KR20200046700A - 적외선 반사필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20200046700A KR1020180128223A KR20180128223A KR20200046700A KR 20200046700 A KR20200046700 A KR 20200046700A KR 1020180128223 A KR1020180128223 A KR 1020180128223A KR 20180128223 A KR20180128223 A KR 20180128223A KR 20200046700 A KR20200046700 A KR 20200046700A
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Abstract

본 발명의 적외선 반사필름 및 이의 제조방법은 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타낼 수 있다.

Description

적외선 반사필름 및 이의 제조방법{Infrared reflective film and Manufacturing method thereof}
본 발명은 적외선 반사필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타내는 적외선 반사필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 환경 및 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라서, 에너지 절약 공업 제품에 대한 요구가 높아지고, 그 하나로서 주택, 건물, 자동차 등의 유리 등 차폐부재의 차열, 즉 태양광으로부터의 열부하를 감소시키는데 효과가 있는 유리 및 필름이 요구되고 있다. 통상적으로 건물의 경우 건물에너지 손실의 35%이상의 원인은 건물의 창호성능이며, 창호성능이 저하될 경우 건물의 냉, 난방 공조효율이 같이 저하될 수 있다.
이러한 태양광으로부터의 열부하 감소를 위해 종래에는 주택, 건물, 자동차 등의 유리 등 차폐부재에 착색 및 진공 코팅 플라스틱 필름을 적용해왔다. 그러나, 착색 필름은 일반적으로 근적외선 태양 에너지를 차단하지 못하며, 그에 따라 적외선 반사 필름 또는 태양광 제어 필름으로서 효과적이지 못한 문제점이 있었다. 또한 상기 착색 필름은 흔히 태양광 노출에 의해 탈색이 진행되는 문제점이 있어 사용주기가 짧고 잦은 교체에 따른 비용상승의 문제점이 있었다. 나아가, 착색필름이 다수의 염료로 제작된 경우 염료의 종류에 따라 태양광에 의한 탈색정도가 달라져 필름이 부착된 유리 등 차폐기재는 얼룩이 생거거나 뿌옇게 변해 외관상 심미감을 저하시키는 문제점이 있었다.
이에 따라, 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타내는 적외선 반사필름의 개발이 시급한 실정이다.
KR 10-0753917 B1(2007.08.24)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타내는 적외선 반사필름 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 투명보호층; 상기 투명보호층의 하부에 구비되고, 알루미늄을 포함하는 반사금속층; 및 상기 반사금속층의 하부에 구비되는 기재층;을 포함하고, 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 적외선 반사필름을 제공한다.
(1) (a×b×c)0.2 ≥ 10
(2) (a+b+c)/d ≥ 480
이때, 상기 a는 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율(%), 상기 b는 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%), c는 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%) 및 d는 방사율을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율이 40% 이상일 수 있고, 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 45% 이상일 수 있으며, 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 60% 이상일 수 있다.
또한, 방사율이 0.4 이하일 수 있다.
또한, 상기 투명보호층은 두께가 0.5 ~ 3㎛ 일 수 있다.
또한, 상기 투명보호층은 주제수지를 포함하는 투명보호층 형성 조성물을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 주제수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진을 1 : 0.2 ~ 3.5 : 0.05 ~ 2.5의 중량비로 구비하는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있고, 중량평균분자량이 800 ~ 15,000일 수 있다.
또한, 상기 투명보호층 형성 조성물은 아민가가 8 ~ 23 mg KOH/g인 커플링제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명보호층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 커플링제를 0.5 ~ 2.5 중량부로 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명보호층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 메틸에틸케톤(MEK), 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 부틸아세테이트, 자이렌, 아세트산, 에틸알코올, 메틸알코올, 부틸알코올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 용매를 40 ~ 85 중량부 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사금속층은 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 투과율이 10 ~ 40%일 수 있다.
또한, 상기 기재층은 두께가 15 ~ 150㎛일 수 있다.
