KR100982174B1

KR100982174B1 - 진공 증착(ｐｖｄ) 금속용 도료 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100982174B1
Application number: KR1020080130253A
Authority: KR
Inventors: 이대은
Original assignee: 조광페인트주식회사
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: KR20100071513A

Abstract

본 발명은 금속 등의 진공 증착된 도막에 사용 가능한 도료 및 그의 제조 법에 관한 것으로, 특히, 3급 아민기를 함유한 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 1액; 및 에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기를 함유한 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 2액을 포함하는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 도장 시 건조가 빠르고, 도장된 도막이 증착된 소재와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 내비등수성, 내 화장품성, 고온고습성, 열충격성, 내자외선 등이 우수하며, 증착된 금속을 보호하는 성능이 매우 뛰어난 특성이 있다.

2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료, 아크릴 수지, 3급 아민, 에폭시 실란, 이소시아네이트

Description

진공 증착(ＰＶＤ) 금속용 도료 및 그의 제조 방법 {PAINT FOR METALS FORMED BY VACUUM DEPOSITION AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 진공 증착(PVD) 금속용 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도장 시 건조가 빠르고, 도장된 도막이 증착된 소재와의 밀착성이 우수하며 상도와 부착성이 뛰어나며 증착된 금속을 보호하는 기능이 뛰어난 속건성의 진공 증착(PVD) 금속용 도료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

진공 증착(PVD)된 금속용 중도 도료는 일반적으로 우레탄 도료와 UV경화형 도료로 나누어져 사용되고 있다.

우레탄 도료는 주제와 경화제로 구성된 2액형 타입으로 만들어져 있으며 사용 직전에 혼합해서 사용되어지며 경화가 늦어서 도장된 후에도 많은 시간 동안 열을 가해야만 경화 도막을 얻을 수 있다. 또한, 우레탄 타입은 열탕성(끓는물 2시간 침적), 고온고습(80 ℃, 상대습도80%) 24시간 방치, 내화장품성, 내약품성 등 가혹한 시험환경 조건에서 증착된 금속면을 보호하는 기능이 떨어지는 것으로 알려져 있다.

UV 경화형 도료는 UV 빛에 의해 경화되는 1액형 도료로 도장 라인에 추가로 UV 램프를 설치해야 하는 추가 설비가 필요하다. 그리고, 상기 UV경화형 타입은 진동, 마모 등의 물리적 힘을 가했을 때 부착이 취약하고 중도 도막에 색상을 넣을 경우 빛 투과의 한계가 있어서 도장을 나누어 진행해야 하므로 추가로 도장 설비 장치가 부스가 필요하며, 매우 짙은 색상 경우에는 도장의 제한을 받는다.

따라서, 도장시 건조가 빠르면서 진공 증착된 금속에 대해 우수한 부착성 및 보호 성능을 갖는 도료 개발에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 진공 증착(PVD)된 금속에 도장시 건조가 빠르고, 내 열탕성, 고온 고습성 및 내약품성이 우수하고 진공 증착된 금속면의 산화 탈색을 억제시키는 기능이 뛰어난 진공 증착(PVD) 금속용 도료 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기 도료를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 3급 아민기(tertiary-amine group)를 함유한 아크릴 수지(acrylic resin) 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 1액; 및 에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기(isocyanate group)를 함유한 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 2액을 포함하는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료 및 그의 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 진공 증착(PVD, Physical_Vapor depositon)된 금속막에 도장하여 상기 금속막과 상도 도막(UV 및 우레탄)사이에서 뛰어난 접착력과 금속 증착막의 보호능력을 가진 도막을 형성시키기 위하여, 3급 아민기 함유한 아크릴 수지와 에폭시 실란 및 이소시아네이트의 반응을 이용해서 만든 진공증착(PVD) 금속용 중도 도료(middle coat) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

특히, 상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 3급 아민기를 함유한 아크릴수지 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 1액과, 에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기를 포함한 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기용매를 포함하는 2액을 포함한다.

