KR102373511B1 - 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법 - Google Patents

항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법 및 이에 따라 코팅된 유리에 관한 것으로, 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법은 a) 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계; b) 유기산을 이용하여 상기 코팅액을 안정화시키는 단계; 및 c) 상기 안정화된 코팅액을 유리 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 유리는 적어도 1.5X1.5 m 의 면적을 기준으로, 하기 관계식 1로 규정되는 코팅층 균일도가 90% 이상을 나타낸다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100

Description

항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법 {Large-area coating method of glass coating composition with antibacterial and antifungal properties}
본 발명은 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법 및 이에 따라 코팅된 유리에 관한 것이다.
일반적으로, 유리의 표면에는 자유로운 색상의 선택과 자외선 차단 등과 같은 부가적인 기능을 구현하도록 된 코팅제가 도포되어 사용되고 있다. 또한 주방식기, 냉온수기 등과 같은 식생활과 관련된 물품, 그리고 가습기, 냉풍기 등과 같은 환경관련 장치인 경우, 장기간 사용시 세균증식 문제점이 있어, 항균물질을 유리에 도입하는 경우가 많다.
상술한 부가 기능을 구현하기 위하여, 항균물질을 유리 제조공정에서 직접 도입하거나, 항균물질을 코팅제 조성물에 혼합하여 유리표면에 도포할 수 있으나, 혼합성이 낮아 코팅층이 불균일하게 형성되는 문제가 발생한다. 이에, 부여하고자 하는 다양한 색상구현, 자외선 차단, 항균 등과 같은 부가적인 기능을 효과적으로 구현하지 못하는 단점이 있다.
최근에는 코팅제 조성물을 여러단계에 걸쳐 코팅하는 기술이 제시되고 있다. 예를 들면, 투명성 강화를 위한 1차 코팅단계, 자외선 차단을 위한 2차 코팅단계 및 항균 탈취 기능을 위한 3차 코팅단계를 포함하는 기술이 제시되고 있으나, 각 단계에서 사용되는 코팅제의 조성이 다를 뿐만 아니라, 각 단계의 코팅조건 또한 상이하여, 공정이 복잡하고 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 특히 대면적으로 코팅을 진행할 경우, 오차범위가 커져, 코팅층이 불균일하게 형성되는 문제가 있다.
이에, 공정이 단순하면서도, 자외선 차단, 항균 및 다양한 색상 구현 등과 같은 부가적인 기능이 동시구현 가능한 코팅방법이 필요한 실정이다. 나아가, 1.5X1.5 m 이상의 대면적에서도 균일하게 코팅되는 효율적인 코팅방법이 필요하다.
KR 10-2018-0096420 (2018.08.19)
본 발명의 목적은 고투명성을 가지면서, 자외선 및 적외선 차단 기능과 항균 및 항곰팡이 기능을 동시에 구현 가능한 유리 코팅 조성물의 코팅방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 1.5X1.5 m 이상의 대면적 유리에 대해서도, 균일한 코팅이 가능하여 상술한 부가 기능을 효과적으로 구현할 수 있는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 a) 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계;
b) 유기산을 이용하여 상기 코팅액을 안정화시키는 단계; 및
c) 상기 안정화된 코팅액을 유리 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
를 포함하며, 상기 유리는 적어도 1.5X1.5 m의 면적을 기준으로, 하기 관계식 1로 규정되는 코팅층 균일도가 90% 이상인 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법을 제공한다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 b) 단계는 시트르산 (Citric acid), 말산 (Malic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 및 석신산 (Succinic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유기산을 이용하여 pH를 3 내지 4로 조절하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 c) 단계는 슬롯다이를 포함하는 도포기를 사용하며, 상기 슬롯다이의 슬롯간격은 상기 코팅층 두께의 40 내지 80배일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 금속산화물은 산화텅스텐 (WO3), 산화몰리브덴 (MoO3), ATO (antimony Tin Oxide), AZO (Aluminium Zinc Oxide) 및 ITO (Indium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 은, 구리, 아연, 은 산화물, 구리 산화물 및 아연 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 금속산화물: 항균/항곰팡이성 물질의 평균 직경비가 1: 0.02 내지 1: 1일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 금속산화물은 산화텅스텐이며, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 은이고, 상기 유기산은 시트르산인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 코팅액은 바인더를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 코팅된 유리를 제공한다.
