KR101265926B1 - 결로 방지 제품 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결로방지제품 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 기재층; 기재층 상에 형성된 프라이머층; 및 프라이머층 상에 형성된 탄소나노튜브층을 포함하는 결로방지제품에 관한 것이다. 또한, 기재층 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 프라이머층 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅함으로써 탄소나노튜브층을 형성하는 단계를 포함하는 결로방지제품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 저렴한 투자비 및 유지비로 대형화에 적합하며, 우수한 효율 및 안전성을 갖는 결로방지제품을 제조할 수 있다.
탄소나노튜브, 스프레이 코팅, 결로방지제품, 프라이머층

Description

결로방지제품 및 이의 제조방법{Anti-dew condensation product and preparing method thereof}
본 발명은 탄소나노튜브 코팅층을 포함하는 결로방지제품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브는 전기전도도가 구리와 유사하고, 열전도율은 다이아몬드에 상응하며, 강도 또한 철강의 100배에 이를 정도로 우수한 기능성을 가지고 있어 반도체와 평판 디스플레이, 배터리, 초강력 섬유, 생체 센서, 텔레비전 브라운관 등 다양한 분야에 적용되고 있다.
종래 이와 같은 탄소나노튜브를 기판 상에 형성하는 방법으로는 주로 박막증착법과 같은 증착 공정이 이용되어 왔는데, 상기 탄소나노튜브를 증착하는 장비는 대부분 초기 투자비가 많이 소요되고, 대형화를 구현하기가 어려워 전자 부품의 용도로만 사용되어 왔다.
한편, 유리의 결로 현상 및 김서림 현상을 방지하는 것은 유리의 기능성 개발에 있어서 매우 중요한 연구 대상이 되고 있다. 종래 유리의 김서림 및 결로를 방지하기 위한 방법으로서, 김서림 방지용 필름을 폴리머 기판 상에 증착하는 방법 이 있었으나, 이와 같이 김서림 방지용 필름을 증착한 제품은 구부림 각도(bending angle)에 취약한 단점이 있었다.
즉, 증착 공정에서 무기산화물을 소재로 이용하여 제조된 제품의 경우 제품을 심하게 말거나 구부리면 전도성 재료에 크랙(crack)이 발생하여 기능을 발휘하지 못한다는 문제점이 있었다.
또한, 비행기의 창문에 적용되는 유리 중에는, 미세한 구멍이 형성되어 이를 통하여 공기를 삽입시키거나 내부의 열원을 외부로 빠져나가게 함으로써 김서림 및 결로를 방지한 유리가 고안되기도 하였으나, 이와 같은 경우에는 내부의 열원이 외부로 빠져나가게 되므로 단열성능이 취약하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 프라이머층을 이용하여 투명 기판 위에 탄소나노튜브를 얇게 스프레이 코팅함으로써 저렴한 투자비 및 유지비로 우수한 효율을 나타내며, 대형화에 적합한 결로방지제품 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 기재층; 상기 기재층 상에 형성된 프라이머층; 및 상기 프라이머층 상에 형성된 탄소나노튜브층을 포함하는 결로방지제품을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 결로방지제품; 및 상기 결로방지제품과 대면하는 외부 유리를 포함하고, 상기 결로방지제품과 외부 유리 사이에 밀봉된 내부공간이 형성된 복층 유리를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 기재층 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅함으로써 탄소나노튜브층을 형성하는 단계를 포함하는 결로방지제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 결로방지제품에 의하면, 기재층 상에 탄소나노튜브층이 얇게 형성되어 80% 이상의 가시광선 투과도를 유지할 수 있는 동시에, 전류 인가에 따라 결로현상이나 김서림 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 결로방지제품의 제조방법에 의하면, 스프레이 코팅방법에 의하여 프라이머층 상에 탄소나노튜브 분산액을 균일하고 얇게 코팅할 수 있으므로 전도성 재료로서 대형화가 가능하며, 제조공정을 간소화시킬 수 있어 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 기재층; 상기 기재층 상에 형성된 프라이머층; 및 상기 프라이머층 상에 형성된 탄소나노튜브층을 포함하는 결로방지제품에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 결로방지제품을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 결로방지제품은 기재층, 프라이머층 및 탄소나노튜브층을 포함한다.
