KR20090046262A

KR20090046262A - 전도성과 내식성이 우수한 금속표면처리제, 이를 이용하여처리된 강판 및 강판의 표면처리방법

Info

Publication number: KR20090046262A
Application number: KR1020070112282A
Authority: KR
Inventors: 박찬섭; 김경수; 남병두
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-11

Abstract

본 발명은 전도성과 내식성이 우수한 아연도금강판용 금속표면처리 조성물, 표면처리강판 및 금속의 표면처리방법에 관한 것으로, 제1 코팅층을 형성하는 제1 수지조성물 및 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물을 포함하는 강판의 표면처리용 수지조성물에 있어서, 상기 제1 수지조성물은 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물 (B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 질소화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제 (C) 5-20중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면 처리용 수지 조성물 및 상기 수지조성물로부터 제조된 코팅층을 포함하는 표면처리강판 및 상기 수지조성물을 사용하여 금속을 표면처리하는 방법에 관한 것이다.

전도성, 내식성, 표면처리, 폴리우레탄, 실란화합물, 물성개선제

Description

전도성과 내식성이 우수한 금속표면처리제, 이를 이용하여 처리된 강판 및 강판의 표면처리방법{Surface Treatment Agent Of Steel Sheet Having Excellent Conductivity And Corrosion Resistance, Surface Treated Steel Sheet and Surface Treating Method Using The Surface Treatment Agent}

본 발명은 금속재료의 표면처리 조성물, 이를 이용하여 금속재료의 표면처리방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전도성, 내식성 및 내알카리성 등이 개선된 강판용 표면처리조성물, 이를 이용한 강판의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 아연으로 도금된 강철판과 알루미늄판과 같은 금속재료는 가전용 전기용품, 자동차 및 건축재료 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이들 금속은 표면처리를 행하지 않은 상태로 사용하면 쉽게 부식이 생기고, 쉽게 오염되어, 인산염처리, 윤활처리 또는 내지문수지 등의 처리 후 사용함이 일반적이다.

여기서 인산염처리의 경우, 표면조정, 수세 등의 추가적인 공정이 수반되어 경제성과 작업성 측면에서 불리하며, 크롬을 배제한 환경친화형 윤활처리 또는 내지문 처리 등에 대한 개발 및 방법이 다수 제안되고 있는데, 이러한 방법은 내식성이 부족하고, 내알카리성 및 전도성 등이 불충분한 결점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결토록 제안된 것으로,

본 발명의 목적은 금속표면의 전도성, 내식성 및 내알카리성 등이 우수하며, 크롬을 전혀 함유하지 않는 금속표면처리용 수지조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 금속표면 처리용 수지조성물을 이용한 강판의 처리방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

제1 구현예로서, 제1 코팅층을 형성하는 제1 수지조성물 및 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물을 포함하는 강판의 표면처리용 수지조성물에 있어서, 상기 제1 수지조성물은 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물(B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 질소화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제(C) 5-20중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면 처리용 수지 조성물,

제2 구현예로서, 상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)에 대한 실란화합물(B)의 고형분 중량의 비가 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제3 구현예로서, 상기 실란화합물은 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐에폭시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시 실란)-1-프로판아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프리메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란 및 N-[2-(비닐벤질아미노)에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 실란커플링제 또는 이들의 가수분해 축합물인 금속 표면 처리용 수지 조성물,

