KR101099461B1

KR101099461B1 - 보호필름

Info

Publication number: KR101099461B1
Application number: KR1020080101797A
Authority: KR
Inventors: 조현; 송기상; 김시민
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2011-12-27
Also published as: KR20100042693A

Abstract

본 발명은 초기점착성이 우수하고 점착력의 경시변화가 작으며, 절단성이 우수하고 컬(curl)이 발생하지 않으며, 공압출하여 제조함으로써 경제성이 뛰어난 보호필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 폴리프로필렌으로 이루어진 베이스필름과 상기 베이스필름의 일면 또는 양면에 비닐아세테이트 단위를 9 ~ 18중량% 함유하는 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 점착층을 공압출하여 적층시킨 보호필름에 대한 것이다.

보호필름, 프리즘, 점착성, 박리성, 경시변화, 절단성

Description

보호필름{Protecting Film}

본 발명은 프리즘필름을 포함하는 플라스틱 필름 또는 시트 등과 같은 피착체를 보호하는 보호필름에 관한 것이다.

프리즘 보호필름은 프리즘필름의 제품가공, 수송 시 또는 보관 시에 발생하는 표면의 스크래치, 오염, 부식 등을 방지할 목적으로 사용되며, 따라서 상기 제품의 표면에 일시 점착되어 있다가 상기 목적을 달성한 후에는 용이하게 박리될 수 있는 특성이 요구된다. 또한 일회성 제품으로서 경제적으로도 저렴한 것이 요구된다.

종래 보호필름으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드 등을 주성분으로 하는 베이스(base) 필름에 아크릴계나, 우레탄계 등의 접착제를 도포한 제품이 널리 사용되어 왔으나, 이러한 보호필름은 피착체로부터 박리될 때 점착제 또는 미건조 잔류용제 등이 피착제에 전사되어 잔류되는 문제가 제기되었으며, 시간이 경과됨에 따라 점착력이 급격하게 변하는 등의 경시변화적인 문제가 있다.

특히 최근 수요가 급증하고 있는 프리즘필름 등과 같은 피착제의 경우 매우 심각한 문제가 되고 있다. 또한 프리즘필름과 같은 피착재는 통상 절단, 적층 등 여러 가공공정을 거치는 동안 특히 가장자리의 보호필름이 일부 박리되는 경우가 많으며, 절단 시 보호필름이 끊어지거나 늘어나면서 박리되거나 컬(curl)이 생기는 문제가 많이 발생하고 있다. 이러한 경우 보호필름의 미세한 분말 등이 피착제의 표면에 부착되거나 보호필름 특유의 기능을 발현하지 못해서 고가의 제품을 폐기해야하는 경우도 종종 발생하고 있다. 따라서 기존 보호필름의 요구조건을 만족하면서 이러한 문제를 완전히 해결한 보호필름이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 초기점착성이 우수하고 점착력의 경시변화가 작으며, 동시에 절단성이 우수하고 컬(curl)이 발생하지 않으며, 박리성이 우수하고 공압출하여 제조함으로써 경제성이 뛰어난 보호필름을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 프리즘필름의 하면(평평한 면)을 보호하기에 적절한 점착성을 갖으며, 경시변화가 적은 보호필름을 제공하고자 하며, 구체적으로 폭방향으로 배향각(Microwave molecular orientaion Analyzer, 기기명 : MOA-2001A (KS-SYSTEMS) 사용)을 측정 시 배향각이 60 ~ 85도이고, JIS-Z0237에 따른 점착력이 1 ~ 3g/25mm (PET 필름에 부착 후 이형력 평가)이고, 7일간 60℃(습도65%)에서 방치 후 점착력의 경시변화가 1 ~ 10g/25mm(PET 필름에 부착 후 이형력평가)인 보호필름을 제공하고자 한다.

