KR20220104335A - 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라 제조된 코팅 조성물은 투명성이 우수하여 코팅 대상체의 색상이나 무늬를 외부에 노출시킬 수 있으면서도 기계적 물성이 우수하며, 실크의 나노구조에서 발현되는 광응집 현상을 이용함으로써 넓은 영역의 근적외선에 대한 균일한 열차단 성능을 발현할 수 있어 우수한 쿨링 효과를 발현할 수 있다.

Description

실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물{A coating composition for shielding infrared ray using silk}

본 발명은 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 실크의 나노구조에서 발현되는 광응집 현상을 이용함으로써 넓은 영역의 근적외선에 대한 차단율을 높임과 동시에 내광성과 내열성, 기계적 물성을 만족할 수 있는 열차단 코팅 조성물에 관한 것이다.

지구온난화가 급속히 진행되면서 여름철 기온의 상승으로 인한 오존층 파괴로 자외선 유입이 심각한 문제로 인식되고 있다. 유리 창호 면적이 현격히 늘어나면서 여름철 복사열을 통한 실내온도 상승 및 위치에 따른 실내온도 불균형, 그리고 겨울철 난방 효율저하 등의 문제점이 꾸준히 발생하고 있다. 또한, 햇빛 유입에 대응한 차양장치(블라인드, 버티컬, 커텐 등)로 조망권의 침해와 흉한 외관, 유해한 자외선에 대한 무방비 상태의 노출, 유리 파손 시 비산 등에 따른 2차 피해발생이 빈번할 뿐만 아니라, 유리창을 통한 에너지 손실이 60% 이상을 상회하고 있다. 프레온가스, 이산화탄소를 줄이기 위해 전 세계가 각종 환경규제는 물론 에너지 절약의 중요성이 부각되면서 건축물도 한층 더 높은 수준의 에너지 절감 방안 강구가 필요한 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 건축용 열차단 자재의 시장은 커지고 있으며, 특히 건축자재의 표면에 부착 가능한 에너지절약형 고기능성 열차단 코팅재 또는 필름 위주의 시장으로 발전하고 있다.

열차단 필름의 주 원료로서 기존에 주로 사용되어 왔던 염료(dye) 및 유기 첨가제는 내후성, 특히 일광견뢰도가 낮고, 적외선의 차폐가 분자의 진동 운동에 기인하는 흡수에 의하기 때문에 재차 열에너지로서 열복사를 일으키는 문제와 흡수파장 영역이 좁다는 본질적인 결점을 갖고 있다.

이를 해결하기 위한 한 수단으로서, 가시광선을 충분히 투과시키면서 열선(적외선)을 차폐해서 투명도를 유지하고 동시에 실내의 온도 상승을 억제하는 열선 차폐기능을 부여하는 수단이 강구되어 왔으며, 예를 들면, 투명 기재의 표면에 알루미늄, 은, 금 등의 금속 박막을 스퍼터링이나 증착에 의해 형성해서 이루어진 열선반사필름을 창에 부착하는 방법 등이 있다. 그러나, 금속의 스퍼터링 박막이나 증착막은 적외선 차폐 성능에 대해서는 우수하지만 가시광선 투과성이 열악하고, 따라서 유리창에 접합하여 이용하는 경우 창의 가시광선 투과율이 낮아질 뿐만 아니라 금속에 의한 광택반사도 있으므로 외관상 바람직하지 않고, 또한 제조비용이 고가로 되는 것을 피할 수 없으며, 또한 전파특성에 지장을 초래할 우려가 있는 등의 결점이 있다.

또한 대한민국 등록특허 제10-0966125호에는 태양열차단 코팅액과 이를 이용한 태양열차단 코팅 유리에 대하여 게재되어 있다. 이 발명은 태양열 차단을 위한 태양열차단 코팅액 및 이를 이용하여 유리에 직접 코팅하는 것을 특징으로 하는 태양열차단 코팅유리에 관한 것으로써, 졸-겔 유무기 복합 바인더액, 나노 금속산화물의 잉크를 혼합한 태양 열차단 코팅액을 제조하고 이를 이용하여 태양열차단 코팅 유리를 제조하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 적외선 차단물질로 SnO₂(Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), Al₂O₃(Aluminium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), TiO₂(Titanium Oxide) 등 고가이거나 적외선 차폐율이 낮은 원료를 사용하고, 바인더는 열경화성 졸-겔 유무기 복합 바인더를 사용하여 유리 기재에만 도포가 가능하여 PET와 같이 열에 취약하고 유연한 기재에는 적용하지 못하는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0966125호 (2010년 06월 17일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 코팅액에 섬도 및 종횡비가 특정 범위를 만족하는 실크를 포함함으로써 실크의 나노구조에서 발현되는 광응집 현상에 따른 넓은 영역의 근적외선에 대한 차단율을 높임과 동시에 내광성과 내열성, 기계적 물성을 만족할 수 있는 열차단 코팅 조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는,

