KR20160040505A - 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수분산 실리콘 이형액에서 유기용제를 배제하고 용매로서 물을 사용함으로써 제조 공정이 친환경적이고, 인라인 중박리 이형 코팅으로 공정 비용을 절감할 수 있으며, 경박리와 구분되는 박리력 특성을 구현하여 다양한 용도로 사용 가능한 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름{TIGHT-RELEASE COATING POLYESTER FILM}
본 발명은 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수분산 실리콘 이형액에서 유기용제를 배제하고 용매로서 물을 사용함으로써 제조 공정이 친환경적이고, 인라인 중박리 이형 코팅으로 공정 비용을 절감할 수 있으며, 경박리와 구분되는 박리력 특성을 구현하여 다양한 용도로 사용 가능한 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 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, 이형용 폴리에스테르 필름에 새로운 기능을 부여하거나 혹은 종래에 가지고 있는 여러 문제점인 박리력 경시 변화, 이형층의 점착층으로의 전사 문제를 해결하는 방안이 모색되어 왔다.
한편, 이형필름은 점·접착 성분에 잘 붙지 않는 이른바 이형성을 갖는 필름을 총칭하며 일반적으로 점·접착 필름 또는 테이프에 보호필름 용도로 부착되어 점·접착제를 사용 전까지 원치 않는 피착물에 피착되거나 먼지 또는 이물 등에 의해 오염되는 것을 방지하는 용도로 사용되며, 또한 그 외 용도로는 프린트 배선기판, 인-몰드 성형과 같이 가열가압 성형공정에서 형틀과 성형물이 고착되지 않게 하는 역할을 수행하거나 적층 세라믹 캐패시터용 유전체 등 얇은 세라믹 시트를 성형하기 위한 캐리어 필름 용도가 있다.
이러한 다양한 용도에 따라 중박리(重박리, tight-release) 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 인라인 공정을 통하여 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 수분산 실리콘 이형액에서 유기용제를 배제하고 용매로서 물을 사용함으로써 제조 공정이 친환경적이고, 인라인 중박리 이형 코팅으로 공정 비용을 절감할 수 있으며, 경박리와 구분되는 박리력 특성을 구현하여 다양한 용도로 사용 가능한 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 실리콘 이형 조성물로 적어도 1회 도포되어 형성된 중박리 이형층을 포함하는 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름으로서,
하기 식 1과 식 2를 동시에 만족하되,
0.9≤ La ≤ 1.3 (식 1)
70 ≤ Rf ≤ 120 (식 2)
이고, 여기서 "La"는 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 미숙성된 이형필름의 박리력 값에 대한 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값의 비이고, "Rf"는 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값(gf/in.)인 것을 특징으로 하는 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 실리콘 이형 조성물은 알케닐폴리실록산, 하이드로전폴리실록산, 박리력 조절제, 실란 커플링제 및 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실리콘 이형 조성물은 상기 알케닐폴리실록산 100중량부에 대하여 상기 하이드로전폴리실록산 2.5 ~ 5.0 중량부, 상기 박리력 조절제 25 ~ 40 중량부 및 상기 실란 커플링제 0.5 ~ 3.0 중량부 및 계면활성제 0.2∼1.2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 박리력 조절제는 오르가노폴리실록산 수지인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 박리력 조절제는 하이드록실기를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 박리력 조절제는 알케닐기를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 박리력 조절제는 하이드록실기 및 알케닐기를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지이되, 하이드록실기/알케닐기의 비가 0.1 ~ 0.5 인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실리콘 이형 조성물은 5 ~ 10 중량%의 고형분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 두께는 5 내지 300㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름은 1축 연신된 상기 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 도포된 상기 중박리 이형층을 재연신하여 2축 연신된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수분산 실리콘 이형액에서 유기용제를 배제하고 용매로서 물을 사용함으로써 제조 공정이 친환경적이고, 인라인 중박리 이형 코팅으로 공정 비용을 절감할 수 있으며, 경박리와 구분되는 박리력 특성을 구현하여 다양한 용도로 사용 가능한 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 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.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 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.
달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 또한 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록 중 어느 하나로 주어질 경우, 이것은 범위가 별도로 개시되는 지에 관계없이 임의의 상한 범위 한계치 또는 바람직한 값과 임의의 하한 범위 한계치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.
