KR102305029B1 - 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물, 이를 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름 - Google Patents

항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물, 이를 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물, 이를 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름에 관한 것으로, 본 발명에서는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물 0.85~0.95중량부와; 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와; 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와; 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와; 열차단제 50.0~78.0중량부와; 항균제 2.0~2.5중량부를 포함하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물과, 상기 조성물을 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름이 개시된다.

Description

항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물, 이를 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름{Window film composition for antibacterial and heat shielding, window film manufacturing method using the same, and window film thereof}
본 발명은 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물, 이를 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름에 관한 것으로, 종래의 열차단층과 항균층이 별도로 형성되어 있는 윈도우 필름을 열차단소재와 항균제와의 상용성을 극대화하여 우수한 항균 및 열차단 상용성을 제공할 수 있는 단일 소재의 윈도우 필름용 조성물과, 상기 윈도우 필름용 조성물을 이용한 윈도우 필름 제조방법 및 그 윈도우 필름에 관한 것이다.
종래, 건물이나 차량, 전시용 등의 이른바 개구부는, 태양광선을 투과하기 위해서 투명한 유리판이나 수지판으로 구성되어 있다. 그러나, 태양광선에는 가시광선 외에 자외선이나 근적외선이 포함되어 있다.
태양광에 포함되는 자외선은 일광화상의 원인이 되어, 인체에 대한 악영향이지적되고 있으며, 또 자외선에 의한 포장재의 열화(deterioration) 가 원인으로 내용물의 변질이 생기는 경우도 잘 알려져 있다.
한편, 태양에 포함되는 근적외선에 대해서도, 직사일광에 의한 실내의 온도상승을 일으켜, 여름철의 냉방효과를 저하시키는 등의 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 바람직하지 않은 사태를 회피하기 위해서, 자외선이나 근적외선을 차폐하는 일사차폐 필름과 같은 윈도우 필름이, 건물이나 차량의 유리창 첩부용으로서 이용되고 있다. 이러한 윈도우 필름은 점착제를 통하여 건물이나 차량의 윈도우에 부착된다.
종래의 윈도우 필름의 일예로는 도 1에 도시된 바와 같이, 이형지층(1), 상기 이형지층(1) 상측에 적층되는 UV차단점착층(2), 상기 UV차단점착층(2) 상측에 적층되는 제1투명기재필름층(3), 상기 제1투명기재필름층(3) 상측에 적층되는 컬러코팅층(4), 상기 컬러코팅층(4)의 상측에 적층되는 제2투명기재필름층(5)과, 상기 제2투명기재필름층(5)의 상측에 적층되는 열차단 하드코팅층(6)으로 형성된다.
이러한 종래의 열차단 윈도우 필름에 항균물질이 코팅된 항균 코팅층을 부가하기 위해서는 상기 열차단 하드코딩층(1)을 항균 코팅층으로 치환하여 이형지층(1), 상기 이형지층(1) 상측에 적층되는 UV차단점착층(2), 상기 UV차단점착층(2) 상측에 적층되는 제1투명기재필름층(3), 상기 제1투명기재필름층(3) 상측에 적층되는 컬러코팅층(4), 상기 컬러코팅층(4)의 상측에 적층되는 제2투명기재필름층(5)과, 상기 제2투명기재필름층(5)의 상측에 적층되는 항균 코팅층(6)으로 형성할 수 있는데, 이 경우 열차단 특성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 열차단 특성 저하를 방지하기 위해 컬러코팅층(3)을 열차단 코팅층으로 치환하고, 하드코딩층(1)을 항균 코팅층으로 치환하여 이형지층(1), 상기 이형지층(1) 상측에 적층되는 UV차단점착층(2), 상기 UV차단점착층(2) 상측에 적층되는 제1투명기재필름층(3), 상기 제1투명기재필름층(3) 상측에 적층되는 열차단코팅층(4), 상기 열차단코팅층(4)의 상측에 적층되는 제2투명기재필름층(5)과, 상기 제2투명기재필름층(5)의 상측에 적층되는 항균 