KR20160051460A - 화이트펄 베이스 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화이트펄 베이스 도료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명의 화이트펄 베이스 도료 조성물은 아크릴 수지 20 내지 30 중량%; 멜라민 수지 8 내지 15 중량%; 마이카 안료 2 내지 4 중량%; 표면 조정제 2 내지 4 중량%; 침강방지제 2 내지 5 중량%; 흐름 방지제 4 내지 7 중량%; 및 용제 35 내지 50 중량%;를 포함한다.

Description

화이트펄 베이스 도료 조성물{WHITE PERL BASE PAINT COMPOSITION}
본 발명은 화이트펄 베이스 도료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 한 종류의 입자크기를 갖는 마이카 안료를 이용한 도료 대신 3 종류의 다른 입자크기를 갖는 마이카 안료를 도료에 적용함으로써 도막 물성을 저해하지 않고 다양한 각도에서도 빛을 반사시켜 스파클감 및 화이트펄 색상의 상품성을 향상시키고 내부 온도가 상승하는 것을 방지하는 화이트펄 베이스 도료 조성물에 관한 것이다.
자동차 외장 도막은 전착, 중도, 베이스(BASE) 및 클리어(CLEAR)의 4 층 구조로 이루어져 있다. 특히 베이스층은 차량의 외관 상품성과 관련이 크고, 소비자가 차를 보았을 때 바로 인지할 수 있는 층이다. 즉 색상 또는 질감을 직접적으로 인지하는 층이다. 최근 베이스 도료의 트렌드는 화이트 색상이고, 특히 입자감이 있는 화이트 색상(화이트 펄)은 소비자 선호도가 높다. 화이트펄 색상은 화이트 베이스 도료 내에 마이카(MICA)라는 무기물 입자를 첨가해 스파클(SPARKLE)감을 발현할 수 있다.
그러나 기존의 화이트펄 도료는 보는 각도에 따라 스파클감이 달라 보이거나, 거의 없어 보이는 단점이 있다. 단순히 스파클감을 향상시키기 위해서는 기존의 마이카 입자의 첨가량을 늘리면 가능할 수 있으나, 기존 마이카 입자의 첨가량을 늘리면 부착성 등이 약하여 도막 물성이 저하되므로 자동차용으로 사용하기 어려운 문제가 있다. 또한 마이카 입자의 첨가량을 늘리는 것만으로는, 다양한 각도에서의 스파클감의 구현이 어려운 단점이 있다.
종래 한국등록특허 제347723호에서는 자동차의 도장공정에서 진주색감을 극대화하기 위하여 적용중인 화이트펄 컬러를 종래 공법인 4번 도장 4번 건조공법에서 3번 도장 3번 건조가 가능하도록 한 자동차의 화이트펄 컬러용 도료의 제조방법에 관해 개시되어 있으나, 도장공정의 축소에 대해 언급하고 있을 뿐 안료의 입자크기로 인한 스파클감 발현에 관해서는 전혀 인식하고 있지 않다.
따라서 화이트펄 안료의 첨가량을 늘리지 않으면서도 보는 각도에 따라 다르게 보이는 않는 스파클감을 향상시키기 위한 연구가 필요하다.
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 기존의 베이스 도료 대비 3 종류의 각각 다른 입자크기를 갖는 마이카 안료를 도료에 적용함으로써 도막 물성을 저해하지 않고 다양한 각도에서 빛을 반사시켜 스파클감을 향상시킨다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 스파클감이 향상된 화이트펄 베이스 도료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 화이트펄 색상의 상품성을 향상시키고 내부 온도가 상승하는 것을 방지하는 화이트펄 베이스 도료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 아크릴 수지 20 내지 30 중량%; 멜라민 수지 8 내지 15 중량%; 마이카 안료 2 내지 4 중량%; 표면 조정제 2 내지 4 중량%; 침강방지제 2 내지 5 중량%; 흐름 방지제 4 내지 7 중량%; 및 용제 35 내지 50 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 화이트펄 베이스 도료 조성물은 기존의 한 가지 입자크기를 갖는 마이카 안료를 이용한 도료에 비해 3 종류의 다른 입자크기를 갖는 마이카 안료를 도료에 적용함으로써 도막 물성을 저해하지 않고, 다양한 각도에서 빛을 반사시켜 스파클감을 향상시킬 수 있다.
