KR101488867B1 - 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 에너지 절감형 반투명 코팅유리. - Google Patents

에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 에너지 절감형 반투명 코팅유리. Download PDF

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Abstract

에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 에너지 절감형 반투명 코팅유리에 관한 것으로서, 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 조성을 가질 수 있다. 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 일사 태양광을 차단하는 성능이 우수한 동시에 높은 HAZE값을 가짐으로 반투명 효과가 우수하며, 가시광선을 산란시켜 불투명 하여도 실내가 어두워지지 않고, 바인더의 선택에 따라 내구성 및 제거성을 자유롭게 선택할 수 있다.

Description

에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 에너지 절감형 반투명 코팅유리.{ENERGY-SAVING TYPE TRANSLUCENT GLASS COATING COMPOSITION AND TRANSLUCENT ENERGY-SAVING TYPE GLASS}
본 발명은 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 에너지 절감형 반투명 코팅유리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 차단과, 자외선 차단 성능을 갖는 동시에 빛을 산란시키는 기능을 갖는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물 및 이를 이용하여 형성된 에너지 절감형 반투명 코팅유리에 관한 것이다.
근래 건물이 밀집되고 고층건물에 사용되는 유리의 수요가 증가함에 따라서 유리의 안전과 에너지 문제가 대두되고 있다. 건물의 안전과 에너지 소비를 줄이기 위하여 다각적인 노력을 있다.
안전상의 문제로 내충격성 유리는 사용하는데 내충격성 유리로는 열처리에 의하여 유리면의 경도를 높인 강화유리가 있으나, 이 유리는 제조시에 열처리로 인한 에너지 손실로 제조단가가 높아 경제적이지 못하고 동일 부피의 유리 제작시에 중량이 크고 모서리 부분에 충격을 주면 쉽게 파손되는 단점이 있다.
또 다른 내충격성 유리로는 유리와 유리 사이에 폴리비닐부티랍 등의 필름층을 넣어 고온, 고압로에서 접합시킨 접합유리가 있는데, 이 접합유리도 오토-클레이브내에서 제작하므로 작업성이 낮고 필름제작에 따른 작업 준비가 까다로우며 제작설비가 고가인 문제가 있다.
우리나라 여름철 태양열 에너지는 평균 5900kcal/m2에 달하고 있으며, 건축물의 주요 부분을 차지하는 창호는 태양으로부터 뜨거운 직사광선을 그대로 받아들여 실내온도 상승으로 인한 냉방 부하의 문제점이 발생한다. 이는 에너지 소비량의 증가와 이에 따른 CO2 배출양의 증가로 이어지고 있다.
특히 요즘 신축되는 아파트, 사무용 빌딩, 주상복합 등의 건물들이 외관의 고급스러움과 채광효과를 실현하고, 전망을 확보하기 위해서 건물의 많은 부분을 투명한 재질로 마감하는 추세이다. 이처럼 창호는 건축물의 외관은 물론 다양한 효과를 위한 재료를 사용하고 있으나 창호의 비중이 증가 할수록 난방비 및 냉방비가 증가하고 에너지 손실도 증가한다.
태양으로부터 오는 빛 중에서 적외선의 경우 태양에너지의 약 53%에 해당하는 열에너지를 가지고 있다. 따라서 가시광선 영역의 파장에서는 높은 투과율을 나타내며 적외선을 효과적으로 차단할 수 있는 기능성 UV 조성물이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 첫 번째, 창호에 광학적 특수유리 즉, 로이(LOW-E) 유리를 이용하여 여름철의 뜨거운 태양광을 차단하는 방법이 사용되고 있다. 로이 유리란 일반 유리 내부에 적외선 반사율이 높은 특수금속막 (일반적으로 은 및 SiO2을 사용)을 Sputtering Processing 과 화학증착법(CVD; chemical vapor deposition)코팅방식으로 도장한 유리로 건축물의 단열성능을 높이는 유리이다. 특수 금속막은 가시광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여주고, 적외선은 반사하므로 실내외 열의 이동을 극소화시켜 실내의 온도 변화를 작게 만들어주는 에너지 절약형 유리라고 할 수 있다. 특히, 로이 복층유리는 판유리에 단열효과가 뛰어난 특수 금속막을 코팅하므로 고단열 복층유리가 된다. 단열성능에 더하여 소음 차단 효과도 우수하고 다양한 색상의 표현도 가능하다는 장점이 있다.
