KR20180103326A - 색상 조절이 가능한 색변환필름 또는 색변환용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
상기 온도감응코어층은 0 내지 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점초과 운점이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
상기 제 3 영역에서 헤이즈가 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 80 % 미만인 색변환필름 또는 색변환용기에 관한 것이다.

Description

색상 조절이 가능한 색변환필름 또는 색변환용기 {COLOR TRANSFORMATION FILM OR COLOR TRANSFORMATION CONTAINER WITH VARIABLE COLOR ADJUSTMENTS}
본 발명은 색상 조절이 가능한 색변환필름 또는 색변환용기에 관한 것이다.
현재 투명도, 즉 헤이즈(haze) 조절을 위하여 PDLC (polymer dispersed LC) 기술이 사용 되어지고 있다. 상판 및 하판을 ITO 증착 기재를 사용하여 전압을 인가하고, 이에 따라 액정 (LC) 의 배향 방향이 바뀌는 것을 이용하여 투명도 조절을 실현하였다. 하지만 액정의 단가가 매우 높을 뿐 아니라, ITO 기재 역시 까다로운 증착 공정이 필수적으로 수반되며 원하는 저항 값을 갖게 하려면 추가적인 annealing 공정이 필요하기 때문에 단가에 미치는 영향이 상당하다.
또한, 현재 시중에 색상 조절 잉크 제품이 유통되고 있다. 금속 착염, 액정 등을 사용하여 원하는 온도 변이 구간을 설정하여 판매 중이다. 하지만, 상기 잉크 역시 값비싼 재료로 인하여 단가가 매우 높고 색상의 범위가 제한적이기 때문에 적용 분야 및 응용 범위가 매우 한정적이다.
더불어, Rheology and Structure of Thermoreversible Hydrogels(Jun Jiang, "Rheology and Structure of Thermoreversible Hydrogels," Ph.d dissertation, Stony brook university, 2007.) 은, 열에 대하여 가역적인 하이드로겔(Hydrogel) 의 특성을 다룬 논문으로서, 플루로닉(Fluronic) F127 의 마이셀 형성 온도, 졸-겔 전환 온도 및 마이셀 구조 등을 다루고 있다. 하지만, 이러한 하이드로겔의 온도 변환에 따른 졸-겔 전환 특성은 의약 계열에서만 빈번히 사용되어 왔던 것으로서, 이에 대한 활용의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 색상 조절이 가능한 색변환필름 또는 색변환용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 색변환필름 또는 색변환용기를 제조함에 있어서 겔화점(Gel point) 및 운점(Cloud point)를 모두 갖는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 도입함으로써, 상기 온도감응코어층의 투명도 또는 색상을 자발적 또는 인위적으로 구현할 수 있으며 장기적인 구동 신뢰성을 갖는 색변환필름 또는 색변환용기가 얻어지는 것을 알아냄으로써, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은
[1] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
상기 온도감응코어층은 약 0 내지 약 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 약 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점초과 운점이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 약 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
상기 제 3 영역에서 헤이즈가 약 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 약 80 % 미만인 색변환필름이다.
[2] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜과 폴리프로필렌글리콜의 단량체로 형성되는 공중합체인 상기 1 의 색변환필름이다.
[3] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜 약 20 ~ 약 80 질량 % 및 상기 폴리프로필렌글리콜 약 20 ~ 약 80 질량 % 의 단량체로 형성되는 공중합체인 상기 1 의 색변환필름이다.
[4] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체의 분자량은 약 500 내지 약 30,000g/mol 인 상기 1 의 색변환필름이다.
[5] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 가역적 열 겔화 특성을 보유하고, 균질 용액 또는 균일 콜로이드를 형성하는 상기 1 의 색변환필름이다.
[6] 온도감응코어층이 약 0 내지 약 100 ℃ 에서 제 1 영역 및 제 2 영역 대비 제 3 영역내에서 약 3 ~ 약 10000000 배의 점도상승구간이 나타나는 상기 1 의 색변환필름이다.
[7] 온도감응코어층은 첨가제 또는 용매를 포함하는 상기 1 의 색변환필름이다.
[8] 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판을 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 색변환필름이다.
[9] 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제를 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 색변환필름이다.
[10] 온도감응코어층 하부에 점착층을 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 색변환필름이다.
[11] 온도감응코어층 하부에 열선층을 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 색변환필름이다.
[12] 온도감응코어층 및 점착층 사이에 열선층을 포함하는 상기 10 의 색변환필름이다.
[13] 기판의 두께는 약 1 cm 이하인 상기 8 의 색변환필름이다.
[14] 기판에, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우 빛이 상기 기판을 투과하고, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우 빛이 상기 기판을 반사하여 산란되는 상기 8 의 색변환필름이다.
[15] 기판은 투명 필름 또는 색상 필름인 상기 14 의 색변환필름이다.
[16] 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
상기 온도감응코어층은 약 0 내지 약 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 약 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점(gel point)초과 운점(cloud point)이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 약 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
상기 제 3 영역에서 헤이즈가 약 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 약 80 % 미만인 색변환용기이다.
[17] 온도감응코어층에 형성된 외부구조물을 포함하는 상기 16 의 색변환용기이다.
[18] 온도감응코어층 및 외부구조물 사이에 열선층을 포함하는 상기 16 의 색변환용기이다.
[19] 온도감응코어층에 내부 구조물을 포함하는 상기 16 내지 18 의 색변환용기이다.
[20] 외부구조물에, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우 빛이 상기 외부구조물을 투과하고, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우 빛이 상기 외부구조물을 반사하여 산란되는 상기 17 의 색변환용기이다.
