KR101069025B1

KR101069025B1 - 프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101069025B1
Application number: KR1020097013289A
Authority: KR
Inventors: 노부오 핫토리
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2011-09-29
Also published as: WO2008078562A1; JP4448511B2; KR20090089886A; TW200918304A; JP2008161735A; TWI335865B; CN101547752A

Abstract

본 발명은 스크래치 방지성을 종래의 프리코팅 금속판보다 향상시킨 프리코팅 금속판 및 프로코팅 금속판의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 프리코팅 금속판(1)은, 금속판(2)과, 그 표면에 형성된 수지 피막(3)을 구비하는 프리코팅 금속판(1)으로서, 상기 수지 피막(3)은, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어지는 매트릭스층(4)과, 상기 매트릭스층(4) 내에 분산되고, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 경질 비드(5)를 구비하며, 상기 연질 비드(5)의 함유량이, 상기 매트릭스층(4)에 대해 15질량% 이상 50질량% 이하이고, 상기 연질 비드(5)의 평균 입경이 상기 매트릭스층(4) 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 되어 있다.

Description

프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법{PRECOATED METAL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 가정용 전기 제품이나 자동차용 차재 부품 등의 외판재나 구조 부재, 또는 건재(建材), 지붕재 등에 사용되는 프리코팅 금속판(pre-coated metal sheet) 및 프리코팅 금속판의 제조 방법에 관한 것이다.

강판이나 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판으로 대표되는 금속 박판재(금속판)는, 높은 강도와 성형성(formability)을 겸비하고 있어, 다양한 성형을 실시함으로써 가정용 전기 제품, 자동차용 차재 부품, 또는 건재 등의 다양한 용도에 적용되고 있다. 이들 용도에 사용되는 금속판의 성형품은 외관이나 내식성 등의 향상을 목적으로 표면 처리가 행해지는 경우가 있다. 이 표면 처리는, 종래에는 금속판을 소정의 형상으로 성형하고 나서 실시하는 포스트코팅(post-coat) 방식이 주류였지만, 최근에는 직장 환경의 개선이나 제조 공정의 간소화와 비용 저감 등을 목적으로, 미리 금속판에 표면 처리된 프리코팅 금속판을 소정의 형상으로 성형하여 사용하는 프리코팅 방식도 정착되고 있다. 또한, 최근, 이러한 프리코팅 금속 판은, 제품, 기기의 다양화와 고급화에 부응하기 위해, 여러 가지의 기능, 예컨대, 내지문성(anti-fingerprint property), 스크래치 방지성(anti-scratch property), 어스 접속성(ground connection property), 방열성, 차열성(遮熱性), 항균성, 윤활성 등을 부여한 기능성 프리코팅 금속판이 개발되어, 널리 보급되어 있다.

이러한, 프리코팅 금속판에서는, 표면 처리가 실시된 상태에서 성형이 행해지기 때문에, 피막에는 우수한 성형성이 요구될 뿐만 아니라, 성형 후의 외관이 그대로 제품 외관으로 되기 때문에, 우수한 표면 외관, 성상(性狀) 등이 요구된다.

예컨대, 특허문헌 1에는, 알루미늄 합금 판재에, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 아크릴 수지의 단독 또는 그의 혼합물을 베이스 수지로 하고, 입경 0.1㎛ 이하의 SiO₂를 5~40%, 및 윤활제를 5~60% 포함하는 도료가 0.5~10㎛의 두께로 도장되고, 마찰 계수를 0.15 이하로 제어한 성형성과 스크래치 방지성이 우수한 프리코팅 금속판이 제안되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 프리코팅 금속판은, 알루미늄 합금 판재로 구성되어 있지만, 일반적으로, 알루미늄을 소재로 하는 프리코팅 금속판은 경량성이 요구되는 용도에 적합하여, 예컨대, 노트북 컴퓨터 탑재용 광 디스크 드라이브의 커버류나, 액정 표시 장치의 프레임, 백커버류, 차재용 전장품인 ECU(Electronic Control Unit)나 카 스테레오, 자동차 네비게이션 시스템, 광 디스크 오토체인저 등의 커버류나 구조 부재에도 사용되고 있다.

도 3(a) 및 (b)는 종래의 광 디스크 드라이브와 이것에 사용되는 광 디스크 를 나타내는 사시도로서, (a)는 트레이 방식의 광 디스크 드라이브를 나타내고, 또한 (b)는 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브를 나타낸다.

도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 트레이 방식의 광 디스크 드라이브(20)에는, 트레이(21)에 CD나 DVD 등의 광 디스크(10)를 세팅하여, 트레이(21)를 커버(22) 내로 장입(裝入)하는 방식인 것으로, 지금까지 많은 제품에 채용되어 온 방식이다.

또한, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 최근에는 광 디스크(10)를 세팅하는 트레이가 출입하지 않고, 광 디스크(10)만을 개구부(31)에 집어 넣어 삽입하는 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브(30)가 개발되어 있다. 이러한 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브(30)에서는, 광 디스크(10)가 광 디스크 드라이브(30)의 커버(32)의 내면에 대해 닿을 정도로 가깝게 출입한다. 그 때문에, 광 디스크(10)가 출입할 때에, 광 디스크(10)의 표면이 광 디스크 드라이브(30)의 커버(32)의 내면과 스쳐 슬라이딩 스크래치가 생기는 경우가 있기 때문에, 이것을 막기 위해 광 디스크(10)의 표면에 스크래치가 생기는 것을 방지하는 처리가 커버(32)의 내면측에 필요하게 된다.

이러한 처리로서, 종래에는 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브(30)의 커버(32)의 내면에, 부분적으로 스크래치 방지를 위한 코팅(포스트코팅)을 1장 1장마다 실시하고 있었다.

이러한 포스트코팅을 커버(32) 1장 1장마다 실시하는 것은 매우 번거롭기 때문에, 광 디스크가 접촉한 경우에도 광 디스크의 표면이 스크래칭 되기 어려운 특성(이하, 「스크래치 방지성」이라고 함)을 미리 구비한 프리코팅 금속판의 개발이 요망되고 있었다.

이러한 요망에 대하여, 본 발명자는, 불소계 수지를 매트릭스층으로 하고, 이 매트릭스층에 대해, 피막 두께와 입경의 비율이 소정의 범위 내로 되도록 하는 입경의 우레탄 비드가 소정의 배합 비율로 배합된 수지 피막을 금속판 표면에 형성함으로써, 성형하여 사용하는 프리코팅 금속판에서 기본적인 우수한 성형성 및 외관을 가짐과 아울러, 점착물을 병용하는 용도에서 점착물이 부착하기 어렵고, 또한, 오염이나 기름이 묻기 어렵게 함과 아울러, 광 디스크에의 스크래치 방지성을 겸비한 프리코팅 금속판을 개발하여, 이미 실용화도 되어 있다(일본 특허출원 제2005-294109호 참조).

또 본 발명자는, 에폭시계 수지를 매트릭스층으로 하고, 이 매트릭스층에 대하여, 피막 두께와 입경의 비율이 소정의 범위 내로 되도록 하는 입경의 우레탄 비드가 소정의 배합 비율로 배합된 수지 피막을 금속판 표면에 형성함으로써, 성형하여 사용하는 프리코팅 금속판에서 기본적인 우수한 성형성 및 외관을 가짐과 아울러, 특허문헌 2와는 반대로, 점착물을 강고하게 부착할 수 있고, 또한 광 디스크에의 스크래치 방지성을 겸비한 프리코팅 금속판을 개발하여, 제안하고 있다(일본 특허 출원 제2006-85844호 참조).

