KR101372747B1 - 가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 이에 사용되는 수지조성물 - Google Patents

가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 이에 사용되는 수지조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가전기기 판넬용으로 사용되는 가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 강판에 우수한 가공성을 부여하는 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 구현에 의하면, 소지강판 및 상기 소지강판의 전면과 후면 중 최소 일면에 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부, 멜라민 경화제 5 내지 30중량부, 소광제 5 내지 15중량부 및 안료 5 내지 15중량부를 포함하는 수지조성물로 형성된 수지도막을 포함하는 수지코팅 강판 및 상기 소지강판에 적용되는 상기 수지조성물이 제공된다. 상기 수지 조성물로 형성된 수지도막을 갖는 수지코팅 강판은 우수한 열방사 특성, 가공성, 특히 프레스 가공성 및 도막밀착성을 갖는다.

Description

가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 이에 사용되는 수지조성물{RESIN-COATED STEEL SHEET HAVING SUPERIOR FORMABILITY AND RESIN COMPOSITION USED THEREFOR}
본 발명은 가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 이에 사용되는 수지조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 가전기기 판넬용으로 사용되는 가공성이 우수한 수지코팅 강판 및 강판에 우수한 가공성을 부여하는 수지 조성물에 관한 것이다.
가전기기, 특히, LED형 TV는 최근 수요가 급격하게 증가하고 있으며, 다른 형태의 TV를 대체하고 있다. 구체적으로, LED형 TV는 전력소모가 작고, 소형화 및 슬림화가 가능한 장점으로 인하여 현광등 백라이트(Backlight Unit)로 구성된 기존의 TV를 대체하고 있다. 그러나, LED형 TV는 고유의 높은 열발생으로 인하여 반도체 부품의 수명 저하가 문제시된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방열방안으로 열전도성이 우수한 고가의 알루미늄이 사용되고 있다. 또한, 아연도금 강판의 표면에 열방사성이 우수한 흑색의 수지조성물이 코팅처리된 흑색수지 강판이 우수한 내식성, 내화학성 및 흑색의 미려한 심미감으로 인하여 많이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 흑색수지 강판은 프레스 가공시, 가공부의 도막박리로 인하여 적용이 제한되고 있다. 특히, 가전 고객사에서 가공시, 사용하는 보호필름을 생략하는 경향에 따라 가공성이 보다 우수한 수지코팅 강판이 요구된다.
본 발명의 일 구현에 의하면, 가공성이 우수한 수지코팅 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 구현에 의하면, 열방사 특성이 우수한 수지코팅 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 구현에 의하면, 강판에 우수한 가공성을 부여하는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
나아가, 본 발명의 또 다른 구현에 의하면, 강판에 우수한 열방사 특성을 부여하는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 견지에 의하면,
소지강판; 및
상기 소지강판의 제 1면과 제 2면 중 최소 일면에 선형 폴리에스테르 수지와 분지형(branched) 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부, 멜라민 경화제 5 내지 60중량부, 소광제 2 내지 15중량부 및 안료 5 내지 15중량부를 포함하는 수지조성물로 형성된 수지도막을 포함하는 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 2 견지에 의하면,
상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 각각 중량평균 분자량이 5,000 내지 40,000인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 3 견지에 의하면,
상기 혼합 폴리에스테르 수지는 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 4 견지에 의하면,
상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 0℃ 내지 100℃범위인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 5견지에 의하면,
상기 멜라민 경화제는 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민이 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 멜라민 경화제인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 6견지에 의하면,
상기 소광제는 무기계 소광제와 유기계 소광제가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 소광제인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 7견지에 의하면,
상기 무기계 소광제는 히드록시 작용기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 티타니아로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 8견지에 의하면,
상기 유기계 소광제는 카르복시 작용기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 9견지에 의하면,
상기 소지강판은 아연도금 강판인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 10견지에 의하면,
상기 수지도막은 건조도막 두께가 3㎛ 내지 40㎛인 수지코팅 강판이 제공된다.
