KR20240019407A - 열선 반사 투광성 기재 및 열선 반사창 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함하는 열선 반사 투광성 기재를 제공한다.
Description
본 발명은 열선 반사 투광성 기재 및 열선 반사창에 관한 것이다.
종래부터 유리, 수지 등의 투광성 기재(基材) 상에 열선을 반사시키는 기능을 갖춘 층을 포함하는 열선 반사 투광성 기재가 알려져 있다.
열선 반사 투광성 기재로는, 태양광과 같은 가시광의 일부나 근적외선을 반사함으로써, 실내나 차안 등에 근적외선이 입사하는 것을 억제하여 온도 상승을 억제하는 차열성(遮熱性)을 갖춘 것이 종래부터 검토되어 왔다. 또한, 근래에는 방사율(放射率)을 저감시켜 단열성을 갖춘 열선 반사 투광성 기재에 대해서도 검토가 진행되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 높은 차열성 및 높은 연색성(演色性) 뿐 아니라 내구성이 우수한 적층막 포함 투명 기판의 제공을 목적으로 하여, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 투명 도전층과 막두께가 10㎚를 초과하는 질소 함유 광 흡수층이 적층된 적층막을 가지는 적층막 포함 투명 기판이 개시되어 있다.
그런데, 열선 반사 투광성 기재는, 그 기능상, 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서, 또는 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여서 사용되므로, 사람의 손이나 물체에 닿는 경우가 많다. 그러므로, 사람의 손이나 물체 등이 열선 반사 투광성 기재의 표면에 대해 압력을 가한 상태에서 마찰을 일으키며 이동하는 경우에도, 열선 반사 투광성 기재를 구성하는 투명 도전층과 같은 기능층에 박리나 흠집 등이 생겨 기능이 저하되거나 외관이 손상되는 것을 방지할 것이 요구되고 있다. 즉, 내찰상성이 우수한 열선 반사 투광성 기재가 요구되고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 적층막 포함 투명 기판에서는 내찰성성에 대해서는 충분히 검토되지 않았다.
이에, 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 일 측면에서는, 내찰성이 우수한 열선 반사 투광성 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함하는 열선 반사 투광성 기재를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 내찰상성이 우수한 열선 반사 투광성 기재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 일 구성예의 열선 반사 투광성 기재의 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 반사 투광성 기재의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 반사 투광성 기재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 일 구성예의 열선 반사창의 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 반사 투광성 기재의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 반사 투광성 기재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 일 구성예의 열선 반사창의 단면도이다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시형태(이하, "본 실시형태")에 대해 상세하게 설명하나, 본 실시형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
[열선 반사 투광성 기재]
이하에서, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 투광성 기재와, 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 하드 코팅층과, 하드 코팅층 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함한다.
본 발명의 발명자는, 방사율을 저감시켜 단열성을 갖춘 열선 반사 투광성 기재에 대해, 내마찰성이 우수한 열선 반사 투광성 기재로 하기 위해서 면밀하게 검토하였다.
그 결과, 우선, 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함함으로써, 단열성을 갖춘 열선 반사 투광성 기재로 할 수 있다는 발견에 이르렀다. 이것은, 투명 도전성 산화물층에 포함되는 투명 도전성 산화물이 가지는 캐리어를 이용하여 원적외선을 반사할 수 있기 때문이라고 생각된다.
다만, 투광성 기재 상에 투명 도전성 산화물층을 배치하는 것만으로는, 예를 들어, 손이나 물체를 투명 도전성 산화물층에 대해 가압한 상태에서 마찰을 일으키며 이동 등을 시킨 경우에, 투명 도전성 산화물층이 변형되어 투명 도전성 산화물층에 흠집, 박리 등이 발생하는 경우가 있었다. 투명 도전성 산화물층에 흠집이나 박리 등이 발생하면, 투명 도전성 산화물층의 기능이 저하되거나 외관이 손상하는 경우가 있다.
