KR100987187B1 - 자외선 경화형 분체도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자외선 경화형 분체도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 속경화가 가능한 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료를 각각 제조하여 적절한 비율로 혼합한 분체도료 조성물을 아이알(IR) 조사기와 유브이(UV) 조사기에서 차례로 경화시키는 것으로, 상기 경화되는 속도의 차이로 광택조절이 용이하여 반광형의 도료 제조가 가능하고, 외관이 우수할 뿐만 아니라 칼라코팅 및 두꺼운 도막에서 부착성, 유연성, 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성 및 내약품성이 우수하여 목재, 엠디에프(MDF), 플라스틱 소재와 각종 철구조물 가전제품 케이스 및 사무 기기류 등의 산업용품에 널리 이용 가능한 반광용 자외선 경화형 분체도료 조성물에 관한 것이다.
열경화형 분체도료, 자외선 경화형 분체도료, 반광형, 분체도료

Description

자외선 경화형 분체도료 조성물{UV CURABLE POWDER COATING COMPOSITION AND THEREOF}
본 발명은 자외선 경화형 분체도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 속경화가 가능한 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료를 각각 제조하여 적절한 비율로 혼합한 분체도료 조성물을 아이알(IR) 조사기와 유브이(UV) 조사기에서 차례로 경화시키는 것으로, 상기 경화되는 속도의 차이로 광택조절이 용이하여 반광형의 도료 제조가 가능하고, 외관이 우수할 뿐만 아니라 칼라코팅 및 두꺼운 도막에서 부착성, 유연성, 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성 및 내약품성이 우수하여 목재, 엠디에프(MDF), 플라스틱 소재와 각종 철구조물 가전제품 케이스 및 사무 기기류 등의 산업용품에 널리 이용 가능한 반광용 자외선 경화형 분체도료 조성물에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 도료 중에서 유기 용제를 전혀 포함하지 않는 100 % 고형분인 분체도료는 용제형 도료에 비해 뛰어난 도막물성과 1회 도장으로 두꺼운 도막(이하 후도막)화가 가능하고 공해성 폐기물의 발생이 거의 없어 폐수처리 시설이 필요 없고, 또 용제를 사용치 않으므로 청소가 용이하여 청결한 환경을 유지할 수 있다는 많은 장점으로 인해 지난 20년간 약 10 % 이상의 높은 성장을 지속하여 왔다.
이와 같은 장점에도 불구하고 분체도료가 선결해야 할 몇가지 문제가 있는데, 그중 하나가 경화온도가 높다는 것이다. 일반적으로 기존의 분체도료 제품들은 160 ∼ 220 ℃의 고온에서 경화되므로 150 ℃ 이하에서 경화되는 용제 도료에 비해 높은 에너지 비용이 소요되고, 작업자의 환경이 열악해질 뿐만 아니라 열에 민감한 나무, 플라스틱 소재 등에는 적용이 곤란한 문제가 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 가진 기존의 열경화 방식의 분체도료의 대안으로 자외선 경화 방식으로 제조된 자외선 경화형 분체도료의 관심이 고조되고 있다.
상기한 자외선 경화형 분체도료는 저온 경화가 가능하기 때문에 저온 경화가 요구되는 하는 목재, 엠디에프(MDF), 플라스틱 소재와 각종 철 구조물의 가전제품 케이스 및 사무 기기류 등의 각종 소재에 폭넓게 사용될 수 있다.
그러나 일반적인 자외선 경화형 분체 도료의 경우 그 경화방식이 가진 특성으로 인한 광택조절의 문제로 반광 및 무광도료를 제조하는데 어려움이 있다. 즉 자외선 경화형 분체 도료는 자외선에 의해 순간적인 라디칼 반응으로 경화되는 시스템이므로 도료의 광택 조절이 어렵다는 것이다.
