KR20230161747A - 대전방지 폴리에스테르 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재 및 폴리에스테르 기재의 적어도 일면에 위치하며, 전도성 고분자 수지 및 바인더 수지를 포함하는 도포액이 경화되어 형성된 대전방지층을 포함하고, 25℃에서 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것으로, 내후성 및 내용제성이 우수하여 제품의 외관 품질이 우수하고 또한 먼지 흡착에 의한 이물 발생 및 정전기로 인한 전기 쇼트를 억제함으로써 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 특징을 가진다.
Description
본 발명은 대전방지 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대전방지 기능을 갖고 내후성 및 내용제성이 우수한 대전방지 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리에스테르 필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 전자전기 산업분야, 디스플레이 산업분야 및 자동차 산업분야와 같이 다양한 산업 분야에서 각종 산업용 자재로서 사용되며, 광범위하게 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로서 그 이용 범위가 매우 넓다.
그러나 폴리에스테르 필름의 우수한 물성에도 불구하고, 필름 표면의 고유저항이 매우 커서 마찰이 가해지면 필름 표면이 쉽게 대전되는 문제점을 갖고 있는데, 이 경우 정전기에 의해 필름 표면에 전기 쇼트가 가해져 불량이 발생되거나 먼지 등의 이물질이 부착되어 제품 불량이 발생된다. 또한, 폴리에스테르 필름을 이용한 제품 제조 과정에서, 유기 용제 등의 화학물질이 사용되는 경우 제조 공정이나 가공 공정에서 전기쇼트에 의한 화제가 발생되는 경우가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 폴리에스테르 필름에 대전방지 기능을 향상시킨 대전방지 필름에 대한 연구가 활발한 실정이다. 통상적으로 대전방지 필름은 대전 방지 기능을 부여함으로써 대전방지층이 필름상에 전하가 대전되는 현상을 방지하는 특징을 가진다.
최근, 디스플레이 산업의 성장과 함께 대전방지 필름의 수요가 급증하는 추세에 따라, 대전방지 타입을 이용한 다양한 제품이 등장하고 있다. 그 중에서 가장 많이 사용되는 대전방지 타입은 저가인 양이온 대전방지 타입이며, 또한 고품위 필름 시장이 확대됨에 따라 전도성 고분자를 이용한 대전방지 폴리에스테르 필름의 수요가 늘고 있는 실정이다.
이러한 전도성 고분자는 투명성과 대전방지 성능이 우수하여 대전방지 폴리에스테르 필름에 많이 사용되고 있지만, 최근 급속도로 전개되고 있는 플렉시블 또는 폴더블 디스플레이에 사용되는 광학용 이축연신 폴리에스테르 필름의 경우 접힘이나 휘어짐에 의해 동일 부위에 선형의 결함이 발생할 수 있고 이에 따라 도막이 손상되어 대전방지 특성이 저하되거나 상실되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명자들은 종래 굴곡에 의한 인라인 대전방지 도포층의 대전방지 기능 저하로 인한 품질문제 및 수율 저하의 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 바인더 수지와 가교제의 비율을 조절한 도포액으로 형성된 도포층을 적용하여 인라인 도포방식에 의해 내후성 및 내용제성이 우수한 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대전방지 성능을 가지면서 경시적으로 열화되기 어려운 도포층을 제공함으로써 내후성 및 내용제성이 우수하여 정전기에 의한 쇼트발생 및 먼지 흡착을 효과적으로 제거할 수 있는 대전방지 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르 기재 및 폴리에스테르 기재의 적어도 일면에 위치하며, 전도성 고분자 수지, 바인더 수지 및 가교제를 포함하는 도포액이 경화되어 형성된 대전방지층을 포함하고, 바인더 수지 및 가교제의 고형분 중량비는 1:1 초과 1:5 미만인 대전방지 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다.
바람직하게는, 바인더 수지 및 가교제의 고형분 중량비는 1:2 내지 1:4 인 것일 수 있다.
바람직하게는, 바인더 수지 및 가교제의 총 함량은 도포액 전체 중량 중 50 내지 90 중량%인 것일 수 있다.
바람직하게는, 바인더 수지는 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 바인더 수지는 수분산 타입이며, 하이드록실기, 아민기, 알킬기 및 카르복실기 중에서 선택된 관능기가 적어도 1종 이상 포함된 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체로 이루어진 수지인 것일 수 있다.
