KR102187268B1 - 이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법이 개시된다. 상기 이형필름은 기재 및 상기 기재의 적어도 일면에 위치한 이형층을 포함하고, 상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 ~ 30 nm 미만이고, 상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만이고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하이고, 상기 이형필름이 권취된 롤의 코어표면으로부터 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치에서 표면방향으로 롤 표면경도가 500 ~ 800일 수 있다.

Description

이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법{Release film and manufacturing method of the release film}
이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리에스테르계 필름을 기재로 하는 이형필름은 세라믹 시트 성형용 이형필름으로 사용되고 있다. 상기 세라믹 시트 성형용 이형필름은, 예를 들어, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)의 세라믹 시트를 가공하는데 이용되고 있다.
최근, 에너지 저장장치의 소형화 및 박형화에 의해 예를 들어, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 또한 소형화 및 대용량화가 진행되고 있으며, 세라믹 시트도 점점 박막화, 대면적화, 및 고적층화가 진행되고 있다.
이러한 세라믹 시트의 박막화, 대면적화, 및 고적층화를 충족하기 위해서는, 세라믹 슬러리 고형분 함량과 점도가 보다 낮아져야 하며, 세라믹 시트 성형용 이형필름에 세라믹 슬러리가 얇으면서 대면적으로 코팅되어야 하는 특성이 요구된다.
이러한 요구조건을 만족시키지 않을 경우, 세라믹 슬러리가 이형필름 위에 균일하게 도포되지 않거나 세라믹 슬러리 도포층에 핀홀 등이 발생하게 되고, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 가공 후 쇼트(Short) 불량을 유발하고, 절연파괴 전압(Break Down Voltage, BDV)을 저하시키는 문제가 발생한다.
따라서 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 갖는 이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법에 대한 요구가 여전히 있다.
일 측면은 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 가지며 세라믹 콘덴서(MLCC)와 같은 에너지 저장장치의 가공시 쇼트 불량이 감소하고 절연파괴전압(break down voltage, BDV)이 향상되는 등 칩 신뢰성이 향상되게 하는 이형필름을 제공하는 것이다.
다른 측면은 상기 이형필름의 제조방법이 제공된다.
일 측면에 따라,
이형필름으로서,
기재; 및
상기 기재의 적어도 일면에 위치한 이형층;을 포함하고,
상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 ~ 30 nm 미만이고,
상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만이고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하이고,
상기 이형필름은 권취된 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치에서 롤 표면경도가 500 ~ 800인, 이형필름이 제공된다.
상기 이형층의 다이내믹 초미소경도(DH)는 0.2 ~ 3.0 gf/μm2일 수 있다.
상기 이형층은 바인더 및 이형제를 포함할 수 있다.
상기 바인더는 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 및 폴리우레탄계 수지로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 이형제는 아크릴기, 에스테르기, 우레탄기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 카르복시기, 카르보닐기, 히드록시기, 에테르기, 아민기, 티올기, 알킬기, 및 알케닐기로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 갖는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
상기 이형층의 세라믹 시트에 대한 박리력은 0.5 gf/25 mm ~ 10 gf/25 mm일 수 있다.
상기 이형층의 잔류접착률은 85% 이상일 수 있다.
상기 이형층의 두께는 0.01 ㎛~ 0.5 ㎛일 수 있다.
상기 이형필름은 세라믹 시트 성형에 사용될 수 있다.
다른 일 측면에 따라,
기재를 준비하는 단계;
상기 기재의 적어도 일 면에 바인더 및 이형제를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 열처리하여 이형층이 형성된 필름을 제조하는 단계; 및
상기 필름을 롤로 권취하여 마스터롤을 제작하고 이를 슬리팅하여 이형필름을 제조하는 단계;를 포함하는, 이형필름의 제조방법이 제공된다.
상기 이형제의 고형분 함량은 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 0.05 ~ 20 중량부일 수 있다.
일 측면에 따른 이형필름은, 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 ~ 30 nm 미만이고, 상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만이고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하이고, 이형필름이 권취된 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치에서 롤 표면경도가 500 ~ 800이기에, 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 가질 수 있다. 상기 이형필름을 이용하여 세라믹 콘덴서(MLCC)와 같은 에너지 저장장치를 가공하는 경우에, 쇼트 불량이 감소하고 절연파괴전압(break down voltage, BDV)이 향상되는 등의 칩 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 이형필름의 롤 표면경도의 측정위치를 나타낸 단면 모식도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 이형필름의 롤 표면경도의 측정위치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 이형필름의 단면 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 이형필름 및 상기 이형필름의 제조방법에 관해 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 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.
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 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "이들 조합"이라는 용어는 기재된 구성요소들 하나 이상과의 혼합 또는 조합을 의미한다.
