KR20230040509A - 폴리에스테르 필름, 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스 - Google Patents

폴리에스테르 필름, 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스 Download PDF

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Abstract

구현예는 폴리에스테르 필름, 이를 포함하는 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스 등에 대한 것으로, 상기 폴리에스테르 필름은 사이클로헥산디메탄올 잔기, 방향족 디카르복실산 잔기 및 비스-히드록시페닐 잔기를 포함하고, 25 ℃에서 인장강도가 기계 방향(MD)으로 14 kgf/mm2 이상이다.
구현예에 따른 폴리에스테르 필름, 플렉서블 플랫 케이블, 와이어 하네스는 내열성, 가공성, 기계적 물성, 절연성 등이 우수하여, 자동차 또는 전자장치 등의 부품 등에 활용될 수 있다.

Description

폴리에스테르 필름, 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스{POLYESTER FILM, FLEXIBLE FLAT CABLE AND WIRE HARNESS}
구현예는 조성이 상이한 폴리에스테르 수지들이 혼합되어 내열성, 투명성, 가공성 및 기계적 물성 등이 우수한 폴리에스테르 필름, 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스 등에 관한 것이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 비롯한 기존의 폴리에스테르 수지는 기계적 강도, 절연성 등의 성질이 우수하고, 범용성이 높아 현재 식품용 용기 또는 포장재, 필름 등에 널리 이용되고 있다.
최근 자동차의 경량화를 위해 금속 소재를 플라스틱 소재로 대체하고 있으며, 우수한 절연성을 갖는 플라스틱 소재는 전자회로기판 등의 전자장치에도 사용되며 그 용도가 다양해지고 있다.
자동차 또는 전자장치 등의 부품에 사용되는 플라스틱 소재는 기계적 물성, 가공성, 고온 안정성 등은 물론 높은 절연성이 요구되며, PET 수지 등의 기존 폴리에스테르 수지의 경우 내열성 및 기계적 강도가 떨어지는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2005-530908호 일본 공개특허공보 제2008-524396호
일 구현예의 목적은 조성이 상이한 폴리에스테르 수지들을 혼합하여 내열성, 가공성, 기계적 물성 및 절연성 등이 우수한 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
다른 일 구현예의 목적은 상기 폴리에스테르 필름을 포함하여 내열성, 절연성 등이 우수하고, 자동차, 전자장치 등에 활용 가능한 플렉서블 플랫 케이블, 와이어 하네스 등을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 사이클로헥산디메탄올 잔기, 방향족 디카르복실산 잔기 및 비스-히드록시페닐 잔기를 포함하고, 25 ℃에서 인장강도가 기계 방향(MD)으로 14 kgf/mm2 이상이다.
상기 폴리에스테르 필름은 유리전이온도(Tg)가 95 ℃ 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 열수축률은 기계 방향(MD) 및 폭 방향(TD) 중 적어도 하나의 방향으로 2.4 % 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 고유점도(IV)가 0.65 dL/g 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 결정화도가 51 % 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 헤이즈 값이 3 % 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수에서의 유전 상수가 2.93 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지를 1: 0.01 내지 0.5의 중량비로 중합된 것일 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 사이클로헥산디메탄올 잔기 및 방향족 디카르복실산 잔기를 포함할 수 있다.
상기 제2폴리에스테르 수지는 비스-히드록시페닐 잔기를 포함할 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 플렉서블 플랫 케이블은 1 이상의 전기전도성층; 및 상기 전기전도성층의 적어도 일부를 감싸며 배치되는 절연층;을 포함하고, 상기 절연층은 위에서 설명한 폴리에스테르 필름을 포함한다.
다른 일 구현에에 따른 와이어 하네스는 플렉서블 플랫 케이블을 포함하고, 상기 플렉서블 플랫 케이블은 위에서 설명한 폴리에스테르 필름을 포함한다.
일 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 내열성, 투명성, 가공성, 절연성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 플렉서블 플랫 케이블 및 와이어 하네스는 상기 폴리에스테르 필름을 포함하여 내열성, 절연성 등이 우수하고, 자동차, 전자장치 등의 부품을 비롯한 다양한 분야에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 구현예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예에 본 발명이 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 적용하는 ppm의 단위는 중량을 기준으로 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
이하의 명세서에서, "잔기"는 특정 화합물이 화학 반응에 참여하였을 때, 그 화학 반응의 결과물에 포함되고 상기 특정 화합물로부터 유래한 일정한 부분 또는 단위를 의미한다. 예를 들어, 상기 디카르복실산 "잔기" 또는 디올 "잔기" 각각은, 에스테르화 반응 또는 중축합 반응으로 형성되는 폴리에스테르에서 디카르복실산 성분으로부터 유래한 부분 또는 디올 성분으로부터 유래한 부분을 의미할 수 있다.
이하, 구현예를 보다 상세하게 설명한다.
폴리에스테르 수지 조성물
폴리아릴레이트 수지는 기존의 PET 수지 대비 내열성, 투명성 및 기계적 강도 등이 뛰어난 폴리에스테르 수지이지만, 성형 가공성이 떨어지는 단점이 존재한다. 이를 개선하기 위해 기존의 PET 수지와 혼합(Blend)한 수지 조성물의 경우, 폴리아릴레이트 수지를 단독으로 사용하는 것에 비해 내열성 등 각종 특성이 현저히 저하되는 문제가 있다. 이에 따라 기존의 PET 수지 대신, 사이클로헥산디메탄올 잔기 및 방향족 디카르복실산 잔기를 포함하는 폴리에스테르 수지에 상기 폴리아릴레이트 수지를 혼합할 경우, 상기 문제점이 완화된 폴리에스테르 수지 조성물을 제공할 수 있다는 점을 발명자들이 확인하여, 이하 구현예들을 개시한다.
일 구현예에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은, 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지를 포함하고, 상기 제1폴리에스테르 수지는 제1디올 잔기와 제1디카르복실산 잔기를 갖고, 상기 제1디올 잔기는 사이클로헥산디메탄올 잔기를 포함하고, 상기 제1디카르복실산 잔기는 방향족 디카르복실산 잔기를 포함하고, 상기 제2폴리에스테르 수지는 비스-히드록시페닐 잔기를 포함한다. 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지를 1: 0.01 내지 0.5의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지를 포함한다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 제1디올 잔기 및 제1디카르복실산 잔기를 갖는 것으로, 통상의 중합 방법으로 제조된 것이 적용될 수 있고, 예시적으로 티타늄, 안티몬 등 금속 함유 촉매 하에서 중합 반응된 것이 적용될 수 있다.
상기 제1디올 잔기는 사이클로헥산디메탄올 잔기를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기는 1,4-사이클로헥산디메탄올 잔기일 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 상기 제1디올 잔기 전체를 100 몰%로 보았을 때, 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기를 50 몰% 이상, 70 몰% 이상, 80 몰% 이상, 85 몰% 이상, 90 몰% 이상, 95 몰% 이상, 또는 98 몰% 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1디올 잔기는 실질적으로 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기로만 이루어질 수 있다. 상기 제1디올 잔기로 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기를 상기한 함량으로 적용하는 경우 내열성, 내가수분해성이 보다 향상된 제1폴리에스테르 수지를 제공할 수 있다.
상기 제1디올 잔기는 사이클로헥산디메탄올 잔기 이외의 추가적인 디올 잔기를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1폴리에스테르 수지는 공중합 폴리에스테르 수지일 수 있다.
상기 추가적인 디올 잔기의 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2- 옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디 메틸-1,5-펜탄디올 또는 이들의 혼합물의 잔기일 수 있다.
상기 제1디카르복실산 잔기는 방향족 디카르복실산 잔기를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 방향족 디카르복실산 잔기는 이소프탈산 잔기, 테레프탈산 잔기 또는 이들의 혼합물의 잔기일 수 있다.
상기 이소프탈산 잔기의 함량은 상기 디카르복실산 잔기 전체를 100 몰%로 보았을 때, 20 몰% 이하일 수 있고, 15 몰% 이하일 수 있고, 10 몰% 이하일 수 있다. 상기 이소프탈산 잔기의 함량은 0 몰% 이상일 수 있고, 5 몰% 이상일 수 있고, 10 몰% 이상일 수 있다.
상기 테레프탈산 잔기의 함량은 상기 제1디카르복실산 잔기 전체를 100 몰%로 보았을 때, 80 몰% 이상일 수 있고, 90 몰% 이상일 수 있고, 95 몰% 이상일 수 있고, 100 몰% 이하일 수 있다.