본 발명에 따른 유리 코팅 조성물의 코팅방법은 단순한 공정을 통해서도 고투명성, 자외선 및 적외선 차단 기능, 및 항균 및 항곰팡이 기능을 동시에 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 코팅 조성물의 코팅방법은 1.5X1.5 m 이상의 대면적 유리에 대해서도, 90% 이상의 코팅층 균일도를 나타내어, 상술한 부가 기능을 효과적으로 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미하고, 중량%는 달리 정의되지 않는 한 전체 조성물 중 어느 하나의 성분이 조성물 내에서 차지하는 중량%를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, '포함한다'는 '구비한다', '함유한다', '가진다' 또는 '특징으로 한다' 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서의 용어, '실질적으로'는 특정된 요소, 재료 또는 공정과 함께 열거되어 있지 않은 다른 요소, 재료 또는 공정이 발명의 적어도 하나의 기본적이고 신규한 기술적 사상에 허용할 수 없을 만큼의 현저한 영향을 미치지 않는 양 또는 정도로 존재할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 a) 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계; b) 유기산을 이용하여 상기 코팅액을 안정화시키는 단계; 및 c) 상기 안정화된 코팅액을 유리 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 유리는 적어도 1.5X1.5 m의 면적을 기준으로, 하기 관계식 1로 규정되는 코팅층 균일도가 90% 이상인 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법을 제공한다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
일반적으로, 유리의 항균/항곰팡이 처리 방법으로, 침지에 의한 이온교환방법을 사용한다. 침지는 일종의 습식 도포 방법으로, 유리판을 항균/항곰팡이성 물질이 포함된 용액에 침지시키는 것으로, 비용 면에서는 경제적이지만, 다량의 화학물질 취급을 수반하고, 불필요하게 유리의 양측에 모두 도포되거나, 코팅속도가 1m/분 정도로, 매우 느린 단점이 있다. 나아가, 용액의 증발 등에 의해 코팅두께가 불균일하며, 특히 대면적에서 균일성이 현저히 낮아져 이에 따른 항균 및 항곰팡이 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 코팅방법은 상술한 바와 같이, 항균/항곰팡이성 물질 코팅을 위한 별도의 공정이 필요 없으며, 상기 항균/항곰팡이성 물질을 투명성향상 및 자외선과 적외선 차단의 부가적 기능을 부여하기 위한 코팅액에 혼합한 후, 유기산에 의해 안정화시키는 과정을 통해, 1.5X1.5 m 이상의 대면적에서도 균일한 코팅층을 형성할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 본 발명의 코팅방법에 따라 형성된 코팅층은 1.5X1.5 m 이상, 더욱 구체적으로 2.4X3.0 m의 대면적에서도 하기 관계식 1에서 정의한 코팅층 균일도가 90%이상, 좋게는 92% 내지 99%, 더욱 좋게는 93% 내지 99%를 나타낸다. 이때, 코팅층의 평균 두께는 상기 코팅층이 형성된 유리를 100개의 균등한 영역으로 나눈 후, 각 영역별로 단면 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM) 분석을 통해 해당 영역의 두께를 측정하였으며, 각 영역별로 측정된 두께값을 기준으로 평균 두께 및 표준편차를 얻었다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
상기 a) 단계는 코팅액을 제조하는 단계로, 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질을 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 금속산화물은 산화텅스텐 (WO3), 산화몰리브덴 (MoO3), ATO (antimony Tin Oxide), AZO (Aluminium Zinc Oxide) 및 ITO (Indium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 금속산화물을 포함함에 따라, 열차단 효과와 더불어, 자외선 및 적외선 차단 성능을 부여할 수 있다. 또한, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 은, 구리, 아연, 은 산화물, 구리 산화물 및 아연 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 코팅액 100 중량부 기준, 상기 금속산화물 20 내지 60 중량부, 좋게는 20 내지 50 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 항균/항곰팡이성 물질 1 내지 20 중량부, 좋게는 1 내지 15 중량부 포함할 수 있다. 상기 범위에서 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질이 코팅액 내에 균일하게 분포되어 장시간 후에도 침전 등 현상이 발생하지 않는다.
