KR101549646B1 - 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불소계 중합체 및 고분자 바인더를 포함함으로써, 기재필름과의 접착력이 우수하고, 내후성이 향상되어 태양전지용 백시트에 적합한 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름에 관한 것이다.

Description

불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름{FLRORINATED COATING COMPOSITION AND FLRORINATED MULTILAYER FILM CONTAINING THEREOF}

본 발명은 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불소계 중합체 및 고분자 바인더를 포함함으로써, 기재필름과의 접착력이 우수하고, 내후성이 향상되어 태양전지용 백시트에 적합한 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름에 관한 것이다.

일반적으로, 태양전지모듈은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 무공해, 무소음, 무한 공급 에너지라는 이유로 최근 들어 각광을 받고 있다.

특히 지구온난화를 막기 위하여 이산화탄소, 메탄가스 등의 온실가스 배출량을 규제하는 도쿄의정서가 2005년 2월 16일자로 발효되었으며, 에너지원의 80% 이상을 수입에 의존하고 있는 우리나라로서는 화석연료가 가지고 있는 근본적인 문제점을 극복하는 대안으로서 신재생에너지에 주목하고 있으며, 그 하나로서 태양에너지가 중요한 대체 에너지원중의 하나로 자리 잡고 있다.

태양에너지를 태양전지모듈이라는 매개물을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 기술은, 태양에너지를 전기에너지로 전환하는 과정에서 기계적, 화학적 작용이 없으므로 시스템의 구조가 단순하여 유지 보수가 거의 요구되지 않고 수명이 길며 안전하고 환경 친화적이라는 장점이 있다.

이러한 태양전지모듈은 통상 강화유리, 상부 EVA(에틸렌 비닐아세테이트) 필름, 태양전지 셀(Cell), EVA 필름, 백시트(Back Sheet)를 순차적으로 적층시키고, 그 적층된 모듈을 진공 상태에서 고온 압축 라미네이팅처리하여 제조한다.

여기서, 백시트는 모듈의 최후면에서 태양전지 셀을 방수, 절연 및 자외선 차단시키는 역할을 함과 동시에, 태양전지모듈의 수명을 연장시키기 위하여 높은 온도 및 습도에서도 잘 견딜 수 있는 우수한 내구성을 가진 재질로 구성된다.

일반적인 백시트의 구조는 3개의 기능층으로 적층된 필름형태이다. 상세하 말하며 백시트는 폴리에스테르계 기재필름을 불소계 고분자 필름으로 양면을 감싸는(encapsulate) 구조로 되어있다. 대표적으로 수분 및 산소차단성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 기재필름으로 하고, 기재필름의 양면을 폴리비닐플루오라이드(PVF, 미국 듀퐁사, 테들라)로 감싼 백시트가 주로 사용되어 왔다.

그러나 폴리비닐플루오라이드(PVF)와 같은 불소계 고분자 필름은 비교적 고가이면서 수증기에 대한 저항성이 양호하지 않으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재와 부착성이 좋지 않은 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 열 및 압력의 적용하여 기재필름 상에 불소계 고분자 필름을 적층시키거나, 기재필름의 표면에 접착제를 도포, 또는 코로나 방전이나 유사한 기술로 기재필름의 표면을 처리하여 접착력을 향상시킬 수 있다. 이러한 방법은 백시트를 제조하는데 시간 및 비용이 많이 들고, 자본집약적 장비를 필요로 하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0086081호(특허문헌 1)에는 폴리비닐리덴 플루오라이드 단일고분자 또는 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 단일고분자 또는 공중합체 및 산화티탄을 포함하는 태양전지 백시트용 단층 PVdF 연신필름에 관하여 개시하고 있다.

