KR101720133B1 - 대전방지성 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD 패널 운송시 보호용 소재(일명 보호막)로 재사용이 가능한 대전방지성 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 대전방지성 필름은 재사용이 가능한 영구 대전방지의 핵심기능과 글라스 표면보호 및 충격방지 효과를 가져 LCD 패널(모듈, 또는 반제품 등) 운송 시에 패널과 패널 사이에 삽입하여 파손과 물성 변성을 방지할 수 있으며, 다수의 패널들의 수평 적재를 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 대전방지성 필름은 중금속, 탄소, CNT, 할로겐, 계면활성제 등이 불포함된 재사용이 가능한 친환경 소재이다.

Description

대전방지성 필름 및 이의 제조방법{Anti-static Film and and Method for Preparing the Same}
본 발명은 액정디스플레이 패널용 보호막으로서 사용될 수 있는 대전방지성 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
초창기 액정 디스플레이(LCD) 패널의 운송 포장 방법은 강화 유리 파손 방지 및 이물질 유입 차단을 위해서 EPS(Expandable Polystyrene) 용기(일명 스티로폼으로 제조된 상자)를 사용해왔다. 그 이후 제품의 정밀화에 따라 대전방지기능과 안전성에 대한 향상 요구가 증가되면서 대전 방지 EPS 스티로폼 포장재가 병행사용되었다. 그러나 EPS 용기 역시 대전 방지 성능이 부족하고 물리적 취약성(깨짐성, 반복 완충성)을 가지며, 이에 따라 EPS 용기의 대전방지성과 물리적 취약성을 추가로 보강한 제품인 EPE(LLDPE 계통) 또는 고밀도 EPP(Expanded Polypropylene)가 사용되고 있다.
EPP는 수지의 특성상 EPS보다 깨짐성, 반복 완충성, 유연성 및 내약품성 등이 우수하여 제품 포장의 안정성이 좋다는 장점이 있다. 또한, PUF(Polyurethane Foam)에 비하여 가볍고 완충성이 좋으며, EPE보다 발포체의 강성이 우수하여 제품 경량화에 유리하고 열안정성이 좋다.
이들 EPP 또는 EPS 용기는 계면 활성제 또는 카본 블랙을 첨가하거나 코팅하여 대전방지 기능을 보강해서 사용하고 있다. 이와 같은 대전방지 기술은 아주 초보적이며 여러 가지 문제점을 가진다. 구체적으로, 계면 활성제를 사용한 EPP 또는 EPS의 문제점은 재사용시 대전 방지 성능이 급격히 떨어지고, 온도와 습도에 대한 저항 편차가 너무 크며, 고습 환경에서는 코팅된 계면 활성제가 패널에 전이되는 현상이 발생해서 이차 불량 요인으로 지목되고 있다. 카본블랙을 사용하는 경우에는 흑색의 분진 발생으로 역시 이차 오염이 발생한다.
뿐만 아니라, 기존의 EPP 또는 EPS의 용기는 액정 디스플레이 패널의 적재시 수직방향으로 적재하며 이때 충격 방지를 위해서 패널과 패널 사이를 띄워서 빈 공간을 유지해야 하므로 물류비용이 많이 소요된다. 즉, 대형 패널을 수직방향으로 적재하면 적재할 수 있는 패널의 수에 한계가 있고 공간 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
수직방향의 적재보다는 패널을 층층이 적재하는 수평방향으로 적층하는 것이 다수의 패널 기판을 포장할 수 있어 경제적이다. 그러나 수평방향의 적재의 경우 운송 및 보관 중에 충격, 표면손상, 정전기 발생 등으로 물성이 변화되고 파손될 우려가 있다. 결국 패널과 패널 사이에 충격으로 인한 깨짐의 방지, 마찰로 인한 표면 손상의 방지, 정전기로 인한 패널 쇼트의 방지 등이 가능한 패널 적층용 대전방지성 보호막이 필요하다.
2009년 이후 대형 LCD 패널 메이커들은 대전방지성 보호막을 사용한 수평 적층으로 포장 방식을 변경하고 있다. 현재 가장 보편적인 보호막의 구조는 3중 구조로 발포폼 상하에 필름을 합지하여 사용하고 있으며, 대전방지 기능을 위해 필름에 전도성 고분자 등을 코팅해서 정전기와 표면 손상을 방지하고 있다(한국 등록특허 제10-0942433호). 그러나, 이 보호막은 재사용 시에 세척 등에 의해 씻기는 문제로 저항에 대한 편차가 발생해서 재사용 비율이 낮고, 코팅 제조 경비가 비싼 단점이 있다.
