KR101615601B1 - 알루미네이트-변성 또는 보레이트-변성 이산화규소를 가진 광투과성 방열부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 지지부재와, 알칼리 실리케이트 수용액과 알루미네이트-변성 또는 보레이트-변성 이산화규소를 포함하는 반응 생성물을 함유하는 하나 이상의 보호코팅을 포함하는 광투과성 방열부재에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 부재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

알루미네이트-변성 또는 보레이트-변성 이산화규소를 가진 광투과성 방열부재{LIGHT-PERMEABLE HEAT PROTECTION ELEMENT WITH ALUMINATE-MODIFIED OR BORATE-MODIFIED SILICON DIOXIDE}
본 발명은 적어도 하나의 지지부재와, 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물을 포함하는 적어도 하나의 보호층을 갖는 투명 방열부재, 및 또한 상기 투명 방열부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
DE-A 2 414 575는 적어도 하나의 측면 상에 장벽-형성 물질을 함유하는 층을 갖는 중합체막을 포함하는 내화층을 함유하는 화재-차단 창유리(glass pane)를 기재하고 있다. 이 장벽-형성 물질은 알루미네이트 또는 알칼리금속 실리케이트일 수 있다. 이 물질은 단열 장벽을 형성하므로 가열시 방사 적외선이 상기 층(들)을 투과하지 못하도록 하는 것이 목적이다.
US 4,190,698은 수화된 알칼리금속 실리케이트와 요소, 다가 알코올, 콜로이달 실리카 또는 알루민산 나트륨과 같은 하나 이상의 보조제를 포함하는 적어도 하나의 건조층을 함유하는 투명 방화 창유리를 기재하고 있다. 콜로이달 실리카와 알루민산 나트륨이 사용되는 경우, 4 미만의 모듈러스(modulus)가 얻어진다. 상기 보조제의 첨가 목적은 상기 층의 내화성을 향상시켜 결국은 화재시 방화 창유리의 내화성을 향상시키기 위함이다. 이들 방화 창유리의 제조에 있어서 원재료로부터 물을 증발시킬 필요가 있어 제조기술 관점에서 복잡하다는 단점이 있다. 상기 건조된 방화층은 개방된 표면 상에서 주조한 후 건조하여 형성되며 폐쇄된 중공 공간에서는 형성될 수 없다. 또한 상기 보호층에 알루민산 나트륨을 첨가하면 침전이 생성되어 상기 보호층이 빠르게 혼탁해지는 또 다른 단점이 있는 것으로 알려져 있다.
WO-A 2004/014813은 물유리와 알루미네이트를 포함하는 용액을 기재로 하여 방열부재를 제조하는 것을 기재하고 있는 바, 상기 알루미네이트는 실리케이트 용액을 첨가하기 전에 구연산과 같은 유기산을 사용하여 부분적으로 중성화하여야 한다. 상기 알루미네이트의 부분 중성화가 실시되지 않으면 물유리와 알루미네이트의 안정한 용액이 얻어지지 않는다. 이들 방열부재의 제조에 있어서 상기 방열부재의 원재료로부터 물을 증발할 필요가 있어 제조기술 관점에서 복잡하다는 단점이 있다.
WO-A 94/04355는 적어도 하나의 지지부재와 함수(含水)(water-containing) 알칼리금속 실리케이트로 구성되는 보호층을 갖는 투명 방열부재의 제조를 기재하고 있다. 이러한 투명 방열부재는 예를 들면 방화유리를 제조하기 위해 사용되고 있다. 상기 방열부재의 중요한 구성요소는 모듈러스로서 알려진 이산화규소 대 알칼리금속 산화물 전량의 몰비가 4:1을 초과하는 혼합비가 되도록 알칼리금속 실리케이트와 실리카 수성 졸을 반응시켜 제조되는 함수 알칼리금속 실리케이트의 보호층이다. 이 경우, 상기 실리카 졸 성분은 상기 알칼리금속 실리케이트에 대한 경화제로서 사용된다. 실리카 졸에 의해 경화시키면 다른 공지의 보호층에서는 필수적이고 제조기술 측면에서 복잡한 상기 보호층의 원재료로부터 물을 증발시키는 단계를 생략할 수 있게 된다.
