KR101013123B1

KR101013123B1 - 에너지 절감형 코팅용 조성물 및 이를 사용한 코팅방법

Info

Publication number: KR101013123B1
Application number: KR1020100050218A
Authority: KR
Inventors: 기동춘; 이성곤; 신재석
Original assignee: (주)노루페인트
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-02-14

Abstract

에너지 절감형 코팅용 조성물 및 이를 사용한 코팅 방법이 개시된다. 바인더 수지 약 10∼60 중량%, 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 약 10∼60 중량% 및 레벨링제 약 0.1∼1 중량%를 포함하여 이루어진다. 상기 조성물을 사용하여 제조된 도막은 태양 광선 중에서 적외선과 자외선을 동시에 차단하고 가시광선 투과율을 높여 건축물에 유입되는 실내 온도의 상승을 억제시키는 차열 성능을 나타낸다. 냉방 부하를 줄여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있으면서도 가시광선 투과율을 높여 우수한 채광 효과를 얻을 수 있다.

Description

에너지 절감형 코팅용 조성물 및 이를 사용한 코팅방법{ENERGY-SAVING TYPE COATING COMPOSITION AND METHOD OF COATING USING THE SAME}

본 발명은 코팅용 조성물 및 이를 사용한 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 차단 성능 및 자외선 차단 성능을 갖는 에너지 절감형 코팅용 조성물 및 이를 사용한 코팅방법에 관한 것이다.

우리나라 여름철 태양열 에너지는 평균 5900kcal/m²에 달하고 있으며, 건축물의 주요 부분을 차지하는 창호는 태양으로부터 뜨거운 직사광선을 그대로 받아들여 실내온도 상승으로 인한 냉방 부하의 문제점이 발생한다. 이는 에너지 소비량의 증가와 이에 따른 CO₂ 배출양의 증가로 이어지고 있다.

특히 요즘 신축되는 아파트, 사무용 빌딩, 주상복합 등의 건물들이 외관의 고급스러움과 채광효과를 실현하고, 전망을 확보하기 위해서 건물의 많은 부분을 투명한 재질로 마감하는 추세이다. 이처럼 창호는 건축물의 외관은 물론 다양한 효과를 위한 재료를 사용하고 있으나 창호의 비중이 증가 할수록 난방비 및 냉방비가 증가하고 에너지 손실도 증가한다.

태양으로부터 오는 빛 중에서 자외선은 물체를 변색시키거나 피부에 손상을 가져오며, 적외선의 경우 태양에너지의 약 53%에 해당하는 열에너지를 가지고 있다. 따라서 가시광선 영역의 파장에서는 높은 투과율을 나타내며 자외선과 적외선은 효과적으로 차단할 수 있는 기능성 코팅재가 필요하다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 첫 번째, 창호에 광학적 특수유리 즉, 로이(LOW-E) 유리를 이용하여 여름철의 뜨거운 태양광을 차단하는 방법이 사용되고 있다. 로이 유리란 일반 유리 내부에 적외선 반사율이 높은 특수금속막 (일반적으로 은 및 SiO₂를 사용)을 스퍼터링법(sputtering processing)과 화학증착법(CVD; chemical vapor deposition) 코팅방식으로 도장한 유리로 건축물의 단열성능을 높이는 유리이다. 특수 금속막은 가시광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여주고, 적외선은 반사하므로 실내외 열의 이동을 극소화시켜 실내의 온도 변화를 작게 만들어주는 에너지 절약형 유리라고 할 수 있다. 특히, 로이 복층유리는 판유리에 단열효과가 뛰어난 특수금속막을 코팅하므로 고단열 복층유리가 된다. 단열성능에 더하여 소음 차단 효과도 우수하고 다양한 색상의 표현도 가능하다는 장점이 있다.

그렇지만 LOW-E 유리는 적외선 차단 효과는 미비하고, 열선의 장파반사의 효과로 인하여 실내의 상승된 장파 복사열의 외부 유출을 차단하기 때문에 오히려 실내온도가 상승하여 냉방부하의 문제점이 발생하고 특히 여름철에는 에너지 소비량이 증가한다는 문제점을 가지고 있다. 이에 더하여 코팅방식에서 스퍼터링 코팅 방식과 화학증착법을 이용한 코팅을 위해서 고가의 장비를 사용하므로 비용이 상승된다는 문제점이 있다.

