KR20200043362A - 옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료를 사용한 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차열안료, 백색안료, 아크릴계 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산시킨 수성 차열 페인트 및 중공안료, 백색안료, 체질안료, 탄성 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산시킨 수성 단열 페인트로 된 옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료, 이를 사용한 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법, 및 그에 따른 2층 구조의 차열성 방수 도막을 제공한다.
본 발명에 따른 옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료는 친환경적이고 작업성이 우수하며, 이로부터 제조된 2층 구조를 갖는 차열성 방수 도막은, 일광 및 기후 변화에 직접 노출되는 환경에서도, 물성 및 내구성의 저하없이 우수한 차열성 및 단열성을 나타낼 수 있다.

Description

옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료를 사용한 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법 {METHOD FOR FORMING A HEAT-SHIELDING AND WATER-RESISTANT COATING WITH TWO LAYERS STRUCTURE USING 2-COAT-TYPE AQUEOUS HEAT-SHIELDING AND WATER-RESISTANT PAINT FOR ROOFTOP OR ROOF}

본 발명은 옥상 또는 지붕에서 일광 등에 의한 복사열의 차열 및 단열을 위해 사용할 수 있는 2-코트형 수성 차열성 방수 도료, 이를 사용한 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법, 및 그에 따른 2층 구조의 차열성 방수 도막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차열안료, 백색안료, 아크릴계 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산시킨 상도용 수성 차열성 페인트 및 중공안료, 백색안료, 체질안료, 탄성 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산시킨 하도용 수성 단열성 페인트로 이루어진 2-코트형 수성 차열성 방수 도료, 당해 방수 도료를 사용하는 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법, 그에 따른 차열층 및 단열층의 2층 구조를 갖는 차열성 방수 도막에 관한 것이다.

여름철에 건물의 내부온도를 실제로 상승시키는 것은 외부 기온보다도 지붕표면의 온도이다. 일반적으로 건물의 지붕 및 외벽 등에 사용되는, 소위 "단열재"라고 하는 것은 열전도율이 낮아, 외부의 열이 내부로 전달되는 것을 억제하는 것으로서 어느 정도 두께가 있는 소재를 말하며, 대표적으로 유리섬유, 폴리스티렌폼 및 폴리우레탄폼 등이 있다.

반면에, 차열도료는 100∼200 ㎛의 도막두께로 태양광 중의 적외선을 효과적으로 반사시키고, 지붕표면의 온도를 낮춤으로써, 건물내부로 유입되는 열을 감소시켜 실내온도 상승을 억제하는 역할을 한다.

상기 차열도료로 금속 표면을 도장했을 때, 특히 차열효과가 높은데, 그 이유는 금속의 장파 방사율이 낮기 때문이다. 여기서, 장파 방사율이란 지붕재 등의 고체와 공기와의 사이에서 이루어지는 열전달의 정도를 나타내는 값으로, 차열도료의 장파 방사율은 매우 높아, 뜨거워진 지붕재로부터 대기중으로 다량의 열을 방사하기 때문에, 지붕재의 온도가 내려가 실내로 진입하는 열을 감소시킨다.

차열도료의 차열성과 가장 밀접한 관계가 있는 것은 일사 반사율로서, 차열도료의 일사 반사율은 매우 높기 때문에, 실제로 차열도료로 도장된 건축물의 경우 실내로 진입하는 열이 큰 폭으로 감소되어 실내온도가 낮게 유지된다. 특히, 차열도료를 단열재가 시공되지 않은 지붕에 도장하면 대폭적인 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.

상기와 같은 이유로, 단열도료와 차별화하여 차열도료라고 부르며, 또한 이것은 낮은 열전도율을 이용하는 소위 단열도료와 혼동하지 않기 위한 것이다.

한편, 태양 복사열을 냉각시키는 특성을 가지는 표면 코팅 조성물이 공개된 바 있으며 (국제공개공보 WO 제02/098996호), 상기 표면 코팅 조성물은 태양광 반사 도료를 함유하고 있어 태양광 흡수율이 낮고, 특히 적외선 영역에 대응하는 파장에서 우수한 방열 특성을 나타낸다. 특히, 상기 표면 코팅 조성물 내에 쉘(shell) 형태의 마이크로스피어(microsphere) 형태를 이용하여 태양광 반사 도료를 함유하나, 태양광 중 적외선 영역에 대해서만 높은 반사율을 보여, 전반적인 열 차단효과는 떨어진다는 단점이 있다.

또한, 복사 에너지에 노출되는 표면의 온도를 감소시키는 코팅 조성물에 대한 보고가 있다 (미국 공개특허공보 제2005/0288394호). 여기서, 상기 코팅 조성물은 방열성, 절연성, 반사특성 및 흡열성을 나타낸다고 기재되어 있으며, 주로 태양 에너지에서 열에너지로의 변환을 억제하는 기능을 가지는 코팅 조성물에 대하여 개시되어 있다.

현재까지 내오염성, 가요성, 내산성 및 광택성 등이 우수한 도막을 형성하는 상도 조성물(일본 공개특허공보 제96-102287호 및 제96-102287호), 태양열 반사 효과와 단열성이 뛰어나고 외부 오염에 대한 방지성이 우수한 장점을 가지는 비오염성 태양열 차단 단열 도료 조성물(국내 공개특허공보 제1020010088084호) 및 스프레이용 빛 반사도료 조성물(국내 공개특허공보 제1020020071976호)과 같이 열을 차단하는 기능의 도료 조성물에 관한 다방면의 시도가 있으나, 상기 도료 조성물들은 단순히 열의 전달을 억제할 뿐, 전달되는 열 자체를 막지는 못한다.

