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KR20090072234A - 내화학성, 내식성, 윤활성이 우수한 크롬프리 표면처리조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의제조방법 - Google Patents

내화학성, 내식성, 윤활성이 우수한 크롬프리 표면처리조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의제조방법 Download PDF

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KR20090072234A
KR20090072234A KR1020070140288A KR20070140288A KR20090072234A KR 20090072234 A KR20090072234 A KR 20090072234A KR 1020070140288 A KR1020070140288 A KR 1020070140288A KR 20070140288 A KR20070140288 A KR 20070140288A KR 20090072234 A KR20090072234 A KR 20090072234A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
wax
resistance
galvanized steel
surface treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020070140288A
Other languages
English (en)
Inventor
홍찬
주재현
이영호
Original Assignee
동부제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동부제철 주식회사 filed Critical 동부제철 주식회사
Priority to KR1020070140288A priority Critical patent/KR20090072234A/ko
Publication of KR20090072234A publication Critical patent/KR20090072234A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
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Abstract

본 발명은 내화학성, 내식성, 윤활성이 우수한 크롬프리 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 크롬프리 표면처리 조성물은, 중량%로, 아크릴우레탄수지:40~70%, 티타늄, 셀레늄, 지르코늄, 알루미늄, 바나듐계 금속 중 적어도 2종 이상을 포함하는 이온성분 알칼리계산화물:10~30%, 인산/인산계 화합물:1~10%, 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카:0.1~10%, 실란커플링제 내지 기타 커플링 첨가제:1~5%, 유기 또는 무기슬립제:1~5%, 수용성 이소시아네이트계 가교제:1~3%, 변성 PE계 왁스(WAX):0.1~1.0%로 구성된다. 본 발명에 의하면 아크릴우레탄수지의 유무기 복합타입의 폴리머와 커플링 첨가제 등의 추가첨가제를 이용하여 내산성, 내알카리성, 도장성, 윤활성, 내흑변성, 작업성 등이 우수하면서도 환경친화적인 전기아연도금강판을 생산할 수 있는 이점이 있다.
전기아연도금강판, 크롬프리, 아크릴우레탄수지, 내지문

Description

내화학성, 내식성, 윤활성이 우수한 크롬프리 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법{Cr-Free surface treatment compositions having high chemical resistance, corrosion resistance and lubricating property, and method for producing anti-fingerprint electrolytic galvanized steel sheet coated thereof}
본 발명은 크롬프리(Cr-Free) 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내산성, 내알카리성, 도장성, 윤활성, 내흑변성, 작업성 등이 우수한 환경친화형 크롬프리(Cr-Free) 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
자동차, 가전제품의 소재로 사용되는 전기아연도금강판은 도금층의 표면외관이 미려하도록 내식성, 내지문성 또는 윤활성 등이 요구된다. 따라서 전기아연도금강판의 경우 일반적으로 인산염처리나 크로메이트처리 또는 유기수지 도포처리하여 내식성, 내지문성 또는 윤활성 등을 확보하게 된다.
특히, 전기아연도금강판은 가공 공정에서 작업장 내의 유기 물질이나 지문 등에 의해 강판 표면이 쉽게 오염되고, 오염된 부위는 강판의 내식성 및 도장성에 나쁜 영향을 미치게 되므로 이를 방지하기 위해 크로메이트 처리한 강판을 사용하게 된다.
하지만 크로메이트 처리한 강판은 내식성, 내지문성 등은 우수하나, 인체에 유해한 크롬을 사용하므로, 인체에 장기간 접촉되거나 흡입되면 피부 알레르기 및 내장질환을 유발하게 된다. 따라서 최근에는 크로메이트가 함유된 제품을 기피하는 움직임이 확산되고 있다.
