KR20130008855A - 표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판 - Google Patents

표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 표면처리 강판에 관한 것이다. 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 열전도성 및 방열성이 우수한 분산체를 포함함으로써, 기존 내지문 강판이 가지는 물성인 높은 백색도, 내식성, 내지문성, 가공성, 전기 전도성 및 내알칼리성은 그대로 유지하면서 우수한 방열성을 부여할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물이 코팅된 표면처리 강판은 높은 방열성, 전기 전도성 및 백색도 등의 물성을 가지고 있어, 백라이트 유닛, 특히 엣지형 백라이트 유닛의 바텀 샤시로 대체 사용됨으로써, 평판 표시장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판{Resin composition for surface treatment and steel sheet coated by the same}
본 발명은 표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판에 관한 것이다.
최근 박막형 LCD TV에서 사용하는 광원은 종래의 냉음극 형광램프 (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)에서 에너지 효율 및 색상 표현력이 우수한 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)로 빠르게 대체되고 있다. LED는 기존 CCFL 대비 높은 광전환 효율(CCFL 40%, LED 최고 90%), 무수은(환경 친화성), 빠른 응답 속도(60 nano second), 소형화 및 긴 수명(5만 내지 10만 시간) 등 여러 가지 장점을 가지고 있어, 박막형 TV의 광원으로서의 사용이 크게 증가하고 있다.
그러나, LED를 박막형 TV 기기에 탑재하는 데 있어서, 각 업체가 고심하고 있는 것 중 하나로서 LED 칩에서 발생하는 열에 대한 방열의 문제를 들 수 있다. 최근 들어 LED의 발광 효율이 높아지고 있기는 하나, 아직까지 LED 칩의 발열량은 상당한 수준이므로, 적절한 방열 대책을 마련하지 않으면 LED 칩의 온도가 너무 높아져 LED 칩 자체 또는 패키징 수지가 열화되고, 발광 효율의 저하 및 LED 칩의 단수명화를 초래하게 된다. 따라서, LED의 가장 큰 장점인 장수명(long life)을 유지하기 위해서는, LED 칩에서 발생한 열을 외부로 효과적으로 확산시키는 방열 기술의 개발이 필수적이다.
이를 위해서 LED 자체의 방열 효율을 높이는 방법도 많이 논의되고 있으나, LED 칩이 부착되어 있는 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)의 바텀 샤시(Bottom chassis)에도 방열 기능을 추가하여 LED에서 발생하는 열을 최대한 줄이려는 노력이 병행되고 있다. 특히, LED 램프가 바텀 샤시의 어느 부분에 위치하고 있는지에 따라, 방열 기술의 개념도 달라지게 된다.
LED 백라이트 유닛은 크게 직하형 (Direct lighting) 방식과 엣지형 (Edge lighting) 방식으로 나뉘어 진다. 직하형 방식의 백라이트 유닛은, 사람이 보는 화면의 바로 뒤에 LED 램프가 위치하고 있어, LED 램프가 바텀 샤시의 전면에 고르게 분포되어 있다. 이러한 구조적인 특성에 의해 직하형 방식의 백라이트 유닛은 LED 에서 방출되는 열이 국부적으로 집중되지 않고, 바텀 샤시 전면에 균일하게 분포되므로, 일반적인 LCD TV에 적용하고 있는 전기아연도금(Electro Galvanizing steel, EG) 내지문 강판만으로도 충분한 방열 성능을 확보할 수 있다. 그러나, 엣지형 방식의 백라이트 유닛은 고출력 LED의 적용 및 직접화로 LED 광원의 수명 저하를 유발하고, LED 칩에서 발생한 열이 TV의 측면 부분에 집중되어 바텀 샤시의 열변형을 일으킬 수 있다. 현재 이를 해결하기 위한 방법으로 백라이트 유닛, 특히 엣지형 방식의 백라이트 유닛의 바텀 샤시 재료로 열전도율이 우수한 알루미늄 판재를 적용하거나, 방열패드 부착 및 방열도료 코팅을 수행하고 있다.
일반적으로, 알루미늄의 열 전도도는 200 W/m·K로 철의 열전도도인 80 W/m·K 대비 2배 이상 높아, 엣지형 방식의 백라이트 유닛의 LED 칩에서 발생한 국부적인 열을 빠르게 바텀 샤시 전체로 전달하여 열적 평형을 이룰 수 있다. 그러나, 바텀 샤시를 알루미늄 판재로 적용할 경우, 기존 재료인 전기아연도금 내지문 강판 대비 2배 이상의 부품비가 소요되고, 알루미늄 판재를 전량 수입에 의존하고 있으므로, 그 사용량이 증가할 경우에는 원자재 수급의 문제로 인하여 가격이 추가로 상승할 수도 있다. 또한, 알루미늄은 합금 정도에 따라 열 방사율이 0.02 내지 0.25 정도이므로 열을 외부로 복사시키는 성능이 매우 떨어지고, 철에 비해 가공성이 취약하여 부품가공 공정에서 30% 이상의 높은 불량이 발생하며, 내식성, 가공성 및 내지문성 등의 물성 측면에서도 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
한편, 일반적인 전기아연도금 내지문 강판의 경우에는 열 전도도가 60 W/m·K 내지 65 W/m·K로 알루미늄 합금 판재의 130 W/m·K 내지 168W/m·K과 비교하여 매우 낮으므로, 엣지형 방식의 백라이트 유닛의 LED 칩으로부터 발생하는 열을 바텀 샤시의 다른 부위로 전달시키는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 내지문성 및 다른 물성은 그대로 유지하면서도, 방열성을 향상시킬 수 있는 표면 처리용 수지 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 방열성, 전기전도성 및 백색도가 우수한 표면 처리용 수지 조성물, 상기 표면 처리용 수지 조성물에 의해 코팅된 강판, 그 강판의 제조 방법 및 상기 강판을 포함하는 평판 표시장치용 바텀 샤시를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 유기 수지; 및 열전도성 분산체를 포함하고, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 35 중량부 내지 65 중량부의 규소 함유 화합물 및 35 중량부 내지 65 중량부의 알루미늄 함유 화합물을 포함하는 표면 처리용 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 소재 강판; 및 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되고, 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물의 경화물을 함유하는 표면 처리층을 포함하는 표면처리 강판을 제공한다.
본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 열전도성 및 방열성이 우수한 분산체를 포함함으로써, 기존 내지문 강판이 가지는 물성인 높은 백색도, 내식성, 내지문성, 가공성, 전기 전도성 및 내알칼리성은 그대로 유지하면서 우수한 방열성을 부여할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물이 코팅된 강판은 높은 방열성, 전기 전도성 및 백색도 등의 물성을 가지고 있어, 백라이트 유닛, 특히 엣지형 백라이트 유닛의 바텀 샤시로 대체 사용됨으로써, 평판 표시장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 표면처리 강판의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 표면처리 강판의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 방열온도 평가 장치를 이용하여 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판의 온도를 측정함으로써 방열성을 평가하는 개략도를 나타내는 도면이다.
본 발명은 유기 수지; 및 열전도성 분산체를 포함하고,
상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 35 중량부 내지 65 중량부의 규소 함유 화합물 및 35 중량부 내지 65 중량부의 알루미늄 함유 화합물을 포함하는 표면 처리용 수지 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 유기 수지 및 열전도성 분산체를 포함하고 있다. 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물이 적용되는 기재는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 금속, 나무 또는 플라스틱 등을 들 수 있으나, 바람직하게는 금속의 표면 처리에 적용될 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 35 중량부 내지 65 중량부의 규소 함유 화합물 및 35 중량부 내지 65 중량부의 알루미늄 함유 화합물을 포함한다. 상기 열전도성 분산체는 열전도성과 열복사성이 우수한 물질을 포함하고 있어, 강판에 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물을 코팅 시, 강판의 방열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어인『중량부』는 중량 비율을 의미한다.
본 발명에 따른 조성물의 열전도성 분산체에서, 상기 규소 함유 화합물의 함량이 35 중량부 미만이면, 방열성이 저하될 수 있고, 65 중량부를 초과하면, 방열성이 더 이상 향상되지 않고, 오히려 용액 안정성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 함유 화합물의 함량이 35 중량부 미만이면, 방열성 및 전기 전도성이 저하될 수 있고, 65 중량부를 초과하면, 방열성이 더 이상 향상되지 않고, 오히려 용액 안정성 및 경화성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 규소 함유 화합물의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 규소 함유 화합물의 평균 입경이 5 ㎛를 초과하면, 규소 함유 화합물의 빠른 침전에 의해 용액 안정성이 저하되고, 박막 코팅의 물성이 악화될 수 있다. 상기 규소 함유 화합물의 평균 입경의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.05 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 규소 함유 화합물의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 열전도성이 우수한 실리콘(Si), 탄화수소(SiC) 및 질화규소(Si3N4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 알루미늄 함유 화합물의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 3 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 알루미늄 함유 화합물의 평균 입경이 3 ㎛를 초과하면, 입자 크기에 의한 효과를 얻을 수 없어 방열성 및 용액 안정성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 함유 화합물의 평균 입경의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 알루미늄 함유 화합물의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 열전도성이 우수한 산화 알루미늄(aluminum oxide), 질화 알루미늄(AlN) 및 알루미늄 파우더(aluminum powder)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 탄소 함유 화합물을 10 중량부 이하로 추가로 포함할 수 있다. 상기 열전도성 분산체는 탄소 함유 화합물을 추가로 포함함으로써, 본 발명에 따른 조성물의 열전도성, 열복사성 및 전기 전도성을 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 탄소 함유 화합물의 함량이 10 중량부를 초과하면, 전기 전도성이 더 이상 향상되지 않고, 색상이 어두워져 의장성이 감소할 수 있다. 상기 탄소 함유 화합물의 함량의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 1 중량부 이상일 수 있다
