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KR102326933B1 - 반응 사출 성형용 도료 조성물, 이를 이용한 차량 부품 도장 방법 및 이에 의해 제조된 차량 부품 - Google Patents

반응 사출 성형용 도료 조성물, 이를 이용한 차량 부품 도장 방법 및 이에 의해 제조된 차량 부품 Download PDF

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KR102326933B1
KR102326933B1 KR1020170028829A KR20170028829A KR102326933B1 KR 102326933 B1 KR102326933 B1 KR 102326933B1 KR 1020170028829 A KR1020170028829 A KR 1020170028829A KR 20170028829 A KR20170028829 A KR 20170028829A KR 102326933 B1 KR102326933 B1 KR 102326933B1
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South Korea
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정지연
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현대모비스 주식회사
주식회사 노루비케미칼
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Abstract

본 발명은 반응 사출 성형용 도료 조성물, 이를 이용한 차량 부품 도장 방법 및 이에 의해 제조된 차량 부품에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 폴리에스테르 폴리올 55~75 중량% 및 폴리카보네이트 폴리올 25~45 중량%를 포함하는 폴리올 베이스 수지 100 중량부, 광안정제 0.05~10 중량부 및 촉매 0.001~5 중량부를 포함하는 주제; 및 이소시아네이트 경화제 85~160 중량부;를 포함한다.

Description

반응 사출 성형용 도료 조성물, 이를 이용한 차량 부품 도장 방법 및 이에 의해 제조된 차량 부품 {PAINT COMPOSITION FOR REACTION INJECTION MOLDING AND METHOD FOR PAINTING VEHICLE PARTS AND VEHICLE PARTS USING THE SAME}
본 발명은 반응 사출 성형용 도료 조성물, 이를 이용한 차량 부품 도장 방법 및 이에 의해 제조된 차량 부품에 관한 것이다.
최근 차량 연비향상을 목적으로 플라스틱 재료를 이용하여 제조된 차량 부품의 사용비율이 점차 증가하고 있다. 다양한 종류의 플라스틱 소재가 차량 부품에 적용되고 있으며, 상기 플라스틱 소재를 이용한 사출 성형 제품의 외관 품질, 광택, 내스크래치성과, 내열성 및 내구성 등을 향상시키기 위하여 별도의 후 공정이 이루어지고 있다.
종래 자동차용 도료는 피도물에 스프레이 건을 이용하여 압력에 의한 스프레이 방식으로 도포하여 도장하는 방식을 사용하고 있었다. 그러나 이러한 스프레이 방식을 이용한 도장은, 도막의 두께를 40~50㎛ 이상으로 도장하기 어려웠다. 그 이유는, 도료의 스프레이 도장시 도막 두께가 두꺼워져 도료가 흘러내리는 현상이 발생하거나, 모서리에 도료가 뭉치는 현상이 발생하여 모서리가 불룩하게 보이는 등 외관이 불량하게 되는 문제점이 발생하기 때문이었다.
이에 따라 피아노 도장의 경우 클리어 코팅층을 4~50㎛ 두께로 형성한 다음, 사포로 클리어 코팅층 표면을 연마하여 거칠게 만든 뒤 그 위에 다시 클리어 코팅제를 반복하여 도포하여 클리어 코팅층을 형성하는 방법을 사용하였다. 리얼우드 가니쉬의 경우, 상기와 유사하게 우드 필름을 사출소재에 인서트한 다음, 클리어 코팅제를 반복 도포하는 방식으로 제품을 제조하여 왔다.
한편, 이러한 문제점을 개선하고자 반응 사출 성형(Reaction Injection Molding, RIM) 방법이 사용되고 있다. 상기 RIM은 중합 반응과 사출 성형이 동시에 이루어지는 플라스틱 성형 기술이다. 구체적으로 열가소성 수지를 용융하여 사출 성형하여 기재를 형성한 다음, 상기 기재를 금형 외부로 취출하기 전, 금형의 내부면과 기재 사이에 액상의 열경화성 수지를 주입 후 경화시켜 코팅층을 형성시키는 기술이다. 상기 코팅층 형성에 사용되는 열경화성 수지로는 활성 수산기(-OH)를 갖는 주제인 폴리올과 이소시아네이트기(-NCO)를 포함하는 경화제인 폴리이소시아네이트 화합물의 부가중합반응(Addition polymerization reaction)에 의하여 생성된 열경화형 폴리우레탄이 있다.
상기 RIM 코팅 공정은 휘발성 유기용제를 사용하지 않으므로 친환경성이 우수하며, 주입된 코팅재가 모두 성형품 표면에 부착되기 때문에 도료 손실을 최소화할 수 있으며, 2mm 이상의 두께를 갖는 코팅층 형성이 가능하여, 코팅층의 외관성 및 기계적 물성이 우수하며, 균일한 도막 두께를 구현할 수 있다. 또한, 상기 RIM 코팅 공정을 적용시, 금형 표면에 전사성이 우수하여 미세한 형상을 재현할 수 있으며, 웰드 라인 및 싱크 마크 등의 성형 불량이 코팅층 표면에 나타나지 않는다.
이러한 RIM 코팅 공정을 사용시, 기존에 사용되는 플라스틱 수지를 주입 후, 프레스 성형으로 제품을 형성한 다음 밀링(milling) 가공을 실시하는 제조 공정을 배제하고, 형폐된 금형에 플라스틱 수지를 주입하여 성형 및 탈형하여, 바로 완성된 제품을 형성할 수 있다. 상기 RIM 공정을 적용시 밀링 가공이 불필요하며, 또한 별도의 연마(폴리싱) 공정을 거치지 않아도 표면이 매끄러운 성형품을 얻어낼 수 있다.
