KR20140144618A - 자동차 부품 질감 도료용 조성물 및 이를 포함하는 자동차 부품 - Google Patents

자동차 부품 질감 도료용 조성물 및 이를 포함하는 자동차 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성 수지 20 내지 50중량%, 열팽창성 미소구체 1 내지 10중량%, 안료 3 내지 20중량%, 첨가제 1 내지 20중량%, 및 잔량의 용제를 포함하고 경화제 5 내지 20중량%가 후첨될 수 있는 자동차 부품 질감 도료용 조성물 및 이로부터 형성된 도막을 포함하는 자동차 부품에 관한 것이다.

Description

자동차 부품 질감 도료용 조성물 및 이를 포함하는 자동차 부품{COMPOSITION FOR PAINTING AND VARNISHING PARTS OF VEHICLE AND VARNISHING PARTS OF VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은 자동차 부품 질감 도료용 조성물 및 이를 포함하는 자동차 부품에 관한 것이다.
현재 자동차 내장/외장 부품에 사용되는 질감 형성용 도료는 연질 타입의 수지와 표면 질감 조정제 등의 원료를 사용하여 적용되고 있다. 질감 형성용 도료는 자동차 부품 소재에 적용되어 소정의 질감을 구현할 수 있게 한다.
폴리에스테르 수지와 실리콘 및 우레탄 또는 아크릴 비드를 포함하는 질감 도료는 폴리에스테르 단독으로 사용되어 높은 소프트감으로 인하여 소비자가 느낄 수 있는 질감이 극대화될 수 있으나, 폴리에스테르 특성상 내후성이 떨어져서 장기간 태양광에 노출시 변색 또는 크랙 등 도막 불량이 발생될 수 있다. 또한, 폴리에스테르와 폴리카보네이트디올을 포함하는 도료는 폴리에스테르 단독 포함하는 조성물 대비 물성적으로 뛰어나지만 질감 구현에 한계가 있다. 현재 자동차 내장용 질감 도료에 가장 많이 사용되는 폴리카보네이트디올을 포함하는 도료는 고탄성을 구현할 수 있지만 폴리에스테르 대비 소프트한 질감은 떨어진다는 문제점이 있다.
상술한 도료들은 모두 2차원적인 질감을 구현할 수 있는 것으로, 소비자의 높아진 감성 품질 수준으로 인하여 질감을 전혀 느끼지 못하는 경우가 많다. 높아진 감성 품질 대비하여 현재 구현되는 2차원적인 질감의 경우 질감 도료가 도입된 당시 대비 탄성만이 높아진 상태로서 질감 도료의 특성이 소프트감(soft feel)을 어필하지 못하고 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2008-0008525호(2008.08.14. 공개일, 발명의 명칭: 자동차 플라스틱 내장지용 박막형 질감도료 조성물) 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 높아진 소비자들의 감성 품질에 이를 수 있도록 3차원적인 질감(예: 기모 형상 또는 스웨드(SUEDE) 느낌)을 구현할 수 있는 자동차 부품 질감 도료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자동차 부품에 대해 고급 감촉과 가죽과 유사한 질감을 구현할 수 있고, 자동차 부품의 상품성을 향상시킬 수 있는 자동차 부품 질감 도료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 자동차 부품 질감 도료용 조성물은 열경화성 수지 20 내지 50중량%, 열팽창성 미소구체 1 내지 10중량%, 안료 3 내지 20중량%, 경화제 5 내지 20중량%, 첨가제 1 내지 20중량%, 및 잔량의 용제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 자동차 부품은 자동차 부품 소재; 및 상기 자동차 부품 소재 상부면에 형성되고 상기 자동차 부품 질감 도료용 조성물로 형성된 도막을 포함할 수 있다.