여기서, 상기 기재층은 유리기판 또는 투명 폴리머 필름일 수 있다. 즉, 기재층 자체가 투명한 유리기판으로 이루어져 그 자체로서, 결로방지유리로 사용될 수도 있으며, 투명 폴리머 필름으로 이루어져 결로방지필름으로서, 유리 등에 부착하여 사용함으로써 결로방지유리를 형성할 수 있다.
다만, 상기 기재층은 상기 유리기판 또는 투명 폴리머 필름에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적에 따라 탄소나노튜브층을 얇게 형성함으로써 결로방지효과를 얻을 수 있는 투명 기재를 모두 포함할 수 있다.
여기서, 프라이머층은 수성아크릴에멀젼, 실란졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
수성아크릴에멀젼은 폴리비닐 아크릴레이트, 폴리페닐렌비닐 아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸렌 아크릴레이트, 시아노 아크릴레이트, 폴리플루오렌 아크릴레이트, 수용성 우레탄 아크릴레이트, 폴리스틸렌-폴리메틸메타아크릴레이트 및 실리콘이 그라프트된 스티렌-부틸아크릴레이트(Silicone-Grafted Styrene-Butyl Acrylate; SGA) 등과 같이 아크릴기를 지니고 있는 것일 수 있다.
또한, 실란졸은 테트라에톡시실란, 메틸트라이메톡시실란, 글라시독시프로필트라이메톡시실란, 메타아크릴실란, 에폭시실란 및 트리메톡시실란 등과 같이 실란기를 지니고 있는 것일 수 있다.
상기 프라이머층은 150℃ 이하의 온도에서 쉽게 건조가 되고, 표면에 실크스크린 코팅, 매쉬 코팅 또는 스프레이 코팅 등과 같은 코팅방법을 통하여 균일하고 얇은 층을 형성시킬 수 있으며, 상기 기재층 상에 블록 공중합체의 모양이 규칙적으로 형성되도록 함으로써 이후에 상기 프라이머층 상에 형성되는 탄소나노튜브층이 방향성을 가질 수 있도록 한다.
즉, 탄소나노튜브는 반데르발스 힘에 의해 서로 뭉치려는 특성을 가지고 있는바, 프라이머층을 통하여 규칙적으로 방향성을 갖도록 배열시켜주는 경우, 응집현상을 방지할 수 있다.
상기 프라이머층에 의하여 상기 탄소나노튜브층이 얇고 균일하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 공정비용을 절약할 수 있고, 대형화된 제품을 생산할 수 있다.
여기서, 프라이머층은 두께가 5 내지 500㎚인 것이 바람직하다.
탄소나노튜브의 평균 직경은 5nm인데, 상기 프라이머층의 두께가 5nm 미만인 경우, 탄소나노튜브의 네트워크가 형성되지 않아 접촉저항이 발생함으로써 전기전도성에 문제가 있을 수 있으며, 500nm를 초과하는 경우, 프라이머층 상에 형성되는 탄소나노튜브의 양이 증가하게 되어 투과도가 손실되고 헤이즈 값의 상승에 따라 투명성이 떨어질 뿐 아니라 표면 거칠기(roughness)의 변화로 인하여 균일한 탄소나노튜브의 네트워크 및 저항 막의 형성에 문제가 생길 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층의 상부 양단에는 금속 페이스트가 형성될 수 있으며, 상기 금속 페이스트에 연결되는 외부전원 인가용 단자를 추가로 포함함으로써 상기 탄소나노튜브층에 전원을 인가할 수 있다.
