KR101489105B1 - 태양광 반사 코팅 시스템 - Google Patents

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Abstract

적외선 반사성 코팅 시스템이 개시되어 있다. 코팅 조성물은 적외선 투과성 안료 및 적외선 반사성 안료를 포함한다.

Description

태양광 반사 코팅 시스템{SOLAR REFLECTIVE COATING SYSTEMS}
본 발명은 일반적으로 태양광 반사 코팅 시스템에 관한 것이다. 이 코팅 시스템은 2개 이상의 코팅층, 즉 제1 코팅층 및 상기 제1 코팅층 아래에 침착된 제2 코팅층을 포함한다. 상기 제1 코팅층은 외관상 어둡지만 적외선에 대해 실질적으로 투과성이다. 상기 제2 코팅층은 적외선을 반사하지만 상기 제1 코팅층과 유사한 어두운 외관을 나타내며 상기 제1 코팅층에 색상을 부여하고 하부 기재 및 비교적 얇은 필름 두께로 적용된 경우의 임의의 하부 코팅층을 은폐한다.
자동차용 코팅, 항공우주용 코팅, 산업용 코팅 및 건축용 코팅과 같은 많은 코팅 분야에서, 흑색 및 암청색과 같은 어두운 색상이 심미적 목적에서 특히 바람직하다. 그러나, 어두운 색상 코팅은 역사적으로 종종 가시광선 외에 근-적외선을 흡수하는 카본 블랙과 같은 안료의 사용에 의존하기 때문에 근-적외선을 쉽게 흡수할 수 있다. 근-적외선, 즉 700 내지 2,500 nm의 파장을 갖는 빛 에너지는 지구 표면에 도달하는 태양광 에너지의 약 45%를 차지한다. 근-적외선의 직접적인 흡수 결과는 열이다. 그 결과, 어두운 색상 코팅은 역사적으로 특히 햇빛이 비치는 날에 온도를 실질적으로 쉽게 증가시킬 수 있으며, 이는 종종 여러 가지 이유로 바람직하지 않다. 따라서, 태양 열(근-적외선) 반사 코팅이 요구되었다.
어두운 태양열 반사 코팅을 달성하기 위한 다양한 접근법이 조사되어왔다. 하나의 방법에서는, 2층 코팅 시스템을 사용하는데, 이때 상부층은 가시광은 흡수하지만 근-적외선에 투과성인 안료, 예를 들어 유기 흑색 안료(페릴렌 블랙이 예이다) 또는 다른 유기 안료(예컨대, 프탈로시아닌 블루 및 그린, 및 카바졸 다이옥사진 바이올렛)로 착색되고, 하부층, 예컨대 근-적외선을 반사하는 고 반사성 백색 언더코트는 이러한 코팅 시스템의 온도 증가를 감소시킨다. 또한, 이와 같은 코팅 시스템의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2004/0191540 호 A1에 기재되어 있다.
현재까지 이 접근법은 몇 가지 단점을 갖는다. 예를 들어, 상부층이 손상되는 경우, 하부층(종종 외관이 밝음)이 "그린 쓰루(grin through)" 되는 경향이 있다. 이것은, 코팅 외관이 결정적으로 중요한데 코팅 손상이 드물지는 않은 환경에 코팅이 노출되는 용도에서 특히 문제가 된다.
두 번째로, 많은 어두운 색상의 상부층의 제형은, 적절한 어두운 색상의 달성에 기여하기 위해 하부층(전형적으로 프라이머)에 의존하도록 되어 있다. 백색 또는 밝은 색상의 하부층은 그러하지 않을 것이다.
세 번째로, 몇몇 용도에서, 하부층은 비교적 작은 필름 두께에서 불투명하여야 한다. 이것은, 상기 하부층과 기재 사이에 흔히, 전착된 내부식성 프라이머와 같은 다른 코팅층이 위치되기 때문이다. 이 코팅층은 흔히 자외선에 노출시 열화되기 쉽다. 이러한 코팅층을 하부층에 의해 은폐하는 것은, 예컨대 비용 고려면에서, 비교적 작은 필름 두께에서 달성되어야만 한다.
따라서, 상술한 단점을 극복하지 못한 태양광 반사 코팅 시스템에 필적하는 태양광 반사 성능을 제공하면서도 상술한 단점을 극복하는 태양광 반사 코팅 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 본원에 기술된 발명은 상기 요구 차원에서 이루어졌다.
특정 양태에서, 본 발명은, 제1 코팅층 및 상기 제1 코팅층의 적어도 일부 아래에 침착된 제2 코팅층을 포함하는 코팅 시스템에 관한 것이다. 상기 제1 코팅층은 외관상 어둡다. 즉, 제1 코팅층은 40 이하의 CIELAB L* 값을 나타내며, (a) 필름-형성 수지; 및 (b) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함한다. 상기 제2 코팅층은 (a) 필름-형성 수지; (b) 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료; 및 (c) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함한다. 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층은 0.8:1 내지 1.7:1의 콘트라스트 비(L*제2/L*제1)를 갖는다. 상기 코팅 시스템은 25% 이상의 % 총 태양광 반사율("TSR")을 가지며, 상기 제2 코팅층은 25% 이상의 % TSR을 갖는다.
본 발명은 또한, 특히 기재를 코팅하기 위한 관련 방법 및 코팅된 기재에 관한 것이다.
하기 상세한 설명에서, 본 발명은 달리 명시적으로 규정되는 경우를 제외하고는 다양한 대체 변화 및 단계 순서를 고려할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 임의의 실시예 또는 달리 표시된 경우 외에는, 예를 들어 상세한 설명 및 특허청구범위에 사용되는 구성성분의 양을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"으로 조정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 하기 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위에 기재되는 수치 변수는 본 발명에 의해 수득되는 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있는 어림값이다. 최소한, 특허청구범위의 영역에 대한 균등론의 적용을 제한하고자 함이 없이, 각각의 수치 변수는 적어도 기재된 유효 숫자의 자리수를 고려하여 통상의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 영역을 기재하는 수치 범위 및 변수가 어림값임에도 불구하고, 구체적인 실시예에 기재되는 수치 값은 가능한 한 정확하게 기재된다. 그러나, 임의의 수치 값은 이들의 개별적인 시험 측정시 발견되는 표준 편차로부터 불가피하게 야기되는 특정 오차를 본질적으로 함유한다.
