KR100776197B1 - 유리 보호 필름 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 베이스물질을 녹여 필름으로 성형한 경화전 필름을 냉각 경화시키면서 필름의 일 표면에 점접착시킨 마이크로비드와; 상기 점접착 마이크로비드로 조성한 약 점착성 필름 일면의 마이크로비드조면으로 구성한 것으로, 이 발명에 의하면 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 베이스물질 필름의 일면에 유리면에 대해 비 점착성을 보이는 새로운 조면 및 그 제조방법을 제공한다.
유리 보호필름, 마이크로비드

Description

유리 보호 필름 및 이를 제조하는 방법{GLASS PROTECTION FILM AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 종래 유리보호 필름의 단면구조도
도 2는 종래 다른 유리보호 필름의 단면 구조도
도 3은 냉각 고무롤 표면에 자유분포로 주어진 마크로비드의 정면도
도 4는 필름의 일면에 점접착된 마이크로비드조면 상태도
도 5는 점접착 마이크로비드들의 주변 필름의 변형상태 확대 단면도
도 6는 다층필름에 마이크로비드조면을 조성한 상태도
도 7는 이 발명 마이크로비드조면 조성 장치도
도 8은 다층필름에 마이크로비드조면을 조성하는 장치도
이 발명은 엘시디 유리 보호 필름 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 발명 엘시디 유리 보호 필름은 약한 점착력으로 유리면에 부착되며 필름의 외면이 비 점착성이므로 엘시디 유리 적재시 간지가 필요 없다.
엘시디 유리는 크린룸에서 표면에 박막 트랜지스터를 설치하기 공정의 청정 도를 유지시킨다. 엘시디 유리는 생산환경에서 트랜지스터 설치 공정으로 이송하는 과정에서 높은 청정도를 유지하기 위한 보호필름을 사용한다. 유리보호 수단으로 유리 사이에 간지 끼우거나, 표면에 유리 보호필름을 부착하고 보호필름 사이에 간지 끼우고 있다. 유리 보호를 위하여 유리 사이에 간지를 끼우면 간지가 유리 표면에 미세 스크래치(scratch)를 만드므로 유리의 품질이 저하되고, 이물질이 간지로부터 유리에 부착된다. 간지를 끼운 유리는 엘시디 유리의 박막 공정 전에 강화된 유리 표면의 세정을 실시한다. 또 강화된 세정은 세정제를 유리 표면에 남기는 문제가 있으므로 유의해야 한다.
표면에 유리 보호필름을 부착하고 유리면과 보호필름 사이에 간지를 삽입한 엘시디 유리는 상기 간지만 사용한 유리에 비교하여 유리 표면의 스크래치가 감소된다. 보호필름을 사용하면서 간지를 사용하지 않으면 쌓아놓은 유리를 한 장씩 옮길 때 뒷 유리가 앞 유리에 붙어오다가 넘어지고 깨어지기는 량이 적지않다. 보호필름과 간지를 함께 사용하면 작업 많아지고 간지 비용이 부가되고 종이의 분진이 엘시디 유리의 청정도를 저해한다. 대형화되고 두께 1mm 전후로 박판화된 엘시디 유리는 두 사람이 조심스럽게 취급하더라도 많은 파손율을 기록한다.
이 발명은 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 베이스물질 필름의 일면에 조성되는 유리면에 대해 비 점착성을 보이는 새로운 조면을 제공하려는 것이다. 이 발명은 압출기에서 녹인 베이스물질로 필름을 성형하면서 경화전 필름 일면에 자유 분포로 분산시킨 마이크로비드들을 점접착시킨 엘시디 유리보호 필름을 제공하려는 것이다. 이 발명은 필름의 사용후 처리가 용이하도록 박엽의 필름에 비접착면을 조성한 유리보호 필름을 제공하려는 것이다. 이 발명은 박엽의 필름에 안정한 비 점착조면을 조성한 유리보호 필름을 제공하려는 것이다. 이 발명은 회전 냉각롤 위에 분산낙차를 두고 마이크로비드를 연속 방출하여 냉각롤 위에 마이크로비드의 자유분포를 연속 조성하고 냉각롤에 의해 냉각대상의 필름에 자유분포 마이크로비드들을 점접착하는 유리 보호필름의 제조방법을 제공하려는 것이다.
이 발명을 실시 예에 따라서 상세하게 설명한다.
도 1에서 유리보호 필름의 일반적인 구성을 인용하였다. 유리보호 필름(1)의 베이스물은 유리에 대한 약한 점착력을 가지는 폴리머이다. 도 1에서 베이스물질로 제조된 약 점착성 필름의 일면은 약 점착면(2)이다. 도 1에서 필름(1)의 다른 일면은 비 점착면(3)이다. 도 2는 약 점착면(2)과 비 점착면(3)을 조성한 베이스필름(1)이 제1층(1a) 제2층(1b) 및 제3층(1c)으로 된 복합 필름을 이루고 있다.
