KR20210126280A - 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름 - Google Patents

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KR20210126280A KR1020200043884A KR20200043884A KR20210126280A KR 20210126280 A KR20210126280 A KR 20210126280A KR 1020200043884 A KR1020200043884 A KR 1020200043884A KR 20200043884 A KR20200043884 A KR 20200043884A KR 20210126280 A KR20210126280 A KR 20210126280A
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Abstract

본 발명은 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름에 관한 것으로, 구체적으로 차량 도장을 보호하기 위한 하부에서 상부로 이형지; 점착층; 및 기재층을 포함하는 도장 보호 필름(Paint Protection Film, PPF)의 상기 기재층을 제조하기 위한 조성물로, 최상부에 별도의 코팅층을 포함하지 않아도 내스크래치성이 우수하면서 특정 범위의 인장강도 및 파단신율을 가져 차량에 랩핑 시공성이 우수한 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름에 관한 것이다.

Description

도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름{A COMPOSITION FOR A PAINT PROTECTION FILM AND A PAINT PROTECTION FILM MANUFACTURED USING THE SAME}
본 발명은 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름에 관한 것으로, 구체적으로 차량 도장을 보호하기 위한 하부에서 상부로 이형지; 점착층; 및 기재층;을 포함하는 도장 보호 필름(Paint Protection Film, PPF)의 상기 기재층을 제조하기 위한 조성물로, 최상부에 별도의 코팅층을 포함하지 않아도 내스크래치성이 우수하면서 특정 범위의 인장강도 및 파단신율을 가져 차량에 랩핑 시공성이 우수한 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름에 관한 것이다.
건축물과 자동차 또는 각종 기계 장치들에는 외관을 보호하거나 미려한 외관을 위해 다양한 외장물이 설치되고 있고, 이러한 외장물 중에는 필름이 있다.
특히 자동차의 외부에는, 생활 스크래치 혹은 도로주행 중 날라오는 돌 파편이나 모래(스톤칩) 등에 의해 발생하는 스크래치로부터 차량의 외관을 보호하고, 보다 미려한 외형을 유지하기 위해 필름을 부착하는데 이를 도장 보호 필름(Paint Protection Film, PPF)이라고 한다.
상기 도장 보호 필름은 일 예로 대한민국 등록특허공보 제10-1767453호(공고일: 2017.08.24)에 개시된 바와 같이, 하부에서 상부로 이형지; 점착코팅층; 기재필름; 및 상도코팅층; 을 포함하고 있다.
구체적으로, 상기 특허문헌의 도장 보호 필름은 최상부에 자가 복원 기능을 갖는 상도코팅층을 필수적으로 포함하여 우수한 내스크래치성을 구현하고 있다.
그러나, 상기 코팅층을 더 형성함으로 인해 원재료 값이 상승하는 문제가 있어, 이에 코팅층을 형성하지 않고 기재필름만으로 우수한 내스크래치성을 구현하기 위해 경도를 높이고자 하는 시도가 있었으나 이 경우 도장 보호 필름의 유연성이 저하되어 차량 랩핑 시공성이 저하되는 문제가 발생하였다.
이에 본 발명은 최상부에 별도로 코팅층을 포함하지 않아도 특정 조성을 갖는 기재필름을 이용하여 내스크래치성이 우수하면서도 차량 랩핑 시공성이 우수한 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름을 제공하고자 한다.
KR 10-1767453 B (공고일: 2017.08.24)
본 발명은 최상부에 별도로 코팅층을 포함하지 않아도 내스크래치성이 우수하면서도 차량 랩핑 시공성이 우수한 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열가소성 폴리우레탄 수지; 및 열가소성 실리콘 가황물;을 포함하는 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름은 열가소성 폴리우레탄 수지(A); 및 열가소성 실리콘 가황물(B); 을 포함하여 최상부에 별도로 코팅층을 포함하지 않아도, 내스크래치성이 우수하면서도 차량 랩핑 시공성이 우수한 도장 보호 필름용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도장 보호 필름을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도장 보호 필름은 최상부에 별도로 코팅층을 포함하지 않아도, 내스크래치성이 우수하면서도 차량 랩핑 시공성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도장 보호 필름의 일 실시예를 보여주는 측단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 수지(A); 및 열가소성 실리콘 가황물(B); 을 포함하는 도장 보호 필름용 조성물에 관한 것이다.
