KR102386826B1 - 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료 - Google Patents

단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단열 및 차열효과가 우수하여 다양한 용도로 활용이 가능한 수성 도료에 관한 것이다.
본 발명의 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료는 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 내부가 비어있는 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량%를 포함한다.

Description

단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료{water-soluble paint for heat shield and insulation}
본 발명은 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단열 및 차열효과가 우수하여 다양한 용도로 활용이 가능한 수성 도료에 관한 것이다.
태양광에 의한 온도의 상승은 열의 이동에 따라 발생되는 현상으로, 열이 이동하는 매커니즘은 다음의 3가지로 구분된다. 즉, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 직접 물체를 통하여 열이 이동하는 전도(conduction), 유동성 매체인 기체 또는 액체의 흐름이나 이동을 통하여 열이 전달되는 대류(convection), 별도의 매개체를 통하지 않고 열원에서 직접 방사된 열 파장이 물체의 표면에 닿아 분자의 진동을 유발하여 열에너지가 발생되는 복사(radiation)가 있다.
태양광은 전자파의 일종으로 건축물의 표면에 흡수되어 분자의 진동을 유발해 열에너지를 발생시키며, 이에 따라 건축물의 표면의 온도가 상승하게 되고, 이는 곧 건축물 내부의 온도를 상승시키는 원인이 된다.
이와 같이, 건축물의 내부 온도가 상승하게 되면, 온도를 낮추기 위해 냉방에 필요한 에너지의 소비가 증가하는 결과를 초래한다. 따라서, 건축물이 태양광선을 미리 반사하거나 건물외부 표면에 흡수된 적외선에 의한 열에너지가 건물 내부로 이동하는 것을 차단(단열)함으로써 건축물의 표면 온도 변화를 최소화하고, 그를 통해 건축물 내의 냉방(또는 건물내부에 도포된 단열/차열도료가 실내난방을 위한 보일러 가동시간을 최소화하고, 그를 통해 건축물 내의 난방) 등에 사용되는 에너지 소비를 줄일 필요가 있다.
이를 위하여 차열 또는 단열 도료를 건축물 내부 또는 외부에 도포함으로써, 태양광 중에서 열에너지를 발생시키는 적외선을 효과적으로 반사시켜 적외선이 열에너지로 전환되는 것을 억제하고, 또한 적외선이 미처 반사되지 못하고 흡수되어 열에너지가 발생된 경우 이 열에너지가 내부로 전도되는 것을 차단하고자 하고 내부의 경우에 있어서도 벽체 내부에 내장된 단열재가 아닌 실내공간의 직접적인 경계면인 실내 벽에 도포하여 열교현상을 원천적으로 차단함은 물론 히팅된 열에너지의 전도를 최소화하는 방법으로 개발하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1296580호에는 차열 및 단열 수성 도료조성물이 개시되어 있다.
상기 도료조성물은 수성 아크릴 에멀젼, 수성 에폭시 수지, 소수성 코팅 처리된 차열 및 단열소재, 첨가제들로 이루어진다. 그리고 차열 및 단열소재로 세라믹, 운모, 티타늄, 칼슘화합물, 제올라이트, 희토류, 실리카계 산화물, 실리카계 탄화물, 실리카계 질화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용한다.
하지만, 이러한 차열 및 단열소재만으로는 차열 및 단열효과가 높지 않다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1296580호: 차열 및 단열 수성 도료조성물
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 단열 및 차열효과가 우수한 수성 도료를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료는 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 내부가 비어있는 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량%를 포함한다.
상변화에 의해 잠열을 흡수 또는 방출하는 PCM 캡슐 1 내지 10중량%를 더 포함하고, 상기 PCM 캡슐은 고분자 쉘 내부에 30 내지 45℃의 융점을 갖는 상변화물질이 봉입되어 형성된다.
상기 중공 글래스볼은 소다석회붕규산 유리(Soda-lime-borosilicate glass)로 형성되고, 상기 실리카 에어로겔은 표면이 친수성으로 개질된다.
