KR101927522B1 - 아크릴 실리콘을 이용한 이형필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

아크릴 실리콘을 이용한 이형필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 오일과 아크릴산을 중합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지를 이용하여 실리콘 오일의 피착제로의 이탈을 차단할 수 있는 비전이형 유광, 무광의 이형필름을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 이형필름에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 도막이 견고하며, 내긁힘성, 내용제성 및 내열성이 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.

Description

아크릴 실리콘을 이용한 이형필름 및 이의 제조방법{RELEASED FILM USING ACRYLIC SILICONE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 아크릴 실리콘을 이용한 이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 오일과 아크릴산을 중합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지를 이용하여 실리콘 오일의 피착제로의 이탈을 차단할 수 있는 비전이형 유광, 무광의 이형필름을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 이형필름에 관한 것이다.
이형필름은 일반적으로 점착제층(또는 점착층)의 보호를 주목적으로 사용된다. 이형필름은 산업용 점착테이프로 가장 많이 사용되고 있으며, 최근에는 모바일 폰, LCD, 반도체, 디스플레이 등의 IT 분야와 자동차의 리사이클 및 의료용 목적으로 적용 범위가 넓어지고 있다.
종래 기술에 따른 이형필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 기재 필름과 실록산계 실리콘 조성물의 이형층을 포함한다. 그러나 실록산계 실리콘 조성물을 사용하여 이형필름을 제조할 경우, 필름의 이형력, 잔류점착률, 밀착성과 같은 물성이 저하되고, 공정 과정에서 이형층이 전이되는 문제가 발생하여 이를 해결하기 위해 다양한 첨가제를 사용하게 되었으나, 첨가제의 함량에 따라 이형필름의 균일한 물성을 유지하기 어렵다는 문제가 있다.
아울러, 이형필름의 적용 분야가 광범위해짐에 따라 종래 이형필름이 갖고 있는 이형력 뿐만 아니라 필름 표면의 광택정도, 내열성, 내긁힘성, 내용제성 등 이형필름을 적용하고자 하는 분야에서 필요로 하는 물성도 점차 다양해지고 있다. 하지만 이와 같이 복잡한 요구를 충족시키는 기술의 출현은 아직까지 미미한 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0028416호
본 발명은 아크릴 실리콘 및 폴리아크릴레이트 수지를 이용한 비전이형 유광, 무광 이형필름(지)의 제조 방법과 상기 방법으로 제조되는 이형필름을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리콘 오일 및 아크릴산을 중합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과, 폴리아크릴레이트 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 필러를 혼합한 조성물을 기재 필름 상에 도포하여 이형층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 이형필름의 제조방법을 제공한다.
상기 방법은 실리콘 오일을 아크릴산에 중합시켜 실리콘 오일의 피착제로의 전이를 차단시킬 수 있다 이에 따라 비전이형 이형 필름의 제조가 가능하다.
상기 방법은 필러를 첨가하여 무광 이형필름을 구현할 수 있다.
또한 상기 방법은 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지의 함량비 조절에 따라 이형력을 조절할 수 있다.
상기 실리콘 오일은 디메틸 실리콘, 메틸페닐 실리콘, 실리콘 아크릴레이트 및 폴리디메틸실록산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 실리콘 오일 사슬 말단에 -OH, -CH=CH2, -H 등 반응에 참여할 수 있는 작용기를 포함하는 반응성 실리콘 오일을 사용할 수 있다.
