KR20100040527A - 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료 및 이의 제조 방법 - Google Patents

광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고분자 물질에 콜로이드 입자가 분산된 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
광결정

Description

광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료 및 이의 제조 방법{Pigment for a Paint Composition Consisted of Photonic Crystals and Method for Preparing Thereof}
본 발명은 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고분자 물질에 콜로이드 입자가 분산된 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
광결정이란 빛의 파장 절반 수준에서 유전상수가 주기적으로 변함으로써 광 밴드갭을 갖는 물질을 말한다. 이때 광 밴드갭에 해당하는 에너지를 갖는 광자는 광결정이 갖는 매우 낮은 상태밀도에 의하여 광결정 내부로 전파할 수 없게 되고, 이는 곧 반사색으로 나타나게 된다.
콜로이드 입자의 규칙적인 배열이 반사색을 보이는 것은 동일한 원리에 의해 나타나는 것으로서 광결정의 밴드갭에 해당하는 색깔이다. 콜로이드 광결정의 반사색은 콜로이드 및 배경 물질의 굴절률, 결정구조, 입자의 크기, 입자간의 간격 등에 의해 결정된다. 따라서 이를 제어함으로써 원하는 반사색을 갖는 광결정을 제조할 수 있다.
필름모양의 광결정은 수직 코팅법과 스핀 코팅법을 통해 주로 형성되는데, 수직코팅법(P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, "Single-Crystal Colloidal Multilayers of Controlled Thickness", Chemistry of Materials, 11, 2132-2140 (1999))은 높은 반사율을 갖는 두꺼운 필름을 만들어 낼 수 있으나, 구조 자체의 기계적 강도가 매우 약하여 깨지기 쉽고, 증발 공정에 의해 제조되므로 제조시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 또한 수직 코팅법으로 제조된 콜로이드 결정 내부에 균열이 많아 실질적인 응용이 어렵다는 단점이 있다.
스핀 코팅법(Journal of American Chemical Society, 126, 13778-13786 (2006); 미국공개특허 제2005/0095471호)은 빠른 속도로 결정을 제조할 수 있으나, 높은 반사율을 갖는 두꺼운 결정을 제조하기 어렵고, 격자상수의 조절이 어려워 동일 크기의 입자로 다양한 반사색을 발현시키기 어려우며, 결정체의 크기가 커서 생성 후 다른 물질에 재코팅하기 어렵다는 단점이 있다.
한편 재분산 가능한 작은 크기의 광결정으로써 콜로이드를 함유한 액적의 증발 공정을 이용한 구형 광결정의 제조법(Journal of the American Chemical Society, 128, 10897-10904 (2006); 대한민국 특허 제10-0717923호 (2007)) 및 광중합 가능한 콜로이드 함유 액적을 이용한 구형 광결정 제조법 (Advanced Materials, 20, 1649-1655 (2008))이 개시된 바 있으나, 구형 공간 내부에 존재하는 다수의 결함으로 인한 낮은 결정성으로 인하여 충분한 반사율을 낼 수 없다는 단점이 있다.
그 밖에도 콜로이드 광결정 필름이나 미세 광결정을 제조하는 다양한 방법이 보고되었으나, 대부분 복잡하고 까다로운 생산 공정이 요구되거나 기계적 강도에 문제가 있어 산업적으로 활용되기 매우 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 기본적인 목적은 고분자 물질에 콜로이드 입자가 분산된 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기공(pore)이 분산된 고분자 다공성 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계; ii) 상기 광결정 필름을 미세 조각으로 분쇄하는 단계; 그리고 iii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계; 그리고 ii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 기본적인 목적은 고분자 물질에 콜로이드 입자가 분산된 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료에 포함되는 콜로이드 입자는 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타클릴레이트로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜로이드 입자의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000 nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다. 또한 상기 콜로이드 입자는 중공 구조 또는 핵-껍질 구조를 갖는 입자일 수 있다.
상기 고분자에 분산되는 콜로이드 입자의 부피 분율은 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v)이다.
본 발명의 콜로이드 입자가 분산되는 고분자는 광경화된 고분자로서, 콜로이드 입자가 분산되고 광경화될 때 자발적으로 결정을 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 아크릴레이트기를 포함하는 광경화된 고분자가 사용될 수 있다.
본 발명의 광결정은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 광결정은 미세 조각(flake) 형태인 것이 바람직하고, 그 크기는 15 μm 내지 1 cm이고 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 제조되는 콜로이드 광결정의 반사파장의 위치는 하기 (식 1)을 통해 예측할 수 있다.