이하에서는, 각 조성에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
열가소성 폴리우레탄 수지(A)
상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 원래 길이를 넘어 신장되고 이완될 경우 실질적으로 그 원래 길이로 수축되는 능력을 가지는 것으로 구체적으로는, 열에 노출 시 연화되고 실온까지 식히면 실질적으로 그 원래 상태로 돌아오는 폴리우레탄을 의미한다.
본 발명의 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 자외선에 의한 변색 및 노화가 없는 내후성이 우수한 지방족 열가소성 폴리우레탄 수지일 수 있다.
구체적으로, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 지방족 디이소시아네이트를 폴리올 및 사슬 연장제와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 지방족 디이소시아네이트는 일례로, 이소포론 디이소시아네이트, 1,6 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 4,4-디시클로메탄 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트, 데칸-1,10-디이소시아네이트 및 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리올은 일례로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카르보네이트 폴리올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 2-15개의 탄소원자를 갖는 디올 또는 폴리올, 구체적 일 예로는 알킬 디올 또는 글리콜과 2-6개의 탄소원자를 지닌 알킬렌 옥사이드, 구체적 일 예로는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 반응시켜 유래된 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 하나 이상의 글리콜을 하나 이상의 디카르복실산 또는 이의 무수물과 에스테르화 반응시킴으로써 형성될 수 있다.
구체적 일 예로, 상기 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 글리세린 중 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 디카르복실산은 아디픽산, 프탈산 및 말레인산 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또는, 상기 폴리에스테르 폴리올은 락톤 또는 그 유도체에 소량의 디올, 트리올 또는 아민류를 개시제로 사용하여 개환중합시킴으로써 형성될 수 있다.
구체적 일 예로, ε-카프로락톤(CL)에 디에틸렌 글리콜을 개시제로 사용하여 개환중합시켜 합성된 폴리카프로락톤(PCL)일 수 있다.
상기 폴리카르보네이트 폴리올은 글리콜 및 카르보네이트의 반응으로부터 유래된 것일 수 있다.
상기 사슬 연장제는 일례로, 사슬에 2-10개의 탄소 원자를 갖는 지방족 직쇄 및 분지쇄 디올일 수 있고, 구체적 일 예로는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 히드로퀴논비스-(히드록시에틸)에테르, 시클로헥실렌디올, 시클로헥산올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에탄올아민 및 N-메틸디에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 일 예로 폴리에테르 기재의 폴리우레탄 및 폴리카르보네이트 기재의 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 쇼어 A 경도가 85-98, 바람직하게는 88-95일 수 있으며, 상기 쇼어 A 경도가 85 미만일 경우 내스크래치성이 저하될 수 있고, 98을 초과할 경우 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 쇼어 A경도를 가질 수 있다.
상기 쇼어 A 경도는 ASTM D 2240에 의거하여 쇼어 A 경도계를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 인장강도가 50-75Mpa, 바람직하게는 55-70Mpa일 수 있다. 상기 인장강도가 50Mpa 미만일 경우 차량 랩핑 시공 시 도장 보호 필름이 찢어져 바람직하지 못할 수 있고, 75Mpa를 초과할 경우 차량 랩핑 시 도장 보호 필름을 연신할 때 과도한 힘이 요구되는 등 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 인장강도를 가질 수 있다.
상기 인장강도는 ASTM D 412에 의거하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)의 파단신율은 300-500%, 바람직하게는 350-450%일 수 있으며, 상기 범위 외일 경우 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 파단신율을 가질 수 있다.
상기 파단신율은 ASTM D 412에 의거하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)의 용융 지수(Melt Index, MI)는 1-10g/10min(175℃, 2.16kg), 바람직하게는 3-8g/10min(175℃, 2.16kg)일 수 있으며, 상기 범위 외일 경우 가공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 용융 흐름 지수를 가질 수 있다.
상기 용융 지수는 ASTM D 1230에 의거하여 측정할 수 있다.
열가소성 실리콘 가황물(B)
상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 고무용 경화제 또는 경화 시스템의 존재하에 고전단 및 고온의 조건에서 열가소성 수지와 1종 이상의 가황 가능한 고무가 혼합되는 동적 가황 공정으로 제조된 것으로, 보다 구체적으로 열가소성 중합체 매트릭스(B-1) 내에 가교된(crosslinked) 실리콘 고무(B-2)가 분산된 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 열가소성 중합체 매트릭스(B-1)는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드 및 폴리설폰으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 열가소성 중합체일 수 있다.