또한, 상기 기재층과 반사금속층 사이에 프라이머층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프라이머층은 아크릴계 프라이머, 셀룰로오스계 프라이머, 염화비닐계 프라이머, 우레탄계 프라이머 및 폴리에스테르계 프라이머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 프라이머를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재층 하부에 구비되는 점착층; 및 상기 점착층 하부에 구비되는 이형층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 점착층은 두께가 3 ~ 25㎛일 수 있다.
한편, 본 발명은 투명보호층; 알루미늄을 포함하는 반사금속층; 및 기재층;이 순차적으로 적층되도록 각각을 형성하는 단계;를 포함하고, 제조된 적외선 반사필름은 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 적외선 반사필름 제조방법을 제공한다.
(1) (a×b×c)0.2 ≥ 10
(2) (a+b+c)/d ≥ 480
이때, 상기 a는 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율(%), 상기 b는 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%), c는 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%) 및 d는 방사율을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 반사금속층은 스퍼터링 증착 공정 또는 열증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 열증착 공정은, 알루미늄을 1,300 ~ 1,700℃로 열처리하여 알루미늄 증기를 발생시키는 단계; 및 상기 알루미늄 증기를 기재층의 표면에 증착시키는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용한 용어인 '순차적으로 적층된'이라는 용어는 각 층 사이에 다른 층이 구비될 수도 있고, 다른 층이 구비되지 않고 각 층이 직접적으로 적층될 수 있다는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된 용어이다.
본 발명의 적외선 반사필름 및 이의 제조방법은 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사필름의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사필름(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이 투명보호층(100); 상기 투명보호층(100)의 하부에 구비되는 반사금속층(200); 및 상기 반사금속층(200)의 하부에 구비되는 기재층(300);을 포함한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 반사필름(1000)에 구비되는 각 층에 대하여 설명하기에 앞서서, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)이 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족해야 하는 이유를 설명한다.
적외선 반사필름이 광과 열을 함께 반사함에 따라 적외선 반사필름의 반사율이 낮은 경우 단열성능이 저하되고, 태양열 취득율이 상승하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 방사율이 높을 경우 반사율이 상대적으로 낮아짐에 따라 단열성능이 저하되고 태양열 취득율이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라, 적외선 반사필름은 소정의 반사율과 방사율을 나타내야하며, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 모두 만족한다.
조건 (1)로써 (a×b×c)0.2 ≥ 10이고, 바람직하게는 (a×b×c)0.2 ≥ 10.4일 수 있으며, 조건 (2)로써 (a+b+c)/d ≥ 480이고, 바람직하게는 (a+b+c)/d ≥ 515일 수 있다.
이때, 상기 a는 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율(%), 상기 b는 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%), c는 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%) 및 d는 방사율을 나타낸다.
만일 상기 조건 (1)에서 (a×b×c)0. 2 가 10 미만이면 단열성능이 저하되고, 태양열 취득율이 상승하는 문제가 발생할 수 있고, 조건 (2)에서 (a+b+c)/d가 480 미만이면 단열성능이 저하되고, 태양열 취득율이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
이하, 적외선 반사필름(1000)에 구비되는 각 층에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 상기 투명보호층(100)에 대하여 설명한다.
상기 투명보호층(100)은 적외선 반사필름(1000), 특히 반사금속층(200)을 보호하는 기능을 하고, 방사율 유지 내구성을 현저히 향상시키는 기능을 수행하는 것으로, 주제수지를 포함하는 투명보호층 형성 조성물을 통해 형성된다.
상기 투명보호층(100)을 구비함에 따라서 별도의 하드코팅층을 구비하지 않더라도 내구성 및 강도확보가 가능하고, 추가적으로 방사율 유지 내구성이 우수한 효과까지 모두 동시에 달성할 수 있다.
