KR101585981B1 - 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리 방법 - Google Patents

내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디아민 단량체와 방향족 무수물을 기반으로 내열성이 우수한 폴리아믹산 수지를 제조하고, 여기에 금속에 대한 접착성을 부여하기 위한 폴리에스터계 첨가제와 폴리프로필렌계 첨가제를 혼합하여 금속 접착 코팅 조성물을 제조함으로써, 내열성을 가지면서도 별도의 접착제층 없이 금속에 용이하게 접착 코팅될 수 있도록 하며, 아울러, 상기와 같이 금속 접착 코팅 조성물을 금속에 접착제층 없이 용이하게 접착 코팅할 수 있도록 하기 위하여, 산성 세척제와 실리콘 세척제를 배합한 세척제를 이용하여 금속을 세척 및 건조시키고, 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 건조된 금속을 담구고 감압하여 금속을 표면처리한 후, 상기 금속 접착 코팅 조성물을 접착 코팅함으로써, 그 접착력을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리방법에 관한 것이다.

Description

내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리 방법{METAL ADHESION COATING COMPOSITION HAVING HEAT RESISTANCE AND METHOD OF METAL SURFACE TREATMENT FOR APPLICATION USING THE SAME}
본 발명은 내열성 및 금속에 대한 접착성 등이 우수한 금속 접착 코팅 조성물과, 상기 금속 접착 코팅 조성물을 별도의 접착제층 없이 금속에 용이하게 접착 코팅시킬 수 있도록 하기 위한 금속 표면처리 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이, 반도체산업, 전기·전자산업, 자동차·정밀기기 사업 등의 광범위한 산업분야에서 금속 베이스에 기능성 고분자를 적용한 연구가 증가하고 있는 추세이다.
이런 산업분야에 적용하기 위한 고분자 재료에는 내열성, 우수한 기계적 성질 및 전기적 특성이 요구되고 있어 이에 적합한 코팅 조성물의 개발이 필요하며, 또한 극소전자 산업분야에서는 가공공정 온도가 높아 금속과 접촉되어 있는 고분자 막이 열팽창 계수 차에 의한 강한 열응력을 받게 되므로 금속과의 강한 접착력도 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 용매 가용성 및 열경화성을 갖고, 접착성, 내열성, 저흡수성이 뛰어난 폴리이미드 수지를 베이스로하여 필름, 접착제 및 상기 접착제를 이용한 금속부착 적층체를 제조하고 이를 프린트 배선판, 면발열체, 전자파 차폐 재료, 플랫 케이블 등에 적용한 기술이 공개되어 있으며, 특허문헌 2에서는 금속층과의 밀착성을 향상시키기 위해 폴리이미드 필름을 베이스로 사용한 기술이 공개되어 있다.
하지만, 상기 특허문헌 1 및 2의 경우, 전자 장치를 구성하는데 있어 일반적으로 사용되는 접착제에 대한 접착성이 불량하고 고분자 필름 상에 융착된 금속판 역시 폴리이미드 필름에 대한 접착성이 불량하다는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 고분자 수지 또는 필름의 불량한 접착성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 보고되고 있지만 이는 제조된 고분자 필름의 표면에 금속염의 유기용매 용액으로 코팅하거나 도금하는 방법 또는 폴리이미드 필름 표면에 플라즈마 방전법, 코로나 처리를 하는 것으로 폴리이미드 필름의 표면에 물리적 또는 화학적 방법을 통해 접착성을 개선하는 것에 국한되어 있는 실정이다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0036087호 "폴리이미드 수지" 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0123542호 "폴리이미드 필름, 이를 포함하는 폴리이미드 적층체, 및 이를 포함하는 폴리이미드/금속 적층체"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디아민 단량체와 방향족 무수물을 기반으로 내열성이 우수한 폴리아믹산 수지를 제조하고, 여기에 금속에 대한 접착성을 부여하기 위한 폴리에스터계 첨가제와 폴리프로필렌계 첨가제를 혼합하여 금속 접착 코팅 조성물을 제조함으로써, 내열성을 가지면서도 별도의 접착제층 없이 금속에 용이하게 접착 코팅될 수 있도록 함을 과제로 한다.