본 발명은 상기 열가소성 중합체 매트릭스(B-1)의 구체적 일 실시예로 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)와 상용성이 우수하여 가교된 실리콘 고무(B-2)가 수지 내에 균일하게 분산될 수 있는 효과가 있다.
상업적으로 입수 가능한 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 Dow corning社의 펠레탄(Pellethane) 또는 BASF社의 엘라스톨란(Elastollan) 등을 예로 들 수 있다.
상기 가교된 실리콘 고무(B-2)는 가교되지 않은 실리콘 고무에 비해 강도, 탄성 또는 내열성 등과 같은 기계적 물성이 우수하여 도장 보호 필름에 향상된 내스크래치성 및 내후성을 부여할 수 있다.
상세하게, 상기 가교된 실리콘 고무(B-2)는, 촉매하에서 유기폴리실록산과 경화제를 가교시켜 제조한 것일 수 있다.
상기 유기폴리실록산은 분자 내에 탄소수 2-20의 알케닐 그룹을 2개 이상 함유하는 고 컨시스턴시(high consistency)의 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 탄소수 2-20의 알케닐 그룹은 예를 들면, 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 프로페닐 및 데세닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 알케닐 그룹의 위치는 중요하지 않으며, 이는 분자 쇄 말단, 분자 쇄의 비말단 위치 또는 상기한 위치 둘 다에서 결합될 수 있다. 일 실시예로, 알케닐 그룹은 비닐 또는 헥세닐이며, 이들 그룹은 상기 유기폴리실록산 중에 0.001-3중량%, 또는 0.01-1중량%로 포함될 수 있다.
상기 유기폴리실록산의 규소에 결합되는 나머지(즉, 비-알케닐) 유기 그룹은 독립적으로 지방족 불포화를 함유하지 않는 탄화수소 또는 할로겐화 탄화수소로부터 선택될 수 있다. 이들은 구체적으로, 탄소수 1-20의 알킬 그룹, 사이클로알킬 그룹, 탄소수 6-12의 아릴 그룹, 탄소수 7-20의 아르알킬 그룹, 또는 탄소수 1-20의 할로겐화 알킬 그룹일 수 있다.
상기 탄소수 1-20의 알킬 그룹은, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실; 사이클로알킬 그룹은, 예를 들면, 사이클로헥실 및 사이클로헵틸을 예시할 수 있다.
또한, 상기 탄소수 6-12의 아릴 그룹은, 예를 들면, 페닐, 톨릴 및 크실릴을 예시할 수 있다.
또한, 상기 탄소수 7-20의 아르알킬 그룹은 예를 들면, 벤질 및 펜에틸을 예시할 수 있다.
또한, 상기 탄소수 1-20의 할로겐화 알킬 그룹은 예를 들면, 3,3,3-트리플루오로프로필 및 클로로메틸을 예시할 수 있다.
상기 유기폴리실록산의 25℃에서의 점도는 100mPa·s이상, 예를 들어 300mPa·s 이상이고, 90000mPa·s이하, 바람직하게는 70000mPa·s이하일 수 있다.
상기 경화제는 상기 유기폴리실록산을 가교시키기 위한 것으로, 규소(Si)가 결합된 수소원자를 분자당 2개 이상으로 포함할 수 있으며, 이의 함량은 상기 경화제 내에 0.2-2중량%, 바람직하게는 0.5-1.7중량%일 수 있다.
또한, 상기 경화제는 25℃에서의 점도가 0.5-1000mPa·s, 바람직하게는 2-500mPa·s, 보다 바람직하게는 5-150mPa·s일 수 있다.
또한, 상기 유기폴리실록산의 규소가 결합된 알케닐에 대한 경화제의 규소가 결합된 수소원자의 몰비는 1이상, 50미만일 수 있으며, 구체적 일 실시예로 3-30일 수 있다.