하기 특허문헌 1은 차열능을 가지는 방수재용 상도 조성물 및 이를 이용한 도장 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 아크릴 수지 35 ∼ 45 중량부, 분산제 0.1 ∼ 1 중량부, 차열안료 35 ∼ 45 중량부, 침강방지제 0.1 ∼ 1 중량부, 촉매 0.1 ∼ 1 중량부 및 폴리에스테르 수지 5 ∼ 15 중량부를 함유하는 주제부; 및 폴리이소시아네이트 40 ∼ 50 중량부, 수분흡수제 0.1 ∼ 1 중량부 및 희석제 50 ∼ 60 중량부를 함유하는 경화제부를 함유하는 2액형의 차열능을 가지는 방수재용 상도 조성물 및 이를 이용한 도장방법을 개시하고 있다. 상기 문헌에 따른 상도 조성물은 폴리우레탄 수지를 주성분으로 한 방수재에 상도로서 적용함으로써, 중도를 자외선으로부터 보호하여 내구성, 굴곡성 및 내충격성 등의 물성을 나타낼 뿐만 아니라, 태양광선 중 적외선을 효과적으로 반사시켜 옥상표면의 온도를 낮추어 건축물 내부로 유입되는 열을 줄여줌에 따라 실내온도 상승을 억제시키는 차열성능을 나타내며, 이에 따른, 건축물 실내 냉방 에너지를 절감시킬 수 있다. 그러나, 상기 문헌에 따른 상도 조성물은 유기 용매를 사용하는 유성 페인트 조성물이어서, 작업 및 환경적인 측면에서 불리한 점을 가지고 있다.

하기 특허문헌 2는 아크릴 에멀젼 수지에 차열안료 및 중공안료를 함께 포함시킨 수용성 차열 도료 조성물을 아스팔트 또는 콘크리트와 같은 무기성 바닥표면에 적용하는 것이 개시되어 있다. 상기 문헌에서는, 특수 모노머로 구성된 수용성 아크릴 에멀젼 수지를 사용하고 다양한 색상의 칼라 코팅제를 함유함으로써, 주변 미관을 아름답게 하고 휘발성 유기화합물(VOC)을 최소화하고 냄새가 적으며 건조가 빠르고 은폐력, 내수성, 내오염성, 내마모성, 내구성, 내수성, 내알칼리성, 내후성이 우수하며 미끄럼 방지 기능 및 태양광선 중 적외선을 효과적으로 반사시켜 노면의 온도 상승을 억제하여 도심의 열섬현상을 억제할 수 있는 차열성능을 발휘할 수 있어 자전거 전용 도로용으로 적합하다고 개시하고 있다.

하기 특허문헌 3은 (i) 측정된 유리전이온도(측정된 tg)가 -100 내지 0인 하나 이상의 탄성 코폴리머와 하나 이상의 메조포러스(mesoporous) 필러, 바람직하게 유기그룹 또는 잔기가 실질적으로 없는 메노포로스 필러를 포함하는 우수한 적외선(ir) 반사율을 갖는 탄성 지붕 코팅제로서 사용하기 위한 수성 또는 용매 함유 조성물을 개시하고 있으나, 차열성이나 차열안료의 사용에 대해서는 어떠한 언급이 없다.

따라서, 당업계에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 기존의 도료 조성물로서의 물성과 함께 우수한 차열효과를 나타내는 수성 도료 조성물의 개발이 절실하게 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-0662602호 (등록일 2006.12.21.) 공개특허공보 제10-2011-0072514호 (공개일 2011.06.29.) 공개특허공보 제10-2016-0007365호 (공개일 2016.01.20.)

본 발명자들은, 옥상 또는 지붕에 설치되어, 직사 일광 및 가혹한 외기에 직접 노출되는 환경에서도, 차열성 및 단열성 등의 열적 특성이 뛰어나고, 친환경적인 수성 차열성 방수 도막을 설치할 수 있는 도료 및 도장 방법에 대해 예의 연구해왔다.

본 발명자들은, 일광 및 기후 변화에 직접 노출되는 옥상 또는 지붕에, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 탄성 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 중도용 수성 페인트를 사용한 단열성 방수층 및 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 20∼40중량%, 아크릴계 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 상도용 수성 페인트을 사용한 차열층으로 된 2층 구조로 차열성 방수성 도막을, 전술한 옥상 또는 지붕에 적절히 하도 처리한 후에 설치함으로써, 전술한 문제점을 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따른 옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료는 친환경적이고 작업성이 우수하며, 이로부터 제조된 2층 구조를 갖는 차열성 방수 도막은, 일광 및 기후 변화에 직접 노출되는 환경에서도, 물성 및 내구성의 저하없이 우수한 차열성 및 단열성을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1, 참고예 1 및 비교예 1의 상도용 수성 페인트 및 중도용 수성 페인트를 도장한 다음, 광 조사 하에 시간에 따른 내부 온도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1, 참고예 1 및 비교예 1의 상도용 수성 페인트 및 중도용 수성 페인트를 도장한 다음, 광 조사 하에 시간에 따른 외부 온도의 변화를 보여주는 그래프이다.

본 발명의 첫 번째 목적은, 상도용 수성 차열 페인트 및 하도용 수성 단열 페인트로 이루어진, 옥상 또는 지붕용 2-코트형 수성 차열성 방수 도료를 제공하는 것으로,

전술한 상도용 수성 차열 페인트는 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 10∼30중량%, 아크릴계 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하고, 및

전술한 하도용 수성 단열 페인트는, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 탄성 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 전술한 수성 차열 페인트의 아크릴계 바인더 수지는, 유리전이온도가 0℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상인 아크릴 에멀젼 수지로부터 선택될 수 있다. 또다르게는, 전술한 수성 차열 페인트의 아크릴 에멀젼 수지는, 코어의 유리전이온도가 30℃ 이상, 바람직하게는 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 50℃ 이상인 내부 가교형 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 구현예에 따르면, 전술한 차열안료는 알루미늄 금속 분말로부터 선택되고, 전술한 중공안료는 다공성 실리카, 다공성 티타니아, 중공 실리카 및 중공 티타니아로 구성된 군에서 선택될 수 있다.

