KR101500195B1 - The steel sheet having excellent contamination resistance and self-cleaning effect and the method for preparing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강판 표면에 소수성 화합물을 포함하며, 복수의 돌기로 이루어진 코팅층이 형성되어 내오염성이 우수한 강판과, 잉크젯 프린팅 방식을 이용한 상기 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a steel sheet comprising a hydrophobic compound on the surface of a steel sheet and formed with a coating layer composed of a plurality of protrusions and having excellent stain resistance, and a method of manufacturing the steel sheet using an inkjet printing method.
최근에는 삶의 질이 높아짐에 따라, 소비자들은 가전 제품이나 전자 제품 등을 구매할 때, 제품의 기능뿐만 아니라, 제품의 외관 품질이나 디자인 또한 제품을 선택하는 데에 중요한 요인으로 작용하고 있다.
In recent years, as the quality of life increases, consumers purchase not only the function of the product but also the appearance quality and the design of the product as an important factor in selecting the product when purchasing the household appliance or the electronic product.
이에 따라, 상기 제품들을 이루는 강판에도 내식성, 내후성 및 내용제성과 같이 기본적으로 요구되는 피막물성 외에, 성형 후 가공부 표면에서 얼룩이 생기지 않도록 하는 내오염성이나, 오염물이 부착되어도 용이하게 제거할 수 있는 자기 세정성의 특성이 요구되고 있다.
Accordingly, steel sheets constituting the above-mentioned products are not only required to have a coating property which is basically required such as corrosion resistance, weather resistance and solvent resistance, but also has a stain resistant property which prevents stains on the surface of a processed portion after molding, A property of cleaning property is required.
따라서, 최근에는 강판을 제조하는 공정에서, 미려한 표면 품질을 유지될 수 있도록, 매우 깨끗한 환경 조건에서 공정이 수행되도록 요구되었지만, 이와는 반대로 아무리 설비 내에서 깨끗한 강판을 제조한다고 하더라도 사용하는 수요가에서 이물이 묻으면 최종 제품의 외관에 상당한 결점을 남게 되는 문제점이 있다.
Therefore, in recent years, in the process of manufacturing a steel sheet, it has been required to carry out the process under very clean environmental conditions so as to maintain an excellent surface quality. However, even if a clean steel sheet is manufactured in the facility, There is a problem that the appearance of the final product is left with a considerable defect.
더욱이, 종래부터 강판에 대해 기본적으로 요구되는 물성으로 내후성을 확보하기 위하여, 국내 공개특허공보 제2006-0027104호에서와 같이 강판 표면에 불소 수지로 된 평면의 코팅층을 형성하는 기술이 제안된 바 있으며, 그 외에도 자기 세정성을 확보하기 위하여 강판 표면에 TiO2 입자를 이용한 친수성기를 도입하는 기술이 제안된 바 있지만, 이러한 강판의 표면 처리는 오염물과의 접착 면적과, 접착력을 더욱 크게 하여 강판 표면의 내오염성을 저하시키는 문제점이 발생하였다.
Furthermore, in order to secure weather resistance with basically required physical properties for a steel sheet, a technique of forming a flat coating layer made of a fluororesin on the surface of a steel sheet as disclosed in Korean Patent Publication No. 2006-0027104 has been proposed A technique of introducing a hydrophilic group using TiO 2 particles onto the surface of the steel sheet to secure self-cleaning property has been proposed. However, the surface treatment of such a steel sheet is required to increase the adhesion area with the contaminants and the adhesive force, Thereby causing a problem that the stain resistance is lowered.
종래의 경우, 강판의 내오염성을 개선하기 위해서 특별히 제안된 기술이 알려져 있지 않으며, 단지 강판을 사용하는 고객사에서 오염이 덜 되도록 탈지 조건을 강화한다든지 가공유의 도포를 적게 하여 임시 방편적인 방법으로 해결해 온 실정이었다.
In the conventional case, a technique proposed specifically for improving the stain resistance of a steel sheet is not known, and a steel sheet employing a steel sheet is required to strengthen the degreasing condition so that the steel sheet is less contaminated, It was a reality.
따라서, 이러한 강판의 오염성 문제를 해결하기 위해서는, 강판을 사용하는 수요가의 핸들링도 중요하지만, 근본적인 원인의 해결이 시급하게 되었고, 이러한 현상을 해결하기 위해서는 강판 자체에 오염물이 잘 부착되지 않도록 하고, 설사 오염이 부착되더라도 쉽게 지워지도록 설계되는 것이 필요하다.
Therefore, in order to solve the problem of contamination of the steel sheet, handling of the demand by using the steel sheet is also important, but the root cause has been solved. In order to solve such a problem, Even if the contamination is attached, it is necessary to be designed to be easily erased.
본 발명은 강판 표면에 오염물이 잘 부착되지 않으며, 설사 오염물이 부착되더라도 쉽게 제거될 수 있는 내오염성이 우수한 강판과 그 강판의 제조방법을 제공하고자 한다.
The present invention is to provide a steel sheet which does not adhere well to contaminants on the surface of a steel sheet and which is easily removed even if contaminants are attached thereto, and a method of manufacturing the steel sheet.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 강판; 및According to an embodiment of the present invention, And
상기 강판의 적어도 일면에 배치되고, 주제수지 및 소수성 화합물을 포함하는 내오염성 코팅층을 포함하며, An anticorrosive coating layer disposed on at least one side of the steel sheet and including a main resin and a hydrophobic compound,
상기 내오염성 코팅층은 복수의 돌기 형상을 갖는 내오염성이 우수한 강판을 제공한다.The antifouling coating layer provides a steel sheet having a plurality of projections and excellent in stain resistance.
