KR20140125448A - 태양광 반사판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성(耐砂性) 및 내후성(耐候性)이 뛰어난 태양광 반사판을 제공하는 것이다. 본 발명의 태양광 반사판은, 기판과, 상기 기판 위에 마련되는 반사층과, 상기 반사층 위에 마련되는 보호층을 갖는 태양광 반사판에 있어서, 상기 보호층이, 규소 및 유기물을 함유하고, 규소를 SiO₂환산으로, 10∼60질량% 포함하며, 규소에 화학결합되어 있는 산소의 수가 평균으로 1.5∼3.2인 태양광 반사판이다.

Description

태양광 반사판{SOLAR REFLECTOR PLATE}

본 발명은, 태양열 발전에 알맞게 이용되는 태양광 반사판에 관한 것이다.

종래, 광학적 반사 거울로서, 평활성이 뛰어난 유리 기판의 표면 또는 이면에 알루미늄이나 은 등의 금속 박막을 증착한 것이 사용되고 있었다.

금속 박막을 유리 기판의 표면에 증착한 경우, 비교적 높은 반사율을 얻을 수 있지만, 태양열 발전의 반사판(태양광 반사판)로서 사용하는 경우에는, 필연적으로 옥외에서 사용하게 되기 때문에, 내사성(耐砂性), 내후성(耐候性), 내충격성, 경량화 등과 같은 많은 과제가 있었다.

이러한 과제에 대해, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 「금속판(알루미늄이나 스테인리스 스틸 등)의 표면에, 반사성을 가진 금속(알루미늄, 은 등) 증착막을 형성하고, 금속 증착막의 외표면을 투명한 무기물질(SiO, SiO₂ 등)로 된 보호막으로 피복한 반사형 집열판」이 제안되어 있다(특허청구범위 1, 3페이지 왼쪽란 4∼23행).

또한, 특허문헌 2에는, 「알루미늄, 강판, 스테인리스 등의 금속, 합금 또는 플라스틱 등의 적당한 재료로 형성된 기재(基材)(4), 이 기재(4) 위에 피착된 알루미늄, 은 등으로 형성된 금속 반사막(5), 이 금속 반사막(5)의 표면에 피착된 예를 들면 SiO, SiO₂와 같은 유리질 막으로 형성된 투명성 무기질 보호막(6)을 포함해서 형성되어 있는 것」이 제안되어 있다(2페이지 오른쪽 위 란 참조).

또, 특허문헌 3에는, 「반사성 표면을 갖는 금속 기재 위에, 탈알칼리 금속 규산염으로 이루어지는 피막과 그 피막 위에 직접 겹쳐서 피착되는 수지 피막을 형성요소로 하는 적층 형상 보호 피막을 마련한 반사체」가 제안되어 있다(특허청구범위 1).

특허문헌 1 : 일본 특공 소62-57904호 공보 특허문헌 2 : 일본 특개 소57-4003호 공보 특허문헌 3 : 일본 특개 소57-125901호 공보

본 발명자들은, 특허문헌 1∼3에 기재된 반사판에 대해 검토한바, 이하와 같은 과제가 있다는 것을 알아냈다.

즉, 특허문헌 1 및 2에 기재된 반사판은, 무기 주체(主體)의 피막을 갖고 있기 때문에 내후성에는 뛰어나지만, 사막지대 등 모래먼지가 날아오는 지대에 배치되는 경우가 많은 태양광 반사판으로 사용하면, 날아오는 모래에 대한 내사성이 불충분한 것을 알 수 있었다.

또한, 특허문헌 3에 기재된 반사판은, 가장 표층이 수지 피막이기 때문에, 내사성이 크게 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다.

그래서 본 발명은, 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성 및 내후성이 뛰어난 태양광 반사판을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 규소 및 유기물을 함유하는 특정 보호층을 형성하는 것에 의해, 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성 및 내후성이 뛰어난 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은, 이하의 (1)∼(5)를 제공한다.

(1) 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성되는 보호층을 갖는 태양광 반사판에 있어서,

상기 보호층이, 규소 및 유기물을 함유하고, 규소를 SiO₂환산으로 10∼60질량% 포함하며, 규소에 화학결합되어 있는 산소의 수가 평균으로 1.5∼3.2인 태양광 반사판.

(2) 상기 보호층의 탄성률이 0.1∼15㎬인 상기 (1)에 기재된 태양광 반사판.

