KR20190070481A - 적외선 차단 다층 필름 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 적외선 차단 다층 필름은, 보다 넓은 영역에서 적외선을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 근적외선 영역에서의 차단율이 높아 열에너지 차단 효율이 우수하다. 이에, 건축물, 자동차 외장유리 등의 적외선 차단 필름으로 적용되어 여름철 에어컨 소비를 감소시키거나 겨울철 난방열의 손실을 막아 에너지를 절약할 수 있다.

Description

적외선 차단 다층 필름{INFRARED RAY SHIELDING MULTI-LAYER FILM}
실시예는 건축물, 자동차의 외장 유리 등에 적용가능한 적외선 차단 다층 필름에 관한 것이다.
최근 태양으로부터 들어오는 열에너지를 막아 실내 온도를 낮추는 여러 필름들이 제안되고 있다.
예컨대, 적외선의 특정 영역의 빛을 흡수하는 물질을 사용하여 필름을 제조하고, 제조된 필름을 유리면에 부착시켜 열에너지를 차단하는 방안이 제시되고 있다. 그러나, 이러한 필름들은 적외선 차단율을 높이면 가시광선 영역의 빛도 같이 차단되어 시인성의 문제가 발생한다. 또한, 대부분의 적외선 영역의 빛을 흡수하기 때문에 필름이나 유리의 온도가 증가되어 열차단 효율이 저하되는 등의 문제점이 있어, 건축물 외부의 유리창이나 자동차용으로의 사용이 제한적이었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 가시광 반사가 적고 적외선 차단 효율이 높은 필름들이 개발되었다. 일례로, 한국 공개번호 제2012-0073753호는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 단독 수지층, 또는 혼합 수지층들을 적층시킨 반사층 및 보호층으로 이루어진 다층 필름을 개시하고 있다. 또한, 한국 공개번호 제2011-0089770호는 PET, 폴리에틸렌계, 폴리에스터계, 폴리락트산 등의 단독 수지층 또는 혼합 수지층들을 적층시킨 반사층 및 보호층으로 이루어진 다층필름을 개시하고 있다.
이처럼, 에너지 효율을 증가시키기 위한 다양한 적외선 차단 기술들이 지속적으로 개발중이며, 에너지 효율 증가에 대한 요구는 점차 증가하는 추세이다.
한국 공개특허공보 제2012-0073753호 한국 공개특허공보 제2011-0089770호
따라서, 실시예는 가시광 영역에서의 투과율을 일정 수준으로 유지하여 시인성을 확보하면서, 보다 넓은 영역의 적외선, 특히, 근적외선 영역의 파장을 차단하여 실내 온도를 낮추어 에너지 소비를 줄일 수 있는 열차단 효율이 높은 필름을 제공한다.
실시예는 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층된 반사층, 및 상기 반사층의 양면에 형성되는 보호층을 포함하되, 상기 반사층과 보호층이 공압출되어 적층된 구조를 가지며, 상기 보호층이 근적외선 흡수제를 포함하고, 상기 근적외선 흡수제가 WOx(2.45≤x≤2.999)로 표시되는 미립자, MyWOz (M=Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn, Al, Cu 중 어느 하나 이상, 0.1≤y≤3, 1≤z≤15)로 표시되는 미립자, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 적외선 차단 다층 필름을 제공한다.
또한, 실시예는 폴리에스테르 수지를 포함하는 제1 수지층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시키고, 아크릴계 수지를 포함하는 제2 수지층 조성물을 200 내지 250℃에서 용융시키며, 폴리에스테르 수지, 근적외선 흡수제, 분산안정제 및 계면활성제를 포함하는 보호층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시킨 후, 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층되어 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 양면에 보호층이 형성되도록 상기 조성물들을 공압출하는 것을 포함하는 적외선 차단 다층 필름의 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 적외선 차단 다층 필름은, 보다 넓은 영역에서 적외선을 차단할 수 있고, 특히, 근적외선 영역에서의 차단율이 높아 열에너지 차단 효율이 우수하다. 또한, 가시광선 영역에서의 빛 투과율이 높아 시인성이 우수하다. 이에, 건축물, 자동차 외장유리 등의 적외선 차단 필름으로 적용되어 여름철 에어컨 소비를 감소시키거나 겨울철 난방열의 손실을 막아 에너지를 절약할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 적외선 차단 다층 필름의 단면도이다.
