KR100661806B1

KR100661806B1 - 대전방지 폴리에스테르필름

Info

Publication number: KR100661806B1
Application number: KR1020050066198A
Authority: KR
Inventors: 김상필; 이문복; 이규석
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2006-12-28
Also published as: CN1916102B; JP4331739B2; JP2007031712A; CN1916102A; TWI321578B; TW200704685A

Abstract

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 전도성 폴리머 수지(A), 바인더 수지(B), 가교제(C) 및 불소계실리카 분산 조성물(D)로 이루어진 코팅액을 도포함으로써 기재와의 밀착성, 내수성, 발수성, 내용제성, 대전방지성 및 투명성이 개선된 대전방지 폴리에스테르 필름을 제공하여. 각종 디스플레이의 보호 필름으로 본 발명의 폴리에스테르 필름을 사용할 때 박리대전이 적고 표면의 이물 부착을 어렵게 하는 동시에 표면의 이물을 용이하게 제거할 수 있는 효과를 가진다.

대전방지, 폴리에스테르 필름, 불소계실리카 분산 조성물,

Description

대전방지 폴리에스테르필름{ANTISTATIC POLYESTER FILM}

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 전도성 폴리머 수지(A), 바인더 수지(B), 가교제(C) 및 불소계실리카 분산 조성물(D)로 이루어진 코팅액을 도포함으로써 기재와의 밀착성, 내수성, 발수성, 내용제성, 대전방지성 및 투명성을 개선한 대전방지 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

최근 산업화의 발달과 더불어 각종 전자 및 전기기기, 정보통신 분야 및 일반 생활용품에 이르기까지 많은 분야에서 정전기 발생으로 인한 피해가 증가하여 이들 기기 및 산업 현장에서의 대전방지는 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 대전방지라 함은 절연체 표면에 축적되어 있는 전하를 적절한 방법으로 방전시키는 것을 말하는데 대전방지를 위해서는 제품 표면에 축적되는 전하를 방전시킬 수 있는 대전방지층을 형성하면 된다. 특히, 불순물이나 먼지가 부착되고, 필름의 제조 공정이나 필름을 가공하는 공정에서 방전이 일어나기 때문에 이들 공정에서 유기 용제를 사용하는 경우 인화 위험이 생기는 문제도 있다. 뿐만 아니라, 전기, 전자부품 등의 재료로 사용될 경우 정전기 파손을 일으키는 원인이 되기 때문에 이들의 사용 시 대전방지 성능을 부여하는 것은 필수요건이 되고있다. 대전방지 기술은 유기 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온 화합물을 이용한 내부첨가법, 금속화합물을 증착하는 방법, 도전성 무기입자를 도포하는 방법, 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 도포하는 방법 및 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 사용되고 있다.

유기 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온 화합물을 이용한 내부첨가법은 저렴한 비용, 경시변화나 안정성이 우수한 장점이 있지만 필름 지지체 고유의 특성을 저해하는 단점과 대전방지효과의 한계, 블루밍(blooming)으로 인한 필름과 적층 사이에 접착성 저하와 같은 문제가 있다. 또한 금속 화합물을 증착하는 방법은 대전방지성이 우수하여 최근에는 도전성 필름용도로 많이 이용되고 있지만, 제조비용이 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/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. 물 또는 유기용매에 용해되는 폴 리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜 등의 전도성 고분자가 개발되면서 이를 대전방지 폴리에스터 필름 또는 다른 고분자 표면에 전도성을 부여하기 위한 응용 연구가 많이 이루어지고 있다. 일반적인 방법은 도핑이 완료된 전도성 고분자를 만든 후 이를 적당한 용매에 폴리에스테르를 비롯한 각종 고분자 표면에 코팅하는 것이다. 이때 적당한 바인더를 함께 용해시켜 코팅층의 접착력 또는 표면경도 등의 기계적 성질을 증진시키기도 한다.

그의 일례로서 미국특허 제4,959,430호에서는 전도성 고분자 단량체의 일종인 3,4-에틸렌디옥시티오펜(3,4-ethylenedioxythiophene)과 산화제인 페릭톨루엔 술포네이트(Iron(Ⅲ) p-toluenesulfonate) 및 이들로부터 합성된 전도성 고분자인 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜(3,4-polyethylenedioxythiophene)을 개발하였는데, 3,4-에틸렌디옥시티오펜과 페릭톨루엔술포네이트를 상온에서 혼합한 후 가열하여 푸른색의 전도성 고분자인 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜을 제조하였다.

