(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2012년03월09일 (11) 등록번호 10-1116390 (24) 등록일자 2012년02월07일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B32B 27/06 (2006.01) B32B 27/18 (2006.01) B32B 9/00 (2006.01) (73) 특허권자한국생산기술연구원충청남도천안시서북구입장면홍천리 35-3 (21) 출원번호 10-2010-0033190 (72) 발명자 (22) 출원일자 2010년04월12일 최경호 심사청구일자 2010년04월12일 경기도화성시능동숲속마을모아미래도2단지아 (65) 공개번호 10-2011-0113874 파트 881동 1002호 (43) 공개일자 2011년10월19일 김명준 (56) 선행기술조사문헌 KR1020000029029 A KR1020060131885 A KR1020050043887 A JP2005288867 A 충청남도천안시서북구성정두정로 142, 대우3차푸르지오 304동 104호 ( 두정동 ) ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인나승택, 조영현 전체청구항수 : 총 18 항 심사관 : 김인천 (54) 발명의명칭다층구조를갖는열저항필름및그제조방법 (57) 요약 본발명은다층구조를갖는열저항필름및그제조방법에관한것으로서, 본발명에의한다층구조를갖는열저항필름은, 기재필름 ; 점토 (clay) 입자를포함하여이루어진열차단층 ; 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수층 ; 이차례로적층된것을특징으로하며, 상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열층 ; 을더적층하는것을특징으로한다. 본발명에의하면, 점토입자, 이소보르닐아크릴레이트를포함하는열차단층과탄소나노튜브, 전도성고분자, 페로브스카이트구조산화물을최적의비율로포함하는열선흡수층, 금속입자를포함하는방열층을순차적으로적층함으로써, 열의전달요소인전도, 복사, 대류를다층구조의코팅을통해모두효과적으로차단함으로써, 열저항특성을현저히높일수있는장점이있다. 대표도 - 도 2-1 -
(72) 발명자 이상국 경기도용인시수지구상현 1 동 843 현대성우 5 차 APT 101 동 1701 호 이민혜 서울특별시성동구살곶이길 176, 101 동 306 호 ( 사근동, 사근동벽산아파트 ) 이경민 부산광역시영도구신선동영광그린파크 1403 호 이차은 충청북도청주시흥덕구성봉로 88, 성화주공 1 단지 107 동 305 호 ( 성화동 ) - 2 -
특허청구의범위청구항 1 기재필름 ; 점토 (clay) 입자를포함하여이루어진열차단층 ; 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수층 ; 이차례로적층된것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 2 제 1항에있어서, 상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열층 ; 을더적층하는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 3 제 1항또는제 2항에있어서, 상기기재필름은폴리에스테르, 에틸렌테레프탈레이트? 에틸렌이소프탈레이트공중합체, 부틸렌테레프탈레이트? 부틸렌이소프탈레이트공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는폴리부틸렌테레프탈레이트중어느하나로이루어진것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 4 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열차단층은, 이소보르닐아크릴레이트에상기점토입자를첨가하여이루어지며, 상기이소보르닐아크릴레이트 100중량부에대하여, 상기점토를 0.5 내지 10중량부포함하는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 5 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열차단층에서, 상기점토입자는상기기재필름과상기열차단층의경계면에대하여, 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 6 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열선흡수층은, 상기레진 100중량부에대하여, 상기전도성고분자는 2 내지 20중량부, 상기탄소나노튜브또는그래핀중적어도하나는 0.02 내지 2중량부, 상기반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물중적어도하나는 5 내지 30중량부, 상기유기용매는 7 내지 40중량부를포함하는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 - 3 -
청구항 7 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열선흡수층에서, 상기페로브스카이트구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O는산소원자이고, 상기 χ는숫자로구성되는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 8 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열선흡수층에서, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT,poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나이며, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 9 제 1항또는제 2항에있어서, 상기열차단층및상기열선흡수층에서, 상기레진은에폭시계또는아크릴계이며, 상기유기용매는톨루엔, 