상기 소수성 화합물은 불소 화합물, 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The hydrophobic compound may be a fluorine compound, a silicone oil, or a mixture thereof.
상기 주제수지는 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 알키드계 수지로 이루어진 그룹에서부터 선택된 하나 이상일 수 있다.The main resin may be at least one selected from the group consisting of a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin and an alkyd resin.
상기 주제수지는 아크릴계 올리고머, 아크릴계 모노머 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.The subject resin may further include an acrylic oligomer, an acrylic monomer, or a mixture thereof.
상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기 사이의 간격은 돌기의 평균 직경 이하의 평균 직경 이하일 수 있다. The distance between the protrusions constituting the antifouling coating layer may be less than or equal to the average diameter of the protrusions.
상기 돌기의 밀도는 10000 내지 100000개/㎠일 수 있다.The density of the protrusions may be 10,000 to 100,000 /
상기 소수성 화합물은 내오염성 코팅층 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.
The hydrophobic compound may be contained in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the contamination-resistant coating layer.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 주제수지 및 소수성 화합물을 포함하는 내오염성 수지 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계;According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resist pattern, comprising the steps of: injecting a stain resistant resin composition comprising a main resin and a hydrophobic compound into a nozzle connected to each head of an inkjet printing apparatus including at least one head;
상기 노즐에 주입된 내오염성 수지 조성물을 헤드를 통해 강판 표면에 분사하는 단계; 및Spraying the anti-staining resin composition injected into the nozzle onto the surface of the steel sheet through the head; And
분사된 내오염성 수지 조성물이 액적으로 강판 표면에 착지하여 복수의 돌기로 이루어진 내오염성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 내오염성이 우수한 강판의 제조방법을 제공한다.And a step of forming an antifouling coating layer composed of a plurality of protrusions by landing the injected antifouling resin composition on the surface of the steel sheet as droplets.
상기 헤드는 강판의 폭 방향에 따라 배치될 수 있다.The head may be disposed along the width direction of the steel plate.
하나의 액적은 내오염성 수지 조성물 1 내지 10pico liter의 양으로 형성될 수 있다.One droplet may be formed in an amount of 1 to 10 pico liters of the stain resistant resin composition.
상기 내오염성 수지 조성물이 헤드를 통해 분사되는 속도는 10 내지 30khz일 수 있다.The rate at which the stain resistant resin composition is injected through the head may be 10 to 30 kHz.
상기 액적이 착지하는 강판의 온도는 0℃ 초과 20℃ 이하일 수 있다.The temperature of the steel sheet on which the droplet landed may be more than 0 ° C and not more than 20 ° C.
상기 내오염성 수지 조성물의 표면장력은 30 내지 70dyne/cm일 수 있다.The surface tension of the anticorrosive resin composition may be 30 to 70 dyne / cm.
상기 소수성 화합물은 불소 화합물, 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The hydrophobic compound may be a fluorine compound, a silicone oil, or a mixture thereof.
상기 주제수지는 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 알키드계 수지로 이루어진 그룹에서부터 선택된 하나 이상일 수 있다.The main resin may be at least one selected from the group consisting of a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin and an alkyd resin.
상기 주제수지는 아크릴계 올리고머, 아크릴계 모노머 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.The subject resin may further include an acrylic oligomer, an acrylic monomer, or a mixture thereof.
상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기 사이의 간격은 돌기의 평균 직경 이하일 수 있다.The gap between the protrusions constituting the antifouling coating layer may be smaller than the average diameter of the protrusions.
상기 돌기의 밀도는 10000 내지 100000개/㎠일 수 있다.The density of the protrusions may be 10,000 to 100,000 /
상기 소수성 화합물은 내오염성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.The hydrophobic compound may be contained in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the stain resistant resin composition.
상기 내오염성 코팅층을 형성하는 단계에 후속적으로 코팅층이 형성된 강판을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The step of forming the antifouling coating layer may further include the step of curing the steel sheet on which the coating layer is formed subsequently.
본 발명은 강판의 표면에 불소 화합물이나 오일과 같은 소수성 화합물을 다량 포함하면서 복수의 돌기로 이루어진 코팅층을 형성함으로써, 강판 표면에 오염 물질이 접촉할 수 있는 면적을 감소시키고, 젖음성을 최소화하여 설사 오염물이 강판 표면에 부착되더라도 쉽게 제거될 수 있도록 하여, 강판의 표면 품질을 향상시킬 수 있다.
The present invention reduces the area in which contaminants can come into contact with the steel sheet surface and minimizes wettability by forming a coating layer composed of a plurality of protrusions while containing a large amount of a hydrophobic compound such as a fluorine compound or oil on the surface of the steel sheet, Even if it is attached to the surface of the steel sheet, it can be easily removed and the surface quality of the steel sheet can be improved.
도 1은 종래 강판 표면에 형성된 내오염성 코팅층의 개념도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 강판에 형성되는 내오염성 코팅층의 개념도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 강판의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram of a contamination-resistant coating layer formed on a surface of a conventional steel sheet.
