KR20110074293A - 흡습성 이형 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡습성 이형 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응의 부산물인 H₂O를 이형층이 아닌 반대면에서 흡수하도록 하여 이형층의 물성 변화를 최소화 할 수 있는 흡습성 이형 필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 흡습성 이형 필름은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름에 한 면에 금속화합물이 포함된 실리카겔 코팅층과, 상기 기재필름의 다른 면에 형성된 이형층을 포함하되, 상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층은 인라인으로 코팅된 것을 특징으로 한다.

폴리에스테르, 흡습성, 이형필름, 실리카겔 코팅층, 금속화합물

Description

흡습성 이형 필름{Absorptive Release Film}

본 발명은 흡습성 이형 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응의 부산물인 H₂O를 이형층이 아닌 반대면에서 흡수하도록 하여 이형층의 물성 변화를 최소화 할 수 있는 흡습성 이형 필름에 관한 것이다.

일반적으로,　인라인 코팅기술이란 폴리에스테르 필름의 제막과정에서 적어도 1축 이상의 연신과 동시에 코팅을 행하여, 폴리에스테르 필름에 새로운 기능을 부여하는 기술로서, 코팅 기술의 발전과 함께 양면 동시 코팅도 가능하게 되었다. 이러한 코팅기술을 이용하여, 이형필름에 새로운 기능을 부여하거나 혹은 이형필름이 종래에 가지고 있는 여러 문제점(박리력 경시 변화, 이형층의 점착층으로의 전사)을 해결하는 방안이 모색되어 왔다.

도 1은 종래 이형필름에 관한 것으로 현재 기재필름으로 사용되고 있는 폴리에스테르 필름에 첨가되는 입자의 종류와 크기, 열처리 후의 올리고머 석출양에 대한 개발 뿐만 아니라 이형층의 조성물의 변화를 주어 이형필름의 박리경시 변화 및 전사 문제에 대한 해결이 진행되어 왔다. 이러한 개발의 일례로 한국 특허공개 2009-0073605에 따르면 기재필름인 폴리에스테르 필름과 비슷한 굴절율을 가지는 작은 입자를 사용하여, 공정의 주행성 확보 및 필름의 표면 조도를 조절하여 이형코팅층의 물성 변화를 최소화하려는 기재 필름에 대해 개재하고 있다.

또한 이형층 형성시에 유기 용제에 의한 환경 오염을 막고자 미국 특허 제 5,672,482호에서는 무용제형(수성) 에멀전 실리콘을 이용한 이형막 형성에 대해 기재하고 있으며, 무용제형 에멀전 실리콘을 이용한 이형필름의 형성에 대해서도 개발이 이루어지고 있다.

그러나 이러한 개발에도 불구하고 실리콘이라는 재료의 특성상, 이형층 형성 이후의 물성에 대한 보완이 필요해졌다. 일반적으로 실리콘 코팅을 하고 난 이후, 다음의 4가지 반응으로 실리콘의 경화가 이루어진다.

① 경화 반응

② 촉매 부반응

③ SiOH생성반응

④ SiOH의 2차반응

위의 4가지 반응은 실리콘 코팅 이후 건조할 때 이루어지거나, 혹은 건조 이후 시간이 지나면서 자연적으로 발생하는 반응이다. 위의 4가지의 반응의 반응속도를 상대적으로 비교해 보면 ① > ② ~ ③ > ④의 순서를 가지고 있다. 즉, 경화 반응이 가장 잘 일어나지만, ③, ④의 반응의 생성물로 인해 미반응 물질끼리의 반응이 일어나게 된다. 특히 ②반응은 ④반응에서 나오는 H₂O에 의하여 순환적인 반응이 일어나게 된다. 이러한 반응들에 의해 이형층의 물성 변화가 일어나게 된다.

또한, 화학적인 반응 이외에, 공기의 노출이나 공기 중 수분의 영향으로 물성이 변하는 경우가 많이 발생한다. 여기서, 필름 외부의 습기는 포장상태에서 방습제에 의해 조절이 가능하지만, 제품 내 갇혀있는 공기의 수분이나 반응 부산물로의 수분은 조절하기가 어렵다. 더욱이 후가공 중 점착제의 코팅이나 합지 등과 같은 공정이 들어가게 되면, 물성의 변화는 더욱 크게 작용하여, 공정상에 많은 문제점을 발생시킨다.

