KR101770993B1 - 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, Ag 나노와이어 분산액과, 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜, 물 및 산(acid)을 포함하는 하이브리드 바인더 용액을 포함하며, 상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액이고, 상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액은 1:2∼10의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물 및 이를 이용한 습식 공정에 의한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 유리와 같은 기판에 코팅할 경우에 기판과의 밀착력이 강하기 때문에 코팅막을 문지르더라도 벗겨지지 않고 내구성이 우수하며, 이에 따라 내구성이 강한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 형성할 수 있으며, 가시광 투과율이 높고, 표면저항이 낮으며, 전기를 인가하지 않아도 김서림 현상을 억제할 수 있는 특성을 갖는다.

Description

김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법{Manufacturing method of transparent conductive coating film having antifogging properties}
본 발명은 김서림 방지를 위한 투명 전도성 코팅 조성물 및 이를 이용한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리와 같은 기판에 코팅할 경우에 기판과의 밀착력이 강하기 때문에 코팅막을 문지르더라도 벗겨지지 않고 내구성이 우수하며, 이에 따라 내구성이 강한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 형성할 수 있으며, 가시광 투과율이 높고, 표면저항이 낮으며, 전기를 인가하지 않아도 김서림 현상을 억제할 수 있는 특성을 갖는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물 및 이를 이용한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 차가운 곳에서 따뜻한 곳으로 가면, 유리나 거울의 차가운 기운으로 인하여 공기 중의 수분이 순간적으로 응결되어 물방울이 되면서 김이 서리게 되는데, 이를 방지하는 코팅을 김서림 방지 코팅이라고 한다.
김서림을 방지하는 종래의 방법으로는 흡수성 수지를 이용하거나 또는 무기질의 막을 다공성으로 하여 흡수기능을 부여하는 방법, 계면활성제나 친수성 물질을 코팅하는 방법, 실리콘오일 또는 모노머 등의 광물성의 소수성 물질(발수제)을 코팅하는 방법, 기재 표면(혹은 뒷면)에 열선 히터를 설치하여 표면온도를 높게 함으로써 결로를 방지하는 방법, 플라즈마 또는 레이저로 처리하여 표면에 친수성 라디칼을 심어주는 방법 등이 있다.
또 다른 방법으로는 화학증기증착(chemical vapor deposition; CVD)에 의해 불소가 도핑된 산화주석이 코팅된 코팅면을 갖는 유리를 활용하여 거울의 표면에서 직접 발열하도록 한 기술이 제안되어 있다.
본 발명에서는 저가의 습식 코팅법을 이용하여 코팅막의 밀착력과 투광성이 우수한 전도성 코팅 조성물을 코팅하여 전기를 인가하지 않고 상온에서 김서림을 방지하는 코팅막을 개발하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-0495952호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유리와 같은 기판에 코팅할 경우에 기판과의 밀착력이 강하기 때문에 코팅막을 문지르더라도 벗겨지지 않고 내구성이 우수하며, 이에 따라 내구성이 강한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 형성할 수 있으며, 가시광 투과율이 높고, 표면저항이 낮으며, 전기를 인가하지 않아도 김서림 현상을 억제할 수 있는 특성을 갖는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물 및 이를 이용한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법을 제공함에 있다.
본 발명은, Ag 나노와이어 분산액과, 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜, 물 및 산(acid)을 포함하는 하이브리드 바인더 용액을 포함하며, 상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액이고, 상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액은 1:2∼10의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 제공한다.
상기 Ag 나노와이어 분산액은 알콜에 상기 Ag 나노와이어가 분산되어 있는 용액을 포함하며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 10∼100nm이고 평균 길이가 1∼100㎛인 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 바인더 용액은 합성용액에 산(acid) 용액이 첨가되어 합성된 하이브리드 바인더에 알콜이 첨가되어 희석된 용액으로 이루질 수 있고, 상기 합성용액은 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜 및 물이 1:0.3∼3:2∼8:0.5∼4:0.05∼3의 부피비로 혼합된 용액일 수 있으며, 상기 산(acid) 용액은 상기 합성용액 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부 첨가되는 것이 바람직하고, 상기 희석에 사용되는 알콜은 상기 하이브리드 바인더에 상기 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 1,000∼10,000중량부 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 알콜은 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 산(acid) 용액은 산(acid)이 증류수에 희석된 용액을 포함하며, 상기 산(acid) 용액에서 산(acid)의 농도는 0.001∼0.1% 범위인 것이 바람직하고, 상기 산(acid)은 염산(HCl) 및 질산(HNO3) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, Ag 나노와이어 분산액을 형성하는 단계와, 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜, 물 및 산(acid)을 포함하는 하이브리드 바인더 용액을 형성하는 단계와, 상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액을 1:2∼10의 중량비로 혼합하여 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 형성하는 단계와, 기판에 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 코팅하는 단계 및 코팅된 결과물을 건조하고, 100∼250℃의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액인 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법을 제공한다.