제4 구현예로서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 실란커플링제(a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제(b)인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제5 구현예로서, 실란커플링제 (a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 (b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제6 구현예로서, 상기 금속화합물로서, 니켈화합물은 니켈아세테이트, 니켈알루미니드, 산화니켈 또는 황산니켈이며, 마그네슘 화합물은 황산마그네슘, 질산 마그네슘 또는 산화마그네슘임을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제7 구현예로서, 상기 질소화합물은 우레아, 티오우레아, 에틸렌티오우레아 또는 이미노우레아임을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제8 구현예로서, 5산화바나듐, 3산화바나듐, 암모늄메타바나데이트, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트 또는 3염화바나듐과 같은 바나듐화합물, 질산지르코닐, 아세트산지르코닐, 탄산지르코닐암모늄 또는 지르코늄아세틸아세토네이트와 같은 지르코늄화합물 및 황산 티타닐 또는 티탄락테이트와 같은 티타늄화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제9 구현예로서, 상기 제2 수지조성물은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 30~70중량%; ii) 수분산 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 금속표면 처리용 수지조성물,

제10 구현예로서, 제1 코팅층과 제2 코팅층을 포함하는 표면처리된 강판으로서, 상기 제1 코팅층은 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물 (B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 황화합물로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제 (C) 5-20중량%;를 포함하는 수지조성물로부터 얻어지되, 상기 제1 코팅층의 건조도막 부착량은 0.2~1.0g/㎡이고, 제2 코팅층의 건조도막 부착량은 0.3~1.0g/㎡인 것을 특징으로 하는 표면처리강판,

제11 구현예로서. 상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)에 대한 실란화합물(B)의 고형분 중량의 비가 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물,

제12 구현예로서, 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 건조도막 부착량의 합이 0.5 내지 1.5g/㎡인 것을 특징으로 하는 표면처리강판,

제13 구현예로서, 상기 제2 코팅층은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 30~70중량%; ii) 수분산 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 수지조성물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 표면처리강판,

제14 구현예로서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 1종 이상의 실란커플링제 (a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제 (b)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리강판,

제15 구현예로서, 상기 실란커플링제 a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 표면처리강판

제16 구현예로서, 상기 금속화합물로서, 니켈화합물은 니켈아세테이트, 니켈알루미니드, 산화니켈 또는 황산니켈이며, 마그네슘 화합물은 황산마그네슘, 질산마그네슘 또는 산화마그네슘임을 특징으로 하는 표면처리강판,

제17 구현예로서, 상기 질소화합물은 우레아, 티오우레아, 에틸렌티오우레아 또는 이미노우레아임을 특징으로 표면처리강판,

제18 구현예로서, 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물 (B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 황화합물로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제 (C) 5-20중량%;를 포함하는 제1 수지조성물을 강판 상에 제1 코팅하여 건조도막 부착량이 0.2 내지 1.0g/㎡인 제1 코팅층을 형성하는 단계; 건조도막 부착량이 0.3 내지 1.0g/㎡인 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및 강판 표면을 80~200℃의 온도범위에서 소부하는 단계;를 포함하는 금속의 표면처리방법,

제19 구현예로서, 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A)에 대한 실란화합물의 고형분 중량의 비는 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법,

제20 구현예로서, 상기 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 300~70중량%; ii) 수분산성 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 제2 수지조성물인 금속의 표면처리 방법

제21 구현예로서, 상기 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 건조도막 부착량의 합은 0.5 내지 1.5g/㎡인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법,

제22 구현예로서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 1종 이상의 실란커플링제 (a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제 (b)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법, 및

제23 구현예로서, 상기 실란커플링제 a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법이 제공된다.

본 발명에 의한 금속재료 표면처리 수지조성물 및 본 발명의 금속표면처리방법으로 표면처리된 강판은 전도성, 내식성, 내알카리성 및 도장밀착성이 우수하다. 또한 본 발명의 수지조성물에는 크롬 및 용제를 함유하지 않으므로 친환경적이며, 작업환경을 저해하거나 위험의 문제가 없다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 금속표면 처리용 수지 조성물로서, 제1 코팅층을 형성하는 제1 수지조성물은, 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A), 실란화합물(B) 및 물성개선제(C)를 포함한다.

