KR100961263B1

KR100961263B1 - 낙진방지용 필름

Info

Publication number: KR100961263B1
Application number: KR1020090126981A
Authority: KR
Inventors: 박종대; 최종현; 전재동
Original assignee: (주)대명화학
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2010-06-03

Abstract

본 발명은 낙진방지용 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 (a)선형저밀도폴리에틸렌수지 10 ~ 30중량%, (b)중밀도폴리에틸렌수지 20 ~ 35중량% 및 (c)탄산칼슘 45 ~ 55 중량%를 포함하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름에 관한 것이다.

낙진방지, 필름, 통기성

Description

낙진방지용 필름{Dust Proof Film}

본 발명은 투습성 및 투기성이 우수하고, 옥외폭로에 의한 색상이나 물성의 변화가 없으며 유연성이 우수하며, 스크래치가 발생하지 않는 자동차 도막 보호에 사용되는 낙진방지용 필름에 관한 것이다.

자동차는 출고 시에 도장표면의 스크래치 방지 및 먼지 방지용 덮개로서 플라스틱필름을 씌워 표면을 보호하고 있는데, 현재까지는 대부분이 랩가드 필름(Wrap guard film)과 타이벡(TYVEK)"이라는 원단을 이용하고 있는 실정이다.

랩가드 필름(Wrap guard film)은 폴리프로필렌(Polypropylene)과 폴리에틸렌(Polyethylene)로 구성된 자기점착필름으로 자동차 출고 시 차량표면에 완전히 밀착되도록 붙여 사용하는 필름이다. 랩가드 필름을 사용 시에는 주름이나 기포가 발생하지 않도록 정밀한 작업을 요하는 제품으로, 주름이나 기포가 발생하면 내부의 수분에 의한 수적이 발생하게 되어 차량의 표면에 잔해가 남게 된다. 또한 장시간 부착상태가 유지되면 산화가 진행되어 역시 차량의 표면에 흔적이 발생하게 되는 문제점이 있어왔다.

타이벡(TYVEK)은 듀폰사에서 제조하는 고밀도폴리에틸렌(High Density Polyethylene)을 직조하여 제조한 필름으로, 강도가 강하고, 물성의 변화가 적으며, 양력에 잘 견디며, 또한 직조한 것이어서 외부로 통하는 구멍이 많아 수분이 쉽게 증발하는 등의 장점을 가지는 것으로 알려져 있다. 타이벡에 대하여는 배향된 폴리에틸렌 필름 피브릴의 다중 플랙시필라멘트 가닥으로 만들어진 스펀본디드 섬유상 시이트로서 미합중국 특허 제3,169,899호에 기재되어 있으며, 시이트의 강도, 내인열성(tear resistance) 및 투과 특성의 잘 조합된 장점을 취하는 다양한 응용 분야에서 유용한 것으로 판명되었다.

그러나 현재 시판되고 있는 타이벡은 가격이 비싸고, 구멍을 통해 먼지가 차체에 많이 흡착되고, 원단자체가 뻣뻣하여 차량에 덮어씌울 때 작업하기가 힘들고 또한 그로 인해 차체에 스크래치가 생성되기도 하는 단점이 있다.

본 발명은 투습성 및 투기성이 우수하고, 옥외폭로에 의한 색상이나 물성의 변화가 없으며 유연성이 우수하며, 스크래치가 발생하지 않는 자동차 도막 보호용 폴리에틸렌필름에 관한 것이다.

또한 본 발명은 기계적 강도가 우수하며, 부드러운 탄성특성을 가지는 새로운 낙진방지용 필름을 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 신차의 운송도중에 차량의 도장표면에 오염물질이 묻거나 도장표면이 긁히는 것을 방지하는 목적의 필름을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 노력한 결과 본 출원인은 (a)선형저밀도폴리에틸렌수지 10 ~ 30중량% (b)중밀도폴리에틸렌수지 20 ~ 35중량% 및 (c)탄산칼슘 45 ~ 55 중량%를 포함하는 폴리에틸렌 조성물에 의해 낙진방지용필름을 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