한편 합성된 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜이 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, 일본공개특허공보 제(평)1-313521호에서는 폴리(3,4-디알콕시티오펜)과 폴리 음이온으로 이루어진 전기전도성 중합체는 3,4-디알콕시티오펜을 폴리 음이온 존재 하에 산화 중합시켜 얻을 수 있으며, 높은 전기전도성, 높은 화학적 안정성 및 막 형성시의 도막의 높은 투명성을 갖는 것으로 주목되고 있다. 그러나 이 러한 전기전도성 중합체를 함유하는 코팅액을 플라스틱 기재에 도포하는 경우, 기재에 대한 밀착성, 투명성, 내수성, 내용제성 및 전기전도성의 모든 성능을 동시에 만족시키는 도막을 얻는 것은 쉬운 것이 아니다. 특히 도막의 내수성을 향상시키기 위해 결합제 수지를 가교제로 가교 결합시키는 방법 등이 시도되고 있다.

일본공개특허공보 제(평)6-73271호에서는 폴리(3,4-디알콜시티오펜)과 폴리 음이온으로 이루어진 전기전도성 중합체 층과 이에 인접하는 층의 밀착성을 향상시킬 목적으로 에폭시 그룹을 갖는 알콕시실란 화합물이 사용되고 있지만 도막에 내수성을 부여하는 데 어려움이 있었다. 또한 일부 대전방지필름에 있어서는 대전방지성을 가지면서도 방오성이 요구되기도 하지만 두 가지 기능을 동시에 가지는 필름을 제조하는 데에는 어려움이 존재하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 전도성 폴리머 수지(A), 바인더 수지(B), 가교제(C) 및 불소계실리카 분산 조성물(D)로 이루어진 코팅액을 도포함으로써 기재와의 밀착성, 내수성, 발수성, 내용제성, 대전방지성 및 투명성을 개선한 대전방지 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리에스테르 필름의 적어도 한 면 에 전도성 고분자 수지 100중량부에 대해 바인더 수지 200~2000중량부, 가교제 40~100중량부 및 불소계실리카 분산 조성물 10~500중량부로 이루어진 대전방지 코팅 조성물을 도포하여 제조되는 대전방지 폴리에스테르 필름을 제공한다.

상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온 하에서 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 제조되는 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지는 카보닐기, 수산기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기, 카복실산, 말레인산 및 무수말레인산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느하나 이상의 관능기를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가교제는 이소시아네이트계, 카르보닐이미드계, 옥사졸린계 및 멜라민계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느하나 이상인 것이 바람직하다.

상기 불소계실리카 분산 조성물은 불소계실란 커플링제를 산 촉매 하에서 실리카 입자와 반응시켜 제조하며 더욱 바람직하게는 상기 불소계실란 커플링제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 3]

상기 식에서, X는 CF₃-, CF₃-CF₂-, CF₃-CF₂-CF₂-, (CF₃)₂-CFO-, 또는 CF₃-(CF₂)y-CH₂-O-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, y는 1~8 사이의 정수이고, R은 C₁~C₄인 알킬기이고 Y는 메톡시기, 에톡시기, 메톡시에톡시기 또는 염소원자 이고, m은 0~12의 정수이고 p는 0~2의 정수이고 n은 1~3의 정수이며 n+p=3이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 폴리에스테르 필름의 적어도 한 면에 전도성 고분자 수지 100중량부에 대해 바인더 수지 200~2000중량부, 가교제 40~100중량부 및 불소계실리카 분산 조성물 10~500중량부로 이루어진 대전방지 코팅 조성물을 도포하여 제조되는 대전방지 폴리에스테르 필름으로 구성된다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 대전방지 코팅의 기재필름으로서 알려져 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 대전방지 코팅 조성물의 기재는 폴리에스테르 시트 또는 필름에 한정되지 않는다. 상기 필름을 구성하는 폴리에스테르는, 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르를 가리킨다. 방향족 디카르복시산으로서는, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산 등을 들 수있고, 지방족 글리콜로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 대표적인 폴리에스테르로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(PEN) 등이 있다. 상기 폴리에스테르는, 제3성분을 함유한 공중합체도 가능하다. 상기 공중합 폴리에스테르의 디카르복시산 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 디카르복시산 성분 및 글리콜 성분은, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 본 발명의 필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성, 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향 필름을 사용한다.

