KR102020855B1 - 자외선 차단 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자외선 차단이 가능한 필름의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테트라 하이드록시 벤조페논을 코팅액을 제조하여 필름 공정 시에 필름에 도포함으로써, 자외선에서 400㎚ 근방의 영역까지 차단이 가능한 자외선 차단 필름에 관한 것이다.

Description

자외선 차단 필름{Ultraviolet control film}
본 발명은 자외선 차단이 가능한 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅하여 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능한 것을 특징으로 하는 자외선 차단 필름에 관한 것이다.
일반적으로 자외선(Ultraviolet Ray,UV)은 우리 눈에 보이지 않는 빛으로, 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 하며, 과도하게 노출될 경우 피부암이나 결막염과 백내장 같은 눈 질환등의 원인이 된다.
이에 따라, 최근 자동차의 창문이나 건물의 유리 등에 자외선(UV)을 차단하기 위한 투명 필름을 사용하고 있다.
그러나, 자외선에서 370㎚까지는 차단이 되는 필름은 개발되어 사용되고 있으나, 400㎚ 이상의 파장을 갖는 자외선에 대해서는 정확한 차단이 어려워 피부암이나 눈 질환인 안구건조증, 백내장, 시력저하 등을 일으키는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0948041호.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자외선이 시력에 미치는 영향을 차단하기 위해 400㎚ 이상의 파장을 갖는 자외선 차단이 가능한 필름을 제안하고자 한다.
이에 따라, 상기 필름 제조시 코팅액을 사용해 상기 필름의 표면을 코팅하되, 상기 코팅액은 아크릴 폴리머와 테트라 하이드록시 벤조페논이 포함되어 형성됨으로써, 상기 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅하여 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능한 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코팅액을 사용해 필름의 표면이 코팅되어 제작된 자외선 차단이 가능한 필름에 관한 것으로, 상기 코팅액은 아크릴 폴리머와 테트라 하이드록시 벤조페논이 포함되어 형성되고, 상기 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅하여 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능하다.
이때, 상기 코팅액은 아미노레진, 클로로벤조 트리아졸, 벤조 트리아졸 및 메틸에틸케론 중 하나 이상이 추가로 포함되어 형성됨으로써, 상기 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅하여 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능하다.
또한, 상기 코팅액은 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해, 아미노레진 2 내지 5 중량부, 클로로 벤조 트리아졸 0.1 내지 1 중량부, 벤조 트리아졸 1 내지 3 중량부, 테트라 하이드록시 벤조페논 1.9 내지 2.1 중량부, 메틸에틸케론 40 내지 50 중량부로 이루어진다.
이에 따라, 상기 자외선 차단 필름을 제작하는 제작방법에 있어서, (a) 제1 베이스 필름을 준비하는 단계, (b) 상기 제1 베이스 필름의 일면에 코팅할 코팅액을 구비하는 단계, (c) 상기 코팅액을 담을 코팅액 용기를 준비하고, 상기 코팅액 용기에 상기 코팅액을 담는 단계, (d) 상기 코팅액 용기에 담긴 코팅액에 접하도록 코팅롤러를 준비하는 단계, (e) 상기 코팅롤러의 양쪽 각각에 제1 이송롤러와 제2 이송롤러를 준비하는 단계, (f) 상기 제1 베이스 필름을 상기 코팅롤러와 제1 및 제2 이송롤러의 외주면에 장착하되, 상기 제1 및 제2 이송롤러에는 롤러 외주면의 하면에 접하도록 장착되고, 상기 코팅롤러에는 롤러 외주면의 상면에 접하도록 장착되게 배치하는 단계로 이루어져, 상기 롤러등의 회전에 따라 상기 제1 베이스 필름이 이송하면서 상기 코팅롤러의 외주면에 도포된 상기 코팅액이 상기 제1 베이스 필름의 일면에 재도포 된다.
또한, (g) 상기 코팅롤러 외주면의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름의 이송방향은 서로 반대가 되도록 상기 코팅롤러의 회전방향을 결정하는 단계; 를 더 포함하여, 상기 코팅롤러 외주면의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름의 이송방향이 반대가 됨에 따라 상기 코팅롤러의 외주면에 도포된 상기 코팅액이 상기 제1 베이스 필름의 일면에 재도포 되어 코팅된다.
