KR101698319B1

KR101698319B1 - 태양열 차단 코팅액 조성물

Info

Publication number: KR101698319B1
Application number: KR1020150149368A
Authority: KR
Inventors: 심용식; 최평호
Original assignee: 주식회사 지앤아이솔루션
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-01-20
Also published as: WO2017074079A1

Abstract

본 발명은 태양열 차단을 위한 태양열 차단 코팅액 조성물에 관한 것으로, 세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 나노 금속산화물 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 태양열 차단 코팅액 조성물 중 나노 금속산화물의 함량은 9.8 내지 34.5 중량%, 바람직하게는 30 내지 34.5 중량%이고, 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량은 4 내지 15 중량%, 바람직하게는 6 내지 11 중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 중량%이다.
본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물은 코팅액의 두께가 두껍지 않으면서도, 유리의 투명성을 유지하고, 가시광선 투과율, 적외선 차단율, 경도, 부착성 등이 우수하며, 기존에 많이 사용하는 필름형태가 아닌 유리에 직접 코팅하여 태양열 차단 기능을 수행하는 태양열 차단 코팅 유리를 제공할 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

태양열 차단 코팅액 조성물{SOLAR HEAT BARRIER COATING SOLUTION COMPOSITION}

본 발명은 코팅액 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 태양열 차단을 위한 태양열 차단 코팅액 조성물에 관한 것이다.

보통 태양광의 파장은 감마선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 초단파, 라디오파로 구분할 수 있는데 이 중에서 우리가 시각적인 태양빛으로 느끼는 파장은 가시광선 영역이고, 일상생활에서 태양열로 느끼는 파장은 적외선 영역으로 가시광선 영역보다 파장이 길다. 아울러 일반 유리는 적외선 부분의 일부만 반사시키는데 이 때문에 여름의 경우 실외의 태양열로부터 발생하는 복사열이 실내로 들어와 실내온도를 높이는 등, 냉방기의 효율을 떨어뜨려 에너지가 낭비되고 있다. 상기 현실과 연관하여, 바람직한 태양열 차단 코팅액 조성물로 코팅된 유리는 여름에 외부의 태양열이 실내로 유입되는 것을 막는 차열 효과가 우수한 구성을 가져야 할 것이다.

구체적으로 종래에는 유리에 우수한 차열 효과를 부여하기 위하여 열선 반사 유리를 사용하고 있으나, 이의 가시광선 투과율은 40%로 시인성이 좋지 않다는 문제가 있다. 차열 효과 향상을 위한 또 다른 경우는 필름을 부착하여 차열하는 경우인데, 이 경우 접착제 소진시 부착성능이 떨어지고, 필름 제거시 남아있는 접착제로 인해 재시공이 어려우며, 일반적으로 필름의 색이 한정되어 있어 빛의 투과나 반사율을 조절하기 어려운 단점이 있다.

또한, 유리의 단열 효과를 향상시키기 위하여 스퍼터링 코팅 방법을 이용한 로이(Low-e)유리가 출시되어 판매되고 있으나(등록특허 공보 제10-1544070호), 코팅물이 산화되는 것을 방지하기 위해 코팅부분이 복층의 유리판에 내재되도록 구성해야 하고, 복층의 유리판 사이에는 불활성 기체로 충진해야 하는 구조를 하고 있어 제조방법이 난해하며, 복층유리 제작시 에지 스트립핑 처리 설비가 필요하여 제조 및 취급이 까다롭고, 제조비용이 비싼 단점이 있다. 또한, 로이(Low-e)유리 중에서 단열, 차폐 성능, 경도 등을 모두 갖춘 제품 개발은 미흡한 실정이다.

따라서, 가시광선 투과율은 높아 시인성을 확보하면서, 적외선 투과율은 낮아 우수한 태양열 차단 효과를 보이고, 부착성과 같은 물리화학적인 성질도 우수하여 활용성이 높은 태양열 차단 코팅액 조성물에 관한 지속적인 연구개발이 요구된다.

