(72) 발명자 이상국 경기도용인시수지구상현 1 동 843 현대성우 5 차 APT 101 동 1701 호 이민혜 서울특별시성동구살곶이길 176, 101 동 306 호 ( 사근동, 사근동벽산아파트 ) 이경민 부산광역시영도구신선동영광그린파크 1403 호 이차은 충청북도청주

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아인 나
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2012 년 07 월 23 일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2012년07월17일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B82B 3/00 ( ) B82B 1/00 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2010 년 04 월 12 일 심사청구일자 2010 년 04 월 12 일 (65) 공개번호 (43) 공개일자 2011 년 10 월 19 일 (56) 선행기술조사문헌 Macromolecules 2007, Vol. 40, pp * Chemistry of Materials 2002, Vol. 14, pp * * 는심사관에의하여인용된문헌 (73) 특허권자 한국생산기술연구원 충청남도천안시서북구입장면양대기로길 89 (72) 발명자 최경호 경기도화성시능동숲속마을모아미래도 2 단지아파트 881 동 1002 호 김명준 충청남도천안시서북구성정두정로 142, 대우 3 차푸르지오 304 동 104 호 ( 두정동 ) ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 나승택, 조영현 전체청구항수 : 총 11 항심사관 : 최신혜 (54) 발명의명칭투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 (57) 요약 본발명은투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에관한것으로서, 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물은, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나와무기계중공입자를포함하여이루어지는것을특징으로하며, 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조는, 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자의구조에있어서, 상기나노입자의중심에존재하는중공 (hollow); 상기중공에적층된고분자층 ; 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나로구성된복사열차단나노입자 ; 를포함하여이루어지는것을특징으로한다. 본발명에의하면, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물을포함하는유기복합나노입자조성물을이용하여, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시키며, 종래와달리, 내구성이획기적으로개선되어 10 년이상장기간사용이가능하고, 이러한내구성향상에따라차량용윈도우뿐만아니라, 건축물의윈도우까지도바로적용이가능하다는장점이있다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자 이상국 경기도용인시수지구상현 1 동 843 현대성우 5 차 APT 101 동 1701 호 이민혜 서울특별시성동구살곶이길 176, 101 동 306 호 ( 사근동, 사근동벽산아파트 ) 이경민 부산광역시영도구신선동영광그린파크 1403 호 이차은 충청북도청주시흥덕구성봉로 88, 성화주공 1 단지 107 동 305 호 ( 성화동 ) - 2 -

3 특허청구의범위청구항 1 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나와무기계중공입자를포함하여이루어지며, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나이고, 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O는산소원자이고, 상기 χ는숫자로구성되는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물 청구항 2 제 1항에있어서, 이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하여이루어지는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물 청구항 3 제 1항또는제 2항에있어서, 전도성고분자를더포함하며, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나인것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물 청구항 4 삭제청구항 5 삭제청구항 6 제 1항또는제 2항에있어서, 상기무기계중공입자는내부에공기층이형성된규산을포함하는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물 청구항 7 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자의구조에있어서, 상기나노입자의중심에존재하는중공 (hollow); 상기중공에적층된고분자층 ; 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나로구성된복사열차단나노입자 ; 를포함하여이루어지는것을 - 3 -

4 특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합 나노입자구조 청구항 8 제 7항에있어서, 상기복사열차단나노입자에이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 청구항 9 제 7항또는제 8항에있어서, 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된, 공기층이형성된규산을포함하는무기계중공입자 ; 를더포함하는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 청구항 10 제 7항또는제 8항에있어서, 상기고분자층은폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아미드 6, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-프로필렌공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌터폴리머, 폴리옥사졸린, 폴리에필렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈또는그들의유도체중적어도어느하나로구성된것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 청구항 11 제 7항또는제 8항에있어서, 상기복사열차단나노입자에서, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH 와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나인것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 청구항 12 제 7항또는제 8항에있어서, 상기복사열차단나노입자에서, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 청구항 13 제 7 항또는제 8 항에있어서, - 4 -

