KR102223435B1 - 이형 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블로킹 및 컬 현상에서 자유롭고, 표면조도가 낮아 MLCC 제조 공정에 적합하고, 높은 코팅두께에도 불구하고 컬이 발생하지 않아 MLCC 제조 공정에 적용 시 세라믹시트의 들뜸 및 적층 불량을 방지하여 MLCC의 생산비용과 불량률 감소에 기여할 수 있는 이형 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 이형 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블로킹 및 컬 현상에서 자유롭고, 표면조도가 낮아 MLCC 제조 공정에 적합하고, 높은 코팅두께에도 불구하고 컬이 발생하지 않아 MLCC 제조 공정에 적용 시 세라믹시트의 들뜸 및 적층 불량을 방지하여 MLCC의 생산비용과 불량률 감소에 기여할 수 있는 이형 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 이형 필름은 통상 점착제피막이 부착되어 점착성분을 대기 중의 이물 또는 원치 않는 피착제로부터 보호하기 위한 보호필름으로, 기재필름의 일면에 고분자 실리콘을 주성분으로 하는 이형층을 구비한다.
이형 필름의 또 다른 특수한 용도로는 적층세라믹커패시터(이하 MLCC) 제조 공정용이 있다. MLCC는 박막의 세라믹시트와 금속전극을 수 백층 적층함으로써 제조되는데, 이 때 박막의 세라믹시트를 제조하기 위한 캐리어필름으로써 이형 필름이 사용된다. 즉, 이형 필름 상에 세라믹 슬러리를 코팅한 후 건조된 세라믹슬러리를 이형 필름으로부터 박리해 냄으로써 박막의 세라믹시트를 얻는 것이다. 이러한 MLCC 공정에 적용되는 이형 필름의 경우 이형 필름 상의 돌기 또는 요철이 세라믹시트의 핀홀(Pin hole) 불량을 유발하므로 이형 필름의 표면 거칠기를 나타내는 표면조도가 가장 중요한 특성이다. 이 때문에 당 업계에는 표면조도를 낮추기 위한 노력들을 계속해 오고 있다.
당 업계의 일반적인 이형 필름은 기재로 사용되는 폴리에스터 필름의 표면조도가 20 내지 50nm인데 비해 이형층의 코팅두께가 100nm 수준으로 얇으므로 이형 필름의 표면조도는 통상 기재의 표면조도에 의해 결정된다. 따라서 이형 필름의 표면조도를 낮추기 위해서는 보다 낮은 표면조도를 갖는 폴리에스터 필름을 제조하여 기재로 사용하는 방법이 보편적이다. 그러나 폴리에스터 필름제조공정 상 표면조도를 낮추는 데에는 특수한 입자를 요하고, 필름의 수율 및 생산성 또한 떨어지므로 이러한 필름을 기재로 적용하는 것은 필연적으로 이형 필름 제조비용 상승을 유발한다.
이에 이형 필름의 표면조도를 낮추기 위하여 기재의 표면조도에 비해 이형층의 코팅두께를 충분히 두껍게 코팅하는 방법을 당 업계 종사자라면 쉽게 생각해 볼 수 있으나 통상의 이형층은 고분자 실리콘을 주성분으로 하고 있어 일정 수준의 코팅두께(약 200nm)를 넘어서게 되면 고분자 실리콘의 낮은 점탄성으로 인해 이형층이 점착성을 띠는 이른바 블로킹 현상이 발생하여 권취 공정(필름을 롤 형태로 감는 공정)이 불가능하게 된다.
이러한 블로킹 현상을 유발하지 않으면서도 보다 낮은 표면조도를 갖는 이형 필름을 얻기 위한 방법으로서 기재 상에 별도의 평활화층을 코팅하고 평활화층 위에 다시 이형층을 코팅하는 방법이 제안된 바 있다(특허문헌 1). 이와 같은 다층 코팅에 있어 평활화층이 충분히 치밀한 조직을 갖는 경우 코팅층의 점성이 낮으므로 블로킹을 유발하지 않고도 표면조도를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이러한 방법은 별도의 코팅공정을 요하므로 공정비용이 상승하고 수율이 떨어지는 단점이 있다.
