KR100721456B1 - 투명 방염성의 점착필름 - Google Patents

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phosphorus
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류미옥
임동훈
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Abstract

본 발명은 투명 방염성의 점착필름에 관한 것으로, 2종 이상의 난연제를 조합하고 배합비를 최적화시켜 우수한 방염성을 가지면서 투명성이 확보된 투명 방염성의 점착필름에 관한 것이다. 본 발명은 기재필름층과, 상기 기재필름층의 어느 한 면에 형성된 점착제층을 포함하는 점착필름에 있어서, 상기 기재필름층에는 인계 난연제와 함할로겐 인산에스테르계 난연제가 함유되고, 상기 점착제층에는 인계 난연제와 할로겐계 난연제가 함유된 점착필름을 제공한다. 이때, 상기 기재필름층에 함유된 난연제의 경우 인계 난연제는 1.0 ~ 15.0중량%, 함할로겐 인산에스테르계 난연제는 1.0 ~ 10.0중량%로 함유된 것이 바람직하고, 상기 점착제층에 함유된 난연제의 경우 인계 난연제는 1.0 ~ 20.0중량%, 할로겐계 난연제는 1.0 ~ 50.0중량%로 함유된 것이 좋다. 본 발명에 따르면, 2종 이상의 난연제가 적절한 배합비(함유량)로 함유되어 우수한 방염성을 가지면서, 투명성이 확보된다. 또한, tack 성질, 점착력, 수축율 등의 물성이 개선된다.
투명, 방염, 점착필름, 난연제, 내장재

Description

투명 방염성의 점착필름{PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE FILM HAVING TRANSPARENT AND FLAME-RETARDANT PROPERTY}
본 발명은 투명 방염성의 점착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2종 이상의 난연제를 조합하고 배합비를 최적화시켜 함유시킴으로써, 우수한 방염성을 가지면서 투명성이 확보되고, 점착력과 수축율 등의 물성이 개선된 투명 방염성의 점착필름에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물 내외장재 등의 건축자재에는 표면을 보호하기 위한 점착필름이 부착되고 있다. 일례로, 문구나 이미지 등의 전달매체가 인쇄된 인쇄시트에는 인쇄면을 보호하기 위해 점착필름이 부착되고 있다. 이러한 인쇄시트가 내장재로 사용되기 위해서는 방염성(난연성)을 가져야 한다. 내장재로서 사용 가능성을 평가하기 위한 방염성능테스트는 완제품 상태, 즉 인쇄시트에 점착필름이 부착된 상태를 대상으로 한다. 이에 따라, 점착필름 자체는 물론, 이러한 점착필름이 부착된 완제품의 경우에도 방염성이 확보되어야 한다.
점착필름은 기재필름층의 한 면에 점착제층이 코팅, 형성된 구조를 가지며, 방염성을 위해 기재필름과 점착제에 난연제가 함유되고 있다. 이때, 난연제는 주로 할로겐계, 인계, 무기 화합물계 등이 사용되고 있다. 이러한 점착필름은 방염성과 함께 인쇄면의 전달매체가 충분히 구현될 수 있도록 투명성을 가져야 한다. 즉, 난연제가 함유되더라도 인쇄시트의 본연의 목적(광고, 표시 등)을 방해하지 않도록 투명해야 한다. 또한, 난연제의 함유에 의해 기재필름의 성형성이나 점착제의 점착력이 저하되지 않아야 하며, 시공 후 수축이 일어나지 않아야 한다.
그러나 종래의 점착필름은 난연제의 투입에 의해 투명성 및 점착력이 저하되고, 기재필름의 카렌다 성형 작업시 안정성이 떨어지며, 수축이 발생하는 문제점이 있었다. 투명성 저하는 난연제를 구성하는 금속성분(예, 안티몬 등)이 빛에 의해 산란되어 칼라(color)를 띄는 것이 주요 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 2종 이상의 난연제를 조합하고 배합비를 최적화시켜 함유시킴으로써, 우수한 방염성을 가지면서 투명성이 확보되고, 점착력과 수축율 등의 물성이 개선된 투명 방염성의 점착필름을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기재필름층과, 상기 기재필름층의 어느 한 면에 형성된 점착제층을 포함하는 점착필름에 있어서,
상기 기재필름층에는 인계 난연제와 함할로겐 인산에스테르계 난연제가 함유되고, 상기 점착제층에는 인계 난연제와 할로겐계 난연제가 함유된 것을 특징으로 하는 점착필름을 제공한다.
이때, 상기 점착제층에는 서로 다른 2종의 인계 난연제와 1종의 할로겐계 난연제로서 3종의 난연제가 함유된 것이 바람직하다.