더불어, 상기 (f) 단계는 (f-1) 상기 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제1 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계, (f-2) 상기 제1 베이스 필름의 일면이 상기 코팅롤러 외주면의 상면에 접한상태로 이송되도록 배치되는 단계, (f-3) 상기 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제2 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계를 통해 상기 제1 베이스 필름은 상기 제1 이송롤러를 거쳐 상기 코팅롤러에서 코팅이 되고, 상기 제2 이송롤러를 통해 배출된다.
또한, (h) 상기 제2 이송롤러를 통해 배출되는 제1 베이스 필름은 열풍건조공정을 거쳐 건조되는 단계, (i) 상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름의 코팅된 일면에 제2 베이스 필름을 합지시키는 단계가 더 포함된다.
이때, 상기 (b) 단계에는, (b-1) 아크릴 폴리머가 구비되는 단계, (b-2) 테트라 하이드록시 벤조페논이 구비되는 단계, (b-3) 아미노레진이 구비되는 단계, (b-4) 클로로벤조 트리아졸이 구비되는 단계, (b-5) 벤조 트리아졸이 구비되는 단계, (b-6) 메틸에틸케론이 구비되는 단계가 포함된다.
더불어, 상기 (c) 단계는 (c-1) 상기 용기에, 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 테트라 하이드록시 벤조페논을 1.9 내지 2.1 중량부로 넣는 단계, (c-2) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 벤조 트리아졸을 1 내지 3 중량부로 넣는 단계, (c-3) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 클로로 벤조트리아졸을 0.1 내지 1 중량부로 넣는 단계, (c-4) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 아미노레진 2 내지 5 중량부로 넣는 단계, (c-5) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 메틸에틸케론 40 내지 50 중량부로 넣는 단계, (c-6) 상기 용기에 담기 첨가제들을 혼합하는 단계; 를 더 포함하되, 상기 첨가제들은 20 ~ 22℃에서, 15 ~ 20분 동안, 200 ~ 250rpm으로 혼합된다.
또한, 상기 (c) 단계는 (c-7) 상기 혼합된 첨가제에 상기 아크릴 폴리머를 넣고 혼합하는 단계를 더 포함하되, 상기 혼합된 첨가제들과 상기 아크릴 폴리머는 30 ~ 40분 동안 120 ~ 150rpm으로 혼합된다.
더불어, 상기 (h) 단계는 (h-1) 상기 제1 베이스 필름이 80 내지 90℃의 제1 존을 통과하는 단계, (h-2) 상기 제1 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 90 내지 100℃의 제2 존을 통과하는 단계, (h-3) 상기 제2 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 100 내지 110℃의 제3 존을 통과하는 단계, (h-4) 상기 제3 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제4 존을 통과하는 단계, (h-5) 상기 제4 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제5 존을 통과하는 단계, (h-6) 상기 제5 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제6 존을 통과하는 단계, (h-7) 상기 제6 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 100 내지 110℃의 제7 존을 통과하는 단계를 통해 열풍 건조되되, 상기 각 존의 체류 시간은 35 ~ 40초이다.
또한, 또한, (j) 상기 열풍건조가 완료된 후 상기 제2 베이스 필름의 합지를 위한 제3 이송롤러와 제4 이송롤러가 구비되는 단계를 포함하되, 상기 제4 이송롤러는 상기 제3 이송롤러와 같은 선상에서 상기 제3 이송롤러의 하부쪽으로 소정의 위치만큼 이격되어 배치되고, 상기 제3 및 제4 이송롤러는 서로 반대방향으로 회전한다.
이때, 상기 (i) 단계는 (i-1) 상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제3 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계, (i-2) 상기 제2 베이스 필름의 일면이 상기 제4 이송롤러 외주면의 상면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계를 통해, 상기 제1 및 제2 베이스 필름이 동시에 이송되는 경우, 상기 제1 베이스 필름의 일면과 상기 제2 베이스 필름의 타면이 합지된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따르면, 자외선에서 400㎚ 이상의 영역까지 차단이 가능한 필름의 제작방법을 제공함으로써 상기 자외선을 차단하여 자외선으로부터 발생되는 사람의 피부암 및 눈에 생기는 질환 등의 예방이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조에 사용되는 코팅액의 구비방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조에 사용되는 코팅액의 형성방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조를 위한 전체공정도를 도시한 도면이다.