2 is a conceptual diagram of a contamination-resistant coating layer formed on the steel sheet of the present invention.
3 is a schematic view illustrating a process of manufacturing a steel sheet using the inkjet printing apparatus according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
최근에는 산업용이나 생활용 모든 분야에서 사용되는 강판에 우수한 외관 품질이 요구되고 있으므로, 본 발명에서는 강판 표면에 오염물이 잘 부착되지 않으며, 설사 오염물이 부착되더라도 쉽게 제거될 수 있는 내오염성이 우수한 강판과 그 제조방법을 제공하고자 한다.
In recent years, steel sheets used in industrial and life-use fields are required to have excellent appearance quality. Therefore, the present invention provides a steel sheet having excellent stain resistance that can not easily adhere to contaminants on the surface of a steel sheet, And to provide a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 내오염성이 우수한 강판에 관한 것으로, 구체적으로는 강판 및 상기 강판의 적어도 일면에 배치되고, 주제수지 및 소수성 화합물을 포함하는 내오염성 코팅층을 포함하며, 상기 내오염성 코팅층은 복수의 돌기 형상을 갖는 내오염성이 우수한 강판에 관한 것이다.
According to one embodiment of the present invention, there is provided a steel sheet excellent in stain resistance, and more particularly, to a steel sheet and a stain resistant coating layer disposed on at least one surface of the steel sheet and including a main resin and a hydrophobic compound, The coating layer relates to a steel sheet having a plurality of projections and excellent in stain resistance.
본 발명의 강판에 형성되는 내오염성 코팅층은 복수의 돌기로 이루어져 오염물이 접촉될 수 있는 면적을 최소화하고, 또한 내오염성 수지 조성물에 포함된 소수성 화합물이 돌기의 표면에 피막을 형성하여 젖음성을 최소화함에 따라, 내오염성을 현저히 향상시킬 수 있다.
The anti-fouling coating layer formed on the steel sheet of the present invention is composed of a plurality of projections to minimize the contact area with contaminants, and the hydrophobic compound contained in the anti-fouling resin composition forms a film on the surface of the projections to minimize wettability Accordingly, the stain resistance can be remarkably improved.
상기 효과에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 1은 종래 강판 표면에 형성된 내오염성 코팅층의 개념도를 나타낸 것으로, 기존에는 강판(1) 표면에 형성되는 내오염성 코팅층(10)이 평평하게 형성되므로, 오염물(2)이 부착될 수 있는 면적이 매우 넓어, 내오염성 정도에 한계가 존재하였다. The above effect will be described in more detail with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a conceptual view of an antifouling coating layer formed on the surface of a conventional steel sheet. In the prior art, the
반면, 도 2는 본 발명의 강판에 형성되는 내오염성 코팅층의 개념도를 나타낸 것으로, 상기 코팅층(10)은 복수의 미세한 돌기(3)로 이루어져, 오염물(2)이 접촉할 수 있는 면적이 돌기(3)의 윗부분으로 줄어들고, 따라서, 오염물의 부착 가능성이 매우 떨어지게 된다. 또한, 상기 코팅층은 소수성 화합물을 다량으로 포함하며, 이러한 화합물이 돌기 표면에 피막(4)을 형성하므로, 강판(1) 표면의 젖음성이 감소되고, 자기 세정성은 향상됨에 따라, 설사 오염물이 부착되더라도 물 또는 다른 세정액에 의해 쉽게 제거될 수 있다.
2 is a conceptual diagram of a contamination-resistant coating layer formed on a steel sheet according to the present invention. The
본 발명에서 상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기 형상은 돌기 사이의 간격과, 돌기의 밀도가 내오염성의 향상 정도에 중요한 역할을 한다. 먼저, 이웃하는 돌기 사이의 간격은 돌기가 겹쳐지지 않는 범위 내에서 짧을수록 바람직하지만, 돌기들 간의 거리가 복수의 돌기들의 평균 직경의 길이를 초과하면, 간격이 너무 길어 오염물의 접촉 면적을 최소화하는 효과가 미미할 수 있고, 만약 돌기가 겹쳐지게 되면, 종래의 평평한 형태의 코팅층과 유사한 형태를 형성하여, 오염물과의 접촉 면적이 향상되고, 자기 세정성의 효과 또한 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 이웃하는 돌기들 사이의 거리는 돌기의 평균 직경 이하의 길이가 바람직하다.
In the present invention, the shape of the protrusions constituting the antifouling coating layer plays an important role in the degree of improvement of the stain resistance by the distance between the protrusions and the density of the protrusions. First, the interval between neighboring protrusions is preferably as short as possible within the range where the protrusions do not overlap. However, if the distance between the protrusions exceeds the length of the average diameter of the plurality of protrusions, the interval is too long to minimize the contact area of the contaminants The effect may be insignificant. If the projections are overlapped, a shape similar to that of a conventional flat-type coating layer is formed, so that the contact area with the contaminant is improved, and the effect of the self-cleaning property may also be deteriorated. Therefore, in the present invention, the distance between the adjacent projections is preferably equal to or shorter than the average diameter of the projections.