또한, 본원에 인용되는 임의의 수치 범위는 그에 포함되는 모든 더 작은 범위를 포함하고자 하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어 "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소값 1과 인용된 최대값 10 사이(및 이들 두 값 포함)의, 즉 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는 모든 더 작은 범위를 포함하는 것이다.
본원에서는, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 단수형의 사용은 복수형을 포함하고, 복수형은 단수형을 포괄한다. 또한, 본원에서는, 특정한 경우에 "및/또는"이 명시적으로 사용될 수 있기는 하지만, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 "또는"의 사용은 "및/또는"을 의미한다.
기재된 바와 같이, 본 발명의 특정 실시양태는, 제1 코팅층 및 상기 제1 코팅층의 아래에 침착된 제2 코팅층을 포함하는 코팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 코팅 시스템은 많은 다양한 기재 중 임의의 것에 침착될 수 있다. 또한, 상기 코팅 시스템은 상기 제1 코팅층 및 제2 코팅층 이외에 추가의 코팅층을 포함할 수도 있고, 흔히 포함한다.
본 발명의 코팅 시스템이 침착될 수 있는 기재는 수많은 형태를 취하고 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 기재는 특히 (i) 자동차 부재, 예컨대 내부 또는 외부 금속 패널, 가죽 또는 직물 좌석 영역, 플라스틱 부재, 예컨대 계기판 또는 스티어링 휠, 및/또는 다른 내부 차량 표면; (ii) 항공우주 부재, 예컨대 항공기 외부 패널(금속, 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있거나, 또는 예컨대 중합체성 복합 물질로부터 제조될 수 있는 것), 가죽, 플라스틱 또는 섬유성 좌석 영역 및 내부 패널, 예컨대 제어 패널 등; (iii) 건축용 부재, 예컨대 외부 패널 및 지붕 물질; 및 (iv) 공업용 부재의 형태를 취할 수 있다.
적합한 기재 물질은 종이, 판지, 마분지, 합판 및 압축 섬유판, 경질목재, 연질목재, 목재 베니어, 파티클보드, 칩보드, 배향 스트랜드 보드 및 섬유판을 비롯한 셀룰로즈-함유 물질을 포함한다. 이러한 물질은 소나무, 오크 나무, 단풍 나무, 마호가니 나무, 체리 나무 등과 같은 목재로 전적으로 제조될 수 있다. 그러나, 일부 경우, 상기 물질은 수지성 물질 같은 다른 물질과 함께 목재를 포함할 수도 있다(즉, 목재/수지 복합체, 예컨대 페놀 수지계 복합체, 목재 섬유와 열가소성 중합체의 복합체, 및 시멘트, 섬유 또는 플라스틱 피복으로 보강된 목재 복합체).
적합한 금속성 기재는 냉간 압연 강, 스테인레스 강 및 아연 금속, 아연 화합물 및 아연 합금 중 임의의 것으로 표면 처리된 강(전기 아연 도금된 강, 고온-침지 아연 도금된 강, 갈바닐(GALVANNEAL) 강 및 아연 합금으로 도금된 강을 포함함)으로 구성된 호일, 시트 또는 작업편을 포함하지만, 이들에 국한되지 않으며, 구리, 마그네슘 및 이들의 합금, 알루미늄 합금, 갈판(GALFAN), 갈발륨(GALVALUME) 같은 아연-알루미늄 합금, 알루미늄 도금된 강 및 알루미늄 합금 도금된 강 기재도 사용할 수 있다. 용접가능한 아연이 풍부하거나 인화철이 풍부한 유기 코팅으로 코팅된 강 기재(예컨대, 냉간 압연 강 또는 상기 나열된 임의의 강 기재)도 적합하다. 이러한 용접가능한 코팅 조성물은 예를 들어 미국 특허 제 4,157,924 호 및 제 4,186,036 호에 개시되어 있다. 냉간 압연 강은 또한 예를 들어 금속 포스페이트 용액, 하나 이상의 IIIB족 또는 IVB족 금속을 함유하는 수용액, 유기 포스페이트 용액, 유기 포스폰에이트 용액 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택되는 용액으로 전처리될 때 적합하다. 또한, 적합한 금속 기재는 은, 금 및 이들의 합금을 포함한다.
적합한 실리카성 기재의 예는 유리, 자기, 세라믹이다.
적합한 중합체성 기재의 예는 폴리스타이렌, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 멜라민 수지, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리우레탄, 폴리카본에이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈 및 상응하는 공중합체 및 블록 공중합체, 생분해성 중합체 및 젤라틴 같은 천연 중합체이다.
적합한 직물 기재의 예는, 폴리에스터, 개질된 폴리에스터, 폴리에스터 혼방 직물, 나일론, 면, 면 혼방 직물, 황마, 아마, 대마 및 모시, 비스코스, 모, 견, 폴리아마이드, 폴리아마이드 혼방 직물, 폴리아크릴로나이트릴, 트라이아세테이트, 아세테이트, 폴리카본에이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터 마이크로섬유 및 유리섬유 직물로 구성된 섬유, 얀(yarn), 실(thread), 니트, 직물, 부직물 및 가멘트이다.
적합한 가죽 기재의 예는 그레인 가죽(예컨대, 양, 염소 또는 소로부터의 가죽 및 송아지 또는 소로부터의 박스-가죽), 스웨이드 가죽(예컨대, 양, 염소 또는 송아지로부터의 벨루어 및 사냥용 가죽), 분할 벨루어(예컨대, 소 또는 송아지 피부로부터), 벅스킨 및 누벅 가죽; 또한 양모 피부 및 털(예컨대, 털을 함유하는 스웨이드 가죽)이다. 가죽은 임의의 통상적인 태닝 방법에 의해 태닝될 수 있다. 특히, 식물, 광물, 합성 또는 조합 태닝될 수 있다(예컨대, 크롬 태닝, 지르코닐 태닝, 알루미늄 태닝 또는 반-크롬 태닝). 필요시, 가죽은 또한 재-태닝될 수도 있는데, 재-태닝을 위하여 재-태닝에 통상적으로 사용되는 임의의 태닝제, 예를 들어 광물, 식물 또는 합성 태닝제, 예컨대 크롬, 지르코닐 또는 알루미늄 유도체, 케브라초, 밤 또는 미모사 추출물, 방향족 합성 태닝제(syntan), 폴리우레탄, (메트)아크릴산 화합물 또는 멜라민, 다이시아노다이아마이드 및/또는 우레아/폼알데하이드 수지의 (공)중합체를 사용할 수 있다.
