KR20110128666A - 단열 수성 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법 - Google Patents

단열 수성 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법 Download PDF

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Abstract

단열 수성도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법이 개시된다. 도료 조성물은 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%, 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 첨가제 및 물을 포함하여 이루어진다. 이러한 도료 조성물을 사용하여 형성된 도막은 우수한 태양열 차단 및 단열 효과를 장시간 유지할 수 있다.

Description

단열 수성 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법 {THERMALLY INSULATING AND WATER-SOLUBLE PAINT COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURING COATING LAYER USING THE SAME}
본 발명은 단열 수성 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지 절감형 단열 수성 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 차열 단열 도료의 경우 대한민국 공개특허 제2005-0064084호에 개시된 바와 같이 바인더에 내부가 비어 있는 중공산 무기계 실리카 및/또는 버블 알루미나를 이용한 불투명 백색 도료를 사용하여 제조한다. 이와 같이 제조된 불투명 백색 도료를 건물의 콘크리트 벽면 또는 공장의 지붕 등에 도장함으로써 태양에너지를 차단하여 단열 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
이러한 기술에서는 무기계 중공산을 사용하기 때문에 중공에 의한 도막에 공극을 부여하여 어느 정도로 열전도도는 낮출 수 있으나 근본적으로 무기계 물질이 갖고 있는 특성으로 인하여 열전도도는 낮추기는 어렵다는 문제가 있다. 무기계 중공산의 구성성분으로서 일반적으로 SiO2(열전도도; 29W/mk), Al2O3(열전도도; 35∼43W/mk), CaCO3(열전도도; 5W/mk), MgO(열전도도; 29W/mk) 등이 사용되는데, 이러한 무기계 물질들의 열전도도는 금속에 비해서는 낮은 편이지만 일반적인 고분자물이 갖고 있는 ∼0.2W/mk 에 비해서는 상당히 높다고 할 수 있다.
뿐만 아니라 건축용 도료로서 많이 사용되고 있는 수성 도료 외부용 (KS M 6010 1종)의 경우 형성되는 건조도막의 두께가 통상 2회 도장시 약 60㎛ 로서 얇은 막으로 형성되는데, 무기계 중공산을 포함하는 도료의 경우 무기계 중공산의 입자경이 크기 때문에 효과적인 건조도막 두께는 약 200㎛ 이상이 되도록 도장하여야 한다. 실제로 효과적인 단열을 부여하기 위해서는 통상 건조도막 두께 약 500㎛ 정도로 도장하고 있다. 도막 두께를 낮추기 위해서는 무기계 중공구의 크기를 작게 만들어야 하는데, 이는 입자경이 작아질수록 가격이 기하급수적으로 상승하기 때문에 범용적인 건축용 도료 조성물에 적용하기에는 경제적인 면에서 어려운 실정이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 고려하여 태양열 반사 효과가 높고 단열 효과를 부여할 수 있어서 에너지를 절감할 수 있으며 박막으로 도장하는 것이 가능한 수성 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 도료 조성물을 사용하여 형성함으로써 태양열 반사효과를 높이고 도막의 열전도도를 떨어뜨려 열전달을 지연시킬 수 있는 도막의 형성방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 단열 수성도료 조성물은 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%, 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 첨가제 및 물을 포함하여 이루어진다.
일실시예에 있어서, 상기 수지바인더는 아크릴계 에멀젼, 아크릭실리콘계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 수지바인더이다.
일실시예에 있어서, 상기 불투명 폴리머는 스타이렌 아크릴릭(styrene acrylic) 폴리머, 메틸 메타크릴릭(methyl methacrylic) 폴리머 및 헥사메틸 메타크릴릭(hexamethyl methacrylic) 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자로 형성된다.
