KR101348675B1 - 내구성 및 자외선 차단능이 우수한 수지접합유리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선조사에 의해 경화되는 수지층을 유리판사이에 형성시켜 내구성 및 자외선차단능이 우수한 접합유리에 관한 것으로서 본 발명에 의해 에너지, 용제 및 이산화탄소의 소모량이 적어 환경친화성이 우수하고 생산속도가 향상된 접합유리의 제조방법을 통해 우수한 투과도, 우수한 접착력을 가지는 수지접합유리를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 수지접합유리에 관한 것으로서 특히 자외선조사에 의해 경화되는 수지층을 유리판사이에 형성시켜 내구성 및 자외선차단능이 우수한 접합유리에 관한 것이다.
건축물에 있어서 에너지 절감에 대한 필요성은 날로 고조되고 있는 추세이며, 건축물의 에너지 성능강화는 이제 선택이 아닌 필수가 되고 있는 상황이다. 우리나라는 그동안 건축물이 국가 전체 에너지의 1/3, 자원소비의 40%, 이산화탄소 배출의 50%, 폐기물 배출의 20~50%를 차지할 정도로 건축물로 인한 환경문제와 에너지 문제가 심각했기 때문에 이를 동시에 해결하기 위한 방안이 시급했었다.
현재 에너지 소비량의 98%를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 건축물의 에너지 소비량은 전체 에너지 소비량의 30%에 해당함에 따라, 해외선진국과 같이 건축물의 에너지절약을 위하여 고효율 및 고기능성을 가지는 로이유리, 접합유리, 복층유리 등의 고기능성 창호유리의 개발이 요구되고 있다.
고기능성 창호유리 사용에 따른 장점은 일반유리 사용 대비 에너지사용을 약 25% 절감하여 냉난방비를 감소시킬 수 있으며 더 나아가 냉난방에너지(석유)절약에 따른 CO2 절감으로 환경보호 효과를 기대할 수 있다. 이러한 에너지 절감 및 환경보호에 대한 관심이 높아지면서 가시성, 방풍성 등 일반 유리의 기본적인 기능 뿐 아니라 자외선 차단, 단열과 같은 에너지 절약 등 다양한 첨단 기술을 결합한 '기능성 유리'에 대한 관심이 급증하고 있으며 그에 대한 연구개발도 지속적으로 이루어지고 있다.
접합유리는 유리와 유리사이에 PVB 필름 등을 넣고 자외선 및 열등으로 경화시켜서 만든 유리를 말한다. 이는 자동차 유리처럼 깨져도 안전할 뿐만 아니라 단열과 소음차단이 우수한 특징을 가진다. 필름이 유리를 고정시켜 파손시에도 안전성을 보장하며 방범, 차음, 자외선차단까지 쾌적한 주거 환경을 연출하는데 탁월하다.
이러한 접합유리는 한쌍의 유리사이에 필름 또는 수지를 형성시켜 열경화(curing)를 통해 필름 또는 수지와 유리를 접착ㆍ고정하고 있는데, 이러한 방법은 에너지, 용제 및 이산화탄소를 다량으로 소모하여 환경친화성도 낮을 뿐만 아니라 습식 열경화의 경우 경화시작과 중지 후 재가동하기 위해서는 경화기를 경화온도까지 상승시켜야하므로 장시간의 승온 시간이 요구되어 생산속도가 느려 고속의 연속생산을 위한 장비 대형화가 필수적이어서 공간이용의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
그러므로 본 발명에 의하면 기존의 종래기술의 문제점을 극복하여 에너지, 용제 및 이산화탄소의 소모량이 적은 환경친화성이 우수하고 생산속도가 향상된 접합유리의 제조방법을 통해 우수한 투과도, 우수한 접착력을 가지는 수지접합유리를 제공하는 한편, 기능성 물질의 혼합에 의해 자외선 차폐, 태풍에 대한 저항, 우수한 비산방지, 단열성, 전도성, 내열성, 방음성, 방탄성 등의 기능을 쉽게 부여 할 수 있는 수지접합유리를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합되는 접합유리에 있어서, 상기 수지층은 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 라우릴아크릴레이트(LA), 헥산다이올디아크릴레이트(HDDA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어져 자외선조사에 의해 경화되는 수지층인 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리가 제공된다.