코팅층(6)으로 형성할 수 있는데, 이렇게 형성된 윈도우 필름은 가시광선 투과율이 상승하게 되고, 컬러의 변경이 불가능하다는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 가시광선 투과율을 상승을 방지하기 위해 윈도우 필름을 이형지층(1), 상기 이형지층(1) 상측에 적층되는 UV차단점착층(2), 상기 UV차단점착층(2) 상측에 적층되는 제1투명기재필름층(3), 상기 제1투명기재필름층(3) 상측에 적층되는 열차단코팅층(4), 상기 열차단코팅층(4)의 상측에 적층되는 컬러기재필름층(5)과, 상기 컬러기재필름층(5)의 상측에 적층되는 항균 코팅층(6)으로 형성할 수 있는데, 이렇게 형성된 윈도우 필름은 컬러의 변경이 불가능하고, 컬러기재필름층이 탈색이 되는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 종래 윈도우 필름에 항균 코팅층을 추가하여 도 2와 같이, 이형지층(1), 상기 이형지층(1) 상측에 적층되는 UV차단점착층(2), 상기 UV차단점착층(2) 상측에 적층되는 제1투명기재필름층(3), 상기 제1투명기재필름층(3) 상측에 적층되는 컬러코팅층(4), 상기 컬러코팅층(4)의 상측에 적층되는 제2투명기재필름층(5)과, 상기 제2투명기재필름층(5)의 상측에 적층되는 열차단 코팅층(6), 상기 열차단 코팅층(6)의 상측에 적층되는 제3투명기재필름층(7), 상기 제3투명기재필름층(7)의 상측에 적층되는 항균 코팅층(8)으로 형성할 수 있는데, 이 경우 제3투명기재필름층을 추가하여야 하고, 열차단 코팅층과 항균 코팅층이 별도로 형성되어 제조공정이 복잡하고, 제조시간이 오래 걸리는 단점 및 제조원가 상승의 문제이 있다.
1. 대한민국공개특허공보 제10-2021-0029279호 2. 대한민국공개특허공보 제10-2012-0050135호 3. 대한민국공개특허공보 제10-2016-0077563호 4. 대한민국공개특허공보 제10-2016-0074750호
본 발명은 종래의 윈도우 필름의 제조공정상의 단점을 보완하고자 안출한 것으로서, 종래의 열차단층과 항균층이 별도 형성되어 제조공정이 복잡하고 제조시간이 오래걸리는 단점 및 제조원가 상승의 문제를 해결하고자 항균층과 열차단층을 별도 형성하지 않고 이를 단일층으로 형성해도 열차단성능과 제품이 뿌옇게 되는 현상이 없는 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
본 발명에서는 또한 상기 제공되는 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물을 이용한 윈도우 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 필름을 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물은 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물 0.85~0.95중량부와; 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와; 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와; 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와; 액상의 열차단제 50.0~78.0중량부와; 항균제 2.0~2.5중량부를 포함한다.
여기서, 상기 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)가 85~95:5~15 범위의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열차단제는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 또는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)는 상기 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 35~45중량%인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)는 상기 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 30~40중량%인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 항균제는 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 또한,
제1의 베이스 필름(10)의 일면에 안료접착층(20)을 형성하고 상기 안료접착층(20)에 제2의 베이스 필름(30)을 적층시켜 합지롤러로 가압하여 합지된 반제품형태의 필름(40)을 형성하는 제1단계; 상기 반제품형태의 필름(40)의 일면에 항균 및 열차단 용액을 코팅하여 항균 및 열차단 하드코팅층(50)을 형성하는 제2단계; 상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)의 타측면에UV차단층을 점착시켜 UV차단점착층(60)을 형성하는 제3단계; 상기 UV차단점착층(60)의 상면에 이형지(70)를 적층시켜 합지시키는 제4단계를 포함하는 윈도우 필름 제조방법이 제공된다.