실란 화합물을 포함하는 베이스 수지, 실크섬유 및 평균 입경이 1 내지 100㎚인 소광제를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 실란화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 메틸 트리에톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 비닐메틸 디메톡시 실란, 부틸 트리메톡시 실란, 디페닐 에톡시 비닐실란, 메틸 트리이소프로폭시 실란, 메틸 트리아세톡시 실란, 테트라페녹시 실란, 테트라프로폭시 실란 및 비닐 트리이소프로폭시 실란에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있으며,

상기 베이스 수지는 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산 및 폴리메틸페닐실록산에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 실록산 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소광제는 이산화티탄, 오산화바나듐, 이산화규소, 삼산화알루미늄, 산화마그네슘, 이산화지르코늄 및 산화철에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조성물은 알루미늄에톡사이드, 탄탈럼에톡사이드, 게르마늄에톡사이드, 티타늄에톡사이드, 지르코늄에톡사이드, 지르코늄프로폭사이드, 티타늄프로폭사이드, 알루미늄아이소프로폭사이드, 게르마늄아이소프로폭사이드, 티타늄아이소프로폭사이드, 지르코늄이소프로폭사이드, 알루미늄트리부톡사이드, 탄탈럼부톡사이드, 알루미늄 t-부톡사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄 t-부톡사이드, 지르코늄부톡사이드 및 지르코늄 t-부톡사이드에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 촉매를 더 포함하거나,

메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올, n-헥실알코올, n-옥틸알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디아세톤알코올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 프로필셀로솔브 및 부틸셀로솔브에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 코팅 조성물은 투명성이 우수하여 코팅 대상체의 색상이나 무늬를 외부에 노출시킬 수 있으면서도 기계적 물성이 우수하며, 실크의 나노구조에서 발현되는 광응집 현상을 이용함으로써 넓은 영역의 근적외선에 대한 균일한 열차단 성능을 발현할 수 있어 우수한 쿨링 효과를 발현할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히는 구체 예들은 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 이하 제시되는 구체 예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 명세서 및 첨부된 특허 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태로 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

본 발명의 발명자는 열차단 조성물을 제조하는 방법에 대해 예의 연구를 거듭하던 중, 실크의 섬유 구조, 형태에 따라 광응집현상을 발생시킬 수 있으며, 이러한 광응집현상에 의한 강한 가시광 반사 특성을 띄게 되며, 그 자체로도 특유의 높은 적외선 방출특성을 가지고 있어 자신이 흡수한 열보다 더 많은 열을 복사하는 특징을 이용하였을 때 다른 열차단 조성물에 비해 훨씬 우수한 근적외선 차단율을 확보하면서도 자동차용 윈도우 필름, 건축용 윈도우 필름 등으로 활용되어 건축자재, 유리, 벽면 등에 설치되어 적용될 수 있는 열차단 조성물을 얻을 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 따른 실크를 포함하는 열차단 조성물은, 실란 화합물을 포함하는 베이스 수지, 실크섬유 및 평균 입경이 1 내지 100㎚인 소광제를 포함할 수 있다.

먼저 상기 실크섬유는 상기 코팅 조성물의 높은 열차단 특성을 발현하는 가장 중요한 인자로서, 일종의 광응집, 광발산 및 열반사 등의 효과를 가지는 차단재로 작용한다.

하얀 비단으로 만든 옷은 여름에 시원하다는 느낌을 준다. 그래서 예로부터 우리 한민족은 무더운 여름에 하얀 비단으로 만든 옷을 즐겨 입었다. 이는 실크 섬유의 나노 구조가 가진 특성 때문으로, 더욱 상세하게는 상기 실크 섬유는 메타물질과 유사한 구조를 갖기 때문이다.