본 명세서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련 기재된 하나 이상의 항목들의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서 "또는"이라는 용어는 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서에서 구성요소들의 앞에 "적어도 1종", 또는 "하나 이상"이라는 표현은 전체 구성요소들의 목록을 보완할 수 있고 상기 기재의 개별 구성요소들을 보완할 수 있는 것을 의미하지 않는다.
본 명세서에서 일 구성요소가 다른 구성요소의 "상에" 또는 "위에" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 일 구성요소는 다른 구성요소 위에 직접 배치될 수 있거나 상기 구성요소들 사이에 개재된 구성요소들이 존재할 수 있을 수 있다. 반면에, 일 구성요소가 다른 구성요소 "상에 직접" 또는 "위에 직접" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 개재된 구성요소들이 존재하지 않을 수 있다.
본 명세서에서 "~계 수지", "~ 계 중합체", 또는/및 "~ 계 공중합체"는 "~ 수지", "~ 중합체", "~ 공중합체", 또는/및 "~ 수지, 중합체, 또는 공중합체의 유도체"를 모두 포함하는 광의의 개념이다.
본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 단위 「중량부」는 각 성분 간의 중량비율을 의미한다.
최근, 에너지 저장장치의 소형화, 박형화, 및 대형화가 진행됨에 따라, 이형층 표면이 평탄한 이형필름을 롤 형태로 권취하여도 블러킹 등이 발생하지 않고, 박막 그린 시트 성형용에 사용 가능한 이형필름을 제공하고자 하는 시도가 있어왔다. 일 예로, 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 30 nm 이하이고, 이형층 표면의 돌기 높이와 돌기수의 관계를 특정하여 박막 그린시트 성형용 이형필름에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 세라믹 시트의 두께가 1 ㎛ 이하에서는 이형층 표면에서 400 nm 이상의 돌기개수만을 관리하여 전기장치의 요구되는 물성이 확보될 수 없다. 다른 예로, 기재필름에 실란 이접착층에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 저분자량의 실란이 기재필름의 표면요철에 대한 추종성이 크기 때문에 이형필름 표면의 요철을 용이하게 평탄화 시켜주지 못하는 문제가 있고, 실리콘계 수지만으로 두꺼운 코팅층을 가공할 경우 블러킹 등의 문제가 발생할 수 있다. 또다른 예로, 저분자량의 경화형 수지를 이용한 평탄화층을 도입하여 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 8nm 이하, 최대 돌기 높이(Rt)가 50 nm 이하인 박리필름에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 평탄화층 가공을 하고 그 상면에 다시 이형층을 가공하는 경우 가공성이 나빠지고, 주행성이 나빠져 균일한 권취품질을 확보하기가 용이하지 않은 문제가 있다.
이러한 문제를 개선하고자 본 발명의 발명자들은 다음과 같은 이형필름을 제안하고자 한다.
일 구현예에 따른 이형필름은 이형필름으로서, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 위치한 이형층;을 포함하고, 상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 ~ 30 nm 미만이고, 상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만이고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하이고, 상기 이형필름은 권취된 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치에서 롤 표면경도가 500 ~ 800일 수 있다.
일 구현예에 따른 이형필름은 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 제공할 수 있다.
이형필름을 구성하는 기재, 이형층, 이형필름, 에너지 저장장치, 및 상기 이형필름의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
<기재>
본 발명에 사용되는 기재는 이형필름의 기재로서 알려진 공지의 기재필름 또는 시트를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기재로는 폴리에스테르계 수지 필름을 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 수지로는 이형필름 분야에서 통용되는 공지의 기재필름을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 기재필름은 대한민국 등록특허 제10-1200566호, 제10-1268584호, 대한민국 공개특허 제2012-45213호, 및 제2012-99546호 등에 개시된 폴리에스테르계 기재필름을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 구현예에서는 본 발명의 특징만으로 설명하기 위하여, 폴리에스테르계 기재필름에 대해 한정없이 기술하고 있으나, 공지의 폴리에스테르계 기재필름에 관한 기술적 특징을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
상기 폴리에스테르계 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함할 수 있다.
상기 기재필름을 형성하는 폴리에스테르계 수지로는 방향족 디카르복실산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르일 수 있으며, 방향족 디카르복실산으로는 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복실산 (예컨대, ρ-옥시벤조산 등) 등을 사용할 수 있고, 지방족 글리콜로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등을 사용할 수 있다. 이러한 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분 중 2종 이상을 병용할 수도 있으며, 제 3 성분을 함유한 공중합체도 가능하다.
또한 폴리에스테르계 기재필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성 및 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향필름을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 기재필름은 단층구조, 또는 동종 또는 이종의 2층 이상의 다층 구조의 필름일 수도 있다.
상기 폴리에스테르계 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등을 사용할 수 있다.