본 발명의 조성물에서, 상기 탄소 함유 화합물의 평균 입경 또는 장축의 길이가 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 탄소 함유 화합물의 평균 입경 또는 장축의 길이가 5 ㎛를 초과하면, 박막 코팅의 물성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 탄소 함유 화합물의 평균 입경 또는 장축의 길이의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.05 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 탄소 함유 화합물의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 열전도성이 우수한 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 탄소 섬유(carbon fiber), 카본 블랙(carbon black), 그래파이트(graphite) 및 그래핀(grapheme)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물을 10 중량부 이하로 추가로 포함할 수 있다. 상기 열전도성 분산체는 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물을 추가로 포함함으로써, 본 발명에 따른 조성물의 열전도성 및 열복사성을 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 함량이 10 중량부를 초과하면, 방열성이 더 이상 향상되지 않고, 오히려 용액 안정성이 저하될 수 있다. 상기 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 함량의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 1 중량부 이상일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경이 5 ㎛를 초과하면, 용액 안정성이 저하되고, 박막 코팅의 물성이 악화될 수 있다. 또한, 상기 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.05 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 마그네슘(Mg), 산화 마그네슘(MgO), 이산화티타늄(TiO2), 견운모(sericite), 운모(mica), 전기석(tourmaline), 흑운모(biotite), 일라이트(illite), 카올린(kaolin), 벤토나이트(bentonite), 석영반암(quartz porphyry), 편마암(gneisses), 세라믹 파우더(ceramic powder), 게르마늄(Ge), 이산화 게르마늄(GeO2) 및 게르마늄 132(Ge-132)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 산화 마그네슘(MgO), 운모(mica), 카올린(kaolin) 및 게르마늄(Ge)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 분산용 수지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 분산용 수지는 규소 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물, 탄소 함유 화합물 및 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물 등 전술한 열전도성 및 열복사성이 우수한 물질을 분산시키는 분산 용매로써 사용될 수 있다.
즉, 상기 분산용 수지에 전술한 열전도성 및 열복사성이 우수한 물질을 분산시킴으로써, 열전도성 분산체를 제조할 수 있다. 상기 열전도성 및 열복사성이 우수한 물질을 분산시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 통용되는 수단을 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 예를 들면, 다이노밀 또는 링밀 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 열전도성 분산체에 포함되는 분산용 수지의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 전술한 열전도성 및 열복사성이 우수한 물질을 잘 분산시킬 수 있는 유기 수지라면 제한 없이 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물에서는 상기 분산용 수지의 예로서, 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시 수지, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있고, 바람직하게는 수분산 우레탄 수지를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 분산용 수지를 20 중량부 내지 80 중량부, 바람직하게는 40 중량부 내지 60 중량부로 포함할 수 있다. 상기 분산용 수지의 함량이 20 중량부 미만이면, 조성물의 점도가 크게 증가하여 박막 코팅의 물성이 저하될 수 있고, 80 중량부를 초과하면, 열전도성과 방열성이 저하되고, 전기 전도성 또한 악화될 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 유기 수지는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 30 중량부 내지 60 중량부, 바람직하게는 40 중량부 내지 55 중량부로 포함될 수 있고, 열전도성, 방열성 및 전기 전도성을 향상시키는 안료 물질들을 조성물 내에서 균일하게 분산시키는 역할을 할 수 있다.
상기 유기 수지의 함량이 30 중량부 미만이면, 소재 강판의 표면에 대한 부착력이 저하될 수 있고, 균일한 표면 처리층을 형성하기 어려울 수 있으며, 60 중량부를 초과하면, 내식성이 저하될 수 있고, 표면 처리용 수지 조성물의 점도 상승으로 인해 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 유기 수지의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 수용성 유기 수지일 수 있고, 보다 바람직하게는 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시 수지, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 더욱 바람직하게는 카복실기 또는 하이드록시기를 가지는 수분산 우레탄 수지, 아크릴계 단량체로 변성된 수분산 우레탄 수지, 비닐계 단량체로 변성된 수분산 우레탄 수지, 카복실기 또는 하이드록시기를 가지는 수용성 아크릴 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리카보네이트 폴리올을 사용한 수분산 우레탄 수지를 들 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 열전도성 분산체는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 20 중량부 내지 40 중량부, 바람직하게는 20 중량부 내지 35 중량부로 포함될 수 있다. 상기 열전도성 분산체의 함량이 20 중량부 미만이면, 내식성이 크게 저하될 수 있고, 40 중량부를 초과하면, 소재 강판의 표면에 대한 부착력이 저하될 수 있고, 균일한 표면 처리층을 형성하기 어려울 수 있다.
본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 무기금속 졸; 방청제; 유기금속 착화합물; 및 가교제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 첨가제는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 10 중량부 내지 60 중량부, 바람직하게는 10 중량부 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 10 중량부 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 조성물에서, 상기 무기금속 졸은 표면 처리용 조성물 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있고, 내식성을 부여하는 역할을 할 수 있다.
상기 무기금속 졸의 함량이 5 중량부 미만이면, 내식성 과 및 전기 전도성이 저하될 수 있고, 20 중량부를 초과하면, 내식성 및 전기 전도성이 더 이상 향상되지 않고, 오히려 용액 안정성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 무기금속 졸의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 실리카 졸, 알루미나 졸, 티타니아 졸, 지르코니아 졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 무기금속 졸의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 nm 내지 30 nm, 보다 바람직하게는 5 nm 내지 20 nm일 수 있다. 상기 무기금속 졸의 평균 입경이 5 nm 미만이면, 내수성이 저하될 수 있고, 30 nm를 초과하면, 무기금속 졸 간에 공극이 형성되어 표면 처리용 수지 조성물을 이용한 표면 처리층 형성 시, 결함 발생으로 인해 내식성이 저하될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 조성물에서, 상기 방청제는 표면 처리용 조성물 100 중량부에 대하여, 2 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 내식성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 방청제의 함량이 2 중량부 미만이면, 내식성을 충분히 향상시킬 수 없고, 10 중량부를 초과하면, 조성물의 저장 안정성이 크게 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 방청제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 알루미늄 또는 중인산 알루미늄과 같은 금속 화합물; 헥사암모늄 헵타몰리브데이트 테트라하이드레이트의 인산 수용액; 아연; 몰리브덴; 불소; 붕산; 이들의 혼합물 또는 이들의 인산염 용액 등 일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 조성물에서, 상기 유기금속 착화합물은 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 2 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 소재 강판과 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물 간의 밀착성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 유기금속 착화합물은 소재 강판, 특히 아연도금 강판과의 축합 반응 및 수소 결합 형성에 의하여 밀착성을 향상시키며, 이에 따라 소재 강판의 내식성을 향상시킬 수 있다.
상기 유기금속 착화합물의 함량이 2 중량부 미만이면, 소재 강판과의 밀착성을 충분히 향상시킬 수 없고, 10 중량부를 초과하면, 조성물의 저장 안정성이 크게 저하될 수 있고, 원가 상승의 원인될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 유기금속 착화합물의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 실란계 커플링제의 예로는 비닐트리에톡시 실란, 2-글리시딜옥시프로필트리메톡시 실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸디메톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시 실란, 4-아미노프로필 트리에톡시 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있고,
