KR101827064B1

KR101827064B1 - 유리 비산 방지용 코팅제 및 이를 이용한 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리와 그 제조방법

Info

Publication number: KR101827064B1
Application number: KR1020150178616A
Authority: KR
Inventors: 공낙경; 이기홍; 박종민; 정태수; 이복철; 진건수; 안재범; 김영석; 이용철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 노루비케미칼
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2018-03-22
Also published as: DE102016122554B4; KR20170070731A; DE102016122554A1; JP2017109918A; US20170166774A1; CN106957570A; US10494543B2; JP6872350B2; CN106957570B

Abstract

본 발명은 카프로락톤 변성 아크릴 수지, 아크릴 폴리올, 및 폴리우레탄수지를 소정량 포함하는 코팅제를 강화유리에 도장함으로써 충격 시 강화유리의 파손으로부터 비산을 방지하는 강화유리, 이의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 강화유리는 세라믹부의 제거로 강화유리의 강성을 향상시키고, 상기 폴리우레탄 코팅층이 충격 흡수 성능을 향상시킴으로써, 강화유리의 파손으로부터 비산을 방지하여 자동차 유리 부품에 널리 적용됨에 따라 탑승자의 안전을 보호할 수 있다.

Description

유리 비산 방지용 코팅제 및 이를 이용한 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리와 그 제조방법{SHATTER-PROOF GLASS COATING COMPOSITION, ARCHITECTURAL TEMPERED SHATTER-PROOF GLASS USING IT AND METHOD FOR MANUFACTURING ARCHITECTURAL TEMPERED SHATTER-PROOF GLASS}

본 발명은 유리 비산 방지용 코팅제 및 이를 이용한 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리와 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 카프로락톤 변성 아크릴 수지, 아크릴 폴리올, 및 폴리우레탄수지를 소정량 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제를 강화유리에 도장함으로써, 강화유리가 파손 시 비산을 방지하는 강화유리, 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래에 자동차 산업이나 건축 산업에서 이미 사용되고 있었던 강화유리 비산 방지 기술은 강화유리의 특성상 큰 충격에 견디는 성질을 가지지만 한계 이상의 충격에 가해졌을 경우에 작은 조각의 강화유리가 다량 비산될 수 있는 치명적인 특성을 가지고 있고, 이를 개선하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.

종래의 선행 기술로서, 한국 공개특허 제2015-0105764호는 터치 스크린용 강화유리에 적용되는 비산방지 필름을 개시하고 있고, 한국 등록특허 제10-1465985호는 건축용 강화유리에 적용되는 코팅제를 개시하고 있다.

한편, 자동차에 적용되는 강화유리의 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 강화유리 하단에 접착물질 및 PET 필름을 부착하여 강화유리 파손시의 비산을 방지하고자 하였지만, 세라믹 층 또는 세라믹부의 존재로 인해 작은 충격에서 파손이 잘되기에, 자동차의 파노라마 루프 글라스 등에 적용 시에 실내 탑승자의 안전의 위협하는 주요 요인이 되어 왔다. 다시 말해 자동차의 파노라마 루프 글라스에는 세라믹부가 존재함으로써 강성이 매우 취약하다는 문제가 제기되어 오고 있었다.

이에 기존의 강화유리의 세라믹부를 제거하고, 이러한 세라믹부를 대체 가능한 강성을 향상시킬 수 있는 코팅제 및 이를 이용한 강화유리의 도입이 필요한 실정이다.

