KR100633514B1

KR100633514B1 - 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법

Info

Publication number: KR100633514B1
Application number: KR1020040118093A
Authority: KR
Inventors: 김상필; 문기정; 이규석
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-10-13
Also published as: KR20060078766A

Abstract

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법은 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 고형분으로서 전도성고분자 수지 100중량부에 대하여 바인더 수지 200 ∼ 2000중량부, 가교제 40 ∼ 100중량부 및 불소계 실란 커플링제 50 ∼ 500중량부를 물과 혼합하여 제조된 대전방지 코팅액을 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법으로 제조된 대전방지 폴리에스테르 필름은 수분 또는 용제에 의한 대전방지층의 내성이 증가되므로 가혹한 환경 하에서도 대전방지층이 훼손되지 않고, 장기간 필름의 투명성을 유지하며 하전에 의한 정전기 발생의 차단 효과가 우수하므로, 각종 디스플레이 보호필름으로서 유용하다.

폴리에스테르 필름, 대전방지 코팅액, 전도성고분자 수지, 바인더 수지, 가교제, 불소계 실란

Description

대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF ANTI-STATIC POLYESTER FILM}

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름 표면에 전도성고분자 수지를 함유하는 코팅액을 도포하여, 대전방지층을 적층시킴으로써 투명성, 발수성, 내용제성 및 대전방지성이 개선된 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자, 전기 및 통신공학 기술의 급속한 발달에 따라 각종 산업용품 및 생활용품 등에 전자 및 기계장치를 채용하게 되면서, 정전기로 인한 문제가 발생하고 있다. 정전기는 발생되면서 제품에 불순물이나 먼지를 부착시키고, 필름의 제조공정이나 필름의 가공공정에서 방전을 일으키기 때문에 이들 공정에서 유기용제를 사용하는 경우 인화의 위험이 발생하는 문제가 있다. 뿐만 아니라 전기, 전자부품등의 재료로 사용될 경우 정전기 파손을 일으키는 원인이 되기 때문에 이들의 사용시 대전방지 성능을 부여하는 것은 필수 요건이 되고 있으며, 상기 대전방지를 위해서는 제품 표면에 축적되어 있는 전하를 방전시킬 수 있는 대전방지층을 형성시키는 방법이 효율적이다.

상기 대전방지층 형성을 포함한 공지의 대전방지 기술로는 유기 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온 화합물을 이용한 내부첨가법, 금속화합물을 표면에 증착하는 방법, 도전성 무기입자를 도포하는 방법, 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 도포하는 방법 및 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 있다.

상기 방법 중 내부첨가법은 비용이 저렴하고, 경시변화나 안정성이 우수한 장점이 있지만 필름 지지체 고유의 특성을 저해하는 단점과 대전방지효과의 한계, 블루밍(blooming)으로 인한 필름과 적층제 사이의 접착성 저하와 같은 문제가 있고, 금속 화합물을 표면에 증착하는 방법은 대전방지성이 우수하여 최근에는 도전성 필름 용도로 많이 이용되고 있지만, 제조단가가 너무 높아 특정의 용도에만 사용되고 있다. 그리고 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 이용한 도포법은 대전방지효과가 비교적 양호하고 제조비용 측면에서 유리하므로 매우 광범위하게 적용되고 있지만, 대전방지 한계가 있어 대략 10⁹Ω/sq(Ω/square) 이하의 표면저항을 얻을 수 없고, 대기 중의 수분과 결합하여 대전방지성을 나타내는 특성으로 인해 대기 중의 수분 함량이 낮은 경우에는 대전방지성이 크게 저하되며, 용매 저항성이 매우 나쁘고 또한 다른 면으로의 전사 가능성이 있다는 단점 때문에 적용이 크게 제한된다.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 극복하기 위한 최근의 기술로서, 물과 유기용매에 용해되는 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜 전도성 고분자가 개발되었고, 이를 이용하여 대전방지 폴리에스테르 필름 또는 다른 고분자 표면에 전도성을 부여 하기 위한 응용 연구가 많이 이루어지고 있다.

