KR102166082B1 - 대전방지 실리콘 이형필름 - Google Patents

대전방지 실리콘 이형필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지 기능이 있으며, 외관이 우수한 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이형필름이 점착제 층으로부터 분리될 때 발생하는 정전기를 억제함으로써 이로 인한 오염 현상과 박리 불량 등의 문제점을 해결할 수 있으면서 적절한 범위의 박리력 및 높은 수준의 잔류접착률을 가짐으로써 점착제 층의 성능을 저하시키지 않으면서 용도에 맞게 적절하게 사용될 수 있으며, 치밀한 코팅층을 구성함으로써 코팅층의 내구성이 우수하여 유기용매에 대한 내용제성을 가지며 코팅층과 기재와의 높은 부착력을 가지고 온도 및 시간에 따른 물성 변화가 적어 안정적인 이형 물성 및 대전방지 물성이 확보된 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것이다.

Description

대전방지 실리콘 이형필름{ANTI-STATIC SILICONE RELEASE FILM}
본 발명은 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 대전방지 기능으로 점착제와의 박리 시 정전기 현상에 의한 부작용을 없앨 수 있고, 코팅층의 기재와의 부착력이 우수하며 코팅 외관이 우수한 대전방지 실리콘 이형필름에 관한 것이다.
현재, 반도체, 전기전자 및 디스플레이 분야의 산업화 발달이 급격하게 증가함에 따라 합성수지 혹은 합성섬유의 사용이 급증하고 있으며, 이에 가공 공정에서의 정전기 문제가 대두되고 있다.
일반적으로 점착제층을 보호하는 기능을 위해 사용되는 이형필름 분야에서도 대전방지 기능에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있다. 기존에는 이형필름을 점착제층에서 분리할 때 발생하는 정전기로 인해 발생되는 오염 현상, 박리 불량 등의 문제를 해결하기 위해 점착제에 대전방지 기능을 부여하였으나, 대전방지 성분과 점착제 성분 간의 비상용성으로 인해 충분한 대전방지 성능을 구현하는데 어려움이 있었다. 따라서 최근에는 점착제 이외에 이형층에 대전방지 기능을 부여하는 경우가 많아지고 있다.
한편, 디스플레이 분야 용도의 이형필름에 요구되는 이형 물성으로는 실리콘 이형 조성물을 이용하여 이형 필름을 제조할 때 이형 필름의 기본 특성인 박리력이나 잔류접착율이 우수하면서도 코팅 외관과 밀착성이 우수한 이형 필름 기술 개발의 필요성이 높아지고 있다.
종래의 대전방지 기술로는 음이온 화합물을 이용한 내부 첨가법, 금속 화합물을 증착하는 방법, 도전성 무기 입자를 도포하는 방법, 저분자의 이온성 화합물을 도포하는 방법 및 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 사용되고 있으며, 이러한 대전방지 기술을 응용하여 실리콘 조성물 내에 금속을 함유시킴으로써 대전방지 이형필름을 제조하는 방법이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 방법은 경제적인 측면에서 불리할 뿐만 아니라 충분한 대전방지 성능을 구현하는데 한계가 있으며, 균일한 코팅층이 형성되지 않는 문제점이 있다. 이는 대전방지 조성물이 이온성 화합물을 이용하는 경우에 실리콘 이형 조성물과의 상용성 문제로 우수한 젖음성을 확보하기에 어려움이 있기 때문이다.
이에, 본 발명자들은 이형필름을 제조하기 위한 실리콘 이형 코팅 조성물에 상용성이 우수한 전도성 폴리머 수지 및 젖음성을 우수하게 하는 계면활성제를 혼합함으로써 대전방지 실리콘 이형필름을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
한국 공개특허공보 제2015-0104477호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 인라인 제조 공정을 거쳐 우수한 대전방지 특성을 가짐으로써 반도체, 전기전자용 및 디스플레이 용도의 이형필름으로 사용할 경우, 점착제와의 박리 시 정전기 현상에 의한 제품 오염 현상과 박리 불량 등의 부작용을 줄일 수 있는 대전방지 실리콘 이형필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이형필름의 코팅 외관과 밀착성이 우수하며 안정적인 대전방지 및 이형 물성을 갖는 대전방지 실리콘 이형필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르 기재필름과, 상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 대전방지 실리콘 이형 조성물로 적어도 1회 도포된 코팅층을 포함하되, 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 알케닐 폴리실록산, 하이드로전 폴리실록산, 전도성 폴리머 수지, 바인더 화합물, 백금 킬레이트 촉매 및 계면활성제로 양이온과 음이온을 동시에 갖는 이온성 계면활성제를 포함하는, 대전방지 실리콘 이형필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 이온성 계면활성제의 음이온은 술폰산, 아인산 또는 카르복실산에서 유래하는 음이온일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이온성 계면활성제의 양이온은 알칼리금속이온, 알칼리토금속이온, 전이금속이온 혹은 암모늄이온으로부터 선택되는 양이온일 수 있다.
