KR20140118168A

KR20140118168A - 이형필름

Info

Publication number: KR20140118168A
Application number: KR1020130033625A
Authority: KR
Inventors: 정광수; 빙광은; 최영수; 옥병주; 정현정
Original assignee: 에스케이씨하스디스플레이필름(유)
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-08

Abstract

본 발명은, (1) 기재 필름, 및 (2) 비닐기 또는 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산, 비반응형 실록산, 하이드로젠실란, 및 백금계 촉매를 포함하는 실리콘 조성물을 포함하는 이형층을 포함하는 이형필름에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이형필름은 고속 박리 조건에서 점착층으로부터 보다 가볍게 박리되며, 점착 합지 및 가공 후 우수한 이형 유지력을 가지며, 또한 높은 잔류 점착율을 가지므로, 점착 필름의 제조시에 점착층을 보호하기 위한 실리콘 이형필름으로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

이형필름{RELEASE FILM}

본 발명은 이형필름에 대한 것으로서, 특히 점착 필름의 제조시에 점착층을 보호하기 위하여 사용되는, 속도 의존성 및 경시 특성이 우수한 실리콘 이형필름에 관한 것이다.

액정표시장치 (LCD), 플라즈마 표시 장치 (PDP), 유기발광다이오드 (OLED) 등의 디스플레이 장치에 사용되는 광학용 점착 필름은 주로 기재가 없는 무지지체 형태로 사용된다. 따라서, 상기 점착 필름의 점착층을 보호하기 위하여 실리콘 이형필름이 사용되며, 이때 상기 점착 필름의 양면은 서로 이형력에 차이가 있는 두 종류의 실리콘 이형필름을 사용하여 보호된다. 도 1을 참조하면, 점착층의 일면에는 이형력이 가벼운(경박리) 이형 필름이 부착되고, 점착층의 타면에는 이형력이 무거운(중박리) 이형 필름이 부착된다.

이때, 두 종류의 실리콘 이형필름간에 이형력 차이가 크지 않으면 일면에 부착되어 있는 가벼운 이형력을 가지는 실리콘 이형필름을 우선적으로 박리할 때, 점착층이 타면에 부착되어 있는 무거운 이형력을 가지는 실리콘 이형필름으로부터 들뜨게 되는 문제가 발생하게 된다.

이에 따라, 기존에는 속도의존성을 향상 시키기 위해 실리콘 이형필름의 실리콘 이형 조성물의 가교 밀도를 향상시키는 방법을 주로 사용하였으나, 이와 같은 방법으로는 광학용 이형필름에서 요구되는 가벼운 박리 특성을 구현하기 어려우며, 이형층 표면의 슬립(slip) 특성을 저하시켜 블로킹(blocking) 발생에 취약하고, 고속 박리 조건에서 이형력은 낮으나, 지핑(zipping) 등과 같은 박리 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근 광학용 점착필름의 면적이 커지고, 이형필름의 박리 속도가 빨라지면서 고속 박리 작업 조건에서 보다 가벼운 이형력을 가지며, 점착 가공 후 장시간 보관 후에도 이형력의 상승폭이 적은 우수한 이형 유지력을 갖는 실리콘 필름의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 고속 박리 조건에서 점착층으로부터 보다 가볍게 박리되며, 점착 합지 및 가공 후 장시간 보관 후에도 이형력의 상승폭이 적은 우수한 이형 유지력을 가지며, 또한 높은 잔류 점착율을 갖는 실리콘 이형필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (1) 기재 필름, 및 (2) 비닐기 또는 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산, 비반응형 실록산, 하이드로젠실란, 및 백금계 촉매를 포함하는 실리콘 조성물을 포함하는 이형층을 포함하는 이형필름을 제공한다.

본 발명의 이형필름은 고속 박리 조건에서 점착층으로부터 보다 가볍게 박리되며, 점착 합지 및 가공 후 우수한 이형 유지력을 가지며, 또한 높은 잔류 점착율을 가지므로, 점착 필름의 제조시에 점착층을 보호하기 위한 실리콘 이형필름으로 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 이형필름이 점착 필름을 보호하기 위하여 사용될 때의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 이형필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 이형필름은 (1) 기재 필름, 및 (2) 실리콘 조성물을 포함하는 이형층을 포함한다.

