KR102116375B1 - 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름 - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름에 관한 것으로, 더욱 성세하게는 기재층, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층, 상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 일면에 형성되며 자외선 차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어지는 보강층, 상기 보강층의 상부면에 형성되는 하드코팅층 및 상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 타면에 형성되는 이형층으로 이루어진다.
상기의 구조로 이루어지는 유리코팅용 필름은 우수한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 성형성이 우수하여 굴곡진 면에도 시공이 용이한 효과를 나타낸다.

Description

내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름 {COATING FILM FOR GLASS IMPROVING DURABILITY AND CONSTRUCT ABILITY}
개시된 내용은 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 성형성이 우수하여 굴곡진 면에도 시공이 용이한 효과를 나타내는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름에 관한 것이다.
종래에 사용 중인 윈도우 필름과 건축용 필름은 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, Polyethylene terephthalate)를 기재로 사용하였는데, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 높은 투명성, 내습성 및 내화학성을 나타내기 때문에, 품질의 안정화를 도모할 수 있어 윈도우 필름이나 건축용 필름의 제조시 주로 이용되고 있다.
그러나, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 수지의 특성상 원단 생산시에 자외선 차단제를 첨가하지 못하므로, 필름의 제조 공정에서 습식 코팅을 통해 점착제 등에 UV 차단제를 첨가하는 방법을 적용하고 있다.
상기와 같이 점착제에 별도로 자외선 차단제를 투입하게 되면, 제조 공정의 원재료 단가 상승과 자외선 차단제의 특성별로 점착제의 물성을 맞춰야 하는 문제점이 있으며, 필름 원단 자체의 내구성이 저하되는 문제점을 유발된다.
또한, 상기와 같이 자외선 차단제가 점착제에 투입되어 제조된 필름제품은 유리의 외부표면에 부착됐을 때, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 가장 외부로 노출되고 UV 차단제가 함유된 점착층은 내측에 위치하게 되는 구조로 필름제품을 유리의 내측에 접착하는 경우에는 큰 문제가 되지 않지만 유리의 외측에 필름을 적용하는 경우에는 자외선 차단제보다 기재로 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 자외선에 우선적으로 노출되기 때문에 자외선으로 인한 기재층의 물성저하를 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 일반적인 유리 내부 부착 필름은 자동차 외부의 환경 즉, 바람, 햇빛, 눈 및 빗물 등과 같은 자연적 요인에 의해 내구성이 저하되기 때문에 자동차나 건축물의 실내 측에 적용되는데, 이는 스톤 칩과 같은 각종 유리 외부의 직접적인 충격으로부터 유리면를 보호하지 못하는 단점이 있고, 이러한 문제점을 해소하기 위해 외부의 충격으로부터 유리를 보호하기 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트를 100㎛ 혹은 그 이상 두께로 적용하여 제조된 필름은 두께가 두꺼워 열 성형시 수축률이 좋지 않기 때문에 시공이 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 유리 내부 부착 필름의 경우 유리 비산 방지의 효과만 있을 뿐 유리 자체의 보호 기능은 떨어지게 되는 것이다.
또한, 종래에는 윈도우 필름 제조시에 폴리에틸렌테레프탈레이트에 코로나 처리 후 습식 하드코팅을 하는 방식으로 시간이 지날수록 폴리에틸렌테레프탈레이트에 처리한 프라이머의 부착력이 저하되어 보존성이 저하되며, 이는 완제품인 필름 자체의 내구성 저하로 연결되는 문제점이 있었다.
한국특허등록 제10-0203371호(1999.03.23) 한국특허공개 제10-2004-0072862호(2004.08.19)
개시된 내용은 우수한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 성형성이 우수하여 굴곡진 면에도 시공이 용이한 효과를 나타내는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 제공하는 것이다.
