KR102096333B1 - 수분흡착용 유무기나노세공체의 표면코팅 조성물 제조방법 - Google Patents

수분흡착용 유무기나노세공체의 표면코팅 조성물 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 수분흡착용 유무기나노세공체의 표면코팅 조성물 제조방법에 관한 것으로, 유무기 나노세공체를 용매에 분산시키는 단계 및 상기 유무기 나노세공체를 분산한 용액에 실리콘 바인더를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법을 제공한다.

Description

수분흡착용 유무기나노세공체의 표면코팅 조성물 제조방법{Method of manufacturing surface coating composition of organic or inorganic nano-porous body for moisture adsorption}
본 발명은 수분흡착용 유무기나노세공체의 표면코팅 조성물 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유무기 나노세공체를 사용하여 수분 흡착율을 높이고 실리콘 바인더를 이용하여 흡착부의 세공폐색 문제를 해결하는 방법에 관한 것이다.
최근 에너지 수요 증가와 기후변화 대응을 위하여 전세계적으로 에너지의 효율적 활용이 큰 이슈가 되고 있으며, 특히 산업현장에서 발생되는 다양한 산업 폐열(60 ~ 90 ℃)과 신재생 열에너지를 효율적으로 활용하는 기술에 많은 관심이 끌고 있다.
특히, 신재생 열에너지의 활용도가 낮은 하절기에 이를 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 찾는 데 많은 노력을 기울이고 있으며, 그 중 한가지 방안으로 하절기에 사용량이 매우 높은 냉동기에 신재생열 에너지를 사용하는 기술을 들 수 있다.
최근 경제의 발전에 따라 쾌적한 주거 및 근무환경 추구와 지구 온난화로 인한 기온 상승으로 냉방수요가 급격히 증가하여 세계에서 생산된 전력의 15 %, 전체가정 및 상업용 건물의 45 % 정도의 에너지가 냉동 및 냉방에 사용되고 있는 점을 고려했을 때 흡착식 냉동시스템은 폐열 에너지 및 신재생 열에너지의 활용도를 높일 수 있는 방안이 될 수 있다.
상기 흡착식 냉동시스템은 일반적으로 저온 열온(60 ~ 90 ℃)으로 구동되고물, 알코올, 암모니아 등의 자연 냉매와 실리카겔, 제올라이트, 활성탄 등의 흡착제를 활용하여 냉방열(5 ~ 15 ℃) 또는 냉장열(-20 ~ 0 ℃)을 생산하는 시스템이다.
상기 흡착식 냉동시스템은 흡착제와 냉매의 가역반응에 따르는 발열 및 흡열 현상을 이용하는 것으로서, 산업폐열이나 신재생 열원 등을 가열원으로 사용하여 냉열을 발생시키는 냉동 열기관이다. 상기 시스템은 도 1에서 보이는 바와 같이 전열관을 내장하고 있는 흡착탑, 응축기, 증발기로 구성되는 밀폐계의 진공용기로서 시스템 내에서는 흡착제와 냉매만이 존재한다. 상업화되어 있는 장치는 냉열을 연속적으로 생산하기 위하여 주로 두 개의 흡착탑으로 구성되어 있다. 한 흡착탑이 증발기와 연결디어 냉매를 흡착하면서 증발기에서 냉열을 생산하는 흡착스텝을 수행할 때에 다른 탑으로는 온수를 공급하여 흡착제의 온도를 높여서 냉매를 탈착시킨 뒤 응축기로 이동시켜 응축함으로써 흡착제를 재생하는 재생스텝을 수행한다.
예를 들어, 가장 환경친화적인 물을 사용할 경우 특정 흡착제를 사용하여 35 ℃, 약 9.2 Torr 수증기 하에서 물을 흡착시키고 80 ℃, 약 42.2 Torr 수증기 하에서 흡착제에 흡수된 물을 탈착시키는 사이클을 통해 10 ~ 15 ℃ 정도의 냉열을 생산하는 것이다.
