KR20240165043A

KR20240165043A - 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름

Info

Publication number: KR20240165043A
Application number: KR1020230062274A
Authority: KR
Inventors: 김진호; 김현성; 유현선; 허섭
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2023-05-15
Filing date: 2023-05-15
Publication date: 2024-11-22
Also published as: WO2024237559A1

Abstract

본 발명은, 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층; 및 상기 금속 증착층의 하면에 형성된 고분자 코팅층을 포함하고, 상기 고분자 코팅층의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인, 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름에 관한 것이다.

Description

적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름{A LAMINATE AND A FUNCTIONAL FILM COMPRISING THE SAME}

본 발명은, 열차단 기능과 저반사 특성을 포함하는 적층체 및 상기 적층체를 포함하는 기능성 필름에 관한 것이다.

차량 등의 이동 수단 및/또는 건물 등의 유리창에 외광 차단 코팅을 하는 경우가 많다. 특히 국토교통부에서는 < 녹색건축물 조성 지원법>을 통해 민간건축물의 에너지성능 향상을 촉진하기 위한 사업을 지원하고 있으며, 이 중에는 고성능 창 및 문 설치를 통한 창호 에너지 소비 효울 등급을 필수로 요구하고 있다. 따라서, 냉난방 에너지 효율을 확보하기 위한 열 에너지 차폐 필름에 대한 요구는 더욱 확대될 것을 예상할 수 있다.

외광 차단 코팅 필름을 윈도우에 적용하기 위한 기능층에는 금속 또는 금속 합금을 적용하는 것이 일반적이나, 이 경우 상비침 현상이 발생할 수 있다.

예를 들어 대한민국 등록특허공보 제10-1470901호에서는 PET 또는 PC를 주재로 하는 기재층; 상기 기재층의 상부에 적외선을 반사하면서도 열을 흡수하는 코팅제가 증착되는 코팅층; 상기 기재층의 하부에 자외선과 적외선을 선택적으로 차폐하는 접착제가 점착되는 접착층; 및 상기 기재층과 코팅층 또는 기재층과 접착층 사이에 시인성과 차폐성을 지닌 박막이 선택적으로 더 증착되는 박막층;을 포함하는 열반사 필름을 제공하고 있다. 다만, 가시광 투과율 및/또는 흡수도가 과도하게 낮고, 총 태양에너지 투과율이 너무 낮아 오히려 시야 확보에 어려움이 있을 수 있다.

따라서, 투과율을 적절히 낮춤으로써 내부 에너지 효율을 확보하면서도, 시야 확보가 가능한 기능성 필름에 대한 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1470901호

본 발명은 상기 서술한 문제점을 해결하기 위해, 총 태양에너지의 투과율을 낮춘 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은, 가시광선에 대한 저반사 기능을 가짐으로써 기존의 금속 증착 구성의 필름에서 발생할 수 있는 상비침 문제를 개선한 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름을 제공하고자 한다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은, 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층; 및 상기 금속 증착층의 하면에 형성된 고분자 코팅층을 포함하고, 상기 고분자 코팅층의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인, 적층체에 관한 것이다.

본 발명은, 상기 고분자 코팅층은, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리에틸렌디옥시티오펜(Polyethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌설포네이트(Polystyrenesulfonate, PSS), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(pphenylene)], 폴리(p-페닐렌설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌비닐렌)[Poly(p-phenylenevinylene)], 폴리티오펜폴리(티에닐렌비닐렌)[(Polythiophene Poly(thienylenevinylene)), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스타이렌설포네이트) [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), (PEDOT:PSS)], 및 이들의 조합으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명은, 상기 적층체가 기재를 더 포함하고, 상기 고분자 코팅층은 기재의 단면 또는 양면에 포함되는 것일 수 있다.

