KR20240075038A - 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료 - Google Patents

내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내스크래치성 및 내염수성이 우수하고, 나아가 뛰어난 블랙 유광을 갖는 고품질의 도장을 요구하는 제품에 도장하는데 이용될 수 있는 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제품을 도장하기 위한 도료 조성물로서, 수분산성 폴리에스터 수지와, 수분산성 아크릴 수지와, 수분산성 플루오르 수지와, 안료와, 나노 실리카와, 내염수 성분과, 도료용 용제, 및 도료용 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물이 제공된다.

Description

내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료 {PAINT COMPOSITIONS HAVING SCRATCH RESISTANCE AND DURABILITY FOR SALT AND PAINT THE PAINT COMPOSITIONS}
본 발명은 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내스크래치성 및 내염수성이 우수하고, 나아가 뛰어난 블랙 유광을 갖는 고품질의 도장을 요구하는 제품에 도장하는데 이용될 수 있는 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 관한 것이다.
아연합금, 알루미늄합금, 마그네슘합금 등의 각종 합금류, 기타의 각종 금속류 또한 각종 프라스틱류의 성형물은 통상 다이캐스팅성형, 압출성형, 사출성형등에 의해 성형되고 있다.
이러한 종류의 성형물은 표면에 주탕 주름이라고 칭하는 가느다란 홈이나, 기공이라고 칭하는 작은 구멍등이 생겨서 이때문에 이것에 기인하는 도포막결함이 생긴다.
이와 같은 성형물의 도장에 있어서, 종래에는 도장해야 할 성형물 표면을 샌딩, 퍼티메움 등의 전처리를 실시한 후 용제형 도료를 사용해서 하부 도포 도장이나 상부 도포 도장 등의 많은 공정을 경유해서 도장을 행하고 있다.
한편, 많은 제품에 적용되는 흑색 안료에 있어서, 흑색 안료에 요구되는 것은 고성능화, 고품질화에만 그치지 않는다. 예를 들면, 금속산화물을 주성분으로 하는 흑색 안료에 있어서는 단순히 흑색도가 뛰어날 뿐만 아니라, 블랙 매트릭스 형성 시의 소성 시에 요구되는 내산화성이나, 수지나 용매 등을 사용해서 도료화할 때에 요구되는 비히클(vehicle) 중에서의 분산성, 상기 도료를 도막화했을 때의 도막의 표면 평활성 등이 뛰어난 것이 요구되고 있다.
예를 들면, 최근 다양한 제품의 부품에 있어서 금속에서 플라스틱으로 대체를 하고 있으며, 특히 외장 제품에 적용시 플라스틱 부품의 고급화 및 내구성 향상을 위해 도장 사양을 적용하고 있다. 외장부품 도장사양은 고급화의 일환으로 블랙 하이글로시 사양이 많이 적용되고 있는데, 하이글로시 사양은 스크래치가 많이 발생되는 편이며 특히 블랙 계통의 색상들은 발생되는 스크래치가 육안으로 쉽게 보이는 단점이 있다.
이와 같은 이유로 하이글로시 적용 시 발생되는 스크래치는 매년 고객 불만 사항으로 언급되는 항목으로 상품성 향상 및 고급화를 위해 필수적으로 개선되어야 할 사항이다.
현재 경질용 부품(일반적으로 ABS, PC-ABS)은 소재와의 부착과 블랙 하이글로시 색상을 부여하는 하도록 블랙도료 도장 후 투명도료가 도장되는 2코트 1베이킹(2 Coat - 1 Baking) 방식으로 도장된다. 상기 투명도료는 일반적으로 수산기를 가지고 있는 아크릴수지 단독 또는 아크릴과 폴리에스터 수지를 혼용하여 사용하는 주제와 3관능 헥사메틸렌디이소시아네이트를 사용하는 경화제로 이루어져 있어 높은 광택과 도장성을 구현하고 내약품성, 내수성, 내후성 등과 함께 중요한 물성항목을 만족하고 있다. 그러나 상기 투명 도료는 내스크래치성이 취약하다는 단점이 지적되어 왔다.
