KR20220150049A - 클리어 코트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 폴리에스터 수지, 제2 폴리에스터 수지, 실리콘 변성 폴리에스터 수지 및 멜라민 수지를 포함하고, 상기 제1 폴리에스터 수지는 수산기가가 200 내지 300 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 30 ℃이며, 상기 제2 폴리에스터 수지는 수산기가가 80 내지 180 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 1 내지 10 ℃인, 클리어 코트 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반응성이 우수하여 핀홀 특성이 개선되어 제조된 도막의 외관 특성이 우수하고 내스크래치성 등의 기계적 물성도 우수한 클리어 코트 조성물에 관한 것이다.
자동차의 차체는, 외관 특성을 향상시키고 외부 환경으로부터 표면을 보호하기 위해, 전착 도장, 중도 도장, 베이스 도장 및 클리어 도장 등의 복수 코팅 공정이 수행된다. 구체적으로, 차체에 전착 도료의 도포 및 경화, 중도 도료의 도포 및 경화를 실시한 후, 중도 코팅층 상에 베이스 코트와 클리어 코트를 연속적으로 도장한 후 건조 및 경화시키는 것이 보편적이다. 상술한 바와 같이, 베이스 코트와 클리어 코트는 베이스 코트 조성물의 도포 및 건조 후 클리어 코트 조성물을 도포하고, 140~150 ℃에서 클리어 코트와 베이스 코트를 함께 경화시키는 것이 일반적이다.
한편, 종래 클리어 코트 조성물은 폴리에스터 수지, 아크릴 수지, 멜라민 경화제 등을 포함하여 우레탄 경화 시스템 기반으로 한다. 또한, 상술한 바와 같은 종래 클리어 코트 조성물은 제조된 도막의 외관 특성이 우수하고, 내스크래치성이 우수하여 널리 이용되고 있다. 구체적으로, 한국 공개특허 제2014-0125415호(특허문헌 1)에는 히드록실기 함유 폴리에스테르 수지 및 히드록실기와 반응하는 가교제로 멜라민 수지를 포함하는 1액형 도료 조성물을 개시하고 있습니다.
그러나, 종래 클리어 코트 조성물은 도장 후 건조 시간이 짧거나, 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우 제조된 도막의 외관 특성, 특히 핀홀 불량, 광택 불량 등의 문제가 있었다.
따라서, 반응성이 우수하여 도장 후 건조 시간이 짧거나 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우도 제조된 도막의 외관 특성이 우수하고 내스크래치성 등의 기계적 물성도 우수한 클리어 코트 조성물에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 반응성이 우수하여 도장 후 건조 시간이 짧거나 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우도 제조된 도막의 외관 특성이 우수하고 내스크래치성 등의 기계적 물성도 우수한 클리어 코트 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 폴리에스터 수지, 제2 폴리에스터 수지, 실리콘 변성 폴리에스터 수지 및 멜라민 수지를 포함하고,
상기 제1 폴리에스터 수지는 수산기가가 200 내지 300 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 30 ℃이며,
상기 제2 폴리에스터 수지는 수산기가가 80 내지 180 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 1 내지 10 ℃인, 클리어 코트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 클리어 코트 조성물; 및 경화제;를 포함하는, 클리어 도료 키트를 제공한다.
본 발명에 따른 클리어 코트 조성물은 반응성이 우수하여 도장 후 건조 시간이 짧거나 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우도 제조된 도막의 핀홀이 발생하지 않고 광택 저하가 발생하지 않아 외관 특성이 우수하다. 또한, 상기 클리어 코트 조성물로부터 제조된 도막은 경도, 부착성, 내스크래치성 등의 기계적 물성도 우수하여 차체 도장용으로 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 사용된 "중량평균분자량"은 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph) 방법 등으로 측정할 수 있다.
또한, "유리전이온도"는 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 시차주사열량분석법(differential scanning calorimetry, DSC) 등으로 측정할 수 있다.
"산가" 및 "수산기가"와 같은 작용기가는 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 적정(titration) 방법 등으로 측정한 값을 나타낼 수 있다.
클리어 코트 조성물
본 발명에 따른 클리어 코트 조성물은 제1 폴리에스터 수지, 제2 폴리에스터 수지, 실리콘 변성 폴리에스터 수지 및 멜라민 수지를 포함한다. 이때, 제1 폴리에스터 수지는 제2 폴리에스터 수지보다 수산기가(OHv) 및 유리전이온도가 높다. 상기 클리어 코트 조성물이 상술한 바와 같이 유리전이온도 및 수산기가가 상이한 2종의 폴리에스터 수지를 포함함으로써, 조성물의 건조 속도 및 가교 밀도를 조절하여 제조된 도막의 외관 특성 및 경도, 부착성, 내스크래치성 등의 기계적 물성을 향상시키는 효과를 수득할 수 있다.
