KR102014327B1 - 차열 중간막 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차열 성능이 우수하면서 선명도와 투명도를 충족하는 접합유리용 차열 중간막 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 나노입자의 산화텅스텐 페이스트 3~4중량%, 표면이 실란처리(silane treatment)된 나노입자의 백운모 파우더 1~2중량%, PVB 수지 파우더 50~70중량%, 가소제 18~45중량%, 산화방지제 0.1~1중량, 자외선 흡수제(ultra-violet absorber) 0.05~1중량%로 이루어진 차열 중간막 조성물을 개시한다.

Description

차열 중간막 조성물 및 그 제조방법{INSULATING INTERLAYER COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEROF}
본 발명은 접합유리 용도로 유용한 성질을 갖는 중간막 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차열 성능이 우수하면서 선명도와 투명도를 충족하는 접합유리용 차열 중간막 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 고층빌딩과 같은 건축물의 외부 마감재로 유리를 사용하는 비중이 늘어남에 따라 안전성과 쾌적성은 물론이고 단열 및 차열 성능이 있는 접합유리의 수요가 크게 증가하고 있다.
이러한 접합유리는 기계적 강도 및 강성을 강화하고 외력의 작용으로 파손되어도 유리의 파편이 비산되지 않는 안전을 확보하기 위해 두 장의 일반유리 또는 강화유리 사이에 주로 PVB(Polyvinyl Butyral) 접합필름을 중간막으로 삽입한 후 샌드위치 형태로 접합하여 사용하고 있다.
접합유리용 중간막으로 사용되는 PVA 접합필름은 접착력을 비롯하여 특별히 투명성, 연신성, 두께의 균일성이 요구되므로 그 제조 시 첨가제의 양을 접합필름의 광학적 특성에 영향을 주지 않는 범위로 조절해야 한다.
일반적으로 PVB 접합필름은 60~90%의 PVB 수지(Polyvinyl Butyral resin)와 10~40%의 가소제를 주성분으로 하여 제조된다.
예컨대, 특허문헌 1에는 PVB(Polyvinyl Butyral) 수지 60~85중량%와, 가소제 14~39중량%, 그리고 가소제의 용해도를 증가시키는 비이온성 계면활성제 1~10중량%를 포함하여 이루어진 PVB 필름이 개시되어 있다.
한편, 특허문헌 2에는 PVB(Polyvinyl Butyral) 수지, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, TPU(Thermoplastic Polyurethane)로부터 선택되는 1 이상의 수지 및 중공실리카 입자를 포함하는 접합유리용 접착필름이 개시되어 있다.
이러한 특허문헌 2는 내구성, 부착성, 내충격성, 단열성이 우수함은 물론 적외선 및 자외선 차단 기능을 갖는 접합유리를 제조할 수 있다. 특히 열 차단 특성을 높여 여름철 등에는 태양광선의 적외선을 흡수하여 건물 등 내부 온도 상승을 억제하고, 겨울철 등에는 실내의 열기가 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
그러나 이는 접합유리에 필요한 차열 성능과 투명도 요구 조건을 양립적으로 구현 및 만족하지는 못하는 한계가 있다.
더욱이 접합유리를 제조하기 위해 두 장의 유리 사이에 삽입한 상태로 약 150~160℃의 환경 및 분위기(조건)에서 접합하는 과정에서 변형이 일어나 열흡수, 적외선 및 자외선 차단효과 그리고 투명도 등 물성의 현저한 저하가 일어나는 문제점이 있다.
한편, 접합유리용 접합필름을 제조하는 방법으로는 용매캐스팅법, 용융압출법 등이 사용되고 있다.
용매캐스팅법은 수지를 용제에 녹인 용액을 캐스팅롤 또는 벨트에 얇게 바른 후 용매를 증발시켜 접합필름을 제조한다. 이 방법은 용액 상태에서 도프의 필터링을 진행하기 때문에 미세한 필터를 적용하는 것이 가능하여 이물, 겔 등의 결함(defect)이 적고 균일한 두께의 접합필름을 제조할 수 있다.
그러나 용매캐스팅법은 캐스팅 도프를 따로 제조해야 하기 때문에 연속 공정이 불가능하여 생산속도가 매우 느리고, 처리 용매의 회수 등의 설비가 필요하므로 생산단가가 높다는 단점을 가지고 있다.
