KR101325728B1 - 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법 - Google Patents

자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자외선 및 적외선 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 및 적외선을 흡수차단하면서도 폴리부틸필름이 포함되어 외부충격 등에 매우 강하여 잘 찢어지지 않고 강성이 매우 높아서 보안용 등으로 사용할 수 있는 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 의하면 폴리비닐부티랄필름에 의해서 충분한 강도를 유지할 수 있어서 유리가 파손되더라도 침입자가 쉽게 침투하지 못하고, 적외선차단층 및 증착층에 의해서 자외선 및 적외선의 차단효과가 매우 뛰어난 등의 효과가 발생한다.

Description

자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법{ ULTRAVIOLET AND INFRARED ABSORBABLE REIFORCEMENT FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 자외선 및 적외선 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 및 적외선을 흡수차단하면서도 폴리부틸필름이 포함되어 외부충격 등에 매우 강하여 잘 찢어지지 않고 강성이 매우 높아서 보안용 등으로 사용할 수 있는 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양에서 지구에 도달하는 자외선은 파장에 따라 자외선A(UVA, 파장 320nm~390nm), 자외선B(UVB, 파장280nm~320nm), 자외선C(UVC, 파장 200nm~ 280nm)로 분류할 수 있다.
상기 자외선 중 자외선C는 지구 표면에 도달하기 전에 대부분 공기층에 존재하는 오존 등에 의해서 흡수된다.
상기 자외선B는 상당량이 지구표면에 도달하고, 건물 유리판도 일부분 투과할 수 있다.
상기 자외선A는 파장이 길어 투과도가 높기 때문에 지구 표면에 도달하는 양이 많고, 자외선B,C 에 비해 물질에 대한 파괴강도는 약하나, 양이 많아서 장기적으로는 물질의 물성변화에 큰 영향을 미친다.
또한, 자외선A는 파장이 길어서 점착제 등의 고분자에 완전히 흡수되지도 않을 뿐만 아니라, 점착제 자체를 열화시킨다.
종래의 자외선 차단 필름에 관한 기술은 대한민국특허청 공개특허공보 제2011-0135767호에 개시된 바 있고, 태양에서 방사되는 근,원적외선을 차단하기 위한 필름에 관한 기술은 제2011-0113879호 등에 개시된 바 있다.
그러나, 종래의 적외선 및 자외선 차단필름은 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 필름의 강도가 약하여 쉽게 찢어져서 도둑이나 침입자가 필름이 부착된 유리를 깨고 쉽게 침입할 수 있다.
(2) 적외선 및 자외선 차단효과가 떨어진다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 하단에 코팅층이 형성되고, 투명한 폴리에스테르(PET) 필름으로 형성되는 제1필름층과;
상기 제1필름층의 상단에 무기금속산화물, 희석용제, 첨가제, 촉매제를 혼합하여 도포하는 적외선차단층과;
상기 적외선차단층의 상단에 금속산화물을 증착하는 증착층과;
상기 증착층의 상단에 폴리비닐부티랄필름으로 형성되는 제2필름층과;
상기 제2필름층의 상단에 형성되는 점착제층과;
상기 점착제층의 상단에 부착되는 이형지층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강화필름의 생산방법은 베이스필름인 제1필름층의 일측표면을 무기금속화합물, 희석용제, 첨가제, 표면활성제 및 촉매제를 섞어서 습윤분사하여 적외선차단층을 형성하는 차단층형성단계와;
상기 차단층형성단계 후에 적외선차단층에 금속산화물을 증착하여 증착층을 형성하는 증착층형성단계와;
상기 증착층형성단계 후에 제2필름층을 부착하는 제2필름접착단계와;
상기 제2필름접착단계 후에 유기용제와 콜라겐을 혼합한 후 제2필름층의 상단에 미세분사하여 건조하는 방지층형성단계와;
상기 방지층형성단계 후에 콜라겐층의 상단에 점착제를 도포하는 점착제층형성단계와;
상기 점착제층의 상단에 이형지를 부착하고, 경화시키는 경화단계로 구성된다.
본 발명에 의한 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.
(1) 폴리비닐부티랄필름에 의해서 충분한 강도를 유지할 수 있어서 유리가 파손되더라도 침입자가 쉽게 침투하지 못한다.
(2) 적외선차단층 및 증착층에 의해서 자외선 및 적외선의 차단효과가 매우 뛰어나다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름의 확대단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름의 제조방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 하단에 코팅층(11)이 형성되고, 투명한 폴리에스테르(PET) 필름으로 형성되는 제1필름층(10)과;