상기 주제수지는 당업계에서 투명보호층을 형성하는데 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진을 모두 구비하는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 주제수지가 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진을 모두 구비하는 랜덤 공중합체를 포함하는 경우, 상기 주제수지에 구비되는 랜덤 공중합체는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진을 1 : 0.2 ~ 3.5 : 0.05 ~ 2.5의 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.3 ~ 3 : 0.06 ~ 2의 중량비로 구비할 수 있다. 만일 상기 우레탄 아크릴레이트 및 에폭시변성 아크릴레이트의 중량비가 1 : 0.2 미만이면 표면 경도가 낮아져 적외선 반사필름 시공 시 스크래치가 발생할 문제가 있을 수 있고, 중량비가 1 : 2.5를 초과하면 적외선 반사필름의 유연성이 저하되어 표면에 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 만일 상기 우레탄 아크릴레이트 및 아크릴 레진의 중량비가 1 : 0.05 미만이면 가교도가 저하되어 충분한 경화가 이루어지지 않을 수 있으며, 원하는 경도에 도달하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 중량비가 1 : 2.5를 초과하면 가교도가 상승하여 표면에 크랙이 발생할 수 있다.
또한, 상기 주제수지에 포함되는 랜덤 공중합체는 중량평균분자량이 800 ~ 15,000, 바람직하게는 중량평균분자량이 1,000 ~ 10,000일 수 있다. 만일 상기 주제수지에 포함되는 랜덤 공중합체의 중량평균 분자량 이 800 미만이면 투명보호층이 지나치게 딱딱해져 크랙이 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 15,000을 초과하면 충분한 가교가 일어나지 않아 완전 경화가 되지 않는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 투명보호층 형성 조성물은 후술하는 반사금속층(200)과의 부착성을 증진시키기 위하여 커플링제를 더 포함할 수 있다.
상기 커플링제는 당업계에서 통상적으로 커플링제로 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 메틸에틸프로필계 커플링제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 커플링제는 아민가가 8 ~ 23 mg KOH/g, 바람직하게는 아민가가 10 ~ 20 mg KOH/g일 수 있다. 만일 상기 커플링제의 아민가가 8 mg KOH/g 미만이면 경화품질이 저하되어 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 아민가가 23 mg KOH/g을 초과하면 경화가 급속히 진행되어 균일한 두께의 투명보호층을 형성할 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 방사율 유지 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 투명보호층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 커플링제를 0.5 ~ 2.5 중량부로, 바람직하게는 0.7 ~ 1.5 중량부로 더 포함할 수 있다. 만일 상기 투명보호층 형성 조성물에 더 포함되는 커플링제가 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만이면, 목적하는 수준으로 반사금속층(200)과의 부착성을 향상시킬 수 없음에 따라 방사율 유지 내구성이 저하될 수 있고, 2.5 중량부를 초과하면 과다한 커플링제의 사용으로 오히려 계면의 부착 성능이 저하됨에 따라 방사율 유지 내구성이 저하될 수 있다.
그리고, 상기 투명보호층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 용매를 40 ~ 85 중량부, 바람직하게는 50 ~ 80 중량부 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 용매는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 용매라면 제한 없이 사용할 수 있으며 바람직하게는 메틸이소부틸케톤(MIBK), 메틸에틸케톤(MEK), 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 부틸아세테이트, 자이렌, 아세트산, 에틸알코올, 메틸알코올, 부틸알코올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 투명보호층(600)은 두께가 0.5 ~ 3㎛일 수 있고, 바람직하게는 두께가 0.7 ~ 2.8㎛일 수 있다. 만일 상기 투명보호층(600)의 두께가 0.5㎛ 미만이면 방사율의 유지 내구성 및 표면 내구성이 저하될 수 있고 내후성 색차변화가 증가할 수 있으며, 두께가 3㎛를 초과하면 방사율이 상승하는 문제가 있을 수 있다.
다음, 상기 투명보호층(100)의 하부에 구비되는 반사금속층(200)에 대해 설명한다.
상기 반사금속층(200)은 낮은 방사율과 태양열 취득율 및 우수한 반사율을 나타내는 효과를 발현하는 것으로, 알루미늄을 포함한다. 이에 따라, 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수한 효과를 달성할 수 있다. 또한, 종래의 Ag를 적용한 반사필름에 비하여 박막화에 매우 유리할 수 있고, 경제적으로 약 25 ~ 50배 현격히 유리할 수 있다.