상기 제1디카르복실산 잔기로 이소프탈산 잔기 및 테레프탈산 잔기를 위에서 설명한 함량으로 포함하는 경우, 상대적으로 높은 녹는점 특성과 적절한 결정화 특성을 가질 수 있다.
상기 제1디카르복실산 잔기로 디메틸테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 오르토프탈산 등의 방향족 디카르복실산 잔기; 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복실산 등의 지방족 디카르복실산 잔기; 지환족 디카르복실산 잔기; 및 이들의 에스테르화물의 잔기로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 반복단위로서 1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트 잔기 및 1,4-사이클로헥산디메틸렌이소프탈레이트 잔기를 함께 포함할 수 있다. 상기 제1폴리에스테르 수지는 폴리(1,4-사이클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트-코-이소프탈레이트)(PCTA) 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 30,000 g/mol 내지 50,000 g/mol, 또는 30,000 g/mol 내지 40,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지의 합성은 통상의 폴리에스테르 수지 합성 방법이라면 제한 없이 적용 가능하다. 구체적으로, 제1디카르복실산 잔기를 구성할 수 있는 단량체와 제1디올 잔기를 구성할 수 있는 단량체를 혼합한 후 에스테르 반응 또는 축합 반응을 유도하여 제1폴리에스테르 수지를 합성할 수 있다. 이 때, 반응의 효율성 향상을 위해 촉매를 도입할 수 있다. 상기 촉매는 티타늄계 화합물, 안티몬계 화합물, 게르만계 화합물, 알루미늄계 화합물, 또는 이들의 혼합물 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 촉매는 제1폴리에스테르 수지 중량 기준으로 구체적으로 50 내지 500 ppm, 보다 구체적으로 50 내지 400 ppm 로 사용할 수 있다.
상기 티타늄계 화합물은 예시적으로, 테트라에틸티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라부틸티타네이트, 티타늄디옥사이드, 티타늄디옥사이드/실리콘디옥사이드 공중합체 등을 포함할 수 있다. 상기 안티몬계 화합물은 예시적으로, 안티모니 트리옥사이드, 안티모니 아세테이트, 안티모니 글리콜레이트 등을 포함할 수 있다. 상기 게르만계 화합물은 예시적으로, 게르만계디옥사이드, 게르마늄 아세테이트, 게르마늄글리콜레이트 등을 포함할 수 있다.
상기 제2폴리에스테르 수지는 비스-히드록시페닐 잔기를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2폴리에스테르 수지는 폴리아릴레이트 수지를 포함할 수 있다.
상기 폴리아릴레이트 수지는 비스-히드록시페닐 잔기 및 제2디카르복실산 잔기를 갖는 것으로, 통상의 중합 방법으로 제조된 것이 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 비스-히드록시페닐 잔기는 비스페놀A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판), 비스페놀AP(1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄), 비스페놀AF(2,2-비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판), 비스페놀B(2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄), 비스페놀BP(비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄), 비스페놀C(2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판), 비스페놀E(1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄), 비스페놀F(비스(4-히드록시페닐)메탄), 비스페놀G(2,2-비스(4-히드록시-3-이소프로필페닐)프로판), 비스페놀M(1,3-비스(2-(4-히드록시페닐)-2-프로필)벤젠), 비스페놀S(비스(4-히드록시페닐)술폰), 비스페놀P(1,4-비스(2-(4-히드록시페닐)-2-프로필)벤젠), 비스페놀PH(5,5'-(1-메틸에틸리덴)-비스[1,1'-(비스페닐)-2-올]프로판), 비스페놀Z(1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산), 비스페놀TMC(1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산) 또는 이들의 혼합물의 잔기일 수 있다.
상기 제2디카르복실산 잔기는 방향족 디카르복실산 잔기를 포함한다.
구체적으로, 상기 방향족 디카르복실산 잔기는 이소프탈산 잔기, 테레프탈산 잔기 또는 이들의 혼합물의 잔기일 수 있다.
상기 이소프탈산 잔기의 함량은 상기 디카르복실산 잔기 전체를 100몰%로 보았을 때, 1 몰% 내지 99 몰%일 수 있고, 10 몰% 내지 90 몰%일 수 있고, 20 몰% 내지 80 몰%일 수 있고, 30 몰% 내지 70 몰%일 수 있고, 40 몰% 내지 60 몰%일 수 있다.
상기 테레프탈산 잔기의 함량은 상기 디카르복실산 잔기 전체를 100몰%로 보았을 때, 1 몰% 내지 99 몰%일 수 있고, 10 몰% 내지 90 몰%일 수 있고, 20 몰% 내지 80 몰%일 수 있고, 30 몰% 내지 70 몰%일 수 있고, 40 몰% 내지 60 몰%일 수 있다.
상기 제2디카르복실산 잔기로 이소프탈산 잔기 및 테레프탈산 잔기를 위에서 설명한 함량으로 포함하는 경우, 상기 폴리아릴레이트 수지는 우수한 내열성과 성형성을 가질 수 있다.
상기 제2디카르복실산 잔기로 프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 벤조페논디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 3,3'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산 잔기나, 사이클로헥산디카르복실산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산 등의 지방족 디카르복실산 잔기로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 폴리아릴레이트 수지는, 상기 제1폴리에스테르 수지와의 상용성을 높이기 위하여, 상기 비스-히드록시페닐 잔기로 비스페놀 A, 비스페놀 TMC, 또는 비스페놀 A와 비스페놀 TMC의 혼합물의 잔기 중 하나를 선택하는 것이 바람직하고, 상기 제2디카르복실산 잔기로 테레프탈산, 이소프탈산, 또는 테레프탈산과 이소프탈산의 혼합물의 잔기 중 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 제2폴리에스테르 수지는 81,000 g/mol 내지 148,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.
상기 제2폴리에스테르 수지의 합성은 통상의 폴리에스테르 수지 합성 방법이라면 제한 없이 적용 가능하다. 이에 대한 구체적인 설명은 상기 제1폴리에스테르 수지의 합성에 대해 위에서 한 설명과 중복되므로, 그 기재를 생략한다.
2 이상의 폴리에스테르 수지를 혼합(blend)하여 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하는 방법에는 통상의 방법이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예시적으로, 투입되는 수지들을 단순히 건식 혼합(Dry Blend)하는 것도 가능하며, 용액 침전법 역시 활용 가능하며, 압출기에 투입하여 용융 혼합하여 제조할 수도 있다. 이 경우, 보다 균일하게 혼합하기 위해 2축 압출기를 이용할 수 있다. 혼합 온도는 투입되는 수지의 유리전이온도 이상으로 하고, 결정성 수지에 대해서는 용융온도 이상으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 혼합 온도는 260 ℃ 내지 350 ℃일 수 있고, 270 ℃ 내지 340 ℃일 수 있고, 280 ℃ 내지 330 ℃일 수 있고, 290 ℃ 내지 320 ℃일 수 있다. 상기 혼합 온도가 상기와 같을 경우, 투입되는 수지의 분해를 억제하고, 수지 간의 상용성 및 성형성을 향상시킬 수가 있다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물의 가공 방법 및 활용 방법은 특별히 제한되지 않고, 2축 연신 필름으로의 활용이 가장 바람직하다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은, 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지를 1: 0.01 내지 0.5의 중량비로 포함한다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은, 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지를 1: 0.05 내지 0.43의 중량비로 포함할 수 있고, 1: 0.1 내지 0.34의 중량비로 포함할 수 있고, 1: 0.17 내지 0.3의 중량비로 포함할 수 있고, 1: 0.23 내지 0.27의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지 조성물이 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지를 상기 범위의 중량비로 포함할 경우, 내열성, 투명성, 가공성 등이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물을 제공할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 본 발명의 효과를 크게 해치지 않는 범위에서 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지 외에 제3의 수지를 추가로 포함할 수 있다. 예시적으로, 상기 제3의 수지는 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지와 조성이 상이한 별도의 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 염소화 폴리에틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴 수지, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 폴리메틸펜텐 수지, 폴리비닐알코올 수지, 환형올레핀 수지, 폴리유산 수지, 폴리부틸렌숙시네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리에틸렌옥사이드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리페닐렌설파이드 계 수지, 폴리 페닐렌에테르계 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리부텐 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드비스말레이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리케톤 수지, 폴리 설폰 수지, 아라미드 수지, 불소 수지 또는 이들의 조합 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
합성된 상기 제1폴리에스테르 수지, 상기 제2 폴리에스테르 수지 또는 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 냉각되어 칩(Chip) 형태로 보관될 수 있으며, 이후 폴리에스테르 필름의 제조에 그대로 활용될 수도 있고, 다시 가열하여 용융된 상태로 활용될 수도 있다.