유리보호 필름은 약 점착면(2)의 점착력 부여 상태에 따라 코팅 점착층 필름과 자착성 필름을 구분하고 있다. 코팅 점착층 필름은 유리 기판과 접촉되는 밀착면에 점착제 코팅층을 조성한 것으로 제거 후 유리 표면에 점착 잔유물이 남긴다. 유리 표면에 잔류되는 점착 잔유물은 엘시디 제조공정의 치명적인 장애가 될 수 있다. 자착성 필름은 유리와의 밀착면에 점착층을 코팅하지 않고 베이스물질의 점착력으로 접착한다.
자착성 필름의 밀착면을 제공하는 베이스물질은 저밀도폴리에틸렌계 폴리머 이다. 자착성 필름 베이스물질의 폴리머로는 폴리 올레핀계 폴리머; EVA, EAA, EMMA 등 올레핀계 모노머; 극성기를 갖는 모노머를 공중합한 폴리머; 폴리올레핀계 러버; 기타의 러버이다.
상기 유리면에 밀착시키는 점착면의 점착력을 높여 베이스물질을 설계하면 유리면에 남는 점착 잔류물 량도 커진다. 유리면의 잔류물을 최소화하기 위한 대책으로 약한 점착력을 보이는 재료를 베이스물질로 사용하고 밀착면을 경면으로 제조한다. 이러한 필름은 유리면에 대한 밀착력을 높이면서 박리강도를 낮출 수 있다.
상기 비 점착면(3)은 필름의 다른 일면을 조면으로 조성하여 제공한다. 필름 상면의 조면은 유리에 밀착시켰을 때 밀착구조 내에 다량의 에어셀 또는 공기층을 포함시키므로 유리면에 대하여 비 점착성을 지니고 유리판 간의 분리저항을 낮추어 준다. 종래의 비 점착면은 폴리머에 무기재를 혼가하므로 유리면에 대한 비점착성을 강화하는 것이었다.
이 발명 유리 보호필름의 예를 도 4에 인용하였다. 이 발명 유리보호 필름은 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 베이스물질을 녹여 필름으로 성형한 경화전 필름(m)을 냉각 경화시키면서 필름(11)의 일면에 점접착시킨 마이크로비드(17)와; 상기 베이스물질 필름(11)의 일면에 조성된 약 점착면(12)과; 상기 필름(11)에 점접착 시킨 마이크로비드(17)들로 조성되는 필름(11) 일면의 마이크로비드조면(13)으로 구성하였다. 도 5는 이 발명 구성인 필름(11) 일면의 약 점착면(12)과, 다른 일면의 비 점착 마이크로비드면(13)을 제 1층(11a), 제 2층(11b), 제 3층(11c)으로 복합된 필름(11)의 양면에 조성하고 있다.
상기 유리 보호필름의 제조 과정은 압출기(101)에서 폴리머 베이스물질을 녹이고 녹인 베이스물질을 다이스(102)에서 경화전 필름(m)으로 성형하는과정; 입자크가 1000㎛ 이하인 마이크로비드(17)를 방출기(103)에서 대기중에 연속 방출하고 분산낙차 구간(G)에서 자유낙하시켜 냉각롤(105)위에 마이크로비드(17a)를 자유분포(13a)로 연속하여 부여하는 과정; 두개의 냉각롤(104,105) 사이에서 용융상태 필름(m)을 냉각시키면서 냉각롤(105) 표면에 분포된 마이크로비드(17a)들을 냉각 대상의 용융필름(m) 위에 가압하여 필름(11)의 일면에 마이크로비드(17)들을 점접착 시키는 과정으로 구성하였다.
상기 과정으로 냉각대상의 필름(m)에 냉각롤(105)에 분포시킨 마이크로비드(17a)를 눌려 점접착시킨 마이크로비드(17)들의 부착상태를 도 5에 확대도시 하였다. 마이크로비드(17)들은 필름(11)의 폴리머층에 파고들어 심어져 있으며 필름(11)과 비드(17) 사이에 접착층(18)을 구성하고 있다. 상기 접착층(18)은 마이크로비드(17)들의 점접착부를 구성한다. 상기 접착층(18)들은 마이크로비드(17)들을 필름에 안정하게 부착하므로 사용중에 탈락됨이 방지되고 자유분포 마이크로비드(17)들에 의한 마이크로비드조면(13)은 안정한 비 점착면을 제공한다.
