KR20130111422A - 금속 보호용 코팅제, 이들의 용도, 및 이들을 이용한 용융도금용 금속계 재료 - Google Patents

금속 보호용 코팅제, 이들의 용도, 및 이들을 이용한 용융도금용 금속계 재료 Download PDF

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Abstract

수용성 실리케이트, 실리콘 옥사이드 패킹제, 수용성 막 형성용 수지, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 및 물을 함유하는 원료 혼합물을 균질하게 혼합함으로써 얻어지는 금속 보호용 코팅제가 제공된다. 이들의 용도 및 용융도금용 금속계 재료가 추가적으로 제공된다. 상기 금속 보호용 코팅제에 의해 형성되는 보호막은 뛰어난 내식성, 내수성, 열저항, 그리고 내지문성 특성들을 제공한다.

Description

금속 보호용 코팅제, 이들의 용도, 및 이들을 이용한 용융도금용 금속계 재료{METAL PROTECTING COATING, THE USE THEREOF, AND HOT-DIP METALLIC MATERIAL USING THE SAME}
본 발명은 금속 보호에 관한 것으로, 특히 금속 보호용 코팅제, 이들의 용도, 및 용융도금용 금속계 재료에 관한 것이다.
용융도금용 Zn 금속계 재료 및 용융도금용 Al-Zn 금속계 재료를 포함하는 용융도금용 금속계 재료는 부식을 방지하기 위한 보호용 막(보호막)을 형성하기 위하여 표면 위에 금속 보호용 코팅층으로 덮여있다. 그러므로, 상술한 금속 보호용 코팅제의 특성들은 용융도금용 금속계 재료의 부식 방지에 있어서 매우 중요하다.
예컨대, 중국특허출원 CN101608306A는 금속 보호용 코팅제에 속하기도 하는 패시베이팅 액체를 개시하고 있는데, 이러한 패시베이팅제(passivating agent)는 수용성의 몰리브덴 화합물, 붕산, 수용성의 유기 물질 및 실리카졸을 함유하는 수용액이고, 상기 수용성의 유기물질은 알코올 및 유기 카르복시산의 혼합물이다.
그러나, 실험들은 상기 금속 보호용 코팅제에 의해 형성된 상술한 보호막의 내식성(corrosion resistance), 내수성(water resistance), 열저항(thermal resistance) 및 내지문성(fingerprint resistance)이 여전히 충분하지 않음을 나타내고 있다.
본 발명의 목적은 종래 금속 보호용 코팅재료에 의해 형성되는 보호막의 내식성, 내수성, 열저항 및 내지문성에서의 상술한 문제점들을 해결하고, 높은 내식성, 높은 내수성, 높은 열저항 및 높은 내지문성 특성들을 갖는 보호막을 형성할 수 있는 금속 보호용 코팅제를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수용성 실리케이트, 실리콘 옥사이드 패킹, 수용성 막 형성용 수지, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 및 물을 함유하는 원료 혼합물을 균질하게 혼합함으로써 얻어지는 금속 보호용 코팅제를 제공한다.
본 발명은 준비된 금속계 재료에서 상기 언급된 금속 보호용 코팅제의 용도를 추가적으로 제공한다.
본 발명은 용융도금용 금속계 재료를 추가적으로 제공하는데, 이들은 용융도금용 금속계 기판 및 상기 용융도금용 금속계 기판에 부착되는 코팅층을 포함하고, 상기 용융도금용 금속계 기판은 용융도금용 Zn 금속계 기판 및/또는 용융도금용 Al-Zn 금속계 기판이고, 상기 코팅층은 상기 언급된 금속 보호용 코팅제의 경화물(cured product)이다.
상술한 기술적 해결책들로 인해, 본 발명에서 상기 금속 보호용 코팅제에 의해 형성되는 보호막은 뛰어난 내식성, 내수성, 열저항 및 내지문성 특성들을 갖는다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 하기 구체예들에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
이하에서 본 발명의 구체예들이 구체적으로 설명될 것이다. 여기에 기재되는 상기 구체예들은 오직 본 발명을 기재하고 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명에 대한 어떠한 제한으로 간주되지 않는다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제는 수용성 실리케이트, 실리콘 옥사이드 패킹제, 수용성 막 형성용 수지, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 및 물을 함유하는 원료 혼합물을 균질하게 혼합함으로써 얻어진다.
