KR100513822B1

KR100513822B1 - 원적외선 방사능이 우수한 ｐｃｍ 도료 및 이 도료가코팅된 강판

Info

Publication number: KR100513822B1
Application number: KR10-2002-0082905A
Authority: KR
Inventors: 이재영; 김진태; 조재억; 조뇌하; 김일영; 강병철
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2005-09-09
Also published as: KR20040056302A

Abstract

원적외선 방사능이 우수한 PCM 도료 및 이 도료가 코팅된 강판이 제공된다.

본 발명은,

폴리에스터 수지와,

상기 수지 100중량부에, 실리카:10~22중량부와 α-알루미나:15~70중량부중 선택된 1종이상의 소광제 분말을 10~70중량부 포함하여 조성되고,

상기 소광제 분말은 그 평균입경이 0.5~10㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 방사능이 우수한 PCM용 수지도료와, 이러한 수지도료가 코팅되어 있는 도장강판에 관한 것이다.

Description

원적외선 방사능이 우수한 ＰＣＭ 도료 및 이 도료가 코팅된 강판{ PAINT WITH GOOD FAR-INFRARED EMISSION AND PCM STEEL PLATE COATED WITH THE SAME }

본 발명은 원적외선 방사능이 우수한 PCM용 수지도료 및 이러한 수지도료가 코팅된 PCM용 도장강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수지에 소광특성이 우수한 소정크기의 원적외선 방사분말체를 포함시킴으로써 원적외선 방사능 뿐만 아니라 PCM용 도장강판 물성을 만족할 수 있는 PCM용 도장도료와, 이 도료가 피복된 강판에 관한 것이다.

원적외선이란 적외선중 파장이 다소 긴 2.5~20㎛범위의 광에너지로서 일종의 전자파라 할 수 있다. 이와 같은 원적외선은 모든 재료에서 0 K 이상의 온도에서 방사되지만, 특정 세라믹의 경우 방사량이 매우 높은데 이를 원적외선 방사체라 한다. 원적외선은 방사에 의해 에너지가 전달되므로 에너지 효율이 높으며, 따라서, 다양하게 이용되고 있다(대한민국 특허공고 제95-8584호).

이와 같은 원적외선의 인체에 대한 효능이 알려지면서 원적외선 사우나로부터 가전제품 및 일반 건축소재에 이르기까지 다양한 용도로 활용되고 있다. 이와 같은 원적외선 방사체로는 옥, 맥반석(대한민국 특허출원 제88-1616호, 제95-26761호) 등이 대표적인 재료로 잘 알려져 있으며, 그 외에도 전이금속계 산화물(대한민국 특허공고 제95-8584호)이 원적외선 방사효율이 높은 것으로 알려져 있다.

한편, 강판의 원적외선 방사능을 향상시키기 위해서 강판 표면에 원적외선 세라믹을 도포하여 내열성과 에너지 효율을 높이는 기술이 일본 특허공개 2000-171045호에 제시되었으며, 또한 스테인레스판을 부식시켜 원적외선 방사체가 되도록 하는 기술도 대한민국 특허 제90-22365호로 제시된바 있다. 나아가. 폴리에스테르 수지등 열경화성 수지에 원적외선 방사기능을 갖는 제올라이트 분말을 첨가하여 소부 열처리함으로써 원적외선 방사성을 갖는 강판을 제조하는 기술이 대한민국 특허공개 1998-83239호로 제시되었다.

그러나 상기 종래법으로 제조된 강판은 최적의 크기 및 조성비를 갖는 적절한 원적외선 방사체를 선택하지 못한 결과, 전파장대에서의 원적외선 방사효율이 0.90 정도로 낮을 뿐만 아니라, 특히 인체에 유익한 5~8㎛범위의 파장대에서의 원적외선 방사율이 0.5~0.8정도로 매우 낮았다.

따라서 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 수용액에 용해시 pH가 7.5~10.5인 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 수산화아연, 산화아연, 탄산칼슘, 이들을 함유하는 분말 및 이들의 혼합물중 선택된 1종이상을 사용함으로써 항균특성이 매우 우수함은 물론, 원적외선 방사율도 높으며, 특히 인체에 유익한 5-8㎛범위의 파장대에서의 원적외선 방사율이 다른 재료보다 월등이 우수한 원적외선 방사분말과, 이를 PCM의 가장 범용적인 수지인 폴리에스터 수지에 혼합하여 강판에 피복함으로써 향균성 및 원적외선 방사능이 우수한 수지피복강판을 제조할 수 있음을 대한민국 특허출원 2001-82297호등으로 제시한 바 있다.

