KR101382269B1 - 광학용 필름의 타발 공정에 사용되는 복합 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD 부품인 백라이트 유닛(BLU)의 제조시 사용되는 광학용 필름, 즉 프리즘, 편광판, 도광판, 확산판 등의 재단시 하부 받침대로 사용되는 복합 시트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광학용 필름의 타발 공정에서 사용되며 반복 타발 특성이 탁월한 복합 시트에 관한 것이다.
본 발명의 복합 시트는 백라이트 유닛의 광학용 필름의 타발공정에서 충격보완용 복합 시트로 사용되며, 타발시 스크랩과 같은 이물 발생이 없으며 시트의 인장강도 및 충격강도가 우수하여 600타 이상의 타발이 가능한 동시에 반복 사용시 사행이 없는 복합시트 제품이다.

Description

광학용 필름의 타발 공정에 사용되는 복합 시트{Complex Sheet for Use of Punching Process for Optical Film}
본 발명은 LCD 부품인 백라이트 유닛(BLU)의 제조시 사용되는 광학용 필름, 즉 프리즘, 편광판, 도광판, 확산판 등의 재단시 하부 받침대로 사용되는 복합 시트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광학용 필름의 타발 공정에서 사용되며 반복 타발 특성이 탁월한 복합 시트에 관한 것이다.
백라이트 유닛(Backlight Unit, BLU)은 액정 표시 장치(LCD) 등 액정 화면의 뒤에서 빛을 방출해 주는 역할을 하는 광원 장치를 말한다. 액정 화면은 액정 자체가 빛을 내지 못하므로 앞면으로 들어온 빛을 액정 뒤의 거울에 반사시켜 다시 내보내거나 뒷면의 백 라이트에서 빛을 발생시켜 나오는 빛의 투과량과 색깔을 조절해 화면이 보이게 한다. 액정 화면의 위아래나 좌우에 얇고 가는 냉음극 형광등, 또는 백색 발광 다이오드(LED) 등을 장착하고 이 빛이 화면 전체에 골고루 퍼지도록 확산 도광판을 구성한다.
백라이트 유닛용 시트로는 편광판, 프리즘시트 또는 반사판, 확산판 등을 들 수 있다. 이들은 긴 방향으로 연신된 띠 모양의 필름으로 롤 형태로 제공된다. 이들을 액정 표시 장치의 크기에 맞추어 절단하여 편광판, 프리즘시트 또는 반사판, 확산판으로 제조된다. 상기 절단공정에서 타발 장치를 이용하여 롤 타입의 시트를 절단하여 원하는 크기의 편광판, 프리즘시트 또는 반사판, 확산판을 얻을 수 있다. 이때 시트를 컷팅하기 위해서 타발 장치의 칼날로 컷팅하게 된다. 사이드 부분의 효과적인 컷팅을 위해서는 칼날이 매우 날카롭고 예리하여야 각종 복합 시트를 빠른 시간 내에 원하는 속도로 재단이 가능하며 상기 타발 장치의 받침대로 사용하는 하단에 칼날과 만나는 쿠션 시트가 위치하게 된다.
