KR20150076573A - 적외선 제어 조성물, 이를 이용한 적외선 제어 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재층 및 상기 기재층 상부면에 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자를 함유하는 근적외선 투과/반사 제어 및 중적외선 반사 기능을 포함하는 적외선 제어층을 포함하여 온도에 따라 태양광으로부터 근적외선의 투과 및 반사에 대한 조절이 가능하면서 동시에 원적외선 반사 효율을 극대화할 수 있는 적외선 제어 필름을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 근적외선 투과/반사 제어 및 중적외선 반사 기능을 포함하는 적외선 제어 조성물, 이를 이용한 적외선 제어 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
에너지 절약과 효율 증대에 대한 관심이 높아지면서 빌딩, 주택, 차량 등의 윈도우에서 태양광에 의한 채광을 확보하면서 외부로부터 태양 열선의 투과를 차단할 뿐만 아니라 단열 효과에 의해 냉난방 에너지 소비 부담을 줄일 수 있는 윈도우 소재 개발이 요구되고 있다. 이는 실내로 유입되는 열을 차단함으로써 냉방과 관련된 에너지 효율을 높여 비용을 절감하는 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 환경을 파괴하는 프레온 가스 등의 배출량을 낮출 수 있으며, 유해물질로 인한 대기오염을 줄여 대기환경 개선의 효과도 얻을 수 있다.
열차단 필름은 태양광원에서 나오는 열선 부분인 근적외선 영역을 차단함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
열차단 필름은 ATO(Antimony Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide)와 염료를 자외선(UV) 코팅제와 혼합하여 코팅하는 방법과 열경화제와 혼합하여 코팅하는 방법으로 제조되고 있다.
ATO를 사용한 열차단 필름은 ITO와 비교하여 생산단가가 낮은데 비하여 열차단 효율이 낮다는 단점이 있다. 열차단 필름은 적외선은 차단되고 가시광선은 투과되어야 하는데 ATO 열차단 필름의 경우 가시광선을 50%이상 투과할 경우 적외선은 60%이하로 차단되어 열차단 효율이 높지 않다. 한편, ITO를 사용한 열 차단 필름은 ATO와 비교하여 가시광선 투과율이 높고, 적외선 차단율도 높은데 비하여 가격이 비싼 단점이 있다. 또한, ITO, ATO 나노입자 무기산화물의 합성은 매우 복잡한 공정을 거쳐 제조되어 소성로 등의 장비에 의한 비용이 높아지는 단점이 있다.
한편, 종래 열차단 필름은 단순히 가시광선의 투과를 허용하고 근적외선을 차단하는 수준으로 낮은 온도에서 열을 효율적으로 사용하지 못하는 단점이 있어왔다.
이에, 외부 온도에 따라 열을 효율적으로 차단 및 활용할 수 있는 필름으로서, 여름에는 높은 온도에서 근적외선을 반사하여 흡수되는 태양열을 차단하고, 겨울에는 낮은 온도에서 근적외선을 투과시켜 태양열을 활용하는 기능이 요구된다. 아울러 실내외 복사열인 중적외선은 항시 반사하여 외부 열기의 투과 및 내부 열 손실을 차단할 수 있는 기능이 요구된다.
또한, 공정이 간단하면서 태양광으로부터 근적외선의 반사 및 투과에 의한 에너지의 효율적 사용이 가능한 적외선 제어 조성물 및 이를 이용한 적외선 제어 필름에 대한 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도에 따라 태양광으로부터 조사되는 근적외선의 반사 및 투과에 대한 조절이 가능하면서 동시에 중적외선 차단 효율을 극대화할 수 있는 적외선 제어 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내구성 및 장기수명특성이 우수한 적외선 제어 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 공정이 간단하여 생산성을 높이고, 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있는 적외선 제어 조성물 및 이를 이용한 적외선 제어 필름, 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 나노입자, 금속 산화물 입자 및 바인더를 포함하는 적외선 제어 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속 산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량 혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물에 있어서, 금속 나노입자는 평균입경이 10 내지 1,000nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물에 있어서, 금속 산화물 입자는 V, Ti, Sc, W, Mo. Zr, Fe, Co, Ni 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 금속의 산화물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물에 있어서, 금속 산화물 입자는 VO2일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 조성물에 있어서, 금속 산화물 입자는 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속이 VO2에 도핑된 것일 수 있다.