한편, RIM을 이용한 코팅층 형성은 폐쇄된 금형 내부에서 코팅층 형성이 이루어지기 때문에, 용제가 포함된 수지의 적용이 불가능하다. 또한 주제 및 경화제의 균일한 혼합과, 액상 열경화성 수지의 유동성은 코팅층의 경화 및 물성에 중요한 요인으로 작용한다. 또한, RIM 코팅시 주제 및 경화제를 혼합하고 가열하여 경화가 이루어지게 되는데, 사출 조건 및 생산성을 고려하여, 상기 RIM 코팅에 최적화된 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 선정하여 배합하는 것이 중요하다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0031566호(2009.03.26. 공개, 발명의 명칭: 가교결합 가능한 열가소성 폴리우레탄)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 외관성, 신뢰성 및 기계적 물성이 우수한 반응 사출 성형용 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도막의 내스크래치성, 내약품성 및 내가수분해성이 우수한 반응 사출 성형용 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열성 및 내광성이 우수한 반응 사출 성형용 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 불량률이 낮으며, 생산성, 경제성 및 친환경성이 우수한 반응 사출 성형용 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 이용한 차량 부품 도장 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 차량 부품 도장 방법에 의해 제조된 차량 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 반응 사출 성형용 도료 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 유리전이온도(Tg)가 50~80℃이며, 수산기 함량이 10~19 중량%인 폴리에스테르 폴리올 55~75 중량% 및 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃이며, 수산기 함량이 1.5~7.0 중량%인 폴리카보네이트 폴리올 25~45 중량%를 포함하는 폴리올 베이스 수지 100 중량부, 광안정제 0.05~10 중량부 및 촉매 0.001~5 중량부를 포함하는 주제; 및 이소시아네이트 경화제 85~160 중량부;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 중량평균분자량이 200~2,000g/mol이며, 상기 폴리카보네이트 폴리올은 중량평균분자량이 500~2,000g/mol일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 유리전이온도(Tg)가 30~40℃이며, 수산기 함량이 14~18 중량%인 폴리카프로락톤 폴리올 6~30 중량부를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올은 1:2~5:5~10의 중량비로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 광안정제는 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 촉매는 디부틸주석 디아세테이트(Dibutyl Tin diacetate), 디메틸주석 디라우레이트(Dimetyl Tin dilaurate) 및 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyl Tin dilaurate) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 레벨링제 0.05~10 중량부를 더 포함하며, 상기 레벨링제는 실리콘계 레벨링제 및 불소계 레벨링제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 이용한 차량 부품 도장 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은 기재 표면에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 도포하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은, 하부 금형에 기재를 배치하는 단계; 상기 하부 금형과 상부 금형을 형폐하되, 상기 기재와 상기 상부금형 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은, 제1 금형 및 제2 금형을 형폐하여 형성된 캐비티에 용융 수지를 주입하여 기재를 형성하는 단계; 상기 기재가 배치된 제2 금형을 회전하여 제3 금형과 형폐하되, 상기 기재와 상기 제3 금형 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은, 고정 금형 및 제1 공간부가 형성된 이동 금형을 형폐하고, 상기 제1 공간부에 용융 수지를 주입하여 기재를 형성하는 단계; 상기 이동 금형을 슬라이딩 하여, 상기 이동 금형의 제2 공간부에 기재를 배치하고, 상기 고정 금형과 이동 금형을 형폐하되, 기재와 상기 이동 금형의 제2 공간부 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은, 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 기재 표면에 도포하고 60~90℃에서 30초 내지 500초 동안 경화하여 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 차량 부품 도장 방법에 의해 제조된 차량 부품에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량 부품은 기재; 및 상기 기재 표면에 형성된 코팅층;을 포함하며, 상기 코팅층은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물로부터 형성된다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 두께가 10㎛ 내지 30mm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층의 경도(shore D)는 55 이상일 수 있다.
한 구체예에서 상기 차량 부품은 범퍼, 사이드 실 몰딩, 사이드 가니쉬 또는 사이드 프로텍터일 수 있다.
본 발명에 따른 반응 사출 성형용 도료 조성물을 적용시, 외관성, 신뢰성 및 기계적 물성이 우수하고, 형성된 도막의 내스크래치성, 내약품성 및 내가수분해성이 우수하며, 제품의 불량률이 낮고, 생산성, 경제성 및 친환경성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 부품을 나타낸 것이다.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 한 구체예에 따라 제조된 차량 부품을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
반응 사출 성형용 도료 조성물
본 발명의 하나의 관점은 반응 사출 성형용 도료 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올을 포함하는 폴리올 베이스 수지, 광안정제 및 촉매를 포함하는 주제; 및 이소시아네이트계 경화제;를 포함한다.
좀 더 구체적으로 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 유리전이온도(Tg)가 50~80℃이며, 수산기 함량이 10~19 중량%인 폴리에스테르 폴리올 55~75 중량% 및 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃이며, 수산기 함량이 1.5~7.0 중량%인 폴리카보네이트 폴리올 25~45 중량%를 포함하는 폴리올 베이스 수지 100 중량부, 광안정제 0.05~10 중량부 및 촉매 0.001~5 중량부를 포함하는 주제; 및 이소시아네이트 경화제 85~160 중량부;를 포함한다.