Figure 112008070830314-PAT00001
‥‥‥ (식 1)
상기 (식 1)에서 n은 물질의 굴절률이고, vp는 콜로이드 입자의 부피 분율이며, D는 콜로이드 입자의 지름이다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 제조 방법에 사용되는 콜로이드 입자는 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타클릴레이트로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜로이드 입자의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다. 그리고 상기 콜로이드 입자는 중공 구조 또는 핵-껍질 구조를 갖는 입자일 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액은 약 40mW/cm2의 자외선을 0.01초 내지 10초간 조사함으로써 광경화시킬 수 있다. 물론 단량체를 포함하는 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 완전히 광경화하기 위해 상기 자외선의 조사 세기나 시간을 변경할 수 있다. 이때 자외선의 파장은 사용하는 광개시제의 흡수 파장과 동일하게 선택할 수 있으며, 전형적으로 수은 아크등에서 발생하는 넓은 파장대의 자외선을 사용할 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함된다.
상기 광경화성 분산매는 ETPTA(Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomer)와 같은 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것이 바람직하다. 또한 자외선에 의해 경화가 가능한 것 중 콜로이드 입자가 분산되었을 때 자발적으로 결정을 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 제조 방법에 따라 제조된 광결정 필름의 두께는 바람직하게는 5 μm 내지 500 μm이다.
본 발명의 광결정 필름을 제조하기 위한 구체적인 실시태양은 다음과 같으며, 이에 제한되지 아니한다.
첫째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다. 이 경우, 상기 두 개의 평판의 일부 영역에 진공을 걸어주거나 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 가압하여 상기 광경화성 콜로이드 분산액의 도입 속도를 증가시킬 수 있다.
둘째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 고정 평판 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 고정 평판과 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이 동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
셋째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어지고 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤러 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고, 상기 두 개의 롤러간의 거리가 가장 짧은 부위에서 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
넷째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어지고 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤러 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 두 개의 롤러와 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
다섯째, 하나의 평판 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 설치하고, 상기 평판 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입한 뒤 상기 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 이동시켜 상기 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅한 후 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
여섯째, 하나의 롤러 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 제1 블레이드를 설치하고, 회전하는 상기 롤러 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하여 상기 롤러에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화한 뒤 제2 블레이드를 이용하여 경화된 광결정 필름을 상기 롤러에서 탈착시킴으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
일곱째, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고 상기 평판을 회전시킨 후 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 광결정 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 필름에서 여러 파장장대의 반사를 유도하기위해 적층된 형태의 필름제조가 가능하다. 전술한 방법들로 단층 필름을 제조하고, 제조된 필름을 기판으로 하여 그 위에 다른 반사파장을 갖는 콜로이드 분산액을 다시 한 층을 적층하는 과정을 통해 이층 혹은 그 이상의 적층된 필름을 제조할 수 있다.
또한 다른 반사파장대를 갖는 분산액을 서로 섞이지 않도록 동시에 도입함으로써 다층 콜로이드 광결정 필름을 제조할 수 있다. 또 다른 방법으로는 각각 단층 콜로이드 광결정 필름을 제조하고 두 개 이상의 필름을 고분자 단량체나 본드를 이용하여 매우 가깝께 접합시킴으로써 다층 콜로이드 광결정 필름을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 전술한 방법으로 제조된 광결정 필름의 반사 파장과 다른 반사 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 광결정 필름을 추가로 적층함으로써, 여러 가지 색을 동시에 반사하는 다층 광결정 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 조성물 제조 방법에 있어서, 상기 광결정 필름에 함유된 콜로이드 입자를 제거하는 단계를 추가로 포함하여 다공성 광결정으로 이루어진 안료 조성물을 제조할 수 있다. 상기 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하기 위해서, 상기 광결정 필름을 가열하거나, 불산 또는 수산화 나트륨으로 처리하여 제거할 수 있다. 실리카 입자의 경우는 불산 또는 수산화나트륨 등으로 처리하고, 가교된 고분자 입자의 경우에는 100℃ 내지 500℃로 가열하여 콜로이드 입자를 제거할 수 있다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 기공(pore)이 분산된 고분자 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 다공성 광결정을 포함하는 페인트 조성물용 안료에 포함되는 기공의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000 nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다.
상기 고분자에 분산되는 기공의 부피 분율은 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v)이다.
본 발명의 기공이 분산된 고분자는 바람직하게는 아크릴레이트기를 포함하는 광경화성 고분자가 사용될 수 있다.
본 발명의 다공성 광결정은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 다공성 광결정은 미세 조각(flake) 형태인 것이 바람직하고, 그 크기는 15 μm 내지 1 cm이고, 그 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 제조 방법에 사용되는 콜로이드 입자는 실 리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타클릴레이트로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜로이드 입자의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다. 그리고 상기 콜로이드 입자는 중공 구조 또는 핵-껍질 구조를 갖는 입자일 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액은 약 40mW/cm2의 자외선을 0.01초 내지 10초간 조사함으로써 광경화시킬 수 있다. 물론 단량체를 포함하는 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 완전히 광경화하기 위해 상기 자외선의 조사 세기나 시간을 변경할 수 있다. 이때 자외선의 파장은 사용하는 광개시제의 흡수 파장과 동일하게 선택할 수 있으며, 전형적으로 수은 아크등에서 발생하는 넓은 파장대의 자외선을 사용할 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함된다.
