JP2013538237A - 太陽熱遮断コーティング液とこれを用いた太陽熱遮断コーティングガラス - Google Patents

太陽熱遮断コーティング液とこれを用いた太陽熱遮断コーティングガラス Download PDF

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Abstract

本発明は、太陽熱遮断のための太陽熱遮断コーティング液及びこれを用いてガラスに直接コーティングして製造されることを特徴とする太陽熱遮断コーティングガラスに関するものであり、より詳しくは、アクリル高分子樹脂と無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートの混合物ゾル−ゲル有無機複合樹脂と溶剤を混合して構成されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液と;ナノ金属酸化物とナノ金属酸化物を効果的に分散可能にする分散剤と溶剤で構成されたナノ金属酸化物インクを混合した太陽熱遮断コーティング液とこれを用いた太陽熱遮断コーティングガラスに関するものである。また、本発明による太陽熱遮断コーティングガラスによりコーティング液が厚くならないと共に、透明性を維持し、可視光線透過率、赤外線遮断率、硬度、耐候性、耐溶剤性、付着性等に優れ、多く使用されていたフィルム形態ではないガラスに直接コーティングによって製造されて太陽熱遮断機能を行う太陽熱遮断コーティングガラスを提供する効果がある。
【選択図】図1

Description

本発明は、太陽熱遮断のための太陽熱遮断コーティング液及び太陽熱遮断コーティングガラスに関するものであり、アクリル高分子樹脂と無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートの混合物であるゾル−ゲル有無機複合樹脂と溶剤を混合して構成されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液と、ナノ金属酸化物とナノ金属酸化物を効果的に分散可能にする分散剤及びインク溶剤で構成されたナノ金属酸化物インクを混合した太陽熱遮断コーティング液、及びこれを用いて多く使用されていたフィルム形態ではないガラスに直接コーティングによって製造され機能を発現する太陽熱遮断コーティングガラスに関するものである。
通常、太陽光の波長は、ガンマ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、超短波、ラジオ波に区別できるが、このうち、我々が視覚的に太陽光として感じる波長は可視光線領域で、日常の生活で太陽熱として感じる波長は赤外線領域であり可視光線領域より波長が長い。さらに、一般のガラスは赤外線部分の一部だけを反射させるが、このために、夏は室外の太陽熱から発生する輻射熱が室内に入り込み室内温度を高くし、冬は室内の暖房器具から発生する赤外線が室外に抜けてしまい室内温度を低くさせる等、冷−暖房器具の効率を落としエネルギーが浪費されている。この現実に対して好ましいガラスは、夏は外部の太陽熱が室内に流れ込むことを防ぐ遮熱効果に優れ、冬は室内の暖房熱が外部に抜けることを防ぐ断熱効果に優れた構成を有さなければならない。
具体的に、従来はガラスにより優れた遮熱効果を付与するために熱線反射ガラスを使用していたが、可視光線透過率が40%で冬季は室内に入り込む可視光線を遮ってしまい暖房を必要以上に使わなければならないという問題があった。遮熱効果の向上のための別のケースはフィルムを付着して遮熱するものだが、この場合は、接着剤消尽時に付着性能が落ち、フィルム除去時に残っている接着剤のため再施工が困難で、一般的にフィルムの色が限定されいて光の透過や反射率を調節し難いという短所がある。また、ガラスの断熱効果を向上させるために、スパッタリングコーティング方法を用いた低反射型ガラス(low−emissivity glass)が売られているが、コーティング物の酸化を防ぐためにコーティング部分が複層のガラス板に内在するように構成しなければならなく、複層のガラス板間は不活性気体で充填しなければならない構造をしているため、製造方法が難しく、複層ガラスの製作時にエッジストリッピング処理設備が必要で製造及び取り扱いが複雑であり、製造コストが高いという短所がある。
