KR100193378B1 - 단열재용 금속증착 고분자 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열재용 금속증착 고분자 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물, 기기 및 기구 등에 광범위하게 단열재로 사용되는 금속증착된 고분자 필름 표면에 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있어 물에 대한 내구성을 크게 향상시킴은 물론 보온 및 단열의 효과를 가일층 높일 수 있는 단열재용 금속증착 고분자 필름에 관한 것이다.

Description

단열재용 금속증착 고분자 필름

본 발명은 단열재용 금속증착 고분자 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물, 기기 및 기구 등에 광범위하게 단열재로 사용되는 금속증착된 고분자 필름 표면에 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있어 물에 대한 내구성을 크게 향상시킴은 물론 보온 및 단열의 효과를 가일층 높일 수 있는 단열재용 금속증착 고분자 필름에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 천장이나 외벽, 또는 냉장고와 같은 단열이 필요한 부분에는 폴리스티렌 발포체(스티로폼), 우레탄 발포체나 암면울 등의 단열재를 사용하고 있다[대한민국 특허공고 제95-8926호]. 상기 단열재 중에서도 가장 광범위하게 적용되고 있는 것이 폴리스티렌 발포체인 바, 이는 부피가 크고 화재의 위험성 및 공해문제를 야기시키는 등의 많은 단점이 지적되어 왔다. 그리고, 암면울 등은 이들의 분진들이 인체에 좋지 않은 영향을 미치는 것은 주지의 사실이다.

그리고, 알루미늄 호일 등이 복사열을 반사시키는 등의 보온효과가 있음이 입증이 되어 건축물 등의 벽사이에 넣고 있으나 알루미늄 등의 금속은 열전도율이 빠르기 때문에 엄밀한 의미의 보온효과는 기대하기 힘든 실정이다.

또한 알루미늄 등의 금속증착된 고분자 필름[미국특허 제4,156,042호, K. Brennfleck, Proc. Intern. Conference on CVD, p.578(1978)]은 가볍고 가격이 저렴하며 알루미늄 등의 금속 호일에 비교하여 보다 우수한 복사열 차단기능을 갖는 등의 단열작용이 우수함은 물론 고분자 재료가 가지는 특유의 보온력 등 기타 여러 장점으로 인하여 단열재로서 매우 유용하다. 그러나 금속증착된 고분자 필름이 단열재로 사용이 되었을 때 내부와 외부의 온도차이로 인하여 수분의 응축현상이 일어나 고분자 필름과 증착된 금속층간에 좋지않은 영향을 끼친다. 예를들면, 응축된 수분이 금속의 산화를 촉진시켜 물에 대한 금속의 용해현상이 생겨, 결국은 고분자 필름과 증착된 금속층간의 박리현상이 일어나 본래의 목적인 복사열 차단이라는 단열 효과가 상실된다.

그래서 상기의 금속증착된 고분자 필름에 있어서의 고분자 필름 기재와 금속증착층간의 접착력을 개선시키기 위한 연구가 진행되어 왔다. 예를 들면, 사용된 고분자 필름 기재인 폴리에스터와 이의 유도체인 극성기가 있는 공중합체를 블랜드하여 금속증착면과 접착력이 있는 고분자 필름 기재를 제조하였으나[일본특허공고 소55-232호 또는 소56-16549호], 이의 경우 상용성이 있는 고분자 계를 선택하기가 어렵고 이러한 시스템을 상업화하기에는 한계점이 있는 등의 단점이 있다. 이와 다른 방법으로서 고분자 필름 기재의 표면에 물리적인 변화 예를들면 표면 스크레칭이나 에칭 등의 방법으로 고분자 필름 기재와 금속증착층간의 접착력을 개선시키는 방법 등이 시도되고 있으나[일본특허공고 소57-87357호], 이러한 방법은 고분자 필름 기재의 고유 물성의 변화를 동반시킨다는 결점이 있다.

이에 본 발명에서는 상기 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 단열재로 사용되고 있는 금속증착된 고분자 필름 표면에 방수성이 우수한 얇은 고분자 피막이 적층시켜 응축된 수분이 금속이 증착된 표면에 접촉하는 것을 방지함과 동시에 단열효과를 증진시키는 금속증착된 고분자 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고분자 기재 및 금속증착층으로 이루어진 고분자 필름에 있어서, 상기 공지의 고분자 필름 표면에 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있는 단열재용 금속증착 고분자 필름을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고분자 필름 기재에 복사열 차단 능력이 우수한 금속이 증착되어 있고, 그 표면은 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있어 물에 대한 내구성, 보온 효과 및 단열 효과가 우수하여 단열재로서 매우 유용한 금속증착 고분자 필름에 관한 것이다.

본 발명에서 사용될 수 있는 고분자 필름 기재로는 폴리프로필렌, 이축연신 폴리프로필렌(OPP), 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아미드-6(나일론), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌-프로필렌 공중합체 그리고 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머 등이 있다.