또한 폴리에스테르계 기재필름은 우수한 롤(Roll)간 주행 특성을 부여하기 위해 입자들을 함유할 수 있는데, 첨가되는 입자로 우수한 미끄러짐 특성을 나타낼 수 있다면 제한없이 사용할 수 있다.
이러한 입자의 예로는, 실리카, 산화 실리콘, 탄산칼슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산마그네슘, 인산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 산화알류미늄, 산화티탄 등의 입자를 포함할 수 있으며, 사용되는 입자의 형상에 한정이 있는 것은 아니나, 예를 들어, 구상, 괴상, 봉상, 판상 입자 중 어떤 것이라도 사용될 수 있다.
또한 입자의 경도, 비중 및 색상에 대해 제한하지 않으나, 필요에 따라 2 종류 이상을 병행 사용할 수 있으며, 사용하는 입자의 평균입경은 0.1 내지 5 ㎛일 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 2 ㎛ 범위의 것을 사용할 수 있다. 이때, 입자의 평균입경이 0.1 ㎛ 미만이면, 입자 간의 응집현상이 발생하여 분산불량이 발생될 수 있고, 입자의 평균입경이 5 ㎛를 초과하면, 필름의 표면 거칠기 특성이 나빠져 후가공시 코팅 불량이 발생될 수 있다.
또한 폴리에스테르계 기재필름에 입자가 포함될 경우, 입자의 함량은 폴리에스테르계 기재필름 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%일 수 있고, 예를 들어 0.01 내지 3 중량%일 수 있다. 입자의 함량이 0.01 중량% 미만이면, 폴리에스테르 필름의 미끄러짐 특성이 나빠져 롤 간의 주행 특성이 나빠질 수 있으며, 입자의 함량이 5 중량%를 초과하면, 필름의 표면 평활성이 나빠질 수 있다.
폴리에스테르계 기재필름은 두께가 제한되지 않으나, 30 ~ 125 ㎛일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 기재필름이 30 um 이하로 너무 얇은 경우 가공 시 열처리에 의해 변형될 우려가 있으며, 125 um 이상 너무 두꺼운 경우에는 열이 충분히 전달되지 않아 경화에 문제가 있을 수 있다.
상기 기재는 권취품질과 공정특성을 고려할 때, 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 nm 이상 30 nm 미만일 수 있다. 상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 nm 미만일 경우, 기재의 롤 주행성이 나빠져 블러킹 현상에 의한 정전기 불량 등의 요인으로 이형층의 코팅시 코팅 결점이 유발될 수 있다. 상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 30 nm 이상일 경우, 이형층으로 평탄화시키기에 기재의 표면조도가 너무 높아 이형층의 두께를 필요이상으로 두껍게 코팅해야 하기 때문에 코팅층의 불균일 현상 및 블러킹 현상 등이 발생될 수 있다.
<이형층>
일 구현예에 따른 이형필름의 이형층은 바인더 및 이형제를 포함할 수 있다. 상기 바인더는 상기 기재의 표면조도를 평탄화시키는 역할을 하며, 상기 이형제는 세라믹 시트에 대한 박리특성을 나타내는 역할을 한다.
상기 바인더는 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 및 폴리우레탄계 수지로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 멜라민계 수지일 수 있다. 상기 멜라민계 수지는 건조 후 가교도가 높아 이형층의 경도를 높일 수 있고, 이형제와 용이하게 반응할 수 있다.
예를 들어, 상기 멜라민계 수지는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112020041137080-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3, R4, R5, R6은 서로 독립적으로 -H, -CH2OH, 또는 -CH2OR (여기서, R은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기임)일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 멜라민계 수지는 2개 이상 축합되어 이루어진 다핵체를 함유할 수도 있다.
상기 멜라민계 수지는 치환기에 따라 풀에테르(full ether)화 멜라민 수지, 이미노메틸화 멜라민 수지, 메틸올화 멜라민 수지, 또는 이미노화 멜라민 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 멜라민계 수지는 반응속도가 빠르고, 코팅시 사용되는 용매에 우수한 용해성을 갖는 메틸화 멜라민 수지 또는 이미노화 멜라민 수지일 수 있다.
상기 이형제는 아크릴기, 에스테르기, 우레탄기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 카르복시기, 카르보닐기, 히드록시기, 에테르기, 아민기, 티올기, 알킬기, 및 알케닐기로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 갖는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이형제는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112020041137080-pat00002
상기 화학식 2에서,
R'1, R'2는 서로 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 수소원자, 또는 히드록시기일 수 있고;
R'3, R'4, R'5, R'6은 서로 독립적으로 아크릴기, 폴리에스테르기, 폴리에테르기, 폴리우레탄기, 알키드기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 카르복시기, 카르보닐기, 카비놀기, 히드록시기, 아민기, 티올기, 불소기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 또는 수소원자일 수 있고; 및
n은 0 내지 30의 정수일 수 있으며, m은 0 내지 30의 정수일 수 있으며, n+m은 1 내지 60의 정수일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 이형제의 작용기 R'1, R'2, R'3, R'4, R'5, R'6은 상기 바인더 및 기재와의 반응성이 우수하여 가공 후 코팅층에서 탈락하지 않고, 이형층의 표면에너지를 낮춰 세라믹 시트에 대한 박리성이 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 이형제는 실록산 구조단위(A)와 유기 구조단위(B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 이형제는 ABA, BAB, AB, 또는 A와B의 구조단위가 반복된 구조 또는/및 그래프트 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 이형제는 박리특성을 고려하여 AB 구조, BAB 구조, 또는/및 그래프트 구조일 수 있다.
