KR100368555B1

KR100368555B1 - 수지피복강판 제조방법

Info

Publication number: KR100368555B1
Application number: KR10-1999-0067106A
Authority: KR
Inventors: 조용균; 노상걸; 김상헌
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2003-01-24
Also published as: KR20010059587A

Abstract

본 발명은 전기아연 도금강판에 롤코팅법으로 수지를 피복시킨 수지피복강판에서 용접성을 개선시키기 위한 수지피복강판 제조방법에 관한 것으로, 아연도금강판에 인산염처리후 내지문 용액으로 수지피복을 수행하는 수지피복강판의 제조방법은 상기 내지문 용액이 10~40:60~90의 비율로 조정된 수지와 실리카 성분을 함유하고, 상기 내지문 피막의 부착량은 100~3000mg/㎡로 유지되는 것을 특징으로 한다.

Description

수지피복강판 제조방법{Method for manufacturing anti-finger print coated steel sheet}

본 발명은 전기아연 도금강판에 수지를 롤코팅법으로 피복시킨 수지피복강판에서 용접성을 개선시키기 위한 수지피복강판 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기아연 도금강판은 균일한 도금부착량, 소지철과 도금층과의 밀착성 및 우수한 표면외관 등의 장점 때문에 가전 및 자동차 등의 용도로 많이 사용되고 있지만, 수요가의 가공공장에 투입될 때 작업장내의 유기물질이나 작업자의 손지문 등에 표면이 쉽게 오염되고 이렇게 오염된 부위는 외관불량, 내식성 및 도장성에 까지 영향을 미치는 품질 문제점을 안고 있기 때문에 크로메이트 처리후 수지피막을 형성한 내지문강판이 개발되어 시판되고 있다.

내지문강판은 전기아연도금후에 크로메이트 처리, 수지처리를 순차적으로 수행하여 생산된다. 즉, 크로메이트 처리만 실시한 경우, 내식성 및 내지문성이 확보되지 않아 내지문강판으로서의 특성이 미흡하므로, 크로메이트 피막 위에 내지문 수지피막을 형성하여 전기아연 도금강판의 내지문성이나 내식성을 확보할 수가 있다.

통상, 내지문 강판은 가공만 하여 사용하는 경우, 가공 및 용접까지 하여 사용되는 경우, 도장하여 사용하는 경우 또는 도장하지 않고 나판으로 사용되는 경우가 있다. 이때, 용접 공정이 있으면서 나판으로 사용되는 경우에 용접부에서의 심한 발열에 의해 수지가 연소되어 발생한 검은 용접탄흔 자국이 표면외관 불량문제로 대두되고 있다.

종래의 기술에서는 수지가 탄 자국이 용접부 주위에 존재하여 외관 불량을 초래하는 문제를 개선시키기 위하여, 수지용액내에 금속분말을 투입하는 방법이나 금속이온들을 마스킹하여 수지용액내 투입시키는 방법 등이 개발되었으나 이 방법 역시 용접시 금속이 녹는 정도의 고온에서는 수지피막이 연소되어 여전히 용접 후에도 타흔이 남는 품질문제가 존재하였다.

용접탄흔을 감소시키기 위해 현재 상업생산되고 있는 또 다른 방법은 크로메이트 용액에 실리카와 수지를 첨가하여 내식성과 내지문성을 확보하는 동시에 용접탄흔 발생을 개선한 방법이 있다.

그러나, 이 방법은 유해한 6가 크롬이 표면에 다량 노출되어 있기 때문에 강판을 사용하는 작업자에게 유해한 문제점이 있어, 전세계적으로 강화되고 있는 환경친화적인 측면에서 문제가 있는 것으로 알려지고 있다.

