KR101444007B1 - 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이로 제조된 표면보호필름 - Google Patents

폴리올레핀계 수지 조성물 및 이로 제조된 표면보호필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀계 수지 조성물 및 표면보호필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 풀림성, 점착강도, 점착강도 경시변화, 피쉬 아이에 대한 특성이 개선된 표면 보호필름용 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 보호필름용 폴리올레핀계 수지조성물은, 고도의 정밀도를 요하는 전자부품의 표면을 보호할 수 있는 보호필름 등에 적용되기에 적합한 효과가 있다.

Description

폴리올레핀계 수지 조성물 및 이로 제조된 표면보호필름{Polyolefin resin composition and surface protecting film manufactured by thereof}
본 발명은 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이로 제조된 표면보호필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 풀림성, 점착강도, 점착강도 경시변화, 피쉬 아이에 대한 특성을 개선시키는 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이로 제조된 표면보호필름에 관한 것이다.
보호필름은 제품의 제조, 이동, 보관, 조립 등의 과정에서 발생하는 외부로부터의 오염이나 충격으로부터 제품 표면을 보호하기 위해 사용되고 있다.
최근 액정디스플레이(LCD)를 중심으로 한 평판 디스플레이 산업의 성장에 따라 편광판, 프리즘시트, 도광판, 확산판, 확산시트, 마이크로 렌즈필름 등의 광학시트와 프린트배선기판 제조시 사용되는 포토레지스트 필름의 표면보호용으로 보호필름의 수요가 크게 증가되고 있다.
자기점착 보호필름은 일반 보호필름과 달리, 별도의 접착체를 도포할 필요 없이 필름 자체가 점착 특성을 가지므로 기재와 점착할 수 있게 된다. 또한 유기용제를 이용한 접착제 도포 공정이 생략되어 환경오염을 일으키지 않는 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 자기점착 특성을 부여하기 위해서는 보호필름을 블로운법이나 캐스팅법으로 가공할 때, 기재와 점착되는 층에 자기점착 특성을 가지는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌아크릴산, VLDPE, Styrene계 rubber 등을 공압출하여 다층 가공을 하게 된다. 자기점착 보호필름이 가져야 하는 중요한 특성은 롤 풀림성, 점착강도, 점착강도 경시변화, 피쉬 아이(Fish-eye) 라고 할 수 있다.
필름을 롤 형태로 보관할 경우에 기재층과 점착층이 강하게 점착되면, 풀림성이 좋지 않아 필름 사용시에 큰 소음이 발생하고, 필름이 변형되는 등의 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해서 일반적으로 기재층에 실리콘 코팅 등의 공정을 추가하게 되는데 이러한 경우 설비적인 어려움 및 생산비용이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
점착강도의 경우, 점착강도가 약할 시에는 이송중 필름이 박피되는 현상이 발생하여 기재를 보호할 수 없게 되며, 강할 시에는 보호필름의 박리가 용이하지 않으며, 박리시 기재가 손상되거나 잔사물이 남게 된다.
보호필름이 부착된 기재는 이송시 컨테이너 등으로 포장을 하게 되는데, 경우에 따라서는 50℃ 정도의 고온에 놓이게 되어, 고온에서의 점착강도 경시변화가 클 경우에 앞서 언급한 바와 같이 박리가 용이하지 않으며, 박리시 기재가 손상되거나 잔사물이 남게 된다.
상기 문제점을 해결하기 위한　본 발명의 목적은 롤 풀림성, 점착강도, 점착강도 경시변화, 피쉬 아이에 대한 특성이 개선된 표면보호필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상은,
폴리프로필렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고,
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는, 용융지수가 0.5~5.0g/10분(ASTM D1238)의 범위 이내이고, 밀도는 0.940g/cm3 이상 0.970g/cm3 미만이고, 분자량 분포는 10 이하이고, 함량은 5~20중량%인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양상은
본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물로 이루어진 표면층; 및 점착층;을 포함하는 표면 보호 필름에 관한 것이다.