도1은 종래의 이형 필름의 단면도이다. 보통 기재필름 일면에 코로나 처리를 한 후에 수성 에멀전 형태의 실리콘을 코팅하여 이형층을 형성한다. 이때 실리콘 코팅층의 경우는 상기 화학식 보면 ①, ②, ③ 및 ④와 같은 반응이 일어나게 되며, 접착제와의 합지 혹은 코팅 과정에서의 수분은 이형력 경시 변화에 큰 영향을 미치게 된다. 중간 공정에서의 이형 필름은, 최종제품 구성에 포함되지 않는 경우 가 많으므로, 접착 가공후에 경시 안정성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.

한편, 폴리에스테르 필름의 경우, 내열성이나 내습성에 대해서 많은 보완이 있어 왔다. 코팅을 통해서 기능성을 부여하는 방법을 최근에 많이 사용하게 되나, 경시 변화 최소화의 경우는 단순 코팅 방식으로 달성하기에는 어려운 부분이 많다. 특히 용제형 조액을 사용하는 경우가 많기 때문에, 설비, 안전 상 많은 어려움이 따른다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명한 폴리에스테르 기재필름에 기존의 필름 자체가 가지고 있는 장점을 그대로 두고, 일면에 이형층을 코팅하고, 그와 동시에 반대면에 실리카겔을 함유하고 있는 금속산화물의 코팅층을 형성함으로써, 반응의 부산물인 H₂O를 이형층이 아닌 반대면에서 흡수하도록 하여 이형층의 물성 변화를 최소화 할 수 있는 흡습성 이형 필름을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 기재필름에 한 면에 금속화합물이 포함된 실리카겔 코팅층과, 상기 기재필름의 다른 면에 형성된 이형층을 포함하되, 상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층은 인라인으로 코팅된 것을 특징으로 하는 흡습성 이형 필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 이형층은 실리콘 수분산 이형코팅 조성물로 코팅되되, 상기 실리콘 수분산 이형코팅 조성물은 오르가노 폴리실록산, 오르가노 폴리실록산 수지, 오르가노 하이드로전 폴리실록산 및 백금 킬레이트 촉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실리카겔 코팅층은 실리카겔 코팅액으로 코팅되되, 상기 실리카겔 코팅액은 금속수산화물 0.2 ~ 25중량%, 실리카겔 무기흡착제 0.2 ~ 5중량%, 바인더 0.1 ~ 10 중량%, 음이온계, 양이온계 혹은 비이온계로 선택되어지는 계면활성제 0.2 ~ 5 중량%, 물과 알코올의 혼합물 60 ~ 99.0 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 금속수산화물은 수산화망간 또는 수산화철 등의 수산화 화합물 중에서 적어도 하나의 수산화 화합물인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층의 도포량은 각각 0.03~ 20 g/m²인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이형층의 박리력은 하기 수학식 1로서,

[수학식 1]

Peeling Force = aＸ + b 이고, 여기서, a = 61.62 ± 3.98, b = 16.43 ± 3.01, Ｘ = 이형코팅 조성물 중의 오르가노 폴리실록산 수지의 함량(%)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이형층의 박리력은 30일 이후 변화율이 10% 미만인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기존의 이형 필름에 비해 이형력의 경시 변화가 적으며, 운송이나 보관 과정에서 일어날 수 있는 이형층의 물성 변화가 감소될 수 있으며, 기존의 자기점착 필름의 용도로 사용해도 이형층이 코팅되기 때문에 피딩시에 설비에 걸리는 장력이 많이 줄어 들 수 있는 등의 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 후가공(점착, 접착 혹은 세라믹 코팅 등) 이후, 수분으로 인한 실리콘 코팅층의 후반응이 최소화되기 때문에 기존의 이형필름 대비 외부환경 변화로 인한 박리력이나 잔류접착율 등의 물성 경시 변화를 최소화 할 수 있는 등의 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 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.

본 발명에 따른 흡습성 이형 필름은 이형층의 경시 변화를 최소화하기 위해 실리카겔을 함유한 도포액을 기재필름의 일면에, 그 반대면에 이형층을 코팅하여, 인라인 양면 코팅기술을 이용한 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명에 따른 흡습성 이형 필름은 도2에 도시된 바와 같이, 적어도 1축 방향으로 연신된 투명한 폴리에스테르 기재 필름 제막시에 양면 코팅 기술을 이용하여 실리카겔이 함유된 코팅액으로 흡습층의 형성과 동시에 반대면에 이형층을 코팅하여 실리콘 코팅층에서 발생할 수 있는 후반응의 유효 반응 숫자를 줄이고, 기본적으로 폴리에스테르 필름이 가지고 있는 내습성 및 내열성을 이용하여 이형필름 자체의 변화를 최소화한 것에 특징이 있다.

