KR20170000970A - 세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 표면처리 강판은, 강판, 도금층 및 도금층의 강판과 접하는 면의 반대쪽 표면에 분산되어 형성된 세라믹 입자층을 포함하여, 도금층 상에 유기계 코팅층을 형성할 경우, 우수한 접착성을 구현하여, 별도의 접착층을 포함하지 않아 적층 구조의 단순화를 구현하여 공정 효율을 높일 수 있다. 또한, 도금층과 유기계 코팅층 사이의 박리를 방지하여 우수한 내구성을 구현할 수 있다.

Description

세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법{Ceramic particle dispersed surface-treated steel sheet having excellent formability, and manufacturing method of the same}
본 발명은 세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 기술적 발전과 더불어 보다 좋은 제품에 대한 소비자의 요구가 높아짐에 따라 표면 외관이 미려하고 선영성이 우수한 제품의 선호도가 높아지고 있다.
자동차 재료, 가전 제품, 건축 재료 등의 용도로 이용되는 아연도금 강판, 아연계 합금도금 강판, 알루미늄 도금 강판, 알루미늄계 합금도금 강판, 냉연 강판 및 열연 강판 등에 제품의 외관을 향상시키는 방법 중 하나로서, 강판의 표면에 유기계 코팅층을 형성하는 방법이 있다. 수지 도막을 형성함으로써, 원하는 색상과 질감을 구현할 수 있으며, 나아가 강판의 부식성을 방지할 수 있다.
한편, 상기 강판 상에 유기계 코팅층을 형성할 경우, 강판의 표면에 형성된 유기계 코팅층은 가공과정에서 탈리되는 문제적이 있다. 이를 보완하기 위해서, 도금층과 유기계 코팅층 사이에 별도의 표면처리를 실시하거나, 접착층 내지 버퍼층과 같은 중간층을 형성하는 기술들이 있다. 그러나, 이러한 표면처리나 중간층을 형성하는 과정은, 공정 조건을 복잡하게 하고 제품 단가를 상승시키는 원인으로 작용한다.
미국공개특허 제2011-0070425호
본 발명은 세라믹 입자를 통해 도금층과 유기계 코팅층의 접착성을 향상시켜 별도의 접착층을 요구하지 않는 단순 구조의 표면처리 강판 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
강판;
상기 강판의 일면 또는 양면에 형성된 도금층; 및
상기 도금층의 강판과 접하는 면의 반대쪽 표면에 분산되어 형성된 세라믹 입자층을 포함하며,
상기 세라믹 입자층을 구성하는 각 세라믹 입자는 상기 도금층에 부분 함침된 구조이고,
상기 세라믹 입자의 평균 직경은 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 것을 특징으로 하는 표면처리 강판을 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서,
강판의 도금층이 형성된 면에 세라믹 입자를 분사하는 단계를 포함하며,
분사되는 세라믹 입자의 평균 직경은, 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 강판의 표면처리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 표면처리 강판은, 강판, 도금층 및 도금층의 강판과 접하는 면의 반대쪽 표면에 분산되어 형성된 세라믹 입자층을 포함하여, 도금층 상에 유기계 코팅층을 형성할 경우, 우수한 접착성을 구현하여, 별도의 접착층을 포함하지 않아 적층 구조의 단순화를 구현하여 공정 효율을 높일 수 있다. 또한, 도금층과 유기계 코팅층 사이의 박리를 방지하여 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
도 1 내지 2는 일 실시예에서, 본 발명에 따른 표면처리 강판의 모식도를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 세라믹 입자 분사를 통해 가공성이 향상된 표면처리 강판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 표면처리 강판의 하나의 예로서,
강판;
상기 강판의 일면 또는 양면에 형성된 도금층; 및
상기 도금층의 강판과 접하는 면의 반대쪽 표면에 분산되어 형성된 세라믹 입자층을 포함하며,
상기 세라믹 입자층을 구성하는 각 세라믹 입자는 상기 도금층에 부분 함침된 구조이고,
상기 세라믹 입자의 평균 직경은 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 것을 특징으로 하는 표면처리 강판을 제공할 수 있다.
상기 강판의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 냉연강판; 아연도금강판; 아연계 전기도금강판; 용융아연도금강판; 알루미늄도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 인산염이 도포된 아연도금강판; 냉연강판; 및 열연강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 또한, 강판의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 사용되는 용도에 따라 그 두께를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 도금층은 무른 성질을 가지고 있어, 보다 높은 경도 세라믹 입자를 일정 속도로 분사할 경우, 도금층의 계면에 함침되는 구조로 형성되거나, 도금층 내부로 함침되는 구조, 즉, 도금층의 계면을 파고 내부로 들어간 구조로 세라믹 입자가 형성될 수 있다. 이렇게, 세라믹 입자가 도금층에 부분 함침된 구조로 형성됨으로써, 도금층 표면에 굴곡을 줄 수 있어, 도금층 상에 유기계 코팅층을 형성할 경우, 도금층과 유기계 코팅층 사이의 접촉하는 면적이 넓어지기 때문에, 그 사이의 접착력을 더 높일 수 있다.