여기에서, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3은 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란(methyltris(methylethylketoxime)silane)으로 명명되는 것으로, 이들의 구조는 [화학식 1]로 표시되고, 실란커플링제(silane coupling agent)로 도포될 수 있다. 실란커플링제로 도포될 수 있는 통상의 이용가능한 CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3이 본 발명에서 도포될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
여기에서, 금속 보호용 코팅제는 상기 원료 혼합물을 균질하게 혼합함으로써 얻어지고, 상기 금속 보호용 코팅제는 안정하고 균질한 액체이다. 상기 원료 혼합물들의 성분들은 상기 금속 보호용 코팅제가 도포되기 전 1~180일 내에 균질하게 혼합되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 성분들의 혼합 순서는 특정되지 않는다. 즉, 상기 원료 혼합물의 성분들은 일괄적으로 동시에 직접 혼합되거나, 균질하고 안정한 상(phase)이 얻어질 때까지 순차적으로 혼합될 수 있다. 상기 혼합물을 더욱 균질하게 만들기 위하여, 상기 성분들이 혼합되는 동안 상기 혼합물이 교반되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제에 있어서, 1pbw(per by weight, 중량부) 수용성 실리케이트에 대하여, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3의 용량(dosage)은 0.5~4.5pbw일 수 있고, 1.4~1.8pbw가 바람직하다.
여기에서, 1pbw 수용성 실리케이트에 대하여, 실리콘 옥사이드 패킹제의 용량은 0.25~2.2pbw일 수 있고, 0.6~0.85pbw가 바람직하다.
여기에서, 1pbw 수용성 실리케이트에 대하여, 고체 물질(solid substance)로 계산할 때에, 수용성 막 형성용 수지의 용량은 0.8~6.8pbw일 수 있고, 2.1~2.7pbw가 바람직하다. 이 때, 상기 "고체 물질"은 고형분(content of solid substance)을 계산하고 나타낼 때 이용되는 고체 물질로써 정의된다. 다시 말해, 상기 "고체 물질"은 용매가 상기 수용성 막 형성용 수지로부터 제거되고 난 후에 남아있는 물질을 의미한다.
여기에서, 1pbw 수용성 실리케이트에 대하여, 물의 용량은 10~100pbw일 수 있고, 25~40pbw가 바람직하다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제에 있어서, 상기 수용성 실리케이트는 소듐 실리케이트(sodium silicate) 및/또는 포타슘 실리케이트(potassium silicate)일 수 있다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제에 있어서, 여기에서 상기 실리콘 옥사이드 패킹제는 특별히 한정되지 않는데, 말하자면, 상기 실리콘 옥사이드 패킹제는 임의의 실리콘 옥사이드 기반의 패킹 재료(packing material)일 수 있고, 예를 들어, 상기 실리콘 옥사이드 패킹제는 나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더 및/또는 실리카졸일 수 있다. 그리고 상기 실리콘 옥사이드 패킹제는 10~90nm 입자 크기를 갖는 나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더인 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제에 있어서, 상기 수용성 막 형성용 수지는 막(film)을 형성할 수 있는 수용성의 개질된 또는 비개질된 수지일 수 있다.