상술한 조성을 갖는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 속경화형으로 도장 작업성을 향상시키고 도막의 가교밀도를 높일 수 있다. 또한 상기 도료에 의해 형성된 도막의 비등수성, 부착성 및 내수성, 고온고습, 내약품성 등이 크게 향상된다.

본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 진공 증착된 금속 도막에 사용 가능하며, 상기 금속 도막은 통상의 진공 증착법으로 적용 가능한 모든 무기 성분을 포함하는 것으로, 바람직하게는 주석, 알루미늄, 실리콘 등이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 2액형 도료를 상기 금속 도막에 도장한 후에는, 필요에 따라 상기 증착 금속 도막과 본 발명의 중도 도막을 보호하는 역할을 할 수 있도록 UV 경화형 투명 도료로서 상도 도료를 도장할 수 있다.

본 발명의 휴대폰 및 가전제품에 사용되는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 3급 아민 함유 아크릴 수지를 포함하는 1액과, 에폭시 실란과 이소시아네이트기를 가진 경화제를 포함하는 2액을 포함하는 조성을 갖는다.

본 발명에서 상기 3급 아민기를 함유한 아크릴 수지는 아민기값(amine value)이 10 내지 100, 바람직하게는 10 내지 50, 더욱 바람직하게는 10 내지 30가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지의 아민기값이 10 미만이면 경화가 느리고 경도가 저하될 수 있으며, 상기 아크릴 수지의 아민기값이 100를 초과하면 도막이 딱딱하고 황변하는 문제가 야기될 수 있다.

또한, 바람직한 일례에서, 본 발명의 3급 아민기를 함유한 아크릴 수지는 카르복실기(carboxyl group) 및 하이드록실기(hydroxyl group)를 포함하는 것이 될 수 있다.

상기 아크릴 수지는 산값(acid value)이 3 내지 100 mgKOH/g, 바람직하게는 3 내지 30 mgKOH/g, 더욱 바람직하게는 4 내지 20 mgKOH/g가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지의 산값이 3 mgKOH/g미만이면 금속 도막의 부착성이 약화될 수 있으며, 상기 산값이 200 mgKOH/g을 초과하면 내비등수성, 내수성이 취약해질 수 있다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 산 값(acid value)은 3 내지 30mgKOH/g 범위를 갖고, 바람직하게는 4 내지 20mgKOH/g 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지는 수산기값(Hydroxyl value)이 10내지 100 mgKOH/g, 바람직하게는 15 내지 90 mgKOH/g, 더욱 바람직하게는 20 내지 80 mgKOH/g가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지의 수산기 값이 10 mgKOH/g 미만이면 경화 반응 시, 화학 결합 부족으로 전반적인 도막 물성이 저하될 수 있으며, 상기 아크릴 수지의 수산기 값이 100 mgKOH/g을 초과하면 저장성 및 2액을 혼합 시 도료 사용 가능시간이 짧아지는 문제가 야기될 수 있다.

상기 아크릴 수지는 중량평균분자량이 5,000 내지 50,000, 바람직하게는 8,000 내지 30,000 가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 5,000미만이면 분자량이 작아져 도막의 제물성의 약화와 도료 적용시 점도 조절이 어려울 수 있으며, 상기 중량평균분자량이 50,000을 초과하면 도료의 적정점도 조절의 한계 및 도료 작업성이 취약해질 수 있다.

상기 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 10 내지 60 ℃, 바람직하게는 20 내지 40 ℃가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 10 ℃ 미만이면 도막 경도가 약해 스크래치성이 취약해질 수 있고, 상기 유리전이온도(Tg)가 60 ℃를 초과하면 지나친 경도 상승으로 도막의 깨짐 현상이 나타날 수 있다.

