KR102176232B1 - 윈도우 필름 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 윈도우 필름에 관한 것이다. 본 출원의 윈도우 필름은, 투광성 기재층, 적외선 반사층, 오버코팅층 및 오버코팅층으로부터 박리가능한 보호 필름을 포함한다. 상기 구성의 윈도우 필름은 시공 후에도 고기능을 구현할 수 있다.

Description

윈도우 필름{Window film}
본 출원은 윈도우 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 적외선 반사기능을 갖는 윈도우 필름에 관한 것이다.
윈도우 필름 중 솔라컨트롤 필름은 적외선 차단 방식에 따라 흡수형 필름과 반사형 필름으로 구별될 수 있다. 이 중, 반사형 솔라 컨트롤 필름은 금속산화물층과 금속층의 교대 적층 구조를 갖는 것이 일반적이다. 이러한 윈도우 필름이 건축물이나 차량 유리에 부착될 경우, 열을 차단하거나 열 손실을 방지하여 에너지 소비를 절감할 수 있다.
이러한 윈도우 필름은, 다층 구조를 갖는 것이 일반적이기 때문에, 적층되는 층의 개수만큼이나 다양한 원인으로 인해 층간 계면에서의 부착력 저하와 박리 문제, 내구성 저하문제, 그리고 필름의 오염과 변색 문제 등을 갖고 있다. 나아가, 실제 사용을 위해 윈도우 필름을 운반하는 과정에서 윈도우 필름의 층 구성이 손상되는 경우도 많다. 특히, 윈도우 필름을 건축물이나 차량의 유리에 부착시키는 경우에는 물리적인 힘이 필름에 가해지기 때문에, 표면 스크래치나 층간 박리가 발생하기 쉽다. 이러한 문제는 대면적 유리에 윈도우 필름을 사용할 때 더욱 두드러진다.
본 출원의 일 목적은, 시공 후에도 고차열, 고단열, 또는 고투과성 등과 같은 본연의 기능을 안정적으로 발휘할 수 있는 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은, 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 윈도우 필름에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은, 가시광선에 대한 투과성을 갖지만, 적외선에 대해서는 반사 또는 차단 기능을 수행하는 윈도우 필름에 관한 것이다.
본 출원에서 특별히 다르게 정의하지 않는 이상, 「가시광선」은 예를 들어 380 nm 내지 780 nm 파장 범위의 광, 보다 구체적으로는 550 nm 파장의 광을 의미할 수 있다. 또한, 본 출원에서 「적외선」은, 상기 가시광선 보다 긴 파장의 광을 의미할 수 있으며, 예를 들어 780 nm 내지 2,500 nm 파장 범위의 근적외선과 2.5 ㎛ 내지 25 ㎛ 파장 범위의 원적외선을 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.
본 출원의 윈도우 필름은, 투광성 기재층, 적외선 반사층, 오버코팅층, 및 보호 필름을 순차로 포함할 수 있다.
투광성 기재층은 윈도우 필름의 지지체 역할을 수행하는 구성으로서, 가시광선에 대한 투과율이 70% 이상 또는 80% 이상인 층일 수 있다. 상기와 같은 투과율을 만족한다면, 투광성 기재층에 사용되는 재료는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 공지된 유리 또는 수지 필름이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 투광성 기재층은 가요성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리 비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지 또는 폴리페닐렌 황화물계 수지 등이 투광성 기재층에 사용될 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 상기 투광성 기재층은 예를 들어, 5 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 또는 30 ㎛ 이상의 두께를 가질 수 있고, 그 상한은 200 ㎛ 또는 150 ㎛ 일 수 있다.
적외선 반사층은 근적외선과 원적외선을 반사하는 구성으로서, 윈도우 필름에 고차열 및 고단열 기능을 부여할 수 있다. 본 출원에서 적외선 반사층은 상기 투광성 기재층 상에 위치한다. 본 출원에서, 층간 적층 위치와 관련하여 사용되는 「상」 또는 「상에」라는 용어는, 어떤 구성이 다른 구성 바로 위에 형성되는 경우뿐 아니라 이들 구성 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
상기 적외선 반사층은 금속산화물층과 금속층을 포함한다.