本出願人が先出願した特許文献1は、ナノサイズで分散された顔料及び添加剤を含む有色透明コーティング塗料組成物及びその製造方法に関するものであり、ナノサイズの有機顔料、分散剤、溶剤を混合して有機顔料がナノサイズで安定的に分散されている顔料分散液を製造した後、バインダーとして使用されるゾル−ゲル有無機複合樹脂液と混合して、有機顔料がナノサイズで安定的に分散され、ガラスにコーティングした際に有色の透明ガラスが製造できる有色透明コーティング塗料組成物及びその製造方法に関するものである。本公知技術は、ナノサイズの有機顔料が安定的に分散された顔料分散液を目的物に効果的に結着させるためのバインダーとして、ゾル−ゲル有無機複合樹脂液を用い、前記ゾル−ゲル有無機複合樹脂液バインダーを通じて、硬度、付着性、耐溶剤性に優れた有色透明コーティング塗料組成物を実現した。また、前記構成の有色透明コーティング塗料組成物に金属酸化物をさらに添加して熱遮断機能をする有色透明コーティング塗料組成物を製造しようとしたが、このような構成には相当の難解性が要求され実施のための好ましい構成を提示できないという問題があった。
特許文献2、特許文献3、特許文献4には、アンチモン添加酸化スズ(Antimony doped Tin Oxide,以下「ATO」とする)をバインダー樹脂(binder resin)に混合させたり、有機溶剤に溶かした樹脂バインダーに直接添加する方法、及び有機バインダーと酸化スズ微粒子を有機溶剤と界面活性剤を添加して製造したコーティング組成物を塗布して熱線遮断皮膜を形成する方法が開示されている。しかし、この皮膜によって十分な赤外線遮断機能を発現させるためには厚い皮膜が必要で、このような厚い皮膜は透明性が低下し可視光線透過率が低くなるという欠点がある。
また、機能性皮膜組成物、前記皮膜組成物上に形成されたフィルム、そして、前記皮膜組成物及びフィルムを形成する方法に関するものとして、水系、アルコール系、非水系樹脂バインダーと、機能性皮膜組成物、及びこれを用いた皮膜、そしてこれらを製造する方法を提示した公知技術があるものの、前記公知技術による組成物は両性溶媒に均一に分散された機能性微粒子及び機能性微粒子の表面電荷を調整するための酸(acid)を含むが、これによって分散過程が複雑で、機能性微粒子をより安定的に結着するためのバインダーを構成する樹脂が特定されていないため、樹脂の成形温度、重合及び硬化条件のために引き起こされる架橋条件に対して制約を受けるという問題点を有するため、これに関する持続的な研究開発が要求される。
韓国特許第10−0909976号公報 特開昭56−156606号公報 特開昭58−117228号公報 特開昭63−281837号公報
本発明は、従来の太陽熱遮断コーティング液とこれを用いた技術による問題点を改善するために案出された技術であり、構成の難解性によって、ゾル−ゲル有無機複合樹脂をバインダーとするゾル−ゲル有無機複合バインダー液と有機顔料分散液が混合されているコーティング液に金属酸化物をさらに添加して熱遮断機能を有する有色透明コーティング塗料組成物を好ましく製造し難いという問題と;両側性溶媒に均一に分散された機能性微粒子及び機能性微粒子の表面電荷を調整するための酸(acid)を含むが、これにより分散過程が複雑だという問題と;機能性微粒子をより安定的に結着するためのバインダーを構成する樹脂が特定されていないため、樹脂の成形温度、重合及び硬化条件のために引き起こされる架橋条件に対して制約を受けるという問題点を解決する太陽熱遮断コーティング液を製造し、これをガラスに直接コーティングして製造できるコーティングガラスを提供することに目的がある。
これに対して本発明は、前記の問題点を解決するためにアクリル樹脂と無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートの混合物ゾル−ゲル有無機複合樹脂50〜80重量%、溶剤20〜50重量%が混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液10〜97重量%と;10〜200nm範囲内の大きさを有するナノ金属酸化物1〜70重量%と、分散剤1〜10重量%及びインク溶剤25〜90重量%を含んで構成されたナノ金属酸化物インク3〜90重量%を混合してなる太陽熱遮断コーティング液と、これを利用してコーティングされた太陽熱遮断コーティングガラスを提示する。
