KR19990026349A - 광선 선택투과 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차나 건물 혹은 각종 전시용 등의 유리창에 부착하여 사용할 때 또는 단독으로 사용할 때 가시광선을 선택적으로 투과하면서 불필요한 자외선과 열선을 차단할 수 있는 광선 선택투과 필름에 관한 것으로, 본 발명의 광선 선택투과 필름은 자외선 흡수제, 도전성금속산화물 및 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제로 이루어지는 광선 선택 투과층이 플라스틱 지지체 필름상에 적층되어 있다.

Description

광선 선택투과 필름

본 발명은 자동차나 건물 혹은 각종 전시용 등의 유리창에 부착하여 사용할 때 또는 단독으로 사용할 때 가시광선을 선택적으로 투과하면서 불필요한 자외선과 열선을 차단할 수 있는 광선 선택투과 필름에 관한 것이다.

지구상에 도달하는 태양광선은 하기 표1에 나타낸 바와 같이 다양한 파장을 갖는 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 이루어져 있다.

[표 1]

지구상에 도달하는 태양광선 에너지 분포도

이들 중 자외선(0.3~0.4㎛)은 인체에 대해 피부노화나 피부암을 유발하고, 가구, 의복, 바닥재, 전시품 등의 착색, 퇴색, 균열을 유발하여 제품의 수명을 단축시키며, 또한 적외선(0.7㎛이상)은 여름철 냉방효율을 떨어트리는 주요인이다. 따라서 태양광선으로부터 불필요한 자외선 및 열선을 차단함으로써 피부를 보호하고 제품의 수명을 연장시키며, 여름철의 냉방효율을 높이고, 아울러 겨울철 난방기구로부터 나오는 더운공기가 창유리 등을 통해 외부로 방출되는 것을 차단하여 난방효율 또한 증가시킬 수 있다.

하기 표 2는 다양한 난방 열원으로부터 방출되는 자외선(0.3~0.4㎛), 가시광선(0.4~0.7㎛) 및 열선(0.7㎛이상)의 에너지 분포를 나타낸다. 0.7㎛이상의 열선은 각종 난방 열원의 가장 큰 에너지원으로 대부분의 열선은 0.6~1.6㎛에 집중되어 있고 이의 차폐가 에너지 보호에 있어서 매우 큰 의미를 갖는다.

[표 2]

여러 가지 난방열원으로부터 방출되는 에너지 분포도(%)

종래 유리를 투과하는 광선을 제어하기 위해 착색유리를 사용하거나, 착색필름 또는 금속박막 필름을 유리에 붙인 것을 주로 사용했는데 이들은 자외선과 적외선을 충분히 차단할 수 없을 뿐만 아니라 유리의 가시광선 투과율을 저하시킨다. 특히 금속박막 필름은 티탄, 은, 구리, 크롬 등의 금속을 스파터링(sputtering) 가공하기 때문에 가공원가가 올라가고 일광에 의한 내구성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명자들은 상기 문제점들을 해결하고자 지속적이고 체계적인 실험과 연구를 거듭한 끝에 자외선과 적외선을 선택적으로 차단하면서, 동시에 가시광선 투과율을 증가시킨 광선 선택투과 필름을 개발하였다.

본 발명의 목적은 광선 선택투과 필름을 제공하는 것이다.

도 1은 플라스틱 지지체 필름에 광선 선택투과층을 도포한 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 플라스틱 지지체 필름에 광선 선택투과층, 점착층, 이형필름이 적층된 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 플라스틱 지지체 필름에 점착성 광선 선택 투과층(2), 이형필름이 적층된 구조를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 플라스틱 지지체 필름 2. 광선 선택투과층

3. 점착층 4. 이형필름

본 발명은 광선 선택투과 필름에 관한 것으로, 구체적으로는 자외선 흡수제 및 도전성 금속산화물에 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제를 사용하여 이루어지는 광선 선택 투과층을 플라스틱 지지체 필름 상에 적층하여 얻어지는 광선 선택투과 필름에 관한 것이다.