용융압출법은 열가소성 수지를 압출기에서 유리전이온도 이상의 온도나 용융온도 이상의 온도에서 충분히 용융시킨 후 롤 접촉을 통해 연속적인 형태로 냉각 안정화시켜 접합필름을 제조한다. 이 방법은 제품의 연속 가공이 가능하고 생산단가가 용매캐스팅법에 비해 낮아 최근에는 가장 일반적으로 사용되고 있다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
US 6,982,296 B2(2006.01.03) KR 10-2017-0114363 A(2017.10.16) KR 10-1117226 B1(2012.02.09) KR 10-1019497 B1(2011.02.25) KR 10-1470901 B1(2014.12.03) JP 2017-185669 A(2017.10.12) JP 5499837 B2(2014.03.20)
접합유리용 고분자 필름의 물성 및 음향학적 특성 분석, 고상원 외 3명, 한국철도학회논문집 제19권 제1호 pp.1-10(2016.2)
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 접합유리용 PVB 접합필름이 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서 접합유리에서 요구되는 차열 성능이 우수함은 물론 선명도와 투명도를 충족하는 접합유리용 차열 중간막 조성물을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 실랑커플링제를 이용하여 표면을 개질한 백운모를 차열 소재로 부가함으로써 접착성이 더욱더 우수할 뿐만 아니라 중간막에 균일하게 분포되어 침강 및 분산성 문제를 해결할 수 있음을 확인하고, 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 투명도와 차열 성능을 동시에 만족할 수 있도록 하는 차열 중간막 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, 산화텅스텐 파우더와 분산매(dispersion medium) 및 분산제를 초미분쇄기에 넣고 4~5시간 동안 균일하게 분산시켜 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 페이스트를 얻는 공정, 나노입자의 백운모 파우더 표면을 개질하는 공정, 분산된 산화텅스텐 페이스트 3~4중량%, 개질된 백운모 파우더 1~2중량%, PVB 수지 파우더 50~70중량%, 가소제 22~45중량%, 산화방지제 0.1~1중량%, 자외선 흡수제(ultra-violet absor) 0.05~1중량%를 크러셔(crusher)에 넣어 균일하게 혼합하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차열 중간막 조성물 제조방법을 제시한다.
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이로써 본 발명은 나노입자의 산화텅스텐 및 백운모가 PVB 수지 내에 균일하게 분산되어 자외선과 적외선의 차단력이 우수하고 가시광선의 투과율이 높을 뿐만 아니라 투명도가 뛰어나 선명한 시야확보는 물론 열차단율을 극대화할 수 있다.
아울러 차열 성능이 우수함은 물론 선명도와 투명도가 뛰어난 중간막을 얻을 수 있고, 이를 접합유리용으로 활용 시 요구되는 투명도와 차열 성능을 동시에 만족할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양으로, 산화텅스텐 파우더와 분산매(dispersion medium) 및 분산제를 초미분쇄기에 넣고 160~190℃의 온도 조건에서 30~40rpm으로 4~5시간 동안 균일하게 분산시키고, 아울러 플라스크에 다이클로로메티인(dichloromethane) 265중량부에 대하여 실란커플링제(octyltriethoxysilane) 0.6중량부를 넣고 상온에서 300rpm으로 10분 동안 교반하여 얻은 표면개질제에 백운모 분말을 초미분쇄기에 넣어 600~650rpm으로 3~4시간 동안 분쇄하여 얻은 입도가 20nm 이하인 백운모 파우더 20~40중량부를 넣어 다시 30분 동안 교반하고, 120~125℃에서 12~13시간 동안 열처리한 다음 60℃의 진공 오븐에서 2시간 동안 건조함으로써 산화텅스텐과 백운모를 더욱 균일하게 분산시킬 수 있다.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 나노입자의 산화텅스텐 및 백운모가 PVB 수지 내에 균일하게 고밀도로 분산되어 자외선과 적외선의 차단력이 우수하고 가시광선의 투과율이 높을 뿐만 아니라 투명도가 뛰어나 선명한 시야 확보는 물론 열차단율을 극대화함으로써 높은 에너지 절감효과를 얻을 수 있다.
