KR100940754B1 - 소프트-필 칼라강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라강판에 천연가죽에서 느낄 수 있는 부드러운 질감을 부여하기 위해 소지강판; 논(non)-크로메이트 또는 크로메이트 전처리층; 방청 프라이머 도막층; 및 유리전이온도(Tg)가 -50∼-20℃인 에폭시 변성　수지로 이루어진 주수지 25~55중량%, 이소시아네이트 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지 5~15중량%, 경화 촉매 0.1~1.5중량%, 용제 25~45중량%, 실리카 필러 5~10중량%, 안료 2~35중량% 및 첨가제 0.2~4.0중량%를 포함하는 도료를 도장 처리한 상도 도막층을 포함하는 소프트 필 칼라강판을 제공하며, 본 발명에 의하면 부드럽고 따뜻한 천연가죽 질감 및 촉감을 보유하면서도 기존 PCM강판과 동등한 우수한 물성을 보유한 가전용 및 건재용 소프트 필 칼라강판을 제공할 수 있다.

소프트 필, 에폭시변성 수지, 가공성, 내스크래치성, 블로킹

Description

소프트-필 칼라강판{Soft-feel color steel sheet}

본 발명은 소프트 필 칼라강판에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 칼라강판에 천연가죽에서 느낄 수 있는 부드러운 질감을 부여하기 위해 주수지와 경화용 수지의 종류 및 경화용 수지 성분의 배합비를 특정하게 제어하고, 특수 그레이드의 실리카 필러를 투입한 도료를 사용함으로써 부드럽고 따뜻한 천연가죽 질감 및 촉감을 보유하면서도 기존 PCM 강판과 동등한 우수한 물성을 보유한 가전용 및 건재용 소프트 필 칼라강판에 관한 것이다.

종래 의장성을 부여하는 건축물 인테리어용 도료의 조성물에 관한 유사 기술로는 고가의 소프트 질감을 나타내는 안료(일명 "스웨이드 안료", 이후 스웨이드 안료라고 함)에 우수한 탄성력을 지닌 우레탄 디스퍼션 수지를 배합하여 코팅한 형태와, 일반적인 유색 안료에 우레탄 디스퍼션 수지를 배합하여 코팅한 형태, 및 피혁 단백질인 콜라겐을 사용하는 형태 등이 사용되고 있었으며, 그 중에서 특히 우수한 감성 질감을 가진 스웨이드 안료를 적용한 도료의 사용이 우세한 추세였다.

미국특허 제5,621,023호에서는 스웨이드 질감의 색채입자를 적용한 도료에 관한 제조기술을 기재하고 있다. 여기서 도료의 주성분은 부드러운 촉감을 나타내 는 우레탄 디스퍼션 수지와 비드 형태의 스웨이드 안료로서, 여기서 사용되는 비드 형태의 스웨이드 안료는 이소시아네이트기와 알코올기를 중합시켜 합성한 형태인 폴리우레탄과 이소시아네이트기와 중화제로 사용되는 아민기를 중합시켜 합성한 형태인 폴리우레아를 함께 공중합한 형태의 수지에 이산화티탄 파우더(비드)를 분산시킨 후 스프레이 드라이어 공정을 적용하여 상기 유기 수지가 비드 표면에 코팅되어 있는 구상 형태의 안료가 사용되고 있다.

이러한 스웨이드 안료는 탄성감이 우수하고 내용제성 및 내마모성이 우수하여 고급 감성질감을 나타낼 수는 있으나, 내후성이 불량하고 가격이 매우 고가이며, 우레탄 디스퍼션 수지를 코팅하기 때문에 입도조정이 난해하고, 분산성이 불량하다는 문제점이 있다. 또한 도료에 적용할 때 입자 크기가 상대적으로 다른 안료들에 비하여 크기 때문에 롤러도장시 비드의 입경과 입도를 별도로 고려하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 한국특허공개 특1999-0061669호에서는 의장성 감성도료 조성에 있어서 상기 스웨이드 안료로 인해 나타나는 문제점을 개선하기 위해 스웨이드 안료를 사용하지 않으면서도 동등한 수준의 부드러운 질감 및 다채무늬 질감을 표현하기 위해 동공 형태의 구상 발포성 유기 필러를 사용하고 있다.