상기 티타늄계 커플링제의 예로는 티타늄 아세틸 아세토네이트, 이소-부톡시 티타늄 에틸 아세토 아세테이트, 테트라 이소프로필 티타네이트, 테트라 노말 부틸 티타네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으며,
상기 지르코늄계 커플링제의 예로는 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 트리에탄올 아민 지르코네이트, 헥사플루오로 지르코네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 본 발명의 조성물에서, 상기 가교제는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 2 중량부 내지 12 중량부로 포함될 수 있고, 본 발명의 조성물의 수용성 유기 수지에 포함되어 있는 카복실기 또는 하이드록시기와의 가교 결합을 통해 수용성 유기 수지를 가교시키는 역할을 하며, 이를 통해 내식성을 향상시킬 수 있다.
상기 가교제의 함량이 2 중량부 미만이면, 수용성 유기 수지를 가교시키는 역할을 수행할 수 없고, 12 중량부를 초과하면, 균일한 표면 처리층을 형성하기 어려울 수 있고, 미반응된 가교제에 의한 내식성 저하 및 원가 상승을 초래할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물에서, 상기 가교제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 카르보디이미드(carbodiimide)기를 가지는 화합물, 멜라민계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 아지리딘계 가교제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 멜라민계 가교제의 예로는 메톡시 멜라민 수지, 에톡시 멜라민 수지, 프로폭시 멜라민 수지, 부톡시 멜라민 수지 및 펜톡시 멜라민 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 이소시아네이트계 가교제의 예로는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소프로필렌디이소시아네이트, 메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리딘디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트 및 상기 중 선택된 하나와 폴리올의 반응물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아지리딘계 가교제의 예로는, N,N’-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N’-디페닐메탄-4,4’-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 전술한 성분 이외에 소포제, 평활성 향상 첨가제, 왁스 및 유기 용제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.
또한, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 용제로서, 물, 에탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있고, 바람직하게는 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물의 젖음성 및 분산성 등을 향상시키기 위하여, 에탄올이 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되어 있는 물과 에탄올의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 용제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 전술한 성분들의 함량에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 발명은 또한, 소재 강판; 및 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되고, 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물의 경화물을 함유하는 표면 처리층을 포함하는 표면처리 강판에 관한 것이다.
첨부된 도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 구체예에 따른 표면처리 강판의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 강판(10)은 소재 강판(11); 및 상기 소재 강판(11)의 일면에 형성된 1개의 표면 처리층(12)을 포함할 수 있고, 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 강판(20)은 소재 강판(11); 및 상기 소재 강판(11)의 양면에 형성된 2개의 표면 처리층(12)을 포함할 수 도 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 소재 강판의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 냉연 강판; 아연, 알루미늄, 구리, 니켈, 아연-알루미늄 합금, 아연-니켈 합금, 아연-철 합금, 아연-마그네슘 합금, 아연-알루미늄-마그네슘 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도금된 냉연 강판; 전기아연도금 강판; 스테인리스 강판; 또는 마그네슘 판재 등을 들 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 소재 강판의 두께는 특별히 제한되지 않고, 사용되는 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되는 표면 처리층은, 전술한 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물의 경화물을 함유할 수 있다. 상기 표면 처리층에 함유되는 표면 처리용 수지 조성물에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛일 수 있다. 상기 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께가 0.5 ㎛ 미만이면, 표면처리 강판의 방열성 및 내식성이 저하될 수 있고, 3.5 ㎛를 초과하면, 표면처리 강판의 표면 전기 전도성이 현저히 저하될 수 있다. 상기 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께에 대응하여 건조 후의 부착량은 500 mg/m2 내지 3,500 mg/m2일 수 있다.
본 발명은 또한, 소재 강판의 일면 또는 양면에 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하고, 상기 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 표면처리 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법은 소재 강판의 일면 또는 양면에 전술한 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하고, 상기 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 소재 강판 및 표면 처리용 수지 조성물에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명에서, 상기 소재 강판에 전술한 본 발명에 따른 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 공지되어 있는 수단을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 바 코터 또는 롤 코터 등을 이용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 경화시키는 단계는 최고 강판온도(peak metal temperature, PMT)가 150℃ 내지 240℃, 바람직하게는 180℃ 내지 200℃인 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 PMT가 150℃ 미만인 온도에서 표면 처리용 수지 조성물을 경화시키는 경우에는 상기 조성물에 포함된 수용성 유기 수지의 가교가 충분히 이루어 지지 않기 때문에 내식성, 내알칼리성 및 내용제성이 열악할 수 있고, PMT가 240℃를 초과하는 온도에서 표면 처리용 수지 조성물을 경화시키는 경우에는 높은 열에 의해 표면 처리층의 갈라짐이 발생하여 내식성 및 가공성이 열악할 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법에 의해 제조된 표면처리 강판은 높은 백색도, 내식성, 내지문성, 가공성, 표면 전기전도성, 내알칼리성을 가질 뿐만 아니라, 우수한 방열성을 가지고 있다.
[ 실시예 ]
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
수용성 폴리카보네이트 폴리올 우레탄 수지(Alerdink U 933, Alberdingk Boley사(제)) 40 중량부, 열전도성 분산체 30 중량부, 실리카 졸(Snowtex-N, Nissin Chemical사(제)) 10 중량부, 인산아연 방청제(Halox 550, Halox사(제)) 5 중량부, 유기금속 착화합물(Tyzor LA, Dupont사(제)) 10 중량부 및 멜라민계 가교제(Cymel 325, Cytec사(제)) 5 중량부를 혼합하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다. 이 때, 상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여 규소 함유 화합물인 Si3N4(SiciNide, Vesta Ceramics사(제), 평균입경(1 ㎛)) 50 중량부 및 알루미늄 함유 화합물인 Al2O3(Baikalox CR 100, Baikowik사(제), 평균입경(0.5 ㎛)) 50 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물을 분산용 수지인 수용성 폴리카보네이트 폴리올 우레탄 수지(Alerdink U 933, Alberdingk Boley사(제)) 50 중량부(상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부 기준)에 첨가한 후, 링밀을 이용하여 분산시킴으로써 제조되었다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
상기 제조된 표면 처리용 수지 조성물을 편면 아연 부착량이 각각 20 g/m2인 전기아연도금 강판(강판 두께: 1.0 mm)에 건조 후 두께가 2 ㎛가 되도록 롤 코터를 이용하여 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
상기 전기아연도금 강판에 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 최고 강판온도(PMT)가 180℃인 온도에서 경화시켜 두께가 2 ㎛인 표면 처리층을 형성하였다. 이로써, 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
실시예 2 내지 19
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
열전도성 분산체의 고형분의 성분 및 그 함량을 하기의 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 실시예 1 내지 19에서 제조된 열전도성 분산체의 고형분의 성분 및 그 함량을 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
구분 A B C D
종류 함량 종류 함량 종류 함량 종류 함량