상기 이형층은 가교 반응을 촉진시키기 위하여 산촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 산촉매의 예로는 p-톨루엔술폰산일 수 있으며, 인산, 카르복시산, 시트르산, 질산, 황산, 또는 염산 등을 포함할 수 있다.
상기 이형층은 정전기 제어를 위해 대전방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 대전방지제의 예로는 금속성 대전방지제, 이온성 대전방지제, 또는 전도성 폴리머 등을 포함할 수 있다.
상기 이형층은 필요에 따라 물성을 변화시키지 않는 범위에서 습윤제(웨팅제), 레벨링제, 가교제, 반응 억제제, 광중합 개시제, 광안정제, 또는 실란 커플링제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 이형층은 그 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만일 수 있고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하일 수 있다.
상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm를 초과하면, 세라믹 시트 가공시 세라믹 시트의 두께 불균일 현상이 발생되어 예를 들어, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 칩 가공시 쇼트 불량 및 절연파괴전압(Break Down Voltage, BDV)이 나빠질 수 있으며, 이형층의 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm를 초과하면, 세라믹 시트 가공시 세라믹 시트 상에 핀홀 불량이 발생되어 예를 들어, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 칩 가공시 쇼트 불량 및 절연파괴전압이 나빠질 수 있다.
상기 이형층의 다이내믹 초미소경도(DH)는 0.2 ~ 3.0 gf/μm2일 수 있다. 상기 이형층의 다이내믹 초미소경도(DH)가 0.2 gf/μm2 미만이라면, 세라믹 시트와 이형층과의 부착력이 상승하여 박리시 박리 불량이 발생할 수 있으며, 상기 이형층의 다이내믹 초미소경도(DH)가 3.0 gf/μm2 초과라면, 이형층에서 세라믹 시트 박리시 박리 불량에 의해 피막이 찢어지거나 권취 품질이 나빠질 수 있다.
상기 이형층의 세라믹 시트에 대한 박리력은 180° 박리각도, 0.3 mpm 박리속도에서 0.5 gf/25mm ~ 10 gf/25mm일 수 있으며, 예를 들어 3 gf/25mm ~ 7 gf/25mm일 수 있다. 상기 이형층의 세라믹 시트에 대한 박리력이 0.5 gf/25mm 미만이면, 이형층과 세라믹 시트 사이에 부착력이 나빠져 세라믹 시트 성형 공정 중 세라믹 시트가 들뜨는 문제가 발생될 수 있으며, 상기 이형층의 세라믹 시트에 대한 박리력이 10 gf/25mm를 초과하면, 세라믹 시트 적층 공정에서 세라믹 시트의 박리가 제대로 되지 않아 세라믹 시트가 찢어지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 이형층의 잔류접착률은 85% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 이형층의 잔류접착률은 90% 이상일 수 있다.
상기 이형층의 잔류접착률이 85% 미만이라면, 이형층의 경화가 부족하여 세라믹 시트층으로 이형제가 전이되고, 세리믹 시트의 점착성이 나빠져 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 가공시 품질 불량이 발생할 수 있다.
상기 이형층의 두께는 0.01 ㎛~ 0.5 ㎛일 수 있다. 상기 이형층의 두께가 0.01 ㎛미만이라면, 균일한 코팅층이 형성되지 않아 평탄화 특성 및 박리성이 나빠져 세라믹 시트 성형시 세라믹 시트에 핀홀 불량이 발생할 수 있고, 성형된 세라믹 시트를 박리할 때 박리불량에 의해 세라믹 시트가 찢어지는 문제가 발생될 수 있다. 상기 이형층의 두께가 0.5 ㎛보다 크다면, 이형필름의 주행성이 나빠져 롤 권취시 블러킹 및 필름 단면 빠짐 등의 문제가 발생될 수 있다.
상기 이형필름이 권취된 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치, 예를 들어, 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 약 600 mm 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 200 mm 이상의 위치에서 롤 표면경도가 500 ~ 800일 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 이형필름의 롤 표면경도의 측정위치를 나타낸 단면 모식도이다. 도 2는 일 구현예에 따른 이형필름의 롤 표면경도의 측정위치를 나타낸 측면도이다.
