KR100902033B1

KR100902033B1 - 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법

Info

Publication number: KR100902033B1
Application number: KR1020070098187A
Authority: KR
Inventors: 김상필; 서기봉; 황창익; 이규석
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-06-15
Also published as: JP2009083455A; TWI366584B; TW200914504A; KR20090032724A

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 기재필름을 1축 연신하는 단계, 전도성 고분자 수지, 폴리우레탄 수지, 가교제 및 불소 수지를 함유하는 대전방지 코팅액을 제조하는 단계, 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 상기 코팅액을 도포하여 대전방지층을 형성하는 단계 및 상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 기재필름을 2축 연신하는 단계를 포함하는 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법을 제공한다.

이를 통해 필름이 물이나 알코올로 세정 시, 상기 대전방지층의 대전방지제가 탈락하거나 용해되는 일이 없다. 또한 뛰어난 방오기능과 점착 테이프와의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

대전방지, 폴리에스테르 필름, 2축 연신

Description

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

본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 형성되는 대전방지층에 불소수지 및 폴리우레탄 수지를 첨가하여 투명성과 대전방지성이 우수하면서도 테이프 박리력 및 방오성능을 개선하여 우수한 기능의 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.

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 의미하는 것으로 대전방지를 위해서는 제품 표면에 축적되는 전하를 방전시킬 수 있는 대전방지층을 형성하게 된다. 특히, 불순물이나 먼지가 부착되고, 필름의 제조 공정이나 필름을 가공하는 공정에서 방전이 일어나기 때문에 이들 공정에서 유기 용제를 사용하는 경우 인화 위험이 생기는 문제가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 전기, 전자부품 등의 재료로 사용될 경우 정전기 파손을 일으키는 원인이 되기 때문에 이들의 사용 시 대전방지 성능을 부여하는 것은 필수요건이 되고 있다.

상술한 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, 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 있다. 상기 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 있고, 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/sq 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 및 유기용 매에 용해되는 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜 등의 전도성 고분자가 개발되면서 이를 대전방지 폴리에스테르 필름 또는 다른 고분자 표면에 전도성을 부여하기 위한 응용 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 일반적인 방법은 도핑이 완료된 전도성 고분자를 만든 후 이를 적당한 용매에 폴리에스테르를 비롯한 각종 고분자 표면에 코팅하는 방법이다. 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 개시하였는데 구체적으로, 3,4-에틸렌디옥시티오펜과 페릭톨루엔술포네이트를 상온에서 혼합한 후 가열하여 푸른색의 전도성 고분자인 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜을 제조하였다. 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 하였다. 일본공개특허 제(평)1-313521호에서는 폴리(3,4-디알콕시티오펜)과 폴리 음이온으로 이루어진 전기전도성 중합체를 3,4-디알콕시티오펜을 폴리 음이온 존재 하에 산화 중합시켜 얻을 수 있으며 높은 전기전도성, 높은 화학적 안정성 및 막 형성시의 도막의 높은 투명성을 갖는 전도성 고분자를 제안하였다. 그러나 이러한 전기전도성 중합체를 함유하는 코팅액을 플라스틱 기재에 도포 하는 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. 일본공개특허 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.

상술한 여러 가지 대전방지 타입을 이용한 대전방지 제품에 있어서 최근 LCD, PDP 시장을 포함한 IT사업의 성장과 함께 대전방지 필름의 수요가 급증하고 있는 상황이다. 본 용도에 많이 사용되는 대전방지 타입은 양이온 대전방지 타입이 가장 일반적으로 알려져 있는 상황이고, 전도성 폴리머를 이용한 필름이 고급 필름으로 시장에 진입하고 있다. 최종적으로는 우수한 대전방지 성능을 가지면서도 방오성능이 요구되고 있는 상황이며, 이 두 가지 기능을 인라인 코팅에서 동시에 구현하는 필름을 제조하는 데에는 어려움이 존재한다. 또한 제품의 용도에 따르지만, 보호필름으로써 마지막 공정에서 떼어내는 경우에는 기계적 자동방식으로 테이프를 붙여 떼어내는데 이때 테이프와 대전방지 면과의 접착력이 낮으면 보호필름이 떨어지지 않게 되거나 떨어지는 과정에서 제품에 영향을 미치게 되는 문제점이 있어 테이프와의 박리력이 높은 제품이 요구되고 있는 상황이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전도성 폴리머를 이용하여 우수한 대전방지 성능을 구현하고 폴리우레탄 수지를 이용하여 테이프 박리력을 향상시키는 동시에 적절한 가교제를 사용하여 가교밀도 조절로 내용제성과 도막성능을 향상시키고, 불소 수지를 첨가하여 방오성을 향상시킴으로써 우수한 광학용 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법은, 폴리에스테르 기재필름을 1축 연신하는 단계, 전도성 고분자 수지, 폴리우레탄 수지, 가교제 및 불소 수지를 함유하는 대전방지 코팅액을 제조하는 단계, 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 상기 코팅액을 도포하여 대전방지층을 형성하는 단계 및 상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 기재필름을 2축 연신하는 단계를 포함한다.

