KR20180118970A - 투명 도료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법 - Google Patents

투명 도료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도장 작업성이 좋아 도막의 살오름성이 우수하고, 외관 품질이 뛰어나며, 경도, 내수성, 내후성 등의 도막 물성까지 만족스러운 투명 도료 조성물에 관한 것으로서, 이와 함께 상기 투명 도료 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법을 제시한다.

Description

투명 도료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법{A CLEAR COATING COMPOSITION, A METHOD FOR PREPARING THEREOF, AND A COATING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 도장 작업성이 좋아 도막의 살오름성이 우수하고, 외관 품질이 뛰어나며, 경도, 내수성, 내후성 등의 도막 물성까지 만족스러운 투명 도료 조성물에 관한 것으로서, 이와 함께 상기 투명 도료 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법을 제시한다.
종래에는 자동차 범퍼를 도장할 때, 프라이머 코팅층, 베이스 코팅층 및 투명 도료층으로 이루어지는 다층 코팅으로 진행하였다. 특히, 각 층을 유성 도료로 도장하는 것이 일반적이었다.
그러나 휘발성 유기 화합물(volatile organic chemicals, VOC)의 배출 규제 등 환경 문제가 대두되면서 유성 도료를 수용성 도료 또는 하이솔리드(high-solid) 도료로 대체하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있다.
다만 투명 도료층을 수용성 도료로 형성하는 경우 도막의 살오름성이 현저히 저하되는 등 도장 작업성에 문제가 발생한다.
또한 하이솔리드 도료는 도장시 건조가 느릴 뿐만 아니라 기존의 미디움솔리드 도료에 비하여 도장 작업성이 현저하게 저하된다. 도료를 하이솔리드화 하기 위해 비휘발 성분(non-volatile component)이 높은 수지를 사용하는데, 이와 같이 저 분자량의 수지를 사용할 경우 수지의 반응성이 떨어지므로 미디움솔리드 도료와 비교하여 건조성이 떨어지고 그에 따라 도막이 흐르는 현상이 발생하여 외관 품질이 저하된다.
이에 도막 살오름성과 외관 품질이 우수한 투명 도료의 개발이 여전히 요구되고 있다.
한국공개특허 제10-2016-0082637호
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 도막 살오름성 및 외관 품질이 우수하고, 경도, 내수성 및 내후성 등의 도막 물성이 뛰어난 투명 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 투명 도료 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 함께 본 발명은 상기 투명 도료 조성물을 이용한 도장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 다음과 같은 구성의 투명 도료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 도장방법을 제시한다.
본 발명에 따른 투명 도료 조성물은 55중량% 내지 65중량%의 수산기를 함유하는 아크릴계 수지, 5중량% 내지 30중량%의 수산기를 함유하는 폴리에스테르계 수지 및 10중량% 내지 20중량%의 용제를 포함하는 주제 및 상기 주제 100중량부를 기준으로 35중량부 내지 45중량부의 경화제를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 아크릴계 수지는 10중량% 내지 15중량%의 제1아크릴 폴리올 수지 및 45중량% 내지 55중량%의 제2아크릴 폴리올 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 제1아크릴 폴리올 수지는 고형분이 55중량% 내지 65중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 120㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 제2아크릴 폴리올 수지는 고형분이 70중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 140㎎KOH/g일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 폴리에스테르계 수지는 고형분이 60중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 용제는 톨루엔, 크실렌, 디메틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아릴케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 이소프로필, 아세테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 카비톨 아세테이트, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 터셔리부탄올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 주제는 0.1중량% 내지 1중량%의 표면조정제, 1중량% 내지 10중량%의 자외선 흡수제 및 0.01중량% 내지 1중량%의 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 경화제는 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 경화제는 주제의 수산기 : 이소시아네이트(NCO) = 