미국 특허 제4,959,430호에서는 3,4-에틸렌디옥시티오펜과 페릭톨루엔술포네이트를 상온에서 혼합한 후 가열하여 푸른색의 전도성이 매우 우수한 고분자인 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜을 제조하였다. 합성된 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜은 물에 분산되어 있는 형태로 시판되기도 하는데 3,4-에틸렌디옥시티오펜과 페릭톨루엔술포네이트를 혼합하여 상온에서 오랜 시간 방치하면 중합반응이 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 반응 억제제인 이미다졸(imidazole)을 소량 혼합하기도 한다.

또한, 일본국 공개특허공보 평1-313521호에는 폴리(3,4-디알콕시티오펜)과 폴리 음이온으로 이루어진 전기전도성 중합체를 개시하고 있으며 높은 전기전도성, 높은 화학적 안정성 및 막 형성시의 도막의 높은 투명성을 갖는 것으로 주목되고 있다. 그러나 상기의 전기전도성 중합체를 함유하는 코팅액을 플라스틱 기재에 도포하는 경우, 기재에 대한 밀착성, 투명성, 내수성, 내용제성 및 전기전도성의 모든 성능을 동시에 만족시키는 도막을 얻는 것은 쉬운 일이 아니다.

한편, 일본국 공개특허공보 평6-73271호에서는 폴리 3,4-디알콕시티오펜과 폴리 음이온으로 이루어진 전기전도성 중합체 층과 이에 인접하는 층의 밀착성을 향상시킬 목적으로 에폭시 그룹을 갖는 알콕시실란 화합물을 사용하고 있지만 도막의 내수성을 부여하는데 여전히 문제점이 있다. 따라서, 종래의 문제점을 보완할 수 있는 투명성 대전방지 폴리에스테르 필름의 신규한 제조방법이 절실하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 전도성 고분자로서 폴리티오펜과 폴리음이온으로 이루어진 고분자 물질을 사용하고 이에 바 인더수지, 가교제 및 불소계 실란 커플링제를 첨가하여 제조한 코팅액을 폴리에스테르 필름에 도포하였을 때 코팅액의 폴리에스테르 필름에 대한 밀착성과 코팅된 폴리에스테르 필름의 투명성, 발수성, 내용제성 및 대전방지성이 모두 우수한 대전방지 폴리에스테르 필름이 제조될 수 있다는 것을 알아냄으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 전도성고분자 수지를 함유하는 대전방지 코팅액을 폴리에스테르 필름표면에 도포하여 제조되는 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법은 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 고형분으로서, 전도성고분자 수지 100중량부에 대하여 바인더 수지 200 ∼ 2000중량부, 가교제 40 ∼ 100중량부 및 불소계 실란 커플링제 50 ∼ 500중량부가 물과 혼합하여 제조된 대전방지 코팅액을 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 대전방지 코팅액은 고형분 0.5 ∼ 10.0중량%를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 불소계 실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.

(상기 화학식에서 Y는 CF₃-, CF₃-CF₂-, CF₃-CF₂-CF ₂-, (CF₃)₂-CFO- 및 CF₃-(CF₂)y-CH₂-O-로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나이고, y는 1∼8 사이의 정수이고, R은 탄소수가 1∼4인 알킬기, X는 메톡시, 에톡시, 메톡시에톡시 및 염소원자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, l은 0∼12의 정수이고, m은 0∼2의 정수이고, n은 1∼3의 정수이고, m+n=3이다.)

보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 불소계 실란 커플링제는 트리플루오르프로필트리메톡시실란, 트리플루오르프로필트리에톡시실란, 트리플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르프로필메틸디메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리클로로실란 및 헵타데카플루오르옥톡시프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법은 상기 불소계 실란 커플링제가 폴리에스테르 필름에 0.001 ∼ 0.5g/m²으로 도포되어 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전도성고분자 수지는 폴리티오펜과 폴리음이온으로 이루어지는 고분자수지혼합물 또는 폴리티오펜 유도체와 폴리음이온으로 이루어지는 고분자수지혼합물인 것 이 바람직하다.

