KR101827836B1 - 적외선 반사율이 높은 차열도막 시공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 차열도막 시공법은 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하여 도막을 형성하는 도막형성단계; 및
도포된 차열도료의 건조 전 패턴 플레이트를 압착하여 상기 도막의 표면에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 적외선 반사율이 우수한 도막을 형성할 수 있다.

Description

적외선 반사율이 높은 차열도막 시공법{Construction method for infrared reflection coating}
본 발명은 차열도료를 시공하여 차열 성능을 현저히 향상시킨 차열도막 시공법에 관한 것이다.
실내 환경을 개선하고, 쾌적한 실내환경을 유지하기 위하여 건물 내부를 냉방기 또는 난방기를 이용하여 일정한 실내온도를 유지하도록 하고 있다. 그러나 이러한 냉방기 또는 난방기는 전력 또는 연료를 다수 소비하게 되며, 결과적으로 냉방기 또는 난방기의 유지비용이 높으며, 냉방기 또는 난방기의 운전에 따른 이산화탄소 등의 배출로 지구 온난화가 가속되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 냉방 또는 난방 효율을 현저히 향상시키기 위한 연구가 다수 수행되고 있다. 일예로, 공기의 흐름을 촉진하여 실내온도를 낮추는 연구나, 창문을 이중 이상으로 형성하여 보온효과를 향상시키고, 차열 패널이나 차열 도료 등을 도포하여 냉난방에 소요되는 비용을 절감하기 위한 연구가 시도되고 있다.
특히 냉방효율 향상을 위하여 공기의 유통을 향상시키는 경우 기계적인 측면에서 설계변경 등을 필요로 하여 냉방 효율 향상의 효과 대비 비용이 다수 소요되는 문제점이 있었다. 이에, 기계구조 변경 등과 같은 다수의 비용이 필요하지 않으면서도, 냉방효율을 향상시킬 수 있는 차열 도료에 관한 연구가 다수 진행되고 있다.
이러한 차열 도료로 아크릴수지 또는 우레탄 수지가 많이 이용되는데, 아크릴 수지는 별도의 애벌칠을 필요로 하여 시공 효율이 좋지 못하며, 우레탄 수지는 도막의 물집 또는 들뜸 현상 등이 발생하고, 차열효과가 높지 않은 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 여러 가지 화합물에 금속 산화물 입자를 포함하는 무기물 입자가 포함된 차열 도료가 개발되었으며, 이러한 금속 산화물 입자는 시공성이 우수한 장점이 있다. 일예로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0000631호에서는 구형상 금속산화물 입자를 포함하는 차열 도료에 대해 개시하고 있으나, 이러한 경우 접착력 및 내수성이 우수하지 못한 문제점이 있다.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 10-1434501호 에서는 중공 비드를 포함하는 차열 도료 조성물에 대해 개시하고 있으나, 중공 입자는 쉽게 열을 배출하지 못하고 열을 축적하여 시간이 지남에 따라 축적된 열에 의해 내부손상이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0000631호 대한민국 등록특허공보 10-1434501호
본 발명의 목적은 적외선 반사율이 우수한 차열도막 시공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 방법으로 차열성능을 현저히 향상시킨 차열도막 시공법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 차열도막 시공법은 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하여 도막을 형성하는 도막형성단계; 및
도포된 차열도료의 건조 전 패턴 플레이트를 압착하여 상기 도막의 표면에 패턴을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 패턴을 형성하는 단계에서 상기 건조 전 도막의 잔존 용매가 3 내지 40 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 패턴을 형성하는 단계에서 형성되는 패턴의 높이는 0.005 내지 0.1 ㎜일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 패턴 플레이트는 일면에 형성된 요철부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 요철부는 단면의 형상이 삼각형 또는 사각형인 요철이 연속적 또는 비연속적으로 구비된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 패턴 플레이트는 25 내지 45 °의 경사각을 가지는 직각 삼각형의 패턴이 연속적으로 구비된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 요철부의 높이는 0.05 내지 0.1 ㎜일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 도막 형성단계를 2회 이상 반복하여 다층 도막을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 다층도막의 두께는 30 내지 350 ㎛일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법으로 시공된 차열 도막을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도막은 평면형상의 도막 대비 적외선 반사율이 110 내지 140% 향상된 것일 수 있다.