상기 아크릴 수지는 또한, 불 휘발분이 30 내지 70중량%, 바람직하게는 40 내지 65중량%가 될 수 있다. 상기 아크릴 수지의 불 휘발분이 30중량% 미만일 경우 도막을 형성하기 위한 고형분의 함량이 상대적으로 작기 때문에 도장 공정 시 적정한 두께를 갖는 도막을 형성하기 어려울 수 있다. 반면에, 불휘발분이 70 중량%를 초과할 경우 아크릴 수지의 점도가 높아 형성하고자 하는 목적 도료를 얻기 힘든 문제점이 초래될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일례에서, 상기 아크릴 수지는 아민기값이 10 내지 30, 산값이 4 내지 20 mgKOH/g, 수산기값이 20 내지 80 mgKOH/g, 중량평균분자량이 5000 내지 50,000, 불휘발분이 30 내지 70%, 유리전이온도(Tg)가 10 내지 60 ℃가 될 수 있다.

상기 아크릴 수지는 바람직하게는 스틸렌 변성 아크릴 수지, 폴리에스테르 변성 아크릴 수지, 폴리에테르 변성 아크릴 수지, 순수(비변성) 아크릴 수지 등이 될 수 있으며, 물성적 측면에서 순수(비변성) 아크릴 수지가 더욱 바람직하다.

또한, 상기 아크릴 수지는 1액의 전체 총중량에 대하여 50 내지 80중량%의 함량 범위를 갖고, 바람직하게는 55 내지 75중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 70 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 도료에 포함된 상기 아크릴 수지의 함량이 50 중량% 미만이면 형성되는 도료의 고형분 조절 및 용제 선택에 한계가 있고, 그 함량이 80 중량%를 초과하면 도료 점도 조절이 어려워진다.

상기 도료를 형성하는데 적용되는 표면 조절 첨가제는 도막의 평활성과 증착된 금속표면의 도료 젖음성을 향상시키는 역할을 한다. 표면 조절 첨가제로는 소포제, 면 평활제, 습윤제(wetting agent) 등이 1종 이상으로 사용될 수 있으며, 예컨대, 아크릴레이트 공중합체 용액 등을 들 수 있다.

상기 표면조절제는 1액의 전체 총중량에 대하여 1 내지 5 중량%의 함량 범위를 갖고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 도료에 포함된 상기 표면 조절제의 함량이 1 중량% 미만이면 기포 및 젖음성의 문제가 있을 수 있으며, 그 함량이 5 중량%를 초과하면 핀홀 등의 외관에 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 도료의 1액을 형성하기 위한 주 용매로써 유기 용매가 사용된다. 상기 유기 용매의 예로서는 톨루엔, 에칠 아세테이트, 부탄올 등을 들 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 유기 용매의 함량은 1액의 전체 총중량에 대하여 아크릴 수지 및 표면조절제를 제외한 나머지 잔량이 되고, 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 중량%가 될 수 있다. 상기 용매의 함량이 너무 적은 경우에, 바람직하게는 10 중량% 미만일 경우 형성되는 도료의 점도가 높아지는 문제점이 초래될 수 있으며, 그 함량이 너무 많은 경우에, 바람직하게는 40 중량%를 초과하는 경우에는 도료의 점도가 현저하게 낮아지는 문제점이 초래될 수 있다.

상기 아크릴 수지, 유기 용매를 포함하는 도료에 표면 조절제를 첨가함으로써 1액을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 상기 아크릴 수지를 포함하는 1액과 함께, 에폭시 실란과 이소시아네이트기를 가진 경화제를 포함하는 2액을 포함한다.

특히, 상기 2액은 에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기를 가진 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기용매를 포함한다.

상기 도료를 형성하는데 적용되는 에폭시 실란은 상기 1액에 들어있는 3급 아민기를 함유한 아크릴 수지와 반응해서 분자량이 큰 도막을 형성한다. 상기 에폭시 실란은 글리시딜기(glycidyl group)를 포함하는 실란이 될 수 있다.