본 발명은, 상기 금속층의 금속이 Ag, Cu, Au, Al, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl,Pb, Bi, Ga, Ge, Sb, Ac, Th 및 이들의 합금 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명은, 상기 적층체가 보호필름 및 점착제층 중 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 적층체를 포함하는 기능성 필름에 관한 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 기능성 필름의 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 기능성 필름의 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 15 내지 20%인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 기능성 필름의 가시광 투과율이 25 내지 30%인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 기능성 필름의 내측에서 측정한 가시광 반사율이 25% 이하인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 기능성 필름의 내측에서 측정한 가시광 반사율이 15 내지 25%인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름에 의하면, 총 태양에너지를 효과적으로 차폐함으로써 에너지의 경제성을 향상시킨 것일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름에 의하면, 가시광 투과율이 적절히 높으면서도 내측 가시광 반사율이 낮아 실내외 상비침 현상으로 인한 시야 방해 문제를 개선할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층체의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 2는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적층체의 적층 구조를 도시한 것이다.
상기 도 1 및 도 2에서 화살표는 광원을 의미한다.

본 발명은, 총 태양에너지의 투과율은 낮추고, 저반사 기능을 가짐으로써 에너지 효율을 향상시키고, 시야방해 문제를 개선한 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 상기 적층체는 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층; 및 상기 금속 증착층의 하면에 형성된 고분자 코팅층을 포함하고, 상기 고분자 코팅층의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인 것을 특징으로 한다. 상기 적층체를 포함하는 상기 기능성 필름의 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 20% 이하이며, 바람직하게는 15 내지 20%일 수 있으며, 가시광 투과율이 25 내지 30%이고, 내측에서 측정한 가시광 반사율이 25% 이하이며, 바람직하게는 15 내지 25%인 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시 형태를 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 실시 형태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 「아래」, 「저면」, 「하부」, 「위」, 「상면」, 「상부」 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 「아래」 또는 「하부」로 기술된 소자는 다른 소자의 「위」에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 「아래」는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

<적층체>

도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층체의 적층 구조를 나타낸 도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층체는, 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층(110); 및 상기 금속 증착층의 하면에 형성된 고분자 코팅층(120)을 포함하고, 상기 고분자 코팅층(120)의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 적층체는 기재를 더 포함할 수 있으며, 상기 금속 증착층의 하면에 기재의 단면 또는 양면에 포함되는 것인 고분자 코팅층을 포함함으로써, 태양에너지의 투과율을 낮추면서도 열차단율이 우수하여, 본 발명의 적층체를 포함하는 기능성 필름을 증착하는 경우, 냉난방 에너지 효율이 향상될 수 있으며, 실내외에서 발생하는 상비침으로 인한 시야방해 개선 효과를 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 적층체에서 광원과 마주하는 면과 그렇지 않은 면을 구분하여, 광원과 마주하는 면을 외측면, 광원과 마주하지 않는 면을 내측면으로 정의한다. 일 예로, 도 1에서 화살표는 광원을 의미하며, 도 1에서 금속 증착층(110)이 본 발명의 적층체에서 광원과 마주하는 면이다. 본 발명의 적층체는 외측면으로부터, 금속 증착층(110), 및 고분자 코팅층(120)의 순서로 적층되는 것을 일 특징으로 하며, 이러한 적층 순서는 외부 태양에너지로부터 열차단 기능을 결정짓는 총 태양에너지 투과율을 효과적으로 제어할 수 있다는 측면에서 이점이 있다.

금속 증착층(110)

상기 금속 증착층(110)은, 태양에너지를 반사하기 위해서 구비되는 것이며, 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 것이 태양에너지로부터의 열에너지를 효과적으로 반사 및/또는 차단할 수 있다는 관점에서 바람직하다. 상기 금속 증착층은, Ag, Cu, Au, Al, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl, Pb, Bi, Ga, Ge, Sb, Ac, Th 및 이들의 합금 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 기능성 필름의 금속 증착층에 포함되는 재료가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.

금속 증착층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 스퍼터 증착법, 전자선 증착법, 열증착법, 화학기상 증착법, 또는 용액공정에 의한으로 실시되는 코팅 방식을 사용하는 것이 일반적이다.

상기 금속 증착층(110)은, 일반적으로는 3 내지 150nm로, 30 내지 100nm가 바람직하고, 80 내지 100nm가 보다 바람직하다. 상기 범위 미만인 경우, 금속 증착층 형성 시 금속 증착층의 균일성이 떨어지거나 외부 태양에너지를 반사시키는 특성이 저하되어 요구하는 태양 에너지 투과율에 도달하지 못하는 단점이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 또한, 원하는 열차단 특성값을 만족할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.