아울러 산화텅스텐과 백운모의 높은 함량에도 연성, 가공성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 최소화하여 얇고 부드러우면서 접착성이 우수하고 가벼운 중간막을 얻을 수 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 따른 차열 중간막 조성물을 이용하여 제조한 중간막의 차열 성능을 시험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에 따른 차열 중간막 조성물을 이용하여 제조한 중간막의 차열 성능을 시험한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 보다 구체적으로 설명하기에 앞서 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
<차열 중간막 조성물>
본 발명의 실시예에 따른 차열 중간막 조성물은 차열 중간막의 양호한 물성 및 안정성을 확보하기 위하여, 나노입자의 산화텅스텐 페이스트 3~4중량%, 표면이 실란처리(silane treatment)된 나노입자의 백운모 파우더 1~2중량%, PVB 수지 파우더 50~70중량%, 가소제 22~45중량%, 산화방지제 0.1~1중량%, 자외선 흡수제(ultra-violet absorber) 0.05~1중량%를 포함한다.
특히 차열 성능의 향상과 투명도를 동시에 확보하기 위해 나노입자의 산화텅스텐 페이스트 및 나노입자의 백운모 파우더를 포함하여 이루어진다.
산화텅스텐 페이스트는 태양광선 중 적외선 및 자외선을 반사시키고 가시광선만을 투과시킴으로써 선명한 시야를 확보함과 동시에 열의 전달을 차단한다.
이러한 산화텅스텐 페이스트는 아세톤, 부타논, 메틸 삼차부틸케톤, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 중 어느 하나의 분산매(dispersion medium) 80~85중량%와, 메톡시 초산프로필, 폴리에테르 변성 실록산, 에틸렌과 아크릴산 또는 메타크릴산의 공중합체(acrylic copolymer) 중 어느 하나의 분산제 1~2중량% 및 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 파우더 13~19중량%를 포함한다.
여기서 산화텅스텐 파우더의 함량을 높이면 차열 중간막이 무거워지고 연성, 가공성 등의 기계적 물성이 현저하게 저하되는 문제점이 있고, 함량이 적으면 차열 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 동일 조건에서 차열 성능을 향상시키기 위해 입도가 작은 산화텅스텐을 사용하는 것이 유리하나 높은 표면에너지로 인해 분산이 매우 어려울 수 있다.
또한, 입자의 크기가 20nm를 초과하는 산화텅스텐을 사용할 경우 백화현상이 발생하여 가시광선의 투과율이 떨어지고 산란강도가 급격히 커지므로 20nm 이하 나노입자의 산화텅스텐을 사용하는 것이 바람직하다.
백운모는 판상형 구조로 표면에 도달한 태양광을 반사시켜 열에너지로의 전환을 억제시킬 수 있다.
하지만, 백운모는 비중이 높고 분산성이 낮기 때문에 PVB 수지와 혼합하는 경우 침강이 일어나 반사효율이 떨어져 차열 효과가 저하되는 문제가 있다.
이러한 백운모의 침강 및 분산성 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 표면이 실란처리(silane treatment)된 나노입자의 백운모 파우더를 채용한다.
즉, 본 발명에서는 소수성을 가진 실란커플링제를 이용하여 판상 형태의 백운모 표면을 개질함으로써 소수성과 반사율이 증가한 상태의 백운모 파우더가 중간막 조성물에 균일하게 분포 및 안정화되면서 태양광을 더욱 효과적으로 반사시킴은 물론 차열 성능을 높일 수 있다.
여기서 백운모 파우더의 함량이 높으면 차열 중간막이 무거워지고 연성, 가공성 등의 기계적 물성, 광학적 특성이 현저하게 저하될 수 있고, 함량이 적으면 차열 성능이 떨어질 수 있다.
한편, 실란커플링제는 고분자와 강한 상호작용으로 고분자의 결정성 영역을 더 조밀하게 만들어 물분자가 고분자내로 침투하여 확산되는 것을 막고, 백운모 파우더를 고분자 조성물 내에 균일하게 분산시키는 것으로, 바람직하게는 옥틸트리에톡시실란(Octyltriethoxysilane)을 사용하며 또는 헥사데실트리메톡시실란(Hexadecyltrimethoxysilane), 도데실트리에톡시실란(Dodecyltriethoxysilane), 헥실트리메톡시실란(Hexyltrimethoxysilane), 옥타데실트리에톡시실란(Octadecyltriethoxysilane), 옥타데실트리메톡시실란(Octadecyltrimethoxysilane) 및 n-옥틸트리에톡시실란(n-Octyltriethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상의 실란화합물을 사용할 수 있다.