일실시예에 있어서, 상기 도료 조성물에는 자외선 차단제 0.1 내지 1 중량%를 더 포함되며, 자외선 차단제의 구체적인 예로서는 히드록시페닐-벤조트리아졸계 화합물(hydroxyphenyl-benzotriazole), 비스-세바케이트(bis-sebacate), 메틸-세바케이트(methyl-sebacate) 등을 들 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%, 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 첨가제 및 물을 포함하는 단열 수성 도료 조성물을 대상체에 도포 및 건조시키는 단계를 포함하는 도막의 형성방법을 제공한다.
일실시예에 있어서, 상기 불투명 폴리머는 스타이렌 아크릴릭(styrene acrylic) 폴리머, 메틸 메타크릴릭(methyl methacrylic) 폴리머 및 헥사메틸 메타크릴릭(hexamethyl methacrylic) 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자의 물로 채워져 있는 코어 부분이 건조 과정에 공기로 대체되어 형성된다.
일실시예에 있어서, 상기 도막은 1회 도장시 20 내지 60 ㎛ 두께로, 바람직하게는 약 30 ㎛ 두께로 형성하도록 한다.
본 발명에 따른 단열 수성 도료 조성물을 사용하여 도막을 형성하면 기존의 무기계 중공구를 사용하여 제조되는 차열 도료를 사용하여 형성된 도막보다 높은 태양열 반사 효과를 가지며 도막의 열전도도가 낮아 우수한 단열 효과를 나타낼 뿐만 아니라 일반적인 외부용 수성도료와 같이 2회 도장으로 약 60㎛ 두께로 도장하는 것으로도 양호한 단열 효과를 갖는 건조 도막을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단열 수성도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 에너지 절감형 단열 수성도료 조성물은 태양광에서 빛 반사율을 최대로 하는 동시에 도막에 의한 열전달 효율을 낮추기 위해 도막의 열전도도를 낮게 하며 열의 이동은 최소화 할 수 있는 유색 도막을 형성하는 데 적용될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 에너지 절감형 단열 수성도료는 크게 햇빛 반사율이 높고 낮은 열전도도를 갖는 불투명 폴리머(opaque polymer)와 유색 및 충진안료, 바인더 수지 및 여분의 첨가제가 혼합된 조성을 갖는다. 구체적으로, 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 건조 후 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%, 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 첨가제 및 물을 포함하여 이루어진다.
불투명 폴리머는 햇빛 반사율이 높고 낮은 열전도도를 갖는 물질로서, 평균 입자 크기가 0.1 내지 5㎛ 이며, 바람직하게는 0.5㎛ 의 평균 입자 크기를 갖고 무게 고형분 10 내지 40%, 바람직하게는 30%, 부피 고형분 20 내지 60%, 바람직하게는 50% 이며 기존에 사용되던 입자경 무기계 중공산에 비해 훨씬 저렴하다.
불투명 폴리머의 평균 입자 크기는 0.1 내지 5㎛ 인데 만약 이의 크기가 0.1㎛ 보다 작으면 제조 비용이 증가하고 평균 입자경의 균일성 제어가 어려우므로 바람직하지 못하며 만약 이의 크기가 5㎛ 보다 크면 건조시 본래 모양을 유지하기 어려워 바람직하지 못하므로 이의 평균 입자 크기는 상기한 범위가 되도록 한다.
불투명 폴리머는 스타이렌 아크릴릭(styrene acrylic) 폴리머, 메틸 메타크릴릭(methyl methacrylic) 폴리머, 헥사메틸 메타크릴릭(hexamethyl methacrylic) 폴리머 등과 같은 열전도율이 낮은 유기계 폴리머를 사용하여 제조되는데, 도료에 적용되어 건조과정에서 코어 부분에 물이 증발하면서 코어에 공기가 들어가 불투명도가 높아지게 된다. 제조된 불투명 폴리머는 평균 입자 크기가 0.1 내지 5㎛ 로서 매우 작으면서도 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태로 형성된다. 폴리머로 형성되므로 열전도도가 낮으면서도 중공구 형태로 제조되므로 양호한 단열 효과 및 불투명도 증가 효과를 제공해 줄 수 있는 것이다.
