KR20130048718A - 낮은 방사율 및 ｅｍｉ 차폐 창 필름 - Google Patents

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너트 찰스 엔. 반
제임스 피. 엔니스
하이메 에이. 리
안소니 비. 포트
스캇 이. 피켓
제레미 비. 스티걸
코비 엘. 허버드
리타 엠. 필립스
스티븐 에이. 바스
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시피필름스 인코포레이션
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Abstract

전형적으로 창 글레이징과 관련하여 사용하기 위한 낮은 방사율 및 EMI 차폐 투명 복합재료 필름은, 투명 필름 기판의 한 면에 내마모성 하드코트 재료의 기저층을, 상기 기저층을 피복하는 적어도 하나의 적외선 반사층, 전형적으로 금속층과 함께 포함하며, 상기 금속층은 산화금속층으로 둘러싸일 수 있고, 이어서 경화된 플루오르화된 수지의 얇은 외부 보호용 상단 코트로 피복된다.

Description

낮은 방사율 및 ＥＭＩ 차폐 창 필름{LOW EMISSIVITY AND EMI SHIELDING WINDOW FILMS}
관련출원(들)과의 상호참조
이 출원은 2010년 3월 1일 출원된 미국 가특허출원 제61/339,152호의 우선권을 주장하며, 이 기초출원은 본 명세서에 전문이 참조로 포함된다.
본 발명의 기술분야
본 명세서는 복사(radiation)에 의해 열 에너지의 전달을 최소화하기 위한 낮은 방사율(low emissivity)(낮은 e, low e)을 가지는 창 필름 분야에 관한 것으로, 이것은 전자파 장애(electromagnetic interference, EMI) 차폐 용도에 적합하다.
낮은 방사율(낮은 e)을 가지는 유리는 가시광선과 같이 창을 통과하는 특정 대역폭에서 주파수를 허용하는 반면, 적외선(IR)과 같은 이 원하는 광대역의 바깥에서 다른 주파수를 반사하도록 설계된다. 낮은 방사율은 IR 스펙트럼에서 어떤 파장의 높은 반사를 만들어내며 빌딩 및 차량에서 창의 단열을 개선시키는 작용을 한다. 따라서, 이런 낮은 e 창은 가정, 사무실 및 자동차 및 다른 가열된 환경에서 열을 보존하고, 창을 통해 추운 외부로 따뜻한 내부 공기의 누출을 완화시키기 위한 추운 기후에서의 특정 용도를 알 수 있다. 이런 낮은 e 창은 또한 창을 통해 가열된 외부로부터 열 에너지 복사를 거부하고, 이것에 의해 내부의 더 차가운 온도를 유지하기 때문에 뜨거운 기후에서 유용하다. 이런 창은 안락함, 가시성 및 증가된 에너지 효율을 제공하는 것에 효과적이다.
창 유리 그 자체는 낮은 e 특징을 제공하도록 제조될 수 있다. 제조 공정 동안 및 설치 전에, 유리는 특히 얇은 금속층으로 처리 및/또는 코팅되어 원하는 IR 반사를 달성한다. 이러한 처리 및 코팅의 예는 미국특허 제6,852,419호 및 제7,659,002호에 설명되어 있다. 그러나, 이 처리된 유리는 몇몇 이유 때문에 문제가 있다. 첫 번째, 그것은 일반적으로 자외선(UV) 복사에 대해 적절한 보호를 제공하지 못한다. 두 번째, 금속 또는 다른 코팅은 감소된 기계적 강도를 초래하고 유리가 부식되도록 하여 환경에 대해 충분히 보호될 수 없다. 이에 대하여, 유리가 부식되거나 파손된다면 또는 부식되거나 파손될 때, 창 전체가 교체되어야 한다. 이것은 비용뿐만 아니라 또한 본래의 주변 유리 창의 외관 및 색상과 매치가 어려울 수 있다.
더 실용적이고 경제적으로 효율적인 접근은 창 유리에 접착될 수 있는 가요성 폴리머 필름을 이용하는 것이었다. 이러한 필름은 광범위한 용도에 관련되며, 다양한 일조 조정(solar control) 기능을 제공한다. 상기 필름은 사용이 용이하고, 편리하게 제거되고 교체될 수 있으며, 교체되는 필름의 색상 및 외관을 용이하게 복제할 수 있다. 또한, 가요성 필름은 기존의 맑은 유리창의 리트로피팅(retrofitting)을 용이하게 하며, 동일한 일조 조정 기능을 줄 수 있다. 이에 대하여, 상기 폴리머 필름은 또한 가정용 물품에 대한 UV 손상, 예를 들어 가구의 색 바램으로부터 보호 수준을 제공한다.
일조 조정 필름의 대부분은 폴리머 기판 필름, 일반적인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)를 금속화한 다음, 상기 기판 필름의 금속화된 표면에 제2 PET 필름을 라미네이팅함으로써 만들어진다. 그러나, 이러한 이전의 일조 조정 필름은 가시광선 투과율(visible light transmittance)(즉, 필름을 통과하는 가시광선의 양, "VLT")을 희생시켜서 원하는 방사율을 달성하거나 또는 그 반대이며, 기껏해야 약 0.3의 방사율로 제한되었다.
이 낮은 e 창 필름(약 0.3 정도)의 예는 미국특허 제6,030,671호에 개시되어 있다. 이것 및 다른 이전의 낮은 e 창 필름은 금속성 층을 이용하여 IR 복사선을 반사시켰으나; 그러나 금속은 부식, 스크래칭 및 마모에 약하다. 따라서, 이러한 용도로, 보호용 하드코트는 금속층 위에 위치되며 반사되는 내부 공간(즉, 방의 내부)과 접한다. 이 보호용 하드코트는 통상적인 가교 아크릴레이트 폴리에스터계 코팅이며, 내크래킹성, 내부식성, 내스크래칭성 및 내마모성을 가지는 필름을 공급하는데 필요하다.
이 하드코트가 IR 흡수성이며 IR 반사 금속층과 방의 내부 사이에 위치되기 때문에, 필름의 복합 방사율을 감소시킨다. 따라서, 하드코트 두께는 보호용 코트로서 기능하는데 충분히 두꺼운 한편, IR 흡수를 최소로 유지하는데 충분한 두께간의 절충을 초래한다. 아무튼, 하드코트는 일반적으로 충분한 내마모성을 제공하지 않았으며, 하드코트가 필요한 내구성을 가지는 필름을 공급하기에 충분한 두께였을 때, 방출률(emittance) 값에 심각한 해로운 효과를 남겼다. 예를 들어, 미국특허 제6,030,671호는 1 내지 3 마이크론이 되는 광학층(즉, PET 및 금속층) 위에 위치된 하드코트의 두께를 설명하며, 3.0 마이크론의 두께를 가지는 하드코트는 0.35 초과의 방사율을 가지는 필름 복합재료를 초래할 것이다. 추가적으로, 필름의 이런 복합재료 방사율을 달성하기 위하여, 가시광선 투과율(VLT)을 약 50%로 제한하였다.
IR 복사를 처리하는 것에 더하여, 전자기 복사를 제어할 필요가 있다. 다양한 주파수의 전자기 복사는 가정, 사무실과 같은 작업공간, 제조 및 군사 시설, 선박, 항공기 및 다른 구조물을 포함하는 다양한 범위의 시설에서 사용되는 다양한 장치로부터 복사된다. 이러한 장치의 예는 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터 키보드, 무선 설비, 통신 장치 등을 포함한다. 이 복사선이 시설로부터 누출되면, 이는 누출된 복사선과 관련된 또는 누출된 복사선에서 암호화된 데이터 판독의 목적을 위해 가로채여 분석될 수 있다. 예를 들어 모니터 스크린이 원격 위치로부터 눈에 보이지 않는다 하더라도, 모니터 스크린으로부터 특정 파장 주파수를 검출함으로써 빌딩 밖 원격 위치 또는 빌딩 내 위치로부터 빌딩 내 컴퓨터 모니터상에 나타나는 이미지를 재구성하기 위한 기술이 존재한다. 이는 공지된 기술에 의해 수행되며, 모니터 스크린으로부터 광의 특정 주파수는 심지어 모니터가 위치된 빌딩 또는 방 내부의 다양한 표면으로부터 반사된 후 누출되고, 모니터가 위치된 빌딩 또는 방 바깥의 다른 위치에서 도청자에 의해 가로채여 분석된다. 명백하게, 이러한 복사선을 가로채는 도청자의 능력은 상당한 보안 위험을 구성하는데, 이는 보안이 필수적인 시설에서 바람직하게 제거된다.
벽돌, 석조 블럭과 같은 벽, 또는 돌벽이 시설로부터 광 주파수의 누출을 효과적으로 방지할 수도 있지만, 무선 주파수는 이러한 통과를 방지하도록 적절하게 차폐되지 않은 벽을 통과한다. 게다가, 창은 가로채일 수 있는 바깥으로 복사선 통과를 허용하며, 시설에 레이저 빔, 적외선 및 무선주파수와 같은 다양한 형태의 복사선의 유입을 허용할 수 있다. 그 결과, 민감하거나 기밀인 데이터가 구조물 내로부터 수집될 수 있다.