본 발명에 따른 색변환필름은, 자발적 또는 인위적 온도 변화에 의해 투명도 또는 색상 조절이 가능하며, 온도에 따른 가역적 열 겔화 특성으로 인하여 침전이 생기지 않거나 불균일하게 생기므로 장기적인 구동 신뢰성을 갖는다. 구체적으로, 기판의 색상을 달리한 경우 온도변화에 의한 기판 전체의 색상이 온도감응코어층의 탁도, 즉 헤이즈의 변화로 인하여 한 가지 또는 두 가지 색상의 혼합으로 발현될 수 있다. 본 발명에 따른 색변환필름은, 열선층에 의해서 원하는 시간에 원하는 위치에서 투명도 또는 색상 조절이 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 색변환용기는, 자발적 또는 인위적 온도 변화에 의해 투명도 또는 색상 조절이 가능하며, 온도에 따른 가역적 열 겔화 특성으로 인하여 침전이 생기지 않으므로 장기적인 구동 신뢰성을 갖는다. 구체적으로, 외부구조물과 내부구조물의 색상을 달리한 경우 온도변화에 의한 외부구조물의 색상이 온도감응코어층의 탁도, 즉 헤이즈의 변화로 인하여 한 가지 또는 두 가지 색상의 혼합으로 발현될 수 있다. 본 발명에 따른 색변환용기는, 열선층에 의해서 원하는 시간에 원하는 위치에서 투명도 또는 색상 조절이 가능할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3a), 기판(1) 및 밀봉제(2)를 포함하는 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3b), 기판(1) 및 밀봉제(2)를 포함하는 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3), 기판(1), 밀봉제(2) 및 점착층(4)을 포함하는 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3), 기판(1), 밀봉제(2) 및 열선층(5)을 포함하는 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3), 기판(1), 밀봉제(2), 점착층(4) 및 열선층(5)을 포함하는 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어층(3) 및 외부구조물(6)을 포함하는 색변환용기의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부구조물(7), 코어층(3) 및 외부구조물(6)을 포함하는 색변환용기의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 8 (a) 은 망상 패턴(mesh type)의 열선을 포함하는 열선층(5)을 나타내는 도면이다.
도 8 (b) 은 지그재그 패턴의 열선을 포함하는 열선층(5)을 나타내는 도면이다.
도 8 (c) 는 망상 패턴 및 지그재그 패턴의 혼합패턴의 열선을 포함하는 열선층(5)을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 투명도 조절 및 색상 조절을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환용기의 투명도 조절 및 색상 조절을 나타내는 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 색상 변화 또는 이미지 변화의 관찰 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.　 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
색변환필름
본 발명은
에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
상기 온도감응코어층은 약 0 내지 약 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 약 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점초과 운점이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 약 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
상기 제 3 영역에서 헤이즈가 약 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 약 80 % 미만인 색변환필름에 관한 것이다.
상기 온도감응코어층이란, 자연적 또는 인위적 외부 온도의 변화에 따라서 그 성질이 바뀌는 층으로, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함한다. 상기 온도감응코어층은 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이(sol-gel phase transition)를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 온도감응코어층은 약 0 내지 약 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타낼 수 있다.
상기 가역적인 졸-겔 상전이란, 온도 등의 외적 조건의 변화에 의해 졸 상태가 겔 상태로 옮겨지고, 온도 등의 외적 조건의 변화에 의해 겔 상태가 졸 상태로 옮겨지는 상 전이를 의미한다.
상기 온도감응코어층은 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하고, 상기 공중합체는, 임계 마이셀 온도(critical micelle temperature) 이상 및 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration)이상에서 상기 공중합체 분자들끼리 모여 마이셀(micelle)이라는 구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 임계 마이셀 농도란 계면활성제 분자의 마이셀이 생성되는 최저의 농도를 의미하고, 상기 임계 마이셀 온도란 상기 공중합체의 마이셀이 생성되는 최저의 온도를 의미한다. 이와 같은 마이셀들이 존재하는 영역에서는 상기 온도감응코어층은 투명한 졸 상태일 수 있다.
상기 공중합체의 농도 및 온도감응코어층의 온도가 더 증가하는 경우, 상기 마이셀들 간에 네트워크가 형성될 수 있으며, 마이셀들간의 네트워크 형성의 극대화로 인하여 상기 온도감응코어층은 겔화를 동반하여 겔 상태로 될 수 있다. 이러한 겔 상태가 되는 온도를 겔화점(Gel point)라 하며, 본발명에서는 온도가 약 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 온도 영역을 제 1 영역으로 정의한다.
또한, 상기 온도감응코어층의 온도가 겔화점에서 더 높아지고, 온도가 운점(Cloud point)에 도달하면, 상기 공중합체의 용해도가 급격히 감소하여 투명하던 상기 온도감응코어층이 현탁될 수 있다. 이러한 현탁 상태가 되는 온도를 운점(Cloud point)라 하며, 본 발명에서는 온도가 겔화점 초과 운점 이하인 온도 영역을 제 2 영역으로 정의한다. 또한, 온도가 운점 초과 약 100 ℃ 이하인 온도 영역을 제 3 영역으로 정의한다. 상기 온도감응코어층은 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃ 에서 겔화점(Gel point) 와 운점(Cloud point)를 모두 가질 수 있다. 겔화점은 운점보다 먼저 나타날 수 있다. 이 경우, 제 2 영역과 제 3 영역은 뒤바뀌는 경우도 있다. 즉, 겔화점이 운점보다 높은 경우도 나타날 수 있다.