상기 반사금속층(200)은 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 투과율이 10 ~ 40%일 수 있고, 바람직하게는 평균 투과율이 15 ~ 35%일 수 있다. 만일 파장 400 ~ 780 ㎚에서 상기 반사금속층의 평균 투과율이 10% 미만이면 과도하게 낮은 가시광선 투과도로 인해 윈도우용 적외선 반사필름으로 사용하는 데에 매우 부적합하여 결코 바람직하지 않으며, 평균 투과율이 40%를 초과하면 단열성능이 저하될 수 있고, 방사율 및 태양열 취득율이 높아질 수 있으며, 반사율이 저하될 수 있다.
상기 평균 투과율은, 당업계에서 통상적으로 두께가 과도하게 얇은 금속층을 사용할 경우 두께의 측정이 매우 용이하지 않음에 따라, 두께 보다는 투과율 수치로 나타내며, 즉, 상기 평균 투과율을 통해 반사금속층의 두께를 간접적으로 유추할 수 있다. 이때 평균 투과율이 낮다는 것은 반사금속층의 두께가 상대적으로 두껍다는 것을 의미하고, 평균 투과율이 높다는 것은 반사금속층의 두께가 상대적으로 얇다는 것을 의미한다.
다음, 상기 반사금속층(200)의 하부에 구비되는 기재층(300)에 대해 설명한다.
상기 기재층(300)은 적외선 반사필름(1000)의 지지층 역할을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 지지층 역할을 수행하는 기재층에 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 PET을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 프라이머처리, 플라즈마 또는 코로나 표면 처리된 PET 필름을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재층(300)은 두께가 15 ~ 150㎛, 바람직하게는 두께가 23 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 상기 기재층(300)의 두께가 15㎛ 미만이면 열풍건조 및 UV 경화 시 발생되는 열로 인한 기재의 변형을 초래할 수 있고, 롤투롤 공정 중 코팅막의 균일도를 위해 기재에 가해지는 텐션에 의해 기재층이 찢어지는 문제가 발생할 수 있으며, 두께가 150㎛를 초과하면 원재료 비용상승 및 한 롤에 감을 수 있는 필름 길이가 짧아져 롤의 교체시간 증가로 인한 공정시간 증가의 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 상기 기재층(300)과 반사금속층(200) 사이에 프라이머층을 더 포함할 수 있다.
상기 프라이머층은 상기 반사금속층(200) 형성 시 기재층(300)과 반사금속층(200)의 부착력을 향상시키고, 이에 따라 내구성을 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 프라이머층은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 프라이머라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 프라이머, 셀룰로오스계 프라이머, 염화비닐계 프라이머, 우레탄계 프라이머 및 폴리에스테르계 프라이머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 프라이머를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 상기 기재층(300) 하부에 구비되는 점착층(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 점착층(400)은 적외선 반사필름(1000)을 유리에 점착시키는 기능을 하는 것으로, 통상적으로 적외선 반사필름에 사용할 수 있는 점착층의 성분이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 유도체를 포함하는 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용할 수 있다.
또한, 상기 점착층(400)은 두께가 3 ㎛ ~ 25 ㎛, 바람직하게는 두께가 5 ㎛ ~ 20 ㎛일 수 있다. 만일 상기 점착층(400)의 두께가 3 ㎛ 미만이면 점착력이 저하될 수 있고, 두께가 25 ㎛를 초과하면 원재료 비용 상승과 경화시간이 길어져 생산속도 저하 및 많은 열량이 필요하게 되어 에너지 소모가 커지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 상기 점착층(400) 하부에 구비되는 이형층(500);을 더 포함할 수 있다.
상기 이형층(500)은 당업계에서 통상적으로 이형층에 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘계, 아크릴계, 또는 우레탄계 이형층을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 적외선 반사필름(1000)을 유리에 부착 시, 상기 이형층(500)을 적외선 반사필름(1000)에서 박리한 후 점착층(400)이 유리에 접하도록 부착시킬 수 있다.