게다가, 미국 정부는 컴퓨터, 프린터 및 전자 타이프라이터와 같은 전자기기가 전자 방사를 발한다는 사실을 오랫동안 우려해 왔다. 템페스트(TEMPEST)(Transient Electromagnetic Pulse Emanation Standard와 동의어) 프로그램은 민감한 정보를 처리하고, 전송하거나 저장하기 위하여 사용되는 장치로부터 방사의 누설 기회를 감소시키는 표준을 도입하도록 만들어졌다. 이는 전형적으로 일시적 방사를 감소시키거나 제거하기 위한 전자 기기를 설계하거나, 또는 구리 또는 다른 전도 재료로 기기를 차폐함으로써(또는 때때로 방 또는 전체 빌딩) 수행된다. 대체물은 둘 다 매우 비쌀 수 있다.
구조물로부터 창의 제거는 상기 주목한 보안 위험을 명백하게 최소화한다. 그러나 창문이 없거나 밀폐된 구조물의 단점은 자명하다. 따라서 창을 통한 데이터와 관련된 복사선의 누출을 방지하는 한편, 지나친 보안 위험 없이 창에 의해 제공되는 시각적 효과의 즐거움을 얻을 수 있도록 다른 복사선을 통과시키는 것은 매우 바람직하다.
전자기 복사의 원치않는 효과를 감소시키기 위한 필요는 창 필터 및 원치않는 전자파 장애(EMI)의 투과율을 차단하는 필름의 개발을 유도하였다. 그러나, 이러한 EMI 차폐 필름은 일반적으로 상기 논의한 바람직한 낮은 e 및 높은 VLT를 가지지 않는다.
에너지 효율을 개선시키기 위한 끊임없는 필요 및 오늘날 경쟁적 시장에서 보안의 중요성을 제공하며, 에너지와 전자적 개인정보를 둘 다 보호하는 한편 노출된 환경으로부터 적절한 보호를 유지하는 필름이 필요하다.
본 명세서에서 설명하는 당업계의 이러한 및 다른 문제 때문에, 무엇보다도 투명 필름 기판; 투명 필름 기판과 양립가능한 내마모성 하드코트 재료의 기저층; 및 적어도 하나의 적외선 반사층을 포함하는 낮은 방사율 투명 복합재료 필름으로서; 상기 복합재료 필름은 약 0.30 미만의 방사율을 가지며, 상기 기저층은 상기 투명 필름 기판과 상기 적외선 반사층 사이에 배치된다.
특정 실시형태에서, 상기 적외선 반사층은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층을 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 복합재료 필름은 약 0.5 마이크론 미만의 건조된 두께를 가지는 투명 보호용 상단 코트를 추가로 포함하며, 상기 보호용 상단 코트는 상기 적외선 반사층 위에 배치된다.
상기 기저층은 약 5% 미만의 마모 델타 헤이즈(abrasion delta haze)를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 상기 적외선 반사층은 상기 적외선 반사층을 보호할 수 있는 적어도 하나의 얇은 금속 필름을 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 얇은 금속 필름은 니켈, 크로뮴, 니오븀, 백금, 코발트, 아연, 몰리브덴, 지르코늄, 바나듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속으로 구성된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 얇은 금속 필름은 니켈-크로뮴 합금으로 구성된다.
상기 복합재료 필름은 또한 투명 전도층, 유전체층, 또는 이들의 조합으로 구성된 적어도 하나의 스페이서층을 포함할 수 있다. 하나의 실시형태에서, 상기 스페이서층은 산화인듐, 산화인듐아연, 또는 산화인듐주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함한다.
상기 복합재료 필름은 또한 다수의 투명 전도층 사이에 배치된 다수의 얇은 스페이서층을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에는 투명 필름 기판; 상기 투명 필름 기판과 양립가능한 내마모성 하드코트 재료의 기저층; 및 적어도 하나의 적외선 반사층을 포함하는 낮은 방사율 투명 복합재료 필름이 개시되며; 상기 복합재료 필름은 약 0.25 미만의 방사율을 가진다.
상기 복합재료 필름은 또한 약 0.20 미만의 방사율을 가질 수 있다. 하나의 실시형태에서, 상기 복합재료 필름은 약 75% 이하의 가시광선 투과율을 가진다.
상기 복합재료 필름은 또한 약 0.10 미만의 방사율을 가진다. 하나의 실시형태에서, 상기 복합재료는 약 28% 내지 약 47%의 가시광선 투과율을 가진다. 다른 실시형태에서, 상기 복합재료 필름은 약 70% 이하의 가시광선 투과율을 가진다.
특정 실시형태에서, 상기 복합재료 필름의 내마모성 하드코트 재료는 고도로 가교된 폴리머 코팅, 열 경화된 아크릴레이트 코팅, 실리케이트, 티타네이트, 지르코네이트 또는 이들의 혼합물 기반인 열 경화된 졸 겔 코팅, 혼성 유기-무기 졸 겔 재료, 열 경화된 실록산 하드코트, 및 열 경화된 폴리아크릴레이트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 하나의 실시형태에서, 상기 기저층은 자외선 경화된 폴리아크릴레이트 조성물로 구성된다. 다른 실시형태에서, 상기 기저층은 산화금속 나노입자를 함유하는 자외선 경화된 폴리아크릴레이트 조성물로 구성된다.
다른 실시형태에서, 상기 적외선 반사층은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층으로 구성될 수 있다.
낮은 방사율 투명 복합재료 필름의 제조 방법이 또한 개시된다. 상기 방법은 투명 필름 기판을 제공하는 단계; 폴리아크릴레이트 조성물을 포함하는 내마모성 하드코트 재료를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 투명 필름 기판의 한 면에 상기 혼합물을 도포하는 단계; 상기 기판의 코팅면을 경화시켜 기저층을 형성하는 단계; 및 상기 기저층 상에 적외선 반사층을 스퍼터링(sputtering)하는 단계를 포함한다.
도 1은 보호용 상단 코트, 접착층, 및 방출 라이너를 포함하는 낮은 방사율 및 EMI 차폐 창 필름의 하나의 실시형태의 횡단면도이다.
도 2는 보호용 상단 코트를 포함하는 낮은 방사율 및 EMI 차폐 창 필름의 다른 실시형태의 횡단면도이다.
도 3은 보호용 상단 코트를 포함하는 낮은 방사율 및 EMI 차폐 창 필름의 다른 실시형태의 횡단면도이다.
도 4는 보호용 상단 코트를 포함하는 낮은 방사율 및 EMI 차폐 창 필름의 다른 실시형태의 횡단면도이다.
본 명세서에서 특히, 통상적인 창 필름과 비교하여 방사율의 유의한 감소가 있는 한편, 또한 바람직한 수준의 가시광선 투과율(VLT)을 허용하고, 내마모성 및 내크래킹성을 증가시키며, 전자파 장애(EMI)를 차폐하는 복합재료 필름이 설명된다. 하나의 실시형태에서, 이 복합재료 필름은 투명 필름 기판의 한 면 위에 내마모성 경화된 아크릴레이트 수지를 포함하는 기저층 및 상기 기저층을 덮는 적어도 하나의 적외선 반사층을 가지는 투명 필름 기판으로 구성된다.
상기 기저층은 상기 기저층이 복합재료 필름의 외부에 있지 않을 때조차도 기계적 강도 및 놀랍게도 복합재료 필름의 내마모성을 유리하게 증가시킨다. 즉, 상기 기저층은 복합재료가 부착된 표면과 IR 반사층 사이에 있으며; 따라서, 상기 IR 반사층은 반사가 필요한 영역에 더 가깝게 노출된다. 따라서, 상기 복합재료 필름이 창의 내부에 위치된다면, 방의 내부로부터 IR은 상기 기저층이 그것으로부터 반사되기 위하여 통과되어서는 안 된다. 대안적으로, 상기 복합재료 필름이 창의 외부에 위치된다면, 다시 바깥 또는 외부로부터의 IR은 기저층을 통과해서 그것으로부터 반사되어서는 안 된다. 결과적으로, 상기 복합재료 필름의 방사율(즉, IR을 발산하거나 방사하는 능력)은 크게 감소될 수 있다.
상기 복합재료 필름은 전형적으로 창의 내부 또는 외부 표면에 도포된다. 본 명세서에서 사용되는 "상단"은 반사되는 것을 필요로 하는 영역에 노출된 복합재료의 면이다. 이에 대해서, 필름의 방사율은 "상단" 표면으로부터 IR 에너지(예를 들어, 창의 내부에 위치될 때 방으로 다시 반사되는 IR 에너지)의 방출률의 측정이다. 다른 한편으로 "바닥"은 창에 부착된 복합재료의 면이다. 이 개시의 목적을 위해, 본 명세서에 사용되는 IR 에너지는 일반적으로 긴 파장의 IR 복사를 논의하는 것으로 인식되어야 하는데, 이는 더 짧은 파장 IR 복사보다 열과 더 직접적으로 관련된다. 그러나, IR 복사 중 임의의 파장은 반사될 수 있다.