도 8은 종래에 사용되는 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 측정한 시험 결과를 나타낸 시험결과이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 차단 필름에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조 과정을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조에 사용되는 코팅액의 구비방법을 도시한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조에 사용되는 코팅액의 형성방법을 도시한 순서도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 제조를 위한 전체공정도를 도시한 도면이고, 도 8은 종래에 사용되는 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이며, 도 9 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 차단 필름의 자외선 차단 가능 지수를 측정한 시험 결과를 나타낸 시험결과표이다.
본 발명은 코팅액을 사용해 필름의 표면이 코팅되어 제작된 자외선 차단이 가능한 필름에 관한 것이다.
이때, 상기 코팅액은 아크릴 폴리머와 테트라 하이드록시 벤조페논이 포함되어 형성되고, 상기 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅함으로써, 상기 필름은 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능하다.
또한, 상기 코팅액은 아미노레진, 클로로벤조 트리아졸, 벤조 트리아졸 및 메틸에틸케론 중 하나 이상이 추가로 포함되어 형성됨으로써, 상기 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅하여 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능하다.
더불어, 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 아미노레진 2 내지 5 중량부, 클로로 벤조 트리아졸 0.1 내지 1 중량부, 벤조 트리아졸 1 내지 3 중량부, 테트라 하이드록시 벤조페논 1.9 내지 2.1 중량부, 메틸에틸케론 40 내지 50 중량부로 이루어진다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 자외선을 차단하는 필름을 제작하는 방법 및 과정을 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 필름의 제작방법은 제1 베이스 필름(110)을 준비하는 단계(S100), 상기 제1 베이스 필름(110)의 일면에 코팅할 코팅액을 구비하는 단계(S110), 상기 코팅액(210)을 담을 코팅액 용기(200)를 준비하고, 상기 코팅액 용기(200)에 상기 코팅액(210)을 담는 단계(S120), 상기 코팅액 용기(200)에 담긴 코팅액(210)에 접하도록 코팅롤러(220)를 준비하는 단계(S130), 상기 코팅롤러(220)의 양쪽 각각에 제1 이송롤러(310)와 제2 이송롤러(320)를 준비하는 단계(S140), 상기 제1 베이스 필름(110)을 상기 코팅롤러(220)와 제1 및 제2 이송롤러의 외주면에 장착하되, 상기 제1 및 제2 이송롤러(310,320)에는 롤러 외주면의 하면에 접하도록 장착되고, 상기 코팅롤러(220)에는 롤러 외주면(220a)의 상면에 접하도록 장착되게 배치하는 단계(S150)로 이루어져, 상기 롤러등의 회전에 따라 상기 제1 베이스 필름(110)이 이송하면서 상기 코팅롤러(220)의 외주면에 도포된 상기 코팅액(210)이 상기 제1 베이스 필름(110)의 일면에 재도포 된다.
이때, 상기 제작방법에 상기 코팅롤러 외주면(220a)의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름(110)의 이송방향은 서로 반대가 되도록 상기 코팅롤러(220)의 회전방향을 결정하는 단계(S160)를 더 포함되어, 상기 코팅롤러 외주면(220a)의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름의 이송방향(310a)이 반대가 됨에 따라 상기 코팅롤러의 외주면(220a)에 도포된 상기 코팅액(210)이 상기 제1 베이스 필름(110)의 일면(110b)에 재도포 되어 코팅된다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 베이스 필름(110)이 상기 코팅롤러(220)와 제1 및 제2 이송롤러(310,320)의 외주면(310a,320a)에 장착되는 과정으로, 상기 제1 베이스 필름의 타면(110a)이 상기 제1 이송롤러 외주면(310a)의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계, 상기 제1 베이스 필름의 일면(110b)이 상기 코팅롤러 외주면(220a)의 상면에 접한상태로 이송되도록 배치되는 단계, 상기 제1 베이스 필름의 타면(110a)이 상기 제2 이송롤러 외주면(320a)의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계를 거침에 따라 상기 제1 베이스 필름(110)은 상기 제1 이송롤러(310)를 거쳐 상기 코팅롤러(220)에서 코팅이 되고, 상기 제2 이송롤러(320)를 통해 배출된다.
