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KR102343721B1 - 다층 발포 시트 및 유리판용 간지 - Google Patents

다층 발포 시트 및 유리판용 간지 Download PDF

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KR102343721B1
KR102343721B1 KR1020167024378A KR20167024378A KR102343721B1 KR 102343721 B1 KR102343721 B1 KR 102343721B1 KR 1020167024378 A KR1020167024378 A KR 1020167024378A KR 20167024378 A KR20167024378 A KR 20167024378A KR 102343721 B1 KR102343721 B1 KR 102343721B1
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polyethylene
multilayer foam
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다케시 아오키
다카시 니시모토
미키다이 후지타
료헤이 다케우치
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가부시키가이샤 제이에스피
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Abstract

폴리에틸렌계 수지 (A) 를 포함하는 발포층, 및 발포층의 양면 각각에 공압출에 의해 융합-적층된 대전방지층을 포함하는, 겉보기 밀도 30 내지 300 kg/m3 및 두께 0.05 내지 2 mm 를 갖는 다층 발포 시트로서,
여기서 대전방지층은 1 내지 10 g/m2 의 평량을 갖고, 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 스티렌계 엘라스토머, 및 중합체성 대전방지제를 함유하며, 여기서 폴리스티렌계 수지는 대전방지층의 중량을 기준으로 15 내지 70 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트가 제공된다.

Description

다층 발포 시트 및 유리판용 간지 {MULTILAYER FOAM SHEET AND INTERLEAF FOR GLASS PLATES}
본 발명은 다층 발포 시트 및, 더욱 특히, 기판용 유리판과 같은 판의 간지 (間紙) 시트로서 적합하게 사용가능한 다층 발포 시트에 관한 것이다.
액정 패널로서 사용되는 유리판이 쌓여진 상태로 수송되는 경우, 지금까지 간지 시트가 이의 보호용으로 사용되어 왔다. 상기와 같은 간지 시트로서 종이가 사용되었지만, 최근에는 폴리에틸렌계 수지 발포 시트가 이용되고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1).
간지 시트로서 사용되는 발포 시트는, 포장하고자 하는 유리판의 보호를 위한 완충 특성을 갖는 것 뿐 아니라, 이들이 유리판 사이에 삽입되는 경우 탁월한 취급성이 달성되도록, 캔틸레버 (cantilever)-지지될 때 처짐 (sag) 의 정도가 작은 것이 요구된다. 유리판이 가공 및 제조 작업에 적용되는 경우, 유리판 사이에 삽입된 발포 시트를 진공 흡입에 의해 제거하는 것이 요구된다. 이러한 경우에서, 발포 시트가 캔틸레버-지지될 때 과도하게 높은 처짐 정도를 나타내는 경우, 유리판으로부터 돌출된 발포 시트의 부분이 늘어지기 쉽고, 발포 시트에 주름이 생기게 되기 때문에, 진공 흡입과 같은 제거 절차의 효율성이 저하될 수 있다.
특허 문헌 1: JP-A-2007-262409
한편, 최근, 액정 패널에 사용되는 유리판이 점점 커지고 얇아짐에 따라, 상기와 같은 유리판용 간지 시트로서 사용되는 발포 시트도 보다 얇은 것이 요구된다. 따라서, 간지 시트로서 충분한 완충 특성을 갖지만, 쳐짐이 크지 않은, 얇은 발포 시트에 대한 요구가 증가하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 간지 시트로서 사용되는 종래의 다층 발포 시트보다 얇고 가벼우며, 충분한 완충 특성 및 낮은 처짐 정도를 갖고, 기판용 유리판의 간지 시트로서 사용하기에 적합한 다층 발포 시트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 하기 다층 발포 시트 및 유리판용 간지 시트가 제공된다.
[1] 폴리에틸렌계 수지 (A) 를 포함하는 발포층, 및 발포층의 양면 각각에 공압출에 의해 적층 결합된 대전방지층을 포함하는, 겉보기 밀도 (apparent density) 30 내지 300 kg/m3 및 두께 0.05 내지 2 mm 를 갖는 다층 발포 시트로서,
여기서 대전방지층은 1 내지 10 g/m2 의 평량 (basis weight) 을 갖고, 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 스티렌계 엘라스토머 및 중합체성 대전방지제를 함유하고, 여기서 폴리스티렌계 수지는 대전방지층의 중량을 기준으로 15 내지 70 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
[2] 상기 [1] 에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (B) 가 연속상을 형성하고, 폴리스티렌계 수지 및 중합체성 대전방지제가 개별적으로 연속상 중에 분산되어 있는 분산상을 형성하는 다층 발포 시트.
[3] 상기 [2] 에 있어서, 폴리스티렌계 수지가 대전방지층의 중량을 기준으로 15 내지 50 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
[4] 상기 [1] 에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (B) 및 폴리스티렌계 수지가 모두 연속상을 형성하고, 중합체성 대전방지제가 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 연속상 중에 분산되어 있는 다층 발포 시트.
[5] 상기 [4] 에 있어서, 폴리스티렌계 수지가 대전방지층의 중량을 기준으로 25 내지 60 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 스티렌계 엘라스토머가 대전방지층의 중량을 기준으로 2 내지 20 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
[7] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 있어서, 중합체성 대전방지제가 대전방지층의 중량을 기준으로 2 내지 30 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
[8] 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (A) 가 주성분으로서 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 다층 발포 시트.
[9] 상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (B) 가 주성분으로서 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 다층 발포 시트.
[10] 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 따른 다층 발포 시트를 포함하는 유리판용 간지 시트.
본 발명에 따른 다층 발포 시트는 얇은 필름 형태의 2 개의 대전방지층이 폴리에틸렌계 수지 발포층 (이하 때때로 간단하게 "발포층" 으로서 지칭됨) 의 양면에 공압출에 의해 적층 및 결합된 샌드위치 구조를 갖는다.
발포층이 폴리에틸렌계 수지로 이루어져 있고, 각각의 대전방지층이 얇은 필름 형태이기 때문에, 다층 발포 시트는 탁월한 완충 특성을 갖는다.
나아가, 각각의 대전방지층이 중합체성 대전방지제를 함유하고, 탁월한 대전방지 특성을 나타내기 때문에, 본 발명의 다층 발포 시트는 정전기가 쉽게 축적되지 않고, 먼지가 쉽게 증착되지 않는다.
부가적으로, 각각의 대전방지층은 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지 및 스티렌계 엘라스토머를 함유하기 때문에, 상기와 같이 적층 및 결합된 대전방지층을 갖는 다층 발포 시트는 적합한 강성도를 갖고, 유사한 두께를 갖는 종래의 발포 시트와 비교시 처짐 경향이 적다.
따라서, 본 발명에 따른 다층 발포 시트는, 완충 특성 및 대전방지 특성이 탁월하고, 이의 두께가 얇아도 처짐 경향이 적고, 진공 흡입시 추종성 (followability) 과 같은 탁월한 취급성을 갖고, 정밀 전자 기기용 유리판의 간지 시트로서 적합하게 사용된다.
도 1 은 실시예 5 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (15,400 배의 배율) 이고;
도 2 는 실시예 5 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (61,800 배의 배율) 이고;
도 3 은 실시예 6 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (15,400 배의 배율) 이고;
도 4 는 실시예 6 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (61,800 배의 배율) 이고;
도 5 는 실시예 10 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (15,400 배의 배율) 이고;
도 6 은 실시예 10 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (61,800 배의 배율) 이고;
도 7 은 실시예 12 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (15,400 배의 배율) 이고;
도 8 은 실시예 12 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 종단면의 투과 전자 현미경사진 (61,800 배의 배율) 이다.
본 발명의 다층 발포 시트가 하기에 보다 상세하게 기재될 것이다.
