KR20090105962A - 차가운 암색을 나타내는 코팅 시스템 - Google Patents

차가운 암색을 나타내는 코팅 시스템 Download PDF

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로버트 이 제닝스
칼룸 에이치 문로
노엘 알 베니어
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Abstract

본 발명은 차가운 암색 코팅 조성물을 제조하는데 사용되는 층상 코팅 조성물에 관한 것이다. 코팅 시스템은 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 적외선 반사 층을 포함한다. 복사 흡수 층이 적외선 반사 층상에 코팅된다. 복사 흡수 층은 수지 결합제에 분산된 나노-크기 안료를 포함한다.

Description

차가운 암색을 나타내는 코팅 시스템{COATING SYSTEM EXHIBITING COOL DARK COLOR}
본 발명은 암색(dark color)을 나타내고 근적외선 스펙트럼내의 복사를 최소한으로 흡수하는 코팅 시스템에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 이의 전체 내용이 본원에 참고로서 혼입된, 2007년 2월 5일자 출원된 미국특허가출원 제60/899,608호의 우선권의 이익을 주장한다.
자동차용 코팅, 항공우주용 코팅, 산업용 코팅 및 건축용 코팅과 같은 많은 코팅 분야에서, 암색, 예컨대 흑색 및 암청색은 심미적 목적에서 특히 바람직하다. 그러나, 암색 운송 수단 및 건축물(또는 다른 밀폐된 공간)은 적외선(IR) 복사의 흡수에 민감하다. 이러한 암석 구조물은 작은 양의 적외선을 반사한다. 그 결과, 구조물은 상승된 온도를 나타내고, 특히 맑은 날에는 아주 뜨겁게 되고, 이의 점유자를 불편하게 한다. 또한, 이에 따라, 이러한 운송 수단 또는 건축물은 높은 반 사율을 갖는 보다 명색(light color)을 갖는 구조물, 예컨대 백색 또는 은색 코팅 조성물로 코팅된 운송 수단에 비해, 보다 높은 수준의 공기 조절이 이들을 편안하게 유지하는데 필요하기 때문에 작동하는데 더욱 비용이 많이 든다.
암색 코팅 조성물은 통상적으로 안료로서 카본 블랙을 사용하였다. 카본 블랙은 코팅 조성물에 사용되는 경우 넓은 스팩트럼의 가시 복사를 흡수하고, 바람직한 어두운 흑색(칠흑색(jet black color))을 제공한다. 그러나, 이러한 넓은 스펙트럼은 또한 가시 범위를 벗어나는 복사를 포함한다. 따라서, 카본 블랙을 함유하는 흑색 코팅은 비-가시 복사의 에너지가 가시 복사와 함께 흡수되므로 온도가 상승하는 경향이 있다.
카본 블랙을 함유하는 흑색 코팅에 의해 경험되는 열 부하를 피하기 위한 하나의 해법은 2개의 층 시스템을 제공하는 것이었다. 상부 층은 암색을 나타내는 가시 복사를 흡수하지만 적외선에 대해 실질적으로 투과성인 유기 흑색 안료 또는 유기 안료의 혼합물을 함유하고, 하부 층은 적외선 복사를 반사하는 조성물을 포함한다. 하부 적외선 반사 층이 적외선 복사를 반사하고 코팅 시스템의 온도 상승을 최소화하는 반면, 상부에 위치하는 유기 안료 층은 잘 분산된 카본 블랙 안료와 비교하여 광을 실질적으로 산란하는 안료를 함유한다. 따라서, 유기 흑색 안료 층은 진정한 흑색을 달성하지 않고, 회색 또는 갈색을 나타낼 수 있다.
다른 접근법에서, 적외선 반사 조성물은 적외선 복사를 반사하는 반사 안료 및 착색제로서 흑색 안료를 포함한다. 게다가, 이러한 코팅 조성물은 칠흑색과 같은 심색(deep color)을 전형적으로 나타내지 않는다.
