KR101777553B1 - 자외선경화형 도료조성물, 이를 이용한 차량부품 도장방법 및 차량부품 - Google Patents

자외선경화형 도료조성물, 이를 이용한 차량부품 도장방법 및 차량부품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자외선차단용 도료조성물은 (메타)아크릴레이트 수지 7.5 내지 22.5 중량%; 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지 2.5 내지 12.5 중량%; 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 15 내지 25 중량%; 광개시제 1 내지 5 중량%; 인산염 부착증진제 0.01 내지 0.5 중량%; 레벨링제 0.1 내지 1 중량%; 및 용제 45 내지 65 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선경화형 도료조성물, 이를 이용한 차량부품 도장방법 및 차량부품{ULTRAVIOLET CURABLE COATING COMPOSITION, PAINTING METHOD FOR VEHICLE PARTS AND VEHICLE PARTS USING THE SAME}
본 발명은 자외선경화형 도료조성물, 이를 이용한 차량부품 도장방법 및 차량부품에 관한 것이다.
자동차 등 차량의 고급화 일환으로 다양한 디자인 및 기능성을 지닌 부품에 대한 수요가 급증하고 있다. 특히 야간이나 어두운 곳에서의 안전한 운행을 위해 빛을 영사하는 자동차 헤드램프에 대한 활용도가 늘고 있다.
프로젝션 램프(Projection lamp)는 자동차 헤드램프에 사용되는 차량부품으로 널리 사용되고 있다. 이러한 프로젝션 램프는 내열온도를 적절히 유지하여 광원의 변화에 대응하는 것이 중요하다.
최근 광원의 변화와 함께 램프 리플렉터(Reflector)의 표면온도가 최고 220℃ 이상으로 확인되었다. 그러나, 기존에 사용되는 리플렉터의 경우 그 표면에 도장된 열경화 도료가 폴리부타디엔계로 180℃ 경화온도에서 30분 경화하여 도막을 형성하였다.
이때 도막은 내열 내구성이 180℃까지만 양호하고 그 이상의 온도에서는 도막이 박리되거나 부풀음 또는 무지개 현상 등 도막 결함이 발생하였다. 또한 상기 폴리부타디엔계 도료는 열경화 도료로서의 생산성이 떨어지고 점성이 높아 취급에 어려움이 있으며 가격이 비싼 단점이 있다.
따라서, 이를 개선하여 소재에 대한 증착 금속의 부착성 및 내열성이 우수하고 혹서지역이나 230℃ 이상의 고온에서 지속 점등시 도막의 박리, 부풀음 및 무지개 현상이 발생하지 않으며 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터 등에의 금속증착시 적절히 사용되어질 수 있는 도료조성물의 개발이 시급하다.
관련 기술로는 KR2012-0097817A, KR2007-0071311A 등이 있다.
본 발명의 목적은 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터에 사용되는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재에 대한 증착 금속의 부착성이 우수한 자외선경화형 도료조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 혹서지역의 가혹조건이나 230℃ 이상의 고온에서도 내열성이 증대되어 지속 점등시 도막의 박리, 부풀음 및 무지개 현상 등이 발생하지 않는 자외선경화형 도료조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 자외선경화형 도료조성물을 이용한 차량부품 도장방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 차량부품 도장방법으로 도장된 차량부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 (메타)아크릴레이트 수지 7.5 내지 22.5 중량%; 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지 2.5 내지 12.5 중량%; 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 15 내지 25 중량%; 광개시제 1 내지 5 중량%; 인산염 부착증진제 0.01 내지 0.5 중량%; 레벨링제 0.1 내지 1 중량%; 및 용제 45 내지 65 중량%;를 포함하는 자외선경화형 도료조성물에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 (메타)아크릴레이트 수지는 유리전이온도(Tg)가 50 내지 80℃이고, 중량평균분자량이 20,000 내지 50,000g/mol 일 수 있다.
구체예에서, 상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 점도(25℃)가 500 내지 5,000cps이고, 중량평균분자량이 1,500 내지 3,000g/mol 일 수 있다.
구체예에서, 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메티올로판트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드트리메티올프로판트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드글리세릴트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트, 에톡시레이티드펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메티올프로판테트라아크릴레이트 및 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트 등에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 관점은 기재의 표면 상에 상기 전술한 자외선경화형 도료조성물을 분사 후 자외선 경화 및 건조하여 하도막 코팅층을 형성하고; 상기 하도막 코팅층 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄막을 형성하고; 그리고, 상기 알루미늄막 상에 경화형 도료를 도장 후 건조하여 상도막 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 하도막 코팅층의 두께는 10 내지 20㎛인 차량부품의 도장방법에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 하도막 코팅층의 형성은, 50 내지 100℃에서 열풍 건조 후, 2,500 내지 3,500mJ/cm2의 광량으로 UV 조사하여 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 기재는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재일 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 관점은 기재; 상기 기재상에 형성된 하도막 코팅층; 상기 하도막 코팅층 상에 형성된 알루미늄막; 및 상기 알루미늄막 상에 형성된 상도막 코팅층을 포함하고, 상기 하도막 코팅층은 전술한 자외선경화형 도료조성물로부터 형성되고, 두께가 10 내지 20㎛인 차량부품에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 차량부품은 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터(Headlamp Projection Reflector)일 수 있다.
본 발명에 따른 자외선경화형 도료조성물은 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터에 사용되는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재에 대한 증착 금속의 부착성이 우수하고, 혹서지역의 가혹조건이나 230℃ 이상의 고온에서도 내열성이 증대되어 지속 점등시 도막의 박리, 부풀음 및 무지개 현상 등이 발생하지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따라 도장된 차량부품의 단면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 명세서 및 특허청구범위에 있어서 「(메타) 아크릴레이트」는 「아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트」를 의미한다. 또한, 「(메타) 아크릴」의 말은 「아크릴 또는 메타아크릴」을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
자외선경화형 도료조성물
본 발명의 하나의 관점은 자외선경화형 도료조성물에 관한 것이다. 상기 자외선경화형 도료조성물은 (메타)아크릴레이트 수지, 아크릴 폴리올 수지, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머, 광개시제 및 용제를 포함한다.