1: 한국 공개특허 제2015-0105764호 2: 한국 등록특허 제10-1465985호

이에 본 발명자들은 자동차의 파노라 루프의 파손의 위험성을 개선하기 위한 방안을 모색하던 중, 기존의 강화유리에 존재하는 세라믹부(통상적으로 Si 성분을 포함하는 세라믹으로 코팅된 코팅층을 의미함)를 제거하고, 이러한 세라믹부를 대체할 있는 카프로락톤 변성 아크릴 수지, 아크릴 폴리올, 폴리우레탄수지를 소정량 포함하는 코팅제를 도포하는 경우, 선영성값이 우수하고, 내열, 내수, 내후성 등의 내구성이 우수하여 자동차 유리 부품에 널리 적용할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 유리 비산 방지용 코팅제를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 코팅제를 이용하여 코팅층이 형성된 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 강화유리의 제조방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 강화유리를 포함하는 자동차 파노라마 루프를 제공하는데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 주제로서 (a) 카프로락톤 변성 아크릴 수지 50 ~ 60 중량%; (b) 아크릴 폴리올 10 ~ 20 중량%; (c) 폴리우레탄 수지 10 ~ 20 중량%; (d) 반응촉매제 0.1 ~ 1.5 중량%; (e) 습윤첨가제 0.1 ~ 1.5 중량%; (f) 안료 1.0 ~ 1.5 중량%; 및 (g) 용제 5 ~ 20중량%를 포함하고, 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머계 수지를 포함하는 유리 비산 방지용 코팅제를 제공한다.

또한 본 발명은 강화유리; 상기 강화유리 일면에 형성된 투명 또는 블랙의 프라이머층; 및 상기 프라이머층의 일면에 상기 유리 비산 방지용 코팅제를 도장하여 형성된 투명 또는 블랙의 폴리우레탄 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 강화유리를 포함하는 자동차 파노라마 루프를 제공한다.

본 발명에 따른 코팅제는 고선영성을 가지고 있어 도장시 외관이 우수하기에 강화 유리에 적용하더라도 강화유리의 외관에 영향을 미치지 않는다.

따라서, 이를 강화유리에 적용 시, 종래의 강화유리의 형성되어 있던 강성이 약한 세라믹부를 제거하되, 폴리우레탄 코팅층의 도입으로 유리 파손 시 비산 방지 기능이 우수하여, 자동차의 유리 부품에 널리 적용함으로써 탑승자를 보호할 수 있다.

도 1은 종래의 파노라마 루프 글라스의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 자동차에 적용되어 왔던 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹부가 제거된 비산 방지 기능을 갖는 강화유리를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 종래의 세라믹부가 존재하는 강화유리의 파손 시의 모습을 나타낸 것이며, 도 4(b)는 본 발명에 따른 세라믹부가 제거된 강화유리의 파손 시의 모습을 나타낸 것이다.

이하에서 본 발명을 하나의 구현 예로서 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 주제로서 (a) 카프로락톤 변성 아크릴 수지 50 ~ 60 중량%; (b) 아크릴 폴리올 10 ~ 20 중량%; (c) 폴리우레탄 수지 10 ~ 20 중량%; (d) 반응촉매제 0.1 ~ 1.5 중량%; (e) 습윤첨가제 0.1 ~ 1.5 중량%; (f) 안료 1.0 ~ 1.5 중량%; 및 (g) 용제 5 ~ 20 중량%을 포함하고, 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머계 수지를 포함하는 유리 비산 방지용 코팅제를 제공한다.

일반적으로 아크릴 수지는 아크릭계 또는 비닐계 모노머 등의 이중결합을 갖는 여러 종류의 단량체들을 열분해 개시제를 사용하여 용액 내에서 라디칼 중합시켜 폴리머를 제조하게 된다.

구체적으로 아크릴계 또는 비닐계 모노머는 비관능성 모노머인 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트 및 로우릴메타아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 카복실 관능기 모노머는 아크릭산, 메타아크릭산, 말레익산, 이타콘산, 및 크로론산로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 수산기 모노머는 2-하이드록시메타아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 및 2-하이드록시에틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 이외에도 비닐계 모노머는, 아크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, 그리시딜메타아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴, 및 비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 예를 들 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 카프로락톤 변성 아크릴 수지를 합성하기 위해 카프로락톤 트리올을 이용하여 합성한다. 합성된 수지의 특징은 탄성이 우수하여 스크래치성이 뛰어나며 동일 유리전이온도(Tg)를 갖는 아크릴 수지 대비 경도 및 내화학성이 우수하며 탄성회복율과 인장강도가 우수하다.