상기 수지층의 올리고머는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트가 2:8 ~ 8:2 로 혼합된 것이 바람직하다.
상기 수지층에는 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 한 것이 바람직하다.
상기 기능성무기입자는 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 기능성무기입자는 입경 50~1,000 ㎚인 것이 바람직하다.
본 발명의 수지접합유리를 제조하는 방법으로 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합되는 접합유리의 제조방법에 있어서,
상기 유리판을 수세 건조하는 단계;
접착테이프를 유리판 변부에 접착하는 단계;
상기 한쌍의 유리판을 마주보도록 포갠후 유리판변부를 봉합하는 단계;
상기 마주보는 한쌍의 유리판사이에 수지를 주입하고 기포를 탈포하는 단계;
상기 수지가 주입된 유리판에 자외선을 조사하여 수지를 경화하여 수지층으로 만드는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법이 제공된다.
상기 조사되는 자외선은 260~450㎚인 것이 바람직하다.
상기 수지는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 라우릴아크릴레이트(LA), 헥산다이올디아크릴레이트(HDDA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어 진 것이 바람직하다.
또한, 상기 수지에 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO 중 어느 하나인 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 한 것이 바람직하다.
그러므로 본 발명에 의한 수지접합유리는 자외선조사에 의해 경화되는 수지층의 빠른 경화속도로 인해 에너지, 용제 및 이산화탄소의 소모량이 적어 환경친화성이 우수하고 생산속도가 향상된 접합유리의 제조방법을 통해 우수한 투과도, 우수한 접착력을 가지는 수지접합유리를 제공하는 한편, 기능성 물질의 혼합에 의해 자외선 차폐, 태풍에 대한 저항, 우수한 비산방지, 단열성, 전도성, 내열성, 방음성, 방탄성 등의 기능을 쉽게 부여 할 수 있는 장점이 있어 자동차 유리, 디스플레이 접합 분야, 방탄유리, 고내수압용 유리등에 응용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 수지접합유리의 구조를 나타낸 단면도이다.
이하 본 발명의 수지접합유리를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 수지접합유리는 도 1에 도시된 바와 같이 수지층(2)을 사이에 두고 한쌍의 유리판(1)이 적층되어 접합되는 접합유리로서 상기 수지층은 자외선조사에 의해 경화되는 수지층으로서 빠른 경화속도로 인해 생산속도가 단축되고 수지층내에 함유되는 기능성무기입자에 의해 자외선 및 적외선 차폐율이 우수할 뿐만 아니라 차음성능, 열관류율이 우수한 접합유리이다.
본 발명에서 한쌍의 유리판 사이에 형성되는 상기 수지층은 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate : HEMA), 라우릴아크릴레이트(lauryl acrylate : LA), 헥산다이올디아크릴레이트(hexanediol diacrylate : HDDA), 이소보닐아크릴레이트(Isobornyl Acrylate : IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어져 자외선조사에 의해 경화되는 수지층이다.
모노머는 1관능기 또는 2관능기를 가지는 것을 사용하여 상기 올리고머인 폴리비닐계 및 아크릴릭 아크릴레이트와 함께 수지층으로 중합되는데, 자외선 조사시 광개시제에 의한 광반응으로 중합과 동시에 가교결합이 일어나 수 초안에 경화됨으로써 접합유리의 우수한 생산속도를 나타낸다.
상기 수지층의 올리고머는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트가 2:8 ~ 8:2 혼합된 것이 상용성 및 물성향상 측면에서 바람직하다.
