KR100614250B1

KR100614250B1 - 근적외선 흡수 피막 형성 조성물

Info

Publication number: KR100614250B1
Application number: KR1020040062905A
Authority: KR
Inventors: 신희범
Original assignee: (주) 우석켐
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-08-21
Also published as: KR20060014282A

Abstract

본 발명은 근적외선 차단용 투명 도료에 있어서 자외선 경화수지의 경화반응과 함께 공중합 가능한 반응성 화학 조성물로 최종 반응결과물에 근적외선 차단 성능을 보유하는 구리금속이온을 화학적 결합 상태로 고정시키는 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 자외선 경화형 수지 100중량부, 금속 산화물 15 내지 30 중량부 및 구리금속이온 공급 화합물 10 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 근적외선 흡수 피막 형성 조성물은 고가의 근적외선 흡수 금속산화물을 대신하여 첨가되는 구리금속이온이 자외선 경화 수지와 함께 공중합하여 고분자에 고정되므로써, 가시광선 투과율에 영향을 주지 않으면서, 바람직한 근적외선 흡수율을 유지할 수 있다.

근적외선 차단, 구리금속이온

Description

근적외선 흡수 피막 형성 조성물{Composition of film-formation to absorb short-infrared ray}

유리창을 통하여 들어오는 태양열의 에너지를 억제하면서 가시영역을 확보할 수 있는 방법으로 1) 유리에 금속이온을 도입하는 방법 2) 유리표면에 금속증기를 증착시키는 방법 3) 유리표면에 근적외선 흡수물질을 코팅하는 방법 4) 유리표면에 근적외선 흡수물질을 코팅한 필름을 접착시키는 방법 등이 있으나, 생산성, 가공성, 내구성, 원가적 측면에 문제가 적지 아니하여 범용화되지 못하고 에너지가 낭비되고 있는 실정이다.

종래의 근적외선 차단용 투명도료에서 근적외선 흡수물질로 사용하는 대표적인 것은 ITO(주석이 도핑된 산화인듐 화합물, 인듐틴옥사이드)분말 및 ITO-SOL(졸 상태의 인듐틴옥사이드) 또는 ATO(주석이 도핑된 산화안티몬 화합물, 안티모니틴옥사이드)분말 및 ATO-SOL(졸상태의 안티모니틴옥사이드)로서, 이들을 투명수지에 분산, 코팅하여 사용하는 것이다.

대한민국 등록특허 제408929호는 인듐(Indium:In)과 안티몬(Antimony:Sb), 그리고 주석(Tin:Sn)을 적정 비율로 혼합하여 공침시켜 만든 주석안티모니도우프산 화인듐( Indium Antimony Tin Oxide : 이하 ‘IATO’라 약칭함)이라는 적외선 차단제용 분말 및 이를 이용하여 가시광선파장의 빛은 투과시키고 열선영역의 근적외선은 효율적으로 차단하는 적외선 차단용액 및 적외선 차단제를 개시하고 있다.

한편, 근적외선 흡수능력을 갖고 있는 ITO 또는 ATO 성분은 너무 고가이어서 근적외선 차단 소재로 범용적일 수 없다는 문제점이 있고, 이를 해결하기 위해 ITO 또는 ATO 성분을 대신해서 근적외선 흡수능력이 있는 화합물을 개발하고자 하는 노력이 계속되어 왔다.

대한민국 공개특허 제2003-17311호는 ITO분말의 첨가량을 감소시키는 대신에 근적외선영역(780~1800nm)의 흡수효율을 향상시키기 위해 구리화합물을 첨가한 조성물로 자외선 경화형 투명수지 100중량부, 금속산화물 분말 10 내지 40중량부, 구리화합물 0.01 내지 10중량부로 이루어진 피막 조성물을 개시하고 있다.