아울러, 상기와 같이 금속 접착 코팅 조성물을 금속에 접착제층 없이 용이하게 접착 코팅할 수 있도록 하기 위하여, 산성 세척제와 실리콘 세척제를 배합한 세척제를 이용하여 금속을 세척 및 건조시키고, 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 건조된 금속을 담구고 감압하여 금속을 표면처리한 후, 상기 금속 접착 코팅 조성물을 접착 코팅함으로써, 그 접착력을 더욱 향상시킬 수 있도록 함을 다른 과제로 한다.
본 발명은 금속 접착 코팅 조성물에 있어서, 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에스터계 첨가제 2 ~ 4 중량부 및 폴리프로필렌계 첨가제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서, 상기 폴리아믹산 수지는, 디아민 단량체인 아미노프로필트리에톡시실란 1몰에 대하여, 방향족 무수물인 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드 0.5 ~ 0.8몰 및 3,3‘,4,4‘-디페닐설폰테트라마르복시릭 디언하이드라이드 0.2 ~ 0.5몰을 반응시켜 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 폴리에스터계 첨가제는, 폴리에스터 화합물이나 인산기, 아민기를 포함한 폴리에스터 공중합체 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 폴리프로필렌계 첨가제는, 염화 폴리프로필렌(CHLORINATED POLYPROPYLENE), 말레익 언하이드라이드 모디파이드 염화 폴리프로필렌(MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED CHLORINATED POLYPROPYLENE), 폴리(에틸렌-알트-말레익 언하이드라이드)(Poly(ethylene-alt-maleic anhydride)), 폴리(말레익 언하이드라이드-알트-1-옥타데센)(Poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene)) 또는 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-부틸렌)-블록-폴리스티렌-그라프트-말레익 언하이드라이드(Polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene-graft-maleic anhydride) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 금속 접착 코팅 조성물을 적용하기 위한 금속 표면처리방법에 있어서,
세척제를 이용하여 금속을 세척하고 건조시키는 단계(S100); 및
금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 세척 및 건조된 금속을 3 ~ 5분간 침지시킨 후, 40 ~ 60 psi 압력으로 감압하는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 금속 표면처리방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
여기서, 상기 세척제는, 산성 세척제와 실리콘 세척제를 1 : 2 ~ 2 : 1의 비율로 혼합하여 이루어지되, 상기 산성 세척제는, 테레프탈산, 말론산, 숙신산, 옥살산, 아디프산, 아젤라산, 프탈산, 아디프탈산, 나프탈렌디카르복실산 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액은, 톨루엔 100 중량부에 대하여, 금속 촉매인 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움, 트리(2,2,6,6,-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)망가네즈 또는 클로로디카보닐(1,2,3,4,5-펜타페닐싸이클로펜타디에닐)루테나윰을 1 ~ 3 중량부 녹인 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 디스플레이, 반도체, 전기·전자, 자동차·정밀기기 등의 광범위한 산업분야에서 요구되는 내열성 및 우수한 전기적 특성을 만족시키는 코팅 조성물을 개발하고 이를 적용하기 위해 금속표면처리 후 열적 이미드화를 통해 접착제층 없이 상기 코팅 조성물을 접착 코팅할 수 있도록 함으로써, 종래 내열성 고분자 수지를 금속에 코팅하여 전자 장치를 구성하는데 있어 지적되었던 내열성 및 금속과의 낮은 접착력 등의 문제점을 해결하고 이로 인한 다양한 전자 장치에 응용함은 물론 접착공정을 없앤 공정의 간소화 및 접착공정에서 발생한 원료 및 기기사용의 비용절감 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 표면처리방법을 나타낸 흐름도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리방법에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물은, 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에스터계 첨가제 2 ~ 4 중량부 및 폴리프로필렌계 첨가제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 이루어진다.
