KR20210009957A - 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

제안기술은 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서 태양열에 의한 복사에너지를 반사, 투과 또는 방사시키며, 피도체 자체에서 발생되는 열에너지가 피도체의 외부로 표출되는 특성을 감소시키는 도료 조성물에 관한 발명이다.

Description

고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물{High weatherability infrared low emissivity paint material compositions}
제안기술은 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서 태양열에 의한 복사에너지를 반사, 투과 또는 방사시키며, 피도체 자체에서 발생되는 열에너지가 피도체의 외부로 표출되는 특성을 감소시키는 도료 조성물에 관한 발명이다.
일반적으로, 적외선 저 방사율 도료는 알루미늄과 같이 적외선 영역에서 반사율이 높은 금속 안료를 포함하는 도료로, 태양열에 의한 복사에너지를 반사시킬 수 있는 특성으로 인해 건축물 외벽 등에 적용될 경우 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.
이와 같은 이유로 인해 최근 산업계의 관심을 받고 있으며, 군사용 탐지를 목적으로 하는 적외선 차폐제로도 응용되고 있다.
산업계에서 요구되는 다양한 색상을 구현하기 위해서는 도료 내에 카본블랙, 이산화티탄 및 각종 무기/유기 색상 안료 등이 필수적으로 포함되어야 한다.
이러한 색상 안료들이 도료 내에 첨가될수록 도료의 방사율 값이 지속적으로 증가되는 경향을 보이기 때문에 기존의 저 방사율 도료는 대부분 명도 지수(L*) 60 이상의 밝은 색상 도료에 한정되는 문제점을 안고 있다.
일본등록특허 제6418159호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 명도 지수(L*)가 60 이하이며, 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서 방사율 값 0.6이하의 특성을 구현하는데 목적이 있다.
본 발명의 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물은,
20~40 중량%의 알루미늄 플레이크;
1~5 중량%의 적외선 반사 안료;
20~40 중량%의 수지;
1~4 중량%의 첨가제;
1~5 중량%의 무기 안료; 및
30~40 중량%의 유기 용제를 포함하고.
명도 지수(L*)가 60 이하이며, 중적외선 및 원적외선 영역대(3~5㎛ 및 8~12㎛)에서 방사율 값이 0.6 이하인 것을 특징으로 한다.
알루미늄 플레이크의 평균 입자 크기는 5~40㎛인 것을 특징으로 한다.
적외선 반사 안료는 2500nm 영역에서 총 반사율(total reflectance) 40% 이상인 것을 특징으로 한다.
수지는 아크릴수지와 실리콘 수지 중간체가 포함되는 경화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아크릴수지는 아민을 함유하는 단량체, 산을 함유하는 단량체, 수산기를 함유하는 단량체 중 선택된 1종 이상의 관능성 단량체로 공중합되는 것을 특징으로 한다.
아크릴수지는 아민가 25~35, 산가 10~15, 고형분 65%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아크릴수지는 실리콘 수지 중간체와의 경화반응을 통해 폴리실록산 도막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
실리콘 중간체는 메톡시 관능기(Methoxy functional) 또는 실라놀 관능기(Silanol functional)를 갖는 것을 특징으로 한다.
실리콘 수지 중간체에 메톡시 관능기(Methoxy functional)가 포함될 때, 메톡시 함량은 15~20 wt% 인 것을 특징으로 한다.
첨가제는 습윤 분산제와 자외선 안정제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
명도 지수(L*)는 KS M 5000 : 2014의 조건에 따라 D65 광원 하에서 투과광에 대해 45도의 측정각도로 측정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 명도 지수(L*)가 60 이하이며, 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서 방사율 값을 0.6 이하로 저감시킬 수 있어 산업용 에너지 절감을 위한 도료로의 응용이 가능하며, 적외선 탐지와 관련된 군사용으로도 응용될 수 있는 효과가 있다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서 태양열에 의한 복사에너지를 반사, 투과 또는 방사시키며, 피도체 자체에서 발생되는 열에너지가 피도체의 외부로 표출되는 특성을 감소시키는 도료 조성물에 관한 발명이다.