또한, 대전방지 기능을 위해서 카본 나노 튜브, 또는 카본 블랙을 코팅하거나 또는 레진에 첨가해서 압출된 필름을 합지하여 보호막을 제조하는 방법도 알려져 있다(한국 공개특허 제10-2011-0037353호). 그러나 탄소나노튜브, 카본블랙 등의 탄소 소재의 경우, 색상 구현이 검정색 이외에는 불가능하며, 또한 분진과 할로겐 및 중금속 등이 검출되므로 사용이 지양되고 있다.
또한, 필름 압출 또는 발포 폼 압출 시 대전방지제를 첨가해서 대전방지 기능을 부여한 LCD 패널 운송 보호막이 보고되어 있다. 기존에 보고된 대전 방지제로는 IDP(한국 등록특허 제10-1011257호)가 알려져 있다. 그러나 이 특허문헌에는 영구대전방지제(IDP, inherently dissipative polymer)라는 통상적인 용어만 개시되어 있으며, IDP의 구체적인 화합물의 종류 또는 구분 등에 대하여 전혀 언급이 없다. 기존에 알려진 IDP는 다음과 같이 몇 가지로 구분한다: 1) 계면 활성제, 2) 카본류: CNT, 카본 화이버, 또는 카본 블랙, 3) 금속 혼합물: 금, 은, 구리, 니켈 등 같은 도체 금속 혼합물 등. 그러나, 이들 IDP 타입의 대전 방지제는 플라스틱 레진에 첨가해서 대전 방지제로 사용시 문제점들을 각각 갖고 있어서 LCD 패널 운송시 보호막 사용으로는 적절치 못하다. 이들 IDP 중 하나인 계면 활성제는 필름 압출시 분산문제, 연기발생, 및 터짐현상이 발생하며, 더군다나 대전 방지 필름의 제조 후 전이되는 문제가 발생해서 사용이 불가능하다. 특히, 계면 활성제는 온도와 습도에 대단히 민감해서 저항 편차가 발생한다. 또한, 카본류는 물성이 양호하나 색상과 할로겐 검출 등으로 사용이 제한적이며, 금속 혼합물은 높은 용융 온도와 가격 등으로 사용에 제한을 받는다.
본 발명은 기존의 필름 표면에 전도성 고분자를 코팅하는 방식과 IDP 내첨 방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온도/습도에 따라 대전방지 성능이 변하지 않고, 영구 대전방지 특성을 발휘하여 재사용이 가능하며, 친환경적이고, 제조비용이 저렴하고, 가공성이 우수하고, 전이 문제가 발생하지 않고, 색상구현이 자유로운 대전방지성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 대전방지성 필름을 이용한 디스플레이 패널용 보호막을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름은, 다공성 구조를 가지는 기재층, 및 상기 기재층의 상부 및 하부에 합지된 대전방지층을 포함할 수 있고, 상기 대전방지층이 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼이 무가교, 화학가교 또는 전자선가교에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층의 두께가 0.005 내지 6.0 mm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층이 상기 기재층의 상부 및 하부에 열 또는 접착제에 의해 합지될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리올레핀이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸비닐아세테이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 이온성 액체가 이미다졸염, 피리딘염, 이소퀴놀리닌염, 티아졸염, 피롤리딘염, 암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 이온성 액체의 상대 음이온은 [BF4], [PF6], [Tf2N], [TfO], [DCA], [Cl], [NO3], [SO4]2, [CF3COO], [CF3SO2], [(CF3SO2)2N], [SF6], [(C2F5)3PF3], [N(SO2CF3)2], [CF3SO3], [B(CN)4], [N(CN)2], [C(CN)3], [SCN], [HSO4], [CH3SO4], [C2H5SO4], [C4H9SO4], [C6H13SO4], [B(C2O4)2], [CH3SO3], [CH3C6H4SO3], [C4F9SO3] 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리아미드가 폴리아미드 단일중합체, 폴리아미드 블록공중합체, 폴리에테르 블록 아미드 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 상용화제가 말레산 무수물-그라프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물-그라프트된 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층이 폴리올레핀으로 구성된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 분산된 대전방지성 칩을 포함하며, 상기 대전방지성 칩이 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 매트릭스 대 상기 대전방지성 칩의 중량비가 100: 5 내지 40일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 칩이 폴리올레핀 5 내지 30 중량%, 이온성 액체 0.1 내지 10 중량%, 폴리아미드 30 내지 70 중량% 및 상용화제 5 내지 30 중량%을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층의 