일반적인 분체도료의 소광방법으로는 첫째 소광제를 도입하는 방법 널리 사용되고 있는데, 상기의 경우 도료가 용융 상태를 장시간 유지하여야만 소광효과를 기대할 수 있으나 상기의 자외선 경화 시스템과 같이 순간적인 경화반응에서는 소 기의 소광효과를 기대하기 어렵다.
둘째로 반응성 및 점도 차이가 큰 2 종의 도료를 드라이 블랜딩하는 방법 또는 반응성이 현격히 차이가 나는 2 종의 경화제를 혼용하는 방법이 있는바, 이러한 모든 방법은 분체도료 조성물내에서 반응속도의 차이를 부여하여 표면에 요철구조를 형성함으로서 광택을 저하(조절)하게 된다. 그러나 자외선 경화형 분체도료에 있어서는 광개시제가 라디칼을 형성하여 수초안에 경화반응이 완결되므로, 상기한 경화제 및 점도차이에 의한 소광이 사실상 불가능하다.
상기와 같이 종래의 자외선 경화형 분체도료에서 단점으로 지적되고 있는 광택조절의 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 본 발명자들은 속경화가 가능한 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료를 적절한 비로 혼합하여 분체도료 조성물을 제조하고, 이를 아이알 조사기로 용융시켜 열경화 시킨 후 유브이 조사기에서 라디칼 반응에 의해 자외선 경화를 시키는 속도차를 이용하여, 광택조절이 가능하게 되었다.
또한 혼합된 상기 경화과정에서 유브이가 미치지 못하는 부분은 열경화형 분체도료에 의한 경화가 일어나므로, 유브이에 의해서만 경화되는 종래의 자외선 경화형 분체도료에 비하여, 후도막에서의 물성이 크게 개선된다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 종래의 자외선 경화형 분체도료와는 달리 자외선 경화형 분체도료에 열경화형 분체 도료를 일부 혼합하여 저온 경화가 가능하고 광택조절이 용이하여 외관이 우수할 뿐만 아니라 특정 칼라코팅 및 후도막에서 부착성, 유연성, 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성 및 내약품성이 우수한 자외선 경화형 반광 분체도료 조성물 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 자외선 경화형 분체도료 조성물에 있어서,
열경화형 분체 도료와 자외선 경화형 분체 도료가 1 : 9 ∼ 3 : 7 의 중량비로 혼합된 자외선 경화형 분체도료 조성물을 그 특징으로 한다.
또한 상기 제조된 분체도료 조성물은 도장된 후 130 ∼ 150 ℃ × 5 ∼ 10분 동안 아이알(IR) 조사기를 이용하여 열경화한 후, 유브이(UV) 경화기에서 1500 mJ/㎠의 조사량을 받는 자외선 경화의 조건에서 광택도가 30 ∼ 50 %인 특성을 갖는 반광형인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 자외선 경화형 분체 도료와 속경화가 가능한 열경화형 분체도료를 일정 중량비로 혼합한 분체 도료 조성물로서, 이를 아이알 조사기 통과시켜 열경화 도료가 반응하여 도막을 형성하고 그 후에 유브이 조사기에서 자외선 경화 도료가 라디칼 반응되는 반응속도 차이를 이용하여 제조된 반광용 자외선 경화형 분체 도료는 광택 조절이 용이하여 외관이 우수할 뿐만 아니라 특정칼라코팅 및 후도막에서 부착성, 유연성, 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성 및 내약품성이 우수한 것이 다.
본 발명에서 사용한 속경화가 가능한 열경화형 분체도료는 카르복실기를 가진 폴리에스테르계와 에폭시계 및 폴리에스테르-에폭시 하이브리드계 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 카르복실기를 가진 폴리에스테르계는 카르복실 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 당량이 70 ∼ 120인 글리시딜기를 가지는 경화제 6 ∼ 9 중량부, 경화촉매 0.4 ∼ 1 중량부, 소광제 3 ∼ 7 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부로 구성된 것이 사용될 수 있다.
