KR102115308B1 - 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판 - Google Patents

수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판에 관한 것으로서, 별도의 윤활유를 사용할 필요가 없고, 윤활유를 제거하는 공정이 불필요하며, 도포된 표면처리제를 박리하고자 할 경우 알칼리 탈지제에 의해 쉽게 용해시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 스테인리스 강판의 일면 또는 양면에 도포되는 수용성의 윤활 표면처리 도료 조성물로서, 상기 윤활 표면처리 도료 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 수용성 올레핀 수지가 20 ~ 60 중량%, 무기 금속졸이 5 ~ 10 중량%, 윤활 왁스가 1 ~ 10 중량%, 금속 킬레이트제가 0.5 ~ 2 중량% 함유되고, 잔부가 용매를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판{WATER SOLUBLE SURFACE TREATMENT COMPOSITION FOR LUBRICATION AND STAINLESS STEEL SHEET COATED WITH THE COMPOSITION}
본 발명은 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스테인리스 강판의 일면 또는 양면에 논크롬형의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 도포함으로써, 강판의 가공시에 별도의 윤활유를 사용할 필요가 없고, 가공 후 윤활유를 제거하는 공정이 불필요하며, 윤활 표면처리제 도포층을 박리할 필요가 있는 경우 이를 쉽게 용해시킬 수 있도록 한 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물 및 이 조성물이 도포된 스테인리스 윤활강판에 관한 것이다.
스테인리스 강판은 많은 경우에 시트(Sheet) 상태가 아닌 복잡한 형태로 가공되어 사용된다.
스테인리스 강판의 가공을 위해서는 윤활유와 같은 오일성분의 가공유를 사용하여 가공하고, 가공 후에는 윤활유를 제거하는 탈지공정을 거친 다음에 최종제품으로 성형을 하고 있다.
그런데 위와 같은 종래의 방식은, 강판의 가공시 윤활유를 사용하기 때문에 작업이 번거롭게 되고, 강판의 가공 후에 윤활유 제거를 위한 추가 공정이 필요하다는 단점이 있다.
이에 따라 작업공수가 증가되고, 생산성이 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스테인리스 강판을 가공할 때 별도의 윤활유를 사용하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 스테인리스 강판의 가공시 별도의 윤활유를 공급할 필요가 없도록 하고, 가공이 완료된 후 윤활유를 제거하는 공정이 필요치 않도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 윤활 표면처리제를 박리(탈막)하여 사용하고자 하는 경우에 표면처리제 도포층을 쉽게 용해시킬 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가공성이 우수하고, 내지문성, 내스크래치성, 도막 탈막성이 우수한 수용성의 윤활 표면처리 도료 조성물을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스테인리스 강판의 일면 또는 양면에 도포되는 수용성의 윤활 표면처리 도료 조성물로서, 상기 윤활 표면처리 도료 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 수용성 올레핀 수지가 20 ~ 60 중량%, 무기 금속졸이 5 ~ 10 중량%, 윤활 왁스가 1 ~ 10 중량%, 금속 킬레이트제가 0.5 ~ 2 중량% 함유되고, 잔부가 용매를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수용성 올레핀 수지는, 중량평균분자량이 7,000 ~ 15,000, 산가가 50 ~ 170㎎KOH/g인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무기 금속졸은, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸, 및 지르코니아졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무기 금속졸의 평균 입자크기는 5 ~ 30nm인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 윤활 왁스는, 파라핀계 왁스, 올레핀계 왁스, 카나우바계 왁스, 폴리에스테르계 왁스, 폴리에틸린계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 폴리에틸렌-테프론계 왁스, 폴리테프론계 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 금속 킬레이트제는, 실란계, 티타늄계, 지르코늄계로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실란계 킬레이트제는, 비닐 트리에톡시 실란, 3-글리실옥시프록 트리메톡시실란, 3-글리실옥시프로필 트리에톡시실란, 3-글리실옥시프로필메틸 디메톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시 실란, 3-아미노프로필 트리메톡시 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 티타늄계 킬레이트제는, 티타늄 아세틸아세토네이트, 이소-부톡시티타늄 에틸 아세토아세테이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라노말부틸 티타네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지르코늄계 커플링제는, 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 탄산지르코늄의 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄 염, 트리에탄올 아민 지르코네이트, 헥사플루오로 지르코네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물이 스테인리스 강판의 일면 또는 양면에 건조피막 두께가 1 ~ 5 μm가 되도록 도포되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스테인리스 강판을 가공할 때 별도의 윤활유를 사용하지 않아도 되고, 가공 후에 윤활유를 제거하는 탈지공정이 필요치 않게 된다.