하나의 예시에서, 금속산화물층은 투광성 기재층과 금속층 사이에 위치할 수 있다. 금속층 일면 상에 위치한 금속산화물층은, 예를 들어 가시광선에 대한 투과와 적외선에 대한 반사와 같이, 광에 대한 파장 선택성을 윈도우 필름에 부여할 수 있다.
상기 금속산화물층은, 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란티늄(La), 마그네슘(Mg), 셀렌(Se), 규소(Si), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn), 및/또는 주석(Sn)의 산화물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 금속산화물층은 상기 금속의 산화물만으로 이루어진 층이거나, 상기 나열된 성분 외에 다른 성분을 포함하지만 금속산화물을 주성분으로 포함하는 층일 수 있다. 주성분이란, 어느 층을 구성하는 성분 중 어느 한 성분이 해당 층에서 차지하는 중량비가 85% 이상인 경우를 의미할 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 본 출원에 사용되는 금속산화물층은 5 nm 내지 300 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 적절한 광 투과율과 굴절률을 확보할 수 있다.
금속산화물층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 공지된 건식 또는 습식 방법이 금속산화물층 형성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 증착에 의해 금속산화물층이 형성될 수 있다.
금속층은, 필름의 적외선 차단 기능과 관련된 주된 기능을 수행하는 층이다.
하나의 예시에서, 상기 금속층은 티타늄(Ti), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd) 및/또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 금속만을 포함하는 층일 수 있고, 또는 상기 나열된 성분 외에 다른 성분을 포함하지만 상기 금속을 주성분으로 포함하는 층일 수 있다. 상기 나열된 금속 외의 금속 성분, 예를 들어, 주석(sn)을 포함하는 경우, 필름의 광학 특성뿐 아니라 차열 또는 단열능이 저하되거나 내염수성이 저하 되는 등, 필름의 내구성이 악화될 수 있다.
금속층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 공지된 건식 또는 습식 방법이 금속층 형성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 증착에 의해 금속층이 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 금속층은 복수의 하위 금속층을 포함할 수 있다. 상기 하위 금속층은 상기 나열된 것과 동일한 금속 성분 중에서 1 이상을 포함하도록 구성될 수 있는데, 각 하위 금속층이 갖는 구체적인 금속 성분은 동일 또는 상이할 수 있다. 금속층이 복수의 하위 금속층을 포함하는 경우, 복수의 금속층 중 상기 투광성 기재층에 인접한 금속층은 고차열 및 고단열 기능을 윈도우 필름에 부여할 수 있고, 그 외의 금속층은 윈도우 필름의 내구성 개선에 기여할 수 있다.
오버코팅층은 적외선 반사층의 손상을 방지하기 위해 윈도우 필름에 사용된다. 윈도우 필름의 기능을 고려할 때, 오버코팅층은 가시광선에 대한 투과율이 높고, 적외선에 대한 흡수성이 낮은 성질을 갖는 것이 바람직하다.
상기 오버코팅층은 윈도우 필름의 투광성을 저해하지 않는 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 오버코팅층은, 단관능 또는 다관능의 광경화성 유기 화합물과 무기 또는 유기 입자를 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
상기 오버코팅층은 100 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께를 초과하는 경우, 윈도우 필름의 투과도가 저하될 수 있고, 오버코팅층의 적외선 흡수로 인해 윈도우 필름의 적외선 반사 기능이 저하될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 윈도우 필름은, 적외선 반사층의 일면과 마주하는 투광성 기재층 일면의 반대 일면 상에 이형 기재를 포함할 수 있다. 상기 이형 기재는 점착제(층)를 매개로 투광성 기재층에 부착되어 있을 수 있다. 상기 이형 필름을 제거한 후에, 이형 기재와 투광성 기재 사이에 존재하던 점착제(층)은 윈도우 필름을 유리와 같은 창호에 부착시킬 수 있다. 상기 이형 기재는, 윈도우 필름을 창호와 부착시키는 점착제(층)에 대한 일시적인 보호 기능을 수행하는 것으로서, 상기 기능을 수행할 수 있다면 그 기재의 종류는 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 윈도우 필름은, 상기 오버코팅층 상에 위치하는 보호 필름을 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 위도우 필름의 취급, 이동 또는 시공 시에 발생하는 외력이나 외부 환경으로부터 윈도우 필름을 보호할 수 있다. 그리고 상기 보호 필름은, 시공시에 오버코팅층의 손상없이, 윈도우 필름의 일 면으로부터 박리될 수 있다.