또한, 특허문헌 2에는, 슬롯 인 광 드라이브를 상정한 프리코팅 금속판으로서, 폴리에스터계, 에폭시계, 아크릴계 중 어느 하나의 베이스 수지에, 나일론계, 불소계, 우레탄계 중 어느 하나의 수지 비드와 카나우바(carnauba), 폴리에틸렌, 마이크로크리스탈라인(microcrystalline) 중 어느 하나의 왁스를 함유시킴으로써, 스크래치 방지성을 갖춘 프리코팅 금속판 등이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 제3338156호 공보(단락번호 0008~0017)

특허문헌 2: 일본 특허공개 제2006-97127호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 특허문헌 1에 기재된 프리코팅 금속판은, 프리코팅 금속판 자체의 성형성과 내(耐)스크래치성을 향상시킬 수 있지만, 출입되는 광 디스크 표면의 내스크래치성을 향상시키는 효과는 없기 때문에, 상기한 바와 같이, 성형이 종료된 커버(32)의 내면에 1장 1장 포스트코팅을 실시하는 것이 필요하게 되지만, 이러한 처리를 행하면, 그 처리가 매우 번거로우므로, 대단히 생산성이 낮고, 또한 대단히 고가로 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 프리코팅 금속판의 스크래치 방지성에서는, 사용자에 따라서는, 반드시 충분히 만족할 수 있는 스크래치 방지성을 구비하고 있다고는 할 수 없어, 이들 사용자로부터는 더욱 높은 스크래치 방지성에 대한 요구가 강하였다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 광 디스크에 스크래치가 생기는 것을 방지하는 것, 즉, 스크래치 방지성을 종래의 프리코팅 금속판보다도 향상시킨 프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 광 디스크에의 스크래치 방지성을 높이기 위해, 스크래치 방지성을 가장 지배하는 연질 비드의 입경, 첨가량을 엄격히 한정함으로써, 기본적인 스크래치 방지성을 향상시켰다. 또한, 연질 비드를 분산시키는 매트릭스층의 수지의 종류와 유리 전이 온도를 엄격히 한정함으로써, 만일 수지 피막 중에 연질 비드의 분산이 불균일한 부위가 생겨, 연질 비드가 아니라 매트릭스층 그 자체가 광 디스크에 접촉하였다고 해도, 광 디스크에 생기는 스크래치가 최소한으로 억제되도록 리스크(risk)를 배려한 수지 피막을 얻을 수 있었다. 또, 연질 비드의 분산성이 높아지는 휘발 성분으로 이루어지는 도료를 사용함으로써, 수지 피막 중에 비드의 분산성이 불균일한 부위가 생겨, 매트릭스(모재)층이 노출하는 리스크 그 자체의 발생을 현저히 경감하는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상기 과제를 해결한 본 발명에 따른 프리코팅 금속판은, 금속판의 표면에 형성된 수지 피막(resinous coating film)을 구비하는 프리코팅 금속판으로서, 상기 수지 피막은, 유리 전이 온도(glass transition temperature)가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응(cross-linking reaction)하여 이루어지는 매트릭스층(matrix)과, 상기 매트릭스층 내에 분산되고, 미소 압축 시험(micro compression test)에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 연질 비드(soft beads)를 구비하고, 상기 연질 비드의 함유율이 상기 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하이고, 상기 연질 비드의 평균 입경이 상 기 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 되어 있다.

여기서, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판에 사용하는 연질 비드는 우레탄 비드인 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판은, 표면에 형성한 매트릭스층과 연질 비드로 이루어지는 수지 피막에 의해, 성형하여 사용하는 프리코팅 금속판에서 기본적인 우수한 성형성, 외관을 확보할 수 있다. 그리고, 매트릭스층 내에 분산된 우레탄 비드 등의 연질 비드의 함유율 및 평균 입경을 제어함으로써, 프리코팅 금속판에 광 디스크가 접촉해도 당해 연질 비드가 쿠션재로서 기능하기 때문에, 광 디스크의 표면이 스크래칭 되는 것을 방지할 수 있다.

여기서 광 디스크에 대한 우수한 스크래치 방지성을 확보함과 아울러, 그 외의 특성과의 밸런스도 고려한 결과, 연질 비드의 평균 입경은 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 하였다. 또한, 연질 비드의 함유율은 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하로 하였다.

즉, 우레탄 비드의 평균 입경을 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상으로 함으로써 우레탄 비드가 매트릭스층 내로 매몰되는 것을 억제할 수 있고, 또한 우레탄 비드의 평균 입경을 매트릭스층 평균 두께의 5배 이하로 함으로써 우레탄 비드가 매트릭스층으로부터 탈락되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 우레탄 비드에 의한 쿠션재로서의 기능을 높은 수준으로 끌어낼 수 있다. 또한, 우레탄 비드의 함유율을 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상으로 함으로써, 우레탄 비드의 쿠션재로서의 기능을 확보할 수 있고, 또한 우레탄 비드의 함유율을 50질량% 이하로 함으로써 도 료의 점도 증가가 억제되어 적절한 도장성을 확보할 수 있다.

또한, 수지 피막의 주성분으로 되는 매트릭스층을 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어지는 열경화성 폴리에스터 수지로 하고 있기 때문에, 가교 반응 후의 매트릭스층이 적절히 연질화된다. 따라서, 만일 도장 후의 수지 피막의 표면에 연질 비드의 분산이 불균일한 부위가 생겨, 당해 부위에 광 디스크가 접촉했다고 해도, 노출되어 있는 매트릭스층에 의해 광 디스크가 스크래칭 되는 것을 저감할 수 있다.

본 발명에 따른 프리코팅 금속판에 있어서, 상기 금속판은 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 광 디스크가 접촉한 경우에도 스크래칭 되기 어려울 뿐만 아니라, 성형하여 제품을 제작했을 때에 경량인 제품을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법은, 금속판의 표면에 수지 피막을 구비하는 프리코팅 금속판의 제조 방법으로서, 도포 공정과 가열 공정을 포함하여 이루어진다.

도포 공정에서는, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지, 경화제, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 연질 비드, 및 이들을 균일하게 분산시키기 위한 휘발 성분을 포함하는 도료를 상기 금속판에 도포하고, 가열 공정에서는, 상기 도포 공정에서 상기 도료가 도포된 금속판을 가열 온도가 200℃ 이상 300℃ 이하, 가열 시간이 20초 이상 60초 이하인 조건에서 가열한다. 여기서, 상기한 도료 중의 성분 비율은, 연질 비드의 함유율 이 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어진 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하로 되도록 미리 조정되어 있고, 또한, 도포시의 웨트(wet)막 두께도 가열 공정 후의 건조 피막으로 되었을 때에, 연질 비드의 평균 입경이 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 되도록 미리 계산된 두께로 도포한다. 이것에 의해, 이러한 도료를 가교 반응시켜, 금속판의 표면에 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어지는 매트릭스층에 대하여 연질 비드의 함유율이 15질량% 이상 50질량% 이하이고, 연질 비드의 평균 입경이 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하인 수지 피막을 구비한 프리코팅 금속판을 제조할 수 있다.