5 상기복사열차단나노입자에서, 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O는산소원자이고, 상기 χ는숫자로구성되는것을특징으로하는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조 명세서 [0001] 기술분야본발명은투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에관한것으로, 더욱상세하게는전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물을포함하는유기복합나노입자조성물을이용하여, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시키는투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] 배경기술전세계적으로온실가스감축과화석에너지고갈로인한대안기술로신재생에너지나대체에너지기술개발이이슈로떠오르고있으며, 이와더불어에너지의효율적인관리기술을통한부가가치창출에대한관심도급증하고있다. 이에, 여름철에는실내로유입되는열선을차단하여내방효율을높이면서가시광선은기존의유리와동등하게유지하여쾌적한실내를유지하며, 겨울철에는실내의열손실을최소화하여효율적인열관리를할수있는기능성소재에대한요구가지속되고있으며, 특히투명열차단소재에대한수요가급증할것으로예상된다. 열선흡수물질에대한개념은 1960년대에제안되었지만, 본격적인연구는 1998년경부터시작되었고, 2000년경첫상품이출시되었으며, 2005년경에이르러 1세대상품군이형성되었다. 이렇게열선을제어하기위한시도는틸트유리 (tinted glass), 틸트필름, 스퍼터코팅유리및스퍼터코팅필름등의기술로도다양하게개발되었으며, 일부는이미상용화되었으나, 아직널리보급되기에는성능이나신뢰성부분에한계가있다. 특히, 종래기술에있어서, 스퍼터코팅유리는고가공정이고, 산화및변색에약한단점이있으며, 틸트필름은내구성이떨어지는단점이있다. 이에에너지문제에대해일찍부터대안을마련해온유럽에서는 1990~2000년대초에걸쳐가장열차단특성이우수한것으로알려진스퍼터코팅유리를복층으로하고, 중간에아르곤과같은불활성가스가채워진형태의단열창호 ( 저방사유리,low-E유리) 를개발하여사용하였다. 또한, 금속코팅형태의저방사유리는독일을시작으로오스트리아, 스위스, 영국등의제도적장치를가지고있어수요가증가해왔으며, 아시아에서도일본, 중국등의사용비율이점차상승하고있다. 다만, 한국에서는아직에너지관리기술에대한인식부족으로국제적으로최저수준의적용율을나타내고있다. 다만, 박막금속코팅을입히는기술은높은투과율과열선차단특성등의성능적특성은구현이어느정도가능하나, 습도가높은지역에서는부식이발생하여막이분리되거나변색이발생하는문제가있으며, 이동전화송수신에방해가되는문제가있다. 또한, 필름위에금속박막을증착시키는기술을이용한사우스웰 (Southwall) 사의 V-KOOL 제품은적외선차단율이 96% 에이르는등특성이우수하나, 그제조공정이매우복잡하고, 그에따라제품가격이매우고가라는단점이있다. 또한, 높은열차단성능을부여한제품에서는외부에서유입된열선흡수로열팽창특성의차이가크게발생하여지속적으로응력을받고있던복층저방사유리가폭발현상을일으키는문제가있다. 즉, 종래의열차단유리및필름개발기술의경우, 열저항특성과경제성그리고내구성을모두만족시킬수없으므로, 종래의방식이아닌새로운개념을적용하여획기적으로이러한문제들을해결하고상용화할수있는 - 5 -

6 기술개발이요구되고있다. 발명의내용 [0012] [0013] [0014] [0015] 해결하려는과제본발명은상기문제점을해결하기위한것으로서, 본발명의목적은, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물을포함하는유기복합나노입자조성물을이용하여, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시키는것을목적으로한다. 또한, 종래틸트필름 (tinted film) 이부식등과같이내구성이낮아지속적인보수와수년후에는교체해야하는것과달리, 내구성이획기적으로개선되어 10년이상장기간사용이가능하고, 이러한내구성향상에따라차량용윈도우뿐만아니라, 건축물의윈도우까지도바로적용이가능한열저항필름을제조하는것을목적으로한다. 또한, 종래금속박막증착또는스퍼터링공정과같은고비용공정을거치지않아경제성이향상되고, 대면적에도적용가능할뿐만아니라, 종래로이유리 (low-e glass) 가폭발위험등안전성이떨어지는것에반해, 매우안정적인열저항필름을제조하는것을목적으로한다. 또한, 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조적특징을통해, 입자내부중공으로인한전도열차단과복사열차단입자로인한복사열차단을동시에구현할수있을뿐만아니라, UV 차단제까지하나의입자에구현할수있어, 하나의입자로다양한열전달경로를차단함에따라, 에너지효율이현저히향상되어차량, 건축물들의에너지절약에효과적이어서친환경적인열저항필름을제조하는것을목적으로한다. [0016] [0017] [0018] 과제의해결수단상기와같은목적을달성하기위한본발명에따른투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물은, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나와무기계중공입자를포함하여이루어지는것을특징으로한다. 여기에, 이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하여이루어지는것을특징으로하며, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나인것을특징으로한다. 또한, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로하며, 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는 사마륨중하나이고, 상기 B 는전이금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O 는산소원 자이고, 상기 χ 는숫자로구성되는것을특징으로한다. [0019] [0020] [0021] [0022] 또한, 상기무기계중공입자는내부에공기층이형성된규산을포함하는것을특징으로한다. 상기와같은목적을달성하기위한본발명에따른투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조는, 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자의구조에있어서, 상기나노입자의중심에존재하는중공 (hollow); 상기중공에적층된고분자층 ; 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나로구성된복사열차단나노입자 ; 를포함하여이루어지는것을특징으로한다. 여기에, 상기복사열차단나노입자에이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하는것을특징으로하며, 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된, 공기층이형성된규산을포함하는무기계중공입자 ; 를더포함하는것을특징으로한다. 또한, 상기고분자층은폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아미드 6, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-프로필렌공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌터폴리머, 폴리옥사졸린, 폴리에필렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈또는그들의유도체중 - 6 -

