KR20110059341A - 적외선 차단 폴리카보네이트 복층판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥외 건축자재로 사용되는 폴리카보네이트 복층판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복층판에 별도의 공정을 통해 적외선 반사필름이나 적외선 반사막을 형성하지 않고서도 적외선 차단이 우수해질 수 있도록 복층판의 상부판, 하부판 또는 중간판에 적외선 차단용 알루미늄 입자가 배합된 폴리카보네이트를 적용한 것을 특징으로 하는 적외선 차단 폴리카보네이트 복층판에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리카보네이트 복층판은 상부판, 하부판, 및 중간판 중의 하나 이상이 폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부, 알루미늄 입자 0.3 ∼ 2.0 중량부 및 안료는 1.0 ∼ 5.0 중량부로 이루어진 판재로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이때, 알루미늄 입자의 크기는 5 ∼ 10㎛이다.

적외선, 차단, 복층판, 폴리카보네이트, 알루미늄 입자

Description

적외선 차단 폴리카보네이트 복층판{INFRARED-RAYS INTERCEPTION POLYCARBONATE MULTI-LAYER PANEL}

본 발명은 옥외 건축자재로 사용되는 폴리카보네이트 복층판에 관한 것으로, 특히 적외선 차단이 가능한 폴리카보네이트 복층판에 관한 것이다.

일반적으로, 천창(Skylight), 건물 채광판, 지붕재, 캐노피(Canopy), 창호나 안전유리, 수영장, 실내체육관 지붕, 온실 또는 방음벽 등의 건축자재에 폴리카보네이트(Poiycarbonate ; PC) 시트가 유리 대용으로 널리 사용되고 있다.

이러한 폴리카보네이트 시트는 수지층(Resin), 유리섬유층(Fiber Glass), 수지층(Resin)으로 이루어지며 통상 압출성형으로 제조되고 있는데, 투명도가 우수하고 강도가 우수하다는 특징이 있다.

이러한 폴리카보네이트 시트로 만들어진 폴리카보네이트 복층판(도 1)은 지붕재 등의 옥외건축용 자재로 최근 그 수요가 급증하고 있는 상태이다.

복층판은 보통 상부판(10), 하부판(20), 중간판(50)으로 형성되고 격벽(40)에 의해 지지된다.

여기에서, 중간판이 생략되고 상부판과 하부판 그리고 격벽만으로 이루어질 수 도 있고, 둘 이상의 중간판이 있을 수도 있다.

판재들은 평평한 표면을 가질수도 있고, 임의로 일부 표면에 주름을 형성할 수도 있다(15,25).

한편, 태양광선은 크게 자외선(Ultraviolet rays ; UV), 가시광선(Visible light rays ; VIS), 적외선(Infrared rays ; IR)으로 나뉘어지는데, 자외선이 약 6%, 가시광선이 약 46%, 적외선이 약 48%로 거의 절반이 채광에는 기여하지 않고 열작용을 일으키는 적외선이 차지하고 있다. 이러한 적외선은 파장의 길이에 따라 근적외선(0.75∼3㎛), 적외선(3∼25㎛), 원적외선(25㎛ 이상)으로 분류되는데, 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것이 특징이며, 이 때문에 열선(熱線)이라고도 하는데, 태양이나 발열체로부터 공간으로 전달되는 복사열은 주로 적외선에 의한 것이다.

그런데, 종래 옥외구조물에 사용되던 폴리카보네이트 복층판은 적외선 차단율이 낮아 특히 여름철에 구조물의 내부 온도가 상승하고 열팽창 수축으로 인한 굴곡 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 유백색의 폴리카보네이트 시트로 제조된 복층판을 이용하거나, 복층판의 일면에 적외선 반사필름을 적층형성하거나 복층판의 일면에 적외선 반사막을 도포하는 등 단열효과를 얻기 위해 여러 방법들이 사용되고 있다.

그러나, 유백색의 폴리카보네이트 시트를 사용하는 경우에는 쉽게 때가 타 외관이 불결해지는 문제점이 있으며, 복층판의 일면에 적외선 반사필름 내지 적외 선 반사막을 형성하는 경우에는 적외선 반사필름 및 적외선 반사막을 형성하기 위한 별도의 적층공정 내지 증착공정이 요구되어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 적외선 반사막의 경우 잘 벗겨지고 쉽게 마모된다는 문제점이 있다.

또, 폴리카보네이트는 자체 내후성을 가지고는 있으나 자외선에 취약하여 시공 후 약 5년 이상 자외선에 노출되면 황변이 진행되어 투명성이 떨어지고 물성이 저하된다는 문제점이 있었으며, 이 경우 제품 교체로 인한 비용 증가의 문제점이 있었다. 또한, 자외선이 폴리카보네이트 판재를 투과하기 때문에 자외선 노출로 인한 피부노화, 피부암 등이 발생할 염려가 크다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폴리카보네이트 복층판에 별도의 공정을 통해 적외선 반사필름이나 적외선 반사막을 형성하지 않고서도 적외선 차단이 우수해질 수 있도록 적외선 차단 입자가 배합되어 이루어지는 폴리카보네이트 재료를 사용한 복층판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 또한 장기간 자외선에 노출되더라도 황변이 발생되지 않도록 효율적으로 자외선이 차단될 수 있으며 충격강도도 유지될 수 있는 내후성이 우수한 복층판을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은,

상부판, 하부판, 및 중간판 중의 하나 이상이 폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부, 알루미늄 입자 0.3 ∼ 2.0 중량부 및 안료는 1.0 ∼ 5.0 중량부로 이루어진 판재로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 복층판에 의해 달성된다.

