KR101435969B1

KR101435969B1 - 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물 및 이를 사용한 자동차 보수 방법

Info

Publication number: KR101435969B1
Application number: KR1020120155664A
Authority: KR
Inventors: 하성욱; 이문용; 배효일
Original assignee: (주)노루페인트
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-09-23
Also published as: KR20140085863A

Abstract

자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물이 제공된다. (1) 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하여 이루어지며 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량% (2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량% (3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량% (4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량% (5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량% (6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량% (7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량% (8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량% 및 (9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 주제 조성물을 포함한다. 도료 조성물의 도포후 건조 공정 및 연마 공정 없이 짧은시간 내에 상도 조성물의 적용이 가능하다.

Description

자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물 및 이를 사용한 자동차 보수 방법{NON-SANDING PRIMIER-SURFACER PAINT COMPOSITION FOR REPARING AUTOMOBILES AND METHOD OF REPAIRING AUTOMOBILE USING THE SAME}

본 발명은 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물 및 이를 사용한 자동차 보수 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 빠른 시간내에 우수한 물성을 갖는 도막의 형성이 가능한 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물 및 이를 사용한 자동차 보수 방법에 관한 것이다.

자동차 정비 업체의 대형화와 소규모 업체간의 통폐합으로 인해 자동차 보수 도장업계에서도 경쟁력을 갖추기 위하여 작업 시간을 단축시키고 열처리 비용을 절감하기 위한 노력이 대두되고 있다. 이에 따라 자동차 보수 도장시스템에서 도료와 작업의 경제성은 더할 나위 없이 중요하다고 할 수 있다.

특히 고유가 시대에 이르러 산업 각 계층에서는 에너지를 절감하기 위한 노력을 기울이고 있으며 자동차 보수 도료 분야에서는 가능한 에너지를 적게 소비하면서 빠르게 작업을 마칠 수 있는 도료가 가장 요구되고 있는 실정이다.

자동차 보수는 작게는 국소의 차량 손상 부위에서 크게는 3패널의 손상 보수까지 다양한 범위의 손상 부위를 원래의 형태대로 복원시키는 공정이다. 최근에는 점차적으로 자동차가 고급화됨에 따라 부분 보수와 소면적 보수 유형이 증가되고 있다.

손상된 부위를 보수하기 위해서는 크게 표면 조정 단계, 중도 공정 단계 및 상도 공정 단계로 구분된다.

표면 조정 단계는 손상 부위의 평가 단계, 손상된 부위의 세차 및 이물질 제거 등을 포함하는 표면 준비 단계, 손상된 부위의 홈이나 흠집을 메우고 표면을 평활하게 만들기 위하여 구도막 연마 및 청결 단계, 퍼티 도포 및 건조 단계, 퍼티 연마 및 청결 단계 등을 포함한다.

중도 단계는 도장이 불필요한 부위의 마스킹 단계, 중도 도장 부위의 탈지 단계, 손상 부위의 부식성과 면평활성을 높여주는 프라이머-서페이서 중도 도료 도포 단계, 중도 도료 건조 단계, 중도 연마 및 청결 단계 등을 포함한다.

상도 공정 단계는 상도 도장이 불필요한 부위의 2차 마스킹 단계, 색상을 일치 시켜주는 색상 도료 도포 단계, 광택을 부여하고 내구력을 증가시키기 위한 투명 도료 도포 단계, 마지막으로 도장 외관면을 깨끗하게 마무리하기 위한 광내기 및 평가 단계 등의 단계를 포함한다.

종래의 2액형 프라이머-서페이서 도료 조성물은 스프레이 도장을 통해 하지의 요철 부위를 메우고 이후 연마 공정을 통해 표면을 평활하게 하는 작업이 필수적으로 요구되는데 이 연마 공정을 통해야만 상도의 외관이 저해되지 않고 추가로 부착성, 내수성 등 주요 요구 품질을 달성할 수 있기 때문이다.