하나의 실 실시예로서 이 개시의 내용은 기재층, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층, 상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 일면에 형성되며, 자외선차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어지는 보강층, 상기 보강층의 상부면에 형성되는 하드코팅층 및 상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 타면에 형성되는 이형층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 기재층은 폴리메틸메타아크릴레이트 또는 폴리에틸렌테레프텔레이트로 이루어지며, 50 내지 250㎛의 두께로 형성될 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 점착층은 아크릴계 점착제로 이루어지며, 4 내지 6㎛의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 보강층은 50 내지 250㎛의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 하드코팅층은 아크릴계 혼합물로 이루어지며, 5 내지 10㎛의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 아크릴계 혼합물은 아크릴 수지 100 중량부 및 용제 30 내지 60 중량부로 이루어지며, 점도가 67 내지 70cps를 나타낼 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 점착층 및 상기 하드코팅층에는 염료, 안료, 카본 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 첨가제가 더 함유될 수 있다.
이상에서와 같은 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름은 우수한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 성형성이 우수하여 굴곡진 면에도 시공이 용이한 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 나타낸 분해사시도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름은 기재층(10), 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층(20), 상기 점착층(20)이 형성된 상기 기재층(10)의 일면에 형성되며, 자외선 차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어지는 보강층(30), 상기 보강층(30)의 상부면에 형성되는 하드코팅층(40) 및 상기 점착층(20)이 형성된 상기 기재층(10)의 타면에 형성되는 이형층(50)으로 이루어진다.
상기 기재층(10)은 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름의 기재가 되는 층으로 폴리메틸메타아크릴레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지며, 50 내지 250㎛의 두께로 형성되는데, 외력에 의해 유리코팅용 필름이 변형되거나 균열이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.
상기 점착층(20)은 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 4 내지 6㎛의 두께로 형성되며 아크릴계 점착제로 이루어지는데, 상기 기재층(10)의 일면에 형성되는 점착층(20)은 상기 기재층(10)과 상기 보강층(30)을 점착시키고, 상기 기재층(10)의 타면에 형성되는 점착층(20)은 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 유리 외부면에 점착시키는 역할을 한다.
상기 점착층(20)의 두께가 4㎛ 미만이면 점착층(20)의 점착력이 저하되어 기재층(10)과 보강층(30) 사이에 박리현상이 발생할 수 있으며, 상기 점착층(20)의 두께가 6㎛를 초과하게 되면 점착층(20)의 점착력은 크게 향상되지 않으면서 유리코팅용 필름의 두께를 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 상기 점착층(20)에는 상기 점착층(20)을 구성하는 아크릴계 점착제 100 중량부 대비 염료, 안료, 카본 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 첨가제 0.1 내지 1 중량부가 더 함유될 수도 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 첨가제가 함유되면, 자외선, 적외선 및 가시광선 등의 투과율이 낮아진 유리코팅용 필름이 제공된다.
상기 보강층(30)은 상기 점착층(20)이 형성된 상기 기재층(10)의 일면에 50 내지 250㎛의 두께로 형성되며, 자외선 차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어지는데, 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름의 내구성과 열 성형성을 향상시키는 역할을 한다.
통상적으로, 윈도우 필름에 기재나 보강용으로 적용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 수축률은 150℃에서 1시간 기준으로 1 내지 2%이며, 저수축 등급제품은 0.5%이하다. 그러나 개시된 유리코팅용 필름에 사용된 폴리메틸메타아크릴레이트는 150℃에서 1시간 기준으로 2 내지 7%의 수축률을 나타내기 때문에, 통상적으로 윈도우 필름의 시공시에 적용되는 120 내지 150℃의 온도조건에서 우수한 수축률을 나타며, 이에 따라 시공이 용이해져 작업속도를 증가시킬 수 있다.
상기 보강층(30)의 두께는 상기 기재층(10)의 두께에 따라 가변적인데, 상기 기재층(10)의 두께와 합산했을 때, 400㎛ 내외의 두께를 나타내는 것이 제품의 시공성, 기계적 강도 및 내구성 등을 고려했을 때 가장 바람직하다.