두 번째로는, 적외선 반사 나노 산화물을 이용한 차열 필름이 개발되었고 차열필름은 기존 일반유리와 비교하여 적외선을 차단하는 효과가 우수하여 여름철 냉방부하를 줄여 에너지 소비를 절약할 수 있다. 그러나, 이런 차열 필름은 초기에는 효과가 있으나 시간이 경과함에 따라 필름의 내구력이 떨어져 변색이나 벗겨짐 현상이 일어나 외관이 나빠질 뿐 아니라 적외선 차단효과 기능이 급격하게 저하되는 문제점을 가지고 있다. 또한 차열 필름은 최대 크기가 가로폭이 약 1.5∼1.8m 정도로 대형 창호에는 적용이 불가능하다는 한계가 있다.

셋째로는, 자외선 차단을 위해 벤조트리아졸계 또는 벤조페논계가 사용되고 있지만, 이들 원료는 유기물이기 때문에 내구성에서 문제가 발생하기도 한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 내구성, 내화학성, 내약품성 등의 물성을 나타내며 코팅시 자외선 차단 기능 및 적외선 차단 기능을 나타내어 이에 따른 효과를 얻을 수 있는 에너지 절감형 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 경제적인 비용으로 범용적으로 사용할 수 있도록 상기 코팅용 조성물을 용이하게 코팅하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 코팅용 조성물을 사용하여 제조하는 것에 의해 자외선 차단 기능 및 적외선 차단 기능을 동시에 나타내며 내구력이 우수한 도막을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 코팅용 조성물은 바인더 수지 약 10∼60 중량%, 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 약 10∼60 중량% 및 레벨링제 약 0.1∼1 중량%를 포함하여 이루어진다.

일실시예에 있어서, 상기 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물이 약 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물 및 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하여 이루어진다.

일실시예에 있어서, 상기 바인더는 UV 바인더, 아크릭 바인더, 실리콘 바인더, 유무기복합 바인더 및 우레탄 바인더중 적어도 하나이다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 바인더 수지 약 10∼60 중량%, 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 약 10∼60 중량% 및 레벨링제 약 0.1∼1 중량%를 포함하는 코팅용 조성물을 소재면이 바닥에 대하여 소정 기울기를 갖도록 기울인 상태에서, 소재면의 상단에서 하단으로 흘려보내는 방식으로 코팅 공정을 수행하는 코팅 방법이 제공된다.

일실시예에 있어서, 상기 조성물은 저압 탱크를 이용하여 토출하고, 소재면에 수직 방향으로 도장건을 배치하여 상기 조성물을 토출하도록 한다.

일실시예에 있어서, 상기 흘러 내린 조성물은 회수하여 재사용하도록 하며, 상기 소재로는 유리가 사용된다.

본 발명의 또 다른 목적은 바인더 수지 약 10∼60 중량%, 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 약 10∼60 중량% 및 레벨링제 약 0.1∼1 중량%를 포함하는 1액형 코팅용 조성물을 소재면상에 코팅 및 건조하여 제조되는 도막에 의해 달성된다.

일실시예에 있어서, 상기 도막의 경도는 연필 경도로서 2H 이상이다.

이러한 코팅용 조성물을 창호에 적용하면 태양 광선 중 적외선과 자외선은 차단하고 가시광선의 투과율은 높은 수준으로 유지하여 건축물에 유입되는 실내온도 상승을 억제시키는 차열 성능을 나타내므로 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 내구력이 우수하여 시간이 경과함에 따른 차열성능의 변화가 없는 도막의 형성이 가능하다.

도 1은 실시예 1에 따른 코팅막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 2는 비교예 1에 따른 유리막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 비교예 2에 따른 필름 코팅 유리의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교예 3에 따른 코팅막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교를 위하여 실시예 1 및 비교예 1∼3에 따른 막의 파장에 따른 태양광 투과율을 하나의 도면에 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 코팅용 조성물은 바인더 수지 약 10∼60 중량%, 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 약 10∼60 중량% 및 레벨링제 약 0.1∼1 중량%를 포함하는 1액형 코팅용 조성물이다.