또한, 상기 제2 이송롤러(320)를 통해 배출된 후에, 상기 제1 베이스 필름(110)은 열풍건조공정을 거쳐 건조되는 단계(S170)와 상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름(110)의 코팅된 일면에 제2 베이스 필름(120)을 합지시키는 단계(S180)가 이루어진다.
이때, 도 3을 참조하면, 상기 제2 이송롤러(320)를 통해 배출된 후에, 상기 제1 베이스 필름(110)은 열풍건조공정을 거쳐 건조되는 단계(S170)에서 상기 열풍건조공정을 위해 열풍건조기가 총 7개 구비된다.
이때, 상기 각각의 열풍건조기는 제1 존 내지 제7 존으로 구분되어 구비되되, 상기 각각의 존은 건조 온도가 다르게 설정되고, 상기 제1 베이스 필름(110)의 각 존에서의 체류 시간은 35초 ~ 40초이다.
상기 제1 베이스 필름(110)의 열풍건조공정은 상기 제1 베이스 필름(110)이 80 내지 90℃의 제1 존(410)을 통과하는 단계, 상기 제1 존(410)을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 90 내지 100℃의 제2 존(420)을 통과하는 단계, 상기 제2 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 100 내지 110℃의 제3 존(430)을 통과하는 단계, 상기 제3 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 130 내지 135℃의 제4 존(440)을 통과하는 단계, 상기 제4 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 130 내지 135℃의 제5 존(450)을 통과하는 단계, 상기 제5 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 130 내지 135℃의 제6 존(460)을 통과하는 단계, 상기 제6 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름(110)이 100 내지 110℃의 제7 존(470)을 통과하는 단계로 이루어져 상기 제1 베이스 필름(110)을 열풍 건조시킨다.
이때, 상기 제1 베이스 필름(110)이 상기 제1 존 내지 제7 존을 통과할 때, 롤러와 같은 회전 가능한 이송수단(500)이 상기 제1 베이스 필름(110)의 하부에 형성되어 상기 제1 베이스 필름(110)의 이동을 가능하게 한다.
도 4를 참조하면, 상기 열풍건조가 완료된 후, 제1 베이스 필름(110)의 코팅된 일면(110b)에 제2 베이스 필름(120)을 합지시키는 단계(S180)가 이루어진다.
이때, 상기 제1 및 제2 베이스 필름(110,120)을 합지시키기 위해, 상기 열풍건조가 완료된 후 상기 제2 베이스 필름(120)의 합지를 위한 제3 이송롤러(330)와 제4 이송롤러(340)가 구비되는 단계가 더 포함된다.
이때, 상기 제4 이송롤러(340)는 상기 제3 이송롤러(330)와 같은 선상에서 상기 제3 이송롤러(330)의 하부쪽으로 소정의 위치만큼 이격되어 배치되고, 상기 제3 및 제4 이송롤러(330,340)는 서로 반대방향으로 회전한다.
또한, 상기 제1 및 제2 베이스 필름(110,120)이 합지되는 과정은 상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름의 타면(110a)이 상기 제3 이송롤러 외주면(330a)의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계 및 상기 제2 베이스 필름의 일면(120b)이 상기 제4 이송롤러 외주면(340a)의 상면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계를 통해 이루어지고, 상기 제1 및 제2 베이스 필름이 동시에 이송되는 경우, 상기 제1 베이스 필름의 일면(110b)과 상기 제2 베이스 필름의 타면(110a)이 합지된다.
더불어, 상기 합지되는 공정 후 30 ~ 35℃에서 22 ~ 24시간의 숙성 과정을 거쳐 용도에 맞게 새로운 베이스 필름이 추가로 공정되는 것이 가능하다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 베이스 필름의 일면(110b)에 코팅할 코팅액(210)을 구비하는 단계는 다음과 같다.
