KR20150111412A - 보호필름 및 보호필름 제조방법 - Google Patents

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KR20150111412A
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Abstract

본 발명은, 점착층(341, 441)과 비점착층(345, 445)이 적층된 보호필름(340, 440)을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 비점착층은, a) 중합공정을 통하여 미세입자(345b, 445b)를 제조하는 단계와; b) 상기 미세입자를 합성수지(345a, 445a)와 혼합하는 단계와; c) 상기 미세입자와 상기 합성수지의 혼합물을 층상으로 성형하는 단계를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 제1합성수지와 상기 제1합성수지 내에 분산되고 중합체인 미세입자를 포함하는 비점착층과; 제2합성수지를 포함하는 점착층;이 적층되어 이루어지는 보호필름을 제공한다.

Description

보호필름 및 보호필름 제조방법{PROTECTIVE FILM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 보호필름 및 보호필름 제조방법에 관한 것으로서, 내부에 미세입자가 분산되는 비점착층과 점착층이 적층된 보호필름 및 보호필름 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이에 사용되는 유리 상에는 크린룸에서 상부에 박막 트랜지스터를 포함한 박막 공정이 수행되므로 높은 청정도를 요구한다. 따라서 생산자로부터 소비자(디스플레이 장치 제조업자)까지 적재/이송 시에 유리를 보호하기 위한 별도의 방법을 사용하고 있다. 디스플레이 장치용 유리의 적재/이송 시, 표면 보호를 위해 유리의 양면에 보호필름을 점착하여 적재/이송하는 방식이 통상적으로 사용된다.
도 1은 종래의 유리 적재 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.
종래에 보호필름을 활용한 유리의 적재 방법은 도 1 과 같이 유리(1)의 양면에 보호필름(2)을 약 점착 상태로 점착 시킨 후 기울여 세우거나 중첩시키고, 보호 필름 사이에 간지(3)를 삽입하여 적재한다. 간지(3)는, 유리를 한 장씩 옮길 때 보호필름끼리 서로 유착되어 필름이 유리에서 분리되거나, 옮기는 유리에 붙어 오는 문제점을 방지하기 위함이다. 그러나, 이와 같은 적재 방법은 간지의 사용으로 자원을 낭비하고, 작업환경을 복잡하게 하며, 공정상 유리의 취급을 번거롭게 하는 단점이 있다.
도 2는 종래의 또 다른 유리 적재 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에서와 같은 단점을 개선하기 위해, 약 점착층과 비점착층을 포함하는 2층 이상이 복합되어 유리 적재/이송 시 한 장씩 잘 분리되도록 하는 기능성 보호필름(4)이 개발 및 적용됨으로써, 간지가 불필요한 적재방법이 사용되고 있다.
기능성 보호필름(4)의 비점착층은 표면조도 제어를 통해 유리 기판과의 사이에 다량의 공기층을 형성시켜 분리저항을 낮춤으로써, 적재/이송 시 발생하는 필름 혹은 유리의 유착현상 및 깨짐 현상을 막아 준다.
표면조도 제어를 위한 가공법으로는 미세입자(Micro-bead)(145b, 245b)를 이용하는 방법(도 5 및 도 6 참조)이 대표적으로 사용되고 있다. 이 방법은, 가공성이 우수한 장점을 가지고 있다. 그러나, 사용되는 미세입자(145b, 245b)가 냉각분쇄방식(Top-Down 공정)에 의해 생산되어 모양이 불규칙적이며, 크기가 불균일하여 보호필름(140, 240)의 표면조도 제어가 불리하다. 또한, 유리의 적재 시 발생하는 기계적 힘이 비정형 미세입자(145b, 245b) 부분으로 집중되는 현상이 나타나 미세입자(145b, 245b) 성분이 유리 표면으로 전이되어 백색얼룩을 생성시킨다.(도3; (a) 백색 얼룩이 발생된 유리, (b) 정상 유리) 또한, 필름생산 시 미세분진에 의한 공정환경 오염 및 필름 표면품질 저하를 초래하며(도4), 미세입자(145b, 245b)가 다른 보호필름에 전사되고 미세입자의 up-set 위험이 있다. 또한, 미세입자(145b, 245b)의 분진이 유리 표면에 잔류하여 유리의 표면품질까지 크게 저하 시키는 단점을 가지고 있다. 미설명 도면 부호 141 및 241은 점착층, 143 및 243은 중간층, 145 및 245는 비점착층, 145a 및 245a는 합성수지를 나타낸다.
