KR20130134644A - 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름 - Google Patents

성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필름 제막시, 필름의 결정화도 및 랜덤방향의 강신도 발란스를 제어함으로써 인몰드 성형시에 성형품 엣지부의 성형불량을 줄임으로써, 우수한 인몰드 성형성을 확보할 수 있는 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 베이스 필름인 폴리에스테르 필름과, 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 도포된 대전방지 코팅층과 상기 폴리에스테르 필름의 타면에 도포된 이접착층을 포함하는 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 결정화도는 40% 초과 50% 미만이고, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 랜덤방향으로 강도편차(강도 최대값 - 강도 최소값)는 6kgf/㎟이하이고, 신도편차(신도 최대값 - 신도 최소값)는 80% 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름{POLYESTER FILM FOR IN-MOLD DECORATION WITH IMPROVED MOLDING PROPERTY}
본 발명은 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필름 제막시, 필름의 결정화도 및 랜덤방향의 강신도 발란스를 제어함으로써 인몰드 성형시에 성형품 엣지부의 성형불량을 줄임으로써, 우수한 인몰드 성형성을 확보할 수 있는 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 사출성형물의 외관을 꾸미는 방법으로는 증착법이나, 도장법이 적용될 수 있으나, 미세한 성형물에 있어서 부분적으로 색, 모양, 형태를 다르게 하여 외관을 꾸밀 경우 기존의 방법으로는 공정상의 문제가 있어 필름을 이용한 인쇄층을 전사시키는 방법이 대두되고 있다.
이러한 인쇄층을 전사시키는 방법에는 필름을 이용한 IML(In-Mold Lamination)방법과 IMD(In-Mold Decoration) 방법으로 나눌 수 있다. 두 방법 모두 사출과 동시에 인쇄층의 전사층을 전사시키는 방법은 동일하나, IML의 경우에는 비연속식 공정이며, IMD 방법은 연속적인 공정이다.
이로 인해, IMD 방법은 IML 방법에 비해 성형성이 좋고, 연속공정으로 인해 생산성이 높으며, 얇은 필름이 사용되므로 경제적인 방법이다. 일반적으로 인몰드 전사용 필름은 인몰드 공법에 사용되어 미세한 패턴 또는 특이한 형상을 가지는 노트북, 모바일폰, PDA, PMP, PSP등의 휴대용 전자기기의 표면을 꾸밀 수 있으며, 생산성이 뛰어나 관련 업계에 다양하게 활용되고 있다.
이러한 종래기술로는 한국 등록특허 제10-1079337호에서 "강신도 밸런스가 우수한 이축연신 폴리에스테르 필름 및 이의 제조방법"이 개시되어 있다.
한편, 인몰드 성형시 성형수율을 떨어뜨리는 가장 큰 문제점은 성형품 엣지부의 성형불량에 의한 것이다. 이는 인몰드 필름의 기재필름의 엣지부에서의 크랙이나 찢어짐에 의해 성형품 불량을 야기한다. 구체적으로 설명하자면, 인몰드 공정시 필름이 금형에 장착되고, 고온의 수지가 금형 내부에 들어오게 되는데, 특히 굴곡이 심한 엣지부의 경우에는 필름의 랜덤 방향 연신이 강하게 일어난다. 이때, 인몰드 필름의 고결정화, 강신도 비발란스화로 인한 크랙이나 찢어짐이 발생할 경우, 결국에는 성형품 엣지부의 성형불량을 야기한다.
이에, 상기한 성형품 엣지부의 성형불량을 방지하기 위하여서는 인몰드 필름의 베이스가 되는 베이스 필름의 저결정화도 및 강신도 발란스화가 필요하다.
