KR102407857B1 - 우수한 이형 특성을 갖는 대전방지 실리콘 이형 필름 - Google Patents
우수한 이형 특성을 갖는 대전방지 실리콘 이형 필름 Download PDFInfo
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Abstract
기재층; 상기 기재층의 일면 상에 형성되고 실리콘 수지를 포함하는 이형층; 및 상기 기재층의 타면 상에 형성되고 불활성 입자 및 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층을 포함하는, 이형 필름이 제공된다.
Description
본 발명은 우수한 이형 특성을 갖는 대전방지 실리콘 이형 필름에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 가벼운 이형 특성, 내블로킹성 및 대전방지성을 갖는 실리콘 이형 필름에 관한 것이다.
이형 필름은 기재의 단면 혹은 양면에 이형제가 코팅된 것으로, 주로 점착제와 같이 끈적끈적한 표면에 합지되어 보호한 뒤 쉽게 이형되는 특성을 가진다. 예를 들어 이형 필름은 광학용 점착 제품이 사용되기까지 분진, 파편, 수분 및 기타 오염물로부터 점착면을 일시적으로 보호하는데 사용된다.
근래 광학용 점착 제품의 용도와 품종이 다양화되고 생산량이 늘어남과 더불어 생산성 개선 등의 이유로 다양한 점착 특성을 갖는 형태로 변화되고 있으며, 이러한 다양한 요구에 맞게 우수한 이형 특성을 갖고 점착면의 품질을 유지시킬 수 있는 이형 필름에 대한 관심이 높아지고 있다. 광학용 점착 제품에 적용되는 이형 필름은 제품의 사용 직전에 점착면으로부터 박리되기 때문에, 박리되기 전까지 제품과의 밀착력을 유지하면서도 점착면과의 박리성을 가질 것이 요구되고 있다.
광학용 점착 제품에 적용되는 이형 필름은 대체로 광학 특성과 가공성이 좋은 폴리에스테르 필름 상에 실리콘 이형층을 구비한다. 실리콘 이형 필름은 산업 전반에 걸쳐 사용되는 제품으로 주로 점착 제품 혹은 캐스팅 제품의 기재로 많이 응용되고 있고, 특히 최근 성장하는 디스플레이 분야에 사용되는 각종 점착 제품의 점착면 보호를 위해 사용되고 있다. 최근, TSP(Touch Screen Panel), OLED 디스플레이 등의 크기가 증가하면서 디스플레용 광학용 점착 필름의 면적이 커지고, 생산성의 향상을 위해 이형 필름의 박리 속도가 빨라지면서, 보다 가벼운 이형력을 갖는 실리콘 이형 필름이 요구되고 있다.
가벼운 이형력을 갖는 이형 필름의 제작을 위해 실리콘 이형층을 두껍게 형성하는 것을 고려할 수 있으나, 이와 같이 두꺼운 이형층은 필름을 권취하거나 적층하는 과정에서 블로킹(blocking) 현상을 발생시키는 문제가 있다,
이를 해결하기 위해 기재 필름의 표면에 요철을 형성하는 방식을 고려할 수 있으나, 이와 같이 평탄하지 않은 기재 필름 상에 코팅되는 이형층은 품질이 저조해질 수 있다. 또한 실리콘 이형층에 무기 불활성 입자나 비반응성 실록산을 첨가할 경우 이형층을 두껍게 형성하지 않고도 가벼운 이형력을 구현할 수 있으나, 제품에 적용하는 과정에서 이러한 무기 불활성 입자가 탈락하거나 비반응성 실록산이 전이되어 점착면의 품질을 저해시키는 문제가 있다.
이에 본 발명은 가벼운 이형 박리력을 확보하면서 블로킹과 정전기 발생이 억제되고 접착면의 품질을 유지시킬 수 있는 이형 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기재층; 상기 기재층의 일면 상에 형성되고 실리콘 수지를 포함하는 이형층; 및 상기 기재층의 타면 상에 형성되고 불활성 입자 및 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층을 포함하는, 이형 필름이 제공된다.
상기 구현예에 따르면, 이형층의 반대면에 형성된 대전방지층에 불활성 입자를 첨가하여 요철을 부여함으로써, 가벼운 이형 특성을 위해 이형층을 두껍게 형성하더라도 블로킹이 발생하지 않으면서, 박리 시에 정전기의 영향을 최소화할 수 있다. 따라서 상기 구현예에 따른 이형 필름은 광학용 점착 제품에 적용되어 점착면의 품질을 유지하면서 쉽게 이형될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 이형 필름의 단면도를 나타낸다.