더욱 구체적으로, 상기 금속산화물 입자의 평균 직경은 30 내지 100 ㎚, 좋게는 50 내지 60 ㎚일 수 있으며, 상기 금속산화물: 항균/항곰팡이성 물질의 평균 직경비가 1: 0.001 내지 1: 1, 좋게는 1: 0.02 내지 1: 1일 수 있다. 이때, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 평균 직경 0.1 내지 20 ㎚, 좋게는 0.5 내지 1.0 ㎚를 가지는 입자일 수 있다. 상기 범위에서 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질 입자들의 구조적 안정성을 현저히 증가시킬 수 있어, 상기 b) 단계에 의한 안정화 과정에서 코팅액 내에 균일하게 분포된 상태를 유지할 수 있어, 이에 따른 균일한 코팅이 가능하게 된다.
또한, 상기 a) 단계의 혼합은 용제 및 분산제 존재하에 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 용제는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (Propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세틸아세톤 (Acetylaceton), 부탄온 (methyl ethyl ketone, MEK), 이소프로폭시에탄올 (Iso-Propoxyethanol), 에톡시에탄올 (Ethoxyethanol) 및 메톡시에탄올 (Methoxyethanol)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 분산제는 질산 및 알킬암모늄염을 포함할 수 있다. 이때, 상기 코팅액 100 중량부 기준, 상기 용제 및 분산제 60 내지 100 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 용제: 분산제의 중량비는 1: 0.2 내지 1: 0.6일 수 있다. 상기 범위에서 코팅액 내의 입자들이 균일하게 분산되어, 1.5X1.5 m 이상의 대면적 유리상에 5 m/분 이상의 빠른 속도로 코팅하여도, 입자들의 응집현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법에서, 상기 코팅액은 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 바인더는 상기 코팅액 100 중량부 기준, 5 내지 30 중량부, 좋게는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 바인더는 실란계 커플링제에 의해 실란처리된 에폭시 수지 일 수 있다.
구체적으로, 상기 실란처리는 에폭시 수지: 실란계 커플링제 중량비를 1: 4 내지 1: 15, 좋게는 1: 5 내지 1: 15로 혼합한 후 반응시켜 이루어질 수 있다. 이때, 용매로 메톡시프로판올, 에탄올 또는 물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실란계 커플링제는 특별히 제한하는 것은 아니지만, 일 예로, 메틸트리메톡시실란(MTMS, methyltrimethoxysilane) 또는 메틸트리에톡시실란 (MTES, methyltriethoxysilane)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지의 중량 평균 분자량 (Mw)은 200 내지 3000, 좋게는 300 내지 2000일 수 있다. 상기 범위에서 대면적 유리에 균일하게 코팅이 가능하면서도, 코팅층의 박리가 발생하지 않도록 접착력을 부여할 수 있어, 과도하게 높은 접착력에 의한 불균일 코팅 및 너무 낮은 접착력에 의한 코팅층의 박리를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법에서 상기 코팅액은 안료 혼합액을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 안료 혼합액은 안료, 용제 및 분산제를 혼합하여 제조할 수 있으며, 상기 코팅액 100 중량부 기준, 상기 안료 혼합액 20 내지 100 중량부, 좋게는 20 내지 80 중량부를 포함할 수 있다. 상기 안료는 무기계 안료일 수 있으며, 비한정적인 예로 프탈로시아닌계 청색안료를 사용할 수 있다. 또한 상기 용제 및 분산제는 상술한 a) 단계에서 사용되는 용제 및 분산제와 동일할 수 있다. 구체적으로, 상기 안료 혼합액 100 중량부 기준, 상기 안료 5 내지 10 중량부 및 상기 용제 및 분산제 60 내지 100 중량부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 용제: 분산제의 중량비는 1: 0.2 내지 1:0.6일 수 있다. 상기 범위에서 다양한 색상 구현이 가능하면서도, 상기 안료 혼합액 내의 안료입자들의 응집현상을 방지할 수 있어, 코팅액의 안정성을 유지할 수 있다.