상기 알루미늄 입자의 크기는 5 ∼ 10㎛인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 복층판은, 또한 바람직하게는 상부판에 자외선 차단제와 산화방지제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부에 대해 자외선 흡수제 0.3 내지 15 중량부와, 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리카보네이트 복층판에 의하면, 알루미늄 입자에 의한 적외선 반사효과가 뛰어나, 채광이 투명도가 좋아 채광이 우수하면서도 그늘효과가 우수하며, 열팽창 수축에 따른 굴곡 현상도 방지될 수 있다.

뿐만 아니라, 표면에 별도의 반사막을 증착시키는 것이 아니라 폴리카보네이트 수지와 알루미늄 입자를 배합하여 이루어지는 조성물을 압출함으로써 복층판이 제조되기 때문에, 표면이 벗겨지거나 쉽게 마모되는 등의 현상이 발생할 여지가 없어 장기간 사용할 수 있다.

이하에는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차단 복층판은 적어도 상부판, 하부판, 중간판 중 적어도 하나의 판에 폴리카보네이트 수지, 알루미늄 입자, 안료를 함유한다.

폴리카보네이트 수지는 기재의 역할을 하는 것으로서, 일반적으로 폴리카보네이트 복층판 제조에 사용되는 것으로 당업계에서 관용적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않고 본 발명의 일실시예에 사용될 수 있다.

알루미늄 입자는 적외선을 차단하는 역할을 하는 것이다. 즉, 알루미늄은 적외선, 자외선 등 광선, 전자파를 잘 반사하여 반사판으로 이용될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 알루미늄을 입자화하여 폴리카보네이트 수지와 배합되도록 하는 것이다. 이러한 알루미늄 입자는 크기가 5 ∼ 10㎛인 것이 바람직한데, 이것은 적외선 차단효과를 높이는 동시에 우수한 가시광선 투과율을 얻기 위함이다. 즉, 알루미늄 입자의 크기가 5㎛ 미만인 경우에는 적외선 차단효율이 떨어지고, 10㎛를 초과하는 경우에는 적외선 차단효율이 좋아지는 반면 가시광선 투과율이 저하될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 복층판이 사용되는 장소별로 요구되는 그늘효과에 차이가 있을 수 있는데, 이 경우 알루미늄 입자의 함량을 적절하게 조절하면 된다.

안료는 착색제로 사용되는 것이며, 복층판이 설치되는 장소별로 요구되는 색에 따라 그 종류와 함량이 적절히 조절될 수 있다.

지외선 흡수제는 벤조트리아졸계를 사용하는 것이 바람직하다.

산화방지제를 사용하는 경우 페놀계 자외선 차단제와 인계 자외선 차단제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차단 복층판 재료는 전술한 폴리카보네이트 수지와, 알루미늄 입자와, 안료를 배합한 뒤 1회의 압출공정을 통해 제조될 수 있다. 이때, 폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부, 알루미늄 입자 0.3 ∼ 2.0 중량부, 안료 1.0 ∼ 5.0 중량부로 배합하는 것이 바람직하며, 이 경우 적외선 차단율이 가장 우수하다.

한편, 각 상부판, 하부판, 또는 중간판은 10 ∼ 15㎜의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

시험예

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복층판과 종래 복층판의 적외선 투과율을 나타낸 비교도이다. 여기서, 본 발명의 복층판은 상부판을 폴리카보네이트 수지 97 중량부, 5㎛ 크기의 알루미늄 입자 1 중량부, 안료 2 중량부를 배합하여 조성물을 형성한 후, 이 조성물을 실린더 온도 280℃, 다이온도 250℃에서 압출을 수행함으로써 제조하였으며, 15㎜의 두께를 갖도록 하였다.

이러한 복층판을 사용하여 태양광선 투과율을 시험한 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 700 ∼ 1600㎚의 근적외선의 투과율이 종래 폴리카보네이트 복층판의 경우(약 80% 이상, B 참조)보다 현저하게 낮은 20% 정도에 불과하여(A 참조) 근적외선이 약 80%이상이 차단되었다.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 복층판과 종래 복층판의 열차단효과를 나타낸 비교도이다. 상기 방법으로 제조한 복층판과 종래 폴리카보네이트 복층판을 각각 태양광 아래에서 온도변화시험기로 시험을 한 결과, 본 발명의 복층판의 경우(C 참조)가 종래 폴리카보네이트 복층판의 경우(D 참조)보다 내부온도를 5 ∼ 12℃ 정도 낮춰줄 수 있어 열차단효과가 크다는 결과를 얻었다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복층판은 내부에 알루미늄 입자가 함유되어 있어서, 종래의 폴리카보네이트 복층판에 비해 적외선 차단효과가 매우 우수하다.

도 1은 복층판의 구조를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차단 복층판과 종래 폴리카보네이트 복층판의 적외선 투과율을 나타낸 비교 그래프.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차단 복층판과 종래 폴리카보네이트 복층판의 열차단효과를 나타낸 비교 그래프.

Claims (3)

1. 상부판, 하부판, 및 중간판 중의 하나 이상이 폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부, 알루미늄 입자 0.3 ∼ 2.0 중량부 및 안료는 1.0 ∼ 5.0 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 복층판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 알루미늄 입자의 크기는 5 ∼ 10㎛인 것을 특징으로 하는 적외선 차단 시트.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상부판은 폴리카보네이트 수지 93.0 ∼ 98.7 중량부에 대해 자외선 흡수제 0.3 내지 15 중량부와, 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 복층판.

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