본 발명에 의하면 가시광선 투과성이 우수하면서 적외선 차단 기능 및 자외선 차단 기능을 갖는 나노 복합금속산화물, 지속적인 차열효과를 유지할 수 있도록 해주며 내구력이 우수한 바인더를 포함하는 코팅용 조성물이 제공된다. 이 코팅 조성물을 사용하여 코팅막을 형성하면 태양 광선에서 적외선, 자외선이 동시에 차단되면서도 투명성이 유지되어 채광성이 부여되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 바인더로서는 유리에 대한 부착성이 우수하고 내구성이 양호한 수지를 사용하는데 용도와 목적에 따라 다양한 바인더를 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 Si0₂ 계와 같은 무기바인더, 자외선을 조사하여 경화하는 방식으로 진행되며 아크릭 모노머, 올리고머 등을 포함하는 UV 바인더, MMA, MA와 같은 아크릭 바인더, 불소 변성 실리콘과 같은 실리콘 바인더, 비닐, 에폭시, 아민류 복합 실리콘과 같은 유무기 복합 바인더, 수산화기가 있는 아크릭과 이소시아네이트와 우레탄 반응을 하는 우레탄 바인더 등이 사용가능하며 특히 나노화된 무기바인더가 바람직하다. 이의 첨가량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 약 10∼60 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 함량이 약 10 중량% 미만이면 소지와의 부착성 및 내구력이 저하되고 약 60 중량%를 초과하면 태양열 차단을 위한 무기산화물의 사용량이 줄어들고 도막 표면에서 바인더의 노출이 증가하게 되어 태양열 차단 효과, 비오염성이 모두 저하되기 때문이다.

본 발명에서 사용하는 바인더는 이후 형성되는 건조 도막이 적어도 연필 경도로서 2H 이상이 되는 것으로 사용하여야 도막의 내스크래치성과 이로 인한 오염 및 표면 손상을 방지할 수 있다.

적외선과 자외선 차단 성능을 가지는 재료로서는 약 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(ATO: antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(ITO: indium tin oxide) 중 적어도 하나의 화합물과, 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅) 중 적어도 하나의 화합물을 사용하도록 한다. 이는 여름철의 강한 적외선도 차단할 수 있다.

상기 적외선과 자외선 차단 성능을 갖는 재료들은 주로 적외선을 차단하고 어느 정도의 자외선을 차단하는 특성을 갖는 산화물이거나, 주로 자외선을 차단하고 어느 정도의 적외선을 차단하는 산화물이다. 따라서 이들 두 그룹에서 적어도 한 가지 산화물씩 선택하여 얻어지는 복합금속산화물은 적외선과 자외선을 모두 효과적으로 차단할 수 있는 것이다.

특히, 복합금속산화물은 ATO 또는 ITO를 단독으로 사용하는 것에 비해 SHGC(solar heat gain coefficient) 값이 매우 낮다. SHGC 값은 실내로의 열 획득을 나타내는 변수로서 '0'에서 '1'사이의 숫자로 표기된다. 숫자가 '0'에 가까울수록 태양열이 적게 투입되는 것을 의미한다. SHGC 값이 높으면 태양광의 열이 실내로 유입되는 양이 많아서 온도가 낮은 계절에 난방에는 도움이 되지만 냉방에는 효과가 낮고 반대로, SHGC 값이 낮으면 냉방에는 도움이 되지만 난방에는 효과가 적다는 의미가 된다.

그런데, 에너지 절약의 관점에서 볼 때 겨울철 난방 효율을 높이는 것도 필요하지만, 여름철 냉방 효율을 높이는 것이 더욱 절실하게 요구되는 것이 현실이다. 특히 오피스나 병원에서의 온도 관리에 의한 대응도 여름철 창가의 작열감이 느껴지는 더위에서 더욱 지적되고 있다. 또한 큰 개구부가 요구되는 자동차 판매점의 쇼룸, 백화점 등의 쇼윈도우나 편의점 등에서도 냉방 효율을 높이는 데 대한 요구가 절실하다. 이러한 요구 조건을 감안할 때, 가시광 투과율을 고수준으로 유지하면서 적외선 흡수성을 더욱 증가시켜야 할 필요가 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 가시광선의 투과율은 적절한 수준으로 유지해 주면서 높은 효율로 적외선을 차단해 주는 성분으로서, 약 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물 및 인듐 주석 산화물 중 적어도 하나의 산화물과, 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 텅스텐옥사이드(WO₃), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅) 중 적어도 하나의 산화물을 새롭게 개발하고 사용하도록 한 것이다.

이의 첨가량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 약 10∼60 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 첨가량이 약 10 중량% 보다 적으면 적외선 차단 효과를 얻기가 어렵고 이의 첨가량이 약 60 중량% 범위 보다 많으면 다른 성분의 첨가량이 감소되어 원하는 특성을 갖는 도막의 형성에 어려움이 있기 때문이다.