하지만 상기에 언급된 종래 기술들은 부드러운 질감을 부여하기 위한 측면만을 강조한 결과 내스크래치성 및 경도가 약하고, 적재하여 보관 또는 운송을 요하는 칼라강판에 적용시 블로킹(Blocking) 등의 흠이 발생하여 실제 사용하기에 부적합한 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 첫째, 천연가죽에서 느낄 수 있는 질감을 부여하는 도료 조성물을 함유함으로써 부드러운 소프트 필(Soft-feel) 질감 및 촉감을 보유한 소프트 필 칼라강판을 제공하는 것이다.

둘째, 가공성, 내후성 등 칼라강판의 기본 물성 및 도장작업성도 우수하고 경제성 또한 뛰어난 소프트 필 칼라강판을 제공하는 것이다.

상기의 본 발명의 목적은 금속판체 자체 또는, 아연이나 아연합금 도금층이 형성된 도금강판 형태의 소지강판; 논(non)-크로메이트 또는 크로메이트 전처리층; 방청 안료를 함유한, 에폭시계 폴리에스테르 도료, 에폭시변성 폴리에스테르계 도료, PCM용 폴리에스테르계 도료 및 이를 변성한 계의 도료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 도료를 도장 처리한 방청 프라이머 도막층; 및 소프트 필 도료 전체중량을 기준으로, 유리전이온도(Tg)가 -50∼-20℃인 에폭시 변성　수지로 이루어진 주수지 25~55중량%, 이소시아네이트 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지 5~15중량%, 경화 촉매 0.1~1.5중량%, 용제 25~45중량%, 실리카 필러 5~10중량% 및, 레벨링제 0.1～2.0 중량%, 소포제 0.1～2.0 중량% 및 안료 2~35 중량%로 이루어진 첨가제를 포함하는 소프트 필 도료를 도장 처리한 상도 도막층을 포함하는 소프트 필 칼라강판에 의해 달성된다.

상기 에폭시 변성　주수지는 중량평균 분자량 10,000 ∼ 12,000인 것이 바람직하다.

상기 경화용 수지는 메톡시 타입의 멜라민 수지와 이소시아네이트 수지의 배합비를 1:1 ～ 0.7:1로 혼합되어 사용되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 실리카 필러는 평균 입자 크기 4~5㎛를 갖는 실리카 필러를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 수요가의 요구에 따라 상기 방청 프라이머 도막층과 안료를 함유하지 않은 상기 클리어 상도 도막층 사이에 하이폴리머 폴리에스테르 주수지, 경화용 수지, 경화 촉매, 용제, 안료 및 첨가제로 이루어진 하이폴리머 도료를 도장 처리하여 색상을 발현하는 중도 도막층이 추가로 포함되도록 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 소프트 필 칼라강판에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 칼라강판의 구성을 개략 도시한 확대단면도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 칼라강판은 금속판체 자체 또는, 아연이나 아연합금 도금층이 형성된 도금강판 형태의 소지강판(1) 상에, 크로메이트 또는 논(non)-크로메이트 전처리층(2), 방청 프라이머 도막층(3) 및 유색 상도 도막층(4)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어져 있다.

소지강판(1)으로는 금속판체 자체, 또는 GL 강판, 전기 및 용융아연도금처리한 도금강판과 같은 공지의 도금층이 형성된 것이라면 대부분의 공지된 도금강판이 사용될 수 있으며, 그 외에 구리판, 알루미늄판, 스테인레스 원판 등도 사용 가능하다.

상기 소지강판과 방청 프라이머 도막층과의 층간 밀착성 및 기본적인 내식성 확보를 위해 인산피막, 크로메이트, 논(non)-크로메이트 등과 같이 공지된 화성피막 처리된 전처리층(2)을 포함하는 것이 바람직하다.

양호한 도막 밀착성을 위해 환경친화적인 논(non)-크로메이트 피막 처리가 바람직하나, 기존 크로메이트 피막 처리와 비교할 때 내식성이 약간 떨어지는 단점이 있어 수요가의 요구에 따라 공지의 크로메이트 또는 3가 크롬을 조성으로 하는 크로메이트 피막 처리를 수행할 수도 있다.

