KR102374058B1 - 다층 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층을 포함하며, 상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부를 포함하는 다층 필름에 관한 것으로, 상기 다층 필름은 적외선뿐만 아니라 가시광선을 동시에 효과적으로 차단하는 효과가 있다. 또한, 상기 다층 필름은 코팅 얼룩, 코팅 라인 등의 불량이 발생하지 않으며, 특히, 코로나 처리로 인한 필름 표면상에 코로나 자국이 방지되어 종래보다 외관 특성이 향상될 수 있어, 산업용, 포장용, 디스플레이용 등 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 다층 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 필름의 염착을 통해 적외선뿐 아니라 가시광선 차단 기능을 확보하며 외관 개선을 동시에 달성할 수 있는 다층 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
다층 구조를 이용하여 빛의 반사를 특성화한 필름은 꾸준히 개발되어 왔으며, 현재는 특정 파장을 반사하는 단순한 구조의 필름부터 가시광선 영역의 전대역을 반사시키는 필름, 적외선 반사 필름 및 반사형 편광필름에 이르기까지 산업용, 포장용, 디스플레이용 등으로 널리 사용되고 있다.
특히, 광투과율을 이용하여 빛을 반사시키는 필름으로서, 컬러를 구현하는 필름을 이용한 다층 필름이 개발되어 왔다. 일반적으로 필름에 색조를 부여하기 위한 방법 중 하나로 필름 표면에 착색 코팅층을 도포하는 방법이 있다. 그러나, 상기 코팅 방법은 사용되는 안료를 코팅층 내에 균일하게 분산시키기 곤란하고, 필름의 탁도의 증대 및 투명도의 저하가 발생한다는 단점이 있었다(한국공개특허 제10-2002-0076302호).
또한, 통상적으로 필름 표면에 코로나 처리를 하여 부착력을 향상시키는 물리적인 후속 공정이 수반되나, 상기 코로나 처리로 인해 외관 특성이 저하되는 등 불량을 초래할 수 있다.
이에, 코로나 처리로 인한 외관 저하를 개선시킬 수 있고, 적외선과 가시광선을 동시에 차단할 수 있는 다층 필름의 제시가 필요한 실정이다.
본 발명은 필름의 염착을 통해 외관 특성이 우수하면서도 적외선과 가시광선을 동시에 차단할 수 있는 다층 필름 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층을 포함하며, 상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부를 포함하는 다층 필름이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, (1) 제 1 수지 및 제 2 수지를 공압출하여 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름을 제조하는 단계; (2) 상기 기재 필름의 일면 또는 양면을 프라이머 처리하는 단계; (3) 상기 프라이머 처리된 필름을 연신하는 단계; 및 (4) 상기 연신된 필름을 염색하는 단계를 포함하는 다층 필름의 제조방법이 제공된다.
상기 실시예에 따른 다층 필름은 적외선뿐만 아니라 가시광선을 동시에 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 상기 다층 필름은 코팅 얼룩, 코팅 라인 등의 불량이 발생하지 않으며, 특히, 코로나 처리로 인한 필름 표면상에 코로나 자국이 방지되어 종래보다 외관 특성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 다층 필름은 산업용, 포장용, 디스플레이용 등 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 다층 필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 2의 다층 필름(a) 및 실시예 1의 다층 필름(b)에 대해 외관 특성 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 2의 다층 필름(a) 및 실시예 1의 다층 필름(b)에 대해 외관 특성 결과를 나타낸 것이다.
이상의 본 발명의 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.
일 실시예에 따르면, 도 1을 참조하여, 제 1 수지층(110) 및 제 2 수지층(120)이 교대로 적층된 기재 필름(130); 및 상기 기재 필름(130)의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층(140)을 포함하며, 상기 프라이머층(140) 및 상기 기재 필름(130)의 일부 외각층에 형성된 염색부(150)를 포함하는 다층 필름(101)이 제공된다.
이하 각 구성층별로 구체적으로 설명한다.
제 1 수지층
상기 제 1 수지층은 다층 필름을 형성하는 기재 필름의 구성성분으로서, 제 1 수지를 포함한다.
상기 제 1 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용할 수 있다.
