KR102105060B1 - 자외선 차단이 가능한 pet 필름 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 PET 필름은 상기 필름을 제작하는 원료인 PET 베이스 칩(base chip)에 자외선 흡수제를 혼합하여 형성함으로써 필름 제작 공정 시 필름의 표면에 별도의 코팅을 하지 않고도 400nm의 자외선을 99% 이상 차단 가능한 것을 특징으로 하는 자외선 차단이 가능한 PET 필름이 제공된다.

Description

자외선 차단이 가능한 PET 필름 제조방법{UV-blocking PET film manufacturing method}
본 발명은 자외선 차단이 가능한 PET 필름 및 제조방법에 관한 것으로, 필름의 표면에 별도의 코팅을 하지 않고도 자외선 차단이 가능한 PET 필름 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자외선은 우리 눈에 보이지 않는 빛으로, 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 하며, 과도하게 노출될 경우 피부암이나 결막염과 백내장 같은 눈 질환 등의 원인이 된다.
이에 따라, 최근 자동차의 창문이나 건물의 유리 등에 자외선을 차단하기 위한 투명 필름을 사용하고 있다.
따라서 자외선에서 370nm까지는 차단이 되는 필름은 개발되어 사용되고 있으나, 400nm 근방의 파장을 갖는 자외선에 대해서는 정확한 차단이 어려워 피부암이나 안구건조증, 백내장, 시력저하 등을 일으키는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 자외선 차단 필름은 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅시켜 자외선을 차단시킨다.
이때 필름에 코팅액을 도포시키는 방법은 제작이 완료된 필름을 이송시키는 두개의 이송롤러와, 코팅액 용기에 담긴 코팅액에 접하도록 코팅롤러를 구비시킨다.
그리고 상기 필름을 이송롤러와 코팅롤러의 외주면에 장착하되, 이송로러에는 롤러 외주면의 하면에 접하도록 장착되고, 코팅롤러에는 롤러 외주면의 상면에 접하도록 장착되도록 배치된다.
따라서 상기 이송롤러와 코팅롤러의 회전에 따라 필름을 이송시키면서 코팅롤러의 외주면에 도포된 코팅액이 필름의 일면에 재도포 되어 필름의 표면을 코팅시키는 별도의 코팅 공정을 필요로 한다.
이에 따라 필름 제작 공정 이외의 코팅 공정이 이루어짐으로 제조 원가가 높아지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 필름을 제작하는 원료에 직접 자외선 흡수제를 투입하여 필름 제조 시에 바로 자외선 흡수제가 필름의 기저에 포함되도록 함으로써 필름자체가 자외선을 차단하는 필름을 제공하는데 목적이 있다.
따라서 본 발명은 필름 제작 공정 시 PET 베이스 칩(base chip)과 자외선 흡수제를 포함하는 MB 칩(Master batch chip)을 용융 혼합하여 PET 필름을 제작함으로써 별도의 코팅 공정 없이 10nm~400nm 근방의 자외선을 99% 이상 차단 가능한 PET 필름 및 PET 필름 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 PET 필름은 상기 필름을 제작하는 원료인 PET 베이스 칩(base chip)에 자외선 흡수제를 혼합하여 형성함으로써 필름 제작 공정 시 필름의 표면에 별도의 코팅을 하지 않고도 400nm 자외선을 99% 이상 차단 가능한 것을 특징으로 하는 자외선 차단이 가능한 PET 필름이 제공된다.
또한, 상기 PET 필름은 상기 PET 베이스 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 1 내지 4 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 별도의 매개체를 통하여 상기 PET 베이스 칩에 용융 혼합되도록 상기 자외선 흡수제와 수지 칩을 혼합하여 형성된 MB 칩(Master batch chip)이 구비된다.
또한, 상기 MB 칩은 상기 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 PET 필름은 상기 PET 베이스 칩(base chip)의 100중량부에 대해, 상기 MB 칩(Master batch chip) 5 내지 15 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 이루어진다.