구체적으로, 실제 사용을 위해 윈도우 필름을 유리와 같은 창호에 부착시키는 과정은 다음과 같다. 우선, 부착 대상인 유리의 표면을 세척하고, 이형 기재가 제거된 투광성 기재층의 점착제를 매개로 윈도우 필름을 유리의 표면에 부착시킨다. 이후, 스퀴지(squeegee)와 같은 도구를 이용하여, 유리와 투광성 기재층 사이의 수분이나 기포 등을 제거하여 유리와 윈도우 필름을 밀착(부착)시킨다. 마지막으로, 보호 필름을 윈도우 필름으로부터 박리하여 시공을 마무리 할 수 있다. 상기 보호 필름은, 상기와 같은 일련의 시공 과정에서 발생할 수 있는 윈도우 필름의 꺽임이나 찍힘, 스퀴지를 이용한 밀착 과정에서 발생할 수 있는 오버코팅층이나 적외선 반사층 표면의 스크래치 등을 방지할 수 있다.
본 출원에서, 보호 필름과 피착면 간 박리력은 소정 범위로 조절될 수 있다. 구체적으로, 오버코팅층에 대하여 180° 각도 및 150 mm/min(분)의 박리속도로 측정한 보호 필름의 박리력은 8 gf/25mm 내지 60 gf/25mm 일 수 있다. 박리력이 8 gf/25mm 미만일 경우, 윈도우 필름의 취급 중 보호 필름이 박리될 수 있고, 그리고 스퀴지를 이용한 밀착 과정에서 보호 필름이 박리되거나 구겨지면서 윈도우 필름이 손상될 수 있다. 그리고 박리력이 60 gf/25mm 초과할 경우에는, 시공 종료를 위해 보호 필름을 떼어내는 과정에서 윈도우 필름 자체가 유리로부터 박리되거나 보호 필름의 점착제가 오버코팅 층에 잔존할 수 있다.
하나의 예시에서, 보호 필름은 표면 보호 기재 및 점착층을 포함할 수 있다. 이때, 표면 보호 기재로는 관련 기술 분야에서 공지되어 있는 폴리머 필름이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리(염화 비닐) 필름 또는 폴리이미드 필름과 같은 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 이들 필름은 단층으로 사용될 수 있고, 또는 서로 적층되어 다층으로 사용될 수도 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 상기 표면 보호 기재의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위일 수 있다.
상기 보호 필름의 점착층은 소정의 조성물로부터 형성될 수 있고, 상기 점착층은 상기 언급된 박리력을 보호필름에 부여할 수 있다. 경화 후 박리가능한 성질을 갖는 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)를 형성할 수 있는 조성물이라면, 그 구체적인 성분은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 점착제로는, 아크릴 점착제, 우레탄 점착제, 실리콘 점착제 또는 고무계 점착제 등이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 조성물은, 아크릴계 중합체를 포함하는 아크릴계 점착제일 수 있다. 이 경우, 상기 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체와 가교성 관능기를 갖는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함할 수 있고, 상기 조성물은 상기 아크릴계 중합체 외에 단관능 또는 다관능성 가교제를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 윈도우 필름은 투광성 기재층과 적외선 반사층 사이에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 윈도우 필름은 투광성 기재층, 하드코팅층, 및 하기 설명되는 제1 적층체의 금속산화물층을 순차로 포함할 수 있다. 윈도우 필름의 투광성을 저해하지 않는 이상, 상기 하드코팅층의 구성은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 유기 또는 무기 입자를 포함하는 수지를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 적외선 반사층은 금속산화물층 및/또는 금속층을 포함하는 복수의 적층체를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 적외선 반사층은 제 1 적층체 및 상기 제 1 적층체 상에 위치하는 제 2 적층체를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제 1 적층체는 제1 금속산화물층 및 금속층을 포함하고, 상기 제 2 적층체는 금속산화물층을 포함할 수 있다. 금속층과 금속산화물층 각각이 포함하는 재료는 상기 설명된 바와 동일하다. 이때, 상기 제1 적층체는, 제2 적층체 보다 투광성 기재층에 더 가깝게 위치할 수 있다. 상기와 같이 금속층과 금속산화물층이 적층된 구조는 윈도우 필름에 고차열 및 고단열 기능을 부여할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 적층체는 제1 금속산화물층 상에 금속층이 위치하는 적층체일 수 있다. 이 경우, 윈도우 필름은 투광성 기재층 상에 제1 금속산화물층 및 금속층을 순차로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 적층체에 포함되는 금속층은 2개의 금속층, 즉 제1 금속층과 제2 금속층을 포함할 수 있다. 본 출원에서, 제1 금속층은, 제2 금속층 보다 투광성 기재층 측에 더 가깝게 위치한 금속층을 의미할 수 있다. 상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층 상에 위치할 수 있다. 그리고 상기 2개의 금속층에 포함되는 금속 성분은 동일 또는 상이할 수 있다.