前記構成の本発明は、ゾル−ゲル有無機複合バインダー液とナノ金属酸化物分散インクを混合して製造した太陽熱遮断コーティング液を提示してゾル−ゲル有無機複合バインダー液を用いた太陽熱遮断コーティング液の好ましい構成を提示する効果と;前記コーティング液を目的物(被コーティング物)にコーティングした時、空気及び水等の外部に露出の際に問題になっていた耐候性を改善し;両側性溶媒に均一に分散された機能性微粒子及び機能性微粒子の表面電荷を調整するための酸(acid)を含むため、分散過程が複雑で;機能性微粒子をより安定的に結着するためのバインダーを構成する樹脂が特定されていなく、樹脂の成形温度、重合及び硬化条件のために引き起こされる架橋条件について制約を受ける問題をゾル−ゲル有無機複合バインダー液により解決できる。また、前記問題を解決することにより、コーティング液が厚くならないと共に、透明性を維持し、可視光線透過率、赤外線遮断率、硬度、耐候性、耐溶剤性、付着性等に優れ、多く使用されていたフィルム形態ではないガラスに直接コーティングによって製造され太陽熱遮断機能を行う太陽熱遮断コーティングガラスを提供する効果がある。
本発明の好ましい実施例による太陽熱遮断コーティング液の組成成分を表すブロック図である。 本発明の好ましい実施例1、実施例2及び無処理ガラスのUV−VIS−NIR spectrometerグラフである。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明にかかる太陽熱遮断コーティング液は、アクリル高分子樹脂と無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートの混合物であるゾル−ゲル有無機複合樹脂50〜80重量%、溶剤20〜50重量%が混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液10〜97重量%と;10〜200nm範囲内の大きさを有するナノ金属酸化物1〜70重量%と、分散剤1〜10重量%及びインク溶剤25〜90重量%を含むナノ金属酸化物インク3〜90重量%が混合されていることを特徴とし、前記コーティング液をガラスに直接コーティングして製造される太陽熱遮断コーティングガラスに関するものである。
以下、本発明を添付の図面1〜2を参考して具体的に説明する。
〈太陽熱遮断コーティング液〉
有色透明コーティング液に使用されるバインダーとしては、鉛筆硬度、付着性、耐溶剤性に優れたゾル−ゲル有無機複合バインダー液が使用される。ゾル−ゲル有無機複合バインダー液に使用されるゾル−ゲル有無機複合樹脂は、アクリル系共重合体の有機樹脂と金属コロイダルゾルとシランを反応させて合成された無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートを混合して構成された樹脂として知られている。
本発明のゾル−ゲル有無機複合バインダー液は、アクリル高分子樹脂とゾル−ゲルシリケートの混合物であるゾル−ゲル有無機複合樹脂50〜80重量%、溶剤20〜50重量%が混合して構成され、ナノ金属酸化物を含むナノ金属酸化物インクが目的物に均一に分布し効果的且つ安定的に結着できるようにし、被コーティング物(以下、「ガラス」と称する)との密着性、可塑性等を考慮すると、透明性に優れ、硬度、付着性、耐溶剤性等の物理的強度を向上させる。
特に、本発明のゾル−ゲル有無機複合樹脂は、アクリル高分子樹脂と無機セラミックであるゾル−ゲルシリケートの混合物であり、希釈溶剤の選択及び混合比の決定は指触乾燥時間、流れ等の不良の発生、途膜の融着、ひび割れ現象(Mud Crack)の発生有無等を考慮して適切に組み合わせて使用することが好ましい。ゾル−ゲル有無機複合樹脂希釈時に使用される有機溶剤としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エポキシプロピオン酸、キシレン、トルエン、エチルアセテート、メチルアセテート、ブチルアセテート、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ブタノール、エタノール、メタノール、イソプロパノールから単独または2種以上混合して使用される。このとき、前記アクリル高分子樹脂は疎水性を示し、前記無機セラミックであるゾル−ゲルシリケート化合物は親水性を示すため、溶剤は非極性溶媒及び極性溶媒を混合して使用することが好ましい。
従来技術のゾル−ゲル有無機複合バインダーは、有機顔料を囲んでいる分散剤内に入っている塩基の作用基と反応して有機顔料の分散安定性が劣るようになるため、有機顔料の分散剤としてアミン価を示さないか又は低い値を有する分散剤を使用してナノサイズの有機顔料を塊化現象を発生させることなく顔料分散液が有無機複合樹脂液に均一且つ安定的に分散されるようにするのに対し、本発明のゾル−ゲル有無機複合バインダー液は、ナノ金属酸化物を含むナノ金属酸化物インクとガラスとの密着性、可塑性等を考慮すると、硬度、付着性、耐溶剤性等の物理的強度を向上させる役割をする。