보조차열재 1 내지 10중량%를 더 포함하고, 상기 보조차열재는 구형의 반사비드와, 상기 반사비드를 둘러싸도록 형성된 투명한 커버층과, 상기 커버층에 혼입되어 자외선 또는 적외선을 가시광선으로 변환시키는 파장변환입자와, 상기 커버층에 혼입되는 불가사리 입자를 구비한다.
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상술한 바와 같이 본 발명은 실리카 에어로겔, 중공 글래스볼 등을 이용하여 단열 및 차열효과가 우수한 수성 도료를 제공할 수 있다. 특히, 상변화에 의해 잠열을 흡수 또는 방출하는 상변화 물질을 첨가함으로써 단열효과를 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 수성 도료는 각종 건축물, 자동차, 선박, 배관 등의 단열 및 차열 도장용으로 다양한 분야에서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용된 보조차열재의 단면 모습을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 예에 따른 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료는 수성계 바인더 수지, 실리카 에어로겔, 펄라이트, 중공 글래스볼, 이산화티탄을 포함한다. 가령, 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
바인더 수지는 도료가 충분한 기계적 강도를 갖도록 재료들을 유기적으로 연결하면서 도포면과의 접착력을 강화시켜 부착성을 높인다. 본 발명은 바인더 수지로 수성계를 이용한다. 수성계 바인더 수지를 이용함으로써 유기용매를 사용하지 않아 환경에 유해하지 않는다.
수성계 바인더 수지로 스티렌아크릴에멀전을 이용할 수 있다. 스티렌아크릴에멀전(styrene acrylate emulsion)은 스티렌과 아크릴 단량체가 유화중합에 의해 공중합된 고분자 수지로서, 결합력이 우수하고 내구성 및 내후성이 높다.
수성계 바인더 수지는 함량이 5 내지 30중량%가 적절하다. 수성계 바인더 수지의 함량이 5중량% 미만이면 포함되면 도료의 물성이 저하되고, 30중량%를 초과하면 단열 및 차열 성능이 낮아진다.
실리카 에어로겔은 단열효과를 상승시킨다.
에어로겔(aerogel)은 80 내지 99%의 기공율과 1 내지 100nm 수준의 기공 크기를 가지는 초경량, 초다공성, 고비표면적 물질이다. 특히, 실리카겔로부터 제조되는 실리카 에어로겔은 단열성, 방음특성, 저유전 특성 등이 뛰어나다. 실리카 에어로겔은 상업화된 제품을 구입하여 이용할 수 있다.
통상적인 실리카 에어로겔은 소수성을 갖는다. 따라서 물이나 수성계 바인더 수지와 혼합이 어렵다. 또한, 수성계 바인더 수지에 혼합되는 경우 습기에 노출되면 물성이 저하된다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 표면이 친수성으로 개질된 실리카 에어로겔을 사용하는 것이 바람직하다.
소수성 실리카 에어로겔의 표면을 친수성으로 개질하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 소수성 실리카 에어로겔의 표면을 친수성으로 개질하기 위한 일 예로서, 트리데실알코올(tridecyl alcohol)에 계면활성제를 혼합한 다음 소수성 실리카 에어로겔을 투입하여 서서히 교반한 후 200 내지 400℃에서 열처리할 수 있다. 열처리 후 표면이 친수성으로 개질된 실리카 에어로겔을 수득할 수 있다.
또한, 표면에 친수성으로 개질된 실리카 에어로겔은 시중에서 상업된 제품을 구입하여 이용할 수 있음은 물론이다.
실리카 에어로겔은 함량이 50 내지 80중량%가 적절하다. 실리카 에어로겔의 함량이 50중량% 미만이면 단열효과가 저하되고, 80중량%를 초과하면 도장 작업성이 떨어진다.
펄라이트(pearlite)는 진주암을 가열하여 팽창시킨 물질로서, 가볍운 다공체 구조를 갖는다. 이러한 펄라이트는 실시카 에어로겔의 강도를 보완함과 동시에 복사열을 반사시키고 단열 성능을 향상시킨다. 펄라이트는 미세한 분말을 이용한다.
펄라이트는 함량이 2 내지 20중량%가 적절하다. 펄라이트의 함량이 2중량% 미만이면 단열효과가 저하되고, 20중량%를 초과하면 혼합성과 유동성이 떨어진다.
