KR20130002110A - 디스플레이 화면 보호용 필름 및 상기 필름을 이용한 디스플레이 포장용 백 - Google Patents

디스플레이 화면 보호용 필름 및 상기 필름을 이용한 디스플레이 포장용 백 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외층, 중층 및 내층의 3개 층으로 이루어지고, 상기 외층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 외층 형성 조성물 이루어지며, 상기 중층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 중층 형성 조성물로 이루어지고, 상기 내층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부를 함유하는 내층 형성 조성물로 이루어지는 것인, 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름; 및 상기 필름으로 이루어지는 것인, 디스플레이 화면 보호를 위한 포장용 백에 관한 것으로서, 이러한 본 발명에 의하면, 제조 공정이 단순하면서도, 제조 공정 상의 작업이 수월하도록 하기에 충분한 스티프니스 및 표면 저항을 가지고, 이물질로 인하여 표면에 스크래치가 발생하는 이른바, 폴-더티(pol-dirty) 현상이 방지되며, 인장 강도, 인열 강도가 우수한 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름 및 이러한 필름을 이용한 디스플레이 화면 보호를 위한 포장용 백을 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 화면 보호용 필름 및 상기 필름을 이용한 디스플레이 포장용 백{Film for protecting a surface of a display screen, and bag for packing a display using the same}
본 발명은 디스플레이 화면 보호용 필름 및 상기 필름을 이용한 디스플레이 포장용 백에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 음극선 관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 발광 다이오드 (LED), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP), 유기 발광 다이오드 (OLED), 두루마리형 디스플레이 (RD) 등과 같은 전자 디스플레이의 화면을 보호하는 필름 및 이러한 필름을 이용한 디스플레이 포장용 백에 관한 것이다.
일반적으로 음극선 관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 발광 다이오드 (LED), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP), 유기 발광 다이오드 (OLED), 두루마리형 디스플레이 (RD) 등과 같은 전자 디스플레이는 운송, 보관 및 가공시 화면 손상 (Scratch)이 우려되고, 대기 중의 먼지나 이물질에 의하여 화면이 오염되는 경우가 많이 발생한다.
따라서, 이러한 문제를 방지하기 위하여 전자 디스플레이의 화면에 보호 필름을 부착하고, 화면 보호를 위한 포장용 백 내에 상기 전자 디스플레이를 보관하도록 하고 있다.
현재, 사용되고 있는 전자 디스플레이의 화면 보호를 위한 필름은 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE)과 영구 대전 방지제 (Anti-static agent, AS)로 이루어진 외층, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET)로 이루어진 중층 및 폴리에틸렌 (PE)과 영구 대전 방지제 (AS)로 이루어진 내층의 3개 층으로 이루어지는데, 이러한 3개 층으로 이루어진 화면 보호 필름은 폴리에틸렌 (PE)을 포함하는 외층 및 내층 사이에 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)로 이루어진 중층을 두고 이들 층들을 모두 접착제를 이용하여 합지함으로써 제조된다.
이러한 화면 보호 필름은 폴리에틸렌 (PE) 수지와 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 수지를 혼용함으로써 재생 처리 (Recycle) 문제가 발생되고, 외층과 중층 간의 합지 및 중층과 내층 간의 합지의 2번의 합지 공정을 거쳐야 한다는 점에서 제조 공정이 복합하며, 필름 자체의 생산 원가가 높고, 재질의 스티프니스 (Stiffness)가 높아 디스플레이 표면에 스크래치가 발생하기 쉽고, 코팅형 영구 대전 방지제의 이행으로 인해 얼룩 및 폴-더티 (Pol-dirty) 현상이 발생할 우려가 높다.
또한, 전자 디스플레이의 화면 보호를 위한 포장용 백은 알루미늄 증착 및 영구 대전 방지제가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 필름을 합지하여 2개 층으로 이루어진 것을 삼방 열봉합하여 봉투 형태로 제조된다.
이러한 화면 보호를 위한 포장용 백 역시 알루미늄 증착 및 영구 대전 방지제가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름과 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 합지하기 때문에 이종간 소재를 혼용한다는 점에서 리사이클의 면에서 문제가 되고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 알루미늄을 증착시키고, 그런 후에 대전 방지제를 코팅하여야 하므로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름만의 제조시에도 3개의 공정이 포함된다는 점에서 제조 공정이 복잡하며, 재질이 지나치게 딱딱한 (High Stiffness) PET 필름 사용으로 인해 전자 디스플레이 화면에 스크래치 (Scratch) 발생이 심하고, 코팅형 영구 대전 방지제의 이행으로 인해 얼룩 및 폴-더티(Pol-dirty)가 심한 단점이 있다.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 문제를 해소하여, 기존 PET 필름과 유사한 수준의 요구 물성을 만족시키면서도, 제조 공정이 단순하고, 생산 단가가 저렴하며, 재질이 가볍고 유연하여 디스플레이 화면에 손상 (Scratch)을 주지 않으며, 고온 다습한 환경에서도 코팅형 대전 방지제 및 기타 첨가물 등의 이행이 없이 얼룩 및 폴-더티(Pol-dirty) 현상이 나타나지 않고, 동종의 폴리에틸렌으로 구성되어 재활용이 가능한 환경 친화적인 전자 디스플레이의 화면 보호용 필름, 및 상기 필름을 이용한 화면 보호를 위한 포장용 백을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은,
