KR100885896B1 - 폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 lcd보호용 삼중 압출 필름 - Google Patents

폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 lcd보호용 삼중 압출 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 내층과 상기 내층 위에 폴리프로필렌으로 적층되는 중층 및 상기 중층 위에 적층되며 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 외층으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기와 같은 발명에 따르면 고온 다습한 환경에서 대전방지제가 피착제의 표면에 이행되지 않고 슬립성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 재질의 질감(Stiffness)이 너무 딱딱하거나 너무 부드럽지 않아 스크래치 등을 유발하지 않는 동시에 피착제의 화면에 부착시 필름의 접힘 현상이 없고 생산성이 우수한 폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름을 제공하는 장점이 있다.
폴리프로필렌, 내층, 중층, 외층, 대전방지제, 삼중 압출 필름

Description

폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름{·}
본 발명은 TFT-LCD 그라스, 모니터 및 고분자 시트 등의 표면이 운송보관 및 가공시 손상되거나 오염되지 않도록 피착제의 표면을 보호하는 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌(polypropylene)과 영구 대전방지제를 혼합하여 필름 압출함으로써 유리전이온도가 낮아 재질이 투명하고 평활도가 우수한 동시에 피착제에 부착시 이물질 등으로부터 오염을 방지하는 폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름에 관한 것이다.
일반적으로 기능성 플라스틱 필름은 TFT-LCD 그라스나 편광판, TV 및 노트북, 모니터 등의 전자, 정보통신 기기에 사용되는 필수 소재로서 운송 보관 및 가공시 표면 손상이 우려되며 대기 중의 먼지나 이물질에 의해 오염되는 경우가 발생하였다. 따라서 일반적인 기능성 플라스틱 필름을 사용할 경우 표면의 청정도 저하 및 동작 특성 유지에 악영향을 초래하기 때문에 전기, 전자 제품의 생산, 포장 및 소비자에게 공급될 때까지 전기전자 제품의 화면이 깨끗하게 생산되어 소비자에게 공급되도록 청정도 관리에 상당한 주의를 기울여야 하는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 기존에는 폴리에스테르 제품을 사용하였다. 폴리에스테르 제품은 필름 재질의 투명성 및 인장강도 내충격성이 우수하여 보향 및 내용제성이 우수한 특징이 있으나 지나치게 딱딱하여 TFT-LCD화면 및 모니터 등의 피착제에 손상을 발생시킬 수 있으며, 가격이 고가이므로 원자재에 대한 비용부담이 큰 문제점이 있었다.
한편, 필름의 오염을 방지하기 위하여 액상의 대전방지제 및 기타 첨가제를 필름 표면에 코팅하는 방법이 개발되었으나 액상 코팅의 제품은 대전방지 효과는 우수하나 고온다습한 조건에서 필름표면으로 이행되어 TFT-LCD화면 및 모니터 등이 오염될 염려가 있다.
본 발명은 폴리에스테르 재질이 가지고 있는 재질의 투명성과 높은 인장강도 및 우수한 내충격성을 가지는 동시에 생산단가는 낮은 폴리프로필렌을 이용한 필름을 제공하는데 그 목적이 있으며, 폴리프로필렌 외부에 대전방지제를 코팅하는 것이 아니라 폴리프로필렌에 영구 대전방지제를 혼합함으로써 고온 다습한 환경에서 대전방지제가 피착제의 표면에 이행되지 않고 스크래치 등을 유발하지 않는 폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 내층과 상기 내층 위에 폴리프로필렌으로 적층되는 중층 및 상기 중층 위에 적층되며 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 외층으로 이루어지며 상기 폴리프로필렌은 용융지수가 0.1 ~ 20이며 밀도가 0.890 ~ 0.920인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 5 ~ 15%이며, 상기 중층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 75 ~ 85%이고 상기 외층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 5 ~ 15%인 것을 특징으로 하며 상기 내층과 외층의 조성물은 폴리프로필렌 100중량부와 상기 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제 5 ~ 25중량부를 혼합하여 구성하며, 상기 중층의 조성물은 폴리프로필렌 100중량부로 구성하는 것 을 특징으로 한다.
한편, 상기 내층과 외층의 혼합물에는 열에 의한 산화를 방지하는 열안정제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폴리에스테르 재질이 가지고 있는 재질의 투명성과 높은 인장강도 및 우수한 내충격성을 가지는 동시에 생산단가는 낮은 폴리프로필렌을 이용한 필름을 제공하는 장점이 있으며, 폴리프로필렌 외부에 대전방지제를 코팅하는 것이 아니라 폴리프로필렌에 영구 대전방지제를 혼합함으로써 고온 다습한 환경에서 대전방지제가 피착제의 표면에 이행되지 않고 슬립성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 재질의 질감(Stiffness)이 너무 딱딱하거나 너무 부드럽지 않아 스크래치 등을 유발하지 않는 동시에 피착제의 화면에 부착시 필름의 접힘 현상이 없고 생산성이 우수한 폴리프로필렌에 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름을 제공하는 장점이 있다.