본 발명에 의한 차열도막 시공법은 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하여 도막을 형성하는 도막형성단계; 도포된 차열도료의 건조 전 패턴 플레이트를 압착하여 상기 도막의 표면에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여, 간단한 방법으로 표면적이 넓고 적외선 반사율이 우수하며, 높은 차열성능을 나타내는 도막을 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 패턴 플레이트를 대략적으로 도시한 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차열도막 시공법에 대해 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하여 도막을 형성하는 도막형성단계; 및
도포된 차열도료의 건조 전 패턴 플레이트를 압착하여 상기 도막의 표면에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 차열도막 시공법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 시공법은 적외선 반사율이 우수한 도막을 형성할 수 있는 차열도료를 이용하며, 이러한 차열도료의 도포로 형성된 도막의 건조 전 도막의 표면에 패턴을 형성함으로써 표면적을 현저히 향상시키고, 이에 따라 적외선 반사율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 종래 중공입자 등을 포함하는 차열 도료의 경우, 높은 점도로 인한 시공상 어려움 및 온도 변화에 의한 중공형상 파괴에 의하여 내구성이 현저히 낮은 문제점이 있었다. 나아가 중공입자를 포함하는 차열 도료의 경우, 중공입자내에 형성된 공기층이 열의 이동을 차단하는 일종의 단열의 방법으로 열을 차단하여, 시공 두께가 지나치게 두꺼운 문제점이 있으며, 이러한 중공입자를 포함하는 차열 도막상에 패턴을 형성하여 표면적을 넓히는 경우, 오히려 외부로부터 열이나 냉기를 흡수하는 면적이 넓어지게 되며, 반사효과는 미미하여 오히려 차열 성능이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에 이용되는 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료의 경우, 낮은 점도로 시공이 편리하고, 중공형상 입자를 포함하지 않음으로써 온도 변화에 의한 중공입자 파괴를 예방할 수 있으며, 얇은 두께로 시공하더라도 우수한 차열성능을 나타낼 수 있다. 나아가 적외선을 반사함으로서 우수한 차열성능을 나타내는 특성에 따라, 도막의 표면에 패턴을 형성함으로써 도막의 표면적을 현저히 향상시킬 수 있고, 이에 따라 패터의 형성으로 인한 차열성능을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 종래 알려진 차열도료를 도포하고 패턴을 형성하는 경우, 표면적이 넓어지고 패턴에 발생하는 요철에 의해 오히려 오염이 쉬워지고, 수분을 흡수함으로써 발생하는 상술한 내구성 저하 현상을 더욱 촉진하는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에 의한 차열도막 시공법은 상술한 차열도료를 도포한 뒤, 여기에 패턴을 형성함으로써 빛의 반사율을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 나아가 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 차열도료가 일반 수성도료에 비해 발수성이 우수하여 표면적의 증가와 요철에 의해 발생할 수 있는 문제점을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 패턴을 형성하는 단계에서 건조 전은 도막의 잔존용매가 3 내지 40 중량%, 구체적으로 10 내지 35 중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 35 중량%일 수 있다. 상술한 범위에서, 패턴의 압착에 의한 도막의 붕괴를 예방하면서도, 패턴의 형성에 과도한 힘을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 형성되는 패턴의 높이는 0.005 내지 0.1 ㎜, 구체적으로 0.01 내지 0.08 ㎜일 수 있다. 상술한 범위에서 표면적의 확장에 따른 차열 성능 향상을 도모함과 동시에, 패턴에 의해 형성되는 도막의 두께차이에 의한 기재와의 결합력 저하 등과 같은 문제점을 예방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 패턴을 형성하는 단계에서의 패턴 플레이트는 일면에 형성된 요철부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 요철부는 삼각형 또는 사각형의 요철이 연속적 또는 비연속적으로 구비된 것일 수 있다. 좋게는, 본 발명의 일 실시예에 의한 패턴 플레이트는 단면의 형상이 삼각형 또는 사각형인 요철이 연속적으로 구비된 것일 수 있다. 