발명의 개요
본 발명은 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 제 1 적외선 반사 층; 및 암색을 나타내고 적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 제 2 가시 복사 흡수 층으로서, 100nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 제 2 가시 복사 흡수 층을 포함하는, 암색을 나타내는 층상 코팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적외선 반사 코팅 조성물을 제 1 층으로서 기재상에 적용하는 단계; 및 적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 가시 복사 흡수 코팅 조성물을 제 1 층상에 적용하여 제 2 층을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 층이 암색을 나타내도록 상기 제 2 층이 100nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 단계를 포함하는 적외선 복사에 노출된 기재의 온도 상승을 제어하는 방법을 포함한다. 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 제 1 적외선 반사 층; 및 암색을 나타내고 적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 제 2 가시 복사 흡수 층으로서, 안료가 100nm 이하의 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하고 1%의 최대 헤이즈를 갖는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 제 2 가시 복사 흡수 층을 포함하는, 240 이상의 분사 값(jetness value)을 나타내는 코팅 시스템이 또한 본 발명에 포함된다.
도 1은 본 발명의 층상 코팅 시스템의 시스템 대표도이다.
본 발명은 일광과 같은 넓은 스펙트럼의 복사에 노출되는 경우, 암색(예컨대, 칠흑색)을 나타내고, 카본 블랙을 함유하는 코팅에 비해 실질적으로 감소된 온도 상승을 경험하는 코팅 시스템에 관한 것이다. 암색 코팅 조성물, 코팅 시스템 등은 하기 정의된 분사 값을 나타내는 암색, 예컨대 칠흑색을 나타내거나, 실질적인 흑색을 나타내거나, 또는 충분히 심색인 조성물 또는 시스템을 의미한다. 카본 블랙 코팅에 비해 실질적으로 감소된 온도 상승은 본 발명의 코팅 시스템을 갖는 제품이 카본 블랙 코팅의 온도 상승보다 적은 것으로 용이하게 검출되는(예컨대, 촉감에 의해) 복사의 흡수에 기인하는 온도의 상승을 경험하는 것을 의미한다. 본원에 기술된 바와 같이, 적외선 복사는 약 700 내지 2,500nm의 파장에서의 전자기 스펙트럼의 복사를 비롯한 태양 적외선 복사를 지칭한다. 본원에서 가시 복사는 약 400 내지 700nm의 파장에서의 전자기 스펙트럼의 복사를 포함하는 것으로 간주된다.
도 1은 기재(4)에 적용되고, 적외선 반사 층(6) 및 가시 복사 흡수 층(8)을 포함하는 본 발명의 코팅 시스템(2)을 도시한다. 기재(4)는 수많은 형태를 취할 수 있고, 다양한 구성물, 예를 들어 자동차용 구성요소, 예컨대 금속 패널, 가죽 또는 직물 좌석 구역, 플라스틱 구성요소, 예컨대 대시보드, 핸들, 및/또는 운송 수단의 다른 내부 표면; 항공우주용 구성요소, 예컨대 항공기 외부 패널(금속이거나 복합 재료 등으로부터 제조될 수 있음), 가죽, 플라스틱 또는 직물 좌석 구역 및 내부 패널, 예컨대 제어 패널 등; 건축물용 구성요소, 예컨대 외부 패널 및 지붕 재료; 및 산업용 구성요소로부터 제조될 수 있다. 이러한 예는 비제한적이다. 임의의 코팅된 제품, 특히 암색 코팅 조성물로 코팅된 제품은 일광과 같은 넓은 스펙트럼의 복사에 노출되는 경우 사소한 온도 상승을 경험하고, 특히 적외선 복사를 반사하는 암색 코팅 조성물을 적용하기 위하여, 본 발명에 사용하기에 적합할 수 있다.