제1 폴리에스터 수지
제1 폴리에스터 수지는 조성물에 주수지로서, 도막 형성성을 부여하는 역할을 한다.
상기 제1 폴리에스터 수지는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 폴리에스터 수지는 제1 카르복실산과 제1 폴리올을 반응시켜 제조할 수 있다.
이때, 상기 제1 카르복실산은 예를 들어, 아디프산(AA), 이소프탈산(IPA), 트리말레트산 무수물(TMA), 지환족산, 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 아디프산, 푸마르산, 말레산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물(HHPA), 헥사히드로프탈산 무수물 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제1 폴리올은 예를 들어, 메톡시폴리에틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올(1,6-HD), 네오펜틸글리콜(NPG), 트리메틸올 프로판(TMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 1,4-헥산디올 및 3-메틸펜탄디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제1 폴리에스터 수지는 산가(Av)가 15 내지 25 mgKOH/g, 또는 18 내지 22 mgKOH/g일 수 있다. 제1 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 내인 경우, 열처리에 의한 급격한 경화가 방지되어 도막의 외관 불량을 방지하고 기포(popping)가 생기는 것을 줄이는 효과가 있다. 제1 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우, 경화 반응 속도가 저하되어 제조된 도막의 경도와 외관 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 경화 반응 속도가 빨라져서 도막이 브리틀(Brittle)해져 내스크래치성이 저하되고, 친수성이 향상됨에 따라 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리에스터 수지는 수산기가(OHv)가 200 내지 300 mgKOH/g, 또는 220 내지 280 mgKOH/g일 수 있다. 제1 폴리에스터 수지의 수산기가가 상기 범위 내인 경우, 도막의 퍼짐성을 향상시키고 우레탄 반응에 의한 내화학성을 향상시키 효과가 있다. 또한, 제1 폴리에스터 수지의 수산기가의 상기 범위 미만인 경우, 멜라민 수지와의 반응성이 부족하여 가교 밀도가 부족하여 제조된 도막의 내구성, 재도장 부착성 및 내용제성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 과경화되어 도막이 브리틀(Brittle)하게 되면서 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제1 폴리에스터 수지는 유리전이온도(Tg)가 15 내지 30 ℃, 또는 18 내지 25 ℃일 수 있다. 제1 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내인 경우, 작업성(스프레이감)이 우수하고, 도막에 유연성을 부여하는 효과가 있다. 제1 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우, 도료의 건조속도가 저하되어 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 건조속도가 빨라져 외관이 저하되고 도막이 브리틀(Brittle)하게 되면서 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리에스터 수지는 중량평균분자량(Mw)이 800 내지 1,500 g/mol, 또는 1,000 내지 1,300 g/mol일 수 있다. 제1 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 도료의 평활성 및 부드러운(SOFT) 도막을 형성하는 효과가 있다. 제1 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 분자량이 작아 제조된 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 도막이 딱딱해져 평활성이 감소하고 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제1 폴리에스터 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 60 내지 85 중량%, 또는 70 내지 80 중량%일 수 있다. 제1 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 높은 고형분에 의한 총 휘발성 유기 화합물(TVOC)의 함량을 감소시키는 효과가 있다. 제1 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우, 조성물의 고형분 함량의 저하로 경화 반응성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 도료의 고형분이 과도하게 많아 작업성이 열세하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리에스터 수지는 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 20 내지 30 중량%, 또는 22 내지 28 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제1 폴리에스터 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 외관, 내스크래치성 및 도막 평활성 향상의 효과가 있다. 조성물 내 제1 폴리에스터 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 가교 밀도가 저하되어 기계적 물성 및 외관이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 과도하게 높아져 작업성 및 건조성이 저하되는 핀홀 특성이 불량해질 수 있다.
제2 폴리에스터 수지
제2 폴리에스터 수지는 제조된 도막의 외관 특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제2 폴리에스터 수지는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 폴리에스터 수지는 제2 카르복실산과 제2 폴리올을 반응시켜 제조할 수 있다.