상기 바인더 수지는 카보닐기, 수산기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기 또는 이미드기로 이루어지는 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 작용기를 갖는 수분산 또는 수용해성 바인더 수지를 사용한다.

상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 카르보닐이미드 화합물, 옥사졸린계 화합물 및 멜라민계 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 일종 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름의 두께는 5 ∼ 300㎛인 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법은 전도성고분자 수지 100중량부에 대해 바인더 수지 200 ∼ 2000중량부, 가교제 40 ∼ 100중량부 및 불소함유 화합물 50 ∼ 500중량부가 물과 혼합되어 제조된 대전방지 코팅액을 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 대전방지 코팅액은 전체 중량에 대해 0.5 ∼ 10.0%의 고형분이 포함되도록 물로 희석하여 사용한다. 상기 고형분의 함량이 0.5중량% 미만이면, 코팅층의 피막형성 및 대전방지 기능 발현이 충분치 않은 문제점이 있고, 10.0중량%를 초과하면 필름의 투명성이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 본 발명에서 사용되는 상기 불소계 실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.

화학식 1

(상기 화학식 1의 R, X, Y, l, m, 및 n은 상기에서 정의한 바와 같다.)

보다 바람직하게는, 상기 불소계 실란 커플링제가 트리플루오르프로필트리메톡시실란, 트리플루오르프로필트리에톡시실란, 트리플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르프로필메틸디메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리클로로실란 및 헵타데카플루오르옥톡시프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이다. 불소계 실란 커플링제는 대전방지층에 발수성을 부여하기 위해 사용되며 전도성 고분자수지 100중량부에 대해 50 ∼ 500중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 50중량부 미만으로 사용되면 발수성이 충분히 발휘되지 못하는 문제점이 있고, 500중량부를 초과하여 사용되면 필름의 투명성이 나빠지고 대전방지제의 성능을 저해하는 문제점이 있다.