상기 냉매들을 흡착할 수 있는 물질인 실리카겔, 활성탄, 제올라이트, 금속-유기 다공 구조체(Metal-Organic framework, MOF) 등의 나노 다공성 물질을 사용할 수 있다.
상용화된 흡착식 냉동시스템은 일반적으로 실리카겔과 물이 사용되고 있다. 실리카겔은 강한 친수성으로 인해 낮은 수증기 분압에서 흡착을 시작하는 경향을 가지지만 상기 흡착식 냉동시스템 상의 구동압력 범위(P/P0= 0.1~ 0.3)에서 단위 흡착제 당 흡착하는 물의 양이 0.08g-water/g-sorbent 정도로 상당히 낮아서 흡착식 냉동시스템의 부피가 크고 장치비가 높은 문제가 있었다. 또한, 상업적으로 주로 사용되는 Fuji silysia Chemical 사의 RD type 실리카겔의 경우 운전 조건인 상대습도 구간(P/P0= 0.1 ~ 0.3)에서 10 wt% 이하의 낮은 수분 흡착량을 갖는다.
한편, 수분 흡착제로 널리 활용되는 활성탄은 구체적인 제조방법이나 원료 성분에 따라 수분 흡착량이 다양하게 나타나는데, 일반적인 활성탄의 경우 상대습도(P/P0) 0.5 이하에서는 수분 흡착량이 매우 적으나 상대습도(P/P0) 0.5 이상에서는 수분 흡착량이 급격히 증가하여 최대 흡착량이 우수하다.
이와 유사하게 메조 다공성 실리카의 경우에는 상온(25 ℃)에서 60 wt% 이상의 높은 흡착량을 보이지만 대부분의 수분 흡착이 상대습도(P/P0) 0.5 이상에서 흡착된다.
이에 반해 FAU(Faujasite), LTA(Linde Type A)의 구조를 갖는 제올라이트의 경우에는 상온(25 ℃) 및 상대습도가 0.05 미만인 저압에서 22 ~ 35 wt%의 최대 수분 흡착 특성을 보이지만, 탈착 온도가 매우 높은 문제점이 있다.
또한, 일본 미쓰비시케미컬(Mitsubishi Chemical)의 AQSOATM 라는 제품군은 알루미늄과 규소로 이루어진 기존 제올라이트 물질들에 비하여 알루미늄과 인을 주성분으로 포함하고, 수분 친화력이 상대적으로 낮은 페로알루미노 포스페이트-5 제올라이트(Ferroaluminophosphate Zeolite(FAPO4-5))를 수분흡착제로 사용하였는데, 이 기술은AlPO4-5의 격자구조 내에 부분적으로 Fe 이온을 추가하여 수분 흡착 상대 증기압을 흡착식 냉동기 구동 범위(P/P0 = 0.1 ~ 0.3)로 조절하였다. AQSOA의 최대 수분 흡착량은 P/P0 = 0.1 ~ 0.3 범위에서 AQSOA 1 g 당 0.2 g 이하의 물을 흡착하는 것으로 알려져 있다.
최근에는 유-무기 복합 나노 다공성 물질(Metal-organic framework, MOF)를 흡착식 냉동기에 활용한 결과들이 많이 보고되고 있는데, 그 중에서도 MIL-101 물질의 경우에는 25 ℃, 상대습도(P/P0) 1 이하에서 100 wt%가 넘는 최대 수분 흡착량을 나타내지만, 대부분의 수분 흡착이 비교적 높은 압력인 상대습도(P/P0) 0.4 이상에서 이루어져 90 ℃ 이하의 저온 열원 구동 흡착 냉방 시스템의 운전 범위에 적합하지 않다.
흡착식 냉동 시스템의 성능 향상과 장치비 절감 등을 위해서는 구동압력 범위내에서의 물 흡착량이 보다 높은 새로운 흡착제가 요구된다.