에탄올, 메탄올, 메틸셀루솔브 (methyl cellosolve) 또는메틸에틸케톤 (MEK) 중적어도하나인것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 10 제 2항에있어서, 상기방열층에서, 상기금속입자및상기탄소나노튜브입자는상기열선흡수층과상기방열층경계면에대하여, 40 내지 80도, 또는 100도내지 140도각도로배향되는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름 청구항 11 기재필름에이소보르닐아크릴레이트와점토입자를포함하여이루어진열차단조성물을도포하고, 상기기재필름과상기열차단조성물의경계면에대하여, 상기점토입자가 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되도록연신한후, 경화시켜열차단층을형성하는열차단층형성단계 ; 상기열차단층상부에탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수조성물을도포한후, 경화시켜열선흡수층을형성하는열선흡수층형성단계 ; 를포함하는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 12 제 11 항에있어서, - 4 -
상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열조성물을도포하고, 상기열선흡수층과상기방열조성물의경계면에대하여, 상기금속입자및상기탄소나노튜브입자가 40 내지 80도, 또는 100도내지 140도각도로배향되도록연신한후, 경화시켜방열층을형성하는방열층형성단계 ; 를더포함하는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 13 제 11항또는제 12항에있어서, 상기열차단층형성단계에서, 상기열차단조성물은, 상기이소보르닐아크릴레이트 100중량부에대하여, 상기점토를 0.5 내지 10중량부를첨가하여이루어지는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 14 제 11항또는제 12항에있어서, 상기열차단층형성단계에서, 상기기재필름은폴리에스테르, 에틸렌테레프탈레이트? 에틸렌이소프탈레이트공중합체, 부틸렌테레프탈레이트? 부틸렌이소프탈레이트공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는폴리부틸렌테레프탈레이트중어느하나로이루어진것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 15 제 11항또는제 12항에있어서, 상기열선흡수층형성단계에서, 상기열선흡수조성물은, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 유기용매, 전도성고분자및레진을혼합하여베이스조성물을제조하는베이스조성물제조단계 ; 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를질산 100중량부에대하여, 황산 20 내지 40중량부를포함하여이루어진분산용매에첨가하고, 상기분산용매에초음파를 30분내지 3시간동안가한후, 10시간내지 30시간동안산처리하는산처리단계 ; 상기산처리단계를거친탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를상기베이스조성물에첨가하여혼합함으로써, 열선흡수조성물을제조하는열선흡수조성물제조단계 ; 를거쳐제조되는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 16 제 15항에있어서, 상기베이스조성물제조단계에있어서, 상기레진 100중량부에대하여, 상기전도성고분자는 2 내지 20중량부, 상기반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물중적어도하나는 5 내지 30중량부, 상기유기용매는 7 내지 40중량부를포함하며, 상기레진은에폭시계또는아크릴계이며, 상기유기용매는톨루엔, 에탄올, 메탄올, 메틸셀루솔브 (methyl cellosolve) 또는메틸에틸케톤 (MEK) 중적어도하나인것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 청구항 17 제 15항에있어서, 상기베이스조성물제조단계에있어서, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체 - 5 -
즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나이며, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법청구항 18 제 15항에있어서, 상기산처리단계에있어서, 상기페로브스카이트구조산화물은상기레진 100중량부에대하여, 0.02 내지 2중량부를포함하며, 상기페로브스카이트구조산화물은 ABO χ 이고, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이며, 상기 B는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O는산소원자이고, 상기 χ는숫자로구성되는것을특징으로하는다층구조를갖는열저항필름의제조방법 명세서 [0001] 기술분야본발명은다층구조를갖는열저항필름및그제조방법에관한것으로, 더욱상세하게는점토, 탄소나노튜브 (CNT), 페로브스카이트구조산화물등을이용하여, 다층구조를갖는열저항필름을제조함으로써, 보다효과적으로열선차단율, 열관류율등의열저항특성을향상시킬뿐만아니라, 기재필름방향에서의열방출또한차단함으로써, 에너지효율을극대화시켜친환경적인다층구조를갖는열저항필름및그제조방법에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] 배경기술전세계적으로온실가스감축과화석에너지고갈로인한대안기술로신재생에너지나대체에너지기술개발이이슈로떠오르고있으며, 이와더불어에너지의효율적인관리기술을통한부가가치창출에대한관심도급증하고있다. 이에, 여름철에는실내로유입되는열선을차단하여내방효율을높이면서가시광선은기존의유리와동등하게유지하여쾌적한실내를유지하며, 겨울철에는실내의열손실을최소화하여효율적인열관리를할수있는기능성소재에대한요구가지속되고있으며, 특히투명열차단소재에대한수요가급증할것으로예상된다. 