도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 이형필름(10)의 롤 표면경도의 측정위치('X'로 표기)로서 롤의 코어(1)표면에서 롤표면(2)까지 전체거리(t) 중 코어(1)표면으로부터 롤표면(2)방향으로 1/3 이상의 위치를 나타내고 있다.
도 2를 참조하면, 일 구현예에 따른 이형필름(20)의 롤 표면경도의 측정위치로서 롤의 코어(21)표면에서 롤표면(22)까지 전체거리(t) 중 롤의 코어(21)표면으로부터 롤표면(22)방향으로 1/3 이상의 위치(23)를 나타내고 있다. 예를 들어, 롤의 코어(1, 21)표면에서 롤표면(2, 22)까지 전체거리(t)가 약 600 mm 이상이라면, 롤의 코어(1, 21)표면으로부터 롤표면(2, 22)방향으로 1/3 이상의 위치(23)인 200 mm 이상의 위치일 수 있고, 이 위치는 권취 후 필름의 단면을 기준으로 코어에 대한 경도가 영향을 미치지 않는 위치를 나타낸다.
상기 위치에서 롤 표면경도가 500 미만이라면, 권취된 필름의 단면이 쉽게 빠져버려 필름의 운송이 어려운 문제가 있다. 상기 롤 표면경도 800보다 초과라면, 너무 단단한 권취가 되어 블러킹이 발생하고 필름과 필름의 마찰이 심해 이형층이 손상되는 문제가 발생될 수 있다. 상기 이형필름의 롤 표면경도 및 권취품질은 권취조건에 의해서만 달성되지 않으며, 상기 이형층의 경도 및 이형층 표면 조도의 품질에 영향을 받아 이루어지는 물성을 나타낸다.
<이형필름 및 에너지 저장장치>
도 3은 일 구현예에 따른 이형필름(100)의 단면 모식도이다.
도 3을 참조하면, 일 구현예에 따른 이형필름(120)은 기재(100) 및 이형층(110)이 순차로 위치한 구조이다.
일 구현예에 따른 이형필름(120)은 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 제공할 수 있다.
상기 이형필름은 세라믹 시트 성형에 사용될 수 있다.
상기 이형필름을 이용하여 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)와 같은 에너지 저장장치 가공할 때, 쇼트 불량이 감소하고 절연파괴전압(break down voltage, BDV)이 향상되는 등의 칩 신뢰성이 향상될 수 있다.
<이형필름의 제조방법>
일 구현예에 따른 이형필름의 제조방법은 기재를 준비하는 단계; 상기 기재의 적어도 일 면에 바인더 및 이형제를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 열처리하여 이형층이 형성된 필름을 제조하는 단계; 및 상기 필름을 롤로 권취하여 마스터롤을 제작하고 이를 슬리팅하여 이형필름을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따른 이형필름의 제조방법에 의해 제조된 이형필름은 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 제공할 수 있다.
이 때, 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로는 상기 이형층 형성용 조성물의 고형분을 분산시켜 기재 상에 도포시킬 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로는 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 데칸, 사이클로헥산, 메틸 사이클로헥산, 이소파라핀 등의 지방족 탄화수소계 용매; 공업용 가솔린(고무휘발유 등), 석유 벤젠, 솔벤트 나프타 등의 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-펜타논, 3-펜타논, 2-헥산온, 2-헵타논, 4-헵타논, 메틸 이소부틸 케톤, 디이소부틸케톤, 아세토닐아세톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계 용매; 초산에틸, 초산 프로필, 초산 이소프로필, 초산 부틸, 초산 이소부틸 등의 에스테르계 용매; 디에틸에테르, 디프로필 에테르, 디이소프로필 에테르, 디부틸에테르, 1,2-디메톡시 에탄, 1,4-디옥산 등의 에테르계 용매; 2-메톡시에틸 아세테이트, 2-에톡시에틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 2-부톡시에틸아세테이트 등의 에스테르와 에테르 부분을 가지는 용매; 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 옥타메틸 사이클로테트라실록산, 데칸메틸 사이클로펜타실록산, 트리스(트리메틸실록시) 메틸실란, 테트라키스(트리메틸실록시) 실란 등의 실록산계 용매; 트리플루오로톨루엔, 헥사플루오로 크실렌, 메틸 노나플루오로부틸 에테르, 에틸 노나플루오로부틸 에테르 등의 불소계 용매; 또는 이들의 혼합용매 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로는 이소프로필과 메틸에틸케톤의 혼합용매를 사용할 수 있다.