도 2는 다른 구현예에 따른 이형 필름의 단면도를 나타낸다.
도 3은 또 다른 구현예에 따른 이형 필름의 단면도를 나타낸다.
도 2는 다른 구현예에 따른 이형 필름의 단면도를 나타낸다.
도 3은 또 다른 구현예에 따른 이형 필름의 단면도를 나타낸다.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 구성요소의 상/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
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.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석되어야 한다.
이형 필름의 구성 및 특성
도 1을 참조하여, 일 구현예에 따른 이형 필름(10)은 기재층(100); 상기 기재층(100)의 일면 상에 형성되고 실리콘 수지를 포함하는 이형층(200); 및 상기 기재층(100)의 타면 상에 형성되고 불활성 입자(310) 및 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층(300)을 포함한다.
상기 구현예에 따르면, 이형층의 반대면에 형성된 대전방지층에 불활성 입자를 첨가하여 요철을 부여함으로써, 가벼운 이형 특성을 위해 이형층을 두껍게 형성하더라도 블로킹이 발생하지 않으면서, 박리 시에 정전기의 영향을 최소화할 수 있다. 따라서 상기 구현예에 따른 이형 필름은 광학용 점착 제품에 적용하여 점착면의 품질을 유지하면서 쉽게 이형될 수 있다.
상기 구현예에 따른 이형 필름은 최근 디스플레이 분야에서 요구되는 빠른 박리 속도를 달성하는데 요구되는 이형 박리력을 갖는다. 상기 이형층은 TESA 7475 테이프에 대해 4.0 gf/inch 이하의 이형 박리력을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 이형층의 TESA 7475 테이프에 대한 이형 박리력은 4.0 gf/inch 이하, 3.5 gf/inch 이하, 또는 3.0 gf/inch 이하일 수 있고, 또한 0.1 gf/inch 이상, 1.0 gf/inch 이상, 2.0 gf/inch 이상, 또는 2.5 gf/inch 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 이형층은 TESA 7475 테이프에 대해 2.0 gf/inch 내지 4.0 gf/inch의 이형 박리력을 가질 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 이형 필름은 이형층에 불활성 입자를 포함하지 않음으로써, 점착면에 적용 시에 불활성 입자의 탈리나 전이로 인한 점착면의 품질 저하를 방지할 수 있고, 그 결과 이형층과의 박리 이후에도 점착면의 점착력이 유지될 수 있다.
구체적으로, 상기 이형층은 아래 식에 따른 잔류 점착율이 90% 이상으로 측정될 수 있다:
잔류 점착율(%) = (이형 박리력 A / 이형 박리력 B) X 100
여기서 이형 박리력 A는 Nitto 31B 테이프를 상기 이형층에 부착하였다가 떼어낸 뒤 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 부착하여 측정한 이형 박리력(gf/inch)이고, 이형 박리력 B는 Nitto 31B 테이프를 테플론 필름에 부착하였다가 떼어낸 뒤 PET 필름에 부착하여 측정한 이형 박리력(gf/inch)이다.
상기 잔류 점착율이 90% 이상일 경우, 점착면을 보호하는 이형 필름을 박리한 후에도 점착면의 점착력이 유지되어 디스플레이 등의 제품에 적용 가능하다. 보다 구체적으로, 상기 이형층은 상기 식에 따른 잔류 점착율이 95% 이상일 수 있다.
또한, 상기 구현예에 따른 이형 필름은 롤 권취 시 서로 접촉하는 필름의 코팅면과 배면 간의 밀착성이 낮아서, 이형층을 두껍게 형성하더라도 내블로킹 특성을 유지할 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 이형 필름은 105 Ω/□ 내지 109 Ω/□의 표면 저항을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 이형 필름의 대전방지층의 표면이 105 Ω/□ 내지 109 Ω/□의 표면 저항을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 이형 필름이 점착면과 합지 및 박리 시에 발생할 수 있는 정전기를 방지하여 점착면의 품질을 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 저항은 105 Ω/□ 이상, 106 Ω/□ 이상, 또는 107 Ω/□ 이상일 수 있고, 또한 109 Ω/□ 이하, 108 Ω/□ 이하, 또는 107 Ω/□ 이하일 수 있다.
이하 이형 필름의 구성요소를 구체적으로 설명한다.
기재층
상기 기재층은 상기 이형층 및 상기 대전방지층이 형성될 수 있는 기재로서 작용한다.
상기 기재층의 소재는 이형 필름에서 일반적으로 기재층에 사용되는 소재라면 한정되지 않는다.