이하, 본 발명을 구성하는 성분들을 상세히 설명한다.
(A) (메타)아크릴레이트 수지
상기 (메타)아크릴레이트 수지는 도막 전체의 가교밀도를 컨트롤하여 덧칠성을 높이며 이로 인해 경화시의 도막의 수축비율을 저감시키고 도막의 잔류응력을 줄이는 목적으로 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트 수지는 통상의 용액 중합법이나 현탁 중합법으로 제조할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 수지의 제조에 이용할 수 있는 (메타)아크릴계 단량체는, 예를들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등에서 선택되는 1종 이상을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있다.
상기한 아크릴계 단량체 성분에 더하여, 공중합 성분으로서 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 초산비닐, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌, 부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 비닐 모노머; 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 3,4-에폭시 사이클로헥실 메틸(메타)아크릴레이트 등의 에폭시 기함유 에틸렌성 불포화 모노머; (메타)아크릴산, 크로톤 산, 이타콘산, 말레산, 푸말산 등의 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 모노머; 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트 등의 수산기 함유 에틸렌성 불포화 모노머 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 수지는 유리전이온도(Tg)가 50 내지 80℃인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 도막이 충분한 경도를 유지하여 외부 충격에 의해 도막이 손상되거나 쉽게 부스러져(brittle) 내치핑성 등이 나빠지는 것을 방지하고 또한, 너무 딱딱하여 덧칠성이 저하되는 것을 예방할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 수지의 Tg는 하기 FOX식을 이용하여 계산된 값과 열분석 등에 의한 실측치에 의해 구할 수 있다.
＜FOX식＞
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+····+Wn/Tgn
상기의 FOX식은, n종의 단량체 단위로 이루어진 공중합체를 구성하는 각각의 단량체에 대한 호모폴리머의 유리전이온도를 각각 Tg1, Tg2,····, Tgn(K)로 하고, 각각 단량체의 질량분율을 각각 W1, W2,····, Wn(W1+W2+····+Wn=1)로 한다.
상기 (메타)아크릴레이트 수지는 중량평균분자량이 20,000 내지 50,000g/mol인 것이, 바람직하게는 30,000 내지 40,000g/mol인 것이 좋다. 상기 범위에서 반응성이 우수하고 우수한 내열성을 수득시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 수지는 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여, 7.5 내지 22.5 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량% 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트 수지의 함유량이 7.5 중량% 미만일 경우 덧칠성이 저하되고, 22.5 중량% 초과일 경우 도막의 경화가 불충분하게 되어 충분한 도막 강도를 얻을 수 없는 문제가 있다. 본 발명에 의할 경우, 도막 전체의 가교밀도를 컨트롤하여 덧칠성을 높이며 이로 인해 경화시의 도막의 수축비율을 낮게 할 수 있고 또한 도막의 잔류응력을 줄이는 것이 가능한 효과가 있다.
(B) 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지
상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 본 발명의 도료조성물의 경화물 수득시 가공성이 향상되고, 도막의 강도 및 고온 내구성을 향상시킬 목적으로 포함될 수 있다.
상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함할 수 있다 :
[화학식 1]
Figure 112014115440273-pat00001
(상기 화학식 1에서, R은 직쇄 또는 분기의 탄화수소기를 나타내고, 또한 R은 고리 구조를 포함할 수 있다.)
상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 그 제조방법이 특히 한정되지 않지만, 예를들면, 다양한 원료로부터 합성된 폴리에스테르 디올의 양 끝단을 (메타)아크릴산 에스테르로 변환한 폴리머나 올리고머로 할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 폴리에스테르 디올 제조시에 사용되는 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올과 다가 카르복실산 성분에서 유래할 수 있다. 상기 폴리에스테르 디올의 제조는 기지 방법으로 실시할 수 있다. 예를들면, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올과 디카르복실산을 상압 또는 감압하에서 가열해, 탈수 중축합시켜서 얻을 수 있다.
또한, 필요에 따라 부분적으로 에스테르화 반응을 실시할 수 있다. 상기 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올을 사용한 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함한 본 발명의 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 경화 수지에 사용했을 때 우수한 투명성, 유연성 및 내광황변성을 발휘할 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 그밖의 물성 부여를 위하여 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올 이외의 다른 다가알코올(이하, 제2 성분의 다가알코올)을 병용하여 포함할 수 있다.
상기 제2 성분의 다가알코올로서는 특히 한정되지 않지만, 예를들면, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산 디올, 헥산 디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,8-옥탄 디올, 트리메틸올프로판, 새 메틸올 에탄, 1,4-사이클로헥산 디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 펜타에리트리톨, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨, 글리세린, 소르비톨 등을 포함할 수 있다. 이들은 1종 단독 혹은 2종 이상을 포함하여 병용할 수 있다. 상기 제2 성분의 다가알코올은, 내광황변성의 관점에서 탄화수소기 안에 이중 결합, 방향족 고리 또는 에테르 결합을 갖지 않는 구조일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위, 즉, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올과 다가 카르복실산 성분과에서 유래하는 구조 단위를, 그 구조 단위와 제2 성분의 다가알코올과 다가 카르복실산 성분과에서 유래하는 구조 단위와의 합계 구조 단위 중 80몰% 이상 포함할 수 있고, 또한 예를들면, 90몰% 이상 포함할 수 있다. 상기 본 발명의 효과를 구현하기 위해 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올 단독으로 사용할 수 있고, 또한, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올 제조시에 불순물로서 포함되는 디올 등이 사용될 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위에 있어서, 상기 R은 직쇄 또는 분기의 탄화수소기를 나타낼 수 있지만, 폴리에스테르 디올 제조시의 다가 카르복실산 성분에서 유래할 수 있다. 상기 R은 직쇄형에서도, 분기상에서도, 혹은 고리 구조를 포함할 수 있으며, 또한 불포화 결합 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 디올 제조시에 사용되는 상기 다가 카르복실산으로서는, 예를 들면, 말론산, 석신산, 말레산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라인산, 세바스산, 사이클로헥산-1,2-디카르복실산, 사이클로헥산-1,3-디카르복실산 및 사이클로헥산-1,4-디카르복실산 등의 지방족 카르복실산이나 프탈산, 테레프탈산 및 이소프탈산 등의 방향족 카르복실산을 들 수 있다. 이들은 1종 단독 혹은 2종 이상을 포함하여 병용할 수 있다.