본 발명의 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물은 알루미늄 플레이크, 적외선 반사 안료, 수지, 첨가제, 무기 안료 및 유기 용제를 포함하여 구성된다.
상기 알루미늄 플레이크(flake)는 바인더(binder) 및 색상 안료로 인한 방사율 상승 문제를 해결하기 위해 사용되는 것으로, 평균 입자 크기가 5~40㎛ 범위인 것을 사용한다.
상기 알루미늄 플레이크의 평균 입자 크기가 5~40㎛ 범위일 때 금속성의 느낌을 최소화 할 수 있다.
상기 알루미늄 플레이크는 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 대표적인 제품으로는, AsahiKasei사의 PV-M5090, FV-T5060, CP-R250H 및 CP-R530H, ECKART사의 STAPA HCP 6100, HCP 6140, HCP 6260, STAPA 1515 n.l 및 STAPA 4 n.l 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알루미늄 플레이크의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 20~40 중량% 범위가 되도록 한다. 만약, 상기 알루미늄 플레이크의 사용량이 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 20 중량% 미만이면 상기 도료 조성물의 반사 특성 효과가 미약하며, 40 중량%를 초과하면 상기 도료 조성물의 부착성과 물성이 저하되는 요인이 될 수 있기 때문이다.
상기 적외선 반사 안료는 적외선 반사 black 안료인 것으로, 어두운 색상을 구현하기 위해 사용된다.
상기 적외선 반사 안료는 2500nm 영역에서 총 반사율(total reflectance) 40% 이상인 것을 사용하도록 한다.
상기 적외선 반사 안료는 Fe-Cr, Cu-Bi 및 Ni-Fe 타입의 무기계 안료로, 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 대표적인 제품으로는 BASF사의 Xfast BK0084, Xfast BK0095, Sicopal Black K0095, FERRO사의 10201 Eclipse Black, 10202 Eclipse Black, SPP-3025 Black 및 IR Black V-799, Tokan Material Technology사의 42-708A, 42-713A 및 42-714A 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 적외선 반사 안료의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 1~5 중량% 범위가 되도록 한다. 만약, 상기 적외선 반사 안료의 사용량이 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 1 중량% 미만이면 상기 도료 조성물의 명도 지수(L*)가 60 이하로 구현되기 어려우며, 5 중량%를 초과하면 상기 도료 조성물의 방사율 값이 0.6 이상이 되기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 수지는 아크릴수지, 실리콘수지, 불소수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 수지에는 보다 더 우수한 내구성을 확보하기 위해 실리콘 수지 중간체가 포함된 경화제가 추가될 수 있다.
상기 수지는, 아민을 함유하는 단량체, 산을 함유하는 단량체, 수산기를 함유하는 단량체 중 선택된 1종 이상의 관능성 단량체로 공중합 된 아크릴수지와 상기 실리콘 수지 중간체와의 경화 반응을 통해 폴리실록산(polysiloxane) 도막을 얻을 수 있으며, 따라서 보다 더 우수한 내후성을 구현할 수 있다.
상기 아크릴수지로는 (주)노루페인트에서 생산되는 수지인 ACS 1209가 사용될 수 있으며, 상기 ACS 1209 수지는 아민가 25~35, 산가 10~15, 고형분 65%를 포함한다.
상기 실리콘 수지 중간체가 포함된 상기 경화제로는 ㈜노루페인트에서 생산되는 수지인 ACS 1209 B액이 사용될 수 있으며, 상기 ACS 1209 B액은 고형분 80%를 포함한다.
상기 수지의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 20~40 중량% 범위가 되도록 한다.
상기 아크릴수지는 상기 수지의 전체 조성물을 기준으로 60~90 중량% 가 되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 아크릴수지의 함량이 60 중량% 미만이면 도막의 유연성이 떨어지고 부착성이 나빠지는 문제가 발생하며, 상기 아크릴수지의 함량이 90 중량%를 초과하면 도막의 경화밀도가 떨어져 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리콘 수지 중간체는 메톡시 관능기(Methoxy functional) 또는 실라놀 관능기(Silanol functional)를 가질 수 있으며, 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 메톡시 관능기를 갖는 상기 실리콘 수지 중간체에서 메톡시 함량은 15~20 wt% 이며, 총 실리콘 함량은 80~90 wt% 이다. 상기 실리콘 수지 중간체는 메틸-페닐 폴리실록산 타입이며, Si-O-Si 결합을 기준으로 그 함량이 결정된다.