이때, 세라믹 입자의 평균 직경은 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 세라믹 입자의 평균 직경은 도금층 평균 두께의 50 내지 550%, 100 내지 500%, 100 내지 400% 또는 100 내지 300% 범위일 수 있다. 상기 범위로 비교적 큰 크기의 세라믹 입자를 도금층에 함침시킬 경우, 도금층 상에 유기계 코팅층을 형성할 시, 별도의 접착층을 형성할 필요가 없고, 우수한 표면 경도를 구현하여 내덴트성을 향상시킬 수 있고, 효과적으로 세라믹 입자를 통한 기능성을 부여할 수 있다.
상기 표면 경도는, 가공성을 저하하지 않고, 크랙 내지 내식성을 저해하지 않는 범위에서 우수한 표면 경도를 구현할 수 있다.
상기 세라믹 입자층을 구성하는 세라믹 입자가 형성된 영역은, 도금층의 표면적을 기준으로, 60% 이상일 수 있다.
본 발명에서, 세라믹 입자층이란, 세라믹 입자를 포함하는 하나의 필름과 같은 층으로 형성된 것을 의미하는 것뿐만 아니라, 세라믹 입자 하나 하나가 도금층 사이에 함침되어 형성된 구조도 모두 포함할 수 있다.
구체적으로, 강판 상에 형성된 도금층에 있어서, 강판이 형성되지 않은 반대면의 표면적 100%를 기준으로, 세라믹 입자가 형성된 영역은 60% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 세라믹 입자가 형성된 영역은 60 내지 90%, 60 내지 85% 또는 65 내지 75% 범위일 수 있다. 상기 범위 내로 도금층 상에 세라믹 입자를 형성함으로써, 표면처리 강판의 가공성을 저해하지 않으면서, 우수한 피막밀착성을 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 세라믹 입자층을 구성하는 각 세라믹 입자는 상기 도금층에 일부는 함침되어 있고, 나머지 일부는 외부에 노출되어 있을 수 있다. 이 경우, 표면처리 강판은 고경도로 내덴트성이 우수하고 낮은 마찰계수로 인해 가공성이 우수하며, 세라믹 입자의 기능인, 내식성, 내스크래치성, 내열성, 방열성, 열전도성, 광특성, 항균성, 칼라링 등의 기능을 더 효과적으로 구현할 수 있다. 또한, 표면처리 강판은 도금층은 보다 넓은 표면적이 형성되어 밀착성이 우수하여, 도금층의 외부면 쪽에 도료층 등의 외부층을 형성할 시, 별도의 접착층이 요구되지 않을 수 있다.
도금층의 평균 두께는 1 내지 25 ㎛이고,
세라믹 입자의 평균 직경은 0.5 내지 150 ㎛일 수 있다.
예를 들어, 상기 도금층의 평균 두께는 2 내지 25 ㎛, 10 내지 25 ㎛ 또는 10 내지 20 ㎛ 범위일 수 있고, 세라믹 입자의 평균 직경은 1 내지 150 ㎛, 5 내지 150 ㎛ 또는 5 내지 120 ㎛ 범위일 수 있다.
이와 같이, 도금층의 평균 두께와 세라믹 입자의 평균 직경을 조절함으로써, 원하는 용도 및 물성에 따라, 도금층에 형성되는 세라믹 입자의 형성 구조를 제어할 수 있다.
상기 세라믹 입자가 형성된 도금층의 산술 표면 거칠기(Ra) 0.1 내지 2 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 산술 표면 거칠기(Ra)는 0.15 내지 1.8 ㎛, 0.2 내지 1.5 ㎛ 또는 0.2 내지 1 ㎛ 범위일 수 있다.
상기 산술 평균 거칠기(Ra)는, 가로 10 cm 및 세로 10 cm의 단위 면적당 수치를 통해 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 산술 평균 거칠기(Ra)는 도금층 평균 두께의 90% 이하, 혹은 70% 이하의 범위에서 제어될 수 있다.
이렇게, 세라믹 입자로 인해 약간의 표면 거칠기가 나타나나, 이는, 표면 외관에 영향을 미치지 않는 수치로, 비교적 평탄하며 높은 표면 경도의 강판 표면을 형성함으로써, 추가적인 표면층 없이, 표면 외관이 미려하고 선영성, 표면 경도 및 가공성이 우수한 제품을 생산할 수 있다.