따라서, 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하면서 낮은 상대습도에서 수분의 흡착량이 크고, S-shape의 흡착등온선을 갖는 새로운 종류의 흡착제 개발이 요구되고 있다.
대한민국등록 공개특허 KR 10-1509690
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수분흡착용 유무기나노세공체의 수분흡착용 코팅조성물 제조방법을 제공하기 위해 유무기 나노세공체에 실리콘 바인더를 첨가하여 수분흡착율이 높고, 흡착부의 세공폐색 문제를 해결 할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 수분흡착용 코팅조성물 및 이의 제조방법을 제공한다. 이러한 수분흡착용 코팅조성물 제조방법 제조방법은 유무기 나노세공체을 용매에 분산시키는 단계 및 상기 유무기 나노세공체을 분산한 용액에 실리콘 바인더를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유무기 나노세공체는 알루미늄 푸마르산(Al-Fu: Al-Fumarate)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용매는 물, poly methacrylate 또는 증류수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유무기 나노세공체의 중량은 상기 용매를 100wt% 기준으로, 50wt% 내지 95wt% 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 바인더는 규소에 메틸기 또는 페닐기가 연결된 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 바인더는 상기 용매를 100wt%기준으로 5wt% 내지 50wt%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계는 0℃ 내지 80℃ 에서 5분 내지 30분 동안 수행하여 교반하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계 이후 상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 1회이상의 건조 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 1회 이상의 건조하는 단계는
상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 제1온도 에서 건조하는 단계 및
제1온도 보다 높은 제2온도로 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로
또한, 상기 건조하는 단계의 제1 온도는 15 ℃ 내지 40℃, 상기 제2 온도는 40 ℃ 내지 300℃인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 상술한 수분흡착용 코팅조성물 제조방법으로 제조된 수분흡착용 코팅조성물을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 상술한 수분흡착용 코팅조성물 제조방법으로 제조된 수분흡착용 코팅조성물이 코팅된 흡착부를 포함하는 제습기 또는 냉동기류 제품을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수분흡착용 표면코팅 조성물을 흡착부 표면을 코팅함으로써 세공폐색 문제를 해결 할 수 있다.
또한, 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물은 실리콘 바인더를 사용함으로 종래의 에폭시 바인더 보다 더 좋은 수분 흡착 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물의 제조공정은 종래보다 단축되어 공정 효율이 증진될 수 있고, 이에 따라 제조단가를 절감할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물 제조방법을 나타낸 순서도 이다.
도 2는 수분흡착용 유무기나노세공체의 합성 결과를 나타낸 XRD 그래프이다.
도 3은 수분흡착용 유무기나노세공체 합성 결과를 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 수분흡착용 유무기나노세공체 AlFu의 질소 흡착 그래프이다.
도 5는 수분흡착용 유무기나노세공체 AlFu의 수분 흡착 그래프이다.
도 6은 실시예 1의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 7은 실시예 2의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 8은 실시예 3의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 9는 실시예 4의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 10은 실시예 1과 비교예의 결과를 비교한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물 제조방법을 나타낸 순서도 이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물 제조방법은 유무기 나노세공체를 용매에 분산시키는 단계(S100) 및 상기 유무기 나노세공체를 분산한 용액에 실리콘 바인더를 첨가하는 단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
먼저, 유무기 나노세공체를 용매에 분산시킨다(S100).
상기 유무기 나노세공체는 알루미늄 푸마르산(Al-Fu: Al-Fumarate)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 푸마르산(Al-Fu: Al-Fumarate)을 사용하면 수분흡착효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 용매는 물, poly methacrylate 또는 증류수를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 유무기 나노세공체의 중량은 상기 용매를 100wt% 기준으로, 50wt% 내지 95wt% 인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유무기 나노세공체의 중량이 상기 용매를 기준으로 50wt% 미만이면 코팅조성물 내에 수분흡착제가 충분하지 않아 원하는 열교환기 등에 적용 시 원하는 수분흡착 성능 구현이 어려울 수 있고, 95wt%를 초과하면 바인더 함량이 부족하여 흡착제 코팅표면이 쉽게 박리되어 내구성 문제를 야기시킬 수 있다.