내스크래치성은 가해지는 힘의 크기, 속도, 방향 및 접촉물질의 형상, 경도, 마찰계수 등에 따라 다른 양상을 나타내는데, 내스크래치성을 향상시키기 위해 수지골격을 조절하게 되면, 도막의 경도, 내치핑성(CHIPPING), 콜드 크랙성 등이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 내스크래치성 뿐만 아니라, 갈수록 심화되는 대기오염으로 인해 발생하는 산성비에 도막이 노출될 경우 도막의 손상이 가중되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-1221276(2013.01.11. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1857857(2018.05.15. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2022-0104142(2022.07.26. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2020-0047180(2020.05.07. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 내스크래치성 및 내염수성이 우수하고, 뛰어난 블랙 유광을 갖는 고품질의 도장을 요구하는 제품에 도장하는데 이용될 수 있는 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 제품을 도장하기 위한 도료 조성물로서, 수분산성 폴리에스터 수지와, 수분산성 아크릴 수지와, 수분산성 플루오르 수지와, 안료와, 나노 실리카와, 내염수 성분과, 도료용 용제, 및 도료용 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 나노 실리카는 알칼리 규산염 분말로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 내염수 성분은 몰리브덴, 인듐산화물 및 갈륨산화물 중에서 선택된 하나 또는 이들의 조합물로 이루어질 수있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 용제는 아세테이트계, 벤젠계, 케톤계, 에스테르계 및 카보네이트계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 상기 도료용 첨가제는 경화촉매, 침강방지제, 표면조정제, 소포제, 광안정제 및 보조 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 안료는 블랙 안료이며, 상기 보조 안료는 블랙 유광 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 블랙 안료는 카본블랙 또는 마그네타이트(magnetite)를 포함하는 산화철계 안료이며, 상기 블랙 유광 첨가제는 코발트 산화물, 동 산화물 및 망간 산화물 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 본 발명의 일 관점에 따른 도료 조성물을 포함하는 도료가 제공된다.
본 발명에 따른 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 내스크래치성 및 내염수성이 우수한 도료를 제공할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 뛰어난 블랙 유광을 갖는 고품질의 도장을 요구하는 제품에 도장하는데 적합한 도료를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 도료 조성물은, 제품 도장에 이용되는 도료를 구성하는 도료 조성물로서, 수분산성(water dispersibility) 폴리에스터 수지와, 수분산성 아크릴 수지와, 수분산성 플루오르 수지와, 블랙 안료와, 나노 실리카와, 내염수 성분과, 도료용 용제, 및 도료용 첨가제를 포함한다.
상기 수분산성 폴리에스터 수지는 폴리에스터 고분자 수지인 것이 바람직하다. 상기 폴리에스터 수지는 도료 조성물 100중량%를 기준으로 8 내지 28중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 수분산성 아크릴 수지는 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르의 비닐형 이중결합을 갖는 여러 종류의 단량체들을 열분해 개시제를 이용하여 라디칼 중합시켜 제조된 고분자를 사용할 수 있다.
상기 아크릴 수지는 도료 조성물 100중량%를 기준으로 13 내지 50중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 수분산성 플로오르 수지는 바람직하게 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)인 것이 바람직하다.
상기 플로오르 수지는 도료 조성물 100중량%를 기준으로 9 내지 14중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 블랙 안료는 예를 들면 카본블랙, 마그네타이트(magnetite)를 비롯한 산화철계 안료일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 나노 실리카는 알칼리 규산염 분말인 것이 바람직하다. 이러한 나노 실리카는 도장 도료의 내스크래칭성을 향상시킬 수 있다.
상기 내염수 성분은 몰리브덴, 인듐산화물 및 갈륨산화물 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이러한 몰리브덴, 인듐산화물 및 갈륨산화물은 내염산성 및 내황산성을 향상시킬 수 있다.
상기 도료용 용제는 도료 조성물의 점도를 조절하는 역할을 하며, 도료 조성물에 사용되는 통상적인 용제를 사용할 수 있다.
상기 용제는, 예를 들어, 아세테이트계, 벤젠계, 케톤계, 에스테르계 및 카보네이트계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 용제는 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(DPM), 부틸 글리콜 아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸 이소부틸 케톤, 아세톤 및 디메틸카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택 된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 용제는 도료 조성물 100중량%를 기준으로 10 내지 30중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 용제를 상기 함량 범위 내로 포함할 경우, 도료 조성물의 점도가 적절히 유지되어 작업성이 향상될 수 있다.
다음으로, 상기 도료용 첨가제는 경화촉매, 침강방지제, 표면조정제, 소포제, 광안정제 및 보조 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 도료 조성물 100중량%를 기준으로 1 내지 2 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 도료용 첨가제에서 경화촉매는 도료 조성물의 경화를 촉진하는 역할을 하는 것으로, 유기 금속계 촉매를 사용할 수 있다. 유기 금속계 촉매는 예를 들어, 옥틸산아연과 같은 아연계 화합물; 디부틸주석 디라우레이트, 디옥틸주석 디라우레이트와 같은 주석계 화합물; 옥틸산 칼슘, 네오데칸산 칼슘과 같은 칼슘계 화합물; 바륨계 화합물; 비스무트계 화합물; 등을 들 수 있다.