바람직하게는, 상기 계면활성제는 하기 화학식 4의 구조를 갖되,
[화학식 4]
Figure 112018131610094-pat00001
R1 및 R2 는 각각 독립적으로 C1~C18의 알킬기이고,
R3 는 수소, 메틸기 혹은 에틸기로부터 선택되는 수소 혹은 알킬기이며,
R4 는 알칼리금속이온, 알칼리토금속이온, 전이금속이온 혹은 암모늄이온으로부터 선택되는 양이온기이고,
A 는 술폰산, 아인산 또는 카르복실산에서 유래하는 음이온기이며,
m 및 n은 각각 1~4의 정수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이온성 계면활성제는 상기 알케닐 폴리실록산 100중량부 대비 0.01중량부 이상 5중량부 미만으로 포함될 수 있다.
바람직하게는, 상기 알케닐 폴리실록산은 하기 화학식 1의 구조를 갖되,
[화학식 1]
Figure 112018131610094-pat00002
상기 화학식 1에서 R1, R2 및 R3는 독립적으로 -CH3, -CH=CH2,- CH2CH=CH2 및 -(CH2)4CH=CH2중 어느 하나의 알킬 또는 알케닐기이고, m과 n은 각각 10~500의 정수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 하이드로전 폴리실록산은 하기 화학식 2의 구조를 갖되,
[화학식 2]
Figure 112018131610094-pat00003
상기 화학식 2에서 a는 1~200의 정수이고, b는 1~400의 정수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 하이드로전 폴리실록산은 상기 알케닐 폴리실록산 100중량부에 대해 2~10중량부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 백금 촉매는 상기 이형층 전체 대비 1~1000ppm을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 박리력 조절제를 더 포함하되, 상기 박리력 조절제는 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4의 구조를 갖는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
[화학식 3-1]
Figure 112018131610094-pat00004
[화학식 3-2]
Figure 112018131610094-pat00005
[화학식 3-3]
Figure 112018131610094-pat00006
[화학식 3-4]
Figure 112018131610094-pat00007
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 R4는 메틸, 에틸, 헥실, 비닐, 헥세닐, 페닐, 하이드록실, 메톡시 및 에톡시 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 상기 전도성 폴리머 수지는 상기 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전도성 폴리머 수지는 평균입경이 10 내지 90nm인 폴리머 입자일 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르 기재필름의 두께는 15~300㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 0.01~10㎛일 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물 총 중량 대비 0.5~15중량%의 고형분과 잔량의 물을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전방지 실리콘 이형 코팅층 대비 폴리에스테르 기재필름의 표면장력이 1.0~1.5배일 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 대전방지 실리콘 이형필름은 하기 수학식 2로부터 계산되는 결점 면적비가 1% 미만이되,
[수학식 2]
결점 면적비(%)= 기포성 결점의 면적/ 25cm2 X 100
여기서, 기포성 결점의 면적은 5cm X 5cm의 대전방지 실리콘 이형필름 샘플 내 기포성 결점의 가장 긴 길이를 기준으로 하여 원으로 면적을 계산한 뒤 전체의 기포성 결점의 면적의 합(cm2)으로 계산되는 면적일 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 코팅층은 하기 식 1 내지 3을 동시에 만족하되,
10 ≤ RF ≤ 100 (식 1)
80 ≤ SA ≤ 100 (식 2)
SR ≤ 10^12 (식 3)
여기서, RF(g/inch)는 상기 코팅층의 박리력이고, SA(%)는 상기 코팅층의 잔류접착률이고, SR(Ω/sq)은 상기 코팅층의 표면저항일 수 있다.