또한, 인몰드 전사용 베이스 필름은 적어도 일면은 금형내의 오염을 방지하고, 공정시에 하드코팅층(또는 인쇄층) 또는 접착층과의 내블로킹성을 가지는 대전방지층을 가져야 하며, 반대면에는 인몰드 성형 후, 인몰드 전사용 필름과 성형품과의 박리를 위하여 이형층과의 결합이 가능한 이접착층을 가져야 한다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 필름의 저결정화 및 랜덤방향 강신도 발란스화를 통하여, 성형성이 우수하고, 또한 우수한 대전방지성, 내블로킹성 및 이접착성을 가지는 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
한국 등록특허 제10-1079337호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 필름 제막시, 필름의 결정화도 및 랜덤방향의 강신도 발란스를 제어함으로써 인몰드 성형시에 성형품 엣지부의 성형불량을 줄임으로써, 우수한 인몰드 성형성을 확보할 수 있는 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 베이스 필름인 폴리에스테르 필름과, 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 도포된 대전방지 코팅층과 상기 폴리에스테르 필름의 타면에 도포된 이접착층을 포함하는 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 결정화도는 40% 초과 50% 미만이고, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 랜덤방향으로 강도편차(강도 최대값 - 강도 최소값)는 6kgf/㎟이하이고, 신도편차(신도 최대값 - 신도 최소값)는 80% 이하인 것을 특징으로 하는 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 대전방지 코팅층을 이루는 대전방지 코팅 조성물은 전도성 고분자 수지 100중량부와, 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 이루어진 군으로 선택되는 어느 하나의 가교제 수지 100~1000중량부와 불소 수지 10~1000중량부를 포함하는 조성물 100 중량에 대하여 실란계 계면활성제 0.001~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체로서, 상기 폴리음이온이 1 내지 5 중량% 포함된 수분산체인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 대전방지 코팅 조성물은 고형분 함량이 0.5~10 중량%인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이접착층을 이루는 이접착 코팅 조성물은, 고형분을 기준으로, 관능기인 카르복실기(-COOH)를 함유하는 COPET계 바인더 수지 10중량부와 멜리민계 바인더 수지 0.5중량부와 불소계 계면활성제 0.1중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 주행방향(MD)과 직각방향(TD)의 강도는 23±5 Kgf/㎟이내이고, 신도는 150±50% 이내인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 대전방지층의 표면저항은 1X1011Ω/sq 미만인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 상기 베이스 필름인 폴리에스테르 필름을 1축 연신한 후 상기 대전방치층을 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 코팅하고, 다른 일면에 이접착층을 형성한 다음, 상기 대전방지층과 이접착층이 형성된 필름을 재연신하여 2축 연신한 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 2축 연신시 횡방향(TD) 공정에서 열고정 온도를 200℃ 이상 240℃미만으로 처리한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 결정화도 제어와 필름 랜덤방향의 강신도 발란스화를 통하여, 인몰드 성형시에 성형품 엣지부의 성형불량을 줄임으로써, 우수한 인몰드 성형성을 확보할 수 있다.
나아가, 대전방지층을 폴리에스테르 필름 일면에 적용하고, 다른 일면에는 이접착층을 적용함으로써, 대전방지성이 우수하면서도 내블로킹성이 향상되는 등의 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 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.
본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 베이스 필름인 폴리에스테르 필름과 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 도포된 대전방지 코팅층과 상기 폴리에스테르 필름의 타면에 도포된 이접착층을 포함하는 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름으로서, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 결정화도는 40% 초과 50% 미만이고, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 랜덤방향으로 강도편차(강도 최대값 - 강도 최소값)는 6kgf/㎟이하이고, 신도편차(신도 최대값 - 신도 최소값)는 80% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 결정화도는 40% 초과, 50% 미만인 것이 바람직한데, 결정화도가 40% 이하일 경우에는 수축율이 높아짐으로 인해 인쇄 위치가 틀어져 성형품의 외관이 깨끗하지 못하고, 결정화도가 50% 이상일 경우, 필름이 깨지기 쉬워져 성형성이 떨어지게 되기 때문이다. 또한 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 랜덤방향에서 강도편차(강도 최대값 - 강도 최소값)는 6kgf/㎟ 이하이고, 신도 편차(신도 최대값 - 신도 최소값)는 80% 이하인 것이 바람직하며, 더욱이 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 가로, 세로 방향의 강도는 23±5 kgf/㎟이내, 신도는 150±50%이내인 것이 바람직하다.
상기 필름의 물성을 만족하기 위하여, 필름 제막시 최적의 공정조건을 달성함으로써 필름의 결정화도와 랜덤방향의 강신도 발란스화를 달성한다.