본 발명의 프리코팅 금속판의 제조 방법에 있어서는, 휘발 성분 중에서의 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율을 30질량% 이상으로 규제한다. 이렇게 하면, 도료 중에 분산된 연질 비드가 도료 내에서 침강하거나, 재응집하거나 하는 것이 대폭 억제된다. 그 때문에, 도료 중의 연질 비드의 분산 상태가 양호한 채로 금속판에 도포되기 때문에, 도장 후의 수지 피막에, 연질 비드의 분산이 불균일하게 되는 부위를 발생시키는 리스크를 대폭 저하시킬 수 있다. 그 결과, 연질 비드가 부분적으로 적은 부분, 즉 매트릭스층이 노출된 부분이 대폭 감소된다. 이것에 의해, 광 디스크의 표면에 스크래치가 생길 확률을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법에 사용하는 연질 비드는 우레탄 비드인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 상기 연질 비드가 쿠션재로서 기능하기 때문에, 광 디스크의 표면이 스크래칭 되는 것을 방지할 수 있는 프리코팅 금속판을 확실히 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법에 있어서, 상기 금속판은 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 광 디스크가 접촉한 경우에도 스크래칭 되기 어려울 뿐만 아니라, 성형하여 제품을 제작했을 때에 경량인 제품을 얻을 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 따른 프리코팅 금속판에 의하면, 금속판의 표면에 형성된 매트릭스층과 연질 비드를 포함하여 이루어지는 수지 피막에 의해, 성형하여 사용하는 프리코팅 금속판에서 기본적인 우수한 성형성, 외관을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 피막(매트릭스층)에 분산되는 연질 비드의 함유율이나 평균 입경을 최적화함으로써, 수지 피막의 표면과 광 디스크의 표면이 접촉한 경우에도, 광 디스크에의 스크래치 방지성을 종래의 프리코팅 금속판보다도 한층더 높게 할 수 있다.

본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법에 의하면, 금속판의 표면에 형성된 매트릭스층과 연질 비드를 포함하여 이루어지는 수지 피막에 의해, 성형하여 사용하는 프리코팅 금속판에서 기본적인 우수한 성형성, 외관을 확보한 프리코팅 금속판을 제조할 수 있다. 특히, 휘발 성분의 비율로서 방향족 탄화수소계 용제의 비율을 적절히 규제함으로써, 종래의 프리코팅 금속판보다도 광 디스크에의 스크래치 방지성을 한층더 높인 프리코팅 금속판을 제조할 수 있다.

또한, 이러한 수지 피막을 구비한 본 발명의 프리코팅 금속판에 의하면, 부분적으로 포스트코팅할 때의 도료대, 도장 설비 및 배기 등의 환경 설비대, 도포 작업자의 인건비, 로트 관리나 납품(delivery) 관리 등의 공정 관리비 등을 생략할 수 있기 때문에, 대폭 저비용화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법의 내용을 설명하는 흐름도이다.

도 3(a) 및 (b)는 종래의 광 디스크 드라이브와 이것에 사용되는 광 디스크를 나타내는 사시도로서, (a)는 트레이 방식의 광 디스크 드라이브를 나타내고, (b)는 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브를 나타낸다.

부호의 설명

1: 프리코팅 금속판

2: 금속판

3: 수지 피막

4: 매트릭스층

5: 연질 비드

S1: 도포 공정

S2: 가열 공정

10: 광 디스크

20: 트레이 방식의 광 디스크 드라이브

21: 트레이

22: 커버

30: 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브

31: 개구부

32: 커버

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 적절히 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해 구체적으로 설명한다. 참조하는 도면에 있어서, 도 1은 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 구성을 설명하기 위한 부분 단면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법의 내용을 설명하는 흐름도이다. 또, 각 도면에 있어서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하여 설명하는 것으로 한다.

1. 프리코팅 금속판

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 프리코팅 금속판(1)은 베이스 소재인 금속판(2)의 표면에 형성된 수지 피막(3)을 구비한다. 이 중 수지 피막(3)에 대해서는, 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어지는 매트릭스층(4)과, 이 매트릭스층(4) 내에 분산된 연질 비드(5)를 포함하여 이루어지고, 연질 비드(5)의 함유율 및 평균 입경이 소정의 값으로 되도록 제어되어 있다.

여기서, 금속판(2)의 표면이란, 금속판(2)의 적어도 한쪽의 면을 의미한다. 예컨대, 도 3(b)에 나타낸 바와 같은 슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브(30)의 커버(32)와 같이, 광 디스크(10)의 접촉하는 면이 커버(32)의 안쪽의 표면으로만 한정되는 경우에 있어서, 본 발명의 프리코팅 금속판(1)을 커버(32)로서 사용할 때는, 커버(32)의 내면이 되는 표면에만 수지 피막(3)을 형성하면 된다. 이 경우, 광 디스크(10)가 직접 접촉하는 일이 없는 커버(32)의 외면이 되는 표면은 특별히 제약을 받지 않는다.

또한, 도시는 하지 않지만, 예컨대, 동시에 복수의 광 디스크(10)를 탑재할 수 있는 광 디스크 오토체인저용 디스크 트레이와 같이, 트레이의 양면에 광 디스크(10)가 접촉하는 경우에 있어서, 본 발명의 프리코팅 금속판(1)을 트레이로서 사용할 때는, 금속판(2)의 양면에 본 발명의 수지 피막(3)을 형성하면 된다. 다음에, 각 구성에 대하여 설명한다.

(금속판)

본 발명에서 사용되는 금속판(2)에는 특별히 제한이 없고, 가장 일반적인 냉간 압연 강판 외에, 용융 아연 도금 강판, 전기 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판이나 구리 도금 강판, 주석 도금 강판 등의 각종 도금 강판, 또는 스테인레스강 등의 합금 강판이나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금판이나, 구리 또는 구리 합금판 등의 비철 금속판 등의 모두가 적용 가능하다.

여기서, 노트북컴퓨터 탑재용의 광 디스크 드라이브의 커버류나, 액정 표시 장치의 프레임류, 차재용 전장품의 커버 등 경량성이 요구되는 용도에 대해서는, 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판이 바람직하다. 이들 용도는 경량성뿐만 아니라 강도도 요구되기 때문에, 특히, JIS에서 규정하는 5052나 5182로 대표되는 Al-Mg계 합금이 보다 바람직하다.

(수지 피막)

수지 피막(3)은, 상기한 바와 같이, 매트릭스층(4)과 이 매트릭스층(4) 내에 분산된 연질 비드(5)로 이루어지며, 상기한 금속판(2)의 표면에 형성된다.

(매트릭스층)

매트릭스층(4)에 사용하는 폴리에스터 수지는, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 5℃ 이상 40℃ 이하인 폴리에스터 수지를 사용한다. 유리 전이 온도를 이 범위로 함으로써, 가교 반응 후의 매트릭스층(4)이 적절히 연질화되기 때문에, 프리코팅 금속판(1)의 표면에 형성된 수지 피막(3)에 연질 비드(5)의 분산이 불균일한 부위가 생긴 경우에도, 노출되어 있는 매트릭스층(4)이 비교적 연질이어서, 광 디스크(10)에 스크래칭이 생기는 것을 억제할 수 있다. 또한, 프리코팅 금속판(1)을 제조할 때에 코일로 하여 감은 경우, 대향하는 수지 피막(3)이 접촉하는 면끼리가 권취시의 코일 온도에 의해 열융착하는 블록킹 현상(adhesion phenomenon)을 생기기 어렵게 할 수 있다.

여기서, 유리 전이 온도의 상한값으로서 규정하고 있는 50℃는, 광 디스크(10)가 사용되는 광 디스크 드라이브 장치나 오디오 기기, 광 디스크 오토체인저, 자동차 네비게이션 드라이브 장치 등, 광 디스크를 사용하는 전자 기기의 동작시의 내부 환경 온도를 고려한 것이다.

즉, 유리 전이 온도가 50℃를 초과하는 폴리에스터 수지를 매트릭스층(4)에 사용한 경우에는, 이들 장치가 실제로 동작하고 있는 50℃에서도, 매트릭스층(4)이 딱딱한 유리상으로서 존재하게 되기 때문에, 연질 비드(5)가 불균일하게 분산된 부위가 있던 경우, 광 디스크(10)가 딱딱한 유리상의 매트릭스층(4)과 접촉할 가능성이 있어, 그것에 의해 광 디스크(10)가 스크래칭 될 우려가 있다.