본 발명에서는 또한, 상기 제조방법에 의헤 제조되는 것으로, 항균 및 열차단 하드코팅층(50)과, 제1의 베이스 필름층(10)과, 안료접착층(20)과, 제2베이스필름층(30)과, UV차단점착층(60)과, 이형지층(70)이 순차적으로 합지되어 구성되는 항균 및 열차단층이 단일층으로 형성되는 윈도우 필름이 제공된다.
본 발명에서 제공되는 윈도우 필름용 조성물은 열차단 첨가제를 나노분산시키고, 그 열차단 첨가제와 항균제와의 상용성을 극대화하여 뭉침현상이 없어 우수한 코팅외관 및 광특성(haze)을 제공할 수 있으며, 또한 이를 이용하여 윈도우 필름을 제조시 항균제층과 열차단층을 별도 형성하지 않고 단일층으로 구성할 수 있음으로 종래의 윈도우필름 제조공정상의 단점을 보완할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 종래의 복잡한 제조공정을 보다 간편한 제조공정을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제조공정의 개선으로 제조시간의 단축과 생산비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 제공되는 완성품인 윈도우 필름은 항균층과 열차단층을 별도 형성하지 않고 이를 단일층으로 형성되어 있어도 열차단성능과 제품이 뿌옇게 되는 현상이 없는 항균 및 열차단 상용성이 우수한 장점을 가진다.
도 1은 종래의 윈도우 필름의 일구성을 예시한 단면도이다.
도 2는 종래의 윈도우 필름에 항균 코팅층을 추가한 경우의 일구성을 예시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 필름 제조 공정도를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 윈도우 필름의 광특성을 기존제품과 비교한 시험결과를 도시한 그래프이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 윈도우 필름의 항균성 시험결과를 도시한 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 종래의 윈도우 필름처럼 열차단층과 항균층을 별도로 형성하지 않고, 항균성과 열차단성을 동시에 확보한 항균층과 열차단층을 단일층으로 형성할 수 있는 항균성과 열차단성의 상용성이 우수한 윈도우 필름용 조성물과 이 조성물을 이용한 윈도우 필름의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 윈도우 필름을 제공하기 위한 것으로,
보다 구체적으로 본 발명에 따른 항균성 및 열차단성의 상용성이 우수한 윈도우 필름용 조성물은 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와;
디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oli해[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물(이하, 'KTO-46'이라 칭한다) 0.85~0.95중량부와;
1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와;
페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와;
2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와;
액상의 열차단제 50.0~78.0중량부와;
항균제 2.0~2.5중량부를 포함하는 것에 그 기술적 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 모노머는 조성물을 구성하는 기재수지로서 액상의 점도가 높은 수지로, 바람직하게 상기 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)가 85~95:5~15 범위의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물을 사용하는 것이다. 만일, 상기 모노머의 사용량이 19.0중량부를 초과하여 혼합될 경우에는 베이스 필름의 일면에 하드코팅시 경화상태 불안정 및 제품 컬이 심해질 수 있는 문제가 있고, 17.0중량부 미만일 경우에는 하드코팅의 결합력 저하로 크랙, 탈막 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 KTO-46과 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone)와 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)는 광개시제로서 일정 첨가량을 배합할 경우 자외선 조사 시 모노머가 라디칼 반응하여 폴리머로 결합하게 된다. 이때, 상기 각각의 광개시제들의 사용량이 임계치 범위를 벗어날 경우, 측 최고 혼합량의 임계치 범위를 초과하여 사용될 경우에는 하드코팅 후 경화시 단량체 발생이 증가하여 결합력이 저하되는 문제가 있고, 최저 혼합량의 임계치 범위 미만으로 사용될 경우에는 하드코팅시 경화시간이 오래걸리거나 혹은 경화가 잘 되지 않는 문제가 있다.