용어 "약"이라는 용어가 값 또는 범위의 종점을 기술하는 데 사용될 때, 본 개시 내용은 언급된 특정의 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)", "구비하다(include)", "구비하는(including) ", "함유하는(containing)", "~을 특징으로 하는(characterized by)", "갖는다(has)", "갖는(having)"이라는 용어들 또는 이들의 임의의 기타 변형은 배타적이지 않은 포함을 커버하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 기구는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 기구에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다.
출원인이 "포함하는"과 같은 개방형 용어로 발명 또는 그 일부를 정의한 경우, 달리 명시되지 않는다면 그 설명이 "본질적으로 이루어진"이라는 용어를 이용하여 그러한 발명을 설명하는 것으로도 해석되어야 함이 쉽게 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재 필름과 상기 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 실리콘 이형 조성물로 적어도 1회 도포된 중박리 이형층을 포함하는 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 하기 식 1과 식 2를 동시에 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.9≤ La ≤ 1.3 (식 1)
70 ≤ Rf ≤ 120 (식 2)
여기서, "La"는 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 미숙성된 이형필름의 박리력 값에 대한 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값의 비이고, "Rf"는 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값(gf/in.)이다.
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 기재 필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 실리콘 이형코팅의 기재필름으로 알려져 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 실리콘 이형 조성물의 기재는 폴리에스테르 시트 또는 필름에 한정되지 않는다. 상기 필름을 구성하는 폴리에스테르는 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르를 가리킨다. 상기 방향족 디카르복시산으로는 테레프탈산 또는 2,6-나프탈렌 디카르복시산 등을 들 수 있고, 지방족 글리콜로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 또는 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 대표적인 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등이 있다. 상기 폴리에스테르는 제 3성분을 함유한 공중합체도 가능하다. 상기 공중합 폴리에스테르의 디카르복실산 성분으로서는, 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복시산(예컨대, P-옥시벤조산 등)을 들 수 있고, 글리콜 성분으로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등을 들 수 있다. 이들의 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분은 2종 이상을 병용하여도 좋다. 또한 본 발명에 따른 기재 필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성 및 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향 필름을 사용한다.
또한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 우수한 롤(Roll)간 주행 특성을 부여하기 위해 입자들을 함유할 수 있다. 첨가되는 입자는 우수한 미끄러짐 특성을 나타낼 수 있다면 종류의 특별한 제한이 없다. 본 발명에서는 실리카, 산화실리콘, 탄산칼슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산마그네슘, 인산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 산화알루미늄, 산화티탄 등을 포함할 수 있다. 사용하는 입자의 형상에는 특별히 한정되는 것은 아니나, 구상, 괴상, 봉상, 판상 입자 중 어떤 것이라도 본 발명에 사용될 수 있다. 또한 입자의 경도, 비중 및 색상에 대해 특별히 제한하지 않으며, 필요에 따라 2 종류 이상을 병행 사용 할 수도 있다. 또한 사용하는 입자의 평균 입경은 0.1~ 5㎛ 을 만족하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 0.1 ~ 2㎛ 범위이다. 평균 입경이 0.1㎛ 미만일 경우는 입자간의 응집현상이 발생하여, 분산 불량이 발생될 수 있고, 평균 입경이 5 ㎛를 초과하면 필름의 표면 거칠기 특성이 나빠져 후 가공 시 코팅 불량이 발생될 수 있다. 또한, 폴리에스테르 필름 중의 입자 함유량은 0.01 ~ 5중량%를 만족하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01 ~ 3중량% 범위이다. 함유량이 0.01 중량% 미만일 경우는 폴리에스테르 필름의 미끄러짐 특성이 나빠져 롤간의 주행 특성이 나빠질 수 있으며, 함유량이 5 중량%를 초과할 경우는 필름의 표면 평활성이 나빠질 수 있다.
본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 실리콘 이형 조성물은 알케닐폴리실록산, 하이드로전폴리실록산, 박리력 조절제, 실란 커플링제, 계면활성제 및 백금킬레이트 촉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.
알케닐폴리실록산(Alkenyl Polysiloxane)의 대표적인 분자구조는 다음 화학식 1과 같다.
[화학식1]
Figure pat00001
여기서, R은 -CH=CH2, -CH2CH2CH2CH2CH=CH2 또는 -CH3 이고, m과 n은 0 이상의 정수이다.