한편, 상기 이형층(500)은 두께가 15 ㎛ ~ 150 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ ~ 145 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 상술한 조건 (1) 및 (2)를 만족하도록 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율이 40% 이상일 수 있고, 바람직하게는 42% 이상일 수 있으며, 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 45% 이상일 수 있고, 바람직하게는 47% 이상일 수 있으며, 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 60% 이상일 수 있고, 바람직하게는 62% 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)이 상술한 파장영역에서의 평균 반사율 범위를 만족함에 따라 태양열 취득율이 낮고, 단열성능이 우수한 효과를 동시에 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 상술한 조건 (2)를 만족하도록 방사율이 0.4 이하일 수 있고, 바람직하게는 방사율이 0.35 이하일 수 있다. 만일 상기 방사율이 0.4를 초과하면 단열성능이 저하되고, 태양열 취득율이 높아지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 태양열 취득율(SHGC)이 0.4 이하 및 KS F 2274에 의거한 내후성 색차가 3 이하일 수 있고, 바람직하게는 태양열 취득율(SHGC)이 0.37 이하 및 KS F 2274에 의거한 내후성 색차가 2.5 이하일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 적외선 반사필름(1000)은 투명보호층, 반사금속층 및 기재층이 순차적으로 적층되도록 각각을 형성하는 단계;를 포함하는 제조방법을 통해 제조된다.
이때, 상기 반사금속층은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 스퍼터링 증착 공정 또는 열증착 공정을 통해 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 열증착 공정을 통해 형성 될 수 있다. 상기 열증착 공정을 통해 반사금속층을 형성하는 경우 경제적인 측면에서 매우 유리할 수 있다.
상기 열증착 공정을 통해 반사금속층을 형성하는 경우, 상기 열증착 공정은 알루미늄을 1,300 ~ 1,700℃로, 바람직하게는 1,350 ~ 1,650℃로 열처리하여 알루미늄 증기를 발생시키는 단계; 및 상기 알루미늄 증기를 기재층의 표면에 증착시키는 단계;를 포함하여 수행할 수 있다.
구체적으로, 먼저 기재층을 10-2 Torr 이하의 진공도를 적용하여 기재층을 순간적으로 건조 및 탈 가스(gas)시키고, 10-4 Torr 이하의 챔버에서 알루미늄을 상술한 온도로 열처리함으로써 반사금속층을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 적외선 반사필름 및 이의 제조방법은 태양열 취득율 및 방사율이 낮고, 반사율이 우수하며, 단열성능이 우수한 동시에 내구성 및 강도가 우수하고, 내후성 색차 변화가 적은 효과를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 적외선 반사필름을 윈도우에 적용 시 매우 적합하다는 것을 알 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
먼저 기재층으로 플라즈마 표면 처리되고, 아크릴계 프라이머층이 형성된 두께 25㎛의 PET 기재를 10-2 Torr 이하의 진공도를 적용하여 탈 가스(gas)시키고, 10-4 Torr 이하의 진공 챔버에서 순도 99.9%의 고순도 알루미늄을 1,450℃로 가열하여 열증착을 통해 탈 가스시킨 기재층의 상부에 두께 30㎚의 반사금속층을 형성하였다.
이후, 상기 반사금속층의 상부면에, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진가 1 : 1 : 0.5의 중량비로 공중합된 중량평균분자량이 2,500인 랜덤 공중합체를 포함하는 주제수지 100 중량부에 대하여 아민가가 15 mg KOH/g인 메틸에틸프로필계 커플링제(BYK-C8000, BYK) 1 중량부 및 메틸이소부틸케톤을 포함하는 용매 75 중량부를 구비하는 투명보호층 형성 조성물을 마이크로그라비아 방법으로 코팅하고, 60℃에서 3분 동안 건조 후, 광량 400mJ/㎠의 UV로 경화를 수행하여 두께 1㎛의 투명보호층을 형성시켰다.
상기 기재층 하부면에, 점착층 형성성분으로 메타아크릴레이트를 포함하는 점착층 형성 조성물을 콤마코팅 방법을 통해 두께 12 ㎛의 점착층을 형성하고, 상기 그리고, 상기 점착층의 하부면에 이형층을 형성하여 적외선 반사필름을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 19 및 비교예 1 ~ 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 파장 400 ~ 780㎚에서 반사금속층의 평균 투과율, 투명보호층 두께, 커플링제 함량, 주제수지의 중량평균분자량, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진의 중량비 등을 변경하여 표 1 내지 표 3과 같은 적외선 반사필름을 제조하였다.
