KR19980054942A

KR19980054942A - 1 코우트 도장강판의 제조방법과 그에 따른 도장강판

Info

Publication number: KR19980054942A
Application number: KR1019960074145A
Authority: KR
Inventors: 최장현; 임병문; 고영호; 강태영
Original assignee: 이철우; 연합철강공업 주식회사
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-09-25
Also published as: KR100197933B1

Abstract

본 발명은 용융아연도금강판, 갈바륨도금강판(아연-55%알루미늄), 또는 알루미늄강판 상에 폴리에스테르 수지가 40 - 50%, 안료(TiO₂)가 25 - 35%, 멜라민이 5 - 15%, 탄화수소 용제가 8 - 15%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5 - 10%, 알콜이 1 - 5%, 기타 첨가제가 1 - 3%로 혼합된 성분의 도료를 제조하여, 하도인 프라이머 도장없이 상도도장만으로 도막부착량이 10 - 30㎛범위가 되도록 피복하여, 소지강판의 건조온도가 섭쌔 210 - 240 도 범위로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 1코우트 도장강판의 제조방법 및 그에 따른 도장강판에 관한 것이다.

Description

1코우트 도장강판의 제조방법과 그에 따른 도장강판

본 발명은 소지강판이 용융아연도금인 칼라도장강판, 갈바륨도금강판(아연 -55%알루미늄), 또는 알루미늄강판 상에, 종래의 도장강판의 내식성과 도막의 밀착성을 향상시키고자 피복되는 하도도장(프라이머)을 하지 않고 상도도장(top)만을 실시하도록 한 가공성이 우수한 1코우트 도장강판의 제조방법 및 그에 따른 도장강판에 관한 것이다.

종래 철강의 부식을 방지하는 도금강판으로는 아연이나 아연합금등이 많이 사용되는바, 이는 경제성과 범용성이 좋은 이유 때문이다.

그러나 이들 강판은 주위 환경과의 계속적인 노출 및 접촉시에 소지강판을 보호하고자 하는 자기희생효과 및 음극보호 작용으로 아연이나 알루미늄이 산화되어 점차 백청이나 흑변화됨으로서 건축물의 외장제로 사용할 경우에 외관을 해치게 될 뿐만 아니라 각종의 형성가공시에 가종부위가 심하게 훼손되어 강판의 수명을 단축하게 되어 장시간 사용에 있어서는 문제점이 되었다.

따라서 이러한 문제점을 해결하고자 도금강판상에 각종의 도료를 피복하여 피막특성을 그대로 유지하면서 성형가공성을 확보하고 수요자의 다양한 색상의 요구를 충족시키고자 PCM(PRE-COATED METAL)도장처리를 실시하여왔다.

이러한 도장강판은 각종 색상의 도료에 의한 도장을 실시하기 이전에 도금강판과 상소도장(TOP)과의 밀착성 및 내식성을 향상시키고자 도 1에서 보듯이, 도금강판(1)을 반응형 또는 도포형 크로메이트처리하여 크로메이트피막층(2)을 형성하고, 그 위에 에폭시계통의 프라이머피막층(3)(하도도장)을 피복한 후에 최종적으로 상도도장인 변성폴리에스테르피막층(4)을 형성하여, 2코우트 2베이트 공정으로 최종제품을 만든 것이다. 그리고 또한, 기능성을 향상시키고자 불소도료나 실리콘 폴리에스테르 등을 이용하여 가공성을 향상시킨 제품이 사용되고 있으나 이들은 가격이 고가이어서 일반 건축자재용으로는 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다.