한편, 일반적으로 태양광에서 나오는 스펙트럼 중에서 자외선은 인체에는 피부 노화 및 눈의 피로, 백내장 등의 원인이 되며 물품 탈색의 원인이 되어, 특히 유리가 많은 부분을 차지하는 차량이나 건축물의 경우 자외선에 의하여 인체와 실내 물품에 피해가 생기게 되고, 특히 여름철에는 강한 자외선의 차단이 절실하게 요구된다. 자외선의 차단을 위하여 썬팅 필름 또는 금속 코팅을 하는 경우가 있으나 이들은 자외선 뿐 아니라 가시광선까지 차단하므로 시야가 확보되지 않거나 채광이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.

가시광선의 투과율은 높은 수준으로 유지하면서 자외선을 높은 효율로 차단할 수 있는 방안으로서, 유기물로는 벤조트리아졸계나 벤조페논계가 많이 사용되고 무기물로는 징크옥사이드가 많이 사용되고 있다. 그런데 벤조트리아졸계나 벤조페논계의 경우 유기물이기 때문에 내구력에 문제가 발생하여 자외선 차단 효과가 떨어진다. 그리고 징크옥사이드는 색상이 황색이고 가시광선 투과율이 떨어져 투명성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명에서는 열선 차단 성능과 자외선 차단성능을 가지는 물질로서 약 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물 및 인듐 주석 산화물 중 적어도 하나, 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅) 중 적어도 하나의 산화물을 새로운 자외선 차단 효과를 갖는 물질로서 개발하게 되었다. 이는 무기물로서 내구력은 물론 투명성도 우수할 뿐만 아니라 자외선 차단 기능도 우수하다.

상기 복합금속산화물은 약 10∼500nm 크기의 것이 바람직하게 사용된다. 이의 첨가량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 약 10∼60 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 첨가량이 약 10 중량% 보다 적으면 자외선 차단 효과를 얻기가 어렵고 이의 첨가량이 약 60 중량%를 초과하면 다른 성분의 첨가량이 감소되어 원하는 특성을 갖는 도막의 형성이 어렵기 때문이다.

본 발명의 코팅 조성물에 포함되는 성분으로서 레벨링제가 있다. 레벨링제란 코팅후 도막이 표면 장력의 부분적 차이에 의해 볼록하거나 오목한 파도 모양처럼 나타나는 문제가 발생하는데, 이 때 도막 표면에 분포하여 표면 평활성 작용을 해서 이러한 문제점을 해결하고 도막 표면의 성질을 개선하는데 사용된다. 레벨링성이 좋은 도막은 일반적으로 광택이 우수하고 깨끗한 표면의 외관을 갖는다.

레벨링제의 작용은 이론적으로 표면 장력을 높이는 것과 도료의 점도 등에 직접 관여하는 것이 있으며, 조성물 총량을 기준으로 할 때 약 0.1∼1 중량%를 포함하는 것이 적절한 효과를 얻기에 적합하다.

본 발명의 조성물 제조를 위해 사용되는 용제로서는 PM(propylene glycol monomethyl ether), 부틸셀로솔브 등을 예로 들 수 있으며, 그 외에도 케톤류, 아세테이트류, 이들의 혼합물 등을 예외 없이 사용할 수 있다.

상술한 특징을 갖는 코팅용 조성물은 액상으로서 원하는 부위에 코팅하는 것으로 용이하게 코팅막을 형성할 수 있다. 따라서, 소재의 크기나 모양 등에 구애받지 않으며 어떤 재료에나 적용이 가능하다. 원하는 특성을 갖는 도막을 형성하는 방법으로서 다음을 예로 들 수 있다.

일실시예에 의하면, 소재면이 바닥에 대하여 소정 기울기를 갖도록 기울인 상태에서, 코팅용 조성물을 소재면의 상단에서 하단으로 흘려보내는 방식으로 수행하는 것이 가능하다.

이 경우, 상기 조성물은 저압 탱크를 이용하여 토출하고, 소재면에 수직 방향으로 도장건을 배치하여 상기 조성물을 토출하는 것으로 코팅할 수 있다. 이러한 방법을 적용하면, 흘러 내린 조성물은 회수하여 재사용 하는 것이 가능하다.