본 발명의 제 11 견지에 의하면,
선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부, 멜라민 경화제 5 내지 60중량부, 소광제 2 내지 15중량부, 및 안료 5 내지 15중량부를 포함하는 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 12 견지에 의하면,
상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 중량평균 분자량이 각각 5,000 내지 40,000인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 13 견지에 의하면,
상기 혼합 폴리에스테르 수지는 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 폴리에스테르 수지인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 14 견지에 의하면,
상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 0℃ 내지 100℃범위인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 15견지에 의하면,
상기 멜라민 경화제는 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민이 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 멜라민 경화제인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 16견지에 의하면,
상기 소광제는 무기계 소광제와 유기계 소광제가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 17견지에 의하면,
상기 무기계 소광제는 히드록시 작용기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 티타니아로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 제 18견지에 의하면,
상기 유기계 소광제는 카르복시 작용기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 일 구현에 의한 수지 조성물은 강판에 수지도막으로 적용되어 강판에 우수한 가공성, 특히 프레스 가공성, 열방사 특성 및/또는 도막밀착성을 부여한다. 따라서, 본 발명의 일 구현에 의한 수지 조성물로 형성된 수지도막을 갖는 수지코팅 강판은 우수한 열방사 특성, 가공성, 특히 프레스 가공성 및 도막밀착성을 갖는다. 이러한 본 발명의 일 구현에 의한 수지 강판의 우수한 물성은 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지의 사용에 의해 달성된다. 뿐만 아니라, 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민을 함께 사용하므로써 및/또는 무기계 소광제와 유기계 소광제를 함께 사용하므로 상기한 열방사 특성, 가공성, 특히 프레스 가공성 및 도막밀착성 등의 물성이 보다 더 향상된다.
상기 본 발명의 일 구현에 의한 강판은 전자기기 판넬, 예를들어, 영상가전용 디스플레이 판넬, 구체적으로는 LED(Light-Emitting Diode)형 TV 판넬로 사용하기에 적합하다. 상기 수지코팅 강판은 LED TV 판넬 가공시 보호필름 없이 컬링(Curling) 및 훼밍(Hemming) 부위 가공성과 도막밀착성이 우수하다.
도 1은 소광제에 의해 형성된 유-무기 복합망상 가교결합의 형성 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현에 의한 소지강판의 제 1면에 수지도막이 형성된 강판의 측단면도이다.
도 3은 소지강판의 제 1면에 하도도막 및 수지도막이 형성된 강판의 측단면도이다.
도 4는 소지강판의 제 1면에 하도도막 및 수지도막이 그리고 제 2면에 하도도막이 형성된 강판의 측단면도이다.
도 5는 제 1면 및 제 2면에 하도도막 및 수지도막이 형성된 강판의 측단면도이다.
이하, 본 발명의 구현에 의한 수지코팅 강판, 강판에 우수한 가공성, 특히 프레스 가공성, 열방사 특성 및/또는 도막밀착성을 부여하는 수지코팅 조성물에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 수지코팅 강판은 소지강판의 제1면 및 제2면 중 최소 일면에 수지도막(상도도막)이 형성된 것으로 향상된 가공성, 특히 프레스 가공성, 열방사 특성 및/또는 도막밀착성을 나타낸다. 강판에 우수한 가공성 및/또는 열방사 특성을 부여하는 수지도막은 상세하게 후술하는 본 발명의 일 구현에 의해 제공되는 수지 조성물로 형성되는 수지도막에 의해 달성된다. 소지 강판에 적용되어 수지도막을 형성하므로써 강판에 우수한 가공성, 특히 프레스 가공성, 열방사 특성 및/또는 도막밀착성을 부여하는 수지 코팅조성물이 또한, 본 발명의 일 구현에 의해 제공된다.
상기 수지 조성물에서 베이스 수지로는 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 혼합된 폴리에스테르 수지(이하, '혼합 폴리에스테르 수지'라 한다)가 사용된다. 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 혼합된 폴리에스테르 수지를 사용하므로써, 선형 폴리에스테르 수지에 의한 도막의 유연성 및 가요성(flexibility)과 분지형 폴리에스테르 수지에 의한 도막의 경도(hardness) 상승작용으로 수지 도막의 가공성, 특히 프레스 가공성이 향상되고 치밀하면서도 견고한 수지도막이 형성된다. 또한, 상기 혼합 폴리에스테르 수지는 연신성이 우수한 것으로 내도막크랙성 측면에서 유리하다.
선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지는 1:1 내지 1:4 중량비, 바람직하게는 1:1 내지 1:3 중량비로 배합될 수 있다. 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 상기 배합비로 배합되는 것이 도막의 가공성 및/또는 기타 물성면에서 바람직할 뿐만 아니라, 치밀하고 견고한 도막을 형성할 수 있다.
