WO2022097872A1 - 이형필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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WO2022097872A1
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organic
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우혜미
권진우
이지훈
김현철
최영경
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도레이첨단소재 주식회사
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    • C09J7/401—Adhesives in the form of films or foils characterised by release liners characterised by the release coating composition

Definitions

  • It relates to a release film and a method for manufacturing the same.
  • One aspect is to provide a release film excellent in light peelability, residual adhesion, and coating appearance.
  • the substrate and the release layer are sequentially positioned
  • the release layer includes organic and inorganic particles,
  • a moiety including a fluorine-containing silane compound is introduced on the surface,
  • M F may be the content of element F (atomic %)
  • M Si may be the content of element Si (atomic %).
  • the fluorinated silane compound moiety may include a fluorinated silane compound represented by the following Chemical Formula 1:
  • R a , R b may be a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group
  • * may be a binding site with the surface of the organic/inorganic particle.
  • R d may be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group
  • R e , R g may be a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group
  • R f may be a C4-C20 alkyl group substituted with fluorine
  • n 1 may be an integer from 1 to 10;
  • * may be a binding site with a Si atom.
  • the weight ratio of the organic-inorganic particles to the fluorinated silane compound may be 1:1 to 20:1.
  • a peak in a wavelength range of 1064 to 1066 cm -1 in the IR spectrum may be shifted to the right compared to organic/inorganic particles that do not include a fluorinated silane compound moiety on their surface.
  • the fluorinated polysiloxane may include an organo polysiloxane represented by the following Chemical Formula 3:
  • R 1 may be a substituted or unsubstituted C1-C10 monovalent hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C2-C10 alkenyl group;
  • R 2 may be a substituted or unsubstituted C1-C10 monovalent hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C2-C10 alkenyl group, or hydrogen;
  • R 3 may be a fluorinated alkyl group represented by Formula 4, a fluorine-containing ether group represented by Formula 5, or a combination thereof;
  • n may be an integer from 1 to 8
  • m may be an integer from 1 to 5;
  • A may be an oxygen atom or a single bond
  • x, y, z may each be an integer of 1 or more;
  • Preparing the above-mentioned release film by forming a release layer by coating and drying a composition for forming a release layer comprising a polymer or copolymer including a fluorinated polysiloxane, and organic/inorganic particles on at least one surface of the substrate; including; do,
  • the weight ratio of the inorganic particles to the fluorinated silane compound is 4:1 to 20:1, a method for producing a release film is provided.
  • the weight ratio of the inorganic particles to the fluorinated silane compound may be 1:1 to 20:1.
  • the surface energy of the release layer is 24 dyne/cm or less
  • the release layer includes organic-inorganic particles
  • the organic-inorganic particles include a moiety including a fluorinated silane compound. Introduced to the surface, the organic-inorganic particles may satisfy the content ratio (M F /M Si ) range of the F/Si element represented by Equation 1 above.
  • the release film may provide a release film excellent in light peelability, residual adhesion rate, and coating appearance.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a release film according to an embodiment.
  • Example 2 is an inorganic silica particle as a starting material of the release film prepared in Example 1, an inorganic silica particle having aminosilane introduced thereinto as an intermediate reactant, and an aminosilane and a fluorinated silane compound on the surface as a final product. This is the IR spectrum result of silica inorganic particles.
  • ⁇ -based resin means " ⁇ resin”, “ ⁇ polymer”, “ ⁇ copolymer”, or/and “ ⁇ resin, polymer, Or a derivative of a copolymer” is a broad concept including all.
  • polymer or copolymer crosslinked with these resins means “polymer or copolymer crosslinked with the above-mentioned resins”.
  • aminosilane-based co-reactant is a broad concept including both “aminosilane co-reactant” and “co-reactant including aminosilane”.
  • a substrate and a release layer are sequentially positioned, the surface energy of the release layer is 24 dyne/cm or less, the release layer includes organic/inorganic particles, and the organic/inorganic particles are fluorine-containing A moiety including a silane compound may be introduced to the surface thereof, and the organic/inorganic particles may satisfy the F/Si element content ratio (M F /M Si ) range represented by the following formula 1:
  • a known substrate film or sheet may be used as a substrate for a release film.
  • a polyester-based resin film may be used as the substrate.
  • a known base film commonly used in the field of release film may be used.
  • the polyester-based base film may be a polyester-based base film disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1268584, Korean Patent Application Laid-Open No. 2012-45213, and 2012-99546.
  • the polyester-based base film is described without limitation, but it should be understood as including the technical features of the known polyester-based base film. .
  • the polyester-based resin forming the base film may be polyester obtained by polycondensation of aromatic dicarboxylic acid and aliphatic glycol, and aromatic dicarboxylic acids include isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and 2,6-naphthalenedica.
  • aromatic dicarboxylic acids include isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and 2,6-naphthalenedica.
  • Leric acid, adipic acid, sebacic acid, oxycarboxylic acid (eg, ⁇ -oxybenzoic acid or 4-hydroxybenzoic acid) can be used, and the aliphatic glycol is ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol. , 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, etc.
  • These polyester-based resins may use two or more of a dicarboxylic acid component and a glycol component in combination, and a
  • polyester-based base film a uniaxial or biaxially oriented film having high transparency and excellent productivity and processability may be used.
  • polyester-based base film polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate (PEN) may be used.
  • the hardness, specific gravity and color of the particles are not limited, but two or more types may be used in parallel as needed, and the average particle diameter of the particles used may be 0.1 to 5 ⁇ m, for example, 0.1 to 2 ⁇ m that can be used At this time, if the average particle diameter of the particles is less than 0.1 ⁇ m, aggregation between particles may occur, resulting in poor dispersion. can occur.
  • the content of the particles may be 0.01 to 5 wt%, for example, 0.01 to 3 wt%, based on the total weight of the polyester-based base film. If the content of the particles is less than 0.01% by weight, the sliding properties of the polyester film may deteriorate and the running characteristics between the rolls may deteriorate, and if the content of the particles exceeds 5% by weight, the surface smoothness of the film may deteriorate.
  • the thickness of the polyester-based base film is not limited, but may be 30 to 125 ⁇ m.
  • the release layer includes organic-inorganic particles, and a moiety including a fluorinated silane compound is introduced into the organic-inorganic particles on the surface, and the organic-inorganic particles are F/Si elements represented by Formula 1 below.
  • the content ratio (M F /M Si ) may satisfy the range:
  • M F may be the content of element F (atomic %)
  • M Si may be the content of element Si (atomic %).