일반적으로 빛을 높은 효율과 밀도로 모아 공진시키기 위해서는 메타물질 또는 메타구조가 필요하다. 이러한 메타구조는 물리적 이론에 따라 설계되고, 첨단 기술로 미세하고 정교하게 제작된 구조로서, 자연에는 존재하지 않는 물리적 특성을 가졌다.

그러나 정교하게 제작된 규칙적인 구조가 없이도 빛의 공진이 가능한 예외적인 경우가 있는데, 이를 앤더슨 광응집 효과(anderson light localization effect)라 한다. 앤더슨 응집현상은 노벨 물리학 수상자인 필립 앤더슨(Phillip Anderson)이 1958년 발견한 것으로, 파동의 전도성이 불규칙한 구조에 의해 사라지고 내부에 갇힌다는 응집물리분야에서 오랫동안 연구한 현상이다.

앤더슨 광응집현상은 응집물질물리학의 한 종류로, 앤더슨 국소화 현상이라고도 한다. 전자기파, 음파, 양자파, 스핀파 등의 파장의 수송에 적용되는 일반적인 파동 현상으로, 상기 앤더슨 광응집 현상이 나타나기 위해서는 산란된 빛의 파동 사이에 간섭이 일어나야 한다.

천연누에고치의 섬유는 이러한 앤더슨 광응집현상을 잘 발생시킬 수 있는 구조를 가진다. 특히 지름 10 내지 20㎛ 실크 섬유는 내부에 지름이 100 ㎚인 또 다른 나노 섬유 수천 개로 구성되어 있다. 이러한 실크섬유 내부의 나노섬유는 개별 산란체로서 작용하며, 앤더슨 응집현상은 이 내부의 나노섬유 때문에 생기는 빛의 산란으로부터 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 실크의 특성을 이용한 것으로, 실크에 앤더슨 광응집 현상이 일어날 때 가시광 파장의 아주 작은 일부분은 실크 내부에 응집시킴으로써 에너지를 가두게 되며, 이외의 대부분의 파장은 실크 표면에서 강하게 반사됨으로써 열이 전도되는 것을 막는다. 또한 상술한 바와 같이 실크 자체가 높은 적외선 반사율을 갖기 때문에 상기 특성들이 결합될 경우 다른 열차단 소재에 비해 더욱 많은 열을 복사할 수 있어 냉감효과가 우수하다.

또한 상기 실크의 경우 의류 등을 생산하는 과정에서 필연적으로 많은 부산물이 발생하는데, 이렇게 발생하는 부산물, 특히 절각견을 단순 가공함으로써 상기 조성물에 투입 가능한 실크섬유를 수득할 수 있으므로 다른 열차단 소재에 비해 훨씬 경제적이며 실크의 친환경적인 특성으로 인해 코팅 후에도 새집증후군 등을 일으키는 휘발성유기화합물(Volatiile Organic Compounds, VOCs)의 발생을 현저히 줄일 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스 수지는 상기 실크섬유를 수용하면서도 경화 시 피착체 표면에 코팅층을 형성하는 수지로 발수력 및 건조된 도막 표면의 방오성을 높이기 위해 실란 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 실란 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

R¹Si(OR²)₃

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬기, (C2-C6)알케닐기, (C1-C6)할로겐화 알킬기 및 (C2-C6)알릴기에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.)

상기 화학식 1의 구조를 갖는 실란 화합물로 예를 들면 메틸 트리메톡시 실란, 메틸 트리에톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 비닐메틸 디메톡시 실란, 부틸 트리메톡시 실란, 디페닐 에톡시 비닐실란, 메틸 트리이소프로폭시 실란, 메틸 트리아세톡시 실란, 테트라페녹시 실란, 테트라프로폭시 실란 및 비닐 트리이소프로폭시 실란 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.

또한 상기 실란 화합물로 상기 화학식 1의 구조를 갖는 실란 화합물 이외에 하기 화학식 2의 구조를 갖는 실란 화합물을 더 포함하여도 무방하다.

[화학식 2]

R³Si(OR⁴)₃

(상기 화학식 1에서 R³은 각각 독립적으로 (C7-C20)알킬기 또는 (C6-C20)아릴기이며, R⁴는 (C1-C6)할로겐화 알킬기 및 (C2-C6)알릴기에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.)

구체적으로 상기 R³은 (C6-20)아릴기이고 R⁴는 (C1-C6)알킬기일 경우 투명성이 확보됨과 동시에 코팅층 표면에 소수성을 높여 발수성 및 방오성이 상승하는 효과를 가진다.

