KR101496028B1 - 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름 - Google Patents

보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌의 함량은 10~20중량%이며, 상기 에틸렌의 함량과 b) 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량의 비율(b/a)이 3~4인 것을 특징으로 하여, 점착층과의 이형성이 우수하고 피쉬아이의 발생을 줄이는데 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지를 이용하여 제조된 보호필름은 점착층과의 이형성 우수 및 피쉬아이의 발생 저하로 인하여 프리즘시트, 마이크로렌즈 필름, 패턴 도광판 및 확산판 등의 미세한 표면요철을 갖는 백라이트 유닛 광학시트의 보호필름으로 적용이 가능하다.

Description

보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름 {Polypropylene for protective film and protective film}
본 발명에 따른 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌의 함량(a)은 10~20중량%이며, 상기 에틸렌의 함량(a)과 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량(b)의 비율(b/a)이 3~4인 것을 특징으로 하여, 점착층과의 이형성이 우수하고 피쉬아이의 발생을 줄이는데 탁월한 효과를 나타낸다.
액정디스플레이(LCD)의 백라이트 유닛은 광원에서 나온 빛을 반사, 굴절, 확산시키기 위한 다양한 광학시트로 구성되는데, 일반적으로 사용되는 광학시트로는 반사시트, 도광판, 확산시트, 프리즘시트, 보호시트(상확산시트), 반사형편광필름 등이 있다.
최근 들어 LCD의 개발방향은 슬림화, 화질향상, 저전력화로서 이를 위해 백라이트유닛의 광학시트 두께 감소, 고휘도화 및 복합화를 통한 사용매수 감소 등의 기술전개가 이루어지고 있는데, 이러한 경향에 맞추어 도광판의 휘도향상을 위해 표면에 렌티큘러 형태의 요철을 형성한 패턴 도광판이 상용화되고, 확산과 집광 또는 집광과 보호 등 다기능성을 광학시트 한장에 구현하기 위해 양면에 다양한 형태의 패턴을 형성한 복합프리즘 시트의 채용이 증가되고 있는 실정이다.
종래의 백라이트 유닛의 광학시트는 제조 이후 백라이트유닛 조립 전까지 보관, 절단, 인쇄 및 이송 과정에서 발생하는 표면 오염과 손상을 방지하기 위해 보호필름을 부착하고 있으나, 보호필름 자체의 피쉬아이(Fish eye) 등으로 인한 결함이 존재할 경우 광학시트의 기능을 오히려 손상시킬 수 있기 때문에 광학시트용 보호필름의 무결점화가 매우 중요하다. 또한, 표면에 미세한 요철을 가진 광학시트는 보호필름과의 접촉면적이 작기 때문에 안정한 점착력을 나타내기 위해 평활면의 광학시트용 보호필름 보다 훨씬 높은 점착력을 갖는 점착층을 보호필름 한면에 도입하는 것이 필요하다. 상기 점착층은 보호필름 한면에 점착제를 직접 코팅하거나 또는 기재층 수지와 점착층 수지를 공압출 함으로써 얻어지는데, 보호필름은 롤 상태로 권취되어 보관되므로 사용 전까지 점착층과 기재층 표면이 접촉하게 되므로, 상기 점착층과 기재층 표면과의 블로킹 발생이 클수록 보호필름의 사용시 필름 롤의 이형성이 불량하고 작업성이 현저하게 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
[선행기술문헌]
공개특허공보 10-2012-0117068
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 피쉬아이의 발생이 적고 점착층과의 이형성이 우수한 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 이로 제조된 보호필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 양상은 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌의 함량(a)은 10~20중량%이며, 상기 에틸렌의 함량(a)과 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량(b)의 비율(b/a)이 3~4인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리프로필렌 수지는 용융지수가 1~15g/10(230℃, 2.16kg)분이다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리프로필렌 수지는 c) 용제추출물(자일렌 용제, 135℃)의 고유점도와 d) 상기 프로필렌 단독중합체 고유점도의 비율(c/d)이 1.3~1.9이다.