또한 단층의 코팅 공정으로 상기 목적한 바를 이루기 위한 방법으로는 블로킹을 유발하지 않는 치밀한 구조를 갖는 멜라민 수지와 이형성 조절에 용이한 폴리오르가노실록산 수지를 혼합하여 이형층을 구성하는 방법이 제안된 바 있다(특허문헌 2). 그러나 이러한 이형 필름은 멜라민 수지의 열수축으로 인하여 이형 필름이 코팅층 쪽으로 휘는 이른바 컬(curl)현상이 발생하고 특히 고온, 장시간 가열 시 컬 현상이 두드러지는 문제가 있고, 이형 필름에서 컬이 발생할 경우 이형 필름에 세라믹시트를 성형 및 적층하는 공정에서 세라믹시트의 적층 불량이나 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 종래의 요구사항에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이형성과 기재의 표면조도를 낮추는 효과를 함께 갖는 이형층을 구비함으로써 종래 대비 표면조도가 낮은 이형 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상온 및 고온에서 컬이 발생하지 않아 MLCC에 적용 시 세라믹시트의 적층 불량 및 들뜸을 방지할 수 있는 이형 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 기재, 기재의 일면에 형성된 이형층을 포함하며, 이형층은 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 이형 코팅 조성물로 형성된 이형 필름에 의해 달성된다.
여기서, 이형층은 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜의 중량비가 1.0 : 0.01~0.10 : 0.1~1.0인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형 코팅 조성물은 산촉매와 유기 용제를 더 포함하되, 멜라민 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 산촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 기재의 십점평균조도(SRz)는 500nm 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형층의 건조 후 두께는 기재의 십점평균조도(SRz)의 0.5 내지 3.0배인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 멜라민 수지는 둘 이상의 알콕시 또는 알콕시알킬기를 갖는 멜라민 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 멜라민 수지는 메톡시기, 메톡시메틸기 및 부톡시메틸기 중 적어도 둘 이상의 작용기를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 폴리에테르는 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지는 양 말단에 하이드록시기가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형 필름의 잔류접착률은 90% 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형 필름은 상온 컬(Curl) 발생량이 0 내지 1mm 인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형 필름은 고온 컬(curl) 발생량이 0 내지 1mm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,
(수학식 1)
0.25 < (F_SRz/B_SRz) < 0.90
이고, 여기서 F_SRz는 이형층 표면의 십점평균조도이고, B_SRz는 이형층과 맞닿지 않는 기재의 일면의 십점평균조도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기재에 비해 낮은 이형층 표면조도를 갖는 이형필름을 한 차례의 코팅 공정만으로 얻을 수 있으며, 종래 대비 블로킹 및 컬 현상에서 자유로운 등의 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 높은 코팅두께의 이형층을 가짐으로써 종래 대비 표면조도가 낮아 MLCC 제조 공정에 적합하고, 보다 낮은 두께의 세라믹시트 제조에 사용될 수 있는 등의 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 특수한 수지 배합비를 가짐으로써 높은 코팅두께에도 불구하고 컬이 발생하지 않아 MLCC 제조 공정에 적용 시 세라믹시트의 들뜸 및 적층 불량을 방지하여 MLCC의 생산비용과 불량률 감소에 기여할 수 있는 등의 효과가 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 실시형태에 따른 이형 필름의 단면 모식도이다.
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.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)", "구비하다(include)", "구비하는(including) ", "함유하는(containing)", "~을 특징으로 하는(characterized by)", "갖는다(has)", "갖는(having)"이라는 용어들 또는 이들의 임의의 기타 변형은 배타적이지 않은 포함을 커버하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 기구는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 기구에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다.
본 발명을 설명하고/하거나 청구함에 있어서, 용어 "공중합체"는 둘 이상의 단량체의 공중합에 의해 형성된 중합체를 언급하기 위해 사용된다. 그러한 공중합체는 이원공중합체, 삼원공중합체 또는 더 고차의 공중합체를 포함한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이형 필름의 단면 모식도인 도 1을 참고하여 본 발명의 일 양상에 따른 이형 필름에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이형 필름은 기재(10)와 기재의 일면에 형성된 이형층(20)을 포함하고, 기재의 일면에 이형 코팅 조성물을 코팅한 후 가열 건조 및 경화시킴으로써 이형층을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 기재(10)는 폴리에스테르 필름으로서 상용의 폴리에스테르 필름이라면 어느 것을 사용해도 무관하며, 두께 20 내지 100㎛의 이축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 사용될 수 있다.