또 하나의 예시에서, 상기 제1 금속층의 일면과 상기 제2 금속층의 일면은 서로 집적 접할 수 있다. 이 경우 본 출원의 윈도우 필름은 투광성 기재층 상에, 제1 금속산화물층, 제1금속층 및 제2 금속층을 순차로 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 적층 구조와 관련하여, 예를 들어, 제1 적층체의 금속산화물층과 제2 적층체의 금속산화물층 사이에 1개의 금속층만이 개재된다면, 이중 어느 하나의 금속층 상에 금속산화물층을 형성하는 과정에서 금속층이 산소에 노출되면서 산화될 수 있다. 이러한 금속층의 산화는 금속층 본연의 기능을 잃게하고, 층간 계면 접착력의 감소나 변색과 같은 내구성 불량을 야기할 수 있다. 따라서, 본 출원의 윈도우 필름은, 상기 제1 금속층 상에 제2 금속층이 직접 맞닿아 위치하고, 상기 제2 금속층 상에 제2 적층체를 구성하는 금속산화물층이 위치하는 적층 구조를 가질 수 있다. 이를 통해 윈도우 필름에 고차열, 고단열 및 고내구성을 동시에 부여할 수 있다.
하나의 예시에서, 제2 금속층은, 제1 금속층과 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion: CTE)가 상이하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 금속층의 열팽창 계수는 제1 금속층의 열팽창 계수보다 작을 수 있다. 본 출원에서 각 층이 갖는 열팽창계수란, 각 층이 갖는 금속 또는 금속산화물 중 주성분의 열팽창 계수와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 열팽창 계수는 열기계 분석기(Thermo Mechanical Analyzer, TMA)에 의해 측정될 수 있다. 상기와 같은 금속층 간 열팽창 계수의 크기 차이는, 금속 성분을 적절히 선택하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층이 은(Ag)을 포함할 경우, 제2 금속층에는 은(Ag) 보다 낮은 열팽창 계수를 갖는 금속, 예를 들어, 티타늄(Ti)이 사용될 수 있다. 상기와 같이 층간 열팽창계수가 조절될 경우, 열팽창에 의해 필름에 가해지는 스트레스가 완화되고, 필름의 내구성이 개선될 수 있다.
상기 금속층은 1 nm 내지 50 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 금속층이 제1 및 제2 금속층을 포함하는 경우, 상기 제1 금속층은 그 두께가 5 nm 내지 30 nm 범위일 수 있고, 제2 금속층은 1 nm 내지 15 nm 의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 제2 금속층은 전체 필름의 투과도를 저해하지 않으면서, 제1 금속층의 열화를 방지하고 우수한 층간 계면 접착력을 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 금속층이 갖는 가시광에 대한 굴절률은 0.1 내지 1.5 범위일 수 있다. 이때, 각 하위 금속층이 갖는 굴절률은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 굴절률을 갖는 금속층과 하기 설명되는 구성의 금속산화물층이 사용되는 경우, 가시광에 대한 높은 투과율과 적외선에 대한 낮은 투과율이 윈도우 필름에 부여될 수 있다. 한편, 굴절률은, 금속층의 증착 두께나 층 형성시의 결정화 정도 등에 따라 변화될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 2 적층체는 굴절률이 서로 상이한 복수의 금속산화물층을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 적층체에 포함되는 복수의 금속산화물층 중 가시광 굴절률이 가장 큰 금속산화물층은 제1 적층체에 인접하여 위치할 수 있다.