본 발명의 자동차 부품 질감 도료용 조성물은 높아진 소비자들의 감성 품질에 이를 수 있도록 3차원적인 질감(예: 기모 형상 또는 스웨드(SUEDE) 느낌)을 구현할 수 있고, 자동차 부품에 대해 고급 감촉과 가죽과 유사한 질감을 구현할 수 있고, 자동차 부품의 상품성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 자동차 부품 질감 도료용 조성물로 제조된 도막은 부착성, 내약품성, 내썬크림성, PVC 가소제성, 내마모성, 내스크래치성이 우수하였고, 내광성, 내열성, 내습성, 내열사이클성 모두에서 신뢰성을 만족하는 결과를 구현하였다. 또한, 성능 시험에 있어서도 우수한 신뢰성을 나타내었으며, 빛에 의한 반사도 없었다.
도 1은 본 발명 일 구체예에 의한 자동차 부품 질감 도료용 조성물로부터 도막의 형성 과정의 모식도이다.
도 2는 도 1의 가열 시간 경과에 따른 도막 형성 과정의 상세도이다.
도 3은 미소구체의 단면도이다.
도 4 내지 6은 각각 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2에 의한 도막의 확대도이다.
도 7 내지 8은 각각 비교예 3, 비교예 4에 의한 도막의 확대도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 본 명세서에서 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 용어를 사용하여 본 발명을 설명하였다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 자동차 부품용 질감 도료용 조성물은 자동차 부품 소재에 코팅되어 2차원적인 질감 구현에 그친 종래 도료 대비 3차원적인 입체 형상의 질감을 구현할 수 있다. 상기 "자동차 부품"은 특별히 제한되지 않지만 센터 가니쉬(center garnish), 차량용 시트, 사이드 실 몰딩(side sill moulding), 사이드 가니쉬(side garnish), 사이드 프로텍터(side protector) 등의 자동차 내장/외장 부품 등을 포함할 수 있고, 상기 "자동차 부품 소재"는 자동차 내장 플라스틱, 가죽, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 포함하는 열가소성 폴리올레핀(thermoplastic poly olefin, TPO) 소재 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 조성물은 수지, 안료, 미소구체(microsphere), 경화제, 용제를 포함할 수 있고, 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 조성물로 형성된 도막은 열팽창성 미소구체를 포함하는데, 도료 조성물로 형성된 코팅층을 가열할 경우 미소구체는 열에 의해 팽창하면서 도막 표면에 기모 형태의 돌기들을 형성하여 3차원적인 질감을 갖는 코팅층을 구현할 수 있다. 도 1은 본 발명 일 구체예에 의한 자동차 부품 질감 도료용 조성물로부터 도막의 형성 과정의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 자동차 부품 소재(10)에 도료 조성물(20)을 코팅하고 가열시킴으로써 자동차 부품 소재(10)에 도막(30)을 형성할 수 있고, 도막(30)의 단면을 확대하면 팽창된 미소구체(40)의 일부가 도막(30)의 상부면에 노출되어 도막(30)에 입체적 질감을 구현할 수 있다. 미소구체는 가열시간이 경과함에 따라 열팽창 정도가 커져서 평균입경이 커지게 되는데, 도 2는 도 1의 가열 시간 경과에 따른 도막 형성 과정의 상세도이다. 도 2를 참조하면, 가열 초기 단계에서는 미소구체(40) 평균직경이 도막(30)의 두께 대비 작아서 미소구체가 도막 내에 포함되어 있지만, 가열 시간이 경과함에 따라 미소구체가 열팽창하여 미소구체의 일부가 외부로 노출되게 된다. 바람직하게는 입체적 질감을 위해 팽창된 미소구체의 평균직경은 도막의 두께 대비 클 수 있는데, 팽창된 미소구체의 평균직경은 60 내지 150㎛, 도막의 두께는 50 내지 70㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 자동차 부품 소재에 사용가능하고, 입체 질감을 구현할 수 있다.