기재인 폴리에스테르 필름의 표면조도는 접촉식 3차원 조도 측정기에 의해 측정되는 십점평균조도인 SRz가 500nm 이하인 것이 바람직하다. SRz가 500nm를 초과하는 경우 본 발명에서 제안하는 이형층을 구비하더라도 이형 필름의 표면조도가 높아 MLCC 공정에 사용 시 세라믹시트의 핀홀 불량을 유발할 수 있다. 또한 표면조도를 낮추기 위해서는 보다 높은 코팅두께를 갖는 이형층을 필요로 하게 되므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
일 실시예에서 이형층(20)을 구성하는 이형 코팅 조성물은 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르의 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.
이형 코팅 조성물 중 멜라민 수지는 이형층의 주성분이며 이형층에 높은 탄성계수를 갖게 함으로써 이형필름의 블로킹 현상을 억제하고 권취 공정이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 멜라민 수지는 둘 이상의 알콕시 또는 알콕시알킬기를 갖는 멜라민 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 멜라민 수지에서 알콕시 또는 알콕시알킬기의 수가 하나 혹은 없는 경우 수지의 경화가 이루어지지 않아 이형층을 구성할 수 없다. 보다 바람직하게는 메톡시기, 메톡시메틸기 및 부톡시메틸기 중 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 부톡시메틸기보다 긴 사슬의 알콕시알킬기를 갖는 멜라민의 경우 멜라민 수지의 경화에 높은 열량을 필요로 하므로 경화 공정 중 기재가 주름 등의 열변형이 발생하는 문제가 있다.
이형 코팅 조성물 중 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지는 이형필름이 우수한 박리성을 갖도록 하며, 주성분인 멜라민 수지와 단단하게 결합하여 우수한 내구성을 갖는 기능을 한다.
이러한 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지는 멜라민 수지와 결합을 위해 양 말단에 하이드록시기를 갖는 것이 바람직하다. 공중합체 골격 중 폴리에테르 단위는 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 공중합체를 구성하는 폴리에테르 수지의 사슬 길이가 폴리프로필렌글리콜보다 길 경우 멜라민 수지와의 상용성이 떨어지는 동시에 경화에 높은 열량을 필요로 하므로 경화공정 중 기재가 주름 등의 열변형이 발생하는 문제가 있다.
이형코팅 조성물 중 폴리에틸렌글리콜은 본 발명의 가장 큰 기술적 특징으로, 이를 첨가함으로써 이형층의 열수축이 현저히 줄어들게 하고 고온에서 장시간의 열처리에도 컬이 발생하지 않는 이형필름을 제조할 수 있다.
이러한 폴리에틸렌글리콜에는 특별한 제약은 없으나 비교적 점도가 낮고 반응이 빠르며 경제성이 있는 분자량 400 내외의 하이드록시기를 갖는 폴리에틸렌글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르의 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜의 함량비(중량비)는 1.0 : 0.01~0.10 : 0.1~1.0인 것이 바람직하다.
폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지의 함량이 위 바람직한 범위 미만이면 이형 필름의 이형성이 부족하여 세라믹시트 박리가 원활하지 않은 문제가 있고, 위 바람직한 범위를 초과할 경우 이형 필름 사용 중 이형층을 구성하는 수지 중 일부가 세라믹시트로 전사되는 문제가 있다.
또한 폴리에틸렌글리콜의 함량이 위 바람직한 범위 미만인 경우 이형층의 열수축을 완화하는 작용이 부족하여 상온 및 고온에서 컬이 발생하는 문제가 있으며, 위 바람직한 범위를 초과할 경우 이형층의 경화도가 부족해지거나 탄성이 부족하여 이형 필름 권취 공정 중 블로킹이 발생하게 된다.
일 실시예에서 이형층을 구성하는 이형 코팅 조성물은 위 성분들 외에 산촉매를 포함할 수 있다.