상기 금속 페이스트는 도전성이 우수할 뿐 아니라 가격이 저렴하고 내구성이 우수한 실버 페이스트(silver paste)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적에 따라 도전성을 갖는 다양한 금속 페이스트를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄소나노튜브층의 전원공급방식이 상기한 바와 같이, 금속 페이스트를 이용한 전원공급방식에 한정되는 것은 아니고, 탄소나노튜브층에 전원을 인가하여 결로방지 효과를 가져올 수 있는 전원공급방식을 모두 포함할 수 있다.
한편, 탄소나노튜브층은 두께가 5 내지 500nm인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브층의 두께가 5nm 미만인 경우 전기전도성의 중요 인자인 탄소나노튜브 간의 연결이 면 전체적으로 이루어지기 어렵다는 문제점이 있고, 500nm를 초과하는 경우 가시광 투과도가 낮아져 투명성이 저하될 우려가 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층은 탄소나노튜브에 화학적으로 전이금속을 도핑시켜 전자 이동도를 향상시킨 개질된 탄소나노튜브층일 수 있으며, 나아가, 100nm 이하의 입자크기를 갖는 실버(Ag) 입자를 프라이머층에 도포하여 건조시킨 후에 탄소나노튜브층을 형성할 수도 있다.
또한, 탄소나노튜브층은 전자 이동도가 260 내지 280cm2/Vs인 것이 바람직하며, 전기 저항도가 10-5 내지 10-4Ω/cm인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탄소나노튜브층의 전자 이동도가 260cm2/Vs 미만인 경우, 투명 전도성 유리의 대면화가 어렵고, 박막 코팅 시에 투명성을 얻기가 어려울 수 있으며, 280cm2/Vs를 초과하는 경우, 효율성에 비하여 불필요하게 제조 비용을 상승시킬 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층의 전기 저항도가 10-5 Ω/cm 미만인 경우, 효율성에 비하여 불필요하게 제조비용을 상승시킬 수 있다는 문제가 있으며, 10-4 Ω/cm를 초과하는 경우, 탄소나노튜브층이 도체가 아닌 반도체적인 특성을 지니게 되어 분리 및 정제 공정을 추가로 포함하여야 하고, 저항의 상승으로 인하여 투명 전기 전도성을 얻지 못하게 된다.
또한, 탄소나노튜브층은 면저항이 500Ω/m2 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50Ω/m2 이하일 수 있다.
전도성 투명 유리제품의 경우 80% 이상의 빛 투과성을 나타낼 수 있어야 하는데, (300(H)*300(L))와 같이 작은 사이즈의 유리제품은 상기 탄소나노튜브층의 면저항 값이 500Ω/m2를 초과하는 경우에 도포량의 증가로 빛 투과성에 문제가 있을 수 있다.
또한, (3100(H)*2100(L))과 같이 대면화된 유리제품은 탄소나노튜브 간의 네트워크(Network)가 형성되어야 전기가 통하게 되므로 상기 탄소나노튜브층의 면저항 값이 50Ω/m2를 초과하지 않게 제작되어야 한다.
상기 탄소나노튜브층의 면저항 값이 50Ω/m2를 초과하는 경우, 80% 이상의 빛 투과성을 얻고 충분한 통전성이 나오기 위해서는 유리제품의 크기(Size)의 제약이 발생된다. 즉, 예를 들면 상기 (3100(H)*2100(L))과 같이 대면화된 유리제품에 면저항 값이 500Ω/m2가 되도록 탄소나노튜브층을 형성시킬 경우 전기가 통전되게 하기 위해서 80% 이상의 빛 투과성을 나타내기 어려울 수 있다.