PCM이란 Pre coated metal의 약어로서 공장에서 연속 도장으로 제조되는 도장강판으로, PCM 강판은 다른 도장강판 보다 엄격한 가공성, 도막강도등의 기계적 물성은 물론 내화학성, 내환경성 등을 만족할 것이 요구된다. 그런데 상기 대한민국 특허출원에서 제시한 원적외선 방사분말 조성은 우수한 향균 및 원적외선 방사능을 제공함에는 효과적이나, 상기 PCM에 따른 제반 물성에 대한 고려가 없어 그러한 분말조성을 수지에 혼합하여 실제 PCM공정에 들어갈 경우 내산/내알카리, MEK용제 반응성등의 내화학성등에 문제가 발생 하였다.

따라서 본 발명자등은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하였으며, 그 결과에 근거하여 제안하는 것으로서, PCM 강판의 광택도 저하를 위하여 첨가되는 소광제를 그 종류, 함량 및 크기등을 적정하게 제어하여 수지에 혼합시킴으로써 원적외선 방사율이 우수한 PCM용 수지도료, 및 이러한 수지도료가 코팅된 도장강판을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

폴리에스터 수지와,

상기 수지 100중량부에, 실리카: 10~22중량부와 α-알루미나:15~70중량부중 선택된 1종이상의 소광제 분말을 10~70중량부 포함하여 조성되고,

상기 소광제 분말은 그 평균입경이 0.5~10㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 방사능이 우수한 PCM용 수지도료에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기와 같이 조성된 PCM용 수지도료가 그 표면에 코팅되어 있는 도장강판에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 도장강판의 60도 광택도를 4~25 범위로 제어하고 그 원적외선 방사율이 0.930이상이 될 수 있도록 평균입경 0.5~10㎛의 소광제가 수지코팅층에 포함되어 있는 폴리에스터 수지 도장강판에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 설명한다.

소광제란 PCM용 도료의 광택도를 조절하기 위하여 사용되는 첨가물로서, 소광제 함량이 증가하면 광택도(60도 광택도)가 저하하는데, 이는 폴리에스터 수지의 높은 가시광선 반사율이 소광제가 함유됨에 따라 떨어지기 때문이다. 즉, 소광제란 가시광선을 흡수(또는 난반사)시켜 가시광선 반사율이 낮아지며, 이에따라 광택도가 저하하는 것이다. 일반적으로 PCM용 도료에 있어서, 소광제로는 미립의 실리카(SiO₂)가 응집된 응집형 실리카 분말이 사용되고 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 소광제의 종류, 조성,크기 및 첨가량에 따라 PCM도장강판의 원적외선 방사특성을 조사하는 과정중, 그 입도가 소정밤위로 제어된 특정 소광제를 그 첨가량을 최적화하여 PCM용 수지도료 제조에 이용할 경우, PCM 용 도료로서 요구되는 기본 물성을 만족할 뿐만 아니라 원적외선 방사율이 매우 높은 PCM용 도료를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 제시하는 것이다.

이하, 본 발명의 PCM용 수지도료의 조성성분을 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명의 수지도료는, 폴리에스터 수지에, 소정의 크기를 갖는 소광제 분말을 혼합함으로써 마련될 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 상기 수지에 배합되는 소광제 분말의 입경를 0.5~10㎛범위로 제한한다. 만일 상기 소광제 분말의 평균입경이 0.5㎛미만이면, 적외선 방사율이 개선되지 않으며, 경우에 따라서는 오히려 원적외선 방사율이 저하할 수도 있기 때문이다. 그리고 소광제 분말의 크기가 증가함에 따라 도장강판의 광택도는 저하하면서 원적외선 방사율이 증가함이 일반적이나, 그 분말의 평균입경이 10㎛를 초과하면, 입자크기 증가에 따른 원적외선 방사율 증가효과가 미미해지며, 아울러, 소광제 입자의 상부 도장층(전형적인 PCM 두께 15㎛)밖으로의 노출 비율이 너무 높아 내화학성등 PCM용 도료로서 요구되는 기본 물성이 저하할 수 있기 때문이다.