더욱 좋게는, 상기 패턴 플래이트는 패턴플레이트의 압착면과 빗변과의 각을 기준으로 경사각이 25 내지 45°인 직각삼각형 패턴이 형성된 것일 수 있다. 상술한 경사각의 직각삼각형 형상의 패턴이 형성되는 경우, 패턴 플레이트를 이용한 차열도막의 시공 시 일조방향을 기준으로 경사각이 형성되도록 패턴을 압착할 수 있으며, 일조방향을 기준으로 패턴을 형성하는 경우, 적외선 반사율이 현저히 향상되어 차열성능을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 나아가, 패턴플레이트에 형성된 요철부의 높이는 0.005 내지 0.1 ㎜, 구체적으로 0.01 내지 0.08 ㎜일 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서, 패턴을 형성하는 단계는, 형성되는 패턴을 기준으로 경사각이 25 내지 45°인 직각삼각형의 요철이 형성될 수 있다. 상술한 경사각의 범위에서, 표면적을 충분히 확보하면서도 태양의 고도에 관계없이 일정수준 이상의 반사율을 확보할 수 있는 장점이 있다. 나아가 직각 삼각형의 요철 패턴의 경사면(빗변)은 태양의 남중 방위각과 수직이 되도록 형성될 수 있다. 태양의 남중 방위각과 형성된 패턴의 빗변이 수직이 되는 경우, 패턴의 경사각을 높이지 않더라도 적외선의 반사를 극대화할 수 있으며, 결과적으로 제조되는 차열도막의 차열성능을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이때, 이러한 패턴 플레이트는 일면에 상술한 크기의 패턴이 형성될 수 있는 재질인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 고분자 수지를 이용하여 제조된 것일 수 있다. 고분자 수지 재질의 패턴 플레이트를 이용하는 경우, 비교적 가벼워 시공이 용이하고, 패턴의 형성이 쉬운 장점이 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도료를 도포하고, 잔존 용매가 3 내지 40 중량%인 상태에서 패턴을 압착하는 경우, 패턴에 차열도료가 묻어나는 등의 문제가 발생하지 않을 수 있는 장점이 있다. 더욱 구체적으로, 이러한 고분자 수지는 비닐피롤리돈계 중합체, 비닐피리딘계 중합체, 알릴 아민계 중합체, 덱스트란, 아크릴계 중합체, 폴리알킬렌글리콜, 술폰산계 중합체 및 초산비닐계 중합체, 폴리염화비닐계, 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리아미드계 및 폴리에스테르계에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법은 상기 도막 형성단계를 2회 이상, 최대 10회까지 반복하여 다층도막을 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상술한 바와 같이 다층도막을 형성하는 경우 일정 수준 이상의 두께를 확보하여 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 다층도막을 형성하는 경우 각 도막의 형성 사이에 30분 내지 2 시간의 간격을 두고 형성할 수 있으며, 이러한 시간 간격을 두고 다층 도막을 형성하는 경우, 패턴의 압착 시 층별로 건조상태가 상이하여, 패턴의 형성에도 내구성 저하를 일으키지 않는 장점이 있다. 구체적으로, 30분 내지 2시간의 간격을 두고 2층 이상의 도막을 형성하는 경우, 하층부의 도막은 상대적으로 건조가 진행된 상태일 수 있으며, 하층부 도막의 건조 진행률이 높음에 따라 패턴을 상층부 도막에만 형성할 수 있으며, 결과적으로 시공면과 닿는 하층부 도막은 패턴 형성의 영향을 받지 않을 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법에서 상기 도막의 두께는 10 내지 350 ㎛, 구체적으로 50 내지 150 ㎛일 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 다층 도막을 형성하는 경우, 형성된 총 도막의 두께는 10 내지 400 ㎛, 더욱 구체적으로는 50 내지 350 ㎛일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법은 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하는 단계를 포함함으로써, 현저히 얇은 두께로 도막의 시공이 가능하며, 이러한 경우에도 파장이 780 내지 2500 ㎚인 적외선 범위에서 반사율이 65% 이상, 구체적으로는 75% 이상, 더욱 구체적으로는 80% 이상으로 높은 반사율을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도료는 평균입경이 0.55 내지 0.75 ㎛이며, 비표면적이 5.2 내지 8 ㎡/g이고, 구형도가 0.9 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 실리카 입자가 상술한 물성을 만족하는 경우, 실리카 입자의 입자 크기, 구형도 및 비표면적에 의하여 제조되는 차열 도료의 점도를 낮출 수 있으며, 이러한 점도 저하에 의해 시공성이 향상되는 장점이 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 실리카 