상기 카복실기를 가진 폴리에스테르 수지는 산값이 30 ∼ 60 mg KOH/g 이고, 용융점도는 20 ∼ 50 poise(200 ℃, I.C.I 점도계), 유리전이온도는 50 ∼ 70 ℃(DSC), 연화점은 100 ∼ 130 ℃(메틀러 에프피-83) 중량평균분자량은 6,000 ∼ 10,000인 것이 사용될 수 있다. 상기 조건을 만족하는 카르복실 폴리에스테르 수지는 예를 들면 시중에 유통되는 상품명 올레스터 C.N.F 33114, 33121, 36520, 0001, 0008, 33176 (금강고려화학), 우라락피-7300, 3600, 2400, 6600, 7304 (DSM사), 크릴코트-3301, 320, 630 및 632 (UCB사)등이 사용 될 수 있다.
상기 글리시딜기를 가진 경화제로는 당량이 70 ∼ 120이고 관능기가 2 ∼ 4개인 것으로서, 예를 들면 트리글시딜 이소시아 뉴레이트(예; 피티 810, 시바가이기사) 및 디글리시딜 텔레프탈레이트와 트리그리시딜기가 8/2비율로 혼합된 경화제(예; 피티 910, 시바가이기)를 사용할 수 있다.
또한 경화촉진제로는 저온에서의 반응성이 우수하고 내열성이 우수한 것으로 예를 들면 트리페닐포스핀, 벤질드리페닐포스포늄크로라이드, 테트라부틸암모늄브로마이드, 부틸트리페닐포스포늄 크로라이드, 에틸드리페닐포스포늄 및 테트라페닐 포스포늄 크로라이드와 같은 4급 암모늄 또는 기타 이마다졸류 등을 사용할 수 있다. 경화촉진제가 0.4 중량부 미만에서는 경화부족으로 물성의 저하가 오며, 1 중량부를 초과할 경우에는 저장중 경시변화로 인하여 물성저하와 레벨링이 급격히 저하된다.
상기 유색안료는 통상의 안료가 사용되며, 백색으로 티타늄 디옥사이드 계통의 안료를 사용할 수 있는 바 예를 들면 R902, R906(듀퐁사), CR80, CR80, CR95(이시하라사), 흑색으로 카본 블랙계통의 하이블랙 50엘(엘지), 카본블랙 MA 100(미쯔비시사), 카본블랙 S 160, FW 200(데구사), 카본 1400퍼얼(카보트사), 적색으로 크롬프탈레드, 호스타펌레드이3비, 퍼머넌트레트이3비(훽스트사), 몰리브데이트 스카릿 레드(삼보화학), 황색으로 무기계 베이포록스 420(바이엘사) 크롬계 크롬엘로우 8지, 400지, 일가진 옐로우 3알엘티, 일가진 옐로우 2지엘티, 이마이크로리스 엘로우 2지티(시바가이기사) 청색으로 프달로시아닌블루(대한스위스사), 울트라바린블루(누비오라사), 녹색으로 프타로시안그린(대한스위스사), 크롬그린 지에치(삼보화학) 등의 시판제품을 사용할 수 있다.
또한 체질 안료로는 통상적으로 사용되는 알루미늄하이드록사이드계통, 실리카 계통(미누질 5, 15 ㎛), 탈크, 바륨설페이트 계통 등을 사용할 수 있다.
또한 소광제로는 폴레 에칠렌 계통 왁스로 융융점도가 110 ∼ 130 ℃(디.에 스.씨.사) 평균입도가 4 ∼ 6 마이크론을 만족하는 것으로 예를 들면 세라플로 950, 920(비와이케이사), 폴리프로필렌 계통 왁스로 엠피아이 400, 600(마이크로 파우더사)등을 사용할 수 있다.
