KR101364041B1 - 투명한 기판에 결빙-방지 필름을 도포하는 방법 - Google Patents
투명한 기판에 결빙-방지 필름을 도포하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 플렉시블 필름을 기판에 접착하는 방법으로서, 일단 스크레이퍼를 사용하여 필름을 기판에 도포하면 필름과 기판 사이에 기포가 잡히지 않도록 이들 사이에 충분한 양의 액체를 위치시키는 방법으로, 액체는 0℃ 미만의 기판 온도에서 얼지 않는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름을 기판에 접착하는 방법; 상호적으로 접착된 기판 및 플렉시블 필름으로서, 기판 및 필름이 적어도 0℃의 온도와 적어도 25%의 잔여 습도를 갖는 대기로부터 온도가 0℃ 미만인 대기로 이동되는 경우, 서리의 연속적인 부재를 특징으로 하는 상호적으로 접착된 기판 및 플렉시블 필름; 이들을 포함하는 창유리; 및 예를 들어 0℃ 미만의 온도에 노출하는 상기 창유리의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 임시적 또는 지속적으로 0℃ 미만의 온도에 있는 기판, 특히 투명한 기판에 관한 것이다.
이러한 기판에는 투명도를 보호해주는 서리-방지, 소수성, 친수성, 오염-방지/자기-정화(광촉매), 광 또는 열복사를 반사, 적어도 부분적으로 착색, 전기적으로 전도성/가열, 반전도성, 정전기방지, 전자발광 등의 다양한 기능이 제공될 수 있다.
이러한 기능 중 일부는 예를 들어 코팅 형태로 기판상에 결합될 수 있다. 이러한 경우, 코팅을 형성하는 방법은 바람직한 접착력 및 기계적 강화, 및 특히 기판이 투명한 경우 가능한 낮은 스크래치 또는 코팅에 있는 스크래치를 스스로 치료하는 능력을 보증하기 위해 조절된다. 물론, 코팅은 필요한 경우 재생된다.
한편으론, 동일한 필름 또는 다른 기능을 가진 필름으로 쉽게 대체되는 이점을 가진 접착성 필름에 의해 하나 이상의 기능이 제공된다.
그러한 경우에는 분명히도, 특히 필름과 기판 사이에 기포가 잡히는 것을 예방함으로써, 기판에 대한 필름의 완벽한 접착 품질 획득이 시도된다. 이를 위한 한 가지 방법은 충분한 양의 액체, 특히 계면활성제와 혼합물로서 물을 주입하는 단계를 포함할 수 있는데, 이는 스크레이퍼(scraper)를 사용하여, 필름에 압력을 가함으로써 예를 들어 필름 중심 부분으로부터 필름 주위로 모든 기포를 빼내는 것을 가능하게 해준다.
그러나 이러한 공정은, 임시적 또는 지속적으로 0℃ 미만에 있는 기판에 대해 만족스런 결과를 주지 않는다. 실제로, 기판과 필름이 조립된 이후에 이들 사이에 남아있는 소량의 액체가 서리를 형성함으로써 결정화될 수 있다. 따라서 기능성 접착 필름이 투명한 냉장 캐비넷 문의 내부 측에 도포되는 경우, 예를 들어 -28 내지 0℃ 사이의 온도에서 서리가 형성되어 더 이상 문을 통해 볼 수 없다. 필름의 투과성 및 냉각된 대기의 상대적 건조함으로 인해, 서리 형성 이후에 적어도 4일 내지 1주 이상이 지나야 사라지기 쉽다. 그러한 불편함은, 고객에 의해 또는 재고 채우기(restocking)로 인해 잦은 열기(opening)가 지속적인 서리를 유발하는 슈퍼스토어에서 냉장 캐비넷용 수직 문을 사용함으로써 예방되는 반면에 하이퍼마켓 및 슈퍼마켓의 분야에서는 완벽한 투명도 유지가 필수적이다.
따라서 본 발명의 목적은 기판과 필름 사이에 완벽한 내부, 및 특히 갇힌 기포 및 서리 형성의 부재를 보장하는 플렉시블 필름을 기판에 조립하는 방법을 이용 가능하게 하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 하나의 주제는 플렉시블 필름을 기판에 접착하는 방법으로, 스크레이퍼를 사용하여 필름을 기판에 도포한 후에 필름과 기판 사이에 기포가 생기지 않도록 필름과 기판 사이에 충분한 양의 액체를 주입하는 단계를 포함하며, 액체는 임시적 또는 지속적으로 0℃, 특히 최대 -5℃ 및 특히 최대 -10℃, 및 또한 적어도 -25℃인 기판의 온도에서 얼지 않는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 필름과 기판 사이에 충분한 양의 액체를 주입시키기 이전에 기판에 붙어있는 임의의 입자들이 기판에서 제거되고, 기판은 세척되고 건조된다.