상기 촉매는 상기 유기폴리실록산의 가교를 촉진시키기 위한 촉매로, 일 실시예로 하이드로실릴화 촉매를 사용할 수 있으며, 상기 하이드로실릴화 촉매는 일 예로 백금 블랙, 실리카 상에 지지된 백금, 탄소 상에 지지된 백금, 염화백금산, 염화백금산의 알콜 용액, 백금/올레핀 착물, 백금/알케닐실록산 착물, 백금/베타-디케톤 착물, 백금/포스핀 착물 등과 같은 백금 촉매, 염화로듐 및 염화로듐/디(n-부틸)설파이드 착물 등과 같은 로듐 촉매 및 탄소상 팔라듐, 염화팔라듐 등과 같은 팔라듐 촉매일 수 있다.
상기 열가소성 중합체 매트릭스(B-1)와 상기 가교된 실리콘 고무(B-2)의 중량비는 55-80 : 20-45, 바람직하게는 60-70 : 30-40일 수 있다. 상기 가교된 실리콘 고무(B-2)의 중량비가 상기 범위 미만일 경우 도장 보호 필름에 충분한 내스크래치성을 부여할 수 없고, 내후성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 도장 보호 필름으로서 요구되는 충분한 인장강도를 부여할 수 없어 차량 랩핑 시공성이 저하되는 문제가 있어 상기 범위 내로 포함될 수 있다.
상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 쇼어 A 경도가 70-90, 바람직하게는 72-85일 수 있으며, 상기 쇼어 A 경도가 70 미만일 경우 내스크래치성이 저하될 수 있고, 90을 초과할 경우 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 쇼어 A경도를 가질 수 있다.
상기 쇼어 A 경도는 ISO 868에 의거하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 인장강도가 10-20Mpa, 바람직하게는 12-18Mpa일 수 있다. 상기 인장강도가 10Mpa 미만일 경우 차량 랩핑 시공 시 도장 보호 필름이 찢어져 바람직하지 못할 수 있고, 20Mpa를 초과할 경우 차량 랩핑 시 도장 보호 필름을 연신할 때 과도한 힘이 요구되는 등 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 인장강도를 가질 수 있다.
상기 인장강도는 ISO 37에 의거하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 파단신율이 500-700%, 바람직하게는 550-650%일 수 있으며, 상기 파단신율이 100% 미만일 경우 차량 랩핑 시 도장 보호 필름이 조기에 파단될 수 있어 바람직하지 못하고, 700%을 초과할 경우 도장 보호 필름으로서 요구되는 충분한 인장강도를 부여할 수 없어 차량 랩핑 시공성이 저하되는 문제가 있어 상기 범위 내의 파단신율을 가질 수 있다.
상기 파단신율은 ASTM D 412에 의거하여 측정할 수 있다.
한편, 상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 1-10중량부, 바람직하게는 1-8중량부, 보다 바람직하게는 2-7중량부로 사용할 수 있다. 상기 열가소성 실리콘 가황물(B)의 함량이 1중량부 미만일 경우 도장 보호 필름의 내스크래치성이 저하될 수 있고, 10중량부를 초과할 경우 효과 대비 원재료 가격이 상승함과 아울러, 가교된 실리콘 고무(B-2)의 분산성이 저하되어 인장강도, 파단신율 등의 기계적 물성이 저하됨에 따라 차량 랩핑 시공성이 저하될 수 있어 상기 함량 범위 내로 사용할 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 도장 보호 필름용 조성물은 난연제, 광안정제, 고내열안정제, 착색제, 가수분해 방지제, 활제, 산화방지제, 내열제, 대전방지제, 항균제, 가공조제, 금속불활성화제 및 내마모제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 본 발명이 목적하는 효과를 저해하지 않는 한 함량 범위를 한정하지 않는다.
또한, 본 발명은 위에서 서술한 도장 보호 필름용 조성물을 이용하여 제조된 도장 보호 필름에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 상기 도장 보호 필름(1)은 하부에서 상부로, 이형지(11); 점착층(13); 및 기재층(15); 을 포함하되, 본 발명의 도장 보호 필름용 조성물은 상기 기재층(15)을 제조하기 위한 조성물일 수 있다(도 1 참조).
이하에서는, 각 층에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
이형지(11)
상기 이형지(11)는 도장 보호 필름(1)을 자동차에 적용 시 사용자가 쉽게 분리해낼 수 있도록 하는 것으로, 매끄러운 평활층을 가진다면 특히 제한하지 않는다.