외층, 중층 및 내층의 3개 층으로 이루어지고,
상기 외층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 외층 형성 조성물로 이루어지며,
상기 중층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 중층 형성 조성물로 이루어지고,
상기 내층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 (CNT) 0.5 내지 5 중량부를 함유하는 내층 형성 조성물로 이루어지는 것인,
디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름에 의하여 달성된다.
바람직하게는, 상기 외층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE)으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것이고,
상기 중층의 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것이거나, 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것이며,
상기 내층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE)으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)을 4 : 1 내지 1 : 7의 중량 비율로 함유하는 것이다.
바람직하게는, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 번들형 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것이다.
바람직하게는, 상기 외층, 중층 및 내층의 두께는 각각 상기 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 전체 두께 대비 10 내지 40%, 30 내지 70% 및 10 내지 40%인 것이다.
바람직하게는, 상기 외층 형성 조성물은 대전방지제 10 내지 40 중량부를 더 함유하는 것이다.
또한, 상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름으로 이루어지는 것인, 디스플레이 화면 보호 및 포장용 백에 의하여 달성된다.
본 발명의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름은 그 제조시 외층, 중층 및 내층을 이루는 각각의 조성물을 한꺼번에 공압출시키는 1번의 공정을 포함함으로써 공정이 단순하다는 장점이 있으며, 이로 인하여 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 생산 원가가 낮아진다는 장점이 있다.
또한, 본 발명 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름 및 이러한 필름을 이용하는 디스플레이 화면 보호를 위한 포장용 백은, 디스플레이 화면 포장 공정상의 작업이 수월하도록 하기에 적당한 필름 스티프니스 (Stiffness) 및 우수한 영구 대전 방지 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 필름 표면으로의 이행 현상 (Migration)이 없어 얼룩 및 폴-더티 (pol-dirty) 현상이 전혀 없으며, 필름의 인장 강도, 인열 강도가 우수하다는 장점을 가진다.
특히, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름 및 이러한 필름을 이용하는 디스플레이 화면 보호를 위한 포장용 백은, 다량의 영구 대전 방지제를 사용하지 않고 이러한 영구 대전 방지제의 약 1/10 정도의 소량의 탄소나노튜브를 함유하도록 함으로써 이들의 이행 현상(Migration)이 거의 없고 그로 인하여 얼룩 및 폴-더티 (pol-dirty) 현상이 전혀 없다는 점에서 매우 우수한 장점을 가진다.
이하에서는 본 발명인, 디스플레이의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름, 및 상기 필름을 이용한 디스플레이 화면 보호를 위한 포장용 백에 관하여 순서대로 상세하게 설명한다.
본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름은 외층, 중층 및 내층의 3개 층으로 이루어지고,
상기 외층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 외층 형성 조성물로 이루어지며,
상기 중층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 중층 형성 조성물로 이루어지고,
상기 내층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 (CNT) 0.5 내지 5 중량부를 함유하는 내층 형성 조성물로 이루어진다.
상기 내층은 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 사용시 피착제인 디스플레이의 화면에 부착되거나 접하는 부분으로서, 디스플레이의 화면이 오염되거나 이물질이 붙는 것을 방지하는 층이다.