본 발명에 따른 상기 온도감응코어층의 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃ 의 온도 변화는 자발적 또는 인위적으로 이루어질 수 있으며, 상기 자발적인 온도 변화는 추가 열 공급원이 없는 자발적인 온도 변화를 의미하며, 상기 인위적인 온도 변화는 추가 열 공급원에 의한 인위적인 변화를 의미한다. 보다 바람직하게는, 상기 자발적인 온도 변화 이용 시에는 온도 변화는 약 20 내지 약 40 ℃ 일 수 있고, 상기 인위적인 온도 변화 이용 시에는 온도 변화는 약 20 내지 약 100 ℃ 일 수 있다 . 상기 추가 열 공급원은 열선층을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 온도감응코어층의 투명도 변화는 탁도, 즉 헤이즈 변화에 의하여 알 수 있다. 이 경우 헤이즈(haze)란, 빛이 투명한 물질 내부를 통과할 때 물질 종류에 따라서 반사나 흡수 외에 물질 고유성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림상 외관을 나타내는 현상을 의미한다. 상기 헤이즈는 투명한 물질에 입사한 광선이 확산되는 정도로 정의될 수 있으며, 상기 온도감응코어층의 헤이즈가 낮을수록 투명하고, 헤이즈가 높을수록 불투명하다. 본 발명에 따른 온도감응코어층의 온도가 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있을 때에는 상기 온도감응코어층의 헤이즈는 약 80 % 미만일 수 있다. 바람직하게는 약 70 % 미만일 수 있다. 보다 바람직하게는, 약 60 % 미만일 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역의 헤이즈는 약 80 % 미만이고, 제 2 영역의 헤이즈는 약 80 % 미만일 수 있다. 운점 이하의 온도에서는 겔화의 유무와는 상관없이, 거의 헤이즈 변화가 없을 수 있다.
또한, 외부 온도의 변화로 인하여 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역으로 이동 시, 상기 공중합체들간에 응집으로 인하여 상기 온도감응코어층의 탁도가 점차 증가하여, 헤이즈는 약 80 % 이상일 수 있다. 바람직하게는 약 90 % 이상일 수 있다. 보다 바람직하게는 약 95 % 이상일 수 있다. 이 경우, 상기 온도감응코어층은 불투명할 수 있다.
구체적으로, 외부 온도로 인한 상기 온도감응코어층의 온도가 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 제 3 영역으로 이동 시, 온도감응코어층의 헤이즈(haze)값이 약 1 시간 이내로 약 80 % 이상에 도달할 수 있다. 보다 바람직하게는 약 30 분 내로 약 80 % 이상에 도달할 수 있다. 또한, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에서 제 1 영역 또는 제 2 영역으로 이동 시, 온도감응코어층의 헤이즈(haze)값이 약 1 시간 이내로 약 80 % 미만에 도달할 수 있다. 보다 바람직하게는 약 30 분 내로 약 80 % 미만에 도달할 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜과 폴리프로필렌글리콜의 단량체로 형성되는 공중합체일 수 있다. 상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜과 폴리프로필렌글리콜의 단량체들이 블록 공중합체를 이루고 있을 수 있다. 또한, 상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드의 단량체들이 블록 공중합체를 이루고 있을 수 있다.
상기 공중합체는 친수성 용매에 녹을 수 있는 물질일 수 있고, 상기 공중합체는 한정되지 않으나, 이중 또는 삼중 블록공중합체 고분자로 정의될 수 있다. 상기 블록 공중합체의 형태는 AB 또는 ABA 형태일 수 있고, BA 또는 BAB 형태일 수도 있다. 이때 A 는 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌옥사이드일 수 있고, B 는 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리프로필렌옥사이드일 수 있다. 상기 삼중 블록 공중합체 고분자는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드일 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜 약 20 ~ 약 80 질량 % 및 상기 폴리프로필렌글리콜 약 20 ~ 약 80 질량 % 의 단량체로 형성될 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜을 약 20 ~ 약 80 질량 % 를 포함하는 경우 용매에 용해될 경우 다른 첨가물 없이도 마이셀의 형성이 가능한 점에서 유리하고, 약 20 질량 % 미만의 경우에는 용매 내에 다량의 공중합체가 용해되어 있더라도 마이셀의 형태를 갖기 어려우며 서로 네트워크를 이루지 않는 문제가 있으며, 약 80 질량 % 를 초과하는 경우, 폴리에틸렌글리콜과 같은 성질의 물질을 추가로 첨가하여 부족한 질량비를 보완하지 않고서는 용매 내에서 공중합체의 마이셀이 형성되는데 어려움이 있을 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체의 분자량은 약 500 내지 약 30,000g/mol 일 수 있다. 보다 바람직하게는 약 900 내지 약 20,000g/mol 일 수 있다. 상기 공중합체의 분자량이 약 500 g/mol 미만일 경우 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드의 질량비가 약 20 ~ 약 80% 영역에 있더라도 분자량이 너무 작기 때문에 마이셀의 형성이 어렵다. 약 30,000 g/mol 초과일 경우 용매에 용해시키는데 어려움이 있을 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 가역적 열 겔화 특성을 보유하고, 균질 용액 또는 균일 콜로이드를 형성할 수 있다.
상기 "가역적 열 겔화 특성" 이란 온도 변화에 따라 가역적으로 졸-겔 상전이가 이루어지는 특성을 의미한다. 상기 가역적 열 겔화 특성으로 인하여 온도의 변화에 따라 가역적으로 졸-겔 상전이가 이루어질 수 있고, 상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체 간에 시간 차 없이 일정 시간 내에 균일하게 가역적 상 전이가 일어남으로써, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체가 균질 용액 또는 균일 콜로이드를 형성할 수 있다. 이는 균질 용액 또는 균일 콜로이드의 응집 및 분산이 층 분리없이 균일하게 일어나는 것을 의미한다.