종래의 통상적인 2액형 프라이머-서페이서 도료의 총 작업 시간은 스프레이 도장이 10 내지 15분, 건조 시간이 3 내지 4 시간, 연마 공정이 20 내지 30분으로서 총 3시간 30분에서 4시간 45분 사이이다. 그리고 종래의 통상적인 2액형 프라이머-서페이서 도료의 건조 시간을 단축시키기 위해서는 60 내지 70℃의 열에너지가 필요하고 약 60℃에서는 약 30분간의 열처리 시간이 필요하다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 도막 형성 작업 시간이 단축되고 열처리 비용이 절감되며 상도와의 부착성이 우수한 자동차 보수용 2액형 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 도료 조성물을 적용함으로써 연마 공정과 건조 공정이 별도로 필요치 않은 자동차 보수 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물은 (1) 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하며, 고형분 함량이 전체의 40 내지 60 중량%인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량%; (2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량%; (3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량%; (4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량%; (5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량%; (6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량%; (7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량%; (8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량% 및 (9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 주제 조성물을 포함하여 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 상기 아크릭 폴리올 수지는 그 전체 함량에서 고형분이 40 내지 60중량% 이고, 비 고형분인 부틸 아세테이트 함량이 40 내지 60중량%일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 아크릭 폴리올 수지는 산가가 5 내지 30 mgKOH/g 이고 수산기 함량이 2 내지 7중량% 이며 유리전이온도가 40 내지 60℃ 범위이고, 가드너 점도가 Z 내지 Z3 범위이며 수평균 분자량이 2,000 내지 10,000 범위이고 분자량 분포도가 3 이하일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는 스티렌 10 내지 30 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%, 에틸메타 아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하여 이루어지는 아크릴 수지에 테트라히드로무수프탈산을 과산화물계의 라디칼 개시제를 사용하여 10 내지 20 몰비로 그라프트 시킨 것이고 부틸아세테이트 함량이 40 내지 60중량%일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 바륨설페이트는 평균 입자 크기가 2 내지 9㎛ 범위일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제 조성물을 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적은 (1) 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하며, 고형분 함량이 전체의 40 내지 60 중량%인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량; (2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량%; (3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량%; (4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량%; (5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량%; (6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량%; (7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량%; (8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량% 및 (9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 주제 조성물을 포함하는 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물을 보수용 기재상에 도포하여 프라이머-서페이서막을 제조하는 단계; 및 상기 프라이머-서페이서막 상에 상도 도료 조성물을 도포하는 단계를 포함하는 논샌딩형 자동차 보수 방법에 의해 달성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 도료 조성물을 도포 후 상온에서 약 5 내지 15분 동안 세트 타임을 적용할 수 있다.

일실시예에 있어서, 상기 도료 조성물의 도포 공정은 약 5 내지 15분 동안 적용되며 상기 세트 타임의 적용 후 별도의 건조 공정과 연마 공정 없이 바로 상기 상도 도료 조성물 도포 공정이 수행될 수 있다.

이러한 도료 조성물을 사용하면 작업시간은 스프레이 도장이 10 내지 15분, 세트타임이 5 내지 15분으로 총 15 내지 30분 정도의 짧은 시간 내에 연마 공정 없이 바로 다음 작업으로 넘어갈 수 있으므로 작업 시간이 대폭 단축되는 특징이 있으며, 건조를 위하여 열에너지를 가할 필요도 없으며 상온에서 10분 정도의 세트 타임만 필요하다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물은 고형분 함량이 40 내지 60 중량% 인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량% (2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량% (3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량% (4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량% (5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량% (6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량% (7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량% (8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량% 및 (9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 것이다.

본 발명의 도료 조성물에 포함되는 아크릭 폴리올 수지는 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 여분의 용매를 포함하여 이루어진다.

상기 아크릭 폴리올 수지는 부틸 아세테이트 함량이 40 내지 60 중량% 이고 산가가 5 내지 30 mgKOH/g 이고 수산기 함량이 2 내지 7 중량% 이며 유리전이온도가 40 내지 60℃ 범위이고 가드너 점도가 Z 내지 Z3 범위이며 수평균 분자량이 2,000 내지 10,000 범위이고 분자량 분포도가 3 이하인 것을 사용할 수 있다.

이러한 아크릭 폴리올 수지는 경화건조 속도가 빠르고 연마성을 저해하지 않으며 제반 물성이 우수하여 2액형 논샌딩 프라이머-서페이서에 적용하기에 적합하다.

아크릭 폴리올 수지에서 수산기 함량이 2 중량% 이하일 경우 도료의 물성이 취약해 질 수 있고 수산기 함량이 7 중량%를 초과할 경우 건조 시간의 저하로 인하여 작업 시간 단축 효과가 반감될 수 있기 때문에 2 내지 7 중량% 범위인 것이 적절하다. 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량% 인 것이 좋다.

