KR20180019303A - 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명도가 높고 스퍼터링 색상을 잘 표현할 수 있으며, 세정용 세제로 인한 투명성 저하 현상이 없는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료는 아크릴계 수지 75~90 중량부, 아크릴 경화제 10~30 중량부, 첨가제 1~10 중량부가 혼합되어 구성된다.
특히 도막의 내식성 향상을 위해서는 아크릴 수지와 경화제가 82:18의 비율로 적용되어야 한다.
또한 첨가제는 핀홀 방지제와 레벨링제가 모두 포함되어야 한다.

Description

알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물 {Powder coating composition for top coating of aluminium sputtering wheel}

본 발명은 투명도가 높고 스퍼터링 색상을 잘 표현할 수 있으며, 세정용 세제로 인한 투명성 저하 현상이 없는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 타이어를 지지하는 휠은 철판을 구부려 만든 철재 휠, 즉 주철 휠과 알루미늄을 소재로 한 알루미늄 휠로 나누어진다. 현재에는 대부분의 차량에 알루미늄 휠을 사용하는 것이 일반적이다.

알루미늄 휠은 외관이 미려할 뿐만 아니라, 가벼워서 핸들 조작이 용이하고 열전도율이 높아 주행 중 지면과 마찰에 의하여 타이어에 발생된 열을 신속하게 흡수 방출하므로 타이어의 과열을 방지할 수 있다.

또한, 알루미늄 휠은 강한 강도를 갖고 있기 때문에 주행 중 타이어가 터졌을 경우에 주철 휠처럼 쉽게 찌그러지거나 깨지지 않아 안전성이 높다.

이와 같이 기능적으로 우수한 알루미늄 휠은 알루미늄, 니켈, 크롬 등의 금속의 스퍼터링 막 형성 이후에 스퍼터링 막의 보호를 위하여 상도 도료작업을 하였으나, 상도 도료의 투명도가 낮아서 스퍼터링 색상을 제대로 표현하지 못하였고, 세정용 세제로 인한 투명성 저하 현상이 발생하였다.

대한민국 등록특허공보 제10-0971290호 (등록일자 2010.07.13.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투명성이 우수하여 스퍼터링 막의 색상을 우수하게 표현할 수 있고, 불산(H-F)과 같은 강산성 용액이 첨가된 세정제에도 변색이 발생하지 않으며, 금속 도금 질감을 부여하는 스퍼터링 코팅에 적용 가능한 상도용 열경화형 아크릴계 분체도료를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 알루미늄 휠의 상도단계에서 사용되는 것으로서, 알루미늄휠의 코팅재로서 요구되는 제반 물성을 만족시키는 동시에 우수한 금속 도금 질감을 표현하는 스퍼터링 막의 보호를 위한 상도 분체도료를 제공한다.

본 발명에 의한 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료는 아크릴계 수지 75~90 중량부, 아크릴 경화제 10~30 중량부, 첨가제 1~10 중량부가 혼합되어 구성된다.

본 발명의 조성물에 사용되는 아크릴 수지는 에폭사이드링 말단기를 갖는 아크릴 수지를 사용한다.

본 발명에서는 에폭시가(Epoxy Equvalent)가 300~700g/eq이고, 경화 조건이 동등 혹은 상이한 1종 이상의 아크릴 수지를 사용할 수 있다.

경화제로는 아크릴 경화제를 사용하는데 대표적인 아크릴 경화제인 Dodecanedioic Acid(DDDA)를 선택하여 사용한다.

상기 아크릴 경화제로는 에폭시 당량 450~530g/eq인 아크릴 경화제를 사용한다. 만약 아크릴 경화제의 당량이 상기 범위 미만이면 분산성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 경화성이 저하된다.

상기 아크릴 경화제는 10~30 중량부를 혼합한다. 만약 경화제의 함량이 상기 범위 미만이면 경화성이 저하되어 경화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생하고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하여 사용하면 도막 물성이 저하되므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

특히 도막의 내식성 향상을 위해서는 아크릴 수지와 경화제가 82:18의 비율로 적용되어야 한다.