이에 따라 작업공정을 단순화시켜 비용을 절감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 스테인리스 강판의 가공후에 윤활 표면처리제를 박리(탈막)할 필요가 있는 경우에는, 알칼리 탈지제에 의해 표면처리제 도포층을 쉽게 용해시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 스테인리스 강판의 가공성을 확보할 수 있음과 동시에, 내지문성, 내스크래치성, 도막의 탈막성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 스테인리스 윤활강판의 개략적인 단면도.
이하 본 발명에 따른 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물은, 6가 크롬을 함유하지 않은 논크롬(Non-Chrome) 타입으로서, 전체 조성물을 기준으로, 수용성 올레핀 수지가 20 ~ 60 중량%, 무기 금속졸이 5 ~ 10 중량%, 윤활 왁스가 1 ~ 10 중량%, 금속 킬레이트제가 0.5 ~ 2 중량%, 잔부가 용매를 포함하여 이루어진다.
이하 상기 각 성분에 대하여 설명한다.
<수용성 올레핀 수지>
수용성 올레핀 수지는, 본 발명에 따른 수용성 윤활 표면처리 도료의 주성분으로서, 기본적인 탈막성, 가공성을 확보하는 작용을 하며, 전체 조성물을 기준으로 20 ~ 60 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 수용성 올레핀 수지의 함량이 20 중량% 미만이면 도막 형성작용이 어려워 견고한 도막층을 형성할 수가 없고, 상대적으로 콜로이달 실리카(Colloidal Silica)의 비율이 증가하게 된다.
이에 따라 도막층이 브리틀(Brittle)해져 강판의 가공시 도막이 부스러지는 현상이 발생하는 문제가 있다.
그리고 수용성 올레핀 수지의 함량이 60 중량%를 초과할 경우에는, 상대적으로 콜로이달 실리카의 함량이 줄어들어 도막의 내스크래치(Scratch)성이 저하되는 문제가 있다.
또한 상기 수용성 올레핀 수지는, 중량평균분자량 7,000 ~ 15,000, 산가 50 ~ 170 ㎎KOH/g인 것이 바람직하다.
수용성 올레핀 수지의 산가가 50 ㎎KOH/g 미만이면, 수분산 안정성이 저하되고, 무기바인더 및 커플링제와 반응할 수 있는 관능기가 적어 요구되는 물성을 충족시키기가 어렵다.
또한 산가가 170 ㎎KOH/g을 초과하게 되면, 수분산 안정성은 우수하나, 도막 건조 후 내수성이 취약하여 수분에 의해 도막이 박리되는 문제가 있다.
<무기 금속졸>
무기 금속졸은 내스크래치성과 도막의 경도를 향상시키기 위한 것으로, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸, 및 지르코니아졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 무기 금속졸은, 전체 조성물을 기준으로 5 ~ 10 중량% 함유됨이 바람직하다.
상기 무기 금속졸의 함량이 10 중량%를 초과하게 되면, 도막이 브리틀(Brittle)해져 가공시 파우더링 및 도막이 깨지게 되고 내지문성이 저하된다.
그리고 무기 금속졸이 5 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 도막의 내스크래치성 확보가 어렵게 된다.
<윤활 왁스>
윤활 왁스는 소재 표면상의 마찰계수를 감소시키는 작용을 하여 높은 윤활성을 부여하며, 가공 부위에서 도막이 밀리는 갤링(Galling) 현상을 방지하여, 프레스 성형 또는 아이어닝시에 가공성을 향상시킨다.
상기 윤활 왁스로는, 파라핀계 왁스, 올레핀계 왁스, 카나우바계 왁스, 폴리에스테르계 왁스, 폴리에틸린계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 폴리에틸렌-테프론계 왁스, 폴리테프론계 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 1.0 중량% 내지 10 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.