그러나, 상기 복합재료 필름은 종종 이 용도에서 창 필름으로서 사용에 대해 구체적으로 논의되는 한편, 수많은 다른 용도가 적절하다는 것이 당업자에 의해 이해된다. 예를 들어, 상기 복합재료 필름은 방에 다시 열을 반사시키는 절연층으로서 또는 열 보유층으로서의 사용을 위해 빌딩 또는 임시 구조물의 벽에 부착될 수 있다. 이에 대해서, 상기 복합재료 필름은 또한 장식으로 될 수 있고, 벽 위의 장식층을 형성하기 위해 벽에 부착될 수 있다. 상기 복합재료 필름은 또한 차가운 또는 냉장된 공간의 외부에 위치되어 열이 이 공간에 유입되지 못하게 할 수 있다. 추가적으로, 복합재료의 부분으로서 하기에 논의되는 접착층 없이, 상기 복합재료 필름은 텐트, 차양, 빛 가리개, 또는 블라인드로서 사용을 위한 롤러 형태로 사용될 수 있고 이들에 접착되는 것은 아니지만 창 또는 천창(skylight)에 가깝게 걸릴 수 있다. 이러한 용도를 위해, 이는 가능한 많은 광을 차단하도록 매우 낮은 가시광선 투과율을 가지는 한편, 상기 복합재료 필름에 대해 내부에 여전히 열을 반사하고 보유하는 것이 바람직할 수 있다. 접착층이 있는 복합재료 필름은 또한 절연 글레이징(glazing)의 에어 갭에서 사용될 수 있었다. 이런 부가적인 사용은 단지 예시적이며, 제한적인 방법은 아니다. 따라서, 창 필름으로서 사용이 본 명세서에서 설명될 때, 다른 사용이 또한 당업자에게 알려진 것과 같이 적용된다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서의 상기 복합재료 필름을 이해하기 위하여, 폴리머 층간 시트의 이런 특성 및 특징이 측정되는 복합재료 필름 및 시험과 관련된 특성 및 특징의 이해가 또한 중요하다. 방사율은 IR 복사선과 같은 복사선에 의한 에너지를 방출하거나 반사하기 위한 재료 표면의 상대적 능력이다. 다르게 언급하면, 재료의 표면이 낮은 방사율을 가진다면 열 방사선 열 전달은 감소된다. 특정 재료에 의해 복사되는 에너지 대 동일 온도에서 흑체에 의해 복사되는 에너지의 비는 ASTM C1371-04A에 따라 측정된다. 본 명세서의 상기 복합재료 필름은 0.38 미만; 약 0.35 미만; 약 0.3 미만; 약 0.25 미만; 약 0.2 미만; 약 0.17 미만; 약 0.15 미만; 약 0.1 미만; 약 0.07 미만; 약 0.03 미만; 약 0.2 내지 약 0.3; 약 0.07 내지 약 0.10; 약 0.08; 및 약 0.17의 방사율을 가진다.
총 태양 에너지 차단율(total solar energy rejection, %TSER)은 명칭이 의미하는 것과 같이, 복합재료 필름에 의해 차단되는 총 태양 에너지(열)이다. 숫자가 높을수록 더 많은 총 태양 에너지(열)가 차단된다. 이는 ASTM E903-82에 따라 Varian Analytical Cary 5 분광광도계 상에서 측정된 코팅 필름의 광학 및 열 차단 특성으로부터 계산되며, 반사 및 투과 데이터는 본 명세서에 전문이 참조로 포함되는 문헌[Parry Moon in “Proposed Standard Solar-Radiation Curves for Engineering Use,” Journal of the Franklin Institute Vol. 230 pp 583-618 (1940)]에 의해 설명되는 변수를 사용하여 분석된다.
태양 에너지 흡수는 창 필름에 의해 흡수되는 입사 태양 복사선의 백분율이다. 숫자가 더 낮을수록 더 적은 태양 복사선이 흡수된다. 태양광 반사율은 창 필름/유리 시스템에 의해 반사되는 입사 태양 복사선의 백분율이다. 숫자가 낮을수록 더 적은 태양 복사선이 반사된다. 태양광 흡수와 반사는 둘 다 총 태양 에너지 차단율을 측정하기 위한 상기 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
가시광선 투과는 창 필름/유리 시스템을 통해 투과되는 전체 가시광선의 백분율이다. 숫자가 낮을수록 더 적은 가시광선이 투과된다. CIE Standard Observer(CIE 1924 1931) 및 D65 Daylight를 사용하여 계산된다. 본 명세서의 상기 복합재료 필름은 약 1% 미만; 약 2% 내지 약 5%; 약 25% 내지 약 50%; 약 28.5% 내지 약 47%; 약 30% 내지 약 45%; 약 28.5%; 약 47%; 약 55%; 약 70%까지; 및 약 75%까지의 방사율에 따라 가시광선 투과를 가진다.
전기화학적 임피던스 분광(Electrochemical impedance spectroscopy)(EIS)은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 여러 해 동안 부식 연구에 적용되었고, 부식률을 측정하는 정확한 방법이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, NaCl 용액의 염소 이온의 영향하에서 필름 복합재료의 내부식성을 측정하기 위하여 사용된다. 높은 임피던스 값(M 옴으로 측정)은 더 적은 부식을 의미한다. 본 명세서의 상기 복합재료 필름은 약 3.0 M 옴 내지 약 13.8 M 옴; 약 5.0 M 옴 내지 약 13.8 M 옴; 약 5.0 M 옴 내지 약 8.0 M 옴; 약 3.0 M 옴 내지 약 6.2 M 옴의 임피던스 값을 가진다.
또한 부식은 염 분무 시험으로 측정될 수 있는데, 이는 흔히 이용되는 제어된 부식 환경을 제공하여 주어진 시험 챔버 내 노출된 금속 및 코팅 금속의 표본에 대한 상대적 내부식성 정보를 생성한다. 이 시험은 ATSM B117-09에 따라 수행된다. 1000 및 2000 시간 후, 복합재료 필름 샘플은 이어서 사진촬영 및 이미지 분석에 의해 부식에 대해 측정된다. 부식 수준은 하기의 스케일을 기준으로 한다: 1 = 부식 없음; 2 = 매우 경미한 부식; 3 = 경미한 부식; 4 = 보통의 부식; 및 5 = 심하게 부식됨. 본 명세서에 개시된 상기 복합재료 필름은 부식 없음 또는 매우 경미한 부식을 나타내었다.
상기 복합재료 필름의 부식은 또한 염수 노출 시험으로 측정할 수 있다. 상기 복합재료 필름은 염 용액으로 분무하며, 물 상자의 뚜껑에 테이핑하고, 며칠 동안 50℃ 오븐에서 숙성시킨다. 4, 7 및 10일의 숙성 후, 샘플을 수돗물로 세정하고 부식에 대해 시험하였다. 염 분무 시험을 위한 상기 스케일을 또한 이 샘플에 적용하였다. 4일의 숙성 후, 복합재료 필름은 부식이 없었다(1). 7일의 숙성 후, 복합재료 필름은 매우 경미한 부식을 가지거나 부식이 없었다. 최종적으로, 10일의 숙성 후, 복합재료 필름은 매우 경미한 내지는 경미한 부식이 있었다.
테이버 마모 시험(Taber Abrasion Test)은 창 필름 및 글레이징 또는 디스플레이 용도를 위한 다른 필름에 대해 흔히 이용된다. 이 시험은 각각 500 그램으로 부하된 CS-T3 휠을 사용하여 ASTM D 1044에 따라 Taber Abrader를 사용한다. 휠이 표면을 스크래칭하고 그라인딩하기 때문에, 필름은 더 흐릿하게 된다. 따라서, 델타 헤이즈는 휠의 마모가 실시된 후 필름 흐릿함의 변화 측정이다. 결과는 휠의 100 주기 후 델타 헤이즈 값을 매긴다. 예를 들어, 폴리에스터 필름은 일반적으로 약 30% 초과의 델타 헤이즈를 가질 것이다. 본 명세서의 상기 복합재료 필름, 및 구체적으로 상기 기저층은 약 5% 미만; 약 3% 내지 약 5%; 및 약 4.1%의 마모 델타 헤이즈를 가진다.
알코올 마모 시험("크록 시험(Crock Test)"으로 칭함)은 SDL Atlas Crock Meter형 M238BB를 이용한다. 순수한(100%) 아이소프로필 알코올(IPA)을 시험 클리너 유체로 선택하였다. 제거가능한 클로스 엔드(cloth end)를 가지는 기계적 암(arm)을 샘플 필름과 접촉하여 위치시킨다. 클로스를 IPA에 담지하고, 반복적으로 왔다갔다하면서 순환시킨다. 결과는 주관적이며, 50 주기 간격 후 IR 반사층(들)에 대해 마모손상 또는 파과(breakthrough)에 대해 생성물을 확인한다. 마모 수준은 하기의 스케일을 기준으로 한다: 1 = 파과 없음; 2 = 매우 경미한 파과; 3 = 약간의 파과; 4 = 50% 파과; 및 5 = 50% 초과의 파과. 본 명세서에서 개시된 상기 복합재료 필름은 유리하게는 약간의 파과, 매우 약간의 파과, 및 파과 없음을 나타내었다.
마모 시험은 ASTM D 3359에 따른다. 테이프(3M 810 및 600 테이프)는 샘플 표면상으로 프레스하며, 대략 10초 동안 남긴 다음 180° 각도에서 당겼다. 샘플을 시험 전 세정하거나 표시하지 않았다. 하드코트 샘플을 양부 결정(pass/fail determination)으로 평가하였다.