본 발명의 전도성 고분자 수지는 대전방지성을 부여하기 위하여 바람직하게는 폴리음이온에 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 혼합하여 사용하며, 구체적으로는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 단독 또는 혼합하여 폴리 음이온의 존재 하에서 중합함으로써 얻을 수 있다.

상기 화학식 1에 있어서, R1, R2는 각각 독립적으로 수소원자, C₁ _~ ₁₂ 의 지방족탄화수소기, 지환족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타내며 구체적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기 벤젠기 등이 이에 해당한다.

상기 화학식 2에서 n은 1~4의 정수이다.

상기 폴리 음이온은 산성 폴리머이며, 고분자 카르복실산 또는 고분자 술폰산, 폴리비닐술폰산 등이다. 고분자 카르복실산으로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산 등이 있으며, 고분자 술폰산으로는 폴리스티렌술폰산 등이 있다.

한편 본 발명에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.5중량%와 폴리스티렌설폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8중량%를 함유하는 중합체의 수분산체(Baytron P, 바이엘사)를 사용한다.

본 발명의 바인더 수지는 수분산 또는 수용해성 바인더 수지로서 대전방지층과 기재 필름인 폴리에스테르 필름과의 밀착성 향상을 도모하며, 전도성 고분자 수지 100중량부에 대하여 200 ~ 2000중량부를 첨가한다. 만일 바인더 수지의 함량이 200 중량부 미만이면 기재와의 밀착성을 부여하는 것에 문제가 있고, 2000중량부를 초과하면 투명성과 대전방지성을 구현하는데 문제가 있다.

상기 바인더 수지는 카보닐기, 히드록실기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기, 카복실산, 말레인산 및 무수말레인산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느하나 이상의 관능기를 포함하며, 보다 바람직하게는 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계, 폴리에스테르계, 비닐수지, 아미드수지로 이루어진 군에서 선택된 어느하나 이상의 관능기를 포함한다. 상기 화합물은 각각의 골격 구조가 공중합 등에 의해 실질적으로 복합구조를 가질 수 있으며 복합구조를 갖는 바인더로는 아크릴 그라프트 폴리에스테르, 아크릴 그라프트 폴리우레탄, 비닐수지 그라프트 폴리에스테르, 비닐수지 그라프트 폴리우레탄 등이 있다.

상기 가교제는 대전방지층의 도포층과 기재 필름인 폴리에스테르 필름과의 내용제성을 향상하기 위하여 사용되며, 바람직하게는 이소시아네이트계, 카르보닐이미드계, 옥사졸린계 및 멜라민계 화합물으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느하나 이상인 것을 사용한다. 또한 상기 전도성 고분자 수지 100중량부에 대하여 상기 가교제를 40 ~ 100 중량부를 첨가하며, 만일 40중량부 미만으로 첨가하면 충분한 경화가 이루어지지 않아 내용제성을 구현하기 어렵고, 100중량부를 초과하면 투명성을 저해한다.

한편 대전방지층의 발수성을 부여하기 위하여 본 발명의 코팅 조성물은 불소계 실리카 분산 조성물을 포함하며, 상기 불소계실리카 분산 조성물은 불소계실란 커플링제, 실리카 입자, 물 또는 유기용제를 산 촉매하에서 25 ~ 60℃에서 5분 ~ 5시간 동안 반응시켜 얻는다. 보다 바람직하게는 상기 불소계실란커플링제는 하기 화학식 3의 구조를 갖는 것을 사용한다.

상기 식에서, X는 CF₃-, CF₃-CF₂-, CF₃-CF₂-CF₂-, (CF₃)₂-CFO-, 또는 CF₃-(CF₂)y-CH₂-O-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, y는 1~8 사이의 정수이고, R은 C₁~C₄인 알킬기이고 Y는 메톡시기, 에톡시기, 메톡시에톡시기 또는 염소원자이고, m은 0~12의 정수이고 p는 0~2의 정수이고 n은 1~3의 정수이며 n+p=3이다.