本発明は、ゾル−ゲル有無機複合バインダー液10〜97重量%と;ナノ金属酸化物インク3〜90重量%を含むことを特徴とする太陽熱遮断コーティング液の製造方法であり、本発明でのナノ金属酸化物インクは全体太陽熱遮断コーティング液の3〜90重量%を含み、3重量%未満で含まれると、赤外線遮断効果が十分でないため赤外線を効果的に遮断できず、ナノ金属酸化物の分散力が減少しナノ金属酸化物の粒子が大きくなることによるヘーズ(Haze)が発生し、コーティング液がコーティングされたガラスが不透明になるという問題点が発生し、90重量%を超えて含まれると、相対的にバインダーの顔料が減り付着性が劣る等の物性低下が発生するため、前記含量比を構成することが好ましい。
前記ナノ金属酸化物インクは、ナノ金属酸化物を効果的に分散させるための分散剤にナノ金属酸化物とインク溶剤が効果的に混合されて構成される。具体的に、ナノ金属酸化物のインクの含量比は、ナノ金属酸化物1〜70重量%と分散剤1〜10重量%及びインク溶剤25〜90重量%を有することが好ましいが、ナノ金属酸化物の1重量%未満で含むとナノ金属酸化物による赤外線遮断効果が低く、70重量%を超えて含むとナノ金属酸化物の粒子の大きさの調節に多くの時間を要し、ナノ金属酸化物を適切に分散するのに困難があるため、前記含量比内の範囲が好ましい。
本発明によるナノ金属酸化物インクの主材料であるナノ金属酸化物は、太陽光のうち赤外線領域の光を遮断する特性を有するナノ金属酸化物で構成されるが、大部分のナノ金属酸化物は金属結合をするため、分子間の間隔が一定の規則的な構造を有し大部分の領域の赤外線を遮断できることから一般的なナノ金属酸化物全てが利用できるが、本発明においては、酸化スズ(Tin Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、ATO(Antimony Tin Oxide)、Al(Aluminium Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、TiO(Titanium Oxide)等の金属酸化物を利用することが好ましい。
さらに詳しくは、前記ナノ金属酸化物のうち、ITOのスズ含量がインジウム含量対比5〜20重量%のもの、ATOのスズ含量は5〜30重量%であることが好ましいが、前記構成のITO又はATOはナノ金属酸化物が樹脂と結合する際に生じる赤外線遮断効果の低下が少なく、可視光線透過率は高レベルで維持しつつ可視光線領域に近い近赤外線領域から広い波長範囲に亘り赤外線を遮断できるという特性を有する。
また、ナノ金属酸化物の粒子の大きさは、太陽熱遮断効果には大きな差は見られないが、ナノ金属酸化物を含む太陽熱遮断コーティング液がガラスにコーティングされた際、ナノ金属酸化物の粒子の大きさが10nm未満の場合は分散力が劣り、粒子の大きさが200nmを超える場合はナノ金属酸化物粒子によるhazeが発生して可視光線の透過率が低くなり、コーティング表面が均一にならないという問題が発生するため、10〜200nm範囲内のナノ金属酸化物を利用することが好ましい。
ナノ金属酸化物を効果的に分散させるための分散剤は、2−2−2−メトキシエトキシエトキシ酢酸(2−2−2−Methoxyethoxy ethoxy acetic acid)、5−メトキシペンチルオキシ酢酸(5−Methoxy pentyloxy acetic acid)、3,6,9−トリオキサデカン酸(3,6,9−Trioxadecane acid)、パルミチン酸(Palmitic acid)、ステアル酸(Stearic acid)、プロピオン酸(Propionic acid)、ポリアクリル酸ナトリウム(Sodium polyacrylate)、アンモニウムポリアクリレート(Ammonium polyacrylate)、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(Cetyltrimethyl ammonium bromide;CTAB)、ポリアクリル酸ナトリウム塩(Polyacrylic sodium salt)、ドデシルベンゼンスルホン酸(Dodecyl benzene sulfonate)或いはドデシル硫酸ナトリウム(Sodium dodecyl sulfate;SDS)のいずれか一つ以上を用いることが好ましい。前記分散剤は、一般的にナノ金属酸化物に吸着する作用基がカルボン酸(R−COOH;carboxylic acid)、カルボン酸塩(R−COO−;carboxylate)、アルコール(R−OH;alcohol)、グリコール(R−(OH);glycol)、アンモニウム塩(R−NH ;ammoniate)、ナトリウム塩(R−Na;sodium salt)、スルホナート(R−SO ;sulfonate)或いはサルフェート(SO 2−;sulfate)のいずれか一つ以上を用い、前記作用基と結合するアルキル(−R)或いはアルコキシ(−OR)炭素鎖で構成された界面活性剤である。