본 발명에 따른 방청 프라이머 도막층(3)은 강판 표면과 상도 도막층 간의 층간 결합력, 도막 경도, 내약품성, 내식성 등에 영향을 주는 요소로서 이 같은 상호연계 물성을 감안하여 에폭시계 또는 에폭시변성 폴리에스테르계 도료, PCM용 폴리에스테르계 도료, 또는 이를 변성한 계의 도료를 사용할 수 있는데, 가전 및 건축용 내외장재의 용도 및 적용되는 소지에 따라 상업적으로 시판되는 PCM용 도료를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 방청 프라이머 도막을 구성하기 위해 사용된 안료는 내식성을 위 하여 통상의 크롬 및 납계 방청안료가 사용되나, 세계적인 환경규제물질의 사용 제제 흐름에 부응하여 납이나 크롬이 배제된 무독성 방청안료가 수요가의 요구에 따라 사용될 수 있다.

기존의 방청안료는 납 및 크롬이 함유된 레드 리드(Red Leed), 징크 포타슘 크로메이트(Zinc Potassium Chromate), 징크 테트라옥시 크로메이트(Zinc Tetraoxy Chromate), 스트론튬 크로메이트(Strontium Chromate)가 있으며, 무독성 방청안료로는 대표적인 Borate계인 바륨 메타보레이트(Barium Metaborate), Molybdate계인 징크몰리브데이트(Zinc Molybdate), 칼슘징크몰리브데이트(Calcium Zinc Molybdate), Phosphate계인 징크 포스페이트(Zinc Phosphate), 알루미늄 트리포스페이트(Aluminum Triphosphate), Silicate계인 칼슘 보로실리케이트(Calcium Borosilicate), 포스포실리케이트(Phosphosilicate), 칼슘 이온-교환 실리케이트(Calcium Ion-exchanged Silicate), 마그네슘 이온-교환 실리케이트(Magnecium Ion-exchanged Silicate) 등이 있다.

방청 프라이머 도막의 건조 도막 두께는 3~10㎛가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4~6㎛가 좋다. 그 이유는 건조 도막의 두께가 3㎛ 미만에서는 방청성 및 부착력이 떨어지고, 10㎛ 초과시에는 표면 외관 불량 및 경제성이 떨어지기 때문이다.

여기서 프라이머 도료의 도장방식은 롤코팅 방식에 국한되지 않고, PCM 강판에 사용되어지는 커튼플로워 방식도 적용될 수 있다. 또한 도장 후 소부조건은 연속라인에서 PMT 190~232℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 강판에 천연가죽 질감을 부여하는 소프트 필 도료를 도장한 상도 도막층에 대하여 상세히 설명한다.

상기 천연가죽 질감 형성용 소프트 필 도료는 수평균 분자량이 10,000~12,000이고 유리전이온도(Tg)가 -50℃~-20℃, 수산가 30～50 mgKOH/g, 산가 1~5 mgKOH/g의 에폭시 변성　수지로 이루어진 주수지, 특정한 배합비의 이소시아네이트 수지 및 메톡시기를 갖는 메틸에테르화 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지, 경화 촉매, 용제, 첨가제, 안료 및 실리카 필러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 사용되는 주수지의 경우, 에폭시 변성 수지를 사용함으로써 도막의 부착력을 상승시키고 낮은 유리전이온도(Tg)에 의해 고무 탄성체와 유사한 부드러운 질감을 형성할 수 있는 환경을 조성하였다. 아울러 평균 입자 크기가 4~5㎛ 정도인 미세한 실리카 필러를 사용하여 천연가죽 질감을 극대화시키고, 우레탄 경화 및 멜라민 경화를 동시에 채택함으로써 점착성을 보완하도록 설계하였다.

상기 소프트 필 도료의 도장에 의한 소프트 필 구현 원리에 대해 살펴보면, 상기 낮은 유리전이온도(Tg)를 가진 에폭시 변성 수지와 경화용 수지를 적정비율로 배합하여 부드러운 고연질의 고무탄성체(Elastomer) 특성을 갖게 하고, 여기에 경도 및 택기성 보완, 광택조절의 목적으로 사용되는 특수 그레이드의 실리카 필러를 첨가하여 고무 필(Rubber feel)과 스웨이드 필(Suede feel)의 중간 정도 질감인 소프트 필(Soft feel)을 구현해 내도록 한 것이다.

상기 소프트 필 도료는 적정 건조도막두께가 10~20㎛로 되도록 도장함이 바람직한데, 도막두께가 10㎛ 미만이면 천연가죽 질감 및 경화도가 떨어지는 단점이 있으며 20㎛ 초과시에는 포핑 및 레벨링 저하가 생기고 점착성(Tacky성)이 약해질 수 있다.