본 발명에 따르면, 상기 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터는 분산성첨가제로서 조성물의 슬립성 및 분산성 향상을 위해 첨가하는 것으로, 그 사용량이 0.06중량부를 초과할 경우에는 표면 슬립 과다 및 제품 헤이즈가 상승하는 문제가 있을 수 있고, 0.04중량부 미만일 경우에는 표면 슬립이 부족하여 블로킹이 발생할 수 있으며, 코팅 외관이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따르면, 상기 액상의 열차단제는 열차단율을 확보하기 위하여 사용되는 첨가제로서, 본 발명에서는 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 및 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 유기용제(메틸에틸케톤 등)에 나노분산된 것을 사용하는 것이며, 상기 고형분의 함량은 35~45중량%를 포함하는 것을 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide) 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 유기용제(메틸에틸케톤 등)에 나노분산된 것을 사용하는 것이며, 상기 고형분의 함량은 30~40중량%를 포함하는 것을 사용하는 것이 좋다.
이때, 열차단 첨가제인 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 및 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 유기용제(메틸에틸케톤 등)에 나노분산된 것을 사용하는데, 이는 항균제와의 상용성을 극대화하여 뭉침 현상이 발생하지 않도록 함으로써 헤이즈(Haze) 현상이 상승되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 상기 열차단제의 첨가량이 78.0중량부를 초과할 경우에는 하드코팅의 내구성이 저하될 뿐만 아니라 하드코팅층에 클랙이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 50.0중량부 미만일 경우에는 요구하는 열차단 물성 부족으로 열차단 효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)와 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)의 유기용제에 나노분산되어 있는 고형분의 함량이 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)의 경우 35중량% 미만, 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)의 경우 30중량% 미만일 경우에는 모노버 대비 유기용제의 과다로 첨가로 인해 사용자 원하는 열차단 특성을 갖는 열차단 필름의 설계가 어렵다는 단점이 있고, 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)의 경우 45중량% 초과, 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)의 경우 40중량% 초과할 경우에는 고형분의 분산 입자 관리가 어려워 완제품 생산시 헤이즈(Haze) 현상이 상승되는 단점이 있다.
상기 각각의 열차단 첨가제는 상기 기재수지인 모노머에 비례하여 임계치 범위 내에서 첨가량을 조절하여 열차단 필름 레시피(Recipe) 설계가 가능하다.
본 발명에 따르면, 상기 항균제는 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 사용하는 것이며, 바람직하게 상기 황화아연을 유기용제(Alcohol) 및 산[살리실산(Salicylic Acid(O-Carboxyphenol))]에 용해시켜 고형분 5중량% 용액으로 제조하여 첨가하는 것이다. 이때, 상기 항균제의 사용량이 2.0중량부 미만일 경우에는 항균 특성이 저하되는 문제가 있고, 2.5중량부를 초과하여 첨가될 경우에는 광특성 변화 및 외관 저하 문제가 있을 수 있다.
본 발명에서는 또한, 항균성 및 열차단성이 우수한 윈도우 필름용 조성물을 이용하여 항균층과 열차단층이 단일층으로 형성되는 윈도우 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 윈도우 필름의 제조방법은
제1의 베이스 필름(10)의 일면에 안료접착층(20)을 형성하고 상기 안료접착층(20)에 제2의 베이스 필름(30)을 적층시켜 합지롤러로 가압하여 합지된 반제품형태의 필름(40)을 형성하는 제1단계;와, 상기 반제품형태의 필름(40)의 일면에 항균 및 열차단 용액을 코팅하여 항균 및 열차단 하드코팅층(50)을 형성하는 제2단계;와, 상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)의 타측면에 UV차단층을 점착시켜 UV차단점착층(60)을 형성하는 제3단계;와, 상기 UV차단점착층(60)의 상면에 이형지(70)를 적층시켜 합지시키는 제4단계를 포함한다.
보다 구체적으로 도 3를 참조하여 설명하면,
제1의 베이스필름(10)을 가이드롤러(11)로 공급하여 이송시키고, 상기 제1의 베이스필름(10)의 일면에 안료접착층(20)을 형성하고, 상기 안료접착층(20)의 상면에 제2베이스필름(30)을 적층시켜 합지롤러로 가압하여 합지된 반제품형태의 필름(40)을 형성하고 권취한다.