상기 메톡시 관능기를 가진 상기 실리콘 수지 중간체의 대표적인 제품으로는 ShinEtsu사의 KR-9218, KR-213, KR-510, Dow Corning사의 DC3074, DC3037, 바커사의 IC232, IC368, SY-550 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실라놀 관능기를 가진 상기 실리콘 수지 중간체의 대표적인 제품으로는 신에츠사의 KR-211, KR-212, KR-214, 다우코닝사의 Z-6018 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리콘 수지 중간체를 포함하는 상기 경화제는 상기 수지의 전체 조성물을 기준으로 10~40 중량% 가 되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 실리콘 수지 중간체가 포함된 상기 경화제의 함량이 10 중량% 미만이면 내후성이 떨어지며, 상기 실리콘 수지 중간체가 포함된 상기 경화제의 함량이 40 중량%를 초과하면 경화 속도가 느려지면서 도장 시스템 상 하도와의 부착성에 문제가 발생할 수 있다.
상기 첨가제는 습윤 분산제, 자외선 안정제를 포함한다.
상기 습윤 분산제는 도료의 구성 성분 중에서 비중이 높은 무기 충진제 및 안료들의 침강을 막고 색분리를 막기 위하여 탈응집형 습윤 분산제를 사용한다.
상기 습윤 분산제는 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 대표적인 제품으로는 YK사의 Disperbyk 180, Disperbyk 161, Disperbyk 2055, TEGO사의 Dispers 610, Dispers 628, Dispers 670, Dispers 671, AFCONA사의 AFCONA 5010, AFCONA 5054, AFCONA 5065 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 습윤 분산제의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 0.5~2 중량% 범위가 되도록 한다. 만약, 상기 습윤 분산제의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 제시된 효과를 얻기에 부족하며, 2 중량%를 초과하는 경우 도막의 물성을 저해하는 요인이 될 수 있다.
상기 자외선 안정제는 태양광선 중 자외선을 선택적으로 흡수하여 열에너지로 바꾸거나 자외선으로부터 분해되어 생성된 자유라디칼(free radical)을 소멸시킴으로써 도막의 내후성을 향상시킬 수 있다.
상기 자외선 안정제는 일반적으로 벤조페논(benzophenone)과 히드록시페닐- 벤조티아졸(hydroxyphenyl-benzthiazole) 또는 히드록시페닐-트리아진(hydroxyphenyl-triazine)으로 대표되는 자외선 흡수제(UV Absorber)와 HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)로 통칭되는 자외선 안정제가 주로 사용된다.
상기 자외선 안정제는 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 대표적인 제품으로는 바스프사의 TINUVIN 1130, TINUVIN 928 및 TINUVIN 400, 송원산업사의 SONGSORB 1000, SONGSORB 7120 및 SONSORB 15 등이 있고, 상기 HALS의 대표적인 제품으로는 바스프사의 TINUVIN 292, TINUVIN 123 및 TINUVIN 144, 송원산업사의 SABOSTAB UV 40, SABOSTAB UV 65 및 SABOSTAB UV 94 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 자외선 안정제의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 0.5~2 중량% 범위가 되도록 한다. 만약, 상기 자외선 안정제의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 제시된 효과를 얻기에 부족하며, 2 중량%를 초과하는 경우 도막의 물성을 저해하는 요인이 될 수 있다.
상기 무기 안료는 도막의 은폐력 및 기계적 물성의 향상을 위해 사용된다.
상기 무기 안료로는 이산화티탄, 중질 및 경질 탄산칼슘 등이 사용될 수 있으며, 상기의 물질을 단독 또는 2종 이상으로 조합하여 사용할 수 있다.
