KR910004715B1 - 태양광선 제어필름의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

태양광선 제어필름의 제조방법

제 1 도는 본 발명의 이해를 돕기 위해, 종래의 일반적인 태양광선 제어필름의 구조를 나타낸 단면도.

제 2 도는 본 발명의 방법으로 제조된 태양광선 제어필름의 구조를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 2 : 알루미늄 증착층

3 : 접착제층 4 : 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름

5 : 강압접착제층 6 : 폴리프로필렌 필름

7 : 표면보호막 8 : 금속증착층

9 : 수성용액 10 : 유리창

11 : 태양광선 제어필름

본 발명은 우수한 내마모성과 높은 적외선 반사율을 갖는 다양한 색상의 태양광선 제어필름을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 종래에 제조된 태양광선 제어필름보다 내마모성 및 유연성이 우수하고, 증착필름의 색상이 다양하면서 적외선 반사율이 향상된 태양광선 제어필름의 제조방법에 대한 것이다.

태양광선 제어필름은 첫째, 적외선 투과를 감소시켜 여름에는 실내온도의 상숭을 억제하여 주고, 둘째 자외선을 차단시키므로써 실내 장구류의 노화를 방지시켜 주며, 셋째, 가시광선 투과를 줄여 주므로써 태양광선에 의한 눈부심을 감소시켜 시계의 안락함을 부여함과 동시에, 넷째 충격을 받을 경우에도 유리가 비산되지 않아 안전을 유지하여 준다. 이러한 특성을 이용하여 건물 유리창 및 자동차 유리등에 폭넓게 이용되고있다.

태양광선 제어필름의 일반적인 구성 형태는 투명한 플라스틱 필름과, 필름 한 면에 얇게 증착시킨 알루미늄 금속층, 보호 접착제층, 투명한 플라스틱 필름, 감압 접착체증, 이형 필름으로 구성되어 있으며, 상기 감압 접착제는 보관시에 점착성을 갖지 않도록 흔입되는 첨가제에 의해 활성화되어 있지 않으나 필름을 유리에 수착할때 사용하는 수성용액에 의해 첨가제가 용해되면서 점착력이 살아난다.

또한 태양광선 제어필름의 반복사용올 위해 유리창에 부착되는 접착제에 대해서도 많은 연구가 거듭되어 왔으며 그 예로는, 미국 특허 제3290203호, 제3776805호, 제4095013호 및 일본 특개소 제53-23377호 등을 들 수 있다.

최근에는 종래 제품들의 단점인 내마모성을 보완하기 위하여 표면 보호막 코팅에 집중적인 연구가 거듭되고 있는 것이나, 그에 따른 유연성 및 제조공법의 제한 때문에 뚜렷한 효과를 거두지는 못하고 있는 설정이었다 즉, 유럽 특허 제0049083호에서는 지르코늄 옥사이드 및 실리콘 옥사이드 혼합물을 사용하여 내마모성, 내후성을 향상시켰지만 유연성이 부족하여 장기간 보관시 보호막의 경도로 인하여 쉽게 균열이 생기는 단점이 수반되고 있는 것이며, 일본 특개소 제57-59749호에서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 증착된 알루미늄 박막 위에 실리콘 옥사이드를 증착시켜 보호층을 제조하므조써 내습성, 내열성 및 내마모성을 향상시켰다. 그러나, 실리콘 옥사이드를 알루미늄 박막 위에 제조할 수 있는 방법은 스퍼터법, 이온 플레이팅법 등으로 제한되어 있으며, 제조 공정이 까다롭고, 제조원가도 상승하게 되는 한편, 유연성에 있어서도 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 비해 상당히 뒤떨어지는 단점이 지적되고 있는 것이다 이와 더불어 미국특허 제3943105호에서 제시된 바와에 의하면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 염료 용액에 통과시켜 여러색상의 필름을 제조하였지만, 이 방법은 필름 염색을 하기 위한 별도공정이 요구되며, 균일한 색상을 제조하기 위해서는 일정한 농도로 필름에 도포시켜야 하는데 이러한 코팅용액은 도포시간, 제품의 길이 및 도포조건에 따라 농도 차이가 현저하게 발생하며, 폐수처리 문제등의 공정상 많은 문제점들이 초래된다.