본 발명의 코팅 시스템(2)은 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 적외선 반사 층(6)을 포함한다. 적합한 수지 결합제는 수성 또는 용매계이고, 자동차용 OEM 조성물, 자동차용 재마감 조성물, 산업용 코팅, 건축용 코팅, 전기 코팅, 분말 코일 코팅 및 항공우주용 코팅에 사용되는 것을 포함한다. 상기 적합한 수지 결합제는 경화된 코팅의 경화 속도, 외양 및 다른 물리적 특성을 강화시킬 수 있는 하이드록실 또는 카복실산 함유 아크릴계 공중합체, 하이드록실 또는 카복실산 함유 폴리에스터 중합체 및 올리고머, 이소사이안에이트 또는 하이드록실 함유 폴리우레탄 중합체, 또는 아민 또는 이소사이안에이트 함유 폴리우레아와 같은 성분을 함유하는 경화성 코팅 조성물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 적외선 반사 층(6)은 통상적으로 적외선 복사를 반사하기 위한 성분, 예컨대 철 산화물 분말, 티타늄 산화물 분말, 비늘형상 알루미늄 분말, 스테인레스 강 분말 및 운모 분말(티타늄 산화물로 덮힐 수 있음)을 포함할 수 있다. 따라서, 적외선 반사 층(6)은 적외선 복사를 반사하는 명색 층(예컨대, 백색일 수 있음)일 수 있다. 선택적으로, 적외선 반사 층(6)은 또한 비-적외선 흡수 안료를 포함할 수 있다. 비-적외선 흡수 안료는 적외선 반사 층(6)이 약간의 색을 갖고, 꼭 명색일 필요는 없도록 제공될 수 있다. 비-적외선 흡수 안료의 비제한적인 예는 바스프(BASF)로부터의 피그먼트 옐로우(Pigment Yellow) 138, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 레드(Pigment Red) 179, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 바이올렛(Pigment Violet) 29, 피그먼트 블루(Pigment Blue) 15:3, 피그먼트 그린(Pigment Green) 36, 팔리오겐(Paliogen) 및 루모겐(Lumogen) 흑색 안료이다. 가시 복사 흡수 층(8)이 손상되고, 코팅 시스템(2)을 사용하는 동안 적외선 반사 층(6)을 노출시키는 경우, 약간의 색을 갖는 적외선 반사 층(6)은 손상된 코팅 시스템(2)을 통해 "이를 들어내는" 명색을 나타내지 않는다. 게다가, 적외선 반사 층(6)은 또한 통상적인 적외선 반사 흑색 안료, 예컨대 세라믹 칼라(Ceramic Color) AG235 블랙(Black) 및 세라믹 칼라 AB820 블랙(카와무라 케미컬(Kawamura Chemical)), V-780 IR 블랙, V-799 IR 블랙, 10201 에클립스(Eclipse) 블랙, 10202 에클립스 블랙 및 10203 에클립스 블랙(페로 피그먼츠(Ferro Pigments)), 블랙 411A(쉐퍼드(Shepherd)), 및 사이코팔(Sicopal) 블랙 K 0095(바스프)를 포함할 수 있다.
적외선 반사 층(6)을 온도 증가의 문제점이 있는 제품의 기재(4)에 직접 적용하는 것이 고려된다. 기재(4)가 또한 부가적인 처리 층을 포함할 수 있고, 부가적인 층이 기재(4)상에 적용되는 경우 제 1 층(6)이 기재(4)상에 적용되는 것이 여전히 고려되는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 기재(4)가 운송 수단(예컨대, 자동차 또는 항공기)의 패널인 경우, 운송 수단 패널은 또한 이러한 패널상의 전기 코팅된 처리 층 또는 인산염 처리 층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제 1 층은 본 발명에 따라서 전기 코팅 층 등에 실제로 적용되긴 하지만, 제 1 층(6)은 기재(4)상에 적용되는 것으로 여전히 간주된다.
목적 색을 나타내는 목적 파장에서 가시 복사를 흡수하기 위한 제 2 층(8)은 적외선 반사 층(6)상에 적용되고, 수지 결합제에 분산된 나노-크기 안료를 포함한다. 수지 결합제는 적외선 반사 층(6)의 수지 결합제와 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 중합체성 성분을 포함할 수 있다. 가시 복사 흡수 층(8)내의 나노-크기 안료는 기재(4) 외부의 적외선 복사가 제 2 층(8)을 통해 실질적으로 투과되도록 적외선 복사 파장에서 실질적으로 투과성이다. 실질적인 투과성은 가시 복사 흡수 층(8)내의 나노-크기 안료가 이의 감지가능한 산란 또는 흡수 없이 적외선 복사의 에너지를 투과시키는 것을 의미한다. 따라서, 적외선 복사는 적외선 반사 층(6)내의 적외선 반사 안료에 의해 기재(4)로부터 멀리 반사된다. 적외선 반사 층(6)에 의한 적외선 복사의 반사에 따라, 기재(4) 및 임의의 하부 성분은 적외선 복사의 감소된 흡수에 기인하여 통상적인 암색 코팅(예컨대, 카본 블랙 코팅)에 비해 실질적으로 감소된 온도 상승을 나타낸다.