그 다음에, 상기 유무기 나노세공체를 분산한 용액에 실리콘 바인더를 첨가한다(S200).
상기 실리콘 바인더는 규소에 메틸기 또는 페닐기기가 연결된 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 실리콘 바인더는 SILRES® MP 50 E는 실리콘 수지 에멀젼을 함유 한 메틸페닐기 일 수 있고, 상기 실리콘 바인더는 온도안정 안료, 필러 및 추가 유기 바인더와 함께 내열성 수성 페인트용으로 최적한 바인더 특성을 포함할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 바인더의 구조는 하기 구조식을 포함할 수 있다.
[구조식]
Figure 112017118486011-pat00001
또한, 상기 실리콘 바인더는 상기 용매를 100wt%기준으로 5wt% 내지 50wt%인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 바인더 중량이 상기 용매 100wt%를 기준으로 5wt%미만일 경우 흡착제 코팅표면이 쉽게 박리되어 내구성 문제를 야기시킬 수 있고, 또는 50wt%초과 할 경우 코팅 조성물내에 수분흡착제가 충분하지 않아 원하는 열교환기 등에 적용시 수분흡착 성능구현이 어려울 수 있다.
또한, 상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계는 0℃ 내지 80℃ 에서 5분 내지 30분 동안 수행하여 교반하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 교반온도가 0℃ 미만 또는 80℃ 초과할 경우 점도가 높거나 용매가 증발되면서 혼합물의 조성이 변하거나 분산이 어려울 수 있고, 상기 교반하는 시간이 5분 미만일 경우 바인더가 충분히 분산도지 않을 수 있고, 30분을 초과할 경우 바인더가 반응하여 열 교환기 등에 코팅 작업 후 쉽게 박리될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계 이후 상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 1회이상의 건조 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 1회 이상의 건조하는 단계는
상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 제1온도 에서 건조하는 단계 및
제1온도 보다 높은 제2온도로 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계 이후 1회 이상 건조하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 건조하는 단계의 온도는 건조를 2회 실시할 시 제1 온도에서 건조한 후 제1온도보다 높은 제2온도에서 건조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 건조하는 단계의 제1 온도는 15 ℃ 내지 40℃, 상기 제2 온도는 40 ℃ 내지 300℃인 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 건조하는 단계가 3회 실시할 경우 제1온도20℃에서 제 1회 건조실시, 제2온도50℃ 에서 제2회 건조실시 및 제3온도 105℃에서 제3회 건조 실시하여 낮은 온도에서 점차 높은 온도로 건조할 수 있다.
만일, 온도가 낮은 순서부터 건조하지 않는다면 용매가 빠르게 증발하면서 코팅 표면에 기포가 발생되어 표면이 고르지 않게 되며 코팅이 쉽게 박리될 수 있다.
또한, 상기 상술된 수분흡착용 코팅조성물 제조방법으로 제조된 수분흡착용 코팅조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 상술된 수분흡착용 코팅조성물 제조방법으로 제조된 수분흡착용 코팅조성물이 코팅된 흡착부를 포함하는 제습기 또는 냉동기류 제품을 제조할 수 있다.
상기 제조된 수분흡착용 코팅조성물은 흡착부 표면을 코팅함으로써 세공폐색 문제를 해결할 수 있고, 상기 수분흡착용 코팅조성물 내에 실리콘 바인더를 사용함으로써 종래의 에폭시 바인더 보다 더 좋은 ㅅ분 흡착 효과를 얻을 수 있다.
또한, 종래의 제조공정보다 단축된 제조공정을 제공함으로 제조공정의 효율을 증진시킬 수 있고 단가 또한 절감할 수 있다.
유무기나노세공체 제조
1) Al2(SO4)3·16H2O 2.459kg, Urea 0.462kg 및 deionized water 25L 교반기에 넣고 완전히 녹을때까지 5분동안 교반하여 혼합물 제조하였다.