  • the fluorinated silane compound moiety may include a fluorinated silane compound represented by the following Chemical Formula 1:
  • R a , R b may be a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group
  • R c may be represented by the following formula (2),
  • * may be a binding site with the surface of the organic/inorganic particle.
  • R d may be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group
  • R e , R g may be a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group
  • * may be a binding site with a Si atom.
  • a peak in a wavelength range of 1064 to 1066 cm -1 in the IR spectrum may be shifted to the right compared to organic/inorganic particles that do not include a fluorinated silane compound moiety on their surface.
  • the fluorinated polysiloxane may include an organo polysiloxane represented by the following Chemical Formula 3:
  • * may be a binding site with a neighboring atom
  • R′ 1 may be a substituted or unsubstituted C1-C10 monovalent hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C2-C10 alkenyl group;
  • R′ 2 may be a fluorine-containing ether group represented by Formula 7;
  • n' may be an integer from 1 to 8
  • m' may be an integer from 3 to 17;
  • the release layer may further include at least one of hydrogen polysiloxane and an acid catalyst.
  • the acid catalyst may use one or more metals or amphoteric elements selected from Group 4 to Group 14 elements, for example, one or more selected from Rh, Pt, Sn, Ti, Pd, Ir, W, and Co.
  • the acid catalyst may include a platinum chelate catalyst.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a release film 100 according to an embodiment.
  • a release film 120 has a structure in which a substrate 100 and a release layer 110 are sequentially positioned.
  • a method of manufacturing a release film comprises the steps of preparing a substrate; preparing organic/inorganic particles by adding and stirring inorganic particles, a fluorinated silane compound, and an aminosilane-based co-reactant, followed by heating; And preparing the above-described release film by forming a release layer by coating and drying a composition for forming a release layer comprising a polymer or copolymer including a fluorinated polysiloxane, and organic/inorganic particles on at least one surface of the substrate; Including, the weight ratio of the inorganic particles to the fluorinated silane compound may be 4:1 to 20:1.
  • the release film prepared by the method for manufacturing a release film according to an embodiment can provide a release film excellent in light peelability, residual adhesion, and coating appearance.
  • the solvent used in the composition for forming the release layer may be used without limitation as long as it can be applied on the substrate by dispersing the solid content of the composition for forming the release layer. If the total solids content of the composition for forming the release layer is less than 0.5% by weight, a uniform release layer is not formed and problems such as not being properly peeled between the silicone-based adhesive layer and the release film may occur, and 10% by weight If it exceeds, the viscosity of the composition for forming the release layer may be high, and thus leveling unevenness may occur, and thus the thickness uniformity of the release layer may be deteriorated.
  • Examples of the solvent used in the composition for forming the release layer include aromatic hydrocarbon-based solvents such as toluene and xylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, isooctane, decane, cyclohexane, methyl cyclohexane and isoparaffin; Hydrocarbon solvents, such as industrial gasoline (rubber gasoline etc.), petroleum benzene, and solvent naphtha; Acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, acetonyl acetone, cyclohexanone, etc.
  • aromatic hydrocarbon-based solvents such as toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, h
  • ester solvents such as ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate
  • ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane, and 1,4-dioxane
  • solvents having ester and ether moieties such as 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2-butoxyethyl acetate
  • siloxane solvents such as hexamethyldisiloxane, octamethyltrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decanemethylcyclopentasiloxane, tris(trimethylsiloxy)methylsilane, and tetra
  • an offline coating method available in the art such as bar coating, gravure coating, and die coating, may be used.
  • the energy source for curing the composition for forming the release layer is not particularly limited, but heat treatment, ultraviolet irradiation, or electron beam irradiation may be used, and these may be used alone or in combination, but heat treatment alone or combination treatment of heat and ultraviolet light may be used.
  • the weight ratio of the inorganic particles to the fluorinated silane compound may be 1:1 to 20:1. If the weight ratio of the inorganic particles to the fluorine-containing silane compound is within the above range, the peeling force may be further lowered to implement better light peelability.
  • substitution is derived by exchanging one or more hydrogens with another atom or functional group in an unsubstituted mother group.
  • a functional group when a functional group is considered to be “substituted,” it means that the functional group is an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 40 carbon atoms, or a cyclo group having 3 to 40 carbon atoms. It means substituted with one or more substituents selected from an alkyl group, a cycloalkenyl group having 3 to 40 carbon atoms, and an aryl group having 7 to 40 carbon atoms.
  • a functional group is described as being “optionally substituted”, it is meant that the functional group may be substituted with the aforementioned substituents.
  • the C1-C10 monovalent hydrocarbon group includes, for example, a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a hexyl group, an octyl group, and a decyl group; branched alkyl groups such as isopropyl group, tert-butyl group, neopentyl group and hexyl group; Cyclic alkyl groups, such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, Aryl groups, such as a vinyl group, a henyl group, and a tolyl group, Aralkyl groups, such as a benzyl group and a phenethyl group; means etc. Among them, it may be an alkyl group in consideration of the ease of procurement of raw materials, and may be a methyl group or an ethyl group in consideration of the usefulness of the product.
  • the C2-C10 alkenyl group refers to a branched or unbranched hydrocarbon having at least one carbon-carbon double bond.
  • alkenyl groups include vinyl, allyl, butenyl, isopropenyl, or isobutenyl.
  • inorganic silica particles manufactured by ABC Nanotech, SILNOS 160
  • Triethoxy-1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-n-octylsilane manufactured by TCI
  • aminosilane (KBP-90, manufactured by ShinEtsu, KBP-90) as a co-reactant was slowly added in an amount of 1/4 based on the weight of inorganic silica particles, and then reacted for 24 hours to obtain a reactant. Then, organic-inorganic particles were prepared by removing the solvent from the reactant through a filter.
  • inorganic silica particles manufactured by ABC Nanotech, SILNOS 160
  • triethoxy-1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-n-octylsilane Triethoxy-1H, 1H, 2H
  • Organic-inorganic particles were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 2H-tridecafluoro-n-octylsilane (manufactured by TCI) was added in a weight ratio of 20:1.
  • Silica inorganic particles (manufactured by ABC Nanotech, E540+) were prepared.
  • a 38 ⁇ m thick polyester film (Toray Advanced Materials, XD500P) was prepared.