이때, 상기 제2 카르복실산은 예를 들어, 아디프산(AA), 이소프탈산(IPA), 트리말레트산 무수물(TMA), 지환족산, 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 아디프산, 푸마르산, 말레산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물(HHPA), 이소노난산(INA) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제2 폴리올은 1,6-헥산디올(1,6-HD), 펜타에리스리톨(pentaerythritol), 솔비톨(sorbitol), 메톡시폴리에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜(NPG), 트리메틸올 프로판(TMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 1,4-헥산디올 및 3-메틸펜탄디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제2 폴리에스터 수지는 산가(Av)가 20 내지 30 mgKOH/g, 또는 20 내지 25 mgKOH/g일 수 있다. 제2 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 내인 경우, 열처리에 의한 급격한 경화가 방지되어 도막의 외관 불량을 방지하고 기포(popping)가 생기는 것을 줄이는 효과가 있다. 제2 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우, 경화 반응 속도가 저하되어 제조된 도막의 경도와 외관 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 친수성이 향상됨에 따라 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 폴리에스터 수지는 수산기가(OHv)가 80 내지 180 mgKOH/g, 또는 100 내지 150 mgKOH/g일 수 있다. 제2 폴리에스터 수지의 수산기가가 상기 범위 내인 경우, 도막의 퍼짐성을 향상시키고 우레탄 반응에 의한 내화학성을 향상시키 효과가 있다. 또한, 제2 폴리에스터 수지의 수산기가의 상기 범위 미만인 경우, 경화제인 멜라민 수지와의 가교 밀도가 부족하여 제조된 도막의 외관, 내구성 및 내화학성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 과경화되어 도막이 브리틀(Brittle)해져서 도장 작업성 및 내한치핑성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제2 폴리에스터 수지는 유리전이온도(Tg)가 1 내지 10 ℃, 또는 3 내지 7 ℃일 수 있다. 제2 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내인 경우, 작업성(스프레이감)이 우수하고, 도막에 유연성을 부여하는 효과가 있다. 제2 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우, 도료의 건조속도가 저하되어 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 건조속도가 빨라져 외관이 저하되고 도막이 브리틀(Brittle)하게 되면서 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 폴리에스터 수지는 중량평균분자량(Mw)이 800 내지 1,600 g/mol, 또는 1,000 내지 1,500 g/mol일 수 있다. 제2 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 도료의 평활성 및 부드러운(SOFT) 도막을 형성하는 효과가 있다. 제2 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 분자량이 작아 제조된 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 도막이 딱딱해져 평활성이 감소하고 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제2 폴리에스터 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 60 내지 80 중량%, 또는 65 내지 75 중량%일 수 있다. 제2 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 높은 고형분에 의한 총 휘발성 유기 화합물(TVOC)의 함량을 감소시키는 효과가 있다. 제2 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우, 도료의 고형분 저하로 경화 반응성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 도료의 작업성 열세가 발생하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 폴리에스터 수지는 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 15 내지 25 중량%, 또는 17 내지 23 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 상기 제2 폴리에스터 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 외관, 내스크래치성 및 도막 평활성 향상의 효과가 있다. 조성물 내 제2 폴리에스터 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 도막의 가교 밀도가 저하되어 재도장 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 과도하게 높아져 작업성 및 건조성이 저하되어 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
실리콘 변성 폴리에스터 수지
실리콘 변성 폴리에스터 수지는 반응성이 빨라 제조된 도막에 핀홀 발생을 방지하여 외관 특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 폴리에스터 수지는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 제3 카르복실산과 제3 폴리올을 반응시켜 제조한 폴리에스터 수지를 유기 폴리실록산 으로 변성한 것일 수 있다.
이때, 상기 제3 카르복실산은 예를 들어, 아디프산(AA), 이소프탈산(IPA), 트리말레트산 무수물(TMA), 지환족산, 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 아디프산, 푸마르산, 말레산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물(HHPA), 이소노난산(INA) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제3 폴리올은 1,6-헥산디올(1,6-HD), 펜타에리스리톨(pentaerythritol), 솔비톨(sorbitol), 메톡시폴리에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜(NPG), 트리메틸올 프로판(TMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 1,4-헥산디올 및 3-메틸펜탄디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 유기 폴리실록산은 관능기 및 비관능 유기기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 폴리실록산은 실란올 및 알콕시기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 관능기를 포함하고, 메틸, 프로필 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 비관능 유기기를 포함할 수 있다. 상기 알콕시기는 예를 들어, 메톡시, 에톡시 및 부톡시기를 들 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 산가(Av)가 10mgKOH/g 이하, 8mgKOH/g 이하, 또는 1 내지 8 mgKOH/g일 수 있다. 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우, 도료의 표면 장력이 높아 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 도료의 표면 장력이 너무 낮아 제조된 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 수산기가(OHv)가 150 내지 250 mgKOH/g, 또는 190 내지 210 mgKOH/g일 수 있다. 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 수산기가의 상기 범위 미만인 경우, 멜라민 수지와의 반응성이 부족하여 가교 밀도가 저하되어 제조된 도막의 내구성 및 내화학성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 과경화되어 도막이 브리틀(Brittle)하게 되면서 외관 특성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 유리전이온도(Tg)가 -20 내지 0 ℃, 또는 -15 내지 -5 ℃일 수 있다. 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우, 탄성이 증가하여 도료의 경도가 저하되고 건조성 열세에 따른 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 도료의 흐름성이 저하로 도막의 외관 특성이 저하되고 도막의 탄성이 떨어져 부착성 및 내치핑성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 25℃에서의 점도가 5,000 내지 10,000 cps, 또는 6,000 내지 9,000 cps일 수 있다. 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우, 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 도막의 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 80중량% 이상, 또는 85 내지 95 중량%일 수 있다. 실리콘 변성 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우, 조성물의 고형분 저하로 경화 반응성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 제조된 도료의 작업성이 열세하여 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%, 또는 4 내지 8 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 외관, 내스크래치성 및 도막 평활성 향상의 효과가 있다. 조성물 내 폴리에스터 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 가교 밀도가 저하되어 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 과도하게 높아져 작업성 및 건조성이 저하되어 외관 및 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
멜라민 수지
멜라민 수지는 경화제로서, 클리어 코트 조성물의 각 성분들과 가교 반응하여 조성물을 경화시키는 역할을 한다.