상기 기재층은 고분자 수지층일 수 있고, 예를 들어 유연성과 투명성을 갖는 고분자 필름일 수 있다.
구체적으로 상기 기재층은 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 또는 이들의 혼합 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지는 중합체의 구성 단위로서 알킬렌테레프탈레이트 단위 또는 알킬렌나프탈레이트 단위를 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 구체적인 예는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 포함한다.
일례로서 상기 기재층은 폴리에스테르 필름일 수 있고, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 상기 기재층의 두께가 10 ㎛ 이상일 경우 열공정 및 와인딩 시에 발생할 수 있는 외관상의 문제를 줄일 수 있고, 200 ㎛ 이하일 경우 유연성이 높아져서 취급성이 보다 양호할 수 있다. 구체적으로 상기 기재층의 두께는 10 ㎛ 이상, 25 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 또는 75 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 200 ㎛ 이하, 150 ㎛ 이하, 125 ㎛ 이하, 또는 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 기재층이 25 ㎛ 내지 125 ㎛의 두께를 가지는 투명 고분자 필름일 수 있다.
이형층
상기 이형층은 상기 기재층의 일면 상에 형성되고 실리콘 수지를 포함한다.
상기 이형층은 상기 이형 필름의 표면에 낮은 이형 박리력을 부여하여 점착면과 합지 후에 쉽게 분리할 수 있게 한다.
상기 이형층에 포함되는 실리콘 수지는 비닐기 또는 헥센일기를 가지는 폴리디메틸실록산을 구성 단위로서 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, X는 비닐기 또는 헥센일기이고, Me는 메틸기이고, n은 5 내지 100의 정수, 바람직하게는 5 내지 50의 정수이며, m+n은 2,000 내지 10,000의 정수, 바람직하게는 3,000 내지 10,000의 정수이다.
상기 폴리디메틸실록산은 분자량이 약 15만 내지 60만일 수 있다.
또한 상기 이형층에 포함되는 실리콘 수지는 하이드로젠실록산을 구성단위로서 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 하이드로젠실록산은 하기 화학식 2의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, Me는 메틸기이고, a는 1 이상의 정수이고, a+b는 2 내지 100의 정수이며, b ≤ a이다.
상기 하이드로젠실록산의 시판 제품의 예로서는 X-92-122(신에츠사 제조), SYL-OFF 7028(다우코닝사 제조) 등을 들 수 있고, 시판 제품에 따라 폴리디메틸실록산에 하이드로젠실록산이 일정량 혼합되어 있는 경우도 있다.
일례로서, 상기 이형층에 포함되는 실리콘 수지는, 비닐기 또는 헥센일기를 가지는 폴리디메틸실록산, 및 하이드로젠실록산을 구성 단위로서 가질 수 있다.
또한 상기 이형층은 상기 실리콘 수지의 가교 밀도를 조절하기 위한 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매의 예로는 백금(Pt)계 촉매, 루테늄(Ru)계 촉매, 오스뮴(Os)계 촉매, 이들의 합금계 촉매, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 이형층은 상기 폴리디메틸실록산 100 중량부를 기준으로 상기 촉매를 0.1 내지 5 중량부, 구체적으로 0.5 내지 2 중량부의 양으로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 이형층은 비닐기 또는 헥센일기를 가지는 폴리디메틸실록산과 하이드로젠실록산을 촉매 하에서 반응시켜 얻은 부가 반응형 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 상기 부가 반응 시에, 하이드로젠실록산의 Si-H기가 상기 폴리디메틸실록산의 비닐기 또는 헥센일기와 반응하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 이형층은 비닐기 또는 헥센일기를 가지는 폴리디메틸실록산과 하이드로젠실록산을 백금계 촉매 하에서 반응시켜 얻은 유기 용제 타입의 부가 반응형 실리콘 조성물로 형성될 수 있다.
상기 실리콘 수지는 상기 폴리디메틸실록산 100 중량부를 기준으로 상기 하이드로젠실록산을 0.1 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 상기 하이드로젠실록산의 함량이 0.1 중량부 이상일 경우에 점착면에 부착 시에 실리콘 수지의 이행이 억제되어 잔류 점착율이 향상될 수 있고, 5 중량부 이하일 경우에 장시간 보관 시에도 이형력을 일정하게 유지하는데 보다 유리하다. 구체적으로 상기 실리콘 수지는 상기 폴리디메틸실록산 100 중량부을 기준으로 상기 하이드로젠실록산을 0.2 내지 2 중량부로 포함할 수 있다.