상기 무기 안료는 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 무기 안료 중 상기 이산화티탄의 대표적임 제품으로는 Dupont사의 R-902, R-960, R-706, 이시하라사의 CR-50, CR-58-2, CR-60-2, SHANDONG JINHAI TITANIUM RESOURCES TECHNOLOGY사의 R-6618, R-2295 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기 안료 중 탄산칼슘의 대표적인 제품으로는 OMYA KOREA사의 OMYACARB 10-CN, OMYACARB 1-HB, OMYAMATT 100-OM, Omyacoat855-KU, (주)성신미네필드사의 SSM-95, SSM-20, SSM 1-CT, 백광소재사의 HIT-900, BKEIFG-1000, COLLOID-6000TS 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기 안료의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 1~5 중량% 범위가 되도록 한다. 만약, 상기 무기 안료의 사용량이 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 1 중량% 미만이면 원하는 물성의 구현하기 어렵고, 5 중량%를 초과하면 상기 도료 조성물의 방사율 값이 0.6 이상이 되기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 유기용제는 상기 도료 조성물에 적합한 비점과 레올로지(rheology) 특성을 부여해주게 된다.
상기 유기용제로는 자이렌, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소부틸 메틸 케톤, 솔벤트 나프타, 1-메톡시-2-아세톡시프로판, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트, 톨루엔 등이 사용될 수 있으며, 상기의 물질을 단독 또는 2종 이상으로 조합하여 사용할 수 있다.
상기 유기용제의 사용량은 상기 도료 조성물의 총량에서 상기 알루미늄 플레이크, 상기 적외선 반사 안료, 상기 수지, 상기 첨가제를 뺀 잔량으로 하되, 상기 도료 조성물의 총량을 기준으로 30~40중량% 범위가 되도록 한다.
상기와 같은 성분을 포함하여 제조되는 상기 도료 조성물은 이를 사용하여 도장한 이후 별도의 열처리가 필요하지는 않으나, 도막 물성 구현을 위해서는 상온에서 최소 7일 이상의 건조 시간이 필요하다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 범위는 하기 제시된 실시예 이외에도 다양한 변형이 가능하며, 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
링밀 전용 용기에 아크릴수지(ACS 1209, (주)노루페인트) 15~35 중량%, 습윤 분산제 (Disperbyk-180, BYK사) 0.1~0.5 중량%, 무기 안료(이산화티탄) (Ti-pure R-960, 듀폰사) 2~5 중량%, 적외선 반사 Black 안료 (Sicopal Black K0095, 바스프사) 1~3 중량%, 유기용제 (Butyl acetate) 0.5~1.5 중량%를 넣고 분산을 실시한다. 분산 종료 시점은 NS (national standard) 입도 6 이상으로 하여 진행한다. 분산이 진행되는 동안, 별도의 도료 제조 용기에 알루미늄 플레이크 (STAPA HCP-6100, ECKART사) 25~35 중량%, 유기용제 (Butyl acetate) 30~40 중량%를 넣고, 알루미늄 플레이크가 충분히 유기 용제에 젖을 때까지 교반한다. 교반완료 후 완료된 분산액을 넣고 10분 이상 교반을 실시한다. 그 후 HALS (TINUVIN 292, 바스프사) 0.2~0.5 중량%, 자외선 흡수제 (TINUVIN 1130, 바스프사) 0.4~1.0 중량%를 넣고 10분 이상 교반하여 도료 조성물(A액)을 제조하였다. 상기 방법으로 제조된 도료 조성물(A액)에 실리콘 수지 중간체가 포함된 경화제(ACS 1209 B액, ㈜노루페인트) 5~15 중량%를 사용하여 경화도막을 얻었다.
실시예 1에서 적외선 반사 Black 안료의 종류를 FERRO사 IR BLACK V-799 제품으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.
실시예 1에서 적외선 반사 Black 안료의 종류를 FERRO사 IR BLACK V-799 제품으로 변경하고, 무기 안료의 종류를 OMYA KOREA사의 Omyacoat855-KU(탄산칼슘)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.