<실험예>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 각각의 적외선 반사필름에 대하여, 적외선 반사필름의 이형필름을 박리하고, 두께 3 ㎜의 창유리에 이형필름을 박리한 적외선 반사필름의 점착층이 접하도록 부착한 후 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
1. 방사율 측정
유리판이 공간에 방사하는 열방사 방사력의 같은 온도의 흑체가 방사하는 열방사 방사력에 대한 비율로, 상온의 열방사 파장영역 5 ~ 50㎛ 중 적어도 5 ~ 25㎛를 측정할 수 있는 분광 측정기로 측정한 분광 반사율을 이용하여 KS L 2514에 명시된 방법으로 계산한 수직 방사율 값(수정 방사율)을 나타내었다.
2. 평균 반사율 측정
분광광도계(UV-VIS-NIR Spectrophotometer, Perkin-Elmer, Lambda 950, U.S.A)로 KS L 2016:2014, 6.3 광학적 성능시험에 의거하여 파장 400 ~ 780㎚, 파장 800 ㎚ 이상 ~ 2500 ㎚ 이하에서의 각각 평균 반사율을 측정하고, 분광광도계(FT-IR Spectrophotometer, Nicolet, 6700, U.S.A)로 파장 2500 ㎚ 초과 ~ 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율을 측정하였다.
3. 태양열 취득율 측정
창유리면에 수직으로 입사하는 태양방사에 대하여 유리 부분을 투과하는 태양방사의 방사속과 유리에 흡수되어 실내 쪽으로 전달되는 열류속을 합한 것의, 입사하는 태양방사의 방사속에 대한 비율로, KS L 2514의 시험 방법으로 태양열 취득율을 측정하였다.
4. 방사율 유지 내구성 평가
온도 85℃, 상대습도 85%에서 500시간 동안 방치시킨 후, 상기 방사율 측정방법과 동일한 방법으로 방사율을 측정하였다.
5. 내후성 색차 변화 평가
KS L 2016 방법 중 내후성 측정방법으로 색차 변화를 평가하였다.
6. 열 관류율 평가
KS L 2016 창 유리용 필름의 측정방법으로 열 관류율을 측정하였다.
7. 표면 내구성 평가
실시예 및 비교예에 따른 적외선 반사필름에 대하여, 표면에 아무런 이상이 없는 경우 - ○, 표면에 크랙 발생, 스크래치 발생 및 검은 반점 발생 등 어떠한 이상이라도 발생하는 경우 - ×로 하여 표면 내구성을 평가하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 실시예
7
반사금속층 평균 투과율(%) 25 5 15 35 25 25 25
투명보호층 두께(㎛) 1 1 1 1 0.2 0.7 2.8
투명보호층 형성 조성물 커플링제 함량
(중량부)		 1 1 1 1 1 1 1
주제수지 중량평균분자량 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
우레탄 아크릴레이트 및 에폭시변성 아크릴레이트 중량비 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1
우레탄 아크릴레이트 및 아크릴레진 중량비 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5
수정 방사율 0.27 0.22 0.23 0.29 0.25 0.27 0.28
평균
반사율
(%)		 300~700㎚ 43 45 45 42 43 43 42
800~1300㎚ 48 50 49 47 48 48 47
1350~1800㎚ 63 66 65 62 64 63 62
조건(1), (abc)0.2 10.54 10.82 10.75 10.41 10.57 10.54 10.41
조건(2), (a+b+c)/d 570.4 731.8 691.3 520.7 620 570.4 539.3
태양열 취득율 0.27 0.25 0.26 0.28 0.28 0.27 0.27
방사율 유지 내구성 0.28 0.25 0.25 0.30 0.63 0.29 0.29
내후성 색차 변화 0.5 0.5 0.5 0.5 4.6 1.6 0.4
열관류율 (W/㎡K) 3.5 2.7 3.0 3.8 3.4 3.5 3.7
표면 내구성 평가 ○ ○ ○ ○ × ○ ○
구분 실시예
8		 실시예
9		 실시예
10		 실시예
11		 실시예
12		 실시예
13		 실시예
14
반사금속층 평균 투과율(%) 25 25 25 25 25 25 25
투명보호층 두께(㎛) 1 1 1 1 1 1 1
투명보호층 형성 조성물 커플링제 함량
(중량부)		 0.2 1.5 3 1 1 1 1
주제수지 중량평균분자량 2500 2500 2500 600 9000 20000 2500
우레탄 아크릴레이트 및 에폭시변성 아크릴레이트 중량비 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:0.1
우레탄 아크릴레이트 및 아크릴레진 중량비 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5 1:0.5
수정 방사율 0.28 0.27 0.28 0.29 0.28 0.28 0.28
평균
반사율
(%)		 300~700㎚ 43 43 43 43 43 42 42
800~1300㎚ 47 48 48 48 48 48 48
1350~1800㎚ 62 63 62 62 63 63 63