상기 윤활 왁스의 함량이 1.0 중량% 미만일 경우에는, 슬립성이 부족하여 프레스 가공시 표면 처리층 및 소재의 파괴가 발생하게 된다.
그리고 윤활 왁스의 중량이 10 중량%를 초과할 경우에는, 도막 표면에 과도한 윤활제 입자가 분포하게 되어 강도가 감소하거나 윤활 표면처리제가 분리될 수도 있다.
<금속 킬레이트제>
금속 킬레이트제로는, 실란계, 티타늄계, 지르코늄계 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 혼합물로 구성되며, 그 함량은 0.5 내지 2 중량%인 것이 바람직하다.
금속 킬레이트제의 사용량이 0.5 중량% 미만일 경우에는, 소재와 도막의 밀착력이 취약해지고, 내부 그물구조를 형성하여 피막을 강화시키는 효과가 약해지게 된다.
그리고 금속 킬레이트제의 함량이 2 중량%를 초과할 경우에는, 반응하지 못하고 남아 있는 킬레이트 성분이 도막의 밀착성을 오히려 약화시키게 되고, 비용이 증가하게 되어 비경제적이다.
상기 실란계 킬레이트제로는, 비닐 트리에톡시 실란, 3-글리실옥시프록 트리메톡시실란, 3-글리실옥시프로필 트리에톡시실란, 3-글리실옥시프로필메틸 디메톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시 실란, 3-아미노프로필 트리메톡시 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 티타늄계 킬레이트제로는, 티타늄 아세틸아세토네이트, 이소-부톡시티타늄 에틸 아세토아세테이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라노말부틸 티타네이트 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지르코늄계 커플링제로는, 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 탄산지르코늄의 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄 염, 트리에탄올 아민 지르코네이트, 헥사플루오로 지르코네이트 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물은, 상기한 성분 이외에 잔부로서 용매를 포함한다.
상기 용매로는, 물, 유기 용매 등을 사용할 수 있으며 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물은 수지들을 희석시키기 위해 사용하는 것으로, 탈이온수 또는 증류수를 사용하는 것이 좋다.
이하, 본 발명의 실험예에 대하여 상세히 설명한다.
먼저 증류수 75.5g에 에틸렌 아크릴산 공중합체 수지 20g과 트리에틸아민 5.56g을 섞은 후, 80 ~ 100℃까지 온도를 올려 공중합체 수지를 제조하였다.
위와 같이 제조한 수용성 올레핀 수지 20 ~ 60 중량%, 무기 금속졸 5 ~ 10 중량%, 윤활 왁스 1 ~ 10 중량%, 금속 킬레이트제 0.5 ~ 2 중량%을 혼합하여 수용성의 윤활 표면처리 도료 조성물을 제조하였다.
이어서, 위와 같이 제조된 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물의 신뢰성을 평가하기 위한 시험용 시편을 다음과 같이 제작하였다.
즉 스테인리스 강판을 가로 7cm X 세로 15cm로 절단하여 유분을 제거하고, 위와 같이 제조한 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 피막량 2μm로 바(Bar)코팅한 후, PMT 110℃의 조건으로 경화시켜 시험용 시편을 제작한 다음 아래의 물성을 평가하였다.
<가공성>
실린더형 펀치를 구비한 유압식 몰드 테스터를 사용하여 성형 실험을 하였으며, 성형 시의 갤링(Galling) 마모 특성을 육안으로 평가하였다.
온도 조건은 실온과 100℃의 두 레벨을 사용하였고, 펀치 사이즈는 45mmø, 펀치 속도는 20mm/min, 블랭크 사이즈는 100mmø, 가공높이는 25mm, 주름을 펴는 하중은 3ton으로 하였다.
그리고 성형 시 갤링 마모 특성의 평가는, ◎: 스틸 박판 표면상에 결함이 없음, ○: 스틸 박판 표면상에 결함은 없으나 미끄럼 면이 약하게 변색됨, △: 스틸 박판 표면상에 갤링 마모가 약하게 발생함, X : 스틸 박판 표면상에 다수의 선형 갤링 마모가 발생함으로 평가하였다.