또한 본 발명에 따른 상기 대전방지 코팅층을 이루는 대전방지 코팅 조성물은 전도성 고분자 수지 100중량부와 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 이루어진 군으로 선택되는 어느 하나의 가교제 수지 100~1000중량부와 불소 수지 10~1000중량부를 포함하는 조성물 100 중량에 대하여 실란계 계면활성제 0.001~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 여기서 상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체로서, 상기 폴리음이온이 1 내지 5 중량% 포함된 수분산체인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 대전방지 코팅 조성물은 고형분 함량이 0.5~10 중량%인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 상기 이접착층을 이루는 이접착 코팅 조성물은, 고형분을 기준으로, 관능기인 카르복실기(-COOH)를 함유하는 COPET계 바인더 수지 10중량부와 멜리민계 바인더 수지 0.5중량부와 불소계 계면활성제 0.1중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 필름을 1축 연신하고, 대전방지층을 상기 1층 연신된 폴리에스테르 필름의 일면에 형성하고, 다른 일면에 이접착층을 형성하여, 양면 코팅된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신한 것을 특징으로 한다. 상기 2축 연신은 기본적으로 필름 주행방향(MD)으로 1차 연신하고, 이후 필름 주행방향과 수직되는 방향(TD)으로 2차 연신하는 축차 2축 연신에 적용하나, 연신 순서는 바뀌어도 관계가 없으며, MD방향과 TD방향의 동시 2축 연신에서도 적용이 가능하다.
이에 본 발명은 결정화도 제어와 필름 랜덤방향의 강신도 발란스화를 통하여, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명은 폴리에스테르 펠렛을 사용하여 하기와 같은 프로세스를 통해 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조한다.
1) 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 제조하는 제1단;
2) 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면에 대전방지층을 형성하는 제2단계;
3) 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 타면에 이접착층을 형성하는 제3단계; 및
4) 상기 대전방지층과 이접착층이 형성된 상기 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신된 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하는 제4단계를 포함한다.
먼저, 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 제조하는 제1단계를 설명한다. 본 발명에 사용되는 폴리에스테르 필름의 종류는 기재필름으로 공지된 통상의 수지라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않음은 당연히 이해될 것이다. 상기 폴리에스테르계 필름은 방향족 디카르복실산과 지방족 글리콜을 축중합시켜 얻은 폴리에스테르를 가리키며, 방향족 디카르복실산은 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등을 사용하고, 이외 상기 공중합 폴리에스테르 디카르복실산 성분으로서 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복실산(예컨대, P-옥시벤조산 등)을 사용할 수 있다. 또한, 지방족 글리콜로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜 등을 들 수 있으며, 이들의 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분은 각각 2종 이상을 병용하여도 좋다.
대표적인 폴리에스테르 필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(PEN) 등이 있으며, 상기 폴리에스테르에 제3성분을 함유한 공중합체도 가능하다. 상술한 구성의 폴리에스테르 수지를 진공 건조 후에 압출기로 용융하여 티다이(T-DIE)를 통해 시트상으로 압출하고, 냉각롤에 정전인가법(Pinning)으로 캐스팅 드럼에 밀착시켜 냉각 고화시킨 미연신 폴리에스테르 시트를 얻고, 이를 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 가열된 롤에서 필름 주행방향(MD)으로 롤과 롤 사이의 주속비 차에 의한 3.0~4.5배의 1축 연신을 행하여 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다. 상기 MD연신비가 3.0배 미만에서는 낮은 강도로 인하여, 인몰드 성형시 필름의 찢어짐이 발생할 우려가 높고, 연신비가 4.5배를 초과할 경우에는 신도가 매우 낮아져, 인몰드 성형시에 성형품 엣지부에서 필요한 충분한 필름의 연신을 얻을 수 없다.
다음으로, 본 발명의 제조방법 중 제2단계와 제3단계는 1단계에서 제조된 1축 연신된 폴리에스테르 필름의 일면에 대전방지층 및 이접착층을 형성하는 단계이며, 순차적으로 수행하나, 제2단계와 제3단계의 순서는 바꾸어도 관계가 없다. 더욱 구체적으로는 대전방지층 및 이접착층을 도포하는 방법으로는 메이어바 방식, 그라비아 방식 등의 방법으로 수행될 수 있으며, 도포 전에 극성기를 도입하여, 코팅층과 필름과의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나 방전 처리할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 제조방법 중, 제4단계는 제2단계와 제3단계에서 대전방지층 및 이접착층이 형성된 1축 연신된 폴리에스테르 필름을 재연신하여 2축 연신된 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 인라인 방식으로 제조하는 단계이다. 이때, 제4단계에서의 연신은 1축 연신의 방향과 수직방향(TD)으로 연신하며, 바람직한 연신비는 3.5~5.0배이다. 상기 TD연신비가 3.5배 미만이면, 강도가 낮아져 인몰드 성형시 필름이 찢어지는 문제가 발생하고, 또한 연신비가 5.0배를 초과할 경우에는 신도가 매우 낮아져 인몰드 성형시에 성형품 엣지부에서 필요한 충분한 필름의 연신을 얻을 수 없기 때문이다.