본 발명에 따르면, 대전방지 특성을 가지고 있어, 이형필름이 점착제층으로부터 분리될 때 발생하는 정전기로 인한 오염 현상과 박리 불량 등의 문제를 해결할 수 있는 등의 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 코팅 외관이 우수하여 안정적인 대전방지 특성 및 이형특성을 가질 수 있다. 또한 치밀한 코팅층을 구성함으로써 온도 및 시간에 따른 변화가 적은 안정적인 이형 물성을 가지는 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
먼저, 본 발명의 일 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도인 도 1을 참고하여 본 발명의 일 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형필름에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형필름(100)은 폴리에스테르 기재필름(110)과, 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 구성된 대전방지 실리콘 이형 코팅층(120)을 포함한다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형필름의 대전방지 실리콘 이형 코팅층(120)은 알케닐 폴리실록산, 하이드로전 폴리실록산, 전도성 폴리머 수지, 바인더 화합물, 백금 킬레이트 촉매 및 계면활성제로 양이온과 음이온을 동시에 갖는 이온성 계면활성제를 포함하는 대전방지 실리콘 이형 조성물로 도포된 코팅층일 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 알케닐 폴리실록산 및 하기 화학식 2의 구조를 갖는 하이드로전 폴리실록산을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112018131610094-pat00008
여기서, m과 n은 각각 독립적으로 10~500의 정수이다. 이때 m과 n은 블록 결합을 의미하는 것이 아니라, 이들은 단지 각각 단위의 합이 m과 n이라는 것을 의미하는데 지나지 않는다. 따라서 화학식 1에 있어서 각 단위는 랜덤 결합 혹은 블록 결합하고 있다. 또한 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 -CH3, -CH=CH2,- CH2CH=CH2 및 -(CH2)4CH=CH2 중 어느 하나의 알킬 또는 알케닐기이다. 알케닐기는 분자 중의 어느 부분에 존재하여도 좋으나, 최소 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112018131610094-pat00009
여기서 a는 1~200의 정수이고, b는 1~400의 정수이다. 이때 a와 b는 블록 결합을 의미하는 것이 아니라, 이들은 단지 각각 단위의 합이 a과 b이라는 것을 의미하는데 지나지 않는다. 따라서 화학식 2에서 각 단위는 랜덤 결합 혹은 블록 결합하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물에서 화학식 1의 구조를 갖는 알케닐 폴리실록산 및 화학식 2의 구조를 갖는 하이드로전 폴리실록산은 직쇄상, 분지상, 방사상, 혹은 환상의 어느 쪽이라도 좋으며, 이들의 혼합물도 좋다. 또한 알케닐 폴리실록산과 하이드로전 폴리실록산의 혼합 비율은 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여 하이드로전 폴리실록산 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 하이드로전 폴리실록산이 2 중량부 미만인 경우에는 미반응 알케닐 폴리실록산의 양이 많아짐으로 인해 충분한 경화성을 얻지 못하여 안정적인 이형 물성을 구현할 수 없고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 미반응 하이드로전 폴리실록산의 양이 많아짐으로 인해 박리 특성이 나빠질 수 있기 때문이다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물은 박리력 조절제를 더 포함할 수 있다. 박리력 조절제는 하이드록실기를 포함하는 오르가노 폴리실록산 수지로서, 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4의 구조를 갖는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 화학식 3-1 내지 3-4의 구조를 갖는 화합물은 직쇄상, 분지상, 방사상 및 환상 등으로 반복된 구조를 가질 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112018131610094-pat00010
[화학식 3-2]
Figure 112018131610094-pat00011
[화학식 3-3]
Figure 112018131610094-pat00012
[화학식 3-4]
Figure 112018131610094-pat00013
화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 R4는 메틸, 에틸, 헥실, 비닐, 헥세닐, 페닐, 하이드록실, 메톡시 및 에톡시 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물 중 박리력 조절제는 바람직하게는 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여 박리력 조절제 0 내지 100 중량부를 포함할 수 있다. 박리력 조절제 함량이 100 중량부를 초과하는 경우에는 박리력이 지나치게 높아져 점착층과의 박리 불량이 발생할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물은 대전방지 성능을 부여하기 위하여 전도성 폴리머 수지를 포함할 수 있다. 전도성 폴리머 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체인 것이 바람직하다.
폴리음이온은 산성 폴리머이며, 고분자 카르복실산 또는 고분자 술폰산, 폴리비닐술폰산 등이 있다. 고분자 카르복실산의 일례로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레인산 등이 있으며, 고분자 술폰산의 일례로는 폴리스티렌술폰산 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체에 대하여, 폴리음이온의 고형분 중량비가 과잉으로 존재하는 것이 도전성을 부여하는 측면에서 바람직하다. 본 발명의 하기 실시예에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.5 중량%와 폴리스티렌설폰산 0.8 중량%를 함유하는 수분산체를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리음이온 대비 폴리티오펜 혹은 폴리티오펜 유도체의 중량비가 1을 초과하고 5 미만인 범위, 더욱 바람직하게는 1을 초과하고 3 미만인 범위에서 사용하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물은 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여 전도성 폴리머 수지 1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 전도성 폴리머 수지의 함량이 1 중량부 미만일 경우는 충분한 대전방지 특성을 도출할 수 없으며, 5 중량부 초과일 경우는 박리력 및 잔류접착률 등에 영향을 주어 이형 물성이 나빠진다는 문제점이 발생하기 때문이다.