상기 광경화성 분산매는 ETPTA(Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomer)와 같은 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것이 바람직하다. 또한 자외선에 의해 경화가 가능한 것 중 콜로이드 입자가 분산되었을 때 자발적으로 결정을 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 광경화성 콜로이드 분산액은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광결정 미세 조각의 두께는 바람직하게는 5 μm 내지 500 μm이고, 그 크기는 바람직하게는 15 μm 내지 1 cm이다.
본 발명에 따라 분쇄 과정이 없는 광결정 미세 조각의 제조 방법의 구체적인 실시태양은 다음과 같으며, 이에 제한되지 아니한다.
첫째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
둘째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화하는 과정을 반복함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
셋째, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
넷째, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
다섯째, 5 μm 내지 500 μm 깊이의 홈을 갖는 기판의 홈에에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
여섯째, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 포토마스크를 이용하여 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
일곱째, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도포하고 포토마스크를 이용하여 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
여덟째, 제1 평판 위에 잉크젯 프린터 또는 디스펜서를 사용하여 소량의 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 액적으로 도입하고 제2 평판을 상기 제1 평판과 5 μm 내지 500 μm 만큼의 간격을 갖도록 설치한 후 상기 액적을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 조성물 제조 방법에 있어서, 상기 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하는 단계를 추가로 포함하여 다공성 광결정으로 이루어진 안료 조성물을 제조할 수 있다. 상기 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하기 위해서, 상기 광결정 미세 조각을 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리하여 제거할 수 있다. 실리카 입자의 경우는 불산 또는 수산화나트륨 등으로 처리하고, 가교된 고분자 입자의 경우에는 100℃ 내지 500℃로 가열하여 콜로이드 입자를 제거할 수 있다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계; ii) 상기 광결정 필름을 미세 조각으로 분쇄하는 단계; 그리고 iii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 사용되는 i)단계의 콜로이드 입자는 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타클릴레이트로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜로이드 입자의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다. 그리고 상기 콜로이드 입자는 중공 구조 또는 핵-껍질 구조를 갖는 입자일 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액은 약 40mW/cm2의 자외선을 0.01초 내지 10초간 조사함으로써 광경화시킬 수 있다. 물론 단량체를 포함하는 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 완전히 광경화하기 위해 상기 자외선의 조사 세기나 시간을 변경할 수 있다. 이때 자외선의 파장은 사용하는 광개시제의 흡수 파장과 동일하게 선택할 수 있으며, 전형적으로 수은 아크등에서 발생하는 넓은 파장대의 자외선을 사용할 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함된다.
상기 i)단계의 광경화성 분산매는 ETPTA(Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomer)와 같은 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것이 바람직하다. 또한 자외선에 의해 경화가 가능한 것 중 콜로이드 입자가 분산되었을 때 자발적으로 결정을 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 i)단계의 광결정 필름과 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각의 두께는 바람직하게는 5 μm 내지 500 μm이고, 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각의 크기는 바람직하게는 15 μm 내지 1 cm이다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에서 상기 i)단계의 광결정 필름을 제조하기 위한 구체적인 실시태양은 전술한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 하나의 필름에서 여러 파장장대의 반사를 유도하기위해 적층된 형태의 필름제조가 가능하다. 전술한 방법들로 단층 필름을 제조하고, 제조된 필름을 기판으로 하여 그 위에 다른 반사파장을 갖는 콜로이드 분산액을 다시 한 층을 적층하는 과정을 통해 이층 혹은 그 이상의 적층된 필름을 제조할 수 있다.