(3) 상기 반사층이 알루미늄 및/또는 은을 함유하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 태양광 반사판.

(4) 상기 반사층과 상기 보호층 사이에, 실란 커플링제, 티타늄 커플링제, 지르코늄 커플링제 및 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 중간층을 갖는 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 태양광 반사판.

(5) 상기 기판과 상기 반사층 사이에, 유기 재료 및/또는 무기 재료로 구성되는 베이스층(下地層)을 적어도 1층 갖는 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 태양광 반사판.

본 발명에 따르면, 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성 및 내후성이 뛰어난 태양광 반사판을 제공할 수 있다.

[도 1] 태양광 반사판의 실시형태의 일 예를 나타내는 모식적인 단면도이다.

본 발명의 태양광 반사판은, 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성되는 보호층을 갖는 태양광 반사판에 있어서, 상기 보호층이, 규소 및 유기물을 함유하고, 규소를 SiO₂환산으로 10∼60질량% 포함하며, 규소에 화학결합되어 있는 산소의 수가 평균으로 1.5∼3.2가 되는 태양광 반사판이다.

다음으로, 본 발명의 태양광 반사판의 전체 구성에 대해, 도면을 이용하여 설명한다.

도 1 (A)∼(C)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 태양광 반사판(10)은, 기판(1)과, 기판(1) 위에 형성되는 반사층(2)과, 반사층(2) 위에 형성되는 보호층(3)을 갖는다.

또한, 도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 태양광 반사판(10)은, 반사층(2)과 보호층(3) 사이에, 중간층(4)을 갖고 있어도 된다.

또, 도 1 (C)에 나타내는 바와 같이, 기판(1)과 반사층(2) 사이에, 베이스층(5)을 갖고 있어도 된다.

또한, 도 1에 나타내는 태양광 반사판(10)은 평면 형상으로 된 것이지만, 본 발명의 태양광 반사판은, 평면 형상으로 한정되지 않고, 트로프 모양(홈 모양), 포물선 모양으로 만곡된 형상이어도 된다.

다음으로, 본 발명의 태양광 반사판의 각 구성에 대해, 재료와 형성 방법 등을 설명한다.

<기판>

본 발명의 태양광 반사판이 구비하는 기판은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 강판, 플라스틱판, 세라믹판, 유리판 등과 같은 기판을 사용할 수 있다.

이들 중, 알맞게 사용할 수 있는 강판으로서는, 통상의 강판이면 특별히 한정되지 않지만, 이면과 전단면의 내식성이 뛰어나다는 이유에서 스테인리스 강판이 바람직하며, 경제성 관점과 도장 등에 의해 내식성을 개선할 수 있다는 이유에서 냉연 강판이나 아연 등의 도금 강판이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 기판의 표면은, 후술하는 반사층 및 보호층의 표면 조도(粗度)를 낮추는 관점으로부터, 평활한 것이 바람직하다.

상기 기판 표면의 평활화는, 압연, 스킨 패스(skin pass), 페이퍼 연마, 전해 연마, 전해 복합 연마 등과 같은 연마에 의한 평활화와, 상기 기판 표면에, 유기물 및/또는 무기물의 도장을 실시하는 방법, 평활 필름을 접착제 등으로 라미네이트하는 방법, 평활 필름을 열 라미네이트로 붙이는 방법 등에 의해 평활화해도 된다.

또한, 본 발명에서, 상기 기판의 판 두께는, 만곡 가공을 용이하게 하는 관점에서, 10㎜ 이하인 것이 바람직하고, 특히 만곡 가공의 시공성 관점에서, 6㎜ 이하인 것이 더 바람직하다.

<반사층>

본 발명의 태양광 반사판이 구비하는 반사층은, 금속을 함유하는 반사층이면 특별히 한정되지 않는다.

상기 금속으로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 반사율이 높은 알루미늄(Al), 은(Ag) 등을 들 수 있으며, 경제적인 관점에서, Al이 바람직하다.

상기 반사층에 있어서의 금속 함유량은, 반사율 향상의 관점에서, 50질량% 이상이 바람직하며, 80질량% 이상이 더 바람직하고, 90질량% 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명에서, 상기 반사층을 상기 기판(후술하는 베이스층을 갖는 경우는 베이스층)에 피착시키는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 증착법, 스퍼터링법, 전기 도금법, 용융 도금법, 무전해 도금법 등과 같은 방법을 적용할 수 있다.