이하, 본 발명 반응 사출 성형용 도료 조성물의 구성 성분을 보다 상세히 설명하도록 한다.
주제
상기 주제는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트를 포함하는 폴리올 베이스 수지, 광안정제 및 촉매를 포함한다.
폴리올 베이스 수지
폴리에스테르 폴리올
상기 폴리에스테르 폴리올은 다가 카르복시산 및 이의 산 무수물 중 하나 이상의 산 성분과, 다가 알코올을 축중합하여 제조될 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올을 구성하는 산 성분은 다염기산 성분을 사용하고, 필요에 따라 모노카복실산을 포함할 수 있다. 상기 다염기산 성분은 방향족 다이카복실산, 지방족 다이카복실산 및 지환식 다이카복실산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 방향족 다이카복실산은 테레프탈산, 아이소프탈산, 프탈산, 무수 프탈산, 나프탈렌다이카복실산 및 이페닐다이카복실산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 지방족 다이카복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 무수석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 도데케인 2산 및 수첨 다이머산 등의 포화 지방족 다이카복실산, 및 퓨마르산, 말레산, 무수 말레산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 시트라콘산, 무수 시트라콘산 및 다이머산 등의 불포화 지방족다이카복실산 등을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 지환식 다이카복실산은 1,4-사이클로헥세인다이카복실산, 1,3-사이클로헥세인다이카복실산, 1,2-사이클로헥세인다이카복실산, 2,5-노보넨다이카복실산, 무수 2,5-노보넨다이카복실산, 테트라하이드로프탈산 및 무수 테트라하이드로프탈산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 다가 알코올 성분은 지방족 글라이콜, 지환식 글라이콜 및 에테르 결합 함유 글라이콜 등을 들 수 있다.
한 구체예에서 상기 지방족 글라이콜은 에틸렌글라이콜, 1,2-프로페인다이올, 1,3-프로페인다이올, 1,4-뷰테인다이올, 2-메틸-1,3-프로페인다이올, 1,5-펜테인다이올, 네오펜틸글라이콜, 1,6-헥세인다이올, 3-메틸-1,5-펜테인다이올, 1,9-노난다이올 및 2-에틸-2-뷰틸프로페인다이올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 지환식 글라이콜은 1,4-사이클로헥세인다이메탄올 등을 들 수 있다. 한 구체예에서 에스터 결합 함유 글라이콜은 다이에틸렌글라이콜, 트라이에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 2,2-비스[4-(하이드록시에톡시)페닐]프로페인과 같은 비스페놀류(비스페놀A)의 에틸렌옥사이드부가체, 비스[4-(하이드록시에톡시)페닐]설폰과 같은 비스페놀류(비스페놀S)의 에틸렌옥사이드 부가체, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜 및 폴리테트라메틸렌글라이콜 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 유리전이온도(Tg)가 50~80℃이며, 수산기 함량이 10~19 중량%이다. 상기 유리전이온도가 50℃ 미만인 경우 상기 사출 성형용 도료 조성물을 이용한 코팅층의 기계적 강도가 저하되며, 80℃를 초과하는 경우 상기 사출 성형용 도료 조성물의 구성 성분 사이의 반응성이 저하되어, 코팅층의 경도, 외관성, 부착성과 물리적 강도가 저하될 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올의 수산기 함량이 10 중량% 미만인 경우 가교밀도가 저하되며, 상기 사출 성형용 도료 조성물의 구성 성분 사이의 반응성이 저하되고, 경도, 내스크래치성 및 내화학성 등의 물성이 저하되며, 상기 수산기 함량이 19 중량%를 초과하는 경우 도막의 외관성 및 내수성이 저하될 수 있다.
한 구체예예서 상기 폴리에스테르 폴리올은 중량 평균 분자량이 200~2,000g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 경도 및 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 분지화된(branched) 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다. 상기 분지화된 폴리에스테르 폴리올을 적용시 상기 사출 성형용 도료 조성물의 구성 성분 사이의 반응성, 도막의 기계적 강도, 경도 및 외관성이 우수할 수 있다.
한 구체예예서 본 발명의 분지화된 폴리에스테르 폴리올 제조시에는 2 작용기의 알코올 화합물만을 사용시 분지화된 폴리에스테르 폴리올 합성에 어려움이 있으므로, 3 작용기 이상의 글리세린, 트라이메틸올에테인, 트라이메틸올프로페인 및 펜타에리트리톨 등의 분지화 단량체를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 분지화 단량체는 다작용성 산 또는 글리콜, 예를 들어 트라이멜리트산, 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 이무수물, 트라이메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 시트르산, 타르타르산, 3-하이드록시글루타르산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면 상기 분지화 단량체 잔기는 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 무수물, 글리세롤, 솔비톨, 1,2,6-헥산트라이올, 펜타에리트리톨, 트라이메틸올에탄 및 트라이메스산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 교반기가 장착된 반응기에 산 성분과 다가 알코올 성분, 촉매 및 각종 첨가제를 투입하고, 반응기의 온도를 200~230℃로 유지하면서 저분자량의 에스터 축합 부산물을 제거함과 동시에 에스터 반응을 진행시킬 수 있다. 상기 에스터 반응은 저분자량 에스터 부산물의 이론 유출량의 통상 95% 이상이 유출된 시점을 기준으로 반응을 종결한다. 상기 에스터 반응이 종결되면 반응기 온도를 250~280℃로 상승시키면서 폴리에스터 축합반응을 유도할 수 있다. 상기와 같이 축합반응을 진행하다가, 2~4mg KOH/g의 산가에서 반응을 중단하여 반응물인 폴리에스테르 폴리올을 제조할 수 있다. 한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 고형분 함량이 50~100 중량%일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물 전체중량에 대하여 55~75 중량% 포함된다. 상기 폴리에스테르 폴리올을 55 중량% 미만으로 포함시 본 발명의 기계적 강도가 저하되며, 75 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 부착성, 내열성 및 내광성 등이 저하될 수 있다. 예를 들면 65~75 중량% 포함될 수 있다.