그러나 함수 알칼리금속 실리케이트와 경화제로서 실리카 졸로 구성된 보호층은 WO-A 94/04355에 기재되어 있는 바와 같이 사용 중에 혼탁해지는 경향이 있다는 단점이 있다. 이러한 단점은 특히 20℃ 이상의 온도에 장기 노출되는 경우 발생하게 되는데 여름철에 오래 지속되며 혼탁이 빠르게 진행될 수 있다.
전자 현미경 사진을 통해 결정화 공정이 상기 수성 알칼리금속 실리케이트 보호층을 혼탁시키는 원인임을 확인할 수 있다. 주기율표의 III족 주족원소의 산화물, 특히 산화붕소 또는 산화알루미늄을 첨가하면 유리에서 결정화 공정을 촉진시키는 것으로 알려져 있고 그 결과 유리의 혼탁을 빠르게 진행시키는 것으로 추측하고 있다.
따라서 투명 방열부재와 이러한 방열부재에서 보호층으로서 사용하기 위해 높은 투명성과 내노화성을 갖는 재료가 요구되고 있다. 또한 상기 보호층 제조를 위한 출발 조성물은 유동성이 있고 중공 공간에 주조한 후 적절한 기간에 걸쳐 경화되어 상기 보호층을 형성하기에 적합하여야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 이러한 방열부재와 이들 방열부재에서 보호층으로 사용하기 위한 재료를 제공하는데 있다.
이 목적은 놀랍게도 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하고 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 반응 생성물을 포함하는 보호층에 의해 달성되었다. 본 발명에서는 WO-A 2004/014813에 기재되어 있는 바와 같이 유기산을 첨가할 필요가 없다.
따라서 본 발명은 적어도 하나의 지지부재와, 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물을 포함하는 적어도 하나의 보호층을 갖는 투명 방열부재로서, 상기 반응 생성물이 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재를 제공한다.
알칼리금속 실리케이트 수용액으로서 물유리, 바람직하게는 칼륨 물유리를 사용할 수 있다.
본 발명의 목적에 적합한 이산화규소는 예를 들면 침강 이산화규소, 실리카 겔, 발열성 이산화규소 또는 실리카 졸의 형태로 상기 보호층에 도입되거나 그로부터 제조될 수 있다. 발열성 이산화규소 또는 실리카 졸, 특히 실리카 졸을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함수 이산화규소는 바람직하게는 이산화규소의 이러한 형태를 안정화시키는 현탁액, 졸 또는 겔 또는 콜로이드 용액 또는 콜로이드 분산액, 예를 들면 실리카 졸로부터 제조된다. 실리카 졸과 이들의 제조는 당업자에게 알려져 있다. 실리카 졸은 상업적으로 구입가능하며; 본 발명에서는 H. C. Starck GmbH로부터 상품명 Levasil®으로 입수할 수 있는 제품을 예로서 언급할 수 있다.
실리카 졸은 이산화규소 졸이라고도 하는 비정질 이산화규소의 콜로이드 수용액의 약칭이다. 실리카 졸 내부에는 이산화규소가 표면이 수산화된 구형입자 형태로 존재한다. 상기 콜로이드 입자의 입경은 일반적으로 1 내지 200 nm이고 입도와 상관관계가 있는 BET 비표면적(G. N. Sears, Analytical Chemistry Vol. 28, No. 12, 1981-1983, December 1956의 방법에 따라 측정함)은 15 내지 2000 m2/g이다. 상기 SiO2 입자의 표면은 적절한 반대이온에 의해 보상되는 전하를 갖게 되어 상기 콜로이드 용액을 안정화시킨다.
본 발명의 목적에 적합한 실리카 졸은 pH 7 내지 11.5를 가지며 예를 들면 알칼리화제로서 소량의 Na2O, K2O, Li2O, 암모니아, 유기질소 염기, 테트라알킬암모늄 수산화물 또는 알칼리금속 알루미네이트 또는 암모늄 알루미네이트를 함유한다. 달리 언급하지 않는 한, 언급된 pH는 25℃에서 측정된 pH값이다. 적절한 실리카 졸의 고형분 농도는 바람직하게는 SiO2의 5 내지 60중량%이다.