본 발명에서 상기 수용성 막 형성용 수지는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 수용성 막 형성용 수지는 수용성 폴리에스터 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 폴리올 모노머 및 폴리산 모노머의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Guangzhou LAPO Fine Chemical Co., Ltd의 폴리에스터 수지 CB 2200가 있음), 수용성 스티렌-아크릴계 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 스티렌 모노머 및 아크릴계 산(에스터) 모노머의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Guangzhou Chaolong Chemical Technology Co., Ltd의 스티렌-아크릴 에멀젼 xy-108b가 있음), 수용성 에폭시 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 에폭시기를 함유하는 모노머들의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Dongguan Heima Chemical Co., Ltd의 에폭시 수지 BH620이 있음), 수용성 폴리우레탄 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 폴리이소시아네이트 모노머 및 폴리히드록시 모노머의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Fujian Jinjiang Jianhua Co., Ltd의 폴리우레탄 수지 812가 있음), 수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 유기실리콘 모노머 및 아크릴계 산(에스터) 모노머의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, 48wt%의 고형분을 갖는 Qingdao Xingguo Paint Co., Ltd의 실리콘-아크릴계 에벌젼 TC-05가 있음), 수용성 아크릴계 막 형성 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 아크릴계 산(에스터) 모노머의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Guangzhou Oupeng Chemical Co., Ltd의 아크릴계 수지 A-3418이 있음), 및 수용성 플루오로카본 막 형성용 수지(말하자면, 상기 수용성 막 형성용 수지는 플루오로카본 모노머들의 중합에 의해 제조되고, 예를 들면, Beijing Sokang Nano Technology Co., Ltd의 수계 플루오로카본 에멀젼 SKFT-I가 있음)로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 선택될 수 있다.
상기 수용성 막 형성용 수지는 수용성 스티렌-아크릴계 막 형성용 수지, 수용성 에폭시 막 형성용 수지, 수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지, 수용성 아크릴계 막 형성용 수지, 수용성 폴리우레탄 막 형성용 수지, 및 수용성 폴리에스터 막 형성용 수지로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하다.
위에서 언급된 성분들 이외에도, 본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제는 상기 금속 보호용 코팅제의 특성에 대해 역효과를 가지지 않는 염료, 안료(pigment), 분산제, 및 소포제와 같은1 이상의 다른 성분들을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 금속 보호용 코팅제의 총 중량에 기반할 때에, 다른 성분들의 총 함량은 20wt%를 초과하지 않고, 바람직하게는 10wt%를 초과하지 않는다. 상기 소포제는 당업계에서 잘 알려진 폴리에테르 소포제, 고함량 알콜, 실리콘 소포제, 및 개질된 폴리에테르 실리콘 소포제 등과 같은 1 이상의 임의의 소포제일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 소포제는 Dongying Shidachuangxin Science & Technology Co. Ltd로부터 구입되는 1 이상의 SD-401 시리즈 소포제일 수 있고, 상기 금속 보호용 코팅제의 총 중량에 기반할 때에, 상기 소포제의 함량은 0.01~0.05wt%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공되는 금속 보호용 코팅제는 직접적으로 이용될 수 있고, 희석(dilution)을 필요로 하지 않는다.
본 발명은 준비된 금속계 재료에 있어 상기 언급된 금속 보호용 코팅제의 용도를 추가적으로 제공한다. 상기 언급된 금속 보호용 코팅제는 준비된 금속계 재료에 대해 당업계에서 일반적으로 이용되는 방식으로 사용될 수 있다.
본 발명은 용융도금용 금속계 재료를 추가적으로 제공하는데, 이들은 용융도금용 금속계 기판 및 상기 용융도금용 금속계 기판에 부착되는 코팅층을 포함하고, 상기 용융도금용 금속계 기판은 용융도금용 Zn 금속계 기판 및/또는 용융도금용 Al-Zn 금속계 기판이고, 여기에서 상기 코팅층은 위에서 언급된 금속 보호용 코팅제의 경화물이다.
여기에서, 상기 용융도금용 Zn 금속계 기판은 아연 도금(zinc plating)을 갖는 금속계 기판이고, 아연 도금에서 상기 아연의 함량은 92.5~95.5wt%이다. 또한, 상기 아연 도금은 아연 도금에 있어 통상적으로 이용되는 다른 성분들을 함유할 수 있다(예컨대, 실리콘).
여기에서, 상기 용융도금용 Al-Zn 금속계 기판은 Al-Zn 도금(Al-Zn plating)을 갖는 금속계 기판이고, Al-Zn 도금에서 상기 Zn의 함량은 41.5~43.5wt%일 수 있고, 상기 Al의 함량은 51.5~55.0wt%일 수 있다. 또한, 상기 Al-Zn도금은 Al-Zn 도금에 있어 통상적으로 이용되는 다른 성분들을 함유할 수 있다(예컨대, 실리콘).