상기 표면보호필름은 LCD용 유리, 도광판, 편광판 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물로 제조된 보호필름은 롤 풀림성, 점착강도, 점착강도 경시변화 및 피쉬아이에 대한 특성이 개선되어, 고도의 정밀도를 요하는 TFT-LCD 판넬 및 편광판 등과 같은 전자부품의 표면을 보호할 수 있는 보호필름 등에 적용되기에 적합한 효과가 있다.
이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 폴리프로필렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는, 용융지수가 0.5~5.0g/10분(ASTM D1238)의 범위 이내이고, 밀도는 0.940g/cm3 이상 0.970g/cm3미만이고, 분자량 분포는 10 이하이고, 함량은 5~20중량%인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지의 용융지수는 0.5~5.0g/10분인 것이 바람직하다. 0.5g/10분 미만인 경우 폴리프로필렌과 고밀도 폴리에틸렌 수지의 혼화성이 저하되어 피쉬아이가 다량 발생하고, 5.0g/10분을 초과하는 경우 롤 풀림성 개선정도가 미미하다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지의 밀도는 0.940g/cm3 이상 0.970g/cm3 미만인 것이 바람직하다. 0.940g/cm3 미만인 경우 필름의 stiffness가 낮아서 점착강도가 떨어지고, 0.970g/cm3 이상인 경우 필름의 stiffness가 커서 점착강도가 증가하면서 피보호면을 손상시킬 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포는 10 이하인 것이 바람직하다. 10을 초과하는 경우 피쉬아이가 다량 발생할 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는 폴리올레핀계 수지 조성물 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 5중량% 미만이면 롤 풀림성의 개선정도가 부족하고, 20중량%를 초과하면 피쉬아이가 다량 발생하거나 필름외관이 불량할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 및 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌 수지가 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 경우 필름의 평균표면거칠기를 더욱 증가시키고, 그 결과 롤 풀림성을 개선할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 중의 에틸렌 프로필렌 공중합 부분의 함량은 10 내지 20중량%의 범위 이내인 것이 바람직하다. 10중량% 미만이면 풀림성이 떨어지고, 20중량%를 초과하면 피쉬아이가 다량 발생할 수 있다.
상기 에틸렌 프로필렌 고무의 용제추출물(용제 자일렌)의 고유점도가 2.5~4.0dl/g의 범위 이내인 것이 바람직하다. 2.5dl/g 미만이면 풀림성이 떨어지고, 4.0dl/g를 초과하면 피쉬아이가 다량 발생할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 폴리올레핀계 수지로 이루어진 표면층 및 점착층을 포함하는 표면 보호 필름에 관한 것이다.
상기 표면층의 두께는 5~50㎛ 인 공압출 다층 필름인 것이 바람직하다. 두께가 5㎛ 미만인 경우 풀림성이 떨어지고 50㎛을 초과하는 경우 점착강도가 크게 증가하여 피보호면을 손상시킬 수 있다.
상기 표면층의 표면 거칠기(Ra)가 0.5㎛≤Ra≤1.5㎛인 것이 바람직하다. 표면 거칠기가 0.5㎛ 미만인 경우 필름의 풀림성이 좋지 못하고 1.5㎛을 초과하면 필름 외관이 좋지 않고 피보호면을 손상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 표면보호필름을 포함하는 필름, 시이트 또는 판 형태의 플라스틱, 금속, 및 유리에서 선택되는 어느 하나의 성형품을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 성형품이 LCD용 유리, 도광판, 편광판에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1단계 : 폴리프로필렌 수지의 제조
반응장치에 프로필렌을 주입하여 벌크중합반응을 시켜 프로필렌 중합체를 제조하였다.