상기 알케닐폴리실록산은 분자 내에 알케닐기를 함유하며, 알케닐기가 분자 중의 어느 부분에 존재하여도 좋으며, 최소 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다. 또한 분자구조는 직쇄상 또는 분지상이라도 좋으며, 직쇄와 분지가 함께 있는 구조라도 좋다.
다음으로, 하이드로전폴리실록산(Hydrogen polysiloxane)은 대표적인 경화제로서, 대표적인 분자구조는 다음 화학식 2와 같다.
[화학식2]
Figure pat00002
여기서, p와 q는 0 이상인 정수이다.
하이드로전폴리실록산은 직쇄상, 분지상 또는 환상의 어느 쪽이라도 좋으며, 이들의 혼합물도 좋다. 또한 점도나 분자량도 한정되지는 않지만, 상기 알케닐폴리실록산과의 상용성이 양호하여야 하며, 사용량은 상기 알케닐폴리실록산의 알케닐기 1개에 대하여 실리콘 원자에 결합한 하이드로전기가 1.0 내지 2.0개의 범위가 되는 것이 바람직하다. 알케닐 폴리실록산의 알케닐기 1개에 대하여 실리콘 원자에 결합한 수소원자가 1.0개 미만인 경우 양호한 경화성을 얻지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 2.0개를 초과하는 경우 경화 후의 탄성이나 물리적 성질이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 또한 잔류 하이드로전기와 점착제층의 반응에 의해 경시 박리력 변화가 커지는 문제가 발생된다. 바람직하게는 상기 알케닐폴리실록산 100중량부에 대하여 상기 하이드로전폴리실록산 2.5 ~ 5.0 중량부를 포함한다. 한편, 본 발명에 따른 실리콘 이형 조성물에서는 알케닐폴리실록산에 비하여 하이드로전폴리실록산의 양이 많으면 가교가 많이 진행되어 유연성이 감소하여 막의 균열이 생성되어 평활성이 감소한다.
다음으로, 박리력 조절제는 오르가노폴리실록산 수지로서 다음 화학식 3과 같으며, D, T, Q의 단위가 직쇄상, 또는 환상으로 반복된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는 상기 박리력 조절제상의 치환기 R은 메틸, 비닐, 헥세닐, 페닐, 하이드록실 중 어느 하나 또는 둘 이상이 동시에 포함되는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pat00003
R=Methyl, Vinyl, Hexenyl, phenyl, hydorxyl
한편, 본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름은 점착층과의 들뜸 현상이 발생되지 않는 특성이 요구된다. 이를 만족하기 위해서 상기 박리력 조절제에 하이드록실기가 포함되어 점착층의 카르복실기, 하이드록실기 등과 상호 작용하여 밀착력을 향상시켜 주는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름은 시간 경과에 따른 이형필름의 경박리(light-release)화가 방지되어야 한다. 이를 만족하기 위해서 상기 박리력 조절제에 알케닐기가 포함되는 것이 바람직하며, 경화제인 하이드로전폴리실록산과 반응하여 실리콘 도포층의 가교 밀도를 향상시켜, 도포층 내에서 시간 경과에 따른 박리력 조절제의 침강을 방지하여 경박리화를 방지하는 역할을 한다.
바람직하게는, 박리력 조절제의 함량이 상기 알케닐폴리실록산 100중량부에 대하여 25 ~ 40 중량부를 포함한다. 박리력 조절제 함량이 25 중량부 미만이면 경박리와 구분이 명확하지 않으며, 40 중량부를 초과할 경우에는 박리력이 높아져 점착층과의 박리 불량이 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 박리력 조절제는 하이드록실기/알케닐기의 작용기 개수비가 0.1 ~ 0.5 인 것이 바람직하다. 상기 하이드록실기/알케닐기의 비가 0.1 미만인 경우 점착층과의 충분한 밀착력이 나타나지 않으며, 상기 비가 0.5를 초과할 경우에는 점착층의 카르복실기, 하이드록실기와 과반응이 일어나 박리 불량이 발생될 수 있다.
또한 실란 커플링제는 기재와 도막의 가교 역할로 나타내는 물질로서 내용제 특성을 발현시켜주는 중요한 역할을 한다. 커플링제의 구성요소로서 에폭시 실란계, 아미노실란계, 비닐 실란계, 메타크릴옥시 실란계, 이소시아네이트 실란계이면 어떤 것이나 사용할 수 있으며, 1종 내지 2종 이상 혼합하여 사용 가능하다. 바람직하게는 상기 알케닐폴리실록산 100중량부에 대하여 상기 실란 커플링제 0.5 ~ 3.0 중량부를 포함한다.
