KR100773135B1

KR100773135B1 - 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법

Info

Publication number: KR100773135B1
Application number: KR1020060131947A
Authority: KR
Inventors: 오동근
Original assignee: (주)디피아이 홀딩스
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2007-11-02

Abstract

자동차 중도용 수용성 도료는 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%, 폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%, 알키드 수지 10 내지 20 중량%, 경화제 5 내지 15 중량%, 안료 10 내지 20 중량% 및 여분의 물을 포함한다. 이로써, 외관 및 기계적 물성이 우수할 뿐 아닐라, 친환경적인 자동차 중도용 수용성 도료를 제공한다.

Description

수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법{Aqueous paint and method of forming paint layer using the same}

본 발명은 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외관 및 기계적 물성이 우수한 자동차 중도용 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법에 관한 것이다.

고도의 산업화는 인간에게 실생활의 윤택함을 제공하고 있다. 현대 사회에서 자동차는 생활의 필수품이 되어가면서 기술적 성장과 더불어 대량 생산화가 되고 있다. 이에 따라, 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound; VOC)의 배출이 급격하게 증가하게 되었다.

최근에 유럽 및 선진국에서는 휘발성 유기 화합물의 사용을 적극 제한하고 있으며, 이를 사용한 제품에 대한 제재 조치를 가하고 있는 실정이다. 일반적으로, 상기 휘발성 유기 화합물은 상온에서 쉽게 휘발하는 특성이 있으므로, 기체 상태로 존재시, 대기환경 중에 자연적으로 발산되어 대기 오염 등의 중요한 원인이 되고 있다. 또한, 상기 휘발성 유기 화합물은 생체독성 및 화학 반응성을 내재하여 오존층 파괴, 온실효과 및 악취 발생 등의 원인을 제공하므로 심각한 환경파괴를 일으 킨다.

특히, 자동차 도료는 외관 뿐 아니라, 환경에 대한 중요한 명제 이외에 국가경제와 시장에 미치는 파급효과가 매우 크다. 따라서, 휘발성 유기 화합물에 대한 배출 규제 정책으로 인해, 환경 보존 및 작업장의 환경 개선 측면에서 자동차 도료를 수성화라는 연구가 활발히 진행되고 있다.

자동차 도장 공정은 하도 공정, 중도 공정 및 상도 공정의 다층 도장 공정을 수행한다. 이들 중, 하도 공정에 사용되는 전착도료 및 상도 공정에 사용되는 상도베이스코트에는 수성도료가 사용되고 있지만, 중도 공정에 사용되는 중도도료는 유성 도료 조성물을 사용하고 있는 실정이다.

기존의 중도 도료는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 유기 용제 등이 주로 사용되었으며, 이는 외관 및 부착성, 안정성, 내충격성, 내한칩핑성 등의 기계적 물성이 우수하다. 하지만, 전술한 바와 같이, 유기 용제를 포함하는 도료는 휘발성 유기 화합물을 배출함으로써, 환경 오염의 주범이 된다. 따라서, 상기 중도 도료를 대체할 수 있는 친환경적인 수용성 도료가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 외관 및 기계적 물성이 뛰어난 동시에 친환경적인 수용성 도료를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 도료를 이용한 도막 형성 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 수용성 도료는 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%; 폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%; 알키드 수지 10 내지 10 중량%; 경화제 5 내지 15 중량%; 안료 10 내지 25 중량%; 및 여분의 물을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 입자 및 제2 입자는 100 내지 300nm의 크기를 갖고, 상기 제1 입자와 제2 입자는 1 : 1.1 내지 3의 크기 비를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 폴리에스테르 수지는 고형분 함량이 30 내지 60 중량%이고, 산가가 4 내지 7mgKOH/g이고, 수평균 분자량이 8000 내지 15000일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 폴리에스테르 수지 중 글리콜 성분은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4부틸렌 글리콜, 1.6헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메탄올 등을 포함하고, 상기 폴리에스테르 수지 중 산 성분은 아디프산, 이소프탈산, 이소프탈릭산, 아젤라익산, 세바스산, 테레프탈산, 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드 및 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 폴리우레탄 수지는 입자크기가 100 내지 300nm이고, 고형분 함량이 30 내지 50 중량% 이고, 산가가 15 내지 30mgKOH/g이고, 수평균 분자량이 8000 내지 15000일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 경화제는 메틸화멜라민 경화제 및 부틸화멜라민 경화제를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 도료는 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제 및 습윤제를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 도막 형성 방법은, 우선, 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%, 폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%, 알키드 수지 10 내지 20 중량%, 경화제 5 내지 15 중량%, 안료 10 내지 20 중량%, 및 여분의 물이 혼합된 수용성 도료를 제조한다. 다음에, 상기 도료를 대상체에 코팅하여, 경화한다.