가시 복사 흡수 층에 함유된 나노-크기 안료는 단일 성분, 예컨대 바스프에서 시판중인 루모겐(등록상표명) 흑색 안료(페릴렌계 흑색 안료) 또는 목적 색을 얻기 위하여 선택되는 다수의 안료로 이루어질 수 있다. 나노-크기는 안료가 1㎛ 미만, 보다 구체적으로 약 100nm 이하, 약 50nm 이하, 예컨대 약 30nm 이하의 평균 1차 입자 크기(개별적인 입자 또는 이의 응집물에 대해)를 갖는 것을 의미한다.
본 발명의 한 양태에서, 복사 흡수 층(8)을 제조하기 위하여, 나노-크기 안료를 염색제의 형태로 수지 결합제에 첨가한다. 염색제는 용매계 수지 결합제와 사용가능한 수지(중합체성) 물질일 수 있거나, 수성 코팅 시스템과 상용가능할 수 있는 분산제내의 안료의 조성물을 의미한다.
한 양태에서, 나노-크기 안료를 함유하는 염색제는 다양한 색, 예컨대 적색, 녹색, 자주색, 황색 및 청색의 통상적인 안료로부터 제조된다. 적합한 안료의 비제한적인 예는 피그먼트 옐로우 138, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 레드 179, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 바이올렛 29, 피그먼트 블루 15:3 및 피그먼트 녹색 36을 포함한다. 나노-크기 안료를 함유하는 염색제는 벌크 유기 안료를 약 0.5mm 미만, 바람직하게는 0.3mm 미만, 및 보다 바람직하게는 약 0.1mm 이하의 입자 크기를 갖는 분쇄 매질로 분쇄함으로써 제조될 수 있다. 안료 입자를 함유하는 염색제는 분쇄되어 선택적인 중합체성 연마 수지를 사용하는 유기 용매 시스템, 예컨대 분산제를 사용하는 부틸 아세테이트중 고 에너지 분쇄기에서 안료 1차 입자 크기를 나노입자 크기로 감소시킨다.
적합한 분산제는 원자 전이 라디칼 중합에 의해 제조되고, 머리 부분이 안료(예컨대, 방향족 기)에 대한 친화성을 나타내고, 꼬리 부분이 코팅 조성물(예컨대, 아크릴계 기)의 수지 결합제와 상용가능한 머리 부분 및 꼬리 부분을 갖고, 중합체가 1,000 내지 20,000의 중량 평균 분자량을 갖는 아크릴계 공중합체를 포함한다. 예를 들어, 분산제는 다환형 방향족 카복실산과 반응하는 옥시란 작용성 단량체를 포함하는 제 1 블록, 및 (메트)아크릴산 알킬 에스터를 포함하는 하나 이상의 부가적인 블록을 갖는 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 제 1 블록은 나프토산, 및 각각 (메트)아크릴산 알킬 에스터를 포함하고, 서로 상이한 제 2 및 제 3 블록과 반응하는 글리시딜 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 이러한 분산제의 예는 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에서 시판중인 코팅인 SAC8R61에서 발견될 수 있다.
다른 적합한 분산제는 미국 오하이오주 위클리프 소재 루브리졸 코포레이션(Lubrizol Corporation)에서 시판중인 솔스퍼스(Solsperse, 등록상표명) 32,500, 독일 베젤 소재 바이크 애디티브스 앤드 인스트루먼츠(Byk Additives & Instruments)에서 시판중인 디스퍼바이크(Disperbyk) 2050, 또는 루브리졸 코포레이션에서 시판중인 솔스퍼스(등록상표명) 27,000(수성 시스템에 사용됨)을 포함한다.