다층 발포 시트는 폴리에틸렌계 수지 발포층, 및 발포층의 양면 각각에 공압출에 의해 적층 및 결합된 대전방지층을 포함한다. 즉, 다층 발포 시트는, 발포층이 2 개의 대전방지층 사이에 샌드위치된, 샌드위치 구조를 갖는다. 하기 설명에서, 용어 "대전방지층" 은, 달리 언급되지 않는 한, "각각 2 개의 대전방지층" 을 의미하는 것으로 의도된다. 대전방지층은 하나 이상의 폴리에틸렌계 수지, 하나의 폴리스티렌계 수지, 하나의 스티렌계 엘라스토머 및 하나의 중합체성 대전방지제를 함유한다. 이러한 구성으로 인해, 다층 발포 시트는 이의 두께가 얇은 경우에도 완충 특성을 유지할 수 있다. 동시에, 발포 시트는 전체적으로 처짐 경향이 적고, 탁월한 취급성을 갖고, 탁월한 대전방지 특성을 나타낸다. 따라서, 다층 발포 시트는 진공 흡입시 추종성 등의 특성이 뛰어나기 때문에, 전자 기기에 사용되는 유리판용 간지 시트로서 사용될 수 있다.
다층 발포 시트는 0.05 내지 2mm 의 두께를 갖는다. 상기 기재된 바와 같이 최근 기판용 유리판이 보다 커지고 얇아지는 경향을 고려할 때, 두께의 상한은 바람직하게는 1.5mm, 더욱 바람직하게는 1.3mm, 보다 더욱 바람직하게는 1.0mm 이다. 반면, 두께의 하한은, 보다 높은 완충 특성을 보장하기 위하여, 바람직하게는 0.07mm, 더욱 바람직하게는 0.10mm, 보다 더욱 바람직하게는 0.15mm 이다.
다층 발포 시트는 전체적으로 30 kg/m3 이상, 바람직하게는 35 kg/m3 이상, 보다 더욱 바람직하게는 40 kg/m3 이상의 겉보기 밀도를 갖는다. 통상의 발포 시트에서, 이의 겉보기 밀도가 낮을수록, 강성도는 작아지기 때문에, 이의 처짐 경향은 보다 커지게 된다. 대조적으로, 특정 대전방지층을 갖는 본 발명의 다층 발포 시트는, 다층 발포 시트가 전체적으로 낮은 겉보기 밀도를 가짐에도 불구하고 처짐 경향이 적다. 완충 특성의 관점에서, 겉보기 밀도의 상한은 300 kg/m3, 더욱 바람직하게는 200 kg/m3 이다.
취급 효율성의 관점에서, 다층 발포 시트의 평량의 상한은 바람직하게는 200 g/m2, 더욱 바람직하게는 100 g/m2, 보다 더욱 바람직하게는 50 g/m2, 특히 바람직하게는 30 g/m2 이다. 평량의 하한은 바람직하게는 약 10 g/m2, 더욱 바람직하게는 20 g/m2 이다.
본원에 사용된 바, 다층 발포 시트의 전체 두께는, 다층 발포 시트의 두께 (mm) 를 이의 전체 폭에 걸쳐 매 1 cm 간격으로 측정하여 수득된 측정 값의 산술 평균값이다.
본원에 사용된 다층 발포 시트의 겉보기 밀도 (kg/m3) 는 다층 발포 시트의 평량 (g/m2) 을 다층 발포 시트의 두께 (mm) 로 나누고, kg/m3 단위로 환산하여 측정된다.
다층 발포 시트는 바람직하게는 대형 유리판의 포장에 사용가능하도록 1,000mm 이상의 폭을 갖는다. 폭의 상한은 약 5,000mm 이다.
완충 특성, 포장하고자 하는 재료의 표면 보호 특성 및 발포 시트의 적합한 미끄럼성 (slippage) 의 관점에서, 다층 발포 시트가 바람직하게는 15% 이상, 특히 20% 이상의 폐쇄 셀 (closed cell) 함량을 갖는 것이 바람직하다.
폐쇄 셀 함량은, 다층 발포 시트 (컷 샘플 (cut sample)) 의 참 부피 (true volum) Vx 을 사용하여, ASTM D-2856-70 의 절차 C 에 따라 수득된다. 폐쇄 셀 함량 S (%) 는 하기 제시되는 화학식 (1) 에 따라 산출된다. 이때, 25 mm x 25 mm x 약 20 mm 의 크기를 갖는 컷 샘플은 각각 25 mm x 25 mm x (다층 발포 시트의 두께) 의 크기를 갖는 다수의 샘플을 쌓음으로써 수득된다. Toshiba Beckman Inc. 사의 Air Comparison Pycnometer Model 930 과 같은 측정 장치가 사용될 수 있다.
S [%] = (Vx - W/ρ) x 100/(Va - W/ρ) (1)
[식 중, Vx 는 상기 방법에 의해 측정된 컷 샘플의 참 부피 (cm3) 를 나타내고, 이는 컷 샘플을 구성하는 수지의 부피 및 컷 샘플의 폐쇄 셀의 총 부피의 합에 해당하며,
Va 는 측정에 사용된 컷 샘플의 겉보기 부피 (apparent volume) (cm3) 를 나타내고, 겉보기 부피는 컷 샘플을 구성하는 수지의 부피 및 컷 샘플의 모든 폐쇄 셀과 개방 셀 (open cell) 의 총 부피의 합에 해당하며,
W 는 측정에 사용된 컷 샘플의 총 중량 (g) 이고; 및
ρ 는 다층 발포 시트의 거품제거 후 측정된 수지 조성물의 밀도 (g/cm3) 임].
다음으로는, 다층 발포 시트의 발포층을 구성하는 수지에 대하여 기재될 것이다. 발포층은 폴리에틸렌계 수지로 형성된다. 이하 기재되는 발포층을 구성하는 폴리에틸렌계 수지와 대전방지층을 구성하는 폴리에틸렌계 수지를 구별하기 위하여, 발포층을 구성하는 폴리에틸렌계 수지는 이하 때때로 "폴리에틸렌계 수지 (A)" 로서 지칭될 수 있고, 대전방지층을 구성하는 폴리에틸렌계 수지는 이하 때때로 "폴리에틸렌계 수지 (B)" 로서 지칭될 수 있다.
본원에 사용된 바, 용어 "폴리에틸렌계 수지" 는 50 mol% 이상의 에틸렌 성분 단위를 갖는 수지를 의미하는 것으로 의도된다. 폴리에틸렌계 수지의 특정예에는, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (EVA), 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 초저밀도 폴리에틸렌 (VLDPE) 및 이들의 혼합물이 포함된다.
폴리에틸렌계 수지 (A) 로서, 주성분으로서 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 폴리에틸렌계 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 이의 발포 특성이 탁월하기 때문에, 수득된 다층 발포 시트가 탁월한 완충 특성을 갖기 때문이다. 본원에 사용된 바, 용어 "저밀도 폴리에틸렌" 은 장쇄 분지화 구조를 갖고, 약 910 kg/m3 이상 및 930 kg/m3 이하의 밀도를 갖는 폴리에틸렌 수지를 의미하는 것으로 의도된다.
용어 "주성분으로서 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는" 은, 폴리에틸렌계 수지 (A) 가 50 중량% 이상의 양으로 저밀도 폴리에틸렌을 함유한다는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 폴리에틸렌계 수지 (A) 는 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 90 중량% 이상의 양으로 저밀도 폴리에틸렌을 함유하고, 특히 바람직하게는 오로지 저밀도 폴리에틸렌으로 만으로 이루어진다.
본 발명의 목적 및 효과에 악영향을 미치지 않는 한, 발포층에는 기타 합성 수지, 엘라스토머 및 첨가제, 예컨대 셀 조절제 (cell controlling agent), 조핵제, 항산화제, 열안정화제, 내후제, UV 흡수제, 난연제, 항세균제, 수축방지제 및 무기 충전제가 첨가될 수 있다.
다음으로는, 발포층의 양면 각각에 제공되는 대전방지층이 기재될 것이다. 대전방지층은, 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 중합체성 대전방지제 및 스티렌계 엘라스토머를, 혼합물 형태로 함유한다.
