KR101915664B1 - 이형필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르 필름의 기재필름 상에, 페닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제1이형층 및 상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제2이형층으로 이루어진 다층의 이형층이 형성된 이형필름에 관한 것이다.
본 발명의 이형필름은 저속(0.3m/min)에서의 저속박리력(F0.3) 및 고속(30m/min)에서의 고속박리력(F30)간의 박리력 차이가 작아 단일공정 중 박리속도가 변화하는 공정에 적용하기 적합하고, 특히, 종래 이형필름대비 낮은 고속박리력(F30)으로 인해 고속박리 공정에 적용 가능하므로 이형필름 사용자의 생산성에 기여할 수 있다.

Description

이형필름{RELEASE FILM}
본 발명은 이형필름에 관한 것으로서, 더욱 바람직하게는 기재필름 상에, 페닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제1이형층 및 상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제2이형층으로 이루어진 다층의 이형층을 형성함으로써, 저속박리력 및 고속박리력 간의 차이가 작아 박리력의 속도의존성이 낮고, 특히 종래 이형필름대비 낮은 고속박리력으로 인해 고속박리 공정에 유리한 이형필름에 관한 것이다.
이형필름은 통상 점착제피막이 부착되어 점착성분을 대기중의 이물 또는 원치 않는 피착제로부터 보호하기 위한 보호필름으로서, 일반적으로 기재필름의 일면에 이형층이 구비되는 구조로 이루어진다.
이러한 이형필름은 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 사용하고 고분자실리콘이 도공된 형태의 이형층으로 이루어진 구조가 일반적이다.
이형필름 분야에 있어서, 박리력은 이형필름의 성능을 대표하는 물성으로서, 점착제로부터 떨어질 때의 힘을 의미하며, 보다 낮은 박리력을 가지는 이형필름이 요구되고 있다.
이에, 일반적으로 이형필름의 박리속도가 빠를수록, 높은 박리력을 보이는 경향이 있어 고속에서 낮은 박리력을 구현하기 위한 노력들이 당업계 전반에서 이루어져 왔다.
고속 박리시 박리력을 낮추기 위한 대표적인 방법으로서, 이형제를 구성하는 실리콘에 있어서 비닐기 함유 비율이 높고 경화제 함량이 높은 실리콘을 채택하는 방법이 제안된 바 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2).
그러나 이와 같은 방법은 실리콘의 높은 반응성 작용기 함량으로 인하여 완전경화가 어려워, 이형필름 제조 후 시간이 경과할수록 박리력이 상승하는 문제가 있고, 또한 높은 경화제 함량으로 인하여 실리콘의 제조단가가 상승하여 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
이에, 본 발명자들은 종래 이형필름의 문제점을 개선하고자 노력한 결과, 이형층의 조성변화로 인해 물성 제어 방식에서, 이형층을 다층구조로 분산 설계하여 이형층의 비닐기 및 경화제 함량이 적정수준을 유지하면서 각층의 코팅두께를 최적화하여 고속(30m/min)에서의 낮은 고속박리력(F30)을 구현할 뿐 아니라 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30)간의 차이가 작은 특성을 가지도록 설계하여 저속 및 고속 박리시에 가벼운 박리력으로 박리할 수 있고 박리력의 경시변화와 같은 부작용이 없는 이형필름을 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다.
1. 대한민국 등록특허 제1493832호 (2015.02.16. 공고) 2. 일본 공개특허공보 특개평 06-093183호(1994.04.05. 공개)
본 발명의 목적은 기재필름상에 다층의 이형층이 형성된 이형필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에스테르 필름의 기재필름 상에, 페닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제1이형층 및 상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제2이형층으로 이루어진 다층의 이형층이 형성된 이형필름을 제공한다.
본 발명의 이형필름은 상기 제1이형층 두께 0.1 내지 1.0㎛ 및 제2이형층 두께 0.01 내지 0.20㎛ 조합되어 형성된 다층의 이형층을 구비한 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명의 이형필름은 상기 다층의 이형층 상에 표준테이프를 부착하고 상온에서 숙성 후 180도 각도로 박리 시, 저속(0.3m/min)에서의 저속박리력(F0.3) 및 고속(30m/min)에서의 고속박리력(F30)간의 F30/F0.3 값이 1.4 이하를 충족함으로써, 저속과 고속에서의 박리력 차이가 작은 특성을 보인다.
