KR101114776B1 - Resin-coated metal sheet having an excellent film peeling resistance during roll forming - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수지 필름의 스워드 로커 경도(Sward rocker hardness)가 35 이상이고, 나노스크래치 시험에서 인덴터(indenter)의 진입 깊이가 0.3μm 미만인 것을 특징으로 하는, 표면 처리 조성물로부터 제조된 수지 필름을 포함하는 수지-코팅된 금속 시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수지-코팅된 금속 시트는 내식성과 같은 수지-코팅된 금속 시트의 목적하는 성질을 가지며, 롤 성형 작업에 대한 문제를 덜 초래할 수 있다.The present invention is a resin film produced from the surface treatment composition, characterized in that the Sword rocker hardness of the resin film is 35 or more, and the indenter depth in the nanoscratch test is less than 0.3 μm. It relates to a resin-coated metal sheet comprising. The resin-coated metal sheet according to the present invention has the desired properties of the resin-coated metal sheet, such as corrosion resistance, and can cause less problems for roll forming operations.

Description

롤 성형시 우수한 내필름박리성을 갖는 수지-코팅된 금속 시트{RESIN-COATED METAL SHEET HAVING AN EXCELLENT FILM PEELING RESISTANCE DURING ROLL FORMING}RESIN-COATED METAL SHEET HAVING AN EXCELLENT FILM PEELING RESISTANCE DURING ROLL FORMING}

본 발명은, 자동차, 가전 제품 및 건축 자재에 사용되는 수지-코팅된 금속 시트, 더 구체적으로는 내식성 및 롤 성형시 우수한 내필름박리성을 갖는 수지-코팅된 금속 시트에 관한 것이다.The present invention relates to resin-coated metal sheets used in automobiles, household appliances and building materials, more specifically to resin-coated metal sheets having good corrosion resistance and excellent film peel resistance in roll forming.

건축 자재로서, 내식성의 관점에서, 전기 아연도금 강판 또는 아연도금 강판과 같은 아연계 도금 강판이 사용되어 왔다. 종래에는, 내식성을 추가로 개선시킬 목적으로 아연계 도금 강판에 크로메이트 처리를 실시하였었다. 그러나, 최근 환경 의식이 높아짐에 따라 크로메이트 처리를 실시하지 않은 강판의 수요가 증가되고 있다.As a building material, in view of corrosion resistance, a galvanized steel sheet such as an electrogalvanized steel sheet or a galvanized steel sheet has been used. Conventionally, chromate treatment was performed on the galvanized steel sheet for the purpose of further improving corrosion resistance. However, as environmental awareness increases in recent years, the demand for steel sheets not subjected to chromate treatment has increased.

크로메이트 처리를 대체하는 내식성의 개선 수단으로서, 예컨대 일본 특허 공개 제2007-269018호는, 올레핀, α,β-에틸렌 불포화 카복실산, 공중합체 에멀젼 및 가교제를 함유하는 표면 처리 조성물을 제안하고 있다.As a means of improving the corrosion resistance replacing the chromate treatment, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-269018 proposes a surface treatment composition containing an olefin, an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, a copolymer emulsion, and a crosslinking agent.

수지-코팅된 금속 시트는 용도에 따라 가공 성형된다. 예컨대, 긴 단면 부재의 제조에 적합한 롤 성형 방법에서는, 일렬로 배치된 복수 쌍의 롤을 통해 계속적으로 금속 시트를 통과시키면서, 성형 가공을 연속적으로 행하여 평판을 목적하는 형상의 단면을 갖는 생성물로 가공한다. 롤 성형 공정시, 윤활성을 확보하고 성형 작업에 의해 생성된 열을 제거하기 위해 냉각액이 금속 시트 표면에 공급된다. 이 냉각액은, 성형품을 일정 크기로 절단하는 공정 전에 물 제거 패드로 금속 시트 표면을 닦음으로써 제거된다(물 제거 공정).The resin-coated metal sheet is work molded according to the use. For example, in a roll forming method suitable for the manufacture of an elongated cross-section member, the metal sheet is continuously passed through a plurality of pairs of rolls arranged in a row, and the molding is continuously performed to produce a plate having a cross section of a desired shape. do. In the roll forming process, coolant is supplied to the metal sheet surface to ensure lubricity and to remove heat generated by the forming operation. This cooling liquid is removed by wiping the surface of a metal sheet with a water removal pad before the process of cutting a molded article to a fixed size (water removal process).

작업 표면에 고압이 가해지는 상기 롤 성형(성형 속도 20 내지 70m/분)과 같은 공정에서, 수지-코팅된 금속 시트의 수지 필름의 탄력성이 불충분한 경우, 수지 필름의 단편이 금속 시트의 표면으로부터 박리될 수 있다. 박리된 필름 칩은 냉각제 수조 내로 이송되며, 여기서 상기 필름 칩은 수조의 바닥에 침전되지 않고서 액체 중에 현탁된 채로 잔존하는 데, 이는 상기 수지 필름이 약 1의 낮은 비중을 갖기 때문이다. 냉각액의 재사용 순환 시스템에는 통상적으로 필터가 구비되어 있다. 그러나, 상기 필터는 아연도금의 칩을 포획하도록 디자인되어 있으며, 상기 수지 필름 칩을 포획할 수 있는 미세 메시를 갖지는 않는다. 그 결과, 재사용되는 냉각액과 함께 수지 필름 칩이 따라 다니게 된다. 따라서, 수지 필름 칩은 물 제거 공정에서 물 제거 패드의 표면 위에 쌓인다. 퇴적된 필름 칩과 성형품 표면 사이의 마찰이 비정상적인 소음을 발생시키고/시키거나, 성형품을 물 제거 패드 아래에서 일정 속도로 진행되지 못하게 하며, 이로 인해 제품의 형상 및/또는 치수에 대한 오차와 같은 문제점이 발생하고 낮은 수율을 초래한다.In a process such as the above roll forming (molding speed 20 to 70 m / min) in which high pressure is applied to the working surface, when the elasticity of the resin film of the resin-coated metal sheet is insufficient, fragments of the resin film are removed from the surface of the metal sheet. May be peeled off. The peeled film chips are transferred into the coolant bath, where the film chips remain suspended in the liquid without being precipitated at the bottom of the bath because the resin film has a low specific gravity of about 1. The coolant reuse loop system is usually equipped with a filter. However, the filter is designed to capture galvanized chips and does not have a fine mesh capable of capturing the resin film chips. As a result, the resin film chip follows with the coolant to be reused. Thus, the resin film chips are stacked on the surface of the water removal pad in the water removal process. Friction between the deposited film chip and the surface of the molded part may cause abnormal noise and / or prevent the molded part from running at a constant speed under the water removal pad, which may cause problems such as errors in the shape and / or dimensions of the part. This occurs and results in low yields.

상기 문제점들을 해결하기 위해, 수지 필름 중에 무기 성분을 혼합함으로써 필름의 경도를 증가시키려는 시도들이 있어 왔다. 그러나, 수지 필름은 무기 성분의 농도가 증가함에 따라 더 부서지기 쉬어졌으며, 따라서 의도와 달리 필름의 더 낮은 내필름박리성이 초래되었다. 따라서, 적당한 수준의 경도를 갖고 부서지기 쉽지 않은 수지 필름의 형성이 요구되고 있다.In order to solve the above problems, there have been attempts to increase the hardness of the film by mixing the inorganic component in the resin film. However, the resin film became more brittle as the concentration of the inorganic component increased, thus resulting in lower film peeling resistance of the film. Therefore, it is desired to form a resin film having a moderate level of hardness and not brittle.

본 발명의 목적은, 내식성과 같은 수지-코팅된 금속 시트의 요구 특성을 가지면서도, 롤 성형시 필름 박리가 적고 롤 성형 작업에 대한 어려움을 덜 초래하는 수지-코팅된 금속 시트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a resin-coated metal sheet which has the required properties of the resin-coated metal sheet, such as corrosion resistance, while having less film peeling in roll forming and less difficulty in roll forming operations.

롤 성형시 우수한 내필름박리성을 갖는 수지-코팅된 금속 시트는, 수지 필름의 스워드 로커 경도가 35 이상이고, 나노스크래치 시험에서 인덴터의 진입 깊이가 0.3μm 미만인 것을 특징으로 하는, 표면 처리 조성물로부터 제조된 수지 필름을 포함하는 수지-코팅된 금속 시트이다. 스워드 로커 경도의 측정 방법 및 나노스크래치 시험에 대한 상세한 설명은 후술한다.The resin-coated metal sheet having excellent film peel resistance in roll forming has a Sword Rocker hardness of a resin film of 35 or more and an indenter depth of penetration of less than 0.3 μm in a nanoscratch test. Resin-coated metal sheet comprising a resin film made from the resin. Detailed description of the method of measuring the Sword rocker hardness and the nanoscratch test will be described later.

상기 표면 처리 조성물은, (a) 올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체, α,β-불포화 카복실산 중합체 및 옥사졸린 기-함유 공중합체를 포함하는 수지 성분, 및 (b) 콜로이드 실리카를 함유하되, 상기 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 기초하여, 상기 수지 성분의 양은 바람직하게는 70 내지 90중량부이고, 상기 콜로이드 실리카의 양은 바람직하게는 10 내지 30중량부이다. 수지 성분은 바람직하게는 올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체와 α,β-불포화 카복실산 중합체의 총량 100중량부에 대하여 옥사졸린 기-함유 공중합체를 1 내지 9중량부의 양으로 함유한다. 콜로이드 실리카는 바람직하게는 4 내지 20 nm의 표면적 평균 입자 직경을 갖는다.The surface treatment composition contains (a) a resin component comprising an olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer, an α, β-unsaturated carboxylic acid polymer and an oxazoline group-containing copolymer, and (b) colloidal silica. Based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and the colloidal silica, the amount of the resin component is preferably 70 to 90 parts by weight, and the amount of the colloidal silica is preferably 10 to 30 parts by weight. The resin component preferably contains an oxazoline group-containing copolymer in an amount of 1 to 9 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer and the α, β-unsaturated carboxylic acid polymer. Colloidal silicas preferably have a surface area average particle diameter of 4 to 20 nm.

글리시딜 기-함유 실레인 커플링제가 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 양으로 추가 함유되는 실시양태, 및 메타바나데이트가 0.5 내지 6중량부의 양으로 추가 함유되는 실시양태는 모두 본 발명의 보다 바람직한 실시양태이다.An embodiment in which the glycidyl group-containing silane coupling agent is further contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and the colloidal silica, and metavanadate is further contained in an amount of 0.5 to 6 parts by weight. All of the following embodiments are more preferred embodiments of the present invention.

상기 수지-코팅된 금속 시트 내의 수지 필름의 코팅 중량은 0.1 내지 1g/m2(건조 기준)이다.The coating weight of the resin film in the resin-coated metal sheet is 0.1 to 1 g / m 2 (dry basis).

상기 수지 필름은 바람직하게는 상기 표면 처리 조성물을 금속 시트에 도포하고 120 내지 180℃의 시트 온도(도달 온도(arrival temperature))로 가열함으로써 형성된다.The resin film is preferably formed by applying the surface treatment composition to a metal sheet and heating to a sheet temperature (arrival temperature) of 120 to 180 ° C.

본 발명에 따르면, 잘 균형잡힌 경도와 취도를 갖는 강한 수지-코팅을 형성 할 수 있으며, 이로 인해 롤 성형시 필름의 내필름박리성을 성공적으로 개선시키게 된다. 특히, 수지 필름의 경도를 스워드 로커 경도로 나타내고, 수지 필름의 취도를 나노스크래치에서 인덴터의 진입 깊이로 나타내고, 이들의 최적값의 범위를 확인할 수 있었으므로, 실제 롤 성형 공정시 박리되는 필름 칩의 양과 파라미터 사이의 상관성을 높일 수 있다. 그 결과, 물 제거 패드의 표면 위의 필름 칩의 퇴적은 롤 성형 공정시 거의 제거되며, 이로 인해 장기간 동안 고수율과 함께 롤 성형 공정을 계속적으로 유지할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to form a strong resin-coating having a well-balanced hardness and brittleness, thereby successfully improving the film peeling resistance of the film during roll forming. In particular, since the hardness of the resin film is represented by the Sword rocker hardness, the brittleness of the resin film is represented by the indentation depth of the indenter in the nanoscratch, and the range of these optimum values can be confirmed. The correlation between the amount and the parameter can be increased. As a result, deposition of the film chip on the surface of the water removal pad is almost eliminated in the roll forming process, which makes it possible to continuously maintain the roll forming process with high yield for a long time.