본 발명은, 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 용접탄흔 발생이 적은 내지문 강판 제조방법에 대해 연구한 결과 내지문 용액의 주 성분인 수지와 실리카에서 수지비를 낮추고 실리카비를 증가시킴으로써 용접탄흔 발생을 감소시킬 수 있는 수지피복강판 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 아연도금강판에 인산염처리후 내지문 용액의 수지피복을 하는 수지피복강판의 제조방법에 있어서, 상기 내지문 용액은 10~40:60~90의 비율로 조정된 수지와 실리카 성분을 함유하고, 상기 내지문 피막의 부착량은 100~3000mg/㎡로 유지되는 것을 특징으로 한다.

도 1(가) 및 (나)는 크로메이트 하지처리를 한 내지문강판과 인산염 하지처리를 한 내지문강판에 대한 단면 모식도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 소지철

2 : 아연도금층

3 : 크로메이트 피막

4 : 내지문 피막

5 : 인산염 피막

본 발명의 구성과 작용에 관해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 용접탄흔 발생 문제 개선을 위해 안출된 새로운 내지문 강판의 수지피복강판 제조방법에 관한 것으로 내지문 강판 제조용 용액의 주성분인 수지:실리카의 무게 비율을 40:60∼10:90의 범위로 규제한다.

도 1을 참조하여 보다 자세히 본 발명에 대해 설명하면, 소지철(1) 상에 아연도금층(2)을 형성하고, 아연도금층(2) 상에 크로메이트 처리 또는 인산염 처리를 하여 크로메이트 피막(3) 또는 인산염 피막(5)이 형성된 아연도금강판 상에 수지:실리카의 비율을 40:60∼90:10으로 만든 내지문 용액을 도포하여 내지문 피막(4)을 형성시킨다. 이때, 내지문 피막 부착량은 100∼3000mg/m²으로 유지한다.

여기서 수지:실리카의 비율을 규제하는 이유는 비율이 40:60보다 많으면 수지량이 많아 용접탄흔 발생을 방지할 수 없고, 10:90보다 적으면 내지문성, 내흑변성 등 품질이 열화하기 때문에 40:60∼10:90에서 용접탄흔 감소와 내지문성, 내흑변성 등과 같은 기타 품질특성도 동시에 만족할 수 있는 범위가 된다.

다음은 수지피막 부착량에 대한 것으로 도포되는 수지피막의 부착량은 100∼3000mg/m²로 하는 것이 좋다. 피막부착량이 100mg/m²이하일 때는 용접탄흔 발생방지에는 효과적이나 도막 두께가 얇아 충분한 내화학성, 내지문성 등의 물성확보가 어렵고, 3000mg/m²이상일때는 용접탄흔 발생량 증가 및 도막두께 증가에 따른 내화학성 증가에 영향이 없기 때문이다.

[발명의 실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 수지합성은 비이커의 한 종류인 4구 프라스크에 활성수소기가 존재하는 에틸렌-아크릴 수지를 넣은 후 물에 분산시키고, 입경이 20nm인 콜로이달 실리카를 넣는다. 이때, 수지:실리카(SiO₂)의 비가 40:60∼10:90의 비율이 되게 유지한다.

이때, 실리카는 실란커프링제인 감마-글리시독시프로필 트리메톡시실란을 실리카 고형분 20%인 용액이 투입된 무게 100g당 1.3g의 비율로 혼합하여 첨가한다. 그리고, 상기 용액을 70℃에서 3시간동안 교반한 다음 냉각시키고 에폭시 경화제를 수지 고형분 100g당 1.2g 비율로 첨가하여 실리카변성 에틸렌-아크릴/에폭시 수지의 내지문 용액를 얻는다.

상술된 바와 같이 제조된 내지문 용액을 인산염처리된 전기아연 도금강판에 롤코팅방법으로 도포하고 강판온도 100℃에서 소부한 다음 수냉 및 건조시킴으로써, 수지 도금두께가 1마이크로미터(μm)인 내지문 수지 피복강판을 제조한다.

롤코팅 방법으로 수지를 연속적으로 도포한 후 롤상에 점착성 픽업물질(도 2참조)이 발생하는 정도를 5단계로 나누어 평가하였으며 평가기준은 다음과 같다.