보다 바람직하게는, 상기 소광제 분말의 평균입도를 2~8㎛범위로 제한하는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 폴리에스터 수지에 혼합되는 상기 소광제 분말의 구체적인 종류등에 제한되는 것은 아니며, 폴리에스터 수지에 혼합되어 강판에 도포되었을때, 도장강판의 60도 광택도를 4~25 범위로 제어하고 그 원적외선 방사율이 0.930이상이 될 수 있도록 하는 소광제이면 어느 것이라도 가능하다.

바람직하게는, 상기 수지 100중량에 α-알루미나와 실리카중 1종이상의 소광제 분말을 10~70중량부로 혼합하는 것이다. 만일 폴리에스 수지 100중량부 기준으로, 상기 소광제의 혼합량이 10중량부 미만이면 원적외선 방사율이 낮을 수 있으며, 70중량부를 초과하면 내화학성등 PCM용 도료의 기본 물성이 저하할 수 있기 때문이다.

한편, 상술한 본 발명의 소광제 분말은 그 분말의 성분 및 결정상에 따라 수지내 최적 함량이 달라질 수 있다.

도 1과 같이, 본 발명에서 소광제로서 이용하는 실리카(SiO₂) 분말은 미립의 실리카(SiO₂)가 응집된 응집형 실리카 분말이다. 본 발명에서 이러한 응집형 실리카분말을 혼합 사용할 경우, 상기 폴리에스터 수지 100중량부 대비, 10-22 중량부 범위로 혼합함이 바람직하다. 만일 그 배합량이 22중량부를 초과하면 내화학성등 PCM 기본 물성이 다소 저하할 수 있기 때문이다.

또한 도 2와 같이, 본 발명에서 이용하는 알루니마 분말은 육각판상형형 α- 알루미나 분말로써, 이러한 분말은 PCM 도료에서 통상적으로 사용하는 소광제는 아니지만 수지내 첨가량을 증가시키면 뚜렷한 소광 효과와 원적외선 방사능 증가 효과를 얻을 수 있다. 그러나 γ-알루미나는 α-알루미나에 비하여 입도가 작으며, 원적외선 방사능 뿐만 아니라 소광 효과도 낮으므로 바람직 하지 않다.

본 발명에서 이러한 α-알루미나 분말을 혼합 사용할 경우, 그 혼합량을 상기 수지 100중량부에 대하여 15~70 중량부 범위로 제한 함이 바람직하다. 만일 그 혼합량이 15 중량부 미만이면 원적외선 방사율이 다소 낮아질 수 있기 때문이다.

본 발명에서는 또한 상기와 같이 마련된 PCM용 수지도료에 항균성 원적외선 방사체 분말을 추가로 포함시킬 수 있다.

바람직하게는 상기 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 항균성 원적외선 방사분말 ZnO와 CaCO₃중 선택된 1종을 혼합하여 사용하는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 PCM용 수지도료에 채색 안료를 혼합할 수도 있다. 이렇게 채색안료가 포함된 수지도료를 강판의 표면에 코팅함으로써 소망하는 칼라 강판을 제조할 수 있다.

본 발명에서는 채색안료로서 유기안료 뿐만 아니라 무기안료를 사용할 수 있으며, 구체적인 안료의 종류등에 제한되는 것은 아니다. 다만, 원적외선 방사능이 낮은 유기안료보다는 원적외선 방사능이 높은 산화물계 무기안료를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

상기와 같이 마련된 PCM용 수지도료를 강판표면에 도포하면, 원적외선 방사효율이 우수한 도장강판을 제조할 수 있다. 이하, 본 발명에서의 소광제 첨가에 따른 원적외선 방사능 향상 원리를 구체적으로 설명한다,

도 3(a)의 상부에 나타난 바와 같이, 통상 0.5㎛ 이하의 크기를 갖는 일반안료가 수지도료에 혼합되어 강판표면에 코팅된 경우, 이러한 일반 안료는 거의 모두 수지층내에 존재하고 있다. 반면 도 3(b)와 같이, 1~10㎛크기의 조대한 소광제 분말이 수지도료에 혼합되어 강판표면에 도포되면, 이러한 소광제 분말은 코팅층 외부로의 돌출확률이 증대되고, 이에따라, 가시광선은 반사율이 낮은 세라믹에서 흡수가 일어나 소재의 광택도가 저하된다. 즉, 도 3(c)와 같이, 소광제 분말이 만드는 표면조도가 난반사를 유도하여 광택도를 저하시키는 것이다.

