KR20100036813A

KR20100036813A - 이형필름

Info

Publication number: KR20100036813A
Application number: KR1020080096205A
Authority: KR
Inventors: 정홍희
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-08
Also published as: KR101049527B1

Abstract

본 발명은 이형필름에 관한 것으로, 구체적으로는 폴리에스테르계 기재필름층;상기 기재필름층의 일면 또는 양면에, 실리콘계 바인더수지 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자를 포함하는 조성물을 사용한 코팅층;으로 이루어져 제조공정상 코팅 후 귄취공정, 후가공시 운반 등의 작업성이 개선된 이형필름에 관한 것이다.

이형필름, 실리콘, 실리카 입자, 폴리에스테르, 작업성

Description

이형필름 {Release film}

본 발명은 이형필름에 관한 것으로서, 구체적으로 제조공정상 코팅 후 귄취공정, 후가공시 운반 등의 작업성이 개선된 이형필름에 관한 것이다.

일반적으로 이형 필름은 점착제, 접착제, 점약제(pasting medicine) 등을 위한 접착면 보호용 필름으로 사용되거나 수지의 시트를 형성하기 위한 케리어 시트, 자세하게는 세라믹 시트, 전극시트 등으로 사용되고 있다.근래 광학용 제품의 용도와 품종이 다양화되고 생산량이 늘어남과 더불어 생산성 개선 등의 이유로 점착제 및 접착제 등이 액상형태에서 시트 형태로 변화되고 있는 추세이다. 이러한 시트 형태의 이형필름은 예를 들어 라벨이 사용 준비될 때까지 분진, 파편, 수분 및 기타 오염물에 의한 오염으로부터 접착제품의 점착성 접착면을 일시적으로 보호한다. 일반적으로 이형필름은 접착제품의 사용직전에 접착면으로부터 분리된다. 따라서 이형필름은 제품의 표면에 박리성을 부여하면서 제품과의 밀착력을 부여할 수 있는 코팅층이 형성되어 있다. 이러한 코팅층은 통상 실리콘 코팅층을 포함한다.

따라서, 일반적인 이형필름에 사용되는 실리콘 코팅층은 마찰계수가 0.1 미만 수준으로, 매우 낮은 마찰계수를 가짐으로써 공정상 권취중 롤 폼빠짐, 운반중 롤폼불량 등의 작업성이 저하되는 여러가지 문제점을 안고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일부에서는 Si-H의 작용기를 과량 도입하는 경우도 있고, 일부는 실리콘레진의 가교밀도를 높이는 경우도 있다. 그러나, Si-H 작용기를 과량 도입할 경우 경시변화가 심하고, 가교밀도를 높일경우 박리력이 급격히 상승하는 단점이 있다.

상기의 단점을 해결하기 위해 대한민국 특허공개 제2007-59680호에 있어서, 오르가노 폴리실록산, 오르가노 폴리실록산 수지, 오르가노 하이드로전 폴리실록산, 백금 킬레이트 촉매를 포함하고 박리력에 대한 일정한 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는, 박리력을 조절할 수 있는 실리콘 이형 조성물을 코팅하여 제조된 이형필름이 제안된 바 있다. 그러나 상기 이형필름의 권취 또는 운반시의 작업성이 크게 개선되지 못했다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 실리콘 코팅층에 실리카 입자를 도입하여 마찰계수를 증가시켜 작업성이 개선된 이형필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 폴리에스테르계 기재필름층;상기 기재필름층의 일면 또는 양면에, 실리콘계 바인더수지 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자를 포함하는 조성물을 사용한 코팅층;으로 이루어진 이형필름을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명의 이형필름의 제조에 사용되는 상기 실리콘계 바인더수지는 하기 구조식 1의 폴리디메틸실록산과 구조식 2의 폴리하이드로실록산을 1:0.5 ~ 2.0의 몰비로 포함할 수 있다.

[구조식 1]

상기 식에서, x는 1~50에서 선택되는 수이다.

[구조식 2]

상기 식에서 a,b는 1~50에서 선택되는 수이다.