그렇지만 LOW-E 유리는 적외선 차단 효과는 미비하고, 열선의 장파반사의 효과로 인하여 실내의 상승된 장파 복사열의 외부 유출을 차단하기 때문에 오히려 실내온도가 상승하여 냉방부하의 문제점이 발생하고 특히 여름철에는 에너지 소비량이 증가한다는 문제점과 코팅방식에서 Sputtering Processing 코팅방식 과 화학증착법(CVD; chemical vapor deposition)코팅을 위해서 고가의 장비를 사용하여 유리 의 가격이 높다는 것이다. 또한, 접합유리에 비하여 안전성이 많이 떨어지는 단점도 있다
두 번째로는, 적외선 반사 나노 산화물을 이용한 차열 필름이 개발되었고 차열필름은 기존 일반유리와 비교하여 적외선을 차단하는 효과가 우수하여 여름철 냉방부하를 줄여 에너지 소비를 절약할 수 있다. 그러나, 이런 차열 필름은 초기에는 효과가 있으나 시간이 경과함에 따라 필름의 내구력이 떨어져 변색이나 벗겨짐 현상이 일어나 외관이 나빠질 뿐 아니라 적외선 차단효과 기능이 급격하게 저하되는 문제점을 가지고 있다. 또한 차열 필름은 최대 크기가 가로폭이 약 1.5내지 1.8m 정도로 대형 창호에는 적용이 불가능하다는 한계가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 당사에서 에너지 절감형 코팅용 조성물(등록특허 10-1013123호)을 개발 하였다.
그러나 상술한 에너지 절감형 코팅용 조성물을 유리에 적용할 경우 열 차단 효과를 갖는 투명한 코팅막이 형성됨으로 인해 사생활 보호 효과를 갖기 어려운 문제점을 갖는다. 또한 상술한 코팅막의 경우 유리창에 강하게 밀착 형성됨으로 인해 소비자가 유리로부터 코팅막을 쉽게 박리하기 어려운 문제점을 갖는다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 인식하고 착안한 것으로 적외선 차단 금속화합물과 나노 실리카 미립자를 적용하여 실내 채광에는 영향을 미치지 않으면서 태양광 중의 적외선과 자외선을 차단하는 동시에 코팅막 표면에서의 가시광선 영역대의 굴절을 일으켜 실내가 어두워지지 않는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 특성을 갖는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 이용하여 형성된 에너지 절감형 반투명 코팅유리를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%와, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%와, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매가 혼합된 조성을 갖는다.
일 실시예에 있어서, 나노 실리카 미립자는 규산에 산을 첨가하게 되면 일차입자를 갖는 실리카 졸을 생성하는 단계와, 지속적인 산을 첨가하여 상기 실리카졸의 일차입자 표면에 존재하는 실란올기(Si-OH)의 급격한 탈수 축합 반응을 촉진시켜 Si-O-Si가 3차원적인 망상구조를 실리카겔을 형성하는 단계와, 수득된 실리카겔을 수세 및 건조한다.
일 실시예에 있어서, 상기 바인더로 아크릴에멀젼, 비닐아세테이트 에멀젼, 폴리비닐 부티랄, 초산비닐, 폴리우레탄 및 유-무기 하이브리드 바인더 등을 사용할 수 있다.
상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 에너지 절감형 반투명 코팅유리는 투명한 유리; 및 상기 유리 표면에 형성된 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 포함한다. 이때, 상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%와, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 상기 유리 표면상에 코팅하여 형성된다.