한편, 상기 PET 필름의 제조방법은 (a) 자외선 흡수제 구비 단계와, (b) 상기 자외선 흡수제와 베이스 수지 칩을 혼합하는 MB 칩 형성 단계와, (c) 상기 MB 칩과 PET 베이스 칩을 혼합하는 칩 혼합 단계와, (d) 상기 PET 베이스 칩과 MB 칩이 혼합된 혼합 칩의 수분을 제거하고 건조시키는 혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계와, (e) 건조시킨 혼합 칩을 압출기에서 용융시키면서 압출시키는 혼합 칩 용융 및 압출 단계와, (f) 상기 혼합 칩이 용융되어 압출된 PET 폴리머(polymer)의 불순물을 제거하는 필터링(filtering) 단계와, (g) 상기 PET 폴리머를 다이(die)에서 토출시키는 시트(sheet) 성형 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 시트 성형 단계 이후에 (h) 상기 PET 폴리머가 시트 성형된 자외선 차단 필름을 종방향 및 횡방향으로 연신시키는 연신 가공 단계와, (i) 상기 연신된 자외선 차단 필름의 테두리를 잘라내는 트리밍(trimming) 가공 단계와, (j) 상기 트리밍된 자외선 차단 필름을 권취시키는 권취 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 자외선 흡수제 구비 단계에서 (a-1) 벤조페논(Benzophenone)계가 구비되는 단계와, (a-2) 벤조트리아졸(Benzotriazole)계가 구비되는 단계와, (a-3) 트리아진(Triazine)계가 구비되는 단계와, (a-4) 상기 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 혼합하여 자외선 흡수제를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 MB 칩 형성 단계에서 (b-1) 상기 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 넣어 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 칩 혼합 단계에서 (c-1) 상기 PET 베이스 칩의 100중량부에 대해 상기 MB 칩 5 내지 15 중량부로 넣어 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계에서 (d-1) 상기 혼합 칩을 70℃ 내지 100℃에서 1시간 내지 2시간 동안 건조시키는 예열 건조 단계와, (d-2) 예열 건조된 상기 혼합 칩을 160℃ 내지 180℃에서 4시간 내지 6시간 동안 건조시키는 본열 건조 단계를 포함한다.
또한, 상기 혼합 칩 용융 및 압출 단계에서 (e-1) 상기 혼합 칩은 260℃ 내지 290℃의 온도로 용융 시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 필름 제작 공정 시 PET 베이스 칩(base chip)과 자외선 흡수제를 포함하는 MB 칩(Master batch chip)을 용융 혼합하여 PET 필름을 제작함으로써 별도의 코팅 공정이 이루어지지 않아 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 PET 필름 제조 방법의 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 PET 필름 제조 방법의 개략적인 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 자외선 흡수제의 화학 결합을 나타낸 구조식이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 PET 필름 제조 방법의 순서도, 도 2는 본 발명에 따른 PET 필름 제조 방법의 개략적인 공정도, 도 3은 본 발명에 따른 자외선 흡수제의 화학 결합을 나타낸 구조식이다.
본 발명은 필름을 제작하는 원료에 직접 자외선 차단제를 투입하여 필름 제조 시에 바로 자외선 차단제가 필름의 기저에 포함되도록 함으로써 필름자체가 자외선을 차단하는 필름을 제공하는데 목적이 있다.
따라서 상기 PET 필름은 상기 필름을 제작하는 원료인 PET 베이스 칩(base chip)에 자외선 흡수제를 혼합하여 형성함으로써 필름 제작 공정 시 필름의 표면에 별도의 코팅을 하지 않고도 400nm 자외선을 99% 이상 차단 가능한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 PET 필름은 상기 PET 베이스 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 1 내지 4 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 별도의 매개체를 통하여 상기 PET 베이스 칩에 용융 혼합되도록 상기 자외선 흡수제와 수지 칩을 혼합하여 형성된 MB 칩(Master batch chip)이 구비된다.