점착층(13)
상기 점착층(13)은 이형지(11)가 박리된 도장 보호 필름(1)을 자동차에 부착되게 하는 층으로, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 우레탄계 점착제 및 실리콘계 점착제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 점착제를 이용하여 형성된 것일 수 있다.
상기 점착층(13)은 이형지(11) 일면에 기 형성된 것일 수 있고, 또는 후술되는 기재층(15) 일면에 상기 점착제가 코팅되어 형성된 것일 수 있다.
기재층(15)
상기 기재층(15)은 위에서 서술한 도장 보호 필름용 조성물을 이용하여 제조된 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 기재층(15)은 열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 1-10중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 이축-압출기(twin-screw extruder)에 투입하여 165-190℃의 가공온도에서 펠렛(pellet) 형상으로 압출한 후, 상기 펠렛 형상의 도장 보호 필름용 조성물을 핫프레스 금형에 투입하고 170-190℃ 및 30-40Mpa의 조건에서 프레스 성형을 수행하여 필름(film) 형상으로 제조한 것일 수 있다.
위와 같이 제조된 상기 기재층(15)은 두께가 100-200㎛, 바람직하게는 120-180㎛일 수 있다. 두께가 100㎛ 미만일 경우 외부의 작은 충격에도 찢어질 수 있어 자동차 보호 기능을 충분히 발휘할 수 없고, 200㎛을 초과할 경우 자동차의 굴곡진 부분에 부착할 경우 흠 부분에 필름이 밀착되지 않아 들뜨는 현상이 발생하거나, 자동차에 부착 시 상기 필름이 부착되지 않은 부분과의 사이에 단차가 생길 수 있어 상기 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 기재층(15)은 인장강도(KS M 6518)가 40-55Mpa, 바람직하게는 45-54Mpa일 수 있으며, 상기 범위 내에서 차량 랩핑 시공성이 우수한 효과가 있다.
상기 인장강도는 KS M 6518에 의거하여 3호형 시편 5개를 채취한 후 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 최대 응력(최대하중을 시편의 초기 단면적으로 나눈 값)의 평균치로 계산할 수 있다.
또한, 상기 기재층(15)은 파단신율(KS M 6518)이 400-500%, 바람직하게는 405-450%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 차량 랩핑 시공성을 가질 수 있는 효과가 있다.
상기 파단신율은 KS M 6518에 의거하여 3호형 시편 5개를 채취한 후 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 신율의 평균치로 계산할 수 있다.
상기 신율은 다음 식에 따라 산출할 수 있다.
[식 1]
L= (L1-L0)/L0 X 100
(단, L: 신율(%), L0: 눈금 거리(mm), L1: 절단될 때의 눈금 사이의 길이(mm))
또한, 상기 기재층(15)은 인열강도(JIS K 6301)가 80kN/m이상 내지 90kN/m미만, 바람직하게는 85-89kN/m일 수 있으며, 상기 범위 내에서 차량 랩핑 시공성이 우수한 효과가 있다.
상기 인열강도는 JIS K 6301에 의거하여 B형 시편 5개를 채취한 후, 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 인열할 때의 하중의 평균치로 계산할 수 있다.
또한, 상기 기재층(15)은 광택 변화정도(△광택도)가 △13GU이하, 바람직하게는 △12GU이하, 보다 바람직하게는 △10GU이하일 수 있고, 이의 하한치는 제한하지 않으나 일 예로 △0GU이상, 바람직하게는 △1GU이상일 수 있으며, 상기 범위 내에서 내스크래치성이 우수한 효과가 있다.
상기 광택 변화정도는 평면마모시험기(Ocean Science社, COAD. 105) 상에 길이 및 폭이 200mm X 50mm인 시편을 위치시킨 후 250g의 하중, 30rpm의 속도의 사포로 10회 왕복하여 60°광택계(BYK Gardner社, AG-4563)를 이용하여 마모 전, 후의 광택도를 측정하여 이의 변화정도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 기재층(15)은 헤이즈 변화정도(△헤이즈)가 11%이하, 바람직하게는 10%이하, 보다 바람직하게는 8%이하일 수 있고 이의 하한치는 제한하지 않으나 일 예로 0%이상, 바람직하게는 1%이상일 수 있으며, 상기 범위 내에서 내스크래치성이 우수한 효과가 있다.