상기 제 1 수지층의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 상기 제 1 수지층의 단층 두께는 100 내지 200 nm, 110 내지 190 nm, 120 내지 180 nm, 130 내지 170 nm, 135 내지 160 nm, 135 내지 150 nm 또는 135 내지 145 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 제 1 수지층은 상기 기재 필름 내에 총 50층 내지 150층, 66층 내지 121층 또는 71층 내지 101층 포함될 수 있다. 구체적으로, 73층 내지 78층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제 2 수지층
상기 제 2 수지층은 다층 필름을 형성하는 기재 필름의 구성성분으로서, 제 2 수지를 포함한다.
상기 제 2 수지는 폴리메타메틸아크릴레이트, 폴리스타이렌, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐디플루오라이드 및 폴리락타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 폴리메타메틸아크릴레이트(PMMA)를 사용할 수 있다.
상기 제 2 수지층의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 상기 제 2 수지층의 단층 두께는 100 nm 내지 200 nm, 110 nm 내지 190 nm, 120 nm 내지 180 nm, 130 nm 내지 170 nm, 140 nm 내지 160 nm, 145 nm 내지 160 nm 또는 145 nm 내지 155 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 제 2 수지층은 상기 기재 필름 내에 총 49층 내지 149층, 65층 내지 120층 또는 70층 내지 100층 포함될 수 있다. 구체적으로, 72층 내지 77층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
기재 필름
기재 필름은 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지가 공압출되어 상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층이 교대로 적층된 필름이며, 다층 필름의 투명한 기재 필름을 형성한다.
상기 기재 필름은 상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층이 총 99층 내지 299층, 121층 내지 281층, 126층 내지 261층 또는 131층 내지 241으로 적층될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기재 필름은 상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층이 총 135층 내지 221층, 141층 내지 201층, 145층 내지 181층, 145층 내지 161층 또는 145층 내지 155층으로 적층될 수 있으며, 상기 기재 필름의 최외곽층에는 제 1 수지층이 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기재 필름의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 5 μm 내지 60 μm, 10 μm 내지 60 μm, 15 μm 내지 55 μm, 20 μm 내지 50 μm, 25 μm 내지 45 μm 또는 30 μm 내지 40 μm일 수 있다.
프라이머층
상기 기재 필름의 부착력 및 염색 효율을 증대시키기 위해, 기재 필름의 일면 또는 양면에 프라이머 처리를 하여 프라이머층을 형성한다. 상기 프라이머층은 우레탄계 수지 또는 아크릴계 수지로 형성될 수 있다.
상기 프라이머층의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 15 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm 또는 30 nm 내지 35 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
염색부
상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 염색부가 형성된다. 상기 염색부는 총 25 nm 내지 65 nm, 30 nm 내지 55 nm 또는 35 nm 내지 50 nm의 두께 범위를 가지며, 상기 기재 필름의 총 두께를 기준으로, 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부의 두께 범위가 10% 내지 40%, 15% 내지 40%, 15% 내지 35%, 15% 내지 30%, 또는 20% 내지 30%일 수 있다.
상기 기재 필름 일부 외곽층에 염색부가 형성됨으로써 광투과율을 조절할 수 있고, 이로 인해, 일 실시예에 따른 다층 필름은 적외선 차단 기능뿐만 아니라 가시광선의 차단 효과를 동시에 구현할 수 있다.
여기서, 상기 일부 외곽층은 상기 최외곽층으로부터 상기 기재 필름의 내측으로 순차적으로 적층된 층들을 의미하며, 상기 일부 외곽층은 상기 기재 필름의 전체 층들 중, 두께를 기준으로 10% 내지 40%일 수 있다.
상기 염색부는 최외곽층으로부터 상기 기재 필름의 내측으로 침투된 염료 또는 안료를 포함한다.
또한, 상기 염색부는 상기 염료 또는 안료가 상기 최외곽층으로부터 상기 기재 필름의 내측으로 침투되어 형성될 수 있다.
다층 필름
다층 필름은 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층을 포함하며, 상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부를 포함한다.
또한, 상기 다층 필름은 부착력 증대를 위해 상기 염색부 일면에 코로나 처리를 추가로 수행할 수 있다.
상기 다층 필름은 900 내지 1200nm의 파장 영역에서 평균 반사율이 50% 이상으로, 예를 들면 70% 이상으로, 예를 들면 80% 이상으로 가시광선 차단 기능과 적외선 차단 기능을 동시에 가질 수 있다.
또한, 상기 다층 필름의 전 파장범위에 대해 60% 이하, 50% 이하 또는 40% 이하의 광투과율을 갖는다.
