KR100310560B1 - 양호한 내열성 및 이형성을 가진 표면처리강판 - Google Patents

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Abstract

강판 또는 도금강판으로 되고 그 위에 수지도막이 입혀지는 표면처리강판은 그 수지도막이 강판의 표면온도 180℃로 유지될 때 측정한 결과, 그레이드 ISO VG 460의 점도를 갖는 기어오일과 접촉각 15°이하로 접촉되고, 이 표면처리강판은 재사용 가능하며, 내열성, 이형성, 표면 평활성, 열전도도 및 선팽창계수와 같은 열적 성질이 모두 우수한 표면처리강판

Description

양호한 내열성 및 이형성을 가진 표면처리강판 {SURFACE-COATED STEEL SHEET WITH GOOD HEAT RESISTANCE AND RELEASABILITY}
본 발명은 고온에 놓이더라도 양호한 이형성(離型性)을 보여주는 내열 이형성과, 또한 우수한 내전사성(耐轉寫性) 및 표면 평활성을 갖는 표면처리강판에 관한 것이다. 본 발명상의 표면처리강판은 내열 이형성이 우수하므로, 프린트 기판의 제조공정 중의 열 프레스 시에 금형과 프린트 기판상의 동박(銅箔) 등이 밀착하는 것을 방지하기 위해, 또는 복수의 프린트 기판을 일거에 열 프레스 할 때에 각층 사이에 끼인 동박끼리 밀착되는 것을 방지하기 위해 사용되는 중간판으로 유용한 외에도 , 내전사성이 우수하므로, 프린트 기판상의 내층회로(內層回路)의 모양이 중간판에 전사되기도 하고, 중간판의 조도가 동박에 전사하기도 하는 것을 효율 좋게 방지할 수도 있고, 또한, 평탄도 및 강성(stiff)도 우수하다. 염가이면서도 반복사용이 가능하다는 등이 여러가지 점에서 매우 유용하다. 또한 본 발명상의 표면처리강판은 고발유성강판(高撥油性鋼板 : A highly oil-repellent steel sheet)로서, 여러가지 용도로 사용할 수 있다.
프린트 배선판으로서 동장적층판(銅張積層板 : A copper-clad laminate)이알려져 있다. 동장적층판은 열경화성수지를 종이와 글래스 클로드(glass cloth)와 같은 기재에 함침시켜 얻어진 프리프레그(prepreg)에 동박을 겹쳐 놓고, 프레스로 가열압착하여 제조한다. 예컨대 양면 동장적층판(銅張積層板)은 동박, 프리프레그, 내층회로(layer circuit), 프레프레그, 동박의 순으로 정렬되어 있는 것을 프레스기의 두 금형(platen) 사이에서 압착하여 만들어진 것이다. 이 작업시에, 금형 표면의 요철이 동박에 전사되는 것을 방지하기 위해 또는 금형과 동박이 밀착되어 버리는 것을 방지하기 위해, 금형과 동박 사이에는 중간판이라 불리우는 부재를 삽입하고, 균일히 압하시킨다. 또한, 적층시에 발생되는 프리프레그의 분말과 용융된 프리프레그 함유수지가 중간판에 부착되지 않도록 하는 이형성(releasability)을 부여하기 위해 중간판의 양면에 이형재를 사용하는 경우가 있다.
상기 이형재로 도포된 중간판에 요구되는 특성으로서는
(1) 반복되는 작업을 거치더라도 지속적이고도 양호한 이형성
(2) 열 프레스에 견딜 수 있는 양호한 내열성
(3) 우수한 내전사성, 즉, 내층회로의 모양이 중간판에 전사되지 않고, 중간판의 조도(粗度)가 제품의 동박에 전사되지 않을 것
(4) 양호한 평탄도와 강성(剛性)을 가지며 적층판을 균일히 압하할 수 있을 것
한 편, 상기 특성을 만족시킬 수 있는 이형재를 포함한 중간판으로서는 예컨대 다음과 같은 것을 들 수 있으나, 여러가지 다음과 같은 문제를 안고 있다.
(1) 중간판으로서 스텐레스(SUS)판만을 사용하는 방법(이형재 없이) :
이 경우에는 원료로서 고가의 SUS를 사용하기 때문에, 코스트가 높고 그 외에도 연마 후 세정하여 되풀이 사용이 가능하나, 연마가 균일히 행해지지 않는 경우에는, 반복사용에 따라 평탄도가 확보될 수 없게 되는 문제가 있다.