적합한 압축성 기재의 예는 포움(foam) 기재, 액체로 충전된 중합체 주머니(bladder), 공기 및/또는 기체로 충전된 중합체 주머니, 및/또는 플라즈마로 채워진 중합체 주머니를 포함한다. 본원에 사용된 "포움 기재"라는 용어는 개방 셀(open cell) 포움 및/또는 폐쇄 셀(closed cell) 포움을 포함하는 중합체성 또는 천연 물질을 의미한다. 본원에 사용된 "개방 셀 포움"이라는 용어는 상기 포움이 복수개의 상호 연결된 공기 챔버를 포함한다는 의미이다. 본원에 사용된 "폐쇄 셀 포움"이라는 용어는 상기 포움이 일련의 개별적인 폐쇄 공극을 포함한다는 의미이다. 포움 기재의 예는 폴리스타이렌 포움, 폴리메타크릴이미드 포움, 폴리비닐클로라이드 포움, 폴리우레탄 포움, 폴리프로필렌 포움, 폴리에틸렌 포움 및 폴리올레핀계 포움을 포함한다. 폴리올레핀계 포움의 예는 폴리프로필렌 포움, 폴리에틸렌 포움 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 포움을 포함한다. EVA 포움은 편평한 시트 또는 평판 또는 성형된 EVA 포움, 예컨대 구두 중창을 포함할 수 있다. 상이한 유형의 EVA 포움은 상이한 유형의 표면 공극률을 가질 수 있다. 성형된 EVA는 조밀한 표면 또는 "스킨(skin)"을 가질 수 있고, 편평한 시트 또는 평판은 다공성 표면을 나타낼 수 있다.
특정 실시양태에서, 자동차 또는 항공우주 산업에 사용된 코팅 시스템에서와 같이, 예를 들어, 전처리된 금속 기재(예컨대, 상술한 바와 같음)는 전착된 코팅으로 코팅될 수 있다. 전착된 코팅을 경화한 후, 상기 전착된 코팅의 적어도 일부 상에 프라이머-스페이서 코팅을 적용한다. 상기 프라이머-스페이서 코팅은 흔히 상기 전착된 코팅에 적용되며 또다른 후속 코팅의 적용 전에 경화된다.
상기 프라이머-스페이서 코팅은 흔히 연속 적용되는 코팅층들의 칩 저항성을 개선할 뿐 아니라 연속 적용되는 코팅층들의 외관을 보조한다. 본 발명의 특정 실시양태에서는 상기 제2 코팅층이 프라이머-스페이서 코팅이다. 일부 실시양태에서는, 상기 코팅 시스템의 제1 코팅층이, 상기 프라이머-스페이서 코팅층의 적어도 일부 상에 침착되는 색상-부여 베이스코트로서 작용한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 코팅 시스템은 추가로 실질적으로 투명한 코팅(즉, 클리어코트)을 포함한다. 본원에 사용된 "실질적으로 투명한"은, 실질적으로 투명한 것으로 불투명하지 않은 코팅을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 상기 클리어코트는 착색제를 포함할 수도 있지만, 그러한 경우, 착색제는 코팅을 불투명하게 만들기에 충분한 양으로 존재하지는 않는다. 예를 들어 미국 특허 제 5,989,642 호, 제 6,245,855 호, 제 6,387,519 호 및 제 7,005,472 호에 기술된 클리어코트를 본 발명의 코팅 시스템에 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 클리어코트는, 클리어코트(예컨대 클리어코트의 표면)에 분산된, 실리카 입자와 같은 입자를 포함한다.
기재된 바와 같이, 본 발명의 코팅 시스템에서, 상기 제1 코팅층은 어둡다. 즉, 제1 코팅층은 40 이하, 예컨대 35 이하, 30 이하, 또는 일부 경우 28 이하의 CIELAB L* 값을 나타낸다. 본 발명의 목적을 위해, CIELAB L* 값"은 그레택 맥베쓰(Gretag-MacBeth) 컬러아이(ColorEye) 7000A(포함된 스펙큘라)를 사용하여 측정된다. 또한, 본 발명의 코팅 시스템 중의 제1 코팅층은 (a) 필름-형성 수지; 및 (b) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함한다.
본원에 사용된 "필름-형성 수지"라는 용어는, 필름-형성 수지와 함께 존재하는 임의의 희석제 또는 담체의 제거시, 또는 주위 또는 고온에서 경화시, 기재의 적어도 수평면상에 자가-지지성 연속 필름을 형성할 수 있는 수지를 지칭한다.
제1 코팅에 사용될 수 있는 필름-형성 수지는 비제한적으로 자동차 OEM 코팅 조성물, 자동차 재마감처리 코팅 조성물, 공업용 코팅 조성물, 건축용 코팅 조성물, 코일 코팅 조성물, 패키징 코팅 조성물, 보호 및 해상 코팅 조성물, 및 항공우주 코팅 조성물에 사용되는 것들을 포함한다.
특정 실시양태에서, 본원에 기재된 코팅 내에 포함되는 필름-형성 수지는 열경화성 필름-형성 수지를 포함한다. 본원에 사용된 "열경화성"이라는 용어는 경화 또는 가교결합시 비가역적으로 "고정(set)"되는 수지를 지칭하며, 이때 중합체성 성분들의 중합체 쇄는 공유 결합에 의해 함께 결합된다. 이러한 특성은 일반적으로, 예를 들어 열 또는 복사에 의해 유도되는 조성물 성분들의 가교-결합 반응과 관련이 있다. 문헌[Hawley, Gessner G., The Condensed Chemical Dictionary, Ninth Edition., page 856; Surface Coatings, vol. 2, Oil and Colour Chemists' Association, Australia, TAFE Educational Books (1974)] 참조. 경화 또는 가교결합 반응은 또한 주위 조건 하에서 수행될 수 있다. 일단 경화되거나 가교결합되면, 열경화성 수지는 열 적용시 용융되지 않고 용매에 불용성이다. 다른 실시양태에서, 본원에 기재된 코팅 내에 포함되는 필름-형성 수지는 열가소성 수지를 포함한다. 본원에 사용된 "열가소성"이라는 용어는, 공유 결합에 의해 결합되지 않아 가열시 액체 유동을 겪고 용매에 가용성인 중합체성 성분들을 포함하는 수지를 지칭한다. 문헌[Saunders, K. J., Organic Polymer Chemistry, pp. 41-42, Chapman and Hall, London (1973)] 참조.
본원에 기재된 코팅은 당해 분야에 공지된 임의의 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 조성물을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 수계 또는 용매계 액체 조성물이거나, 또는 다르게는 고체 미립자 형태의 조성물, 즉 분말 코팅일 수 있다.