따라서 상기 자외선 흡수제가 혼합된 MB 칩에 의해 PET 베이스 필름의 자외선 흡수제의 계량을 정확하고 정밀하게 할 수 있다.
이때, 상기 MB 칩은 상기 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 PET 필름은 상기 PET 베이스 칩(base chip)의 100중량부에 대해, 상기 MB 칩(Master batch chip) 5 내지 15 중량부로 이루어진다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 이루어진다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 300℃ 이상에서 열분해 된다.
도 3을 참조하면 본 발명에 따른 자외선 흡수제 중 하나로써 2,2`-(p-Phenylene)di-3,1-benzoxazin-4-one의 화학 구조식을 갖는다.
한편, 도 1 내지 도 2를 참조하여 상기 PET 필름의 제조방법을 설명한다.
자외선 흡수제 구비 단계(S10)와, 상기 자외선 흡수제와 베이스 수지 칩을 혼합하는 MB 칩(20) 형성 단계(S11)와, 상기 MB 칩(20)과 PET 베이스 칩(10)을 혼합하는 칩 혼합 단계(S12)와, 상기 PET 베이스 칩(10)과 MB 칩(20)이 혼합된 혼합 칩(30)의 수분을 제거하고 건조시키는 혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계(S13)와, 건조시킨 혼합 칩(30)을 압출기(Extruder)에서 용융시키면서 압출시키는 혼합 칩 용융 및 압출 단계(S14)와, 상기 혼합 칩(30)이 용융되어 압출된 PET 폴리머(polymer)(40)의 불순물을 제거하는 필터링(filtering) 단계(S15)와, 상기 PET 폴리머(40)를 다이(die)에서 토출시키는 시트(sheet) 성형 단계(S16)와, 상기 PET 폴리머(40)가 시트 성형된 자외선 차단 필름(50)을 종방향 및 횡방향으로 연신시키는 연신 가공 단계(S17)와, 상기 연신된 자외선 차단 필름(50)의 테두리를 잘라내는 트리밍(trimming) 가공 단계(S18)와, 상기 트리밍된 자외선 차단 필름(50)을 권취시키는 권취 단계(S19)를 포함한다.
또한, 상기 자외선 흡수제 구비 단계에서 벤조페논(Benzophenone)계가 구비되는 단계와, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계가 구비되는 단계와, 트리아진(Triazine)계가 구비되는 단계와, 상기 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 혼합하여 자외선 흡수제를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 MB 칩 형성 단계에서 상기 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 넣어 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 칩 혼합 단계에서 상기 PET 베이스 칩의 100중량부에 대해 상기 MB 칩 5 내지 15 중량부로 넣어 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계에서 상기 혼합 칩을 70℃ 내지 100℃에서 1시간 내지 2시간 동안 건조시키는 예열 건조 단계와, 예열 건조된 상기 혼합 칩을 160℃ 내지 180℃에서 4시간 내지 6시간 동안 건조시키는 본열 건조 단계를 포함한다.
또한, 상기 혼합 칩 용융 및 압출 단계에서 상기 혼합 칩은 260℃ 내지 290℃의 온도로 용융 시키는 단계를 포함한다.