상기 코팅액(210)은 아크릴 폴리머, 아미노레진, 클로로벤조 트리아졸, 벤조 트리아졸, 테트라 하이드록시 벤조페논 및 메틸에틸케론 중 하나 이상이 혼합되어 형성된다.
이에 따라, 아크릴 폴리머가 구비되는 단계(S200), 테트라 하이드록시 벤조페논이 구비되는 단계(S210), 아미노레진이 구비되는 단계(S220), 클로로벤조 트리아졸이 구비되는 단계(S230), 벤조 트리아졸이 구비되는 단계(S240), 메틸에틸케론이 구비되는 단계(S250)가 포함된다.
이때, 상기 아크릴 폴리머는 접착제로 원단과 원단의 결합을 위한 용도로 사용되고, 상기 아미노레진은 접착제의 경화제로 경화속도를 조절하기 위한 용도로 사용되며, 상기 클로로 벤조 트리아졸은 단파장 영역의 자외선 차단제 역할을 하고, 상기 벤조 트리아졸은 장파장 영역의 자외선 차단제 역할을 하며, 상기 테트라 하이드록시 벤조 페논은 자외선 차단제의 내구성 강화 및 자외선 파장을 400㎚까지 차단하는 역할을 하고, 상기 메틸에틸케론은 용제 역할을 한다.
또한, 도 6을 참조하면, 상기 코팅액을 담을 코팅액 용기를 준비하고, 상기 코팅액 용기에 상기 코팅액을 담는 단계는 다음과 같다.
상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 테트라 하이드록시 벤조페논을 1.9 내지 2.1 중량부로 넣는 단계(S300), 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 벤조 트리아졸을 1 내지 3 중량부로 넣는 단계(S310), 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 클로로 벤조트리아졸을 0.1 내지 1 중량부로 넣는 단계(S320), 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 아미노레진 2 내지 5 중량부로 넣는 단계(S330), 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 메틸에틸케론 40 내지 50 중량부로 넣는 단계(S340), 상기 용기에 담긴 첨가제들을 혼합하는 단계(S350)를 더 포함한다.
그러나 이때, 상기 첨가제들은 20 ~ 22℃에서, 15 ~ 20분 동안, 200 ~ 250rpm으로 혼합된다.
더불어, 상기 용기에 담긴 첨가제들을 혼합하는 단계(S350) 후에, 상기 혼합된 첨가제에 상기 아크릴 폴리머를 넣고 혼합하는 단계(S360)를 더 포함하되, 상기 혼합된 첨가제들과 상기 아크릴 폴리머는 30 ~ 40분 동안 120 ~ 150rpm으로 혼합되어 상기 코팅액(210)을 형성시킨다.
이때, 상기 코팅액(210)의 고형분은 40 ~ 42%이고, 형성도막은 6 ~ 7㎛이다.
또한, 상기 코팅액(210)에 접하는 코팅롤러의 외주면(220a)은 메쉬망으로 구비되어, 상기 코팅롤러(220)가 회전하는 동안 상기 코팅액(210)을 최대한 많이 머금고 있는 것이 가능함으로써 상기 제1 베이스 필름에 상기 코팅액이 골고루 도포되는 것이 가능하다.
더불어, 상기 메쉬는 60메쉬이고, 상기 코팅롤러(220)의 회전속도는 300 ~ 330rpm이다.
그러나 이때, 상기 코팅롤러(220)의 외주면에 많은 양의 코팅액(210)이 묻어나는 것을 방지하기 위해 상기 코팅액 용기로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치에 지지대(600)가 구비되되, 상기 지지대(600)는 상부지지부와 하부지지부로 나누어져 형성되고, 상기 상부지지부와 하부지지부 사이에는 블레이드(610)가 더 형성된다.