열선흡수물질에대한개념은 1960년대에제안되었지만, 본격적인연구는 1998년경부터시작되었고, 2000년경첫상품이출시되었으며, 2005년경에이르러 1세대상품군이형성되었다. 이렇게열선을제어하기위한시도는틸트유리 (tinted glass), 틸트필름, 스퍼터코팅유리및스퍼터코팅필름등의기술로도다양하게개발되었으며, 일부는이미상용화되었으나, 아직널리보급되기에는성능이나신뢰성부분에한계가있다. 특히, 종래기술에있어서, 스퍼터코팅유리는고가공정이고, 산화및변색에약한단점이있으며, 틸트필름은내구성이떨어지는단점이있다. 이에에너지문제에대해일찍부터대안을마련해온유럽에서는 1990~2000년대초에걸쳐가장열차단특성이우수한것으로알려진스퍼터코팅유리를복층으로하고, 중간에아르곤과같은불활성가스가채워진형태의단열창호 ( 저방사유리,low-E유리) 를개발하여사용하였다. 또한, 금속코팅형태의저방사유리는독일을시작으로오스트리아, 스위스, 영국등의제도적장치를가지고있어수요가증가해왔으며, 아시아에서도일본, 중국등의사용비율이점차상승하고있다. 다만, 한국에서는아직에너지관리기술에대한인식부족으로국제적으로최저수준의적용율을나타내고있다. 다만, 박막금속코팅을입히는기술은높은투과율과열선차단특성등의성능적특성은구현이어느정도가능하나, 습도가높은지역에서는부식이발생하여막이분리되거나변색이발생하는문제가있으며, 이동전화송수신에방해가되는문제가있다. 또한, 필름위에금속박막을증착시키는기술을이용한사우스웰 (Southwall) 사의 V-KOOL 제품은적외선차단율이 96% 에이르는등특성이우수하나, 그제조공정이매우복잡하고, 그에따라제품가격이매우고가라는단점이있다. 또한, 높은열차단성능을부여한제품에서는외부에서유입된열선흡수로열팽창특성의차이가크게발생하여 - 6 -
지속적으로응력을받고있던복층저방사유리가폭발현상을일으키는문제가있다. [0011] [0012] [0013] 뿐만아니라, 로이유리등과같이복합구조를갖는열차단제품의경우, 제조비용이현저히상승되며, 구조적특성으로인해내구성이저하되는문제가있다. 또한, 내부에서발산되는열에대한차단기능이별도로부여되지않아, 창문등에사용시건축물의에너지효율의향상에한계가있어왔다. 즉, 종래의열차단유리및필름개발기술의경우, 열저항특성과경제성그리고내구성을모두만족시킬수없으므로, 종래의방식이아닌새로운개념을적용하여획기적으로이러한문제들을해결하고상용화할수있는기술개발이요구되고있다. 발명의내용 [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] 해결하려는과제본발명은상기문제점을해결하기위한것으로서, 본발명의목적은, 점토입자, 이소보르닐아크릴레이트를포함하는열차단층과탄소나노튜브, 전도성고분자, 페로브스카이트구조산화물을최적의비율로포함하는열선흡수층, 금속입자를포함하는방열층을순차적으로적층함으로써, 열의전달요소인전도, 복사, 대류를다층구조의코팅을통해모두효과적으로차단함으로써, 열저항특성을현저히높이는것을목적으로한다. 또한, 최적의비율로탄소나노튜브, 전도성고분자등의물질을포함함으로써, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시키는것을목적으로한다. 또한, 각층의입자들에대해일정한각도를갖도록배향함으로써, 열저항을높일뿐만아니라, 방열특성을향상시키고, 낮에는빛을차단하고, 저녁에는빛을받아들여건축물의에너지효율을극대화하는것을목적으로한다. 뿐만아니라, 종래틸트필름 (tinted film) 이부식등과같이내구성이낮아지속적인보수와수년후에는교체해야하는것과달리, 내구성이획기적으로개선되어 10년이상장기간사용이가능하고, 이러한내구성향상에따라차량용윈도우뿐만아니라, 건축물의윈도우까지도바로적용이가능한열저항필름을제조하는것을목적으로한다. 또한, 종래금속박막증착또는스퍼터링공정과같은고비용공정을거치지않아경제성이향상되고, 대면적에도적용가능할뿐만아니라, 종래로이유리 (low-e glass) 가폭발위험등안전성이떨어지는것에반해, 매우안정적인열저항필름을제조하는것을목적으로한다. 또한, 탄소나노튜브를최적의조건하에서산처리하여탄소나노튜브의길이를짧게함으로써, 분산도를향상시켜열저항성을현저히증가시킨열저항필름제조방법을제공하는것을목적으로한다. 뿐만아니라, 다층구조를효과적인방법으로적층하고, 각층의접착력이높아다층구조이면서도종래에비해내구성이높고, 간단하고작업이용이한적층방법을개발하여경제성또한높은열저항필름제조방법을제공하는것을목적으로한다. 또한, 종래에비해열저항특성과경제성그리고내구성을획기적으로개선시킬뿐만아니라, 바깥으로발산되는내부의열또한차단층을통해효과적으로차단함으로써, 에너지효율을현저히향상시켜차량, 건축물의에너지소비를줄일수있어친환경적인열저항필름을제조하는것을목적으로한다. [0022] [0023] 과제의해결수단상기와같은목적을달성하기위한본발명에따른다층구조를갖는열저항필름은, 기재필름 ; 점토 (clay) 입자를포함하여이루어진열차단층 ; 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수층 ; 이차례로적층된것을특징으로하며, 상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열층 ; 을더적층하는것을특징으로한다. 상기기재필름은폴리에스테르, 에틸렌테레프탈레이트? 에틸렌이소프탈레이트공중합체, 부틸렌테레프탈레이트? 부틸렌이소프탈레이트공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는폴리부틸렌테레프탈레이트중어느하나로이 - 7 -