본 발명의 하나의 변법에 따르면, 전술한 수성 단열 페인트는, 실란계 또는 에폭시계 가교결합제를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 전술한 수성 단열 페인트는,

(1a) 물에 탄성 바인더 수지(예. 아크릴 에멀젼 수지) 및 첨가제(예. 증점제, 유화제, 소포제)를 첨가하여 30분 동안 교반하고,

(1b) 수득된 배합물에, 중공안료, 백색안료 및 체질안료를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반하고,

(1c) 수득된 배합물에, 추가의 탄성 바인더 수지(예. 아크릴 에멀젼 수지), 첨가제(예. 희석제, 소포제, 증점제) 및 잔여량의 물을 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반함으로써 제조된 것일 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 전술한 수성 차열 페인트는,

(2a) 물에 첨가제(예. 증점제, 분산제, 유화제, 소포제 등)를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 30분 동안 교반하고,

(2b) 수득된 배합물에, 차열안료 및 백색안료를 첨가하여, 안료의 평균입자직경이 20㎛ 이하가 되도록 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반하고,

(2c) 수득된 배합물에, 바인더 수지(예. 아크릴 에멀젼 수지) 및 첨가제(예. 침강방지제, 희석제, 소포제, 증점제)를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반함으로써 제조된 것일 수 있다.

본 발명의 두 번째 목적은, 전술한 수성 차열 페인트 및 수성 단열 페인트를 사용하여, 옥상 또는 지붕에 2층 구조의 차열성 방수 도막을 형성하는, 차열성 방수 도장 방법을 제공하는 것으로, 하기 단계를 포함한다:

(1) 옥상 또는 지붕의 기재층을 준비하고, 경우에 따라서는 전술한 옥상 또는 지붕의 기재층을 임의로 하도 처리 또는 방수성 코팅 처리하고,

(2) 상기 옥상 또는 지붕의 기재층, 예를 들면, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 탄성 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 상도용 수성 단열 페인트를 도포 및 건조하고, 이에 의해 단열 방수성 중도를 형성하고, 이어서

(3) 상기 단열층에, 예를 들면, 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 10∼30중량%, 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 상도용 수성 차열 페인트를 도포 및 건조하고, 이에 의해 차열성 상도를 형성하고,

(4) 경우에 따라, 투명성 자외선 보호층을 더욱 도포함.

본 발명의 세 번째 목적은, 전술한 수성 차열 페인트 및 수성 단열 페인트를 사용하여 형성된 2층 구조의 차열성 방수 도막, 또는 전술한 옥상 또는 지붕에 2층 구조의 차열성 방수 도막을 형성하는 방법 또는 차열성 방수 도장 방법에 의해 형성된 2층 구조의 차열성 방수 도막을 제공하는 것이다.

이하에, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 명세서에 있어서, 차열 또는 차열성은 태양광의 가시광선 및 적외선을 반사하거나 차단함으로써 온도 상승을 방지하는 것을 의미하며, 단열 또는 단열성은 열의 전도를 억제하거나 저해함으로써 온도 저하 또는 상승을 방지하는 것을 의미한다.

A. 수성 차열 페인트 및 차열층

본 발명에 있어서, 수성 차열 페인트는 차열안료, 백색안료, 아크릴계 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산된 형태로 포함할 수 있다. 예를 들면, 전술한 수성 차열 페인트는 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 20∼40중량%, 아크릴계 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함할 수 있다.

전술한 수성 차열 페인트는 하기 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다:

(1a) 물에 첨가제(증점제, 분산제, 유화제, 소포제 등)를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 30분 동안 교반하고,

(1b) 수득된 배합물에, 차열안료 및 백색안료를 첨가하여, 안료의 평균입자직경이 20㎛ 이하가 되도록 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반하고,

(1c) 수득된 배합물에, 바인더로서 아크릴 에멀젼 수지 및 첨가제(침강방지제, 희석제, 소포제, 증점제 등)를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반함.

(A-1) 아크릴계 바인더 수지

본 발명에 따른 수성 차열 페인트에 있어서, 전술한 아크릴계 바인더 수지는, 유리전이온도가 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상, 더욱 바람직하게는 30℃ 이상인 아크릴 에멀젼 수지로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는, 코어의 유리전이온도가 30℃ 이상, 바람직하게는 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 50℃ 이상인 내부 가교형 코어-쉘 구조를 갖는 아크릴 에멀젼 수지로부터 선택될 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 아크릴 에멀젼 수지로는, 비제한적인 예로서, 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트 등과 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 하나 이상 선택될 수 있다.

전술한 아크릴 에멀젼 수지의 유리전이온도(Tg)가 지나치게 낮으면, 도막의 경도 및 부착성, 오염성, 점착성, 내마모성, 건조시간이 떨어지고, 유리전이온도(Tg)가 지나치게 높으면, 도막의 경도, 크랙, 유연성(신축성) 등이 떨어지기 때문에, 유리전이 온도(Tg)가 10∼50℃이고 내후성, 내오염성, 내수성이 우수한 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 상기 범위 내의 아크릴 에멀젼 수지를 사용함으로써 도막의 경도 및 내구성, 부착성, 유연성(신축성)이 적절해진다.

(A-2) 차열안료 및 백색안료

본 발명에 따른 수성 차열 페인트에 있어서, 차열안료는 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료를 의미할 수 있으며, 일반적으로 알루미늄과 같은 금속 분말의 뛰어난 광산란력을 응용하고, 태양광선 중에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 가지고 있는 차열안료인 것을 특징으로 한다.

또다르게는, 본 발명에서 사용할 수 있는 차열안료로는, 비제한적인 예로서, 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료인 무기계 차열안료(크롬계, 비크롬계), 유기계 차열안료(아조메틴-아조계, 페릴렌계),　감색 혼합 안료 단색계 등을 언급할 수 있다.

본 발명에 있어서, 백색안료는 산화티탄 등의 금속산화물의 미세 입자로부터 선택되며, 뛰어난 광산란력을 가지고 있으면서, 태양광선 중에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 가지고 있고, 근적외선 영역의 파장 광선을 반사, 투과하는 열량을 감소시킬 수 있어, 코팅의 백색도를 향상시키는 역할 뿐만 아니라, 차열안료와 함께 차열능을 향상시키는 역할을 한다.