본 발명은 폴리프로필렌으로 이루어진 베이스필름과 상기 베이스필름의 일면 또는 양면에 비닐아세테이트 단위를 9 ~ 18중량% 함유하는 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 점착층을 공압출하여 적층시킨 보호필름으로, 상기 베이스필름의 두께는 전체 두께의 50 ~ 90%, 상기 점착층의 두께는 전체 두께의 10 ~ 50%인 보호필름을 제공하는 것이다.

본 발명에서 상기 폴리프로필렌은 용융지수(Melt Index, 230℃, 2.16Kg)가 3 ~ 9g/10분이고, 상기 비닐아세테이트계 수지는 용융지수(Melt Index, 190℃, 2.16Kg)가 1 ~ 4g/10분인 것을 사용한다.

또한 상기 보호필름의 전체 두께는 20 ~ 60㎛인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 보호필름을 폭방향으로 배향각(Microwave molecular orientaion Analyzer, 기기명 : MOA-2001A (KS-SYSTEMS) 사용)을 측정 시 배향각이 60 ~ 85도인 것이 바람직하다.

특히 본 발명의 보호필름은 프리즘필름의 하면(평평한 면) 보호용으로 바람직하게 사용될 수 있으며, 프리즘필름 제조 공정 시 타발 공정에 의해 필름이 말려들어가지 않도록 강도를 갖는 폴리프로필렌을 베이스필름에 사용하고, 여기에 비닐아세테이트 단위를 9 ~ 18 중량% 함유하는 비닐아세테이트계 수지를 사용함으로써 점착력의 경시변화를 감소시킬 수 있다.

이하 본 발명의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

상기 베이스필름은 용융지수(Melt Index, 이하 MI라 함, 230℃, 2.16Kg)가 3 ~ 9g/10분인 폴리프로필렌을 사용하는 것이 압출 시 필름 제막이 용이하므로 바람직하며, 프리즘필름 제조 공정에 적용 시 절단 공정에서도 말려들어가지 않고 강도를 유지할 수 있다. 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 혼합하여 사용하는 경우는 절단성이 저하되므로 본 발명은 폴리프로필렌을 단독으로 사용하는데 특징이 있다.

상기 폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌, 프로필렌과 부타디엔 또는 프로필렌과 에틸렌이 공중합된 블록-폴리프로필렌, 랜덤-폴리프로필렌, 프로필렌, 부타디 엔 및 에틸렌이 공중합된 터-폴리프로필렌 등도 사용이 가능하다. 상기 베이스필름을 구성하는 폴리프로필렌 수지에는 공지의 방법에 따라 열안정제, 자외선흡수제, 대전방지제와 같은 첨가제를 배합하는 것도 가능하나 프리즘면에 전사가능성이 높으므로 첨가제는 가능한 한 첨가하지 않는 것이 좋다.

상기 베이스필름의 폴리프로필렌의 MI가 3.0g/10분 미만인 경우 공압출 시 캐스팅이 잘 안 되는 문제가 있고, MI가 9g/10분 초과인 경우 유동성이 너무 높아져서 공압출-제막 시 다이스의 변부로만 흐르게 된다.

상기 점착층은 비닐아세테이트 단위가 9 ~ 18중량% 함유된 비닐아세테이트계 수지로서, 용융지수(Melt Index, 190℃, 2.16Kg)가 1 ~ 4g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트공중합체이며, 수지 내 함유된 총 비닐아세테이트 함량이 9~18중량%인 것을 사용한다. 비닐아세테이트 함유량이 9% 미만인 경우 점착력이 너무 낮아서 쉽게 박리되는 문제가 있으며, 18중량% 초과하는 경우에는 피착제에 대한 점착력의 점착강도가 너무 높아져서 박리성이 불량해질 가능성이 있다.

상기 점착층의 비닐아세테이트계 수지의 MI가 1.0g/10분 미만인 경우 캐스팅(casting) 성능이 부족하고 고속제막이 곤란하고, MI가 4.0g/10분을 초과하는 경우 상기의 폴리프로필렌과의 공압출 시 유동성이 너무 좋아서 제막이 곤란해진다.