상기 실리콘계 바인더 수지는 코팅층과 폴리에스테르계 기재필름층간의 밀착력의 향상을 위해 사용되며, 구조식 1의 폴리디메틸실록산 및 구조식 2의 폴리하이드로실록산의 몰비가 1: 0.5~2.0의 범위인 것이 좋다. 상기 몰비가 1:0.5 미만인 경우, 밀착성이 저하될 우려가 있으며, 1:2.0를 초과하는 경우 경화 후의 탄성이나 물리적 성질이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 조성물에서 폴리디메틸실록산에 비하여 폴리하이드로실록산의 양이 너무 많으면 가교가 너무 많이 진행되어 유연성이 감소하여 코팅층의 균열이 생성되어 평활성이 감소한다.

또한, 본 발명에 포함되는 백금촉매는 실리콘계 바인더수지의 반응성, 즉 구조식 1의 폴리디메틸실록산의 비닐기와 구조식 2의 폴리하이드로실록산의 수소간의 반응성을 촉진하여 코팅층이 기재필름에 접착되는 접착성, 즉 밀착력을 상승시키는 역할을 한다. 이러한 백금촉매는 1~20ppm으로 포함되는 것이 바람직하며, 1ppm미만으로 포함되면, 반응성 향상 효과가 상승되지 않고, 20ppm을 초과하면 초과량 만큼의 상승효과가 미미하여 고가인 백금촉매의 낭비만 초래된다.

본 발명의 이형필름에 있어서, 상기의 공정의 진행상 작업의 안정성을 제공하는 요소는 실리카 입자이다. 실리카 입자의 크기 또는 형태가 제한되지 않지만, 평균입경 20nm~10㎛이거나 구형인 것이 바람직하며, 평균입경 50nm~1000nm인 것이 더욱 좋다. 상기 실리카 입자의 크기가 20nm미만인 경우, 입자 도입의 효과가 미미하여 마찰계수의 상승효과가 크지 않아 필름 롤 폼이 변형되는 등의 작업성 문제가 현저히 개선되지 않으며, 10㎛를 초과하면, 입자의 분산이 고르지 않고 응집되기 쉬워 코팅면이 불균일해져 오히려 작업성이 나빠지게 된다.

또한, 상기 실리카 입자는 상기 조성물에 50~10,000ppm으로 포함되는 것이 바람직하며, 80~4,000ppm인 것이 더욱 좋다. 상기 실리카 입자가 50ppm미만으로 포함되는 경우, 실리카 입자 도입의 효과가 나타나지 않으며, 10,000ppm을 초과하면 초과된 만큼의 상승효과가 나타나지 않아 원료의 낭비만 초래된다.

실리콘계 바인더수지가 포함되지 않은 일반적인 코팅층에 실리콘 입자를 도입하면 기재필름표면에 돌기를 형성하여 표면간 접촉 면적을 줄임으로써 마찰계수가 0.4~0.5에서 0.3~0.35로 떨어뜨림으로써 작업성을 좋게 할 수 있다.

그러나, 본 발명의 실리콘계 바인더수지가 포함된 실리콘 코팅층은 일반적인 표면과 달리 표면장력이 0.1 미만으로로 낮아 오히려 접촉면적이 높을수록 마찰계수가 낮아진다. 따라서 실리콘 코팅층에 본 발명의 실리카 입자를 도입하게 되면 실리콘 코팅면과의 접촉면적이 줄어들게 되므로, 단위면적당 받는 힘이 증가하게 되어 마찰계수가 높아지는 효과가 있다. 여기서 근본적으로 실리카 입자가 도입될 경우 필름의 접촉면간 공극형성에 따른 마찰계수가 낮아지는 효과가 있으므로, 실리카 입자의 도입을 통한 마찰계수 상승효과는 0.10~0.30수준으로 그 한계가 있으며, 그 이상 높아지지 않는다. 그러나 이렇게 상승이 되더라도 공정상의 작업성은 확연하게 좋아질 수 있다.