본 발명의 목적을 위해, 알루미네이트-변성 이산화규소, 특히 알루미네이트-변성 실리카 졸은 예를 들면 적량의 알루미네이트 이온 Al(OH)4 -을 교반하면서 이산화규소에 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 알루미네이트 이온의 용액으로 알루민산 나트륨 또는 알루민산 칼륨의 희석액인 것이 적당하다. 상기 이산화규소 입자는 상기 이산화규소 입자의 표면적(nm2) 당 약 0.05 내지 약 2, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2개의 Al 원자를 갖는 것이 적당하다. 상기 알루미네이트-변성 이산화규소 입자는 삽입되거나 교환된 알루미네이트 이온을 포함하여 고정된 표면 음전하를 갖는 알루미노실리케이트 부위를 생성한다. 상기 알루미네이트-변성 이산화규소 입자는 종래의 미변성 이산화규소에 비해 pH 3 이하에서 높은 표면 음전하를 보유한다. 미변성 이산화규소의 경우, pH가 통상적으로 약 2까지 감소할 때 표면 음전하가 감소하는 바, 이때의 표면 음전하는 미변성 이산화규소에 대한 영전하점(zero-charge point)으로 나타낸다. 따라서 약 8 이하의 pH에서 미변성 이산화규소 입자에 대한 표면전하는 알루미네이트-변성 이산화규소의 표면전하보다 적다. 상기 알루미네이트-변성 이산화규소의 pH는 바람직하게는 이온-교환수지에 의해 3 내지 11 범위, 바람직하게는 4 내지 10으로 적절히 조정될 수 있다. 이후, 상기 알루미네이트-변성 이산화규소는 약 1 내지 60중량%의 이산화규소 함량이 되도록 농축될 수 있다. 상기 알루미네이트-변성 이산화규소를 제조하는 방법은 또한 "The Chemistry of Silica" by Ralph K. Iler, pp. 407-409, John Wiley & Sons, 1979와 US 5,368,833에 기재되어 있다.
이와 유사한 제조방법이 보레이트-변성 이산화규소, 특히 보레이트-변성 실리카 졸에 대해서 이용될 수 있다.
알루미네이트- 또는 보레이트-변성 실리카 졸의 제조는 이온교환에 의한 물유리의 탈알킬화, 상기 SiO2 입자의 원하는 입도(분포)의 설정 및 안정화, 원하는 SiO2 농도의 설정 및 상기 SiO2 입자의 알루미네이트- 또는 보레이트-변성화 단계를 수행하는 것을 필수적으로 포함한다. 이들 단계 중 어느 단계에서도 SiO2 입자는 콜로이드 분산 상태로 있지 않는다. 이것에 의해 분리된 1차 입자의 존재가 설명된다.
상기 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소는 미변성 이산화규소 내 SiO2 총중량 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 1.5중량%, 특히 바람직하게는 0.05 내지 1.0중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는다.
'모듈러스(modulus)'라는 용어는 알려져 있다. 당업자에게는 규산계 결합제(siliceous binder)의 모듈러스는 상기 결합제의 고체에서 이산화규소(SiO2)과 알칼리금속 산화물 M2O(M = 붕소, 리튬, 나트륨 또는 칼륨)의 몰비로서 분석에 의해 결정될 수 있다.
알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물은 바람직하게는 4.2 내지 6.5의 모듈러스를 갖는다.
상기 반응 생성물은 바람직하게는 빙점 강하제를 더 함유한다; 상기 빙점 강하제는 글리세롤, 글리콜, 당, 디에틸렌 글리콜과 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 일관능성 및/또는 다관능성 알코올일 수 있다.
