KR101633161B1 - 강판 표면처리용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물의 경화도막을 포함하는 강판 - Google Patents

강판 표면처리용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물의 경화도막을 포함하는 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강판에 관한 것이다. 구체적으로는 평균 입경 1.5 내지 6 ㎛ 정도의 왁스를 사용하여 가공성 및 테이프 접착성이 동시에 향상된 강판 표면처리용 수지 조성물 및 이의 경화 도막을 포함하는 강판에 관한 것이다.

Description

강판 표면처리용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물의 경화도막을 포함하는 강판{The resin composition for surface treatment of steel sheet and steel sheet comprising cured film of the same}
본 발명은 강판 표면처리용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물의 경화도막을 포함하는 강판에 관한 것이다.
표면처리강판의 가전제품 부품 이용에 있어서 전선고정용 테이프 및 마그네틱 등의 접착력 확보가 필요하나, 가전 부품의 심가공성 요구에 따라 표면처리강판의 마찰계수를 일정 수준(0.15~0.20) 이하로 관리하고 있다.
이를 위해서 표면처리강판의 제조 시 용액 내에 윤활성분인 왁스를 첨가하여 표면처리강판의 윤활성을 부여하고 있다. 그런데, 전자부품이나 강판의 윤활성 때문에 전자부품이나 전선 등의 고정을 위해 사용되는 테이프의 접착성이 만족할 만한 수준에 이르지 못하고 있다.
이에 대해, 표면접착력을 확보하기 위하여 표면처리 용액 내의 왁스 함량을 줄이거나 제거하게 되면, 테이프 접착력은 크게 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 방법에 따른 문제점으로 표면처리강판의 마찰계수가 높아지게 되어 가공 중에 도막 박리가 발생할 수 있다.
또한, 표면접착력을 확보하기 위한 또 다른 방법으로 고점도 윤활유를 도포하거나 보호필름을 적용할 수 있다. 그러나, 성형 완료 후 윤활유를 세척하거나 보호필름을 제거해야 하므로 고객사의 공정비 상승을 유도할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 접착력이 높은 테이프나 접착제를 사용하게 되는 경우에도 공정비용 상승이 발생하여, 실제적으로 적용은 어려운 실정이다.
따라서, 이를 해결하기 위해서는, 가공성과 밀착력을 동시에 확보할 수 있는 강판 표면처리용 수지 조성물 개발이 필요하다.
한국공개특허 제2009-0049371호
본 발명은 가공성 및 테이프 접착성이 동시에 향상된 강판 표면처리용 수지 조성물 및 이의 경화 도막을 포함하는 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 하나의 예로서,
바인더 수지; 및
상기 수지 내에 분산된 왁스를 포함하며,
하기 수학식 1을 만족하는 강판 표면처리용 수지 조성물을 제공한다.
[수학식 1]
16Du ＜ Dw ＜ 57Du
상기 수학식 1에서,
Dw는 왁스의 평균 입경을 의미하고,
Du는 수지의 평균 입경을 의미한다.
또한, 상기 수지 조성물의 경화 도막을 포함하는 강판을 제공한다.
본 발명은 종래의 왁스보다 작은 입경을 갖는 왁스를 첨가하여, 왁스 입자의 비표면적이 증가함으로써, 마찰력 감소 및 밀착력과 윤활성이 향상된 강판을 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수지 조성물의 경화 도막이 형성된 강판의 모식도이다.
도 2는 종래의 왁스를 적용하여 제조된 강판의 모식도이다.
본 발명은 하나의 예로서,
바인더 수지; 및
상기 수지 내에 분산된 왁스를 포함하며,
하기 수학식 1을 만족하는 강판 표면처리용 수지 조성물을 제공한다.
[수학식 1]
16Du ＜ Dw ＜ 57Du
상기 수학식 1에서,
Dw는 왁스의 평균 입경을 의미하고,
Du는 바인더 수지의 평균 입경을 의미한다.