본 발명에 따라, 자동차 중도용 도료로서, 상이한 입자를 갖는 폴리에스테르 수지를 포함하는 수용성 도료를 이용함으로써, 기존의 유성 도료와 동일한 우수한 외관 및 기계적 물성을 가질 수 있다. 또한, 친환경적인 수용성 도료로서, 유기 용제의 배출을 최소화할 수 있으므로 작업자의 건강 및 작업장의 환경을 개선시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법에 대하여 상세하게 설명하겠지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

수용성 도료

본 발명에 따른 수용성 도료는 자동차 중도용 도료로서, 기존의 유성 도료 사용시, 자극적인 유기 용제 사용으로 인하여 작업자들의 건강을 저해하고, 휘발성 유기 화합물의 배출로 인하여 환경 오염을 일으키는 문제점을 해결하고자 한다. 즉, 기존의 유성 도료의 이점인 외관 및 기계적 물성의 우수함을 동시에 가질 뿐 아니라, 휘발성 유기화합물의 배출을 최소화할 수 있는 환경 친화적인 수용성 도료를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수용성 도료는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 알키드 수지, 경화제, 안료 및 물을 포함한다.

상기 수용성 도료에 포함되어 있는 폴리에스테르 수지는 제1 입자 를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 병용하여 사용할 수 있다. 여기서, 상이한 입자 크기를 갖는 2종의 폴리에스테르 수지를 이용함으로써, 전착조도 은폐성, 레벨링성 및 팝핑(poping)현상을 방지할 수 있다.

상기 제1 입자 및 제2 입자의 크기가 약 100nm 미만이면, 입자크기에 따른 외부에너지로 인해, 도막 내에 균일하게 분산되기가 어려워지므로, 충격성 및 내한찹팡성이 저하된다. 또는, 크기가 약 300nm를 초과하면, 제1 폴리에스테르 수지 및 제2 폴리에스테르 수지의 점성거동이 불량해지므로, 블렌딩이 어려워지므로 레벨링성이 저하된다. 따라서, 상기 제1 입자 및 제2 입자의 크기는 100nm 내지 300nm인 것이 바람직하다.

상기 제1 입자 및 제2 입자는 약 1 : 1.1 내지 3의 크기 비를 갖는다. 이는, 제1 입자 및 제2 입자의 크기의 범위인 100nm 내지 300nm를 만족할 수 있는 크기 비이고, 이로 인한 효과도 동일하다.

단, 입자 및 폴리에스테르 수지를 "제1" 및/또는 "제2"로 언급한 것은 입자 및 폴리에스테르 수지를 한정하기 위한 것이 아니라 단지, 각 입자 및 폴리에스테르 수지를 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1" 및/또는 "제2"는 각 입자 및 폴리에스테르 수지에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.