바람직하게는, 기판에 접착될 플렉시블 필름의 면은 상기 충분한 양의 액체로 적셔진다. 플로우(flow) 코팅, 스프레이 코팅 또는 동등한 것과 같은, 액체를 증착하는 모든 적합한 기술이 사용될 수 있다. 다른 한편으로는 필름이 접착될 기판의 면을 상기 충분한 양의 액체로 적시거나, 필름의 상기 면 및 기판의 상기 면을 모두 적시는 것을 모두 포함하지 않는다.
본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 특성에 따르면, 기판에 접착될 플렉시블 필름의 면은 선택적으로, 기판에 접착되기 이전에 제거되는 보호 필름을 구비한 접착 층을 포함한다. 대안적으로, 접착제가 필름과 기판 사이에 주입된 액체와 결합될 수 있다.
접착제는 다음으로부터 선택될 수 있다 :
- 고온-용융 접착제 : 도포하기에 적합한 점도를 갖는 액체를 얻기 위해 가열되고 고체(폴리에틸렌, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르 등)를 얻기 위해 냉각된 열가소성 중합체;
- 수성 또는 유기 용매 또는 분산제 유형의 접착제로, 고체를 얻기 위해 용매는 도포 이후에 증발되는 접착제:
수성 용매로는 : 페놀 접착제, 폴리비닐메틸 에테르, 폴리비닐 알코올, 덱스트린, 카세인, 혈액-주성분인 가교(혈청 글로불린 및 알부민), 및 생선 가교(콜라겐으로부터 유도됨)과 같은 천연 생산물;
유기 용매로는 : 천연 고무, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐 아세탈, 페녹시; 및
분산제로는 : 폴리우레탄, 에폭시, 실리콘, 특정 탄성체(니트릴 고무, 등);
- 바로 사용 가능한 필름 형태인 접착제 : 에폭시, 페놀수지, 니트릴 고무, 폴리아미드, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌/카르복시산 공중합체;
- 그 자체로 중합 반응을 포함하는 접착제 : 시아노아크릴레이트, 특정 반응성 아크릴;
- 압력-감응식 접착제 : 도포 전후에 물리적 상태가 변하지 않고, 지속적으로 변형 가능하고 실온에서 일정한 접착성{접착성(tack)}을 가지며 : 접착성 탄성체(천연 고무 - 라텍스), 이텔렌/비닐 아세테이트 공중합체, 열가소성 탄성체(폴리우레탄, 등), 스티렌-디엔(스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌) 블락 공중합체, 폴리알킬 아크릴레이트, 실리콘;
- 탄성체 : 천연 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 폴리클로로프렌, 네오프렌, 니트릴 고무, 부틸 고무; 및
- 무기 접착제 : 다양한 실리카/알칼리 금속 비율에서 용해될 수 있는 실리케이트.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따르면 :
- 기판에 접착될 면에 마주하는 플렉시블 필름의 면은, 필름이 기판에 도포되는 단계를 포함하는 작업 동안 스크레이퍼가 필름 위에서 쉽게 미끄러지도록 유효한 양의 액체로 적셔지고,
- 기판에 접착될 면에 마주하는 플렉시블 필름의 면은, 플렉시블 필름이 기판에 접착된 이후 제거되는 보호 필름을 구비하고; 이러한 보호 필름은 특히, 앞서 나타낸 바와 같이 스크레이퍼의 미끄러짐을 용이하게 하기 위해서 적셔질 수 있으며;
- 필름과 기판 사이에 주입된 액체는, 용액, 또는 알코올에서 결정화 온도를 낮추는 염화칼륨, 염화나트륨, 및/또는 이들의 혼합물, 및/또는 선택적으로 물에서의 친수성 중합체, 공중합체, 초기중합체 또는 올리고머, 및/또는 선택적으로 하나 이상의 계면활성제로 구성된 그룹으로부터 선택된 유효한 양의 결빙방지 화합물을 포함한다.
특히 에탄올 및 이소프로판올은 알코올로 사용된다.