상기와 같이 폴리프로필렌을 베이스필름의 원료로 사용하고, 비닐아세테이트 단위가 9 ~ 18중량% 함유된 비닐아세테이트계 수지를 점착층의 원료로 사용하여 공압출에 의해 얻어진 필름은 종래의 점착코팅방식의 필름보다 경제성이 우수하며, 우수한 점착성 및 박리성확보가 가능하다.

또한 본 발명에 따른 보호필름은 베이스필름의 두께가 전체 두께의 50 ~ 90%, 점착층 두께가 전체두께의 10 ~ 50%인 것이 좋다. 베이스필름의 두께가 50% 미만, 점착층의 두께가 50%초과일 경우 점착력은 향상되지만 얻어진 필름의 각 층간의 고분자들간의 수축률 차이에 따라 컬(curl)이 생기게 되는 문제가 있으며, 베이스필름의 두께가 90% 초과, 점착층의 두께가 10% 미만인 경우 충분한 점착력 확보가 어렵다.

또한 상기 보호필름의 전체 두께는 20 ~ 60㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 보호필름을 공압출 제막 시 제막공정성이 우수하며, 제조원가가 높지 않아 경제적으로 제조할 수 있고, 권취성이 좋다.

본 발명의 보호필름은 폭방향으로 배향각(Microwave molecular orientaion Analyzer, 기기명 : MOA-2001A (KS-SYSTEMS) 활용.)을 측정 시 배향각이 60 ~ 85도인 것이 바람직하다. 배향각이 60도 이하인 경우 필름이 매우 강직하여서 프리즘 필름을 손상시킬 수 있으며, 초기 점착력 또한 매우 낮아서 프리즘 필름에 보호필름을 붙이는 공정 시 보호필름이 붙지 않는 문제가 있다. 또한 85도 초과의 경우 필름이 너무 소프트하여 필름공정에서 외관에 골주름이 발생하며 권취가 제대로 되지 않는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 보호필름은 용융지수(Melt Index, 230℃, 2.16Kg)가 3 ~ 9인 폴리프로필렌으로 이루어진 베이스필름; 및 용융지수(Melt Index, 190℃, 2.16Kg)가 1 ~ 4인 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 점착층이 공압출되어 제조된다.

여기서 용융지수(MI)는 하기에 기재된 시험법으로 측정되어진다.

-시험방법 : 미국 재료 시험 협회(American Society of Testing Materials)의 ASTM D1238

-단위 : g/10분

-시편 : 실린더에 넣을 수 있는 분말, 그래뉼, 필름 또는 펠렛 형태

-시험개요 : 폴리에틸렌 및 비닐아세테이트는 190℃, 폴리프로필렌은 230℃로 각각 가열한 다음 실린더에 2.16Kg의 부하를 가할 피스톤을 제 위치에 놓고 올리피스(내경: 2.0955±0.0051mm, 길이: 8.0±0.0025mm)를 일정시간(분 단위)동안 통과하여 나온 수지의 중량을 측정하여 10분 동안의 통과량으로 환산.

본 발명에 따른 보호필름은 통상의 제조방법에 의해 얻어질 수 있으며, 보다 구체적으로 베이스필름을 구성하는 폴리프로필렌을 용융 압출시키고, 점착층을 구성하는 에틸렌비닐아세테이트계 수지를 용융 압출시켜 피드블럭과 다이에서 공압출하여 적층한다.

본 발명에 따른 필름은 JIS-Z0237에 따른 점착력이 1 ~ 3g/25mm이고, 7일간 60℃(습도65%)에서 방치 후 점착력의 경시변화가 1 ~ 10 g/25mm이며, 절단성이 양호하고, 60℃(습도65%)에서 2시간 방치 후 육안으로 관찰하였을 때 컬이 발생하지 않는 특징이 있다. 또한 상기와 같은 필름의 배향각을 측정하게 되면 배향각은 60~85도 사이를 나타냄을 특징으로 한다.

