성
대전방지 측정기(미쯔비시㈜; 모델명 MCP-T600)를 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH 환경 하에 시료를 설치한 후, JIS K7194 규격에 의거하여 표면저항을 측정하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
강도MD(Kgf/m2) 19.2 18.6 18.7 18.4 22.9 23.1 22.7
신도MD(%) 170 169 167 85 194 190 188
강도TD(Kgf/m2) 18.3 19.2 18.5 24.7 17.4 18.4 18.1
신도TD(%) 177 164 171 110 150 158 157
열수축율(%)MD 0.64 0.92 0.58 1.50 2.01 0.73 0.62
열수축율(%)TD 0.55 0.78 0.48 0.61 1.24 0..57 0.50
성형성(불량발생수/edge 4곳) O O O X X O O
표면저항 (Ω/sq)
폭방향 CE부위		 7X108 5X107 6X107 7X107 8X107 6X108 5X109
표면저항 (Ω/sq)
폭방향 Edge부위		 4X108 9X107 6X107 5X107 6X107 3X107 2X108
표 1에서 알 수 있듯이, 에틸렌글리콜 100중량%를 사용한 A층 수지로 A/A/A 적층 폴리에스테르필름을 제조한 비교예 1의 경우에는 실시예와 비교하여, 강도가 높고 신도가 낮아서 성형성이 확보되지 못하고, MD/TD간 열수축율의 차이가 0.5% 이상으로 커 치수 안정성이 확보되지 않은 단점이 있다. 반면, 네오펜틸글리콜 5중량%를 사용한 B층 수지로 B/B/B 적층 폴리에스테르 필름을 제조한 비교예 2의 경우에는 실시예와 비교하여, 신도는 높지만, 열수축율이 너무 높아서 성형성을 확보하는데 어려움이 있고 또한 MD/TD간 열수축율의 차이가 커 치수 안정성이 확보되지 않은 단점이 있다.
또한, 대전방지 코팅층으로 평균입경 100㎛ 전도성 고분자 수지를 사용한 비교예 3의 경우에는 실시예와 비교하여, 전도성 고분자 수지의 분산성이 떨어져, 폭간CE/EDGE부의 표면저항 차이가 크며, 전도성 고분자 수지를 사용하지 않고 양이온성 대전방지제를 사용한 비교예 4의 경우 역시 마찬가지로 폭간 표면저항 차이가 큰 단점이 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 성형용 폴리에스테르 필름에 의하면, 치수 안정성이 우수하여, MD/TD간 열수축율 차이가 적고 성형성이 우수하여 성형용 가공에서 가공성을 높일 수 있다. 이로 인해, IMD, IML 공정에서 골주름 불량이 적으며, 내열성이 우수하여 가공공정에 적합한 성형용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다. 또한 성형용 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 적용함으로써, 필름의 오염방지 및 후가공성이 용이한 필름을 제공할 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 (11)

  1. A층/B층/A층으로 구성된 폴리에스테르 기재필름과 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 코팅된 대전방지층을 포함하는 성형용 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%이고,
    상기 B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 및 네오펜틸글리콜 5몰%이며,
    상기 대전방지층은 평균입경 20㎛의 전도성 고분자 수지 100중량부 대비 0.1중량부의 실란계 계면활성제를 포함하고,
    150℃에서의 길이방향 및 폭방향의 열수축률 차이가 0.5% 이내이고, 폭방향 및 길이방향의 강도와 신도의 물성 차가 ±20% 인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 수지는 습도 50% RH 환경 하에서 필름의 길이방향 및 폭방향의 표면저항의 차이가 1X101Ω/sq 미만인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 습도 50%RH 환경 하에서 표면저항이 1X1010Ω/sq 미만인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름.
  7. A층의 수지를 제조하는 제1단계와,
    상기 A층의 수지와 다른 B층의 수지를 제조하는 제2단계와,
    상기 A층의 수지와 상기 B층의 수지를 압출하여 A층/B층/A층으로 이루어진 미연신 폴리에스테르 시트를 제조하는 제3단계와,
    상기 미연신 폴리에스테르 시트를 1축 연신하여 1축 연신 폴리에스테르 기재필름을 제조하는 제4단계와,
    상기 1축 연신 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 대전방지층을 형성하는 제5단계 및
    상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 제6단계를 포함하며,
    상기 A층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 100몰%이고,
    상기 B층의 수지는 디카르복실산과 디올의 중축합에 의해 제조되되, 상기 디올 성분은 에틸렌글리콜 95몰% 및 네오펜틸글리콜 5몰%이며,
    상기 대전방지층은 평균입경 20㎛의 전도성 고분자 수지 100중량부 대비 0.1중량부의 실란계 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1단계와 상기 제2단계는 촉매와 열안정제를 첨가하여 제조되되,
    상기 촉매로는 산화안티몬, 안티몬아세테이트 등의 글리콜 가용성 안티몬 화합물로서, 그 함량은 수지 총 중량에 대해 150 내지 350 ppm이고,
    상기 열안정제는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스포노아세테이트 또는 인산 등의 인 화합물로서, 그 함량은 수지 총 중량에 대해 100~300ppm인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름의 제조방법.
  11. 제7항 또는 제10항에 있어서,
    상기 A층의 수지와 상기 B층의 수지는 평균입경 1~10㎛의 입자를 포함하되, 그 함량은 폴리에스테르 수지 중량 기준 2~20wt%인 것을 특징으로 하는, 성형용 폴리에스테르 필름의 제조방법.
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