상기 에폭시 실란은 1액의 전체 총중량에 대하여 40 내지60중량%의 함량으로 포함되고, 바람직하게는 45내지 65 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 60중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 실란의 함량이 40% 중량% 미만이면 부착성, 내비등수성, 내수성 향상 효과가 부족하다. 반면에, 60 중량%를 초과하면 상용성과 도막의 투명성에 영향을 미치고, 도료의 사용 가능시간이 짧아진다.

또한, 이소시아네이트기를 포함하는 경화제(hardener)는 상기 1액에 들어있는 아크릴 수지와 반응해서 가교밀도가 높은 도막을 형성한다.

이소시아네이트기를 가진 경화제의 함량은 1액의 전체 총중량에 대하여 30 내지50 중량%가 되고, 바람직하게는 35내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이소시아네이트기를 가진 경화제의 함량이 30% 중량% 미만이면 부착성, 내비등수성, 내수성 향상 효과가 부족하다. 반면에, 50 중량%를 초과하면 도료의 사용가능 시간이 짧아지고 도막이 딱딱해진다.

상기 이소시아네이트 경화제는 바람직하게는 TDI, HDI, IPDI pre-polymer 등이 될 수 있으며, 효과적인 물성 측면에서 HDI 프리 폴리머(pre-polymer)가 더욱 바람직하다.

상기 2액을 형성하기 위한 주 용매로써 유기 용매가 사용된다. 상기 유기 용매로서는 크실렌, 톨루엔 등을 들 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 유기 용매의 함량은 2액의 전체 총중량에 대하여 에폭시 실란 및 이소시아네이트 경화제를 제외한 나머지 잔량이 되고, 바람직하게는 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 중량%가 될 수 있다. 상기 용매의 함량이 너무 적은 경우에, 바람직하게는 10 중량% 미만일 경우 도장 점도에 문제가 있을 수 있으며, 그 함량이 너무 많은 경우에, 바람직하게는 30 중량%를 초과하는 경우에는 저장성의 문제점이 초래될 수 있다.

또한, 본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 기존 진공 증착 금속용 도료에 사용되는 첨가제를 모두 사용할 수 있다. 즉, 일반적인 첨가제란 도료에 있어서, 제조물성, 작업물성에 미세하게 영향을 미치는 요소들을 최적화시키기 위해 극소량으로 첨가되기 때문에 그 사용이 제한되지 않는다. 상기 첨가제의 종류에 따라 그 사용량은 각각 다르기 때문에 본 실시예의 첨가제의 사용량 및 그 종류는 본 발명을 제한하는 요소가 아니다.

한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 상기1액을 형성한 후, 도장 작업 직전에 2액을 상기 1액에 적정 비율로 혼합하여 제조할 수 있다.

바람직한 일 구현예에서, 본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료의 제조 방법은 상온 대기압 상태에서 스테인레스 용기에 3급 아민기를 함유한 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 순서대로 투입하고 약 1000 rpm으로 1시간 교반하고 1마이크론 필터로 여과를 포함하는 1액을 제조하는 단계, 및 상온 대기압 상태에서 스테인레스 용기에 에폭시 실란 40 내지60 중량%, 이소시아네이트기를 포함하는 경화제 30 내지 50 중량%, 및 잔량의 유기용매를 순서대로 투입하고 약 600 내지 800 rpm으로 30 분 교반하고 1마이크론 필터로 여과를 포함하는 2액을 제조하는 단계를 포함한다.

상기 1액과 2액을 4:1 내지 20:1, 바람직하게는 5:1 내지 15:1의 중량비로 혼 합할 수 있으며, 물성적 측면에서 상기 혼합비를 유지하는 것이 바람직하다.

상술한 조성을 갖는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료를 상술한 제조 방법으로 형성함으로써, 도료의 속경화형으로 도장 작업성을 향상시키고 도막의 가교밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 도료에 의해 형성된 도막의 비등수성, 부착성 및 내수성, 고온고습, 내약품성 등이 크게 향상된다.