상기 본 발명의 불소계 실란 커플링제는, 불소계 실란 커플링제를 0.1∼20중량%의 농도로 유기용제에 용해한 후 초산, 염산, 질산 및 인산 등의 산을 첨가하고 가수분해시킨 형태로 사용한다. 상기 유기용제로는 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 옥탄, 메틸사이클로헥산, 톨루엔, 벤젠, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 사이클로헥산올, 메틸사이클로헥산올, 페놀, 에틸에테르, 프로필에테르, 테트라하이드로퓨란, 아세톤, 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 셀로솔브(cellosolve ; 에틸렌글리콜모노에틸에테르) 및 셀로솔브아세테이트(cellosolve acetate ; 에틸렌글리콜모노에틸에테르 아세테이트) 등의 탄화수소계, 알코올계, 에테르계, 에스테르계, 카르본산계 및 할로겐치환 탄화수소계 등을 사용한다. 바람직하게는 이소프로판올, 부탄올, 노말헥산 및 톨루엔 등이 좋으며 이러한 유기 용제를 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 전도성고분자 수지는 폴리티오펜과 폴리음이온으로 이루어진 고분자수지 또는 폴리티오펜 유도체와 폴리음이온으로 이루어진 고분자수지를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 사용되는 바인더 수지는 카보닐기, 히드록실기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기를 갖는 수분산 또는 수용해성 바인더 수지를 사 용하고, 바람직하게는 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계, 폴리에스테르계, 비닐수지, 아미드수지로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 바인더 수지를 사용한다. 상기 바인더 수지는 각각의 골격 구조가 공중합 등에 의해 실질적으로 복합구조를 갖고 있어도 좋으며, 그 예로는 아크릴 그라프트(graft) 폴리에스테르, 아크릴 그라프트 폴리우레탄, 비닐수지 그라프트 폴리에스테르, 비닐수지 그라프트 폴리우레탄 등이 있다. 바인더 수지는 대전방지층의 도포층과 폴리에스테르 필름과의 밀착성 향상을 위해 사용되고 전도성 고분자수지 100중량부에 대해 200 ∼ 2000중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 200중량부 미만으로 사용되면 바인더 수지의 함량이 지나치게 낮아 대전방지 코팅액중의 고형분 입자를 폴리에스테르 필름에 밀착시키지 못하는 문제점이 있고, 2000중량부를 초과하여 사용되면 바인더 수지의 양이 지나치게 많아 바인더 수지가 대전방지 코팅액에 충분히 용해되지 못하고 석출되는 문제점이 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 카르보닐이미드 화합물, 옥사졸린계 화합물 및 멜라민계 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 사용한다. 가교제는 대전방지층의 도포층과 폴리에스테르 필름과의 내용제성 향상을 위해 사용되며, 전도성 고분자수지 100중량부에 대해 40 ∼ 100중량부를 사용하는 것이 바람직하고, 40중량부 미만으로 사용되면 내용제 효과를 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 있고, 100중량부를 초과하여 사용되면 대전방지 코팅액에 가교제가 충분히 용해되지 않는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르 필름은 일축 배향 필름 또는 이축 배향 필름 어느 것이라도 사용할 수 있으나 이축 배향 필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한 폴리에스테르 필름에 코팅액이 잘 도포되도록 하기 위해 폴리에스테르 필름에 코로나(corona)방전 처리를 하여 극성기가 부여된 폴리에스테르 필름을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은 공지의 방법으로 제공될 수 있는 바, 폴리에스테르 수지를 진공 건조 후에 압출기로 용융하여 티다이(T-DIE)를 통해 시트상으로 압출하고 냉각롤에 정전인가법(pinning)으로 캐스팅 드럼에 밀착시켜 냉각 고화시켜 미연신 폴리에스테르 시트를 얻는다. 상기 폴리에스테르 필름의 두께는 통상 5 ∼ 300㎛, 바람직하게는 10 ∼ 250㎛로 제조될 수 있다. 필름의 두께가 5㎛ 미만이면 필름이 너무 얇아 가공과정에서 파손될 수 있고, 300㎛를 초과하면 연신 과정에서 필름이 균일하게 연신될 수 없다.

또한, 상기 대전방지 코팅액의 안정성, 젖음성(wetting) 및 도포 레벨링(leveling) 향상을 위하여, 에탄올, 이소프로판올 및 이소프로필알코올 등의 알코올류, 에틸셀로솔브(ethyl cellosolve ; 에틸렌글리콜모노에틸에테르) 또는 t-부틸셀로솔브(t-butyl cellosolve ; t-에틸렌글리콜모노부틸에테르) 등의 에테르류, 메틸에틸케톤 또는 아세톤 등의 케톤류, 디메틸에탄올아민 등의 아민류 또는 이온성/비이온성 계면활성제를 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 제조방법으로 제조된 대전방지 폴리에스테르 필름은 대전방지층에 대한 물 접촉각이 80도 이상, 바람직하게는 90도 이상의 값을 가진다. 상기에서 물 접촉각은 물체 표면의 물에 대한 친화력을 나타내며, 그 값이 작을수록 물에 젖기 쉽고 접착력이 좋아진다. 상기 폴리에스테르 필름의 물 접촉각이 80도 미만이면 표면오염을 제거하기 위한 수세후의 물 부착에 의해 표면에 자국이 생기기 쉽고, 대전방지제가 물에 용해 유출되어 대전방지 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름은 대전방지층을 에탄올로 표면 처리한 후의 표면저항이 1× 10¹²Ω/sq(Ω/square) 이하, 바람직하게는 1× 10¹⁰Ω/sq이하의 표면저항 수치를 가진다. 이때 표면저항의 값이 1× 10¹²Ω/sq를 초과하면 박리대전을 제어하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 대전방지층 표면의 셀로판 점착 테이프에 대한 박리력은 200g/25mm 이상의 값을 가진다. 이때, 박리력이 200g/25mm 미만이면, 점착제로 합지되어 있는 폴리에스테르 필름을 박리하는 공정에서 폴리에스테르 필름으로부터 셀로판 점착 테이프가 벗겨지기 쉽고 작업 효율이 나빠지는 문제점이 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<제조예1> 폴리에스테르 필름의 제조 및 대전방지 코팅액 도포