종래의 비이온성 계면활성제의 경우에는, 외부 온도에 의하여 용액을 가열하는 경우 탁도, 즉 헤이즈값이 증가할 수는 있으나, 비이온성 계면 활성제 내 마이셀이 불규칙적으로 형성되고, 고온에서 유지되는 동안 상기 마이셀들끼리 뭉쳐져서 전체적으로 균일한 용액을 형성하지 못하고 일부 층에만 응집이 형성되어 점차 층 분리가 일어나는 문제점이 있었다. 이후, 상온으로 온도를 저하시킨 경우에도 일정 층만이 투명하게 될 뿐, 층 분리는 사라지지 않았고, 다시 온도가 상승하는 경우에도 층 분리된 채로 다시 일정 층만 탁도가 증가하는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 따른 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 가역적인 열 겔화 특성을 보유하므로 온도의 변화에 따라 종래의 층 분리 없이 균질 용액 또는 균일 콜로이드를 이룰 수 있다.
상기 온도감응코어층이 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃ 에서, 제 1 영역 및 제 2 영역 대비 제 3 영역 내에서 약 3 ~ 약 10000000 배의 점도상승구간이 나타날 수 있다. 바람직하게는 약 10 ~ 약 1000000 배의 점도상승구간이 나타날 수 있다.
본 발명에 따른 온도감응코어층은, 온도 상승에 따라 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 제 3 영역으로의 과정에서 점도가 약 3 배 이상 급격하게 증가하는 온도 구간이 나타날 수 있다. 다만, 이러한 급격한 점도 상승 구간은 제 1 영역 또는 제 2 영역에서도 나타날 수도 있다. 이러한 급격한 점도 상승 효과는 보다 더 온도 상승 시 더욱 강해지거나 오히려 반대로 약해지거나 소멸될 수도 있다. 상기 온도감응코어층의 탁도가 증가할수록 점도가 상승할 수 있고, 탁도가 낮아질수록 점도가 낮아질 수 있다.
상기 온도감응코어층은 첨가제 또는 용매를 포함할 수 있다.
상기 온도감응코어층에 첨가제를 첨가하는 경우, 운점의 범위를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 첨가제의 종류에 따라 상기 공중합체의 운점을 상승시킬 수도 있고, 하락시킬 수도 있다. 상기 첨가제는, 기본물질의 -OH 관능기와 상호 결합(수소 결합(-F, -O, -N, -S, -OH, -NH, -SH 관능기와 결합) 또는 이온 결합(Mg2+, Al3+, Ca2+, K+, Na+, Li+ 등과 결합))이 가능한 물질로서, 기본물질의 용해도에 영향을 미칠 수 있는 물질로 정의한다. 첨가제는 염일 수 있고, KF, KCl, KBr, KCNS, NaCl, NaSCN, Na2SO4, Na3PO4 등이 될 수 있다. 다른 계면활성제로서는 CTAB, SDS, Polyvinylpyrrolidone, urea, C14DMAO 등이 될 수 있다. 단, 상기 공중합체와 용매의 혼합만으로 원하는 운점의 영역이 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위에 있을 때는 첨가제는 사용하지 않을 수도 있다.
상기 첨가제는 용매에 대해 약 50 질량% 이하로 용해될 수 있다. 보다 바람직하게는 약 30 질량% 이하로 녹일 수 있다.
상기 온도감응코어층은 용매를 포함할 수 있다. 바람직하게, 용매는 상기 공중합체와 첨가제가 녹거나 분산될 수 있는 친수성일 수 있다. 이는, 상기 공중합체는 친수성 용매에 녹을 수 있는 물질일 수 있고, 상기 첨가제는 상기 공중합체의 -OH 관능기와 상호 결합 또는 이온 결합이 가능한 물질일 수 있기 때문이다.
상기 용매는 물, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 또는 알코올 등이 될 수 있다. 보다 바람직하게는, 친수성이 제일 강한 용매인 물을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 온도감응코어층이 포함하는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 친수성 용매에 약 0.5 내지 약 70 질량% 로 용해될 수 있다. 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 50 질량% 로 용해될 수 있다. 이로 인해, 상기 온도감응코어층은 겔화점 및 운점 모두를 가질 수 있고, 상기 온도 변화에 따른 가역적 열 겔화 특성을 가질 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 1 을 참고하면, 본 발명의 색변환필름은 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 온도감응코어층(3a); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 및 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2)를 포함할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 2 를 참고하면, 상기 색변환필름은 제 3 영역에 있는 온도감응코어층(3b); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 및 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2)를 포함할 수 있다.
도 1 을 참고하면, 본 발명의 색변환필름은, 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 온도감응코어층(3a); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 및 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2)를 포함할 수 있다.
도 2 를 참고하면, 본 발명의 색변환필름은, 제 3 영역에 있는 온도감응코어층(3b); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 및 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2)를 포함할 수 있다.
상기 온도감응코어층(3a)은 제 1 영역 또는 제 2 영역에서의 온도감응코어층으로 탁도 즉, 헤이즈가 낮아 투명도가 높으므로, 빛이 기판을 투과할 수 있다. 그러나, 상기 온도감응코어층(3b)은 제 3 영역에서의 온도감응코어층으로 탁도 즉, 헤이즈가 높아 불투명하므로 빛이 상기 기판을 반사하여 산란될 수 있다.
구체적으로, 도 9 및 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 투명도 조절 및 색상 조절을 나타내는 도면이다. 도 9 를 참고하면, 기판 중 상판 기재 및 하판 기재가 모두 투명인 경우, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우, 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 미만이고 온도감응코어층이 투명하기 때문에 상판을 통과한 빛이 하판까지 그대로 도달 가능하여 빛의 투과가 가능해진다. 반면, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우, 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 이상이고 온도감응코어층이 불투명해지기 때문에 상판을 통과한 빛이 온도감응코어층에서 전부 산란되어 빛의 투과가 불가능하다.