또한, 유리 전이 온도가 0℃를 하회하는 폴리에스터 수지를 매트릭스층(4)에 사용한 경우에는, 매트릭스층(4)이 너무 부드러워져서 수지 피막(3)의 점착성(tackiness)이 커지기 때문에, 가열하여 도장 프린팅한 금속판(2)을 코일로 하여 감을 때에, 수지 피막(3)이 접촉하는 면끼리가 열융착되는 블록킹 현상이 생길 가능성이 있다.

이러한 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지는 다이니폰 잉크 화학 공업사(Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated) 제품, 니혼 페인트사(Nippon Paint Co., Ltd.) 제품의 것을 적합하게 사용할 수 있다. 또, 동일한 도료는 간사이 페인트사(Kansai Paint Co., Ltd.) 제품, 다이니폰 도료사(DaiNippon Toryo Co., Ltd.) 제품, 가와가미 도료사(Kawakami Paint Mfg. Co., Ltd.) 제품의 것 등도 사용할 수 있다.

이 매트릭스층(4)은 경화제로서 아민계 경화제, 그 중에서도 멜라민계 경화제를 사용한 것이 바람직하다. 멜라민계 경화제는, 유기 용제에 용해시키는 것에 의한 도료화가 용이할 뿐만 아니라, 상온에서는 도료 수명이 장수명이면서, 열을 가하면 단시간에 용이하게 가교 반응이 진행하여, 연질 비드(5)의 분산성도 양호하며, 또 우수한 도장성도 갖기 때문에, 금속판(2) 표면에의 도료의 도포가 용이해진다.

또한, 열에 의한 폴리에스터 수지와 경화제의 가교 반응은, 분자끼리 연결되어 3차원 망상 구조를 형성하기 때문에, 수지 피막(3)의 막으로서의 강도가 확보됨과 아울러, 수지 피막(3)과 금속판(2)의 접착력을 보다 한층 강고하게 하는 기능이 있다. 또한, 상기한 바와 같은 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응한 수지 피막(3)은, 가교 반응 후에도 적절한 연질을 유지하고 있기 때문에, 만일 프리코팅 금속판(1)의 표면에 형성된 수지 피막(3)에 연질 비드(5)의 분산이 불균일한 부위가 생겨 매트릭스층(4)이 직접 광 디스크(10)에 접촉한 경우에도, 광 디스크(10)에 스크래칭 되기 어렵게 하는 스크래치 방지성이 유지된다.

(연질 비드)

슬롯 인 방식의 광 디스크 드라이브(30)에 광 디스크(10)가 출입할 때에, 광 디스크(10)에 스크래칭 되는 것을 방지하기 위해는, 전술한 바와 같이 수지 피막(3)을 연질로 하는 것이 불가결해진다. 이후에 상술하는 바와 같이, 본원에서는 우레탄 비드로 대표되는 연질 비드(5)를 사용하여 수지 피막(3)을 부분적으로 연질화하고 있지만, 본래 수지 피막을 부드럽게 하기 위한 보통의 수단은, 수지 피막을 부분적으로 연질화하는 것이 아니라 수지 피막 전체를 연질화하는 것, 즉 비드 등의 첨가제에는 의존하지 않고, 매트릭스층 그 자체에 사용하는 수지의 유리 전이 온도를 낮추는 방법이나, 매트릭스층으로 되는 수지와 경화제의 가교 반응을 억제하는 방법 등이다.

이들 방법은, 수지 피막을 부분적이 아니라 전체적으로 연질화하는 효과가 있기 때문에 수지 피막을 연질화시키는 효과는 크다고 할 수 있지만, 부작용으로서 수지 피막의 표면 전체에 점착성이 나타나버린다. 또한, 비드를 사용하고 있지 않기 때문에, 표면은 평활하게 된다. 이러한 평활하고 점착성이 있는 수지 피막의 표면이 광 디스크(10)의 표면에 접촉하면, 광 디스크(10)가 수지 피막에 붙은 것 같은 상태로 되어, 광 디스크(10)를 출입할 때의 광 디스크(10) 자체의 움직임이나 광 디스크 드라이브(30) 등 광 디스크(10)를 사용하는 기기의 동작이 손상된다는 문제가 생긴다.

이에 반하여, 본 발명에서는, 수지 피막(3)의 매트릭스층(4)을 연질화하는 것이 아니라, 연질인 미립자, 즉, 연질 비드(5)를 수지 피막(3)(매트릭스층(4)) 중에 첨가함으로써 부분적으로 수지 피막(3)을 연질화하는 수법을 취하고 있다. 이러한 수법에 의하면, 상기한 바와 같이, 매트릭스층(4)을 반드시 연질화시킬 필요는 없기 때문에, 유리 전이 온도를 낮추거나, 가교 반응을 억제하거나 하는 매트릭스층(4)의 접착성이 커지도록 하는 것을 할 필요가 없다.

본 발명에 있어서의 연질 비드(5)의 연질이란, 예컨대, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드를 사용하여 10% 변형시켰을 때(단일 비드 10% 변형시)의 압축 강도가 10㎫ 이하 정도인 것을 말한다.

미소 압축 시험을 하는 시험기로서는, 예컨대, 시마즈 제작소사(Shimadzu Corporation) 제품인 미소 압축 시험기 MCT-W500 등이 있으며, 이 시험기를 사용함으로써 입경 1㎛ 내지 100㎛ 정도의 단일 비드에 압축 시험을 행할 수 있다. 보다 구체적으로는, 입경이 5~10㎛, 바람직하게는 8㎛ 정도의 단일 비드를 시험기의 하부 가압판(lower pressure plate)에 세팅하고, 상부 가압 압자(upper pressure indenter)를 내리면서 단일 비드에 압축 변형을 가하면서 동시에 하중을 측정하여, 비드 직경이 10% 감소한 시점에서의 하중을 10% 압축 하중값으로 한다. 이 10% 압축 하중값을 P(N), 측정한 비드의 입경을 d(㎜)라고 하면, 다음 수학식 1에 의해 10% 변형시의 압축 강도 St(㎫)를 산출할 수 있다(일본 광업회지(Journal of MMIJ), 81.10.24(1965) 참조). 또, 이 10% 변형시의 압축 강도 St(㎫)가 작을수록, 비드로서는 연질인 것이 된다. 본 발명에서는, 이 10% 변형시의 압축 강도 St(㎫)가 10㎫ 이하인 것이 필요하며, 보다 바람직하게는 5㎫ 이하이다.

St=2.8P/(Πd²)

(단, 상기 식에서, Π는 원주율을 나타냄)

이러한 연질 비드(5)를 사용하는 방법에 의하면, 매트릭스층(4)이 점착성을 갖는 일이 없기 때문에, 수지 피막(3)과 광 디스크(10)가 붙는 것과 같은 문제를 발생시키지 않아, 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 향상시킬 수 있다. 또, 이러한 연질 비드(5)로서는, 예컨대, 우레탄 비드, 에틸렌·메틸메타크릴레이트 공 중합물(EMMA) 비드, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 비드 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또, 우레탄 비드로서는, 산요 화성사(Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 제품인 멜텍스(MELTEX; 등록 상표), 다이니치 정화사(Dainichiseika Color&Chemicals Mfg. Co., Ltd.) 제품인 다이믹 비드(DAIMIC BEADS; 등록 상표), 네가미 공업사(Negami Chemical Industrial Co., Ltd.) 제품인 아트펄(ART PEARL; 등록 상표) 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, EMMA 비드는 스미토모 정화사(Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.) 제품인 소프트 비드(SOFT BEADS) A, 소프트 비드 B 등을 적합하게 사용할 수 있고, LDPE 비드는 스미토모 정화사 제품인 플로 비드(FLO-BEADS; 등록 상표) 등을 적합하게 사용할 수 있다.

