KR101330968B1

KR101330968B1 - 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름

Info

Publication number: KR101330968B1
Application number: KR1020110034575A
Authority: KR
Inventors: 박지용; 김창희; 장원재
Original assignee: 삼성토탈 주식회사
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2013-11-18
Also published as: KR20120117068A

Abstract

본 발명은 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름에 관한 것으로, 보다 구체적으로 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하고, 상기 프로필렌 단독중합체에 대한 용제추출물 함량(자일렌)이 2중량% 이하이며, 상기 폴리프로필렌 수지의 용제추출물 고유점도 대 프로필렌 단독중합체의 고유점도 비율이 1.3~1.7인 폴리프로필렌 수지 및 이로 제조된 보호필름이다. 본 발명에 의한 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 점착층과의 내블로킹성이 우수하고, 피쉬아이의 발생이 낮은 보호필름을 제공할 수 있다.

Description

보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름{Polypropylene for protective film and Protective film}

본 발명은 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 이로 제조된 보호필름에 관한 것이다.

액정디스플레이(LCD)의 백라이트 유닛은 광원에서 나온 빛을 반사, 굴절, 확산시키기 위한 다양한 광학시트로 구성되는데, 일반적으로 사용되는 광학시트로는 반사시트, 도광판, 확산시트, 프리즘시트, 보호시트(상확산시트), 반사형편광필름 등이 있다.

최근 LCD 개발방향은 슬림화, 화질향상, 저전력화로서 이를 위해 백라이트유닛의 광학시트 두께 감소, 고휘도화, 복합화를 통한 사용매수 감소 등의 기술전개가 이루어지고 있다. 이러한 경향에 맞추어 도광판에 휘도향상을 위해 표면에 프리즘 또는 렌티큘러 형태의 요철을 형성한 패턴 도광판이 상용화되고, 확산과 집광 또는 집광과 보호 등 다기능성을 광학시트 한장에 구현하기 위해 양면에 다양한 형태의 패턴을 형성한 복합프리즘 시트의 채용이 증가되고 있다.

일반적으로, 백라이트 유닛의 광학시트는 제조 이후 백라이트유닛 조립 전까지 보관, 절단, 인쇄, 이송 과정에서 발생하는 표면 오염과 손상을 방지하기 위해 보호필름이 부착 되어 지고 있다. 하지만, 이러한 보호필름 자체에 피쉬아이 등으로 인한 결함이 존재할 경우 광학시트의 기능을 오히려 손상시킬 수 있기 때문에 광학시트용 보호필름의 무결점화가 매우 중요하다.

또한, 표면에 미세한 요철을 가진 광학시트는 보호필름과의 접촉면적이 작기 때문에 안정한 점착력을 나타내기 위해 평활면의 광학시트용 보호필름 보다 훨씬 높은 점착력을 갖는 점착층을 기재필름 한면에 도입하는 것이 필요하다. 점착층은 기재필름 한면에 점착제를 직접 코팅하거나 또는 기재층 수지와 점착층 수지를 공압출 함으로써 얻어진다. 보호필름은 롤 상태로 권취되어 보관되므로 사용 전까지 점착층과 기재층 표면이 접촉하게 된다. 따라서 점착층과 기재층 표면과의 블로킹 발생이 클수록 보호필름 사용시 필름 롤의 이형성이 불량하고 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 피쉬아이의 발생이 적고, 점착층과의 내블로킹성이 우수한 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 이로 제조된 보호필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상은,

프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지에 있어서,

상기 프로필렌 단독중합체에 대한 용제추출물 함량(자일렌 용제)이 2중량% 이하이고,

상기 폴리프로필렌 수지의 용제추출물(자일렌 용제) 고유점도 대 프로필렌 단독중합체의 고유점도 비율이 1.3~1.7인 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양상은, 상기 폴리프로필렌 수지로 제조된 보호필름에 관한 것이다.

상기 필름의 평균표면거칠기(Ra)가 0.3~0.6㎛이고, 필름의 흐림도(Haze)가 60% 이상일 수 있다.