내광황변성의 관점에서 상기 다가 카르복실산은 탄화수소기 안에 불포화 결합 및 에테르 결합을 포함하지 않는 탄소수 1-20의 탄화수소기일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위에 있어서, 상기 R은 탄소수 1-20의 탄화수소기일 수 있다. 또한, 예를들면, 상기 R은 불포화 결합 및 에테르 결합을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 예를들면 상기 R은 탄소수 1-8의 탄화수소기일 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 그 수득되는 경화 수지의 투명성, 유연성 및 내광황변성의 관점에서 다가 카르복실산으로서 아디프산 또는 세바스산을 사용할 수 있다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위에 있어서, 상기 R은 C4H8 또는 C8H16의 탄화수소기일 수 있다.
상기 다가 카르복실산을 2종 이상 사용하는 경우, 목적하는 물성에 따라 임의의 비율로 포함할 수 있다. 또한 상기 다가 카르복실산 대신에 대응하는 다가 카르복실산 유도체, 예를들면, 산무수물, 산 할로겐화물 및 에스테르류 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 3개 이상의 래디컬 중합성 불포화 이중 결합을 갖는 폴리에스테르 아크릴레이트로서, 3관능 수지, 4관능 수지, 5관능 수지 및 6관능 수지 등 3관능 이상의 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있다. 예를들면, 트리메틸올프로판, 에톡시화 트리메틸올프로판, 프로폭시 화 트리메틸올프로판, 트리스 2-하이드록시 에틸 이소시아누레이트, 글리세린 등의 3가 알코올의 트리(메타)아크릴레이트； 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 디트리메틸올프로판 등의 4가 이상의 알코올의 알코올성 수산기의 3개 이상을 (메타)아크릴레이트화한 다관능 에스테르(메타)아크릴레이트； 4가 이상의 알코올의 알코올성 수산기의 일부를 알킬기나 ε-카프로락톤으로 변성한 후 남는 평균 3개 이상의 수산기를 한층 더 (메타)아크릴레이트화한 다관능 에스테르(메타)아크릴레이트； 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 A, 에톡시화 비스페놀 A, 에톡시화 수소 첨가 비스페놀 A, 프로폭시화 비스페놀 A, 프로폭시화 수소 첨가 비스페놀 A 및 상기 3가 이상의 알코올로 대표되는 2가 이상의 다가알코올로부터 선택되는 1종 이상과 무수 후탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 테트라하이드로무수 프탈산, 헥사하이드로무수 프탈산, 무수 말레산, 푸말산무수 트리멜리트산, 무수 피로메리트산 등으로 대표되는 다염기산으로부터 선택되는 1종 이상을 에스테르화 반응하게 하여 얻어지는 평균 3개 이상의 수산기를 갖는 에스테르 폴리올을 한층 더(메타) 아크릴레이트화한 다관능 에스테르(메타) 아크릴레이트; 등을 포함할 수 있다.
상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 25℃에서의 점도가 500 내지 5000cps이고, 바람직하게는 1000 내지 3000cps인 것이 좋다. 상기 점도 범위에서 경화물 제조시 가공성이 뛰어나고 내열성, 내습성 및 내냉열성 등 물성이 우수하다.
상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 3,000g/mol인 것이, 바람직하게는 1,500 내지 2,000g/mol인 것이 좋다. 상기 범위에서 내열성, 내습성 등 물성이 우수하고 반응성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여, 2.5 내지 12.5 중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량% 포함할 수 있다. 상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지의 함유량이 2.5 중량% 미만일 경우, 경화밀도 조절이 어려워 내수부착성이 약화되고 경화시 기판의 박리가 발생할 수 있으며, 12.5 중량% 초과일 경우, 도막의 부착력, 내열성, 내습성 및 내냉열 등 물성 저하가 발생할 수 있다.
(C) 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머는 중합이 가능한 불포화 그룹을 분자당 2 내지 4개 함유하고 있는 아크릴레이트 모노머로서, 도막의 내스크래치성, 경도, 밀착성 및 도료조성물과 반응하여 경화물성을 보조하는 목적으로 포함될 수 있다.
한 구체예에서, 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머로 사용 가능한 물질은 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 3관능 모노머, 4관능 모노머 및 5관능 모노머 등 3관능 이상의 다관능성 모노머 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 3관능성 모노머로는, 예를들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메티올로판트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드트리메티올프로판트리아크릴레이트 및 프로폭시레이티드글리세릴트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 4관능성 모노머로는, 예를들면, 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트, 에톡시레이티드펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트 및 디트리메티올프로판테트라아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 5관능성 이상의 모노머로는, 예를들면, 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 또는 이들의 혼합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머는 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여, 15 내지 25 중량%, 바람직하게는 17 내지 22 중량% 포함할 수 있다. 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머의 함유량이 15중량% 미만일 경우 도료의 점도가 상승하고 기재에의 부착성이 떨어지며, 25중량% 초과일 경우 경화성과 내스크래치성 저하, 자외선 경화시 미반응물 존재에 따라 장기적으로 도막의 백탁을 유발할 수 있는 문제가 있다.
(D) 광개시제
상기 광개시제는 자외선 조사에 의해 분자내의 결합이 개열, 또는 다른 분자의 수소원자를 뽑아내는 것으로 라디칼을 발생시키는 목적으로 포함될 수 있고, 특히 상기 광개시제는 본 발명에서 경화제의 역할을 수행할 수 있다.