(2) 중간판으로서 스텐레스 SUS판을 사용하고, 이형재로서 이형지(release paper) 또는 이형 필름(release film)을 사용하는 방법 :
이 경우에는 원재료가 고가이고, 그 중 이형 필름은 반복사용이 불가능하므로, 사용하면 버리게 된다. 되풀이 사용할 경우에는 세정 및 연마공정이 별도로 필요하다.
(3) 중간판으로서 이형재 없이 알미늄(Al)판만을 사용하는 방법 :
이 경우에는 알미늄판이 고가인데다 반복사용이 불가능하므로 사용 후 버리게 된다.
(4) 중간판으로서 Al판 또는 Al박을 사용하고, 이형재로서 이형피막수지(離型皮膜樹脂)를 사용하는 방법 :
이 경우에는 원재료가 매우 고가이고, 이 중 이형 필름은 반복사용이 불가능하기 때문에, 사용한 후 버리게 된다. 또한 알미늄박은 주름이 생기기 쉽고 따라서 평탄도가 불충분하게 되어 반복사용이 가능하더라도 취급이 곤란하다.
(5) 중간판 및 이형재로서 이형지 또는 이형 필름과 조합하여 사용하는 방법 :
이 경우에는 원재료가 고가이고, 이 중 이형 필름은 반복사용이 불가능하기 때문에, 사용 후 버리게 된다. 또한 주름이 생기기 쉽고 평탄도가 불충분하게 되어 취급이 곤란해진다.
종래의 기술은 상술한 문제점을 갖고 있다. 즉, 이형 필름, 이형지, 또는 이형용 금속박 및 이형지를 사용하는 경우에는 평탄도가 불충분하여, 표면 외관이 우수한 동장적층판이 요구되는 경우에는 적용할 수 없다. 그러면서도 얇고 취급이 어려운데다 사용한 후 버리는 것을 전제로 하기 때문에 재이용을 하기 위한 연구의 여지가 없다. 한 편, 거울면 마무리 가공된 스텐레스 강판은 표면 평활성이 우수하나, 재이용을 하려면 연마공정과 세정공정이 필요하고, 이는 코스트 상승과 연결된다.
본 발명은 상술한 문제점에 착안한 것으로, 그 목적은 반복사용이 가능하고, 내전사성, 표면 평활성, 내열성, 이형성 등의 모든 특성이 우수한 표면처리강판을 제공하는 데 있다.
본 발명은 에폭시수지, 페놀수지, 폴리이미드수지, 폴리아미드이미드수지 (Polyamideimide resin), 케톤수지, 전 방향성 폴리에스터수지(wholly aromatic polyester resin), 불포화 폴리에스터수지 및 실리콘수지 중 어느 하나를 주요 구성재로 함유하고, 이 수지피막에 대하여 그레이드 ISO VG 460의 점도를 가진 기어오일을 이용하여 강판표면온도 180℃에서 접촉각 측정 시, 접촉각이 15°이상인 것으로 되는 피복 또는 비피복의 강판을 모두 포함 적용한다.
본 발명자 등은 상기 접촉각과 관련하여 양호한 수지피막의 발유성이 고온에서 이형재의 이형성에 큰 영향을 미치는 것을 연구결과 알게 되었다.
본 발명에 따라, 상기 수지피막은 일본 공업규격(JIS K 5400)에 규정되어 있는 연필 스크랫치 값, 즉 연필 경도가 반드시 2H 이상이 되어야 하도록 함으로써 프레스 압착 후에도 동박이 평활성을 확보유지하도록 한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 수지피막은 일본 공업규격 JIS B 0601에 준하여 측정한 산술평균조도(Ra)는 0.5 ㎛ 이하일 것이 바람직스럽다. 이형재의 표면이 거칠어지면 동박에 전사되어 정확한 프린트 회로를 형성할 수가 없게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 수지피막은 이형재로서 가급적 실리콘수지 및/또는 불소수지를 함유하여야 하며, 어느 것이든 본 발명상의 표면처리강판의 바람직한 실시태양으로서, 이형성의 향상과 동박의 오염방지에 일층 효과적이다.
또한, 이형재로서 양호한 특성을 발휘하기 위해서는 상기 수지피막의 부착량이 0.5 ~ 8.0 g/㎡ 인 것이 바람직스럽다.
본 발명에 따르면, 도금강판이든 도금 안된 강판이든, 강판의 항복점은 200 N/㎟ 이상, 및/또는 인장강도는 300 N/㎟ 이상이 되어야 한다.