이러한 열팽창성 미소구체의 단면도를 도 3에 나타내었다. 도 3을 참조하면, 미소구체(40)는 열가소성 수지로 된 외곽(42)과, 외곽(42) 내부에 포함되며 가열에 의해 기화하는 발포제(44)를 포함할 수 있다. 미소구체는 소정 범위에 온도에서 열팽창함으로써 도막에 기모 형태의 돌기를 형성함으로써 3차원적인 입체 형상을 구현할 수 있다. 미소구체의 열팽창 온도는 70 내지 300℃가 될 수 있다.
미소구체의 외곽은 도료용 조성물에 포함되는 수지, 안료, 각종 첨가제와 친화력이 있고 발포제의 열팽창에 의해서도 미소구체 균열이 발생하지 않게 하는 수지로 형성될 수 있다. 구체예에서, 외곽은 중합성 이중결합을 1개 이상 갖는 중합성 단량체와 중합개시제로 형성될 수 있는데, 중합성 단량체는 (메타)아크릴계 단량체, 염화 비닐 단량체 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 중합개시제는 통상의 개시제로서 과산화물, 아조화합물 등을 포함할 수 있다. 외곽은 가교제를 더 포함함으로써 열팽창시의 내포된 발포제의 유지율 저하를 억제함으로써 미소구체를 효과적으로 열팽창시킬 수 있는데, 가교제는 디비닐벤젠 등의 방향족 디비닐화합물, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트 등의 디(메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있고, 가교제는 단독 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
미소구체 중 발포제는 가열에 의해 기화하는 물질로서 수지의 연화점 이하의 비점을 가짐으로써 미소구체의 열팽창에 의해 기화되어 미소구체의 팽창에 충분한 증기압을 발생시키는 것이 가능하며 높은 팽창배율을 부여하는 것이 가능하다. 발포제의 비점은 열가소성 수지의 연화점보다 낮아야 하는데, 예를 들면 20 내지 40℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화시 돌기 형상이 가능할 수 있다.
발포제는 저비점의 탄화수소 또는 고비점 탄화수소의 액체상 또는 기체상 성분을 포함할 수 있다. 저비점 탄화수소는 비점이 통상 -20℃ 이상 170℃ 미만으로서, 예를 들면 직쇄상, 분지상 또는 지환상의 탄소수 4 내지 9의 탄화수소소로서 이소부탄, 시클로부탄, 펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 헥산, 이소헥산, 시클로헥산, 헵탄, 이소헵탄, 3-에틸펜탄, 3-메틸헥산 등을 들 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 고비점 탄화수소는 비점이 통상 170℃ 이상 360℃ 이하로서, 예를 들면 직쇄상, 분지상 또는 지환상의 탄소수 10 내지 20의 탄화수소가 될 수 있다.
미소구체의 평균직경은 50㎛ 이하, 예를 들면 6 내지 10㎛이지만, 소정의 온도까지 가열되면 열팽창하는데, 미소구체의 열팽창개시온도는 특별히 한정되지 않지만 70℃ 이상, 예를 들면 70 내지 100℃가 될 수 있고, 미소구체는 계속해서 가열할 경우 열팽창할 수 있는데 최대 열팽창온도는 270℃ 이상, 예를 들면 270 내지 285℃가 될 수 있다. 미소구체의 가열전 최초 평균입경 대비 최대 열팽창하였을 때 평균입경의 비율을 최대 팽창배율이라고 할 때, 미소구체의 최대 팽창배율은 50 이상, 예를 들면 50 내지 100이 될 수 있다. 상기 범위에서, 도막에 포함시 도막으로부터 이탈되는 현상이 없을 수 있다.
미소구체의 열팽창으로 도막에는 3차원의 기모 형태의 돌기가 형성될 수 있는데, 미소구체의 열팽창율은 1 내지 20㎛/℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 소정 범위의 온도에서 열팽창됨으로써 3차원적 질감을 구현할 수 있다.
미소구체는 도료용 조성물 중 1 내지 10중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 1중량% 미만이면 코팅층의 돌기 부족으로 인하여 질감 저하가 나타날 수 있고, 10중량% 초과이면 코팅층의 돌기 과다로 인하여 미소구체가 코팅층으로부터 이탈됨으로써 코팅층의 물성 및 질감 저하가 나타날 수 있다.