쿠션 시트는 타발 공정이 수행되는 동안 타발의 충격을 흡수하고 절단되는 시트가 손상되지 않고 최적의 상태로 절단되게 하는 역할을 한다. 종래 타발 공정용 쿠션 시트는 300 내지 500㎛ 두께의 두꺼운 시트를 사용하고 있다. 일례로서 강도가 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate, 이하 ‘PET’라고도 함) 시트가 사용된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 재질로 만든 시트는 시트 강도 및 스티프니스 등의 물성이 우수하여 타발 공정에서 사용한 후 재권취할 때 사행이 없어 반복적으로 사용이 가능한 장점이 있다. 하지만, 재질의 표면 경도가 높아 칼날과 반복적으로 타발시 PET 제품이 찢어지는 문제가 있고, 200 타 이상 반복 사용하기 어렵다. 또한 타발에 의한 스크랩이나 이물 등이 발생하여 완제품에 오염되는 문제점이 있다. 또한 반복 사용시 발생하는 마찰에 의한 정전기 방지를 위하여 대전방지제를 코팅하여 사용하는데 시트의 불균일성과 강한 경도로 인해 대전방지제가 각종 IT 제품으로 전이 또는 전사가 발생하는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해서 다른 재질로 변경 적용한 것이 있는데, 약 400㎛ 두께의 폴리프로필렌 시트나 연질 PVC 시트가 사용되고 있다. 폴리프로필렌으로 생산한 시트와 F-PVC 시트는 PET 제품에 비교하여 탄성이 양호하여 타발시 스크랩이나 이물 발생이 현저히 줄어들 수 있다. 하지만, 재질의 강도나 스티프니스가 약하여 연속 타발후 재사용시 시트가 찢어지거나 휘는 문제가 있다. 또한 시트가 소프트하여 재권취시 사행이 발생하여 재사용이 대한 불편함이 있다. 마찰에 의한 정전기 발생 방지를 위해 표면을 대전코팅 처리하면, PET 제품처럼 시트 표면으로 전이 전사가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 쿠션시트의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로써, 반복 타발시 이물 발생이 없고, 칼날에 의한 찢김성이 우수하며 ,반복 사용시 사행이 없으며 전이 전사 발생이 없고 각종 IT용 제품의 타발 공정에 사용될 수 있는 쿠션 시트 즉, 타발 공정용 복합 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는 3층의 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제1층, 상기 제1층 위에 놓이고 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어진 제2층, 및 상기 제2층 위에 놓이고 3층의 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제3층을 포함하는 타발 공정용 복합 시트에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 복합시트는 제1층과 제2층 사이 및 제2층과 제3층 사이에 일액형 또는 이액형 접착제로 이루어진 접착층을 추가로 포함한다.
또한 상기 복합시트는 건조 라미네이션 공정으로 제조될 수 있고, 상기 건조 라미네이션 공정은 50~70℃에서 24~48시간 경화하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 복합 시트의 두께는 200 내지 600㎛이고, 제2층의 두께는 복합시트 전체 두께 대비 60~80%이다.
바람직하게는 상기 제1층 및 제3층의 각 층은 고밀도폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종을 포함한다.
또한, 바람직하게는 상기 제1층 및 제3층은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함하는 외층, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 중층, 및 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 내층으로 이루어지고, 상기에서, 상기 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 70중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 10 내지 30중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 내층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 선형저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어진다.
또한 바람직하게는, 상기 제1층 및 제3층은 고밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함하는 외층, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 중층, 및 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 내층으로 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기에서, 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 90중량% 및 영구대전방지제 10 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어진다.
또한 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 외층 및 내층은 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌을 추가로 포함할 수 있고, 이 경우 상기 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 제1층 및 제3층은 삼중 블로운 공압출 방법, T-다이 압출방법 및 압출 코팅방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법으로 제조된다.
본 발명의 타발 공정용 복합 시트는 타발 탄성 및 강도가 우수하여 타발시 스크랩과 같은 이물 발생이 없으며 복합 시트의 인장 및 충격강도가 우수하여 타발시 찢어지지 않아 600 타 이상까지 사용할 수 있다. 또한 재질의 스티프니스(Stiffness)와 슬립성(Slip)이 우수하여 복합시트의 재권취시 사행이 없어 반복 사용이 가능한 제품이다.
도 1은 본 발명의 타발공정용 보호 시트의 개략도이다.
도 2는 공압출에 사용되는 공압출장치(20)를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다. 용어 약이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, 포함하다 및 포함하는 이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
ASTM D1248 규격에 따르면, 본 발명에서 사용된 폴리에틸렌은 다음과 같이 분류할 수 있다:
고밀도 폴리에틸렌(HDPE): 용융 지수 0.1 내지 10 g/10 min, 밀도 0.940 내지 0.965 g/cm3 이상
중밀도 폴리에틸렌(MDPE): 용융 지수 0.1 내지 10 g/10 min, 밀도 0.926 내지 0.940 g/cm3
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 그 용융 지수가 1 내지 10 g/10 min.이고, 그 밀도가 0.918 내지 0.923 g/cm3
선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE): 용융 지수 0.1 내지 10 g/10 min, 밀도 0.910 내지 0.925 g/cm3.
이하에서 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 타발 공정용 복합 시트의 개략도이다.