도 2는 실시예 1 내지 3에서 제조한 다층 필름의 파장별 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 3 및 4는 비교예 1 내지 4에서 제조한 단층 및 다층 필름의 파장별 투과율을 나타낸 그래프이다.
실시예는 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층된 반사층, 및 상기 반사층의 양면에 형성되는 보호층을 포함하되, 상기 반사층과 보호층이 공압출되어 적층된 구조를 가지며, 상기 보호층이 근적외선 흡수제를 포함하고, 상기 근적외선 흡수제가 WOx(2.45≤x≤2.999)로 표시되는 미립자, MyWOz (M=Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn, Al, Cu 중 어느 하나 이상, 0.1≤y≤0.5, 2.2≤z≤3.0)로 표시되는 미립자, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 적외선 차단 다층 필름을 제공한다.
보호층
상기 보호층은 텅스텐 산화물을 근적외선 흡수제로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층은 WOx로 표시되는 미립자, MyWOz으로 표시되는 미립자, 또는 이들의 혼합물인 근적외선 흡수제를 포함할 수 있으며, 이때, 상기 x는 2.45 내지 2.999이며, 상기 y는 0.1 내지 3이고, 상기 z는 1 내지 15이며, 상기 M은 Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn, Al 및 Cu로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상이다. 보다 구체적으로, 상기 미립자는 CsWO3, LiWO3, RbWO3 , AlWO3 등일 수 있다. 또한, 상기 미립자는 1 내지 800nm, 50 내지 600nm, 50 내지 500nm, 또는 70 내지 300nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 근적외선 흡수제는 상기 보호층 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 또는 1 내지 3 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내일 때, 근적외선 차단 효과가 우수하여 에너지 절감 및 경제적인 측면에서 효율적이다. 나아가, 필름의 헤이즈를 5% 이하로 조절할 수 있어 투명도 측면에서 보다 우수하다.
상기 보호층은 폴리에스테르 수지, 분산안정제 및 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 프리폴리머일 수 있다. 프리폴리머란 일반적으로 일종의 최종성형품을 제조함에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 단독, 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 성형할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량(Mw)은 40 내지 70g/mol, 예를 들어, 45 내지 70g/mol, 예를 들어, 55 내지 65g/mol 일 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 디올 화합물과 디카르복실산 화합물을 에스테르화 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 제조에 사용되는 디올 화합물은, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-프로판디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸 글리콜), 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디메틸-1,5-펜탄디올, 스피로글리콜(spiroglycol, 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸), 디에틸렌글리콜(2-(2-히드록시에톡시)에탄-1-올) 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 제조에 사용되는 디카르복실산 화합물은, 예를 들어, 테레프탈산, 디메틸테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카복실산, 오르토프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복실산 등의 지방족 디카르복실산; 지환식 디카르복실산; 이들의 에스테르화물; 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 보호층은 상기 폴리에스테르 수지를 40 내지 70 중량%, 또는 55 내지 65 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
상기 분산안정제는 1,1-디클로로에탄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 아디핀산염계 화합물, 아마이드계 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분산안정제는 1,1-디클로로에탄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트)(poly(1,6-hexamethylene adipate)), N,N'-디벤질-1,6-디아미노헥산(N,N'-dibenzyl-1,6-diaminohexane), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 분산안정제는 1,1-디클로로에탄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트), N,N'-디벤질-1,6-디아미노헥산 등을 포함할 수 있다.
보다 더 구체적으로, 상기 분산안정제는 이의 총 중량을 기준으로 1,1-디클로로에탄 1 내지 20 중량%, 수산화칼륨 1 내지 20 중량%, 수산화나트륨 1 내지 20 중량%, 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트) 10 내지 50 중량%, 및/또는 N,N'-디벤질-1,6-디아미노헥산 20 내지 60 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
상기 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트)는 수평균분자량(Mn)이 100 내지 10,000g/mol 일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트)는 수평균분자량이 1,000 내지 10,000g/mol, 1,000 내지 7,000g/mol, 또는 1,000 내지 5,000g/mol 일 수 있다.