폴리에틸렌계 수지 (B) 가 대전방지층 내에서 연속상을 형성하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌계 수지 (B) 가 연속상을 형성하는 경우, 대전방지층은 발포층에의 양호한 접착성을 나타낸다. 이러한 관점에서, 폴리에틸렌계 수지 (B) 는 바람직하게는 대전방지층 내에 20 내지 80 중량% 의 양으로 존재한다.
연속상 형성의 용이성을 위하여, 폴리에틸렌계 수지 (B) 는 140℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120℃ 이하의 용융점을 갖는 것이 또한 바람직하다. 용융점의 하한은 약 80℃ 이다.
본원에 사용된 바, 폴리에틸렌계 수지의 용융점은, 시험편의 조건 조정으로서, "(2) 특정 열처리 수행 후 용융 온도의 측정" 을 채택하여, JIS K7121(1987) 를 참조로 하는 플라스틱의 전이 온도 측정 방법을 기준으로 측정되는 융합 피크의 피크 온도이다.
발포층의 셀이 공압출 단계 중 거의 파괴되지 않고, 발포층과 대전방지층 간의 접착력이 탁월하기 때문에, 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 유형은 폴리에틸렌계 수지 (A) 의 유형과 동일한 것이 바람직하다. 더욱 특히, 폴리에틸렌계 수지 (B) 는 바람직하게는 주성분으로서 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 폴리에틸렌계 수지이다. 하지만, 상이한 유형의 수지가 또한 사용될 수 있다.
폴리스티렌계 수지의 예에는, 폴리스티렌 (범용 폴리스티렌), 고무-개질된 폴리스티렌 (내충격성 폴리스티렌), 스티렌-α-메틸스티렌 공중합체, 스티렌-p-메틸스티렌 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-메타크릴산 공중합체, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체가 포함된다. 이 중, 양호한 대전방지층 수득의 용이성을 위하여, 폴리스티렌 및 고무-개질된 폴리스티렌이 바람직하다.
폴리스티렌계 수지는 바람직하게는 대전방지층 내에 15 내지 70 중량% 의 양으로 함유되어 있다. 함량이 과도하게 낮은 경우, 다층 발포 시트의 강성도가 불충분해질 우려가 있다. 반면, 함량이 과도하게 높은 경우, 발포층 및 대전방지층이 서로 결합되지 않을 우려가 있다. 이러한 이유에서, 폴리스티렌계 수지 함량의 하한은 바람직하게는 15 중량%, 더욱 바람직하게는 20 중량%, 보다 더욱 바람직하게는 25 중량%, 특히 바람직하게는 30 중량% 이다. 상한은 바람직하게는 60 중량%, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이다.
폴리스티렌계 수지의 용융 흐름 지수 (melt flow rate) (MFR) 는 5.0 내지 30 g/10min 이고, 상기와 같은 폴리스티렌계 수지의 소량의 첨가로 충분한 강성도 (처짐 경향이 적음) 를 갖는 다층 발포 시트를 수득할 수 있도록, 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 MFR 은 약 0.5 내지 2 배인 것이 바람직하다. 본원에 사용된 바, MFR 은 JIS K7210(1999), 조건 H (200℃, 5 kg 의 하중) 를 기준으로 측정된 값이다.
대전방지층은 스티렌계 엘라스토머를 함유한다. 스티렌계 엘라스토머의 예에는, 스티렌-디엔 공중합체, 예컨대 스티렌-부타디엔 공중합체 및 스티렌-이소프렌 공중합체, 및 이러한 공중합체의 부분 또는 완전 수소첨가된 생성물이 포함된다. 이러한 공중합체는 바람직하게는 블록 공중합체이다. 스티렌-디엔 블록 공중합체로서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체가 언급될 수 있다.
스티렌계 엘라스토머는 스티렌계 성분의 함량을 20 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량% 범위로 갖는 것이 바람직하다.
대전방지층 내 엘라스토머의 존재로 인해, 대전방지층의 필름 형성 특성이 개선되고, 따라서 양호한 대전방지층이 형성될 수 있다. 더욱 특히, 개선된 필름 형성 특성으로 인해, 발포층의 양면 각각에 1 내지 10 g/m2 의 평량을 갖는 대전방지층을 공압출에 의해 적층할 수 있다.
스티렌계 엘라스토머는 바람직하게는 대전방지층 내에 2 내지 20 중량% 의 양으로 함유되어 있다. 스티렌계 엘라스토머 함량의 하한은 바람직하게는 3 중량% 이며, 이의 상한은 바람직하게는 15 중량%, 더욱 바람직하게는 10 중량% 이다. 스티렌계 엘라스토머 함량이 상기 범위 내에 속하는 경우, 공압출시 대전방지층의 필름 형성 특성과 다층 발포 시트의 내처짐성 간의 탁월한 균형을 달성할 수 있다.
대전방지층은 중합체성 대전방지제를 함유한다. 중합체성 대전방지제는바람직하게는 폴리에틸렌계 수지의 연속상 중에 분산되어 있기 때문에, 다층 발포 시트는 대전방지 특성을 나타내고, 1 x 107 내지 1 x 1014 Ω, 바람직하게는 1 x 107 내지 1 x 1013 Ω 의 표면 저항률을 가질 수 있다. 상기 범위의 표면 저항률을 갖는 다층 발포 시트는 정전기가 축적될 경향이 적고, 먼지가 축적될 경향이 적다.
표면 저항률은 JIS K6271(2001) 에 따라 측정된다. 더욱 특히, 시험편 (길이 100 mm, 폭 100 mm 및 두께: 측정하고자 하는 다층 발포 시트의 두께와 동일함) 을 다층 발포 시트에서 자르고, 23℃ 의 온도 및 50% 의 상대 습도를 갖는 환경에서 24 시간 동안 정치시킴으로써 조건화 조정에 적용시킨다. 이어서, 시험편의 표면에 500 V 의 전압을 인가하고, 전압 인가의 개시 1 분 후 표면 저항률을 측정한다.
중합체성 대전방지제는 1 x 1012 Ω 미만, 바람직하게는 1 x 1011 Ω 미만, 더욱 바람직하게는 1 x 1010 Ω 미만의 표면 저항률을 갖는 수지이다. 상기와 같은 수지의 특정예에는, 폴리에테르, 폴리에테르 에스테르 아미드, 폴리에테르 및 폴리올레핀의 블록 공중합체, 및 이오노머 수지가 포함된다. 이 중, 폴리에테르 및 폴리올레핀의 블록 공중합체, 및 이오노머 수지가 더욱 바람직하다.
블록 공중합체로서, 폴리올레핀 블록 및 폴리에테르 블록이 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 우레탄 결합 또는 이미드 결합과 같은 결합을 통해 교대로 연결되는 구조를 갖는 것들이 언급될 수 있다.
이오노머 수지는, 금속 염과 가교되어 있는, 에틸렌과 카르복실산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 공중합체이다. 금속 염으로서, 예를 들어, 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염, 주족 원소 염 및 전이 금속 염이 언급될 수 있다.
중합체성 대전방지제의 특정예로서, 폴리에테르-폴리올레핀 블록 공중합체로서 "PELESTAT 300", "PELESTAT 230", "PELESTAT HC250", "PELECTRON PVH", "PELECTRON PVL" 및 "PELECTRON HS" (Sanyo Chemical Industries, Ltd. 사 제조), 및 이오노머 수지로서 "ENTILA SD100" 및 "ENTILA MK400" (Du Pont Mitsui Polychemicals Co., Ltd. 사 제조) 의 상표명으로 시판되는 것들이 언급될 수 있다.
중합체성 대전방지제의 함량은 중합체성 대전방지제의 성능에 따라 달라지지만, 중합체성 대전방지제는 바람직하게는 대전방지층 내에 2 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 보다 더욱 바람직하게는 4 내지 15 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 15 중량% 의 양으로 함유되어 있다.
중합체성 대전방지제는 또한 발포층 내에 혼입될 수 있다. 중합체성 대전방지제가 발포층 내에 함유되어 있는 경우, 발포층 내 이의 함량은, 압출 단계에서의 이의 발포성의 관점에서, 바람직하게는 15 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 8 중량% 이하이다.