바람직하게는, 가교제는 카보디이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계 가교제 중에서 선택된 적어도 하나인 것일 수 있다.
바람직하게는, 폴리에스테르 기재의 두께는 25 내지 250㎛인 것일 수 있다.
바람직하게는, 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 25℃에서 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840시간 방치한 후 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 -10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840시간 방치하기 전후 표면저항의 변화량은 10 Ω/sq 미만인 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 -10℃에서 840시간 방치하기 전후 표면저항의 변화량은 10 Ω/sq 미만인 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지층 표면을 1kg 하중 하에서 용매가 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문지른 후 표면저항은 106 Ω/sq 초과 109 Ω/sq 미만이고, 대전방지층 표면을 1kg 하중 하에서 용매가 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문지르기 전 후 표면저항 변화량은 102 Ω/sq 이하이며, 용매는 에탄올, 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 아세트산에틸 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 대전방지 폴리에스테르 필름은 인라인 방식으로 제조되는 것일 수 있다.
바람직하게는, 전도성 고분자 수지의 평균입경은 10 내지 60nm인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 주변의 먼지 흡착 방지 및 정전기 발생을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 내후성 및 내용제성이 우수하여 접힘이나 휘어짐과 같은 물리적 영향이나 용제에 의한 표면저항 변화가 적은 특징을 가진다.
이와 같은 성능에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 플렉시블 또는 폴더블 디스플레이에 사용하여도 우수한 대전방지 성능을 유지할 수 있다.
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 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름의 구성도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르 기재(110) 및 대전방지층(120)을 포함한다. 도 1의 일례에서는 폴리에스테르 기재(110)의 일면에만 대전방지층(120)이 형성되어 있으나, 타면에도 대전방지층(120)이 위치하여 폴리에스테르 기재(110)의 양면 모두에 대전방지층(120)이 형성된 형태로도 구현이 가능하다.
폴리에스테르 기재(110)
폴리에스테르 기재(110)를 구성하는 폴리에스테르 필름은 종류의 제한이 없으나, 종래에 대전방지코팅의 기재필름으로서 알려져 있는 공지의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지를 중심으로 설명하나 본 발명의 폴리에스테르 필름은 이에 한정되지 않는다.
일례로서, 폴리에스테르 기재(110)는 방향족 디카르복실산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르를 가리키며, 방향족 디카르복실산은 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등을 사용하고, 이외, 공중합 폴리에스테르의 디카르복실산 성분으로서 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복시산(예컨대, P-옥시벤조산 등)을 사용할 수 있고, 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, 폴리에스테르에 제3성분을 함유한 공중합체도 가능하다.
또한, 폴리에스테르 기재(110)의 두께는 25 내지 250㎛인 것이 바람직하다.
대전방지층(120)
대전방지층(120)은 폴리에스테르 기재(110)의 적어도 일면에 형성된다. 도 1의 일례에서는 폴리에스테르 기재(110)의 일면에만 대전방지층(120)이 형성되어 있으나, 타면에도 대전방지층(120)이 위치하여 폴리에스테르 기재(110)의 양면 모두에 대전방지층(120)이 형성된 형태로도 구현이 가능하다.