또한 다른 반사파장대를 갖는 분산액을 서로 섞이지 않도록 동시에 도입함으로써 다층 콜로이드 광결정 필름을 제조할 수 있다. 또 다른 방법으로는 각각 단층 콜로이드 광결정 필름을 제조하고 두 개 이상의 필름을 고분자 단량체나 본드를 이용하여 매우 가깝께 접합시킴으로써 다층 콜로이드 광결정 필름을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 전술한 방법으로 제조된 광결정 필름의 반사 파장과 다른 반사 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 광결정 필름을 추가로 적층함으로써, 여러 가지 색을 동시에 반사하는 다층 광결정 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물용 안료 제조 방법에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 필름을 상기 ii)단계에서 롤밀(roll mill)과 같은 기기의 기계적인 힘을 이용하여 분쇄하거나, 필요에 따라서는 손으로 비벼 분쇄할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 따른 페인트 조성물에서 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각은 상기 iii)단계에서 상기 용제에 1%(v/v) 내지 60%(v/v)로 분산되는 것이 바람직하다. 또한 상기 용제는 ETPTA와 같은 광중합 가능한 단량체, PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 실리콘계 유기 고분자, 또는 라카와 같은 건조 후 고형화되는 점성 용제인 것이 바람직하다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 필름에 함유된 콜로이드 입자를 제거하는 단계를 추가로 포함하여 다공성 광결정으로 이루어진 안료 조성물을 포함하는 페인트 조성물을 제조할 수 있다. 마찬가지로 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하는 단계를 추가로 포함하여 다공성 광결정으로 이루어진 안료 조성물을 포함하는 페인트 조성물을 제조할 수도 있다. 상기 광결정 필름 또는 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하기 위해서, 상기 광결정 필름을 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리하여 제거할 수 있다. 실리카 입자의 경우는 불산 또는 수산화나트륨 등으로 처리하고, 가교된 고분자 입자의 경우에는 100℃ 내지 500℃로 가열하여 콜로이드 입자를 제거할 수 있다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계; 그리고 ii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 사용되는 상기 i)단계의 콜로이드 입자는 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 또는 폴리메틸메타클릴레이트로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 콜로이드 입자의 크기는 바람직하게는 50 nm 내지 100,000nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 3,000 nm이다. 그리고 상기 콜로이드 입자는 중공 구조 또는 핵-껍질 구조를 갖는 입자일 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액은 약 40mW/cm2의 자외선을 0.01초 내지 10초간 조사함으로써 광경화시킬 수 있다. 물론 단량체를 포함하는 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 완전히 광경화하기 위해 상기 자외선의 조사 세기나 시간을 변경할 수 있다. 이때 자외선의 파장은 사용하는 광개시제의 흡수 파장과 동일하게 선택할 수 있으며, 전형적으로 수은 아크등에서 발생하는 넓은 파장대의 자외선을 사용할 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 바람직하게는 5%(v/v) 내지 70%(v/v), 보다 바람직하게는 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함된다.
상기 i)단계의 광경화성 분산매는 ETPTA(Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomer)와 같은 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것이 바람직하다. 또한 자외선에 의해 경화가 가능한 것 중 콜로이드 입자가 분산되었을 때 자발적으로 결정을 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액은 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 또는 이산화티탄에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 i)단계의 광결정 미세 조각의 두께는 바람직하게는 5 μm 내지 500 μm이고, 그 크기는 바람직하게는 15 μm 내지 1 cm이다.
본 발명에 페인트 조성물 제조 방법에서 상기 i)단계의 분쇄 과정이 없는 광결정 미세 조각의 제조 방법의 구체적인 실시태양은 전술한 바와 같다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 따른 페인트 조성물에서 상기 i)단계의 광결정 미세 조각은 상기 ii)단계에서 상기 용제에 1%(v/v) 내지 60%(v/v)로 분산되는 것이 바람직하다. 또한 상기 용제는 ETPTA와 같은 광중합 가능한 단량체, PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 실리콘계 유기 고분자, 또는 라카와 같은 건조 후 고형화되는 점성 용제인 것이 바람직하다.
본 발명의 페인트 조성물 제조 방법에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하는 단계를 추가로 포함하여 다공성 광결정으로 이루어진 안료를 포함하는 페인트 조성물을 제조할 수 있다. 상기 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하기 위해서, 상기 광결정 미세 조각을 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리하여 제거할 수 있다. 실리카 입자의 경우는 불산 또는 수산화나트륨 등으로 처리하고, 가교된 고분자 입자의 경우에는 100℃ 내지 500℃로 가열하여 콜로이드 입자를 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 광결정 미세 조각을 포함하는 페인트 조성물은 상기 광결정 미세 조각이 갖는 특정 파장에 대한 높은 반사율로 인하여 아름다운 색 및 금속 광 택을 보인다. 특히 콜로이드 입자를 포함하는 광결정은 반사스펙트럼의 폭이 좁아 좁은 영역의 파장만을 선택적으로 반사하는 반면, 상기 콜로이드 입자가 제거된 다공성 광결정은 반사 스펙트럼의 폭이 넓어 비교적 넓은 영역의 파장을 반사하고, 따라서 반사색이 매우 찬란하게 나타나 높은 심미성을 보인다. 따라서 이들은 장식용 특수 효과 색소, 자외선 및 적외선 차단막, 디스플레이 반사색소, 위지 방지 보안 막 등 넓은 분야에 적용할 수 있다.
한편 반사 파장은 격자상수 및 유효굴절률의 함수이다. 따라서 입자의 크기 및 부피 분율, 입자 제거 여부 등으로 상기 반사 파장을 조절할 수 있다.
본 발명의 광결정 미세 조각 및 광결정 페인트 조성물 제조 방법에 따르면, 광중합 가능한 단량체 용액 속에서 콜로이드 입자가 스스로 배향하게 되고, 이를 수 초 내외의 짧은 시간 내에 자외선 조사를 통해 경화시킨다. 따라서 제조 시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 사용된 단량체가 중합되어 생성되는 고분자 물질의 기계적 강도가 높아 상업적인 응용에 적합하다. 또한 생성되는 광결정 미세조각의 반사율이 매우 높아 다양한 응용범위에서 사용될 수 있다.