한편, 상기 구현예에 따른 이형 필름은 이형층에 불활성 입자를 포함하지 않음으로써, 점착면에 적용 시에 불활성 입자의 탈리나 전이로 인한 점착면의 품질 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어 상기 이형층 내의 무기 불활성 입자 또는 유기 불활성 입자(가교 실리콘 입자, 또는 비반응성 실록산 입자)의 함량이 0.1 중량% 미만, 또는 0.01 중량% 미만이거나, 0일 수 있다.
상기 이형층은 0.05 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 이형층의 두께가 0.05 ㎛ 이상일 경우 이형 필름에 필요한 이형력을 가지는데 유리하고, 3 ㎛ 이하일 경우 외관 및 내블로킹성을 향상시키는데 유리하다. 예를 들어 상기 이형층의 두께는 0.05 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 또는 0.5 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 3 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하, 1.5 ㎛ 이하, 또는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 한편 상기 이형층의 두께가 0.5 ㎛ 이상일 경우 낮은 이형력을 확보하는데 보다 유리하므로, 상기 이형층이 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 이형 필름은 대전방지층으로 인해 이형층이 두껍더라도 내블로킹성이 우수할 수 있다. 이에 따라 상기 이형층의 두께는 0.5 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상일 수 있고, 구체적으로 1 ㎛ 내지 3 ㎛일 수 있다.
대전방지층
상기 대전방지층은 상기 기재층의 타면 상에 형성되고 불활성 입자 및 전도성 고분자를 포함한다.
상기 대전방지층은 이에 포함된 불활성 입자로 인해 요철을 부여함으로써 반대면의 이형층을 두껍게 형성하더라도 블로킹을 억제하고, 또한 전도성 고분자로 인해 점착면과 합지 및 박리 시에 발생할 수 있는 정전기를 방지하여 점착면의 품질을 유지시킨다.
상기 불활성 입자의 입경은 예를 들어 2 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 불활성 입자의 입경이 2 ㎛ 이상인 것이 내블로킹성을 발휘하기 위한 충분한 요철을 형성하는데 유리하고, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이상, 또는 5 ㎛ 이상일 수 있다. 또한 상기 불활성 입자의 입경이 10 ㎛ 이하인 것이 실리콘 이형층 및 이에 합지되는 점착층에까지 요철의 형상이 전사되는 것을 방지하는데 유리하고, 예를 들어 10 ㎛ 이하, 9 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이하, 또는 7 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 입자가 2 ㎛ 내지 10 ㎛의 입경을 갖는 1종 이상의 유기 또는 무기 불활성 입자일 수 있다.
상기 유기 불활성 입자는 가교 실리콘 입자, 가교 폴리에틸렌 입자, 가교 폴리스티렌 입자 및 가교 아크릴 입자로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 무기 불활성 입자는 산화규소 입자, 탄산칼슘 입자, 산화티탄 입자 및 알루미나 입자로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 불활성 입자는 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 불활성 입자의 함량은 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 15 내지 25 중량%일 수 있고, 구체적으로 15 내지 20 중량%일 수 있다.
상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 대전방지층의 고분자 수지는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 대전방지층의 고분자 수지가 폴리에틸렌디옥시티오펜 폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS)를 포함할 수 있다.
또한 상기 대전방지층은 바인더 수지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 바인더 수지는 아크릴기, 우레탄기, 아미드기, 수산기 및 실란기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 작용기를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 바인더 수지는 열가소성 수지, 열경화형 수지 및 광경화형 수지 중 1종 이상일 수 있다.
상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 구체적인 예로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄 아크릴레이트계 수지, 에폭시 아크릴레이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 UV 경화성 수지로는 UV 광 조사에 의해 가교 및 경화되는 광중합성 프리폴리머를 사용할 수 있으며, 상기 광중합성 프리폴리머로는 양이온 중합형과 라디칼 중합형의 광중합성 프리폴리머를 들 수 있다. 상기 양이온 중합형 광중합성 프리폴리머의 예로는 에폭시계 수지나 비닐 에스테르계 수지 등을 들 수 있고, 상기 에폭시계 수지로는 비스페놀계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 전도성 고분자와 상기 바인더 수지의 합계 함량은, 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 40 내지 80 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 고분자와 상기 바인더 수지의 합계 함량은, 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 50 내지 70 중량%, 보다 구체적으로 60 내지 70 중량%일 수 있다.
또한 상기 대전방지층은 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제의 예로는 아지리딘계 화합물 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 금속 킬레이트계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 경화제의 함량은 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%일 수 있고, 구체적으로 15 내지 25 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로 15 내지 20 중량%일 수 있다.