상기 복합 시트는 3중 공압출된 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제1층; 상기 제1층 위에 놓이고 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 제2층; 상기 제2층 위에 놓이고 3중 공압출된 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제3층 구조로 이루어진다. 제1층과 3층에 사용되는 폴리올레핀 필름은 삼중 공압출 필름 구조로 이루어질 수 있으며, 보다 상세하게는 제1층 및 제3층은 각각 외층, 중층 및 내층 구조로 세분화 할 수 있다.
상기 제1층 및 제3층은 각각 3층으로 이루어지고, 상기에서 폴리올레핀은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 및 캐스트 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종일 수 있다.
바람직한 실시 형태로서, 3층의 복합 합지 제품 구조로 이루어진 복합시트는 칼날과 만나는 제1층의 외층(표면층)과 제3층의 외층(반대층)은 필름의 스트프니스 및 타발 특성이 탁월한 폴리올레필 필름으로 이루어질 수 있다. 제1층과 제3층의 중간에는 사용되는 제2층인 중간층으로는 필름의 스트프니스가 탁월한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 제품을 적당한 두께로 합지할 수 있다. 이 경우 합지 방법은건조 접착 방식(Dry Lamination)으로 합지하여 제1층, 제2층 및 제3층의 층간 박리가 없는 3층 합지 구조의 복합시트 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로서, 제1층 및 제3층의 외층은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함할 수 있다. 상기에서 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 70중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 10 내지 30중량%로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1층의 외층은 광학용 필름과 접하는 부분으로서 정전기로 인해 이물 등이 달라붙는 것을 방지할 수 있다. 고밀도 폴리에틸렌이 40중량% 미만인 경우에는 필름의 강도가 저하되어 연속 타발시 필름이 찢어질 수 있고, 고밀도 폴리에틸렌이 70중량% 초과인 경우 필름의 스티프니스가 낮아져서 재권취시 사행이 발생하여 연속 사용이 어려울 수 있다.
고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌만으로 구성된 폴리에틸렌 필름을 복합시트로 제조하고, 그 두께 300㎛ 이상으로 하여 타발공정에 사용하는 경우, 타발 특성은 탁월하나 재질이 소프트하여 반복 사용시 사행이 발생한다. 또한 시트에서 주름이 발생하거나 시트가 접혀 불량이 발생하여 사용이 불가능하게 되기 때문에, 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리에틸렌 필름과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 3층 구조로 복합한 적층구조의 복합시트를 사용할 수 있다.
본 발명의 변형으로서, 상기 외층은 저밀도 폴리에틸렌 대신에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 메탈로센 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
에틸렌 비닐아세테이트는 필름의 강도 및 탄성이 우수하여 타발시 내충격성을 추가적으로 보완할 수 있으며, 또한 필름 표면이 점착성이 있어, 타발후 광학용 필름이 움직이는 것을 방지하여 정확한 치수 안정성을 유지할 수 있다.
메탈로센 폴리에틸렌은 메탈로센과 같은 단일 활성점의 촉매를 사용하여 중합된 폴리에틸렌으로서, 기존의 지글러-나타 촉매에 의해 생성된 폴리에틸렌에 비해서 구조가 균일한 특성이 있다. 메탈로센 폴리에틸렌은 구조가 균일하며 폴리머 사슬이 단단히 얽혀 있어 서로 꿰매어 놓은 것과 같은 상태가 되기 때문에 접착력이 우수하고, 촉매의 활성점이 균일하고 잔존 촉매가 없다. 따라서, 필름 성형 후 표면에 전이 전사 및 스모그 현상이 발생하지 않는다.
이 경우, 복합시트 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 에틸렌비닐아세테이트 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 20 내지 40중량%로 이루어지고, 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 내층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 20 내지 40중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
또 다른 실시 형태로서, 외층은 고밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함할 수 있다. 바람직하게는 총 외층 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 90중량% 및 영구대전방지제 10 내지 40중량%를 포함할 수 있다. 외층에 고밀도 폴리에틸렌만 포함되는 경우 필름의 스티프니스가 우수하여 타발 시트의 재권취시 사행이 발생하지 않는 장점이 있으나, 버블안정성이 다소 열세로 나타나 필름의 평활도가 저하되고, 주름이 발생할 문제점이 있다. 이를 위하여, 외층에 영구대전방지제를 포함시킴으로써, 타발용 보호 시트에 대전방지특성 부여할 수 있다.