상기 수용성 도료의 총 중량에 대하여, 상기 폴리에스테르 수지가 약 20 중량% 미만이면, 도막 향성 능력 저하에 따른 도료 안정성 및 기계적 물성이 불량해지고, 상기 폴리에스테르 수지가 약 55 중량%을 초과하면, 상대적으로 안료의 함량이 감소하게 되므로, 전착조도 은폐성이 불량해진다. 따라서, 상기 수용성 도료는 20 내지 60 중량%의 폴리에스테르 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 수지의 고형분 함량이 약 30 중량% 미만이면, 도료의 저점도화로 인한 도막형성 저하로 인해, 기계적 물성이 저하되고, 고형분 함량이 약 60 중량%를 초과하면, 점성제어가 저하되어, 도장 작업성이 저하된다. 또한, 상기 폴리에스테르 수지의 산가가 약 4mgKOH/g 미만이면, 수용성 수지와의 적합성이 저하될 뿐 아니라, 도막이 불투명해지고, 산가가 약 7mgKOH/g을 초과하면, 친수성이 강화되어 내수부착성이 저하된다. 더구나, 상기 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량이 약 8000 미만이면, 안정성 및 부착성이 불량해지고, 수평균 분자량이 15000을 초과하면, 작업성이 떨어진다. 따라서, 상기 폴리에스테르 수지는 고형분 함량 이 30 내지 60중량%이며, 산가는 4 내지 7mgKOH/g이며, 수평균 분자량은 8000 내지 15000인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 수지는 글리콜 및 산을 탈수 축합 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지 중 글리콜 성분으로서는 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4-부틸렌 글리콜, 1.6-헥산디올, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 수지 중 산 성분은 아디프산, 이소프탈산, 이소프탈릭산, 아젤라익산, 세바스산, 테레프탈산, 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 수용성 도료의 총 중량에 대하여, 상기 폴리우레탄 수지가 약 5 중량% 미만이면, 부착성, 내충격성 및 내한칩핑성이 불량해지고, 상기 폴리우레탄 수지가 약 15 중량%을 초과하면, 상대적으로 안료의 함량이 감소하게 되므로, 전착조도 은폐성이 불량해진다. 따라서, 상기 수용성 도료는 5 내지 16 중량%의 폴리우레탄 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄 크기가 약 100nm 미만이면, 도막의 유연성이 저하됨에 따라, 충격성 및 내합칩핑성이 불량해지고, 크기가 약 300nm를 초과하면, 폴리에스테르 수지와의 블렌딩이 어려워져, 레벨링성이 저하된다. 상기 폴리우레탄 수지의 고형분 함량이 약 30 중량% 미만이면, 도막형성 저하로 인해, 기계적 물성이 저하되 고, 고형분 함량이 약 50 중량%를 초과하면, 점성제어가 어려워지므로, 도장 작성성이 저하된다. 상기 폴리우레탄 수지의 산가가 약 15mgKOH/g 미만이면, 수용성 수지와의 적합성이 저하될 뿐 아니라, 도막이 불투명해지고, 산가가 약 30mgKOH/g을 초과하면, 친수성이 강화되어 내수부착성이 저하된다. 또한, 상기 폴리우레탄 수지의 수평균 분자량이 약 8000 미만이면, 안정성 및 부착성이 불량해지고, 수평균 분자량 약 15000을 초과하면, 작업성이 떨어진다. 따라서, 상기 폴리우레탄 수지는 입자크기가 100 내지 300nm이며, 고형분 함량은 30 내지 50 중량%이며, 산가는 15 내지 30mgKOH/g이며, 수평균 분자량은 8000 내지 15000인 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄 수지는 Neorez사의 R-961을 사용할 수 있다. 이는 단독으로 사용할 수 있다.

상기 수용성 도료에 포함되어 있는 알키드 수지는 안료를 분산시키는 역할을 한다. 상기 알키드 수지는 SYNTHOPOL CHEMIE사의 SYNTHALAT DRS 03-256를 포함할 수 있다.

상기 수용성 도료의 총 중량에 대하여, 상기 알키드 수지가 약 10 중량% 미만이면, 안료 분산시, 습윤성이 불량해지고, 상기 알키드 수지가 약 20 중량%을 초과하면, 내수성, 건조성 및 내충격성이 불량해진다. 따라서, 상기 수용성 도료는 10 내지 20 중량%의 알키드 수지를 포함한다.

상기 수용성 도료에 포함된 경화제는 고온 소부시 황변 등의 문제가 있는 이소시아네이트계 경화제 보다는 멜라민계 경화제가 적합하다. 상기 멜라민계 경화제 중에서도 부틸화멜라민의 경우는 경도가 우수한 정점이 있는 반면에 반응성이 떨어 지는 단점이 있다. 또한, 메틸화멜라민의 경우는 반응성 및 가공성은 우수하나 경도가 취약한 단점이 있다. 따라서, 상기 경화제는 부틸화멜라민 및 메틸화멜라민을 병행하여 사용함으로써, 경도 및 반응성의 문제를 해결할 수 있다.

상기 수용성 도료의 총 중량에 대하여, 상기 경화제가 약 5 중량% 미만이면, 경도 및 반응성이 저하되고, 상기 경화제가 약 15 중량%을 초과하면, 열저장성 및 부착성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 수용성 도료는 5 내지 15 중량%의 경화제를 포함한다.

상기 수용성 도료에 포함되어 있는 안료는 무기안료, 유기안료 등을 사용할 수 있다. 상기 도료 조성물의 총 중량에 대하여, 상기 안료가 약 10 중량% 미만이면, 중도외관 및 최종외관이 불량해지고, 상기 안료가 약 20 중량%을 초과하면, 도료 안정성 및 안료 분산성이 불량해진다. 따라서, 상기 수용성 도료는 10 내지 20 중량%의 안료를 포함한다.

상기 수용성 도료에 포함되어 있는 물은 유기 용제를 대체하는 주용제로서, 친환경적인 수용성 도료를 제공하는 역할을 한다. 상기 물의 예로서는, 탈이온수 및 순수 등을 들 수 있다.