본 발명에 의한 폴리프로필렌 수지 조성물은 점착층과의 내블로킹성이 우수하고 피쉬아이의 발생이 적은 보호필름을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 표면특성 및 광학특성으로 인하여 프리즘 시트, 마이크로렌즈 필름, 패턴 도광판, 확산판 등과 같은 미세요철을 갖는 백라이트 유닛 광학시트의 보호필름으로 효과적으로 적용이 가능하다.

이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 보호필름용 폴리프로필렌 수지를 제공한다.

상기 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 피쉬아이의 발생이 낮고, 점착층과의 내블로킹성이 우수한 보호필름을 제공할 수 있다.

상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독 중합체와 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함한다.

상기 프로필렌 단독중합체의 용융지수는 1~15g/10분(ASTM D1238)일 수 있으며, 바람직하게는 3~10g/10분, 더 바람직하게는 6~9g/10분일 수 있다. 상기 용융지수가 1g/10분 미만일 경우에는 필름성형시 압출부하가 상승하고 수지의 유동성이 저하되어 원하는 생산성을 얻기가 어려워질 수 있으며, 15g/10분을 초과할 경우에는 다이에서 토출되는 용융수지의 점도가 낮아져 필름의 두께 균일성이 악화되어 필름성형이 용이하지 않아 바람직하지 않다.

상기 프로필렌 단독중합체에서 용제추출물 함량(자일렌)은 프로필렌 단독중합체에 대해 2중량% 이하일 수 있다. 상기 용제추출물 함량은 중합시 생성되는 비결정수지(Atactic chain) 및 저분자량을 의미한다. 상기 용제추출물 함량이 2중량%를 초과할 경우에는 필름의 블로킹을 유발하는 성분이 증가되어 점착층과의 원하는 내블로킹성을 발현하기가 어려워 바람직하지 않다.

상기 폴리프로필렌 수지에서 에틸렌 프로필렌 고무의 함량은 폴리프로필렌 수지의 용제추출물 함량(자일렌 용제)을 기준으로 5~20중량%이며, 바람직하게는 5 내지 15중량%일 수 있다. 상기 용제추출 함량이 5중량% 미만일 경우에는 낮은 고무성분 함량으로 인해 필름의 표면거칠기가 낮아져 충분한 내블로킹성을 얻을 수 없으며, 20중량%를 초과할 경우에는 고무상 고분자들 간의 얽힘이 많아져 피쉬아이의 발생이 증가될 수 있어 바람직하지 않다.

상기 폴리프로필렌 수지의 용제추출물에서 에틸렌 함량은 30~60중량%이며, 바람직하게는 40 내지 60중량%일 수 있다. 상기 에틸렌 함량이 30중량% 미만일 경우 고무성분에 프로필렌이 많이 중합되어 프로필렌 단독중합체와의 상용성이 크게 증가되므로 필름의 표면거칠기가 낮아지고 블로킹성이 증가될 수 있으며, 60중량%를 초과할 경우에는 고무성분에 에틸렌이 많이 중합되어 프로필렌 단독중합체와의 상용성이 낮아져 필름외관이 불량해지고, 피쉬아이가 증가될 수 있어 바람직하지 않다.

상기 폴리프로필렌 수지에서 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 폴리프로필렌 수지 용제추출물의 고유점도 비율이 1.3~1.7일 수 있다. 상기 고유점도 비율이 1.3 미만일 경우에는 점착성과의 내블로킹성이 저하되어 보호필름으로 적용하기가 어렵고, 1.7을 초과할 경우에는 프로필렌 단독중합체와 용제추출 고무성분 간의 혼화성이 떨어져서 고무성분이 서로 얽히거나 뭉치는 경우가 발생하고, 필름 상에 피쉬아이의 발생이 증가될 수 있어 바람직하지 않다.

상기 폴리프로필렌 수지는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 적절한 첨가제와 함께 조성물의 형태로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 산화방지제, 중화제, 열안정제, 자외선 차단제 등일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.

본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지로 제조된 보호필름을 제공한다.