본 발명에 있어서, 전술한 차열안료 및 백색안료는, 일반 반사율 및 장파반사율이 높은 차열안료 및 백색안료를 실험적으로 사용하여, 적정 사용량을 얻음으로써 우수한 물성을 얻을 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 변법에 따르면, 상기 차열안료는 열반사율이 우수한 안료로서 중공 글라스 버블 및 착색을 겸한 차열안료로 나뉘는데, 상기 중공 글라스 버블은 근적외선의 파장영역인 300 ∼ 2,500 nm 파장을 90% 이상 반사하고, 건조 후 도막 상단에 세라믹 거품을 생성하여 열에너지를 장파 전자파로 방사함으로써 열에너지를 차단시키며, 차열안료는 지르코늄 및 알루미늄의 화합물로 전처리된 유색안료로서 일사반사율 및 장파반사율이 높아 차열효과를 극대화할 수 있다. 하지만, 중공 글라스 버블은 안료내부에 공기층이 형성되어 있어 상도재에 적용시 굴곡성 및 광택이 저하되는 단점이 있다.

본 발명에 있어, 고광택의 우수한 차열효과를 나타내는 유색 차열안료(Tipaque CR-97-(주)이시하라 또는 Daipytroxide Brown 9290-(주)대일정화공업)를 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어, 차열안료 및 백색안료의 사용량 및 사용비율은 특별히 한정되지 않으나, 전술한 수성 차열 페인트를 기준으로, 차열안료 0.1∼2중량% 및 백색안료 10∼30중량%의 양으로 사용할 수 있다.

(A-3) 첨가제

본 발명에 따른 수성 차열 페인트에 있어서, 희석제, 소포제, 유화제, 표면조절용 첨가제, 분산제, 무기안료(유색안료), 부착 증진제, 증점제, 동결방지제, 자외선 안정제, 방부제, 도막형성제, 방충제, 항균제, 산도 조절제 등을 적절히 함유할 수 있다.

상기 각 첨가제는 전체 도료 조성물 총중량을 기준으로, 희석제 1∼5 중량%, 소포제 0.1∼0.5 중량%, 유화제 0.1∼0.5 중량%, 표면 조절용 첨가제 0.1∼0.5 중량%, 분산제 0.5∼1 중량%, 무기안료(유색안료) 5∼10 중량%, 부착 증진제 0.1∼0.5 중량%, 증점제 0.1∼0.5 중량%, 동결방지제 1.∼1.5중량%, 자외선 안정제 0.1∼0.5 중량%, 방부제 0.1∼0.5 중량%, 도막형성제 1∼2 중량%, 방충제 0.1∼0.5 중량%, 항균제 0.1∼0.5중량%, 산도 조절제 0.1∼0.5%중량의 범위 내로 함유되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 가감할 수 있다.

희석제는, 일반적으로 수성 도료에서는 물을 의미하나, 본 발명에서는 바인더와 결합하거나 결합하지 않고 수성 도료의 농도 및/또는 점도를 조절하기 위해 첨가되는 성분을 의미한다. 이러한 희석제로는, 글리콜에테르, 에스테르 알콜, 테르펜, 또는 텍사놀(Texanol : 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트), 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.

예를들면, 글리콜에테르로는 부틸 Carbitolㄾ(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르); 디부틸 Carbitolㄾ(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르), 부틸 Carbitolㄾ 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)이 사용될 수 있고, 테르펜은 알파- 또는 베타-테르피네올이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다.

희석제는 사용되는 다른 성분의 종류와 양, 그리고 작업조건에 따라 사용량을 조절할 수 있으나, 대체적으로 바인더 100중량부에 대해서 10 내지 200중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 희석제가 200중량부를 초과하여 포함되면 점도와 틱소성(thixotropic)이 떨어지고 부착력이 저하되는 문제가 있고, 희석제가 10중량부 미만으로 포함되면 점도와 틱소성(thixotropic)이 높아져서 도포성이나 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

소포제는 도료 도장 후 도막 형성시에 발생하는 기포의 형성을 억제하거나 발생한 기포를 제거하는 첨가제로서, 도료의 제조시나 작업시 도료 내에 있는 기포를 제거함으로써 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하는데, 소포제를 사용하지 않으면 도막에 기포가 발생하고 반대로 과량을 사용하면 분화구 현상이 나타나는 등 도막의 외관이 불량해진다. 본 발명에 있어서, 수성 실리콘계 소포제를 바람직하게 사용할 수 있다.

유화제는 하나의 계에 유상과 수상이 있을 경우 그것을 서로 혼합하지 않으면 2상간의 계면이 생기는데, 계면활성제를 첨가하면 활성제의 극성기는 물에 녹고 비극성기는 유상에 용해하게 배합하여 수상과 유상간의 가교작용을 하므로, 이를 위해 유화제가 사용되며, 유화제를 사용하지 않을 경우 도료의 층 분리 및 도막 형성시 문제가 생길 수 있다.

표면조절용 첨가제로서, 수성 실리콘계 표면조절용 첨가제는 작업시 도막의 면을 평활하게 해주어 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하며, 도막이 형성되는 동안 불충분한 습윤, 불량한 습윤성, 크래터링 형성, 안료의 색분리 등과 같은 문제를 개선시키는 역할을 한다.

분산제는 유색도료의 제조공정에서 액상 수지에 고체 안료를 균일하게 분산시켜 연화성능의 향상 및 안료의 재응집을 방지시키는 첨가제이다. 이러한 분산제는, 분산제는 도료 내에서 안료 및 체질안료의 분산을 향상 시켜줌으로서 도막의 시각적 효과 및 은폐력이 좌우되며 도료의 제조시나 저장 및 도장시에도 중요한 역할을 하는데, 분산제는 수성 도료용 습윤 분산제로 유기 무기 안료용 분산제를 사용하는 것이 바람직하다.

무기안료(유색 안료)는 사용하여 도료의 색상을 구현할 수 있거나, 도료의 착색과 은폐력의 부여 등에 효과를 달성할 수 있다. 유색 안료로서, 당업계에 통상적으로 사용되는 무기안료 중에서 하나 이상 선택될 수 있다. 또한 이러한 무기안료(유색 안료)는 특히 내구력이 좋을 것을 요구하는데. 도료 등에서 내구력 특히, 내광성, 내산성 등이 나쁘면 도료의 색은 수십일 내에 변색이 오기도한다. 최근에는 대기 오염으로 공기는 산성 물질로 오염되고 빗물에 섞여 산성물이 되어 도막을 적시면 내산성이 약한 안료는 변색이 일어난다. 이러한 점을 고려하여 내구성이 좋은 안료를 선택하여 좋은 물성을 얻을 수 있다.