한편, 일반적인 작은 사이즈의 유리제품은 탄소나노튜브층의 면저항 값이 500Ω/m2 이하이면 충분한 투명성을 확보할 수 있으며, 대면화된 유리제품의 경우에 는 탄소나노튜브층의 면저항 값이 50Ω/m2 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이 대면화된 유리제품의 경우에, 탄소나노튜브층의 면저항 값이 50Ω/m2를 초과하면, 대면화에 따른 탄소나노튜브가 갖는 접촉저항에 의해 전자가 이동하는데 문제가 발생되므로 탄소나노튜브의 도포량을 늘려야 하며, 탄소나노튜브의 도포량이 증가할 경우 투명성이 저하될 뿐 아니라 균일한 면저항을 얻기 어렵기 때문에 불균일한 면저항으로 인하여 기판 위에서 전기가 저항이 가장 낮은 쪽으로 순간적으로 쏠리는 쇼트 현상이 발생할 수 있다.
아울러, 본 발명의 결로방지제품은 탄소나노튜브층 상에 형성되어 상기 탄소나노튜브층을 보호하는 보호층을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호층은 상기 탄소나노튜브층 상에 형성되어 외부 스크래치 및 기타 내부 누전으로부터 표면에 노출된 탄소나노튜브층을 안전하게 보호하기 위한 것으로서, 보호유리, 보호필름 등과 같이 결로방지제품에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 보호층은 전자소재용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 폴리비닐부틸알(PVB)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
다만, 상기 예시한 것에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 상기 보호층은 탄소나노튜브층을 보호하기 위하여 사용될 수 있는 모든 필름 및 유리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호층 상에 점착층을 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통하여 결로방지제품을 유리 기판 또는 투명 필름 등에 부착하여 사용할 수 있다.
한편, 기재층의 하면에 하드코팅층을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하드코팅층은 기재층의 하면에 형성되어 상기 기재층을 보호하는 층으로서, 예를 들면, UV경화를 이용한 UV코팅층일 수 있다.
따라서 본 발명의 결로방지제품은 탄소나노튜브층이 기재층 상에 형성된 프라이머층에 의하여 균일하고 얇게 형성되고 전원을 공급받아 면저항에 의해 열을 발생시키며, 이에 따라 상기 기재층의 표면 온도를 높여줘 결로나 김서림을 방지한다.
또한, 상기 탄소나노튜브층은 전자 이동도 및 전기 저항도가 우수하고, 면저항이 낮을 뿐 아니라 증착 공정을 사용하지 않고 스프레이 공정에 의하여 얇게 코팅되기 때문에 투명 전도성 재료로서 대형화가 가능하다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 결로방지제품; 및 상기 결로방지제품과 대면하는 외부 유리를 포함하고, 상기 결로방지제품과 외부 유리 사이에 밀봉된 내부공간이 형성된 복층 유리에 관한 것이다.
여기서, 상기 결로방지제품은 결로방지유리일 수 있다.
상기 복층 유리는 결로방지제품에 대면하는 외부 유리를 포함하고, 상기 결로방지제품과 외부 유리 사이에 밀봉된 내부공간이 형성되어 상기 내부공간에 전극이 위치하게 되므로 전극의 산화에 의한 단절 쇼트 현상을 방지할 수 있고, 복층화 에 의한 유리 파손 시에 두 유리의 접착에 의해 안정성을 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 기재층 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅함으로써 탄소나노튜브층을 형성하는 단계를 포함하는 결로방지제품의 제조방법에 관한 것이다.
상기 기재층 상에 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅함으로써 탄소나노튜브층을 얇고 균일하게 형성할 수 있다. 즉, 탄소나노튜브는 특성상 한쪽 방향으로 배열을 하여 전자가 잘 흐를 수 있도록 접촉 네트워크를 형성하여야 하는데, 상기 프라이머층은 탄소나노튜브가 일 방향으로 규칙적으로 배열될 수 있도록 해주며, 기재층과 탄소나노튜브의 부착력을 향상시킴으로써 형성된 네트워크가 파괴되지 않게 지속적으로 유지시켜줄 수 있다.