이러한 대전방지층(120)은 전도성 고분자 수지 및 바인더 수지를 포함하고, 또한 가교제를 포함하는 도포액이 경화되어 형성된 것이다. 여기서, 전도성 고분자 수지는 대전방지 특성을 구현하기 위한 것이다. 이들 구성에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
전도성 고분자 수지
대전방지층(120)을 형성하는 도포액(대전방지 도포액)에 함유되는 전도성 고분자 수지는 우수한 대전방지 성능을 부여하기 위하여 바람직하게는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체를 사용한다. 여기서 폴리음이온은 산성 폴리머이며, 고분자 카르복실산 또는 고분자 술폰산, 폴리비닐술폰산 등이다. 고분자 카르복실산의 일례로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레인산 등이 있으며, 고분자 술폰산으로는 폴리스티렌술폰산 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 전도성 고분자 수지 중 폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체에 대하여, 폴리음이온의 고형분 중량비가 과잉으로 존재하게 하는 편이 도전성을 부여하는 측면에서 바람직하다. 일례로 폴리티오펜 또는 폴리티오펜 유도체 1중량% 사용 시, 폴리음이온은 1중량% 초과 5중량% 이하가 바람직하고, 1 내지 3중량%인 것이 더욱 바람직하다. 일례로서, 후술하는 본 발명의 실시예에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.5 중량%와 폴리스티렌설폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8 중량%를 함유하는 수분산체를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 전도성 고분자 수지는 평균입경이 10 내지 60nm인 것이 바람직하고, 20 내지 50nm인 것이 더욱 바람직하다. 전도성 고분자 수지가 상기 입자 크기로 분포되도록 하여 안정적인 대전방지성능을 발현할 수 있도록 한다. 이때, 전도성 고분자 수지의 평균입경이 60nm를 초과하면 횡연신 후에 표면저항의 위치 별 편차가 매우 커져 대전방지 기능에 대한 내구성이 현저히 저하된다. 본 발명에서 사용되는 전도성 고분자 수지의 입자크기는 통상의 전도성 고분자 수지 대비 20% 이하의 작은 입경크기로서, 물리적으로 입자를 미세화 시킬 수 있는 통상의 수단에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 위 입자크기 조건을 충족하는 상용제품을 사용할 수도 있다.
바인더 수지
대전방지층(120)을 형성하는 도포액(대전방지 도포액)에 함유되는 바인더 수지는 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리우레탄 수지를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 도포액(대전방지 도포액)에 함유되는 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르 필름에 도포되어 필름 표면과 테이프와의 박리력을 높이기 위해 첨가된다. 이에, 본 발명에 사용되는 바람직한 폴리우레탄 수지는 수분산 타입이며, 하이드록실기, 아민기, 알킬기 및 카르복실기 등의 관능기가 적어도 1종 이상 포함된 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체로 이루어진 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
더욱 구체적으로, 수분산성 폴리우레탄 수지는 하이드록실기를 포함하는 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체, 알릴아민, 비닐아민, 에틸렌아민, 비닐 피리딘, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 술페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 반복 단위의 관능기를 포함하는 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체; 또는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 반복단위의 관능기를 포함하는 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체를 포함한다.
가교제
대전방지층(120)을 형성하는 도포액(대전방지 도포액)에 함유되는 가교제는 가교밀도를 조절하여 대전방지층(120)과 폴리에스테르 기재(110)와의 내구성 및 도막 성능을 향상시키기 위하여 사용된다. 이때, 바람직한 가교제 성분으로는 카보디이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 가교제를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바인더 수지 및 가교제에 있어서, 대전방지층(120)을 형성하는 도포액(대전방지 도포액) 전체 중량 중 바인더 수지와 가교제의 총함량은 50 내지 90 중량%인 것이 바람직하다. 이때, 이들의 총함량이 50 중량% 미만인 경우 대전방지층(120) 위에 수지와의 부착력이 저하되어 기능을 발현할 수 없게 되고, 90 중량%를 초과하면 테이프 박리력은 충분히 확보되나 대전방지 성능이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 대전방지층(120)을 형성하는 도포액에서 바인더 수지 및 가교제의 고형분 중량비는 1:1 초과 1:5 미만인 것이 바람직하고, 1:2 내지 1:4인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 바인더 수지: 가교제의 중량비가 1:1 이하인 경우 바인더의 가교가 부족하여 부착력 부족 및 블로킹을 유발할 수 있고, 1:5 이상인 경우 코팅 외관 불량을 야기시킨다.