1.0 : 1.03 ~ 1.07의 당량비를 유지하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 외관 평가지표인 CF(combination factor) 값이 64 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 투명 도료 조성물의 제조방법은 10중량% 내지 15중량%의 제1아크릴 폴리올 수지, 45중량% 내지 55중량%의 제2아크릴 폴리올 수지, 5중량% 내지 30중량%의 수산화기를 함유하는 폴리에스테르계 수지, 10중량% 내지 20중량%의 용제, 0.1중량% 내지 1중량%의 표면조정제, 1중량% 내지 10중량%의 자외선 흡수제 및 0.01중량% 내지 1중량%의 경화촉진제를 혼합하여 주제를 제조하는 단계 및 상기 주제 100중량부를 기준으로 35중량부 내지 45중량부의 경화제를 상기 주제에 첨가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 투명 도료 조성물을 이용한 도장방법은 상기 투명 도료 조성물을 포드컵 #4 점도계로 측정한 점도가 17초 내지 20초가 되도록 희석하는 단계, 희석된 투명 도료 조성물을 28㎛ 내지 38㎛ 두께로 도장하여 도막을 형성하는 단계 및 상기 도막을 50℃ 내지 150℃에서 10분 내지 2시간 동안 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명은 위와 같은 구성을 포함하므로 이에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면 도막 살오름성 및 외관 품질이 우수하고, 경도, 내수성 및 내후성 등의 도막 물성이 뛰어난 투명 도료 조성물을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 도료 조성물은 휘발성 유기 화합물(VOC)의 함량이 적기 때문에 환경오염을 예방할 수 있고, 도장의 작업 환경이 크게 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 발명의 요지가 변경되지 않는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되면 공지 구성 및 기능에 대한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서에서 "휘발성 유기 화합물"은 VOCs(Volatile Organic Compounds)라고도 하며, 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물의 총칭으로, 대기 중에서 광화학반응을 일으켜 오존 등 광화학 산화성물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 물질을 의미한다.
또한 본 명세서에서 "수산기가(hydroxyl value)"는 수산기의 정량에 사용되는 파라미터로서, 수산기를 함유하는 특정 유지(油脂) 1g을 아세틸화한 뒤, 가수분해하였을 때 생기는 아세트산을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 ㎎수를 의미한다.
또한 본 명세서에서 "살오름성"은 도료를 도장할 때 상기 도료가 기판(substrate) 등에 잘 발리고, 밀착이 우수하여 도막의 형성이 용이함을 의미한다.
본 발명에 따른 투명 도료 조성물은 55중량% 내지 65중량%의 수산기를 함유하는 아크릴계 수지, 5중량% 내지 30중량%의 수산기를 함유하는 폴리에스테르계 수지 및 10중량% 내지 20중량%의 용제를 포함하는 주제 및 상기 주제 100중량부를 기준으로 35중량부 내지 45중량부의 경화제를 포함한다.
본 발명은 도막의 살오름성 및 물성에 기여하는 아크릴계 수지와 외관 품질 및 도막의 물성에 기여하는 폴리에스테르계 수지를 적절한 함량으로 조절하여 도막 살오름성 및 외관 품질이 우수하고, 경도, 내수성 및 내후성 등의 도막 물성이 뛰어난 투명 도료 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 하이솔리드 도료 조성물의 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
아크릴계 수지
상기 아크릴계 수지는 도장 작업성, 외관 품질 및 도막의 물성에 관련된 구성으로서, 상기 주제에 55중량% 내지 70중량%, 상세하게는 55중량% 내지 65중량%, 더욱 상세하게는 63중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지의 함량이 70중량%를 초과하면 외관 품질이 저하될 수 있고, 55중량% 미만이면 도막의 살오름성이 저하되어 도장 작업성이 크게 떨어질 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 제1아크릴 폴리올 수지 및 제2아크릴 폴리올 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1아크릴 폴리올 수지 및 상기 제2아크릴 폴리올 수지는 에틸렌성 불포화 모노머, 산기를 함유한 아크릴 모노머, 글리시딜 에스테르 또는 이들의 혼합물과 수산화기를 함유한 아크릴 모노머를 중합하여 제조할 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 모노머로는 예를 들면, 스티렌, 메틸(메트) 아크릴레이트, 프로필(메트) 아크릴레이트, 노말부틸(메트) 아크릴레이트, 이소부틸(메트) 아크릴레이트, 터셔리부틸(메트) 아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트) 아크릴레이트, 벤질(메트) 아크릴레이트, 이소보닐(메트) 아크릴레이트, 라우릴(메트) 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
상기 산기를 함유한 아크릴 모노머로는 예를 들면, (메트)아크릴산, 프마릭산, 아크릴산 다이머, 말레인 산 등이 사용될 수 있다.