또한, 스프레이 코팅은 Class 100 이하인 조건 하에서 수행할 수 있다. Class 100 이하인 조건 하에서 수행하는 경우, 외부 먼지에 의한 저항 변화를 방지할 수 있으며, 스프레이 코팅 시 분사되는 노즐의 방향에 의해 탄소나노튜브가 단일 방향성을 갖게 되는 장점이 있다.
이와 같이 단일 방향으로 코팅된 탄소나노튜브는 방향성을 갖는 전자 전달체 역할을 하게 되어 단일 방향으로의 전자 전달력을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 결로방지제품은 그 자체가 결로방지유리로 구성되거나 다른 유리와 결합되어 복층 유리를 형성할 수 있으며, 결로방지필름으로 사용되어 다른 제품에 부착되어 사용할 수도 있다.
다만, 본 발명에 따른 결로방지 제품이 상기 예시된 것에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 따라 결로방지 효과를 나타내는 다양한 형태의 제품을 모두 포함할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 결로방지제품을 보다 구체적인 예를 들어 설명한다. 다만, 하기 기재되는 사항은 본 발명의 일 예에 불과하며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 따른 결로방지제품은 결로방지유리(100)로서, 도 1에 나타난 바와 같이, 기재 유리(110), 프라이머층(120), 탄소나노튜브층(130), 실버 페이스트(140), 외부전원 인가용 단자(150), 프라이머층(160) 및 보호 유리(170)를 포함한다.
이에, 상기 결로방지유리(100)는 기재 유리(110)의 상면에 프라이머층(120)을 형성하고, 상기 프라이머층(120) 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅함으로써 탄소나노튜브층(130)을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 기재 유리(110)상에 프라이머층(120)을 형성한 후 상기 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅하는 경우, 상기 탄소나노튜브 분산액이 상기 기재 유리(110) 상에 얇고 균일하게 잘 형성될 수 있으며, 부착력이 크게 향상될 수 있다.
이어서, 상기 탄소나노튜브층(130) 상의 양단에 전원단자로 사용되는 실버 페이스트(140)를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 실버 페이스트(140)는 인쇄 틀에 의해 인쇄 도포되며, 상기 실버 페이스트(140) 상에 외부전원 인가용 단자(150)를 형성하여 상기 실버 페이스트(140)와 연결할 수 있다.
상기 외부전원 인가용 단자(150)를 통하여 외부로부터 전원을 공급하고, 이에 따라 발생되는 열을 이용하여 상기 결로방지유리(100)의 결로 현상을 방지할 수 있다.
또한, 표면에 노출된 탄소나노튜브층(130)을 외부 스크래치로부터 보호하고, 내부 누전 등을 방지하기 위하여 보호 유리(170)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 보호 유리(170)를 형성하기 전에 상기 탄소나노튜브층(130) 상에 프라이머층(160)을 도포하고, 상기 프라이머층(160) 상에 보호 유리(170)를 형성할 수 있다.
상기 보호 유리(170)는 고전도성 및 투명성을 나타내는 탄소나노튜브층(130)을 안전하게 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 결로방지유리(100) 및 상기 결로방지유리(100)에 대면하는 외부 유리(300)를 추가로 포함하는 복층 유리를 제공할 수 있다.
상기 복층 유리(10)는 상기 결로방지유리(100)와 외부 유리(300)의 양단을 연결하는 연결부(400)를 구비하여 상기 결로방지유리(100)와 외부 유리(300)의 사이에 밀봉된 내부공간을 형성하며, 열선(500)을 이용하여 상기 결로방지유리(100) 에 외부 전원을 공급함으로써 상기 결로방지유리(100) 및 외부 유리(300)의 결로 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 예에 따른 결로방지제품은 결로방지필름(200)으로서, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 결로방지필름(200)은 투명 폴리머 기재필름(210), 하드코팅층(220), 탄소나노튜브층(230), 실버 페이스트(240), 외부전원 인가용 단자(250), 투명 폴리머 보호필름(270) 및 점착층(280)을 포함할 수 있다.