그리하여, 투광성 기재 상에 하드 코팅층을 배치함으로써, 투명 도전성 산화물층에 가압, 마찰 등이 가해진 경우에도 투명 도전성 산화물층의 변형을 저감시키고 흠집, 박리 등의 발생을 억제할 수 있다는 점, 즉, 내찰상성을 향상시킬 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
여기에서, 도 1에 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재의 구성예를 나타낸다. 도 1은 본 실시형태 열선 반사 투광성 기재의 투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층의 적층 방향에 평행한 면에서의 단면도를 모식적으로 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재(10)는, 투광성 기재(11)의 한쪽면 상에, 하드 코팅층(12)과, 하드 코팅층(12) 상에 배치된 투명 도전성 산화물층(13)을 적층한 구조를 가질 수 있다. 이하에서 각 층에 대해 설명한다.
투광성 기재(11)로는, 바람직하게는, 가시광을 투과시킬 수 있는 각종 투광성 기재를 사용할 수 있다. 투광성 기재(11)로는, 보다 바람직하게는, 가시광 투과율이 10% 이상인 것을 사용할 수 있다. 한편, 본 명세서에 있어, 가시광 투과율은 JIS A5759-2008(건축창 유리 필름)에 준하여 측정된다.
투광성 기재(11)로는, 바람직하게는, 유리판, 투광성 수지 기재 등을 사용할 수 있다. 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 하드 코팅층을 구비함으로써, 투명 도전성 산화물층의 변형을 억제하고 내찰상성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 투광성 기재가 투광성 수지 기재와 같이 특히 변형되기 쉬운 경우에는, 그 효과를 특히 더 발휘할 수 있다. 그러므로, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재의 투광성 기재는 투광성 수지 기재이면 보다 바람직하다.
투광성 수지 기재의 재료로는, 전술한 바와 같이 바람직하게는 가시광을 투과시킬 수 있는 재료이면 사용할 수 있으나, 투광성 기재(11) 상에 각 층을 형성할 때와 같은 경우에 가열 처리 등을 하는 경우가 있으므로, 바람직하게는 내열성을 가지는 수지를 사용할 수 있다. 투광성 수지 기재를 구성하는 수지 재료로는, 바람직하게는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 등에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 예를 들어, 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서 창틀 등에 끼워서 사용할 수도 있고, 또한 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여맞추어 사용할 수도 있다. 따라서, 투광성 기재(11)는 용도 등에 따라 그 두께, 재료 등을 선택할 수 있다. 투광성 기재(11)의 두께는, 예를 들어, 10㎛ 이상 10㎜ 이하로 할 수 있다.
예를 들어, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재를 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서 사용하는 경우에는, 투광성 기재(11)가 충분한 강도를 가지도록 그 두께, 재료 등을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재를 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여맞추어 사용하는 경우에는, 열선 반사 기판의 생산성을 높이며 창문 등의 투광성 기재에 붙여맞추기 편하도록, 투광성 기재(11)가 가요성을 가지도록 두께, 재료 등을 선택하는 것이 바람직하다. 가요성을 가지는 투광성 기재로 하는 경우, 투광성 기재로는 투광성 수지 기재가 필요에 따라 적절히 사용된다. 가요성을 가지는 투광성 기재로서 투광성 수지 기재를 사용하는 경우, 그 두께는 10㎛ 이상 300㎛ 이하 정도의 범위가 필요에 따라 적절하다.
한편, 투광성 기재(11)는 1개의 투광성 기재로 구성될 수도 있으나, 예를 들어, 2개 이상의 투광성 기재를 붙여 맞추는 식으로 해서 조합하여 사용하는 경우에는, 두께의 합계가, 예를 들어, 전술한 투광성 기재의 필요에 따라 적절한 두께의 범위를 충족하는 것이 바람직하다.
하드 코팅층(12)은 투명 도전성 산화물층(13)을 지지하여, 가압 등을 받는 경우에 투명 도전성 산화물층(13)이 변형하는 것을 억제할 수 있다.
하드 코팅층(12)은, 예를 들어, 수지를 사용하여 형성할 수 있어서 수지 하드 코팅층으로 할 수 있다. 하드 코팅층의 재료는 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 등에서 선택된 1종류 이상의 수지를 사용할 수 있다.
또한, 하드 코팅층에 무기 입자를 함유시킴으로써, 하드 코팅층과 투명 도전층의 밀착성 향상을 기대할 수 있다. 무기 입자의 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 지르코니아 등에서 선택된 1종류 이상의 무기 입자를 사용할 수 있다.