보관된 상기 제1폴리에스테르 수지, 상기 제2폴리에스테르 수지 또는 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 필름 제조 전에 건조공정을 거칠 수 있고, 상기 건조는 150 ℃이하의 온도에서 진행될 수 있고, 70 내지 148 ℃의 분위기에서 진행될 수 있다. 상기 건조는 건조된 상기 제1폴리에스테르 수지, 상기 제2폴리에스테르 수지 또는 상기 폴리에스테르 수지 조성물의 수분 함량이 100 ppm 이하가 되도록 진행될 수 있다. 바람직하게는, 50 ppm 이하가 되도록 건조 조건을 적용할 수 있다. 상기 건조 공정이 150 ℃ 초과의 온도에서 진행되는 경우, 상기 제1폴리에스테르 수지, 상기 제2폴리에스테르 수지 또는 상기 폴리에스테르 수지 조성물 자체에 의도하지 않은 색 변화가 발생할 염려가 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지 또는 제2폴리에스테르 수지의 합성에는 예시적으로 산화방지제가 적용될 수 있다. 상기 산화방지제는 에스테르화 반응이 진행되는 약 275 ℃의 온도에서 열산화를 억제하기 위한 목적으로 필요에 따라 적용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 산화방지제는 상기 제1 내지 제2폴리에스테르 수지의 합성 과정 외에 폴리에스테르 필름 제조용 조성물에도 포함될 수 있다. 상기 산화방지제를 수지 합성 과정이 아니라 필름 제조용 조성물에 적용하는 경우, 필름 형성 과정에서 불필요한 부반응을 억제하는 산화방지제의 기본적인 기능만이 아니라, 제조된 필름을 사용하는 과정에서 반복적으로 열이 가해지고 식는 가혹한 환경에 노출되더라도 필름의 노화를 실질적으로 억제할 수 있다. 또한, 이러한 특징은 플렉서플 플랫 케이블(FFC) 등 전자 부품의 절연재료를 비롯한 모빌리티용 소재 등으로서 상기 폴리에스테르 필름이 우수한 활용성을 갖도록 할 수 있다.
상기 산화방지제는 상기 폴리에스테르 수지 조성물 전체를 기준으로 0.001 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 0.01 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있고, 0.1 중량% 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 산화방지제가 상기 범위의 중량%로 포함될 경우, 특유의 냄새 및 색안정성 등의 문제없이 상기 폴리에스테르 필름의 황변 발생 및 깨짐 등을 방지할 수 있다.
상기 산화방지제는 구체적으로, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제, 황계 산화방지제 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기와 같은 산화방지제를 사용할 경우, 상기 폴리에스테르 필름의 황변 발생 및 깨짐 등을 방지할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제는, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄; 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 벤젠프로마노익산, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시,알킬에스터(알킬은 탄소수 7 또는 9); 트리에틸렌 글리콜-비스-3-(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트; 트리스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트; 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤젠; 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 아민계 산화방지제는, 1-나프틸아민, 페닐-1-나프틸아민, p-옥틸페닐-1-나프틸아민, p-노닐페닐-1-나프틸아민, p-도데실페닐-1-나프틸아민, 페닐-2-나프틸아민 등의 나프틸아민계 산화방지제; N,N'-디이소프로필p-페닐렌디아민, N,N'-디이소부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디-β-나프틸-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 디옥틸-p-페닐렌디아민, 페닐헥실-p-페닐렌디아민, 페닐옥틸-p-페닐렌디아민 등의 페닐렌디아민계 산화방지제; 디피리딜아민, 디페닐아민, p,p'-디-ｎ-부틸디페닐아민, p,p'-디-t-부틸디페닐아민, p,p'-디t-펜틸디페닐아민, p,p'-디옥틸디페닐아민, p,p'-디노닐디페닐아민, p,p'-디데실디페닐아민, p,p'-디도데실디페닐아민, p,p'-디스티릴디페닐아민, p,p'-디메톡시디페닐아민, 4,4'-비스(4-α,α-디메틸벤조일)디페닐아민, p이소프로폭시디페닐아민, 디피리딜아민 등의 디페닐아민계 산화방지제; 페노티아진, N-메틸페노티아진, N-에틸페노티아진, 3,7-디옥틸페노티아진, 페노티아진카복시산에스테르, 페노셀레나진 등의 페노티아진계 산화방지제 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 인계 산화방지제는, 3,9-비스(2,4-디커밀페녹시)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-아이포스파스파이로[5.5]운데칸 [3,9-Bis(2,4-dicumylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-iphosphaspiro[5.5]undecane]; 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨-디-포스파이트; 비스 (2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리트리톨-디-포스파이트; 테트라키스(2,4-디-터셔리-부틸페닐)4,4'-바이페닐렌 디포스포 나이트; 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 황계 산화방지제는, 디라우릴-3,3'-티오디프로피온 산에스테르; 디미리스틸-3,3'-티오디프로피온 산에스테르; 디스테아릴-3,3'-티오디프로피온 산에스테르; 라우릴스테아릴-3,3'-티오디프로피온 산에스테르; 펜타에리트리틸 테트라키스(3-라우릴티오 프로피온 에스테르); 또는 이들의 조합일 수 있다.
구체적으로, 페놀계 산화방지제, 인계 산화방지제 및 황계 산화방지제가 필름의 제조 과정에서 산화방지제로 적용될 수 있다.
페놀계 산화방지제와 인계 산화방지제는 1: 0.1 내지 1의 중량비로 적용될 수 있고, 1: 0.3 내지 0.8의 중량비로 적용될 수 있다.
페놀계 산화방지제와 황계 산화방지제는 1: 0.5 내지 1.5의 중량비로 적용될 수 있고, 1: 0.8 내지 1.2의 중량비로 적용될 수 있다.
상기 산화방지제의 적용은 수지가 합성되는 단계에서 적용되는 산화방지제와는 구분되는 것으로, 위에서 언급한 것과 같이 3 종의 산화방지제를 혼합하여 적용하면 더 우수한 내구성, 더 우수한 광학 특성 등을 얻을 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 인가제를 더 포함할 수 있다.
상기 인가제는, 폴리에스테르 필름 제조 공정에서 압출된 수지 조성물이 냉각 캐스팅 롤에(Casting Roll)에 밀착 급냉되어, 온도구배 없이 두께가 균일한 시트로 형성되는 것에 기여할 수 있다. 또한, 서냉(Annealing)으로 인한 필름의 결정 형성 및 연신 불균일(파단) 등을 억제할 수 있다.
상기 인가제는 아세테이트 형태의 염, 알카리 금속의 염 또는 알카리 토금속의 염이 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 인가제는 마그네슘계, 포타슘계 금속염에서 하나 이상 첨가될 수 있다.
상기 인가제는 상기 폴리에스테르 수지 조성물 전체를 기준으로 0.001 중량% 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 0.005 중량% 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있고, 0.01 중량% 내지 0.1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 인가제가 상기 범위의 중량%로 포함되는 경우, 상기 폴리에스테르 필름의 결정 형성을 억제하는 등 상기 인가제의 기본적인 효과를 유지함과 동시에, 품질 및 외관이 저하되는 것 역시 억제할 수 있다.
인가제는 1종으로 적용할 수 있고, 2종 이상을 혼합하여 적용할 수도 있다.
구체적으로, 인가제는 마그네슘계 금속염과 포타슘계 금속염을 혼합하여 적용할 수 있다. 인가제는 금속 함량(금속 이온의 함량을 포함한다)을 기준으로 포타슘계 금속염 1 중량부를 기준으로 마그네슘계 금속염을 1 내지 10 중량부로 적용할 수 있고, 5 내지 10 중량부로 적용할 수 있다.
인가제를 과량으로 적용하면, 수지 조성물의 다른 성분들과 결합하여 광학적 특성을 저하시키는 등 필름의 물성을 저해할 수 있다. 인가제를 위와 같이 혼합하여 적용하면, 필름의 다른 물성 저하를 최소화하면서 상기 수지를 적용한 시트 제조 과정에서의 작업성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 필러의 첨가로 필름의 주행성을 향상시킬 수 있으며, 권취성이 양호한 필름을 제조할 수 있다. 상기 필러의 첨가로 필름 권취 후 블록킹(Blocking)이 발생하지 않아, 슬리팅(Slitting), 인쇄, 라미네이팅(Laminating) 등 후가공 공정에 있어 향상된 가공성을 갖는 필름을 제공할 수 있다.