상기 b) 단계는 상기 a) 단계에서 제조된 코팅액을 안정화시키는 단계로, 유기산을 이용하여 수행할 수 있으며, 상기 유기산은 시트르산 (Citric acid), 말산 (Malic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 및 석신산 (Succinic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다. 구체적으로, 상술한 유기산 첨가를 통해 상기 코팅액의 pH를 3 내지 4로 조절함으로써, 상기 코팅액 조성물 중의 각 입자들의 분산성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 특히 상기 코팅액 내의 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질 입자들이 침전 또는 뭉침 현상 없이, 안정적으로 존재 가능하다. 이에 따라, 1.5X1.5 m 이상의 대면적에서도 균일한 두께의 코팅층을 형성할 수 있으며, 구체적으로 90% 이상의 높은 코팅층 균일도에 의해 코팅된 유리의 고투명성, 자외선과 적외선 차단, 향균 및 항곰팡이 효과를 장기간 동안 안정적으로 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어, 상기 금속산화물은 산화텅스텐이며, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 은이고, 상기 유기산은 시트르산일 수 있다. 금속산화물로 산화텅스텐을 사용하고, 항균/항곰팡이성 물질로 은을 사용하는 동시에 시트르산을 이용하여 상기 산화텅스텐 및 은을 포함하는 코팅액을 안정화시키는 경우, 상기 b) 단계에 의한 코팅액 안정화 과정이 보다 효율적으로 이루어지며, 나아가, 코팅 후에는 적외선과 자외선의 차단효과, 투명성 향상 효과 및 항균/항곰팡이 효과를 극대화할 수 있다.
상기 c) 단계는 상기 b) 단계에서 안정화된 코팅액을 사용하여 코팅하는 단계로, 슬롯다이를 포함하는 도포기를 사용할 수 있다. 슬롯다이를 이용한 코팅방식은 넓은 폭에 대한 코팅을 한번에 할 수 있어, 상업적 공정에서 매우 유리한 코팅방식이지만, 균일성 확보가 어려워, 코팅층이 불균일하게 형성되는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법은 상기 b) 단계에서의 유기산에 의한 코팅액 안정화 과정을 거쳐, 슬롯다이를 이용해도 92% 이상의 코팅층 균일도를 나타낸다.
구체적으로, 상기 슬롯다이의 슬롯간격은 상기 코팅층 두께의 10배 내지 100배, 좋게는 15배 내지 80배, 더욱 좋게는 40배 내지 80배일 수 있다. 여기서 슬롯다이의 슬롯간격은 코팅액 유동으로부터 업스트림에 위치한 업스트림 립과 코팅액 유동으로부터 다운스트림에 위치한 다운스트림 립 사이의 거리를 의미한다. 상기 코팅층의 평균 두께는 1 내지 5 ㎛, 좋게는 1 내지 3 ㎛일 수 있으며, 상기 슬롯다이를 이용한 도포 속도, 즉 슬롯다이에 대한 유리판의 이동속도는 1 내지 10 m/분, 좋게는 2 내지 5 m/분일 수 있다. 상기 범위에서 높은 코팅 속도 및 코팅 정밀도를 나타내며, 구체적으로 1.5X1.5 m 이상의 면적에 대해서도 94% 이상의 코팅층 균일도를 가질 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 코팅된 유리를 제공한다. 구체적으로, 상기 유리는 표면에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 산화텅스텐 (WO3), 산화몰리브덴 (MoO3), ATO (antimony Tin Oxide), AZO (Aluminium Zinc Oxide) 및 ITO (Indium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 금속산화물 및 은, 구리, 아연, 은 산화물, 구리 산화물 및 아연 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 항균/항곰팡이성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 평균 두께 1 내지 5 ㎛, 좋게는 1 내지 3 ㎛ 일 수 있으며, 구체적으로, 하기 관계식 1에서 정의한 코팅층 균일도가 90%이상, 좋게는 92% 내지 99%, 더욱 좋게는 93% 내지 99%를 나타낼 수 있다. 이때, 상기 유리는 1.5X1.5 m 이상의 면적을 가진다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