주입된 액체를 구성하는 친수성 중합체, 공중합체, 초기중합체 또는 올리고머는 특히 폴리(n-비닐-2-피롤리돈) 또는 폴리(1-비닐피롤리돈) 유형의 폴리비닐피롤리돈, 폴리(n-비닐-2-피리딘) 유형, 폴리(n-비닐-3-피리딘) 유형 또는 폴리(n-비닐-4-피리딘) 유형의 폴리비닐피리딘, 폴리(2-하이드록시에틸 아크릴레이트) 유형의 폴리아크릴레이트, 폴리(N'-N-하이드록시아크릴아미드) 유형의 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 알코올, 폴리아크롤레인, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리옥시에틸렌을 주성분으로 한다. 특히, 공중합체는 이러한 중합체를 형성하는 적어도 하나의 모노머를 주성분으로 한다.
계면활성제로서, 선형, 가지형 또는 불포화 지방족 사슬 또는 방향족 또는 알킬 방향족 사슬일 수 있는 지방 부분(Y), 및 이온 또는 비이온 친수성 머리 부분을 포함하는 화합물이 언급된다.
이러한 예로는 :
- 음이온성 계면활성제 : Y-CO2 -M+; Y-OSO3 -M+; Y-SO3 -M+; 도데실벤젠 술포네이트; 알킬 술포네이트; 술폰화 지방산 및 지방산 에스테르; 및 알킬아릴술포네이트;
- 양이온성 계면활성제 : Y-(R)nNH+ (4-n), X-; Y-R4N+, X-; 알킬트리메틸암모늄; 알킬벤질-디메틸-암모늄; 이미다졸리늄 염; 및 아민 염;
- 양쪽성 계면활성제 : Y-N+ ... CO2 -; Y-N+ ... SO3 -; 베타인; 술포베타인; 및 이미다졸리륨 염; 및
- 비이온성 계면활성제 : Y-OR; Y-OH; Y-CO2R; Y-CONHR; Y-(CH2-CH2-O)n; 폴리올; 알코올; 산, 에스테르; 및 폴리에톡실화 지방 알코올.
본 발명의 또 다른 주제는, 기포가 생기지 않는 충분한 양의 액체의 주입으로 얻어진 상호적으로 접착된 기판 및 플렉시블 필름에 의해 형성되며, 기판 및 필름을, 온도가 적어도 0, 바람직하게는 10과 35 사이, 특히 15와 30 사이, 특히 23과 27℃ 사이이고 잔여 습도가 적어도 25%인 대기로부터, 0℃ 미만의 온도, 각각 최대 -5℃ 및 -10℃인 대기로 이동시키는 경우, 지속적으로 서리가 생기지 않는 것을 특징으로 한다.
바람직한 형상에 따르면, 기판 및 플렉시블 필름은 투명한 조립품을 형성한다. 기판은 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐 부티랄과 같은 유리 또는 플라스틱, 에틸렌/노보넨 또는 에틸렌/사이클로페타디엔과 같은 사이클로올레핀 공중합체, 폴리카보네이트/폴리에스테르 공중합체, 폴리아민에 의해 중화된 에틸렌/(메타)아크릴산 공중합체와 같은 이오노머 수지, 및 이들과 유사한 것, 단독 또는 혼합으로 만들어진다.
본 발명의 기판 및 플렉시블 필름의 다른 이로운 특징에 따르면 :
- 필름은 서리-방지 필름 및/또는 소수성 필름 및/또는 친수성 필름 및/또는 오염-방지/자기-정화(광촉매) 필름이고 및/또는 광 또는 열복사를 반사하고, 태양광선 차단 필름이고, 저-방사율 필름이고 및/또는 적어도 부분적으로 착색되고 및/또는 전기적으로 전도/가열 필름이고 및/또는 반전도성 필름 및/또는 정전기방지 필름 및/또는 전자발광 필름이고;
- 필름은 서리-방지 필름이고, 온도가 적어도 0, 바람직하게는 10과 35 사이, 특히 15와 30 사이 및 특히 23과 27℃ 사이이고 잔여 습도가 적어도 25%인 대기에 위치된 후, 온도가 최대 -10℃, 각각 -15℃ 및 -20℃로 되는 경우, 적어도 12초, 바람직하게는 적어도 1분, 특히 적어도 2분, 심지어 적어도 3분간 서리가 형성되지 않고;
- 필름은 폴리아미드, 폴리에스테르, 셀루로오스인 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리스티렌, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리우레탄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피리딘, 폴리(2-하이드록시에틸 아크릴레이트) 유형의 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크롤레인, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌; 또한 앞서 언급된 중합체 중 적어도 하나의 공중합체 또는 혼합물일 수 있고;
-필름은 결정화 온도를 낮추고 선택적으로 표면의 부분에 걸쳐 소수성 특성을 갖는 결빙방지 화합물을 포함하는 사실 때문에 서리-방지 필름일 수 있다. 결빙방지 화합물로서, 앞서 기재된 상기 주입된 액체와 동일한 것을 사용하는 것이 가능하다. 그러나 필름의 서리-방지 기능의 내구성이 얻어지는데, 특히 결빙방지 화합물과 결합하는 층이 가끔씩 기계적 접촉, 또는 세척 등을 겪기 쉬운 경우에는 이러한 층의 기계적 강도를 향상시킬 필요가 있다. 이러한 목적을 위해, 결빙방지 화합물은 물리적 상호 작용을 갖는 적어도 하나의 화합물과 가교 결합되고/가교 결합되거나, 결합되고/결합되거나, 고체, 예를 들어 광물, 또는 혼합된 매트릭스에서 분산되고, 혼합된 매트릭스는 ORMOCER(유기적으로 변형된 세라믹) 유형이다.
