KR101790499B1

KR101790499B1 - 스테인리스강 접합 소재 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101790499B1
Application number: KR1020170004615A
Authority: KR
Inventors: 이해식; 김관호
Original assignee: 이해식
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2017-10-27

Abstract

본 발명은 스테인리스강 접합 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스테인리스강 접합 소재는 금속 모재(12), 접착제(14), 스테인리스강(16)이 접합된 접합 금속층(10)과; 상기 접합 금속층(10)의 스테인리스강(16) 표면에 에칭 작용을 하면서 피막되는 전처리층(20)과; 상기 전처리층(20) 표면에 피막되는 하도층(32)과; 상기 하도층(32) 표면에 피막되는 상도층(34)을 포함하며; 상기 하도층(32)은, 분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3중량%를 포함하는 하도 도료 조성물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 스테인리스강 접합 소재는, 스테인리스강의 재질감을 느낄 수 있으며, 크롬 프리의 전처리층에 의해 유해성이 없으면서도 스테인리스강과 도장층의 부착력이 우수해 내부식성, 내후성이 우수한 장점을 가진다.

Description

스테인리스강 접합 소재 및 이의 제조 방법{THE BONDED STAINLESS STEEL PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 스테인리스강 접합 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인리스강에 저온에서 부착 성능이 우수하면서 저온에서 건조 가능한 도료 조성물로써 형성된 도장층을 포함하는 스테인리스강 접합 소재 및 저온 건조를 통해 도장층을 형성하는 새로운 방식에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 건축물의 내,외벽 마감 시공에 있어 고 내구성, 시공 편의성 등의 장점으로 인해 금속 마감재의 이용이 증가하고 있으며, 특히 방청성과 심미성의 향상을 목적으로 스테인리스강(STS, STainless Steel)을 소재로 하는 제품의 수요가 늘고 있다.

일반적으로 스테인리스강은 고가이기 때문에, 가격 부담을 덜기 위해서 스테인리스강판의 두께를 줄이고 상대적으로 저렴한 아연도금강판(GI, Galvanized Iron), 전기아연도금강판(EGI, Electrolytic Galvanized Iron) 등의 이 종 금속을 접합한 스테인리스강 접합 소재의 개발이 요구된다.

한편, 이러한 금속 소재는 녹과 부식을 방지하고, 지나친 광반사를 방지함과 더불어 심미감 향상을 위한 다양한 색상 표현을 위해 도장 공정을 거치게 된다.

그러나 스테인리스강 접합 소재의 경우는 스테인리스강 소재의 특성상 유기화합물과 반응할 수 있는 반응기의 분포도가 다른 금속에 비해 낮기 때문에 도장 처리가 어려운 문제점이 있었다.

그리고 도장 처리는 소재에 도료를 롤 코트 도장한 후 200℃ 이상의 온도에서 건조함으로써 부착이 이루어지는데, 접합 소재는 이종 금속판 간의 접합을 이루는 수지 접착제로 인해 이러한 고온의 도장 처리를 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제1440466호 대한민국 공개특허공보 제2014-0144708호