상기 광개시제의 예로서는 예를들면, 알킬 페논계 광중합 개시제; 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제; 타이타노센계 광중합 개시제; 및 옥심 에스테르계 중합 개시제 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 알킬 페논계 광중합 개시제로서는, 예를들면, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 1-[4-(2-하이드록시 에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-하이드록시-1-{4-[4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 2-메틸-1-(4-메틸 티오 페닐)-2-모르폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-12-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸 페닐) 메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐) 페닐]-1-부타논 등을 들 수 있다. 또한, 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제로서는, 예를들면, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 타이타노센계 광중합 개시제로서는, 예를들면, 비스(5-2,4-사이클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄 등을 들 수 있다. 또한, 옥심 에스테르계 중합 개시제로서는, 예를들면, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐 티오)-,2-(O-벤조일 옥심)], 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일], 1-(0-아세틸옥심), 옥시페닐 초산, 2-[2-옥소-2-페닐 아세톡시 에톡시]에틸 에스테르, 2-(2-하이드록시 에톡시) 에틸 에스테르 등을 들 수 있다. 그밖에 벤조페논, 2,4,6-트리메틸 벤조페논, 벤조일 안식향산 메틸, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-에틸 안트라퀴논, 강심제-퀴논 등의 광개시제를 이용할 수 있다. 이들 광중합 개시제는 1 종을 단독으로 이용할 수 있으며, 또한 2종 이상을 혼합 병용하여 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 광개시제는, 알킬 페논계 광개시제가 반응성 등의 점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 또는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온이 바람직하다.
상기 광개시제는 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여, 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 내지 4 중량% 포함할 수 있다. 상기 광개시제의 함유량이 1중량% 미만일 경우 광중합에 의한 경화반응이 충분히 진행되지 않아 아크릴 단량체의 부가 반응을 위해 필요한 충분한 라디칼 이온을 발생시키지 못하고 아크릴 단량체의 공중합물내에 미반응한 모노머가 잔존할 가능성이 커지며, 5중량% 초과일 경우 제조된 아크릴 단량체의 공중합물이 고점도로 반응이 종결되어 도료에 적용하기에 충분한 수준의 점도를 얻기 어렵게 될 우려가 있고 여분의 광중합 개시제가 황변의 원인이 되는 등 도막에 악영향을 미칠 수 있다.
(E) 부착증진제
상기 부착 증진제는 도료내 적정 함량으로 사용하여 자외선경화형 도료조성물의 부착성을 증진시키고, 실버 산화 방지 등을 구현할 목적으로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 부착증진제는 도료의 부착력 향상을 위하여, 바람직하게는 인산염 부착증진제를 사용할 수 있다. 상기 인산염 부착증진제는 수평균분자량이 500 내지 1,000이며, 옥사이드 및 하이드록시 옥사이드기(Group)을 가지고 있어서 도료와 소재 표면과의 부착력을 증가시킬 수 있다. 보다 바람직하게는 Hydroxy/carboxy-functional phosphate ester를 사용할 수 있다. 상기 부착증진제는 알코올 용제에 투명하게 희석되며 케톤, 아세테이트, 하이드로 카본계 등과 희석되면 도료 혼탁 및 seeding이 발생할 수 있다.
상기 부착증진제는 자외선경화형 도료조성물 100 중량%에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.3 중량% 포함할 수 있다. 상기 부착증진제가 0.01 중량% 미만시 부착력 증가 효과가 미미할 수 있고, 0.5 중량% 초과시 내수성이 나빠져서 Blister를 발생시키거나 도막의 haze를 초래할 수 있는 문제가 있다.
(F) 레벨링제
상기 레벨링제는 본 발명의 상기 도료를 피복할 때 평탄하고 매끄럽게 코팅될 수 있게 레벨링함으로써, 조성물 내의 접착력을 보다 상승시킬 목적으로 포함될 수 있다.
상기 레벨링제로는 아크릴계, 실리콘계 등을 들 수 있고, 이들 실리콘계 혹은 아크릴계 등 비실리콘계 레벨링제를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있으나, 본 발명의 사상을 구현할 수 있는 것이라면 그 종류가 이에 제한되지 않는다. 예를들면, 폴리에테르 변성 폴리디 메틸 실록산을 포함할 수 있고, 상기 폴리에테르 사슬 안에(메타) 아크릴로일기를 부가하여 포함할 수 있다.
상기 레벨링제는 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여 0.1 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.15 내지 0.5 중량% 포함할 수 있다. 상기 레벨링제가 0.1 중량% 미만시 도료 피복시 평탄하고 매끄럽게 코팅되지 않는 문제가 있고, 0.5 중량% 초과시 과도한 레벨링제 사용을 통해 도료조성물내의 부착성이 저하될 수 있는 문제가 있다.
(G) 용제
상기 용제는 상기 자외선경화형 도료조성물을 용해하여 점도를 조절하고 도장 작업이 용이하게 하며, 용제의 휘발속도 조절로 도막(코팅층)의 평활성, 유동성 향상 및 도장 작업성 향상의 목적으로 포함될 수 있다.
상기 용제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제; 초산에틸, 초산 n-부틸, 초산 n-아밀 등의 에스테르 용제; 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 등의 케톤 용제; 사이클로헥산, 메틸 사이클로헥산, 에틸 사이클로헥산 등의 지환식탄화수소 용제; 미네랄 스피릿 등의 석유계 탄화수소 용제; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 프로피오네이트, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트 및 글리콜 에테르 에스테르 등 에테르계 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제의 사용량은 요구되는 도막(코팅층)의 두께 및 도막 형성방법에 따라 함유량이 변경될 수 있는 등 특별한 제한이 없으나, 본 발명의 일 구체예에서는, 상기 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여 45 내지 65 중량% 포함하는 것이, 바람직하게는 50 내지 60 중량% 포함할 수 있다. 상기 용제가 45 중량% 미만시 상기 도료조성물의 평활성 및 작업성이 저하되며, 65 중량% 초과시 도료 희석 고형분 저하로 색상 얼룩 및 칠흐름 문제 등 도막 형성에 악영향을 미치고 이로 인해 도료조성물의 물성이 저하되며 차량부품의 표면을 침식하는 문제가 발생할 수 있다.
