KR20150078686A

KR20150078686A - 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20150078686A
Application number: KR1020130168286A
Authority: KR
Inventors: 김태현; 백상현; 조은혜; 김시민
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-07-08
Also published as: TW201529321A; WO2015102354A1; TWI556963B

Abstract

본 발명은 대전방지용 코팅 조성물, 이를 이용한 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰계수가 낮고, 표면저항이 우수하고, 대전방지 성능이 우수한 대전방지용 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법{POLYESTER FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

최근 각종 전자 및 전기기기, 정보통신 및 생활용품에 이르기까지 다양한 분야에서 정전기 발생으로 인한 피해가 증가하고 있다. 예를 들어, 필름의 제조 또는 가공시 발생하는 정전기로 인하여 불순물이나 먼지가 부착되거나 방전을 일으켜 유기용제를 사용하는 경우 인화의 위험에 노출되고 있다. 또한, 전기 전자 부품 등의 재료에 정전기가 발생하여 제품 불량이 일어날 수 있다. 이에 대전 방지에 대한 필요성이 증대되고 있다.

대전방지는 절연체 표면에 축적되어 있는 전하를 적절한 방법으로 방전시키는 것으로, 이를 위해 제품 표면에 대전방지층을 형성하여 표면에 축적된 전하를 방전시켜야 한다.

일반적으로 고분자 필름은 탄성이 좋아 잘 휘어지면서도 기계적 특성, 내열성, 투명성 및 내약품성이 뛰어나기 때문에 사진용, 제도용, 오에이치피용, 전기전자 부품용, 일반산업용 및 포장용 재료 등에 널리 이용되고 있다.

상기 고분자 필름은 우수한 물성에도 불구하고, 필름 표면의 고유저항이 매우 커서 마찰이 가해지면 필름 표면이 쉽게 대전되는 문제점을 갖고 있다. 이 경우, 고분자 중합 필름이 대전되면, 정전기에 의해 필름 표면에 먼지 등의 이물질이 부착되고, 상기 필름이 적용된 제품에는 전기쇼크가 가해져 제품 불량이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 유기용제 등의 화학물질이 사용되는 필름의 제조공정이나 가공공정에서 방전이 일어나는 경우에는 화재가 발생하는 문제점이 있다. 특히 최근의 디스플레이 추세에 따라 패널을 보호하는 필름의 크기도 대형화되면서 기존 보다 많은 양의 정전기가 축적되어 문제가 되고 있다.

상기와 같은 필름의 정전기 발생을 억제하는 방법으로는 유기술폰산 염 또는 유기인산 염 등을 필름 제조시 혼합하는 내부첨가법, 금속 화합물을 표면에 증착하는 금속증착법, 도전성 무기입자를 표면에 도포하는 방법, 계면활성제를 함유하는 음이온성 또는 양이온성 화합물을 표면에 도포하는 방법 등이 있다. 상기 방법 중, 내부첨가법은 경시변화에 대한 안정성이 우수하지만, 필름 고유의 우수한 물성과 대전방지 효과가 저하되는 문제점이 있고, 계면활성제를 포함하는 대전방지제는 대전방지 성능이 수분의 영향을 많이 받아 고습상태에서는 대전방지 성능이 우수하나, 건조한 상태에서는 대전방지 성능이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 금속증착법과 도전성 무기입자를 도포하는 방법은 대전방지성능은 우수하나 코팅 도막이 얇아지거나 연신비율이 높아질수록 대전방지 성능이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 필름의 습도 변화에 대한 대전방지 성능이 안정적이면서 필름 고유의 우수한 물성 및 대전방지 성능을 향상시킬 수 있는 대전방지 코팅 조성물과 이를 이용한 폴리에스테르 필름에 대한 연구 개발이 필요하다.

또한, 음이온성 또는 양이온성 화합물을 표면에 도포하는 방법은 코팅 이면으로 대전방지제가 전사되는 문제가 있다.