실시예 		1 Si3N4 50 Al2O3 50 - 0 - 0
2 Si3N4 40 Al2O3 45 CB 5 운모 10
3 Si3N4 45 Al2O3 45 CB 10 운모 0
4 Si3N4 45 Al2O3 45 CB 5 운모 5
5 Si3N4 47.5 Al2O3 47.5 CB 5 운모 0
6 Si3N4 35 Al2O3 60 CB 0 운모 5
7 SiC 50 Al2O3 50 CB 0 운모 0
8 Si3N4 45 AlN 45 CB 5 운모 5
9 SiC 45 AlN 45 CB 5 운모 5
10 SiC 45 Al2O3 45 CB 5 운모 5
11 SiC 45 Al2O3 45 CNT 5 운모 5
12 SiC 45 Al2O3 45 Graphite 5 운모 5
13 Si3N4 45 AlN 47.5 Graphite 0 운모 7.5
14 SiC 45 Al2O3 45 CB 10 MgO 0
15 SiC 45 Al2O3 45 Graphite 5 MgO 5
16 SiC 49 Al2O3 49 CNT 2 Ge 0
17 SiC 48 Al2O3 48 CNT 4 운모 0
18 SiC 46.5 Al2O3 46.5 CNT 2 Ge 5
19 SiC 47.5 Al2O3 47.5 Graphite 5 카올린 0
A: 규소 함유 화합물
B: 알루미늄 함유 화합물
C: 탄소 함유 화합물
D: 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물
함량 단위: 중량부
Si3N4: SiciNide, Vesta Ceramics사(제), 평균입경(1.0 ㎛)
SiC: GC 10000, Fujimi사(제), 평균입경(0.7 ㎛)
Al2O3: Baikalox CR 100, Baikowik사(제), 평균입경(0.5 ㎛)
AlN: Accumet Materials사(제), 평균입경(3 ㎛)
CB: 카본블랙(Conductex 7055 Ultra, Colombia Chemicals사(제), 평균입경(0.05 ㎛)
CNT: 탄소나노튜브(다중벽 탄소나노튜브, SigmaAldrich사(제), 평균입경(0.05 ㎛)
Graphite: Platelet nanofibers, SigmaAldrich사(제), 평균입경(2.0㎛)
운모: micronized Mica 325, CMMP사(제), 평균입경(3.5 ㎛)
MgO: Junsei사(제), 평균입경(3 ㎛)
Ge: Ge 99%, 영원게르마늄사(제), 평균입경(5 ㎛)
카올린: KaMin 70C, Kamin LLC사(제), 평균입경(3.2 ㎛)
비교예 1 내지 12
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
열전도성 분산체의 고형분의 성분 및 그 함량을 하기의 표 2에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 비교예 1 내지 12에서 제조된 열전도성 분산체의 고형분의 성분 및 그 함량을 하기 표 2에 정리하여 기재하였다.
구분 A B C D
종류 함량 종류 함량 종류 함량 종류 함량