이하 본 발명의 구성물질과 상기 구성물질의 혼합에 따른 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하겠다.
본원발명은 폴리에스테르 보호 필름 대신에 폴리프로필렌을 이용한 보호 필 름을 제공하는 것을 특징으로 한다. 폴리프로필렌은 높은 비중과 내열성 및 내약품성 등의 특성이 있으며 폴리프로필렌 필름은 투명도와 방습성이 우수하다. 또한, 표면광택이 잘나고 기계적 강도가 높아 필름 자체에 상처가 나기 어려워 피착제의 화면을 보호하고 오염을 예방하는 효과가 좋다. 일반적인 플라스틱의 경우 가공시 가소제를 사용하여야 하나 폴리프로필렌은 가공성이 우수하여 환경호르몬을 발생시키는 주요 물질인 가소제를 사용하지 않아도 된다.
본원발명에 사용되는 상기 폴리프로필렌의 용융지수가 0.1 ~ 20이며 밀도가 0.890 ~ 0.920인 것을 특징으로 하는데, 상기의 특성을 가진 폴리프로필렌은 폴리머 반응시 미반응 잔존 촉매가 거의 없으며 첨가제 및 저분자량의 이행이 없으므로 피착제 화면에 오염물질이 묻는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 내층과 상기 내층 위에 폴리프로필렌으로 적층되는 중층 및 상기 중층 위에 적층되며 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합하여 적층한 외층으로 구성된다.
상기와 같이 폴리프로필렌과 영구 대전방지제를 혼합 또는 폴리프로필렌으로 구성된 삼중 압출 구조로 이루어지면, 고형의 형상인 영구 대전방지제를 첨가한 상기 내층은 피착제와 부착시 오염되거나 이물질이 붙는 것을 방지할 수 있으며, 피착제의 기재에 재질로 인한 오염을 억제할 수 있다.
또한, 중층은 상기 보호 필름이 피착제에 부착시 부착과 취급이 용이하도록 질감을 하드(hard)한 특성을 지닌 폴리프로필렌 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 높은 비중의 호모 폴리프로필렌을 사용하여 재질의 강도를 향상시킨 것을 특징으로 한다.
마지막으로 외층은 상기 내층과 동일한 구성으로 압출하여 생산하는 것을 특징으로 하며, 필름의 외층에 먼지 및 이물질이 붙는 것을 방지함과 동시에 피착제에 오염물이 붙는 것을 방지한다.
한편, 상기 내층과 외층의 폴리프로필렌과 영구 대전방지제의 혼합에 있어서 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제가 25중량부를 초과하여 혼합되면 대전성은 높으나 필름의 원가가 상승하고 투명도가 감소한다. 또한, 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제가 5중량부 미만으로 혼합되면 대전성이 떨어져 필름의 오염을 방지할 수 없다. 따라서, 상기 내층과 외층의 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제는 5 ~ 25중량부로 구성하는 것이 바람직하며, 외층의 상기 구성비도 동일한 것을 특징으로 한다.
후술할 실시예 및 비교예에서는 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제 17.5중량부가 혼합된 것으로 실험하였다.
중층의 경우에는 높은 비중의 폴리프로필렌을 사용하여 피착제에 부착시 용이하도록 하며 상기 폴리프로필렌 100중량부로만 구성하는 것이 바람직하다.
상기 내층과 외층의 조성물에는 열에 의한 산화를 방지하는 열안정제를 더 첨가한 것을 특징으로 한다. 필름의 압출시 마찰에 의한 열 산화가 일어나는데 이를 방지하기 위하여 열안정제를 소량 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 열안정제는 상기 내층의 조성물 100중량부 대비 0.01 ~ 0.2중량부를 구성하는 것이 좋다.