또한, 이온계 고분자 타입의 대전방지제는 필름의 마찰계수를 높이는 문제가 있으며, 주변의 습도 변화에 민감하여 습도가 높을 경우 저항 성능이 좋으나, 습도가 낮을 경우 저항 성능이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 양쪽성 대전방지제를 포함하여 코팅 이면으로 전사되는 것을 최소화 할 수 있으며, 낮은 마찰계수를 갖는 필름을 제공하고자 한다.

또한, 습도에 의한 저항성능의 변화폭이 적어 균일한 저항 성능을 확보할 수 있는 필름을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리에스테르 수지로 이루어진 기재층과, 상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되는 대전방지층을 포함하며,

상기 대전방지층은 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 고분자 수분산체(A)와, 분자량이 100 ~ 5000이며, 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B) 및 물을 포함하는 대전방지 조성물을 코팅 및 건조하여 형성한 것인 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명은

a) 폴리에스테르계 수지를 용융 압출하여 기재필름을 제조하는 단계,

b) 상기 기재필름을 기계방향으로 1차 연신하는 단계,

c) 상기 1차 연신된 기재필름의 일면 또는 양면에, 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 고분자 수분산체(A)와, 분자량이 100 ~ 5000이며, 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B) 및 물을 포함하는 대전방지 조성물을 도포하여 대전방지층을 형성한 후, 횡방향으로 2차 연신하는 단계 및

d) 상기 2차 연신된 기재필름 열고정하는 단계

를 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 습도 변화에 덜 민감하여 대전 방지 성능이 매우 안정적인 장점이 있다.

또한, 이면으로의 전사가 되지 않으므로 식품용 필름으로 사용이 가능하며, 마찰계수가 낮아 후 공정성이 우수한 장점이 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조방법은 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있어 경제적인 장점이 있다.

이하 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 양태는 폴리에스테르 수지로 이루어진 기재층과, 상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되는 대전방지층을 포함하며,

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지 조성물은 분자량이 300,000 ~ 350,000인 실리콘계 수분산체(C), 블록이소시아네이트계 경화제(D) 및 실리콘계 웨팅제(E)에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 아크릴계 수분산체는 에틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 아크릴아마이드의 공중합체인 아크릴계 고분자 25 ~ 35 중량%, 메톡시메틸 메틸올 멜라민(Methoxymethyl methylol melamine) 5 ~ 15 중량%, 옥틸페녹시 폴리에톡시에탄올(Octylphenoxy polyethoxyethanol) 0.1 ~ 20 중량 %, 메탄올 0.6 ~ 1.0 중량%, 포름알데히드 0.25 ~ 0.5 중량% 및 물 45 ~ 70 중량%를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체는 분자량이 2,000~5,000이며 산가가 50 ~ 60 mgKOH/g이고 T_g가 40 ~ 50℃인 폴리에스테르계 수지 10 ~ 15 중량%, 분자량이 50,000~150,000이며 에폭시를 반응기로 가지고 T_g가 85 ~ 95℃인 아크릴계 수지 10 ~ 15 중량% 및 물 70 ~ 80 중량% 를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지제(B)는 Soya Dimethyl ethyl Ammonium ethyl sulfate 3 ~ 7 중량%, 알킬 포스페이트 포타슘 염 15 ~ 20 중량%, 에틸렌 글리콜 2 ~ 3 중량% 및 물 70 ~ 80 중량%를 포함하는 수분산체인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지 조성물은 고분자 수분산체(A) 1 ~ 5 중량%, 대전방지제(B) 5 ~ 10 중량% 및 나머지 100 중량%를 만족하도록 물을 포함하여 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지 조성물은 고분자 수분산체(A) 1 ~ 5 중량%, 대전방지제(B) 5 ~ 10 중량%, 실리콘계 수분산체(C) 0.1 ~ 0.5 중량%, 경화제(D) 3 ~ 6 중량%, 실리콘계 웨팅제(E) 0.1 ~ 0.5 중량% 및 나머지 100 중량%를 만족하도록 물을 포함하여 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지층은 필름 제조 시 인라인 도포방법으로 코팅된 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 필름은 전체 두께가 10 ~ 300㎛인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지층의 건조도포두께가 10 ~ 300nm인 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 양태는

b) 상기 기재필름을 기계방향으로 1차 연신하는 단계,

d) 상기 2차 연신된 기재필름 열고정하는 단계

를 포함한다.