다음으로는, 대전방지층의 모르폴로지 (morphology) 의 바람직한 구현예가 상세하게 기재될 것이다.
폴리스티렌계 수지가 폴리에틸렌계 수지의 연속상 중에 분포되어 있는 경우에는 2 가지 구현예가 존재한다. 제 1 구현예에서, 폴리스티렌계 수지는 폴리에틸렌계 수지의 연속상 (매트릭스) 중에 분산되어 있는 분산상 (도메인) 을 형성한다 (바다-섬 (sea-island) 구조). 제 2 구현예에서, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지는 둘 모두 연속상을 형성한다 (바다-바다 구조).
제 1 구현예의 모르폴로지에서, 폴리에틸렌계 수지는 연속상을 형성하고, 폴리스티렌계 수지는 분산상을 형성하고, 중합체성 대전방지제는 또한 폴리스티렌계 수지와 상이한 분산상을 형성한다.
제 1 구현예에서, 폴리에틸렌계 수지보다 큰 탄성 계수를 갖는 폴리스티렌계 수지가, 폴리에틸렌계 수지의 매트릭스 내에서 도메인을 형성하기 때문에, 다층 발포 시트는 종래의 발포 시트 (대전방지층이 폴리스티렌계 수지를 함유하지 않는 다층 발포 시트) 와 비교시 우수한 강성도를 갖고, 이의 두께가 얇은 경우에도 처짐 경향이 적다. 이러한 이유로, 다층 발포 시트는 진공 흡입시 탁월한 취급성, 예컨대 추종성을 갖는다. 따라서, 다층 발포 시트는 이의 두께가 얇은 경우에도 종래의 시트와 동일한 방식으로 취급될 수 있다. 나아가, 중합체성 대전방지제가 또한 폴리에틸렌계 수지 중에 폴리스티렌계 수지의 분산상과 별개의 분산상을 형성하기 때문에, 다층 발포 시트는 특히 대전방지 특성이 탁월하다. 따라서, 제 1 구현예의 모르폴로지의 형성은, 강성도의 개선 및 대전방지층의 대전방지 특성의 발달 둘 모두의 달성을 가능하게 한다. 즉, 처짐 경향이 적으면서, 이에 대전방지 특성을 부여하는 다층 발포 시트의 제조를 가능하게 한다.
이러한 맥락에서, 폴리스티렌계 수지가 폴리에틸렌계 수지 중에 분산되어 있는 경우, 다층 발포 시트는 입자의 형태로 분산되는 경우보다 시트의 평면 방향으로 확장된 형태로 분산되는 경우에 처짐 경향이 훨씬 적다.
상기 기재된 바와 같이, 제 1 구현예에서의 폴리스티렌계 수지의 분산상이 다층 발포 시트의 평면 방향으로 확장된 형태인 경우가 바람직하다. 3 이상의 종횡비 (다층 발포 시트의 수직 단면도에서 긴쪽 방향으로의 이의 길이 (시트의 평면 방향으로의 길이) 대 짧은쪽 방향으로의 이의 길이 (시트의 두께 방향으로의 길이) 의 비) 를 갖는 폴리스티렌계 수지 분산상이 존재하는 경우가 더욱 바람직하다.
도 1 내지 도 4 는 제 1 구현예의 모르폴로지의 예를 예시한 것이다. 이러한 도면에서, 폴리에틸렌계 수지의 연속상은 1 로 표시되고, 폴리스티렌 수지의 분산상은 2 로 표시되고, 중합체성 대전방지제의 분산상은 3 으로 표시된다. 대전방지층의 모르폴로지는 투과 전자 현미경 등을 사용하여 이의 횡단면을 관찰함으로써 확인될 수 있다.
제 2 구현예의 모르폴로지에서, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지는 둘 모두 연속상을 형성한다 (이중 연속상). 즉, 폴리에틸렌계 수지는 연속상을 형성하고, 폴리스티렌계 수지는 또한 폴리에틸렌계 수지의 연속상 중에 분산되어 있는 분산상을 형성하는 중합체성 대전방지제와 함께 연속상을 형성한다. 따라서, 폴리에틸렌계 수지가 연속상을 형성하고, 폴리에틸렌 수지보다 우수한 굽힘 강도 및 우수한 강성도를 갖는 폴리스티렌계 수지가, 또한 연속상을 형성하기 때문에, 본 발명의 다층 발포 시트는 종래의 발포 시트 (대전방지층이 폴리스티렌계 수지를 함유하지 않는 다층 발포 시트) 와 비교시 우수한 강성도를 갖고, 이의 두께가 얇은 경우에도 처짐 경향이 적고, 나아가, 상기-기재된 제 1 구현예에 따른 다층 발포 시트와 비교시 보다 탁월한 강성도 및 보다 우수한 내처짐성을 갖는다. 이러한 이유로, 다층 발포 시트는 진공 흡입시 탁월한 취급성, 예컨대 추종성을 갖는다. 따라서, 다층 발포 시트는 이의 두께가 얇은 경우에도 종래의 시트에서와 동일한 방식으로 취급될 수 있다.
나아가, 제 2 구현예의 대전방지층에서, 중합체성 대전방지제는 폴리스티렌계 수지의 분산상과 상이한 분산상을 형성한다. 이러한 구성으로 인해, 대전방지층은 탁월한 대전방지 특성을 나타내고, 따라서 적층 및 결합된 상기와 같은 대전방지층을 갖는 다층 발포 시트는 정전기가 쉽게 축적되지 않고, 먼지가 쉽게 증착되지 않는다.
제 2 구현예의 폴리스티렌계 수지의 연속상은 다층 발포 시트의 평면 방향으로 배향 및 확장되는 것이 바람직하다. 또한, 폴리스티렌계 수지 연속상의 2 개 이상의 층, 더욱 바람직하게는 3 개 이상 층, 보다 더욱 바람직하게는 5 이상 층이 대전방지층의 두께 방향으로 존재하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6 은 제 2 구현예의 모르폴로지의 예를 예시한 것이다. 이러한 도면에서, 폴리에틸렌계 수지의 연속상은 1 로 표시되고, 폴리스티렌 수지의 연속상은 2 로 표시되고, 이하 기재되는 대전방지제의 분산상은 3 으로 표시된다. 대전방지층의 모르폴로지는 투과 전자 현미경 등을 사용하여 이의 횡단면을 관찰함으로써 확인될 수 있다.
대전방지층의 평량, 즉 발포층의 양면 상에 제공되는 2 개의 대전방지층의 각각의 평량은 10 g/m2 이하이다. 대전방지층의 평량이 상기 범위 내인 경우, 발포층의 완충 특성은 부정적인 영향을 받지 않고, 따라서 다층 발포 시트는 충분한 완충 특성을 나타낸다. 이러한 관점에서, 대전방지층의 평량의 상한은 바람직하게는 5 g/m2, 더욱 바람직하게는 3 g/m2, 보다 더욱 바람직하게는 2 g/m2 이다. 이의 두께가 얇은 경우에도 찢어지는 부분이 없는 양호한 대전방지층 형성의 관점에서, 대전방지층의 평량의 하한은 1 g/m2 이다. 취급성의 관점에서, 양면 상의 대전방지층이 동일한 평량을 갖는 것이 또한 바람직하다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 다층 발포 시트는, 대전방지층이 작은 평량을 갖는 경우에도, 대전방지층의 상기-기재된 모르폴로지로 인해 충분한 강성도을 나타낼 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다층 발포 시트의 제조 방법이 기재될 것이다. 다층 발포 시트의 제조 방법으로서, 발포층 형성을 위한 제 1 용융물 및 대전방지층 형성을 위한 제 2 용융물이 다이 내에 조합 및 적층된 후, 공압출 및 발포되는, 공압출 발포 방법이 채택될 수 있다. 상기와 같은 공압출 발포 방법을 채택함으로써, 대전방지층의 두께가 얇고, 대전방지층과 발포층 간의 접착 강도가 높은 다층 발포 시트를 수득할 수 있다.