상기 화학식 3에 해당하는 불소계 실란 커플링제는 구체적으로, 트리플루오르프로필트리메톡시실란, 트리플루오르프로필트리에톡시실란, 트리플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르프로필메틸디메톡시실란, 헵타플루오르프로필트리클로로실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리메톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리에톡시실란, 헵타플루오르이소프로폭시프로필트리클로로실란, 헵타데카플루오르옥톡시프로필트리메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느하나 이상의 화합물이 사용된다.

사용되는 실리카 입자의 크기는 5nm ~ 1㎛ 사이에 해당하는 것이 바람직하 며, 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, 셀로솔브아세테이트 등의 탄화수소계, 알코올계, 에테르계, 에스테르계, 카르본산계 및 할로겐치환 탄화수소계 등이 사용된다. 바람직하게는 이소프로판올, 부탄올, 노말헥산, 톨루엔 등이 사용되며 이러한 유기 용제를 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 산 촉매로는 염산, 질산, 초산 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 불소계실리카 분산 조성물은 상기 전도성 폴리머 100중량부에 대하여 10 ~ 500 중량부가 함유되어 있다. 만일 불소계실리카 분산 조성물이 10 중량부 미만인 경우에는 도포층의 발수효과가 저하되고, 500 중량부를 초과하는 경우에는 필름의 투명성과 대전방지제의 성능을 저해한다.

상기 기재 필름인 폴리에스테르 필름은 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 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 쉬트를 얻고 이를 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 가열된 롤에서 롤과 롤 사이의 주속비 차에 의한 2.5~4.5배 종방향 연 신을 행하고, 연속해서 클립에 물린 필름을 기계적으로 연신시키는 횡방향 연신 장치 내에서 3.0~7.0배 연신 및 열고정함으로써 연신 배향 필름을 얻을 수 있다. 종방향 연신과 횡방향 연신 공정 사이에 행해지는 코팅 방법으로는 특별히 제한하지는 않지만 메이어바(meyer bar)방식, 그라비아 방식 등이 사용되며, 도포하기 전에 필름 표면에 극성기를 도입하여, 코팅층과 필름과의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나(corona)방전 처리를 하는 것이 바람직하다. 또한, 대전방지 코팅액의 안정성, 젖음성(wetting) 및 도포 레벨링(leveling) 향상을 위하여, 에탄올, 이소프로판올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 에틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브 등의 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 케톤류, 디메틸에탄올아민 등의 아민류 또는 이온성/비이온성 계면활성제를 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 두께는 통상 5 ~ 300㎛, 바람직하게는 10 ~ 250㎛이다.

상기 기재 필름상에 형성되는 대전방지층은 기재 필름의 적어도 한 면에 전도성 고분자 수지 100중량부에 대해 바인더 수지 200~2000중량부, 가교제 40~100중량부 및 불소계실리카 분산 조성물 10~500중량부로 이루어진 대전방지 코팅 조성물을 도포하여 형성된다. 상기 코팅 조성물의 도포방법으로는 그라비아 롤(gravure roll)이나 리버스 그라비아 롤(reverse gravure roll)과 같은 롤을 이용하는 도포법, 메이어바(mayer bar)를 이용하는 도포법, 에어나이프(air knife)를 이용하는 도포법과 같은 일반적인 방법을 이용할 수 있으며, 도포하기 전 코로나 방전처리를 실시하여 필름표면에 극성기 도입 및 표면 장력을 높여 조성물의 코팅성에 유리하 도록 하고 조성물과 폴리에스테르 수지와의 접착력을 향상시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 대전방지 코팅액에 대하여 전체 고형분의 함량이 0.5∼10.0 중량%가 포함되도록 제조되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.0∼5.0 중량%를 포함한다. 상기 고형분의 함량이 0.5 중량% 미만이면, 코팅층의 피막형성 및 대전방지 기능을 발현하기에 미흡하고, 10.0 중량%를 초과하면, 필름의 투명성에 영향을 주어 바람직하지 않다.