이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 폴리에스테르 필름에서 기재층은 폴리에스테르계 수지를 사용하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 고유점도가 0.6 ~ 0.7인 범위의 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 내후성 및 내가수분해성을 높일 수 있어 좋다.

또한, 대전방지층을 포함하여 폴리에스테르 필름의 전체 두께가 10 ~ 300㎛인 것이 생산성을 향상시키고, 다양한 적층구조를 구현할 수 있어 바람직하다.

본 발명은 상기 폴리에스테르 필름을 제조하는 과정에서 인라인 코팅에 의해 대전방지층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 대전방지층은 건조 후 두께가 10 ~ 300nm이고, 표면저항이 10⁸ ~ 10¹¹ Ω/sq인 것이 바람직하다. 상기 두께가 10nm 미만인 경우는 표면저항이 높을 수 있으며, 300nm를 초과하는 경우는 비용이 상승하고, 점도가 증가하여 공정성이 떨어질 수 있다. 표면저항이 10⁸ Ω/sq 미만인 경우는 원료의 사용이 과도하여 가격이 상승할 수 있으며, 10¹¹ Ω/sq 초과인 경우는 충분한 대전방지 성능을 나타내지 못 할 수 있다.

또한, 상기 대전방지층은 전사평가 후 표면저항이 10¹² Ω/sq 이상일 수 있다. 상기 전사평가란 대전방지제가 코팅 이면으로 전사되는 정도를 측정하는 것으로 여러 장의 필름을 겹친 후 온도 30 ~ 60℃, 압력 30 ~ 100 g/cm², 2 ~ 5일 방치 후 코팅 이면의 표면저항을 측정되는 것을 의미하며, 표면저항이 10¹² Ω/sq 미만인 경우는 코팅 이면의 물성 즉, 인쇄성, 접착력 등을 변화시킬 수 있다.

또한 상기 대전방지층은 마찰계수가 정마찰계수 0.1 ~ 0.4 이고, 동마찰계수 0.1 ~ 0.4 인 것일 수 있다. 정마찰계수 및 동마찰계수가 0.1 미만인 경우는 제조공정에서의 공정성이 감소할 수 있고, 0.4 초과인 경우는 후가공 공정에서의 공정성이 감소할 수 있다.

상기 물성을 모두 만족하기 위한 대전방지층을 형성하기 위하여 본 발명의 발명자들이 연구한 결과, 특정한 바인더수지와 양쪽성 대전방지제를 혼합하여 사용함에 따라 상기 물성을 모두 만족하는 대전방지층을 갖는 폴리에스테르 필름을 인라인 코팅방법으로 제조할 수 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.

즉, 상기 대전방지층을 형성하기 위한 본 발명의 대전방지 조성물은 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 고분자 수분산체(A)와, 분자량이 100 ~ 5000이며, 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B) 및 물을 포함하는 것일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 대전방지 조성물은 고분자 수분산체(A) 1 ~ 5 중량%, 대전방지제(B) 5 ~ 10 중량% 및 나머지 100 중량%를 만족하도록 물을 포함하여 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 고분자 수분산체는 양쪽성 대전방지제를 폴리에스테르 필름에 고착시키는 바인더 역할을 하는 것으로, 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체를 사용하는 것이 코팅 외관이 우수하고, 헤이즈, 전광선투과율 등의 광특성이 우수하다. 또한 본 발명에서 사용되는 저분자량의 대전방지제와의 혼화성이 우수하며, 폴리에스테르 필름에 밀착력을 높일 수 있다.

상기 아크릴계 수분산체는 아크릴계 수지 25 ~ 35 중량% 및 물을 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 에틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 아크릴아마이드의 공중합체인 아크릴계 고분자 25 ~ 35 중량%, 메톡시메틸 메틸올 멜라민(Methoxymethyl methylol melamine) 5 ~ 15 중량%, 옥틸페녹시 폴리에톡시에탄올(Octylphenoxy polyethoxyethanol) 0.1 ~ 20 중량 %, 메탄올 0.6 ~ 1.0 중량%, 포름알데히드 0.25 ~ 0.5 중량% 및 물 45 ~ 70 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 아크릴계 수분산체를 사용함으로써 대전방지제와의 호환성이 좋은 이유에서 바람직하다.