공압출 발포 방법에 의한 시트 형태의 다층 발포 시트의 제조 방법으로서, 예를 들어, 공압출 플랫 다이를 시트의 공압출 발포에 사용하여 다층 발포 시트를 시트의 형태로 수득하는 방법, 및 공압출 원형 다이를 튜브형 적층 발포체 제품의 공압출 발포에 사용하고, 수득된 제품을 절개하여 다층 발포 시트를 시트의 형태로 수득하는 방법이 언급될 수 있다. 이러한 방법 중에서, 1,000 mm 이상의 폭을 갖는 넓은 다층 발포 시트가 용이하게 제조될 수 있고, 대전방지층 내 폴리스티렌계 수지 분산상이 평면 방향으로 용이하게 확장될 수 있어야 하기 때문에, 공압출 원형 다이를 사용하는 방법이 바람직하다.
다음으로는, 공압출이 원형 다이를 사용하여 수행되는 방법이 상세하게 기재될 것이다. 우선, 상기-기재된 폴리에틸렌계 수지 (A) 및, 요구되는 경우, 첨가제 또는 첨가제들, 예컨대 셀 조절제를, 발포층 형성을 위하여 압출기에 공급하고, 가열 및 혼련한다. 그 후, 물리적 발포제를 압출기 내에 주입하고, 추가로 혼련하여, 발포층 형성을 위한 제 1 용융물을 수득한다. 동시에, 상기-기재된 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 스티렌계 엘라스토머 및 중합체성 대전방지제를 대전방지층 형성을 위한 압출기에 공급하고, 가열 및 혼련하여, 대전방지층 형성을 위한 제 2 용융물을 수득한다. 이어서, 제 1 및 제 2 용융물을 공압출 원형 다이에 공급하고, 이를 통해 적층 및 공압출하여, 다층 발포 시트를 형성한다.
양호한 발포성을 위하여, 폴리에틸렌계 수지 (A) 의 MFR 은 0.5 내지 15 g/10 min 인 것이 바람직하다. 공압출에 의한 발포층 상에의 대전방지층의 적절한 적층을 위하여, 폴리에틸렌계 수지 (B) 는 바람직하게는 폴리에틸렌계 수지 (A) 와 동일하거나 그보다 큰 MFR 을 갖는다. 특히, 공압출 수행의 용이성을 위하여, 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 용융 흐름 지수 (MFR) 는 바람직하게는 5.0 내지 15 g/10 min, 더욱 바람직하게는 6.0 내지 14 g/10 min 이다.
상기-기재된 제 1 구현예의 모르폴로지 또는 제 2 구현예의 모르폴로지는, 대전방지층 내로의 스티렌계 엘라스토머의 혼입이 부가적으로 특정 MFR 을 갖는 특정량의 폴리스티렌계 수지의 혼입 또는 휘발성 가소제의 혼입과 조합된 방법을 사용함으로써, 대전방지층 내에 형성될 수 있다.
대전방지층의 필름 형성 특성을 보장하면서 제 1 구현예의 모르폴로지를 형성하기 위하여, 폴리스티렌계 수지의 용융 흐름 지수 (MFR) 는 5.0 내지 30 g/10min 인 것이 바람직하다. 특히, 시트의 평면 방향으로의 폴리스티렌계 수지 분산상의 확장 용이성을 위하여, MFR 은 더욱 바람직하게는 5.0 내지 15 g/10min, 보다 더욱 바람직하게는 6.0 내지 14 g/10min 이다. 나아가, 폴리스티렌계 수지의 MFR 이 상기 범위 내 포함되는 것 뿐 아니라, 이의 MFR 이 폴리에틸렌계 수지 (B) 보다 약 0.5 내지 2 배, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 배, 보다 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1 배인 것이 바람직하다.
제 1 구현예의 모르폴로지 형성의 용이성을 위하여, 폴리스티렌계 수지는 바람직하게는 대전방지층 내에 15 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 45 중량%, 보다 더욱 바람직하게는 25 내지 35 중량% 의 양으로 함유되어 있다. 대전방지층 내 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 함량은 바람직하게는 40 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 50 내지 70 중량% 이다.
대전방지층 및 발포층의 공압출 단계에서, 폴리스티렌계 수지가 대전방지층 형성을 위한 제 2 용융물 중에 매우 미세 분산되는 경우, 이는 연속상이 압출시 변형될 때, 폴리에틸렌 수지 연속상 중에서 폴리스티렌계 수지가 변형되는 것을 어렵게 할 수 있다. 따라서, 폴리스티렌계 수지는 이의 분산된 형태를 유지하여, 과립 분산상을 형성하기 쉬워진다. 한편, 폴리스티렌계 수지의 MFR 이 상기-기재된 범위 내에 속하는 경우, 폴리스티렌계 수지의 분산 직경은 대전방지층이 얇은 필름으로 형성될 수 있을 정도로 증가될 수 있다. 그 결과, 폴리스티렌계 수지는 공압출시 시트의 평면 방향으로 확장된다.
대전방지층의 필름 형성 특성을 보장하면서 제 2 구현예의 모르폴로지를 형성하기 위하여, 폴리스티렌계 수지의 용융 흐름 지수 (MFR) 는 5.0 내지 15 g/10min, 더욱 바람직하게는 6.0 내지 14 g/10min 이다.
나아가, 폴리스티렌계 수지의 MFR 이 폴리에틸렌계 수지 (B) 와 유사하며, 이의 MFR 이 폴리에틸렌계 수지 (B) 보다 약 0.5 내지 2 배, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 배, 보다 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1 배인 것이 바람직하다.
제 2 구현예의 모르폴로지 형성의 용이성을 위하여, 폴리스티렌계 수지는 바람직하게는 대전방지층 내에 25 내지 60 중량% 의 양으로 함유되어 있다. 동일한 이유에서, 폴리스티렌계 수지 함량은 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 35 중량% 초과이다. 이의 상한은 바람직하게는 50% 이다. 반면, 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 함량은, 바람직하게는 25 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50 중량% 이다.
본원에 사용된 바, 모든 MFR 값은 JIS K7210(1999), 조건 H (200℃, 5 kg 의 하중) 를 기준으로 측정된 것이다.
대전방지층의 형성을 위한 제 2 용융물이 휘발성 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 휘발성 가소제로서, 제 2 용융물의 용융 점도를 낮추는 기능을 갖고, 대전방지층의 형성 후 대전방지층으로부터 증발에 의해 사라지게 되는 물질이 사용된다.
휘발성 가소제가 제 2 용융물 내에 혼입되는 경우, 제 2 용융물의 압출 온도는 다층 발포 시트의 공압출시 제 1 용융물의 압출 온도에 근접하도록 만들 수 있다. 부가적으로, 용융 상태에서의 대전방지층의 용융물 신장성 (stretchability) 이 유의하게 개선된다. 따라서, 발포 시트의 셀은 발포시 대전방지 수지층의 가열에 의해 파괴될 가능성이 적다. 나아가, 대전방지층은 발포 단계 중 신장되는 발포 시트에 따라 신장될 수 있다. 특히, 원형 다이를 사용하여 튜브형 발포체를 압출하고, 튜브형 발포체를 이의 직경을 확장 (블로우 업 (blow up)) 시키면서 형성하는 방법에 의해 발포 시트가 제조되는 경우, 대전방지층 내 폴리스티렌계 수지 분산상을 다층 발포 시트의 평면 방향으로 확장시켜, 이의 강성도를 개선시킬 수 있다.
휘발성 가소제는 바람직하게는 탄소수 3 내지 7 의 지방족 탄화수소 또는 지환식 탄화수소, 탄소수 1 내지 4 의 지방족 알코올 및 탄소수 2 내지 8 의 지방족 에테르로부터 선택되는 하나의 유형 또는 둘 이상의 유형이다. 저 휘발성 물질, 예컨대 소위 윤활제가 휘발성 가소제 대신 사용되는 경우, 윤활제는 대전방지층에 남아있게 되어, 포장하고자 하는 재료의 표면을 얼룩지게 할 수 있다. 대조적으로, 휘발성 가소제는, 대전방지층을 구성하는 수지를 효율적으로 가소화하고, 수득된 대전방지층 내에 거의 남아있지 않기 때문에 바람직하다.