본 발명의 다른 양상은, 상기 폴리프로필렌 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 보호필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 보호필름은 평균표면거칠기(Ra)가 0.5~1.5㎛이고, 흐림도(Haze)가 60%이상 이다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보호필름은 액정디스플레이(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트용인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 점착층과의 이형성이 우수하고 피쉬아이의 발생을 줄이는데 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지를 이용하여 제조된 보호필름은 점착층과의 이형성 우수 및 피쉬아이의 발생 저하로 인하여 프리즘시트, 마이크로렌즈 필름, 패턴 도광판 및 확산판 등의 미세한 표면요철을 갖는 백라이트 유닛 광학시트의 보호필름으로 적용이 가능하다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하며, 전술한 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌의 함량(a)은 10~20중량%이고, 전술한 에틸렌의 함량(a)과 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량(b)의 비율(b/a)이 3~4인 것을 특징으로 한다.
전술한 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합되는 것이 바람직하다.
전술한 폴리프로필렌 수지의 에틸렌 함량은 10~20중량%이며, 바람직하게는 10~15중량%이다. 전술한 에틸렌 함량이 10중량% 미만일 경우에는 보호필름의 표면거칠기가 낮아져 충분한 이형성을 얻을 수 없으며, 20중량%를 초과하는 경우에는 고무상의 고분자간의 얽힘이 증가되어 피쉬아이(Fish eye) 발생이 증가되는 문제점을 가진다.
전술한 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌 함량(a)과 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량(b)의 비율(b/a)이 3~4인 것이 바람직한데, 이는 함량비가 3 미만이거나 4를 초과하는 경우에는 용제추출물의 함량 및 용제추출물 내 에틸렌의 함량이 지나치게 높거나 낮아질 수 있으므로, 높은 표면거칠기와 적은 피쉬아이를 동시에 만족하는 보호필름을 제공할 수 없어 바람직하지 않다.
전술한 폴리프로필렌 수지는 용융지수는 1~15g/10분(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg)이며, 바람직하게는 3~10g/10분(230℃, 2.16kg) 이다. 전술한 용융지수가 1g/10분(230℃, 2.16kg) 미만일 경우에는 필름성형 시 압출부하가 상승하고 수지의 유동성이 저하되어 생산성이 효율적이지 못한 문제점을 가지며, 15g/10분(230℃, 2.16kg)을 초과할 경우에는 다이에서 토출되는 용융수지의 점도가 낮아져 필름의 두께 균일성이 악화되어 필름성형이 용이하지 않으므로 바람직하지 않다.
또한, 전술한 폴리프로필렌 수지에서 c) 용제추출물(자일렌 용제, 135℃)의 고유점도와 d) 전술한 프로필렌 단독중합체 고유점도의 비율(c/d)이 1.3~1.9인 것이 바람직한데, 이는 고유점도비가 1.3 미만일 경우에는 보호필름의 표면거칠기가 낮아지고 점착층과의 이형성이 저하되어 보호필름으로써의 적용이 어려운 문제점을 가지며, 1.9를 초과하는 경우에는 전술한 프로필렌 단독중합체와 고무성분간의 혼화성이 떨어져서 고무성분이 서로 얽히거나 뭉치는 경우가 발생하고, 보호필름 상에 피쉬아이의 발생이 증가될 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지는 전술한 성분 이외에도 필요에 따라, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 산화방지제, 중화제, 열안정제 및 자외선 차단제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이에 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 보호필름은 전술한 폴리프로필렌 수지로 제조되는 것을 특징으로 하며, 전술한 보호필름의 평균표면거칠기(Ra)는 0.5~1.5㎛인 것이 바람직하다. 이는 평균표면거칠기가 0.5㎛ 미만일 경우에는 점착층과 충분한 이형성을 얻기가 어려운 문제점을 나타내며, 1.5㎛를 초과할 경우에는 필름의 외관이 불량하여 보호필름의 용도로 적용이 적합하지 않으므로 바람직하지 않다.