상기 아크릴계 고분자는 코팅층을 형성하며 접착력을 부여하는 역할을 하기 위한 것으로 25 ~ 35 중량%인 범위에서 코팅이 원활하게 이루어질 수 있고, 메톡시메틸 메틸올 멜라민은 코팅층 형성 후 열처리 시 가교반응을 일으키는 가교제의 역할을 하기 위한 것으로, 5 ~ 15 중량%인 범위에서 바람직하다. 상기 옥틸페녹시 폴리에톡시에탄올, 메탄올 및 포름알데히드는 상기 아크릴계 고분자를 수분산시키는 분산제 역할을 한다.

상기 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체는 폴리에스테르 수지 10 ~ 15 중량%와 아크릴계 수지 10 ~ 15 중량% 및 물을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 폴리에스테르 수지는 중량평균분자량이 2,000 ~ 5,000이고, 산가가 50 ~ 60 mgKOH/g이고 T_g가 40 ~ 50℃인 것이 대전방지제와의 혼화성 및 광특성이 우수한 이유에서 바람직하고, 상기 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 50,000 ~ 150,000이며, 에폭시를 반응기로 가지고 T_g가 85 ~ 95℃인 것이 대전방지제와의 호환성 및 광특성이 우수한 이유에서 바람직하다.

본 발명에서 상기 고분자 수분산체는 대전방지 조성물 중 아크릴 수분산체를 1 ~ 5 중량%, 보다 바람직하게는 3 ~ 4 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 대전방지제를 필름 표면에 고정할 수 없고, 5 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 코팅외관이 나빠지고 비용이 상승할 수 있다.

본 발명에서 상기 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B)는 수계 고분자 분산체와의 친화력이 우수하여 코팅 이면으로 대전방지제가 전사가 되는 것을 최소화할 수 있으며, 낮은 마찰계수를 갖는 필름을 제공하기 위하여 사용되는 것으로, 분자량이 100 ~ 5000인 저분자량의 대전방지제를 사용하는데 특징이 있다. 본 발명의 대전방지제는 저분자량의 대전방지제를 사용함에도 불구하고, 수계 고분자 분산체와의 친화력이 우수한 특성에 의해 전사가 되는 것을 최소화 할 수 있는 특징이 있다.

보다 구체적으로, 상기 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B)는 소야 디메틸 에틸 암모니움 에틸 설페이트(Soya Dimethyl ethyl Ammonium ethyl sulfate) 3 ~ 7 중량%, 알킬 포스페이트 포타슘 염 15 ~ 20 중량%, 에틸렌글리콜 2 ~ 3 중량% 및 물 70 ~ 80 중량%를 포함하는 수분산체인 것일 수 있다. 소야 디메틸 에틸 암모니움 에틸 설페이트, 알킬 포스페이트 포타슘 염은 대전방지 성능을 나타내는 것이며, 에틸렌글리콜은 상기 물질을 잡아주어 도막을 형성할 수 있게 하는 성분이다.

본 발명의 대전방지 조성물은 전체 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 것이 바람직하다. 고형분 함량이 상기 범위에서 인라인 코팅 공정에 적용 시 균일한 도포 두께를 갖는 코팅층을 형성할 수 있다.

또한, 필요에 따라 상기 대전방지 조성물은 분자량이 300,000 ~ 350,000인 실리콘계 수분산체(C), 블록이소시아네이트계 경화제(D) 및 실리콘계 웨팅제(E)에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 실리콘계 수분산체(C) 0.1 ~ 0.5 중량%, 경화제(D) 3 ~ 6 중량%, 실리콘계 웨팅제(E) 0.1 ~ 0.5 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 실리콘계 수분산체(C)는 마찰계수를 더욱 낮추기 위하여 사용되는 것으로, 분자량이 300,000 ~ 350,000인 실리콘계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 분자량이 300,000 미만인 경우는 코팅 이면으로 전사 될 수 있고, 350,000초과인 경우는 코팅 외관에 얼룩이 발생할 수 있다. 상기 실리콘계 수분산체(C)는 고형분 함량이 40 ~ 50 중량%인 것일 수 있으며, 실리콘계 수분산체(C)를 대전방지 조성물 내 0.1 ~ 0.5 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만인 경우는 그 효과가 미미하고, 0.5 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 코팅 외관에 얼룩이 발생할 수 있다.