이때, 상기 블레이드(610)는 상기 코팅롤러(220)의 외주면에 접하도록 위치되어 회전하는 상기 코팅롤러(220)의 외주면에 묻어나는 코팅액(210)의 양이 적당히 묻어나도록 조절함으로써 상기 코팅액(210)이 상기 제1 베이스 필름(110)에 얇게 도포되게 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1 및 제2 이송롤러와 상기 코팅롤러를 지나가는 제1 베이스 필름(110)은 1분당 45 ~ 50m 이동가능하고, 상기 제1 베이스 필름의 코팅되는 코팅 도막은 5 ~ 6㎛이다.
또한, 당 업자는 상기 코팅액(210)의 농도에 따라 상기 코팅롤러(220)의 회전속도나 상기 코팅롤러의 외주면(220a)에 형성되는 메쉬망의 메쉬 단위를 조절하여 상기 코팅액(210)이 상기 제1 베이스 필름(110)의 일면에 더 효과적으로 도포되도록 조절하는 것이 가능하다.
반면에, 도 8을 참조하면, 종래에 사용되는 필름은 자외선 차단 파장 지수가 370㎚인 것을 알 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 상기 테트라 하이드록시 벤조페논이 포함되는 양에 의해 일정 파장대 이상에서 자외선 차단이 가능한 지수가 달라지는 것을 설명한다.
이때, 도 9 내지 도 11의 (a)에 표기된 YK-28은 상기 테트라 하이드록시 벤조페논을 뜻하고, 상기 YK-28과 함께 표기된 1.3P는 코팅액에 포함되는 테트라 하이드록시 벤조페논의 중량부를 뜻하며, 도 9 내지 도 11의 (a)는 필름의 파장대에 따른 투과율을 나타낸 것이고, (b)는 파장대에 따른 투과율을 수치화 하여 나타낸 것이되, (b)의 좌측에 표기된 숫자는 파장대를 뜻하고, 우측에 표기된 숫자는 투과율(%)을 뜻한다.
이에 따라, 도 9를 참조하면, 상기 테트라 하이드록시 벤조페논(YK-28)이 1.3 중량부만큼 혼합된 코팅액을 이용해 코팅한 필름을 사용한 일 예로, 상기 필름은 400㎚ 파장대에서 1.39493의 투과율을 보임으로써, 상기 필름의 경우, 400㎚ 근방의 파장대에서 자외선 차단율이 98.61%밖에 되지 않는다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 400㎚ 파장대 이상으로 벗어날수록 빛 투과율이 높고, 상기 자외선 차단율이 낮아지는 것을 알 수 있다.
반면에, 도 10을 참조하면, 상기 테트라 하이드록시 벤조페논(YK-28)이 1.6 중량부만큼 혼합된 코팅액을 이용해 코팅한 필름을 사용한 일 예로, 상기 필름은 400㎚ 파장대에서 0.583565의 투과율을 보임으로써, 상기 필름의 경우, 400㎚ 근방의 파장대에서 자외선 차단율이 99.42%인 것을 알 수 있다.
이와 같은 결과는 상기 테트라 하이드록시 벤조페논을 1.3 중량부를 사용한 경우 보다 자외선 차단율이 높아지는 것을 알 수 있다.
반면에, 도 11을 참조하면, 상기 테트라 하이드록시 벤조페논(YK-28)이 2.0 중량부만큼 혼합된 코팅액을 이용해 코팅한 필름을 사용한 일 예로, 상기 필름은 400㎚ 파장대에서 0.0784351의 투과율을 보임으로써, 상기 필름의 경우, 400㎚ 근방의 파장대에서 자외선 차단율이 99.92%인 것을 알 수 있다.
이에 따라, 상기 테트라 하이드록시 벤조페논(YK-28)이 2.0 중량부만큼 혼합된 코팅액을 이용해 코팅한 필름을 사용하는 경우, 100%의 가까운 자외선 차단이 가능한 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 테트라 하이드록시 벤조페논이 상기 코팅액에 포함되는 양에 따라 상기 자외선 차단 지수에 많은 영향을 주는 것을 알 수 있다.
또한, 도 12를 참조하여 상기 본 발명의 실시예에 따른 필름을 사용해 KS L 2514:2011, 4. 에 따른 분광투과율 및 분광반사율을 측정한 시험 결과를 설명한다.