고분자 코팅층(120)

상기 고분자 코팅층(120)은, 입사광의 반사율을 낮추고, 투과율을 조절하여, 태양에너지 흡수 용도 등으로 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 필요에 의해 구비되는 것일 수 있다. 본 발명에 따르면 상기 고분자 코팅층(120)은, 상기 금속 증착층(110)의 하면에 직접 접촉하여 형성될 수 있으며, 기재의 단면 또는 양면에 포함되는 것일 수 있고, 기재의 양면에 복수의 층으로 포함하는 경우 총 태양에너지 투과율, 가시광 투과율 및/또는 내측 가시광 반사율이 더 우수할 수 있다.

상기 고분자 코팅층(120)은,　당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 본 발명은, 상기 고분자 코팅층이 전도성 고분자를 포함할 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 예를 들어, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리에틸렌디옥시티오펜(Polyethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌설포네이트(Polystyrenesulfonate, PSS), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(pphenylene)], 폴리(p-페닐렌설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌비닐렌)[Poly(p-phenylenevinylene)], 폴리티오펜폴리(티에닐렌비닐렌)[(Polythiophene Poly(thienylenevinylene)), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스타이렌설포네이트) [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), (PEDOT:PSS)] 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으며, 그 중 (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스타이렌설포네이트)[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)](PEDOT:PSS)를 사용하는 것이 전기전도성이 높고 안정성이 뛰어나며 공정성이 좋으며, 필름화 시 중요한 요소인 코팅성 및 내크랙성이 우수하다는 측면에서 바람직하다.

상기 고분자 코팅층(120)은,　상기 고분자를 포함하는 고분자 코팅층 형성용 조성물로부터 형성되는 것으로 용제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 용제는, 조성물 분야에서 사용되는 통상의 용제를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 탈이온수; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등의 알코올계 화합물; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등의 케톤계 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등의 아세테이트계 화합물; 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등의 셀로솔브계 화합물; 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소계 화합물 등의 용매들이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고분자 코팅층(120)은,　접착력 향상을 위하여 점착제층의 일면 상에 코로나처리 또는 플라즈마 처리 등의 전처리를 실시한 후 전처리를 실시한 면과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 전처리는, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서, 종래 또는 이후 개발되는 전처리 공정을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 고분자 코팅층의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인 경우, 적절한 가시광 투과율을 유지하면서 외부에서 유입되는 태양에너지의 적외선 영역의 광을 흡수하여 태양에너지를 차단하는 측면에서 이점이 있다. 또한, 상기 범위 이하에서는 고분자 코팅층이 너무 얇기 때문에 태양에너지 차단 및 흡수특성이 적어져 열차단 및 저반사 효과를 발현할수 없는 단점이 있을 수 있으며, 상기 범위 이상의 경우 고분자 코팅층이 과도하게 두꺼워 광에너지 흡수량이 많아 시야 확보가 오히려 어려울 수 있다.

기재(130)

상기 적층체는 기재(130)를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 기재(130)는, 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름에 포함되는 구성요소들의 구조적인 지지를 하는 기능을 한다.

일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 기재(130)는 유리 등과 같은 경성 재질을 갖거나 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름 형태로 구현될 수 있다. 기재(130)가 플렉서블하게 구현되는 경우 기재 필름에 적용될 수 있는 구체적인 물질의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지 등이 포함된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 이루어진 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 1㎛ 내지 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여 1㎛ 내지 300㎛가 바람직하고, 5㎛ 내지 200㎛가 보다 바람직하다.

이러한 기재 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 당 업계에서 사용될 수 있는 것으로 공지된 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.

또한, 필요에 따라 기재 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.

기타

도 2를 참조하여 본 발명을 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 적층체는 보호필름(140) 및/또는 점착제층(150)을 더 포함하는 것일 수 있다.