중공 글래스볼은 내부가 비어있는 미소구체(microsphere)이다. 이러한 중공 글래스볼은 평균 직경이 10 내지 100㎛이고, 비중은 약 0.1 내지 0.8 정도이다.
중공 글래스볼은 내마모성 및 방수성이 우수하여 도막강도 및 결합력을 강화시키고, 복사열의 반사 및 단열성능을 향상시킨다. 특히 중공구조를 가져 도막을 통해 전달되는 열을 효과적으로 차단하거나 감소시킨다.
중공 글래스볼은 유리소재로 형성된다. 가령, 소다석회붕규산 유리(Soda-lime-borosilicate glass)로 형성될 수 있다.
중공 글래스볼은 함량이 2 내지 10중량%가 적절하다. 중공 글래스볼의 함량이 2중량% 미만이면 단열 및 차열효과가 저하되고, 10중량%를 초과하면 도막의 결합력이 낮아진다.
이산화티탄은 백색의 분말로서, 복사열과 자외선을 차단시킨다.
이산화티탄은 함량이 1 내지 5중량%가 적절하다. 이산화티탄의 함량이 1중량% 미만이면 차열효과가 저하되고, 5중량%를 초과하면 도막의 결합력이 낮아진다.
한편, 본 발명의 다른 예에 따른 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료는 PCM 캡슐을 더 포함할 수 있다. 가령, 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, PCM 캡슐 1 내지 10중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량부를 포함한다.
PCM 캡슐은 상변화에 의해 잠열을 흡수 또는 방출하는 역할을 한다. 이러한 PCM 캡슐은 건물의 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로 열이 전달되는 것을 차단한다.
PCM 캡슐은 고분자 쉘 내부에 상변화물질이 봉입된 구조를 갖는다.
상변화물질(PCM;Phase Change Material)은 고체 또는 액체로의 상변화 과정을 통하여 많은 양의 열에너지(잠열)를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출하는 물질이다. 주위의 온도가 PCM의 상변화 온도 이상으로 상승하게 되면 상변화되고, 이때 상변화에 필요한 잠열을 흡수하므로 도막을 통해 열이 전달되는 것을 차단한다.
PCM은 고체상태와 액체상태 사이의 상변화시 등온상태에서 잠열을 흡수하거나 방출한다. 이러한 상변화에 의해 열에너지를 저장하는 PCM은 잠열을 흡수하거나 방출하기 때문에 일반적인 축열물질보다 더 많은 양의 열에너지를 저장할 수 있다. 피씨엠은 상변화 온도, 즉 용융점 이상으로 상승하면 열을 흡수하여 저장하고, 용융점 이하로 내려가면 저장된 열을 방출한다.
PCM으로 통상적인 유기물 또는 무기물을 이용할 수 있다. 가령, 유기물로 옥타코산(octacosane), 헵타코산(heptacosane), 헥사코산(hexacosane), 펜타코산(npentacosane), 테트라코산(tetracosane), 트리코산(tricosane), 도코산(docosane), 헤네이코산(heneicosane), 에이코산(eicosane), 노나데칸(nonadecane), 옥타데칸(octadecane), 헵타데칸(nheptadecane), 헥사데칸(hexadecane), 펜타데칸(pentadecane), 테트라데칸(tetradecane), 트리데칸(tridecane) 등 이들의 유도체 또는 복합체를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 30 내지 45℃의 용융점(상변화 온도)을 가지는 PCM을 이용한다. 가령, 용융점이 28~30℃인 옥타데칸(Octadecane), 32℃인 노나데칸(n-nonadecane), 36~37℃인 에이코산(eicosane), 44~47℃인 도코산(docosane) 등을 이용할 수 있다.
상술한 PCM을 고분자 수지에 봉입하기 위해 액중건조법을 이용할 수 있다. 가령, 폴리락트산 등과 같은 고분자 수지와 PCM을 물 또는 알코올과 같은 용매에 용해시켜 오일상의 고분자용액을 생성한 후 계면활성제를 투입하여 유화시킨 다음 용매를 제거하고 동결건조시키면 PCM 캡슐을 수득할 수 있다. PCM 캡슐은 고분자 수지가 쉘을 이루고 PCM이 내부에 봉입된 미립자 형태이다. PCM 캡슐은 평균 지름이 0.1 내지 100㎛일 수 있다.