또한, 상기 기판은 상판 및 하판에 각각 서로 동일하거나 상이한 색상 필름이 부착된 색변환필름일 수 있다. 도 10 을 참고하면, 상판이 색상 1 인 색상 필름이고, 하판이 색상 2 인 색상 필름인 경우에 있어서, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우, 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 미만이고 온도감응코어층이 투명하기 때문에 상판에 부착된 색상 필름의 색상(색상 1)이 하판에 부착된 색상 필름의 색상(색상 2)과 혼합되어 보이게 된다. 즉, 색변환필름의 색상은 색상 1 및 색상 2 가 혼합된 색상이 보여진다. 반면, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우에는 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 이상이고 온도감응코어층이 불투명해지기 때문에 상판에 부착된 색상 필름의 색상(색상 1)과 하판에 부착된 색상 필름의 색상(색상 2)가 분리되어 보인다. 즉, 색변환필름의 색상은 상판 쪽 시각에서는 색상 1 만 보이는 반면, 하판 쪽 시각에서는 색상 2 만 보이게 된다
본 발명에 따른 색변환필름은, 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판을 포함하는 색변환필름일 수 있다.
상기 기판(1)은 상기 온도감응코어층의 일면에만 형성되어 있을 수도 있고, 필요에 따라서 온도감응코어층의 양면에 기판이 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 기판의 재질은 플라스틱, 고무, 유리 등 한정되지 않는다. 기판은 투명 필름, 또는 색상 필름일 수 있다. 상기 색상 필름은 색상을 가지는 필름 모두를 포함한다. 이 경우 색상은 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판이 상기 온도감응코어층의 양면에 형성된 경우 상판 및 하판은 서로 동일하거나 상이한 색상을 가질 수 있다. 상기 기판의 두께는 약 1 cm 이하일 수 있다. 바람직하게는 약 5 mm 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는 약 1.5 mm 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 색변환필름은, 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제를 포함하는 색변환필름일 수 있다. 상기 밀봉제(2)는 온도감응코어층을 고정시키는 물질이면 어떠한 물질이든 가능하다. 예를 들어 상기 밀봉제는 플라스틱 필름, 경화성 레진 또는 실런트를 사용할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름의 단면도를 나타내는 도면이다. 상기 색변환필름은 도 3 에 나타난 바와 같이, 온도감응코어층(3); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2); 및 상기온도감응코어층의 하부에 점착층(4)을 포함할 수 있다.
상기 점착층(4)은 점착제를 포함하는 층을 의미할 수 있다. 점착제는 서로 다른 두 물질을 결합시키기 위하여 사용되는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제는 점착제(Pressure Sensitive Adhesive)는 핫멜트 점착제(Hot Melt Adhesive)-무용매형 점착제, 리무버블 점착제(Removable Adhesive), 리포지셔너블 점착제(Repositionable Adhesive), 아크릴계 점착제(Acrylic Adhesive), 에멀젼 점착제(Emulsion Adhesive/Aqueous/Water based), 영구점착제(Adhesive Permanent), 고무계 점착제(Rubber Based Adhesive) 또는 특수점착제(Specialty Adhesive) 일 수 있다.
도 4 를 참고하면, 본 발명의 색변환필름은, 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 온도감응코어층(3); 상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판(1); 상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제(2); 및 상기 온도감응코어층 하부에 형성된 열선층(5)을 포함할 수 있다.
또한, 도 5 를 참고하면, 상기 색변환필름은 온도감응코어층(3) 및 점착층 (4)사이에 열선층(5)을 포함할 수 있다.
상기 열선층(5)은 열선 필름일 수 있다. 상기 열선 필름은 인위적인 온도 변화가 필요한 경우에 사용할 수 있다. 자발적인 온도 변화가 목적인 색변환필름에서는 제거할 수 있다.
상기 열선 필름은, 열선을 함유하는 기재 또는 열선 보호층을 포함할 수 있다. 상기 기재 또는 열선 보호층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름, 시클로올레핀폴리머(COP)필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)필름. 또는 아크릴 필름일 수 있다. 상기 열선 보호층은 필요에 따라 점착 필름으로 대체할 수 있다. 기재 또는 열선 보호층의 두께는 약 0.01 mm 내지 약 2 mm 일 수 있다. 바람직하게는 약 0.02 mm 내지 약 1 mm 일 수 있다. 상기 열선은 구리, 알루미늄, 니켈, 또는 철 등 일반적인 열선 재료의 단일 또는 2 가지 이상의 합금일 수 있다.
상기 열선층은 상기 기재 상부에 열선을 진공 증착시키면서 형성될 수 있다. 상기 열선은 일정 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열선은 망상 패턴(mesh type), 지그재그 패턴, 또는 망상 패턴 및 지그재그 패턴의 혼합패턴을 포함할 수 있다. 상기 일정 패턴에서, 열선과 근접한 열선 사이의 거리는 약 0.5 μm 내지 약 10 μm 일 수 있다. 바람직하게는 약 1 μm 내지 약 5 μm 일 수 있다.
도 8 (a), 도 8 (b) 및 도 8 (c) 는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환필름을 나타내는 도면이다. 도 8 (a) 의 열선은 망상 패턴(mesh type)을 나타낸 것이다. 도 8 (b) 의 열선은 지그재그 패턴을 나타낸 것이다. 도 8(c) 에서 열선은 상기 망상 패턴 및 지그재그 패턴의 혼합패턴을 나타낸 것이다.
상기 색변환필름은 온도감응코어층의 온도 변화에 따라 투명도 또는 색상 조절이 가능할 수 있다.
색변환용기
본 발명은
에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층 및 상기 온도감응코어층에 형성된 외부 구조물을 포함하되,
상기 온도감응코어층은 약 0 ℃ 내지 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 약 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점(gel point)초과 운점(cloud point)이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 약 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
상기 제 3 영역에서 헤이즈가 약 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 약 80 % 미만인 색변환용기에 관한 것이다.
상기 온도감응코어층은 전술한 바와 같다.