상기 멜라민 수지는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 멜라민 수지로는 메톡시 메틸 멜라민, 메틸 멜라민, 부틸 멜라민, 이소부톡시 멜라민, 부톡시 멜라민, 헥사메틸올 멜라민, 헥사메톡시 메틸 멜라민, 헥사부톡시 메틸 멜라민, 헥사메톡시부톡시 메틸 멜라민 및 이미노메톡시 메틸 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 멜라민 수지는 중량평균분자량(Mw)이 100 내지 5,000g/mol, 500 내지 4,500 g/mol, 또는 1,000 내지 4,000 g/mol일 수 있다. 멜라민 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 가교 밀도를 향상시켜 제조된 도막의 부착성 및 경도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 멜라민 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 도막의 가교 밀도가 저하되어 내화학성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 분자량 상향에 따라 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 멜라민 수지는 25℃에서의 점도가 400 내지 1,200 cps, 500 내지 1,100 cps, 또는 600 내지 1,000 cps일 수 있다. 멜라민 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내일 경우, 제조된 도막의 광택 및 외관이 우수한 효과가 있다. 또한, 멜라민 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우, 점도가 낮아 도막 미형성으로 도막의 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 작업성이 열세하여 제조된 도막의 외관 특성이 부족한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 멜라민 수지는 산가(Av)가 5mgKOH/g 이하, 또는 0.1 내지 3 mgKOH/g일 수 있다. 멜라민 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우, 경화 반응 속도가 저하되어 제조된 도막의 경도와 외관특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 친수성이 향상됨에 따라 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 멜라민 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 50 내지 70 중량%, 또는 55 내지 60 중량%일 수 있다. 멜라민 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우, 도료의 작업성이 저하되는 문제가 발생하며, 상기 범위 초과인 경우, 도료 제조상 고고형분으로 인해 작업성 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 멜라민 수지는 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%, 또는 7 내지 13 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 멜라민 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 가교 밀도를 향상시켜 제조된 도막의 부착성 및 경도를 향상시키는 효과가 있다. 조성물 내 멜라민 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 경화성 저하에 따른 기계적 물성 및 내화학성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 경화성 과다에 따른 도막이 브리틀(Brittle)해짐에 따라 부착성 저하 및 내치핑성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 클리어 코트 조성물은 용제를 추가로 포함할 수 있다.
용제
용제는 조성물의 점도를 조절하고, 건조성을 개선하며, 제조된 도막의 외관 특성 및 퍼짐성을 개선시키는 역할을 한다.
상기 용제는 통상적으로 클리어 코트 조성물에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 방향족, 아세테이트계, 알콜계 및 프로피오네이트계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 용제는 톨루엔 및 크실렌 등의 방향족 용제; 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, n-부틸아세테이트, 메틸 글루타레이트, 메틸 석신에이트, 메틸 아디페이트, 디메틸 글루타레이트, 디메틸 석신에이트, 디메틸 아디페이트, 부틸 카르비톨 아세테이트, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PMA), 트리메틸-o-아세테이트 등의 아세테이트계 용제; n-부탄올, 프로판올, 1-메톡시-2-프로판올, 2-부톡시에탄올 등의 알콜계 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤 및 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계; 및 에틸에톡시프로피오네이트 등의 프로피오네이트계 용제; 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방향족 용제의 시판품으로는 코코졸 #100, 코코졸 #150 등을 들 수 있다.
또한, 상기 용제는 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%, 또는 10 내지 35 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 조성물의 점도를 적절히 조절하여 작업성 및 건조성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 용제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 조성물 내 고형분의 함량이 높아 조성물의 작업성이 부족한 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 제조된 도료의 고형분 함량이 낮아 제조된 도막의 외관 및 부착성이 부족한 문제가 발생할 수 있다.