아크릭 폴리올 수지에서 유리전이온도가 40℃ 이하일 경우 도막의 연마성이 떨어지고 유리전이 온도가 60℃를 초과할 경우 너무 높으면 브리틀한 특성으로 인하여 내충격성과 내 굴곡성이 저하된다. 따라서 유리전이온도가 40 내지 60℃ 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기한 아크릭 폴리올 수지는 고형분 함량이 40 내지 60 중량%로 설정하여 사용하는 것이 바람직하고, 상기 고형분 함량이 상기 조건을 만족할 경우, 조성물 총량을 기준으로 15 내지 45 중량% 범위로 사용한다. 만약 이의 사용량이 15 중량% 미만이면 논샌딩 공정 적용시 도막의 물성 저하가 발생하여 바람직하지 못하며 이의 사용량이 45 중량%를 초과할 경우 프라이머의 외관이 저하되어 바람직하지 못한다. 따라서, 상기 아크릭 폴리올 수지는 15 내지 45 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도료 조성물에 사용되는 활석 성분은 프라이머-서페이서의 충진 기능 향상과 이후 적용되는 상도와의 부착성 증진을 목적으로 첨가하는 것이다. 활석은 비석면형인 것으로서 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 만약 평균 입자 크기가 4㎛ 미만일 경우에는 지나친 흡유량으로 인하여 조성물의 점도가 높아져서 프라이머-서페이서의 외관이 좋지 않을 수 있으며 만약 10㎛를 초과할 경우에는 논샌딩 공정으로 작업시 상도의 외관을 저해하는 요인이 될 수 있기 때문이다.

상기 활석은 조성물 총량을 기준으로 할 때 5 내지 15 중량% 범위로 사용하도록 한다. 만약 이의 사용량이 5 중량% 미만인 경우에는 부착성이 저하되고 충진기능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고 만약 15 중량%를 초과하면 높은 점도로 인한 분산성 저하의 요인이 될 수 있기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 또한 바륨 설페이트를 포함한다. 이는 충진기능 및 입도 향상을 위하여 사용되는 것으로서 평균 입자 크기가 2 내지 9㎛ 범위인 것을 사용하도록 한다. 평균 입자 크기가 상기 범위일 때 흡유량이 낮아서 적용이 용이하기 때문이다. 바륨 설페이트의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 5 내지 15 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 5 중량% 미만이면 충진기능 및 입도 향상 효과가 미약하며 만약 15 중량%를 초과하면 부착성과 물성이 저하되는 요인이 될 수 있기 때문이다.

또한 본 발명의 도료 조성물에는 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄이 포함된다. 이는 하지 또는 소지의 은폐를 돕고 프라이머-서페이서의 색상을 구현하기 위한 목적으로 사용되는 성분이다. 이산화티타늄의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 5 내지 15 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 5 중량% 미만인 경우에는 은폐력이 저하되어 프라이머-서페이서로서의 기능을 발휘하기 어렵고 만약 이의 사용량이 15 중량%를 초과하면 은폐력은 향상되나 다른 물성 저하의 요인이 될 수 있기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물에는 폴리에스테르 변성 아크릴 수지가 포함된다. 이는 프라이머-서페이서 도장 후에 연마를 하지 않더라도 그 상부에 도장되는 상도 즉, 베이스코트와 상도 색상 도료 등과의 우수한 부착성 유지를 위하여 사용하는 것이다. 도료 조성물에 폴리에스테르 변성 아크릴 수지가 포함되지 않으면 종래의 일반적인 프라이머-서페이서로 적용하기에는 적합하지만 논샌딩 공법으로 사용하면 상도와의 부착성이 떨어지게 된다. 그러나 폴리에스테르 변성 아크릴 수지를 사용하면 표면의 점착성(tacky)이 어느 정도 지속되면서 상도와의 부착성이 우수하게 유지될 수 있는 것이다.

상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는 스티렌 10 내지 30 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%, 에틸메타 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 여분의 용매를 포함하여 이루어지는 아크릴 수지에 테트라히드로무수프탈산을 과산화물계의 라디칼 개시제를 사용하여 10 내지 20 몰비로 그라프트 시킨 것일 수 있다. 일 예로, 상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는 용매인 부틸아세테이트 함량이 40 내지 60중량%인 것을 사용할 수 있다.