2) 상기 혼합물에 Fumaric acid 0.894kg을 넣고 30분간 교반하였다.
3) 110℃에서 32시간동안 오토클레이브 반응기에서 합성하였다.
4) 탈 이온수와 에탄올로 세척하였다.
5) 70℃에서 3시간동안 건조한 후 100℃에서 24시간 동안 건조하여 Al-Fumarate 수분흡착용 유무기나노세공체를 합성하였다.
실시예 1
1) 유무기 나노세공체 Al-fumarate 1.025g을 4.148g물에 고르게 분산시킨 후 초음파 세척기에서 5분간 교반해 유무기 나노세공체 용액 제조하였다.
2) 상기 유무기 나노세공체 용액에 실리콘 바인더 SILRES® MP 50 E의 0.154g첨가한 후 5분 동안 교반하여 고르게 균질화된 혼합물을 제조 하였다.
3) 상기 혼합물을 20℃열풍에서 1시간동안 1회 건조하였다.
4) 상기 건조된 혼합물을 50℃에서 1시간, 105℃에서 1시간 2회 건조하였다.
5) 상기 2회 건조를 마친 후 유화제 및 기타 휘발성 화합물을 제거하기 위하여 200℃에서 최종 건조하여 수분흡착용 코팅조성물을 제조 했다.
실시예 2
1) Al-fumarate 1.023g을 4.056g물에 고르게 분산시키고, 상기 실리콘 바인더 SILRES® MP 50 E를 0.214g 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하여 수분흡착용 코팅조성물을 제조하였다.
실시예 3
1) Al-fumarate 1.032g을 4.032g물에 고르게 분산시키고, 상기 실리콘 바인더 SILRES® MP 50 E를 0.300g 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하여 수분흡착용 코팅조성물을 제조하였다.
실시예 4
1) Al-fumarate 1.022g을 4.092g물에 고르게 분산시키고, 상기 실리콘 바인더 SILRES® MP 50 E를 0.400g첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하여 수분흡착용 코팅조성물을 제조하였다.
비교예
1) 10g (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA)용매에 페놀노볼락에폭시계열 바인더 수지(YDPN-638A80) 0.5g 첨가한 후 30분 동안 1000rpm에서 교반하여 고르게 균질화된 혼합물을 제조 하였다.
2) 상기 혼합물에 유무기 나노세공체 Al-fumarate 4.5g을 첨가하고 균질기를 중탕하여 15℃를 유지하며 30분간 교반하여 에폭시 바인더를 이용한 수분흡착용 코팅조성액을 제조하였다.
표 1은 실시예 1 내지 실시예4의 유무기 나노세공체, 용매, 실리콘바인더 첨가량을 나타낸 표이다.
유무기 나노세공체 (g) 용매(g) SILRES®MP 50 E(g)
실시예 1
Binder함량 7.0wt%		 1.025 4.148 0.154
실시예 2
Binder함량 9.5wt%		 1.023 4.056 0.214
실시예 3
Binder함량12.7wt%		 1.032 4.032 0.300
실시예 4
Binder함량16.4wt%		 1.022 4.092 0.400
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4의 binder함량을 7.0wt%내지 16.4wt%로 달리하고 SILRES®MP 50 E 바인더함량이 늘어날수록 용매 양이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
도 2는 수분흡착용 유무기나노세공체의 합성 결과를 나타낸 XRD 그래프이다.
도 2를 참조하면, 상기 유무기나노세공체 제조에서 제조한 Al-Fumarate 수분흡착용 유무기 나노세공체를 화합물의 상태를 분석하는 XRD실험을 통해 완성된 유무기나노세공체를 확인할 수 있다.
도 3은 수분흡착용 유무기나노세공체 합성 결과를 나타낸 SEM 사진이다.
도 3을 참조하면, 유무기나노세공체 제조에서 제조한 Al-Fumarate유무기나노세공체 합성을 SEM사진을통해 확인할 수 있다.