이때, 본 발명은 상기 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 모두 20gf/in 이하의 낮은 박리력을 가지는 이형필름을 제공한다.
본 발명은 저속박리력 및 고속박리력 모두 20gf/in 이하의 낮은 박리력을 가지는 이형필름을 제공함으로써, 고속박리 공정에 적용할 수 있고, 종래 기술과 달리 이형층의 비닐기 및 경화제 함량이 적정수준을 유지하므로 박리력의 경시변화와 같은 부작용이 없는 이형필름을 제공한다.
또한 본 발명의 이형필름은 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 간의 차이가 작은 특성을 보임으로써, 박리력의 속도의존성이 낮고 저속 및 고속 박리시에 가벼운 박리력으로 박리할 수 있으며 단일공정 중 박리속도가 변화하는 공정에 적용하기에 적합하다.
이에, 본 발명의 이형필름은 이형필름의 사용자로 하여금 더욱 빠른 공정이 가능함으로써 공정비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 폴리에스테르 필름의 기재필름상에, 페닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제1이형층 및 상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제2이형층으로 이루어진 다층의 이형층이 형성된 이형필름을 제공한다.
본 발명의 이형필름에서, 기재필름은 특별한 제한되지 않으나, 내열성, 내화학성 및 기계강도가 우수하고, 경제성이 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 50㎛ 필름두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하나 이에 한정되지 아니하고, 바람직하게는 10 내지 200㎛의 필름두께를 가지는 필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 이형필름에서, 제1이형층은 하기 화학식 1로 표시되는 페닐변성실리콘, 하이드로전실리콘, 백금촉매 및 잔량의 유기용제를 혼합함으로써 얻어지는 이형코팅액을 상기 기재필름 일면에 도포 후 가열 경화함으로써 얻어진다.
이때, 하기 화학식 1로 표시되는 페닐변성실리콘은 폴리디메틸실록산에서 일부 메틸기가 페닐기로 치환된 구조의 화합물이다.
화학식 1
Figure 112017008990985-pat00001
상기 화학식 1에 있어서, m과 n은 자연수로, m+n이 1,000 내지 50,000의 범위이다. 이때, 상기 m+n의 값이 1,000보다 작으면, 이형층의 균일한 코팅이 어렵고 기재와의 밀착성이 떨어지는 문제가 있고, 50,000을 초과하면 이형코팅액의 점도가 지나치게 높아 균일한 코팅이 어려운 문제가 있다.
또한, 본 발명의 제2이형층은 비닐변성실리콘, 하이드로전실리콘, 백금촉매 및 잔량의 유기용제를 혼합함으로써 얻어지는 이형코팅액을 상기 제1이형층의 일면에 도포 후 가열 경화함으로써 얻어진다.
상기 비닐변성실리콘은 특별한 제약이 있는 것은 아니며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 용제계 실리콘이라면 어느 것이나 사용될 수 있다
본 발명의 이형필름은 상기 제1이형층 두께 0.1 내지 1.0㎛ 및 제2이형층 두께 0.01 내지 0.20㎛ 조합에 의해 최적화되는 것이다.
상기 제1이형층의 코팅두께가 0.1㎛ 미만이면 고속박리력을 감소시키는 효과가 미미하며, 1.0㎛을 초과하는 경우 이형층이 점착성을 띄는 이른바 블로킹 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한, 상기 제2이형층의 코팅두께가 0.01㎛ 미만이면 제2이형층이 저속박리력을 감소시키는 효과가 미미하여 저속에서의 박리력이 높아지는 문제가 있으며, 0.20㎛을 초과하는 경우 제1이형층에 비해 제2이형층의 두께가 지나치게 높아 고속박리력이 높아지는 문제가 있다.
이에, 제1이형층 두께 및 제2이형층 두께 요건이 충족될 때, 낮은 저속박리력 및 고속박리력을 달성할 수 있다.
구체적인 결과로서, 본 발명의 이형필름에 있어서, 다층의 이형층 상에 표준테이프를 부착하고 상온에서 숙성 후 180도 각도로 박리 시, 저속(0.3m/min)에서의 저속박리력(F0.3) 및 고속(30m/min)에서의 고속박리력(F30)이 하기 수학식 1의 물성을 충족하는 것을 확인할 수 있다[표 1].