비교예 		1 Si3N4 0 Al2O3 0 CB 0 운모 0
2 Si3N4 100 Al2O3 0 CB 0 운모 0
3 Si3N4 0 Al2O3 100 CB 0 운모 0
4 Si3N4 0 Al2O3 0 CB 100 운모 0
5 Si3N4 0 Al2O3 0 CB 0 운모 100
6 Si3N4 20 Al2O3 60 CB 10 운모 10
7 Si3N4 60 Al2O3 20 CB 10 운모 10
8 Si3N4 80 Al2O3 20 CB 0 운모 0
9 Si3N4 30 Al2O3 60 CB 5 운모 5
10 Si3N4 80 Al2O3 20 CNT 0 운모 0
11 Si3N4 80 AlN 20 CB 0 Ge 0
12 SiC 80 Al2O3 20 Graphite 0 운모 0
A: 규소 함유 화합물
B: 알루미늄 함유 화합물
C: 탄소 함유 화합물
D: 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물
함량 단위: 중량부
Si3N4: SiciNide, Vesta Ceramics사(제), 평균입경(1.0 ㎛)
SiC: GC 10000, Fujimi사(제), 평균입경(0.7 ㎛)
Al2O3: Baikalox CR 100, Baikowik사(제), 평균입경(0.5 ㎛)
AlN: Accumet Materials사(제), 평균입경(3 ㎛)
CB: 카본블랙(Conductex 7055 Ultra, Colombia Chemicals사(제), 평균입경(0.05 ㎛)
CNT: 탄소나노튜브(다중벽 탄소나노튜브, SigmaAldrich사(제), 평균입경(20~50 nm)
Graphite: Platelet nanofibers, SigmaAldrich사(제), 평균입경(0.5~5.0 ㎛)
운모: micronized Mica 325, CMMP사(제), 평균입경(3.5 ㎛)
Ge: Ge99%, 영원게르마늄사(제), 평균입경(5 ㎛)
실시예 20 내지 23 및 비교예 13 내지 17
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
열전도성 분산체의 고형분에 포함되는 각 성분의 종류 및 크기를 하기의 표 3에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 실시예 20 내지 23 및 비교예 13 내지 17에서 제조된 열전도성 분산체의 고형분에 포함되는 각 성분의 종류 및 크기를 하기 표 3에 정리하여 기재하였다.
구분 A B C D
종류 크기 종류 크기 종류 크기 종류 크기