두께가 0.005 내지 1.0 mm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 대전방지성 필름은 ASTM D257의 방식에 의해 측정된 표면 저항이 105 내지 1011 Ω/㎠일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 필름이 디스플레이 패널용 보호막일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 필름이 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재시, 또는 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재 및 운송시, 디스플레이 패널의 상부, 디스플레이 패널의 하부 또는 디스플레이 패널들 사이에 사용되는 디스플레이 패널용 보호막일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름의 제조방법은, 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함하는 대전방지성 칩을 제조하는 단계; 폴리올레핀 및 상기 대전방지성 칩을 혼합하고 압출하여 대전방지층을 제조하는 단계; 및 다공성 구조를 가지는 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 합지하여 대전방지성 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼을 무가교, 화학가교 또는 전자선가교로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 열 또는 접착제로 합지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름은 상기 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 대전방지성 필름은 LCD 패널 적층용 보호막으로서 사용할 수 있고, 친환경 소재이며, 영구 대전 방지 기능을 가지고 재사용이 가능하며, 제조비용이 저렴하고, 가공성이 우수하고, 전이 문제가 발생하지 않고, 색상구현이 자유로운 효과가 있다. 뿐만 아니라, 기존 IDP 내첨 타입의 가장 큰 문제점인 온도/습도 환경에서 큰 저항 변화를 완전히 극복하고, 고온/고습/저온/저습에서 안정적인 대전방지 성능을 갖는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 이온성 액체의 예의 구조식을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
대전방지성 필름
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름은, 다공성 구조를 가지는 기재층, 및 상기 기재층의 상부 및 하부에 합지된 대전방지층을 포함할 수 있고, 상기 대전방지층이 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름은 기재층(210) 및 대전방지층(220)을 포함한다.
상기 기재층은 기재층의 내부, 표면 또는 내부와 표면에 여러 개의 공극이 있는 다공성 구조를 가진다. 상기 다공성 구조를 구성하는 고체 재료로서 디스플레이 패널의 적층시 다공성 구조를 부분적으로 또는 전체적으로 유지할 수 있고, 기재층의 상하에 적층되는 대전방지층의 대전방지성을 저해하지 않는 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼이 무가교, 화학가교 또는 전자선가교에 의해 제조될 수 있다. 상기 무가교는 압출기 또는 사출기를 이용하여 강제적으로 수지에 가스를 혼합하는 물리적 방법이다. 상기 화학가교는 가교반응을 진행시킴과 동시에 디큐밀 퍼옥사이드와 같은 발포제를 분해온도 이상으로 가열하여 분해시켜 발포 구조를 형성하거나, 가교반응을 진행시킨 다음에 발포 구조를 형성하는 방법이다. 상기 전자선가교는 전자 빔을 이용하여 가교시키고 나중에 발포제를 분해시켜 발포 구조를 형성하는 방법이다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층의 두께가 0.005 내지 6.0 mm일 수 있다. 두께가 0.005 mm 미만일 경우, 충격 흡수능이 불충분할 수 있고, 두께가 6.0 mm를 초과하는 경우, 더 이상의 효과 상승 없이 두께만 커지게 되어, 한정된 공간에 적재되는 디스플레이 패널의 수를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층이 상기 기재층의 상부 및 하부에 열 또는 접착제에 의해 합지될 수 있다. 도 2를 참조하면, 기재층(210)의 양면에 대전방지층(220)이 합지되어 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리올레핀이 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Poly Ethylene; LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Poly Ethylene; LLDPE), 메탈로센 폴리에틸렌(Methalocene Poly Ethylene), 고밀도 폴리에틸렌(High Density Poly Ethylene; HDPE), 폴리프로필렌(Polypropylene), 에틸비닐아세테이트(Etylene Vinyl Aacetate) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀의 중량평균분자량은 10,000 내지 20,000 g/mol일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 이온성 액체가 이미다졸염, 피리딘염, 이소퀴놀리닌염, 티아졸염, 피롤리딘염, 암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다(도 1). 