또한, 상기 자외선 차단제는 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부 대비 0.01 내지 0.5 중량부가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트와 우수한 혼합성을 나타내며, 자외선 차단 효율이 우수한 것이면, 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 벤조트리아졸계, 힌다드아민계, 벤조페논계 및 살리실레이트계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 벤조트리아졸계 자외선 차단제인 TINUVIN123, TINUVIN 234, TINUVIN360 및 TINUVIN 1577로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 하드코팅층(40)은 상기 보강층(30)의 상부면에 5 내지 10㎛의 두께로 형성되며, 아크릴계 혼합물로 이루어지는데, 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 유리면에 적용했을 때, 가장 외측에 위치하여 바람, 햇빛, 빗물 및 외부 충격 등으로부터 유리코팅용 필름을 보호하는 역할을 한다.
상기 하드코팅층(40)의 두께가 5㎛ 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 하드코팅층(40)의 두께가 10㎛를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 유리코팅용 필름의 두께와 제조비용을 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.
이때, 상기 하드코팅층(40)을 구성하는 상기 아크릴계 혼합물은 아크릴 수지 100 중량부 및 용제 30 내지 60 중량부로 이루어지며, 67 내지 70cps의 점도를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 용제로는 부틸 아세테이트 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 하드코팅층(40)에는 상기 점착층(20)과 마찬가지로, 하드코팅층(40)을 구성하는 아크릴계 혼합물 100 중량부 대비 염료, 안료, 카본 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 첨가제 0.1 내지 1 중량부가 더 함유될 수도 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 첨가제가 함유되면, 자외선, 적외선 및 가시광선 등의 투과율이 낮아진 유리코팅용 필름이 제공된다.
상기 이형층(50)은 상기 점착층(20)이 형성된 상기 기재층(10)의 타면에 20 내지 25㎛의 두께로 형성되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는데, 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 유리면에 적용하기 전에 제거된다.
상기의 적층구조로 이루어지는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름은 자외선 차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어진 보강층(30)에 마이크로 그라비아 코팅기를 이용하여 아크릴계 혼합물로 이루어진 하드코팅액을 5 내지 10㎛의 두께로 코팅하여 하드코팅층(40)을 형성하고, 하드코팅층(40)이 형성된 보강층(30)의 타면에 폴리메틸메타아크릴레이트 또는 폴리에틸렌테레프텔레이트로 이루어진 기재층(10)의 양면에 마이크로그라비아 코팅기를 이용하여 125 내지 140℃ 분위기에서 아크릴계 점착제를 4 내지 6㎛의 두께로 코팅하여 점착층(20)이 형성된 적층체를 적층하는 과정을 통해 제조된다.
이하에서는, 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 유리코팅용 필름의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부에 자외선 차단제(TINUVIN123) 0.3 중량부가 혼합되어 이루어진 보강층을 120㎛ 두께로 형성하고, 상기 보강층의 일면에 아크릴 수지 100 중량부 및 용제(부틸아세테이트) 30 중량부로 이루어진 하드코팅액을 그라비아 코팅기를 이용하여 7㎛의 두께로 코팅하여 하드코팅층을 형성하는 과정을 통해 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 2> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 용제 40 중량부를 사용하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 3> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 용제 50 중량부를 사용하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 4> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 용제 60 중량부를 사용하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 5> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
폴리메틸메타아크릴레이트 100 중량부에 자외선 차단제(TINUVIN123) 0.3 중량부가 혼합되어 이루어진 보강층을 120㎛ 두께로 형성하고, 상기 보강층의 일면에 아크릴 수지 100 중량부 및 용제(부틸아세테이트) 60 중량부로 이루어진 하드코팅액을 그라비아 코팅기를 이용하여 5㎛의 두께로 코팅하여 하드코팅층을 형성하는 과정을 통해 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 6> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 5와 동일하게 진행하되, 하드코팅액을 6㎛의 두께로 도포하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 7> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 5와 동일하게 진행하되, 하드코팅액을 7㎛의 두께로 도포하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
<제조예 8> 하드코팅층이 형성된 보강층의 제조
상기 제조예 5와 동일하게 진행하되, 하드코팅액을 8㎛의 두께로 도포하여 하드코팅층이 형성된 보강층을 제조하였다.