여기에서, 주석계 촉매(예를 들어, 디부틸주석 디라우레이트)를 사용할 경우, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 1,000ppm 이하의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 도료용 첨가제에서 침강방지제는 조성물을 구성하는 원료들의 침강을 막아 도장층이 균일한 조성으로 형성되도록 하는 역할을 하며, 도료 조성물에 사용될 수 있는 통상적인 것이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
상기 도료용 첨가제에서 표면조정제는 도료 조성물의 도포 후 표면장력을 조절하여 도장층의 평활도를 조절하는 역할을 하며, 도료 조성물에 사용될 수 있는 통상적인 것이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
상기 상기 도료용 첨가제에서 소포제는 도료 제조시 발생되는 기포 발생을 억제하고 도막 형성시 야기되는 핀홀 또는 팝핑(popping) 등의 현상을 억제 내지 제거하는 역할을 한다. 또한, 상기 소포제는 도료 조성물에 사용될 수 있는 통상적인 것이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 소포제의 시판품으로는 BYK사의 BYK-011, BYK-015, BYK-072, Air Product사의 DF-21, Munzing사의 agitan 281 및 산노프코사의 Foamster-324 등을 들 수 있다.
상기 도료용 첨가제에서 광안정제는 장시간 빛에 노출되어 발생하는 도막의 노화, 색변화 등을 방지하는 효과가 있는데, 자외선 차단, 빛에너지 흡수 및 전환, 자유 라디칼 제거기능 등을 수행한다. 자외선 흡수계(UV absorbers) 및 입체 장애 효과를 지닌 유기아민계 화합물인 자외선 저해 아민광안정화제(UV hindered amine light stabilizer)계를 적절히 혼합해서 사용하도록 한다.
자외선 흡수계 광안정제로서는 벤조페논계, 옥사아닐리드계, 벤조트리아졸계, 트리아진계 등 다양한 종류가 사용가능하다. 유기아민계 광안정제로서는 4-벤조일옥시-2,2,6,6-테트라메틸비페리딘, 2,4-디-tert-부틸페닐-3,5-디-tert-부틸-하이드록시벤조이드 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 자외선 흡수계와 자외선 저해 아민광안정화제계의 비율을 약 2:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 적절하다.
또한, 상기 광안정제는 HALS(HinderedAmine Light Stabilizer)인 Tinuvin 292, UV Absorber인 Tinuvin 1130 및 Tinuvin 479를 단독 또는 동시에 혼용해서 사용할 수 있다.
상기 도료용 첨가제에서 보조 안료는 무기안료 및 유기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 안료는 이산화티탄, 카본 블랙, 산화아연, 군청, 적산화철과 같은 금속 산화물; 리토폰, 납, 카드뮴, 철, 코발트, 알루미늄의 황화물 및 이의 염산염 또는 유산염; 아조계 안료; 및 구리 프탈로시아닌 안료 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 도료용 첨가제는 블랙 유광 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 유광 첨가제는 코발트 산화물, 동 산화물 및 망간 산화물 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 도료 조성물을 포함하는 도료는 스프레이, 디핑(deeping) 또는 전착도장을 통해 도장을 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 내스크래치성 및 내염수성을 갖는 도료 조성물 및 이를 포함하는 도료에 의하면, 내스크래치성 및 내염수성이 우수한 도료를 제공할 수 있으며, 나아가 뛰어난 블랙 유광을 갖는 고품질의 도장을 요구하는 제품에 도장하는데 적합한 도료를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 제품을 도장하기 위한 도료 조성물로서,
    수분산성 폴리에스터 수지와, 수분산성 아크릴 수지와, 수분산성 플루오르 수지와, 안료와, 나노 실리카와, 내염수 성분과, 도료용 용제, 및 도료용 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노 실리카는
    알칼리 규산염 분말인 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내염수 성분은
    몰리브덴, 인듐산화물 및 갈륨산화물 중에서 선택된 하나 또는 이들의 조합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용제는 아세테이트계, 벤젠계, 케톤계, 에스테르계 및 카보네이트계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지고,
    상기 도료용 첨가제는 경화촉매, 침강방지제, 표면조정제, 소포제, 광안정제 및 보조 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료는 블랙 안료이며,
    상기 보조 안료는 블랙 유광 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 블랙 안료는 카본블랙 또는 마그네타이트(magnetite)를 포함하는 산화철계 안료이며,
    상기 블랙 유광 첨가제는 코발트 산화물, 동 산화물 및 망간 산화물 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    도료 조성물.
  7. 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 도료 조성물을 포함하는 도료.
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