한편, 상기 폴리에스테르계 기재필름층은 일축 또는 2축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것이 바람직하며, 기재와 코팅층 사이에 강한 화학결합을 위하여 코로나처리 등 표면처리가 수행된 후 본 발명의 코팅층의 조성물을 도포할 수 있으며, 기재필름층의 두께는 20~1,500㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이형필름의 코팅층을 이루는 조성물은 코팅 방법 또는 용도에 따라 에멀젼형 또는 용제형으로 제조될 수 있으며, 상기 에멀젼형의 조성물은 인라인코팅 주로 적용되고, 용제형의 조성물은 오프라인 코팅에 적용될 수 있으며, 조성물의 형태가 상기 코팅방법으로 한정되는 것은 아니다. 상기 에멀젼형의 조성물을 사용하는 경우 환경적으로 안정하며, 인라인 코팅으로 적용되어 작업성이 향상되는 장점이 있고, 상기 용제형의 조성물을 사용하는 경우, 에멀젼형의 조성물이 포함된 코팅층의 건조온도보다 낮게 설정하고, 실리콘계 바인더수지의 함량이 적게 포함할 수 있어 에너지 또는 원료를 절약할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 용도에 맞게 알맞은 방법을 선택하여 코팅층을 형성시킬 수 있다.

우선, 상기 에멀젼형의 조성물은 실리콘계 바인더수지 1~25중량%, 백금촉매 1~20ppm, 물 70~95중량%, 유화제 0.5~10중량% 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자 50~10,000ppm을 포함할 수 있다.

상기 에멀젼형 조성물에 포함되는 실리콘계 바인더수지는 점도가 500~1,000cps(25℃)인 것이 좋다. 상기 점도는 상기 폴리디메틸실록산과 폴리하이드로실록산의 몰비 또는 중합도를 조절하여 제어할 수 있으며, 본 발명의 실리콘계 바인더수지의 점도가 500cps 미만인 경우, 코팅층과 기재필름간의 밀착성이 저하될 우려가 있으며, 1,000cps를 초과하는 경우, 수분산이 어렵게 된다.

또한, 상기 에멀젼형의 조성물에는 실리콘계 바인더수지가 1~25중량%가 포함되며, 1중량%미만인 경우, 기재필름층과 코팅층간의 밀착력이 저하될 우려가 있으며, 25중량%를 초과하면 초과량만큼의 밀착력이 더 이상 향상되지 않아 미반응된 실리콘계 바인더수지의 낭비가 초래된다.

상기 물은 상기 조성물을 균일하게 분산시켜주는 용매역할을 하며, 70중량%미만인 경우, 상기 조성물간 분산이 어려워 원료간 응집이 일어나서 코팅층이 균일하게 형성되지 않을 우려가 있으며, 95중량%를 초과하면 초과량만큼의 분산의 향상효과가 나타나지 않는다.

또한, 상기 유화제로는 폴리에틸렌글리콜계, 폴리비닐알코올계, 알킬염계 등을 사용할 수 있으며, 폴리에틸렌글리콜계가 더욱 바람직하며, 상기 유화제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우, 물과 조성물간 상용성이 저하되는 문제가 있고, 10중량%를 초과하면, 상기 조성물의 밀착력이 저하될 수 있다.

상기 에멀젼형 조성물을 이용하여 폴리에스테르 기재필름에 코팅하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 인라인 코팅으로 진행하는 것이 좋으며, 하기와 같은 공정으로 진행하여 본 발명의 이형필름이 제조될 수 있다.

a) 기계방향으로 일축 연신하여 50~1,500㎛의 폴리에스테르계 기재필름을 제조하는 단계;b)상기 제조된 기재필름의 일면 또는 양면에 상기 에멀젼형 조성물을 그라비아(gravure) 또는 바(bar)코팅 방법으로 1~100㎛(wet)로 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 코팅층이 형성된 필름을200~230℃에서 5~30초간 건조하여 폭방향으로 2~6배 연신하여 이형필름을 형성하는 단계;를 포함한다.

한편, 상기 용제형의 조성물은 실리콘계 바인더수지 1~5중량%, 백금촉매 1~20ppm, 유기용제 94.5~98중량% 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자 50~10,000ppm을 포함할 수 있다.