수학식 1
F30 / F0.3 ≤ 1.4
특히, 상기 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 모두 20gf/in 이하의 낮은 박리력을 보이고, 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 간의 차이가 작은 특성을 보임으로써, 단일공정 중 박리속도가 변화하는 공정에 적용하기에 적합하다.
특히, 종래 단층의 이형층으로 이루어진 이형필름대비 고속(30m/min)에서의 고속박리력(F30)이 20gf/in 이하로 낮아 고속박리 공정에 적용할 수 있고, 그에 따라 이형필름 사용자의 생산성에 기여할 수 있다.
이상의 이형필름의 제1이형층 및 제2이형층의 형성에 사용되는 이형코팅 조성물에서, 하이드로전 실리콘 및 백금촉매는 특별한 제약이 있는 것은 아니며, 당업계에서 널리 쓰이는 상업화된 제품을 사용할 수 있다.
상기 제1이형층 및 제2이형층의 형성에 사용되는 이형코팅 조성물에 있어서 상기 유기용제는 톨루엔이 적용되는 것이 일반적이며, 코팅 균일성 확보를 위하여 n-헥산, n-헵탄, n-옥탄 등의 유기용제를 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1이형층 및 제2이형층의 이형코팅액의 도포 방법에는 특별한 제약이 있는 것은 아니며, 바, 그라비아, 콤마, 다이코팅 등을 적용할 수 있다. 액상으로 도포된 이형코팅액은 열풍건조기에서 150℃ 내외의 온도로 30초 내외로 가열경화함으로써 경화된 이형층을 얻을 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1∼4> 이형필름 제조
1. 기재필름
두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(제조사: 도레이첨단소재, 제품명: XD500)을 기재필름으로 하였다.
2. 제1이형층
기재필름의 일면에 페닐변성실리콘(화학식 1로 표시되는 화합물이고, m+n 값이 약 20,000)과 하이드로전폴리디메틸실록산이 혼합된 실리콘 수지 제품(제조사: 신에츠, 제품명: X-62-2826) 10중량% 및 톨루엔 90중량%로 이루어진 조성물 100 중량부에 대하여, 백금촉매(제조사: 신에츠, 제품명: CAT-PL-50T) 0.15 중량부가 함유된 이형코팅액을 바 코터를 이용하여 도포한 후 열풍건조기에서 150℃ 온도로 30초간 가열 경화하여 제1이형층을 형성하였다. 이때, 하기 표 1에 제시된 바와 같이 상기 이형코팅액의 코팅두께에 달리하여 제1이형층을 형성하였다.
3. 제2이형층
상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘과 하이드로전폴리디메틸실록산이 혼합된 실리콘 수지 제품(제조사: 신에츠, 제품명: KS-847H) 5중량% 및 톨루엔 95중량%로 이루어진 조성물 100 중량부에 대하여, 백금촉매(제조사: 신에츠, 제품명: CAT-PL-50T) 0.05 중량부가 함유된 이형코팅액을 바코터를 이용하여 도포한 후 열풍건조기에서 150℃ 온도로 30초간 가열 경화하여 제2이형층을 형성하였다. 이때, 하기 표 1에 제시된 바와 같이 상기 이형코팅액의 코팅두께에 달리하여 제2이형층을 형성하여, 다층의 이형층이 형성된 이형필름을 제조하였다.
< 비교예 1∼4> 이형필름의 제조
하기 표 1에 제시된 제1이형층 및 제2이형층의 코팅두께를 달리하여 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 이형필름을 제조하였다.
< 비교예 5> 이형필름의 제조
두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 기재필름상에, 비닐변성실리콘과 하이드로전폴리디메틸실록산이 혼합된 실리콘 수지 제품(제조사: 신에츠, 제품명: KS-847H) 5중량% 및 톨루엔 95중량%로 이루어진 조성물 100 중량부에 대하여, 백금촉매(제조사: 신에츠, 제품명: CAT-PL-50T) 0.05 중량부가 함유된 이형코팅액을 바코터를 이용하여 도포한 후 열풍건조기에서 150℃ 온도로 30초간 가열 경화하여 이형층을 형성하여, 이형필름을 제조하였다.
< 실험예 1> 물성평가
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼5에서 제조된 이형필름에 대하여, 블로킹성과 박리성능에 대한 물성을 평가하였다.