PCM 캡슐은 함량이 1 내지 10중량%가 적절하다. PCM 캡슐의 함량이 1중량% 미만이면 단열효과가 저하되고, 10중량%를 초과하면 도막의 물성이 낮아진다.
상술한 재료들을 혼합하여 우수한 단열 및 차열효과를 갖는 수성 도료를 제조할 수 있다.
가령, 소량의 물에 스티렌아크릴에멀젼을 투입한 후 교반하여 바인더 수지를 준비한다. 그리고 중공 글래스볼을 투입하여 25rpm으로 10분간 교반한다. 그리고 PCM 캡슐을 투입하여 25rpm으로 5분간 교반한다. 그리고 펄라이트와 이산화티탄을 투입한 후 25rpm으로 10분간 교반한다. 그리고 마지막으로 실리카 에어로겔을 투입한 후 25rpm으로 15분간 교반하여 수성 도료를 제조할 수 있다.
본 발명의 수성 도료는 상변화에 의해 잠열을 흡수 또는 방출하는 상변화 물질을 이용함으로써 단열 및 차열효과가 우수하다. 또한, 실리카 에어로겔과 중공 글래스볼이 더 혼합되어 단열 및 차열효과를 향상시킨다.
본 발명은 공지의 첨가제가 0.5 내지 2중량% 더 혼합될 수 있다. 첨가제로 분산제, 착색제, 소포제, 자외선 흡수제, 증점제, 침강방지제, 계면활성제 및 산화방지제 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
분산제는 분말 가루를 액체 속에 분산, 현탁시켜 사용할 때 입자가 고르게 분산되도록 하며, 특히 바인더 수지와 물과의 혼용성을 이루어 작업성을 향상시킬 수 있는 물질을 의미한다. 분산제는 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있다.
착색제에는 체질안료, 착색안료, 염료 등을 사용할 수 있고, 체질안료에는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 실리카-알루미나, 유리분말, 유리구슬, 운모, 흑연, 황산바륨, 수산화알루미늄, 탈크, 고령토, 산성점토, 활성백토, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 백운석 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이로 한정하는 것은 아니다.
소포제는 도막에 표면결함을 일으키는 기포 발생을 억제하기 위하여 사용되며, 공기량을 조절하고 기포를 감소시킨다. 이로 인해 도막 품질의 안정성을 확보할 수 있게 되며, 강도를 증진시키는 효과가 있다.
자외선 흡수제는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸 또는 알콕시 벤조페논 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
증점제는 도료의 점도를 증가시키는 물질을 의미하며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용될 수 있다.
침강방지제는 바인더 수지에 분산된 입자들의 재응집을 방지하여 도료의 저장안정성을 유지하는 역할을 하는 것으로, 공지의 침강방지제를 제한없이 사용할 수 있다.
계면활성제는 유기성 물질과 친수성 물질이 잘 혼합되도록 하는 것으로서, 폴리옥시에틸렌 알킬아민, 폴리옥시에틸렌 다이아민, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아릴에테르 및 폴리옥시에틸렌 알킬페닐아릴에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
산화방지제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 또는 2,6-di-t-부틸페놀 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 차열성능을 향상시키기 위해 보조차열재를 더 포함할 수 있다. 가령, 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, PCM 캡슐 1 내지 10중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량부, 보조차열재 1 내지 10중량%를 혼합하여 수성 도료를 제조할 수 있다.
도 1을 참조하면, 보조차열재(10)는 구형으로 형성된다. 보조차열재(10)는 평균 직경이 0.1 내지 2mm일 수 있다.
도시된 보조차열재(10)는 일 예로 구형의 반사비드(11)와, 반사비드(11)를 둘러싸도록 형성된 투명한 커버층(13)과, 커버층(13)에 혼입되어 자외선 또는 적외선을 가시광선으로 변환시키는 파장변환입자(15)와, 커버층(13)에 혼입되는 불가사리 입자(17)를 구비한다.