이 경우, 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 내층은 내층 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량%, 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어질 수 있다.
또 다른 실시 형태로서, 외층은 캐스트 폴리프로필렌 및 영구대전방지제를 포함할 수 있다. 특히 바람직하게는 외층은 외층 총 중량대비 캐스트 폴리프로필렌 60~90중량% 및 영구대전방지제 10 내지 40중량%를 포함할 수 있다. 이 경우, 중층 및 내층은 캐스트 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
일반적으로 타발용 보호 시트와 광학용 필름의 마찰에 의해 정전기가 심하게 발생하며, 이런 정전기로 인해 타발시 발생하는 스크랩이나, 이물이 광학용 필름에 붙어 오염을 발생시킨다. 또한 정전기가 심하게 발생할 경우 광학용 필름이 타발된 후에 타발용 보호 시트에 붙어서 떨어지지가 않아 자동 적재가 되지 않는 문제점이 있으나 대전방지를 처방할 경우 타발에 의한 마찰 발생에 의한 정전기로 스크랩이나 이물이 시트 표면에 붙는 것을 방지할 수 있다.
상기 영구대전방지제는 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 예로서 IPE사의 PE 0107M, 아케마사의 PEBAX MV2080, PEBAX MV2030, BASF사의 이가스태트(Irgastat) P16, P18, P20, P22, 듀폰사의 SD100, MK400, AS500, Sanyo사의 펠레스테트(Pellestat) P230, P300 등을 들 수 있다. 바람직하게는 흡습성 이오노머(Hygroscopic Ionomer) 및 폴리에테르 아마이드(Polyether amide)형태의 전도성 고분자를 포함하는 IPE사의 대전제인 PE0107M일 수 있다.
제1층의 중층은 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 상기에서 중층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지는 것이 바람직하다. 고밀도 폴리에틸렌이 60중량% 미만인 경우에는 필름의 강도가 저하되어 연속 타발시 필름이 찢어질 수 있고, 필름의 스티프니스가 낮아져서 재권취시 사행이 발생하여 연속 사용이 어려울 수 있다. 따라서 필름 가공성이 우수한 저밀도 폴리에틸렌이나, 선형저밀도 폴리에틸렌을 혼합할 경우 버블안정성이 양호하여 필름의 평활도를 개선할 수 있다
제1층의 내층은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 선형저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 내층은 제2층인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 층과 접하는 면으로서 접착강도를 높이기 위해서는 코로나 처리를 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로서, 내층은 고밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 내층은 내층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 20 내지 40중량%를 포함할 수 있다.
에틸렌 비닐아세테이트는 필름의 강도 및 탄성이 우수하고, 필름 표면이 점착성이 있어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과의 접착 강도를 높일 수 있다.
또 다른 실시 형태로서, 내층은 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%를 포함할 수 있다. 내층에 고밀도 폴리에틸렌만 포함되는 경우 필름의 스티프니스가 우수하여 타발 시트의 재권취시 사행이 발생하지 않는 장점이 있으나, 버블안정성이 다소 열세로 나타나 필름의 평활도가 저하되고, 주름이 발생할 문제점이 있다.
상기 복합시트의 제2층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로 이루어질 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름은 스티프니스가 우수하여 재권취시 사행이 발생하지 않아 연속 사용이 가능하다. 하지만, 재질의 표면이 너무 딱딱하여 타발시 이물 발생을 유발시키며, 필름 두께가 너무 얇을 경우 사행을 발생시키고 이로 인해 연속 작업성이 저하된다. 제2층의 두께는 전체 두께 대비 70 내지 85%인 것이 바람직하고, 구체적으로는 180~250 ㎛가 바람직하며, 보다 바람직하게는 200~220 ㎛이다.