이에 대한 대안으로 크로메이트를 함유하고 있지 않은 물질로 몰리브데늄이나 망간산화물 등의 무기염 등이 대체물질로 사용하고 있다. 하지만 이는 강판의 표면에 목표 물성에 맞도록 피막을 형성시키는데 많은 시간이 소요되고, 내식성, 내화학성 및 표면 균일성 등의 일부 물성에서 크로메이트 피막에 비해 열위하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크로메이트가 함유되지 않고도 고내식성, 알카리저항성, 내스크레치성(내마모성) 가공성, 내용제성, 작업성, 피착체에 대한 접착성, 내지문성 및 내흑변성 등의 물성이 확보되는 크롬프리(Cr-Free) 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다,
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은
본 발명에서는 크로메이트가 함유되어 있지 않은 유기물 혹은 유무기복합수지인 크롬프리 표면처리 조성물을 전기아연도금강판에 0.5~2.0㎛가 되도록 코팅하고 80~160℃에서 건조 처리해줌으로써 지문방지와 더불어, 표면외관 및 요구 물성을 개선시킨 내지문 전기아연도금강판을 생산한다. 따라서 내산성, 내알카리성, 도장성, 윤활성, 내흑변성, 작업성 등이 우수하면서도 환경친화적인 전기아연도금강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 크롬프리 표면처리 조성물 및 이를 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 크로메이트가 함유되어 있지 않은 유기물 혹은 유무기복합수지인 크롬프리 표면처리 조성물을 전기아연도금강판에 얇게 처리해줌으로써 지문방지와 더불어, 표면외관 및 요구 물성을 개선시킨 내지문 전기아연도금강판을 생산하는 것이다.
보다 상세하게는 유기 폴리머 타입의 용액에 특정한 특성을 부여하기 위해 유무기 복합타입의 폴리머를 이용하거나 그것과 경화제를 중온(70~80℃)에서 중합 반응시켜 유사하게 수지를 개량하는 방법을 사용하는 것이다.
상기 수지는 전기아연도금 내지 인산염소재의 특성을 고려하여 이소시아네이트기/하이드로옥시기(NCO/OH)의 우레탄 분자량 5만에서 7만의 것을 사용하며, 단일 폴리머를 사용하지 않고 2~3개의 복합폴리머를 혼용한다. 상기 복합폴리머로는 아크릴우레탄수지가 사용될 수 있다.
그리고 몰분율(Mole Fraction)에 따른 비율분배 최적화와 다양한 폴리디올(Polydiols), 디이소시아네이트(Diisocyanates) 등을 이용하여 분자길이는 길고 입자 크기는 나노화하여 이에 따른 분산성을 극대화하여 표면 처리면의 광택 및 안정성이 특화된 합성수지를 제조하는 것이다.
상기 합성수지는 Soft segment와 Hard Segment를 공유함으로써 신축성, 반발성 등 접촉(touch)감이 우수하고, 비교적 고분자의 프레폴리머(prepolymer)로 침투성을 막아 내식성의 향상시킨다.
상기 합성수지는 접착성이 우수하고, 3차원 망상구조를 이루고 있어 내수성, 내용제성, 내알카리성, 내산성이 뛰어나며, 처리면에 저침식 및 굴절율이 큰 피막 형성이 우수하여 광택성 및 심색성이 뛰어나다.
상술한 합성수지를 기본 베이스로 상기와 같은 한가지 내지 두 가지 방법을 병행하거나 이용하여 금속표면에 유기피복의 물성을 만족시키는 것은 어렵다. 따라서 상기 합성수지에 추가적인 첨가제를 사용하여 최상의 경화형태를 만족할 수 있다.
그리고 상기 합성수지는 100℃이상의 열처리 공정으로 고온에서 코팅피막이 형성되므로 수지금속의 원자가 코팅피막층으로 확산되어 우수한 막의 경화도와 음극보호작용을 나타낼 수 있다.
상기 합성수지의 성능을 보강하기 위한 예로는 (1)수성 아크릴우레탄수지와 이소시아네이트계 경화제를 혼용하여 사용하는 방법. (2)아크릴우레탄수지와 실리카 입자를 분산시켜 만든 유무기화합물. (3)변성우레탄에 아크릴을 중합하여 사용하는 방법. (4)아크릴우레탄수지에 여러가지 아민류를 선반응시켜 경화속도를 증가시키는 방법 등이 있다.
유기수지의 상단에 경화제를 첨가하는 것에 의해 충분한 경화는 가능하다. 그러나 고급의 견고한 막을 얻기 위하여는 경화촉진제를 보조적으로 사용해야 한다. 예를 들어 트리-n-부틸아민, 변질메틸아민, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등의 제 3 급아민류나, 2-페닐이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등의 이미다졸류 등이 사용될 수 있다. 또한 여러가지의 아민류의 경화제를 사용하거나 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있다.
일반적으로 아민류의 경화제를 사용하였을 경우에 에폭시 수지의 효과가 가 장 좋다. 그러나 아민류의 경화제는 경화력이 너무 높아 심가공시 수지의 균열 및 찢어짐이 발생되고, 고유의 흑변 및 외관이 어두워지기 쉬우며 처리시 고온이 필요하는 등의 제약이 있다.
