KR101077856B1 - 차량도색용 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량도색용 도료 조성물에 관한 것으로, 특히 상온 경화형 유기 액상 수지에 유리 분말(glass powder)을 포함하여 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상시킬 수 있는 차량도색용 도료 조성물에 관한 것이다.

차량도색, 도료 조성물, 상온 경화형 유기 액상 수지, 유리 분말, 유리 비드, 유리 섬유, 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 내산성

Description

차량도색용 도료 조성물 {PAINTING COMPOSITION FOR VEHICLES-PAINTING}

본 발명은 차량도색용 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상시킬 수 있는 차량도색용 도료 조성물에 관한 것이다.

자동차 차체에 도장되어지는 도료 조성물은 일반적으로 수산기 함유 아크릴 수지(이하, 아크릴 폴리올이라 함)와 경화제인 비황변 형태의 이소시아네이트수지로 이루어지며, 그 외에 평활제, 슬립제, 자외선 흡수제, 광안정제 등과 작업성 등을 고려한 용제가 함께 사용된다.

특히, 종래의 아크릴 폴리올을 이용하여 제조된 도료로 도장된 자동차는 최근에 급속히 보급된 자동세차기로 세척할 경우 미세한 흠집이 발생하며, 이러한 흠집이 축적되게 되면 자동차 도장면의 광택이 점차 퇴색되어 자동차의 외관에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

또한 차량에 스크래치가 발생하였을 경우에는 차량의 외관을 심하게 훼손시키는 바 일반적으로 내스크래치성은 가해지는 힘의 크기, 속도, 방향 및 접촉물질의 형상, 경도, 마찰계수에 따라 다른 양상을 나타낸다. 그러나, 상기와 같은 내 스크래치성을 향상시키고자 수지 조성을 조절하는 방법은 도막의 경도, 내치핑성(chipping), 콜드 크랙성 등에서 악영향을 미치게 되어 내스크래치성의 향상에 어려움을 더하고 있다.

또한 갈수록 심화되는 대기오염으로 인한 산성비에 노출될 경우 자동차 도막의 손상을 가중시킴으로써 내산성이 우수한 도막의 개발을 부추기고 있는 실정이다.

따라서, 내스크래치성과 내산성이 우수한 차량도색용 도료에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상시킬 수 있는 차량도색용 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 차량도색의 생산성, 부착성, 및 외관의 광택을 향상시킬 수 있는 차량도색용 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 저장안정성이 뛰어난 차량도색용 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 차량도색용 도료 조성물로 표면이 코팅되어 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상된 차체를 구비한 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량도색용 도료 조성물에 있어서, 상온 경화형 유기 액상 수지 100 중량부에 대하여 유리 분말(glass powder) 10 내지 400 중량부를 포함하는 차량도색용 도료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 차량도색용 도료 조성물로 코팅된 차량을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 우수한 차량도색용 도료에 대하여 연구하던 중, 상온 경화형 유기 액상 수지에 유리 분말을 교반 혼합하여 도료 조성물을 제조한 결과, 제반 물성을 유지하면서도 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상시킬 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 차량도색용 도료 조성물은 상온 경화형 유기 액상 수지에 유리 분말을 교반 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 상온 경화형 유기 액상 수지는 종래에 사용되던 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계, 알키드계, 폴리에스테르계, 또는 폴리비닐클로라이드계 등이 그대로 사용될 수 있다. 상기 에폭시계 수지(epoxy based resin)는 디글리실(diglycidyl) 타입과 트리글리실(triglycidyl) 타입 중에서 분자량이 350 내지 3,000 MW의 범위인 무용제 또는 용제 희석용 에폭시 수지가 바람직하다. 상기 아크릴계 수지(arcryl based resin)는 메타아크릴산 유도체를 주성분으로 하는 용제형의 아크릴 우레탄, 수성 아크릴하이드로졸, 에멀젼 무용제형 아크릴 실란, 또는 자외선 경화형 아크릴 등이 바람직하다. 상기 알키드계 수지(alkyd based resin)은 다염기산과 다가알코올 에스테르 화합물로 변성시킨 도료형태의 알키드 수지가 바람직하며, 로진(rosin), 페놀(phenol), 에폭시(epoxy), 비닐스티렌 모노머(vinyl styrene monomer), 아이소시아네이트(isocyanate), 또는 실리콘(silicon) 등으로 변성시킨 알키드 수지들도 사용이 가능하다. 상기 폴리비닐클로라이드계는 PVC의 플라스틱졸 액상 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