또한, 전술한 보호필름의 흐림도(Haze)는 60%이상 인 것이 바람직하며, 흐림도가 60% 미만일 경우에는 보호필름의 표면거칠기가 낮아져 이형성이 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.
전술한 보호필름은 광학시트 등에 적용될 수 있으며, 구체적으로는 액정디스틀레이(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트에 적용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 보호필름용 폴리프로필렌 수지 및 보호필름을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
각 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에 있어서, 제반 물성의 측정/평가항목 및 그 측정방법은 다음과 같다.
(1) 용융지수(Melt Index)
: ASTM D1238 조건에 따라 230℃, 2.16kg의 조건에서 측정하였다.
(2) 용제추출함량
: 자일렌 용제를 이용하여 135℃에서 가용된 무게를 측정하였다.
(3) 에틸렌 함량
: 적외선흡수스펙트럼(FT-IR)을 이용하여 폴리프로필렌 수지내 존재하는 에틸렌 함량을 측정하였다.
(4) 용제추출물내 에틸렌 함량
: 적외선흡수스펙트럼(FT-IR)을 이용하여 폴리프로필렌 수지의 용제추출물 내 존재하는 에틸렌 함량을 측정하였다.
(5) 고유점도비
: 고유점도는 135℃, 데칼린 용액하에서 점도측정기를 이용하여 측정하였고, 고유점도비는 다음과 같이 계산되었다.
고유점도비 = (폴리프로필렌 수지내 용제추출물의 고유점도) ÷ (프로필렌 단독중합체의 고유점도)
(6) 표면거칠기(Ra)
: Veeco사 3차원 표면조도계 Wyko NT9100을 사용하여 0.64 x 0.48mm의 필름면적에서 기재층면의 중심선 평균표면거칠기(Ra)를 측정하였다.
(7) 흐림도(Haze)
: ASTM D1003 조건에 따라 흐림도를 측정하였다.
(8) 광택도(Gloss)
: ASTM D2457 조건에 따라 45°에서 기재층면의 광택도를 측정하였다.
(9) 피쉬아이(Fish eye)
: 필름성형후 광학 피쉬아이 카운터(Futec Max eye C)로 필름상에 존재하는 0.3mm 길이 이상의 피쉬아이 개수를 단위면적당 발생개수로 환산하여 기재하였다. 측정은 1m2 면적을 3회 측정한 평균이다.
(10) 이형력
점착층과 기재층을 5kg 하중으로 1회 왕복하여 붙인 후, 시편을 폭 25mm, 길이 150mm 로 절단하여 30분 후 만능시험기(UTM)를 이용하여 150mm/분의 속도로 점착층과 기재층 사이를 180°로 박리했을때의 하중값(g/25mm)을 측정하였다.
<실시예1>
폴리프로필렌 수지의 제조
프로필렌 단독중합체와 에틸렌 프로필렌 고무를 반응기 내에서 단계적으로 중합시켜 폴리프로필렌 수지 PP1~PP10을 제조하였으며, 제조된 폴리프로필렌의 물성을 아래 표 1에 나타내었다.
구분 PP1 PP2 PP3 PP4 PP5 PP6 PP7 PP8 PP9 PP10
용융지수(230℃, 2.16kg)
(g/10분)		 5 5 5 3 8 5 5 5 5 8
폴리프로필렌 수지 내 에틸렌 함량(a), 중량% 14 13 12 14 11 8.5 4 13 22 12
용제추출물 내 에틸렌 함량(b), 중량% 42 42 45 48 40 35 25 55 35 45
b/a의 함량비 3.0 3.2 3.8 3.4 3.6 4.1 6.3 4.2 1.6 3.8
용제추출물의 고유점도(c)와 프로필렌 단독중합체의 고유점도(d)의
고유점도비(c/d)		 1.7 1.6 1.6 1.5 1.8 1.6 1.4 1.4 1.5 2.3
<실시예 2~6>
통상의 2층 캐스트 필름 압출설비를 이용하여 전술한 실시예 1을 통해 제조된 폴리프로필렌 수지로 이루어진 기재층 및 점착층을 공압출하여 두께가 50㎛인 2층의 보호필름을 제조하였으며, 제조된 보호필름의 물성을 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 점착층은 DYNARON 1320P(JSR사)을 사용하였으며, 전술한 2층 필름은 기재층과 점착층의 두께 비율이 4:1로 고정하였다.)