상기 중층은 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름을 디스플레이 화면에 부착시 취급이 용이하도록 보다 딱딱한 질감과 강도를 부여하는 층이다.
상기 외층은 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 외면을 이루는 것으로서 외부로부터 필름에 먼지 및 이물질이 붙는 것을 방지하는 층이다.
상기 외층 형성 조성물은, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하고, 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 14 내지 35 중량부를 함유하고, 더욱 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 18 내지 30 중량부를 함유한다.
이때, 폴리에틸렌 대비 안료의 함량 비가 상기 제시된 것보다 더 커지는 경우에는 원가 상승 및 필름 물성이 저하되는 문제점이 있고, 더 낮아지는 경우에는 탄소나노튜브 (CNT)의 흑색을 마감하는 엄폐력이 저하되어 제품의 디자인 특성 및 고급성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 외층 형성 조성물의 상기 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율, 바람직하게는 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 3 : 1 내지 1 : 3의 중량 비율, 더욱 바람직하게는 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 2 : 1 내지 1 : 2의 중량 비율로 함유한다.
이와 같이, 본 발명의 외층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌만으로 이루어지거나 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 조합으로 이루어지며, 이에 의하여 필름의 적당한 스티프니스 (Stiffness)가 증가되어 갈림성 및 내마모도를 증가시킬 수 있어 고온 다습 하에서 보관시 디스플레이 화면에 수분에 의한 얼룩이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기 외층 형성 조성물의 상기 백색 안료는 이산화티탄 (TiO2)을 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)와 1 : 2 내지는 4 : 1의 비율로 혼합하여 2축 압출기 (Twin-extruder)를 이용하여 마스터배치 (Masterbatch)로 만들어서 사용하는 것이 분산성 및 작업성을 좋게 한다.
상기 중층 형성 조성물은, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하고, 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 14 내지 35 중량부를 함유하고, 더욱 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 18 내지 30 중량부를 함유한다.
이때, 폴리에틸렌 대비 안료의 함량 비가 상기 제시된 것보다 더 커지는 경우에는 원가 상승 및 필름 물성의 저하하는 문제점이 있고, 더 낮아지는 경우에는 탄소나노튜브 (CNT)의 흑색을 마감하는 엄폐력이 저하되어 제품의 디자인 특성 및 고급성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 중층 형성 조성물의 상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율, 바람직하게는, 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 3 : 1 내지 1 : 3의 중량 비율, 더욱 바람직하게는, 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 2 : 1 내지 1 : 2의 중량 비율로 함유한다.
또는, 상기 중층 형성 조성물의 상시 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율, 바람직하게는, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 3 : 1 내지 1 : 3의 중량 비율, 더욱 바람직하게는, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 2 : 1 내지 1 : 2의 중량 비율로 함유한다.
이와 같이, 본 발명의 중층의 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 조합, 또는 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 조합으로 이루어지며, 이에 의하여 필름의 적당한 스티프니스 (Stiffness)가 증가되어 갈림성 및 내마모도가 증가시킬 수 있어 고온 다습 하에서 보관시 디스플레이 화면에 수분에 의한 얼룩이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기 중층 형성 조성물의 상기 백색 안료는 이산화티탄 (TiO2)을 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)과 1 : 2 내지는 4 : 1의 비율로 혼합하여 2축 압출기 (Twin-extruder)를 이용하여 마스터배치 (Masterbatch)로 만들어서 사용하는 것이 분산성 및 작업성을 좋게 한다.
상기 내층 형성 조성물은, 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부를 함유하고, 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브(CNT) 0.7 내지 4 중량부를 함유하고, 더욱 바람직하게는, 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 0.9 내지 3 중량부를 함유한다.