첨가제는 핀홀 방지제와 레벨링제가 모두 포함되어야 하며 이러한 첨가제는 도료의 유동성 향상 및 도막의 조그만 분화구 모양의 구멍이 나타나는 분화구 현상(cratering) 방지, 핀홀(pinhole) 방지, 흐름성(sagging) 조절 등의 목적으로 사용되며, 경화 후 도막의 외관 확보를 위해 사용된다.

첨가제의 함량이 상기 범위 미만이면 첨가제 사용에 따른 적절한 효과를 얻을 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 효과상의 증가가 미미하여 비경제적이며, 경우에 따라 생산성 저하 또는 도막 외관에 문제를 발생시킬 수 있으므로 첨가제는 용도에 따라 1~10중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스파터 휠용 상도용 아크릴 분체도료 조성물의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.

제1단계로는 각 조성을 정량하는 단계로 상기에서 서술한 바의 조성비를 갖도록 아크릴 수지, 아크릴 경화제, 첨가제를 전자저울 등의 측량기를 이용하여 개량한 다음, 예비혼합기(Pre-mixer)에 투입한다.

제2단계로는 정량된 조성물을 예비혼합(Pre-mixing)하는 단계로서 예비혼합기(Prism Pilot 15)에 투입된 조성물을 1000~2000rpm으로 1~2분간 고속에서 혼합한다.

제3단계로는 분산단계로서, 상기 예비혼합한 조성물들을 용융분산기(Twin Screw, ZSK-25)를 이용하여 90~100℃의 온도에서 용융분산시키고, 적당한 두께의 칩(Chip) 형태의 분산물을 얻는다.

제4단계로는 분쇄단계로서, 상기 제조된 칩(Chip)을 냉각하여 조분쇄화하고 조분쇄된 칩은 ACM분쇄기를 사용하여 미분쇄하며 이때 분쇄되는 분체도료의 입자크기를 분쇄기를 이용, 조절하여 20~40㎛의 평균입자를 가지도록 한다.

제5단계로는 여과단계로서, 상기 분쇄된 분체도료 입자를 60~180mesh의 진동분급기(Seive)로 분급을 하여 오버사이즈 입자를 제거하면 분체도료의 제조가 완료된다.

상기와 같은 도료의 제조 시 용융분산기의 온도는 매우 중요한 요소이다. 본 발명의 도료는 분산기의 온도가 너무 높은 경우에는 분산기내에서 경화반응이 진행되어 분산기 내부에서 겔화(Gell化)가 발생 될 수 있으며 저장안정성을 저하시키므로 용융분산기의 온도는 80~120℃로 유지관리 하여야 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 예비혼합단계에서 제시된 함량비를 유지해야만 가능하다.

상기와 같이 제조된 분체도료 조성물은 정전스프레이 도장방 법에 의해 건조 도막두께 기준으로 약 70~100㎛이 되도록 도장한다. 상기의 방법은 기존의 분체도료의 도장방법과 동일하며 도장된 피도물을 간접 열풍식 건조로에서 가열경화 시킨다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체 도료 조성물은 알루미늄 휠에 알루미늄, 니켈, 크롬 등의 금속을 스퍼터링한 후 그 표면에 본 발명에 의한 아크릴 분체 투명도료를 도장 및 열처리함으로써 휠 표면의 광택이 우수하고 내식성 및 내수성이 우수한 효과를 거둘 수 있다.

또한 크롬 도금 알루미늄 휠의 사용에 따른 환경폐해를 최소화하면서 그에 버금가는 미관으로 알루미늄 휠의 고급화를 도모할 수 있다.

특히 스퍼터링 표면의 광택 및 색상을 저하시키지 않으면서도 염수에 대한 내식성 및 내산성, 내마모성이 우수하여 크롬휠과 비교할 때 제조원가는 물론이고 친환경적인 장점이 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명한다. 다만 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1~3 및 비교예 1>

하기 표 1의 조성을 이용하여 스파더링휠 상도용 분체도료 조성물을 제조하였다.