우레탄은 경화(hardness)를 증가시키고 3차원 망상구조로 갈수록 내식성이나 내약품성이 우수하다. 용제는 5~6% 가량의 디메틸포름아마이드(DMF)타입이나 N-메틸피롤리돈(NMP)타입을 사용한다.
아크릴은 우레탄과 단순혼합 할 수 있다. 이는 크롬프리 표면처리 조성물에 우레탄수지가 낼 수 없는 특수한 성질을 부여하기 위한 것으로 아크릴과 우레탄은 상기 조성물에 비율별로 독특한 물성을 가지게 할 수 있다.
하지만 상기 아크릴은 우레탄에 대한 상대적인 함량이 증가할수록 경화제의 영향에 의해 쉽게 겔(gel)화 된다. 그리고 상기 아크릴은 단독 아크릴로서는 윤활성이 우수하나, 알칼리 또는 산에 의해 침식되기 쉽다. 그리고 수지의 몰(mol)비가 각종 물성에 영향을 미치므로 프레스가공, 알칼리 탈지, 윤활유 지문의 오염 등의 다양한 외부요인을 고려하여 상기 아크릴과 우레탄의 비율을 결정한다.
상기 아크릴우레탄수지는 중량%로, 40~70% 함유되는 것이 바람직하다. 아크릴우레탄수지는 40%미만으로 첨가될 경우 내식성 및 내알칼리성이 감소되고, 70%를 초과하여 첨가되어도 내식성이 감소된다. 이는 유기물계와 무기물계의 비율이 일정수준에 적합하지 않아 발생되는 것이다. 그리고, 아크릴 우레탄은 표면반응의 최소화를 위해 PH를 8~9로 설정한다.
상기 크롬프리 표면처리 조성물에는 보조적 역할을 하기 위한 추가적인 첨가 제가 더 포함된다.
추가적인 첨가제로는 티타늄, 셀레늄, 지르코늄, 알루미늄, 바나듐계 금속 중 적어도 2종 이상을 포함하는 이온성분 알칼리계산화물:10~30%, 인산/인산계 화합물:1~10%, 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카:0.1~10%, 실란커플링제 내지 기타 커플링 첨가제:1~5%, 유기 또는 무기슬립제:1~5%, 수용성 이소시아네이트계 가교제:1~3%, 변성 PE계 왁스(WAX):0.1~1.0%이 포함될 수 있다.
보조적 역할을 하는 무기 산화피막 성분은 도막을 형성하여 무기성분인 인산염의 치밀도를 증가시키는 기능을 하는 것은 물론 결합의 중간재로서 작용한다. 아연도금강판내 인산염층이 없으면 코팅층에 전도성 부착량을 조절하여 쉽게 부여할 수도 있다.
상기 산화피막 성분의 적합한 함량은 중량부 10~30%의 이온성분 알칼리계산화물인 무기성분이 사용된다. 무기성분의 농도가 10%미만인 경우, 결합능력이 저하되고 첨가제로서의 기능이 적으며, 30%이상인 경우 특히, 20%이상인 경우에 상대적으로 용액이 불안정상태가 되거나 수지의 양을 높게 설정하기 어렵다. 따라서 상기 산화피막 성분의 함량은 중량부 10~20%의 무기성분이 사용되는 것이 더 바람직하다.
이와 같은 무기물 수지 등은 실란커플링제로 결합 고정시키는 것이 가장 일반적이다. 실란커플링제는 유기와 무기를 바인더로서 보조할 수 있으며, 소량 사용으로도 큰 성능향상을 기대할 수 있다.
실란 커플링제는 에폭시계, 아미노계 및 메타크릴계 실란커플링제가 사용되 며, 예로는 글리시드옥시프로필에톡실란, 아미노프로필 에톡실란, 메톡시옥시프로필 트리메톡실란 등이 있다. 실랑 커플링제는 그 밖에도 티탄으로 치완된 것 등 변형되어진 커플링제를 사용하여도 무방하다. 실란커플링제는 수지 고형분의 100중량부를 기준으로 하여 0.1~2.0 중량부를 첨가하면 소부온도를 최소 10 ℃에서 20℃까지 저하할 수 있는 부가효과가 있으며, 내알칼리성 및 내수성 등의 성능에 영향을 미친다.
