KR100429467B1 - 이형성이우수한점착테이프용폴리프로필렌계수지조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산 5~20 중량부로 구성된 이형성이 탁월한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

이형성이 우수한 점착테이프용 폴리프로필렌계 수지 조성물{A polypropylene resin composition used for adhesive tape}

본 발명은 산업용 또는 가정용 점착테이프용 폴리프로필렌계 필름을 제조하기 위한 이형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세히는, 폴리프로필렌계 수지, 검(Gum)상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산으로 구성된 이형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 조성물을 표층성분으로 이용하여 제조되는 이형성이 우수한 산업용 또는 가정용 점착테이프용 폴리프로필렌계 2층 복합필름 및 그 2층 복합필름으로 제조된 점착테이프에 관한 것이다.

산업용 또는 가정용 점착테이프는 통상 폴리프로필렌계 필름 한쪽면에 천연 고무계 또는 아크릴계 접착제를 도포하여 롤상으로 감아 두었다가 필요시 수요자가 일정 길이만큼 잘라 사용하는 형태로 되어 있다. 그러나 수요자가 일정 길이만큼 취해 이형하려할 때 접착제와 폴리프로필렌계 필름사이의 강한 접착력에 기인하여 잘 떨어지지 않거나 심지어 찢어지는 경우가 있는가 하면 또한 이형시 매우 큰 소리가 나는 등 큰 문제가 대두되어왔다.

상기 문제를 해결하려는 방법으로서 이축연신된 폴리프로필렌계 필름의 한쪽 표층위에 실리콘계 오일 등을 도포한 뒤 다른 표층에 접착제를 도포하는 방법을 사용하여왔다.

이러한 방법은 잔류도포액의 손실 특히 실리콘 오일은 매우 고가이어서 그 손실은 지대한 원가상승을 초래해 왔으며, 도포공정에 따른 번거로움과 품질관리상 어려움 등이 큰 문제로 되어 왔다.

특허문헌에 개시된 접착제의 도포방법을 살펴보면 다음과 같다. 일본 특허 공개번호 소60-123576호 에서는 실리콘 오일을 도포 후 코로나 방전처리를 하여 이형성 조절을 향상시키고자 하였으나, 이 역시 앞서 언급한 문제점의 해결에는 큰 도움이 없었다. 한편 일본 특허 공개번호 소61-168683호에서는 표층과 지지층으로 구성된 동시압출하여 2축연신된 폴리프로필렌계 필름에 있어서 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 오일상의 실리콘수지 즉 디오르가노폴리실록산 0.3~3.0 중량부를 함유시킨 조성물을 표층 성분으로 사용하여 실리콘 오일 등의 도포 공정을 생략하여 상기 문제를 해결하고자 하였으나, 이 경우에는 매우 적은 양으로 효과적인 이형성을 발휘시키다보니 결국 오일형태의 실리콘계 수지를 첨가하게 되었는데, 연신필름 성형시나 필름 성형 후 이런 오일성분이 심하게 표면으로 기어나와(소위 브리딩 현상)연신롤 표면을 심하게 오염시키거나 필름 성형 후 반대 표층면에 전사되어 접착제를 바를 때 접착이 잘되지 않는 등 큰 부작용이 생겨 그 개선이 시급히 요청되어왔다.

본 발명자들은 상기와 같은 문제점들을 개선할 수 있도록 폴리프로필렌계 수지, 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산으로 구성된 수지 조성물을 개발하여, 점착테이프에 사용되는 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조한 것이다.

본 발명의 목적은 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산 5∼20 중량부로 구성된 브리딩현상이 발생하지 않으면서도 이형성이 탁월한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두께 기준 5~20% 범위로 구성되는 표층과 두께 기준 80∼95% 범위로 구성되는 지지층을 가지며 동시 압출되고 적어도 1축으로 연신되어 형성된 폴리프로필렌계 2층 복합필름에 있어서, 그 표층에 사용되는 수지 조성물로서 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산 5∼20 중량부를 배합시킨 수지 조성물을 사용함을 특징으로 하는 것으로, 수지 조성물을 표층 성분으로 이용하여 동시압출 가공하여 2층 복합필름을 한번의 가공으로 제조함으로서 종래의 실리콘 도포공정을 생략하게됨에 따라 원가절감은 물론 공정 단순화에 따른 품질 안정을 획기적으로 달성할 수 있는 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 이를 이용한 점착테이프용 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 산업용 또는 가정용 점착테이프로 사용되는 폴리프로필렌계 필름에 관한 것으로, 이형성이 우수하고 브리딩현상이 없는 폴리프로필렌계 2층 복합 필름을 제조할 수 있는 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다. 즉 본 발명은 우선 폴리프로필렌계 수지, 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산으로 이루어진 수지 조성물을 제조하고, 그 수지 조성물을 표층 성분으로, 또한 통상의 폴리프로필렌계 수지를 지지층 성분으로 하여 용융 동시압출, 캐스팅 필름 형성, 1축 또는 2축 연신 등 종래의 동시압출 연신필름 제조방법에 따라 2층 복합 필름을 제조한 후 점착테이프에 사용하기 위한 것이다.