왁스와 바인더 수지의 평균 입경 비율이 상기 범위일 경우, 입자가 균일하게 분포될 수 있다. 또한, 종래의 평균 입경 10 ㎛ 인 왁스를 사용한 경우보다 비표면적이 증가하여, 적은 양으로도 향상된 표면접착력을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 "중량부"는 성분간의 중량 비율을 의미한다.
본 발명에서 "평균 입경"은 입자들의 지름을 평균한 값을 의미한다.
본 발명에 따른 또 다른 하나의 예로서, 왁스의 평균 입경은 1.5 내지 6 ㎛ 이며, 구체적으로는 2 내지 4 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위의 입경을 갖는 왁스를 사용함으로써, 코팅된 강판의 표면 접착력을 향상시키고, 마찰력을 감소시킬 수 있다. 또한, 코팅된 강판의 윤활성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 왁스는 실리콘계 왁스, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌왁스, 아마이드 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스, 파라핀 왁스, 불소계 왁스, 카누바 왁스(Carnauba wax) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 수학식 1에서 바인더 수지의 평균 입경은 50 내지 150 nm 일 수 있으며, 구체적으로는 70 내지 120 nm 일 수 있다. 바인더 수지의 평균 입경이 상기 범위일 경우 강판의 내염수성 및 내약품성이 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 수지 조성물은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
0.05Wu ＜ Ww ＜ 0.075Wu
상기 수학식 2에서,
Ww는 왁스의 함량을 의미하고,
Wu는 바인더 수지의 함량을 의미한다.
상기 왁스는 구체적으로 0.5 내지 5 중량부로 사용될 수 있다. 왁스 및 수지의 함량을 상기 범위로 제어하게 되면, 입자의 분산 정도를 균일하게 하고, 용액의 엉김 현상을 방지할 수 있다. 또한, 수지 조성물의 내식성 및 가공성을 향상시킬 수 있다.
바인더 수지는, 강판에 경화 도막을 형성하는 과정에서 윤활성 등의 물성을 저하시키지 않는다면, 특별한 제한 없이 다양한 수지를 적용할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 바인더 수지는 우레탄계 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 우레탄계 수지는 연질 우레탄계 수지와 경질 우레탄계 수지를 포함하는 혼합 우레탄 수지일 수 있다.
예를 들어, 상기 혼합 우레탄 수지는 연질 우레탄 수지 및 경질 우레탄 수지만으로 구성될 수도 있다. 상기 우레탄계 수지는 내수성, 내약품성, 내산성 및 내알칼리성이 강하고, 도막이 부드러우면서도 강한 특성이 있다.
상기 혼합 우레탄 수지의 고형분 농도는 5 내지 90 중량부일 수 있다. 상기 혼합 우레탄계 수지의 고형분 함량이 상기 중량부 범위일 경우 부식이온의 침투에 대한 우레탄 수지의 내염수성 및 화학물질의 침투에 대한 내약품성이 발휘되어 내화학성 및 내알칼리성의 저하를 막을 수 있다. 연질우레탄 수지는 5 내지 95 중량부일 수 있다. 상기 연질우레탄 수지의 고형분 농도가 상기 중량부 범위일 경우 가공성, 내열성, 내수열화성 및 내열성이 향상되는 효과가 있다.
또한 상기 연질 우레탄계 수지의 분자량은 5,000 내지 300,000 일 수 있다. 상기 연질 우레탄계 수지의 분자량을 상기 범위로 할 경우 가공성 및 용액의 안정성이 향상될 수 있다.
상기 연질 우레탄계 수지는 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에틸렌 변성 폴리우레탄 수지 등과 같은 이소포렌디이소시아네이트, 아디픽산 및 다가 알코올로부터 제조되는 폴리우레탄 수지, 및 아크릴-우레탄 수지, 폴리에틸렌-아크릴 변성 폴리우레탄 수지 등과 같은 아크릴 폴리올과 폴리이소시아네이트로부터 제조되는 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 다가 알코올로서는 아크릴 폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리올레핀계 폴리올 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 경질 우레탄계 수지의 분자량은 200,000 내지 2,000,000 일 수 있다. 상기 경질 우레탄계 수지의 분자량이 상기 범위일 경우 가공성 및 용액의 안정성이 향상되며, 수지용액의 점도상승을 방지할 수 있다.