1 : 6시간 이상 작업시 점착성 픽업물질 발생 없음,

2 : 6시간 작업시 점착성 픽업물질 발생,

3 : 4∼5시간 작업시 점착성 픽업물질 발생,

4 : 4시간 이하 작업시 점착성 픽업물질 발생,

5 : 3시간 이하 작업시 점착성 픽업물질 발생,

6시간 이상 작업한 후 롤세정성 정도를 3단계로 나누어 평가하였으며, 평가기준은 다음과 같다.

1 : 세정성이 용이하여 끈적한 잔유물 발생 없음,

2 : 세정성이 용이하나 끈적한 잔유물 발생,

3 : 세정성이 불량하고 끈적한 잔유물 발생.

용액 저장성은 상온에서 용액이 겔(gel)화되는 시점을 시간으로 평가하였고 그 평가 내역은 다음과 같다.

1 : 상온에서 용액저장성이 15일 이상,

2 : 상온에서 용액저장성이 10∼15일,

3 : 상온에서 용액저장성이 5∼10일,

4 : 상온에서 용액저장성이 5일 이하.

내흑변성 평가로는 습윤상(60℃, 상대습도 85%) 조건에서 110시간 경과 전후의 강판의 백색도로서 평가하였으며, 평가기준은 다음과 같다.

1 : 습윤상에서 평가면과 평가전의 면과의 백색도 차이 ΔL 2.0 이하,

2 : 습윤상에서 평가면과 평가전의 면과의 백색도 차이 ΔL 2.0∼4.0,

3 : 습윤상에서 평가면과 평가전의 면과의 백색도 차이 ΔL 4.0∼6.0,

4 : 습윤상에서 평가면과 평가전의 면과의 백색도 차이 ΔL 6.0∼8.0,

5 : 습윤상에서 평가면과 평가전의 면과의 백색도 차이 ΔL 8.0 이상.

내화학성 평가는 MEK로 도막을 문질렀을 경우 수지도막의 박리 및 변색되는 정도를 5단계로 나누어 평가하였으며, 평가기준은 다음과 같다.

1 : 수지도막의 박리가 없고 색차(처리 전,후) ΔE 1이하,

2 : 수지도막의 박리가 없고 색차(처리 전,후) ΔE 2∼3,

3 : 수지도막의 박리가 없고 색차(처리 전,후) ΔE 5이상,

4 : 수지도막이 부분박리(박리부분이 수지 전도포면의 30% 이하),

5 : 수지도막이 완전박리(박리부분이 수지 전도포면의 50% 이상).

내지문성은 바세린 도포 전후의 색상차이 정도(ΔE)를 5단계로 나누어 평가하였으며 평가기준은 다음과 같다.

1 : ΔE 2.0 이하,

2 : ΔE 2.0∼4.0,

3 : ΔE 4.0∼6.0,

4 : ΔE 6.0∼8.0,

5 : ΔE 8.0이상.

내식성은 염수분무시험기를 이용하여 평판부와 가공부를 나누어 평가하였는데, 가공부의 경우 직경 30mm와 6mm 높이의 동을 만들었다.

이러한 시편을 염수분무시험기에 장입하여 144 시간이 경과한 후 반출하여 순수로 세척하고 건조한 다음 발생한 백청율로서 내식성을 평가하였다.

1 : 5% 이하,

2 : 5∼10%,

3 : 10∼20%,

4 : 20∼30%,

5 : 30%이상.

용접부 탄흔자국 발생 평가를 위해 AC 공압식 점 용접기를 사용하여 용접 전류 5∼12KA의 범위에서 가압력 250Kgf, 통전시간 16 싸이클(cycle)의 조건으로 용접을 실시하였다. 이때, 용접 전극은 Cu-Cr 합금의 RWMA Class Ⅱ를 사용하였으며, 판정은 다음과 같이 5단계로 분류하여 평가하였다.

1 : 용접탄흔 발생없음,

(순수 아연만 20g/m²도금된 강판을 용접했을 때의 용접탄흔 발생정도)

2 : 용접탄흔 미량 관찰,

3 : 용접탄흔 관찰,

4 : 용접탄흔 심하게 관찰,

5 : 용접탄흔 매우 심하게 관찰.