상기 필러는 무기 입자가 적용될 수 있다. 구체적으로, 실리카계 입자가 적용될 수 있으며, 중공 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 필러로 실리카계 입자를 사용할 경우, 필름의 투명성에 영향을 주지 않고 필러로서 기능 또한 우수할 수 있다.
상기 필러는 상기 폴리에스테르 수지 조성물 전체를 기준으로 0.001 중량% 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 0.005 중량% 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있고, 0.01 중량% 내지 0.1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 필러가 상기 범위의 중량%로 포함되는 경우, 필름의 헤이즈(Haze) 발생을 억제할 수 있고, 필름 표면에 돌기가 생성되는 것을 억제할 수 있고, 분산성의 문제가 발생하지 않을 수 있다.
상기 필러는 평균 입경(D50)이 0.1 μm 내지 10 μm일 수 있고, 0.5 μm 내지 7 μm일 수 있고, 1 μm 내지 5 μm일 수 있다. 상기 필러가 상기 범위의 D50을 갖는 경우, 첨가되어도 필름의 헤이즈(Haze) 발생을 억제할 수 있고, 필름 표면에 돌기 또는 Fish-Eye 등이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
상기 Fish-Eye란, 용융되지 않은 물질이 용융 흐름과 함께 공극(cavity)으로 밀려들어 감에 따라, 이후 성형 부품의 표면에 나타남으로써 발생하는 표면 결함 현상을 의미한다.
상기 폴리에스테르 필름은, 본 발명의 효과가 크게 저해되지 않는 범위 내에서 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는, 카본블랙 등의 안료, 난연제, 가교제, 가소제, 자외선 흡수제, 착색제 등이 적용될 수 있다.
폴리에스테르 필름
일 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은, 사이클로헥산디메탄올 잔기, 방향족 디카르복실산 잔기 및 비스-히드록시페닐 잔기를 포함하고, 25 ℃에서 인장강도가 MD 방향으로 14 kgf/mm2 이상이다.
상기 폴리에스테르 필름은, 위에서 설명한 폴리에스테르 수지 조성물을 포함할 수 있다.
상기 방향족 디카르복실산 잔기는, 상기 제1디카르복실산 잔기 또는 상기 제2디카르복실산 잔기일 수 있다.
상기 사이클로헥산디메탄올 잔기, 상기 제1디카르복실산 잔기, 상기 제2디카르복실산 잔기, 상기 비스-히드록시페닐 잔기 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 폴리에스테르 필름은 내구성이 향상된 것으로, 높은 인장강도 및/또는 영의 계수(Young's Modulus)를 갖는 것을 특징 중 하나로 한다.
상기 폴리에스테르 필름은, 25 ℃에서 인장강도가 MD 방향으로 14 kgf/mm2 이상일 수 있고, 15 kgf/mm2 이상일 수 있고, 15.5 kgf/mm2 이상일 수 있고, 15.7 kgf/mm2 이상일 수 있고, 30 kgf/mm2 이하일 수 있고, 20 kgf/mm2 이하일 수 있다. 상기 25 ℃에서 인장강도가 MD 방향으로 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름 제조 과정에서 다수의 롤러로 인장력을 받는 방향으로 우수한 기계적 물성을 지니며, 가공성 및 작업성이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 25 ℃에서 인장강도가 TD 방향으로 17.5 kgf/mm2 이상일 수 있고, 19 kgf/mm2 이상일 수 있고, 19.3 kgf/mm2 이상일 수 있고, 40 kgf/mm2 이하일 수 있다. 상기 25 ℃에서 인장강도가 TD 방향으로 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 상온에서 높은 기계적 물성, 내구성 등을 갖을 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 25 ℃에서 영의 계수(Young's Modulus)가 MD 방향으로 245 kgf/mm2 이상일 수 있고, 250 kgf/mm2 이상일 수 있고, 255 kgf/mm2 이상일 수 있고, 350 kgf/mm2 이하일 수 있고, 280 kgf/mm2 이하일 수 있다. 상기 25 ℃에서 영의 계수가 MD 방향으로 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름 제조 과정에서 롤러로 인장력을 받는 방향으로 우수한 기계적 물성을 지니며, 가공성 및 작업성이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 25 ℃에서 영의 계수(Young's Modulus)가 TD 방향으로 280 kgf/mm2 이상일 수 있고, 290 kgf/mm2 이상일 수 있고, 295 kgf/mm2 이상일 수 있고, 400 kgf/mm2 이하일 수 있고, 330 kgf/mm2 이하일 수 있다. 상기 25 ℃에서 영의 계수가 MD 방향으로 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 상온에서 높은 기계적 물성, 내구성 등을 갖을 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 내열성이 향상되어, 낮은 열수축률, 높은 유리전이온도(Tg) 등을 갖을 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 열수축률은 MD 방향 및 TD 방향 중 적어도 하나의 방향으로 2.4 % 이하일 수 있고, 2.2 % 이하일 수 있고, 2 % 이하일 수 있고, 1.8 % 이하일 수 있고, 0.5 % 이상일 수 있고, 1 % 이상일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은, 상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 열수축률이 TD 방향으로 1.0 % 내지 3.5 %일 수 있고, 1.8 % 내지 2.5 %일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은, 상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 열수축률이 MD 방향으로 1.0 % 내지 3.5 %일 수 있고, 1.7 % 내지 2.2 %일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 MD 방향 열수축률 대 TD 방향 열수축률의 비율이 1: 1.05 내지 1.20일 수 있고, 1: 1.10 내지 1.20 일 수 있고, 1: 1.13 내지 1.18일 수 있다.
상기 열수축률이 상기 범위와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름이 적층 형태로 활용될 시 고온 조건에서 수축에 의한 들뜸이 발생하지 않아서 층간 박리 등에 의한 성능 저하 등을 방지할 수 있으며 장기간 사용 시에도 우수한 물성을 유지하기 쉽다.
상기 폴리에스테르 필름은 유리전이온도(Tg)가 95 ℃ 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름은 유리전이온도(Tg)가 100 ℃ 이상일 수 있고, 105 ℃ 이상일 수 있고, 110 ℃ 이상일 수 있고, 120 ℃ 이상일 수 있고, 200 ℃ 이하일 수 있고, 150 ℃ 이하일 수 있다. 상기 유리전이온도(Tg)가 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름의 내열성, 가공성 등이 동시에 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 결정화온도(Tc)가 140 ℃ 이상일 수 있고, 150 ℃ 이상일 수 있고, 160 ℃ 이상일 수 있고, 170 ℃ 이상일 수 있고, 200 ℃ 이상일 수 있고, 250 ℃ 이하일 수 있다. 상기 결정화온도(Tc)가 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름의 내열성, 가공성 등이 동시에 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 용융온도(Tm)가 250 ℃ 내지 300 ℃, 255 ℃ 내지 295℃, 260 ℃ 내지 290 ℃, 또는 270 ℃ 내지 285 ℃일 수 있다. 상기 용융온도(Tm)가 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름의 내열성, 가공성 등이 동시에 우수하며, 기존 폴리에스테르 필름, 특히 PCT 필름의 성형 조건과 크게 다르지 않아 이를 활용할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 내열성 및 내구성이 향상된 것으로, 가혹테스트에서 황색도 변화나 고유점도 변화의 정도가 제어된 것을 특징 중 하나로 한다.
상기 폴리에스테르 필름을 250 ℃ 오븐에서 60분 동안 방치하기 전과 후의 황색도 차이가 20 이하일 수 있고, 10 이하일 수 이하일 수 있고, 5 이하일 수 있고, 3 이하일 수 있고, 0.01 이상일 수 있다. 이러한 폴리에스테르 필름의 황색도 차이는 내열성이 향상되었다는 점을 의미하며, 특히 티타늄과 같은 금속 함유 촉매를 적용한 경우, 티타늄 등의 금속 촉매의 활성이 강하여 이를 억제하는 것이 쉽지 않다는 점을 고려하여 우수한 결과이다.
