KR20180027750A - 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 내용물을 물리적인 충격으로부터 보호함과 동시에 대전 효과로 인한 오염을 방지하며 투명한도를 확보한 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제가 제 1 고분자 수지에 분산된 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층; 상기 제 1 층의 하부에 구성되고, 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지로 이루어지는 제 2 층 또는 상기 제 2 층의 하부에는 상기 제 1 층과 동일한 조성과 패턴을 가지는 제 3 층을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름 및 이의 제조방법에 대한 것이다.

Description

표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름 및 이의 제조방법{Antistatic transparent protection film having grating pattern on surface and preparation method thereof}
본원 발명은 내용물을 물리적인 충격으로부터 보호함과 동시에 대전 효과로 인한 오염을 방지하며 투명도를 확보한 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호용 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제가 제 1 고분자 수지에 분산된 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층; 상기 제 1 층의 하부에 구성되고, 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지로 이루어지는 제 2 층 또는 상기 제 2 층의 하부에는 상기 제 1 층과 동일한 조성과 패턴을 가지는 제 3 층을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
대전방지용 보호필름은 여러 디스플레이 관련 기기의 포장재로 활용되기 위하여 제작되는 것이 일반적으로, 외부 물질과의 직접적인 접촉을 방지하는 기본 목적에 더해 표면 대전 효과로 인한 먼지 오염 가능성을 방지하기 위한 기능성 보호필름이다.
대전방지용 보호필름은 어느 수준 이하(1011Ω/cm2)의 표면 저항을 확보함으로써 내용품에 발생할 수 있는 표면 전하를 누출시키고, 이러한 과정을 통해 내용품에 전하를 띠는 미세 입자가 달라붙는 것을 방지하는 원리를 갖는다.
기존의 대전방지용 보호필름은 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫째는 전도성 물질로 포장재료를 코팅하는 방식이고, 둘째는 수분 피막을 형성할 수 있는 계면활성제를 분산시키는 방식이며, 셋째는 전도성 필러(충진제)를 함유하는 복합체를 제조하는 방식이다.
먼저, 전도성 물질로 포장재료를 코팅하는 방식은 대전방지 효과는 우수할 수 있으나 표면의 코팅 물질이 내용품을 오염시킬 가능성이 있고, 코팅을 위한 후속 공정이 필요하다는 문제점이 있다. 다음으로, 수분 피막을 형성하는 계면활성제의 경우 외부 습도 조건에 민감하며, 제조 공정에서 계면활성제의 표면 이행 과정을 제어하는 데에 어려움이 있을 수 있다. 마지막으로, 전도성 필러를 함유하는 복합체와 관련된 종래기술로는 하드코팅층 상에 형성되는 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 대전방지 고굴절 하드코팅층에 대한 것인 한국 공개특허 제2011-0024984호와 탄소나노튜브 및 금속나노입자를 이용한 도전성 필름의 형성방법에 대한 것인 한국 공개특허 제2005-0011867호가 있지만 이러한 종래기술의 경우 원하는 수준의 표면 저항을 얻기 위하여 통상적인 물질과 공정 방식을 사용하면 단가가 매우 높아지고 포장재의 강도(stiffness)가 크게 증가하여 포장용 재료로써 활용하기에 적합한 수준을 넘어설 수 있는 문제점이 발생한다.
또한, 이러한 대전방지용 보호필름의 경우 제조 방식이 간단하고, 전도성 물질의 함유량을 높임으로써 손쉽게 목표로 하는 대전방지 효과에 도달할 수 있으나, 첨가되는 전도성 물질로 인하여 대전방지용 보호 필름의 투명한도가 감소하고 내용품을 육안으로 식별하는 것이 불가능해지는 단점이 있다.