첨가제
상기 전술한 광개시제, 부착증진제 및 레벨링제 이외에, 도장시 습윤성, 외관 부착성, 유연성, 내후성 및 반응성 등을 향상시키는 추가적인 효과를 구현하기 위해 상기 도료조성물에 소정 함량 범위로 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는, 예를들면, 습윤제, 소포제, 광안정제, 얼룩 방지제, 유연제 및 증점제 등에서 하나 또는 2종 이상을 포함하여 사용할 수 있다.
습윤제는 자외선경화형 도료조성물의 표면장력을 조절하여 도장시 도막의 습윤성 등을 향상시키기 위한 것으로, 바람직하게는 폴리디메틸실록산계 첨가제를 사용할 수 있다. 상기 습윤첨가제는 상기 첨가제 전체 100중량부에 대해 0.1 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도막의 습윤성 등의 향상 효과가 있다.
소포제는 친유체와 폴리실록산의 혼합물로서 도장시 발생되는 기포를 파괴함으로써 도막의 외관을 높여주는 역할을 할 수 있다. 상기 소포제는 상기 첨가제 전체 100중량부에 대해 0.1 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도장시 기포 발생을 억제하여 외관을 좋게할 수 있다.
광안정제는 자외선 흡수제로서 도막의 내후성을 높이는 효과를 지니고 있고, 상기 광안정제는 상기 첨가제 전체 100중량부에 대해 1.0 내지 3.0중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도막의 내후성을 향상시키는 효과가 있다.
얼룩 방지제는 도장시 안료, 특히 실버입자의 균일한 배열을 통해 도막 형성시 얼룩 발생을 억제하기 위한 것이다. 상기 얼룩 방지제는 상기 첨가제 전체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 예를 들면 0.1 내지 1중량부, 또는 1 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도막 형성시 얼룩 발생 억제 효과가 있다.
유연제는 건조된 도막 내에 크랙 발생을 완화시키기 위한 것으로, 상기 첨가제 전체 100중량부에 대하여 0.5 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 건조 도막 내 크랙 발생을 완화하여 내충격성 및 내굴곡성을 좋게 할 수 있다.
반응촉매제는 주제와 경화제의 반응속도 등을 향상시켜 도료조성물 형성시 반응성을 증대시킬 목적으로 포함될 수 있다. 상기 반응촉매제는 상기 첨가제 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 3.0중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도료조성물의 경화가 미흡하여 내화학성 향상 효과가 미미한 것을 방지하고 작업성 저하를 예방할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 자외선경화형 도료조성물 100중량%에 대하여 0.1 내지 10 중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 7 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위에서 도료조성물의 평활성 및 내광성 등 물성 저하를 방지할 수 있다.
차량부품 도장방법
본 발명의 다른 하나의 관점은 자외선경화형 도료조성물을 이용한 차량부품 도장방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따라 도장된 차량부품의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 차량부품 도장방법은, 기재(10)의 표면 상에 상기 전술한 자외선경화형 도료조성물을 분사 후 자외선 경화 및 건조하여 하도막 코팅층(12)을 형성하고; 상기 하도막 코팅층(12) 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄막(22)을 형성하고; 그리고, 상기 알루미늄막(22) 상에 경화형 도료를 도장 후 건조하여 상도막 코팅층(30)을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 기재(10)로 적용가능한 재질로는, 주물 등 금속 기재일 수 있고, 바람직하게는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재일 수 있다. 상기 ALDC 또는 MGDC 기재는 자동차 헤드램프 프로젝션 리프렉터에 있어서, 하도막 코팅층(12) 형성시 230℃ 이상의 내열성을 지님으로써 알루미늄 금속 증착을 용이하게 할 수 있다.
한 구체예에서 상기 하도막 코팅층(12)은 상기 차량부품용 기재(10)의 표면에 10 내지 20㎛의 두께로, 바람직하게는 12 내지 18㎛, 더욱 바람직하게는 14 내지 16㎛로 형성될 수 있다. 상기 범위에서 형성시 상기 차량부품용 기재 표면과 부착성이 우수하고 색상 표현 및 물성이 우수하며 외관 불량 등을 방지할 수 있다.
구체예에서, 상기 하도막 코팅층(12)은, 자외선경화형 도료조성물을 하도에 스프레이 도장하고, 50 내지 100℃에서 200 내지 400초간 열풍 건조시켜 용매를 제거한 후, 150mW/㎠의 고압 수은등으로 공기 중 약 20cm위치에서 2500 내지 3500mJ/cm2의 광량으로 UV조사하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 60 내지 90℃ 온도 조건에서 250 내지 350초간 열풍 건조한 후 2800 내지 3200mJ/cm2의 광량으로 UV 조사하여 형성될 수 있다. 상기 범위에서 하도막 코팅층의 도장시, 용이한 건조가 이루어져 외관 불량을 방지할 수고, 특히, 증착 금속 기재의 부착성이 우수하고 혹서지역의 가혹조건이나 230℃ 이상의 고온조건에서도 내열성이 뛰어난 장점이 있다.
상기 알루미늄막(22)은, 진공도 10-4 Torr 조건에서 알루미늄을 진공증착하고 이후 상기 증착된 알루미늄 표면 위에 HMDSO4를 진공증착기 챔버안에서 도포하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 알루미늄막(22)을 형성하기 이전에 하도막 상부에 표면활성화 물질을 분사하여 표면처리하는 과정을 거칠 수 있다. 이와 같이 표면처리시 하도막 코팅층(12)의 표면이 알루미늄막 도금이 될 수 있도록 표면을 센스티브(sensitive)한 상태로 바꿔주므로 알루미늄막 형성이 보다 용이하게 수행될 수 있고, 상기 형성된 알루미늄막 코팅층(22)은 50 내지 100㎚의 두께를 지닐 수 있다. 상기 층두께 범위에서 하도막과 상도막 코팅층간의 증착 및 부착 내수성을 최적화할 수 있다.