상기 폴리에스테르 필름의 고유점도(IV)는 0.65 dL/g 이상일 수 있고, 0.66 dL/g 이상일 수 있고, 1 dL/g 이하일 수 있고, 0.7 dL/g 이하일 수 있고, 0.67 dL/g 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지 필름의 고유점도(IV)가 상기와 같을 경우, 필름의 황변 또는 연신 시 파단 발생을 억제하면서도, 높은 인장강도를 갖는 필름을 제조할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 고유점도(IV)는, 시료인 필름을 100 ℃의 오르쏘-클로로페놀(Ortho-Chlorophenol)에 용해시킨 후, 35 ℃의 항온조에서 오스트발트(Ostwald) 점도계로 시료의 낙하 시간을 구하여 측정된 상대점도(RV)를 상대점도-고유점도 환산표에 따라 변환하여 측정할 수 있다. 상기 상대점도(RV)는 하기 식 3에 의해 계산될 수 있다.
[식 3]
상대점도(RV) = (B X t1 - C/t1) ÷ (B X t0 - C/t0)
상기 식 3에서, B는 점도계의 보정계수, C는 2.4(정수), t0은 시료를 넣지 않은 용매인 오르쏘-클로로페놀(Ortho-Chlorophenol)의 낙하시간(초), t1은 시료를 용해시킨 용액의 낙하시간(초)이다.
상기 상대점도-고유점도 환산표에서, 상기 범위 내의 고유점도(IV) 값에 해당하는 상대점도(RV) 값은 하기 표 5와 같다.
상대점도(RV) 고유점도(IV; dL/g)
1.938 이상 0.650 이상
1.955 이상 0.660 이상
1.972 이하 0.670 이하
2.023 이하 0.700 이하
2.566 이하 1.000 이하
상기 폴리에스테르 필름을 250 ℃ 오븐에서 60분 동안 방치하기 전을 기준으로 상기 방치 후의 고유점도인 고유점도 변화량이 85 % 이상일 수 있고, 90 % 이상일 수 있고, 92 % 이상일 수 있고, 93 % 이상일 수 있고, 100 % 미만일 수 있고, 98 % 이하일 수 있고, 96 % 이하일 수 있다. 이러한 폴리에스테르 필름의 높은 고유점도 변화량은 내구성이 향상되었다는 점을 의미하며, 특히 티타늄과 같은 금속 함유 촉매를 적용한 경우, 금속 촉매의 활성이 강하여 이를 억제하는 것이 쉽지 않다는 점을 고려하여 상당히 우수한 결과이다.
상기 폴리에스테르 필름을 250 ℃ 오븐에서 60분 동안 방치하는 가혹테스트 후에도 깨짐이 발생하지 않는다는 특징도 갖는다. 상기 깨짐의 테스트는 상기 가혹 테스트 후에 시편을 약 90 도로 꺾어서 깨지는지 여부를 육안으로 평가한 것을 기준으로 한다.
상기 폴리에스테르 필름은 결정화도 값이 51 % 이상일 수 있고, 53 % 이상일 수 있고, 55 % 이상일 수 있고, 70 % 이하일 수 있고, 60 % 이하일 수 있다.
상기 결정화도 값은 하기 식 1에 의해 계산된다.
[식 1]
결정화도(%) = Sc * 100 / St
상기 식 1에서, Sc는 상기 폴리에스테르 필름에 X선 회절분석(XRD; X-Ray Diffraction) 시 5 내지 35 도 범위의 2θ에서 가장 큰 Intensity 피크(peak) 값을 갖는 영역을 기준으로 계산된 결정성(Crystalline) 영역의 넓이이고, 상기 St는 상기 폴리에스테르 필름에 대한 XRD 분석 시 5 내지 35 도 범위의 2θ에서 모든 Intensity 피크(Peak) 값의 그래프를 기준으로 계산된 전체 영역의 넓이이다.
상기 폴리에스테르 필름의 결정화도 값이 상기 범위와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 반-결정질(Semi-Crystalline)로서 적절한 결정성을 갖고, 내구성, 인장 강도 등의 기계적 물성이 우수하면서도 과도한 결정화가 방지되어 가공성, 투명성 등이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 우수한 광학 특성을 갖는다.
상기 폴리에스테르 필름은 헤이즈 값이 5 % 이하일 수 있고, 3.5 % 이하일 수 있고, 3 % 이하일 수 있고, 0.1 % 이상일 수 있다. 상기 헤이즈 값이 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 광학 특성이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 투과율이 80 % 이상일 수 있고, 85 % 이상일 수 있고, 90 % 이상일 수 있고, 92 % 이상일 수 있고, 100 % 이하 일 수 있다. 상기 투과율이 상기와 같을 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 투명성이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 Ra 값이 0.05 um 이상일 수 있고, 0.1 um 이상일 수 있고, 1 um 이하일 수 있다. Ra는 필름의 표면조도로서, 산술평균조도 값을 의미한다.
상기 폴리에스테르 필름의 Ra 값이 상기와 같을 경우, 눌림 자국이나 권취 시 주름 발생 등의 문제없이 필름의 외관 및 권취성이 우수할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수에서의 유전 상수가 2.93 이하일 수 있다.
유전 상수(Dielectric Constant)는 상대 유전율(Relative Permittivity) 또는 유전율로 불린다. 엄밀하게는, 유전율은 전하 사이에 전기장이 작용할 때 그 전하 사이의 매질이 전기장에 미치는 영향을 나타내는 절대적 값(F/m)을 의미하고, 유전 상수(εr)는 어떤 물질의 유전율(ε)과 진공의 유전율(ε0)의 비율(εr=ε/ε0)을 의미하며 이때 진공의 유전율은 약 8.854 × 10-12 F/m이다.
본 명세서에서 기재하는 유전 상수의 수치는 별다른 언급이 없으면 상온(room temperature), 예를 들어 20℃ 내지 25℃, 또는 약 20℃의 온도에서의 유전 상수를 의미한다.
상기 폴리에스테르 필름은 10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수에서의 유전 상수가 2.93 이하일 수 있고, 2.88 이하일 수 있고, 2.82 이하일 수 있고, 1 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수 에서의 유전 손실 계수가 0.0045 이하일 수 있다.
유전 손실(Dielectric Loss)이란, 유전체에 시간에 따라 변화하는 전기장을 줄 때 그 유전체 내부에서 전기에너지가 열에너지로 변환되는 것을 의미하며, 유전 손실 계수란, 그 정도를 수치화한 것을 의미한다. 따라서, 유전 손실 계수가 낮을수록 가해진 전기에너지 중 열에너지로 변환되어 손실되는 정도가 낮음을 의미하며, 전기 전송률이 높다. 상기 유전 손실 계수는 하기 식 2를 통해 계산될 수 있다.
[식 2]
W = 5/9 × ε(유전 손실 계수) × f[㎐] × V²× 10-12 [W/㎤]
상기 식 2에서, W는 유전체의 단위체적당 발생 열량이고, V는 실효 값 전기의 세기이고, f는 주파수이다.
상기 폴리에스테르 필름은 10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수에서의 유전 손실 계수가 0.0045 이하일 수 있고, 0.0043 이하일 수 있고, 0.004 이하일 수 있고, 0.0035 이하일 수 있고, 0.001 이상일 수 있다. 상기 유전 손실 계수가 상기와 같을 경우, 기존 폴리에스테르 필름에 비해 고주파 범위에서 전기 전송률을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지가 1: 0.01 내지 0.5의 중량비로 중합된 것일 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지는 사이클로헥산디메탄올 잔기 및 방향족 디카르복실산 잔기를 포함할 수 있다.
상기 제2폴리에스테르 수지는 비스-히드록시페닐 잔기를 포함할 수 있다.
상기 제1폴리에스테르 수지, 제2폴리에스테르 수지, 사이클로헥산디메탄올 잔기, 방향족 디카르복실산 잔기, 비스-히드록시페닐 잔기 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 폴리에스테르 필름은 산화방지제 또는 이의 반응물을 포함할 수 있다.
산화방지제는 필름 제조과정 또는 제조 후 필름에서 열, 자외선 등의 주로 외부에서 가해지는 에너지에 수지보다 먼저 반응하여, 수지의 산화 정도를 늦추고 노화를 억제하는 역할을 한다. 필름에서 검출되는 산화방지제는 투입한 산화방지제 형태를 그대로 유지하는 경우도 있고, 분해물, 이의 반응산물 등의 형태로 검출될 수도 있다.