열경화성 코팅 조성물은 전형적으로, 예를 들어 아미노플라스트, 폴리아이소시아네이트(예컨대, 블록화된 아이소시아네이트), 폴리에폭사이드, 베타-하이드록시알킬아마이드, 폴리산, 무수물, 유기금속성 산-작용성 물질, 폴리아민, 폴리아마이드 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있는 가교결합제를 포함한다.
열경화성 또는 경화성 코팅 조성물은 전형적으로, 가교결합제와 반응성인 작용기를 갖는 필름 형성 중합체를 포함한다. 본원에 기재된 코팅 중의 필름-형성 수지는 당해 분야에 공지된 임의의 다양한 중합체들로부터 선택될 수 있다. 필름-형성 수지는 예를 들어 아크릴계 중합체, 폴리에스터 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리아마이드 중합체, 폴리에터 중합체, 폴리실록산 중합체, 및 이들의 공중합체 및 혼합물 중에서 선택될 수 있다. 일반적으로 이들 중합체는 당해 분야 숙련자들에게 공지된 임의의 방법으로 제조되는 임의의 유형의 중합체일 수 있다. 필름-형성 수지 상의 작용기는 예를 들어 카복실산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 하이드록실 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아마이드 기, 우레아 기, 아이소시아네이트 기(예컨대, 블록화된 아이소시아네이트 기), 머캅탄 기 및 이들의 조합을 비롯한 임의의 다양한 반응성 작용기 중에서 선택될 수 있다.
또한, 본원에 기재된 코팅 조성물의 제조에 필름-형성 수지의 적합한 혼합물을 사용할 수도 있다.
본 발명의 코팅 시스템의 제1 코팅층은 또한 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함한다. 본원에 사용된 "적외선 투과성 안료"라는 용어는, 미국 특허 출원 공개 제 2004/0191540 호의 [0020] 내지 [0026](인용 부분을 본원에 참고로 인용함)에 기재된 바와 같이, 근-적외선 파장 영역(700 내지 2500 nm)에서 실질적으로 투과성이고 이러한 파장에서 복사선의 감지가능한 산란 또는 흡수가 없는 안료를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 적외선 투과성 안료는 근-적외선 파장 영역에서 70% 이상의 평균 투과율을 갖는다. 본원에 사용된 "가시광 흡수성"라는 용어는 400 내지 700 nm의 가시 영역 내의 적어도 일부 파장에서 복사선을 실질적으로 흡수하는 안료를 지칭한다. 일부 경우, 본 발명의 코팅 조성물에 사용되는 가시광 흡수성 안료는 약 400 내지 약 500 nm 범위의 가시 스펙트럼에서 약 70% 이상(더욱 바람직하게는 약 80% 이상)의 총 흡광도를 갖는다. 일부 경우, 가시광 흡수성 안료는 약 500 내지 약 600 nm 범위의 가시 스펙트럼에서 약 70% 이상(더욱 바람직하게는 약 75% 이상)의 총 흡광도를 갖는다. 일부 경우, 가시광 흡수성 안료는 약 600 내지 약 700 nm 범위의 가시광 스펙트럼에서 약 60% 이상(더욱 바람직하게는 약 70% 이상)의 총 흡광도를 갖는다.
적합한 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료의 비제한적 예는 예를 들어 구리 프탈로시아닌 안료, 할로겐화된 구리 프탈로시아닌 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 페릴렌 안료, 모노아조 안료, 다이아조 안료, 퀴노프탈론 안료, 인단트론 안료, 다이옥사진 안료, 투명 철 산화물 분말 안료, 투명 철 산화물 레드 안료, 투명 철 산화물 옐로우 안료, 카드뮴 오렌지 안료, 군청 블루 안료, 카드뮴 옐로우 안료, 크롬 옐로우 안료, 코발트 알루미네이트 블루 안료, 코발트 크로마이트 블루 안료, 철 티탄 브라운 스피넬 안료, 망간 안티몬 티탄 버프 루타일 안료, 아연 철 크로마이트 브라운 스피넬 안료, 아이소인돌린 안료, 다이아릴라이드 옐로우 안료, 브롬화된 안트란트론 안료 등을 포함한다.
특정 실시양태에서, 적외선 투과성 안료는, 앞서 언급된 미국 특허 출원 공개 제 2004/0191540 호에 기재된 바와 같이, 전자기 스펙트럼을 따라 750 내지 850 nm의 파장에서 증가하는 % 반사율을 갖는다. 일부 경우, 적외선 투과성 안료는 전자기 스펙트럼을 따라 750 nm의 파장에서 10% 이상으로부터 900 nm의 파장에서 90% 이상에 이르기까지의 % 반사율을 갖는다.
특정 실시양태에서, 적외선 투과성 안료는 적외선 투과성 흑색 안료, 예컨대 하기 예시되는 페릴렌계 구조에 적어도 부분적으로 의존하는 것들을 포함한다:
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이와 같은 안료의 상업적으로 입수가능한 예는 미시건주 사우쓰필드 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)의 루모겐(Lumogen(등록상표)) 블랙 FK 4280 안료, "피그먼트 블랙 32"(파트 1) 및 "71133"(파트 2)의 색지수를 갖는 바스프의 팔리오겐(Paliogen(등록상표)) 블랙 L0086, 및 "피그먼트 블랙 31"(파트 1) 및 "71132"(파트 2)의 색 지수를 갖는 팔리오겐 블랙 S0084를 포함한다. 본 발명의 특정 실시양태에서 사용하기에 적합한 적외선 투과성 흑색 안료의 또 하나의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2009/0098476 호 A1의 [0030] 내지 [0034](이의 인용 부분을 본원에 참고로 인용함)에 기재되어 있고, 페릴렌 아이소인돌렌 구조, 아조메틴 구조 및/또는 아닐린 구조를 갖는 것들을 포함한다.