본 발명은 기재층 및 상기 기재층의 상부면에 앞서 상술한 적외선 제어 조성물을 함유하는 적외선 제어층을 포함하는 적외선 제어 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름에 있어서, 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 폴리올레핀코폴리머(COC), 폴리올레핀폴리머(COP), 나일론(PA) 및 폴리프로필렌(PP) 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름에 있어서, 적외선 제어층은 두께가 1 내지 100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름은 780nm 내지 3,000nm 파장의 근적외선을 온도에 따라 투과 및 반사하며, 3,000nm 내지 50㎛ 파장의 중적외선을 반사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 (a) 기재층 상부면에 앞서 상술한 적외선 제어 조성물을 도포하는 적외선 제어층 형성단계,
(b) 상기 형성된 적외선 제어층을 건조시킨 후 경화시키는 적외선 제어층 경화단계를 포함하는 적외선 제어 필름 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름 제조방법에 있어서, (a) 단계의 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속 산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름 제조방법에 있어서, (a) 단계의 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름 제조방법에 있어서, (b) 단계의 경화는 광경화 및 열경화 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화 방법으로 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 제어 조성물은 가시광선 투과율 및 중적외선 차단 효율이 매우 우수하며, 온도에 따라 근적외선을 반사하거나 투과하는 것을 조절할 수 있어 낮은 온도에서는 근적외선을 투과하고, 높은 온도에서는 근적외선을 반사함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 아울러 실내외 복사열인 중적외선은 항시 반사하여 외부 열기의 투과 및 내부 열 손실을 차단할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따른 적외선 제어 필름은 여름에는 근적외선을 반사(차단)하여 태양열의 유입을 막을 수 있고, 겨울에는 근적외선을 투과하여 태양열을 흡수함으로써 실내의 온도 상승을 유도할 수 있으며, 아울러 여름철 높은 외부열기의 유입을 차단하고 겨울철 내부 열기의 손실을 차단할 수 있어 어 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다 또한 내구성 및 장기수명특성이 우수한 이점이 있다.
본 발명에 따른 적외선 제어 필름 제조방법은 공정이 간단하여 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있어 생산성이 뛰어나며 경제적인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 적외선 제어 조성물, 이를 이용한 적외선 제어 필름 및 이의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 기재층 상에 근적외선 투과/반사 제어 및 중적외선 반사 기능을 가진 적외선 제어층을 포함하는 적외선 제어 필름을 제공하되, 상기 적외선 제어층은 금속 나노입자와 금속 산화물 입자를 적정 함량 함유함에 따라 가시광선 투과율 및 중적외선 차단 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 놀랍게도 온도에 따라 태양광으로부터의 근적외선을 반사 및 투과의 제어를 통해 외부 온도에 따른 태양열을 차단 및 흡수하는 것이 용이하게 조절 가능하고, 이에 따른 에너지 효율을 극대화할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 기재층 및 상기 기재층의 상부면에 금속 나노입자, 금속 산화물 입자 및 바인더를 포함하는 적외선 제어 조성물을 함유하는 적외선 제어층을 포함하는 적외선 제어 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름은 기재층(10) 및 기재층(10)의 상부면에 금속 나노입자(21) 및 금속 산화물 입자(22)를 함유한 적외선 제어층(20)이 순차적으로 구비된다.
상기 기재층은 상부면에 형성한 적외선 제어층을 지지하고 보호하는 층으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 폴리올레핀코폴리머(COC), 폴리올레핀폴리머(COP), 나일론(PA) 및 폴리프로필렌(PP) 중에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서 기재층 상에 적외선 제어층을 형성하는 공정은 적외선 제어 조성물을 코팅하여 건조 또는 경화 공정을 통하여 실시한다. 이때, 열풍에 의한 건조 또는 경화 시 높은 온도에 기재층이 노출되면 열변형 등의 기재층의 안정성이 떨어질 수 있어, 바람직한 기재층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
상기 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자, 금속 산화물 입자 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 금속 나노입자와 금속 산화물을 동시에 사용하는 조합에 의해 중적외선 차단 효율을 증대시킬 수 있고 낮은 온도에서는 근적외선을 투과하고 높은 온도에서는 근적외선을 반사 차단할 수 있는 효과를 나타내어 온도에 따라 태양광으로부터 근적외선을의 투과 및 반사 조절이 가능하다. 더구나, 상기 성분들의 조합은 내구성 및 장기 수명 특성에도 상승효과를 발현할 수 있다.