구체적으로, 상기 코팅층은 금속산화물 25 내지 80 중량%, 좋게는 30 내지 70 중량% 및 항균/항곰팡이성 물질 10 내지 70 중량%, 좋게는 20 내지 50 중량%를 포함할 수 있다. 상기 코팅층은 또한, 안료 1 내지 12 중량%를 더 포함할 수 있으며, 상기 안료는 유리 코팅분야에서 사용되는 안료라면 크게 제한하지 않는다. 상기 범위에서, 상기 코팅층이 형성된 유리는 고투명성, 자외선과 적외선 차단, 항균 및 항곰팡이 효과를 동시에 나타낼 뿐만 아니라, 장기간 사용시에도 상술한 부가적 기능을 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 표 1의 조성으로 구성된 코팅액을 제조한 후, 말산 (Malic acid)을 적정하여 상기 코팅액의 pH가 3.1이 되도록 하였다. 이때, 바인더는 실란처리된 에폭시 수지 (중량 평균 분자량 Mw: 1500)를 사용하였으며, 분산제로는 질산 및 메틸암모늄클로라이드를 1: 4 중량비로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
다음, 상기 코팅액을 사용하여 2.4X3.0 m 면적의 유리상에 슬롯간격 1 ㎜및 유리 이동속도 5m/분 조건으로 코팅을 진행한 후, 180℃에서 2분 동안 건조시켜 코팅층이 형성된 유리판을 얻었다.
중량%
PGMEA 50
분산제 10
산화몰리브덴 (평균 입자 직경: 50 ㎚) 25
은 (평균 입자 직경: 1 ㎚) 1
바인더 8
상기 실시예 1에서 산화몰리브덴 대신 산화텅스텐을 사용하였으며, 말산 대신 시트르산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 2에서 슬롯간격을 1 ㎜ 대신 80 ㎛로 설정한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 3에서 pH를 3.1 대신 3.4가 되도록 조절한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 3에서 pH를 3.1 대신 3.9가 되도록 조절한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1에서 말산 적정에 의한 코팅액 pH조절 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 1에서 말산을 사용하여 pH를 3.1로 조절하는 대신, 질산을 사용하여 pH를 1.5가 되도록 조절한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
(비교예 3)
상기 실시예 1에서 말산을 이용하여 pH를 3.1로 조절하는 대신, 수산화 나트륨을 사용하여 pH를 8이 되도록 조절한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
시험예 1: 코팅층 두께 측정
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 코팅된 유리에 대해, 주사전자현미경 분석을 통해 코팅층의 두께를 측정하였으며, 구체적으로, 상기 유리를 100개의 균등한 영역으로 나눈 후, 각 영역별로 두께 측정하였고, 측정된 두께값 기준으로 하기 관계식 1을 이용하여 코팅층 균일도 (%)를 계산하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[관계식 1]
코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
코팅층 균일도
실시예 1 92%
실시예 2 94%
실시예 3 97%
실시예 4 97%
실시예 5 96%
비교예 1 80%
비교예 2 60%
비교예 3 50%
표 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예 따라 코팅된 코팅층은 균일도가 모두 90% 이상을 나타냈으며, 특히 실시예 3 내지 5인 경우, 96% 이상의 코팅층 균일도를 나타낸 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예인 경우, 코팅층의 균일도가 현저히 감소되었다.