이 발명 유리보호 필름의 바람직한 상기 마이크로비드(17)는 입자의 크기가 1000㎛ 이하이다. 마이크로비드의 입자크기가 5㎛ 이하로 미세하면 분산낙차 구간에서 마이크로비드가 냉각롤 위에 낙하되지 아니하고 공기중에서 주변으로 유실된다. 마이크로비드의 입자크기가 20㎛ 정도로 너무 작으면 자유 낙하시간이 지체된다. 마이크로비드 입자크기가 1000㎛ 이상으로 너무크면 필름의 두께에 비하여 마이크로비드가 위로 높이 솟아 유리를 쌓아둘 때 불안정한 상태가되고 하중을 강하게 받는 입자가 필름을 손상하면서 탈락될 수 있다. 자유낙하속도와 유리 취급에 적당한 마이크로비드의 입자크기는 50~500㎛ 이다. 상기 마이크로비드의 재료로 탄산칼슘을 포함하는 무기재나 폴리머류를 사용할 수 있으나 경화전 용융상태 필름에 경화되면서 안정하게 점착되는 비드를 사용하려면 녹은 베이스물질 폴러머에 접착이 잘되는 폴리머를 사용하는것이 좋다. 상기 녹은 폴리머와의 접착 기능을 높이려면 마이크로비드 폴리머의 녹는 온도가 베이스물질의 녹는온도와 같거나 이보다 낮은것이 좋다. 그러나 경화전 용융상태 필름의 냉각과정에서 마이크로비드를 냉각대상 필름에 냉각롤로 눌러 붙이는 이 발명의 비드 접착과정에서 열접착 상응성이 좋지않는 폴리머나 녹는온도가 베이스물질의 녹는 온도보다 높은 폴리머가 다 같이 안정하게 부착되고 있다. 또한 이 발명 마이크로비드 폴리머는 베이스물질과 같이 약한 점착력을 가는 폴리머를 사용하더라도 비드 조면에 의한 비 점착성을 제공하는데에 별다른 문제점을 나타내지 아니한다.
상기 마이크로비드(17)로 사용되는 저밀도 폴리머로 저밀도폴리에틸렌계 폴리머; 폴리올레핀계폴리머; EVA, EAA, EMMA 등 올레핀계모노머; 극성기를 갖는 모노머를 공중합한 폴리머; 폴리올레핀계 러버; 및 기타의 러버를 포함한다.
상기 마이크로비드(17)로 사용되는 고밀도 폴리머로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메타아크릴레이트, 폴리스틸렌(PS), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체(ABS), HIPS(High Impact Polystyrene)과; 스틸렌 모노머를 함유하는 공중합물, 폴레에스터, 폴리에스터일레스토머, 나일론일레스토머, 폴레에스테르계 폴리머과; 및 나일론계 폴리머가 사용된다.
상기 베이스물질 필름의 일면에 점착상태로 분포시킨 마이크로비드(17)의 용량은 0.1~7g/㎡이다. 바람직하게는 3g/㎡ 수준이다.
상기 마이크로비드조면(19)은 방출기(103)에서 마이크로비드(17)를 대기중에 연속 방출하고 분산낙차 구간에서 방출된 마이크로비드(17)를 자유낙하시켜 냉각롤위(105)에 연속 분포시킨 자유분포 마이크로비드(17a)로 조성한다. 상기 냉각롤(105)상부의 자유분포 마이크로비드(17a)의 조성은 상기 자유낙하시 대기의 난류점성에 의한 분산 외에도 정전 도포법이나 롤코터에 의한 분체 도포법을 사용할 수 있다. 롤코스터에 의한 분체도포는 분체 공급롤과 독더나이프를 포함한다. 그러나 필름을 성형하는 기계적 환경과 비용을 고려하면 방출기(103)에 의한 자유낙하법이 바람직하다. 상기 마이크로비드 방출기(103)는 마이크로비드 호퍼와, 압출다이스의 전 폭에 걸쳐 호퍼 밑에 등간격으로 배치되는 비드 방출구멍과, 방출구멍 내측에 접촉시켜 설치한 비드 방출용 축과, 상기 비드 방출구멍과 냉각롤(105)간의 위치 및 분산낙차 구간의 조절을 위한 방출기(103) 지지체로 구성한다.
실시 예 1
약한 점착력을 가지는 베이스물질로 저밀도 폴리에틸렌을 압출기에서 녹이고 필름을 성형하면서 필름 일면에 유리 비점착면을 조성하기 위하여 아래 규격에 따라 냉각 고무롤위에 비드공급기에 의하여 자유낙하 도포법으로 폴리머 비드 매트릭스를 조성하므로 냉각 경화된 필름의 일면에 폴리머 마이크로비드조면을 조성하였다.