따라서, 본 발명에서 사용하는 상기 카프로락톤 변성 아크릴 수지(a)는 고형분 70%, 중량 평균 분자량이 8,000 ~ 20,000, 수산기 함량이 1 ~ 4%, 유리전이온도는 -10 ~ -20℃인 저점도형 아크릴 수지로서, 주제부 전체 중량에 대해 50 ~ 60 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 8,000 미만인 경우 신뢰성 확보에 한계가 있으며, 20,000 초과인 경우 상용성이 좋지 않아 작업성에 한계가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 수산기의 함량이 1% 미만인 경우 이소시아네이트와 반응하여 가교구조를 구성하는 데에 한계가 탄성을 확보하기 어려우며, 4% 초과인 경우 경화제와 혼합시 가사시간에 한계가 있기에 상기 범위 내의 아크릴 수지를 사용한다. 아울러, 유리전이온도는 탄성을 극대화 하기 위해 상기 범위 내이 수지를 사용한다.

또한 카프로락톤 변성 아크릴 수지가 50 중량% 미만인 경우 충격성과 탄성 본원력이 떨어지며, 60 중량% 초과인 경우 도막형성 시 끈적거림이 발생되며 상대적으로 반응성이 떨어저서 내후성이 저하되며 도장 작업성이 저하되기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

다음으로, 상기 아크릴 수지인 아크릴 폴리올은 아크릴산 에스테르나 메타크릴산 에스테르의 비닐형 이중결합을 갖는 여러 종류의 단량체들을 열분해 개시제를 사용하여 용액 내에 라디칼 중합시켜 폴리머를 제조한다.

이에 본 발명에서 사용하는 상기 아크릴 폴리올(b)은 고형분 55%, 중량 평균 분자량이 12,000 ~ 25,000이며 수산기 함량이0.2 ~ 2%, 유리전이온도가 70 ~ 80℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 12,000 미만인 경우 상기에 표시한 유리전이온도 도달에 한계가 있으며, 25,000 초과인 경우 수지 합성 과정에서 고상화(Gel)이 되기 때문에 한계가 있어 상기 범위 분자량으로 합성사여 사용하는 것이 바람직하며, 수산기의 함량이 0.2% 미만인 경우 반응성이 저하되어 신뢰성 확보에 한계가 있으며, 2% 초과인 경우 높은 반응성으로 형성된 도막이 충격성에 저하될 가능성이 있기에 상기 범위 내의 아크릴 폴리올을 사용한다.

또한 상기 아크릴 폴리올(b)은 주제부 전체 중량에 대해 10 ~ 20 중량%을 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴 폴리올이 10 중량% 미만인 경우 도막의 끈적거림이 발생할 수 있어 내수성이 저하되는 문제가 있으며, 20 중량% 초과인 경우 투입 시 외관 저하를 발생시킬 수 있으며 도막이 딱딱해져 연신율과 탄성복원력이 감소될 수 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서의 폴리우레탄 수지(c)는 폴리카보네이트 폴리올을 이소시아네이트와 반응시켜 합성할 수 있다. 보다 구체적으로, 이소시아네이트 5 ~ 30 중량%, 폴리카보네이트 폴리올 2 ~ 10 중량%, 폴리에스터디올 30 ~ 60 중량%, 및 용제 5 ~ 25 중량%을 반응시켜 얻은 것을 사용한다.

상기 이소시아네이트는 평균 관능기수가 2개 이상인 것으로, 톨루엔 디이소시아네이트, 4,4-디페닐 메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트 및 이로부터 유도된 다관능성 이소시아네이트 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 이소포론디이소시아네이트 및 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다. 아울러, 폴리카보네이트 폴리올은 500 ~ 5,000 중량평균분자량 범위를 갖는 폴리올을 사용하는 것이 충격성과 내후성을 만족시킬 수 있다.

이에 본 발명에서 사용하는 상기 폴리우레탄 수지(c)는 수산기값 0.5 ~ 1%, 중량평균 분자량이 40,000 ~ 43,000, 고형분이 70 ~ 80%인 것이 하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄 수지의 수산기가 0.5% 미만인 경우 이소아네이트와 반응할 수 있는 수산기 함량이 적어 반응성이 현저하게 떨어지며, 1% 초과인 경우 우레탄 수지의 탄성 성능을 구현하는데 한계가 있으며, 중량평균분자량이 40,000 미만인 경우 한계가 있으며, 43,000 초과인 경우 합성 공정 시 고점도의 우레탄 수지가 합성이 되어 사용하는데 한계가 있어 상기 내의 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 좋다.