상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)는 제1 수지조성물의 고형분 중량을 기준으로 20-70중량%로 포함할 수 있다. 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)의 고형분 함량이 20중량% 미만이면 내식성과 내알카리성 및 2차 코팅층과의 밀착성이 저하되어 바람직하지 않으며, 70중량%를 넘으면 기타 첨가제의 용해도 및 전도성이 떨어져 바람직하지 않다.

본 발명의 제1 수지조성물의 상기 실란화합물(B)로는 실란커플링제 및/또는 그 가수분해 축합물이 사용된다. 상기 실란커플링제의 가수분해 축합물이란 실란커플링제를 원료로 하여 가수분해 중합시킨 실란커플링제의 올리고머를 말한다. 이러 한 실란화합물은 금속표면처리 조성물의 전체 고형분 중 20-60중량% 첨가가 바람직하다. 실란화합물이 20중량% 미만이면 밀착성, 덧칠도장성, 내식성 향상 효과가 부족하며, 60중량%를 초과하면 용액 안정성이 급격하게 저하된다.

본 발명에 있어서, 제1 수지 조성물에서의 상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)와 상기 실란화합물의 고형분 중량의 비(수지/실란화합물)가 전도성에 영향을 미치는데, 상기 고형분 비는 0.5~3.5 사이로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 고형분 비가 0.5 미만이면 내식성, 내알칼리성 및 용액 안정성 등이 떨어지고, 3.5를 넘으면 전도성 및 제2 코팅층과의 밀착성이 저하되어 바람직하지 않다.

본 발명의 제1 코팅액에 사용할 수 있는 실란커플링제로는 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기 등의 반응성 관능기를 갖는 실란커플링제를 사용할 수 있다. 상기 실란커플링제는, 이에 제한하는 것은 아니나, 예를 들어, 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐에폭시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시 실란)-1-프로판아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프리메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란 및 N-[2-(비닐벤질아미노)에틸]-3-아미노프로필 트리메톡시실란으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 복수개를 혼합하여 사용할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 실란커플링제로서 하나 이상의 활성 수소 함유 아미노기를 갖는 실란 커플링 화합물을 복수 개 혼합하여 사용하는 실란커플링제 (a)와 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제 (b)를 병용하여 사용할 수 있다.

이와 같이 실란커플링제를 사용하는 경우, 실란커플링제 (a)에 함유되는 활성 수소 함유 아미노기와 상기 실란커플링제 (b)에 함유된 에폭시기의 당량비는 3:1~1:3인 것이 바람직하다. 에폭시기에 대한 아미노기의 당량비가 3:1을 초과하는 경우에는 내식성은 물론, 제2 코팅층과의 밀착성이 불충분하며, 1:3 미만인 경우에는 제1 코팅층이 견고한 도막을 형성하지 못하여 제2 코팅층이 제1 코팅층 사이로 스며들어가게 되어 요구하는 도막 구성을 형성하지 못하게 되어 바람직하지 않다.

본 발명의 상기 제1 수지조성물에는 물성개선제가 포함되는데, 사용가능한 물성개선제로는, 니켈화합물, 마그네슘화합물 등의 금속화합물과 질소화합물로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 상기 니켈 화합물로서는, 예를 들어, 니켈아세테이트, 니켈알루미니드, 산화니켈, 황산니켈 등을 들 수 있고, 상기 마그네슘 화합물로서는, 예를 들어, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 산화마그네슘 등을 들 수 있으며, 나아가, 이들 금속화합물의 산화물, 수산화물, 착화합물, 혹은 염화합물 등을 사용할 수도 있다. 상기 질소화합물로는, 예를 들어, 우레아, 티오우레아, 에틸렌티오우레아, 이미노우레아 등을 들 수 있다.