상기 글리시딜 에스테르는 아크릴산, 메타크릴산 또는 α-분지된 모노카르복실산과 글리시돌간의 글리시딜 에스테르 반응을 중합 반응 전, 도중 또는 후에 수행하여 제조할 수 있다.
상기 수산화기를 함유한 아크릴 모노머로는 예를 들면, 히드록실에틸(메트) 아크릴레이트, 히드록시프로필(메트) 아크릴레이트, 히드록시부틸(메트) 아크릴레이트, 입실론-카프로락톤을 부가한 히드록시에틸(메트) 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
상기 제1아크릴 폴리올 수지는 고형분이 55중량% 내지 65중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 120㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g인 것이 바람직하고, 상기 제2아크릴 폴리올 수지는 고형분이 70중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 140㎎KOH/g인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지는 10중량% 내지 15중량%, 상세하게는 12중량% 내지 15중량%의 제1아크릴 폴리올 수지 및 45중량% 내지 55중량%, 상세하게는 48중량% 내지 51중량%의 제2아크릴 폴리올 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1아크릴 폴리올 수지의 함량이 15중량%를 초과하거나 상기 제2아크릴 폴리올 수지의 함량이 45중량% 미만이면 외관 품질이 저하될 수 있고, 상기 제1아크릴 폴리올 수지의 함량이 10중량% 미만이거나 상기 제2아크릴 폴리올 수지의 함량이 55중량%를 초과하면 도막의 살오름성이 저하되어 도장 작업성이 크게 떨어질 수 있다.
폴리에스테르계 수지
상기 폴리에스테르계 수지는 외관 품질 및 도막의 물성에 관련된 구성으로서, 상기 주제에 5중량% 내지 30중량%, 상세하게는 10중량% 내지 20중량%, 더욱 상세하게는 19중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르계 수지의 함량이 5중량% 미만이면 외관 품질이 저하될 수 있고, 30중량%를 초과하면 도막의 경도가 떨어질 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지는 다가 알코올과 다가 산 모노머를 중합하여 제조할 수 있다.
상기 다가 알코올로는 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 하이드록시피발일 하이드록시 피발레이트(hydroxypivalyl hydroxypivalate), 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메탄올, 하이드로게네이트 비스페놀 에이, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 에이, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 에이, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 에프, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 에프, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 에스 및 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 에스 등이 사용될 수 있다.
상기 다가 산 모노머로는 프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 이소프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 아젤라익산, 세바스산, 사이클로헥사디에시드, 트리멜리틱 안하이드라이드 등이 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지는 고형분이 60중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g인 폴리에스테르 폴리올 수지인 것이 바람직하다.
용제
상기 용제는 10중량% 내지 20중량%, 상세하게는 15.4중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 10중량% 미만인 경우 외관 품질이 저하될 수 있고, 20중량%를 초과하면 도장 시 흐름성, 도료 조성물의 고형분 감소로 도장 작업성이 떨어질 수 있다.
상기 용제는 톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 탄화수소계 용제; 디메틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아릴케톤과 같은 케톤계 용제; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 이소프로필, 아세테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 카비톨 아세테이트와 같은 에스테르계 용제; n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 터셔리부탄올과 같은 알코올계 용제; 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
첨가제
상기 주제는 0.1중량% 내지 1중량%의 표면조정제, 1중량% 내지 10중량%의 자외선 흡수제 및 0.01중량% 내지 1중량%의 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.
상기 표면조정제는 도막의 표면장력을 조절하여 외관 품질을 향상시키기 위한 구성으로서, 폴리아크릴계, 폴리실록산계 등의 표면조정제를 사용할 수 있다.
상기 표면조정제의 함량이 0.1중량% 미만이면 외관 품질의 향상 효과가 미미할 수 있고, 1중량%를 초과하면 재도장 부착성이 저하될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 도막의 변색, 광택 손실 방지 등을 위한 구성으로서, 벤조트리아졸계, 벤질리덴히단트계, 벤조페논계, 벤조구아닌계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 함량이 1중량% 미만이면 내후성이 저하될 수 있고, 10중량%를 초과하면 투입량 대비 효과의 증가가 크지 않아 원가 상승의 원인이 될 수 있다.