또한 상기 에폭시계 열경화형 분체 도료는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 3 ∼ 20 중량부, 경화촉매 0.4 ∼ 1 중량부, 소광제 3 ∼ 7 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부가 함유된 것이 사용될 수 있다. 이때 사용되는 에폭시 수지는 당량이 650 ∼ 1000 이고 용융점도가 5 ∼ 15 poise(175 ℃, I.C.I 점도계)인 것이 사용되며, 예를 들면 올레포스 씨.엔.이 80208, 80303, 80408(금강고려화학), 와이.디 013케이, 014케이(국도화학)등을 사용할 수 있다.
상기 에폭시계 경화제로는 통상적으로 사용되는 것으로, 예를 들면 디시안디아마이드드계로 카다미드 783, 780, 1415, 710, 1432, 779(토마스스완사), 디.이,에취 41, 44(다우사), 페놀릭하드너로 올레폭스 씨.엔.엔 00105, 00143(금강고려화학), 케이디 401, 404, 405, 410, 420(국도화학), 디.이.에취 82, 84(다우사)등을 사용할 수 있다. 기타 조성물은 폴레에스테르계와 동일하다.
또 다른 열경화 분체도료 성분으로써, 카르복실기를 가진 폴리에스테르-에폭시 하이브리드계 열경화 도료는 카르복실 폴리에스테르 수지 40 ∼ 60 중량%, 에폭시 수지 경화제 40 ∼ 60 중량%를 주성분 수지로 하고 상기 주성분 수지 100 중량부에 대해 소광제 3 ∼ 7 중량부, 경화촉진제 0.4 ~ 1 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부를 포함하는 것 이 사용될 수 있다.
상기 카복실 폴리에스테르 수지는, 산값이 30 ∼ 60 mg KOH/g 이고 용융점도는 20 ∼ 40 poise(200 ℃, I.C.I 점도계), 유리전이온도는 50 ∼ 70 ℃(DSC), 중량평균분자량은 6,000 ∼ 9,000, 연화점은 100 ∼ 120 ℃(메틀러 에프피-83)가 되는 것을 사용할 수 있다. 이러한 조건을 만족하는 수지는 예를 들면 올레스터 C.N.F 36575, 32128, 36449, 36568, 00129, 36582(금강고려화학), 우라락피-3660, 2612, 5170, 5061(DSM사), 크릴코드 360, 2625, 7402, 314 및 312(UCB사)등의 상품이 사용될 수 있다.
상기 경화제로는 디글리시딜 에테르 비스페놀 에이형 에폭시로 당량이 650 ∼ 1000이고 용융점도가 5 ∼ 15 poise(175 ℃ I.C.I 점도계)인 것을 사용될 수 있으며, 예를 들면 올레폭스 C.N.E 80208, 80303, 80408(금강고려화학), 와이디 013케이, 014케이(국도화학)등이 있다.
이외의 다른 조성물은 상기 폴리에스테르계 도료와 동일하다. 폴리에스테르계 및 하이브리계의 폴리에스테르의 산값이 30 미만에서는 반응성이 떨어져 물성저하가 오며, 60 초과하면 빠른 반응으로 인하여 텍스쳐 형태의 깊은 요철구조를 가진 외관불량과 이로 인한 물성저하가 온다.
상기 폴리에스테르계, 하이브리드계, 에폭시계 수지들의 용융점도가 제시한 범위 미만에서는 저장성 불량이 나타나고, 초과 범위에서는 절적한 멜팅 부족으로 인한 외관불량과 소광제로 사용하는 왁스가 도료 상층부로 이미그레션 되지 못함으로 목적하는 바의 소광효과의 얻을 수 없는 것이다.
