KR101704141B1 - 고경도 클리어 코팅재 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 고경도 클리어 코팅재는, 알루미늄 소재 표면의 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있는 고경도 클리어 코팅재에 있어서, 중량%로, 멜라민 경화제 10~20%, 실리카 10~15%, 페놀 수지 1~5%, 미분 실리카 소광제 1~5%, 잔부 아크릴 수지를 포함한다.

Description

고경도 클리어 코팅재{HIGH HARDNESS CLEAR COATING MATERIAL}

본 발명은 고경도 클리어 코팅재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄의 경도와 광택을 향상시킬 수 있는 고경도 클리어 코팅재에 관한 것이다.

현재 알루미늄 소재(1)의 경도와 광택을 향상시키기 위해 아노다이징층(2)과 내식 코팅층(3)을 형성시키는 기술이 활용되고 있다. 이는 아노다이징 처리를 통해 경도를 높은 아노다이징층(2)을 형성시키고, 광택과 내식성을 향상시키기 위해 투명한 내식 코팅층(3)을 형성시키는 기술이다.

내식 코팅층(3)을 형성시키는 소재는, 중량%로, 폴리에스터 수지 30~40%, 이소시아네이트 경화제 20~30%, 방향족 용제 15~20%, 사이클로헥사논 용제 15~20%, 미분 실리카 소광제 4~8%를 포함한다.

상기 기술에 따른 클리어 코팅층의 모습이 도 1에 도시되어 있다.

그러나 이러한 클리어 코팅층은, 성형시 아노다이징층(2)이 취성 파괴되면서 내식 코팅층(3)까지 함께 파손되는 문제점이 있다. 이렇게 아노다이징층(2)과 내식 코팅층(3)이 파손되면 외관상 균열, 벗겨짐 등의 문제가 발생하고, 파손된 부위를 중심으로 부식이 심화되게 된다.

아노다이징층(2)을 삭제하면 아노다이징층(2)의 취성 파괴에 의한 내식 코팅층(3)의 파손은 방지할 수 있지만, 내식 코팅층(3)만으로는 요구되는 경도를 만족시킬 수 없기 때문에 쉽게 표면 긁힘이 발생하였다. 또한 경도가 높은 내식 코팅층(3)을 제조하더라도, 성형성이 떨어지는 단점이 있어, 성형후 끝단부의 깨짐, 갈라짐의 문제가 발생한다. 이러한 문제는 내식 코팅층(3)의 주 소재로 사용되는 폴리에스터 수지의 경도가 낮기 때문이다.

따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 경도와 내식성이 동시에 향상된 코팅재가 요구되는 상황이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 아노다이징층을 삭제하고 성형성을 향상시킨 고경도 클리어 코팅재를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고경도 클리어 코팅재는, 알루미늄 소재 표면의 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있는 고경도 클리어 코팅재에 있어서, 중량%로, 멜라민 경화제 10~20%, 실리카 10~15%, 페놀 수지 1~5%, 미분 실리카 소광제 1~5%, 잔부 아크릴 수지를 포함한다.

중량%로, 사이클로헥사논 용제 10~15%, 방향족 용제 5~10%를 더 포함하고, 상기 아크릴 수지의 함량은 40~50%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 고경도 클리어 코팅재에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 아노다이징층을 삭제하여 공정 시간을 감축시킬 수 있다.

둘째, 성형성이 증가하여 프레스 작업시 끝단부 깨짐을 방지할 수 있다.

셋째, 보다 얇은 코팅층의 구현이 가능하다.

도 1은 종래의 아노다이징층이 포함된 코팅층을 나타낸 간략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아노다이징층이 삭제된 코팅층을 나타낸 간략도,
도 3은 아노다이징 처리의 유무와 코팅층의 성분에 따른 크랙 발생 여부, 성형성, 내스크래치성을 비교한 표이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 고경도 클리어 코팅재에 대하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 아노다이징층(2)을 삭제하고 알루미늄 소재(1) 위에 바로 클리어 코팅층(100)을 형성시키는 것이다. 종래의 내식 코팅층(3)에 부족했던 경도와 성형성을 보충하기 위해, 본 발명의 클리어 코팅층(100)의 성분을 다음과 같이 조절하였다.