본 발명의 일 구현예에서, 상기 이온성 액체의 상대 음이온(도 1에서 X로 표시됨)은 [BF4], [PF6], [Tf2N], [TfO], [DCA], [Cl], [NO3], [SO4]2, [CF3COO], [CF3SO2], [(CF3SO2)2N], [SF6], [(C2F5)3PF3], [N(SO2CF3)2], [CF3SO3], [B(CN)4], [N(CN)2], [C(CN)3], [SCN], [HSO4], [CH3SO4], [C2H5SO4], [C4H9SO4], [C6H13SO4], [B(C2O4)2], [CH3SO3], [CH3C6H4SO3], [C4F9SO3] 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 폴리아미드는 상기 이온성 액체의 대전방지 성능의 구현을 보조하는 역할을 한다. 상기 폴리아미드의 예로는 지방족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드 등이 있다. 지방족 폴리아미드의 예로는 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6 등이 있다. 반방향족 폴리아미드의 예로는 폴리아미드 6T 등이 있다. 방향족 폴리아미드의 예로는 아라미드 등이 있다. 상기 폴리아미드는 폴리아미드를 구성하는 단위 외에, 폴리아미드 외의 다른 중합체, 예를 들어, 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카르복시산, 폴리알코올, 폴리이미드, 또는 폴리(메타)아크릴레이트 등을 구성하는 단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 폴리아미드가 폴리아미드 단일중합체, 폴리아미드 블록공중합체(Poly amide blockcopolymer), 폴리에테르 블록 아미드(poly ether block amide) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 폴리에테르 블록 아미드는 카르복시산 폴리아미드(PA6, PA11, PA12)와 알콜 말단 폴리에테르(폴리테트라메틸렌 글리콜, PTMG)의 중축합으로 얻은 블록 공중합체이다. 일반 화학 구조는 다음과 같다:
HO - (CO - PA - CO - O - PE - O)n - H
(PA: 폴리아미드, PE: 폴리에테르)
상기 폴리아미드의 중량평균분자량은 20,000 내지 30,000 g/mol일 수 있다.
상기 상용화제는 분산성과 혼용성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 상용화제가 말레산 무수물-그라프트된 폴리프로필렌(MAGPP, maleic anhydride grafted polypropylene), 말레산 무수물-그라프트된 폴리에틸렌(MAGPE, maleic anhydride grafted polyethylene), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층이 폴리올레핀으로 구성된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 분산된 대전방지성 칩을 포함하며, 상기 대전방지성 칩이 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함할 수 있다.
상기 대전방지층은 단층구조 또는 2층 구조를 가질 수 있다. 2층 구조를 가지는 경우 표피층이 대전방지성 칩을 50 내지 100 중량%로 포함하고 폴리올레핀을 0 내지 50 중량%로 포함할 수 있고, 하부층이 폴리올레핀을 50 내지 100 중량%로 포함할 수 있고 대전방지성 칩을 0 내지 50 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 매트릭스 대 상기 대전방지성 칩의 중량비가 100: 5 내지 40일 수 있다. 상기 매트릭스 100 중량부에 대하여, 대전방지성 칩이 5 중량부 미만일 경우, 영구 대전방지 효과가 불충분할 수 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 필름 형성이 어려워질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 칩이 폴리올레핀 5 내지 30 중량%, 이온성 액체 0.1 내지 10 중량%, 폴리아미드 30 내지 70 중량% 및 상용화제 5 내지 30 중량%을 포함할 수 있다. 폴리올레핀의 함량이 상기 범위인 경우 매트릭스와의 혼용성과 가공성을 우수하게 나타낼 수 있다. 이온성 액체의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우, 플라스틱 칩에 대전방지 성능 부여가 어려울 수 있다. 이온성 액체의 함량이 10 중량%를 초과하는 경우, 제품으로의 전이 문제가 발생할 수 있다. 폴리아미드의 함량이 상기 범위인 경우, 대전방지성을 우수하게 나타낼 수 있다. 상용화제의 함량이 5 중량% 미만일 경우, 분산성과 혼용성이 불충분할 수 있다. 상용화제의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우, 필름 압출시 막힘, 터짐, 연기 발생 등 여러 문제가 발생할 수 있다.