상기 대전방지층은 바람직하게는 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 100 ~ 1000 중량부, 가교제 100 ~ 1000 중량부 및 불소 수지 30 ~ 300 중량부로 이루어진다.

상기 전도성 고분자 수지는 바람직하게는 폴리음이온과 폴리티오펜 또는 그의 유도체를 중합하여 제조되며, 상기 폴리우레탄 수지는 바람직하게는 수분산 타입이며, 하이르록실기, 아민기, 카르복실기 등의 관능기가 적어도 1종 이상 포함되 어 있는 수지이다.

상기 가교제는 바람직하게는 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 사용할 수 있다.

상기 불소 수지는 바람직하게는 테트라플로로에틸렌계 수지를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법은, 폴리에스테르 기재필름을 1축 연신하는 단계, 전도성 고분자 수지, 폴리우레탄 수지, 가교제 및 불소 수지를 함유하는 대전방지 코팅액을 제조하는 단계, 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 상기 대전방지 코팅액을 도포하여 대전방지층을 형성하는 단계 및 상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 기재필름을 2축 연신하는 단계를 포함한다.

먼저, 폴리에스테르 기재필름을 1축 연신하는 단계를 설명한다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 대전방지 코팅의 기재필름으로서 알려져 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레 이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 폴리에스테르 필름은 이에 한정되지 않는다. 상기 필름을 구성하는 폴리에스테르는, 방향족 디카르복시산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르를 가리킨다. 방향족 디카르복시산으로서는, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산 등을 들 수 있고, 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.

상술한 구성의 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 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.

다음, 대전방지 코팅액을 제조하는 단계를 설명한다.

본 발명의 대전방지 코팅액은 폴리에스테르 필름의 일면 또는 양면에 도포되어 대전방지층을 형성하는 것으로, 상세하게는 고형분인 전도성 고분자 수지, 폴리우레탄 수지, 가교제, 불소 수지와 용매를 포함하며, 보다 상세하게는 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 100 ~ 1000 중량부, 가교제 100 ~ 1000 중량부 및 불소 수지 30 ~ 300 중량부로 이루어진다.

구체적으로, 상기 대전방지 코팅액에 포함되는 전도성 폴리머 수지는 대전방지성을 부여하기 위하여 바람직하게는 폴리음이온과 폴리티오펜의 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체의 수분산체를 사용한다.

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

폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체에 대하여 폴리 음이온은 고형분 중량비로 과잉으로 존재하게 하는 편이 도전성의 점에서 바람직하고, 폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체 1중량%에 대하여 폴리 음이온은 1중량%보다는 많고, 5중량% 이하가 바람직하다. 바람직하게는 1중량%보다 많고 3중량% 이하이다.

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

다음, 폴리우레탄 수지를 설명한다.

본 발명에 사용되는 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르 필름에 도포되어 상기 필름의 테이프 박리력을 증대하기 위해 첨가되는 것으로, 바람직하게는 상기 폴리우레탄 수지는 수분산 타입이며, 하이드록실기, 아민기, 카르복실기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 옥사졸린기 등의 관능기가 적어도 1종 이상 포함되어 있는 수지를 사용한다.

한편, 첨가되는 폴리우레탄 수지의 양은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 100 ~ 1000 중량부를 첨가할 수 있다. 만일 폴리우레탄 수지의 폴리우레탄 수지의 첨가량이 100 중량부 미만이면 테이프 박리력이 저하되어 기능을 발현할 수 없게 되고, 1000 중량부를 초과하면 테이프 박리력은 충분히 확보되지만 대전방지 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

다음, 가교제를 설명한다.

본 발명에 사용되는 가교제는 대전방지층과 폴리에스테르 필름과의 내용제성 및 도막성능을 향상하기 위하여 사용되며, 바람직하게는 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 사용할 수 있다.

한편, 첨가되는 가교제의 양은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 가교제 수지 100 ~ 1000 중량부를 첨가할 수 있다. 만일 가교제 수지의 첨가량이 100 중량부 미만이면 대전방지성이 발현되기 어려운 경우가 있고, 내용제성이 약하여 백화현상이 발생될 수가 있다. 또, 1000 중량부를 초과하면 투명성은 양호하지만 대전방지성이 발현되기 어려워지는 문제가 발생할 수 있다.

다음, 불소 수지를 설명한다.