상기 경질 우레탄계 수지는, 폴리카프로락톤 폴리올 또는 폴리카보네이트 폴리올과 이소시아네이트, 특히, 파라페닐렌디이소시아네이트로부터 제조된 폴리우레탄 수지, 4,4'-비스(ω-히드록시알킬렌옥시)비페닐과 메틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트로부터 제조되는 폴리우레탄 수지, 아세탈 결합을 갖는 폴리우레탄 수지 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 강판 표면처리용 수지 조성물은,
바인더 수지;
왁스; 및
실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸 중 1 종 이상을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸 중 1 종 이상을 포함하는 강판은 윤활성 및 내부식성이 향상된 효과를 기대할 수 있다. 또한, 기계적 강도가 우수하고, 열팽창 계수가 작으며, 내부식성이 우수한 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 하나의 예로서, 강판 표면처리용 수지 조성물은 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
100Ds ＜ Dw ＜ 400Ds
상기 수학식 3에서,
Dw는 왁스입자의 평균 입경을 의미하고,
Ds는 첨가제의 입자의 평균 입경을 의미한다.
왁스의 평균 입경과 첨가제 평균 입경의 비율이 상기 범위일 경우, 입자가 균일하게 분포되어, 용액의 엉김 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 강판의 표면접착력 및 윤활성이 향상되며, 마찰력이 감소되는 효과가 있다.
상기 첨가제는 예를 들어, 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.
상기 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸의 평균 입경은 5 내지 20 nm 일 수 있다. 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸의 평균 입경이 상기 범위일 경우 입자의 분산도가 향상되어 용액의 엉김 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 하나의 예로서, 강판 표면처리용 수지 조성물은 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
[수학식 4]
0.11 Ws ＜ Ww ＜ 0.25 Ws
상기 수학식 4에서,
Ww는 왁스의 함량을 의미하고,
Ws는 첨가제의 함량을 의미한다.
왁스와 첨가제의 함량 비율이 상기와 같은 범위일 경우 강판의 표면처리 수지 조성물의 내식성 및 가공성이 향상되는 효과가 있다.
상기 첨가제는 예를 들어, 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.
상기 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸의 함량은 5 내지 30 중량부 일 수 있다. 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸의 함량이 상기 범위일 경우, 입자가 균일하게 분포되어 접착성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 의한 강판 표면처리용 수지 조성물은 내식성 경화제 및 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 내식성 경화제로서 Ti 또는 Zr계 유기산화물이 첨가될 수 있다. 상기 내식성 경화제의 함량은 1 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 내식성 경화제의 함량이 상기 중량부일 경우 내식성, 내알칼리성 및 내열수화성의 저하를 방지할 수 있다.
상기 Ti 또는 Zr계 유기산화물은 티타늄 디이소프로폭시드 비스(아세틸아세토네이트), 티타늄 오르소 에스테르, 티타늄(IV) 부톡시드, 티타늄(IV) (트리에탄올아미나토) 이소프로폭시드, 테트라키스 (트리에탄올아미나토) 지르코늄(IV), 티타늄(IV) 2-에틸헥스옥사이드, 티타늄(IV) 이소프로폭시드, 지르코늄(IV) 비스(디에틸 시트라토)-디프로폭시드 등을 들 수 있으며, 이들로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 강판 표면처리용 수지 조성물은 인산단일알루미늄, 인산이수소알루미늄, 제 1 인산아연, 수화인산망간 등으로부터 하나 또는 그 이상을 선택된 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질은 수지와 강판, 특히 아연도금층과의 밀착력 향상을 위해 첨가될 수 있으며, 아연층 상부에 부동태피막을 형성하여 내식성을 향상시킴과 동시에 금속염 효과에 의한 전도성 및 내열성 향상 효과를 기대할 수 있다.