이러한 폴리우레탄 수지는 주제부 전체 중량에 대해 10 ~ 20 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄 수지가 10 중량% 미만인 경우 충격성과 본원력, 내후성이 저하될 수 있으며, 20 중량% 초과인 경우 투입 시 외관 저하가 발생하고 도장 작업성을 저해할 수 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

상기 반응촉매제(d)는 우레탄 반응 촉매제로서, 대표적으로 디부틸 틴 디라우레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 주제(수산기)와 경화제(이소시아네이트) 간의 반응 속도를 향상시키는 역할을 하며, 과량 첨가 시 가사 시간이 짧아져 작업성 저하가 발생될 수 있기에 0.1 ~ 1.5 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

상기 습윤첨가제(e)는 폴리디메틸실록산 계열의 첨가제로서 도장 시 습윤성과 도막의 레벨링성을 향상시키며, 주제부 전체 중량에 대해 0.1 ~ 1.0 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

상기 안료(f)는 대표적으로MIKUNI社의 HTP BLACK 제품을 사용할 수 있으며, 이는 입자 크기가 나노 사이즈로 분산되어 투명성과 착색력이 뛰어나며 도장 작업 시 얼룩 발생을 최소화한다. 상기 안료는 반드시 이에 제한되지 않으며 당업계에서 적용될 수 있는 것은 적용 가능하다.

상기 용제(g)는 도장 작업을 용이하게 하며, 용제의 휘발속도 조절하여 도막의 평활성 및 외관을 확보할 수 있으며, 주제부 전체 중량에 대해 5 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10 ~ 15 중량%이다.

상기 경화제는 무황변과 내후성이 우수한 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 이때 주제부와 경화제부는 2 ~ 4:1의 중량 비율로 혼합하되, 희석용제를 이용하며, 포드컵(FORD CUP#4, 25℃)점도가 18 ~ 20sec인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 점도가 18.0 sec미만인 경우 도장 작업 시 도료가 흐를 가능성이 있으며 충분한 막후를 구현하는데 한계가 있으며, 20.0 sec 초과인 경우 높은 점도로 인하여 외관(레벨링성)이 저하될 수 있기에 상기 범위 내의 코팅제를 사용한다.

상기 조성을 포함하는 유리 비산 방지용 코팅제는 유리와의 부착성 확보를 위해 실란프라이머(BETASEAL™ 43518, Dow 社)를 먼저 도포한 후에 그 위해 도장함으로써 강화유리의 강성을 향상시킬 수 있는 도장층으로 형성된다.

구체적으로, 본 발명은 상기 코팅제를 이용하여, 강화유리; 상기 강화유리 일면에 형성된 투명 또는 블랙의 프라이머층; 및 상기 프라이머층의 일면에 상기 유리 비산 방지용 코팅제를 도장하여 형성된 투명 또는 블랙의 폴리우레탄 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리를 제공한다.

또한, 본 발명은 강화유리의 일면에 블랙 또는 투명 실란프라이머를 도포한 후, 상기 유리 비산 방지용 코팅제를 도장하여 70 ~ 90℃온도 조건에서 20 ~ 40분 동안 경화시켜 폴리우레탄 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리의 제조방법을 제공한다.

상기 프라이머층은 위에 언급한 바와 같이, 실란프라이머로서 유리와의 부착성 확보를 위한 것으로, 강화유리의 일면에 1㎛ 도포한 후 상온에서 5분 정도 셋팅을 유지한 후, 상기 비산 방지 기능을 갖는 코팅제를 도장함으로써, 종래의 세락믹부를 제거함으로써 강성을 향상시킨 강화유리를 제공할 수 있다.

상기 비산 방지 기능을 갖는 코팅제를 도장하여 형성한 상기 폴리우레탄 코팅층은 평균 두께가 50 ~ 80 ㎛이며, 상기 폴리우레탄 코팅층은 상기 프리어머층이 형성된 부분에만 도포되거나, 상기 프라이머층을 포함하는 강화유리 전면에 도포됨으로써 형성될 수 있다.