폴리카보네이트 폴리올
상기 폴리카보네이트 폴리올은 본 발명의 내열성 및 도막 부착성을 향상시킨다. 본 발명에서 상기 폴리카보네이트 폴리올은 폴리카보네이트 디올(diol)을 포함할 수 있다.
한 구체예예서 상기 폴리카보네이트 폴리올은 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃이며, 수산기 함량이 1.5~7.0 중량%이다. 상기 유리전이온도가 -10℃ 미만인 경우 상기 사출 성형용 도료 조성물의 반응성 및 경도가 저하되며, 0℃를 초과하는 경우 도막의 외관성 및 내스크래치성이 저하될 수 있다.
상기 폴리카보네이트 폴리올의 수산기 함량이 1.5 중량% 미만인 경우 가교밀도가 저하되며, 상기 사출 성형용 도료 조성물의 구성 성분 사이의 반응성이 저하되고, 부착성이 저하되며, 상기 수산기 함량이 7.0 중량%를 초과하는 경우 도막의 외관성 및 내수성이 저하될 수 있다.
한 구체예예서 상기 폴리카보네이트 폴리올은 중량 평균 분자량이 500~2,000g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 경도, 내열성 및 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리카보네이트 폴리올은 고형분 함량이 50~100 중량%일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리카보네이트 폴리올은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물 전체중량에 대하여 25~45 중량% 포함된다. 상기 폴리카보네이트 폴리올을 25 중량% 미만으로 포함시 본 발명의 부착성 및 내열성 등이 저하되며, 45 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 도막의 경도가 저하되며, 내스크래치성, 내가수분해성, 내화학성(또는 내아세톤성) 및 내광성 등이 저하될 수 있다. 예를 들면 25~35 중량% 포함될 수 있다.
폴리카프로락톤 폴리올
본 발명의 한 구체예에서 폴리카프로락톤 폴리올을 더 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 폴리카프로락톤 폴리올은 유리전이온도(Tg)가 30~40℃이며, 수산기 함량이 14~18 중량%일 수 있다. 상기 유리전이온도 및 수산기 함량 조건에서 경화제와 가교시 경도를 향상시키며, 내가수분해성이 우수하고, 광택성 및 평활성 등 외관성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리카프로락톤 폴리올은 중량평균분잘야이 200~1,000g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 코팅층의 부착성, 내스크래치성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올을 포함하는, 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 상기 폴리카프로락톤 폴리올 6~30 중량부 더 포함될 수 있다. 상기 함량에서 본 발명의 경도, 내화학성, 내가수분해성 및 외관성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~20 중량부 더 포함될 수 있다.
한 구체예에서 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올은 1:2~5:5~10의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 상기 사출 성형용 도료 조성물의 혼합성 및 상용성이 우수하며, 제조된 코팅층의 부착성, 내스크래치성(또는 스크래치 자가복원성) 및 기계적 강도가 모두 우수할 수 있다.
광안정제
상기 광안정제는 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물의 내광성을 확보하기 위해 포함된다. 한 구체예에서 상기 광안정제는 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 힌더드(hindered) 아민계 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 벤조트리아졸계 화합물로는 2-(2‘-하이드록시-5’-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(3-tert-부틸-5-메틸-2-하이드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(5-메틸-2-하이드록시페닐)벤조트리아졸, 2-[2-하이드록시-3,5-비스(a,a-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2,2‘-메틸렌비스(4-쿠밀-6-벤조트리아졸페닐) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들면, α-[3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로필]-w-하이드록시폴리(옥소-1,2-에탄디일); α-[3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로필]-w-[3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로폭시]폴리(옥시-1,2-에탄디일); 폴리에틸렌글리콜 300(a-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-w-hydroxypoly(oxo-1,2-ethanediyl); α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-w-[3-[3-(2Hbenzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropoxy]poly(oxy-1,2-ethanediyl);Polyethyleneglycol 300)을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 트리아진계 화합물로는 2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-s-트리아진, 2,4-디페닐-6-(2-하이드록시-4-헥실옥시페닐)-s-트리아진, 2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-[2-하이드록시-4-(3-도-/트리-데실옥시-2-하이드록시프로폭시)페닐]-s-트리아진 및 2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-[2-하이드록시-4-(3-도-/트리-데실옥시-2-하이드록시프로폭시)-5-α-쿠밀페닐]-s-트리아진 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 힌더드 아민계 화합물은 비스-(N-메틸, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐) 세바케이트, 메틸-(N-메틸,2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐) 세바케이트, 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 메틸-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트, 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6,-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]], 디부틸아민-1,3,5-트리아진-N,N′-비스(2,2,6,6)-테트라메틸-4-피페리딜-1,6-헥사메틸렌디아민과 N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부틸아민의 중축합물, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광안정제는 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.05~10 중량부 포함된다. 상기 광안정제를 0.05 중량부 미만으로 포함시 그 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 내화학성 및 기게적 물성이 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 0.1~5 중량부 포함될 수 있다.