입자는 내부 공극이 0.1 부피% 이하일 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 차열 도료는 종래 중공형 입자가 열을 저장하여 차열 또는 단열을 도모하는 차열 도료와 달리, 상술한 입자범위의 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄을 포함하여 표면에서 태양광을 반사함으로써 우수한 차열성능을 나타내면서도, 종래 중공형 입자의 문제점인 축열에 의한 내부손상을 예방할 수 있으며, 이러한 내부손상의 예방으로 내구성이 우수한 차열 도막을 형성할 수 있는 장점이 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카 입자는 직경이 0.7 내지 2 ㎛인 실리카 입자를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 실리카 입자가 평균입경 0.5 내지 0.8 ㎛를 만족하면서도, 입경이 0.7 내지 2 ㎛인 실리카 입자를 10 중량% 이상 포함하는 경우, 넓은 범위의 적외선을 반사와 산란을 통해 차단하여 차열 성능을 현저히 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카 입자는 입경이 0.7 내지 2 ㎛인 실리카 입자를 10 내지 30 중량% 포함할 수 있다. 상술한 범위에서 태양광에 의해 도막에 인가되는 적외선 범위의 파장을 효율적으로 차단할 수 있는 장점이 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열페인트에서 실리카 입자의 입경 범위가 상술한 범위를 만족하는 경우, 파장이 780 내지 2500 ㎚인 적외선 범위의 반사율이 65% 이상, 구체적으로는 75% 이상, 더욱 구체적으로는 80% 이상인 장점이 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 가시광선 범위뿐만 아니라, 시공면의 가열에 큰 영향을 미치는 적외선 범위를 65% 이상 차단함으로써, 높은 차단효율을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카 입자는 입경이 0.3 ㎛ 이하인 실리카 입자를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카 입자는 입경이 0.05 내지 0.3 ㎛인 실리카 입자를 10 내지 30 중량% 포함할 수 있다. 상술한 범위에서 가시광선을 반사와 산란을 통하여 차단하여 차열 성능을 일정부분 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료에서 상기 루타일 이산화티탄은 입자 직경이 0.2 내지 0.55 ㎛일 수 있다. 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자와 상술한 평균 입경의 루타일 이산화티탄이 혼합되는 경우, 추후 형성되는 도막에서 도막 내 입자간 결착력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점에 의해 형성되는 도막의 사용에 의한 깨짐, 갈라짐 또는 벗겨짐 등의 문제점을 예방할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 실리카 입자 : 루타일 이산화티탄을 1:2 내지 5의 중량비로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료가 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄을 상술한 범위로 포함하는 경우, 실리카 입자가 지나치게 소량 포함되어 차열성능이 저하되는 것을 예방하면서도, 흡습 방지성능이 우수하여, 습기에 대한 내구성이 우수한 차열 도료를 제조할 수 있는 장점이 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄 혼합물을 20 내지 45 중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료가 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄 혼합물을 상술한 범위로 포함하는 경우, 기재와의 부착력이 우수한 도막을 제조할 수 있으며, 나아가 차열 도료의 도포가 용이하며 균일한 두께의 도막을 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112017105567624-pat00001
상기 관계식 1에서,
Figure 112017105567624-pat00002
는 루타일 이산화티탄의 평균입경이며,
Figure 112017105567624-pat00003
는 실리카 입자의 평균입경이다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료에서
Figure 112017105567624-pat00004