레벨링제는 도막 형성시의 대류현상 또는 표면장력의 차이 등에 의해 발생하는 도막 표면의 결함을 방지하는 첨가제이다.

침강방지제는 도료 중의 안료가 침강하여 용기바닥에서 케이크(cake)상을 형성하는 것을 방지하는 첨가제이다.

부착 증진제는 도막 건조시 소지와 도막간의 부착력을 증대시키는 역할을 하며 인산-아크릴계 및 숙시네이트 에스터계 , 아크릴레이티이드 폴리에스테르 올리고머, 감마-메타아크릴로옥사프로필트리메톡시실란, 트리스-오메가-메톡시에톡시 실란등이 사용되나 아크릴레이티이드 폴리에스테르 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.

증점제는 점도조절, 증점 및 칙소성 부여 및 입자의 침강방지 및 재분산성 개선 및 흐름성 개선과 입자의 저장안정성 개선에 사용되어 도료의 물성 및 저장성 등에 효과가 있다.

동결 방지제는 수성 도료에서 사용하는 첨가제로서 수성 도료는 물을 대량 함유 하므로 저온에서 오랬동안 방치하면 동결현상이 발생하여 아크릴 에멀젼이 파괴 되는데 동결되어도 온도가 점차 올라가면서 복원하는 것이 바람직하므로 동결 방지를 목적으로 사용하며, 도료의 냉동안정성을 위한 첨가제로서 에틸렌 글리콜 프로필렌 글리콜 등의 글리콜류 중에서 하나 이상 선택될 수 있는데, 동결 방지제를 첨가하지 않을 경우 도료가 동결되어 도료의 제 기능을 잃게 된다.

자외선 안정제는 도막의 건조시나 건조후 자외선 및 공기와의 접촉에 의한 도막의 색이 바래는 현상을 막아주는 데 자외선 안정제는 장기적으로 색이 바래는 현상과 노랗게 변화는 것을 조절하는데 가장 우수하여 자외선 및 공기에 의한 도막의 내후성 측면에서 좋은 물성을 얻을 수 있다. 또한 자외선 안정제는 작용기능별로 자외선 흡수제, 자외선 차단제 등으로 나누어지며 벤조트리아조계, 벤조페논계, 트리아진계, 오가노니켈계 및 자외선 차단제,자외선 흡수제 중에서 하나 이상 선택하는 것을 특징으로 한다.

도막형성제는 도료의 도막 형성, 도료 물성, 오염성, 점착성등에 중요한 물질이며 수성 도막 형성 조제 중에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 아크릴 에멀전의 유리전이온도와 MFFT(최저도막형성온도)에 따라서 도료의 물성이 달라지므로 실험적인 적정 사용양을 사용하는 것이 바람직하다.

방부제는 미생물(세균, 박테리아)의 작용에 의해 도료의 용기 속에서 부패되거나 도막의 붕괴를 막아주는 역할을 하며 부패하는 것을 막고 장기적인 보존을 목적으로 방부하기 위해서 첨가하는 첨가제로서 사용하지 않을 경우 도료의 부패 및 냄새 등으로 인해 도료의 제 기능을 잃게 된다.

방충제 및 항균제는 내 곰팡이성, 내 박테리아성 및 방충성을 목적으로 하는 첨가제로서 도료의 보관 및 도막 형성후 장기적인 물성에 영향을 미친다.

산도 조절제는 도료 내에서 음이온이나 양이온 활성제는 각각 어느 일정한 pH 범위 내에서 안정하며 그범위 외에서는 불안정 하다. 에멀젼 도료에 있어서도 안정한 pH 범위가 있다. 도료의 점도는 pH의 영향을 받고 비히클이나 보호 콜로이드의 가수분해나 박테리아 번식을 막는 효과가 있다. 주로 휘발성의 염산이나 암모니아를 사용하며, 완충제로서 중탄소염류, 인산염류 등이 있다. 또한 수용성 수지 도료에 있어서도 카르본산기 혹은 슬폰산기 등으로 중화해서 수용화하는데 그 중화제로서는 암모니아, 유기아민류(3급 아민,알코올 아민류) 등이 있는데 산도 조절제를 사용함으로써 도료의 안정적인 고유의 물성을 얻을 수 있다.

B. 수성 단열 페인트 및 단열층

본 발명에 있어서, 수성 단열 페인트는, 중공안료, 백색안료, 체질안료, 탄성 바인더 수지, 희석제 및 기타 첨가제를 물에 용해 또는 분산시킨 형태로 포함할 수 있다. 예를 들면, 전술한 수성 단열 페인트는, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 탄성 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함할 수 있다.

전술한 수성 단열 페인트는 하기 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다:

(2a) 물에 탄성 바인더 수지(예. 아크릴 에멀젼 수지) 및 첨가제(예. 증점제, 유화제, 소포제)를 첨가하여 30분 동안 교반하고,

(2b) 수득된 배합물에, 중공안료, 백색안료 및 체질안료를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반하고,

(2c) 수득된 배합물에, 추가의 탄성 바인더 수지(예. 아크릴 에멀젼 수지), 첨가제(예. 희석제, 소포제, 증점제) 및 잔여량의 물을 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반함으로써 제조된 것일 수 있다.

(B-1) 탄성 바인더 수지

또한, 전술한 수성 단열 페인트의 탄성 바인더 수지는 아크릴 에멀젼 수지로부터 선택될 수 있고, 이의 비제한적인 예로서, 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트 등과 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 하나 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 전술한 수성 아크릴 에멀젼 수지는 방수성 및 탄성 특성을 가지고 있는 것이 바람직할 수 있으며, 이를 위해, 가교성 결합기를 갖는 단량체, 올리고머 및/또는 중합체를 더욱 포함할 수 있다.

