KR101208294B1 - 보호필름용 폴리프로필렌 수지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체는 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 공중합체를 단계적으로 공중합하여 제조된 것이고, 상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 용제추출고무성분의 고유점도의 비율이 1.0~1.7인 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것이다. 본 발명에 의한 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 필름 제막시 외관상 Fish-eye의 발생이 적어 고도의 정밀도를 요구하는 전자제품의 표면 보호에 효과적으로 적용할 수 있다.

Description

보호필름용 폴리프로필렌 수지{Polypropylene Resin for Protection Film}
본 발명은 에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것이다.
전자 제품 및 광학 필름용 보호필름에서 가장 요구되는 특성은 Fish-eye를 줄이는 것이고, 고도의 정밀도를 요하는 보호필름에 현재까지 많이 사용되고 있는 저밀도 폴리에틸렌에 대해서는 일본공개특허 2000-273203, 일본공개특허 2004-099875 등의 특허에서 다양한 방법을 제시하고 있으나 폴리프로필렌에 대해서는 연구가 미비하다.
보호필름에서 Fish-eye의 발생원인에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 크게 수지 자체에서 발현되는 경우와 외부 요인에 의한 경우로 나눌 수 있다.
특히, Todd가 "Polymer Lami Coat Conf. 1992."에서 발표한 "Characterization of gels in polyethylene film"을 보면 Fish-eye의 발생원인을 4가지로 분류하였는데 이 역시 크게 나누어 보면 외부 이물 혼입과 수지 자체의 특성에 의한 발생으로 분류할 수 있다.
외부 이물이 혼입되는 경우에는 포장 이송 단계에서의 이물 혼입과 압출공정에서 다른 수지에 의한 오염이 있다. 이러한 경우는 대부분 큰 사이즈의 Fish-eye로 발현 되며 이러한 경우는 보호필름으로 사용이 불가능하다. 이런 종류의 Fish-eye를 줄이기 위해서는 수지 제조 공정에서 이물이 혼입될 수 있는 경로를 파악하여 차단하는 것이 중요하며, 압출기 여과 필터의 정밀도를 높이는 방법도 많이 사용되고 있다. 실제 대부분의 필름 가공 업체에서도 압출기에 스크린 필터 및 스크린 팩을 사용하는 방법으로 이물 혼입에 의한 Fish-eye 발생을 줄이고자 노력을 하고 있다.
수지 자체로부터 발생하는 경우에는 가공 과정에서 열화로 인한 가교 및 산화가 있다. 특히 폴리에틸렌의 경우는 가교로 인해 미세한 크기의 Fish-eye가 많이 발생하게 된다. 이런 측면에서 폴리프로필렌은 수지 특성상 가교가 되지 않아 유리하지만 폴리프로필렌 중 에틸렌 프로필렌 공중합 수지의 경우에는 고무성분이 가교되어 Fish-eye로 발현될 수 있다. 최근 보호필름이 부착된 상태로 후가공이 진행되는 경우가 많아 폴리프로필렌 수지를 보호필름으로 사용하고자 하는 경우에는 대부분 에틸렌 프로필렌 공중합 수지가 요구된다. 그렇기 때문에 폴리프로필렌을 보호필름용도로 사용하고자 할 경우에는 고무성분의 가교로 인한 Fish-eye 발생을 줄이기 위해 에틸렌 프로필렌 공중합 수지의 고무 조성의 조절이 중요하다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 Fish-eye의 발생이 극히 적고, 광학특성이 우수하여 고정밀 전자 제품 및 광학 필름의 표면을 보호하기 위한 필름으로 적용할 수 있는 보호필름용 폴리프로필렌 수지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상은,
에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 있어서, 상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체는 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 공중합체가 단계적으로 공중합된 것이고, 상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 용제추출고무성분의 고유점도 비율이 1.0~1.7인 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것이다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체의 용융지수는 1~10g/10분일 수 있다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 에틸렌 프로필렌 공중합체의 함량은 용제추출고무성분의 함량을 기준으로 5~15중량%일 수 있다.
본 발명에 의한 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 Fish-eye가 극히 적어 광학특성이 우수하고, 이와 동시에 내열성 및 절단성이 우수하여 전자 제품 및 광학 필름의 표면을 보호하기 위한 보호필름 제막 용도로 사용하기에 적합하다.
이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 관한 것이다.
상기 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함한다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체는 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 것이다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체의 용융지수(ASTM D 1238 조건에 따라 230℃, 2.16kg)는 1~10g/10분일 수 있고, 바람직하게는 3~8g/10분일 수 있다. 상기 용융지수가 1g/10분 미만이면 상기 수지를 이용한 필름 제막 공중에서 압출시 부하가 상승할 수 있고, 상기 수지의 유동성이 떨어져 원하는 생산성을 얻기 어려울 수 있다. 반면에, 상기 용융지수가 10g/10분 초과하면 상기 필름 제막시 다이에서 토출되는 용융 수지의 점도가 낮아져 필름의 균일성이 악회되며, 필름 성형이 어려울 수 있다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 에틸렌 프로필렌 공중합체의 함량은 용제추출고무성분(자일렌(Xylene)을 용제로 하여 추출한 고무성분 함량)의 함량을 기준으로 5~15중량% 일 수 있다. 상기 용제추출고무성분의 함량이 5중량% 미만일 때는 낮은 고무 함량으로 인해 필름 표면의 요철이 적어지기 때문에 충분한 내블록킹성을 얻을 수 없으며, 15중량%를 초과할 경우에는 압출기 내부의 용융영역에서 고무상 고분자 사슬간의 얽힘(entanglement)에 의해 Fish-eye가 증가하게 되고 또한 필름 표면의 요철이 증가하지만 연질의 끈적한(sticky) 고무상에 의해 필름의 언윈딩(unwinding)시 점착층과의 이형이 어려워 질 수 있다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 에틸렌 함량이 용제추출고무 내 에틸렌 함량을 기준으로 45 내지 55 중량%일 수 있고, 바람직하게는 48 내지 55 중량%일 수 있다.