촉매
상기 촉매는 상기 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올에 함유된 수산기(-OH)와 상기 경화제의 반응 속도를 향상시키는 목적으로 포함된다.
한 구체예에서 상기 촉매는 디알킬주석 디카복실레이트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디부틸주석 디아세테이트(Dibutyl Tin diacetate), 디메틸주석 디라우레이트(Dimetyl Tin dilaurate) 및 디메틸주석 디라우레이트(Dibutyl Tin dilaurate) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 촉매는 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.001~5 중량부 포함된다. 상기 촉매를 0.001 중량부 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 5 중량부 초과하여 포함시 경화속도를 조절하기 어렵고, 비용만 증가할 수 있다.
레벨링제
본 발명의 한 구체예에서 반응 사출 성형용 도료 조성물은 레벨링제를 더 포함할 수 있다. 상기 레벨링제는 실리콘계 레벨링제 및 불소계 레벨링제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실리콘계 레벨링제는 폴리에테르를 측쇄로 포함하는 폴리실록세인 등을 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane) 골격에 폴리(에틸렌 옥사이드) 또는 폴리(프로필렌 옥사이드) 등의 폴리에테르 측쇄가 결합되어 있는 구조의 실리콘계 레벨링제가 사용될 수 있다. 예를 들면, Xiameter(R)사에서 제조된 OFX-0190(PEG/PPG-18/18 디메치콘), OFX-0193(PEG-12 디메치콘), OFX-5220(PEG/PPG-17/18 디메치콘), 및 OFX-5324(PEG-12 디메치콘) 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면활성제는 불소 함량이 3~40 중량%인 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 레벨링제 0.05~10 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함시 코팅층 표면의 평활성을 향상시키고, 금형과의 이형성을 부여하는 효과가 우수할 수 있다. 상기 레벨링제를 10 중량부 초과하여 포함시, 코팅층의 도막이 탁해질 수 있다.
경화제
상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제를 포함한다. 한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제는 4,4’-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 4,4-디메틸페닐메탄 디이소시아네이트, 비스-4-(이소시아네이트 사이클로헥실)메탄, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, 테트라 메틸렌 디이소시아네이트, 디메틸 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 디메틸 디페닐 디이소시아네이트 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 포함할 수 있다.
예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(trimer) 경화제를 포함할 수 있다. 상기 경화제를 적용시, 무황변과 내후성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머는 이소시아네이트기(NCO-) 함량이 10~25 중량%일 수 있다. 한 구체예에서 상기 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머는 25℃에서 측정된 점도가 20~50 포아즈(poise)의 점도를 가질 수 있다. 상기 점도 조건에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물 구성 성분 간의 혼합성 및 반응성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 경화제에 함유된 이소시아네이트기와, 폴리카프로락톤 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올을 포함하는 폴리올 베이스 수지의 수산화기(NCO:OH)는 1:0.5~1:1.5 당량비로 반응할 수 있다. 예를 들면, 1:1 당량비로 반응할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 경화제에 함유된 이소시아네이트기와, 상기 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 성분에 함유된 수산화기(NCO:OH)는 1:0.5~1:1.5 당량비로 반응할 수 있다. 예를 들면, 1:1 당량비로 반응할 수 있다.
한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 85~160 중량부 포함된다. 상기 경화제를 85 중량부 미만으로 포함시 경화가 용이하게 진행되지 않으며, 160 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 120~145 중량부 포함될 수 있다.
반응 사출 성형용 도료 조성물을 이용한 차량 부품 도장 방법
본 발명의 다른 관점은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 이용한 차량 부품 도장 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은, 기재 표면에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 도포하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 차량 부품 도장 방법은 하부 금형(101)에 기재(10)를 배치하는 단계; 상기 하부 금형(101)과 상부 금형(102)을 형폐하되, 상기 기재와 상기 상부금형 사이에 이격 공간(H)을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 캐비티는, 본 발명의 차량 부품용 기재를 형성하기 위한 소정의 형태를 가질 수 있다.
상기 이격 공간은, 통상적인 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 도 3(b)와 같이 상부 금형(102)과 하부 금형(101)을 이격하여, 기재(10)와 상부금형(102) 사이에 이격 공간(H)을 형성한 다음, 슬라이드 부재(120) 등을 이용하여 형폐하여 이격 공간을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 기재는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(MSAN) 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체(ASA) 수지, 폴리카보네이트(PC)/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 얼로이(alloy) 수지, 폴리카보네이트(PC)/아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체(ASA) 얼로이(alloy) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 얼로이(alloy) 수지 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리카보네이트(PC)/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 얼로이 수지를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은, 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 기재 표면에 도포하고 70~90℃에서 30초 내지 500초 동안 경화하여 형성되는 것일 수 있다. 본 발명의 반응 사출 성형용 도료 조성물을 적용시, 상기 온도 및 시간에서 반응 사출 성형용 도료 조성물 구성 성분간의 반응이 용이하게 이루어져 기계적 강도가 우수한 코팅층이 형성될 수 있다.