이때, 상기 시험에 사용된 시료는 가시광선 투과율이 35%인 T3580#H2UAS이고, 사용 장비는 UV-VIS-NIR Spectrophotometer, Perkin-Elmer, Lambda 1050, U.S.A. 가 사용되었고, 시험 환경은 온도 최저 21℃, 최고 25℃, 습도 : 최저 60% R.H., 최고 65% R.H.의 환경에서 실험하였다.
상기 시험 결과에 따라, UVA (400㎚ ~ 315㎚) 에서 투과율이 0.024%로 나타났고, UVB (315㎚ ~ 295㎚) 에서 투과율이 0.050%로 나타났으며, T(400㎚) 에서 투과율이 0.035%로 나타났고, T(380㎚) 에서 투과율이 0.008%로 나타남으로써 400㎚ 이상의 파장대에서 자외선 차단율이 99% 이상인 것을 확인할 수 있다.
다시 말해, UVA는 장파장으로, 파장대 400㎚ ~ 315㎚ 범위에서 평균적인 투과율이 0.024%, UVB는 중파장으로, 파장대 315㎚ ~ 295㎚ 범위에서 평균적인 투과율이 0.050% 인 것을 의미하며, T는 투과율로써, 400㎚ 파장대에서 투과율이 0.035%, 380㎚ 파장대에서 투과율이 0.008%로 나타남으로써, 400㎚ 파장대에서 자외선 차단이 99.7% 가능한 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 자외선 차단 필름은 종래의 필름과 다르게 100% 에 가까운 자외선 차단이 가능한 효과가 있는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 자외선 차단 필름은 종래의 필름과 다르게 100% 에 가까운 자외선 차단이 가능한 효과가 있는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
110 : 제1 베이스 필름 120 : 제2 베이스 필름
200 : 코팅액 용기 210 : 코팅액
220 : 코팅롤러 310 : 제1 이송롤러
320 : 제2 이송롤러 410 : 제1 존
420 : 제2 존 430 : 제3 존
440 : 제4 존 450 : 제5 존
460 : 제6 존 470 : 제7 존
500 : 이송수단 600 : 지지대
610 : 블레이드

Claims (13)

  1. 코팅액을 사용해 필름의 표면을 코팅함으로써 400㎚ 이상의 자외선이 99% 차단되도록 제작하는 자외선 차단 필름의 제조방법에 있어서,
    상기 코팅액은, 아크릴 폴리머와 테트라 하이드록시 벤조페논이 포함되어 형성되고,
    또한 아미노레진, 클로로벤조 트리아졸, 벤조 트리아졸 및 메틸에틸케론 중 하나 이상이 추가로 포함되어 제조되되
    (a) 제1 베이스 필름을 준비하는 단계;
    (b) 상기 제1 베이스 필름의 일면에 코팅할 코팅액을 구비하는 단계;
    (c) 상기 코팅액을 담을 코팅액 용기를 준비하고, 상기 코팅액 용기에 상기 코팅액을 담는 단계;
    (d) 상기 코팅액 용기에 담긴 코팅액에 접하도록 코팅롤러를 준비하는 단계;
    (e) 상기 코팅롤러의 양쪽 각각에 제1 이송롤러와 제2 이송롤러를 준비하는 단계;
    (f) 상기 제1 베이스 필름을 상기 코팅롤러와 제1 및 제2 이송롤러의 외주면에 장착하되, 상기 제1 및 제2 이송롤러에는 롤러 외주면의 하면에 접하도록 장착되고, 상기 코팅롤러에는 롤러 외주면의 상면에 접하도록 장착되게 배치하는 단계; 로 이루어져,
    상기 제1 베이스 필름이 이송하면서 상기 코팅롤러의 외주면에 도포된 상기 코팅액이 상기 제1 베이스 필름의 일면에 재도포하며
    상기 (f) 단계는,
    (f-1) 상기 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제1 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계;
    (f-2) 상기 제1 베이스 필름의 일면이 상기 코팅롤러 외주면의 상면에 접한상태로 이송되도록 배치되는 단계;
    (f-3) 상기 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제2 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계; 를 통해
    상기 제1 베이스 필름은 상기 제1 이송롤러를 거쳐 상기 코팅롤러에서 코팅이 되고, 상기 제2 이송롤러를 통해 배출되고
    (h) 상기 제2 이송롤러를 통해 배출되는 제1 베이스 필름은 열풍건조공정을 거쳐 건조되는 단계;와
    (i) 상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름의 코팅된 일면에 제2 베이스 필름을 합지시키는 단계;가 포함되며
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) 아크릴 폴리머가 구비되는 단계;