상기 산화방지제는 구체적으로, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제, 황계 산화방지제 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 산화방지제의 함량 및 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제, 황계 산화방지제의 예시 등에 대해서는 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
폴리에스테르 수지 조성물에 투여한 산화방지제의 함량과 제조된 폴리에스테르 필름에서 측정된 산화방지제의 함량에는 차이가 발생할 수 있다. 이는 위에서 설명한 것처럼 산화방지제 자체가 분해가 쉽게 진행되기 때문이며, 특히 황계 산화방지제의 경우 분해산물이 가스 형태로 제거될 수도 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 인가제를 포함할 수 있다.
상기 인가제의 함량, 조성, 종류 등에 대해서는 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 폴리에스테르 필름은 필러를 포함할 수 있다.
상기 필러의 함량, 조성, 종류 등에 대해서는 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 폴리에스테르 필름의 두께는 1 ㎛ 내지 1,000 ㎛일 수 있고, 10 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름의 두께는, 1000 ㎛ 이하일 수 있고, 500 ㎛ 이하일 수 있고, 250 ㎛ 이하일 수 있고, 150 ㎛ 이하일 수 있고, 100 ㎛ 이하일 수 있고, 80 ㎛ 이하일 수 있고, 60 ㎛ 이하일 수 있고, 1 ㎛ 이상일 수 있고, 10 ㎛ 이상일 수 있고, 40 ㎛ 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 두께가 상기와 같을 경우, 기계적 물성 등이 실질적으로 사용 가능한 범위 내에서 유지된다.
본 명세서에서 두께에 대한 특별한 언급 없이 두께에 따라 다른 값을 갖는 물성을 제시하는 경우 50 ㎛ 두께의 샘플을 기준으로 한다.
이하, 상기 폴리에스테르 필름의 제조방법에 대해 설명한다.
상기 폴리에스테르 필름의 제조방법은, 2 이상의 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물을 압출하여 시트를 형성하는 시트형성단계; 및 상기 시트를 길이 방향 및 폭 방향으로 연신하고 연신된 시트를 열고정하는 연신단계;를 포함할 수 있다.
상기 제조방법에서 폴리에스테르 필름은 원료 수지를 압출하고 예열, 연신 및 열고정을 거쳐 제조된다. 이때 상기 폴리에스테르 필름의 원료로 사용되는 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지의 조성은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 방법에 의해 최종 제조되는 필름이, 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름의 특성을 만족하도록 조성 및 공정 조건을 조절한다. 구체적으로, 최종 필름이 상기 특성을 만족하기 위해서는, 폴리에스테르 수지의 압출 및 캐스팅 온도를 조절하고, 연신 시의 예열 온도, 각 방향별 연신비, 연신온도, 이동 속도 등을 조절하거나, 연신 이후에 열처리 및 이완을 수행하면서 열처리 온도 및 이완율을 조절할 수 있다.
이하 예시적인 공정 조건을 기재한다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 상기 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지를 포함한다. 상기 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지는 건조된 것일 수 있다. 상기 건조는 상기 압출공정 이전에 수행한다. 상기 건조 온도는 150℃이하인 것이 좋다. 이 때, 제조된 필름의 색변을 감소시킬 수 있다. 상기 압출은 230℃내지 300℃ 또는 250℃내지 290℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다.
연신은 예열 후 적용된다. 상기 예열은 상기 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)를 기준으로 Tg+5℃내지 Tg+50℃를 만족하는 범위에서 진행될 수 있고, Tg+10℃내지 Tg+20℃를 만족하는 범위에서 진행될 수 있다. 이러한 경우 폴리에스테르 필름이 연신에 필요한 유연성을 확보하고 연신 과정에서 파단되는 현상을 억제할 수 있다. 특히, 제1폴리에스테르 수지는 시트화 후 연신 과정에서 백탁이 발생하거나 제조된 필름의 기계적 강도가 떨어지는 경우가 상대적으로 쉽게 발생할 수 있다. 구현예는 제1폴리에스테르 수지와 제2폴리에스테르 수지를 함께 적용하여 연신 가공성을 높이면서 동시에 제조된 필름의 기계적 물성도 향상시킨다.
상기 연신은 2축 연신으로 수행될 수 있다. 예를 들어 동시 2축 연신법 또는 축차 2축 연신법을 통해 기계 방향(MD; 길이 방향) 및 폭 방향(TD; 텐터 방향)의 2축으로 연신될 수 있다. 바람직하게는 먼저 한 방향으로 연신한 다음 그 방향의 직각 방향으로 연신하는 축차 2축 연신법이 수행될 수 있다.
상기 기계 방향(MD) 연신비는 2.0 내지 5.0 일 수 있고, 3.0 내지 3.5 일 수 있고, 3.1 내지 3.3 일 수 있다. 또한 상기 폭 방향(TD) 연신비는 3.0 내지 5.0 일 수 있고, 3.3 내지 5.0 일 수 있고, 3.6 내지 4.1 일 수 있고, 3.7 내지 3.9 일 수 있다. 이러한 경우 필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 기계 방향(MD)의 연신비(d2)에 대한 폭 방향(TD)의 연신비(d1)의 비율(d1/d2)이 0.6 내지 2.5, 0.7 내지 1.8, 0.8 내지 1.4, 또는 1.1 내지 1.3일 수 있다. 상기 연신비(d1, d2)는 연신 전의 길이를 1.0으로 했을 때, 연신 후의 길이를 나타낸다. 이러한 연신 비율을 적용하는 경우 상기 폴리에스테르 필름이 높은 인장강도, 파단신도 및 탄성률과 낮은 열수축률을 동시에 확보할 수 있다.
연신의 속도는 6.5 m/min 내지 8.5 m/min일 수 있다.
연신된 시트는 열고정될 수 있고 열고정 온도는 150℃내지 250℃일 수 있고, 230 ℃내지 250 ℃일 수 있고, 235℃내지 245 ℃일 수 있다. 상기 열고정은 5초 내지 10분 동안 수행될 수 있고, 보다 구체적으로, 10초 내지 7분 동안 수행될 수 있다.
열고정을 시작한 후에 필름은 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 이완될 수 있으며, 이때의 온도 범위는 150℃내지 250℃일 수 있고, 이완율은 1% 내지 10%, 또는 3% 내지 7%일 수 있다.
상기 제조방법은 2종 이상의 수지를 혼합하여 시트를 제조하고, 적절한 온도와 연신비를 적용하여 실질적으로 높은 연신비와 함께 높은 기계적 강도(인장강도 등)를 갖는 필름을 제공할 수 있다. 또한, 연신, 열고정 등의 과정을 거친 필름은 △YI, 열수축률 등과 같은 내구성과 관련된 구성에서 우수한 특징을 갖는다.
전자장치용 적층체 (플렉서블 플랫 케이블 등)
구현예에 따른 전자장치용 적층체는 다층 구조로서, 1 이상의 전기전도성층; 및 상기 전기전도성층의 적어도 일부를 감싸며 배치되는 절연층;을 포함하고, 상기 절연층은 위에서 설명한 폴리에스테르 필름을 포함한다.
상기 전자장치용 적층체는 제1절연층 상에 배치된 전기전도성층; 및 상기 전기전도성층 상에 배치된 제2절연층;을 포함할 수 있다. 상기 적층체는 실질적으로 상기 제1절연층과 상기 제2절연층이 구분되지 않고 상기 전기전도성층을 감싸는 형태로 보일 수 있다.
상기 제1절연층 및 상기 제2절연층은 각각 상기 폴리에스테르 필름을 포함할 수 있다. 예시적으로 상기 전기전도성층과 직접 맞닿는 층에 상기 폴리에스테르 필름이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 전자장치용 적층체는 플렉서블 플랫 케이블일 수 있다.
상기 전기전도성층은 예시적으로 구리, 은, 백금, 전기전도성 고분자, 이들의 혼합물 등이 적용될 수 있고, 와이어 형태로 적용되거나 박막 형태로 적용될 수도 있다. 예시적으로 구리선 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리에스테르 필름은 고주파 대역에서 유전 특성이 우수하고, 유연성 및 물리화학적 제반 특성 면에서도 기존의 필름 대비 동등 이상의 특성을 가지므로, FCCL과 같은 도전 필름, FPCB와 같은 전자 기판 등의 전자 장치에 적용되어 공정성, 내구성, 전송용량 등을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 전기전도성층을 감싸는 절연층으로 활용 가능하며, 전기전도성층에 위하여 발생하는 반복적인 고열에 노출되더라도 비교적 안정적인 물성을 장기적으로 유지할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 내열성, 내산화성, 내구성이 향상되어, 상대적으로 고온 환경인 자동차 파워트레인, 엔진 제어 부품 등의 주요 부품에 적용되는 FFC의 절연층으로 활용도가 우수하다.