PVB(Polyvinyl Butyral) 수지는 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol)에 산 촉매하에서 부틸 알데히드로 아세탈화하거나 반응시켜서 합성한 것으로, 뛰어난 수지 내 결합력(High Binding Efficiency), 소재 표면과의 뛰어난 부착력(High Adhesion to Surfaces), 유연성을 가진 뛰어난 강인성(High Toughness with Flexibility) 및 광학적 투명성(OpticalClarity) 등을 비롯하여 충격탄성, 파열강도, 인장강도, 방탄, 방음 및 방화 기능이 우수하면서도 저가임은 물론 자체적으로 흡열 기능과, 적외선 및 자외선을 차단하는 기능을 포함하고 있어서 유리 보강용으로 매우 적합하다.
여기에 산화텅스텐과 백운모를 분산시키면 열 차단 효과의 증가로 인해 유리에 약 150~160℃ 조건에서 접합 시 변형되는 것을 방지한다.
또한, 자체의 흡열 기능에 의해 실내 열기가 외부로 누열되는 것을 방지하므로 에너지 절감 효과를 더욱 높이고, 고유의 차폐 특성에 의해 자외선 및 적외선을 차단하는 효과를 더욱 높이며, 뛰어난 접착 특성으로 인해 유리의 파손 시 유리 조각이 비산되는 것을 방지한다.
가소제는 벤질 세바산(Benzyl sebacate), 디부틸 프탈레이트, 캐스터 오일, 에틸렌, 데칸2산 디벤질에스테르, 프탈산디부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 리시놀산염(ricinoleate) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
산화방지제는 트리에톡시실란 벤젠, 트리메틸벤젠(trimethylbenzene) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
자외선 흡수제는 2-하이드록시-4-노르말 옥톡시 벤조페논, 2('-하이드록시-3',5'-디터셔리 부틸페닐기)-5-클로로벤조트리아졸(2('-hydroxy-3',5'-di-tert-butyl-penyl)-5-chloro-benzotriazol) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이와 같은 차열 중간막 조성물을 이용하여 제조된 차열 중간막은 기존의 일반 반사필름이나 단열필름 대비 광투과 및 열 차단 특성이 매우 우수하여 여름철에 태양에너지를 차단하는 효과가 높고, 겨울철에 실내 난방에너지를 절약하는 효과가 뛰어나므로 에너지 절감 및 효율이 우수하여 건축용 및 산업용 유리를 비롯하여 자동차 유리, 방탄유리, 디스플레이 접합 분야 등 다양한 응용 분야에 적용 가능하다.
<차열 중간막 조성물의 제조방법>
[실시예 1]
산화텅스텐 파우더와 분산매(dispersion medium) 및 분산제를 초미분쇄기에 넣고 160~190℃의 온도 조건에서 30~40rpm으로 4~5시간 동안 균일하게 분산시켜 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 페이스트를 얻을 수 있다.
바람직하게는 아세톤, 부타논, 메틸 삼차부틸케톤, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 중 어느 하나의 분산매(dispersion medium) 80~85중량%와, 메톡시 초산프로필, 폴리에테르 변성 실록산, 에틸렌과 아크릴산 또는 메타크릴산의 공중합체(acrylic copolymer) 중 어느 하나의 분산제 1~2중량% 및 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 파우더 13~19중량%를 초미분쇄기에 넣고 160~190℃의 온도 조건에서 30~40rpm으로 4~5시간 동안 균일하게 분산시킴으로써 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 페이스트를 얻을 수 있다.
예를 들면, 산화텅스텐 파우더 15g과 부타논 83g 및 메톡시 초산프로필 2g을 볼밀에 넣어 180℃의 온도 조건에서 30rpm으로 4시간 동안 균일하게 분산시켜 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 페이스트를 얻었다.
나노입자의 백운모 파우더 표면을 표면개질제로 개질, 즉 실란처리(silane treatment)한다.
바람직하게는 백운모 분말을 초미분쇄기에 넣고 입도가 20nm 이하가 되도록 600~650rpm으로 3~4시간 동안 분쇄하여 백운모 파우더를 얻을 수 있고, 이를 실란커플링제(Silan coupling agent: 결합체)를 이용하여 표면을 개질할 수 있다.
여기서 표면개질제는 밀도가 1.3266g/cm3(20℃)인 다이클로로메티인(dichloromethane) 265중량부에 대하여 실란커플링제 0.6중량부를 넣고 상온에서 300rpm으로 10분 동안 교반하여 얻을 수 있다.