는 0.5 내지 1.1, 더욱 구체적으로는 0.6 내지 1.05일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료가 상술한 입경 비율을 만족하는 루타일 이산화티탄 및 실리카 입자를 포함하는 경우, 높은 차열성능을 확보하고, 루타일 이산화티탄에 의하여 적외선 차단 성능이 더욱 향상될 뿐만 아니라 도막에서 실리카 입자 및 루타일 이산화티탄 입자의 결착이 용이하여 더욱 견고한 도막을 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 차열 도료는 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자, 루타일 이산화티탄과 함께 에멀젼 수지를 포함한다. 이때 에멀젼 수지는 통상적으로 페인트 또는 도료에 포함되는 에멀젼 수지인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 아크릴계 에멀젼, 아크릴 실리콘계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
구체적이고 비한정적인 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 에멀젼 수지는 아크릴계 에멀젼일 수 있으며, 이때 아크릴계 에멀젼은 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 스테라일(메타)아크릴레이트 및 라우릴(메타)아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 아크릴산 에스테르 단량체; 세트산 비닐, 부탄산 비닐, 프로피온산 비닐, 라우릴산 비닐, 비닐 피롤리돈, 스타이렌, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 에스테르 또는 불포화화합물 단량체; 및 아크릴산, 이타콘산, 무수말레인산, 푸마르산, 크로톤산 메타크릴산, 에틸메타크릴산, 히드록시메틸(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 히드록시라우릴(메타)아크릴레이트 및 히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 불포화 카본산 또는 수산기 함유 불포화 단량체를 혼합하여 중합된 것일 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 에멀젼 수지를 30 내지 60 중량%, 구체적으로는 35 내지 55 중량% 포함할 수 있다. 이때, 상기 에멀젼 수지는 고형분 함량이 30 내지 50 중량% 인 것일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상술한 범위에서 차열 도료의 발림성 저하 등과 같은 문제를 예방하면서도, 에멀젼 수지에 의해 차열 가능한 두께 이상의 차열 도막을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 무기 충진재를 더 포함한다. 이때 무기 충진재는 통상적인 페인트, 더욱 구체적으로는 수계 페인트에 포함되는 무기 충진재인 경우 제한이 없다. 구체적이고 비한정적인 일예로 무기 충진재는 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 삼산화이알루미늄, 질화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산화아연, 산화지르코늄, 운모, 활석 및 고령토에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 좋게는 본 발명의 일 실시예에 의한 무기 충진재는 탄산칼슘일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 무기 충진재를 3 내지 35 중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료가 무기 충진재를 상술한 범위로 포함하는 경우, 체질안료로서 피도장면을 감추고 안료의 혼합 시 선명한 색상으로 심미감을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 상기 차열 도료는 다가 알코올을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 다가 알코올을 포함함으로써 동결을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 나아가 차열 도료의 건조 시 급격한 수분 증발에 따른 도막의 내부 균열과 같은 문제를 예방할 수 있다. 이때 다가알코올은 지방족 2가 알코올, 지방족 3가 알코올, 지환식 2가 알코올 및 방향족 2가 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 구체적으로, 지방족 2가 알코올은 에틸렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-도데칸디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 등의 직쇄 알코올; 1,2-, 1,3- 또는 2,3-부탄디올, 2-메틸-1,4-부탄디올, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-1,6-헥산디올, 3-메틸-1,6-헥산디올, 2-메틸-1,7-헵탄디올, 3-메틸-1,7-헵탄디올, 4-메틸-1,7-헵탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 