이들 수지들은 도료 조성물의 바인더로 작용하며, 내산, 및 내알칼리성을 부여하며, 필요시 경화제를 첨가하여 경화되도록 하며, 경화속도를 조절하기 위하여 경화촉진제를 사용할 수도 있다. 이들 경화제 및 경화촉진제의 선택은 수지의 종류와 양에 따라서 결정할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 상온 경화형 유기 액상 수지는 함량이 너무 낮으면 바인더 능력이 미약하게 되며, 그 함량이 너무 높으면 유리 분말의 함량이 감소하게 되므로 강도, 및 물성이 전반적으로 좋지 않게 된다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 유리 분말은 수지에 혼합되어 점도를 증가시키고, 경화 후에는 수지의 공극을 메꾸어 줌으로써 내충격성을 증대시킬 수 있다. 또한, 상기 유리 분말은 경도 6 내지 7의 강성물질로 수지가 경화된 후에 표면경도를 강화시킴으로써 자동세차기 등 외부 압력에 의한 흠집의 생성이 현저히 감소하여 내스크래치성을 향상시키는 작용을 할 뿐만 아니라, 도료 조성물이 도색된 차량 표면이 오염되었을 경우 물에 의하여 오염성분이 쉽게 빠져나가 제거될 수 있어 내오염성을 향상시키는 작용을 한다.

상기 유리 분말은 다양한 입자 형상과 입자 크기의 것을 사용할 수 있으며, 유리 분말의 입자는 일반 유리를 분쇄하여 얻는 것으로 유리 조성은 A, C, E, 내알 칼리성 유리 분말 조성 등 수지와의 상용성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 특히 유리 분말의 입자크기는 10 ㎛ 내지 1 mm인 경우 코팅에 따른 작업의 용이성과 물성에 있어서 더욱 좋다.

상기 유리 분말은 조성물 수지 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 400 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 도료 조성물의 점도가 낮아지고 경화 후에는 수축 팽창이 증가할 수 있으며, 400 중량부를 초과할 경우에는 점도가 너무 증가하고, 수지 함량이 낮아져서 강도가 낮아질 수 있고 도료 조성물이 경화된 후에 탈락 될 수 있다는 문제점이 있다.

또한 본 발명의 차량도색용 도료 조성물은 필요에 따라 유리 비드(glass bead)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유리 비드는 구형, 타원형, 또는 이에 준하는 모든 형상의 유리 비드를 사용할 수 있으며, 다양한 크기가 분포된 것부터 일정한 크기만을 선별한 것까지 모두 사용할 수 있다.

바람직하게는 상기 유리 비드의 입자크기는 200 메쉬(mesh) 내지 3 mm인 것이 바람직하다. 그 입자크기가 200 메쉬 미만일 경우에는 부피 충전성이 낮아지고 내충격성이 낮아질 수 있으며, 3 mm를 초과할 경우에는 분산성이 낮아지거나 차체 표면에 필요이상으로 돌출될 수 있다는 문제점이 있다.

상기 유리 비드는 조성물 수지 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 중량부로 포함되는 것이다. 함량이 상기 범위내인 경우 작업성과 코팅부분의 물성이 모두 좋은 특징이 있다.

또한 상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 차량도색용 도료 조성물은 필요에 따라 유리 섬유(glass fiber)를 포함할 수 있다. 상기 유리 섬유는 수지 내에 존재하여 경화되는 도료 조성물의 인장력을 증가시키고, 균열을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 유리 섬유는 E 글래스 조성의 장유리 섬유가 바람직하며, 내알칼리성 조성의 섬유도 사용이 가능하다.

상기 유리 섬유는 섬유경이 10 내지 20 ㎛인 유리 섬유를 균일한 스텐드(stand) 길이로 절단한 절단 섬유(chopped fiber) 또는 평균 섬유 길이로 분쇄하여 제조한 분쇄 섬유(milled fiber)가 사용될 수 있다. 특히, 절단 섬유는 2 내지 12 mm 정도의 섬유 길이로 재단된 것이 바람직하며, 분쇄 섬유는 평균 섬유길이가 100 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 특히 분쇄 섬유가 수지의 인장력 보강 및 분산성 면을 고려할 때 바람직하며, 절단 섬유와 분쇄 섬유를 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 유리 섬유는 조성물 수지 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 유리 섬유의 함량이 상기 범위 내인 경우 인장강도, 내구성 및 분산 등 작업이 특히 유리한 장점이 있다.

또한 본 발명의 차량도색용 도료 조성물은 필요에 따라 충진제, 안료, 희석용제, 제습제, 유기금속염류, 반응촉매, 증점제, 유동성조절제, 습윤제, 자외선 안정제, 핀홀제거제, 또는 도막평활성부여제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 차량도색용 도료 조성물은 차체 표면에 코팅될 수 있으며, 차체 표면에 1 ㎜ 정도의 두께로 코팅하여도 우수한 내구성을 나타낼 수 있으며, 바람직하게는 기재의 표면에 500 내지 7000 ㎛의 두께로 코팅되는 것이다.

