KR0180863B1 - 텍스쳐 갈바륨강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 1.6중량% Si 를 함유하는 합금도금을 피복한 도금강판의 외관에 입체감을 부여하여 기존제품의 단조로움을 탈피하고 일반 PCM도장강판보다 내마모성, 가공성, 내식성을 향상시킨 도장강판에 관한 것으로, 그의 주요 구성은, 소지강판(1)과, 그 위에 도금하는 10∼30㎛의 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 1.6중량% Si 합금도금층과, 합금도금층(2) 위에 크롬산염 처리를 한 크롬산염층(3)과, 크롬산염층(3) 상에 형성시킨 텍스쳐도막층(4, 5)으로 이루어지는 텍스쳐 갈바륨도장강판이다.

또한 본 발명의 제조방법은 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 1.6중량% Si 로 이루어지는 섭씨 500∼700도의 합금용융도금 욕조내에 강판을 통과시켜 에어와이핑법에 의해 도금피복량을 조절하여 도금처리하는 공정과, 롤코팅방법을 사용하여 얇은 박막으로 도포한 후 섭씨 60-140도 온도조건에서 건조시켜 20∼80㎎/㎡ 의 크롬산염층(3)으로 형성시키는 크롬산염처리 공정과, 그리고 텍스쳐 도료를 롤코팅한후 섭씨 210-241도로 가열하여 건조시키는 텍스쳐 도막층(프라이머 및 상도 2층)(4, 5)의 도장공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

텍스쳐 갈바륨강판 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 강판의 피복 상태를 도시하는 확대 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 소지강판층 2 : 합금도금층

3 : 크롬산염층 4 : 제1텍스쳐 도막층

5 : 제2텍스쳐 도막층

본 발명은 강판의 표면에 55중량% Al, 43중량% Zn, 및 1.8중량% Si(이하, %는 중량 %임) 합금을 용융도금한 공지의 합금용융도금 강판(소위, 갈바륨강판)에서 그 상층에 부식방지를 위해 도포형 크롬산염 처리를 하고, 그 상층에 입체감 및 기능성을 부여하는 텍스쳐(TEXTURE) 도료를 도포한 갈바륨도금강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

현재 시중에 사용되어오고 있는 55% Al, 43% Zn, 및 1.8% Si 을 포함하는 합금 도금강판(갈바륨 강판)은 내식성, 내후성을 위한 표면처리 강판으로 사용되고 있는바, 예로써 건축구조용재 및 도장하지용 표면처리 강판으로 사용되어 왔으나, 이는 아연의 희생방식 기능과 알루미늄의 부동태화 기능을 겸비함으로써, 내식성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.

그러나 갈바륨강판은 알루미늄이 포함되어 있는 관계로 일반적인 단순한 아연도금 강판보다 경도가 높아져 롤(Roll)이나 프레스 성형시 금형과의 윤활성이 나빠 도금층이 벗겨지거나 마찰에 의한 금속 분말이 생겨 소지강판 및 금형에 손상이 발생하고 특히 내마모성이 약해 강판의 표면손상이 쉽게되는 등의 단점이 있다.

이와 같은 결점을 보완하기 위해 통상적으로 도금강판 표면에 기능성 및 외장성을 부여하는 도료를 도포하여 가공성을 부여하고 있으나, 갈바륨의 특성 및 일반 PCM(Pre-coated metal)도료의 기능성 저하로 별효과가 없다.

그리고 수요가의 필요에 따라 이를 가공시 가공부분의 미세한 크랙으로 인하여 내식성이 떨어지는 등의 단점이 있다.