첨가제
본 발명에 따른 클리어 코트 조성물은 흐름성 조절제, 자외선 흡수제, 분산제, 표면 조정제, 소포제 및 경화 촉매 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제는 통상적으로 도료 조성물에 첨가할 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는다.
또한, 상기 첨가제의 함량은 통상적으로 클리어 코트 조성물에 포함될 수 있는 범위라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 클리어 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%, 또는 15 내지 25 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 클리어 코트 조성물은 고형분 함량이 40 내지 60 중량%, 또는 45 내지 55 중량%일 수 있다. 상기 클리어 코트 조성물의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 조성물의 도장 작업성이 적절해지는 장점이 있다.
또한, 상기 클리어 코트 조성물은 25℃에서의 포드컵 4번을 기준으로 15 내지 50 초, 또는 20 내지 35 초의 점도를 가질 수 있다. 상기 클리어 코트 조성물의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우, 수직면 흘러내림 등의 문제가 발생하여 작업성이 부족할 수 있고, 상기 범위 초과인 경우, 조성물의 점도가 높아 이로부터 제조된 도막의 외관 특성이 저하거나 도장기에 부하가 걸려 도장기 고장의 원인이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 클리어 도료 조성물은 반응성이 우수하여 도장 후 건조 시간이 짧거나 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우도 제조된 도막의 핀홀이 발생하지 않고 광택 저하가 발생하지 않아 외관 특성이 우수하다. 또한, 상기 클리어 코트 조성물로부터 제조된 도막은 경도, 부착성, 내스크래치성 등의 기계적 물성도 우수하여 차체 도장용으로 유용하게 사용할 수 있다.
클리어 도료 키트
또한, 본 발명의 클리어 도료 키트는 상술한 바와 같은 클리어 코트 조성물; 및 경화제;를 포함한다. 즉, 본 발명의 클리어 도료 키트는 2액형 도료이다.
상기 클리어 도료 키트는 사용전 상기 클리어 코트 조성물과 경화제를 혼합한 후 사용할 수 있다.
경화제
경화제는 상술한 바와 같은 수지의 수산기와 반응하여 우레탄 결합을 형성하여 조성물을 경화시킴으로써 도막을 형성하는 역할을 한다.
상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제일 수 있다. 이때, 상기 이소시아네이트계 경화제는 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 황변 현상이 없는 지방족 폴리이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실 메탄 디이소시아네이트, 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이소시아네이트계 경화제는 경화제 총 중량에 대하여 미반응 이소시아네이트기의 함량(NCO%)이 15 내지 30 중량%, 또는 19 내지 24 중량%일 수 있다. 이소시아네이트계 경화제의 NCO%가 상기 범위 미만인 경우, 도막의 가교 밀도가 저하되어 도막의 내충격성, 내수성 및 내한치핑성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 경화 속도가 증대되고 수지가 응집되어 도막의 외관 특성, 광택 및 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 클리어 도료 키트는 클리어 코트 조성물과 경화제를 2 내지 4 : 1의 중량비, 또는 2.5 내지 3.4 : 1의 중량비로 포함할 수 있다. 클리어 코트 조성물과 경화제의 중량비가 상기 범위 미만인 경우, 즉 경화제 중량에 대하여 소량의 클리어 코트 조성물을 포함하는 경우, 경화 후 도막 내에 미반응 이소시아네이트기가 발생하여 도막의 물성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 즉 경화제 중량에 대하여 과량의 클리어 코트 조성물을 포함하는 경우, 조성물의 반응성이 부족하여 경화 밀도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 클리어 도료 키트는 고형분 함량이 50 내지 70 중량%, 또는 55 내지 65 중량%일 수 있다. 상기 클리어 도료 키트의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 조성물의 도장 작업성이 적절해지는 장점이 있다.
또한, 상기 클리어 도료 키트는 25℃에서의 포드컵 4번을 기준으로 20 내지 50 초, 또는 25 내지 45 초의 점도를 가질 수 있다. 상기 클리어 도료 키트의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우, 수직면 흘러내림 등의 문제가 발생할 수 있고, 상기 범위 초과인 경우, 도료의 점도가 높아 이로부터 제조된 도막의 외관 특성이 저하거나 도장기에 부하가 걸려 도장기 고장의 원인이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 클리어 도료 키트는 반응성이 우수하여 도장 후 건조 시간이 짧거나 클리어 코트 건조 후 경화를 위한 오븐까지의 이동 거리가 짧거나, 차체 간 거리가 짧은 경우도 제조된 도막의 핀홀이 발생하지 않고 광택 저하가 발생하지 않아 외관 특성이 우수하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 11. 클리어 코트 조성물의 제조
표 1 내지 3과 같은 함량의 성분을 혼합하여 25℃에서의 점도가 포드컵 4호를 기준으로 28초의 클리어 코트 조성물을 제조하였다.
