KR100508503B1

KR100508503B1 - 내화학성 및 내지문성이 우수한 내지문 처리 용액 및내지문 처리강판의 제조방법

Info

Publication number: KR100508503B1
Application number: KR10-2000-0063362A
Authority: KR
Inventors: 곽영진
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2005-08-17
Also published as: KR20020032735A

Abstract

본 발명은 실내용 가전기기의 내·외판 등에 사용되는 내지문 처리용액 및 내지문 처리강판의 제조방법에 관한 것으로서, 전기 아연도금강판상에 크로메이트처리를 실시하지 않아 환경에 유해하지 않으면서도, 우수한 내지문성 및 내화학성을 제공할 수 있는 내지문 처리용액 및 내지문 처리강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지는 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문성 및 내화학성이 우수한 내지문 처리용액을 기술적 요지로 한다.

또한, 본 발명은, 중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지고 그 평균입자가 0.5~5㎛인 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문 처리용액을 전기 아연도금강판에 700~1500mg/㎡ 도포하고, 소부처리하는 것을 포함하여 이루어지는 내지문 처리강판의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

Description

내화학성 및 내지문성이 우수한 내지문 처리 용액 및 내지문 처리강판의 제조방법{A ANTI-FINGER TREATMENT SOLUTION WITH SUPERIOR ANTI-CHEMICAL PROPERTY AND ANTI-FINGER PROPERTY, AND A METHOD FOR MANUFACTURING ANTI-FINGER TREATMENT STEEL SHEET}

본 발명은 실내용 가전기기의 내·외판 등에 사용되는 내지문 처리용액 및 내지문 처리강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 내용제성, 내탈지성 등의 내화학성을 가지면서도 인체한 유해하지 않은 내지문 처리용액 및 내지문 처리강판의 제조방법에 관한 것이다.

전기아연 도금 강판은, 균일한 도금 부착량의 확보가 가능하고 소지철과의 밀착성 및 표면외관도 우수하여 가전재 및 기타 여러가지 용도로 사용되고 있으며, 수요가 처리 공정에 투입되어 제품의 용도에 따라 가공되고 있다. 그러나, 수요가 처리 공정에서 작업장내의 유기 물질이나 손지문 등으로 인해, 강판 표면이 쉽게 오염되고, 오염된 부위는 강판의 내식성 및 도장성에 나쁜 영향을 미친다. 이를 사전에 방지하기 위해, 크로메이트 처리를 실시하여 전기 아연도금강판 상에 박막의 크로메이트막을 형성시키고, 이어 수용성 유기,무기 복합처리를 실시한 내지문 강판이 개발되어 현재 시판 되고 있다.

그러나, 상기 크로메이트 처리강판은 내식성, 내지문성 등은 우수하나, 인체에 유해한 크롬을 사용했기 때문에, 인체에 장기간 접촉되거나 흡입되면 피부 알레르기 내장질환을 유발하여, 현재는 크로메이트가 함유된 제품을 기피하는 움직임이 확산되고 있다. 즉, 상기 크롬은, 크게 6가 크롬과 3가크롬으로 분류되고 도금강판의 내식성, 도장/수지 밀착성 및 전기강판 절연성 확보에 유리하다고 알려져 있으나, 인체에 유한한 물질로서, 영국의 경우는 수질≤0.5mg/ℓ, 대기(작업장)≤0.5mg/㎥으로 규제하고 있는 실정이다.