루어진것을특징으로하며, 상기열차단층은, 이소보르닐아크릴레이트에상기점토입자를첨가하여이루어지며, 상기이소보르닐아크릴레이트 100중량부에대하여, 상기점토를 0.5 내지 10중량부포함하는것을특징으로하고, 상기열차단층에서, 상기점토입자는상기기재필름과상기열차단층의경계면에대하여, 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되는것을특징으로한다. [0024] 또한, 상기열선흡수층은, 상기레진 100중량부에대하여, 상기전도성고분자는 2 내지 20중량부, 상기탄소나노튜브또는그래핀중적어도하나는 0.02 내지 2중량부, 상기반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물중적어도하나는 5 내지 30중량부, 상기유기용매는 7 내지 40중량부를포함하는것을특징으로하며, 상기열선흡수층에서, 상기페로브스카이트구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B 는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅 스텐중하나이며, 상기 O 는산소원자이고, 상기 χ 는숫자로구성되는것을특징으로한다. [0025] [0026] 상기열선흡수층에서, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT,poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나이며, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로하며, 상기열차단층및상기열선흡수층에서, 상기레진은에폭시계또는아크릴계이며, 상기유기용매는톨루엔, 에탄올, 메탄올, 메틸셀루솔브 (methyl cellosolve) 또는메틸에틸케톤 (MEK) 중적어도하나인것을특징으로한다. 또한, 상기방열층에서, 상기금속입자및상기탄소나노튜브입자는상기열선흡수층과상기방열층경계면에대하여, 40 내지 80도, 또는 100도내지 140도각도로배향되는것을특징으로한다. [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] 상기와같은목적을달성하기위한본발명에따른다층구조를갖는열저항필름의제조방법은, 기재필름에이소보르닐아크릴레이트와점토입자를포함하여이루어진열차단조성물을도포하고, 상기기재필름과상기열차단조성물의경계면에대하여, 상기점토입자가 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되도록연신한후, 경화시켜열차단층을형성하는열차단층형성단계 ; 상기열차단층상부에탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수조성물을도포한후, 경화시켜열선흡수층을형성하는열선흡수층형성단계 ; 를포함하는것을특징으로한다. 또한, 상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열조성물을도포하고, 상기열선흡수층과상기방열조성물의경계면에대하여, 상기금속입자및상기탄소나노튜브입자가 40 내지 80도, 또는 100도내지 140도각도로배향되도록연신한후, 경화시켜방열층을형성하는방열층형성단계 ; 를더포함하는것을특징으로한다. 상기열차단층형성단계에서, 상기열차단조성물은, 상기이소보르닐아크릴레이트 100중량부에대하여, 상기점토를 0.5 내지 10중량부를첨가하여이루어지는것을특징으로하며, 상기열차단층형성단계에서, 상기기재필름은폴리에스테르, 에틸렌테레프탈레이트? 에틸렌이소프탈레이트공중합체, 부틸렌테레프탈레이트? 부틸렌이소프탈레이트공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는폴리부틸렌테레프탈레이트중어느하나로이루어진것을특징으로한다. 또한, 상기열선흡수층형성단계에서, 상기열선흡수조성물은, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 유기용매, 전도성고분자및레진을혼합하여베이스조성물을제조하는베이스조성물제조단계 ; 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를질산 100중량부에대하여, 황산 20 내지 40중량부를포함하여이루어진분산용매에첨가하고, 상기분산용매에초음파를 30분내지 3시간동안가한후, 10시간내지 30시간동안산처리하는산처리단계 ; 상기산처리단계를거친탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를상기베이스조성물에첨가하여혼합함으로써, 열선흡수조성물을제조하는열선흡수조성물제조단계 ; 를거쳐제조되는것을특징으로한다. 상기베이스조성물제조단계에있어서, 상기레진 100중량부에대하여, 상기전도성고분자는 2 내지 20중량부, 상기반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물중적어도하나는 5 내지 30중량부, 상기유기용매는 7 내지 40중량부를포함하며, 상기레진은에폭시계또는아크릴계이며, 상기유기용매는톨루엔, 에탄올, 메탄올, 메틸셀루솔브 (methyl cellosolve) 또는메틸에틸케톤 (MEK) 중적어도하나인것을특징으로하 - 8 -
며, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetyl ene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나이며, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로한다. [0032] 또한, 상기산처리단계에있어서, 상기페로브스카이트구조산화물은상기레진 100 중량부에대하여, 0.02 내 지 2 중량부를포함하며, 상기페로브스카이트구조산화물은 ABO χ 이고, 상기 A 는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이며, 상기 B 는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀 또는텅스텐중하나이며, 상기 O 는산소원자이고, 상기 χ 는숫자로구성되는것을특징으로한다. [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] 발명의효과본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에따르면, 점토입자, 이소보르닐아크릴레이트를포함하는열차단층과탄소나노튜브, 전도성고분자, 페로브스카이트구조산화물을최적의비율로포함하는열선흡수층, 금속입자를포함하는방열층을순차적으로적층함으로써, 열의전달요소인전도, 복사, 대류를다층구조의코팅을통해모두효과적으로차단함으로써, 열저항특성을현저히높일수있는장점이있다. 또한, 최적의비율로탄소나노튜브, 전도성고분자등의물질을포함함으로써, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시킬수있는장점이있다. 