KR20020051538A - 표면보호 필름의 피막층 형성용 조성물, 이를 이용한표면보호용 필름 형성 방법 및 이에 따라 제조된표면보호필름 - Google Patents

Abstract

금속판에 대한 접착력이 우수한 표면보호 필름의 피막층 형성에 사용되는 조성물, 이를 이용한 표면 보호필름 형성방법 및 이에 따라 제조된 표면보호필름에 관한 것으로, 수지피막층 형성 조성물 100중량부를 기준으로, MI가 0.8∼1.2g/10min, 밀도는 0.91∼0.93g/㎤인 LDPE 50∼85중량%, MI는 0.8∼1.2g/10min, 밀도는 0.94∼0.96g/㎤인 HDPE 5∼30중량%; 및 MI는 1.0∼3.5g/10min, 밀도는 0.8∼0.95g/㎤인 EPR 10∼20중량%로된 금속판의 표면보호필름중 수지피막층 형성용 조성물 및 상기 조성물을 165∼185℃의 온도에서 50±5㎛의 두께로 단층 필름을 제조하고 여기에 점착제를 도포하여 만든 금속 표면보호필름을 제조하는 방법 그리고 이에 따라 제조된 표면보호필름이 제공된다.

Description

표면보호 필름의 피막층 형성용 조성물, 이를 이용한 표면보호용 필름 형성방법 및 이에 따라 제조된 표면보호필름{COMPOSITION FOR THIN LAYER OF PROTECTING FILM, A METHOD FOR FORMING PROTECTING FILM AND A PROTECTING FILM MADE THEREBY}

본 발명은 금속판 표면 보호용 필름의 피막층 형성에 사용되는 조성물, 이를 이용한 표면 보호필름 형성방법 및 이에 따라 제조된 표면보호필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는 금속판에 대한 접착력이 우수한 표면보호 필름의 피막층 형성에 사용되는 조성물, 이를 이용한 표면 보호필름 형성방법 및 이에 따라 제조된 표면보호필름에 관한 것이다.

표면 보호필름은 금속판 표면에 상처가 생기지 않도록 금속판 표면에 부착시켜 그 표면을 보호하는 필름이다. 종래 표면 보호 필름으로는 일반적으로 LDPE가 단독으로 사용된 필름이 사용되어 왔으며, 절단가공, 골곡가공, 심가공등을 행하는 특수한 경우, 다층 복합필름을 사용하거나 유연성이 풍부한 폴리염화비닐필름(PVC)이 사용되어 왔다.

LDPE가 단독으로 사용된 필름은 단순 보호용으로는 사용하는데는 무리가 없으나 굴곡이나 심가공에 사용하는 경우에는 필름이 파열되거나 제품이 손상되는 문제가 있다.

한편, 일본 특허 70-26224의 다층 복합필름의 경우에는 필름의 층수가 3층 이상임으로 가공공정이 복잡할 뿐만 아니라 필름의 층간의 접촉부위에서 수지간의 흐름성이 다르기 때문에 깨끗한 필름으로 성형하기 어렵다.

폴리염화비닐필름(PVC)의 경우에는 필름을 사용한 후 소각할 때 염소가 발생되어 환경파괴의 원인이 됨으로 폴리에틸렌계 필름으로 전환되고 있다.

이에 본 발명의 목적은 금속판에 대한 밀착력 및 기타 내가공성이 우수한 표면 보호 필름의 수지피막층 형성용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속판에 대한 밀착력 및 기타 내가공성이 우수한 표면 보호필름을 형성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 금속판에 대한 밀착력 및 기타 내가공성이 우수한 표면 보호필름을 제공하는 것이다.