상기 2축 연신 이후, 필름의 결정화 제어와 랜덤방향의 강신도 발란스화를 위하여 200~240℃의 열고정 단계를 거치는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 제조방법으로부터 제조된 필름 전체의 두께는 5~300㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10~250㎛이다.
한편, 본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 MD방향으로 연신이 끝난 필름을 양면 코팅 과정을 거쳐, 텐터라는 공정부에서 1축 연신의 방향과 수직방향(TD)으로 2차 연신을 실시하는데, 본 발명의 결정화도 제어와 필름 랜덤방향 강신도 발란스화를 위하여서는 상기 텐터 내의 열고정부 온도를 200~240℃로 설정하여야 한다. 이는 텐터 연신시, 열에 의한 결정화도를 제어하고, 열고정부에서 발생하는 TD방향의 분자배향이 활처럼 휘는 보잉현상을 최소화하기 위함이다. 결정화도의 경우에는 40%초과, 50% 미만이 바람직하며, 40% 이하일 경우에는 결정화도가 낮아져, 비결정부에 의한 과도한 수축발생으로 인쇄 핀트가 맞지 않는 문제가 발생할 수 있고, 50%를 초과할 경우에는 결정화도가 높아져, 필름이 깨지기 쉬워 성형성이 떨어지게 된다. 더불어, 보잉현상이 발생하는 원인인 열고정부에서 수축응력이 발생하는 문제를 열고정부의 온도를 조절함으로써, 이를 최소화 할 수 있다. 이러한 보잉현상을 최소화 함으로써, 강신도 발란스에 영향을 주는 분자사슬 배향을 최적화할 수 있다. 텐터내의 열고정부 온도가 200℃미만일 경우에는 결정화도가 낮아지고, 후가공시의 Curl 문제로 인쇄 핀트가 맞지 않는 문제가 발생할 우려가 크고, 240℃를 초과할 경우에는 결정화도가 높아져, 필름이 깨지기 쉽고, 보잉현상이 심해져, 필름 랜덤 방향의 강신도 발란스화를 얻을 수 없다.
상기의 조건으로 만들어진 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 결정화도가 40%에서 50%, 랜덤방향에서 강도편차(강도 Max. - 강도 Min.) 6 Kgf/㎟ 이하, 신도편차(신도 Max. - 강도 Min.) 80% 이하이며, 더욱이 필름의 가로, 세로 방향의 강도가 23±5 Kgf/㎟, 신도는 150±50% 이내인 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
결국 본 발명은 필름의 결정화도 제어와 랜덤방향의 강신도 발란스화를 통하여 인몰드 성형시 성형품 엣지부의 성형불량을 최소화 함으로써, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있으며, 이러한 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 노트PC 케이스, 핸드폰 케이스, 자동차 내장재 및 가전제품 케이스 등의 플라스틱 장식품에 유용하게 적용할 수 있게 되는 것이다.
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 및 비교예에서 사용된 물질의 구입처와 상품명은 아래와 같다.
(1) 무정형 구형 실리카 입자 : SAC, S-SIL 40
(2) 전도성 고분자 수지 : 타케모토社, HGA-100
(3) 에폭시 가교제 : 다카마쯔社, ELECUT-KK20
(4) 불소 수지 : 타케모토社, BYT-443
(5) 실란계 계면활성제 : 타카마쯔社, RI-77
(6) COPET계 바인더 수지 : 타케모토社, TRK-120
(7) 멜라민계 바인더 수지 : 타카마쯔社, ELECUT-AK14
(8) 불소계 계면활성제 : 타카마쯔社, RI-55
[실시예 1]
단계 1: 1축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
평균 입경이 2.5㎛의 무정형 구형 실리카 입자가 20ppm이 들어있는 극한 점도 0.625㎗/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠렛(pellet)을 진공 드라이어를 이용하여 7시간 동안 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 1축 연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
단계 2: 2축 연신 폴리에스테르 필름의 제조
