KR20130061461A - Manufacturing method of heat resistance nanocomposite transparent film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 균일하게 분산된 나노클레이를 최적의 각도로 배향시켜 투명한 나노복합체 필름을 제조함으로써, 나노복합체 필름의 가시광선 투과율을 향상시키고, 보다 효과적으로 열저항 특성을 향상시켜 에너지 효율을 극대화시키며, 또한 단순화된 공정으로 제조비용을 감소시킬 수 있는, 친환경적인 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film, and in particular, by aligning uniformly dispersed nanoclays at an optimal angle to prepare a transparent nanocomposite film, thereby improving the visible light transmittance of the nanocomposite film In addition, the present invention relates to a method for manufacturing an environmentally friendly heat resistant nanocomposite transparent film that can more effectively improve heat resistance characteristics, maximize energy efficiency, and reduce manufacturing costs with a simplified process.
전세계적으로 화석연료의 고갈 및 지구온난화의 주범인 온실가스의 발생문제를 해결하기 위하여 신재생에너지 및 대체 에너지 개발에 주력하고 있다. In order to solve the problem of depletion of fossil fuels and the generation of greenhouse gases, which are the main causes of global warming, we are focusing on the development of renewable energy and alternative energy.
지구온난화 온실가스의 발생원 중 80%이상이 에너지소비에서 발생하고 있으며, 건물 에너지 소비의 80% 이상이 냉난방 및 전기설비 등을 운영하는 과정에서 소비되고 있다. 따라서 건물 부분은 온실가스 저감을 위해서는, 에너지 절약 및 에너지 효율 관리 강화가 필요하다. More than 80% of global warming greenhouse gas sources come from energy consumption, and more than 80% of building energy consumption comes from air conditioning and heating. Therefore, in order to reduce greenhouse gases, building parts need to strengthen energy saving and energy efficiency management.
이처럼, 에너지 절약 및 에너지 효율증대에 대한 관심이 집중되면서 여름철에는 태양광에 의한 채광은 확보하면서 실외의 태양복사열이 실내로 들어오는 것을 차단하고, 겨울철에는 실내의 난방기구에서 발생되는 적외선이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 기능성 소재에 대한 수요가 급증하고 있다. In this way, attention to energy saving and energy efficiency has been concentrated, and in the summer, sunlight is prevented from entering the room while the sunlight is emitted by the sun. In winter, infrared rays emitted from the heating apparatus of the room are leaked to the outside. There is an increasing demand for functional materials that can be prevented.
열선흡수 물질에 대한 개념은 1960년대에 제안되었지만, 본격적인 연구는 1998년 경부터 시작되었고, 2000년 경 첫 상품이 출시되었으며, 2005년 경에 이르러 1세대 상품군이 형성되었다. The concept of heat-absorbing materials was proposed in the 1960s, but full-scale research began around 1998, the first products were launched around 2000, and by 2005 the first generation of products was formed.
이렇게 열선을 제어하기 위한 시도는 틴트유리(tinted glass), 틴트필름, 로이유리(Low-E glass:저방사유리), 스퍼터 코팅유리 및 스퍼터 코팅필름 등의 기술로 다양하게 개발되었으며, 일부는 이미 상용화되었으나, 아직 널리 보급되기에는 성능, 신뢰성 및 단가 부분에 한계가 있다. These attempts to control heat rays have been developed in a variety of ways, including tinted glass, tinted film, low-e glass (low-emission glass), sputter coated glass and sputter coated film. Although commercially available, there are limitations in terms of performance, reliability, and cost in order to still be widely used.
틴트유리 혹은 틴트필름은 백금, 티타늄 및 구리 등의 금속 및 금속합금을 유리 또는 필름에 진공증착 또는 스퍼터링시켜 제조된 고기능 사계절 단열필름으로써, 열차단 특성은 우수하나, 산화 및 변색에 약하여 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 이에 유럽에서는 적외선 반사율이 높은 특수금속막(일반적으로 은을 사용)을 증착시킨 유리를 복층으로 하고, 중간에 헬륨이나 아르곤과 같은 불활성 가스로 채워진 형태의 단열창호(저방사 유리, Low-E glass)를 개발하여 사용하였다. 그러나 로이유리(Low-E glass)는 열차단 성능이 높은 만큼 외부에서 유입된 열선의 흡수로 열팽창 특성의 차이가 크게 발생하여, 지속적으로 응력을 받고 있던 로이유리(Low-E glass)가 폭발하는 문제점을 가지고 있다. Tint glass or tint film is a high-performance four-season insulation film made by vacuum evaporation or sputtering of metals and metal alloys such as platinum, titanium and copper on glass or film. There are disadvantages. Therefore, in Europe, a double layer of glass is deposited with a special metal film having high infrared reflectance (usually silver), and an insulated window (Low-E glass) filled with an inert gas such as helium or argon in the middle. ) Was developed and used. However, as low-E glass has a high thermal barrier performance, a large difference in thermal expansion characteristics occurs due to absorption of heat wires introduced from the outside, causing low-E glass, which is continuously stressed, to explode. I have a problem.
또한, 금속코팅형태의 저방사유리는 독일을 시작으로 오스트리아, 스위스, 영국 등지에서 수요가 증가해 왔으며, 아시아에서도 일본, 중국 등의 사용 비율이 점차 상승하고 있다. 다만, 한국에서는 아직 에너지 관리기술에 대한 인식이 부족하여 국제적으로 최저수준의 적용률을 나타내고 있다. In addition, the metal-coated low-emission glass has been increasing in demand in Austria, Switzerland, the United Kingdom, etc., including Germany, and the use rate of Japan, China, etc. is gradually increasing in Asia. However, in Korea, there is still a lack of awareness of energy management technology, which is the lowest application rate internationally.
박막금속 또는 금속산화물을 필름 또는 유리에 코팅을 입히는 기술은 높은 투과율과 열선차단특성 등의 성능적 특성은 어느 정도 구현이 가능하나, 습도가 높은 지역에서는 부식이 발생하여 막이 분리되거나 크랙이 발생하고, 변색이 되며, 이동전화 송수신에 방해가 되는 문제가 있다.The technology of coating thin film metal or metal oxide on film or glass can realize some performance characteristics such as high transmittance and heat shield, but in high humidity areas, corrosion occurs and the film is separated or cracked. , Discoloration, there is a problem that interferes with the mobile phone transmission and reception.
또한, 일반적으로 열차폐 물질로 사용되는 ITO(인듐틴옥사이드), ATO(안티몬틴옥사이드) 및 텅스텐 브론즈 등과 같은 무기산화물은 높은 열차단 특성을 가지고 있지만, 낮은 가시광선 투과율 때문에 그 활용범위가 한정되어 있으며, 진공증착 및 스퍼터링 공정이 복잡하고 예민하며, 공정 비용과 원료의 가격이 고가라는 문제점이 있다. In addition, inorganic oxides such as ITO (Indium Tin Oxide), ATO (Anti-Montin Oxide), and Tungsten Bronze, which are generally used as heat shielding materials, have high thermal barrier properties, but their application range is limited due to low visible light transmittance. In addition, the vacuum deposition and sputtering process is complicated and sensitive, there is a problem that the process cost and the price of the raw material is expensive.