EMI 차폐 강도를 공축 TEM 셀을 사용하여 원시야(far field)형 시험을 통해 ASTM D-4935에 따라 평가하였다. 시험은 전자기 복사를 차단하기 위한 생성물의 능력을 측정한다. 결과는 잘 알려지고 흔히 사용되는 데시벨(dB)로 기록된다. 데시벨 값이 더 음(negative)일수록 전자기 복사가 더 차단된다. 본 명세서의 상기 복합재료 필름은 약 -23 dB(이는 차단된 전자기 복사의 대략 99.5%에 대응함) 및 약 -31 dB(이는 차단된 전자기 복사의 대략 99.9%에 대응함)의 차폐 효율성을 가진다. 다르게 언급하면, 본 명세서의 상기 복합재료 필름은 약 99.9%까지의 전자기 복사 및 약 99.5%까지의 전자기 복사를 차단할 수 있다.
도 1에 대하여, 기저층(12)이 있는 한 면에 코팅된 투명 폴리머 필름 기판(11)을 포함하는 복합재료 필름(10)의 실시형태를 나타낸다. 상기 기저층(12)은 IR 반사층(20)으로 덮인다. 필수적인 것은 아니지만, 상기 IR 반사층(20)은 보호용 상단 코트(13)에 의해 추가적으로 덮일 수 있다. 상기 언급한 바와 같이, 상기 복합재료 필름(10)의 바닥은 상기 기저층(12) 없이 기판의 면이 되며, 상기 복합재료 필름(10)의 상단은 노출된 면이 된다.
외부 또는 내부 창 필름으로서, 또는 벽에 부착된 절연 처리로 사용될 때, 상기 기판(11)은 창에 기판을 접착하기 위한 수단을 그것의 바닥에 추가적으로 제공할 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 상기 복합재료(10)는 기판(11) 상에 제공된 접착층(14)을 가진다. 상기 접착층(14)은 창, 벽 또는 임의의 다른 기판에 기판(11)을 결합시키는데 적합한 임의의 접착제로 구성될 수 있다. 창에 결합될 때, 압력에 민감한 접착제가 바람직하며, 아크릴계 접착제가 특히 바람직하다. Gelva 263(Cytec Industries로부터 입수가능)은 이러한 접착제의 예이다. 상기 접착층(14)은 또한 그것에 부착된 방출 라이너(15)를 가질 수 있다. 상기 방출 라이너(15)는 끈적한 접착층(14)에 대한 방출 효과를 제공한다. 도시된 실시형태에서 상기 방출 라이너(15)는 기저 기판(11) 상에 접착층(14)을 남기는 접착층(14)으로부터 벗겨질 수 있는 실리콘 방출 코팅이 있는 임의의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 포함할 수 있다. 대안적으로, 접착 및 방출층은 폴리프로필렌 라이너가 있는 깨끗하고 찌그러짐이 없는 접착을 포함할 수 있다.
상기 투명 필름 기판(11)은 가요성, 투명, 폴리에스터 필름을 포함한다. 상기 기판(11)은 바람직하게는 약 2 mil(0.05 ㎜) 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름이다. 필수적인 것은 아니지만, PET 또는 PEN 필름은 UV 흡수제로 처리되어 99%까지 UV 복사선을 흡수할 수 있다. 이러한 자외선(UV) 흡수제 필름의 예는 미국특허 제6,221,112호에 설명되어 있고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. Melinex? 454 또는 ST505 폴리에스터 필름(DuPont Teijin Films으로부터 입수가능, "DuPont")은 이러한 바람직한 필름의 예이다. 추가적으로, 상기 필름은 그에 대한 접착을 개선시키기 위하여 화학물질로 처리된 표면일 수 있다.
상기 기저층(12)은 사이에 중간층을 제공하며, 기저 기판(11) 및 그 위에 놓인 IR 반사층(20)과 결합되고, 이 기저층 및 그 위에 놓인 광학층(즉, 복합재료 필름(10))의 견고성, 경도 및 내구성을 개선시킨다. 추가적으로, 상기 IR 반사층(20)은 종종 대기 부식되기 쉬운 금속을 포함하지만; 그러나, 상기 기저층(12)이 IR 반사층(20)을 덮지 않는다 해도, 기저층(12)은 내크래킹성을 위해 높은 수준의 내구성을 제공한다. 그 결과, 상기 복합재료 필름(10)은 방사율에 부정적으로 영향을 미치지 않고 마모, 크래킹 및 스크래칭에 대한 증가된 기계적 강도 및 더 큰 저항성을 가진다. 다르게 언급하면, 상기 기저층(12)은 마모 및 스크래칭에 대한 민감성으로부터 금속 IR 반사층(20)을 보호한다. 본 명세서의 기저층은 약 5% 미만 ; 약 3% 내지 약 5%; 및 약 4.1%의 마모 델타 헤이즈를 가진다.
상기 기저층(12)은 임의의 하드코트를 포함할 수 있는데, 당업자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 이는 상기 기판(11)과 양립가능하며 통상적인 롤 투 롤(roll-to-roll) 코팅을 통해 이것의 표면에 도포될 수 있다. 이러한 하드코트의 예는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 고도로 가교된 폴리머 코팅, 열 경화된 아크릴레이트 코팅, 실리케이트, 티타네이트, 지르코네이트 또는 이들의 혼합물 기반의 열 경화된 졸 겔 코팅, 혼성 유기-무기 졸 겔 재료(예를 들어, Fraunhofer로부터 입수가능한 Ormocer? 폴리머), 및 열 경화된 실록산 하드코트를 포함한다. 적용가능하다면, 하드코트의 열 경화는 오븐내에서와 같이 열에 의해 또는 NIR 가열에 의해 생길 수 있다.
바람직한 기저층(12)은 나노입자 없는 UV 경화된 폴리아크릴레이트 조성물이다. 특히 바람직한 기저층(12)은 나노입자를 함유하는 UV 경화된 폴리아크릴레이트 조성물이며, 아크릴계 수지, 산화금속 나노입자, 가교제, 광개시제, 용매 및 계면활성제로 구성된다. 하기에 더 충분하게 논의되는 바와 같이, 이 중 모두가 조성물의 필수 구성성분인 것은 아니다. 추가적으로, 하기 조성물은 용매의 포함을 기반으로 한 중량%를 논의한다. 상기 용매는 단지 상기 기판(11)에 대한 습식 기저층(12)의 도포에 도움을 주기 위하여 첨가되며, 건조 시 용매는 증발된다. 따라서, 당업자가 용이하게 인식하는 바와 같이, 하기 설명되는 아크릴 및 나노입자의 중량%는 예를 들어, 습식 기저층(12) 조성물에 포함된 용매의 양 및 유형에 따라 달라질 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 헥산다이올 다이아크릴레이트, 트라이사이클로데칸 다이메탄올 다이아크릴레이트(Sartomer LLC제의 Sartomer SR833로서 이용가능)와 같은 다이아크릴레이트, 및 다이옥산 글라이콜 다이아크릴레이트(Sartomer LLC제의 Sartomer CD536로서 이용가능) 또는 다이아크릴레이트의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 적합한 아크릴계 수지는 우레탄 지방족 아크릴레이트(Ebecryl? 8301)이다. 상기 기저층(12)은 바람직하게는 약 10 내지 약 60 중량%(wt%) 아크릴계 수지를 포함한다. 상기 언급한 바와 같이, 이 중량 백분율은 하기에 논의하는 용매의 첨가를 포함한다. 따라서, 최종적으로 건조된 형태인 상기 기저층(12)은 약 40 wt% 내지 약 99 wt%의 아크릴계 수지를 포함할 수 있었다.
상기 산화금속 나노입자 충전제는 전형적으로 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)이다. 이 나노입자는 필수적인 것은 아니지만; 상기 기저층(12)에 나노입자의 첨가는 상기 복합재료 필름(10)의 기계적 및 물리적 특성을 개선시킨다. 구체적으로, 상기 나노입자는 기저층(12) 및 복합재료 필름(10)의 경도 및 굴곡탄성률(flexural modulus)을 증가시킨다. 상기 나노입자는 제어된 방식으로 분포되어 또한 복합재료 필름(10)의 미세한 표면 견고성의 수준을 제공한다. 이 표면 견고성은 차단을 감소시키며, 롤 조작(roll handling)을 보조하고, 상기 IR 반사층(20)에 대한 접착을 개선시킨다. 추가적으로, 나노입자가 매우 작기 때문에(전형적으로 50 ㎚ 또는 그 미만의 평균 입자 크기), 그것들은 낮은 헤이즈 및 흡착을 가지며, 따라서 복합재료 필름의 깨끗함 또는 투과율 특성에 어떤 유의한 해로운 효과를 가지지 않는다.
SiO2 나노입자가 특히 바람직하다. 그것들은 아크릴레이트 모노머 및/또는 우레탄 아크릴레이트 모노머에서 나노입자의 분산물의 형태로 첨가되며 다수의 공급자로부터 입수가능하다. 이 나노입자의 예는 Nanocryl? C140 및 XP21/2135(Hanse Chemie로부터 입수가능), Highlink? NanO-G 103-53(Clariant Corp.로부터 입수가능), FCS100(Momentive Performance Materials로부터 입수가능), 및 Ebecryl? 8311(Cytec Industries로부터 입수가능)을 포함한다. 이 나노입자는 일반적으로 0.1 마이크론 또는 그 미만의 입자 크기를 가진다. 상기 나노입자는 필름 형성, 건조 및 UV 경화 동안 안정하게 분산된 채로 남아있으며, 헤이즈에 대한 어떠한 상당한 기여 또는 광택의 감소도 만들지 않는다. 상기 기저층(12)은 0 wt% 내지 약 65 wt%, 및 바람직하게는 약 21 wt%를 포함할 수 있었다. 또한 마지막으로, 용매의 증발 후 건조된 형태인 상기 기저층(12)은, 예를 들어 바람직하게는 약 43 wt%의 상이한 양의 나노입자를 포함할 수 있었다.