이하, 다음의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예 및 도면에 대한 설명은 본 발명의 구체적인 실시 태양을 특정하여 설명하고자 하는 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위를 이들에 기재된 내용에 한정하거나 제한해석하고자 의도하는 것은 아니다.
실시예 1. 복합물 광결정 미세조각으로 구성된 광결정 페인트 제조
스토버-핑크-본 방법으로 제조한 145 nm, 187 nm, 199 nm의 균일한 크기를 갖는 실리카 입자를 ETPTA에 부피비 1:2로 각각 분산시키고, 광개시제로서 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone; Darocur 1173, Ciba Chemical사)을 사용하였다. 이 분산액을 50 μm 떨어진 두 유리판 사이 공간으로 모세관힘을 이용하여 도입하였다. 여기에 수은아크등(mercury arc lamp)에서 발생하는 자외선을 40mW/cm2의 광도로 10초간 조사하여 상기 실리카 분산액을 경화시킨 뒤, 상기 유리판에서 경화된 필름을 분리하여 복합물 광결정 필름을 제조하였다.
도 2는 위와 같이 제조된 청색, 녹색, 적색의 반사색을 갖는 복합물 광결정 필름을 나타내고, 도 3은 상기 각 필름의 반사파 스펙트럼을 나타낸다. 또한 도 4는 상기 복합물 광결정 필름의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진으로서 내부에 실리카 입자들이 규칙적인 배열을 이루며 적층되어 있음을 보여준다.
상기 3가지 색의 복합물 광결정 필름을 분쇄하여 혼합함으로써 도 5와 같이 3가지 다른 색을 반사하는 복합물 광결정 미세조각 혼합물을 제조하였다. 도 6은 분쇄된 3가지 광결정 미세조각 혼합물의 광학현미경 사진을 나타낸다. 분쇄된 복합물 광결정 미세 조각을 다시 광중합 가능한 고분자 단량체인 ETPTA(분자량: 428, 점도: 70 cps, SR-454)에 분산시키고 플라스틱 용기의 표면에 바른 뒤 자외선을 40mW/cm2의 광도로 10초간 노광하여 광중합 함으로써 광결정 페인트로서의 이용이 가능함을 확인하였다. 도 7은 이렇게 형성된 광결정 페인트 코팅물을 나타낸다.
실시예 2. 다공성 광결정 미세 조각을 이용한 광결정 폐인트
상기 실시예 1에서와 같은 방법으로 제조된 복합물 광결정 필름을 5% 불산용액으로 12시간 동안 처리하여 실리카 입자를 제거하였다. 그 후 증류수로 필름을 세척하고 건조시켜 다공성 광결정 필름을 제조하였다. 도 8은 이렇게 제조된 3가지 다른 색의 다공성 광결정 필름을 나타낸다. 도 9는 각각의 다공성 필름의 반사 스펙트럼을 나타낸다. 반사율은 대략 90 % 이었다. 도 10은 상기 다공성 광결정 필름의 단면을 보여주는 주사전자현미경사진이다.
상기 다공성 광결정 필름중 가장 장파장에서 반사파를 보인 필름을 분쇄하여 다공성 광결정 미세조각을 제조하였다. 도 11은 이렇게 제조된 다공성 광결정 미세조각의 사진을 보여준다.
또한 상기 광결정 미세 조각을 상기 실시예 1에서와 같은 방법으로 ETPTA에 분산시켜 플라스틱 용기표면에 코팅하여 광중합함으로써 다공성 광결정 페인트로서의 이용이 가능함을 확인하였다. 도 12에는 상기 광결정 코팅물을 나타낸다.
또한 상기 다공성 광결정 중 짧은 파장의 반사파를 보이는 2개의 광결정 필름을 분쇄한 뒤 혼합하였다. 도 13은 상기 혼합된 다공성 광결정 미세조각의 사진을 나타낸다. 혼합된 광결정 미세 조각을 다시 ETPTA에 분산시키고 플라스틱 용기 표면에 코팅하여 광중합함으로써 도 14와 같이 다색 다공성 광결정 코팅물을 형성할 수 있었다.
실시예 3. 형광물질이 함유된 광결정 필름
스토버-핑크-본 방법으로 제조한 207 nm의 균일한 크기를 갖는 실리카 입자를 ETPTA에 부피비 3:7로 각각 분산시키고, , 광개시제로서 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone; Darocur 1173, Ciba Chemical사)을 사용하였다. 상기 분산액에 형광물질인 Rhodamine B isocyanate를 5×10-4M의 농도로 추가로 분산시키고, 50 μm 떨어진 두 유리판 사이 공간으로 모세관힘을 이용하여 도입한 뒤 수은아크등(mercury arc lamp)에서 발생하는 자외선을 40mW/cm2의 광도로 10초간 조사하여 경화시켰다. 그 후 경화된 광결정 필름을 유리판에서 분리하였다. 도 15는 이렇게 제조된 형광물질을 함유하는 복합물 광결정 필름의 광학현미경 사진이다.