구체적으로 설명하면, 본 발명에서 제조된 투명 코팅용 조성물은 저압 탱크를 이용하여 예컨대 약 0.5kg/㎤ 의 압력으로 토출하는데, 도장건을 사용하여 소재면에 대하여 수직으로 토출하며, 상단에서 하단으로 흘려 보내어 플로우 코팅 방식으로 수행한다. 도장 후에는 코팅액을 회수대를 사용하여 회수하여 재사용할 수 있다.

이러한 방법에 의하면 창호의 크기와 형태, 모양에 관계없이 도장하는 것이 가능하며, 굴곡 모양의 창호 등 어떠한 모양이나 형태에도 도장이 가능하다. 그리고 플로우 코팅 방식으로 도장을 수행하면 코팅액이 플로우 할 때 먼지나 티와 같은 불순물이 같이 흘러 내리므로 깨끗한 외관을 갖는 도막을 형성할 수 있게 된다. 회수된 코팅액 내에 포함된 불순물은 여과를 통하여 간단하게 제거할 수 있다. 이러한 도장 방법에 의하면 도료의 재사용이 가능하여 도료의 소모량이 감소되므로 매우 경제적이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 본 발명 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

<실시예 1>

하기 표 1에 기재된 바와 같은 성분을 주어진 함량으로 사용하여 코팅용 조성물을 제조하였다. 제조된 코팅액을 유리 기판상에 도포하고 건조하여 도막을 형성하였다.

상기 표 1에서, 무기 바인더인 QO-1400은 SiO₂계 형태의 무기나노 바인더이며 레벨링제인 BYK-300은 상품명으로서 BYKCHEMI 회사 제품이다.

LOW-E 유리는 주석, 은등의 금속 산화물을 얇게 코팅한 것으로 스퍼터링 공법 (sputtering process)에 의한 소프트 로이유리(soft Low-e)와 화학증착법(CVD; chemical vapor deposition)에 의한 하드 로이유리 (hard Low-e)가 있다. 이같은 두 가지 종류의 로이유리 중에서 H사 로이유리를 비교예 1로 하였다.

비교예 2로서 차열 필름을 사용하였다. 차열 필름은 UV 경화형 수지에 나노 금속산화물과 근적외선 차단 흡수 염료를 롤 코팅하여 제조한 필름이다.

비교예 3으로서는 나노금속 산화물을 포함하는 코팅액 조성물을 적용하였다.

실시예 1 및 비교예 1∼3에 따른 각 샘플에 대하여 다음과 같은 시험을 수행하고 결과를 나타내었다.

<시험예 1>

내광성을 평가하기 위하여 XENON TEST 평가시험을 수행하였다. 시험 조건은 7x15cm 시편을 사용하고 XENON TEST 1000HR 촉진 시험으로 수행하였다. 결과를 표 2에 나타내었는데 색상변화를 수치로 나타내었다. 수치가 높을수록 변화가 크고 내구력이 낮은 것이다.

표 2에 나타난 결과를 통하여 실시예 1에 따른 샘플의 내구력이 가장 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

<시험예 2>

광학측정 시험을 수행하였다. 유리판 5x5cm 시편에 코팅을 하고, 비교예 1은 로이 유리 제품, 비교예 2는 차열 필름을 유리판에 접착한 것을, 비교예 3은 코팅을 하여 Spectrometer (V-670) 으로 약 250∼2500nm 까지 광학적 특성을 파악하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

표 3에 나타난 비교 결과를 통하여 실시예 1에 따른 샘플이 가장 이상적인 광학 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.

<시험예 3>

태양열 차단 효과를 검증하였다. ASTM D4803에 규격화 되어 있는 적외선 조사 장치를 기본으로 제작한 온도 측정기를 이용하여 태양열 차단 효과를 파악하였다. 이 적외선 조사 장치는 가로, 세로, 높이가 각각 43, 30.5, 38cm 이며 두께가 2cm 인 나무 합판으로 제작하고 각 도막 샘플은 플로우 코팅 방식으로 적용한 후, 250W 적외선 램프를 이용하여 시간별 온도 상승 변화를 측정하였다.

표 4에 나타난 결과를 통하여, 실시예 1에 따른 코팅막은 다른 도막과 비교할 때 시간이 경과하여도 태양열 차단 효과가 우수함을 확인할 수 있다.

상기 실시예 1 및 비교예 1∼3에 따른 막의 파장에 따른 태양광 투과 곡선을 그래프로 나타내었다.