상기와 같이 화학식 1과 2의 실란 화합물이 혼합되는 경우 화학식 1과 2의 실란 화합물의 조성비를 한정하는 것은 아니나, 각각 5 내지 7 : 3 내지 5 중량비로 혼합되는 것이 상기와 같은 방오성, 발수성을 발현하고 변색 없이 투명함을 유지할 수 있어 바람직하다. 또한 크랙 및 박리 현상이 발생하지 않는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 조성물은 상기 실란 화합물과는 별개로 경화 과정에서 발생할 수 있는 수축 및 이에 따른 박리, 크랙 등의 현상을 억제하기 위해 하나 또는 둘 이상의 실리콘 수지를 더 포함할 수 있다.

상기 실리콘 수지는 규소를 주쇄로 하되, 규소와 규소 사이에 산소를 포함하는 실록산 형태를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 주쇄에 구비되는 가지로 (C1-C10)알킬 또는 (C6-C10)아릴기를 가질 수 있으며, 중량평균분자량이 1,000 내지 5,000,000인 것이 바람직하다.

일예로 상기 실록산 화합물은 메틸 또는 페닐기일 수 있으며, 메틸과 페닐이 모두 포함되는 경우 페닐기에 비해 메틸기의 함량이 1 내지 5배인 것이 도막의 크랙 및 박리현상을 방지할 수 있다.

상기 실록산 화합물로 더욱 바람직하게는 상기 실록산 화합물은 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산 및 폴리메틸페닐실록산에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있다. 이때 상기 실록산 화합물은 CTM(Corporate test method)0004에 의거하여 측정된 점도가 25℃에서 20 내지 50cst, 더욱 바람직하게는 20 내지 40cst, 가장 바람직하게는 25 내지 35cst 일 수 있고, 이 범위 내에서 도막의 물성 및 경도가 우수한 효과가 있으며, 점도가 20cst 미만일 경우 퍼짐성이 높아 도막 형성에 어려움이 있다.

또한 CTM 0553에 의거하여 측정된 분자량이 2,000 이하, 1,500 이하, 바람직하게는 1,000 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 코팅제 조성물의 크랙을 방지하고 접착력이 향상되는 효과가 있다. 그리고 CTM 0553에 의거하여 측정된 실리콘(Si) 함량은 60 내지 80 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 70.0 내지 74.0 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 코팅제 조성물의 크랙을 방지하고, 발수력 및 접착력이 향상되는 효과가 있다.

상기 실록산 화합물은 상술한 실란 화합물 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 도막의 물성 및 경도가 우수하며, 가공성이 좋아 균일한 두께의 도막을 형성할 수 있다.

본 발명에서 상기 소광제는 상기 코팅층 내에 위치하면서 빛의 난반사를 유도하여 시야로 유입되는 빛의 양을 줄여주는 역할을 하는 것으로, 이외에 적외선을 차단하여 코팅층의 온도 상승을 더욱 줄여주는 효과를 가진다.

상기 소광제는 대부분 무기물로 특히 넓은 밴드갭의 산화물인 것이 바람직하다. 상기와 같은 금속산화물은 특정구조를 가지게 되면 적외선 영역의 열선 흡수가 증가하는데, 이러한 물질의 예를 들면 이산화티탄(TiO₂), 오산화바나듐(V₂O₅), 이산화규소(SiO₂), 삼산화알루미늄(Al₂O₃), 산화마그네슘(MgO), 이산화지르코늄(ZrO₂) 및 산화철(FeO) 등이 있으며, 이들 중 이산화티탄이나 오산화바나듐을 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 소광제는 코팅층의 투명성 유지를 위해 평균 입경이 일정 크기를 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 소광제는 평균 입경이 1 내지 100㎚의 나노입자로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 1,500㎚ 이상의 근적외선에 대한 흡수특성이 발현되고, 장파장 대역으로 가면서 흡수율이 증가하므로 상기 실크섬유를 보조하여 열차단 효과를 증가할 수 있다.

또한 상기 코팅 조성물은 도막 형성을 위한 경화 촉매와 가공성을 높이기 위해 용매를 더 첨가할 수 있다.