특정 실시양태에서, 적외선 투과성 안료는 흔히 상기 제1 코팅층을 침착시키는 조성물 중에 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 중량% 이상 또는 1 중량% 이상, 및/또는 5 중량% 이상의 양으로 존재한다. 적외선 투과성 안료는 또한, 전형적으로, 상기 제1 코팅층을 침착시키는 조성물 중에 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 20 중량% 미만, 또는 15 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만의 양으로 존재한다. 상기 조성물에 존재하는 적외선 투과성 안료의 양은 상기 값들(언급된 값 포함)의 임의의 조합들 간의 범위일 수도 있다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 제1 코팅층은 카본 블랙이 실질적으로 없거나, 또는, 일부 경우, 전혀 없다. 본원에 사용된 "실질적으로 없는"이라는 용어는 코팅 조성물 중의 카본 블랙의 양을 참조로 사용되는 경우, 카본 블랙이 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 상기 조성물에 0.1 중량% 이하, 일부 경우 0.05 중량% 이하의 양으로 존재하는 것을 의미한다. 본원에 사용된 "완전히 없는"이라는 용어는 코팅 조성물 중의 카본 블랙의 양을 참조로 사용되는 경우, 카본 블랙이 조성물에 전혀 존재하지 않는 것을 의미한다.
원한다면, 상기 제1 코팅층은 표면 코팅 제형의 당해 분야에 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예컨대 가소제, 항산화제, 장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동성 조절제, 요변성제 예컨대 벤토나이트 점토, 안료, 충전제, 유기 공용매, 촉매, 예컨대 인산 및 다른 통상의 보조제를 포함할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 코팅 시스템은 추가로, 상기 제1 코팅층의 적어도 일부 아래에 침착된 제2 코팅층을 포함한다. 상기 제2 코팅층은 (a) 필름-형성 수지; (b) 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료; 및 (c) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함한다. 상기 필름 형성 수지 및 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료는, 예를 들어 상기 제1 코팅층과 관련하여 앞서 기술한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 제2 코팅층에 존재하는 필름 형성 수지 및/또는 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료는 상기 제1 코팅층에 존재하는 필름 형성 수지 및/또는 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료와 동일하다. 일부 실시양태에서, 상기 제2 코팅층에 존재하는 필름 형성 수지 및/또는 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료는 상기 제1 코팅층에 존재하는 필름 형성 수지 및/또는 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료와 상이하다.
본 발명의 코팅 시스템의 제2 코팅층은 또한 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료를 포함한다. 본원에 사용된 "적외선 반사성 안료"라는 용어는, 코팅 조성물에 포함되는 경우, 동일한 조성물(그러나 적외선 반사성 안료를 포함하지 않음)로부터 동일한 방식으로 침착된 경화된 코팅보다 큰, 근-적외선(본원에 사용시 700 내지 2,500 nm의 파장을 갖는 빛 에너지를 지칭함) 반사율을 갖는 경화된 코팅을 제공하는 안료를 지칭한다.
적합한 금속 및 금속 합금은 예를 들어 알루미늄, 크롬, 코발트, 철, 구리, 망간, 니켈, 은, 금, 철, 주석, 아연, 청동, 황동 및 이들의 합금, 예컨대 아연-구리 합금, 아연-주석 합금, 및 아연-알루미늄 합금을 포함한다. 일부 특정 예는 니켈 안티몬 티탄, 니켈 니오븀 티탄, 크롬 안티몬 티탄, 크롬 니오븀, 크롬 텅스텐 티탄, 크롬 철 니켈, 크롬 철 산화물, 크롬 산화물, 크롬 티타네이트, 망간 안티몬 티탄, 망간 페라이트, 크롬 그린-블랙, 코발트 티타네이트, 크로마이트, 또는 포스페이트, 코발트 마그네슘, 및 알루미나이트, 철 산화물, 철 코발트 페라이트, 철 티탄, 아연 페라이트, 아연 철 크로마이트, 구리 크로마이트 및 이들의 조합을 포함한다.
본 발명에서, 이러한 안료는 박편 형태이다. 예를 들어, "엽상(leafing)" 알루미늄 플레이크(flake)가 종종 적합하다. 본원에 사용된 "박편"이라는 용어는 입자가 그의 두께에 대한 그의 폭의 비율("종횡비"라 함)이 2 이상, 종종 10 내지 2,000, 예컨대 3 내지 400, 또는 일부 경우 10 내지 200, 예컨대 10 내지 150 범위에 드는 것을 의미한다. 이와 같이, "박편" 입자는 실질적으로 편평한 구조를 갖는다. 일부 경우, 이러한 플레이크는, 실리카 코팅된 구리의 경우에서와 같이, 그 위에 코팅이 침착될 수 있다.
특정 실시양태에서, 이러한 박편 입자는 0.05 내지 10 미크론, 예컨대 0.5 내지 5 미크론의 두께를 갖는다. 특정 실시양태에서, 이러한 박편 입자는 10 내지 150 미크론, 예컨대 10 내지 30 미크론의 최대 두께를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은, 울퉁불퉁한 모서리가 아니라 둥근 모서리 및 평활하고 편평한 표면을 포함하는 박편 입자를 포함한다. 각진 모서리 및 비-평탄한 표면을 갖는 플레이크는 당해 분야에 "콘플레이크(cornflake)"로서 공지되어 있다. 한편, 더 둥근 모서리, 더 평활하고 더 편평한 표면을 특징으로 하는 플레이크는 "실버 달러(silver dollar)" 플레이크라 한다. 더욱이, 특정 실시양태에서, 둥근 모서리를 포함하는 박편 금속 또는 금속 합금 입자는 ISO 1524에 따라 측정시 25 미크론 이하, 예컨대 10 내지 15 미크론의 최대 폭을 갖는다.
또 다른 적합한 금속 안료는 유색 금속성 안료, 예를 들어 유색 안료가 금속성 안료의 표면상으로 화학적으로 흡착된 것들을 포함한다. 이러한 유색 금속성 안료는 미국 특허 제 5,037,745 호의 2칼럼 55행 내지 7칼럼 54행(이러한 인용 부분을 본원에 참고로 인용함)에 기재되어 있다. 일부 이와 같은 유색 금속성 안료는 또한 상업적으로 입수가능하며 파이어플레이크(FIREFLAKE)라는 상표명 하에 뉴저지주 플레밍톤 소재의 유에스 알루미늄 인코포레이티드(U.S. Aluminum, Inc.)로부터 입수가능한 것들을 포함한다. 특정 실시양태에서, 적외선 투과성 안료(예컨대, 후술되는 페릴렌계 안료)는 금속 안료의 표면상에 화학적으로 흡착되어 어두운, 때때로 흑색 색상의 적외선 반사성 금속 안료를 제공한다.