그러나, 상기 단층 PVdF 연신필름은 기재필름과의 접착력이 충분하지 않으며, 연신공정을 거친 필름으로 장기간 자외선에 노출될 경우, 백시트의 열화로 인하여 내화학성 및 내후성이 급격히 감소하며, 기재필름과 PVdF 연신필름이 박리되는 등의 문제점이 여전히 남아있었다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0086081호 (2012.08.02)

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기재필름과의 접착력을 향상시켜 태양전지 백시트로 적합한 불소계 코팅조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 불소계 코팅조성물에 불소계 중합체, 고분자 바인더 및 유기용매를 포함함으로써, 기재필름의 표면처리 공정 없이 기재필름과의 접착력을 현저히 향상시킬 수 있는 불소계 코팅조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기재필름과의 접착성, 내후성 및 내화학성이 우수한 불소계 다층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 불소계 중합체 7 내지 25중량%; 고분자 바인더 3 내지 15중량%; 및 유기용매 70 내지 90중량%;를 포함하는 불소계 코팅조성물에 관한 것이다.

상기 고분자 바인더는 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 알콕시실란기를 함유하는 화합물을 포함하는 혼합물의 중합체일 수 있다.

상기 불소계 중합체는 비닐플루오라이드 단일중합체, 비닐플루오라이드 공중합체, 비닐리덴플루오라이드 단일중합체 및 비닐리덴플루오라이드 공중합체 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있으며, 상기 불소계 중합체의 중량평균분자량은 100,000 내지 700,000 g/mol일 수 있다.

상기 고분자 바인더는 알콕시 실란기를 함유하는 화합물을 1 내지 40중량% 포함하여 중합된 아크릴계 고분자 바인더일 수 있다.

상기 알콕시 실란기를 함유하는 화합물은 글리시독시프로필트리메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리에톡시실란, 글리시독시프로필트리에톡시실란 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있으며, 상기 고분자 바인더의 중량평균분자량은 10,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다.

상기 유기용매는 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세토아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸 피롤리돈, 이소포론(Isophorone), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤, 부틸아세테이트, 사이클로헥산원, 디아세톤 알콜, 디이소부틸 케톤, 에틸 아세토아세테이트, 부티로락톤, 프로필렌 카보네이트, 글리세릴 트리아세테이트, 디메틸 프탈레이트 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.

또한, 본 발명은 기재필름의 일면 또는 양면에 상술한 불소계 코팅조성물을 도포하여 불소계 코팅층이 형성된 불소계 다층필름에 관한 것이다.

상기 불소계 다층필름은 상기 기재필름과 불소계 코팅층의 접착력이 0.01 내지 1.0N/mm이며, 상기 불소계 다층필름은 태양전지 백시트에 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름은 불소계 중합체 및 고분자 바인더를 함유함으로써, 기재필름과의 접착력을 현저히 향상시킬 수 있으며, 내화학성 및 내후성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 불소계 다층필름의 표면을 측정한 SEM사진이다.

이하, 본 발명의 불소계 코팅조성물 및 이를 포함하는 불소계 다층필름에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 발명자들은 기재필름과의 접착력이 우수한 불소계 코팅조성물을 개발하기 위하여 연구한 결과, 불소계 중합체 및 고분자 바인더를 포함하는 불소계 코팅조성물은 기재에 별다른 접착층을 형성하거나 코로나 방전 등의 표면처리를 하지 않아도 기재필름과의 접착력이 우수하여, 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 내후성 및 내화학성 특성도 현저히 향상되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 불소계 코팅조성물은 불소계 중합체, 고분자 바인더 및 유기용매를 포함할 수 있다.

이하, 각 구성 성분에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

(A) 불소계 중합체

본 발명의 일실시예에 따르는 불소계 중합체는 고분자 바인더와 함께 기재필름과의 접착력을 향상시키며, 외부 환경으로 인한 기재필름의 성능저하를 막아 불소계 다층필름의 내구성 및 내후성을 보완하는 역할을 하는 것으로, 당해 기술분야에 자명하게 공지된 불소계 중합체이면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

보다 구체적으로, 비닐플루오라이드 단일중합체, 비닐플루오라이드 공중합체, 비닐리덴플루오라이드 단일중합체 및 비닐리덴플루오라이드 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 효과적이다.