상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는 또한 유리전이 온도가 10 내지 30℃ 범위이고 수평균 분자량이 1,000 내지 3,000 범위인 것이 바람직한데, 이 경우 상도의 외관을 탁월하게 유지시켜 주고 상도와의 부착성이 향상되기 때문이다.

상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는 조성물 총량을 기준으로 할 때 5 내지 15 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 5 중량% 미만인 경우에는 상도와의 부착력이 저하되고 만약 이의 사용량이 15 중량%를 초과하면 건조성이 저하되어 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 또한 습윤 분산제를 포함한다. 습윤 분산제는 도료의 구성 성분 중에서 비중이 높은 무기 충진제 및 안료들의 침강을 막고 색분리를 막기 위하여 조정된 응집형을 사용하도록 한다. 이는 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 것을 사용할 수 있다.

상기 습윤 분산제는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01 내지 1 중량% 범위로 사용하도록 한다. 만약 이의 사용량이 0.01 중량% 미만이면 제시된 효과를 얻기에 부족하며 만약 이의 사용량이 1 중량%를 초과하면 도막의 물성을 저해하는 요인이 될 수 있기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 또한 우레탄 반응 촉진제를 포함한다. 구체적인 예로서는 디부틸틴디라우레이트, 스테니어스옥테이트, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸틴디머켑타이드 등의 금속화합물과 트리에틸디아민, 트리에틸에타놀아민, 1,4-디아조사이클로옥탄, 2-디메틸아미노에틸, 트리메틸아미노에틸에타놀아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디메틸에타놀아민, 에틸모르피린, 디메틸아미노에틸모르포린, 디메틸사이클로헥실아민 등의 3차 아민 그리고 알칼리 금속의 카복시산염, 아연계 착화합물 등 다양하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 우레탄 반응 촉진제의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01 내지 1 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 0.01 중량% 미만이면 촉매로서의 기능을 발휘하기 어려워 바람직하지 못하고 만약 이의 사용량이 1 중량%를 초과하면 도료의 사용가능 시간이 짧아져 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물에는 비실리콘계의 아크릴 레벨링제가 포함된다. 이는 도막의 레벨링성을 증대시키고 평활성을 향상시키며 상도의 외관을 개선시키는 역할을 한다. 통상적으로 실리콘 계열의 폴리디메틸 실록산 레벨링제가 사용되나, 하도의 특성상 실리콘이 상도와의 부착을 저해하는 위해 요소가 될 수 있기 때문에 본 발명에서는 아크릴 수지를 기반으로 하는 비실리콘계 레벨링제를 사용하는 것이다.

상기 비실리콘계 레벨링제는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01 내지 2 중량% 범위로 사용한다. 만약 이의 사용량이 0.01 중량% 미만이면 얻고자 하는 효과를 나타내기에 부족하며 만약 이의 사용량이 2 중량%를 초과하면 크레이터 유발 등 이현상의 원인이 될 수 있기 때문이다.

본 발명의 조성물에 사용되는 유기 용제는 도료 조성물에 적합한 비점과 레올로지 특성을 부여해 줄 수 있다. 구체적인 예로서는 크실렌, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소부틸 메틸 케톤, 솔벤트 나프타, 1-메톡시-2-아세톡시프로판, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트, 톨루엔 등이 있으며 이의 사용량은 잔량으로 하되, 조성물 총량을 기준으로 할 때 10 내지 30 중량% 범위가 되도록 한다. 상기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이상과 같은 다양한 성분을 포함하여 제조되는 도료 조성물은 2액형 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서로서 이를 사용하여 도장한 이후 열처리나 별도의 건조 시간이 필요하지 않다. 상온에서 약 5 내지 15분간의 세트 타임만 필요로 하기 때문에 작업 시간이 크게 단축되는 효과가 있다.

건조 시간이 짧을 뿐 아니라 프라이머-서페이서의 도장후 연마 작업이 필요하지 않고(논샌딩) 상부에 그대로 상도 도료 조성물을 적용할 수 있기 때문에 작업 시간과 노력이 절감된다. 이에 더하여, 논샌딩 프라이머-서페이서에 적용되기에 적합한 평균 입자 크기의 활석을 사용하기 때문에 연마를 하지 않고서도 우수한 상도의 외관을 유지시켜 줄 수 있다.