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스테인리스강에 대한 도장의 부착력 및 내구성이 우수한 스테인리스강 접합 소재를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 저온 건조를 통해 코팅층을 형성하는 새로운 방식에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 스테인리스강 접합 소재는, 금속 모재, 접착제, 스테인리스강이 차례로 적층 되어 접합된 접합 금속층과; 상기 접합 금속층의 스테인리스강 표면에 에칭 작용을 하면서 피막되어 상기 스테인리스강층의 표면 거칠기를 증대하는 전처리층과; 상기 전처리층 표면에 피막되며, 무색 또는 유색을 띤 투명한 재질로 이루어지는 하도층과; 상기 하도층 표면에 피막되며, 무색 또는 유색을 띤 투명한 재질로 이루어지는 상도층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 하도층은, 분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3%를 포함하는 하도 도료 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 상도층은, 실리콘폴리에스테르수지 52∼56중량%, 고반응성 멜라민 10∼14중량%, 블록이소시아네이트 2∼4중량%, 실리카 4∼6중량%, 자외선 차단제 1∼2중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 3∼5중량%, 메틸 이소부틸 케톤 중량4∼6%, 산촉매 2∼4 중량%, 레벨링조제1∼2중량%, 소포제1∼2중량%를 포함하는 상도 도료 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 전처리층은, 실리카졸 14~23중량%, 수분산 나노 실리카 1.5~10중량%, 무기금속졸 4~14중량%, 표면 장력 조정제 0.5~3중량% 및 물 50~70중량%를 포함하는 전처리 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법은, 금속 모재, 접착제, 스테인리스강이 차례로 적층 되어 접합된 접합 금속층을 제조하는 단계; 상기 접합 금속층의 표면에 부착된 이물질 및 습기를 제거하는 이물질 제거 단계; 이물질이 제거된 접합 금속층의 스테인리스강 표면에 전처리 조성물을 도포하여, 상기 스테인리스강 표면에 에칭 작용을 하면서 피막되는 전처리층이 형성되는 전처리 단계; 전처리층의 표면에 하도 도료를 도포한 후, 표면 최고 온도 130~150℃에서 건조하여 하도층이 형성되는 하도 도장 단계; 하도층 표면에 상도 도료를 도포한 후, 표면 최고 온도 150~170℃에서 건조하여 상도층이 형성되는 상도 도장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하도 도장 단계에서 상기 하도 도료는, 분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 상도 도장 단계의 상도 도료는, 실리콘폴리에스테르수지 52∼56중량%, 고반응성 멜라민 10∼14중량%, 블록이소시아네이트 2∼4중량%실리카 4∼6중량%, 자외선 차단제 1∼2중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 3∼5중량%, 메틸 이소부틸 케톤 중량4∼6%, 산촉매 2∼4 중량%, 레벨링조제1∼2중량%, 소포제1∼2중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전처리 단계의 전처리층은, 실리카졸 14~23중량%, 수분산 나노 실리카 1.5~10중량%, 무기금속졸 4~14중량%, 표면 장력 조정제 0.5~3중량% 및 물 50~70중량%를 포함하는 전처리 조성물을 도포함으로써 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스테인리스강 접합 소재 및 이의 제조 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 스테인리스강 접합 소재는 스테인리스강의 고유 재질감 또는 헤어라인 처리에 의한 재질감을 느낄 수 있게 스테인리스강 재질이 그대로 드러나게 하면서, 맑은 느낌의 색감이 부여되어 심미성이 뛰어난 장점을 가진다.

게다가 하도층 및 상도층 피막에 의해 내부식성, 내후성이 뛰어난 장점을 가진다.

또한, 크롬 프리의 전처리층에 의해 유해성이 없으면서도 스테인리스강과 도장층의 부착력이 우수한 장점을 가진다.

본 발명인 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법에 의하면 상기한 장점을 가지는 스테인리스강 접합 소재를 제조할 수 있으며, 도장층이 종래보다 저온에서 건조가 가능해 짐으로써 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테인리스강 접합 소재의 적층 구조를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법을 나타낸 흐름도.

이하 본 발명에 의한 스테인리스강 접합 소재의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테인리스강 접합 소재의 적층 구조가 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스테인리스강 접합 소재(1)는 접합 금속층(10), 전처리층(20), 하도층(32), 상도층(34)을 포함할 수 있다.

접합 금속층(10)은 평판상의 금속 모재(12) 및 스테인리스강(16)이 적층 되고, 그 사이에 도포된 접착제(14)에 의해 서로 접합된 구조를 이룬다.

여기서 상기 스테인리스강(16)은 외관을 이루는 표면이 되고, 상기 금속 모재(12)는 상기 스테인리스강(16)의 이면에 접착되어 상기 스테인리스강(16)을 보강하는 역할을 한다.

따라서 상기 금속 모재(12)는 스테인리스강(16) 보다 상대적으로 저렴한 아연도금강판(GI, Galvanized Iron), 전기아연도금강판(EGI, Electrolytic Galvanized Iron) 등이 사용될 수 있다.

상기 접착제(14)는 외부 충격 및 진동, 소음을 감쇠할 수 있도록 탄성의 수지재로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 접합 금속층(10)의 스테인리스강(16) 표면에는 전처리층(20)이 구비된다. 상기 전처리층(20)은 상기 스테인리스강(16)과, 상기 스테인리스강(16) 표면에 피막되는 도장층(30) 사이의 부착력을 향상시키는 역할을 한다.