또한, 각층의입자들에대해일정한각도를갖도록배향함으로써, 열저항을높일뿐만아니라, 방열특성을향상시키고, 낮에는빛을차단하고, 저녁에는빛을받아들여건축물의에너지효율을극대화할수있는장점이있다. 뿐만아니라, 종래틸트필름 (tinted film) 이부식등과같이내구성이낮아지속적인보수와수년후에는교체해야하는것과달리, 내구성이획기적으로개선되어 10년이상장기간사용이가능하고, 이러한내구성향상에따라차량용윈도우뿐만아니라, 건축물의윈도우까지도바로적용이가능한열저항필름을제조할수있는장점이있다. 또한, 종래금속박막증착또는스퍼터링공정과같은고비용공정을거치지않아경제성이향상되고, 대면적에도적용가능할뿐만아니라, 종래로이유리 (low-e glass) 가폭발위험등안전성이떨어지는것에반해, 매우안정적인열저항필름을제조할수있는장점이있다. 또한, 탄소나노튜브를최적의조건하에서산처리하여탄소나노튜브의길이를짧게함으로써, 분산도를향상시켜열저항성을현저히증가시킨열저항필름을제공할수있는장점이있다. 뿐만아니라, 다층구조를효과적인방법으로적층하고, 각층의접착력이높아다층구조이면서도종래에비해내구성이높고, 간단하고작업이용이한적층방법을개발하여경제성또한우수하다는장점이있다. 또한, 종래에비해열저항특성과경제성그리고내구성을획기적으로개선시킬뿐만아니라, 바깥으로발산되는내부의열또한차단층을통해효과적으로차단함으로써, 에너지효율을현저히향상시켜차량, 건축물의에너지소비를줄일수있어친환경적인열저항필름을제조할수있는장점이있다. [0041] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의다층구조를갖는열저항필름의구조를나타낸단면도 도 2는본발명의다층구조를갖는열저항필름의열차단원리를나타낸단면도도 3은본발명의다층구조를갖는열저항필름의방열층구성입자의배향에따른빛의반사효과를나타낸단면도도 4는본발명의페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물의전도열차단원리를나타낸단면도도 5는본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법을순차적으로나타낸순서도도 6은본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에서산처리단계 (S22) 의산처리시간에따른탄소나노튜브를촬영한 SEM사진 - 9 -
도 7은본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에서열선흡수층제조단계 (S20) 에서스핀코팅속도에따른파장별투과율을나타낸그래프도 8은본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에서산처리단계 (S22) 의산처리시간에따른파장별라만강도의변화를나타낸그래프도 9는본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에서산처리단계 (S22) 의산처리시간에따른파장별라만강도의변화를나타낸그래프 [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 본발명에의한다층구조를갖는열저항필름및그제조방법에대하여본발명의바람직한하나의실시형태를첨부된도면을참조하여상세히설명한다. 본발명은하기의실시예에의하여보다더잘이해될수있으며, 하기의실시예는본발명의예시목적을위한것이고, 첨부된특허청구범위에의하여한정되는보호범위를제한하고자하는것은아니다. 먼저, 본발명에의한다층구조를갖는열저항필름에대하여살펴본다. 본발명의다층구조를갖는열저항필름은도 1 및도 2에나타난바와같이, 기재필름 (10), 점토 (clay) 입자를포함하여이루어진열차단층 (20), 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수층 (30), 상기열선흡수층상부에금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어진방열층 (40) 이차례로적층된것을특징으로한다. 여기서, 상기기재필름 (10) 은어떠한필름을사용해도무방하나, 폴리에스테르, 에틸렌테레프탈레이트? 에틸렌이소프탈레이트공중합체, 부틸렌테레프탈레이트? 부틸렌이소프탈레이트공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는폴리부틸렌테레프탈레이트중어느하나로이루어지는것이본발명의열차단층 (10) 과의접착성을향상시켜내구성을향상시키는데가장효과적이다. 또한, 상기열차단층 (20) 은점토 (clay) 입자를포함하여이루어진다. 이는점토입자의높은열차단특성을이용하여, 외부에서들어오는열을차단할뿐만아니라, 내부에서발산되는열또한차단하여, 건축물등의유리에사용시에너지효율을월등히향상시킬수있다. 열차단층 (20) 은이소보르닐아크릴레이트에상기점토를첨가하여이루어진다. 이소보르닐아크릴레이트는점토를효과적으로분산시켜기재필름 (10) 에코팅되면점토의열차단효과를극대화시키는역할을한다. 그함량은상기이소보르닐아크릴레이트 100중량부에대하여, 상기점토를 0.5 내지 10중량부포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 1 내지 5중량부, 가장바람직하게는 3중량부를포함하는것이효과적이다. 점토가 0.5중량부미만인경우에는열차단효과가현저히떨어지는문제가있으며, 10중량부를초과하는경우에는열저항필름의전반적인투명도가현저히저하되고, 겔화가발생하여분산이이루어지지않는문제가있다. 또한, 열차단층 (20) 에서, 상기점토입자는상기기재필름 (10) 과상기열차단층 (30) 의경계면에대하여, 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 0 내지 5도, 또는 175도내지 180도각도로배향되는것이효과적이다. 상기각도범위는투명도를낮추지않으면서도점토의열차단효과를극대화하기위해정해진것으로, 상기각도범위를벗어나는경우에는투명도를유지하면서열을충분히차단할수없는문제가있다. 다음으로, 열선흡수층 (30) 은탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어지는것을특징으로한다. 이는열선을효과적으로흡수할수있는물질들을개발하고, 이를최적의비율로복합적으로분산시킴으로써, 열선흡수효과를극대화하기위한층이다. 방열층 (40) 을통과하는열을다시반사시키면방열층 (40) 에서재반사되는문제가있으므로, 열선을흡수하는방식으로열을제거하는역할을하며, 열선흡수층 (30) 에서흡수되지못한열이열차단층 (20) 에서차단되면다시열선흡수층 (30) 으로돌아오므로, 이를다시흡수할수있어, 2중으로열선을흡수하여열제거율을크게향상시킬수있다. 본발명자는수년간의연구및수차례의실험을통해종래의일반적인금속화합물을이용한열저항필름과달리, 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을최적의비율로혼합하여투명성을확보하면서도 - 10 -