(발명의 실시형태)
본 발명은 강판 그대로 또는 도금강판에 수지피막이 형성된 표면처리강판에 관한 것이다. 이 강판에서 이형재를 사용할 때에는 알미늄판이 열전도율이 커서 프레스형의 열이 적층판에 빨리 전달되므로 열효율적으로는 바람직하지만, 선팽창계수가 동박보다도 크고, 프레스 중에 동박과 이형재가 벗겨져 버리기 때문에 바람직하지 못하다. 강판은 적절히 양호한 열전도율을 가지는 외에도 선팽창계수가 12.5 ×10-6이고, 동박의 선팽창계수 17×10-6에 가까우므로, 동박과 이형재가 벗겨지는불합리는 일어나지 않는다. 강판으로서는 내식성이 우수한 스텐레스 강판과, 스텐레스 강판 이외의 강판을 그대로, 또는 도금을 행하여 사용할 수가 있다. 도금은 단일금속 또는 각종 합금을 이용하여 공지의 방법으로 행한다. 도금방법은 특히 한정하지 않는다. Zn 도금강판과 Zn 합금도금강판이 특성이 좋으므로 바람직하다. 한 편, 도금강판을 이용할 경우에는, 수지피막을 도금층 위에 만들어 두기 전에, 크로메이트처리를 행해도 좋다. 크로메이트피막 존재에 따라 수지피막과의 밀착성이 향상하고, 방청효과도 부여되기 때문이다.
본 발명상의 표면처리강판은, 수지피막이 고온에서 발유성을 가진 것이 아니면 안된다. 고온 상태에서의 수지피막의 발유성이 이형재의 이형성에 큰 영향을 미치는 것임을 본 발명자 등이 알게 되어 특정조건하에서의 접촉각의 값에 따라, 발유성이 재현성 양호하게 파악될 수 있는 것도 알게 되었다.
수지피막의 접촉각은, 다음 조건으로 측정한다.
액적을 만들기 위해 사용하는 것은, 점도 그레이드 ISO VG 460의 기어오일로 한다. 기어오일의 점도가 접촉각에 영향을 미친다고 생각되고, 또한 인화점이 높은 쪽이 안전성이 우수하므로, 상기 점도 그레이드의 기어오일을 사용한다. 예컨대 일본 이데미쓰고오산제의「다프네 수퍼 기어오일 460」을 사용할 수가 있는데, 이 오일은 동점도(kinematic viscosity)가 40℃에서 459.9 ㎟/s, 100℃에서 30.85 ㎟/s이며, 인화점 274℃, 밀도 (15℃에서) 0.9028 이고, 전산가 (total acid number)
0.38 mgKOH/g 이다. 접촉각 측정온도는 180℃로 한다. 즉, 표면처리강판의 표면온도가 180℃를 나타내는 상태에서 측정한다. 기어오일로 수지피막 표면에 액적을 형성하고, 접촉각계(예컨대 교와가이멘화학사 제품인 CD-DTㆍA형) 측정기로 접촉각을 측정한다.
본 발명에서는 기어오일의 접촉각이 15°이상이 되지 않으면 안된다. 그렇지 않고 접촉각이 15°보다 작으면, 발유성(撥油性)이 나타나지 않고, 이형성이 열등한 이형재로 되기 때문에 바람직하지 않다.
상기 수지피막은 이 피막에 대하여, 일본 공업규격 JIS K 5400에 규정되어 있는 연필 긁기 시험의 시험기법을 행할 때에 얻어지는 연필 긁기값(연필 강도)이 2H 이상인 것이 바람직하다. 연필경도가 2H보다 작으면, 수지피막에 흠이 들어가기 쉽게 되기 때문에, 이 흠이 동박에 전사될 가능성이 있어 바람직스럽지 못하다.
상기 수지피막에 대해 일본 공업규격 JIS B 0601에 준하여 측정한 산술평균표면조도 (Ra)는 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이형재의 표면이 거칠어져 있으면, 동박에 전사되어 정확한 프린트 회로를 형성할 수가 없게 된다.
수지피막의 주성분은 유기수지이다. 본 발명상의 표면처리강판을 이형재로서 사용할 경우에는, 가열 프레스 시에 고온환경이 되기 때문에, 내열성과 전술한 기어오일의 접촉각을 고려한 이형성이 우수한 유기수지를 사용한다. 구체적 예로서는, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리이미드수지, 폴리아미드이미드수지, 폴리에텔에텔케톤 등의 케톤계 수지, 전 방향족계 폴리에스테르, 불포화 폴리에스테르수지 등이 사용가능하다. 이들 수지에 공지의 가교제를 조합해도 좋다. 그 이유는 수지 중의 폴리머-체인끼리를 가교(架橋)함으로써 치밀한 피막이 형성되므로, 피막강도의 향상을 도모할 수가 있다.