前記構造を有する本発明の分散剤は、ナノ金属酸化物表面に親和性がありナノ金属酸化物が分散剤表面に吸着して溶剤に効果的に分散されるようにする作用基を有すると同時に、ナノ金属酸化物が吸着して生成された分子自体の構造が溶剤中で安定するようにする鎖形態のアルキル(−R)或いはアルコキシ(−OR)のような炭酸化合物が結合した形態を有するため、一般的な分散剤に比べて分散性及び安定性に優れるという効果を発揮する。
また、ナノ金属酸化物インク製造時に使用する溶剤は、インクの分散性及び安定性、毒性、粘度、化学的安定性、薄膜コーティング容易性、乾燥条件等を考慮して、水、メタノール、ブチルグリコール、イソプロピルグリコール、アリールグリコール、エチルアセテート、ジブチルエーテル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドのようにR1−O−R2、R1−CO−R2の構造を有する化合物を使用できる。
前記置換基(R1,R2)の炭素数が増えると、溶剤を構成する分子の体積が大きくなり電子数が増加するが、これによって分子内電子分布の非対称性が大きくなり、偏極が起こってインク溶剤分子の自己分散力が増加するため、前記の分散力はナノ金属酸化物とインク溶剤分子の静電気誘導現象を誘導して全体分子間の凝集現象が発生し、このような現象はナノ金属酸化物粒子がナノ金属酸化物インクに効果的に分散できなくなるという問題が発生する。よって、溶剤の置換基R1とR2は、それぞれ水素または炭素数1〜10個のn−アルキル基、iso−アルキル基、ヘテロアリール基、アリール基または炭素数1〜10個のアルキル基が置換されたエーテル基、エステル基、アミド基等で構成された置換基を利用することが、インク溶剤を構成する分子の分散力によってナノ金属酸化物粒子が凝集を起こさないくらいに置換基の体積と電子数が適当なため、本発明のインク溶剤として好ましい。
さらに、ナノ金属酸化物インクのナノ金属酸化物が溶剤によく分散されるようにするために、ビーズミリング、ボールミリング、超音波ミリング法等の機械的な方法を用いると、ナノ金属酸化物粒子間の引力による染料の凝集を防いでより効果的且つ均一に分散できる。
〈太陽熱遮断コーティングガラス〉
本発明による前記太陽熱遮断コーティング液でガラスの表面をコーティングして製造する太陽熱遮断コーティングガラスは、次のような段階を経て製造する。
1.太陽熱遮断コーティング液を製造する段階
−本段階は、前記の組成物を用いて太陽熱遮断コーティング液を製造する段階である。本段階に対する具体的な事項は、前記〈太陽熱遮断コーティング液〉の説明に代える。
2.太陽熱遮断コーティング液をガラス表面にコーティングする段階
−本段階は、段階1.で製造した太陽熱遮断コーティング液をガラス表面にコーティングする段階であり、スプレーコーティング、ディープコーティング、スロットダイコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、インクジェットコーティング等の方法を利用して太陽熱遮断コーティング液をガラス表面にコーティングでき、コーティング方法は特にこれらに限定されたものではない。本発明による太陽熱遮断コーティング液を用いて前記のコーティング方法でガラス表面をコーティングすると、多様なナノサイズの金属酸化物を数nm〜数百μmの均一な厚さに形成できるため、可視光線の透過率や赤外線遮断率等の物性を均一にできるという特徴がある。さらに、本発明のコーティング液のコーティング厚は1〜10μmが好ましいが、太陽熱遮断コーティング液のナノ金属酸化物重量が20%未満のとき、これは厚さが1μm未満だと赤外線遮断に効果的でなく、厚さが10μmを超えると透明性及び可視光線透過率が低くなるという問題が発生し、コーティング液の厚さが10μm以内の場合とこれを超過する場合を比べると、似たような赤外線遮断効果を得ることができるため、前記範囲内の厚さを維持することが好ましい。