혼합물이 UV 또는 EB 복사선을 받을 때 가교제는 분자 또는 기의 가교를 통해 아크릴계 수지의 폴리머 쇄 사이의 공유 화학 결합의 형성을 유발한다. 가교제는 혼합물을 더 고화된 상태로 변환시키며, 높은 기계적 강도 및 내마모성을 갖는 기저층(12)을 제공하며, IR 반사층(20)에 대한 접착을 개선시킨다. 상기 가교제는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 트라이아크릴레이트 및 이들의 혼합물, 또는 적합한 우레탄 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 습식 형태(즉, 용매와 함께)의 기저층(12)은 바람직하게는 약 16 wt% 내지 약 40 wt% 가교제 및 더 바람직하게는 약 21 wt% 가교제를 포함한다.
광개시제는 폴리머화 반응을 촉진하고 기저층(12)의 경도를 형성하는데 도움을 주기 위해 사용된다. 당업자에게 알려진 임의의 적합한 광개시제는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 아조비스아이소뷰티론나이트릴 및 벤조일 퍼옥사이드를 포함하여 사용될 수 있다. 광개시제의 예는 Irgacure? 184 및 Irgacure? 907(Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능)이다. 상기 기저층(12)은 바람직하게는 약 2 wt% 내지 약 7 wt% 광개시제, 약 2 wt% 내지 약 3.5 wt%, 및 더 바람직하게는 약 3.5 wt% 광개시제를 포함한다.
용매가 첨가되어 조성물을 묽게 만들며, 상기 기판(11)에 더 용이하게 도포될 수 있는 용액을 형성한다. 건조 후, 상기 용매는 용액으로부터 증발되어 최종 건조된 기저층(12)은 용매를 거의 또는 전혀 포함하지 않을 수 있다. 적합한 용매는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, n-부틸 아세테이트, 아이소프로필 알코올, 및 MEK(메틸에틸 케톤)를 포함한다. 상기 기저층(12)은 바람직하게는 약 10 wt% 내지 약 50 wt% 용매, 및 더 바람직하게는 약 25 wt% 용매를 포함한다.
다수의 계면활성제는 가능하면, 필름 기판상의 평평함을 위해 코팅 제형에 흔히 사용되는 것을 포함한다. 적합한 계면활성제는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, Ebecryl? 1360(Cytec Industries로부터 입수가능); Byk 3570, Byk UV-3530, 및 Byk UV-3500(Byk Chemie로부터 입수가능); 및 Tego Wet 270 및 Tego Glide 432(Evonik Industries로부터 입수가능)를 포함한다. 상기 기저층(12)은 바람직하게는 약 0.1 wt% 내지 약 0.2 wt%의 계면활성제, 및 더 바람직하게는 약 0.11 wt%의 계면활성제를 포함한다.
리버스 그라비어(reverse gravure) 공정과 같이 균일하게 코팅되고 평활하게 평평하게 되는 당업자에게 공지된 임의의 적합한 공정을 사용하여 약 3 내지 약 6 마이크론 두께의 습식 필름으로 상기 기판(11)을 코팅하기 위하여 기저층(12) 조성물용의 상기 성분들이 함께 혼합된다. 상기 기판(11)에 도포 후, 코팅은 오븐내에서 건조되며, 분당 약 80 ft의 회선 속도로 램프하에 UV 경화된다. 최종 경화, 건조된 기저층(12)은 약 1.5 마이크론 내지 약 6 마이크론; 더 바람직하게는 약 2 마이크론 내지 약 5 마이크론; 및 가장 바람직하게는 약 2.5 마이크론의 두께를 가진다. 상기 기저층(12)이 너무 얇다면, 복합재료 필름(10)은 원하는 기계적 내구성, 경도, 또는 내마모성을 가지지 않고, 복합재료 필름(10)은 시설의 전형적 스트레스 및 수명 동안의 사용을 견뎌낼 수도 없다.
상기 IR 반사층(20)은 기저층(12) 위에 놓이며, 공정이 당업자에 의해 잘 이해되는 스퍼터링에 의해, 또는 예를 들어 증발 또는 임의의 화학적 또는 물리적 증착을 포함하는 임의의 적합한 증착 도포에 의해 기저층(12)에 도포될 수 있다. 상기 IR 반사층(20)은 IR 범위 내에서 크게 반사되는 임의의 투명 금속층(들)으로 구성될 수 있다. 도 1의 실시형태에서, IR 반사층(20)은 알루미늄, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층으로 구성된 코어층(16)이다. 금 및 은 및 이들의 합금이 일반적으로 바람직하다. 하기에 충분하게 논의하는 바와 같이, IR 반사층 내 금속 및 금속 합금의 유형 및 양은 원하는 방사율 및 VLT를 달성하기 위해 조작될 수 있다. 예를 들어, 텅스텐 및 티타늄은 은 및 금보다 광의 흡수성이 더 크며, 따라서 더 낮은 VLT를 가지는 실시형태에 대해 가장 유용하다.
추가적으로, 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, IR을 반사시키는 층, 즉 도 1의 IR 반사층(20)은 금속 또는 전도성 산화금속 중 하나 또는 금속, 산화금속 및/또는 금속 또는 다른 것으로 구성되든 아니든 다른 광학층의 다층 스택으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 투명 전도층 또는 유전체층은 코어 금속층과 함께 사용되어 IR 광 반사 및 VLT를 제어하고 부식에 대해 코어 금속층을 보호한다. 당업계에서 이해되는 바와 같은 용어인 임의의 투명 전도층은, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 산화인듐아연(IZO), 산화인듐주석(ITO), 산화안티몬주석(ATO), 산화인듐, 산화아연, 산화주석 및 다른 산화금속 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 적합하다. 다수의 이런 투명 전도층은 또한 충분히 얇다면 유전체층으로 사용될 수 있으며, 용어는 당업계에서 이해되는 바와 같다. 이에 대하여, 가시광선에 대해 투과성인 임의의 유전체가 적합하며, 이들로 제한되는 것은 아니지만, IZO, ITO, 이산화규소, 산화알루미늄, 질화규소 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 특정층이 투명 전도층, 유전체층 또는 이들의 혼합물로 구성될 때, 본 명세서에서 "스페이서층"으로 지칭된다. 상기 설명한 다층 스택을 가지는 실시형태의 예는 도 2 내지 4에 나타내며, 하기에 더 충분히 논의한다.
산질화규소(SiOxNy) 및 산질화알루미늄(AlOxNy)과 같은 경질 세라믹이 또한 첨가되어 열 및 광학 성능에 해로운 효과 없이 상기 필름(10)의 기계적 및 물리적 특성을 개선시킬 수 있다. 대안적으로, 더 두꺼운 층 세라믹 및/또는 산화금속이 또한 IR 반사층(20)과 함께 또는 IR 반사층의 부분으로서 도포되어 반사의 특정 색 또는 수준은 만들 수 있지만, 이 층은 더 흡수성일 가능성이 있고, 그것들은 찬 기후에서 열 체류 수준을 감소시킬 수 있다. 이에 대해서, 금속, 금속 합금, 산화금속 및 경질 세라믹층의 두께는 조작되어 원하는 방사율, VLT, 기계적 강도 및 시각적 외관을 달성할 수 있다.
상기 보호용 상단 코트(13)는 투명하고, 스퍼터링된 IR 반사층(들)(20)의 표면에 발리며, 복합재료 방사율 상에 어떤 유의한 효과가 없도록 매우 얇아야 한다(예를 들어 0.5 마이크론 미만). 이에 대해서, 상기 보호용 상단 코트(13)는 내스크래치성을 위한 복합재료 필름(10)의 경도에 기여하지 않는다.
이 보호용 상단 코트(13)는 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이 방사율, VLT 및 내마모성의 원하는 수준을 달성하기 위해 필수적인 것은 아니다. 그러나, 상기 보호용 상단 코트(13)는 복합재료 필름(10)에 다른 유리한 이점을 제공한다. 예를 들어, 상기 상단 코트(13)는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 오염된 영역 내 기체 황 화합물과 같은 대기 오염물질, 지문으로부터의 염소 이온을 포함하는 오염물질의 유입을 방지한다. 상단 코트(13)의 부가가 없으면, 이 오염물질은 복합재료 필름(10)의 물리적 및/또는 기계적 특성을 손상시킬 수 있었다. 상단 코트(13)는 또한 기저층 IR 반사층(들)에 대한 화학적 장벽으로서 작용하며, 이에 의해 부식을 감소시키고 스크래치를 야기하지 않고 표면 위에서 연마재가 미끄러지도록 할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시형태에서, 상기 상단 코트(13)는 복합재료 필름(10)의 설비 및 세정에 도움을 주는 낮은 표면 에너지 및 마찰을 가질 수 있다. 구체적으로, 스퀴지(squeegee) 또는 다른 설비 또는 세정 장치는 표면 복합재료 필름(10) 위에서 더 용이하게 이동할 수 있다.