반사비드(11)는 유리구슬로 이루어진다. 반사비드(11)의 표면에는 아연 또는 니켈 도금층이 형성된다. 이러한 반사비드(11)의 표면은 열이나 빛을 반사시킬 수 있다. 반사비드(11)로 유리구슬 대신에 상술한 글래스볼을 이용할 수 있다. 글래스볼을 이용할 경우 내부가 비어있는 중공구조이므로 단열 및 차열효과를 더욱 높일 수 있다.
커버층(13)은 반사비드(11)를 둘러싸도록 형성된다. 커버층(13)은 투명재질의 고분자 수지로 형성된다.
파장변환입자(15)는 커버층에 불규칙적으로 분산되어 있다. 파장변환입자(15)는 자외선 또는 적외선을 가시광선으로 변환시킨다. 태양광 중 자외선과 적외선은 쉽게 열에너지로 변화되어 열을 발생시키는 주요 원인이다. 파장변환입자(15)에 의해 자외선 또는 적외선을 가시광선으로 변환시키므로 도막의 차열 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
파장변환입자(15)로 미세한 분말 형태의 형광물질을 이용할 수 있다. 적외선을 가시광선으로 변환시키는 형광물질 또는 자외선을 가시광선으로 변환시키는 형광물질을 이용한다. 이러한 형광물질의 예로 NaYF4:Nd3+, NaYF4:Yb3+, NaYF4:Er3+ 등을 들 수 있다.
불가사리 입자(17)는 파장변환입자(15)와 함께 커버층(13)에 혼입된다. 불가사리 입자(17)는 커버층(13)에 불규칙적으로 분산되어 있다.
불가사리 입자(17)는 불가사리를 고온(800~1200℃)에서 소성시킨 후 미세한 가루로 분쇄한 것이다. 이러한 불가사리 입자(17)는 무수한 기공이 형성된 다공구조를 갖는다. 다공 구조의 불가사리 입자(17)는 단열 및 차열기능을 높인다.
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이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실시 예로 한정하는 것은 아니다.
(실시예 1)
스티렌아크릴에멀젼 바인더 수지 25중량%에 중공 글래스볼(Glass Bubble, 3M) 5중량%를 투입하여 25rpm으로 10분간 교반 한 후 펄라이트 10중량%와 이산화티탄 3중량%을 투입한 후 25rpm으로 10분간 교반하였다. 그리고 친수성으로 개질된 실리카 에어로겔 57중량%를 투입한 후 25rpm으로 15분간 4차로 교반하여 수성 도료를 제조하였다.
(실시예 2)
스티렌아크릴에멀젼 바인더 수지 20중량%에 중공 글래스볼(Glass Bubble, 3M) 5중량%를 투입하여 25rpm으로 10분간 교반한 후 PCM 캡슐 5중량%를 투입하여 25rpm으로 5분간 교반하였다. 그리고 펄라이트 10중량%와 이산화티탄 3중량%을 투입한 후 25rpm으로 10분간 교반한 다음 친수성으로 개질된 실리카 에어로겔 57중량%를 투입한 후 25rpm으로 15분간 4차로 교반하여 수성 도료를 제조하였다.
PCM캡슐은 액중건조법을 이용하여 상변화물질인 에이코산(CH3(CH2)18CH3)을 폴리락트산 고분자 수지에 봉입시킨 마이크로캡슐을 이용하였다.
<단열실험>
도료의 단열특성을 확인하기 위해 도료를 도포한 시편을 이용하여 KS L ISO 8301의 시험방법에 따라 열전도율을 측정하였다.
실시예 1의 도료에 대한 실험결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Temp.(upper)
(℃)		 Temp.(lower)
(℃)		 Thermal Conductivity
(W/mK)
11.49 34.50 0.03536
11.50 34.51 0.03529
11.51 34.51 0.03528
11.50 34.50 0.03527
11.51 34.50 0.03529
11.51 34.51 0.03530
Average 0.03529
Thickness : 23.85mm
Set point (Upper) : 11.50℃
Set point (Lower) : 34.50℃
실시예 1의 도료에 대한 실험결과, 열전도율이 평균 0.03529W/mK로 나타났다. 따라서 단열효과가 높은 것으로 확인되었다.