산촉매는 특별한 제약은 없으며 멜라민 수지와의 상용성이 좋고 경화를 촉진할 수 있는 파라톨루엔설폰산과 같은 상용의 제품을 사용할 수 있다. 산촉매는 멜라민 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 함유하는 것이 바람직하다. 산촉매의 함량이 0.1중량부 미만일 경우 이형층 경화에 높은 열량을 필요로 하므로 경화공정 기재의 열변형을 유발할 수 있으며 10중량부를 초과할 경우 이형코팅 조성물의 포트 라이프(pot life)가 짧아 코팅 전에 경화가 일어나는 문제가 있다.
일 실시예에서 이형층을 구성하는 이형 코팅 조성물은 위 성분들 외에 유기용제를 포함할 수 있다.
유기용제는 멜라민 수지와 상용성이 있는 것이라면 어느 것이든 무방하며 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논,톨루엔, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로필알콜, 이소부틸알콜, 에틸에세테이트, 부틸아세테이트, 프로필 아세테이트, 이소프로필아세테이트, 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄 중에서 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 이형코팅 조성물은 코팅 공정에 적합하게끔 전체 고형분 및 점도를 적당히 조절하여 구성하며, 그라비아 코팅을 활용할 경우 1 ~ 10%의 고형분 및 50cps 이하의 점도를 갖는 것이 바람직하다.
또한 이형 코팅 조성물을 코팅하는 방법에는 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 바 코팅, 그라비아 코팅, 다이코팅, 콤마코팅 등을 활용할 수 있다.
이형코팅 조성물 코팅 후 건조 및 경화를 위해서는 열풍건조기를 적용하는 것이 바람직하며, 140℃의 온도로 30초간 가열함으로써 경화된 이형 필름을 얻을 수 있다.
또한 건조 및 경화가 완료된 후의 이형층의 두께는 기재의 십점평균조도(SRz)의 0.5 내지 3.0배인 것이 바람직하다. 이와 같은 두께의 이형층은 기재의 돌출부를 덮어 평탄한 표층을 갖게 됨으로써 종래의 이형필름 대비 이형층의 표면조도가 낮게 형성된다. 건조 후 이형층의 두께는 이형 필름을 제조한 후 단면을 주사전자현미경으로 관찰하여 측정된 코팅 두께이다.
이형층의 두께가 위 바람직한 범위 미만인 경우 이형코팅을 통한 표면조도 감소 효과가 미미하여 사용 시 세라믹시트의 핀홀 불량을 유발하게 되며, 이형층의 두께가 위 바람직한 범위를 초과하는 경우 이형 필름 권취 공정에서 블로킹이 발생하게 된다.
또한 이형층 표면의 십점평균조도(F_SRz)는 기재의 이형코팅층 반대측 표면의 십점평균조도(B_SRz)와의 관계가 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
(수학식 1)
0.25 < (F_SRz/B_SRz) < 0.90
일 실시예에서, 이형 필름의 잔류접찹률은 90% 이상인 것이 바람직하며, 이형 필름의 잔류접착률이 90% 미만이면 이형 필름 사용 중 이형코팅층의 일부 성분이 세라믹시트로 전사됨에 따라 MLCC의 쇼트 불량을 야기할 수 있다.
일 실시예에서, 이형 필름은 상온 컬(Curl) 발생량이 0 내지 1mm 이고, 고온 컬(curl) 발생량이 0 내지 1mm인 것이 바람직하다. 이형 필름에서 컬이 발생량이 위 범위보다 초과할 경우 이형 필름에 세라믹시트를 성형 및 적층하는 공정에서 세라믹시트의 적층 불량이나 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있다.
따라서 본 발명에 의하면 이형층이 기재의 표면 거칠기를 완화하는 기능을 가짐으로써 종래 대비 표면조도가 낮은 이형 필름을 제공할 수 있고, 또한 이형층의 열수축이 적어 고온으로 가열 시에도 컬(curl)이 발생하지 않는 이형 필름을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 이형 필름은 적층세라믹커패시터(MLCC) 제조공정 중 세라믹시트 성형을 위한 캐리어필름 용도에 적합할 수 있으며, 핀홀 및 사행 등의 공정 불량을 개선하는데 기여할 수 있으며, 보다 낮은 두께의 세라믹시트 생산이 가능케 함에 따라 MLCC의 물성 향상에 크게 기여할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1~9 및 비교예 1~7]
1. 기재필름
기재필름으로서 심점평균조도(SRz)가 각각 130nm, 400nm, 900nm인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(제조사: 도레이첨단소재, 제품명: EXCEL)을 사용하였으며, 표 1과 같이 각각의 실시예 및 비교예에 구분하여 적용하였다. 그리고 기재필름 양면의 표면조도는 동일하다.
