KR20170056051A - 박리 불량을 방지할 수 있는 이형필름 - Google Patents

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Abstract

이형력 경시변화를 최소화하여 박리 불량을 방지할 수 있는 이형필름에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 이형필름은 기재필름층; 및 실리콘계 수지 및 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 형성되고, 상기 기재필름층의 상부 표면에 형성되는 이형 코팅층;을 포함하고, 상기 실리콘계 수지는 하기 [화학식 1]의 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00007

(m은 1~1,000의 정수이며, n은 1~10,000의 정수이다).

Description

박리 불량을 방지할 수 있는 이형필름 {RELEASE FILM PREVENTION PEEL DEFECTS}
본 발명은 이형필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이형력 차이를 최소화할 수 있는 이형필름에 관한 것이다.
일반적으로 이형필름은 편광판과 디스플레이 등의 다양한 물품에 사용되어 각종 디바이스를 결합하는 용도로 사용된다.
이형필름은 점착층으로부터 용이하게 박리되기 위해, 실리콘 용액을 처리한 이형필름이 주로 사용되어 왔지만, 상기 점착층은 열 또는 자외선에 의해 경화되면 이형력이 높아지기 때문에 박리가 잘 되지 않는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이형필름과 점착층 사이에 일정한 간격으로 엠보 무늬를 부여하여 박리성을 향상시키려고 했지만, 엠보 무늬를 갖는 이형필름은 표면 조도가 높아 외형 불량을 초래한다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2013-0078158호(2013.07.10. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 폴리에스테르 이형필름이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 경화 후에 저온(20~30℃)에서 보관된 이형필름의 이형력 및 고온(50~70℃)에서 보관된 이형필름의 이형력의 차이, 즉 경시변화를 최소화할 수 있는 이형필름을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이형필름은 기재필름층; 및 실리콘계 수지 및 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 형성되고, 상기 기재필름층의 상부 표면에 형성되는 이형 코팅층;을 포함하고, 상기 실리콘계 수지는 하기 [화학식 1]의 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(m은 1~1,000의 정수이며, n은 1~10,000의 정수이다).
이때, 상기 폴리디메틸실록산은 Si-vinyl기:Si-H기의 함량비가 몰(mol)비로 1:1~5:1인 것이 바람직하다.
상기 폴리디메틸실록산은 Si-CH3기 60~90mol%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘계 경화제는 실란 화합물 및 실록산 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
이때, 20~30℃에서 보관된 이형필름의 이형력 및 50~70℃에서 보관된 이형필름의 이형력 차이가 5gf/50mm이하이고, 상기 이형력은 이형 코팅층 및 이형 코팅층 상부 표면에 형성되는 점착층 사이의 이형력일 수 있다.
상기 이형 코팅층의 두께는 0.05~30㎛일 수 있다.
상기 점착층은 아크릴계 점착제, 에폭시계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 중 1종 이상의 점착제 조성물의 경화물일 수 있다.
상기 기재필름층은 PET(PolyEthylene Terephthalate) 필름, PEN(PolyEthylene Naphthalate) 필름, PES(PolyEtherSulfone) 필름, PC(Poly Carbonate) 필름, PP(Poly Propylene) 필름 및 아크릴 필름 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 이형필름은 실리콘 혼합물을 포함하는 조성물로부터 형성된 이형 코팅층을 포함함으로써, 경화 후, 저온(20~30℃)에서 보관된 이형필름의 이형력 및 고온(60℃)에서 보관된 이형필름의 이형력의 차이, 즉 경시변화를 최소화하여 박리 불량을 방지할 수 있다.
또한, 실리콘계 수지의 작용기의 함량을 조절함으로써, 점착층과 이형 코팅층 간의 이형력을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이형필름을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박리불량을 방지할 수 있는 이형필름에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이형필름을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 이형필름(100)은 기재필름층(10) 및 이형 코팅층(20)을 포함한다.
기재필름층(10)은 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PEN(PolyEthylene Naphthalate) 필름, PES(PolyEtherSulfone) 필름, PC(Poly Carbonate) 필름, PP(Poly Propylene) 필름, 아크릴 필름 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 PET 필름 및 아크릴 필름을 사용한다.
상기 기재필름층의 상부 표면에는 이형 코팅층(20)이 형성된다.
이형필름은 미려한 외관, 고강도, 고투명, 내약품성이 요구되는 고급용도에 주로 사용되고 있다. 특히, 실리콘 성분이 코팅된 이형필름은 편광판 또는 위상차판 관련 점착제의 보호 필름으로 이용되고, 세라믹 이형용, 고급 라벨 이형 등 각종 이형용도에 사용되고 있다.
본 발명의 경우, 이형 코팅층(20)은 실리콘계 수지 및 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 형성될 수 있으며, 상기 실리콘계 수지는 하기 [화학식 1]의 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(m은 1~1,000의 정수이며, n은 1~10,000의 정수이다).
폴리디메틸실록산은 고무와 같은 성질을 가지며, 매우 유연한 고분자로 Si-O의 결합이 비틀림이 가능한 특징이 있다. Si-vinyl기는 경화반응에 참여함으로써, 이형 코팅층의 내구성이 향상될 수 있다. Vinyl는 CH2CH-를 의미한다.
이때, 상기 폴리디메틸실록산은 Si-vinyl기:Si-H기의 함량비가 몰(mol)비로 1:1~5:1인 것이 바람직하고, 3:1~5:1인 것이 보다 바람직하다.
Si-vinyl기의 함량이 Si-H기의 함량보다 적을 경우, vinyl과 H가 반응이 완료된 후에 남아있는 H에 의해, 이형 코팅층과 점착층의 반응성이 커지기 때문에 박리력의 경시안정성(stabilization for pass the time)이 낮아지게 된다. 반대로, Si-vinyl기의 함량이 Si-H기 함량의 5배를 초과할 경우, 과량의 vinyl기가 반응하지 못한 채 남아있기 때문에 이형 코팅층(20)의 물성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 폴리디메틸실록산은 작용기의 전체 mol%에 대하여, Si-CH3기 60~90mol%를 포함하는 것이 바람직하다.
Si-CH3기가 60 mol% 미만일 경우, 이형필름의 효과가 불충분하고, 반대로, 90 mol%를 초과할 경우, 과량으로 인해 사슬길이가 길어지기 때문에 vinyl-H의 반응성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘계 경화제는 실란 화합물 및 실록산 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다. 경화제는 평균점도가 대략 100~10000cps인 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 하기 [화학식 2]와 같이 실란 화합물과 실록산 화합물이 포함된 구조일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00003
(a는 1~500의 정수이며, b는 1~500의 정수이다).
경화제는 상기 실리콘계 수지에 대하여, 1~10중량부가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘계 수지와 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 경화 반응을 통해 이형 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 기재된 구성 이외에 톨루엔 등과 같은 유기용제에 촉매 등을 첨가하여 경화 반응을 촉진시킬 수 있다.
예를 들어, 백금촉매가 첨가된 용제와 실리콘계 수지, 실리콘계 경화제의 경화과정은 하기 [일반식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[일반식 1]
Figure pat00004

