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에너지 절약과 장수명화를 위한 열 제어 코팅재의 개발

전문가 제언: ○ 근년에 화석연료나 지구 온난화 등의 문제로서 열에너지를 유효하게 활용을 위한 다양한 에너지 절약기술이 개발되어왔다. 그 중에서도 여름철 냉방 효율화를 위해, 태양광의 열을 차단하는 차열(thermal barrier)코팅이나 필름 개발이 특히 진보되고 있다. 한편, 전자기기가 보다 고성능화가 진전되어 열이 쉽게 방열(thermal radiation)되기 때문에 방열 문제가 클로즈업되어 왔다.

○ 최근에는 열전도만 아닌 차열(열반사, 열흡수)이나 방열(열복사), 더욱이 단열이나 대류도 활용하여 종합적으로 열 제어가 점점 중요하게 되었다. 이 기고는 차열 코팅재와 방열성 코팅재에 관해서 필름을 포함하여 설명하고, 또한 개발한 투명 방열 코팅재에 관해서 소개하였다.

○ 차열 코팅재는 수지와 굴절율 차이가 큰 산화티타늄 필러를 복합한 코팅재가 있다. 최근에 굴절율이 다른 2종류의 고분자 필름을 교호로 적층하여 근적외 영역만으로 큰 반사를 끌어내었고, 복사율이 큰 나노 필러를 균일 분산 등 다양한 방법이 고안되고 있다. 방열 코팅재는 열의 흐름을 컨트롤하는 재료로서 흑색이나 백색 코팅재 뿐만 아니라 파장선택의 코팅이나 투명 코팅재가 개발되고 있다. 또한 세라믹 나노입자를 분산시켜 높은 투명성과 약 0.9의 큰 열복사율을 양립한 투명 방열 코팅재를 개발하였다.

○ 현재 일본, 미국 등에서는 범국가적 에너지 삭감 대책으로 건물 및 체육관 등에 차열 도료로 도장을 하기 시작하였다. 또한 방열 재료나 방열 코팅재는 소형 전자부품, 전자회로 및 자동차, LED 조명 등에서 방출되는 열을 분산시켜 일정 온도 이하로 제어하는 것이 매우 중요하다.

○ 이들 열 제어재료의 핵심기술은 에폭시수지 등의 분자설계 및 합성기술에 의한 나노구조 제어 및 복합화 기술, 금속산화물, 세라믹계 나노 필러의 개발과 고충전 및 분산 등의 물성향상을 위한 기술이 요구된다. 이들 재료는 앞으로 큰 수요로 성장될 것으로 전망되므로 국내에서도 산학연 공동연구를 통해 이들 산업분야의 요구에 맞는 제품 특성을 가진 다양한 그레이드의 기술개발을 위해 총력을 기우릴 필요가 있다.

저자: Yasuyuki AGARI
자료유형: 학술정보