상기 헤이즈 변화정도는 평면마모시험기(Ocean Science社, COAD. 105) 상에 길이 및 폭이 200mm X 50mm인 시편을 위치시킨 후 250g의 하중, 30rpm의 속도의 사포로 10회 왕복하여 Haze meter(BYK Gardner社, Haze-gard plus)를 이용하여 마모 전, 후의 헤이즈 값을 측정하여 이의 변화정도를 측정할 수 있다.
본 발명의 도장 보호 필름(1)은 별도의 코팅층을 포함하지 않아도, 특정 조성을 갖는 기재필름인 기재층(15)을 이용하여 내스크래치성이 우수하면서도 차량에 랩핑 시공성이 우수한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
하기 실시예 및 비교예에서 사용한 성분은 하기 표 1과 같다.
성분 제조사 및 그레이드
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 쇼어 A 경도 93, 인장강도 62Mpa, 파단신율 410% 및 용융 지수 5g/10min(175℃, 2.16kg)인 열가소성 폴리우레탄 수지(Estane CLC93A-V, Lubrizol社)
열가소성 실리콘 가황물(B) 열가소성 폴리우레탄 수지 65중량%에 가교된(crosslinked) 실리콘 고무(B-2)가 35중량% 분산된 형태로, 쇼어 A 경도 77, 인장강도 15.8Mpa, 파단신율 600%인 열가소성 실리콘 가황물(TPSIV 4000-75A, Dow Corning社)
미가황 실리콘 수지 KSM 590, Shin-Etsu chemical company社
1. 도장 보호 필름용 조성물 준비
<실시예 1>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 1중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<실시예 2>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 3중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<실시예 3>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 5중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<비교예 1>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<비교예 2>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 미가황 실리콘 수지 5중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<참조예 1>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 0.5중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
<참조예 2>
열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 열가소성 실리콘 가황물(B) 12중량부를 포함한 도장 보호 필름용 조성물을 준비한다.
2. 기재필름 제조
위에서 준비한 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2 및 참조예 1 내지 2의 도장 보호 필름용 조성물을 이축-압출기(BAUTEK社 BA-19, L/D = 42, 19Φ)에 투입한 후 165/175/185/190/190℃의 가공온도에서 펠렛(pellet) 형상으로 압출하였다.
이어서, 상기 펠렛을 핫프레스 금형에 투입하고 180℃ 및 35Mpa의 조건에서 프레스 성형을 수행하여 두께가 150㎛인 기재필름을 제조하였다.
3. 기재필름 물성 측정
위에서 제조한 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2 및 참조예 1 내지 2의 기재필름의 인장강도, 파단신율, 인열강도, 광택 변화정도 및 헤이즈 변화정도를 측정하였으며, 하기 표 2에 그 결과를 나타내었다.
(1) 인장강도: KS M 6518에 의거하여 3호형 시편 5개를 채취한 후 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 최대 응력(최대하중을 시편의 초기 단면적으로 나눈 값)의 평균치를 구하였다.
(2) 파단신율: KS M 6518에 의거하여 3호형 시편 5개를 채취한 후 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 신율의 평균치를 구하였다.
상기 신율은 다음 식에 따라 산출하였다.
[식 1]
L= (L1-L0)/L0 X 100
(단, L: 신율(%), L0: 눈금 거리(mm), L1: 절단될 때의 눈금 사이의 길이(mm))
(3) 인열강도: JIS K 6301에 의거하여 B형 시편 5개를 채취한 후, 이를 인장시험기(Univeral Testing Machine, LLOYD Instrument社)의 클램프에 물려서 200mm/min으로 인장하여 인열할 때의 하중의 평균치를 구하였다.
(4) 광택 변화정도: 평면마모시험기(Ocean Science社, COAD. 105) 상에 길이 및 폭이 200mm X 50mm인 시편을 위치시킨 후 250g의 하중, 30rpm의 속도의 사포로 10회 왕복하여 60°광택계(BYK Gardner社, AG-4563)를 이용하여 마모 전, 후의 광택도를 측정하여 이의 변화정도를 측정하였다.