불투명 폴리머는 만약 이의 함량이 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 10 중량% 미만일 경우 도료로 형성된 유색 도막의 차열 능력이 충분하지 못하다는 문제점이 초래된다. 만약 이의 함량이 30 중량%를 초과하면 유색 안료 및 충진제와 수지바인더의 사용량이 줄어들어 부착력 등 도료의 제반 물성이 적절한 값으로 얻어지지 못하고 오히려 저하되는 문제점이 초래된다. 따라서, 상기 에너지 절감형 단열 수성도료는 상기 불투명 폴리머를 10 내지 30 중량% 범위로 포함하고, 바람직하게는 15 내지 25 중량% 범위로 포함한다.
일실시예에 따른 도료 조성물은 색상에 따른 각종 유색 안료와 각종 충진 안료들을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
에너지 절감형 단열 수성도료에 포함되는 유색 및 충진 안료는 조성물 총량을 기준으로 할 때 함량이 10 중량% 미만이거나 30 중량%를 초과하는 경우 도막의 착색력 부족이나 부착성 부족 등을 초래하여 도료를 이용한 도장 작업성이 저하되는 문제가 초래될 수 있다. 따라서 상기 유색 및 충진 안료는 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 10 내지 30 중량% 범위로 포함하고, 바람직하게는 15 내지 25 중량% 범위로 포함하도록 한다.
상기 유색 및 충진 안료의 사용량은 주어진 범위 내에서 바인더의 사용량 및 불투명 고분자의 사용량에 따라 달라질 수 있으며 적절한 양으로 선택하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 도료 조성물의 또 다른 성분인 수지바인더는 대상체에 불투명 폴리머를 포함하는 유색 도막을 형성하기 위해 적용되는 수지로서 아크릴계 에멀젼, 아크릭실리콘계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기 하이브리드 수지 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
수지바인더는 고형분 함량이 5 중량% 미만이거나 35 중량%를 초과할 경우, 도막의 차열성 부족, 착색력 부족, 부착성 부족 등의 현상을 가져오기 때문에 이를 포함하는 도료를 사용하여 도장할 때 작업성이 저하되는 문제점이 초래될 수 있다. 따라서 상기 에너지 절감형 단열 수성도료 조성물은 상기 수지바인더를 5 내지 35 중량% 범위로 포함하고 바람직하게는 10 내지 20 중량% 범위로 포함한다. 상기 수지바인더의 사용량은 주어진 범위 내에서 유색 및 충진 안료의 사용량 및 불투명 고분자의 사용량에 따라 달라질 수 있다. 또한 상기 수지바인더는 일반적 외부용 수성도료에 적합한 내수성, 부착성, 내알칼리성 등의 기본적인 물성을 갖고 있으며 특히 뛰어난 내후성을 보유하고 있다.
일실시예에 따른 도료 조성물에는 도료의 제조시 통상적으로 사용되는 기타 첨가제 성분과 물이 더 포함될 수 있다. 첨가제의 예로서는 안료 습윤제, 분산제, 소포제, 침강방지제, 도막평활제, 건조제, 경화촉진제, 흐름방지제, 전기저항 조절제, 가소제 등을 들 수 있다. 이들은 바람직하게는 적어도 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 첨가제는 소기의 기능을 발휘하기 위한 것이 아니므로 그 사용량이 특별히 제한적이지 않으며 필요에 따라 적절한 함량으로 사용가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 단열 수성도료는 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 건조 후 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%, 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 자외선 차단제 0.1 내지 1 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 첨가제 및 물을 포함하여 이루어진다.
본 실시예에 따른 수성도료에 포함되는 성분은 대부분 각 성분에 대한 설명과 동일하므로 생략하기로 한다.