한편, 본 발명의 자외선 경화형 분체도료는 불포화 수지 100 중량부에 대하여, 광개시제 0.5 ∼ 2 중량부, 유색안료 0 ∼ 30 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부 함유된 것이 사용된다. 상기 불포화 수지는 용융점도는 20 ∼ 60 poise(175 ℃, I.C.I 점도계), 유리전이온도는 40 ∼ 60 ℃ (디에스시)인 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐이서 우레탄 수지가 사용될 수 있으며, 예를 들면 불포화 폴리에스테르 수지는 유베코드 2000, 2200, 2200, 2300, 3000(유시비사), 우라크로스 4901이고 비닐 에테르 우레탄 수지로는 유베코트 9010(유시비사), 우라크로스 피3898 및 피3307 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 광개시제는 알파 하이드록시 케톤 계통으로 일가큐어 184, 500, 1000, 1173및 2959 등이 사용되고 비스 아크릴 포스핀옥사이드 계통으로 일가큐어 819, 1700, 1800 및 1850등이 사용될 수 있다. 상기 광개시제가 2 중량부를 초과할 경우 도료의 유리전이온도가 저하되어 저장성이 급격히 저하되며, 0.5 중량부 미만에서는 경화불량이 발생한다.
그 밖의 다른 조성물은 열경화 도료 조성물과 동일하게 사용한다.
상기 열경화 도료에서 사용된 통상의 첨가제는 예컨데 흐름성 향상제, 핀홀 방지제 등이 사용될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 자외선 경화 분체도료 조성물의 제조과정은 다음과 같이 3 단계 과정으로 이루어진다.
1 단계 : 폴리에스테르계, 하이브리드계 및 에폭시계 중에서 선택된 조성과 함량으로 프리믹싱 탱크에 삽입하고 프리믹싱 시킨 후 분산기에서 50 ∼ 100 ℃ 로 용융 분산시켜 칩으로 제조한다. 이 칩은 다시 고속믹서로 분쇄하고 100 ∼ 200 매시로 필터하면 도료제조가 완료된다. 상기 제조된 열경화 도료는 상기 폴리에스테르계와 하이브리드계 및 에폭시계 타입에 관계없이 60 ∼ 80 %의 광택을 가져야하며, 50 ∼ 80초(130 ℃)의 겔(gel) 타임을 가져야 한다. 상기 겔 타임 범위가 50초 미만인 경우는 빠른 경화로 인하여 우수한 외관을 가질 수 없고 80초를 초과 할 경우 물성이 불량하게 되는데, 특히 충격성의 저하가 온다.
2 단계 : 자외선 경화 도료도 상기한 해당 조성 성분을 이용하여 상기 열경화 도료와 같은 방법으로 제조한다.
3 단계 : 상기에서 제조된 열경화 도료와 자외선 경화를 1 : 9 ∼ 3 : 7 의 중량비로 텀블러 믹서에서 충분히 혼합하여 본 발명에 따른 자외선 경화 분체 도료를 제조한다.
본 발명에 따르면 상기 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료는 상기 1 : 9 ∼ 3 : 7 의 혼합비를 사용할 경우 가장 양호한 소광효과를 가질 수 있다.
상기 3 단계로 제조된 분체도료 조성물의 도장은 일반적으로 사용되는 트라이보 또는 코로나 방식의 건을 사용하여 마강판에 도장한다. 상기 도장된 피도물은 컨베어가 설치된 아이알(IR) 조사기에 130 ∼ 150 ℃ ×5 ∼ 10분 동안 아이알(IR) 조사기(엠피디 기준)를 이용하는 열경화한 후 유브이(UV) 경화기에서 1500 mJ/㎠의 조사하는 자외선 경화하여 분체도료를 적용하면 저온경화가 가능하고 반광용으로 유용하다.
이렇게 본 발명에 따라 제조된 분체도료는 제품에 적용 후 상기와 같은 열경화와 자외선 경화를 거치게 되면 외관이 우수할 뿐만 아니라 특정 칼라 및 후도막에서 부착성 및 물성을 개선하여 저온 경화를 요구하는 목재, 엠디에프, 플라스틱 소재와 각종 철구조물 가전제품 케이스 및 사무 기기류 등의 여러 제품에 산업적으로 널리 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼ 4, 비교예 1 ∼ 4
본 발명의 실시예와 비교예서 사용한 성분들에 대해 살펴보면 다음과 같다.