여기서, 상기 폴리아믹산 수지는 내열성 고분자 수지를 형성하기 위한 기재로써 디아민 단량체와 방향족 무수물을 반응시켜 제조하는 것으로 구체적으로는 디아민 단량체인 아미노프로필트리에톡시실란 1몰에 대하여, 방향족 무수물인 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드 0.5 ~ 0.8몰 및 3,3‘,4,4‘-디페닐설폰테트라마르복시릭 디언하이드라이드 0.2 ~ 0.5몰을 반응시켜 이루어진다.
이때, 상기 방향족 무수물인 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드와 3,3‘,4,4‘-디페닐설폰테트라마르복시릭 디언하이드라이드의 사용량이 상기 범위를 벗어날 경우, 폴리아믹산 수지가 제대로 제조되지 않을 우려가 있다.
상기 폴리에스터계 첨가제와 폴리프로필렌계 첨가제는 내열성을 가지는 고분자 수지에 금속에 대한 접착성을 부여하기 위한 것으로, 폴리에스터계 첨가제의 사용량이 2 중량부 미만일 경우, 금속에 대한 접착력이 미미하여 접착력의 향상을 얻지 못할 우려가 있으며, 4 중량부를 초과할 경우, 첨가제의 분산성이 떨어져 수지의 안정성이 확보되지 못하고 고르게 도포하지 못할 우려가 있다.
아울러, 상기 폴리프로필렌계 첨가제의 사용량이 5 중량부 미만일 경우, 금속에 대한 접착력이 미미하여 접착력의 향상을 얻지 못할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 용제의 사용량이 많아져 고형분이 낮아지고 이로인해 접착 성능의 효과가 발휘되지 못할 우려가 있다.
이때, 상기 폴리에스터계 첨가제는 에스터 결합을 포함하고 있는 고분자로써, 폴리에스터 화합물이나 인산기, 아민기를 포함한 폴리에스터 공중합체 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 폴리프로핀렌계 첨가제는 염화물로 개질된 폴리프로필렌 수지로써, 염화 폴리프로필렌(CHLORINATED POLYPROPYLENE), 말레익 언하이드라이드 모디파이드 염화 폴리프로필렌(MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED CHLORINATED POLYPROPYLENE), 폴리(에틸렌-알트-말레익 언하이드라이드)(Poly(ethylene-alt-maleic anhydride)), 폴리(말레익 언하이드라이드-알트-1-옥타데센)(Poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene)) 또는 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-부틸렌)-블록-폴리스티렌-그라프트-말레익 언하이드라이드(Polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene-graft-maleic anhydride) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 금속 표면처리방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 세척제를 이용하여 금속을 세척하고 건조시키는 단계(S100) 및, 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 세척 및 건조된 금속을 침지시킨 후 감압하는 단계(S200)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 상기 S100 단계는, 상술한 바와 같이 세척제를 이용하여 금속을 세척하고 건조시키는 단계로써, 상기 세척제는 산성 세척제와 실리콘 세척제를 1 : 2 ~ 2 : 1의 비율로 혼합한 것을 사용한다.
이때, 상기 산성 세척제와 실리콘 세척제의 혼합비율이 상기 범위를 벗어날 경우, 접착하고자 하는 금속 또는 도포하고자 하는 코팅 조성물에 산화 및 상용성 저하 등의 영향을 줄 우려가 있으며, 이때 상기 산성 세척제는, 테레프탈산, 말론산, 숙신산, 옥살산, 아디프산, 아젤라산, 프탈산, 아디프탈산, 나프탈렌디카르복실산 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용한다.