본 발명의 광선 선택투과 필름은 0.36㎛의 자외선 투과율이 2% 이하, 가시광선 투과율이 50% 이상, 1.0㎛의 적외선 투과율이 30%이하, 열선차폐계수가 0.9 이하이다.

본 발명의 광선 선택투과 필름에 적층되는 광선 선택투과층은 점착성을 갖는다.

본 발명의 광선 선택투과 필름은 광선 선택투과층 위에 점착제층, 이형필름을 순차적으로 적층할 수 있다.

본 발명의 광선 선택투과층에 사용되는 자외선 흡수제는 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 계통으로서 가시광선 투과율을 손상시키지 않고 0.36 ㎛ 이하의 자외선을 98 % 이상 차단할 수 있다.

[식중, R₁은 C_nH_2n+1(n은 0~10의 정수), X는 H 또는 Cl이다.]

화학식 1로 표시되는 대표적인 화합물로서는 2-(2`-히드록시-5-메틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(2`-히드록시-5`-t-옥틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(2`-히드록시-3`,5`,-(디-t-부틸)페닐)-벤조트리아졸, 2-(2`-히드록시-3`,5`,-(디-t-아밀)페닐)-벤조트리아졸, 2-(3`-t-부틸-2`-히드록시-5`-메틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(2`-히드록시-3`,5`,-디-t-부틸)-클로로벤조트리아졸 등이 있다. 이들에 해당하는 상업품으로는 각각 시바-가이기사의 Tinuvin P., Tinuvin 320, Tinuvin 328, Tinuvin 326, 시아나미드사의 Syasorb. UV 5411 등이 있다.

본 발명의 광선 선택 투과층에 사용되는 도전성 금속산화물은 SnO₂-Y(Y는 안티몬, 인 또는 불소)로 표시되는 화합물로서 0.7㎛ 이상의 열선을 효과적으로 차단하고, 입자직경이 0.1㎛ 이하로 작으므로 가시광선의 흡수나 반사가 없어 가시광선 투과율이 50% 이상으로 우수하다. 또한 이들 도전성 금속산화물은 굴절률이 1.99로 비교적 크기 때문에 장파장의 열선을 효과적으로 반사시킬 수 있으므로 1.0㎛에서의 적외선 투과율이 30%이하이고, 전 파장영역의 열선차폐계수는 0.9이하이다. 아울러 이들 화합물은 결정성 격자구조를 갖는 금속산화물이므로 장기 내구성이 우수하다.

본 발명의 광선 선택 투과층에 사용되는 고분자 결합제로는 상기 자외선 흡수제, 도전성 금속산화물와 상용성이 좋고 플라스틱 지지체 필름과 밀착성이 좋으며 도막형성 후 가시광선을 흡수하지 않아 투명성이 좋고 일광견뢰도가 우수하면 어느것이라도 가능하며, 대표적으로는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 초산셀룰로오스 수지 또는 그 유도체, 비닐수지, 에폭시 수지 등이 있는 바, 특히 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 또한 고분자결합제의 여러 성능을 향상시키기 위하여 경화제를 사용할 수 있으며, 본 발명의 경화제로는 이소시아네이트계, 금속착체계, 멜라민계, 폴리아지리딘계 등을 사용할 수 있다. 경화제는 사용되는 고분자 결합제에 따라 선택이 달라지는 바 폴리에스테르 수지에는 이소시아네이트 경화제의 사용이 좋다.

본 발명의 점착층 및 광선 선택 투과층에 사용되는 아크릴계 점착제는 자외선 흡수제와 상용성이 좋고 도전성 금속산화물과 분산 특성이 좋으면서 가시광선을 흡수하지 않아 투명하면서 점착력이 우수한 것이라면 어느 것이라도 무방하다. 특히 n-부틸아크릴레이트와 에틸헥실아크릴레이트의 공중합체가 바람직하다. 또한 점착특성의 기능 향상을 위해 고분자 결합제의 경우와 마찬가지로 경화제를 사용할 수 있다.