또한 폴리에스테르 변성 아크릴 수지를 블렌딩 함으로써 논샌딩시 발생할 수 있는 부착성 저하, 내수성 취약 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다. 결국 작업 시간과 노력은 월등히 저감되면서도 통상적인 프라이머-서페이서 도료와 동등 이상의 물성을 나타내는 것이다.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예 외에도 다양한 변형이 가능하며 본 발명의 범위가 이로만 한정되지 않음은 물론이다.

<실시예 1>

아크릭 폴리올 수지 33 중량%, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 13 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량% , 1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제로서 DISPERBYK-110 (BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 13 중량%, 활석(NIPPON TALC) 13 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 10 중량%, 레벨링제로서 BYK-358N (BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제1 로서 디부틸틴딜라우레이트 0.4 중량%, 우레탄 반응 촉진제2로서 3급아민 0.1 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

헥사메틸렌디이소시아네이트 3량체 40 중량부, 크실렌 40 중량부 및 부틸아세테이트 60 중량부를 혼합하여 경화제 조성물인 도료 조성물 B를 제조하였다.

도료 조성물 A 및 도료 조성물 B를 부피비로 4/1의 비율로 혼합하여 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

아크릭 폴리올 수지 36 중량%, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지로서 10 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량% , 1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제로서 DISPERBYK-110 (BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 13 중량%, 활석(NIPPON TALC) 13 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 10 중량%, 레벨링제로서 BYK-358N (BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제1 로서 디부틸틴딜라우레이트 0.4 중량%, 우레탄 반응 촉진제2로서 3급아민 0.1 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

<비교예 1>

아크릭 폴리올 수지 42 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량% ,1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제로서 DISPERBYK-110(BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 15 중량%, 활석(NIPPON TALC) 15 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 10 중량%, 레벨링제로서 BYK-358N (BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제1 로서 디부틸틴딜라우레이트 0.4 중량%, 우레탄 반응 촉진제2로서 3급아민 0.1 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

도료 조성물 A 및 도료 조성물 B를 부피비로 4/1의 비율로 혼합하여 비교예에 따른 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물을 제조하였다.

이상과 같은 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 제조된 도막의 물성을 평가하기 위하여 다음과 같이 시편을 제조하였다.

시편은 인산아연으로 표면 처리가 된 시편을 하이큐 카-크리너 DR-180 으로 탈지를 한 뒤 실시예 및 비교예에 따라 제조된 프라이머-서페이서 도료 조성물을 약 15 내지 25㎛ 두께로 도장하였다. 세트 타임 약 10분 후에 하이큐 베이스코트 메탈릭 색상을 약 15 내지 20㎛ 두께로 도장하였다. 약 10분 후 하이큐 크리어코트 마스터크리어LV를 약 40 내지 60㎛ 두께가 되도록 2회 도장하였다. 세트 타임 10분 경과 후 약 60℃에서 약 30분 동안 열처리 하였다. 3시간 후 도막 성능을 평가하였다.

도료 조성물 A 및 도료 조성물 B는 히드록시 당량과 이소시아네이트 당량이 1:0.8 내지 1.2가 되도록 혼합하였다. 상대습도 60% RH, 온도 25℃ 에서 포드컵 #4 점도계로 12 내지 16초가 되도록 하였으며 실시예 1 및 2에 따른 조성물은 1회 도장, 비교예에 따른 조성물은 1회 도장 후 5분간 후레쉬 타임 후 2회 도장하였다.

경화된 도막 시편에 대한 물성 시험은 다음과 같이 수행하였으며 결과를 표 1에 나타내었다.

1) 주제 점도: KU(krebs stomer) 점도계로 25℃ 에서 점도를 측정하였다.

2) 스프레이 작업성: 작업자가 스프레이시의 분사성, 웨팅성, 가장자리 더스트 날림성 등을 확인하였다.

3) 면퍼짐성: 작업자가 스프레이 후 도막의 면 퍼짐성을 확인하였다.

4) 대상도외관: 시편 작성후 광택기(BYK gardner)로 광택을 측정하였다 (20ㅀ/60ㅀ).

5) 부착성: 2mm 크로스컷 하여 스카치테이프로 밀착 후 뜯어내어 측정하였다.

6) 내충격성: 500 그램의 추를 떨어뜨려 도막의 손상을 측정하였다.

7) 내굴곡성: 3/16"의 지름의 굴곡성 시험기로 측정하였다.