상기 수용성 도료는 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제 및 습윤제를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 수용성 도료의 외관 및 기계적 물성을 부가적으로 향상시키는 역할로서, 구체적인 함량에 대해서는 언급하지 않는다.

상기 증점제는 도료 조성물의 점도를 높여 흐르는 것을 방지하는 역할을 한 다. 상기 증점제는 회합형 우레탄 증점제 및 클레이계 중점제를 병행하여 사용함으로써, 수직 방향으로 흐르는 문제를 해결할 수 있다. 상기 조용제는 친수성 용제로서, 에틸렌글리콜 모노 부틸에테르를 사용할 수 있다. 상기 소포제 및 탈포제는 유해한 기포가 발생하는 것을 억제하는 역할을 하며, Air Product사의 S-104E 또는 Tego사의 Airex 901를 사용할 수 있다. 상기 습윤제는 주용제로 물을 사용함에 따라, 온도 및 습도에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 이를 방지하는 역할을 하며, BYK-Chemie사의 BYK-346을 사용할 수 있다.

도막 형성 방법

먼저, 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%, 폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%, 알키드 수지 10 내지 20 중량%, 경화제 5 내지 15 중량%, 안료 10 내지 20 중량% 및 여분의 물이 혼합된 수용성 도료를 제조한다. 여기서, 상기 수용성 도료에 대한 구체적인 내용은 위에서 상세히 설명하였으므로, 중복을 피하기 위해 생략한다.

이어서, 상기 도료를 대상체에 균일한 두께를 갖도록 스프레이 방식 등을 이용하여 코팅한다. 이후, 상기 코팅된 도료를 경화하여, 외관 및 안정성, 부착성, 내한칩핑성 등 기계적 물성이 우수한 도막을 형성한다.

이하, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다.

<실시예 1>

용기에 물(탈이온수) 30g, 폴리 우레탄 수지(R-961) 70g, 알키드 수지(DRS-03-256) 100g, 소포제(S-104E) 5g, 탈포제(Airex 901W) 5g, 안료(Barice B-30, TiO2R-820, Tarc LMR-100, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노 부틸에테르) 10g를 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서, 교반하였다.

상기 교반으로 형성된 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 됨을 확인한 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지1 100g와 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지2 300g, 경화제(Cymel 327, Luwipal 052) 70g 및 물(탈이온수) 70g를 투입하고, 충분히 교반하였다.

이어서, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 클레이 증점제) 50g를 투입하여, 작업점도 50~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 수용성 도료를 수득하였다.

<실시예 2>

상기 교반으로 형성된 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 됨을 확인한 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지1 200g와 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지2 200g, 경화제(Cymel 327, Luwipal 052) 70g 및 물(탈이온수) 70g를 투입하고, 충분히 교반하였다.

<실시예 3>

상기 교반으로 형성된 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 됨을 확인한 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지1 300g와 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합 반응으로 얻어진 폴리에스테르 수지2 100g, 경화제(Cymel 327, Luwipal 052) 70g 및 물(탈이온수) 70g를 투입하고, 충분히 교반하였다.

이어서, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 클레이 증점제) 50g를 투입하여, 작업점도 50~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 수용성 도료를 수득하 였다.

<비교예>

디피아이 홀딩스사의 DVD-8423 L/gray surfacer를 사용하였다.

[표 1]

물성 실험 평가

물성 실험을 하기 위하여 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조한 수용성 도료를 준비하였다. 자동차용 도료 시험용 도장 시편에 하부 도막으로 양이온 전착도 료(디피아이 홀딩스사의 KED-2000 Gray)를 도장하였다. 상기 하도 도막 상에 중도 도막으로 상기 수용성 도료를 약 150℃ 온도 및 상대 습도 70%의 조건 하에서 약 25분 동안 경화시켜 형성하였다. 이후, 상도 베이스와 상도 클리어 도료를 피복하여 상도 도막을 형성하였다. 상기 중도 도막은 약 20 내지 40㎛, 상기 상도 베이스는 약 10 내지 30㎛ 및 상기 상도 클리어 도료는 약 30 내지 60㎛가 되도록 도장하였다.

각 물성 실험 방법은 아래와 같다.

1.도료 안정성 평가

포드컵 #4를 이용하여 저장 전 및 후의 점도 변화를 측정하였다. 사익 점도 변화가 약 -20% 내지 +20의 범위 내인지를 확인하였다.

2. 분산 안정성 평가

헤그만 분쇄 게이지(Hegman grinding gauge)를 이용하여 분산 입도를 측정하였다. 상기 분산 입도가 약 5㎛이하인지를 확인하였다.