<내지문성>
3가 크롬 표면처리 조성물로 처리된 강판의 표면을 바셀린으로 도포하고, 10분간 방치 후에 바셀린을 제거한 다음, 바셀린 도포 전/후의 색차를 관찰하였다.
이때의 평가기준은 ΔE < 2: 우수, 2< ΔE < 3: 양호, ΔE > 3: 불량으로 평가하였다.
<탈막성>
탈막성은 윤활 표면처리 도막의 제거 특성을 나타내는 것으로, 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물이 도포된 강판을 알칼리 탈지용액에 60℃에서 2분간 침적 후 수세하고, 에어 블로잉(Air Blowing) 후 도막의 박리 여부를 확인하였다.
이때의 평가기준은, ◎:도막 잔류물 없음, ○:도막 잔류 비율 5% 초과 또는 그 이하, △:도막 잔류 비율이 5 ~ 10%, Ｘ:도막 잔류 비율이 10% 초과로 하였다.
<실험예 1> 수용성 올레핀 수지 함량에 따른 물성 변화
수용성 올레핀 수지 함량에 따른 물성 변화를 평가하기 위해, 수용성 올레핀 수지의 함량을 달리하여 각각의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 제조하였다.
이어서 각각의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 이용하여 시험용 시편을 제작한 후 상기한 물성평가를 수행하였다.
아래의 [표 1]은 그 결과를 나타낸 것으로, 비교의 편의상 비교예 1, 발명예 1 내지 4, 비교예 2를 순차적으로 표시하였다.
<실험예 1>의 평가 결과
구분 수용성 올레핀 수지 무기
금속졸		 윤활
왁스		 금속
킬레이트제		 가공성
내지문성
탈막성
비교예 1 10 10 2 2 Ｘ 불량 ◎
발명예 1 20 10 2 2 ○ 양호 ◎
발명예 2 30 10 2 2 ◎ 우수 ◎
발명예 3 40 10 2 2 ◎ 우수 ◎
발명예 4 60 10 2 2 ○ 우수 ○
비교예 2 70 10 2 2 Δ 우수 Δ
상기 [표 1]에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 20 내지 60 중량%의 수용성 올레핀 수지를 첨가한 발명예 1 내지 4는, 모든 물성에서 양호 이상의 결과를 보였다. 반면에 수용성 올레핀 수지가 10 중량% 첨가된 비교예 1에서는 가공성, 내지문성이 불량한 결과를 보였으며, 수용성 올레핀 수지가 70 중량% 첨가된 비교예 2에서는 내지문성 이외의 모든 물성에서 불량한 결과를 보였다.
따라서 수용성 올레핀 수지의 함량은 20 내지 60 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.
<실험예 2> 수용성 올레핀 수지의 산가에 따른 물성 변화
수용성 올레핀 수지의 산가에 따른 물성 변화 평가를 위해, 수용성 올레핀 수지의 산가를 달리하여 각각의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 제조하였다.
위 <실험예 1>에서 우수한 결과를 보인 발명예 3에 따라 도료 조성물을 제조하고, 여기에 첨가되는 수용성 올레핀 수지의 산가에 따른 물성 변화를 관찰하였다. 아래의 [표 2]는 그 결과를 나타낸 것이다.
수용성 올레핀 수지의 산가에 따른 물성 변화
구분 수용성
올레핀 수지의
산가(mgKOH/g)		 가공성 내지문성 탈막성
비교예 3 40 Ｘ 불량 Ｘ
발명예 5 50 ○ 양호 ○
발명예 6 100 ◎ 우수 ◎
발명예 7 170 ◎ 양호 ◎
비교예 4 180 ○ 불량 ◎
위 [표 2]에서 알 수 있듯이, 수용성 올레핀 수지의 산가가 40 mgKOH/g인 비교예 3의 경우에는, 반응하는 관능기가 적어, 탈막성, 내지문성 및 가공성이 모두 불량한 결과를 보였다.그리고 수용성 올레핀 수지의 산가가 180 mgKOH/g인 비교예 4의 경우에는, 친수성 관능기가 너무 많이 분포함에 따라 수분에 의한 탈막현상으로 인하여, 내지문성 평가 시 도막이 탈막되는 불량한 결과를 보였다.