도 1은 심가공을 나타내는 단면도이며,

도 2는 굴곡가공을 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명 *

1.... 금형 2.... 시험편

3.... 심가공 펀치 4.... 프레스 펀치

5.... 금속표면보호필름

본 발명의 일 견지에 의하면,

피막층 형성 조성물 100중량부를 기준으로,

용융흐름지수가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.91∼0.93g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌 50∼85중량%;

용융흐름지수가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.94∼0.96g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌 5∼30중량%; 및

용융흐름지수가 1.0∼3.5g/10min이고 밀도가 0.8∼0.95g/㎤인 에틸렌- 프로필렌 고무 10∼20중량%로된 금속판의 표면보호필름중 수지피막층 형성용 조성물이 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 의하면,

피막층 및 점착층을 갖는 금속 표면 보호필름 제조방법에 있어서,

본 발명의 수지피막층 형성조성물을 165∼185℃에서 두께 50±5㎛두께로 성형하여단층의 수지피막층으로 형성함을 특징으로 금속 표면보호필름을 형성하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 견지에 의하면,

피막층 및 그 위에 형성된 점착층으로 구성되는 금속 표면 보호필름에 있어서, 상기 피막층은 두께가 50±5㎛이며 본 발명의 수지피막 형성용 조성물로 형성되며 단층임을 특징으로 하는 금속 표면보호필름이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

금속 표면 보호필름은 금속판 표면에 형성하여 금속판에 상처가 생기지 않도록 금속의 표면보호에 사용되는 필름이다.

상기한 바와 같이, 폴리에틸렌이 단독으로 사용되는 필름은 각종 가공시 필름이 끊어지거나 들뜨는 현상이 심하게 발생하고, 다층복합필름의 경우 공정상의 어려움이 있다.

그러나 본 발명에서는 일반적으로 수지피막층과 점착제층으로 구성되는 표면보호필름의 수지피막층을 특정한 물성을 갖는 수지 조성물을 사용하여 형성함으로써 금속표면에 대한 밀착성이 우수하며 내가공성이 우수한 금속 표면보호 필름이 제공된다. 또한, 본 발명의 피막층 형성 수지조성물을 사용하는 경우 단층의 수지피막층이 충분한 가공성을 나타냄으로 복수층으로 다수의 피막층을 형성할 필요가 없다.

본 발명의 표면 보호필름의 수지피막층 형성 수지조성물은 수지조성물 100중량부당 용융흐름지수(Melt Flow Index. 이하, 'MI'라 한다.)가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.91∼0.93g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, 이하, 'LDPE'라 한다.) 50∼85중량%, MI가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.94∼0.96g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, 이하, 'HDPE'라 한다.) 5∼30중량% 그리고 MI가 1.0∼3.5g/10min이고 밀도가 0.8∼0.95g/㎤인 에틸렌-프로필렌 고무 (Ethylene-Propylene Rubber,이하, 'EPR'라 한다.) 10∼20중량%로 조성된다.

LDPE는 유연성과 고인장 파단 신도를 갖으며, HDPE는 LDPE는 갖지 않는 강인성을 갖음으로 이들 두가지 수지를 기본으로 하고 이들 두 수지간의 상용성과 윤활성을 향상시키기 위해 EPR수지가 사용된다.

이때 EPR수지 중에서도 에틸렌 함량이 65-70중량%인 것이 좋다. 에틸렌 함량이 65중량%이하의 경우에는 충분한 가공성을 나타내지 않으며 70중량%이상의 경우에는 가공성은 양호하나 필름의 강도를 약화시킬 수 있음으로 에틸렌 함량이 65-70중량%인 EPR을 사용하는 것이 바람직하다.

나아가, LDPE, HDPE 및 EPR의 밀도가 상기 제시한 범위의 하한선 보다 작을 경우에는 유기용제등에 의해 상기 조성물로 형성된 피막이 팽윤될 수 있으며 밀도가 상한선 보다 높을 경우에는 필름이 딱딱하여 유연성이 저하된다.

한편, 혼합되는 수지간의 용융흐름지수값의 차이가 크면 수지가 고르고 균일하게 혼합되지 않음으로 수지간의 상용성을 고려하여 상기 범위의 MI를 갖는 LDPE, HDPE 및 EPR을 혼합하는 것이 최적의 물성을 나타낸다.

또한, LDPE 및 HDPE의 MI가 0.8g/10min.미만이면 흐름성이 적어서 피막을 형성하기 어렵다.

수지조성에서 무게비로 전체 조성 100중량부를 기준으로 하여 LDPE의 함량은 50-85%, HDPE의 함량은 5-30% 그리고 EPR의 함량은 10-20%이다.