상기 상도막 코팅층(30)은 건조된 알루미늄막 상에 경화형 도료를 스프레이 도장한 후 50 내지 80℃ 열풍 오븐에서 5 내지 20분간 건조시켜 형성될 수 있다. 상기 경화형 도료는 아크릴계의 2액형 투명 도료, 투명한 나노 분산안료를 첨가하여 제조할 수 있으며, 선택적으로 각종 색상의 염료를 부가하여 다양한 색상을 연출할 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 상도막 코팅층(30)은 UV 경화형 투명도료를 터널식 라인에서 50 내지 80℃, 3 내지 5분 조건에서 IR 조사한 후, UV 건조로에서 1000 내지 2000mJ/㎠ 으로 경화 건조를 실시하여 형성될 수 있고, 1 내지 2㎛ 두께의 평활한 두께를 지닐 수 있다.
상기 하도막 코팅층(12), 알루미늄막(22) 및 상도막 코팅층(30) 형성 단계의 전, 후, 또는 이들 사이에 증류수로 분사하거나, 또는 증류수 분사 이후 고압 공기를 이용하여 잔류물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 일례로, 고압 공기(air)로 blowing하여 도막 표면에 잔류되어 있는 증류수를 털어낸 후, 50 내지 80℃의 터널식 열풍 오븐에서 5 내지 20분간 건조할 수 있으며, 이때 고압 공기의 압력은 1 내지 4 kgf/㎠ 범위일 수 있다.
본 발명에 의한 자외선경화형 도료조성물을 사용하여 하도 도장시, 주물 등 금속 기재, 특히 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재와의 부착성이 우수하고, 하도막 코팅층(12)면에 도금되는 알루미늄막(22)과의 직접적인 부착 성능이 우수한 효과가 있다.
한 구체예에서, 상기 자외선차단형 도료조성물의 도장(도포)는 통상의 방법으로 수행될 수 있고, 예를들면, 도장 로봇의 도장 건(gun)에 상기 자외선차단용 도료조성물을 공급하고 상기 차량부품이 통과할 때마다 도장할 수 있다. 또한, 한 구체예에서, 상기 도장은 본 발명에 의한 도료조성물의 주제와 경화제를 4.0 : 1.0 내지 1.0 : 5.0 중량% 비율로 혼합하고, 희석용제를 사용하여 도장점도를 13.0 내지 15.0 (포드컵 #4)으로 하여 도장할 수 있다.
또한, 상기 자외선차단형 도료조성물의 부착성 향상과 도장 후 외관 향상을 위해 상기 도료조성물의 도장 전에 상기 기재의 도금면을 이소프로필 알코올로 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 전처리는 통상의 방법에 의해 이소프로필알코올(IPA) 등 용제를 이용하거나 초음파 내지 고압 공기 등을 사용하여 소재 표면 이물질, 굴곡이나 흠 등을 제거하고 정리하는 것을 의미하나, 그 형식이 특별히 제한되지 않는다.
차량부품
본 발명의 또 다른 하나의 관점은 기재(10); 상기 기재(10)상에 형성된 하도막 코팅층(12); 상기 하도막 코팅층(12) 상에 형성된 알루미늄막(22); 및 상기 알루미늄막(22) 상에 형성된 상도막 코팅층(30)을 포함하고, 상기 하도막 코팅층(12)은 전술한 자외선경화형 도료조성물로부터 형성되고, 두께가 10 내지 20㎛인 차량부품에 관한 것이다.
상기 기재(10), 하도막 코팅층(12), 알루미늄막(22) 및 상도막 코팅층(30)은 전술한 바와 같다. 본 발명의 일 구체예에 의한 자외선경화형 도료조성물로부터 형성된 하도막 코팅층을 포함할 경우, 주물 등 금속 기재, 특히 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재와의 부착성이 우수하고, 하도막 코팅층(12)면에 도금되는 알루미늄막(22)과의 직접적인 부착 성능이 우수한 효과가 있다.
상기 차량부품으로는, 예를들면, 범퍼(bumper), 사이드 실 몰딩(side sill moulding), 사이드 가니쉬(side garnish), 사이드 프로텍터(side protector), 폴리올리핀계 소재를 포함하는 바디(body) 및 헤드램프 등일 수 있다. 바람직하게는 상기 차량부품은 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터(Headlamp Projection Reflector)일 수 있다. 상기 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터는 야간이나 어두운 곳에서의 안전한 운행을 위해 빛을 영사하는 장치로 이러한 프로젝션 램프는 내열온도를 적절히 유지하여 광원의 변화에 대응하는 것이 중요하다. 본 발명에 의할 경우, 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터에 사용되는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재에 대한 증착 금속의 부착성이 우수하고, 혹서지역의 가혹조건이나 230℃ 이상의 고온에서도 내열성이 증대되어 지속 점등시 도막의 박리, 부풀음 및 무지개 현상 등이 발생하지 않는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) (메타)아크릴레이트 수지
A-1: 열가소성 아크릴레이트 수지, 분자량 38000, Tg 75℃ (상품명:BR113)
A-2: 열가소성 아크릴레이트 수지, 분자량 10500, Tg 75℃ (상품명:BR87)
A-3: 열가소성 아크릴레이트 수지, 분자량 40000, Tg 109℃ (상품명:LP50/01)
(B) 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지
B-1: 폴리에스터 아크릴레이트 수지, 분자량 1800, 관능기 4관능, (상품명: PS420)
B-2: 에폭시 아크릴레이트 수지, 분자량 1000, 관능기 3관능, (상품명: EB9656)
B-3: 아로마틱 우레탄 아크릴레이트 수지, 분자량 1100, 관능기 4관능, (상품명: PU460)
(C) 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머
C-1: 다관능기 아크릴레이트 모노머 (TMPTA)
C-2: 다관능기 아크릴레이트 모노머 (PETA)
C-3: 이관능기 아크릴레이트 모노머 (HDDA)
(D) 광경화형 개시제 : 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (상품명: IRGACURE 184)
(E) 인산염 부착증진제 : BIS(2-METHACRYLOXYETHYL) PHOSPHATE (상품명:KAYAMER PM-2)
(F) 레벨링제 : BYK 333
(G) 용제 : 에틸아세테이트 50%, 부틸아세테이트 20%, 크실렌 30%
실시예 1
하기 표 1의 조성으로 자외선경화형 도료조성물을 제조하였다. 제조된 자외선경화형 도료조성물을, 이소프로필 알코올로 세정하여 전처리된 차량부품 (헤드램프 프로젝션 램프의 반사경)용 소재인 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 기재의 표면에 하도로서 스프레이 도장기를 사용하여 도포하고, 80℃의 온도 조건에서 300초간 열풍 건조시켜 용매를 제거한 후, 150mW/㎠의 고압 수은등으로 공기 중 20cm 위치에서 3000mJ/㎠의 에너지로 조사시켜 경화를 실시하여, 15㎛두께의 하도막 코팅층을 형성하였다.