그리고 상기 고분자 필름 기재에 코팅되어 열복사열을 차단시키는 작용을 하게되는 금속증착층을 형성하는 금속으로는 알루미늄을 비롯하여 구리, 금, 니켈, 티탄, 지르코니움, 규소, 인듐, 탄소, 코발트 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 이용하고 있는 금속증착 방법은 공지의 방법으로서 예를들면 열증착법, 이온스퍼터링법에 의하며 금속증착층의 두께는 대략 20∼1,000옹스트롬가 되도록 하는 것이 보온력 유지 및 경제적인 면에서 바람직하다.

본 발명의 특징은 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있는 방수 고분자층이라 할 수 있는 바, 방수 고분자층은 물 또는 수적 등의 외부환경으로부터 금속증착물을 보호하게 된다. 본 발명에 따른 방수고분자층은 방수층, 가스차단 방수층 또는 접착 방수층이 각각 단일층으로 적층될 수 있고, 또는 필요에 따라 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층이 2중층 이상의 다층으로 적층될 수 있다.

방수층은 방수성이 우수한 고분자 예를 들면 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리카보네이트, 염소화폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 벤젠, 톨루엔, 키실렌, 아세톤, 메틸, 에틸케톤, 테트라히드로푸탄 또는 이들의 혼합물 등에 녹여 만든 고분자 용액을 상기 공지의 금속증착된 고분자 필름상에 코팅시켜 형성된 층으로서, 작업공정상에 적합한 점도 유지를 위하여 고분자 용액의 농도는 적절히 조절될 수 있으며 바람직하기로는 1∼50중량% 농도를 갖는 것이 코팅성이 유리하다.

또한 방수층은 방수성이 우수한 고분자 예를들면 폴리프로필렌, 이축연신 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 또는 에틸렌-부텐-폴로필렌 터폴리머 등의 고분자 필름을 상기 공지의 금속증착된 고분자 필름과 함께 150∼220℃로 가열된 두 롤 사이에 넣고 열접착시키는 방법에 의해 방수층을 형성할 수도 있다.

가스차단 방수층은 방수 능력 이외에도 가스차단성을 부여할 수 있다. 다시말하면, 가스차단 방수층은 가스차단력이 있는 것으로 잘 알려져 있는 이염화비닐 고분자 공중합체로 이루어진 아크릴계 에멀젼이 코팅되어 있어 물에 대한 내구성 향상과 동시에 아크릴계 에멀젼 특유의 내차단성으로 인하여 기체투과성이 감소되는 새로운 가능성을 부여하게 된다.

그리고 접착 방수층은 습기 또는 물에 대한 내구성이 증가됨과 동시에 우수한 접착성을 부여할 수 있으므로 이는 접착테이프 또는 접착라벨로도 이용할 수 있다. 다시 말하면 고분자 기재 및 금속증착층으로 이루어진 공지의 고분자 필름 표면에 직접 접착 방수층을 적층시키거나, 또는 공지의 고분자 필름 표면에 상기의 방수층, 가스 차단층 또는 이들 두층이 모두 형성된 표면 위에 접착 방수층을 적층시킬 수 있다. 필요에 따라 폴리스티렌 발포체, 폴리우레탄 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체 등의 시이트상, 판상 또는 필름상의 단열재료를 본 발명의 고분자 필름에 접착 적층하여 보온, 단열의 효과를 가일층 높일 수도 있다. 접착 방수층 형성에 사용되는 접착성 물질로는 아크릴계 접착제, 또는 천연고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 등의 합성고무 기재로 이루어진 점착제가 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 단열재용 금속증착 고분자 필름은 금속으로 증착되어 있는 고분자 필름의 표면이 방수효과 및 단열 보온효과를 갖는 고분자 물질로 적층되어 있으며, 이들 고분자 물질의 코팅공정은 침지법, 롤코티, 그라비아 롤코터, 스프레이코터, 커텐코터, 칼렌다코터, 나이프코터, 브레이드코터, 에어닥터코터 등의 코팅장치 및 코팅방법을 이용한다.

본 발명의 방수 고분자층 전체의 두께는 0.01∼10μm를 유지하는 것이 바람직하며, 만약 방수 고분자층의 두께가 0.01μm 미만이면 내구성이 저하되는 문제가 있고, 10μm를 초과하면 경제적인 면에서 불리하다.

이상에서 설명한 고분자용액, 고분자 에멀젼 또는 고분자 접착제에는 필요에 따라 상기 구성성분 이외에 통상적으로 사용되고 있는 산화방지제, 대전방지제, 촉매제거제, 블록킹방지제, 슬립제 등을 가할 수도 있다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리염화비닐(2g)을 테트라히드로퓨란(100g)에 골고루 녹였다. 400옹스트롬의 두께로 알루미늄이 진공증착된 이축연신 폴리프로필렌 필름 위에, 상기 고분자 용액은 침지법을 이용하여 1μm로 코팅하여 건조하였다.

[실시예 2]

폴리스티렌(2g)을 톨루엔(100g)에 용해시켰다. 700옹스트롬의 두께로 구리가 진공증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 위에, 상기 고분자 용액은 그라비아롤을 이용하여 2μm의 두께로 코팅하여 건조하였다.