상기 제1필름층(10)의 상단에 무기금속산화물, 희석용제, 첨가제, 촉매제를 혼합하여 도포하는 적외선차단층(20)과;
상기 적외선차단층(20)의 상단에 금속산화물을 증착하는 증착층(30)과;
상기 증착층(30)의 상단에 폴리비닐부티랄필름으로 형성되는 제2필름층(40)과;
상기 제2필름층(40)의 상단에 형성되는 점착제층(50)과;
상기 점착제층의 상단에 부착되는 이형지층(60)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1필름층(10)은 베이스필름에 해당하는 것으로 폴리에스테르를 주성분으로 한다.
상기 코팅층(11)은 스크레치를 방지하기 위해서 코팅도료에 세라믹을 나노입자형태로 분산혼합하여 형성한다.
상기 적외선차단층(20)은 무기금속산화물, 희석용제, 첨가제, 촉매를 혼합하여 도포한 층이다.
상기 무기금속산화물은 산화아연, 산화철 또는 이산화티타늄을 나노입자크기로 형성하여 사용한다.
상기 무기금속산화물을 사용하지 않고, 무기 안티몬 틴 옥사이드를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 무기금속산화물은 아크릴산 광촉매 및 고분자 화합물과 혼합되어 분산된 상태에서 형성된다.
상기 희석용제는 극성을 갖는 유기용제를 사용하고, 첨가제는 습윤분산제를 사용하여 무기금속화합물의 응집을 막는다.
상기 적외선차단층(20)을 도포하여 형성할 때 습윤분사를 사용하여 도포하는데 그 두께를 3~5um 정도로 얇게 형성한다.
상기 증착층(30)은 진공층의 내부에서 산화인듐, 은 등을 순차적으로 코팅할 수 있도록 형성된 것으로, 스퍼터링(sputtering) 방식으로 원하는 금속산화물을 증착시킨다.
상기와 같이 금속산화물을 증착시킬 경우 열흡수율이 좋고, 자외선을 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 제2필름층(40)은 강도를 높일 수 있도록 폴리비닐부티랄 필름(PVB 필름)로 형성되는데, 상기 PVB필름은 60~90% PVB수지와 10~40%의 가소제로 이루어진 수지이다.
상기 제2필름층(40)의 상단에는 점착제층(50)이 형성되는데, 상기 점착제층(50)은 수용성(에멀젼) 점착제를 사용하는 것이 적당하고, 상기 점착제층은 두개의 층으로 나눠진다.
상기 제2필름층(40)의 상단에 유기용제에 혼합된 콜라겐이 미립분사되어 도포될 수 있는데, 상기 콜라겐은 분자량 3000~5000인 균질을 사용하는 것이 적당하다.
상기 콜라겐은 피쉬 콜라겐 중에서도 참치콜라겐을 사용하는 것이 적당하다.
상기 콜라겐은 유기용제에 녹아서 미세분사를 통해서 제2필름층(40)에 도포되고, 건조한 후에 점착제를 도포한다.
상기 콜라겐은 필름 전체를 태양열, 태양광으로부터 보호해줌으로써 변색 및 변질을 줄여주어 내구성을 높일 수 있다.
본 발명의 필름을 생산하는 방법은 베이스필름인 제1필름층(10)의 일측표면을 무기금속화합물, 희석용제, 첨가제 및 촉매제를 섞어서 습윤분사하여 적외선차단층을 형성하는 차단층형성단계(1)와;
상기 차단층형성단계 후에 적외선차단층에 금속산화물을 증착하여 증착층을 형성하는 증착층형성단계(2)와;
상기 증착층형성단계 후에 제2필름층을 부착하는 제2필름접착단계(3)와;
상기 제2필름접착단계(3) 후에 유기용제와 콜라겐을 혼합한 후 제2필름층의 상단에 미세분사하여 건조하는 방지층형성단계(4)와;
상기 방지층형성단계(4) 후에 콜라겐층의 상단에 점착제를 도포하는 점착제층형성단계(5)와;
상기 점착제층의 상단에 이형지를 부착하고, 경화시키는 경화단계(6)로 구성된다.
상기 차단층형성단계(1)는 희석용제와 첨가제 및 촉매제와 분산혼합된 무기금속화합물을 습윤분사방식으로 도포하는 것으로, 도포 후 건조한다.
상기 증착층형성단계(2)는 필름을 진공챔버에 넣고, 금속산화물을 스퍼터링(sputtering)하는 단계로 상기와 같이 무기층이 형성됨으로써 자외선차단효과를 극대화할 수 있다.
상기 제2필름접착단계(3)는 PVB필름을 사용하여 형성한다.
상기 방지층형성단계(4)는 유기용제에 용해된 콜라겐을 미세분사하여 도포하는 것으로, 전체필름을 보호하기 위해서 형성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름의 사용방법 및 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 흡수차단필름을 사용하기 위해서는 이형지(60)를 제거하고 점착제층(50)이 드러나도록 하여 부착한다.
상기 점착제층(50)은 유리창과 직접 부착되는 것으로, 물을 뿌려서 접착한 후에 건조되도록 하여 설치를 완성한다.
본 발명의 흡수차단필름은 유기용제에 무기금속산화물을 포함하여 형성함으로써 적외선차단효율이 좋고, 금속산화물에 의해서 자외선 차단효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 콜라겐에 의해서 자외선 차단효과는 배가된다.
특히, PVB필름으로 형성된 제2필름층(40)에 의해서 강도가 강화되어 필름부착 후 유리의 파손에도 매우 안전하다.
< 실험1 >
자외선차단실험(UV투과실험)
본 발명의 흡수차단필름과 M사의 필름을 동일한 크기의 시편을 형성하고, 동일한 두께의 유리에 부착한 후에 자외선 투과측정실험을 한 결과 표1과 같은 결과가 나타났다.
즉, 본 발명의 흡수차단필름은 M사와 자외선차단 성능이 동일 또는 뛰어나다고 할 수 있다.
M사의 필름
본 발명의 필름