또한, 상기 난연제는 함유량에 있어서, 상기 기재필름층에 함유된 난연제의 경우 인계 난연제는 1.0 ~ 15.0중량%, 함할로겐 인산에스테르계 난연제는 1.0 ~ 10.0중량%로 함유된 것이 바람직하다. 그리고 상기 점착제층에 함유된 난연제의 경우 인계 난연제는 1.0 ~ 20.0중량%, 할로겐계 난연제는 1.0 ~ 50.0중량%로 함유된 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 2종 이상의 난연제가 적절한 배합비(함유량)로 함유되어 우수한 방염성을 가지면서, 투명성이 확보된다. 또한, tack 성질, 점착력, 수축율 등의 물성이 개선된다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 점착필름은 피착물(예를 들어, 인쇄시트나 창호 프레임 등의 각종 건축자재 등)의 표면을 보호하기 위한 용도로 유용하게 사용하며, 적어도 기재필름층과, 이 기재필름층의 어느 한 면에 코팅, 형성된 점착제층을 갖는다. 그리고 상기 점착제층에 부착되는 박리지를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 기재필름층과 점착제층에는 방염성을 위한 난연제가 함유된다.
상기 기재필름층은, 바람직하게는 투명 폴리염화비닐(PVC)을 베이스(base)로 하되, 여기에 난연제가 혼합된 조성물로 구성된다. 그리고 상기 점착제층은, 바람직하게는 투명 아크릴계 점착제에 난연제가 혼합된 조성물로 구성된다. 이때, 상기 난연제는 본 발명에 따라서 2종 이상의 난연제가 조합되어 사용되어지되, 적정 배합 비율(함량)로 혼합 사용된다. 이와 같이, 2종 이상의 난연제의 조합과 적정 배합에 의해 본 발명에 따른 점착필름은 방염성을 가지면서 투명성이 확보되고, tack 성질, 점착력, 수축율 등의 물성이 개선된다. 즉, 난연제의 투입에 의해 종래와 같이 투명성이 없어지거나, tack 성질, 점착력, 수축율 등이 저하되지 않는다.
구체적으로, 먼저 기재필름층에는 인계 난연제로부터 선택된 1종 이상과, 함할로겐 인산에스테르계 난연제로부터 선택된 1종 이상이 혼합되어 함유되어지되, 적정 함량으로 함유된다. 바람직하게는 인계 난연제는 1.0 ~ 10.0중량%, 함할로겐 인산에스테르계 난연제는 1.0 ~ 15.0중량%로 함유된다. 여기서, 중량%는 기재필름층을 구성하는 조성물 전체(예, PVC + 난연제 등)를 기준으로 한 난연제의 함량 비율이다. 이때, 인계 난연제와 함할로겐 인산에스테르계 난연제가 각각의 단독으로 함유되거나, 1.0중량 미만으로 함유된 경우 충분한 방염성을 확보하기 어렵다. 또한, 너무 많이 함유되면 투명성과 성형성이 저하된다. 구체적으로, 인계 난연제의 경우에는 10.0중량%, 함할로겐 인산에스테계 난연제의 경우에는 15.0중량%를 초과하여 함유되면, 필름가공 작업성이 떨어지고, 내열성 저하로 변색이 발생하여 투명성을 확보하기 어렵다.
따라서 기재필름층에 난연제를 함유시킴에 있어서, 위와 같이 인계와 함할로겐 인산에스테르계를 혼합 사용하되, 적정 함량으로 사용해야 우수한 방염성을 가지면서 투명성을 확보할 수 있다. 상기 인계 난연제로는 트리아이소페닐 포스페이트(triisophenyl phosphate), 사이클릭 포스네이트(cyclic phosphonate), 인계C 등을 예로 들 수 있으며, 상기 함할로겐 인산에스테르계 난연제로는 함염소 알리파틱 폴리포스페이트-포스포네이트(aliphatic polyphosphate-phosphonate containg chlorine) 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 점착제층에는 인계 난연제로부터 선택된 1종 이상과, 할로겐계 난연제로부터 선택된 1종 이상이 혼합되어 함유된다. 바람직하게는 서로 다른 인계 난연제 2종과, 할로겐계 난연제 1종을 혼합으로서 3종의 난연제를 혼합 사용하는 것이 좋다. 그리고 인계 난연제는 1.0 ~ 20.0중량%, 할로겐계 난연제는 1.0 ~ 50.0중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
인계 난연제는 Tack 성질은 향상시키나 점착력과 수축율을 저하시키는 단점이 있다. 또한, 할로겐계 난연제는 점착력을 향상시키고 수축율을 개선시킬 수 있으나, 점착제의 경화속도를 빠르게 하여 Tack 성질을 저하시키는 단점이 있다. 이에 따라, 인계 난연제와 할로겐계 난연제를 혼합하면 각각의 단점을 보완하면서 방염성을 확보할 수 있다. 그리고 각 난연제는 적정량 함유되어야 한다. 구체적으로, 인계 난연제의 경우 너무 많이 함유되면, 수축율의 개선이 미비하므로 20.0중량% 이하로 함유시키는 것이 좋다. 그리고 할로겐계 난연제의 경우 너무 많이 함유되면 Tack 성질을 저하시켜 기온이 낮은 겨울철에는 피착물에 붙지 않거나 점착 후 들뜸 현상이 발생될 수 있으며, 액상의 점착제와 의 배합 시 분산성이 저하되고 투명성을 확보하기 어렵다.