상기 경화촉진제는 상기 아크릴계 수지 및 폴리에스테르계 수지와 경화제의 반응을 촉진하여 도막의 건조성을 향상시키고 경화시간을 단축하기 위한 구성으로서, 테트라메틸부탄디아민, 바이시클로옥탄, 디부틸틴 디라우레이트, 트리에틸아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸디아민, 징크옥토에이트, 비스무트 카르복실레이트, 지르코늄 킬레이트, 칼슘옥토에이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 경화촉진제의 함량이 0.01중량% 미만이면 건조성 및 도막 물성의 향상 효과가 미미할 수 있고, 1.0중량%를 초과하면 외관 품질의 저하 및 가사시간이 단축될 여지가 있다.
경화제
상기 주제는 수산기를 함유하는 아크릴계 수지, 수산기를 함유하는 폴리에스테르계 수지를 포함한다. 상기 주제가 도막을 형성하기 위해서는 상기 수산기와 결합할 수 있는 경화제가 필요하다.
상기 경화제는 황변현상이 없는 폴리이소시아네이트 화합물이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이에 따라 상기 주제의 수산기와 상기 경화제의 이소시아네이트가 결합하여 견고한 폴리우레탄 도막이 형성될 수 있다.
본 발명은 상기 주제 100중량부에 대하여 상기 경화제를 35중량부 내지 45중량부, 상세하게는 40중량부 내지 45중량부, 더욱 상세하게는 42중량부 사용한다.
상기 경화제의 사용량이 35중량부 미만이면 가교결합력이 떨어져 내후성, 내스크래치성 등의 도막 물성이 저하될 수 있고, 45중량부를 초과하면 잉여 경화제가 과량으로 잔류하여 경화가 매우 느려질 수 있고 그에 따라 도장 작업성이 크게 저하될 수 있으며 경화 후 도막이 너무 견고해져 내후성 등의 도막 물성이 저하될 수 있다.
또한 상기 경화제는 상기 주제의 수산기와 유효하게 반응할 수 있도록 수산기 : 이소시아네이트(NCO) = 1.0 : 1.03 ~ 1.07의 당량비를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 당량비가 상기 범위보다 낮으면 충분한 가교도를 형성하지 못하므로 경도, 내수성 등의 도막 물성이 저하될 수 있고, 높으면 도막의 건조성이 떨어질 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하 표1의 조성에 따라 실시예 및 비교예의 투명 도료 조성물을 제조하였다.
구체적으로 제1아크릴 폴리올 수지, 제2아크릴 폴리올 수지, 폴리에스테르계 폴리올 수지를 용기에 넣고, 교반기를 사용하여 저속으로 혼합한 뒤, 자외선 흡수제, 표면조정제, 경화촉진제 및 용제를 투입하고 30분간 교반하여 주제를 얻었다.
상기 주제 100중량부에 경화제로 폴리이소시아네이트(VPLS 2025, BAYER사, 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머) 42중량부를 첨가하여 투명 도료 조성물을 얻었다.
(제1아크릴 폴리올 수지, 제2아크릴 폴리올 수지, 폴리에스테르계 폴리올 수지를 별도로 제조하여 사용하신 것이라면 그 제조방법을 추가하여 주시기 바랍니다)
성분[중량%] 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
제1아크릴
폴리올수지1 ) 		12 15 58 5 15 25
제2아크릴
폴리올수지2 ) 		51 48 5 58 37 27
폴리에스테르 폴리올수지3) 19 19 19 19 30 30
표면조정제4 ) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
자외선흡수제5 ) 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
경화촉진제6 ) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
용제7 ) 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4
합계 100 100 100 100 100 100
1) 제1아크릴 폴리올수지: 고형분55~65중량%, 수산기가 120~160㎎KOH/g, 자체합성
2) 제2아크릴 폴리올수지: 고형분70~80중량%, 수산기가 100~140㎎KOH/g, 자체합성
3) 폴리에스테르 폴리올수지: 고형분60~80중량%, 수산기가 100~160㎎KOH/g, NUPLEX社, SETAL 82166
4) 표면조정제: 폴리실록산계 표면조정제, BYK社, BYK-306
5) 자외선흡수제: 벤조트리아졸계 UV흡수제, BASF社, TINUVIN 5151
6) 경화촉진제: DBTDL
7) 용제: DOW社, PMA
상기 실시예1 및 2, 비교예1 내지 4의 투명 도료 조성물을 도장하여 도막을 형성하였다.