한국 공개특허 제2011-0024984호 한국 공개특허 제2005-0011867호
본원 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로 전도성을 가지며 가로/세로 또는 지름/길이의 축비(aspect ratio)가 큰 전도성 선형 충진제 또는 필러를 소량 사용하여 성공적으로 분산시키고 이를 격자형태의 패턴을 가지는 필름의 형태로 제조하여 적층 필름의 제조시 투명한 영역을 통해 내용품을 확인할 수 있으며 동시에 대전방지성을 가지는 보호필름을 제공하는 데에 목적이 있다.
본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위해서 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제가 제 1 고분자 수지에 분산된 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층; 상기 제 1 층의 하부에 구성되고, 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지로 이루어지는 제 2 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름을 제공한다.
또한, 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산되도록 혼합하는 제 1 층 필름 조성물 준비단계; 상기 제 1 층 필름 조성물을 섬유형태로 성형한 후 격자형태 패턴으로 직조하거나, 또는 제 1 층 필름 조성물을 일축 또는 이축 압출공정을 통하여 필름으로 성형한 후 반복되는 격자 패턴의 천공을 형성하는 제 1 층 필름 제조단계; 상기 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지를 이용하여 필름을 제조하는 제 2 층 필름 제조단계; 상기 제 1 층 필름과 제 2 층 필름을 상하로 배치하거나, 상하로 배치된 제 1 층 필름 및 제 2 층 필름의 하부에 제 1 층 필름을 재배치하고 열 압착 공정을 통하여 적층필름을 제조하는 적층필름 제조단계를 포함하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법을 제공한다.
본원 발명에 따른 표면 격자 패턴을 갖는 투명한 대전방지용 보호필름은 저농도의 축비가 큰 전도성 선형 충진제를 이축 압출 공정을 통하여 성공적으로 분산시키고 섬유로 가공하거나 필름으로 제조 후 일정 간격으로 천공을 뚫어 패턴 형태의 무늬를 제공 함으로써, 대전 방지용 보호필름의 표면에 격자 패턴으로 부착하였을 때 대전방지 효과를 나타냄과 동시에, 격자 패턴의 투명한한 영역을 통해 내용품을 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 격자 패턴에 포함되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제의 농도 및 격자 패턴의 조밀도를 조절함으로써 표면 저항을 결정할 수 있고, 축비가 큰 전도성 선형 충진제와 혼합한 고분자 수지(고밀도 폴리에틸렌)와 투명한 내부구조층을 이루는 고분자(저밀도 폴리에틸렌) 사이의 호환성(Compatibility)으로 인하여, 접착제를 사용하지 않고 열압착 공정만을 사용하여 단단히 붙은 다층구조필름을 친환경적이고 단순화된 공정으로 제조함으로써 제조원가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본원 발명의 일 구현예에 따른 투명한 대전방지용 보호필름의 형상을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본원 발명의 일 구현예에 따른 투명한 대전방지용 보호필름을 상단에서 바라본 도면이다.
도 3은 본원 발명의 일 구현예에 따른 투명한 대전방지용 보호필름의 상층과 바닥 하층필름에 적용되는 다양한 천공무늬이다. (a)에서 a는 정사각형무늬 또는 직조된 필름의 경우 공간부분의 한변 길이이며 (b)에서 a는 공간 원의 반지름이고 (c)에서 a는 공간 정삼각형의 한변길이이다. 검은 부분이 전도성 전도체를 함유하는 면이다.