보호 필름(140)

상기 보호 필름(140)은, 후공정 및 외부 환경으로부터 적층체를 보호하기 위한 것으로, 하나 이상의 보호 필름이 적층된 복층 구조로도 사용될 수 있으며, 다른 기능층과 조합하여 사용될 수도 있다. 상기 보호 필름은 보호 기능을 수행하기 위해 가장 외측면에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 보호 필름(140)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리에틸렌 이소프탈레이트(polyethylene isophthalate; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate; PBT), 디아세틸 셀룰로오스(diacetyl cellulose), 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose; TAC), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리메틸 아크릴레이트(polymethyl acrylate; PMA), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸 아크릴레이트(polyethyl acrylate; PEA), 폴리에틸 메타크릴레이트(polyethyl methacrylate; PEMA) 및 환형 올레핀계 폴리머(cyclic olefin polymer; COP)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 특히 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등의 특성이 우수한 수지 필름, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르류; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류; 폴리카르보네이트류; 폴리메틸메 타크릴레이트 등으로 제작되는 것이 더욱 바람직하다.

점착 필름(150)

상기 점착 필름(150)은, 종래 또는 이후 개발되는 점착제를 더 포함할 수 있으며, 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 사용할 수 있다. 상기 점착 필름(150)은, 점착력과 점탄성을 갖는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 입수 용이성 등의 측면에서 바람직하게는, 아크릴계 점착제일 수 있고, 예를 들어, (메타)아크릴레이트 공중합체, 가교제 및 용제 등을 포함하는 것일 수 있다. 상기 점착 필름을 적층체을 가장 내측 하부에 위치하여, 피착체와 접하도록 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 가교제는, 종래 또는 이후 개발되는 가교제를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리이소시아네이트화합물, 에폭시수지, 멜라민수지, 요소수지, 디알데히드류, 메틸올폴리머 등을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 것일 수 있다.

상기 용제는, 수지 조성물 분야에서 사용되는 통상의 용매를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등의 알코올계 화합물; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등의 케톤계 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등의 아세테이트계 화합물; 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등의 셀로솔브계 화합물; 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소계 화합물 등의 용매들이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.

상기 점착 필름(150)의 두께는 점접착체의 역할을 하는 수지의 종류, 점접착 강도, 점착 필름(150)이 이용되는 환경 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 점착 필름(150)은, 충분한 점접착력을 확보하고 적층체의 두께를 최소화하기 위하여, 5 내지 25㎛일 수 있고, 바람직하게는 15 내지 25㎛, 더욱 바람직하게는 20 내지 25㎛의 두께를 갖는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

<기능성 필름>

본 발명은, 상기 적층체에 더하여 이를 포함하는 기능성 필름을 포함한다. 또한 본 발명은, 상기 기능성 필름을 차량용으로는 선루프, 좌우측 및 후면유리에 적용하거나 건축 창호용 유리에 부착되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름은 에너지 반사 타입의 금속 증착층(110) 및 에너지 흡수 타입의 고분자 코팅층(120)을 함께 포함함으로써, 상비침으로 외부 환경 인지 시 반사로 인한 시야 혼란을 방지하며, 동시에 에너지 효율을 확보하는 것이 가능할 수 있다.

총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 20% 이하이며, 바람직하게는 15 내지 20%일 수 있으며, 가시광 투과율이 25 내지 30%이고, 내측에서 측정한 가시광 반사율이 25% 이하이며, 바람직하게는 15 내지 25%인 것을 특징으로 한다.

총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)은 태양 빛(에너지)이 기재를 직접 투과하여 실내로 입사하는 에너지인 태양방사 투과율(Te)과 기재에 흡수되었다가 실내로 재방사되어 유입되는 에너지인 재방사에너지(qi)의 합으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속 증착층(110)이 적층체의 외측면에 위치함에 따라 외측 반사율이 높고 적당한 투과율을 확보하여 T_TS 값을 낮춤으로써, 실내 냉난방 에너지 효율을 확보할 수 있다.

고분자 코팅층(120)은 광에너지를 흡수하는 성질을 갖고 있어, 상기 금속 증착층(110)을 통과한 에너지를 흡수하여 본 발명의 가시광 투과율의 만족시키면서 실내측 반사율을 저감시킴으로써, 저반사 특성 즉, 시야 방해 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 가시광 투과율이 25% 미만인 경우에는 너무 낮아 시야가 오히려 확보하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름의 조건을 만족하는 경우, 실내 에너지 효율이 높으면서도 시야 방해 개선 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어서 명백한 것이고, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다. 예 중의 "%" 및 "부"는, 특별히 기재가 없는 한, 각각 "질량%" 및 "질량부"이다.