상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 각각 중량평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 40,000, 바람직하게는 10,000 내지 30,000인 것이 바람직하게 사용된다. 구체적으로 선형 폴리에스테르 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 20,000인 것이 사용될 수 있으며, 분지형 폴리에스테르 수지는 중량평균분자량이 15,000 내지 25,000인 것이 사용될 수 있다. 상기 중량평균분자량 범위의 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지가 도막의 내용제성, 가공성, 수지 조성물 용액의 저장안정성 및 작업성 측면에서 바람직하다. 물성이 상이한 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 배합에 의한 물성, 예를들어, 견고하고 가공성이 우수한 도막을 형성하는 측면에서 중량평균분자량이 다른 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지를 함께 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 각각 유리전이온도가 0℃ 내지 100℃ 범위이다. 일반적으로, 선형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 높고 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 낮다. 예를들어, 상기 선형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 예를들어, 30℃ 내지 100℃ 범위일 수 있으며, 상기 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 예를들어, 0℃ 내지 60℃ 범위일 수 있다. 물성이 상이한 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 배합에 의한 물성, 예를들어, 견고하고 가공성이 우수한 도막을 형성하는 측면에서 유리전이온도가 다른 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지를 함께 사용하는 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물에 경화제로는 멜라민 경화제가 사용된다. 상기 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 멜라민계 경화제는 예를들어, 5 내지 60중량부, 또한, 예를들어, 5 내지 30중량부로 배합된다. 멜라민계 경화제를 상기 함량범위로 사용하는 것이, 완전한 경화반응의 진행으로 수지 조성물을 구성하는 구성성분들 즉, 소광제 및 안료 등이 견고하게 수지도막에 고착될 뿐만 아니라 형성되는 수지도막의 물성 측면, 예를들어, 도막의 내크랙성 측면에서 바람직하다.
상기 멜라민 경화제는 박막의 수지도막이 단시간내에 경화되어 치밀하고 견고한 도막을 형성할 수 있도록 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민을 함께 사용하는 것이 바람직하다. 알콕시메틸 멜라민은 우수한 표면외관, 도막 표면균일성(leveling) 및 치밀한 도막 형성 등 도막의 품질이 우수하지만 반응성이 다소 떨어지는 경화제이다. 그러나, 이러한 알콕시메틸 멜라민을 반응성이 우수한 이미노 멜라민과 함께 사용함으로써 박막의 수지도막이 단시간 내에 경화되므로 수지코팅 강판의 생산성이 향상될 뿐만 아니라 치밀하고 견고하며, 표면이 균일하고 미려한 수지도막이 형성된다. 상기 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민은 1:1 내지 1:4중량비 범위로 함께 사용될 수 있다. 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민을 상기 중량비 범위로 함께 사용하는 것이, 상기한 바와 같은 이미노 멜라민의 우수한 반응성 및 알콕시메틸 멜라민의 우수한 도막 물성의 조화 측면에서 바람직하다.
상기 알콕시메틸 멜라민으로는 하기 화학식 1과 같은 헥사(메톡시메틸) 멜라민 및 하기 화학식 2와 같은 헥사(부톡시메틸) 멜라민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 알콕시메틸 멜라민이 단독으로 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. 이미노 멜라민은 멜라민의 -NH2 중 하나의 수소가 알콕시메틸기로 치환된 것으로 하기 화학식 3 및 4로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 이미노 멜라민이 단독으로 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012058289863-pat00001

[화학식 2]
Figure 112012058289863-pat00002

[화학식 3]
Figure 112012058289863-pat00003

[화학식 4]
Figure 112012058289863-pat00004

상기 수지 조성물에는 수지도막의 가공성과 은폐력을 향상시키고 광택도를 하향하기 위하여 소광제가 투입된다. 소광제는 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 예를들어, 5 내지 15중량부, 예를들어, 5 내지 10중량부로 투입될 수 있다.