하드 코팅층(12)은, 예를 들어, 수지를 투광성 기재(11) 등의 한쪽면 상에 도포하고 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
하드 코팅층(12)의 두께는 특별히 한정되지는 않으며, 하드 코팅층(12)의 재료, 요구되는 가시광 투과율, 내찰상성의 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 하드 코팅층(12)은, 예를 들어, 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.7㎛ 이상 5㎛ 이하이면 더 바람직하다.
이것은, 하드 코팅층(12)의 두께를 0.5㎛ 이상으로 함으로써, 충분한 강도를 갖는 하드 코팅층으로 할 수 있어서 투명 도전성 산화물층(13)의 변형을 크게 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 하드 코팅층(12)의 두께를 10㎛ 이하로 함으로써, 하드 코팅층의 수축에 의해 생기는 내부 응력을 억제할 수 있기 때문이다.
투명 도전성 산화물층(13)은 투명 도전성 산화물을 함유하는 층이며, 투명 도전성 산화물로 이루어지는 층으로 할 수도 있다. 본 발명의 발명자의 검토에 의하면, 투명 도전성 산화물이 함유하는 캐리어에 의해 원적외선을 반사시킬 수 있다. 따라서, 투명 도전성 산화물층을 구비함으로써, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재를 단열성이 우수한 열선 반사 투광성 기재로 할 수 있다.
투명 도전성 산화물층이 함유하는 투명 도전성 산화물로는 특별히 한정되지는 않으며, 원적외선을 반사할 수 있는 재료라면, 각종의 투명 도전성 산화물을 사용할 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이, 캐리어에 의해 원적외선을 반사시키는 바, 당해 투명 도전성 산화물로는 예를 들어 주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐과, 안티몬, 인듐, 탄탈, 염소, 불소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화주석과, 인듐, 알루미늄, 주석, 갈륨, 불소, 붕소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화아연에서 선택되는 1종류 이상을 함유하는 것이 바람직하다..
투명 도전성 산화물로는, 주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐이면 보다 바람직하며, 주석, 아연에서 선택된 1종류 이상이 도핑된 산화인듐이면 더 바람직하다.
투명 도전성 산화물층의 두께는, 특별히 한정되지는 않으며, 요구되는 단열성 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 투명 도전성 산화물층의 두께는 30㎚ 이상 500㎚ 이하인 것이 바람직하며, 35㎚ 이상 400㎚ 이하이면 보다 바람직하다.
이것은, 투명 도전성 산화물층의 두께를 30㎚ 이상으로 함으로써, 원적외선을 크게 반사시킬 수 있어서 단열 성능을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 투명 도전성 산화물층의 두께를 500㎚ 이하로 함으로써, 가시광 투과율에 대해서도 충분히 높게 유지할 수 있기 때문이다.
투명 도전성 산화물층의 성막 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는, 예를 들어, 스퍼터링법, 진공 증착법, CVD법, 전자선 증착법 등에서 선택되는 어느 1종류 이상의 드라이 프로세스(건식 처리)에 의한 성막 방법을 사용할 수 있다. 또한, 성막 후 열처리를 하여 결정성을 높여 두는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 이제까지 설명한 투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층에만 한정되지 않고, 임의의 층을 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 하드 코팅층과 투명 도전성 산화물층 사이에 광학 조정층, 가스 배리어층, 밀착 개선층 등과 같은 바탕층을 가질 수 있다. 예를 들어, 광학 조정층에 의해 색감, 투명성 등을 개선할 수 있으며, 가스 배리어층에 의해 투명 도전성 산화물의 결정화 속도를 개선하는 것도 가능하며, 밀착 개선층에 의해 내(耐)층간박리, 내(耐)크랙 등의 내구성 향상을 도모할 수 있다.
바탕층의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않으나, 밀착 개선층이나 가스 배리어층으로서, 예를 들어 알루미나(Al2O3)를 함유하는 층을 들 수 있다. 또한, 광학 조정층으로는, 지르코니아(ZrO2)를 함유하는 층, 중공(中空)의 입자를 함유하는 층 등을 들 수 있다.