이때, 폴리에틸렌 대비 탄소나노튜브의 함량 비가 상기 제시된 것보다 더 커지는 경우에는 분산성을 증가시키기 어렵고, 원가 상승의 문제점이 있으며, 더 낮아지는 경우에는 표면 저항이 높게 나타나, 대전 방지 특성이 저하하는 문제점이 있다.
상기 내층 형성 조성물의 상기 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 7의 중량 비율, 바람직하게는, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 3 : 1 내지 1 : 6의 중량 비율, 더욱 바람직하게는, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 2 : 1 내지 1 : 5의 중량 비율로 함유한다.
이와 같이, 본 발명의 내층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 조합으로 이루어지며, 이에 의하여 필름의 적당한 스티프니스 (Stiffness)가 증가되어 갈림성 및 내마모도가 증가시킬 수 있으며, 또한 삼방 열봉합 (3-way sealing)시 저온 열봉합성 및 열봉합 강도를 증가시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 번들형 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된다.
상기 고밀도 폴리에틸렌은 그 용융 지수가 0.1 내지 10 g/10 min.이고, 밀도가 0.940 내지 0.965 g/cm3이다.
상기 중밀도 폴리에틸렌은 그 용융 지수가 0.1 내지 10 g/10 min.이고, 밀도가 0.926 내지 0.940 g/cm3이다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 그 용융 지수가 0.1 내지 10 g/10 min.이고, 그 밀도가 0.910 내지 0.925 g/cm3이다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 그 용융 지수가 5 내지 7 g/10 min.이고, 그 밀도가 0.918 내지 0.922 g/cm3이다.
본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름을 이루는 상기 외층, 중층 및 내층의 두께는 각각 상기 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 전체 두께 대비 10 내지 40%, 30 내지 70% 및 10 내지 40%인 것이 바람직하고, 각각 15 내지 35%, 35 내지 65% 및 15 내지 35%인 것이 더욱 바람직하고, 각각 20 내지 30%, 40 내지 60% 및 20 내지 30%인 것이 가장 바람직하다.
상기 외층, 중층 및 내층의 두께 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 적당한 대전 방지 특성을 유지하기 어렵고, 또한 필름의 스티프니스 (Stiffness), 필름 물성 및 열봉합성을 적당하게 유지하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 적절한 두께는 45 내지 100 ㎛이다.
상기 외층 형성 조성물은 영구 대전 방지제 10 내지 40 중량부를 추가로 함유할 수 있다. 상기 외층 형성 조성물은 이와 같이 영구 대전 방지제를 추가로 함유함으로써 필름 외면에 대전 방지 특성을 부여하여 디스플레이 화면을 부착하거나, 또는 포장한 상태에서 외부로 부터의 먼지 및 이물이 달라붙지 않아서 필름의 오염방지 및 고급성을 유지하는 장점을 가진다. 이런 영구 대전 방지제로는 폴리아마이드계 (Polyamide) 및 폴리에테르계 (Polyether)가 주로 사용되며, 이와 같은 영구 대전 방지제는 전이 현상이 없고, 장기간 대전 방지 특성을 유지할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 상기한 외층 형성 조성물, 중층 형성 조성물 및 내층 형성 조성물에는 필름 성형시 고열에 의한 폴리에틸렌 수지 (Polyethylene Resin)의 분해를 방지하는 산화 방지제 (Anti-oxidant)를 각각의 조성물 100 중량부 대비 0.01 내지 0.2 중량부의 양으로 더 첨가할 수 있다. 이외에 활제 및 중화제를 각각의 조성물 100 중량부 대비 0.01 내지 0.03 중량부의 양으로 각각 더 첨가할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 제조 방법은,
폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 외층 형성 조성물, 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 중층 형성 조성물, 및 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부를 함유하는 내층 형성 조성물을 공압출하는 공정을 포함한다.
상기의 공압출은 삼중 압출기를 이용하는 것이 바람직하다.
이는 단중 압출기 대비 설비 투자비도 많이 들고, 필름 성형도 다소 어려우나, 본 발명의 디스플레이 화면 보호 필름처럼 기능성 필름의 경우 각층별 기능성을 부여하기 위해서는 삼중 및 다중 압출기를 이용하는 것이 보다 바람직하기 때문이다.
본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름은 내층에 탄소나노튜브 (CNT)를 함유시킴으로써 소량으로도 영구 대전 방지 특성을 부여하여 이물 및 먼지 등의 혼입을 방지하고, 또한, 이행 현상이 일어나지 않도록 하여 폴-더티 (Pol-dirty)가 발생하지 않는 기능을 부여한다.
또한, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 내층의 경우는 필름의 자체의 스티프니스 (Stiffness) 및 열봉합 특성을 증진시키기 위해서 폴리에틸렌의 밀도 특성을 고려하여 중밀도 폴리에틸렌만으로 구성하거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 7의 중량 비율로 함유하도록 조성하였다.