특히, 본 발명에 따라 제조된 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는, 기존 우레탄 도료가 주제의 하이드록실기 와 경화제의 이소시아네이트기의 반응만으로 이루어져 있는 반면에, 기존 우레탄 도료의 반응 외에 주제의 아민기 와 경화제의 글리시딜기의 반응도 함께 일어난다. 이에 따라, 본 발명에 따라 제조된 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료로부터 생성되는 도막의 가교 밀도 와 유연성을 증가 시켜서 최종 경화도막이 기존 우레탄 도막보다 내비등수, 고온고습등의 환경 실험 및 진동마모 실험에서 뛰어난 물성을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 경화 속도도 빠르게 진행되어서 기존의 우레탄 도료보다 도장 조건이 취약한, 경화 구간이 짧은 도장라인에서도 잘 적용 될 수 있는 우수한 장점이 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명의 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 1액에 3급 아민기를 함유 아크릴 수지를 포함하고, 2액에 에폭시 실란 및 이소시아네트 경화제를 포함함으로써, 도장시 건조가 빠르고, 도장된 도막이 증착된 소재와의 밀착성이 우수하며 상도와 부착성이 뛰어나며 증착된 금속을 보호하는 기능이 뛰어나, 속건성 중도 도료로서 우수한 효과를 제공할 수 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.

본 발명의 실시예 1~3 및 비교예 1에서 사용된 아크릴 수지는 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 3급 아민기의 함유량(또는 아민기값), 산값, 수산기값, 중량평균분자량, 불휘발분 함량, 및 유리전이온도 별로 각각 아크릴 수지 (가) 및 (나)로 나타내었다.

구분	아민기값 (mgKOH/g)	산값 (mgKOH/g)	수산기값 (mgKOH/g)	중량평균 분자량	불휘발분함량 (%)	유리전이온도 (℃)
아크릴 수지(가)	40	5	20	10000	50	35
아크릴 수지(나)	0	5	20	10000	50	35

실시예 1

상기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 진공 증착(PVD) 도료를 제조하였다.

먼저, 아크릴 수지(가) 65중량%, 유기용제인 톨루엔, 노말-부틸아세테이트, 노말-부탄올, 메칠에칠케톤, 에칠아세테이트를 총량 33중량%, 첨가제 2중량%을 포함하는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란(Z-6040, Dow Corning 제조) 40중량%, 이소시아네이트기를 가진 경화제(Desmodur N-3300, N-75, Bayer 제조) 40중량%, 상기 유기용제 20중량%를 포함하는 2액을 10중량%으로 1액에 혼합하여 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료를 제조하였다. 이때, 상기 첨가제는 표면 조절제로 아크릴레이트 공중합체 (제조사:BYK) 및 소포제로 폴리실록산 용액(제조사:BYK)를 각각 0.5 중량% 및 0.1 중량%의 함량으로 포함하였다.

실시예 2~3

하기 표 2에 나타낸 바와 같이 각 성분의 조성으로 달리하여 1액과 2액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 진공 증착(PVD) 도료를 제조하였다.

비교예 1

하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 기존에 알려진 우레탄 도료 성분인 3급 아민기가 포함하지 않는 아크릴 수지 등을 사용하고 실란을 포함하지 않는 1액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 진공 증착(PVD) 도료를 제조하였다.

상기 실시예 1~3 및 비교예 1의 조성은 하기 표 2에 나타낸 바와 같고, 단위는 중량%이다.