상기 기재 필름은 폴리에스테르 필름, 폴리염화비닐(PVC) 필름, 폴리에틸렌(PE) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름 또는 폴리카보네이트(PC) 필름일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르 필름일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 종류에는 제한이 없으며, 종래에 실리콘 이형코팅의 기재필름으로 알려져 있는 필름이면 사용 가능하고, 예컨대 알킬렌 테레프탈레이트 또는 알킬렌 나프탈레이트 수지, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름일 수 있다.

상기 기재 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만 10 내지 200 ㎛, 바람직하게는 25 내지 125 ㎛일 수 있다. 상기 기재 필름의 두께가 10 ㎛ 미만일 경우에는 열공정 및 와인딩 시 외관상의 문제가 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하고, 200 ㎛을 초과할 경우에는 유연성이 떨어져 취급성이 떨어지므로 바람직하지 못하다.

상기 실리콘 조성물은 비닐기 또는 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산, 비반응형 실록산, 하이드로젠실란, 및 백금계 촉매를 포함한다.

상기 비닐기 또는 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 그 분자량은 100,000 내지 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 200,000 내지 600,000 g/mol일 수 있다.

상기 화학식 1에서,

X는 비닐기 또는 헥센일기이고,

n은 5 내지 100의 정수, 바람직하게는 5 내지 50의 정수이며, m+n은 1,500 내지 15,000의 정수, 바람직하게는 3,000 내지 10,000의 정수이다.

상기 하이드로젠실란은 하기 화학식 2의 구조를 가지며, 상기 하이드로젠실란의 Si-H기가 상기 폴리디메틸실록산의 비닐기 또는 헥센일기와 반응하게 된다.

상기 화학식 2에서,

a+b는 100 이하의 정수이며, 이 때 b≤a이다.

상기 하이드로젠실란의 예로서는 X-92-122(신에츠사 제조), SYL-OFF 7048, SYL-OFF 7599, SYL-OFF 7678 및 SYL-OFF 7689(다우코닝사 제조) 등을 들 수 있다.

높은 잔류 점착률과 이형층을 이루는 실리콘 조성물이 점착 필름의 점착층으로 이행되는 것을 막기 위해, 본 발명의 이형층은 상기 하이드로젠실란을 상기 실리콘 조성물 총 중량을 기준으로 0.05 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량% 포함할 수 있다. 상기 하이드로젠실란의 함유량이 0.05 중량% 미만인 경우 잔류 점착률이 낮아지고 실리콘 조성물의 이행 문제가 발생하므로 바람직하지 않고, 1 중량%를 초과할 경우 장시간 보관 후에 이형력이 높아져 경시 특성, 즉 이형 유지력이 악화될 수 있으므로 바람직하지 않다.

상기 비반응형 실록산은 이형필름의 속도 의존성 향상을 위하여 첨가되며, 그 구체적인 예로서는 디메틸페닐메틸실록산, 사이클로트리실록산, 사이클로테트라실록산, 사이클로펜타실록산 및 그 혼합물을 들 수 있다.

상기 실리콘 조성물에 함유된 비반응형 실록산은 상대적으로 저분자량을 가지며, 상기 이형층의 표면에 존재하여 이형필름이 부착되는 점착층과의 상호 작용을 억제하는 역할을 하게 되어, 고속 박리 조건에서도 낮은 이형력을 갖는 우수한 속도 의존성을 보임과 함께, 점착 합지(부착) 및 가공 후에 장시간 보관 후에도 이형력의 상승을 억제하여 우수한 경시 특성, 즉 이형 유지력을 갖게 할 수 있다.

비반응형 실록산의 분자량은 5,000 내지 150,000 g/mol, 바람직하게는 10,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.