또한, 코팅층을 이루는 돌기의 밀도는 10000개/㎠ 미만인 경우, 각 돌기 사이의 간격이 넓어져 오염물의 접촉 면적이 넓어져 내오염성 향상의 미미할 수 있고, 100000개/㎠를 초과하는 경우, 돌기들이 겹쳐져서 돌기 형상을 유지하기 어려워 역시 오염물의 접촉 면적이 넓어질 수 있으므로, 본 발명에서 상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기는 밀도가 10000 내지 100000개/㎠ 가 바람직하다.
If the density of the protrusions forming the coating layer is less than 10,000 pieces /
또한, 상기 내오염성 코팅층은 주제수지와 소수성 화합물을 포함하고, 상기 소수성 화합물은 코팅층 총 중량에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소수성 화합물의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우, 첨가량이 너무 적어 돌기 표면에 피막을 형성하기가 어려울 수 있고, 3 중량부를 초과하는 경우, 상기 화합물이 불순물로 작용하여 오히려 내오염성 수지 조성물의 물성을 저하시킬 수 있다.
The anti-fouling coating layer may include a main resin and a hydrophobic compound, and the hydrophobic compound may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the coating layer. If the content of the hydrophobic compound is less than 0.1 part by weight, the amount of the hydrophobic compound may be too small to form a coating on the surface of the projection, and if it exceeds 3 parts by weight, the compound acts as an impurity, .
본 발명에서 사용할 수 있는 주제수지로는 당 분야에서 통상적으로 사용하는 수지로, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 알키드계 수지로 이루어진 그룹에서부터 선택된 하나 이상의 수지를 사용할 수 있고, 필요에 따라서는 점도를 더욱 낮추기 위하여, 아크릴계 올리고머, 아크릴계 모노머 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
Examples of the resin to be used in the present invention include resins commonly used in the art such as polyester resins, epoxy resins, acrylic resins, urethane resins and alkyd resins. And may further contain an acrylic oligomer, an acrylic monomer, or a mixture thereof, if necessary, to further lower the viscosity.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 소수성 화합물은 주제수지와의 상용성이 높은 것으로, 불소 화합물, 오일 또는 이들의 혼합물이 발수성이 높아 자기 세정성 향상에 바람직하며, 특히 불소 화합물로는 특별히 한정하지는 않지만, 예를 들어, 3M사의 FC-4430, FC-4432, DuPont사의 Zonyl FS-610, Zonyl FSO-100, Zonyl FSP 또는 Zonyl FTS 등을 사용할 수 있고, 오일은 실리콘계 오일이 상기 효과를 획득하는 데에 가장 바람직하다.
The hydrophobic compound usable in the present invention has high compatibility with the main resin, and the fluorine compound, the oil or the mixture thereof is highly water repellent and is preferable for improving the self-cleaning property. The fluorine compound is not particularly limited, Zonyl FSO-100, Zonyl FSP, Zonyl FTS or Zonyl FTS from DuPont can be used. The oil can be obtained by adding a silicone oil to obtain the above effect Most preferred.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 내오염성이 우수한 강판의 제조방법에 관한 것으로, 주제수지 및 소수성 화합물을 포함하는 내오염성 수지 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계, 상기 노즐에 주입된 내오염성 수지 조성물을 헤드를 통해 강판 표면에 분사하는 단계 및 분사된 내오염성 수지 조성물이 액적으로 강판 표면에 착지하여 복수의 돌기로 이루어진 내오염성 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of producing a steel sheet excellent in stain resistance, comprising the steps of: applying a stain resistant resin composition containing a main resin and a hydrophobic compound to a nozzle connected to each head of an ink- A step of injecting the anti-staining resin composition injected into the nozzle onto the surface of the steel sheet through the head, and a step of forming an anti-staining coating layer composed of a plurality of projections by landing the sprayed anti-staining resin composition on the surface of the steel sheet as droplets .
본 발명에서 내오염성 코팅층을 형성하기 위하여 사용되는 내오염성 수지 조성물은 주제 수지와 소수성 화합물을 포함하는 것으로, 상기 소수성 화합물은 내오염성 수지 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소수성 화합물의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우, 첨가량이 너무 적어 돌기 표면에 피막을 형성하기가 어려울 수 있고, 3 중량부를 초과하는 경우, 상기 화합물이 불순물로 작용하여 오히려 내오염성 수지 조성물의 물성을 저하시킬 수 있다.
In the present invention, the stain resistant resin composition used for forming the stain resistant coating layer includes a main resin and a hydrophobic compound, and the hydrophobic compound is preferably included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the stain resistant resin composition . If the content of the hydrophobic compound is less than 0.1 part by weight, the amount of the hydrophobic compound may be too small to form a coating on the surface of the projection, and if it exceeds 3 parts by weight, the compound acts as an impurity, .
본 발명에서 사용할 수 있는 주제수지로는 당 분야에서 통상적으로 사용하는 수지로, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 알키드계 수지로 이루어진 그룹에서부터 선택된 하나 이상의 수지를 사용할 수 있고, 필요에 따라서는 점도를 더욱 낮추기 위하여, 아크릴계 올리고머, 아크릴계 모노머 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
Examples of the resin to be used in the present invention include resins commonly used in the art such as polyester resins, epoxy resins, acrylic resins, urethane resins and alkyd resins. And may further contain an acrylic oligomer, an acrylic monomer, or a mixture thereof, if necessary, to further lower the viscosity.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 소수성 화합물은 주제수지와의 상용성이 높으나, 강판 표면에 형성되는 각각의 돌기의 표면에 피막을 형성할 수 있는 것으로, 발수성이 높은 불소 화합물, 오일 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 또한, 상기 불소 화합물로는 특별히 한정하지는 않지만, 예를 들어, 3M사의 FC-4430, FC-4432, DuPont사의 Zonyl FS-610, Zonyl FSO-100, Zonyl FSP 또는 Zonyl FTS 등을 사용할 수 있고, 오일은 실리콘계 오일을 사용하는 것이 자기 세정성을 향상시키는 데에 가장 바람직하다.