본 발명에 첨가되는 불소 수지는 폴리에스테르 필름에 도포되어 상기 필름의 방오성, 수접촉각 및 내용제성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 폴리4불화에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 4불화 에틸렌, 퍼불화 알킬비닐에테르 공중합체(Perfuo alkyl), 3불화 에틸렌, 6불화프로필렌 공중합체(Fluorinated ethylene copolymer propylene), 에틸렌, 4불화에틸렌, 공중합체 클로로 3불화에틸렌, 4불화에틸렌 공중합체(Ethylenetetrafuoroethylene copolymer), 클로로 3불화에틸렌, 4불화에틸렌 공중합체(Polytetrafluoroethylene copolymer), 폴리불화 비닐(Polyvinyli fluoride), 폴리불화 비닐리덴(Polyvinylidene fluoride) 등이 있으며, 바람직하게는 테트라플로로에틸렌을 사용한다.

한편, 첨가되는 불소 수지의 양은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 불소 수지 30 ~ 300 중량부를 첨가할 수 있다. 만일 불소 수지의 첨가량이 30 중량부 미만이면 방오성이 저하되고, 300 중량부를 초과하면 필름의 투명성이 저하되고 대전방지 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

상술한 본 발명의 대전방지 코팅액은 전체 코팅액 100중량%에 대하여 고형분의 함량이 0.5∼10.0 중량%가 되도록 제조되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 고형분의 함량이 1.0 ∼ 5.0중량%가 되도록 제조될 수 있다. 상기 고형분의 함량이 0.5 중량% 미만이면, 코팅층의 피막형성 및 대전방지 기능을 발현하기에 충분하지 못하고, 10.0 중량%를 초과하면, 필름의 투명성에 영향을 주어 바람직하지 않다.

한편, 상기 대전방지 코팅액에 사용되는 용매는 바람직하게는 실질적으로 물을 주 매체로 하는 수성 코팅액이다. 본 발명에 사용되는 코팅액은 도포성의 향상, 투명성의 향상 등의 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도의 적당한 유기용매를 함유해도 좋다. 예컨데, 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 하지만, 코팅액 중에 다량의 유기용매를 함유시키면, 인라인 코팅법에 적용할 경우에 건조, 연신 및 열처리 공정에서 폭발의 위험성이 있으므로 그 함유량은 코팅액 중에 10중량% 이하이고, 바람직하게는 5중량% 이하이다.

다음, 상기 1축 연신 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 제조된 대전방지 코팅액을 도포하여 대전방지층을 형성한다. 구체적으로, 대전방지 코팅액을 도포하는 방법으로는 특별한 제한은 없으나 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.

마지막으로, 상기 대전방지층이 형성된 1축 연신 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다. 구체적으로, 1축 연신의 방향과 수직방향으로 연신하며, 바람직한 연신비는 3.0~7.0배이다. 그 뒤 열고정 등을 통해 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하며 폴리에스테르 필름의 두께는 통상 5 ~ 300㎛, 바람직하게는 10 ~ 250㎛이다.

상술한 방법을 통해 제조되는 대전방지 폴리에스테르 필름은 투명하면서도 대전방지층에 대한 수접촉각이 95°이상을 나타내고, 300g/in 이상의 테이프 박리력을 가지며, 온수 및 에탄올로 표면을 닦은 후에도 표면저항이 1×10⁹ Ω/sq 이하의 수치를 가진다.

결국, 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름은 기재의 일면 또는 양면에 상기의 불소수지와 폴리우레탄 수지를 포함한 대전방지 코팅액을 도포하여 형성된 대전방지층으로 인하여 발수기능, 내에탄올성 및 점착제 제거의 용이한 성질을 가지면서도 테이프 박리력이 높은 성능을 가짐으로써 화면의 대형화 요구에 적합한 폴리에스테르 필름을 제공할 수 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.

<실시예 1>

단계 1 : 1축 연신 폴리에스테르 필름의 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 행하여 1축연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 다음으로 코팅될 필름 면에 코로나 방전처리를 실시하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

단계 2 : 2축 연신 폴리에스테르 필름의 제조

코로나 처리된 면에 고형분으로서, 전도성고분자 수지(나가세컴텍사, DENATRON #5002SZ; 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜 0.5중량%와 폴리스티렌술폰산 0.8중량%를 함유하는 수분산체)를 100중량부, 폴리우레탄 수지(헵스켐사, HWU-1123A: 하이드록시기, 아민기, 알킬기의 관능기를 포함하는 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체) 200 중량부, 멜라민 가교제(사이텍사, CYMEL385) 200 중량부, 테트라플 로로에틸렌(듀퐁사, SLA-NEW) 100 중량부 그리고 계면활성제 수지(일신화학공업사, EXP4051; 아세틸레닉 디올 성분) 2 중량부로 물에 혼합하여 대전방지 코팅액을 제조하였다. 이때 고형분의 함량은 전체 대전방지 코팅액에 대하여 1.5중량%를 함유하도록 하였다. 상기 대전방지 코팅액을 #6 메이어 바를 이용하여 상기 단계 1에서 제조된 1축 폴리에스테르 필름에 도포하였다. 도포 후, 105~ 140 ℃ 텐더 구간에서 도포된 코팅액을 건조시키고 필름의 진행방향과 수직 방향으로 3.5배 연신을 하고 240℃에서 4초간 열처리하여 38㎛ 두께의 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<실시예 2>