구체적으로 도 3은 본 발명에 따른 강화유리의 단면도로서, 도 3(a)와 도 3(b)의 두 가지 구조를 갖는 강화유리를 제공할 수 있다.

도 3(a)와 같이 블랙의 프라이머층이 강화유리의 외각에 10 ~ 15 cm 정도의 너비(폭)로 형성된 경우 투명한 프리-프라이머층을 더 포함할 수 있으며, 투명한 폴리우레탄 코팅층은 상기 프라이머층을 포함하는 강화유리 전면에 도포된 구조를 갖는다.

또한 도 3(b)와 같이, 투명의 프라이머층이 강화유리의 외각에 10 ~ 15 cm 정도의 너비(폭)로 형성된 경우 블랙의 폴리우레탄 코팅층은 상기 프리어머층이 형성된 부분에만 도포된 구조를 갖는다.

이러한 강화유리는 세라믹부를 제거하고, 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제가 도포됨에 따라 충격 흡수 성능이 향상되어 강성이 향상됨을 후술할 실험예를 통해 확인할 수 있다.

아울러, 상기 폴리우레탄 코팅층은 블랙 또는 투명 실란프라이머를 도포한 후, 상기 유리 비산 방지용 코팅제를 도장하여 70 ~ 90℃온도 조건에서 20 ~ 40분 동안 경화시켜 평균 두께가 50 ~ 80㎛인 것이 바람직하다. 두께가 50㎛ 미만인 경우 충격성이 저하될 수 있으며, 80 ㎛ 초과인 경우 도막이 형성될 때 소재 끝단부에 칠 맺침 형성이 발생할 수 있기에 상기 범위 내로 형성한다.

이렇게 제조된 강화유리는 대표적으로 자동차의 파노라마 루프에 적용될 수 있으며, 이는 종래의 강화 유리와 대비하여 평균 30% 이상 강성을 향상 시켰는바, 탑승자의 안전을 개선시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1~2 및 비교 제조예 1~5: 유리 비산 방지용 코팅제의 제조

하기 표 1의 조성분 및 함량으로 혼합하여 주제부를 제조하였으며, 경화제는 HI-100(회사명:BASF)을 사용하였다. 이때 주제부와 경화제를 3:1의 중량 비율로 혼합하고 희석용제로서 아세테이트계와 케톤계 혼합 사용하여, 포드컵(FORD CUP#4, 25℃)점도가 20sec가 되도록 하였다.

주제부 조성물(단위: 중량%)

구분	비교제조예 1	비교제조예 2	비교제조예 3	비교제조예4	비교제조예5	제조예1	제조예2
카프로락톤 변성 아크릴 수지¹⁾	70	40	50	50	40	60	50
아크릴 폴리올² ⁾	5	30	30	0	20	10	20
폴리우레탄 수지³⁾	5	10	0	30	20	10	10
반응촉매제⁴ ⁾	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
습윤첨가제⁵ ⁾	1	1	1	1	1	1	1
안료⁶ ⁾	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
용제⁷ ⁾	16	16	16	16	16	16	16
총 합량	100	100	100	100	100	100	100
1)고형분 70%, 중량 평균 분자량이 8,000 ~ 20,000, 수산기 함량이 1 ~ 4%(노루비케미칼) 2) 고형분 55%, 중량 평균 분자량이 12,000 ~ 25,000, 수산기 함량 0.2 ~ 2%, 유리전이온도 70 ~ 80℃(노루비케미칼) 3) 수산기 값 0.5 ~ 1.0%, 중량평균 분자량 40,000 ~ 43,000, 고형분 70 ~ 80%(노루비케미칼) 4) 디부틸 틴 디라우레이트, 상품명: D.B.T.D.L 회사명: 동일화학(일본) 5) 상품명: BYK-306 회사명: BYK 6) HTP BLACK 제품, MIKUNI社 7) 부틸 아세테이트, 메틸이소부틸케톤

비교예 1 ~ 5 및 실시예 1~2: 강화유리 제조

비교예 1 ~ 5및 실시예 1 ~ 2에서 제조한 폴리우레탄 코팅제를 이용하여, 유리 파손시 비산 방지기능을 갖는 강화유리를 제조하였다.