본 발명은 종래 태양열 차단 코팅액 조성물과 이를 이용한 기술에 따른 문제점을 개선하고자 안출된 기술로써, 가시광선 투과율이 높지 않거나 적외선 투과율이 낮지 않아 시인성이 좋지 않거나 여름철 냉방시 필요 이상의 비용이 수반되었던 문제와, 그리고 부착성 등의 물리화학적 성질이 불량하여 태양열 차단 지속시간이 길지 않거나, 재시공이 필요하거나, 취급이 까다로운 문제를 해결할 수 있는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 태양열 차단 코팅액 조성물 중 나노 금속산화물의 함량을 9.8 내지 34.5 중량%, 바람직하게는 30 내지 34.5 중량%로 포함시키고, 상기 나노 금속산화물 중 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량을 4 내지 15 중량%, 바람직하게는 6 내지 11 중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 중량%로 한, 태양열 차단 코팅액 조성물을 제시한다.

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물을 이용한 유리는 520 nm에서 측정한 가시광선 투과율이 70% 이상이라는 높은 가시광선 투과율을 유지하여 조명부하를 줄여주는 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물을 이용한 유리는 1200 nm에서 측정한 적외선 투과율이 38% 이하, 바람직하게는 30% 이하인 효과를 달성하여, 태양복사 에너지의 대부분을 차지하는 근적외선 영역을 효과적으로 차단하여 여름철에 실내로 유입되는 태양열량을 줄여줌으로써 냉방비를 저감시킨다.

나아가, 상기 문제점을 해결함으로써, 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물은 코팅액의 두께가 두껍지 않으면서도, 유리의 투명성을 유지하고, 가시광선 투과율, 적외선 차단율, 경도, 부착성 등이 우수하며, 기존에 많이 사용하는 필름형태가 아닌 유리에 직접 코팅하여 태양열 차단 기능을 수행하는 태양열 차단 코팅 유리를 제공할 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 세슘 텅스텐 산화물(CTO) 함량에 따른 태양광 파장별 투과율 그래프이다(가로축은 파장(nm)이고 세로축은 투과율(%)이다).
도 2는 나노 금속산화물의 함량에 따른 태양광 파장별 투과율 그래프이다(가로축은 파장(nm)이고 세로축은 투과율(%)이다).
도 3은 나노 금속산화물의 입자 크기에 따른 태양광 파장별 투과율 그래프이다(가로축은 파장(nm)이고 세로축은 투과율(%)이다).

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물은, 세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 나노 금속산화물 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물은 코팅액의 두께가 두껍지 않으면서도, 유리의 투명성을 유지하고, 가시광선 투과율, 적외선 차단율, 경도, 부착성 등이 우수하며, 기존에 많이 사용하는 필름형태가 아닌 유리에 직접 코팅하여 태양열 차단 기능을 수행하는 태양열 차단 코팅 유리를 제공할 수 있는 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물은 세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 나노 금속산화물 포함하고, 상기 나노 금속산화물의 함량은 9.8 내지 34.5 중량%, 바람직하게는 30 내지 34.5 중량%이고, 그 중 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량은 4 내지 15 중량%, 바람직하게는 6 내지 11 중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 중량%이다.

또한, 본 발명의 일 측면은 520 nm에서 측정한 가시광선 투과율이 70% 이상이다.

또한, 본 발명의 일 측면은 1200 nm에서 측정한 적외선 투과율이 13% 이하이다.

또한, 본 발명의 일 측면은 상기 나노 금속산화물의 입자 크기가 20 내지 200 nm 이다.

본 발명에서 나노 금속산화물 잉크의 주재인 나노 금속산화물은 태양광 중 적외선 영역의 빛을 차단하는 특성을 갖는 나노 금속산화물로 구성되는데, 대부분의 나노 금속산화물은 금속 결합을 하기 때문에 분자간 간격이 일정한 규칙적인 구조를 가져 대부분 영역의 적외선을 차단할 수 있으므로, 일반적인 나노 금속산화물 모두가 이용 가능하나, 본 발명에 있어서는 세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO)의 금속산화물을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 나노 금속 산화물의 함량은 9.8 내지 34.5 중량%, 바람직하게는 30 내지 34.5 중량%이고, 가장 바람직하게는 28.9 중량%이다. 나노 금속산화물을 9.8 중량% 이하로 포함하면 나노 금속산화물에 의한 적외선 차단 효과가 낮아 열차단 성능이 매우 미미해지고, 34.5 중량% 이상으로 포함하면 나노 금속산화물의 입자 크기를 조절하는데 많은 시간이 소요되며, 나노 금속산화물을 적절히 분산하는데 어려움이 있기 때문에, 상기 9.8 내지 34.5 중량%의 함량비 내의 범위가 바람직하다.