상기 블록이소시아네이트계 경화제(D)는 실리콘계 수분산체(C) 첨가에 따른 코팅 이면으로의 전사를 차단하기 위하여 사용되는 것으로, 구체적으로 예를 들면, 일본 다케모토사의 XC-105K 등을 사용할 수 있다. 그 함량은 대전방지 조성물 내 3 ~ 6 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 3 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하고, 6 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 코팅외관에 얼룩이 발생하고, 코팅 도막 표면에 균열이 발생할 수 있다.

상기 실리콘계 웨팅제(E)는 도포성 및 접착성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 구체적으로 예를 들면, 일본 다우코닝사의 Q2-5212 등을 사용할 수 있다. 그 함량은 대전방지 조성물 내 0.1 ~ 0.5 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만인 경우는 그 효과가 미미하고, 0.5 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 코팅 도막의 벗겨짐 현상이 발생할 수 있다.

다음으로 본 발명의 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법은

b) 상기 기재필름을 기계방향으로 1차 연신하는 단계,

d) 상기 2차 연신된 기재필름 열고정하는 단계

를 포함할 수 있다.

상기 c)단계에서는 대전방지 조성물을 인라인 코팅 방법으로 대전방지층을 형성하며, 상기 대전방지 조성물은 수분산된 에멀젼을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 대전방지층을 이루기 위한 대전방지 코팅 조성물은 도포 시 연신 후 건조도포두께가 10 ~ 300nm일 수 있다. 상기 코팅 조성물을 도포하여 대전방지층을 형성한 후, 횡방향으로 연신한다. 이때 횡방향 연신은 텐터를 이용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 대전방지 층에 사용된 수분을 제거하고, 대전방지 층을 경화시키고, 필름이 수축되는 것을 예방하기 위하여 건조 및 열고정하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.

또한, 필요에 따라 상기 코팅조성물을 도포하기 전 또는 후가공을 위하여 접착제를 도포하기 전에 기재층인 폴리에스테르필름의 표면에 코로나 처리를 할 수 있다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(1) 표면저항

본 발명의 대전방지층의 표면저항을 평가하였다. 측정 방법은 Mitsubishi Chemical Corp. Hiresta-Up MCP-HP450 장비를 사용하여 25℃, 50%Rh, 500 V, 10초의 조건으로 표면저항을 측정하였다.

(2) 마찰계수

본 발명의 대전방지층과 코로나 처리면의 마찰계수를 평가하였다. 측정 방법은 Toyoseiki Friction Tester TR장비를 사용하여 샘플폭 63 mm X 63 mm, 측정속도 300 mm/min, 측정길이 150 mm, Sled 무게 200g, Load Cell 10N의 조건으로 마찰계수를 측정하였다.

(3) 전사평가 후 표면저항

본 발명의 대전방지층의 전사평가 후 표면저항을 평가하였다. 전사 평가는 필름의 대전방지면과 코팅 이면이 맞닿게 놓은 상태에서 필름 상부에 50g/cm²의 중량을 올려놓고 40℃에서 3일간 방치 후 코팅이면의 표면저항을 측정하였다. 코팅 이면의 표면저항 측정 방법은 Mitsubishi Chemical Corp. Hiresta-Up MCP-HP450 장비를 사용하여 25℃, 50%Rh, 500V, 10초의 조건으로 표면저항을 측정하였다.

하기 표에서 over란 표면저항 측정 시 10¹⁴ Ω/sq 이상이 측정된 상태로 전기가 흐르지 않는 상태를 의미한다.