용매
대전방지층(120)을 형성하는 도포액의 성분인 상술한 전도성 고분자 수지, 바인더 수지 및 가교제는 용매로서 실질적으로 물을 주 매체로 하는 수성 도포액이다. 나아가, 본 발명에 사용되는 도포액에 대한 도포성의 향상 및 투명성의 향상 등의 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도의 적당한 유기용매를 함유할 수 있으며, 바람직한 유기용매로는 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있다. 그러나 도포액 중에 다량의 유기용매를 함유시키면, 인라인 도포법에 적용할 경우에 건조, 연신 및 열처리 공정에서 폭발의 위험성이 있으므로, 유기 용매의 함유량은 도포액 조성물 중에 10중량% 이하인 것이 바람직하며, 5중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
첨가제
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 효과를 해하지 않는 범위, 구체적으로 광학 특성, 대전방지 특성 등을 해하지 않는 범위에서 전도성 고분자 수지, 바인더 수지 및 가교제 이외에도 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면 계면활성제, 용제, 산화방지제, 내열안정제, 내후안정제, 자외선흡수제, 유기의역윤활제, 안료, 염료, 유기 또는 무기의 미립자, 충전제, 핵제 등을 배합하여도 좋다. 특히, 대전방지층(120)에 무기입자를 첨가하는 것은 주행성이나 내 블로킹 성이 향상되므로 더욱 바람직하다. 이 경우, 첨가하는 무기입자로서는 실리카, 콜로이달 실리카, 알루미나, 알루미나 졸, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산칼슘 등을 이용할 수 있다.
본 발명에서 대전방지 폴리에스테르 필름은 인라인 방식으로 제조되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, MD 방향(필름의 진행 방향)으로 3~5배 연신한 1축 연신된 기재(110)에 상술한 도포액을 도포하여 대전방지층(120)을 형성한 후, TD방향(필름의 진행 방향과 수직 방향)으로 3~5배 연신하여 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 25℃에서 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840 시간 방치한 후와 -10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840시간 방치하기 전후 및 -10℃에서 840시간 방치하기 전후 표면저항의 변화량이 10 Ω/sq 미만인 것이 바람직하다.
이때, 각각의 조건에서 방치하기 전후 표면저항의 변화량은 하기 수학식 1에 의해 산출된다.
(수학식 1)
방치 전후 표면저항의 변화량 = 방치 후 표면저항/방치 전 표면저항
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 대전방지층(120) 표면을 1kg 하중 하에서 용매가 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문지른 후 표면저항이 106 Ω/sq 초과 109 Ω/sq 미만인 것이 바람직하다. 그리고 용매는 에탄올, 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 아세트산에틸 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이다.
또한, 상술한 용매 처리 전후 표면저항의 변화량이 102 Ω/sq 이하인 것이 바람직하다. 이때, 용매 처리 전후 표면저항의 변화량은 하기 수학식 2에 의해 산출된다.
(수학식 2)
용매 처리 전후 표면저항의 변화량 = 용매 처리 후 표면저항/용매 처리 전 표면저항
상술한 표면저항, 시간 경과에 따른 표면저항 변화량 및 용매 처리에 따른 표면저항 변화량은 대전방지 필름이 내후성 및 내용제성을 갖기 위한 것으로, 대전방지 필름이 사용되는 OLED 등의 전자소재에서 정전기는 전자소재에 치명적인 결함을 생기게 하므로 이러한 결함을 방지하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 필름이 상술한 물성을 확보하지 못하는 경우 내후성 및 내용제성이 떨어져 정전기 발생에 따른 신뢰성에 문제가 발생하고, 이는 결국 제품의 불량을 야기하기 때문에 이를 해결하기 위한 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 설명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1 내지 3]
1) 도포액 제조
도포액은 70중량% 물과 30중량% 폴리우레탄 수지(AP-50RI, DIC社)의 바인더 수지 수분산액 및 20중량% 물과 80 중량% 멜라민계 가교제(PM80, DIC社)의 가교제 수분산액을 하기의 표 1과 같은 비율을 갖도록 혼합(도포액 총 중량 중 50중량%)하였다. 이렇게 구성한 혼합액에 90중량% 물과 10중량% 전도성 고분자(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 0.5 중량%와 폴리스티렌설폰산(분자량 Mn=150,000) 0.8 중량%를 함유하는 수분산체)의 전도성 고분자 수분산액 및 90중량% 물과 10중량% 음이온계 계면활성제(2,5,8,11-테트라메틸-6-도데신-5,8-디올에 톡실레이트)의 계면활성제 수분산액 및 잔량의 물을 사용하여 하기 표 1과 같은 비율 및 함량을 갖도록 각각 혼합하여 도포액을 제조하였다. 이때, 최종 도포액의 고형분 농도는 2%가 되도록 하였다.