구분	원료	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
1액	아크릴 수지(가)	65.0	68.0	68.0
	아크릴 수지(나)				68.0
	용제	33.0	30.0	30.0	33.0
	첨가제	2.0	2.0	2.0	2.0
	합계	100.0	100.0	100.0	100.0
2액	에폭시 실란	40.0	50.0	30.0
	이소시아네이트	40.0	30.0	50.0	70
	용제	20.0	20.0	20.0	30
	합계	100.0	100.0	100.0	100
혼합비 (1액:2액, 중량%)		10:1	10:1	10:1	10:1
※ 색상을 나타내기 위해 각 실시예 및 비교예 도료에 색종(NSPVG series제품, 일본NIKKO BICS 사 제조)을 전체 도료 총중량에 대하여 5 중량% 별도 투입함

비교예 2

기존에 개발된 UV 경화형 중도 도료로서, 진공 증착(PVD) 도료(일본, FKK사제품)를 준비하였다.

실험예 1: 진공 증착(PVD) 금속용 도료 도막의 물성 평가

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 의해 제조된 각각의 진공 증착(PVD) 금속용 도료를 폴리카보네이트(PC)에 주석(Sn)으로 증착된 시편에 7 내지 10㎛ 두께로 도포하고 80 ℃에서 10 분 동안 건조시킨 후, 핸드폰 증착용 UV 상도 투명 도료를 15 ㎛ 도포하고 자외선 광량 1000~1200 mJ/㎠, 광도 100~200 mW/㎠로 경화시켜, 경화된 도막 시편을 얻었다.

상기 도막 시편에 대해 하기의 물성 측정 방법에 따라 물성을 측정하였다.

외관검사

상기 경화된 도막 시편의 외관을 육안으로 관찰하고, 변색, 백화현상, 무지개 현상이 없는지를 평가하였다.

내 비등수성

끓는 물에 2시간동안 침지한 후, 헝겊으로 물기를 제거하고 상온에 4시간 방치 후 도막 상태를 관찰하여, 변색, 백화현상, 증착막의 산화 탈색이 없는지 평가하였다.

부착성

시험편에 1㎜ 간격으로 선을 그어 바둑눈 100개를 형성시키고, 테이프 접착 후 수직방향으로 3번 강하게 3회 당겨 도막의 부착성을 측정하고, 테이프 착탈시 가공면의 박리를 육안으로 판별하였다. 이때, 바둑눈이 한 개라도 박리가 있으면 불량으로 규정하였다.

내화장품성

도막 시험편에 선크림 로션을 바르고 상온 2시간 방치 후, 항온 항습 챔버(80 ℃, 80%)에 24 시간 방치하고, 로션을 물로 세척하여 4 시간 후 부착 및 외관 검사를 실시하였다.

고온 고습성

항온 항습 챔버(80℃, 80%)에 24/96시간방치 부착 및 외관 검사를 실시하였다.

열 충격 시험

온도 -40 ℃의 조건 하에서 1 시간 방치하고, 온도 85 ℃의 조건 하에서 1시간 방치하는 것을 사이클 1회(1Cycle)라고 하여, 이를 30회(30 Cycle) 반복 실시한 후에 부착 및 외관 검사를 실시하였다.

자외선 테스트

UV 램프(15W)를 시편에서 20 ㎝ 이격한 위치에 장착하고, 상기 조건 하에서 72시간 방치한 후에 탈색, 변색, 균열 등이 외관 검사를 실시하였다.

진동-내마모 시험

진동-내마모 시험기를 2시간동안 방치 후 시험 전 후 시료를 비교하여 도막의 막이 벗겨지지 않는 정도 육안으로 관찰 실시 하였다.

※진동-내마모 시험기: 특별한 마모 미립자들을 이용하여 연마 진동을 발생시켜 실사용간에 발생하는 생활마모를 평가하는 설비

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 의해 제조된 각각의 경화 도막 시편에 대해 물성 측정 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

시험 항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
외관검사	양호	양호	양호	양호	양호
내비등수성	양호	양호	양호	증착막 일부탈색	양호
부착성	100/100	100/100	100/100	100/100	100/100
내화장품성	양호	양호	양호	무지개	양호
고온 고습성	보통	양호	보통	보통	보통
열충격성	양호	양호	양호	양호	양호
자외선 테스트	양호	양호	양호	양호	양호
진동내마모성	양호	양호	양호	보통	불량

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~3에 따른 진공 증착(PVD) 금속용 도료가 비교예 1~2의 도료에 비해 내비등수성, 부착성, 고온고습성, 열충격시험 등의 모든 물성 측면에서 불량 평가 없이 매우 우수한 성능을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 더욱이, 실시예 1의 진공 증착(PVD) 금속용 도료는 외관검사 및 부착성, 진동-내마모성 측정에서 모두 "양호"한 평가로 매우 우수한 물성값을 갖는 것을 알 수 있다.