상기 S200 단계는, 구체적으로 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 세척 및 건조된 금속을 3 ~ 5분간 침지시킨 후, 40 ~ 60 psi 압력으로 감압하는 단계로서, 상기 침지 및 감압조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 금속에 대한 금속 촉매가 제대로 코팅되거나 반응하지 않아 금속 촉매로 인한 효과가 나타나지 않을 우려가 있다.
한편, 상기 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액은, 구체적으로 톨루엔 100 중량부에 대하여, 금속 촉매인 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움, 트리(2,2,6,6,-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)망가네즈 또는 클로로디카보닐(1,2,3,4,5-펜타페닐싸이클로펜타디에닐)루테나윰을 1 ~ 3 중량부 녹인 용액을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 금속 촉매의 사용량이 상기 범위를 벗어날 경우, 촉매의 효율성이나 강도 및 활성이 감소할 우려가 있다.
이하 본 발명의 내용을 하기 실시 예를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 하기의 실시 예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 폴리아믹산의 제조
(제조예 1)
3구 반응기에 온도계, 교반기와 리플럭스 콘덴서를 설치한 후, 아미노프로필트리에톡시실란 1몰을 디메틸아세타마이드에 완전히 용해하여 넣은 뒤, 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드 0.8몰과 3,3’,4,4‘-벤조페논 테트라카르복시릭 디언하이드라이드 0.2몰을 디메틸아세타마이드에 완전히 용해하여 이를 서서히 적하하면서 교반한다. 이 때 반응 온도는 얼음을 이용하여 0℃가 넘지 않도록 유의하면서 진행한다. 적하가 완료되면 상온에서 12시간 정도 더 교반한 뒤 적외선 분광기를 이용하여 반응을 확인한 뒤 폴리이미드 수지 전구체를 얻었다.
(제조예 2)
3구 반응기에 온도계, 교반기와 리플럭스 콘덴서를 설치한 후, 아미노프로필트리에톡시실란 1몰을 디메틸아세타마이드에 완전히 용해하여 넣은 뒤, 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드 0.5몰과 3,3‘,4,4‘-디페닐설폰테트라마르복시릭 디언하이드라이드 0.5몰을 디메틸아세타마이드에 완전히 용해하여 이를 서서히 적하하면서 교반한다. 이 때 반응 온도는 얼음을 이용하여 0℃가 넘지 않도록 유의하면서 진행한다. 적하가 완료되면 상온에서 12시간 정도 더 교반한 뒤 적외선 분광기를 이용하여 반응을 확인한 뒤 폴리이미드 수지 전구체를 얻었다.
2. 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 제조 및 금속 표면처리
(실시예 1)
제조예 1과 같이 제조된 폴리아믹산을 기재로 하여 기재 100 중량부에 대하여 폴리에스터계 첨가제(Dynapol L-411)를 2 중량부, 폴리프로필렌계 첨가제(Superchlon 822S)를 10 중량부 넣고 1시간 동안 교반 후 냉장 보관한다. 내열성 고분자 조성물을 코팅할 알루미늄 금속을 산성 세척제(E10T)와 실리콘 세척제(GREEN-200) 1 : 2로 배합한 용액으로 세척한 뒤 60℃에서 건조한다. 그 다음 톨루엔에 금속 촉매 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움을 1%로 녹인 뒤 건조된 금속을 담구고 감압하여 용매를 제거한다. 금속 촉매가 완전히 금속에 코팅되면 그 위에 앞서 제조한 내열성 고분자 조성물을 도포하여 80℃에서 한 시간동안 용매를 제거 한 뒤 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
(실시예 2)
제조예 1과 같이 제조된 폴리아믹산을 기재로 하여 기재 100 중량부에 대하여 폴리에스터계 첨가제(Dynapol L-411)를 4 중량부, 폴리프로필렌계 첨가제(Superchlon 822S)를 5 중량부 넣고 1시간 동안 교반 후 냉장 보관한다. 그 다음 톨루엔에 금속 촉매 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움을 3%로 녹인 뒤 세척을 하지 않은 금속을 담구고 감압하여 용매를 제거한다. 코팅된 금속의 표면 위에 제조한 내열성 고분자 조성물을 도포한 뒤 80℃에서 한 시간 용매를 제거하고 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