도 3(c)를 참조하면 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은, 전술한 주제 및 경화제를 상기 상부 금형에 형성된 제1 게이트(111) 및 제2 게이트(112)를 통해 상기 금형 내부로 주입할 수 있다. 한 구체예에서 상기 경화는 각각 60~90℃로 가열된 상부 금형 및 하부 금형에 각각 60~90℃의 주제 및 경화제를 주입하고 30초 내지 500초 동안 반응하여 경화 시킬 수 있다. 예를 들면 80~90℃에서 100초 내지 300초 동안 경화하여 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 차량 부품 도장 방법은, 상기 기재를 사출한 다음 금형을 회전 또는 슬라이딩하여, 다른 금형과 결합하여 이격공간을 형성한 다음, 상기 이격공간에 반응 사출 성형용 도료를 주입할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 상기 차량 부품 도장 방법은, 제1 금형(202) 및 제2 금형(201)을 형폐하여 형성된 캐비티에 제1 탱크(220)로부터 용융 수지를 주입하여 기재(11)를 형성하는 단계; 기재(11)가 배치된 제2 금형(201)을 회전하여, 제3 금형(203)과 형폐하되, 기재(11)와 제3 금형(203) 사이에 이격 공간(미도시)을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간(미도시)에 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층(21)을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 도 4에서 제1 금형(202), 제2 금형(201) 및 제3 금형(203)은 60~90℃의 온도일 수 있다. 한 구체예에서 상기 제1 탱크(220)에서 용융 수지는 200~280℃의 온도로 상기 캐비티에 주입될 수 있다. 한 구체예에서 반응 사출 성형용 도료 조성물은 제2 탱크(222)로부터 주입될 수 있다. 이때, 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 60~90℃의 온도로 상기 이격 공간에 주입될 수 있다. 도 4에는 제2 탱크(222)로부터 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물이 이격 공간에 주입되는 것으로 도시하였으나, 한 구체예에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 주제 및 경화제의 2액형 조성물 형태로 상이한 저장 탱크에 저장 후, 상기 이격 공간으로 주입될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 차량 부품 도장 방법을 나타낸 것이다. 상기 도 5를 참조하면 상기 차량 부품 도장 방법은, 고정 금형(302) 및 제1 공간부(311)가 형성된 이동 금형(301)을 형폐하고, 제1 공간부(311)에 제3 탱크(320)로부터 용융 수지를 주입하여 기재(12)를 형성하는 단계; 이동 금형(301)을 슬라이딩 하여, 이동 금형(301)의 제2 공간부(312)에 기재(12)를 배치하고, 고정 금형(302)과 상기 이동 금형(301)을 형폐하되, 기재(12)와 제2 공간부(312) 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및 상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층(22)을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 60~90℃의 온도로 상기 이격 공간에 주입될 수 있다. 도 5에는 제4 탱크(322)로부터 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물이 이격 공간에 주입되는 것으로 도시하였으나, 한 구체예에서 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물은 주제 및 경화제의 2액형 조성물 형태로 상이한 저장 탱크에 저장 후, 상기 이격 공간으로 주입될 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 두께가 10㎛ 내지 30mm로 형성될 수 있다. 본 발명의 반응 사출 성형용 도료 조성물은, 1회 도포 및 경화하여, 2mm 이상의 코팅층 두께를 구현할 수 있어 우수한 외관 및 도막 물성을 기대할 수 있고, 균일한 도막 두께를 구현할 수 있다. 또한, 금형 표면의 전사성이 우수하여 미세한 형상을 재현할 수 있으며, 웰드라인 및 싱크마크 등과 같은 성형 불량이 코팅층 표면에 나타나지 않도록 할 수 있다. 예를 들면 500㎛ 내지 10mm로 형성될 수 있다.
성형품 제조방법에 의해 제조된 차량 부품
본 발명의 또 다른 관점은 상기 차량 부품 도장 방법에 의해 제조된 차량 부품에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 부품을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 차량 부품(100)은 기재(10); 및 기재(10) 표면에 형성된 코팅층(20);을 포함하며, 코팅층(20)은 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물로부터 형성된다.
한 구체예에서 코팅층의 경도(shore D)는 55 이상일 수 있다. 예를 들면, 55~80일 수 있다.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 한 구체예에 따라 제조된 차량 부품을 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 차량 부품은 범퍼, 사이드 실 몰딩, 사이드 가니쉬 또는 사이드 프로텍터일 수 있다.
본 발명에 따른 반응 사출 성형용 도료 조성물을 적용시, 외관성, 신뢰성 및 기계적 물성이 우수하고, 형성된 도막의 내스크래치성, 내약품성 및 내가수분해성이 우수하며, 제품의 불량률이 낮고, 생산성, 경제성 및 친환경성이 우수할 수 있다.
또한, 본 발명의 도료 조성물을 적용시 용제 사용을 배제할 수 있어, 휘발성 유기용제 사용에 의한 환경오염 방지 및 리드 타임(lead time) 상승에 따른 비용 상승을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 폴리올 베이스 수지: (A11) 폴리에스테르 폴리올로 수산기 함량이 17.2 중량% 이며, 유리전이 온도(Tg)가 70~80℃인 분지형(branched) 폴리에스테르 폴리올을 사용하였다. (A12) 폴리에스테르 폴리올로 수산기 함량이 15.4 중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 50~60℃인 분지형(branched) 폴리에스테르 폴리올을 사용하였다. (A13) 폴리에스테르 폴리올로 수산기 함량이 1.6 중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃인 직쇄형(linear) 폴리에스테르 폴리올을 사용하였다.
(A21) 폴리카보네이트 폴리올로 수산기 함량이 3.2 중량% 이며, 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃인 것을 사용하였다. (A22) 폴리카보네이트 폴리올로 수산기 함량이 3.2 중량% 이며, 유리전이온도(Tg)가 -30~-20℃인 것을 사용하였다.