조건(1), (abc)0.2 10.46 10.54 10.51 10.51 10.54 10.49 10.49
조건(2), (a+b+c)/d 542.9 570.4 546.4 527.6 550 546.4 546.4
태양열 취득율 0.28 0.27 0.28 0.28 0.27 0.29 0.27
방사율 유지 내구성 0.52 0.28 0.51 0.46 0.29 0.46 0.46
내후성 색차 변화 0.5 0.5 0.5 2.7 0.7 1.2 0.7
열관류율 (W/㎡K) 3.5 3.5 3.5 3.6 3.5 3.5 3.5
표면 내구성 평가 ○ ○ × × ○ × ×
구분 실시예
15		 실시예
16		 실시예
17		 실시예
18		 실시예
19		 비교예
1		 비교예
2
반사금속층 평균 투과율(%) 25 25 25 25 25 50 25
투명보호층 두께(㎛) 1 1 1 1 1 1 2.5
투명보호층 형성 조성물 커플링제 함량
(중량부)		 1 1 1 1 1 1 1
주제수지 중량평균분자량 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
우레탄 아크릴레이트 및 에폭시변성 아크릴레이트 중량비 1:2.5 1:4 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1
우레탄 아크릴레이트 및 아크릴레진 중량비 1:0.5 1:0.5 1:0.03 1:1.8 1:3 1:0.5 1:0.5
수정 방사율 0.27 0.28 0.28 0.28 0.28 0.63 0.51
평균
반사율
(%)		 300~700㎚ 43 42 43 43 43 36 41
800~1300㎚ 48 47 48 47 48 42 46
1350~1800㎚ 63 63 62 62 62 57 61
조건(1), (abc)0.2 10.54 10.45 10.51 10.46 10.51 9.71 10.28
조건(2), (a+b+c)/d 570.4 542.9 546.4 542.9 546.4 214.3 290.2
태양열 취득율 0.28 0.27 0.28 0.28 0.29 0.56 0.28
방사율 유지 내구성 0.29 0.43 0.45 0.35 0.47 0.65 0.51
내후성 색차 변화 0.7 1.3 1.4 0.7 0.8 0.5 0.1
열관류율 (W/㎡K) 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 9.4 4.4
표면 내구성 평가 ○ × × ○ × ○ ○
상기 표 1 내지 표 3에서 알 수 있듯이,
본 발명에 따른 400 ~ 780㎚에서 반사금속층의 평균 투과율, 투명보호층 두께, 커플링제 함량, 주제수지의 중량평균분자량, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진의 중량비 등을 모두 만족하는 실시예 3, 4, 6, 7, 9, 12, 15 및 18이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 5, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 19 및 비교예 1 ~ 2에 비하여, 방사율, 태양열 취득율이 낮고, 반사율, 방사율 유지내구성, 단열성능 및 표면 내구성이 우수한 동시에 내후성 색차 변화가 적은 효과를 모두 동시에 달성할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 실시예 2는 방사율, 태양열 취득율이 낮고, 반사율, 방사율 유지내구성, 단열성능 및 표면 내구성이 우수한 동시에 내후성 색차 변화가 적었으나, 평균 투과율이 매우 낮음에 따라, 과도하게 낮은 가시광선 투과도로 인해 윈도우용 적외선 반사필름으로 사용하는 데에 매우 부적합하였다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 투명보호층
200 : 반사금속층
300 : 기재층
400 : 점착층
500 : 이형층

Claims (18)

  1. 투명보호층;
    상기 투명보호층의 하부에 구비되고, 알루미늄을 포함하는 반사금속층; 및
    상기 반사금속층의 하부에 구비되는 기재층;을 포함하고,
    하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 적외선 반사필름:
    (1) (a×b×c)0.2 ≥ 10
    (2) (a+b+c)/d ≥ 480
    이때, 상기 a는 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율(%), 상기 b는 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%), c는 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%) 및 d는 방사율을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율이 40% 이상이고,
    파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 45% 이상이며,
    파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율이 60% 이상인 적외선 반사필름.