예를 들면, 플라스크에 다이클로로메티인(dichloromethane) 200mL와 옥틸트리에톡시실란(octyltriethoxysilane)를 0.6g 넣고 상온에서 기계식 교반기(mechanical stirrer)를 이용하여 300rpm으로 10분 동안 교반하여 표면개질제를 얻은 다음, 여기에 입도가 20nm 이하인 백운모 파우더 20g을 넣어 다시 30분 동안 교반하고, 120℃에서 12~13시간 동안 열처리한 다음 60℃의 오븐에서 2시간 동안 건조함으로써 표면이 실란처리(silane treatment)된 나노입자의 백운모 파우더를 얻었다.
이때, 다이클로로메티인(dichloromethane)은 회전식 감압농축기(Rotary Evaporator)를 이용하여 일정한 조건에서 분리한 것을 사용할 수 있다.
분산된 산화텅스텐 페이스트 3~4중량%, 개질된 백운모 파우더 1~2중량%, PVB 수지 파우더 50~70중량%, 가소제 22~45중량%, 산화방지제 0.1~1중량%, 자외선 흡수제(ultra-violet absor) 0.05~1중량%를 크러셔(crusher)에 넣어 균일하게 혼합하여 차열 중간막 조성물을 얻을 수 있다.
예를 들면, 산화텅스텐 페이스트 3.5g, 개질된 백운모 파우더 1.5g, PVB 수지 파우더 64g, 가소제 30g, 산화방지제 0.5g 자외선 흡수제(ultra-violet absor) 0.5g을 볼밀이나 샌드밀(sand mill) 등의 크러셔(crusher)에 넣고 2~40시간 동안 균일하게 혼합하여 각 조성성분이 고르게 분산된 차열 중간막 조성물을 얻었다.
차열 중간막 조성물을 고분자 용융혼합기에 넣고 150~180℃ 온도 조건에서 30~40rpm으로 회전시켜 가소화(plasticization)한 후, 이를 다시 190℃ 온도 조건의 압출성형기를 이용하여 0.7~0.8mm 두께를 갖는 얇은 필름 형태로 가공하였다.
[실시예 2 및 3과 비교예 1 및 2]
하기의 표 1에 표시된 바와 같이 산화텅스텐 페이스트와 백운모 파우더의 함량을 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 차열 중간막 조성물을 제조하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
산화텅스텐 페이스트 3.5g 3g 4g - 5g
백운모 파우더 1.5g 2g 1g 5g -
PVB 수지 파우더 64g 50g 70g 64g 64g
가소제 30g 43.9g 23.9g 30g 30g
산화방지제 0.5g 1g 0.1g 0.5g 0.5g
자외선 흡수제 0.5g 0.1g 1g 0.5g 0.5g
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 차열 중간막을 각기 4mm 두께를 갖는 2장의 투명유리 사이에 삽입하여 접합유리 샘플(30cm×30cm)을 제작하였다. 이렇게 제작된 접합유리 샘플에 대한 성능을 확인하기 위해 시험 평가를 실시하였다.
이 시험은 국가공인시험검사기관/한국인정기구(KOLAS)인 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 아래의 각 항목에 대하여 실시하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<가시광선의 투과율ㆍ반사율 및 태양방사의 투과율ㆍ반사율 측정>
KS L 2514:2011 시험방법을 준용하여 태양광의 400~780nm, 780~2500nm 파장 범위에 걸쳐 빛을 조사하면서 유리에서의 적외선 투과/반사율을 측정하였다.
<열관류율 측정>
KS L 2525:2006 시험방법을 준용하여 열관류율을 측정하였다.
<차폐 계수 측정>
NFRC 300:2017 시험방법을 준용하여 차폐 계수(Shading Coefficient)를 측정하였다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
가시광선 투과율 83.2% 82.5% 82.8% 75.6% 76.2%
가시광선 반사율 8.3% 8.1% 8.2% 24.8% 23.5%
태양방사 투과율 29.5% 28.9% 28.5% 16.5% 17.3%
태양방사 반사율 5.1% 5.0% 5.0% 6.0% 6.2%
적외선 투과율 5.5% 5.4% 5.4% 6.2% 6.4%
적외선 반사율 86.2% 85.7% 85.8% 57.6% 56.9%
자외선 투과율 0.0% 0.0% 0.0% 8.6% 8.9%
열관류율 1.2W/㎡·K 1.4W/㎡·K 1.5W/㎡·K 5.9W/㎡·K 5.4W/㎡·K
차폐 계수 0.6 0.6 0.6 2.3 2.2
표 2에 보이는 바와 같이 실시예 1의 경우 자외선 파장 영역에서는 100%의 반사가 이루어져 투과율은 0.0% 미만으로 나타났고, 적외선 파장(780~2500nm) 영역에서는 투과율이 평균 5.5% 이내, 반사율이 평균 86.2% 이내의 특성을 나타냈다.