즉, 종래의 열차단 유리 및 필름 개발기술의 경우, 열저항 특성과 경제성 및 내구성을 동시에 만족시킬 수 없으므로, 종래의 방식이 아닌 새로운 개념을 적용하여 획기적으로 이러한 문제들을 해결하고 상용화할 수 있는 기술개발이 요구되고 있다. That is, in the case of the conventional thermal barrier glass and film development technology, the heat resistance characteristics, economical efficiency and durability cannot be satisfied at the same time, and thus, a technology that can solve and commercialize these problems by applying a new concept rather than the conventional method. Development is required.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 균일하게 분산된 나노클레이를 최적의 각도로 배향시켜 나노복합체 필름을 제조함으로써, 가시광선 투과율을 향상시키고, 보다 효과적으로 열저항특성을 향상시켜 에너지 효율을 극대화시키는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, the present invention is to orient the uniformly dispersed nanoclay at the optimum angle to produce a nanocomposite film, thereby improving the visible light transmittance, more effectively improve the heat resistance characteristics energy It aims to maximize efficiency.
또한, 종래의 금속박막 코팅 필름 및 유리가 부식 등의 문제로 내구성이 낮고, 로이유리(Low-E glass)는 폭발위험이 있어 안정성이 떨어진다. 이처럼, 내구성이 낮아 지속적인 보수 및 교체가 필요하고 불안정한 것과 달리, 본 발명은 내구성이 획기적으로 개선되어 장기간 사용이 가능하고 매우 안정적이므로, 차량용 윈도우 뿐만 아니라, 건축물의 윈도우까지 바로 적용 가능한 열저항 나노복합체 투명필름을 제조하는 것을 목적으로 한다. In addition, the conventional metal thin film coating film and glass is low in durability due to problems such as corrosion, and low-E glass (Low-E glass) has a risk of explosion, the stability is low. As such, unlike the unstable, low durability required continuous maintenance and replacement, the present invention is significantly improved durability, long-term use and very stable, heat resistance nanocomposites that can be applied directly to the window of the building, as well as the vehicle window It aims at manufacturing a transparent film.
또한, 종래의 진공증착 또는 스퍼터링 공정과 같은 복잡하고 고비용 공정을 거치지 않아, 공정단계가 단순해지고, 제조단가가 감소하며, 대면적에도 적용이 가능하여 경제성이 향상된 열저항 나노복합체 투명필름을 제조하는 것을 목적으로 한다. In addition, it does not go through a complicated and expensive process such as a conventional vacuum deposition or sputtering process, the process step is simplified, manufacturing cost is reduced, and can be applied to a large area to produce heat-resistant nanocomposite transparent film with improved economic efficiency For the purpose of
또한, 열차단 기능을 갖는 나노클레이의 배향각도의 조절을 통해, 가시광선의 투과율은 높이면서도 열선차단율, 열관류율 및 UV 차단율을 비약적으로 향상시킴으로써, 에너지 효율이 현저히 향상되어 차량 및 건축물의 에너지 절약에 효과적이며 친환경적인 열저항 나노복합체 투명필름을 제조하는 것을 목적으로 한다. In addition, by adjusting the orientation angle of the nanoclay having a thermal barrier function, the visible light transmittance is increased while the heat ray blocking rate, heat permeation rate, and UV blocking rate are dramatically improved, thereby significantly improving energy efficiency and effectively saving energy in vehicles and buildings. And it aims to manufacture environmentally friendly heat-resistance nanocomposite transparent film.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법은, 나노클레이가 분산된 조성물을 베이스필름에 도포하여 제조되는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 있어서, 상기 나노클레이를 희석용 반응물에 초음파 분산하여 제1분산조성물을 제조하는 제 1분산단계; 상기 제1분산조성물을 반응성 바인더에 초음파 분산하여 제2분산조성물을 제조하는 제 2분산단계; 상기 베이스필름 상에 상기 제2분산조성물을 코팅하는 코팅단계; 상기 나노클레이가 상기 베이스필름의 경계면에 대하여 각을 형성하도록 상기 코팅된 베이스필름을 연신하는 연신단계; 및 상기 연신된 베이스필름을 UV 또는 열 중 적어도 하나를 이용하여 경화하는 경화단계;를 포함하고 상기 초음파의 출력은 반복적으로 증감되는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film according to the present invention for achieving the above object, in the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film produced by applying a composition in which the nanoclay is dispersed to the base film, A first dispersion step of producing a first dispersion composition by ultrasonic dispersion of the nanoclay in the reaction mixture for dilution; A second dispersion step of preparing a second dispersion composition by ultrasonic dispersion of the first dispersion composition in a reactive binder; A coating step of coating the second dispersion composition on the base film; An extension step of stretching the coated base film such that the nanoclay forms an angle with respect to an interface of the base film; And a curing step of curing the stretched base film using at least one of UV or heat. The output of the ultrasonic wave is repeatedly increased or decreased.
또한, 상기 제1분산단계에서, 상기 초음파의 출력은 5 내지 500W 이며, 분산시간은 1 내지 20분이고, 상기 제2분산단계에서, 상기 초음파의 출력은 80 내지 800W 이며, 분산시간은 5 내지 30분인 것을 특징으로 한다. In addition, in the first dispersion step, the output of the ultrasonic wave is 5 to 500W, the dispersion time is 1 to 20 minutes, in the second dispersion step, the output of the ultrasonic wave is 80 to 800W, the dispersion time is 5 to 30 It is characterized by being minutes.
상기 나노클레이는 암모늄염으로 개질된 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트 또는 벤토나이트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 제 1분산단계에서 상기 희석용 반응물은 이소보르닐 아크릴레이트 또는 이소보르닐 메타크릴레이트이며, 상기 제 2분산단계에서 상기 반응성 바인더는 에폭시계 또는 우레탄계 아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 한다. The nanoclay is at least one of montmorillonite, saponite, hectorite or bentonite modified with an ammonium salt, the diluent in the first dispersion step is isobornyl acrylate or isobornyl methacrylate In the second dispersion step, the reactive binder is characterized in that the epoxy or urethane acrylate resin.
또한, 상기 제 1분산단계에서 상기 희석용 반응물 100 중량부에 대하여, 상기 나노클레이는 0.1 내지 30 중량부이고, 상기 제 2분산단계에서 상기 반응성 바인더 100 중량부에 대하여, 상기 제1분산조성물은 30 내지 100 중량부인 것을 특징으로 한다. In addition, the nanoclay is 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the reactant for dilution in the first dispersion step, the first dispersion composition is based on 100 parts by weight of the reactive binder in the second dispersion step It is characterized in that 30 to 100 parts by weight.
상기 코팅단계에서, 상기 코팅된 제2분산조성물의 두께는 10 내지 1000㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다. In the coating step, the thickness of the coated second dispersion composition is characterized in that formed in 10 to 1000㎛.