| 성분 (중량%) | 실시예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 제1 폴리에스터 수지-1 | 25 | 21 | 29 | 18 | 33 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 제2 폴리에스터 수지-1 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 16 | 24 | 12 | 27 |
| 실리콘 변성 폴리에스터 수지 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 멜라민 수지 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 흐름방지제 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 12.8 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 |
| 자외선 흡수제 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 표면조정제 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
| 소포제 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 산촉매 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 트리메틸 o-아세테이트 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 디메틸에스테르 | 8 | 10 | 7 | 11 | 5 | 10 | 6 | 12 | 4.5 |
| 코코졸 #100 | 9.3 | 11.3 | 6.3 | 13.3 | 6 | 11.3 | 7.3 | 13.3 | 5.8 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 성분 (중량%) | 실시예 | |||||||||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |
| 제1 폴리에스터 수지-1 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | ||||
| 제1 폴리에스터 수지-2 | 25 | |||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-3 | 25 | |||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-6 | 25 | |||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-7 | 25 | |||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-1 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||||
| 제2 폴리에스터 수지-2 | 20 | |||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-3 | 20 | |||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-6 | 20 | |||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-7 | 20 | |||||||||||
| 실리콘 변성 폴리에스터 수지 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 3 | 7 | 1 | 12 |
| 멜라민 수지 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 흐름방지제 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 |
| 자외선 흡수제 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 표면조정제 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
| 소포제 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 산촉매 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 트리메틸-o-아세테이트 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 디메틸에스테르 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10 | 8 | 10 | 5 |
| 코코졸 #100 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 11.3 | 9.3 | 13.3 | 7.3 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 성분 (중량%) | 비교예 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| 제1 폴리에스터 수지-1 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |||||
| 제1 폴리에스터 수지-4 | 25 | ||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-5 | 25 | ||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-8 | 25 | ||||||||||
| 제1 폴리에스터 수지-9 | 25 | ||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-1 | 20 | 20 | |||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-4 | 20 | ||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-5 | 20 | ||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-8 | 20 | ||||||||||
| 제2 폴리에스터 수지-9 | 20 | ||||||||||
| 실리콘 변성 폴리에스터 수지 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |
| 멜라민 수지 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 흐름방지제 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 |
| 자외선 흡수제 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 표면조정제 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
| 소포제 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 산촉매 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 트리메틸 o-아세테이트 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 디메틸에스테르 | 15 | 17 | 11 | 15 | 15 | 15 | 15 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 코코졸 #100 | 27.3 | 20.3 | 13.3 | 22.3 | 22.3 | 22.3 | 22.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 | 9.3 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
이하, 비교예 및 실시예에서 사용한 각 성분들의 제조사 및 제품명, 또는 성분명 등은 표 4에 나타냈다.
| 물성, 또는 제조사 및 제품명 | |
| 제1 폴리에스터 수지-1 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 250mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 22℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-2 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 213mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 22℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-3 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 284mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 22℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-4 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 187mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 22℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-5 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 309mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 22℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-6 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 250mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 17℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-7 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 250mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 28℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-8 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 250mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 13℃, NV: 75중량% |
| 제1 폴리에스터 수지-9 | Mw: 1,174g/mol, OHv: 250mgKOH/g, Av: 20mgKOH/g, Tg: 33℃, NV: 75중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-1 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 130mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 5.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-2 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 94mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 5.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-3 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 165mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 5.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-4 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 71mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 5.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-5 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 189mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 5.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-6 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 130mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 2.7℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-7 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 130mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 8.4℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-8 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 130mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: -1.6℃, NV: 70중량% |
| 제2 폴리에스터 수지-9 | Mw: 1,285g/mol, OHv: 130mgKOH/g, Av: 23mgKOH/g, Tg: 11.7℃, NV: 70중량% |
| 실리콘 변성 폴리에스터 수지 | OHv: 200mgKOH/g, Av: 5mgKOH/g, Tg: -10℃, NV: 90중량%, 25℃에서의 점도: 7,200cps |
| 멜라민 수지 | Mw: 3,000g/mol, Av: 1mgKOH/g, NV: 57중량%, 25℃에서의 점도: 870cps |
| 흐름방지제 | 제조사: ALLEX, 제품명: C-91756 |
| 자외선 흡수제 | 제조사: BASF, 제품명: TINUVIN 1130 |
| 표면조정제 | 제조사: BYK, 제품명: BYK-322 |
| 소포제 | 제조사: KUSUMOTO, 제품명: OX-60 |
| 산촉매 | 제조사: KING, 제품명: NACURE-5543 |
참조예. 경화제의 제조
이소시아네이트계 수지로 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI) 49중량%, 유기 용제로 코코졸-100 15중량%, 자일렌 17중량% 및 부틸 아세테이트 19중량%를 혼합하여 경화제를 제조하였다.