수지는 도막의 매트릭스를 형성하고, 자동차 부품 소재에 대해 소정의 부착력을 가지며, 도료 조성물의 경화 후에도 물성이 우수하고, 미소구체의 열팽창 과정에서 외곽의 온도가 상승하더라도 용융되지 아니하며, 미소구체의 열팽창이 완료된 이후에도 상온으로 되었을 경우 도막의 균열이 없게 할 수 있는 성분이라면 제한이 없다. 구체예에서, 수지의 열팽창율은 미소구체의 열팽창율 대비 낮아야 한다. 그러므로, 미소구체의 열팽창을 방해하지 않으면서 미소구체가 열팽창되도록 하여 입체적 질감을 형성하게 할 수 있다. 구체예에서, 수지는 탄성도가 높은 수지로 비중이 미소구체에 비해 높아서, 도막에 포함시 미소구체를 도막의 최상부면으로 이동시키는 것을 도와줄 수 있다.
예를 들면, 수지는 열가소성 또는 열경화성 수지로서 하나 이상의 수산기(-OH)를 갖는 수지로서 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 디올, 아크릴, 멜라민, 염화비닐수지 중 하나 이상의 수지를 포함할 수 있다. 수지는 경화제 예를 들면 이소시아네이트기 함유 경화제와 경화 반응함으로써 도막을 형성할 수 있다.
수지의 경화 온도는 90 내지 200℃가 바람직할 수 있는데, 상기 범위에서 조성물의 경화와 동시에 미소구체의 열팽창도 가능하게 할 수 있다.
수지는 질감 도료 조성물 중 20 내지 50중량%, 바람직하게는 30 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 20중량% 미만이면, 조성물 중 수지 고형분 저하로 인하여 일정 도장 횟수로 제한되는 현 도장 환경에서 도막 두께가 저하됨으로써 도막 두께에 영향을 받는 기계적 물성 항목 중 내마모성 불량이 나타나게 되고, 화학적 물성 중 코팅층 표면에서부터 자동차 부품 소재층까지 화학물 질(예:썬크림)의 침투가 용이해져 소재층으로부터 코팅층의 박리가 발생함으로써 도장 작업의 품질이 떨어질 수 있다. 50중량% 초과이면 조성물 중 타성분인 안료, 첨가제, 용제 대비 상대적으로 함량이 높아져 수지 자체적으로 보완이 불가능한 가교속도(경화반응촉진 속도), 도막 건조 속도, 질감 형성량, 은폐력에 불량이 발생될 수 있고, 수지 함량이 과다할 경우 반응 속도를 조절할 수 있는 반응 촉진제의 투입량이 상대적으로 적어질 수밖에 없어 반응 속도가 낮아질 수 있고 해당 반응 속도를 보완하기 위해 경화 온도 상승 및 경화 시간을 늘리게 됨으로써 생산량 감소 등의 문제가 발생할 수 있고, 도막 표면 건조 속도를 조절할 수 있는 용제의 함량이 상대적으로 감소되어 도장 작업 조건 변경에 다른 건조 속도 조절이 불가능하여 오렌지 필 및 크레타링 발생 등의 도막 표면 불량이 발생됨으로써 도장 작업 품질이 떨어질 수 있고, 미소구체, 소광제, 왁스류의 함량이 상대적으로 낮아지면서 표면 기모 분포가 저하되었다.
특히 미소구체가 1 내지 10중량% 포함되더라도 수지가 50중량% 초과로 포함되는 경우, 도막상 미소구체의 팽창 흔적을 육안으로 확인할 수 있지만, 도막을 형성하는 수지분의 증가로 인하여 표면 가죽 질감을 느끼기에 부족한 미소구체가 분포되었고, 수지 증량에 따른 첨가제의 미투입으로 표면 슬립성이 저하되고 광택이 증가되었으며 경화 건조가 미비하다는 현상이 발생하였다.