제2 적층체에 포함되는 금속산화물층의 개수는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 상기 금속산화물층은 제2 금속산화물층 및 제3 금속산화물층, 즉 2개의 금속산화물층을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 제2 금속산화물층은 윈도우 필름의 적층 구조 중 제3 금속산화물층 보다 투광성 기재층 측에 더 가깝게 위치한 금속산화물층을 의미할 수 있다. 이 경우, 본 출원의 윈도우 필름은 투광성 기재층 상에, 제1 적층체, 제2 금속산화물층 및 제3 금속산화물층을 순차로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제2 금속산화물층의 일면과 제3 금속산화물층의 일면은 직접 맞닿아 있을 수 있다. 이 경우 상기 제2 금속산화물층에 포함되는 금속산화물과 제3 금속산화물층에 포함되는 금속산화물의 종류가 서로 상이할 수 있다. 또는, 상기 금속산화물층이 2 이상의 성분을 포함할 경우, 제2 금속산화물층과 제3 금속산화물층은 서로 다른 조성비를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 적층체 및 제2 적층체에 포함되는 금속산화물층은 1.5 내지 3.0 범위의 가시광 굴절률을 가질 수 있다. 이때, 상기 금속산화물층은 서로 다른 가시광선 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 적층체에 포함된 금속산화물층 중에서, 제1 적층체의 금속층과 인접한 제2 금속산화물층의 굴절률이, 제1 금속산화물층이나 제3 금속산화물층의 굴절률 보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 상기와 같은 구성을 취함으로써, 필름의 파장별 광 선택 특성이 개선되고 고투광성의 필름이 제공될 수 있다.
하나의 예시에서, 금속층과 금속산화물층의 열팽창 계수는 서로 상이할 수 있다. 금속산화물층의 열팽창계수는, 해당 층이 갖는 금속산화물 성분의 열팽창 계수와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 적층체에 포함되는 금속층은, 제1 또는 제2 적층체에 포함되는 금속산화물층 보다 더 높은 열팽창 계수를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 적층체에 포함되는 제2 금속층은, 제2 적층체에 포함되는 금속산화물층 보다 큰 값의 열팽창계수를 가질 수 있다. 이러한 경우에도, 제2 금속층의 열팽창 계수는 제1 금속층의 그것 보다 낮은 값을 가질 수 있다. 상기와 같이, 인접하는 층간 열팽창계수가 제어될 경우, 외부 광이나 온도 등과 같은 환경 변화에 따른 계면 스트레스가 완화되어 필름의 내구성이 개선될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 윈도우 필름은, 제1 적층체와 제2 적층체 사이에 금속산화물층과 금속층의 적층체를 1개 이상 추가로 포함할 수 있다. 상기 추가되는 적층체는, 상기 제1 적층체와 마찬가지로, 1 이상의 금속산화물층과 1 이상의 금속층이 서로 적층된 구성을 가질 수 있다. 금속층 또는 금속산화물층이 갖는 물리적 특성이나 조성은 상기 언급된 바와 동일하다. 또한, 추가되는 적층체에 포함되는 금속산화물층의 굴절률은, 제2 적층체에 포함되는 금속산화물층 중 제1 적층체에 가장 인접하도록 마련된 금속산화물층의 굴절률보다 낮은 값을 갖도록 조절될 수 있다.
본 출원 윈도우 필름의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 상기 윈도우 필름이 부착된 창호(fittings)일 수 있다. 창호란, 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 벽이나 출입구 등의 개구부에 설치되는 각종의 창(window)이나 문(door)을 의미할 수 있으며, 창호의 구체적인 구성은 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 일례에 따르면, 시공 후에도, 물리적인 손상없이 고기능을 구현할 수 있는 윈도우 필름 및 이를 포함하는 창호가 제공될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 점착 편광판을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
보호 필름에 따른 윈도우 필름의 내구성 비교
<측정 및 평가 방법>
* 박리력 : 보호 필름의 점착층을 윈도우 필름의 오버코팅층과 5kg 하중으로 1회 왕복하여 접착시키고, 시편을 폭 25mm, 길이 150mm 로 절단하였다. 30분 후 만능시험기(UTM)를 이용하여 150mm/분의 속도로 보호필름과 오버코팅층 사이를 180°로 박리했을 때의 하중값(gf/25mm)을 측정하였다.