대전방지성 칩에서 사용하는 폴리올레핀과 매트릭스에서 사용하는 폴리올레핀을 동일하게 할 수 있고, 이 경우 우수한 상용성을 기대할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층의 두께가 0.005 내지 1.0 mm일 수 있다. 두께가 0.005 mm 미만인 경우 필름 성형이 어려울 수 있고, 두께가 1.0 mm를 초과하는 경우 더 이상의 효과가 발휘되지 않고, 필름 제조 비용만 상승할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지층은 안티블록킹제, 슬립제, 습윤제, 내스크래치제, 내오염제, 자외선 안정제, 열안정제, 가소제, 분산제, 산화방지제, 난연제, 활제, 염료, 안료 또는 이들의 혼합물을 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 대전방지성 필름은 ASTM D257의 방식에 의해 측정된 표면 저항이 105 내지 1011 Ω/㎠일 수 있다. 상기 범위의 표면 저항을 가질 때, 적절한 대전 방지 특성을 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 필름이 디스플레이 패널용 보호막일 수 있다. 디스플레이 패널은 LCD 패널이 될 수 있으며, 이외에도 OLED 패널, PDP 패널 등이 될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 필름이 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재시, 또는 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재 및 운송시, 디스플레이 패널의 상부, 디스플레이 패널의 하부 또는 디스플레이 패널들 사이에 사용되는 디스플레이 패널용 보호막일 수 있다.
대전방지성 필름은 디스플레이 패널의 보관 혹은 운송시 충격 등으로부터 디스플레이 패널을 보호하고, 대전 방지, 이물질 방지, 스크래치 발생 방지 등을 위한 보호 소재로 활용할 수 있다. 아울러, 재사용 시에도 디스플레이 패널에 먼지 등이 들러붙어 디스플레이 패널이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 본 발명에 따른 대전방지성 필름은 패널 사이에 개재되어 사용되는 경우 다수의 디스플레이 패널들의 수평 적재를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 대전방지성 필름이 전도성 고분자, 계면 활성제, 탄소 소재(CNT, 카본 화이버, 또는 카본 블랙), 금속 혼합물 또는 이들의 혼합물을 포함하지 않거나, 0 내지 0.1 중량%, 또는 0 내지 1 ppm으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 대전방지성 필름의 경우, 낮은 온도 및 낮은 습도에서도 저항 편차가 없으며, 재사용을 위한 물 세척 후에도 상기 범위의 표면 저항을 계속 유지할 수 있는바, 영구 대전방지 특성을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명이 대전방지 기능 구현을 위해서 사용하는 내첨 방식은 코팅방식보다 제조공정 가공비가 절감되어 제조원가를 낮출 수 있다는 장점이 있으며, 재사용이 가능하여 고객사의 LCD 패널 이송시 사용되는 비용 또한 절감할 수 있다는 장점도 있다. 아울러, 본 발명에 따른 대전방지성 필름의 경우, 중금속, 탄소 소재, 또는 할로겐 등을 포함하지 않아 친환경적이다.
대전방지성 필름의 제조방법
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름의 제조방법은, 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함하는 대전방지성 칩을 제조하는 단계; 폴리올레핀 및 상기 대전방지성 칩을 혼합하고 압출하여 대전방지층을 제조하는 단계; 및 다공성 구조를 가지는 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 합지하여 대전방지성 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제에 대한 정의, 하위물질, 함량비 등에 대한 내용과, 대전방지층 및 기재층에 대한 내용은 위에서 설명한 바와 같다.
상기 대전방지성 칩은 상기 원료들을 상온(예를 들어, 20도)에서 혼합하고, 압출기(싱글 또는 트윈 헤드)에 투입한 후 150-300도의 열을 가하여 녹인 후 칩 모양으로 성형하고 식혀서 제조할 수 있다. 상기 대전방지성 칩의 직경은 1mm 내지 10mm일 수 있다.