상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에 있어서 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 용제추출고무성분의 고유점도 비율은 1.0~1.7이다. 상기 고유점도의 비율이 상기 범위를 벗어나면 프로필렌 단독중합체와 용제추출고무성분(또는, 에틸렌 프로필렌 공중합체) 사이의 혼화성(miscibility)이 떨어져서 고무상이 서로 얽히거나 뭉치는 경우가 발생되고, 이로인하여 필름 제막시 Fish-eye가 급격하게 증가될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~3 및 비교예 1~3
실시예 1~3 및 비교예 1~3은 표 1에 나타낸 바와 같은 에틸렌 프로필렌 블록공중합체 수지를 이용하였고, 통상의 T-다이 캐스팅 방식을 사용하여 두께 0.04mm의 필름을 제막하였다. T-다이 캐스팅 방식 이외에 블로운 필름, 이축연신 필름 등 통상의 필름 방식에 있어서도 동일한 결과가 얻어진다.
실험예
실시예와 비교예에서 제조된 필름은 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 1에 제시하였다.
물성측정방법
(1)용제추출고무성분 함량
에틸렌 프로필렌 공중합체 고무중 무정형 부분으로 자일렌(Xylene)추출법으로 측정하였다.
(2) 고유점도 ( dl /g)
자일렌 추출물에 대해 데칼린 135℃에서 RIGO AUTO VISCOSIMETER를 이용하여 측정하였다.
(3)용융 지수( Melt index )
ASTM D 1238 조건에 따라 230℃, 2.16kg의 조건에서 측정하였다
(4)흐림도
ASTM D 1003 조건에 따라 흐림도를 측정하였다.
(5) Fish - eye
필름 성형 후 광학 Fish-eye 카운터(Futec Max eye C)로 개수를 측정하여 단위면적당 발생 개수로 환산하여 기재하였다. 원형이 아닌 타원형의 Fish-eye는 장축을 기준으로 크기를 측정하였다. 측정은 ㎡ 면적을 3회 측정한 평균이다.
(6)고무성분 내 에틸렌 함량( ethylene propylene rubber - ethylene , 중량%)
에틸렌 프로필렌 블록공중합체 수지의 자일렌 용제 추출분의 에틸렌 분율로서, 적외선 흡수 스펙트럼을 이용하여 720, 740cm-1의 특성 피크를 이용하여 에틸렌 함량을 측정하였다.
구성 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
에틸렌 프로필렌 블록공중합체 용융지수
(g/10분)		 5 5 5 5 10 10
용제추출고무성분함량
(중량%)		 10 10 8 7 10 15
용제추출고무의 에틸렌
함량
(중량%)		 55 53 48 40 50 57
고유점도
비율(1) 		1.5 1.3 1.2 0.6 3.0 5.0
광학특성 흐림도(%) 65 63 40 20 55 77
Fish-eye, 개/m2 0.3mm 이상 8 10 5 40 150 200
0.2~0.3mm 60 80 45 200 450 600
0.1~0.2mm 80 90 40 400 700 1000
(1) 용제추출고무성분 고유점도/프로필렌 단독중합체 고유점도의 비율
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 본 발명에 의한 에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 용제추출고무성분의 고유점도 비율이 1.2 내지 1.5일 때 Fish-eye 개수가 현저하게 감소되고, 흐림도가 양호한 것을 알 수 있다. 반면에, 상기 고유점도 비율이 1.7을 초과하거나 또는 1.0 미만인 경우에는 흐림도가 저하되거나 Fish-eye의 발생이 급격하게 증가되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 광학특성이 우수하고, 외관상 Fish-eye (또는 gel, lens)의 발생이 적어 고정밀도가 요구되는 전자 제품의 표면 보호필름용으로 효과적으로 적용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 에틸렌 프로필렌 블록공중합체를 포함하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지에 있어서,
    상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체는 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 공중합체를 단계적으로 공중합하여 제조된 것이고,
    상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 프로필렌 단독중합체의 고유점도에 대한 자일렌 추출법을 이용한 용제추출고무성분의 고유점도 비율은 1.0~1.7이고,
    상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 에틸렌 함량이 용제추출고무 내 에틸렌 함량을 기준으로 48 내지 55 중량%인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체의 용융지수(230℃, 2.16kg)가 1~10g/10분인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌 프로필렌 블록공중합체에서 에틸렌 프로필렌 공중합체의 함량은 용제추출고무성분의 함량을 기준으로 5~15중량%인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
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