반면에, 산가가 50 ~ 170mgKOH/g 범위의 수용성 올레핀 수지를 사용하는 발명예 5 내지 7의 경우에는, 모든 물성에서 양호 이상의 결과를 보였다.
따라서 수용성 올레핀 수지의 산가는 50 ~ 170mgKOH/g인 것이 바람직하다.
<실험예 3> 무기 금속졸의 함량에 따른 물성 변화
위 <실험예 2>의 물성 평가에서 우수한 결과를 보인 발명예 6에 따라 도료 조성물을 제조하고, 여기에 첨가되는 무기 금속졸의 함량에 따른 물성 변화를 관찰하였다.
위와 같이 제조된 각각의 도료 조성물을 이용하여 시험용 시편을 제작한 후 물성평가를 실시하였다. 아래의 [표 3]은 그 결과를 나타낸 것이다.
무기 금속졸의 함량에 따른 물성 변화
구분 무기 금속졸 가공성 내지문성 탈막성
비교예 5 2 Ｘ 우수 ◎
발명예 8 5 ○ 우수 ◎
발명예 9 8 ◎ 우수 ◎
발명예 10 10 ○ 양호 ◎
비교예 6 15 Ｘ 불량 ◎
위 [표 3]에서 알 수 있듯이, 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물에 함유되는 무기 금속졸은 가공성, 내지문성에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 즉 무기 금속졸의 함량이 증가할수록 도막이 브리틀(Brittle)해져 가공 시 도막이 밀리는 갤링(Galling) 현상 또는 파우더링이 많이 발생하고, 내지문성이 불량해지는 결과를 보였다.
특히 무기 금속졸이 2 중량% 첨가되는 비교예 5의 경우에는, 도막이 너무 소프트(Soft)해져 갤링 마모에 의한 수지 밀림현상이 발생되었다.
따라서 가공성 및 내지문성이 양호한 물성을 확보할 수 있는 무기 금속졸의 함량은 5 ~ 10 중량%인 것으로 나타났다.
<실험예 4> 금속 킬레이트제 함량에 따른 물성변화
상기 <실험예 2>의 물성 평가에서 우수한 결과를 보인 발명예 6에 따라 도료 조성물을 제조하고, 여기에 첨가되는 무기 금속 킬레이트제의 함량에 따른 물성 변화를 관찰하였다.
즉 각각의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 이용하여 시험용 시편을 제작한 후 물성평가를 실시하였다. 아래의 [표 4]는 그 결과를 나타낸 것이다.
금속 킬레이트제 함량에 따른 물성 변화
구분 금속 킬레이트제 가공성 내지문성 탈막성
비교예 7 0.1 Δ 우수 ◎
발명예 11 0.5 ○ 우수 ◎
발명예 12 1.5 ◎ 우수 ◎
발명예 13 2 ◎ 양호 ○
비교예 8 3 ◎ 양호 Δ
위 [표 4]에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 금속 킬레이트제를 첨가한 발명예 11 내지 13의 경우에는 모든 물성에서 양호 이상의 결과를 보였다. 반면에, 금속 킬레이트제를 0.1 중량% 첨가한 비교예 7에서는 가공성에서 불량한 결과를 보였으며, 3 중량%를 첨가한 비교예 8에서는 가공성은 향상되나 탈막성에서 불량한 결과를 보였다.
따라서 금속 킬레이트제는 0.5 내지 2 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.
<실험예 5> 윤활 왁스 함량에 따른 물성 변화
상기 <실험예 2>의 물성 평가에서 우수한 결과를 보인 발명예 6에 따라 도료 조성물을 제조하고, 여기에 첨가되는 윤활 왁스 함량에 따른 물성 변화를 관찰하였다.
즉 각각의 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물을 이용하여 시험용 시편을 제작한 후, 물성평가를 실시하였다. 아래의 [표 5]는 그 결과를 나타낸 것이다.