이때, 상기 안료접착층(20)은 필름 접착시 통상 사용되는 접착제에 50nm이하로 분산한 무기안료를 첨가하여 된 접착제를 코팅하는 것이다. 이때 사용되는 무기안료에 따라 컬러 및 가시광선 차단율을 설계할 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 제1단계의 제1 및 2의 베이스필름은 Haze 1.0 내외의 고투명 피이티(PET) 필름을 사용하는 것이다.
상기 권취된 반제품형태의 필름(40)을 가이드롤러로 이송시키면서 일면에 항균 및 열차단 용액을 코팅하여 항균 및 열차단 하드코팅층(50)을 형성한다.
바람직하게 상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)의 형성과정은 항균 및 열차단 용액을 배합하는 단계;와, 상기 항균 및 열차단 용액을 반제품형태의 필름(40)의 일면에 마이크로그라비아 코팅하여 항균 및 열차단 용액층을 형성하는 단계;와, 상기 항균 및 열차단 용액층 형성후 건조기에 통과시켜 열풍건조하는 단계;와, 상기 열풍건조 후, 자외선 경화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.
상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)을 형성한 다음, 상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)의 타측면에 UV차단점착제를 도포하여 UV차단점착층(60)을 형성한 다음, 상기 UV차단점착층(60)의 상면에 이형지(70)를 적층시켜 합지시킨 후 권취롤로 권취한다.
이때, 상기 UV차단점착제는 통상 사용되는 투명 점착제에 UV차단제를 첨가하여 사용하며, 본 발명에서는 벤조트이아졸계 자외선 흡수제를 사용하였다.
본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 제2단계의 항균 및 열차단 용액은 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oli해[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물 0.85~0.95중량부와; 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와; 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와; 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와; 액상의 열차단제 50.0~78.0중량부와; 항균제 2.0~2.5중량부를 포함하는 용액을 사용하는 것이다.
이때, 바람직하게 상기 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)가 85~95:5~15 범위의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물을 사용한다.
상기 액상의 열차단제는 열차단율을 확보하기 위하여 사용되는 첨가제로서, 본 발명에서는 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 및 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상을 선택하여 사용하고,
상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 유기용제(메틸에틸케톤 등)에 나노분산된 것을 사용하는 것이며, 상기 고형분의 함량은 35~45중량%를 포함하는 것을 사용하며,
상기 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide) 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 유기용제(메틸에틸케톤 등)에 나노분산된 것을 사용하는 것이며, 상기 고형분의 함량은 30~40중량%를 포함하는 것을 사용하는 것이다.
또한, 상기 항균제는 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 사용하는 것이며, 바람직하게 상기 황화아연을 유기용제(Alcohol) 및 산[살리실산(Salicylic Acid(O-Carboxyphenol))]에 용해시켜 고형분 5중량% 용액으로 제조하여 첨가하는 것이다.
이상의 항균 및 열차단 용액의 구성요소들의 첨가량에 따른 임계치 범위의 사용량에 대한 제반 문제점 등은 상술한 본 발명의 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물의 설명에 상세히 설명된 바 있다.
이상의 본 발명에 따른 윈도우 필름 제조방법에 따라 도 4에 도시된 바와 같은, 항균 및 열차단 하드코팅층(50)과, 제1의 베이스 필름층(10)과, 안료접착층(20)과, 제2베이스필름층(30)과, UV차단점착층(60)과, 이형지층(70)이 순차적으로 합지되어 구성되는 윈도우 필름을 제공할 수 있는 것이다.
이하에서는 본 발명을 실험예를 통해 바람직한 실시형태를 설명하기로 한다. 단, 이하에서 설명되는 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해될 수 있도록 설명하는 것으로, 본 발명이 이하의 실험예로 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위의 기재된 발명의 범위에 따라 통상의 기술자가 변경가능한 것이다.
발명에 따라 제공되는 항균 및 열차단용 윈도우 필름용 조성물을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 조성하여 항균 및 열차단 용액을 준비하였다.
