KR101614246B1 - 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법 - Google Patents

무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 반사율이 높은 무기 산화물이 저밀도 중공입자 표면에 담지된 형태의 차열소재로서, 페인트와 혼합·도포시 페인트 표면에 위치하여 적외선을 선택적으로 반사하는 우수한 차열 효과를 제공하고, 도심 열섬현상의 원인이 되는 콘크리트 건물의 외벽, 옥상, 축사 등 차열 기능이 필요한 건물에 적용하여 에너지 효율(energy efficiency)을 향상시킬 수 있다.

Description

무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법 {HOLLOW THERMAL SHIELD MATERIAL LOADED WITH INORGANIC OXIDE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저밀도의 중공입자 표면에 무기 산화물을 담지하여 차열소재를 제조함으로써 적외선을 효과적으로 반사시킬 수 있는 우수한 차열소재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
여름철 태양광선은 건물 외벽 및 지붕의 표면에 흡수되어 열에너지를 발생시키고, 이로 인해 건물의 실내 온도는 상승하게 된다. 건물의 실내온도 상승은 더 많은 냉방 에너지를 필요로 하게 되고, 냉 난방비 증가의 원인이 된다. 태양광선 중에서도 적외선은 태양광선의 절반을 차지하며 대부분의 열에너지를 가지고 있어, 건물 표면의 온도를 낮추고 실내 온도 상승을 억제하기 위해 적외선을 효과적으로 반사할 필요가 있다.
이에 따라, 많은 차열 페인트가 개발 및 연구되고 있으나 기존의 차열 페인트는 주로 색에 의한 반사를 이용한 것으로, 페인트에 적용시 그 색상에 한계가 있고 일부 파장의 태양광선을 반사시키는 원리만을 이용한 것으로 충분한 차열 효과를 기대하기는 어렵다.
국내에서는 우수한 단열성을 가지는 중공입자를 수입하여 단순히 도료에 혼합하는 형태로 열을 차단하는 페인트가 사용되고 있다. 하지만 중공입자가 다공질 또는 오픈 포어(open pore) 구조일 경우, 단순히 페인트와 혼합하여 사용하게 되면 표면 기공을 통해 페인트가 중공입자 내에 침투하게 되어 단열 효과를 현저히 떨어뜨릴 수 있다.
특히, 기존에는 세라믹소재들을 적용한 차열 페인트에 대한 연구 및 개발이 많이 진행되고 있지만, 단순히 세라믹소재를 페인트와 혼합하여 사용함으로 인해 우수한 차열 성능을 구현하기 위해 많은 양이 첨가되어야 하는 원천적인 한계가 존재한다. 많은 양의 세라믹소재를 페인트에 혼합하게 되면 페인트 내 분산이 어려워 도포면 전체의 동일한 차열 성능을 기대할 수 없고, 페인트의 점착력 및 내크랙성의 저하와 같은 문제가 발생할 수 있다.
또한, 일부 세라믹소재의 경우 침강현상으로 인해 차열 효과가 저하되는데 그 예로, 층상 구조의 입자가 큰 편운모를 차열 페인트 제조에 이용할 경우 침강현상이 발생하여 도포 후 차열소재가 도포면 아래에 자리하게 되어 충분한 차열 효과를 나타낼 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해 적은 양을 사용하여 우수한 차열 효과를 나타낼 수 있는 차열소재의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
한국등록특허 제10-1118136호 한국등록특허 제10-0944206호
본 발명은 밀도가 작은 중공입자의 표면에 고굴절의 무기 산화물을 담지하여 소량으로 적외선을 효과적으로 반사시킬 수 있는 우수한 차열소재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 저밀도의 중공입자를 이용함으로써 침강 현상을 방지하고, 중공입자 표면에 고굴절의 무기 산화물을 담지함으로서 우수한 차열 효과를 가지는 차열소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 차열소재는 저밀도로 인해 도포시 페인트 표면에 위치하게 되어 차열 효율을 높일 수 있고, 중공입자 본연의 구조로 인한 단열 효과와 중공입자 표면에 위치한 고굴절 무기 산화물로 인한 반사 효과를 동시에 가짐으로써 소량으로도 우수한 차열 성능을 낼 수 있는 우수한 차열 페인트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 제조방법은, 무기 산화물 전구체, 중공입자 및 혼합용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합 단계; 상기 혼합물을 농축하여 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 제조하는 농축 단계; 및 상기 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 열처리하여 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자를 제조하는 열처리 단계를 포함할 수 있다.