또한 본 발명의 실리콘 함유 조성물의 구성 중 기재에 대해 우수한 젖음성을 부여하기 위하여, 하기 화학식 4로 표시되는 폴리실록산계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00004
여기서, R1은 -CH3, -CH2CH3, -(CH2)9CH3이고, R2는 폴리에테르기, 아릴알킬기, 폴리에스테르기, 아크릴기, 카르복실기 또는 하이드록시기이고, x 및 y는 각각 1∼150의 정수이며, x 및 y의 합은 230이하이다.
상기 x 및 y의 합이 230 이하가 바람직한데, 230을 초과할 경우에는 계면활성제의 상용성이 나빠져 핀홀성 결점 등의 문제점이 발생될 수 있다.
또한 폴리실록산계 계면활성제는 폴리실록산과 상용성이 양호해야 하며, 그 사용량은 알케닐폴리실록산 100 중량부에 대하여 0.2∼1.2중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실리콘 함유 조성물에 백금 촉매 1,000 내지 10,000 ppm가 더 포함될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실리콘 이형 조성물은 전체 코팅 조성물 중량에 대해 5 ~ 10중량%의 고형분이 포함되도록 희석한 후 상기 폴리에스테르 필름에 코팅한다. 상기 코팅 조성물에 사용되는 용매는 본 발명의 고형분을 분산시켜 폴리에스테르 필름상에 도포시킬 수 있는 것이면 종류의 제한은 없다. 실리콘 이형 조성물의 고형분 함량이 5중량% 미만일 경우 균일한 실리콘 코팅층이 형성되지 않아 점착층과 합지된 후 박리 시 뜯김 현상 등의 문제점이 발생될 수 있으며, 10중량%를 초과할 경우 필름간의 블로킹 현상이 발생되며, 낮은 잔류접착률 및 높은 실리콘 전사율로 인하여 제품 외관 손상 및 경시 박리력 변화를 유발할 수 있기 때문이다.
또한 이형 코팅 조성물에 사용되는 용매는 본 발명의 고형분을 분산시켜 폴리에스테르 필름 상에 도포시킬 수 있는 것이면 종류의 제한은 없으나, 바람직하게는 물을 사용한다.
또한, 본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름은 실리콘 함유 조성물 대비 폴리에스테르 기재필름층의 표면장력이 1.0∼1.5 배가 되도록 한다. 이때, 실리콘 함유 조성물 대비 기재필름의 표면장력이 1.0 미만이면, 전체 코팅액의 젖음성이 나빠지며, 1.5 초과될 경우 코팅액 내부적으로 응집현상이 발생되어 코팅층 경화 이후에 외관결점이 발현된다.
이하, 본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 제조방법을 설명한다.
본 발명은 인라인 방식의 제조공정상에서, 폴리에스테르 필름층 상에 형성된 중박리 이형층을 형성하는 것으로서, 더욱 구체적으로, 인라인 방식의 제조공정은 1) 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 제조하는 제1단계; 2) 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면에 중박리 이형 조성물을 도포하여 중박리 이형층을 형성하는 제2단계; 3) 상기 중박리 이형층이 형성된 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신하는 제3단계를 포함한다.
먼저, 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 제조하는 제1단계를 설명한다. 폴리에스테르 칩을 진공 건조 후에 압출기로 용융하여 티다이(T-DIE)를 통해 미연신 폴리에스테르 시트 상으로 압출하고, 냉각 롤에 정전인가법(pinning)으로 캐스팅 드럼에 밀착시켜 냉각 고화시켜 미연신 폴리에스테르 시트를 얻고, 이를 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 가열된 롤에서 롤과 롤 사이의 주속비 차에 의한 2.5~4.5배의 1축 연신을 행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다.