상기 Ag 나노와이어 분산액은 알콜에 상기 Ag 나노와이어를 분산시켜 형성할 수 있으며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 10∼100nm이고 평균 길이가 1∼100㎛인 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 바인더 용액은 합성용액에 산(acid) 용액을 첨가하여 합성한 하이브리드 바인더에 알콜을 첨가하여 희석시켜 형성할 수 있고, 상기 합성용액은 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜 및 물을 1:0.3∼3:2∼8:0.5∼4:0.05∼3의 부피비로 혼합하여 형성할 수 있으며, 상기 산(acid) 용액은 상기 합성용액 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부 첨가하는 것이 바람직하고, 상기 희석에 사용되는 알콜은 상기 하이브리드 바인더에 상기 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 1,000∼10,000중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 알콜은 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 산(acid) 용액은 산(acid)이 증류수에 희석된 용액을 포함할 수 있으며, 상기 산(acid) 용액에서 산(acid)의 농도는 0.001∼0.1% 범위일 수 있고, 상기 산(acid)은 염산(HCl) 및 질산(HNO3) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 기판은 투명 유리를 포함할 수 있으며, 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막은 0.1∼5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 이용하여 내구성이 강한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 형성할 수 있다. 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물은 하이브리드 바인더 용액에 의해 기판과의 밀착력이 향상될 수 있으며, 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 이용하여 기판에 코팅할 경우에 밀착력이 강하기 때문에 코팅막을 문지르더라도 벗겨지지 않고 내구성이 우수하다.
상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 이용하여 기판에 코팅할 경우에, 기판 표면 전체에 Ag 나노와이어가 균일하게 코팅될 수 있으며, Ag 나노와이어를 이용하여 낮은 저항의 투명 전도성 코팅막을 만들 수 있고, Ag 나노와이어는 서로 조밀하게 연결되어 있기 때문에 전도성이 매우 우수하며, 나노스케일의 박막을 형성해도 우수한 전도 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물로 코팅한 코팅유리의 경우, 코팅막의 밀착력이 우수하며, 가시광 투과율이 높고, 표면저항이 낮으며, 기존의 전기를 인가하여 열을 발생시켜 김서림 방지를 하는 코팅유리와 달리, 전기를 인가하지 않아도 코팅유리에 김서림 현상이 발생되지 않는 특성을 가질 수 있다.
도 1은 코팅 속도를 40mm/s로 하여 실험예 2에 따라 제조된 코팅막에 대하여 연필 경도를 시험한 결과물을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 코팅 속도를 40mm/s로 하여 실험예 2에 따라 제조된 코팅막의 미세구조를 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 4 내지 도 6은 코팅이 안 된 일반유리와 실험예 2에 따라 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물로 코팅한 코팅유리에 대하여 김서림 방지 특성을 확인하기 위하여 냉동고에 일반유리와 코팅유리를 각각 설치하고, 냉동고의 내부 온도, 외부 온도 및 상대습도에 따라 실험한 김서림 여부를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 나노라 함은 나노미터(nm) 단위의 크기로서 1∼1,000nm의 크기를 의미하는 것으로 사용하고, 나노와이어(nanowire)는 직경이 1∼1,000nm의 크기를 갖는 와이어(wire)를 의미하는 것으로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물은, Ag 나노와이어 분산액과, 글리시독시프로필 트리메톡시실란(glycidoxypropyl trimethoxysilane; GPTMS), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane; VTMS), 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethyl orthosilicate; TEOS), 알콜, 물 및 산(acid)을 포함하는 하이브리드 바인더 용액을 포함한다.
상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액일 수 있다. 상기 Ag 나노와이어 분산액은 알콜에 상기 Ag 나노와이어가 분산되어 있는 용액일 수 있으며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 10∼100nm이고 평균 길이가 1∼100㎛인 것이 바람직하다.
상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액은 1:2∼10의 중량비로 혼합되어 있을 수 있다.