따라서 본 발명에서는 상기한 점들을 감안하여 발명한 것으로, 예로써 용융아연도금강판상에, 하도도장으로 피복하는 상기의 에폭시도료를 생략하고 크로메이트처리한 크로메이트피막층(2)위에 상도도장으로 고가공용 폴리에스터레 도료를 1코우트하여, 소지강판의 온도를 섭씨 210 - 240도 범위에서 건조하여 제조공정을 단축하도록 하고, 또한 그에 따라 제조원가도 저렴하게 제조할 수 있게 한 것이다. 즉 본 발명에서는 하도도장과 상도도장의 2 개의 제조공정을 하나의 공정으로 단축시켜 종래의 도장처리 제품보다 제조원가를 절감하고 아울러 가공성도 우수하고 피막의 손상도 방지토록 한 도장강판과 그 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예들로써 함께 상술한다.

도 1은 종래의 용융아연도금칼라도장강판 피막층의 단면도

도 2는 본 발명에 따라 제조된 용융아연도금칼라도장강판 피막층의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : (용융아연)도금강판2 : 크로메이트피막층

3 : 프라이머피막층4 : 변성폴리에스테르피막층

5 : 선형폴리에스테르피막층

본 발명은 예로써, 통상의 용융도금방법으로 제조된 용융아연도금강판을 사용하여 실험적으로 바코터(BAR COATER)를 이용하여, 상도의 도막부착량이 10 - 30㎛이 되도록 조절하여 적용하였다. 도막을 형성하는 혼합물 용액의 성상은 점도가 50 - 70cps 이며, 용액의 조성비가 폴리에스테르수지가 40 - 50%, 안료(TiO₂)가 25 - 35%, 멜라민이 5 - 15%, 탄화수소 용제가 8 - 15%, 프로플렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5 - 10%, 알콜이 1 - 5 %, 기타 첨가제가 1 - 3 %로 혼합된 성분의 도료를 제조하여 적용하였다.

상기 각종의 성분으로 혼합제조된 도료는, 먼저 교반기를 이용하여 교반을 실시하는데 이는 교반에 의하여 혼합된 성분들이 적정한 분포에 의한 관능기와의 반응성을 양호하게 하기 위하여 필요하다. 도료의 교반을 끝내고 혼합 용액의 준비가 완료되면, 용융아연도금 설비에서 하도인 프라이머층의 도장없이 크로메이트층만이 처리된 300㎜×300㎜크기의 시험편을 채취한 다음, 각종의 바코우터를 이용하여 상기의 혼합물 용액을 도막부착량이 10 - 30㎛되도록 도장(상도)하여 도막의 건조온도를 섭씨 210 - 240도의 범위에서 건조하여 도 2에 예시한 바와 같은 선형폴리에스테르피막층(5)이 형성되도록 하였다.

본 발명에 있어서는 예로써, 소지용융아연도금강판의 건조온도를 섭씨 210 - 240도의 범위 내에서 설정한 이유는, 소지도금강판의 온도가 섭씨 210도 이하가 되면, 피막 내의 관능기와의 결합력이 약해 쉽게 피막의 손상이 발생하고 밀착성이 불량한 것으로 나타났으며, 240도 이상이면, 도막의 일부가 끓는 현상이 발생하여 기공이 발생하고 밀착성 및 외관이 불량한 것으로 나타났다. 한편 도막부착량의 경우, 10㎛이하면, 소지도금강판의 밀착성이 불량하여 부식특성 평가에서 브리스터 발생폭이 증가하는 것으로 평가되었으며, 30㎛이상이면, 내식성은 증가하나 하부와의 밀착성이 나빠지고 경제성이 없는 것으로 나타났다.

본 발명에서는 하도인 프라이머 도장없이 1코우트만을 실시하여도 2코우트를 실시한 종래의 경우와 동등의 도막 특성을 나타내는데, 이는 기존의 일반 폴리에스테르에 사용되는 수지가도막의 가교제로 사용되는 멜라민(헥사-메톡시-메틸멜라민)수지와 가교성형시에 망상구조를 가지게 됨으로써 도막이 형성된 후에 도막의 연신이 극히 제한되어 가공성이 열화한 것으로 나타나는 반면, 본 발명에 사용된 선형 폴리에스테르 수지는, 주기지방족인 성분과 비대칭성을 갖는 알콜계의 원료가 사용되어 합성되어 짐으로써, 작은 가지상의 선형폴리에스테르가 전체적으로 고르게 분산되어 형성됨으로서, 유연성이 부여되고 자외선에 약한 에스테르(COO-)결합의 단위 체적단 수량을 줄여줌으로서 내구력이 향상되어 도장후 가공시에 나타나는 가공부위의 도막균열 현상이 없는 양호한 고가공성의 특성을 나타낸다.