The hydrophobic compound usable in the present invention is highly compatible with the main resin but can form a coating film on the surface of each of the projections formed on the surface of the steel sheet. The fluorine compound, oil or mixture thereof . Zonyl FS-610, Zonyl FSO-100, Zonyl FSP, Zonyl FTS, or the like can be used as the fluorine compound. Examples of the fluorine compound include, but are not limited to, FC-4430 and FC- It is most preferable to use silicone oil to improve self-cleaning property.
본 발명에서는 내오염성 수지 조성물이 준비되면, 잉크젯 프린팅 방식을 이용하여 상기 조성물을 강판 표면에 분사함으로써, 복수의 돌기 형상을 갖는 내오염성 코팅층을 형성할 수 있다.
In the present invention, when the antifouling resin composition is prepared, the antifouling coating layer having a plurality of projections can be formed by jetting the composition onto the surface of the steel sheet using an inkjet printing method.
본 발명에서 내오염성 코팅층을 형성하기 위해 적용할 수 있는 잉크젯 프린팅 방식으로는 헤드가 좌우로 왕복 운동을 하면서 조성물을 분사하는 멀티 패스(multi-pass) 방식 또는 강판의 폭 방향을 따라 하나 이상의 헤드가 배치되어, 헤드가 움직이지 않고 고정되며, 강판만 이동시켜, 헤드의 폭만큼 한번에 조성물을 분사하는 싱글 패스(single-pass) 방식 어느 것에 의하여도 무방하지만, 싱글 패스 방식에 의하는 것이 일반적인 잉크젯 프린팅 방식의 단점인 대면적화를 극복할 수 있고, 인쇄 속도가 향상되어 대량 생산에 적합하므로 바람직하다. In the ink-jet printing method that can be applied to form the contamination-resistant coating layer in the present invention, a multi-pass method in which a head is reciprocated right and left and ejects a composition, or a multi- Pass system in which the head is moved and fixed and only the steel plate is moved and the composition is sprayed at a time corresponding to the width of the head. However, the single pass system is not limited to the general ink-jet printing system Which is a disadvantage of the printing method, can be overcome, and the printing speed is improved, which is suitable for mass production.
따라서, 본 발명에서는 강판의 폭 방향에 따라 배치된 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용하여 싱글 패스 방식에 의해 수행될 수 있다. 이때, 각각의 헤드에는 하나 이상의 노즐이 연결될 수 있으며, 코팅층을 형성하기 위하여는 우선 얻어진 내오염성 수지 조성물을 각 헤드에 연결된 하나 이상의 노즐에 주입할 수 있다.
Therefore, in the present invention, it can be performed by a single pass method using an inkjet printing apparatus including one or more heads arranged along the width direction of the steel sheet. At this time, one or more nozzles may be connected to each head, and in order to form a coating layer, the obtained stain resistant resin composition may be first injected into one or more nozzles connected to each head.
이후, 노즐에 주입된 내오염성 수지 조성물은 강판 표면에 분사되고, 분사된 조성물은 액적으로 강판 표면에 착지하여, 돌기 형상을 이룰 수 있다. 이때, 본 발명은 분사되는 내오염성 수지 조성물의 표면 장력과 분사량 및 분사되는 속도를 제어하여 강판 표면으로 착지되는 액적이 돌기 형상을 유지될 수 있도록 한다.
Thereafter, the contaminant-resistant resin composition injected into the nozzle is sprayed onto the surface of the steel sheet, and the sprayed composition is landed on the surface of the steel sheet as a droplet to form a protrusion shape. At this time, the present invention controls the surface tension, the injection amount, and the spraying speed of the spray-resistant resin composition so that the droplet landed on the surface of the steel sheet can maintain the projection shape.
일반적으로 강판 표면에 적용되는 페인트는 표면장력이 25 내지 30dyne/cm의 범위를 유지하는데, 본 발명에서는 코팅층을 형성하는 내오염성 수지 조성물의 표면장력을 30 내지 70dyne/cm의 높은 값으로 유지하면서 상기 조성물이 분사되어 액적의 형태로 강판 표면에 도달하여도, 돌기 형상을 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물의 표면장력이 30dyne/cm 미만인 경우, 액적이 표면에 도달하자마자 퍼져, 돌기 형상을 유지하기 어려울 수 있고, 70dyne/cm을 초과하는 경우, 돌기 형상은 잘 유지될 수 있지만, 조성물의 젖음성이 너무 저하되어, 조성물과 강판 사이 접착률이 떨어져 코팅층이 형성되지 못할 수 있다.