이하, 본원 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본원 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제가 제 1 고분자 수지에 분산된 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층; 상기 제 1 층의 하부에 구성되고, 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지로 이루어지는 제 2 층을 포함하여 이루어지는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름을 제공한다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 상기 제 2 층의 하부에는 상기 제 1 층과 동일한 조성과 패턴을 가지는 제 3 층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 상기 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층은 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산 후 이를 섬유형태로 성형한 후 섬유를 격자형태 패턴으로 직조하거나, 또는 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산 후 이를 필름형태로 성형한 후 소정의 반복되는 천공을 형성하여 격자형태 패턴을 형성할 수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 상기 전도성 선형 충진제는 제 1 고분자 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 1.0 중량% 함유될 수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 상기 제 2 층의 두께는 전체 필름의 40 내지 70% 두께일 수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 상기 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 밀도 0.941 g/cm3 이상의 고밀도 폴리에틸렌 또는 밀도 0.910 내지 0.925 g/cm3의 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 본원 발명에서는 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산되도록 혼합하는 제 1 층 필름 조성물 준비단계; 상기 제 1 층 필름 조성물을 섬유형태로 성형한 후 격자형태 패턴으로 직조하거나, 또는 제 1 층 필름 조성물을 일축 또는 이축 압출공정을 통하여 필름으로 성형한 후 반복되는 격자 패턴의 천공을 형성하는 제 1 층 필름 제조단계; 상기 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지를 이용하여 필름을 제조하는 제 2 층 필름 제조단계; 상기 제 1 층 필름과 제 2 층 필름을 상하로 배치하거나, 상하로 배치된 제 1 층 필름 및 제 2 층 필름의 하부에 제 1 층 필름을 재배치하고 열 압착 공정을 통하여 적층필름을 제조하는 적층필름 제조단계를 포함하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법을 제공한다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법에 있어서, 상기 전도성 선형 충진제는 제 1 고분자 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 1.0 중량% 함유될 수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법에 있어서, 상기 적층필름 제조단계는 제 2 층 필름의 두께가 전체 필름의 40 내지 70% 두께가 될수 있다.
본원 발명의 일 구현예에 따른 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 밀도 0.941 g/cm3 이상의 고밀도 폴리에틸렌 또는 밀도 0.910 내지 0.925 g/cm3의 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
이하, 본원 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면과 같이 본원이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다. 특히 이것에 의해 본원 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한을 받지 않는다. 또한, 본원 발명의 내용은 여러 가지 다른 형태의 장비로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.
본원 발명에 따른 표면 격자 패턴을 갖는 투명한 대전방지용 보호필름은 한면만 대전방지기능이 필요한 경우에는 축비가 큰 전도성 선형 충진제 및 고분자수지(예: 고밀도 폴리에틸렌)를 포함하는 제1 격자 패턴과 제1격자층의 고분자 수지와 호환성을 갖는 투명한 고분자(예: 저밀도 폴리에틸렌) 필름으로 내부층을 이루는 2층구조로 되며 안팎으로 양면에서 대전방지기능이 필요한 경우에는 상기 2층필름 하부에 상층의 제 1격자 격자 패턴과 동일한 격자필름으로 하부 제2격자 패턴필름이 합치된 3층 다중 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원 발명에서 제1격자 패턴필름은, 축비가 큰 전도성 선형 충진제와 밀도가 비슷하거나 표면친화성이 있어서 분산이 잘되는 고분자 수지와 일축 또는 이출압출기에서 혼합 교반한후 섬유 형태로 가공하는 공정을 거친 후 압출된 섬유를 직조하여 많은 내부공간이 존재하도록 (도 1) 격자형태를 갖는 천 모양의 필름을 제조하거나, 압출시킬 때 필름형태로 압출한 후 이 필름에 일정 간격으로 천공을 뚫어(도 3) 앞서 직조한 필름과 같이 많은 내부공간이 존재하도록 일정 패턴을 갖는 필름을 제조한 후 이들 격자 패턴필름의 고분자 수지와 호환성 (compatibility)이 좋은 투명한한 고분자 필름을 이들 격자층 필름과 한면 또는 양면으로 열 압착 공정을 진행함으로써, 보호필름으로 포장하였을 경우 포장물이 보이는 투명한 대전방지용 보호 필름의 제조방법을 제공한다.