안료는 코팅층의 색상을 구현하기 위한 것으로 유기 안료, 무기 안료 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 색상에 따라 화이트 색상 등의 명도가 높은 안료, 또는 흑색 등의 명도가 낮은 안료를 포함할 수 있고, 명도가 낮은 안료를 포함할 경우 은폐력을 높일 수도 있고 채도가 높은 색상의 구현 목적에 따라 명도가 높은 안료를 혼용할 수도 있다.
구체예에서, 안료는 흡유량이 10.5 내지 15.5인 안료를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 과량 투입되더라도 용제 및 수지분을 흡유하여 도막 형성시 건조 과정에서 도막 표면 갈라짐 및 급격한 광택 저하 등의 불량이 발생되지 않고, 도장이 불가능한 정도의 점도로 도료 생산에 어려움이 발생하지 않을 수 있다.
안료는 수지의 경화 온도에서 열분해 되지 않는 것으로, 열분해온도는 600 내지 900℃가 될 수 있다. 상기 범위에서 열분해 되지 않아 도막 특유의 색상을 구현할 수 있다.
안료는 질감 도료 조성물 중 3 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 15중량% 로 포함될 수 있다. 3중량% 미만이면 도료 조성물의 작업성이 불량해져서 코팅층의 균일성이 좋지 않고 은폐력이 저하될 수 있고 은페 불량으로 인한 과도한 도막 형성으로 도장시 생산 수율 감소 및 과도막 형성에 의한 도막 흐름 및 도막 끓음 현상이 나타날 수 있다. 20중량% 초과이면 장기간 보관시 안료가 덩어리지면서 뭉쳐져 코팅층의 외관이 불량해져 저장성 불량 문제가 생길 수 있다.
특히, 수지가 50중량% 초과로 포함되고 안료가 3중량% 미만으로 포함되는 조성물은 광택 증가 현상 및 은폐 부족이 발생하였고, 코팅층의 미건조 현상이 발생하였다. 또한, 수지가 20중량% 미만 및 안료가 15중량% 초과로 포함하는 도료 조성물은 조성물 제조 과정 중 분산이 잘 되지 않아 도장 작업이 불가능할 수 있다.
경화제는 수지를 경화시키기 위한 성분으로서 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있으며, 이소시아네이트계 경화제는 통상 자동차용 도료에 사용되는 trimer 형태의 것을 사용할 수 있다. 경화제는 질감 도료용 조성물 중 5 내지 20중량%로 후첨 될 수 있다. 상기 범위에서, 도료 조성물을 충분히 경화시킬 수 있고, 잔량의 경화제가 남아서 도막의 물성이 저하되는 것을 막을 수 있다.
용제는 질감 도료용 조성물이 적정 점도를 유지하게 함으로써 도장성을 높이기 위한 것으로 유성 용제 또는 수성 용제를 포함할 수 있다. 유성 용제는 물과 혼화성이 없는 용제로서 예를 들면 탄소수 1 내지 20의 탄화수소계 용제를 사용할 수 있고, 수성 용제는 물 또는 물과 혼화성이 있는 알코올 등의 용제의 혼합물을 사용할 수 있다.
용제는 질감 도료용 조성물 중 고형분인 수지, 미소구체, 안료, 첨가제를 제외한 잔량으로 포함될 수 있는데, 예를 들면 20 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물은 적정 점도를 유지하여 조성물의 코팅 용이성, 도장성을 높일 수 있다. 질감 도료용 조성물은 25℃에서 점도가 70 내지 100ku가 될 수 있다.