상기 결로방지필름(200)은 투명 폴리머 기재필름(210) 상에 탄소나노튜브 분산액을 스프레이 코팅하여 탄소나노튜브층(230)을 형성하고, 상기 투명 폴리머 기재필름(210)의 하면에 하드코팅층(220)을 코팅하여 상기 투명 폴리머 기재필름(210)의 하면을 보호할 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층(230) 상의 양단에는 전원인가를 위한 실버 페이스트(240) 및 외부전원 인가용 단자(250)를 순차 형성하고, 상기 탄소나노튜브층(230)을 보호하는 투명 폴리머 보호필름(270)을 형성할 수 있다.
나아가 상기 투명 폴리머 보호필름(270)에 점착력을 제공하여 다른 유리 기판 등에 부착시킬 수 있도록 점착층(280)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 점착층(280)은 상기 결로방지필름(200)이 다른 유리 기판의 표면에 부착되어 사용될 수 있도록 점착력을 제공한다.
여기서, 본 발명의 또 다른 일 예에 따른 결로방지필름(200)의 탄소나노튜브층(230), 실버 페이스트(240) 및 외부 전원 인가용 단자(250)는, 본 발명의 일 예 에 따른 결로방지유리(100)의 탄소나노튜브층(130), 실버 페이스트(140) 및 외부 전원 인가용 단자(150)와 동일한 기능 및 작용 효과를 갖는 것이므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 결로방지제품은 대형화가 가능하고, 제조비용이 저렴하여 주거용, 상업용에 사용되는 모든 창호에 적용 가능하고, 일반 자동차, 선박, 항공기, 버스, 가전, 광고판 등에 다양하게 활용될 수 있다.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 일 예에 불과하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
6mm(T) 이하의 두께로 이루어진 기재 유리 상에 Class 100 조건 하에서 나이프 코팅방법에 의하여 프라이머층을 도포하고, 상기 프라이머층 상에 Class 100 조건 하에서 스프레이 코팅장치(Nordson社, sc-400)를 이용하여 탄소나노튜브 분산액(㈜엑사이엔씨, SWCNT 용액) 20mg을 스프레이 코팅하였다.
그 결과, 기재 유리 상에 30nm의 두께를 가진 프라이머층 및 30nm 이하의 두께를 가진 탄소나노튜브층이 순차 형성된 결로방지유리를 준비하였다.
실시예 1에 따라 제조된 결로방지제품은 도 4에 나타난 바와 같이, 220V의 교류전압을 연결하여 전원을 공급하고, 적외선 온도계로 표면 온도를 측정한 결과, 30분 동안 80℃의 온도까지 급격하게 상승한 후, 90℃ 내외에서 포화점에 도달한다 는 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
프라이머층의 두께를 20nm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 다른 조건은 모두 동일하게 하여 결로방지유리를 제조하였다.
[실시예 3]
탄소나노튜브층의 두께를 40nm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 다른 조건은 모두 동일하게 하여 결로방지유리를 제조하였다.
[비교예 1]
프라이머층을 형성하지 않고, 기재 유리 상에 30nm의 두께를 가진 탄소나노튜브층을 스프레이 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 다른 조건은 모두 동일하게 하여 결로방지유리를 제조하였다.
[비교예 2]
기재 유리 상에 PECVD장치를 이용한 증착법에 의하여 프라이머층에 금속촉매(Fe)를 함침시킨 후, 30nm의 두께를 가진 탄소나노튜브층을 성장시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 다른 조건은 모두 동일하게 하여 결로방지유리를 제조하였다.
[실험예 1]
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에 따라 제조된 결로방지유리에 대하여 각각 저저항측정기(Loresta-EP, 4-pin probe)장치와 Haze Meter(HR-100)를 이용하여 표면저항(Sheet Resistance)과 550nm 파장대에서 투과도(Transmittance)를 측정한 결과를 하기에 나타내었다.