3. 중도 외관

하도 도막을 도장하기 전에, 경화된 중도 도막의 광택 및 맑기 정도를 육안으로 확인하였다.

4. 최종 외관

Wave-scan DOI를 이용하여 도장 표면의 구조 스펙트럼(structure spectrum)을 분석함으로써, 표면 굴곡의 크기 및 외관 품질을 측정하였다.

5. 부착성

2mm 크로스 컷을 약 100개 제작하여 테이프를 이용하여 떼어낸 후, 박리되는 면이 있는지를 측정하였다.

6. 내충격성

Dupont사의 충격기를 사용하여 약 300g의 추를 사용할 경우, 약 40cm이상의 높이에서 충격을 가했을 경우, 충격이 있는지를 측정하였다.

7. 내수부착성

약 40 내지 50℃의 온수에서 시편을 약 10일간 침적한 후, 도막의 이상 유무를 육안으로 확인하였다.

8. 내한칩핑성

약 -40℃에서 약 30시간 동안 방치시킨 후, 약 50g의 칩핑스톤을 사용하여 약 4bar의 압력으로 가격함으로써, 손상여부를 확인하였다.

9. 작업성

도장기 작업시, 도장면의 흐름 정도를 육안으로 확인하였다.

10. 팝핑

도장 후, 도막 상의 팝핑 개수를 확인하였다.

11. 중도 평활성

피지디(portable gloss distinctiveness: PGD) 측정기를 이용하여 선영성을 측정하였다. 피지디 수치가 수평 0.9 이상 및 수직 0.7 이상인지를 확인하였다.

[표 2]

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예
도료안정성	○	○	○	○
분산안정성	○	○	○	○
중도외관	○	◎	○	○
최종외관	67	69	65	65
부착성	◎	◎	◎	◎
내충격성	○	○	○	○
내수부착성	○	○	○	○
내한칩핑성	◎	○	○	◎
작업성	○	○	○	○
팝핑	◎	◎	◎	○
중도평활성	○	○	△	△

<평가 기준> ◎ : 우수, ○ : 양호, △ : 보통, × : 불량

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 실시예 1 내지 3의 수용성 도료는 외관 및 부착성, 안정성, 내충격성, 내한칩핑성 등의 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 상이한 입자를 가지는 2종의 폴리에스테르 수지를 이용함으로써, 팝핑 현상을 우수하게 방지할 수 있다. 따라서, 친환경적인 수용성 도료로서, 기능적인 측면에서 기존의 유성 도료 조성물을 대체할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수용성 도료는 상이한 입자크기를 갖는 2종의 폴리에스테르 수지를 포함하여, 외관 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 기존의 유성 도료 조성물을 대체함으로써, 친환경적일 뿐 아니라, 우수한 물성을 가지는 수용성 도료를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다

Claims

제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%;

폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%;

알키드 수지 10 내지 20 중량%;

경화제 5 내지 15 중량%;

안료 10 내지 20 중량%; 및

여분의 물을 포함하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 제1 입자 및 제2 입자는 100 내지 300nm의 크기를 갖고, 상기 제1 입자와 제2 입자는 1 : 1.1 내지 3의 크기 비를 갖는 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 고형분 함량이 30 내지 60 중량%이고, 산가가 4 내지 7mgKOH/g이고, 수평균 분자량이 8000 내지 15000인 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 중 글리콜 성분은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4부틸렌 글리콜, 1.6헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올 및 사이클로헥산디메탄올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 폴리에스테르 수지 중 산 성분은 아디프산, 이소프탈산, 이소프탈릭산, 아젤라익산, 세바스산, 테레프탈산, 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드 및 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 수지는 입자크기가 100 내지 300nm이고, 고형분 함량이 30 내지 50 중량% 이고, 산가가 15 내지 30mgKOH/g이고, 수평균 분자량이 8000 내지 15000인 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 경화제는 메틸화멜라민 경화제 및 부틸화멜라민 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1항에 있어서, 상기 도료는 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제 및 습윤제를 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도료.
제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 수지 20 내지 55 중량%; 폴리우레탄 수지 5 내지 15 중량%; 알키드 수지 10 내지 20 중량%; 경화제 5 내지 15 중량%; 안료 10 내지 20 중량%; 및 여분의 물이 혼합된 자동차 중도용 수용성 도료를 제조하는 단계; 및

상기 도료를 대상체에 코팅하여 경화하는 단계를 포함하는 도막 형성 방법.