또한 상기 대전방지층은 그 외 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 대전방지층은 대전방지제, 발수제, 방오제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 기능성 첨가제의 함량은 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 대전방지층의 두께는 예를 들어 0.01 ㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 또는 0.2 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 3 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 또는 0.3 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 대전방지층은 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 여기서 대전방지층의 두께는 불활성 입자를 제외한 도막만의 두께를 의미할 수 있다.
또한 상기 대전방지층의 표면 조도(Ra)는 40 nm 내지 1000 nm인 것이 내블로킹성을 가지면서 헤이즈 상승을 최소화하는데 유리하며, 구체적인 예로서 60 nm 내지 500 nm, 60 nm 내지 200 nm, 또는 60 nm 내지 80 nm일 수 있다.
층별 두께 및 불활성 입자의 입경 간의 관계
상기 구현예에 따른 이형 필름은 우수한 이형 특성, 내블로킹성 및 대전방지성을 동시에 발휘하기 위하여 각 층별 두께 및 불활성 입자의 입경 간에 특정한 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
일례로서 상기 불활성 입자의 입경과 상기 이형층의 두께 간에는 아래 식을 만족할 수 있다.
2 ≤ DI / TR ≤ 10 ... (1)
상기 식에서 DI는 불활성 입자의 평균 입경(㎛)이고, TR은 이형층의 두께(㎛)이다.
상기 식 (1)의 범위 내일 때, 이형층의 두께 증가에 따라 내블로킹성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 상기 식 (1)에서 DI/TR 비율은 2 이상, 3 이상, 4 이상, 또는 5 이상일 수 있고, 또한 10 이하, 9 이하, 8 이하, 또는 7 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 2 내지 6, 또는 6 내지 10일 수 있다.
다른 예로서 상기 불활성 입자의 입경과 상기 대전방지층의 두께 간에는 아래 식을 만족할 수 있다.
2 ≤ DI / TC ≤ 100 ... (2)
상기 식에서 DI는 불활성 입자의 평균 입경(㎛)이고, TC은 대전방지층에서 불활성 입자를 제외한 도막만의 두께(㎛)이다.
상기 식 (2)의 범위 내일 때, 내블로킹성을 확보하면서 불활성 입자가 탈락하지 않을 수 있다. 구체적으로 상기 식 (2)에서 DI/TC 비율은 2 이상, 5 이상, 10 이상, 또는 15 이상일 수 있고, 또한 100 이하, 80 이하, 60 이하, 또는 40 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 2 내지 40, 또는 10 내지 60일 수 있다.
삭제
추가 코팅층
상기 이형 필름은, 상기 기재층과 상기 대전방지층 사이, 상기 기재층과 상기 이형층 사이, 또는 상기 대전방지층의 표면 상에 형성되는 추가 코팅층을 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 다른 구현예에 따르면, 상기 이형 필름(10)은, 상기 기재층(100)과 상기 대전방지층(300) 사이에 추가 코팅층(400)을 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여, 또 다른 구현예에 따르면, 상기 이형 필름(10)은, 상기 기재층(100)과 상기 이형층(200) 사이에 추가 코팅층(400)을 더 포함할 수 있다.
그 외에도 상기 이형 필름은, 상기 대전방지층의 표면 상에 형성된 추가 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 추가 코팅층은 예를 들어 대전방지층, 프라이머층, 배리어층, 하드코팅층, 방오층, 방수층 등일 수 있다.
상기 추가 코팅층은 예를 들어 경화형 수지를 포함하고, 그 외 기능성 첨가제나 필러를 더 포함할 수 있다. 상기 추가 코팅층의 두께는 특별히 한정되지 않으나 예를 들어 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛일 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 기재층과 상기 이형층 사이에 추가 코팅층을 더 포함하고, 상기 추가 코팅층은 전도성 고분자 및 열경화성 바인더를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 추가 코팅층은 앞서 설명한 대전방지층의 조성에서 불활성 입자만 제외한 건조 도막의 조성을 가짐으로써, 추가적인 대전방지층으로 작용할 수 있다.
이형 필름의 제조방법
상기 구현예에 따른 이형 필름의 제조방법은 (a) 기재층의 일면 상에 실리콘 수지를 포함하는 이형층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 기재층의 타면 상에 불활성 입자 및 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계 (a) 및 상기 단계 (b)는 이의 순서대로 또는 반대의 순서대로 수행되거나, 동시에 수행될 수 있다.
상기 단계 (a)는 이형층의 제조를 위한 조성물을 기재층의 일면 상에 코팅하고 건조하는 것을 포함할 수 있다.