1) UVECOAT 2100 : 불포화 폴리에스테르 (UCB 사)
2) ZW4901 : 불포화 폴리에스테르수지 (디.에스.엠사)
3) P3898 : 비닐 에테르 우레탄 불포화수지
4) N3311 : 카복실 폴리에스테르 수지 (금강고려화학)
5) N3644 : 카복실 폴리에스테르 수지 (금강고려화학)
6) N8030 : 에폭시 수지, 에폭시당량 800 ∼ 850 (금강고려화학)
7) TGIC : 글리시딜기를 가진 경화제 (시바가이기 사)
8) C780 : 디시안 디아미드 경화제 (토마스 스완 사)
9) BTPC : 경화촉진제 (사코쿠사)
10) 2MI : 경화촉진제 (사코쿠사)
11) Irgacure 2959 : 광개시제 (시바가이기)
12) PV-5 : 흐름성 개선제 (WORLEE 사)
13) Benzoin : 핀홀 방지제 (미원)
14) CR-80 : 백색안료 (이시하라)
15) Bayferrox-420 : 무기계 황색 안료 (BAYER 사)
16) Ceraflow920 : 폴리에틸렌계 왁스 (BYK 사)
1 단계 : 다음 표 1, 2의 성분과 함량으로 각 성분들을 프리믹싱 탱크에 삽입하고 프리믹싱 시킨 후 분산기에서 70 ℃로 용융 분산시켜 칩으로 제조하였다. 이 칩은 다시 고속믹서로 분쇄하고 150 매시로 필터하여 열경화 도료를 제조하였다.
2 단계 : 다음 표 1, 2의 성분과 함량으로 1 단계에서의 열경화형 분체도료와 동일한 방법에 의해 자외선 경화형 분체도료를 제조하였다.
3 단계 : 상기 1 단계에서 제조된 열경화형 분체도료와 2 단계에서 제조된 자외선 경화형 분체도료를 표 3, 4의 혼합비로 텀블러 믹서에서 충분히 혼합하여 자외선 경화형 반광 분체도료 조성물을 제조하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
1 단계 2 단계 1 단계 2 단계 1 단계 2 단계 1 단계 2 단계
UVECOAT 2100(1) - 100 -
ZW4901(2) - - 50 50
P3898(3) - - 50 50 - 100
N3311(4) - 100
N3644(5) 60 - 50
N8030(6) 40 - 100 50
TGIC(7) 7 - 7 - - -
C780(8) 5
BTPC(9) 0.6 0.6 - 0.5
2MI(10) - - - - 0.5 - -
Irgacure 2959(11) - 1 1 1 - 1 - 1
PV-5(12) 1 1 1 1 1 1 1 1
Benzoin(13) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
CR-80(14) 40 20 40 20 40 20 - -
Bayferrox-420(15) 1 1 1 1 1 1
Ceraflow920(16) 6 6 6 6

구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
1 단계 2 단계 1 단계 2 단계 1 단계 2 단계 1 단계 2 단계
UVECOAT 2100 - 100 100
ZW4901 - - 50 50
P3898 - - 50 50 - 100
N3311 - 100
N3644 60 - 50
N8030 40 - 50
TGIC 7 - 7 - - -
C780 5
BTPC 0.7 0.3
2MI - - - 0.5 - -
Irgacure 2959 - 1 1 1 1 1 - 1
PV-5 1 1 1 1 1 1 1 1
Benzoin 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
CR-80 40 20 40 20 40 20 - -
Bayferrox-420 1 1 1 1 1 1
Ceraflow920 - 6 6 6
실험예 : 도장후 물성 실험
상기에서 제조된 분체도료 조성물의 도장은 일반적으로 사용되는 트라이보 또는 코로나 방식의 건을 사용하여 0.7 mm 마강판에 도장한다. 상기 도장된 피도물은 컨베어가 설치된 아이알(IR) 조사기에 130 ℃ ×5분(MDP 기준)조건에서 통 과한 후 연속적으로 10 ㎝뒤에 유브(UV) 조사기를 통과하는 조건이다. 이때 유브이(UV)램프는 머큐리와 갈륨등 각 2등으로 구성되어 총 4개를 가지며, 피도물이 받는 광량은 1500 mJ/㎠ 이다. 최종경화물의 도막두께는 60 ∼ 120 ㎛으로 제조하였다. 상기의 방법으로 제조된 분체도료의 도막에 대해 물성시험을 하여 다음 표 3, 4에 나타내었다.