(실시예 3)
제조예 2과 같이 제조된 폴리아믹산을 기재로 하여 기재 100 중량부에 대하여 폴리에스터계 첨가제(Dynapol L-411)를 2 중량부, 폴리프로필렌계 첨가제(Superchlon 822S)를 5 중량부 넣고 1시간 동안 교반 후 냉장 보관한다. 내열성 고분자 조성물을 코팅할 알루미늄 금속을 산성 세척제(E10T)와 실리콘 세척제(GREEN-200) 1.5 : 1.5로 배합한 용액으로 세척한 뒤 60℃에서 말린다. 그 다음 톨루엔에 금속 촉매 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움을 3%로 녹인 뒤 건조된 금속을 담구고 감압하여 용매를 제거한다. 건조된 금속의 표면 위에 제조한 내열성 고분자 조성물을 도포한 뒤 80℃에서 한 시간 용매를 제거하고 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
(실시예 4)
제조예 2과 같이 제조된 폴리아믹산을 기재로 하여 기재 100 중량부에 대하여 폴리에스터계 첨가제(Dynapol L-411)를 4 중량부, 폴리프로필렌계 첨가제(Superchlon 822S)를 10 중량부 넣고 1시간 동안 교반 후 냉장 보관한다. 내열성 고분자 조성물을 코팅할 알루미늄 금속을 산성 세척제(E10T)와 실리콘 세척제(GREEN-200) 2 : 1로 배합한 용액으로 세척한 뒤 60℃에서 말린다. 건조된 금속의 표면 위에 제조한 내열성 고분자 조성물을 도포한 뒤 80℃에서 한 시간 용매를 제거하고 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
(비교예 1)
제조예 1과 같이 제조된 폴리아믹산을 금속의 표면 위에 도포한 뒤 80℃에서 한 시간 용매를 제거하고 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
(비교예 2)
제조예 2와 같이 제조된 폴리아믹산을 금속의 표면 위에 도포한 뒤 80℃에서 한 시간 용매를 제거하고 180℃에서 열적 이미드화를 통해 접착시켜 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물이 코팅 된 알루미늄 판을 얻었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 따른 각 조성물의 배합비를 정리하면 아래 [표 1]과 같다.
(단위 : 중량부)
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
제조예 1(1) 100 100 - - 100 -
제조예 2(2) - - 100 100 - 100
폴리에스터계 첨가제(3) 2 4 2 4 - -
폴리프로필렌계 첨가제(4) 10 5 5 10 - -
금속촉매(5) 0.1% 0.3% 0.3% - - -
산성 세척제(6) 1 - 1.5 2 - -
실리콘 세척제(7) 2 - 1.5 1 - -
(1) 4,4’-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(0.8) / 3,3’,4,4’-benzophe none tetracarboxylic dianhydride(0.2) / Aminopropyltriethoxysilane(1), KIFLT
(2) 4,4’-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(0.5) / 3,3’,4,4’-diphenyls ulfonetetracarboxylic dianhydride(0.5) / Aminopropyltriethoxysilane(1), KIFLT
(3) Dynapol L-411, Evonic
(4) Superchlon 822S, Phibro Chem.
(5) Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Aldrich
(6) E10T, Sambu fine chemical
(7) GREEN-200, 3M
3. 내열성이 우수한 금속 접착 코팅 조성물의 접착강도 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 내열성이 우수한 금속 접착 코팅 조성물이 코팅된 금속의 접착강도는 아래의 시험방법에 따라 평가하였으며, 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
접착강도(MPa)1 ) 7.3 4.9 10.1 8.7 1.6 1.9
1) 접착강도는 UTM(DTU-900MHA)을 이용하여 측정하였는데, 시험 방법은 KS M 3734 규격에 준하고 3개 이상의 시편을 측정하여 평균값을 산정한 것이다.