또한 전도성 폴리머 수지는 평균입경이 10 내지 90nm 입자 크기의 수분산체를 사용하여 안정적인 대전방지 성능을 발현할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 전도성 폴리머 수지의 평균 입경이 90nm를 초과하는 경우는 코팅층 내부에 균일하게 분포하지 않아 표면저항의 편차가 매우 커져 대전방지 성능을 제대로 구현할 수 없게 된다. 또한 전도성 폴리머 수지의 평균 입경이 10nm미만인 경우 분자량이 작아짐에 따라 분자간의 특정 거리 이상으로 멀어지게 되면 대전방지 성능을 구현할 수 없고 인라인으로의 연신 시에는 평균입경이 작을수록 대전방지 성능이 저하된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물에는 가교 밀도를 조절하여 안정적인 이형 특성 및 대전방지 특성을 도출하며, 전도성 고분자 수지의 상용성을 높여서 균일한 대전방지 특성을 구현하고, 코팅층의 내용제성 및 내구성을 향상시키며 코팅층과 기재와의 부착력을 높이기 위한 목적으로 바인더 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바인더 화합물은 아미노계, 에폭시계, 하이드록시계, 알데히드계, 에스터계, 비닐계, 아크릴계, 이미드계, 시아노계 및 이소시아네이트계로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 관능기를 가지며, 바람직하게는 에폭시 관능기를 가지고 있는 에폭시계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 에폭시계가 전도성 고분자와의 상용성 및 연신성이 우수하기 때문이다. 즉 N, C, O 함량에 따라 상용성이 차이가 나며, 전도성 고분자의 기능기에 알케닐기가 붙어 스웰링 효과로 인한 연신성이 좋아진다.
대전방지 실리콘 이형 조성물 중 바인더 화합물은 바람직하게는 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여 바인더 혼합물 5 내지 20 중량부를 포함한다. 바인더 화합물의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 코팅층이 기재와의 부착력이 낮아 코팅층이 벗겨지거나, 전도성 고분자 수지의 상용성이 떨어져 불균일한 대전방지 성능을 나타내는 문제점이 있으며, 바인더 화합물이 함량이 20중량부를 초과할 경우에는 박리력 및 잔류접착률 등에 영향을 주어 이형 물성이 나빠진다는 문제점이 발생하기 때문이다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물에는 백금 킬레이트 촉매를 더 포함하는데, 화학식 1과 화학식 2의 부가 반응을 돕는 기능을 수행하며, 대전방지 실리콘 이형 조성물 내에 백금 킬레이트 촉매는 1ppm 내지 1000ppm을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물에는 계면활성제로서 양이온(양이온기)과 음이온(음이온기)을 동시에 갖는 이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 이러한 이온성 계면활성제는, 예를 들어 해리 가능한 양이온을 가지며 음이온기를 포함하는 에스터 화합물로 구성되는 이온성 계면활성제일 수 있다.
음이온기를 가지지 않는 비이온성 계면활성제를 적용하는 경우에는 대전방지 실리콘 이형 조성물의 표면장력을 적절히 조절하기 어려운 문제가 있어 기재 필름에 도포되는 과정에서 충분한 젖음성을 보이지 않아 대전방지 실리콘 이형 필름의 외관에 결점이 다수 시인되는 문제가 있고, 특히 실록산을 포함하는 실리콘 계열의 비이온성 계면활성제를 적용하는 경우에는 대전방지 이형 조성물의 표면장력이 적절히 조절되지 않음은 물론, 전도성 폴리머 수지와의 상용성도 부족하기 때문에 응집물을 형성함으로써 외관 결점을 발생시키는 문제가 있기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 양이온과 음이온을 동시에 갖는 이온성 계면활성제를 사용하는 것이다.