본원 발명은 투명한 대전방지용 보호필름으로서, 축비가 큰 전도성 선형 충진제 및 이를 고르게 분산시킨 후 격자형태로 제조한 제1 격자 패턴층 박막필름과 같은 고분자 수지이거나 호환성을 갖는 투명한 고분자필름을 하부층으로 하는 2층 구조 또는 안팎 모두 대전방지성이 필요할 경우 상층의 격자패턴을 갖는 필름을 상기 하부층 아래에 접합시켜 3층 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 제1 격자 패턴 및 하부 제2 격자 패턴에 포함되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제는 이축 압출 공정을 통하여 고분자 수지와 교반된 후 섬유 형태로 가공된 후 이를 격자무늬를 갖도록 가공하거나 직조할 수도 있고 교반후 필름형태로 압출 가공한 후 이 필름에 일정한 무늬를 갖게 천공 공정을 거쳐 일정한 공간 패턴을 갖는 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 격자 패턴 및 제2 격자 패턴에 포함되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제의 함량은 0.5~1wt% 범위의 낮은 수준이며, 이는 격자 패턴에 사용되는 고분자 수지의 물성을 크게 변화시키지 않고 격자 패턴과 내부층 간의 열 압착 공정을 저해하지 않는 장점을 갖는다.
본원 발명의 투명한 대전방지용 보호필름은 기존의 대전방지용 보호 필름 수준의 대전 방지 효과를 유지함과 동시에, 불투명한한 특성의 대전방지층을 격자 패턴이나 천공을 갖는 필름으로 대치함으로써 공간 구멍을 통하여 반대편의 물체가 보이도록 투명한성을 가지게 하여 대전방지 필름 내의 내용품을 확인할 수 있는 투명한도를 확보하는 것을 장점으로 한다.
또한, 격자 패턴에 포함되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제의 농도 및 격자 패턴의 조밀도를 조절함으로써 손쉽게 표면 저항을 결정할 수 있다는 장점이 있다. 즉 도면 3에서 보인바와 같이 천공필름이나 직조된 직물 또는 천 형태의 필름인 경우 격자 간격이나 천공 크기를 조절함으로써 전체가 표면저항을 갖도록 한 대전방지 필름보다 대전방지필름의 양을 절약할 수 있게 된다. 예로서 일정 간격으로 공극을 갖는 경우 이공극의 넓이를 H라고 할 때 격자패턴이나 정사각형의 천공을 갖는 필름의 경우 면저항을 나타내는 면적은 1-H 가 되며 이때 전체면적의 면저항은 천공이 없는 필름의 면저항을 R이라고 할 때 R/(1-H)가 된다. 따라서 이 저항값이 원하는 면저항 값이 되도록 면적 H를 조절할 수 있다. 예로써 원하는 면저항 값이 1011Ω/cm2 이고 천공이 없는 필름의 면저항이 109Ω/cm2 이라면 1-H = 10-2 Ω/cm2 이므로 H = 0.99 이므로 한변의 길이 a는 0.995가되어 아주 얇은 선으로 이루어진 격자 패턴을 사용할 수 있다. 이는 도면 3의 b나 c처럼 원형이나 삼각형 무늬의 경우에도 쉽게 계산할 수 있다. 원형의 경우는 3.14*a*a =0.99이므로 a= 0.56이 되며 삼각형의 경우는 √3/4*a*a =1-0.99 = 0.01이므로 a 는 0.235 가 된다. 공간이 많을수록 더 높은 투명한성을 확보할 수 있지만 최적 공극비는 필름이나 직조필름이 파단되지 않는 범위에서 정해져야 한다.
한편, 본원 발명의 투명한 대전방지용 보호필름은 축비가 큰 전도성 선형 충진제 및 고분자 수지로 이루어진 격자 패턴 층과 내부 중간층의 투명한 고분자필름 사이의 호환성(Compatibility)으로 인하여, 접착제를 사용하지 않고 열압착 공정만을 사용하여서 다중 구조를 갖는 투명한 대전방지용 보호 필름을 제조할 수 있다. 또한, 본원 발명의 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 제1 격자 패턴, 내부층 및 제2 격자 패턴의 두께비는 요구되는 표면 저항을 갖도록 조절할 수 있어서 대전방지층의 필름을 절약할 수 있는 장점이 있다.