특히, 상기 다층 필름은 코로나 처리에 의한 코로나 자국이 현저하게 개선되어 현저히 향상된 외관 특성을 달성할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 다층 필름의 제조방법은, (1) 제 1 수지 및 제 2 수지를 공압출하여 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름을 제조하는 단계; (2) 상기 기재 필름의 일면 또는 양면을 프라이머 처리하는 단계; (3) 상기 프라이머 처리된 필름을 연신하는 단계; 및 (4) 상기 연신된 필름을 염색하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 단계 (4) 이후, 상기 염색된 다층 필름의 일면을 코로나 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
(1) 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 형성과 적층
상기 제 1 수지 및 제 2 수지를 공압출(co-extrusion)하여, 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름을 형성할 수 있다. 특히, 상기 기재 필름의 최외곽층에는 제 1 수지층이 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기재 필름의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 5 μm 내지 60 μm, 10 μm 내지 60 μm, 15 μm 내지 55 μm, 20 μm 내지 50 μm, 25 μm 내지 45 μm 또는 30 μm 내지 40 μm일 수 있다.
상기 기재 필름은 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 총 99층 내지 299층, 121층 내지 281층, 126층 내지 261층 또는 131층 내지 241층으로 적층될 수 있으며, 보다 구체적으로는 100 내지 200 nm 두께 범위를 갖는 에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제1 수지층을 73층 내지 78층으로, 100 내지 200nm 두께 범위를 갖는 폴리메타메틸아크릴레이트(PMMA)를 포함하는 제2 수지층을 72층 내지 77층으로 하여 145층 내지 155층을 갖는 기재 필름을 형성할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 공압출 등을 통해 다층의 구조를 갖는 필름을 인라인(in-line) 공정으로 한번에 제조할 수 있으므로, 간소한 절차로 생산 단가를 낮출 수 있다.
(2) 프라이머층의 형성
상기 기재 필름의 일면 또는 양면을 프라이머 처리함으로써, 필름 표면의 유분 등의 오염을 제거하고 접착 부위와 친화성 있는 표면을 만들어 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 화학적 및 물리적으로 표면이 개질 되어 친수성, 접착성, 인쇄성, 코팅 특성, 증착 특성 등이 향상될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기재 필름 일면 또는 양면에 우레탄계 또는 아크릴계 수지를 함유하는 프라이머 조성물로 프라이머 처리하여 표면 조도를 형성하여 접착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 프라이머 조성물은 경화제 성분을 함유할 수 있고, 보다 구체적인 예로는 4,4'-디아미노디페닐메탄(DDM), 방향족 디아민 및 이들의 혼합물이 가능하다. 이 때, 상기 경화제 성분의 첨가량은 상기 수지 100 몰부를 기준으로 10 내지 50 몰부로 첨가될 수 있다. 이와 같이 제조된 프라이머 조성물로 상기 기재 필름의 일면 또는 양면을 프라이머 처리하여 프라이머층을 형성할 수 있다.
상기 프라이머 처리 방법으로는 당업계에서 사용되는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 스프레이 분사법, 브러싱, 롤링 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 에어리스 스프레이를 이용하여 유도시간 1 내지 30 분, 분사압력 5 내지 500 Mpa, 노즐구경 0.46 내지 0.58 mm, 및 분사각도 40 내지 80 °의 조건으로 프라이머 조성물을 기재 필름의 표면에 분사할 수 있다.
상기 프라이머층의 두께는 필름 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 15 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm 또는 30 nm 내지 35 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
(3) 연신 공정
연신 공정은 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신은 종방향(MD) 및 횡방향(TD)으로 연신되며, 구체적으로는 MD 방향으로 3.0 내지 3.3배 및 TD 방향으로 3.0 내지 5.0배 연심함으로써 다층 필름을 형성할 수 있다.
또한, 상기 연신된 다층 필름은 열고정 단계를 거칠 수 있으며, 상기 열고정은 200℃ 내지 250℃의 온도로 수행될 수 있다.
(4) 염색부의 형성
일 실시예에 따른 염색 단계는 전처리 단계, 제 1 건조 단계, 염착 단계 및 제 2 건조 단계를 포함한다.
전처리 단계란 필름 상의 불순물 등을 제거하여 염색 단계에서 필름의 염색 효율을 높여주고 균일한 제품을 생산하는 것을 목적으로 물리적 및 화학적 처리하는 공정을 의미하는 것으로, 당업계에서 사용되는 통상적인 방법을 사용하여 수행할 수 있다.