또한, 실리카겔을 포함한 코팅액의 경우, 코팅액의 성분의 추가에 따라 향균과 같은 기능을 부여할 수 있도록 하였으며, 연신 과정에서 동시에 건조가 일어날 수 있도록 한다. 상기 실리카겔 코팅층은 실리카겔 코팅액으로 코팅되되, 상기 실리카겔 코팅액은 금속수산화물 0.2 ~ 25중량%, 실리카겔 무기흡착제 0.2 ~ 5중량%, 바인더 0.1 ~ 10 중량%, 음이온계, 양이온계 혹은 비이온계로 선택되어지는 계면활성제 0.2 ~ 5 중량%, 물과 알코올의 혼합물 60 ~ 99.0 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한 상기 금속수산화물은 수산화망간 또는 수산화철 등의 수산화 화합물 중에서 적어도 하나의 수산화 화합물인 것을 특징으로 한다. 여기서 물과 알코올의 혼합은 알코올이 더 많은 비율을 차지하나 중량비 1 : 1로도 효과가 있다. 다만, 금속 산화물의 양이 늘어날수록 알코올의 양이 늘어나고 또한 물의 양이 늘어날수록 계면활성제의 양도 늘어나야 한다.

또한, 이형층은 수계 에멀전(Emulsion), 혹은 용제형(solvent-based), 무용제형 (solvent-less) 실리콘 조액을 이용하여 코팅하고, 연신 과정에서 동시에 건조가 일어날 수 있도록 한다. 상기 이형층은 실리콘 수분산 이형코팅 조성물로 코팅되되, 상기 실리콘 수분산 이형코팅 조성물은 오르가노 폴리실록산, 오르가노 폴리실록산 수지, 오르가노 하이드로전 폴리실록산 및 백금 킬레이트 촉매를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 이형층의 박리력은 30일 이후 변화율이 10% 미만인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 흡습성 이형 필름은 필름의 강도를 위해서 적어도 1축 이상 연신하는 것을 기본으로 하여, 인라인에서 이형층 코팅 공정까지 진행하여 한 번에 완제품 생산을 가능하게 한다. 또한 이형층은 오르가노 폴리실록산의 함량에 따라 박리력 조절이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 이형층의 박리력은 하기 수학식 1로서,

[수학식 1]

Peeling Force = aＸ + b 이고, 여기서, a = 61.62 ± 3.98, b = 16.43 ± 3.01, Ｘ = 이형코팅 조성물 중의 오르가노 폴리실록산 수지의 함량(%)인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 흡습성 이형 필름은 상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층의 도포량은 각각 0.03~ 20 g/m²인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름을 기재로 하는 이형 필름의 이형력 및 외관 특성을 개선하기 위해 공압출 기술로 굴절률을 조절하거나(한국 특허공개번호 제2008-0013869호), 슬립성 개선 및 대전방지(한국 특허공개번호 제2008-0035058호) 필름 등이 많이 개발되고 있다.

이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 통해 상세히 설명한다.

[실시예 1-3]

제막공정시 양면에 코로나 처리된 폴리에스테르 기재필름에 동시 코팅을 하여 일면에 도포액 조성1(실리카겔 코팅액)과 같이 실리카겔을 함유한 코팅액을 도포하여 흡습층을 형성하고, 그 반대면에 도포액 조성 2(실리콘 수분산 이형코팅 조성물)와 같이 코팅하여 연신과 동시에 건조가 일어날 수 있도록 하였다. 아래 표 1 에서와 같이 흡습층의 도포 두께만을 조절하여 실시예 1 내지 3으로 하였다.

도포액 1의 조성

- 순수: 70 중량%

- 알코올(IPA): 21.5 중량%

- 수산화 망간 + 수산화 철: 2 중량%

- 실리카겔 무기 흡착제: 5 중량%

- 실리콘 수지: 1 중량%

- 계면 활성제: 0.5 중량%

도포액 2의 조성

- 순수: 78.8 중량%

- 오르가노 폴리실록산: 18 중량%

- 오르가노 폴리실록산 수지: 1.2 중량%

- 오르가노 하이드로전 폴리실록산 및 백금촉매 킬레이트: 2 중량%

[비교예 1-3]

상기 실시예에서 흡습층을 제외한 원부재와 동일하게 필름을 제막하였으며 사용한 실리콘 수분산 이형코팅 조성물의 구성은 실시예 1 내지 3(예컨대, 실시예 1은 비교예 1과 대응함)과 동일하다.