상기 선형저밀도폴리에틸렌은 10 ~ 30중량%의 범위로 사용하며 멜트인덱스가 1.0 ~ 10.0g/10min, 밀도가 0.920 ~ 0.935g/㎤인 것이라면 기계적 물성이나 기타 열화에 의한 물성의 감소 등이 없는 필름을 제조할 수 있다. 특히, 멜트인덱스가 3 ~ 9g/10min인 범위에서 유연성이 우수하고, 스크래치 발생이 없는 낙진방지용 필름을 제조할 수 있다. 전체 수지 중에서 선형저밀도폴리에틸렌 수지가 10 ~ 30중량% 범위로 사용하는 경우, 필름제조 시 네크인과 필름의 기계적 물성, 필름의 탄 성 등 낙진방지용 필름이 요구하는 특성을 가장 균형 있게 나타낼 수 있는 가장 적절한 범위이다. 본 발명에서 선형저밀도폴리에틸렌은 단독 또는 메탈로센촉매에 의해 제조된 선형저밀도폴리에틸렌의 혼합물을 사용하는 경우 더욱 우수한 기계적 물성을 가져 찢어지는 경우가 거의 발생하지 않는 우수한 필름을 제공할 수 있다. 메탈로센계 선형저밀도폴리에틸렌을 사용하는 경우, 전체 선형저밀도폴리에틸렌에 대하여 메탈로센계 선형저밀도폴리에틸렌수지를 20 ~ 40중량% 사용하는 것이 낙진방지용필름의 탄성을 향상시킬 수 있으므로 좋다.

본 발명의 중밀도폴리에틸렌은 필름의 기계적 물성을 보완할 수 있으며, 옥외 폭로에 의한 색상이나 물성의 변화가 적은 필름을 제조하기 위해서 사용하는 것으로, 20 ~ 35중량%를 사용하는 것이 상기 물성을 달성할 수 있으므로 바람직하다. 보다 바람직하게는 멜트인덱스가 3.0 ~ 6.0g/10min, 밀도가 0.930 ~ 0.950g/㎤인 것을 사용하는 것이 기계적인 물성을 향상시킬 수 있으며, 옥외 폭로에 의한 색상이나 물성의 변화가 적은 필름을 제조할 수 있다.

본 발명에 사용되는 탄산칼슘은 필름 제조 시 통기성 홀 형성을 위한 것으로, 코팅이 되어 있거나, 또는 코팅되지 않은 탄산칼슘 모두 사용 가능하다. 코팅이 안 된 탄산칼슘을 사용하는 경우 통기성이 향상되는 이점이 있으며, 코팅된 탄산칼슘을 사용하는 경우 작업성이 우수하여 필름의 기계적 특성이 우수하다. 또한 평균 입경 1.5 내지 4.0㎛, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 3.0㎛의 사이즈를 사용하는 것이 필름의 물성을 훼손시키지 않고 우수한 통기성 필름을 제조할 수 있다. 평균 입경이 1.5㎛ 미만인 경우에는 양호한 통기성을 얻을 수 없으며, 4.0㎛보다 큰 경우, 필름제조 과정에서 찢어짐 구멍발생 강도저하 등의 문제점들을 가지게 된다.

또한, 폴리에틸렌 수지와 탄산칼슘의 혼련성을 향상시킬 뿐만 아니라 기타 첨가제와의 혼련성을 향상시키기 위해서 스테아린산 또는 그의 염을 더 추가하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 혼련성이 향상되므로 바람직하다.

또한, 필요에 따라 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE)를 1 ~ 5 중량% 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 VLDPE는 멜트인덱스가 0.5 ~ 1.0g/10min(190 ℃, 2,160 g)의 범위인 것이 바람직하다. 밀도가 0.880 ~ 0.890g/㎤인 것이라면 기계적 물성이나 기타 열화에 의한 물성의 감소 등이 없는 필름을 제조할 수 있다. VLDPE는 부드러운 탄성을 갖는 필름을 제조하기 위하여 사용할 수 있다. 1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 필름제조 과정에서 찢어짐 구멍발생 강도저하 등의 문제점들을 가지게 된다.

또한, 필요에 따라 저밀도폴리에틸렌을 1 ~ 5중량%를 더 포함하는 것도 가능하다. 저밀도폴리에틸렌은 멜트인덱스가 2g/10min이내, 보다 바람직하게는 0.8 ~ 1.0g/10min, 밀도가 0.900 ~ 0.915g/㎤인 것을 사용하는 것이 기계적 물성이나 필름의 가공성을 안정시켜 제조된 필름의 평활도에서 좋다.