상기 연신단계는, 상기 나노클레이가 상기 베이스필름의 경계면과 0 내지 30도로 배향되는 제1배열 또는 150 내지 180도로 배향되는 제2배열 중 적어도 하나의 형태로 위치하며, 상기 제1배열과 상기 제2배열은 교대로 위치하여 배향되는 것을 특징으로 하며, 상기 제1배열 또는 상기 제2배열의 구조에 따라 상기 베이스필름을 구간별로 나누어 연신하는 것을 특징으로 한다. In the stretching step, the nanoclay is positioned in at least one of a first array oriented at 0 to 30 degrees and a second array oriented at 150 to 180 degrees with the interface of the base film, wherein the first array and the first array are formed. The two arrays are alternately positioned and oriented, and the base film is divided and stretched by section according to the structure of the first array or the second array.
또한, 상기 연신단계는, 상기 코팅된 베이스필름을 50 내지 100℃ 하에서, 10 내지 100% 연신하는 것을 특징으로 한다. In addition, the stretching step, the coated base film is characterized in that for stretching 10 to 100% under 50 to 100 ℃.
상기 경화단계는, 60 내지 100℃ 하에서, 0.5 내지 3분 동안 열경화하는 것을 특징으로 하며, 상기 UV경화시 사용되는 자외선등은 수은등, 메탈할라이드등 또는 갈륨등 중 적어도 어느 한가지이고, 상기 자외선등의 출력은 50 내지 200 W/cm이며, 조사시간은 1 내지 10분인 것을 특징으로 한다.
The curing step is characterized in that the thermosetting for 0.5 to 3 minutes under 60 to 100 ℃, the UV lamp used in the UV curing is at least one of mercury lamp, metal halide lamp or gallium lamp, the ultraviolet lamp The output is 50 to 200 W / cm, the irradiation time is characterized in that 1 to 10 minutes.
본 발명의 열차단 나노복합체 투명필름의 제조방법에 따르면, 균일하게 분산된 나노클레이를 최적의 각도로 배향시켜 나노복합체 필름을 제조함으로써 열저항 특성을 현저히 향상시키는 장점이 있다.According to the method of manufacturing a thermally shielded nanocomposite transparent film of the present invention, there is an advantage of significantly improving the heat resistance property by preparing a nanocomposite film by aligning uniformly dispersed nanoclays at an optimum angle.
또한, 최적의 비율로 나노클레이가 포함되어 있고, 최적화된 분산방법을 통해 균일하게 분산됨으로써 열저항 특성을 향상시키는데 도움을 준다. In addition, the nanoclay is included in the optimum ratio, it is distributed uniformly through the optimized dispersing method helps to improve the heat resistance characteristics.
나노클레이가 최적화된 각도를 갖도록 배향함으로써, 가시광선의 투과율은 높이면서도 열선차단율, 열관류율 및 UV 차단율을 비약적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.By aligning the nanoclay to have an optimized angle, there is an advantage that the visible ray transmittance can be increased while the heat ray blocking rate, heat permeability, and UV blocking rate can be remarkably improved.
또한, 종래의 금속박막 코팅 필름 및 유리가 부식 등의 문제로 내구성이 낮아 지속적인 보수 및 교체가 필요한 것과는 달리, 내구성이 획기적으로 개선되어 장기간 사용이 가능하고, 종래 로이유리(Low-E glass)가 가진 폭발위험 등 안정성이 떨어지는 것에 반해 매우 안정적이다. 이러한 내구성 향상에 따라 차량용 윈도우 뿐만 아니라, 건축물의 윈도우까지 바로 적용 가능한 열저항 나노복합체 투명필름을 제조할 수 있는 장점이 있다. In addition, unlike the conventional metal thin film coating film and glass due to problems such as corrosion is low durability requires continuous repair and replacement, the durability is significantly improved and can be used for a long time, the conventional Low-E glass It is very stable in contrast to inferior stability such as the risk of explosion. According to such durability improvement, there is an advantage of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film that can be directly applied to not only a vehicle window but also a window of a building.
또한, 종래의 진공증착 또는 스퍼터링 공정과 같은 복잡하고 고비용 공정을 거치지 않아, 공정단계가 단순해지고, 제조단가가 감소하며, 대면적에도 적용이 가능하여 경제성이 향상된 열저항 나노복합체 투명필름을 제조할 수 있는 장점이 있다. In addition, it does not go through a complicated and expensive process such as a conventional vacuum deposition or sputtering process, the process step is simplified, manufacturing cost is reduced, and can be applied to a large area to produce heat-resistant nanocomposite transparent film with improved economic efficiency. There are advantages to it.
뿐만 아니라, 간단하고 작업이 용이한 코팅방법을 이용함으로써, 베이스필름과의 나노복합체 코팅층의 접착력을 높일 수 있고, 공정비용을 절감시키고, 내구성이 우수한 장점이 있다. In addition, by using a simple and easy coating method, it is possible to increase the adhesion of the nanocomposite coating layer with the base film, reduce the process cost, there is an excellent durability.
또한, 종래에 비하여 열저항 특성과 경제성 및 내구성을 획기적으로 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 나노복합체 코팅층을 통하여 외부에서 들어오는 적외선을 차단하고, 바깥으로 유출되는 내부의 열 또한 효과적으로 차단함으로써, 에너지 효율을 현저히 향상시켜 차량 및 건축물의 에너지 소비를 줄일 수 있어 친환경적인 열저항 나노복합체 투명필름을 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, it can not only significantly improve the heat resistance characteristics, economy and durability, but also block infrared rays from the outside through the nanocomposite coating layer, and also effectively block the heat from flowing out to the outside. Significantly, it is possible to reduce energy consumption of vehicles and buildings, thereby producing environmentally friendly heat-resistant nanocomposite transparent films.
도 1은 본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 구조를 나타낸 단면도
도 3(a) 및 3(b)는 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름 코팅층의 연신된 나노클레이 배향을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름 코팅층의 연신된 나노클레이 배향을 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름 코팅층의 나노클레이의 배향에 다른 적외선의 반사효과를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름의 파장별 투과율을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름의 투과율을 촬영한 사진1 is a flow chart sequentially showing a manufacturing method of the heat resistance nanocomposite transparent film of the present invention
Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the heat resistance nanocomposite transparent film of the present invention
3 (a) and 3 (b) is a cross-sectional view showing the stretched nanoclay orientation of the heat resistant nanocomposite transparent film coating layer prepared according to the present invention
Figure 4 is a cross-sectional view showing the stretched nanoclay orientation of the heat resistance nanocomposite transparent film coating layer prepared according to the present invention
5 is a cross-sectional view showing the reflection effect of different infrared rays on the orientation of the nanoclay of the heat resistant nanocomposite transparent film coating layer prepared according to the present invention
Figure 6 is a graph showing the transmittance for each wavelength of the heat resistance nanocomposite transparent film prepared according to the present invention
Figure 7 is a photograph taken of the transmittance of the heat resistant nanocomposite transparent film prepared according to the present invention
이하, 본 발명에 의한 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태를 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. Hereinafter, a preferred embodiment of the method for manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. The invention can be better understood by the following examples, which are intended for the purpose of illustration of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.