소광제를 상기 함량범위로 사용하는 것이 가공성, 광택도 및 수지도막의 표면물성 측면에서 바람직하다. 상기 소광제로는 수지도막 형성시, 강판에 대하여 보다 개선된 밀착성 및/또는 가공성을 부여하도록 무기계 소광제와 유기계 소광제를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 무기계 소광제와 유기계 소광제는 1:1 내지 1:4중량비, 바람직하게는 1:1 내지 1:3중량비로 배합될 수 있다. 무기계 소광제와 유기계 소광제를 상기 배합비로 사용하는 것이 도막의 가공성 향상측면 및 치밀하고 견고한 경화피막 형성 측면에서 바람직하다. 상기 무기계 소광제는 히드록시기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 티타니아로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종이 사용될 수 있으며, 이는 단독으로 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. 상기 유기계 소광제는 카르복시기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종이 사용될 수 있으며, 이는 단독으로 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 무기계 소광제와 유기계 소광제를 함께 사용하므로써 수지도막 형성시, 도 1에 나타낸 바와 같이, 무기계 소광제와 유기계 소광제는 에스테르 결합을 통해 유-무기 복합망상 가교결합을 형성하며, 이러한 유-무기 복합망상 가교결합에 의해 견고한 도막이 형성되어 가공성이 크게 향상된다. 도 1에는 무기계 소광제로서 히드록시기로 표면개질된 실리카와 유기계 소광제로서 카르복시기로 표면개질된 아크릴계 수지를 예시적으로 나타내었다. 도 1에서, R'는 히드록시기를 그리고 R은 카르복시기를 나타낸다. 예를들어, 또한, 무기계 소광제와 유기계 소광제를 함께 사용하므로써 무기계 소광제에 의한 내식성 및 유기계 소광제에 의한 도막 질감(texture)의 상승작용에 의해 고품격의 미려하고 우수한 도막이 형성된다. 상기 무기계 소광제 및 유기계 소광제는 또한, 입자 형태일 수 있으며, 도막의 두께를 고려하여 입자의 평균입자 직경은 약 3㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
상기 수지 조성물에는 또한 안료가 배합된다. 안료는 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 5 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 10중량부로 배합될 수 있다. 안료를 상기 함량범위로 배합하는 것이 충분한 흡열 및/또는 방열특성, 소지 강판의 은폐율, 수지 조성물 용액의 점도, 내용제성, 도막밀착성 및 강판 표면의 외관 측면에서 바람직하다. 상기 안료의 평균입자직경은 특히 한정하는 것은 아니지만, 평균입자크기 약 5㎚ 내지 200㎚, 바람직하게는 10㎚ 내지 50㎚인 안료가 분산성 측면에서 바람직하다. 안료로는 강판에 부여하고자 하는 방열성 및 색상을 고려하여 수지 조성물에 적용가능한 어떠한 안료가 사용될 수 있다. 안료의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 카본블랙, 카본 나노튜브 등의 흑색안료, 그라파이트, 세라믹 안료, PCM(Pre-coated Metal)강판에 조색제로 사용되는 유색안료 등을 들 수 있다. 세라믹 안료로는 특히 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야에 적용가능한 것으로 알려져 있는 일반적인 금속산화물, 예를들어, 크롬, 철, 니켈, 코발트, 안티몬, 주석, 규소 납, 알루미늄, 바나듐, 프라세오디뮴, 티타늄 금속의 산화물이 단독으로 혹은 2이상의 혼합으로 사용되어 다양한 색상을 나타낼 수 있다. 상기 안료는 단독으로 혹은 다른 종류의 안료를 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 혼합 폴리에스테르 수지, 경화제, 소광제 및 안료뿐만 아니라, 수지조성물을 사용하여 처리된 강판의 물성을 조절하기 위해, 필요에 따라, 왁스, 경화촉매, 응집방지제, 소포제, 및/또는 레벨링제 등의 임의의 첨가제가 최소 일종 이상 추가로 배합될 수 있다. 이들 임의의 첨가제는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것으로 이들의 종류 및 배합비 등은 특히 한정되지 않으며 이 기술분야의 기술자는 이들 첨가제를 필요에 따라 적합하게 선정하여 적합한 양으로 배합하여 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물은 용매에 수지 조성물을 구성하는 상기한 각각의 구성성분을 첨가 및 배합하여 수지조성물 용액으로 제조되어 강판에 적용될 수 있다. 용매는 수지 조성물 용액에서 고형분 함량이 15중량% 내지 60중량%, 바람직하게는 20중량% 내지 40중량%가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 고형분 함량의 범위는 수지 조성물에 의한 방열성, 가공성 및 적정 도막 두께 등을 고려하여 상기 범위가 되도록 용매로 조절하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '고형분'이란 용매 이외의 수지 조성물 용액의 구성성분을 말한다. 용매로는 톨루엔, 자일렌, 이소 프로판올, 솔벤트 나프타, 셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트(cellosolve acetate), 부틸셀로솔브 등이 사용될 수 있다. 상기 용매는 일종 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
또한, 용매의 함량에 따라 수지 조성물 용액의 점도가 조절되며, 용매의 양은 특히, 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야의 기술자는 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 기술에 따라 그 함량을 적절히 조절할 수 있다. 용매의 함량은 이로서 한정하는 것은 아니나, 수지조성물의 코팅양 조절 및 부착성 등을 고려하여 예를들어, 딘컵(DIN, 53211)에서 배출되는데 20초 내지 150초가 소요되는 정도의 점도가 되는 양으로 조절하는 것이 바람직하다.