도 4는 수분흡착용 유무기나노세공체 AlFu의 질소 흡착 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 유무기나노세공체 제조로 제조된 Al-Fumarate 유무기나노세공체의 질소흡착 및 탈착 등온선 그래프를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유무기나노세공체는 질소 또한 흡착하는 성분인 것을 보여주고 있다.
도 5는 수분흡착용 유무기나노세공체 AlFu의 수분 흡착 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 유무기나노세공체 제조로 제조된 Al-Fumarate의 수분흡착 및 탈착 등온선 그래프를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유무기나노세공체는 수분을 흡착하는 수분흡착 성분인 것을 확인 할 수 있다.
도 6은 실시예 1의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 7은 실시예 2의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 8은 실시예 3의 수분흡착 결과 그래프이다.
도 9는 실시예 4의 수분흡착 결과 그래프이다.
도6 내지 도 9를 참조하면, 도 6의 실시예1은 실리콘 바인더의 함량을 7.0wt%로 제조한 후 수분 흡착 및 탈착률을 실험한결과 수분흡착률이 최대 400mg g-1 이상으로 실시예 2내지 실시예 4보다 높은 흡착률을 보이는 것을 확인할 수 있다.
따라서 실리콘 바인더의 함량을 낮게 조절함으로 수분흡착률을 높게 조절할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 실시예 1과 비교예의 결과를 비교한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 기존의 에폭시바인더를 사용하여 수분흡착용 표면코팅 조성물을 제조한 비교예 Al-Fu Epoxy coating과 실리콘바인더를 사용하여 수분흡착용 표면코팅 조성물을 제조한 실시예1의 Al-Fumarate 수분흡착율을 비교하면 비교예의 최대 수분흡착률은 100mg g-1이하이고, 실시예1 의 최대 수분흡착율은 400mg g-1을 초과하여 확연하게 높은 것을 확인 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실리콘 바인더를 사용하여 제조한 수분흡착용 표면코팅 조성물은 종래보다 더 나은 수분흡착 효과를 얻을 수 있는 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수분흡착용 표면코팅 조성물을 흡착부 표면을 코팅함으로써 세공폐색 문제를 해결 할 수 있다.
또한, 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물은 실리콘 바인더를 사용함으로 종래의 에폭시 바인더 보다 더 좋은 수분 흡착 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 수분흡착용 코팅조성물의 제조공정은 종래보다 단축되어 공정 효율이 증진될 수 있고, 이에 따라 제조단가를 절감할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 유무기 나노세공체를 용매에 분산시키는 단계; 및
    상기 유무기 나노세공체를 분산한 용액에 실리콘 바인더를 첨가하는 단계; 를 포함하고,
    상기 용매는 물, 폴리메타크릴레이트(poly methacrylate) 또는 증류수를 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 나노세공체는 알루미늄 푸마르산(Al-Fu: Al-Fumarate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 나노세공체의 중량은 상기 용매를 100wt% 기준으로, 50wt% 내지 95wt% 인 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 바인더는 규소에 메틸기 또는 페닐기가 연결된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 바인더는 상기 용매를 100wt%기준으로 5wt% 내지 50wt%인 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계는 0℃ 내지 80℃ 에서 5분 내지 30분 동안 수행하여 교반하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 바인더를 첨가하는 단계 이후 상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을1회이상의 건조 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅 조성물 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 1회 이상의 건조하는 단계는
    상기 실리콘 바인더가 첨가된 혼합물을 제1온도 에서 건조하는 단계; 및
    제1온도 보다 높은 제2온도로 건조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건조하는 단계의 제1 온도는 15 ℃ 내지 40℃, 상기 제2 온도는 40 ℃ 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 수분흡착용 코팅조성물 제조방법.
  11. 제 1항의 수분흡착용 코팅조성물 제조방법으로 제조된 수분흡착용 코팅조성물.
  12. 제 11항의 수분흡착용 코팅조성물이 코팅된 흡착부를 포함하는 냉동기류 제품.
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