본 발명에서 제공되는 상기 용융도금용 금속계 재료에서 상기 코팅층의 두께는 용융도금용 금속계 재료의 부식방지용 코팅층의 평균적인 두께일 수 있다. 상기 코팅층의 성능을 향상시키기 위하여, 상기 코팅층의 두께는 0.05~2㎛이 바람직하고, 0.1~1㎛이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 제공되는 상기 용융도금용 금속계 재료에서, 상기 용융도금용 기판에 상기 코팅층을 부착하는 방법은 다음을 포함할 수 있다: 상기 용융도금용 기판의 표면에 상기 금속 보호용 코팅제를 도포하고, 다음으로 건조하는데, 여기에서 상기 건조시의 온도는 60~120℃(90~110℃가 바람직함)일 수 있고, 건조 시간은 0.5~3초일 수 있다. 상기 금속 보호용 코팅제의 용량은 상기 코팅층의 두께에 따라 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 건조 방법은 열풍 건조(hot air drying), 인덕션 가열(induction heating) 및 적외선 가열(infrared radiation heating) 중에서 1 이상 선택될 수 있다.
본 발명에 있어서, 별도로 명시하지 않는 한, 모든 액체 또는 고체의 부피는 표준 대기압 이하 20℃에서의 부피를 의미한다.
이하에서 본 발명은 실시예에서 더욱 상세하게 될 것이다.
실시예 1
본 실시예에서의 금속 보호용 코팅층을 얻기 위하여, 1pbw 수용성 실리케이트(Na2SiO3, Baoding Runfeng Industry Co., Ltd로부터 구입), 1.6pbw CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 (Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-923), 0.72bpw 실리콘 옥사이드 패킹제(나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더, GE (USA)로부터 구입, RNS-E, 20nm 평균 입자 크기를 가짐), 2.4pbw(고형분) 수용성 막 형성용 수지(수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지(48wt% 고형분을 갖고 Qingdao Xingguo Paint Co., Ltd로부터 구입한 실리콘-아크릴계 에멀젼 TC-05), 그리고 28pbw 물을 균질한 상태에서, 1,500rpm 교반 속도로 교반하여 혼합하였다.
실시예 2
본 실시예에서의 금속 보호용 코팅층을 얻기 위하여, 1pbw 수용성 실리케이트(Na2SiO3, Baoding Runfeng Industry Co., Ltd로부터 구입), 1.4pbw CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 (Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-923), 0.6 pbw 실리콘 옥사이드 패킹제(나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더, GE (USA)로부터 구입, RNS-E, 20nm 평균 입자 크기를 가짐), 2.1pbw(고형분) 수용성 막 형성용 수지(수용성 아크릴계 막 형성 수지(Guangzhou Oupeng Chemical Co., Ltd로부터 구입한 아크릴계 수지 A-3418), 그리고 25 pbw 물을 균질한 상태에서, 1,500rpm 교반 속도로 교반하여 혼합하였다.
실시예 3
본 실시예에서의 금속 보호용 코팅층을 얻기 위하여, 1pbw 수용성 실리케이트(Na2SiO3, Baoding Runfeng Industry Co., Ltd로부터 구입), 0.7 pbw 촉진제(promotor, 카르복시에틸셀룰로오스), 1.8 pbw CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 (Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-923), 0.85 pbw 실리콘 옥사이드 패킹제(30wt% 실리카졸, 고형분으로 계산됨), 2.7 pbw(고형분) 수용성 막 형성용 수지(수용성 폴리우레탄 막 형성 수지(Fujian Jinjiang Jianhua Co., Ltd 로부터 구입한 폴리우레탄 수지 812), 그리고 40 pbw 물을 균질한 상태에서, 1,500rpm 교반 속도로 교반하여 혼합하였다.
실시예 4
본 실시예에서의 금속 보호용 코팅층을 얻기 위하여, 1pbw 수용성 실리케이트(Na2SiO3, Baoding Runfeng Industry Co., Ltd로부터 구입), 0.6 pbw CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 (Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-923), 2.1 pbw 실리콘 옥사이드 패킹제(나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더, GE (USA)로부터 구입, RNS-E, 20nm 평균 입자 크기를 가짐), 6.5 pbw(고형분) 수용성 막 형성용 수지(수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지(48wt% 고형분을 갖고 Qingdao Xingguo Paint Co., Ltd로부터 구입한 실리콘-아크릴계 에멀젼 TC-05), 그리고 90 pbw 물을 균질한 상태에서, 1,500rpm 교반 속도로 교반하여 혼합하였다.