상기 비반응형 실록산은 상기 실리콘 조성물 총 중량을 기준으로 0.05 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 포함될 수 있다. 상기 비반응형 실록산의 함유량이 0.05 중량% 미만인 경우 고속 이형 박리력이 높아지고 이형 유지력이 악화되므로 바람직하지 않고, 3 중량%를 초과할 경우 잔류점착율이 낮아지게 되므로 바람직하지 않다.

상기 백금계 촉매는 가교 밀도를 조절하는 역할을 수행하며, 예컨대 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 및 이들의 합금과 그 혼합물을 들 수 있다.

상기 백금계 촉매는 실리콘 조성물을 기준으로 1 내지 100 ppm이 첨가될 수 있으며, 상기 백금계 촉매의 함량이 1 ppm 미만이면 실리콘 조성물의 경화 속도가 지나치게 느리게 되어 이형 박리력이 높아지고 이형 유지력이 악화되므로 바람직하지 않고, 100 ppm를 초과하면 경화 속도 상승 효과가 제한적이며, 실리콘 조성물의 가사 시간이 단축되는 문제가 있다.

상기 실리콘 조성물을 포함하는 이형층의 두께는 0.05 내지 1 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 0.8 ㎛일 수 있다. 상기 두께가 0.05 ㎛ 미만인 경우 이형력을 원하는 수준까지 낮출 수 없으므로 바람직하지 않고, 두께가 1 ㎛를 초과하는 경우 외관 및 블로킹 특성이 나빠지므로 바람직하지 못하다.

상기 이형층은 상기 기재필름에 상기 실리콘 조성물을 도포하여 형성할 수 있으며, 따라서 상기 이형층의 두께는 상기 실리콘 조성물이 도포된 후 건조되었을 때의 두께를 의미한다.

상기 이형층이 상기 기재필름의 단면 또는 양면에 형성될 수 있다.

도 2에는 이형층이 상기 기재필름의 단면에 형성된, 본 발명의 일례에 따른 이형필름이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이형필름은 기재필름(10)의 일면에 이형층(20)이 형성되어 있는 형태일 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 이형필름은 고속 박리 조건에서 점착 필름의 점착층으로부터 보다 원활하고 가볍게 박리가 이루어지며, 본 발명의 이형필름은 상기 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 상온에서 30분간 방치한 후, 180˚의 각도 및 25 m/min의 박리속도로 표준점착 테이프를 이형층으로부터 박리하는 조건하에 측정한 이형 박리력이 20 gf/inch 이하, 바람직하게는 5 내지 20 gf/inch, 더욱 바람직하게는 7 내지 18 gf/inch를 나타내고, 상기 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 70℃에서 24시간 방치한 후, 180˚의 각도 및 25 m/min의 박리속도로 표준점착 테이프를 이형층으로부터 박리하는 조건하에 측정한 이형 유지력이 25 gf/inch 이하, 바람직하게는 5 내지 25 gf/inch, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 gf/inch를 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 이형필름은 상기 이형층에 1인치 폭의 표준테이프(Nitto31B)를 부착한 시료 (A), 및 테프론 필름면에 1인치 폭의 표준테이프(Nitto31B)를 부착한 시료 (B)에 대해 각각 20 g/㎠의 하중을 가한 뒤 상온에서 24시간 에이징하고, 상기 시료 (A) 및 시료 (B)로부터 표준테이프를 각각 제거한 후, 표준기재(glass)에 부착한 다음, 각각 20 g/㎠의 하중을 가한 뒤 상온에서 30분간 에이징한 후, 180˚의 각도, 박리속도 300 mm/min 조건에서 각각의 이형 박리력을 측정하여 하기 수학식 1에 의해 계산한 잔류 점착률이, 90% 이상, 바람직하게는 92% 이상일 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

헥세닐기를 갖는 폴리디메틸실록산(다우코닝사제, LTC750A) 10 중량%, 하이드로젠실란(다우코닝사제, 7048) 0.2 중량%, 비반응형 실록산(다우코닝사제, 510) 0.5 중량%, 백금 촉매 20 ppm을 배합하고, 용제로서의 톨루엔 및 메틸에틸케톤(MEK)의 함량을 조절하여 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 하여 용제형 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 조성물을 통상의 코팅법에 의해 50 ㎛ 두께의 PET 필름에 건조 도막 두께가 0.5 ㎛가 되도록 도포한 후 150℃에서 30초간 가열 건조를 행하여 이형필름을 제조하였다.