상기 이형층 조성물은 폴리디메틸실록산 및 하이드로젠실록산과 같은 원료를, 유기 용제 중에서 촉매와 배합하여 얻을 수 있다. 상기 폴리디메틸실록산, 하이드로젠실록산 및 촉매의 구체적인 종류, 구조, 및 사용량은 앞서 예시한 바와 같다.
일례로서, 상기 폴리디메틸실록산 100 중량부를 기준으로 상기 하이드로젠실록산 0.1 내지 5 중량부 및 상기 촉매 0.01 내지 5 중량부를 사용할 수 있다. 또한 상기 유기 용제는 상기 이형층 조성물의 고형분 함량이 3 내지 10 중량%가 되도록 배합될 수 있다.
상기 단계 (b)는 대전방지층의 제조를 위한 조성물을 기재층의 타면 상에 코팅하고 건조하는 것을 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 가열 또는 UV 조사에 의한 경화 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 대전방지층 조성물은 불활성 입자, 전도성 고분자 및 바인더 수지를 유기 용제 중에서 경화제 및 기타 첨가제와 배합하여 얻을 수 있다. 상기 불활성 입자, 전도성 고분자, 바인더 수지, 경화제 및 첨가제의 구체적인 종류 및 사용량은 앞서 예시한 바와 같다.
일례로서 상기 불활성 입자는 상기 대전방지층 조성물(즉 용제와 배합된 조성물)의 중량을 기준으로 0.001 내지 0.1 중량%, 구체적으로 0.005 내지 0.05 중량%의 양으로 배합될 수 있다. 또한 상기 전도성 고분자 및 바인더 수지는 상기 대전방지층 조성물의 중량을 기준으로 총 0.01 내지 10 중량%, 구체적으로 총 0.01 내지 3 중량%, 보다 구체적으로 총 0.01 내지 1 중량%의 양으로 배합될 수 있다. 또한 상기 경화제는 상기 대전방지층 조성물의 중량을 기준으로 0.001 내지 0.1 중량%, 구체적으로 0.005 내지 0.05 중량%의 양으로 배합될 수 있다. 또한 상기 유기 용제는 상기 대전방지층 조성물 내의 고형분 함량이 0.01 내지 10 중량%, 구체적으로 0.01 내지 1 중량%가 되도록 배합될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 대전방지층 조성물은 전도성 고분자와 폴리우레탄 수분산 수지, 알코올 및 증류수를 혼합하여 사용함으로써 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 대전방지층 조성물은 수용성 또는 유기 용제 타입의 바인더 수지를 포함할 수 있다.
이하 실시예가 기술되지만 구현 가능한 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
단계 1) 대전방지층 조성물의 제조를 위해, 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 전도성 고분자(PEDOT)와 열경화성 바인더가 혼합된 고형분 3.7 중량%인 고분자 수지(이켐텍, CX0003) 1 중량%, 아지리딘계 경화제(마그텍, CX100) 0.01 중량%, 및 평균 입경 4 ㎛의 유기 불활성 입자(가교 실리콘 입자)를 0.01 중량%, 및 나머지량의 용제(순수 및 메탄올)을 배합하였다. 50 ㎛ 두께의 PET 필름의 일면에 상기 제조된 대전방지층 조성물을 건조 도막 두께가 0.2 ㎛가 되도록 도포한 후, 150℃에서 30초간 가열 건조하고 후경화를 위해 60℃에서 1일간 에이징(aging)하여 대전방지층을 형성하였다.
단계 2) 이형층 조성물의 제조를 위해, 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 헥센일기를 갖는 폴리디메틸실록산(Dow Corning사, LTC-750A) 5 중량%, 하이드로젠실록산(Dow Corning사, 7028) 0.2 중량%, 백금 촉매 350 ppm을 배합하고, 나머지량의 용제(톨루엔과 메틸에틸케톤)를 배합하였다. 앞서 대전방지층이 코팅된 PET 필름의 타면에 상기 이형층 조성물을 건조 도막 두께가 1 ㎛가 되도록 코팅하고 150℃에서 30초간 가열 건조하여 이형층을 형성하여, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 절차를 수행하되, 단계 2에서 PET 필름의 일면에 이형층 조성물을 건조 도막 두께가 0.5 ㎛가 되도록 도포하여, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 절차를 수행하되, 단계 1에서 대전방지층 조성물 내의 유기 불활성 입자의 함량을 0.005 중량%로 배합하여, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 절차를 수행하되, 단계 1에서 대전방지층 조성물에 유기 불활성 입자를 배합하지 않고, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예 2와 동일한 절차를 수행하되, 단계 1에서 대전방지층 조성물에 유기 불활성 입자를 배합하지 않고, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
비교예 3
비교예 1와 동일한 절차를 수행하되, 단계 2에서 이형층 조성물에 비반응형 실록산(Wacker사, AR200) 0.5 중량%를 추가로 첨가하여, 3층 구조의 이형 필름을 제조하였다.