여기서, 증착법 또는 스퍼터링법을 적용한 경우, 상기 반사층의 막 두께는, 반사율 향상 및 균일성 관점에서, 0.001∼0.5㎛인 것이 바람직하며, 0.01∼0.2㎛인 것이 더 바람직하다.

또한, 전기 도금법 또는 용융 도금법을 적용한 경우, 상기 반사층의 막 두께는, 5∼200㎛ 정도가 되지만, 반사율 향상의 관점에서, 압연, 스킨 패스, 연마 등에 의해 도금의 표면 조도를 낮추는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 상기 반사층으로서, Al이나 Ag 등의 금속을 증착 또는 스퍼터링한 필름이나 유리 시트를 이용할 수 있다. 또, 이러한 형태에서, 상기 반사층은 상기 기판에 대해 접착제나 열 라미네이트에 의해 붙일 수 있다.

상기 필름으로서는, 구체적으로는, 예를 들면, PET 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리비닐알코올 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 에틸렌아세트산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 필름, 나일론 필름, 아이오노머 필름, 실리콘 필름 등과 같은 수지 주체의 필름 등을 들 수 있다.

여기서, 상기 필름의 표면 조도는 특별히 한정되지 않지만, 반사율 향상의 관점에서 작은 쪽이 바람직하며, 구체적으로는, 산술평균 조도(Ra)로 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.02㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 상기 기판의 표면 조도의 영향을 억제하고, 반사율을 향상시키는 관점에서 1㎛ 이상인 것이 바람직하며, 5㎛ 이상인 것이 더 바람직하다. 마찬가지로, 상기 필름의 두께는, 경제적인 관점에서, 5000㎛ 이하인 것이 바람직하며, 500㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.

한편, 유리 시트는 특별히 한정되지 않지만, 그 표면 조도로서는, Ra로 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.02㎛ 이하인 것이 더 바람직다.

또한, 유리 시트의 두께도 특별히 한정되지 않지만, 만곡 가공을 용이하게 하는 관점에서, 50∼1000㎛인 것이 바람직하며, 100∼500㎛인 것이 더 바람직하다.

<보호층>

본 발명의 태양광 반사판이 구비하는 보호층은, 규소(Si) 및 유기물을 함유한 특정 보호층이다.

여기서, 보호층으로서 무기물 주체의 유리질 피막을 이용하면, 단단한 소재이기 때문에 손상되기 어렵다고 생각되었지만, 재료로서는 취약하기 때문에, 날아오는 모래에 의한 미세한 손상에 대해서는 오히려 약하여, 투명성이 저하하기 쉬운 것을 알 수 있었다.

또한, 보호층으로서 실리콘 고무나 실리콘 레진을 사용하면, 부드러운 소재이기 때문에 손상이 생기기 쉬워, 내사성이 뒤떨어지는 것이었다.

그래서 본 발명자들이 예의 연구한 결과, Si와 유기물을 함유하고, Si의 함유량(이하, 「Si함유량」이라고도 한다.)이 특정 값이 되고, 또, Si에 결합하는 산소(O)의 수(이하, 「Si결합산소수」라고도 한다.)가 특정 값이 되는 보호층이, 상기 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성 및 내후성을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알아냈다.

(Si함유량)

상기 보호층에 있어서의 Si의 함유량은, SiO₂환산으로 10∼60질량%이며, 15∼50질량%인 것이 바람직하고, 20∼40질량%인 것이 더 바람직하다.

Si함유량이 상기 범위이면, 내사성 및 내후성이 양호해진다. 이것은, Si에 유래하는 경도와 유기물에 유래하는 유연성의 밸런스가 뛰어나기 때문이라고 생각된다.

여기서, 보호층에 있어서의 Si함유량은, 형광 X선 분석법과 ICP-AES법으로 정량(定量)할 수 있다. 또, ICP-AES법에서는, 보호층을 박리 또는 연삭하여 분석하는 방법이 가능한데, 표층으로부터 깊이가 50% 정도 이상까지의 부위를 분석하여 대표로 해도 된다. 또한, 보호층이 박막인 경우, 반사층과 기판이 분석 시료에 혼입하는 경우가 있지만, 이들(혼입된 반사층과 기판)을 분석으로 정량하여, 뺌으로써, 보호층의 Si함유량을 정량할 수 있다.