실시예 2

하이드로젠실란의 함량을 0.1 중량%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제작하였다.

실시예 3

하이드로젠실란의 함량을 0.5 중량%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제작하였다.

실시예 4

제조된 조성물을 건조 도막 두께가 0.1 ㎛가 되도록 도포한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제작하였다.

실시예 5

제조된 조성물을 건조 도막 두께가 0.8 ㎛가 되도록 도포한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제작하였다.

비교예 1

하이드로젠실란 및 저분자량 비반응형 실록산을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.

비교예 2

하이드로젠실란을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.

비교예 3

하이드로젠실란의 사용량을 2 중량%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.

비교예 4

비반응형 실록산의 사용량을 4 중량%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.

비교예 5

하이드로젠실란의 사용량을 3 중량%로, 비반응형 실록산의 사용량을 4 중량%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.

비교예 6

제조된 조성물을 건조 도막 두께가 1.5 ㎛가 되도록 도포한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제작하였다.

실험예

실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 이형 필름에 대해 다음의 방법에 따라 물성을 평가하였다.

<이형 박리력 평가>

실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 이형 필름의 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 상온에서 30분간 방치한 후, 180˚의 각도, 박리속도 0.3 m/min 및 25 m/min 조건에서 이형 박리력을 측정하였다.

<이형 유지력 평가>

실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 이형 필름의 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 70℃에서 24시간 방치한 후, 180˚의 각도, 박리속도 0.3 m/min 및 25 m/min 조건에서 이형 유지력을 측정하였다.

<안티 블록킹성 평가>

이형필름의 롤로 감겨있는 상태 또는 이형시트를 적층한 상태에서 필름간에 밀착되는 현상이 있는지 확인하였다.

<잔류 점착률 평가>

실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 이형 필름의 이형층에 1인치 폭의 표준테이프(Nitto31B)를 2 kg 질량의 고무 롤(rubber roll)을 이용하여(1 회 왕복) 부착(lamination)한 시료 (A), 및 테프론 필름면에 1인치 폭의 표준테이프(Nitto31B)를 2 kg 질량의 고무 롤을 이용하여(1 회 왕복) 부착한 시료 (B)에 대해 각각 20 g/㎠의 하중을 가한 뒤 상온에서 24시간 에이징(aging)하였다. 그 다음, 상기 시료 (A) 및 시료 (B)로부터 표준테이프를 각각 제거한 후, 다시 표준기재[유리(glass)]에 부착한 다음, 각각에 20 g/㎠의 하중을 가한 뒤 상온에서 30분간 에이징하였다.

박리 시험기(peel tester)를 이용하여 180˚의 각도, 박리속도 300 mm/min 조건에서 각각의 이형 박리력을 측정하여 하기 수학식 1에 의해 잔류 점착률을 계산하였다.

[수학식 1]

잔류 점착률(%) = A의 이형 박리력 / B의 이형 박리력 × 100

그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

측정 항목	이형 박리력		이형 유지력		잔류점착률	블로킹
측정 항목	0.3m/min	25m/min	0.3m/min	25m/min	잔류점착률	블로킹
단위	gf/25mm	gf/25mm	gf/25mm	gf/25mm	%	발생/미발생
실시 예 1	6.3	17.2	9.2	18.5	93	미발생
실시 예 2	6.3	16.9	9.0	18.6	90	미발생
실시 예 3	6.6	17.1	12.2	20.7	95	미발생
실시 예 4	9.3	19.2	12.5	21.1	94	미발생
실시 예 5	5.4	14.6	8.6	17.0	91	미발생
비교 예 1	6.5	38.2	15.2	54.3	96	미발생
비교 예 2	5.9	14.8	8.7	15.3	81	미발생
비교 예 3	7.4	20.1	20.7	34.2	96	미발생
비교 예 4	5.9	16.4	9.0	16.8	76	미발생
비교 예 5	6.3	17.8	10.8	22.1	84	미발생
비교 예 6	4.1	12.0	7.9	15.5	89	발생