본 발명은, 종래의 보호필름에서 나타나는 단점을 개선하고, 미세입자의 기능을 다각화 하여, 보다 양질의 유리 보호용 보호필름을 제안하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 점착층과 비점착층이 적층된 보호필름을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 비점착층은, a) 중합공정을 통하여 미세입자를 제조하는 단계와; b) 상기 미세입자를 합성수지와 혼합하는 단계와; c) 상기 미세입자와 상기 합성수지의 혼합물을 층상으로 성형하는 단계를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 제1합성수지와 상기 제1합성수지 내에 분산되고 중합체인 미세입자를 포함하는 비점착층과; 제2합성수지를 포함하는 점착층;이 적층되어 이루어지는 보호필름을 제공한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은, 미세입자를 중합공정(Bottom-up)을 통해 생산하여, 크기 분포에 대한 제어가 용이하며, 구형의 모양을 가져 보호필름의 표면조도 제어가 매우 용이한 장점을 가질 수 있다.
중합공정을 통해 제조된 미세입자는 구형의 형상을 가져 외부 기계적 힘에 대한 완충효과를 가지고, 스크래치 발생에 대한 향상된 저항성을 가진다.
미세입자를 비점착층 내부로 삽입함으로써 유리 표면 상으로 전이 되는 유기물질을 최소화 할 수 있어, 유리 표면품질을 저하시키는 얼룩 및 스크레치 발생을 개선 시킬 수 있다.
중합공정을 통해 제조된 미세입자는 모양이 규칙적이고, 크기 균일도가 우수하여 합성수지 내에서 미세입자의 분산성이 보다 개선되므로 종래 기술에서 제시한 미세입자 함량(30중량% 내지 60 중량%)보다 낮은 함량(20중량% 이하)으로도 제조가 가능하다.
중합공정을 통해 제조된 미세입자를 사용 함으로써, 분진 발생에 의한 공정오염, 보호필름 및 유리의 표면품질이 저하되는 단점을 개선할 수 있다.
또한, 비점착층의 합성수지와의 친화력이 낮아지도록 미세입자의 표면 특성을 제어하고, 공압출 시 결정화 및 연신 과정을 거쳐 기능성 보호필름 내부에 기공을 형성시킬 수 있다. 기능성 보호필름 내부에 형성된 기공은 유리 적재 시 발생하는 기계적 힘에 대한 완충효과를 더욱 상승시켜, 얼룩 및 스크래치 발생을 매우 효과적으로 개선 할 수 있게 한다.
본 발명에서는 중합공정(Bottom-up)을 통해 제조된 미세입자를 적용하고, 미세입자의 기능성을 다각화하여 종래의 기능성 보호필름의 장점을 유지하고, 단점을 개선시켜 디스플레이용 유리 표면품질을 우수하게 유지시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 유리 적재 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 종래의 또 다른 유리 적재 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 유리 적재 방법에서 유리에 생겨날 수 있는 백색 얼룩을 보여주는 도면이다.
도 4 는 필름 생산 공정에서 미세입자 분진에 의해 나타나는 공정 오염 도면 이다.
도 5는 도 2의 적재 방법에 사용되는 종래의 기능성 보호필름의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 적재 방법에 사용되는 종래의 기능성 보호필름의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 보호필름을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 보호필름을 보여주는 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 있어, 점착층과 비점착층을 적층시키는 다양한 방법을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 보호필름(340)을 보여주는 도면이다.
본 발명의 보호필름은 적어도 점착층(341)과 비점착층(345)의 2층이 적층되어 이루어진다. 도 7에서는 이러한 점착층과 비점착층 외에도, 그들 사이에 개재되는 중간층(343)을 구비하는 보호필름을 보여준다.
보호필름은 전형적으로는 유리에 점착되어 유리를 보호하는데 사용된다. 그러나, 본 발명이 유리 보호 용도에 한정되는 것은 아니다. 보호필름의 점착층은 유리에 점착되고 비점착층은 점착층과는 이면을 이룬다.
점착층은 점착제 또는 접착제의 개재 없이 유리에 자착되는 것이 전형적이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 점착층(341)은 제2합성수지를 포함한다. 자착성 점착층의 경우, 제2합성수지는, 폴리에틸렌 등의 폴리 올레핀계 폴리머나 EVA, EAA, EMMA 등의 올레핀계 모노머와 극성기를 갖는 모노머를 공중합한 폴리머, 폴리올레핀계 러버, 기타 러버 등을 포함할 수 있다.
자착성 점착층은 점착력에 한계가 있기 때문에 높은 점착력을 요구하거나 보호할 제품의 표면이 거칠 경우에는 자착성 점착층 대신에 아크릴계 점착제 등과 같은 점착제를 점착층의 표면에 코팅하여 사용할 수도 있다. 그러나, 점착제 또는 접착제를 사용하는 경우, 보호필름의 제거 후에도 유리에 점착제 또는 접착제가 잔류하게 되므로, 바람직하게는 자착성 점착층을 사용하는 것이 바람직하다.