3-메틸-1,8-옥탄디올 및 4-메틸옥탄디올 등에서 선택되는 2가 알코올일 수 있으며, 지방족 3가 알코올은 글리세린 및 트리메틸올프로판 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 지환식 2가 알코올은 [1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로펜탄디올, 1,4-시클로헵탄디올, 2,5-비스(히드록시메틸)-1,4-디옥산, 2,7-노보난디올, 테트라히드로푸란디메탄올, 1,4-비스(히드록시에톡시)시클로헥산, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산 및 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 방향족 2가 알코올은 m- 또는 p-크실릴렌글리콜, 비스(히드록시에틸)벤젠 및 비스(히드록시에톡시)벤젠 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
좋게는, 상기 다가 알코올은 환경 오염물질의 방출을 방지하기 위한 관점에서 지방족 다가 알코올일 수 있다. 구체적이고 비한정적인 일예로, 상기 다가알코올은 에틸렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-도데칸디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 등의 직쇄 알코올; 1,2-, 1,3- 또는 2,3-부탄디올, 2-메틸-1,4-부탄디올, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-1,6-헥산디올, 3-메틸-1,6-헥산디올, 2-메틸-1,7-헵탄디올, 3-메틸-1,7-헵탄디올, 4-메틸-1,7-헵탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 3-메틸-1,8-옥탄디올 및 4-메틸옥탄디올에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 다가 알코올을 1 내지 5 중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료가 다가 알코올을 상술한 범위로 포함하는 경우, 동결방지 효과를 도모함과 동시에 지나치게 많은 다가 알코올로 인한 접착력 저하 등의 물성 저하를 예방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 상기 차열 도료는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때 첨가제는 분산제, 소포제, 방부제 및 증점제 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 나아가 각 첨가제는 목적 및 통상적으로 포함되는 함량에 따라 혼합될 수 있다. 구체적이고 비한정적인 일예로 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 첨가제를 0.5 내지 5 중량% 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예예 의한 상기 차열 도료의 용매는 상술한 실리카 입자, 루타일 이산화티탄 및 에멀젼 수지를 균일하게 분산시킬 수 있는 통상의 용매인 경우 제한이 없으나, 좋게는 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도료는 용매로 물을 포함하는 수계 페인트일 수 있다.
본 발명은 또한 차열 도막을 제공하며, 본 발명에 의한 차열도막은 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막 시공법으로 시공된 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 차열 도막은 단면 형상이 삼각형 또는 사각형인 패턴이 연속적으로 형성된 것일 수 있으며, 이때 패턴의 높이는 0.05 내지 0.1 ㎜, 더욱 구체적으로는 0.01 내지 0.08 ㎜일 수 있다. 상술한 범위에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 차열도막은 평면형상의 도막 대비 110 내지 140 % 향상된 적외선 반사율을 나타낼 수 있는 장점이 있다. 이러한 적외선 반사로 외부의 열을 더욱 효율적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래에서 설명하는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 실리카 입자는 아래 방법을 이용하여 물성을 측정하였다.
평균 입경 측정방법
레이저 회절식 입도 측정기(Bluewave, Microtrac 社)를 이용하여 입자 크기에
따른 산란각을 이용하여 입도를 측정하고 평균 입경을 도출하였다.
비표면적
BET1점법을 이용하여 비표면적을 측정하였다.
구형도
주사전자현미경을 이용하여 입자의 투영면적(A)과 주위 길이(PM)을 측정한다. 주위길이(PM)에 대응하는 진구의 면적을 B로 하였다. 이후, 각 입자의 진구도는 A/B=A*4π/(PM)2으로 산출하고, 100개 이상의 입자에 대하여 각각 진구도를 측정하고, 그 평균치를 구형도로 하였다.