또한, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 중층의 경우는 필름의 자체의 스티프니스 (Stiffness) 및 열봉합 특성을 증진시키기 위해서 폴리에틸렌의 밀도 특성을 고려하여 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하도록 조성하거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하도록 조성하였고, 또한, 상기 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 내층에 사용된 탄소나노튜브 (CNT)의 유일한 단점인 흑색에 대한 엄폐력을 증진을 위해 이산화티탄 (TiO2)을 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)과 4 : 1 내지는 3 : 1의 비율로 혼합하여 2축 압출기 (Twin-extruder)를 이용하여 마스터배치 (Masterbatch) (이하, “TiO2 MB”라 함)로 만들어서 이를 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 중층에 혼입시켰다.
또한, 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 외층의 경우는 상기 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 내층에 사용된 탄소나노튜브 (CNT)의 유일한 단점인 흑색에 대한 엄폐력을 증진을 위해 TiO2 MB로 만들어서 이를 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 필름의 중층에 혼입시켜, 필름 외관의 고급성을 부여하였고, 또한, 필름의 자체의 스티프니스 (Stiffness) 및 열봉합 특성을 증진시키기 위해서 폴리에틸렌의 밀도 특성을 고려하여 중밀도 폴리에틸렌만으로 구성하거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하도록 조성하였다.
이러한 각 층에 대한 고려를 통하여 각 층간의 열적 특성 구배를 조절하였으며, 이는 포장용 백 생산시 필요한 삼방 열봉합시 저온 열봉합성 및 열봉합 강도를 증진시키고, 외층의 열변형을 방지하여 필름의 상품성을 증진시킬 수 있도록 한다.
또한, 이와 같은 각 층별 폴리에틸렌 수지의 밀도, 용융 지수(Melt Index) 및 가공 온도 (160 내지 240 ℃), 층별 비율을 적정하게 유지하지 못할 경우에는 필름 외관, 필름 물성의 저하 유발 및 컬링 현상 (Curling-필름이 말리는 현상)이 발생을 하여 필름으로서의 상품성이 떨어지는 단점이 있다.
상기한 외층 형성 조성물, 중층 형성 조성물 및 내성 형성 조성물에 관한 설명은 앞서 상세히 설명한 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름에 관한 설명에서와 동일하므로 이하에서는 생략한다.
또한, 본 발명의 디스플레이 화면 보호 및 포장용 백은 전술한 본 발명의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름을 이용하여 통상의 백 제조 공정에 의하여 제조하여 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예 및 이에 대한 실험예를 들어 더욱 상세하게 설명하나, 이러한 실시예 등은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 및 실험예
실시예 1
다중벽 탄소나노튜브 (이하의 표에서는 "CNT"로 나타냄) 2 중량%, 중밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.940 g/cm3, Dow 5538, 이하의 표에서는 "MDPE"로 나타냄) 25 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.920 g/cm3, Dow 2045G, 이하의 표에서는 "LLDPE"로 나타냄) 73 중량%를 혼합 및 분산시켜 내층 형성 조성물을 준비하고,
이산화티탄 MB (이산화티탄 (TiO2)을 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE, 용융 지수 7 g/10min., 밀도 0.918 g/cm3, (LG화학, LB7500))와 3 : 1의 비율로 혼합하여 2축 압출기 (Twin-extruder)를 이용하여 마스터배치 (Masterbatch)로 만든 것임, 이하의 표에서는 “TiO2 MB”로 나타냄) 20 중량%, 중밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.940 g/cm3, Dow 5538) 40 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.920 g/cm3, Dow 2045G) 40 중량%를 혼합 및 분산시켜 중층 형성 조성물을 준비하며,
이산화티탄 MB 20중량% 및 중밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.940 g/cm3, Dow 5538) 80 중량%를 혼합 및 분산시켜 외층 형성 조성물을 준비한 후,
상기 3개의 조성물을 이용하여 삼중 압출기를 사용하여 공압출함으로써 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 이러한 필름의 두께는 60 ㎛이고, 내층, 중층 및 외층의 두께 비율은 1 : 2 : 1이었다.
실시예 2 내지 5
하기의 표 1에 따른 조성에 따라 내층 형성 조성물, 중층 형성 조성물 및 외층 형성 조성물을 준비하는 것을 제외하고는 상기한 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 화면 보호용 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 표 상의 괄호 안의 수치의 단위는 중량%이다.