상기 대전방지성 칩은 폴리올레핀, 이온성 액체, 폴리아미드 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물을 사용하므로 재사용이 가능하며, 친환경적이고, 영구 대전방지 특성을 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼을 무가교, 화학가교 또는 전자선가교로 제조할 수 있다. 상기 무가교, 화학가교 또는 전자선가교의 구체적인 내용은 위에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 열 또는 접착제로 합지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 대전방지성 필름은 상기 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 대전방지성 필름의 제조방법은 제조시 연기 발생 및 이물질 석출 등이 없이 필름 제조가 용이하다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 대전방지성 필름의 제조
실시예 1
이미다졸염이 포함된 이온성 액체 2 중량%, 폴리아미드(폴리에테르 블록 아미드) 60 중량%, 말레산 무수물 그라프트된 폴리프로필렌(MAGPP) 20 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 18 중량%로 이루어진 수지 조성물을 압출 및 건조한 후, 분쇄하여 대전방지성 칩을 제조하였다. 상기 제조된 대전방지성 칩 30 중량부에 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부를 혼합하고, 이를 압출하여 0.01 mm 두께의 필름을 제조하였다.
실시예 2
피롤리딘염이 포함된 이온성 액체 2 중량%, 폴리아미드(폴리에테르 블록 아미드) 60 중량%, MAGPP 18 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 중량%로 이루어진 수지 조성물을 압출 및 건조한 후, 분쇄하여 대전방지성 칩을 제조하였다. 상기 제조된 대전방지성 칩 30 중량부에 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부를 혼합하고, 이를 압출하여 0.01 mm 두께의 필름을 제조하였다.
실시예 3
피리딘염이 포함된 이온성 액체 2 중량%, 폴리아미드(폴리에테르 블록 아미드) 60 중량%, 말레산 무수물-그라프트된 폴리에틸렌(MAGPE) 18 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 20 중량%로 이루어진 수지 조성물을 압출 및 건조한 후, 분쇄하여 대전방지성 칩을 제조하였다. 상기 제조된 대전방지성 칩 30 중량부에 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부를 혼합하고, 이를 압출하여 0.01 mm 두께의 필름을 제조하였다.
비교예 1
(한국 공개특허 제10-2011-0037353호를 참고로 만든 비교 필름)
탄소나노튜브 10 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌 90 중량%로 이루어진 수지 조성물을 압출 및 건조한 후, 분쇄하여 대전방지성 칩을 제조하였다. 상기 제조된 CNT 타입 대전방지성 칩 30 중량부에 저밀도 폴리에틸렌 70 중량부를 혼합하고, 이를 압출하여 0.01 mm 두께의 필름을 제조하였다.
비교예 2
(한국 등록특허 제10-1011257호를 참고로 만든 비교 필름)
이온페이스사의 영구대전방지제(IDP) 30중량%와 저밀도 폴리에틸렌 70중량%를 혼합하고 이를 압출하여 0.01 mm 두께의 필름을 제조하였다.
2. 대전방지성 평가
실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 필름에 대하여 상온 상습 환경(온도: 20도; 습도: 75%) 하에서 ASTM D257 방식으로 표면 저항을 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
상온상습 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
표면저항
(Ω/㎠)		 108 109 109 109 109
3. 저습 환경 하 대전방지성 평가
실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 필름에 대하여 상온 저습 환경(온도: 20도; 습도: 20%) 하에서 ASTM D257 방식으로 표면 저항을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
습도 20% 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
표면저항
(Ω/㎠)		 108 109 109 109 1012
4. 재사용성(영구 대전방지성) 평가
실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 필름을 물에 3회 세척한 후 상온 상습 환경(온도: 20도; 습도: 75%) 하에서 ASTM D257 방식으로 표면 저항을 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
3회 세척(물) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
표면저항
(Ω/㎠)		 108 109 109 109 1012
표 1을 참조하면, 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따른 필름 모두는 상온 상습 환경 하에서 대전방지성을 발휘하였다. 표 2 및 3을 참조하면, 실시예 1~3 및 비교예 1에 따른 필름의 경우, 저습 환경 및 세척 후에도 동일한 표면저항을 나타내었으나, 비교예 2에 따른 필름의 경우, 표면저항이 크게 변화하여, 대전방지성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1~3 및 비교예 2는 색깔이 투명하였으며, 비교예 1은 색깔이 검은색을 띄었다.