본 발명의 보호 필름은 기재의 일면 또는 양면에 불소계실리카 분산 조성물을 함유한 대전방지 코팅액을 도포하여 형성된 대전방지층으로 인하여 발수기능, 내에탄올성 및 점착제 제거의 용이한 성질을 가지면서도 보호필름의 바깥 층에 이물 부착이 어려운 특성을 가진다. 이에 본 발명의 표면보호 필름은 대전방지층의 물에 대한 접촉각이 90도 이상, 바람직하게는 100도 이상의 발수성을 갖는다. 만일 물에 대한 접촉각이 90도 미만이면, 표면의 오염을 제거하기 위한 수세 후의 물 부착에 의해 표면에 자국이 생기기 쉽다.

또한, 본 발명의 표면보호 필름의 대전방지성은 용제로 닦아낸 후의 표면저항이 1×10¹² Ω/square 이하이다. 이때, 표면저항의 값이 1×10¹² Ω/square를 초과하면 박리대전을 제어하기 어렵다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예 는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<합성예 1>

폴리에스테르 필름 기재의 제조

평균 입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm들어있는 극한 점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛(pellet)을 진공 드라이어를 이용하여 7시간동안 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 행하였다. 다음으로 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<합성예 2>

불소계실리카 분산 조성물의 조제

본 발명의 불소계실리카 분산 조성물은 플루오로에톡시실란 (fluoroethoxysilane: CF₃(CF₂)₇CH₂CH₂Si(OC₂H₅)₃) 0.1~20중량부를 이소프로필알콜(iso-propyl alcohol) 1~50중량부에 분산시켰다. 상기 분산액을 산 촉매인 염산하에서 실리카 입자 1~50중량부를 첨가한 후 25 ~ 60℃에서 5분 ~ 5시간 처리하여 불소계실리카 분산 조성물을 제조하였다.

<실시예 1>

상기 합성예 1에서 제조된 폴리에스테르 필름의 코로나 처리된 면에 고형분으로서, 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100 중량부, 아크릴 바인더 수지(니뽄카바이드사, Y8003B) 400 중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100 중량부 그리고 불소계실리카 분산 조성물을 50 중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.0 중량%로 희석 조제한 대전방지 코팅액을 #5 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, 고형분 기준으로 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100 중량부, 우레탄 바인더 수지(대일본잉크화학, AP-40F) 500 중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 150 중량부 및 불소계실리카 분산 조성물을 100 중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.5 중량%로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축 연신 필름을 제조하였다.

<실시예 3>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 고형분 기준으로 전도성고분자 수지(바이 엘사, Baytron P)를 100 중량부, 폴리에스테르 수지(일본합성, WOO30) 400 중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100 중량부 및 불소계실리카 분산 조성물을 50 중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.5 중량%로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축 연신 필름을 제조하였다.

<실시예 4>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 고형분 기준으로 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100 중량부, 폴리에스테르 수지(다까마쯔유지, A-215GE) 500 중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 150 중량부 및 불소계실리카 분산 조성물을 100 중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 3.0 중량%로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축 연신 필름을 제조하였다.

<비교예 1>

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

<비교예 2>

대전방지 코팅액의 제조단계에서, 불소계실리카 분산 조성물을 포함하지 않고 고형분기준으로 전도성고분자 수지(바이엘사, Baytron P)를 100 중량부, 폴리에스테르 수지(일본합성, WOO30) 400 중량부 및 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 100 중량부로 혼합하여 전체 고형분 함량이 2.0 중량%로 희석 조제하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축 연신 필름을 제조하였다.

<비교예 3>

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

<실험예>

상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 이축 연신 필름에 대한 물성평가를 하기와 같은 방법으로 실시하였다.

1. 수접촉각

접촉각 측정기(Kyowa Interface Science Co., Ltd.; 모델명 Dropmaster 300)를 사용하여 이온 교환수를 증류하여 얻은 정제수로 액적법(sessile drop method) 에 의하여 행하였으며, 서로 다른 위치에서 5회 측정 후 평균값을 취하였다.

2. 대전방지성

대전방지 측정기(미쯔비시㈜; 모델명 MCP-T600)를 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH의 환경 하에 시료를 설치한 후 JIS K7194에 의거하여 표면저항을 측정하였다.

3. 내수성

표면 코팅된 필름을 수도물을 사용하여 흐르는 물에 1분간 방치한 후, 50℃에서 10분간 건조 후 대전방지성과 외관을 아래와 같이 평가하였다.