또한 상기 실시예 2에서와 같이 불산을 이용하여 실리카 입자를 선택적으로 제거함으로써 형광물질을 포함하는 다공성 광결정 필름을 얻었다. 도 16은 상기 형광물질을 함유하는 다공성 광결정 필름의 광학현미경 사진을 나타낸다.
실시예 4. 이층 콜로이드 광결정 혹은 다공성 광결정 필름
스토버-핑크-본 방법으로 제조한 145 nm의 균일한 크기를 갖는 실리카 입자를 ETPTA에 부피비 1:2로 각각 분산시키고, 광개시제로서 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone; Darocur 1173, Ciba Chemical사)을 사용하였다. 상기 분산액을 50 μm 떨어진 두 유리판 사이 공간으로 모세관힘을 이용하여 도입하고 수은아크등(mercury arc lamp)에서 발생하는 자외선을 40mW/cm2의 광도로 10초간 조사하여 경화시킨 뒤 한쪽 유리판만을 떼어 내었다.
여기에 형성된 콜로이드 광결정 필름에서 50 μm 떨어진 곳에 또 다른 유리판을 도입하고, 그 사이 공간으로 199 nm 크기의 균일한 실리카 입자가 1:2의 비율로 ETPTA에 분산된 분산액(광개시제로서 Darocur 1173을 함유함)을 도입한 후 자외선을 40mW/cm2의 광도로 10초간 조사 하였다. 그 뒤 생성된 이층 필름을 유리판에서 떼어 내었다. 도 17은 상기 이층 콜로이드 광결정 필름의 반사파 그래프이다. 도 18은 상기 이층 콜로이드 광결정 필름의 광학현미경 사진을 나타낸다.
또한 상기 실시예 2에서와 같이 불산을 이용하여 실리카 입자를 선택적으로 제거함으로써 이층 다공성 광결정 필름을 얻었다.
본 발명의 광결정 페인트 조성물 제조 방법에 의해 제조되는 페인트는 매우 높은 반사율을 보이며 생동감 있고 현란한 효과를 나타내는 코팅물질을 제조하는 데 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법은 대량 생산하기에 적합하다.
본 발명의 방법에 따른 광결정 페인트는 높은 심미성을 요구하는 화장품 용기, 휴대폰 케이스, 가전제품, 장식용구 등 다양한 분야에서 피복 물질로 활용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법에 따른 광결정 페인트의 반사 파장이 자외선 또는 적외선인 경우, 자외선 또는 적외선을 선택적으로 차단하는 반사막으로 각각 활용 될 수 있다. 또한 본 발명의 방법에 따른 광결정 페인트의 반사율이 높기 때문에 디스플레이의 반사색소로 활용될 수 있고, 위조 방지 보안막 등에도 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 광결정 페인트 조성물 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예 1의 청색, 녹색, 적색을 반사하는 광결정 필름의 사진이다.
도 3은 실시예 1의 청색, 녹색, 적색을 반사하는 광결정 필름의 반사파 그래프이다.
도 4는 실시예 1의 광결정 필름의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 실시예 1의 3가지 색의 광결정 필름을 분쇄, 혼합하여 얻어진 복합물 광결정 미세조각의 사진이다.
도 6은 실시예 1의 3가지 색의 광결정 필름을 분쇄, 혼합하여 얻어진 복합물 광결정 미세조각의 광학현미경 사진이다.
도 7은 실시예 1의 3가지 색의 복합물 광결정 미세조각을 광중합 가능한 단량체 레진에 분산시킨 후 플라스틱 용기 표면에 코팅하여 광중합시킨 광결정 코팅물 사진이다.
도 8은 실시예 2의 3가지 다른 색의 다공성 광결정 필름의 사진이다.
도 9는 실시예 2의 3가지 다공성 광결정 필름의 반사파 그래프이다.
도 10은 실시예 2의 다공성 광결정 필름의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 11은 실시예 2의 단색 다공성 광결정 필름을 분쇄하여 얻어진 다공성 광결정 미세 조각의 사진이다.
도 12는 실시예 2의 단색 다공성 광결정 미세 조각을 광중합 가능한 단량체 레진에 분산시킨 뒤 플라스틱 용기 표면에 코팅하여 얻어진 단색 다공성 광결정 코팅물 사진이다.
도 13은 실시예 2의 두 가지 색 다공성 광결정 필름을 분쇄하여 얻어진 다공성 광결정 미세 조각의 사진이다.
도 14는 실시예 2의 두 가지 색 다공성 광결정 미세 조각을 광중합 가능한 단량체 레진에 분산시킨 뒤 플라스틱 용기 표면에 코팅하여 얻어진 두 가지 색 다공성 광결정 코팅물 사진이다.