상기에서는, 연질 비드(5)를 사용함으로써 매트릭스층(4)을 연질화시키지 않아도 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 확보할 수 있다고 설명했지만, 본 발명에서는, 이러한 효과를 얻을 수 있는 연질 비드(5)와, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지를 사용하고 있다. 이와 같이, 연질의 매트릭스층(4)을 병용함으로써, 결과적으로 수지 피막(3) 전체를 보다 연질화할 수 있다. 이 때문에, 연질 비드(5)의 부분밖에 연질화되어 있지 않는 것과 비교하면 스크래치 방지성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 수지 피막(3) 전체가 연질화되기 때문에, 먼저 설명한 바와 같은 점착성의 문제가 걱정되지만, 연질 비드(5)를 구비하고 있기 때문에, 광 디스크(10)를 출입시키더라도 점착성에 의한 동작의 방해가 생기지 않는다.

즉, 단순히 연질의 매트릭스층(4)만을 사용할 뿐만 아니라, 연질 비드(5)를 병용하여, 매트릭스층(4)의 평균 두께와 연질 비드(5)의 입경을 제어하고 있기 때문에, 수지 피막(3)의 표면은 평활하지 않고 요철이 있는 표면 상태로 되어 있다. 즉, 수지 피막(3) 중 광 디스크(10)의 표면과 접촉하는 대부분의 부분은 연질 비드(5)의 선단으로 되어, 광 디스크(10)와 점착성이 있는 매트릭스층(4)이 직접 접촉할 기회를 대폭 억제할 수 있다. 그 결과, 광 디스크(10)와 수지 피막(3)이 붙는 점착성의 문제를 회피할 수 있다. 또, 연질 비드(5)에는 이후에 설명하는 바와 같은 입경 분포가 있기 때문에, 도시하지 않지만, 비교적 작은 연질 비드(5)의 선단까지 열경화성 폴리에스터 수지가 얇게 피복되어 있는 경우에도, 인접할 수 있는 그보다도 큰 연질 비드(5)에 의해 스크래치 방지성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 수지 피막(3)을 형성한 후의 프리코팅 금속판(1)의 표면에 연질 비드(5)의 분산이 불균일하게 되어, 매트릭스층(4)이 노출하는 부분이 생겼다고 해도, 연질 비드(5)와 더불어 매트릭스층(4)도 적절히 연질화되어 있는 것에 의해, 광 디스크(10)와 프리코팅 금속판(1)이 직접 접촉한 경우에도, 상기 광 디스크(10)의 표면에 스크래치가 생기는 것을 방지할 수 있다.

(연질 비드의 함유율: 5질량% 이상 50질량% 이하)

광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 높이기 위해는, 연질 비드(5)의 함유율이 매트릭스층(4)에 대하여 많은 쪽이 바람직하다. 연질 비드(5)의 함유율이 15질량% 미만이면, 매트릭스층(4) 중에 고정되는 연질 비드(5)의 양이 적어, 쿠션재로서의 기능이 저하되어, 스크래치 방지성이 열화되게 된다. 또한, 연질 비드(5)의 함유율을 높여 가면, 연질 비드(5)를 분산시킨 도료의 점도가 증가해 버리기 때 문에, 롤 도장 등으로 도료를 금속판(2)에 도장하는 경우에, 막 두께를 균일하게 제어하기 어려워진다(즉, 도장성이 악화된다). 이상의 이유로 인해, 연질 비드(5)의 함유율은 매트릭스층(4)에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하로 한다. 보다 안정한 도장성을 확보하기 위해는, 연질 비드(5)의 함유율을 40질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

(연질 비드의 평균 입경: 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하)

연질 비드(5)로 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 향상시키기 위해는, 연질 비드(5)의 평균 입경이 매트릭스층(4)의 평균 두께보다 큰 것이 중요하다. 연질 비드(5)의 평균 입경을 매트릭스층(4)의 평균 두께보다 크게 함으로써, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수지 피막(3)의 단면 형상은 연질 비드(5)가 존재하는 부분이 볼록하게 되는 미세한 요철 형상을 갖는 수지 피막(3)으로 된다. 그 때문에, 광 디스크(10)와 수지 피막(3)이 접촉할 때에 부드러운 연질 비드(5)가 쿠션재로서 기능할 뿐만 아니라, 광 디스크(10)와 매트릭스층(4)이 직접 접촉하는 것을 대폭 저감시킬 수 있으므로, 광 디스크(10)의 동작 불량을 발생시키지 않고 스크래치 방지성을 보다 높일 수 있다.

여기서, 연질 비드(5)의 평균 입경이, 매트릭스층(4)의 평균 두께에 대하여 5배를 초과하면, 매트릭스층(4) 중에 고정되지 않고 탈락해 버리는 연질 비드(5)가 생겨나기 때문에, 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 높이는 효과가 저하된다. 즉, 매트릭스층(4)의 평균 두께에 비하여 현저하게 큰 입자 직경의 연질 비드(5)의 사용을 회피함으로써, 매트릭스층(4) 중의 연질 비드 함유율이 커지더라도 연질 비 드의 탈락을 방지할 수 있다. 또한, 연질 비드(5)의 평균 입경이 매트릭스층(4)의 평균 두께에 대하여 1.1배 미만이면, 입경이 작은 연질 비드(5)는 매트릭스층(4)에 매몰되기 쉬워지기 때문에, 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 높이는 효과가 저하된다. 따라서, 연질 비드(5)의 평균 입경은 매트릭스층(4)의 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 한다. 또, 매트릭스층(4)의 평균 두께의 1.5배 이상 4배 이하로 하면 보다 바람직하다.

또, 연질 비드(5)의 평균 입경과 매트릭스층(4)의 평균 두께가 이러한 관계로 유지되고 있으면, 광 디스크(10)에의 스크래치 방지성을 향상시키는 것이 가능하지만, 상기 관계가 유지되고 있어도, 필요 이상으로 큰 입경의 연질 비드(5)를 사용하면, 매트릭스층(4)의 평균 두께도 두껍게 해야 하므로, 수지 피막(3)이 필요 이상으로 두껍게 되어 경제적이지 않다. 한편, 필요 이상으로 작은 연질 비드(5)를 사용한 경우에는, 연질 비드(5)의 평균 입경과 매트릭스층(4)의 평균 두께의 관계를 제어하는 것이 공업적으로 어렵게 된다. 따라서, 연질 비드(5)의 평균 입경으로는, 5~30㎛ 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 매트릭스층(4)의 평균 두께가 3㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서의 매트릭스층(4)의 평균 두께는, 단위 면적당의 수지 피막(3)의 중량을 측정하여, 비중을 1로서 환산함으로써 구할 수 있다.

여기서, 먼저 설명한 바와 같이, 연질 비드(5)의 입경에는 분포가 존재한다. 예컨대, 적산 부피 50% 입자 직경(Cumulative 50% volume particle diameter)에서 약 8㎛ 정도인 비드의 입경 분포는 최소 1㎛ 정도로부터 최대로 20㎛ 정도에까지 분포되어 있는 것이 알려져 있다(예컨대, 다이이치 세이카 공업(주)의 홈페이지의 다이믹 비드(등록 상표)의 입도 분포(입경 분포와 동의(同義)) 참조). 그래서, 본 발명에서는, 연질 비드(5)의 입경의 지표로서, 평균 입경을 채용하였다. 또, 본 발명에 있어서의 평균 입경이란, 연질 비드(5)를 물에 분산시킨 상태에서, 레이저 회절식 입도 분포 측정기 등으로 측정한 적산 부피 50% 입자 직경을 말한다.

또, 본 발명의 프리코팅 금속판(1)은, 금속판(2)과, 연질 비드(5) 및 매트릭스층(4)을 포함하는 수지 피막(3) 사이에, 내식성 피막(도시하지 않음)을 구비하는 것이어도 된다.