7 적어도어느하나로구성된것을특징으로한다. [0023] [0024] 상기복사열차단나노입자에서, 상기전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH 와같은작용기를가지는전도성고분자중어느하나인것을특징으로하며, 상기복사열차단나노입자에서, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나인것을특징으로한다. 또한, 상기복사열차단나노입자에서, 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은 ABO χ 이며, 상기 A는 바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B 는전이 금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O 는산소원자이고, 상기 χ 는숫자로구성되는 것을특징으로한다. [0025] [0026] [0027] [0028] 발명의효과본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에따르면, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트구조산화물을포함하는유기복합나노입자조성물을이용하여, 열저항필름의가시광선의투과율은높이면서도열선차단율, 열관류율및 UV 차단율을비약적으로향상시키는장점이있다. 또한, 종래틸트필름 (tinted film) 이부식등과같이내구성이낮아지속적인보수와수년후에는교체해야하는것과달리, 내구성이획기적으로개선되어 10년이상장기간사용이가능하고, 이러한내구성향상에따라차량용윈도우뿐만아니라, 건축물의윈도우까지도바로적용이가능하다는장점이있다. 또한, 종래금속박막증착또는스퍼터링공정과같은고비용공정을거치지않아경제성이향상되고, 대면적에도적용가능할뿐만아니라, 종래로이유리 (low-e glass) 가폭발위험등안전성이떨어지는것에반해, 매우안정적인장점이있다. 또한, 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조적특징을통해, 입자내부중공으로인한전도열차단과복사열차단입자로인한복사열차단을동시에구현할수있을뿐만아니라, UV 차단제까지하나의입자에구현할수있어, 하나의입자로다양한열전달경로를차단함에따라, 에너지효율이현저히향상되어차량및건축물들의에너지절약에효과적이어서각종제품의친환경화에기여할수있다는장점이있다. [0029] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의일실시예에따른투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단 기능을갖는유기복합나노입자를도시한단면도 도 2 는본발명의일실시예에따른투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단 기능을갖는유기복합나노입자를도시한단면도 [0030] [0031] [0032] [0033] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물및이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에대하여본발명의바람직한하나의실시형태를첨부된도면을참조하여상세히설명한다. 본발명은하기의실시예에의하여보다더잘이해될수있으며, 하기의실시예는본발명의예시목적을위한것이고, 첨부된특허청구범위에의하여한정되는보호범위를제한하고자하는것은아니다. 먼저, 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물에대하여살펴본다. 본발명의조성물은전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나와무기계중공입자를포함하여이루어진다. 본발명자는수년간의연구및수차례의실험을통해종래의일반적인금속화합물을이용한열저항필름과달리, 전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나를사용하여, 투명성을확보하면서도우수한복사열차단효과를갖는물질을개발하였다. 특히, 전도성고분자, 반도체산화물및페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물을혼합하는경우에복사열차단효과가더우수한것으로나타났다. 여기서, 전도성고분자란전도성을갖는고분자이면어느것이든무방하나, 수차례의실험결과, 복사열차단 - 7 -