그리고 상기 전처리층(20)의 표면에는 하도층(32)이 구비된다. 상기 하도층(32)은 나노 안료를 포함하여 색상을 띤 투명한 재질로 이루어진다. 상기 하도층(32)은 상기 스테인리스강(16)의 부식을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 하도층(32)은 상기 스테인리스강(16)의 표면 형상을 외부에서 관찰할 수 있게 함과 더불어 발색을 통해 심미성을 향상시키는 역할을 한다.

그리고 상기 하도층(32)의 표면에는 상도층(34)이 구비된다. 상기 상도층(34) 역시 투명한 재질로 이루어져 상기 스테인리스강(16)의 표면 형상을 외부에서 관찰할 수 있게 함과 더불어 광택성을 부여함으로써 심미성을 향상시키는 역할을 한다. 더불어 상기 스테인리스강(16)의 긁힘 및 부식을 방지하는 역할을 한다.

다음은 상기와 같은 구조를 이루는 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 공정을 나타낸 흐름도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법은 접합 금속층(10) 표면의 이물질 제거 단계(S20), 도장을 위한 전처리 단계(S30), 하도 도장 단계(S40) 및 상도 도장 단계(S50)를 포함하는 일련의 공정으로 진행된다.

먼저, 이물질 제거 단계(S20)에 앞서 접합 금속층(10) 제조가 진행된다.(S10) 상기 접합 금속층은 금속 모재(12), 접착제(14), 스테인리스강(16)이 차례로 적층 되어 접합 된 구조로 이루어진다.

상기 접합 금속층(10)이 제조된 후에, 상기접합 금속층(10)의 표면에 부착된 이물질 및 습기를 제거하는 이물질 제거 단계(S12)가 진행된다. 상기 이물질 제거 단계(S12)에서는 상기 접합 금속층(10)의 스테인리스강(16) 표면에 도장이 잘 부착될 수 있도록 이물질, 습기, 유분 등을 깨끗하게 제거해 준다.

이후 깨끗해진 스테인리스강(16) 표면에 전처리층(20)을 형성하는 전처리 단계(S30)가 진행된다. 상기 전처리 단계(S30)에서는 전처리 조성물을 도포하고, 상기 전처리 조성물의 화학적 반응에 의하여 스테인리스강(16) 표면에 에칭 작용을 하면서 전처리층의 피막이 이루어진다.

여기서 상기 전처리 조성물은, 실리카졸 14~23중량%, 수분산 나노 실리카 1.5~10중량%, 무기금속졸 4~14중량%, 표면 장력 조정제 0.5~3중량% 및 물 50~70중량%를 포함한다.

먼저, 실리카졸은 유기용매에 실리케이트가 분산된 졸(sol) 성상의 물질로, 상기 스테인리스강과 전처리층의 밀착성을 향상시키기 위해 포함된다.

구체적으로, 상기 유기용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜 및 이소부틸알콜을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.

그리고, 상기 실리케이트는 리듐실리케이트, 에틸실리케이트, 알루미늄실리케이트, 지르코늄실리케이트, 포타슘실리케이트, 칼슘실리케이트, 마그네슘실리케이트 및 보로실리케이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.

상기 전처리층 조성물에 있어서, 상기 실리카졸의 함량은 14 내지 23중량% 범위인 것이 바람직하다.

상기 실리카졸의 함량이 14중량% 미만이면 스테인리스강(16)과 전처리층(20)의 밀착성이 낮아지며, 23중량%를 초과하면 강성이 높아져 최종적으로 스테인리스강 접합 소재(1)의 가공성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

더불어, 상기 실리카졸의 입도는 1nm 내지 10nm 범위인 것이 바람직하다.