본 발명은 종래 제조 방법에 나타난 상기 결점을 보완할 수 있도록 내마모성 및 유연성이 우수하고, 금속증착 공정에서 적외선 반사기능과 색상을 동시에 보유할뿐만 아니라, 가시투과도가 높은 태양광선 제어필름의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 태양광선 제어필름을 제조함에 있어서, 이측연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 단면에 금속 또는 금속 산화물의 박막이 증착된 태양광선 제어필름에 내후성이 강한 접착제를 도포하여 적층필름을 제조한 것으로서, 내마모성 및 유연성이 우수하며, 여러 색상의 증착필름 제조가 가능한 태양광선 제어필름의 제조 방법을 특징으로 하고 있다.

이축연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은, 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 80중량% 이상 함유한 중합체를 이축연신시킨 필름으로서, 두께는 10-100㎛, 가시광선 투과율이 75%이상의 것이 특히 좋다. 이 필름의 단면에 박막을 제조하는 금속으로는, 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pb), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(2n), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금들이 있지만 본 발명에는 구리, 크롬 및 알루미늄을 사용하여 여러색상의 증착 필름을 제조하였으며, 박막 두께는 20-200Å범위에서 증착하였다. 표면 보호막은 금속 증착이면에 금속 산화물 또는 유기 중합체를 설정하는 것으로서 금속 산환물로는 산화티탄(TiO₂), 이산화규소(SiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂)들이 있으나, 필름 유연성이 적어 롤상태로 장기간 보관시 필름 표면에 균열이 쉽게 생기는 단점이 있다. 또한 유기 중합체로는 삼차원 가교 중합체가 적절하며, 멜라민 포름알데히드 수지, 요소 포름알데히드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 에틸렌-아크릴 공중합체, 유기실란 등의 화합물이 있으며, 본 발명에서는 멜라민 포름 알데히드를 사용하여 내마모성 및 유연성을 향상시켰다.

본 발명에 적용한 제조방법은 가시광선 투광율 20%이상(파장 550nm의 전광선 투과율) 적외선 방사율 70%이상(과장 2500nm로 측정)으로서, 내마모성 및 유연성이 우수하며, 여러 색상의 태양광선 제어필름 제조에 유효한 것이다.

이와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 제 1 도는 종래의 제어필름에 대한 종단면 예시도로서, 태양광선 제어필름은 투습성이 있는 중합체(1), 증착된 알루미늄층(2), 접착제층(3), 투습성이 있는 중합체(4), 재사용 가능한 감압접착제(5), 이형필름(6)으로 구성되어 있다. 상기의 구성중 알루미늄층(2)은 부분적으로 태양광선을 흡수, 투과 및 반사시키며, 그 외에는 모두 광학적으로 투명하다. 또한 중합체(1,4)는 시판되고 있는 이축연시 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 일반적으로 사용되고 있는 증착된 알루미늄층(2)은 투명한 필름(1)표면에 기화율, 진공도, 증착밀도 등을 조절하여 저항가열법으로 제조하며, 접착제(3)은 증착알미늄(2) 또는 필름(4)의 한면에 도포되고, 감압접착제(5)는 필름(4)의 이면에 도포하여 이형필름(6)과 접합되어 있다. 대개 필름(1,4)의 두께는 10-50㎛ 범위로서 특히 10-25㎛가 좋고, 접착제(3) 및 감압접착제(5)의 두께는 1-3㎛이 바람직하며, 증착알미늄(2)의 두께는 200Å 이내의 범위로서 가시광선 투과도가 10-60%범위이다.

상기, 접착제(3)은 케톤 및 알코올계를 용매로 한 폴리우레탄 수지로써 적층필름 형성을 위해 필름 표면에 그라비아코터, 리버스코터, 에어나이프코터등의 한 방법으로 도포된다. 감압접착제(5)는 노화를 방지시켜주는 자외선 흡수제를 함유한 아크릴 수지를 적정한 방법으로 필름(4)표면에 도포되고, 이형필름(6)은 실리콘이 처리된 종이 또는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 뿐만 아니라, 우레탄이 도포된 폴리에스터 필름도 사용되며, 이같은 이형필름(6)의 두께는 10-40㎛이 많이 이용된다. 이렇게 제조된 태양광선 제어필름은 은빛색상을 띄면서 적정수준의 가시광선 투과도 및 적외선 반사도를 갖게 되는 것이다.