또한, 필요에 따라 이오노머를 1 ~ 10 중량% 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 이오노머는 에틸렌과 메타크릴산, 아크릴산과 에틸렌을 금속이온으로 이온가교시킨 공중합체인 것으로, 용융지수는 0.1 ~ 10 g/10min(190 ℃, 2,160 g)의 범위인 것이 바람직하다. 이오노머는 기계적 강도와 부드러운 탄성을 갖는 필름을 제조하기 위하여 사용할 수 있다. 또한, 이오노머를 추가하는 경우 탄산칼슘의 분산성을 더욱 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. 1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하며, 10 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 가격이 상승하므로 바람직하지 못하다.

또한 본 발명의 상기 필름에는 별도의 언급을 하지 않아도 필름에 통상적으로 사용되는 백색안료, UV 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 습윤제, 향료 및 윤활제로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제 성분을 추가할 수 있으며, 그 사용량은 전체 함량 중 7중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3 ~ 6 중량%를 사용한다.

본 발명은 투습성 및 투기성이 우수하고, 옥외폭로에 의한 색상이나 물성의 변화가 없으며 끈적임 또는 마찰력이 낮은 자동차 도막 보호용 폴리에틸렌필름을 제공할 수 있으며, 기계적 강도가 우수하면서도, 부드러운 탄성특성을 가지는 새로운 낙진방지용 필름을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 신차의 운송도중에 차량의 도장표면에 오염물질이 묻거나 도장표면이 긁히는 것을 방지하는 목적의 필름을 제공할 수 있다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 다음과 같다.

저밀도폴리에틸렌(LDPE) : DOW(상품명:ATTANE 4203, MI 0.8g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.905 g/㎤)

선형저밀도폴리에틸렌 1(LLDPE 1) : 한화석유화학(상품명:LLDPE 9730, MI 15.0g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.922 g/㎤),

선형저밀도폴리에틸렌 2(LLDPE 2) :SK에너지(상품명:FT 811, MI 2.7g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.932 g/㎤)

메탈로센 LLDPE: 대림화학(상품명:XP5400, MI 4.0g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.913 g/㎤)

중밀도폴리에틸렌(MDPE) : SK에너지(상품명:MDPE RG 300U, MI 5.0g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.930 g/㎤)

CaCO₃ #1:YK-1, Yabashi Korea, 평균입경이 1.5㎛ (코팅되지 않은 탄산칼슘)

CaCO₃ #2:YK-2C, Yabashi Korea, 평균입경이 2.4㎛ (코팅된 탄산칼슘)

UV 안정제: Ciba Corporation(상품명:Tinuvin 111)

첨가제: TiO₂/ 산화방지제(IRGANOX) / 활제(Ca-St) / 제습제(EM-12) =65/10/5/20 중량비로 혼합

대전방지제: 산요케미칼(SANYO CHEMICAL), CHEMSTAT-3500(sodium polyoxyethylene alkyl ether phosphate)

VLDPE(Very Low Density PE) : DOW(상품명:1085 NT, MI 0.75g/10min(190 ℃, 2,160 g), 0.884 g/㎤)

이오노머 : 용융지수 5 g/10min(190 ℃, 2,160 g)인 아크릴산-에틸렌의 공중합체

[실시예 1 ~ 10]

하기 표 1과 같이 폴리에틸렌수지와 탄산칼슘 및 첨가제를 헨셀믹서에 투입한 후, 2축 혼련기로 혼련한 뒤 펠렛화하였다.

이때 실시예에 사용한 LLDPE는 LLDPE 1과 LLDPE 2를 혼합하여 LLDPE의 전체 MI를 조절하였으며, 실시예 1은 7.34g/10min, 실시예 2는 5.69g/10min, 실시예 3은 8.78g/10min, 실시예 4는 3.72g/10min, 실시예 5는 8.19g/10min, 실시예 6은 8.47g/10min, 실시예 7은 7.76g/10min,실시예 8은 4.58g/10min, 실시예 9는 4.78g/10min로 제조하여 사용하였다.