나아가, 상기 물성개선제는 바나듐, 지르코늄 및 티타늄으로 구성되는 그룹 으로부터 선택되는 1종을 함유하는 금속화합물을 추가로 사용할 수 있다. 이러한 금속화합물의 예로서, 바나듐 화합물로는, 5산화바나듐, 3산화바나듐, 암모늄메타바나데이트, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트, 3염화바나듐 등을 들 수 있다. 또, 지르코늄 화합물로는, 예를 들어, 질산지르코닐, 아세트산지르코닐, 탄산지르코닐암모늄, 지르코늄아세틸아세토네이트 등을 들 수 있으며, 티타늄 화합물로는, 예를 들어, 황산 티타닐, 티탄락테이트 등을 들 수 있다.

상기 물성개선제는 제1 수지조성물의 고형분 중량을 기준으로, 5-20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 이때 첨가량이 5중량% 미만인 경우에는 내식성과 내알카리성이 불충분해지며, 20중량%를 초과하는 경우에는 조성용액 중의 용해도가 떨어지고, 용액의 저장안정성이 열화되는 문제가 발생된다.

본 발명의 금속표면 처리용 수지 조성물로서, 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물은, 수용성 우레탄 수지, 수분산성 콜로이달실리카 및 윤활제를 포함한다.

상기 우레탄 수지는, 연필경도를 기준으로, 경도가 3-4H인 수용성 우레탄 수지인 것이 바람직하다. 경도가 4H를 초과하면 도막의 경도가 지나치게 높아 가공 또는 외부 충격에 의해 도막의 깨짐이 발생할 수 있고, 3H 미만이면 가공성이 나빠 바람직하지 않다.

상기 우레탄 수지는 제2 수지조성물의 고형분에 대하여 30-70중량% 포함하는 것이 바람직하다. 함량이 30중량% 미만이면 가공성 향상효과를 기대하기 어렵고, 70중량%를 초과하면 경제성 및 내식성 향상에 불리하다.

나아가, 본 발명의 제2 수지조성물에는 상기 수분산성 콜로이달실리카를 포 함하는데, 특별히 한정하지 않으나, 스노텍스 N(닛산가가꾸 고오교가부시키가이샤 제조)을 사용할 수 있다. 상기 콜로이달실리카는 제2 수지조성물의 고형분 중량에 대하여 10-40중량%의 범위로 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 수지조성물은 윤활제를 포함한다. 상기 윤활제로서는 특별히 한정하지 않으나, 폴리에틸렌왁스를 사용할 수 있다. 상기 윤활제는 제2 수지조성물의 고형분 중량을 기준으로 5-25중량% 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 금속표면처리 조성물을 사용하여 금속표면을 처리할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 금속 표면처리용 제1 및 제2 수지조성물을 롤코우터법, 샤워스퀴즈법, 침적법 및 스프레이법 등의 통상적인 방법으로 강판에 도포한 후, 소성함으로써 금속 표면을 처리할 수 있으며, 강판의 일면 또는 양면에 처리할 수 있다.

상기 수지조성물 중 제1 코팅층용 제1 수지조성물의 건조도막 부착량이 0.2-1.0g/㎡, 제2 코팅층용 제2 수지조성물의 건조도막 부착량이 0.3-1.0g/㎡가 되도록 코팅하되, 1차 및 2차 코팅층의 건조도막 부착량의 합이 0.5-1.5g/㎡가 되도록 한 후, 1차 및 2차 코팅 후 각각 강판표면온도가 80-200℃의 온도범위에서 수 초간 소부시킨 후 공냉 또는 수냉하여 표면처리강판을 제조한다.

1차 및 2차 코팅층의 건조도막 부착량의 합이 0.5g/㎡ 미만이면 내식성, 내알카리성, 가공성 등이 불충분해지며, 1.5g/㎡을 초과하면 전도성, 용접성 및 도장밀착성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 소부시 강판표면온도가 80℃ 미만이면 수지가 충분히 경화되지 않아 도막 형성에 의한 충분한 효과를 기대하기 어려우며, 200℃를 초과하는 경우에는 건조 후 강판의 냉각이 용이하지 않고, 수지의 탄화 발생 등의 도막성분 결합의 변형으로 인해 전반적 성능이 감소될 수 있다.