그러나, 상기 조성물은 아직도 다량의 ITO분말을 비롯한 고가의 근적외선 차단용 금속산화물을 함유하고 있어 생산성이 높지 않다. 또한, 고가의 금속산화물 대신으로 첨가되는 구리화합물은 가시광선의 투과율을 낮추어 최종 제품의 투명성을 저해하므로 그 사용량에는 한계가 있다. 그리고, 구리화합물은 형성된 피막 표면을 거칠게 한다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 고가의 금속산화물 성분의 함량을 줄여 생산비용이 낮으면서도, 뛰어난 적외선 흡수성능을 가지는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 구리금속이온을 포함하더라도 최종 제품의 투명성을 해치지 않으며, 피막 표면이 거칠어지는 문제점이 발생하지 않는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자외선 경화형 수지 100중량부, 금속 산화물 15 내지 30 중량부 및 구리금속이온 공급 화합물 10 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물을 제공한다.

상기 구리금속이온 공급 화합물이 10중량부 미만이면, 바람직한 근적외선 차단율을 얻을 수 없고, 20중량부를 초과하면 더이상의 근적외선 차단율의 향상을 기대할 수 없으므로 바람직하게 상기 범위로 한다.

한편, 상기 금속 산화물에 대해서도 바람직한 근적외선 차단율을 얻기 위해 15중량부 이상을 포함하여야 하며, 30중량부 이하로 포함하게 하여 고가의 생산비용을 낮추고자 하는 본 발명의 목적을 달성하게 된다.

상기 자외선 경화형 수지는 반응성의 이중결합 관능기를 갖고 있는 올리고머 또는 모노머를 주성분으로 하는 도료로서, 상기 도료는 올리고머(우레탄, 에폭시 또는 폴리에스테르), 모노머(이중결합의 관능기를 적어도 하나 포함하는 아크릴계 화합물), 반응개시제 및 기타 첨가제로 구성되며, 자외선 조사로 중합 반응시킨다.

상기 금속 산화물로는 ITO분말 및 ITO-SOL 또는 ATO 분말 및 ATO-SOL을 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 조성물 중 구리금속이온 공급 화합물은 자외선 경화형 수지가 중 합반응을 일으킬 때 그 모노머 또는 올리고머와 공중합하여 최종 반응결과 구리금속이온이 고분자내에서 화학적 결합상태를 이루게 된다.

이것은 서로 다른 성분인 자외선 경화 수지와 근적외선 차단제인 금속 산화물 및 구리화합물이 물리적 결합 상태로 되어 있는 종래의 근적외선 차단제에 비하여 구리금속이온을 화학적 결합 상태로 고분자에 고정시키므로써 결합상태를 안정화시키는 것이다.

종래의 근적외선 차단제가 구리화합물을 분말 입자로 포함하는 것이라면 본 발명의 구리금속이온은 분자상태로 결합하여 고분자에 포함되므로, 근적외선 흡수능력 확장을 위해 구리금속이온의 함유량을 늘려도 가시광선 투과율에 영향을 주지 않는다.

이러한 구리금속이온 공급 화합물로서 본 발명은 하기 화학식1의 구조를 가지는 착염임을 특징으로 하는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물을 제공한다.

(단,

)

상기 화학식1의 착염은 하기 화학식2의 안식향산구리와 이에 가용화 배위자로서 중합관능기를 갖고 있는 하기 화학식3의 인산 메타크리로일옥시에틸(2-metacryloyl oxyethyl acid phosphate)를 당량보다 과량 사용하여 얻어진다.

(단, a+b=3)

상기 화학식1의 착염은 메타크리로일기를 포함하고 있으므로 자외선 경화 수지의 경화중합반응에 참여하여 고분자 도료화된다.

실시예1

자외선 경화형 수지 60g, 30%의 ITO-SOL 40g 및 화학식1의 착염 6g을 넣고 16분간 교반하여 피막 형성 조성물을 제조하였다. 다음으로 상기 조성물을 #10 바코터로 PET필름 위에 도포하고, 80℃로 20초간 건조시킨 후, 자외선 조사 장치(80watt)에 3초간 통과시키므로써 피막을 형성하였다.