(B-2) 중공안료, 백색안료 및 체질안료

본 발명에 있어서, 중공안료는 공동형 충진제로서 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료인 것을 특징으로 한다. 중공안료로서, 다공성 구조를 갖는 실리카, 티타니아 또는 지르코니아 등의 무기 산화물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 실리카, 티타니아 또는 지르코니아 등의 무기 산화물로 된 껍질과 공기로 가득찬 내부구조로 되어 있고 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 미크론(㎛) 크기로부터 밀리미터(mm) 크기까지 넓은 범위의 종류가 있으나 입자 내부의 많은 공극들을 가지고 있으며 열전도율이 낮고 열에너지를 차단시키며 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료를 사용할 수 있다.

중공안료를 많이 사용하게 되면 점도조정 및 광택 저하의 문제점이 있고 적게 쓰게 되면 고유의 물성을 얻지 못하는 단점도 있다. 실험적으로 적정 사용량을 얻음으로써 우수한 물성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어, 백색안료는 전술한 (A-2) 차열안료 및 백색안료에서 사용된 것과 동일한 것들을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 체질안료로는, 충전물의 혼합물 및 탄산칼슘, 활석, 규사, 마이카, 카오린 등과 같은 체질 안료 중에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 탄산칼슘, 활석, 규사, 마이카, 카오린 등과 같은 체질 안료는 도료의 유동성, 점도 등 물성의 조절 및 도막의 강도, 내구성, 광택 조절 등에 효과가 있어 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명의 하나의 변법에 따르면, 경우에 따라서는, 전술한 바와 같은 무기안료(유색 안료)를 추가로 사용할 수 있다.

(B-3) 첨가제

본 발명에 따른 수성 단열 페인트에 있어서도, 첨가제로서, 소포제, 유화제, 표면조절용 첨가제, 분산제, 무기안료(유색안료), 체질안료, 부착 증진제, 증점제, 동결방지제, 자외선 안정제, 방부제, 도막형성제, 방충제, 항균제, PH 조절제 등을 적절히 함유할 수 있다. 이들의 종류, 용도, 함량은, (A-3) 첨가제에서 설명한 바와 같다.

C. 2층 구조의 차열성 방수 도막 및 이의 형성 방법

본 발명에 있어서, 차열층 및 단열층으로 된 2층 구조의 차열성 방수 도막은, 전술한 수성 차열 페인트 및 수성 단열 페인트를, 지붕이나 옥상용 기재층 또는 하도층에 도포함으로써 형성될 수 있다.

구체적으로는, 본 발명에 따른 차열층 및 단열층으로 된 2층 구조의 차열성 방수 도막은, 하기 단계를 포함하는 방법에 의해, 예를 들면 옥상 또는 지붕용 기재층 또는 하도층에, 설치될 수 있다:

(1) 금속, 플라스틱, 목재, 도료 코팅, 시멘트, 아스팔트 등으로 구성된 군에서 선택되는 옥상 또는 지붕용 기재층 또는 하도층을 준비하고,

(2) 상기 기재층 또는 하도층의 전부 또는 일부에, 전술한 바와 같은 수성 단열 페인트를, 예를 들면, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 아크릴 에멀젼 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 수성 단열 페인트를 도포하여 단열층을 형성시키고,

(3) 상기 단열층의 전부 또는 일부에, 전술한 바와 같은 수성 차열 페인트를, 예를 들면, 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 10∼30중량%, 아크릴 에멀젼 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 수성 차열 페인트를 도포하여 차열층을 형성시키고,

(4) 경우에 따라, 상기 차열층 위에 투명성 자외선 보호층을 더욱 형성시킴.

전술한 투명성 자외선 보호층은 자외선 보호제를 포함하는 투명성 아크릴계 수지로 형성될 수 있고, 자외선 보호제로는 유기 자외선 보호제 또는 티타니아와 같은 무기 자외선 보호제를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 옥상 또는 지붕의 하도 처리는 당업계에 통상적으로 알려진 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 하도용 도료를 도포하거나, 중합체로 된 방수재 또는 방수 코팅을 설치함으로써 수행될 수 있다.

본 발명의 하나의 이점에 따르면, 옥상 및 지붕에 차열층 및 단열층을 이층 구조로 하여 형성시킨 2층 구조의 차열성 방수 도막에 있어서, 상부의 차열층은 차열안료를 포함하고 유리전이온도가 10℃ 이상인 아크릴 에멀젼 바인더 수지를 사용하고, 이를 다른 아크릴 에멀젼 바인더 수지를 사용하는 단열층과 함께 이층 구조로 형성시킴으로써. 첫째, 차열안료 및 단열성 중공안료의 효능을 극대화할 수 있어 차열 및 단열 효과를 효과적으로 발휘할 수 있으며, 둘째, 도포 직후 및 장시간 일광 노출 후에도 차열 코팅과 옥상 및 지붕의 기재층 사이의 우수한 접착력을 유지할 수 있으며, 셋째, 광택성 및 외관이 우수하고, 넷째, 물을 기재로 하므로 환경에 유리하고 작업성이 우수하다.

본 발명의 특히 바람직한 이점에 따르면, 상이한 바인더를 사용하는 차열층 및 단열층의 이층 구조로 인해, 지붕 또는 옥상에서 장시간의 일광 노출 및 과혹한 기후 변화에 노출되더라도, 우수한 접착내구성 및 내기후성을 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

(1) 상도용 수성 차열 페인트의 제조

물 14.2 중량부를 교반기를 이용하여 1,000∼1,500rpm으로 교반 하면서 증점제 0.2 중량부, 분산제 0.4 중량부, 유화제 0.5 중량부, 소포제 0.4 중량부를 투입하여 30분 분산교반 하였다.

상기 배합물에 차열안료(JR-1000) 0.1 중량부, 백색안료(Tiona 595) 27 중량부를 투입하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 교반하여 안료입자경이 20㎛이하가 되도록 분산교반하였다.

상기 배합물에 아크릴 에멀젼 수지(삼화페인트공업) 50.5 중량부, 침강방지제 0.1 중량부, 희석제(ATBC) 1.5 중량부, 소포제 0.3 중량부, 증점제 0.4 중량부를 교반기를 이용해 1,000∼1,500rpm으로 10분 정도 분산교반하였다.