이에 본 발명의 실시예에 따른 대전방지성 필름은 기존 CNT를 내첨한 필름보다 색상구현 면에서 이점이 있으며, 기존 IDP를 내첨한 필름보다 저습 환경(겨울철)에서 대전방지성이 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다.
210 : 기재층
220 : 대전방지층

Claims (21)

  1. 다공성 구조를 가지는 기재층, 및 상기 기재층의 상부 및 하부에 합지된 대전방지층을 포함하는 대전방지성 필름으로서,
    상기 대전방지층이 폴리올레핀으로 구성된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 분산된 대전방지성 칩을 포함하고, 상기 대전방지성 칩이 폴리올레핀 5 내지 30 중량%, 이온성 액체 0.1 내지 10 중량%, 폴리아미드 30 내지 70 중량% 및 상용화제 5 내지 30 중량%를 포함하고, 상기 상용화제가 말레산 무수물-그라프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물-그라프트된 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 상기 대전방지성 필름은 탄소나노튜브를 포함하지 않는, 대전방지성 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 대전방지성 필름.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼이 무가교, 화학가교 또는 전자선가교에 의해 제조되는, 대전방지성 필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기재층의 두께가 0.005 내지 6.0 mm인, 대전방지성 필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지층이 상기 기재층의 상부 및 하부에 열 또는 접착제에 의해 합지되는, 대전방지성 필름.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리올레핀이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸비닐아세테이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 대전방지성 필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 이온성 액체가 이미다졸염, 피리딘염, 이소퀴놀리닌염, 티아졸염, 피롤리딘염, 암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 대전방지성 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 이온성 액체의 상대 음이온은 [BF4], [PF6], [Tf2N], [TfO], [DCA], [Cl], [NO3], [SO4]2, [CF3COO], [CF3SO2], [(CF3SO2)2N], [SF6], [(C2F5)3PF3], [N(SO2CF3)2], [CF3SO3], [B(CN)4], [N(CN)2], [C(CN)3], [SCN], [HSO4], [CH3SO4], [C2H5SO4], [C4H9SO4], [C6H13SO4], [B(C2O4)2], [CH3SO3], [CH3C6H4SO3], [C4F9SO3] 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 대전방지성 필름.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리아미드가 폴리아미드 단일중합체, 폴리아미드 블록공중합체, 폴리에테르 블록 아미드 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 대전방지성 필름.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 매트릭스 대 상기 대전방지성 칩의 중량비가 100: 5 내지 40인, 대전방지성 필름.
  13. 삭제
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지층의 두께가 0.005 내지 1.0 mm인, 대전방지성 필름.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지성 필름은 ASTM D257의 방식에 의해 측정된 표면 저항이 105 내지 1011 Ω/㎠인, 대전방지성 필름.
  16. 청구항 1 내지 9, 12, 14 및 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대전방지성 필름이 디스플레이 패널용 보호막인, 대전방지성 필름.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 대전방지성 필름이 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재시, 또는 복수의 디스플레이 패널들의 수평 적재 및 운송시, 디스플레이 패널의 상부, 디스플레이 패널의 하부 또는 디스플레이 패널들 사이에 사용되는 디스플레이 패널용 보호막인, 대전방지성 필름.
  18. 폴리올레핀 5 내지 30 중량%, 이온성 액체 0.1 내지 10 중량%, 폴리아미드 30 내지 70 중량% 및 상용화제 5 내지 30 중량%를 포함하는 대전방지성 칩을 제조하는 단계;
    폴리올레핀 및 상기 대전방지성 칩을 혼합하고 압출하여 대전방지층을 제조하는 단계; 및
    다공성 구조를 가지는 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 합지하여 대전방지성 필름을 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 상용화제가 말레산 무수물-그라프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물-그라프트된 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 상기 대전방지성 필름은 탄소나노튜브를 포함하지 않는, 대전방지성 필름의 제조방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 기재층이 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼, 폴리비닐아세테이트 폼 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 상기 폴리우레탄 폼, 폴리올레핀 폼 또는 폴리비닐아세테이트 폼을 무가교, 화학가교 또는 전자선가교로 제조하는, 대전방지성 필름의 제조방법.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 기재층의 상부 및 하부에 상기 대전방지층을 열 또는 접착제로 합지하는, 대전방지성 필름의 제조방법.
  21. 청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된, 대전방지성 필름.
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