내식성 피막이 형성되어 있는 것에 의해, 프리코팅 금속판(1)에 내식성이 부여됨과 아울러, 금속판(2)과 수지 피막(3)의 접착성이 향상된다.

이러한 내식성 피막의 구성으로서는, Cr 또는 Zr을 성분으로서 포함하는 종래 공지된 내식성 피막을 사용할 수 있다. 예컨대, 인산클로메이트 피막, 인산지르코늄 피막, 산화지르코늄계 피막, 또는 도포형 지르코늄 피막 등을 적절히 사용할 수 있다. 또한, 내식성 피막의 부착량은 Cr 또는 Zr 환산값으로 10~50㎎/㎡가 바람직하다. 내식성 피막의 부착량이 10㎎/㎡보다 적어지면, 금속판(2)의 전면을 균일하게 피복할 수 없어, 내식성의 확보가 어려워지므로, 장기간의 사용에 견딜 수 없게된다. 또한, 내식성 피막의 부착량이 50㎎/㎡를 초과하면, 성형 등에 있어서, 내식성 피막 자체에 깨짐(박리)이 생겨, 장기간에 걸쳐 높은 내식성을 유지하는 것이 어려워진다.

2. 프리코팅 금속판의 제조 방법

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판의 제조 방법은 도포 공정 S1과 가열 공정 S2를 포함하여 이루어진다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다. 또, 본 발명의 도포 공정 S1에는, 후술하는 소정의 조성을 갖는 도료를 조정하는 작업도 포함되어 있다.

(도포 공정)

도포 공정 S1은, 도료의 필수 성분으로서, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지, 경화제, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 연질 비드(5), 및 이들을 균일하게 분산시키기 위한 휘발 성분을 충분히 혼합시켜 열경화성 폴리에스터계 도료(이하, 이것을 간단히 「도료」라고 함)를 금속판(2)의 표면에 도포하는 공정이다.

또, 상기한 필수 성분 중, 연질 비드의 함유율은, 이후에 설명하는 가열 공정 S2를 거쳐서 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어진 매트릭스층(4)에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하로 되도록 미리 비율 조정한다.

여기서, 상기한 폴리에스터 수지는, 다가 알코올과 다염기산을 축합 중합시켜서 수득된 포화 폴리에스터 수지를 사용한다.

이 중, 다가 알코올로서는, 예컨대, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 네오펜틸글라이콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,6-헥세인다이올, 다이에틸렌글라이콜 등의 2가 알코올이나, 글리세린, 트라이메틸올에테인, 트라이메틸올프로페인 등의 3가 알코올, 또는 4가 이상의 알코올류 등을 사용할 수 있다.

또한, 다염기산으로서는, 예컨대, 무수프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 세바스산 등의 2염기산이나, 무수트라이멜리트산 등의 3염기산, 또는 4가 이상의 다염기산 등을 사용할 수 있다.

이들 다가 알코올 및 다염기산은, 1종류 또는 2종류 이상 동시에 사용하여 축합 중합시켜도 되지만, 축합 중합시켜 제조된 폴리에스터 수지의 유리 전이 온도를 측정하여, 0℃ 이상 50℃ 이하인 것만이 본 발명의 프리코팅 금속판(1)의 제조 방법에 사용할 수 있다.

또, 유리 전이 온도는 시차 주사 열량 측정(DSC; differential scanning calorimetry) 등의 통상적 방법에 의해 측정할 수 있다.

경화제는, 2개 이상의 아미노기를 갖는 아민계 경화제나, 2개 이상의 아이소사이아네이트기를 갖는 아이소사이아네이트계 경화제 등이 사용 가능하지만, 도료의 안정성 등으로부터 아민계 경화제를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 멜라민계 경화제가 보다 바람직하다.

휘발 성분은, 상기한 폴리에스터 수지 중에 경화제 및 연질 비드(5)를 용해 또는 분산시키기 위해, 또한 도장하는데 최적인 도료 점도를 확보하기 위해 필요하다.

연질 비드(5)는, 교반 장치에서 충분히 교반시킴으로써, 도료 중에 균일하게 분산시킬 수 있지만, 교반을 정지하고 장시간 방치해 두면 중력 등에 의해 침강하거나, 응집하거나 하는 경우가 있다.

휘발 성분은, 후술하는 가열 공정 S2에서 가열되어, 가교 반응시킬 때에 휘발되어 버려, 수지 피막(3)의 성분으로서 잔존하는 것은 아니지만, 그 성분이 어떠한 것인지에 따라, 도료 중의 연질 비드(5)의 분산성에 영향을 주기 때문에, 결과적으로는 도장 및 가교 반응 후의 수지 피막(3) 중의 연질 비드(5)의 분포에까지 큰 영향을 준다.

본 발명에 있어서는, 휘발 성분 중의 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율을 30질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 휘발 성분 중의 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율을 30질량% 이상으로 하면, 도료에 분산시킨 연질 비드(5)의 침강(settling)이나 재응집(reaggregation)을 억제하는 효과를 적합하게 얻을 수 있다. 따라서, 도료의 균일성이 안정적으로 유지되기 때문에, 도장 후의 수지 피막(3)에 있어서, 연질 비드(5)의 분산이 불균일하게 되는 부위가 생길 가능성을 대폭 저하시킬 수 있다. 그리고, 이것에 의해, 광 디스크(10)의 표면이 스크래칭 되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 여기서, 광 디스크(10)의 표면에의 스크래치 방지성을 향상시키는 것을 감안하면, 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율을 50질량% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. 또, 휘발 성분 중의 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율은 5질량% 미만이어도 상관없지만, 상기한 효과를 효과적으로 얻기 어려워진다.

구체적인 휘발 성분의 예로서는, 물, 아이소포론, 사이클로헥산온, 메틸아이소뷰틸케톤, 메탄올, 뷰탄올, 다이아세톤알코올, 뷰틸셀로솔브, 에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 아세트산에틸, 아세트산뷰틸 등을 단독 또는 혼합한 용제에, 에틸벤 젠, 자일렌, 톨루엔, 트라이메틸벤젠, 나프탈렌, 방향족 나프타 등의 방향족 탄화수소계 용제를 단독 또는 혼합하여 30질량% 이상의 함유 비율로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 함유율이 15질량% 이상 50질량% 이하로 되도록 조정하여 연질 비드(5)를 도료 중에 균일하게 되도록 분산시킨다. 도료 중에 연질 비드(5)를 분산시키는 처리 방법으로서는, 초음파 처리, 자기 교반기(magnet stirrer)나 임펠러 교반기(impeller mixer)에 의한 교반 처리, 균질화기(homogenizer), 어트리터(attritor), 볼 밀(ball mill), 비드 밀(beads mill) 등을 사용한 교반 처리 방법을 들 수 있다.

이러한 도료의 도포는 브러쉬(brush), 롤 코터(roll coater), 커튼 플로우 코터(curtain flow coater), 롤러 커튼 코터(roller curtain coater), 정전 도장기(electrostatic coater), 블레이드 코터(blade coater), 다이 코터(die coater) 등, 어느 수단으로 행해도 되지만, 특히 도포량이 균일해짐과 아울러 작업이 간편한 롤 코터의 사용이 바람직하다.