인산단일알루미늄, 인산이수소알루미늄, 제 1 인산아연, 수화인산망간 등의 물질은 0.1 내지 10.0 중량부를 첨가할 수 있다. 이들 물질이 상기 범위일 경우 알칼리 탈지 등의 공정에서 수지의 박리를 방지하며, 수지의 엉김현상을 막아 수지와 강판의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
수지 조성물에서 고형분을 제외한 성분은 용매이며, 상기 용매로는 물을 사용할 수 있다. 나아가, 코팅 조성물의 젖음성, 분산성 등의 특성을 높이기 위해 별도의 알코올류 용제와 알칼리계 수용액을 추가로 첨가할 수 있다. 상기 알코올류 용제로는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 글리세롤 등을 사용할 수 있으며, 상기 알칼리계 수용액으로는 아민화합물, N-메틸피롤리돈, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 수산화암모늄등을 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물은 내식성 경화제의 입자가 수지의 유기 관능기에 균일하게 반응하여 분산되어 있기 때문에, 수지용액의 안정성이 우수하고 방식 코팅층의 내식성, 전도성, 내알칼리성, 내고온고습성 등이 더욱 향상되는 효과를 나타내게 된다.
또한, 본 발명의 강판 표면처리용 수지 조성물은 웨팅제, 가교제, 소포제 등의 첨가제를 1 종 이상 더 포함할 수 있다.
상기 웨팅제는 밀착성에, 가교제는 내식성 및 내알칼리성에, 소포제는 작업성을 더욱 향상시키는데 효과가 있다. 이들 첨가제는 수지 조성물의 고형분 기준으로 1 내지 25 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 첨가제의 함량이 상기 범위일 경우 내식성, 내알칼리성이 향상되며, 용액의 안정성 감소를 방지할 수 있다.
상기 웨팅제로는 탈응집형 습윤 분산제, 고분자형 습윤 분산제 등이 있으며, 이들의 바람직한 예로는 EFKA사와 Tego사 등에서 시판하는 습윤 분산제 등이 있으며, EFKA 3580(Ciba사), BW-W500(범우화학) 또는 WET 500(Ciba사)가 있다.
가교제로는 비닐실란, 메톡시실란, 아크릴실란, 에폭시실란, 클로로실란, 알콕시실란, 실라잔, 실릴화제, 멜라민 수지, 알킬멜라민, 알킬멜라민 수지, 불소화 멜라민 및 불소화 멜라민 수지, 폴리아민계, 알킬화 방향족 폴리아민계, 폴리아마이드계 또는 산무수물계 경화제 등을 사용할 수 있다.
상기 소포제로는 오일형, 변성유형, 용액형, 분말형, 에멀젼형 실리콘 소포제가 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 강판을 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 강판은 상기 기재된 본 발명에 따른 강판 표면처리용 수지 조성물의 경화도막을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 강판 표면처리용 수지 조성물의 경화도막의 부착량은, 건조 후 부착량을 기준으로, 300 내지 1,800 ㎎/㎡, 500 내지 1,500 ㎎/㎡ 또는 800 내지 1,200 ㎎/㎡일 수 있다. 도막의 부착량(혹은 도막의 형성량)을 상기 범위로 제어함으로써, 내식성 및 가공성이 향상되며, 전도성 상실 및 제조단가의 상승을 방지할 수 있다.
경화도막의 건조시 온도는 통상의 수지계 표면처리액의 건조온도와 유사한 80 ℃ 내지 200 ℃일 수 있다. 또한 건조온도가 높을수록 수지피막의 내식성이 향상되는 경향을 보이지만, 80 내지 200 ℃ 이면 고객사의 요구품질을 만족하는데 무리가 없다.
또한, 본 발명의 적용 가능한 강판은 수지 조성물의 경화 도막을 형성하는 과정에서 윤활성 등의 물성을 저하시키지 않는다면, 특별한 제한 없이 다양한 강판를 적용할 수 있다.