또한 본 발명에 따른 계면활성제는 음이온기를 포함하는 이온성 계면활성제 중에서도 sulfo-, phosphor-, 혹은 carboxyl-기로부터 선택되는 음이온기를 가지는 이온성 계면활성제를 포함하는 대전방지 이형 조성물을 적용함으로써 알케닐 폴리실록산, 하이드로전 폴리실록산 및 전도성 폴리머 수지와의 상용성을 유지하면서도 기재 필름에 최적의 젖음성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계면활성제는 하기 화학식 4의 구조를 갖는 이온성 계면활성제일 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112018131610094-pat00014
R1 및 R2 는 각각 독립적으로 C1~C18의 알킬기이고,
R3 는 수소, 메틸기 혹은 에틸기로부터 선택되는 수소 혹은 알킬기이며,
R4 는 알칼리금속이온, 알칼리토금속이온, 전이금속이온 혹은 암모늄이온으로부터 선택되는 양이온기이고,
A 는 술폰산, 아인산 또는 카르복실산에서 유래하는 음이온기이며,
m 및 n은 각각 1~4의 정수이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이온성 계면활성제는 알케닐 폴리실록산 100중량부 대비 0.01중량부 이상 5중량부 미만으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.05 ~ 1중량부를 포함할 수 있다. 이는 이온성 계면활성제의 함량이 0.01중량부 미만일 경우에는 계면활성제로서의 역할을 하기에 함량이 충분하지 않아 대전방지 실리콘 이형 필름의 외관 개선 효과가 나타나지 않고, 이온성 계면활성제의 함량이 5중량부 이상일 경우에는 점착제와의 상호작용이 촉진되어 박리력이 상승하는 등 불안정한 이형 물성을 나타내는 문제가 있기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형필름의 대전방지 실리콘 이형 코팅층(120)은 폴리에스테르 기재필름(110)에 상술한 대전방지 실리콘 이형 조성물을 바 코트법, 리버스롤 코트법, 그라비아롤 코트법 등의 공지의 방법을 통해 1회 이상 도포하여 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 조성물은 대전방지 실리콘 이형 조성물 총 중량 대비 0.5 ~ 15중량%의 고형분이 포함되도록 희석한 후, 폴리에스테르 기재필름에 코팅한다. 대전방지 실리콘 이형 조성물의 고형분 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 균일한 코팅층이 얻어지지 않아 안정적인 이형 특성 및 대전방지 특성을 얻을 수가 없으며, 15중량% 초과할 경우에는 필름 간의 블로킹 현상이 발생되며, 코팅 조성물의 기재 밀착성이 나빠져 실리콘 전사 문제를 유발하고, 코팅 외관이 불량해지는 문제점이 있다.
또한 대전방지 실리콘 이형 조성물의 용매는 본 발명의 고형분을 분산시켜 폴리에스테르 기재필름 상에 도포시킬 수 있는 것이면 종류의 제한은 없으나, 바람직하게는 물을 주 매체로 하는 수성 코팅액의 상태로 코팅된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형필름은 대전방지 실리콘 이형 코팅층 대비 폴리에스테르 기재필름의 표면장력이 1.0~1.5배가 되도록 한다. 이 때, 대전방지 실리콘 이형 코팅층 대비 폴리에스테르 기재필름의 표면장력이 1.0배 미만이면 코팅액의 젖음성이 나빠지며, 1.5배 초과이면 코팅액의 응집이 일어나 외관 결점이 발현되는 문제점이 있다.
또한 본 발명에 사용되는 코팅 조성물에 대한 도포성의 향상, 투명성의 향상 등의 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도의 적당한 유기용매를 더욱 함유할 수 있으며, 바람직한 유기용매로는 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 메탄올, 에탄올 등을 사용할 수 있다. 그러나, 코팅 조성물 중에 다량의 유기용매를 함유시키면, 인라인 코팅법에 적용할 경우에 건조, 연신 및 열처리 공정에서 폭발의 위험성이 있으므로 유기용매의 함유량은 코팅 조성물 중에 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 기재필름(110)의 두께는 15 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 필름의 두께가 15㎛ 미만인 경우는 외력에 의한 변형의 정도가 커짐으로 인해 캐리어 필름으로서의 용도를 충족하지 못하며, 필름의 두께가 300㎛ 초과한 경우는 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층(120)의 두께는 0.01 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 이는 코팅층의 두께가 0.01㎛ 미만인 경우 균일한 코팅층(120)이 형성되지 못할 수 있고, 10㎛ 초과인 경우 코팅층(120)이 형성된 폴리에스테르 기재필름(110)의 일면과 배면 사이에 블로킹이 발생될 수 있기 때문이다.
또한 본 발명의 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도인 도 2로부터, 본 발명의 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름(200)은 폴리에스테르 기재필름(210)과 폴리에스테르 기재필름의 일면에 대전방지 실리콘 이형 코팅층(220)과 다른 일면에 대전방지 실리콘 이형 코팅층(230)을 구비할 수 있다. 이 경우 대전방지 실리콘 이형 코팅층(230)을 구성하기 위한 코팅 조성물은 박리력 조절제를 포함하지 않을 수도 있다.