본 발명자들은 수지-코팅된 금속 시트의 수지 필름 중의 유기 성분보다 많게 무기 성분의 양을 조정함으로써 경질 필름을 형성하고 필름의 박리를 억제하는데 성공하였다. 본 발명자들은 또한 수지-코팅된 금속의 롤 성형의 용이성을 개선시키는 연구를 집중한 결과, 본 발명을 완성하였다. 이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.The present inventors have succeeded in forming a hard film and suppressing peeling of the film by adjusting the amount of the inorganic component more than the organic component in the resin film of the resin-coated metal sheet. The inventors have also concentrated on studies to improve the ease of roll forming of resin-coated metals, and have completed the present invention. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명은, 수지 필름의 스워드 로커 경도가 35 이상이고, 나노스크래치 시험에서 인덴터의 진입 깊이가 0.3μm 이하인 것을 특징으로 하는, 표면 처리 조성물로부터 제조된 수지 필름을 포함하는 수지-코팅된 금속 시트에 관한 것이다. 이는, 스워드 로커 경도가 정확히 수지 필름의 경도를 나타내고, 나노스크래치 내의 인덴터의 진입 깊이가 정확히 수지 필름의 취도를 나타낸다는 본 발명자들의 발견에 기초한 것이다. 필름 표면에 고압 하에서 다단계 롤의 반복적 슬라이딩 움직임 을 가하는 롤 성형과 같은 엄격한 공정에서, 필름의 경도와 취도 사이의 균형을 잡음으로써 필름의 강도를 개선시키는 것이 중요하다. 단순히 필름의 경도를 증가시키면, 반복적 슬라이딩 움직임을 통해 쉽게 박리되는 취성 필름이 생성될 수 있다. 스워드 로커 경도 및 인덴터의 진입 깊이를 앞서 기재된 범위로 갖는 수지 필름은 잘 균형잡힌 경도와 취도를 갖는다. 따라서, 수지 필름은 더 강해지며, 롤 성형 공정시 우수한 내필름박리성을 나타낸다.The present invention provides a resin-coated metal sheet comprising a resin film made from a surface treatment composition, wherein the resin film has a Sword Rocker hardness of 35 or more and an indenter depth of 0.3 μm or less in a nanoscratch test. It is about. This is based on the inventors' finding that the Sword Rocker hardness accurately indicates the hardness of the resin film, and that the indenter depth in the nanoscratch exactly indicates the brittleness of the resin film. In rigorous processes, such as roll forming, in which the film surface is subjected to repeated sliding movements of a multi-stage roll under high pressure, it is important to improve the film's strength by balancing the hardness and the odor of the film. Simply increasing the hardness of the film can produce a brittle film that easily peels off through repeated sliding movements. Resin films having Sword Rocker hardness and indenter depth of entry in the previously described range have well balanced hardness and odor. Therefore, the resin film becomes stronger and exhibits excellent film peeling resistance in the roll forming process.

스워드 로커 경도는 ASTM D2134-93에서 규정된 경도이며, 스워드 로커 경도계(우에시마 세이사쿠쇼 캄파니 리미티드(Ueshima Seisakusho Co., Ltd.)(현재는 생산하지 않음) 및 테스터 산교 캄파니 리미티드(Tester Sangyo Co., Ltd.)에 의해 제조, 일본 및 일본 이외의 여러 회사에서 제조됨)로 측정된다. 스워드 로커 경도는 정식적으로 JIS K5400-1959에 명시되어 있다(현재는 폐지됨). 스워드 로커 경도는 수지 필름이 위에 형성된 샘플에서 진자(스워드 로커)를 선회하도록 함으로써 측정되며, 선회 순환의 수는 선회 범위가 예정된 값까지 감소되기 전에 계수된다. 경질 물질 상에서, 상기 로커는 정지 전 가장 많은 회수로 선회하는데, 이는 필름에 대해 수직 하향으로 작용하는 힘(로커의 중량)과 필름의 반응력(상향)이 균형잡힘에 따라 선회 움직임이 덜 저항적이기 때문이다. 연질 물질 상에서, 상기 로커는 정지 전 더 적은 회수로 선회하는데, 이는 필름의 반응력이 수직 하향으로 작용하는 힘보다 작아짐에 따라 선회 움직임이 더 저항적이기 때문이다. 본 발명에 따르면, 수지 필름은 35 이상의 스워드 로커 경도를 가져야 하는 데, 상기 수지 필름이 특정 수준의 경도를 갖지 않는다면 필름의 만족스러운 내필름박리성이 수득될 수 없기 때문이다.Sword Rocker Hardness is the hardness specified in ASTM D2134-93, Sword Rocker Hardness Tester (Ueshima Seisakusho Co., Ltd. (currently not produced) and Tester Sankyo Co., Ltd.) Manufactured by Sangyo Co., Ltd., and manufactured by Japan and various companies outside of Japan). Sword rocker hardness is formally specified in JIS K5400-1959 (now obsolete). Sword rocker hardness is measured by causing the resin film to swing the pendulum (sword rocker) in a sample formed thereon, and the number of swing cycles is counted before the swing range is reduced to a predetermined value. On a hard material, the rocker pivots the most number of times before stopping, because the turning movement is less resistant as the force acting vertically downward relative to the film (weight of the rocker) and the reaction force (upward) of the film are balanced. to be. On soft materials, the rocker pivots less often before stopping, because the turning movement is more resistant as the reaction force of the film becomes smaller than the force acting vertically downward. According to the present invention, the resin film must have a Sword Rocker hardness of 35 or more, since the satisfactory film peeling resistance of the film cannot be obtained unless the resin film has a certain level of hardness.

스워드 로커는 도 1 내지 3에서 제시된 바와 같이 서로 평행하게 배치된 동일한 형상과 크기의 2개의 고리가 왕복 선회로 움직일 수 있는 구조를 갖는다. 도 4는 측정시 스워드 로커의 측면도이다. 시험 시트 고정 기구의 시험 시트는 이의 중심에 형성된 직사각형 평행 육면체 형상의 오목부를 가져서, 상기 시험 시트는 상기 오목부의 바닥 상에 위치할 수 있고 스워드 로커는 그 위에서 선회할 수 있게 된다.Sword rockers have a structure in which two rings of the same shape and size arranged parallel to each other can move in a reciprocating turn as shown in FIGS. 4 is a side view of the sword rocker upon measurement. The test sheet of the test sheet fastener has a rectangular parallelepiped-shaped recess formed at the center thereof so that the test sheet can be located on the bottom of the recess and the sword rocker can pivot on it.

JIS K5400-1959에 따른 스워드 로커 경도를 측정하는 방법을 설명한다. 첫째, 스워드 로커가 수평 표면 위에 위치되며, 수직 안정용 추는 수직 샤프트가 수직 방향으로 놓이도록 수직 안정을 위한 추에 의해 조정된다. 표준 유리 시트는 시험 시트 고정 기구 위에 설치되고, 시험 시트 고정 기구에 의해 고정되며, 상기 시트 위에 위치하는 레벨 지시기로, 시험 시트 고정 기구의 조정 다리에 의해 종방향 및 측방향에서 수평으로 시트 표면이 조정된다. 그 다음, 스워드 로커는 시험 시트 위에 위치되고, 선회 움직임을 개시하기 위해 동요되며, 바람막이 커버가 바람막이 커버의 외측으로부터 레벨 지시기를 관찰하도록 스워드 로커 위에 놓인다. 계수는 스워드 로커의 레벨 지시기 B의 버블이 우선 B의 커버에 의해 은폐되는 경우 0으로 설정된다(스타트). 그 다음, 레벨 지시기 C의 버블이 우선 커버에 의해 은폐될 때까지, 계수는 로커가 선회 움직임의 1회 왕복 순환을 실시할 때마다 1 증가되며, 이 시간에서의 계수를 스워드 로커 값으로서 취한다. 표준 유리 시트는 50의 스워드 로커 값을 가지며, 따라서 레벨 지시기 B 및 C의 기울기는 50±1의 스 워드 로커 값이 5회 측정으로 수득되도록 조정된다. 주기 조정 추의 수직 위치는 50±1의 순환 동안 취한 시간이 60±5초가 되도록 조정된다. 그 다음, 시험 시트는 메틸 메트아크릴레이트 시트(폴리메틸 메트아크릴레이트)로 변경되고, 레벨 지시기 B 및 C의 기울기는 5회 측정 모두에 대해 20±1의 값이 수득되도록 조정된다. 이들 작업을 반복 실시한 후, 레벨 지시기 B 및 C는 모든 표준 시트의 측정이 앞서 기재된 기준을 충족할 경우 고정된다. 20 내지 23℃의 온도 및 20 내지 40%의 상대 습도에서 측정된다. 그 다음, 시험 시트는 측정되는 샘플로 변경되며, 스워드 로커 값은 앞서 기재된 것과 유사한 방법에 의해 측정된다. 수는 n=5로서 설정되고, 스워드 로커 값은 각각에 대해 측정되고, 5개의 스워드 로커 값들 중에서 3개의 최고 측정치의 평균 값이 최종 값으로서 취해진다. 상기 최종 값은 샘플의 스워드 로커 값이며, 이 값의 2배는 스워드 로커 경도이다. 20 내지 23℃의 온도 및 20 내지 40%의 상대 습도에서 측정된다.A method of measuring the sword rocker hardness according to JIS K5400-1959 will be described. First, the Sword Rocker is positioned above the horizontal surface, and the vertical stabilization weight is adjusted by the weight for vertical stabilization so that the vertical shaft lies in the vertical direction. The standard glass sheet is installed on the test sheet fixing mechanism, fixed by the test sheet fixing mechanism, and is a level indicator positioned on the sheet, and the sheet surface is horizontally oriented in the longitudinal direction and the lateral direction by the adjusting leg of the test sheet fixing mechanism. Adjusted. Then, the Sword Rocker is placed over the test seat, shaken to initiate the pivoting movement, and the windshield cover is placed on the Sword Rocker to observe the level indicator from the outside of the windscreen cover. The coefficient is set to zero if the bubble of the level rocker B of theword rocker is first concealed by the cover of B (start). Then, until the bubble of the level indicator C is first concealed by the cover, the coefficient is increased by one each time the rocker performs one round trip of the swing movement, taking the coefficient at this time as the sword rocker value. . The standard glass sheet has a Sword Rocker value of 50, so the slopes of the level indicators B and C are adjusted so that a Sword Rocker value of 50 ± 1 is obtained in five measurements. The vertical position of the periodic adjustment weight is adjusted so that the time taken during a 50 ± 1 cycle is 60 ± 5 seconds. The test sheet is then changed to a methyl methacrylate sheet (polymethyl methacrylate) and the slopes of the level indicators B and C are adjusted so that a value of 20 ± 1 is obtained for all five measurements. After repeating these operations, the level indicators B and C are fixed if the measurements of all standard sheets meet the previously described criteria. It is measured at a temperature of 20 to 23 ° C. and a relative humidity of 20 to 40%. The test sheet is then changed to the sample to be measured and the Sword Rocker value is measured by a method similar to that described previously. The number is set as n = 5, the Sword Rocker value is measured for each, and the average value of the three highest measurements among the five Sword Rocker values is taken as the final value. The final value is the Sword Rocker value of the sample, twice that value is the Sword Rocker hardness. It is measured at a temperature of 20 to 23 ° C. and a relative humidity of 20 to 40%.

나노스크래치 시험을 다음에 설명한다. 나노스크래치 시험은 수지 필름의 취성과 관련되며, 또한 롤 성형 공정시 필름의 내필름박리성과 관련된다. 본 발명에서, 나노스크래치 시험은 고하중 트라이보(tribo) 인덴터(히시트론(Hysitron)에 의해 제조됨)를 사용하여 실시되었다. 구형 프로브(선단직경 84.5μm, 다이아몬드로 제조됨)가 압력 선단(pressure tip)으로서 사용되었다. 인덴터는 0.1mN의 하중 하에서 측정되는 샘플 위에 수직으로 위치하고, 압력 선단은 상기 하중을 유지하면서 10μm/초의 스크래칭 속도에서 100μm의 거리로 수평으로 이동되고, 동시에 인덴터의 수지 필름 내로의 진입 깊이가 측정되었다. 20 내지 23℃의 온도 및 20 내 지 40%의 상대 습도에서 측정된다. 본 발명에 따르면, 나노스크래치 시험에서 인덴터의 진입 깊이는 0.3μm 미만이어야 한다. 0.3μm를 초과하는 값을 나타내는 필름은 스워드 로커 경도가 높을 경우에도 부서지기 쉽고, 롤 성형 공정시 박리되기 쉬우며, 따라서 필름의 내필름박리성 면에서 불만족스럽다.Nanoscratch test is described next. The nanoscratch test is related to the brittleness of the resin film and also to the film peel resistance of the film in the roll forming process. In the present invention, the nanoscratch test was performed using a high load tribo indenter (manufactured by Hysitron). A spherical probe (84.5 μm in diameter, made of diamond) was used as the pressure tip. The indenter is positioned vertically on the sample measured under a load of 0.1 mN, and the pressure tip is moved horizontally at a distance of 100 μm at a scratch rate of 10 μm / sec while maintaining the load, while at the same time the depth of entry of the indenter into the resin film is measured It became. It is measured at a temperature of 20 to 23 ° C. and a relative humidity of 20 to 40%. According to the present invention, indentation depth of the indenter should be less than 0.3 μm in the nanoscratch test. Films exhibiting values exceeding 0.3 μm are brittle even when the Sword Rocker hardness is high, and are easy to peel off during the roll forming process, and thus are unsatisfactory in terms of film peel resistance of the film.

스워드 로커 경도의 요건 및 인덴터의 진입 깊이의 요건을 충족하는 수지 필름을 수득하는데 바람직하게 사용되는 표면 처리 조성물의 성분들이 이하에 설명된다.The components of the surface treatment composition which are preferably used to obtain a resin film that meets the requirements of the Sword rocker hardness and the entry depth of the indenter are described below.