또, 사용하고 있는 연질 비드(5)의 입경에 맞추어 도료의 도포량을 조정함으로써, 연질 비드(5)의 평균 입경을 매트릭스층(4) 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 할 수 있다. 본 발명에서는, 연질 비드(5)의 평균 입경으로서는, 5~30㎛ 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다고 하고 있으므로, 도포량은 금속판(2)의 표면에 평균 두께 3~15㎛의 매트릭스층(4)이 형성되도록, 금속판(2)의 반송 속도, 롤의 회전 방향과 회전 속도, 롤간의 가압(닙(nip) 압력) 등을 적절히 조정하면 된다. 이들을 조정함으로써, 금속판(2)에 전사되는, 건조 전의 도료의 두께(즉, 웨트막 두께)를 변경할 수 있다. 그 결과, 후술하는 가열 공정 S2에 의해 가교 반응시킴과 아울러, 건조시킨 건조 피막의 매트릭스층(4)의 평균 두께를 조정할 수 있어, 상기한 바와 같이, 연질 비드(5)의 평균 입경을 매트릭스층(4) 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 할 수 있다.

또, 이러한 도료의 도포에 앞서, 금속판(2)의 표면을 탈지하는 탈지 공정(도시하지 않음)을 마련해도 된다. 탈지 공정은, 예컨대, 금속판(2)의 표면에 산이나 알칼리 수용액을 스프레이하고, 그 후 수세(水洗)함으로써 금속판(2)의 표면을 탈지할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 금속판(2)과 수지 피막(3) 사이에 내식성 피막을 구비하는 경우에는, 탈지 공정에 연속하여, 크로뮴 이온 등을 포함하는 화성 처리액을 금속판(2)의 표면에 스프레이하여 수세하거나, 또는 크로뮴 이온 등을 포함하는 처리액을 도포하여 건조함으로써 내식성 피막을 형성할 수 있다.

(가열 공정)

가열 공정 S2는, 도포 공정 S1에서 도포된 도료를 갖는 금속판(2)을, 가열 온도가 200℃ 이상 300℃ 이하, 가열 시간이 20초 이상 60초 이하인 조건에서 가열하는 공정이다. 이 가열 공정 S2에서, 도료 중에 포함되는 휘발 성분이 증발하여 건조됨과 아울러, 가열된 도료는 가교 반응하여 금속판(2)의 표면에 수지 피막(3)(연질 비드(5)를 포함하는 매트릭스층(4))을 형성해서, 당해 금속판(2)에 강고히 접착된다. 또, 말할 필요도 없이, 가열 공정 S2에서 가열된 연질 비드(5)는 매 트릭스층(4) 중에 적절히 분산된 상태로 고정되어 있다.

또, 가열 온도에 의해, 수지 피막(3)에 의한 광 디스크(10)의 스크래치 방지성이 영향을 받는 것은 아니지만, 가열 온도가 200℃ 미만이면, 도료의 가교 반응이 불충분해지고, 가열 온도가 300℃를 초과하면, 도료(수지 피막(3))가 열 열화(분해)되기 때문에, 200℃ 이상 300℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 가열 시간은 20~60초간으로 하는 것이 바람직하다. 가열 시간이 20초 미만이면 가열이 불충분해지기 쉽고, 60초를 초과하면 가열 시간이 너무 길어지기 때문에, 시간당 생산성이 저하되므로 바람직하지 않다.

이 가열 공정 S2는, 예컨대, 열풍로, 유도 가열로, 근적외선로, 원적외선로, 에너지선 경화로를 사용하여 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법에 대하여, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 대비시켜 구체적으로 설명한다.

검토한 항목은, 도료에 사용한 수지의 종류 및 유리 전이 온도 및 수지 피막의 매트릭스층 평균 두께, 매트릭스층에 분산된 연질 비드의 함유율, 평균 입경 및 도료의 휘발 성분 중의 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율이다. 그리고, 광 디스크에의 스크래치 방지성 및 도장성, 블록킹성을 평가하였다. 이하에 상술한다.

[실시예 1~13]

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1~13은, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지, 경화제, 본 발명에서 규정하는 10% 변형시의 압축 강도를 갖는 연질 비드, 및 이들을 분산시키는 휘발 성분을 포함하는 도료를 금속판에 도포하고, 이어서, 도료를 도포한 금속판을 가열 온도 250℃, 가열 시간 30초간 가열하여 프린팅함으로써 수지 피막을 구비한 프리코팅 금속판을 제조하였다. 여기서, 연질 비드로서는 우레탄 비드를 사용하였다. 또, 실시예 1~13에 사용한 금속판은, 내식성을 향상시키기 위한 내식성 피막으로서 인산클로메이트 처리를 그 양면에 미리 형성하여 둔 것을 사용하였다. 인산클로메이트 피막의 부착량은 Cr 환산으로 20㎎/㎡이었다. 프리코팅 금속판의 각 구성은 이하와 같다.

(금속판)

금속판은 두께 0.5mm, JIS 규정의 5052-H34의 알루미늄 합금판을 사용하였다.

(수지 피막)

수지 피막은, 인산클로메이트 피막 위에 연질 비드로서 우레탄 비드를 분산시킨, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지를 포함하는 도료를 도포하고, 상기한 가열 온도 및 가열 시간으로 가열 처리를 행함으로써 형성하였다.

여기서, 금속판의 가열 방식은 도료를 도포한 금속판이 컨베이어를 타고 오븐의 입구로부터 출구로 이동하는 연속 베이킹(continuous baking) 방식으로 하고, 금속판이 오븐 내를 통과하는 시간을 가열 시간이라고 정의하고, 이것을 30초로 하 였다. 또한, 금속판에 부착한 히트 라벨로 확인되는 금속판의 최고 도달 온도를 가열 온도로 정의해, 이것을 250℃로 하였다.

(유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지)

유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지는 다이니폰 잉크 화학 공업사 제품, 니혼 페인트사 제품의 것을 사용하였다.

[비교예 1~15]

실시예 1~13의 대조로서, 비교예 1~15의 프리코팅 금속판을 제조하였다. 비교예 1~15의 프리코팅 금속판의 제조는, 이하에 설명하는 점을 제외하면, 실시예 1~13을 제조한 조건·구성에 준하였다.

비교예 1 및 비교예 2는 유리 전이 온도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키고 있지 않다. 비교예 3 내지 비교예 6은 본 발명에서 규정하는 폴리에스터 수지가 아닌 종류의 수지를 사용하였다. 비교예 7 및 비교예 8은 연질 비드의 평균 입경과 매트릭스층 평균 두께의 관계가 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키고 있지 않다. 또한, 비교예 9 내지 비교예 13은 연질 비드의 첨가량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키고 있지 않다. 또한, 비교예 14와 비교예 15는 본 발명에서 규정하는 10% 변형시의 압축 강도를 갖지 않는 비드(즉, 연질이 아닌 비드)를 사용한 비교예이다.

이렇게 해서 제조된 실시예 1~13 및 비교예 1~15의 프리코팅 금속판의 각각에 대하여, 수지 피막의 매트릭스층 평균 두께를 구하였다. 매트릭스층 평균 두께는, 단위 면적당 수지 피막의 중량을 측정하여, 비중을 1로서 환산함으로써 구할 수 있다.

제조된 실시예 1~13 및 비교예 1~15에 따른 프리코팅 금속판에 대하여, 광 디스크에의 스크래치 방지성, 도장성 및 블록킹성을 평가하였다. 광 디스크에의 스크래치 방지성, 도장성 및 블록킹성의 평가는 아래와 같이 하여 실시하였다.

(1) 광 디스크에의 스크래치 방지성

광 디스크에의 스크래치 방지성은, 시판되는 광 디스크의 기록면을, 프리코팅 금속판의 수지 피막 표면에 접촉시키고, 가볍게 손가락으로 누르면서 좌우로 10왕복 문질러 붙인 후, 광 디스크 표면의 스크래치를 육안으로 관찰하여, 스크래치가 보이지 않는 경우를 「○」, 조금이라도 스크래치가 있는 경우를 「×」로 하였다. 또, 시험은 50℃로 가열하여 실시하였다.