본 발명에 있어서의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 구성 성분인 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체, 프로필렌과 다른 α-올레핀(에틸렌, 부텐, 4-메틸펜텐, 옥텐 등) 불포화 카르본산 또는 그 유도체(아크릴산, 무수말레산 등)와 랜덤, 블럭 또는 그라프트 공중합체 또는 그러한 것들의 혼합물이다. 이러한 것중에서 특히 좋은 것은 아이소탁틱 인덱스가 90% 이상인 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체(에틸렌 성분이 1∼10 중량%), 에틸렌-프로필렌-부텐-1 공중합체(에틸렌 성분이 0.5~5 중량%, 부텐 성분이 2∼25 중량%), 프로필렌-부텐-1 공중합체 또는 이들의 혼합물이다. 공중합체를 이용하는 경우 프로필렌 성분이 90 중량% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 검상 디오르가노폴리실록산으로서는 중량 평균 분자량이 15만 이상인 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산과 같은 폴리디알킬실록산을 대표로 들 수 있다. 이러한 화합물은 구조별로 다소 차이가 있으나 통상 중량평균 분자량이 15만 미만이 되면 오일상이 되어 전사현상을 일으키는 등 제문제가 생겨 본 발명에서 해결하는 수단으로서 적합하지 않다.

또한 본 발명에 사용되는 분말상 디오르가노폴리실록산으로서는 중량평균 분자량이 20만 이상인 비닐 변성 디오르가노폴리실록산과 아크릴 변성 디오르가노폴리실록산을 대표로 들 수 있다. 이들 화합물들의 제조방법은 가령 일본 특허공개번호 평3-281556호 등에 상세히 기재되어 있으며, 특히 분말상의 디오가노폴리실록산 입자의 크기는 0.5~10 ㎛ 범위가 좋다. 입자의 크기가 0.5 ㎛미만이 되면 디오르가노폴리실록산의 분산이 어렵고, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 필름의 감기 또는 풀기 공정중 백업롤과의 마찰에 의한 마모 등에 의해 디오르가노폴리실록산 분말 입자가 쉽게 탈락되어 원하는 이형 특성이 손상될 우려가 있다.

검상의 디오르가노폴리실록산은 필름성형 가공시 표면에 넓게 퍼진형태로 존재하게 되어 소량을 첨가하여도 이형성이 탁월하게 발현되나 과량을 사용할 시에는 전사현상이 다소 나타날 수 있다. 반면 분말상 디오르가노폴리실록산 경우는 아무리 과량을 첨가해도 전사현상은 나타나지 않으나 검상 디오르가노폴리실록산 대비 동일 첨가량에서 이형성이 다소 적게 나타나는 점이 있다. 이러한 검상 또는 분말상 디오르가노폴리실록산은 각각 사용하여도 좋으나, 두 종류를 혼용하는 것이 더욱 좋다.

본 발명에 있어서의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 디오르가노폴리실록산 5∼20 중량부를 첨가하는 것이 좋고 더욱 좋기로는 8∼15 중량부가 가장 적당하다. 5 중량부 미만시에는 원하는 이형성 효과를 얻을 수 없으며, 20 중량부를 초과할 시에는 원가가 크게 상승되고, 검상 경우 약간의 전사현상이 나타나는 단점이 있다.

본 발명에 의한 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물을 표층성분으로 이용하여 제조되는 폴리프로필렌계 2층 복합필름은 표층을 두께 기준 5∼20%, 지지층을 80~95%로 하는 것이 적당하다. 표층을 5% 미만으로 할 경우에는 만족할만한 장기이형성을 얻기가 어렵고 또한 압출에 의한 필름형성상 어려움이 있으며, 20%를 초과할 경우에는 이형성은 우수하나, 기계적 물성이 나빠지고 연신가공시 표층과 지지층사이의 층상 박리 현상이 나타날 수가 있으며, 고가인 디오르가노폴리실록산의 다량 함유로 원가가 크게 상승되는 단점이 있다.