8 에가장효과적인전도성고분자는폴리피롤 (polypyrrole), 폴리아닐린 (polyaniline), 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아세틸렌 (polyacetylene), 피닷 (PEDOT) 또는이들의유도체즉 CO2H, NH2, SH 와같은 작용기를가지는전도성고분자이므로, 이들중적어도어느하나를사용하는것이바람직하다. [0034] [0035] 또한, 상기반도체산화물은 ATO(antimony tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped tin oxide) 중적어도하나를사용하는것이복사열차단효율을높이는데가장바람직하다. 상기페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물은복사열차단에가장효과적인물질로써, 다양한페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물을사용하여도무방하나, 수차례의실험결과 ABO χ 이며, 상기 A는 바륨, 스트론튬, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 란탄, 프라세오디뮴, 네오디뮴또는사마륨중하나이고, 상기 B 는전이 금속, 망간, 코발트, 나이오븀또는텅스텐중하나이며, 상기 O 는산소원자이고, 상기 χ 는숫자로구성되는 것이가장복사열차단효율이높은것으로확인되었는바, 이를사용하는것이가장바람직하다. [0036] [0037] 여기서, 상기무기 (inorganic) 계중공입자는내부에공기층이형성된규산을포함하는것이바람직하다. 이는내부에공기층이형성됨으로써, 전도열을차단하는하는효과가있다. 또한, 상기투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물에이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하는것이바람직하다. 이는 UV를 99% 이상확실히차단시킴으로써, 전도열차단효과를극대화시키기위해, 상기투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을보완하도록최적화된물질이다. [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] 다음으로, 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조에대하여살펴본다. 본발명에의한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조는, 도 1 및도 2에나타난바와같이, 투명열차단기능을갖는유기복합나노입자의구조에있어서, 상기나노입자의중심에존재하는중공 (hollow)(10), 상기중공에적층된고분자층 (20), 상기고분자층내부에존재하거나상기고분자층외부에적층된전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나로구성된복사열차단나노입자 (30) 를포함하여이루어진다. 상기중공 (10) 은도 1 및도 2에나타난바와같이, 나노입자의중심에존재하는빈공간으로써, 이는하나의입자로복사열차단뿐만아니라, 전도열차단또한가능하도록빈공간을형성한것이다. 각각의입자마다중공이존재하므로, 종래와달리전도열을효과적으로차단할수있으며, 전도열차단을위해투명성을저하시키거나추가공정이필요없어성능및경제성이우수한장점이있다. 또한, 상기고분자층 (20) 은도 1 및도 2에나타난바와같이, 상기중공 (10) 을둘러싸는형태로상기중공 (10) 에고분자재료를적층하여형성된다. 이는고분자를무유화중합공정을통해코어-쉘 (core-shell) 입자형태로중공을형성하기위해반드시필요하며, 어느정도의복사열차단효과가있다. 여기서, 고분자층 (20) 을구성하는재료는중공을충분하게형성시켜전도열차단효과를극대화하면서도내구성이뛰어나도록수차례의실험을걸쳐최적화된상기고분자층은폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아미드 6, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리-4-메틸 -1-펜텐, 폴리부틸렌, 폴리펜타디엔, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-프로필렌공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌터폴리머, 폴리옥사졸린, 폴리에필렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈또는그들의유도체중적어도어느하나를사용하는것이바람직하다. 타고분자재료의경우에는중공이적절한크기로형성되지않으며, 중공형성시내구성이급격히저하되는문제가있다. 다음으로, 복사열차단나노입자 (30) 는상기고분자층 (20) 내부에존재하거나상기고분자층 (20) 외부에적층된전도성고분자, 반도체산화물또는페로브스카이트 (Perovskite) 구조산화물중적어도하나로구성된다. 이는복사열을 90% 이상확실하게차단하기위해상기와같이본발명에서개발한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용하여제조된다. 도 1에나타난바와같이, 복사열차단나노입자 (30) 는상기고분자층 (20) 과같이혼합되어하이브리드화됨으로써고분자층 (20) 내부에분산된형태로존재하거나도 2에나타난바와같이, 고분자층 (20) 의외부에서별 - 8 -