먼저, 본 발명에 의한 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 대하여 살펴본다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법은 제 1분산단계(S10), 제 2분산단계(S20), 코팅단계(S30), 연신단계(S40), 경화단계(S50)를 포함하여 이루어진다. First, the manufacturing method of the heat resistance nanocomposite transparent film according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film according to the present invention includes a first dispersion step S10, a second dispersion step S20, a coating step S30, a stretching step S40, and the like. It comprises a curing step (S50).
또한, 도 2는 본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름 코팅층의 연신된 나노클레이 배향을 나타낸 단면도이다.
In addition, Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the heat-resistant nanocomposite transparent film of the present invention, Figures 3 to 4 is a cross-sectional view showing the stretched nanoclay orientation of the heat-resistant nanocomposite transparent film coating layer prepared according to the present invention. .
상기 제 1분산단계(S10)는 나노클레이(21)를 희석용 반응물에 초음파 분산하여 제1분산조성물을 제조하는 단계로써, 나노클레이(21)를 희석용 반응물에 균일하게 분산하여 최적의 열저항 특성을 구현하기 위함이다. The first dispersion step (S10) is a step for producing a first dispersion composition by ultrasonically dispersing the
제 1분산단계(S10)에서는 초음파의 출력이 5 내지 500W 이며, 분산시간은 1 내지 20분 지속하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 초음파의 출력이 200 내지 400W 이며, 분산시간은 10 내지 20분 지속하는 것이 효과적이다. 초음파의 출력이 5W 미만일 경우에는, 출력이 너무 약하여 나노클레이(21)가 희석용 반응물 내에 충분히 분산되지 않아 균일하지 않게 되고, 나노클레이(21)간 응집이 발생하여 베이스필름(10)상에 코팅했을 때 얼룩이 발생하므로 열저항 나노복합체 투명필름의 투명성을 감소시킨다. 또한, 초음파의 출력이 500W 초과일 경우에는, 출력이 너무 강하여 나노클레이(21)가 너무 짧게 끊어져 충분한 열저항 효과를 내지 못하는 문제가 발생한다. 마찬가지로, 분산시간이 1분 미만일 경우에는, 시간이 너무 짧아 효과적인 분산이 어려우며, 분산시간이 20분 초과일 경우에는, 나노클레이(21)가 너무 짧게 끊어져 최적의 열저항 효과를 미미하게 하는 문제가 발생한다. In the first dispersion step (S10), the output of the ultrasonic wave is 5 to 500W, the dispersion time is preferably 1 to 20 minutes, more preferably the output of the ultrasonic wave is 200 to 400W, the dispersion time is 10 to 20 minutes It is effective to continue. When the output of the ultrasonic wave is less than 5W, the output is so weak that the
또한, 상기 초음파의 출력은 반복적으로 증감되는 것을 특징으로 한다. 이는 초음파 분산시 발생하는 과도한 열을 감소시키고, 보다 효과적으로 나노클레이(21)를 분산시키기 위함이다. In addition, the output of the ultrasonic wave is characterized in that it is repeatedly increased or decreased. This is to reduce the excessive heat generated during the ultrasonic dispersion, and to more effectively disperse the
상기 나노클레이(21)는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 플루오로헥토라이트(Fluorohectorite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidelite), 논트로나이트(nontronite), 스티븐사이트(stevensite), 버미큘라이트(vermiculite), 볼콘스코이트(volkonskoite), 마가다이트(magadite), 케냐라이트(kenyalite) 또는 이들의 유도체 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 암모늄염으로 개질된 몬모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite), 벤토나이트(bentonite) 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 효과적이다. 이는 암모늄염으로 개질된 나노클레이(21)가 고분자 수지와 상용성이 우수하므로, 보다 효과적으로 나노클레이(21)를 분산시키기 위함이다. The
상기 희석용 반응물은 이소부틸(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 카프로락톤아크릴레이트 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 이소보르닐아크릴레이트 또는 이소보르닐메타크릴레이트 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 효과적이다. 이는 점도를 조절하는 역할을 하여 나노클레이(21)의 응집없이 균일한 분산이 가능하고, 부착력 및 유연성을 증가시켜 내구성을 향상시키는 효과가 있다. The dilution reactant isobutyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl ( It is preferable that it consists of at least any one of a meta) acrylate, a stearyl (meth) acrylate, and a caprolactone acrylate, More preferably, it is effective to consist of at least any one of isobornyl acrylate or isobornyl methacrylate. . This serves to control the viscosity to enable uniform dispersion without agglomeration of the
그 함량은 상기 희석용 반응물 100 중량부에 대하여, 상기 나노클레이(21)는 0.1 내지 30 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 25중량부, 가장 바람직하게는 2 내지 18 중량부를 포함하는 것이 효과적이다. 2중량부 미만인 경우에는 나노클레이(21)의 함량이 너무 적어 열차단 효과가 미미하게 나타나며, 35 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 함량으로 오히려 가시광선의 빛 차단율이 높아져 열저항 나노복합체 투명필름의 투명성이 현저히 낮아지는 문제가 발생한다. The content of the
다음으로, 제 2분산단계(S20)는 제1분산조성물을 반응성 바인더에 초음파 분산하여 제2분산조성물을 제조하는 단계로써, 제1분산조성물을 반응성 바인더에 균일하게 분산하여 최적의 열저항 특성을 구현하기 위함이다. Next, the second dispersion step (S20) is a step of producing a second dispersion composition by ultrasonic dispersion of the first dispersion composition in the reactive binder, by uniformly dispersing the first dispersion composition in the reactive binder for optimal heat resistance characteristics To implement.
제 2분산단계(S20)에서는 초음파의 출력이 80 내지 800W 이며, 분산시간은 5 내지 30분 지속하고, 바람직하게는 초음파의 출력이 400 내지 600W 이며, 분산시간은 12 내지 25분 지속하는 것이 효과적이다. 초음파의 출력이 80W 미만일 경우에는, 반응성 바인더에 제1분산조성물이 충분히 분산되지 않아 균일한 분산이 어려우며, 초음파의 출력이 800W 초과일 경우에는, 과도한 열이 발생하여 분산 중 부분적으로 경화되는 문제가 발생한다. 마찬가지로, 분산시간이 5분 미만일 경우, 효과적으로 분산이 되지 않고, 분산시간이 30분 초과일 경우, 과도한 열이 발생하여 분산중 부분적으로 경화되어 열저항 특성을 현저히 감소시키는 문제가 발생한다. In the second dispersion step (S20), the output of the ultrasonic wave is 80 to 800W, the dispersion time lasts 5 to 30 minutes, preferably the output of the
또한, 초음파의 출력은 반복적으로 증감되는 것을 특징으로 한다. 이는 초음파 분산시 발생하는 과도한 열을 감소시키고, 보다 효과적으로 반응성 바인더 내에 제1분산조성물을 분산시키기 위함이다. In addition, the output of the ultrasonic wave is characterized in that it is repeatedly increased or decreased. This is to reduce the excessive heat generated during the ultrasonic dispersion, and more effectively to disperse the first dispersion composition in the reactive binder.