본 발명의 방열부재는 바람직하게는 방화 복합유리이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 보호층(들)은 각각 적어도 2 개의 지지부재 사이에 위치한다. 이 방법으로 2개의 지지부재 사이에 보호층을 갖는 샌드위치 구조 또는 이 밖에 일련의 지지부재와 보호층이 번갈아 있는 다중 샌드위치 구조를 얻을 수 있다. 지지부재는 외부에 존재하는 것이 바람직하다. 본 발명의 투명 방열부재에 적합한 지지부재는 유리 부재, 특히 유리판 또는 창유리이지만, 기술적 요건과 물리적 요건 예를 들면 내열성을 만족하는 한 원하는 광학특성을 갖는 다른 재료도 사용될 수 있다. 그러나 유리제 지지부재가 특히 바람직하다. 또한 완전히 또는 부분적으로, 열적으로 또는 화학적으로 강화시킨(prestressed) 유리를 지지재료로서 사용할 수도 있다.
본 발명의 투명 방열부재는 본 발명에 따라 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하고 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 반응 생성물을 2개의 지지부재 사이의 몰드 공동(mold cavity)에 도입하거나 지지부재에 도포한 후, 경화시켜 함수량(water content)을 유지하면서 경화된 실리케이트 내 이산화규소 대 알칼리금속 산화물의 몰비(모듈러스)가 4:1 내지 7:1의 비로 설정된 고체 실리케이트층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
따라서 본 발명의 방법에 의하면 그 사이에서 소정의 간격으로 배열된 다수 개의 지지부재를 포함하고 상기 지지부재 사이의 중간 공간에 상기 반응 생성물과 필요한 경우 실리카 졸, 무기 또는 유기산, 에스테르, 산 아미드, 글리옥살, 알킬렌 카보네이트, 알칼리금속 카보네이트 및 탄화수소염, 보레이트, 포스페이트 또는 파라-포름알데히드와 같은 하나 이상의 추가 경화제가 충전된 복합 부재를 제조할 수 있다. 함수량이 높기 때문에 상기 조성물의 유동성은 매우 양호하며 쉽게 상기 지지부재 간 거리가 짧은 복합 부재의 중간 공간으로 주입될 수 있다. 상기 반응 생성물은 경화되어 건조시키지 않고, 즉 물을 제거하지 않고 최종 실리케이트층을 형성하기 때문에, 건조 단계를 생략할 수 있어 이러한 방열부재의 제조를 크게 단순화시킨다. 가열에 의한 공지된 방식으로 상기 반응 또는 경화시간을 단축할 수 있다. 상온에서 주조가능한 상기 반응 생성물의 저장 수명은 어떤 경우든 충분히 길어 정상적인 제조과정을 가능하게 한다. 상기 방열부재의 제조에 있어서, 주조가능한 상기 반응 생성물은 기재한 바와 같이 2 이상의 지지부재 사이의 몰드 공동에 도입하거나 주입할 수 있다. 그러나 주조가능한 상기 반응 생성물을 지지부재에 도포한 다음 미경화된 보호층의 상부에 제2지지부재를 위치시키거나 상기 보호층을 경화시킨 후 공지된 방식으로 상기 보호층 위에 상기 제2지지부재를 접착제로 결합시킬 수도 있다. 주조가능한 상기 반응 생성물을 지지부재에 도포하는 변형예에 의한 다중 샌드위치 구조의 제조에 있어서, 후자의 공정을 다수 회 반복하여야 할 수도 있다. 따라서 이러한 다중 샌드위치 구조의 제조를 위해서는 적당한 중공 공간에 주입하는 변형예가 유리하다.