질감 도료용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 코팅층에 대해 추가적인 물성을 제공하는 것으로, 예를 들면 태양광으로부터 코팅층의 노화를 막는 UV 흡수제 또는 HALS(광안정제, hindered amine light stabilizer) 및 작업성 및 질감 개선을 위한 실리콘계 또는 아크릴계 소재의 레벨링제, 코팅층의 광택 조정을 위한 SiO2 성분의 소광제, 안료 및 소광제의 침강을 막아주는 왁스류, 안료의 분산을 용이하게 하는 분산제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
첨가제는 질감 도료용 조성물 중 1 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 해당 첨가제의 효과를 구현할 수 있고, 최적의 도료 조성물 및 도장 상태를 유지할 수 있다. 구체예에서, 조성물 중 UV 흡수제는 1 내지 10중량%, HALS는 1 내지 5중량%, 레벨링제는 5 내지 10중량%, 소광제는 1 내지 10중량%, 왁스는 1 내지 10중량%, 분산제는 1 내지 5중량%로 포함될 수 있다.
질감 도료용 조성물은 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 용제에 수지, 안료, 미소구체, 첨가제를 동시에 또는 순차적으로 첨가하고 혼합함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 자동차 부품은 상기 질감 도료용 조성물로 형성된 도막층을 포함할 수 있다. 구체예에서, 자동차 부품은 자동차 부품 소재, 자동차 부품 소재 상부면에 형성된 도막층을 포함할 수 있다.
도막층은 자동차 부품 소재에 상기 질감 도료용 조성물을 코팅하고 가열함으로써 제조될 수 있다. 도료 조성물의 코팅 방법은 특별히 제한되지 않는데, 예를 들면 그라비아 코팅, 스핀 코팅 등을 사용할 수 있다.
질감 도료용 조성물의 코팅 두께는 50 내지 70㎛로서 상기 범위에서 미소구체의 열팽창에 의해 돌기가 도막 외부로 노출될 수 있어 입체적 질감 구현이 가능할 수 있다. 질감 도료용 조성물을 코팅한 후 가열 온도는 수지의 경화 온도에 따라 조정할 수 있는데, 예를 들면 70 내지 200℃가 될 수 있고, 상기 범위에서 도막 형성이 가능하고, 미소구체의 열팽창이 잘 되어 입체 질감 구현이 가능할 수 있다. 미소구체의 구성에 따라 70℃ 미만이면 미소구체의 열팽창이 제대로 되지 않아 입체 형상 질감 저하가 있을 수 있고, 300℃ 초과이면 미소구체의 열팽창이 과도해져서 미소구체가 도막으로부터 이탈되거나 미소구체가 터질 수도 있다. 바람직하게는 80 내지 275℃, 더 바람직하게는 80 내지 105℃ 미만, 가장 바람직하게는 80 내지 104.9℃가 될 수 있다. 가열 시간은 수지의 경화 시간, 코팅 두께에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들면 40분 내지 1시간이 될 수 있고, 상기 범위에서 상기 범위에서 도막 형성이 가능하고, 미소구체의 열팽창이 잘 되어 입체 질감 구현이 가능할 수 있다.
질감 도료용 조성물을 코팅하기 전에, 자동차 부품 소재 표면을 세정 처리 또는 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함함으로써 자동차 부품 소재의 이물을 제거하거나 코팅층의 균일성을 확보할 수도 있다. 세정 처리는 통상의 세정 용매로 자동차 부품 소재를 처리하는 것이고, 플라즈마 처리는 자동차 부품 소재를 아르곤 등으로 플라즈마 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
도막층은 두께가 50 내지 70㎛로서, 상기 범위에서 자동차 부품 소재에 사용가능하고, 미소구체의 열팽창으로 인한 입체 질감 구현이 가능할 수 있다.