본 발명에 따른 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 나노 실리카 안료를 포함함으로 인해 태양광중 가시광선 영역의 빛을 산란하여 반투명 타입이라도 실내가 어두워지지 않으면서 일사 태양광을 차단할 수 있다.
또한, 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에서 바인더로 유-무기 하이브리드 타입이나 우레탄 타입으로 적용할 경우 내후성, 내구성, 내용제성 내마모성 등의 우수한 코팅막을 형성할 수 있는 동시에 유리에서 쉽게 제거가 가능한 물성의 코팅막을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물
본 발명에 따른 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물, 나노 실리카 미립자, 바인더, 첨가제 및 용매를 포함하는 조성을 갖는다.
구체적으로, 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 조성을 가질 수 있다.
상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에 적용되는 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물은 주로 적외선을 차단하고 어느 정도의 자외선을 차단하는 특성을 갖는 산화물과 주로 자외선을 차단하고 어느 정도의 적외선을 차단하는 산화물 모두 포함하고 있어 적외선과 자외선을 모두 효과적으로 차단할 수 있다.
본 발명에서는 가시광선의 투과율은 적절한 수준으로 유지해 주면서 높은 효율로 적외선을 차단해 주는 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물로서는, 약 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물 및 인듐 주석 산화물 등의 산화물과, 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO3), 산화탄탈(Ta2O5), 텅스텐옥사이드(WO3), 오산화바나듐(V205) 및 산화니오브(Nb2O5) 등을 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물의 사용량은 도료의 전체 중량에 대하여 5 내지 25 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 약 5중량% 보다 적으면 적외선 차단 효과를 얻기가 어렵고 이의 첨가량이 약 25 중량% 범위 보다 많으면 다른 성분의 첨가량이 감소되어 원하는 특성을 갖는 도막의 형성에 어려움이 있기 때문이다.
상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에 적용되는 나노 실리카 미립자는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막에 요철을 부여함여 빛의 산란 효과로 인해 난반사효과를 갖도록 하기 위해 사용된다. 특히, 나노 실리카 미립자는 그 입자 크기에 따라 코팅막의 HAZE값을 변화시킬 수 있다.
즉, 나노 실리카 미립자는 태양광중 가시광선 영역의 빛을 산란하여 반투명 타입이라도 실내가 어두워지지 않으면서 일사 태양광을 차단할 수 있는 코팅막을 형성되도록 한다.
상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에 적용되는 나노 실리카 미립자는 실리카 졸에 산을 첨가하여 반응시켜 형성된 실리카겔을 수세 건조 후 미분화하여 형성된 것을 사용한다.
일 예로서, 나노 실리카 미립자는 아래와 같은 방법을 수행함으로서 형성할 수 있다. 구체적으로 먼저, 규산에 산을 첨가하여 일차입자를 갖는 실리카 졸을 형성한다. 이후 실리카졸에 지속적으로 산을 첨가하여 실리카 졸의 표면에 존재하는 실란올기(Si-OH)가 산에 의한 급격한 탈수 축합 반응이 촉진시킨다.
이러한 탈수 축합 반응은 Si-O-Si의 네트워크를 형성하여 3차원적인 망상구조를 갖는 실리카겔을 형성한다. 이후 수세 및 건조과정에 이해 물성을 제어하고 최종적으로 미분화시킴으로서 나노 실리카 미립자를 제조할 수 있다.
이렇게 제조된 나노 실리카 미립자는 파우더 타입의 안료로써 사용하고자 하는 용매(물, 용제 등)에 따라 분산 안정성이 우수하며, 도료를 제조하기 위해 바인더오 혼합시 안정성이 확보되어 도료 내에서도 안성성이 유지된다.