[수지 성분][Resin component]

본 발명에서 사용되는 표면 처리 조성물은, 올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체(이하 본원에서 "올레핀-산 공중합체"로서 지칭될 수 있음), α,β-불포화 카복실산 중합체(이하 본원에서 "카복실산 중합체"로서 지칭될 수 있음), 및 이들과 가교할 수 있는 옥사졸린 기-함유 공중합체를 포함하는 수지 성분을 함유한다. 또한, 본 발명에서의 "α,β-불포화 카복실산"은, 이후 본원에서 기재되는 중화제로 카복실 기의 일부가 중화된 "α,β-불포화 카복실레이트"도 또한 포함한다.Surface treatment compositions used in the present invention include olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymers (hereinafter referred to herein as “olefin-acid copolymers”), α, β-unsaturated carboxylic acid polymers (hereinafter referred to as “ Carboxylic acid polymers ", and oxazoline group-containing copolymers capable of crosslinking with these resins. In addition, the "α, β-unsaturated carboxylic acid" in the present invention also includes "α, β-unsaturated carboxylate" in which a part of the carboxyl groups are neutralized with the neutralizing agent described herein.

본 발명에서의 "올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체" 또는 "올레핀-산 공중합체"는, 올레핀과 α,β-불포화 카복실산의 공중합체로서, 올레핀으로부터 유래된 구조 단위의 양이 공중합체 중에 50중량% 이상(즉, α,β-불포화 카복실산으로부터 유래된 구조 단위의 양이 공중합체 중에 50중량% 이하)인 것을 의미한다. "α,β-불포화 카복실산 중합체" 또는 "카복실산 중합체"는, α,β-불포화 카복실산으로부터 단량체로서 얻어지는 중합체로서, α,β-불포화 카복실산으로부터 유래 된 구조 단위의 양이 중합체 중에 90중량% 이상인 것을 의미한다.In the present invention, the "olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer" or "olefin-acid copolymer" is a copolymer of olefin and α, β-unsaturated carboxylic acid, and the amount of the structural unit derived from olefin is a copolymer. 50 wt% or more (ie, the amount of structural units derived from α, β-unsaturated carboxylic acid is 50 wt% or less in the copolymer). “α, β-unsaturated carboxylic acid polymer” or “carboxylic acid polymer” is a polymer obtained as a monomer from α, β-unsaturated carboxylic acid, wherein the amount of the structural unit derived from α, β-unsaturated carboxylic acid is 90% by weight or more in the polymer. it means.

올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체의 둘 다를 함유하는 조성물로 표면 처리함으로써 수지-코팅된 금속 시트의 내식성이 개선되는 정확한 메커니즘은 불명확하지만, 이들 둘 다를 옥사졸린 기-함유 공중합체와 병용함으로써 조밀한 수지 필름이 형성되어서, 물 및 산소의 투과가 효과적으로 억제되었기 때문이라고 추정할 수 있다. 본 발명은 이 추정에는 한정되지 않는다.The exact mechanism by which surface treatment with a composition containing both an olefin-acid copolymer and a carboxylic acid polymer improves the corrosion resistance of the resin-coated metal sheet is unclear, but both are compact by combining with an oxazoline group-containing copolymer. It can be presumed that the resin film was formed and the permeation of water and oxygen was effectively suppressed. The present invention is not limited to this estimation.

본 발명에서 사용하는 올레핀-산 공중합체는 올레핀을 알려진 방법으로 α,β-불포화 카복실산과 공중합시킴으로써 제조될 수 있으며, 또한 시판 중이다. 본 발명에서, 하나 이상의 올레핀-산 공중합체를 사용할 수 있다.Olefin-acid copolymers used in the present invention can be prepared by copolymerizing olefins with α, β-unsaturated carboxylic acids in a known manner and are also commercially available. In the present invention, one or more olefin-acid copolymers can be used.

올레핀-산 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 올레핀은 특별히 한정되지 않는다. 에틸렌 및 프로필렌이 바람직하고, 에틸렌이 더 바람직하다. 올레핀-산 공중합체로서, 올레핀 구조 단위가 1종의 올레핀으로부터 유래하는 것, 또는 2종 이상의 올레핀으로부터 유래하는 것 모두 사용할 수 있다.The olefin which can be used for manufacture of an olefin acid copolymer is not specifically limited. Ethylene and propylene are preferred, and ethylene is more preferred. As the olefin-acid copolymer, both olefin structural units derived from one kind of olefins or those derived from two or more kinds of olefins can be used.

또한, 올레핀-산 공중합체의 제조에 사용될 수 있는 α,β-불포화 카복실산은 특별히 한정되지 않는다. α,β-불포화 카복실산의 예로는 모노카복실산, 예컨대 아크릴산, 메트아크릴산, 크로톤산 및 아이소크로톤산; 및 다이카복실산, 예컨대 말레산, 퓨마르산 및 이타콘산이 포함된다. 이들 α,β-불포화 카복실산 중에서, 아크릴산이 바람직하다. 올레핀-산 공중합체로서, 단지 1종의 α,β-불포화 카복실산으로부터 유래된 α,β-불포화 카복실산 구조 단위를 갖는 공중합체, 및 2종 이상의 α,β-불포화 카복실산으로부터 유래된 α,β-불포화 카복실산 구조 단 위를 갖는 공중합체가 모두 사용될 수 있다.In addition, the α, β-unsaturated carboxylic acid that can be used in the preparation of the olefin-acid copolymer is not particularly limited. Examples of α, β-unsaturated carboxylic acids include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and isocrotonic acid; And dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid. Among these α, β-unsaturated carboxylic acids, acrylic acid is preferable. As the olefin-acid copolymer, a copolymer having an α, β-unsaturated carboxylic acid structural unit derived from only one α, β-unsaturated carboxylic acid, and an α, β-derived from two or more α, β-unsaturated carboxylic acids All copolymers with unsaturated carboxylic acid structural units can be used.

본 발명에서 사용하는 올레핀-산 공중합체는, 본 발명의 효과로서 내식성에 대한 악영향을 미치지 않는 한 다른 단량체로부터 유래되는 구조 단위를 가질 수 있다. 올레핀-산 공중합체에서, 다른 단량체로부터 유래되는 구조 단위의 양은, 바람직하게는 10중량% 이하, 더 바람직하게는 5중량% 이하이다. 가장 바람직한 올레핀-산 공중합체는 단지 올레핀 및 α,β-불포화 카복실산으로만 구성되는 것이다. 바람직한 올레핀-산 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체를 포함한다.The olefin-acid copolymer used in the present invention may have a structural unit derived from another monomer as long as it does not adversely affect the corrosion resistance as an effect of the present invention. In the olefin-acid copolymer, the amount of structural units derived from other monomers is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. Most preferred olefin-acid copolymers consist only of olefins and α, β-unsaturated carboxylic acids. Preferred olefin-acid copolymers include ethylene-acrylic acid copolymers.

올레핀-산 공중합체 중의 α,β-불포화 카복실산은, 수지 필름과 금속 시트의 밀착성을 개선시키기 위해, 그리고 가교의 반응기로서 작용하는 카복실 기의 양을 확보하기 위해 사용된다. 공중합체 중의 α,β-불포화 카복실산의 양은 바람직하게는 5중량% 이상, 더 바람직하게는 10중량% 이상이다. 그러나, α,β-불포화 카복실산이 과도하면, 내식성 및 내알칼리성이 저하될 수 있기 때문에, 바람직하게는 30중량% 이하, 더 바람직하게는 25중량% 이하의 양이다.The α, β-unsaturated carboxylic acid in the olefin-acid copolymer is used to improve the adhesion between the resin film and the metal sheet and to secure the amount of carboxyl groups that act as a reactor for crosslinking. The amount of α, β-unsaturated carboxylic acid in the copolymer is preferably at least 5% by weight, more preferably at least 10% by weight. However, when the α, β-unsaturated carboxylic acid is excessive, since corrosion resistance and alkali resistance may be lowered, the amount is preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less.

본 발명에서 사용되는 올레핀-산 공중합체의 중량-평균 분자량(Mw)은 폴리스타이렌 환산으로, 바람직하게는 1,000 내지 100,000, 더 바람직하게는 3,000 내지 70,000, 보다 더 바람직하게는 5,000 내지 30,000이다. Mw는 폴리스타이렌을 표준으로서 사용하는 GPC에 의해 측정할 수 있다.The weight-average molecular weight (Mw) of the olefin-acid copolymer used in the present invention is in terms of polystyrene, preferably 1,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 70,000, even more preferably 5,000 to 30,000. Mw can be measured by GPC using polystyrene as a standard.

카복실산 중합체로서는, 1종 이상의 α,β-불포화 카복실산의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 다른 단량체를 공중합시킴으로써 수득된 공중합체를 모두 사용할 수 있다. 이들 카복실산 중합체는 공지된 방법으로 제조할 수 있고, 또한 시 판 중이다. 본 발명에서, 1종 이상의 카복실산 중합체를 사용할 수 있다.As the carboxylic acid polymer, any of the copolymers obtained by copolymerizing one or more kinds of homopolymers or copolymers of α, β-unsaturated carboxylic acids or other monomers can be used. These carboxylic acid polymers can be produced by a known method and are also commercially available. In the present invention, one or more carboxylic acid polymers can be used.

카복실산 중합체의 제조에 사용할 수 있는 α,β-불포화 카복실산에는, 상기 올레핀-산 공중합체의 합성에 사용할 수 있는 것으로서 예시한 임의의 α,β-불포화 카복실산이 사용 가능하다. 이들 중에서도 아크릴산 및 말레산이 바람직하고, 말레산이 더 바람직하다.As the α, β-unsaturated carboxylic acid that can be used for the preparation of the carboxylic acid polymer, any α, β-unsaturated carboxylic acid exemplified as those which can be used for the synthesis of the olefin-acid copolymer can be used. Among these, acrylic acid and maleic acid are preferable, and maleic acid is more preferable.

카복실산 중합체는 α,β-불포화 카복실산 이외의 단량체로부터 유래되는 구조 단위를 함유할 수 있다. 다른 단량체로부터 유래되는 구조 단위의 양은, 중합체 중에 10중량% 이하, 바람직하게는 5중량% 이하이다. α,β-불포화 카복실산으로만 구성되는 카복실산 중합체가 더 바람직하다.The carboxylic acid polymer may contain structural units derived from monomers other than α, β-unsaturated carboxylic acids. The amount of the structural unit derived from the other monomer is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less in the polymer. More preferred are carboxylic acid polymers composed exclusively of α, β-unsaturated carboxylic acids.

바람직한 카복실산 중합체로는 예컨대 폴리아크릴산, 폴리메트아크릴산, 아크릴산-말레산 공중합체 및 폴리말레산을 들 수 있다. 이들 중에서도 필름 밀착성, 수지 필름 밀착성 및 내식성의 관점에서 폴리말레산이 더 바람직하다. 폴리말레산을 사용함으로써 수지-코팅된 금속 시트의 내식성이 개선되는 정확한 메커니즘은 불명확하지만, 카복실 기의 양이 많으므로 수지 필름과 금속 시트의 밀착성이 개선되며, 따라서 내식성도 개선되는 것으로 생각된다. 본 발명은 이 추정에는 한정되지 않는다.Preferred carboxylic acid polymers include, for example, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, acrylic acid-maleic acid copolymers and polymaleic acid. Among these, polymaleic acid is more preferable from a viewpoint of film adhesiveness, resin film adhesiveness, and corrosion resistance. The exact mechanism by which the polymaleic acid is used to improve the corrosion resistance of the resin-coated metal sheet is unclear, but the amount of carboxyl groups is high, and thus the adhesion between the resin film and the metal sheet is improved, and therefore the corrosion resistance is also considered to be improved. The present invention is not limited to this estimation.

본 발명에서 사용하는 카복실산 중합체의 폴리스타이렌 등가 Mw는 바람직하게는 500 내지 30,000, 더 바람직하게는 800 내지 10,000, 보다 더 바람직하게는 900 내지 3,000, 가장 바람직하게는 1,000 내지 2,000이다. Mw는 폴리스타이렌을 표준으로서 사용하는 GPC에 의해 측정할 수 있다.The polystyrene equivalent Mw of the carboxylic acid polymer used in the present invention is preferably 500 to 30,000, more preferably 800 to 10,000, even more preferably 900 to 3,000, most preferably 1,000 to 2,000. Mw can be measured by GPC using polystyrene as a standard.

표면 처리 조성물 중의 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 비율은 1,000:1 내지 10:1, 바람직하게는 200:1 내지 20:1, 더 바람직하게는 100:1 내지 10:3이다. 카복실산 중합체의 양이 너무 낮으면, 올레핀-산 공중합체를 카복실산 중합체과 조합하여 사용하는 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 반면, 카복실산 중합체의 양이 과도하면, 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체 사이에서 상 분리가 발생하며, 따라서 균일한 수지 필름이 형성될 수 없고 내알칼리성이 저하될 우려가 있다.The ratio of olefin-acid copolymer and carboxylic acid polymer in the surface treatment composition is from 1,000: 1 to 10: 1, preferably from 200: 1 to 20: 1, more preferably from 100: 1 to 10: 3. If the amount of the carboxylic acid polymer is too low, the effect of using the olefin-acid copolymer in combination with the carboxylic acid polymer is not sufficiently exhibited. On the other hand, when the amount of the carboxylic acid polymer is excessive, phase separation occurs between the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer, so that a uniform resin film cannot be formed and there is a fear that the alkali resistance is lowered.

상기 수지 성분에는 옥사졸린 기-함유 공중합체도 포함된다. 옥사졸린 기-함유 공중합체의 옥사졸린 기가 올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체의 카복실 기와 가교 반응하기 때문에, 수지는 가교되어 조밀한 망상조직을 형성한다. 그 결과, 필름의 강도가 개선된다.The resin component also includes an oxazoline group-containing copolymer. Since the oxazoline group of the oxazoline group-containing copolymer crosslinks with the carboxyl groups of the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer, the resin is crosslinked to form a dense network. As a result, the strength of the film is improved.