In general, the paint applied to the surface of the steel sheet maintains the surface tension in the range of 25 to 30 dyne / cm. In the present invention, the surface tension of the anticorrosive resin composition forming the coating layer is maintained at a high value of 30 to 70 dyne / The projection shape can be maintained even when the composition is sprayed and reaches the surface of the steel sheet in the form of droplets. Specifically, when the surface tension of the composition is less than 30 dyne / cm, the droplet spreads as soon as it reaches the surface, and it may be difficult to maintain the protrusion shape, and when it exceeds 70 dyne / cm, The wettability of the composition is too low, and the adhesion rate between the composition and the steel sheet is lowered, so that the coating layer may not be formed.
분사량의 제어와 관련하여서는, 본 발명에서는 내오염성 조성물을 헤드를 통해 분사 시 액적의 형태로 분사되는데, 이때 하나의 액적이 내오염성 수지 조성물 1 내지 10 pico liter의 양으로 형성되도록 하는 것이 내오염성 향상 효과에 바람직하다. 액적을 이루는 조성물의 양이 1 pico liter 미만인 경우, 양이 너무 적어 액적의 형태를 유지하기가 어려울 수 있고, 10 pico liter를 초과하는 경우, 양이 너무 많아 액적의 사이즈가 너무 커져, 돌기 간에 겹치거나, 오염물이 부착할 수 있는 면적이 확대되어, 내오염성 향상의 효과가 미미할 수 있다.
Regarding the control of the injection amount, in the present invention, the stain resistant composition is sprayed in the form of droplets upon jetting through the head, wherein one droplet is formed in an amount of 1 to 10 pico liters of the stain resistant resin composition, It is preferable for the effect. If the amount of the composition forming the droplet is less than 1 pico liter, the amount of the droplet may be too small to maintain the shape of the droplet, and if it exceeds 10 pico liter, the amount of the droplet becomes too large, Or the area to which the contaminants can adhere is enlarged, and the effect of improving the stain resistance may be insignificant.
또한, 분사 속도와 관련하여서는, 통상적으로 잉크젯 프린팅 방식에서 수행되는 10khz 이상의 속도로 수행되는 것이 바람직하나, 30khz 이상의 속도에서는 액적의 형태가 유지되기 어려울 수 있으므로, 본 발명에서 내오염성 수지 조성물이 헤드를 통해 분사되는 속도는 10 내지 30khz가 바람직하다.
Regarding the jetting speed, it is preferable that the jetting speed is generally 10 kHz or higher, which is performed in the ink jet printing system. However, since the droplet shape may not be maintained at a speed of 30 kHz or higher, It is preferable that the jetting speed is 10 to 30 kHz.
또한, 본 발명에서는 액적이 착지하는 강판 표면의 온도가 0℃에 가까울수록 표면장력을 최대화할 수 있어 바람직하고, 온도가 20℃를 초과하는 경우, 액적이 퍼져 돌기 형상이 형성될 수 없을 수 있으므로, 본 발명에서는 조성물이 분사되는 강판 표면의 온도는 0℃ 초과 20℃ 이하를 유지하는 것이 바람직하다.
Further, in the present invention, the closer the temperature of the surface of the steel sheet landed by the droplet land to 0 deg. C, the more the surface tension can be maximized, and if the temperature exceeds 20 deg. C, the droplet spreads, . In the present invention, the temperature of the surface of the steel sheet on which the composition is sprayed is preferably maintained at more than 0 ° C and not more than 20 ° C.
한편, 본 발명에서 헤드로부터 조성물을 분사하는 방법으로는 피에조 방식과 서멀 버블 방식 중 어느 것에 의해도 무방하고 공정 조건에 따라 선택 가능하며, 미세한 크기의 돌기를 정밀하게 형성하기 위해서는 피에조 방식(Piezoelectric type)에 의하는 것이 바람직하고, 보다 단순한 헤드 구조를 통하여 설비를 간단히 하며, 노즐수를 확대할 필요가 있는 경우에는 서멀 버블 방식(Thermal bubble type)에 의하는 것이 바람직하다.
In the present invention, the method of spraying the composition from the head can be selected depending on the process conditions, either of the piezo system and the thermal bubble system. In order to precisely form the protrusion of a minute size, the piezo system ), It is preferable to simplify the facility through a simpler head structure, and in the case where it is necessary to enlarge the number of nozzles, it is preferable to use a thermal bubble type.
도 3은 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 본 발명의 강판의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 것으로, 강판(1)의 폭 방향에 따라 3개의 헤드(20)가 배치되어 있으며, 각 헤드(20)에는 복수 개의 노즐이 연결되어 내오염성 수지 조성물은 노즐을 따라 헤드를 통하여 강판 표면에 액체 방울 형태로 토출되며, 이러한 조성물 방울은 강판 표면에 착지하여 돌기(3) 형상의 코팅층(10)을 형성할 수 있다.
3 is a schematic view showing a manufacturing process of a steel sheet according to the present invention using an inkjet printing apparatus in which three heads 20 are arranged along a width direction of a steel sheet 1, The pollution-resistant resin composition is discharged along the nozzle along the nozzle in the form of droplets on the surface of the steel sheet, and the droplets of the composition are landed on the surface of the steel sheet to form the
본 발명에서 강판 표면에 복수의 돌기를 이루는 내오염성 코팅층이 형성되면, 이렇게 코팅층이 형성된 강판을 경화하는 단계를 더 수행할 수 있다. 구체적인 경화 방법으로는 120 내지 240℃에서 0.1 내지 5분간 가열하는 가열 경화 방법에 의하거나, 상온에서 자외선을 가하는 자외선 경화 방법 어느 것에 의하여도 무방하지만, 자외선 경화 방법에 의하는 것이 코팅층이 형성되는 즉시 신속하게 경화를 수행하는 것이 돌기 형상이 퍼지지 않고 그대로 유지될 수 있어 바람직하다. 다만, 상기 자외선 경화 방법에 의하는 경우, 내오염성 코팅층을 이루는 주제수지에 상기한 바와 같이 아크릴계 올리고머, 아크릴계 모노머 또는 이들의 혼합물을 더 포함하여 낮은 점도를 유지하는 것이 바람직하다.