(5) 헤이즈 변화정도: 평면마모시험기(Ocean Science社, COAD. 105) 상에 길이 및 폭이 200mm X 50mm인 시편을 위치시킨 후 250g의 하중, 30rpm의 속도의 사포로 10회 왕복하여 Haze meter(BYK Gardner社, Haze-gard plus)를 이용하여 마모 전, 후의 헤이즈 값을 측정하여 이의 변화정도를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 참조예 1 참조예 2
열가소성 폴리우레탄 수지(A)
(중량부)		 100 100 100 100 100 100 100
열가소성 실리콘 가황물(B)(중량부) 1 3 5 - - 0.5 12
미가황 실리콘 수지(중량부) - - - - 5 - -
기재필름 물성
인장강도 (Mpa) 53.2 53.8 46.2 58.3 41.4 56.7 38.4
파단신율 (%) 429 421 409 396 352 402 392
인열강도 (KN/m) 88.4 87.5 87.4 90.0 84.2 89.4 77.6
△광택도(GU) 12 9 7 14 13.5 13 6
△헤이즈(%) 9.9 8.8 5.3 12.2 11.5 11.6 5.0
상기 표 2에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 도장 보호 필름용 조성물로 제조한 기재필름인 실시예 1 내지 3은 열가소성 실리콘 가황물을 특정 함량 포함하여 인장강도, 파단신율 및 인열강도가 특정 범위 내로써 차량 랩핑 시공성이 우수한 것을 확인할 수 있었고, 마모 전 후의 광택도와 헤이즈 변화가 크지 않은 바, 별도의 코팅층을 포함하지 않아도 내스크래치성 역시 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 내스크래치제로 어떠한 성분도 포함하지 않고, 열가소성 폴리우레탄 수지만 포함한 비교예 1은 내스크래치성 및 차량 랩핑 시공성이 저하되는 바, 이들 물성을 보강해줄 수 있는 코팅층을 필수적으로 포함해야 하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 내스크래치제로 열가소성 실리콘 가황물이 아닌, 미가황 실리콘 수지를 포함한 비교예 2는 내스크래치성이 저하됨과 아울러, 인장강도 및 인열강도가 저하되고, 파단신율이 너무 낮아 차량 랩핑 시공 시 도장 보호 필름이 찢어지는 문제점이 있는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 내스크래치제로 열가소성 실리콘 가황물을 소량 사용한 참조예 1은 실시예들에 비해 내스크래치성 및 차량 랩핑 시공성이 저하되고, 내스크래치제로 열가소성 실리콘 가황물을 과량 사용한 참조예 2는 내스크래치성은 우수하였으나 차량 랩핑 시공성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
1: 도장 보호 필름
11: 이형지
13: 점착층
15: 기재층

Claims (15)

  1. 열가소성 폴리우레탄 수지(A); 및 열가소성 실리콘 가황물(B); 을 포함하는 도장 보호 필름용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 쇼어 A 경도(ASTM D 2240)가 85-98이고, 용융 지수(Melt Index, ASTM D 1230)는 1-10g/10min(175℃, 2.16kg)인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 인장강도(ASTM D 412)가 50-75Mpa이고, 파단신율(ASTM D 412)이 300-500%인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 열가소성 중합체 매트릭스(B-1) 내에 가교된(crosslinked) 실리콘 고무(B-2)가 분산된 형태인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열가소성 중합체 매트릭스(B-1)와 상기 가교된 실리콘 고무(B-2)의 중량비는 55-80 : 20-45인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 쇼어 A 경도(ISO 868)가 70-90인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 인장강도(ISO 37)가 10-20Mpa이고, 파단신율(ASTM D 412)이 500-700%인 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 실리콘 가황물(B)은 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대해 1-10중량부로 사용되는 것인 도장 보호 필름용 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 도장 보호 필름용 조성물을 이용하여 제조된 기재필름인 기재층을 포함하는 도장 보호 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도장 보호 필름은 하부에서 상부로 이형지(11); 점착층(13); 및 기재층(15);을 포함하는 것인 도장 보호 필름(1).
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은 두께가 100-200㎛인 것인 도장 보호 필름.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은 인장강도(KS M 6518)가 40-55Mpa인 것인 도장 보호 필름.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은 파단신율(KS M 6518)이 400-500%인 것인 도장 보호 필름.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은 인열강도(JIS K 6301)가 80kN/m이상 내지 90kN/m미만인 것인 도장 보호 필름.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은 광택 변화정도(△광택도)가 △13GU이하이고, 헤이즈 변화정도(△헤이즈)가 11%이하인 것인 도장 보호 필름.
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