3.太陽熱遮断コーティング液がコーティングされたガラスを乾燥する段階
−本段階は、段階2でコーティングされたガラスを乾燥する段階であり、NIR乾燥、熱風乾燥、ホットプレート乾燥等の方法を利用して太陽熱遮断コーティング液が表面にコーティングされたガラスを乾燥でき、前記乾燥方法以外の方法でも乾燥できる。但し、本段階で太陽熱遮断コーティング液がガラス表面にコーティングされた後、250℃以上の温度で素早く乾燥されると、太陽熱遮断コーティング液が不安定な構造を有するようになり、コーティングされた表面に屈曲が生じたり表面のひび割れ等の物性変化が発生し得、50℃以下の温度でゆっくり乾燥されると、太陽熱遮断コーティング液内で核が形成され、この周囲に不純物が凝集され結晶が生じhazeが発生し得るため、これを考慮して50〜250℃の温度で10〜60分間乾燥することが好ましい。また、本発明はゾル−ゲル有無機複合バインダー液を使用して前記熱乾燥段階だけで乾燥及び硬化を同時に行うことができ、生産工程を単純化させて経費を減らすことができるという長所がある。
次は、本発明による太陽熱遮断コーティング液及びこれを用いた太陽熱遮断コーティングガラスの実施例及び比較例であり、これを表1により簡単に表した。これら実施例は、単に本発明を例示するためのものであり、本発明の保護範囲がこれら実施例によって制限されるのではない。
1.アクリル高分子樹脂(MIO−YO67G)15.2gと、無機セラミックであるゾル−ゲルシリケート(EC)3.8g及び溶剤(PGMEA)19gが混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液38gと;粒度サイズ平均70nmに粉砕したナノ金属酸化物(ITO)19.2gを分散剤(5−Methoxy pentyloxy acetic acid)1.2g、溶剤(Butyl glycol)25.7gに混合して構成されたナノ金属酸化物インク46.1gを混合して太陽熱遮断コーティング液を製造する。
2.前記で製造した太陽熱遮断コーティング液を噴射機に注入した後、きれいに拭いた6mm厚の透明なガラスの一側表面にスピンコーティング方法を用いて3μm厚にコーティングする。
3.前記で太陽熱遮断コーティング液がコーティングされたガラスを180℃に維持したオーブンに入れて30分間乾燥させ太陽熱遮断コーティングガラスを製造する。
1.アクリル高分子樹脂(MIO−YO67G)15.2gと無機セラミックであるゾル−ゲルシリケート(EC)3.8g及び溶剤(PGMEA)19gが混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液38gと;粒度サイズ平均70nmに粉砕したナノ金属酸化物(ITO)9.2gを分散剤(5−Methoxy pentyloxy acetic acid)0.2g、溶剤(Butyl glycol)5.1gに混合して構成されたナノ金属酸化物インク9.1gを混合して太陽熱遮断コーティング液を製造する。
2.実施例1の2.と同様な方法で太陽熱遮断コーティング液をガラス表面にコーティングする。
3.実施例1の3.と同様な方法でガラス表面にコーティングされた太陽熱遮断コーティング液を乾燥させて太陽熱遮断コーティングガラスを製造する。
1.実施例2の1.と同様な方法で太陽熱遮断コーティング液を製造する。
2.前記で製造した太陽熱遮断コーティング液を噴射機に注入した後、きれいに拭いた6mm厚の透明なガラスの一側表面にスピンコーティング方法を用いて0.8μm厚にコーティングする。
3.実施例1の3.と同様な方法でガラス表面にコーティングされた太陽熱遮断コーティング液を乾燥して太陽熱遮断コーティングガラスを製造する。
1.実施例1の1.と同様な方法で太陽熱遮断コーティング液を製造する。
2.前記で製造した太陽熱遮断コーティング液を噴射機に注入した後、きれいに拭いた6mm厚の透明なガラスの一側表面にスピンコーティング方法を用いて10.5μm厚にコーティングする。
3.実施例1の3.と同様な方法でガラス表面にコーティングされた太陽熱遮断コーティング液を乾燥させて太陽熱遮断コーティングガラスを製造する。
(比較例1)
1.一般販売用熱遮断フィルム(M社)を、きれいに拭いた6mm厚の透明なガラスの一側表面に貼り付ける。
(比較例2)
1.一般販売用熱遮断フィルム(T社)を、きれいに拭いた6mm厚の透明なガラスの一側表面に貼り付ける。
[物性評価方法]