상기 수지조성물은 소지강판의 제1면 및 제2면, 상세하게 후술하는 하도 도막의 제 1면 및 제 2면 중 최소 일면 이상에 적용될 수 있다. 즉, 상기 수지조성물을 소지강판의 제 1면 또는 제 2면에만 적용하거나 혹은 제 1면과 제2면 모두에 적용하여 수지도막을 형성할 수 있다. 또한, 하도도막의 제 1면 또는 제 2면에만 적용하거나 혹은 제 1면과 제2면 모두에 적용하여 수지도막을 형성할 수 있다. 소지강판으로는 아연도금강판이 사용될 수 있다. 아연도금강판의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 용융아연도금강판(GI), 합금화 용융아연도금강판(GA) 및 전기아연도금강판(EG)등이 사용될 수 있다.
수지도막은 건조도막 두께가 3∼40㎛, 바람직하게는 5∼30㎛, 보다 바람직하게는 5∼20㎛일 수 있다. 수지도막의 건조도막 두께가 3㎛ 미만이면 수지도막의 은폐력, 가공성 및 내용제성이 저조하며, 40㎛를 초과하면 제조비용이 증가하고 생산성이 낮아져 바람직하지 않다.
상기 수지조성물은 수지조성물 용액으로서 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법으로 소지강판의 제1면 및/또는 제2면; 또는 후술하는 하도 도막의 제1면 및/또는 제2면에 코팅될 수 있다. 이로써 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 바-코터, 롤 코터, 슬롯 다이(Slot-Die) 코팅 혹은 커튼 코터 방법 등이 사용될 수 있다.
상기 코팅된 수지조성물 용액을 건조시키므로써 용매가 제거되고 경화되어 수지도막이 형성된다. 건조는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법으로 행할 수 있다. 건조는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 열풍가열방식, 적외선 가열방식 혹은 유도가열방식 등으로 행할 수 있다.
수지조성물은 소지강판 및/또는 하도도막에 코팅된 후에, 180℃ 내지 260℃의 PMT(Peak Metal Temperature)으로 건조하는 것이 도막 물성 측면에서 바람직하다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 구체적으로 예를들어, 열풍가열 방식인 경우에는 수지 조성물을 200℃ 내지 340℃ 분위기 온도에서 10~50초 동안 열풍처리하여 건조할 수 있다. 유도가열 방식인 경우에는 주파수 범위 5~50MHz, 전력 3~15KW로 5~20초 동안 수지 조성물을 건조시킬 수 있다.
한편, 소지강판에 수지 조성물 용액을 적용하기 전에, 소지강판의 제1면 및/또는 제2면에 하도도막을 추가로 형성할 수 있다. 하도도막은 소지강판과 수지 도막의 밀착성을 증대시키는 작용뿐만 아니라, 강판에 가공성, 내식성, 밀착성 등을 부여하는 것으로, 수지도막 형성 여부에 상관없이, 소지강판의 제1면 및/또는 제2면 위에 필요에 따라 추가로 형성될 수 있다.
상기 본 발명의 일 구현에 있어서, 소지강판의 제1면 및/또는 제2면에 추가로 형성될 수 있는 하도도막은 특히 한정되는 것은 아니며, 소지강판과 수지도막의 밀착력을 증대시키고, 강판에 도장성, 내식성 등 기타 강판에서 요구되는 물성을 강판에 부여하는 것으로 이 기술분야에 소지강판과 수지도막(상도도막) 사이에 적용될 수 있는 것으로 알려져 있는 어떠한 도막일 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 상기 하도도막은 크롬프리 도막일 수 있다.