[물성 시험방법]
(1) 레벨링 : 육안판정/도막의 평활 정도를 육안으로 비교한다.
(2) 광택 : 비.와이.케이 Gloss meter(BYK사)/60도 반사율.
(3) 핀홀 : 도막의 기공 존재 여부를 육안으로 관찰.
(4) 연필 경도 : 60 ∼ 80 ㎛으로 도장된 도막을 미쓰비시(MITSU-BISHI) 연필을 사용하여 경도를 측정하였다.
(5) 부착성 : 자와 예리한 칼날로 1 mm 간격의 10/10으로 도막에 칼집을 긋고 부착 여부를 측정.
(6) 유연성 : 에릭센 테스터기 사용하여 도막의 연신율을 측정.
(7) 굴곡성 : 가드너 굴곡성 테스터기(BYK사), 3/16" 바를 사용하여 시편을 구부리고, 크랙 여부를 확인한다.
(8) 충격성 시험 : 충격 테스트기(듀폰사)를 사용해서 측정한다.
500 g/1 kg 추와 1/2의 굴곡면을 사용한다.
(9) 내 알칼리성 시험
5 % NaOH 수용액(25 ×2), 240 hr 침적 후 도막의 변색, 박리 여부를 확인.
(10) 내 황산성 시험
5 % H2SO4 수용액(25 ×2), 240 hr 침적 후 도막의 변색, 박리 여부를 확인.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
1단계 2단계 1단계 2단계 1단계 2단계 1단계 2 단계
혼합비 1 9 1 9 1 9 1 9
겔 시간 (130 ℃, ") 57 51 55 65
도막두께 (㎛) 100 100 100 120
외관 레벨링 양호 양호 양호 양호
광택 (%) 37 32 44 50
핀홀 없음 없음 없음 없음
기계적
물성		 연필경도 H H H H
부착성 100/100 100/100 100/100 100/100
유연성 크랙없음 크랙없음 크랙없음 크랙없음
굴곡성 크랙없음 크랙없음 크랙없음 크랙없음
충격성(㎏/㎝) 1/30 1/30 1/30 1/30
내
약품성		 내알칼리성 양호 양호 양호 양호
내황산성 양호 양호 양호 양호
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
1단계 2단계 1단계 2단계 1단계 2단계 1단계 2단계
혼합비 7 3 5 5 5 5 5 5
겔 시간 (130 ℃, ") 32 400 측정불가 120
도막두께 (㎛) 100 100 100 120
외관 레벨링 부족 양호 양호 양호
광택 (%) 55 90 90 82
핀홀 없음 없음 없음
기계적
물성		 연필경도 H H F F
부착성 100/100 박리 박리 박리
유연성 크랙없음 크랙 크랙 크랙
굴곡성 크랙없음 크랙없음 크랙 크랙
충격성 1/30(㎏/㎝) 500/30(g/㎝) 500/10(g/㎝) 500/20(g/㎝)
내
약품성		 내알칼리성 양호 불량 불량 불량
내황산성 양호 불량 불량 불량
상기의 표 3에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 따른 자외선 경화분체도료를 적용한 실시예 1 ∼ 3의 도막은 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료 상기의 조성과 함량으로 제조하여 1 : 9 ∼ 3 : 7 중량비로 혼합된 조성물을 아이알 경화한 후 유브이 경화를 하여 제조된 도막으로써, 열경화 수지의 겔 시간이 50 ∼ 65"로 일정하고 외관, 기계적 물성 및 내약품성에서 우수한 면을 보였다. 그러나 종래의 분체 도료를 적용한 비교예 1 ∼ 3의 경우에는 겔 시간이 크며 또한 상기의 혼합비를 벗어나는 범위로 제조되어 외관, 기계적 물성 및 내약품성이 현저히 떨어졌다. 