(A3) 폴리카프로락톤 폴리올로 수산기 함량이 16 중량% 이며, 유리전이온도(Tg)가 30~40℃인 것을 사용하였다.
(B) 광안정제: 힌더드 아민계 화합물로 BASF사 TINUVIN 292와, 벤조트리아졸계 화합물로 BASF사 TINUVIN 1130을 혼합 사용하였다.
(C) 촉매로 air product사의 Dabco T-12(디부틸주석 디라우레이트)를 사용하였다.
(D) 레벨링제: 실리콘계 레벨링제로 XIAMETER사 OFX-0190을 사용하였다.
(E) 경화제로 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머를 사용하였다.
실시예 1~3
하기 표 1 및 표 2에 기재된 성분 및 함량의 성분을 포함하는 반응 사출 성형용 도료 조성물을 준비하였다. 구체적으로 상기 (A), (B), (C) 및 (D) 성분을 포함하는 주제와, (E) 성분을 포함하는 경화제 2액형 도료 조성물을 제조하였다.
Krauss Maffei 사에서 제조한 사출 성형기를 사용하여 차량 부품 시편을 제조하였다. 구체적으로 도 3과 같이, 상부 금형(102)과 PC/ABS 재질의 기재(10)가 위치된 하부 금형(101)을 이격하고, 슬라이드 부재(120)를 이용하여 상기 기재 테두리를 따라 형폐하여, 상기 상부 금형 및 기재의 표면 사이에 이격공간(H)을 형성하고, 상기 주제 및 경화제를, 상부금형에 구비된 제1 게이트(111) 및 제2 게이트(112)를 통해 각각 상기 이격 공간(H)에 주입하고 80℃에서 120 초 동안 경화하여 25㎛ 두께의 코팅층을 형성하여, 도 3(c)와 같은 차량 부품을 제조하였다.
비교예 1~10
하기 표 1 및 표 2에 기재된 성분 및 함량을 포함하는 반응 사출 성형용 도료 조성물을 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층을 형성하였다.
Figure 112017022692878-pat00001
Figure 112017022692878-pat00002
물성 평가 방법
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~10에 대하여, 하기와 같은 평가 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 시편 코팅층의 두께는 부착성 평가시 25㎛로 형성하였으며, 내약품성, 내광성, 내열성, 내스크래치 자가복원성 평가시 800㎛로 형성하였다.
(1) 부착성: ISO 2409 또는 JIS K 5600-5-6에 따라 테이프 박리시험을 실시하였다. 실시예 및 비교예 도막면에 소지에 도달하도록 커터로 절취선을 그어, 2mm X 2mm 크기의 정사각형 칸을 100개 만들고, 그 표면에 지정된 점착 셀로판 테이프(JIS Z1522)로 단단히 부착시키고, 90도 각도로 강하게 당겨 떼어 낸 후, 네모 칸의 잔존 도막 수 및 박리 형태를 평가하였다.
(2) 내스크래치성(내스크래치 자가복원력): JIS K 6718에 따라 공시품 또는 이것과 동등한 조건으로 제조된 시험편의 표면을 9.8N 하중, 100 mm/s의 속도로 100mm 긁은 후, 2 시간 후 표면 상태를 관찰하여 하기 기준표에 의해 평가하였다.
[기준표]
Figure 112017022692878-pat00003
(3) 내썬크림성: 아크릴판(50mm X 50mm)에 동일한 크기의 백면포 2 장을 겹쳐 올린 후, 니베아사 SPF47 썬크림 제품 0.25g을 전면에 도포 후, 공시품 위에 올리고 아크릴판을 눌러 밀착시킨다. 80±2℃의 항온조에서 1시간 방치 후, 10분 정도 실온에 방치하고 중성세제로 씻고 건조시킨다. 그 다음, ISO 2409 또는 JIS 5600-5-6에 따라 테이프 박리 시험을 실시하였다.
(4) 내아세톤성: 4.9 N 하중의 추(직경 4 cm)를 거즈로 감싸고, 아세톤을 충분히 적신 후, 도막 표면을 10 회 왕복으로 문질러 외관을 육안으로 조사한다. 이후 실온에서 1 시간 방치 후, 80±2℃ 조건의 항온 챔버 내에 3 시간 동안 방치 후 꺼내어 도막의 표면 상태를 조사하였다.
(5) 경도: Shore D 경도계를 사용하여 측정하였으며, 측정 시 시편의 각 면에 대하여 3 회씩 측정한 후 그 평균값을 취하였다.
(6) 내열성: 내열성능은 각 시편에 대하여 Batch oven(ST-120B1, ESPEC 사 제조)을 사용하여 110±2℃ 조건으로 300 시간 동안 방치한 후 꺼내어 실온에서 1 시간 동안 방치 후 도막의 변색 정도를 색차계(CR-300, MINOLTA 사 제조)를 사용하여 5회 측정한 후 평균값을 취하여 △E: 2.0 이하일 경우 합격으로 하여 합격 및 불합격 여부를 판정하였다.
(7) 내광성: 내광성능은 FADE-O-METER(ISO 105, JIS L 0843, ASTM D 6695, SAE J 1885 또는 SAE J 2412)에 규정하는 제논아크로 TABLE 6의 조건으로 조사한 후 실온에서 1 시간 동안 방치 후 도막의 변색 정도를 색차계를 사용하여 5회 측정한 후, 평균값을 취하여 △E: 2.0 이하일 경우 합격으로 하여 합격 및 불합격 여부를 판정하였다.