차단율
97~98%
98%
< 실험2 >
열차단실험(표면온도측정방식)
본 발명의 흡수차단필름과 M사의 필름을 동일한 크기의 시편을 형성하고, 동일한 두께의 유리에 부착한 후에 인위적인 태양광을 형성하여 조사하면서 표면온도차이를 측정하여 차단율을 정의하였다.
즉, 본 발명의 흡수차단필름은 M사의 필름보다 차단율이 월등히 높아진 것을 알 수 있다.
M사의 필름
본 발명의 필름

차단율
41 ~ 42%
52 %
<실험 3>
에이징테스트(내구연한측정)
본 발명의 흡수차단필름과 M사의 필름을 동일한 크기의 시편을 형성하고, 동일한 두께의 유리에 부착한 후에 컨트롤챔버에 삽입한 상태에서 태양광과 동일한 조건으로 1년에서 10년까지 에이징하면서 변화를 측정하였다.
상기 실험의 결과 본 발명의 흡수차단필름은 변색이 7.2년에 발생하기 시작하였으나, M사는 4년에 변색이 시작되었고, 5년이 되면서 점착제층이 일부 떨어지는 등의 문제가 발생하였다.
본 발명의 흡수차단필름은 점착제층이 5.4년에 일부 떨어지면서 부착에 문제가 있었으나, 변색은 전혀 일어나지 않았다.
따라서, 본 발명의 흡수차단필름은 내구연한이 적어도 30%이상은 상승한 것을 알 수 있었다.
본 발명에 의한 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름 및 그 제조방법에 의하면 폴리비닐부티랄필름에 의해서 충분한 강도를 유지할 수 있어서 유리가 파손되더라도 침입자가 쉽게 침투하지 못하고, 적외선차단층 및 증착층에 의해서 자외선 및 적외선의 차단효과가 매우 뛰어난 등의 효과가 발생한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
10 : 제1필름층 11 : 코팅층
20 : 적외선차단층 30 : 증착층
40 : 제2필름층 50 : 점착제층
60 : 이형지

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 하단에 코팅층이 형성되고, 투명한 폴리에스테르(PET) 필름으로 형성되는 제1필름층과;
    상기 제1필름층의 상단에 무기금속산화물, 희석용제, 첨가제, 촉매제를 혼합하여 도포하는 적외선차단층과;
    상기 적외선차단층의 상단에 금속산화물을 증착하는 증착층과;
    상기 증착층의 상단에 폴리비닐부티랄필름으로 형성되는 제2필름층과;
    상기 제2필름층의 상단에 형성되는 점착제층과;
    상기 점착제층의 상단에 부착되는 이형지층으로 형성되되,
    상기 점착제층은 유기용제에 혼합된 콜라겐을 제2필름층의 상단에 도포하고 건조한 후 그 위에 수용성 점착제를 도포한 것을 특징으로 하는 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름.
  3. 삭제
  4. 베이스필름인 제1필름층의 일측표면을 무기금속화합물, 희석용제, 첨가제 및 촉매제를 섞어서 습윤분사하여 적외선차단층을 형성하는 차단층형성단계와;
    상기 차단층형성단계 후에 적외선차단층에 금속산화물을 증착하여 증착층을 형성하는 증착층형성단계와;
    상기 증착층형성단계 후에 폴리비닐부티랄필름을 제2필름층으로 부착하는 제2필름접착단계와;
    상기 제2필름접착단계 후에 유기용제와 콜라겐을 혼합한 후 제2필름층의 상단에 미세분사하여 건조하는 방지층형성단계와;
    상기 방지층형성단계 후에 콜라겐층의 상단에 점착제를 도포하는 점착제층형성단계와;
    상기 점착제층의 상단에 이형지를 부착하고, 경화시키는 경화단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자외선 및 적외선을 흡수차단할 수 있는 강화필름.
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