상기 염착 단계에 사용되는 착색제는 유기 안료, 양이온성 염료 및 산성 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 유기 염료는 필름 염색에 사용되는 통상의 유기 염료로, 예를 들어 시아닌계, 프탈로시아닌계 또는 아조계의 유기 염료일 수 있다.
상기 염착 단계는 디핑(침지) 방식, 스프레이 방식, 슬롯 다이(slot die) 방식 및 그라비아(gravia) 방식 등을 사용하여 수행할 수 있으며, 이 때, 디핑 방식은 착색제 속에 필름 담갔다 꺼내는 방식이다. 한편, 스프레이 방식은 분무기를 사용하여 압축 공기 또는 압송에 의해 착색제를 안개 상태로 하여 투명 시트 상부에 분무하여 도포하는 것으로, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 정전 도장 등의 방법이 있다.
또한, 상기 염착 단계에서는 염색액에, 상기 연신된 필름이 침지되어 상기 염색부가 형성될 수 있다. 상기 염색액은 상기 착색제, pH 조정제 및 활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 활성제의 예로서는 하이드로 설파이드 등을 들 수 있다.
반면, 요오드와 같은 이색성 염료를 이용하여 염색하는 공정은 통상적으로 이색성 염료를 함유하는 수용액에 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 수용액 중의 이색성 염료 함유량은 물 100 중량부에 대해서 통상적으로 1×10-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1중량부일 수 있다. 상기 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유할 수도 있다. 염색에 이용하는 염료 수용액의 온도는 통상적으로 20 내지 80℃이고, 이 수용액에 대한 침지 시간은 통상적으로 10 내지 1,800초일 수 있다.
전저리 단계 및 염착 단계 이후 각각 수세 및 건조 단계를 수행할 수 있다. 수세 처리는 상기 다층 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세 처리 시, 물의 온도는 5 내지 40℃이고, 침지시간은 1 내지 120초일 수 있다. 수세 후, 건조 공정이 수행되며, 건조처리는 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있다. 건조처리 온도는 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃일 수 있고, 건조시간은 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초일 수 있다.
염색 공정을 통해, 상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 염색부가 형성될 수 있다. 상기 염색부는 총 25 nm 내지 65 nm, 30 nm 내지 55 nm 또는 35 nm 내지 50 nm의 두께 범위를 가지며, 상기 기재 필름의 총 두께를 기준으로, 상기 기재 필름에 형성된 염색부의 두께 범위가 10% 내지 40%, 15% 내지 40%, 15% 내지 35%, 15% 내지 30%, 또는 20% 내지 30%일 수 있다.
상기 기재 필름 외곽층에 염색부가 형성됨으로써 광투과율을 조절할 수 있고, 이로 인해, 일 실시예에 따른 다층 필름은 적외선 차단 기능뿐만 아니라 가시광선의 차단 효과를 동시에 구현할 수 있다.
(5) 코로나층의 형성
다층 필름을 코로나 처리하는 공정은 염색 공정 이후에 수행될 수 있다. 필름의 일면을 코로나 처리함으로써, 필름 표면의 유분 등의 오염을 제거하고 접착 부위와 친화성 있는 표면을 만들어 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 화학적 및 물리적으로 표면 개질이 되어 친수성, 접착성, 인쇄성, 코팅 특성, 증착 특성 등이 향상될 수 있다.
코로나 처리는 고주파-고전압 출력을 방전전극-처리 롤 간에 인가했을 때 코로나 방전이 일어나는데, 이 때 원하는 면을 통과시킴으로써, 코로나 처리를 실시할 수 있다.
상기 코로나 처리는 상기 다층 필름의 표면장력이 60 dyn/cm 이하, 55 dyn/cm 이하 또는 45 dyn/cm 이하가 되도록 수행할 수 있다.
이외에도, 필름의 접착성을 높이기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 표면 처리를 적절히 수행할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다. 단 하기 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 원료 및 조건을 갖는 것으로, 제 1 수지(PET) 및 제 2 수지(PMMA)를 공압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층이 교대로 150층이 적층된 기재 필름을 제조하되, 상기 기재 필름의 양 최외곽층이 제 1 수지층이 되도록 하였다. 그 후, 상기 기재 필름의 양면을 프라이머 처리하여 롤 형태의 다층 필름을 제조하였다. 상기 프라이머 처리된 다층 필름을 MD 방향으로 3.2배 및 TD 방향으로 4.0배 연신한 후, 다층 필름의 양면을 염색 처리하였다. 이어서, 상기 염색된 다층 필름의 일면을 코로나 처리(출력 5kW)하여 다층 필름을 제조하였다.