본 발명에서, Si 및 유기물의 분산(혼합) 상태는, 바다 섬(海島) 구조가 될 가능성이 있는데, 섬에 상당하는 부분을 Si 및 유기물 중 어느 쪽이 형성하고 있어도 된다.

또한, 내사성이 더 양호해지는 이유에서, Si 및 유기물의 분산 상태는, 섬에 상당하는 부분이 미세한 편이 바람직하며, 구체적으로는, 해당 부분의 직경이 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 더 바람직하다.

또, 투명성이 높아지는 이유에서, Si 및 유기물은, 분자 레벨로 화학결합한 복합체나 하이브리드체인 것이 바람직하다.

(Si결합산소수)

상기 보호층에 있어서의 Si결합산소수는, 평균으로 1.5∼3.2이며, 1.7∼2.7인 것이 바람직하다.

Si결합산소수가 상기 범위이면, 내사성 및 내후성이 양호해진다. 이것은, 가교가 알맞게 진행하여, 적당한 분자 구조로 되어 있기 때문이라고 생각된다.

여기서, 1개의 Si원자에 화학결합되어 있는 산소의 평균 수는, 고체 NMR (Dipolar Decoupling법)로 확인한 값을 말하며, 예를 들면, 니혼덴시제(日本電子製)의 JNM-ECA 시리즈를 이용하여 측정할 수 있다.

이러한 보호층으로서는, 예를 들면, 알콕시시릴기나 실라놀기 등을 포함하는 실란 화합물을 가교(경화)시켜, 실록산 결합을 생성시킨 실리콘계 화합물(실리콘계 수지)을 이용할 수 있다.

상기 실란 화합물로서는, 예컨대 1관능성의 R₃Si(OR)₁, 2관능성의 R₂Si(OR)₂, 3관능성의 R₁Si(OR)₃, 4관능성의 Si(OR)₄(각 식 중, R은 수소 원자 또는 유기기를 나타낸다.)을 들 수 있고, 각 관능기 수의 실란 화합물을 적절히 조합하여 이용하는 것에 의해, 상술한 Si결합산소수를 조정할 수 있다.

상기 보호층으로서의 실리콘계 수지의 원료(실란 화합물)로서는, 구체적으로는, 예를 들면,

테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 등과 같은 테트라알콕시실란류;

메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시시릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등과 같은 트리알콕시실란류;

디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란 등과 같은 디알콕시실란류;

메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 페닐트리클로로실란, 트리메틸시릴클로라이드, 트리에틸시릴클로라이드 등과 같은 클로로실란류;

헥사메틸디실라잔 등과 같은 실라잔류; 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 보호층에 있어서의 유기물은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 상술한 실란 화합물이 갖는 관능기(예를 들면, 알킬기, 페닐기, 에폭시기, 비닐기, 메타크릴로일기, 아크릴로일기 등)에 유래하는 것이어도 되지만, Si함유량을 조정한다는 관점에서, 가교 전의 실란 화합물 또는 가교 후의 실리콘계 수지와 함께 혼합 또는 복합화시키는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 올레핀계 수지 등이어도 된다.

또, 유기물로서, 이러한 수지를 사용하는 경우는, 필요에 따라, 가열 내지 자외선에 의해 경화시킬 수 있다.

상기 보호층에 있어서의 유기물의 다른 예로서는, 미끄럼성 등의 핸들링성 향상과 피막 경도 향상의 관점에서, 유기 필러, 수지 안정제 등을 들 수 있다.

상기 유기 필러로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이들을 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 수지 안정제로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 힌더드 아민계 광안정제; 벤조트리아졸계 자외선 흡수제; 페놀계, 인계, 황계의 산화방지제; 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 보호층은, Si 및 유기물 이외의 다른 성분을 함유하고 있어도 되고, 예를 들면, 미끄럼성 등의 핸들링성 향상과 피막 경도 향상의 관점에서, 무기 필러를 함유하고 있어도 된다.

상기 무기 필러로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 산화티타늄, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 알루미나, 산화마그네슘, 산화아연, 황산바륨, 인산칼슘 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

또, Si 및 유기물 이외의 다른 성분을 함유하는 경우, 그 함유량은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위라면 특별히 한정되지 않지만, 보호층 내에 15질량% 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 보호층의 탄성률은, 내사성이 더 양호해지는 이유에서, 0.10∼15㎬인 것이 바람직하며, 0.5∼10㎬인 것이 더 바람직하다.