윤활 왁스 함량에 따른 물성 변화
구분 윤활 왁스 가공성 내지문성 탈막성
비교예 9 0.5 Ｘ 우수 ◎
발명예 14 1 ○ 우수 ◎
발명예 15 5 ◎ 우수 ◎
발명예 16 10 ◎ 양호 ◎
비교예 10 15 ○ 불량 ◎
위 [표 5]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 윤활 왁스를 첨가하는 발명예 14 내지 16에서는 모든 물성에서 양호 이상의 결과를 보였다. 반면에, 윤활 왁스를 0.5 중량% 첨가한 비교예 9에서는 가공성에서 불량한 결과를 보였으며, 15 중량%를 첨가한 비교예 10에서는 내지문성에서 불량한 결과를 보였다.
따라서 윤활 왁스는 1 내지 10 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 따른 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물은 스테인리스 강판의 제조에 이용될 수 있다.
즉 도 1에 도시된 바와 같이, 스테인리스 강판소재(10)의 일면 또는 양면에 본 발명에 따른 표면처리제 도포층(20)을 형성하게 되면, 가공성, 내스크래치성, 내지문성, 탈막성을 향상시킬 수가 있다.
상기 표면처리제 도포층(20)의 건조 피막 두께가 1μm 미만이면 스테인리스 강판에 충분한 가공성을 확보하기가 어려우며, 5μm를 초과하는 경우에는 두꺼운 피막으로 인해 충분한 건조가 어렵고 스테인리스 강판의 광택을 저하시키게 된다.
따라서 상기 표면처리 도포층(20)의 두께는 건조시 1 ~ 5μm인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스테인리스 강판을 가공할 때 별도의 윤활유를 사용하지 않아도 되고, 윤활유를 제거하는 탈지공정도 생략할 수가 있다.
이에 따라 작업공정을 단순화시켜 비용을 절감할 수 있고 생산성을 향상시킬 수가 있다.
그리고 스테인리스 강판의 가공 후에 윤활 표면처리제를 박리(탈막)하여 사용하고자 할 경우에는, 알칼리 탈지제에 의해 강판에 도포된 표면처리제를 쉽게 용해시킬 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: 스테인리스 강판소재
20: 표면처리제 도포층

Claims (10)

  1. 스테인리스 강판의 일면 또는 양면에 도포되는 수용성의 윤활 표면처리 도료 조성물로서,
    상기 윤활 표면처리 도료 조성물은, 전체 조성물을 기준으로, 수용성 올레핀 수지가 20 ~ 60 중량%, 무기 금속졸이 5 ~ 10 중량%, 윤활 왁스가 1 ~ 10 중량%, 금속 킬레이트제가 0.5 ~ 2 중량% 함유되고, 잔부가 용매를 포함하여 이루어지며,
    상기 수용성 올레핀 수지는, 중량평균분자량이 7,000 ~ 15,000, 산가가 50 ~ 170㎎KOH/g이고,
    상기 무기 금속졸은, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸, 및 지르코니아졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하며,
    상기 무기 금속졸의 평균 입자크기는 5 ~ 30nm이고,
    상기 윤활 왁스는, 파라핀계 왁스, 올레핀계 왁스, 카나우바계 왁스, 폴리에스테르계 왁스, 폴리에틸린계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 폴리에틸렌-테프론계 왁스, 폴리테프론계 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하며,
    상기 금속 킬레이트제는, 실란계, 티타늄계, 지르코늄계로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하고,
    상기 용매로는 탈이온수 또는 증류수를 사용하며,
    상기 윤활 표면처리 도료 조성물을 스테인리스 강판소재의 표면에 건조두께가 1 ~ 5μm가 되도록 도포하여,
    스테인리스 강판 가공시 별도의 윤활유를 사용할 필요가 없고, 윤활유를 제거하는 탈지공정을 생략할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 실란계 킬레이트제는, 비닐 트리에톡시 실란, 3-글리실옥시프록 트리메톡시실란, 3-글리실옥시프로필 트리에톡시실란, 3-글리실옥시프로필메틸 디메톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시 실란, 3-아미노프로필 트리메톡시 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 티타늄계 킬레이트제는, 티타늄 아세틸아세토네이트, 이소-부톡시티타늄 에틸 아세토아세테이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라노말부틸 티타네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지르코늄계 킬레이트제는, 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 탄산지르코늄의 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄 염, 트리에탄올 아민 지르코네이트, 헥사플루오로 지르코네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 윤활 표면처리 도료 조성물.
  10. 삭제
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