실시예 5
본 실시예에서의 금속 보호용 코팅층을 얻기 위하여, 1 pbw 수용성 실리케이트(Na2SiO3, Baoding Runfeng Industry Co., Ltd로부터 구입), 4.5 pbw CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 (Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-923), 0.3 pbw 실리콘 옥사이드 패킹제(나노미터 스케일의 실리콘 디옥사이드 파우더, GE (USA)로부터 구입, RNS-E, 20nm 평균 입자 크기를 가짐), 1.0 pbw(고형분) 수용성 막 형성용 수지(수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지(48wt% 고형분을 갖고 Qingdao Xingguo Paint Co., Ltd로부터 구입한 실리콘-아크릴계 에멀젼 TC-05), 그리고 15 pbw 물을 균질한 상태에서, 1,500rpm 교반 속도로 교반하여 혼합하였다.
실시예 6
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: 수용성 스티렌-아크릴계 막 형성 수지(스티렌-아크릴계 에멀젼 xy-108b, Guangzhou Chaolong Chemical Technology Co., Ltd로부터 구입)가 상기 수용성 막 형성용 수지로 사용되었음.
실시예 7
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: 수용성 에폭시 막 형성용 수지(에폭시 수지 BH620, Dongguan Heima Chemical Co., Ltd로부터 구입)가 상기 수용성 막 형성용 수지로 사용되었음.
실시예 8
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: 수용성 폴리에스터 막 형성용 수지(수용성 폴리에스터 PE-10030-P, Jiangsu Yancheng Juke Chemical Co., Ltd로부터 구입)가 상기 수용성 막 형성용 수지로 사용되었음.
비교예 1
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3이 아미노프로필트리에톡시실란으로 대체됨(Hubei Power the Silicon and Fluorine Technology Co., Ltd로부터 구입, 해당모델 LMD-1100).
비교예 2
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: 상기 수용성 실리케이트가 첨가되지 않음.
비교예3
다음과 같은 차이점을 가지고, 실시예 1에 기재된 방법으로 금속 보호용 코팅제를 제조함: 상기 실리콘 옥사이드 패킹제가 첨가되지 않음.
준비예1
실시예 1 내지 8에서 얻어진 금속 보호용 코팅제와 비교예 1 내지 3에서 얻어진 금속 보호용 코팅제를 취하고, 아연 도금 강판들에(모델 DX54D, Pangang Group Panzhihua Vanadium & Titanium Co., Ltd로부터 구입, 아연 도금에서 95wt% Zn임) 상기 코팅제들을 각각 도포하고, 처리된 아연 도금 강판 1~11을 얻기 위해 90~110℃에서 열풍 건조를 통해 2초간 건조시켰다. 여기에서 상기 금속 보호용 코팅제의 용량은 적절하게 결정되고, 상기 아연 도금 강판들 1~11의 상기 코팅층 두께는 0.8㎛이다. 상기 코팅층의 두께는 XRF 장비(X-Ray 형광분석기)로 측정된 값이다.
준비예 2
실시예 1 내지 8에서 얻어진 금속 보호용 코팅제와 비교예 1 내지 3에서 얻어진 금속 보호용 코팅제를 취하고, Al-Zn 도금 강판들에(모델 DX51D+AZ, Pangang Group Panzhihua Vanadium & Titanium Co., Ltd로부터 구입, Al-Zn 도금에서 42.5wt% Zn과 52.3wt% Al임) 상기 코팅제들을 각각 도포하고, 처리된 Al-Zn 도금 강판 1~11을 얻기 위해 90~110℃에서 열풍 건조를 통해 2초간 건조시켰다. 여기에서 상기 금속 보호용 코팅제의 용량은 적절하게 결정되고, 상기 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 상기 코팅층 두께는 0.8㎛이다. 상기 코팅층의 두께는 XRF 장비(X-Ray 형광분석기)로 측정된 값이다.