(2) 중도용 수성 단열 페인트의 제조

물 4.8 중량부에 아크릴 에멀젼 수지(ACRONAL PS 791ap) 17 중량부를 투입하고 교반하면서 증점제 0.3 중량부, 유화제 0.3 중량부, 소포제 0.2 중량부를 투입하여 30분 분산교반 하였다.

상기 배합물에 중공안료 (PG-1001) 0.1 중량부, 백색안료(Ti-Pure Rutile Titanium Dioxide R706) 2.8 중량부, 체질안료(Omyacarb 1-HB) 32.2 중량부를 투입하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 교반하였다.

상기 배합물에 아크릴 에멀젼 수지(ACRONAL PS 791ap) 5 중량부, 희석제(텍사놀) 2.5 중량부, 물 1.9 중량부, 소포제 0.8 중량부, 증점제 0.3 중량부를 투입하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 교반하였다.

(3) 2-코트형 차열 코팅의 설치

결과된 상도용 수성 차열 페인트 및 중도용 수성 단열 페인트를, 하도 처리된 지붕에 상도 및 중도로서 각각 적용하여 2-코트형 차열 코팅을 설치하고, 차열능, 접착력 및 일광 하의 접착내구성을 시험하였다.

시험예 1 및 2에 기재된 방법을 사용하여, 전술한 2-코트형 차열 코팅은 차열능, 접착력 및 일광 하의 접착내구성이 우수함을 확인하였다(하기 표 1 참조).

참고예 1

차열안료를 사용하는 상도용 수성 차열 페인트 및 중공안료를 사용하지 않는 중도용 수성 페인트를 각각 제조하였다.

결과된 상도용 수성 차열 페인트 및 중도용 수성 페인트를, 하도 처리된 지붕 기재층에 상도 및 중도로서 각각 적용하여 2-코트형 차열 코팅을 설치하고, 차열능, 접착력 및 일광 하의 접착내구성을 시험하였다.

시험예 1 및 2에 기재된 방법을 사용하여, 차열성, 접착력 및 일광 하의 접착내구성이 우수함을 확인하였지만, 단열성이 실시예 1에 비해 떨어지는 것을 확인하였다(하기 표 1 참조). 장기간 일광 조사 후에, 단열층의 일부 물성이 불량해지거나 더많이 저하될 우려가 있다.

비교예 1(대조)

차열안료 및 중공안료를 사용하지 않고 상도용 수성 페인트 및 하도용 수성 페인트(방수재)를 각각 제조하고, 하도 처리된 지붕 기재층에 상도 및 중도로서 각각 적용하여 2-코트형 도료 코팅을 설치하고, 시험예 1 및 2에 기재된 방법을 사용하여, 차열능, 접착력 및 일광 하의 접착내구성을 시험하였다.

접착력 및 일광 하의 접착내구성은 실시예 1 및 참고예 1의 결과와 유사하였지만, 차열성은 나타내지 않았다(하기 표 1 참조).

시험예 1: 도료의 물성 측정

*상기 실시예 1 및 비교예 1 및 2에서 제조된 차열성 페인트 및 단열성 페인트를 각각 건조 도막 두께 100 ㎛로 도장하여 실온에서 7일 동안 자연건조시킨 다음, 하기의 방법으로 물성을 측정하였다.

1-1. 광택(60° 광택도) 측정방법

KS M 5000의 시험방법 3312에 따라 60ㅀ광택도 측정기(Tri-Microgloss 20-60-85)로 도막의 광택도를 측정하여 수치로 나타낸다.

1-2. 내수성 측정방법

유리판(15mm×15mm×5mm)에 필름 어플리케이터(Film Applicator)로 건조 도막약 50 ㎛가 되도록 도장하고 실온에서 7일 동안 자연건조시켜 수득된 도막(샘플 1)을, 증류수에 168시간 동안 침적시킨 후, 도막의 이상 유무를 육안검사한다.

1-3. 내알카리성 측정방법

상기와 동일하게 제조된 도막(샘플 1)을 수산화나트륨 5% 수용액에 168시간 동안 침적시킨 후, 도막의 이상 유무를 육안검사한다.

1-4. 내용제성 측정방법

상기와 동일하게 제조된 도막(샘플 1)을 크실렌에 168시간 동안 침적시킨 후, 도막의 이상 유무를 육안검사한다.

1-5. 내충격성 측정방법

주석판(15mm×10mm×0.1mm)에 필름 어플리케이터로 건조 도막 두께가 약 50 ㎛가 되도록 도장한 다음, 실온에서 7일 동안 자연건조시켜 수득된 도막(샘플 2)을, 듀퐁 타입(DUPONT Type)의 충격시험기로 500g의 하중을 가진 추로 30cm의 높이에서 낙하시켜 육안검사시 도막이 박리되지 않으면 양호, 도막이 박리되면 불량으로 한다. 이때 충격면은 1/2 인치인 구면을 사용한다.

1-6. 굴곡성 측정방법

상기와 동일하게 제조된 도막(샘플 2)으로 제조된 시험편의 중간점을 만드렐 시험기(Mandrel Tester) 1/8 인치에 올려놓고 1초동안 완전히 꺽는다. 이때 시험편의 꺽인 부분에서 육안검사시 도막의 갈라짐과 박리가 발생하지 않으면 양호, 도막의 갈라짐과 박리가 발생하면 불량으로 한다.

1-7. 부착성 측정방법

ASTM D3359의 Test Method B의 테스트 방법에 따라 건조된 도막을 2 ㎝간격으로 6개씩 서로 교차되게 칼로 긁어 25개의 칸을 만들어 3M 투명 테이프로 그 부위에 접착을 시킨 후 그 떨어진 정도에 따라 6단계로 평가한다.

5B: 도막 박리가 전혀 없음

4B: 도막 박리 5% 미만

3B: 도막 박리 5 ∼ 15%

2B: 도막 박리 15 ∼ 35%

1B: 도막 박리 35 ∼ 65%

0B: 도막 박리 65% 이상

1-8. 촉진내후성 측정방법

KS M 5000의 시험방법 3231에 따라 시험편을 촉진내후성기(ATLAS Ci5/DMC Weather-ometer)에 250시간 노출시킨 후 도막외관의 이상 유무를 육안검사한다.