본 발명에서 적외선 제어 조성물은 온도에 따른 근적외선의 투과 및 반사의 조절과 함께 가시광선의 투과 및 중적외선 차단에 대한 효율을 높이기 위하여 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는 3 내지 20 중량%, 금속 산화물 입자 20 내지 50 중량% 및 바인더 30 내지 70 중량%를 포함할 수 있다.
이때, 상기 금속 나노입자는 평균입경이 10 내지 1,000㎚인 것이 중적외선을 효율적으로 반사할 수 있으므로 바람직하며, 보다 바람직하게는 20 내지 200㎚인 것이 좋다.
본 발명에서 상기 금속 나노입자로 금속 나노와이어(1D 입자)를 사용할 수 있다. 이는 적외선 제어층의 내구성을 증진시키면서도 중적외선을 효과적으로 반사할 수 있다. 이때, 상기 금속 나노와이어는 종횡비(길이/직경)가 10 내지 1,000일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 100일 수 있다.
다른 금속 나노입자의 양태로 금속 나노시트(2D 입자)를 사용할 수 있다. 이는 가시광선의 투과율을 저해하지 않으면서도 중적외선을 효과적으로 반사할 수 있다. 이때, 상기 금속 나노시트는 종횡비(직경/두께)가 10 내지 1,000일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 100일 수 있다.
본 발명에서 상기 금속 나노입자는 은, 금, 구리 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 금속 나노입자는 조성물 내 함량이 1 내지 30중량%이며, 상기 범위를 만족 시 다른 성분과의 조합에 의해 태양광으로부터 온도에 따라 근적외선 또는 중적외선의 반사 및 투과 제어를 용이하게 하며, 내구성 및 장기수명특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 적외선 제어 조성물은 온도에 따른 근적외선의 차단 및 흡수 효율의 상승 효과를 발현할 수 있도록 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량 혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20일 수 있으며, 바람직하게는 1 : 3 내지 1 : 10로 조절하여 사용할 수 있다.
상기 적외선 제어층은 두께가 1 내지 100㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족 시 우수한 적외선 제어 특성을 발현할 수 있으며, 보다 바람직하게는 가시광선 투과율을 저해하지 않은 범위에서 3 내지 20㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 제어 필름에 있어서, 금속 산화물 입자는 V, Ti, Sc, W, Mo. Zr, Fe, Co, Ni 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 금속의 산화물일 수 있다. 바람직하게는 바나듐 산화물(VO2) 입자를 사용할 수 있다.
본 발명에서 보다 바람직하게 상기 금속 산화물 입자는 바나듐 산화물과 동시에 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴, 니오븀 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 금속의 산화물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 금속 산화물 입자는 바나듐 산화물(VO2) 입자에 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속이 도핑된 것을 사용할 수 있다.
상기 금속 산화물 입자는 근적외선 영역에서의 온도 변화에 따른 투과율 및 반사율을 달리할 수 있도록 하는 것으로서, 바나듐 산화물(VO2) 입자 또는 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속이 VO2에 도핑된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 바나듐 산화물 입자는 가시광선의 투과율 및 탁도에 영향을 미치지 않는 범위의 10 내지 500nm의 평균입경을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 20 내지 100nm의 평균입경을 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 제어 필름은 780nm 내지 3,000nm 파장의 근적외선을 온도에 따라 투과 및 반사할 수 있고, 중적외선인 3,000nm 내지 50㎛ 파장을 반사하는 것을 특징으로 한다. 이는 여름에는 근적외선을 반사(차단)하여 태양열의 유입을 막을 수 있고, 겨울에는 근적외선을 투과하여 태양열을 흡수함으로써 실내의 온도 상승을 유도할 수 있으며, 아울러 실내외 복사열인 중적외선은 항시 반사하여 여름철 높은 외부열기의 유입을 차단하고 겨울철 내부 열기의 손실을 차단할 수 있어 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 내구성 및 장기수명특성이 우수한 이점이 있다.