복합 시트의 두께가 300 ㎛일 경우, 타발 특성과 관련이 있는 제1층 및 제3층의 두께는, 30~70 ㎛, 바람직하게는 40~60 ㎛일 수 있다. 제1층 및 제3층의 두께가 30 ㎛ 미만일 경우, 타발 특성이 떨어질 수 있으며, 70 ㎛ 이상일 경우 복합 시트의 스티프니스가 떨어져 반복 사용시 사행 문제가 발생 될 수 있다. 복합시트 중간층으로 작용하는 제2층은 시트에 스티프니스를 부여하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 바람직하게 사용할 수 있으며, 바람직하게는 170~250 ㎛, 보다 바람직하게는 180~220 ㎛, 더욱 바람직하게는 190~210 ㎛로 사용될 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 제품이 180 ㎛ 이하로 사용될 경우 시트의 스티프니스(stiffness)가 약하여 사행문제를 발생할 수 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 제품이 250 ㎛ 이상일 경우 타발시 칼날과 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 직접 접촉하여 이물 발생 문제가 발생 될 수 있다.
제3층은 제1층과 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하며 두께도 동일할 수 있다. 제3층의 내층은 제2층과 마주하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 폴리에틸렌 제품을 제1층의 내면 및 제3층의 외면은 삼중 공압출하여 제조할 수 있다. 상세하게는 상기 제1층 및 제3층은 3-레이어 T-다이 캐스트 공압출(3-layer T-die cast co-extrusion) 방법, 3-레이어 블로운 공압출 (3-layer Blown co-extrusion) 방법 또는 T-다이(T-Die)를 이용한 압출 코팅(Extrusion Coating)방법으로 제조될 수 있다.
공압출이란 이종 또는 동종의 물질을 다수의 압출기를 통해 용융시켜 피드블럭(feedblock) 방식이나, 멀티 매니폴드(multi-manifold)방식 등을 통하여 다층의 용융된 상태로 토출시킨 후, 연신공정, 블로윙(blowing) 공정 또는 캐스트(cast) 공정 등을 거쳐 다층의 필름을 만드는 방법을 말한다. 도 2는 공압출에 사용되는 공압출장치(20)를 예시적으로 도시한 도면이다. 공압출 장치(20)는 서로 다른 특성을 갖는 수지 등을 용융하여 공급하는 다수의 압출기부(21)와, 이 압출기부(21)로부터 용융된 상태의 수지를 공급할 수 있도록 설치되는 다수의 공급관부와, 이 공급관부로부터 용융된 수지를 공급받아 시트형상으로 배출시키는 공압출 다이부(22)로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 당 업계에서 알려진 공압출 방법이라면 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 3-레이어 T-다이 캐스트 공압출 방법 또는 3-레이어 블로운 공압출 방법을 사용할 수 있으며, 특히, 미세필터가 부착된 압출기를 사용할 수 있다. 미세필터는 디스크타입, 잎모양(leaf)의 디스크타입, 와이어넷(wirenet) 타입이 있으며, 일면 또는 양면에 메쉬(mesh)를 보강한 필터를 사용할 수도 있다.
구체적으로는, 외층 내지 내층을 구성하는 수지 조성물을 용융한 용융물을 각각 T-다이 또는 블로운 다이로부터 필름 상으로 공압출하고, 냉각 롤에 의해 냉각하는 과정을 거칠 수 있다.
제1층, 제2층 및 제3층은 폴리우레탄계 이액형 접착층을 이용하여 드라이 라미네이션 방법이 의하여 고온에서 숙성 안정화하여 접합시켜 본 발명의 타발공정용 복합 시트를 제조한다. 본 발명의 타발공정용 복합 시트는 두께가 200 내지 600㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 복합시트는 제1층과 제2층 사이 및 제2층과 제3층 사이에 일액형 또는 이액형 접착제로 이루어진 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 복합 시트에 대해 상기 제1층과 제3층 및 중간층인 제2층의 합지는 각종 일액형 또는 이액형 접착제를 이용하여 접착할 수 있다. 이 경우 상기 접착제는 아크릴계 또는 에폭시계일 수 있다. 이들을 건조 라미네이션 방식을 이용하여 접합한 후, 24시간 내지 48 시간 정도 50~70℃의 고온에서 경화시켜 사용할 수 있다.