이하에서는 상기 천연가죽 질감 형성용 소프트 필 도료의 각각의 조성물에 대해 상세히 설명하기로 한다.

1. 에폭시변성 수지

에폭시수지는 폴리에스테르 수지와 비교시 도막의 부착력을 상승시키고 내수성, 내약품성이 우수한 성질이 있기 때문에, 본 발명에서는 기존의 PCM용 고분자 폴리에스테르 수지를 사용하지 않고 에폭시 변성 수지를 사용하였으며, 특히 본 발명의 에폭시 변성 수지는 수평균 분자량이 10,000~12,000이고 유리전이온도(Tg)가 -50℃~-20℃, 수산가 30～50 mgKOH/g, 산가 1~5 mgKOH/g인 에폭시변성 수지로서, 도막의 부착력을 상승시키는 동시에 낮은 유리전이온도(Tg)에 의해 고무 탄성체와 유사한 부드러운 질감 및 점착성(Tacky성)을 형성할 수 있도록 하였다.

수평균 분자량이 12,000를 초과하면 관능기수가 너무 작아져 경화 반응성이 떨어지고 10,000 미만이면 도막의 내구성을 유지할 수 없다.

또한 유리전이온도(Tg)가 -20℃ 보다 높으면 수지가 쉽게 녹지 않기 때문에 딱딱한 상태가 지속되어 부드러운 천연가죽 질감을 형성하기 곤란해지며, -50℃ 보다 낮아지면 도막의 점착성이 지나치게 높아지는 문제가 생기기 때문에 -50℃~-20℃를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유리전이온도(Tg)는 시차열분석법 (Differential Thermal Analysis : DTA), 수평균 분자량은 겔투과 크로마토그래피 (Gel Permeation Chromatography : GPC)를 사용하여 측정한다.

본 발명에서는 상기 에폭시 변성 수지를 전체 도료 조성물 중 25 내지 55 중량% 포함하도록 사용하는 것이 바람직한데, 만약 함량이 25 중량% 미만이면 도막의 유연성 및 가공성이 크게 저하되며, 55 중량%를 초과하면 도막의 점착성 및 경도가 급격히 저하된다.

2. 경화용 수지

본 발명에서는 상기한 주수지 성분과 함께 도막을 형성하기 위한 경화용 수지로서 이소시아네이트 수지와 멜라민 수지를 혼합하여 사용하는데, 기존의 멜라민 수지는 다량 사용시 고온 소부형의 경화 방식에서 가공성이 저하되는 문제가 있으나 필요 물성에 따라 혼합 사용이 가능하다.

멜라민 수지로는 아미노기 또는 부톡시기를 함유하는 멜라민 수지와 메톡시기를 함유하는 멜라민 수지가 있다. 아미노기 또는 부톡시기를 함유하는 멜라민 수 지는 도막의 경도 등에서 유리하나, 산 촉매를 사용할 경우 메톡시 멜라민수지에 비해 고온 소부시 반응 속도가 다소 느리며, 가공성이 저하되는 단점이 있는 반면, 메톡시 멜라민수지는 산 촉매와 함께 사용할 경우 경화반응 속도가 빠르고, 도막의 가공성이 우수한 특성이 있기 때문에 본 발명에서는 도막의 내구성과 가공성 등 기본물성을 기존 도료와 동등 이상의 물성을 확보하기 위해 메톡시 타입의 멜라민 수지와 이소시아네이트 수지의 배합비를 1:1 ～ 0.7:1로 혼합하여 사용했다. 이때, 상기 두 경화 수지의 혼합비가 0.7:1 미만일 경우 도막의 경화도가 불량해지고 도료의 점착성이 증가하는 단점이 있고, 1:1를 초과할 경우 도막의 점착성은 양호해지나 천연가죽 질감과 도막의 가공성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명에서는 경화용 수지를 전체도료 조성물에 대하여 5 내지 15 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 만약 경화용 수지 함량이 5 중량% 미만이면 도막의 내용제성 및 점착성이 급격히 저하되며, 함량이 15중량%를 초과하면 도막의 유연성 및 내충격성이 저하된다.