[실시예 1]
구형 실리카 입자의 제조
평균 입경이 4.5 ㎛인 규석 분말을 캐리어 가스로 이송하면서, 캐리어 가스의 흐름을 기준으로 7.6 m의 가열로에서 초기온도가 1460 ℃로 설정된 반응기 내에 상기 규석 분말을 분사하여 입자상의 실리카를 제조하였다. 제조된 실리카 입자는 평균 입경이 0.65 ㎛, 비표면적이 6.3 ㎡/g이고, 구형도가 0.95인 실리카 입자를 제조하였다.
차열도료 조성물의 제조
제조된 실리카 입자 6 g, 물 19 g, 분산제 0.3 g 및 소포제 0.5 g을 혼합하고 700 rpm의 속도로 10분간 회전하여 실리카 입자 분산액을 제조하였다.
제조된 분산액에 루타일 이산화티탄(R-902) 21 g, 탄산칼슘(SC-10000) 18 g을 추가하고 1500 rpm의 속도로 20분간 교반하여 합하였다. 이후, 아크릴에멀전 33 g, 디프로필렌글리콜 3 g, 방부제 0.2 g, 증점제 1 g을 추가하고 다시 1000 rpm에서 30분간 회전하여 차열 도료를 제조하였다.
패턴이 형성된 차열도막의 제조
차열 도료를 20×20 ㎝ 철판에 50 ㎛ 두께로 도포하고, 3시간 후 높이가 0.01 ㎜의 요철 패턴이 형성된 패턴 플레이트를 도막 상에 압착하여 패턴이 형성된 차열 도막을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 제조된 차열 도료를 20×20 ㎝ 철판에 50 ㎛ 두께로 도포하고 24시간 동안 건조하여 차열 도막을 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 실리카 입자 대신 동량의 루타일 이산화티탄을 혼합하여 차열 도료를 제조하고, 이를 이용하여 패턴이 형성된 차열도막을 제조하였다.
차열 도막의 차열 성능 확인
할로겐 100 W 램프로 동일한 거리에서 아무런 처리도 되지 않은 철판(비교예 3), 실시예 3, 비교예 3 및 비교예 4의 차열 도막을 각각 가열하였다. 한시간 후, 램프를 끄고 도막의 표면온도를 레이저 온도계를 이용하여 측정하고 이를 표 1로 나타내었다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
표면온도(℃) 58 ℃ 62 ℃ 66 ℃ 87 ℃
100 패턴 플레이트
110 요철부

Claims (11)

  1. 평균 입경이 0.5 내지 0.8 ㎛이며, 비표면적이 5 내지 9 ㎡/g이고, 구형도가 0.8 이상인 실리카 입자; 루타일 이산화티탄; 및 에멀젼 수지;를 포함하는 차열도료를 도포하여 도막을 형성하는 도막형성단계; 및
    도포된 차열도료의 건조 전에 패턴 플레이트를 압착하여 상기 도막의 표면에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 차열도막 시공법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계에서 상기 건조 전 도막의 잔존 용매가 3 내지 40 중량%인 차열도막 시공법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계에서 형성되는 패턴의 높이는 0.005 내지 0.1 ㎜인 차열도막 시공법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴 플레이트는 일면에 형성된 요철부를 포함하는 차열도막 시공법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 요철부는 단면의 형상이 삼각형 또는 사각형인 요철이 연속적 또는 비연속적으로 구비된 차열도막 시공법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 패턴 플레이트는 25 내지 45 °의 경사각을 가지는 직각 삼각형의 패턴이 연속적으로 구비된 차열도막 시공법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 요철부의 높이는 0.05 내지 0.1 ㎜인 차열도막 시공법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도막 형성단계를 2회 이상 반복하여 다층 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 차열도막 시공법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 도막의 두께는 30 내지 350 ㎛인 차열도막 시공법.
  10. 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 차열도막 시공법으로 시공된 차열도막.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차열도막은 평면형상의 도막 대비 적외선 반사율이 110 내지 140% 향상된 차열도막.
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