상기 염색 처리는 염색액에 침지 공정에 의해서 진행되었다. 상기 염색액은 수용액이며, 염색제로는 아조계 염료 엑시드 블랙(Acid Black) 1(삼전순약공업)가 약 5중량%로 수용액에 분산되어, 상기 염색액이 제조되었다. 이후, 상기 염색액에, 상기 다층 필름이 약 20분 동안 80℃의 온도에서 침지되었다. 이후, 염색된 다층 필름에 세정 및 건조 공정이 진행되었다.
실시예 2 내지 3
염색제의 농도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 다층 필름을 제조하였다.
비교예 1
다층 필름이 프라이머층을 포함하지 않고 코로나 처리를 하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 다층 필름을 제조하였다.
비교예 2
다층 필름이 프라이머층 및 염색부를 포함하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 다층 필름을 제조하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | ||
| 제 1 수지층 | PET | PET | PET | PET | PET | |
| 제 2 수지층 | PMMA | PMMA | PMMA | PMMA | PMMA | |
| 총 적층수 | 151층 | 151층 | 151층 | 151층 | 151층 | |
| 기재 필름의 각각 두께 |
10㎛ | 10㎛ | 10㎛ | 10㎛ | 10㎛ | |
| 단일 층 두께 | 제 1 수지층 | 140 nm | 140 nm | 140 nm | 140 nm | 140 nm |
| 제 2 수지층 | 150 nm | 150 nm | 150 nm | 150 nm | 150 nm | |
| 프라이머층 | 50 nm | 50 nm | 50 nm | - | - | |
| 염색액 농도 (중량%) |
5 | 7 | 9 | 5 | - | |
이상과 같이 제조된 실시예 및 비교예의 다층 필름에 대해 아래와 같이 평가하였다.
실험예: 물성 측정 시험
(1) 적외선 차단율 측정
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 제조한 다층 필름을 폭 10cm X 길이 10cm로 절단 후에, 필름 표면에 묻은 이물질을 제거하고 설비: Abbe 굴절계, 제작사: ATAGO社, Model: 4T1240을 이용하여 측정하여, 900 내지 1000nm 영역, 9000 내지 1100nm 영역, 9000 내지 1200nm 영역에서의 적외선 차단율(ultraviolet cut, IRC)을 측정하였다.
(2) 가시광선 투과율 측정
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 제조한 다층 필름을 절단 후에, 필름 표면에 묻은 이물질을 제거하고, 380 내지 780nm 영역에서의 가시광선 투과율(visible light transmission, VLT)을 측정하였다.
(3) 외관특성 평가
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 제조한 다층 필름을 LED등 및 삼파장 형광등 하에서 빛에 반사하면서 필름 표면에 보이는 코로나 자국 등의 결함을 육안으로 관찰하였다.
관찰된 결과를 아래의 기준에 따라 분류하였다:
- ◎: LED등 하에서 코로나 자국 등의 결함이 관찰되지 않음,
- O: LED등 하에서 결함이 관찰되나 삼파장 형광등 하에서는 관찰되지 않음,
- △: 삼파장 형광등 하에서 결함이 약하게 관찰됨, 및
- X: 삼파장 형광등 하에서 결함이 전면에 관찰됨.
(4) 표면장력 평가
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 제조한 다층 필름의 표면에, ASTM 표준 D-2578 및 TAPPI 시험방법 T-698 규정에 의거하여 제조된 시험액을 면봉으로 도포하고, 시험액이 수축하는 것을 확인하여 표면장력을 측정하였다.
(5) 광투과율 분석
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 제조한 다층 필름에 대해 ASTM D1003에 근거하여 헤이즈미터(Haze gardner, Gardner BYK)를 이용하여 광투과율을 분석하였다.
이상의 실험예들의 결과를 하기 표 2에 정리하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 가시광 투과율 | 38% | 16% | 5% | 37% | 81% |
| 적외선 차단(900~1000nm) | 85% | 87% | 90% | 86% | 83% |
| 코로나 자국 | 없음 | 없음 | 없음 | 있음 | 있음 |
| 표면장력(dyn/cm) | 50 | 52 | 52 | 38 | 40 |
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3 필름들은 각 평가 항목에서 골고루 우수한 물성을 나타냄이 확인되었다.