2단계 : 펠렛제조 및 시험시편 제조
상기 단계에서 얻어진 폴리프로필렌 수지에 산화방지제 0.1중량%, 중화제 0.02중량%와 고밀도 폴리에틸렌 수지 10중량%를 혼련하고 이축 압출기에서 압출가공하여 펠렛으로 제조한 후, 통상의 캐스트 필름 압출설비를 사용하여 두께 0.06mm의 3층 필름을 성형하여 물성을 평가하였다. 표 1에 나타낸 바와 같은 폴리올레핀계 수지 조성물을 표면층으로 사용하고, 기재층에는 폴리프로필렌 수지를 사용하고, 점착층 수지로는 JSR사의 DYNARON 1320P를 사용하였으며, 상기 3층 필름의 표면층:기재층:점착층 두께비는 1:4:1로 고정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 2 내지 5
표 1에 제시한 성분에 따라 제조된 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지를 제조하고 펠렛 및 시험시편을 제조하여 물성을 평가하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
항목 단위 실시예
1 2 3 4 5
보호
필름		 표면층
(10㎛)		 폴리프로필렌
수지		 함량 중량% 90 80 80 80 80
용융지수 g/10min. 5 5 5 5 5
에틸렌 프로필렌
공중합 부분		 중량% 0 0 0 12 25
고유점도(dl/g) 3.1 2.8 3.2 3.1 3.1
고밀도
폴리에틸렌
수지		 함량 중량% 10 20 20 20 20
용융지수 g/10min. 1 1 0.7 1 1.0
분자량분포 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2
밀도 0.956 0.956 0.956 0.956 0.956
기재층 (40㎛) 폴리프로필렌 수지
점착층 (10㎛) 1320P
표면
특성		 평균표면거칠기(Ra) ㎛ 0.65 0.80 1.20 1.02 1.24
이형력 g/25mm 146 95 50 62 26
점착
특성		 점착력 g/25mm 750 810 805 794 790
점착력 경시변화
(50℃, 2시간)		 g/25mm 755 800 795 797 798
피쉬아이
(ea/m2)		 0.3mm이상 2 1 2 2 71
0.15~0.3mm 13 11 16 13 162
0.1~0.15mm 33 26 34 31 356
비교예 1 내지 6
표 2에 제시한 성분에 따라 제조된 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지를 제조하고 펠렛 및 시험시편을 제조하여 물성을 평가하였다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.
항목 단위 비교예
1 2 3 4 5 6
보호
필름		 표면층
(10㎛)		 폴리프로필렌
수지		 함량 중량% 100 80 80 80 98 70
용융지수 g/10min. 5 5 5 5 5 5
에틸렌 프로필렌
공중합 부분		 중량% 0 0 0 0 0 0
고유점도(dl/g) 3.1 2.8 3.2 3.1 3.1 3.1
고밀도
폴리에틸렌
수지		 함량 중량% 0 20 20 20 2 30
용융지수 g/10min. - 0.1 7.0 1.0 1 1
분자량분포 - 5.2 5.2 12 5.2 5.2
밀도 - 0.956 0.956 0.956 0.956 0.956
기재층 (40㎛) 폴리프로필렌 수지
점착층 (10㎛) 1320P
표면
특성		 평균표면거칠기(Ra) ㎛ 0.38 1.60 0.43 1.31 0.38 0.41
이형력 g/25mm 430 15 400 23 411 405
점착
특성		 점착력 g/25mm 790 775 780 782 778 775
점착력 경시변화
(50℃, 2시간)		 g/25mm 802 784 790 796 780 803
피쉬아이
(ea/m2)		 0.3mm이상 0 165 1 131 3 4
0.15~0.3mm 4 412 8 368 11 15
0.1~0.15mm 35 971 51 866 48 60
실시예 및 비교예의 수지 및 시편에 대한 물성은 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
1. 용융지수(Melt Index): ASTM D 1238 조건에 따라 측정하였다.
2. 고유점도 : 고유점도는 135℃, 데칼린 용액하에서 점도측정기를 이용하여 측정하였다. 에틸렌 프로필렌 고무 성분의 용제추출물은 자일렌 용제를 이용하여 150℃에서 가용된 성분을 나타낸다.
3. 분자량 분포 : 분자량분포는 GPC(Gel Permeation Chromatography)로부터 측정된 중량평균분자량(Mw)과 수평균분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)로서 계산되었다.
4. 피쉬아이 측정용 시편 : T-다이 캐스팅 방식으로 0.04mm 두께의 단층 필름을 제조하였다.