한 양태에서, 염색제는 본원에 참고로서 혼입된 미국특허 제6,875,800호에 기술된 바와 같이 10%의 최대 헤이즈, 예컨대 5%의 최대 헤이즈, 또는 1%의 최대 헤이즈를 갖는다. 헤이즈는 물질의 투과율의 측정치이고, ASTM D 1003에서 정의된다. 본원에 기술된 헤이즈 값은 적합한 용매, 예컨대 n-부틸 아세테이트에 분산된 안료상의 500㎛ 경로-길이 셀을 사용하는 투과 방식의 X-라이트(X-Rite) 8400 분광광도계를 사용하여 측정된다. 액체 샘플의 헤이즈(%)가 농도 의존성이므로(그리고, 이에 따라 액체를 통한 광의 투과율과 관련됨), 헤이즈(%)는 최대 흡광도의 파장에서 약 15 내지 약 20%(예컨대 17.5%)의 투과율로 본원에 기술된다.
염색제내의 나노-크기 입자의 다른 적합한 제조 방법은 결정화, 침전, 기체 상 응축 및 화학적 마찰(즉, 부분적인 용해)을 포함한다. 나노-크기 안료를 함유하는 염색제는 목적 암색을 수득하기 위하여 혼합될 수 있다.
코팅내의 나노입자의 재응집을 최소화하기 위하여, 수지-코팅된 나노입자의 분산액이 사용될 수 있다. 본원에 사용된 "수지-코팅된 나노입자의 분산액"은 나노입자 및 나노입자상의 수지 코팅을 포함하는 개별 "복합 마이크로입자"가 분산된 연속 상을 지칭한다. 수지-코팅된 나노입자의 분산액 및 이의 제조 방법의 예는 둘다 본원에 참고로서 혼입된, 2004년 6월 24일자 출원된 미국특허출원 제2005/0287348 A1호 및 2006년 1월 20일자 출원된 미국특허출원 제2006/0251896호에서 확인된다.
본 발명의 한 양태에서, 코팅 시스템은 칠흑색을 나타낸다. 색의 분사 값은 색의 암도의 척도이다. 분사 값은 분광광도계로부터의 색 데이터를 수득함으로써 정량화될 수 있고, 문헌[K. Lippok-Lohmer, Farbe+Lack, 92, p. 1024 (1986)]에 논의된 하기 수학식 I을 사용한다:
분사 값 = 100 * (log10(Xn/X) - log10(Yn/Y) - log10(Zn/Z))
따라서, 바람직한 흑색 코팅 시스템은 높은 분사 값을 나타낸다. 본 발명의 한 양태에서, 분사 값은 240 이상이다. 높은 분사 값을 달성하기 위하여, 염색제는 개별적으로 또는 조합으로 사용되어 본 발명의 코팅 시스템에 암색을 부여한다. 특히, 다수의 염색제(카본 블랙 안료인 염색제와 같은 것은 없음)가 코팅 조성물과 조합으로 사용되어, 예컨대 240 이상의 분사 값을 나타내는 칠흑색을 생성할 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명의 층상 코팅 시스템은 다양한 기재에 적용하기 위한 코팅 조성물에 차가운 암색을 생성하는데 특히 적합하다. 가시 복사 흡수 층은 넓은 스펙트럼의 가시 복사를 흡수하여 암색을 형성하지만, 적외선 복사에 대해 투과성이다. 나노-크기 안료 입자는 투명한 암색이 감지되도록 입사 광의 산란을 피한다. 가시 복사 흡수 층을 통과하는 적외선 복사는 하부 적외선 반사 층에 의해 반사된다. 이러한 방식으로, 코팅 시스템은 이에 의해 코팅된 제품이 적외선 복사를 흡수하지 않고 적외선 복사를 방출함으로써 통상적인 카본 블랙 코팅에 비해 감소된 온도 상승을 경험하도록 한다. 본 발명의 코팅 시스템은 자동차용 코팅, 건축용 코팅, 산업용 코팅, 항공우주용 코팅(예컨대, 항공기용) 및 가요성 코팅(예컨대, 신발류용)에 특히 유용하다.