따라서 점착제층에 난연제를 함유시킴에 있어서, 위와 같이 인계와 할로겐계를 혼합 사용하되, 적정 함량으로 사용해야 각각의 단점을 보완하여 투명성을 확보하면서 tack 성질, 점착력, 수축율 등이 개선되다. 또한, 인계 난연제는 연기 발생 억제에 효과적이고, 할로겐계 난연제는 불이 번지는 현상을 방지하는 데에 효과적이어서 우수한 방염성을 갖게 한다. 이때, 인계 난연제로는 상기 기재필름층에 사용된 난연제, 구체적으로 트리아이소페닐 포스페이트(triisophenyl phosphate), 사이클릭 포스네이트(cyclic phosphonate), 포스포닉산(phosphonic acid), 메틸,(5-에틸-2-메틸-2-옥소도-1,3,2-디옥사포스포리난)methyl,(5-ethyl-2-methyl-2-oxodo-1,3,2-dioxaphosphorinan) 등을 예로 들 수 있으며, 할로겐계 난연제로는 테트라 브로모 비스페놀-A(TBBA : Tetra Bromo Bisphenol-A) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 인계 난연제는 서로 다른 2종을 사용하는 것이 바람직한데, 예를 들어 사이클릭 포스네이트와 포스포닉산, 메틸,(5-에틸-2-메틸-2-옥소도-1,3,2-디옥사포스포리난)를 혼합하여 사용하면 좋다.
이하, 본 발명의 구체적인 시험 실시예 및 비교예를 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 ~ 3]
난연제 첨가 후의 기재필름층에 대한 투명성과 방염성을 알아보고자 PVC를 베이스성분으로 하되, [표 1]과 같은 함량으로 난연제를 혼합시켜 카렌다 공정으로 PVC 필름을 제조하였다. 그리고 각 실시예에 따른 PVC 필름 시편에 대해 투명도, 내열성, 작업성, 방염성능 등의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[비교예 1 ~ 7]
난연제를 함유시킴에 있어서 혼합 사용하지 않고 1종의 난연제를 함유시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 각 비교예의 시편에 해대 물성을 평가하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
비 고 난연제 함량 (wt%) 투명도 내열성 및 작업성 방염성능 합/불
탄화길이 탄화면적 잔염시간 잔신시간
비교예 1 미투입 0 투명 동적, 정적 내열성 문제 없음. 20 153 22 4 불
비교예 2 Sb2O3 1 반투명 22 150 26 5 불
3 백색 16 80 15 3 불
5 백색 7 24 4 0 불
10 백색 5 15 0 0 합
비교예 3 MgOH 1 반투명 23 148 25 6 불
3 백색 15 85 13 3 불
5 백색 8 24 5 0 불
10 백색 6 14 0 0 합
비교예 4 AlOH 1 반투명 18 145 22 5 불
3 백색 14 70 13 3 불
5 백색 8 22 7 0 불
10 백색 4.5 17 6 0 합
비교예 5 Sb2O5 1 투명 문제없음 20 140 24 3 불
3 반투명 10 80 13 1 불
5 변색 변색 및 plate-out 발생 7.5 27 5 0 불
10 변색 7 31 6 0 불
비교예 6 A 1 투명 문제없음. 20 146 26 3 불
3 투명 11 70 10 2 불
5 투명 6 28 7 0 불
10 변색 변색 5 26 6 0 불
비교예 7 B 1 투명 문제없음. 21.2 138 30 3 불
3 투명 9 75 8 2 불
5 투명 5.5 31 3 0 불
10 변색 변색 및 plate-out 6 24 5.5 1 불
실시예 1 A+B A : 3 B : 5 투명 문제없음. 5 20 4 0 합
실시예 2 A+B A : 5 B : 3 투명 4 19 4 0 합
실시예 3 A+B A : 5 B : 5 투명 4 15 0 0 합
위 [표 1]에서, 난연제 A는 인계로서 사이클릭 포스네이트(cyclic phosphonate)이고, 난연제 B는 함할로겐 인산에스테르계로서 함염소 알리파틱 폴리포스페이트-포스포네이트(aliphatic polyphosphate-phosphonate containg chlorine)이다.