상기 하이브리드 바인더 용액은 합성용액에 산(acid) 용액이 첨가되어 합성된 하이브리드 바인더에 알콜이 첨가되어 희석된 용액으로 이루질 수 있고, 상기 합성용액은 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜 및 물이 1:0.3∼3:2∼8:0.5∼4:0.05∼3의 부피비로 혼합된 용액일 수 있으며, 상기 산(acid) 용액은 상기 합성용액 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부 첨가되는 것이 바람직하고, 상기 희석에 사용되는 알콜은 상기 하이브리드 바인더에 상기 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 1,000∼10,000중량부 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 알콜은 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 산(acid) 용액은 산(acid)이 증류수에 희석된 용액을 포함할 수 있으며, 상기 산(acid) 용액에서 산(acid)의 농도는 0.001∼0.1% 범위인 것이 바람직하고, 상기 산(acid)은 염산(HCl) 및 질산(HNO3) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법은, Ag 나노와이어 분산액을 형성하는 단계와, 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜, 물 및 산(acid)을 포함하는 하이브리드 바인더 용액을 형성하는 단계와, 상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액을 1:2∼10의 중량비로 혼합하여 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 형성하는 단계와, 기판에 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 코팅하는 단계 및 코팅된 결과물을 건조하고, 100∼250℃의 온도에서 열처리하는 단계를 포함한다.
상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액일 수 있다. 상기 Ag 나노와이어 분산액은 알콜에 상기 Ag 나노와이어를 분산시켜 형성할 수 있으며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 10∼100nm이고 평균 길이가 1∼100㎛인 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 바인더 용액은 합성용액에 산(acid) 용액을 첨가하여 합성한 하이브리드 바인더에 알콜을 첨가하여 희석시켜 형성할 수 있다.
상기 합성용액은 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜 및 물을 1:0.3∼3:2∼8:0.5∼4:0.05∼3의 부피비로 혼합하여 형성할 수 있다.
상기 산(acid) 용액은 상기 합성용액 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 바인더는 상기 합성용액에 상기 산(acid) 용액을 첨가하여 합성하는데, 반응의 안정성을 위해 상기 산(acid) 용액을 약 4℃의 온도에서 첨가하고, 40∼80℃ 정도의 온도, 더욱 구체적으로는 50∼70℃ 정도의 온도에서 10분∼24시간 정도 혼합한 후, 상온에서 1∼72시간 동안 숙성하여 합성하는 것이 바람직하다.
상기 희석에 사용되는 알콜은 상기 하이브리드 바인더에 상기 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 1,000∼10,000중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 알콜은 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 산(acid) 용액은 산(acid)이 증류수에 희석된 용액을 포함할 수 있으며, 상기 산(acid) 용액에서 산(acid)의 농도는 0.001∼0.1% 범위일 수 있고, 상기 산(acid)은 염산(HCl) 및 질산(HNO3) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 기판은 투명 유리를 포함할 수 있으며, 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막은 0.1∼5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
에탄올에 Ag 나노와이어를 분산시켜 Ag 나노와이어 분산액을 형성하였다. 상기 Ag 나노와이어는 상기 Ag 나노와이어 분산액에 2wt% 함유되게 하였으며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 27nm이고, 평균 길이가 22㎛ 정도인 것을 사용하였다.
김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 제조하기 위하여, 전도성 코팅용액으로 상기 Ag 나노와이어 분산액을 바(Bar) 코팅법을 이용하여 투명 유리 위에 코팅하였다. 이때, 바(Bar)는 No. 3, 이동 속도는 3mm/s로 하여 코팅하였다.
코팅유리의 가시광 투과율이 약 75.6%일 때, 코팅막의 면저항은 14.26 Ω/□을 나타내었다. 그러나, Ag 나노와이어 분산액을 코팅하여 형성한 투명 전도성 코팅막은 밀착력이 약하기 때문에 코팅막을 손으로 문지르면 모두 벗겨지는 문제가 발생되었다.
<실험예 2>
Ag 나노와이어 분산액을 준비하였다. 상기 Ag 나노와이어 분산액은 에탄올에 Ag 나노와이어를 분산시켜 형성하였다. 상기 Ag 나노와이어는 상기 Ag 나노와이어 분산액에 2wt% 함유되게 하였으며, 상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 27nm이고, 평균 길이가 22㎛ 정도인 것을 사용하였다.
내구성이 강한 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막을 제조하기 위해서는 코팅막의 밀착력을 향상시킬 수 있는 바인더가 요구된다. 이러한 바인더를 합성하기 위하여 출발용액으로 글리시독시프로필 트리메톡시실란(glycidoxypropyl trimethoxysilane; GPTMS), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane; VTMS), 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethyl orthosilicate; TEOS), 에탄올(ethanol; EtOH), 염산(HCl, hydrochloric acid) 및 증류수(H2O, Distilled water)를 사용하였다.