상기 경화촉매는 금속 알콕사이드를 사용하는 것이 경화특성을 높일 수 있어 바람직하며, 이들의 예를 들면 알루미늄에톡사이드, 탄탈럼에톡사이드, 게르마늄에톡사이드, 티타늄에톡사이드, 지르코늄에톡사이드, 지르코늄프로폭사이드, 티타늄프로폭사이드, 알루미늄아이소프로폭사이드, 게르마늄아이소프로폭사이드, 티타늄아이소프로폭사이드, 지르코늄이소프로폭사이드, 알루미늄트리부톡사이드, 탄탈럼부톡사이드, 알루미늄 t-부톡사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄 t-부톡사이드, 지르코늄부톡사이드 및 지르코늄 t-부톡사이드 등이 있으며, 이들 중 알루미늄에톡사이드, 티타늄에톡사이드, 티타늄프로폭사이드, 티타늄아이소프로폭사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄 t-부톡사이드 등을 사용하는 것이 도막의 투명성, 방오성을 확보할 수 있어 바람직하다.

상기 경화촉매는 상기 실란 화합물 100 중량부 대비 0.1 내지 1 중량부 첨가하는 것이 상기와 같은 특성이 제대로 발현될 수 있어 바람직하다.

또한 상기 경화촉매 첨가 시 금속 알콕사이드의 반응성을 조절하기 위해 금속 킬레이트제를 더 첨가할 수도 있다. 상기 금속 킬레이트제의 예를 들면, 아세틸아세톤 등의 β-디케토네이트 화합물, 또는 아크릴산, 메타크릴산 등 불포화 탄화수소기를 가지는 유기산을 사용할 수 있고, 금속알콕사이드의 일부 알콕사이드기가 금속 킬레이트제로 치환되도록 첨가량을 상기 경화촉매 100 중량부 대비 0.01 내지 1 중량부 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.

상기 유기용매는 도막의 시공성, 투명성, 기계적 강도를 유지할 수 있는 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 예를 들어 케톤류, 알콜류, 셀로솔브류 등과 같은 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유기용매의 예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올, n-헥실알코올, n-옥틸알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디아세톤알코올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 프로필셀로솔브 및 부틸셀로솔브 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 이외에도 조성물의 물성을 해치지 않는 범위 내에서 다양한 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제의 예를 들면 표면 레벨링제, 계면활성제, 분산제, 산화방지제 등이 있다.

상기 레벨링제는 상술한 실란 화합물, 소광제 등과의 상호작용에 의해 평면성을 개선하는 역할을 하는 것으로, 이들의 예를 들면, 폴리프로필렌글리콜모노아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노아크릴레이트 및 2-(퍼플루오로헥실)에틸아크릴레이트 등의 불소계 레벨링제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분산제는 실크섬유, 소광제 등의 고체 성분들을 용융 또는 용액상태의 실란 화합물과 골고루 섞이게 하여 모든 코팅층에서 균일한 물성을 나타내게 하기 위한 것으로, 상세하게는 분산 안정화를 위해 습윤 분산제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분산제의 예를 들면, 실리카 친화그룹을 가진 고분자량의 블록 공중합체 그룹, 저분자량 산성 폴리에테르와 불포화폴리아민아마이드염 그룹, 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산 그룹, 저분자량 폴리카르복실산 폴리머의 알킬올 암모늄 그룹, 산성 그룹을 가진 고분자염 그룹, 실리카 친화그룹을 가진 하이드록시기능기 카르복실릭산 에스테르 그룹, 산성그룹을 가진 공중합체 그룹 및 극산성 에스테르와 장쇄 폴리아민 아미드염 그룹 등이 있으며, 더욱 상세하게는 폴리이소부틸렌 숙신이미드나 폴리메틸 알킬실록산을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 계면활성제는 상기 분산제를 도와 조성물의 분산성 및 혼화성을 더욱 높이기 위한 것으로, 13 또는 그 이상, 바람직하게는 13 내지 18, 더욱 바람직하게는 14 내지 18의 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)를 갖는 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 좋다.

이러한 계면활성제의 예를 들면, 지방산 에스테르, 알킬 디에탄올아민 및 알킬 디에탄올아미드를 포함할 수 있으며, HLB가 쉽게 조절될 수 있다는 점에서 지방산 에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 지방산 에스테르의 예들은, 팔미트산, 스테아르산, 라우르산, 올레핀산, 리놀산, 리놀레산, 아라키드산 등의 에스테르를 포함하지만, 본 발명은 여기에 특별히 제한되지는 않는다. 또한, 상기 물질들 이외에도 글리세린 지방산 에스테르, 수크로스 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르 등도 사용가능하다. 이들 중에서, 수크로스 지방산 에스테르는 HLB가 모노에스테르 함량에 따라서 조절 가능하고, 폴리글리세린 지방산 에스테르는, 그 HLB가 글리세린의 중합도 및 결합된 지방산의 종류에 따라서 조절 가능하므로 더욱 바람직하다.