상기 용도로 사용되는 복합 시트의 두께는 200 내지 600 ㎛일 수 있으며, 보다 바람직하게는 200~400㎛, 더욱 바람직하게는 300~350 ㎛일 수 있다. 복합 시트의 두께가 두꺼우면 반복 사용을 많이 할 수 있으나, 부피의 증가로 인한 취급상의 문제 및 원가 상승 문제를 유발 할 수 있으며, 두께가 너무 얇으면 사행 문제가 발생 할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다
실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 4
아래 표 1에 실시예 1 내지 6에서 사용된 제1층, 제2층 및 제3층의 필름의 조성을 나타내었다. 각 수치는 층간 필름의 두께(㎛)를 나타낸다.
상기 실시예 1 내지 3의 복합시트에서 제1층 및 제3층의 폴리에틸렌 3중 복합필름은 아래 표 3의 제조예 2의 필름조성으로 형성된다. 또한 실시예 4의 복합시트 중 제1층 및 제3층는 제조예 3의 필름조성으로 형성되고, 실시예 5의 복합시트 중 제1층 및 제3층은 제조예 6의 필름조성을 갖는다. 복합시트의 처방을 표 1에 나타내었다.
Figure 112013048343493-pat00001
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 보호 시트의 물성 실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시트의 스티프니스(stiffness)는 시트를 폭 25mm, 길이 100mm의 시편으로 제조한 후 이러한 시편을 타원형으로 구부린 후 일정하게 견디는 힘을 무게로 표시하였다.
사행 특성은 타발용 시트를 재권취시 필름 롤이 일정하게 권취되지 않고, 옆부분이 일정하지 않게 벗어나는 정도를 육안으로 관찰하여 나타내었다.
타발 특성은 복합 시트가 연속적으로 사용될 수 있는 타발 횟수를 측정하여 나타내었다.
이물특성은 타발시 광학 필름상의 스크렙이나 이물 발생 여부를 육안을 관찰하여 우수, 탁월, 불량으로 나타내었다.
전이 및 전사 특성은 타발후 광학 필름을 3파장 램프에 비추어서 얼룩의 발생정도를 육안으로 관찰하여 나타내었다.
충격강도는 ASTM D 1709에 의거하여 타발용 시트가 파괴될 때의 추의 무게를 측정하였다.
Figure 112013048343493-pat00002
상기 표 2를 보면, 실시예 1 내지 6의 복합 시트가 이물특성이 우수하고, 400타 이상의 타발이 가능한 것을 알 수 있다. 또한 실시예 1 내지 6의 복합 시트는 비교예 1 내지 4와 대비하여, 충격강도가 3.0kg 내지 5까지 매우 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명의 복합 시트는 스티프니스가 우수하여 타발 공정 후 재권취하는 경우에도 사행이 발생하지 않아 재사용이 가능하다. 또한 영구대전방지제가 제1층 및 제3층의 외층에 포함되어 있기 때문에 복합 시트에 먼지 등의 오염 물질이 잘 붙지 않고, 또한 타발후 광학 필름이 복합 시트에 붙지 않고 자동 적재가 용이하다는 장점이 있으며, 타발공정을 거치는 백라이트 유닛용 광학 필름으로 오염물질이 전이되거나 전사되지 않는다.
제조예 1 내지 6 및 비교제조예 1
제조예 1 내지 6은 본 발명의 제1층 및 제3층의 필름 폴리올레핀 필름으로서, 3중 블로운 압출 방법 (3-layer blown film)으로 제조되었다. 본 발명에서 사용된 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 메탈로센폴리에틸렌(mPE), PET 필름, 영구대전방지제는 아래와 같다.
- HDPE :LG PM360, 삼성토탈 F920A, 대한유화 E308 또는 호남 5200B , SK 케미칼 8800 F
- LLDPE : 엘지화학 SP310, 한화 3325W, 다우 2045G 또는 다우 5400
- LDPE : 엘지화학 BF315, 엘지화학 BF415, 또는 삼성석유화학 432G
- EVA : 한화 1315, 1318
- mPE : 엘지화학 LC100, 엑손모빌 Exact 0203
- PET :　효성, 도레이 또는 SKC 사 제품
- 영구 대전 방지제 : IPE PE 0107M, 바스프 Irgastat P16, P18, P20,
P22, 듀폰사의 SD100, AS500, MK400,
산요 Pellestat P230, P300,
아케마 PEBAX MV2080, MV2030
아래 표 3에 상기 제조예 1 내지 6의 제1층 및 제3층의 폴리올레핀 필름의 조성을 나타내었다. 각 수치는 각층 필름 내에서의 중량(%)을 나타낸다. 참고로, 제1층 및 제3층에서 내층은 PET 층과 마주하는 층으로서, 내층은 복합 시트의 표면이다.