"물리적 상호 작용"이라는 용어는 본 명세서에서 수소 결합, 반데르발스 유형의 극성 상호 작용, 또는 가교 결합과 비교하여 기계적 강화를 생성시킬 수 있는 소수성 상호 작용을 의미하는 것으로 이해된다.
서리-방지 기능은 필름 그 자체 또는 필름용 지지대 상에 형성된 코팅에 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 주제는 앞서 기재된 기판 및 플렉시블 필름, 및 또한 선택적으로 중간 접착 층(들) 또는 가스-충진된 공동(들)을 통해 연결되는 다른 투명한 시트를 포함하는 창유리이다. 상기 플렉시블 필름은 외측 면을 형성하여 기능성 창유리를 형성하는 것이 유리하다.
특히 창유리는 단층, 적층, 복수, 단열, 진공 창유리로 구성된다.
그러한 복수 단열 창유리는, 가스-충진된 공동에 의해 한 쌍으로 분리된, 예를 들어 단일 또는 적층 유리의 두 개 또는 세 개의 시트를 갖는다. 이러한 점의 이점은 외부 대기(가게 등)에 대해 냉장 캐비넷의 단열일 수 있다.
이러한 단열은 대안적으로 진공, 또는 감압 하에서 가스-충진된 공동에 의해 분리된 단층 또는 적층 유리의 적어도 두 개의 시트를 포함하는 진공 창유리에 의해 얻어진다. 이러한 두 개의 시트는, 감압 하에서 또는 감압 하에서 아닌 가스-충진된 공동에 의해 분리되는 세 번째 시트와 결합될 수 있다.
그러한 구조는, 냉장 캐비넷의 외부에 의해 방사된 열을 반사하는 하나 이상의 저-방사율 층을 포함할 수 있다.
이러한 창유리의 한 가지 유리한 특징에 따르면, 이들 장벽, 즉 단층 또는 적층 유리의 여러 가지 구성 시트가 함께 유지되고 한 쌍으로 구분되는 모든 요소의 열 전도성은 최대 1.46 W/m.K이다.
최종적으로, 본 발명의 하나의 주제는 그러한 창유리의 용도이다 :
- 냉장 캐비넷의 문;
- 건축 산업, 거리 시설물 또는 포스터 판넬, 차량용 거울 및 선반과 같은 냉장 캐비넷의 문을 제외한 요소, 등;
- 지상, 공중 또는 수상 운송 수단(바람막이, 측면 창, 후면 창, 지붕의 부분, 백미러, 헤드라이트); 및
- 관측 요소(안경, 헬멧 바이저)
본 발명은 실제로 특히 적어도 때때로 0℃미만의 온도에 있는 제품에 있어 이득이 되고, 모진 기후 조건에서 외부 이용을 위해 증가된 이점을 갖는다.
본 발명은 다음의 실시예에 의해 더욱 잘 이해될 것이다.
[실시예]
- 삼중 단열 창유리가 단열 진공 창유리 대신에 사용되었고;
- 폴리카보네이트 필름이, 아래에서 설명되는 액체의 주입과 함께, 필름이 접착되는 단열 창유리를 향해 맞춰진 접착층을 구비하는 것을 제외하고는, 국제특허출원 제 0071481호의 제 1 실시예가 반복되었다.
폴리카보네이트 필름은 접착층의 반대 면에서, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리우레탄을 주성분으로 하는 3-차원 중합체 네트워크를 형성하는 흡착성의 서리-방지 층으로 코팅되었다. 서리-방지층의 두께는 14.5㎛이다.
내부의 온도가 -25.5℃로 유지되는 냉장 판매 캐비넷에 설치된 문에서 실험이 수행되었다. 문의 내측 면에서 측정된 온도는 -22℃였다. 캐비넷은 온도가 25℃이고 잔여 습도가 60%인 대기에 위치되었다.