이하, 다음 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

1차 코팅층용 수지조성물로서, 수용성 폴리우레탄수지(A)를 제1 수지조성물의 고형분에 대하여 50중량%가 되도록 하고, 여기에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(B1)을 실란화합물 성분으로 제1 수지조성물의 고형분에 대하여 40중량%로 사용하고, 또, 질산마그네슘(C1)을 물성개선제로 사용하여 제1 수지조성물의 고형분에 대하여 10중량%가 되도록 첨가하여 제1 수지조성물을 제조하였다.

제2 수지조성물은 경도가 3H인 수용성 폴리우레탄수지를 제2 수지조성물의 고형분에 대하여 70중량%, 수분산 콜로이달실리카(스노텍스N, 닛산가가꾸 고오교샤제조)를 제2 수지조성물의 고형분에 대하여 20중량%, 윤활제로서 폴리에틸렌왁스를 제2 수지조성물의 고형분에 대하여 10중량%가 되도록 하여 제2 수지조성물을 제조하였다.

이와 같이 제조된 제1 및 제2 수지조성물로 된 수용성 강판 표면처리용 수지조성물을 도금부착량이 편면 기준 20g/㎡인 전기아연도금강판 상에, 1차 코팅층 0.5g/㎡, 2차 코팅층 1.0g/㎡로 되도록 바코팅한 후, 강판온도가 1차 및 2차 코팅 후 각각 150℃가 될 때까지 소부하였다.

[실시예 2∼5 및 비교예 1∼5]

제1 수지조성물의 수지, 실란화합물 및 물성개선제의 첨가량, 소부온도 및 건조도막 부착량; 제2 코팅층의 건조도막 부착량을 하기 표 1에 기재한 바와 같이 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수지조성물을 제조하고, 이를 이용하여 강판 표면처리를 행하였다.

		1차 코팅층					2차 코팅층
		첨가량(전체 고형분 중 %)			소부온도 (℃)	부착량 (g/㎡)	부착량 (g/㎡)
		수지	실란화합물	물성개선제	소부온도 (℃)	부착량 (g/㎡)	부착량 (g/㎡)
실시예	1	A(50)	B1(40)	C1(10)	150	0.5	1.0
	2	A(35)	B2(50)	C2(15)	100	0.6	0.8
	3	A(55)	B3(20) B4(20)	C3(5)	120	1.0	0.5
	4	A(35)	B3(15) B4(30)	C4(20)	180	0.4	1.0
	5	A(40)	B1(30) B2(20)	C5(10)	150	0.6	0.8
비교예	1	A(75)	B1(20)	C1(5)	80	1.1	0.4
	2	A(60)	B2(30)	C3(10)	150	1.6	0.5
	3	A(60)	B2(30)	C3(10)	120	0.5	1.8
	4	A(50)	B3(50)	-	180	0.3	1.0
	5	A(70)	B4(10)	C2(20)	100	0.8	0.7

B: 실란화합물

B1: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란

B2: 3-아미노프로필트리에톡시실란

B3: N-(β-아미노에틸)-γ- 아미노프로필메틸디메톡시실란

B4: 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란

C: 물성개선제

C1: 질산마그네슘

C2: 에틸렌티오우레아

C3: 아세트산지르코늄

C4: 암모늄메타바나데이트

C5: 니켈아세테이트

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5로부터 얻어진 코팅이 형성되어 표면처리된 강판에 대하여, 전도성, 내식성, 내알카리성 및 도장밀착성을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[전도성]

미츠비시화학㈜제 로레스타 EP, 표면전기저항측정기를 이용하여, 시험판 표면의 전기저항치를 측정하여 평가하였다. 평가기준은 다음과 같다.