3. 경화 촉매

상기 주수지인 에폭시 변성 수지와 경화용 수지와의 경화반응을 촉진시켜 도막의 치밀도를 올려주는데 사용되는 경화 촉매로는 p-톨루엔 술폰산(p-TSA)또는 디노닐나프탈렌 술폰산(DNNSA), 디나프탈렌 디술폰산(DNNDSA), 플루오로 술폰산 중에서 선택된 술폰산을 아민 또는 에폭시로 중화시킨 것을 사용할 수 있다. 또한 우레탄 가교결합을 위해 Tin촉매(DBTDL)가 사용된다.

상기 경화 촉매는 전체 도료 조성물에 대하여 0.1 ～ 1.5 중량% 범위로 함유시키는데, 함량이 0.1중량% 미만이면 도막의 경화가 작업조건에 따라 불충분하게 일어나고, 1.5중량%를 초과하면 도막의 경화가 너무 급격하게 일어나서 도장 작업시 도막에 포핑 (Popping)이 발생하거나 가공성 저하를 발생하게 된다.

4. 용제

본 발명에서는 취급, 피복 작업 시의 특성 등을 고려하여 적당량의 유기 용제가 사용된다. 유기 용제로는 방향족 탄화수소계, 글리콜 에스테르계, 글리콜 에테르계, 알코올계 용제 등을 적절히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 방향족 탄화수소계 용제가 80% 이상 사용되도록 한다.

상기 방향족 탄화수소계 용제로는 유공사의 코코졸 #100, 코코졸 #150, 코코졸 #200이 있으며, 글리콜 에스테르계 용제로는 유니온 카바이드사의 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트, 3-메톡시 부틸 아세테이트 등을 예로 들 수 있다. 글리콜 에테르계 용제로는 유니온 카바이드 사의 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜부틸 에테르 등이 있으며, 케톤계 용제로는 사이클로헥사논 등이 있으며, 알코올계 용제로는 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 아밀알콜, 사이클로 헥산올 등을 사용할 수 있다.

용제의 첨가량은 첨가 수지의 용해성을 고려하여 통상적인 수준으로, 전체 도료 조성물에 대하여 25 ～ 45 중량% 범위로 함유시키면 충분하다.

5. 첨가제 (레벨링제, 소포제)

본 발명에서는 도막 평활성을 유지하고 도장 작업시 소포성 향상을 위하여 아크릴계나 비닐계 또는 실리콘계 레벨링제와 소포제를 각각 0.1 ～2.0 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 레벨링제와 소포제로는 쿠수모토 케미칼사의 디스파론 L-1980, 디스파론 L-1984, 디스파론 AP-30, BYK사의 BYK356, BYK410 등을 사용할 수 있다.

상기 레벨링제의 함량이 0.1중량% 미만이면 롤코팅시 각종 롤과의 이형 성능이 좋지 않으며, 2.0중량%를 초과하면 투입 함량에 비해 그 효과가 미미할 뿐만 아니라 과량 투입된 레벨링제가 용액의 안정성과 주수지와 강판과의 밀착성을 약화시키기 때문에, 그 함량을 0.1~2.0중량부로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 소포제의 함량이 0.1중량% 미만이면 소포제에 의한 기포제거 효과가 미미하게 될 수 있고, 2.0중량%을 초과하면 물성저하 및 제조원가 상승 문제가 발생 될 수 있다.

6. 안료

본 발명의 도료 조성물에 함유되는 착색 안료로는 농색 및 담색을 표현하기 위해 적당한 유기 안료 및 무기 안료를 각각 선택하여 사용할 수 있는데, PCM용 도료에 적합한 내열성 및 내약품성을 부여할 수 있는 안료를 사용하는 것이 바람직하 다. 상기 안료의 기본입자도 충분히 고려되어야 하는데, 이러한 안료로는 시아닌 불루, 티타늄옥사이드 백색, 산화철 적색, 카본블랙, 크롬옐로우 등이 있다. 상기 안료의 첨가량은 통상적인 수준으로, 전체 도료 조성물에 대하여 2 ∼ 35중량% 범위로 함유시키면 충분하다. 과다 사용하면 도료의 질을 떨어뜨리며, 너무 소량 첨가하면 상기 기대하는 효과를 충분히 얻을 수 없기 때문이다.

7. 실리카 필러

특히, 본 발명에서는 미세입자 크기를 가진 특수 그레이드의 실리카 필러를 사용하고 있는데, 이러한 실리카 필러는 소광 및 스웨이드 질감 부여 효과를 가진다.