상기 혼합 단계는 10분 내지 3시간 동안 교반하는 것을 포함할 수 있다.
상기 열처리 단계는 400℃ 내지 650℃ 온도에서 수행할 수 있다.
또한, 상기 중공입자는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 또는 지르코니아(ZrO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 중공입자의 밀도는 1.0 이하이며, 크기는 50㎛ 내지 500㎛일 수 있다.
상기 담지된 결정질 무기 산화물의 굴절률은 1.5 이상이며, 평균 입경은 1nm 내지 50nm일 수 있다.
상기 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자는 중공입자 100중량부에 대하여 상기 무기 산화물의 담지량은 1 내지 50중량부일 수 있다.
상기 무기 산화물은 티타니아, 지르코니아, 산화 아연, 주석 산화물 또는 인듐 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 제조방법에 따라 제조된 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재를 포함하는 차열 페인트 조성물을 제공할 수 있다.
상기 차열 페인트 조성물은 차열 페인트 조성물 100중량부에 대하여 상기 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 5 내지 30중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재는 단순반사나 단열에 의한 기존 차열소재와는 차별되는 것으로, 저밀도의 중공입자 표면에 고굴절의 무기 산화물을 담지하여 제조함으로써, 페인트에 적용시 소량으로도 우수한 차열 성능을 낼 수 있어 건물 외벽 및 옥상에 도포하여 여름철 냉방비 및 효율적인 에너지 절감을 가능하게 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재는 수용액 상에서 담지 공정 및 열처리 공정을 통해 제조됨으로써, 양산성 및 재현성이 뛰어나고 경제적인 부담이 적은 차열 효과가 우수한 차열소재의 효과적인 제조방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재의 제조방법에 대한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저밀도의 중공입자 표면에 무기 산화물을 담지하는 차열소재를 제조함으로써 적외선을 효율적으로 반사시킬 수 있는 우수한 차열소재에 관한 것으로, 이를 페인트와 혼합·도포시 차열소재가 페인트 표면에 위치하여 적외선을 효과적으로 반사시킬 수 있는 차열 페인트 조성물을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재의 제조방법은, 혼합 단계(S10); 농축 단계(S20); 및 열처리 단계(S30)를 포함한다.
혼합 단계(S10)는 무기 산화물 전구체, 중공입자 및 혼합용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계이다.
상기 무기 산화물 전구체는 높은 굴절률을 가지는 티타니아(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 산화 아연(ZnO) 등의 고굴절 무기 산화물을 생성시킬 수 있는 통상의 무기 화합물이 제한 없이 모두 전구체로 포함될 수 있다. 바람직하게는 티타늄 옥시설페이트(Titanium(Ⅳ) oxysulfate), 지르코늄 옥시 클로라이드 옥타 하이드레이트(Zirconium oxychloride octahydrate), 징크 니트레이트 헥사하이드레이트(Zinc nitrate hexahydrate) 또는 징크 클로라이드(Zinc chloride) 등이 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 지르코늄 옥시 클로라이드 옥타 하이드레이트가 포함될 수 있다.
또한, 상기 중공입자는 내부가 비어 있는 구조이며 낮은 밀도로 인해 쉽게 용매에서 부유하는 특성과 높은 분산성을 가지며, 상기 중공입자는 도포 후 차열소재가 도포면 표면에 위치하여 적외선을 효과적으로 반사하기 위하여 1.0 이하의 밀도를 갖는 저밀도의 중공세라믹입자가 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.05 내지 0.8, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.6의 밀도를 갖는 중공세라믹입자가 포함될 수 있다. 밀도가 1.0을 초과하는 경우에는 중공입자가 용매에서 부유하는 특성을 갖지 못하는 문제가 있고, 밀도가 0.05 미만인 경우에는 낮은 밀도로 인해 페인트에 적용시 잘 혼합되지 않는 문제가 있다.
상기 중공세라믹입자는 바람직하게는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 또는 지르코니아(ZrO2) 등이 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 실리카가 포함될 수 있다. 특히 중공실리카는 다양한 분야의 지지체로 많이 활용되고 있으며, 필름 혹은 박막 형성시 표면에 부유하는 특성으로 인해 재료의 표면 특성을 부각시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 중공입자의 크기는 50㎛ 내지 500㎛일 수 있으며, 바람직하게는 50㎛ 내지 400㎛, 더욱 바람직하게는 50㎛ 내지 300㎛일 수 있다. 상기 입자의 크기가 50㎛ 미만인 경우에는 무기 산화물 전구체와의 혼합이 균일하지 못한 문제가 있고, 500㎛ 초과하는 경우에는 빛에 대한 반사율이 증가하여 투명성에 문제가 있고, 페인트에 적용시 접착력, 점도, 내크랙성 등이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 혼합용매는 해당 기술분야에서 통용되는 용매는 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물(H2O)일 수 있다.