상기 이형 코팅층(20)의 두께는 0.05~30㎛인 것이 바람직하다.
두께가 0.05㎛ 미만인 경우, 두께가 너무 얇아 이형필름의 효과를 기대하기 어려울 수 있으며, 이형 코팅층이 기재필름층을 충분히 덮지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 반대로, 두께가 30㎛를 초과하는 경우, 비용측면에서 불리하며 이형 코팅층의 경화 저하, 이형 코팅층 밀림현상 등이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.
이형 코팅층의 상부 표면에는 점착층이 형성될 수 있다.
점착층은 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 중 1종 이상의 점착제 조성물의 경화물로, 점착제 조성물은 가열 경화형 조성물 또는 자외선 경화형 조성물일 수 있다.
아크릴계 점착제 조성물은 내후성을 갖고, 가격이 저렴하고, 저온경화가 가능할 수 있다. 예로는 아크릴계 공중합체로 아크릴산이소부틸, 아크릴산이소펜틸 등이 있다.
에폭시계 조성물은 제품의 신뢰성 향상을 위한 용도로 사용될 수 있으며, 예로는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지 등이 있다.
우레탄계 조성물에는 우수한 점착성능이 있으며, 예로 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 얻어지는 예비중합체 등이 있다.
실리콘계 조성물은 히드로실릴화(hydrosilylation) 반응에 의해 경화하는 조성물; 실라놀(silanol)의 축합 반응에 의해 경화하는 조성물; 또는 알코올 탈리형, 옥심(oxim) 탈리형 또는 초산 탈리형의 가열 경화형 실리콘계 조성물이 있다. 또한, (메타)아크릴 관능성 실리콘, 비닐기와 머캅토기를 관능기로서 가지는 실리콘, 에폭시 관능성 실리콘, 비닐에테르 관능성 실리콘, 실라놀 관능성 실리콘 또는 실록산 폴리머와 염기 발생 물질을 포함하는 자외선 경화형 실리콘계 조성물이 있다.
상기 점착제 조성물은 가공성, 고신뢰성 등을 고려하여 아크릴계, 폴리우레탄계 등의 중합체를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아크릴산에스테르 중합체를 합성하기 위해 사용되는 아크릴 단량체나 메타크릴 단량체로는 n-옥틸아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물에는 접착력과 내구성을 부여하기 실란 커플링제, 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 적절히 첨가할 수 있다.
전술한 바와 같이 이형필름은 실리콘 혼합물을 포함하는 이형 조성물로부터 형성된 이형 코팅층을 포함함으로써, 경화 후에 대략 20~30시간 동안, 20~30℃에서 보관된 이형필름의 이형력 및 50~70℃에서 보관된 이형필름의 이형력의 차이가 5gf/50mm이하인 것에 의해, 이형력 변화가 적음을 알 수 있다. 상기 이형력은 이형 코팅층과 점착층 간의 이형력을 의미한다.
특히, 폴리디메틸실록산의 Si-vinyl기, Si-H기, Si-CH3기의 함량 조절에 의해, 점착층과 이형 코팅층 간의 박리가 용이한 효과가 있다.
이와 같이 박리 불량을 방지할 수 있는 이형필름에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 이형필름 시편의 제조 및 평가 방법
PET 기재필름층에 이형 코팅층을 형성하여 이형필름을 제조하였다. 이형 코팅층 상에 LGH OCA(optically clear adhesive) 점착제로 도포하여 점착층을 형성하였다. 폴리디메틸실록산의 작용기 비율은 [표 1]과 같다. 폴리디메틸실록산과 실리콘계 경화제를 포함한 이형 조성물을 대략 0.4㎛의 두께로 도포하여 형성되었다. 이형필름 및 점착층에 300nm 파장의 자외선을 대략 10분 동안 조사하여 경화시켰다.
제조된 시료를 일정 크기인 50mm폭으로 준비한 후, 상온에서 1일 동안 보관한 시료와 60℃에서 1일 동안 보관한 시료의 이형력 크기를 측정하였다. 이형력의 평가 방법은 ASTM D3330 modified법에 의해 시행되었으며, 0.3m/min의 박리 속도에서 상기 이형 코팅층과 점착층 사이의 분리되는 힘을 측정한 것이다.
시편의 상태를 측정하였을 때, 상온에서 1일 보관한 시료의 이형력 및 60℃에서 1일 보관한 시료의 이형력 차이가 5gf/50mm 이하이면 "양호"로 표시하였고, 이형력의 차이가 5gf/50mm 이상이면 "불량"으로 표시하였다.
[표 1]
Figure pat00005
2. 결과
[표 1]에서와 같이, 실시예 1~2는 Si-vinyl기와 Si-H기의 함량비가 몰비로 4:1이고, Si-CH3기의 첨가량이 적정치인 것에 의해, 상온에서 1일 보관한 시료의 이형력 및 60℃에서 1일 보관한 시료의 이형력의 차이가 5gf/50mm이하로 나타났다. 비교예 1~3은 Si-vinyl기와 Si-H기의 함량비가 1:1~5:1의 범위에 만족하지만 Si-CH3기의 첨가량이 90 mol%를 초과하고, 상온에서 보관된 시료의 이형력 및 60℃에서 보관된 시료의 이형력의 차이는 10gf/50mm 이상인 것을 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 기재필름층
20 : 이형 코팅층
100 : 이형필름