다만 새롭게 첨가되는 성분인 자외선 차단제는 형성되는 수성 도막의 자외선을 차단하여 도막을 형성하는 바인더와 불투명 폴리머 및 안료의 화학적으로 안정화시키는 도막의 변색 및 내후성 증강의 역할을 한다.
이러한 자외선 차단제의 구체적인 예로서는 히드록시페닐-벤조트리아졸계 화합물, 비스-세바케이트, 메틸-세바케이트 등을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는 TINUVIN 1130, TINUVIN 292, TINUVIN 477 DW 등을 들 수 있다.
자외선 차단제의 함량이 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1 중량% 미만인 경우에는 형성되는 도막의 자외선 차단 능력이 감소되는 문제점이 있다. 반면에, 자외선 차단제의 함량이 1 중량%를 초과할 경우에는 자외선 차단제의 첨가량 증가에 따른 효과의 상승이 미미하고 도료의 제조 비용이 증가된다. 따라서, 상기 에너지 절감형 단열 수성도료는 상기 자외선 차단제를 0.1 내지 1 중량% 범위로 포함하고, 바람직하게는 0.2 내지 0.7 중량% 범위로 포함한다.
상술한 조성을 갖는 수성 도료는 자외선 차단제를 사용하므로 자외선이 차단되는 기능을 갖는 도막을 형성가능하게 하며, 형성된 도막은 장시간 동안 깨끗하게 유지되며 내후성이 우수하다.
실시예에 따른 조성을 갖는 에너지 절감형 단열 수성도료를 대상체에 도포한 후 건조시킴으로써 단열 도막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 먼저 평균입자 크기가 0.1 내지 5㎛인 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%와 유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%, 수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%, 여분의 첨가제와 물을 포함하는 에너지 절감형 단열 수성도료를 마련한다. 제조된 단열 수성도료를 투명 도막을 형성하고자 하는 대상체의 표면에 코팅 또는 도포한다.
도막을 형성하기 위한 대상체는 특별히 제한적이지 않으며, 특히 햇빛을 직접 받는 건물 외부 콘크리트, 슬레이트, 기와, 목재, 철재 등의 각종 소지가 될 수 있다. 도막을 형성하는 방법으로는 롤러, 붓, 스프레이 등의 다양한 방식이 적용가능하다. 대상체에 도료 조성물을 코팅한 후 건조시키면 대상체의 표면에는 열 차단 능력이 우수한 에너지 절감형 단열 수성도료 도막이 형성된다.
실시예에 따른 도료 조성물을 사용하여 도막을 형성하면 불투명 폴리머의 평균입자 크기가 약 0.1 내지 5㎛ 로서 매우 작으므로 1회 도장으로 건조도막의 두께가 약 20 내지 60㎛, 바람직하게는 약 30㎛ 정도인 박막으로 형성가능하다. 1회 도장으로 얻어지는 도막의 두께가 약 20㎛ 미만이면 원하는 건조도막 두께를 얻는데 여러 번 도장해야하므로 비경제적이며, 약 60㎛ 초과하면 건조가 늦어져서 도막에 문제가 발생할 수 있다. 또한 통상적으로 일반 수성도료와 같이 2회 도장으로 약 40 내지 120㎛, 바람직하게 약 60㎛ 도장하는 것이 가장 효과적이다. 1회 도장만으로는 단열 효과가 떨어지며 3회 이상 도장하면 단열 효과는 증대하나 비용대비 효과면에서 비경제적이므로 2회 정도 도장하는 것이 가장 적절하다.
이하, 본 발명을 실시예와 비교예 및 평가예를 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 하기의 실시예들에만 한정되는 것은 아님이 이해되어야 한다.
<실시예 1>
아크릴계 에멀젼 수지바인더, 불투명 폴리머, 백색 안료 및 충진 안료, 기타 첨가제와 물을 사용하여 하기 표 1과 같은 함량으로 혼합하여 본 발명에 따른 에너지 절감형 단열 수성도료 조성물을 제조하였다.