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Abstract

이형필름 및 이의 제조방법이 개시된다. 상기 이형필름은 기재 및 이형층이 순차로 위치하며, 상기 이형층의 표면에너지가 24 dyne/cm 이하이고, 상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고, 상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고, 상기 유무기 입자가 하기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족할 수 있다: [식 1] 0.1 ≤ MF/MSi ≤ 1.0 식 중, MF는 F 원소의 함량(원자%)이고, MSi는 Si 원소의 함량(원자%)이다.

Description

이형필름 및 이의 제조방법
이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 실리콘계 점착제는 내열성, 내후성, 유연성, 내화학성 등을 갖고 있어 최근 일반 산업용 점착 테이프뿐 아니라 모바일폰, 반도체, 디스플레이 등의 IT 분야 등의 광범위한 용도에 사용되고 있다.
그런데, 실리콘계 점착제를 사용하는 실리콘계 이형필름은 점착제에 완전히 합지되어 박리되지 않기 때문에 불소계 수지를 포함하는 이형제가 도포된 필름이 흔히 사용되고 있다. 불소계 수지를 포함하는 이형제는 경화 후 잔류 경화제에 의한 층간 경화될 가능성이 높고 박리력 및 잔류접착률이 저하되기 쉽다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 경박리성, 잔류접착률, 코팅 외관이 우수한 이형필름 및 이의 제조방법에 대한 요구가 여전히 있다.
일 측면은 경박리성, 잔류접착률, 및 코팅 외관이 우수한 이형필름을 제공하는 것이다.
다른 측면은 상기 이형필름의 제조방법이 제공된다.
일 측면에 따라,
기재 및 이형층이 순차로 위치하며,
상기 이형층의 표면에너지가 24 dyne/cm 이하이고,
상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고,
상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고,
상기 유무기 입자는 하기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족하는 이형필름이 제공된다:
[식 1]
0.1 ≤ MF/MSi ≤ 1.0
식 중,
MF는 F 원소의 함량(원자%)일 수 있고, MSi는 Si 원소의 함량(원자%)일 수있다.
상기 함불소 실란 화합물 모이어티는 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 실란 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
*-OSi(Ra)(Rb)(Rc)
식 중,
Ra, Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기일 수 있으며;
Rc는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며,
*는 유무기 입자 표면과의 결합 사이트일 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021008193-appb-I000001
식 중,
Rd는 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기일 수 있으며;
Re, Rg는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기일 수 있으며;
Rf는 불소로 치환된 C4-C20의 알킬기일 수 있으며;
n1은 1 내지 10의 정수일 수 있으며;
*는 Si 원자와의 결합 사이트일 수 있다.
상기 유무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비는 1:1 ~ 20:1일 수 있다.
상기 이형층은 IR 스펙트럼에서 1064 ~ 1066 cm-1 파장수 범위의 피크가 그표면에 함불소 실란 화합물 모이어티를 포함하지 않는 유무기 입자 대비 오른쪽으로 시프트될 수 있다.
상기 유무기 입자는 천연광물; 1족~4족, 11~12족, 14족, 16~18족 원소의 산화물, 수산화물, 황화물, 질소화물, 또는 할로겐화물; 탄산염, 황산염, 아세트산염, 인산염, 아인산염, 카르복시산염, 규산염, 티탄산염, 붕산염, 또는 이들 수화물; 및 이들 복합 화합물로부터 선택된 무기입자를 포함할 수 있다.
상기 이형층은 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체를 더 포함할 수 있다.
상기 함불소 폴리실록산은 하기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산을 포함할 수 있다:
<화학식 3>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000002
<화학식 4>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000003
<화학식 5>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000004
식 중,
R1은 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기일 수 있고;
R2는 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기, 또는 수소일 수 있고;
R3은 상기 화학식 4로 표시되는 함불소알킬기, 상기 화학식 5로 표시되는 함불소에테르기, 또는 이들 조합일 수 있고;
n은 1~8의 정수일 수 있고, m은 1~5의 정수일 수 있고;
p는 1~5의 정수일 수 있고, q는 0 또는 1일 수 있고, r은 0, 1 또는 2일 수 있고, v는 1~5의 정수일 수 있고;
A는 산소원자 또는 단결합일 수 있고;
x, y, z는 각각 1 이상의 정수일 수 있고;
*은 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있고;
단, R1, R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기일 수 있다.
상기 이형층은 하이드로겐 폴리실록산(hydrogen polysiloxane) 및 산 촉매 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 이형필름의 박리력은 23 gf/25 mm 이하일 수 있다.
상기 이형필름의 잔류접착률은 90% 이상일 수 있다.
다른 일 측면에 따라,
기재를 준비하는 단계;
무기입자, 함불소 실란 화합물, 및 아미노실란계 공반응제를 첨가 및 교반한 후 가열하여 유무기 입자를 준비하는 단계; 및
상기 기재의 적어도 일 면에 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체, 및 유무기 입자를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 건조하여 이형층을 형성함으로써 전술한 이형필름을 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 무기입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비는 4:1 내지 20:1인, 이형필름의 제조방법이 제공된다.
상기 가열은 공기 분위기 하에 60 ℃ 이상에서 수행될 수 있다.
상기 무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 1:1 ~ 20:1일 수 있다.
일 측면에 따른 이형필름은, 이형층의 표면에너지가 24 dyne/cm 이하이고, 상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고, 상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고, 상기 유무기 입자가 상기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족할 수 있다. 상기 이형필름은 경박리성, 잔류접착률, 및 코팅 외관이 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 이형필름의 단면 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 의해 제조된 이형필름의 출발물질인 실리카 무기입자, 중간반응물인 표면에 아미노실란이 도입된 실리카 무기입자, 및 최종결과물인 표면에 아미노실란 및 함불소 실란 화합물이 도입된 실리카 무기입자의 IR 스펙트럼 결과이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 이형필름 및 이의 제조방법에 관해 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 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "이들 조합"이라는 용어는 기재된 구성요소들 하나 이상과의 혼합 또는 조합을 의미한다.
본 명세서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련 기재된 하나 이상의 항목들의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서 "또는"이라는 용어는 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서에서 구성요소들의 앞에 "적어도 1종", 또는 "하나 이상"이라는 표현은 전체 구성요소들의 목록을 보완할 수 있고 상기 기재의 개별 구성요소들을 보완할 수 있는 것을 의미하지 않는다.