제조된 경화제는 미반응 이소시아네이트기의 함량(NCO%)가 21중량%였다.
실험예. 도막의 특성 평가
시편에 프라이머 도료(제조사: KCC, 제품명: FU2290)를 도포하고 140℃에서 20분간 경화시켜 두께 40㎛의 프라이머 도막을 형성하였다. 이후 프라이머 도막 상에 베이스 코트(제조사: KCC, 제품명: WT3062)를 벨도장하고 80℃에서 3분간 핫 에어를 불어주어 도료 내에 잔존하는 물을 증발시켜 두께 15㎛의 베이스 도막을 형성하였다.
이후 베이스 도막 상에 실시예 및 비교예에서 제조한 클리어 코트 조성물과 참조예의 경화제를 3:1의 중량비로 혼합하여 클리어 도료를 제조하고, 상기 클리어 도료를 도장하고 140℃에서 25분 동안 경화하여 두께 40㎛의 클리어 도막을 형성하여 최종 도막을 제조하였다. 상기 시편을 대상으로 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 5에 나타냈다.
(1) 핀홀 특성
클리어 도료를 두께 10 내지 80 ㎛까지 5㎛ 간격의 두께로 상술한 바와 동일한 방법으로 도장하면서 최초 핀홀 발생 지점을 측정하였다.
구체적으로, 두께 60㎛ 이상에서 핀홀이 발생한 경우 우수(◎), 두께 50㎛ 이상 60㎛ 미만에서 핀홀이 발생한 경우 양호(○), 두께 40㎛ 이상 50㎛ 미만에서 핀홀이 발생한 경우 보통(△), 두께 40㎛ 미만에서 핀홀이 발생한 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(2) 외관
제조된 최종 도막을 대상으로 자동차 외관 측정기인 Wave Scan DOI(BYK Gardner)를 이용하여 광택(LU), 선명도(SH) 및 오렌지필(OP)을 측정하였으며, 측정된 물성을 이용하여 종합 외관 평가 수치(CF)을 하기 수학식 1로 계산하였다.
[수학식 1]
CF = LU X 0.15 + SH X 0.35 + OP X 0.5
이때, CF는 수평 및 수직으로 측정 및 계산하였다.
계산된 CF가 65 이상일 경우 우수(◎), 60 이상 65 미만일 경우 양호(○), 55 이상 60 미만일 경우 보통(△), 55 미만일 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(3) 광택
최종 도막을 대상으로 광택기(Gloss Meter)를 이용하여 20° 광택을 측정하였으며, 20° 광택이 91 이상인 경우 우수(◎), 89 이상 91 미만일 경우 양호(○), 87 이상 89 미만일 경우 보통(△), 87 미만일 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(4) 재도장 부착성
최종 도막을 대상으로 상술한 바와 동일한 방법으로 베이스 코트 및 클리어 코트를 도장한 후 바둑목법으로 재도장 부착성을 평가하였다.
구체적으로, 상기 바둑목법은 최종 도막의 표면을 칼로 가로 2mm 및 세로 2mm의 정사각형 100개를 만든 후 테이프를 사용하여 정사각형을 떼어내어 부착성을 측정하였다. 이때, 측정된 부착성은 100개의 정사각형이 100% 온전히 붙어있는 경우 우수(◎), 남은 정사각형이 70% 이상 100% 미만인 경우 양호(○), 50% 이상 70% 미만인 경우 보통(△), 50% 미만인 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(5) 내스크래치성
광택기를 이용하여 최종 도막의 초기 20° 광택을 측정하고, 자동차 세차기인 Amtec Kistler를 이용하여 석영 파우더와 물을 분사하면서 10회 왕복 표면처리한 후 20° 광택을 측정했다. 표면처리 전의 광택을 기준으로 표면처리 후의 광택의 광택유지율을 계산했다.