본 발명에 따른 표면처리 강판의 가공성은 마찰계수를 통해 확인할 수 있다. 예를 들어, 마찰계수는 낮을수록 성형을 위해서는 좋은 물성이라고 볼 수는 있으나 반드시 그렇지만은 않다. 너무 마찰이 너무 낮다는 것은 코일형태로 원활한 권취를 위해서는 마찰이 있어야 하기 때문에 권취장력을 고려하여 너무 낮은 마찰계수는 제품생산 공정에 부하를 가중시키므로 아래와 같이 마찰계수가 0.18 이하면 프레스 가공성이 아주 양호한 수준인 것으로 경험적으로 확인되었다. 실제로 프레스 성형가공 공정을 거치는 가전용 수지 코팅 강판으로 유통되고 있는 일반적인 수지 코팅 강판들의 마찰계수가 0.24 내지 0.33이고 또는 그 이상도 많다.
본 발명에 따른 표면처리 강판의 마찰계수는 0.15 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 마찰계수는 0.1 내지 0.15 또는 0.13 내지 0.15 범위일 수 있다. 상기 범위 내로 마찰계수를 조절함으로써, 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
상기 세라믹 입자는 금속 원소의 산화물, 수산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화합물, 탄산염 또는 인산염을 포함하는 세라믹 물질; 티탄산바륨 등과 같은 세라믹 물질과 금속의 화합물; 및 cermet와 같은 세라믹합금을 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 실리콘 등과 같은 반금속물질도 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 세라믹 입자는, 산화타타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화실리콘(SiO2), 질화알루미늄(AlN), 질화실리콘(Si3N4) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 도금층은 아연 또는 아연을 함유하는 합금을 포함할 수 있다.
상기 세라믹 입자층 상에 유기계 코팅층을 더 포함할 수 있다. 이는 구체적으로, 세라믹 입자가 형성된 도금층 상에 유기계 코팅층이 형성된 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기계 코팅층은 필요에 따라서 다양하게 선택될 수 있으며, 기존에 널리 사용되고 있는 방법인 수지 조성물의 도포, 건조 및 경화시키는 방법에 의해 코팅될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 수지 조성물은, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스터 수지 및 아크릴 수지 중 1 종 이상의 수지를 주수지로 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기계 코팅층을 형성하는 수지 조성물은 왁스계나 에폭시계, 우레탄계에 기타 첨가물을 더 함유할 수 있다.
하나의 예로서, 유기계 코팅층의 두께는, 경화시킨 후의 도막을 기준으로, 2 ㎛ 내지 30 ㎛, 3 ㎛ 내지 20 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ 범위일 수 있다. 유기계 코팅층이 너무 얇게 형성된 경우에는, 강판이 부식환경에 노출되었을 경우 충분한 내식성을 확보하지 못할 수 있다. 반대로 유기계 코팅층이 지나치게 두껍게 형성되면 가공 과정에서 유기계 코팅층의 탈락이 발생할 수 있다.
상기 세라믹 입자가 형성된 도금층과 유기계 코팅층의 피막밀착도는 60% 이상일 수 있다. 예를 들어, 도금층과 유기계 코팅층의 피막밀착도는 60 내지 100%, 60 내지 95% 또는 80 내지 95% 범위일 수 있다. 이때, %는, 피막밀착성에 대한 평가는 시편 표면에 상하좌우로 폭 1 mm의 Cross-cut을 하여 100 개의 사각눈금 메쉬를 형성한 후, 시판되는 셀로판테이프를 이용하여 강하게 접착시킨 후 평판에 대하여 수직방향으로 뜯어낸 다음, 탈막되지 않은 사각 메쉬의 개수를 백분율로 계산하여 확인할 수 있다.
도금층과 유기계 코팅층의 피막밀착도를 상기 범위 내로 제어함으로써, 가공시 탈막이나 피막변형이 일어나 강판에 요구되는 가공성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 내식성과 같은 기타 요구물성 또한 만족할 수 있다.
이를 통해, 도금층에 함침된 세라믹 입자를 통해 도금층과 유기계 코팅층 사이의 우수한 접착력을 구현하여 공정을 단순화할 수 있다는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 도금층에 형성된 세라믹 입자의 형성 구조는, 도 1 및 2를 통해 더욱 구체적으로 설명할 수 있다.
이때, 도 1은, 강판(11) 및 도금층(21)이 순차 적층되어 있고, 상기 도금층(21) 상에 세라믹 입자(31)가 부분 함침되어 세라믹 입자층을 형성한 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 표면처리 강판은 도금층의 보다 넓은 표면적이 형성되어 밀착성이 우수하여, 도금층 외부에 도료층 등의 외부층을 형성할 시, 별도의 접착층이 요구되지 않을 수 있다. 또한, 표면 경도가 우수하고, 낮은 마찰계수로 인해 가공성이 우수하며, 세라믹 입자의 기능을 더 효과적으로 부과할 수 있다.