따라서, 맹독성이 덜하고 환경에 유해하지 않은 대체 물질의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이를 위한 제안으로는, 일본특개소52-92836, 특개소57-5875, 특개평9-53192, 9-143752, 특개평11-181578 등을 들 수 있는데, 이들은 크로메이트 처리를 대신하여, 몰리브데늄, 망간 산화물, 세리움, 이트륨, 란타늄 산화물과 같은 무기염을 함유하는 용액을 도포한 기술이다. 그러나, 상기 몰리브데늄을 이용한 몰리브이트 용액은, 칼슘 혹은 암모니움 설페이트를 함유하는 것으로서, 몰리브데이트 피막 형성에 필요한 반응시간이 장시간 요구되고, 또한 내식성 측면에서도 기존의 크롬처리한 피막에 비해 열위한 단점이 있다. 또한, 망간 산화물을 함유한 피막으로는 내식성 및 용액 안정성 측면에서 불안정 하고, 세리움, 이트륨, 란타늄 산화물을 함유한 피막은, 도포시 피막 균일성이 미흡한 단점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 전기 아연도금강판상에 크로메이트처리를 실시하지 않아 환경에 유해하지 않으면서도, 우수한 내지문성 및 내화학성을 제공할 수 있는 내지문 처리용액 및 내지문 처리강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지는 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문성 및 내화학성이 우수한 내지문 처리용액에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지고 그 평균입자가 0.5~5㎛인 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문 처리용액을 전기 아연도금강판에 700~1500mg/㎡ 도포하고, 소부처리하는 것을 포함하여 이루어지는 내지문 처리강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명의 발명자는, 인체에 유해한 것으로 알려진 크롬의 첨가없이도 우수한 내화학성, 내식성, 및 내지문성을 제공할 수 있는 내지문 처리용액에 대하여 연구한 결과, 용액의 조성 및 첨가물의 혼합비가 중요다는 것을 발견하였다.

이에, 본 발명에서는 공중합수지의 조성, 즉, 스타이렌, 부타디엔, 및 아크릴로 니트릴의 함량비와, 소지강판 및 용액사이에 결합력을 부여하는 실란 커플링제의 함량을 조절하였다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에서는 기존의 수지 혹은 무기염이 아닌 부타디엔, 아크릴로 니트릴, 스티렌의 공중합수지를 이용하여, 소지 금속과의 결합력을 높이고, 내화학성을 향상시켰다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 종래에는 우레탄 수지계, 아크릴 수지계 등을 주로 사용하였는데, 상기 우레탄 수지계는 가공성이 필요로 하는 분야에 널리 쓰이고 있으나 가격이 고가이고 소지와 결합력이 약해 내화학성이 부족한 단점이 있고, 아크릴계 수지는 피물체와의 결합력이 강해 내화학성이 우수하고 광택이 우수한 장점이 있으나 가공성이 우레탄에 비해서 떨어지는 단점이 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 상기 공중합수지와 소지강판 사이에 결합력을 부여하기 위해, 실란 커플링제를 첨가하였다. 이 때, 실란 커플링제로는, 용액 안정성 및 내화학성을 갖는 유무기의 결합력과 내식성 향상을 위해, 디메틸트리메틸실리아민 커플링제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명의 내지문 처리용액 조성은, 소부처리후 내지문 처리용액중 총 고형분 량이 7~15중량%로 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 소부처리후 내지문 처리용액중의 총 고형분 량이 7~15중량%이면, 경제성과 가공성 향상 측면에서 유리하기 때문이다. 이를 위해, 상기 공중합수지는, 스티렌 92~94중량%, 아크릴로 니트릴 3~5중량%, 및 부타디엔 1~5중량%로 중합되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 공중합수지를 구성하는 각 성분의 함량이 하한치보다 작으면 결합력이 열화되어 내화학성 및 표면외관이 열화되고, 상한을 초과하면 가공성이 극히 저하하기 때문이다. 아울러, 상기 공중합된 수지의 평균 입자 크기는 0.5~5㎛인 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위를 벗어나게 되면 용액 안정성이 나빠지기 때문이다.

또한, 상기 디메틸트리메틸실리아민 커플링제의 함량은 0.3~3.0g/ℓ로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 디메틸트리메틸실리아민 커플링제의 함량이 0.3g/ℓ미만인 경우에는 내화학성이 저하되고, 3.0g/ℓ를 초과하면 그 개선 효과는 미미한데 반하여 제조원가가 상승하기 때문이다.