중간층은 통상적으로 폴리에틸렌으로 형성하며, 보다 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌으로 형성한다.
비점착층은 제1합성수지(345a)와 미세입자(345b)를 포함한다. 미세입자는 제1합성수지에 분산되어 존재한다. 미세입자의 융점은 제1합성수지의 융점보다 높은 융점을 가지는 것이 바람직하다.
도 7의 보호필름의 비점착층은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
a) 중합공정을 통하여 미세입자를 제조;
b) 상기 미세입자를 합성수지와 혼합; 및
c) 상기 미세입자와 상기 합성수지의 혼합물을 층상으로 성형
상기 단계 a)에서는, 중합안정제에 단량체, 가교제 및 기타 첨가제를 혼합한 후 현탁중합하여 고분자 미세입자(Micro-bead)를 제조한다. 제조된 미세입자(Micro-bead)는 바람직하게는 세척 및 건조된다.?
상기 단계 b)에서는, 일축 혹은 이축 스크류 압출기를 이용하여 미세입자가 제1합성수지에 균일하게 혼합되도록 한다. 미세입자와 제1합성수지를 혼합하고, 그 혼합물을 압출 성형한 후 마스터배치(Master batch)를 제조하여 두고, 후속 단계 c)에서 마스터배치를 압출하여 층상의 비점착층을 성형할 수도 있을 것이다.
제1합성수지로는, 미세입자의 융점 보다 낮은 융점을 갖는 합성수지가 사용될 수 있다. 예컨대, i) Polyethylene, ii) Polypropylene, iii) Polyolefin 계 고분자 공중합체, iv) Polystylene, v) Polycarbonate, vi) Polymethyl metacrylate, vii) Acrylonitrile butadiene styrene 공중합체, 등이 제1합성수지로 사용될 수 있다.
미세입자로는 제 1 합성수지 융점 보다 높은 융점을 갖는 미세입자가 사용될 수 있고, 구형을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, i) Polyethylene, ii) Polypropylene, iii) Polymethyl metacrylate, iv) Polystylene, v) Polyurethane, vi) Cellulose acetate, 등이 미세입자로 사용될 수 있다.
도 7의 실시예에서, 미세 입자는 소수성을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 소수성 미세입자를 사용하거나, 미세입자를 표면 처리하여 표면에 소수성 관능기를 생성할 수 있다.
점착층과 비점착층의 적층체의 형성은 도 9 내지 도 11의 방법을 통하여 이루어질 수 있다.
먼저, 도 9와 같이, 위 단계 b)에서 제조된 비점착층의 원료물질 (제1합성수지와 미세입자의 혼합물)과 점착층의 원료물질인 제2합성수지를 공압출 하여 2층 이상이 복합된 고분자 용융물 형성하고, 그 고분자 용융물을 냉각 및 권취하여 보호필름을 제조할 수 있다.
또는 도 10에 도시한 바와 같이, 위 단계 a)~c)를 점착층과는 별개로 먼저 수행하여 비점착층 필름을 먼저 제조한 후, 제2합성수지를 비점착층의 필름 상에 압출하여 보호필름을 제조할 수 있다.
또는 도 11에 도시한 바와 같이, 제2합성수지를 점착층의 필름으로 먼저 제조한 후, 그 점착층의 필름 상에 비점착층의 원료물질 (제1합성수지와 미세입자의 혼합물)을 압출하여 보호필름을 제조할 수 있다.
위에서는 편의상 층상 성형 공정으로 압출을 예로 들었으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 보호필름(440)을 보여주는 도면이다.
도 8의 보호필름의 비점착층(445) 또한 도 7에서와 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
다만, 상기 단계 a)에서, 미세입자(445b)를 표면 처리하여 표면에 친수성 관능기(-OH, -COOH, -NH2)를 생성한다. 친수성 미세입자가 사용되는 경우에는 친수성 표면 처리가 생략될 수 있다. 미세입자의 표면 친수성은 제1합성수지(445a)와의 친화력을 저하시켜, 미세입자와 제1합성수지와의 사이에 기공(445c) 형성에 도움을 준다.
또한, 단계 c)에서, 층상으로 성형된 비점착층을 결정화시킨 후 연신하여 미세입자의 주위에 기공을 형성한다. 결정화는 냉각속도에 영향을 받는다. 결정화가 클수록, 연신은 잘 되지 않으나 미세입자와의 친화력이 작아 기공 형성에는 도움이 된다. 반면, 결정화가 작을수록, 연신은 잘 되나 미세입자와의 친화력이 커 기공 형성이 어렵다. 따라서, 냉각속도를 조절하여 결정화 정도를 제어하여, 요구되는 정도의 연신 및 미세입자의 친화력을 얻도록 하는 것이 중요하다.