상기 반응성 바인더는 알키드계 아크릴레이트 수지, 에스테르계 아크릴레이트 수지, 에폭시계 아크릴레이트 수지 또는 우레탄계 아크릴레이트 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 우레탄계 아크릴레이트 수지로 이루어지는 것이 효과적이다. 상기 우레탄계 아크릴레이트 수지는 무황변 수지로 필름의 투명성에 도움을 주고, 강도와 유연성을 동시에 가지는 수지로 베이스필름(10)과의 접착력을 향상시켜 경화 후에도 크랙형성 또는 베이스필름(10)과의 박리현상을 감소시켜 필름의 내구성을 향상시켜, 열저항 특성을 크게 향상시킬 수 있다. It is preferable that the said reactive binder consists of any one of an alkyd acrylate resin, an ester acrylate resin, an epoxy acrylate resin, or a urethane acrylate resin, More preferably, it is effective to consist of a urethane acrylate resin. The urethane-based acrylate resin is a yellowing-free resin to help the transparency of the film, a resin having strength and flexibility at the same time to improve the adhesion to the
그 함량은 상기 반응성 바인더 100 중량부에 대하여, 상기 제1분산조성물은 30 내지 100 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 내지 80 중량부, 가장 바람직하게는 40 내지 60 중량부를 포함하는 것이 효과적이다. 상기 제1분산조성물이 30 중량부 미만인 경우에는 상기 제2분산조성물의 점도가 너무 높아 균일한 분산이 어렵고 이를 필름으로 형성했을 때 얼룩이 생겨 열저항 나노복합체 필름의 투명성을 저하시키며, 분산된 나노클레이(21)의 함량이 적어 열저항 효과가 미미하게 나타나는 문제가 발생한다. 또한 100 중량부를 초과하는 경우에도 제2분산조성물의 점도가 낮아 필름 형성이 어려우며, 필름이 형성되더라도 강도가 약하여 최적의 열저항특성이 미미해지는 문제가 있다.
The content is preferably 100 to 100 parts by weight of the reactive binder, 30 to 100 parts by weight, more preferably 30 to 80 parts by weight, most preferably 40 to 60 parts by weight. Is effective. When the first dispersion composition is less than 30 parts by weight, the viscosity of the second dispersion composition is too high, so that it is difficult to uniformly disperse. When the first dispersion composition is formed into a film, staining occurs, thereby decreasing transparency of the heat resistant nanocomposite film, and the dispersed nanoclay There is a problem in that the content of (21) is small and the heat resistance effect is insignificant. In addition, even if it exceeds 100 parts by weight, the viscosity of the second dispersion composition is difficult to form a film, and even if the film is formed, there is a problem in that the strength is low because the optimal heat resistance characteristics are insignificant.
다음으로, 코팅단계(S30)는 베이스필름(10) 상에 상기 제2분산조성물을 코팅하는 단계로써, 바코팅, 롤코팅, 나이프코팅, 그라비아코팅, 마이크로그라비아코팅, 스핀코팅, 스프레이코팅, 슬롯다이코팅 중 어떤 방식으로 코팅해도 무방하나, 나노클레이(21)가 포함된 제2분산조성물을 효과적으로 분산시키며 균일하게 코팅할 수 있는 방식을 사용하는 것이 가장 바람직하다. Next, the coating step (S30) is a step of coating the second dispersion composition on the
또한, 코팅된 제2분산조성물층(20)의 두께는 바람직하게 10 내지 1000㎛로 형성되며, 더욱 바람직하게 100 내지 1000㎛로 형성되며, 가장 바람직하게는 300 내지 800㎛로 형성되는 것이 효과적이다. 10㎛ 미만일 경우에는 두께가 너무 얇아 충분한 열저항 특성을 나타낼 수 없고, 1000㎛ 초과일 경우에는 두께가 너무 두꺼워 가시광선의 빛 차단율이 높아져 열저항 나노복합체 투명필름의 투명성이 현저히 낮아지며, 경화 후에는 제2분산조성물층(20)이 베이스필름(10)으로부터 박리되는 등의 문제가 발생하여 최적의 열저항 특성이 약화된다.In addition, the thickness of the coated second
다음으로, 연신단계(S40)는 나노클레이(21)가 베이스필름(10)의 경계면에 대하여 각을 형성하도록 상기 코팅된 베이스필름(10)을 연신하는 단계이다. 이는 나노클레이(21)를 베이스필름(10) 경계면에 대하여 최적의 각도로 배향함으로써 열저항 특성을 현저히 향상시키기 위함이다. Next, the stretching step (S40) is a step of stretching the
여기서, 각을 형성하는 구조라 함은, 도 3에 나타난 바와 같이, 나노클레이(21)가 베이스필름(10)의 경계면 대하여 평행하지 않고, 즉, 0도가 아닌 각을 갖는 것을 의미한다.Here, the structure forming the angle means that the
도 3(a) 및 도 3(b)에 나타난 바와 같이, 나노클레이(21)가 베이스필름(10)의 경계면 대하여 10 내지 30도의 각도를 가지는 제1배열로 배향되거나 150 내지 170도의 각도를 가지는 제2배열로 배향되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 20도의 각도를 가지는 제1배열로 배향되거나 160 내지 170도의 각도를 가지는 제2배열로 배향되는 것이 효과적이다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 제1배열과 상기 제2배열이 교대로 위치하여 배향되는 것이 가장 효과적이다. 이는 열차단 나노복합체 투명필름의 투명도를 저해하지 않으면서, 나노클레이(21) 단독으로 다층구조 또는 다양한 입자의 열저항 효과를 발휘함으로써, 경제성을 향상시킬 수 있으며, 최적의 열저항 특성을 구현하기 위함이다. In addition, as shown in FIG. 4, it is most effective that the first array and the second array are alternately positioned and oriented. This can improve the economical efficiency by implementing the heat resistance effect of the multi-layer structure or various particles by the
상기 제1배열 및 제2배열의 각도는 열저항층(20) 내부에 존재하는 나노클레이(21) 각각의 입자들이 열저항층(20)과 베이스필름(10)의 경계면과 이루는 각도로써, 도 4에 나타난 바와 같이, 제1배열과 제2배열이 교대로 위치할 경우, 상기 각도가 좌에서 우로 보았을 경우와 우에서 좌로 보았을 경우가 동일하여 좌우 어느 방향에서 보더라도 동일한 각도로 위치하고 있어 보는 방향에 따라 제1배열과 제2배열이 바뀔 수 있다. The angles of the first array and the second array are angles at which particles of each of the