상기 용제형 조성물에 포함되는 실리콘계 바인더수지는 점도가 1,000~30,000cps(25℃)인 것이 좋다. 상기 점도는 상기 폴리디메틸실록산과 폴리하이드로실록산의 몰비 또는 중합도를 조절하여 제어할 수 있으며, 본 발명의 실리콘계 바인더수지의 점도가 1,000cps 미만인 경우, 코팅층과 기재필름간의 밀착성이 저하될 우려가 있으며, 30,000cps를 초과하는 경우, 코팅층의 유연성이 감소되어 균일한 코팅층의 부여가 어렵게 된다.

또한, 상기 용제형의 조성물에는 실리콘계 바인더수지가 1~5중량%가 포함되며, 1중량%미만인 경우, 기재필름층과 코팅층간의 밀착력이 저하될 우려가 있으며, 5중량%를 초과하면 초과량만큼의 밀착력이 더 이상 향상되지 않아 미반응된 실리콘계 바인더수지의 낭비가 초래된다.

상기 유기용제는 상기 조성물을 균일하게 분산시켜주는 용매역할을 하며, 유기용제의 종류는 특별히 제한되지는 않지만 메틸에틸케톤이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 유기용제가 94.5중량%미만으로 사용되는 경우, 상기 조성물간 분산이 어려워 원료간 응집이 일어나서 코팅층이 균일하게 형성되지 않을 우려가 있으며, 98중량%를 초과하면 초과량만큼의 분산의 향상효과가 나타나지 않는다.

상기 용제형 조성물을 이용하여 폴리에스테르 기재필름에 코팅하는 방법은 오프라인 코팅으로 진행하는 것이 바람직하며, 하기와 같은 공정으로 진행하여 본 발명의 이형필름이 제조될 수 있다.

a') 기계방향 및 폭방향으로 이축 연신하여 10~100㎛의 폴리에스테르계 기재필름을 제조하는 단계;b')상기 제조된 기재필름의 일면 또는 양면에 상기 용제형 조성물을 마이크로 그라비아 코팅 방법으로 1~100㎛(wet)로 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 c') 상기 코팅층이 형성된 필름을 70~130℃에서 10~50초간 건조하여 이형필름을 형성하는 단계;를 포함한다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 이형필름은 마찰계수가 0.10~0.25인 것이 바람직하다. 상기 마찰계수가 0.10미만인 경우, 공정상 권취 중 롤 폼빠짐, 운반중 롤폼불량 등의 작업성이 저하되는 문제가 있고, 0.25를 초과하도록 하는 필름의 제조가 어려울 뿐만 아니라 초과된 만큼의 작업성 향상의 현저한 효과가 나타나지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 이형필름은 실리콘계 바인더수지 및 제어된 크 기 및 형태의 실리카 입자를 포함하여 마찰계수를 조절함으로써 공정상 권취중 롤 폼빠짐, 운반중 롤폼불량 등의 작업성이 저하되는 여러가지 문제점이 개선되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 이형필름은 이형필름의 코팅층의 조성에 따라 마찰계수를 조절하여 박리력을 제어할 수 있는 효과가 있다.

하기의 실시예를 통하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

실시예 1~40

기계방향으로 일축 연신하여 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 제조하고, 상기 제조된 PET 기재필름의 일면에 하기 구조식 1의 x=25인 폴리디메틸실록산 및 하기 구조식 2의 a=3,b=17인 폴리하이드로실록산의 몰비 1:1.3으로 혼합된 점도 1,000cps(25℃)인 실리콘계 바인더수지 8중량%, 백금킬레이트촉매 8ppm, 폴리에틸렌 글리콜 2중량%, 하기 표 1의 실시예 1~20에 따른 구형의 실리카 입자, 및 물 함량을 조절하여 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 에멀젼형 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 에멀젼형 조성물을 그라비아(gravure)코팅 방법으로 10㎛(wet)로 도포하여 코팅층을 형성한 후 220℃에서 5~30초간 건조하여 폭방향으로 4배 연신하여 25㎛의 이형필름을 제조하였다.