상기 나노 금속 산화물 중 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량은 4 내지 15 중량%, 바람직하게는 6 내지 11 중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 중량%인 것이 바람직한데, 상기 함량 범위를 갖는 세슘 텅스텐 산화물(CTO)은 유리에 코팅시 적외선 차단 효과는 높으면서, 가시광선 투과율은 70% 이상의 고수준으로 유지할 수 있어, 가시광선 영역에 가까운 근적외선 영역부터 넓은 파장범위에 걸쳐 적외선을 효과적으로 차단할 수 있다는 특성을 갖는다.

통상 520 nm에서 측정한 가시광선 투과율이 70% 이상일 때 시인성 확보되기 때문에, 본 발명에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물을 이용하여 제조한 태양열 차단 코팅 유리는 520 nm에서 측정한 가시광선 투과율이 70% 이상인 것이 바람직하다. 태양열 차단 코팅 유리의 가시광선 투과율이 70% 미만일 경우, 시인성이 확보되지 않아 조명부하가 늘어나게 되고 투명성이 저하된다는 문제점이 나타날 수 있다.

또한, 통상 1200 nm에서 측정한 적외선 투과율이 38% 이하일 때 열차단 성능이 우수하며, 바람직하게는 30% 이하일 때 가장 효과적이다.

상기 나노 금속산화물의 입자 크기는 상기 나노 금속산화물을 포함하는 태양열 차단 코팅액 조성물이 유리에 코팅되었을 때, 20 내지 200 nm인 것이 바람직하다. 나노 금속산화물의 입자 크기가 20 nm 미만일 경우 비표면적이 커져서 분산력이 떨어지고 재료 가격의 상승을 초래하며, 입자 크기가 200 nm를 초과할 경우 나노 금속 산화물 입자로 인한 헤이즈가 발생하여 가시광선의 투과율이 30% 미만으로 낮아지고 코팅표면이 고르지 못해지는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 나노 금속산화물을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물은 나노 금속산화물을 효과적으로 분산시키기 위하여 분산제를 포함할 수 있는데, 사용할 수 있는 분산제의 종류는 제한되지 않으나, 2-2-2-메톡시에톡시 에톡시 아세틱산(2-2-2-Methoxyethoxy ethoxy acetic acid), 5-메톡시 펜틸옥시 아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid), 3,6,9-트리옥사데칸산(3,6,9-Trioxadecane acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 프로피온산(Propionic acid), 소듐 폴리아크릴레트(Sodium polyacrylate), 암모늄폴리아크릴레이트(Ammonium polyacrylate), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(Cetyltrimethyl ammonium bromide; CTAB), 폴리아크릴소듐염(Polyacrylic sodium salt), 도데실벤젠설포네이트(Dodecyl benzene sulfonate) 혹은 소듐도데실설페이트(Sodium dodecyl sulfate; SDS) 중 어느 한 가지 이상을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 구성을 갖는 본 발명의 분산제는 나노 금속산화물 표면에 친화성이 있어, 나노 금속산화물이 분산제 표면에 흡착되어 용제에 효과적으로 분산될 수 있도록 하는 작용기를 갖는 동시에, 나노 금속산화물이 흡착되어 생성된 분자 자체 구조가 용제 속에서 안정할 수 있도록 하는 사슬 형태의 알킬(-R) 혹은 알콕시(-OR) 와 같은 탄소화합물이 결합된 형태를 갖기 때문에, 일반적 분산제에 비하여 분산성 및 안정성이 우수한 효과를 발휘한다.