그 다음 진공도 10-4 Torr에서 알루미늄을 진공증착하였고, 그 후 상기 증착된 알루미늄 표면 위에 HMDSO4를 진공증착기 챔버안에서 도포하여 85㎚ 크기의 알루미늄막을 형성하였다.
그 다음 상기 알루미늄막 표면을 터널식 라인에서 70℃, 4분 조건에서 IR을 조사한 후, UV 건조로에서 1500 mJ/㎠ 로 경화 건조를 실시하여 1.5㎛ 두께의 평활한 상도막 코팅층(30)을 형성함으로써, 최종적으로 본 발명에 의한 차량부품 기재의 도장을 완료하였다.
실시예 2 내지 3
하기 표 1의 조성으로 도료조성물을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 자외선차단형 도료조성물을 형성 후, 본 발명의 차량부품 기재의 도장을 완료하였다.
비교예 1 내지 5
하기 표 1의 조성으로 도료조성물을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 자외선차단형 도료조성물을 형성 후, 본 발명의 차량부품 기재의 도장을 완료하였다.
비교예 6 내지 13
하기 표 2의 조성으로 도료조성물을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 자외선차단형 도료조성물을 형성 후, 본 발명의 차량부품 기재의 도장을 완료하였다.
성분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
A A-1 10 15 20 15 　 　 15 15
A-2 　 　 　 　 15 　 　 　
A-3 　 　 　 　 　 15 　 　
B B-1 10 7.5 5 7.5 7.5 7.5 　 　
B-2 　 　 　 　 　 　 7.5 　
B-3 　 　 　 　 　 　 　 7.5
C C-1 10 13 10.5 13 13 13 13 13
C-2 12.5 7 7 7 7 7 7 7
C-3 　 　 　 　 　 　 　 　
D 2 2 2 2 2 2 2 2
E 0.2 0.2 0.2 　 0.2 0.2 0.2 0.2
F 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
G 55.1 55.1 55.1 55.3 55.1 55.1 55.1 55.1
총 함량
(중량%)		 100 100 100 100 100 100 100 100
성분 비교예
6		 비교예
7		 비교예
8		 비교예
9		 비교예
10		 비교예
11		 비교예
12		 비교예
13
A A-1 15 15 　 　 　 　 　 　
A-2 　 　 15 15 15 　 　 　
A-3 　 　 　 　 　 15 15 15
B B-1 7.5 7.5 　 　 　 　 　 　
B-2 　 　 7.5 　 7.5 7.5 　 　
B-3 　 　 　 7.5 　 　 7.5 7.5
C C-1 13 　 13 13 　 13 13 　
C-2 　 13 7 7 13 7 7 13
C-3 7 7 　 　 7 　 　 7
D 2 2 2 2 2 2 2 2
E 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
F 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
G 55.1 55.1 55.1 55.1 55.1 55.1 55.1 55.1
총 함량
(중량%)		 100 100 100 100 100 100 100 100
시험예
상기 실시예 1-3 및, 비교예 1-13에 의해 도장된 차량부품 기재 시편의 부착성, 내열성 등 물성을 하기와 같이 평가하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
(1) 외관: 변색, 광택저하, 내처짐(Sagging)성 Orange Peel 등 육안으로 식별 가능한 결함이 없는지 평가하였다.
(2) 부착성 시험: ASTM D3359에 의거 크로스 컷 테이프 테스트(cross cut tape test)를 시행하여 평가하였다.
(3) 내열성 시험: 시험온도 (230±2℃) 조건 하에서 72시간 방치 후 꺼내어 실온에서 1시간 방치 후 알루미늄 증착막의 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없는지, 부착성에 이상이 없는지 평가하였다.
(4) 내습성 시험: 시험온도 및 상대습도가 50±2℃, 98±2%인 조건에서 240시간 방치 후, 꺼내어 1시간 방치 후, 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없는지, 부착성에 이상이 없는지 등을 평가하였다.
(5) 내냉열 Cycle 시험: 시편을 ‘80±2℃, 95% RH 에서 4h 방치하고 다음에 온도조건을 -40±2℃, 95% RH로 변경 후 4h 방치’하는 일련의 과정을 10회 반복하고, 이후에 실온 1h 방치 후 알루미늄 증착막의 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없는지, 부착성에 이상이 없는지를 평가하였다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
외 관 O O O O O O O O
부착성 O O O ㅿ O O O O
내열성 O O O O ㅿ X ㅿ ㅿ
내습성 O O O O O O ㅿ O
내냉열 O O O O O X ㅿ O
(상기에서 O은 양호, ㅿ는 미흡, X는 악화 수준을 의미함)
　 비교예
6		 비교예
7		 비교예
8		 비교예
9		 비교예
10		 비교예
11		 비교예
12		 비교예
13
외 관 O O O O O O O O
부착성 O O O O O ㅿ ㅿ ㅿ
내열성 X X X X X X X X
내습성 ㅿ O ㅿ O ㅿ ㅿ O ㅿ
내냉열 X ㅿ ㅿ ㅿ X X ㅿ X
(상기에서 O은 양호, ㅿ는 미흡, X는 악화 수준을 의미함)
물성평가 결과
상기 비교예 1은, 본 발명에 의한 상기 실시예 1-3 대비, 인산염 부착증진제를 포함하지 않은 것으로, 이 경우 외관이나 내열성 등 기본 물성은 양호하나, 상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, 부착성이 미흡한 것을 알 수 있다.