근래에는 상기한 문제점들을 보완하기 위해 갈바륨 도금강판 위에 윤활성을 부여한 수지를 도포하여 가공성을 높인 제품도 있으나, 가공후 윤활피막이 존재하는 상태에서 일반 도료를 도포시 도막간의 밀착력이 떨어지는 등의 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 경도가 강한 갈바륨 도금 강판에 가공성, 내마모성 및 외장성이 뛰어난 텍스쳐(TEXTURE)도료를 도장하는 가공을 포함시켜, 성형가공시 강판표면에 대한 손상을 줄이고 내식성, 내마모성 및 가공성이 양호하도록 할 뿐만 아니라 도막 외관 또한 기존의 평활한 상태보다 입체적이고 변화가 있는 상태로 하여줌으로서, 기능성 및 외장성을 향상시킨 강판을 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 강판은 소지강판(1)과, 그 위에 도금하는 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 그리고 1.6중량% Si 를 포함하는 10∼30㎛ 두께의 합금도금층(2)과, 합금도금층(2) 위에 크롬산염 처리를 한 크롬산염층(3)과, 크롬산염층(3) 상에 형성시킨 텍스쳐 도막층(4, 5)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 도장강판의 제조 방법은 55% Al, 43.6% Zn, 1.6% Si 로 이루어지는 합금 용융 금속 내에 일반 강판을 통과시켜 에어와이핑법에 의해 도금 피복량을 조절하여, 소지강판층(1) 상에 55% Al, 43.6% Zn, 1.6% Si 합금 도금층(2)이 10∼30㎛ 되도록 합금 도금처리 한다.

이때 도금 욕조 온도는 섭씨 500∼700도가 적당하다.

그 위에 롤 컷팅 방식에 의해 표면에 얇은 막을 도포하여, 섭씨 60∼140 도의 온도조건에서 건조시켜 크롬산염 처리를 하여 20∼80㎎/㎡ 의 크롬산염층(3)을 형성시키고, 그 위에 텍스쳐 도막층을 구성하는 프라이머 및 상도를 건조도막 두께(D.F.T) 5㎛ 및 18∼22㎛ 가 되도록 2층으로 롤코팅 도장하여 제1 및 제2텍스쳐 도막층(4, 5)이 각각 형성되도록 한다.

그런후, 드라이 오븐에서 상기와 같이 롤코팅한 강판을 섭씨 210-241 도로 가열하여 건조시키면 본 발명의 텍스쳐 갈바륨 강판이 완성된다.

이때, 갈바륨 도금강판상에 도포하는 PCM(Pre-coated metal)도료 즉, 텍스쳐도료는 도장하는 도금강판에 가공성, 내마모성 등의 다양한 기능을 부여하며, 도막 외관의 외장성 또한 기존도료의 평활한 상태와 비교해 볼때 보다 매우 입체적이고 변화가 있는 상태를 부여한다.

여기서 사용되는 PCM도료는 본 발명의 출원인 고려화학(주)에서 공동 개발한 텍스쳐도료(제품명 : 코마톤(KOMATONE))를 사용한다.

텍스쳐 도료는 가공성 및 내마모성을 부여해 주는 선상 및 망상의 폴리에스터 수지를 포함하며, 그에 포함되는 안료로는 유기, 무기안료를 제한없이 사용할 수 있다.

그리고, 이에 사용되는 필러(FILLER)로는 도막에 내마모성과 입체감을 부여하기 위하여 윤활성과 경도가 높은 구형의 아미드를 입자크기 20∼40 마이크론 정도의 그레이드(GRADE)를 선정하여 사용한다.

이 아미드는 안정된 물질로서 뛰어난 내구력과 화학적인 내성, 윤활성 및 높은 경도를 가지고 있어, 도막의 물리적, 화학적 성능을 향상시켜 준다.

사용된 아미드는 소부과정에서 융점 온도가 섭씨 200도 이상에 도달하면 결정 아미드의 표면에서 약간의 용융이 진행되어 바인더와 아미드 표면에서 융합이 이루어지며 도막 외관에 부드러운 요철이 형성된다.

링클(WRINKLE)은 일반적으로 사용되는 소광제를 사용하지 않고도 도막의 광택을 무광택(10%)으로 저하시킬 수 있어, 소광제 과량 사용으로 인한 도막의 가공성 저하를 방지할 수 있고 도막 표면 전면에 균일한 링클이 형성됨으로서, 입체감과 볼륨이 있는 도막을 얻을 수 있다.

이 도막의 형성원리는 폴리에스터/멜라민 큐어시스템(POLYESTER/MELAMINE CURE SYSTEM)에서 경화 촉진제로 산촉매를 사용하며, 일반적으로 PTSA(Para tolune sulfonic acid), DNNSA(Dinonil naphthalene sulfonic acid)등을 사용한다. 이때 도료는 소부과정에서 도료 표면의 경화가 배부 경화보다 약간 빠르게 진행되며 서서히 건조도막이 형성된다.