전도성고분자 수지(나가세켐텍사)를 100 중량부, 폴리우레탄 수지(헵스켐사) 400 중량부, 에폭시 가교제(나가세켐텍사, DENACOL EX-614) 300 중량부, 불소 수지(듀퐁사) 150 중량부 그리고 계면활성제 수지(일신화학공업사) 2 중량부를 사용하여 전체 고형분 함량이 2.0 중량%가 되도록 대전방지 코팅액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<실시예 3>

전도성고분자 수지(나가세켐텍사)를 100 중량부, 폴리우레탄 수지(헵스켐사) 300 중량부, 에폭시 가교제(나가세켐텍사) 500 중량부, 불소 수지(듀퐁사)를 50 중 량부 그리고 계면활성제 수지(일신화학공업사) 2 중량부로 혼합하여 사용하여 전체 고형분 함량이 2.5 중량%가 되도록 대전방지 코팅액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<비교예 1>

대전방지 코팅액의 제조 시 폴리우레탄 수지 및 불소 수지를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<비교예 2>

대전방지 코팅액의 제조 시 폴리우레탄 수지를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<비교예 3>

대전방지 코팅액의 제조 시 불소 수지를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

<실험예>

실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 대전방지 폴리에스테르 필름에 대 하여 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

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 수접촉각을 측정하였으며, 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

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

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 시료 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.

헤이즈(%) = (1- 산란광의 량/광의 총 투과량) × 100

6. 테이프 박리력

23°±3, 상대습도 50±5% 분위기 하에서 박리력 측정기인 AR1000(Chem instruments사) 장비를 이용하여 상기에서 얻어진 필름의 코팅 면에 니또덴코제 테이프 NO. 31B(후도: 25um, 폭: 25mm)를 붙인 후 2kg하중의 고무 롤러로 1회 왕복해서 압착한 후 바로 직후에 박리속도 0.3MPM으로 180도 박리한다. 이때 얻어진 박리력 값을 측정하였다.

[표 1]

표 1에서 알 수 있듯이, 폴리우레탄 수지를 포함하지 않으면 비교예 1, 2는 테이프 박리력 수치가 낮아 원하는 물성을 얻을 수 없고, 불소 수지를 포함하지 않은 비교예 1, 3에서는 수접촉각 값이 낮아 원하는 물성을 얻을 수 없음을 확인할 수 있다. 폴리우레탄 수지와 불소수지를 포함한 대전방지제 층을 갖는 실시예 1 내지 3에서 제조된 폴리에스테르 필름은 내수성, 내용제성 및 표면저항이 1×10⁶Ω/square 이하의 물성을 유지하면서도 95°이상의 높은 수접촉값과 테이프박리력이 300g/in 이상의 값을 가지는 필름을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법을 통해 제조된 대전방지 폴리에스테르 필름은 우수한 대전방지 기능을 보유하면서도 방오 기능의 불소 수지와 폴리우레탄 수지를 적정량 혼합한 대전방지 코팅 조성물이 폴리에스테르 필름에 도포되어 물이나 알코올로 세정 시, 상기 대전방지층의 대전방지제가 탈락하거나 용해되는 일이 없다. 또한 뛰어난 방오기능과 점착 테이프와의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

폴리에스테르 기재필름을 1축 연신하는 단계;

전도성 고분자 수지, 폴리우레탄 수지, 가교제 및 불소 수지를 함유하는 대전방지 코팅액을 제조하는 단계;

상기 1축 연신된 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 상기 코팅액을 도포하여 대전 대전방지층을 형성하는 단계; 및

상기 대전방지층이 형성된 폴리에스테르 기재필름을 2축 연신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 대전방지 코팅액은 전도성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 100 ~ 1000 중량부, 가교제 100 ~ 1000 중량부 및 불소 수지 30 ~ 300 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜의 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체의 수분산체인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 수지는 수분산 타입이며, 하이르록실기, 아민기, 카르복실기로 이루어진 관능기에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 가교제는 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 불소 수지는 테트라플로로에틸렌계 수지인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 코팅액은 고형분이 0.5 ~ 10 중량%인 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 300g/in 이상의 테이프 박리력 및 95°이상의 수접촉각을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 대전방지 폴리에스테르 필름의 제조방법.