대전방지층으로부터의 용이한 증발을 위하여, 휘발성 가소제는 바람직하게는 바람직하게는 120℃ 이하, 더욱 바람직하게는 80℃ 이하의 비등점을 갖는다. 공압출에 의해 수득된 발포 시트가 정치되는 경우, 상기 범위 내 비등점을 갖는 휘발성 가소제는 자발적으로 휘발되고, 공압출 직후 거기에 남아있는 열에 의해, 및 추가로, 후속되는 실온에서의 기체 투과에 의해 대전방지층으로부터 자발적으로 제거된다. 비등점의 하한은 약 -50℃ 이다.
휘발성 가소제가, 대전방지층의 형성에 사용되는 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 스티렌계 엘라스토머 및 중합체성 대전방지제의 총량의 100 중량부를 기준으로, 5 내지 50 중량부의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적에 악영향을 미치지 않는 한, 제 2 용융물에는 다양한 유형의 첨가제가 첨가될 수 있다. 첨가제의 예에는, 항산화제, 열안정화제, 내후제, UV 흡수제, 난연제, 충전제 및 항세균제가 있다. 이러한 첨가제의 첨가량은 첨가제의 목적 및 효과를 고려하게 적합하게 결정되고, 바람직하게는 대전방지층의 중량을 기준으로, 10 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량부 이하, 특히 바람직하게는 3 중량부 이하이다.
제 1 용융물에 첨가되는 물리적 발포제는, 유기계 물리적 발포제, 예를 들어, 지방족 탄화수소, 예컨대 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산 및 이소헥산, 지환식 탄화수소, 예컨대 시클로펜탄 및 시클로헥산, 염소화 탄화수소, 예컨대 염화메틸 및 염화에틸, 플루오르화 탄화수소, 예컨대 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 및 1,1-디플루오로에탄, 및 무기계 물리적 발포제, 예를 들어, 질소, 이산화탄소, 공기 및 물일 수 있다. 목적하는 경우, 분해형 발포제, 예컨대 아조디카르본아미드가 사용될 수 있다.
이러한 물리적 발포제는 이의 둘 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 그 중, 폴리에틸렌 수지와의 상용성 및 발포 효율성의 이유에서, 특히 이의 주성분으로서, n-부탄, 이소부탄 또는 이들의 혼합물을 함유하는 유기계 물리적 발포제가 바람직하다.
물리적 발포제의 첨가량은 발포제의 유형 및 목적하는 겉보기 밀도에 따라 조절된다. 셀 조절제의 첨가량은 목적하는 셀 직경에 따라 조절된다. 예를 들어, 30 중량% 의 이소부탄 및 70 중량% 의 n-부탄을 함유하는 부탄-함유 혼합물이 발포제로서 사용되는 경우, 부탄-함유 혼합물의 첨가량은, 기재 수지 100 중량부를 기준으로, 3 내지 30 중량부, 바람직하게는 4 내지 20 중량부, 더욱 바람직하게는 6 내지 18 중량부이다.
제 1 용융물에 첨가되는 중요한 첨가제 중 하나로서, 일반적으로 셀 조절제가 언급된다. 셀 조절제로서, 무기 분말 또는 화학적 발포제가 사용될 수 있다. 무기 셀 조절제의 예에는, 금속 보레이트, 예컨대 아연 보레이트, 마그네슘 보레이트 및 보락스, 염화나트륨, 수산화알루미늄, 탈크, 제올라이트, 실리카, 탄산칼슘 및 탄산수소나트륨이 포함된다. 유기 발포제의 예에는, 나트륨 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)포스페이트, 나트륨 벤조에이트, 칼슘 벤조에이트, 알루미늄 벤조에이트 및 나트륨 스테아레이트가 포함된다. 또한 사용가능한 셀 조절제는, 예를 들어, 시트르산 및 탄산수소나트륨의 조합물 및 시트르산의 알칼리 금속 염 및 탄산수소나트륨의 조합물이다. 이러한 셀 조절제는 이의 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 셀 조절제는, 폴리에틸렌계 수지 (A) 의 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.03 내지 1 중량부의 양으로 첨가된다.
제조 장치, 예컨대 원형 다이 및 압출기로서는, 압출 발포 분야에서 통상적으로 사용되는 임의의 공지된 장치가 사용될 수 있다.
충분한 완충 특성 및 강성도를 갖는 본 발명에 따른 다층 발포 시트는, 적합하게는 유리판용 간지 시트로서 사용될 수 있다. 하지만, 다층 발포 시트의 용도는 유리판용 간지 시트에만 제한되지 않는다. 다층 발포 시트는 광범위하게는 정밀 기기용 표장 재료와 같은 기타 용도에 적합하게 사용될 수 있다.
실시예
하기 실시예에서 본 발명을 보다 상세하게 기재할 것이다. 하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 제한되는 것은 아니다.
실시예에 사용된 폴리에틸렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지는 표 1 에 제시되어 있고, 중합체성 대전방지제 및 스티렌계 엘라스토머는 표 2 에 제시되어 있다. 표 1 에서, 용융 흐름 지수는 JIS K7210(1999), 조건 H (200℃, 5 kg 의 하중) 을 기준으로 측정된 값이다.
Figure 112021062726628-pct00022
Figure 112016085921196-pct00002
물리적 발포제 및 휘발성 가소제로서, 70 중량% 의 n-부탄 및 30 중량% 의 이소부탄으로 이루어진 혼합 부탄을 사용하였다.
셀 조절제로서, 20 중량% 의 탈크 (HI-FILLER #12, Matsumura Sangyo Co., Ltd. 사 제조) 및 80 중량% 의 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 셀 조절제 마스터 배치를 사용하였다.
폴리에틸렌 수지 발포층을 형성하기 위한 압출기로서, 직경 90 mm 의 제 1 압출기 및 직경 120 mm 의 제 2 압출기를 갖는 탠덤 (tandem) 압출기를 사용하였다. 대전방지층을 형성하기 위한 압출기로서, 직경 50 mm 및 L/D 50 의 제 3 압출기를 사용하였다. 제 2 및 제 3 압출기의 배출구를 각각, 해당 용융된 수지가 공압출 원형 다이 내에 적층될 수 있도록, 공압출용 원형 다이에 연결하였다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3
표 3-1 에 제시된 양으로의 폴리에틸렌 수지 및 표 3-1 에 제시된 양으로의 셀 조절제 마스터 배치를 탠덤 압출기의 제 1 압출기의 원료 주입구 포트에 공급하고, 용융 및 혼련하여, 약 200℃ 의 제어된 온도를 갖는 용융된 수지 혼합물을 수득하였다. 이어서, 물리적 발포제로서 혼합 부탄을 표 3-1 에 제시된 양으로 용융된 수지 혼합물에 주입하고, 제 2 압출기에 공급하고, 여기서 혼합물을 표 3-2 에 제시된 온도로 온도-조절하여, 제 1 용융물을 수득하였다. 이어서, 제 1 용융물을 표 3-2 에 제시된 토출량 (discharge rate) 으로 공압출 원형 다이 내에 도입하였다.
동시에, 표 3-1 에 제시된 제형을 갖는 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 중합체성 대전방지제 및 스티렌계 엘라스토머를 제 3 압출기에 공급하고, 용융 및 혼련하였다. 혼련된 물질에 추가로 휘발성 가소제로서의 혼합 부탄을 표 3-1 에 제시된 양으로 첨가하고, 추가로 혼련하여, 제 2 용융물을 수득하였다. 제 2 용융물을 표 3-2 에 제시된 수지 온도로 조정하고, 표 3-2 에 제시된 토출량으로 공압출 원형 다이에 공급하였다.