하기 표 1의 성분의 표시는
성 분 첨가량
(중량부)
①모노머 18.360
②광개시제 1 0.920
③광개시제 2 0.370
④광개시제 3 0.180
⑤분산성첨가제 0.050
⑥열차단첨가제 1 40.060
⑦열차단첨가제 2 37.860
⑧항균제 2.200
① 모노머: 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 및 디메틸아크릴 아마이드를 90:10의 중량비로 혼합한 혼합물
② 광개시제 1: 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논]
③ 광개시제 2: 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤
④ 광개시제 3: 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
⑤ 분산성 첨가제: 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터
⑥ 열차단첨가제1: 액상 안티모니 틴 옥사이드
⑦ 열차단첨가제2: 액상 세슘 텅스텐 옥사이드
⑧ 항균제: 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 유기용제(Alcohol) 및 산[살리실산(Salicylic Acid(O-Carboxyphenol))]에 용해시켜 고형분 5중량% 용액으로 제조한 것을 사용
<항균 및 열차단 용액 조성>
표 1의 ②, ③, ④, ⑤를 각각 계량 후 용기에 넣고, ⑥을 계량하여 첨가한 후, 충분히 교반하여 완전히 용해시킨다. 추가로 ⑦을 계량한 후 첨가 후 교반하고, 추가로 ⑧을 계량한 후 첨가하여 교반한 다음, 추가로 ①을 계량하여 충분히 교반하여 항균 및 열차단 용액을 준비한다.
<윈도우 필름 제조>
제1의 베이스 필름과 제2의 베이스필름으로 Haze 1.0 내외인 고투명 피이티(PET) 필름을 준비하고, 상기 제1의 베이스 필름의 하면에 우레탄 타입 접착제에 50nm이하로 분산한 무기안료(검정, 청색, 적색, 황색)를 포함하도록 첨가하여 준비된 안료접착제를 도포하여 안료접착제층을 형성하고, 상기 안료접착제층에 제2의 베이스필름을 적층시켜 합지롤러로 가압하여 합지된 반제품상태의 기재필름을 준비한다.
상기 기재필름의 상면에 상기 준비된 항균 및 열차단 용액을 마이크로그라비아 코팅방법으로 코팅한 다음, 열풍건조기로 60~100℃의 온도범위에서 Line Speed 20~30m/min의 속도로 열풍건조한 다음, 자외선 경화장치로 150mj 이상으로 자외선 경화시켜 항균 및 열차단 하드코팅층을 형성한다.
상기 항균 및 열차단 하드코팅층을 형성한 후, 상기 항균 및 열차단 하드코팅층의 타측면에 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 함유하는 자외선 차단 점착제를 도포하여 자외선차단층을 형성한 다음, 상기 자외선 차단층의 상면에 실리콘코팅된 이형필름을 적층시켜 이형필름층을 형성하여 윈도우 필름을 완성한다.
상기 완성된 필름을 폭×길이 = 50mm×50mm의 크기로 커팅하여 시료를 준비하였다.
<물성시험>
1. 광특성 시험
상기 준비된 윈도우필름 시료를 종래의 테크피아회사의 제품 (비교시험에 사용된 종래의 윈도우 필름 제품명과 회사명 기재바랍니다.)을 동일한 시료로 준비하고 광특성시험으로 IR 차단 성능(Spectrophotometer 측정)과 Haze특성을 비교시험하여 보았으며, 그 결과는 하기 표 2 및 도 5의 그래프로 나타내었다.
구 분 기존제품 본 발명의 시료
IR 차단성능 95% 95%
Haze 1.0±0.1 1.0±0.1
상기 표 2의 결과, 본 발명에 따라 항균층과 열차단층을 단일층으로 구성하여도, 기존 제품과 열차단(IR 차단) 성능과 헤이즈(Haze) 특성이 동등수준을 나타내는 것을 알 수 있었다.
이는 항균층과 열차단층을 별도 형성하지 않고 항균 첨가제 및 열차단 첨가제를 첨가하여 단일의 항균 및 열차단 하드코팅층을 형성하여도 열차단(IR 차단) 성능과 헤이즈(Haze) 특성이 동등 수준임을 확인하였다.