상기 보호층은 총 중량에 대하여, 상기 분산안정제를 0.1 내지 30 중량%, 또는 0.5 내지 30 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 소듐 도데실 설페이트, 소듐 도데실벤젠 설포네이트, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트, 소듐 헥실벤젠 설포네이트, 구연산(citric acid), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 소듐 도데실 설페이트, 소듐 도데실벤젠 설포네이트, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트, 소듐 헥실벤젠 설포네이트, 구연산 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 계면활성제는 이의 총 중량을 기준으로 소듐 도데실 설페이드 10 내지 50 중량%, 소듐 도데실벤젠 설포네이트 10 내지 40 중량%, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트 1 내지 20 중량%, 소듐 헥실벤젠 설포네이트 1 내지 20 중량%, 및/또는 구연산 10 내지 50 중량%을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 보호층은 총 중량에 대하여, 상기 계면활성제를 5 내지 50 중량%, 또는 5 내지 30 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
상기 보호층은 5㎛ 내지 50㎛, 5㎛ 내지 30㎛, 또는 5㎛ 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 폴리에스테르 수지, 분산안정제, 계면활성제 및 근적외선 흡수제를 포함하는 혼합조성물을 중합반응시킨 고분산 폴리에스테르 수지로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 고분산 폴리에스테르 수지는 0.35 dl/g 내지 1.50dl/g, 또는 0.50dl/g 내지 0.80dl/g의 고유점도를 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 굴절률이 적정 수준을 유지하여 적외선, 특히 근적외선 영역의 파장이 효과적으로 흡수될 수 있다.
반사층
상기 반사층은 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층된 적층체 형태일 수 있다. 또한, 상기 반사층은 일축 및/또는 이축 방향으로 연신된 형태일 수 있다.
상기 제1 수지층은 폴리에스테르 수지를 포함하고, 상기 제2 수지층은 아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 포함할 수 있고, 권취성 향상을 위해 실리카 입자를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제2 수지층은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 단독 수지일 수 있다.
상기 제1 수지층의 일층은 130nm 내지 200nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 제2 수지층의 일층은 150nm 내지 250nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위 내일 때, 효율적으로 광을 반사시킬 수 있다. 이때, 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층은 각각 상기 반사층의 일 두께 방향으로 점점 증가하는 두께 구배를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층의 경우, 최소 두께와 최대 두께의 차이가 13 내지 20nm일 수 있고, 상기 제2 수지층의 경우, 최소 두께와 최대 두께의 차이가 15 내지 25nm일 수 있다. 상기 두께 구배는 연신에 의해 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층은 연신에 의해 다양한 두께로 조절되어 두께 구배를 가질 수 있고, 이로부터 각 층간의 굴절률이 차이를 갖게 된다. 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층간의 굴절률 차이는 특정 파장의 빛을 선택적으로 반사 또는 투과하는 광학 간섭을 일으켜 반사 특성을 발휘할 수 있다. 나아가, 연신 방향 및 연신비를 조절함으로써 일정 방향의 빛만 반사시키는 편광 특성을 발휘할 수도 있다.
상기 제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하는 반사층은 총 150층 이하, 100층 이하, 50 내지 150층, 또는 50 내지 100층으로 적층될 수 있다.
이때, 상기 제1 수지층 및 제2 수지층은 적층수에 따라 층간 굴절률에 차이를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층 및 제2 수지층은 100층 미만으로 적층될 때, 0.25 내지 0.50, 또는 0.25 내지 0.35의 굴절률 차이를 갖고, 100층 내지 200층으로 적층될 때, 0.15 내지 0.50, 또는 0.15 내지 0.35의 굴절률 차이를 가지며, 200층을 초과하여 적층될 때, 0.12 내지 0.50, 또는 0.12 내지 0.35의 굴절률 차이를 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 제1 수지층 및 제2 수지층 간의 굴절률 차이가 적절히 조절되어 적외선, 특히 근적외선 영역의 파장이 효과적으로 반사될 수 있다.
나아가, 상기 제1 수지층의 폴리에스테르 수지 및 제2 수지층의 아크릴계 수지는 1: 2 내지 10, 또는 3 내지 8의 고유점도비를 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 제1 수지층 및 제2 수지층간의 밀착력이 향상되어 경화 후에도 적층된 상태를 유지할 수 있다.
상기 필름은 도전성 부여를 위해 상기 보호층의 외면에 금속 산화물층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물층은 안티몬 주석 산화물(Antimony tin oxide, ATO), 인듐 주석 산화물(Indium tin oxide, ITO), 텅스텐 산화물(Tungsten Oxide), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 금속 코팅층은 통상의 점착제를 매개로 인라인 코팅, 그라비아 코팅 등의 방법으로 코팅될 수 있다.