[비교예 1]
링밀 전용 용기에 아크릴수지(ACS 1209, (주)노루페인트) 20~30 중량%, 습윤 분산제 (Disperbyk-180, BYK사) 0.2~0.6 중량%, 무기 안료(이산화티탄)(Ti-pure R-960, 듀폰사) 5~10 중량%, 적외선 반사 Black 안료 (IR BLACK V-799, FERRO사) 1~5 중량%, 유기 용제 (Butyl acetate) 2~5 중량% 넣고 분산을 실시한다. 분산 종료 시점은 NS (national standard) 입도 6 이상으로 하여 진행한다. 분산이 진행되는 동안, 별도의 도료 제조 용기에 알루미늄 플레이크 (STAPA HCP-6100, ECKART사) 20~30 중량%, 유기 용제 (Butyl acetate) 25~35 중량%를 넣고, 알루미늄 플레이크가 충분히 용제에 젖을 때까지 교반한다. 교반완료 후 완료된 분산액을 넣고 10분 이상 교반을 실시한다. 그 후 HALS (TINUVIN 292, 바스프사) 0.2~0.4 중량%, 자외선 흡수제 (TINUVIN 1130, 바스프사) 0.5~1.0 중량%를 넣고 10분 이상 교반하여 도료 조성물(A액)을 제조하였다. 상기 방법으로 제조된 도료 조성물(A액)에 실리콘 수지 중간체가 포함된 경화제(ACS 1209 B액, ㈜노루페인트) 5~15 중량%를 사용하여 경화도막을 얻었다.
[비교예 2]
링밀 전용 용기에 에폭시 수지(ES602, 하진켐텍) 10.82 중량%, 습윤 분산제 (Disperbyk-180, BYK사) 0.43 중량%, 무기 안료(이산화티탄)(Ti-pure R-960, 듀폰사) 7.27 중량%, 적외선 반사 Black 안료 (Sicopal Black K0095, 바스프사) 1.4 중량%를 넣고 분산을 실시한다. 분산 종료 시점은 NS (national standard) 입도 6 이상으로 하여 진행한다. 분산이 진행되는 동안, 별도의 도료 제조 용기에 알루미늄 플레이크 (STAPA HCP-6100, ECKART사) 26.88 중량%, 유기 용제 (Butyl acetate) 26.88 중량%를 넣고, 알루미늄 플레이크가 충분히 용제에 젖을 때까지 교반한다. 교반완료 후 완료된 분산액을 넣고 10분 이상 교반을 실시한다. 그 후 실리콘 하이브리드 수지(SILIKOTOP E901, TEGO사) 9.91 중량%를 넣고 10분 이상 혼합한다. 그 후 HALS (TINUVIN 292, 바스프사) 0.2 중량%, 자외선 흡수제 (TINUVIN 1130, 바스프사) 0.41 중량%를 넣고 10분 이상 교반하여 주제 도료 조성물(A액)을 제조하였다. 상기 방법으로 제조된 도료 조성물(A액)에 Amino functional 실리콘 수지 중간체를 포함한 경화제 (SILRES HP 2020, WACKER사) 15.81 중량%를 사용하여 경화도막을 얻었다.
상기와 같은 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 제조된 도막의 물성을 평가하기 위하여 다음과 같이 시편을 제작하였다.
(1) 하도 도장 : 0.8T CR 소재에 에폭시 하도(DHCD-0690, ㈜노루페인트)를 약 50㎛가 되도록 도장 후 80℃*2시간 건조를 실시.
(2) 실시예 및 비교예 도료 조성물 도장 : 40~50㎛ 두께가 되도록 1회 도장 후 80℃*4시간 건조 실시함. 그 후 상온에서 1일간 자연경화 실시.
제작된 도막 내 조성 비율 및 도막 물성 평가 결과를 각각 [ 표 1 ]과 [ 표 2 ]에 나타내었다.