상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에 적용되는 나노 실리카 미립자의 사용량은 도료의 전체 중량에 대하여 5 내지 20 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 약 5중량% 보다 적으면 코팅막의 빛의 산란 효과가 낮아지는 문제점 초래되고, 이의 사용량이 20중량%를 초과하면 반투명성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적에 부합하는 특성을 갖는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막의 형성에 어려움이 있기 때문이다.
본 발명에서 안료로 실리카졸을 사용하지 않고 나노 실리카 미립자 상태를 갖는 안료를 사용하는 것은 상기 실리카졸이 안료의 분산 형태로 안정화가 되어있어 도료의 pH에 따른 안정화가 불안정한 문제점을 갖고, 도료를 제조하기 위해 투입시 안정성이 확보되지 않아 응집 현상이 발생하여 겔화 현상이 발생되는 문제점이 초래되기 때문이다.
상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물에 적용되는 바인더는 유리에 대하여 어느 정도 높은 점착성을 갖는 동시에 찢어짐 없이 벗겨지기에 충분한 강도를 가져야만 한다.
본 발명에 적용되는 바인더의 사용량이 30 중량부 미만이면 유리와의 부착성, 내구력이 저하되고 약 70 중량부를 초과하면 태양열 차단을 위한 무기산화물의 사용량이 줄어들고 도막 표면에서 바인더의 노출이 증가하게 되어 태양열 차단 효과 등이 저하되기 때문이다.
일 예로서, 상기 바인더는 대상체에 상기 무기안료를 포함하는 반투명도막을 형성하기 위해 적용되는 수지로써 Peelable성을 부여하지 않고, 건조도막의 장기내구성 및 경도를 부여하는 strippable 바인더를 사용한다. 상기 strippable 바인더의 예로서는 유무기 하이브리드 바인더, 아크릴에멀젼, 비닐아세테이트 에멀젼, 폴리비닐 부티랄, 초산비닐, 폴리우레탄 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 도료에 적용되는 strippable 바인더는 유리 도장에 대한 점착력이 180 박리강도에서 20g/inch 내지 100g/inch을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 점착력이 20g/inch 미만이면 도막은 충분히 접착되지 않으며 작업 중에 벗겨지는 경향이 있다. 점착력이 100g/inch 보다 클 경우 벗겨내는데 큰 힘이 필요하며, 찢어질 우려가 있다.
본 발명의 코팅 도료에는 레벨링제를 포함하는 첨가제가 1 내지 4 중량%사용된다. 첨가제 중에서 레벨링제는 코팅후 도막이 표면 장력의 부분적 차이에 의해 볼록하거나 오목한 파도 모양처럼 나타나는 문제가 발생하는데, 이 때 도막 표면에 분포하여 표면 평활성 작용을 해서 이러한 문제점을 해결하고 도막 표면의 성질을 개선하는데 사용된다. 레벨링성이 좋은 도막은 일반적으로 광택이 우수하고 깨끗한 표면의 외관을 갖는다.
또한, 상기 첨가제로서 레벨링제 외에도 소포제가 사용될 수 있다. 이는 도장작업 중에 기포 발생을 억제하며, 발생된 기포를 제거하는 효과를 부여한다. 이로인해 균일한 도막과 매끈한 표면의 외관을 갖는다.
일 예로서, 코팅 도료의 제조를 위해 사용되는 용제로서는 알코올 또는 물이 사용될 있다. 이들은 형성하고자하는 도료의 점도를 조정하여 도장의 작업성을 향상시키는 역할을 하기에 이에 대하여 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 조성을 갖는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 유리에 적용되어 태양광선 중 적외선과 자외선은 차단하고 가시광선을 적절하게 난반사시켜 채광성을 유지함으로서 에너지 절감효과 및 개인사생활 보호 효과를 모두 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅 도료는 스프레이 코팅, 롤 코팅, 슬롯 코팅, 스핀 코팅, 플로우 코팅 그리고 침지 코팅 등 코팅 방법에 구애 받지 않고 효율적으로 사용 가능한 동시에 또한, 상기 유리 코팅 조성물을 이용하여 유리에 코팅한 후 열 경화가 아닌 자연경화 공정으로도 내구성, 내마모성, 내약품성 그리고 유리 표면에서 찢겨짐 없이 제거가 용이한 강도를 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 형성할 수 있다.