본 발명에 있어서의 프로필렌계 중합체 2층 필름의 개개층에는 통상의 첨가제 예를들면, 활제, 산화방지제, 대전방지제, 가공조제 등을 첨가하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 수지 조성물의 제조방법으로는 (1) 용융 폴리프로필렌계 수지에 검상 또는 디오르가노폴리실록산을 직접 혼합하여 용융 압출하는 방법, (2) 고농도의 복합 디오르가노폴리실록산 마스터 배치와 폴리프로필렌계 수지칩을 혼합하여 용융 압출하는 방법 등이 있다. 이중에서, 고농도의 복합 디오르가노폴리실록산 마스터 배치를 제조한 후 폴리프로필렌계 수지칩을 혼합하여 용융 압출하는 방법이 디오르가노실록산의 분산성이 가장 좋으며 필름형성후의 이형성이 우수하다.

본 발명에서는 가공온도가 180∼250℃인 혼련기에서 검상 또는 분말상의 디오르가노실록산과 폴리프로필렌계 수지를 용융혼합하여 고농도의 마스터 배치칩을 제조한 다음, 상기 마스터 배치칩 대 통상의 폴리프로필렌계 수지를 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대해 디오르가노폴리실록산이 5~20 중량부가 되도록 적정 비율로 혼합한 뒤 용융 압출, 펠렛팅하여 폴리프로필렌계 수지 조성물 펠렛을 제조한다.

상기 방법으로 제조된 폴리프로필렌계 수지 조성물 펠렛을 표층성분으로하고, 통상의 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 지지층 성분으로 공지의 동시압출 공정을 거쳐 가령 용융물을 티다이를 통해 동시 압출하고, 동시 압출에 의해 얻어진 캐스트 필름을 예열을 거쳐 가로방향으로 1축 연신하거나 또는 가로, 세로 2축 방향으로 연신시켜서 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조한다. 합성수지 조성물로 부터 동시 압출에 의한 2층 복합필름을 제조하는 방법은 이미 널리 알려진 기술로서, 본 발명에서의 폴리프로필렌계 수지 조성물로 부터 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조하는 방법도 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.

한편 본 발명에 의해 얻어진 2층필름에 있어서 표층의 반대면인 지지층면에 공지의 코로나를 처리하거나 앵커코팅을 하여 다음 공정인 점착제의 도포공정에서 점착제와 지지층 간의 점착성을 올리는 것도 좋다.

본 발명에 따라 제조된 점착테이프용 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 실리콘 오일과 같은 이형제의 도포공정이 없이 한번의 압출가공 및 연신필름 성형공정으로 이형성이 우수한 점착테이프용 필름을 얻을 수 있게 된 것이며, 또한 첨가된 이형성 디오르가노폴리실록산 성분의 표출현상이 없어 연신필름 성형가공시 연신롤에 전사되는 현상에 기인하여 연신롤을 자주 청소하게 되어 결국 생산성을 크게 저하시키는 현상이 전혀 없음은 물론 필름 성형후에 필름 반대면에 이형성 성분이 전사되어 접착제와 필름면간의 점착력의 손상되는 현상이 전혀 발생하지 않는 실로 획기적인 것이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것은 아니다.

(실시예 1)

용융지수 3 g/10 min인 프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대하여 중량평균 분자량 30만이며, 평균 입경이 5㎛인 분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP 594)를 50 중량부 첨가하는 비율로 혼합한 조성물을 가공온도 210℃ 하에서 혼련 가공한 뒤 펠렛화하여 고농도의 마스터 배치칩을 제조하였다. 프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대해 비닐 변성 디오르가노폴리실록산이 5 중량부가 함유되도록(표 I 참조) 상기 사용한 프로필렌계 단독중합체 100 중량부와 상기 제조된 마스터배치칩 10 중량부를 헨셀믹서에서 혼합한 뒤 단축압출기에서 용융 혼련하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였다.

상기 방법으로 제조된 폴리프로필렌계 수지 조성물 펠렛을 표층 성분으로하고, 상기 사용한 프로필렌계 단독중합체를 지지층 성분으로 하여 동시압출기에 투입하고 250℃에서 용융 압출하여 이 용융물을 티다이를 통해 2층 구조의 복합 평판 쉬트를 제조하였다. 얻어진 평판 쉬트를 130℃의 연신 온도에서 가로 방향으로 5배 연신시키고, 이어서 160℃ 조건하의 열풍텐터에서 세로방향으로 8배 연신하여 최종적으로 두께 40㎛(지지층 37㎛, 표층 3㎛)인 2층 복합필름을 제조 하였다. 제조된 2층 복합필름에 대하여 이형성, 브리딩 현상 징도, 기계적 강도 등을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다.