[표 1]은 상기의 방법으로 평가한 시험에 대한 결과로서 수지:실리카 농도비가 40:60보다 높은 경우(비교예 1∼12)는 용접탄흔 발생이 많다는 문제가 있고, 10:90보다 적은 경우에는 용접탄흔 발생은 적었으나 실리카와 실리카를 연결해주는 수지의 첨가량이 너무 적어 내지문성, 내식성, 내화학성 등이 나쁜 것으로 나타났다.

그러나, 본 발명에서 제시한 40:60∼10:90의 범위에서는 전반적은 품질 수준이 우수한 것으로 나타났다.

나머지 작업성 측면에서 내지문 용액의 접착성 픽업물질 발생정도, 롤 세정성 및 용액 저장성을 평가한 결과 내지문 용액의 수지:실리카 비율이 바뀌어도 문제가 없음을 알 수 있다.

[표 2]는 내지문 피막 부착량에 따른 품질 특성을 조사한 것으로 내지문 용액의 수지:실리카 함량은 30:70을 기준으로 평가하였다.

내지문 부착량이 3000mg/m²보다 많은 경우(비교예 1∼7) 내식성, 내화학성 등은 우수하나 용접탄흔 발생량이 증가하는 문제가 있고, 100mg/m²보다 적은 경우(비교예 8∼11)는 용접탄흔 발생정도는 개선되나 반대로 내지문성과 내식성, 내화학성 등이 열화되었다.

반면에 100∼3000mg/m²(발명예)의 부착량은 유지했을 때에는 모든 품질 특성이 고르게 만족되고 있는 것을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 수용성 에틸렌-아크릴 수지:실리카 비를 40:60∼10:90 비율로 조정하고, 부착량을 100∼3000mg/m²으로 유지해 주므로서, 용접탄흔 발생이 없으면서 기타 다른 품질 특성도 양호한 내지문 제품을 제조할 수있다.

이상, 상기 내용을 요약하면 하기와 같다.

즉, 전기아연 도금강판에 크로메이트 처리 또는 인산염 처리를 한 후 박막의 실리카 변성 에틸렌-아크릴/에폭시 수지를 도포하여 제조되는 내지문 강판에서, 에틸렌-아크릴 수지대 실리카 함량을 40:60∼10:90의 비율로 조정하여 내지문 피막 부착량을 100∼3000mg/m²으로 피복하였다.

하기 표 1은 내지문 용액의 수지 : 실리카 무게비에 따른 품질 및 작업성 평가결과를 나타내고 있다.

표 1

한편, 하기 표 2는 내지문 부착성에 따른 품질 특성을 나타내고 있다.

표 2

따라서, 본 발명에 따르면, 도장하지 않고 사용하면서 용접을 하는 공정이포함된 내지문 강판사용분야에서 용접탄흔에 의한 표면외관 불량을 감소시킬 수 있으며, 기존 용접탄흔 발생 개선 내지문 강판이 크로메이트 용액에 실리카와 수지를 섞어서 도포하는 방법이므로 6가 크롬이 표층에 노출되어 있어서 작업자 피부에 묻거나 용출되는 환경문제를 발생시켰던 것에 비해, 본 발명은 크로메이트 처리를 한 후 용접탄흔이 발생하지 않는 조건으로 내지문 용액을 조정하여 피막처리하는 방법이므로 크롬이 표면에 노출되지 않고 환경친화적인 제품이 될 수 있으며, 내식성과 내지문성에서도 유리하다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims

아연도금강판에 인산염처리한 후 내지문 용액으로 수지피복을 형성하는 수지피복강판의 제조방법에 있어서,

상기 내지문 용액은 10~40:60~90의 비율로 조정된 수지와 실리카 성분을 함유하고,

상기 내지문 피막의 부착량은 100~3000mg/㎡로 유지되는 것을 특징으로 하는 수지피복강판 제조방법.