또한 화이트펄 색상의 상품성을 향상시켜 차체 도막 외 다양한 부품에 활용 가능할 뿐만 아니라 내부 온도가 상승하는 것을 방지하는 차열 효과를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화이트펄 베이스 도료 조성물을 이용한 도막층을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1(a) 및 비교예(b)에서 제조된 화이트펄 베이스 도료의 이미지 사진이다.
이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 화이트펄 베이스 도료 조성물은 아크릴 수지 20 내지 30 중량%; 멜라민 수지 8 내지 15 중량%; 마이카 안료 2 내지 4 중량%; 표면 조정제 2 내지 4 중량%; 침강방지제 2 내지 5 중량%; 흐름 방지제 4 내지 7 중량%; 및 용제 35 내지 50 중량%;를 포함한다.
상기 화이트 펄 베이스 도료 조성물은 기존의 한가지 입자크기(10~20 ㎛)의 마이카 입자만을 사용하지 않고 입자크기가 다른 3 종류의 마이카 입자를 사용하여 기존 대비 스파클감이 우수하며 다양한 각도에서도 스파클감을 확보할 수 있어 화이트 펄 색상의 상품성을 향상시킬 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 화이트펄 베이스 도료 조성물을 이용한 도막층을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
상기 아크릴 수지는 아크릴산 아세테이트계 모노머로서 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 터셔리부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 스테아릭메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트 및 라우릴메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체가 결합된 것을 사용할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 함량이 20 중량% 보다 적으면 층간 부착성 등의 주요 물성이 저하되고, 30 중량% 보다 많으면 도료의 작업성이 저하된다. 또한 상기 멜라민 수지는 그 함량이 8 중량% 보다 적으면 반응성 저하로 도막의 경도가 저하되며, 15 중량% 보다 많으면 과경화로 인해 샌딩작업성이 저하된다.
상기 마이카 안료는 제1 마이카 0.5 내지 1 중량%, 제2 마이카 1 내지 2 중량% 및 제3 마이카 0.5 내지 1 중량%를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 및 제3 마이카의 함량을 0.5 중량% 보다 적으면 스파클감 효과가 적을 수 있고, 1 중량% 보다 많으면 도막의 층간 부착성이 저하될 수 있다.
이때 상기 제1 마이카는 입자크기가 5 내지 10 ㎛인 것이고, 상기 제2 마이카는 입자크기가 10 내지 20 ㎛인 것이고, 상기 제3 마이카는 입자크기가 20 내지 30 ㎛인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 제1 마이카 입자크기가 5 ㎛ 보다 작으면 75° 각도에서 스파클감 효과가 적을 수 있고, 10 ㎛ 보다 크면 45° 각도에서 스파클감 효과가 적을 수 있다. 또한 상기 제3 마이카 입자크기가 20 ㎛ 보다 작으면 15° 각도에서 스파클감 효과가 적을 수 있고, 30 ㎛ 보다 크면 도막 부착성 저하될 수 있다.
상기 표면조정제는 실리콘 변성 아크릴 수지이고, 상기 침강 방지제는 벤조페놀유도체이며, 상기 흐름방지제는 아크릴 유도체인 것을 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 표면조정제는 함량이 2 중량% 보다 적으면 도료의 평활성이 저하되며, 4 중량% 보다 많으면 샌드마크성(은폐성)이 저하된다. 또한 상기 침강 방지제의 함량이 2 중량% 보다 적으면 안료가 침전될 수 있고 5 중량% 보다 많으면 외관면에서 품질 저하될 수 있다. 또한 상기 흐름방지제는 그 함량이 4 중량% 보다 적으면 도료의 SAG 성능이 저하되고, 5 중량% 보다 많으면 도료의 평활성이 저하될 수 있다.