○ : 표면전기저항 값이 1Ω 이하

△ : 표면전기저항 값이 1Ω 초과하는 경우가 간혹 있음

× : 표면전기저항 값이 1Ω 초과

[내식성]

5중량%의 식염수를 35℃에서 피도물의 표면에 분무하고, 120시간 후의 백녹의 정도를 3수준으로 평가하였다. 평가는 평면부만 실시하였다. 평가기준은 다음과 같다.

○ : 부식이 전혀 없거나, 백녹이 아주 조금 발생(부식면적이 평가면적의 5% 이내)

△ : 약간 백녹 발생(부식면적이 평가면적의 5-10% 이내)

× : 다소 또는 많은 백녹 발생(부식면적이 평가면적의 10% 이상)

[내알카리성]

처리 판에 대한파카라이징㈜제의 알카리 탈지제 FC-4460을 20g/L로 건욕하고, 60℃로 조정한 탈지제 수용액을 2분간 스프레이 분무 및 수세한 후, 내식성 시험을 시행하여 48시간 후의 백녹의 정도를 3수준으로 평가하였다. 평가기준은 다음과 같다.

△ : 약간 백녹 발생(부식면적이 평가면적의 5-10% 이내)

[도장밀착성]

본 발명의 수지 조성물이 코팅된 시험판에 AMILACK #1000(일본국 간사이페인트㈜ 제조)을 건조막 25㎛이 되도록 바코팅 도장한 후 140℃에서 20분간 건조시킨 후, 이 시험판을 1㎜ 간격의 바둑판눈금 100개의 칼집을 넣은 부분에 셀로테이프를 붙이고, 이것을 떼어냄으로써 도장밀착성을 평가하였다. 평가기준은 아래와 같다.

○ : 벗겨진 반점이 없음

× : 벗겨진 반점이 하나 이상 있음

상기에 따른 평가결과를 표 2에 요약하였다. 본 발명에 의한 처리조성물을 사용한 실시예 1-5의 경우에는 전도성, 내식성, 내알카리성 및 도장밀착성 등이 우수하며, 특히 안정적 전도성 확보가 가능하였다.

그러나 1차 코팅층의 수지와 실란화합물의 고형분 중량비가 본 발명의 범위를 초과한 비교예 1과 비교예 5는 전도성이 열위하였으며, 특히 실란 화합물의 함량이 본 발명에 크게 미치지 못하는 비교예 5는 내식성과 도장 밀착성이 크게 부족하였다. 또한, 건조도막 부착량이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 2 및 비교예 3은 전도성이 열위하였다. 한편 제1차 코팅층용 제1 수지조성물에서 물성개선제를 첨가하지 않은 비교예 4는 내식성과 내알카리성이 문제가 있었다.

	전도성	내식성	내알칼리성	도장밀착성
실시예 1	○	○	○	○
실시예 2	○	○	○	○
실시예 3	○	○	○	○
실시예 4	○	○	○	○
실시예 5	○	○	○	○
비교예 1	△	○	○	○
비교예 2	×	○	○	○
비교예 3	×	○	○	×
비교예 4	○	×	△	○
비교예 5	△	△	○	×