도막층을 포함하는 자동차 부품 소재는 부착성, 내약품성, 내썬크림성, PVC 가소제성, 내마모성, 내스크래치성이 우수하였고, 내광성, 내열성, 내습성, 내열사이클성 모두에서 신뢰성을 만족하는 결과를 구현하였다. 또한, 성능 시험에 있어서도 우수한 신뢰성을 나타내었으며, 빛에 의한 반사도 없었다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
수지로 폴리카보네이트 디올수지(PCDL, 아사히카사이)를 사용하고, 미소구체로 (Microsphere grade-, 마츠모토)를 사용하고, 안료로 카본블랙 안료(Monarch-, Cabot)를 사용하고, 경화제로서 (Coronate, Nippon polyurethane)를 사용하고, 첨가제 중 UV 흡수제로 (Tinuvin, Basf)를 사용하고, 레벨링제로 (Afcona- , Afcona)를 사용하고, 소광제로 (Acematt, Degussa)를 사용하고, 왁스로 (Flownon, 공영사)를 사용하고, 용제로 Butyl acetate을 사용하였다.
실시예 1
수지, 미소구체, 안료, 첨가제, 용제를 하기 표 1(단위:중량부)에 개시된 함량으로 혼합하여 질감 도료용 조성물을 제조하였다. 제조한 조성물을 PC/ABS 소재로 사출 도장한 자동차 내장용 플라스틱 부품인 센터 가니쉬에 코팅하고 95℃에서 40분 동안 건조시켜 도막층을 형성하였다.
도 4에서와 같이, 기모가 완성되어 도막 건조로 인한 표면 광택 소실 및 미소구체의 팽창으로 도막 표면에 미소구체의 팽창 부위 중 일부가 노출되면서 표면 질감이 완성됨을 확인하였다. 또한, 플라스틱 부품을 칵핏 모듈에 장착하고 모듈의 내열사이클 시험을 실시하였다. 시험 방법은 내열 사이클 전후에 센터 가니쉬와 주변의 플라스틱 부품과의 벌어진 정도 및 단차를 측정하여 평가하였다. 도장된 제품의 내열 사이클 후 외관의 차이는 규격을 만족함을 확인하였다. 내열 사이클 구성은 (1) 분위기온도 85도에서 4시간 유지 후 (2) 23도 상온에서 1시간 유지 (3) -40도에서 3시간 유지 후 (4) 23도 상온에서 1시간 유지 (5) 50도 90% 상대습도에서 7시간유지 후 (6) 23도 상온에서 1시간 유지하는 것을 1 사이클로 하여, (1)부터 (6)까지의 구성을 총 3회 반복하여 수행한다. 그리고 (1)구간인 85도 4시간 유지 시, 표면에 IR램프 조사를 통해 부품 도막층의 표면온도가 120도가 되도록 해 준다.
실시예 2
실시예 1에서 각 성분의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 도막을 형성하였다.
비교예 1
자동차 내장용 플라스틱 부품에 코팅하고 105℃에서 40분 동안 건조시켜 도막층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도막층을 형성하였다. 도 5에서와 같이, 기모 1차 과다 형성 및 팽창 단계로 도막 두께에 비해 거대 및 과다한 원형 형태의 기모가 형성된 것으로 질감은 향상되나 과도한 미소구체의 팽창으로 미소구체가 과다로 노출되면서 도막층의 물성이 저해됨을 확인하였다.
비교예 2
자동차 내장용 플라스틱 부품에 코팅하고 115℃에서 40분 동안 건조시켜 도막층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도막층을 형성하였다. 도 6에서와 같이, 미소구체 최대 팽창 단계로 기모 과다 분포 및 초과 팽창 단계로서 지속적인 고열로 인해 미소구체가 파괴되면서 도막 손상이 발생됨을 확인하였다.
비교예 3 내지 7
비교예 3은 미소구체 함량이 1중량% 미만인 경우이고, 비교예 4는 수지가 50중량% 이상 포함되는 경우이고, 비교예 5는 수지가 50중량% 초과 안료가 3중량% 미만으로 포함되는 경우이고, 비교예 6은 수지가 20중량% 미만으로 포함되는 경우이고, 비교예 7은 미소구체 함량이 10중량% 초과인 경우이다.