상기 실리카졸의 입도가 1nm 미만일 경우 전처리층 조성물의 표면이 매끄러워져 스테인리스강(16)에 대한 밀착성이 저하되고, 10nm를 초과하는 경우 전처리층(20)의 두께가 균일하게 형성되지 못해 후에 전처리층(20) 표면에 피막 될 도장층(30)과의 밀착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

다음으로, 수분산 나노 실리카는 상기 실리카졸 및 후술할 무기금속졸과 화학 반응하여 피막을 형성하는 역할을 하며, 실란 커플링제, 입자크기 1~100nm의 나노 실리카 및 분산액을 포함한다.

여기서 상기 분산액은 실란화합물은 3-아미노프로필트리에폭시실란, N,N-비스[3-(트리메톡시실린)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노에틸)-γ아미노프로필메틸디메톡시실란, N-[2-(비닐벤질아미노)에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시실란)-1-프로아민, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타글리독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, 및 γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.

상기 전처리층 조성물에 있어서, 상기 수분산 나노 실리카의 함량은 1.5 내지 10중량% 범위인 것이 바람직하다.

상기 수분산 나노 실리카가 1.5중량% 미만이면 실리카졸 및 무기금속졸과의 반응성이 약해 피막을 형성하기 어려우며, 10중량%를 초과하면서부터는 그에 비례하는 만큼의 반응성 향상 효과가 나타나지 않아 제조 비용만 상승시키게 된다.

다음으로, 무기금속졸은 전처리층(20) 형성을 위한 반응을 촉진시키며, 전처리층(20) 조직을 치밀하게 하여 내식성 및 밀착성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 전처리층 조성물에 있어서, 상기 무기금속졸의 함량은 4 내지 14중량% 범위인 것이 바람직하다.

상기 무기금속졸이 4중량% 미만이면 전처리층(20) 형성이 치밀해지지 못하여 내식성이 저하될 수 있으며, 14중량%를 초과하면서부터는 그에 비례하는 만큼의 내식성 및 밀착성 향상 효과가 나타나지 않아 제조 비용만 상승시키게 된다.

다음으로, 표면 장력 조정제는 습윤(Wetting) 효과를 발현하여 전처리층(20)의 결함을 방지함으로써 스테인리스강 접합 소재(1)의 내식성, 가공성 등의 물성이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 표면 장력 조정제는 폴리알킬비닐에테르, 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 폴리아크릴산알킬 및 유기변성폴리실록산을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.

상기 전처리층 조성물에 있어서, 상기 표면 장력 조정제의 함량은 0.5 내지 3중량% 범위인 것이 바람직하다.

상기 표면 장력 조정제가 0.5중량% 미만이면 전처리층(20)의 결함 방지 효과가 미비하고, 3중량%를 초과하면 전처리층(20)의 표면에 피막되는 도장층(30)과의 밀착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 전처리 단계에 의해 형성되는 전처리층(20)은, 크롬을 사용하지 않고도 우수한 표면처리 특성을 나타낼 수 있으며, 기존 크롬 베이스(Cr-base) 제품의 코팅 구조와 유사한 내식성, 밀착성, 용액 안정성, 저온 경화성 및 도장성을 얻을 수 있다.

전처리 단계 이후에는 하도 도장 단계(S40)가 진행된다. 상기 하도 도장 단계(S40)에서는 전처리층(20)의 표면에 하도 도료를 도포한 후, 가열 건조 온도(Peak Metal Temperature; PMT) 130~150℃에서 건조하여 하도층(32)이 형성된다. 이때 상기 가열 건조 온도는 소재 표면의 온도를 의미한다.

여기서 상기 하도 도료는, 분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3중량%를 포함하여 이루어진다.

상기의 조성으로 이루어진 하도 도료의 가열 건조 과정에서, 상기 폴리에스테르 화합물과 멜라민 가교제가 화학적으로 반응하고, 유기 피막인 상기 전처리층(20)과 결합됨으로써 상기 하도층(32)이 밀착된다.

이 때, 유기 에폭시 반응기를 가진 상기 실란커플링이 다량의 반응기를 함유하고 있으므로 상기 전처리층, 즉 유기 피막과의 화학 반응을 증대함과 더불어 상기 인산에폭시의 산 성분이 하도 도료의 경화를 촉진함으로써 상기 하도층(32)의 부착력이 더욱 강화된다.

상기 폴리에스테르 화합물과 멜라민 가교제의 화학 반응식은 아래와 같다.