또한, 수지피막의 이형성을 높이기 위해, 피막 구성성분으로서 이형재를 첨가하는 것이 바람직하다. 이형재로서는 실리콘수지와 불소수지를 들 수 있다. 이들은 수지피막의 표면 에너지를 저하시키고, 발유성을 향상시키기 때문이다. 또한, 이형재의 량은 피막 중에 0.5 ~ 10 중량%의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다. 이형재가 지나치게 적으면, 이형성이 나타나지 않고, 반대로 과다하면, 수지피막으로부터 이형재가 동박측에 전사되어, 회로 인쇄시에 잉크를 번지게 하는 등의 불합리한 일이 생기게 된다.
수지피막의 이형성을 일층 높이기 위해서는 피막 표면을 조화(粗化), 즉 거칠게 하는 기능을 가지는 표면조화제(表面粗化劑)를 피막 중에 함유시키는 것이 바람직하다. 피막표면이 지나치게 거칠어져 Ra가 0.5 ㎛을 넘는 일은 바람직하지 않으며, 적절한 표면 거칠기가 이형성에 기여를 한다. 이들 표면을 거칠게 하는 표면조화제로서는 SiO2, Al2O3, MgO 등의 입자상 무기첨가제를 들 수 있다.
수지피막의 부착량은 0.5 ~ 8.0 g/㎡ 로 하는 것이 바람직하다. 부착량이 0.5 g/㎡ 보다 적으면, 강판소지의 요철을 수지피막으로 평활히 하는 효과가 적어져서 요철이 동박으로 전사(轉寫)하여 버리는 일이 있는 외에도, 이형성과 내식성도 불충분하게 되기 때문이다. 상기 범위내이면, 단단한 강판에 적절한 부착량으로 수지피막이 형성되기 때문에, 동박 및 프리프레그의 아래에 위치하는 형재(型材)의 요철(15 ~ 80 ㎛ 정도)이 프리프레그와 동박을 사이에 두고 이형재의 수지피막에 전사될 염려는 없다. 그러나, 수지피막의 부착량을 8.0 g/㎡ 초과로 하면, 강판의구속력의 영향이 피막 표면에 미치지 않게 되고, 형재의 요철이 수지피막에 전사되어, 중간판의 재사용이 불가능하게 된다.
본 발명상의 표면처리강판은, 강판 또는 도금강판에, 수지피막 구성성분을 배합한 수지피막용 조성물을 조정하고, 딥핑법, 로울 코팅법, 나이프 코팅법(knife coating), 스프레이법 등 공지의 도포방법으로 도포하고, 피막을 가열고화함으로써 제조할 수가 있다.
도금을 하든 안하든 제어되는 항장력과 표면조도를 갖는 본 발명상의 강판은 전사를 방지해 주고 평활한 표면을 제공하는 양호한 제조효과를 부여한다.
열간 프레스에 의해 내층회로의 모양이 중간판에 전사되지 않도록 하기 위해서는, 중간판의 인장강도를 높게 하여 재질을 강하게 할 필요가 있고, 이를 위해 특히 강판의 인장강도를 300 N/㎟ 이상, 가급적 400 N/㎟ 로 제어할 필요가 있다. 인장강도의 상한치는 전사를 방지한다는 관점에서 본다면 제한하지 않아야 할 것이나, 강판의 제조공정상, 평탄히 압연하여 평탄도를 충분히 확보하기가 어렵기 때문에 강판의 인장강도는 1700 N/㎟ 이하로 하는 것이 바람직하다.
한 편, 본 발명에서는 강판 또는 도금강판의 항복점을 200 N/㎟ 이상으로 제어할 것이 권장되고, 이에 따라서도, 열 프레스로 내층회로의 모양이 중간판에 전사되는 것을 방지할 수가 있다. 즉, 내전사성을 높이기 위해서는, 강판의 인장강도를 제어하여도 좋고, 또는 항복점을 제어하여도 좋다. 물론, 양쪽 요건을 모두 제어하면, 일층 우수한 내전사성(耐轉寫性)이 얻어진다.
한 편, 강판의 항복점은 내전사성의 향상 뿐 아니라, 표면 평활 향상작용도가지고 있고, 결과적으로 표면처리강판의 표면 외관을 높일 수 있다는 점에서 유용하다. 즉, 열 프레스 시에 적층된 기판을 균일히 압하하기 위해서는, 중간판의 강성을 향상시킬 수 있는 내력을 높일 것이 필요하다.