실시예 		20 SiC 0.7 Al2O3 0.5 CB 0.5 운모 3.5
21 SiC 0.7 AlN 3.0 CB 0.5 운모 3.5
22 SiC 0.7 Al2O3 0.5 Graphite 2.0 MgO 3.0
23 SiC 4.5 Al2O3 0.5 Graphite 2.0 Ge 5.0


비교예 		13 Si3N4 3.0 Al2O3 6.0 CB 0.05 운모 3.5
14 Si3N4 1.0 Al2O3 0.5 CB 0.5 운모 35.0
15 Si3N4 5.2 Al2O3 0.5 CB 0.5 운모 3.5
16 Si3N4 1.0 Al2O3 6.0 CNT 10.0 운모 3.5
17 SiC 0.7 AlN 3.0 CNT 10.0 운모 3.5
A: 규소 함유 화합물
B: 알루미늄 함유 화합물
C: 탄소 함유 화합물
D: 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물
크기 단위: ㎛
Si3N4: SiciNide(Vesta Ceramics사(제)),β-Silicon Nitride(ENO Materials사(제))
SiC: GC 10000(Fujimi사(제)), Silicon Carbide(동광연마(제))
Al2O3: Baikalox CR100(Baikowik사(제)), Baikalox A125(Baikowik사(제))
AlN: Accumet Materials사(제)
CB: 카본블랙(Conductex 7055 Ultra(Colombia Chemicals사(제))
CNT: 다중벽 탄소나노튜브(SigmaAldrich사(제))
Graphite: Platelet nanofibers(SigmaAldrich사(제))
운모: micronized Mica325(CMMP사(제)), SM325W(서경 CMT사(제))
MgO: 산화마그네슘(Junsei사(제))
Ge: 게르마늄 99%(영원게르마늄사(제))
실시예 24
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
수용성 폴리카보네이트 폴리올 우레탄 수지(Alerdink U 933, Alberdingk Boley사(제)) 30 중량부, 열전도성 분산체 20 중량부, 실리카 졸(Snowtex-N, Nissin Chemical사(제)) 15 중량부, 인산아연 방청제(Halox 550, Halox사(제)) 10 중량부, 유기금속 착화합물(Tyzor LA, Dupont사(제)) 5 중량부 및 멜라민계 가교제(Cymel 325, Cytec사(제)) 5 중량부를 용제인 물과 에탄올의 혼합물(물 97 중량% 및 에탄올 3 중량%) 15 중량부에 혼합하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다. 이 때, 상기 열전도성 분산체는, 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여 규소 함유 화합물인 SiC(GC 10000, Fujimi사(제), 평균입경(0.7 ㎛)) 45 중량부 및 알루미늄 함유 화합물인 Al2O3(Baikalox CR100, Baikowik사(제), 평균입경(0.5 ㎛)) 45 중량부, 탄소 함유 화합물인 카본 블랙(Platelet nanofibers, SigmaAldrich사(제), 평균입경(0.5 ㎛)) 5 중량부 및 원적외선 방사율이 0.8 이상인 물질인 운모(Micronized Mica325, CMMP사(제), 평균입경(3.5 ㎛)) 5 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물을 분산용 수지인 수용성 폴리카보네이트 폴리올 우레탄 수지(Alerdink U 933, Alberdingk Boley사(제)) 50 중량부(상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부 기준)에 첨가한 후, 링밀을 이용하여 분산시킴으로써 제조되었다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
상기 제조된 표면 처리용 수지 조성물을 편면 아연 부착량이 각각 20 g/m2인 전기아연도금 강판(강판 두께: 1.0 mm)에 건조 후 두께가 2 ㎛가 되도록 롤 코터를 이용하여 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
상기 전기아연도금 강판에 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 최고 강판온도(PMT)가 200℃인 온도에서 경화시켜 두께가 2 ㎛인 표면 처리층을 형성하였다. 이로써, 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
실시예 25 내지 29 및 비교예 18 내지 25
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
수용성 유기 수지, 열전도성 분산체, 무기금속 졸, 방청제, 유기금속 착화합물 및 가교제의 함량을 하기의 표 4에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 24와 같은 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
실시예 24와 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
실시예 24와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 실시예 24 내지 29 및 비교예 18 내지 25에서 제조된 표면 처리용 수지 조성물의 조성 및 함량을 하기 표 4에 정리하여 기재하였다.
구분 조성의 함량
유기
수지 		열전도성
분산체 		무기금속
졸 		방청제 유기금속
착화합물 		가교제 용제


실시예 		24 30 20 15 10 5 5 15
25 50 35 5 2 2 2 4
26 60 20 10 5 2 2 1
27 45 30 5 5 5 5 5
28 45 30 5 5 5 10 0
29 30 40 10 5 5 5 5



비교예 		18 20 30 10 5 3 12 20
19 80 10 5 2 2 1 0
20 40 30 0 10 5 12 3
21 45 30 5 0 5 5 10
22 45 30 5 5 0 5 10
23 45 30 5 5 5 0 10
24 60 0 20 10 5 5 0
25 30 45 5 5 5 5 5
함량 단위: 중량부
실시예 30 내지 35
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
건조 후의 표면 처리층의 두께 범위를 하기의 표 5에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
표면 처리용 수지 조성물의 경화 온도를 하기의 표 5에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 실시예 30 내지 35에서 제조된 표면처리 강판의 표면 처리층의 두께 및 경화 온도(PMT 온도)를 하기의 표 5에 정리하여 기재하였다.
구분 표면 처리층의 두께 (㎛) 경화 온도( PMT 온도, ℃)


실시예 		30 0.5 180
31 1.5 180
32 3.5 180
33 2.5 150
34 0.5 220
35 3.5 220
비교예 26 내지 41
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
건조 후의 표면 처리층의 두께 범위를 하기의 표 6에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
표면 처리용 수지 조성물의 경화 온도를 하기의 표 6에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 27과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
상기 비교예 26 내지 41에서 제조된 표면처리 강판의 표면 처리층의 두께 및 경화 온도(PMT 온도)를 하기의 표 6에 정리하여 기재하였다.
구분 표면 처리층의 두께 (㎛) 경화 온도( PMT 온도, ℃)