특히, 상기 실란 커플링제는 1% 미만 첨가되면 소재와 피막의 접착성이 열위하여 내알칼리성 테스트시 피막이 박리되고, 5%이상 첨가되면 내지문 용액을 겔(gel)화 시켜 용액 안정성을 낮아지게 한다. 따라서 상기 실란 커플링제의 함량은 중량%로 1~5% 사이로 첨가됨이 바람직하다.
상기 상술한 무기산화피막 성분으로는 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 철(Fe), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 바나듐(V), 세륨(Ce) 중 적어도 1~2가지 형태의 무기물을 포함하게 된다. 상기 무기물은 알카리성이나 산성 수용액 속에 균일하게 분산된 상태에서 첨가제로 사용되면 전기아연도금강판의 내식성, 심가공부 내식성, 표면 균일성 등에 기여할 수 있다.
상기 혼합된 내식성 도료조성물첨가제의 PH는 용액의 안정성이나 점도에 영향을 미치기 때문에 일정수준의 용매를 부수적으로 첨가 또는 중량비를 정확하게 맞추어줄 필요성이 있다. 예를 들어,
(a) 암모니아수, 무기계 실리케이트, 용매, 및 H2O로 구성되어진,
(b) 개미산, 무기계 실리케이트 용매, H2O로 구성
(c) 암모늄염, 무기계 실리케이트 용매, H2O로 구성되어진 무기물의 용매로 사용할 수 있고, 원하는 수지에 겔(gel)형상이 발생하지 않도록 천천히 투입하거나 온도를 조정하며, 대략 수지/ 무기물 수용액 90:10 비유로 혼합하는 것이 적합하다.
인산/ 인산계 하합물은 1~10%범위로 첨가된다. 이는 내식성 및 조성물의 PH를 중성화하여 저장안정성을 확보하기 위한 범위이다.
그리고 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카는 0.1~10% 범위로 첨가된다. 이는 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카는 0.1%미만으로 첨가되면 내식성 및 전도성을 감소시키고, 10%초과되면 내지문용액의 침전 발생을 발생시키거나 무기물 박리로 인한 내알칼리성 테스터시 피막이 박리되는 현상이 발생되기 때문이다.
강판표면의 아연(Zr)입자나 실리콘(Si)입자는 분체도장의 밀착성을 향상시키는 기능도 할 수 있다. 인산염 조직내에 침투-코팅되는 무기물은 그 크기와 충분한 양 때문에 도료 밀착성에도 다소 영향을 미치며, 무기가교성분 1종과 가교성분과 결합하는 입자화된 수용성 성분에 수지와의 알카리 반응을 미세하게 유발시킨다. 무기물과 커플링제무기가교제만으로도 내식성 수지 내식성을 몇 배 정도를 증가시킬 수 있다. 따라서 유기 또는 무기슬랩제는 1~5 w%, 수용성 이소시아네이트 가교제는 1~3 w% 첨가된다.
이와 같은 물질들은 단독으로 사용할 시 소부온도가 60℃ 이하의 온도에서도 건조가 가능하다. 가교의 개시, 소지면과의 반응, 무기물 결합으로 이상적인 다공질의 공극채움을 형성하고, 이것은 유기수지에 균일하게 분포되게 한다. 코팅이나 무기재료는 거의 균일하고 완전하게 용해되어 있어야 하기 때문에 용제의 선택도 중요하다.
실란커플링제는 알콕시기와 같은 가수분해성기와 아크릴, 에폭시, 비닐 및 메캅토기와 같은 유기 관능기를 가지고 있어 수지 등의 유기질 재료와 실리카, 유리, 금속 등의 무기질 재료 간의 결합력 증대 및 밀착성을 향상시켜준다.
그러나 실란커플링제는 물에 가수분해되는 성질을 가지며, 일반적으로 유기성분일 경우는 겔(gel)화를 촉진시키고, 무기성분일 경우는 바닥으로 비중이 높은 무기물이나 불안정한 입자들을 침강시키는 작용도 한다.
용매는 에탄올, 이소프로필알콜(IPA) 등이 사용된다. 상기 에탄올, 이소프로필알콜(IPA) 등은 수용성 용액에서는 저작극성일 뿐 아니라 물성에 특별한 영향을 주기 않기 때문에 첨가할 수 있다. 이와 같이 구성되어진 내식성도료 보조 조성물이 표 2에 제공된다.