[구조식 1]

[구조식 2]

실시예 41~80

기계방향 및 폭방향으로 이축 연신하여 25㎛의 PET 기재필름을 제조하고, 상기 제조된 PET 기재필름의 일면에 상기 실시예 1의 구조식 1의 x=40인 폴리디메틸실록산 및 상기 실시예 1의 구조식 2의 폴리하이드로실록산의 몰비 1:1.4로 혼합된 점도 15,000 cps(25℃)인 실리콘계 바인더수지 2중량%, 백금킬레이트촉매 2ppm, 하기 표 2의 실시예 21~40에 따른 구형의 실리카 입자 및 메틸에틸케톤(MEK) 함량을 조절하여 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 용제형 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 용제형 조성물을 마이크로 그라비아 코팅 방법으로 10㎛(wet)로 도포하여 코팅층을 형성한 후, 120℃에서 30초간 건조하여 이형필름을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1의 에멀젼형 조성물에 실리카 입자를 포함하지 않도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2

상기 실시예 1의 에멀젼형 조성물에 15nm의 실리카 입자 1000ppm을 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 3

상기 실시예 1의 에멀젼형 조성물에 20㎛의 실리카 입자 1000ppm을 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 4

상기 실시예 2의 용제형 조성물에 실리카 입자를 포함하지 않도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다.

비교예 5

상기 실시예 2의 용제형 조성물에 15nm의 실리카 입자 600ppm을 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다.

비교예 6

상기 실시예 2의 용제형 조성물에 20㎛의 실리카 입자 600ppm을 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다.

* 측정 방법

1)외관 : 육안관찰 (O : no defect, △ : rainbow, X : pinhole)

2)밀착력 : 엄지손가락으로 5회 왕복 문지름 (no smear, slightly smear, smear, rub-off)

- Smear : 오일이 밀리는 듯 코팅층이 뿌옇게 흐려지는 현상

- Rub-off : 코팅층이 지우개 때처럼 뭉쳐서 떨어져나가는 현상

3) 박리력 : FINAT 10 (표준tape : Nitto31B)

4) 마찰계수 : ASTM D-1894

5) Haze : ASTM D-1003

[표 1]

[표 2]

상기 표 1 및 표 2의 결과로 보아, 상기 비교예 1 내지 6의 마찰계수가 0.1미만으로 낮게 나타나 작업성에 있어서 공정상 권취중 롤 폼빠짐 또는 운반중 롤폼불량의 작업성에 문제가 나타나는 반면, 상기 실시예 1 내지 80의 경우, 마찰계수 가 0.1이상으로 높게 나타났으며, 전체적으로 0.10~0.25의 마찰계수를 나타냄으로써 작업이 원활하게 이루어짐을 확인하였다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims

폴리에스테르계 기재필름층;

상기 기재필름층의 일면 또는 양면에, 실리콘계 바인더수지 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자를 포함하는 조성물을 사용한 코팅층;

으로 이루어진 이형필름.
제1항에 있어서,

상기 실리콘계 바인더수지는 하기 구조식 1의 폴리디메틸실록산과 구조식 2의 폴리하이드로실록산을 1:0.5~2.0의 몰비로 포함하는 이형필름.

[구조식 1]

상기 식에서, x는 1~50에서 선택되는 수이다.

[구조식 2]

상기 식에서 a,b는 1~50에서 선택되는 수이다.
제2항에 있어서,

상기 조성물은 실리콘계 바인더수지 1~25중량%, 백금촉매 1~20ppm, 물 70~95중량%, 유화제 0.5~10중량% 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자 50~10,000ppm을 포함하는 이형필름.
제3항에 있어서,

상기 실리콘계 바인더수지는 점도가 500~1,000cps(25℃)인 이형필름.
제2항에 있어서,

상기 조성물은 실리콘계 바인더수지 1~5중량%, 백금촉매 1~20ppm, 유기용제 94.5~98중량% 및 평균입경 20nm~10㎛인 실리카 입자 50~10,000ppm을 포함하는 이형필름.
제5항에 있어서,

상기 실리콘계 바인더수지는 점도가 1,000~30,000cps (25℃)인 이형필름.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실리카 입자는 구형인 이형필름.
제7항에 있어서,

상기 이형필름은 마찰계수가 0.10~0.25인 이형필름.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이형필름은 마찰계수가 0.10~0.25인 이형필름.
제1항에 있어서,

상기 기재필름층은 일축 또는 이축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 이형필름.