평균 입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm들어있는 극한 점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛(pellet)을 진공 드라이어를 이용하여 7시간, 160도에서 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 연신 하였다. 다음으로 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 한 후 메이버 바를 이용하여 하기의 실시예, 비교예에서 준비한 코팅액을 도포하였다. 코팅액 도포후 105 ∼ 140℃ 텐더 구간에서 필름의 진행 방향과 수직 방향으로 3.5배 연신을 한 후 240℃에서 4초간 열처리하여 25㎛ 두께의 필름을 얻었다.

<제조예2> 불소계 실란 커플링제의 준비

대전방지층의 내수성 또는 발수성을 향상시키기 위해 플루오로에톡시실란 (CF₃(CF₂)₇CH₂CH₂Si(OC₂H₅) ₃), 이소프로필알콜, 염산, 증류수를 혼합한 후, 염산을 촉매로 하고 이소프로필알콜을 용매로하여 가수분해와 중축합 반응을 진행시켜 불소계실란 커플링제가 포함된 용액을 준비하였다.

<실시예 1>

코로나 처리된 면에 고형분으로서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P ; 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜 0.5중량%와 폴리스티렌술폰산 0.8중량%를 함유하는 수분산체)를 100중량부, 아크릴 바인더 수지(니뽄카바이드사, Y8003B) 400중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100중량부 및 불소계 실란 커플링제 50중량부를 물에 혼합하여 대전방지 코팅액을 제조하였다. 이때 고형분의 함량은 전체 대전방지 코팅액에 대하여 2.0중량%를 함유하도록 하였다. 상기 제조된 대전방지 코팅액을 제조예 2에서 준비된 코로나 방전 처리된 폴리에스테르 필름 일면에 메이어 바를 이용하여 도포하였다. 상기 도포 후, 100 ∼ 120℃ 텐더 구간에서 도포된 코팅액을 건조시켰다. 그런 후 필름의 진행방향과 수직 방향으로 3.5배 연신을 하고 240℃에서 4초간 열처리하여 50㎛ 두께의 이축 연신 필름을 얻었다.

<실시예 2>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 우레탄 바인더 수지(대일본잉크화학, AP-40F) 500중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 150중량부 및 불소계 실란 커플링제 100중량부를 물과 혼합하여 제조하되, 고형분의 함량이 전체 대전방지 코팅액에 대하여 2.5중량%인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 이축연신 필름을 제조하였다.

<실시예 3>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 폴리에스테르 수지(일본합성, WOO30) 400중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100중량부 및 불소계 실란 커플링제 50중량부를 물과 혼합하여 제조하되, 고형분의 함량이 전체 대전방지 코팅액에 대하여 2.5중량%인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 이축연신 필름을 제조하였다.

<실시예 4>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 폴리에스테르 수지(다까마쯔유지, A-215GE) 500중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 150중량부 및 불소계 실란 커플링제 100중량부를 물과 혼합하여 제조하되, 고형분의 함량이 전체 대전방지 코팅액에 대하여 3.0중량%인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 이축연신 필름을 제조하였다.

<비교예 1>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 불소계 실란 커플링제를 포함하지 않고 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 아크릴 바인더 수지(니뽄카바이드사, Y8003B) 400중량부 및 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.0중량%로 되도록 물로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 필름을 제조하였다.