상기 코팅은 통상의 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 구체적으로 브러쉬 코팅, 스프레이 코팅, 롤러 코팅 등을 사용할 수 있음은 물론이며, 특히 스프레이 코팅을 사용하여 코팅하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 도료 조성물이 차체의 표면에 코팅된 차량은 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성을 동시에 향상되는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

에폭시 액상 수지(국도화학 제조 YD-128) 1 kg에 벤질 알코올 20 g을 혼합하고, 여기에 평균입도 200 메쉬, 비중 2.54의 유리 분말(금융산업(주) 제조) 500 g, 및 안료 10 g을 일반 혼합기에서 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1의 도료 조성물에 평균입도 1 mm의 유리 비드(지산기업 제조) 500 g을 추가로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 도료 조성물을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1의 도료 조성물에 평균입도 1 mm의 유리 비드(지산기업 제조) 500 g 및 평균섬유두께 13.5 ㎛, 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리 섬유(금융산업(주) 제조 MF300) 50 g을 추가로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 도료 조성물을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 유리 분말을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 도료 조성물을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 유리 분말을 대신하여 폴리프로필렌왁스(하이왁스 100P, 미쯔이세키유카가쿠공업(주), 고밀도, 융점: 116 ℃)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 도료 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 도료 조성물의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 상기 결과 중 가장 뛰어난 물성을 보이는 것을 5점, 중간을 성질을 보이는 것을 3점, 가장 나쁜 물성을 보이는 것을 1점으로 하여 10회 반복하여 평균치를 기재하였다.

ㄱ) 내스크래치성 - 상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 도료 조성물이 코팅된 차량을 차량세척기(Car-washier equipment, 독일 ANTEC사)를 이용하여 20 회 왕복하여 세척 후에 20 ℃에서 광택의 손실율을 측정하였다.

ㄴ) 내오염성 - 상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 도료 조성물이 코팅된 차량을 세차하기 전, 스펀지 및 수돗물로 세차한 후에 컬러분석기(TC-1800, 일본 토큐덴쇼쿠사)를 이용하여 백색도를 측정하고, 이 백색도로부터 오염률을 하기 수학식 1에 의해 계산하였다.

[수학식 1]

오염율(%) = 100 - {(방치후의 백색도/방치전의 백색도) ×100}

ㄷ) 내산성 - 상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 도료 조성물이 코팅된 시편에 황산, 인산을 pH 2로 조절하여 0.5 mL 정도 떨어뜨린 후, 40, 50, 60, 70 ℃의 온도에서 30 분간 방치한 후에 에칭된 흔적의 온도를 확인하였다.

ㄹ) 내후성 - Q-PANEL사에서 제작한 QUV기기를 이용하여 2000 시간 동안 측정하였다.

ㅁ) 외관 - 텐션미터(tension meter)를 사용하여 사진 육안 확인 방법으로 평가하였다.

ㅂ) 광택 - BYK사 MICRO-TRI-GLOSS METER 기기를 이용하여 60 ℃로 측정하였다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
내스크래치성		4.5	4.4	4.5	1.8	1.9
내오염성	세차 전	4.5	4.5	4.6	1.7	2.0
	세차 후	4.6	4.6	4.7	1.6	2.1
내산성	황산	4.3	4.4	4.5	1.3	1.8
	인산	4.3	4.4	4.5	1.4	2.1
내후성	1000시간 후	4.7	4.6	4.6	1.5	1.8
	2000시간 후	4.5	4.5	4.5	1.4	1.9
외관		4.4	4.3	4.4	2.1	1.7
광택		4.6	4.5	4.4	2.2	2.3

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 상온 경화형 유기 액상 수지에 유리 분말을 혼합하여 제조한 실시예 1 내지 3의 도료 조성물이 비교예 1 또는 2와 비교하여 내스크래치성, 내오염성, 내산성, 및 내후성이 현저히 우수함을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 저장안정성이 우수하며, 차량도색시 생산성 및 부착성이 우수하고, 내스크래치성, 내오염성, 내후성, 및 내산성 및 외관의 광택을 동시에 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 상온 경화형 유기 액상 수지 100 중량부에 대하여 입자크기가 10 ㎛ 내지 1 mm인 유리 분말(glass powder) 10 내지 100 중량부를 포함하는 차량도색용 도료 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상온 경화형 유기 액상 수지가 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계, 알키드계, 폴리에스테르계, 및 폴리비닐클로라이드계로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 차량도색용 도료 조성물.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 도료 조성물이 입자크기가 200 메쉬(mesh) 내지 3 ㎜인 유리 비드(glass bead)를 조성물 수지 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 추가로 포함하는 차량도색용 도료 조성물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도료 조성물이 섬유경이 10 내지 20 ㎛인 유리 섬유를 균일한 스텐드(stand) 길이로 절단한 절단 섬유(chopped fiber) 또는 평균 섬유길이를 100 내지 300 ㎛로 분쇄한 분쇄 섬유(milled fiber)를 조성물 수지 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 추가로 포함하는 차량도색용 도료 조성물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 도료 조성물이 충진제, 안료, 희석용제, 제습제, 유기금속염류, 반응촉매, 증점제, 유동성조절제, 습윤제, 자외선 안정제, 핀홀제거제, 및 도막평활성부여제로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 차량도색용 도료 조성물.
7. 제1항에 있어서,

   상기 도료 조성물이 차체의 표면에 500 내지 7000 ㎛의 두께로 코팅되는 차량도색용 도료 조성물.
8. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 차량도색용 도료 조성물이 코팅된 차량.