상기 설명한 보호용 상단 코트(13)의 이점은 복합재료 필름(10)의 방사율에 유의하게 영향을 미치지 않고 달성될 수 있는데, 기저층(12)이 추가적으로 이전에 보호용 하드코트가 필요했던 다수의 이런 이점을 제공하기 때문이며(예를 들어 내마모성), 따라서 극도로 얇은 보호층의 사용을 허용한다. 본 명세서에서 언급되지 않은 다른 이점은 당업자에 의해 용이하게 인식된다.
상기 보호용 상단 코트(13)는 일반적으로, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 폴리실라잔, 플루오로알킬 실란, 및 플루오로 실란을 포함하는 일부 형태에서 규소를 포함할 것이다. 상기 보호용 상단 코트(13)는, 예를 들어 약 7 wt% 내지 약 8 wt%의 폴리실라잔을 포함할 수 있다. 이러한 폴리실라잔의 예는 G-ShieldTM(KiON Specialty Polymers로부터 입수가능)이다. 대안적으로, 보호용 상단 코트(13)는 하기의 범위에서 플루오로알킬 실란 또는 플루오로실란 중 하나로 구성될 수 있다: 약 0.5 wt% 내지 약 1.5 wt%; 약 0.5 wt% 미만; 및 약 1.50 wt% 미만. 이러한 플루오로알킬 실란 또는 플루오로실란의 예는 각각 Dynasylan? F8261(Evonik Industries로부터 입수가능) 및 Fluorolink? S10(이탈리아의 Solvay Solexis Spa로부터 입수가능)이다. 상기 보호용 상단 코트(13)는 추가적으로 용매, 광산(photo-acid) 촉매, 광개시제, 및 발수제(예를 들어, Silanex AB로부터 분명히 입수가능한 Sivo?)와 같은 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
그러나, 필수적인 것은 아니지만, 당업자는 규소계 화합물을 용이하게 인식한다. 대신에, 상기 보호용 상단 코트(13)는 단지 필름에 대한 표면을 처리하고, 방사율에 유의한 효과 없이 상기 설명한 이점을 제공하도록 설계된다. 예를 들어, 왁스형 코팅과 같이 유리 표면을 처리하기 위해 사용된 마감부분, 및 방오가공을 위해 사용한 탄화플루오르가 또한 이용될 수 있다.
하나의 바람직한 보호용 상단 코트(13)는 약 1.0부의 플루오로실란 수지, 약 0.5 내지 약 1.5부의 광개시제, 및 약 97 내지 약 99부의 용매를 포함하는 UV 또는 EB 경화된 플루오르화된 수지이며, 여기서 상기 부는 중량부이다.
상기 용매는 조성물을 묽게 하고 또한 IR 반사층(20)에 더 용이하게 도포될 수 있는 용액을 형성기 위하여 첨가된다. 건조 후, 용매는 용액으로부터 증발되며, 최종 건조 보호용 상단 코트(13)는 용매가 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 적합한 용매는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 아이소프로필 알코올(IPA), 글라이콜 에테르, 부틸 아세테이트, 자일렌, 물 및 이들의 임의의 혼합물을 포함한다. 상기 조성물은 이들 용매 중 한 가지 이상을 함유할 수 있다. 적합한 플루오로실란은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 플루오로 알킬 실란을 포함한다. 이러한 플루오로실란의 예는 Fluorolink? S10(이탈리아의 Solvay Solexis Spa로부터 입수가능)의 분산물이다. 바람직한 광개시제는 Cyracure? 6976(Dow Chemicals로부터 입수가능) 및 Chivacure? 1176(Chitech로부터 입수가능)을 포함한다.
특히 바람직한 상단 코트 조성물은 약 70 wt%의 IPA, 약 20 wt%의 글라이콜 에테르, 약 5.9 wt%의 물, 약 1.48 wt%의 플루오로실란 분산물, 및 약 1.48 wt%의 광개시제를 포함한다. 바람직한 조성물이 본 명세서에서 논의될 때, 총 조성물은 100 wt% 초과 또는 미만일 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 당업자에게 인식되는 바와 같이, 이는 단지 주어진 중량%가 정확하지 않으며 대략의(또는 "약") 중량%를 반영하도록 반올림될 수 있다는 사실의 반영이다. 추가적으로, 상기 언급한 바와 같이, 본 명세서에서 논의된 중량%는 당업자에게 용이하게 인식되는 바와 같이 첨가된 용매의 양 및 유형에 따라 달라질 수 있다.
상기 보호용 상단 코트(13) 조성물용 상기 성분들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 리버스 그라비어 공정과 같이 균일하게 코팅되고 평활하게 평평하게 되는 당업자에게 공지된 임의의 적합한 공정을 사용하여 약 1 마이크론 내지 약 3 마이크론 두께의 습식 필름에 대해 IR 반사층(들)(20)과 함께 혼합된다. PET 필름에 도포 후, 코팅은 약 80℃ 내지 약 110℃의 온도에서 5 내지 20초 동안 오븐 내에서 건조된다. 상기 보호용 상단 코트(13)는 이어서 초당 약 20 내지 30 미터의 실행 속도로 UV 경화된다. 최종 경화되고, 건조된 보호용 상단 코트(13)는 약 0.5 마이크론 미만 및 바람직하게는 약 0.05 마이크론의 두께를 가진다.
이제 도 2에 대해서, 상기 IR 반사층(120)이 다층 스택인 것을 제외하고 상기 복합재료(110)는 상기 복합재료(10)와 실질적으로 동일하다. 바람직한 실시형태에서, 상기 IR 반사층(120)은 적어도 하나의 코어층(116)을 포함할 수 있다. 상기 코어층(116)은, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 임의의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층을 포함하는, IR 범위 내에서 크게 반사성인 임의의 금속으로 구성될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 상기 코어층(116)은 필름(110)의 필요한 방사율에 따라, 약 7 ㎚ 내지 약 35 ㎚의 두께를 가지는 금-은 합금이다. 그러나, 상기 논의한 다른 금속 또는 합금이 또한 이 실시형태에 적합하다.
상기 IR 반사층(120)은 또한 상기 기저층(12)에 인접하고 접착에 도움을 주는 규소계 층(114)을 포함할 수 있다. 상기 규소계 층(114)은 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소층, 바람직하게는 질화규소로 구성될 수 있으며, 약 1 ㎚ 내지 약 25 ㎚의 두께를 가진다. 상기 규소계 층(114)은 약 1 ㎚ 내지 약 5 ㎚의 두께를 가지는 얇은 금속 필름(115)으로 피복된다. 이 얇은 금속 필름(115)은 코어층(116)을 보호하는 역할을 하며, 니켈, 크로뮴, 니오븀, 금, 백금, 코발트, 아연, 몰리브덴, 지르코늄, 바나듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속으로 구성될 수 있다. HastelloyTM(Haynes International로부터 입수가능) 또는 InconelTM(Special Metals Co.로부터 입수가능)과 같은 니켈-크로뮴 합금이 특히 바람직하며, 본 명세서에 전문이 참조로 포함되는 미국특허 제6,859,310호에 설명되어 있다.
이어서 상기 IR 반사층(116)은 약 1 ㎚ 내지 약 5 ㎚의 두께를 가지는 제2 얇은 금속 필름(117), 바람직하게는 니켈-크로뮴 합금으로 피복된다. 상기 제2 얇은 막 필름(117)은 약 40 내지 약 80 ㎚의 두께를 가지는 스페이서층(118)에 의해 차례로 피복된다. 상기 논의한 바와 같이, 상기 스페이서층은 임의의 투명 전도층, 유전체층 또는 이들의 조합으로 구성된다. 상기 스페이서층(118)은 바람직하게는 ITO로 구성된 투명 전도층이다. 상기 스페이서층(118)은 이어서 질화규소, 산화규소 또는 산질화규소 중 하나로부터 형성된, 약 1 내지 약 25 ㎚의 두께를 가지는 제2 규소계 층(119)에 의해 피복된다. 이 규소계 층(119)은 이어서 상기 보호용 상단층(13)으로 코팅된다. 상기 층((114) 내지 (119))은 당업계에 잘 알려진 것과 같이 스퍼터링에 의해 형성된다.
이제 도 3에 대해서, 상기 복합재료 필름(210)은 상기 IR 반사층(220)이 상기 설명한 바와 같이 임의의 투명 전도층, 유전체층 또는 이들의 조합으로 구성된 2개의 스페이서층((214) 및 (218)) 사이에 샌드위치된 동시에 다층 스택으로 둘러싸인 코어층(216)으로 구성된다는 것을 제외하고 상기 복합재료(10)와 실질적으로 동일하다. 상기 IR 반사층(220)은 기저층(12)에 인접하고 약 45 ㎚의 두께를 가지는 제1 스페이서층(214)으로 구성된다. 상기 제1 스페이서층(214)은 이어서 복합재료 필름(210)의 필요한 방사율에 따라 약 12 ㎚의 두께를 가지는 코어층(216)으로 피복된다. 또한, 상기 코어층(216)은 이들로 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄, 또는 임의의 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층을 포함하는 IR 범위에서 매우 반사적인 임의의 금속으로 구성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 코어층(216)은 바람직하게는 순금 또는 금이 주된 구성성분인 금 합금이다. 이어서 상기 코어층(216)은 약 35 ㎚의 두께를 가지는 제2 스페이서층(218)으로 피복되는데, 이는 차례로 10 ㎚의 두께를 가지며 질화규소 또는 질화규소알루미늄을 포함하는 규소계 층(219)으로 피복된다. 상기 층((214), (216), (218) 및 (219))은 예를 들어 스퍼터링에 의해 형성된다. 상기 규소계 층(219)은 이어서 상기 보호용 상단 코트(13)로 코팅된다.