상기 보호필름은 평균표면거칠기(Ra)가 0.3~0.6㎛이고, 필름의 흐림도(Haze)가 60% 이상일 수 있다. 상기 평균표면거칠기가 0.3㎛ 미만일 경우에는 점착층과 충분한 내블로킹성을 나타내기가 어렵고, 0.6㎛를 초과할 경우에는 필름의 외관이 불량하여 보호필름 용도로 적용이 부적합하여 바람직하지 않다.

상기 흐림도가 60% 미만이면 필름의 표면거칠기가 낮아져 블로킹이 증가할 수 있어 바람직하지 않다.

상기 보호필름은 광학필름에 적용될 수 있으며, 보다 구체적으로 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트에 적용될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~5

표 1에 나타낸 바와 같은 폴리프로필렌 수지(에틸렌 프로필렌 블록 공중합체)를 이용하고, 통상의 캐스트 필름 압출설비를 사용하여 두께 0.04mm의 필름을 성형하였다. 필름성형 후 아크릴레이트계의 점착제를 필름의 일면에 균일하게 코팅한 후 필름을 롤로 권취하였다. 상기 폴리프로필렌 수지의 물성측정 방법은 하기의 시험예에 제시하였다.

항 목		실시예
항 목		1	2	3	4	5
프로필렌 단독중합체	용융지수 (g/10분)	7.5	7.5	7.5	8.5	6.5
	용제추출물 함량 (중량%)	1.8	1.8	1.8	1.5	1.5
	중량%	86.1	87.9	84.3	85.9	85.9
폴리프로필렌 수지	용제추출물 함량 (중량%)	11.5	9	14	11.5	11.5
	용제추출물내 에틸렌 함량(중량%)	45	51	41	44	44
	고유점도비 (용제추출물/프로필렌 단독중합체)	1.5	1.5	1.5	1.6	1.4

비교예 1~5

표 2에 제시한 바와 같은 폴리프로필렌 수지를 이용한 것 이외에는 실시예와 동일한 방법으로 필름을 제조하고 권취하였다. 상기 폴리프로필렌 수지의 물성측정 방법은 하기의 시험예에 제시하였다.

항 목		비교예
항 목		1	2	3	4	5
프로필렌 단독중합체	용융지수 (g/10분)	7.5	7.5	7.5	6.5	5.0
	용제추출 함량 (중량%)	2.5	1.8	1.8	2.0	2.0
	중량 %	86.7	86.1	76.8	89.3	89.3
폴리프로필렌수지	용제추출물 함량 (중량%)	11.5	11.5	11.5	11.5	11.5
	용제추출물내 에틸렌 함량(중량%)	46	46	65	37	37
	고유점도비 (용제추출물/프로필렌 단독중합체)	1.5	1.9	1.5	1.25	1.0

　시험예

실시예 및 비교예에서 제조된 필름의 광학특성, 표면특성 및 피쉬아이를 하기의 물성측정 방법으로 측정하였다. 그 결과는 표 3 및 표 4에 제시하였다.

**물성측정 방법**

(1)용융지수( Melt Index )

ASTM D1238 조건에 따라 230℃, 2.16kg의 조건에서 측정하였다.

(2)용제추출함량

자일렌 용제를 이용하여 135℃에서 가용된 무게를 측정하였다.

(3) 용제추출물내 에틸렌 함량

적외선흡수스펙트럼(FT-IR)을 이용하여 폴리에틸렌 수지의 용제추출물내 존재하는 에틸렌 함량을 측정하였다. 　

(4) 고유점도비　

고유점도는 135℃, 데칼린 용액하에서 점도측정기를 이용하여 측정하였고, 고유점도비는 다음과 같이 계산되었다.

고유점도비 = (폴리프로필렌 수지내 용제추출물의 고유점도) ÷

　　　　　　　　　　　　　(프로필렌 단독중합체의 고유점도)

(5)흐림도( Haze )

ASTM D1003 조건에 따라 흐림도를 측정하였다.

(6) 표면거칠기 ( Ra )

Veeco사　3차원 표면조도계 Wyko NT9100을 사용하여 0.64 x 0.48mm의 필름 면적에서 중심선 평균표면거칠기(Ra)를 측정하였다.