옥사졸린 기-함유 공중합체로는, 주쇄가 스타이렌-아크릴인 니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.) 제품의 "에포크로스(등록상표)(EPOCROS)"가 바람직하다. 에멀젼 타입의 "에포크로스(등록상표)" 시리즈가 특히 바람직하며, 등급 K-2010E(Tg: -50℃), K-2020E(Tg: 0℃) 및 K-2030E(Tg: 50℃)가 포함된다. 경질 필름을 얻기 위해서는 에포크로스 K-2030E가 가장 바람직하다. 이들 "에포크로스(등록상표)" 시리즈는 생성된 표면 처리 조성물이 작용기가 차단되고 가교 반응이 거의 일어나지 않기 때문에 긴 수명(potlife)을 갖는 장점을 갖는다.As the oxazoline group-containing copolymer, "EPOCROS" of NIPPON SHOKUBAI CO., LTD., Whose main chain is styrene-acrylic, is preferable. Particular preference is given to the emulsion-type "Epocross®" series, including grades K-2010E (Tg: -50 ° C), K-2020E (Tg: 0 ° C) and K-2030E (Tg: 50 ° C). do. In order to obtain a hard film, epochross K-2030E is most preferable. These "Epocross®" series have the advantage that the resulting surface treatment composition has a long potlife because the functional groups are blocked and the crosslinking reaction hardly occurs.

수지 필름의 경도를 개선시키기 위해, 옥사졸린 기-함유 공중합체의 양은 올 레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 총량 100중량부에 대하여 1 내지 9중량부인 것이 바람직하다. 옥사졸린 기-함유 공중합체의 양이 1중량부 미만이면, 필름의 강도는 충분하게 개선될 수 없다. 하한은 더 바람직하게는 2중량부, 보다 더 바람직하게는 3중량부이다. 반면, 옥사졸린 기-함유 공중합체의 양은 9중량부를 초과하지 않는 것이 바람직한 데, 이는 취성 및 내식성이 개선되지 않을 뿐만 아니라, 수지의 충분한 가교의 결과로서 수지 내에 잔존하는 카복실 기가 감소함에 따라서 코팅성(상부 코팅에서의 밀착성)이 저하될 수 있기 때문이다. 상한은 더 바람직하게는 6중량부, 보다 더 바람직하게는 5중량부이다.In order to improve the hardness of the resin film, the amount of the oxazoline group-containing copolymer is preferably 1 to 9 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the olepin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer. If the amount of oxazoline group-containing copolymer is less than 1 part by weight, the strength of the film cannot be sufficiently improved. The lower limit is more preferably 2 parts by weight, even more preferably 3 parts by weight. On the other hand, the amount of oxazoline group-containing copolymer is preferably not more than 9 parts by weight, which not only improves brittleness and corrosion resistance, but also reduces coating properties as the carboxyl groups remaining in the resin decrease as a result of sufficient crosslinking of the resin. It is because (adhesiveness in an upper coating) may fall. The upper limit is more preferably 6 parts by weight, even more preferably 5 parts by weight.

상기와 같이, 수지 성분에는 올레핀-산 공중합체, 카복실산 중합체 및 옥사졸린 기-함유 공중합체가 포함된다. 상기 수지 성분과 이후 본원에서 기재되는 콜로이드 실리카의 총량이 100중량부인 경우, 수지 성분의 양은 바람직하게는 70 내지 90중량부이고, 콜로이드 실리카의 양은 바람직하게는 10 내지 30중량부이다. 필름의 경도를 개선시키기 위해서는, 무기 물질이며 콜로이드 나노 크기의 경질 녹 방지 안료인 다량의 콜로이드 실리카를 사용하는 것이 효과적이다. 콜로이드 실리카의 양이 너무 많으면, 필름 내의 수지 성분의 양은 감소하며, 따라서 필름 성형 성질이 저하되고 필름은 부서지기 쉽게 된다. 그 결과, 필름의 박리가 발생할 뿐만 아니라 내식성 및 코팅성이 바람직하지 않게 저하된다. 반면, 콜로이드 실리카의 양이 너무 적으면, 필름은 불량한 경도를 갖고 녹 방지 효과가 덜 발휘되며, 따라서 내식성이 저하된다. 수지 성분과 콜로이드 실리카의 양이 상기 범위 내에 존재하는 경우, 필름의 잘 균형 잡힌 경도와 취도, 우수한 내식성 및 우수한 코팅성 을 갖는 수지 필름이 수득될 수 있다.As above, the resin component includes an olefin-acid copolymer, a carboxylic acid polymer and an oxazoline group-containing copolymer. When the total amount of the resin component and the colloidal silica described hereafter is 100 parts by weight, the amount of the resin component is preferably 70 to 90 parts by weight, and the amount of the colloidal silica is preferably 10 to 30 parts by weight. In order to improve the hardness of the film, it is effective to use a large amount of colloidal silica, which is an inorganic material and a hard rust preventive pigment of colloidal nano size. If the amount of colloidal silica is too large, the amount of the resin component in the film is reduced, thus degrading the film forming property and making the film brittle. As a result, not only peeling of the film occurs but also undesirably lowers the corrosion resistance and the coating property. On the other hand, if the amount of colloidal silica is too small, the film has poor hardness and exhibits less rust preventing effect, thus lowering the corrosion resistance. When the amount of the resin component and the colloidal silica is within the above range, a resin film having a well balanced hardness and odor, good corrosion resistance and good coating property of the film can be obtained.

수지 성분의 양은 바람직하게는 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여 75중량부 이상이다. 수지 성분의 상한은 더 바람직하게는 85중량부, 보다 더 바람직하게는 80중량부이다.The amount of the resin component is preferably 75 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and the colloidal silica. The upper limit of the resin component is more preferably 85 parts by weight, even more preferably 80 parts by weight.

[콜로이드 실리카][Colloidal silica]

콜로이드 실리카가 필름 내에 존재하는 경우, 부식 환경 하에서 필름 결함부에서 용해 및 용출하고, pH의 완충 효과 및 부동태 필름 형성 효과에 의해 금속 시트의 용해 및 용출을 억제하므로, 내식성이 개선된다. 필름 내의 분산 상태는 콜로이드 실리카의 표면적(입자 직경)에 따라 달라지고, 필름의 경도 및 취도와 같은 기계적 성질에 대해 큰 영향을 미친다. 조밀한 필름을 형성함으로써 필름의 강도를 개선시키기 위해서는, 필름의 작은 입자 직경을 갖는 콜로이드 실리카를 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 콜로이드 실리카의 표면적 평균 입자 직경은 4 내지 20㎚인 것이 바람직하다. 표면적 평균 입자 직경이 20㎚보다 커지면, 표면적 자체가 감소하며, 분산성이 저하되는 경향을 갖는다. 따라서, 조밀한 필름이 형성될 수 없으며, 이에 따라 필름은 불량한 강도를 갖고, 부식 개선 효과가 감소할 수 있다. 반면, 표면적 평균 입자 직경이 4㎚ 미만이면, 표면 처리 조성물의 저장 안정성이 저하될 수 있고, 겔화가 발생할 수 있다. 콜로이드 실리카의 표면적 평균 입자 직경은 4 내지 6nm인 것이 더 바람직하다. 표면적 평균 입자 직경은 약 1 내지 10㎚의 경우 시어즈법(Sears method)에 의해 측정될 수 있지만, 약 10 내지 100㎚의 경우에는 표면적 평균 입자 직경이 BET법에 의해 측정 될 수 있다.When colloidal silica is present in the film, it dissolves and elutes at the film defects under a corrosive environment, and the dissolution and elution of the metal sheet is suppressed by the buffer effect of pH and the passivation film forming effect, thereby improving the corrosion resistance. The dispersion state in the film depends on the surface area (particle diameter) of the colloidal silica and has a great influence on the mechanical properties such as the hardness and the brittleness of the film. In order to improve the strength of the film by forming a dense film, it is preferable to uniformly disperse the colloidal silica having a small particle diameter of the film. In this respect, the surface area average particle diameter of the colloidal silica is preferably 4 to 20 nm. When the surface area average particle diameter is larger than 20 nm, the surface area itself decreases, and dispersibility tends to decrease. Thus, a dense film cannot be formed, whereby the film has poor strength, and the corrosion improving effect can be reduced. On the other hand, if the surface area average particle diameter is less than 4 nm, the storage stability of the surface treatment composition may decrease, and gelation may occur. The surface area average particle diameter of the colloidal silica is more preferably 4 to 6 nm. The surface area average particle diameter may be measured by the Sears method in the case of about 1 to 10 nm, but the surface area average particle diameter may be measured by the BET method in the case of about 10 to 100 nm.

콜로이드 실리카는 시판 중이다. 예를 들면, 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 제품의 "스노텍스(SNOWTEX)(등록상표) XS"가 표면적 평균 입자 직경 4 내지 6㎚의 콜로이드 실리카로서 사용될 수 있다. 표면적 평균 입자 직경 10 내지 20㎚의 콜로이드 실리카로서, 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드 제품의 "스노텍스(등록상표) 40", "스노텍스(등록상표) N", "스노텍스(등록상표) SS" 및 "스노텍스(등록상표) O", 및 ADEKA 코포레이션(ADEKA CORPORATION) 제품의 "아데라이트(ADERIGHT)(등록상표) AT-30" 및 "아데라이트(등록상표) AT-30A" 등이 사용될 수 있다. 수지 필름을 형성하는 데 사용되는 표면 처리 조성물이 수성 조성물인 경우, 콜로이드 실리카를 양호하게 분산시키기 위해서는 표면 처리 조성물의 pH에 따라 콜로이드 실리카의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.Colloidal silica is commercially available. For example, "SNOWTEX® XS" from NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. Can be used as colloidal silica with a surface area average particle diameter of 4-6 nm. As colloidal silica having a surface area average particle diameter of 10 to 20 nm, "Snotex® 40", "Snotex® N", "Snotex® SS" of Nissan Chemical Industries Limited and "Snotex® O", "ADERIGHT® AT-30" and "Aderite® AT-30A" from ADEKA CORPORATION, etc. may be used. . When the surface treatment composition used to form the resin film is an aqueous composition, it is preferable to select the type of colloidal silica according to the pH of the surface treatment composition in order to disperse the colloidal silica well.

[글리시딜 기-함유 실레인 커플링제][Glycidyl Group-Containing Silane Coupling Agent]

본 발명의 표면 처리 조성물은 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제가 사용되는 경우, 금속과 수지 필름 사이의 밀착성이 개선되며, 따라서 내식성도 개선된다. 또한, 수지 성분과 콜로이드 실리카 사이의 결합력을 개선시키는 효과를 가지며, 필름의 강도가 개선된다. 특히, 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제는 높은 반응성을 갖고, 내식성 또는 내알칼리성을 개선시키는 효과가 크다.The surface treatment composition of the present invention may further comprise a glycidyl group-containing silane coupling agent. When glycidyl group-containing silane coupling agents are used, the adhesion between the metal and the resin film is improved, and thus the corrosion resistance is also improved. It also has the effect of improving the bonding strength between the resin component and the colloidal silica, and the strength of the film is improved. In particular, glycidyl group-containing silane coupling agents have a high reactivity and have a great effect of improving corrosion resistance or alkali resistance.

글리시딜 기-함유 실레인 커플링제의 예로는 γ-글리시독시프로필메틸다이에 톡시실레인, γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, γ-글리시독시메틸다이메톡시실레인 및 β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인을 들 수 있다.Examples of glycidyl group-containing silane coupling agents include γ-glycidoxypropylmethyldietoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyldimethoxysilane and (beta)-(3, 4- epoxycyclohexyl) ethyl trimethoxysilane is mentioned.

표면 처리 조성물 중의 실레인 커플링제의 양은 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부인 것이 바람직하다. 양이 0.1중량부 미만인 경우, 필름의 강도 및 내식성은 수지 성분과 콜로이드 실리카 사이의 결합력 뿐만 아니라 금속 시트와 수지 필름 사이의 불량한 밀착성으로 인해 불충분해질 수 있다. 양이 10중량부를 초과하는 경우에도, 금속 시트와 수지 필름의 밀착성을 개선시키는 효과가 포화되며 또한 수지 내의 작용기가 감소되어, 코팅성이 저하될 수 있다. 또한, 실레인 커플링제는 가수분해 축합 반응을 초래하고, 표면 처리 조성물의 안정성이 저하되며, 따라서 콜로이드 실리카의 겔화 및 침전이 발생할 수 있다. 실레인 커플링제의 양은 더 바람직하게는 3 내지 9중량부, 보다 더 바람직하게는 5 내지 7중량부이다.It is preferable that the quantity of the silane coupling agent in a surface treatment composition is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of total amounts of a resin component and colloidal silica. When the amount is less than 0.1 part by weight, the strength and corrosion resistance of the film may be insufficient due to the poor adhesion between the metal sheet and the resin film as well as the bonding force between the resin component and the colloidal silica. Even when the amount exceeds 10 parts by weight, the effect of improving the adhesion between the metal sheet and the resin film is saturated and the functional groups in the resin are reduced, so that the coating property can be lowered. In addition, the silane coupling agent causes a hydrolytic condensation reaction, lowers the stability of the surface treatment composition, and thus gelation and precipitation of colloidal silica may occur. The amount of the silane coupling agent is more preferably 3 to 9 parts by weight, even more preferably 5 to 7 parts by weight.