추가적으로 왁스(Wax) 또는 이와 유사한 윤활제 등이 사용된다. 윤활성은 윤활성(MOBILITY TESTER) 값 0.10~0.14를 유지하여야 프레스 가공시 마찰에 의한 마모변색을 줄일 수 있다. 또한 코팅 소재의 부드러운 감촉을 충족시키기 위해서는 무기고체윤활제, 유기윤활제, 천연 또는 합성윤활제 등이 0.1~1% 첨가되어야 한다.
분체도장에 있어서는 밀착성과 반비례하게 되므로 과량 첨가는 불가하며, 변 성 PE계 왁스(WAX)가 내약품성이 뛰어나므로 사용에 유용하다. 분체도장에는 에폭시, 폴리에스터, 에폭시폴리에스터 등이 사용될 수 있다.
다음으로 크롬프리 표면처리 조성물을 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법에 대해 설명한다.
크롬프리 표면처리 조성물을 피복한 내지문 전기아연도금강판의 제조방법은 중량%로, 아크릴우레탄수지:40~70%, 티타늄, 셀레늄, 지르코늄, 알루미늄, 바나듐계 금속 중 적어도 2종 이상을 포함하는 이온성분 알칼리계산화물:10~30%, 인산/인산계 화합물:1~10%, 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카:0.1~10%, 실란커플링제 내지 기타 커플링 첨가제:1~5%, 유기 또는 무기슬립제:1~5%, 수용성 이소시아네이트계 가교제:1~3%, 변성 PE계 왁스(WAX):0.1~1.0%의 수지조성을 가지는 조성물을
전기아연도금강판 및 인산염이 처리된 전기아연도금강판에 0.5~2.0g/m2의 건조부착량으로 도포하고, 강판의 표면온도가 80~160℃가 되도록 열풍, 유도가열 또는 근적외선(NIR, Near InfraRed)방식으로 건조하여 후처리하는 것이다.
여기서, 조성물의 건조부착량은 0.5g/m2미만이면 내식성 및 수지보호능력이 미비하고, 2.0g/m2을 초과하면 비용이 증가되는 것은 물론 밀착성도 불량해지므로 0.5~2.0g/m2의 범위로 설정한다. 그리고 코팅 후 건조시 강판의 표면온도를 80~160℃가 되도록 설정하는 것은 표면온도가 80℃미만이면 수지가 완전히 경화되지 않아 물성확보가 어렵고, 160℃를 초과하면 우수한 물성을 확보할 수는 있으나 비용의 문제점이 발생되기 때문이다.
상술한 본 발명은 아연도금강판 위에 유기물하드코팅을 베이스로 원코팅(One Coating)처리하는 것을 기본으로 하되, 피막의 나판내식성이 120hr, 가공후 내식성이 48hr이상 유지된 후 백청이 5%미만 발생한 경우를 고내식성이 확보되는 것으로 하여 우레탄과 아크릴의 비율을 설정한 것이다.
또한, 본 발명은 크롬프리 표면처리 조성물이 피복된 전기아연도금강판의 광택도가 13이상이 유지되고, 표면흑면화는 120hr에서 240hr까지 색차값이 2이하가 유지되도록 한 것이다.
이하, 발명의 이해를 돕고자 실시예에 기초하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
표 1 및 표 2에는 본 발명에 의한 전기아연도금강판에 코팅된 조성물의 성분비율 및 물성평가의 관계에 대한 결과치가 나타나있다.
(실시예1)
본 실시예에서는 판두께 0.8mm인 전기아연도금강판에 표 1에 기재된 비율로 구성되는 코팅용액을 각각 1.3~1.5g/m2로 코팅하고, 130℃의 오븐을 통과하여 소부 건조시켜 후처리된 내지문 전기아연도금강판을 제조하였고, 이에 따른 물성 평가 결과를 다음과 같이 나타내었다.
구분 우레탄:아크릴: 경화제(아민계)비율 NaOH 5% 1min 침적 후 24hr 내식성(dip) 윤활성 (Mobilty test) 내땀성 항온조 50℃ 240hr 경과 액상태
실시예1 15:80:5 100%백청 0.14 × gel
실시예2 30:65:5 80%백청 0.14 × 점도 상승
실시예3 50:45:5 50%백청 0.16 △ 양호
실시예4 70:25:5 50%백청 0.17 ○ 양호
실시예5 15:75:10 80%백청 0.14 × gel
실시예6 30:60:10 70%백청 0.14 △ gel
실시예7 50:40:10 40%백청 0.16 △ 점도 상승
실시예8 70:20:10 40%백청 0.17 ○ 양호
○:양호, △:약한 변색, ×:진한변색/적청
즉, 우레탄과 아크릴의 비율이 중량%로, 40~70% 구성된 경우 내식성, 윤활성, 내땀성 및 항온조 50℃에서 240hr 경과한 후의 액상태 등이 양호한 것을 확인할 수 있다.