제조예 : 고분자 코팅층 조성물의 제조

고분자 코팅층은, 도액 1 및 도액 2를 1 : 1 비율로 혼합하여 제조하였다. 상기 도액 1은, 도액 1의 총 중량에 대하여, Ethenyl benzenesulfonic acid homopolymer compound with 2,3-dihydrothieno[3,4-b]-1,4-dioxin homopolymer(water based) 60 중량%, 에틸 알코올 20 중량% 및 탈이온수 20 중량%의 혼합물을 사용하였고, 상기 도액 2는, 도액 2의 총 중량에 대하여, 폴리에스테르수지(고형분 25%, water based) 1.0 중량%, 에틸 알코올 75 중량% 및 탈이온수 24 중량%의 혼합물을 사용하였다.

실시예 1 내지 3의 적층체 제조

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층; 및 상기 금속 증착층의 하면에 고분자 코팅층을 포함하도록 실시예의 적층체를 제조하였다.

구체적으로, 두께 125㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 금속증착층이 코팅되어 있는 MSWAY사의 차열필름(제품명: NABIL)을 사용하여 금속증착층 하면에 상기 제조예에 따른 고분자 코팅층 조성물을 두께 0.5㎛로 코팅하거나(실시예 1), 기재필름(PET) 하면에 상기 제조예에 따른 고분자 코팅층 조성물을 두께 0.5㎛로 코팅하거나(실시예 2), 기재필름(PET) 기준으로 양면에 상기 제조예에 따른 고분자 코팅층 조성물을 각각 두께 0.5㎛로 코팅하고(실시예 3) 오븐에 5 내지 10분 건조하고, 대한민국 등록특허공보 제10-2193540호의 실시예 1에 개시된 '1. 중합체(A)의 제조' 및 '2. 점착성 조성물'에 따라 제조된 점착성 조성물 희석 용액으로 건조 후의 두께가 25㎛가 되도록 제조된 점착필름을 사용하여 가장 하측면에 부착하여 본 발명의 적층제를 형성하였다.

비교예 1 내지 4의 적층체 제조

하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예의 적층체를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 1 은 하기 표 2의 적층 순서에 따라, 금속 증착층이 고분자 코팅층의 하면에 위치하도록 적층하여 적층체를 제조하였다. 또한, 실시예 1 대비 두께 125㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 금속증착층이 코팅되어 있는 MSWAY사의 차열필름(NABIL)(비교예 4)을 사용하여 상기 제조예에 따른 고분자 코팅층 조성물을 두께 0.3㎛로 코팅하거나(비교예 2), 상기 제조예에 따른 고분자 코팅층 조성물을 두께 3.0㎛로 코팅하여(비교예 3) 오븐에 5 내지 10분 건조하여, 본 발명의 적층체를 형성하였다.

상기 실시예 및 비교예의 적층 순서를 하기 표 1 및 2에 각각 나타내었다.

실험예

하기의 시험 장비, 측정 장비 및 측정 환경을 바탕으로, 총 태양에너지 투과율(%, Total solar Energy transmittance: T_TS), 가시광 투과율(%), 외측 가시광 반사율(%) 및 내측 가시광 반사율(%)을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

(1) 총 태양에너지 투과율 (Total solar Energy transmittance; T _TS , %)

UV-VIS-NIR Spectrophotometer, perkin-elmer, Lambda 950 & 1050, USA장비를 사용하여 측정된 태양방사 투과율, 태양방사 반사율, 재방사 에너지 등의 값을 활용하여, ISO 13837:2021 규격에 의거함으로써 총 태양에너지 투과율 값을 계산하였다.

(2) 가시광 투과율, 가시광 반사율(외측,내측)

UV-VIS-NIR Spectrophotometer, perkin-elmer, Lambda 950 & 1050, USA장비를 사용하여 가시광 투과율, 및 외측 및 내측에서의 가시광 반사율을 측정하였다.