여기서, 탄성률은, 예를 들면, 피셔 인스투르먼츠사제의 피코덴터 HM500을 사용하여 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 보호층의 표면 형상은 특히 한정되지 않지만, 집광률 관점에서, 평활한 것이 바람직하다.

상기 보호층의 표면 조도는, 확산하는 반사 성분이 줄어, 정반사율을 더 높게 유지할 수 있다는 이유에서, 산술평균 조도(Ra)로 0.10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또, Ra는, JIS B0601(2001)에 따라 측정할 수 있다.

여기서, 상기 보호층의 표면 조도는, 상기 기판과 상기 반사층의 표면 형상을 제어함으로써, 어느 정도 조정하는 것이 가능하기 때문에, 상기 보호층의 표면 조도를 낮추기 위해서는, 상기 기판이나 상기 반사층의 표면 조도를 낮게 해 두는 것이 유효하다.

또한, 상기 보호층의 표면 조도는, 상기 보호층을 형성하는 도포액을 저점도로 하는 것과, 경화까지의 시간을 길게 하는 등의 방법으로도 조정할 수 있다.

또, 아세톤, 톨루엔, 에틸에테르, 메틸셀로솔브, 셀로솔브, 부틸셀로솔브(에틸렌글리콜모노부틸에테르), 에탄올, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜1-모노메틸에테르2-아세테이트, 물과 같은 용제로 희석 도장하는 방법도 유효하다. 또, 그때의 고형분 농도로서는, 0.5∼50질량% 정도인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에서, 상기 보호층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 반사율과 보호의 밸런스로부터, 0.01∼20㎛인 것이 바람직하고, 0.01∼10㎛인 것이 더 바람직하며, 0.1∼5㎛인 것이 특히 바람직하다.

<중간층>

본 발명의 태양광 반사판은, 상기 보호층의 밀착성을 개선하고, 내후성이 더 양호해지는 이유에서, 상기 반사층과 상기 보호층 사이에 중간층을 마련하는 것이 바람직하다.

상기 중간층은, 실란 커플링제, 티타늄 커플링제, 지르코늄 커플링제 및 유기 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이다.

또한, 상기 중간층의 막 두께는, 실란 커플링제, 티타늄 커플링제, 지르코늄 커플링제를 이용한 경우에는 단분자층 레벨(몇 옹스트롬)∼0.5㎛ 정도가 바람직하며, 유기 수지를 이용한 경우에는 0.1∼5㎛ 정도가 바람직하다.

상기 실란 커플링제로서는, 예를 들면, 비닐기, 에폭시기, 스티릴기, 메타크릴로일기, 아크릴로일기, 아미노기, 우레이드기, 메르캅토기, 설파이드기, 이소시아네이트기 등의 관능기를 갖는 알콕시실란을 들 수 있다.

상기 티타늄 커플링제로서는, 예를 들면, 티타늄테트라이소프로폭시드, 티타늄테트라노르말부톡시드, 티타늄부톡시드2량체, 티타늄테트라-2-에틸헥소시드 등을 들 수 있다.

상기 지르코늄 커플링제로서는, 예를 들면, 초산지르코늄, 탄산지르코늄암모늄, 불화지르코늄 등을 들 수 있다.

이들 중, 상기 보호층과의 적합성이 양호해지고, 내후성이 개선되며, 상기 반사층이 뛰어난 반사율을 더 높게 유지할 수 있다는 이유에서, 실란 커플링제인 것이 바람직하다.

또, 상기 중간층으로서 실란 커플링제를 이용한 경우에, 상기 중간층은 상기 보호층의 일부로 간주해도 되고, 실란 커플링제의 SiO₂환산량은 상기 보호층의 Si함유량에 더해질 수 있다.

한편, 유기 수지로서는, 예를 들면, 투명성 및 내광성(耐光性)이 뛰어난 염화비닐 수지, 염화비닐아세테이트 수지, 아크릴 수지, 변성 올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등을 적용할 수 있다.

<베이스층>

본 발명의 태양광 반사판은, 반사층의 평활성을 개선하고, 반사율을 향상시킨다는 이유에서, 상기 기판과 상기 반사층 사이에, 유기 재료 및/또는 무기 재료로 구성되는 베이스층을 적어도 1층 마련하는 것이 바람직하다.