구체적으로 폴리프로필렌 소재의 자동차용 범퍼 상에 유용성 프라이머를 두께 8㎛ 내지 12㎛로 도장하고 상온에서 5분간 방치한 후, 유용성 베이스 도료를 두께 20㎛ 내지 30㎛로 도장하여 상온에서 5분간 방치하였다.
다음으로 상기 투명 도료 조성물을 포드컵 #4 점도계로 측정한 점도가 17초 내지 20초가 되도록 희석신너로 희석하였다. 희석한 투명 도료 조성물을 베이스 코팅층 상에 두께 28㎛ 내지 38㎛ 두께로 도장하고 약 80℃에서 약 30분간 오븐 건조하여 도막을 경화시켰다.
상기 도막의 외관 품질, 물성을 다음과 같이 측정하고 파기의 평가 기준에 따라 평가하여 그 결과를 표2로 나타내었다.
<평가 기준>
◎: 우수 ○: 양호 △: 보통 ×: 불량
- 도장 작업성: 30㎝×40㎝ 틴플레이트에 IWATA 61건으로 왕복 2회 도장하여 도장시, 도료의 무화 정도, 평활성의 정도와 도막 살오름성을 비교하였다. 무화가 잘 되고 살오름성이 38㎛ 이상인 경우 우수, 무화가 잘 되고 살오름성이 33㎛~38㎛인 경우 양호, 28㎛~33㎛ 이상인 경우 보통, 28㎛ 미만인 경우 불량으로 평가하였따.
- 외관 품질(CF 값): WAVE SCAN기기를 사용하여 도막 표면의 평활성의 정도를 비교하였다.
- 부착성: ASTM D3359 테이프 부착성 시험 방법에 의거하여 1㎜×1㎜ 눈금 100개 중에서 테이프 접착성 시험후 박리된 부분의 정도를 관찰하였다. 박리가 전혀 없는 경우 우수, 면에는 박리가 없는데 눈금선에 일부 박리가 된 경우 양호, 한 면의 1/4 이하로 박리되는 경우 보통, 한 면의 1/4 이상이 박리되는 경우 불량으로 평가하였다.
- 내수성: 40℃ 항온조에 완성된 도막을 10일간 침적 후 부착시험 및 외관평가를 진행하였다. 블리스터가 없으며 박리가 전혀 없는 경우 우수, 블리스터가 없으며 눈금선에 일부 박리가 되는 경우 양호, 블리스터가 없으며 한 면의 1/4 이하로 박리되는 경우 보통, 블리스터가 발생하거나 한 면의 1/4 이상 박리인 경우 불량으로 평가하였다.
- 고압 세차성: 규정된 고압세차 시험기로 10cm 거리에서 70kgf의 압력으로 고압의 물을분사하여 도막의 박리 정도를 평가하였다. 블리스터가 없으며 박리가 전혀 없는 경우 우수, 블리스터가 없으며 눈금선에 일부 박리가 되는 경우 양호, 블리스터가 없으며 한 면의 1/4 이하로 박리되는 경우 보통, 블리스터가 발생하거나 한 면의 1/4 이상 박리인 경우 불량으로 평가하였다.
- 내후성: 제논 웨더로미터 시험기 환경에서 2,500kJ의 에너지로 폭로 후 도막의 외관 품질, 색차, 부착성을 비교하였다. 외관에 이상이 없고 색차 1.5이하인 경우 우수, 외관에 이상이 없고 색차 2.0이하인 경우 양호, 외관에 약간의 이상이 있고 색차 2.0이하인 경우 보통, 외관에 언저한 이상이 있고 색차 2.0이상인 경우 불량으로 평가하였다.
항목 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
도장작업성 ◎ ◎ △ ○ △ ×
외관(CF값) 72 64 53 62 55 48
부착성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내수성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
고압세차성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내후성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
상기 실시예1 및 실시예2의 투명 도료 조성물로 형성한 도막은 모든 항목에서 우수한 평가를 받았고, 외관 평가지표인 CF 값이 64 이상으로 매우 좋게 평가되었다.