실리카 필러는 도료 내에 들어가 건조되는 과정에서 위로 부상하게 되고, 원래 평활한 질감을 가졌던 도막 표면에 미세하고 작은 요철을 부여함으로써 부드러운 스웨이드 질감을 형성하고, 상기 에폭시 주수지로 인한 점착성을 완화시켜 주는 작용을 한다. 또한 형성된 요철을 이용하여 빛의 반사를 억제함으로써 자연스럽게 소광작용도 하게 된다.

일반적으로 실리카 필러의 입자 크기는 0.1~10㎛를 가질 수 있지만, 상기 실리카 필러가 너무 작은 입자 크기인 4㎛ 미만이면 평활한 표면의 택기성 제거 및 소광효과가 불충분하게 된다. 또 필러 입자 크기가 5㎛ 를 초과하면 표면이 다소 거칠어지기 쉽기 때문에 부드럽다기보다 거친 느낌을 주게 되기 때문에, 따라서 본 발명에서는 평균 입자 크기가 4~5㎛인 실리카 필러를 사용하여 효과를 극대화하고 자 하였다.

또한 상기 실리카 필러는 전체 도료 조성물에 대하여 5~10중량% 범위로 함유시키는 것이 바람직한데, 함량이 5중량% 미만이면 소광효과 및 택기성 저하 역할이 부족하고, 10중량% 초과시에는 작업성이 떨어지며 색상이 둔탁하게 되고 부드러운 효과를 나타내는 한계를 벗어나 거칠어질 여지가 있다. 더욱 바람직하게는 가공성 및 스웨이드 질감을 고려할 때 실리카 필러의 양은 6~8중량%를 사용하도록 한다.

도 2는 2 Coat 방식을 채택하여 프라이머 도막층 위에 유색의 상도 도막층을 형성한 도 1의 경우와 달리, 수요가의 요구에 따라 3 Coat 방식을 채택하여 프라이머 도막층(3) 위에 유색 중도 도막층(5) 및 투명한 클리어 상도 도막층(6)이 순차적으로 적층되어 형성된 소프트 필 칼라강판에 대한 확대단면도이다.

이 경우에 유색 중도 도막층(5)은 색상을 발현하는 층으로 분자량이 8,000~20,000이고 유리전이온도(Tg)가 10~60℃, 수산가 10～70 mgKOH/g, 산가 1~5 mgKOH/g의 하이폴리머 폴리에스테르 수지로 이루어진 주수지에 메톡시기를 갖는 메틸에테르화 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지, 경화 촉매, 용제, 안료 및 첨가제로 이루어진 하이폴리머 도료를 도장하여 도막층을 형성하도록 한다.

상기 안료는 각종 유·무기계 안료를 선택적으로 사용하여 다양한 색상발현이 가능하며, 적정한 도막두께는 10~20㎛로 하는 것이 바람직하다. 만약 도막두께가 10㎛ 미만이면 은폐력이 떨어지고 20㎛ 초과이면 작업시 포핑이나 레벨링 및 도막경도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 중도의 건조 조건은 PMT 210 ~245℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 각종 유색안료를 적용하여 색상을 발현하는 중도 도막층을 형성하는 경우에는, 그 위에 형성되는 상도 도료 조성물의 배합구성은 상기에서 언급한 기본 베이스에서 안료를 제외한 조성으로 이루어지며, 그 결과 투명한 클리어 상도 도막층을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

이상 살펴본 바와 같은 조성성분을 지닌 소프트 필 도료를 칼라강판에 적용함으로써, 기존의 우레탄수지와 이소시아네이트 경화 수지만으로 구성된 도료 조성물의 경우와 달리 에폭시 수지와 멜라민 경화수지를 배합함으로써 분자 간의 결합을 강화하고 결합 밀도를 높여 적당한 경도상승과 내스크래치성, 내블로킹성을 향상시킬 수 있었다. 또한 도료 조성물에 실리카 필러를 사용함으로써 도막 표면에 부드러운 가죽과 같은 질감을 보유할 수 있었다.

본 발명의 소프트 필(Soft-feel) 칼라강판은 하기의 방법에 의해 제조된다.