우수한복사열차단효과를갖는물질을개발하였다. [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] 여기서, 탄소나노튜브또는그래핀중적어도하나를포함하는경우, 수차례의실험결과, 본발명의조성물에첨가하면, 전기전도성을증가시키고, 이에따라열흡수성등의열저항특성을현저히증가시키는효과가있다. 그함량은상기레진 100중량부에대하여, 0.02 내지 2중량부를포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 0.5 내지 1.5중량부, 가장바람직하게는 1.2중량부를포함하는것이효과적이다. 0.02중량부미만인경우에는전기전도성과열저항특성의증가효과가미미하며, 2중량부를초과하는경우에는비용대비열저항특성강화효과가떨어져경제성이저하될뿐만아니라, 과다한함량으로오히려전도성고분자, 반도체산화물, 페로브스카이트구조산화물등타물질의열저항특성을방해하여오히려전반적인열저항특성이저하되는문제가있다. 탄소나노튜브와그래핀중하나만첨가해도무방하나, 이를혼합하여첨가하는것이더열저항효과를증가시킬수있어바람직하다. 또한, 상기전도성고분자란전도성을갖는고분자이면어느것이든무방하나, 수차례의실험결과, 복사열차단에가장효과적인전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자이므로, 이들중적어도어느하나를사용하는것이바람직하다. 그함량은상기레진 100중량부에대하여, 2 내지 20중량부를포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 5 내지 10중량부, 가장바람직하게는 8중량부를포함하는것이효과적이다. 2중량부미만인경우에는상기탄소나노튜브또는그래핀중적어도하나와의혼합으로인한시너지효과로가시광선파장대 (400nm 내지 800nm) 를제외한파장대의열차단율이극대화되는효과가미미한문제가있으며, 20중량부를초과하는경우에는과도한함량으로경제성이낮으며, 오히려가시광선파장대의빛차단율이높아져서열저항필름의투명성이현저히낮아지는문제가있다. 또한, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나를사용하는것이복사열차단효율을높이는데가장바람직하다. 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은도 3과같은구조를가짐으로써, 복사열뿐만아니라, 전도열까지차단할수있어, 전반적인열저항특성을향상시키는데매우효과적인것으로본발명자의수차례실험결과나타났다. 이러한본발명의페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은 ABO χ 인것이바람직하며, 상기 A는바륨, 스트론 튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O는산소원자이고, 상기 χ는숫자로구성되는것이바람직하다. 이러한조성을가진페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은수차례의실험결과, 상기전도성고분자등과혼합되어복사열차단효율을높이며, 전도열까지상당부분차단함으로써, 열흡수율을증가시킬수있어바람직하다. [0058] [0059] [0060] 상기반도체산화물또는상기페로브스카이트구조산화물중적어도하나의함량은상기레진 100중량부에대하여, 5 내지 30중량부를포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 10 내지 20중량부, 가장바람직하게는 15중량부를포함하는것이효과적이다. 5중량부미만인경우에는전도열및복사열차단효과가현저히떨어지는문제가있으며, 탄소나노튜브또는그래핀중적어도하나와의혼합으로인한시너지효과로가시광선파장대 (400nm 내지 800nm) 를제외한파장대의열차단율이극대화되는효과가미미한문제가있으며, 30중량부를초과하는경우에는과도한함량으로경제성이낮으며, 오히려가시광선파장대의빛차단율이높아져서열저항필름의투명성이현저히낮아지는문제가있다. 또한, 열선흡수층 (30) 및방열층 (40) 에있어서, 상기유기용매는어느것을사용하여도무방하나, 본발명의다층구조를갖는열저항필름의열선흡수특성을극대화시키기위해톨루엔, 에탄올, 메탄올, 메틸셀루솔브 (methyl cellosolve) 또는메틸에틸케톤 (MEK) 중적어도하나를사용하는것이바람직하다. 그함량은상기레진 100 중량부에대하여, 7 내지 40중량부를포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 15 내지 30중량부, 가장바람직하게는 20중량부를포함하는것이효과적이다. 7중량부미만인경우에는상기탄소나노튜브, 반도체산화물등의성분들의분산성이떨어져전반적인열저항특성이저하되는문제가있으며, 40중량부를초과하는경우에는과도한함량으로오히려각성분들이고르게분산되지않아열을충분히흡수하지못하는문제가있다. 또한, 열선흡수층 (30) 및방열층 (40) 에있어서, 상기레진은기재필름 (10), 열차단층 (20), 열선흡수층 (30) 및 - 11 -