시험예
실시예 및 비교예의 이형 필름에 대해 다음과 같이 시험하였다.
(1) 이형층 두께
기재층 상에 코팅된 이형층의 건조 두께를, XRF(X-ray fluorescence) 측정 장비를 이용하여 정량 측정하였다.
(2) 이형 박리력
이형 필름의 이형층 표면에 표준 점착 테이프(TESA7475)의 점착면을 합지하고, 상온에서 30분 동안 방치하였다. 이후 180°및 0.3 m/min 조건으로 박리 테스트(Peel Test)를 수행하여 이형 박리력(gf/25mm)을 측정하였다.
(3) 블로킹 평가
이형 필름이 롤에 귄취된 상태 또는 이형 필름들이 적층된 상태에서, 필름 간에 밀착되는 정도를 확인하여 아래 기준과 같이 분류하였다.
블로킹 평가 : (발생 위험도 低) 0 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 (발생 위험도 高)
(4) 잔류 점착율
a. 이형 필름의 이형층을 표준 테이프(Nitto31B, 1 inch)의 점착면에 부착하고, 2 kg 고무 롤(rubber roll)을 이용하여 1회 가압한 뒤, 상온에서 20 g/㎠의 하중으로 24시간 동안 에이징하였다. 이후 표준 테이프를 이형 필름에서 떼어내어 PET 필름에 부착한 뒤, 상온에서 20 g/㎠의 하중으로 30분 동안 에이징하였다. 박리 시험기를 이용하여 표준 기재로부터 표준 테이프를 180°및 300 mm/min 조건에서의 이형 박리력(A)을 측정하였다.
b. 테플론 필름(Teflon film)을 표준 테이프(Nitto31B, 1 inch)의 점착면에 부착하고, 2 kg 고무 롤(rubber roll)을 이용하여 1회 가압한 뒤, 상온에서 20 g/㎠의 하중으로 24시간 동안 에이징하였다. 이후 표준 테이프를 테플론 필름에서 떼어내어 PET 필름에 부착한 뒤, 상온에서 20 g/㎠의 하중으로 30분 동안 에이징하였다. 박리 시험기를 이용하여 표준 기재로부터 표준 테이프를 180°및 300 mm/min 조건에서의 이형 박리력(B)을 측정하였다.
c. 다음 식에 따라 잔류 점착력을 계산하였다: 잔류 점착율(%) = (이형 박리력(A) / 이형 박리력(B)) X 100
(5) 표면저항
이형 필름의 대전방지층에 대한 표면저항을 3 포인트 측정(Treck Inc., Treck 152-1)하여 평균값을 구하였다.
| 구 분 | 이형층 | 대전방지층 | |
| 두께 (㎛) | 첨가제 (함량*) | 첨가제 (함량*) | |
| 실시예 1 | 1.012 | - | 불활성 입자 (0.01 중량%) |
| 실시예 2 | 0.520 | - | 불활성 입자 (0.01 중량%) |
| 실시예 3 | 1.033 | - | 불활성 입자 (0.005 중량%) |
| 비교예 1 | 1.006 | - | - |
| 비교예 2 | 0.503 | - | - |
| 비교예 3 | 0.529 | 비반응형 실록산 (0.5 중량%) | - |
| * 첨가제 함량 : 각 층의 제조를 위해 도포되는 조성물 내 첨가제 함량 | |||
| 구 분 | 이형 박리력 (gf/inch) |
블로킹 평가 | 잔류 점착율 (%) |
표면저항 (Ω/□) |
| 실시예 1 | 2.8 | 1 | 93 | 106 |
| 실시예 2 | 3.8 | 0 | 96 | 107 |
| 실시예 3 | 3.0 | 2 | 92 | 105 |
| 비교예 1 | 2.9 | 5 | 93 | 106 |
| 비교예 2 | 4.2 | 4 | 94 | 105 |
| 비교예 3 | 3.5 | 3 | 83 | 106 |
상기 표에서 보듯이, 실시예 1 내지 3의 이형 필름은 대전방지층에 불활성 입자를 첨가하여 이형 박리력이 4.0 gf/inch 이하로 양호하면서도, 블로킹 발생 위험도와 표면저항이 낮고 잔류 점착율이 90% 이상으로 높았다. 특히, 실시예 1 및 2의 이형 필름은 대전방지층 내의 불활성 입자의 함량이 적절하여, 실리콘 이형층이 두껍더라도 블로킹 발생 위험도가 낮았고, 또는 실리콘 이형층이 얇더라도 이형 박리력이 4.0 gf/inch 이하를 유지하였다.