상기 반응 생성물은 바람직하게는 가공 전에 탈기시킨다. 이러한 탈기에 의해 상기 경화된 실리케이트층에는 본 발명의 방열부재의 광학품질에 악영향을 미칠 수 있는 어떠한 기체도 포함되지 않는 것을 보장한다. 그러나 상기 중공 공간에 충전한 후에만 탈기를 실시할 수도 있다. 상기 지지부재에 대한 실리케이트층의 접착성을 증가시키기 위해, 가공 전에 음이온 또는 비이온 계면활성제 형태의 보조제를 상기 반응 생성물에 첨가하거나 상기 지지부재의 표면을 이러한 보조제로 전처리할 수 있다. 상기 지지부재의 표면을 바람직하게는 결합제, 특히 유기관능성 실란 및/또는 왁스 분산액으로 전처리할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 경화된 실리케이트의 보호층은 양호한 고유강도를 가지며 바람직하게는 유리판 또는 기타 투명 성분 형태의 인접 지지부재에 대한 양호한 접착성을 나타낸다. 출발 조성물로서 사용되는 상기 반응 생성물은 유동성이 있고 쉽게 주조할 수 있다. 상기 경화된 보호층은 광학품질과 투명성이 높으며 내노화성이 양호하다. 경화된 실리케이트 형태의 상기 보호층의 특별한 물성은 30 내지 55 중량% 범위의 이산화규소 함량을 갖는 상기 실리케이트층에 의해 얻어진다. 산화나트륨, 산화칼륨, 산화리튬 또는 이들의 혼합물 형태의 알칼리금속 산화물의 함량은 16% 이하이다. 상기 경화된 실리케이트층은 60% 이하의 물을 함유한다. 그 결과, 이러한 보호층을 갖는 본 발명의 방열부재는 상대적으로 많은 양의 물을 증발공정을 위해 이용할 수 있어 매우 높은 내화성을 갖게 된다. 본 발명에 따르면, 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소의 사용에 의해 상기 보호층의 내노화성이 향상된다.
투명 방열부재에서 상기 보호층 또는 실리케이트층은 2개의 유리판 사이에 배치되고 이들과 함께 복합 부재를 형성하는 것이 유리하다. 높은 내열성 값을 달성하기 위해, 각각의 방열부재가 2개의 유리판 사이에 배치된 다수의 실리케이트층을 포함하고 상기 유리판과 폴리실리케이트층이 복합 부재를 형성하는 복수 개의 방열부재가 구성된다. 본 발명에 따른 이 배열 구조에서 상기 실리케이트층은 상기 지지부재를 형성하는 인접한 유리판과 직접 접촉한다.
투명 방열부재의 보호층에서 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물의 이러한 사용 형태는 지금까지 문헌에 기재되지 않았다.
따라서 본 발명은 또한 방열부재의 적어도 하나의 보호층에 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하고 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 반응 생성물의 이러한 용도를 제공한다.
이때 본 발명의 투명 방열부재에 대한 바람직한 범위가 유사하게 적용된다.
특히 이러한 용도에서 실리카 졸의 초기 알루미네이트- 또는 보레이트 변성에서 언급한 이유 때문에 결정화가 빨리 이루어질 것으로 기대되기 때문에 이러한 결정화를 지연시키는 것에 비해 상기 보호층을 혼탁시킬 수 있으므로 이러한 용도는 놀랄만한 것이다.
본 발명은 배경기술에서 언급한 종래기술의 문제점을 극복한 방열부재와 이들 방열부재에서 보호층으로 사용하기 위한 재료를 제공하는 효과가 있다.
후술하는 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제공한 것일 뿐 한정하는 것으로 해석해서는 안 된다.
실시예
이하 방화층 조성물로 언급하는 반응 생성물을 칼륨 물유리와 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 실리카 졸을 반응시켜 제조한다.
특정 모듈러스와 고형분 함량을 갖는 칼륨 물유리는 상업적으로 구입할 수 있지만, 아래 기재한 바와 같이 실리카 졸과 수산화칼륨의 반응에 의해 제조할 수도 있다.
실시예 1: 2.25의 모듈러스와 55 중량%의 고형분 함량을 갖는 칼륨 물유리의 제조
응축기와 적하 깔때기를 구비한 6리터 3구 교반 플라스크에 약 86.5 중량%의 KOH 함량을 갖는 시판 수산화칼륨 펠렛 2460g을 탈이온수 429g과 함께 넣었다. 이 3구 플라스크를 수조에 위치시켰다. 냉각하는 동안, Levasil® 50/50%(비표면적: 약 50 m2/g; 고형분 함량: 약 50.5 중량%; 제조사: H. C. Starck GmbH) 5127g을 60 내지 80℃ 범위의 온도를 유지하는 속도로 첨가하였다.