다음으로, 본 발명의 제조방법 중 제2단계는 1단계에서 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면에 중박리 이형층을 형성하는 단계이며, 더욱 구체적으로는 중박리 이형층을 도포하는 방법으로는 메이어바 방식, 그라비아 방식 등의 방법으로 수행될 수 있으며, 도포 전에 필름의 극성기를 도입하여, 코팅층과 필름과의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나 방전 처리할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 제조방법 중, 제3단계는 제2단계에서 중박리 이형층이 형성된 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신된 폴리에스테르 필름을 제조하는 단계이다. 이때, 제3단계에서의 연신은 1축 연신의 방향과 수직방향으로 연신하며, 바람직한 연신비는 3.0~7.0배이다. 연신공정 이후, 열고정, 경화 및 건조 등을 통해 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 제조방법으로부터 제조된 2축 연신된 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 두께는 5~300㎛, 바람직하게는 10~250㎛이다.
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 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
단계 1: 1축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
평균입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm이 들어있는 극한 점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛(pellet)을 진공 드라이어를 이용하여 7시간 동안 160℃에서 충분히 건조시킨 후, 용융하여 압출 티-다이를 통하여 냉각드럼에 정전인가법으로 밀착시켜 무정형 미연신 시트를 만들고, 이를 다시 가열하여 95℃에서 필름 진행 방향으로 3.5배 연신을 수행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 이후, 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
단계 2: 2축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
코로나 처리된 일면에 重박리 이형층으로서 다이메틸폴리실록산 100 중량부(Dow Corning사 제품)에 대하여, 실란 커플링제 1.0 중량부(Dow Corning사 제품), 화학식 2로 표시되는 하이드로전폴리실록산 2.5 중량부 화합물, 화학식 3으로 표시되는 박리력 조절제 30중량부, 화학식 4으로 표시되는 폴리실록산계 계면활성제(Dow Corning사 제품)(R1=-CH3, R2=카르복실기, x=110, y=50) 0.3 중량부, 백금 킬레이트 촉매 50ppm(Dow Corning사 제품)을 물에 희석하여 실리콘 함유 조성물을 제조하여 重박리 이형 코팅조성물을 도포하였다. 重박리 이형 코팅조성물은 메이어 바를 이용하여 순차적으로 단계 1에서 제조된 1축 폴리에스테르 필름에 도포하였다.
도포 후, 105~140℃ 텐터 구간에서 도포된 코팅 조성물을 건조시키고, 필름의 진행방향과 수직방향으로 3.5배 연신하고, 240℃에서 4초간 열처리하여 50㎛ 두께의 2축 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
다이메틸폴리실록산 100 중량부 대비 박리력 조절제 25중량부를 혼합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 2축연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.
[실시예 3]
다이메틸폴리실록산 100 중량부 대비 박리력 조절제 35중량부를 혼합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 2축연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.
[비교예 1]
박리력 조절제를 혼합하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 2축연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.
[비교예 2]
다이메틸폴리실록산 100 중량부 대비 박리력 조절제 5중량부를 혼합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 2축연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.
[비교예 3]
다이메틸폴리실록산 100 중량부 대비 박리력 조절제 50중량부를 혼합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 2축연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
1. 박리력 측정
- 시료 준비
① 실리콘 코팅된 측정용 샘플을 미숙성 시료(A)와 25℃, 50%RH 에서 14일 보관 시료(B)를 준비한다.
② 실리콘 코팅 면에 표준 점착테이프(Nitto 502, 폭 2in.)를 붙인 후 이 샘플을 상온(25℃) 조건에서 20g/cm2 의 하중으로 1일 압착 후 물성 측정
- 측정 기기: chem-instrument AR-1000
- 측정 방법:
① 180°박리각도, 박리속도 0.3MPM
② 샘플 크기 500mm x 1500mm, 박리력 측정크기 250㎜ x 1500mm
- 측정 데이터: 박리력 단위는g/in 이며 측정값은 5회 측정하여 평균값 산출
2. 잔류접착율
양면 점착테이프(닛또덴코샤제[NO.502])를 JIS G 4305에 규정되어 있는 냉간 압연 스텐레스판(SUS304)에 붙인 후, 상기 스텐레스판과의 접착력을 측정하여 그 값을 "F0"로 한다. 한편 실험예 1의 방법으로 박리한 후의 양면 점착테이프를 상기 스텐레스판에 붙인 후의 접착력을 측정하여 해당 값을 "F1"로 하여, 다음 식으로 잔류접착률을 계산하였다.