본 발명에 따른 색변환용기는, 상기 온도감응코어층에 형성된 외부구조물을 포함하는 색변환용기일 수 있다.
도 6 및 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환용기를 나타내는 도면이다. 본 발명의 색변환용기는 도 6 에 나타난 바와 같이, 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 온도감응코어층(3); 및 상기 온도감응코어층에 형성된 외부구조물(6)을 포함할 수 있다. 본 발명의 색변환용기는 도 7 에 나타난 바와 같이, 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 온도감응코어층(3); 상기 온도감응코어층에 포함하는 내부구조물(7); 및 상기 온도감응코어층에 형성되는 외부구조물(6)을 포함할 수 있다.
상기 외부구조물(6)은 온도감응코어층의 외부에 형성될 수 있다. 외부구조물의 형태는 어떤 형태든 가능할 수 있다. 외부구조물의 크기는 어떤 크기든 가능할 수 있다. 외부구조물의 재질은 플라스틱, 고무 또는 유리 등 한정하지 않는다. 외부구조물은 투명 필름 또는 색상 필름일 수 있다. 이 경우 색상 필름은 색상을 가지는 필름 모두를 포함할 수 있다. 이 경우 색상은 한정되지 않는다.
상기 내부구조물(7)은 온도감응코어층의 내부에 형성될 수 있다. 내부구조물의 형태는 어떤 형태든 가능할 수 있다. 내부구조물의 크기는 어떤 크기든 가능할 수 있다. 내부구조물의 재질은 플라스틱, 고무 또는 유리 등 한정하지 않는다. 내부구조물은 투명 필름 또는 색상 필름일 수 있다. 이 경우 색상 필름은 색상을 가지는 필름 모두를 포함할 수 있다. 이 경우 색상은 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 색변환용기는, 상기 온도감응코어층과 외부구조물 사이에 점착층을 포함할 수 있고, 상기 온도감응코어층과 외부구조물 사이에 열선층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 색변환용기는 온도감응코어층과 외부구조물 사이에 점착층을 포함하고, 온도감응코어층과 점착층 사이에 열선층을 포함할 수 있다. 상기 점착층, 열선층 및 열선 보호층은 전술한 바와 같다.
구체적으로, 도 11 및 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환용기의 투명도 조절 및 색상 조절을 나타내는 도면이다.
도 11 을 참고하면, 상기 색변환용기에 내부구조물을 포함하지 않는 경우에, 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에서는 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 미만이고 온도감응코어층이 투명하기 때문에 외부구조물의 한 쪽을 통과한 빛이 외부구조물의 다른 쪽까지 그대로 도달 가능하여 투시 가능해진다. 반면, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에서는 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 이상이고 온도감응코어층이 불투명해지기 때문에 외부구조물의 한 쪽을 통과한 빛이 온도감응코어층에서 전부 산란되어 투시 불가능하다.
또한, 본 발명에 따른 색변환용기는 일 실시예에서 내부구조물을 포함할 수 있다. 또한, 외부구조물 또는 내부구조물은 투명 필름 또는 색상 필름을 포함할 수 있다. 즉, 색변환용기가 내부 구조물을 포함하는 경우에, 상기 색변환용기는, 외부구조물과 내부구조물에 각각 동일하거나 상이한 색상 필름일 수 있다. 즉, 이하 색상 1 및 색상 2 는 서로 동일한 색상이거나 서로 상이한 색상인 경우를 포함한다. 도 11 을 참고하면, 외부 구조물이 색상 1 인 색상 필름이고, 내부구조물이 색상 2 인 색상 필름인 경우에 있어서, 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에서는 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 미만이고 온도감응코어층이 투명하기 때문에 외부구조물에 부착된 색상 필름의 색상(색상 1)이 내부구조물에 부착된 색상 필름의 색상(색상 2)과 혼합되어 보이게 된다. 즉, 색변환용기의 색상은 색상 1 및 색상 2 가 혼합된 색상이 보여진다. 반면, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에서는 온도감응코어층의 헤이즈가 약 80 % 이상이고 온도감응코어층이 불투명해지기 때문에 외부구조물에 부착된 색상 필름의 색상(색상 1) 만 보이게 된다.
실시예 및 비교예
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
제조예 1 : 온도감응코어층의 용액 제조
반응 용기에, Pluronic F 127(BASF) 2 질량부: 폴리프로필렌글리콜(Sigma-Aldrich, 분자량 400) 3 질량부: 물 5 질량부를 투입하여 혼합한 후, 5 ℃ 하에서 2 시간 동안 교반하여 완전히 녹여 용액을 제조하였다. 상기 제조된 용액의 운점은 대략 40 ℃ 이었다.
실시예 1 : 색변환필름의 제조
고무판(두께 1.5mm)의 윗면, 아랫면에 각각 PSA 점착층(두께 0.02mm)을 합착하였다. 천공기를 사용하여 합착된 고무판에 2 cm X 3 cm 의 크기의 구멍을 만들었다. 상기 PSA 점착층의 아랫면에 하판으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 0.25mm)을 합착하였다. 고무판의 구멍 내에 상기 제조 예 1 에서 제조된 용액을 투입하였다. 상기 PSA 점착층의 윗면에 상판으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 0.25mm)을 합착하였다.
실시예 2 : 색변환필름의 제조
고무판(두께 1.5mm)의 윗면, 아랫면에 각각 PSA 점착층(두께 0.02mm)을 합착하였다. 천공기를 사용하여 합착된 고무판에 2 cm X 3 cm 의 크기의 구멍을 만들었다. 상기 PSA 점착층의 아랫면에 고무판(두께 1.5mm)을 합착하였다. 고무판의 구멍 내에 상기 제조 예 1 에서 제조된 용액을 투입하였다. 상기 PSA 점착층의 윗면에 고무판(두께 1.5mm)을 합착하였다.