<표 1>
Figure pat00001
<실시예 2>
하기 표 2에 개시된 성분을 주어진 함량으로 혼합하여 본 발명에 따른 내후성이 증강된 에너지 절감형 단열 수성도료 조성물을 제조하였다.
<표 2>
Figure pat00002
<비교예 1>
하기 표 3에 개시된 성분을 주어진 함량으로 혼합하여 무기계 중공구가 사용된 차열 수성도료 조성물을 제조하였다.
<표 3>
Figure pat00003
<비교예 2>
하기 표 4에 개시된 성분을 주어진 함량으로 혼합하여 수성도료 외부용(KS M 6010 1종 해당품) 조성물을 제조하였다.
<표 4>
Figure pat00004
실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 제조된 도막의 성능을 다음과 같이 평가하였다.
<도막의 햇빛 반사율 평가>
빛의 반사 정도를 측정하기 위해서는 수성도료 외부용(KS M 6010 1종)에 규정된 면의 입사광에 대한 확산광의 비율(면의 색 밝기)인 45°, 0°확산반사율(%)을 비교측정하였다. 결과를 표 5에 나타내었다.
<표 5>
Figure pat00005
상기 표 5에 개시된 결과를 보면, 실시예 1 및 2에 따른 수성도료 조성물을 사용하여 형성된 도막은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 수성도료 조성물을 사용하여 형성된 도막에 비해 햇빛의 산란에 의한 반사 효과가 우수하여 태양열 차단 및 단열 효과가 우수한 도막을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
<도막의 열전도도 평가>
도막의 열이 전달되는 전도도를 평가하기 위하여 각 도료를 10mm 두께로 적층하여 건조시킨 후 레이저 플래쉬 어날라이저를 이용하여 열전도도를 측정하였다. 결과를 표 6에 나타내었다.
<표 6>
Figure pat00006
상기 표 6에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 수성 도료 조성물을 사용하여 형성된 도막은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 형성된 도막에 비해 열전달을 차단하는 효과가 우수하여 단열 효과가 우수한 도막을 형성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
<태양열 차단 및 단열 효과 평가>
가로, 세로, 높이가 각각 30cm 이고 상부가 개방된 단열 상자를 1cm 두께의 나무판으로 제작하고, 상자 내부에 다시 5cm 두께의 스티로폼을 부착하여 단열 기능을 부여하였다. 이 상자의 상부에 비 오염 효과 비교시험을 위해 작성된 시편을 외부의 공기가 순환되지 않도록 밀봉 장착하고 시편의 상부 40㎝ 높이에 태양광선 파장과 유사한 효과를 나타내는 적외선 램프 2개를 조사하였다. 시간 경과에 따른 시편 뒷면(내부면)의 실내 온도 변화를 측정하였다. 결과를 하기 표 7에 개시하였다. 적외선 램프로서는 오스람사, E27 screw base, 250W, 127.5(D)*185(L)mm, 300 ∼ 3000 nm 파장의 램프를 사용하였다.
<표 7>
Figure pat00007
상기 표 7에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 및 2에 따른 도료 조성물로 형성된 도막은 비교예 1 및 2에 따른 도료 조성물로 형성된 도막에 비해 시간의 변화에 따른 내부 온도 변화가 크지 않다는 것이 확인되었다. 이는 본 발명의 도료는 태양열 차단 및 단열 효과가 우수한 도막을 형성할 수 있다.
<도막의 내후성 평가>
수성도료 외부용(KS M 6010 1종)에 규정된 방법으로 촉진 내후성 시험을 수행하였다. 다만 보다 가혹한 조건을 맞추기 위해서 1급에 규정된 300 시간 보다 많은 500 시간 촉진내후성을 실험하여 그 결과는 표 8에 나타내었다.
