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
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Abstract
【選択図】図1
Description
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。
−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。
−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。
−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。
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。
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。
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。
UV/VIS/NIR spectrometer(Cary 5000)を使用して測定した。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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。 - 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。
- 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)2;glycol)、アンモニウム塩(R−NH3 +;ammoniate)、ナトリウム塩(R−Na+;sodium salt)、スルホナート(R−SO3 −;sulfonate)或いはサルフェート(SO4 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。 - 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。
- 前記ナノ金属酸化物は、酸化スズ(Tin Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、ATO(Antimony Tin Oxide)、Al2O3(Aluminium Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、TiO2(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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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