[메타바나데이트][Metavana Date]

본 발명의 표면 처리 조성물은 메타바나데이트를 추가로 포함할 수 있다. 메타바나데이트도 또한 콜로이드 실리카와 유사하게 메타바나데이트를 용출함으로써 금속 시트의 용해 및 용출을 억제하며, 이로 인해 내식성이 개선된다. 메타바나데이트는 특히 표면 처리 조성물 중의 실레인 커플링제의 가수분해 축합 반응을 억제하는 효과를 발휘한다. 그 결과, 수지 필름과의 밀착성 및 수지 성분과 콜로이드 실리카 사이의 결합력이 개선되며, 따라서 생성된 필름은 조밀하고 개선된 강도를 갖는다. 이들 효과를 효과적으로 발휘시키기 위해서는, 메타바나데이트는 수 지 성분과 콜리이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여 0.5 내지 6중량부의 양으로 사용될 수 있다. 양이 0.5중량부보다 적으면, 상기 효과가 충분하게 발회되지 못한다. 그러나, 메타바나데이트가 6중량부를 초과하여 첨가되는 경우에도, 효과가 포화되고, 또한 표면 처리 조성물의 안정성도 저하된다. 메타바나데이트의 양은 바람직하게는 1 내지 5중량부, 더 바람직하게는 3 내지 4중량부이다. 메타바나데이트의 양은 바람직하게는 V 원소에 대한 양이다.The surface treatment composition of the present invention may further comprise metavanadate. Metavanadate also inhibits dissolution and elution of the metal sheet by eluting metavanadate, similar to colloidal silica, thereby improving corrosion resistance. Metavanadate exhibits the effect of suppressing the hydrolytic condensation reaction of the silane coupling agent in the surface treatment composition. As a result, the adhesion with the resin film and the bonding force between the resin component and the colloidal silica are improved, and thus the resulting film has a dense and improved strength. In order to effectively exert these effects, metavanadate may be used in an amount of 0.5 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and colloidal silica. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the above effect is not sufficiently developed. However, even when metavanadate is added in excess of 6 parts by weight, the effect is saturated and the stability of the surface treatment composition is also lowered. The amount of metavanadate is preferably 1 to 5 parts by weight, more preferably 3 to 4 parts by weight. The amount of metavanadate is preferably an amount relative to element V.

메타바나데이트의 예로는 암모늄 메타바나데이트(NH4VO3), 소듐 메타바나데이트(NaVO3) 및 포타슘 메타바나데이트(KVO3)가 포함되며, 이들 메타바나데이트는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이들 메타바나데이트는 시판 중이며, 용이하게 입수할 수 있다.Examples of metavanadate include ammonium metavanadate (NH 4 VO 3 ), sodium metavanadate (NaVO 3 ) and potassium metavanadate (KVO 3 ), which metavanadate may be used alone or in combination have. These metavanadates are commercially available and can be obtained easily.

[카보다이이미드 기-함유 화합물][Carbodiimide Group-containing Compound]

본 발명의 표면 처리 조성물은 카보다이이미드 기-함유 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 카보다이이미드 기는 올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체 중의 카복실 기와 반응한다. 따라서, 카보다이이미드 기-함유 화합물이 사용되는 경우, 수지 필름 중의 카복실 기의 양을 감소시킴으로써 내알칼리성을 개선시킬 수 있다. 본 발명에서, 카보다이이미드 기-함유 화합물이 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.The surface treatment composition of the present invention may further comprise a carbodiimide group-containing compound. Carbodiimide groups react with carboxyl groups in olefin-acid copolymers and carboxylic acid polymers. Therefore, when a carbodiimide group-containing compound is used, alkali resistance can be improved by reducing the amount of carboxyl groups in the resin film. In the present invention, carbodiimide group-containing compounds may be used alone or in combination.

카보다이이미드 기-함유 화합물은 아이소사이아네이트, 예컨대 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트(HDI), 자이릴렌 다이아이소사이아네이트(XDI), 수화된 자이 릴렌 다이아이소사이아네이트(HXDI), 4,4-다이페닐메테인 다이아이소사이아네이트(MDI) 또는 톨릴렌 다이아이소사이아네이트(TDI)를 카보다이이미드화 촉매의 존재 하에 가열함으로써 제조될 수 있으며, 또한 개질에 의해 수성(수용성, 수유화성 또는 수분산성) 화합물로 전환될 수 있다. 표면 처리 조성물이 수성 조성물인 경우, 수성 카보다이이미드 기-함유 화합물이 바람직하다. 또한, 분자 중에 복수의 카보다이이미드 기를 함유하는 화합물이 바람직하다. 화합물이 분자 중에 복수의 카보다이이미드 기를 갖는 경우, 수지 성분 중의 카복실 기와의 가교 반응에 의해 내식성을 추가로 개선시킬 수 있다.Carbodiimide group-containing compounds are isocyanates such as hexamethylenediisocyanate (HDI), xyylene diisocyanate (XDI), hydrated xyylene diisocyanate (HXDI), 4 , 4-Diphenylmethane diisocyanate (MDI) or tolylene diisocyanate (TDI) can be prepared by heating in the presence of a carbodiimidation catalyst, and also modified by aqueous (water soluble, Water-soluble or water-dispersible) compounds. When the surface treatment composition is an aqueous composition, an aqueous carbodiimide group-containing compound is preferred. Also preferred are compounds containing a plurality of carbodiimide groups in the molecule. When a compound has a some carbodiimide group in a molecule | numerator, corrosion resistance can be improved further by the crosslinking reaction with the carboxyl group in a resin component.

시판 중인 폴리카보다이이미드 화합물의 예로는 N,N-다이사이클로헥실카보다이이미드, N,N-다이아이소프로필카보다이이미드, 및 닛신보 인더스트리즈 인코포레이티드(Nisshinbo Industries, Inc.) 제품의 폴리카보다이이미드(분자 중에 복수의 카보다이이미드 기를 갖는 중합체)로서의 "카보라이트(CARBODILITE)(등록상표)" 시리즈가 포함된다. "카보라이트(등록상표)"의 등급의 예로는 바람직하게는 수용성 "SV-02", "V-02", "SV-02-L2" 및 "V-04", 및 에멀젼 타입의 "E-01" 및 "E-02"가 포함된다.Examples of commercially available polycarbodiimide compounds include N, N-dicyclohexylcarbodiimide, N, N-diisopropylcarbodiimide, and Nisshinbo Industries, Inc. "CARBODILITE®" series as polycarbodiimide (a polymer having a plurality of carbodiimide groups in a molecule) are included. Examples of grades of "Carbolite®" are preferably water-soluble "SV-02", "V-02", "SV-02-L2" and "V-04", and the emulsion type "E- 01 "and" E-02 ".

카보다이이미드 기-함유 화합물의 양은 이와 가교되는 올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체의 양에 따라 설정된다. 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 총량이 100중량부인 경우, 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 총량 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.3중량부 이상, 더 바람직하게는 0.5중량부 이상, 보다 더 바람직하게는 8중량부 이상이다. 반면, 카보다이이미드 기-함유 화합물의 양이 과도하면, 올레핀-산 공중합체를 카복실산 중합체와 조합하여 사용하는 효과가 감소될 수 있다. 수성 카보다이이미드 기-함유 화합물이 표면 처리 조성물 중에 과도하게 사용되는 경우, 내수성 및 내식성에 악영향을 미칠 수 있다. 이 관점에서, 카보다이이미드 기-함유 화합물의 양은 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 총량 100중량부에 대하여 바람직하게는 30중량부 이하, 더 바람직하게는 20중량부 이하, 보다 더 바람직하게는 16중량부 이하이다.The amount of carbodiimide group-containing compound is set according to the amount of olefin-acid copolymer and carboxylic acid polymer crosslinked therewith. When the total amount of the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer is 100 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the total amount of the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer, preferably 0.3 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, and more More preferably, it is 8 weight part or more. On the other hand, when the amount of carbodiimide group-containing compound is excessive, the effect of using the olefin-acid copolymer in combination with the carboxylic acid polymer can be reduced. If the aqueous carbodiimide group-containing compound is used excessively in the surface treatment composition, it may adversely affect water resistance and corrosion resistance. In this respect, the amount of the carbodiimide group-containing compound is preferably 30 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight or less, even more preferably based on 100 parts by weight of the total amount of the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer. It is 16 weight part or less.

본 발명의 표면 처리 조성물은, 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위에서, 왁스, 가교제, 희석제, 스키닝 방지제(anti-skinning agent), 계면활성제, 유화제, 분산제, 레벨링제(leveling agent), 소포제, 침투제, 보조 필름-형성제(auxiliary film-forming agent), 염료, 안료, 증점제 및 윤활제를 함유할 수 있다.The surface treatment composition of the present invention includes a wax, a crosslinking agent, a diluent, an anti-skinning agent, a surfactant, an emulsifier, a dispersant, a leveling agent, an antifoaming agent, and a range in which the effects of the present invention are not impaired. Penetrants, auxiliary film-forming agents, dyes, pigments, thickeners and lubricants.

본 발명의 표면 처리 조성물은 금속 시트의 표면에 도포될 수 있는 용매계 조성물 또는 수성 조성물일 수 있으며, 환경상의 문제 때문에 수성 조성물인 것이 바람직하다. 표면 처리 조성물은 유기 용매(용매계 조성물의 경우) 또는 물, 바람직하게는 탈이온수(수성 조성물의 경우), 올레핀-산 공중합체, 카복실산 중합체, 콜로이드 실리카, 실레인 커플링제, 메타바나데이트, 옥사졸린 기-함유 공중합체, 및 필요에 따라 카보다이이미드 기-함유 화합물 또는 다른 성분을 각각 소정량으로 혼합한 후 교반함으로써 제조될 수 있다.The surface treatment composition of the present invention may be a solvent-based composition or an aqueous composition that can be applied to the surface of a metal sheet, and is preferably an aqueous composition because of environmental problems. The surface treatment composition may be organic solvent (for solvent-based compositions) or water, preferably deionized water (for aqueous compositions), olefin-acid copolymers, carboxylic acid polymers, colloidal silica, silane coupling agents, metavanadate, oxa A sleepy group-containing copolymer, and a carbodiimide group-containing compound or other component, if necessary, may be prepared by mixing the respective amounts, followed by stirring.

표면 처리 조성물은, 올레핀-산 공중합체와 카복실산 중합체의 에멀젼에 실레인 커플링제의 일부 및 카보다이이미드 기-함유 화합물을 첨가하여 혼합물을 제조하고, 이에 콜로이드 실리카, 잔여 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제, 메타바나 데이트 및 옥사졸린 기-함유 공중합체를 순서대로 첨가함으로써 제조되는 것이 바람직하다. 올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체에 옥사졸린 기-함유 공중합체를 직접 첨가한 후 혼합하면, 겔화가 발생할 수 있다. 또한, 실레인 커플링제을 첨가하기 전에 메타바나데이트를 첨가하는 경우, 실레인 커플링제의 반응이 억제될 수 있다. 앞서 기재된 바와 같이, 실레인 커플링제는 다음의 이유로 2회 이상 나누어 첨가되는 것이 바람직하다. 먼저 첨가되는 실레인 커플링제는 에멀젼 입자의 정제 및 그 결과로서의 수지 필름의 조밀화 개선에 기여하며, 이후에 첨가되는 실레인 커플링제는 금속 시트와의 밀착성 확보 및 필름 특성의 개선에 기여한다.The surface treatment composition is prepared by adding a portion of a silane coupling agent and a carbodiimide group-containing compound to an emulsion of an olefin-acid copolymer and a carboxylic acid polymer, thereby preparing a mixture, to which colloidal silica, residual glycidyl group-containing silane is added. It is preferably prepared by adding the phosphorus coupling agent, metavanadate and oxazoline group-containing copolymer in order. Gelation may occur when the oxazoline group-containing copolymer is added directly to the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer and then mixed. In addition, when metavanadate is added before adding the silane coupling agent, the reaction of the silane coupling agent can be suppressed. As described above, the silane coupling agent is preferably added two or more times for the following reasons. The silane coupling agent added first contributes to the purification of the emulsion particles and the resulting densification of the resin film, and the silane coupling agent added subsequently contributes to securing adhesion with the metal sheet and improving film properties.

상기 성분들은 교반시 가열될 수 있다. 올레핀-산 공중합체를 카복실산 중합체의 존재 하에서 유화시킬 경우에는 가열하는 것이 바람직하다. 다만, 옥사졸린 기-함유 공중합체를 혼합한 후에는 가열할 수 없다. 옥사졸린 기-함유 공중합체와 올레핀-산 공중합체 및 카복실산 중합체와의 반응에 의하여 표면 처리 조성물이 겔화되는 것이 방지되기 때문이다.The components can be heated upon stirring. When the olefin-acid copolymer is emulsified in the presence of a carboxylic acid polymer, heating is preferred. However, it cannot be heated after mixing an oxazoline group containing copolymer. This is because the surface treatment composition is prevented from gelling by the reaction of the oxazoline group-containing copolymer with the olefin-acid copolymer and the carboxylic acid polymer.