결과는 하기 표 1에 기재한다.

	실시예 1	참고예 1	비교예 1
광택	85	85	87
내수성	이상없음	이상없음	이상없음
내알칼리성	이상없음	이상없음	이상없음
내용제성	이상없음	이상없음	이상없음
내충격성	양호	양호	양호
굴곡성	양호	양호	양호
부착성	5B	5B	5B
촉진내후성	이상없음	이상없음	이상없음

시험예 2: 2층 도료의 차열성 및 단열성 측정 상기 실시예 1, 참고예 1 및 비교예 1의 상도용 수성 페인트 및 중도용 수성 페인트를 각각 건조 도막 두께 100 ㎛로 도장한 다음, 실온에서 7일 동안 자연건조시켜 하기의 방법으로 차열성 및/또는 단열성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하고, 도 1 (내부온도) 및 도 2(외부온도)에 그래프로 도시하였다.

구체적으로, 하도처리된 철판(300mm×300mm×0.5mm)에 붓 또는 스프레이를 이용하여, 건조두께가 약 100 ㎛이 되도록 도장한 다음, 실온에서 7일 동안 자연 건조시켜 시험편을 제조하고, 이를 스치로폼의 재질로 지붕부분이 개방되게 제작된 모형집(250mm×250mm×150mm)의 지붕부분에 거치하고, 외부공기가 유입되지 않도록 밀봉하였다. 시험편의 상부 30 cm 높이에서 적외선 램프(PHILIPS IP 250R-230V, 230W)로 30분간 조사하고, 시간 경과에 따라 지붕의 표면 온도(즉, 시험편의 표면 온도)와 지붕 아래의 실내 온도 (즉, 내부 온도)를 디지털 온도센서(OMEGA, Model HH21)로 측정하고, 초기, 30분 및 60분 조사 후의 온도차로서 상대적 차열성능을 측정한다. 전술한 차열 및 단열 성능 측정 설비는 밀폐된 장소에 설치한다.

위치	도막	초기	5분	10분	20분	30분	40분	50분	60분	온도차 (30분)	온도차 (60분)
내부 온도 (℃)	비교예 1	22.1	32.5	38.7	45.1	49.9	53.7		58.7	27.8	37.6
	참고예 1	22.7	28.9	32.4	35.9	38.5	40.7	42.6	43.9	15.8	21.2
	실시예 1	22.5	28.6	32.1	35.4	38	40.3	42.3	43.5	15.5	21.0
외부 온도 (℃)	비교예 1	23.5	50.6	55.3	59.3	63	65.5	67.6	69.1	39.5	45.6
	참고예 1	23.2	36.5	39.3	41.3	43.4	45.2	47.2	47.8	20.2	24.6
	실시예 1	23	36.7	39.5	41.6	43.3	45.1	47.2	47.5	20.3	24.5

상기 표 1로부터, 일반 상도용 수성 페인트 및 중도용 수성 페인트를 사용한 2-코트형 도료 (비교예 1)에 비해, 본 발명에 따른 상도용 수성 차열 페인트를 사용하여 형성된 2-코트형 도료(실시예 1 및 참고예 1)는 우수한 차열성을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 중도용 수성 단열 페인트를 적용한 경우(실시예 1), 이를 적용하지 않은 경우(참고예 1)에 비해 내부온도가 최대 0.5℃까지 차이가 나는 것을 알 수 있으며, 이에 의해 우수한 열차단 효과, 즉 단열성이 나타남을 보여준다.

본 발명은 페인트 산업에서 산업적으로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (7)

1. 지붕에 차열층 및 단열층으로 된 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법으로서:
   (1) 지붕용 기재층 또는 하도층을 준비하는 단계,
   (2) 상기 기재층 위에, 중공안료 0.1∼2중량%, 백색안료 1∼5중량%, 체질안료 20∼40중량%, 탄성 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 수성 단열 페인트를 도포 및 건조하여, 단열층을 형성시키는 단계,
   (3) 상기 단열층 위에, 알루미늄 금속 분말을 포함하는 차열안료 0.1∼2중량%, 백색안료 20∼40중량%, 아크릴계 바인더 수지 40∼60중량%, 희석제 1∼5중량%, 첨가제 5∼15중량% 및 잔여량의 물을 포함하는 수성 차열 페인트를 도포 및 건조하여, 차열층을 형성시키는 단계를 포함하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중공안료는 다공성 실리카, 다공성 티타니아, 중공 실리카 및 중공 티타니아로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지붕용 기재층은, 하도 처리되거나 방수성 코팅 처리된 것임을 특징으로 하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   (4) 상기 차열층 위에, 투명성 자외선 보호층을 더욱 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 수성 단열 페인트는,
   (1a) 물에 아크릴 에멀젼 수지, 및 증점제, 유화제 및 소포제로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 첨가하여 30분 동안 교반하고,
   (1b) 수득된 배합물에, 중공안료, 백색안료 및 체질안료를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반하고,
   (1c) 수득된 배합물에, 추가의 아크릴 에멀젼 수지, 희석제, 소포제 및 증점제로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 및 잔여량의 물을 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 동안 교반함으로써 제조된 것임을 특징으로 하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 수성 차열 페인트는,
   (2a) 물에 증점제, 분산제, 유화제 및 소포제로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 30분 동안 교반하고,
   (2b) 수득된 배합물에, 알루미늄 금속 분말을 포함하는 차열안료 및 백색안료를 첨가하여, 안료의 평균입자직경이 20㎛ 이하가 되도록 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반하고,
   (2c) 수득된 배합물에, 바인더로서 아크릴 에멀젼 수지 및 침강방지제, 희석제, 소포제 및 증점제로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 첨가하여 1,000∼1,500rpm으로 1시간 30분 동안 교반함으로써 제조된 것임을 특징으로 하는,
   2층 구조의 차열성 방수 도장 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 따른 2층 구조의 차열성 방수 도장 방법에 따라 형성된, 차열층 및 단열층으로 된 2층 구조의 차열성 방수 도막.
   

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