상기 이형층 형성용 조성물의 전체 고형분은 0.5 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 이형층 형성용 조성물의 전체 고형분 함량이 0.5 중량% 미만이라면, 균일한 이형층이 형성되지 않아 평탄화 특성 및 박리성이 나빠져 세라믹 시트 성형시 세라믹 시트에 핀홀 불량이 발생할 수 있고, 성형된 세라믹 시트를 박리할 때 박리불량에 의해 세라믹 시트가 찢어지는 문제가 발생될 수 있다. 상기 이형층 형성용 조성물의 전체 고형분 함량이 20 중량%를 초과한다면, 이형층, 예를 들어 실리콘 코팅층의 레벨링 불균일로 코팅층 외관이 나빠지고 표면조도가 나빠져 세라믹 시트 성형 후 세라믹 시트의 두께 균일도가 나빠질 수 있다.
상기 이형제의 고형분 함량은 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 0.05 ~ 20 중량부일 수 있다. 상기 이형제의 고형분 함량이 0.05 중량부 미만이라면, 세라믹 시트에 대한 박리성이 나오지 않아 세라믹 시트 박리시 시트가 찢어지는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 이형제의 고형분 함량이 20 중량부 초과라면, 코팅층의 가교도가 낮아져 상기 코팅층의 경도가 낮아지고 권취 특성이 나빠져 블러킹 등의 권취품질 문제가 발생할 수 있다.
상기 이형층 형성용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 바 코팅, 그라비아 코팅, 다이 코팅 등 당해 기술분야에서 사용 가능한 오프라인 도포법을 이용할 수 있다. 상기 이형층 형성용 조성물을 경화 처리하는 에너지원은 특별히 제한되지 않지만, 열처리, 자외선 조사, 또는 전자선 조사를 이용할 수 있고, 이들 단독, 혹은 조합해서 이용되지만, 열처리 단독, 열과 자외선의 병용 처리를 이용할 수 있다.
상기 필름을 롤로 권취하여 마스터롤을 제작하고 이를 슬리팅하여 이형필름을 제조하는 단계에서 이형필름을 롤 형태로 제작시 한정된 폭과 길이로 제작하는 것은 아니며, 권취시 권취 속도, 장력, 및 면압을 특별히 한정하지는 않는다.
본 명세서에서, "치환"은 치환되지 않는 모그룹(mother group)에서 하나 이상의 수소가 다른 원자나 작용기를 교환됨에 의하여 유도된다. 다르게 기재하지 않으면, 어떠한 작용기가 "치환된"것으로 여겨질 때, 그것은 상기 작용기가 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알케닐기, 탄소수 7 내지 40의 아릴기에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환됨을 의미한다. 작용기가 "선택적으로 치환된다"고 기재되는 경우에, 상기 작용기가 상술한 치환기로 치환될 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서, C1-C12의 알킬기로는 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, tert-부틸기, 네오펜틸기, 헥실기 등의 분지상 알킬기 등을 의미한다. 이 중에서, 원료의 조달 용이성을 고려하여 알킬기일 수 있고, 생성물의 유용성을 고려하여 메틸기 또는 에틸기일 수 있다.
본 명세서에서, C2~C10의 알케닐기는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 의미한다. 알케닐기의 비제한적인 예로는 비닐, 알릴, 부테닐, 이소프로페닐, 또는 이소부테닐 등을 들 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 한정되지 않는다는 것은 자명한 사실일 것이다.
[실시예]
실시예 1: 이형필름
30 ㎛ 두께의 폴리에스테르필름(XD601(Ra=20 nm), 도레이 첨단소재) 기재를 준비하였다.
이와 별개로, 바인더로서 이미노화 멜라민 수지(CYMEL 323, allnex사) 100 중량부, 이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부, 및 산촉매로서 ρ-톨루엔술폰산(Aldrich사) 3 중량부를 이소프로필 알코올(IPA)과 메틸에틸케톤(MEK)의 혼합용매(중량비 =1:1)에 희석하여 이형층 형성용 조성물을 준비하였다.
상기 폴리에스테르필름 기재의 일 면에 상기 이형층 형성용 조성물을 도포하고 140 ℃의 열풍 건조기에서 60초간 열처리하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조하였다. 상기 필름을 롤로 권취하여 마스터롤을 제작하였다. 상기 마스터롤을 슬리팅 기기에서 슬리팅하여 이형필름을 제조하였다.