상기 아크릴산은 메타아크릴산, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 n-옥틸, 아크릴산라우릴, 아크릴산이소부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산이소옥틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 n-옥틸, 메타크릴산라우릴, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산이소옥틸, 아크릴산 2-메톡시에틸, 아크릴산에톡시메틸, 메타크릴산 2-메톡시에틸, 메타크릴산에톡시메틸, 아크릴산벤질 및 메타크릴산벤질로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 오일과 아크릴산은 1:0.5~1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 조성물은 폴리아크릴 실리콘 1~10 중량부, 폴리아크릴레이트 수지 10~50 중량부, 경화제 5~20 중량부 및 필러 0.1~ 20 중량부를 포함하여 구성될 수 있으며, 40 ~ 80 중량부의 유기용매를 더 포함할 수 있다. 용매로는 톨루엔 또는 MEK(메틸에틸케톤) 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 톨루엔 20~40 중량부, MEK 20~40 중량부를 혼합사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI), 크실릴렌 디이소시아네이트(Xylylene diisocyanate, XDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리아크릴레이트 수지는 아크릴산을 중합시키는 방법으로 제조될 있다. 사용 가능한 아크릴산은 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 방법에서 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지는 각각 1~10 중량부와 10~50의 중량부로 범위로 혼합될 수 있다.
상기 방법은 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지의 함량비 조절에 따라 이형력이 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 필러는 조성물 전체 100 중량부 기준으로 0.1 ~ 20 중량부로 첨가되어 이형필름의 광택을 조절할 수 있다.
상기 필러는 실리카, 탈크, 아크릴 비드, 우레탄 비드, 우레아 비드 및 글래스 비드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 이형층은 폴리우레탄 도막 형태일 수 있다.
본 발명에서 기재 필름은 그 종류의 제한은 없으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(poly butylene terephthalate, PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly ethylene naphthalate, PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(poly butylene naphthalate, PBN), 폴리에틸렌(poly ethylene, PE) 및 폴리프로필렌(polypropylene, PP)으로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
또한 본 발명은, 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에, 실리콘 오일 및 아크릴산을 중합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과, 폴리아크릴레이트 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 필러를 혼합한 조성물로 형성한 이형층을 포함하는 이형필름을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은, 실리콘 오일 및 아크릴산을 중합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과, 폴리아크릴레이트 수지 및 이소시아네이트 경화제를 혼합한 조성물을 기재 필름 상에 도포하여 이형층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 이형필름의 제조방법을 제공할 수 있다. 상기 이형필름은 유광 이형필름일 수 있다. 상기 조성물은 폴리아크릴 실리콘 1~10 중량부, 폴리아크릴레이트 수지 10~50 중량부, 경화제 5~20 중량부를 포함하여 구성될 수 있으며, 40 ~ 80 중량부의 유기용매를 더 포함할 수 있다. 용매로는 톨루엔 또는 MEK(메틸에틸케톤) 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 톨루엔 20~40 중량부, MEK 20~40 중량부를 혼합사용할 수 있다. 기타 구체적 구성에 대한 설명은 상기에서 설명한 바와 같다.
또한 본 발명은 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에, 실리콘 오일 및 아크릴산을 혼합하여 제조한 폴리아크릴 실리콘과, 폴리아크릴레이트 수지 및 이소시아네이트계 경화제를 혼합한 조성물로 형성한 이형층을 포함하는 이형필름을 제공할 수 있다. 상기 이형필름은 유광 이형필름일 수 있다.구체적 구성에 대한 설명은 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 아크릴산에 실리콘 오일을 중합시켜 실리콘 오일의 이탈을 원천 차단함으로써 실리콘 오일이 피착제로 전이되지 않는 비전이형 이형 필름을 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 도막이 견고하며, 내긁힘성, 내용제성 및 내열성이 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지 혼합 비율을 조정함으로써 이형력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 추후 이형필름을 적용하고자 하는 제품의 특성 등에 따라 목표로 하는 이형력을 다르게 부여할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 각종 필러를 사용하여 광택 조절이 가능하다. 이에 따라 이형필름을 적용하고자 하는 제품 특성을 고려하여 적절한 광택을 부여할 수 있다.