저항 측정값(ave) transmittance (%)
실시예 1 74 83%
실시예 2 52 83%
실시예 3 51 72%
비교예 1 0 -
비교예 2 0 -
[실험예 2]
프라이머층 상에 탄소나노튜브층을 코팅한 경우와 프라이머층이 없이 탄소나노튜브층을 코팅한 경우에 탄소나노튜브의 분산도가 어떻게 달라지는지 확인하기 위하여 알루미나 판 상에 탄소나노튜브층을 코팅하고, 주사전자현미경(SEM)을 통하여 확인하였다.
도 5는 (a) 알루미나 판 상에 프라이머층 없이 탄소나노튜브층을 스프레이 코팅한 경우와 (b) 알루미나 판 상에 프라이머층을 도포하고, 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브층을 스프레이 코팅한 경우를 비교한 SEM 사진이다.
도 5를 참고하면, 프라이머층 없이 알루미나 판에 직접 탄소나노튜브층을 스프레이 코팅한 경우, 프라이머층을 형성한 후에 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브층을 스프레이 코팅한 경우에 비하여 탄소나노튜브가 응집된 상태로 나타난다는 것을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 결로방지제품을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 결로방지제품을 포함하는 복층 유리의 개략적인 형태를 나타낸 부분 사시도이고,
도 3은 본 발명의 다른 일 예에 따른 결로방지제품을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 결로방지유리에 외부 전원을 공급한 경우 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이고,
도 5는 (a)알루미나 판 상에 프라이머 층 없이 탄소나노튜브층을 코팅한 경우와 (b)알루미나 판 상에 프라이머층을 도포하고, 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브층을 코팅한 경우를 비교한 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 복층 유리
100: 결로방지유리
110: 기재 유리 120, 160: 프라이머층
130, 230: 탄소나노튜브층 140, 240: 금속 페이스트
150, 250: 외부전원 인가용 단자 170: 보호 유리
200: 결로방지필름
210: 투명 폴리머 기재필름 220: 하드코팅층
270: 투명 폴리머 보호필름 280: 점착층
300: 외부 유리 400: 연결부
500: 열선

Claims (13)

  1. 기재층;
    상기 기재층 상에 형성된 프라이머층; 및
    상기 프라이머층 상에 형성된 탄소나노튜브층을 포함하되,
    상기 프라이머층은 폴리비닐 아크릴레이트, 폴리페닐렌비닐 아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸렌 아크릴레이트, 시아노 아크릴레이트, 폴리플루오렌 아크릴레이트, 수용성 우레탄 아크릴레이트, 폴리스틸렌-폴리메틸메타아크릴레이트 및 실리콘이 그라프트된 스티렌-부틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 수성아크릴에멀젼인 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    프라이머층은 두께가 5nm 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  6. 제 1항에 있어서,
    탄소나노튜브층은 두께가 5nm 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  7. 제 1항에 있어서,
    탄소나노튜브층은 전자 이동도가 260 내지 280cm2/Vs인 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  8. 제 1항에 있어서,
    탄소나노튜브층은 전기 저항도가 10-5 내지 10-4Ω/cm인 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  9. 제 1항에 있어서,
    탄소나노튜브층은 면저항이 500Ω/m2 이하인 것을 특징으로 하는 결로방지제 품.
  10. 제 1항에 있어서,
    탄소나노튜브층 상에 보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  11. 제 1항에 있어서,
    기재층의 저면에 하드코팅층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결로방지제품.
  12. 제 1항 또는 제5항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 결로방지제품; 및
    상기 결로방지제품과 대면하는 외부 유리를 포함하고,
    상기 결로방지제품과 외부 유리 사이에 밀봉된 내부공간이 형성된 복층 유리.
  13. 삭제
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