예를 들어, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 도 2에 나타낸 열선 반사 투광성 기재(20)와 같이, 투광성 기재(11)에 있어 하드 코팅층(12), 투명 도전성 산화물층(13)을 구비한 한쪽면(11a)의 반대쪽인 다른쪽면(11b) 상에 점착제층(21)을 가질 수도 있다.
본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 앞서 설명한 바와 같이, 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여서 사용할 수도 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 점착제층(21)을 구비함으로써, 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 용이하게 붙일 수 있다.
점착제층의 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 가시광 투과율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 점착제층의 재료로는, 예를 들어, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 아크릴계 폴리머를 주성분으로 하는 아크릴계 점착제는, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성, 응집성, 접착성을 나타내어 내후성, 내열성 등이 우수한 바, 점착제층의 재료로서 필요에 따라 적절하다.
점착제층은, 가시광 투과율이 높고 또한 자외선 투과율이 작은 것이 바람직하다. 점착제층의 자외선 투과율을 작게 함으로써, 태양광 등의 자외선에 기인하는 투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층의 열화를 억제할 수 있다. 점착제층의 자외선 투과율을 작게 한다는 점에서, 점착제층이 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다. 또한, 자외선 흡수제를 함유하는 투광성 기재 등을 사용함에 의해서도, 옥외로부터의 자외선에 기인하는 투명 도전성 산화물층 등의 열화를 억제할 수 있다. 점착제층의 노출면은, 열선 반사 투광성 기재가 실제 사용에 제공될 때까지는, 노출면의 오염 방지 등을 목적으로 박리 종이 등이 임시로 부착되어 덮여 있는 것이 바람직하다. 이로써, 통상적인 취급 상태에서, 점착제층의 노출면이 외부와 접촉함으로 인한 오염을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재를 창틀 등에 끼워 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서 사용하는 경우에는, 다른 투광성 기재에 붙일 필요가 없으므로 점착제층을 갖지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는, 도 3에 나타낸 열선 반사 투광성 기재(30)와 같이, 투명 도전성 산화물층(13) 상에 표면 보호층(31)을 더 구비할 수도 있다. 한편, 열선 반사 투광성 기재(30)는, 투명 도전성 산화물층(13)의 아래에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 하드 코팅층(12), 투광성 기재(11)를 구비할 수 있다.
표면 보호층(31)을 구비함으로써, 투명 도전성 산화물층(13)이 직접 사람의 손 등에 닿는 것을 억제할 수 있으므로, 내찰상성을 크게 향상시킬 수 있다.
표면 보호층의 두께는 5㎚ 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하며, 5㎚ 이상 500㎚이면 보다 바람직하다. 이것은, 표면 보호층의 두께를 5㎚ 이상으로 함으로써 투명 도전성 산화물층(13)을 충분히 보호할 수 있으며 내찰상성을 크게 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 표면 보호층의 두께를 1㎛보다 두껍게 하더라도 효과에 큰 차이는 없으며, 오히려 원적외선 흡수에 의해 방사율이 상승할 우려도 있으므로 1㎛ 이하인 것이 바람직하다.
표면 보호층(31)의 재료로는, 가시광 투과율이 높고 기계적 강도 및 화학적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 투명 도전성 산화물층에 대한 찰상 방지, 화학적 보호 작용 등을 향상시키는 관점에서는, 유기 재료, 무기 재료 등이 바람직하다. 유기 재료로는, 바람직하게는, 예를 들어, 불소계, 아크릴계, 우레탄계, 에스테르계, 에폭시계, 실리콘계, 올레핀계 등의 활성 광선 경화형 또는 열 경화형의 유기 재료, 유기 성분과 무기 성분이 화학 결합된 유기·무기 하이브리드 재료가 사용된다.
또한, 무기 재료로는, 예를 들어, 규소, 알루미늄, 아연, 티탄, 지르코늄, 주석에서 선택되는 적어도 1종류를 주 성분으로 포함하는 투명 산화물, 다이아몬드 라이크 카본(diamond-like carbon) 등을 들 수 있다.
표면 보호층(31)으로서 유기 재료를 사용하는 경우, 당해 유기 재료에는 가교 구조가 도입되는 것이 바람직하다. 가교 구조가 형성됨으로써, 표면 보호층의 기계적 강도 및 화학적 강도가 높아져서 투명 도전성 산화물층 등에 대한 보호 기능이 증대된다. 그 중에서도, 산성기와 중합성 관능기를 동일 분자 내에 가지는 에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조가 도입되는 것이 바람직하다.