방열층 (40) 과높은접착력을가지며코팅됨으로써, 열저항필름의내구성을향상시키기위해, 에폭시계또는아 크릴계를사용하는것이가장바람직하다. [0061] 또한, 열선흡수층 (30) 에이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나 를더포함하는것이바람직하다. 이는 UV 를 99% 이상확실히차단시킴으로써, 열차단효과를극대화시키기위함 이다. [0062] [0063] [0064] 다음으로, 방열층 (40) 은상기열선흡수층 (30) 상부에적층되며, 금속입자, 탄소나노튜브입자, 유기용매및레진을포함하여이루어지는것을특징으로한다. 이는표면에위치하여, 가장먼저빛이나열을받는곳으로, 열전도율이높은물질을분산시켜열저항필름내부로열이최소한으로흡수되도록역할을한다. 방열층 (40) 이존재하지않아도, 본발명의열선흡수층 (30) 과열차단층 (20) 만으로도충분한열저항특성을가지나, 방열층 (40) 이추가로적층됨으로써, 이러한열저항특성을보다효과적으로더높일수있다는장점이있다. 방열층 (40) 에있어서, 상기금속입자및상기탄소나노튜브입자는도 4에나타난바와같이, 상기열선흡수층 (30) 과상기방열층 (40) 의경계면에대하여, 40 내지 80도, 또는 100도내지 140도각도로배향되는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 60 내지 80도, 또는 100도내지 120도각도로배향되는것이효과적이다. 상기각도범위는빛이들어오는각도에따라반사율을조절하기위한것으로금속입자및탄소나노튜브입자의열전도효과를극대화하기위해, 낮에는빛을더차단하여열저항필름의전반적인열차단효과를더높이고, 아침이나저녁에는빛이낮보다더들어올수있도록하여내부의에너지효율을극대화할수있다는장점이있다. 상기각도범위를벗어나는경우에는빛의반사율이현저히저하되어방열층 (40) 의열차단효과가상당부분감소하는문제가있다. [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] 다음으로, 본발명에의한다층구조를갖는열저항필름의제조방법에대하여살펴본다. 도 5는본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법을순차적으로나타낸순서도이다. 도 5에도시된바와같이, 본발명에의한다층구조를갖는열저항필름의제조방법의일실시예는, 열차단층형성단계 (S10), 열선흡수층현성단계 (S20) 및방열층형성단계 (S30) 를포함하여이루어진다. 이하에서설명하는부분을제외하고는상기본발명의다층구조를갖는열저항필름에설명한바와같다. 상기열차단층형성단계 (S10) 는기재필름에이소보르닐아크릴레이트와점토입자를포함하여이루어진열차단조성물을도포하고, 상기기재필름과상기열차단조성물의경계면에대하여, 상기점토입자가 0 내지 20도, 또는 160도내지 180도각도로배향되도록연신한후, 경화시켜열차단층을형성하는단계이다. 이는열의전도및복사를근본적으로차단함으로써, 최종적으로기재필름에열이전달되지않고기재필름의열이외부로나가지않도록하여, 건축물내부등의에너지효율을높이는역할을하는열차단층을형성하는단계이다. 여기서, 점토입자를배향하는방법은, 열차단조성물을도포한후, 열차단조성물이 20 내지 40% 경화되었을때, 각부분의연신비율을달리함으로써, 원하는각도로배향하는것이바람직하다. 다음으로, 열선흡수층형성단계 (S20) 는상기열차단층상부에탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 전도성고분자, 유기용매및레진을포함하여이루어진열선흡수조성물을도포한후, 경화시켜열선흡수층을형성하는단계이다. 이는열차단층을통과하거나방열층에서차단된열을흡수함으로써, 열저항특성을향상시키는열선흡수층을형성하는단계이다. 열선흡수층형성단계 (S20) 에서, 상기열선흡수조성물의제조는, 베이스조성물제조단계 (S21), 산처리단계 (S22), 열선흡수조성물제조단계 (S23) 를거쳐이루어지는것이바람직하다. 상기베이스조성물제조단계 (S21) 는반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나, 유기용매, 전도성고분자및레진을혼합하여베이스조성물을제조하는단계이다. 이는복사열및전도열을효과적으로차단및흡수함으로써, 전반적인열저항특성을향상시키면서도가시광선파장대의빛을대부분통과시킴으로써, 투명성을유지할수있도록개발한각성분들을최적의비율로혼합하는과정이다. 상기물질들의혼합은어떠한방식으로해도무방하며, 각성분및함량은상기본발명의다층구조를갖는열저항필름에설명한바와같다. - 12 -
[0073] [0074] [0075] [0076] [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] 다음으로, 산처리단계 (S22) 는탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를질산 100중량부에대하여, 황산 20 내지 40중량부를포함하여이루어진분산용매에첨가하고, 상기분산용매에초음파를 30분내지 3시간동안가한후, 10시간내지 30시간동안산처리하는단계이다. 이는탄노나노튜브또는그래핀의길이를짧게끊는과정으로, 이들의분산도를현저히높임으로써, 전기전도도및열저항특성을극대화시키기위함이다. 상기분산용매는질산 100중량부에대하여, 황산 20 내지 40중량부를포함하는것이바람직하며, 더욱바람직하게는 25 내지 35중량부를포함하는것이효과적이다. 20중량부미만이거나 40중량부를초과하는경우에는수차례실험에의해상기탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 를적절한길이로짧게끊을수있는최적의질산과의함량비율을벗어남으로써, 전기전도성및열저항특성의증가효과가현저히저하되는문제가있다. 또한, 탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를첨가한분산용매에초음파를가하여교반함으로써, 상기탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 를효과적으로끊을수있다. 초음파를가하는교반시간이 30분미만인경우에는충분히교반되지않아분산성이떨어지는문제가있으며, 3시간을초과하는경우에는경제성이낮을뿐만아니라, 오히려교반된탄소나노튜브또는그래핀이서로엉킴으로써, 전반적인산처리효과가저하되는문제가있다. 상기교반이후에, 10시간내지 30시간동안분산용매에탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를유지시킴으로써, 서서히산화반응을시킨다. 여기서, 산처리시간은 10시간내지 30시간인것이바람직하며, 더욱바람직하게는 12시간내지 24시간, 가장바람직하게는 24시간인것이효과적이다. 10시간미만인경우에는충분히탄소나노튜브또는그래핀이끊어지지않아전기전도도및열저항특성의상승이미미하며, 30시간을초과하는경우에는오히려끊어진탄소나노튜브또는그래핀이다시엉킴으로써, 다시전기전도도및열저항특성이저하되는문제가있다. 