그러나, 기존에 알려진 우레탄 도료 성분인 3급 아민기가 포함하지 않는 아크릴 수지 등을 사용하고 실란을 포함하지 않는 1액을 사용한 비교예 1의 도료는 고온 고습성 평가에서 "보통" 정도로 물성값이 현저히 떨어지며, 내비등수성 평가에서도 증착막 일부가 탈색되는 것을 알 수 있다. 특히, 비교예1의 도료는 속건성의 물성이 현저히 떨어져, 상기 실험예 1에서와 같이 80 ℃에서 10 분 동안의 건조 조건에서는 충분한 건조가 이뤄지지 않으므로, 보다 더 많은 건조 시간이 요구되며, 이에 따라 상기 비교예 1의 도료를 연속으로 도장할 경우 도장 라인의 속도를 떨어뜨려서 작업성, 양산성이 크게 저해될 수 있다. 또한, 비교예 2의 UV 도료는 진동-내마모성 측면에서 "불량"으로 물성값이 현저히 떨어지므로, 진공 증착용 중도 도료에 적합하지 않는 것을 알 수 있다.

특히, 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~3의 도료는 기존 우레탄 도료가 형성하고 있는 주제의 하이드록실기와 경화제의 이소시아네이트기의 반응과 함께, 추가로 상기 기존 우레탄 도료의 반응 이외에 주제의 아민기와 경화제의 글리시딜기의 반응도 함께 일어나며, 이에 따라 생성된 도막의 가교 밀도와 유연성을 현저히 향상시키며, 최종 경화 도막이 기존 우레탄 도막보다 내비등수, 고온고습등의 환경 실험 및 진동마모 실험에서 뛰어난 물성을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 진공 증착(PVD) 도료는 증착 된 금속면에 대한 부착성이 우수할 뿐 아니라, 내비등수성, 내화장품성, 고온고습성, 열 충격성, 내자외선, 진동-내마모성 등에서도 우수한 특성을 갖으므로, 금속 진공 증착을 많이 이용하는 휴대폰, 네비게이션, 가전 제품 등에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

3급 아민기를 함유한 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 1액; 및

에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기를 함유한 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 2액

을 포함하는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
제 1항에 있어서,

상기 아크릴 수지는 아민기값이 10 내지 100, 산값이 3 내지 100 mgKOH/g, 및 수산기값이 10 내지 100 mgKOH/g인 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
제 1항에 있어서,

상기 아크릴 수지는 중량평균분자량이 5,000 내지 50,000인 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
제 1항에 있어서,

상기 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 10 내지 60 ℃인 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
제1항에 있어서,

상기 아크릴 수지는 카르복실기 및 하이드록실기를 포함하는 것인 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
제1항에 있어서,

상기 에폭시 실란은 글리시딜기를 포함하는 실란인 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료.
3급 아민기를 함유한 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 표면 조절 첨가제 1 내지 5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 1액을 제조하는 단계; 및

에폭시 실란 40 내지60중량%, 이소시아네이트기를 포함하는 경화제 30 내지 50중량%, 및 잔량의 유기용매를 포함하는 2액을 제조하는 단계

를 포함하는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료의 제조 방법.
제7항에 있어서,

상기 1액과 2액을 4:1 내지 20:1의 중량비로 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 2액형 진공 증착(PVD) 금속용 도료의 제조 방법.