본 발명의 플라스틱 지지체 필름으로서는 가시광선 투과율이 우수한 것이면 어느것이나 가능하며, 예를 들면 폴리에스테르 필름, 폴리올레핀 필름, 초산셀룰로오스 필름, 폴리 카보네이트 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름 등이다.

전술한 본 발명의 광선 선택 투과층을 구성하는 자외선 흡수제, 도전성 금속산화물, 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제의 구성비율은 다음과 같다. 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제 100중량부(고형분 대비), 자외선 흡수제 0.1~5중량부, 적외선 흡수제 0.01~5 중량부가 바람직하다. 첨가량이 자외선 흡수제 0.1중량부, 도전성 금속산화물 0.01 중량부 이하이면 자외선이나 적외선의 차단효율이 떨어지고, 자외선 흡수제와 도전성 금속산화물 모두 5중량부 이상이면 가시광선 투과율을 저하시키고 제조원가가 올라가게 된다.

전술한 본 발명의 광선 선택 투과층을 부여하는 방법으로는 지지체 필름상에 유기용제로 녹인 광선 선택 투과층의 조성액을 그라비아 코터, 메이어 바 코터, 콤마 코터, 키스롤 코터, 리버스 롤 코터 등의 방식으로 도포하여 건조함으로써 완성된다(도 1). 도 1과 같은 본 발명의 제품은 유리와 합지없이 단독으로 사용할 수 있는 바 예를 들면 각종기능성 포장재, 특수 작물 재배용으로 사용될 수 있다.

또한 도 2와 같이 광선 선택 투과층위에 점착층을 도포, 건조하고, 이형필름을 합지하여 적층시킨 후 이형필름을 제거함으로써 유리에 사용할 수 있는 바, 예를 들면 자동차, 빌딩 창, 쇼 윈도우, 백화점 , 병원, 실내 돔, 기차 등의 창유리에 붙일 수 있다. 또한 도 3과 같이 광선 선택 투과층과 점착층이 일체형으로 되어 보다 저렴하게 제조할 수 있다는 것이 본 발명의 또 다른 특징이다.

이하 실시예와 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나 본 발명이 이들에 특별히 한정되어 있는 것은 아니다.

실시예 1

두께 25 ㎛의 폴리에스테르 필름(코오롱사제 Astroll)에 자외선 흡수제로 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸을 사용하고, 도전성 금속산화물로 SnO₂-Sb를 사용하고 고분자 결합제로는 폴리에스테르 수지(SKI 사제 SKA-100)를 사용하고 경화제로는 이소시아네이트계(일본합성화학사제 Coronate L-45)를 사용하여 표 3에 의거한 조성 비율로 #20 메이어바 코터로 도포, 110℃에서 30초간 건조 후 50℃에서 3일간 숙성시켰다. 이의 광선투과율과 열선차폐계수 및 50℃에서 6개월 방치후의 측정치를 표 4에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1에 의거하여 제조된 필름의 도포면에 표 3에 의거한 조성 비율로 점착조성액을[아크릴계 점착제는 n-부틸아크릴레이트-에틸헥실아크릴레이트 공중합체를 사용하고 경화제로는 이소시아네이트계(일본합성화학사제 Coronate L-45)를 사용] 콤마코터로 도포, 110℃에서 1분간 건조 후 실리콘이 처리된 두께 25㎛의 폴리에스테르 이형필름을 합지한 후 50℃에서 3일간 숙성시켰다. 이의 광선투과율과 열선차폐계수 및 50℃에서 6개월 방치 후의 측정치를 표4에 나타내었다.