본 명세서에서 일 구성요소가 다른 구성요소의 "상에" 또는 "위에" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 일 구성요소는 다른 구성요소 위에 직접 배치될 수 있거나 상기 구성요소들 사이에 개재된 구성요소들이 존재할 수 있을 수 있다. 반면에, 일 구성요소가 다른 구성요소 "상에 직접" 또는 "위에 직접" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 개재된 구성요소들이 존재하지 않을 수 있다.
본 명세서에서 "~계 수지", "~ 계 중합체", 또는/및 "~ 계 공중합체"는 "~ 수지", "~ 중합체", "~ 공중합체", 또는/및 "~ 수지, 중합체, 또는 공중합체의 유도체"를 모두 포함하는 광의의 개념이다.
본 명세서에서 "이들 수지로 가교된 중합체 또는 공중합체"라는 용어는 "전술한 수지로 가교된 중합체 또는 공중합체"를 의미한다.
본 명세서에서 "아미노실란계 공반응제"는 "아미노실란 공반응제" 또는 "아미노실란을 포함하는 공반응제"를 모두 포함하는 광의의 개념이다.
일 구현예에 따른 이형필름은 기재 및 이형층이 순차로 위치하며, 상기 이형층의 표면에너지가 24 dyne/cm 이하이고, 상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고, 상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고, 상기 유무기 입자가 하기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족할 수 있다:
[식 1]
0.1 ≤ MF/MSi ≤ 1.0
식 중,
MF는 F 원소의 함량(원자%)이고, MSi는 Si 원소의 함량(원자%)이다.
일 구현예에 따른 이형필름은 내블록킹성을 가지면서 경박리성, 잔류접착률, 및 코팅 외관이 모두 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.
이형필름을 구성하는 기재, 이형층, 상기 이형필름, 및 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
<기재>
본 발명에 사용되는 기재는 이형필름의 기재로서 알려진 공지의 기재필름 또는 시트를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기재로는 폴리에스테르계 수지 필름을 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 수지로는 이형필름 분야에서 통용되는 공지의 기재필름을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 기재필름은 대한민국 등록특허 제10-1268584호, 대한민국 공개특허 제2012-45213호, 및 제2012-99546호 등에 개시된 폴리에스테르계 기재필름을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 구현예에서는 본 발명의 특징만으로 설명하기 위하여, 폴리에스테르계 기재필름에 대해 한정없이 기술하고 있으나, 공지의 폴리에스테르계 기재필름에 관한 기술적 특징을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
상기 폴리에스테르계 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함할 수 있다.
상기 기재필름을 형성하는 폴리에스테르계 수지로는 방향족 디카르복실산과 지방족 글리콜을 중축합시켜 얻은 폴리에스테르일 수 있으며, 방향족 디카르복실산으로는 이소프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 옥시카르복실산 (예컨대, ρ-옥시벤조산 또는 4-히드록시벤조산)등을 사용할 수 있고, 지방족 글리콜로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등을 사용할 수 있다. 이러한 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분 중 2종 이상을 병용할 수도 있으며, 제 3 성분을 함유한 공중합체도 가능하다.
또한 폴리에스테르계 기재필름은 높은 투명성을 갖는 동시에 생산성 및 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향필름을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌-2,6-나트탈렌디카르복실레이트(PEN) 등을 사용할 수 있다.
또한 폴리에스테르계 기재필름은 우수한 롤(Roll)간 주행 특성을 부여하기 위해 입자들을 함유할 수 있는데, 첨가되는 입자로 우수한 미끄러짐 특성을 나타낼 수 있다면 제한없이 사용할 수 있다.
이러한 입자의 예로는, 실리카, 산화 실리콘, 탄산칼슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산마그네슘, 인산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 산화알류미늄, 산화티탄 등의 입자를 포함할 수 있으며, 사용되는 입자의 형상에 한정이 있는 것은 아니나, 예를 들어, 구상, 괴상, 봉상, 판상 입자 중 어떤 것이라도 사용될 수 있다.
또한 입자의 경도, 비중 및 색상에 대해 제한하지 않으나, 필요에 따라 2 종류 이상을 병행 사용할 수 있으며, 사용하는 입자의 평균입경은 0.1 내지 5 ㎛일 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 2 ㎛ 범위의 것을 사용할 수 있다. 이때, 입자의 평균입경이 0.1 ㎛ 미만이면, 입자 간의 응집현상이 발생하여 분산불량이 발생될 수 있고, 입자의 평균입경이 5 ㎛를 초과하면, 필름의 표면 거칠기 특성이 나빠져 후가공시 코팅 불량이 발생될 수 있다.
또한 폴리에스테르계 기재필름에 입자가 포함될 경우, 입자의 함량은 폴리에스테르계 기재필름 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%일 수 있고, 예를 들어 0.01 내지 3 중량%일 수 있다. 입자의 함량이 0.01 중량% 미만이면, 폴리에스테르 필름의 미끄러짐 특성이 나빠져 롤 간의 주행 특성이 나빠질 수 있으며, 입자의 함량이 5 중량%를 초과하면, 필름의 표면 평활성이 나빠질 수 있다.
폴리에스테르계 기재필름은 두께가 제한되지 않으나, 30 ~ 125㎛일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 기재필름이 30um 이하로 너무 얇은 경우 가공 시 열처리에 의해 변형될 우려가 있으며, 125um 이상 너무 두꺼운 경우에는 열이 충분히 전달되지 않아 경화에 문제가 있을 수 있다.
<이형층>
일 구현예에 따른 이형필름의 이형층은 표면에너지가 24 dyne/cm 이하일 수 있다. 이러한 낮은 표면에너지로 인해 상기 이형층을 포함하는 이형필름은 박리력이 낮은 경박리성을 구현할 수 있다.
상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고, 상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고, 상기 유무기 입자가 하기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족할 수 있다:
[식 1]
0.1 ≤ MF/MSi ≤ 1.0
식 중,
MF는 F 원소의 함량(원자%)일 수 있고, MSi는 Si 원소의 함량(원자%)일 수 있다.
상기 유무기 입자는 블로킹을 방지할 수 있다. 상기 유무기 입자는 그 표면에 함불소 실란 화합물을 포함하고 상기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족함으로써, 경박리성이 개선될 수 있으며 잔류접착률 및 코팅 외관이 모두 향상될 수 있다.