* 내스크래치성 : 하기 순서로 평가를 진행하였다.
1) 12 cm x 3 cm로 커트한 윈도우필름으로부터 이형필름을 벗겨내고, 알루미늄판에 붙인다.
2) Rubbing 테스트기를 사용하여 양면범포로 1000g 하중으로 가하면서, 윈도우 필름의 10 cm 길이 범위를 소정의 횟수로 왕복시켜 문지른다.
3) 소정 횟수 경과 후 보호필름을 벗겨내고, 오버코팅층에 발생한 스크래치 유무를 확인한다.
* 내염수성(1): 하기 순서로 평가를 진행하였다.
1) 10 cm x 10 cm 유리에 실시예 및 비교예의 윈도우 필름을 스퀴지를 이용하여 부착시킨다. 실시예의 경우, 보호 필름을 벗겨낸다.
2) 위 샘플들을 10중량% 염화나트륨 수용액에 침지시켜 50℃ 건조기에 5일간 보관 후 외관 변화를 확인하였다(X: 스퀴지로 문지르면서 발생한 스크래치와 데미지로 인해 외관 변화(discolor) 발생, O: 외관 이상 없음)
실시예 1
점착제를 매개로 부착된 이형 필름과 50 ㎛ 두께의 PET 기재 적층체 중 PET 기재 상에, 2 ㎛ 두께의 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 제1 금속산화물층을 형성하였다. 하드코팅층은 다관능 (메타)아크릴레이트 단량체에 Silica 무기입자를 포함하는 조성물을 바 코터로 도포한 후 80 ℃로 건조하고, 질소 분위기 하에서 초고압 수은 램프를 사용 적산 광량 600 mJ/cm2 로 자외선 경화시켜 마련한 유-무기 하이브리드층이다. 제1 금속산화물층은, DC Sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 조건에서 15 nm 두께의 ZnO 층으로 형성되었다. 상기 제1 금속산화물층 상에 DC sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 의 조건에서 Ag 금속층을 14 nm 두께로 증착하였다. 상기 Ag층 상에, DC sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 의 조건에서 Ti 금속층을 5 nm 두께로 증착하였다. 이후, 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 의 조건에서 제 2 금속 산화물층으로서의 NbOx 층을 10 nm 두께로 형성하였다. 마지막으로, 제2 금속 산화물층 상에, 50 nm 두께의 오버코팅층을 형성하여 광학 필름을 제조하였다. 오버코팅층은 다관능 (메타)아크릴레이트 단량체와 Silica 무기입자를 포함하는 고형분 100중량부에 인산 에스테르 화합물(미원, 상품명 MIRAMER SC1400) 0.5 중량부 첨가하여 제조된 오버코팅 용액을, 바 코터로 도포한 후 80 ℃로 건조하고, 질소 분위기 하에서 초고압 수은 램프를 사용 적산 광량 400 mJ/cm2 로 자외선 경화시켜 마련한 유-무기 하이브리드층이다.
상기 오버코팅층에 대하여 보호 필름을 합지하였다. 상기 보호 필름은 오버코팅층에 대한 박리력이 하기 표 1에 기재된 수치를 만족하도록 구성되었고, 18 ㎛ 두께의 아크릴계 PSA와 38 ㎛ 두께의 보호 기재(PET)를 포함하는 것을 사용하였다.
제조된 필름에 대하여, 상기 언급된 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 기재하였다.
실시예 2
하기 표 1과 같이, 보호 필름의 박리력을 실시예 1과 달리한 것을 제외하고 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
비교예 1
보호 필름이 생략된 것을 제외하고, 동일한 방법으로 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
보호 필름의 박리력 내스크래치 테스트 내염수성
실시예 1 10 gf/25 mm 500회 왕복후 스크래치 없음 ○
실시예 2 50 gf/25 mm 500회 왕복후 스크래치 없음 ○
비교예 1 - 200회 왕복후 스크래치 관찰됨 X
상기 [표 1]로부터, 소정의 박리력을 갖는 표면 보호 필름을 윈도우 필름이 갖는 경우, 시공 후에도 고기능성을 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다.