비교예 1 : 색변환필름의 제조
반응 용기에, Tween 80 (Sigma-Aldrich) 및 NaCl 을 물에 녹였다. 이 경우 Tween 80 : NaCl : 물 = 1 : 0.2 : 3 로 하여 용액을 제조하였다. 상기 용액을 사용한 것을 제외하고 실시예 1 과 동일하게 색변환필름을 제조하였다.
실험예
실험예 1 : 헤이즈 변화 측정
실시예 1, 2 및 비교예 1 의 색변환필름에 대하여, 외부 온도를 60 ℃ , 즉 운점 이상의 온도로 올려주고, 그 후 온도를 25 ℃ 로 냉각시킴에 따른, 가역적 상 전이시의 헤이즈 변화를 측정하였다. 그 결과는 하기 [표 1] 및 [표 2] 와 같았다.

시간(분)		 실시예 1
시간(분)		 실시예 2
60℃
헤이즈(%)		 25℃
헤이즈(%)		 60℃
헤이즈(%)		 25℃
헤이즈(%)
0 15 95 0 10 92
1 16 15 1 10 90
2 82 16 2 14 86
3 89 15 3 25 76
4 91 14 4 43 64
5 92 15 5 53 61

-		 10 92 41
12 92 32
15 92 13

시간(분)		 비교예 1
60℃ 헤이즈(%) 25℃헤이즈(%)
0 14 89
1 14 89
2 16 77
3 23 61
4 37 55
5 61 51
10 89
단, 층 분리 有		 43
단, 층 분리 유지, 층 분리된 채로 일정 층만 투명하게 됨.
상기 표 1 을 참고하면, 실시예 1 의 색변환필름은, 운점 이상의 온도 즉 60 ℃ 로 가열 시 약 2 분 이내로 헤이즈가 빠르게 증가하였다. 또한, 운점 이하의 온도, 즉 25 ℃ 로 냉각 시 약 1 분 이내로 헤이즈가 빠르게 감소하였다. 따라서, 실시예 1 에서 제조된 색변환필름은 가열 및 냉각시 가역적 상전이가 빠르고, 빠른 시간 내에 일어나고 헤이즈 변화가 빠름을 알 수 있었다. 또한, 60 ℃ 로의 가열 및 25 ℃ 로의 냉각을 10 번의 사이클동안 반복한 결과, 가역적 상 전이가 상 분리 없이 거의 완벽하게 구현되었는바, 장기 구동성 또한 우수함을 확인하였다.
상기 표 1 을 참고하면, 실시예 2 의 색변환필름은, 운점 이상의 온도 즉 60 ℃ 로 가열 시 약 10 분 이내로 헤이즈가 증가하였다. 또한, 운점 이하의 온도, 즉 25 ℃ 로 냉각시 약 15 분 이내로 헤이즈가 감소하였다. 실시예 2 에서 제조된 색변환필름은 실시예 1 에서 제조된 색변환필름에 비하여 가역적 상 전이 속도가 약간 떨어지기는 하였으나, 가열 및 냉각시 가역적 상전이가 비교적 빠른 시간 내에 일어나고 헤이즈 변화도 비교적 빠르게 나타남을 알 수 있었다.
상기 표 2 를 참고하면, 비교예의 색변환필름은, 25 ℃ 에서 80 ℃ 로 온도를 상승시켰을 때, 헤이즈 값이 약 89 % 에 도달하는 데에 약 10 분이 소요되었다. 또한, 고온에서 유지되는 동안 점차 층 분리가 일어났다. 이후, 상온으로 온도를 저하시킨 경우에도 일정 층만이 투명하게 될 뿐, 층 분리는 사라지지 않았고, 다시 온도가 상승하는 경우에도, 층 분리된 채로 다시 일정 층만 탁도가 증가하였다. 따라서, 80 ℃ 로의 가열 또는 25 ℃ 로 냉각 시 헤이즈의 정확한 측정이 어려웠다.
실험예 2 : 색변환필름의 색상 변화 및 이미지 변화 관찰
1) 실시예 1 또는 비교예 1 의 색변환필름의 하판에 파란색 색종이를 부착하였고, 상판에 노란색 셀로판지를 부착하였다.
2) 실시예 1 또는 비교예 1 의 색변환필름의 하판에 짝수(2,4,6,8,10,12,14,16) 가 프린팅된 투명 스티커를 위치하고, 상판에 홀수(1,3,5,7,9,11,13,15) 가 프린팅된 투명 스티커를 위치하였다.
3) 실시예 1 또는 비교예 1 의 색변환필름의 하판에 작은 그림 6 개를 위치하고, 상판에는 큰 그림 1 개를 위치하였다.
상기 1) 의 색변환필름에 대하여 60 ℃ 로 가열 시, 오븐 안에서의 색상 변화를 관찰하고, 25 ℃ 로 냉각하여 오븐 밖에서의 색상 변화를 관찰하였다. 상기 2) 및 3) 의 색변환필름을 60 ℃ 로 가열 시, 오븐 안에서의 이미지 변화를 관찰하고, 25 ℃ 로 냉각 시 오븐 밖에서의 이미지 변화를 관찰하였다. 그 결과는 하기 표 3 과 같았다.
<이미지 및 색상 변화 평가 기준>
O : 상판과 하판의 이미지 또는 색상이 완벽하게 고립되어 상판의 이미지 또는 색상만 관찰
◎: 상판과 하판의 이미지 또는 색상이 서로 완벽하게 혼합되어 관찰
△: 상판과 하판의 이미지 또는 색상이 깔끔하지 않음.