예를 들어, 상기 강판은 아연도금 강판, 아연니켈 도금강판, 아연철 도금강판, 아연티탄 도금강판, 아연마그네슘 도금강판, 아연망간 도금강판, 아연알루미늄 도금강판 등의 아연계 전기도금 강판, 용융도금강판, 알루미늄 도금강판이 사용될 수 있다. 또한 이들 도금층에 이종금속 또는 불순물로서, 예를 들면, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철, 마그네슘, 주석, 동 등을 함유한 도금 강판이 사용될 수 있다. 또한 이들 도금층에 실리카, 알루미나 등의 무기물을 분산시킨 도금강판, 또는 실리콘, 동, 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 등을 첨가한 알루미늄 합금판, 또는 인산염이 도포된 아연도금강판, 냉연강판, 열연강판 등이 사용될 수 있다. 또한 상기의 도금 중에 2종류 이상을 순차적으로 처리한 다층 도금판에도 적용 가능하다.
본 발명에 의한 강판은 하기 수학식 5를 만족할 수 있다.
[수학식 5]
A ＞ 55N
상기 수학식 5에서,
A는 90°로 절곡한 강판상에 밀착력 평가용 테이프를 밀착시킨 후, 500 N 인장시험기로 수행하여 측정한 표면접착력을 의미한다.
구체적으로, A는 90°로 절곡한 강판상에 DIC #8800CH (Canon사 지정 밀착력 평가용 테이프)를 밀착면적 20 mm×100 mm 로 하여 밀착시킨 후, 500 N 인장시험기로 5 회 반복하여 수행한 값을 평균한 표면접착력을 의미한다.
또한, 본 발명에 의한 강판은 하기 수학식 6을 만족할 수 있다.
[수학식 6]
X ＜ 0.10
상기 수학식 6에서,
X는 강판 시편을 250 kgf 하중에 트라이보미터(tribometer)를 이용하여, 무도유조건 하에서 수행하여 측정한 마찰계수를 의미한다.
구체적으로, X는 강판 시편을 250 kgf 하중에 트라이보미터(tribometer)를 이용하여, 무도유조건 하에서 무도유조건 하에서 10 회 왕복 수행한 값을 평균한 마찰계수를 의미한다.
상기와 같이, 본 발명의 강판 표면처리용 수지 조성물이 코팅된 강판은 첨가되는 왁스의 평균 입경을 1.5 내지 6 ㎛ 로 함으로써, 종래의 10 ㎛ 정도의 평균 입경의 왁스를 첨가한 강판에 비하여, 표면접착력 및 가공성이 향상될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 하기 실시예에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
1.수지 조성물 제조
연질 우레탄계 수지의 모노머로 이소포렌 디이소시아네이트, 아디핀산, 다가알코올 단량체로 구성된 수평균분자량이 100,000 인 우레탄계 수지를 제조하였다. 경질 우레탄계 수지의 모노머로 파라페닐렌 디이소시아네이트, 폴리카보네이트폴리올 단량체로부터 수평균 분자량이 1,000,000 인 우레탄계 수지를 제조하였다. 내식성 경화제로는 Dupont사의 Ti 유기 산화물 (상품명 Tyzor TE®티타늄(IV) (트리에탄올아미나토) 이소프로폭사이드)을 사용하였다. 인산알루미늄은 준세이사의 인산이수소알루미늄을 사용하였다.
상기 첨가제로는 콜로이달 실리카(Nissan chemical사의 스노우텍스-40) 10중량부, 실록산계 웨팅제 (Ciba사 EFKA 3580) 0.5 중량부, 실란계 가교제 (Aldrich, 3-글라이시독시 프로필 트리메톡시 실란) 1.2 중량부, 아민계 경화제(Cytec사 Cymel 303) 2.5 중량부, 폴리에틸렌계 왁스(Noveon사 Lanco PE 1500) 1.5 중량부를 각각 벌크 상태로 첨가하였다.