또한, 제1배열 또는 제2배열의 배향각도와 나노클레이가 실제 위치한 각도와의 차이는 0.1 내지 5도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1도인 것이 가장 바람직하다. 상기 각도차이가 0도인 것이 이상적이나 실질적으로 열저항층(20)에 존재하는 모든 나노클레이(21) 입자들이 형태와 크기가 다양하여 오차없이 동일한 각도로 형성되기 어려우며, 이를 최적조건의 연신을 통하여, 나노클레이(21)가 일정하고 균일하게 위치하도록 제1배열 또는 제2배열의 배향각도의 오차범위를 적게 함으로써, 입사되는 적외선의 반사율을 최대로 하여 열저항 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 상기 각도 차이범위가 5도를 초과할 경우, 적외선의 반사율을 감소시켜 열저항 특성의 향상을 미미하게 하는 문제가 발생한다. In addition, the difference between the orientation angle of the first array or the second array and the angle where the nanoclay is actually located is preferably 0.1 to 5 degrees, more preferably 0.1 to 1 degrees. Ideally, the angle difference is 0 degrees, but substantially all of the
또한, 상기 제1배열과 상기 제2배열의 구조에 따라 코팅된 베이스필름을 구간별로 나누어 연신하는 것을 특징으로 한다. 이는 최적의 각도를 고려하여 선택적으로 연신하는 것이 나노클레이(21) 단독으로 다층구조 또는 다양한 입자의 열저항 효과를 발휘함으로써, 경제성을 향상시키며, 최적의 열저항 특성을 구현하기 위함이다. In addition, the base film coated according to the structure of the first array and the second array is characterized in that the stretching by dividing section. This is because the selective stretching in consideration of the optimal angle is to achieve the heat resistance effect of the multi-layer structure or various particles by the
상기 각도 범위는 도 5에 나타난 바와 같이, 가시광선 및 적외선이 입사하는 다양한 각도에 따라 투과율 및 반사율을 효과적으로 조절하기 위한 것으로, 종래 고가의 금속 및 금속산화물의 사용 없이 나노클레이(21) 단독으로 열저항 효과를 극대화하기 위한 것이다. 또한, 낮에는 빛을 더 차단하여 열저항 나노복합체 투명필름의 전반적인 열차단 효과를 더 높이고, 아침이나 저녁에는 빛이 낮보다 더 투과할 수 있도록 하여 내부의 에너지 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 상기 각도 범위를 벗어나는 경우에는 가시광선 및 적외선의 투과율 및 반사율이 현저히 저하되어 열차단 효과가 상당부분 감소하는 문제가 있다. As shown in FIG. 5, the angle range is for effectively controlling transmittance and reflectance according to various angles at which visible light and infrared light are incident, and heat the
상기 연신단계는 50 내지 100℃ 하에서 이루어지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60 내지 90℃ 하에서 이루어지며, 가장 바람직하게는 70 내지 80℃ 하에서 이루어지는 것이 나노클레이 각도 배향에 효과적이다. 이는 상기의 온도에서 제2분산조성물이 가지는 유동성이 나노클레이(21)가 균일하게 배향하는데 도움을 줌으로써 열저항 특성을 향상시킬 수 있다. It is preferable that the stretching step is performed under 50 to 100 ° C, more preferably under 60 to 90 ° C, and most preferably under 70 to 80 ° C, which is effective for nanoclay angular orientation. This may improve the thermal resistance characteristics by helping the
50℃ 미만일 경우에는, 코팅된 제2분산조성물(20)의 유동성이 적어 나노클레이(21)가 원하는 각도로 배향되지 않으며, 100℃ 초과일 경우에는, 연신 중에 부분적으로 경화가 되어 균일한 각도로 배향되기 어려우며, 경화된 제2분산조성물층(20)이 베이스필름(10)에서 박리되는 문제가 발생한다. When the temperature is less than 50 ° C., the flowability of the coated
또한, 상기 연신단계는 10 내지 100% 연신하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 내지 80% 연신하는 것이 효과적이다. 연신율(%)이 10% 미만일 경우에는, 나노클레이(21)의 배향 각도를 조절할 수 없으므로, 열저항 특성이 현저히 감소하고, 연신율(%)이 100% 초과일 경우에는, 분산된 나노클레이(21)의 간격이 너무 멀어지고, 나노클레이(21) 입자들이 동일 단면상에 위치함으로써, 열저항 특성이 감소하는 문제가 발생한다. 따라서, 배향하고자 하는 나노클레이(21)의 각도에 따라 바람직한 범위 내에서 다양한 연신율(%)을 적용할 수 있다.
In addition, the stretching step is preferably 10 to 100% stretching, more preferably 20 to 80% stretching is effective. When the elongation (%) is less than 10%, since the orientation angle of the
다음으로, 경화단계(S50)는 연신된 베이스필름을 UV 또는 열 중 적어도 하나를 이용하여 경화하는 단계로써, 열 경화일 경우 60 내지 100℃ 하에서 0.5 내지 3분 동안 진행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게 70 내지 90℃ 하에서 1 내지 2분 동안 진행하는 것이 효과적이다. 60℃ 및 0.5분 미만으로 경화할 경우에는 부분적으로만 경화되어 열저항 특성이 현저히 저하되고, 100℃ 및 3분 초과로 경화할 경우에는 황변현상이 생겨 열저항 투명필름의 투명도가 감소하고, 코팅층의 급격한 수축이 생기면서 베이스필름(10)과의 부착력이 감소해 제2분산조성물층(20)이 베이스필름(10)으로부터 박리되어 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다.Next, the curing step (S50) is a step of curing the stretched base film using at least one of UV or heat, it is preferable to proceed for 0.5 to 3 minutes under 60 to 100 ℃ in the case of thermal curing, more preferably It is effective to proceed for 1 to 2 minutes under 70 to 90 ℃. When cured at 60 ° C and less than 0.5 minutes, only partially cured and significantly lowered the heat resistance characteristics.When cured at 100 ° C and more than 3 minutes, yellowing occurred, resulting in a decrease in transparency of the heat resistant transparent film. While the rapid shrinkage of the adhesive force with the
또한, UV 경화일 경우, 사용되는 자외선 등은 수은등, 메탈할라이드등 또는 갈륨등이 사용 가능하고, 바람직하게는 365nm를 주파장으로 사용되는 고압수은등을 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 자외선 출력은 50 내지 200W/cm이며, 조사시간은 1 내지 10분이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 자외선 출력은 100 내지 150W/cm이며, 조사시간은 1 내지 3분이 효과적이다. 자외선 출력이 50W/cm 미만, 조사시간이 1분 미만일 경우에는 부분적으로만 경화되어 열저항특성이 현저히 저하되고, 200W/cm 및 10분 초과로 경화할 경우에는 황변현상이 생겨 열저항 투명필름의 투명도가 감소하고, 코팅층의 급격한 수축이 생기면서 베이스필름(10)과의 부착력이 감소해 제2분산조성물층(20)이 박리되어 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다.