Claims (8)

  1. 기재필름층; 및
    실리콘계 수지 및 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 형성되고, 상기 기재필름층의 상부 표면에 형성되는 이형 코팅층;을 포함하고,
    상기 실리콘계 수지는 하기 [화학식 1]의 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름.
    [화학식 1]
    Figure pat00006

    (m은 1~1,000의 정수이며, n은 1~10,000의 정수이다).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리디메틸실록산은 Si-vinyl기:Si-H기의 함량비가 몰(mol)비로 1:1~5:1인 것을 특징으로 하는 이형필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리디메틸실록산은 Si-CH3기 60~90mol%를 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘계 경화제는 실란 화합물 및 실록산 화합물을 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름.
  5. 제1항에 있어서,
    20~30℃에서 보관된 이형필름의 이형력 및 50~70℃에서 보관된 이형필름의 이형력 차이가 5gf/50mm이하이고,
    상기 이형력은 이형 코팅층 및 이형 코팅층 상부 표면에 형성되는 점착층 사이의 이형력인 것을 특징으로 하는 이형필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이형 코팅층의 두께는 0.05~30㎛인 것을 특징으로 하는 이형필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 점착층은 아크릴계 점착제, 에폭시계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 중 1종 이상의 점착제 조성물의 경화물인 것을 특징으로 하는 이형필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름층은 PET(Polyethylene terephthalate) 필름, PEN(polyethylene naphthalate) 필름, PES(polyethersulfone) 필름, PC(Poly carbonate) 필름, PP(poly propylene) 필름 및 아크릴 필름 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이형필름.
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