Figure 112013048343493-pat00003
상기 제조예 1 내지 6 및 비교제조예 5에서 제조된 폴리올레핀 필름의 물성 실험 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
대전 방지 특성은 ASTM D 257-93에 의거하여 필름 표면의 고유 저항(Ω)을 측정하였다.
시트의 스티프니스(stiffness)는 시트를 폭 25mm, 길이 100mm의 시편으로 제조한 후 이러한 시편을 타원형으로 구부린 후 일정하게 견디는 힘을 무게로 표시하였다.
필름외관은 필름을 1m * 1m 크기로 자른 후 피쉬 아이(Fish eye) 및 탄화물 등을 육안으로 관찰하여 나타내었다.
충격강도는 ASTM D 1709에 의거하여 타발용 시트가 파괴될 때의 추의 무게를 측정하였다. 표 4는 본 발명의 복합시트에 사용되는 제1층 및 제3층의 폴리올레핀 필름의 물성을 나타낸 것이다. 이들은 제2층과 건조 라미네이팅 되기 전의 물성을 나타낸 것이다.
Figure 112013048343493-pat00004
상기 표 4를 보면, 제조예 2 내지 6의 경우 비교제조예1과 대비하여 대전 방지특성이 우수하여 복합 시트에 먼지 등의 오염 물질이 잘 붙지 않고, 또한 타발후 광학 필름이 복합 시트에 붙지 않고 자동 적재가 용이하다는 장점이 있으며 타발시 발생하는 스크랩 및 이물의 오염을 방지할 수 있다.
또한 비교제조예 1의 LDPE 단독 필름 대비 제조예 1 내지 6의 필름은 3배 이상으로 스티프니스(stiffness)가 우수하게 나타나며, 충격강도가 2배 이상 우수하게 나타남을 알 수 있다.
10: 복합 시트
11: 제1층 폴리에틸렌 필름
12: 제2층 PET 필름
13: 제3층 폴리에틸렌 필름
20: 공압출장치
21: 압출기부
22: 공압출 다이부

Claims (13)

  1. 3층의 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제1층, 상기 제1층 위에 놓이고 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어진 제2층, 및 상기 제2층 위에 놓이고 3층의 폴리올레핀 필름으로 이루어진 제3층을 포함하는 타발공정용 복합 시트로서,
    상기 제1층 및 제3층은 각각 외층, 중층 및 내층으로 이루어지며, 상기 외층, 중층 및 내층 각각은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종을 포함하며,
    상기 복합 시트는 건조 라미네이션 공정으로 제조되고, 상기 건조 라미네이선 공정은 50~70℃에서 24~48시간 경화하는 단계를 포함하는 것인 타발공정용 복합 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합시트는 제1층과 제2층 사이 및 제2층과 제3층 사이에 일액형 또는 이액형 접착제로 이루어진 접착층을 추가로 포함하는 타발공정용 복합 시트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 복합 시트의 두께는 200 내지 600㎛인 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2층의 두께는 복합시트 전체 두께 대비 60~80%인 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1층 및 제3층은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함하는 외층, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 중층, 및 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 내층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 70중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 10 내지 30중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 선형저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1층 및 제3층은 고밀도 폴리에틸렌 및 영구대전방지제를 포함하는 외층, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 중층, 및 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 내층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 90중량% 및 영구대전방지제 10 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  11. 제9항에 있어서, 상기 외층 및 내층은 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 타발공정용 복합 시트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 외층은 외층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 영구대전방지제 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 중층은 중층의 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 60 내지 80중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지고, 상기 내층은 내층 총 중량 대비 고밀도 폴리에틸렌 30 내지 60중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20 내지 40중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 또는 메탈로센 폴리에틸렌 20 내지 40중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 폴리에틸렌 필름으로 구성된 타발공정용 복합 시트.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1층 및 제3층은 삼중 블로운 공압출 방법, T-다이 압출방법 및 압출 코팅방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법으로 제조되는 타발공정용 복합 시트.
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