상기 비닐플루오라이드 공중합체 또는 비닐리덴플루오라이드 공중합체를 형성하는 불소계 단량체는 플루오로올레핀, 플루오로 비닐에테르 또는 플루오로디옥속(flourodioxole) 중에서 선택될 수 있다. 보다 구체적으로 테트라플루오로에틸렌(TFE), 헥사플루오로프로필렌(TFP), 클로로트리풀루오로에틸렌(CTFE), 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로이소부틸렌, 퍼플루오로부틸에틸렌, 퍼플루오로프로필비닐에테르(PPVE), 퍼플루오로에틸비닐에테르(PEVE), 퍼플루오로메틸비닐에테르(PMVE), 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔(PDD) 및 퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란(PMD) 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.

상기 불소계 중합체로써 비닐리덴플루오라이드 단일중합체, 비닐리덴플루오라이드 공중합체 또는 이들의 혼합물을 사용하는 경우에는 불소계 중합체의 총 몰수에 대하여 비닐리덴 플루오라이드가 60 내지 90몰%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 80 내지 90몰%로 포함되는 것이 효과적이다. 불소계 중합체의 총 몰수에 대하여, 비닐리덴플루오라이드가 60몰% 미만일 경우에는 태양전지 백시트에 요구되는 내구성, 내후성 및 저온건조 특성과 관련된 효과가 미미해지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 불소계 중합체로써 비닐리덴플루오라이드와 기타 불소계 단량체 혼합물을 사용하는 경우, 불소계 중합체의 총 몰수에 대하여 비닐리덴플루오라이드 보다 기타 불소계 단량체의 비율이 높으면 제1조성물의 안정성이 저하되고, 균일한 프라이머층 형성이 어려운 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 불소계 중합체의 중량평균분자량은 바람직하게 100,000 내지 700,000 g/mol이며, 보다 바람직하게 150,000 내지 500,000 g/mol일 수 있다. 상기 불소계 중합체의 중량평균분자량이 100,000 g/mol 미만일 경우에는 프라이머층의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 700,000 g/mol 초과일 경우에는 불소계 중합체의 화학구조 중 분지형 사슬(branched chain)이 다량 포함되어 용매에 용해되지 않는 겔의 분율이 높아져 코팅이 용이하지 않고 이에 따라 제1조성물의 안정성이 저하되어 균일한 프라이머층을 형성하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.

(B) 고분자 바인더

본 발명의 일실시예에 따르는 고분자 바인더는 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 알콕시실란기를 함유하는 화합물을 포함하는 혼합물의 중합체로 이루어진 고분자 바인더로써, 불소계 중합체와 함께 기재필름과의 접착력을 향상시키며, 불소계 코팅조성물의 안정성을 향상시켜 불소계 다층필름의 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것이다.

상기 고분자 바인더는 (메타)아크릴레이트계 화합물과 알콕시실란기를 함유하는 화합물을 중합하여 제조할 수 있다. 중합방법은 당해 기술분야에 자명하게 공지된 방법이면 제한되지 않으며, 괴상중합, 현탁중합 및 유화중합에 의하여 제조될 수 있다.

일 예로, (메타)아크릴레이트계 화합물 60 내지 99중량%와 알콕시실란기를 함유하는 화합물 1 내지 40 중량%인 단량체 혼합물에 유기용매 및 개시제를 혼합하고 중합반응시켜 알콕시실란기를 함유하는 고분자 바인더를 제조할 수 있다.

상기 (메타)아크릴레이트계 화합물은 예를 들면, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, iso-부틸 아크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 터셔리부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 2-이소시아노 에틸아크릴레이트 및 2-이소시아노 에틸 메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 알콕시 실란기를 함유하는 화합물은 적어도 하나 이상의 알콕시실란기를 함유하는 화합물이면 제한되지 않으며, 예를 들면, 글리시독시프로필트리메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리에톡시실란, 글리시독시프로필트리에톡시실란 중에서 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있다.

상기 유기용매는 상기 중합반응이 균일하게 되도록 첨가하는 것으로 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 알콕시실란기를 함유하는 화합물과 상용성이 있는 유기용매이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세토아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸 피롤리돈, 이소포론(Isophorone), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤, 부틸아세테이트, 사이클로헥산원, 디아세톤 알콜, 디이소부틸 케톤, 에틸 아세토아세테이트, 부티로락톤, 프로필렌 카보네이트, 글리세릴 트리아세테이트, 디메틸 프탈레이트 중에서 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 개시제는 라디칼 중합개시제이면 제한되지 않으며, 예를 들어 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸 바레로나이트릴)과 같은 아조계 화합물이 사용될 수 있다.