상기 실리카 졸을 첨가한 후, 이 혼합물을 70℃에서 3시간 더 교반하였다.
반응 부산물로서 형성된 침전물을 침강시킨 후, 용액을 따라 버렸다.
실시예 2: 약 50 m 2 /g의 비표면적과 50.5 중량%의 고형분 함량을 갖는 실리카 졸의 알루미네이트- 또는 보레이트-변성
알루미네이트 또는 보레이트 함량은 미변성 실리카 졸의 고형분 함량 기준 Al2O3 또는 B2O3로서 계산하여 중량%로 나타낸다.
예를 들면, a) 0.64 중량%와 b) 0.32 중량%의 Al2O3 및 c) 0.22 중량%의 B2O3을 함유하는 졸을 다음과 같이 제조하였다:
Levasil® 50/50% 1000g을 교반기, 가열 맨틀, 적하 깔때기 및 증류 다리(distillation bridge)를 구비한 3구 플라스크에 넣었다. 물 500 ml 중 시판 알루민산 나트륨 25g의 용액 a) 60 ml 또는 b) 120 ml 또는 c) 물 250 ml 중 시판 테트라붕산 나트륨 5g과 10% 농도의 수산화나트륨 6.6g의 용액 79 ml를 서서히 적가하였다.
첨가가 종료된 후, 이 혼합물을 가열하고 원래의 고형분 함량이 다시 얻어지는 양(ml)으로 물을 증류 제거하였다.
이후, 상기 증류 다리를 환류 응축기로 교체하고 혼합물을 총 3시간 동안 끓여 환류시켰다.
형성된 불용성 물질을 24시간 동안 침전되도록 하고 경사법(decantation)으로 제거하였다.
실시예 3: 칼륨 물유리와 0.32 중량%의 Al 2 O 3 을 함유하는 알루미네이트-변성 실리카 졸로부터 모듈러스 4.7을 갖는 방화층 조성물의 제조
시판 에틸렌 글리콜 13.5g과 함께 실시예 1에서 특성분석된 칼륨 물유리 170.4g을 가스 유출구가 마련된 250 ml 다구 교반 플라스크에 넣었다. 이 혼합물을 가열가능한 수조에서 20℃까지 가열하였다.
실시예 2a)에서 기재한 대로 제조하여 Al2O3 0.32 중량%를 함유하고 비표면적 50 m2/g과 고형분 함량 50.5%를 갖는 실리카 졸 116g을 30분에 걸쳐 첨가하였다.
반응 혼합물을 20℃에서 1.5시간 더 교반하였다. 이후, 40℃까지 30분 동안 가열하고 이 온도를 30분간 유지하였다.
이 반응 혼합물을 가열 수조에서 물을 교환해 줌으로써 20℃까지 15분에 걸쳐 냉각하였다. 이 온도에서 60분간 혼합물을 더 교반하였다. 최종 20분 동안, 가스 유출구를 통해 약 110 mbar의 물 펌프 진공을 조성하였다.
이 반응 혼합물 약 60 ml를 유리 피스톤-형 피펫을 이용하여 크라운 씰(crown seal)로 밀봉시킨 100 ml 유리병으로 옮겼다.
병에 담긴 샘플을 80℃의 건조 오븐에서 약 20시간 동안 가열하였다.
다음, 반응 종료를 판단하는 기준으로서 침전물이 생기지 않았음을 육안으로 확인하였고 적절한 혼탁도 광도계(예를 들면 Lange사 모델 LTP 5)에 의해 혼탁도를 측정한 결과 1.6 TU/F (포르마진을 기준으로 하는 혼탁도 단위)이었다.
이후, 80℃에서 샘플을 계속 저장하면서 63일 후 3.5 TU/F에 도달할 때까지, 즉 육안으로 혼탁도를 관찰할 수 있을 때까지 정기적으로 혼탁도를 측정하였다.