	비교예				실시예
	1	2	3	4	1	2	3
반사층	Ag	Ag	Ag	Ag	Ag	Ag	Ag
기재	PET	PET	PET	PET	PET	PET	PET
고분자 코팅층	PEDOT	PEDOT	PEDOT	-	PEDOT	PEDOT	PEDOT
고분자 코팅 (단면/양면)	단면	단면	단면	-	단면	단면	양면
고분자 코팅층 총 두께(㎛)	0.5	0.3	3.0	-	0.5	0.5	1.0
T_TS (%)	30	25	10	35	19	19	15
가시광 투과율(%)	42	35	10	45	30	30	25
가시광 반사율 외측(%)	25	55	55	55	55	55	55
가시광 반사율 내측(%)	55	30	10	55	25	20	15

상기 표 3의 실험데이터를 참조하면, 본 발명에 따른 적층체 및 이를 포함하는 기능성 필름은 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 20% 이하이며, 가시광 투과율이 25 내지 30%, 내측에서 측정한 가시광 반사율 25% 이하인 것으로 측정되었다. 반면 금속 증착층 및 고분자 코팅층의 적층 순서가 본 발명에 따르지 않는 비교예 1, 고분자 코팅층의 두께가 0.3㎛인 비교예 2 및 고분자 코팅층을 포함하지 않는 비교예 4의 경우, 총 태양에너지 투과율, 가시광 투과율 및, 내측에서 측정한 가시광 반사율이 상기 범위를 벗어나는 결과를 나타내고 있다. 참고로, 고분자 코팅층의 두께가 3.0㎛인 비교예 3의 경우에는 다른 비교예에 비해 총 태양에너지 투과율 및 내측에서 측정한 가시광 반사율이 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이것은 고분자 코팅층의 두께가 과도하게 두꺼워 광에너지를 흡수한 결과라고 할 수 있다. 이 경우 오히려 시야 확보가 어려울 수 있다.

따라서, 본 발명에 있어서, 적층체에 포함되는 금속 증착층 및 고분자 코팅층의 적층 순서, 및 고분자 코팅층의 적정 두께가 총 태양에너지 투과율, 가시광 투과율 및 내측에서 측정한 가시광 반사율에 중요한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다.

110: 금속 증착층
120: 고분자 코팅층
130: 기재층
140: 보호 필름
150: 점착 필름

Claims

광원과 마주하는 외측면에 형성되는 금속 증착층; 및
상기 금속 증착층의 하면에 형성된 고분자 코팅층을 포함하고,
상기 고분자 코팅층의 두께는 0.3㎛를 초과하고 3.0㎛ 미만인, 적층체.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자 코팅층은, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리에틸렌디옥시티 오펜(Polyethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌설포네이트 (Polystyrenesulfonate, PSS), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(pphenylene)], 폴리(p-페닐렌 설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌 비닐 렌)[Poly(p-phenylenevinylene)], 폴리티오펜 폴리(티에닐렌 비닐렌)[(Polythiophene Poly(thienylenevinylene)), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스타이렌설포네이트) [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), (PEDOT:PSS)] 및 이들의 조합으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 적층체.
청구항 1에 있어서,
상기 적층체는 기재를 더 포함하고, 상기 고분자 코팅층은 기재의 단면 또는 양면에 포함되는 것인, 적층체.
청구항 1에 있어서,
상기 금속 증착층은, Ag, Cu, Au, Al, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl,Pb, Bi, Ga, Ge, Sb, Ac, Th 및 이들의 합금 중 선택되는 1종 이상을 포함하는, 적층체.
청구항 1에 있어서,
상기 적층체는 보호필름 및 점착제층 중 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 적층체.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 적층체를 포함하는, 기능성 필름.
청구항 6에 있어서,
상기 기능성 필름의 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 20% 이하인 것을 특징으로 하는, 기능성 필름.
청구항 7에 있어서,
상기 기능성 필름의 총 태양에너지 투과율(Total solar Energy transmittance, T_TS)이 15 내지 20%인 것을 특징으로 하는, 기능성 필름.
청구항 6에 있어서,
상기 기능성 필름의 가시광 투과율이 25 내지 30%인 것을 특징으로 하는, 기능성 필름.
청구항 6에 있어서,
상기 기능성 필름의 내측에서 측정한 가시광 반사율이 25% 이하인 것을 특징으로 하는, 기능성 필름.
청구항 10에 있어서,
상기 기능성 필름의 내측에서 측정한 가시광 반사율이 15 내지 25%인 것을 특징으로 하는, 기능성 필름.