에너지 절감형 반투명 코팅유리
본 발명에 따른 에너지 절감형 반투명 코팅유리는 투명 유리에 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 코팅하여 형성된다. 일 예로서, 에너지 절감형 반투명 코팅유리는 상기 유리 표면에 형성된 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 포함하는 구조를 갖는다.
일 예로서, 상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%와, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 상기 유리 표면상에 코팅하여 형성될 수 있다.
특히, 에너지 절감형 반투명 코팅유리에 적용되는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막은 적외선 자외선을 차단하면 사생활 보호를 위에 유리에 반투명 상태를 부여하는 동시에 실내에 채광성을 유지하는 효과를 얻기 위해 태양방사투과율이 25 내지 30%이고, 자외선 투과율이 1 내지 5%이고, 가시광선 투과율이 25 내지 30%이고, SHGC값이 0.2 내지 0.4를 만족하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에너지 절감형 반투명 유리는 일사 태양광을 차단하는 성능이 우수한 동시에 높은 HAZE값을 가짐으로 반투명 효과가 우수하며, 가시광선을 산란시켜 불투명 하여도 실내가 어두워지지 않는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시하였으나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
하기 표 1에 기재된 바와 같은 유-무기 하이브리드 바인더를 이용하여 하기 혼합비율로 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 제조하였다. 이후 제조된 도료를 유리에 표면에 코팅 건조시켜 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 형성하였다.
Figure 112014082734878-pat00001
<실시예 2>
하기 표 2에 기재된 바와 같은 우레탄 바인더를 이용하여 하기 혼합비율로 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 제조하였다. 이후 제조된 도료를 유리에 표면에 코팅 건조시켜 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 형성하였다.
Figure 112014082734878-pat00002
<실시예 3>
하기 표 3에 기재된 바와 같은 strippable 바인더로 NR-1000를 사용하여 여 하기 혼합비율로 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 제조하였다. 이후 제조된 도료를 유리에 표면에 코팅 건조시켜 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 형성하였다.
Figure 112014082734878-pat00003
<비교예>
일사 태양광 투과율, 반투명 성능, 도막 제거성를 확인하기 위하여 하기 표 4에 기재된 바와 같은 성분을 주어진 함량으로 사용하여 코팅도료를 제조하였다. 제조된 도료를 유리에 도장하여 도막을 형성하였다.
Figure 112014082734878-pat00004
<시험예 1>
일사 태양광 투과율을 평가하기 위하여 UV-VIS PHOTOSPECTROMER를 이용하여 250~2500nm 파장영역에서의 반사율을 측정하였다. 태양광 반사율 계산은 KSL 2014에 따른 결과 값이다. 결과를 표5에서 차단율은 투과율의 수치가 낮을수록 높다.
Figure 112014082734878-pat00005
표 5에 나타난 결과를 통하여 실시예 1, 2, 3의 코팅막은 태양광 투과율이 20%로 이하의 성능을 나타내어 일사 태양광 차단 성능이 모두 우수하다는 것을 확인되었다.
<시험예 2>
실시예1, 2, 3의 코팅 도료 및 비교예의 코팅도료를 적용하여 유리 표면에 형성된 코팅막들의 HAZE 값을 각각 측정하였다. 측정장비는 UV-VIS PHOTOSPECTROMER를 이용하여 결과를 표 6에 나타내었다.
Figure 112014082734878-pat00006
표 6에 나타난 결과에 확인할 수 있듯이, 실시예 1, 2, 3에서 형성된 코팅막은 바인더의 종류와 관계없이 높은 HAZE값이 갖는 반면에 비교예의 경우 매우 낮은 HAZE값을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 코팅도료는 유리에 반투명성을 부여할 수 있는 것이 확인되었다.