산성기와 중합성 관능기를 동일 분자 내에 갖는 에스테르 화합물로는, 인산, 황산, 옥살산, 호박산, 프탈산, 푸말산, 말레산 등의 다가(多價) 산과, 에틸렌성 불포화기, 실라놀기, 에폭시기 등 중합성 관능기 및 수산기를 분자 내에 가지는 화합물과의 에스테르를 들 수 있다. 한편, 당해 에스테르 화합물은 디에스테르, 트리에스테르 등의 다가(多價) 에스테르일 수도 있으나, 다가 산 중 적어도 하나의 산성기는 에스테르화되지 않는 것이 바람직하다.
표면 보호층(31)이 상기 에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조를 갖는 경우, 표면 보호층의 기계적 강도 및 화학적 강도가 향상되며, 표면 보호층(31)과 투명 도전성 산화물층(13) 간 밀착성이 높아져서, 투명 도전성 산화물층의 내구성이 크게 향상된다. 상기 에스테르 화합물 중에서도, 인산과, 중합성 관능기를 가지는 유기산과의 에스테르 화합물(인산에스테르 화합물)이, 투명 도전성 산화물층과의 밀착성이 우수하다. 특히, 인산에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조를 갖는 표면 보호층은 투명 도전성 산화물층과의 밀착성이 우수하다.
표면 보호층(31)의 기계적 강도 및 화학적 강도를 향상시킨다는 점에서, 상기 에스테르 화합물은 중합성 관능기로서 (메타)아크릴로일기를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 가교 구조의 도입을 용이하게 한다는 점에서, 상기 에스테르 화합물은 분자 내에 복수 개의 중합성 관능기를 가질 수도 있다. 상기 에스테르 화합물로는, 예를 들어, 아래의 식(1)로 나타내는 인산모노에스테르 화합물 또는 인산디에스테르 화합물을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 한편, 인산모노에스테르와 인산디에스테르를 병용할 수도 있다.
식에서, X는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, (Y)는 -OCO(CH2)5-기를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, p는 1 또는 2이다.
표면 보호층(31) 내에서 상기 에스테르 화합물에 유래하는 구조의 함유량은 1질량% 이상 20질량% 이하가 바람직하다. 1.5질량% 이상 17.5질량% 이하이면 보다 바람직하며, 2질량% 이상 15질량% 이하이면 더 바람직하며, 2.5질량% 이상 12.5질량% 이하이면 특히 더 바람직하다. 에스테르 화합물 유래 구조의 함유량이 과도하게 적으면, 강도나 밀착성의 향상 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 반면에, 에스테르 화합물 유래 구조의 함유량이 과도하게 많으면, 표면 보호층 형성시의 경화 속도가 줄어들어 경도가 저하하거나 표면 보호층 표면의 미끄럼성이 저하하여 내찰상성이 저하되는 경우가 있다. 표면 보호층 내에서 에스테르 화합물에 유래하는 구조의 함유량은, 표면 보호층 형성시에 조성물 내 상기 에스테르 화합물의 함유량을 조정함으로써 원하는 범위로 할 수 있다.
표면 보호층(31)의 형성 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 표면 보호층은, 예를 들어 유기 재료 또는 유기 재료의 경화성 모노머나 올리고머와 상기 에스테르 화합물을 용제에 용해시켜 용액을 조제하여, 이 용액을 투명 도전성 산화물층(13) 상에 도포하고 용매를 건조시킨 후, 자외선, 전자선 등을 조사하거나 열 에너지를 부여하는 등에 의해 경화시키는 방법으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 표면 보호층(31)의 재료로서 무기 재료를 사용하는 경우, 예를 들어, 스퍼터법, 진공 증착법, CVD법, 전자선 증착법 등에서 선택되는 어느 1종류 이상의 드라이 프로세스(건식 처리)에 의해 성막할 수 있다.