구체적으로, 실시예 1 내지 3 필름들은 비교예 1과 2에 비해 외관 특성 면에서 매우 우수하였고, 적외선 및 가시광선 차단 효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. 또한, 표면장력 및 광투과율 면에서도 적정 수준을 갖는 것으로 측정되었다.
반면, 비교예 1과 2의 필름들은 각 평가 항목 중 적어도 하나의 항목에서 저조한 물성을 나타내었다. 구체적으로, 비교예 1과 같이 프라이머층을 포함하지 않고 코로나 처리를 하지 않은 다층 필름은 코로나 자국이 선명하게 발생되어 외관 특성이 매우 저조한 것으로 나타났다. 또한, 비교예 2와 같이 프라이머 처리 및 염색 공정이 적용되지 않은 필름은 실시예의 다층 필름에 비해 적외선 및 가시광선 차단 효과가 현저히 저조함을 확인할 수 있었다.
한편, 도 2는 비교예 2의 다층 필름(a) 및 실시예 1의 다층 필름(b)에 대해 외관 특성 결과를 나타낸 것이다. 도 2의 (a) 및 (b)를 비교하면, 비교예 2의 다층 필름의 경우 코로나 자국에 의해 불량이 발생함을 확인할 수 있었다. 이에 반해, 실시예 1의 다층 필름의 경우 염색부를 형성함으로써 코로나 자국이 개선되었음을 확인하였다.
101: 다층 필름
110: 제 1 수지층
120: 제 2 수지층
130: 기재 필름
140: 프라이머층
150: 염색부
110: 제 1 수지층
120: 제 2 수지층
130: 기재 필름
140: 프라이머층
150: 염색부
Claims (14)
- 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름; 및
상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머층을 포함하며,
상기 프라이머층 및 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부를 포함하고,
상기 염색부의 일면에 형성된 코로나층을 포함하며,
상기 프라이머층은 15 nm 내지 50 nm의 두께를 가지며,
상기 염색부는 총 25 nm 내지 65 nm의 두께 범위를 가지며, 상기 기재 필름의 총 두께를 기준으로, 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부의 두께 범위가 10% 내지 40%인, 다층 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 제 1 수지를 포함하는, 다층 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제 2 수지층은 폴리메타메틸아크릴레이트, 폴리스타이렌, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐디플루오라이드 및 폴리락타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 제 2 수지를 포함하는, 다층 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층은 각각 100 nm 내지 200 nm의 단층 두께를 갖는, 다층 필름. - 제1항에 있어서,
상기 기재 필름은 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 총 99층 내지 299층 적층되고, 상기 기재 필름의 최외곽층이 제 1 수지층인, 다층 필름. - 제1항에 있어서,
상기 기재 필름은 5 μm 내지 60 μm의 두께를 갖는, 다층 필름. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 기재 필름은 제 1 수지 및 제 2 수지가 공압출되어 형성된, 다층 필름. - 삭제
- 삭제
- (1) 제 1 수지 및 제 2 수지를 공압출하여 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 적층된 기재 필름을 제조하는 단계;
(2) 상기 기재 필름의 일면 또는 양면을 프라이머 처리하여 프라이머층을 형성하는 단계;
(3) 상기 프라이머 처리된 필름을 연신하는 단계;
(4) 상기 연신된 필름을 염색하여 염색부를 형성하는 단계; 및
(5) 상기 염색된 다층 필름의 일면을 코로나 처리하는 단계;를 포함하고,
상기 프라이머층은 15 nm 내지 50 nm의 두께로 형성되며,
상기 염색부는 총 25 nm 내지 65 nm의 두께 범위로 형성되고, 상기 기재 필름의 총 두께를 기준으로, 상기 기재 필름의 일부 외각층에 형성된 염색부의 두께 범위가 10% 내지 40%인, 다층 필름의 제조방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 코로나 처리는 상기 다층 필름의 표면장력이 60 dyn/cm 이하가 되도록 수행하는, 다층 필름의 제조방법. - 제10항에 있어서,
상기 연신은 종방향(MD)으로 3.0 내지 3.3배 및 횡방향(TD)으로 3.0 내지 5.0배로 연신되는, 다층 필름의 제조방법. - 제10항에 있어서,
상기 염색 단계는 전처리 단계, 제 1 건조 단계, 염착 단계 및 제 2 건조 단계를 포함하는, 다층 필름의 제조방법.
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