시험예 2: 광학적 특성 분석
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 코팅된 유리에 대해, 분광광도계를 이용하여 광학 특성을 분석하였으며, 구체적으로, 780 ㎚ 내지 1000 ㎚ 및 290 ㎚ 내지 380 ㎚ 파장범위에서 각각 적외선 및 자외선 투과율 측정을 통해 차단율을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
적외선 차단율 자외선 차단율
실시예 1 82% 97%
실시예 2 83% 98%
실시예 3 84% 98%
실시예 4 83% 98%
실시예 5 84% 98%
비교예 1 75% 89%
비교예 2 57% 60%
비교예 3 52% 56%
표 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예 따라 코팅된 유리는 모두 82% 이상의 적외선 차단율과 97% 이상의 자외선 차단율을 나타낸 것을 알 수 있다. 반면, 비교인 경우, 코팅층의 불균일한 형성으로 인해, 적외선 및 자외선 차단율이 낮은 것을 알 수 있다.
시험예 3: 항균효과 측정
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 코팅된 유리 (시편)를 이용하여, JIS Z 2801에 따라 그람 음성균인 대장균 (Escherichia coli)과 그람 양성균인 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus)에 대한 항균시험을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
항균 효과 (로그값)
대장균 황색포도상구균
실시예 1 5.9 5.8
실시예 2 4.9 5.0
실시예 3 4.8 4.8
실시예 4 4.7 4.8
실시예 5 4.9 4.7
비교예 1 0.8 0.9
비교예 2 0.5 0.4
비교예 3 0.6 0.5
표 4에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 코팅된 유리는 항균효과가 비교예 대비 1.2배 이상 우수한 것을 확인할 수 있다.
시험예 4: 항곰팡이효과 측정
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 코팅된 유리 (시편)를 이용하여, ASTM G 21-15에 따라 항곰팡이 시험을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
항곰팡이 효과 (등급)
실시예 1 0
실시예 2 0
실시예 3 0
실시예 4 0
실시예 5 0
비교예 1 3
비교예 2 2
비교예 3 2
여기서, 각 등급에 따른 곰팡이 성장율은 0: 없음, 1: <10%, 2: 10~30%, 3: 30-60%, 4: 60~100%와 같으므로, 본 발명의 실시예에 따라 코팅된 유리는 항곰팡이효과가 현저히 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. a) 금속산화물 및 항균/항곰팡이성 물질을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계;
    b) 상기 코팅액에 유기산 첨가를 통해 pH를 3 내지 4로 조절하여 상기 코팅액을 안정화시키는 단계; 및
    c) 상기 안정화된 코팅액을 유리 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
    를 포함하며, 상기 유리는 적어도 1.5X1.5 m의 면적을 기준으로, 하기 관계식 1로 규정되는 코팅층 균일도가 90% 이상인 항균성 및 항곰팡이성을 갖는 유리 코팅 조성물의 대면적 코팅방법.
    [관계식 1]
    코팅층 균일도 (%)= [1-(코팅층 표준편차)/코팅층 평균 두께] X 100
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기산은 시트르산 (Citric acid), 말산 (Malic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 및 석신산 (Succinic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 코팅방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계는 슬롯다이를 포함하는 도포기를 사용하며, 상기 슬롯다이의 슬롯간격은 상기 코팅층 두께의 40 내지 80배인 코팅방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화텅스텐 (WO3), 산화몰리브덴 (MoO3), ATO (antimony Tin Oxide), AZO (Aluminium Zinc Oxide) 및 ITO (Indium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 코팅방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항균/항곰팡이성 물질은 은, 구리, 아연, 은 산화물, 구리 산화물 및 아연 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 코팅방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속산화물: 항균/항곰팡이성 물질의 평균 직경비가 1: 0.02 내지 1: 1인 코팅방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화텅스텐이며, 상기 항균/항곰팡이성 물질은 은이고, 상기 유기산은 시트르산인 것인 코팅방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코팅액은 바인더를 더 포함하는 코팅방법.
  9. 제1항 내지 제8항에서 선택되는 어느 한 항의 방법에 따라 코팅된 항균 유리.
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