도 15는 실시예 3에 의해 제조된 형광물질을 함유하는 복합물 광결정 필름의 광학현미경 사진,
도 16은 실시예 3의 형광물질을 함유하는 다공성 광결정 필름의 광학현미경 사진이다.
도 17은 실시예 4의 이층 복합물 광결정 필름의 반사파 그래프이다.
도 18은 실시예 4의 이층 복합물 광결정 필름의 광학현미경 사진이다.

Claims (106)

  1. 고분자 물질에 콜로이드 입자가 분산된 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타클릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  3. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  4. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  5. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 중공 구조 또는 핵-껍질 구조인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고분자에 상기 콜로이드 입자가 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고분자에 상기 콜로이드 입자가 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  8. 제1항에 있어서, 상기 고분자가 아크릴레이트기를 포함하는 광경화된 고분자인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광결정이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광결정이 미세 조각(flake) 형태인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광결정 미세 조각의 크기가 15 μm 내지 1 cm이고 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  12. 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타클릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 중공 구조 또는 핵-껍질 구조인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 광경화성 분산매가 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  20. 제12항에 있어서, 상기 광경화성 콜로이드 분산액이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  21. 제12항에 있어서, 상기 광결정 필름의 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  22. 제12항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 두 개의 평판의 일부 영역에 진공을 걸어주거나 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 가압하여 상기 두 개의 평판 사이로 도입하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  24. 제12항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 고정 평판 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 고정 평판과 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  25. 제12항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 롤러 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고, 상기 두 개의 롤러간의 거리가 가장 짧은 부위에서 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  26. 제12항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 롤러 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 두 개의 롤러와 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  27. 제12항에 있어서, 하나의 평판 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 설치하고, 상기 평판 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입한 뒤 상기 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 이동시켜 상 기 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅한 후 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  28. 제12항에 있어서, 하나의 롤러 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 제1 블레이드를 설치하고, 회전하는 상기 롤러 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하여 상기 롤러에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화한 뒤 제2 블레이드를 이용하여 경화된 광결정 필름을 상기 롤러에서 탈착시킴으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  29. 제12항에 있어서, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고 상기 평판을 회전시킨 후 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  30. 제12항에 있어서, 상기 광결정 필름의 반사 파장과 다른 반사 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 광결정 필름을 적층하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  31. 제12항에 있어서, 상기 광결정 필름에 함유된 콜로이드 입자를 제거하여 다 공성 광결정을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 상기 광결정 필름을 100℃ 내지 500℃로 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리함으로써 제거되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  33. 기공(pore)이 분산된 고분자 다공성 광결정으로 이루어진 페인트 조성물용 안료.
  34. 제33항에 있어서, 상기 기공의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  35. 제33항에 있어서, 상기 기공의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  36. 제33항에 있어서, 상기 고분자에 상기 기공이 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  37. 제33항에 있어서, 상기 고분자에 상기 기공이 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  38. 제33항에 있어서, 상기 고분자가 아크릴레이트기를 포함하는 고분자인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  39. 제33항에 있어서, 상기 광결정이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  40. 제33항에 있어서, 상기 광결정이 미세 조각(flake) 형태인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  41. 제40항에 있어서, 상기 미세 조각의 크기가 15 μm 내지 1 cm이고 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료.
  42. 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계를 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타클릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페 인트 조성물용 안료 제조 방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  45. 제42항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  46. 제42항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 중공 구조 또는 핵-껍질 구조인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  47. 제42항에 있어서, 상기 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  48. 제42항에 있어서, 상기 광경화성 콜로이드 분산액에 상기 콜로이드 입자가 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  49. 제42항에 있어서, 상기 광경화성 분산매가 아크릴레이트기를 포함하는 단량 체인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  50. 제42항에 있어서, 상기 광경화성 콜로이드 분산액이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  51. 제42항에 있어서, 상기 광결정 미세 조각의 크기가 10 μm 내지 1 cm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  52. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  53. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화하는 과정을 반복함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  54. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜 로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  55. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  56. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 깊이의 홈을 갖는 기판의 홈에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  57. 제42항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 포토마스크를 이용하여 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  58. 제42항에 있어서, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도포하고 포토마스크를 이용하여 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것 임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  59. 제42항에 있어서, 제1 평판 위에 잉크젯 프린터 또는 디스펜서를 사용하여 소량의 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 액적으로 도입하고 제2 평판을 상기 제1 평판과 5 μm 내지 500 μm 만큼의 간격을 갖도록 설치한 후 상기 액적을 광경화함으로써 상기 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  60. 제42항에 있어서, 상기 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하여 다공성 광결정을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 상기 광결정 필름을 100℃ 내지 500℃로 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리함으로써 제거되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물용 안료 제조 방법.
  62. i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 필름을 제조하는 단계;
    ii) 상기 광결정 필름을 미세 조각으로 분쇄하는 단계; 그리고
    iii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법.