도막 내 성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
수지 47.8 53.5 61.6
알루미늄
플레이크
35.5 28.0 21.4
적외선 반사
black 안료
2.9 2.6 2.5
첨가제 2.8 2.9 1.5
무기 안료 11.0 13.0 13.0
합계 100.0 100.0 100.0
Al/수지 비율(%) 74.3 52.3 34.7
실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 비교 예 1 비교 예 2
방사율 3~5㎛ 0.60 0.59 0.58 0.63 0.53
8~12㎛ 0.60 0.59 0.59 0.62 0.55
명도 지수 (L*) 56.0 57.4 57.5 55.7 70.5
QUV
1,000hrs
ΔE - - 1.5 - 6.2
광택유지율
(%)
- - 85 - 63
부착력 1mm cross-cut 5B 5B 5B 5B 5B
(1) 방사율 평가 : 국방과학연구소 방사율 측정 기기로 측정
(2) 명도 지수 (L*) 평가 : KS M 5000 : 2014 / 측정 각도 45도
(3) QUV : ASTM G154-16
(4) 부착력 : ASTM D3359-17
[ 표 2 ]에서 보는 바와 같이, 실시예에 따른 본 발명의 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물은 명도 지수(L*)가 60 이하이며, 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선(8~12㎛) 영역대에서의 방사율 값이 모두 0.6 이하로 나타났다. 이 결과는 알루미늄 플레이크와 수지 간의 최적 비율(Al/수지 비율(%))을 선정하고, 적외선 반사 성능을 보유한 Black 안료를 적용함으로서 바인더 및 색상 안료로 인해 발생되는 방사율 값 상승을 최소화한 것에 기인한 결과로 보여진다. 상기의 결과에서 도막 내 알루미늄 플레이크와 바인더 간의 최적 비율(%)은은 [ 표 1 ]을 통해서 볼 때, 70±5% 범위가 바람직한 것으로 보여진다.
실시예 3에 따른 본 발명의 고내후성 적외선 저 방사율 도료에 대한 QUV 1,000hrs 테스트 결과, 색상 변화(ΔE) 및 광택유지율 모두에서 비교예 2 대비 우수한 물성을 보였다. 이 결과는 아크릭-폴리실록산 도막층의 형성으로 인해 일반적인 유기 바인더 보다 우수한 내후성 물성을 보유함에 따른 결과로 보여진다.
반면에 비교예 1의 경우, 명도 지수(L*)는 60 이하로 나타났으나, 중적외선 및 원적외선 영역대에서의 방사율 값이 0.6 이상으로 측정되어 기준치에 부족한 결과를 나타내었다. 이 결과는 도막 내 알루미늄 플레이크와 바인더 간의 비율이 52%로 최적 비율 범위 대비 너무 낮음으로 인해 발생한 것으로 보여진다.
또한, 비교예 2의 에폭시-폴리실록산 수지가 적용된 경우에는 방사율 값은 0.6이하로 만족하나, 내후성이 취약한 것으로 나타났다. 이 결과는 에폭시 수지의 황변(yellowing) 현상으로 인해 도막 성능이 저하됨에 따라 발생되는 문제로 보여지며, 수지 자체의 구조적인 문제로 이해된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 20~40 중량%의 알루미늄 플레이크;
    1~5 중량%의 적외선 반사 안료;
    20~40 중량%의 수지;
    1~4 중량%의 첨가제;
    1~5 중량%의 무기 안료; 및
    30~40 중량%의 유기 용제;를 포함하고,
    명도 지수(L*)가 60 이하이며, 중적외선(3~5㎛) 및 원적외선 영역대(8~12㎛)에서 방사율 값이 0.6 이하 인 것
    을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 플레이크의 평균 입자 크기는 5~40㎛인 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 반사 안료는 2500nm 영역에서 총 반사율(total reflectance) 40% 이상인 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지는 아크릴수지와 실리콘 수지 중간체가 포함되는 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 아크릴수지는 아민을 함유하는 단량체, 산을 함유하는 단량체, 수산기를 함유하는 단량체 중 선택된 1종 이상의 관능성 단량체로 공중합되는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아크릴수지는 아민가 25~35, 산가 10~15, 고형분 65%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 아크릴수지는 상기 실리콘 수지 중간체와의 경화반응을 통해 폴리실록산 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실리콘 중간체는 메톡시 관능기(Methoxy functional) 또는 실라놀 관능기(Silanol functional)를 갖는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘 수지 중간체에 상기 메톡시 관능기(Methoxy functional)가 포함될 때, 메톡시 함량은 15~20 wt% 인 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는 습윤 분산제와 자외선 안정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 명도 지수(L*)는 KS M 5000 : 2014의 조건에 따라 D65 광원 하에서 투과광에 대해 45도의 측정각도로 측정되는 것을 특징으로 하는 고내후성 적외선 저 방사율 도료 조성물.
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