본 발명에서는 내전사성 및 표면 외관이라는 양쪽 관점에 따라 강판의 항복점을 200 N/㎟ 이상 (바람직하게는 300 N/㎟ 이상) 으로 제어한다. 그렇지 않을 경우 내전사성이 저하할 뿐 아니라, 프리프레그에 기인한 요철이 제품인 동부착 적층판 표면에 현저히 나타나게 되어 평탄성이 나빠진다. 한 편, 강판의 항복점의 상한치에 대해서는 내전사성 및 제품의 표면 외관의 관점이라는 점에서 특별히 제한되지 않으나, 항복점이 매우 높지 않으면 강판 자체가 너무 딱딱해지고, 강판 제조공정시 평탄히 압연하여 소정의 평탄도를 확보하기가 곤란해진다. 이와 같은 관점에서 본다면, 강판의 항복점은 1500 N/㎟ 이하로 하는 것이 바람직하다.
열 프레스에 의해 중간판의 표면조도가 동박에 전사되지 않도록 하기 위해서는, 강판의 표면조도를 가늘게 하여 평활히 할 필요가 있고, 이를 위해서는 강판의 표면조도 Ra가 0.30 ㎛ 이하, 가급적 0.2 ㎛ 이하로 제어하는 것이 중요하다. Ra가 이 0.30 ㎛를 초과하면, 중간판의 표면조도가 제품인 동부착 적층판 표면(copper-clad laminates)에 전사하고, 이 전사에 기인하는 모양이 현저해지기 때문이다. Ra의 하한에 대해서는 내전사성의 관점에서 특히 제한되지 않으나, 강판의 Ra가 너무 작아지면 강판 표면에 생긴 흠이 상대적으로 눈에 선명하게 되어 버린다. 이러한 관점에서 Ra는 0.05 ㎛ 이상일 것이 요구된다.
본 발명상의 표면처리강판은, 동장적층판을 제조할 때의 이형재로서 유용하다. 종래 사용되어 온 거울면 마무리 가공된 스텐레스판과 이형 필름 대신에 사용가능하고, 또한 몇 번이라도 되풀이 사용할 수가 있다. 이형재를 이용하여 적층판을 얻는데는, 동박과 프리프레그와 형재(型材) 등을 적층하고, 금형과 동박 사이와, 1 개의 적층판용 동박과 인접하는 다른 적층판용 동박과의 사이에 이형재를 개장하여 프레스를 행하면 좋다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 제한하는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위 내에서 변경 실시할 수 있는 것은 모두 본 발명에 포함된다.
실시예 1
강판은 크롬처리 ( Cr 부착량 20 g/㎡ )를 행한 전기아연도금강판 ( Zn 부착량 20 g/㎡, 판두께 0.8 mm )을 사용하였다. 표 1에 모든 실험번호에 대한 수지피막의 배합성분, 접촉각, 연필 경도, 산술평균조도 Ra를 나타내었다. 또한, 표 중에 수지피막의 기초수지는 에폭시수지(A), 폴리이미드수지(B), 페놀수지(C), 케톤계 수지 (D), 실리콘수지(E)의 어느 한가지를 사용하였다. 이형재는 실리콘수지(a) 또는 불소수지(b)를 이용하고, 피막 중의 중량으로서 0 ~ 15 중량%가 되도록 배합하였다.
표면조화제(表面粗化劑)로서는 ① Al2O3② SiO2③ MgO 중 어느 한가지를 사용하고, 피막 중의 중량으로서 0 ~ 20 중량%가 되도록 배합하였다. 피막의 부착량은 표에 나타난 바와 같이 0.25 ~ 15 g/㎡ 의 사이로 변경하였다. 발유성, 연필 경도, Ra 등의 조건의 제어상 필요한 경우에 수지피복 필름에는 이소시아네이트계의 가교제를 첨가하였다.
(시험방법)
다음 실시예에 이용된 시험방법은 다음과 같았다.
(1) 접촉각
표면처리강판의 표면온도가 180℃ 나타내고 있는 상태에서, 기어오일(이데미쓰고오산제의 다프네 수퍼 기어오일 460)로 수지피막 표면에 물방울(液滴)을 형성하고, 교와가이멘 화학사제의 CD-DTㆍA형 측정기로 접촉각을 측정하였다.
(2) 표면조도
도꾜 세이미쓰사 제품인 표면조도 형상측정기「서프콤 554A」을 이용하여, 일본 공업규격 JIS B 0601에 규정된 방법으로 산술평균조도 Ra를 구하였다.
(3) 연필 경도
일본 공업규격 JIS K 5400에 규정되어 있는 연필 긁기 시험의 시험기법에 따라, 도막에 스크랫치가 생긴 때의 연필 경도를 측정하였다.