항목 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
기재층
(㎛)		 PP1 PP2 PP3 PP4 PP5
흐림도(%) 73 70 71 68 75
광택도(%) 8 12 8 10 12
기재층의 평균표면거칠기(Ra, ㎛) 0.69 0.60 0.75 0.88 1.1
이형력(g/25mm) 8 20 13 10 13
피쉬아이 0.3mm이상(ea/m²) 7 6 3 5 8
<비교예 1~5>
전술한 실시예 2~6과 동일하게 실시하되, 제조된 보호필름의 물성을 아래 표 3에 나타내었다.
항목 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
기재층
(㎛)		 PP6 PP7 PP8 PP9 PP10
흐림도(%) 50 30 72 80 60
광택도(%) 20 40 7 5 16
기재층의 평균표면거칠기(Ra, ㎛) 0.30 0.22 0.60 1.35 0.65
이형력(g/25mm) 85 150 측정불가 측정불가 20
피쉬아이 0.3mm이상(ea/m²) 3 10 670 350 180
전술한 표 2 내지 표 3을 살펴보면, 전술한 비교예 1 및 비교예 2는 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌 함량이 낮고, 동시에 b/a의 함량비가 높아 피쉬아이는 감소했으나 평균표면거칠기가 낮아 흐림도가 낮으며 이형력이 증가한 것을 확인할 수 있으며, 비교예 3은 b/a의 함량비가 높아 피쉬아이가 급격히 증가하고 보호필름의 외관이 매우 불량하여 이형성 평가의 측정이 불가능하였다. 또한, 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌 함량이 높고 b/a의 함량비가 매우 낮은 비교예 4의 경우에도 피쉬아이가 급격이 증가하고 보호필름의 외관이 매우 불량하여 이형성 평가의 측정이 불가능하였으며, 고유점도비가 1.9를 초과하는 비교예 5의 경우에는 평균표면거칠기가 높아 이형성은 양호하였으나 피쉬아이가 크게 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
반면에, 전술한 실시예 2 내지 6을 통해 제조된 보호필름은 평균표면거칠기가 0.5 내지 1.5㎛ 이고, 흐림도가 60% 이상으로 점착층과의 형성이 우수하고, 피쉬아이의 발생이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 보호필름용 폴리프로필렌 수지는 점착층과의 이형성이 우수하고 피쉬아이의 발생을 줄이는데 탁월한 효과를 나타내며, 또한, 상기 폴리프로필렌 수지를 이용하여 제조된 보호필름은 점착층과의 이형성 우수 및 피쉬아이의 발생 저하로 인하여 프리즘시트, 마이크로렌즈 필름, 패턴 도광판 및 확산판 등의 미세한 표면요철을 갖는 백라이트 유닛 광학시트의 보호필름으로 적용이 가능하다.

Claims (7)

  1. 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체가 중합되어 형성된 폴리프로필렌 수지에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지 내 에틸렌의 함량(a)은 10~20중량%이며,
    상기 에틸렌의 함량(a)과 용제추출물(자일렌 용제, 135℃) 내 에틸렌 함량(b)의 비율(b/a)이 3~4인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 용융지수가 1~15g/10분(ASTM 조건, 230℃, 2.16kg)인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 c) 용제추출물(자일렌 용제, 135℃)의 고유점도와 d) 상기 프로필렌 단독중합체 고유점도의 비율(c/d)이 1.3~1.9인 것을 특징으로 하는 보호필름용 폴리프로필렌 수지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 폴리프로필렌 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 보호필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름은 평균표면거칠기(Ra)가 0.5~1.5㎛이고, 흐림도(Haze)가 60%이상 인 것을 특징으로 하는 보호필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름은 액정디스플레이(LCD) 백라이트 유닛의 광학시트용인 것을 특징으로 하는 보호필름.
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