코로나 처리된 일면에 대전방지층으로 고형분 기준, 전도성 고분자 수지(폴리 3,4-에틸렌디시티오펜 0.5 중량%와 폴리스티렌술폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8 중량%를 함유하는 수분산체) 100 중량부, 에폭시 가교제 200 중량부, 불소 수지 100 중량부를 물에 혼합하여 대전 방지 코팅액으로 제조하고, 상기 전체 대전방지 코팅액 100중량부 대비, 실란계 계면활성제 0.1 중량부를 혼합한 대전방지 코팅 조성물을 제조하여 코팅하였다. 이때, 고형분의 함량은 전체 대전방지 코팅 조성물에 대하여 1.5 중량%를 함유하도록 하였다. 다른 일면에 통상의 이접착 코팅층으로 고형분 기준, COPET계 바인더 수지(-COOH 관능기 함유) 10 중량부와 멜라민계 바인더 수지 0.5 중량부, 불소계 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 만들었다. 상기 대전방지 및 이접착 코팅액을 메이어바를 이용하여 순차적으로 상기 단계 1에서 제조된 1축 폴리에스테르 필름에 도포하였다. 도포 후, 105~140℃ 텐터 구간에서 도포된 코팅액을 건조시키고, 필름의 주행방향과 수직방향으로 3.5배 연신하고, 220℃에서 4초간 열처리하여 50㎛ 두께의 2축 연신된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
텐터에서의 열고정부 온도를 200℃로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[실시예 3]
텐터에서의 열고정부 온도를 240℃로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
텐터에서의 열고정부 온도를 180℃로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
텐터에서의 열고정부 온도를 260℃로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축 연신된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
1. 결정화도
필름 샘플 20mg을 DSC(Model. Q20/ TA instruments社) 기기를 사용하여 분석을 실시하였다. 50~250℃의 구간에서 10℃/min의 속도로 열을 가하여 발생하는 흡열과 발열 그래프로 분석을 실시하였다. 열결정화도는 결정화 peak온도에서의 면적이며, 아래의 식으로 계산된다.
결정화도=△H/△H(at/100%)
△H: 결정화 peak온도에서의 면적
△H(at/100%): 결정화 100% 일 때로, Polymer Data Handbook의 Reference 값
2. 강신도
폭 12.65㎜ X 길이 160㎜의 시편을 필름의 종/횡/좌45도/우45도 방향으로 5매씩 채취하여, ASTM D882규격에 의거하여 인장강도기(유나이티드社, 모델 SSTM-5KN)를 사용하여, 필름의 MD, TD, 좌45도, 우45도 방향의 파단강도와 파단신도를 측정하였다. 이때 측정된 파단강도와 파단신도의 Max. - Min.을 구하여 강도편차와 신도편차를 구하였다.
3. 열수축율
폭 150㎜ X 길이 150㎜의 시험편을 채취한다.
150 ± 2℃로 설정한 열풍순환식 고온건조기에서 시료를 30분간 가열 후 꺼낸다. 이후, 즉시 전장을 스테인레스자를 이용하여 0.1㎜ 단위까지 길이를 측정하고 다음의 식으로 산출한다.
열수축율 = (원래 길이 - 가열 후 길이)/ 원래 길이 X 100(%)
4. 성형성
사출성형은 사출성형기(LS엠트론사, 모델 LGH800D)를 사용하여 필름 장착 후에, 13인치 노트PC용 케이스를 사출하였다. 사출이 끝난 성형품의 4군데 엣지의 성형불량 개수를 측정하고, 인쇄부와 성형품의 적합성을 측정하였다.
O : 성형불량 0개이며, 인쇄부의 핀트가 성형품과 일치
△: 성형불량 1~2개이며, 인쇄부의 핀트가 성형품의 일치
X: 성형불량 3개 이상이며, 인쇄부의 핀트가 성형품과 불일치
5. 대전방지성
대전방지 측정기(미쯔비시㈜, 모델 MCP-T600)을 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH의 환경 하에서 시료를 설치한 후, JIS K7194DP 에 의거하여 표면저항을 측정하였다.
6. 내블로킹성 측정
스탬핑 호일의 COLORIT P타입(쿨츠社)를 사용하여 대전방지면과 인쇄면을 맞추고 60℃ 온도, 1kg/㎠ 압력의 환경에서 24시간 방치한 후, 대전방지층과 인몰드 필름의 인쇄면과의 내블로킹성을 측정하였으며, 이때 하기 B까지가 실용 성능을 만족한다.
A: 변화 없음
B: 약간의 표면 변화 있음
C: 20% 이하 일부분 박리
D: 20% 초과 박리
7. 이접착층의 접착성 측정
이접착 코팅 위에 핑크락카를 메이어바를 이용하여 도포한 후, 오븐에서 90℃, 1분간 건조한 후, 이접착 측정 시 통상 사용되는 크로스 커터로 가로/세로로 그어 100개의 조각을 낸 후에 상용되는 테이프로 떼어난 후에 남아있는 조각수를 측정한다.