수성 표면 처리 조성물을 제조하는 경우, 수지 성분의 주 성분으로서의 올레핀-산 공중합체는 유화되는 것이 바람직하다. 올레핀-산 공중합체는, 유화제를 사용하거나 또는 공중합체 중의 카복실 기를 중화시킴으로써 유화될 수 있다. 유화제를 사용하면, 올레핀-산 공중합체의 수성 에멀젼의 평균 입자 직경이 감소될 수 있으며, 또한 수지 필름의 조밀함이 개선될 수 있다.When producing an aqueous surface treatment composition, it is preferable that the olefin-acid copolymer as a main component of the resin component is emulsified. The olefin-acid copolymer can be emulsified using an emulsifier or by neutralizing the carboxyl groups in the copolymer. Using an emulsifier, the average particle diameter of the aqueous emulsion of the olefin-acid copolymer can be reduced, and also the density of the resin film can be improved.

올레핀-산 공중합체 중의 카복실 기를 중화시킴으로써 유화하는 것이 다음의 이유로 바람직하다. 즉, 올레핀-산 공중합체가 카복실 기를 중화함으로써 유화되 는 경우, 유화제의 양이 감소될 수 있거나, 또는 유화제를 사용할 필요가 없으며, 따라서 내수성 및 내식성에 대한 유화제의 악영향을 감소 또는 제거할 수 있다. 올레핀-산 공중합체 중의 카복실 기가 중화되는 경우, 염기는 바람직하게는 약 0.5 내지 0.95당량, 더 바람직하게는 약 0.6 내지 0.8당량의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 중화도가 너무 적으면, 유화성이 충분하게 개선되지 않는다. 반면, 중화도가 너무 크면, 옥사졸린 기-함유 공중합체와 반응되는 카복실 기의 양이 감소할 수 있으며 따라서 내식성에 대해 악영향을 미치고, 또한 올레핀-산 공중합체를 포함하는 조성물의 점도가 과도하게 증가한다.It is preferable to emulsify by neutralizing the carboxyl groups in the olefin-acid copolymer for the following reasons. That is, when the olefin-acid copolymer is emulsified by neutralizing a carboxyl group, the amount of emulsifier can be reduced, or there is no need to use an emulsifier, thus reducing or eliminating the adverse effect of the emulsifier on water resistance and corrosion resistance. . When the carboxyl groups in the olefin-acid copolymer are neutralized, the base is preferably used in an amount of about 0.5 to 0.95 equivalents, more preferably about 0.6 to 0.8 equivalents. If the degree of neutralization is too small, the emulsification is not sufficiently improved. On the other hand, if the degree of neutralization is too high, the amount of carboxyl groups reacted with the oxazoline group-containing copolymer may decrease and thus adversely affect the corrosion resistance, and the viscosity of the composition comprising the olefin-acid copolymer is excessively excessive. Increases.

중화를 위한 염기의 예로는 알칼리 금속 및 알칼리 토 금속의 수산화물(예컨대, NaOH, KOH, Ca(OH)2, 바람직하게는 NaOH)로 이루어지는 군으로 구성되는 강염기; 암모니아수; 및 1차, 2차 및 3차 아민(바람직하게는, 트라이에틸아민)이 포함된다. NaOH와 같은 강염기를 사용하는 경우 유화성은 개선되지만, 강염기의 양이 너무 많으면 수지 필름의 내식성이 저하될 수 있다. 반면, 비점이 낮은 아민(바람직하게는, 대기압 하에서의 비점이 100℃ 이하의 아민)은 수지 필름의 내식성을 그다지 저하시키지 않는다. 이러한 이유에서, 표면 처리 조성물을 도포한 후 가열 건조함으로써 수지 필름을 형성하는 경우, 저비점 아민이 휘발되는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 아민은 유화성의 개선 효과가 작으므로, 상기 강염기와 아민을 조합하여 중화하는 것이 바람직하다. 최적의 조합은 NaOH와 트라이에틸아민의 조합이다. 강염기와 아민을 조합하여 사용하는 경우, 올레핀-산 공중합체의 카복실 기 의 양에 대하여, 강염기는 약 0.01 내지 0.3당량 사용하고, 아민은 약 0.4 내지 0.8당량 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the base for neutralization include strong bases composed of a group consisting of hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals (eg, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , preferably NaOH); ammonia; And primary, secondary and tertiary amines (preferably triethylamine). If a strong base such as NaOH is used, the emulsification is improved, but if the amount of the strong base is too large, the corrosion resistance of the resin film may be lowered. On the other hand, an amine having a low boiling point (preferably, an amine having a boiling point of 100 ° C. or lower under atmospheric pressure) does not significantly reduce the corrosion resistance of the resin film. For this reason, when the resin film is formed by applying heat-drying the surface treatment composition and then drying, low-boiling amine may be considered to be volatilized. However, since amine has a small effect of improving emulsification, it is preferable to neutralize the strong base and the amine in combination. The best combination is a combination of NaOH and triethylamine. When using a combination of a strong base and an amine, it is preferable to use about 0.01 to 0.3 equivalents of the strong base and about 0.4 to 0.8 equivalents of the amine relative to the amount of the carboxyl group of the olefin-acid copolymer.

수성 표면 처리 조성물을 사용하는 경우, 계면 장력을 감소시킴으로써 금속 시트로의 습윤성을 개선시키기 위해 소량의 유기 용매가 사용될 수 있다. 유기 용매의 예로는 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올 부류, 헥산올, 2-에틸헥산올, 에틸렌 글리콜 에틸 에터, 에틸렌 글리콜 뷰틸 에터, 다이에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 포함된다.When using an aqueous surface treatment composition, a small amount of organic solvent can be used to improve the wettability into the metal sheet by reducing the interfacial tension. Examples of organic solvents include methanol, ethanol, isopropanol, butanol class, hexanol, 2-ethylhexanol, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol and propylene glycol.

표면 처리 조성물의 고형분은 특별히 한정되지 않으며, 금속 시트 상의 표면 처리 조성물의 도포 방법에 따라 조정될 수 있다. 표면 처리 조성물의 고형분은 일반적으로 약 5 내지 20중량%이며, 바람직하게는 스프레이 링거 방법(표면 처리 조성물을 금속 시트의 표면에 스프레이한 후, 롤로 짜는 도포 방법)에 의해 도포하는 경우에는 약 10 내지 18중량%이다.Solid content of a surface treatment composition is not specifically limited, It can adjust according to the application method of the surface treatment composition on a metal sheet. The solid content of the surface treatment composition is generally about 5 to 20% by weight, and preferably about 10 to 20 when applied by the spray ringer method (the coating method of spraying the surface treatment composition onto the surface of the metal sheet and then squeezing it into a roll). 18 wt%.

본 발명에서 사용하는 금속 시트는 특별히 한정되지 않으며, 금속 시트의 예로는 비도금 냉연 강판, 용융 아연도금 강판(GI), 합금화 아연도금 강판(galvannealed steel sheet)(GA), 전기 아연도금 강판(EG), 알루미늄판 및 타이타늄판이 포함된다. 이들 금속 시트 중에서, 크로메이트 처리가 가해지지 않은 용융 아연도금 강판(GI) 또는 합금화 아연도금 강판(GA)에 본 발명을 적용하는 것이 바람직하다.The metal sheet used in the present invention is not particularly limited. Examples of the metal sheet include an unplated cold rolled steel sheet, a hot dip galvanized steel sheet (GI), a galvannealed steel sheet (GA), and an electrogalvanized steel sheet (EG). ), Aluminum plate and titanium plate. Among these metal sheets, it is preferable to apply the present invention to a hot dip galvanized steel sheet (GI) or an alloy galvanized steel sheet (GA) to which no chromate treatment is applied.

본 발명에서, 금속 시트 상에 수지 필름을 형성하는 방법 및 이의 조건에는 특별한 한정은 없다. 공지된 코팅 방법을 사용하여 표면 처리 조성물을 금속 시트 표면의 한 면 또는 양면에 도포한 후 가열 건조함으로써 수지-코팅된 금속 시트를 제조할 수 있다. 표면 처리 조성물의 코팅 방법의 예로는 커튼 플로우 코팅법, 롤 코팅법, 스프레이법, 스프레이 링거 방법이 포함된다. 이들 중에서, 비용 관점에서 스프레이 링거 방법이 바람직하다.In the present invention, there is no particular limitation on the method of forming the resin film on the metal sheet and the conditions thereof. Resin-coated metal sheets can be prepared by applying the surface treatment composition to one or both surfaces of the metal sheet surface using a known coating method and then drying them by heating. Examples of the coating method of the surface treatment composition include a curtain flow coating method, a roll coating method, a spray method, and a spray ringer method. Among them, the spray ringer method is preferable from the viewpoint of cost.

코팅 후, 표면 처리 조성물은 금속 시트 도달 온도가 다음의 이유로 120 내지 180℃ 내에 속하도록 가열하면서 건조된다. 즉, 경질이지만 잘 부서지지 않은 수지 필름을 수득하기 위해 더 높은 건조 온도로 설정함으로써 수지의 가교 반응이 촉진된다. 가열 온도를 증가시킨 결과로서 수지 구조의 화학적 변화는 FT-IR에 의해 확인될 수 없었다. 그러나, 120℃보다 낮은 온도로 가열되는 경우, 형성된 필름은 필름의 불충분한 필름-형성 성질 및 가교 정도로 인해 불량한 강도를 가지며, 따라서 내필름박리성이 충분하게 발현되지 않는다. 180℃보다 높은 온도로 가열하는 것은 바람직하지 않은 데, 이는 필름이 너무 경질화되며, 또한 필름 표면의 균열을 야기시키고 내필름박리성의 저하 및 내식성의 저하를 야기시켜 더 부서지기 쉬어지기 때문이다.After coating, the surface treatment composition is dried while heating such that the metal sheet attainment temperature falls within 120 to 180 ° C for the following reason. That is, the crosslinking reaction of the resin is promoted by setting to a higher drying temperature to obtain a hard but brittle resin film. Chemical changes in the resin structure as a result of increasing the heating temperature could not be confirmed by FT-IR. However, when heated to a temperature lower than 120 ° C., the formed film has poor strength due to the insufficient film-forming properties and the degree of crosslinking of the film, and thus the film peel resistance is not sufficiently expressed. Heating to temperatures higher than 180 ° C. is undesirable because the film becomes too hard and also causes cracking of the film surface and leads to lower film peeling resistance and lower corrosion resistance, making it more brittle.

수지-코팅된 금속 시트에서의 수지 필름의 코팅 중량은 건조 중량으로 바람직하게는 0.1 내지 1g/m2, 더 바람직하게는 0.3 내지 0.6g/m2이다. 코팅 중량이 너무 적으면, 이의 경도가 원래의 것에 근접하게 되지만, 금속 시트의 표면을 코팅하는 것이 어려워지며, 롤 성형에 의한 내필름박리성이 저하될 수 있다. 반면, 코팅 중량을 증가시키는 것은 바람직하지 않은 데, 이는 필름의 경도가 수지 성분의 척 력의 영향에 의해 감소되고, 롤 성형시 박리된 필름의 양이 증가하기 때문이다.The coating weight of the resin film in the resin-coated metal sheet is preferably 0.1 to 1 g / m 2 , more preferably 0.3 to 0.6 g / m 2 in dry weight. If the coating weight is too small, its hardness is close to the original one, but it is difficult to coat the surface of the metal sheet, and the film peeling resistance by roll forming may be lowered. On the other hand, increasing the coating weight is undesirable because the hardness of the film is reduced by the influence of the repulsive force of the resin component and the amount of peeled film increases during roll forming.

[실시예][Example]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가로 설명한다. 본 발명은 하기 실시예에 국한되지 않고, 이전 및 이후 본원에 기재된 취지에 따라 이루어진 다양한 설계 변경도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be further described by way of examples. It is to be understood that the invention is not limited to the following examples, and that various design changes made in accordance with the spirit herein before and after have also been included within the technical scope of the invention.

실시예에서 사용된 특성 평가 방법은 다음과 같다.The characteristic evaluation method used in the Example is as follows.

[스워드 로커 경도][Sword Locker Longitude]

스워드 로커 경도를 앞서 기재된 방법에 의해 측정하였다.Sword rocker hardness was measured by the method described previously.

[나노스크래치 시험에서 인덴터의 진입 깊이(μm)][Entry depth of indenter (μm) in nanoscratch test]

나노스크래치 시험에서 인덴터의 진입 깊이를 앞서 기재된 방법에 의해 측정하였다.The entry depth of the indenter in the nanoscratch test was measured by the method described above.

[표면 슬라이딩 시험][Surface Sliding Test]

표면 슬라이딩 시험을 롤 성형성의 간접 평가 시험으로서 실시하였다. 도 5에 제시된 바와 같이, 40㎜ × 300㎜로 절단된 수지-코팅된 금속 시트를 장력 시험기에 대해 수직으로 설치하고, 1mm의 선단 직경(R)을 갖는 돌출부의 SUS 다이를 금속 시트의 표면과 접촉시킨 후(선형 접촉), 평판형 다이를 상기 금속 시트의 후방 표면과 접촉시켰다. 금속 시트를 상향으로 당기는 한편, 돌출부를 갖는 다이에 대해 1960 N의 하중을 수평으로 적용하였다. 금속 시트를 매 당기는 경우마다 다시 설정하고, 총 5회 당겼다. 돌출부를 포함한 길이(슬라이딩 부분)를 150mm로 조정하고, 상부 및 하부 단부를 돌출부와 접촉시켰다. 조정하는 슬라이딩 속도는 300mm/분이었다. 돌출부와 접촉하지 않은 부분(비슬라이딩 부분) 및 슬라이딩 부분을 직경 50mm의 크기로 펀칭한 후, 필름 내의 Si의 양을 형광 X선 분석에 의해 측정하였다. 슬라이딩 부분의 Si 양을 비슬라이딩 부분의 Si 양에 의해 나눔으로써 필름 잔존율(%)을 계산하였다.The surface sliding test was conducted as an indirect evaluation test of roll formability. As shown in Fig. 5, a resin-coated metal sheet cut to 40 mm x 300 mm was installed perpendicular to the tension tester, and the SUS die of the protrusion having the tip diameter R of 1 mm was placed on the surface of the metal sheet. After contacting (linear contact), the flat die was contacted with the rear surface of the metal sheet. The metal sheet was pulled upward while a load of 1960 N was applied horizontally to the die with the protrusions. The metal sheet was reset every time it was pulled and pulled a total of 5 times. The length including the protrusion (sliding part) was adjusted to 150 mm and the upper and lower ends were in contact with the protrusion. The sliding speed to adjust was 300 mm / min. After the portions (non-sliding portions) and the sliding portions not in contact with the protrusions were punched to a size of 50 mm in diameter, the amount of Si in the film was measured by fluorescence X-ray analysis. The film residual ratio (%) was calculated by dividing the Si amount of the sliding portion by the Si amount of the non-sliding portion.