한편, 본 발명은, 상기와 같이 조성된 내지문 처리용액을 전기 아연도금강판 상에 도포하고, 소부하는 것을 포함하여 이루어지는 내지문 처리강판의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 전기 아연도금강판 상에 도포하는 내지문 처리용액의 량은 700~1500mg/㎡인 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 도포량이 700mg/㎡ 미만인 경우에는 표면 거칠기가 큰 피막내에서 내지문성을 확보할 수 없고, 1500mg/㎡ 이상이면 전도성에 악영향을 미치기 때문이다.

또한, 상기 내지문 처리용액이 도포된 전기 아연도금강판을 소부처리(baking)할 때는, 통상의 방법을 이용할 수 있는데, 100~150℃의 강판온도에서 5~10초간 실시하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예)

도금 부착량이 20g/㎡인 전기아연 도금강판을 소지 금속으로 하여, 스타이렌 수지: 92.5중량%, 부타디엔: 4.2중량%, 아크릴로 니트릴: 3.3중량%로 이루어진 공중합수지 50g/ℓ와 디메틸트리메틸실리아민 커플링제를 하기 표1과 같이 함량을 달리하여 첨가한 다음, 그 잔부는 물로 채워 내지문 처리용액을 제조하였다. 이 때, 상기 공중합수지의 평균 입자크기도 하기 표1과 같이 달리하였다.

이와 같이 제조된 내지문 처리용액을, 하기 표1에 나타난 바와 같이 도포량을 변화시키면서, 전기 아연도금강판 표면에 롤 코팅에 의해 도포한 다음, 150℃의 강판온도에서 5초간 소부시킨 후, 상기 도포 피막에 대한 내지문성, 내화학성, 전도성, 및 용액 안정성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 내지문성은, 백색 와세린 도포전후의 색차값을 측정하는 것으로 평가하였다.

이 때, ◎는 육안으로 지문 부착이 식별되지 않는 우수한 상태,

△는 육안으로 지문 부착이 식별 가능한 보통인 상태, 그리고

X는 뚜렷이 지문이 식별되는 불량한 상태로 하였다.

상기 내화학성은, 아세톤을 10회 문지른후 전/후 색차를 통한 내용제성과, MEK로 10회 문지른 전/후의 색차를 통한 내탈지성을 측정하여 평가하였다.

이 때, ◎는 테스트 전후의 색차 값이 2이하로 색차 변화가 없는 우수한 상태,

△는 테스트 전후의 색차 값이 2 ~ 4의 값을 갖고 피막의 색상변화를 알아 볼 수 있는 보통의 상태, 그리고

X는 테스트 전후의 색상 차이가 4이상으로 심한 불량한 상태로 하였다.

상기 전도성은 표면 저항기를 사용하여 측정한 것으로 평가하였다.

이 때, ◎는 피막의 전기 저항이 1W 이하인 우수한 상태,

○는 피막의 전기 저항이 1W ~ 2.5W인 좋은 상태,

△는 피막의 전기 저항이 2.5W ~ 5W인 보통상태, 그리고

X는 피막의 전기 저항이 5W 이상인 불량상태를 나타낸다.

또한, 상기 용액안정성은 용액제조후 35℃에서 45일 방치후 용액 외관 및 점도를 측정한 것으로 하였다.

이 때, ◎는 45일간 저장한 경우에 점도나 상태가 변화하지 않는 우수한 상태, 그리고

X는 45일간 저장한 경우에 점도가 변하고 용액의 겔화가 관찰된 불량상태를 나타낸다.