<표 8>
Figure pat00008
상기 표 8에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 및 2의 도료 조성물로 형성된 도막은 비교예 1 및 2의 도료 조성물로 형성된 도막에 비해 황변도차가 크지 않다는 것이 확인된 바, 본 발명의 도료 조성물은 태양열 차단 및 단열 효과가 우수한 도막을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
<도막의 내오염성 평가>
도막의 내오염성 효과를 평가하기 위하여 옥외 폭로 오염과 근접한 시험 결과를 나타내는 카본 오염성 평가시험을 수행하였다. 시험 조건은 가로와 세로가 각각 20 ㎝ X 30 ㎝이고, 두께가 1.0 mm인 유리판에 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 도료 조성물을 건조 도막 두께가 60 ㎛가 되도록 도장하여 건조시킨 후에 물에 분산된 10% 카본블랙 수용액을 에어스프레이로 도포하였다. 40℃에서 1 시간 동안 방치시킨 후에 비눗물과 세척용 스펀지로 오염부위를 세척하여 건조시킨 후에 초기도막과의 색상 차이를 확인하였다. 그 결과를 다음 표 9에 나타내었다.
<표 9>
Figure pat00009
상기 표 9에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 및 2에 따른 투명 도료 조성물을 사용하여 형성된 도막은 비교예 1 및 2에 따른 도료 조성물을 사용하여 형성된 도막에 비해 색상의 변화가 거의 없다는 것이 확인된 바 본 발명의 도료는 양호한 비오염성을 갖는 도막을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 중공 불투명 폴리머를 포함하는 에너지 절감형 단열 수성 도료 조성물은 기존의 차열 도료에 비하여 태양열 반사 효과가 높고 열전도도가 낮은 도막의 형성을 가능하게 하며, 열차단 효과가 우수할 뿐만 아니라 내후성 및 오염에 대한 방지성도 우수하여 경제적이다. 결국 실시예에 따른 단열 수성도료 조성물은 태양광의 차단이 요구되는 각종 건물, 시설, 설비, 부품 등에 적용할 때 장기간 우수한 태양열 차단 및 단열 효과를 발휘할 수 있는 도막을 제공해 준다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 지식을 가진 자 또는 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%;
    유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%;
    수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%;
    첨가제; 및
    물을 포함하는 단열 수성 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지바인더는 아크릴계 에멀젼, 아크릭실리콘계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 수지바인더 인 것을 특징으로 하는 단열 수성도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 자외선 차단제 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 수성도료 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자외선 차단제는 히드록시페닐-벤조트리아졸계 화합물, 비스-세바케이트 및 메틸-세바케이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 단열 수성도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 불투명 폴리머는 스타이렌 아크릴릭(styrene acrylic) 폴리머, 메틸 메타크릴릭(methyl methacrylic) 폴리머 및 헥사메틸 메타크릴릭(hexamethyl methacrylic) 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
  6. 평균 입자크기가 0.1 내지 5㎛이고 코어 부분에 공기가 채워져 중공구 형태를 갖는 에멀젼상의 불투명 폴리머 10 내지 30 중량%;
    유색 및 충진안료 10 내지 30 중량%;
    수지바인더를 고형분으로 5 내지 35 중량%;
    첨가제; 및
    물을 포함하는 단열 수성 도료 조성물을 대상체에 도포 및 건조시키는 단계를 포함하는 도막의 형성방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도막은 1회 도장시 20 내지 60 ㎛ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
  8. 제6항에 있어서, 자외선 차단제 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 자외선 차단제는 히드록시페닐-벤조트리아졸계 화합물, 비스-세바케이트 및 메틸-세바케이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 불투명 폴리머는 스타이렌 아크릴릭(styrene acrylic) 폴리머, 메틸 메타크릴릭(methyl methacrylic) 폴리머 및 헥사메틸 메타크릴릭(hexamethyl methacrylic) 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자의 물로 채워져 있는 코어 부분이 건조 과정에 공기로 대체되어 형성되는 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
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