시험예 1
GB/T10125-1997에 따라 염수 분무시험을 수행하고, Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 내식성 성능을 측정하였다. 상기 강판들은 "96h 염수 분무시험후 20% 미만의 부식된 면적의 비율"이라는 기준에 따라 적합한 것으로 평가된다.
다음의 방법으로 Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 내수성 성능을 측정하였다.
수평으로 놓인 Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 표면 위에 액적(droplets)의 대략 2ml 끓는물을 첨가하고, 상기 강판들을 24시간 동안 자연 건조하고, 상기 물액적이 떨어졌던 부분에 3M 접착 테이프를 부착하고, 상기 접착 테이프를 벗기고 스테인 스폿들(stain spots)의 숫자를 세었고, 상기 접착 테이프의 cm2 당 스테인 스폿들의 숫자에 따라 상기 막의 내수성 성능을 판단하였다. 스테인 스폿들이 많아질수록, 내수성 성능은 낮아진다.
다음의 방법으로 Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 열저항 성능을 측정하였다.
Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11을 열풍로(hot-blast furnace)에 투입하고, 20분동안 300℃에서 구웠다. 그리고 그것들을 끄집어내서 상기 코팅층 표면상의 어떤 모폴로지적 변화가 있는지를 검사하고, 색도계(colorimeter)를 통해 베이킹 전후 샘플 표면의 △L (광도 변수, luminance variable), △a (적색 및 녹색 변수, red and green variable), 및 △b (황색 및 청색 변수, yellow and blue variable)을 측정하고, △E (색 수차, (chromatic aberration)=(△L2+△a2+△b2)1/2)를 계산하였다. △E가 작아질수록, 상기 코팅제들의 열저항 성능은 높아진다.
다음의 방법으로 Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 내지문성 성능을 측정하였다.
색도계(colorimeter)를 통해 0.5g/m2 바셀린(Vaseline)을 도포한 전후 Zn 도금 강판들 1~11과 Al-Zn 도금 강판들 1~11의 △L (광도 변수, luminance variable), △a (적색 및 녹색 변수, red and green variable), 및 △b (황색 및 청색 변수, yellow and blue variable)을 측정하고, △E (색 수차, (chromatic aberration)=(△L2+△a2+△b2)1/2)를 계산하였다. △E가 작아질수록, 상기 내지문성 성능은 높아진다.
시험 결과를 표 1에 표시하였다.
샘플 염수분무시험에서 통과비율(%) 내수성(Stain Spots) 열저항(△E) 내지문성(△E)
Zn 도금 강판 1 95 9 1.25 1.38
Zn 도금 강판 2 94 10 1.27 1.35
Zn 도금 강판 3 93 11 1.26 1.34
Zn 도금 강판 4 91 14 1.42 1.59
Zn 도금 강판 5 90 15 1.45 1.57
Zn 도금 강판 6 94 10 1.31 1.42
Zn 도금 강판 7 93 11 1.29 1.45
Zn 도금 강판 8 93 11 1.28 1.41
Zn 도금 강판 9 80 35 2.53 2.29
Zn 도금 강판 10 81 33 2.51 2.27
Zn 도금 강판 11 79 25 2.35 2.24
Al-Zn 도금 강판 1 94 10 1.27 1.40
Al-Zn 도금 강판 2 93 11 1.29 1.37
Al-Zn 도금 강판 3 92 12 1.28 1.36
Al-Zn 도금 강판 4 90 15 1.44 1.61
Al-Zn 도금 강판 5 89 16 1.47 1.59
Al-Zn 도금 강판 6 93 11 1.33 1.44
Al-Zn 도금 강판 7 92 12 1.31 1.47
Al-Zn 도금 강판 8 92 12 1.30 1.43
Al-Zn 도금 강판 9 79 36 2.55 2.31
Al-Zn 도금 강판 10 80 34 2.53 2.29
Al-Zn 도금 강판 11 78 26 2.37 2.26
표 1의 데이터에서 볼 수 있듯이, 본 발명에서 제공된 금속 보호용 코팅제에 의해 형성된 보호막이 내식성, 내수성, 열저항 및 내지문성 특성들에서 뛰어나다.