1. 블로킹성 평가
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼5에서 제조된 이형필름을 각각 10매씩 겹쳐 놓고 100gf/㎠의 하중 하에서 24시간 방치한 후 블로킹 현상의 유무를 평가하였다. 겹쳐진 이형필름을 형광등하에서 육안 관찰하여 블로킹으로 인한 자국이 관찰되지 않는 경우 '양호', 블로킹 자국이 관찰되는 경우 '불량'으로 판정하였다.
2. 박리성능 평가
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼5에서 제조된 이형필름에서, 2kg 롤러로 이형층의 이형코팅면에 당업계에서 널리 쓰이는 표준테이프인 TESA7475 테이프를 부착하고 상온에서 24시간 숙성 후 박리시의 박리력을 측정하였다. 이때, 측정장비(Cheminstrument사의 AR-1000)를 이용하여 180도 각도에서 박리시의 박리력을 측정하되, 박리속도를 저속박리속도 0.3m/min(이하 F0.3) 및 저속박리속도 30m/min(이하 F30)으로 구분하여 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
Figure 112017008990985-pat00002
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1∼4에서 제조된 다층의 이형층이 형성된 이형필름의 경우 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 모두 20gf/in 이하로 낮은 박리력을 보였다.
또한, 상기 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 간의 비율인 F30/F0.3 값이 1.4 이하를 충족하여, 저속과 고속에서의 박리력 차이가 작은 특성을 확인하였다.
반면에, 비교예 1∼4에서 제조된 이형필름은 다층의 이형층을 구비하더라도 제1이형층 및 제2이형층의 코팅두께 조합을 벗어난 경우, 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 값이 매우 높게 확인되었으며, 특히, 제1이형층의 두께가 본 발명의 바람직한 두께 범위를 초과하는 비교예 3의 이형필름의 경우 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 모두 20gf/in 이하이나, 블로킹 문제가 발생하였다.
또한, 단층의 이형층으로 이루어진 통상의 이형필름 구성인 비교예 5의 경우 저속박리력(F0.3) 값은 20gf/in 이하로 낮은 박리력을 보이나 고속박리력(F30) 값은 47.8gf/in로 매우 높은 값을 확인하였다.
이상에서 살핀 바와 같이, 본 발명은 폴리에스테르 필름의 기재필름상에 다층의 이형층이 최적화된 코팅두께로 설계된 이형필름을 제공함으로써, 고속(30m/min)에서의 고속박리력(F30)이 종래 단층의 이형층으로 이루어진 이형필름대비 현저히 낮아, 고속박리 공정에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 이형필름은 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) 간의 차이가 작은 특성을 보임으로써, 저속 및 고속 박리시에 가벼운 박리력으로 박리할 수 있고 단일공정 중 박리속도가 변화하는 공정에 적용하기에 적합하다.
이에, 본 발명의 이형필름은 종래의 이형필름 대비 고속박리공정이 가능하므로, 이형필름 사용자의 생산성에 기여할 수 있다.
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.

Claims (5)

  1. 폴리에스테르 필름의 기재필름상에,
    페닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제1이형층 및 상기 제1이형층 상에 비닐변성실리콘 함유액으로 형성된 제2이형층으로 이루어진 다층의 이형층이 형성되되,
    상기 다층의 이형층이 제1이형층 두께 0.1 내지 1.0㎛ 및 제2이형층 두께 0.01 내지 0.20㎛ 조합될 때,
    상기 다층의 이형층 상에 표준테이프를 부착하고 상온에서 숙성 후 180도 각도로 박리 시, 저속(0.3m/min)에서의 박리력, F0.3 및 고속(30m/min)에서의 박리력 F30이 하기 수학식 1의 물성을 충족하는 이형필름.
    수학식 1
    0.39 < F30 /F0.3 ≤ 1.4
  2. 제1항에 있어서, 상기 페닐변성실리콘이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 이형필름:
    화학식 1
    Figure 112017008990985-pat00003

    상기 화학식 1에 있어서, m과 n은 자연수로, m+n이 1,000 내지 50,000의 범위이다.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30)이 하기 물성을 충족하는 저박리력인 것을 특징으로 하는 이형필름.
    0 < 저속박리력(F0.3) 및 고속박리력(F30) ≤ 20 gf/in
KR1020170012022A 2017-01-25 2017-01-25 이형필름 KR101915664B1 (ko)

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