본 발명에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물 중 나노 금속산화물 잉크 제조시 사용하는 용제는 잉크의 분산성 및 안정성, 독성, 점도, 화학적 안정성, 박막코팅 용이성, 건조 조건 등을 고려하여, 물, 메탄올, 부틸글리콜, 아이소프로필글리콜, 아릴글리콜, 에틸아세테이트, 다이부틸에테르, 메틸 에틸 케톤, 다이메틸포름아미드와 같이 R1-O-R2, R1-CO-R2의 구조를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 치환기(R1, R2)의 탄소 수가 늘어나면, 용제를 구성하는 분자 부피가 커지고 전자 수가 증가하게 되는데, 이로 인하여 분자내 전자 분포의 비대칭성이 커지며 편극이 일어나 잉크용제 분자의 자체 분산력이 증가하기 때문에, 상기의 분산력은 나노 금속산화물과 잉크용제 분자의 정전기 유도현상을 유도하여 전체 분자간 응집현상이 발생하고, 이러한 현상은 나노 금속 산화물 입자가 나노 금속산화물 잉크에 효과적으로 분산될 수 없게 하는 문제가 발생한다. 따라서 용제의 치환기 R1과 R2는 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 n-알킬기, iso-알킬기, 헤테로 아릴기, 아릴기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 치환된 에테르기, 에스테르기, 아미드기 등으로 구성된 치환기을 이용하는 것이 잉크용제를 구성하는 분자의 분산력에 의해 나노 금속산화물 입자가 응집을 일으키지 않을 만큼 치환기의 부피와 전자 수가 적당하여 본 발명의 잉크용제로서 바람직하다.

아울러 나노 금속산화물 잉크의 나노 금속산화물이 용제에 잘 분산되게 하기 위하여 비드 밀링, 볼 밀링, 초음파 밀링법 등 기계적인 방법을 이용하면 나노 금속산화물 입자 간의 인력에 의한 염료의 응집을 방지하여 더욱 효과적으로 균일하게 분산할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물은 수분산 폴리우레탄(PUD) 바인더액을 포함할 수 있다. 상기 수분산 폴리우레탄(PUD) 바인더액은 잉크 바인더로서 기능하며, 제품의 사양에 맞추어 잉크 점도를 높이기 위한 구성요소이다. 상기 수분산 폴리우레탄(PUD) 바인더액에는 조성 성분들을 분산시키기 위한 용제가 포함될 수 있으며, 그러한 용제에는 톨루엔, 크실렌, 시클로헥사논 등의 탄화수소계 유기 용제 또는 물 등의 수성 용제가 포함될 수 있다. 또한, 상기 수분산 폴리우레탄(PUD) 바인더액에는 분산성을 향상시키기 위해 계면활성제를 포함할 수 있으며, 그러한 계면활성제에는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스(MC), 에틸셀룰로오스(EC) 및 스티렌-말레익 안하이드라이드 공중합체 등의 수용성 고분자; 올레인산 나트륨 및 소듐 라우릴 설페이트 등의 음이온성 계면 활성제; 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 및 글리세린 지방산 에스테르 등의 비이온성 계면 활성제; 및 라우릴 아민 아세테이트, 알킬 아민염 및 라우릴트리메틸 암모늄 클로라이드 등의 4급 암모늄을 포함하는 양이온성 계면 활성제를 사용할 수 있고, 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산알루미늄 및 인산아연 등의 인산염; 피로포스포릭산 칼슘, 피로포스포릭산 마그네슘, 피로포스포릭산 알루미늄 및 피로포스포릭산 아연 등의 피로포스포릭산 염; 또는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 메타규산칼슘, 유산칼슘, 황산바륨, 콜로이달 실리카 및 퓸드 실리카 등의 무기계 분산제 등이 사용될 수 있다.

<실시예>

다음은 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물의 실시예 및 비교예이며, 각 조성물의 구체적인 조성은 표 1에 기재되어있다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

1. 태양열 차단 코팅액 조성물 및 이를 이용한 태양열 차단 코팅 유리의 제조

[실시예 1]

(1) 하기 표 1 중 실시예 1의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

(2) 상기에서 제조한 태양열 차단 코팅액 조성물을 분사기에 주입한 후, 깨끗이 닦은 6 mm 두께의 투명한 유리의 일측 표면에 스핀 코팅방법을 사용하여 코팅한다.