본 발명에서 상기 금속 산화물 입자는 조성물 내 함량이 10 내지 60중량%이며, 상기 범위를 만족 시 다른 성분과의 조합에 의해 태양열을 차단하거나 흡수하는 것이 용이하며, 내구성 및 장기수명특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 제어 필름 제조방법은 (a) 기재층 상부면에 근적외선 투과/반사 제어 및 중적외선 반사 기능을 포함하는 적외선 제어 조성물을 도포하는 적외선 제어층 형성단계, 및 (b) 상기 형성된 적외선 차단층을 건조시킨 후 경화시키는 적외선 제어층 경화단계를 포함한다.
상기 (a) 단계의 조성물은 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속 산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 금속 산화물 입자는 바나듐 산화물 및 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴, 니오븀과의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 금속의 산화물을 포함한다. 바람직하게는 바나듐 산화물(VO2) 또는 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속이 바나듐 산화물(VO2)에 도핑된 것을 사용할 수 있다.
상기 바인더는 아크릴계 화합물 또는 우레탄계 화합물로 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자를 분산성을 높이고 도포를 통한 코팅이 용이한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 옥틸데실 아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 트리데실메타아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 베헤닐아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 노닐페놀에톡시레이티드모노아크릴레이트, 베타카르복시에틸아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴메타아크릴레이트, 4-부틸사이클로헥실아크릴레이트, 디사이클로펜테닐아크릴레이트, 디사이클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 에톡시레이티드모노아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리페닐글리콜디아크릴레이트, 부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 에톡시레이티드네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸을프로판트리메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 프로필레이티드 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 글리세릴프로필레이티드트리아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트, 알콕시레이티드테트라아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 바인더는 조성물 내 함량이 10 내지 80중량%이며, 상기 범위를 벗어나면 다른 성분과의 조합에 의한 근적외선 투과 및 반사 제어 및 중적외선 반사 기능이 저하될 수 있으며, 내구성 및 장기수명특성이 저하될 수 있다.
상기 적외선 제어 조성물은 물, 알코올, 케톤류, 에테르류, 에스테르류, 디메틸포름아마이드, n-메틸피로리딘, 프로필렌 글리콜모노메틸 에테르 아세테이트, 디베이직 에스테르, 디메틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란 및 톨루엔 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 분산매를 더 포함하여 사용할 수 있다.
상기 (a) 단계의 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20 인 것일 수 있다.
상기 적외선 제어 조성물은 기재층의 상부면에 도포된 후 경화 공정을 거쳐 적외선 제어층을 형성하게 된다. 상기 경화 공정은 50 내지 180℃에서 열풍에 의한 열경화, 자외선 조사에 의한 광경화 또는 열경화 및 광경화 동시 실시에 의해 실시될 수 있다.
이때, 상기 적외선 제어층은 두께가 1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 적외선 제어 조성물은 첨가제로 필름에 부착증진을 위하여 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다. 이때, 실란 커플링제로는 비닐관능기의 트리메톡시 실란, 클로로 프로필 트리메톡시 실란, 글리시딜 에테르 관능기의 트리메톡시 실란, 메타아크릴레이트 관능기의 트리메톡시 실란, 1급아민 관능기 및 2관능 아민 관능기의 트리메톡시 실란, 머캅토 프로필 트리메톡시 실란, 양이온 스터럴 트리메톡시 실란, 크로스링커 트리메톡시 실란 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 적외선 제어 조성물은 대전방지제를 더 포함할 수 있다. 이는 필름 표면의 전기 저항을 작게 하여 정전기의 발생을 방지하여 먼지의 흡착을 막을 수 있다
본 발명은 상기와 같은 제조방법으로 제조되는 적외선 제어 필름을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 하기 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
적외선 제어 조성물의 제조
금속 나노입자로서 폴리올법으로 제조된 은 나노입자(평균입경 40nm) 1 g 및 수열합성법으로 제조된 바나듐 산화물(VO2) (평균입경 80nm) 5g을 바인더 Pentaerythritol tri/tetra-acrylate (미원상사, M340) 4g, 광개시제 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone(Ciba Specialty Chemicals, I-184) 0.2g을 MEK:IPA=1:1의 혼합용매 3g과 섞어서 교반하여 적외선 제어 조성물을 제조하였다.
적외선 제어 필름의 제조
PET 필름(두께 125㎛)에 실시예 1에 따른 적외선 제어 조성물을 10㎛두께로 도포한 후, UV로 경화하여 필름을 제조하였다.