2) 대전방지 폴리에스테르 필름
폴리에틸렌테레프탈레이트 원료 칩을 용융 압출한 뒤, 캐스팅 롤에서 미연신 형태로 시트를 제조한 후, MD 방향으로 3.5배 연신하여 1축 연신된 시트를 제조한 다음, 1축 연신된 시트에 상기 도포액을 metal bar #4를 이용하여 각각 도포한 후 150℃에서 건조하여 대전방지층을 형성한 후, 도포액이 건조된 시트를 TD 방향으로 3.8배 연신하여 2축 연신된 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
[비교예]
[비교예 1 내지 4]
도포액의 비율 및 함량을 하기 표 1과 같이 각각 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
| 구분 | 바인더: 가교제 의 고형분 비율 |
전도성 고분자 수지 투입량 (중량%) |
계면활성제 투입량 (중량%) |
| 실시예1 | 1:2 | 2 | 0.1 |
| 실시예2 | 1:3 | 2 | 0.1 |
| 실시예3 | 1:4 | 2 | 0.1 |
| 비교예1 | 1:1 | 2 | 0.1 |
| 비교예2 | 1:5 | 2 | 0.1 |
| 비교예3 | 1:6 | 2 | 0.1 |
| 비교예4 | 1:3 | 4 | 0.1 |
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 대전방지 폴리에스테르 필름에 대하여, 하기 실험예를 통해 물성을 평가하여, 그 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
[실험예]
(1) 표면 저항 측정
표면 저항 측정은 실시예 및 비교예에 따른 필름을 A4 사이즈의 필름으로 샘플링 한 후, 코팅면에 표면 저항 측정기(ACL사 Model 800, 단자법)를 이용하여 측정하였다. 그리고 이를 초기 표면저항으로 하였다.
(2) 가혹 조건 처리
A4 사이즈의 필름으로 샘플링된 실시예 및 비교예에 따른 필름을 열풍 오븐을 이용하여 60℃에서 840시간 방치한 후 실험예 1과 동일하게 표면저항을 측정하였다.
또한 A4 사이즈의 필름으로 샘플링된 실시예 및 비교예에 따른 필름을 열충격시험기를 이용하여 -10℃에서 840시간 방치한 후 실험예 1과 동일하게 표면저항을 측정하였다.
(3) 내용제성 처리
실시예 및 비교예에 따른 필름의 대전방지층 표면을 1kg 하중 하에서 메틸에틸케톤(MEK)이 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문질러 필름 표면을 처리한 후 실험예 1과 동일하게 표면저항을 측정하였다.
상기와 같이, 실시예 및 비교예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름의 초기 표면 저항, 가혹 조건 처리 후 표면 저항, 용매 처리 후 표면 저항 측정 결과를 각각 표 2에 정리하였다. 또한, 가혹 조건 및 내용제성 처리에 따른 표면 저항 변화량을 표 3에 각각 정리하였다.
| 구분 | 초기 표면 저항(A) |
60℃ 처리 후 표면 저항(B) |
-10℃ 처리 후 표면 저항(C) |
용매 처리 후 표면 저항(D) |
| 실시예 1 | 4.60E+06 | 5.20E+06 | 6.40E+06 | 3.80E+07 |
| 실시예 2 | 2.10E+06 | 3.40E+06 | 3.20E+06 | 1.80E+08 |
| 실시예 3 | 1.20E+05 | 3.50E+05 | 3.70E+05 | 1.10E+07 |
| 비교예1 | 1.40E+07 | 2.80E+08 | 2.40E+08 | 5.70E+10 |
| 비교예2 | 6.20E+06 | 8.90E+08 | 7.40E+07 | 1.30E+11 |
| 비교예3 | 1.20E+09 | 2.60E+10 | 3.90E+10 | 측정불가 (E+14이상) |
| 비교예4 | 6.80E+03 | 7.40E+03 | 6.90E+03 | 1.20E+05 |
| 구분 | (B)/(A) | (C)/(A) | (D)/(A) |
| 실시예 1 | 1.13E+00 | 1.39E+00 | 8.26E+00 |
| 실시예 2 | 1.62E+00 | 1.52E+00 | 8.57E+01 |
| 실시예 3 | 2.92E+00 | 3.08E+00 | 9.17E+01 |
| 비교예1 | 2.00E+01 | 1.71E+01 | 4.07E+03 |
| 비교예2 | 1.44E+02 | 1.19E+01 | 2.10E+04 |
| 비교예3 | 2.17E+01 | 3.25E+01 | 계산불가(E+05 이상 추정) |
| 비교예4 | 1.09E+00 | 1.01E+00 | 1.76E+01 |
표 3에 기재된 표면저항 변화량은 상술한 수학식 1 및 2에 의해 산출된 값을 나타낸다.