특정 실시양태에서, 상기 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료는 제2 코팅층을 침착시키는 코팅 조성물 중에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 또는, 일부 경우, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 상기 적외선 반사성 안료는 상기 코팅 조성물 중에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 50 중량% 이하, 25 중량% 이하, 또는, 일부 경우, 15 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특정 실시양태에서, 상기 제2 코팅층은 앞서 기술한 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료 이외에 추가로 적외선 반사성 안료를 포함할 수 있다. 그러한 추가의 적외선 반사성 안료는 유색 또는 본질적으로 무색, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 본원에 사용된 "본질적으로 무색"이라는 용어는 안료가 색상을 갖지 않는, 즉 상기 안료에 대한 흡수 곡선이 400 내지 700 nm 범위에서 흡수 피크를 갖지 않고 태양광 하에 관찰시 반사 또는 투과 광에 색조 또는 빛깔이 존재하지 않는 것을 의미한다. 유색 적외선 반사성 안료는 본질적으로 무색이 아닌 적외선 반사성 안료이다. 달리 말해, "유색" 적외선 반사성 안료는 아래에 정의되는 바와 같이 가시광 흡수성일 수 있는 것이다. "반투명" 안료는 가시광이 안료를 확산적으로 통과할 수 있는 것을 의미한다. "불투명" 안료는 반투명이 아닌 것이다. (코팅에 충분히 적은 양으로 사용되는 경우) 반투명 및 본질적으로 무색일 수 있는 적외선 반사성 안료의 하나의 예는 독일 다름슈타트의 메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터 상업적으로 입수가능한 솔라플레어(Solarflair) 9870 안료이다. 이러한 상업적으로 입수가능한 안료는 또한, 이산화티탄으로 코팅되는 운모 기재를 포함하는 (후술되는) 간섭 안료의 한 예이다.
적합한 유색 및/또는 불투명 적외선 반사성 안료의 예는 예를 들어 임의의 다양한 금속 및 금속 합금, 무기 산화물, 및 간섭 안료를 포함한다. 예시적인 색상은 예를 들어 백색(이산화티탄의 경우); 갈색(철 티탄 브라운 스피넬의 경우); 녹색(크롬 산화물 그린의 경우); 적색(철 산화물 레드의 경우); 황색(크롬 티타네이트 옐로우 및 니켈 티타네이트 옐로우의 경우); 청색 및 보라색(특정 TiO2 코팅된 운모 플레이크의 경우)을 포함한다.
적외선 반사성 안료를 함유하는 적합한 무기 산화물은 예를 들어 특히 철 산화물, 티탄 산화물(TiO2) 안료, 복합 산화물 시스템 안료, 티탄 산화물-코팅된 운모 안료, 철 산화물-코팅된 운모 안료, 및 아연 산화물 안료를 포함한다.
특정 실시양태에서, 상기 적외선 반사성 안료는 가시 영역(400 내지 700 nm)에서보다 근-적외선 파장 영역(700 내지 2500 nm)에서 더 큰 반사율을 나타낸다. 특정 실시양태에서, 가시 영역에서의 반사율에 대한 근-적외선 영역에서의 반사율의 비는 1:1 초과, 예컨대 2:1 이상, 또는 일부 경우에 3:1 이상이다. 이와 같은 적외선 반사안료의 예는 특정의 간섭 안료이다.
본원에 사용된 "간섭 안료"라는 용어는 서로 다른 반사율의 물질 층이 교대로 있는 다층 구조를 갖는 안료를 지칭한다. 적합한 광-간섭 안료는 예를 들어 이산화티탄, 철 산화물, 티탄 철 산화물 또는 크롬 산화물, 또는 이들 조합 중 하나 이상의 층으로 코팅된 운모, SiO2, Al2O3, TiO2 또는 유리의 기재를 포함하는 안료, 또는 철 산화물 층 및/또는 이산화규소 층으로 코팅된 알루미늄과 같은 금속과 금속 산화물의 조합을 포함하는 안료를 들 수 있다.
특정 실시양태에서, 제2 코팅층을 침착시키는 조성물 중에 존재하는 적외선 반사성 안료 대 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료의 중량비는 적어도 1.5:1, 예컨대 적어도 5:1, 적어도 10:1, 또는 일부 경우, 적어도 20:1이다.
본 발명의 코팅 시스템의 특정 실시양태에서, 제2 코팅층 자체는 어둡다. 즉, 제2 코팅층 자체는 CIELAB L* 값이 50 이하, 예컨대 45 이하, 40 이하, 또는, 일부 경우, 35 이하, 또는 30 이하를 나타낸다. 일부 경우, 제2 코팅층은 25 내지 30 미만, 예컨대 25 내지 29, 또는 25 내지 28, 또는 25 내지 27의 CIELAB L* 값을 나타낸다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 제2 코팅층은, 상기 제1 코팅층과 마찬가지로, 카본 블랙이 실질적으로 없거나, 또는, 일부 경우, 완전히 없다. 원한다면, 상기 제2 코팅층은 제형화된 표면 코팅의 당해 분야에 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예컨대 상기 제1 코팅층과 관련하여 앞서 기술한 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 시스템의 하나의 이점은, 상기 제2 코팅층에 가시적으로 불투명한 적외선 반사성 안료(예컨대, 앞서 기술한 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료)의 적절한 사용이 비교적 작은 필름 두께(예컨대, 2 밀 이하, 또는, 일부 경우, 1 밀 이하)로 필수적인 은폐력을 갖는 코팅층을 생성할 수 있게 한 점이다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 코팅 시스템은 종래의 적외선 반사성 코팅 시스템에 존재하지 않는 이점들의 고유한 조합을 수반한다. 우선, 본 발명의 코팅 시스템의 제2 코팅층에서의 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료 및 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료의 적절한 선택, 및 그들 각각의 사용량의 선택에 의해, 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층이 0.8:1 내지 1.7:1, 예컨대 0.8:1 내지 1.6:1, 또는, 일부 경우, 1:1 내지 1.5:1의 콘트라스트 비(L*제2/L*제1)를 갖는 코팅 시스템을 달성하는 것이 가능해졌다. 더욱이, 일부 경우, 0.8:1 내지 1.1:1 미만의 콘트라스트 비가 달성되었다. 따라서, 본 발명의 코팅 시스템에서, 제2 코팅층은 제1 코팅층보다 외관상 단지 최소한으로 더 밝다(일부 경우, 외관상 더 밝지 않거나, 심지어는 외관상 더 어둡다). 또한, 이는, 놀랍게도 코팅 시스템의 총 태양광 반사율에 대해 영향을 크게 미치지 않고도 달성되었다. 따라서, 본 발명의 코팅 시스템에서, 상기 코팅 시스템은 25% 이상의 % 총 태양광 반사율("TSR")을 가지며, 상기 제2 코팅층은 25% 이상의 % TSR을 갖는다. 본원에 기재된 % TSR 값은, 300 내지 2500 nm의 파장 범위에 걸쳐 캐리(Cary) 50 (배리안(Varian)) 분광광도계로 측정된 데이타로부터 ASTM E 903 및 ASTM E 891 방법을 사용하여 계산될 수 있다.