상기 함불소 실란 화합물 모이어티는 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 실란 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
*-OSi(Ra)(Rb)(Rc)
식 중,
Ra, Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기일 수 있으며;
Rc는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며,
*는 유무기 입자 표면과의 결합 사이트일 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021008193-appb-I000005
식 중,
Rd는 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기일 수 있으며;
Re, Rg는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기일 수 있으며;
Rf는 불소로 치환된 C4-C20의 알킬기일 수 있으며;
n1은 1 내지 10의 정수일 수 있으며;
*는 Si 원자와의 결합 사이트일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 Ra, Rb, Re, Rg는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기일 수 있거나, 치환 또는 비치환된 C1-C5 알콕시기일 수 있거나, 또는 비치환된 C1-C5 알콕시기일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2에서 n1은 1 내지 10의 정수일 수 있거나, 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2에서 Rf는 불소로 치환된 C4-C20의 알킬기일 수 있거나, 불소로 치환된 C4-C15의 알킬기일 수 있거나, 또는 불소로 치환된 C4-C10의 알킬기일 수 있다. 상기 화학식 2에서 Rf가 불소로 치환된 상기 탄소의 개수를 갖는 알킬기라면, 박리력을 낮춰 우수한 경박리성을 구현할 수 있다.
상기 유무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비는 1:1 ~ 20:1일 수 있다. 상기 유무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 상기 범위 내라면, 박리력을 더욱 낮춰 보다 우수한 경박리성을 구현할 수 있다.
상기 이형층은 IR 스펙트럼에서 1064 ~ 1066 cm-1 파장수 범위의 피크가 그표면에 함불소 실란 화합물 모이어티를 포함하지 않는 유무기 입자 대비 오른쪽으로 시프트될 수 있다.
상기 유무기 입자는 천연광물; 1족~4족, 11~12족, 14족, 16~18족 원소의 산화물, 수산화물, 황화물, 질소화물, 또는 할로겐화물; 탄산염, 황산염, 아세트산염, 인산염, 아인산염, 카르복시산염, 규산염, 티탄산염, 붕산염, 또는 이들 수화물; 및 이들 복합 화합물로부터 선택된 무기입자를 포함할 수 있다.
필요에 따라, 상기 유무기 입자는 불소계 수지, 멜라민계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 스티렌-디비닐벤젠계 공중합체 수지, 이들 수지로 가교된 중합체 또는 공중합체로부터 선택된 유기입자를 포함할 수 있다.
사용하는 유무기 입자의 형상은 특별히 제한되지 아니하며, 구상, 괴상, 봉형, 또는 편평형 등일 수 있다. 또한 상기 유무기 입자의 경도, 비중, 색 등에 대해서도 제한되지 아니하며, 필요에 따라, 이들 유무기 입자는 단독, 혹은 2종 이상을 사용할 수도 있다.
상기 이형층은 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체를 더 포함할 수 있다.
상기 함불소 폴리실록산은 하기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산을 포함할 수 있다:
<화학식 3>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000006
<화학식 4>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000007
<화학식 5>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000008
식 중,
R1은 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기일 수 있고;
R2는 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기, 또는 수소일 수 있고;
R3은 상기 화학식 4로 표시되는 함불소알킬기, 상기 화학식 5로 표시되는 함불소에테르기, 또는 이들 조합일 수 있고;
n은 1~8의 정수일 수 있고, m은 1~5의 정수일 수 있고;
p는 1~5의 정수일 수 있고, q는 0 또는 1일 수 있고, r은 0, 1 또는 2일 수 있고, v는 1~5의 정수일 수 있고;
A는 산소원자 또는 단결합일 수 있고;
x, y, z는 각각 1 이상의 정수일 수 있고;
*은 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있고;
단, R1, R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기일 수 있다.
필요에 따라, 상기 함불소 폴리실록산은 상기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산과 하기 화학식 6으로 표시되는 오르가노 폴리실록산의 블렌드일 수 있거나 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산과 상기 화학식 6으로 표시되는 오르가노 폴리실록산이 연결된 공중합체일 수 있다:
<화학식 6>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000009
<화학식 7>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000010
식 중,
R'1은 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기일 수 있고;
R'2는 상기 화학식 7로 표시되는 함불소에테르기일 수 있고;
n'는 1~8의 정수일 수 있고, m'는 3~17의 정수일 수 있고;
*은 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산과 상기 화학식 6으로 표시되는 오르가노 폴리실록산의 중량비는 10:1 ~ 1:10일 수 있다.
상기 이형층은 하이드로겐 폴리실록산(hydrogen polysiloxane) 및 산 촉매 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 하이드로겐 폴리실록산은 부가반응형 실록산 수지, 축합반응형 실록산 수지, 및 자외선경화형 실록산 수지 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 하이드로겐 폴리실록산은 직쇄상, 분지상, 또는 환상 중 하나의 형태일 수 있으며, 이들 혼합물의 형태일 수도 있다. 상기 하이드로겐 폴리실록산은 점도나 분자량이 한정되지 않으나, 전술한 오르가노 폴리실록산과의 상용성이 양호하여야 하며, 상기 하이드로겐 폴리실록산은 플루오르기가 포함되지 않을 수 있다. 그러나 상기 하이드로겐 폴리실록산은 전술한 오르가노 폴리실록산과 동일한 함불소알킬기 또는/및 함불소에테르기를 포함할 수도 있다.
상기 하이드로겐 폴리실록산의 함량은 이형층 형성용 조성물 전체 중량 대비 1.0 ~ 10.0 중량%일 수 있다.
상기 산 촉매는 4족~14족 원소에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 양쪽성 원소를 사용할 수 있고, 예를 들어 Rh, Pt, Sn, Ti,Pd, Ir, W, Co 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 예를 들어, 산 촉매는 백금 킬레이트 촉매를 포함할 수 있다.
필요에 따라, 상기 이형층은 반응 조정제, 대전 방지제 등의 각종 기능을 부여하기 위한 첨가제가 더 포함될 수도 있다.
상기 이형층의 두께는 0.03 ~ 3.0 ㎛일 수 있다. 상기 이형층의 두께가 0.01 um 미만이라면, 이형층 커버리지가 좋지 않으며, 3 um를 초과한다면, 경화시 많은 열량을 필요로 하기에 기재필름의 열변형을 유발할 수 있다.
<이형필름>
도 1은 일 구현예에 따른 이형필름(100)의 단면 모식도이다.
도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 이형필름(120)은 기재(100) 및 이형층(110)이 순차로 위치한 구조이다.
일 구현예에 따른 이형필름(120)은 경박리성, 잔류접착률, 및 코팅 외관이 모두 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.
상기 이형필름의 박리력은 23 gf/25 mm 이하일 수 있다.