  3. 제1항에 있어서,
    방사율이 0.4 이하인 적외선 반사필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명보호층은 두께가 0.5 ~ 3㎛인 적외선 반사필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명보호층은 주제수지를 포함하는 투명보호층 형성 조성물을 통해 형성되는 적외선 반사필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주제수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진을 1 : 0.2 ~ 3.5 : 0.05 ~ 2.5의 중량비로 구비하는 랜덤 공중합체를 포함하고, 중량평균분자량이 800 ~ 15,000인 적외선 반사필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 투명보호층 형성 조성물은 아민가가 8 ~ 23 mg KOH/g인 커플링제를 더 포함하는 적외선 반사필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투명보호층 형성 조성물은,
    상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 커플링제를 0.5 ~ 2.5 중량부로 더 포함하는 적외선 반사필름.
  9. 제5항에 있어서, 상기 투명보호층 형성 조성물은,
    상기 주제수지 100 중량부에 대하여, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 메틸에틸케톤(MEK), 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 부틸아세테이트, 자이렌, 아세트산, 에틸알코올, 메틸알코올, 부틸알코올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 용매를 40 ~ 85 중량부 더 포함하는 적외선 반사필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반사금속층은 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 투과율이 10 ~ 40%인 적외선 반사필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은 두께가 15 ~ 150㎛인 적외선 반사필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기재층과 반사금속층 사이에 프라이머층;을 더 포함하는 적외선 반사필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프라이머층은 아크릴계 프라이머, 셀룰로오스계 프라이머, 염화비닐계 프라이머, 우레탄계 프라이머 및 폴리에스테르계 프라이머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 프라이머를 포함하는 적외선 반사필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기재층 하부에 구비되는 점착층; 및
    상기 점착층 하부에 구비되는 이형층;을 더 포함하는 적외선 반사필름.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 점착층은 두께가 3 ~ 25㎛인 적외선 반사필름.
  16. 투명보호층; 알루미늄을 포함하는 반사금속층; 및 기재층;이 순차적으로 적층되도록 각각을 형성하는 단계;를 포함하고,
    제조된 적외선 반사필름은 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 적외선 반사필름 제조방법:
    (1) (a×b×c)0.2 ≥ 10
    (2) (a+b+c)/d ≥ 480
    이때, 상기 a는 파장 400 ~ 780 ㎚에서의 평균 반사율(%), 상기 b는 파장 800 ㎚ 이상, 2500 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%), c는 파장 2500 ㎚ 초과, 50000 ㎚ 이하에서의 평균 반사율(%) 및 d는 방사율을 나타낸다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 반사금속층은 스퍼터링 증착 공정 또는 열증착 공정을 통해 형성되는 적외선 반사필름 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 열증착 공정은,
    알루미늄을 1,300 ~ 1,700℃로 열처리하여 알루미늄 증기를 발생시키는 단계; 및
    상기 알루미늄 증기를 기재층의 표면에 증착시키는 단계;를 포함하는 적외선 반사필름 제조방법.
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