In the case of UV curing, mercury lamp, metal halide lamp or gallium lamp may be used for the UV lamp used, and it is preferable to use a high-pressure mercury lamp which preferably uses 365 nm as the main wavelength. In addition, the ultraviolet output is 50 to 200 W / cm, the irradiation time is preferably 1 to 10 minutes. More preferably, ultraviolet output is 100-150 W / cm, and irradiation time is effective for 1-3 minutes. When the UV output is less than 50W / cm and the irradiation time is less than 1 minute, it is only partially cured and the thermal resistance is significantly lowered. When curing is more than 200W / cm and more than 10 minutes, yellowing occurs, which causes Transparency decreases, rapid contraction of the coating layer occurs, and the adhesion force with the
이하에서는, 본 발명의 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 따라 형성되어 열저항 특성이 현저히 향상된 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, in order to achieve the above object of the present invention will be described in detail the embodiment is formed in accordance with the manufacturing method of the heat resistant nanocomposite transparent film significantly improved heat resistance characteristics.
실시예Example 1 One
본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 따라 제조되었으며, 연신단계에서 80℃하에서 상하로 50% 연신된 투명필름It was prepared according to the manufacturing method of the heat-resisting nanocomposite transparent film of the present invention, 50% stretched up and down at 80 ℃ in the stretching step
실시예Example 2 2
본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 따라 제조되었으며, 연신단계에서 80℃하에서 상하로 65% 연신된 투명필름The transparent film which was prepared according to the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film of the present invention and stretched up and down 65% at 80 ° C. in the stretching step
실시예Example 3 3
본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법에 따라 제조되었으며, 연신단계에서 80℃하에서 구간별로 15도 및 165도 각도로 각각 50% 연신된 투명필름
It was prepared according to the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film of the present invention, and 50% stretched film at 15 ° and 165 ° angles at 80 ° C. for each section in the drawing step.
비교예Comparative example 1 One
시판중인 3M사의 열저항필름 3M thermal resistance film on the market
비교예Comparative example 2 2
시판중인 일본 크리스탈본드사의 열저항필름Commercially available thermal resistance film from Japan Crystal Bond Co., Ltd.
비교예Comparative example 3 3
실시예 1,2,3에서 베이스필름으로 사용된 필름
Films used as base films in Examples 1,2,3
이하 <표 1>에서는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 열저항 나노복합체 투명필름(실시예1,2,3)과 종래 사용되는 열차단필름(비교예1,2,3)의 열차단특성, 즉, ⅰ) 열관류율, ⅱ) 열선차단율, ⅲ) 가시광선 투과율, ⅳ) UV 차단율을 비교하였다. Table 1 below shows the thermal barrier properties of the heat resistant nanocomposite transparent film (Examples 1, 2, 3) prepared according to the manufacturing method of the present invention and the thermal barrier film (Comparative Examples 1, 2, 3) conventionally used. That is, the heat transfer rate, ii) heat ray blocking rate, iv) visible light transmittance, and iv) UV blocking rate were compared.
전체적인 열차단성능은 UV 차단율이 10%이며, 나머지 3항목은 모두 30%가량의 비중을 가진다. The overall thermal barrier performance has a UV blocking rate of 10%, and the remaining three items all have about 30%.
여기서, 열관류율은 KS L2525 시험규격, 열선차단율은 JIS K7350 시험규격, 가시광선 투과율은 JIS K7105 시험규격, UV차단율은 JIS K 7105 시험규격으로 측정되었다. 또한, 열관류율은 다음과 같은 공식을 통해 계산되었다.
Here, the heat permeability was measured according to the KS L2525 test standard, the heat ray shielding rate to the JIS K7350 test standard, the visible light transmittance to the JIS K7105 test standard, and the UV cutoff rate to the JIS K 7105 test standard. In addition, heat permeability was calculated by the following formula.
열관류율 = (1 / 열저항) = (열전도율 / 두께)Thermal permeability = (1 / thermal resistance) = (thermal conductivity / thickness)
열전도율 = (두께 / 열저항)Thermal Conductivity = (Thickness / Thermal Resistance)
열저항 = (실내표면 열전달저항 + 재료의 두께 / 재료의 열전도율)
Thermal Resistance = (Indoor Surface Heat Transfer Resistance + Material Thickness / Thermal Conductivity of Material)
(U-value)
(Kcal/m2hr℃)Heat transmission rate
(U-value)
(Kcal / m 2 hr ℃)
(IR cut.)
(%)Heat shielding rate
(IR cut.)
(%)
(VLT)
(%)Visible light transmittance
(VLT)
(%)
(UV cut.)
(%)UV blocking rate
(UV cut.)
(%)
상기 <표 1>의 실험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명에 해당하는 실시예 1,2,3의 경우 종래의 비교예 1,2,3에 비하여 열관류율 및 열선차단율은 각각 약 20%, 35%가량 향상되었고, 가시광선투과율 및 UV 차단율은 각각 약 10% 및 약 7%가량 향상되었다. As shown in the experimental results of Table 1, Examples 1, 2, and 3 corresponding to the present invention have a heat permeability and a heat shielding rate of about 20% and 35%, respectively, compared to the conventional Comparative Examples 1, 2 and 3, respectively. In addition, the visible light transmittance and UV blocking rate were improved by about 10% and about 7%, respectively.
도 6은 실시예 1,2,3에 따른 가시광선 영역에서 파장대별 투과율을 나타낸 그래프이다. 400nm에서 최저 투과율이 실시예 1로 약 89%로 나타나고, 최고 투과율이 실시예 3으로 약 92%로 나타난다. 최고와 최저의 차이가 약 5%로써 미미하고, 최저 투과율이 비교예 1,2보다 월등히 우수하므로, 실시예 1,2,3에서 가시광선 영역에서 투과율의 감소없이 우수한 열저항 특성을 구현하고 있음을 알 수 있다. FIG. 6 is a graph showing transmittances of wavelength bands in a visible light region according to Examples 1, 2 and 3; FIG. At 400 nm, the lowest transmittance is shown at about 89% in Example 1 and the highest transmittance is shown at about 92% in Example 3. The difference between the highest and the lowest is about 5%, and the lowest transmittance is much better than that of Comparative Examples 1 and 2, so that the heat resistance characteristics are excellent in Examples 1, 2 and 3 without decreasing the transmittance in the visible light region. It can be seen.
또한, 도 7은 실시예 1,2,3의 투과율을 비교 촬영한 사진이다. 상기 실시예 1,2,3이 필름으로 제조되었을 때, 투명도가 육안으로는 구분하기 힘들 정도로 유사하여 가시광선 영역에서 투과율의 감소 없이 열저항 특성이 우수함을 알 수 있다.
7 is a photograph photographing the transmittances of Examples 1, 2 and 3 in comparison. When Examples 1, 2 and 3 are made of a film, the transparency is similar to the naked eye so that it can be seen that the heat resistance is excellent without a decrease in transmittance in the visible region.
따라서, 본 발명에 의해 제조된 열저항 나노복합체 투명필름(실시예 1,2,3)의 열저항 특성이 종래의 비교예 1,2,3에 비하여 모두 월등히 우수한 것으로 나타났다. Therefore, the heat resistance characteristics of the heat resistant nanocomposite transparent films prepared according to the present invention (Examples 1, 2 and 3) were all superior to the conventional Comparative Examples 1, 2 and 3, respectively.