한편, 상기와 같이, 소광제 분말이 코팅층에서 표면조도를 유발하는 것은 다음과 같은 기구로 원적외선 방사효율을 또한 증대시킬 수 있다. 원적외선은 가시광선과 파장대만 다를 뿐 빛의 특성을 가진다. 따라서 소광제 분말이 수지코팅층 외부로 돌출시 가시광선의 반사율이 저하하여 광택도가 저하할 뿐만 아니라 폴리에스터 수지 대비 원적외선 흡수율이 높은 소광제 분말은 원적외선을 잘 흡수할 가능성도 높아지게 될 것이다. 즉, 소광제 분말이 돌출된 표면에 원적외선(5-20㎛ 파장)을 조사시 원적외선 흡수율도 증가하게 될 것이다.

원적외선 흡수율이 높은 물질은 또한 원적외선 방사율도 높다는 것은 이미 알려진 사실(재료의 원적외선 흡수율=그 재료의 원적외선 방사율)이며 이를 키르히호프 법칙이라 한다. 또한 원적외선 방사율은 원적외선 방사강도 측정으로 구해지는데 (단위면적당 원적외선 방사에너지), 도 3(b~c)와 같이, 소광제로 인한 표면조도의 생성은 원적외선 방사강도 측정시 원적외선 방사 유효면적이 증대되어 실제 더 많은 량의 원적외선 방사가 일어날 수 있다. 즉, 특정 함량 및 크기 이상의 소광제분말을 수지도료에 첨가함으로써, 이러한 첨가된 원적외선 소광제 분말이 수지코팅층 외부로의 돌출량을 급격하게 증가시켜 광택도가 저하됨과 아울러 원적외선 방사율이 증가됨을 알 수 있다.

도 4는 그 성분계를 달리(후술하는 실시예의 표 1~3의 데이터를 이용하여 광택도와 원적외선 방사율 관계를 도시한 것임)하여 제조된 PCM강판의 60도 광택도와 원적외선 방사특성과의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 도 4에 나타난 바와같이, 본 발명의 소광제가 포함된 수지도료를 이용하여 수지코팅강판을 제조하는 경우, 강판의 광택도가 25 이하로 하면서 원적외선 방사율 0.930 이상을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 그러나 소광제 함량이 너무 많아 광택도가 4미만이 되면 내알카리성등의 PCM 기본 물성이 크게 저하할 수 있으므로 원적외선 방사 PCM 강판의 광택도는 4~25 범위가 적합하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

하기 표 1과 같이, 폴리에스터 수지 100중량부에, 소광제로써 평균입경 5㎛의 SiO₂분말이나 평균입경 2㎛의 α-알루미나 분말을 그 배합량을 달리하여 혼합하였다. 그리고 상기 수지에 전형적인 PCM 도료가 되도록 일정 함량비의 잔부 첨가물을 투입하여 분산 혼합하였는데, 본 실험에서는 폴리에스터 수지 100중량에 대하여, 잔부 첨가물 함량이, 멜라민 경화 수지 10중량부, 경화촉매 1.5중량부, 왁스 7중량부, 용제(thinner) 15 중량부가 도료내에 포함되도록 조절하였다.

이어, 크로메이트처리된 냉연강판 표면에 5㎛ PCM용 방청용 하도 도장된 (Primer coat) 전형적인 PCM용 소재 냉연강판을 준비하였으며, 후속하여 바 코터(bar coater)를 사용하여 두께 15~17㎛가 되도록 상기와 같이 마련된 도료들을 냉연강판 표면에 도장하였다. 이어, 상기 도장된 강판들을 전형적인 열처리 조건인 225℃에서 24초간 소부처리함으로써 PCM 강판을 제조하였다.

상기 제조된 강판들의 도막강도와 가공성을 평가하기 위해, 연필경도, 2t bending test를 행하였으며, 아울러, 5% 황산과 5%NaOH에 대한 내산 내알카리 test와 MEK rub test를 수행한 결과를 요약하여 표 1에 나타내었다. PCM 강판의 물성 평가법은 다음과 같은 널리 알려진 방법으로 평가하였다.