또한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름의 단면도인 도 3으로부터, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 대전방지 실리콘 이형층을 포함하는 대전방지 실리콘 이형필름(300)은 폴리에스테르 기재필름(310)과 폴리에스테르 기재필름의 일면에 대전방지 실리콘 이형 코팅층(320)과 다른 일면에 실리콘 이형 코팅층(330)을 구비할 수 있다. 이 경우 실리콘 이형 코팅층(330)을 구성하기 위한 코팅 조성물은 전도성 폴리머 수지를 포함하지 않을 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
코로나 처리된 폴리에스테르 기재필름(도레이첨단소재, Excell-50㎛)의 일면에 대전방지 실리콘 이형층을 형성하기 위해, 고형분으로서 알케닐 폴리실록산(다우코닝사 제품) 100 중량부에 대하여, 하이드로전 폴리실록산(다우코닝사 제품) 5 중량부, 전도성 폴리머 수지(폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜 0.5중량%와 폴리스티렌술폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8중량%를 함유하는 수분산체, 평균 입경 50nm) 2.5중량부, 에폭시계 바인더 화합물(에스프릭스테크놀로지사의 CR-5L) 10중량부 및 백금 킬레이트 촉매(다우코닝사 제품) 50ppm, 이온성 계면활성제(디옥틸 설포 숙시네이트 소듐염) 0.2중량부를 물에 혼합하여 대전방지 실리콘 이형 조성물을 제조하였다. 제조된 대전방지 실리콘 이형 조성물의 고형분 함량이 5중량%가 되도록 물에 희석하여 폴리에스테르 기재 필름의 일면에 도포하였다. 도포 후, 180℃에서 50초간 건조하여 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 2]
이온성 계면활성제로서 디옥틸 설포 숙시네이트 암모늄을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 3]
이온성 계면활성제로서 디옥틸 포스포 숙시네이트 소듐염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 4]
이온성 계면활성제로서 디옥틸 카르복실 숙시네이트소듐염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 5]
이온성 계면활성제를 0.02중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 6]
이온성 계면활성제를 2중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 7]
하이드로전 폴리실록산을 10중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 8]
대전방지 실리콘 이형 조성물에 알케닐 폴리실록산(다우코닝사 제품) 100 중량부 대비 화학식 3-1의 구조를 갖는 박리력 조절제(다우코닝사 제품)를 25중량부 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 9]
전도성 폴리머 수지를 1중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[실시예 10]
전도성 폴리머 수지를 3.5중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 1]
이온성 계면활성제로서 디옥틸 설포 숙시네이트 소듐염을 0.002중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 2]
이온성 계면활성제로서 디옥틸 설포 숙시네이트 소듐염을 5중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 3]
비이온성 계면활성제로서 디옥틸 히드록시 숙시네이트를 0.2중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 4]
계면활성제로서 실리콘계 계면활성제(다우코닝, 신에츠)를 0.22중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 5]
계면활성제로서 설포 숙신산 소듐염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 6]
하이드로전 폴리실록산을 1중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 7]
하이드로전 폴리실록산을 20중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 8]
전도성 폴리머 수지를 0.5중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
[비교예 9]
전도성 폴리머 수지를 7중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 대전방지 실리콘 이형필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 9에 따른 대전방지 실리콘 이형필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
(1) 대전방지 특성
표면저항 측정기(Mitsubishi, MCP-T600)을 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH의 환경 하에 시료를 설치한 후 JIS K7194에 의거하여 코팅층에 대한 표면저항을 측정하였다.
(2) 박리력 측정
냉간압연 스텐레스 판에 양면 점착테이프로 이형층이 위로 오도록 이형 필름을 부착한 후, 점착테이프(TESA 7475)를 이형층 위에 얹고 2kg의 압착 롤러로 압착하여 1일~7일간 상온에서 방치한 뒤 박리력을 측정하였다.
박리력 측정은 AR-1000(Chem-Instrument)를 사용하여 박리 각도 180ㅀ 및 박리 속도 0.3mpm으로 측정하였으며, 5회 측정하여 평균값(g/inch)을 산출하였으며, 소수점 첫째 자리에서 반올림하였다.
(3) 잔류 접착율 측정
이형층에 점착테이프(Nitto 31B)를 얹고 2kg의 압착 롤러로 압착하여 30분간 상온에서 방치한 후, 점착테이프를 이형층으로부터 박리한 후에 냉간압연 스텐레스 판에 붙인 후 박리력을 측정하였다.
또한, 비교를 위해 사용한 적이 없는 점착테이프(Nitto 31B)를 냉간압연 스텐레스 판에 붙인 후 박리력을 측정하였다.
박리력 측정은 AR-1000(Chem-Instrument)를 사용하여 박리 각도 180ㅀ 및 박리 속도 0.3mpm으로 측정하였으며, 5회 측정하여 평균값을 산출하였다.