한편, 표면 보호층(31)의 재료로는, 상기 유기 재료, 무기 재료 이외에, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 레벨링제(leveling agent), 자외선 흡수제, 산화 방지제, 열 안정제, 활제(滑劑), 가소제, 착색 방지제, 난연제, 대전(帶電) 방지제 등의 첨가제가 포함되어 있을 수도 있다.
또한, 표면 보호층(31)은 무기 재료와 유기 재료를 적층시키는 등 재료가 서로 다른 복수 개의 층으로 구성되어 있을 수 있다.
본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재에 요구되는 특성은 특별히 한정되지는 않으나, 투명 도전성 산화물층 쪽에서 측정한 방사율이 0.60 이하인 것이 바람직하며, 0.50 이하이면 보다 바람직하며, 0.40 이하이면 더 바람직하다.
방사율을 0.60 이하로 함으로써, 충분한 단열성을 갖춘 열선 반사 투광성 기재로 할 수 있어서 바람직하기 때문이다. 또한, 방사율의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 작은 것이 바람직하므로 예를 들어 0보다 큰 것으로 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 열선 반사 투광성 기재는 투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층을 포함한다. 그리고, 투명 도전성 산화물층 쪽에서 측정한 방사율이란, 열선 반사 투광성 기재의 표면 중에 상기 3개의 층에 있어 투명 도전성 산화물층에 가까운 쪽 표면에서 투명 도전성 산화물층에 적외선을 조사하는 식으로 하여 측정한 방사율을 의미한다.
[열선 반사창]
이어서, 본 실시형태의 열선 반사창의 일 구성예에 대해 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 열선 반사창(40)은, 창문용 투광성 기재(41)와, 창문용 투광성 기재(41)의 한쪽면(41a) 상에 배치된 앞서 설명한 열선 반사 투광성 기재(42)를 포함할 수 있다.
창문용 투광성 기재(41)는, 예를 들어 창문의 채광부 등에 배치된 투광성 기재이며, 예를 들어 유리재, 투광성 수지 기재 등을 사용할 수 있다.
그리고, 창문용 투광성 기재(41)의 한쪽면 상에, 앞서 설명한 열선 반사 투광성 기재(42)를 배치할 수 있다. 창문용 투광성 기재(41) 상에 열선 반사 투광성 기재(42)를 고정하는 방법은, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 열선 반사 투광성 기재(42)에 있어 창문용 투광성 기재(41)에 대향하는 면(42b) 쪽에, 도 2를 이용하여 설명한 점착제층 등을 배치하여 고정시킬 수 있다.
열선 반사 투광성 기재(42)를 창문용 투광성 기재(41) 상에 고정시킬 때에, 실내나 차 안쪽에 투명 도전성 산화물층이 위치하도록 고정시키는 것이 바람직하다. 즉, 열선 반사 투광성 기재(42)는, 열선 반사 투광성 기재(42)가 갖는 투광성 기재보다, 실내나 차 안쪽에 투명 도전성 산화물층이 위치하도록 고정되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 열선 반사 투광성 기재(42)는 창문용 투광성 기재(41)의 실내쪽에 배치한다. 그러므로, 도 4에 나타내는 예에서는, 열선 반사 투광성 기재(42)에 있어 창문용 투광성 기재(41)에 대향하는 한쪽면(42b)과는 반대쪽인 다른쪽 면(42a) 측에, 투명 도전성 산화물층이 위치하도록 고정되는 것이 바람직하다.
이것은, 투명 도전성 산화물층은 원적외선을 반사하는 기능을 가지므로, 실내 등의 방향을 향해 배치함으로써, 실내 등에서 발생한 원적외선이 외부로 방사되는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
본 실시형태의 열선 반사창에 의하면, 앞서 설명한 열선 반사 투광성 기재를 가지고 있다. 그러므로, 원적외선을 반사하여 단열성 기능을 가질 수 있다. 또한, 내찰상성이 우수한 열선 반사창으로 할 수 있다.
<실시예>
이하에서 구체적인 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(1)가시광 투과율
가시광 투과율은, 분광 광도계(제품명: U-4100, 히타치 하이테크社 제조)를 이용하여, JIS A5759-2008(건축창 유리 필름)에 의거하여 구하였다.