그리고 열관류율은 5.5(W/㎡·K)로 나타났고, 차폐 계수는 0.6으로 나타났다.
아울러 가시광선 파장(400~780nm) 영역에서는 반사율이 8.3%, 투과율이 83.2%으로 매우 높은 투명 특성을 나타냈다.
반면, 비교예 1 및 2는 산화텅스텐 페이스트 또는 백운모 파우더가 함유되어 있지 않기 때문에 밀도가 작아 적외선 및 자외선의 반사율과 함께 흡수량이 저하된 것으로 나타났다.
이러한 결과는 산화텅스텐 페이스트 입자가 고르게 분포되고, 표면이 실란처리(silane treatment)된 백운모 파우더 입자가 PVB 수지 파우더 내에서 균일하게 분산되었을 뿐만 아니라 차열 중간막의 표면에 규칙적으로 나열되어 있어 많은 양의 적외선을 반사하고 전열의 정도가 작아 에너지 절감효율이 매우 우수한 것임을 알 수 있다.
<차열 성능 평가>
실시예 1 및 2와, 비교예 1 및 2의 차열 중간막을 각기 적용한 접합유리 샘플의 중앙에 온도측정센서를 부착하고 일정한 거리에서 적외선램프(Infrared Lamp, 오스람사: 100W)를 조사하면서 시간 경과에 따른 접합유리 샘플의 표면온도 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 1 및 도 2에 그래프로 각각 나타내었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 접합유리 샘플 각각의 표면온도는 적외선 조사 시간이 경과함에 따라 서서히 증가하다가 약 4시간 후에는 안정화 상태에 도달하였다. 조사 시간 4시간에서 실시예 1을 적용한 접합유리 샘플의 표면온도는 68.1℃, 실시예 2를 적용한 접합유리 샘플의 표면온도는 68.8℃, 비교예 1을 적용한 접합유리 샘플의 표면온도는 78.5℃로, 비교예 2를 적용한 접합유리 샘플의 표면온도는 75.5℃로, 실시예 1 및 2의 표면온도가 상대적으로 낮아 차열 성능이 크게 향상되었음을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 다음의 각 공정으로 이루어지는 차열 중간막 조성물 제조방법.
    (가) 아세톤, 부타논, 메틸 삼차부틸케톤, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 중 어느 하나의 분산매(dispersion medium) 80~85중량%와, 메톡시 초산프로필, 폴리에테르 변성 실록산, 에틸렌과 아크릴산 또는 메타크릴산의 공중합체(acrylic copolymer) 중 어느 하나의 분산제 1~2중량% 및 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 파우더 13~19중량%를 초미분쇄기에 넣고 160~190℃의 온도 조건에서 30~40rpm으로 4~5시간 동안 균일하게 분산시켜 입도가 20nm 이하인 산화텅스텐 페이스트를 얻는 공정
    (나) 백운모 분말을 초미분쇄기에 넣어 600~650rpm으로 3~4시간 동안 분쇄하여 입도가 20nm 이하인 나노입자의 백운모 파우더를 얻는 공정
    (다) 플라스크에 다이클로로메티인(dichloromethane) 265중량부에 대하여 실란커플링제 0.6중량부를 넣고 상온에서 300rpm으로 10분 동안 교반하여 표면개질제를 얻는 공정
    (라) 표면개질제에 입도가 20nm 이하인 나노입자의 백운모 파우더 20~40중량부를 넣어 다시 30분 동안 교반하고, 120℃에서 12~13시간 동안 열처리한 다음 60℃에서 2시간 동안 건조하여 백운모 파우더 표면을 개질하는 공정
    (마) 분산된 산화텅스텐 페이스트 3~4중량%, 개질된 백운모 파우더 1~2중량%, PVB 수지 파우더 50~70중량%, 가소제 22~45중량%, 산화방지제 0.1~1중량%, 자외선 흡수제(ultra-violet absor) 0.05~1중량%를 크러셔(crusher)에 넣어 균일하게 혼합하는 공정
  5. 삭제
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