수지 안료 미소
구체		 경화제 첨가제 용제 합계 건조 온도(℃) 건조 시간(분) 결과
실시예 1 40 5 2 15 8 30 100 95 40 질감 및 물성 양호
실시예 2 35 5 1 15 8 36 100 95 40 질감 및 물성 양호
비교예 1 40 5 5 15 8 27 100 105 40 미소구체 이탈
비교예 2 35 5 3 15 8 34 100 115 40 미소구체 이탈
비교예 3 40 5 0.5 15 8 31.5 100 95 40 질감 저하 및 광택 증가
비교예 4 55 5 2 15 8 15 100 95 40 질감 저하 및 광택 증가
비교예 5 55 1.0 2.0 15 8 19 100 95 40 광택 증가 및 은폐력 취약
비교예 6 15 5 5 15 8 52 100 95 40 도료 점도 증가로 인한 도장 작업 불능
비교예 7 40 5 10 15 8 22 100 95 40 미소구체 이탈
상기 표 1, 도 4에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성물로 형성된 도막은 도막 건조로 인해 표면 광택이 소실되고 미소구체의 팽창으로 도막 표면에 미소구체의 팽창 부위 중 일부가 노출되면서 표면 질감이 완성됨을 확인하였다.
반면에, 미소구체가 1중량% 미만으로 포함되는 비교예 3은 도 7에서와 같이 도막상 일부 팽창 흔적이 있지만, 질감을 느낄 정도의 분포를 나타내고 있지 않음을 확인하였다. 또한 수지가 50중량% 초과로 포함되는 비교예 4는 도 8에서와 같이 원형의 팽창된 미소구체는 확인할 수 있지만, 도막을 형성하는 수지분의 증가로 인하여 표면 가죽 질감을 느끼기에는 부족한 미소구 체가 분포되었고, 수지 증량에 따른 첨가제의 미투입으로 인하여 표면 슬립성이 저하되고, 광택이 증가되며 경화 건조 미비 현상이 발생함을 확인하였다.
수지가 50중량% 초과 안료가 3중량% 미만으로 포함되는 비교예 5는 광택이 증가 현상과 은폐력 부족 현상이 발생하고 미건조 현상이 발생함을 확인하였으며, 수지가 20중량% 미만, 안료가 15중량% 초과로 포함되는 비교예 6은 조성물 제조 공정 중 분산 공정이 잘 되지 않아 도장 작업이 불가능하였다. 또한, 미소구체 함량이 10중량% 초과인 비교예 7은 도막에 돌기가 과다로 형성되어 도막으로부터 돌기가 이탈됨으로써 도막의 물성 및 질감 저하가 나타남을 확인하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (7)

  1. 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 20 내지 50중량%,
    열팽창성 미소구체 1 내지 10중량%,
    안료 3 내지 20중량%,
    경화제 5 내지 20중량%,
    첨가제 1 내지 20중량%, 및
    잔량의 용제를 포함하는, 자동차 부품용 질감 도료용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지의 열팽창율은 상기 열팽창성 미소구체의 열팽창율 대비 낮은 것을 특징으로 하는 자동차 부품 질감 도료용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 디올, 아크릴, 멜라민, 염화비닐수지 중 하나 이상을 포함하는 자동차 부품 질감 도료용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열팽창성 미소구체는 열가소성 수지로 된 외곽과, 상기 외곽 내부에 포함되며 가열에 의해 기화하고 저비점의 탄화수소, 고비점 탄화수소 또는 이들의 혼합물인 발포제를 포함하는 자동차 부품 질감 도료용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열팽창성 미소구체는 열팽창개시온도가 70 내지 275℃인 자동차 부품 질감 도료용 조성물.
  6. 자동차 부품 소재; 및
    상기 자동차 부품 소재 상부면에 형성되고 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 자동차 부품 질감 도료용 조성물로 형성된 도막을 포함하는 자동차 부품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 열팽창성 미소구체가 열팽창된 후의 상기 미소구체의 평균직경은 상기 도막의 두께보다 큰 자동차 부품.
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