잔류 접착율은 하기 수학식 1에 따라 산출하였다.
[수학식 1]
잔류 접착율= 이형층으로부터 박리한 점착테이프의 박리력/ 사용한적 없는 점착테이프의 박리력Ⅹ 100(%)
(4) 결점 면적 측정
5cmX 5cm의 이형 필름 샘플의 면적 대비 기포성 결점의 면적을 측정하였다.
5cm X 5cm의 이형 필름 샘플 내 기포성 결점의 가장 긴 길이를 측정하여 원으로 면적을 계산한 뒤 전체를 합하여 기포성 결점의 면적(cm2)을 구하였다.
기포성 결점의 정도는 하기 수학식 2에 따라 산출하였다.
[수학식 2]
결점 면적비(%)= 기포성 결점의 면적/ 25cm2 X 100
기포성 결점의 정도가 0% 이상 1% 미만인 경우 (◎)로, 1% 이상 2% 미만인 경우 (○)로, 2% 이상 5% 미만인 경우 (△)로, 5% 이상 100% 미만인 경우 (Ｘ)로 표시하였다.
(5) 밀림성
- 엄지손가락으로 코팅층을 5회 왕복 문지든 후 육안으로 평가하였다.
No smear (◎) : 평가 후 변화 없음
Slightly smear (○) : 미세하게 밀리지만 사용상에 문제없음
Smear (△) : 오일이 밀리는 것처럼 코팅층의 뿌옇게 흐려짐
Rub-off (Ｘ) : 코팅층이 뭉쳐서 떨어져 나감
구분 표면저항
(Ω/sq)		 박리력
(g/inch)		 잔류접착율
(%)		 외관
(결점 면적비)		 밀림성
실시예1 1 x 107 15 93 ◎ ◎
실시예2 4 x 108 15 82 ◎ ◎
실시예3 1 x 107 15 93 ◎ ◎
실시예4 1 x 107 15 92 ◎ ◎
실시예5 1 x 107 17 94 ◎ ◎
실시예6 1 x 107 13 87 ◎ ◎
실시예7 1 x 107 19 97 ◎ ◎
실시예8 3 x 108 40 93 ◎ ◎
실시예9 1 x 108 15 94 ◎ ◎
실시예10 2 x 106 15 93 ◎ ◎
비교예1 1 x 1012 15 90 Ｘ ◎
비교예2 1 x 1011 10 70 △ △
비교예3 1 x 1013 18 89 Ｘ ◎
비교예4 2 x 1012 9 62 Ｘ △
비교예5 1 x 1012 17 88 Ｘ △
비교예6 1 x 108 8 61 ◎ Ｘ
비교예7 1 x 107 68 97 △ ◎
비교예8 1 x 1013 15 92 ○ ◎
비교예9 1 x 106 9 69 ○ Ｘ
표 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 10에 따른 이형 필름은 결점이 거의 없어 코팅 외관이 우수하면서도 코팅층의 밀림성도 우수하고, 표면저항 및 박리력이 적정한 범위의 값을 가지는 동시에 잔류 접착률도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 8에 따른 이형 필름의 경우 박리력 조절 역시 가능한 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해 비교예 1 및 2에 따른 이형 필름의 경우 계면활성제의 함량이 너무 적거나 너무 많아 기포성 결점이 많이 발생해 코팅 외관 개선이 이루어지지 않았고, 비교예 3 및 4에 따른 이형 필름은 본 발명의 실시예와는 달리 통상의 비이온성 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제가 적용된 경우 기포성 결점이 많아 코팅 외관이 불량하게 나타난 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 5에 따른 이형 필름은 계면활성제가 이형 조성물에 대한 용해성이 낮아 기포성 결점이 많이 발생하여 코팅 외관이 불량하게 나타났으며, 비교예 6 및 7에 따른 이형 필름은 하이드로전 폴리실록산의 함량이 너무 적거나 너무 많아 박리력이 지나치게 상승하거나, 잔류 접착률이 지나치게 저하되는 등의 이형 물성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 8 및 9에 따른 대전방지 실리콘 이형필름은 전도성 폴리머 수지의 함량이 너무 적거나 너무 많아 대전방지 특성인 표면저항이 지나치게 상승하거나, 이형물성인 잔류접착률이 지나치게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 대전방지 실리콘 이형 필름에 따르면, 대전방지 특성 및 박리력과 잔류접착률이 우수하면서도, 코팅 외관과 밀착성이 우수함을 확인할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
100, 200, 300: 대전방지 실리콘 이형필름
110, 210, 310: 폴리에스테르 기재필름
120, 220, 320: 대전방지 실리콘 이형 코팅층
230: 대전방지 실리콘 이형 코팅층
330: 실리콘 이형 코팅층

Claims (17)

  1. 폴리에스테르 기재필름과,
    상기 폴리에스테르 기재필름의 적어도 일면에 대전방지 실리콘 이형 조성물로 적어도 1회 도포된 코팅층을 포함하되,
    상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 알케닐 폴리실록산, 하이드로전 폴리실록산, 전도성 폴리머 수지, 바인더 화합물, 백금 킬레이트 촉매 및 계면활성제로 양이온과 음이온을 동시에 갖는 이온성 계면활성제를 포함하며,
    상기 계면활성제는 하기 화학식 4의 구조를 갖되,
    [화학식 4]
    Figure 112020054377811-pat00025

    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C18의 알킬기이고,