[실시예 1]

대전방지 조성물(1)의 제조

폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-060, 고형분함량 25중량%) 4 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5중량%) 5.41 중량% 및 물 90.59 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(1)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

수분이 100ppm 이하로 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융압출기에 주입하여 용융한 후, 티다이를 통하여 압출하면서, 표면온도 20℃인 캐스팅드럼으로 급냉, 고화시켜 두께 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다.

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(1)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

대전방지 조성물(2)의 제조

아크릴계 수분산체(롬앤드하스사의 Primal-3208, 고형분함량 44 중량%) 2.27 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5중량%) 5.41 중량% 및 물 92.32 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(2)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(2)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

대전방지 조성물(3)의 제조

폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-060, 고형분함량 25중량%) 4 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5 중량%) 5.41 중량%, 실리콘계 슬립제(일본 시네츠사의 CHALINE R-170EM, 분자량 300,000~350,000, 고형분 함량 45 중량%) 0.2 중량%, 실리콘계 웨팅제(일본 다우코닝사의 Q2-5212) 0.2중량% 및 물 90.19 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(3)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(3)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

대전방지 조성물(4)의 제조

폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-060, 고형분함량 25중량%) 4 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5 중량%) 5.41 중량%, 실리콘계 슬립제(일본 시네츠사의 CHALINE R-170EM, 분자량 300,000~350,000, 고형분 함량 45 중량%) 0.4 중량%, 실리콘계 웨팅제(일본 다우코닝사의 Q2-5212) 0.2중량% 및 물 89.99 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(4)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(4)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

대전방지 조성물(5)의 제조

폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-060, 고형분함량 25중량%) 4 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5 중량%) 5.41 중량%, 실리콘계 슬립제(일본 시네츠사의 CHALINE R-170EM, 분자량 300,000~350,000, 고형분 함량 45 중량%) 0.2 중량%, 블록이소시아네이트계 경화제(일본 다케모토사의 XC-105K) 4 중량%, 실리콘계 웨팅제(일본 다우코닝사의 Q2-5212) 0.2중량% 및 물 86.19 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(5)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(5)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 6]

대전방지 조성물(6)의 제조

폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-060, 고형분함량 25중량%) 4 중량%와, 양쪽성 대전방지제(한국 신영화성사, UNISTA 3PN, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 18.5 중량%) 5.41 중량%, 실리콘계 슬립제(일본 시네츠사의 CHALINE R-170EM, 분자량 300,000~350,000, 고형분 함량 45 중량%) 0.4 중량%, 블록이소시아네이트계 경화제(일본 다케모토사의 XC-105K) 4 중량%, 실리콘계 웨팅제(일본 다우코닝사의 Q2-5212) 0.2중량% 및 물 86.19 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(6)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(6)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 50 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

대전방지 조성물(7)의 제조

아크릴계 수분산체(일본 다카마츠사의 ATX-014, 고형분함량 40 중량%) 5.18 중량%와, 음이온 고분자계 대전방지제((주)진보, ICP-323, 분자량 100,000 이상, 고형분함량 25.5 중량%) 9.0 중량% 및 물 85.82 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(7)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(7)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 100 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

대전방지 조성물(8)의 제조

아크릴계 수분산체(Noveon사, CABOSET CR-781, 고형분함량 42 중량%) 5.04 중량%와, 음이온 저분자계 대전방지제(모아켐, MST-75, 분자량 2,000~3,000, 고형분함량 30 중량%) 3.78 중량%, 실리콘계 웨팅제(Tego사, WET-250) 0.2 중량%, 실리콘계 슬립제(다우코닝사, Q8-8211) 0.2 중량%, 이소프로필알콜 5 중량% 및 물 85.78 중량%를 혼합하여 대전방지 코팅 조성물(8)을 제조하였다.

대전방지 폴리에스테르필름의 제조

제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 110℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 대전방지 코팅조성물(8)을 바코팅(bar coating)방법으로 일면에 코팅한 후, 140 ℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 텐터에서 235℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 기계방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 일면에 접착층이 형성된 12㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 상기 접착층의 연신 후 건조도포두께는 75 nm 이었다. 이렇게 얻어진 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 마찰계수가 낮고, 표면저항이 우수하며, 전사 평가 후 코팅 이면으로 대전방지제가 전사되지 않는 것을 알 수 있었다.