이를 T-다이 압출기에서 240℃에서 용융시켜 필름으로 성형하고, 이 필름을 60℃로 가열된 예열로울러과 연신로울러 사이에서 종방향으로 1.5배 횡방향으로 1배 연신하여 평량이 100g/㎡인 필름을 얻었다. 대전방지제는 산요케미칼(SANYO CHEMICAL)의 CHEMSTAT-3500와 이소프로필알콜을 1:200의 중량비율로 섞은 후에 필름에 코팅한 후에 건조기의 온도를 120℃로 하여 건조하였다. 제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[비교예 1 ~ 7]

하기 표 2와 같이 폴리에틸렌수지와 탄산칼슘 및 첨가제를 헨셀믹서에 투입한 후, 2축 혼련기로 혼련한 뒤 펠렛화하였다.

이때 비교예 1은 LLDPE의 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 경우이며, 비교예 2는 MDPE 대신 HDPE를 사용하였다. 비교예 3은 MDPE의 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 경우이다. 또한, LLDPE의 전체 MI는 비교예 1이 7.89g/10min, 비교예 2가 6.88g/10min, 비교예 3이 8.47g/10min이었다.

이를 T-다이 압출기에서 240℃에서 용융시켜 필름으로 성형하고, 이 필름을 60℃로 가열된 예열로울러와 연신로울러 사이에서 종방향으로 1.5배 횡방향으로 1배 연신하여 평량이 100g/㎡인 필름을 얻었다. 대전방지제는 산요케미칼(SANYO CHEMICAL)의 CHEMSTAT-3500와 이소프로필알콜을 1:200의 중량비율로 섞은 후에 필 름에 코팅한 후에 건조기의 온도를 120℃로 하여 건조하였다. 제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 4에 기재하였다.

[표 2]

본 발명에서 강도 및 신장율은 인스트론(Instron)사의 만능재료 시험기를 사용하여, 너비 25mm, 길이 100mm의 필름 조각을 20mm/min의 신장속도에서 시험하였다. 파단시의 강도와 신장율을 기계방향(MD)와 가로 방향(CD)에 대하여 측정하였다. 투습도는 ASTM E 96-63에 따라 측정하였고, 유연성은 감촉으로 평가하여 A = 매우 유연하고 평활함, B = 유연하고 평활함, C = 단단하고 거칠음으로 나타내었으며, 차량 표면의 스크래치 평가는 육안으로 발생여부를 관찰 하였다. 표면저항은 ASTM D-275의 방법에 따라서 측정하였다.

[표 3]

[표 4]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본원발명에 따른 필름은 인장강도 및 연신율이 우수하면서도, 유연성과 스크래치 발생이 없음을 알 수 있었다.

이에 대해 비교예는 본원발명에 비하여 인장강도가 낮으며, 유연성이 나쁜 것을 알 수 있었다.

Claims

(a) 멜트인덱스가 1.0 ~ 10.0g/10min, 밀도가 0.920 ~ 0.935g/㎤인 선형저밀도폴리에틸렌수지 10 ~ 30중량%, (b) 멜트인덱스가 3.0 ~ 6.0g/10min, 밀도가 0.930 ~ 0.950g/㎤인 중밀도폴리에틸렌수지 20 ~ 35중량% 및 (c)탄산칼슘 45 ~ 55 중량%를 포함하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름.
제 1항에 있어서,

상기 낙진방지용필름은 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머 또는 스테아릭산을 1 ~ 10 중량% 더 포함하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름.
제 1항에 있어서,

상기 낙진방지용필름은 멜트인덱스가 0.5 ~ 1.0g/10min, 밀도가 0.880 ~ 0.890g/㎤인 초저밀도폴리에틸렌, 멜트인덱스가 0.8 ~ 1.0g/10min, 밀도가 0.900 ~ 0.915g/㎤인 저밀도폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나 이상을 1 ~ 5 중량% 더 포함하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름.
삭제
제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 선형저밀도폴리에틸렌수지는 전체 선형저밀도폴리에틸렌에 중 메탈로센계 수지를 20 ~ 40중량% 포함하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름.
제 1 항에 있어서,

상기 탄산칼슘은 평균입경이 1.5 내지 4.0㎛인 것을 사용하는 통기성이 우수한 낙진방지용필름.