하기의 실시예는 상기의 본 발명의 방법으로 제조된 고가공용 폴리에스테르 도료를 용융아연도금칼라도장강판에 적용하여 그 특성을 평가하였으며, 비교재로서는 하도인 플라이머 도장을 포함하는 일반 폴리에스테르 도장강판과 불소도장강판을 사용하였다. 본 발명에서는 예시적으로 용융아연도금칼라도장강판을 한정하여 시험 및 설명하지만 이에 한정되는 것이 아니라 다른 강판에도 적용이 가능함은 물론이다.

특성평가 및 비교항목으로는 염수분무에 의한 브리스터 발생폭, 충격시험, 밀착성 및 내온수밀착성, 연필경도, MEK성, 내약품성을 평가하였다.

나내식성은 5%, 섭씨 35도 Nacl 용액중에서의 1000시간 경과후의 브리스터 발생폭으로 비교하였으며, 표면외관은 육안에 의한 피막의 균질성을 관찰하였고, 도장강판은 180도 밴딩(1㎜) 시험과 증류수 (섭씨 40도)에 240 시간 침지후, 바둑판 모양으로 1㎜×1㎜가로 절단한 다음 3.5㎜ 볼(ball) 압출후 테이프 테스트에 의하여 도막의 밀착성을 평가하였다. 충격시험은 500g 추를 사용하여 50㎝높이에서 낙하시켜 도막의 균열여부를 평가하였으며, 연필정도 시험을 위하여, H. 2H 연칠을 통한 긁힘발생 유부를 관찰하였다. 도막의 내약품성(HCl, NaOH)을 평가하기 위하여 5%로 희석한 용액을 72시간 반응처리 후에 도막의 변색과 반응유무를 관찰하였으며, MEK(메틸-에틸-케톤)약품으로 도막을 100회 문질러서 손상여부를 평가하였으며, 그 결과를 표1에 나타내었다.

표 1의 실시예 평가결과는 용융아연도금 강판상에 본 발명에 따라, 폴리에스테르 수지가 40%, 안료(TiO₂)가 25 - 30%, 멜라민이 5-15%, 탄화수소 용제가 8-15%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5-10%, 알콜이 1-5%, 기타 첨가제가 1-3% 범위로 혼합된 성분의 도료를 각각 제조하여 이를 강판상에 각각 적용하여 그 특성을 조사한 것이다.

[실시예 1]

고가공용 폴리에스테르계의 도료의 적용을 위해, 폴리에스테르 수지가 40%, 안료(TiO₂)가 30%, 멜라민이 10%, 탄화수소 용제가 10%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 8%, 알콜이 1%, 기타 첨가제가 1%로 혼합된 성분으로, 도금강판 건조온도가 섭씨 220도 이고, 하도인 프라이머 도장없이 상도도장만으로 도막부착량이 15㎛가 되도록 용융아연도금강판 상에 도장했을 때의 제품이다.

[실시예 2 - 3]

상기 1의 실시예와 동일하되, 도막부착량이 각각 20, 30㎛가 되도록 처리했을 때의 제품이다.

[실시예 4]

고가공용 폴리에스테르계의 도료의 적용을 위해, 폴리에스테르 수지가 45%, 안료(TiO2)가 30%, 멜라민이 5%, 탄화수소 용제가 12%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5%, 알콜이 2%, 기타 첨가제가 1%로 혼합된 성분으로 도금 강판 건조온도가 섭씨 230도 이고, 하도인 프라이머 도장이 상도도장만으로 도막부착량이 15㎛가 되도록 용융아연도금강판 상에 도장했을때의 제품이다.