2. 이형 코팅 조성물
(a) 멜라민 수지로서 메톡시기 및 메톡시메틸 작용기를 갖는 멜라민 수지 (제조사: Cytec, 제품명: Cymel-325)
(b) 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지로서 양 말단에 하이드록시기를 갖고 폴리에틸렌글리콜 및 폴리프로필렌글리콜 반복단위를 갖는 공중합체 수지 (제조사: DOW, 제품명: OFX-3667)
(c) 양 말단에 하이드록시기를 갖는 분자량 400의 폴리에틸렌글리콜 수지 (제조사: Sigma Aldrich, 제품명: PEG-400)
(d) 40중량%의 파라톨루엔설폰산과 잔량의 유기용제로 구성된 산촉매 (제조사: Allnex, 제품명: Cycat-4040)
(e) 메틸에틸케톤과 사이클로헥사논을 1:1로 혼합한 유기용제
위 (a) 내지 (e) 성분을 하기 표 1의 실시예 및 비교예와 같이 각각 중량비로 혼합함으로써 이형코팅 조성물을 제조하였다.
3. 이형 코팅 및 경화
위에서 제조된 이형 코팅 조성물을 기재필름의 일면에 메이어바(cheminstruments사제, #5 mesh)로 코팅한 후 열풍건조기를 이용하여 150℃의 조건에서 30초간 가열 경화시킴으로써 실시예 1~9 및 비교예 1~7의 건조 후 이형층 두께를 갖는 이형 필름을 각각 제조하였다.
| 구분 | 기재필름 | 이형코팅 조성물(g) | 이형층 두께 (nm) |
||||
| SRz (nm) |
a | b | c | d | e | ||
| 실시예 1 | 130 | 6.0 | 0.1 | 3.0 | 0.6 | 100 | 279 |
| 실시예 2 | 130 | 6.0 | 0.3 | 3.0 | 0.6 | 100 | 282 |
| 실시예 3 | 130 | 6.0 | 0.5 | 3.0 | 0.6 | 100 | 282 |
| 실시예 4 | 130 | 6.0 | 0.3 | 1.0 | 0.6 | 100 | 278 |
| 실시예 5 | 130 | 6.0 | 0.3 | 5.0 | 0.6 | 100 | 281 |
| 실시예 6 | 130 | 1.8 | 0.09 | 0.9 | 0.18 | 100 | 80 |
| 실시예 7 | 130 | 3.0 | 0.15 | 1.5 | 0.3 | 100 | 142 |
| 실시예 8 | 130 | 7.8 | 0.39 | 3.9 | 0.78 | 100 | 358 |
| 실시예 9 | 400 | 7.8 | 0.39 | 3.9 | 0.78 | 100 | 358 |
| 비교예 1 | 130 | 6.0 | 0.05 | 3.0 | 0.6 | 100 | 271 |
| 비교예 2 | 130 | 6.0 | 0.7 | 3.0 | 0.6 | 100 | 275 |
| 비교예 3 | 130 | 6.0 | 0.3 | 0.5 | 0.6 | 100 | 271 |
| 비교예 4 | 130 | 6.0 | 0.3 | 7.0 | 0.6 | 100 | 280 |
| 비교예 5 | 130 | 1.2 | 0.06 | 0.6 | 0.12 | 100 | 55 |
| 비교예 6 | 130 | 9.0 | 0.45 | 4.5 | 0.9 | 100 | 481 |
| 비교예 7 | 900 | 12.0 | 0.6 | 6.0 | 1.2 | 100 | 555 |
| a: 멜라민 수지 b: 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지 c: 폴리에틸렌글리콜 d: 40중량%의 파라톨루엔설폰산과 잔량의 유기용제로 구성된 산촉매 e: 유기용제 (메틸에틸케톤 및 사이클로헥사논 1 : 1 혼합액) |
|||||||
상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 7에 따른 이형 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
[실험예]
1. 표면조도 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 이형 필름으로부터 접촉식 3차원 표면조도 측정기(KOSAKA 사 SE3300 제품, 컷오프 0.25)를 사용하여 십점평균조도인 SRz를 측정하였다. 이형층 표면(F_SRz) 및 이형층 반대면(B_SRz)을 각각 측정하여 비교하였다.