(3) 상기에서 태양열 차단 코팅액 조성물이 코팅된 유리를 상온에서 30분 또는 80℃로 유지되는 오븐에서 10분간 건조시켜 태양열 차단 코팅 유리를 제조한다.

[실시예 2]

(1) 하기 표 1 중 실시예 2의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

(2) 실시예 1의 2.와 동일한 방법으로 태양열 차단 코팅액 조성물을 유리 표면에 코팅한다.

(3) 실시예 1의 3.과 동일한 방법으로 유리 표면에 코팅된 태양열 차단 코팅액을 건조하여 태양열 차단 코팅 유리를 제조한다.

[실시예 3]

(1) 하기 표 1 중 실시예 3의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

[실시예 4]

(1) 하기 표 1 중 실시예 4의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

[비교예 1]

(1) 하기 표 1 중 비교예 1의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

[비교예 2]

(1) 하기 표 1 중 비교예 2의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

[비교예 3]

(1) 하기 표 1 중 비교예 3의 조성을 갖는 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조한다.

[비교예 4]

시중 판매용 열차단 필름(M사)을, 깨끗이 닦은 6 mm 두께의 투명한 유리의 일측 표면에 붙인다.

[비교예 5]

시중 판매용 열차단 필름(T사)을, 깨끗이 닦은 6 mm 두께의 투명한 유리의 일측 표면에 붙인다.

2. 물성 평가

[평가 방법]

상기 실시예 및 비교예의 유리를 다음과 같은 물성 평가 방법으로 평가한다.

(1) 가시광선 투과율(VIS.T%) / 적외선 투과율(IR.T%)

UV/VIS/NIR spectrometer (Cary 5000)을 사용하여 520 nm에서 가시광선 투과율 및 1200 nm에서 적외선 투과율을 측정하였다.

(2) 경도

MITSUBISHI 연필 사용, 하중 1kg, 각도 45도, 속도 50mm/분, 이송 거리 100mm로 측정하였다.

(3) 차폐계수(SC; Shading coefficient) 및 태양열 취득계수(SHGC; Solar heat gain coefficient)

Cary-500 분광광도계 및 Nicolet 5700을 사용하여 미국 LBNL연구소에서 ISO 9050에 기반하여 개발한 Window 5.2 프로그램으로 계산하여 산출하였다. 차폐계수(SC)는 복사에너지 차단 정도의 비율로 빛이 모두 통과할 경우의 값이 1이며 0에 가까울수록 태양열이 많이 차폐된다고 볼 수 있다. 태양열 취득계수(SHGC)는 입사된 태양에너지 중 창을 통해 실내로 유입되는 태양에너지의 비율을 나타낸다.

(4) 부착성

코팅 도막을 1mm 간격으로 가로 및 세로로 잘라 100칸을 만든 후 100℃의 끓는 물에 코팅된 유리를 30분간 넣었다가 꺼내어 셀로판 테이프를 절단면에 고르게 부착한 후 순간적으로 탈착하여 절단면에 남은 칸의 개수를 관찰한다.

[평가 결과]

상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 4에 따른 태양열 차단 코팅액 조성물을 이용하여 제조한 태양열 차단 코팅 유리는 바람직한 70% 이상의 가시광선 투과율을 나타내면서 적외선 차단 효과, 차폐 계수, 태양열 취득 계수, 경도, 및 부착성이 모두 우수하였다. 그러나, 비교예 1에 따른 태양열 차단 코팅 유리는 가시광선 투과율은 70% 이상이나, 적외선 투과율, 차폐 계수 및 태양열 취득 계수가 상대적으로 높았다. 비교예 2 및 3에 따른 태양열 차단 코팅 유리는 가시광선 투과율이 70% 미만으로 낮아 바람직하지 않았고, 비교예 4 및 5에 따른 시중 판매용 필름 부착 유리는 가시광선 투과율, 경도, 및 부착성이 모두 열악하였다.

상기 표 1 및 도 1로부터 알 수 있듯이, 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량이 증가할수록 적외선 차단 효과는 우수해지나, 가시광선 투과율이 낮아지며, 실시예 1 내지 4와 같이 세슘 텅스텐 산화물(CTO) 함량이 6 내지 11 중량%인 경우에는 70% 이상의 우수한 가시광선 투과율이 얻어졌다.