비교예 1은 음이온계 고분자 대전방지제를 사용한 것으로 마찰계수가 높은 것을 알 수 있었고, 비교예 2는 음이온계 저분자 대전방지제를 사용한 것으로 전사 평가 후 저항이 코팅 이면으로 전사되는 것을 알 수 있었다.

Claims

폴리에스테르 수지로 이루어진 기재층과, 상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되는 대전방지층을 포함하며,
상기 대전방지층은 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 고분자 수분산체(A)와, 분자량이 100 ~ 5000이며, 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B) 및 물을 포함하는 대전방지 조성물을 코팅 및 건조하여 형성한 것인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 대전방지 조성물은 분자량이 300,000 ~ 350,000인 실리콘계 수분산체(C), 블록이소시아네이트계 경화제(D) 및 실리콘계 웨팅제(E)에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 아크릴계 수분산체는 에틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 아크릴아마이드의 공중합체인 아크릴계 고분자 25 ~ 35 중량%, 메톡시메틸 메틸올 멜라민 5 ~ 15 중량%, 옥틸페녹시 폴리에톡시에탄올 0.1 ~ 20 중량 %, 메탄올 0.6 ~ 1.0 중량%, 포름알데히드 0.25 ~ 0.5 중량% 및 물 45 ~ 70 중량%를 포함하는 것인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체는 산가가 50 ~ 60 mgKOH/g이고 T_g가 40 ~ 50℃인 폴리에스테르계 수지 10 ~ 15 중량%, 에폭시를 반응기로 가지고 T_g가 85 ~ 95℃인 아크릴계 수지 10 ~ 15 중량% 및 물 70~80 중량% 를 포함하는 것인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 대전방지제(B)는 소야 디메틸 에틸 암모니움 에틸 설페이트 3 ~ 7 중량%, 알킬 포스페이트 포타슘 염 15 ~ 20 중량%, 에틸렌 글리콜 2 ~ 3 중량% 및 물 70 ~ 80 중량%를 포함하는 수분산체인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 대전방지 조성물은 고분자 수분산체(A) 1 ~ 5 중량%, 대전방지제(B) 5 ~ 10 중량% 및 나머지 100 중량%를 만족하도록 물을 포함하여 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 폴리에스테르 필름.
제 2항에 있어서,
상기 대전방지 조성물은 고분자 수분산체(A) 1 ~ 5 중량%, 대전방지제(B) 5 ~ 10 중량%, 실리콘계 수분산체(C) 0.1 ~ 0.5 중량%, 경화제(D) 3 ~ 6 중량%, 실리콘계 웨팅제(E) 0.1 ~ 0.5 중량% 및 나머지 100 중량%를 만족하도록 물을 포함하여 고형분 함량이 8 ~ 12 중량%인 수분산체인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 대전방지층은 필름 제조 시 인라인 도포방법으로 코팅된 것인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 필름은 전체 두께가 10 ~ 300㎛인 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 대전방지층의 건조도포두께가 10 ~ 300nm인 폴리에스테르 필름.
a) 폴리에스테르계 수지를 용융 압출하여 기재필름을 제조하는 단계,
b) 상기 기재필름을 기계방향으로 1차 연신하는 단계,
c) 상기 1차 연신된 기재필름의 일면 또는 양면에, 아크릴계 수분산체 또는 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수분산체에서 선택되는 고분자 수분산체(A)와, 분자량이 100 ~ 5000이며, 양이온과 음이온을 동시에 가지는 대전방지제(B) 및 물을 포함하는 대전방지 조성물을 도포하여 대전방지층을 형성한 후, 횡방향으로 2차 연신하는 단계 및
d) 상기 2차 연신된 기재필름 열고정하는 단계
를 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제 11항에 있어서,
상기 대전방지 조성물은 분자량이 300,000 ~ 350,000인 실리콘계 수분산체(C), 블록이소시아네이트계 경화제(D) 및 실리콘계 웨팅제(E)에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 폴리에스테르 필름의 제조방법.