2. 항균성 시험
ISO 22196:2011 시험기준에 따라 준비된 시료의 항균력시험을 실시하여 보았으며, 그 결과는 하기 표 3 및 도 6 내지 도 9에 도시하였다.
Figure 112021039120877-pat00001
상기 표 3의 결과, 본 발명의 필름은 항균활성치가 균주1(황색포도상구균)이 4.5이고, 균주2(대장균)가 6.1로 표준필름(BLANK) 대비 항균력이 99.99%이상의 항균력을 가지는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명을 일 실험예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실험예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10: 제1의 베이스 필름
20: 안료접착층
30: 제2의 베이스 필름
40: 반제품형태의 필름
50: 항균 및 열차단층
60: UV차단점착층
70: 이형지

Claims (16)

  1. 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물 0.85~0.95중량부와; 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와; 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와; 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와; 액상의 열차단제 50.0~78.0중량부와; 항균제 2.0~2.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)가 85~95:5~15 범위의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상의 열차단제는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 또는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide) 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 35~45중량%인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 30~40중량%인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 항균제는 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 사용하는 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 조성물.
  7. 제1의 베이스 필름(10)의 일면에 안료접착층(20)을 형성하고 상기 안료접착층(20)에 제2의 베이스 필름(30)을 적층시켜 합지롤러로 가압하여 합지된 반제품형태의 필름(40)을 형성하는 제1단계;
    상기 반제품형태의 필름(40)의 일면에 항균 및 열차단 용액을 코팅하여 항균 및 열차단 하드코팅층(50)을 형성하는 제2단계;
    상기 항균 및 열차단 하드코팅층(50)의 타측면에UV차단층을 점착시켜 UV차단점착층(60)을 형성하는 제3단계;
    상기 UV차단점착층(60)의 상면에 이형지(70)를 적층시켜 합지시키는 제4단계를 포함하며,
    상기 제2단계의 항균 및 열차단 용액은 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)로 이루어진 모노머 17.0~19.0중량부와; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논](Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]), 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,4,6 트리메틸벤조페논(2,4,6-Trimethylbenzophenone)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 액상화합물 0.85~0.95중량부와; 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 (1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.35~0.40중량부와; 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.15~0.20중량부와; 2-프로페노익 애시드, 부틸 에스터 (2-Propenoic acid, butyl ester) 0.04~0.06중량부와; 액상의 열차단제 50.0~78.0중량부와; 항균제 2.0~2.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1단계의 제1 및 2의 베이스필름은 고투명 피이티(PET) 필름인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2단계는 항균 및 열차단 용액을 배합하는 단계;
    상기 항균 및 열차단 용액을 반제품형태의 필름(40)의 일면에 마이크로그라비아 코팅하여 항균 및 열차단 용액층을 형성하는 단계;
    상기 항균 및 열차단 용액층 형성후 건조기에 통과시켜 열풍건조하는 단계;
    상기 열풍건조 후, 자외선 경화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)와 디메틸아크릴 아마이드(N,N-Dimethylacrylamide)가 85~95:5~15 범위의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 액상의 열차단제는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide) 또는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분이 나노분산된 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide) 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 액상의 안티모니 틴 옥사이드(Antimony tin oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 35~45중량%인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 액상의 세슘 텅스텐 옥사이드(Cesuim Tungsten oxide)는 50nm이하의 입자사이즈를 가지는 고형분의 함량이 30~40중량%인 것을 특징으로 하는 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 항균제는 황화아연(ZnS, Zinc sulfide)을 사용하는 것을 특징으로 항균 및 열차단용 윈도우 필름 제조방법.
  16. 청구항 제 7 항 내지 제 8항 및 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조되는 것으로, 항균 및 열차단 하드코팅층(50)과, 제1의 베이스 필름층(10)과, 안료접착층(20)과, 제2베이스필름층(30)과, UV차단점착층(60)과, 이형지층(70)이 순차적으로 합지되어 구성되는 것을 특징으로 하는 윈도우 필름.
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