5. 이형력, 점착력, 표면 거칠기 측정용 시편 : T-다이 캐스팅 방식으로 0.06mm 두께의 3층 필름을 제조하였다.
6. 피쉬 아이: 상기 4에 따라 제조된 필름을 광학 피쉬아이 카운터(Futec Max eye C)로 필름상에 존재하는 피쉬아이 개수를 크기별로 측정하고 단위면적당 발생개수로 환산하여 기재하였다. 측정은 1m2 면적을 3회 측정한 평균이다.
7. 이형력: 상기 5에 따라 제조한 필름 3장을 25mm×250mm 크기의 평면 도광판에 5kg의 압력 및 1.5m/분의 속도로 롤로 점착시킨후, 필름을 25mm×200mm 크기로 잘라 UTM(Universal Testing Machine)에서 세로방향으로 1장만 박리시키면서 측정강도가 안정되는 구간을 평균내어 이형력으로 선정하였다. 인장속도는 300mm/min.의 속도로 측정하였다.
8. 점착력 : 상기 5에 따라 제조된 시편을 평면 도광판에 5kg의 압력, 1.5m/분의 속도로 롤로 점착시켜, 폭 25mm, 박리 속도 300mm/분, 박리 각도 180°로 UTM에서 측정하여 측정강도가 안정되는 구간을 평균내어 점착력으로 선정하였다.
9. 점착력 경시변화: 상기 5에 따라 제조된 필름과 평면 도광판을 50℃ 오븐에 2일간 방치후, 폭25mm, 박리 속도 300mm/분으로 180° 박리 시험에 의하여 점착력을 측정하였다.
10. 표면 거칠기 (Ra)
상기 5에 따라 제조된 필름을 Veeco사 3차원 표면조도계 Wyko NT9100을 사용하여 0.64×0.48mm의 필름 면적에서 중심선 평균표면거칠기(Ra)를 측정하였다.
상기 표 1의 결과를 보면, 실시예 1~5에 비해 비교예 1은 폴리에틸렌 수지를 첨가하지 않고 폴리프로필렌 수지 단독성분만으로 조성되어 평균표면거칠기가 낮고, 이형력이 높아 롤 풀림성이 좋지 않다는 것을 알 수 있다.
비교예 2는 폴리에틸렌 수지의 용융지수가 너무 낮아 다량의 피쉬아이가 발생함을 알 수 있다.
비교예 3은 폴리에틸렌 수지의 용융지수가 너무 높아 평균표면거칠기가 낮게 나타나고 그에 따라 이형력이 높아 롤 풀림성이 좋지 않다는 것을 알 수 있다.
비교예 4는 고밀도 폴리에틸렌 수지의 분자량분포가 커서 다량의 피쉬아이가 발생함을 알 수 있다.
비교예 5 및 비교예 6은 고밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 너무 적거나 많아 평균표면거칠기가 낮게 나타나고 그에 따라 이형력이 높아 롤 풀림성이 좋지 않다는 것을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴리프로필렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는, 용융지수가 0.5~5.0g/10분(ASTM D1238)의 범위 이내이고, 밀도는 0.940g/cm3 이상 0.970g/cm3 미만이고, 분자량 분포는 10 이하이고, 함량은 5~20중량% 이고,
    상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 및 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하고,
    상기 에틸렌 프로필렌 고무의 용제추출물(용제 자일렌)의 고유점도가 2.5~4.0dl/g의 범위 이내임을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 중의 에틸렌 프로필렌 공중합 부분의 함량이 10 내지 20중량%의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항의 폴리올레핀계 수지 조성물로 이루어진 표면층; 및 점착층을 포함하는 표면 보호 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표면층의 두께는 5~50㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면보호필름.
  7. 제5항에 있어서, 상기 표면층의 표면 거칠기(Ra)가 0.5㎛≤Ra≤1.5㎛인 것을 특징으로 하는 표면보호필름.
  8. 제5항의 표면보호필름을 포함하는 필름, 시이트 또는 판 형태의 플라스틱, 금속, 및 유리에서 선택되는 어느 하나의 성형품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 성형품이 LCD용 유리, 도광판, 편광판에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 성형품.
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