이제 도 4에 대해서, 상기 복합재료(310)는 IR 반사층(320)이 이제 IR 반사체로 작용하며 바람직하게는 얇은 산화금속층((315) 및 (317))이 인터리빙된(interleaved) IZO로 구성된 다수의 투명 전도층((314), (316), 및 (318))으로 구성된 다층 스택에 의해 제공되어 복합재료(310)에 가요성을 도입하는 것을 제외하고, 복합재료(10)와 실질적으로 동일하다. 상기 얇은 산화금속층((315) 및 (316))은 바람직하게는, 필수적이지는 않지만, 니켈-크로뮴 산화물로 구성된다. 예를 들어, 상기 얇은 산화금속층((315) 및 (316))은 또 다르게는 스페이서층으로 구성될 수 있으며, 그 용어는 상기 정의한 바와 같다. 상기 IR 반사층(320)은 기저층(12) 위에 위치되며, 보호용 상단 코트(13)가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 적외선 반사층은 다수의 투명 전도층 사이에 배치된 다수의 얇은 스페이서층을 포함하며, 여기서 스페이서층보다 투명 전도층이 하나 더 있다. 그러나, 이 배열은 필수적인 것은 아니다. 투명 전도층 및 스페이서층(또는 얇은 산화금속층)의 수는 IR 반사층(320)의 필요한 가요성에 따라 달라질 수 있으며, IR 반사층(320) 내 투명 전도층의 총 두께는 일반적으로 방사율을 결정하며, 투명 전도층의 총 두께는 일반적으로 약 200 ㎚ 이상이다. 임의의 사건에서, 투명 전도층 및 인터리빙 스페이서층의 총 두께는 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이 필수적인 것은 아니지만 바람직하게는 두께가 260 ㎚를 초과해서는 안 된다.
하나의 실시형태에서, 상기 IR 반사층(320)은 상기 기저층(12)에 인접하고 약 65 ㎚의 두께를 가지는 제1 투명 전도층(314), 약 5 ㎚의 두께를 가지고 제1 투명 전도층(314)을 피복하는 제1 얇은 산화금속층(315), 약 65 ㎚의 두께를 가지고 제1 얇은 산화금속층(315)을 피복하는 제2 투명 전도층(316), 약 5 ㎚의 두께를 가지며 제2 투명 전도층(316)을 피복하는 제2 얇은 산화금속층(317), 및 보호층(13)으로 선택적으로 코팅된 제3 투명 전도층(318)으로 구성된다. 상기 층((314) 내지 (318))은 당업계에 잘 알려진 스퍼터링에 의해 형성된다.
도 1 내지 4에 나타낸 바와 같은 복합재료 필름은 차량 및 빌딩을 포함하는 창 글레이징의 내부 또는 외부에 이용될 수 있다. 상기 복합재료 필름은 단일 페인(pane) 창에 또는 2중 또는 3중 페인 창에 사용될 수 있고 창의 U-Factor를 개선시킬 것이다. 상기 U-Factor는 미국 국립창호인증위원회(National Fenestration Rating Council)에 의해 규정되는 창을 통한 열 전달률 또는 열 손실률을 측정한다. 추가적으로, 상기 복합재료 필름의 임의의 및 모든 실시형태는 접착층 및 방출 라이너와 함께이거나 또는 이들 없이 제공될 수 있다.
상기 설명한 실시형태는 예외적으로 내마모성 및 내스크래치성과 함께 낮은 방사율의 원하는 특성을 조합하여 개선된 낮은 방사율 복합재료를 제공한다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 실시형태는 약 0.1 또는 그 미만의 매우 낮은 방사율과 함께 약 28.5% 내지 약 47%의 VLT를 가진다. 이러한 실시형태는 더 따뜻한 화창한 기후에 바람직할 수 있다. 본 명세서에 개시된 다른 실시형태는, 예를 들어 약 0.20 또는 그 미만의 방사율과 함께 약 75%까지의 더 높은 VLT를 가질 수 있다. 이러한 실시형태는 예를 들어 더 추운 북쪽 기후에서 바람직할 수 있다. 추가적으로, 상기 설명한 실시형태는 EMI를 효과적으로 감소시켰다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 실시형태는 약 -23 dB 및 약 -31 dB의 EMI 차폐값을 가진다.
현재 설명된 복합재료 필름은 이제 하기의 비제한적인 실시예에 따라서 설명될 것이다.
실시예 1 내지 2
복합재료 필름 "샘플 A" 및 "샘플 B"를 도 2에 따라서 그리고 표 1에 나타낸 하기 층 및 두께로 상기 설명한 바와 같이 구성하였다.
층
(도 2 참조) 		층 용어 조성물 샘플 A
두께 		샘플 B
두께
11 투명 필름 기판 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 2 mil 2 mil
12 기저층 산화금속 나노입자를 함유하는 UV 경화된 폴리아크릴레이트 조성물 2.5
마이크론		 2.5
마이크론
114 규소계 층 질화규소 15 ㎚ 15 ㎚
115 얇은 금속 필름 니켈-크로뮴(Ni-Cr) 2 ㎚ 2 ㎚
116 코어층 은-금 합금(Ag-Au) 15 ㎚ 25 ㎚
117 제2 얇은 금속 필름 Ni-Cr 2 ㎚ 2 ㎚
118 스페이서층 산화인듐주석 (ITO) 55 ㎚ 60 ㎚
119 제2 규소계 층 질화규소 10 ㎚ 15 ㎚
13 보호용 상단 코트 UV 경화된 플루오로실란
조성물		 0.05
마이크론		 0.05
마이크론
이어서 샘플 A 및 B를 상기 시험 방법에 따라서 광학적 및 물리적 특성에 대해 시험하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
샘플 A 샘플 B
VLT 47% 28.5%
방사율 0.10 0.07
총 태양 에너지 차단율(TSER) 66% 79%
흡수율 19% 21%
앞면 상단 코트로부터 가시광선의 반사율(%R) 37% 62%
후부 PET면으로부터 가시광선의 반사율(%R) 20% 56%
총 태양광 투과율 14% 18%
외부로 반사된 태양 에너지 50% 62%
내부로 반사된 태양 에너지 53% 56%
접착 합격 합격
크록 시험 1 1
EMI 차폐 N/A -31 dB
실시예 3 내지 5
또한 유사한 샘플과 비교를 위해 샘플 A를 시험하였다. 샘플 A를 미처리 PET 필름층과 함께 실시예 1에서 상기 설명한 바와 같이 설계한다. 샘플 C는 PET 필름이 처리되고 기저층이 생략된 것을 제외하고 샘플 A와 동일한 스택 설계를 제공한다. 샘플 D는 기저층이 생략된 것을 제외하고, 샘플 A와 동일한 스택 설계를 제공한다(미처리 PET 필름층은 있음). 샘플 E는 보호 상단 코트가 제거된 것을 제외하고 샘플 A와 동일한 스택 설계를 제공한다. 그 시험 결과는 하기 표 3에 나타낸다.
샘플 A 샘플 C 샘플 D 샘플 E
크록 시험 합격 불합격 불합격 5% 제거
테이프 접착 합격 합격 합격 불합격
Taber(Δ헤이즈%) 3.0 - 5.0 - - -
EIS(임피던스 (M 옴)) 3.0 - 6.2 - - -
표 3의 결과는 지지 기저층 없이, 상기 복합재료 샘플이 크록 시험에 실패한 것을 증명한다. 놀랍게도, 내마모성 기저층의 존재는 보호용 상단 코트 및 IR 반사층의 손상에 대한 저항성에 영향을 미친다.
실시예 6 내지 7
복합재료 필름 "샘플 F" 및 "샘플 G"를 각각, 도 3 및 도 4에 따라서, 또한 표 4 내지 표 5에 나타낸 하기의 층 및 두께로 상기 설명한 바와 같이 구성하였다.
층
(도 3 참조) 		층 용어 조성물 샘플 F 두께
11 투명 필름 기판 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 2 mil
12 기저층 산화금속 나노입자를 함유하는 UV 경화된 폴리아크릴레이트 조성물 2.5 마이크론
214 제1 스페이서층 산화인듐아연(IZO) 45 ㎚
216 코어층 금 또는 금이 주요 구성성분인 금 합금 12 ㎚
218 제2 스페이서층 IZO 35 ㎚
219 규소계 층 질화규소 또는 질화규소알루미늄 10 ㎚
13 보호용 상단 코트 UV 경화된 플루오로실란 조성물 0.05 마이크론
층
(도 4 참조) 		층 용어 조성물 샘플 G 두께
11 투명 필름 기판 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 2 mil
12 기저층 산화금속 나노입자를 함유하는 UV 경화된 폴리아크릴레이트 조성물 2.5 마이크론
314 제1 투명 전도층 산화인듐아연(IZO) 65 ㎚
315 제1 얇은 산화금속층 니켈-크로뮴 산화물 5 ㎚
316 제2 투명 전도층 IZO 65 ㎚
317 제2 얇은 산화금속층 니켈-크로뮴 산화물 5 ㎚
318 제3 투명 전도층 IZO 65 ㎚
13 보호용 상단 코트 UV 경화된 플루오로실란 조성물 0.05 마이크론
이어서 상기 시험 방법에 따라서 샘플 F 및 G를 광학 및 물리적 특성에 대해 시험하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다.