2. 블로킹성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 이형 필름을 각각의 기재필름에 이형층이 기재필름면과 접하도록 겹쳐놓은 후 100gf/㎠의 하중 하에서 24시간 방치한 후의 블로킹 현상의 유무를 평가하였다. 겹쳐진 이형 필름을 형광등 하에서 육안으로 관찰하여 블로킹으로 인한 자국이 관찰되지 않는 경우는 '양호', 블로킹 자국이 관찰되는 경우는 '불량'으로 판정하였다.
3. 세라믹시트의 핀홀 불량 평가 및 박리력 측정
평균입경 0.2㎛의 티탄산바륨 입자 100g, 폴리비닐부티랄 10g, 톨루엔 8g 및 부탄올 2g을 혼합한 후 상온에서 12시간 교반한 다음 500rpm에서 24시간 볼밀처리하여 세라믹 슬러리를 제조하다. 이를 실시예 및 비교예에 따른 이형 필름의 이형층에 어플리케이터를 이용하여 일정 두께로 코팅한 후 80℃ 온도에서 5분간 열풍 건조함으로써 평균 두께 1㎛의 이형 필름을 제조하였다. 이후 간섭계 현미경으로 1 mm2의 면적을 10회 관측하였으며, 1㎛를 초과하는 핀홀의 수가 단위면적(mm2)당 평균 1 개 이상이면 '불량'으로 판정하고 그 이외에는 '양호'로 판정하였다.
또한 점착테이프(제조사: Nitto, 제품명: 31B)를 세라믹시트 면에 붙이고 이를 180°각도, 10mpm 속도로 박리시킬 때의 박리력을 측정하였다. 박리력 측정에는 cheminstrument사의 AR-1000기기를 사용하였다.
4. 컬 (상온) 측정
실시예 및 비교예에 따른 이형 필름을 한 변의 길이가 10센티미티인 정사각형으로 재단한 후, 편평한 유리판 위에 이형층이 위로 오도록 놓고 컬을 측정하였다. 유리판으로부터 가장 높이 올라온 부분의 높이를 자로 측정한 후 표기하였다.
5. 컬 (고온) 측정
실시예 및 비교예에 따른 이형 필름을 열풍건조기를 이용하여 150℃ 온도에서 30분간 가열한 후 상온 컬과 동일한 방법으로 컬을 측정하였다.
6. 잔류접착률 측정
(1) 샘플 박리력 측정
실시예 및 비교예에 따른 이형 필름에 표준점착테이프 (TESA7475)를 2kg 롤러로 1회 왕복하여 문질러 부착하였다. 부착되었던 테이프를 박리한 후 이형코팅을 실시하지 않은 기재필름에 부착한 후 다시 박리할 때의 박리력을 측정하였다.
이때, 박리력은 0.3mpm, 180°각도로 박리 시의 박리력을 측정하였으며, 측정기는 Cheminstrument사의 AR-1000 제품을 사용하였다.
(2) 기준 박리력 측정
이형코팅을 실시하지 않은 기재필름에 표준점착테이프 (TESA7475)를 2kg 롤러로 1회 왕복하여 문질러 부착하였다. 이를 박리할 때의 박리력을 측정하였다.
(3) 잔류접착률 측정
[샘플 박리력]/[기준 박리력]*100% 의 수식으로 잔류접착률을 계산하였다.