[실시예 5 - 6]

실시예 4와 동일하나, 도막부착량이 각각 20, 30㎛되도록 처리했을 때의 제품이다.

[실시예 7]

고가공용 폴리에스테르계의 도료의 적용을 위해, 폴리에스테르 수지가 50%, 안료(TiO₂)가 25%, 멜라민이 5%, 탄화수소 용제가 10%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5%, 알콜이 3%, 기타 첨가제가 2%로 혼합된 성분으로 도금 강판 건조온도가 섭씨 240도 이고, 하도인 프라이머 도장없이 상도도장만으로 도막부착량이 15㎛가 되도록 용융아연도금강판 상에 도장했을때의 제품이다.

[실시예 8 - 9]

실시예 7과 동일하나, 도막부차량이 각각 20, 30㎛가 되도록 처리했을 때의 제품이다.

[비교예 1]

일반변성 폴리에스테르계의 도료를 하도인 프라이머를 건조온도가 섭씨 224도로 5㎛ 도장한 후에 상도도장으로 건조온도가 섭씨 232도이고, 도막부착량이 20㎛가 되도록 용융아연도금강판상에 도장했을 때의 제품이다.

[비교예 2]

불소수지계의 도료를 하도인 프라이머를 건조온도가 섭씨 224도로 5㎛ 도장한 후에, 상도도장으로 건조온도가 섭씨 249도이고 도막부착량이 25㎛가 되도록 용융아연도금강판상에 도장했을 때의 제품이다.

상기의 실시예들의 비교에 의하면, 본 발명을 통한 하도인 프라이머 도장 없이 상도만을 도장(즉 1 코우트만으로 도장)하여도 종래의 하도 및 상도의 2 코우트를 사용한 경우와 동등한 도막특성을 나타내고 있다.

즉, 굽힘시험, 내온수밀착성 등의 밀착성시험에서도 거의 동등한 성능을 나타내며, 충격시험, 연필경도, 내약품성, 내식성(브리스터발생폭) 시험에서도 거의 동일한 성능을 나타내었다.

그에 따라, 도금강판의 제조공정 단축효과, 제조원가절감, 종래의 도료의 희석과 분산용도로 사용하는 신나와 유기용제의 발생저감으로 공해유발요소의 감소로 근무환경이 개선될 것으로 기대되며, 고가공성이 요구되는 건축자재 및 드럼통, 가전제품 등으로의 확대적용이 가능할 것으로 기대된다.

[표 1] 각종 용융아연도금 칼라도장강판 평가결과

◎ : 양호

△ : 보통

× : 불량

Claims

공지의 용융아연도금강판, 갈바륨도금강판(아연-55%알루미늄), 또는 알루미늄강판 상에 폴리에스테르 수지가 40 - 50%, 안료(TiO₂)가 25 - 35%, 멜라민이 5 - 15%, 탄화수소 용제가 8 - 15%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5 - 10%, 알콜이 1 - 5%, 기타 첨가제가 1 - 3%로 혼합된 성분의 도료를 제조하여, 하도인 프라이머 도장없이 상도도장만으로 도막부착량이 10 - 30㎛ 범위가 되도록 피복하여, 소지강판의 건조온도가 섭씨 210 - 240 도 범위로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 1코우트 도장강판의 제조방법.
소지재인 도금강판(1)상에 피복하는 크로메이트피막층(2)을 포함하는 공지의 용융아연도금칼라도장강판을 구성함에 있어서, 상기의 크로메이트피막층(2)상에 폴리에스테르 수지가 40 - 50%, 안료(TiO₂)가 25 - 35%, 멜라민이 5 - 15%, 탄화수소 용제가 8 - 15%, 프로필렌글리콜 모노에틸에틸렌계 용제가 5 - 10%, 알콜이 1 - 5%, 기타 첨가제가 1 - 3%로 혼합된 성분의 도료를 포함하는 선형폴리에스테르피막층(5)을 형성한 것을 특징으로 하는 도장강판