상기 고분자 바인더는 알콕시 실란기를 함유하는 화합물을 1 내지 40중량% 포함하여 중합된 아크릴계 고분자 바인더일 수 있으며, 보다 바람직하게 10 내지 30중량% 포함하여 중합될 수 있다. 알콕시 실란기를 함유하는 화합물의 함량이 1중량% 미만일 경우에는 접착력 향상 효과가 미미해지고, 40중량% 초과일 경우에는 불소계 중합체와의 상용성이 저하되어 상분리가 발생하고, 이에 따라 코팅 물성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 고분자 바인더의 중량평균분자량은 바람직하게 10,000 내지 300,000 g/mol이며, 보다 바람직하게 20,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 상기 고분자 바인더의 중량평균분자량이 10,000 g/mol 미만일 경우에는 코팅층의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 또한 코팅 용액의 점도가 너무 낮아 균일한 코팅을 형성하기 어려우며 300,000 g/mol 초과일 경우에는 코팅용액의 점도가 지나치게 높아 균일한 코팅층을 형성하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.

전체 불소계 코팅조성물에 있어서, 불소계 중합체와 고분자 바인더는 9 : 1 내지 5 : 5 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 9 : 1 내지 6 : 4 중량비로 혼합되는 것이 효과적이다.

불소계 중합체와 고분자 바인더의 중량비가 9 : 1 초과일 경우에는 코팅층과 기재필름과의 접착력이 미미해질 우려가 있으며, 5 : 5 중량비 미만일 경우에는 불소 농도의 감소로 인하여 내후성이 충분치 않은 문제가 발생할 수 있다.

또한, 전체 불소계 코팅조성물에서 불소계 중합체 및 고분자 바인더의 고형분 함량은 10 내지 40 중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 30중량%인 것이 효과적이다.

고형분 함량이 40중량% 초과일 경우에는 불소계 코팅조성물의 점도가 높아 작업성이 감소하여 균일한 코팅층을 얻을 수 없으며, 10중량% 미만일 경우에는 점도가 너무 낮아 형성되는 코팅층의 두께가 과도하게 얇게 형성되어 내후성이 감소될 우려가 있다.

(C) 유기용매

본 발명의 일실시예에 따른 유기용매는 불소계 코팅조성물 내에 불소계 중합체 및 고분자 바인더의 상용성을 향상시키고, 균일한 코팅층을 형성시키기 위하여 첨가되는 것으로, 주로 비점이 높은 케톤 계열의 용매나 카보네이트 계열의 용매를 사용할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

보다 구체적으로 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세토아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸 피롤리돈, 이소포론(Isophorone), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤, 부틸아세테이트, 사이클로헥산원, 디아세톤 알콜, 디이소부틸 케톤, 에틸 아세토아세테이트, 부티로락톤, 프로필렌 카보네이트, 글리세릴 트리아세테이트, 디메틸 프탈레이트 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되는 것이 분산에 효과적이다.

본 발명의 유기용매는 전체 불소계 코팅조성물에 있어서 70 내지 90중량% 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게 75 내지 85중량% 포함할 수 있다. 유기용매의 함량이 70중량% 미만일 경우에는 불소계 코팅조성물의 점도가 너무 높아져 균일한 코팅층 형성이 어려운 문제가 발생할 수 있으며, 90중량% 초과일 경우에는 코팅층이 너무 얇게 형성되어 내구성 및 내화학성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 기재필름의 일면 또는 양면에 상술한 불소계 코팅조성물을 도포하여 불소계 코팅층이 형성된 불소계 다층필름을 제공할 수 있다.

상기 기재필름은 내구성 및 내습성이 우수한 폴리에스테르계 수지인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.

본 발명의 일실시예에 따른 불소계 다층필름의 제조방법은 기재필름의 일면 또는 양면에 상술한 불소계 코팅조성물을 도포하고 경화시켜 제조할 수 있다.