미설명 도면 부호 441 및 443은 각각 점착층 및 중간층을 나타낸다.
도 5 및 도 6의 비점착층의 미세입자는 냉동 분쇄 공정을 통하여 큰 것으로부터 작은 것으로(Top-Down) 분쇄시킨다. 따라서, 도 5 및 도 6의 미세입자는 형상 및 사이즈 분포 제어에 난점이 있다. 반면 도 7 및 도 8의 미세입자는 중합공정을 통하여 작은 것으로부터 큰 것으로(Bottom-Up) 미세입자를 중합시킨다. 따라서, 도 7 및 도 8의 미세입자는 형상 및 사이즈 분포 제어가 용이하다. (특히, 도 6의 미세입자는 그 함량이 30~60wt%인데 반하여, 도 7 및 도 8의 미세입자는 20wt% 이하만을 포함할 수 있다.) 또한, 필름 표면의 조도(roughness) 제어가 용이하다. 또한, 도 7 및 도 8의 미세입자는 구형 형상을 가질 수 있다. 따라서 기계적 스트레스 완충 효과를 얻을 수 있고, 스크래치 발생을 방지할 수 있다. 특히, 도 8의 비점착층은 기공을 내포하여 기계적 스트레스 완충 효과가 크다.
도 5의 비점착층의 미세입자 도포 공정은 별도의 후공정이다. 따라서, 추가 설비 도입이 요구되고, 분진 발생에 의한 공정환경 오염의 문제점이 있다. 반면, 도 7 및 도 8의 미세입자 적용 공정은 선공정이다. 따라서, 추가 설비 도입이 필요치 않으며, 분진 발생에 의한 공정 환경의 위험이 없다. 또한, 도 5의 미세입자는 합성수지의 외부에 노출되어 분진이 유리에 전사되어 유리의 표면의 품질을 악화시키는 문제점이 있다. 반면, 도 7 및 도 8의 미세입자는 제1합성수지의 내부에 존재하여 분진 전사 현상이 야기되지 않는다.
1: 유리 2: 보호필름
3: 간지 4, 140, 240, 340, 440: 보호필름
141, 241, 341, 441: 점착층 143, 243, 343, 443: 중간층
145, 245, 345, 445: 비점착층 145a, 245a, 345a, 445a: 합성수지
145b, 245b, 345b, 445b: 미세입자445c: 기공

Claims (17)

  1. 점착층과 비점착층이 적층된 보호필름을 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 비점착층은,
    a) 중합공정을 통하여 미세입자를 제조하는 단계와;
    b) 상기 미세입자를 합성수지와 혼합하는 단계와;
    c) 상기 미세입자와 상기 합성수지의 혼합물을 층상으로 성형하는 단계
    를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합공정은 현탁중합공정인 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 b)에서는, 상기 미세입자와 상기 제1합성수지의 혼합물을 압출 성형한 후 마스터배치를 제조하고,
    상기 단계 c)에서는, 상기 마스터배치를 압출하여 층상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세입자의 융점은 상기 합성수지의 융점보다 높은 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 a)에서는, 상기 미세입자를 표면 처리하여 표면에 친수성 관능기 또는 소수성 관능기를 생성하는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세입자는 친수성 미세입자 또는 소수성 미세입자인 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계 c)에서는, 층상으로 성형된 상기 비점착층을 연신하여 상기 미세입자의 주위에 기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 c)에서는, 층상으로 성형된 상기 비점착층을 결정화 시킨 후 연신하여 상기 미세입자의 주위에 기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 점착층과 상기 비점착층의 적층은, 상기 비점착층의 원료물질과 상기 점착층의 원료물질을 공압출하여 적층체로 성형한 후 냉각함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보호필름은, 상기 비점착층 및 상기 점착층을 포함하는 2층 이상이 적층된 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보호필름은 상기 점착층이 유리에 점착되어 상기 유리를 보호하는데 사용되는 유리 보호필름인 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  12. 제1합성수지와 상기 제1합성수지 내에 분산되고 중합체인 미세입자를 포함하는 비점착층과;
    제2합성수지를 포함하는 점착층;이 적층되어 이루어지는 보호필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중합체는 현탁 중합체인 것을 특징으로 하는 보호필름.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 미세입자의 융점은 상기 제1합성수지의 융점보다 높은 것을 특징으로 하는 보호필름 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 미세입자는 적어도 그 표면이 친수성 또는 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 보호필름.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 비점착층은 상기 미세입자의 주위에 기공을 갖는 것을 특징으로 하는 보호필름.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 보호필름은 상기 점착층이 유리에 점착되어 상기 유리를 보호하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 보호필름.
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