(8) 내가수분해성: 각 시편에 대하여 평가조건: 90℃ 및 95 RH% 조건에서 168 시간 동안 방치 후, △E: (가수분해 전-가수분해 후), △L: (가수분해 후, 스크래치 전-스크래치 후)를 색차계를 사용하여 측정하며 판정 기준은 △E: 2.0 이하 및 △L: 0.7 이하를 합격으로 한다.
Figure 112017022692878-pat00004
Figure 112017022692878-pat00005
상기 표 3 및 표 4의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~3의 경우, 내썬크림성, 내아세톤성, 부착성, 내열성 및 내광성과, 내스크래치성이 우수함을 알 수 있었다.
반면 본 발명의 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올을 각각 적용하지 않은 비교예 1 및 2과, 폴리올 베이스 수지 함량을 벗어난 비교예 3의 경우 부착성, 내열성, 내아세톤성 또는 내가수분해성이 저하되었고, 본 발명과 상이한 조건의 폴리에스테르 폴리올을 적용한 비교예 5 및 6의 경우, 내스크래치 자가복원 및 내열성, 내광성이 저하되었고 본 발명의 폴리올 베이스 수지 함량을 벗어난 비교예 8, 9 및 10의 경우 도막의 경도가 급격히 저하되며, 스크래치에 의한 도막손상이 크게 나타나 내스크래치성 이후 자가복원 기능이 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10, 11, 12: 기재 20, 21, 22: 코팅층
100, 101, 102: 차량 부품
101: 하부 금형 102: 상부 금형
111: 제1 게이트 112: 제2 게이트
120: 슬라이드 부재 201: 제2 금형
202: 제1 금형 203: 제3 금형
220: 제1 탱크 222: 제2 탱크
301: 이동 금형 302: 고정 금형
311: 제1 공간부 312: 제2 공간부
320: 제3 탱크 322: 제4 탱크
H: 이격 공간

Claims (16)

  1. 유리전이온도(Tg)가 50~80℃이며, 수산기 함량이 10~19 중량%인 폴리에스테르 폴리올 55~75 중량% 및 유리전이온도(Tg)가 -10~0℃이며, 수산기 함량이 1.5~7.0 중량%인 폴리카보네이트 폴리올 25~45 중량%를 포함하는 폴리올 베이스 수지 100 중량부, 유리전이온도(Tg)가 30~40℃이며, 수산기 함량이 14~18 중량%인 폴리카프로락톤 폴리올 6~30 중량부, 광안정제 0.05~10 중량부 및 촉매 0.001~5 중량부를 포함하는 주제; 및
    이소시아네이트 경화제 85~160 중량부;를 포함하며,
    상기 이소시아네이트 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머를 포함하고,
    상기 폴리에스테르 폴리올은 분지화된 폴리에스테르 폴리올인 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올은 중량평균분자량이 200~2,000g/mol이며, 상기 폴리카보네이트 폴리올은 중량평균분자량이 500~2,000g/mol인 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올은 1:2~5:5~10의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광안정제는 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 촉매는 디부틸주석 디아세테이트(Dibutyl Tin diacetate), 디메틸주석 디라우레이트(Dimetyl Tin dilaurate) 및 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyl Tin dilaurate) 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리올 베이스 수지 100 중량부에 대하여 레벨링제 0.05~10 중량부를 더 포함하며,
    상기 레벨링제는 실리콘계 레벨링제 및 불소계 레벨링제 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 사출 성형용 도료 조성물.
  8. 기재 표면에 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 반응 사출 성형용 도료 조성물을 도포하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 차량 부품 도장 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차량 부품 도장 방법은, 하부 금형에 기재를 배치하는 단계;
    상기 하부 금형과 상부 금형을 형폐하되, 상기 기재와 상기 상부금형 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및
    상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 차량 부품 도장 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 차량 부품 도장 방법은, 제1 금형 및 제2 금형을 형폐하여 형성된 캐비티에 용융 수지를 주입하여 기재를 형성하는 단계;
    상기 기재가 배치된 제2 금형을 회전하여 제3 금형과 형폐하되, 상기 기재와 상기 제3 금형 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및
    상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 차량 부품 도장 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 차량 부품 도장 방법은, 고정 금형 및 제1 공간부가 형성된 이동 금형을 형폐하고, 상기 제1 공간부에 용융 수지를 주입하여 기재를 형성하는 단계;
    상기 이동 금형을 슬라이딩 하여, 상기 이동 금형의 제2 공간부에 기재를 배치하고, 상기 고정 금형과 이동 금형을 형폐하되, 기재와 상기 이동 금형의 제2 공간부 사이에 이격 공간을 형성하도록 형폐하는 단계; 및
    상기 이격 공간에 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 주입하고 경화하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 차량 부품 도장 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 코팅층은, 상기 반응 사출 성형용 도료 조성물을 기재 표면에 도포하고 60~90℃에서 30초 내지 500초 동안 경화하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량 부품 도장 방법.
  13. 기재; 및
    상기 기재 표면에 형성된 코팅층;을 포함하며,
    상기 코팅층은 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 반응 사출 성형용 도료 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 부품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코팅층은 두께가 10㎛ 내지 30mm인 것을 특징으로 하는 차량 부품.
  15. 제13항에 있어서, 상기 코팅층의 경도(shore D)는 55 이상인 것을 특징으로 하는 차량 부품.
  16. 제13항에 있어서, 상기 차량 부품은 범퍼, 사이드 실 몰딩, 사이드 가니쉬 또는 사이드 프로텍터인 것을 특징으로 하는 차량 부품.
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