상기에서 설명한 바와 같이 필름 제작 공정 시 PET 베이스 칩(base chip)과 자외선 흡수제를 포함하는 MB 칩(Master batch chip)을 용융 혼합하여 PET 필름을 제작함으로써 별도의 코팅 공정이 이루어지지 않아 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 코팅 방식으로 제작된 자외선 차단 필름보다 내구성이 뛰어난 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 : PET 베이스 칩 20 : MB 칩
30 : 혼합 칩 40 : PET 폴리머
50 : 자외선 차단 필름

Claims (9)

  1. 피부암이나 눈 질환인 안구건조증, 백내장, 시력저하를 일으키는 400㎚ 파장을 갖는 자외선을 차단하는 PET 필름의 제조방법에 있어서,
    상기 PET 필름의 제조방법은 필름을 제작하는 원료인 PET 베이스 칩(base chip)에 자외선 흡수제를 혼합하여 형성함으로써 필름 제작 공정 시 필름의 표면에 별도의 코팅을 하지 않고도 400nm 자외선을 99% 이상 차단 가능한 것으로,
    상기 자외선 흡수제는,
    별도의 매개체를 통하여 상기 PET 베이스 칩에 용융 혼합되도록 상기 자외선 흡수제와 수지 칩을 혼합하여 형성된 MB 칩(Master batch chip)이 구비되며,
    상기 MB 칩은 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 이루어지며,
    또한, 상기 PET 필름은 상기 PET 베이스 칩(base chip)의 100중량부에 대해, 상기 MB 칩(Master batch chip) 5 내지 15 중량부로 이루어지며,
    상기 자외선 흡수제는,
    벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 이루어지며,
    상기 400㎚의 파장을 갖는 자외선을 99% 이상 차단하는 PET 필름의 제조방법으로서,
    (a) 자외선 흡수제 구비 단계
    (b) 상기 자외선 흡수제와 베이스 수지 칩을 혼합하는 MB 칩 형성 단계
    (c) 상기 MB 칩과 PET 베이스 칩을 혼합하는 칩 혼합 단계
    (d) 상기 PET 베이스 칩과 MB 칩이 혼합된 혼합 칩의 수분을 제거하고 건조시키는 혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계
    (e) 건조시킨 혼합 칩을 압출기에서 용융시키면서 압출시키는 혼합 칩 용융 및 압출 단계
    (f) 상기 혼합 칩이 용융되어 압출된 PET 폴리머(polymer)의 불순물을 제거하는 필터링(filtering) 단계
    (g) 상기 PET 폴리머를 다이(die)에서 토출시키는 시트(sheet) 성형 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 시트 성형 단계 이후에,
    (h) 상기 PET 폴리머가 시트 성형된 자외선 차단 필름을 종방향 및 횡방향으로 연신시키는 연신 가공 단계
    (i) 상기 연신된 자외선 차단 필름의 테두리를 잘라내는 트리밍(trimming) 가공 단계
    (j) 상기 트리밍된 자외선 차단 필름을 권취시키는 권취 단계를 더 포함하며,
    상기 자외선 흡수제 구비 단계에서,
    (a-1) 벤조페논(Benzophenone)계가 구비되는 단계
    (a-2) 벤조트리아졸(Benzotriazole)계가 구비되는 단계
    (a-3) 트리아진(Triazine)계가 구비되는 단계
    (a-4) 상기 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 트리아진(Triazine)계 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 혼합하여 자외선 흡수제를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 MB 칩 형성 단계에서 (b-1) 상기 베이스 수지 칩의 100중량부에 대해, 상기 자외선 흡수제 20 내지 25 중량부로 넣어 혼합하는 단계와,
    상기 칩 혼합 단계에서 (c-1) 상기 PET 베이스 칩의 100중량부에 대해 상기 MB 칩 5 내지 15 중량부로 넣어 혼합하는 단계를 더 포함하며,
    혼합 칩 수분 제거 및 건조 단계에서,
    (d-1) 상기 혼합 칩을 70℃ 내지 100℃에서 1시간 내지 2시간 동안 건조시키는 예열 건조 단계
    (d-2) 예열 건조된 상기 혼합 칩을 160℃ 내지 180℃에서 4시간 내지 6시간 동안 건조시키는 본열 건조 단계를 더 포함하고,
    상기 혼합 칩 용융 및 압출 단계에서,
    (e-1) 상기 혼합 칩은 260℃ 내지 290℃의 온도로 용융 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단이 가능한 PET 필름의 제조방법.
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