1)연필경도 시험: 미쓰비씨 유니연필을 사용하여 1Kg의 하중으로 도막을 긁었을 때 상처가 나지 않는 최고등급 (ASTM D3363-92)

2)2t bending test: 180 VISE를 사용하여 시험편을 완전히 굴곡시켰을 때 꺽인면의 표면에 투명의 점착능을 가지는 테이프를 붙여 박리시켜 테이프에 도막이 묻어나는 정도를 판단 (ASTM D4145-83)

3)내산/내알카리 시험: 5% HCl 용액과 5% NaOH용액을 도장면에 노출시켜 도막의 상태를 판정

4)MEK rub test: 가아제를 검지와 중지 손가락 선단에 5겹으로 잘 감은후 MEK(Methyl ethyl ketone)용제에 충분히 적셔서 도막을 50회 문질렀을 때 표면상태(단 왕복을 1회로 함)(ASTM D5402-93)

또한, 상기 제조된 강판을 한국건자재 시험 연구원에서 KS 규격(KS L 2514 6.4항)에 따라 도장강판의 원적외선 방사율을 5∼20㎛의 파장대역에서 측정하여 구한 결과를 표 1에 나타내었다.

시료	조성(수지100중량대비중량비)					광택도	2tbending	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
시료	SiO₂	α-Al₂O₃	CaCO₃	ZnO	안료	광택도	2tbending	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
비교예1	-	-	20	-	-	59	양호	>60	양호	양호	0.920
비교예2	2	-	-	-	-	90	양호	>60	양호	양호	0.888
비교예3	6	-	-	-	-	75	양호	>60	양호	양호	0.907
비교예4	8	-	-	-	-	60	양호	>60	양호	양호	0.921
발명예1	15	-	-	-	-	22	양호	>60	양호	양호	0.938
발명예2	20	-	-	-	-	8	양호	>60	양호	양호	0.940
비교예5	25	-	-	-	-	2.1	미흡	40	양호	미흡	0.952
비교예6	-	4	-	-	-	86.2	양호	>60	양호	양호	0.905
비교예7	-	8	-	-	-	66.2	양호	>60	양호	양호	0.915
발명예3	-	25	-	-	-	20.3	양호	>60	양호	양호	0.935
발명예4	-	50	-	-	-	15.5	양호	>60	양호	양호	0.945
비교예8	-	75	-	-	-	3.7	양호	>60	양호	미흡	0.950

표 1에 나타난 바와같이, 평균입경 5㎛의 응집형 실리카와 2㎛의 α-알루미나중 1종이상의 소광제 첨가량이 증가함에 따라 광택도가 변화하였다. 특히, 이러한 소광제 분말 첨가량이 최적으로 제어된 본 발명예(1~4)는 광택도가 급격히 감소하면서 원적외선 방사율이 급격히 증가하였으며, 이때 PCM용 도료로서 요구되는 기본 물성을 모두 만족하였다.

그러나 소광제를 첨가하지 않거나, 그 첨가량이 상대적으로 부족한 비교예 (1~4, 6~7)의 경우에는 원적외선 방사율 0.930 이상을 확보하기 곤란하였다. 또한 소광제의 첨가량이 너무 많은 비교예(5,8)의 경우에는 내화학성이(MEK 반응성, 내알카리성)이 저하하여 PCM용 도료의 기본 물성을 만족하지 못함을 알 수 있다.

한편, 상기 표 1에서는, 강판의 광택도를 4~25범위로 조절하면 원적외선 방사율도 높고 PCM 물성도 만족하는 도장 강판의 제조가 가능함을 보여주고 있다. 광택도 4미만에서는 소광제 노출 확률의 급격한 상승으로 내화학성이 저하되었으며, 광택도 25를 초과할때는 0.930 이상의 높은 원적외선 방사율을 얻을 수 없었다.

(실시예 2)

표 2와 같이, 폴리에스터 수지 100중량부에, 소광제, 백색안료(TiO₂)와 적색안료(Fe₂O₃), 그리고 항균성 원적외선 방사체인 CaCO₃, ZnO를 각각 그 배합량을 달리하여 혼합하였다. 이때, 첨가된 소광제중 SiO₂와 α-알루미나 분말의 평균입경은 각 5㎛와 2㎛였다. 그리고 상기 수지에 전형적인 PCM 도료가 되도록 일정 함량비의 잔부 첨가물을 투입하여 분산 혼합하였는데, 본 실험에서는 폴리에스터 수지 100중량에 대하여, 잔부 첨가물 함량이, 멜라민 경화 수지 10중량부, 경화촉매 1.5중량부, 왁스 7중량부, 용제(thinner) 15 중량부가 도료내에 포함되도록 조절하였다.