주름은, 반응을 촉진시키는 산촉매와 반응을 억제시키는 휘발성이 강한 반응 억제제를 혼합 사용함으로서, 도료의 소부에 의한 경화시 반응 억제제가 도막 표면으로 부유되면서 도막표면은 반응 억제제에 의하여 반응이 지연되며 내부는 반응 촉진제에 의하여 반응이 촉진됨으로서 도막내부와 표면의 경화속도가 내부의 경화 속도보다 느리게 함으로서 경화시 일어나는 부피축소 차이에 의하여 표면에 주름이 형성된다.

상기한 특성을 갖는 도료를 이용한 본 발명에 따른 강판은 내마모성, 가공성이 우수하게 되고 또한 입체감을 갖는 등의 외장성이 뛰어나 기존 제품의 단조로움에서 탈피한 새로운 기능성과 외장성을 갖는 장점이 있다.

즉 가공시 외부의 물리적 압력에 대하여, 1차로 텍스쳐 도료에 포함되어 있는 수지층이 도금강판을 보호함으로서 가공성을 부여하고, 2차로 필러(FILLER)가 마모성을 나타내어 도금피막을 보호하게 된다. 또한 표면외관에 있어서도 기존보다 미려한 외면을 나타낸다.

상술한 효과에 대한 실험적인 자료는 다음에 예시한다.

1. 내마모성

어브레이젼 테스트(ABRASION TEST)에 의한 성형자국 시험

본 마모성의 시험은 예로써 연마석을 이용하여 표면을 마모시켰다.

연마석의 시험편에 대한 연마회전 회수 : 200회

연마석의 크기 및 갯수 : 100g × 2

시험결과 아래의 표면 사진물 비교에서 보듯이, 일반 변성칼라 강판의 경우엔 표면에 매우 심한 마모 상태를 나타내었으나 본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 강판은 표면의 마모 상태가 적게 나타났다.

2. 가공성(SQUARE CUPPING)

두 시편을 개략 컵 형상으로 각각 성형하여 본 결과 아래의 비교 사진물에서 보듯이, 일반 변성칼라 강판은 흑색의 도장이 완전히 벗겨지고, 세로로 줄 형태의 긴 성형자국이 심하게 나타났다.

심한 경우에는 세로로 찢어지는 터진 부위도 발생한다.

반면 텍스쳐 갈바륨 도장강판은 성형자국이 거의 나타나지 않았다.

3. 외장성(표면무늬 및 질감)

비교되는 두 강판의 표면을 현미경(×175배)으로 촬영하여 보았다.

(아래의 강판표면의 확대사진 참조)

본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 강판은 표면에 아름다운 무늬가 형성되어 있어 외장성이 좋게 나타난다.

상술한 시험들에 의한 비교 결과에 의하면, 본 발명에 따른 텍스쳐 갈바륨 강판은 종래의 비교되는 일반변성 칼라강판 보다 내마모성, 성형가공성, 그리고 표면의 외장성 등의 면에서 모두 우수한 성질의 것으로 나타남을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. 소지강판(1)과 그 위에 도금하는 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 그리고 1.6중량% Si 를 포함하는 10∼30㎛ 두께의 합금도금층(2)과, 합금도금층(2) 위에 크롬산염 처리를 한 크롬산염층(3)과, 크롬산염층(3)상에 형성시킨 텍스쳐 도막층으로 이루어지는 텍스쳐 갈바륨 강판
2. 제1항에 있어서, 크롬산염층(3)은 20∼80㎎/㎡ 로 도포하며, 텍스쳐 도막층은 프라이머 5㎛, 상도 18∼22㎛ 두께의 2층으로 이루어지는 제1 및 제2 텍스쳐 도막층(4, 5)으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 갈바륨강판
3. 55중량% Al, 43.6중량% Zn, 그리고 1.6중량% Si 로 이루어지는 섭씨 500∼700도의 합금용융도금 욕조내에 강판을 통과시켜 에어와이핑법에 의해 도금피복량을 조절하여 도금처리하는 공정과, 롤코팅방법을 사용하여 얇은 박막으로 도포한 후 섭씨 60∼140도 온도조건에서 건조시켜 20∼80㎎/㎡의 크롬산염층(3)을 형성시키는 크롬산염처리 공정과, 그리고 텍스쳐 도료를 롤코팅한후 섭씨 210∼241도로 가열, 건조시켜 프라이머 및 상도 2층으로 이루어지는 텍스쳐 도막층의 형성공정으로 이루어지는 텍스쳐 갈바륨 강판의 제조방법