또한, 상기 비교예 2-3은, 본 발명에 의한 상기 실시예 1-3 대비, (메타)아크릴레이트 수지의 분자량이 작거나(비교예 2) 혹은 유리전이온도(Tg)가 높은(비교예 3)으로, 이 경우 내열성이 미흡한 것을 알 수 있고, 특히 비교예 3의 경우 내습성 또한 악화 수준인 것을 알 수 있다.
또한, 상기 비교예 4-5은, 본 발명에 의한 상기 실시예 1-3 대비, 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지가 아닌 에폭시 아크릴레이트 수지(비교예 4)를 사용하거나 혹은 아로마틱 우레탄 아크릴레이트 수지(비교예 5)를 사용한 것으로, 이 경우 내열성이 미흡한 것을 알 수 있고, 특히 비교예 4의 경우 내습성 및 내냉열성 또한 미흡한 것을 알 수 있다.
또한, 상기 비교예 6-7은, 본 발명에 의한 상기 실시예 1-3 대비, 3관능 이상의 다관능기를 함유하지 않고 2관능기인 아크릴레이트 모노머를 포함한 것으로, 이 경우 내냉열성이 미흡하거나 악화 상태에 있고 특히 두 경우 모두 내열성에서 악화 수준임을 알 수 있다.
한편, 상기 비교예 8-15는, 본 발명에 의한 상기 실시예 1-3 대비, (메타)아크릴레이트 수지 및 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지를 포함하지 않거나(비교예 8-9, 11-12) 혹은 이에 더하여 2관능인 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 것(비교예 10, 13)으로, 이 경우 내습성 내지 내냉열성이 미흡혹은 악화상태에 있고, 특히 모든 경우 내열성에서 악화 수준임을 알 수 있다.
반면, 실시예 1 내지 3과 같이, 본 발명에 의할 경우 (메타)아크릴레이트 수지, 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지, 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 및 기타 첨가제(광개시제, 인산염 부착증진제 및 레벨링제 등)를 특정 중량비로 함유함으로써, 외관 광택이 개선되고 도금층과의 초기부착성이 확보되며 내열성이 우수하고 경화밀도의 조절을 통해 내습성, 내수성이 뛰어나고 특히, 230? 이상의 고온에서도 도막의 박리, 부풀음이 발생하지 않는 등 탁월한 내열성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 상기 실험결과를 통해, 본 발명에 따른 도료조성물을 사용한 차량부품 기재는 외관, 초기부착성, 내열싸이클성, 내습성, 내수성, 환경유해물질 여부 및 내열성 등 거의 모든 물성에서 우수한 효과를 지니고 있음을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의해 형성된 자외선차단형 도료조성물을 이용하여 도막에 도장시, 차량부품 특히, 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터에 사용되는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재에 대한 증착 금속의 부착성이 우수하고, 혹서지역의 가혹조건이나 230℃ 이상의 고온에서도 내열성이 증대되어 지속 점등시 도막의 박리, 부풀음 및 무지개 현상 등이 발생하지 않는 효과가 있음을 알 수 있다.
10: 차량부품용 기재 12: 하도막 코팅층
22: 알루미늄막 30: 상도막 코팅층
100: 차량부품

Claims (9)

  1. (메타)아크릴레이트 수지 7.5 내지 22.5 중량%;
    중량평균분자량이 1000 내지 3,000g/mol인 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지 5 내지 10 중량%;
    다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 15 내지 25 중량%;
    광개시제 1 내지 5 중량%;
    인산염 부착증진제 0.01 내지 0.5 중량%;
    레벨링제 0.1 내지 1 중량%; 및
    용제 45 내지 65 중량%;
    를 포함하는 자외선경화형 도료조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴레이트 수지는 유리전이온도(Tg)가 50 내지 80℃이고, 중량평균분자량이 20,000 내지 50,000g/mol인 것을 특징으로 하는 자외선경화형 도료조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다관능성 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 수지는 점도(25℃)가 500 내지 5,000cps인 것을 특징으로 하는 자외선경화형 도료조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메티올로판트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드트리메티올프로판트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드글리세릴트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트, 에톡시레이티드펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메티올프로판테트라아크릴레이트 및 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자외선경화형 도료조성물.
  5. 기재의 표면 상에 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 자외선경화형 도료조성물을 분사 후 자외선 경화 및 건조하여 하도막 코팅층을 형성하고;
    상기 하도막 코팅층 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄막을 형성하고; 그리고,
    상기 알루미늄막 상에 경화형 도료를 도장 후 건조하여 상도막 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 하도막 코팅층의 두께는 10 내지 20㎛인 차량부품의 도장방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하도막 코팅층의 형성은, 50 내지 100℃에서 열풍 건조 후, 2,500 내지 3,500mJ/cm2의 광량으로 UV조사하는 것을 특징으로 하는 차량부품의 도장방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기재는 알루미늄 다이케스팅(ALDC) 또는 마그네슘 다이케스팅(MGDC) 기재인 것을 특징으로 하는 차량부품의 도장방법.
  8. 기재;
    상기 기재상에 형성된 하도막 코팅층;
    상기 하도막 코팅층 상에 형성된 알루미늄막; 및
    상기 알루미늄막 상에 형성된 상도막 코팅층;
    을 포함하고,
    상기 하도막 코팅층은 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 자외선경화형 도료조성물로부터 형성되고, 두께가 10 내지 20㎛인 차량부품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량부품은 자동차 헤드램프 프로젝션 리플렉터(Headlamp Projection Reflector)인 것을 특징으로 하는 차량부품.
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