본 발명의 상기 수지층의 조성에 의해 우수한 투과도, 우수한 접착력을 부여하여 유리층이 박리가 되지 않도록 하며, 접합유리의 파손시 유리의 비산을 방지할 수 있다.
경우에 따라서는 반응성 희석제(reactive diluent)인 저분자량의 폴리에스테르나 폴리에테르 아크릴레이트가 첨가될 수 있으며, 첨가제로 계면활성체, 산화/광분해 안정제등이 첨가될 수 있다. 또한, 무기계 안료를 첨가하여 수지층 내에 분산을 시켜 다양한 색상을 구현할 수도 있다.
본 발명에서는 상기 수지층에 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 할 수 있는데, 상기 기능성무기입자는 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO(Antomony Tin Oxide) 중 어느 하나인 것이 단열, 자외선 차폐, 태풍에 대한 저항성, 우수한 비산 방지, 방음, 적외선의 적절한 흡수와 반사율 및 에너지절약의 다양한 기능성을 부여할 수 있어 바람직하다.
기능성무기입자가 0.01 중량%미만인 경우에는 상기 기능성의 부여효과가 미약하며, 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 모노머에 대한 분산성이 저하하며, 투명도가 저하할 수 있다. 가장 바람직하기로는 ATO, 에어로졸, 제올라이트, 점토가 가장 바람직하였으며, 투명도는 0.5%로 혼입시켰을 때 가장 우수하였다.
상기 기능성입자는 입경 50~1,000 ㎚인 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저 유리판을 수세 건조하는 단계가 이루어지는데, 수지층이 유리에 안정적으로 접착되기 위하여 유리판표면의 이물질을 제거하여야 한다. 이후 접착테이프를 유리판 변부에 접착하는 단계 이후에 상기 한쌍의 유리판을 마주보도록 포갠 후 유리판 변부를 봉합하는 단계를 행하는데, 이후에 행해질 수지 주입시 유리판사이에 액상의 수지가 안정적으로 위치할 수 있도록 유리판 변부를 봉합하여야 한다. 봉합은 접착제 테이프로 유리와의 우수한 접착력을 지닌 것으로 폴리우레탄재 테이프로 하는 것이 바람직하다.
이후 상기 마주보는 한쌍의 유리판사이에 수지를 주입하고 기포를 탈포하는 단계를 행하는데, 저점도의 수지를 주입하기 위해 자동측정이 가능한 펌프시스템을 이용하는 것이 좋다. 이후 상기 수지가 주입된 유리판에 자외선을 조사하여 수지를 경화하여 수지층으로 만들면서 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합되는 접합유리를 제조하게 된다. 상기 조사되는 자외선은 260~450㎚인 것이 경화속도를 빠르게 할 수 있고, 상온공정인 상기 자외선 경화는 램프의 발광에 의해 가동되므로 순간적인 경화 시작과 중지 및 중지 후 재가동이 신속하여 바람직하다. 자외선 조사폭은 300 ~ 2,400mm로 수평식의 수은램프 및 메탈램프등을 설치하여 유리판의 상부에서 조사하여 경화하는 방식을 이용할 수 있다.
상기 수지는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate : HEMA), 라우릴아크릴레이트(lauryl acrylate : LA), 헥산다이올디아크릴레이트(hexanediol diacrylate : HDDA), 이소보닐아크릴레이트(Isobornyl Acrylate : IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어 진 것이 자외선 조사시 광개시제에 의한 광반응으로 중합과 동시에 가교결합이 일어나 수 초안에 경화됨으로써 접합유리의 우수한 생산속도를 나타낸다. 우수한 투과도, 우수한 접착력을 부여하여 유리층이 박리가 되지 않도록하며, 접합유리의 파손시 유리의 비산을 방지할 수 있다.