상기 용제는 방향족 탄화수소계 용제 15 내지 20 중량%, 에테르계 용제 15 내지 20 중량% 및 알코올계 용제 5 내지 10 중량%를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 용제들의 함량이 35 중량% 보다 적으면 도료의 점도 상승으로 스프레이 도장 시 작업성이 저하되며, 50 중량% 보다 많으면 도료의 점도가 하락하여 도장 작업성이 저하될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 화이트펄 베이스 도료 조성물은 기존의 한 가지 입자크기를 갖는 마이카 안료를 이용한 도료에 비해 3 종류의 다른 입자크기를 갖는 마이카 안료를 도료에 적용함으로써 도막 물성을 저해하지 않고, 다양한 각도에서 빛을 반사시켜 스파클감을 향상시킬 수 있다. 또한 화이트펄 색상의 상품성을 향상시켜 차체 도막 외 다양한 부품에 활용 가능할 뿐만 아니라 내부 온도가 상승하는 것을 방지하는 차열 효과를 확보할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 아크릴 수지 26.7 중량%, 멜라민 수지 14.1 중량%, 마이카 안료 2.5 중량%, 표면 조정제 3.2 중량%, 침강방지제 4.1 중량%, 흐름 방지제 4.9 중량%, 방향족 탄화수소계 용제 17.8 중량%, 에테르계 용제 18.4 중량% 및 알코올계 용제 8.3 중량%를 혼합하여 화이트펄 베이스 도료 조성물을 제조하였다. 그 다음 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머의 경화제를 사용하여 피도물에 도장 후 140 ℃에서 20 분 동안 경화하여 화이트펄 베이스 도료를 제조하였다.
실시예 2, 3 및 비교예
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 구성성분 및 조성비는 하기 표 1과 같이 실시하였다.
성 분(중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
수 지 아크릴 수지 26.7 26.7 25.3 26.7
멜라민 수지 14.1 13.8 12.7 13.8
안료 마이카(MICA) 제1 마이카
(5~10㎛)		 0.5 0.7 1.0 -
제2 마이카
(10~20㎛)		 1.4 1.5 2.0 3.0
제3 마이카
(20~30㎛) 		0.6 1.0 1.0 -
첨가제 표면 조정제 (실리콘변성아크릴) 3.2 3.2 3.2 3.2
침강방지제 (벤조페놀유도체) 4.1 4.1 4.1 4.1
흐름방지제 (아크릴 유도체) 4.9 4.9 4.9 4.9
용 제 방향족 탄화수소계 17.8 17.6 18.8 17.8
에테르계 18.4 18.4 18.9 18.4
알코올계 8.3 8.1 8.1 8.1
합 계 100.0 100.0 100.0 100.0
* 아크릴 수지: 메틸메타크릴레이트
* 표면 조정제: 실리콘변성아크릴
* 침강방지제: 벤조페놀유도체
* 흐름방지제: 아크릴 유도체
* 방향족 탄화수소계 용제: 톨루엔
* 에테르계 용제: N-부틸 아세테이트
* 알코올계 용제: i-부탄올
실험예
상기 실시예 1~3 및 비교예에서 제조된 화이트펄 베이스 도료의 물성특성을 알아보기 위하여, 다음과 같은 방법으로 실험을 수행하였다. 상기의 평가는 시편 상태로 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2 및 도 2에 나타내었다.
1) 스파클감 평가
BYK mac(BYK사)을 이용하여 측정 대상인 베이스 도료 표면에 15도, 45도, 75도의 각도로 빛을 조사하여 CCD-CHIP에서 각도별 빛 반사량을 계산하고, 표면에서의 SG 값을 측정하였다. 여기에서 SG 값이 높으면 높을수록 스파클감이 큰 것을 의미한다.
2) 상태부착성 평가
도막 소지면에 도달하도록 커터로 절취선을 그어, 크기 2 mm ⅹ2 mm의 네모칸을 100 개 만들고, 그 표면에 점착 셀로판 테이프를 접착하고, 60 °에서 급격하게 박리한 후 네모 칸의 잔존 도막 수를 확인하였다.
3) 내수부착성 평가
항온항습조를 이용하여 내수(40℃×240Hr) 후 도막부착성을 측정하였다. 도막 소지면에 도달하도록 커터로 절취선을 그어, 크기 2 mm ⅹ2 mm의 네모칸을 100 개 만들고, 그 표면에 점착 셀로판 테이프를 접착하고, 60°에서 급격하게 박리한 후 네모 칸의 잔존 도막 수를 확인하였다.