상기 이형필름의 잔류접착률은 90% 이상일 수 있다.
상기 이형필름의 잔류접착률이 90% 미만이라면, 이형층의 경화가 부족하여 점착층으로 이형제가 전이되고, 점착제의 점착성이 나빠지는 문제가 발생될 수 있다.
<이형필름의 제조방법>
일 구현예에 따른 이형필름의 제조방법은 기재를 준비하는 단계; 무기입자, 함불소 실란 화합물, 및 아미노실란계 공반응제를 첨가 및 교반한 후 가열하여 유무기 입자를 준비하는 단계; 및 상기 기재의 적어도 일 면에 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체, 및 유무기 입자를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 건조하여 이형층을 형성함으로써 전술한 이형필름을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 무기입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비는 4:1 내지 20:1일 수 있다.
일 구현예에 따른 이형필름의 제조방법에 의해 제조된 이형필름은 경박리성, 잔류접착률, 및 코팅 외관이 모두 우수한 이형필름을 제공할 수 있다.
이 때, 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로는 상기 이형층 형성용 조성물의 고형분을 분산시켜 기재 상에 도포시킬 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있다. 상기 이형층 형성용 조성물의 전체 고형분 함량이 0.5 중량% 미만이라면, 균일한 이형층이 형성되지 않아 실리콘계 점착층과 이형필름 사이에서 박리가 제대로 되지 않는 등의 문제점이 발생될 수 있으며, 10 중량%를 초과한다면, 상기 이형층 형성용 조성물의 점도가 높아 레벨링 불균일이 발생될 수 있어 이형층의 두께 균일도가 나빠질 수 있다.
상기 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로는 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 데칸, 사이클로헥산, 메틸 사이클로헥산, 이소파라핀 등의 지방족 탄화수소계 용매; 공업용 가솔린(고무휘발유 등), 석유 벤젠, 솔벤트 나프타 등의 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 2-펜타논, 3-펜타논, 2-헥산온, 2-헵타논, 4-헵타논, 메틸이소부틸케톤, 디이소부틸케톤, 아세토닐아세톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계 용매; 초산에틸, 초산 프로필, 초산 이소프로필, 초산 부틸, 초산 이소부틸 등의 에스테르계 용매; 디에틸에테르, 디프로필 에테르, 디이소프로필 에테르, 디부틸에테르, 1,2-디메톡시 에탄, 1,4-디옥산 등의 에테르계 용매; 2-메톡시에틸 아세테이트, 2-에톡시에틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 2-부톡시에틸아세테이트 등의 에스테르와 에테르 부분을 가지는 용매; 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 옥타메틸 사이클로테트라실록산, 데칸메틸 사이클로펜타실록산, 트리스(트리메틸실록시) 메틸실란, 테트라키스(트리메틸실록시) 실란 등의 실록산계 용매; 트리플루오로톨루엔, 헥사플루오로 크실렌, 메틸 노나플루오로부틸 에테르, 에틸 노나플루오로부틸 에테르 등의 불소계 용매; 또는 이들의 혼합용매 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 이형층 형성용 조성물에 사용되는 용매로 헵탄과 메틸이소부틸케톤의 혼합용매를 사용할 수 있다.
상기 이형층 형성용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 바 코팅, 그라비아 코팅, 다이 코팅 등 당해 기술분야에서 사용 가능한 오프라인 도포법을 이용할 수 있다. 상기 이형층 형성용 조성물을 경화 처리하는 에너지원은 특별히 제한되지 않지만, 열처리, 자외선 조사, 또는 전자선 조사를 이용할 수 있고, 이들 단독, 혹은 조합해서 이용되지만, 열처리 단독, 열과 자외선의 병용 처리를 이용할 수 있다.
상기 가열은 공기 분위기 하에 60 ℃ 이상에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가열은 공기 분위기 하에 60 ℃ 이상, 24시간 동안 수행될 수 있다. 상기 가열이 60 ℃ 미만에서 수행되면, 입자 표면에 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티가 도입되기가 어렵다.
상기 무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 1:1 ~ 20:1일 수 있다. 상기 무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 상기 범위 내라면, 박리력을 더욱 낮춰 보다 우수한 경박리성을 구현할 수 있다.
본 명세서에서, "치환"은 치환되지 않는 모그룹(mother group)에서 하나 이상의 수소가 다른 원자나 작용기를 교환됨에 의하여 유도된다. 다르게 기재하지 않으면, 어떠한 작용기가 "치환된"것으로 여겨질 때, 그것은 상기 작용기가 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알케닐기, 탄소수 7 내지 40의 아릴기에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환됨을 의미한다. 작용기가 "선택적으로 치환된다"고 기재되는 경우에, 상기 작용기가 상술한 치환기로 치환될 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서, C1~C10의 1가 탄화수소기로는 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, tert-부틸기, 네오펜틸기, 헥실기 등의 분지상 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 환상 알킬기, 비닐기, 헤닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기; 등을 의미한다. 이 중에서, 원료의 조달 용이성을 고려하여 알킬기일 수 있고, 생성물의 유용성을 고려하여 메틸기 또는 에틸기일 수 있다.
본 명세서에서, C1~C20의 알킬기로는 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, tert-부틸기, 네오펜틸기, 헥실기 등을 포함할 수 있다. 이 중에서, 원료의 조달 용이성을 고려하여 알킬기일 수 있고, 생성물의 유용성을 고려하여 메틸기 또는 에틸기일 수 있다.
본 명세서에서, C2~C10의 알케닐기는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 의미한다. 알케닐기의 비제한적인 예로는 비닐, 알릴, 부테닐, 이소프로페닐, 또는 이소부테닐 등을 들 수 있다.
본 명세서에서, C1~C20의 알콕시기는 산소와 결합된 알킬기를 의미한다. 알콕시기의 비제한적인 예로는 메톡시기, 에톡시기 등을 들 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 한정되지 않는다는 것은 자명한 사실일 것이다.
[실시예]
(유무기 입자 제조)
제조예 1: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리에톡시-1H, 1H, 2H, 2H-트리데카플루오로-n-옥틸실란(Triethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octylsilane, TCI 제조)을 4:1 중량비로 첨가하고 15분 동안 교반하여 혼합물을 수득하였다. 상기 혼합물을 60 ℃로 가열하면서 공반응제로서 아미노실란(ShinEtsu 제조, KBP-90)을 실리카 무기 입자 중량 대비 1/4의 함량으로 천천히 첨가한 후 24시간 동안 반응시켜 반응물을 수득하였다. 그리고나서, 상기 반응물로부터 필터를 통해 용매를 제거하여 유무기 입자를 제조하였다.