본원 발명의 투명한 대전방지용 보호필름의 또 다른 장점은 표면층에 천공이나 격자패턴으로 인하여 공간이 많이 생김으로써 전도성 대전방지용 면적이 많이 줄어들며 그럼으로써 전도체의 사용량을 줄일 수 있고 천공시에는 구멍부분의 재료를 재사용함으로써 경제적으로 제조할 수 있는 장점이 있다.
이축 압출 공정이란, 이축압출기(Twin screw extruder)를 이용하여 교반 및 성형 작업이 연속적으로 이루어지는 공정을 말한다. 압출기 실린더 내에 위치하는 두 개의 회전 스크류가 재료를 용융, 혼합시키고, 재료에 가해지는 압력에 의해 노즐을 통하여 배출되는 결과물을 얻을 수 있다. 노즐에 특정 몰드를 연결할 경우 몰드의 형상에 해당하는 결과물을 얻을 수 있지만, 그렇지 않을 경우에는 노즐에서부터 연속적인 섬유 형상의 결과물을 얻게 된다. 이때 섬유 형상의 결과물을 회수하는 속도를 조절함으로써, 아직 냉각되지 않은 결과물의 소성 변형을 통해 섬유의 두께를 결정할 수 있다. 열 압착 공정이란, 사용되는 고분자의 용융점보다 낮은 공정 온도에서 고압을 가하여 둘 이상 고분자를 접착하는 공정을 말한다. 이때, 각 고분자 간의 호환성(Compatibility)이 부족한 경우, 접착이 원활히 이루어지지 못하여 실제 사용 중 탈착이 발생할 수 있으므로, 압착 공정의 온도 및 압력 조건을 사용하는 고분자에 적합하게 설정하는 것이 중요하다.
본원 발명에서 사용된 고분자 수지로는 선형전도체로 선택한 다층벽 탄소나노튜브의 분산성이 좋은 고밀도폴리에틸렌을 선택하였고 투명한 내부 중간층 필름으로 고밀도 폴리에틸렌과 호환성을 보이는 저밀도폴리에틸렌을 사용하였다. ASTM D1248 규격에 따르면 이들은 밀도에 따라 구분되며 그 구분은 다음과 같다.
고밀도 폴리에틸렌 : 밀도 0.941 g/cm3 이상
저밀도 폴리에틸렌 : 밀도 0.910 ~ 0.925 g/cm3
본원 발명의 투명한 대전방지용 보호필름에 있어서, 첨가되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제는 기본 전도 특성을 바탕으로 하여 산업 전반에 사용되는 공업용 축비가 큰 전도성 선형 충진제이면 특별히 제한 없이 사용 가능하며 다중벽탄소나노튜브, 단층탄소나노튜브 또는 전도성 금속 나노와이어 등을 사용할 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니며 모든 전도성 선형 충진제들을 사용할 수 있다.
<실시예 1 내지 4>
하기 표1에 기재된 조성 및 조건을 사용하여, 제 1 층 및 제 3 층에 사용되는 대전방지 필름을 제조하였다. 이때, 패턴으로 사용되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제를 포함하는 고밀도 폴리에틸렌 섬유의 지름은 0.1cm이며, 조밀도(Compactness)는 패턴 간격; C를 변화시켜가면서 조절하였다.(도 2 참조)
<비교예>
표면 격자 패턴이 아닌, 축비가 큰 전도성 선형 충진제와 고밀도 폴리에틸렌을 단순 교반에 의하여 대전 방지 특성을 갖는 불투명한한 대전방지용 보호필름을 제조하였다.