본 발명의 다른 구현에서, 수지도막이 소지강판의 일면에만 형성되는 경우에, 수지도막이 형성되지 않은 소지강판 면에는 강판의 가공성, 내식성, 밀착성 등을 고려하여 하도도막이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 구현에 의하면, 소지강판의 양면에 하도도막이 형성되고 하도도막의 제 1면 및/또는 제2면에 수지도막이 형성된 강판이 또한 제공된다. 한편, 수지도막(상도도막)이 형성된 강판에서, 하도도막은 소지강판과 수지도막(상도도막) 사이에 위치한다.
도 2 내지 도 5에 본 발명의 일 구현예로서, 본 발명의 일 구현에 의한 수지조성물로 형성된 수지도막(상도도막)을 갖는 강판의 측단면도를 도시하였다. 도 2에 소지강판의 제 1면에 수지도막이 형성된 강판의 측단면도를 나타내었다. 도 3에 소지강판의 제 1면에 하도도막 및 수지도막이 형성된 강판의 측단면도를 나타내었다. 도 4에 소지강판의 제 1면에 하도도막 및 수지도막이 그리고 제 2면에 하도도막이 형성된 강판의 측단면도를 나타내었다. 도 5의 제 1면 및 제 2면에 하도도막 및 수지도막이 형성된 강판의 측단면도를 나타내었다. 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 구현예이며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예로 본 발명에 대하여 한정하는 것은 아니다.
실시예
수지조성물 용액을 다음과 같이 제조하였다. 셀로솔브 용매에 하기 표 1에 기재된 중량부의 선형 폴리에스테르 수지(Mw 16,000, Tg 65℃), 분지형 폴리에스테르 수지(Mw 20,000, Tg 10℃), 상기 화학식 3의 이미노 멜라민 경화제, 상기 화학식 1의 헥사(메톡시메틸) 멜라민 경화제, 히드록시기로 표면개질된 실리카(평균입자크기 3㎛ 내지 4㎛), 카르복시기로 표면개질된 아크릴 공중합체(평균입자크기 3㎛ 내지 4㎛), 및 카본블랙 안료 (평균입자크기 30nm 내지 45nm) 그리고 기타 첨가제로서 폴리에틸렌 왁스 1중량부, 경화촉매인 파라톨루엔 술폰산 2 중량부, BYK chemie사의 BYK-170TM 안료응집 방지제 0.5중량부를 첨가하고 혼합하여 발명예 1 내지 27 및 비교예 1 내지 8의 수지 조성물 용액을 제조하였다. 상기 수지 조성물 용액에서 고형분 함량은 28중량%이다. 상기 수지 조성물 용액의 점도는 딘컵(DIN, 53211)에서 배출되는데 대략 60초가 소요되는 점도이다.
한편, 전기아연 도금강판(편면 도금량 20g/m2)의 일면에 크롬프리 하도도막 용액을 1㎛의 건조도막 두께가 되도록 롤-코팅하고 165℃의 PMT로 소부건조한 후 냉각하여 하도도막을 형성하고, 상기 하도도막에 상기 제조된 발명예 1 내지 27 및 비교예 1 내지 8의 수지조성물 용액을 각각 10㎛의 건조도막 두께가 되도록 롤-코팅하고 230℃의 PMT로 소부건조한 후 냉각하여, 도 3에 나타낸 바와 같은 발명예 1 내지 27 및 비교예 1 내지 8의 수지강판을 제조하였다.
상기 크롬프리 하도도막 용액으로는 수평균분자량이 17,000인 우레탄 수지와 부톡시메틸 멜라민이 10:3 중량비로 혼합된 혼합물 35중량부, 소디움 폴리실리케이트 10중량부, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란 3중량부, 티타늄카보네이트 3중량부, 인산에스테르 2중량부 및 잔부 순수를 고형분 함량이 약 15중량%가 되도록 배합하여 제조하였다.
그 후, 발명예 1 내지 27 및 비교예 1 내지 8의 수지강판에 대한 품질평가를 실시하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(물성평가 방법)
(1) 롤 코팅 작업성 및 도막 표면품질
수지 조성물 용액의 기포발생 유,무 및 수지 조성물 용액으로 형성된 도막의 표면품질을 종합하여 평가하여 하기 표 1의 표면품질 항목에 나타내었다.
○: 표면 결함(균열, 박리, 크랙 등) 및 기포발생이 없음
△: 기포발생은 없으나 표면 결함이 있음.