(7) 내블로킹성

점착층과 기재필름 표면층을 접촉하고, 20kg의 하중을 가하여 50℃의 환경에서 7일간 방치한 후, 필름을 폭 25mm, 길이 100mm 로 절단하고 만능시험기(UTM)를 이용하여 300mm/분의 속도로 점착면과 기재필름면 사이를 180°로 박리했을 때의 하중값(g/25mm)을 측정하였다.

(8) 피쉬아이 ( Fish eye )

필름성형후 광학 피쉬아이 카운터(Futec Max eye C)로 필름상에 존재하는 피쉬아이 개수를 크기별로 측정하고 단위면적당 발생개수로 환산하여 기재하였다. 측정은 1m²　면적을 3회 측정한 평균이다.

구성		실시예
구성		1	2	3	4	5
광학 특성	흐림도(%)	65	61	70	68	65
광학 특성	광택도(%)	12	17	10	9	13
표면 특성	평균표면거칠기 (Ra,㎛)	0.42	0.37	0.53	0.50	0.40
표면 특성	내블로킹성(g/25mm)	160	135	90	75	95
피쉬 아이	0.3mm 이상(ea/m²)	1	2	2	1	2
	0.15~0.3mm(ea/m²)	16	18	25	11	21
	0.1~0.15mm(ea/m²)	45	30	50	40	31

구성		비교예
구성		1	2	3	4	5
광학 특성	흐림도(%)	63	75	80	35	13
광학 특성	광택도(%)	12	7	5	35	50
표면 특성	평균표면거칠기 (Ra, ㎛)	0.41	0.66	0.75	0.24	0.15
표면 특성	내블로킹성(g/25mm)	260	50	30	350	540
피쉬 아이	0.3mm 이상	1	35	50	2	20
	0.15~0.3mm	20	75	115	50	45
	0.1~0.15mm	39	120	130	65	85

표 3 및 표 4를 참조하면, 본 발명에 의한 폴리프로필렌 수지는 평균표면거칠기가 0.3 내지 0.6㎛이고, 흐림도가 60%이상인 필름을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 상기 필름은 점착층과의 내블로킹성이 우수하고, 피쉬아이의 발생이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다.

반면에, 비교예 1의 필름은 프로필렌 단독중합체의 용제추출 함량이 높아 내블로킹성이 저하되고, 고유점도비가 1.7을 초과한 비교예 2의 필름은 표면거칠기가 높아 내블로킹성이 우수하나 프로필렌 단독중합체와 용제추출고무성분 사이의 혼화성 저하로 인하여 피쉬아이가 급격하게 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 3은 폴리프로필렌의 용제추출물내 에틸렌 함량이 너무 높아 필름외관이 매우 불량하고 피쉬아이가 크게 증가하였으며, 비교예 4 및 비교예 5는 흐림도 및 표면거칠기가 너무 낮아 내블로킹성이 저하된 것을 확인할 수 있다.

Claims

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프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지로 제조된 보호필름에 있어서,
상기 프로필렌 단독중합체의 자일렌 용제 추출물의 함량이 상기 프로필렌 단독 중합체에 대해 2중량% 이하이고,
상기 폴리프로필렌 수지의 자일렌 용제 추출물의 고유점도 대 프로필렌 단독중합체의 고유점도 비율이 1.3~1.7이고,
상기 보호필름의 흐림도(Haze, ASTM D1003)가 60% 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트 보호필름.
제5항에 있어서,
상기 필름의 평균표면거칠기(Ra)가 0.3~0.6㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트 보호필름.
삭제
제5항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지의 용융지수가 1~15g/10분(ASTM D1238)인 것을 특징으로 하는 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트용 보호필름.
제5항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지에서 에틸렌 프로필렌 고무의 함량이 폴리프로필렌 수지의 자일렌 용제 추출물을 기준으로 5~20중량%인 것을 특징으로 하는 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트용 보호필름.
제5항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지의 자일렌 용제 추출물 내에서 에틸렌 함량이 30~60중량%인 것을 특징으로 하는 액정표시소자(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트용 보호필름.