본 발명은 하기 실시예를 참고하여 추가로 설명된다.
실시예 1 내지 7: 안료 분산액
실시예 1
피그먼트 옐로우 138(PY 138)을 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(Supermil)(프리미어 밀(Premier Mill), SPX 프로세스 이큅먼트(SPX Process Equipment))상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 2
피그먼트 옐로우 139(PY 139)를 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(프리미어 밀, SPX 프로세스 이큅먼트)상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 3
피그먼트 레드 179(PR 179)를 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(프리미어 밀, SPX 프로세스 이큅먼트)상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 4
피그먼트 바이올렛 29(PV 29)를 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(프리미어 밀, SPX 프로세스 이큅먼트)상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 5
피그먼트 블루 15:3(PB 15:3)을 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(프리미어 밀, SPX 프로세스 이큅먼트)상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 6
루모겐 블랙 FK 4280을 분쇄하고, 표 2에 제시된 최종 헤이즈 값(%)까지 0.3mm YTZ 분쇄 매질을 사용하는 QM-1 QMAX 수퍼밀(프리미어 밀, SPX 프로세스 이 큅먼트)상에서 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 7(비교예)
루모겐 블랙 FK 4280의 통상적인 안료 분산액을 분쇄하고, 6의 헤그멘(Hegman)까지 1.2 내지 1.7mm 지르코녹스(Zirconox) 분쇄 매질을 사용하고, 디스퍼매트(Dispermat) + TML 1(바스켓밀(Basketmill)) 부착물을 갖는 디스퍼매트 CN F2 모델 분산기를 사용하여 표 1에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다. 최종 헤이즈 값(%)은 표 2에 제시되어 있다.
Figure 112009047693945-PCT00001
Figure 112009047693945-PCT00002
실시예 8 내지 12: 코팅 조성물
실시예 8
7.15g의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드의 자동차용 투명 코팅(다이아몬드(Diamond) 코팅, DCT5002HC/DCT5001B); 및 10.14중량%의 실시예 1로부터의 염색제, 6.17중량%의 실시예 2로부터의 염색제, 12.21중량%의 실시예 3으로부터의 염색제, 33.40중량%의 실시예 4로부터의 염색제, 및 38.08중량%의 실시예 5로부터의 염색제로 이루어진 2.96g의 염색제의 혼합물을 사용하여 페인트를 제형화하였다. 페인트내의 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었고, 총 안료 함량에 대한 각각의 개별 안료의 중량%는 10% 피그먼트 옐로우 138, 6% 피그먼트 옐로우 139, 12% 피그먼트 레드 179, 34% 피그먼트 바이올렛 29, 및 38% 피그먼트 블루 15:3이었다. 이러한 페인트를 #40 권선 드로다운(draw down) 바(PA-4140, 바이크-가드너(Byk-Gardner))를 사용하여 TRU 알루미늄 04x12x038, 처리된 비광택 코일 코팅된 백색 패널(APR33700, ACT 테스트 패널)상에 도장하였다. 경화된 페인트 필름의 분사 값, 총 열 반사율(total solar reflectance)(%), 및 패널의 열 축적을 측정하고, 표 3에 보고한다.
실시예 9(비교예)
염색제 혼합물을 통상적인 염색제의 혼합물로부터 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 8을 반복하여 페인팅된 패널을 제조하였고, 이때, 최종 페인트내의 안료의 중량%는 실시예 8과 동일하고, 즉 총 비-휘발성 물질에 대해 6중량% 안료이고, 개별 중량%는 10% 피그먼트 옐로우 138, 6% 피그먼트 옐로우 139, 12% 피그먼트 레드 179, 34% 피그먼트 바이올렛 29 및 38% 피그먼트 블루 15:3이다. 패널을 표 3에 보고된 바와 같이 분사, TSR(%) 및 열 축적에 대해 시험하였다. 실시예 8은 실시예 9(비교예)에 비해 상당히 개선된 분사를 나타냈다.