또한, 상기 수지에는 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO 중 어느 하나인 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 하여 단열, 자외선 차폐, 태풍에 대한 저항성, 우수한 비산 방지, 방음, 적외선의 적절한 흡수와 반사율 및 에너지절약의 다양한 기능성을 부여할 수 있다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 수지접합유리에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
먼저 유리판을 수세 건조하여 유리판표면의 이물질을 제거한 후 폴리우레탄재 접착테이프를 유리판 변부에 접착하고 한쌍의 유리판을 마주보도록 포갠 후 유리판 변부를 봉합한 후 한쌍의 유리판사이에 수지를 주입하고 기포를 탈포하였다. 상기 수지는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate : HEMA), 라우릴아크릴레이트(lauryl acrylate : LA) 모노머 68중량%와 벤조 페논계 광개시제 2중량%로 이루어 진 것을 사용하였다.
이후 상기 수지가 주입된 유리판에 파장 365㎚의 자외선을 조사하여 수지를 경화하여 수지층으로 만들어 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합된 본 발명의 접합유리를 제조하였다. 상기 제조된 접합유리의 물성실험을 수행하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 시험항목 | 테스트 방법 | 결과 |
| 자외선차단율 | 280~380nm | 92% |
| 적외선차단율 | 800~2500nm | 47% |
| 가시광선투과율 | 380~780nm | 85% |
| 쇼트백충격 | KS L 2002 | 파손없음 |
| 낙구충격 | KS L 2002 | 파손없음 |
| 촉진내후성 | 제논아크시험 500hr | △E=1.0 |
| 내열성 | 120℃ 12hr | 이상없음 |
| 내약품성 | NaCl 5% 48hr, NaClO 10% 48hr |
이상없음 |
| 열관류율 | KS L 2525 | 2.4W/㎡ㆍK |
| 차음성능 | 의뢰자제시방법 | 38dB |
1 : 유리판 2 : 수지층
Claims (9)
- 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합되는 접합유리에 있어서,
상기 수지층은 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 라우릴아크릴레이트(LA), 헥산다이올디아크릴레이트(HDDA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어져 자외선조사에 의해 경화되는 수지층인 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리. - 제 1항에 있어서, 상기 수지층의 올리고머는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트가 2:8 ~ 8:2 로 혼합된 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리.
- 제 1항에 있어서, 상기 수지층에는 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 한 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리.
- 제 3항에 있어서, 상기 기능성무기입자는 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리.
- 제 4항에 있어서, 상기 기능성무기입자는 입경 50~1,000 ㎚인 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리.
- 수지층을 사이에 두고 한쌍의 유리판이 적층되어 접합되는 접합유리의 제조방법에 있어서,
상기 유리판을 수세 건조하는 단계;
접착테이프를 유리판 변부에 접착하는 단계;
상기 한쌍의 유리판을 마주보도록 포갠후 유리판 변부를 봉합하는 단계;
상기 마주보는 한쌍의 유리판사이에 수지를 주입하고 기포를 탈포하는 단계;
상기 수지가 주입된 유리판에 자외선을 조사하여 수지를 경화하여 수지층으로 만드는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법. - 제 6항에 있어서, 상기 조사되는 자외선은 260~450㎚인 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 수지는 폴리 비닐계와 아크릴릭 아크릴레이트를 혼합한 올리고머 5~30중량%와 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 라우릴아크릴레이트(LA), 헥산다이올디아크릴레이트(HDDA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 중 어느 하나 이상인 모노머 65~94중량%와 벤조 페논계 또는 벤질디메틸케탈(BDK)인 광개시제 1~5중량%로 이루어 진 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 수지에 점토, SiO2, Ag, TiO2, 에어로졸, 제올라이트, 실리콘고분자, ATO 중 어느 하나인 기능성무기입자가 0.01 ~ 3.0중량% 함유되도록 한 것을 특징으로 하는 내구성 및 자외선차단능이 우수한 수지접합유리의 제조방법.
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