하기 구성의 윈도우 필름이 구현하는 기능 역시, 상기와 같이 소정의 박리력을 갖는 보호 필름을 적용함으로써, 시공 후에도 유지될 수 있을 것이다.
윈도우 필름의 기능성 비교
<측정 및 평가 방법>
* 열관류율 : KS L 2016 규격에 따라 측정하였다.
* 차폐계수: KS L 2016 규격에 따라 측정하였다.
* 투과도: KS L 2016 / KS L 2514 규격에 따라 측정하였다.
* 염수 침지 후 방사율 변화: KS L 2514 규격에 따라 측정하였다.
* 내염수성(2): NaCl 10% 용액에 하기 제조된 필름을 7일간 침지한 후, 변색 방사율 변화 및/또는 박리가 나타나는 지를 확인하고, 하기 기준에 따라 그 정도를 구분하였다. 방사율 값이 증가한다는 것은, 염수에 의해 금속층 등이 손상되었다는 것을 의미한다.
- 변색 및 방사율 변화가 없는 경우: o
- 변색은 크지 않지만 방사율 변화가 0.2 이상인 경우: △
- 변색 및 박리가 일어난 경우: X
실시예 3
50 ㎛ 두께의 PET 기재 상에, 2 ㎛ 두께의 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 제1 금속산화물층을 형성하였다. 하드코팅층은 다관능 (메타)아크릴레이트 단량체에 Silica 무기입자를 포함하는 조성물을 바 코터로 도포한 후 80 ℃로 건조하고, 질소 분위기 하에서 초고압 수은 램프를 사용 적산 광량 600 mJ/cm2 로 자외선 경화시켜 마련한 유-무기 하이브리드층이다. 금속산화물층은, DC Sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 조건에서 30 nm 두께의 ZnO 층으로 형성되었다. 상기 제1 금속산화물층 상에 DC sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 의 조건에서 Ag 금속층을 15 nm 두께로 증착하고, 상기 금속층 상에는 제 2 금속층으로서 Ti 층이 2 nm 두께로 마련되었다. 상기 제2 금속층 역시 DC sputter 방식을 이용하여 1.5 W/cm2 및 3mTorr의 조건으로 증착되었다. 이후, 1.5 W/cm2 및 3 mTorr 의 조건에서 제 2 금속 산화물층으로서의 NbOx 층을 10 nm 두께로 제 2 금속층 상에 형성하고, 동일 조건의 DC sputter 방식을 통해 상기 제2 금속산화물층 상에 제3 금속산화물층인 ZnO 층을 20 nm 두께로 증착하였다. 마지막으로, 제2 금속 산화물층 상에, 50 nm 두께의 오버코팅층을 형성하여 광학 필름을 제조하였다. 오버코팅층은 다관능 (메타)아크릴레이트 단량체와 Silica 무기입자를 포함하는 고형분 100중량부에 제 2 금속 산화물층과의 부착력 향상을 위한 인산 에스테르 화합물(미원, 상품명 MIRAMER SC1400) 0.5 중량부 첨가하여 제조된 오버코팅 용액을, 바 코터로 도포한 후 80 ℃로 건조하고, 질소 분위기 하에서 초고압 수은 램프를 사용 적산 광량 400 mJ/cm2 로 자외선 경화시켜 마련한 유-무기 하이브리드층이다.
한편, 제조된 필름에서, Ellipsometer에 의해 각 층별로 측정된 가시광 굴절률은 제2 금속산화물층이 2.5, 제3 금속산화물층이 1.7이었다. 한편, 제1 금속층, 제2 금속층, 및 제2 금속산화물층 순으로 열팽창 계수가 감소되도록 마련된 것을 확인하였다.
제조된 필름에 대하여, 상기 언급된 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
비교예 2
제2 금속층이 Sn을 포함하도록 구성된 것을 제외하고, 실시예3과 동일한 방법과 구성으로 윈도우 필름을 제조하였다.