<비교예 2>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 불소계 실란 커플링제를 포함하지 않고 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 폴리에스테르 수지(일본합성, WOO30) 400중량부 및 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.0중량%로 되도록 물로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 필름을 제조하였다.

<비교예 3>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100중량부, 폴리에스테르 수지(다까마쯔유지, A-215GE) 400중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 150중량부 및 불소계 실란 커플링제를 800중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 3.0중량%로 되도록 물로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 필름을 제조하였다.

<실험예>

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 대전방지 폴리에스테르필름에 대한 특성 평가를 하기와 같은 기준으로 수행하였다.

1.물접촉각

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름 표면의 접촉각도를 측정하 기 위하여 실시하였다. 측정은 일본 교와 인터페이스 사이언스 사의 접촉각 측정기인 드랍마스터 500(Dropmaster 500)을 사용하여 이온 교환수를 증류하여 얻은 정제수로 액적법(sessile drop method)에 의하여 행하였으며, 서로 다른 위치에서 5회 측정 후 평균값을 취하였다.

2.대전방지성

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름 표면의 대전방지성 측정을 위하여 실시하였다. 측정은 어드벤테스트사(Adventest Co.)의 저항측정기인 어드벤테스트를 이용하여 온도 23℃, 습도 50% RH(relative humidity ; 상대습도)의 환경 하에 시료를 설치하고, 100V 전압을 인가한 후 40초간 충전 후의 표면저항을 측정하였다. 상기 표면저항이 10¹²Ω/sq 이하이면 실용상에 문제가 없는 수준이고, 10¹⁰Ω/sq 이하 또는 10⁹Ω/sq 이하의 것은 우수한 대전방지성을 나타낸다.

3.내수성

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름 표면의 물에 대한 저항성을 측정하기 위하여 실시하였다. 측정은 표면 코팅된 필름을 수돗물을 사용하여 흐르는 물에 1분간 방치한 후, 50℃에서 10분간 건조하여 이루어졌으며, 대전방지성과 외관을 아래와 같은 기준으로 평가하였다.

○: 백탁 현상이 없고 대전방지성의 저하가 없는 경우

△: 백탁 현상이나 대전방지성이 약하게 저하되는 경우

× : 명백한 백탁 현상과 대전방지성이 없어지는 경우

4.내용제성

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름 표면의 용제에 대한 저항성을 측정하기 위하여 실시하였다. 측정은 면봉에 에탄올을 적신 후 면봉의 각도를 45도로 유지하면서 상기 코팅 처리된 필름 면을 1N의 하중으로 5cm 길이를 5cm/sec의 속도로 10회 왕복시켜 이루어졌으며, 코팅 면의 상태를 아래의 기준으로 평가하였다.

○: 대전방지성의 변화가 거의 없고 긁힌 흔적이 없는 경우

△: 대전방지성이 약하게 저하되거나 약간의 긁힌 흔적이 있는 경우

× : 대전방지성이 없어지는 경우이거나 코팅 면이 벗겨지는 경우

5.셀로판테이프 박리하중

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름 표면의 박리도를 측정하기 위하여 실시하였다. 측정은 미점착 테이프(3M사 610테이프)를 코팅 처리된 면에 붙이고, 23℃/50% RH의 측정분위기 하에서 30분간 습도를 조절한 후, 300mm/분의 속도로 180도 각도로 점착 테이프를 박리할 때의 박리 하중을 하이돈(Heidon)사의 표면성 시험기로 측정하였다. 셀로테이프 박리하중을 아래 기준으로 평가하였다.

○: 200g/25mm 이상

△: 100∼200g/25mm

× : 100g/25mm 미만

6.투명성 (헤이즈)

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 필름의 투명성을 측정하기 위하여 실시하였다. 측정은 투명도 측정기로서 일본 니폰덴소쿠사의 헤이즈 측정기(AUTOMATIC HAZE METER)를 사용하여, 10cm × 10cm 크기로 샘플링한 폴리에스테르 필름 1매를 수직으로 놓고, 수직으로 놓여진 시료의 직각 방향으로 400 ∼ 700㎚의 파장을 갖는 빛을 투과시켜 나타난 값을 측정하였다.