실시예 2: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 0.5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 3: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.01 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 4: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.1 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 5: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 6: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.5 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 7: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 10 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 8: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 20 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 9: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 프로폭시화된 실록산 (1248 Fluid, Dow Chemical사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 10: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 아크릴화된 실록산 (DMS-R22, Gelest사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 11: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 카르복시화된 실록산 (DMS-B25, Gelest사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 12: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 말단에 디메틸아미노 작용기를 갖는 실록산 (DMS-N05, Gelest사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 13: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 에폭시 실록산 (KF-105, 신에츠사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 14: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 플루오로알킬 실란 (KBM-7103, 신에츠사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 15: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 알킬 실란 (KBM-3103C, 신에츠사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 16: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 폴리에스테르 변성 실록산 (KP-621, 신에츠사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 17: 이형필름
바인더로서 이미노화 멜라민 수지 (CYMEL 323, allnex사) 대신 메틸화 멜라민 수지 (CYMEL 304, allnex사) 100 중량부 및 이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 에톡시화된 실록산 (Q2-5218, Dow Chemical사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
실시예 18: 이형필름
바인더로서 이미노화 멜라민 수지 (CYMEL 323, allnex사) 대신 부틸화 멜라민 수지 (CYMEL 1156, allnex사) 100 중량부 및 이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 에톡시화된 실록산 (Q2-5218, Dow Chemical사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 1: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.7 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 2: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.005 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 3: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 0.02 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 4: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 30 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 5: 이형필름
이형제를 포함하지 않은 이형층 형성용 조성물을 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 6: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 폴리디메틸실록산 (DMS-T22, Gelest사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 7: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 알키드 수지 (AS-8601, 애경화학사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 8: 이형필름
이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 1-데칸올 (Aldrich사) 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 9: 이형필름
30 ㎛ 두께의 폴리에스테르필름(XD601(Ra= 20 nm), 도레이 첨단소재) 기재 대신 30 ㎛ 두께의 폴리에스테르필름(XD500(Ra= 40 nm), 도레이 첨단소재) 기재, 및 이형제로서 에톡시화된 실록산 (Q2-5211, Dow Chemical사) 0.05 중량부 대신 5 중량부를 사용하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층이 형성된 필름을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
평가예 1: 물성 평가
실시예 1~18 및 비교예 1~9에 의해 제조된 이형필름의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 세라믹 슬러리 도공성 평가
티탄산바륨(BaTiO3, 입경: 300 nm) 분말 100 중량부, 폴리비닐부티랄 수지(BL-10, 세키스이 화학사) 5 중량부, 디옥틸프탈레이트 (애경유화사) 3 중량부, 및 분산제 (DISPERBYK-180, BYK사) 1 중량부를 톨루엔과 에탄올의 혼합용매(중량비= 1:1) 10 중량부에 희석하여 세라믹 슬러리를 제조하였다. 상기 세라믹 슬러리를 각각의 이형필름 시료의 이형층 표면에 습도막(wet film) 두께 10 ㎛로 도포 및 건조하여 세라믹 시트를 제작하였다. 상기 제작된 세라믹 시트의 도공면을 육안으로 확인하여 핀홀 및 오렌지 필(orange peel)을 하기의 판단기준으로 평가하였다.
<판단기준>
○: 핀홀, 오렌지필 발생 없음
△: 시료의 엣지부에 핀홀, 오렌지필이 약하게 발생
X: 시료 전면에 걸쳐 핀홀, 오렌지필이 현저하게 발생
(2) 세라믹 시트의 박리력 (gf/25 mm) 측정
전술한 '(1) 세라믹 슬러리 도공성 평가'에서 제작된 세라믹 시트를 각각 25 ㎜ x 150 ㎜ 크기로 잘라 박리력을 측정하였다. 박리력 측정은 ChemInstrument 사의 AR-1000 기기를 이용하여 180° 박리각도, 12 in/분 박리속도로 5회 측정하여 그 평균값을 구하였다.
(3) 이형층의 잔류접착률 (%) 측정
각각의 이형필름을 500 mm x 1500 ㎜ 크기로 잘라 25 ℃, 65% RH 에서 24시간 동안 보존하였다. 이후 각각의 이형필름 시료의 이형층 표면에 표준 점착테이프(No. 31B, Nitto사)를 붙이고, 상온에서 20 g/cm2의 하중으로 24시간 동안 압착하였다. 그리고나서, 상기 이형층 표면에 접착하였던 점착테이프를 오염없이 수거하고, 표면이 평탄하고 깨끗한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름면에 접착한 후 2㎏의 테이프 롤러(ASTMD-1000-55T)로 1회 왕복압착시켜 이형층 표면(250㎜ x 1500mm)에 접착시킨 후 박리한 점착테이프의 박리력과 이형층 표면에 접촉시키지 않은 점착테이프의 박리력을 측정하고 하기 식 1에 따라 잔류접착률을 구하였다. 박리력은 ChemInstrument 사의 AR-1000 기기를 이용하여 180° 박리각도, 0.3 mpm 박리속도로 측정하였다.
[식 1]
Figure 112020041137080-pat00003
(4) 이형층의 표면 조도 측정
각각의 이형필름을 3 차원 표면 조도 측정기 (SE3500K31, KOSAKA사)를 사용하여 5 ㎛ 선단반경, 30 mg 침압, 0.5 mm 측정길이, 0.25 mm CUTOFF치 조건으로 분석하여 중심선 평균 거칠기(Ra)와 최대 돌기 높이(Rt)를 측정하였다.