| F_SRz (nm) |
B_SRz (nm) |
F_SRz /B_SRz |
블로킹 | 컬 (mm) |
잔류 접착률 (%) |
세라믹 시트 |
|||
| 상온 | 고온 | 핀홀 | 박리력 (gf/in) |
||||||
| 실시예 1 | 63 | 131 | 0.48 | 양호 | 0 | 0 | 96 | 양호 | 4.4 |
| 실시예 2 | 63 | 142 | 0.44 | 양호 | 0 | 0.2 | 94 | 양호 | 3.5 |
| 실시예 3 | 67 | 126 | 0.53 | 양호 | 0 | 0 | 93 | 양호 | 3.1 |
| 실시예 4 | 71 | 119 | 0.60 | 양호 | 0 | 0.2 | 95 | 양호 | 3.3 |
| 실시예 5 | 59 | 131 | 0.45 | 양호 | 0 | 0 | 95 | 양호 | 3.6 |
| 실시예 6 | 109 | 124 | 0.88 | 양호 | 0 | 0 | 93 | 양호 | 4.9 |
| 실시예 7 | 91 | 126 | 0.72 | 양호 | 0 | 0 | 93 | 양호 | 4.4 |
| 실시예 8 | 33 | 127 | 0.26 | 양호 | 0 | 0.2 | 93 | 양호 | 2.2 |
| 실시예 9 | 109 | 411 | 0.27 | 양호 | 0 | 0.4 | 93 | 양호 | 1.9 |
| 비교예 1 | 65 | 127 | 0.51 | 양호 | 0 | 0.2 | 97 | 양호 | 14.1 |
| 비교예 2 | 67 | 119 | 0.56 | 양호 | 0 | 0.2 | 84 | 양호 | 2.9 |
| 비교예 3 | 63 | 126 | 0.50 | 양호 | 2.2 | 7 | 94 | 양호 | 3.4 |
| 비교예 4 | 59 | 137 | 0.43 | 양호 | 0 | 0.2 | 83 | 양호 | 4.2 |
| 비교예 5 | 139 | 141 | 0.99 | 양호 | 0 | 0.2 | 97 | 불량 | 6.1 |
| 비교예 6 | 21 | 119 | 0.18 | 불량 | 0 | 0.4 | 93 | 양호 | 2.8 |
| 비교예 7 | 651 | 931 | 0.70 | 양호 | 0.2 | 0.6 | 92 | 불량 | 2.4 |
표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 제공하는 바람직한 구성을 갖는 이형 코팅 조성물로부터 제조된 실시예 1~9에 따른 이형 필름은 다양한 평가 결과에서 모두 양호한 특성을 보였다. 비교적 높은 두께의 이형 코팅으로 인하여 이형층 표면의 십점평균조도(F_SRz)가 기재 표면의 십점평균조도(B_SRz)에 비해 낮아지는 결과를 보였으며, 이로 인해 세라믹시트 제조 시에도 핀홀 불량이 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 또한 비교적 높은 이형층 두께에도 불구하고 상온 및 고온 컬 발생량이 1mm 이하로 바람직한 범위를 가짐을 확인할 수 있다.
또한 이형 코팅 조성물의 구성에 있어서 (b) 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지의 함량은 잔류접착률과 세라믹시트의 박리력에 영향을 미친다. MLCC 업계에 있어 이형 필름의 잔류접착률은 통상 90% 이상인 것이 바람직하며 90% 미만인 경우 MLCC 제조 후 쇼트(short)불량을 야기할 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한 세라믹시트 박리 시의 박리력은 통상 5gf/in인 것이 바람직하며 이를 초과할 경우 MLCC 제조 공정 중 세라믹시트를 박리하는 과정에서 세라믹시트가 일부 박리되지 않고 찢어지거나 주름이 혼입되는 적측불량이 야기될 수 있다. 본 발명에서 제공하는 바람직한 구성을 갖는 이형 코팅 조성물로부터 제조된 실시예 1~9에 따른 이형 필름은 잔류접착률 및 세라믹시트 박리력에서 모두 바람직한 범위의 값을 보임을 확인할 수 있다.
반면, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지의 함량이 본 발명에서 제공하는 바람직한 범위 미만인 비교예 1의 경우 세라믹시트 박리력이 14.1gf/in로 매우 높게 형성되었으며, 바람직한 범위를 초과하는 비교예 2의 경우 잔류접착률이 84%로 바람직한 범위에 미달하였다.
또한 이형코팅 조성물의 구성에 있어서 (c) 폴리에틸렌글리콜은 상온 및 고온 컬을 낮추는 작용을 하는데 본 발명에서 제공하는 바람직한 함량을 갖는 실시예 1~9와는 달리 비교예 3의 경우 폴리에틸렌글리콜의 함량이 부족하여 상온 및 고온 컬이 심하게 발생함을 확인할 수 있다. 또한 비교예 4의 경우 폴리에틸렌글리콜의 함량이 (a) 멜라민수지의 함량에 비해 높아 이형층의 경화가 충분히 일어나지 않음에 따라 잔류접착률이 바람직한 범위에 미달하는 결과를 보인다.