상기 필름은 400 내지 780nm 파장의 가시광선 영역에서의 평균 투과율이 50% 이상, 60% 이상, 또는 50 내지 70%일 수 있다. 또한, 상기 필름은 800 내지 2,000nm, 또는 800 내지 1,800nm 파장의 적외선 영역에서의 평균 투과율이 50% 미만, 또는 40% 미만일 수 있다. 나아가, 상기 필름은 950nm의 근적외선 영역에서의 차단율이 90% 이상, 또는 95% 이상으로, (근)적외선 영역의 파장을 효과적으로 차단할 수 있다.
나아가, 상기 필름은 가시광선 영역의 평균 투과율이 50% 이상, 또는 50 내지 70%일 수 있다.
상기 적외선 차단 필름은 L*a*b* 표색계에서 b*값이 -1.5 내지 1.7일 수 있다.
또한, 상기 필름은 5% 이하, 3% 이하, 또는 1.5% 이하의 헤이즈를 가질 수 있다.
실시예는 폴리에스테르 수지를 포함하는 제1 수지층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시키고, 아크릴계 수지를 포함하는 제2 수지층 조성물을 200 내지 250℃에서 용융시키며, 폴리에스테르 수지, 근적외선 흡수제, 분산안정제 및 계면활성제를 포함하는 보호층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시킨 후, 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층되어 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 양면에 보호층이 형성되도록 상기 조성물들을 공압출하는 것을 포함하는 상기 적외선 차단 다층 필름의 제조방법을 제공한다.
실시예는 앞서 설명한 바와 같은 제1 수지층, 제2 수지층 및 보호층의 조성물들을 용융시킨 후 공압출함으로써 다층 필름으로 제조가능하다.
구체적으로, 상기 보호층은 프리폴리머에 분산안정제, 계면활성제 및 근적외선 흡수제를 첨가하고 가열하여 중합함으로써 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지의 중합 도중에 근적외선 흡수제를 첨가하여 분산도를 높임으로써, 가시광선의 투과율 및 근적외선 영역의 광의 차단율이 높은 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지, 분산안정제, 계면활성제, 및 근적외선 흡수제는 앞에서 설명한 바와 같다.
상기 보호층의 원료가 되는 조성물과 제1 수지층으로서 PET 수지, 및 제2 수지층으로 PMMA 수지를 각각의 압출기에서 용융시킨 후, 공압출하여 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층된 형태의 반사층 및 상기 반사층의 양면에 보호층이 형성된 적외선 차단 다층 필름을 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예에 따른 적외선 차단 다층 필름은, 보다 넓은 영역에서 적외선을 차단할 수 있고, 특히, 근적외선 영역에서의 차단율이 높아 열에너지 차단 효율이 우수하다. 또한, 가시광선 영역에서의 빛 투과율이 높아 시인성이 우수하다. 이에, 건축물, 자동차 외장유리 등의 적외선 차단 필름으로 적용되어 여름철 에어컨 소비를 감소시키거나 겨울철 난방열의 손실을 막아 에너지를 절약할 수 있다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
제조예 1 : 보호층 조성물의 제조
테레프탈산(TPA) 1,000g과 에틸렌글리콜(EG) 550g을 혼합한 후, 약 170℃의 온도에서 약 20시간 동안 에스테르화 반응시켜 프리폴리머(폴리에스테르 수지)를 제조하였다. 이후 분산안정제 430.6g, 계면활성제 215.3g, 및 근적외선 흡수제(제조사: 케이앤피나노, 제품명: ANP-TF, 화학식: CsyWOz, 이때, y는 1 내지 2, z는 1 내지 10, 평균 입경: 272.2nm) 22.4g을 첨가하고, 교반하여 혼합하였다.
상기 분산안정제로는 1,1-디클로로에탄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 폴리(1,6-헥사메틸렌 아디페이트)(수평균분자량: 약 3,800g/mol) 및 N,N'-디벤질-1,6-디아미노헥산을 1 : 1 : 1 : 3 : 4의 중량비로 포함하는 혼합물을 사용하였다. 또한, 상기 계면활성제로는 소듐 도데실 설페이트, 소듐 도데실벤젠 설포네이트, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트, 소듐 헥실벤젠 설포네이트 및 구연산을 3 : 2 : 1 : 1 : 3의 중량비로 포함하는 혼합물을 사용하였다. 혼합된 조성물을 275℃에서 3시간 동안 중합반응시켜 고분산 폴리에스테르 수지(중량평균분자량: 35,000g/mol, 고유점도(IV): 0.68 dl/g)를 제조하였다.