(2)방사율
방사율은, 각도 가변 반사 액세서리를 구비한 푸리에 변환형 적외 분광(FT-IR) 장치(Varian社 제조)를 이용하여, 표면 보호층 쪽에서 파장 5㎛ 이상 25㎛ 이하인 범위의 적외선을 조사한 경우의 정반사율을 측정하고, JIS R3106-2008(판유리류의 투과율, 반사율, 방사율, 일사열 취득율의 시험방법)에 의거하여 구하였다.
(3)내찰상성
15cm×5cm로 절단한 열선 반사 투광성 기재의 투광성 기재쪽 면을, 두께가 25㎛인 점착제층을 사이에 두고, 1.5㎜ 유리에 붙여맞춘 것을 시료로 사용하였다. 10연속식 펜 시험기를 이용하여 스틸울(본스터-#0000)로 1kg의 하중을 가하면서, 유리 상에 고정된 열선 반사 투광성 기재의 노출된 면의 길이 10cm의 범위를 10왕복으로 문질렀다.
한편, 열선 반사 투광성 기재의 노출된 면이란, 실시예1~실시예9, 실시예11~실시예13, 비교예1, 비교예2에서는 표면 보호층의 표면, 실시예 10에서는 투명 도전성 산화물층의 표면이 된다.
시험 후의 시료에 있어 투명 도전성 산화물층의 흠집, 박리 등의 유무를 육안으로 평가하여 이하의 평가 기준에 따라 평가하였다.
○ : 투명 도전성 산화물층에 흠집, 박리 등이 확인되지 않은 것
△ : 투명 도전성 산화물층에 일부의 흠집, 박리 등이 확인된 것
× : 투명 도전성 산화물층에 흠집, 박리 등이 확인된 것
[실시예 1]
표 1에 나타낸 구성을 갖는 열선 반사 투광성 기재를 제작하여 평가하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층, 표면 보호층을 포함하는 열선 반사 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로는 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 표 1에 나타내는 두께의 하드 코팅층을 형성하였다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층으로서 ITO막(Indium Tin Oxide막, 산화인듐주석막)을 성막하였다. 구체적으로는, In2O3와 SnO2의 총량에 대해 SnO2의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1에 나타내는 두께로 되도록 성막하고, 그 후 150℃에서 30분간 열처리를 하여 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
투명 도전성 산화물층 상에 표면 보호층을 성막하였다. 구체적으로는, 아크릴계 하드 코팅 수지 용액(상품명: OPSTAR Z7535, (주)JSR 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure127, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시킨 혼합 용액을 조제하였다. 그리고, 당해 혼합 용액을 투명 도전성 산화물층 상에 건조시킨 후, 두께가 표 1에 나타낸 두께로 되도록 스핀 코팅에 의해 코팅하였다. 건조 후에, 질소 분위기 하에서 UV 조사(300mJ/cm2)를 실시하여 경화시켰다.
얻어진 열선 반사 투광형 기재에 대해, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2,3]
투명 도전성 산화물층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
표면 보호층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
표면 보호층에 대해 이하의 구성으로 한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
투명 도전성 산화물층 상에 표면 보호층으로서, Si 및 Zr을 함유하는 산화물막(표 1에서는 "SXO"라고 기재)을 성막하였다. 구체적으로는, 금속 Si와 Zr의 총량에 대해 Zr 함유량이 30wt%인 합금 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해, 표 1에 나타내는 두께로 되도록 성막하였다.
스퍼터 가스로는 아르곤/산소＝85:15(체적비)의 혼합 가스를 사용하여, 프로세스 가스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
표면 보호층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 성막한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
투명 도전성 산화물층으로서 ITO막 대신에 IZO막(Indium Zinc Oxide막, 산화인듐아연 막)을 두께 400㎚로 되도록 성막한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
IZO막은, In2O3와 ZnO의 총량에 대해 ZnO 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 사용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 400㎚로 되도록 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는, 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력을 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 8]
하드 코팅층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 성막한 점을 제외하고는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 9]
하드 코팅층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 성막한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 10]
투광성 기재로서 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 사용한 점과, 표면 보호층을 구비하지 않은 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 11]
투명 도전성 산화물층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 성막한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 12]
표면 보호층을 표 1에 나타낸 두께로 되도록 성막한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 13]
하드 코팅층과 투명 도전성 산화물층의 사이에 바탕층을 성막한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다.