상기 각각의 코팅을 침착시키는 코팅 조성물은 예를 들어 특히 침지 또는 함침, 분무, 간헐적 분무, 침지후 분무, 분무후 침지, 브러싱, 또는 롤-코팅 등 임의의 다양한 방법에 의해 기재에 적용될 수 있다. 그러나, 특정 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 분무에 의해 적용되며, 따라서 이러한 조성물은 종종 주위 조건에서 분무에 의해 적용하기에 적합한 점도를 갖는다.
코팅 조성물을 기재에 적용한 후에는, 조성물을 응집시켜 기재상에 실질적으로 연속적인 필름을 형성시킨다. 전형적으로, 필름 두께는 0.01 내지 20 밀(약 0.25 내지 508 미크론), 예컨대 0.01 내지 5 밀(약 0.25 내지 127 미크론), 또는, 일부 경우, 0.1 내지 2 밀(2.54 내지 50.8 미크론)이다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 필름을 형성하는 방법은 코팅할 기재 또는 제품 표면에 코팅 조성물을 적용하는 단계, 상기 코팅 조성물을 응집시켜 실질적으로 연속적인 필름을 형성하는 단계, 및 그렇게 수득된 코팅을 경화시키는 단계를 포함한다. 특정 실시양태에서, 이들 코팅의 경화는 주위 또는 고온에서 플래싱(flash)한 후 열 베이킹(baking)하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 경화는 예를 들면 20℃의 주위 온도 내지 175℃에서 수행될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에서 예시되며, 본 발명이 이들의 구체적인 사항으로 제한되는 것은 아니다. 실시예 뿐만 아니라 본원 전반에 걸쳐 모든 부 및 비율은 달리 명시되지 않으면 중량 기준이다.
실시예
실시예 1 내지 5
실시예 1 내지 5의 코팅 조성물은 하기 표 1에 열거되는 성분 및 양을 함유한 기재 제형을 사용하였다. 상기 기재 제형은, 프로펠러 스타일의 교반 날개를 사용한 교반하에 표 1에 열거된 물질을 차례대로 가함으로써 제조하였다.
표 1
Figure 112013046586209-pct00002
1 산작용성 폴리에스터 수지 용액(70중량% 수지)
2 폴리에스터 수지 중의 바라마이트(Baramite) 10(신바 퍼포먼스 미네랄스(Cinbar Performance Minerals))의 분산액
3 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)로부터 입수가능한 사이멜(Cymel) 1156
4 무수물 공중합체 용액(73중량% 수지)
5 사이텍 인더스트리즈로부터 입수가능한 사이멜 U-80
6 킹 인더스트리즈(King Industries)로부터 입수가능한 네이큐어(Nacure) 155
7 듀퐁(DuPont)으로부터 입수가능한 RK-5345 폴리(부틸 아크릴레이트)
상기 기재 조성물을 사용하여, 하기 표 2에 열거된 성분 및 양을 사용하여 실시예 1 내지 5의 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 코팅 조성물은, 카울즈(cowles) 스타일의 교반 날개를 사용한 교반하에 표 2에 열거된 물질을 차례대로 가함으로써 제조하였다.
표 2
Figure 112013046586209-pct00003
1 BASF 코포레이션으로부터의 루모겐(Lumogen)(상품명) FK 4280
2 다이프로필렌 글리콜 모노메틸 에터
3 엑카르트(Eckart)로부터의 스타파(STAPA)(상품명) 메탈릭(METALLIC) R 507 알루미늄 안료 페이스트(65% 고형분)
적용 및 시험
실시예 1 내지 5의 코팅 조성물을 흑색 및 백색 브러쉬아웃 드로우다운 카드(레네타 불투명 챠트(Form 2a))에 드로우다운으로서 적용하였다. 강제 공기 오븐에 의해 302 ℉에서 30분에 걸쳐 상기 코팅을 경화하였다. 각각의 코팅에 대한 건조 필름 두께를 표 3에 기재하였다. 상기 코팅에 대해 총 태양광 반사율 및 색상을 분석하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
표 3
Figure 112013046586209-pct00004
1 코팅 두께는 피셔(Fischer) 퍼마스코프(permascope)를 사용하여 측정되고 기록되었음.
2 태양광 반사율은 ASTM E903에 따라 계산되었음.
3 색상 측정은 그레텍 맥베쓰 컬러아이(Gretag MacBeth ColorEye) 7000A를 사용하여 수행되었음(광택 포함).
실시예 6 내지 21
실시예 8 내지 21의 코팅 시스템은, 두 가지의 페인트 제형인, 하기 표 4에 열거된 성분 및 양(g)을 함유한 실시예 6 및 7을 사용하였다. 실시예 8 내지 21의 코팅 시스템은 실시예 1 내지 5, 다른 상업적으로 입수가능한 코팅, 및 실시예 6 및 7의 코팅 조성물의 다양한 층 조합을 사용하였다. 실시예 6 및 7의 조성물은, 프로펠러 스타일의 교반 날개를 사용한 교반하에 표 4에 열거된 물질을 차례대로 가함으로써 제조하였다.
표 4
Figure 112013046586209-pct00005
1 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수가능한 투명 수계 수지 베이스믹스
2 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수가능한 수계 페릴렌 안료 분산액
3 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수가능한 수계 카본블랙 안료 분산액
4 BASF 코포레이션으로부터의 멀린(Mearlin)(상품명) 수퍼 레드(Super Red) 4303Z-Ext. CFS
5 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수가능한 수계 페릴렌 안료 분산액
6 실버라인 엠에프지(Silberline Mfg.)로부터 입수가능한 알루미늄 안료 페이스트
7 루브리졸 코포레이션(Lubrizol Corporation)으로부터 입수가능한 루브리졸 2602
8 BASF 코포레이션으로부터 입수가능
적용 및 시험
하기 실시예 8 내지 21은, ED6060(피피지로부터 상업적으로 입수가능한 양이온성 전착가능한 프라이머)로 전착코팅된 시험 기재 4" x 12" ACT CRS 패널 상에 적용된 코팅 시스템을 예시한다. 상기 패널은 미국 미시건주 힐스데일 소재의 ACT 래보러토리즈(Laboratories)로부터 입수가능하다. 상기 프라이머 처리된 시험 기재를 302 ℉에서 30분 동안 경화한 다음 베이스코트로 코팅하였다. 상기 베이스코트를 200 ℉에서 10분 동안 경화하였다. 이어서, 모든 시험 패널을 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 상업적으로 입수가능한 DCT5002 다이아몬드 클리어코트로 코팅하였다. 이 코팅을 강제 공기 오븐에 의해 경화하였다. 각각의 코팅에 대한 건조 필름 두께를 표 5에 기재하였다. 상기 코팅 시스템에 대해 총 태양광 반사율 및 베이스코트의 색상을 분석하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.