도 1은 실시예 1에 따른 코팅막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다. 그래프를 통해서 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용하여 형성된 코팅막은 적외선 및 자외선 흡수율이 높고 가시 광선 투과율이 높다는 것을 확인할 수 있다.

도 2는 비교예 1에 따른 유리막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다. 그래프를 통해서 볼 때 로이 유리는 자외선, 가시광선, 적외선 등 모든 광선에 대한 투과율이 높다는 것을 확인할 수 있다.

도 3은 비교예 2에 따른 필름 코팅 유리막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다. 그래프를 통해서 볼 때 본 비교예에 따른 필름은 자외선 차단 효과는 양호하지만, 가시광선과 적외선 투과율은 상대적으로 높다는 것을 확인할 수 있다. 적외선은 어느 정도는 차단이 되지만 여전히 높은 비율로 투과되고 있다.

도 4는 비교예 3에 따른 코팅막의 파장에 따른 태양광 투과율을 나타내는 그래프이다. 그래프를 통해서 볼 때 비교예 4에 따른 코팅막은 자외선, 가시광선, 적외선 투과율이 모두 높은 편이라는 것을 확인할 수 있다. 적외선은 어느 정도 차단이 되지만 여전히 투과율이 높다.

도 5에는 비교를 위하여 실시예 1 및 비교예 1∼3에 따른 코팅막의 파장에 따른 태양광 투과율을 하나의 도면에 나타낸 그래프이다. 약 250∼2500nm 파장 범위에서의 투과율 비교 그래프로서, 그래프 "a"는 실시예 1에 따라 제조된 코팅막에 대한 것이고, 그래프 "b"는 비교예 1에 따라 제조된 유리막에 대한 것이고, 그래프 "c"는 비교예 2에 따라 제조된 필름 코팅 유리에 대한 것이고, 그래프 "d"는 비교예 3에 따라 제조된 코팅막에 대한 것이다. 이러한 비교를 통하여, 본 발명에 따라 제조된 코팅막에 대한 투과율 그래프 "a"가 가장 이상적인 투과율 양상을 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 코팅 조성물에 따르면, 태양 광선 중에서 적외선과 자외선을 동시에 차단하고 가시광선 투과율을 높여 건축물에 유입되는 실내 온도의 상승을 억제시키는 차열 성능을 나타낸다. 이에 따라 냉방 부하를 줄여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다. 그러면서도 가시광선 투과율을 높여 채광 효과를 얻을 수 있다. 또한 형성된 도막의 내구성이 우수하여 오랜 기간 동안 차열 효과와 적외선 차단 효과를 기대할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

바인더 수지 10∼60 중량%;
10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물 및 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 10∼60 중량%; 및
레벨링제 0.1∼1 중량%를 포함하는 코팅용 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 바인더는 UV 바인더, 아크릭 바인더, 실리콘 바인더, 유무기복합 바인더 및 우레탄 바인더중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 조성물.
바인더 수지 10∼60 중량%;
10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물 및 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 10∼60 중량%; 및
레벨링제 0.1∼1 중량%를 포함하는 코팅용 조성물을 소재면이 바닥에 대하여 소정 기울기를 갖도록 기울인 상태에서, 소재면의 상단에서 하단으로 흘려보내는 방식으로 코팅 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
제4항에 있어서, 상기 조성물은 저압 탱크를 이용하여 토출하고, 소재면에 수직 방향으로 도장건을 배치하여 상기 조성물을 토출하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
제4항에 있어서, 상기 흘러 내린 조성물은 회수하여 재사용하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
제4항에 있어서, 상기 소재가 유리인 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
바인더 수지 10∼60 중량%;
10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide) 및 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물 및 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO₃), 산화탄탈(Ta₂O₅), 오산화바나듐(V₂0₅) 및 산화니오브(Nb₂O₅)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 적외선 및 자외선 차단 복합금속산화물 10∼60 중량%; 및
레벨링제 0.1∼1 중량%를 포함하는 1액형 코팅용 조성물을 소재면상에 코팅 및 건조하여 제조되는 도막.
삭제
제8항에 있어서, 상기 바인더는 UV 바인더, 아크릭 바인더, 실리콘 바인더, 유무기복합 바인더 및 우레탄 바인더중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도막.
제8항에 있어서, 상기 도막의 경도가 연필 경도로서 2H 이상인 것을 특징으로 하는 도막.