In the present invention, when the antifouling coating layer forming a plurality of projections is formed on the surface of the steel sheet, the step of curing the steel sheet with the coating layer formed thereon may be further performed. The specific curing method may be either a heat curing method of heating at 120 to 240 캜 for 0.1 to 5 minutes or an ultraviolet curing method of applying ultraviolet light at room temperature. However, the ultraviolet curing method It is preferable that rapid curing is performed since the projection shape can be maintained without spreading. However, in the case of the ultraviolet curing method, it is preferable to further include an acrylic oligomer, an acrylic monomer or a mixture thereof in the main resin constituting the antifouling coating layer to maintain a low viscosity.
본 발명에서 상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기 형상은 돌기 사이의 간격과, 돌기의 밀도가 내오염성의 향상 정도에 중요한 역할을 한다. 먼저, 이웃하는 돌기 사이의 거리는 돌기가 겹쳐지지 않는 범위에서 작을수록 바람직하지만, 거리가 복수의 돌기들의 평균 직경의 길이를 초과하면, 돌기들 간의 간격이 너무 멀어져 오염물의 접촉 면적을 최소화하는 효과가 미미할 수 있고, 만약 돌기가 겹쳐지게 되면, 종래의 평평한 형태의 코팅층과 유사한 형태를 형성하여, 오염물과의 접촉 면적이 향상되고, 자기 세정성의 효과 또한 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 이웃하는 돌기들 사이의 거리는 돌기의 평균 직경 이하의 길이가 바람직하다.
In the present invention, the shape of the protrusions constituting the antifouling coating layer plays an important role in the degree of improvement of the stain resistance by the distance between the protrusions and the density of the protrusions. First, the distance between neighboring protrusions is preferably as small as not to overlap the protrusions. However, if the distance exceeds the length of the average diameter of the plurality of protrusions, the distance between the protrusions becomes too far away to minimize the contact area of the contaminants And if the projections are overlapped, a shape similar to that of a conventional flat-type coating layer is formed, so that the contact area with the contaminant is improved, and the effect of the self-cleaning property may also be deteriorated. Therefore, in the present invention, the distance between the adjacent projections is preferably equal to or shorter than the average diameter of the projections.
또한, 코팅층을 이루는 돌기의 밀도는 10000개/㎠ 미만인 경우, 각 돌기 사이의 간격이 넓어져 오염물의 접촉 면적이 넓어져 내오염성 향상의 미미할 수 있고, 100000개/㎠를 초과하는 경우, 돌기들이 겹쳐져서 돌기 형상을 유지하기 어려워 역시 오염물의 접촉 면적이 넓어질 수 있으므로, 본 발명에서 상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기는 밀도가 10000 내지 100000개/㎠ 가 바람직하다.
If the density of the protrusions forming the coating layer is less than 10,000 pieces /
한편, 본 발명에서 내오염성 코팅층을 적용할 수 있는 강판으로는 특별히 한정하지 않으며, 내오염성의 특성을 부과할 필요가 있는 분야에 사용되는 강판이라면 어느 것에든 적용할 수 있지만, 구체적인 예로는 철판 등의 금속강판, 바람직하게는 냉연강판; 아연도금 강판; 아연니켈 도금강판, 아연철 도금강판, 아연티탄 도금강판, 아연마그네슘 도금강판, 아연망간 도금강판, 아연알루미늄 도금강판, 아연알루미늄마그네슘 도금강판 등의 아연계 도금 강판; 알루미늄계 도금강판; 또한 이들 도금층에 이종금속 또는 불순물로서, 예를 들면, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철, 마그네슘, 주석 및 구리 등으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종을 포함하는 도금 강판; 상기 도금층에 실리카 및 알루미나 등으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 무기물을 분산시킨 도금강판; 실리콘, 구리, 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 및 아연 등으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종이 첨가된 알루미늄 합금판; 또는 인산염이 도포된 아연도금강판; 또는 열연강판이 사용될 수 있다. 필요에 따라 상기 도금 중에 2종류 이상을 순차적으로 처리한 다층 도금 금속판이 또한 사용될 수 있다.
On the other hand, the steel sheet to which the contamination-resistant coating layer can be applied in the present invention is not particularly limited, and any sheet can be used as long as it is used in a field where the stain resistance property is required. Preferably a cold-rolled steel sheet; galvanized steel; Zinc-plated steel sheets such as zinc-nickel-plated steel sheet, zinc-iron-plated steel sheet, zinc-titanium-coated steel sheet, zinc-magnesium-coated steel sheet, zinc manganese-coated steel sheet, zinc-aluminum-coated steel sheet and zinc- Aluminum-based galvanized steel; A plated steel sheet containing at least one selected from the group consisting of cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron, magnesium, tin and copper as a dissimilar metal or an impurity; A coated steel sheet in which at least one kind of inorganic material selected from the group consisting of silica and alumina is dispersed in the plating layer; An aluminum alloy plate to which at least one kind selected from the group consisting of silicon, copper, magnesium, iron, manganese, titanium, and zinc is added; Or zinc phosphate coated with phosphate; Or a hot-rolled steel sheet may be used. If necessary, a multi-layered plated metal sheet which has been treated with two or more kinds of platings sequentially may be used.