이때 헤이즈(Haze) 값은 하기 수학식 1로 산출되었다

실시예 1∼4와 비교예 1∼3에 의해 제조된 이축연신 필름의 물성측정결과

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
표면저항(Ω/sq)	10⁸	10⁶	10⁶	10⁶	10⁸	10⁶	10¹³
접촉각(°)	95	98	93	103	55	61	101
내수성	○	○	○	○	△	△	×
내에탄올성	○	○	○	○	△	△	×
셀로판 테이프 박리력	○	○	○	○	○	○	○
투명성(Haze)	2.3	1.7	2.0	1.8	2.2	2.1	4.6

상기 표 1에 보듯이, 불소계 실란 커플링제를 포함한 대전방지층을 갖는 실시예 1 내지 4의 본 발명의 폴리에스테르 필름은 내수성 및 내용제성이 우수하고 표면저항 1× 10¹¹Ω/sq 이하를 유지하며, 접촉각이 90° 이상이므로 높은 발수성을 보였다. 반면에 불소계 실란커플링제가 첨가되지 않은 비교예 1 및 2의 필름은 접촉각이 낮아 발수성이 떨어지고, 내용제성이 저하되었다. 또한 불소계 실란커플링제가 지나치게 과량 첨가된 비교예 3의 필름은 내수성과 내용제성이 극히 저하됨을 알 수 있었다.

본 발명은 각종의 전자 및 전기기기 등에 적용되어 정전기에 의한 기기 표면의 이물질 부착 및 기기 파손을 방지할 수 있는 대전방지 폴리에스테르 필름을 제공하였다.

또한, 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름은 대전방지층에 바인더 수지, 가교제 및 불소계 실란 커플링제가 혼합되어 적용됨으로써, 필름과 대전방지층의 밀착력이 강화되고 수분 및 각종 용제에 대한 필름의 내성이 증가되어 가혹한 환경 하에서도 필름층이 훼손되지 않고, 장기간 투명성과 대전방지성을 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범 위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에, 고형분으로서, 전도성고분자 수지 100중량부에 대하여 바인더 수지 200 ∼ 2000중량부, 가교제 40 ∼ 100중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 불소계 실란 커플링제 50 ∼ 500중량부가 물과 혼합하여 제조된 대전방지 코팅액을 도포하는 것을 특징으로 하는 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.

화학식 1

(상기 화학식에서 Y는 CF₃-, CF₃-CF₂-, CF₃-CF₂-CF₂-, (CF₃)₂-CFO- 및 CF₃-(CF₂)y-CH₂-O-로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나이고, y는 1∼8 사이의 정수이고, R은 탄소수가 1∼4인 알킬기, X는 메톡시, 에톡시, 메톡시에톡시 및 염소원자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, l은 0∼12의 정수이고, m은 0∼2의 정수이고, n은 1∼3의 정수이고, m+n=3이다.)
제1항에 있어서, 상기 대전방지 코팅액이 고형분 0.5 ∼ 10.0중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 불소계 실란 커플링제가 트리플루오르프로필트리메톡시실란, 트리플루오르프로필트리에톡시실란, 트리플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르프로필메틸디메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리클로로실란 및 헵타데카플루오르옥톡시프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 불소계 실란 커플링제가 상기 폴리에스테르 필름에 0.001 ∼ 0.5g/m²로 도포되는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 전도성고분자 수지가 폴리티오펜 또는 그의 유도체의 전도성고분자 및 폴리음이온을 함유하는 고분자 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 카보닐기, 수산기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기 및 이미드기로 이루어지는 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 작용기를 갖는 수분산 또는 수용해성 바인더 수지인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 카르보닐이미드 화합물, 옥사졸린계 화합물 및 멜라민계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름의 두께가 5 ∼ 300㎛인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.