불소계 코팅조성물을 도포하는 방법으로는 당해 기술분야에서 자명하게 알려져 있는 나이프 코팅, 롤코팅, 캐스팅 코팅, 분사코팅, 캘린더 코팅, 딥코팅, 에어나이프 코팅, 그라비아 코팅, 리버스롤 코팅 등이 있으며 이에 제한되지 않는다.

불소계 코팅조성물이 도포된 기재필름을 100 내지 180℃에서 경화시키는 것이 바람직하며, 경화시키기 이전에 불소계 코팅조성물에 함유된 유기용매를 증발시키기 위하여 건조단계를 추가로 포함할 수 있다. 건조단계는 경화시보다 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하며, 건조단계를 거침으로써 불소계 코팅층이 보다 견고하게 형성될 수 있어서 효과적이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르는 불소계 다층필름은 기재필름과 불소계 코팅층의 접착력이 0.01 내지 1.0 N/mm일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 불소계 다층필름은 기재필름과 접착력이 우수하고, 내후성 및 내구성이 우수하여 태양전지 백시트에 적합하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 하기 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

물성 측정

1) 접착강도

기재필름과 불소계 코팅층의 접착력을 평가하기 위하여, 만능재료시험기(Instron 4482)를 이용하여 하중 10kgf 및 크로스헤드 속도 100mm/min으로 T-peel test를 시험하였다.

2) 내후성 평가

Suga 社의 Metaling Vertical Weather Meter MV-3000를 이용하여 하기 조건으로 300시간 동안 촉진 내후성 평가를 진행하였으며, 육안으로 판별하여 내후성 평가 전 시편과 비교하여 황변 등의 변색이 거의 발생하지 않았으면 "??"로 표시하였으며, 약간의 황변 등의 변색이 발생하였으나 양호한 정도이면 "△"로 표시하였으며, 현저한 황변 등의 변색 및 균열 등이 발생하였으면 "X"로 표시하였다.

- Light Source : Xenon Arc lamp

- Irradiance : 55W/㎡

- Temp. : 38℃

- Black panel temp. : 63℃

- Relative humidity : 50%

[제조예 1]

고분자 바인더의 제조

4구 반응기에 메틸메타크릴레이트(MMA, Samcheon Chemical, 99%) 2.85g, 3-메타크릴로일프로필 트리메톡시실란(SZ-6030, Dow Corning社) 0.15g, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸 바레로니트릴)(V-70, Wako Pure Chemicals社) 0.02g, 이소포론(Sigma-Aldrich 社) 12g을 투입하고 60℃에서 6시간동안 중합하여, 고분자 바인더를 제조하였다.

[제조예 2-4]

고분자 바인더의 제조

하기 표 1에 나타난 바와 같이, 메틸메타크릴레이트(MMA) 및 3-메타크릴로일프로필 트리메톡시실란의 함량을 변화시킨 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 제조하여 고분자 바인더를 제조하였다.

[비교제조예 1]

고분자 바인더의 제조

하기 표 1에 나타난 바와 같이, 3-메타크릴로일프로필 트리메톡시실란을 사용하지 않고 메틸메타크릴레이트(MMA) 단독으로 3.0g 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 제조하여 고분자 바인더를 제조하였다.

[표 1]

[실시예 1]

불소계 코팅조성물의 제조

불소계 중합체로 PVDF(Alfa Aesar 社) 7g, 제조예 1의 고분자 바인더 3g 및 유기용매 isophorone(Sigma-Aldrich 社) 28g을 혼합하여 고형분 20중량%의 불소계 코팅조성물을 제조하였다.

불소계 다층필름의 제조

기재필름으로 두께 250㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(Skyrol SG00S, SKC)을 사용하였다. 150℃로 가열된 기재필름의 일면에 상기 불소계 코팅조성물을 두께 10㎛가 되도록 바코팅하고 10분 동안 건조하여 불소계 다층필름을 제조하였으며, 접착강도 및 수분투과도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

[실시예 2-4]

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 불소계 코팅조성물의 제조시 각각 제조예 2-4의 고분자 바인더를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 불소계 다층필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 5-6]

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 불소계 코팅조성물 제조시 제조예2의 고분자 바인더 및 불소계 중합체의 함량을 변화시킨 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 불소계 다층필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 1]