상기 제조된 강판들의 도막강도와 가공성을 평가하기 위해, 연필경도, 2t bending test를 행하였으며, 아울러, 5% 황산과 5%NaOH에 대한 내산 내알카리 test와 MEK rub test를 수행한 결과를 요약하여 표 2에 나타내었다. PCM 강판의 물성 평가법은 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다.

그리고, 상기 제조된 강판을 한국건자재 시험 연구원에서 KS 규격(KS L 2514 6.4항)에 따라 도장강판의 원적외선 방사율을 5∼20㎛의 파장대역에서 측정하여 구한 결과를 표 2에 나타내었다.

시료	조성(수지100중량대비중량비)					광택도	2tbending	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
시료	SiO₂	Al₂O₃	CaCO₃	ZnO	안료	광택도	2tbending	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
비교예9	-	-	20	-	백(40)	44	양호	>60	양호	양호	0.918
비교예10	2	-	20	-	백(40)	41	양호	>60	양호	양호	0.919
비교예11	6	-	20	-	백(40)	35	양호	>60	양호	양호	0.918
비교예12	9	-	20		백(40)	34	양호	>60	양호	양호	0.923
발명예5	15	-	20		백(40)	15	양호	>60	양호	양호	0.940
발명예6	15	-	20		백(20)	13	양호	>60	양호	양호	0.944
발명예7	15	-	20		백(60)	12	양호	>60	양호	양호	0.938
비교예13	-	-	-	20	적(20)	83	양호	>60	양호	양호	0.911
비교예14	-	5	-	20	적(20)	66	양호	>60	양호	양호	0.911
발명예8	-	25	-	20	적(20)	21.3	양호	>60	양호	양호	0.937
발명예9	-	50	-	20	적(40)	14	양호	>60	양호	양호	0.942
발명예10	-	50	-	-	적(40)	15	양호	>60	양호	양호	0.935

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 폴리에스터 수지에 소정량의 소광제분말을 혼합하여 조성된 수지도료를 코팅한 본 발명예(5~10)의 경우, 광택도가 급격히 감소하면서 원적외선 방사율이 급격히 증가하였다. 특히, 본 발명예(10)은 CaCO₃,ZnO와 같은 원적외선 방사율이 높은 항균성 원적외선 분말을 첨가 하지 않고 채색 안료와 소광제의 적절한 첨가량 조절만으로도 비교적 높은 원적외선 방사율을 갖는 강판을 제조할 수 있음을 보여주고 있다.

그러나 수지도료 성분으로 소광제가 첨가되지 않거나, 상대적으로 부족하게 첨가된 비교예(9~14)에서는 원적외선 방사율이 좋지 않았다.

한편, 안료가 첨가되지 않은 실시예 1의 결과와 비교할때, 본 실시예 2에서는 수지도료에 안료가 첨가됨에 따라 전반적으로 원적외선 방사율이 다소 떨어지는 경향을 나타냄을 알 수 있다. 특히, 본 발명예(5~7)에서는 TiO₂ 백색안료 혼입량이 증가할수록 원적외선 방사율이 저하함을 보이고 있는데, 이로부터, 안료함량은 안료의 색상을 얻는 범위, 즉 은폐력을 확보하는 범위내에서는 가능한 적게 혼합시킴이 바람직함을 알 수 있다.

다만, 안료함량을 증가시켜도 광택도의 변화는 효과적으로 일어나지 않았으며, 따라서 이러한 광택도 감소에 따라 원적외선 방사율 증가를 기대하기 어려움을 알 수 있다. 이는, 안료는 그 입자크기가 통상 0.01-0.3㎛의 미분이므로 그 수지코팅층밖으로의 노출 확율을 오히려 감소된 결과로 판단된다.

(실시예 3)

본 발명에서 소광제 원적외선 분말로서 사용한 실리카와 α-알루미나의 입자크기에 따른 원적외선 방사율과 PCM 기본물성 확보여부를 판단하기 위하여, 하기 표 3과 같이 폴리에스터 수지 100중량부에 그 평균입경을 달리하는 소광제등을 그 배합량을 혼합하였다. 이어, 실시예 1과 동일한 조건으로, 이러한 수지도료에 잔부 첨가물을 혼합한후 강판표면에 코팅하여 PCM강판을 제조하였다.