한편, 상기 비교예1은 제1아크릴 폴리올 수지의 함량이 15중량%를 초과하고 제2아크릴 폴리올 수지의 함량이 45중량% 미만이므로 외관 품질이 떨어지고 도장 작업성 역시 좋지 않음을 알 수 있다.
또한 상기 비교예2는 제1아크릴 폴리올 수지의 함량이 10중량% 미만이고 제2아크릴 폴리올 수지의 함량이 55중량%를 초과하므로 도막의 살오름성이 저하되어 도장 작업성이 실시예1 및 실시예2에 미치지 못함을 알 수 있다.
상기 비교예3 및 비교예4는 아크릴계 수지의 함량이 55중량% 미만이므로 도막의 살오름성이 저하되어 도장 작업성이 매우 좋지 않음을 알 수 있고, 특히 비교예4의 경우 제1아크릴 폴리올 수지의 함량이 15중량%를 초과하고 제2아크릴 폴리올 수지의 함량이 45중량% 미만이므로 도장 작업성이 더 악화되었음을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실험예 및 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실험예 및 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

Claims (14)

  1. 55중량% 내지 65중량%의 수산기를 함유하는 아크릴계 수지, 5중량% 내지 30중량%의 수산기를 함유하는 폴리에스테르계 수지 및 10중량% 내지 20중량%의 용제를 포함하는 주제; 및
    상기 주제 100중량부를 기준으로 35중량부 내지 45중량부의 경화제를 포함하는 투명 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는
    10중량% 내지 15중량%의 제1아크릴 폴리올 수지; 및
    45중량% 내지 55중량%의 제2아크릴 폴리올 수지를 포함하는 투명 도료 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1아크릴 폴리올 수지는 고형분이 55중량% 내지 65중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 120㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g인 투명 도료 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2아크릴 폴리올 수지는 고형분이 70중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 140㎎KOH/g인 투명 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 수지는 고형분이 60중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g인 폴리에스테르 폴리올 수지인 투명 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용제는 톨루엔, 크실렌, 디메틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아릴케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 이소프로필, 아세테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 카비톨 아세테이트, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 터셔리부탄올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 투명 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주제는
    0.1중량% 내지 1중량%의 표면조정제;
    1중량% 내지 10중량%의 자외선 흡수제; 및
    0.01중량% 내지 1중량%의 경화촉진제를 더 포함하는 투명 도료 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 투명 도료 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 주제의 수산기 : 이소시아네이트(NCO) = 1.0 : 1.03 ~ 1.07의 당량비를 유지하는 투명 도료 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    외관 평가지표인 CF(combination factor) 값이 64 이상인 투명 도료 조성물.
  11. 10중량% 내지 15중량%의 제1아크릴 폴리올 수지, 45중량% 내지 55중량%의 제2아크릴 폴리올 수지, 5중량% 내지 30중량%의 수산화기를 함유하는 폴리에스테르계 수지, 10중량% 내지 20중량%의 용제, 0.1중량% 내지 1중량%의 표면조정제, 1중량% 내지 10중량%의 자외선 흡수제 및 0.01중량% 내지 1중량%의 경화촉진제를 혼합하여 주제를 제조하는 단계; 및
    상기 주제 100중량부를 기준으로 35중량부 내지 45중량부의 경화제를 상기 주제에 첨가하는 단계를 포함하는 투명 도료 조성물의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1아크릴 폴리올 수지는 고형분이 55중량% 내지 65중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 120㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g이며,
    상기 제2아크릴 폴리올 수지는 고형분이 70중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 140㎎KOH/g인 투명 도료 조성물의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 수지는 고형분이 60중량% 내지 80중량%이고, 수산기가(hydroxyl value)가 100㎎KOH/g 내지 160㎎KOH/g인 폴리에스테르 폴리올 수지인 투명 도료 조성물의 제조방법.
  14. 제1항에 따른 투명 도료 조성물을 포드컵 #4 점도계로 측정한 점도가 17초 내지 20초가 되도록 희석하는 단계;
    희석된 투명 도료 조성물을 28㎛ 내지 38㎛ 두께로 도장하여 도막을 형성하는 단계; 및
    상기 도막을 50℃ 내지 150℃에서 10분 내지 2시간 동안 건조하는 단계를 포함하는 투명 도료 조성물을 이용한 도장방법.
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