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 불소계 코팅조성물 제조시 알콕시실릴 고분자바인더를 사용하지 않고, 불소계 중합체 단독으로 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 불소계 다층필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

[비교예 2]

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 불소계 코팅조성물의 제조시 각각 비교제조예 1의 고분자 바인더를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 불소계 다층필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우, 고분자 바인더를 사용하지 않을 경우, 기재 필름 상에 코팅이 불가하며, 코팅되더라도 용매가 증발하면 코팅층 박리되는 것을 알 수 있었다. 비교예 2의 경우, 알콕시 실란기를 함유하는 화합물을 포함하지 않음에 따라, 접착력이 현저히 떨어져 불소계 코팅 조성물로 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 2, 5, 6에 나타난 바와 같이, 고분자 바인더의 함량이 증가할 수록 접착력이 향상되는 것을 알 수 있으며, 실시예 5는 접착력은 우수하나, 불소계 중합체 함량이 충분치 않아 초기에 황변이 발생하고, 내후성은 감소되는 것을 알 수 있었다. 실시예 6은 초기 내후성은 양호하나, 300시간 이후의 내후성은 기재필름과의 접착력이 좋지 않아, 코팅층이 박리되는 문제가 발생하는 것을 알 수 있었다.

또한, 도 1을 참조하면, 알콕시 실릴기의 함량이 상이한 고분자 바인더를 사용하여 불소계 코팅층을 형성한 것을 도시한 것이다. 알콕시 실릴기의 함량이 증가할수록 불소계 중합체와의 상용성이 저하되어 표면이 다소 거칠게 나타나는 것으로 보아 고분자 바인더 중 알콕시 실릴기를 함유하는 화합물의 함량은 40중량% 미만인 것이 효과적인 것을 알 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

1. 비닐플루오라이드 단일중합체, 비닐플루오라이드 공중합체, 비닐리덴플루오라이드 단일중합체 및 비닐리덴플루오라이드 공중합체 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되는 불소계 중합체;
   (메타)아크릴레이트계 화합물 및 알콕시실란기를 함유하는 화합물을 포함하는 혼합물의 중합체인 고분자 바인더; 및
   디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세토아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸 피롤리돈, 이소포론(Isophorone), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤, 부틸아세테이트, 사이클로헥산원, 디아세톤 알콜, 디이소부틸 케톤, 에틸 아세토아세테이트, 부티로락톤, 프로필렌 카보네이트, 글리세릴 트리아세테이트, 디메틸 프탈레이트 중에서 1종 또는 2종 선택되는 유기용매;를 포함하며,
   상기 알콕시 실란기를 함유하는 화합물은 글리시독시프로필트리메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리에톡시실란, 글리시독시프로필트리에톡시실란 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 불소계 코팅조성물로,
   상기 불소계 중합체의 총 몰 수에 대하여, 비닐리덴 플루오라이드가 60 내지 90몰% 포함되며,
   상기 불소계 코팅조성물은 상기 불소계 중합체 및 고분자 바인더가 9 : 1 내지 5 : 5 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 불소계 코팅조성물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 불소계 코팅 조성물에서 상기 불소계 중합체 및 고분자 바인더의 고형분 함량이 10 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 불소계 코팅조성물.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 불소계 중합체의 중량평균분자량은 100,000 내지 700,000 g/mol이며,
   상기 고분자 바인더의 중량평균분자량은 10,000 내지 300,000 g/mol인 불소계 코팅조성물.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 고분자 바인더는 알콕시 실란기를 함유하는 화합물을 1 내지 40중량% 포함하여 중합된 아크릴계 고분자 바인더인 불소계 코팅조성물.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 기재필름의 일면 또는 양면에 제 1항, 제 2항, 제 4항 및 제 5항 중에서 선택되는 어느 한 항의 불소계 코팅조성물을 도포하여 불소계 코팅층이 형성된 불소계 다층필름.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 불소계 다층필름은 상기 기재필름과 불소계 코팅층의 접착력이 0.01 내지 1.0N/mm인 불소계 다층필름.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 불소계 다층필름은 태양전지 백시트에 포함되는 불소계 다층필름.
    

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