(실시예2)
본 실시예에서는 판두께 0.8mm인 전기아연도금강판에 표 2에 기재된 비율로 구성되는 코팅용액을 각각 1.5g/m2로 코팅하고, 130℃의 오븐을 통과하여 소부 건조시켜 후처리된 내지문 전기아연도금강판을 제조하였고, 이에 따른 물성 평가 결과를 다음과 같이 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2
폴리우레탄 수지 10 30 35 35 35 35 무기 실링처리+ 유기피복강판 (2Coat) 기존 Cr함유 강판
아크릴수지 50 20 15 15 15 15
경화제 2 2 2 3 3 3
실란커플링제 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5
방청제 20 20 20 20 20 20
D/W 16.8 26.8 26.8 25.8 25.3 25.1
WAX 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 1.4
내식성(SST) 120시간 백청없을 것 10%점백청 5%점백청 ○ ○ ○ ○ ○ ○
내알칼리성 (5%NaOH) 5분이상 △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
윤활성 (Mobility test) 0.11 0.11 0.12 0.12 0.12 0.10 0.13 0.16
가공성 2T, 4T두께로 180°구부린 후 도막탈락여부 ○ ○ ○ ○ ○ ×박리 ○ ○
내지문성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
내흑변성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △
분체도장 ○ ○ ○ ○ ○ ×박리 △ ○
작업성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×부착량 조절불량 △유해
○:양호, △:미흡, ×:불량
상기 표 1과 표 2에 의하면 본 발명에서 제시하고자 하는 범위는 표 1의 실시예 4와 실시예 8 및, 표 2의 실시예 3 내지 실시예 5를 통해 양호한 결과가 얻어짐을 확인할 수 있다.
또한, 표 1 및 표 2를 통해 폴리우레탄수지에 비해 아크릴수지의 함량이 상대적으로 증가된 경우에는 겔(gel)화 또는 점백청이 발생됨을 확인할 수 있고, 표 2의 실시예6에서 처럼 왁스(WAX)가 기준치 이상으로 첨가된 경우 박리 현상이 발생됨을 확인할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 중량%로, 아크릴우레탄수지:40~70%, 티타늄, 셀레늄, 지르코늄, 알루미늄, 바나듐계 금속 중 적어도 2종 이상을 포함하는 이온성분 알칼리계산화물:10~30%, 인산/인산계 화합물:1~10%, 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카:0.1~10%, 실란커플링제 내지 기타 커플링 첨가제:1~5%, 유기 또는 무기슬립제:1~5%, 수용성 이소시아네이트계 가교제:1~3%, 변성 PE계 왁스(WAX):0.1~1.0%의 수지조성을 가지는 것을 특징으로 하는 크롬프리 표면처리 조성물.
  2. 중량%로, 아크릴우레탄수지:40~70%, 티타늄, 셀레늄, 지르코늄, 알루미늄, 바나듐계 금속 중 적어도 2종 이상을 포함하는 이온성분 알칼리계산화물:10~30%, 인산/인산계 화합물:1~10%, 콜로이드상의 이산화규소 또는 그와 유사한 휴미니드 실리카:0.1~10%, 실란커플링제 내지 기타 커플링 첨가제:1~5%, 유기 또는 무기슬립제:1~5%, 수용성 이소시아네이트계 가교제:1~3%, 변성 PE계 왁스(WAX):0.1~1.0%의 수지조성을 가지는 크롬프리 표면처리 조성물을
    전기아연도금강판 및 인산염이 처리된 전기아연도금강판에 0.5~2.0g/m2의 건조부착량으로 도포하고, 강판의 표면온도가 80~160℃가 되도록 열풍, 유도가열 또는 근적외선(NIR, Near InfraRed)방식으로 건조하여 후처리하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변성 PE계 왁스(WAX)를 0.1~1% 첨가하여 윤활성(MOBILITY)값 0.10~0.14를 유지하고, 상기 왁스처리된 전기아연도금강판의 상단면에는 에폭시, 폴리에스터, 에폭시폴리에스터를 이용하여 분체도장 처리하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 아크릴우레탄수지는 PH를 8~9로 함을 특징으로 하는 전기아연도금강판의 제조방법.
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