8) 내수성: 40℃의 물에 7일간 시편을 침지하여 도막의 광택 소실, 결함 발생을 측정하였다.

9) 내수 부착성: 내수성 7일후 상온에서 1일간 방치 후 부착성 테스트를 하였다.

<표 1>

실시예 1 내지 2 및 비교예 1에 따라 제조된 도료 조성물을 건조시간 없이 논샌딩 공정으로 시험 시편을 제작한 결과, 실시예 1 내지 2에 따른 조성물로 제작된 도막은 대상도외관과 부착성 그리고 내수성과 내수부착성에서 양호한 결과를 나타내었다. 그러나 비교예 1에 따른 조성물로 제작된 도막은 상도의 광택이 저하되고 부착성과 내수성, 내수부착성이 취약한 결과를 나타내었다. 즉, 실시예 1 내지 2의 조성물을 사용하면 건조시간의 단축과 논샌딩 공정에 의한 작업 시간의 단축 효과를 얻을 수 있지만 비교예 1의 조성물을 사용하면 물성과 외관이 저하되는 결과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물의 물성 특성을 더욱 검토하기 위하여 하기 실시예 3 및 비교예 2 내지 3을 추가로 수행하였다.

<실시예 3>

아크릭 폴리올 수지로서 ((주)노루페인트사제) 33 중량%, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지로서 ((주)노루페인트사제) 13 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량% 1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제로서 (BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 11 중량%, 활석(NIPPON TALC) 15 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 10 중량%, 레벨링제로(BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제 0.5 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

<비교예 2>

아크릭 폴리올 수지로서 ((주)노루페인트사제) 33 중량%, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지((주)노루페인트사제) 13 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량%, 1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제로서 (BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 13 중량%, 평균 입자 크기가 약 20㎛ 인 활석 13 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 10 중량%, 레벨링제 (BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제 0.5 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

<비교예 3>

아크릭 폴리올 수지 ((주)노루페인트사제) 33 중량%, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 ((주)노루페인트사제) 10 중량%, 부틸아세테이트 8 중량%, 솔벤트 나프타 4 중량%, 1-메톡시-2-아세톡시프로판 4 중량%, 습윤 분산제(BYK 사제) 1 중량%, 바륨설페이트(한국반도체 소재) 9 중량%, 활석(NIPPON TALC) 22 중량%, 이산화티타늄(코스모 화학사제) 9 중량%, 레벨링제로서 (BYK 사제) 0.5 중량%, 우레탄 반응 촉진제 0.5 중량%를 혼합하여 주제 조성물인 도료 조성물 A를 제조하였다.

이상과 같은 실시예 3 및 비교예 2 내지 3에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 시편을 제작하고 물성 실험을 수행하였다. 시편의 제작 및 물성 실험은 상기 표 1에 나타난 결과를 얻기 위한 경우와 동일한 방법으로 수행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

<표 2>

실시예 3에서는 실시예 1과 비교하여 활석의 함량을 15 중량% 까지 증량하여도 점도가 미세하게 상승할 뿐 작업성과 물성에는 아무런 영향이 없음을 확인할 수 있다. 그러나 비교예 2에서와 같이 활석의 평균 입자 크기가 약 4 내지 10㎛ 범위를 벗어난 큰 것을 사용하였을 경우에는 상도의 광택이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

또한 비교예 3에서와 같이 활석의 함량을 과량을 사용하면 흡유량의 증가로 인하여 점도가 높고 스프레이 작업성이 좋지 못한 결과가 초래된다는 것을 알 수 있다. 작업시간의 단축 정도를 비교하기 위하여 실시예 3 및 비교예 1에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 도장 사양서에 준하는 공정대로 작업을 수행하였다. 실시예 3에 따른 도료 조성물은 상기 서술된 도막의 시험 방법과 동일하게 적용하였다.

비교예 1에 따른 도료 조성물은 도장 사양서에 준하여 1회 도장후 10분간 후레쉬 타임 이후 다시 1회 도장하여 도막 두께가 40 내지 60㎛ 이 되도록 하였다. 이후 1차는 상온에서 3 시간 동안 건조후 400목 연마지로 건식 샌딩 하였다. 2차는 60℃ 에서 30분 동안 열처리 후 400목 연마지로 건식 샌딩하였다. 이후의 상도 도장 공정은 동일하게 적용하였다.