반면 비교예 1 내지 3의 이형 필름은 대전방지층에 불활성 입자를 첨가하지 않은 결과 내블로킹성이 저하되었고, 특히 비교예 1의 이형 필름은 공정에 적용하기 불가할 정도로 내블로킹성이 현저히 저조하게 평가되었다. 이에 비해 비교예 2 및 3은 실리콘 이형층의 두께를 얇게 함으로써 내블로킹성이 다소 향상되었으나, 이 중 비교예 2는 이형 박리력이 4.0 gf/inch을 초과하여 높게 측정되었다. 한편 비교예 3은 실리콘 이형층에 비반응형 실록산을 첨가하여 이형 박리력을 낮추었으나, 비반응형 실록산이 점착층에 전이되어 잔류 점착율이 저조하였다.
이와 같이 실리콘 이형층의 두께를 얇게 제작하면서 비반응성 실록산을 첨가할 경우 이형 박리력을 낮출 수는 있지만, 잔류 점착율이 저조하여 우수한 품질을 요구하는 공정에 적용하기 어려울 것으로 예상된다. 반면 이형층의 반대면에 코팅층을 형성하여 불활성 입자를 첨가할 경우 실리콘 이형층을 두껍게 하더라도 최근 광학용 점착 필름을 이용한 가공 공정에서 요구되는 우수한 이형 특성을 구현할 수 있다.
상기 구현예에 따른 이형 필름은 최근 성장하는 디스플레이 분야에 사용되는 각종 점착 제품의 점착면 보호를 위해 사용될 수 있다. 특히 상기 이형 필름은 최근 TSP, OLED 디스플레이 등의 분야에 요구되는 대면적, 빠른 박리 속도, 및 가벼운 이형 특성을 갖는 실리콘 이형 필름으로 적합하다.
10: 이형 필름,
100: 기재층, 200: 이형층,
300: 대전방지층, 310: 불활성 입자,
400: 추가 코팅층.
100: 기재층, 200: 이형층,
300: 대전방지층, 310: 불활성 입자,
400: 추가 코팅층.
Claims (14)
- 기재층;
상기 기재층의 일면 상에 형성되고 실리콘 수지를 포함하는 이형층; 및
상기 기재층의 타면 상에 형성되고 불활성 입자 및 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층을 포함하고,
상기 이형층이 TESA 7475 테이프에 대해 4.0 gf/inch 이하의 이형 박리력을 갖고, 아래 식에 따른 잔류 점착율이 90% 이상으로 측정되는, 이형 필름:
잔류 점착율(%) = (이형 박리력 A / 이형 박리력 B) X 100
여기서 이형 박리력 A는 Nitto 31B 테이프를 상기 이형층에 부착하였다가 떼어낸 뒤 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 부착하여 측정한 이형 박리력(gf/inch)이고, 이형 박리력 B는 Nitto 31B 테이프를 테플론 필름에 부착하였다가 떼어낸 뒤 PET 필름에 부착하여 측정한 이형 박리력(gf/inch)이다.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이형층이 0.05 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께를 갖는, 이형 필름.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 대전방지층의 표면 조도(Ra)가 40 nm 내지 1000 nm인, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이형 필름이 105 Ω/□ 내지 109 Ω/□의 표면 저항을 갖는, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 불활성 입자가 2 ㎛ 내지 10 ㎛의 입경을 갖는 1종 이상의 유기 또는 무기 불활성 입자인, 이형 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 불활성 입자가 상기 대전방지층의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%의 양으로 포함되는, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기재층이 25 ㎛ 내지 125 ㎛의 두께를 가지는 투명 고분자 필름인, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이형층이, 비닐기 또는 헥센일기를 가지는 폴리디메틸실록산과 하이드로젠실록산을 촉매 하에서 반응시켜 얻은 부가 반응형 실리콘 수지를 포함하는, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 대전방지층의 전도성 고분자가, 폴리에틸렌디옥시티오펜 폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS)를 포함하는, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 대전방지층이 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛의 두께를 갖는, 이형 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이형 필름은 상기 기재층과 상기 이형층 사이에 추가 코팅층을 더 포함하고, 상기 추가 코팅층은 전도성 고분자 및 열경화성 바인더를 포함하는, 이형 필름.
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2020
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