본 발명은 우수한 점착성, 박리성, 경제성, 절단성을 가지며, 컬(curl)이 발생하지 않고, 점착력의 경시변화가 적은 보호필름을 제공할 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 필름 시편에 대한 점착력 및 경시변화, 절단성 및 노-컬(no-curl)성을 하기의 방법을 측정하였다.

이하 실시예에서 별도의 기재를 하지 않는 한 프리즘필름은 K.EVERRAY사의 DCS type- PET base film에 상면에 프리즘코팅을 하고 하면에는 non-coating type의 프리즘시트를 사용하였다.

(점착력)

점착력 측정은 JIS-Z0237에 준하여 측정하였다.

구체적으로는 필름 시편(25mm×200mm)를 프리즘필름 하면에 2kg 롤(roll)로 왕복 2회 주행시켜서 라미네이팅하여 점착시킨 뒤 만능시험기(Instron 4303, Instron사)를 이용하여 300mm/분의 속도로 180도 필테스트하여 필름과 피착제와의 박리력으로서 점착력( g/25mm)를 측정하였다.

(경시변화- 점착력 및 전이여부)

필름 시편을 상기 점착력 측정 때와 동일 조건으로 프리즘필름 하면에 점착시킨 후 7일간 60℃(습도 65%)에서 방치 후 만능시험기(Instron 4303, Instron사) 를 이용하여 상기 점착력 측정 때와 동일 방식으로 점착력 및 육안으로 피착체로의 전이에 의한 오염 등을 관찰하여 평가하였다.

(절단성)

필름 시편을 프리즘필름 하면에 점착하고 600kg의 압력으로 눌러서 절단한 후 절단 시 가장자리가 늘어지거나 필름이 끊어지는 등을 관찰하여 절단성을 평가하였다.

(no-curl성)

필름 시편을 프리즘필름 하면에 점착 후 60℃(습도 65%)에서 2시간 방치 후 박리시킨 뒤 육안으로 필름의 말리는 현상을 관찰하여 no-curl성을 평가하였다.

(결점성)

프리즘 시트에 보호필름을 라미네이션 후 일정 밝기하의 형광램프 하에서 육안검사를 하여 면적(㎡)당 1mm이상과 0.2mm이상의 결점 즉 피쉬아이(fish-eye)를 확인하였다.

(보호성 - 보호필름 박리 후 프리즘 필름에 손상여부 확인)

프리즘 시트에 보호필름을 라미네이션하고 1일 경과 후 보호필름을 박리시킨 후 육안으로 프리즘 필름의 외관을 확인하여 손상이 있는지를 확인하였다.

(배향각)

필름의 폭 방향으로 시료 크기 10cm * 10cm의 크기로 샘플을 취한 후 이 샘플을 각각 배향각 측정기(Microwave molecular orientaion Analyzer, 기기명 : MOA-2001A (KS-SYSTEMS))를 사용하여, 배향각을 측정하였다.

[실시예 1]

베이스(Base)필름으로서 용융지수(Melt Index)가 3 g/10분(230℃, 2.16Kg)인 폴리프로필렌을 사용하였다. 점착층으로서는 비닐아세테이트를 15중량% 함유하고 용융지수가 1.2 g/10분(190℃, 2.16Kg)인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 사용하였다.