아울러 무광 이형필름 제조는 현재 반드시 2회 이상의 작업이 필요한 공정이 필요하나, 본 발명에 따르면 이형 필름을 1회 작업으로 제조할 수 있는 바, 공정과정을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예에 의해 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
실시예 1: 이형필름 제조
1-1: 폴리아크릴 실리콘 제조
톨루엔 62.2 중량부에 실리콘 오일(실리콘 아크릴산 모노머) 20 중량부, 메타메틸 아크릴(메타크릴산메틸, methamethyl acryl, MMA) 14 중량부, 메타 아크릴산(methacrylic acid) 0.5 중량부, 2-HEMA(hydroxyethyl methacrylate) 3 중량부 및 BPO(benzoyl peroxide) 0.3 중량부를 첨가한 후 110℃에서 5시간 동안 반응시켜 폴리아크릴 실리콘을 제조하였다.
1-2: 폴리아크릴레이트 제조
톨루엔 33에 메타메틸 아크릴 34 중량부, 메타 아크릴산 0.5 중량부,에틸 아세테이트 29.2 중량부, 2-HEMA 3 중량부 및 BPO 0.3 중량부를 첨가한 후 110℃에서 5시간 동안 반응시켜 폴리아크릴레이트를 제조하였다.
1-3: 유광 아크릴 실리콘 이형필름 제조
실시예 1-1에서 제조한 폴리아크릴 실리콘 5 중량부, 실시예 1-2에서 제조한 폴리아크릴레이트 30 중량부, 이소시아네이트 경화제 10 중량부를 용매(톨루엔 30 중량부와 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone) 25 중량부에 혼합된 용매)에 혼합한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET) 필름 상에 도포하고 60℃에서 72시간 처리하여 유광 아크릴 실리콘 이형필름을 제조하였다.
1-4: 무광 아크릴 실리콘 이형필름 제조
실시예 1-1에서 제조한 폴리아크릴 실리콘 5 중량부, 실시예 1-2에서 제조한 폴리아크릴레이트 30 중량부, 이소시아네이트 경화제 10 중량부, 실리카(필러) 10 중량부를, 용매(톨루엔 30 중량부 및 메틸 에틸 케톤 15 중량부가 혼합된 용매)에 혼합한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET) 필름 상에 도포하고 60℃에서 72시간 처리하여 무광 아크릴 실리콘 이형필름을 제조하였다.
실험예 1: 이형필름의 점착력 평가
실시예 1-3에 따라 제조된 이형필름에 점착력이 3500 g/inch이고, 폭 50 mm × 길이 175 mm인 점착테이프 SUS(TESA 7475) TAPE를 붙인 후, 22℃, 55%의 항온 항습 조건에서 20분간 방치 후 점착력 변화를 측정하였다. 즉, 각각의 이형필름을 벗겨 제거한 점착테이프를 금속판에 압착하여 붙인 후, 180도에서 잡아 당겨 벗기는 방법으로 점착력을 측정하였다. 비교예로 SKC(SG31)을 선정하여 점착력을 비교하였다(표 1).
이형필름의 점착력 확인
평가항목 초기점착력(①) 20분후 점착력(②) 점착률(②/①*100)
SKC(SG31) 3500 g/inch 2950 g/inch 84.3%
본발명 3500 g/inch 3500 g/inch 100%
실험 결과, SKC(SG31)의 점착력은 20분 후 초기 점착력의 84.3%로 감소하였으나, 본 발명에 따른 이형필름의 점착력은 20분 후에도 초기의 점착력을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 이형필름의 이형력 평가
폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트를 각각 1:10, 1:20 및 1:50의 중량비로 혼합하여 실시예 1-3의 방법으로 제조한 이형필름에 폭 50 mm × 길이 175 mm인 아크릴계 점착테이프(TESA7475)를 붙인 후, FINAT-10 평가법에 의거하여 이형력을 측정하였다. 즉, FINAT 시험 롤러(2 kg 하중)를 이용하여 10 mm/sec의 속도로 2회 왕복하여 표준테이프를 이형필름 상에 압착시킨 후, 각각의 이형필름과 표준테이프의 충분한 압착을 위해 평평한 2장의 금속판 사이에 시편을 넣어 70 g/㎠의 압력으로 온도 약 23℃에서 20시간 동안 보관하였다. 이후, 압력을 제거하고, 4시간 후에 각각의 이형필름을 치구에 고정시킨 후, 표준테이프를 180도 방향으로 300 mm/min의 속도로 이형필름으로부터 박리하여 측정하였다. 이때, 각 이형필름들에 대해 5회 반복 측정하고, 그 평균값(g/inch)을 측정하였다(표 2).