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 종래와 같이 무기계 난연제를 사용하는 경우(비교예 2 ~ 5), 소량 첨가하여도 투명성이 없어짐을 알 수 있다. 또한, 인계(A)나 함할로겐 인산에스테르계(B)를 단독으로 사용하는 경우(비교예 6, 7)에는 방염성이 떨어지고, 방염성을 높이기 위해 많이 첨가하면 변색이 발생되어 투명성이 없어짐을 알 수 있다. 이에 반하여, 본 발명에 따라 인계(A)와 함할로겐 인산에스테르계(B)를 혼합 사용하는 경우(실시예 1 ~ 3), 투명성이 확보되고 방염성 또한 우수함을 알 수 있다.
[실시예 4 ~ 5]
난연제 첨가 후의 점착제층에 대한 물성을 알아보고자 아크릴 점착제에 [표 2]와 같은 함량으로 난연제를 혼합하여 점착제 조성물을 얻고, 이를 상기 실시예 3에서 제조한 PVC 필름 상에 코팅하여 각 실시예에 따른 점착필름 시편을 제조하였다. 각 점착필름 시편에 대하여 투명성과 tack 성질, 점착력, 수축율 등의 평가하여 그 결과를 하기 [표 2]에 나타냈었다. 또한, 방염성능은 먼저 점착필름 자체에 대해 평가한 다음, 점착필름을 인쇄시트에 라미네이틴 후의 제품에 대해서도 평가하여 그 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다. 이때, 인쇄시트는 방염제품을 사용하였다.
[비교예 8 ~ 15]
난연제를 사용함에 있어서 [표 2]에 보인 바와 같은 성분과 함량으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 실시하였으며, 각 비교예에 따른 점착필름 시편에 대해 물성을 평가하여 그 결과를 하기 [표 2]에 나타냈었다. 그리고 방염성능은 하기 [표 3]에 보인 바와 같다.
비 고 난연제 함량 (wt%) 투명도 수축율(mm) -기준 0.8mm이하 점착력(g/in) -기준 1500g/in이상 Tack
비교예 8 미투입 0 투명 0.3 2200 10
비교예 9 Sb2O3 2.8 불투명 0.2 1900 8
5.6 백색 0.31 1700 7
비교예 10 Sb2O5 분산액 2.8 반투명 0.25 1850 9
5.6 불투명 0.22 1800 8
비교예 11 C 2.8 투명 0.6 1800 10
5.6 투명 1.2 기준초과 1500 11
9.1 투명 2.2 950 기준미달 13
비교예 12 D 2.8 투명 0.55 1950 11
5.6 투명 1.0 1650 12
9.1 투명 2.1 기준초과 1010 기준미달 14
비교예 13 E 2.8 투명 0.27 2250 10
9.1 투명 0.22 2315 8
23 투명 0.32 2715 6
37.5 투명 0.45 3500 3
비교예 14 C+D C : 2.8 D : 2.8 합계 : 5.6 투명 1.4 기준초과 1700 12
비교예 15 C+D C : 5.35 D : 5.35 합계:10.7 투명 2.6 950 기준미달 12
실시예 4 C+D+E C : 5.35 D : 5.35 E : 18.8 합계 : 29.5 투명 0.7 1880 9
실시예 5 C+D+E C : 5.35 D : 5.35 E : 31.1 합계 : 41.8 투명 0.4 2300 8
위 [표 2]에서, 난연제 C는 인계로서 포스포닉산(phosphonic acid), 메틸,(5-에틸-2-메틸-2-옥소도-1,3,2-디옥사포스포리난)methyl,(5-ethyl-2-methyl-2-oxodo-1,3,2-dioxaphosphorinan)이고, 난연제 D는 인계로서 사이클릭 포스네이트(cyclic phosphonate)이며, 난연제 E는 할로겐계로서 테트라 브로모 비스페놀-A(TBBA : Tetra Bromo Bisphenol-A)이다.