와이어 하네스
구현예에 따른 와이어 하네스는 플렉서블 플랫 케이블을 포함하고, 상기 플렉서블 플랫 케이블은 위에서 설명한 폴리에스테르 필름을 포함한다.
와이어 하네스는 케이블 등의 전선을 묶어 각 시스템으로 전기 신호와 전력을 전달하는 이른바 전선 뭉치로서, 전선, 커넥터, 전원분배장치 등을 가공해 결속한 물품을 의미한다.
상기 와이어 하네스는 절연층 및 전기전도성층을 포함하는 전자장치용 적층체; 상기 전자장치용 적층체와 연결된 커넥터; 및 상기 커넥터와 연결된 전원분배장치;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전자장치용 적층체는 위에서 설명한 플렉서블 플랫 케이블일 수 있고, 상기 플렉서블 플랫 케이블은 위에서 설명한 폴리에스테르 필름을 포함할 수 있다.
상기 와이어 하네스는 내열성, 절연성 등이 우수한 상기 폴리에스테르 필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블을 포함하여, 고온 및 다습 조건에서도 절연성의 저하 없이 사용 가능하다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 제1폴리에스테르 수지(제1수지)
제1디올로 사이클로헥산디메탄올 (Cyclohexanedimethanol, CHDM) 100 몰% 및 제1디카르복실산으로 테레프탈산 (Terephthalic Acid, TPA) 95 몰% 및 이소프탈산 (Isophthalic Acid, IPA) 5 몰%의 단량체 혼합물을 교반기에 투입하고, Ti 촉매를 상기 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 0.001 중량부 투입한 후 275 ℃에서 에스테르 교환반응을 수행했다. 상기 반응물을 진공설비가 구비된 별도의 반응기로 이송한 후 285 ℃에서 160분 동안 중합하여 폴리사이클로헥실렌디마틸렌테레프탈산 (Polycyclohexylene dimethylene terephthalic Acid, PCTA)을 얻었다. 상기 제1폴리에스테르 수지는 150 ℃이하의 온도에서 건조한 이후 공정에 적용되었다. 이렇게 제조된 폴리사이클로헥실렌디마틸렌테레프탈산은 이후 제1수지로 칭한다. 상기 제1수지는 이하의 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 2에서의 제1폴리에스테르수지로 적용했다.
(2) 제2폴리에스테르 수지(제2수지)
제2폴리에스테르 수지로서, 유니티카 사의 U-100(폴리아릴레이트 수지; Polyarylate, PAR)를 준비하였다. 상기 제2폴리에스테르 수지는 150 ℃ 이하의 온도에서 건조한 이후 공정에 적용되었다. 상기 폴리아릴레이트 수지는 이후 제2수지로 칭한다. 상기 제2수지는 이하의 실시예 1 내지 7, 비교예 1에서의 제2폴리에스테르수지로 적용했다.
(3) 폴리에스테르 수지 조성물
건조된 상기 제1폴리에스테르 수지 및 상기 제2폴리에스테르 수지를 교반기에 투입한 후, 280 ℃에서 Twin Screw 압출 공정을 진행하여 제조예 각각의 조성에 따른 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다.
상기 폴리에스테르 수지 조성물은 150 ℃이하의 온도에서 건조한 후 이후 공정에 적용되었다.
하기 표 1에 따른 함량과 조성으로 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 2의 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다.
또한, 하기 표 2에 나타낸 것처럼, 페놀계 산화방지제로 바스프(BASF) 사의 Iraganox 1010을 1000 ppm, 인계 산화방지제로 도버(Dover) 사의 Doverphos S9228을 500 ppm, 황계 산화방지제로 아데카(Adeka) 사의 A0-412S를 1000 ppm 첨가하였고, 인가제로 포타슘 아세테이트와 마그네슘 아세테이트를 1:9의 몰비로 혼합하여 최종 필름의 금속(금속 원소와 금속 이온을 포함) 함량 기준 400 ppm으로 첨가하였다. 또한, 필러로 Fujisiysia 사의 SY340을 최종 필름 기준 0.0375 중량%로 첨가하였다.
(4) 폴리에스테르 필름
상기 폴리에스테르 수지 조성물을 295 ℃의 온도에서 압출기로 압출하고, 25 ℃에서 캐스팅롤로 캐스팅하여 시트를 형성하였다. 상기 시트를 예열한 후, 110 ℃에서 길이 방향(MD)으로 3.2배, 폭 방향(TD)으로 3.8배 연신하였다. 이후, 연신된 시트를 약 30초 동안 240 ℃에서 열고정 후 이완하여 각각의 폴리에스테르 필름(두께: 50 ㎛)을 제조하였다.
다만, 비교예 2의 경우, 상기 조건에서 필름으로의 연신이 불가능하였다.
고유점도(IV)는 상기 폴리에스테르 필름을 고온고압 반응기(pressure cooker)에서 121 ℃ 및 100 %RH 조건으로 96시간 처리하여 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
상기 폴리에스테르 필름의 고유점도(IV)는 시료인 필름을 100 ℃의 오르쏘-클로로페놀(Ortho-Chlorophenol)에 용해시킨 후, 35 ℃의 항온조에서 오스트발트(Ostwald) 점도계로 시료의 낙하 시간을 구하여 측정된 상대점도(RV)를 상대점도-고유점도 환산표에 따라 변환하여 측정하였다.
번호 구분 제1수지:제2수지
(중량비)		 산화방지제
첨가 여부		 인가제
첨가 여부		 필러
첨가 여부		 고유점도
(dL/g)
1 실시예1 1: 0.0526 O O O 0.681
2 실시예2 1: 0.1100 O O O 0.676
3 실시예3 1: 0.2500 O O O 0.668
4 실시예4 1: 0.4280 O O O 0.658
5 실시예5 1: 0.2500 X O O 0.666
6 실시예6 1: 0.2500 O X O 0.667
7 실시예7 1: 0.2500 O O X 0.667
8 비교예1 1: 0.6666 O O O 0.645
9 비교예2 1: 0.0000 O O O -
산화방지제
(ppm)		 인가제
(Ppm)
1차 2차 황계 총함량
(페놀계) (인계)
1000 500 1000 2500 400
폴리에스테르 필름의 물성 평가
(1) 인장강도 평가
제조한 폴리에스테르 필름을 25 ℃ 조건에서 만능측정기를 이용하여 각각 MD 방향과 TD 방향으로 인장강도(초기 인장강도, TSM1, TST1, 단위: kgf/mm2)를 측정하여 하기 표 2에 나타냈다. 구체적으로, KS B 5521에 따라 50 mm/분의 측정조건에서 필름에 하중을 가하여 늘어나는 값에서 최대하중을 필름의 원래 단면적으로 나누어 인장강도를 측정하였다.
(2) 유리전이온도(T g ), 결정화온도(T c ), 용융온도(T m ) 평가
제조한 폴리에스테르 필름의 유리전이온도(Tg), 결정화온도(Tc), 용융온도(Tm)를 시차주사열량계(DSC, Q2000, TA Instrument사)를 이용하여 측정하여, 하기 표 2에 나타냈다. 구체적으로, 20 ℃/분의 승온속도로 30 ℃에서 200 ℃까지 측정한 뒤 액체질소 조건에서 급속 냉각시킨 후, 다시 20℃/분의 승온 속도로 30 ℃에서 200 ℃까지 측정하여 2nd 에서 Tg, Tc, Tm을 측정하였다.
연신이 불가하여 필름으로 제조되지 못한 비교예 2의 경우, 연신 전의 무연신 시트 상태를 기준으로 측정하였다.
(3) 열수축률 평가
제조한 폴리에스테르 필름을 20 mm x 150 mm로 재단하고 오븐에서 150℃에서 30분간 열처리하여, 열처리 전 및 후의 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD) 각각에 대해 열수축률(%)을 측정하여, 하기 표 2에 나타냈다.
(4) 색변(△YI) 평가
제조한 폴리에스테르 필름을 100mm x 100mm 크기로 절단하여 YI 값을 ASTM E313표준에 준거하여 측정하고, 250℃ 조건에서 60분 동안 OVEN에 방치 후 YI 값을 ASTM E313표준에 준거하여 측정하여, 변화량을 △YI으로 하기 표 3에 나타냈다.