실시예 4: 칼륨 물유리와 0.64 중량%의 Al 2 O 3 을 함유하는 알루미네이트-변성 실리카 졸로부터 모듈러스 4.7을 갖는 방화층 조성물의 제조
실시예 2b)에서 기재한 바와 같이 제조하여 Al2O3 0.64 중량%를 함유하고 비표면적 50 m2/g와 고형분 함량 50.5%를 갖는 실리카 졸을 실시예 3에서 기재한 반응 과정에 따라 반응시켰다.
실시예 3에 기재한 바대로 20시간 동안 가열한 샘플의 혼탁도는 4.5 TU/F이었다. 반응 종결 3일 후, 혼탁도는 2.1 TU/F로 감소하였다.
83일 후 관찰한 결과, 혼탁도는 다시 3.5 TU/F로 증가하였다.
실시예 5: 칼륨 물유리와 0.22%의 B 2 O 3 을 함유하는 보레이트-변성 실리카 졸로부터 모듈러스 4.7을 갖는 방화층 조성물의 제조
실시예 2c)에서 기재한 바와 같이 제조하여 B2O3 0.22 중량%를 함유하고 비표면적 50 m2/g와 고형분 함량 50.5%를 갖는 실리카 졸을 실시예 3에서 기재한 반응 과정에 따라 반응시켰다.
실시예 3에서 기재한 바대로 20시간 동안 가열하였더니 샘플은 침전되었고 혼탁도는 2.2 TU/F이었다.
25일 후 관찰한 결과, 혼탁도는 3.5 TU/F로 증가하였다.
비교예: 칼륨 물유리와 미변성 실리카 졸로부터 방화층 조성물의 제조
비표면적 50 m2/g과 고형분 함량 50.5%를 갖는 미변성 실리카 졸을 실시예 3에서 기재한 반응과정에 따라 반응시켰다.
실시예 3에서 기재한 대로 20시간 동안 가열하였더니 샘플은 침전되었고 혼탁도는 1.5 TU/F이었다.
20일 후 관찰한 결과, 혼탁도는 3.5 TU/F로 증가하였다.

Claims (20)

  1. 최소한 2개의 지지부재와, 상기 최소한 2개의 지지부재 사이에 위치하는 최소한 하나의 투명한 보호층을 갖는 투명 방열부재로서,
    상기 투명한 보호층은 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물을 포함하며,
    상기 반응 생성물이 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이산화규소가 실리카 졸, 침강 이산화규소, 실리카 겔 및 발열성 이산화규소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이산화규소가 실리카 졸인 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.01 내지 2.0 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.01 내지 1.5 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.05 내지 1.0 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 알칼리금속 실리케이트 수용액이 물유리인 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응 생성물이 4.2 내지 6.5의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응 생성물이 빙점 강하제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방열부재는 방화 복합유리인 것을 특징으로 하는 투명 방열부재.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 투명 방열부재를 제조하는 방법으로서, 상기 반응 생성물이 2개의 지지부재 사이의 몰드 공동에 도입되거나 지지부재에 도포된 후, 함수량을 유지하면서 경화되어 고체 실리케이트층을 형성하며, 경화된 실리케이트 내 이산화규소 대 알칼리금속 산화물의 몰비가 4:1 내지 7:1의 비로 설정되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 지지부재의 표면이 유기관능성 실란 및/또는 왁스 분산액 형태의 결합제로 전처리되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 방열부재의 최소한 2개의 지지부재 사이에 위치하는 최소한 하나의 투명한 보호층 내에 알칼리금속 실리케이트 수용액과 알루미네이트- 또는 보레이트-변성 이산화규소를 함유하는 반응 생성물로서, 상기 반응 생성물이 4 내지 7의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 이산화규소가 실리카 졸, 침강 이산화규소, 실리카 겔 및 발열성 이산화규소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 변성 이산화규소가 실리카 졸인 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 반응 생성물이 4.2 내지 6.5의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.01 내지 2.0 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.01 내지 1.5 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 이산화규소가 미변성 이산화규소 내 SiO2의 총 중량 대비 0.05 내지 1.0 중량%의 알루미네이트 또는 보레이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
  20. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 방열부재가 방화 복합유리인 것을 특징으로 하는 반응 생성물.
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