상기 [표 2]에서 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 접착강도는 4.9～10.1 MPa임을 확인하였다. 이는 비교예 1 내지 2의 접착강도인 1.6～1.9MPa 결과값에 비해 현저히 향상된 접착 강도임을 확인할 수 있다. 상기 결과들로부터 폴리에스테계와 폴리프로필렌계 첨가제를 넣어 배합할 경우, 금속에 대한 접착력이 향상됨을 알 수 있었으며 이의 효과는 실시예 2와 실시예 1, 3, 4의 결과를 비교해보면 금속을 세척하여 사용할 경우 더 증대된다는 점을 명확히 알 수 있었다. 또한, 금속 촉매를 1 ~ 3%의 용액으로 만들어 세척된 금속 표면에 코팅을 할 경우, 접착력이 월등히 향상된다는 것을 확인하였다.
상기 결과들로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 내열성이 우수한 금속 접착 코팅 조성물은 기존의 내열성 코팅액보다 더 우수한 금속과의 접착성을 가지고 있으며 이는 금속과 고분자 사이 접착층이 별도로 없이 금속에 대한 접착 성능을 부여한 기술이다. 이로 인해 공정의 간소화 및 비용절감의 효과를 기대할 수 있고 다양한 분야에서 넓게 응용 가능하다는 것을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물 및 이를 적용하기 위한 금속 표면처리방법은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 금속 접착 코팅 조성물에 있어서,
    폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 폴리에스터계 첨가제 2 ~ 4 중량부 및 폴리프로필렌계 첨가제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리아믹산 수지는,
    디아민 단량체인 아미노프로필트리에톡시실란 1몰에 대하여, 방향족 무수물인 4,4‘-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈릭 언하이드라이드 0.5 ~ 0.8몰 및 3,3‘,4,4‘-디페닐설폰테트라마르복시릭 디언하이드라이드 0.2 ~ 0.5몰을 반응시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스터계 첨가제는,
    폴리에스터 화합물이나 인산기, 아민기를 포함한 폴리에스터 공중합체 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌계 첨가제는,
    염화 폴리프로필렌(CHLORINATED POLYPROPYLENE), 말레익 언하이드라이드 모디파이드 염화 폴리프로필렌(MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED CHLORINATED POLYPROPYLENE), 폴리(에틸렌-알트-말레익 언하이드라이드)(Poly(ethylene-alt-maleic anhydride)), 폴리(말레익 언하이드라이드-알트-1-옥타데센)(Poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene)) 또는 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-부틸렌)-블록-폴리스티렌-그라프트-말레익 언하이드라이드(Polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene-graft-maleic anhydride) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 내열성을 가지는 금속 접착 코팅 조성물.
  5. 금속 접착 코팅 조성물을 적용하기 위한 금속 표면처리방법에 있어서,
    세척제를 이용하여 금속을 세척하고 건조시키는 단계(S100); 및
    금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액에 상기 세척 및 건조된 금속을 3 ~ 5분간 침지시킨 후, 40 ~ 60 psi 압력으로 감압하는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 금속 표면처리방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 세척제는,
    산성 세척제와 실리콘 세척제를 1 : 2 ~ 2 : 1의 비율로 혼합하여 이루어지되,
    상기 산성 세척제는, 테레프탈산, 말론산, 숙신산, 옥살산, 아디프산, 아젤라산, 프탈산, 아디프탈산, 나프탈렌디카르복실산 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 금속 표면처리방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 금속 촉매를 톨루엔에 녹인 용액은,
    톨루엔 100 중량부에 대하여, 금속 촉매인 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움, 트리(2,2,6,6,-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)망가네즈 또는 클로로디카보닐(1,2,3,4,5-펜타페닐싸이클로펜타디에닐)루테나윰을 1 ~ 3 중량부 녹인 용액인 것을 특징으로 하는, 금속 표면처리방법.
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