작업 시간을 확인한 결과 비교예 1의 도료 조성물을 적용한 도장 공정은 도장 시간이 약 10분, 상온에서 건조 시간이 약 180분, 연마 시간이 약 20분으로 총 200 내지 220분이 소요되었고, 2차 도장 공정은 도장 시간이 약 10분, 세트 타임이 약 10분, 60℃ 에서 건조 시간이 약 30분, 연마 시간이 약 20분으로 총 70 내지 75분이 소요되었다. 이에 비하여 실시예 3의 도료 조성물을 적용한 도장 공정은 도장 시간이 약 5분, 세트 타임이 약 10분으로서 총 15분이 소요되었다.

종래의 프라이머-서페이서 도료 조성물의 경우 작업 시간을 줄이기 위하여 60℃ 에서 열처리를 하여도 본 발명의 도료 조성물을 사용한 작업 시간과 비교하면 현저하게 길다는 것을 알 수 있다. 추가로 열처리 비용도 발생하게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 자동차 보수용 논샌딩 프라이머-서페이서 도료 조성물은 건조 공정과 연마 공정이 필요하지 않으므로 작업 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 그리고 작업 시간이 단축되어도 물성이나 작업성 면에서 동등 이상 수준의 품질을 유지할 수 있다.

이러한 자동차 보수 방법에 의하면 작업성과 경제성이 우수하면서도 에너지를 절감시킬 수 있다.

Claims

(1) 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하며, 고형분 함량이 전체의 40 내지 60 중량%인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량%;
(2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량%;
(3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량%;
(4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량%;
(5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량%;
(6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량%;
(7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량%;
(8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량%; 및
(9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 주제 조성물을 포함하는 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아크릭 폴리올 수지는 비 고형분인 부틸 아세테이트 함량이 40 내지 60중량%인 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아크릭 폴리올 수지는 산가가 5 내지 30 mgKOH/g 이고 수산기 함량이 솔리드 기준으로 2 내지 7중량% 이며 유리전이온도가 40 내지 60℃ 범위이고, 가드너 점도가 Z 내지 Z3 범위이며 수평균 분자량이 2,000 내지 10,000 범위이고 분자량 분포도가 3 이하인 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 변성 아크릴 수지는
스티렌 10 내지 30 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%, 에틸메타 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 여분의 용매를 포함하는 아크릴 수지에
테트라히드로무수프탈산을 과산화물계의 라디칼 개시제를 10 내지 20 몰비로 그라프트 시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바륨설페이트는 평균 입자 크기가 2 내지 9㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제 조성물을 더 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
주제 조성물을 포함하는 자동차 보수용 프라이머-서페이서 도료 조성물을 보수용 기재상에 도포하여 프라이머-서페이서막을 제조하는 단계; 및
상기 프라이머-서페이서막 상에 상도 도료 조성물을 도포하는 단계를 포함하되,
상기 주제 조성물은
(1) 스티렌 10 내지 30 중량%, 부틸 아크릴레이트 10 내지 30 중량% 및 히드록시 에틸 메타아크릴레이트 10 내지 30 중량%를 포함하며, 고형분 함량이 전체의 40 내지 60 중량%인 아크릭 폴리올 수지 15 내지 45 중량%; (2) 평균 입자 크기가 4 내지 10㎛ 범위인 활석 5 내지 15 중량%; (3) 바륨설페이트 5 내지 15 중량%; (4) 아나타제 또는 루틸 타입의 이산화티타늄 5 내지 15 중량%; (5) 고형분 함량이 40 내지 60중량%인 폴리에스테르 변성 아크릴 수지 5 내지 15 중량%; (6) 고형분 함량이 30 내지 70 중량% 이고 산가가 100 내지 180 mgKOH/g 인 습윤분산제 0.01 내지 1 중량%; (7) 우레탄 반응촉진제 0.01 내지 1 중량%; (8) 비실리콘계 레벨링제 0.01 내지 2 중량% 및 (9) 유기 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 논 샌딩형 자동차 보수 방법.
제7항에 있어서, 상기 도료 조성물을 도포 후 상온에서 5 내지 15분 동안 세트 타임을 적용하는 것을 특징으로 하는 자동차 보수방법.
제8항에 있어서, 상기 도료 조성물의 도포 공정은 5 내지 15분 동안 적용되며 상기 세트 타임의 적용 후 별도의 건조 공정과 연마 공정 없이 바로 상기 상도 도료 조성물 도포 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차 보수방법.