실시예 1
실시예 2
실시예 3
실시예 4
실시예 5

내층
CNT (2)
MDPE (25)
LLDPE (73)
CNT (2)
MDPE (25)
LLDPE (73)
CNT (2)
MDPE (50)
LLDPE (48)
CNT (2)
MDPE (50)
LLDPE (48)
CNT (2)
MDPE (50)
LLDPE (48)

중층
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)

외층
MDPE (80)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (80)
TiO2 MB (20)
MDPE (40)
LLDPE (40)
TiO2 MB (20)
MDPE (60)
대전방지제 (20)
TiO2 MB (20)
비교예 1
10-4~10-6torr 정도의 진공 하에서 알루미늄을 1,500℃ 이상으로 가열하여 알루미늄을 증발시킨 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 400~800Å의 두께로 증착시켜 12 ㎛ 두께의 PET-Al 반증착 필름을 제조하고, 이에 68 μm 두께의 선형 저밀도 폴리에틸렌 (용융 지수 1.0 g/10min., 밀도 0.920 g/cm3, Dow 2045G) 필름을 합지시킨 후 이러한 필름의 한편에 대전 방지제를 코팅하여 비교예 1의 화면 보호용 필름을 제조하였다.
실험예 1
상기한 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 대하여 표면 저항(ASTM D 257-93)은 필름의 고유 저항을 측정하였고, 폴-더티는 필름을 60℃ 온도 및 90% 습도 조건 하에서 96시간 동안 노출시킨 다음, 디스플레이 화면에 부착하고 인위적으로 필름 위에 일정한 하중을 준 후에 화면의 표면 상태에 대한 오염 여부를 판단하였다.
내스크래치성은 필름을 디스플레이 화면에 부착시킨 후 일정한 하중을 가진 추를 왕복 운동시켜서 나타나는 화면의 표면 상태에 대한 스크래치 상태를 확인하는데, 이때 추의 무게는 점진적으로 증가를 시키며, 스크래치가 발생하는 추의 무게로 판단하였다.
스티프니스는 필름을 폭 25mm, 길이 100mm 정도의 시편으로 제조한 후 이러한 시편을 타원형으로 구부린 후 일정하게 견디는 힘을 무게로 표시하였다.
열봉합 강도는 120~150 ℃, 1초 정도 시간 하에서 열접착을 한 후 육안으로 박리 정도를 확인하였다.
피쉬 아이 (Fish-eye)는 필름을 가로 및 세로 1㎡로 무작위로 자른 후 젤 (Fish-eye)의 개수를 파악하였다. 그 결과를 아래의 표 2에 정리하였다.

실시예 1
실시예 2
실시예 3
실시예 4
실시예 5
비교예 1

표면 저항 (Ω/sq)
1010-11
1010-11
1010-11
1010-11
1010-11
1010-11

폴-더티
(60℃, 90%, 72시간)
없음
없음
없음
없음
없음
다소
열세

내스크래치성
(g, 30회 왕복)
400
400
500
500
500
400

스티프니스 (g)
6.5
6.8
7.5
7.5
7.0
10.0

열봉합 강도
우수
우수
보통
보통
보통
보통

피쉬 아이
(150μm, ea/m3)
3개 이하
3개 이하
3개 이하
3개 이하
3개 이하
3개 이하
상기한 결과를 참고하면, 표면 저항 및 피쉬 아이의 측면에서, 본 발명의 실시예 1 내지 5가 비교예 1과 거의 동등한 결과를 가져오는 것을 확인할 수 있고, 폴-더티, 내스크래치성 및 열봉합 강도의 측면에서, 본 발명의 실시예 1 내지 5가 비교예 1에 비하여 비슷하거나 오히려 더 우수한 효과를 가져오는 것을 확인할 수 있다. 스티프니스(Stiffness)의 경우, 본 발명의 실시예 1 내지 5가 평균 7의 물성을 보여 비교예 1보다 다소 유연하나, 업계에서 요구되는 수준을 만족하는 것으로 나타났으며, 또한 스티프니스가 너무 높은 경우에는 디스플레이 화면에 스크래치(Scratch) 발생을 초래하는 것으로 나타났다.

Claims (6)

  1. 외층, 중층 및 내층의 3개 층으로 이루어지고,
    상기 외층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 외층 형성 조성물로 이루어지며,
    상기 중층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 안료 10 내지 40 중량부를 함유하는 중층 형성 조성물로 이루어지고,
    상기 내층은 폴리에틸렌 100 중량부 및 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부를 함유하는 내층 형성 조성물로 이루어지는 것인,
    디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 7의 중량 비율로 함유하는 것이고,
    상기 중층의 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것이거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것이며,
    상기 외층의 폴리에틸렌은 중밀도 폴리에틸렌으로 이루어지거나, 중밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 4 : 1 내지 1 : 4의 중량 비율로 함유하는 것인,
    디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 번들형 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인, 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외층, 중층 및 내층의 두께는 각각 상기 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름의 전체 두께 대비 10 내지 40%, 30 내지 70% 및 10 내지 40%인 것인, 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 외층 형성 조성물은 대전방지제 10 내지 40 중량부를 더 함유하는 것인, 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 디스플레이 화면 보호용 폴리에틸렌 필름으로 이루어지는 것인, 디스플레이 화면 보호 및 포장용 백.
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