3. 나노 금속산화물의 함량에 따른 태양광 파장별 투과율 평가

실시예 3에 따른 세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO) 함량 비율(9:15.9:4)을 가지되, 이들의 총 함량을 9.8 중량%, 28.9 중량%, 및 35.0 중량%로 달리하여 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 태양열 차단 코팅 유리를 제조한 후, 태양광 파장별 투과율을 평가하였다.

도 2로부터 알 수 있듯이, 나노 금속산화물의 총 함량이 9.8 내지 35.0 중량%일 경우에는 우수한 적외선 차단 효율을 보였다.

4. 나노 금속산화물의 입자 크기에 따른 태양광 파장별 투과율 평가

실시예 3에 따른 조성을 가지되, 나노 금속산화물의 입자 크기를 20 nm, 80 nm, 130 nm, 및 200 nm로 달리하여 태양열 차단 코팅액 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 태양열 차단 코팅 유리를 제조한 후, 태양광 파장별 투과율을 평가하였다.

도 3으로부터 알 수 있듯이, 나노 금속산화물의 입자 크기가 클수록 모든 태양광 파장 영역에서 투과율은 감소되었다. 나노 금속산화물의 입자 크기가 200 nm인 경우에는 약 30%의 가시광선 투과율을 보인바, 시인성이 확보하기 위해서는 나노 금속산화물의 입자 크기가 적어도 200 nm 이하인 것이 바람직하다.

상기에서 정의한 본 발명에 의한 태양열 차단 코팅액 조성물을 이용할 수 있는 유리는 일반적인 규소 재질의 유명한 유리뿐만 아니라 칼라 유리, 강화 유리, 방탄 유리 등의 기능성 유리에도 적용 가능하고, 상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

본 발명의 추가적인 실시예에서, 본 발명에 의한 상기 태양열 차단 코팅액으로 유리의 표면을 코팅하여 제조되는 태양열 차단 코팅 유리는 다음과 같은 단계를 거쳐 제조한다.

1. 태양열 차단 코팅액을 제조하는 단계

본 단계는 상기에서 언급한 조성물을 이용하여 태양열 차단 코팅액을 제조하는 단계이다. 본 단계에 대한 구체적인 사항은 상기 태양열 차단 코팅액의 조성물과 관련된 설명으로 대체한다.

2. 태양열 차단 코팅액을 유리 표면에 코팅하는 단계

본 단계는 단계 1.에서 제조한 태양열 차단 코팅액을 유리 표면에 코팅하는 단계로써 직접 코팅(self spray coating), 스프레이 코팅, 딥 코팅, 슬롯다이 코팅, 플로우 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 코팅 등의 방법을 이용하여 태양열 차단 코팅액을 유리 표면에 코팅할 수 있지만, 코팅 방법은 전술된 것으로 한정되는 것은 아니다.

3. 태양열 차단 코팅액이 코팅된 유리를 건조하는 단계

본 단계는 단계 2에서 코팅된 유리를 건조하는 단계로써 상온 건조, NIR 건조, 열풍 건조, hot plate 건조 등의 방법을 이용하여 태양열 차단 코팅액이 표면에 코팅된 유리를 건조할 수 있으며, 상기 건조 방법 이외의 방법으로도 건조할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

세슘 텅스텐 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 및 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 나노 금속산화물을 포함하고, 상기 나노 금속산화물의 함량이 9.8 내지 34.5 중량%이며, 그리고 상기 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량이 4 내지 15 중량%인, 태양열 차단 코팅액 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노 금속산화물의 함량이 30 내지 34.5 중량%인, 태양열 차단 코팅액 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량이 6 내지 11 중량%인, 태양열 차단 코팅액 조성물.
제1항에 있어서, 상기 세슘 텅스텐 산화물(CTO)의 함량이 8 내지 10 중량%인, 태양열 차단 코팅액 조성물.
제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 520 nm에서 측정한 가시광선 투과율이 70% 이상인, 태양열 차단 코팅액 조성물.
제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노 금속산화물의 입자 크기가 100nm를 초과하고 200 nm 이하인, 태양열 차단 코팅액 조성물.