상기 내층, 중층 및 외층으로 이루어진 필름의 두께는 전체 두께가 너무 얇으면 투명성이 우수하나 재질의 특성이 유연한 문제점이 있으며, 전체 두께가 지나치게 두꺼울 경우 필름의 투명도가 떨어지며 압출이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 상기 필름 전체의 적당한 두께는 70 ~ 100㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 필름 층 중 영구 대전 방지제가 포함된 상기 내층과 외층의 경우 적층시 두께 비율은 전체 필름 두께의 5 ~ 45%로 조절할 수 있다. 상기 영구 대전 방지제가 혼합된 내층과 외층의 경우 두께가 두꺼워 지면 대전성은 우수하나 필름의 투명성이 떨어지며 원가가 상승하며 반대로 필름의 두께가 너무 얇으면 필름의 대전성이 떨어져 오염을 유발한다. 따라서 상기 내층은 필름 전체 두께의 5 ~ 15%, 상기 중층은 필름 전체 두께의 75 ~ 85%, 상기 외층은 필름 전체 두께의 5 ~ 15%로 적층 압출하는 것이 바람직하다.
이하, 실험 실시예와 비교예를 통하여 바람직한 구성비를 알아보고자 한다.
① 시험 구성 성분표
삼중필름구성 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2
내층과 외층 폴리프로필렌(호남석유FC-150B)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리프로필렌(SK H150J)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리프로필렌(삼성 HF420)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리프로필렌(효성 J440F)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리프로필렌(GS H240)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리프로필렌(대한유화 1077M)과 영구대전방지제 혼합물 100
폴리에스테르압출물 100
폴리프로필렌(대한유화 1077M) 압출물 100
중층 폴리프로필렌(호남석유FC-150B) 100
폴리프로필렌(SK H150J) 100
폴리프로필렌(삼성 HF420) 100
폴리프로필렌(효성 J440F) 100
폴리프로필렌(GS H240) 100
폴리프로필렌(대한유화 1077M) 100 100
폴리에스테르 100
상기 실시예 1 내지 6 필름의 내층과 외층에는 열안정제가 혼합된 폴리프로필렌 100중량부와 상기 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제 17.5중량부가 혼합된 상기 혼합물로 각 100중량부 적층하고, 상기 중층은 폴리프로필렌 100중량부로 적층 하여 실험하였다. 상기 영구대전방지제는 시바스페셜티의 이가스테이트(제품명) P-18, P-16, P-22 중 하나의 제품으로 실험하였다.
또한, 상기 필름 전체의 두께는 75㎛로 구성하여 실험하였으며, 내층과 중층 및 외층의 두께 비율은 1:8:1로 구성하였다.
상기 폴리프로필렌은 판매제품사의 판매제품에 따라 실시예 1 내지 6에 사용하였으며 이 외에도 호남석유의 FC-150B, SFI-151 또는 삼성의 토탈 HF420, HF429 또는 SK의 H150J, R140H, R140M, R151A 또는 대한유화 1077, 1077M, 1088, 7088W, 8088, CF3340, F8308, XF7700B, XF7700M 또는 효성의 C600, C600M, C600M2, C600ME, C600H, C600HF, C600H2, J351F, J440F 또는 GS 칼텍스의 H240, H240I, H240M 제품을 사용할 수 있다.
한편, 비교예 1의 내층과 중층 및 외층의 각 층은 폴리에스테르로 이루어진 조성물로 압출한 후 상기 내층과 외층의 겉면에는 영구 대전방지제를 코팅하여 필름을 생산하였다. 비교예 2의 내층과 중층 및 외층의 각 층은 폴리프로필렌으로 이루어진 조성물로 압출한 후 상기 내층과 외층의 겉면에는 영구 대전방지제를 코팅하여 필름을 생산하였다.
상기 비교예 1과 2의 영구 대전방지제는 각 3㎛의 두께로 코팅하여 대전성을 부여하였으며 내층과 중층 및 외층의 두께 비는 1: 8: 1로 하였다. 또한, 상기 비교예 1과 2의 전체 필름의 두께는 75㎛로 상기 실시예와 동일하게 구성하였다.
실시예 1 내지 6과 비교예 1과 2는 모두 클라스 10,000이하의 클린룸에서 인플레이션 또는 캐스팅공법으로 압출 생산하였다.
② 실험예
실험 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2
대전방지특성(Ω) 1010 1010 109 1010 1011 1011 1010 1011
오염측정(60℃,75%습도,700Lux빛에 96시간 숙성후 필름의 평면 부위 오염도) 없음 없음 없음 없음 없음 없음 발생 소량발생
오염측정(60℃,75%습도,700Lux빛에 96시간 숙성후 필름의 접힌 부위 오염도) 없음 없음 없음 없음 없음 없음 다량발생 다량발생
촉감(강도) 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
투명성(Haze) 15 16.5 18 16 18 17 16.5 10
슬립성(Slip) 탁월 탁월 탁월 탁월 탁월 탁월 양호 탁월
외관 우수 우수 우수 우수 우수 우수 양호 탁월
필름 갈림 현상 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
인장강도(kg/㎠) 220 230 210 230 215 225 180 230
위의 실시예 1 내지 6 및 비교예 1과 2의 대전방지제가 혼합되거나 코팅된 삼중 압출 필름을 대상으로 여러 가지 필름 특성을 평가하였으며, 평가 항목 및 각 평가 방법은 다음과 같다.