실시예 10
페인트를 7.15g의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드 자동차용 투명 코팅(다이아몬드 코팅, DCT5002HC/DCT5001B) 및 2.89g의 실시예 6으로부터의 염색제를 사용하여 제형화하였다. 페인트내의 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었다. 이러한 페인트를 실시예 8과 같이 패널상에 도장하고, 표 3에 보고된 바와 같이 분사, TSR(%) 및 열 축적에 대해 시험하였다.
실시예 11(비교예)
실시예 6의 염색제 대신에 실시예 7(비교예)의 염색제 2.78g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10을 반복하였다. 페인트내의 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었다. 이러한 페인트를 실시예 10과 같이 패널상에 도장하고, 표 3에 보고된 바와 같이 분사, TSR(%) 및 열 축적에 대해 시험하였다. 실시예 10은 실시예 11에 비해 상당히 개선된 분사를 나타냈다.
실시예 12(비교예)
실시예 8 내지 11에 대한 비교예로서, 카본 블랙 함유 페인트를 피피지 인터스트리즈 인코포레이티드 자동차용 투명 코팅(다이아몬드 코팅, DCT5002HC/DCT5001B) 및 통상적인 흑색 염색제를 사용하여 제형화하였다. 페인트내의 카본 블랙 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었다. 이러한 페인트를 실시예 8 내지 11과 같이 패널상에 도장하고, 표 3에 보고된 바와 같이 분사, TSR(%) 및 열 축적에 대해 시험하였다. 실시예 8, 9, 10 및 11은 모두 실시예 12보다 상당히 개선된 TSR(%) 및 상온을 초과하는 상당히 낮은 온도 상승을 모두 나타냈다.
Figure 112009047693945-PCT00003
실시예 13 및 14: 안료 분산액
실시예 13
루모겐 블랙 FK 4280을 분쇄하고, 표 5에 제시된 최종 헤이즈 값(%)을 갖는 나노-크기 입자까지 랩 디스퍼세이터(Lab Dispersator; 모델 2000, 프리미어 밀)를 사용하는 1.25쿼트 수-냉각된 스테인레스 강 플라스크중 듀라스피어스(Duraspheres), 보로실리케이트 유리 구 40 내지 80㎛(GL-0179, 모사이 코포레이션(Mosci Corporation))를 사용하여 표 4에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하였다.
실시예 14(비교예)
루모겐 블랙 FK 4280을 분쇄하고, 8헤그만까지 레드 데빌(Red Devil) 진탕기상에서 30분 동안 0.7 내지 1.2mm 지르코녹스 분쇄 매질을 사용하여 8온스 용기중에서 표 4에 제시된 분쇄 기제 제형에 분산하고, 표 5에 제시된 헤이즈 값(%)을 수득하였다.
Figure 112009047693945-PCT00004
Figure 112009047693945-PCT00005
실시예 15 및 16: 코팅 조성물
실시예 15
페인트를 5.72g의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드 자동차용 투명 코팅(다이아몬드 코팅, DCT5002HC/DCT5001B) 및 4.32g의 실시예 13으로부터의 염색제를 사용하여 제형화하였다. 페인트내의 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었다. 이러한 페인트를 #60 권선 드로다운 바(PA-4140, 바이크-가드너)를 사용하여 TRU 알루미늄 04x12x038, 처리된 비광택 코일 코팅된 백색 패널(APR33700, ACT 테스트 페널)상에 보장하였다. 패널의 분사, TSR(%) 및 열 축적은 표 6에 제시된다.
실시예 16(비교예)
실시예 15에 대한 비교예로서, 페인트를 5.72g의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드 자동차용 투명 코팅(다이아몬드 코팅, DCT5002HC/DCT5001B) 및 2.55g의 실시예 14(비교예)로부터의 염색제를 사용하여 제형화하였다. 페인트내의 안료의 양은 페인트내의 총 비-휘발성 물질의 6중량%이었다. 이러한 페인트를 #60 권선 드로다운 바(PA-4140, 바이크-가드너)를 사용하여 TRU 알루미늄 04x12x038, 처리된 비광택 코일 코팅된 백색 패널(APR33700, ACT 테스트 패널)상에 도장하였다. 패널의 분사, TSR(%) 및 열 축적은 표 6에 제시된다. 실시예 15는 실시예 16(비교예)에 비해 상당히 개선된 분사를 나타냈다.