(4) 이형성
열 프레스의 상형과 하형의 사이에, 이형재 프리프레그 분말-동박(35 ㎛)-프리프레그 분말-이형재의 순서로 적층하여 30 kgf/㎠으로 가압하고, 180℃에서 60 분간 보지하였다. 그 후 실온까지 냉각하고, 이형재는 동박 및 프리프레그의 적층체로부터 벗겨 제거하였다. 이형재 표면에 프리프레그 분말이 부착되어 있지 않는가를 눈으로 살펴보아 다음 기준으로 평가하였다. 또한 프리프레그 분말은 글래스클로드(glass cloth)에 에폭시수지를 함침시킨 후 건조하여 반경화시킨 것을 2 ~ 5 mm로 분쇄하여 제조하였다. 평가기준은 다음과 같았다.
우수(good) : 부착없음
양호(fair) : 약간 부착됨
빈약(poor) : 부착분말 10 % 미만
불량(bad) : 부착분말 10 % 이상
(5) 되풀이 이형성
같은 이형재를 이용하여, 상기 조작을 되풀이 실시하고, 이형재에 프리프레그 분말이 부착된 시점을, 반복사용이 가능한 한도(횟수)로 하였다.
(6) 내전사성
열간 프레스의 상형(上型)과 하형(下型)과의 사이에, 이형재-동박(35 ㎛ 두께)-프리프레그-형재-동박(35 ㎛ 두께)-프리프레그 분말-이형재의 순서로 적층하여 가압하고, 180℃에서 60 분간 보지하였다. 그 후 실온까지 냉각하고, 이형재와 적층판을 박리하였다. 이형재 표면에 형재(型材)의 요철이 전사되어 있지 않는가를 눈으로 관찰하여 다음 기준으로 평가하였다.
우수(good) : 전사없음
양호(fair) : 약간 전사
빈약(poor) : 전사면적 10 % 미만
불량(bad) : 전사면적 10 % 미만
(7) 동박오염성
(6)과 같이 하여 프레스 시험을 행한 후, 적층판을 에타놀로 침지하고, 이를 잡아올렸을 때의 동박 표면 젖음 상태를 눈으로 관찰하여 이형재가 동박을 오염시켰는가의 여부를 다음 기준으로 평가하였다.
우수(good) : 젖음면적 100 %
양호(fair) : 젖음면적 99 ~ 100 %
빈약(poor) : 젖음면적 95 ~ 99 %
불량(bad) : 젖음면적 95 % 미만
실시예 2
접촉각, 피막 경도, 산술평균표면조도 Ra가 이형재로서의 성능에 미치는 영향을 검토하기 위해, 표 2에 본 발명예 No. 1 ~ 9, 33, 34, 38 ∼ 42의 결과를 나타내었다. 이 표로부터 No. 33 ~ 34는 오일 접촉각이 15°미만의 경우로, 이형성이 나쁜 예이고, No. 38 ~ 40 샘플의 경우에는 연필 경도가 낮은 결과를 나타낸 것이며, 샘플 No. 41 ~ 42는 Ra가 큰 것으로, 특히 내전사성이 빈약한 것임을 알 수 있다.
실시예 3
이 실시예는 수지피막의 부착량과 베이스 수지의 종류에 따른 이형재가 어떤 상태인지를 나타내고 있다. 표 3은 샘플 No. 10 ~ 14, 28 ~ 32, 51 ~ 52의 실험결과를 나타낸 것이다. 여기에서 수지피복은 수지피복의 기초량이 증가함에 따라 전사에 대한 되풀이 이형성이 빈약함을 보여주고 있다. 모든 기초수지(base resins) A ~ E는 만족스러운 결과를 가져왔다.
실시예 4
이 샘플은 이형재의 종류와 첨가량에 대해 검토하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 샘플 35, 36은 이형성 및 내전사성이 빈약하였고, 샘플 43, 44, 45는 과도한 이형재량을 포함한 것으로, 동박 오염성이 불량하였다. 이형재는 a와 b의 어느 경우든 모두 만족스러웠다.
실시예 5
이 샘플은 표면조화제의 종류와 첨가량에 따른 효과를 보기 위한 것으로, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 표면조화제량이 적은 No.46 ~ 48 샘플은 되풀이 이형성과 내전사성이 빈약하였고, 반대로 모든 샘플들은 표면조화제 첨가량이 증가함에 따라 전체적으로 특성이 저하하는 경향을 보였다. 그리고 표면조화제 ① ~ ③ 의 어느 것이나 양호한 특성을 보여주었다.
실시예 6
이 실시예에서는 여러가지 강판을 냉간압연한 후, 소둔하고, 조질압연한 강판을 원판으로 사용하였다.(판 두께 0.8 mm), 원판의 인장강도 및 항복점은 강판의 종류와 소둔 방법을 변화시킴으로써 조정하였다. 또한, 중간판의 조도 Ra는 냉간압연 및 조질압연시의 압연로울의 조도를 변화시킴으로써 조정하였다.