대전방지 특성은 ASTM D 257-93에 의거하여 필름 표면의 고유 저항(Ω)을 측정하였으며, 오염정도와 필름 갈림 현상은 60℃, 70% 습도에서 700Lux 빛에 96시간 필름을 노출한 다음 숙성 보관한 후 피착제화면에 부착하고 보호 필름을 대어 그 위에 일정 무게의 추를 놓고 일정시간 필름에 진동을 주어 화면의 표면상태를 관찰하였다. 또한, 투명도는 ASTM D 1003에 준하여 필름의 투명도를 측정하였으며, 필름의 촉감으로 필름의 강도 특성을 테스트하고 ASTM D 638에 준하여 필름의 인장강도를 측정하였다. 한편, 필름의 질감(stiffness)과 슬립성은 필름 촉감으로 테스트 하였으며, 외관은 외관관찰로 측정하였다.
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1과 2의 실험결과에 있어서, 대전방지 특성은 109 ~ 1011Ω으로 대전방지 특성이 우수하였다. 그러나 60℃, 70% 습도에서 700Lux 빛에 96시간 필름을 노출한 다음 숙성 보관한 후 피착제화면에 부착하고 보호 필름을 대어 그 위에 일정 무게의 추를 올려놓고 일정시간 필름에 진동을 주어 화면의 표면상태를 관찰한 오염정도와 필름 갈림 현상에 있어서, 실시예 1 내지 6은 필름 평면 부위와 접힌 부위에 있어 오염이 일어나지 않았으나 비교예 1과 2는 평면과 접힌 부위 모두에서 정도의 차이는 있으나 오염이 발생하였으며, 특히 접힌 부위에 있어서는 오염이 심하게 발생하였다.
대전방지 특성은 대전방지제를 폴리프로필렌으로 조성된 조성물에 함께 혼합하여 압출한 실시예들과 폴리에스테르와 폴리프로필렌으로 필름 압출한 후 대전방지제를 혼합한 비교예 1과 2 모두 우수하였으나, 실시예들은 고온 다습한 환경에서 장시간 노출한 필름을 피착제의 화면에 부착시 첨가제 이행 등으로 인한 오염 발생이 없었으며 재질의 촉감(stiffness)이 탁월하게 개선되어 필름의 접히는 현상을 개선할 수 있었으며 필름의 투명도가 우수한 물성이 나타난 반면 비교예 1은 강도가 너무 뛰어나 피착제의 화면에 스크래치 등을 유발하였으며 고온 다습한 환경에서 잔유물이 발생하여 피착제에 오염을 유발하였다. 한편, 비교예 2는 오염발생을 제외한 시험에서 모두 실시예들과 비슷한 결과가 나왔으나 고온 다습한 환경에서 잔유물 발생정도 및 오염도에 있어서 피착제에 오염을 유발하는 것을 확인하였다.
따라서, 내층과 외층의 구성시 영구 대전방지제를 코팅하는 비교예 1과 2에 비하여 내층과 외층의 조성물에 영구 대전방지제를 첨가하여 압출한 필름이 고온, 다습한 환경에서 오염발생이 없음을 알 수 있다.
앞의 상세한 설명에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정하게 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용되는 것이지 의미 한정이나 특허등록청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (5)

  1. 폴리프로필렌 100중량부와 상기 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제 5 ~ 25중량부를 혼합하여 적층한 내층;과
    상기 내층 위에 폴리프로필렌 100중량부로 적층되는 중층; 및
    상기 중층 위에 적층되며 폴리프로필렌 100중량부와 상기 폴리프로필렌 100중량부 대비 영구 대전방지제 5 ~ 25중량부를 혼합하여 적층한 외층;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌과 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름.
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌은 용융지수가 0.1 ~ 20이며 밀도가 0.890 ~ 0.920인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌과 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름.
  3. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 내층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 5 ~ 15%이며, 상기 중층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 75 ~ 85%이고 상기 외층의 두께는 필름 전체의 두께 대비 5 ~ 15%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌과 대전방지제가 혼합된 삼중 압출 필름.
  4. 삭제
  5. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 내층과 외층의 혼합물에는 열에 의한 산화를 방지하는 열안정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌과 영구 대전방지제가 혼합된 LCD보호용 삼중 압출 필름.
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KR20060091558A (ko) * 2005-02-15 2006-08-21 서광석 용기 성형용 영구 대전방지 고분자 필름

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