4) 내칩핑성 평가
내칩핑성 시험기를 이용하여 칩핑에 의한 박리 상태를 측정하였다.
5) 내염수분무성 평가
SST 시험기를 이용하여 발청 상태 및 도막 박리여부를 측정하였다.
6) 촉진내후성 평가
SAE J 1960의 규정에 의거하여 1000 Hr 조건에서 조사한 후 외관 변화를 확인하였다.
상기 실시예 1~3 및 비교예에서 제조된 화이트펄 베이스 도료의 물성특성 결과는 하기 표 2 및 도 2에 나타내었다.
주요
평가항목		 요구 사항
(당사 차체용 상도 도료 규격에 준함)		 평가 결과
실시예 1 실시예 2 실시예3 비교예
스파클감 스파클감(SG값): 4이상 (15도 기준)
※ SG값: 스파클(SPARKLE)을 측정하는 수치로, 높을수록 스파클감이 우수함.
(15도, 45도, 75도)		 15도 6.15 7.62 8.12 4.13
45도 3.99 4.61 5.03 1.96
75도 1.87 2.46 3.47 0.07
상태 부착성 M-2.5 이상일 것.
※ 숫자가 작을수록 우수함. 		M-1.0 M-1.0 M-2.5 M-1.0
내수 부착성 내수(40 ℃×240 Hr) 후, M-2.5 이상일 것.
※ 숫자가 작을수록 우수함. 		M-1.0 M-1.5 M-2.4 M-1.5
내칩핑성 내한 -30 ℃, 3급 이상 2급 2급 3급 2급
내염수분무성 SST 500 Hr 후 편측 3 mm 이내 1.0mm 1.0mm 2.0mm 1.0mm
촉진내후성 W-O-M 1000 hr 후, 부착성 M-2.5 이상일 것
※ 숫자가 작을수록 우수함.		 M-1.5 M-1.5 M-2.3 M-1.5
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 비교예의 경우 스파클감이 열세하고, 다양한 각도에서도 스파클감 구현이 어려운 반면에 상기 실시예 1~3의 경우 15도, 45도, 75도의 각도에서 SG 값이 고르게 높아 스파클감이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한 기타 부착성, 내칩핑성, 내염수분무성 및 촉진내후성에서도 비교예와 큰 차이가 없는 것으로 보아 도막 물성이 크게 저해되지 않은 것을 알 수 있었다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1(a) 및 비교예(b)에서 제조된 화이트펄 베이스 도료의 이미지 사진이다. 상기 도 2에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교예(b)에 비해 실시예 1(a)에서 스파클감이 더 우수한 것을 알 수 있었다.
따라서 상기 실시예 1~3에서 제조된 화이트펄 베이스 도료는 3 종류의 다른 입자크기를 갖는 마이카 안료를 도료에 적용함으로써 도막 물성을 저해하지 않고, 다양한 각도에서 빛을 반사시켜 스파클감을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

Claims (6)

  1. 아크릴 수지 20 내지 30 중량%;
    멜라민 수지 8 내지 15 중량%;
    마이카 안료 2 내지 4 중량%;
    표면 조정제 2 내지 4 중량%;
    침강방지제 2 내지 5 중량%;
    흐름 방지제 4 내지 7 중량%; 및
    용제 35 내지 50 중량%;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는 아크릴산 아세테이트계 모노머로서 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 터셔리부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 스테아릭메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트 및 라우릴메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체가 결합된 것을 특징으로 화이트펄 베이스 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이카 안료는 제1 마이카 0.5 내지 1 중량%, 제2 마이카 1 내지 2 중량% 및 제3 마이카 0.5 내지 1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 마이카는 입자크기가 5 내지 10 ㎛인 것이고, 상기 제2 마이카는 입자크기가 10 내지 20 ㎛인 것이고, 상기 제3 마이카는 입자크기가 20 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면조정제는 실리콘 변성 아크릴 수지이고, 상기 침강 방지제는 벤조페놀유도체이며, 상기 흐름방지제는 아크릴 유도체인 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용제는 방향족 탄화수소계 용제 15 내지 20 중량%, 에테르계 용제 15 내지 20 중량% 및 알코올계 용제 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트펄 베이스 도료 조성물.
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