GPTMS : VTMS : TEOS : EtOH : H2O를 15 : 15 : 70 : 20 : 10의 부피비로 혼합하여 합성용액을 형성하고, 전구체들의 반응속도를 조절하기 위하여 촉매로써 염산(HCl) 용액을 첨가하여 하이브리드 바인더를 합성하였다. 상기 염산(HCl) 용액은 35% 농도의 HCl을 증류수에 약 1000배 희석한 후, 상기 합성용액의 함량에 대하여 1.0wt%를 첨가하였다. 상기 하이브리드 바인더는 상기 합성용액에 염산 용액을 첨가하여 합성하였는데, 반응의 안정성을 위해 상기 염산 용액을 약 4℃의 온도에서 첨가하고, 약 60℃의 온도에서 4시간 정도 혼합한 후, 상온에서 24시간 동안 숙성하여 합성하였다.
합성한 하이브리드 바인더에 에탄올을 첨가하여 희석시켜 하이브리드 바인더 용액을 형성하였다. 이때, 상기 에탄올은 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 5,000중량부 첨가하였다.
상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액을 1 : 5의 중량비로 혼합하고 교반하여 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 형성하였다.
김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 바(Bar) 코팅법에 의해 No.10 바(Bar)를 이용하여 코팅 속도를 35∼50 mm/s 조건에서 투명 유리 위에 코팅한 후, 상온 건조하고, 200℃에서 1시간 동안 열처리를 수행하였다.
아래의 표 1에 코팅 속도에 따른 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 특성을 나타내었다.
코팅 속도(mm/s) 가시광 투과율(%) 적외선 차단율(%) 면저항(Ω/□)
35 65 58 10
40 71 52 13
45 75 45 17
50 81 40 23
바 코팅은 일반적으로 코팅 속도가 빨라질수록 코팅막의 두께가 얇아지기 때문에 투과율은 높아지게 된다. 위의 표 1에 나타난 바와 같이, 코팅 속도가 35mm/s에서 50mm/s로 증가하게 되면, 가시광 투과율이 65%에서 81%까지 높아지는 것으로 나타났다.
코팅 속도가 35mm/s에서 50mm/s로 증가하게 되면, 적외선 차단율은 58%에서 40%로 감소하는 특성을 보였다.
코팅 속도의 변화 조건에 따라 제조된 코팅막의 표면저항은 약 10∼23 Ω/□로 확인되었다.
이러한 결과는 바 코팅 속도가 빨라짐에 따라 코팅막의 두께가 얇아졌기 때문에 가시광 투과율은 상승하고, 적외선 차단율은 감소하며, 표면저항 값은 높아진 것이다.
상기와 같은 결과로부터 투명한 김서림 방지 코팅유리를 제조할 경우, 가시광 투과율이 75∼80 %일 경우 표면저항이 17∼23 Ω/□인 코팅유리를 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
실험예 2에 따라 제조된 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 밀착력 및 강도를 측정하기 위하여 하중을 750g으로 하여 코팅막 표면에 연필(H∼9H)을 사용하여 일정한 속도로 긁은 후, 코팅막 표면의 스크레치 유무를 확인하였다. 도 1은 코팅 속도를 40mm/s로 하여 실험예 2에 따라 제조된 코팅막에 대하여 연필 경도를 시험한 결과물을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 실험예 2에 따라 제조된 코팅막은 연필경도가 약 5H가 되는 것을 확인하였다.
도 2 및 도 3은 코팅 속도를 40mm/s로 하여 실험예 2에 따라 제조된 코팅막의 미세구조를 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실험예 2에 따라 제조된 코팅막의 미세구조를 전자현미경으로 확인한 결과, 유리 표면 전체에 Ag 나노와이어가 균일하게 코팅되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Ag 나노와이어를 이용하여 낮은 저항의 투명 전도성 코팅막을 만들 수 있는 것은 미세구조에서 보듯이 Ag 나노와이어가 서로 조밀하게 연결되어 있기 때문에 전도성이 매우 우수하고, 나노스케일의 박막을 형성해도 우수한 전도 특성을 나타내기 때문이다.
실험예 2에 따라 제조한 코팅막은 Ag 나노와이어의 탈락없이 조밀하게 연결이 되어있기 때문에 투과율이 70% 일 때 약 10Ω/□의 저항을 갖는 것으로 확인되었다.
코팅이 안 된 일반유리와 실험예 2에 따라 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물로 코팅한 코팅유리에 대하여 김서림 방지 특성을 확인하기 위하여 냉동고에 일반유리와 코팅유리를 각각 설치한 후 측정해 보았다.