A. 80% 초과 100% 미만의 필름 잔존율A. Film Retention Rate Above 80% and Below 100%

B. 60% 초과 80% 미만의 필름 잔존율B. Film Retention Rate Above 60% and Below 80%

C. 40% 초과 60% 미만의 필름 잔존율C. Film Retention Rate> 40% and Less Than 60%

D. 40% 이하의 필름 잔존율D. Film Retention Rate Below 40%

[시트 내식성][Sheet corrosion resistance]

JIS Z2371에 따라 염수 분무 시험을 실시하고, 백색 녹 발생률(100 × 백색 녹이 발생한 면적/시험 물질의 전체 면적)이 5%가 되기까지의 시간을 측정하였다. 시트의 내식성이 120시간 이상인 경우, 시트는 실제 사용에 적합한 것이다.The salt spray test was carried out according to JIS Z2371, and the time until the white rust incidence rate (the area where 100 x white rust occurred / total area of the test substance) became 5% was measured. If the corrosion resistance of the sheet is 120 hours or more, the sheet is suitable for practical use.

[JASO 사이클 시험에서의 내식성]Corrosion Resistance in JASO Cycle Test

JIS H8502에 따라 JASO 사이클 시험을 행하였다. 1회 사이클은 염수 분무 단계(온도 35℃에서 2시간 동안), 건조 단계(온도 35℃ 및 습도 30% 이하에서 4시간 동안) 및 습윤 단계(온도 50℃ 및 습도 95% 이상에서 2시간 동안)로 구성된다(각 단계는 이행 시간을 포함함). 15회 사이클 실시한 후, 백색 녹 발생률을 하기 기준에 따라 평가하였다.The JASO cycle test was done in accordance with JIS H8502. One cycle consists of a salt spray step (2 hours at a temperature of 35 ° C.), a drying step (4 hours at a temperature of 35 ° C. and a humidity of 30% or less) and a wet step (2 hours at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 95% or more). (Each step includes a transition time). After 15 cycles, the incidence of white rust was evaluated according to the following criteria.

A: 백색 녹 발생률 5% 미만A: less than 5% incidence of white rust

B: 백색 녹 발생률 5% 이상 10% 미만B: White rust incidence 5% or more but less than 10%

C: 백색 녹 발생률 10% 이상 20% 미만C: White rust incidence 10% or more but less than 20%

D: 백색 녹 발생률 20% 이상D: 20% or more occurrence of white rust

[코팅성][Coating Property]

수지-코팅된 금속 시트에서, 건조 후 두께 20㎛의 필름을 수득하도록 바-코팅 방법(bar-coating method)에 의해 아크릴계 코팅 물질(덧칠(top coating))을 도포한 후, 160℃에서 20분 동안 가열하고, 추가로 포스트-코팅을 실시하였다. 시험 물질을 끓는 물에 1시간 동안 침지하고, 꺼낸 후, 1시간 동안 방치하였다. 컷 나이프로 약 1㎜ 간격으로 수직 및 수평 컷 라인을 100개 평방 구획이 되도록 형성시키고, 테이프 박리 시험을 실시하였다. 필름의 잔존 평방 구획의 수에 의해 필름 밀착성을 평가하였다.In the resin-coated metal sheet, an acrylic coating material (top coating) was applied by a bar-coating method to obtain a film having a thickness of 20 μm after drying, followed by 20 minutes at 160 ° C. Heating and further post-coating. The test substance was immersed in boiling water for 1 hour, taken out, and left for 1 hour. Vertical and horizontal cut lines were formed with a cut knife at intervals of about 1 mm to form 100 square sections, and a tape peel test was performed. Film adhesiveness was evaluated by the number of remaining square sections of the film.

A: 코팅 필름 잔존율 100%A: 100% coating film residual rate

B: 코팅 필름 잔존율 100% 미만 90% 이상B: coating film residual rate less than 100% 90% or more

C: 코팅 필름 잔존율 90% 미만 80% 이상C: coating film residual rate less than 90% 80% or more

D: 코팅 필름 잔존율 80% 미만 D: less than 80% coating film residual ratio

실험예 1Experimental Example 1

교반기, 온도계 및 온도 제어기와 함께 유화 설비가 구비된 1.0L 오토클레이브에서, 에틸렌-아크릴산 공중합체(다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.) 제품 "프리마콜(PRIMACOL)(등록상표) 5990I", 아크릴산으로부터 유래된 구조 단위: 20중량%, 중량-평균 분자량(Mw): 20,000, 용융 지수: 1,300, 산가: 150) 200.0g, 폴리말레산 수용액(NOF 코포레이션(NOF Corporation) 제품 "논폴(NONPOL)(등록상표) PMA-50W", Mw: 약 1,100(폴리스타이렌 당량), 50중량%) 8.0g, 트라이에틸아민 35.5g(에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복실 기에 대하여 0.63당량), 48% NaOH 수용액 6.9g(에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복실 기에 대하여 0.15당량), 톨유 지방산(하리마 케미칼즈 인코포레이티드(HARIMA CHEMICALS, INC.) 제품 "하탈(HARTALL) FA3") 3.5g 및 이온 교환수 792.6g을 채운 후, 밀봉하고, 150℃ 및 5기압에서 3시간 동안 고속 교반하였다. 30℃까지 냉각한 후, 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제(모먼티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)(종래 회사명: GE 도시바 실리콘즈(GE Toshiba Silicones)) 제품 "TSL8350", γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인) 10.4 g, 카보다이이미드 기-함유 화합물(닛신보 인더스트리즈 인코포레이티드 제품 "카보다이라이트(등록상표) SV-02", 폴리카보다이이미드, Mw: 2,700, 고형분 40중량%) 31.2g 및 이온 교환수 72.8g을 첨가한 후, 10분 동안 교반하여 제 1 에멀젼을 제조하였다(고형분 20.3중량%, JIS K6833에 따라 측정함).Ethylene-acrylic acid copolymer ("PRIMACOL® 5990I" from Dow Chemical Co., acrylic acid in a 1.0L autoclave equipped with stirrer, thermometer and temperature controller) Structural units derived from: 20 wt%, weight-average molecular weight (Mw): 20,000, melt index: 1,300, acid value: 150) 200.0 g, aqueous polymaleic acid solution (NOFOL, manufactured by NOF Corporation) PMA-50W ", Mw: 8.0 g of about 1,100 (polystyrene equivalent), 50 weight%), 35.5 g of triethylamine (0.63 equivalent with respect to the carboxyl group of an ethylene-acrylic acid copolymer), 6.9 g (48% NaOH aqueous solution) 0.15 equivalents to the carboxyl group of the ethylene-acrylic acid copolymer, 3.5 g of tall oil fatty acid (HARIMA CHEMICALS, INC. "HARTALL FA3") and 792.6 g of ion-exchanged water Sealed, and stirred at 150 ° C. and 5 atmospheres under high speed for 3 hours. The. After cooling to 30 ° C, glycidyl group-containing silane coupling agent (Momentive Performance Materials (formerly known as GE Toshiba Silicones) "TSL8350", γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 10.4 g, carbodiimide group-containing compound (Nicashinbo Industries, Inc. " Carbodiite® SV-02 ", polycarbodiimide, Mw: 2,700, 40 wt% solids) and 32.8 g of ion-exchanged water were added, followed by stirring for 10 minutes to prepare a first emulsion (20.3 wt% solids, measured according to JIS K6833).

상기 제 1 에멀젼 및 콜로이드 실리카(닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드 제품 "스노텍스(등록상표) XS", 표면적 평균 입자 직경(카탈로그 값): 4 내지 6㎚)를 표 1에서 제시된 각각의 변동 양으로 잘 혼합한 후, 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제(신-에츠 실리콘 캄파니 리미티드(Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) 제품 "KBM403", γ-글리시독시프로필트라이에톡시실레인) 7중량부, 소듐 메타바나데이트(신코 케미칼 캄파니 리미티드(Shinko Chemical Co., Ltd.) 제품 "메타바나데이트 소다") 3중량부, 및 옥사졸린 기-함유 공중합체(니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드 제품 "에포크로스(등록상표) K-2030E", 고형분 40중량%)를 제 1 에멀젼과 콜로이드 실리카의 100중량부에 대한 각각의 양으로 교대로 첨가하여서 제 1 표면 처리 조성물을 제조하였다. 표 1에서의 수지 성분의 양은 제 1 에멀젼과 옥사졸린 기-함유 공중합체 중의 수지(고형분)의 총량에 해당한다. 에틸렌-아크릴산 공중합체와 폴리말레산의 총량 100중량부에 대하여, 옥사졸린 기-함유 공중합체를 5중량부의 양으로 첨가하였다.The first emulsion and colloidal silica (Nissan Chemicals, Inc. "Snotex® XS", surface area average particle diameter (catalog value): 4-6 nm) are mixed well in the respective varying amounts shown in Table 1 Glycidyl group-containing silane coupling agent (Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. "KBM403", γ-glycidoxypropyltriethoxysilane) Parts by weight, 3 parts by weight of sodium metavanadate ("Metavanadate Soda", manufactured by Shinko Chemical Co., Ltd.), and an oxazoline group-containing copolymer (Nippon Shokubai Company Limited) "Epocross® K-2030E", 40 weight percent solids) was added alternately in respective amounts relative to 100 weight parts of the first emulsion and colloidal silica to prepare a first surface treatment composition. The amount of the resin component in Table 1 corresponds to the total amount of the resin (solid content) in the first emulsion and the oxazoline group-containing copolymer. The oxazoline group-containing copolymer was added in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the ethylene-acrylic acid copolymer and the polymaleic acid.

금속 시트로서 알칼리-탈지된 아연도금 강판(Zn 코팅 중량 45g/m2)을 사용하여, 강판의 표면에 대해 바-코팅(제 3 바) 방법을 사용하여 제 1 표면 처리 조성물을 바-코팅한 후, 150℃의 시트 온도에서 약 12초 동안 가열하면서 건조하여서, 0.5g/m2의 수지 필름 코팅 중량을 갖는 수지-코팅된 금속 시트를 제조하였다.Using a alkali-degreased galvanized steel sheet (Zn coating weight 45 g / m 2 ) as the metal sheet, the first surface treatment composition was bar-coated using a bar-coating (third bar) method against the surface of the steel sheet. Thereafter, drying was performed while heating at a sheet temperature of 150 ° C. for about 12 seconds to prepare a resin-coated metal sheet having a resin film coating weight of 0.5 g / m 2 .

수지 성분
(중량부)
Resin component
(Parts by weight)
실리카
(중량부)
Silica
(Parts by weight)
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이
(μm)
Odority:
Entry depth of indenter
(μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의 내식성
(hr)
Corrosion Resistance of Sheet
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 1Embodiment 1 of the present invention 9090 1010 3535 0.220.22 BB 120120 BB AA 본 발명의 실시예 2Embodiment 2 of the present invention 8585 1515 3737 0.170.17 AA 144144 BB AA 본 발명의 실시예 3Embodiment 3 of the present invention 8080 2020 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 4Embodiment 4 of the present invention 7575 2525 4141 0.150.15 AA 168168 AA BB 본 발명의 실시예 5Embodiment 5 of the present invention 7070 3030 4343 0.220.22 BB 168168 AA BB 비교예 1Comparative Example 1 6565 3535 4545 0.310.31 CC 120120 BB BB 비교예 2Comparative Example 2 6060 4040 4747 0.400.40 CC 9696 DD CC 비교예 3Comparative Example 3 9595 55 3333 0.260.26 CC 9696 CC AA

실험예 2Experimental Example 2

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 제 1 에멀젼 중의 에틸렌-아크릴산 공중합체와 폴리말레산의 100중량부(고형분)에 대하여, 옥사졸린 기-함유 공중합체의 양은 표 2에 제시된 바와 같이 변경하고, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하였다. 평가 결과를 표 2에 제시한다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, but with respect to 100 parts by weight (solids) of the ethylene-acrylic acid copolymer and the polymaleic acid in the first emulsion, the amount of the oxazoline group-containing copolymer was Modified as shown in Table 2, the ratio of resin component to colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight. The evaluation results are shown in Table 2.