특히, 본 발명의 실시예 3은 실시예 1,2에 비해 향상된 열저항 특성을 보여주고 있는 바, 본 발명의 연신조건에 따른 나노클레이(21)의 배향 각도가 열저항 특성 향상에 기여하고 있음을 알 수 있다.
In particular, Example 3 of the present invention shows improved heat resistance characteristics compared to Examples 1 and 2, the orientation angle of the
이처럼, 상기의 실험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 열저항 나노복합체 투명필름은 종래 기술에 비해, 단순화된 공정과 원료비 절감으로 경제성이 향상되고, 내구성이 향상되어 안정적이며, 열저항 특성 또한 현저히 향상되어, 해당 기술분야에서 새로운 개념을 이용한 획기적인 에너지절감소재로 자동차뿐만 아니라 건축물 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
As described above, as shown in the above experimental results, the heat resistance nanocomposite transparent film of the present invention has improved economical efficiency, reduced durability, and stable heat resistance characteristics due to a simplified process and lower raw material costs, compared to the prior art. It is improved and can be applied to various fields such as buildings as well as automobiles as a breakthrough energy saving material using a new concept in the technical field.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
10 : 베이스필름
20 : 제2분산조성물층
21 : 나노클레이10: base film
20: second dispersion composition layer
21: nanoclay
Claims (13)
상기 나노클레이를 희석용 반응물에 초음파 분산하여 제1분산조성물을 제조하는 제 1분산단계;
상기 제1분산조성물을 반응성 바인더에 초음파 분산하여 제2분산조성물을 제조하는 제 2분산단계;
상기 베이스필름 상에 상기 제2분산조성물을 코팅하는 코팅단계;
상기 나노클레이가 상기 베이스필름의 경계면에 대하여 각을 형성하도록 상기 코팅된 베이스필름을 연신하는 연신단계; 및
상기 연신된 베이스필름을 UV 또는 열 중 적어도 하나를 이용하여 경화하는 경화단계;를 포함하고, 상기 제 1분산단계 및 상기 제 2분산단계에서 초음파의 출력은 반복적으로 증감되는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
In the method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film prepared by applying a composition in which the nanoclay is dispersed on a base film,
A first dispersion step of dispersing the nanoclay in a reactant for dilution to produce a first dispersion composition;
A second dispersion step of preparing a second dispersion composition by ultrasonic dispersion of the first dispersion composition in a reactive binder;
A coating step of coating the second dispersion composition on the base film;
An extension step of stretching the coated base film such that the nanoclay forms an angle with respect to an interface of the base film; And
And a curing step of curing the stretched base film using at least one of UV and heat, wherein the output of the ultrasonic waves in the first and second dispersion steps is repeatedly increased or decreased. Method of manufacturing a nanocomposite transparent film.
상기 제1분산단계에서, 상기 초음파의 출력은 5 내지 500W 이며, 분산시간은 1분 내지 20분이고, 상기 제2분산단계에서, 상기 초음파의 출력은 80 내지 800W 이며, 분산시간은 5분 내지 30분인 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
In the first dispersion step, the output of the ultrasonic wave is 5 to 500W, the dispersion time is 1 minute to 20 minutes, and in the second dispersion step, the output of the ultrasonic wave is 80 to 800W, the dispersion time is 5 minutes to 30 minutes. Method for producing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that the powder.
상기 나노클레이는 암모늄염으로 개질된 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트 또는 벤토나이트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The nanoclay is a method for producing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that at least one of montmorillonite, saponite, hectorite or bentonite modified with an ammonium salt.
상기 제 1분산단계에서 상기 희석용 반응물은 이소보르닐아크릴레이트 또는 이소보르닐메타크릴레이트이며, 상기 제 2분산단계에서 상기 반응성 바인더는 에폭시계 또는 우레탄계 아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The diluent in the first dispersion step is isobornyl acrylate or isobornyl methacrylate, and in the second dispersion step, the reactive binder is a heat resistance nano, characterized in that the epoxy or urethane acrylate resin Method for producing a composite transparent film.
상기 제 1분산단계에서 상기 희석용 반응물 100 중량부에 대하여, 상기 나노클레이는 0.1 내지 30 중량부이고, 상기 제 2분산단계에서 상기 반응성 바인더 100 중량부에 대하여, 상기 제1분산조성물은 30 내지 100 중량부인 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The nanoclay is 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the reactant for dilution in the first dispersion step, and the first dispersion composition is 30 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the reactive binder in the second dispersion step. Method for producing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that 100 parts by weight.
상기 코팅단계에서, 상기 코팅된 제2분산조성물의 두께는 10㎛ 내지 1000㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
In the coating step, the thickness of the coated second dispersion composition is a manufacturing method of the heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that formed in 10㎛ to 1000㎛.
상기 연신단계는, 상기 나노클레이가 상기 베이스필름의 경계면과 0 내지 30도로 배향되는 제1배열 또는 150 내지 180도로 배향되는 제2배열 중 적어도 하나의 형태로 위치하는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The stretching step, the heat resistance nanocomposite is characterized in that the nanoclay is located in the form of at least one of the first array or the second array is oriented from 150 to 180 degrees and 0 to 30 degrees with respect to the interface of the base film Method for producing a transparent film.
상기 연신단계는, 상기 제1배열과 상기 제2배열은 교대로 위치하여 배향되는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the stretching step, the first array and the second array is a method of manufacturing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that the alternating position.
상기 연신단계는, 상기 제1배열 또는 상기 제2배열의 구조에 따라 상기 베이스필름을 구간별로 나누어 연신하는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The stretching step, the method of producing a heat-resisting nanocomposite transparent film, characterized in that for stretching the base film by section according to the structure of the first array or the second array.
상기 연신단계는, 상기 코팅된 베이스필름을 50℃ 내지 100℃ 하에서, 10 내지 100% 연신하는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The stretching step, the method of producing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that for stretching the coated base film under 50 ℃ to 100 ℃, 10 to 100%.
상기 경화단계는, 60 내지 100℃ 하에서 0.5 내지 3분 동안 열경화하는 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The curing step is a method for producing a heat resistant nanocomposite transparent film, characterized in that the thermal curing for 0.5 to 3 minutes at 60 to 100 ℃.
상기 경화단계는, 상기 UV 경화시 사용되는 자외선등은 수은등, 메탈할라이드등 또는 갈륨등 중 적어도 어느 한가지이고, 상기 자외선등의 출력은 50 내지 200W/cm이며, 조사시간은 1 내지 10분인 것을 특징으로 하는 열저항 나노복합체 투명필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The curing step, the UV lamp used during the UV curing is at least one of mercury lamp, metal halide lamp or gallium lamp, the output of the ultraviolet light is 50 to 200W / cm, the irradiation time is 1 to 10 minutes Method for producing a heat resistant nanocomposite transparent film made of.
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