상기 실란커플링과 유기물의 반응식은 아래와 같다.

한편, 상기 하도 도료의 가열 건조 온도는 130 내지 150℃인 것이 바람직하다.

가열 건조 온도가 130℃ 미만인 경우 건조 시간이 오래 소요되며 완벽한 건조가 이루어지지 않아 부착력이 약할 수 있다. 그리고 가열 건조 온도가 150℃를 초과하는 경우에는 상기 접합 금속층(10)의 접착제(14)가 용융되어 불량이 되거나 도료의 이상 건조로 인하여 도장이 균일하지 못하고 들뜸이 발생할 수 있다.

특히, 상기 하도 도료 조성물의 인산에폭시 및 산촉매에 의해 경화가 촉진됨으로써 상기 가열 건조 온도가 130~150℃로 종래의 가열 건조 온도보다 저온이라고 하더라도 가열 건조에 시간을 더 할애할 필요 없이 충분한 부착 강도를 얻을 수 있다.

상기 하도 도장 단계(S40)에서 형성되는 하도층(32)의 두께는 6~8㎛이며, MEK Rubbing 20~30회를 견디는 부착 강도를 가진다.

하도 도장 단계 이후에는 상도 도장 단계(S50)가 진행된다. 상기 상도 도장 단계(S50)에서는 상기 하도층(32)의 표면에 하도 도료를 도포한 후, 가열 건조 온도(Peak Metal Temperature; PMT) 150~170℃에서 건조하여 상도층(34)이 형성된다.

여기서 상기 상도 도료는, 실리콘폴리에스테르수지 52∼56중량%, 고반응성 멜라민 10∼14중량%, 블록이소시아네이트 2∼4중량%, 실리카 4∼6중량%, 자외선 차단제 1∼2중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 3∼5중량%, 메틸 이소부틸 케톤 중량4∼6%, 산촉매 2∼4 중량%, 레벨링조제1∼2중량%, 소포제1∼2중량%를 포함하여 이루어진다.

상기의 조성으로 이루어진 상도 도료의 가열 건조 과정에서, 상기 실리콘폴리에스테르수지와 고반응성 멜라민이 화학적으로 반응하고, 유기 피막인 상기 하도층(32)과 결합됨으로써 상기 상도층(34)이 밀착된다.

이 때, 상기 하도층(32)의 인산에폭시의 미반응 OH 그룹과, 상기 상도 도료의 멜라민 및 블록이소시아네이트의 우레탄 반응이 진행되고, 에폭시 실란에 의해 표면 개질 된 하도층과의 반응 활성이 증가 되어 상기 상도층(34)의 부착력이 더욱 강화된다.

그리고 상기 상도 도료의 가열 건조 온도는 150 내지 170℃인 것이 바람직하다.

가열 건조 온도가 150℃ 미만인 경우 건조 시간이 오래 소요되며 완벽한 건조가 이루어지지 않아 부착력이 약할 수 있다. 그리고 가열 건조 온도가 170℃를 초과하는 경우에는 상기 접합 금속층(10)의 접착제(14)가 용융되어 불량이 되거나 도료의 이상 건조로 인하여 도장이 균일하지 못하고 들뜸이 발생할 수 있다.

특히, 상기 상도 도료 조성물 중에서 해리 온도가 130℃ 미만인 블록이소시아네이트수지가 저온에서 신속히 해리되어 반응에 참여하고, 산촉매에 의한 반응 촉진과, 상기 하도층(32)의 잔존 산 성분에 의하여 상기 상도 도료와의 반응속도를 증가시킴으로써, 상기 가열 건조 온도가 150~170℃로 종래의 가열 건조 온도보다 저온이라고 하더라도 가열 건조에 시간을 더 할애할 필요 없이 충분한 부착 강도를 얻을 수 있다.

상기 상도 도장 단계(S50)에서 형성되는 상도층(34)의 두께는 10~12㎛이며, 상기 상도층(34)이 형성되고 난 후의 스테인리스강 접합 소재(1)의 도장층(30)은 MEK Rubbing 100회 이상 견디는 강도를 가진다.