비교예 		26 5.0 180
27 0.3 100
28 0.5 100
29 1.5 100
30 3.5 100
31 5.0 100
32 7.0 100
33 0.3 180
34 7.0 180
35 5.0 220
36 0.3 250
37 0.5 250
38 1.5 250
39 3.5 250
40 5.0 250
41 7.0 250
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판에 대하여 하기와 같이 물성을 측정하였다.
1. 방열성 측정
첨부된 도 3 에 나타난 바와 같이, 방열온도 평가 장치를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판의 온도를 측정하였다. 구체적으로, 첨부된 도 3에 도시된 알루미늄 압출바의 6, 7 및 8의 위치에서 표면처리 강판의 온도를 측정하여 그 평균 값이 LED 모듈의 온도보다 얼마나 낮은지를 측정하였고, 하기와 같은 평가 기준에 따라 방열성을 평가하였다.
<방열성의 평가 기준>
○: 평균 온도 값이 LED 모듈의 온도 대비 -3℃ 이상인 경우
△: 평균 온도 값이 LED 모듈의 온도 대비 -3℃ 미만 -1℃ 이상인 경우
×: 평균 온도 값이 LED 모듈의 온도 대비 -1℃ 미만인 경우
2. 전기 전도성 측정
표면 저저항 측정기(Loresta GP, Mitsubishi Chemical사(제)를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판의 표면 저항을 측정하였고, 하기와 같은 평가 기준에 따라 표면 전기 전도성을 평가하였다.
<전기 전도성의 평가 기준>
○: 표면처리 강판의 표면 저항이 0.1 mΩ 이하인 경우
△: 표면처리 강판의 표면 저항이 0.1 mΩ 초과 1.0 mΩ 이하인 경우
×: 표면처리 강판의 표면 저항이 1.0 mΩ 초과하는 경우
3. 백색도 측정
Lab 색차계(ColorEye XTH, GretagMacbeth사(제))를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판의 L 좌표 값(백색도 값)을 측정하였고, 하기와 같은 평가 기준에 따라 백색도를 평가하였다.
<백색도의 평가 기준>
○: 표면처리 강판의 L 좌표 값이 60 이상인 경우
×: 표면처리 강판의 L 좌표 값이 60 미만인 경우
4. 용액 안정성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면 처리용 수지 조성물의 제조 직 후, 각각 초기 점도(Vi)를 측정하고, 25℃로 냉각시킨 후, 25℃에서의 나중 점도(Vl)를 측정한 후, 하기의 일반식 1에 대입하였으며, 그 결과를 하기의 평가 기준에 따라 평가하였다.
[일반식 1]
△V = (Vl - Vi)/ Vi × 100 (%)
<용액 안정성의 평가 기준>
○: △V가 20(%) 미만이거나 육안 관찰시 겔화 현상이 보이지 않음
×: △V가 20(%) 이상이거나 육안 관찰시 겔화 현상이 보임
5. 내식성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판을 30cm×30cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 상기 시편의 평판에 5%의 염수 농도 및 35℃의 온도를 갖는 염수를 1kg/cm2의 분무압으로 고르게 분사한 후, 72 시간이 경과한 다음, 상기 표면처리 강판에 발생된 백청(부식) 면적을 측정하였다.
<내식성의 평가 기준>
○: 백청의 발생 면적이 전체 면적의 5% 미만인 경우
△: 백청의 발생 면적이 전체 면적의 5% 이상 10% 이하인 경우
×: 백청의 발생 면적이 전체 면적의 10% 초과인 경우
6. 내알칼리성 측정
탈지제(FC-L4460, Nihon Parkerizing사(제))가 용해된 수용액(탈지제 농도 2%)을 온도 60℃로 유지한 후, 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판을 상기 수용액에 2 분 동안 침지시키고, 흐르는 물로 세척한 다음, 건조시켰다. 이어서, 상기 표면처리 강판의 탈지 전후의 색차(△E)를 측정하였다.
<내알칼리성의 평가 기준>
○: 표면처리 강판의 색차가 1 이하인 경우
×: 표면처리 강판의 색차가 1 초과인 경우
7. 가공성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판을 150cm×75cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 상기 시편의 표면을 크로스 컷 가이드(cross cut guide)를 이용하여 1 mm의 간격으로 가로 및 세로 각각 100 개의 칸을 형성하도록 줄을 긋고, 상기 100 개의 칸이 형성된 부분을 에릭슨(erichsen) 시험기를 이용하여 6 mm의 높이로 밀어 올리며, 밀어 올린 부위에 박리 테이프(NB-1, Ichiban사(제))를 부착한 후 떼어내면서 에릭슨 부분이 박리되는지 여부를 관찰하였다.
<가공성의 평가 기준>
○: 표면의 박리가 없는 경우
△: 표면의 박리가 100 개 중 1개 내지 3개인 경우
×: 표면의 박리가 100 개 중 3개를 초과한 경우
상기 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 12에서 제조된 표면처리 강판에 대한 물성 측정 결과를 하기의 표 7 및 8에 기재하였다.
구분 방열성 전기 전도성 백색도 용액 안정성









실시예 		1 O O O O
2 O O O O
3 O O O O
4 O O O O
5 O O O O
6 O O O O
7 O O O O
8 O O O O
9 O O O O
10 O O O O
11 O O O O
12 O O O O
13 O O O O
14 O O O O
15 O O O O
16 O O O O
17 O O O O
18 O O O O
19 O O O O
O: 우수
×: 불량
구분 방열성 전기 전도성 백색도 용액 안정성





비교예 		1 - × O O
2 O O × ×
3 O × O ×
4 O × × ×
5 × × O ×
6 × O O O
7 × × O O
8 × O × ×
9 × O O O
10 × O × ×
11 × O × ×
12 × O × ×
O: 우수
×: 불량
상기 표 7 및 8에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 19의 경우, 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여 규소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물의 함량이 각각 35 중량부 내지 65 중량부 및 35 중량부 내지 65 중량부의 범위에 속하므로, 전기 전도성, 백색도 및 용액 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명에 따르지 않는 비교예 1 내지 12의 경우, 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여 규소 함유 화합물 또는 알루미늄 함유 화합물의 함량이 본 발명에서 특정한 함량 범위를 벗어났기 때문에, 방열성, 전기 전도성, 백색도 및 용액 안정성의 물성 중 적어도 하나 이상의 물성이 불량함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 열전도성 분산체에 포함되는 규소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물의 함량을 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여 각각 35 중량부 내지 65 중량부 및 35 중량부 내지 65 중량부의 범위 내로 조절함으로써, 전기 전도성, 백색도 및 용액 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
상기 실시예 20 내지 23 및 비교예 13 내지 17에서 제조된 표면처리 강판에 대한 물성 측정 결과를 하기의 표 9에 기재하였다.
구분 방열성 가공성 내식성 내알칼리성

실시예 		20 O O O O
21 O O O O
22 O O O O
23 O O O O


비교예 		13 × O × O
14 × × × O
15 × × × ×
16 × O × ×
17 × × × ×
O: 우수
×: 불량
상기 표 9에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 20 내지 23의 경우, 열전도성 분산체에 포함되는 규소 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물, 탄소 함유 화합물 및 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경이 각각 5 ㎛ 이하, 3 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하 및 5 ㎛ 이하의 범위에 속하므로, 가공성, 내식성 및 내알칼리성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명에 따르지 않는 비교예 13 내지 17의 경우, 열전도성 분산체에 포함되는 규소 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물, 탄소 함유 화합물 또는 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경 중 적어도 하나 이상이 본 발명에서 특정한 평균 입경 범위를 벗어났기 때문에, 방열성, 가공성, 내식성 및 내알칼리성의 물성 중 적어도 2 이상의 물성이 불량함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 열전도성 분산체에 포함되는 규소 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물, 탄소 함유 화합물 및 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경을 각각 5 ㎛ 이하, 3 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하 및 5 ㎛ 이하의 범위 내로 조절함으로써, 가공성, 내식성 및 내알칼리성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
상기 실시예 24 내지 29 및 비교예 18 내지 25에서 제조된 표면처리 강판에 대한 물성 측정 결과를 하기의 표 10에 기재하였다.
구분 방열성 전기전도성 백색도 가공성 내식성 내알칼리성