베이스물질 : 저밀도 폴리에틸렌
마이크로비드 폴리머: 저밀도 폴리에틸렌
용융온도: 140℃
필름의 칭량: 10g/㎡
적용환경: 클린룸
냉각고무롤이 직경: 80cm
라인스피드: 90m/분
폴리머 비드의 입자크기: 80~500㎛
마이크로비드 공급량: 3g/㎡
공급기 호퍼밑에 배열한 마이크로비드 방출구멍의 직경: 1.5mm
마이크로비드 방출구멍의 배열간격: 2cm
마이크로비드 방출축: 회전 육각봉
분산낙차 구간(G): 5cm
실시 예 2
실시 예 1에서 제조된 엘시디 유리보포필름의 특성은 다음과 같다.
i) 필름의 점착력: 제조된 필름의 약한 점착력은 종래 보호필름의 약 점착층의 점착력과 다르지 않았다.
ii) 필름의 비 점착특성: 일반적인 특성: 10g/㎡인 박엽필름에 안정한 비 점착면을 조성하므로 필름에서 돌출된 마이크로비드들이 뛰어난 비 점착성을 제공하였다. 필름의 일면에 돌출된 마이크고 비드들이 필름일면에 공기층을 조성하므로 쌓아놓은 유리를 한장씩 옮길때 분리 특성이 매우 양호하였다.
iii) 일반적인 특성: 10g/㎡인 박엽필름에 안정한 비 점착면을 조성하므로 사용후 흡기 후드에 의한 필름의 후처리 제거가 용이하였다. 필름에서 돌출된 마이크로비드들이 유리를 적층했을 때 탄성재로 동작되어 유리의 운반시 안전성이 증대되었다.
상기와 같이 이 발명은 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 베이스물질 필름의 일면에 조성되는 유리면에 대해 비 점착성을 보이는 새로운 조면을 제공하고, 압출기에서 녹인 베이스물질로 필름을 성형하면서 경화전 필름 일면에 자유 분포로 분산시킨 마이크로비드들이 점접착되고, 필름의 사용후 처리가 용이 하도록 박엽의 필름에 비접착면이 조성되고, 박엽의 필름에 안정한 비 점착조면을 조성되고, 회전 냉각롤 위에 분산낙차를 두고 마이크로비드를 연속 방출하여 냉각롤 위에 마이크로비드의 자유분포가 연속 조성되는 유리보호 필름을 제공하고, 냉각롤에 의해 냉각대상의 필름에 자유분포 마이크로비드들이 점접착된 유리 보호필름의 제조방법을 제공한다.

Claims (6)

  1. 유리면에 약한 점착력으로 부착되는 폴리머 베이스물질을 녹여 필름으로 성형한 경화전 필름을 냉각 경화시키면서 필름의 일면에 점접착시킨 마이크로비드와; 상기 점접착 마이크로비드들로 조성되는 약 점착성 필름 일면의 마이크로비드조면으로 구성한 유리보호 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로비드는 폴리머 입자의 크기가 1000㎛ 이하이고, 분포된 마이크로비드의 용량이 0.1~7g/㎡인 유리보호 필름.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로비드조면은 방출기에서 마이크로비드를 대기중에 연속 방출하고 분산낙차 구간에서 방출된 마이크로비드를 자유낙하시켜 냉각롤위에 연속 분포시킨 자유분포 마이크로비드로 조성한 것인 유리보호 필름.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로비드는 폴리머 마이크로비드이고, 상기 폴리머 마이크로비드는 저밀도 폴리에틸렌과; 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메타아크릴레이트, 폴리스틸렌(PS), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체(ABS), HIPS(High Impact Polystyrene)과; 스틸렌 모노머를 함유하는 공중합물, 폴레에스터, 폴리에스터일레스토머, 나일론일레스토머, 폴레에스테르계 폴리머과; 및 나일론계 폴리머 중에서 선택된 적어도 하나의 폴리머 비드인 유리보호 필름.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머 베이스 물질이 저밀도 폴리에틸렌인 유리보호 필름.
  6. 압출기에서 폴리머 베이스물질을 녹이고 녹인 베이스물질을 다이스에서 경화전 필름으로 성형하는과정; 입자크가 1000㎛ 이하인 마이크로비드를 방출기에서 대기중에 연속 방출하고 분산낙차 구간에서 자유낙하시켜 냉각롤위에 마이크로비드를 자유분포로 연속하여 부여하는 과정; 두개의 냉각롤 사이에서 용융상태 필름을 냉각시키면서 냉각롤 표면에 분포된 마이크로비드들을 냉각 대상의 용융필름 위에 가압하여 필름의 일면에 마이크로비드들을 점접착 시키는 과정으로 구성하는 유리보호 필름 제조방법.
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