상기 제조예 1 내지 4를 통해 보강층의 일면에 형성된 하드코팅층의 연필 경도와 보강층과 하드 코팅층의 부착력을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 연필경도는 연필경도계를 이용하여 측정하였으며, 부착력은 하드코팅층에 충격을 가했을때, 가루날림, 코팅층 깨짐 및 코팅층 박리현상 발생여부를 육안으로 확인하는 방법을 이용하였다.)
<표 1>
Figure 112018035454015-pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼, 개시된 제조예 1 내지 4를 통해 보강층의 일면에 형성된 하드코팅층은 우수한 연필경도와 부착력을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 제조예 5 내지 8을 통해 보강층의 일면에 형성된 하드코팅층의 경도와 보강층과 하드코팅층의 연필 경도와 부착력을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 연필 경도는 연필 경도측정기를 이용하여 측정하였으며, 부착력은 Cross cutting 테스트를 이용하여 측정하였다.)
<표 2>
Figure 112018035454015-pat00002
위에 표 2에 나타낸 것처럼, 상기 제조예 5 내지 8을 통해 보강층의 일면에 형성된 하드코팅층은 우수한 경도와 부착력을 나타내는 것을 알 수 있다.
<실시예 1>
180㎛ 두께의 폴리메틸메타아크릴레이트로 기재층을 형성하고, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 마이크로그라비아 코팅기를 이용하여 125 내지 140℃ 분위기에서 아크릴계 점착제를 5㎛의 두께로 코팅한 후에, 상기 제조예 7을 통해 제조된 적층체의 보강층과 점착시켜 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1을 통해 제조된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름의 자외선 차단율을 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.
{단, 자외선 차단율은 자외선투과율 측정기(LS-108G)를 이용하여 측정하였다.}
<표 3>
Figure 112018035454015-pat00003
위에 표 3에 나타낸 것처럼, 상기 실시예 1을 통해 제조된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름은 우수한 자외선 차단율을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름은 우수한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어진 기재층과 보강층이 형성되어 열 성형성이 우수하여 굴곡진 면에도 시공이 용이한 효과를 나타낸다.
10 ; 기재층
20 ; 점착층
30 ; 보강층
40 ; 하드코팅층
50 ; 이형층

Claims (7)

  1. 기재층;
    상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층;
    상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 일면에 형성되며, 자외선 차단제가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어지는 보강층;
    상기 보강층의 상부면에 형성되는 하드코팅층; 및
    상기 점착층이 형성된 상기 기재층의 타면에 형성되는 이형층;으로 이루어지며,
    상기 폴리메틸메타아크릴레이트의 수축률은 120 내지 150℃에서 1시간 기준으로 2 내지 7%이며,
    상기 점착층 및 상기 하드코팅층에는 카본 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 첨가제가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 폴리메틸메타아크릴레이트 또는 폴리에틸렌테레프텔레이트로 이루어지며, 50 내지 250㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착층은 아크릴계 점착제로 이루어지며, 4 내지 6㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강층은 50 내지 250㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하드코팅층은 아크릴계 혼합물로 이루어지며, 5 내지 10㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 아크릴계 혼합물은 아크릴 수지 100 중량부 및 용제 30 내지 60 중량부로 이루어지며, 점도가 67 내지 70cps를 나타내는 것을 특징으로 하는 내구성 및 시공성이 우수한 유리코팅용 필름.


  7. 삭제
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