상기 유기 재료로 구성되는 베이스층으로서는, 구체적으로는, 예를 들면, PET 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리비닐알코올 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 에틸렌아세트산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 필름, 나일론 필름, 아이오노머 필름, 실리콘 필름 등과 같은 수지 주체의 필름 등을 들 수 있다.

상기 무기 재료로 구성되는 베이스층으로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 유리 시트, 유리 코트; 니켈이나 아연 등의 금속 도금; 등을 들 수 있다.

실시예

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1∼71, 비교예 1∼16]

아래 표 1∼표 3에 나타내는 기판에 대해, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 베이스층, 반사층, 중간층 및 보호층을 이하에 나타내는 방법에 따라 형성하여, 태양광 반사판을 제작했다.

또, 아래 표 1∼표 3 중, 「-」로 나타내는 개소는, 해당 항목을 두고 있지 않은(처리하고 있지 않은) 것을 나타낸다. 또한, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 기판은, 구체적으로는 이하의 기판을 사용하며, 기판으로서 스테인리스 강판, 냉연 강판, 용융 아연도금 강판, 전기 아연도금 강판 중 어느 것을 이용한 경우는, 반사층을 형성하는 기판 표면에, 스킨 패스 마무리를 행하였다.

(기판)

ㆍ 스테인리스 강판 : SUS430 (판 두께 0.1㎜)

ㆍ 냉연 강판 : SPCC (판 두께 0.35㎜)

ㆍ 플라스틱 기판 : 염화비닐 (판 두께 5㎜)

ㆍ 세라믹 기판 : 섬유강화 시멘트판[플렉시블 보드 (판 두께 5㎜, 미츠비시마테리아루사제)]

ㆍ 유리 기판 : 플로트 판 유리 (판 두께 5㎜, 아사히글라스사제)

ㆍ 용융 아연도금 강판 (판 두께 0.30㎜, 양면 도금, 한쪽 면당 도금 부착량:100g/㎡)

ㆍ 전기 아연도금 강판 (판 두께 0.45㎜, 양면 도금, 한쪽 면당 도금 부착량:20g/㎡)

(베이스층)

베이스층은, 기판에 대해 접착제를 사용하여 붙여서 형성시켰다.

여기서, 베이스층의 PET 필름으로서는, 산술평균 조도(Ra)가 0.1㎛이고, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 두께(아래 표 1∼표 3에 기재가 없는 것은 두께 50㎛)의 것을 사용했다.

또한, 실시예 50에서 사용한 베이스층의 유리 시트로서는, 아사히글라스사제의 AN100(판 두께 0.5㎜)을 사용했다.

또한, 실시예 54에서 사용한 베이스층의 유리 코트로서는, 저온 씰용 분말 유리(BAS115, 아사히글라스사제)를 500℃에서 30분 소성하여, 100㎛ 두께로 한 것을 사용했다.

(반사층)

반사층은, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 Al 또는 Ag를 베이스층 위에 증착에 의해 성막시켰다. 또, 실시예 60에 대해서는, 용융된 Al을 100㎛ 두께가 되도록 베이스층 위에 도금한 후, 거울 연마를 행하여, 80㎛ 두께로 하는 것에 의해 형성시켰다.

여기서, 반사층의 두께는, 아래 표 1∼표 3에 기재가 없는 것은 0.1㎛였다.

(중간층)

중간층은, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 실란 커플링제 등을 용해시킨 0.5질량% 수용액을 반사층 위에 10g/㎡ 도포하여, 110℃에서 5분간 건조해서 형성시켰다. 또, 각 중간층의 두께는 아래 표 1∼표 3에 나타내는 바와 같다.

여기서, 실란 커플링제로서는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하고, 티타늄 커플링제로서는 티타늄테트라이소프로폭시드를 사용하고, 지르코늄 커플링제로서는 탄산지르코늄암모늄을 사용했다.

또, #을 붙인 실란 커플링제에 대해서는, 3-아미노프로필트리메톡시실란을 사용했다.