前記実施例、比較例のガラス及び前記実施例、比較例と同一な材質の如何なる処理も施していないガラス(無処理ガラス)を次のような物性評価方法で評価する。
(1)可視光線透過率(VIS.T%)/赤外線透過率(IR.T%)
UV/VIS/NIR spectrometer(Cary 5000)を使用して測定した。
(2)硬度
MITSUBISHI鉛筆使用、荷重1kg、角度45度、速度50mm/分、移送距離100mmで測定した。
(3)付着性
コーティング塗膜を1mm間隔で横及び縦に切って100升作った後、100℃の沸騰水にコーティングされたガラスを30分間浸してから取り出し、セロハンテープを切断面に均等に貼った後、瞬間的に剥がして切断面に残った升の個数を観察する。
(4)耐溶剤性
エタノールを付けた布を試験片に100回往復させた後、肉眼で観察した。
[結果]
実施例、比較例及び無処理ガラスを前記物性評価方法で評価すると、表2のような結果を示す。具体的に、無処理ガラスは可視光線領域の波長を大部分透過して透明に見え、紫外線、赤外線領域の波長はある程度吸収して遮断効果を表すが、その効果は不十分だということが分かり;実施例1と実施例2を通じてゾル−ゲル有無機複合バインダー液と、ナノ金属酸化物インクを混合して作った太陽熱遮断コーティング液の組成が異なることにより、ナノ金属酸化物インクの比率がより高い実施例1が、実施例2より更に優れた赤外線遮断効果を得ることができることが分かり、実施例1、3及び4により、太陽熱遮断コーティング液の組成、コーティング、乾燥方法は同様だが、実施例3のコーティング厚を実施例2より薄く処理することにより赤外線遮断が効果的でないことが分かり、実施例4により、一定厚以上にコーティング処理した際、赤外線を大部分遮断できるということが分かり;比較例と実施例の比較により、ナノ金属酸化物インクと混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液によって赤外線遮断率に優れ、高い硬度、付着性、耐溶剤性を有することが分かる。
また、実施例1のような方法で製造された太陽熱遮断コーティング液液をスピンコーティング方法によりガラス表面に塗布した後、一定の温度に維持したオーブンに温度を代えて30分間乾燥した後、表面の屈曲、表面の歪曲状態、ひび割れ現象を観察し、その結果を表3に示した。
前記表3は、同一な条件で製造、塗布された太陽熱遮断コーティング液がコーティングされたそれぞれのガラスを40℃間隔で温度を代えながら30分間乾燥した結果であり、温度が50℃以下で乾燥した場合は、温度が低いため十分な乾燥が行われなく、表面屈曲及びひび割れは表れなかったが、表面歪曲(haze)が起こり透明性が落ち;250℃以上で乾燥した場合は、表面歪曲はさほど発生しなかったが、表面屈曲やひび割れ現象が見られたことから、温度50〜250℃内の範囲で乾燥させた時、コーティング液の物性の変化や損傷がない最適なコーティング効果を得ることができるということが分かる。
前記で定義した本発明による「太陽熱遮断コーティングガラス」のガラスは、一般的なケイ素材質の有名なガラスだけでなく、カラーガラス、強化ガラス、防弾ガラス等の機能性ガラスにも適用でき、前記は本発明の好ましい実施例を参考までに説明したもので、本発明は前記の実施例に限定されず、前記の実施例により本発明が属する技術分野で通常の知識を有するものが本発明の要旨から外れない範囲で多様に変更して実施できる。

Claims (10)

  1. アクリル高分子樹脂とゾル−ゲルシリケートの混合物であるゾル−ゲル有無機複合樹脂50〜80重量%、及び、溶剤20〜50重量%が混合されたゾル−ゲル有無機複合バインダー液10〜97重量%と;
    ナノ金属酸化物インク3〜90重量%と、を含むことを特徴とする太陽熱遮断コーティング液。
  2. 前記ナノ金属酸化物インクは、10〜200nm範囲内の粒子の大きさを有するナノ金属酸化物1〜70重量%と、分散剤1〜10重量%と、インク溶剤25〜90重量%と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  3. 前記分散剤は、金属酸化物に吸着可能な作用基と;
    作用基以外のアルキル(−R)、アルコキシ(−OR)のいずれか一つ以上の炭素鎖とで構成された界面活性剤であって、