즉, 금속판체 자체 또는, 아연이나 아연합금 도금층이 형성된 도금강판 형태의 소지강판(1) 상에, 50~120 mpm의 라인스피드(line speed)로 크롬 화성처리 또는 논(non)-크롬 화성처리를 롤코팅 방식으로 표면에 얇은 막으로 도포 처리하고 60 ~ 100℃ 온도에서 건조시켜 20~80㎎/m²의 크롬 화성처리층 또는 30~150㎎/㎡의 논(non)-크로메이트층의 전처리층(2)을 형성시키는 단계; 상기 전처리층(2) 위에 방청 프라이머 도료를 도장하고 PMT 200 ~ 210℃로 가열 및 건조시켜 방청 프라이머 도막층(3)을 형성하는 단계; 및 상기 방청 프라이머 도막층(3) 위에 에폭시 변성　수지로 이루어진 주수지, 이소시아네이트 수지 및 메톡시기를 갖는 메틸에테르화 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지, 경화 촉매, 용제, 실리카 필러, 안료 및 첨가제로 이루어진 소프트 필 도료를 도장하고 PMT 210 ~ 241℃로 가열 및 건조시켜 유색 상도 도막층(4)을 형성하는 단계를 포함하는 제조공정에 의해 만들어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 첫째, 소프트 필 도료를 적용함으로써 부드러운 천연가죽 질감 및 촉감을 보유한 소프트 필(Soft-feel) 칼라강판을 제공하는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 에폭시 변성 수지, 경화용 수지, 레벨링제 및 소포제 등의 첨가제를 사용함으로써 우수한 도막 물성, 도장작업성 및 경제성을 가지는 칼라강판을 제공하는 효과가 있다.

이하, 본 발명은 하기 실시예에 의하여 명확하게 설명되나 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.

본 발명자는 다양한 함량을 지닌 소프트 필 도료를 적용한 시험 시편을 하기 [표 1]과 같이 작성하여 도막의 스웨이드 질감을 포함한 기본물성을 시험하였으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

즉, 0.45T의 EGI강판을 메틸에틸케톤으로 탈지하고, 일반 하이폴리머 하도를 건조도막두께 5㎛가 되도록 바코팅한 뒤 소부하고, 시험예 1 ∼ 4의 소프트 필 도료를 건조도막두께 15㎛가 되도록 도장 후 소부(PMT232℃)하여 물성 시험 시편을 작성하였다.

< 소프트 필 도료 조성 >

조성(중량%)		시험예1	시험예2	시험예3	시험예4
수지	에폭시 변성 수지	44	44	44	44
첨가제	소포제	0.3	0.3	0.3	0.3
	레벨링제	1.5	1.5	1.5	1.5
안료	카본블랙	2.3	2.3	2.3	2.3
경화용 수지	이소시아네이트	12	8	6	4
	메톡시 타입 멜라민	0	3	4.5	6
필러	실리카 필러	7	7	7	7
경화촉매	산촉매	0.2	0.2	0.2	0.2
	DBTDL	0.3	0.3	0.2	0.2
용제	CYCLO HEXANONE	5	5	5	5
	DBE	10	10	10	10
	KOCOSOL 150	10	10	10	10
	XYLENE	7.4	8.4	9	9.5
계		100	100	100	100
도료 성상	비중(중량/25℃)	1.10	1.10	1.10	1.10
	고형분	52.0	52.0	52.0	52.0
	점도(sec/25℃)	110	110	110	110

< 도막물성 시험 결과 >

구분	시험예1	시험예2	시험예3	시험예4
광택(%)	9	3	2	2
경화도(회)	2	20	50↑	50↑
Nail Scratch	△~△	△~○	◎	◎
가공성(OT)	◎	◎	◎	◎
부착성(Coin)	◎	◎	◎	◎
스웨이드 질감	◎	◎	◎	△~○
Tacky성	ｘ~△	△~○	◎	◎

(◎:매우 양호, ○:양호, △:보통, ｘ:나쁨)

시험결과 이소시아네이트 경화수지의 함량이 많을수록 스웨이드 질감이 좋으나 경도 및 Tacky성이 불량하며 멜라민 경화수지가 많을수록 경도 및 Tacky성은 양호하나 스웨이드 질감이 떨어지는 결과가 산출되었음을 알 수 있었다.

시편 도료 중 시험예3의 경우 멜라민 수지와 이소시아네이트 수지의 배합비가 고형분비로 0.75:1로 적용된 도료로, 물성 면에서 스웨이드 질감, 경화도 및 Tacky성을 동시에 만족하는 결과가 산출되었다.