O : 100개 모두 잔류
△: 50개 이상, 99개 이하 잔류
X : 50개 미만 잔류
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
결정화도(%) 46 42 49 35 58
강도편차
(Kgf/㎟)		 4 3.5 5 5.5 8
신도편차(%) 50 45 60 70 100
성형성
(불량발생수/
edge 4곳)		 0 0 0 X X
열수축율(%)
TD방향		 0.8 1.0 0.6 4.0 0.5
표면저항
(Ω/sq)		 3 X 109 2 X 109 4 X 109 4 X 109 2 X 109
내블로킹성 A A A A A
이접착성 O O O O O
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우에는 적절한 결정화도와 양호한 강신도 발란스로 인하여 성형성이 매우 양호하고, 낮은 열수축율로 인쇄 핀트의 정확도가 높으며, 표면저항이 1 X 1011미만이고, 내블로킹성 및 이접착성 또한 우수하므로, 우수한 성형성을 가지는 인몰드 전사용 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다.
그러나, TD부 열고정 온도를 180℃로 실시한 비교예 1에서는 낮은 결정화도 인해 인쇄핀트가 불량하여, 성형성이 좋지 않음을 확인할 수 있고, 반대로 TD부 열고정 온도를 260℃로 실시한 비교예 2에서는 높은 결정화도 인해 성형품 모서리부의 성형성이 불량하여 성형성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 성형성이 개선된 인몰드 전사용 폴리에스테르 필름을 제공하였다. 즉, 본 발명은 결정화도 제어와 필름 랜덤방향의 강신도 발란스화를 통하여 인몰드 성형시 엣지부의 성형성을 확보하여 인몰드 성형시의 불량율을 최소화 할 수 있는 인몰드 전사용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.
또한 폴리에스테르 필름의 일면에 대전방지층을 적용하고, 다른 일면에 이접착층을 적용함으로써, 우수한 대전방지성과 내블로킹성 및 후가공성을 확보한 인몰드 전사용 폴리에스테르 필름을 제공할 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.
본 발명에 따른 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 결정화도가 제어되고 필름 랜덤방향의 강신도 발란스화가 확보되어, 인몰드 성형시 성형품 엣지부의 성형불량을 방지하므로, 노트PC 케이스, 휴대폰 케이스, 자동차 내장재 및 가전제품 케이스 등의 플라스틱 장식을 요하는 제품 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름에 있어서,
    베이스 필름인 폴리에스테르 필름과, 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 도포된 대전방지 코팅층과 상기 폴리에스테르 필름의 타면에 도포된 이접착층을 포함하는 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 결정화도는 40% 초과 50% 미만이고, 상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 랜덤방향으로 강도편차(강도 최대값 - 강도 최소값)는 6kgf/㎟이하이고, 신도편차(신도 최대값 - 신도 최소값)는 80% 이하인 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅층을 이루는 대전방지 코팅 조성물은 전도성 고분자 수지 100중량부와, 이소시아네이트계, 카보닐이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 이루어진 군으로 선택되는 어느 하나의 가교제 수지 100~1000중량부와 불소 수지 10~1000중량부를 포함하는 조성물 100 중량에 대하여 실란계 계면활성제 0.001~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체로서, 상기 폴리음이온이 1 내지 5 중량% 포함된 수분산체인 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅 조성물은 고형분 함량이 0.5~10 중량%인 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이접착층을 이루는 이접착 코팅 조성물은, 고형분을 기준으로, 관능기인 카르복실기(-COOH)를 함유하는 COPET계 바인더 수지 10중량부와 멜리민계 바인더 수지 0.5중량부와 불소계 계면활성제 0.1중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름의 주행방향(MD)과 직각방향(TD)의 강도는 23±5 Kgf/㎟이내이고, 신도는 150±50% 이내인 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지층의 표면저항은 1X1011Ω/sq 미만인 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 상기 베이스 필름인 폴리에스테르 필름을 1축 연신한 후 상기 대전방치층을 상기 폴리에스테르 필름의 일면에 코팅하고, 다른 일면에 이접착층을 형성한 다음, 상기 대전방지층과 이접착층이 형성된 필름을 재연신하여 2축 연신한 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름은 2축 연신시 횡방향(TD) 공정에서 열고정 온도를 200℃ 이상 240℃미만으로 처리한 것을 특징으로 하는, 성형성이 개선된 인몰드 장식용 폴리에스테르 필름.
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