본 발명의 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법에 의해 제조된 스테인리스강 접합 소재(1)는 도장층(30)이 투명하게 형성되어 스테인리스강(16)의 표면 질감이 그대로 드러나며, 이러한 질감 표현과 더불어 나노 안료의 발색으로 심미적으로 우수한 특징을 가진다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1 : 스테인리스강 접합 소재 10 : 접합 금속층
12 : 금속 모재 14 : 접착제
16 : 스테인리스강 20 : 전처리층
30 : 도장층 32 : 하도층
34 : 상도층

Claims

금속 모재(12), 접착제(14), 스테인리스강(16)이 차례로 적층 되어 접합된 접합 금속층(10)과;
상기 접합 금속층(10)의 스테인리스강(16) 표면에 에칭 작용을 하면서 피막되어 상기 스테인리스강(16)의 표면 거칠기를 증대하는 전처리층(20)과;
상기 전처리층(20) 표면에 피막되며, 무색 또는 유색을 띤 투명한 재질로 이루어지는 하도층(32)과;
상기 하도층(32) 표면에 피막되며, 무색 또는 유색을 띤 투명한 재질로 이루어지는 상도층(34)을 포함하며;
상기 하도층(32)은,
분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3중량%를 포함하는 하도 도료 조성물로 이루어지고;
상기 상도층(34)은,
실리콘폴리에스테르수지 52∼56중량%, 고반응성 멜라민 10∼14중량%, 블록이소시아네이트 2∼4중량%, 실리카 4∼6중량%, 자외선 차단제 1∼2중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 3∼5중량%, 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 산촉매 2∼4중량%, 레벨링조제 1∼2중량%, 소포제 1∼2중량%를 포함하는 상도 도료 조성물로 이루어짐;을 특징으로 하는 스테인리스강 접합 소재.
제 1 항에 있어서, 상기 전처리층(20)은,
실리카졸 14~23중량%, 수분산 나노 실리카 1.5~10중량%, 무기금속졸 4~14중량%, 표면 장력 조정제 0.5~3중량% 및 물 50~70중량%를 포함하는 전처리 조성물로 이루어짐;을 특징으로 하는 스테인리스강 접합 소재.
삭제
금속 모재, 접착제, 스테인리스강이 차례로 적층 되어 접합된 접합 금속층을 제조하는 단계;
상기 접합 금속층의 표면에 부착된 이물질 및 습기를 제거하는 이물질 제거 단계;
이물질이 제거된 접합 금속층의 스테인리스강 표면에 전처리 조성물을 도포하여, 상기 스테인리스강 표면에 에칭 작용을 하면서 피막되는 전처리층이 형성되는 전처리 단계;
전처리층의 표면에 분자량 10,000이상의 폴리에스테르 화합물45∼50중량%, 나노 안료 3∼6중량%, 실리카 3∼5중량%, 멜라민 가교제 8∼10중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 5∼7중량% , 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 디아세톤알콜 4∼6중량%, 인산에폭시 4∼6중량%, 실란커플링 1∼2중량%, 산촉매 1∼3중량%를 포함하여 이루어지는 하도 도료를 도포한 후, 표면 최고 온도 130~150℃에서 건조하여 하도층이 형성되는 하도 도장 단계;
하도층 표면에 상도 도료를 도포한 후, 표면 최고 온도 150~170℃에서 건조하여 상도층이 형성되는 상도 도장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 상도 도장 단계의 상도 도료는,
실리콘폴리에스테르수지 52∼56중량%, 고반응성 멜라민 10∼14중량%, 블록이소시아네이트 2∼4중량%, 실리카 4∼6중량%, 자외선 차단제 1∼2중량%, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 3∼5중량%, 메틸 이소부틸 케톤 4∼6중량%, 산촉매 2∼4중량%, 레벨링조제 1∼2중량%, 소포제 1∼2중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 전처리 단계의 전처리층은,
실리카졸 14~23중량%, 수분산 나노 실리카 1.5~10중량%, 무기금속졸 4~14중량%, 표면 장력 조정제 0.5~3중량% 및 물 50~70중량%를 포함하는 전처리 조성물을 도포함으로써 형성됨을 특징으로 하는 스테인리스강 접합 소재의 제조 방법.