상기 혼합 단계(S10)는 구체적으로는 상기 무기 산화물 전구체를 물에 완전히 용해시킨 후 상기 중공입자를 첨가하여 상온에서 교반하는 것으로, 10분 내지 3시간 동안, 바람직하게는 20분 내지 2시간 동안 교반할 수 있다.
농축 단계(S20)는 무기 산화물 전구체, 중공입자 및 혼합용매를 포함하는 혼합물을 농축하여 용매를 모두 증발시켜 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 제조하는 단계이다. 이 단계를 통해 중공입자의 표면에 무기 산화물 전구체가 물리적으로 흡착된 형태의 입자를 얻을 수 있다. 상기 농축 단계(S20)는 혼합용매의 용매를 모두 증발시키기 위한 과정으로, 같은 용매일 경우라도 사용하는 진공도 또는 온도에 따라 농축 시간은 달라질 수 있다.
열처리 단계(S30)는 농축 단계(S20)를 통해 얻은 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 열처리하여 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자를 제조하는 단계로서, 이 단계를 통해 최종적으로 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자를 얻을 수 있다. 상기 열처리 온도는 400℃ 내지 650℃일 수 있으며, 바람직하게는 450℃ 내지 600℃, 더욱 바람직하게는 500℃ 내지 550℃일 수 있다. 상기 열처리 시간은 1 내지 24시간일 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 20시간, 더욱 바람직하게는 3 내지 12시간일 수 있다. 열처리 단계(S30)가 400℃ 미만의 온도에서 1시간 미만으로 열처리 되는 경우 중공입자 표면에서 무기 산화물이 완전히 결정화되지 못하여 적외선 반사효율이 저하되는 문제가 있고, 650℃를 초과하는 온도에서 24시간 초과하여 열처리 되는 경우 고온을 장시간 유지하기 위하여 비용이 많이 소모되는 문제가 있다.
상기 담지된 결정질의 무기 산화물은 적외선을 효과적으로 반사시킬 수 있도록 굴절률이 1.5 이상일 수 있으며, 바람직하게는 1.5 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5일 수 있다. 굴절률이 1.5 미만의 경우에는 적외선에 대한 반사효과가 미미하여 차열 성능이 충분하지 않은 문제가 있다. 또한, 상기 담지된 결정질의 무기 산화물은 중공입자 표면에 잘 분산되어 담지 될 수 있도록 평균 입경이 1nm 내지 50nm, 바람직하게는 1nm 내지 30nm일 수 있다.
또한, 최종 산물인 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자의 경우, 상기 중공입자 100중량부에 대하여 상기 무기 산화물의 담지량은 1 내지 50중량부일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 40중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 30중량부일 수 있다. 상기 담지량이 1중량부 미만의 경우에는 충분한 차열 성능이 발휘될 수 없으며, 50중량부를 초과하는 경우에는 분산이 곤란해지는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조되는 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재를 제공할 수 있다.
상기 차열소재는 중공입자 표면에 무기 산화물을 담지하는 것을 특징으로 한다.
상기 중공입자는 1.0 이하의 밀도를 갖는 저밀도의 중공세라믹입자가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.05 내지 0.8, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.6의 밀도를 갖는 중공세라믹입자가 포함될 수 있다. 상기 중공세라믹입자는 바람직하게는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 또는 지르코니아(ZrO2) 등이 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 실리카가 포함될 수 있다. 또한, 상기 중공입자의 크기는 50㎛ 내지 500㎛일 수 있으며, 바람직하게는 50㎛ 내지 400㎛, 더욱 바람직하게는 50㎛ 내지 300㎛일 수 있다.
상기 무기 산화물은 굴절률이 1.5 이상일 수 있으며, 바람직하게는 1.5 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5일 수 있다. 상기와 같이 높은 굴절률을 가지는 무기 산화물로는, 티타니아, 지르코니아, 산화 아연, 주석 산화물, 인듐 산화물 등이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 지르코니아가 포함될 수 있다. 상기 무기 산화물의 담지량은 상기 중공입자 100중량부에 대하여 1 내지 50중량부일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 40중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 30중량부일 수 있다. 상기 담지량이 1중량부 미만의 경우에는 충분한 차열 성능이 발휘될 수 없으며, 50중량부를 초과하는 경우에는 분산이 곤란해지는 문제가 있다.