비교예 3
제2 금속층의 두께를 0.5 nm 로 형성한 것을 제외하고는 실시예3과 동일한 방법과 구성으로 윈도우 필름을 제조하였다.
비교예 4
제2 금속산화물층과 제 3 금속산화물층의 적층위치가 서로 변경된 것을 제외하고, 실시예3과 동일한 방법과 구성으로 윈도우 필름을 제조하였다.
열관류율
(W/cm2·K)		 차폐계수 가시광 투과도(%) 염수 침지후 방사율 변화 내염수성
실시예 3 3.40 0.58 72.5 0 ○
비교예 2 3.65 0.50 59.5 1.3 △
비교예 3 3.41 0.57 71.8 82.2 X
비교예 4 3.62 0.59 69.0 0.8 △
상기 [표 2]로부터, 본 출원 실시예 3의 윈도우 필름만이 70% 이상의 가시광 투과도를 확보하면서도, 열관류율, 차폐계수와 같은 내구성 관련 인자가 우수하게 나타남을 알 수 있다. 또한, 본 출원의 필름은 계면 접착력이 우수하기 때문에, 방사율 변화가 적고 내염수성이 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 반면에, 본 출원과 상이한 금속이 제2 금속층에 사용된 비교예 2에서는 투과도와 내염수성이 모두 저하된 것을 확인할 수 있다. 또한, 제2 금속층의 두께가 너무 얇게 선택된 비교예 3에서는 내염수 개선 효과가 없을 확인할 수 있다. 한편, 본 출원 제2 적층체의 구성을 만족하지 못 하는 비교예 4역시 낮은 투과도를 보이고 있다.

Claims (13)

  1. 투광성 기재층; 상기 투광성 기재층 상에 위치하고, 금속산화물층 및 금속층을 포함하는 적외선 반사층; 상기 적외선 반사층 상에 위치하는 오버코팅층; 및 상기 오버코팅층 상에 위치하고, 상기 오버코팅층으로부터 박리 가능한 보호 필름을 포함하며, 상기 적외선 반사층은, 제1 금속산화물층 및 금속층을 포함하는 제1 적층체 및 상기 제1 적층체 상에 위치하고, 금속산화물층을 포함하는 제2 적층체를 가지며, 상기 제1 금속산화물층, 금속층 및 제2 적층체를 순차로 포함하고, 상기 금속층은 제1 금속층 및 제2 금속층을 포함하며, 상기 제1 금속층의 일면과 상기 제2 금속층의 일면은 서로 직접 접하는 윈도우 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호 필름은, 오버코팅층에 대하여 180° 각도 및 150 mm/분의 박리속도로 측정한 박리력이 8 gf/25mm 내지 60 gf/25mm인 윈도우 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보호 필름은 표면 보호 기재 및 점착층을 포함하는 윈도우 필름.
  4. 제1항에 있어서, 금속산화물층은 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란티늄(La), 마그네슘(Mg), 셀렌(Se), 규소(Si), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn), 또는 주석(Sn)의 산화물을 포함하는 윈도우 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속층은 티타늄(Ti), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)을 포함하는 윈도우 필름.
  6. 제1항에 있어서, 투광성 기재층과 적외선 반사층 사이에 하드코팅층을 더 포함하는 윈도우 필름.
  7. 제1항에 있어서, 제2 금속층은 제1 금속층가 열팽창계수가 상이한 윈도우 필름.
  8. 제1항에 있어서, 제1 금속산화물층, 제1 금속층 및 제2 금속층을 순차로 포함하는 윈도우 필름.
  9. 제1항에 있어서, 제2 금속층의 열팽창계수는 제1 금속층의 열팽창계수보다 작은 윈도우 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속층은 5 nm 내지 30 nm 범위의 두께를 갖고, 제2 금속층은 1 nm 내지 15 nm 범위의 두께를 갖는 윈도우 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 금속층의 열팽창계수는 제1 금속층의 열팽창 계수보다 작은 윈도우 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제 2 적층체는 굴절률이 서로 상이한 복수의 금속산화물층을 포함하고, 상기 제 2 적층체에 포함되는 복수의 금속산화물층 중 가시광 굴절률이 가장 큰 금속산화물층이 제1 적층체에 인접하여 위치하는 윈도우 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 윈도우 필름을 포함하는 창호.
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