9 도의층을이루는형태로적층되어존재할수있다. 어느방식으로존재해도종래보다월등히우수한열차단 효과를나타내나, 입자의크기가작은도 1 의형태가더열차단효과가우수하다. [0045] [0046] [0047] [0048] 복사열차단나노입자 (30) 의구성성분및그효과는상기투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물에서설명한바와같다. 상기복사열차단나노입자 (30) 에는 UV를 99% 이상완전히차단하기위하여, 이산화티탄 (TiO2), 산화아연, 규산마그네슘, 산화마그네슘또는카올린중적어도하나를더포함하는것이바람직하다. 상기본발명의나노입자만으로도 UV를상당부분차단할수있으나, 열효율의 10% 가량영향을미치는 UV를 99% 이상완전히차단함으로써, 열차단효과를더높이기위해상기와같은 UV차단물질을복사열차단나노입자 (30) 에첨가하는것이다. 또한, 상기고분자층 (20) 내부에존재하거나상기고분자층 (20) 외부에적층된, 공기층이형성된규산을포함하는무기계중공입자를더포함하는것이바람직하다. 상기복사열차단나노입자 (30) 와같이위치하면서상기중공 (10) 의전도열차단효과를극대화시키기위해무기 (inorganic) 계중공입자를추가로혼합하는것이다. 이러한무기계중공입자는포함되지않아도상기본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자는중공 (10) 으로인해전도열을상당부분차단하나, 추가적인전도열차단을위해, 내부에공기층이형성된무기계중공입자를추가로첨가하여상기중공 (10) 의전도열차단과같은원리로전도열을차단한다. [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] 이하 < 표 1> 에서는본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자 ( 실시예1,2,3) 와종래사용되는열차단필름 ( 비교예1,2) 의열차단특성, 즉, i) 열관류율, ii) 열선차단율, iii) 가시광선투과율, iv) UV 차단율을비교하였다. 전체적인열차단성능은 UV 차단율이 10% 가량이며, 나머지 3항목은모두 30% 가량의비중을가진다. 여기서, 실시예 1은본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을혼합하여제조한유기복합나노입자로제조된열차단필름, 실시예 2는도 1에나타난바와같은, 본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조로제조된열차단필름, 실시예 3은도 2에나타난바와같은, 본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물을이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조로제조된열차단필름이다. 또한, 비교예 1은시판중인 3M사의열저항필름이고, 비교예 2는시판중인일본크리스탈본드사의열저항필름이다. 여기서, 열관류율은 KS L2525 시험규격, 열선차단율은 JIS K7350 시험규격, 가시광선투과율은 JIS K7105 시험규격, UV차단율은 JIS K 7105 시험규격으로측정되었다. 또한, 열관류율은다음과같은공식을통해계산되었다. [0054] [0055] [0056] 열관류율 = (1 / 열저항 ) = ( 열전도율 / 두께 ) 열전도율 = ( 두께 / 열저항 ) 열저항 = ( 실내표면열전달저항 + 재료의두께 / 재료의열전도율 ) [0057] 열관류율 (U-value) (Kcal/m 2 hr ) 열선차단율 (IR cut.) (%) 표 1 가시광선투과율 (VLT) 실시예 실시예 (%) UV 차단율 (UV cut.) 실시예 비교예 비교예 (%) - 9 -

10 [0058] [0059] [0060] [0061] 상기 < 표 1> 의실험결과에나타난바와같이, 본발명에해당하는실시예 1,2,3의경우에는열저항성능이종래의비교예 1,2에비해월등히우수한것을알수있다. 특히본발명의나노입자구조를이용한실시예 2,3은실시예 1에비해서도우수한열저항성능을보여주고있는바, 본발명의투명열차단기능을갖는유기복합나노입자조성물뿐만아니라, 이를이용한투명열차단기능을갖는유기복합나노입자구조또한우수한발명임을알수있다. 또한, 상기실험결과에나타난바와같이, 본발명의유기복합나노입자를이용해제조된열저항필름은종래기술에비해제조공정이단순하고경제성이있으면서도열저항성능이종래보다우수하여, 해당기술분야에서새로운개념을이용한획기적인에너지절감소재로다양한분야에적용될수있음을알수있다. 이상에서본발명의바람직한실시예를설명하였으나, 본발명은다양한변화와변경및균등물을사용할수있다. 본발명은상기실시예를적절히변형하여동일하게응용할수있음이명확하다. 따라서상기기재내용은하기특허청구범위의한계에의해정해지는본발명의범위를한정하는것이아니다. [0062] 부호의설명 10: 중공 20: 고분자층 30: 복사열차단나노입자 도면 도면

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(72) 발명자 이상국 경기도용인시수지구상현 1 동 843 현대성우 5 차 APT 101 동 1701 호 이민혜 서울특별시성동구살곶이길 176, 101 동 306 호 ( 사근동, 사근동벽산아파트 ) 이경민 부산광역시영도구신선동영광그린파크 1403 호 이차은 충청북도청주

(72) 발명자 이상국 경기도용인시수지구상현 1 동 843 현대성우 5 차 APT 101 동 1701 호 이민혜 서울특별시성동구살곶이길 176, 101 동 306 호 ( 사근동, 사근동벽산아파트 ) 이경민 부산광역시영도구신선동영광그린파크 1403 호 이차은 충청북도청주 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2012년03월09일 (11) 등록번호 10-1116390 (24) 등록일자 2012년02월07일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B32B 27/06 (2006.01) B32B 27/18 (2006.01) B32B 9/00 (2006.01) (73) 특허권자한국생산기술연구원충청남도천안시서북구입장면홍천리