본 발명의 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재는 일반 페인트와 혼합하여 우수한 차열 성능을 발현하는 차열 페인트 조성물을 제공할 수 있다. 상기 차열 페인트 조성물 100중량부에 대하여 차열소재의 첨가량은 5 내지 30중량부일 수 있다. 상기 차열소재 첨가량이 5중량부 미만의 경우 충분한 차열 성능을 발휘할 수 없는 문제가 있고, 30중량부 초과의 경우 페인트 내에 분산이 어려워지고, 페인트의 점도 상승, 유동성 악화에 의해 도장성이 저하되는 문제가 있다.
상기와 같이 본 발명의 중공입자 표면에 무기 산화물을 담지하는 차열소재를 페인트에 적용하는 경우, 건물 외벽 또는 옥상에 도포시 차열소재의 낮은 밀도로 인해 페인트 표면에 위치하여 높은 차열 효율을 나타낼 수 있고, 표면에 담지된 무기 산화물로 인해 높은 적외선 반사율을 가지며 또한, 자체 중공 구조로 인해 건물 내부로 전달될 수 있는 열을 차단하여 우수한 차열 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 하기 실시예를 통하여 상세히 설명하고자 하나 이는 본 발명의 예시목적을 위한 것으로, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
지르코늄 옥시 클로라이드 옥타 하이드레이트(Zirconium oxychloride octahydrate) 2.6g을 증류수에 완전히 용해시킨 후 30g의 중공실리카를 첨가하여 상온에서 1시간 동안 교반 하였다. 교반 후 상기 혼합물을 농축기(evaporator)를 이용하여 120mbar의 진공도 및 70℃의 온도하에서 4시간 동안 농축시켜 고체상의 옅은 상아색의 샘플을 얻었다. 상기 얻어진 샘플에 휘발되지 않고 남아 있는 용매를 추가적으로 제거하기 위하여, 상기 샘플을 공기 분위기하에서 260℃에서 2시간 동안 방치하였다. 이 후 550℃에서 6시간 동안 열처리하여 중공실리카 100중량부에 대하여 지르코니아(ZrO2)가 3중량부 담지된 중공실리카(이하, ZrO2(3중량부)/중공실리카라고 함)를 얻었다.
얻어진 ZrO2(3중량부)/중공실리카는 백색의 수성페인트에 전체 페인트 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 혼합하여 차열 페인트를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 지르코늄 옥시 클로라이드 옥타 하이드레이트(Zirconium oxychloride octahydrate) 첨가량을 4.3g으로 하여 지르코니아(ZrO2)가 5중량부 담지된 중공실리카(이하, ZrO2(5중량부)/중공실리카라고 함)를 얻었다.
얻어진 ZrO2(5중량부)/중공실리카는 백색의 수성페인트에 전체 페인트 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 혼합하여 차열 페인트를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 지르코늄 옥시 클로라이드 옥타 하이드레이트(Zirconium oxychloride octahydrate) 첨가량을 8.6g으로 하여 지르코니아(ZrO2)가 10중량부 담지된 중공실리카(이하, ZrO2(10중량부)/중공실리카라고 함)를 얻었다.
얻어진 ZrO2(10중량부)/중공실리카는 백색의 수성페인트에 전체 페인트 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 혼합하여 차열 페인트를 제조하였다.
비교예 1
지르코니아(ZrO2)와 중공실리카를 백색의 수성페인트에 전체 페인트 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 혼합하여 비교 실험 페인트를 제조하였다. 상기 페인트 조성물에 혼합된 지르코니아(ZrO2)와 중공실리카 10중량부는, 중공실리카 100중량부에 대하여 지르코니아(ZrO2) 10중량부 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 의해 제조된 페인트 샘플에 대하여 열선 반사율 및 샘플 표면의 온도를 측정하여, 그 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구 분 샘플명 열선 반사율(%) 샘플 표면온도(℃)
실시예 1 ZrO2(3중량부)/중공실리카
+ 수성페인트
92 60
실시예 2 ZrO2(5중량부)/중공실리카
+ 수성페인트
93 58
실시예 3 ZrO2(10중량부)/중공실리카
+ 수성페인트
95 54
비교예 1 (ZrO2 + 중공실리카)(10중량부) + 수성페인트 85 68
상기 표 1로부터 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 차열 페인트가 비교예 1에 의해 제조된 페인트에 비해 우수한 차열 성능을 나타냄을 확인하였다.