LDPE를 50%미만으로 첨가하는 경우에는 성형성이 저조하며, 85% 이상 첨가하는 경우에는 상대적으로 EPR의 함량이 감소됨으로 심가공시 들뜸현상이 심하게 발생한다. HDPE가 5% 미만으로 첨가될 경우에는 심가공 가장자리의 부착능력이 약해져 가장자리가 피착재에서 떨어지게 됨으로 심가공 보호필름으로는 부적합하다.

30% 이상 첨가되는 경우에는 필름의 유연성이 떨어지고 심가공시 피착제 및 필름의 파열현상이 발생한다. EPR은 서로 다른 수지가 혼합되어 균일하게 혼합되지 않고 피막형성시 계면에서 파열되는 현상이 방지되도록 수지간의 상용성을 부여하기 위해 첨가되는 것이나, 10%미만으로 첨가되면 상용성 및 가교역할을 충분한 발휘하지 못하고, 20% 이상 첨가시 필름의 유연성은 증가하나 수지의 가격이 비싸기 때문에 필름의 가격이 상승된다.

상기 수지조성물에는 자외선안정제, 대전방지제, 안료등의 기타첨가제가 첨가될 수있다.

상기 조성으로된 수지조성물을 가열하면서 고르게 혼합한 후, 성형하여 피막을 형성한다. 수지피막층은 50±5㎛두께로 165∼185℃, 바람직하게는 170 - 180℃의 온도에서 성형하여 단층의 수지 피막 필름으로 형성한다.

상기 피막층 형성온도는 3가지 수지중 융점이 가장 높은 HDPE의 융점을 고려하여 165-185℃에서 50±5㎛의 두께로 피막을 성형하였다.

165℃이하에서는 작업시 고밀도 폴리에틸렌이 완전한 용융되지 않아 투명한 필름으로 성형되기 어렵고 185℃이상에서 작업시는 용융온도가 낮은 저밀도 폴리에틸렌과 에틸렌-프로필렌 고무가 열분해되어 필름의 물성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

성형방법은 특히 한정하는 것으로 아니지만, 예를들어, 블로우 성형 및 T 다이 성형등 어떠한 성형방법이 사용될 수 있다.

성형하여 단층의 피막층을 형성한 후, 피막층과 점착제간의 부착능을 높이기 위해 성형되어 나오는 수지피막층위에 코로나 처리를 한다. 코로나는 LDPE를 사용하여 금속표면에 피막을 형성하는 경우 접착성을 증대시키기 위해 사용되는 일반적인 것으로 통상의 방법으로 행한다. 코로나 처리를 하지 않을 경우 성형된 피막에 점착제를 도포하고 심가공을 하게 되면 필름의 점착제가 피착제에 일부 전이되는 현상이 발생될 수 있음으로 반드시 코로나 처리를 필요로 한다.

코로나 처리 후 그 위에 점착성을 갖는 점착제를 도포하여 점착제층을 형성함으로써 수지피막층 및 점착제층으로된 심가공용 표면보호필름을 제조한다. 점착제는 2-5㎛의 두께가 되도록 도포한다. 점착제로는 일반적으로 금속 표면 보호필름제조에 사용되는 점착제 사용될 수 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 천연고무, 부틸고무, 이소프렌고무 등의 고무계 점착제또는 부틸아크릴레이트나 에틸-헥실 아크릴레이트를 주성분으로하는 아크릴계 점착제가 사용될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 피막 형성 조성물로 형성된 단층 피막층 및 점착제층으로된 금속 표면 보호필름은 금속판에 대한 밀착성 및 내심가공성과 같은 내가공성이 우수하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

실시예 1

본 실시예에서는 보호필름 조성물을 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 각각 혼합한 후 이를 165-185℃의 온도에서 블로우 성형하여 50㎛의 두께의 필름을 제조하였다. 이때 사용된 LDPE의 밀도는 0.924g/㎤ 그리고 MI는 1.0g/10min, HDPE의 밀도는 0.956g/㎤ 그, MI는 0.9g/10min, EPR의 밀도는 0.86g/㎤, MI는 3.2g/10min, 에틸렌함량은 69중량%였다.