    R3는 수소, 메틸기 혹은 에틸기로부터 선택되는 수소 혹은 알킬기이며,
    R4는 알칼리금속이온, 알칼리토금속이온 혹은 전이금속이온으로부터 선택되는 양이온기이고,
    A는 술폰산, 아인산 또는 카르복실산에서 유래하는 음이온기이며,
    m 및 n은 각각 1~4의 정수인,
    대전방지 실리콘 이형필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 계면활성제는 상기 알케닐 폴리실록산 100중량부 대비 0.01중량부 이상 5중량부 미만으로 포함되는, 대전방지 실리콘 이형필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 알케닐 폴리실록산은 하기 화학식 1의 구조를 갖되,
    [화학식 1]
    Figure 112018131610094-pat00016

    상기 화학식 1에서 R1, R2 및 R3는 독립적으로 -CH3, -CH=CH2,- CH2CH=CH2 및 -(CH2)4CH=CH2중 어느 하나의 알킬 또는 알케닐기이고, m과 n은 각각 10~500의 정수인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하이드로전 폴리실록산은 하기 화학식 2의 구조를 갖되,
    [화학식 2]
    Figure 112018131610094-pat00017

    상기 화학식 2에서 a는 1~200의 정수이고, b는 1~400의 정수인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이드로전 폴리실록산은 상기 알케닐 폴리실록산 100중량부에 대해 2~10중량부를 포함하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 백금 촉매는 상기 이형층 전체 대비 1~1000ppm을 포함하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 박리력 조절제를 더 포함하되,
    상기 박리력 조절제는 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4의 구조를 갖는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    [화학식 3-1]
    Figure 112018131610094-pat00018

    [화학식 3-2]
    Figure 112018131610094-pat00019

    [화학식 3-3]
    Figure 112018131610094-pat00020

    [화학식 3-4]
    Figure 112018131610094-pat00021

    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 R4는 메틸, 에틸, 헥실, 비닐, 헥세닐, 페닐, 하이드록실, 메톡시 및 에톡시 중 적어도 어느 하나인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머 수지는 상기 알케닐 폴리실록산 100 중량부에 대하여
    1 내지 5 중량부를 포함하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머 수지는 평균입경이 10 내지 90nm인 폴리머 입자인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재필름의 두께는 15~300㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 0.01~10㎛인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 실리콘 이형 조성물은 상기 대전방지 실리콘 이형 조성물 총 중량 대비 0.5~15중량%의 고형분과 잔량의 물을 포함하는, 대전방지 실리콘 이형필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 실리콘 이형 코팅층 대비 폴리에스테르 기재필름의 표면장력이 1.0~1.5배인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  16. 제1항 및 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대전방지 실리콘 이형필름은 하기 수학식 2로부터 계산되는 결점 면적비가 1% 미만이되,
    [수학식 2]
    결점 면적비(%)= 기포성 결점의 면적/ 25cm2 X 100
    여기서, 기포성 결점의 면적은 5cm X 5cm의 대전방지 실리콘 이형필름 샘플 내 기포성 결점의 가장 긴 길이를 기준으로 하여 원으로 면적을 계산한 뒤 전체의 기포성 결점의 면적의 합(cm2)으로 계산되는 면적인, 대전방지 실리콘 이형필름.
  17. 제1항 및 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅층은 하기 식 1 내지 3을 동시에 만족하되,
    10 ≤ RF ≤ 100 (식 1)
    80 ≤ SA ≤ 100 (식 2)
    SR ≤ 10^12 (식 3)
    여기서, RF(g/inch)는 상기 코팅층의 박리력이고, SA(%)는 상기 코팅층의 잔류접착률이고, SR(Ω/sq)은 상기 코팅층의 표면저항인, 대전방지 실리콘 이형필름.
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