게다가, 수용성 실리케이트 1 중량부(part by water, pbw)에 대하여, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3의 용량이 1.4~1.8 중량부, 실리콘 옥사이드 패킹제의 용량이 0.6~0.85 중량부, 고형분으로 계산된 수용성 막 형성용 수지의 용량이 2.1~2.7 중량부, 그리고 물의 용량이 25~40 중량부일 때 바람직한 케이스이고, 상기 금속 보호용 코팅제에 의해 형성된 보호막의 내식성, 내수성, 열저항 및 내지문성 특성들이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 실시예가 위에서 기재되었으나, 본 발명은 상기 실시예들의 세부 사항들로 한정되지 않는다. 당업자들은 본 발명의 사상으로부터 출발하지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 수정 및 변형할 수 있다. 그러나, 이 모든 수정 및 변형은 본 발명의 보호되는 범위안에 있는 것으로 간주된다.
또한, 알아두어야 한다: 위의 실시예들에 기재된 구체적인 기술적 특징들은 어떠한 충돌이 없이 제공되는 어느 적절한 형태로 결합될 수 있다. 불필요한 반복을 피하기 위하여, 가능한 조합들은 본 발명에서 구체적으로 기재되지 않는다.
또한, 필요에 따라 본 발명의 다른 실시예들은 본 발명의 발상 및 사상으로부터 이탈하지 않는 한, 자유롭게 결합될 수 있다. 그러나, 그와 같은 결합들은 본 발명에 개시된 범위안에 있는 것으로 간주된다.

Claims (10)

  1. 수용성 실리케이트, 실리콘 옥사이드 패킹제, 수용성 막 형성용 수지, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3 및 물을 함유하는 원료 혼합물을 균질하게 혼합함으로써 얻어지는 금속 보호용 코팅제.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용성 실리케이트 1 중량부를 기준으로, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3의 용량은 0.5~4.5 중량부, 상기 실리콘 옥사이드 패킹제의 용량은 0.25~2.2 중량부, 상기 수용성 막 형성용 수지의 용량은 고형분으로 계산되었을 때 0.8~6.8중량부, 그리고 상기 물의 용량은 10~100중량부인 금속 보호용 코팅제.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수용성 실리케이트 1 중량부를 기준으로, CH3Si(ONC(CH3)CH2CH3)3의 용량은 1.4~1.8 중량부, 상기 실리콘 옥사이드 패킹제의 용량은 0.6~0.85 중량부, 상기 수용성 막 형성용 수지의 용량은 고형분으로 계산되었을 때 2.1~2.7 중량부, 그리고 상기 물의 용량은 25~40 중량부인 금속 보호용 코팅제.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 실리케이트는 소듐 실리케이트 및/또는 포타슘 실리케이트인 금속 보호용 코팅제.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 옥사이드 패킹제는 실리콘 디옥사이드 나노파우더 및/또는 실리카졸인 금속 보호용 코팅제.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 막 형성용 수지는 수용성 폴리에스터 막 형성용 수지, 수용성 스티렌-아크릴계 막 형성용 수지, 수용성 에폭시 막 형성용 수지, 수용성 폴리우레탄 막 형성용 수지, 수용성 실리콘-아크릴계 막 형성용 수지, 수용성 아크릴계 막 형성용 수지, 및 수용성 플루오로카본 막 형성용 수지로 구성되는 군에서 적어도 하나 선택되는 금속 보호용 코팅제.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 보호용 코팅제는 염료, 안료, 분산제, 및 소포제를 1 이상 더 포함하는 금속 보호용 코팅제.
  8. 준비된 금속계 재료에 있어 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 금속 보호용 코팅제의 용도.
  9. 용융도금용 금속계 기판 및 상기 용융도금용 금속계 기판에 부착되는 코팅층을 포함하는 용융도금용 금속계 재료이고, 상기 용융도금용 금속계 기판은 용융도금용 Zn 금속계 기판 및/또는 용융도금용 Al-Zn 금속계 기판이고, 상기 코팅층은 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 금속 보호용 코팅제의 경화물인 용융도금용 금속계 재료.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 0.1~1㎛인 용융도금용 금속계 재료.
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