이와 같이, 제조된 강판들의 도막강도와 가공성을 평가하기 위해, 연필경도, 2t bending test를 행하였으며, 아울러, 5% 황산과 5%NaOH에 대한 내산 내알카리 test와 MEK rub test를 수행한 결과를 요약하여 표 3에 나타내었다. 이때, PCM 강판의 물성 평가법은 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였으며, 원적외선 방사율도 실시예 1과 동일한 방법을 이용하였다.

시료	소광제특성		배합비(수지100중량비)			광택도	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
시료	종류	크기(㎛)	소광제	CaCO₃	ZnO	광택도	MEKrub	5%H₂SO₄	5%NaOH	원적외선방사율
비교예15	c-SiO₂	0.01	15	20	-	51	>60	양호	양호	0.919
비교예16	c-SiO₂	0.05	15	20	-	41	>60	양호	양호	0.920
발명예11	SiO₂(응)	2	15	20	-	15	>60	양호	양호	0.942
발명예12	SiO₂(응)	5	15	20	-	12	>60	양호	양호	0.945
비교예17	SiO₂(응)	11	15	20	-	4	50	양호	미흡	0.950
비교예18	γAl₂O₃	0.05	40	-	20	39	>60	양호	양호	0.922
비교예19	γAl₂O₃	0.1	40	-	20	36	>60	양호	양호	0.924
발명예13	αAl₂O₃	0.5	40	-	20	24	>60	양호	양호	0.932
발명예14	αAl₂O₃	2	40	-	20	15	>60	양호	양호	0.946
발명예15	αAl₂O₃	5	40	-	20	11	>60	양호	양호	0.952

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 그 평균입경이 0.5~10㎛로 제어된 실리카나 α-알루미나 분말을 소광제로써 이용한 본 발명예(11~15)의 경우, 모두 우수한 원적외선 방사율을 가지며, 또한 PCM용 도료에서 요구되는 기본물성을 충족함을 알 수 있다.

이에 대하여, 그 입자크기가 0.1㎛ 이하인 콜로이달 실리카(c-SiO₂)를 소광제로 혼합한 비교예(15~16)은 광택도는 비교적 높으나 낮은 원적외선 방사율을 나타내었다. 또한 소광제 분말의 입도가 10㎛를 초과하는 비교예(17)은 원적외선 방사율은 개선되었지만 MEK, 내알카리등 화학특성이 열화되었다.

한편, 통상 입경 0.1㎛이하의 γ-알루미나를 소광제로 이용한 비교예(18~19)는 소광 효과도 낮았으며, 첨가량 증가에도 불구하고 원적외선 방사율 개선도 이루어지지 않았다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 폴리에스터 수지에, PCM 강판의 광택도 저하를 위하여 첨가되는 소광제를 적정량 첨거하여 이루어진 PCM용 수지도료를 제공함으로써 도장강판의 60도 광택도를 4~25 범위로 제어하고 그 원적외선 방사율이 0.930이상인 수지코팅강판 제조에 유용한 효과가 있다.

도 1은 소광성 원적외선 분말 응집형 실리카의 주사 현미경 사진

도 2는 소광성 원적외선 분말 알파 알루미나의 주사 현미경 사진

도 3은 소광제 첨가도료의 원적외선 방사율 향상 원리를 나타내는 모식도

도 4는 60도 광택도와 원적외선 방사율 상관관계를 나타내는 그래프

Claims

폴리에스터 수지와,

상기 수지 100중량부에, 실리카:10~22중량부와 α-알루미나:15~70중량부중 선택된 1종이상의 소광제 분말을 10~70중량부 포함하여 조성되고,

상기 소광제 분말은 그 평균입경이 0.5~10㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 방사능이 우수한 PCM용 수지도료.
제 1항에 있어서, 상기 소광제 분말의 평균입경이 2~8㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 방사능이 우수한 PCM용 수지도료.
제 1항 또는 제 2항의 PCM용 수지도료가 코팅되어, 그 도장강판의 60도 광택도가 4~25 범위이고 그 원적외선 방사율이 0.930이상인 원적외선 방사능이 우수한 폴리에스터 수지 도장강판.
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