제조예 2: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리에톡시-1H, 1H, 2H, 2H-트리데카플루오로-n-옥틸실란(Triethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octylsilane, TCI 제조)을 1:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
제조예 3: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리에톡시-1H, 1H, 2H, 2H-트리데카플루오로-n-옥틸실란(Triethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octylsilane, TCI 제조)을 20:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
제조예 4: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리에톡시-1H, 1H, 2H, 2H-노나플루오로헥실실란(Triethoxy-1H,1H,2H,2H-nonafluorohexylsilane, TCI 제조)을 4:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
비교 제조예 1: 무기 입자
실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, E540+)를 준비하였다.
비교 제조예 2: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리에톡시-1H, 1H, 2H, 2H-트리데카플루오로-n-옥틸실란(Triethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octylsilane, TCI 제조)을 40:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
비교 제조예 3: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리메톡시-3, 3, 3-트리플루오로프로필실란(Trimethoxy-3, 3, 3-trifluoropropylsilane, TCI 제조)을 4:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
비교 제조예 4: 유무기 입자
에탄올 100g에 실리카 무기 입자(ABC 나노텍 제조, SILNOS 160) 및 함불소실란 화합물로서 트리메톡시-3, 3, 3-트리플루오로프로필실란(Trimethoxy-3, 3, 3-trifluoropropylsilane, TCI 제조)을 1:1 중량비로 첨가한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 입자를 제조하였다.
(이형필름)
실시예 1: 이형필름
38 ㎛ 두께의 폴리에스테르필름(도레이 첨단소재, XD500P)을 준비하였다.
이와 별개로, 하기 화학식 4로 표시되는 함불소알킬기를 포함하는 하기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산 (다우케미칼 제조, Q2-7785) 100 중량부, 하이드로겐 폴리실록산 (다우케미칼 제조, Q2-7560) 3 중량부, 백금 킬레이트 촉매 (다우케미칼 제조, SYL-OFF 4000) 1 중량부를 헵탄과 메틸이소부틸케톤의 혼합용매(5:1 부피비)에 희석하여 전체 고형분 함량이 5 중량%인 조성물을 제조한 후, 여기에 제조예 1에 의해 제조된 유무기 입자를 전체 고형분을 기준으로 하여 1 중량%로 배합하여 이형층 형성용 조성물을 준비하였다.
상기 폴리에스테르필름의 일 면에 상기 이형층 형성용 조성물을 도포하고 150 ℃의 열풍 건조기에서 2분간 열처리하여 0.3 ㎛ 두께의 이형층을 형성하여 이형필름을 제조하였다:
<화학식 3>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000011
<화학식 4>
Figure PCTKR2021008193-appb-I000012
식 중,
R1은 비닐기이고, R2는 메틸기이고, R3는 상기 화학식 4로 표시되는 함불소알킬기이며;
n=4이고, m은 2이고, *은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
실시예 2~4: 이형필름
제조예 1에 의해 제조된 유무기 입자 대신 제조예 2~4에 의해 제조된 유무기 입자를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
비교예 1~4: 이형필름
제조예 1에 의해 제조된 유무기 입자 대신 비교 제조예 1~4에 의해 제조된 (유)무기 입자를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이형필름을 제조하였다.
분석예 1: IR 스펙트럼
실시예 1에 의해 제조된 이형필름의 출발물질인 실리카 무기입자, 중간반응물인 표면에 아미노실란이 도입된 실리카 무기입자, 및 최종결과물인 표면에 아미노실란 및 함불소 실란 화합물이 도입된 실리카 무기입자에 대한 IR 스펙트럼을 분석하였다. 여기에서 IR 스펙트럼 분석은 PerkinElmer 사의 FT-IR를 사용하여 실시하였다. 상기 IR 스펙트럼 분석 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2를 참조하면, 최종결과물인 표면에 아미노실란 및 함불소 실란 화합물이 도입된 실리카 무기입자는 1064 ~ 1066 cm-1 파장수 범위의 피크가 출발물질인 실리카 무기입자 및 중간반응물인 표면에 아미노실란이 도입된 실리카 무기입자과 비교하여 오른쪽으로 시프트되었음을 확인할 수 있다.
평가예 1: 물성 평가
제조예 1~4 및 비교예 1~4에 의해 제조된 (유)무기 입자와, 실시예 1~4 및 비교예 1~4에 의해 제조된 이형필름의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) (유)무기 입자에 대한 XPS 분석
각각의 (유)무기 입자에 대하여 XPS 분석기(ThermoFisher, K-ALPHA)를 이용하여 Si, F, C, O 원자 조성을 분석하여 원자%로 표시하고 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi)를 계산하였다.
(2) (유)무기 입자에 대한 EDAX 분석
각각의 (유)무기 입자에 대하여 EDAX 분석기(Hitachi, S-4800)를 이용하여 Si, F, C, O 원자 조성을 분석하여 원자%로 표시하고 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi)를 계산하였다.
(3) 이형필름의 박리력 측정
각각의 이형필름을 500 mm x 1500 mm 크기로 잘라 샘플을 제조하였다. 상기 샘플들을 25℃, 65% RH 에서 24시간 보존하였다. 이후, 상기 샘플들의 이형층에 실리콘계 점착테이프(Nitto, 903UL)를 50℃, 20g/cm2의 하중으로 24시간 압착한 후, cheminstrument AR-2000 기기를 이용하여 180°, 0.3 mpm 속도로 250㎜ x 1500 mm 크기의 박리력을 측정하였다. 이 때, 박리력은 5회 측정한 후 평균값을 산출하여 얻었다.
(4) 이형필름의 잔류접착률 분석
각각의 이형필름을 500 mm x 1500 mm 크기로 잘라 샘플을 제조하였다. 상기 샘플들을 25℃, 65% RH 에서 24시간 보존하였다. 상기 샘플들의 이형층에 점착테이프(Nitto, 31B)를 상온, 20g/cm2의 하중으로 24시간 압착한 후, 이형층에 접착하였던 점착테이프를 오염없이 수거하였다. 상기 점착테이프를 표면이 평탄하고 깨끗한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 면에 접착시켰다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 면에 접착된 점착테이프를 2 kg 테이프롤러(ASTMD-1000-55T)로 1회 왕복 압착시켰고, cheminstrument AR-2000 기기를 이용하여 180°, 0.3 mpm 속도로 250㎜ x 1500 mm 크기의 박리력을 측정한 후, 하기 식 2에 대입하여 잔류접착률을 얻었다.