Claims

제1 코팅층을 형성하는 제1 수지조성물 및 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물을 포함하는 강판의 표면처리용 수지조성물에 있어서, 상기 제1 수지조성물은 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물(B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 질소화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제(C) 5-20중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면 처리용 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)에 대한 실란화합물(B)의 고형분 중량의 비가 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 실란화합물은 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐에폭시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시 실란)-1-프로판아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메 톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프리메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란 및 N-[2-(비닐벤질아미노)에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 실란커플링제 또는 이들의 가수분해 축합물인 금속 표면 처리용 수지 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 실란커플링제(a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제(b)인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 4항에 있어서, 실란커플링제 (a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 (b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금속화합물로서, 니켈화합물은 니켈아세테이트, 니켈알루미니드, 산화니켈 또는 황산니켈이며, 마그네슘 화합물은 황산마그네슘, 질산마그네슘 또는 산화마그네슘임을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 질소화합물은 우레아, 티오우레아, 에틸렌티오우레아 또는 이미노우레아임을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 5산화바나듐, 3산화바나듐, 암모늄메타바나데이트, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트 또는 3염화바나듐과 같은 바나듐화합물, 질산지르코닐, 아세트산지르코닐, 탄산지르코닐암모늄 또는 지르코늄아세틸아세토네이트와 같은 지르코늄화합물 및 황산 티타닐 또는 티탄락테이트와 같은 티타늄화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2 수지조성물은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 30~70중량%; ii) 수분산 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 금속표면 처리용 수지조성물.
제1 코팅층과 제2 코팅층을 포함하는 표면처리된 강판으로서, 상기 제1 코팅층은

수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A) 20-70중량%;

에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물 (B) 20-60중량%; 및

니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 황화합물로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제 (C) 5-20중량%;

를 포함하는 수지조성물로부터 얻어지되, 상기 제1 코팅층의 건조도막 부착량은 0.2~1.0g/㎡이고, 제2 코팅층의 건조도막 부착량은 0.3~1.0g/㎡인 것을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 10항에 있어서, 상기 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지(A)에 대한 실란화합물(B)의 고형분 중량의 비가 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속표면처리용 수지조성물.
제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 건조도막 부착량의 합이 0.5 내지 1.5g/㎡인 것을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 10항 또는 제 11항 있어서, 상기 제2 코팅층은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 30~70중량%; ii) 수분산 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 수지조성물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 1종 이상의 실란커플링제 (a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제 (b)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 13항에 있어서, 상기 실란커플링제 a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 금속화합물로서, 니켈화합물은 니켈아세테이트, 니켈알루미니드, 산화니켈 또는 황산니켈이며, 마그네슘 화합물은 황산마그네슘, 질산마그네슘 또는 산화마그네슘임을 특징으로 하는 표면처리강판.
제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 질소화합물은 우레아, 티오우레아, 에틸렌티오우레아 또는 이미노우레아임을 특징으로 표면처리강판.
수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A) 20-70중량%; 에폭시기, 아미노기 및 메타크릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 가지되, 서로 다른 반응성 관능기를 갖는 2종의 실란화합물 (B) 20-60중량%; 및 니켈 또는 마그네슘의 금속화합물 및 황화합물로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물성개선제 (C) 5-20중량%;를 포함하는 제1 수지조성물을 강판 상에 제1 코팅하여 건조도막 부착량이 0.2 내지 1.0g/㎡인 제1 코팅층을 형성하는 단계;

건조도막 부착량이 0.3 내지 1.0g/㎡인 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및

강판 표면을 80~200℃의 온도범위에서 소부하는 단계;

를 포함하는 금속의 표면처리방법.
제 18항에 있어서, 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 수지 (A)에 대한 실란화합물의 고형분 중량의 비는 0.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법.
제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 제2 코팅층을 형성하는 제2 수지조성물은 i) 경도 3~4H인 수용성 우레탄 수지 300~70중량%; ii) 수분산성 콜로이달실리카 10~40중량%; iii) 윤활제 5~25중량%를 포함하는 제2 수지조성물인 금속의 표면처리 방법.
제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 건조도막 부착량의 합은 0.5 내지 1.5g/㎡인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법.
제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 실란화합물은 1개 이상의 활성수소 함유 아미노기를 갖는 1종 이상의 실란커플링제 (a) 및 하나 이상의 에폭시기를 갖는 실란커플링제 (b)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법.
제 19항에 있어서, 상기 실란커플링제 a)에 함유된 활성수소함유 아미노기와 상기 실란커플링제 b)에 함유된 에폭시기의 당량비가 3:1 내지 1:3인 것을 특징으 로 하는 금속의 표면처리 방법.