중량%로, 멜라민 경화제 10~20%, 실리카 10~15%, 페놀 수지 1~5%, 잔부 아크릴 수지를 포함한다.

아크릴 수지는 성형성과 경도가 모두 높은 소재로서, 폴리에스터 수지에 비해 성형성은 조금 부족하나 경도는 더 우수하다. 그러나 알루미늄 소재(1)에 대한 부착성이 부족한 단점이 있기 때문에, 멜라민 경화제와 페놀 수지를 통해 알루미늄 소재에 대한 부착성을 향상시키고, 실리카를 통해 경도를 향상시킬 수 있는 것이다. 멜라민 경화제는 성형성과 부착성이 뛰어난 소재로서, 이소시아네이트 경화제에 비해 성형성이 우수하기 때문에 본 발명에 적용할 수 있다. 멜라민 경화제를 통해 부착성 향상의 효과를 얻기 위해서는 10% 이상의 함량이 필요하고, 20%를 초과하여 첨가할 경우 성형성이 저하되기 때문에 20% 이하로 제한하였다. 실리카는 10% 이상 첨가하여야 경도 향상 효과를 기대할 수 있고, 함량이 높아질수록 경도 향상 효과가 높아지는 대신 부착성이 저하되기 때문에 최대 함량을 15%로 제한하였다. 페놀 수지는 1% 이상 첨가하여야 부착성 향상을 기대할 수 있고, 5%를 초과하여 첨가하면 노란색의 발색 현상이 나타나면서 성형성이 저하되는 문제가 발생하기 때문에 최대 함량을 5%로 제한하였다.

중량%로, 사이클로헥사논 용제 10~15%, 방향족 용제 5~10%, 미분 실리카 소광제 1~5%를 더 포함하고, 상기 아크릴 수지의 함량은 40~50%인 것이 바람직하다.

아크릴 수지는 성형성의 유지를 위해 최소 40% 이상의 함량이 필요하지만, 과량 첨가시에는 부착성이 저하되므로 최대 함량을 50%로 제한하였다. 사이클로헥사논 용제는 멜라민 경화제를 용해시키기 위한 용제이고, 방향족 용제는 아크릴 수지를 용해시키기 위한 용제로서, 경화제와 수지를 용해시키기 위해 상술한 함량 범위가 요구된다. 미분 실리카 소광제는 반광을 억제시키기 위해 적당량 첨가되는 것이 바람직하다.

알루미늄 소재(1)에 본 발명의 코팅재를 코팅하는 방법은 특별히 제한하지 않으나, 보다 평탄한 코팅면을 얻고 대량생산에 적합한 롤 코팅 방법을 적용하는 것이 바람직하다.

코팅재의 성분과 아노다이징 처리 유무에 따라 성형성과 경도, 즉 내스크래치성이 어떻게 변화되는지 도 3에 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 아노다이징 처리를 했을 경우 성형성이 부족하고, 클리어층의 소재로 폴리에스터를 사용하면서 아노다이징을 생략할 경우 내스크래치성이 기준에 미달되는 것을 알 수 있다.

성형성 평가는 V자 홈 밴딩 시험기를 이용하여 90도 밴딩 시험 후 크랙이나 파단 발생 여부를 통해 평가하였고, 내스크래치성 평가는 직경 1mm의 경도측정용 볼로 표면을 긁은 후 표시된 흔적의 굵기, 깊이 등의 외관을 상, 중, 하의 등급으로 구분하였다. 아크릴 코팅층은 아크릴 수지를 베이스로 사용한 본 발명이고, 폴리에스터 코팅층은 폴리에스터를 베이스로 사용한 종래의 클리어 코팅재이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 알루미늄 소재 2: 아노다이징층
3: 내식 코팅층 100: 코팅층

Claims (2)

1. 알루미늄 소재 표면의 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있는 고경도 클리어 코팅재에 있어서,
   중량%로, 멜라민 경화제 10~20%, 실리카 10~15%, 페놀 수지 1~5%, 미분 실리카 소광제 1~5%, 잔부 아크릴 수지를 포함하는, 고경도 클리어 코팅재.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   중량%로, 사이클로헥사논 용제 10~15%, 방향족 용제 5~10%를 더 포함하고,
   상기 아크릴 수지의 함량은 40~50%인 것을 특징으로 하는, 고경도 클리어 코팅재.
   

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