    前記金属酸化物に吸着可能な作用基は、カルボン酸(R−COOH;carboxylic acid)、カルボン酸塩(R−COO−;carboxylate)、アルコール(R−OH;alcohol)、グリコール(R−(OH);glycol)、アンモニウム塩(R−NH ;ammoniate)、ナトリウム塩(R−Na;sodium salt)、スルホナート(R−SO ;sulfonate)或いはサルフェート(SO 2−;sulfate)のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項2に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  4. 前記分散剤は、2−2−2−メトキシエトキシエトキシ酢酸(2−2−2−Methoxyethoxy ethoxy acetic acid)、5−メトキシペンチルオキシ酢酸(5−Methoxy pentyloxy acetic acid)、3,6,9−トリオキサデカン酸(3,6,9−Trioxadecane acid)、パルミチン酸(Palmitic acid)、ステアル酸(Stearic acid)、ベンゾ酸(Benzoic acid)、プロピオン酸(Propionic acid)、ポリアクリル酸ナトリウム(Sodium polyacrylate)、アンモニウムポリアクリレート(Ammonium polyacrylate)、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(Cetyltrimethyl ammonium bromide;CTAB)、ポリアクリル酸ナトリウム塩(Polyacrylic sodium salt)、ドデシルベンゼンスルホン酸(Dodecyl benzene sulfonate)或いはドデシル硫酸ナトリウム(Sodium dodecyl sulfate;SDS)のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項3に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  5. 前記ナノ金属酸化物は、酸化スズ(Tin Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、ATO(Antimony Tin Oxide)、Al(Aluminium Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、TiO(Titanium Oxide)のいずれか一つ以上を用いることを特徴とする請求項2に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  6. 前記インク溶剤は、R1又はR2を置換基として有するR1−O−R2、R1−CO−R2の結合構造の化合物であり、前記置換基R1とR2は、それぞれ水素または炭素数1〜10個のn−アルキル基、iso−アルキル基、ヘテロアリール基、アリール基または炭素数1〜10個のアルキル基が置換されたエーテル基、エステル基、アミド基のいずれかを有することを特徴とする請求項2に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  7. 前記インク溶剤は、水、メタノール、ブチルグリコール、イソプロピルグリコール、アリールグリコール、エチルアセテート、ジブチルエーテル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドのいずれか一つ以上を用いることを特徴とする請求項6に記載の太陽熱遮断コーティング液。
  8. ゾル−ゲル有無機複合バインダー液10〜97重量%とナノ金属酸化物インク3〜90重量%とを含む太陽熱遮断コーティング液を製造する工程と;
    太陽熱遮断コーティング液をガラス表面に一定の厚さでコーティングする工程と;
    太陽熱遮断コーティング液がコーティングされたガラスを乾燥する工程と、により加工されることを特徴とする太陽熱遮断コーティングガラス。
  9. ガラス表面にコーティングされる太陽熱遮断コーティング液の塗布厚が1〜10μmであることを特徴とする請求項8に記載の太陽熱遮断コーティングガラス。
  10. 太陽熱遮断コーティング液がコーティングされたガラスを乾燥する段階は、NIR乾燥、熱風乾燥、ホットプレート乾燥方法のいずれか一つ以上の乾燥方法により、50〜250℃の温度で10〜60分間乾燥することを特徴とする請求項8に記載の太陽熱遮断コーティングガラス。
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