비고 난연제 함량 (wt%) 방영성능(자체) 합/불 방영성능(라미후) 합/불
탄화길이 탄화면적 잔염시간 잔신시간 탄화길이 탄화면적 잔염시간 잔신시간
비교예 8 미투입 10 90 24 0 탄화 면적 및 잔염 시간 기준 초과
비교예 9 Sb203 2.8 8 75 20 0 불 불
5.6 7 45 15 1 불 불
비교예 10 Sb205 분산액 2.8 9 79 22 0 불 불
5.6 7.5 50 18 0 불 불
비교예 11 C 2.8 10 77 19 5 불 불
5.6 8 55 7 3 불 불
9.1 6 40 6 2 불 불
비교예 12 D 2.8 8 75 9 5 불 불
5.6 9 53 8 6 불 불
9.1 7 42 5 2 불 불
비교예 13 E 2.8 8 82 20 4 불 불
9.1 8.5 75 15 1 불 불
23 7 50 8 2 불 불
37.5 6.2 38 6 0 불 불
비교예 14 C+D C : 2.8 D : 2.8 합계 : 5.6 7 31 8 0 불 불
비교예 15 C+D C : 5.35 D : 5.35 합계 : 10.7 6.5 29 6 3 합 불
실시예 4 C+D+E C : 5.35 D : 5.35 E : 18.8 합계 : 29.5 5 27 4 2 합 6.5 34 2 0 합
실시예 5 C+D+E C : 5.35 D : 5.35 E : 31.1 합계 : 41.8 4.8 19 0 0 합 5.5 26 0 0 합
먼저, 상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 종래와 같이 무기계 난연제를 사용하는 경우(비교예 9 ~ 10), 소량 첨가하여도 투명성이 없어짐을 알 수 있다. 또한, 인계(C or D)나 할로겐계(E)를 단독으로 사용하는 경우(비교예 11 ~ 15)에는 방염성이 떨어지고, 방염성을 높이기 위해 많이 첨가하면 수축율과 점착력 그리고 tack 성질이 떨어짐을 알 수 있다. 구체적으로, 수축율이 0.8mm(기준치) 이상일 경우 가장자리가 수축되어 외관상 좋지 않으며, 수축되는 힘에 의해 인쇄시트로부터 분리되는 경우가 발생하고, 점착력(g/in)이 1500g/in(기준치)보다 낮을 경우 점착되지 않을 수 있는데, 비교예 11,12,14,15에서와 같이 인계의 난연제만 사용하는 경우 기준치를 초과함을 알 수 있다. 또한, 비교예 13에서와 같이 할로겐계(E) 난연제만을 사용하는 경우 잔염시간이 길고, tack 성질이 저하되고 있음을 알 수 있다. 이에 반하여, 본 발명에 따라 인계(C and D)와 할로겐계(E)를 혼합 사용하는 경우(실시예 4 ~ 5), 투명성이 확보되고 방염성 또한 우수하며, 수축율, 점착력, tack 성질 등이 개선됨을 알 수 있다.
아울러, 내장재로 사용되기 위해서는 점착필름 자체는 물론 완제품 상태, 즉 인쇄시트에 라미네이팅된 후에도 방염성능이 확보되어야 하는데, [표 3]에 나타난 바와 같이 비교예(8~15)의 경우 기준치를 초과하여 방염성능을 갖지 않으나, 본 발명에 따른 실시예 4 ~ 5의 경우 완제품 상태에서도 우수한 방염성능을 가짐을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 2종 이상의 난연제를 조합하고 배합비를 최적화시켜 난연제들이 가지고 있는 각각의 장점을 극대화하여 우수한 방염성을 가지면서 투명성이 확보되고, 점착력과 수축율, tack 성질 등의 물성이 개선된 투명 방염성의 점착필름을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 기재필름층 및 상기 기재필름층의 어느 한 면에 형성된 점착제층을 포함하며,
    상기 기재필름층은 인계 난연제 및 함할로겐 인산에스테르계 난연제를 함유하고, 상기 점착제층은 인계 난연제 및 할로겐계 난연제를 함유하며,
    필름의 투명성을 확보한 것을 특징으로 하는 점착필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름층에는 인계 난연제 1.0 ~ 15.0중량%와 함할로겐 인산에스테르계 난연제 1.0 ~ 10.0중량%가 함유된 것을 특징으로 하는 점착필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점착제층에는 서로 다른 2종의 인계 난연제와 1종의 할로겐계 난연제로서 3종의 난연제가 함유된 것을 특징으로 하는 점착필름.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 점착제층에는 인계 난연제 1.0 ~ 20.0중량%와 할로겐계 난연제 1.0 ~ 50.0중량%가 함유된 것을 특징으로 하는 점착필름.
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