제조된 필름은 Spectrophotometer를 이용하여 온도변화에 따른 근적외선 투과율을 측정하였고, FT-IR spectrometer을 이용하여 중적외선 투과율을 측정하였으며, 온도 조절은 자체 제작한 온도셀을 이용하였다.
(비교예 1)
실시예 1의 적외선 차단 조성물에서 바나듐 산화물을 VO2가 아닌 V2O5를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 2)
실시예 1의 적외선 차단 조성물에서 은 나노입자와 바나듐 산화물의 혼합비를 1:0.5 (은 나노입자 : 4g, 바나듐 산화물 : 2g)로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 3)
실시예 1의 적외선 차단 조성물에서 적외선 제어층의 두께를 150㎛로 도포한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 1은 온도 변화에 따라 근적외선 투과/반사 제어가 가능하여 온도가 23℃에서 80℃로 변함에 따라 근적외선 투과율이 73.4%에서 29.3%로 변화되었으며, 가시광선 투과율은 56.2~62.6%로 윈도우 필름으로 사용하기에 적합한 투과율을 보였다. 또한, 중적외선 투과율은 1.4 내지 4.3%로 나타났다. 비교예 1 및 2는 온도에 따른 근적외선 투과/반사 제어가 불가능하였으며, 비교예 3은 근적외선 투과/반사 제어층이 너무 두꺼워 가시광선 투과율이 27.3 내지 28.1%로 매우 낮았으며, 근적외선 투과/반사 제어 효과도 실시예 1에 비해 매우 낮음을 확이할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 기재층
20 : 적외선 제어층
21 : 금속 나노입자
22 : 금속 산화물 입자
20 : 적외선 제어층
21 : 금속 나노입자
22 : 금속 산화물 입자
Claims (15)
- 금속 나노입자, 금속 산화물 입자 및 바인더를 포함하는 적외선 제어 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속 산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함하는 적외선 제어 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량 혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20인 적외선 제어 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 평균입경이 10 내지 1,000nm인 적외선 제어 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자는 V, Ti, Sc, W, Mo. Zr, Fe, Co, Ni 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 금속의 산화물을 포함하는 적외선 제어 조성물.
- 제5항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자는 VO2인 적외선 제어 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자는 텅스텐, 마그네슘, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속이 VO2에 도핑된 것을 포함하는 적외선 제어 조성물.
- 기재층 및 제1항 내지 제7항 중에서 선택된 어느 하나의 조성물을 함유하는 적외선 제어층을 포함하는 적외선 제어 필름.
- 제8항에 있어서,
상기 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 폴리올레핀코폴리머(COC), 폴리올레핀폴리머(COP), 나일론(PA) 및 폴리프로필렌(PP) 중에서 선택되는 어느 하나인 적외선 제어 필름.
- 제9항에 있어서,
상기 적외선 제어층은 두께가 1 내지 100 ㎛인 적외선 제어 필름.
- 제9항에 있어서,
상기 필름은 780nm 내지 3,000nm 파장의 근적외선을 온도에 따라 투과 및 반사할 수 있고, 3,000nm 내지 50㎛ 파장의 중적외선을 반사하는 적외선 제어 필름.
- (a) 기재층 상부면에 제1항 내지 제7항 중에서 선택된 어느 하나의 적외선 제어 조성물을 도포하는 적외선 제어층 형성단계,
(b) 상기 형성된 적외선 제어층을 건조시킨 후 경화시키는 적외선 제어층 경화단계를 포함하는 적외선 제어 필름 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 (a) 단계의 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 1 내지 30중량%, 금속 산화물 입자 10 내지 60중량% 및 바인더 10 내지 80중량%를 포함하는 적외선 제어 필름 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 (a) 단계의 적외선 제어 조성물은 금속 나노입자 및 금속 산화물 입자의 중량혼합비가 1 : 1 내지 1 : 20인 적외선 제어 필름 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 (b) 단계의 경화는 광경화 및 열경화 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화 방법으로 실시하는 적외선 제어 필름 제조방법.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20210113917A (ko) * | 2020-03-09 | 2021-09-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 열선 차단용 광학 필름 및 이를 포함하는 광학표시장치 |
| KR20210114303A (ko) * | 2020-03-10 | 2021-09-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 열선 차단용 광학 필름 및 이를 포함하는 광학표시장치 |
-
2013
- 2013-12-27 KR KR1020130164943A patent/KR20150076573A/ko not_active Application Discontinuation
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