실시예 		24 O O O O O O
25 O O O O O O
26 O O O O O O
27 O O O O O O
28 O O O O O O
29 O O O O O O



비교예 		18 O O O × × O
19 × × O O × O
20 O O O × O ×
21 O O O O × O
22 O O O × O ×
23 O O O × × ×
24 × × O O O O
25 O O × O O O
O: 우수
×: 불량
상기 표 10에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 24 내지 29의 경우, 표면 처리용 수지 조성물에 포함되는 수용성 유기 수지, 열전도성 분산체, 무기금속 졸, 방청제, 유기금속 착화합물 및 가교제의 함량이 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 각각 30 중량부 내지 60 중량부, 20 중량부 내지 40 중량부, 5 중량부 내지 20 중량부, 2 중량부 내지 10 중량부, 2 중량부 내지 10 중량부 및 2 중량부 내지 12 중량부의 범위에 속하므로, 전기 전도성, 백색도, 가공성, 내식성 및 내알칼리성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명에 따르지 않는 비교예 18 내지 25의 경우, 표면 처리용 수지 조성물에 포함되는 수용성 유기 수지, 열전도성 분산체, 무기금속 졸, 방청제, 유기금속 착화합물 또는 가교제의 함량 중 적어도 하나 이상이 본 발명에서 특정한 함량 범위를 벗어났기 때문에, 방열성, 전기 전도성, 백색도, 가공성, 내식성 및 내알칼리성의 물성 중 적어도 하나 이상의 물성이 불량함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 표면 처리용 수지 조성물은 수용성 유기 수지, 열전도성 분산체, 무기금속 졸, 방청제, 유기금속 착화합물 및 가교제의 함량을 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 각각 30 중량부 내지 60 중량부, 20 중량부 내지 40 중량부, 5 중량부 내지 20 중량부, 2 중량부 내지 10 중량부, 2 중량부 내지 10 중량부 및 2 중량부 내지 12 중량부의 범위 내로 조절함으로써, 전기 전도성, 백색도, 가공성, 내식성 및 내알칼리성이 우수할 뿐만 아니라, 방열성 또한 우수함을 확인할 수 있다.
상기 실시예 30 내지 35 및 비교예 26 내지 41에서 제조된 표면처리 강판의 물성 측정 결과를 하기의 표 11 및 12에 기재하였다.
구분 방열성 전기 전도성 내식성 가공성


실시예 		30 O O O O
31 O O O O
32 O O O O
33 O O O O
34 O O O O
35 O O O O
O: 우수
×: 불량
구분 방열성 전기 전도성 내식성 가공성
비교예 26 O × O O
27 × × × ×
28 △ △ × ×
29 △ △ △ ×
30 △ △ △ ×
31 △ × △ ×
32 △ × △ △
33 × O O ×
34 O × O △
35 O × O O
36 × × △ ×
37 O O △ △
38 O O △ ×
39 O O △ ×
40 O × △ ×
41 O × × ×
O: 우수
△: 보통
×: 불량
상기 표 11 및 12에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 30 내지 35의 경우, 표면처리 강판의 제조 과정에서 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께 및 경화 온도(PMT 온도)가 각각 0.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛ 및 150℃ 내지 240℃의 온도 범위 내에 속하므로, 전기 전도성, 내식성, 가공성 및 방열성이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명에 따르지 않는 비교예 26 내지 41의 경우, 표면처리 강판의 제조 과정에서 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께 또는 경화 온도(PMT 온도)가 본 발명에서 특정한 범위를 벗어났기 때문에, 방열성, 전기 전도성, 내식성 및 가공성의 물성 중 적어도 하나 이상의 물성이 불량함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법은 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께 및 경화 온도(PMT 온도)를 각각 각각 0.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛ 및 150℃ 내지 240℃의 온도 범위 내로 조절함으로써, 전기 전도성, 내식성, 가공성 및 방열성이 우수한 표면처리 강판을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
10,20: 표면처리 강판 11: 소재 강판
12: 표면 처리층
①,②,③,④,⑤: LED 모듈의 온도측정 위치
⑥,⑦,⑧: 고정볼트 위치

Claims (21)

  1. 유기 수지; 및 열전도성 분산체를 포함하고,
    상기 열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 35 중량부 내지 65 중량부의 규소 함유 화합물 및 35 중량부 내지 65 중량부의 알루미늄 함유 화합물을 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    규소 함유 화합물의 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 표면 처리용 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    규소 함유 화합물은 규소(Si), 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si3N4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    알루미늄 함유 화합물의 평균 입경이 3 ㎛ 이하인 표면 처리용 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    알루미늄 함유 화합물은 산화 알루미늄, 질화 알루미늄(AlN) 및 알루미늄 파우더로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 탄소 함유 화합물을 10 중량부 이하로 추가로 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    탄소 함유 화합물의 평균 입경 또는 장축의 길이가 5 ㎛ 이하인 표면 처리용 수지 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서,
    탄소 함유 화합물은 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 탄소 섬유(carbon fiber), 카본 블랙(carbon black), 그래파이트(graphite) 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물을 10 중량부 이하로 추가로 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물의 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 표면 처리용 수지 조성물.
  11. 제 9 항에 있어서,
    파장이 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 구간에서 원적외선 방사율이 0.8 이상인 화합물은 마그네슘(Mg), 산화 마그네슘(MgO), 이산화티타늄(TiO2), 견운모(sericite), 운모(mica), 전기석(tourmaline), 흑운모(biotite), 일라이트(illite), 카올린(kaolin), 벤토나이트(bentonite), 석영반암(quartz porphyry), 편마암(gneisses), 세라믹 파우더(ceramic powder), 게르마늄(Ge), 이산화 게르마늄(GeO2) 및 게르마늄 132(Ge-132)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 분산체는 분산용 수지를 추가로 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    열전도성 분산체에 포함되는 분산용 수지는 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시 수지, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  14. 제 12 항에 있어서,
    열전도성 분산체는 상기 열전도성 분산체의 고형분 100 중량부에 대하여, 분산용 수지를 20 중량부 내지 80 중량부로 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    유기 수지는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 30 중량부 내지 60 중량부로 포함되는 표면 처리용 수지 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서,
    유기 수지는 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면 처리용 수지 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 분산체는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 20 중량부 내지 40 중량부로 포함되는 표면 처리용 수지 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    무기금속 졸, 방청제, 유기금속 착화합물 및 가교제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 표면 처리용 수지 조성물.
  19. 제 18 항에 있어서,
    첨가제는 표면 처리용 수지 조성물 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 60 중량부로 포함되는 표면 처리용 수지 조성물.
  20. 소재 강판; 및
    상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되고, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 표면 처리용 수지 조성물의 경화물을 함유하는 표면 처리층을 포함하는 표면처리 강판.
  21. 제 20 항에 있어서,
    표면 처리층의 건조 후의 도막 두께가 0.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛인 표면처리 강판.
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