실험예 실시예 1 비교예 1
2-1) 가열(60℃) 냉각(25℃) 가열(60℃) 냉각(25℃)
O ◎ △ △
2-2) 가열(60℃) 냉각(25℃) 가열(60℃) 냉각(25℃)
O ◎ △ △
2-3) 가열(60℃) 냉각(25℃) 가열(60℃) 냉각(25℃)
O ◎ △ △
상기 표 3 을 참고하면, 상기 2-1) 에서 실시예 1 의 색변환필름의 경우, 가열시 색변환필름의 헤이즈가 약 95 % 까지 상승하기 때문에 상판과 하판의 색상이 완벽하게 고립되어 상판의 노란색만 관찰되는 데 반해, 냉각 시 색변환필름의 헤이즈가 약 15 % 까지 감소하기 때문에, 상판과 하판의 색상이 서로 혼합되어 초록색이 관찰됨을 확인하였다.
반면, 비교예 1 의 색변환필름의 경우에는, 가열시 색변환필름의 헤이즈가 89 % 까지 상승하여 상판과 하판의 색상이 고립되어 상판의 노란색은 관찰되었으나, 층 분리가 있어 깔끔하게 관찰되지 않았다. 또한, 냉각 시에도 층 분리가 유지된 채 용액이 균일하게 분산되지 않아 색상 변화가 깔끔하지 않게 관찰되었다.
상기 표 3 을 참고하면, 상기 2-2) 및 2-3)에서 실시예 1 의 색변환필름의 경우, 가열시 색변환필름의 헤이즈가 약 95 % 까지 상승하기 때문에 상판과 하판의 이미지가 완벽하게 고립되어 상판에 프린팅된 홀수 (상기 2-2), 또는 상판의 큰 그림 1 개 (상기 2-3) 만 관찰되는 데 반해, 냉각 시 색변환필름의 헤이즈가 약 15 % 까지 감소하기 때문에, 상판과 하판의 이미지가 서로 혼합되어, 홀수와 짝수가 전부 관찰되거나 (상기 2-2), 또는 7 개의 그림이 전부 관찰됨을 확인하였다 (상기 2-3).
반면, 비교예 1 의 색변환필름의 경우에는, 가열시 색변환필름의 헤이즈가 85 % 까지 상승하여 상판과 하판의 색상이 고립되어 상판의 그림은 관찰되었으나, 층 분리가 있어 깔끔하게 관찰되지 않았다. 또한, 냉각 시에도 층 분리가 유지된 채 용액이 균일하게 분산되지 않아 이미지 변화가 깔끔하지 않게 관찰되었다 .
도 13 (a), (b) 및 (c) 는 상기 2-1), 2-2) 및 2-3) 의 색변환필름의 색상 또는 이미지 변화를 나타낸 것이다.
상기 2-1), 2-2) 및 2-3) 를 통하여, 본 발명에 따른 온도감응코어층을 이용한 색변환필름은 가역적인 온도 변화에 따라 전 용액 영역에서 균일하게 응집되고 분산되며, 이를 이용하여 색변환필름의 색상 변화 또는 이미지 변화 효과가 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 기판 2: 밀봉제
3a: 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우의 온도감응코어층
3b: 온도가 제 3 영역에 있는 경우의 온도감응코어층
3: 온도감응코어층
4: 점착층 5: 열선층
6: 외부구조물 7: 내부구조물
8: 열선보호층

Claims (20)

  1. 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
    상기 온도감응코어층은 0 내지 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점초과 운점이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
    상기 제 3 영역에서 헤이즈가 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 80 % 미만인 색변환필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜과 폴리프로필렌글리콜의 단량체로 형성되는 공중합체인 색변환필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 폴리에틸렌글리콜 20 ~ 80 질량 % 및 상기 폴리프로필렌글리콜 20 ~ 80 질량 % 의 단량체로 형성되는 공중합체인 색변환필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체의 분자량은 500 내지 30,000g/mol 인 색변환필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체는 가역적 열 겔화 특성을 보유하고, 균질 용액 또는 균일 콜로이드를 형성하는 색변환필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층이 0 내지 100 ℃ 에서 제 1 영역 및 제 2 영역 대비 제 3 영역내에서 3 ~ 10000000 배의 점도상승구간이 나타나는 색변환필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층은 첨가제 또는 용매를 포함하는 색변환필름.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층의 적어도 일면에 형성된 기판을 포함하는 색변환필름.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층을 고정시키는 밀봉제를 포함하는 색변환필름.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층 하부에 점착층을 포함하는 색변환필름.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층 하부에 열선층을 포함하는 색변환필름.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층 및 점착층 사이에 열선층을 포함하는 색변환필름.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 두께는 1 cm 이하인 색변환필름.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판에, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우 빛이 상기 기판을 투과하고, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우 빛이 상기 기판을 반사하여 산란되는 색변환필름.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판은 투명 필름 또는 색상 필름인 색변환필름.
  16. 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 포함하는 온도감응코어층을 포함하되,
    상기 온도감응코어층은 0 내지 100 ℃ 에서 온도 변화에 따라 가역적인 졸-겔 상전이를 나타내며, 온도가 0 ℃ 이상 겔화점 이하인 제 1 영역, 온도가 겔화점(gel point)초과 운점(cloud point)이하인 제 2 영역, 및 온도가 운점 초과 100 ℃ 이하인 제 3 영역을 가지고,
    상기 제 3 영역에서 헤이즈가 80 % 이상이고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 헤이즈가 80 % 미만인 색변환용기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층에 형성된 외부구조물을 포함하는 색변환용기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층 및 외부구조물 사이에 열선층을 포함하는 색변환용기.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항에 있어서,
    상기 온도감응코어층에 내부 구조물을 포함하는 색변환용기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 외부구조물에, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 1 영역 또는 제 2 영역에 있는 경우 빛이 상기 외부구조물을 투과하고, 상기 온도감응코어층의 온도가 제 3 영역에 있는 경우 빛이 상기 외부구조물을 반사하여 산란되는 색변환용기.

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