또한 클리어 코트도장 용인 실시예 4와 비교예 4의 경우에도 같은 결과를 보였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 자외선 경화형 분체도료의 광택조절이 이루어지지 않아 반광 및 무광도료 제조가 용이하지 않았던 문제점을 속경화가 가능한 열경화형 분체도료와 자외선 경화형 분체도료의 적절한 혼합으로 분체도료 조 성물을 제조하여 해결하였고, 특히 아이알(IR) 조사기에서 열경화하고 유브이(UV) 경화기에서 자외선 경화하는 방식을 동시에 사용하여 반광용 도막으로 적용해 본 결과 본 발명의 자외선 경화형 분체도료는 광택 조절이 용이하여 외관이 우수할 뿐만 아니라 칼라코팅 및 후도막에서 부착성 유연성, 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성 및 내약품성에서 우수한 특성을 나타내어 매우 진보된 효과를 나타내었다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  6. 카르복실기를 가진 폴리에스테르계, 에폭시계 및 폴리에스테르-에폭시 하이브리드계 중에서 선택된 1종 이상이고 130℃에서의 겔(Gel) 타임이 50 ~ 80초인 열 경화형 분체도료와, 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐이서 우레탄 수지의 불포화 수지인 자외선 경화형 분체도료가 1 : 9 ~ 3 : 7의 중량비로 혼합되어 있고, 도장된 후 130 ∼ 150 ℃에서 5 ∼ 10분 동안 아이알(IR) 조사기를 이용하여 열 경화시킨 후, 유브이(UV) 경화기에서 1500 mJ/㎠의 조사량을 받는 자외선 경화의 조건에서 광택도가 30 ∼ 50 %인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 분체도료.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 카르복실기를 가진 폴리에스테르계는 카르복실 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 당량이 70 ∼ 120인 글리시딜기를 가지는 경화제 6 ∼ 9 중량부, 경화촉매 0.4 ∼ 1 중량부, 소광제 3 ∼ 7 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부가 함유된 것;
    상기 카르복실기를 가진 에폭시계는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 3 ∼ 20 중량부, 경화촉매 0.4 ∼ 1 중량부, 소광제 3 ∼ 7 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부가 함유된 것;
    상기 카르복실기를 가진 폴리에스테르-에폭시 하이브리드계는 카르복실 폴리에스테르 수지 40 ∼ 60 중량%와 에폭시 수지 경화제 40 ∼ 60 중량%의 주성분 수지 100 중량부에 대하여, 경화촉진제 0.4 ~ 1 중량부, 소광제 3 ∼ 7 중량부, 유색안료 0 ∼ 45 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 첨가제 1 ∼ 2 중량부가 함유된 것
    을 특징으로 하는 자외선 경화형 분체도료.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 자외선 경화형 분체도료는 불포화 수지 100 중량부에 대하여, 광 개시제 0.5 ∼ 2 중량부, 유색안료 0 ∼ 30 중량부, 체질안료 0 ∼ 10 중량부 및 통상의 첨가제 1 ∼ 2 중량부 함유된 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 분체도료.
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