잔류접착률(%) = (F1/F0)*100
또한, 접착력의 측정은 JIS Z 0237에 규정되어 있는 2kg 고무 로울러로 압착하고, 각각 F0 및 F1의 점착력 측정용 시료로 하며, 압착 1시간 방치 후 인스트론형 인장력 시험기를 사용하고, 180도 방향에서 인장속도 30 mm/분으로 박리하고, 그 응력을 각각 10샘플에 대해 측정하여, 그들의 평균치를 각각 F0 및 F1로 하였다.
3. 수접촉각
접촉각 측정기(Kyowa Interface Science Co., Ltd.; 모델명 Dropmaster 300)를 사용하여 이온 교환수를 증류하여 얻은 정제수로 액적법(sessile drop method)에 의하여 수접촉각을 측정하였으며, 서로 다른 위치에서 5회 측정한 후, 평균값을 취하였다.
4. 밀림성
엄지손가락으로 5회 왕복 문지른 후 육안 평가하였다.
No smear (◎): 평가 후 변화 없음
Slightly smear(○): 미세하게 밀리지만 사용상에 문제 없음
Smear (△): 오일이 밀리는 것처럼 코팅층이 뿌옇게 흐려짐
Rub-off (X): 코팅층이 뭉쳐서 떨어져 나감
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
박리력 조절제 함량 30 25 35 0 5 50


코팅 물성		 A. 미숙성 이형필름
박리력(gf/inch)		 110 88 132 33 37 367
B. 14일 숙성 이형필름 박리력(gf/inch) 103 82 119 29 33 312
변화율(B/A, La) 0.93 0.93 0.90 0.87 0.89 0.85
잔류접착율(%) 85 85 85 87 87 73
수접촉각(°) 110 111 111 110 110 110
밀림성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 중박리 이형층은 수접촉각 90°이상으로 내오염성 및 내블록킹성 등이 우수함을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 중박리 이형층은 박리력 100gf/inch 전후로 구현되어 중박리력을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
그러나 박리력 조절제가 없거나 함량이 낮아진 비교예 1, 2에서는 박리력이 40 gf/inch 이하로 경박리화가 되어 적합하지 않으며, 박리력 조절제의 함량이 많이 들어간 비교예 3의 경우에는 너무 높은 박리력에 구현되어 중박리 용도에 적합하지 않다. 또한 박리력 조절제의 함량이 많이 들어간 경우에는 잔류접착율이 낮은데 이는 코팅층과 필름 사이에 접착력이 부족함의 의미하며 작업성에 있어 문제가 발생함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 중박리 이형 성능이 부여된 폴리에스테르 필름으로서, 이의 박리력을 조절하여 원하는 용도에 맞게 적용할 수 있을 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (5)

  1. 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 실리콘 이형 조성물로 적어도 1회 도포되어 형성된 중박리 이형층을 포함하는 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름으로서,
    하기 식 1과 식 2를 동시에 만족하되,
    0.9≤ La ≤ 1.3 (식 1)
    70 ≤ Rf ≤ 120 (식 2)
    이고, 여기서 "La"는 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 미숙성된 이형필름의 박리력 값에 대한 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값의 비이고, "Rf"는 상기 실리콘 이형 조성물이 도포된 후 14일 숙성된 이형필름의 박리력 값(gf/in.)이고,
    상기 실리콘 이형 조성물은 알케닐폴리실록산, 하이드로전폴리실록산, 박리력 조절제, 실란커플링제, 계면활성제 및 백금킬레이트 촉매를 포함하되,
    상기 실리콘 이형 조성물은 상기 알케닐 폴리실록산 100중량부에 대하여 상기 하이드로전폴리실록산 2.5 ~ 5.0 중량부, 상기 박리력 조절제 25 ~ 40 중량부, 상기 실란 커플링제 0.5 ~ 3.0 중량부 및 계면활성제 0.2~1.2 중량부를 포함하고,
    상기 박리력 조절제는 하이드록실기를 필수적으로 포함하는 오르가노폴리실록산 수지이고, 상기 실리콘 이형 조성물은 5 ~ 10 중량%의 고형분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박리력 조절제는 알케닐기를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지인 것을 특징으로 하는, 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 박리력 조절제는 하이드록실기 및 알케닐기를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지이되, 하이드록실기/알케닐기의 작용기 개수비가 0.1 ~ 0.5 인 것을 특징으로 하는, 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 이형 조성물은 5 ~ 10 중량%의 고형분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름의 두께는 5 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는, 중박리 이형 코팅 폴리에스테르 필름.
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