이와 같이 하여 얻어진 조질압연강판을 전기아연도금( Zn 부착량 20 g/㎡ )을 행한 후, 표면 크로메이트처리( Cr 부착량 20 g/㎡ )을 행하였다.
이 크로메이트처리 전기아연도금강판의 표면에 이형피막처리로서, 에폭시수지 100중량부에 대하여, 실리콘수지를 고형분중량으로 5중량부 포함한 수지액을 도포한 후, 소부, 건조도막으로 두께 3 ㎛의 피막을 형성시켰다. 또한, 수지피막의 경도는 에폭시수지와 가교가능한 멜라민수지의 첨가량 및 소부온도를 변화시킴으로써 조정하였다.
상기 각 강판에 대하여, 다음 시험법을 실시하였다. 이 샘플에서 테스트한 샘플은 전술한 실시예 1에서 사용한 동일 접촉각 테스트에 의하여 15°이상의 접촉각을 갖는 것을 발견하였다.
(1) 인장 특성
강판의 인장강도 및 항복점을 이 샘플에서 일본 공업규격 JIS Z 2241에 규정되어 있는 금속재료의 인장시험방법에 따라, JIS Z 2201에 규정되어 있는 5 호 시험편을 이용하여 측정하였다. 또한, 항복점이 명확치 않은 시험편에 대해서는 0.2% 내력(耐力)을 당해 시험편의 항복점으로 하였다.
(2) 표면 조도
도꾜 세이미쓰사제의 표면형상측정기 「서프콤 554A」를 이용하여, JIS B 0601에 규정되어 있는 방법으로 강판의 산술평균조도 Ra를 산출하였다.
(3) 연필 경도
수지 도포 후의 피막 경도는 일본 공업규격 JIS K 5400에 규정되어 있는 연필 스크랫치 시험법에 따라, 도막에 마찰흠을 만들어 연필 경도를 측정하였다.
(4) 동박으로의 내전사성
열간 프레스의 상금형과 하금형과의 사이에 2 매의 중간판 사이에 동박과 프리프레그 분말층을 적층ㆍ협지하고, 이들을 40 kgf/㎠으로 가압하면서 180℃에서 60 분간 보지하였다. 그 후 실온까지 냉각하고, 중간판을 프리프레그와 동박의 적층판으로부터 제거하였다. 그 결과 이 중간판에 그 조도가 동박 표면에 전사되어 있는가 아닌가의 여부를 눈으로 관찰하여 다음 기준으로 평가하였다. 즉, 본 실시예에서는 프리프레그로서, 표준 경화조건이 온도 140 ~ 160℃, 시간 60 ~ 90 분, 압력 20 ~ 50 kgf/㎠의 두께 0.1 mm의 에폭시수지 함침 글래스 클로드(epoxy-impregnated glass cloth)를 이용하였다.
내전사성 평가는
우수 : 동박으로의 전사가 없음
양호 : 동박으로의 전사가 약간 있음
빈약 : 동박으로의 전사가 있음
불량 : 동박으로의 전사가 현저히 심함
(5) 프리프레그의 요철(Irregularities of prepreg)
상기 (4)와 같이 하여 프레스 시험을 행한 후, 동박 500 mm ×500 mm의 역에서 발생한 프리프레그에 기인한 요철의 갯수를 눈으로 관찰하여, 다음 기준으로 평가하였다.
우수 : 없음
양호 : 1 ~ 2 개
빈약 : 3 ~ 6 개
불량 : 7 개 이상
(6) 반복 이형성
역시 상기 (4)와 같이 중간판을 이용하여 상기 (4)와 같은 조작을 되풀이 실시한 후, 중간판과 동박부착 프리프레그(copper-clad prepreg)가 용이하게 벗겨지지 않게된 시점을 되풀이 사용이 가능한 한계(횟수)로 하였다.
(7) 내흠 발생성(Resistance to flaws)
상기 (6)의 되풀이 시험을 행한 후, 중간판 표면에 발생한 표면흠의 정도를 눈으로 관찰하여, 다음 기준으로 평가하였다.
우수 : 표면흠 전혀 없음
양호 : 표면흠 거의 없음
빈약 : 표면흠 약간 있음
불량 : 표면흠 매우 많음
(8) 내층회로(형재)의 중간판으로의 내전사성
열간 프레스의 상금형과 하금형 사이에서 2 개의 중간판 사이에 동박, 프리프레그, 내층회로, 프리프레그 및 동박의 순서대로 적층ㆍ협지되고 40 kgf/㎠로 가압되면서 180℃에서 60 분간 보지하였다. 그 후 실온까지 냉각하고, 적층부로부터 중간판을 제거하였다. 이들 중간판 표면에 내층회로의 요철이 전사되었나의 여부를 눈으로 관찰하여 다음 기준으로 평가하였다.