공압출 다이에 공급된 제 2 용융물을, 공압출 다이에 공급되어 다이의 유동 채널을 통해 유동하는 제 1 용융물의 튜브형 층의 외부 및 내부 면에 결합 및 적층시켰다. 수득한 적층체를 대기 중에서 립 (lip) 직경 135 mm 의 다이를 통해 압출하여, (대전방지층)/(발포층)/(대전방지층) 의 3-층 구조를 갖는 튜브형 적층체 발포체 제품을 수득하였다. 이와 같이 압출된 튜브형 적층체 발포체 제품을 확장시키면서 (블로우 업 비 3.47) 인출하고, 압출 방향으로 절단하여, 다층 발포 시트를 수득하였다.
Figure 112016085921196-pct00003
Figure 112016085921196-pct00004
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3 에서 수득된 다층 발포 시트의 각종 물리적 특성은 표 4 에 제시되어 있다.
Figure 112016085921196-pct00005
실시예 5 내지 9 및 비교예 4 내지 7
표 5-1 에 제시된 양으로의 폴리에틸렌 수지 및 표 5-1 에 제시된 양으로의 셀 조절제 마스터 배치를 탠덤 압출기의 제 1 압출기의 원료 주입구 포트에 공급하고, 용융 및 혼련하여, 약 200℃ 의 제어된 온도를 갖는 용융된 수지 혼합물을 수득하였다. 이어서, 물리적 발포제로서 혼합 부탄을 표 5-1 에 제시된 양으로 용융된 수지 혼합물에 주입하였다. 그 후, 수득한 혼합물을 제 1 압출기의 하류측에 연결된 제 2 압출기에 공급하고, 표 5-2 에 제시된 온도로 온도-조정하여, 제 1 용융물을 수득하였다. 이어서, 제 1 용융물을 표 5-2 에 제시된 토출량으로 공압출 원형 다이 내에 도입하였다.
동시에, 표 5-1 에 제시된 제형을 갖는 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 중합체성 대전방지제 및 스티렌계 엘라스토머를 제 3 압출기에 공급하고, 용융 및 혼련하였다. 혼련된 물질에 추가로 휘발성 가소제로서의 혼합 부탄을 표 5-1 에 제시된 양으로 첨가하고, 추가로 혼련하여, 제 2 용융물을 수득하였다. 제 2 용융물을 표 5-2 에 제시된 수지 온도로 조정하고, 표 5-2 에 제시된 토출량으로 공압출 원형 다이에 공급하였다.
공압출 다이에 공급된 제 2 용융물을, 공압출 다이에 공급되어 다이의 유동 채널을 통해 유동하는 제 1 용융물의 튜브형 층의 외부 및 내부 면에 결합 및 적층시켰다. 수득한 적층체를 대기 중에서 립 직경 135 mm 의 다이를 통해 압출하여, (대전방지층)/(발포층)/(대전방지층) 의 3-층 구조를 갖는 튜브형 적층체 발포체 제품을 수득하였다. 실시예 5 내지 7 및 비교예 4 및 5 에서, 이와 같이 압출된 튜브형 적층체 발포체 제품을 확장시키면서 (블로우 업 비 3.47) 인출하고, 압출 방향으로 절단하고, 롤로 감아, 폭 1,400 mm 의 다층 발포 시트를 수득하였다. 실시예 8 및 9 및 비교예 6 및 7 에서, 이와 같이 압출된 튜브형 적층체 발포체 제품을 확장시키면서 (블로우 업 비 2.85) 인출하고, 압출 방향으로 절단하고, 롤로 감아, 폭 1,150 mm 의 다층 발포 시트를 수득하였다. 비교예 5 에서, 스티렌계 엘라스토머가 폴리스티렌계 수지를 함유하는 대전방지층 내에 함유되어 있지 않기 때문에, 대전방지층의 필름 형성 특성은 불량하며, 수득된 다층 발포 시트가 거친 표면을 가졌다.
Figure 112016085921196-pct00006
Figure 112016085921196-pct00007
실시예 5 내지 9 및 비교예 4 내지 7 에서 수득된 다층 발포 시트의 각종 물리적 특성은 표 6-1 및 6-2 에 제시되어 있다.
Figure 112016085921196-pct00008
Figure 112016085921196-pct00009
실시예 5 및 6 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 모르폴로지를 하기 방법에 의해 측정하였다. 대전방지층을 갖는 시험편을 우선 각각의 다층 발포 시트로부터 절단하였다. 시험편을 사산화루테늄으로 염색하고, 다층 발포 시트의 압출 방향으로 슬라이스하여, 매우 얇은 시험편을 수득하였다. 이어서, 매우 얇은 시험편을 투과 전자 현미경 (H-7100, Hitachi Ltd. 사 제조) 을 사용하여 100 kV 의 가속 전압에서 관찰하였다.
실시예 5 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 수직 횡단면의 투과 전자 현미경사진은 도 1 및 도 2 에 제시되어 있고, 실시예 6 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 수직 횡단면의 투과 전자 현미경사진은 도 3 및 도 4 에 제시되어 있다. 도 1 내지 도 4 에서, 폴리에틸렌계 수지 (PE) 1 이 연속상 (바다) 을 형성하고, 폴리스티렌계 수지 (PS) 2 가 폴리에틸렌계 수지 1 의 연속상 중에 분산되어 있는 분산상 (섬) 을 형성하고, 및 중합체성 대전방지제 (PAA) 3 이 또한 폴리에틸렌계 수지 1 의 연속상 중에 분산되어 있는 분산상 (섬) 을 형성하는 모르폴로지 (바다/섬/바다) 가 확인되었다. 스티렌계 엘라스토머 4 는 주로 폴리에틸렌계 수지 1 과 폴리스티렌계 수지 2 의 경계에 존재한다. 나아가, 폴리스티렌계 수지 2 의 대부분은, 다층 발포 시트의 평면 방향으로 확장되고, 종횡비 3 이상을 갖는 분산상을 형성한다. 유사한 모르폴로지가 또한 실시예 7 내지 9 에서 수득된 다층 발포 시트에서 관찰되었다.
실시예 10 내지 12 및 비교예 8 및 9
표 7-1 에 제시된 양으로의 폴리에틸렌 수지 및 표 7-1 에 제시된 양으로의 셀 조절제 마스터 배치를 탠덤 압출기의 제 1 압출기의 원료 주입구 포트에 공급하고, 용융 및 혼련하여, 약 200℃ 의 제어된 온도를 갖는 용융된 수지 혼합물을 수득하였다. 이어서, 물리적 발포제로서 혼합 부탄을 표 7-1 에 제시된 양으로 용융된 수지 혼합물에 주입하였다. 그 후, 수득한 혼합물을 제 1 압출기의 하류측에 연결된 제 2 압출기에 공급하고, 표 7-2 에 제시된 온도로 온도-조정하여, 제 1 용융물을 수득하였다. 이어서, 제 1 용융물을 표 7-2 에 제시된 토출량으로 공압출 원형 다이 내에 도입하였다.
동시에, 표 7-1 에 제시된 제형을 갖는 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 중합체성 대전방지제 및 스티렌계 엘라스토머를 제 3 압출기에 공급하고, 용융 및 혼련하였다. 혼련된 물질에 추가로 휘발성 가소제로서의 혼합 부탄을 표 7-1 에 제시된 양으로 첨가하고, 추가로 혼련하여, 제 2 용융물을 수득하였다. 제 2 용융물을 표 7-2 에 제시된 수지 온도로 조정하고, 표 7-2 에 제시된 토출량으로 공압출 원형 다이에 공급하였다.
공압출 다이에 공급되어 유동하는 제 2 용융물을, 공압출 다이에 공급되어 다이의 유동 채널을 통해 유동하는 제 1 용융물의 튜브형 층의 외부 및 내부 면에 결합 및 적층시켰다. 수득한 적층체를 대기 중에서 립 직경 135 mm 의 다이를 통해 압출하여, (대전방지층)/(발포층)/(대전방지층) 의 3-층 구조를 갖는 튜브형 적층체 발포체 제품을 수득하였다. 이와 같이 압출된 튜브형 적층체 발포체 제품을 확장시키면서 (블로우 업 비 3.47) 인출하고, 압출 방향으로 절단하고, 롤로 감아, 폭 1,400 mm 의 다층 발포 시트를 수득하였다.