이때, 광택 유지율이 70% 이상이면 우수(◎), 60% 이상 70% 미만이면 양호(○), 55% 이상 60% 미만이면 보통(△), 55% 미만이면 불량(×)으로 평가하였다.
| 핀홀 특성 | 외관 | 광택 | 재도장 부착성 | 내스크래치성 | ||
| 실시예 | 1 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 2 | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ○ | |
| 3 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 4 | ○ | △ | △ | ◎ | △ | |
| 5 | △ | △ | ◎ | ○ | ◎ | |
| 6 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |
| 7 | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | |
| 8 | ○ | ◎ | ◎ | △ | △ | |
| 9 | △ | △ | △ | ○ | ◎ | |
| 10 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |
| 11 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | |
| 12 | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |
| 13 | ○ | ○ | ○ | ◎ | ○ | |
| 14 | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |
| 15 | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 16 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |
| 17 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | |
| 18 | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | |
| 19 | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ○ | |
| 20 | △ | ◎ | ○ | ○ | △ | |
| 21 | ◎ | ○ | ○ | △ | △ | |
| 비교예 | 1 | X | △ | △ | ○ | X |
| 2 | △ | X | X | ○ | ○ | |
| 3 | X | X | △ | ○ | ○ | |
| 4 | ○ | ○ | ○ | X | X | |
| 5 | △ | X | ○ | ○ | X | |
| 6 | X | ○ | ○ | X | X | |
| 7 | X | X | △ | ○ | X | |
| 8 | X | ○ | ○ | X | X | |
| 9 | ○ | X | X | X | X | |
| 10 | △ | ○ | ○ | X | X | |
| 11 | X | X | ○ | ○ | X | |
표 5에서 보는 바와 같이, 실시예의 조성물로부터 제조된 도막은 핀홀 특성, 외관 특성, 광택, 재도장 부착성 및 내스크래치성이 모두 우수함을 알 수 있었다.
반면, 제1 폴리에스터 수지를 미포함하는 비교예 1은 핀홀 특성 및 내스크래치성이 부족했다.
제2 폴리에스터 수지를 미포함하는 비교예 2는 외관 특성 및 광택이 부족했다.
또한, 실리콘 변성 폴리에스터 수지를 미포함하는 비교예 3은 핀홀 특성 및 외관 특성이 부족했다.
수산기가가 낮은 제1 폴리에스터 수지-4를 포함하는 비교예 4 및 유리전이온도가 낮은 제2 폴리에스터 수지-8을 포함하는 비교예 10은 재도장 부착성 및 내스크래치성이 부족했다.
또한, 수산기가가 높은 제1 폴리에스터 수지-5를 포함하는 비교예 5 및 수산기가가 높은 제2 폴리에스터 수지-5를 포함하는 비교예 9는 외관 특성 및 내스크래치성이 부족했다. 특히, 비교예 9는 광택 및 재도장 부착성도 부족했다.
유리전이온도가 낮은 제1 폴리에스터 수지-8을 포함하는 비교예 6 및 수산기가가 낮은 제2 폴리에스터 수지-4를 포함하는 비교예 8은 핀홀 특성, 재도장 부착성 및 내스크래치성이 부족했다.
또한, 유리전이온도가 높은 제1 폴리에스터 수지-9를 포함하는 비교예 7 및 유리전이온도가 높은 제2 폴리에스터 수지-9를 포함하는 비교예 11은 핀홀 특성, 외관 특성 및 내스크래치성이 부족했다.
Claims (6)
- 제1 폴리에스터 수지, 제2 폴리에스터 수지, 실리콘 변성 폴리에스터 수지 및 멜라민 수지를 포함하고,
상기 제1 폴리에스터 수지는 수산기가가 200 내지 300 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 30 ℃이며,
상기 제2 폴리에스터 수지는 수산기가가 80 내지 180 mgKOH/g이고, 유리전이온도가 1 내지 10 ℃인, 클리어 코트 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 폴리에스터 수지는 산가가 15 내지 25 mgKOH/g이고, 중량평균분자량이 800 내지 1,500 g/mol이며,
상기 제2 폴리에스터 수지는 산가가 20 내지 30 mgKOH/g이고, 중량편균분자량이 800 내지 1,600 g.mol인, 클리어 코트 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 실리콘 변성 폴리에스터 수지는 산가가 10mgKOH/g 이하이고, 수산기가가 150 내지 250 mgKOH/g이며, 유리전이온도가 -20 내지 0 ℃이고, 25℃에서의 점도가 5,000 내지 10,000 cps 인, 클리어 코트 조성물. - 청구항 1에 있어서,
조성물 총 중량을 기준으로, 제1 폴리에스터 수지 20 내지 30 중량%, 제2 폴리에스터 수지 15 내지 25 중량%, 실리콘 변성 폴리에스터 수지 2 내지 10 중량% 및 멜라민 수지 5 내지 15 중량%를 포함하는, 클리어 코트 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 조성물; 및 경화제;를 포함하는, 클리어 도료 키트.
- 청구항 5에 있어서,
상기 조성물과 경화제를 2 내지 4 : 1의 중량비로 포함하고,
상기 경화제는 이소시아네이트계 화합물을 포함하는, 클리어 도료 키트.
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