[실시예 3]

염소화폴리프로필렌(10g)을 벤젠, 톨루엔 및 크실렌이 20:70:10의 분율로 혼합되어 있는 혼합용매(100g)에 용해시켰다. 300옹스트롬의 두께로 금이 진공증착된 저밀도 폴리에틸렌 필름 위에, 상기 고분자 용액은 나이프코터롤을 이용하여 5μm의 두께로 코팅하여 건조하였다.

[실시예 4]

400옹스트롬의 두께로 백금이 증착된 고밀도 폴리에틸렌 필름과 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머의 고분자 필름을 170℃로 가열된 칼렌다롤 사이에 넣고 열접착을 시킨 동시에 폴리에틸렌 발포시이트를 열접착을 시켰다.

[실시예 5]

400옹스트롬의 두께로 알루미늄이 증착된 이축연신 폴리프로필렌 필름 위에, 이염화비닐 공중합체로 이루어진 아크릴계 에멀젼(모턴치오콜 제품, SERSANE 181)을 그라비아 롤코터를 이용하여 5μm의 두께로 코팅하였다.

[실시예 6]

500옹스트롬의 두께로 은이 증착된 연질 염화비닐 필름 위에, 아크릴계 접착제(대양화학 제품, 포리록)를 그라비아 롤코터를 이용하여 1μm의 두께로 코팅하였다. 그리고 나서 상기 코팅층에 두께 5mm의 발포 폴리에틸렌 시이트를 적층시켰다.

[비교예]

300옹스트롬의 두께로 알루미늄이 증착된 이축연신 폴리프로필렌 필름 위에 아무것도 코팅하지 않았다.

[실험예]

상기 실시예 1∼6 및 비교예에서 제조한 고분자 필름의 물에 대한 내수성을 비교실험하기 위하여 이를 끓는 물속에 넣고 7일동안 관찰하였다.

또한 상기 실시예 1∼6 및 비교예에서 제조한 고분자 필름의 보온 및 단열효과를 비교실험하기 위하여, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각각의 고분자 필름을 25×25×25cm 크기의 정육면체로 만들고 이 정육면체 안에 60W 전구를 넣고 5분동안 가열하여 약 65℃ 정도로 상승시켰다. 그리고 소등하고 3분 후 잔열을 측정하여 50℃ 이하로 낮아진 경우는 보온효과가 없는 것으로 평가하였다.

상기 표에서도 알 수 있는 바와같이 고분자 물질로 코팅된 금속증착 고분자 필름(실시예 1∼6)은 고분자 물질로 코팅되지 않은 금속증착 고분자 필름(비교예)에 비교하여 내수력이 훨씬 향상됨은 물론이고 그밖에도 접착기능, 또는 내가스 배리어 기능을 부여하여 단열, 보온효과도 크게 상승되었다.

따라서 본 발명의 고분자 물질로 코팅된 금속증착 고분자 필름은 건축용 단열재, 내장용 및 냉장고 단열재 등 그 사용범위도 매우 광범위하여 산업적으로 유용하다.

Claims (12)

1. 고분자 기재 및 금속 증착층으로 이루어진 고분자 필름에 있어서, 상기 공지의 고분자 필름 표면에 방수층, 가스차단 방수층 및 접착 방수층 중에서 선택된 단층 또는 2층 이상의 다층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 기재로는 폴리프로필렌, 이축연신 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아미드 6, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속 증착은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 티탄, 지르코니움, 인듐, 코발트 및 백금 중에서 선택된 금속이 증착되어 있는 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 방수층은 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리카보네이트, 염소화폴리프로필렌 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 고분자 용액으로 코팅된 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
5. 제4항에 있어서, 상기 고분자 용액은 1∼50중량% 농도의 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
6. 제4항에 있어서, 상기 고분자 용액의 용매는 벤젠, 톨루엔, 키실렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라히드로퓨란, 물 또는 이들의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
7. 제1항에 있어서, 상기 방수층은 폴리프로필렌, 이축연신 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌-부텐-폴로필렌 터폴리머 중에서 선택된 고분자 필름이 열접착 방법에 의해 적층된 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
8. 제1항에 있어서, 상기 가스차단 방수층은 이염화비닐을 함유하는 아크릴계 에멀젼으로 코팅된 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
9. 제1항에 있어서, 상기 접착 방수층은 아크릴계 접착제 또는 고무기재 계통의 접착재로 코팅된 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
10. 제1항에 있어서, 상기 단열재용 금속 고분자 필름은 접착 방수층상에 폴리티렌 발포체, 폴리우레탄 발포체, 폴리에틸렌 발포체 및 폴리프로필렌 발포체 중에서 선택된 시이트상, 판상 또는 필름상을 단층 또는 다층 적층시킨 것임을 특징으로 하는 단열재용 금속증착 고분자 필름.
11. 고분자 기재 및 금속 증착층으로 이루어진 공지의 고분자 필름 표면에 아크릴계 접착제 또는 고무기재 계통의 접착제가 코팅된 접착 방수층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접착테이프.
12. 제11항에 있어서, 상기 접착 방수층은 상기 공지의 고분자 필름상에 방수층, 가스차단층 또는 이들 두층이 모두 형성된 표면 위에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 접착테이프.