Figure 112009047693945-PCT00006
실시예 17(비교예): 백색 패널
실시예 8 내지 12, 15 및 16의 코팅된 패널에 대한 비교예로서, 분사, 총 열 반사율(TSR(%)) 및 열 축적(△Tlu)을 상기 실시예에 사용된 코팅된 백색 패널, 즉 TRU 알루미늄 04x12x038, 처리된 비광택 코일 코팅된 백색 패널(APR33700, ACT 테스트 패널)상에서 측정하였다. 분사 값은 11이고, TSR(%)은 73.3이고, △Tlu는 95℉이었다.
상기 발명의 상세한 설명에 개시된 개념을 벗어나지 않고 본 발명에 대한 개질이 수행될 수 있음은 당업자에게 용이하게 인정될 것이다. 이러한 개질은 하기 청구의 범위가 이의 표현에 의해 달리 명백히 언급하지 않는 한 청구의 범위내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본원에 상세히 기술된 특정 양태는 단지 예시적인 것이고, 첨부된 청구의 범위 및 이의 모든 등가물의 완전한 범위로 주어지는 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.

Claims (22)

  1. 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 제 1 적외선 반사 층; 및
    암색을 나타내고 적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 제 2 가시 복사 흡수 층으로서, 100nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 제 2 가시 복사 흡수 층
    을 포함하는, 암색을 나타내는 층상 코팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    나노-크기 안료가 50nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 층상 코팅 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    나노-크기 안료가 30nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 층상 코팅 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    층상 코팅 시스템이 240 이상의 분사 값을 나타내는 층상 코팅 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    염색제가 각각 10%의 최대 헤이즈를 갖는 층상 코팅 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    염색제가 각각 1%의 최대 헤이즈를 갖는 층상 코팅 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    염색제가 각각 1%의 최대 헤이즈를 갖는 층상 코팅 시스템.
  8. 제품의 표면상에 위치하는 제 1 항에 따른 층상 코팅 시스템을 포함하는 코팅된 제품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    표면이 금속, 복합 재료, 직물, 가죽 또는 플라스틱인 코팅된 제품.
  10. 제 8 항에 있어서,
    항공기용 구성요소인 코팅된 제품.
  11. 적외선 반사 코팅 조성물을 제 1 층으로서 기재상에 적용하는 단계; 및
    적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 가시 복사 흡수 코팅 조성물을 상기 제 1 층상에 적용하여 제 2 층을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 층이 암색을 나 타내도록 상기 제 2 층이 100nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 단계
    를 포함하는, 적외선 복사에 노출된 기재의 온도 상승을 제어하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    나노-크기 안료가 50nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    나노-크기 안료가 30nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    층상 코팅 시스템이 240 이상의 분사 값을 나타내는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    염색제가 각각 10%의 최대 헤이즈를 갖는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    염색제가 각각 1%의 최대 헤이즈를 갖는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    염색제가 각각 1%의 최대 헤이즈를 갖는 방법.
  18. 적외선 반사 안료를 수지 결합제중에 포함하는 제 1 적외선 반사 층; 및
    암색을 나타내고 적외선 복사에 대해 실질적으로 투과성인 제 2 가시 복사 흡수 층으로서, 100nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 갖는 나노-크기 안료를 포함하고 1%의 최대 헤이즈를 갖는 염색제를 수지 결합제중에 포함하는 제 2 가시 복사 흡수 층
    을 포함하는, 240 이상의 분사 값을 나타내는 암색 코팅 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    다수의 염색제를 포함하는 코팅 시스템.
  20. 제품의 표면상에 위치하는 제 18 항에 따른 코팅 시스템을 포함하는 코팅된 제품.
  21. 제 20 항에 있어서,
    표면이 금속, 복합 재료, 직물, 가죽 또는 플라스틱인 코팅된 제품.
  22. 제 20 항에 있어서,
    항공기용 구성요소인 코팅된 제품.
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