(5) 이형층의 경도(DH) 평가
각각의 이형필름의 이형층에 대하여 초미소 경도계 (Dynamic Ultra Micro Hardness Testers, DUH-W201S, SHIMADZU사)를 사용하여 1 gf, 115*?* 삼각피고 압자를 사용하여 2 초간 유지한 후, 하기 식 2에 따라 초미소경도(DH)를 평가하였다.
[식 2]
초미소경도(gf/μm2) = α(P/D2)
식 2에서,
P(gf)는 시험하중이고, D(μm)는 시료에 대한 압자의 침입량이고, α는 압자 형상에 의한 정수이다 (115°삼각피고: 37.837).
(6) 이형층의 롤 표면경도 측정
리브 경도 시험기(Leeb Hardness Testers)에 D 타입 임팩트를 사용하여 각각의 이형필름 권취 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체 거리가 약 600 mm 이상일 때, 상기 이형필름 권취 롤 단면을 기준으로 코어표면으로부터 롤표면방향으로 200 mm 이상의 위치에서 측정하되, 롤 표면에서 폭 방향으로 1 cm 단위로 26 ~ 50개 지점에서 임팩트의 리바운드 속도(VB)와 임팩트의 충돌속도(VA)를 측정하여 하기 식 3에 따라 평균값을 구하였다.
[식 3]
Figure 112020041137080-pat00004
(7) 롤 권취 외관 평가
각각의 이형필름의 단면 상태를 육안으로 검사하여 하기의 판단기준으로 평가하였다.
<판단기준>
○: 롤 단면에 결점 없이 균일한 상태
△: 롤 단면에 나이테 형태의 결점이 보이나 10 mm 이내인 경우
X: 롤 단면이 빠지거나 블러킹에 의해 필름과 필름이 불어 떨어지지 않음
Figure 112020041137080-pat00005
표 1을 참조하면, 실시예 1~18에 의해 제조된 이형필름은 비교예 1~9에 의해 제조된 이형필름과 비교하여 표면 평탄성과 박리력이 우수한 이형층을 형성함으로써 세라믹 시트 성형시 우수한 도공성 및 양호한 박리 안정성을 가지며 롤 권취시 우수한 권취품질을 가질 수 있음을 확인할 수 있다.
이와 비교하여, 비교예 1~9에 의해 제조된 이형필름은 이형층의 두께, 함량, 또는 이형제의 종류 또는 표면 조도 등이 적합하지 않아 세라믹 시트 성형시 도공성, 박리력, 및 평활성이 나빠질 수 있으며, 롤을 권취하였을 때도 롤 표면 경도가 나빠 권취품질이 불량해짐을 확인할 수 있다.
1, 21: 롤의 코어, 2, 22: 롤표면,
23: 롤 표면경도의 측정위치,
t: 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리,
100: 기재, 110: 이형층, 120: 이형필름

Claims (11)

  1. 이형필름으로서,
    기재; 및
    상기 기재의 적어도 일면에 위치한 이형층;을 포함하고,
    상기 기재 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10 ~ 30 nm 미만이고,
    상기 이형층 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 15 nm 미만이고, 최대 돌기 높이(Rt)가 150 nm 이하이고,
    상기 이형필름이 권취된 롤의 코어표면에서 롤표면까지 전체거리 중 상기 코어표면으로부터 롤표면방향으로 1/3 이상의 위치에서 롤 표면경도가 500 ~ 800인, 이형필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이형층의 다이내믹 초미소경도(DH)가 0.2 ~ 3.0 gf/μm2인, 이형필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이형층이 바인더 및 이형제를 포함하는, 이형필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바인더가 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 및 폴리우레탄계 수지로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 이형필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이형제가 아크릴기, 에스테르기, 우레탄기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 카르복시기, 카르보닐기, 히드록시기, 에테르기, 아민기, 티올기, 알킬기, 및 알케닐기로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 갖는 실리콘계 수지를 포함하는, 이형필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이형층의 세라믹 시트에 대한 박리력이 0.5 gf/25 mm ~ 10 gf/25 mm인, 이형필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이형층의 잔류접착률이 85% 이상인, 이형필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이형층의 두께가 0.01 ㎛~ 0.5 ㎛인, 이형필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이형필름이 세라믹 시트 성형에 사용되는, 이형필름.
  10. 기재를 준비하는 단계;
    상기 기재의 적어도 일 면에 바인더 및 이형제를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 열처리하여 이형층이 형성된 필름을 제조하는 단계; 및
    상기 필름을 롤로 권취하여 마스터롤을 제작하고 이를 슬리팅하여 제1항에 따른 이형필름을 제조하는 단계;를 포함하는, 이형필름의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이형제의 고형분 함량이 바인더 100 중량부를 기준으로 하여 0.05 ~ 20 중량부인, 이형필름의 제조방법.
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