본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 모두 25℃에서 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만이고, 60℃에서 840시간 방치한 후 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만이며, 또한 -10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항이 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인 것을 만족하며, 내용제성 처리 후의 표면저항이 106 Ω/sq 초과 109 Ω/sq 미만인 것을 만족하는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 시간 경과 조건에서의 표면저항 변화량이 10 Ω/sq 미만이고 내용제성 처리 전후의 표면저항 변화량이 102 Ω/sq 이하인 것을 알 수 있다.
반면에, 비교예 1 및 3은 초기 표면 저항과 60℃/-10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항 그리고 용매 처리 후 표면 저항이 과도하게 높으며, 시간 경과에 따른 표면저항 변화량 및 내용제성 처리 전후의 표면저항 변화량이 큰 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2는 초기 표면 저항의 경우 본 발명의 표면저항 범위를 만족하지만, 60℃/-10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항과 용매 처리 후 표면 저항이 과도하게 높으며, 시간 경과에 따른 표면저항 변화량 및 내용제성 처리 전후의 표면저항 변화량이 큰 것을 알 수 있다.
또한 비교예 4는 초기 표면 저항과 60℃/-10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항 그리고 용매 처리 후 표면 저항이 과도하게 낮은 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 폴리에스테르 필름은 대전방지코팅 가공 후 정전기 발생율을 효과적으로 제거할 수 있으며, 특히 외관 품질이 우수하고 또한 정전기 제거로 먼지 흡착에 의한 이물 발생 및 정전기로 인한 전기 쇼트를 억제함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 폴리에스테르 기재
120: 대전방지층
120: 대전방지층
Claims (16)
- 폴리에스테르 기재; 및
상기 폴리에스테르 기재의 적어도 일면에 위치하며, 전도성 고분자 수지, 바인더 수지 및 가교제를 포함하는 도포액이 경화되어 형성된 대전방지층;
을 포함하고,
상기 바인더 수지 및 상기 가교제의 고형분 중량비는 1:1 초과 1:5 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 바인더 수지 및 상기 가교제의 고형분 중량비는 1:2 내지 1:4 인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 바인더 수지 및 상기 가교제의 총 함량은 상기 도포액 전체 중량 중 50 내지 90 중량%인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 바인더 수지는 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 바인더 수지는 수분산 타입이며, 하이드록실기, 아민기, 알킬기 및 카르복실기 중에서 선택된 관능기가 적어도 1종 이상 포함된 음이온의 폴리에테르 폴리우레탄 분산체로 이루어진 수지인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 가교제는 카보디이미드계, 옥사졸린계, 에폭시계 및 멜라민계 가교제 중에서 선택된 적어도 하나인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 기재의 두께는 25 내지 250㎛인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자 수지는 폴리음이온과 폴리티오펜이 함유된 수분산체 또는 폴리음이온과 폴리티오펜 유도체가 함유된 수분산체를 포함하는, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 25℃에서 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840시간 방치한 후 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 -10℃에서 840시간 방치한 후 표면저항은 104 Ω/sq 초과 107 Ω/sq 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 60℃에서 840시간 방치하기 전후 표면저항의 변화량은 10 Ω/sq 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 -10℃에서 840시간 방치하기 전후 표면저항의 변화량은 10 Ω/sq 미만인, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지층 표면을 1kg 하중 하에서 용매가 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문지른 후 표면저항은 106 Ω/sq 초과 109 Ω/sq 미만이고,
상기 대전방지층 표면을 1kg 하중 하에서 용매가 함침된 무진천(lint free wiper)으로 10회 왕복하여 문지르기 전 후 표면저항 변화량은 102 Ω/sq 이하이며,
상기 용매는 에탄올, 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 아세트산에틸 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 대전방지 폴리에스테르 필름은 인라인 방식으로 제조되는, 대전방지 폴리에스테르 필름. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자 수지의 평균입경은 10 내지 60nm인, 대전방지 폴리에스테르 필름.
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