옥사졸린 기-함유 공중합체
(중량부)
Oxazoline group-containing copolymer
(Parts by weight)
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이
(μm)
Odority:
Entry depth of indenter
(μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 6Embodiment 6 of the present invention 1One 3737 0.250.25 BB 144144 BB AA 본 발명의 실시예 7Example 7 of the present invention 33 4040 0.210.21 AA 144144 AA AA 본 발의 실시예 8Example 8 of the present invention 55 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 9Embodiment 9 of the present invention 77 4141 0.160.16 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 10Embodiment 10 of the present invention 99 4141 0.180.18 AA 168168 AA BB 비교예 4Comparative Example 4 0.50.5 3333 0.300.30 CC 120120 CC AA 비교예 5Comparative Example 5 00 3131 0.400.40 DD 120120 CC AA 비교예 6Comparative Example 6 1111 3434 0.210.21 CC 144144 BB CC 비교예 7Comparative Example 7 1515 3131 0.260.26 CC 144144 BB DD

실험예 3Experimental Example 3

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하고, 콜로이드 실리카의 표면적 평균 입자 직경(nm)을 표 3에 제시된 바와 같이 변경하였다. 본 발명의 실시예 12의 콜로이드 실리카는 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드 제품의 "스노텍스(등록상표) 20"이고, 비교예 8의 콜로이드 실리카는 동일 회사 제품의 "스노텍스(등록상표) XL"이고, 비교예 9의 콜로이드 실리카는 동일 회사 제품의 "스노텍스(등록상표) ZL"이다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that the ratio of the resin component to the colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the surface area average particle diameter (nm) of the colloidal silica was shown in Table 3. Modifications were made as shown. The colloidal silica of Example 12 of the present invention is "Snotex® 20" of Nissan Chemical Industries Limited, the colloidal silica of Comparative Example 8 is "Snotex® XL" of the same company product, Colloidal silica of Comparative Example 9 is "Snotex® ZL" manufactured by the same company.

실리카의
표면적 평균 입자 직경
(nm)
Silica
Surface Area Average Particle Diameter
(nm)
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이
(μm)
Odority:
Entry depth of indenter
(μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 11Embodiment 11 of the present invention 4~64 to 6 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 12Example 12 of the present invention 10~2010-20 3838 0.220.22 BB 144144 BB AA 비교예 8Comparative Example 8 40~6040-60 3434 0.310.31 CC 120120 CC BB 비교예 9Comparative Example 9 70~10070-100 3030 0.380.38 CC 9696 DD BB

실험예 4Experimental Example 4

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하고, 수지 성분과 콜로이드 실리카의 100중량부(고형분)에 대하여 이후에 첨가되는 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제(신-에츠 실리콘 캄파니 리미티드 제품의 "KBM403")의 양은 표 4에 제시된 바와 같이 변경하였다. 평가 결과를 표 4에 제시한다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that the ratio of the resin component to the colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight, and based on 100 parts by weight of the resin component and the colloidal silica (solid content). The amount of glycidyl group-containing silane coupling agent ("KBM403" from Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. product) added later was changed as shown in Table 4. The evaluation results are shown in Table 4.

글리시딜 기
-함유 실레인
커플링제
(중량부)
Glycidyl groups
-Containing silane
Coupling agent
(Parts by weight)
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인텐터의
진입 깊이
(μm)
Odority:
Intenter
Entry depth
(μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 13Embodiment 13 of the present invention 0.50.5 3636 0.230.23 BB 144144 BB AA 본 발명의 실시예 14Example 14 of the present invention 1One 3838 0.200.20 BB 144144 BB AA 본 발명의 실시예 15Example 15 of the present invention 33 3939 0.180.18 AA 144144 AA AA 본 발명의 실시예 16Embodiment 16 of the present invention 55 4040 0.160.16 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 17Example 17 of the present invention 77 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 18Example 18 of the invention 99 3939 0.170.17 AA 168168 AA BB 본 발명의 실시예 19Example 19 of the present invention 1010 3838 0.240.24 BB 144144 AA BB 비교예 10Comparative Example 10 1515 3434 0.300.30 CC 120120 CC CC 비교예 11Comparative Example 11 2020 3030 0.360.36 CC 9696 DD CC 비교예 12Comparative Example 12 2525 겔화Gelation 비교예 13Comparative Example 13 00 3434 0.310.31 CC 120120 CC AA

실험예 5Experimental Example 5

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하고, 수지 성분과 콜로이드 실리카의 100중량부(고형분)에 대하여 메타바나데이트의 종류 및 양은 표 5에 제시된 바와 같이 변경하였다. 평가 결과를 표 5에 제시한다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that the ratio of the resin component to the colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight, and based on 100 parts by weight of the resin component and the colloidal silica (solid content). The type and amount of metavanadate were changed as shown in Table 5. The evaluation results are shown in Table 5.


메타바나데이트Metavanadate 경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이(μm)
Odority:
Entry depth of indenter (μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
종류Kinds 중량부Parts by weight 본 발명의 실시예 20Example 20 of the present invention aa 0.50.5 3737 0.290.29 BB 120120 BB 본 발명의 실시예 21Example 21 of the present invention aa 1One 3838 0.230.23 BB 144144 BB 본 발명의 실시예 22Example 22 of the present invention aa 22 4040 0.180.18 AA 144144 BB 본 발명의 실시예 23Example 23 of the present invention aa 33 4040 0.150.15 AA 168168 AA 본 발명의 실시예 24Embodiment 24 of the present invention bb 33 4040 0.150.15 AA 168168 AA 본 발명의 실시예 25Embodiment 25 of the present invention cc 33 4040 0.150.15 AA 168168 AA 본 발명의 실시예 26Embodiment 26 of the present invention aa 44 4141 0.160.16 AA 168168 AA 본 발명의 실시예 27Embodiment 27 of the present invention aa 66 3939 0.220.22 BB 144144 BB 비교예 14Comparative Example 14 aa 77 3737 0.300.30 CC 144144 BB 비교예 15Comparative Example 15 aa 0.30.3 3434 0.310.31 CC 120120 CC

a: 소듐 메타바나데이트a: sodium metavanadate

b: 암모늄 메타바나데이트b: ammonium metavanadate

c: 포타슘 메타바나데이트c: potassium metavanadate

이들 모두는 신코 케미칼 캄파니 리미티드 제품이다.All of these are manufactured by Cinco Chemical Company Limited.

실험예 6Experimental Example 6

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하고, 표면 처리 조성물 도포 후의 건조 온도(금속 시트 도달 온도)는 표 6에 제시된 바와 같이 변경하였다. 평가 결과를 표 6에 제시한다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, wherein the ratio of the resin component to colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the drying temperature (metal sheet attainment temperature) after applying the surface treatment composition was The change was made as shown in Table 6. The evaluation results are shown in Table 6.

건조 온도
(℃)
Drying temperature
(℃)
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이(μm)
Odority:
Entry depth of indenter (μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 28Embodiment 28 of the present invention 120120 3737 0.230.23 BB 144144 BB AA 본 발명의 실시예 29Embodiment 29 of the present invention 140140 3939 0.170.17 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 30Example 30 of the present invention 150150 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 31Example 31 of the present invention 160160 4141 0.190.19 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 32Example 32 of the present invention 180180 4242 0.210.21 AA 168168 AA BB 비교예 16Comparative Example 16 200200 4545 0.350.35 CC 144144 BB CC 비교예 17Comparative Example 17 100100 3434 0.270.27 CC 120120 BB AA 비교예 18Comparative Example 18 8080 3333 0.300.30 CC 120120 BB AA

실험예 7Experimental Example 7

수지-코팅된 금속 시트를 실험예 1에서와 동일한 방식으로 제조하되, 수지 성분 대 콜로이드 실리카의 비율은 80중량부/20중량부로 고정하고, 수지 코팅 중량은 표 7에 제시된 바와 같이 변경하였다.A resin-coated metal sheet was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the ratio of resin component to colloidal silica was fixed at 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the resin coating weight was changed as shown in Table 7.

필름의
코팅 중량
(g/m2)
Film
Coating weight
(g / m 2 )
경도:
스워드
로커 경도
Hardness:
Sword
Rocker hardness
취도:
인덴터의 진입 깊이(μm)
Odority:
Entry depth of indenter (μm)
강도:
표면
슬라이딩
시험의 결과
burglar:
surface
sliding
The test result
시트의
내식성
(hr)
Of sheet
Corrosion resistance
(hr)
사이클
시험
내식성
cycle
exam
Corrosion resistance
코팅성Coating
본 발명의 실시예 33Embodiment 33 of the present invention 0.10.1 4242 0.090.09 BB 120120 BB AA 본 발명의 실시예 34Embodiment 34 of the present invention 0.30.3 4141 0.150.15 AA 144144 AA AA 본 발명의 실시예 35Example 35 of the present invention 0.50.5 4040 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 36Embodiment 36 of the present invention 0.70.7 3838 0.150.15 AA 168168 AA AA 본 발명의 실시예 37Example 37 of the present invention 1.01.0 3636 0.150.15 BB 192192 AA BB 비교예 19Comparative Example 19 0.050.05 4343 0.040.04 D* D * 9696 CC DD 비교예 20Comparative Example 20 1.21.2 3434 0.150.15 DD 192192 AA BB

*는 전체 아연 도금이 박리되었음을 의미한다.* Means that the entire galvanization was peeled off.

표 1 내지 7에 제시된 결과들로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 수지-코팅된 금속 시트는 경도와 취도가 잘 균형 잡힌 강한 수지 필름을 가지며, 또한 내식성 및 코팅성도 우수하다.As is clear from the results shown in Tables 1 to 7, the resin-coated metal sheet of the embodiment of the present invention has a strong resin film well balanced in hardness and brittleness, and also excellent in corrosion resistance and coating property.

본 발명의 수지-코팅된 금속 시트는 롤 성형시 개선된 내필름박리성을 갖는 수지 필름을 가지며, 따라서 이들은 자동차, 가전 제품 및 건축 자재에 바람직하게 사용될 수 있다.The resin-coated metal sheets of the present invention have a resin film having improved film peel resistance in roll forming, and therefore they can be preferably used in automobiles, home appliances and building materials.

도 1은 스워드 로커의 정면도이다.1 is a front view of a seward rocker.

도 2는 스워드 로커의 배면도이다.2 is a rear view of the Seward Locker.

도 3은 스워드 로커의 측면도이다.3 is a side view of the Seward Rocker.

도 4는 스워드 로커의 정면도이다.4 is a front view of the Seward Rocker.

도 5는 표면 슬라이딩에 따른 필름 잔존율을 평가하는 시험 방법의 설명 다이아그램이다.5 is an explanatory diagram of a test method for evaluating the film residual ratio according to the sliding surface.

Claims (8)

표면 처리 조성물로부터 제조된 수지 필름을 포함하는 수지-코팅된 금속 시트로서, A resin-coated metal sheet comprising a resin film made from a surface treatment composition, 상기 표면 처리 조성물이, (a) 올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체, α,β-불포화 카복실산 중합체 및 옥사졸린 기-함유 공중합체를 포함하는 수지 성분, 및 (b) 콜로이드 실리카를 함유하되, 상기 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여, 상기 수지 성분의 양은 70 내지 90중량부이고, 상기 콜로이드 실리카의 양은 10 내지 30중량부이고, The surface treatment composition contains (a) a resin component comprising an olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer, an α, β-unsaturated carboxylic acid polymer and an oxazoline group-containing copolymer, and (b) colloidal silica. And based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and colloidal silica, the amount of the resin component is 70 to 90 parts by weight, the amount of the colloidal silica is 10 to 30 parts by weight, 상기 수지 필름의 스워드 로커 경도(Sward rocker hardness)가 35 이상이며, 나노스크래치 시험에서 인덴터(indenter)의 진입 깊이가 0.3μm 미만인 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트. A resin-coated metal sheet, wherein the resin film has a Sword rocker hardness of 35 or more and an indenter depth of less than 0.3 μm in a nanoscratch test. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수지 성분이 올레핀-α,β-불포화 카복실산 공중합체와 α,β-불포화 카복실산 중합체의 총량 100중량부에 대하여 옥사졸린 기-함유 공중합체를 1 내지 9중량부의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.The resin component contains an oxazoline group-containing copolymer in an amount of 1 to 9 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the olefin-α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer and the α, β-unsaturated carboxylic acid polymer. Resin-coated metal sheet. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콜로이드 실리카가 4 내지 20 nm의 표면적 평균 입자 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.And the colloidal silica has a surface area average particle diameter of 4 to 20 nm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수지 성분과 콜로이드 실리카의 총량 100중량부에 대하여, 글리시딜 기-함유 실레인 커플링제를 0.1 내지 10중량부의 양으로 추가 함유하는 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.A resin-coated metal sheet further comprising a glycidyl group-containing silane coupling agent in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the resin component and colloidal silica. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 메타바나데이트를 0.5 내지 6중량부의 양으로 추가 함유하는 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.A resin-coated metal sheet further containing metavanadate in an amount of 0.5 to 6 parts by weight. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수지-코팅된 금속 시트에서의 수지 필름의 코팅 중량이 0.1 내지 1 g/m2(건조 기준)인 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.Resin-coated metal sheet, characterized in that the coating weight of the resin film in the resin-coated metal sheet is 0.1 to 1 g / m 2 (dry basis). 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 7, 상기 수지 필름은, 표면 처리 조성물을 금속 시트에 도포하고 120 내지 180℃의 시트 온도로 가열함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 수지-코팅된 금속 시트.The resin film is formed by applying a surface treatment composition to a metal sheet and heating to a sheet temperature of 120 to 180 ° C.
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