제조예 2 : 제1 수지층 조성물의 제조
제1 수지층으로서 PET 수지(SKC사, 고유점도 0.8dl/g)를 사용하였다.
제조예 3 : 제2 수지층 조성물의 제조
제2 수지층으로 PMMA 수지(IF870S, LG MMA)를 사용하였다. 이때, 상기 PMMA 수지의 용융지수(Melt Flow Index)는 24.0g/10분이다.
실시예 1 : 적외선 차단 다층 필름의 제조
상기에서 제조한 보호층 조성물, 제1 수지층 조성물 및 제2 수지층 조성물을 각각 통상의 제습 드라이어와 패들(paddle) 드라이어를 사용하여 건조한 후, 3개의 압출기에 각각 공급하였다. 상기 보호층 조성물을 280℃에서 용융시키고, 제1 수지층을 280℃에서 용융 및, 제2 수지층을 230℃에서 용융시켰다. 그 다음, 다층 형성용 피드(feed) 블록에 공급하였다. 다층 형성용 블록으로 공급된 제1 수지층 조성물은 71층, 제2 수지층은 72층으로 분기시킨 후, 제1 수지층과 제2 수지층이 교대로 적층되도록 하였다. 구체적으로, 제1 수지층 일층의 두께는 135 내지 166nm이고, 각 층은 상기 범위 내에서 연속적으로 변화하도록 하여 총 71층이 되도록 하였다. 또한, 제2 수지층 일층의 두께는 150 내지 160nm이고, 각 층은 상기 범위 내에서 연속적으로 변화하도록 하여 총 72층이 되도록 하였으며, 제1 수지층 및 제2 수지층의 총 두께가 35㎛가 되도록 하였다. 이때, 제1 수지층 및 제2 수지층을 교대로 적층할 때마다 초기 두께에서 (△d x 1/적층수)만큼 두께를 향상시켜서 두께 구배가 형성되도록 적층시켰다. 이때, △d는 층간 두께 차이이다.
상기 143층의 적층체(제1 수지층 + 제2 수지층)의 양면에는 7.5㎛ 두께의 보호층이 배치되도록 하였고, 상기 145층의 다층 필름을 공압출하여 두께 40㎛의 적외선 차단 다층 필름을 제조하였다.
실시예 2 및 3 : 적외선 차단 다층 필름의 제조
근적외선 흡수제의 함량을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1의 방법과 동일하게 수행하여 적외선 차단 다층 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 3 : 반사층을 포함하지 않는 단층 필름의 제조
상기 제조예 1의 보호층 조성물을 이용하여 두께 30㎛의 단층 필름을 제조하되, 근적외선 흡수제의 함량을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1의 보호층 제조방법과 동일하게 수행하여 반사층을 포함하지 않는 단층 필름을 제조하였다.
비교예 4 : 보호층을 포함하지 않는 다층 필름의 제조
상기 제조예 2 및 3의 제1 수지층 조성물 및 제2 수지층 조성물을 이용하여 두께 35㎛의 필름을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1의 반사층 제조방법과 동일하게 수행하여 보호층을 포함하지 않는 다층 필름을 제조하였다.
시험예 1 : 950nm 파장을 갖는 광의 차단율( % )
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 필름들에 대하여 EDTM사의 SD2400으로 950nm 파장을 갖는 광의 차단율을 측정하였다.
시험예 2 : 헤이즈 ( % )
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 필름을 210 mm × 297 mm × 25 ㎛(가로 × 세로 ×두께)로 절단하고 25℃에서 NDH-5000W 헤이즈미터를 사용하여 ASTM D 1003 방법으로 필름의 헤이즈를 측정하였다.
시험예 3 : L*a*b* 표색계
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 필름들에 대하여 스펙트로 포토메터(제조사: HunterLab, 모델명: UltraScan Pro)을 사용하여 칼라를 측정하였다.