실험은 다음의 방식으로 수행되었다.
캐비넷의 문은 유리에 서리가 형성되는 것을 예방하기 위해서 필름 고정 10분전에 열렸다.
문의 내측 면은 세척 조성물(비눗물)로 채워진 스프레이를 사용하여 적셔졌다.
유리에 붙어있는 모든 입자를 제거하기 위해서, 유리는 스크레이퍼로 문질러졌고, 그런 다음 고무 청소기를 가지고 물로 씻어냈다. 문에는 더 이상 서리가 형성되지 않았다. 만일 필요시, 에지는 걸레로 닦아낼 수 있다.
보호 필름은 폴리카보네이트 필름의 접착제로부터 제거되고 아래의 표에서 나타낸 액체가 접착제 위에 분무 되었다.
필름의 접착제 면이 유리에 도포 되었다.
필름의 다른 면은, 고무 청소기가 필름 위에서 쉽게 미끄러지도록, 접착제 상에 분무된 액체와 동일한 액체를 분무하여 적셔졌다.
고무 청소기를 사용해서, 유리와 필름 사이에 있는 액체가 방출되었다. 액체의 완벽한 방출을 위해, 창유리의 중심으로부터 외부를 향해 스크래핑(scraping)이 수행되었다.
만일 필요한 경우, 액체의 방출을 촉진하기 위해서, 필름을 절단하여 문 포스트와 필름 사이에 수 ㎜의 틈을 남겨두었다.
스크래핑 작업이 반복되었고 캐비넷의 문은 닫혀졌다.
아래의 표에서, 문을 닫은 후 여러 시간에서 서리의 존재 또는 부재, 및 유리와 필름 사이의 기포의 존재 또는 부재가 평가되었다.
| 사용된 액체 | 서리 | 기포 | |||
| 20분 | 16시간 | 24시간 | |||
| 물 + Mir(1방울/1리터) | 있음 | 있음 | 있음 | 없음 | |
| 10% 에탄올 + 90% 물 | 있음 | 있음 | 있음 | 없음 | |
| 50% 에탄올 + 50% 물 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| 50% 에탄올 + 50% 물 + Triton X 1방울 |
없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| 100% 이소프로판올 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| 물에서 12% PEG 200 | 있음 | 있음 | 있음 | 없음 | |
| 물에서 50% PEG 200 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| PEG 200 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
백분율은 중량으로 표시된다.
Mir는 Henkel에서 판매하는 세제 조성물이다.
Triton X는 Union Carbide에서 판매하는 폴리에톡실화 옥틸페놀(비이온성 계면활성제)의 혼합물이다.
PEG 200은 Merck에서 판매하는 폴리에틸렌 글리콜이다(Art.807483).
이 표는 서리의 형성을 예방하여 서리의 지속적인 부재를 얻을 때까지의, 서리 형성의 감소 가능성을 설명한다.
Claims (7)
- 기포가 없는 액체를 주입하여 얻어지고, 상호적으로 접착된 기판 및 플렉시블 필름과, 하나 이상의 중간 접착층 또는 가스로 충진된 공동을 통해 연결된 다른 투명한 시트를 포함하는, 창유리로서,
기판 및 필름을, 0℃ 이상의 온도와 25% 이상의 잔여 습도를 갖는 대기로부터 온도가 0℃ 이하인 대기로 이동시키는 경우 서리가 지속적으로 없으며,
필름과 기판 사이에 주입된 액체는, 용액, 또는 알코올에서 결정화 온도를 낮추는 염화칼륨, 염화나트륨 및 이들의 혼합물, 물에서의 친수성 중합체, 공중합체, 초기중합체 또는 올리고머, 및 하나 이상의 계면활성제로 구성된 그룹으로부터 선택된 결빙방지 화합물을 포함하며,
상기 액체가 -5℃ 내지 최대 -10℃의 기판 온도에서 얼지 않는, 창유리. - 제 1항에 있어서, 상기 플렉시블 필름은 외측 면을 형성하는, 창유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 창유리의 열 전도성은 최대 1.46 W/m.K인, 창유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 창유리는 냉장 캐비넷의 문을 위해 사용되는, 창유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 창유리는 건축 산업, 거리 시설물 또는 포스터 패널, 차량용 거울 및 문을 제외한 냉장 캐비넷의 요소를 위해 사용되는, 창유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 창유리는 지상, 공중 또는 수상 운송 수단을 위해 사용되는, 창유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 창유리는 관측 요소를 위해 사용되는, 창유리.
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