본 발명에 의해 제조된 태양광선 제어필름은 제 2 도에 도시되고 있는 바와 같이 표면보호막(7), 투습성이 있는 중합체(1), 증착된 금속층(8), 접착제층(3), 투습성이 있는 중합체(4), 재사용 가능한 감압접착제(5), 이형필름(6)으로 구성되어 있다. 중합체(1,4)는 이축연신 펄리에틸렌 테레프탈레이트 필름이며, 금속층(8)은 필름(1)표면에 알루미늄 이외에 구리, 크롬등의 금속을 2×10^-5Torr의 진공분위기하에서 12KV의 전자빔으로 용융기화시켜 미세구조를 갖는 박막을 제조하였다. 이때 증발원과 필름(1)간의 거리는 25cm이며, 기화율은 50Å/초였다. 박막두께는 50-l50Å의 범위이며, 이 증착필름은 금속의 종류에 따라 각각 다른 색상을 띄게 된다. 표면보호막(7)은 증착금속층(8)이면에 아크릴 공중합체 30-70중량%, 멜라민 수지 (아메리칸 시안아미드 제품, 사이엘 303) 10-30중량%, 파라톨루엔술폰산 0.2-0.5중량%, 벤조트리아졸 1-5중량%, 페놀계산화방지제 1-5중량%를 유기용매에 교반 용해시켜 20-50%용액으로 만든 후 그라비아코터 또는 리버스코터로써 도포하여 완전히 건조 경화시켜 구성되고, 완전히 경화된 도포 두께는 2㎛이내로 한다. 이상에서 도층된 표면보호막(7)은 200-300nm 영역에서 발생되는 자외선을 흡수하여 장기간 노출시 자외선에 의한 노화를 방지시켜주게 된다. 접착제층(3)은 금속증착층(8) 또는 중합체(4)의 한면에 폴리우레탄수지(모로톤리오콜 제품, 에드코드 76R 36) 10-30중량%, 경화제 0.3-2중량%, 메틸에틸케톤/톨루엔/셀로솔브아세테이트 홉합 용매 40-80중량%의 혼합비를 갖는 수지를 도포하여 건조후 필름을 적층시키게 되며 감압접착제층(5)은 아크릴 공중합체를 케톤/알코올계의 혼합 용매에 용해시켜 20-40중량%의 용액을 제조하여 중합체(4)이면에 도포시킨 다음, 이형필름(6)을 적층시킨다. 이형필름(6)은 파라핀 왁스를 처리한 이축연신 폴리프로필렌 필름을 사용하였으며 그 두께는 20㎛이 가장 효과적이다.

한편, 수성액(9)은 유리창(10)에 태양광선 제어필름(11)을 용이하게 부착될 수 있도록 감압접착제(5)의 접착력을 감소시켜주게 된다. 유리창(10)에 태양광선 제어필름(11)이 완전히 고정되기까지 수성액(9)을 가하므로써 필름의 유동을 원활하게 할 수 있게 되고, 유리창과 필름사이에 존재하는 일련의 공기들을 빠져나가게 하는 것으로서, 수성액(9)은 극성이기 때문에 감압접착제를 용해하지는 않는다.

이상에서와 같은 본 발명의 방법에 따라 제조된 태양광선 제어필름은 종래 방법에서 나타나는 내마모성, 유연성 및 종착필름의 단일 색상등의, 문제점을 해결하여, 내마모성 및 유연성이 우수하며, 여러 색상을 띄게 되었다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서 사용된 내마모성 시험은 ASIM.D 1044에 의거하여 CS-10F 휠로 마노시켰으며, 하중은 500g, 회전은 100회씩하여 헤이즈메타로써 헤이즈를 측정하였고, 유연성 시험은 JIS K 5400에 의거하여 파단되는 멘드렐 직경을 측정하였으며, 가시광선 투과도 및 적외선 반사도는 파장 550nm, 2500nm에서 UV/VIS 분광광도계로서 측정하였다.

[실시예 1]

가시광선 투과도 87%, 두께로 23㎛의 이축연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필림의 한면에 고순도의 알루미늄을 5×10^-5Torr의 진공 분위기에서 저항가열법으로 가시관선 투과도가 40% 이내로 감소되도록 60Å 증착시키고, 이 알루미늄 증착 필림에 35%의 폴리우레탄 수지를 그라비아코터로 도포한 후 83℃에서 30초간 건조시켰으며, 12㎛의 적층 필름이면에는 아크릴 공중합체의 감압접착제를 도포하여 이형필림을 라미메이션 시키므로써 제조된 알루미늄 증착 필림의 표면에 다음의 조성비로 구성된 표면 보호막 수지를 도포하여 180℃에서 1분간 건조 경화시켜 태양광선 제어필림을 제조하였으며 이형필림은 폴리프로필렘 필름을 사용하였다.