이형필름의 이형력 확인1
평가항목 폴리아크릴 실리콘 : 폴리아크릴레이트
1:10 (중량비) 1:20 (중량비) 1:50 (중량비)
이형력 50 g/inch 300 g/inch 800 g/inch
아울러, 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트를 각각 1:50, 10:50 및 20:50의 비율로 첨가하여 실시예 1-3의 방법으로 제조한 이형필름에 대해 상기와 동일한 방법으로 이형력을 측정하였다(표 3).
이형필름의 이형력 확인2
평가항목 폴리아크릴 실리콘 : 폴리아크릴레이트
1:50 (중량비) 10:50 (중량비) 20:50 (중량비)
이형력 800 g/inch 80 g/inch 40 g/inch
실험 결과, 폴리아크릴레이트의 함량이 증가할수록 이형력이 증가하고, 반대로 폴리아크릴 실리콘의 함량이 증가할수록 이형력이 감소하였으며, 이를 통해 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트의 비율에 따라 이형필름의 이형력을 조절할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 3: 필러 함량에 따른 이형필름의 광택조절 평가
필러 함량에 따라 이형필름의 광택이 조절되는 정도를 분석하고 그 결과를 표 4에 나타내었다. 평가는 상기 실시예 1-4의 조성에서 나머지 조성은 동일하게 구성하고 필러의 함량만 하기 표 4와 같이 변화시켜 실시하였고, 이형필름 표면의 광택을 한국고분자시험연구소의 ASTM D523에 따라 마이크로-TRI-광택계를 사용하여 60˚광택값을 측정하는 방법으로 수행하였다(표 4).
이형필름의 광택도 확인
평가항목 실리카 함량(중량부)
1 5 15
60˚광택값 40±5 10±2 2±0.5
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리아크릴 실리콘 1~10중량부, 폴리아크릴레이트 수지 10~50중량부, 이소시아네이트계 경화제 5~20중량부 및 필러 0.1~20중량부로 혼합된 조성물을 기재 필름 상에 도포하여 이형층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이며, 상기 폴리아크릴 실리콘은 실리콘 오일 및 아크릴산의 중합에 의해 제조되되,
    상기 실리콘 오일 및 아크릴산은 1:0.5~1의 중량비로 혼합되는 이형필름의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은 실리콘 오일을 아크릴산에 중합시켜 실리콘 오일의 피착제로의 전이를 차단시키는 것을 특징으로 하는 이형필름의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은 필러를 첨가하여 무광 이형필름을 구현하는 것을 특징으로 하는 이형필름의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은 폴리아크릴 실리콘과 폴리아크릴레이트 수지의 함량비 조절에 따라 이형력이 조절되는 것을 특징으로 하는 이형필름의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 필러는 실리카, 탈크, 아크릴 비드, 우레탄 비드, 우레아 비드 및 글래스 비드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이형층은 도막 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 이형필름의 제조방법.
  8. 기재 필름; 및
    상기 기재 필름 상에 형성되는 이형층을 포함하되,
    상기 이형층은 폴리아크릴 실리콘 1~10중량부, 폴리아크릴레이트 수지 10~50중량부, 이소시아네이트계 경화제 5~20중량부 및 필러 0.1~20중량부로 혼합된 조성물을 기재 필름 상 도포하여 형성되고, 상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이며, 상기 폴리아크릴 실리콘은 실리콘 오일 및 아크릴산의 중합에 의해 제조되되,
    상기 실리콘 오일 및 아크릴산은 1:0.5~1의 중량비로 혼합되는 이형필름.







  9. 삭제
  10. 삭제
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