△YI = 오븐 방치 후 YI - 오븐 방치 전 YI
(5) 결정화도 평가
제조한 폴리에스테르 필름을 X선 회절분석법(XRD; X-Ray Diffraction)을 통해 결정화도 값을 측정하여 하기 표 3에 나타냈다. 구체적으로, XRD 장비(Ultima IV, Rigaku 사)를 이용하여 반사법으로 회절각(2θ)의 범위를 5 ~ 35°까지 설정하여 X선 회절 분석를 얻었다. 수득한 X선 회절 분석에서, 2θ가 18.2±0.2°인 범위에서 나타나는 제1피크의 면적(결정성 영역)과, 전체의 2θ 범위에서 나타나는 모든 피크의 면적(전체 영역)을 계산하였다. 이를 토대로 전체 영역에 대한 결정성 영역의 비율을 하기 식 1과 같이 산출하였다.(측정된 데이터 처리는 Rigaku사에서 제공하는 JADE software를 사용하였다. 상기 면적의 계산은 피크 계산공식 중 Pearson VII function을 사용하여 수행하였다.)
[식 1]
결정화도(%) = Sc * 100 / (St)
(6) 헤이즈(Haze) 평가
NIPPON DENSHOKU 사의 NDH 7000N모델을 사용하여 ISO-14782 표준에 따라 폴리에스테르 필름의 헤이즈 값을 측정하여 하기 표 3에 나타냈다.
(7) 표면 조도(R a ) 평가
제조한 폴리에스테르 필름을 JIS BO601-1994에 근거하여 접촉식 3차원 조도계(ET-4000, KOSAKA)를 이용해 표면 조도(Ra)를 측정하여 하기 표 3에 나타냈다. 표준 측정 면적은 1mm2로 하였다.
(8) 블로킹 평가
제조한 폴리에스테르 필름 1000 m를 권취하여, 롤에 감겨 있는 상태의 필름에 대하여 육안 평가를 실시하였다. 필름이 엉킬 경우 발생하는 유색의 자국인 럼프(Lump)가 존재할 경우에는 X로, 특별한 자국이 없을 경우에는 O로 평가하였다.
(9) 유전 상수 및 유전손실 계수 평가
제조한 폴리에스테르 필름의 10 GHz 내지 28 GHz 영역에서의 유전상수 및 유전손실 계수는 Keysight사의 공진방식의 장치를 이용하여 측정하여, 이를 하기 표 4에 나타냈다.
번호 구분 인장강도
(MD/TD) (kgf/mm2)		 Tg
(℃		 Tc
(℃		 Tm
(℃		 열수축률
(MD/TD)
(%)		 △YI 결정화도
(%)		 Haze
(%)		 Ra
(μm)		 Blocking
1 실시예1 16.3/20.5 95.2 145.5 284.1 1.6/1.7 2.8 59.92 2.8 0.12 X
2 실시예2 16.1/20.8 100 156.5 284.4 1.7/1.9 2.7 57.57 3.1 0.15 X
3 실시예3 15.8/19.5 108.8 175.5 282.7 1.9/2.2 2.7 55.12 3 0.11 X
4 실시예4 14.1/17.5 114.9 201.7 277.5 2.2/2.4 2.6 53.16 3 0.13 X
5 실시예5 15.9/19.7 109.1 175.3 282.5 1.9/2.2 23.2 55.01 2.9 0.12 X
6 실시예6 15.8/19.4 108.8 175.1 282.2 1.9/2.2 2.6 55.85 5.8 0.11 X
7 실시예7 15.9/19.6 108.9 175.5 282.4 1.9/2.2 2.6 55.47 2.6 0.01 O
8 비교예 1 13.5/17.1 122.5 216.6 275.5 2.5/2.7 2.6 50.85 3.2 0.11 X
9 비교예 2 - 90.3 139.6 284.1 - - - - - -
번호 구분 유전 상수 유전손실 계수
10 GHz 28 GHz 10 GHz 28 GHz
1 실시예1 2.93 2.86 0.0033 0.0043
2 실시예2 2.92 2.85 0.0033 0.0043
3 실시예3 2.90 2.84 0.0034 0.0042
4 실시예4 2.88 2.82 0.0034 0.0043
5 실시예 5 2.90 2.84 0.0033 0.0042
6 실시예 6 2.91 2.84 0.0034 0.0043
7 실시예 7 2.90 2.83 0.0034 0.0043
8 비교예 1 2.87 2.80 0.0035 0.0045
9 비교예 2 - - - -
[표 1] 및 [표 3]을 참조하면, 제1수지 및 제2수지를 1: 0.05 내지 0.5의 중량비로 포함하는 실시예 1 내지 7의 경우, 높은 인장강도, 높은 유리전이온도 및 낮은 열수축률을 보이는 것으로 관찰되었다.
그러나, 제1수지 및 제2수지를 1: 0.666의 함량비로 포함하는 비교예 1의 경우, 실시예 1 내지 7 대비 낮은 인장강도 및 높은 열수축률을 갖는 것으로 관찰되었다.
또한, 제2수지를 포함하지 않는 비교예 2의 경우, 필름으로 연신이 불가능하였고, 유리전이온도 및 결정화온도 역시 낮은 것으로 관찰되었다. 따라서, 제1수지 및 제2수지를 모두 포함하면서, 그 함량비를 적절히 조절해야 필름이 우수한 내열성, 내구성 및 가공성 등을 갖는 것으로 판단된다.
특히 실시예 3의 경우, 상온 및 고온 인장강도, 고온 파단신도 등이 우수하면서 열수축률 역시 낮아 가장 물성이 우수한 것으로 평가되었다.
한편, 산화방지제, 인가제 및 필러를 포함하는 실시예 1 내지 4의 경우, 산화방지제를 포함하지 않는 실시예 5에 비해 색변화(△YI)가 적은 것으로 관찰되었고, 인가제를 포함하지 않는 실시예 6에 비해 낮은 Haze 값을 갖는 것으로 관찰되었고, 필러를 포함하지 않는 실시예 7에 비해 높은 표면 조도 값을 갖고, 블록킹(Blocking) 현상이 없는 것으로 관찰되었다. 이는 산화방지제를 첨가함으로써 필름의 내구성이 향상되고, 인가제를 첨가함으로써 Haze 현상이 억제되어 투명성이 유지되고, 필러를 첨가함으로써 필름의 표면 조도 값을 높여 주행성 및 권취성이 향상되는 것으로 판단된다.
[표 1] 및 [표 4]를 참조하면, 모든 제조예가 낮은 유전 상수 및 유전손실 계수를 보이는 것으로 나타나, 제1수지 및 제2수지를 혼합하고 산화방지제, 인가제, 필러 등을 첨가해도 필름의 절연성은 우수하여, 5G 이동통신 등 신호 전달이 우수한 고주파 영역에서 전자회로기판 등에 사용되기에 적합한 것으로 판단된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 사이클로헥산디메탄올 잔기, 방향족 디카르복실산 잔기 및 비스-히드록시페닐 잔기를 포함하고,
    25 ℃에서 인장강도가 기계 방향(MD)으로 14 kgf/mm2 이상인,
    폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    유리전이온도(Tg)가 95 ℃ 이상인, 폴리에스테르 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름을 150 ℃에서 30분 동안 가열 처리한 후의 열수축률이 기계 방향(MD) 및 폭 방향(TD) 중 적어도 하나의 방향으로 2.4 % 이하인,
    폴리에스테르 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    고유점도(IV)가 0.65 dL/g 이상인, 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    결정화도가 51 % 이상인, 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    헤이즈 값이 3 % 이하인, 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    10 GHz 내지 28 GHz의 주파수 중 어느 한 주파수에서의 유전 상수가 2.93 이하인, 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름은 제1폴리에스테르 수지 및 제2폴리에스테르 수지를 1: 0.01 내지 0.5의 중량비로 중합된 것이고,
    상기 제1폴리에스테르 수지는 사이클로헥산디메탄올 잔기 및 방향족 디카르복실산 잔기를 포함하고,
    상기 제2폴리에스테르 수지는 비스-히드록시페닐 잔기를 포함하는,
    폴리에스테르 필름.
  9. 1 이상의 전기전도성층; 및
    상기 전기전도성층의 적어도 일부를 감싸며 배치되는 절연층;을 포함하고,
    상기 절연층은 제1항의 폴리에스테르 필름을 포함하는,
    플렉서블 플랫 케이블.
  10. 플렉서블 플랫 케이블을 포함하고,
    상기 플렉서블 플랫 케이블은 제1항의 폴리에스테르 필름을 포함하는,
    와이어 하네스.
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