즉 동일한 조건에서 비교한 결과, 실시예 3의 경우 비교예 1에 비해 적외선 파장 영역대에서 약 10% 높은 열선 반사율을 나타내었다.
또한, 실시예 1 내지 3과 비교예 1에 의해 제조된 차열 페인트를 각각 도포한 시편을 제작하여 광원 조사 시간에 따른 시편 상부의 온도 변화를 관찰하였다. 이들 각 시편은 적외선 광원을 통해 빛을 조사하여 약 2시간이 지난 후의 표면 온도를 측정하였다. 측정한 결과는 상기 표 1에 제시된 바와 같이 실시예 3에 의해 제조된 시편의 샘플 표면온도가 54℃로 제일 낮은 온도를 나타내었으며, 비교예 1에 의해 제조된 시편과 비교시 약 14℃ 정도의 온도차를 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 3의 경우, 실시예 3이 95%의 열선 반사율과 54℃의 샘플 표면온도로 가장 높은 열선 반사율과 가장 낮은 샘플 표면온도를 나타내었으며, 이를 통해서 중공실리카에 담지된 ZrO2의 양이 증가함에 따라 열선 반사율 및 차열효과가 우수해짐을 확인하였다.
이를 통하여, ZrO2(10중량부)/중공실리카가 적용된 실시예 3이 비교예 1에 비해 약 14℃ 정도의 우수한 차열 효과 및 약 10% 높은 열선 반사율을 나타낸바, 본 발명의 차열소재가 기존의 일반 세라믹입자에 비하여 차열 효과가 우수함을 확인 하였으며 담지된 ZrO2의 양이 증가함에 따라 차열 효과도 우수해짐을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 중공입자에 결정질 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재로서, 상기 중공입자는 밀도가 0.05 내지 1.0이며, 크기는 50㎛ 내지 500㎛이고, 상기 담지된 결정질 무기 산화물의 굴절률은 1.5 이상이며, 상기 결정질 무기 산화물의 담지량은 상기 중공입자 100중량부에 대하여 1 내지 50중량부인, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공 차열소재는, 하기 단계들을 포함하는 제조방법으로 제조되는 것인, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재:
    무기 산화물 전구체, 중공입자 및 혼합용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합 단계;
    상기 혼합물을 농축하여 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 제조하는 농축 단계; 및
    상기 무기 산화물 전구체가 담지된 중공입자를 열처리하여 결정질의 무기 산화물이 담지된 중공입자를 제조하는 열처리 단계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 혼합 단계는 10분 내지 3시간 동안 교반하는 것을 포함하고, 상기 열처리 단계는 400℃ 내지 650℃의 온도에서 수행하는 것을 포함하는, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중공입자는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 또는 지르코니아(ZrO2) 중 적어도 하나를 포함하는, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기 산화물은 티타니아, 지르코니아, 산화 아연, 주석 산화물 또는 인듐 산화물 중 적어도 하나를 포함하는, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 담지된 결정질 무기 산화물의 평균 입경은 1nm 내지 50nm인, 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항, 또는 제6항, 또는 제8항에 따른 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재를 포함하는 차열 페인트 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차열 페인트 조성물 100중량부에 대하여 상기 무기 산화물이 담지된 중공 차열소재는 5 내지 30중량부인 차열 페인트 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006298967A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Ohbayashi Corp 塗料および塗装物
JP2011122097A (ja) 2009-12-11 2011-06-23 Kao Corp 塗料組成物
JP2013082599A (ja) * 2011-10-13 2013-05-09 Nagoya Institute Of Technology ナノ粒子と複合化したシリカナノ中空粒子とその製造方法
KR101492386B1 (ko) 2013-10-30 2015-02-12 한국세라믹기술원 표면이 개질된 적외선 반사소재 제조방법 및 그에 의해 제조된 적외선 반사소재

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006298967A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Ohbayashi Corp 塗料および塗装物
JP2011122097A (ja) 2009-12-11 2011-06-23 Kao Corp 塗料組成物
JP2013082599A (ja) * 2011-10-13 2013-05-09 Nagoya Institute Of Technology ナノ粒子と複合化したシリカナノ中空粒子とその製造方法
KR101492386B1 (ko) 2013-10-30 2015-02-12 한국세라믹기술원 표면이 개질된 적외선 반사소재 제조방법 및 그에 의해 제조된 적외선 반사소재

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102436348B1 (ko) * 2021-05-07 2022-08-25 주택인사랑 사회적협동조합 적외선 반사, 단열 및 방수용 무기질수성도료 제조기술

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