실시예 2의 도료에 대한 실험결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Temp.(upper)
(℃)		 Temp.(lower)
(℃)		 Thermal Conductivity
(W/mK)
11.51 34.50 0.03347
11.50 34.50 0.03345
11.50 34.51 0.03345
11.50 34.51 0.03346
11.51 34.50 0.03345
11.51 34.51 0.03344
Average 0.03346
Thickness : 24.43mm
Set point (Upper) : 11.50℃
Set point (Lower) : 34.50℃
실시예 2의 도료에 대한 실험결과, 열전도율이 평균 0.03346W/mK로 나타났다. 이는 실시예 1의 도료보다 열전도율이 낮는 결과이다. 따라서 실시예 2의 단열효과가 실시예 1보다 더 우수한 것으로 확인되었다.
실시예 1 및 실시예 2의 도료와 단열효과를 비교하기 위하여 비교예로서 시중에서 판매되고 있는 수성계 단열도료(00쉴드 단열페인트)를 이용하여 열전도율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Temp.(upper)
(℃)		 Temp.(lower)
(℃)		 Thermal Conductivity
(W/mK)
11.49 34.51 0.04422
11.50 34.51 0.04420
11.51 34.50 0.04421
11.49 34.51 0.04423
11.50 34.50 0.04423
11.51 34.51 0.04422
Average 0.04421
Thickness : 24.52mm
Set point (Upper) : 11.50℃
Set point (Lower) : 34.50℃
비교예에 대한 실험결과, 열전도율이 평균 0.04421W/mK로 나타났다. 이는 실시예 1 및 실시예 2도료보다 열전도율이 훨씬 더 높은 결과이다.
위의 단열실험결과를 통해 본 발명의 수성 도료는 단열 효과가 우수한 것으로 확인되었다.
<차열실험>
도료의 단열특성을 확인하기 위해 도료를 도포한 시편을 이용하여 KSM 5987의 5.4의 시험방법에 따라 근적외선 반사율을 측정하였다.
근적외선 반사율은 높을수록 차열효과가 뛰어남을 의미한다. 근적외선 반사율은 저명도영역, 중명도영역, 고명도영역으로 나누어서 세분화할 수 있는데 저명도 영역은 40% 이상, 중명도영역은 40~80%, 고명도영역은 80%이상의 값이면 품질을 만족한다고 할 수 있다.
실시예 1 및 2, 비교예의 근적외선 반사율 측정결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 근적외선 반사율(%)
저명도 영역 중명도 영역 고명도 영역
실시예1 52 73 91
실시예2 54 77 92
비교예 48 67 88
상기 표 4의 결과를 참조하면, 실시예 1 및 2는 저명도영역, 중명도영역, 고명도영역 모두에서 비교예보다 높게 나타났다. 따라서 실시예 1 및 2는 차열효과가 우수한 것으로 확인되었다.
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이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 보조차열재 11: 반사비드
13: 커버층 15: 파장변환입자
17: 불가사리 입자

Claims (5)

  1. 수성계 바인더 수지 5 내지 30중량%와, 실리카 에어로겔 50 내지 80중량%와, 펄라이트 2 내지 20중량%와, 내부가 비어있는 중공 글래스볼 2 내지 10중량%와, 이산화티탄 1 내지 5중량%와, 보조차열재 1 내지 10중량%를 포함하고,
    상기 보조차열재는 구형의 반사비드와, 상기 반사비드를 둘러싸도록 형성된 투명한 커버층과, 상기 커버층에 혼입되어 자외선 또는 적외선을 가시광선으로 변환시키는 파장변환입자와, 상기 커버층에 혼입되는 불가사리 입자를 구비하는 것을 특징으로 하는 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료.
  2. 제 1항에 있어서, 상변화에 의해 잠열을 흡수 또는 방출하는 PCM 캡슐 1 내지 10중량%를 더 포함하고,
    상기 PCM 캡슐은 고분자 쉘 내부에 30 내지 45℃의 융점을 갖는 상변화물질이 봉입되어 형성된 것을 특징으로 하는 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중공 글래스볼은 소다석회붕규산 유리(Soda-lime-borosilicate glass)로 형성되고,
    상기 실리카 에어로겔은 표면이 친수성으로 개질된 것을 특징으로 하는 단열 및 차열기능을 갖는 수성 도료.
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