이어서, 상기 [표 1] 및 [표 2]에서 바람직한 도막물성 시험 결과를 보여준 시험예3의 소프트-필 도료에 대해 실리카 필러 함량에 변화를 주면서 도막 물성을 시험한 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타내었다.

< 소프트 필 도료 조성 >

조성(중량%)		비교예1	발명예1	발명예2	발명예3
수지	에폭시 변성 수지	44	44	44	44
첨가제	소포제	0.3	0.3	0.3	0.3
	레벨링제	1.5	1.5	1.5	1.5
안료	카본블랙	2.3	2.3	2.3	2.3
경화용 수지	이소시아네이트	6	6	6	6
	메톡시타입 멜라민	4.5	4.5	4.5	4.5
필러	실리카 필러	3	5	7	10
경화촉매	산촉매	0.2	0.2	0.2	0.2
	DBTDL	0.2	0.2	0.2	0.2
용제	CYCLO HEXANONE	5	5	5	5
	DBE	10	10	10	10
	KOCOSOL 150	10	10	10	10
	XYLENE	13.0	11.0	9.0	6.0
계		100	100	100	100

< 도막물성 시험 결과 >

구분	비교예1	발명예1	발명예2	발명예3
광택(%)	15	5	2	21
경도(회)	50↑	50↑	50↑	50↑
Nail Scratch	△~○	○~◎	◎	△~○
가공성(OT)	◎	◎	◎	△~○
부착성(Coin)	◎	◎	◎	◎
스웨이드 질감	◎	◎	◎	◎
Tacky성	ｘ~△	△~○	◎	◎

시험결과 실리카 필러의 함량이 5~10중량% 범위보다 적은 비교예1의 경우에는 Tacky성이 불량하며, 5~10중량% 범위를 만족하는 발명예1 내지 3의 경우에는 대체로 양호한 가공성, 스웨이드 질감 뿐만 아니라 실리카 필러의 첨가로 인해 양호난 Tacky성을 보여주었다. 특히 7중량%가 함유된 발명예2의 경우 가공성, Nail Scratch, 스웨이드 질감 및 Tacky성 등 모든 면에서 매우 양호한 결과를 보여주었다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 소프트-필 칼라강판의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 소프트-필 칼라강판의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

(1)...소지강판, (2)...전처리층

(3)...방청 프라이머 도막층, (4)...유색 상도 도막층

(5)...유색 중도 도막층 (6)...클리어 상도 도막층

Claims (6)

1. 금속판체 자체 또는, 아연이나 아연합금 도금층이 형성된 도금강판 형태의 소지강판; 논(non)-크로메이트 또는 크로메이트 전처리층; 방청 안료를 함유한, 에폭시계 폴리에스테르 도료, 에폭시변성 폴리에스테르계 도료, PCM용 폴리에스테르계 도료 및 변성 PCM용 폴리에스테르계 하도로 이루어진 그룹으로부터 선택된 도료를 도장 처리한 방청 프라이머 도막층; 상도 도막층을 포함하는 칼라강판에 있어서,

   상기 상도 도막층은 소프트 필 도료 전체중량을 기준으로, 유리전이온도(Tg)가 -50∼-20℃이고, 수평균 분자량이 10,000 ∼ 12,000인 에폭시 변성 수지로 이루어진 주수지 25~55중량%, 메톡시 타입의 멜라민 수지와 이소시아네이트 수지가 1:1 ～ 0.7:1의 배합비로 혼합되어 이루어진 경화용 수지 5~15중량%, 경화 촉매 0.1~1.5중량%, 용제 25~45중량%, 평균 입자 크기가 4~5㎛인 실리카 필러 5~10중량%, 안료 2~35중량% 및, 레벨링제 0.1～2.0중량%와 소포제 0.1～2.0중량%를 포함하는 첨가제를 포함하는 소프트 필 도료가 코팅된 것을 특징으로 하는, 고무 촉감과 스웨이드 촉감 사이의 촉감을 갖는 소프트 필 칼라강판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 방청 프라이머 도막층과 안료를 제외한 상기 소프트 필 도료가 코팅된 상도 도막층 사이에 하이폴리머 폴리에스테르 주수지, 경화용 수지, 경화 촉매, 용제, 안료 및 첨가제로 이루어진 하이폴리머 도료를 도장 처리한 중도 도막층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 필 칼라강판.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 실리카 필러는 6~8중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 필 칼라강판.

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