샘플 F 샘플 G
VLT 70% 75%
방사율 0.08 0.17
총 태양 에너지 차단율(TSER) 50% 27%
EMI 차폐 -23 dB N/A
실시예 8 내지 13
보호용 상단 코트 "샘플 H", "샘플 I", "샘플 J", "샘플 K", "샘플 L" 및 "샘플 M"을 표 7에 나타낸 하기 조성으로(중량% 기준) 상기 설명에 따라서 구성하였다.
일반적 설명 상단 코트 제형 샘플 H 샘플 I 샘플 J 샘플 K 샘플 L 샘플 M
용매 IPA 97 38 99 97 - 36
용매 글리콜 에테르 PM - 60 - - - 36
용매 부틸 아세테이트 - - - - 93 -
용매 자일렌 - - - - - 4.7
용매 DI H2O 2 1.8 - 2 - -
폴리실라잔 G-Shield? - - - - 7.4 -
플루오로알킬
2작용성 실란		 Dynasylan?F8261 - - - 0.53 - -
플루오로 실란 Fluorolink?S10 0.52 0.44 0.54 - - 0.26
방수 가공제 Sivo Clear?K1 - - - - - 12
방수 가공제 Sivo Clear?K2 - - - - - 12
광개시제 CyracureTM 0.52 - - - - -
이어서 상기 시험 방법에 따라서 샘플 H 내지 M을 광학 및 물리적 특성에 대해 시험하였다. 그 결과를 하기 표 8에 나타낸다.
시험 방법 변수 샘플 H 샘플 I 샘플 J 샘플 K 샘플 L 샘플 M
염 분무 시험
(50 제곱센티미터 시험 영역 기준)		 1000
시간 후		 1 1 1 1 1 1
2000
시간 후		 4 1 1 1 3 1.5
EIS 등가 회로 M 옴 10 7.5 5 8 7.5 13.8
염수 노출 시험 4일 후 1 1 1 1 1 1
7일 후 1 1 1 1 2 1
10일 후 2 3 3 3 2 3
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 염 분무 시험 및 염수 노출에 대한 부식 수준은 하기의 스케일을 기준으로 한다: 1 = 부식이 전혀 없음; 2 = 매우 경미한 부식; 3 = 경미한 부식; 4 = 보통의 부식; 및 5 = 심한 부식.
실시예 13 내지 18
기저층 "샘플 N", "샘플 O", "샘플 P", "샘플 Q", "샘플 R" 및 "샘플 S"를 표 9에 나타낸 바와 같이 하기의 조성으로 상기 설명에 따라서 구성하였다.
일반적 설명 상단 코트 제형 샘플 N 샘플 O 샘플 P 샘플 Q 샘플 R 샘플 S
용매 n-부틸 아세테이트 25 25 25 25 25 25
광개시제 Irgacure?184 2.80 1.67 2.85 2.85 2.85 1.67
광개시제 Irgacure?907 0.70 0.33 0.71 0.71 0.71 0.33
수지 SR833 17.5 7.2 10.7 10.7 10.7 9.1
수지 Ebecryl?8301 23 - - - - 25
메르캅토
프로피오네이트		 TMPMP - 3.6 - - - 3.6
계면활성제 50% Byk 3570 0.14 0.22 0.21 0.21 0.21 0.22
나노입자 Ebecryl?8311 - 43 43 25 43 -
나노입자 Nanocryl?C140 - - - - 18 25
나노입자 FCS100 - 18 18 18 - -
나노입자 XP 21/2135 - - - 18 - 9
나노입자 Highlink? NanO-G 103-53 32 - - - - -
이어서 상기 설명한 바와 같이 상기 방법으로 샘플 N 내지 S를 IR 반사층(들)으로 형성하였다. 추가적으로, 이어서 샘플 N 내지 S를 보호용 상단 코트(샘플 H)가 있거나 또는 없이 제조하여 상기 설명한 크록 시험 방법에 따라서 내마모성에 대해 시험하였다. 그 결과를 하기 표 10에 나타낸다.
샘플 N 샘플 O 샘플 P 샘플 Q 샘플 R 샘플 S
보호용 상단 코트가 없는 마모 4 3 5 4 2 2
보호용 상단 코트가 있는 마모
(샘플 H)		 2 2 3 4 1 1
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 마모 수준은 하기의 스케일을 기준으로 한다: 1 = 파과 없음; 2 = 매우 경미한 파과; 3 = 약간의 파과; 4 = 50% 파과; 및 5 = 50% 초과의 파과. 상기 결과는 보호용 상단 코팅이 없이 기저층 단독으로, 충분한 매우 경미한 내마모성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 결과는 본 명세서의 보호용 상단 코트가 특정의 부가된 내마모성 수준을 제공할 수 있다는 것을 증명한다.
본 발명이 현재 바람직한 실시형태가 되는 것으로 믿어지는 것을 포함하여 특정 실시형태의 설명과 함께 개시되었지만, 상세한 설명은 예시적인 것으로 의도되며 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 본 명세서에서 상세하게 설명되는 것 이외의 실시형태는 본 발명에 의해 포함된다. 설명한 실시형태의 변형 및 변화는 본 발명의 정신과 범주로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있다.
본 명세서의 임의의 하나의 성분에 대해 주어진 임의의 범위, 값 또는 특징은 본 명세서의 임의의 다른 성분에 대해 주어진 임의의 범위, 값 또는 특징과 상호호환적으로 사용될 수 있으며, 양립가능한 경우, 본 명세서 전체를 통하여 주어지는 바와 같이 각각의 구성요소에 대해 한정된 값을 가지는 실시형태를 형성한다는 것이 추가로 이해될 것이다. 또한, 유전체 산화금속과 같은 속(genus) 또는 카테고리에 대해 제공되는 범위는 달리 나타내지 않는다면 IZO와 같은 속 또는 카테고리의 구성원 내의 종(species)에 또한 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 투명 필름 기판;
    상기 투명 필름 기판과 양립가능한 내마모성 하드코트 재료의 기저층; 및
    적어도 하나의 적외선 반사층을 포함하는 낮은 방사율(emissivity) 투명 복합재료 필름으로서,
    상기 복합재료 필름은 약 0.30 미만의 방사율을 가지며, 상기 기저층은 상기 투명 필름 기판과 상기 적외선 반사층 사이에 배치되는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선 반사층은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층을 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  3. 청구항 2에 있어서,
    약 0.5 마이크론 미만의 건조된 두께를 가지는 투명 보호용 상단 코트를 추가로 포함하고, 상기 보호용 상단 코트는 상기 적외선 반사층 위에 배치되는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기저층은 약 5% 미만의 마모 델타 헤이즈(abrasion delta haze)를 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 적외선 반사층은 상기 적외선 반사층을 보호할 수 있는 적어도 하나의 얇은 금속 필름을 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 얇은 금속 필름은 니켈, 크로뮴, 니오븀, 백금, 코발트, 아연, 몰리브덴, 지르코늄, 바나듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속으로 구성되는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 얇은 금속 필름은 니켈-크로뮴 합금으로 구성된 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 적외선 반사층은 투명 전도층, 유전체층 또는 이들의 조합으로 구성된 적어도 하나의 스페이서층을 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스페이서층은 산화인듐, 산화인듐아연 또는 산화인듐주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선 반사층은 다수의 투명 전도층 사이에 배치된 다수의 얇은 스페이서층을 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  11. 투명 필름 기판;
    상기 투명 필름 기판과 양립가능한 내마모성 하드코트 재료의 기저층; 및
    적어도 하나의 적외선 반사층을 포함하는 낮은 방사율 투명 복합재료 필름으로서,
    상기 복합재료 필름은 약 0.25 미만의 방사율을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료 필름.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복합재료 필름은 약 0.20 미만의 방사율을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복합재료는 약 75%까지의 가시광선 투과율(visible light transmission)을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 복합재료 필름은 약 0.10 미만의 방사율을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 복합재료는 약 28% 내지 약 47%의 가시광선 투과율을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 복합재료 필름은 약 70%까지의 가시광선 투과율을 가지는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 내마모성 하드코트 재료는 고도로 가교된 폴리머 코팅, 열 경화된 아크릴레이트 코팅, 실리케이트, 티타네이트, 지르코네이트 또는 이들의 혼합물을 기반으로 하는 열 경화된 졸 겔 코팅, 혼성 유기-무기 졸 겔 재료, 열 경화된 실록산 하드코트 및 열 경화된 폴리아크릴레이트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 기저층은 산화금속 나노입자를 함유하는 자외선 경화된 폴리아크릴레이트 조성물로 구성되는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 적외선 반사층은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속층을 포함하는 것인 낮은 방사율 투명 복합재료.
  20. 투명 필름 기판을 제공하는 단계;
    폴리아크릴레이트 조성물을 포함하는 내마모성 하드코트 재료를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 투명 필름 기판의 한 면에 상기 혼합물을 도포하는 단계;
    상기 기판의 코팅면을 경화시켜 기저층을 형성하는 단계; 및
    상기 기저층 상에 적외선 반사층을 스퍼터링(sputtering)하는 단계를 포함하는 낮은 방사율 투명 복합재료 필름의 제조방법.
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