형성된 피막에 대하여 분광 광도계(히다치, cl-3501)를 사용하여 파장 380㎚ 내지 780㎚까지의 투과율을 측정하여 그 평균값으로 가시광선 투과율(%)을 결정하였다.

또한, 근적외선 차단율(%)은 100에서 근적외선 영역의 파장 800㎚ 내지 2100㎚에 걸친 투과율을 측정하여 그 평균값을 뺀 값으로 계산하였다.

결과를 표1에 나타내었다.

실시예2

30%의 ITO-SOL을 30g 사용하고, 화학식1의 착염을 12g 사용하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 피막 형성 조성물 및 피막을 형성하였다.

그리고, 실시예1과 동일한 방법으로 형성된 피막의 가시광선 투과율 및 근적외선 차단율을 계산하였다. 결과를 표1에 나타내었다.

실시예3

ITO-SOL 대신에 ATO-SOL을 사용하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 피막 형성 조성물 및 피막을 형성하였다.

실시예4

ITO-SOL 대신에 ATO-SOL을 사용하며, 30%의 ATO-SOL을 30g 사용하고, 화학식1의 착염을 12g 사용하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 피막 형성 조성물 및 피막을 형성하였다.

비교예1

화학식1의 착염을 사용하지 않는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 피막 형성 조성물 및 피막을 형성하였다.

비교예2

화학식1의 착염을 사용하지 않는 것을 제외하고, 실시예3과 동일한 방법으로 피막 형성 조성물 및 피막을 형성하였다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
가시광선 투과율(%)	87	86	82	81	86	82
근적외선 차단율 (%)	78	76	74	74	70	68

상기 표1의 실시예1과 비교예1 및 실시예3과 비교예2를 비교하면, 근적외선 흡수 능력이 있는 금속산화물과 함께 화학식1의 착염을 포함하는 경우에 가시광선 투과율에는 영향을 주지 않으면서 근적외선 차단율을 높일 수 있음을 알 수 있다.

또한, 실시예1과 실시예2 및 실시예3과 실시예4를 비교하면, 금속산화물의 함량을 줄이는 대신 화학식1의 착염의 함량을 높인 실시예2 및 4의 근적외선 차단율 및 가시광선 투과율은, 금속산화물을 더 많이 포함하고, 화학식1의 착염을 더 적게 포함하는 실시예1 및 3과 비슷하게 측정됨을 알 수 있다.

본 발명의 근적외선 흡수 피막 형성 조성물은 고가의 근적외선 흡수 금속산화물을 대신하여 첨가되는 구리금속이온이 자외선 경화 수지와 함께 공중합하여 고 분자에 화학적으로 고정되므로써, 고가의 근적외선 흡수 물질인 금속산화물의 사용량을 줄이면서 바람직한 근적외선 흡수율을 유지할 수 있었다. 또한, 이 경우에 가시광선 투과율에는 영향을 주지 않았다.

Claims

삭제
삭제
수지에 금속산화물 및 구리화합물이 포함된 근적외선 흡수 피막 형성조성물에서,

상기 수지는 자외선 경화형 수지로서, 상기 자외선 경화형 수지 100중량부 당 상기 금속 산화물은 15 내지 30 중량부가 포함되고, 상기 구리화합물로는 하기 화학식1의 구조를 가지는 착염인 구리금속이온 공급 화합물이 10 내지 20중량부로 포함되는데,

상기 구리금속이온 공급 화합물은 상기 자외선 경화형 수지가 자외선조사에 의해 중합반응을 일으킬 때 그 모노머 또는 올리고머와 공중합하여 구리금속이온이 고분자내에서 화학적 결합상태를 이루게 하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 피막 형성 조성물.

[화학식1]

(단,

)