또한 기재필름의 십점평균표면조도(B_SRz)와 이형 코팅층의 두께에 있어서는 그 상관관계가 본 발명에서 제공하는 바람직한 범위 내에 있는 실시예 1~9의 경우 이형 코팅층 표면의 십점평균조도(F_SRz)가 110nm 이하로 극히 낮게 형성됨에 따라 세라믹시트의 핀홀 불량이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
반면 수학식 1의 범위를 초과하는 비교예 5의 이형 필름은 B_SRz에 비해 이형 코팅층의 두께가 얇아 이형층의 F_SRz가 139nm로 높은 값을 보임에 따라 세라믹시트의 핀홀 불량을 야기함을 확인할 수 있다. 또한 수학식 1의 범위 미만인 비교예 6의 이형 필름은 B_SRz에 비해 이형 코팅층의 두께가 두꺼워 이형 필름 권취 공정에서 블로킹이 발생함을 알 수 있다.
또한 비교예 7의 이형 필름의 경우 B_SRz와 이형 코팅층 두께와의 관계는 본 발명에서 제안하는 바람직한 범위 내에 있으나, 기재의 B_SRz 자체가 본 발명의 바람직한 범위인 500nm를 초과함에 따라 이형코팅 후에도 651nm의 높은 F_SRz를 보여 세라믹시트의 핀홀 불량을 유발함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 특수한 구성의 이형 코팅 조성물로부터 이형필름을 제조하는 경우 기재에 비해 낮은 이형층 표면조도를 갖는 이형필름을 한 차례의 코팅 공정만으로 얻을 수 있으며, 종래의 기술과는 다르게 블로킹 및 컬 현상에서 자유로운 이형 필름을 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 이형 필름은 MLCC제조 공정에 적합하며, 보다 낮은 두께의 세라믹시트를 핀홀 불량이나 적층 불량 없이 제조하는데 기여할 수 있다. 또한 MLCC에 있어 세라믹시트의 두께는 제품의 용량 및 크기와 직결되므로 본 발명에 따른 이형 필름은 공정상의 불량률 개선뿐만 아니라 완제품인 MLCC의 물성을 향상시키는데도 기여할 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.
10: 기재
20: 이형층
20: 이형층
Claims (13)
- 기재;
상기 기재의 일면에 형성된 이형층;을 포함하며,
상기 이형층은 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 이형 코팅 조성물로 형성된, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형층은 멜라민 수지, 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지 및 폴리에틸렌글리콜의 중량비가 1.0 : 0.01~0.10 : 0.1~1.0인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형 코팅 조성물은 산촉매와 유기 용제를 더 포함하되,
상기 멜라민 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 산촉매를 더 포함하는, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 기재의 십점평균조도(SRz)는 500nm 이하인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형층의 건조 후 두께는 상기 기재의 십점평균조도(SRz)의 0.5 내지 3.0배인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 멜라민 수지는 둘 이상의 알콕시 또는 알콕시알킬기를 갖는 멜라민 수지를 포함하는, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 멜라민 수지는 메톡시기, 메톡시메틸기 및 부톡시메틸기 중 적어도 둘 이상의 작용기를 갖는, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에테르는 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 중 적어도 하나를 포함하는, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 폴리디메틸실록산과 폴리에테르 공중합체 수지는 양 말단에 하이드록시기가 결합되어 있는, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형 필름의 잔류접착률은 90% 이상인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형 필름은 상온 컬(Curl) 발생량이 0 내지 1mm 인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 이형 필름은 고온 컬(curl) 발생량이 0 내지 1mm인, 이형 필름. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이형 필름은 하기 수학식 1을 만족하되,
(수학식 1)
0.25 < (F_SRz/B_SRz) < 0.90
이고, 여기서 F_SRz는 이형층 표면의 십점평균조도이고, B_SRz는 이형층과 맞닿지 않는 기재의 일면의 십점평균조도인, 이형 필름.
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