그 후, 코로나 처리한 다음 부틸아크릴레이트와 에틸-헥실 아크릴레이트가 혼합된아크릴계 점착제를 사용하여 두께 5㎛의 점착제 층을 형성하여 금속 표면보호 필름을 제조하고 이것을 스테인레스 금속판상에 부착하여 심가공성, 굴곡가공성 및 심가공 가장자리 부착능을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

한편, 종래의 LDPE만을 사용하여 동일한 방법으로 표면 보호필름을 성형하여 본 발명에 의한 표면 보호필름과 그 물성을 비교하였다.

심가공성은 도 1에 나타낸 바와 같이 일반 씽크대를 성형하는 심가공 금형에서 직접 심가공하여 필름의 파괴 및 피착재인 스테인레스 금속판의 파괴 유무로 측정하였다.

굴곡가공성은 도 2에 나타낸 바와 같이 보호필름이 부착된 스테인레스 금속판을 금형에 놓고 프레스 펀치로 성형한 다음 필름의 파괴 및 피착재인 스테인레스 금속판의 파괴 유무로 측정하였다.

심가공 가장자리 부착능은 심가공후 심가공한 제품의 가장자리에서 필름의 부착유무와 가장자리에 부착되어 있는 필름의 형상으로 육안으로 관찰하여 평가하였다.

수지함량(중량%)	심가공성	굴곡가공성	심가공 가장자리 부착능
LDPE				HDPE	EPR
기존 LDPE 심가공 필름	△	△	×
90	0	10	○	○	×
85	5	10	○	○	○
80	10	10	○	○	○
75	15	10	○	○	○
70	20	10	○	○	○
65	25	10	○	○	○
60	30	10	○	○	○
55	35	10	△	△	○
50	40	10	×	△	×

실시예 2

피막형성 조성물을 하기 표 2와 같은 조성으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 금속표면보호필름을 형성하여 실시예 1과 같이 각 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

수지함량(중량%)	심가공성	굴곡가공성	심가공 가장자리 부착능
LDPE				HDPE	EPR
기존 LDPE 심가공 필름	△	△	×
80	0	20	○	○	×
75	5	20	○	○	○
70	10	20	○	○	○
65	15	20	○	○	○
60	20	20	○	○	○
55	25	20	○	○	○
50	30	20	○	○	○
45	35	20	△	△	○
40	40	20	×	△	×

상기 표 1 및 2에서와 같이 본 발명의 조성범위로 구성되는 피막형성조성물을 사용하여 형성된 금속 표면 보호필름을 사용하는 경우에는 우수한 심가공성 및 굴곡 가공성 그리고 심가공 가장자리 부착능을 나타낸다.

또한, 상용성과 유연성등에 영향을 주는 EPR이 보다 많이 함량되어 있는 실시예 2의 금속 표면 보호필름이 실시예1에 비하여 유연성이 우수하다.

Claims (4)

1. 필름 형성용 조성물 100중량을 기준으로 용융흐름지수가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.91∼0.93g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌 50∼85중량%, 용융흐름지수가 0.8∼1.2g/10min이며 밀도가 0.94∼0.96g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌 5∼30중량% 그리고 용융흐름지수가 1.0∼3.5g/10min이고 밀도가 0.8∼0.95g/㎤인 에틸렌-프로필렌 고무 10∼20중량%로된 표면보호필름의 피막층 형성용 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌 고무는 에틸렌을 65-70중량% 함유함을 특징으로 하는 피막층 형성용 조성물.
3. 피막층 및 점착제층으로 구성된 금속 표면 보호필름 형성방법에 있어서,

   청구항 1항 또는 2항의 피막층 형성조성물 165∼185℃에서 50±5㎛두께로 성형하여 단층의 수지피막층으로 형성함을 특징으로 하는 금속 표면 보호필름 형성방법.
4. 피막층 및 그 위에 형성된 점착제층으로 구성되는 금속 표면 보호필름에 있어서,

   상기 피막층은 두께가 50±5㎛이며, 청구항 1항 또는 2항의 필름 형성용 조성물로형성되며 단층임을 특징으로 하는 금속 표면보호필름.