패턴 조성 패턴 조밀도(C)
실시예1 HDPE 99wt%
MWCNT 1wt%		 0.5cm
실시예2 HDPE 99wt%
MWCNT 1wt%		 1.0cm
실시예3 HDPE 99.5wt%
MWCNT 0.5wt%		 0.5cm
실시예4 HDPE 99.5wt%
MWCNT 0.5wt%		 1.0cm
비교예 HDPE 99.9wt%
MWCNT 0.1wt%
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 필름의 대전방지특성 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 대전방지특성은 ASTM D257-93에 의거하여 필름 표면의 면저항(Ω/cm2)을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
면저항(Ω/cm2) 109 1010 1011 1012 109
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서는 대전방지특성이 나타났으며, 실시예 4는 비전도성 물질 특성이 나타났다. 따라서 실시예 1 내지 3의 조성 및 조건에서 업계 요구 수준(109~1011Ω/cm2)을 만족시킨다고 할 수 있겠다.
또한, 패턴으로 사용되는 축비가 큰 전도성 선형 충진제를 포함하는 고밀도 폴리에틸렌 섬유의 지름과 실시예 1에서의 패턴 조밀도의 비가 1:10 이라는 점을 고려하였을 때, 동일한 측정 결과를 보이는 실시예 1과 비교예에서 사용한 사용한 첨가물의 양에는 크게 차이가 없으며, 동일한 원자재 단가에서 추가적인 투명한성을 확보할 수 있는 효과가 있는 것으로 나타났다.
1: HDPE+축비가 큰 전도성 선형 충진제
2: LDPE
3: HDPE+축비가 큰 전도성 선형 충진제
C: 각 패턴 사이의 간격

Claims (10)

  1. 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제가 제 1 고분자 수지에 분산된 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층;
    상기 제 1 층의 하부에 구성되고, 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지로 이루어지는 제 2 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 층의 하부에는 상기 제 1 층과 동일한 조성과 패턴을 가지는 제 3 층을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 격자형태 패턴을 가지는 제 1 층은 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산 후 이를 섬유형태로 성형한 후 섬유를 격자형태 패턴으로 직조하거나, 또는 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산 후 이를 필름형태로 성형한 후 소정의 반복되는 천공을 형성하여 격자형태 패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 선형 충진제는 제 1 고분자 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 1.0 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 층의 두께는 전체 필름의 40 내지 70% 두께인 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 밀도 0.941 g/cm3 이상의 고밀도 폴리에틸렌 또는 밀도 0.910 내지 0.925 g/cm3의 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름.
  7. 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube: MWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube: SWCNT) 또는 금속 나노와이어(metal nano-wire)를 포함하는 전도성 선형 충진제를 제 1 고분자 수지에 분산되도록 혼합하는 제 1 층 필름 조성물 준비단계;
    상기 제 1 층 필름 조성물을 섬유형태로 성형한 후 격자형태 패턴으로 직조하거나, 또는 제 1 층 필름 조성물을 일축 또는 이축 압출공정을 통하여 필름으로 성형한 후 반복되는 격자 패턴의 천공을 형성하는 제 1 층 필름 제조단계;
    상기 제 1 고분자 수지와 상용성 또는 접착성을 가지는 제 2 고분자 수지를 이용하여 필름을 제조하는 제 2 층 필름 제조단계;
    상기 제 1 층 필름과 제 2 층 필름을 상하로 배치하거나, 상하로 배치된 제 1 층 필름 및 제 2 층 필름의 하부에 제 1 층 필름을 재배치하고 열 압착 공정을 통하여 적층필름을 제조하는 적층필름 제조단계를 포함하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전도성 선형 충진제는 제 1 고분자 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 1.0 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 적층필름 제조단계는 제 2 층 필름의 두께가 전체 필름의 40 내지 70% 두께가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 밀도 0.941 g/cm3 이상의 고밀도 폴리에틸렌 또는 밀도 0.910 내지 0.925 g/cm3의 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 표면 격자 패턴을 가지는 투명한 대전방지용 보호필름의 제조방법.
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