상기 폴리에틸렌계 왁스는 평균 입경이 3 ㎛ 인 것을 사용하였다. 표면처리 조성물의 고형분 농도는 약 15 중량부가 되도록 하였다. 참고로 고형분을 제외한 나머지 주성분은 물을 사용하였으며, 알코올류 용제로 에탄올 약 3 중량부와 알칼리성계 수용액으로 아민화합물을 약 0.5 중량부를 첨가하였다.
2.강판의 제조
1) 시편: 표면처리 조성물을 도포하기 위한 소재 강판으로서 부착량이 편면기준 20 g/㎡ 인 전기아연도금강판(EG)을 사용하였다.
2) 도포방법: 수지용액의 도포는 연속 롤 코팅 시뮬레이터(Roll Coating simulator)를 사용하여 시료의 상부에 수지 조성물을 도포하고, 180 ℃ 에서 건조하였다. 피막의 부착량은 1,000 ㎎/㎡ 이었으며, 강판상에 코팅된 수지용액의 두께는 약 1 ㎛ 가 되도록 부착하였다.
비교예 1
수지 조성물의 제조 시 첨가된 왁스 입자의 평균 입경이 10 ㎛ 인 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 2
수지 조성물의 제조 시 첨가된 왁스 입자의 평균 입경이 1 ㎛ 인 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 3
수지 조성물의 제조 시 첨가된 왁스 입자의 평균 입경이 0.1 ㎛ 인 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
실험예 1
표면접착력 측정
상기 실시예 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조한 강판의 표면접착력을 테이프를 이용해 측정하는 실험을 수행하였다. 상기 강판을 90°로 절곡한 후 DIC #8800CH 테이프(Canon사 지정 밀착력 평가용 테이프)의 밀착면적을 20 mm×100 mm 로 하여 밀착시킨 후, 500 N 인장시험기를 사용해 표면접착력을 측정하였다. 동일한 조건하에서 각각 5 회 반복하여 표면접착력 평가를 수행하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
왁스입자 평균 입경 1st(N) 2nd(N) 3rd(N) 4th(N) 5th(N) 평균값(N)
실시예 3 ㎛ 62.1 61.5 58.9 59.7 62.9 61.02
비교예1 10 ㎛ 58.2 55.3 51.1 52.4 54.6 54.32
비교예2 1 ㎛ 50.6 49.7 50.3 51.4 50.9 50.58
비교예3 0.1 ㎛ 48.3 51.2 42.7 48.9 45.1 47.24
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 강판은 세 번의 표면접착력 실험값을 평균한 값에서 61.02 N 의 높은 표면접착력을 나타냈으나, 비교예 1 내지 3은 실시예에 비해 표면접착력이 저하된 결과를 보였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3 ㎛ 의 평균 입경을 갖는 왁스를 첨가하여 제조된 강판의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 종래보다 작은 2 내지 4 ㎛ 정도의 평균 입경을 갖는 왁스입자(20a)가 포함된 수지 코팅층(21a)이 강판(10) 표면에 형성되어 있는 모습이다.
상기 코팅층(21a)이 형성된 강판은 종래의 평균 입경 10 ㎛ 정도인 왁스를 첨가한 강판에 비해, 왁스입자(20a)의 크기가 작아서 테이프(30)와 밀착할 수 있는 표면의 면적이 넓어져, 표면접착력이 향상되는 효과가 있다.
도 2는 종래의 평균 입경 10 ㎛ 정도를 갖는 왁스를 첨가하여 제조된 강판의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 평균 10 ㎛ 정도의 평균 입경을 갖는 왁스입자(20b)가 포함된 수지 코팅층(21b)이 강판(10) 표면에 형성되어 있는 모습이다.
상기 코팅층(21b)이 형성된 강판은 본 발명에 의한 평균 입경 3 ㎛ 인 왁스를 첨가한 강판에 비해, 왁스입자(20b)의 크기가 커서 테이프(30)와 밀착할 수 있는 표면의 면적이 좁아져, 표면접착력이 저하될 수 있다.