실시예 3

두께 25㎛의 폴리에스테르 필름(코오롱사제 Astroll)에 자외선 흡수제로 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸을 사용하고, 도전성 금속산화물로 SnO₂-Sb를 사용하고, 아크릴계 점착제는 n-부틸아크릴레이트-에틸헥실아크릴레이트 공중합체를 사용하고, 경화제로는 이소시아네이트계(일본합성화학사제 Coronate L-45)를 사용하여 표 3에 의거한 비율로 콤마 코터로 도포, 110℃에서 1분간 건조 후 실리콘이 처리된 두께 25㎛의 폴리에스테르 이형필름을 합지한 후 50℃에서 3일간 숙성시켰다. 이의 광선투과율과 열선차폐계수 및 50℃에서 6개월 방치 후의 측정치를 표 4에 나타내었다.

실시예 4

실시예 2와 같지만 도전성 금속산화물로 SnO₂-P를 사용하였다. 이의 광선투과율과 열선차폐계수를 표 4에 나타내었다.

실시예 5

실시예 2와 같지만 자외선 흡수제로 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸을 사용하였다. 이의 광선투과율과 열선차폐계수를 표 4에 나타내었다.

비교예 1

두께 3mm 무처리 투명 판유리의 광선투과율과 열선차폐계수를 측정하여 표 4에 나타내었다.

비교예 2

실시예1에 사용한 폴리에스테르 필름의 광선투과율과 열선차폐계수를 표 4에 나타내었다.

비교예 3

시판중인 린텍사제 착색필름(상품명 SUPER-STICK,그레이 색상)을 3mm 무처리 투명판유리에 이형필름을 제거하여 붙인 후 광선투과율과 열선차폐계수 및 50℃에서 6개월 방치후의 측정치를 표 4에 나타내었다.

비교예 4

시판중인 3M사제 알루미늄 박막증착필름(상품명 SCOTCHTINT, Grade RE35NEARL)을 3mm 무처리 투명 판유리에 이형필름을 제거하여 붙인 후 광선투과율과 열선차폐계수 및 50℃에서 6개월 방치 후의 측정치를 표 4에 나타내었다.

비교예 5

시판중인 SOLAR-GARD사제 티타늄 스파터링 필름을 3mm 무처리 투명 판유리에 이형필름을 제거하여 붙인 후 광선투과율과 열선차폐계수를 측정하여 표 4에 나타내었다.

비교예 6

시판중인 한국유리사제 자동차용 열선흡수 착색유리(두께 3mm,그레이 색상)의 광선투과율과 열선차폐계수를 측정하여 표 4에 나타내었다.

[표 3]

코팅 조성물

[표 4]

광선투과율 및 열선차폐계수

a) 3mm 투명판유리를 1.00으로 했을 때의 상대수치를 나타낸다.

이상의 실시예 및 비교예에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 광선 선택투과층은 자외선을 차단하면서 가시광선 투과율이 50%이상으로 우수하고 열선을 효과적으로 차단하면서 저렴하게 제조가 가능하고 장기 내구성이 우수함을 알 수 있다.

Claims (5)

1. 자외선 흡수제, 도전성 금속산화물에 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제를 사용하여 이루어지는 광선 선택 투과층을 플라스틱 필름 지지체 상에 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광선 선택투과 필름.
2. 제1항에 있어서, 자외선 흡수제는 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 하는 광선 선택투과 필름.

   (식중, R₁은 C_nH_2n+1(n은 0~10의 정수), X는 H 또는 Cl이다. )
3. 제1항에 있어서, 도전성 금속산화물은 SnO₂-Y(Y는 안티몬, 인 또는 불소)인 것을 특징으로 하는 광선 선택투과 필름.
4. 제1항에 있어서, 고분자 결합제 또는 아크릴계 점착제 100중량부(고형분 대비), 자외선 흡수제 0.1~5중량부, 도전성 금속산화물 0.01~5 중량부의 비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광선 선택투과 필름.
5. 제1항에 있어서, 0.36㎛의 자외선 투과율이 2% 이하, 가시광선 투과율이 50% 이상, 1.0㎛의 적외선 투과율이 30%이하, 열선차폐계수가 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 광선 선택투과 필름.