구체적으로, 2.6 ~ 5mm 두께를 갖는 강화유리의 일면에 실란 프라이머(BETASEAL™ 43518, Dow 社)를 약 1㎛ 도포 후 상온에서 5 분 정도 셋팅을 유지 후 실시예 1~2 및 비교예 1 ~ 5에서 제조한 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제를 도장하고 80℃에서 30분 동안 경화시켜 도막을 형성함으로써 도 4(b)의 구조를 갖는 강화유리를 제조하였다.

실험예 : 물성 측정

상기 비교예 1 ~ 5 및 실시예 1 ~ 2에서 준비한 강화유리를 하기 물성 평가법에 따라 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 선영성 측정: BYK GARDNER사의 Wave scan-DOI을 사용하여 측정하며, 여기서는 광택, 선영성, 오렌지필의 종합등급인 CF값을 비교하였다.

(2) 도막의 끈적거림(Tacky) 측정: 도장 시편 위에 PET 필름을 올린 후 300g 무게로 누른 후 필름 제거 시 끈적임(자국) 유무 확인하였다. 평가 수준은1~5 Level로서, 1: 자국 없어 지지 않음, 5: 자국 없음을 의미한다.

(3) 탄성회복률 측정: ASTM D 412 규격에 의거 TEST 실시하였다. 구체적으로, Dumbell형 시편 준비하고 ASTM D 412 D형의 시험편에 30.0mm 표점을 표시(L₁)하고, 90% 신장한 상태로 10분간 방치 후 그립 제거하여 평평한 곳에 10분간 방치, 표선 간의 거리(L₀)를 다시 측정하여 회복률 확인하였다.

(4) 연신율(파단신율) 측정: ISO 527-1 규격에 의거 5호 시편 작성 후 도막의 파단 신율 측정하였다.

(5) 내열성 측정: 시험 온도 90±2℃조건의 챔버에 시험편을 300시간 방치한 후 꺼내어 외관평가 및 초기 부착성 실험을 실시하여 측정하였다.

(6) 내후성 측정: SAE J1960에 따라 2500kJ/㎡ 조사 후 외관 변화를 확인하였다.

물성측정 결과

구분	선영성 (CF 값)	끈적거림 (1~5 level)	탄성 회복율 (%)	파단신율 (%)	내열성	내수성	내후성
목표값	70	2 이하	90%이상	110% 이상	양호	양호	양호
비교예1	75	4	100%	130	N.G	N.G	N.G
비교예2	55	1	60%	90	양호	양호	양호
비교예3	60	2	70%	90	양호	양호	N.G
비교예4	70	3	90%	100	양호	N.G	양호
비교예5	60	1	80%	90	양호	양호	양호
실시예1	70	2	100%	120	양호	양호	양호
실시예2	70	2	95%	110	양호	양호	양호
*N.G: 측정불가

상기 표 2를 살펴보면, 비교예 1은 카프로락톤 변성 아크릴 수지가 과량으로 사용된 경우로서, 탄성회복율, 파탄신율이 우수하며, 폴리우레탄 수지를 소량 사용하여도 탄성 관련 항목이 대체로 양호한편이지만 도막의 신뢰성인 내열, 내수, 내후성이 크게 떨어짐을 확인할 수 있다. 비교예 2는 카프로락톤 변성 아크릴 수지가 소량 사용되고 아크릴 폴리올 수지가 과량 사용된 경우로서, 내후성은 만족하나 탄성관련 항목이 크게 떨어짐을 확인할 수 있다.

또한 비교예 3은 폴리우레탄 수지를 사용하지 않은 경우로서, 끈적거림은 양호하나 탄성 화복율이 떨어지며 특히 내후성이 저하된다. 비교예 4의 경우 아크릴 폴리올을 사용하지 않고 폴리우페탄 수지가 과량 사용할 경우로서, 선영성과 탄성 회복율은 양호하나 가교도가 떨어져 내수성이 저하되며 끈적거림의 정도가 증가함을 확인할 수 있다.