(보호층)

보호층은, 아래 표 4에 나타내는 배합제 및 아래 표 5에 나타내는 경화제를 아래 표 1∼표 3에 나타내는 질량 비율이 되도록 용매(에틸렌글리콜모노부틸에테르)에 혼합한 도포액(고형분 농도 10질량%)을 반사층(중간층을 마련한 경우는 중간층) 위에 바 코터(bar coater)를 사용하여 도포하고, 아래 표 1∼표 3에 나타내는 경화 조건으로 가열 건조하여 형성시켰다. 또, 비교예 10∼14에 대해서는, 아래 표 4에 나타내는 배합제 및 아래 표 5에 나타내는 경화제를 쓰지 않고, 아래 표 1에 나타내는 실리콘 고무(RTV고무 KE-1842, 경화 조건:120℃×1hr, 두께 1㎛, 신에츠가가쿠고교사제), 실리콘 레진(KR-300, 경화 조건:250℃×1hr, 두께 1㎛, 신에츠가가쿠고교사제), SiO₂증착막, 붕규산유리, 금속규산염(리튬실리케이트 LSS45, 닛산가가쿠고교제)을 이용하여, 보호층을 형성시켰다.

여기서, 형성한 보호층에 관해, Si함유량(SiO₂환산)은, 보호층을 박리 또는 표층으로부터 긁어내어, 알칼리 융해(融解)/ICP-AES법으로 정량했다. Si결합산소수는, 고체 NMR(JNM-ECA 시리즈, 니혼덴시제)의 케미컬 시프트(chemical shift)로부터 산출했다. 이들 결과를 탄성률, 두께 및 산술평균 조도(Ra)의 측정 결과와 함께 아래 표 1∼표 3에 나타낸다.

제작한 각 태양광 반사판에 대해, 이하에 나타내는 평가 방법에 따라 반사율, 내사성 및 내후성을 평가했다. 이들 결과를 아래 표 1∼표 3에 나타낸다.

<반사율>

분광 광도계(UV-3100PC, 시마즈세이사쿠쇼사제)를 사용하여, 파장 300∼2500㎚에서의 정반사율을 측정하고, JIS K5602(2008)에 의거하여 중가계수(weighting coefficient)를 곱한 일조 반사율로서 평가했다. 70% 이상을 합격으로 했다.

<내사성>

JIS H8503(1989)에 의거하여, 시험면에 탄화규소를 2㎏ 낙하시킨 경우의 정반사율의 저하율로 평가했다.

(판정 기준)

◎ : 5% 이하 (합격)

○ : 5% 초과∼10% 이하 (합격)

△ : 10 초과∼30% 이하 (불합격)

× : 30% 초과 (불합격)

<내후성>

JIS D0205(1987)에 의거하여, 선샤인 웨더 테스트를 1000시간 행한 경우의 정반사율의 저하율로 평가했다.

(판정 기준)

◎ : 5% 이하 (합격)

○ : 5% 초과∼10% 이하 (합격)

△ : 10 초과∼30% 이하 (불합격)

× : 30% 초과 (불합격)

표 1∼표 3에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, Si함유량(SiO₂환산) 및 Si결합산소수 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 소정 범위 밖인 보호층을 사용하면, 반사율을 높게 유지할 수 있지만, 내사성 및 내후성이 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 1∼14).

한편, Si함유량(SiO₂환산) 및 Si결합산소수 모두 소정 범위 안이 되는 보호층을 사용하면, 반사층이 뛰어난 반사율을 유지하고, 내사성 및 내후성도 양호해지는 것을 알 수 있었다(실시예 1∼71).

특히, 기판으로서 스테인리스 강판, 냉연 강판, 용융 아연도금 강판 또는 전기 아연도금 강판을 사용하고, 반사층과 보호층 사이에 중간층을 마련한 실시예 14∼21, 24∼31, 33∼47, 49∼50, 61∼71로 제작한 태양광 반사판은, 내사성 및 내후성(특히 내후성)이 더 향상하는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.

1 기판
2 반사층
3 보호층
4 중간층
5 베이스층
10 태양광 반사판

Claims (5)

1. 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성되는 보호층을 갖는 태양광 반사판에 있어서,
   상기 보호층이, 규소 및 유기물을 함유하고, 규소를 SiO₂환산으로 10∼60질량% 포함하며, 규소에 화학결합되어 있는 산소의 수가 평균으로 1.5∼3.2인 태양광 반사판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보호층의 탄성률이, 0.1∼15㎬인 태양광 반사판.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 반사층이, 알루미늄 및/또는 은을 함유하는 태양광 반사판.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반사층과 상기 보호층 사이에, 실란 커플링제, 티타늄 커플링제, 지르코늄 커플링제 및 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 중간층을 갖는 태양광 반사판.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판과 상기 반사층 사이에, 유기 재료 및/또는 무기 재료로 구성되는 베이스층(下地層)을 적어도 1층 갖는 태양광 반사판.

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