표 5
Figure 112013046586209-pct00006
1 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 HP77-224E
2 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 HP77-9753
3 평균 코팅 건조 필름 두께(마이크론 단위)는 피셔(Fischer) 펜나스코프(pennascope)를 사용하여 측정되었음.
4 태양광 반사율 값은 ASTM E903에 따라 계산되었음.
5 색상 측정은 그레텍 맥베쓰 컬러아이 7000A를 사용하여 수행되었음(광택 포함).
실시예 22 내지 29
하기 표 6에 열거된 성분 및 양을 사용하여 실시예 22 내지 29의 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 코팅 조성물은, 프로펠러 스타일의 교반 날개를 사용한 교반하에 표 6에 열거된 물질을 차례대로 가함으로써 제조하였다.
표 6
Figure 112013046586209-pct00007
1 산작용성 폴리에스터 수지 용액(70중량% 수지)
2 폴리에스터 수지 중의 바라마이트 10(실바 퍼포먼스 미네랄스(Cillbar Performance Minerals))의 분산액
3 사이텍 인더스트리즈로부터 입수가능한 사이멜 1156
4 무수물 공중합체 용액(73중량% 수지)
5 사이텍 인더스트리즈로부터 입수가능한 사이멜 U-80
6 폴리에스터 수지 중의 이산화 티탄(듀퐁으로부터의 Ti-퓨어(Pure)(상품명) R-960)의 분산액
7 킹 인더스트리즈로부터 입수가능한 네이큐어 155
8 듀퐁으로부터 입수가능한 RK-5345 폴리(부틸 아크릴레이트)
9 엑카르트로부터 입수가능한 스타파 메탈릭(STAPA METALLIC) R-507
10 폴리에스터 수지 중의 루모겐(상품명) 블랙 FK 4280 안료(BASF 코포레이션으로부터 입수가능)의 분산액
11 폴리에스터 수지 중의 팔리오겐(Paliogen)(상품명) 블랙 L0086 안료(BASF 코포레이션으로부터 입수가능)의 분산액
하기 실시예 24 내지 31은, ED6060(피피지로부터 상업적으로 입수가능한 양이온성 전착가능한 프라이머)로 전착코팅된 시험 기재 4" x 12" ACT CRS 패널 상에 적용된 코팅 시스템을 예시한다. 상기 패널은 미국 미시건주 힐스데일 소재의 ACT 래보러토리즈로부터 입수가능하다. 상기 프라이머 처리된 시험 기재를 302 ℉에서 30분 동안 경화한 다음 베이스코트로 코팅하였다. 상기 베이스코트를 200 ℉에서 10분 동안 경화하였다. 이어서, 모든 시험 패널을 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 상업적으로 입수가능한 DCT5002 다이아몬드 클리어코트로 코팅하였다. 이 코팅을 강제 공기 오븐에 의해 경화하였다. 각각의 코팅에 대한 건조 필름 두께를 표 7에 기재하였다. 상기 코팅 시스템에 대해 총 태양광 반사율 및 베이스코트의 색상을 분석하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.
표 7
Figure 112013046586209-pct00008
1 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 HP77-224E
2 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 HP77-9753
3 평균 코팅 건조 필름 두께(미크론 단위)는 피셔(Fischer) 펜나스코프를 사용하여 측정되었음.
4 태양광 반사율 값은 ASTM E903에 따라 계산되었음.
5 색상 측정은 그레텍 맥베쓰 컬러아이 7000A를 사용하여 수행되었음(광택 포함).
본 발명의 광의의 개념으로부터 벗어나지 않고 전술된 실시양태를 변화시킬 수 있음을 당업자는 알 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 개시된 특정 실시양태로 제한되지 않는 것으로 이해되며, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 진의 및 범주 이내의 변형을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (16)

  1. (a) 40 이하의 CIELAB L* 값을 가지며, (i) 필름-형성 수지; 및 (ii) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함하는, 제1 코팅층, 및
    (b) 상기 제1 코팅층의 적어도 일부 아래에 침착되며, (i) 필름-형성 수지; (ii) 얇은 플레이크상 금속 또는 금속 합금 적외선 반사성 안료; 및 (iii) 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료를 포함하는, 제2 코팅층
    을 포함하는 코팅 시스템으로서, 이때
    상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층이 0.8:1 내지 1.6:1의 콘트라스트 비(L*제2/L*제1)를 갖고,
    상기 코팅 시스템이 25% 이상의 % 총 태양광 반사율("TSR")을 가지며,
    상기 제2 코팅층이 25% 이상의 % TSR을 갖는
    코팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘트라스트 비가 1.0 내지 1.5:1인 코팅 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘트라스트 비가 0.8 내지 1 미만:1인 코팅 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층이 30 이하의 L*값을 갖는 코팅 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층이 25 내지 30 미만의 L*값을 갖는 코팅 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료가 제2 코팅층을 침착시키는 조성물의 총 중량을 기준으로 20중량% 이상의 양으로 존재하는 코팅 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층을 침착시키는 조성물 중의 (b)(ii) 대 (b)(iii)의 중량비가 적어도 1.5:1인 코팅 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중량비가 적어도 5:1인 코팅 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 중량비가 적어도 10:1인 코팅 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중량비가 적어도 20:1인 코팅 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선 반사성 안료가 금속 및/또는 금속 합금 플레이크 안료를 포함하는 코팅 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플레이크 안료가 알루미늄을 포함하는 코팅 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층 중의 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료가 페릴렌 시스템 안료를 포함하는 코팅 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층 중의 가시광 흡수성 적외선 투과성 안료가 페릴렌 시스템 안료를 포함하는 코팅 시스템.
  15. 표면 상에 위치된 제 1 항의 코팅 시스템을 포함하는 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제품이 항공기 부재(component)인 제품.
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