비교예 5의 경우 카프로락톤 변성 아크릴 수지를 소량 사용하고 아크릴 폴리올과 폴리우레탄 수지의 함량을 증가시킨 경우로서, 내열, 내수, 내후성은 만족하며 끈적거림도 양호하나 탄성에 가장 영향을 주는 카프로락톤 변성 아크릴 수지의 함량이 적어져서 탄성회복율과 선영성이 저하됨을 확인할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 경우 카프로락톤 변성 아크릴 수지, 아크릴 폴리올, 폴리우레탄 수지의 함량을 최적으로 사용함에 따라 외관 항목인 선영성 값이 우수하며, 탄성항목인 탄성 회복율과 파단신율이 증가하며 도막의 끈적거림을 최소화 함을 동시에 도막의 내구성인 내열, 내수, 내후성을 만족함을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명에 따른 코팅제는 자동차 강화유리의 강성을 강화시킴으로써 자동차의 유리 부품에서 요구하는 충격성 강화와 신뢰성을 확보함으로써, 파손 시 유리의 비산 위험성으로부터 자동차 탑승자를 안정하게 보호할 수 있다.

Claims

주제로서 (a) 카프로락톤 변성 아크릴 수지 50 ~ 60 중량%; (b) 고형분 55 중량%, 중량 평균 분자량이 12,000 ~ 25,000이며 수산기 함량이 0.2 ~ 2%, 유리전이온도가 70 ~ 80℃인 아크릴 폴리올 수지 10 ~ 20 중량%; (c) 폴리우레탄 수지 10 ~ 20 중량%; (d) 반응촉매제 0.1 ~ 1.5 중량%; (e) 습윤첨가제 0.1 ~ 1.5 중량%; (f) 안료 1.0 ~ 1.5 중량%; 및 (g) 용제 5 ~ 20중량%를 포함하고, 상기 폴리우레탄 수지(c)는 수산기 값이 0.5 ~ 1.0%, 중량평균 분자량이 40,000 ~ 43,000, 고형분이 70 ~ 80 중량%인 것이며,
경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 비산 방지용 코팅제.
제 1 항에 있어서, 상기 카프로락톤 변성 아크릴 수지(a)는 고형분 70 중량%, 중량 평균 분자량이 8,000 ~ 20,000, 수산기 함량이 1 ~ 4%인 것을 특징으로 하는 유리 비산 방지용 코팅제.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 반응촉매제(d)는 디부틸 틴 디라우레이트인 것을 특징으로 하는 유리 비산 방지용 코팅제.
제 1 항에 있어서, 상기 주제부와 경화제부는 2 ~ 4:1 중량 비율로 혼합하며, 포드컵(FORD CUP#4, 25℃)점도 18~20sec인 것을 특징으로 하는 유리 비산 방지용 코팅제.
강화유리;
상기 강화유리 일면에 형성된 투명 또는 블랙의 프라이머층; 및
상기 프라이머층의 일면에 제 1 항, 제 2 항, 및 제 5 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 유리 비산 방지용 코팅제를 도장하여 형성된 투명 또는 블랙의 폴리우레탄 코팅층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리.
제 7 항에 있어서, 상기 프라이머층은 실란프라이머를 도포한 코팅층인 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리.
제 7 항에 있어서, 상기 강화유리와 프라이머층 사이에 추가적으로 투명한 프리-프라이머층을 더 포함하며,
상기 프리-프라이머층은 실란프라이머를 도포하여 형성된 투명층인 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리.
제 7항에 있어서, 상기 프라이머층은 강화유리의 외각에 5 ~ 15cm 너비로 형성된 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리.
제 7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 코팅층은 평균 두께가 50 ~ 80 ㎛이며, 상기 폴리우레탄 코팅층은 상기 프라이머층이 형성된 부분에만 도장되거나, 상기 프라이머층을 포함하는 강화유리 전면에 도장되는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리.
강화유리의 일면에 블랙 또는 투명 실란프라이머를 도포한 후,
상기 제 1 항, 제 2 항, 및 제 5 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 코팅제를 도장하여 70 ~ 90℃ 온도 조건에서 20 ~ 40분 동안 경화시켜 폴리우레탄 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 파손시 비산 방지 기능을 갖는 강화유리의 제조방법.
제 7 항의 강화유리를 포함하는 자동차 파노라마 루프.