Figure 112016085921196-pct00010
Figure 112016085921196-pct00011
실시예 10 내지 12 및 비교예 8 및 9 에서 수득된 다층 발포 시트의 각종 물리적 특성은 표 8-1 및 8-2 에 제시되어 있다.
Figure 112016085921196-pct00012
Figure 112016085921196-pct00013
대전방지층의 모르폴로지를 하기 방법에 의해 측정하였다. 시험편을 우선 각각의 다층 발포 시트의 표면으로부터 절단하였다. 시험편을 사산화루테늄으로 염색하고, 슬라이스하여, 매우 얇은 시험편을 수득하였다. 이어서, 매우 얇은 시험편을 투과 전자 현미경 (H-7100, Hitachi Ltd. 사 제조) 을 사용하여 100 kV 의 가속 전압에서 관찰하였다.
실시예 10 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 수직 횡단면의 투과 전자 현미경사진은 도 5 및 도 6 에 제시되어 있고, 실시예 12 에서 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층의 수직 횡단면의 투과 전자 현미경사진은 도 7 및 도 8 에 제시되어 있다. 도 5 내지 도 6 에서, 폴리에틸렌계 수지 1 및 폴리스티렌계 수지 2 가 모두 다층 발포 시트의 평면 방향으로 확장된 연속상 (바다/바다) 을 형성한다는 것이 확인되었다. 나아가, 중합체성 대전방지제 3 이 폴리에틸렌계 수지 1 의 연속상 중에 분산되어 있는 분산상을 형성한다는 것이 확인되었다. 대전방지층의 유사한 모르폴로지가 또한 실시예 10 에서 수득된 다층 발포 시트에서 관찰되었다.
도 7 및 도 8 에서 볼 수 있는 바와 같이, 폴리스티렌계 수지 2 는 연속상을 형성하지 않는다. 오히려, 폴리스티렌계 수지 2 는 폴리에틸렌계 수지 1 의 연속상 (바다) 중에 분산되어 있는 분산상 (섬) 을 형성하는 것으로 확인되었다 (바다/섬).
표 4, 표 6-1 및 표 8-1 에 제시된 다층 발포 시트의 두께는 상기 기재된 방법 (n=5) 에 따라 측정하였다.
전체 다층 발포 시트의 평량을 하기와 같이 측정하였다. 폭 10 cm 및 롤링된 다층 발포 시트의 전체 폭과 동일한 길이를 갖는 시험편을 절단하였다. 절단된 단편의 중량을 (전체 폭 x 10 cm) 로 나누어, 평량을 수득하였다. 동일한 방식으로, 총 5 개의 시험편의 평량 값을 측정하였다. 값들의 산술 평균은 전체 다층 발포 시트의 평량을 나타낸다 (n=5).
전체 다층 발포 시트의 상기 평량을 기준으로 발포층 및 대전방지층의 토출량의 비로부터, 대전방지층의 평량을 측정하였다.
전체 다층 발포 시트의 평량을 다층 발포 시트의 두께로 나누고, 단위 환산하여, 다층 발포 시트의 겉보기 밀도를 측정하였다.
표 4, 표 6-2 및 표 8-2 에 제시된 필름 형성 특성을 하기 기준에 따라 평가하였다:
양호함: 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층에 찢어진 부분이 존재하지 않음.
불량함: 수득된 다층 발포 시트의 대전방지층에 찢어진 부분이 존재함.
표 4, 표 6-2 및 표 8-2 에 제시된 수평 위치에서의 처짐을 하기와 같이 측정하였다.
수평 위치에서의 처짐의 양:
각각 폭 100 mm 및 길이 200 mm 를 갖는 10 개의 측정 시험편을, 상기 수득된 다층 발포 시트로부터, 각각의 시험편의 길이 방향이 시트의 압출 방향과 일치하도록 임의적으로 선택된 10 개의 위치에서 절단하였다. 시험편의 길이 방향으로 100 mm 길이가 이의 말단으로부터 수평으로 돌출되도록, 각각의 시험편을 플랫폼의 수평 상부 표면 상에 위치 및 고정시켰다. 이와 같은 시험편을 플랫폼의 상부 표면으로부터 이의 하중에 의해 아래로 늘어지게 하였다. 플랫폼의 상부 표면의 평면으로부터 처진 시험편의 최하단 지점까지의 수직 거리를 측정하였다. 상기와 같은 측정을 각각의 시험편에 대하여 수행하였다. 측정된 값의 산술 평균을 수평 위치에서의 처짐의 양으로 나타냈다.
표 6-2 및 표 8-2 에 제시된 60° 기울어진 위치에서의 처짐을 하기와 같이 측정하였다.
60° 기울어진 위치에서의 처짐의 양:
각각 폭 200 mm 및 길이 200 mm 를 갖는 10 개의 측정 시험편을, 상기 수득된 다층 발포 시트로부터, 각각의 시험편의 길이 방향이 시트의 압출 방향과 일치하도록 임의적으로 선택된 10 개의 위치에서 절단하였다. 시험편의 길이 방향으로 100 mm 길이가 플랫폼 표면의 확장 방향으로 플랫폼의 상부 말단으로부터 일직선으로 돌출되도록, 각각의 시험편을 수평면으로부터 60° 각도로 위로 기울어진, 플랫폼의 표면 상에 위치 및 고정시켰다. 이와 같은 시험편을 이의 하중에 의해 아래로 늘어지게 하였다. 처진 시험편의 자유로운 팁 말단에서부터 플랫폼 표면의 확장의 팬텀 (phantom) 평면까지의, 플랫폼 표면에 수직인, 거리를 측정하였다. 상기와 같은 측정을 각각의 시험편에 대하여 수행하였다. 측정된 값의 산술 평균을 60° 기울어진 위치에서의 처짐의 양으로 나타냈다.
표 4, 표 6-2 및 표 8-2 에 제시된 다층 발포 시트의 대전방지 성능으로서의 표면 저항률을 하기와 같이 측정하였다. 다층 발포 시트의 표면 저항률을 상기 기재된 바와 같이 JIS K6271(2001) 에 따라 측정하였다. 표면 저항률을 측정 샘플의 양면에 대하여 측정하였다. 측정된 값의 산술 평균을 다층 발포 시트의 표면 저항률로 나타냈다.

Claims (10)

  1. 폴리에틸렌계 수지 (A) 를 포함하는 발포층, 및 발포층의 양면 각각에 공압출에 의해 융합-적층된 대전방지층을 포함하는, 겉보기 밀도 (apparent density) 30 내지 300 kg/m3 및 두께 0.05 내지 2 mm 를 갖는 다층 발포 시트로서,
    여기서 대전방지층은 1 내지 10 g/m2 의 평량 (basis weight) 을 갖고, 폴리에틸렌계 수지 (B), 폴리스티렌계 수지, 스티렌계 엘라스토머 및 중합체성 대전방지제를 함유하고, 여기서 폴리스티렌계 수지는 대전방지층의 중량을 기준으로 15 내지 70 중량% 의 양으로 존재하고,
    폴리에틸렌계 수지 (B) 및 폴리스티렌계 수지가 모두 연속상을 형성하고, 중합체성 대전방지제가 폴리에틸렌계 수지 (B) 의 연속상 중에 분산되어 있는 다층 발포 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리스티렌계 수지가 대전방지층의 중량을 기준으로 25 내지 60 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스티렌계 엘라스토머가 대전방지층의 중량을 기준으로 2 내지 20 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중합체성 대전방지제가 대전방지층의 중량을 기준으로 2 내지 30 중량% 의 양으로 존재하는 다층 발포 시트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (A) 가 50 중량% 이상의 양으로 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 다층 발포 시트.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리에틸렌계 수지 (B) 가 50 중량% 이상의 양으로 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 다층 발포 시트.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 다층 발포 시트를 포함하는 유리판용 간지 (間紙) 시트.
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