상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 필름에 대하여 하기와 같이 물성을 측정하여 표 1과 2에 기재하였다.

[실험예]

1. 두께측정

상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1~ 3에서 제조된 필름의 코팅층 두께는 마이크로메터를 이용한 침압식 측정기[미쯔토요사, 모델명: ID-Ff125]를 사용하여 측정하였으며, 시트의 총 두께 측정 값에서 투명한 기재필름의 두께를 뺀 값으로 산출하였다.

2. 초기 박리력

상기 실시예 1 ~ 3및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 필름을 TESA7475테이프로 합지하여 상온 1일 이상 방치 후 박리력을 측정하였다.

3. Aging조건

상기 실시예 1 ~ 3및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 필름을50℃, 90% 상대습도의 조건에서 방치하고 30일 이후에 TESA7475테이프를 합지하여 박리력을 측정하였다.

4. 박리력 측정

상기 실시예 1 ~ 3및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 필름의 박리력은 AR-1000(Cheminstruments)장비를 이용하여 180도 peel을 측정하였다.

5. Haze 측정

상기 실시예 1 ~ 3및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 필름의 탁도(Haze)는 NDH5000(Nippon Denshoku)장비를 이용하여 180도 peel을 측정하였다.

[표 1]

	바 선수 (No.)	Haze	실리카겔 코팅층 두께	초기박리력 (g/inch)	aging이후 박리력 (g/inch)
실시예 1	4	1.9	500㎛	25	38
실시예 2	8	2.3	1.5㎛	26	32
실시예 3	14	2.7	2.5㎛	24	28

* 제막 공정 후 전체 필름의 두께: 50㎛

[표 2]

	바 선수 (No.)	Haze	초기박리력 (g/inch)	aging이후 박리력 (g/inch)
비교예 1	4	1.7	25	62
비교예 2	8	1.9	26	68
비교예 3	14	2.1	24	70

* 필름 후도 : 50㎛

상기 표 1, 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 비교예들에 비해 흡습성이 우수하고 또한 이로 인한 후반응이 적게 일어나기 때문에 기존의 이형필름 대비 박리력이나 잔류접착율 등의 물성 경시 변화를 최소화 할 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 이형필름의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 흡습성 이형 필름의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1: 폴리에스테르 기재필름 2: 이형층

3: 실리카겔 코팅층

Claims (7)

1. 흡습성 이형 필름에 있어서,

   폴리에스테르 기재필름과,

   상기 기재필름에 한 면에 금속화합물이 포함된 실리카겔 코팅층과,

   상기 기재필름의 다른 면에 형성된 이형층을 포함하되,

   상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층은 인라인으로 코팅된 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이형층은 실리콘 수분산 이형코팅 조성물로 코팅되되, 상기 실리콘 수분산 이형코팅 조성물은 오르가노 폴리실록산, 오르가노 폴리실록산 수지, 오르가노 하이드로전 폴리실록산 및 백금 킬레이트 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
3. 제1항에 있어서,

   상기 실리카겔 코팅층은 실리카겔 코팅액으로 코팅되되, 상기 실리카겔 코팅액은 금속수산화물 0.2 ~ 25중량%, 실리카겔 무기흡착제 0.2 ~ 5중량%, 바인더 0.1 ~ 10 중량%, 음이온계, 양이온계 혹은 비이온계로 선택되어지는 계면활성제 0.2 ~ 5 중량%, 물과 알코올의 혼합물 60 ~ 99.0 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
4. 제3항에 있어서,

   상기 금속수산화물은 수산화망간 또는 수산화철 등의 수산화 화합물 중에서 적어도 하나의 수산화 화합물인 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
5. 제1항에 있어서,

   상기 실리카겔 코팅층과 상기 이형층의 도포량은 각각 0.03~ 20 g/m²인 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
6. 제1항에 있어서,

   상기 이형층의 박리력은 하기 수학식 1로서,

   [수학식 1]

   Peeling Force = aＸ + b 이고,

   여기서, a = 61.62 ± 3.98, b = 16.43 ± 3.01, Ｘ = 이형코팅 조성물 중의 오르가노 폴리실록산 수지의 함량(%)인 것을 특징으로 하는, 흡습성 이형 필름.
7. 제1항에 있어서,

   상기 이형층의 박리력은 30일 이후 변화율이 10% 미만인 것을 특징으로 하 는, 흡습성 이형 필름.

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