냉동고의 내부온도가 -17.7℃, 외부온도가 22.5℃에서 상대습도가 약 31%일 때는 일반유리 및 코팅유리 표면에 김서림 발생이 없었다.
하지만, 상대습도가 약 44%일 때, 도 4에 나타난 바와 같이, 코팅이 안 된 일반유리 표면에는 전체적으로 결로가 발생되었으며, 코팅유리 표면에는 김서림 발생이 없었으며, 습도가 더 상승하여 약 61%인 조건에서도 일반유리 표면에서는 김서림이 더욱 심해지지만 코팅유리에는 김서림 발생이 확인되지 않았다(도 5 참조).
상대습도가 63%, 냉동고의 내부 온도가 -17.1도, 외부 온도가 24.4도에서 확인한 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, 일반유리 표면에는 결로가 계속적으로 심해졌으며, 코팅유리의 표면에서도 결로가 발생되기 시작하였다.
표면저항이 약 17Ω/□를 나타내는 발렌티니사의 코팅유리와 실험예 2에 따라 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물로 코팅한 코팅유리에 대하여 성능 비교를 실시하였다.
상대습도가 54%일 때는 발렌티니사의 코팅유리와 실험예 2에 따라 형성한 코팅유리 표면에서 확인되는 김서림 현상이 없었지만, 상대습도가 63%에서 유지되었을 경우에는 발렌티니사의 코팅유리와 실험예 2에 따라 형성한 코팅유리 표면에서 조금씩 김서림 현상이 발생되었고, 63% 이상의 습도에서 유리 표면에 김서림 현상이 심화되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로, 발렌티니사의 코팅유리와 실험예 2에 따라 형성한 코팅유리는 김서림 방지 특성이 유사한 것으로 확인되었다.
앞서도 살펴본 바와 같이, 실험예 2에 따라 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물로 코팅한 코팅유리의 경우, 코팅막의 밀착력이 우수하며, 가시광 투과율이 75% 일 때, 표면저항이 약 17Ω/□을 나타내기 때문에, 기존의 전기를 인가하여 열을 발생시켜 김서림 방지를 하는 코팅유리와 달리, 전기를 인가하지 않아도 냉동고의 내부 온도가 -17.1도 이고, 외부 온도가 24.4도 이며, 상대습도가 63% 미만 일 때는 코팅유리에 김서림 현상이 발생되지 않는 특성을 가지며, 실험예 2에 따라 형성된 코팅유리는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅유리로서 매우 우수한 특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. Ag 나노와이어 분산액을 형성하는 단계;
    글리시독시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에틸 오르소실리케이트, 알콜 및 물을 1:0.3∼3:2∼8:0.5∼4:0.05∼3의 부피비로 혼합하여 합성용액을 형성하는 단계;
    상기 합성용액에 산(acid) 용액을 첨가하여 하이브리드 바인더를 합성하는 단계;
    상기 하이브리드 바인더에 알콜을 첨가하여 희석시켜 하이브리드 바인더 용액을 형성하는 단계;
    상기 Ag 나노와이어 분산액과 상기 하이브리드 바인더 용액을 1:2∼10의 중량비로 혼합하여 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 형성하는 단계;
    기판에 상기 김서림 방지용 투명 전도성 코팅 조성물을 코팅하는 단계;
    코팅된 결과물을 건조하는 단계; 및
    건조된 결과물을 100∼250℃의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 Ag 나노와이어 분산액은 Ag 나노와이어가 0.1∼7중량% 함유되어 있는 용액인 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 Ag 나노와이어 분산액은 알콜에 상기 Ag 나노와이어를 분산시켜 형성하며,
    상기 Ag 나노와이어는 평균 직경이 10∼100nm이고 평균 길이가 1∼100㎛인 와이어를 사용하는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 산(acid) 용액은 상기 합성용액 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부 첨가하고,
    상기 희석에 사용되는 알콜은 상기 하이브리드 바인더에 상기 하이브리드 바인더 100중량부에 대하여 1,000∼10,000중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 알콜은 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 산(acid) 용액은 산(acid)이 증류수에 희석된 용액을 포함하며,
    상기 산(acid) 용액에서 산(acid)의 농도는 0.001∼0.1% 범위이고,
    상기 산(acid)은 염산(HCl) 및 질산(HNO3) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 기판은 투명 유리를 포함하며,
    김서림 방지용 투명 전도성 코팅막은 0.1∼5㎛의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 김서림 방지용 투명 전도성 코팅막의 형성방법.
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