구분	제조조건			피막특성
구분	수지의 평균입자크기(㎛)	도포량(mg/㎡)	실란 커플링제(g/ℓ)	내지문성	내화학성	전도성	용액안정성
비교예1	0.5	650	3.0	x	◎	◎	◎
비교예2	3.0	680	1.0	x		◎
비교예3	5.0	1550	0.4	◎		x
비교예4	0.4	700	3.0			◎	x
비교예5	0.45	1000	1.0			◎
비교예6	6.0	1400	0.3			○
비교예7	0.5	1100	0.2		x	◎	◎
비교예8	3.0	730	0.28		x	◎
비교예9	5.0	1500	6.0		◎	○
발명예1	1.0	700	0.4			◎
발명예2	3.0	1300	0.8			○
발명예3	5.0	1500	1.5			○
발명예4	0.5	900	2.0			◎
발명예5	1.0	750	2.5			◎
발명예6	3.0	1320	2.0			○
발명예7	5.0	800	1.5			◎
발명예8	0.6	1100	0.3
발명예9	1.5	800	1.0
발명예10	4.0	1450	3.0			○

상기 표1에 나타난 바와 같이, 비교예(1),(2)는 내지문 처리용액의 도포량이 적어 지문 부착이 육안으로 식별 가능하여 내지문성이 열위됨을 알 수 있다. 비교예(3)은, 다른 품질의 특성은 만족하나 피막의 전기 저항이 크고 용접시 스패터(용접때 튀는 금속물) 혹은 너깃 주위의 탄 흔적을 심하게 볼 수 있었다. 비교예(4),(5)는, 수지의 평균 입자가 0.4, 0.45㎛로, 용액제조후 시간경과에 따라 입자들이 새로운 큰 입자를 형성 하지 않아 교반에 의해 재분산될 수 있었지만, 현장에서 장시간 사용하지 않는 경우는, 용액이 불안정한 상태를 나타내었다. 비교예 (6)은, 수지의 평균입자가 6㎛로, 미세한 입자들이 서로 합쳐서 큰 입자를 형성하고, 중력에 의해 밑으로 침강하는 현상을 보였다. 이와 같은 상태에서는, 입자들의 총표면적이 감소되고, 교반등의 기계적인 힘에 의해 분산될 수 없어서 작업이 불가능하였다. 비교예(7),(8)은, 실란 커플링제인 디메틸트리메틸실리아민의 함량이 너무 적어서, 소지 결합력이 열화되어 내화학성이 만족스럽지 못하였다. 또한, 비교예(9)는, 디메틸트리메틸실리아민의 함량이 많은 경우로, 본 발명예와 유사한 특성을 나타내고는 있으나, 비용면을 고려할 때, 바람직하지 않은 것으로 판단된다.

이에 반하여, 본 발명의 방법에 의한 발명예(1)~(10)는, 피막특성이 모두 우수하였으며, 또한 밝고 미려한 표면외관도 관찰할 수 있었다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 내지문성 및 내화학성 뿐만 아니라 용액 안정성 및 전도성이 우수한 환경에 유해하지 않은 내지문 강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다

Claims

중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지는 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문성 및 내화학성이 우수한 내지문 처리용액
제1항에 있어서, 상기 공중합수지는 그 평균입자가 0.5~5㎛인 것을 특징으로 하는 내지문성 및 내화학성이 우수한 내지문 처리용액
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내지문 처리용액중의 총 고형분 량은 7~15중량%인 것을 특징으로 하는 내지문성 및 내화학성이 우수한 내지문 처리용액
중량%로, 스타이렌: 92~94%, 부타디엔: 3~5%, 및 아크릴로 니트릴: 1~5%로 이루어지고 그 평균입자가 0.5~5㎛인 공중합수지와, 0.3 ~ 3g/ℓ의 디메틸트리메틸실리아민 실란 커플링제로 이루어진 내지문 처리용액을 전기 아연도금강판에 700~1500mg/㎡ 도포하고, 소부처리하는 것을 포함하여 이루어지는 내지문 처리강판의 제조방법