우수 : 전사 없음
양호 : 전사 약간 보임
빈약 : 전사가 인정됨
불량 : 전사가 현저히 심함
또한, 내층회로로서는 두께 0.3 mm의 양면 동부착 적층판을 이용하고, 표면에는 높이 25 ㎛(동박두께)의 회로가 형성되어 있는 것을 이용하였다. 또한, 프리프레그와 동박은 상기 (4)와 같은 것을 사용하였다.
표 6으로부터 알 수 있듯이 샘플 No. 53 ~ 68은 내전사성이 우수하고 프리프레그로부터 기인하는 요철도 아주 적어 표면 외관도 우수하다. 이들 샘플의 강판은 본 발명상의 요구조건을 만족하는 인장성(항복점, 인장강도)과 표면조도 Ra를 구비하고 있다. 또한, 피막수지의 연필 경도를 바람직한 범위로 제어함으로써 내흠성발생성도 향상하였다.
또한, 본 실시예에 이용되는 강판은 어느 것이나 이형 피막의 반복(되풀이)이형성은 7 회로서 양호하였다.
본 발명의 표면처리강판은 강판 또는 도금강판표면에 발유성의 수지피막이 형성되고, 내열 이형성과 표면 경도, 평활도가 우수하다. 따라서, 프린트 배선판용 등의 적층판을 프레스할 경우의 이형재로 사용할 수 있다.
특히, 본 발명상의 표면처리강판은, 내열성과 이형성, 내전사성 등이 우수하므로, 거울면 마무리 가공된 스텐레스판과, 이형재를 코팅한 알루미늄박으로 한 종래의 이형재와 달리, 특별한 처리를 하지 않고도, 되풀이 사용이 가능하므로, 코스트 절감 및 자원보호라는 점에서 유용한 발명이다. 또한, 본 발명상의 표면처리강판은 이형재 외에도 발유성 강판으로서 각종 분야에 적용 가능하였다.

Claims (25)

  1. 강판 또는 도금강판에 수지피막이 형성되는 표면처리강판에 있어서, 이 수지피막은 에폭시수지, 페놀수지, 폴리이미드수지, 폴리아미드이미드수지, 케톤수지, 전 방향족계 폴리에스터수지(wholly aromatic polyester resin), 불포화 폴리에스터수지, 실리콘수지 중 어느 하나의 수지를 주요 구성성분으로 함유하며, 상기 수지피막은 점도그레이드 ISO VG 460의 기어오일을 이용하여 강판표면온도 180℃에서 접촉각을 측정한 경우, 상기 기어오일의 접촉각이 15°이상인 것을 특징으로 하는 내열 이형성(耐熱離型性)이 우수한 표면처리강판
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지도막은 일본 공업규격 JIS K 5400에 규정된 시험방법에 따라 측정한 결과, 2H 이상의 연필 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수지도막은 일본 공업규격 JIS B 0601에 규정된 방법에 따라 측정한 결과, 산술평균표면조도(Ra) 0.5 ㎛ 이하의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 수지도막은 일본 공업규격 JIS B 0601에 규정된 방법에 따라 측정한 결과, 산술평균표면조도(Ra) 0.5 ㎛ 이하의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수지도막은 이형재로서 실리콘수지 및/또는 불소수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 수지도막은 이형재로서 실리콘수지 및/또는 불소수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 수지도막은 이형재로서 실리콘수지 및/또는 불소수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 수지도막은 이형재로서 실리콘수지 및/또는 불소수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  13. 제 5 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  15. 제 7 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 수지도막은 표면 조화제(surface-roughening agent)를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 수지도막은 0.5 ~ 8.0 g/㎡의 량으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 제어된 인장성을 갖는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 제어된 인장성을 갖는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  20. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 일본 공업규격 JIS B 0601에 규정된 방법에 따라 측정된 결과, 산술평균표면조도(Ra)가 0.30 ㎛ 이하로 되는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 일본 공업규격 JIS B 0601에 규정된 방법에 따라 측정된 결과, 산술평균표면조도(Ra)가 0.30 ㎛ 이하로 되는 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 항복점 200 N/㎟ 이상 및/또는 인장강도 300 N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 항복점 200 N/㎟ 이상 및/또는 인장강도 300 N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 항복점 200 N/㎟ 이상 및/또는 인장강도 300 N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리강판
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 강판 또는 도금강판은 항복점 200 N/㎟ 이상 및/또는 인장강도 300 N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리강판
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