도 6에나타난바와같이, 산처리시간이 12시간이넘어야어느정도탄소나노튜브또는그래핀이끊어지기시작하며, 24시간정도가되어야짧은길이로끊어지는것을알수있다. 열선흡수조성물제조단계 (S23) 는상기산처리단계 (S22) 를거친탄소나노튜브 (CNT) 또는그래핀 (Graphene) 중적어도하나를상기베이스조성물에첨가하여혼합함으로써, 열선흡수조성물을제조하는단계이다. 이는산처리된탄소나노튜브또는그래핀을베이스조성물에혼합함으로써, 열선흡수층을형성할열선흡수조성물을최종적으로제조하는과정이다. 상기열차단층형성단계 (S10), 열선흡수층형성단계 (S20), 방열층형성단계 (S30) 에서, 각각의도막을형성시키는방식은어떤방식으로코팅해도무방하나, 다양한구성으로이루어진조성물을효과적으로분산시키며고르게코팅할수있어스핀코팅방식을사용하는것이가장바람직하다. 스핀코팅의속도는 500 내지 900RPM인것이바람직하며, 더욱바람직하게는 600 내지 800RPM, 가장바람직하게는 700RPM인것이효과적이다. 속도가늦을수록코팅층이두껍게형성되어열흡수성등의열저항특성이전반적으로향상되나, 그만큼가시광선부근의파장또한통과하지못함으로써, 투명성이낮아져서실제자동차및건설용유리에사용되는열저항필름으로써의활용성이저하되는문제가있다. 따라서, 본발명에서는도 7에나타난바와같이, 수차례의실험을통해, 가시광선을최대한많이통과시키면서도열저항특성을극대화할수있는최적의스핀코팅속도를찾아, 이러한임계적의의를갖는수치범위로본발명을한정하였다. 즉, 도 7에서, 400RPM과 500RPM 사이는 500RPM과 800RPM 사이보다현저히가시광선부근에의투과율이저하되는것을볼수있다. 따라서, 스핀코팅속도가 500RPM 미만인경우에는열저항코팅이과도하게두꺼워짐으로써, 가시광선투과율이급격히저하되어활용성이떨어지는문제가있고, 900RPM을초과하는경우에는두께가너무얇아짐으로써, 전반적인열저항특성이현저히저하되는문제가있다. 이는각조성물을최적의방식으로코팅함으로써, 열저항필름의내구성, 열저항특성을극대화시키는과정이다. 또한, 상기코팅된각층의조성물을경화시키는방식은 15 내지 80 에서 30분내지 5시간동안경화시키는것이가장바람직하며, 더욱바람직하게는 30 내지 40 에서 2시간내지 3시간동안경화시키는것이효과적이다. 상기경화조건을벗어나는경우에는경제성이떨어질뿐만아니라, 각층간의접착력이저하되어내구성이약하지고, 열저항특성이저하되는문제가있다. - 13 -
[0085] [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] 이하 < 표 1> 에서는본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에따라제조된열저항필름 ( 실시예1,2,3) 과종래사용되는열저항필름 ( 비교예1,2) 의열저항특성, 즉, i) 열관류율, ii) 열선차단율, iii) 가시광선투과율, iv) UV 차단율을비교하였다. 전체적인열저항성능은 UV 차단율이 10% 가량이며, 나머지 3항목은모두 30% 가량의비중을가진다. 여기서, 실시예 1은본발명의다층구조를갖는열저항필름의제조방법에따라제조된열저항필름, 실시예 2는실시예 1에서방열층을제외한열저항필름, 실시예 3은탄소나노튜브의산처리를제외하고제조된열저항필름이다. 또한, 비교예 1은시판중인 3M사의열저항필름이고, 비교예 2는시판중인일본크리스탈본드사의열저항필름이며, 비교예 3은실시예 1에서방열층과열차단층을제외한열저항필름이다. 여기서, 열관류율은 KS L2525 시험규격, 열선차단율은 JIS K7350 시험규격, 가시광선투과율은 JIS K7105 시험규격, UV차단율은 JIS K 7105 시험규격으로측정되었다. 또한, 열관류율은다음과같은공식을통해계산되었다. 열관류율 = (1 / 열저항 ) = ( 열전도율 / 두께 ) 열전도율 = ( 두께 / 열저항 ) 열저항 = ( 실내표면열전달저항 + 재료의두께 / 재료의열전도율 ) [0093] 열관류율 (U-value) (Kcal/m 2 hr ) 열선차단율 (IR cut.) (%) 표 1 가시광선투과율 (VLT) 실시예 1 3.8 98 87 99 실시예 2 4.1 94 83 99 (%) UV 차단율 (UV cut.) 실시예 3 4.5 91 81 99 비교예 1 5.6 65 60 98 비교예 2 5.0 80 72 99 비교예 3 4.6 89 78 99 (%) [0094] [0095] 상기 < 표 1> 의실험결과에나타난바와같이, 본발명에해당하는실시예 1,2,3의경우에는열저항성능이종래의비교예 1,2과본발명에서다층구조를제외한비교예 3에비해월등히우수한것을알수있다. 특히본발명의다층구조로구성된실시예 1은실시예 2,3에비해서도우수한열저항성능을보여주고있는바, 본발명의다층구조가열저항특성향상에크게기여하고있음을알수있다. [0096] 다음으로, 본발명의산처리단계 (S22) 를거치지않은경우와산처리시간을 6,12,18,24 시간으로구분하여라만 (RAMAN) 분석을실시하였다. 도 8 은다양한파장에대해실험을실시한결과를나타낸그래프이고, 도 9 는도 8 의실험결과그래프를 1000 내지 1500(cm -1 ) 파장대에대해확대하여자세히나타는그래프이다. [0097] [0098] 상기도 8 및도 9에나타난바와같이, 본발명의범위에속하는 12시간, 18시간, 24시간탄소나노튜브를산처리한열저항필름이라만강도가전반적으로현저히낮게측정됨을알수있다. 즉, 본발명의산처리단계 (S22) 의산처리시간이임계적의의를가짐이명백함을알수있다. 또한, 상기실험결과에나타난바와같이, 본발명의열저항필름은종래기술에비해제조공정이단순하고경제성이있으면서도열저항성능이종래보다우수하여, 해당기술분야에서새로운개념을이용한획기적인에너지절감소재로다양한분야에적용될수있음을알수있다. [0099] 이상에서본발명의바람직한실시예를설명하였으나, 본발명은다양한변화와변경및균등물을사용할수있 - 14 -
다. 본발명은상기실시예를적절히변형하여동일하게응용할수있음이명확하다. 따라서상기기재내용은 하기특허청구범위의한계에의해정해지는본발명의범위를한정하는것이아니다. 도면 도면 1 도면 2 도면 3-15 -
도면 4 도면 5 도면 6-16 -
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