    (b-2) 테트라 하이드록시 벤조페논이 구비되는 단계;
    (b-3) 아미노레진이 구비되는 단계;
    (b-4) 클로로벤조 트리아졸이 구비되는 단계;
    (b-5) 벤조 트리아졸이 구비되는 단계;
    (b-6) 메틸에틸케론이 구비되는 단계; 가 포함되고
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 용기에, 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 테트라 하이드록시 벤조페논을 1.9 내지 2.1 중량부로 넣는 단계;와
    (c-2) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 벤조 트리아졸을 1 내지 3 중량부로 넣는 단계;와
    (c-3) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 클로로 벤조트리아졸을 0.1 내지 1 중량부로 넣는 단계;와
    (c-4) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 아미노레진 2 내지 5 중량부로 넣는 단계;와
    (c-5) 상기 용기에 상기 아크릴 폴리머 100 중량부에 대해 메틸에틸케론 40 내지 50 중량부로 넣는 단계;와
    (c-6) 상기 (c-1)단계 내지 상기 (c-5)단계에서 첨가한 첨가제들을 20 ~ 22℃에서, 15 ~ 20분 동안, 200 ~ 250rpm으로 혼합하는 단계; 포함하며
    (c-7) 상기 (c-6)단계에서 혼합된 첨가제에 상기 아크릴 폴리머를 넣고 30 ~ 40분 동안 120 ~ 150rpm으로 혼합하는 단계; 를 더 포함하되,
    상기 (h) 단계는,
    (h-1) 상기 제1 베이스 필름이 80 내지 90℃의 제1 존을 통과하는 단계;
    (h-2) 상기 제1 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 90 내지 100℃의 제2 존을 통과하는 단계;
    (h-3) 상기 제2 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 100 내지 110℃의 제3 존을 통과하는 단계;
    (h-4) 상기 제3 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제4 존을 통과하는 단계;
    (h-5) 상기 제4 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제5 존을 통과하는 단계;
    (h-6) 상기 제5 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 130 내지 135℃의 제6 존을 통과하는 단계;
    (h-7) 상기 제6 존을 통과한 상기 제1 베이스 필름이 100 내지 110℃의 제7 존을 통과하는 단계; 를 통해 열풍 건조하되, 상기 각 존의 체류 시간은 35 ~ 40초로 하고,
    (j) 상기 열풍건조가 완료된 후 상기 제2 베이스 필름의 합지를 위한 제3 이송롤러와 제4 이송롤러가 구비되는 단계; 를 포함하여,
    상기 열풍건조가 완료된 제1 베이스 필름의 타면이 상기 제3 이송롤러 외주면의 하면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계;와
    상기 제2 베이스 필름의 일면이 상기 제4 이송롤러 외주면의 상면에 접한 상태로 이송되도록 배치되는 단계; 를 통해,
    상기 제1 및 제2 베이스 필름이 동시에 이송되는 경우, 상기 제1 베이스 필름의 일면과 상기 제2 베이스 필름의 타면이 합지되어 형성된 필름이 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능한 것을 특징으로 하는 자외선 차단 필름의 제조방법.
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  5. 제 1 항에 있어서,
    (g) 상기 코팅롤러 외주면의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름의 이송방향은 서로 반대가 되도록 상기 코팅롤러의 회전방향을 결정하는 단계; 를 더 포함하여,
    상기 코팅롤러 외주면의 이송방향과 상기 제1 베이스 필름의 이송방향이 반대가 됨에 따라 상기 코팅롤러의 외주면에 도포된 상기 코팅액이 상기 제1 베이스 필름의 일면에 재도포 되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 400㎚ 이상의 자외선이 99% 이상 차단 가능한 자외선 차단 필름의 제조방법.
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