상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1의 이형필름은 고속 박리 조건에서도 낮은 이형력의 우수한 속도의존성을 보임과 함께 점착층의 부착 및 가공 후 보존 시에도 우수한 경시 특성, 즉 이형 유지력을 나타내었다. 그러나, 하이드로젠실란 및 비반응형 실록산을 사용하지 않은 비교예 1의 이형필름은 저속 조건에서의 박리 시에는 낮은 이형력을 나타내지만 고속 조건에서는 높은 이형력을 나타내기 때문에, 고속 박리 작업 조건에서는 높은 이형력에 따른 작업성 저하 및 박리 문제가 발생이 우려된다.

한편, 비반응형 실록산을 도입하는 경우, 속도의존성 및 이형 유지력은 향상되나, 점착층으로의 이행으로 인해 잔류 점착율이 저하되었음을 알 수 있다. 반면 본 발명에 따른 실시예 1의 이형필름은 이를 개선하기 위해 하이드로젠실란을 추가로 포함하므로 90% 이상의 잔류점착율을 구현할 수 있었다.

또한, 하이드로젠실란을 적정 범위 이상으로 포함하는 비교예 3 및 5의 이형 필름은 이형 유지력이 좋지 않았으며, 비반응형 실록산을 적정 범위 이상으로 포함하는 비교예 4 및 5의 이형 필름은 잔류점착률이 좋지 못하였다. 특히 비교예 5에서와 같이 비반응형 실록산이 적정범위 이상으로 포함되는 경우, 이에 따라 하이드로젠실란을 추가로 첨가하여도 잔류 점착률은 좋지 않음을 알 수 있었다.

또한, 비교예 6에서 알 수 있듯이 이형층의 건조 도막 두께가 적정 범위 이상일 경우 블로킹 특성이 나빠짐을 알 수 있었다.

10: 기재필름
20: 이형층

Claims

(1) 기재 필름, 및 (2) 비닐기 또는 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산, 비반응형 실록산, 하이드로젠실란, 및 백금계 촉매를 포함하는 실리콘 조성물을 포함하는 이형층을 포함하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리디메틸실록산이 하기 화학식 1의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이형필름:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
X는 비닐기 또는 헥센일기이고,
n은 5 내지 100의 정수이며, m+n은 1,500 내지 15,000의 정수이다.
제 1 항에 있어서,
상기 하이드로젠실란이 하기 화학식 2의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이형필름:
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
a+b는 100 이하의 정수이며, b≤a이다.
제 1 항에 있어서,
상기 이형층이 상기 실리콘 조성물 총 중량을 기준으로 상기 하이드로젠실란을 0.05 내지 1 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 비반응형 실록산이 디메틸페닐메틸실록산, 사이클로트리실록산 또는 사이클로테트라실록산인 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 이형층이 상기 실리콘 조성물 총 중량을 기준으로 상기 비반응형 실록산을 0.05 내지 3 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 이형층의 두께가 0.05 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 이형층이 상기 기재필름의 단면 또는 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
상기 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 상온에서 30분간 방치한 후, 180˚의 각도 및 25 m/min의 박리속도로 표준점착 테이프를 이형층으로부터 박리하는 조건하에 측정한 이형 박리력이 5 내지 20 gf/inch이고, 상기 이형층에 표준점착 테이프(TESA7475)를 부착하고, 70℃에서 24시간 방치한 후, 180˚의 각도 및 25 m/min의 박리속도로 표준점착 테이프를 이형층으로부터 박리하는 조건하에 측정한 이형 유지력이 5 내지 25 gf/inch인 것을 특징으로 하는 이형필름.
제 1 항에 있어서,
잔류 점착률이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 이형필름.