[식 2]
잔류접착률(%) = [(이형층에 접착한 후 박리한 접착테이프의 박리력)/(이형층에 접촉하지 않은 접착테이프의 박리력) x 100]
(5) 이형층 외관 평가
각각의 이형필름을 A4 크기의 샘플로 준비하고 바닥이 흑색인 평가판 위에 올려 놓고 형광등 하에 이형층의 크레이터링(cratering)과 외관결점을 확인하여 기록하였다.
○: 크레이터링 2개 이하
△: 크레이터링 3~5개
X: 크레이터링 5개 초과
F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 박리력
(gf/25 mm)		 잔류접착률
(%)		 외관평가
XPS 분석 EDAX 분석
실시예 1 0.58 0.6 22 92 ○
실시예 2 0.85 0.8 21 90 ○
실시예 3 0.21 0.18 23 94 ○
실시예 4 0.4 0.32 23 93 ○
비교예 1 - - 25 93 ○
비교예 2 0.07 0.07 25 94 ○
비교예 3 0.03 0.03 25 94 ○
비교예 4 0.05 0.05 25 92 ○
표 1을 참조하면, 실시예 1~4에 의해 제조된 이형필름에 포함된 제조예 1~4에 의해 제조된 유무기 입자는 F/Si 원소의 함량비가 0.1~1.0 범위 내에 있으며, 실시예 1~4에 의해 제조된 이형필름의 박리력(경박리성)은 비교예 1~4에 의해 제조된 이형필름과 비교하여 우수함을 확인할 수 있다. 또한 실시예 1~4에 의해 제조된 이형필름의 잔류접착률 및 코팅 외관이 우수함을 확인할 수 있다. 이와 비교하여, 비교예 1~2에 의해 제조된 이형필름은 실시예 1~4에 의해 제조된 이형필름과 비교하여 박리력이 높은 것을 확인할 수 있다. 비교예 3~4에 의해 제조된 이형필름에 포함된 비교 제조예 3~4에 의해 제조된 유무기 입자는 F/Si 원소의 함량비가 0.1 미만이었고 박리력이 높은 것을 확인할 수 있다.

Claims (13)

  1. 기재 및 이형층이 순차로 위치하며,
    상기 이형층의 표면에너지가 24 dyne/cm 이하이고,
    상기 이형층은 유무기 입자를 포함하고,
    상기 유무기 입자는 함불소 실란 화합물을 포함한 모이어티(moiety)가 그 표면에 도입되고,
    상기 유무기 입자가 하기 식 1로 표시되는 F/Si 원소의 함량비(MF/MSi) 범위를 만족하는 이형필름:
    [식 1]
    0.1 ≤ MF/MSi ≤ 1.0
    식 중,
    MF는 F 원소의 함량(원자%)이고, MSi는 Si 원소의 함량(원자%)이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함불소 실란 화합물 모이어티가 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 실란 화합물을 포함하는, 이형필름:
    [화학식 1]
    *-OSi(Ra)(Rb)(Rc)
    식 중,
    Ra, Rb는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기이며;
    Rc는 하기 화학식 2로 표시되며,
    *는 유무기 입자 표면과의 결합 사이트이다.
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021008193-appb-I000013
    식 중,
    Rd는 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기이며;
    Re, Rg는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기이며;
    Rf는 불소로 치환된 C4-C20의 알킬기이며;
    n1은 1 내지 10의 정수이며;
    *는 Si 원자와의 결합 사이트이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 1:1 ~ 20:1인, 이형필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이형층은 IR 스펙트럼에서 1064 ~ 1066 cm-1 파장수 범위의 피크가 그표면에 함불소 실란 화합물 모이어티를 포함하지 않는 유무기 입자 대비 오른쪽으로 시프트된, 이형 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 입자가 천연광물; 1족~4족, 11~12족, 14족, 16~18족 원소의 산화물, 수산화물, 황화물, 질소화물, 또는 할로겐화물; 탄산염, 황산염, 아세트산염, 인산염, 아인산염, 카르복시산염, 규산염, 티탄산염, 붕산염, 또는 이들 수화물; 및 이들 복합 화합물로부터 선택된 무기입자를 포함하는, 이형필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이형층이 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체를 더 포함하는, 이형 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 함불소 폴리실록산이 하기 화학식 3으로 표시되는 오르가노 폴리실록산을 포함하는, 이형필름:
    <화학식 3>
    Figure PCTKR2021008193-appb-I000014
    <화학식 4>
    Figure PCTKR2021008193-appb-I000015
    <화학식 5>
    Figure PCTKR2021008193-appb-I000016
    식 중,
    R1은 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기이고;
    R2는 치환 또는 비치환된 C1~C10의 1가 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기, 또는 수소이고;
    R3은 상기 화학식 4로 표시되는 함불소알킬기, 상기 화학식 5로 표시되는 함불소에테르기, 또는 이들 조합이고;
    n은 1~8의 정수이고, m은 1~5의 정수이고;
    p는 1~5의 정수이고, q는 0 또는 1이고, r은 0, 1 또는 2이고, v는 1~5의 정수이고;
    A는 산소원자 또는 단결합이고;
    x, y, z는 각각 1 이상의 정수이고;
    *은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
    단, R1, R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2~C10의 알케닐기이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이형층은 하이드로겐 폴리실록산(hydrogen polysiloxane) 및 산 촉매 중 1종 이상을 더 포함하는, 이형필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이형필름의 박리력이 23 gf/25 mm 이하인, 이형필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이형필름의 잔류접착률이 90% 이상인, 이형필름.
  11. 기재를 준비하는 단계;
    무기입자, 함불소 실란 화합물, 및 아미노실란계 공반응제를 첨가 및 교반한 후 가열하여 유무기 입자를 준비하는 단계; 및
    상기 기재의 적어도 일 면에 함불소 폴리실록산을 포함한 중합체 또는 공중합체, 및 유무기 입자를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포 및 건조하여 이형층을 형성함으로써 제1항에 따른 이형필름을 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 무기입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비는 4:1 내지 20:1인, 이형필름의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가열은 공기 분위기 하에 60 ℃ 이상에서 수행되는, 이형필름의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 무기 입자 대 함불소 실란 화합물의 중량비가 1:1 ~ 20:1인, 이형필름의 제조방법.
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