표면 보호막 조성비

ｏ아크릴 공중합체 50중량%

ｏ멜라민 수지(아메리칸 시안아미드, 사이멜 303) 12중량%

ｏ파라톨루엔 술폰산 0.25중량%

ｏ부틸 알코올 10중량%

ｏ셀로솔브 45중량%

ｏ벤조트리아졸(시바가아기, 티누빈 328) 1.2중량%

[비교예 1]

실시예1에서 알루미늄 증착필림의 표면에 구성되는 표면보호막을 형성하지 아니한 것 이외에는 실시예1과 동일하게 실시하였다.

[비교예 2]

비교예1에서 제조된 알루미늄 증착필름의 표면에 실리콘 옥사이드를 2×10^-5Torr의 진공분위기에서 전자빔 가열법에 의해 두께 400Å으로 증착시킨 것외에는 비교예1과 동일하게 실시하여 태양광선 제어필름을 제조하였다.

[비교예 3]

비교예1에서 제조된 알루미늄 증착필름의 표면에 지르코늄 옥사이드와 실리콘 옥사이드 혼합물(55/45)을 증착한 것외에는 비교예2와 동일하게 실시하여 태양광선 제어필름을 제조하였다.

*실시예1, 비교예1 - 3에 의해 제조된 태양광선 제어필름의 특성은 표1에 나타난 바와같다.

[표 1]

[실시예 2]

가시광선 투과도 87%, 두께 23㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 고순도의 구리를 2×10-⁵Torr의 진공 분위기에서 12KV의 전자빔으로 용융 가열시켜 박막 두께가 70Å, 90Å, 110되게 증착한 것외에는 실시예 1과 같은 방법으로 가공하여 갈색의 태양광선 제어필름을 얻었다.

[실시예 3]

폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 크롬을 70Å, 90Å, 110Å 드께로 증착한 것외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하여 회색의 태양광선 제어필름을 만들었다.

[실시예 4]

알루미늄의 박막 두께를 70Å, 90Å,100Å으로 증착한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 은색의 태양광선 제어필름을 제조하였다. 실시예 2, 3, 4에서 제조된 태양광선 제어필름은 표 2에 나타난 바와같다.

[표 2]

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 의한 실시예 1-4의 태양광선 제어 필름의 제조 방법은 상기표에 나타난 바와 같이 내마모성 및 유연성이 우수하며 중착공정에서 적외선 반사층뿐만 아니라 독특한 색상까지 띄게됨에 알 수 있었다.

Claims (3)

1. 아크릴 중합체 30-70중량%, 파라톨루엔 술폰산 0.2-0.5중량%, 및 벤조트리아졸과 페놀계 산화방지제 각 1-5중량%를 유기용매에 교반 용해시켜 20-50%용액으로 만든후, 건조 경화시켜서된 표면보호막(7)과, 투습성이 있는 중합체로서의 폴리에스터 필름(1), 금속층착층(8), 그리고 상기 증착층(8) 또는 폴리에스터 필름(4)의 일면에 폴리우레탄수지 10-30중량%와 경화제 0.3-2중량%, 메틸에틸케톤/톨루엔/셀로솔부아세테이트 혼합용매 40-80중량%의 혼합비를 갖는 수지를 도포, 건조하여 필름으로 증착시킨 접착제층(3)과, 그 이면에는 아크릴 중합체를 케톤/알코올계 혼합용매에 용해시켜 20-40중량%의 용액으로 제조된 감압접착제층(5)이 이형필름(6)과 적층 구성됨을 특징으로 하는 내마모성과 유연성이 향상된 태양광선 제어필름의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 금속증착층(8)이 알루미늄을 2×10-⁵Torr의 진공분위기하에서 용융기화시켜서 되는 미세구조를 갖는 박막의 상태로 증착구성됨을 특징으로 하는 태양광선 제어필름의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 금속증착층(8)이 구리 또는 크롬을 용융기화시킴으로서 미세구조를 갖는 박막으로 증착구성 됨을 특징으로 하는 태양광선 제어필름의 제조 방법.

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