<시험예 3>
가시광선 영역의 난반사효과로 인한 실내 조도와의 상관계를 확인하기 위하여 Light Meter HS1010 장비로 실시예1, 2, 3의 코팅 도료 및 비교예의 코팅도료를 적용하여 유리 표면에 형성된 코팅막에 일사에 의한 조도를 측정하였다. 결과를 표7에 나타내었다.
Figure 112014082734878-pat00007
표 7에 나타난 결과에 확인할 수 있듯이, 실시예 1, 2, 3에서 형성된 코팅막은 바인더의 종류와 관계없이 조도(LUX)가 현저히 낮아지지 않아, 도장을 할 경우에도 실내가 어두워지지 않는 것이 확인되었다.
<시험예 4>
적외선 램프를 조사하여 챔버 내의 온도 저감 효과를 파악하기 위하여 실시예 1, 2, 3의 코팅 도료 및 비교예의 코팅도료를 적용하여 유리 표면에 형성된 코팅막의 온도 변화를 측정하였다. 그 결과를 표 8에 나타내었다.
Figure 112014082734878-pat00008
표 8에 나타난 결과에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1, 2, 3에서 형성된 코팅막은 실시예 1, 2, 3은 모두 챔버 내의 온도가 시간에 따라 크게 높아지지 않는 것이 확인되었다. 즉, 실시예의 코팅막은 적외선을 차단하는 성능이 비교예에 대하여 우수하다는 것이 확인되었다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물은 일사 태양광을 차단하는 성능이 우수한 동시에 높은 HAZE값을 가짐으로 반투명 효과가 우수하며, 가시광선을 산란시켜 불투명 하여도 실내가 어두워지지 않고, 바인더의 선택에 따라 내구성 및 제거성을 자유롭게 선택할 수 있다. 이로인해 하절기 일사 태양광으로부터 실내 온도 상승을 방지 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%;
    나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%;
    바인더 30 내지 60 중량%;
    레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량%; 및
    여분의 용매를 포함하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물은 10 내지 500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물 및 10 내지 500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO3), 산화탄탈(Ta2O5), 텅스텐옥사이드(WO3), 오산화바나듐(V205) 및 산화니오브(Nb2O5)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 나노 실리카 미립자는
    규산에 산을 첨가하게 되면 일차입자를 갖는 실리카 졸을 생성하는 단계와, 지속적인 산을 첨가하여 상기 실리카졸의 일차입자 표면에 존재하는 실란올기(Si-OH)의 급격한 탈수 축합 반응을 촉진시켜 Si-O-Si가 3차원적인 망상구조를 실리카겔을 형성하는 단계와, 수득된 실리카겔을 수세 및 건조하는 단계와 건조된 실리카겔을 나노 크기로 미분화시켜 형성된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 바인더는 아크릴에멀젼, 비닐아세테이트 에멀젼, 폴리비닐 부티랄, 초산비닐, 폴리우레탄 및 유-무기 하이브리드 바인더로 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 바인더는 유리 도장에 대한 점착력이 180 박리강도에서 20g/inch 내지 100g/inch을 갖는 strippable 바인더를 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물.
  6. 유리; 및
    유리 표면에 형성된 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막을 포함하되,
    상기 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막은 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 5 내지 25 중량%와, 나노 실리카 미립자 5 내지 20중량%, 바인더 30 내지 60 중량%, 레벨링제를 포함하는 첨가제 1 내지 4 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 에너지 절감형 반투명 유리 코팅 조성물을 상기 유리 표면상에 코팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 코팅 유리.
  7. 제6항에 있어서, 에너지 절감형 반투명 유리 코팅막은 태양방사투과율이 25 내지 30%이고, 자외선 투과율이 1 내지 5%이고, 가시광선 투과율이 25 내지 30%이고, SHGC값이 0.2 ~ 0.4인 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 반투명 코팅 유리.
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