각 층별 수지를 준비하여 계량한 후 각각의 호퍼에 투입한 뒤 2개의 용융압출기로 용융 압출하여 피드블럭을 통해 공압출시켜서 다이를 통해 적층된 필름을 티다이스-캐스팅법으로 제막하여 최종적으로 전체 두께가 50㎛이고, 베이스필름이 40㎛, 점착층이 10㎛인 2층 필름 시편을 제조하였다. 피착제로서는 프리즘필름을 사용하였고 얻어진 필름 시편에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 2 ~ 4]

하기 표1에 나타낸 바와 같이 제막 수지만 달리하여 실시예 1과 동일하게 필 름시편을 제조하였다. 얻어진 필름 시편에 대하여 물성을 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 1]

베이스필름으로 저밀도 폴리에틸렌 수지를 단독사용하고, 점착층으로는 실시예 1과 동일한 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 단독으로 사용하여 실시예 1과 같이 필름 시편을 제조하였으며, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 2]

점착층으로 비닐아세테이트 함량이 28중량%이고 용융지수가 18g/10분(190℃, 2.16Kg)인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 사용하였고, 베이스필름은 실시예 3과 동일한 수지를 사용하여 실시예 1과 같이 필름 시편을 제조하고 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 3]

점착층으로 비닐아세테이트함량이 12%이고 용융지수가 0.8g/10분(190℃, 2.16kg)인 에틸렌-비닐하세테이트 공중합체를 사용하였고 베이스필름은 실시예 1과 동일한 수지를 사용하여 필름 시편을 제조하였으며, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 4]

실시예 1과 동일한 수지로 제막하되 제막방식은 튜블러 방식-원통형 다이를에서 공기를 주입하여 튜브형태로 필름을 제막하는 방식-을 사용하여 필름시편을 제조하였고, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 5]

베이스필름으로 용융지수(Melt Index)가 2 g/10분(230℃, 2.16Kg)인 폴리프로필렌을 단독사용하고, 점착층으로는 실시예 1과 동일한 에틸렌-비닐아세테이트 공중합제 단독을 사용하여 실시예 1과 같이 필름 시편을 제조하였으며, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 6]

베이스필름으로 용융지수(Melt Index)가 10 g/10분(230℃, 2.16Kg)인 폴리프로필렌을 단독사용하고, 점착층으로는 실시예 1과 동일한 에틸렌-비닐아세테이트 공중합제 단독을 사용하여 실시예 1과 같이 필름 시편을 제조하였으며, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1] 실시예 및 비교예에 대한 각 층별 원료 조성, 두께 및 층별 두께

[표 2] 필름의 물성 평가

*비교예 2,5,6의 경우 제막 시 베이스필름의 변부쪽이 유동성을 제대로 가지

못하여 제막이 불가함.

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 보호필름은 비교예와 비교하여 볼 때 제막 공정성이 우수하며, 또한 점착력, 절단성 및 no-curl성이 우수할 뿐만 아니라, 경시적인 점착력 변화가 작은 보호필름을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

Claims

용융지수(Melt Index, 230℃, 2.16Kg)가 3 ~ 9g/10분인 폴리프로필렌으로 이루어진 베이스필름과 상기 베이스필름의 일면 또는 양면에 용융지수(Melt Index, 190℃, 2.16Kg)가 1 ~ 4g/10분이고, 비닐아세테이트 단위를 9 ~ 18중량% 함유하는 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 점착층을 공압출하여 적층시킨 보호필름으로,

상기 베이스필름의 두께는 전체 두께의 50 ~ 90%, 상기 점착층의 두께는 전체 두께의 10 ~ 50%이며, PET필름에 부착 후, JIS-Z0237에 따른 점착력이 1 ~ 3g/25mm이고, 7일간 60℃(습도65%)에서 방치 후 점착력의 경시변화가 1 ~ 10 g/25mm인 보호필름.
제 1항에 있어서,

상기 보호필름의 전체 두께는 20 ~ 60 ㎛인 보호필름.
제 2항에 있어서,

상기 보호필름의 폭방향에 대한 배향각이 60 ~ 85도인 것을 특징으로 하는 보호필름.
삭제
제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 보호필름은 프리즘필름의 하면에 사용되는 보호필름.