① 아크릴 수지 : 에폭사이드링 말단기를 갖는 아크릴 수지로서, 에폭시가(Epoxy Equvalent 300~700) (Anderson Development Company)

② 아크릴 경화제 : Dodecanedioic acid(DDDA), 에폭시가(Epovy Equvalent 450~530) (Cathay)

③ 레벨링제 : 570 FL

④ 레벨링제 : GA550

⑤ 핀홀 방지제 : Benzoin

상기와 같이 혼합된 전분산물을 용융분산기(Extruder 또는 Kneader 등)을 이용하여 90~100℃의 열을 가하면서 용융분산시키고 다시 냉각시키면서 압착 로울러를 이용하여 칩(chip) 형태로 제조하였다.

제조된 칩(chip)을 미분쇄 장치로 5~105㎛ 크기의 입자로 분쇄하여 본 발명의 분체 도료를 제조하였다. 그 후 본 발명의 분체도료의 평균입자 크기를 33㎛으로 조정하였다.

본 실시예의 분체도료를 코로나정전 분체도장장치를 이용하여 전처리된 알루미늄 휠에 평균 70~100㎛의 도막두께로 도장 후, 190℃로 세팅된 열풍 순환식 전기오븐에서 45분간 유지시켜 도막을 경화시켰다. 휠의 크기와 두께, 중량 때문에 이러한 조건에서 가열하여도 휠 소재가 받는 실제 온도와 시간은 약 160℃에서 20분 정도 되어 적합한 도막 경화가 가능하다.

알루미늄휠에 건조도막 두께 70~100㎛이 되도록 하도 분체도료를 도장하고 210℃에서 45분간 경화한다. 이후 건조도막두께가 약 20㎛이 되도록 액상 투명 도료를 도장하여 140℃ 30분간 경화, 이후 플라즈마 스퍼터링 시스템을 이용하여 스퍼터링(금속막)의 두께가 0.1㎛이 되도록 코팅한 후, 건조도막두께가 약 70~100㎛이 되도록 본 실시예의 분체도료를 도장하여 분위기 온도 190℃ 40분, 소재 온도 160℃ 20분으로 경화시킨다.

상기와 같은 방식으로 제작된 알루미늄 휠을 24시간 방치 후 도막의 광택와 기계적 물성 등을 시험하였다. 그 시험방법은 다음의 표 2와 같다.

본 발명의 실시예 및 비교예의 코팅된 알루미늄 휠과 대비 결과는 하기 표 3과 같다.

이러한 비교에서 외관 측정은 도금질감을 구현하는 정도를 나타내며, 부착성, 내식성 및 내습성은 형성된 스퍼터링층과 분체도료 하도 도막과 스퍼터링 층과의 부착성 및 내식성을 나타낸다.

광택 및 외관은 현재 범용적으로 적용되고 있는 아크릴 수지 시스템으로 설계된 비교예 1과 비교하였을 때 타 제품들을 상대적으로 비교 평가한 것이다.

상기와 같은 시험결과를 통해 레벨링제와 핀홀방지를 모두 적용한 본 발명의 분체 도료가 종래의 분체도료 이상의 내식성, 내오염성에서 현저히 우수함을 알 수 있다. 또한 그중에서도 아크릴 수지와 아크릴 경화제의 비율을 82 : 18로 맞춘 실시예 2와 3이 상대적으로 더 우수함도 알 수 있다.

이상, 본 발명에 의한 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물에 대해 설명하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 진술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1종 이상의 아크릴 수지 75~90중량부, 아크릴 경화제 10~30중량부, 첨가제 1~10 중량부가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.

제1항에 있어서,
상기 아크릴 수지는 에폭사이드링 말단기를 갖는 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 분체도료 조성물.

제2항에 있어서,
상기 아크릴 수지는 에폭시 당량이 300~700g/eq이고, 경화 조건이 동등 또는 상이한 1종 이상의 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.

제3항에 있어서,
상기 아크릴 경화제는 Dodecanedioic acid(DDDA)인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.

제4항에 있어서,
상기 아크릴 경화제는 당량이 450~530g/eq인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.

제5항에 있어서,
아크릴 수지와 아크릴 경화제의 비율은 82 : 18의 중량비인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.

제6항에 있어서,
상기 첨가제는 핀홀 방지제 및 레벨링제인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스퍼터휠 상도용 분체도료 조성물.