○: 백탁 현상이 없고 대전방지성의 저하가 없는 경우,

?: 백탁 현상이나 대전방지성이 약하게 저하되는 경우,

ⅹ: 명백한 백탁 현상과 대전방지성이 없어지는 경우.

4. 내에탄올성

면봉에 에탄올을 적신 후 면봉의 각도를 45도로 유지하면서 상기 코팅 처리된 필름 면을 1N의 하중으로 5cm길이를 5cm/sec의 속도로 10회 왕복시킨 후 코팅 면의 상태를 아래의 기준으로 평가하였다.

○: 대전방지성의 변화가 거의 없고 긁힌 흔적이 없는 경우,

?: 대전방지성이 약하게 저하되거나 약간의 긁힌 흔적이 있는 경우,

ⅹ: 대전방지성이 없어지는 경우이거나 코팅 면이 벗겨지는 경우.

5. 투명성 (헤이즈)

헤이즈 측정기(AUTOMATIC DIGITAL HAZEMETER, 일본 니폰덴소쿠사 제작)에 10cm X 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 계산되어 헤이즈 측정기에 표시된다.

헤이즈(%) = (1- DF / TT) * 100

DF: 산란광의 량

TT: 광의 총 투과량

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
표면저항	10⁵	10⁶	10⁵	10⁷	10⁵	10⁵	10¹⁴
수접촉각	104	112	102	110	55	61	109
내수성	○	○	○	○	○	○	○
내에탄올성	○	○	○	○	○	○	○
투명성	3.5	3.2	2.9	3.0	3.2	2.8	6.2

단,표면저항의 단위는 Ω/square, 수접촉각의 단위는 °이다.

표 1의 결과에 따르면, 불소계실리카 분산 조성물을 포함한 대전방지제층을 갖는 실시예 1 내지 4에서 제조된 폴리에스테르 필름은 내온수성, 내용제성 및 표면저항이 1×10¹² Ω/square 이하의 물성을 유지하면서도 물 접촉각이 100도 이상의 높은 발수성이 향상되는 특성을 보이지만 불소계실리카 분산 조성물의 첨가량이 일정량을 초과하면 투명성과 대전방지성이 저하됨을 나타낸다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 각종 디스플레이의 보호 필름으로 사용할 때 박리대전이 적고 표면의 이물 부착을 어렵게 하는 동시에 표면의 이물을 용이하게 제거할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 방오 기능의 불소계실리카 분산 조성물을 적당량 혼합한 대전방지 코팅 조성물이 도포됨으로써 이물을 물이나 알코올로 세정 시, 상기 대전방지제층의 대전방지제가 탈락하거나 용해되는 일이 없어 정전기 방지 효과를 그대로 가지며, 기재와의 밀착성, 내수성, 발수성, 내용제성, 대전방지성 및 투명성을 개선한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있는 화학공업상 매우 유용한 발명이다.

Claims

폴리에스테르 필름의 적어도 한 면에 전도성 고분자 수지 100중량부에 대해 바인더 수지 200~2000중량부, 가교제 40~100중량부 및 불소계실리카 분산 조성물 10~500중량부로 이루어진 대전방지 코팅 조성물을 도포하는 것을 특징으로 하는 대전방지 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서,

상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온 하에서 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서,

상기 바인더 수지는 카보닐기, 수산기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기, 카복실산, 말레인산 및 무수말레인산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느하나 이상의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서,

상기 가교제는 이소시아네이트계, 카르보닐이미드계, 옥사졸린계 및 멜라민계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나이상인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서,

상기 불소계실리카 분산 조성물은 불소계실란 커플링제를 산 촉매 하에서 실리카 입자와 반응시킨 것임을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름.
제5항에 있어서,

상기 불소계실란 커플링제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름.

[화학식 3]

상기 식에서, X는 CF₃-, CF₃-CF₂-, CF₃-CF₂-CF₂-, (CF₃)₂-CFO-, 또는 CF₃-(CF₂)y-CH₂-O-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, y는 1~8 사이의 정수이고, R은 C₁~C₄ 인 알킬기이고, Y는 메톡시기, 에톡시기, 메톡시에톡시기 또는 염소원자이고, m은 0~12의 정수이고, p는 0~2의 정수이고, n은 1~3의 정수이며 n+p=3이다.