이것을 1종류의 실시예 또는 비교예에 대하여 각각 100회 시험을 행하여, 「○」의 확률이 95% 이상인 경우를 스크래치 방지성이 양호(합격)하다고 하고, 「○」의 확률이 95% 미만인 경우를 스크래치 방지성이 불량(불합격)하다고 하였다.

(2) 도장성

도장성은 도료의 점도 측정에 의해 확인하였다. 구체적으로는, 도료의 점도 측정에 널리 사용되는 포드컵 #4를 사용하여, 도료의 고형분이 30% 이상 확보된 상태, 즉 휘발 성분의 비율이 70%를 초과하지 않는 범위에서 점도를 측정해서, 점도가 120초 이내인 경우에는 도장 가능, 120초를 초과하고 180초 이내인 경우는 도장성 약간 나쁨(표 1에 있어서 「도장성 약간 나쁨」이라고 나타냄), 180초를 초과하는 경우에는 도장성 불량(표 1에서 「도장성 불량」이라고 나타냄)이라고 판단하였 다.

(3) 블록킹성

블록킹성은, 도료의 도포 공정 및 가열 공정을 거친 프리코팅 금속판의 도막(수지 피막)면끼리를 마주하도록 한 상태에서, 70℃로 가열한 핫 프레스(hot press)에 가볍게 끼워 1분간 이상 유지하고, 취출된 프리코팅 금속판의 도막면끼리가 접착하지 않고 있으면 양호, 접착한 경우는 불량(표 1에서 「블록킹성 불량」이라고 나타냄)이라고 판단하였다.

표 1에, 실시예 1~13, 표 2에 비교예 1~15에 따른 프리코팅 금속판을 제조한 조건·구성, 및, 광 디스크에의 스크래치 방지성, 도장성 및 블록킹성에 대한 평가를 나타낸다. 또, 표 1, 표 2 내의 밑줄은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족시키지 않는 것을 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1~13의 프리코팅 금속판은 모두 광 디스크에의 스크래치 방지성에 대하여 우수한 평가 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 실시예 1~13의 프리코팅 금속판은, 도장성 및 블록킹성에 대하여 실용상 아무런 문제가 없는 것이었다.

한편, 비교예 1~15의 프리코팅 금속판은, 본 발명에서 규정하는 어느 하나의 요건을 만족시키지 않는 것이기 때문에, 광 디스크에의 스크래치 방지성, 도장성 및 블록킹성 중 어느 하나의 평가 결과가 바람직하지 못한 것이었다.

구체적으로는, 비교예 1의 프리코팅 금속판은, 광 디스크에의 스크래치 방지성에 대해서는 양호하지만, 폴리에스터 수지의 유리 전이 온도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키지 않았기 때문에, 블록킹성이 불량하였다. 따라서, 코일재로 연속 처리하여 제조하기에는 실용에서는 견디지 못하는 프리코팅 금속판이라는 것이 시사되었다.

비교예 2의 프리코팅 금속판은, 폴리에스터 수지의 유리 전이 온도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 초과하였기 때문에, 광 디스크에의 스크래치 방지성이 불량하였다.

또한, 비교예 3~6의 프리코팅 금속판은, 폴리에스터 수지가 아닌 수지를 사용하였기 때문에, 광 디스크에의 스크래치 방지성이 불량하였다.

비교예 7, 8의 프리코팅 금속판은, 연질 비드의 평균 입경과 매트릭스층 평균 두께의 관계가 본 발명에서 규정하는 요건을 만족시키지 않았기 때문에, 모두 광 디스크에의 스크래치 방지성이 불량하였다.

비교예 9, 10, 12, 13의 프리코팅 금속판은, 연질 비드의 함유율이 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키지 않았기 때문에, 광 디스크에의 스크래치 방지성이 불량하였다.

그리고, 비교예 11의 프리코팅 금속판은, 연질 비드의 함유율이 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 초과하였기 때문에, 광 디스크에의 스크래치 방지성은 양호했지만, 도료의 점도가 현저히 증가하여 도장성이 불량하였다.

비교예 14, 15의 프리코팅 금속판은, 사용하고 있는 비드의 10% 변형시의 압축 강도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위를 만족시키지 않는 비드, 즉 연질이 아닌 비드이기 때문에, 모두 광 디스크에의 스크래치 방지성이 불량하였다.

이상, 본 발명에 따른 프리코팅 금속판 및 프리코팅 금속판의 제조 방법에 대하여, 최선의 실시 형태 및 실시예를 들어 상세히 설명했지만, 본 발명의 내용은 이들 기재에 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위의 기재에 근거하여 넓게 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 내용은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 여러 가지 변경, 개변할 수 있다.

예컨대, 광 디스크에의 스크래치 방지성을 보다 높이기 위해, 팜유(palm oil), 카나우바 왁스, 폴리에틸렌 왁스 및 마이크로크리스탈라인 왁스 등의 윤활제 1종 또는 2종을 도료 중에 소정량 함유시켜도 된다.

또한, 도료의 도장성 및 프리코팅 금속판으로서의 일반적인 성능을 확보하기 위해, 통상 사용되는, 안료, 안료 분산제, 유동성 조절제, 레벨링제(leveling agent), 파핑 방지제(anti-popping agent), 방부제, 안정화제 등을 함유시켜도 된다.

또, 양자의 밀착성을 높이기 위한 밑칠층을, 수지 피막과, 금속판 및/또는 내식성 피막 사이에 마련해도 된다. 이것에 의해, 프리코팅 금속판의 성형성을 보다 향상시킬 수 있다.

Claims

금속판의 표면에 형성된 수지 피막을 구비하는 프리코팅 금속판으로서,

상기 수지 피막은, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지와 경화제가 가교 반응하여 이루어지는 매트릭스층과, 상기 매트릭스층 내에 분산되고, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 연질 비드를 구비하고,

상기 연질 비드의 함유율이 상기 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하이며,

상기 연질 비드의 평균 입경이 상기 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판.
제 1 항에 있어서,

상기 연질 비드가 우레탄 비드인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 금속판은 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판.
금속판의 표면에 수지 피막을 구비하는 프리코팅 금속판의 제조 방법으로서,

도료의 필수 성분으로서, 유리 전이 온도가 0℃ 이상 50℃ 이하인 폴리에스터 수지, 경화제, 미소 압축 시험에 의한 단일 비드 10% 변형시의 압축 강도가 10㎫ 이하인 연질 비드, 및 이들을 균일히 분산시키기 위한 휘발 성분을 포함하고, 이 중, 상기 연질 비드의 함유율은 상기 폴리에스터 수지와 상기 경화제가 가교 반응하여 이루어진 매트릭스층에 대하여 15질량% 이상 50질량% 이하로 되도록 미리 비율 조정된 도료를, 가열 공정 후의 건조 피막으로 되었을 때에, 상기 연질 비드의 평균 입경이 상기 매트릭스층 평균 두께의 1.1배 이상 5배 이하로 되도록 미리 계산된 웨트(wet)막 두께로 되도록 상기 금속판에 도포하는 도포 공정과,

상기 도포 공정에서 상기 도료가 도포된 금속판을 가열 온도 200℃ 이상 300℃ 이하, 가열 시간 20초 이상 60초 이하의 조건에서 가열하여, 상기 금속판의 표면에 상기 폴리에스터 수지와 상기 경화제를 가교 반응시켜 상기 수지 피막을 형성하는 가열 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 휘발 성분은 방향족 탄화수소계 용제를 포함하고, 상기 휘발 성분 중에서의 상기 방향족 탄화수소계 용제의 함유 비율이 30질량% 이상인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 연질 비드가 우레탄 비드인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 금속판은 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판인 것을 특징으로 하는 프리코팅 금속판의 제조 방법.