이외에도 상기 첨가제는 페놀계, 인산계, 킬레이트계 등의 산화방지제; 폴리에틸렌왁스, 파라핀왁스, 몬탄왁스 등의 활제;를 비롯하여 밀착성 향상제, 경화촉진제, 틱소트로피 부여제, 대전방지제 등을 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제들은 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 적정량 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 상기 성분들을 포함하도록 혼합하여 액상화한 후, 코팅 대상체의 표면에 일정 두께를 갖도록 코팅함으로써 시공할 수 있다. 이를 통해 제조된 코팅층은 투명성이 우수하여 코팅 대상체의 색상이나 무늬를 외부에 노출시킬 수 있으면서도 기계적 물성이 우수하며, 적외선의 전 영역에서 균일한 열차단 성능을 발현할 수 있어 우수한 쿨링 효과를 발현할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예들에 제한되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.

(표면경도)

미쯔비시 평가용 연필(UNI)로 연필경도 측정기를 이용하여 500gf 하중, 0.5mm/sec의 속도로 5mm를 5회 그은 후, 상처가 난 개수를 확인하였다.

(가시광선 투과율 및 열관류율)

가시광선 투과율 및 열관류율(열통과율)은 KS L 2016:2007(창 유리용 필름)에 의거하여 측정하였다.

(적외선 차단율)

코팅된 필름 시편을 UV-VIS-NIR 스펙트로미터(spectrometer) V-670(제조사: VASCO사)를 이용하여 800 내지 1,500nm 범위 파장대의 투과율의 평균값을 구하여 적외선 투과율(%)을 측정하고, 이를 100(%)에서 뺀 수치로 적외선 차단율(%)을 구하였다.

(내광성)

내광성 평가는 상술한 KS L 2016:2007 시험규격을 참고하여 실시하였다. 먼저 코팅 시편의 가시광선 투과율과 적외선 차폐율 초기값을 투랜스미턴스 미터(transmittance Meter)(제조사: 3M)로 측정한 후, 이 시편을 내후성 시험기를 이용하여, 1사이클(cycle)(50V±2%, 60A±2%, 63±3℃, 60분간 라이트(Light) 조사, 소등 12분, 라이트 소스(Light source)는 선샤인 카본 아크 램프(sunshine carbon arc lamp)), 총 66사이클, 79시간 12분 동안 유지하였다. 그 후, 다시 가시광선 투과율과 적외선 차폐율을 측정하고 초기값과 비교하여 변화율이 10% 미만이면 Pass, 10% 이상이면 NG로 판정하였다.

Claims (6)

1. 실란 화합물을 포함하는 베이스 수지, 실크섬유 및 평균 입경이 1 내지 100㎚인 소광제를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 실란화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 메틸 트리에톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 비닐메틸 디메톡시 실란, 부틸 트리메톡시 실란, 디페닐 에톡시 비닐실란, 메틸 트리이소프로폭시 실란, 메틸 트리아세톡시 실란, 테트라페녹시 실란, 테트라프로폭시 실란 및 비닐 트리이소프로폭시 실란에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 수지는 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산 및 폴리메틸페닐실록산에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 실록산 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 소광제는 이산화티탄, 오산화바나듐, 이산화규소, 삼산화알루미늄, 산화마그네슘, 이산화지르코늄 및 산화철에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 조성물은 알루미늄에톡사이드, 탄탈럼에톡사이드, 게르마늄에톡사이드, 티타늄에톡사이드, 지르코늄에톡사이드, 지르코늄프로폭사이드, 티타늄프로폭사이드, 알루미늄아이소프로폭사이드, 게르마늄아이소프로폭사이드, 티타늄아이소프로폭사이드, 지르코늄이소프로폭사이드, 알루미늄트리부톡사이드, 탄탈럼부톡사이드, 알루미늄 t-부톡사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄 t-부톡사이드, 지르코늄부톡사이드 및 지르코늄 t-부톡사이드에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 조성물은 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올, n-헥실알코올, n-옥틸알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디아세톤알코올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 프로필셀로솔브 및 부틸셀로솔브에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실크를 포함하는 열차단 코팅 조성물.