또한, 본 발명에서 상기 내오염성 코팅층은 강판의 표면에 바로 형성될 수 도 있지만, 강판 표면에 형성된 다른 기능성 도막 위에 형성되어도 무방하다.
Further, in the present invention, the contamination-resistant coating layer may be directly formed on the surface of the steel sheet, but it may be formed on another functional coating film formed on the surface of the steel sheet.
1: 강판
2: 오염물
3: 돌기
4: 소수성 화합물 피막
10: 내오염성 코팅층
20: 헤드1: steel plate
2: Contaminants
3: projection
4: Hydrophobic compound coating
10: Stain resistant coating layer
20: Head
Claims (22)
상기 강판의 적어도 일면에 배치되고, 주제수지 및 소수성 화합물을 포함하는 내오염성 코팅층을 포함하며,
상기 내오염성 코팅층은 복수의 돌기 형상을 갖고,
상기 돌기의 표면에는 소수성 화합물이 피막을 이루고,
상기 내오염성 코팅층을 이루는 돌기 사이의 간격은 돌기의 평균 직경 이하인 내오염성이 우수한 강판.
Steel plate; And
An anticorrosive coating layer disposed on at least one side of the steel sheet and including a main resin and a hydrophobic compound,
The anti-fouling coating layer has a plurality of projections,
The surface of the protrusion is coated with a hydrophobic compound,
The gap between the protrusions constituting the antifouling coating layer is less than the average diameter of the protrusions and is excellent in stain resistance.
The steel sheet according to claim 1, wherein the hydrophobic compound is a fluorine compound, a silicone oil, or a mixture thereof.
The steel sheet according to claim 1, wherein the main resin is at least one selected from the group consisting of a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, and an alkyd resin.
5. The steel sheet according to claim 4, wherein the main resin further comprises an acrylic oligomer, an acrylic monomer or a mixture thereof.
The steel sheet according to claim 1, wherein the protrusions have a density of 10,000 to 100,000 / cm 2.
The steel sheet according to claim 1, wherein the hydrophobic compound is contained in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the contamination-resistant coating layer.
상기 노즐에 주입된 내오염성 수지 조성물을 헤드를 통해 강판 표면에 분사하는 단계; 및
분사된 내오염성 수지 조성물이 액적으로 강판 표면에 착지하여 복수의 돌기로 이루어진 내오염성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 내오염성이 우수한 강판의 제조방법.
Injecting a stain resistant resin composition comprising a main resin and a hydrophobic compound into a nozzle connected to each head of an inkjet printing apparatus comprising at least one head;
Spraying the anti-staining resin composition injected into the nozzle onto the surface of the steel sheet through the head; And
A method for manufacturing a steel sheet excellent in resistance to contamination, comprising the step of forming an anti-fouling coating layer composed of a plurality of projections by landing the sprayed anti-fouling resin composition on the surface of a steel sheet as a droplet.
10. The method of manufacturing a steel plate according to claim 9, wherein the surface of the protrusions is excellent in stain resistance that forms a film of a hydrophobic compound.
The method of manufacturing a steel plate according to claim 9, wherein the head is disposed along a width direction of the steel plate and is excellent in stain resistance.
The method of manufacturing a steel sheet according to claim 9, wherein one droplet is formed in an amount of 1 to 10 pico liter of the stain resistant resin composition.
The method of manufacturing a steel sheet according to claim 9, wherein the stainproof resin composition is sprayed through the head at a rate of 10 to 30 kHz.
The method of manufacturing a steel plate according to claim 9, wherein the temperature of the steel sheet on which the droplet landed is in the range of 0 ° C to 20 ° C.
The method for producing a steel sheet according to claim 9, wherein the surface-stable resin composition has a surface toughness of 30 to 70 dyne / cm.
The method of manufacturing a steel sheet according to claim 9, wherein the hydrophobic compound is a fluorine compound, a silicone oil, or a mixture thereof.
The method for producing a steel sheet according to claim 9, wherein the main resin is at least one selected from the group consisting of a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin and an alkyd resin.
The method according to claim 17, wherein the main resin further comprises an acrylic oligomer, an acrylic monomer, or a mixture thereof.
10. The method of manufacturing a steel sheet according to claim 9, wherein the gap between the projections constituting the antifouling coating layer is less than the average diameter of the projections.
The method of manufacturing a steel sheet according to claim 9, wherein the protrusions have a density of 10,000 to 100,000 / cm 2.
[10] The method of claim 9, wherein the hydrophobic compound is present in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on the total weight of the stain resistant resin composition.
The method according to claim 9, further comprising a step of curing the steel sheet on which the coating layer is formed in the step of forming the contamination-resistant coating layer.
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| US11383268B2 (en) | 2015-11-30 | 2022-07-12 | Posco | Surface-treated metallic material with easy control of glossiness and manufacturing method therefor |
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