하드 코팅층 상에 바탕층으로서, 밀착 개선층인 Al 산화물막, 즉, 알루미나막(표 1에서는 "Al2O3"라고 기재)을 성막하였다. 구체적으로는, 하드 코팅층 상에 금속Al 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1에 나타내는 두께로 되도록 바탕층을 성막하였다.
스퍼터 가스로는 아르곤/산소＝85:15(체적비)의 혼합 가스를 사용하여, 프로세스 가스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
바탕층을 성막한 후에는, 바탕층 상에 실시예 1과 마찬가지로 하여 투명 도전성 산화물층, 표면 보호층을 성막하여 열선 반사 투광성 기재를 얻었다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
하드 코팅층을 구비하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
투명 도전성 산화물층 대신에 SiO2막을 성막한 점을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 반사 투광성 기재를 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
SiO2층은, 금속 Si 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 80㎚로 되도록 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤/산소＝85/15(체적비)의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 실시하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타낸 결과로부터, 실시예1~실시예13과 비교예1을 비교하면, 하드 코팅층을 구비함으로써 내찰상성이 우수한 열선 반사 투광성 기재로 할 수 있음이 확인되었다. 이것은, 하드 코팅층을 구비함으로써, 투명 도전성 산화물층이 가압 등을 받는 경우에도 변형되는 것을 억제하여, 마찰에 의한 흠집, 박리, 크랙 등의 발생을 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.
또한, 실시예1~실시예13과 투명 도전성 산화물층을 갖지 않는 비교예 2를 비교하면, 실시예1~실시예13에서는 비교예 2에 비해, 방사율(放射率)을 크게 저감시킬 수 있어서, 투명 도전성 산화물층을 구비함으로써 단열성을 발휘할 수 있음이 확인되었다.
이상에서, 열선 반사 투광성 기재와 열선 반사층을 실시형태 및 실시예 등에 의해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예 등에 한정되는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형, 변경 등이 가능하다.
본 출원은 2017년 3월 31일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2017-073174호 및 2018년 3월 16일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2018-049516호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 특허출원 제2017-073174호 및 특허출원 제2018-049516호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
10,20,30,42
열선 반사 투광성 기재
11 투광성 기재
12 하드 코팅층
13 투명 도전성 산화물층
21 점착제층
31 표면 보호층
40 열선 반사창
41 창문용 투광성 기재
11 투광성 기재
12 하드 코팅층
13 투명 도전성 산화물층
21 점착제층
31 표면 보호층
40 열선 반사창
41 창문용 투광성 기재
Claims (7)
- 투광성 기재와,
상기 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 하드 코팅층과,
상기 하드 코팅층 상에 직접 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층과,
상기 투명 도전성 산화물층 상에 직접 배치된 표면 보호층을 포함하고,
상기 표면 보호층의 재료는 유기 재료 또는 무기 재료이고, 상기 유기 재료는 아크릴계, 우레탄계, 에스테르계, 에폭시계, 올레핀계 중 어느 하나이며,
상기 투명 도전성 산화물층의 측에서 측정한 방사율이 0.60 이하인 열선 반사 투광성 기재. - 제1항에 있어서,
상기 투명 도전성 산화물층이 상기 투명 도전성 산화물로서,
주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐과,
안티몬, 인듐, 탄탈, 염소, 불소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화주석과,
인듐, 알루미늄, 주석, 갈륨, 불소, 붕소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화아연에서 선택되는 1종류 이상을 함유하는 것인 열선 반사 투광성 기재. - 제1항에 있어서,
상기 투명 도전성 산화물층의 두께가 30㎚ 이상 500㎚ 이하인 열선 반사 투광성 기재. - 제1항에 있어서,
상기 하드 코팅층의 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하인 열선 반사 투광성 기재. - 제1항에 있어서,
상기 표면 보호층의 두께가 5㎚ 이상 1㎛ 이하인 열선 반사 투광성 기재. - 제1항에 있어서,
상기 투광성 기재에 있어 상기 한쪽면의 반대쪽면 상에 점착제층을 포함하는 열선 반사 투광성 기재. - 창문용 투광성 기재와,
상기 창문용 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 열선 반사 투광성 기재를 포함하는 열선 반사창.
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