(실시예 2~5)

프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대해 중량평균 분자량 30만이며, 평균입경이 5㎛인 분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP594)이 각각 8, 10, 13, 15 중량부가 함유되도록 혼합한 것(표 I참조)외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다.

(실시예 6)

분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP 594) 대신에 중량평균 분자량 약 25만의 검상 디메틸폴리실록산(일본 시네쯔사 KE 76)를 사용한 것(표 I 참조)외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다.

(실시예 7)

프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대하여 중량평균 분자량 30만이며, 평균 입경이 5㎛인 분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP 594) 5 중량부, 중량평균 분자량 약 25만의 검상 디메틸폴리실록산(일본 시네쯔사 KE 76) 5 중량부가 함유하도록 혼합한 것(표 I 참조) 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다.

(비교예 1)

프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대해 중량평균 분자량 30만이며, 평균 입경이 5㎛인 분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP 594)이 2 중량부가 함유되도록 혼합한 것(표 I 참조)외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다. 인장강도 및 연신롤 오염정도는 우수하나 이형성이 취약한 단점이 보인다.

(비교예 2)

프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대해 중량평균 분자량 30만이며, 평균 입경이 5㎛인 분말상 비닐 변성 디오르가노폴리실록산(일본 시네쯔사 KMP 594)이 30 중량부가 함유되도록 혼합한 것(표 1 참조)외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다. 이형성이 우수하고 연신롤 오염도 없으나 인장강도가 취약해지는 단점이 보인다.

(비교예 3)

프로필렌계 단독중합체 100 중량부에 대해 중량평균 분자량 11만인 오일상 디메틸폴리실록산(일본 시네쯔사 KF 96)이 2 중량부가 함유되도록 혼합한 것(표 I 참조)외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하였고, 이러한 수지 조성물을 이용하여 폴리프로필렌계 2층 복합필름을 제조, 제물성을 평가하여 그 결과를 표 II에 나타내었다. 이형성은 우수하나 브리딩현상에 의한 연신롤 오염이 심하고 인장강도가 취약해지는 단점이 보인다.

[표 I]

[표 II]

(물성측정)

상기 실시예 및 비교실시예에 따라 제조된 수지 조성물의 이형성의 평가방법으로서 박리강도 시험을 하였고, 브리딩 현상에 대한 평가방법으로서 연신롤 오염정도 시험을, 또한 필름의 기계적 강도 변화를 평가하기 위해 인장강도를 다음과 같이 실시하였다.

박리강도

시편 필름을 온도 70℃ 에서 72시간 방치한 후 평가하려는 표층(디오르가노폴리시록산 함유 표층 또는 실리콘 오일 등 도포층)에 셀루로오스 아세테이트를 기재로 하여 아크릴계 접착제가 약 30㎛ 도포된 표준 접착테이프(3M사 가정용 스카치 테이프)를 붙인 후 300 m/분 속도로 180도 각도로 떼어낼시 저항력(g/15 mm)을 만능시험측정기(인스트롱사)을 이용하여 박리강도로하여 측정 평가하였다.

박리강도가 적을수록 이형성이 우수함을 의미한다. 각 실시예 및 비교실시예에 대한 시험결과를 표 II에 나타내었다.

연실 롤 오염 정도

작업 개시후 1축 연신롤 표면 오염을 육안으로 확인 할 수 있을 때까지의 경과된 시간을 기준으로 다음과 같이 평가하였다.

◎ : 우수(48시간 이내 오염이 미발생)

○ : 양호(24시간∼48시간 범위내 오염이 발생)

△ : 보통(6시간∼24시간 범위내 오염이 발생)

× : 불량(6시간 이내 오염이 발생)

각 실시예 및 비교실시예에 대한 시험결과를 표 II에 나타내었다.

인장강도

만응시험측정기를 이용 ASTM D 882 방법에 의거 필름 시편의 인장강도를 측정하였다. 각 실시예 및 비교실시예에 대한 시험결과를 표 II에 나타내었다.

Claims (1)

1. 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대하여 검상 또는 분말상의 폴리디페닐실록산 또는 폴리메틸페닐실록산 5∼20 중량부로 구성된 이형성이 탁월한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 있어서, 상기 검상 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산은 중량평균 분자량이 15만 이상이고, 또한 상기 분말상의 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산은 입자크기가 0.5∼10㎛임을 특징으로 하는 이형성이 탁월한 폴리프로필렌계 수지 조성물