시험예 4 : 자외선 차단율, 가시광선 평균 투과율 및 자외선-가시광선 스펙트럼
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 필름들에 대하여 SHIMADZU 사의 UV-2450를 이용하여 자외선-가시광선 스펙트럼(UV-VIS spectrum)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 표 1 내지 3 및 도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 적외선 차단 다층 필름은 400 내지 780nm 영역의 가시광선의 투과율이 50% 이상이며, 800 내지 2,000nm의 영역의 적외선의 투과율이 50% 이하, 특히, 950nm의 근적외선 파장에서의 투과율이 0%에 근접한 것을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1 내지 3의 반사층을 포함하지 않는 단층의 필름 및 비교예 4의 보호층을 포함하지 않는 필름은 근적외선 영역의 차단율, 색차계, 헤이즈 중 어느 하나 이상의 결과가 실시예의 필름들보다 저조하였다.
110(111, 112) : 보호층
120 : 반사층
121 : 제1 수지층
122 : 제2 수지층

Claims (20)

  1. 제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층된 반사층; 및
    상기 반사층의 양면에 형성되는 보호층을 포함하되, 상기 반사층과 보호층이 공압출되어 적층된 구조를 가지며,
    상기 보호층이 근적외선 흡수제를 포함하고,
    상기 근적외선 흡수제가 WOx(2.45≤x≤2.999)로 표시되는 미립자, MyWOz (M=Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn, Al, Cu 중 어느 하나 이상, 0.1≤y≤3, 1≤z≤15)로 표시되는 미립자, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수제가 상기 보호층 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%의 양으로 포함되는, 적외선 차단 다층 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호층이 폴리에스테르 수지, 분산안정제 및 계면활성제를 추가로 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호층이 상기 폴리에스테르 수지 40 내지 70 중량%, 분산안정제 0.1 내지 30 중량%, 및 계면활성제 5 내지 50 중량%의 양으로 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호층이 5㎛ 내지 50㎛의 두께를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 보호층이 상기 폴리에스테르 수지, 분산안정제, 계면활성제 및 근적외선 흡수제를 포함하는 혼합조성물을 중합반응시킨 고분산 폴리에스테르 수지로 이루어지며,
    상기 고분산 폴리에스테르 수지가 0.35 dl/g 내지 1.50 dl/g의 고유점도를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 수지층이 폴리에스테르 수지를 포함하고, 제2 수지층이 아크릴계 수지를 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 수지층 및 제2 수지층이
    100층 미만으로 적층될 때, 0.25 내지 0.50의 굴절률 차이를 갖고,
    100층 내지 200층으로 적층될 때, 0.15 내지 0.50의 굴절률 차이를 가지며,
    200층을 초과하여 적층될 때, 0.12 내지 0.50의 굴절률 차이를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 폴리에스테르 수지 및 제2 수지층의 아크릴계 수지가 1:2 내지 10의 고유점도비를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 수지층이 일 두께 방향으로 진행될수록 점점 증가하는 두께 구배를 갖고,
    상기 제2 수지층이 상기 두께 방향으로 진행될수록 점점 증가하는 두께 구배를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 일층이 130 내지 200nm의 두께를 갖고, 상기 제2 수지층의 일층이 150 내지 250nm의 두께를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사층이 50 내지 150층으로 적층되는, 적외선 차단 다층 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반사층이 50 내지 100층으로 적층되는, 적외선 차단 다층 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 필름이 상기 보호층의 외면에 금속 산화물층을 추가로 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 금속 산화물층이 안티몬 주석 산화물(ATO), 인듐 주석 산화물(ITO), 텅스텐 산화물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 적외선 차단 다층 필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 필름의 적외선 차단 영역이 800 내지 1,800nm 인, 적외선 차단 다층 필름.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 필름의 950nm에서의 근적외선 차단율이 95% 이상인, 적외선 차단 다층 필름.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 필름의 가시광선 영역의 평균 투과율이 50 내지 70%인, 적외선 차단 다층 필름.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 필름이 5% 이하의 헤이즈를 갖는, 적외선 차단 다층 필름.
  20. 폴리에스테르 수지를 포함하는 제1 수지층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시키고, 아크릴계 수지를 포함하는 제2 수지층 조성물을 200 내지 250℃에서 용융시키며, 폴리에스테르 수지, 근적외선 흡수제, 분산안정제 및 계면활성제를 포함하는 보호층 조성물을 250 내지 300℃에서 용융시킨 후,
    제1 수지층 및 제2 수지층이 교대로 적층되어 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 양면에 보호층이 형성되도록 상기 조성물들을 공압출하는 것을 포함하는, 제1항의 적외선 차단 다층 필름의 제조방법.
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