  63. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자가 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타클릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  64. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  65. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  66. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자가 중공 구조 또는 핵-껍질 구조인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  67. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  68. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  69. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매가 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  70. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  71. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 필름의 두께가 5 μm 내지 500 μm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  72. 제62항에 있어서, 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각의 크기가 15 μm 내지 1 cm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  73. 제62항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 두 개의 평판의 일부 영역에 진공을 걸어주거나 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 가압하여 상기 두 개의 평판 사이로 도입하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  75. 제62항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 고정 평판 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 고정 평판과 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  76. 제62항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 롤러 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고, 상기 두 개의 롤러간의 거리가 가장 짧은 부위에서 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  77. 제62항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 롤러 사이로 이동가능한 평판을 삽입하고, 상기 두 개의 롤러와 상기 이동가능한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하면서 상기 이동가능한 평판을 이동시켜 상기 이동가능한 평판에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  78. 제62항에 있어서, 하나의 평판 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 설치하고, 상기 평판 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입한 뒤 상기 블레이드 또는 경사면을 갖는 블럭을 이동시켜 상기 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅한 후 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  79. 제62항에 있어서, 하나의 롤러 위로 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 위치에 제1 블레이드를 설치하고, 회전하는 상기 롤러 위로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하여 상기 롤러에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 코팅하고 이를 광경화한 뒤 제2 블레이드를 이용하여 경화된 광결정 필름을 상기 롤러에서 탈착시킴으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  80. 제62항에 있어서, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도입하고 상기 평판을 회전시킨 후 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 필름이 제조되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  81. 제62항에 있어서, 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각이 상기 iii)단계에서 상 기 용제에 1%(v/v) 내지 60%(v/v)로 분산되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  82. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 필름의 반사 파장과 다른 반사 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 광결정 필름을 적층하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물 제조 방법.
  83. 제62항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 필름에 함유된 콜로이드 입자를 제거하여 다공성 광결정을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물 제조 방법.
  84. 제62항에 있어서, 상기 ii)단계의 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하여 다공성 광결정을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물 제조 방법.
  85. 제83항 또는 제84항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 상기 광결정 필름을 100℃ 내지 500℃로 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리함으로써 제거되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  86. i) 광경화성 분산매에 콜로이드 입자가 분산된 광경화성 콜로이드 분산액을 광경화시켜 광결정 미세 조각을 제조하는 단계; 그리고
    ii) 상기 광결정 미세 조각을 용제에 분산시키는 단계를 포함하는, 페인트 조성물 제조 방법.
  87. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자가 실리카, 이산화티탄, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타클릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  88. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자의 크기가 50 nm 내지 100,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  89. 제86항에 있어서, 상기 콜로이드 입자의 크기가 100 nm 내지 3,000 nm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  90. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 콜로이드 입자가 중공 구조 또는 핵-껍질 구조인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  91. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 5%(v/v) 내지 70%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  92. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매에 상기 콜로이드 입자가 10%(v/v) 내지 40%(v/v) 포함되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  93. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 분산매가 아크릴레이트기를 포함하는 단량체인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  94. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광경화성 콜로이드 분산액이 추가로 형광물질, 양자점, 카본 블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  95. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 미세 조각의 두께가 5 μm 내지 500 μm이고, 그 두께가 15 μm 내지 1 cm인 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  96. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  97. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사 이의 공간으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화하는 과정을 반복함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  98. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하면서 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  99. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 높이의 미세관으로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 흐름을 멈춘 뒤 포토마스크를 사용하여 특정 부분만을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  100. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 깊이의 홈을 갖는 기판의 홈에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  101. 제86항에 있어서, 5 μm 내지 500 μm 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평판 사이로 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 주입하고 포토마스크를 이용하여 광경화함 으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  102. 제86항에 있어서, 하나의 평판 위에 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 도포하고 포토마스크를 이용하여 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  103. 제86항에 있어서, 제1 평판 위에 잉크젯 프린터 또는 디스펜서를 사용하여 소량의 상기 광경화성 콜로이드 분산액을 액적으로 도입하고 제2 평판을 상기 제1 평판과 5 μm 내지 500 μm 만큼의 간격을 갖도록 설치한 후 상기 액적을 광경화함으로써 상기 i)단계의 광결정 미세 조각을 제조하는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  104. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 미세 조각이 상기 ii)단계에서 상기 용제에 1%(v/v) 내지 60%(v/v)로 분산되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
  105. 제86항에 있어서, 상기 i)단계의 광결정 미세 조각에 함유된 콜로이드 입자를 제거하여 다공성 광결정을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 페인트 조성물 제조 방법.
  106. 제105항에 있어서, 상기 콜로이드 입자가 상기 광결정 필름을 100℃ 내지 500℃로 가열하거나, 불산 또는 수산화나트륨으로 처리함으로써 제거되는 것임을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조 방법.
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