X : 기포발생 및 표면결함이 있음.
(2) 내식성
내식성은 강판 시편에 염수분무장치(일본공업표준 시험법 JIS E2731)를 이용하여 35℃, 5중량% 염수를 1 Kg/㎡의 분사압력으로 강판에 분사한 후, 녹 발생 면적%로 평가하였다. 수지도막에 염수 분무 후, 120시간 경과후의 녹 발생 면적%로 평가하였다.
○: 녹 발생면적: 없음(0면적%), △: 녹 발생면적 녹 발생(0면적% 초과)~10면적%, X: 녹 발생면적 10면적% 초과
(3) 벤딩부 크랙 가공성
수지코팅 강판을 20%로 인장가공하고 강판표면을 180°구부린 다음, 바이스에 넣어서 평면이 될 때까지 조인다. 0T-벤딩(bending)으로 구부린 도막에 스카치 테이프를 부착시킨 후 도막을 박리시켰을 때 테이프에 박리된 면의 크랙 유무로 벤딩부 가공성을 평가하였다. 벤딩부 크랙 가공성이 우수한 수지 코팅 강판은 또한, 우수한 프레스 가공성을 나타낸다.
[평가기준]
○ : 박리 및 크랙없음, △ : 미세 점 박리, X: 도막박리
(4) 열방사율 평가
열방사율은 한국건자재 시험연구원에서 반사 적외선 분광법(기기명 MIDAC 2200)으로 평가하였다. 측정한 적외선 파장은 2.5mm에서 25mm 범위에서 측정하였다.
(5) 마찰계수
마찰계수는 드로우 비드를 이용하여 측정하였다. 강판 표면에 도유하지 않은 상태에서 하중 650Kg과 이동속도 20cm/min 및 이동거리 10cm의 조건에서 측정하였다.
[표 1]
Figure 112012058289863-pat00005

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 발명예 1 내지 27의 수지코팅 강판은 우수한 내식성, 가공성, 작업성, 열방사율 및 마찰특성을 나타낸다. 또한, 발명예 1 내지 27의 수지 조성물 용액은 강판에 대한 적용시 우수한 픽업성을 나타내는 것으로 작업성 또한 좋다.

Claims (18)

  1. 소지강판; 및
    상기 소지강판의 제 1면과 제 2면 중 최소 일면에 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부, 멜라민 경화제 5 내지 60중량부, 소광제 2 내지 15중량부 및 안료 5 내지 15중량부를 포함하는 수지조성물로 형성된 수지도막을 포함하고,
    상기 멜라민 경화제는 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민이 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 멜라민 경화제인 수지코팅 강판.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 각각 중량평균 분자량이 5,000 내지 40,000인 수지코팅 강판.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 폴리에스테르 수지는 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 수지코팅 강판.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 0℃ 내지 100℃범위인 수지코팅 강판.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 소광제는 무기계 소광제와 유기계 소광제가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 소광제인 수지코팅 강판.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 무기계 소광제는 히드록시 작용기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 티타니아로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지코팅 강판.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 유기계 소광제는 카르복시 작용기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지코팅 강판.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 소지강판은 아연도금 강판인 수지코팅 강판.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 수지도막은 건조도막 두께가 3㎛ 내지 40㎛인 수지코팅 강판.
  11. 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지의 혼합 폴리에스테르 수지 100중량부, 멜라민 경화제 5 내지 60중량부, 소광제 2 내지 15중량부, 및 안료 5 내지 15중량부를 포함하고,
    상기 멜라민 경화제는 이미노 멜라민과 알콕시메틸 멜라민이 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 멜라민 경화제인 수지조성물.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 중량평균 분자량이 각각 5,000 내지 40,000인 수지조성물.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 혼합 폴리에스테르 수지는 선형 폴리에스테르 수지와 분지형 폴리에스테르 수지가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 수지조성물.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 선형 폴리에스테르 수지 및 분지형 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 0℃ 내지 100℃범위인 수지조성물.
  15. 삭제
  16. 제 11항에 있어서, 상기 소광제는 무기계 소광제와 유기계 소광제가 1:1 내지 1:4 중량비로 혼합된 혼합 소광제인 수지조성물.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 무기계 소광제는 히드록시 작용기로 표면개질된 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 티타니아로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지조성물.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 유기계 소광제는 카르복시 작용기로 표면개질된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종인 수지조성물.
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