실험예 2
마찰력 측정
상기 실시예 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조한 강판의 마찰력을 측정하는 실험을 수행하였다. 강판 시편을 250 kgf 하중에 트라이보미터(tribometer)를 이용하여, 무도유조건 하에서 10 회 왕복 실험 하였다. 상기 조건하에서 10 회 수행한 마찰계수의 평균값을 하기 표 2에 나타내었다.
왁스입자 평균 입경 마찰력 10 회 실험 후 평균값
실시예 3 ㎛ 0.0800
비교예 1 10 ㎛ 0.1523
비교예 2 1 ㎛ 0.1575
비교예 3 0.1 ㎛ 0.1535
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 강판은 10 회 진행된 마찰력의 평균값에서 0.08 정도의 낮은 마찰계수를 나타냈으나, 비교예 1 내지 3은 10 회 진행된 마찰력의 평균값이 모두 0.15 를 초과하였다.
상기 표면접착력과 마찰력 실험 결과에 따라, 평균 입경이 3 ㎛ 인 왁스를 포함하는 수지 조성물로 제조된 강판은, 종래에 사용되고 있는 강판에 비해 표면접착력이 우수하며 마찰력은 감소되는 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
10: 강판
20a, 20b: 왁스 입자
21a, 21b: 바인더 수지
30: 테이프

Claims (10)

  1. 분자량 5,000 내지 300,000 범위의 연질 우레탄계 수지와 분자량 200,000 내지 2,000,000 범위의 경질 우레탄계 수지를 포함하는 혼합 우레탄 수지인 바인더 수지; 상기 수지 내에 분산된 왁스; 및 평균 입경이 5 내지 20 nm 범위인 실리카졸, 타이타니아졸 및 지르코니아졸 중 1 종 이상을 포함하는 첨가제를 포함하며, 하기 수학식 1을 만족하는 수지 조성물의 경화 도막을 포함하고,
    하기 수학식 5를 만족하는 강판:
    [수학식 1]
    16Du ＜ Dw ＜ 57Du
    [수학식 5]
    A ＞ 55 N
    상기 수학식 1에서,
    Dw는 왁스의 평균 입경을 의미하며, 2 내지 4(㎛) 범위이고,
    Du는 바인더 수지의 평균 입경을 의미하며, 70 내지 120(nm) 범위이며,
    상기 수학식 5에서,
    A는 90°로 절곡한 강판상에 밀착력 평가용 테이프를 밀착시킨 후, 500 N 인장시험기로 수행하여 측정한 표면접착력을 의미한다.

  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    수지 조성물은 하기 수학식 2를 만족하는 강판:
    [수학식 2]
    0.05Wu ＜ Ww ＜ 0.075Wu
    상기 수학식 2에서,
    Ww는 왁스의 함량을 의미하고,
    Wu는 바인더 수지의 함량을 의미한다.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    수지 조성물은 하기 수학식 3을 만족하는 강판:
    [수학식 3]
    100Ds ＜ Dw ＜ 400Ds
    상기 수학식 3에서,
    Dw는 왁스의 평균 입경을 의미하고,
    Ds는 첨가제의 평균 입경을 의미한다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    수지 조성물은 하기 수학식 4를 만족하는 강판:
    [수학식 4]
    0.11 Ws ＜ Ww ＜ 0.25 Ws
    상기 수학식 4에서,
    Ww 는 왁스의 함량을 의미하고,
    Ws 는 첨가제의 함량을 의미한다.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    경화 도막의 부착량은 300 내지 1,800 ㎎/㎡ 인 강판.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    하기 수학식 6을 만족하는 강판:
    [수학식 6]
    X ＜ 0.10
    상기 수학식 6에서,
    X는 강판 시편을 250 kgf 하중에 트라이보미터(tribometer)를 이용하여, 무도유조건 하에서 수행하여 측정한 마찰계수를 의미한다.

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