또한, 도 2는, 강판(12) 및 도금층(22)가 순차 적층된 구조에, 세라믹 입자(32)의 일부가 도금층(22) 내부에 형성되고, 나머지 일부는 도금층(22) 외부에 형성되어 있으며, 상기 세라믹 입자(32)가 부분 함침되어 형성된 도금층(22) 상에 유기계 코팅층(32)이 코팅되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이렇게, 강판, 도금층 및 세라믹 입자를 포함하는 세라믹 입자층을 포함하는 표면처리 강판 상에 유기계 코팅층을 형성할 경우, 도금층 및 유기계 코팅층 사이에 별도의 접착층을 형성하지 않더라도 높은 가공성의 표면처리 강판을 제조할 수 있으며, 고경도로 내덴트성이 우수하고 낮은 마찰계수로 인해 가공성이 우수하며, 세라믹 입자의 기능인, 내식성, 내스크래치성, 내열성, 방열성, 열전도성, 광특성, 항균성, 칼라링 등의 기능을 더 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 표면처리 강판의 표면처리 방법의 하나의 예로서,
강판의 도금층이 형성된 면에 세라믹 입자를 분사하는 단계를 포함하며,
분사되는 세라믹 입자의 평균 직경은, 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 강판의 표면처리 방법을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은, 강판의 상에 도금층을 형성할 수 있고, 상기 도금층 상에 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위의 평균 직경을 갖는 세라믹 입자를 분사하여, 세라믹 입자층을 형성할 수 있다. 이때, 세라믹 입자는 도금층에 부분 함침된 구조로 형성할 수 있다. 이러한 방법으로, 본 발명에 따른 표면처리 강판을 형성할 수 있다.
강판의 상에 도금층을 형성하는 방법은, 당해 기술분야에서 알려진 다양한 방법으로 수행 가능하다. 예를 들어, 상기 도금층은 강판 상에 형성되며, 또한, 상기 도금층은 아연 또는 아연합금, 용융아연 또는 합금 용융아연이 도금된 구조일 수 있다.
강판의 도금층이 형성된 면에 세라믹 입자를 분사하는 단계 이후에,
세라믹 입자가 분산된 도금층 상에 수지 조성물을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계를 통하여 세라믹 입자가 형성된 도금층 상에 유기계 코팅층을 형성할 수 있으며, 상기 유기계 코팅층은 상기 설명한 바와 동일할 수 있다.
상기 유기계 코팅층을 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 수지 조성물의 도포, 건조 및 경화시키는 방법에 의한 코팅방법으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 세라믹 입자가 분사된 강판 상에 수지 조성물을 코팅하는 단계는, 수지 조성물을 도금층 상에 도포하는 단계; 도포된 수지 조성물을 건조 및 경화시켜 도막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 수지 조성물을 도금층 상에 도포하는 단계는, 예를 들어, 바-코터, 롤 코터 혹은 커튼 코터 방법이 사용될 수 있다.
또한, 도포된 수지 조성물을 건조하는 방법은, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 열풍 가열방식, 적외선 가열방식, 유도 가열방식 혹은, 자외선 조사 등으로 행할 수 있다. 예를 들어, 열풍 가열방식은 160 내지 340℃ 온도에서 10 내지 50 초 동안 건조를 행할 수 있다. 유도가열 방식은, 주파수 범위 5 내지 50 MHz, 전력 3 내지 15 KW에서 5 내지 20 초 동안 건조를 행할 수 있다.
또한, 도포된 수지 조성물을 경화하는 단계는 특별히 한정되지 않으며, 기존의 열경화 및 자외선 경화 등의 방법을 차용할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 6: 표면처리 강판의 제조
강판 표면에 0.1 내지 0.3%의 Al과 잔부 Zn 조성의 도금욕에서 용융도금하여 20 ㎛의 두께로 용융아연도금층을 형성하고, 상기 도금층 표면에 평균 직경 100 ㎛의 TiO2 입자를 노즐을 이용하여 분사하여 도금층에 TiO2 입자가 부분 또는 전부가 함침된 구조로 형성시켜 본 발명에 따른 표면처리 강판을 제조하였다.
이때, 분사 시, 분사 압력 및 분사 속도를 하기 표 1과 같이 제어하였다.
분사 압력 (psi) 분사 속도 (mm/min)
실시예 1 50 30
실시예 2 50 80
실시예 3 80 30
실시예 4 80 80
실시예 5 100 30
실시예 6 100 80
비교예
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 도금층 상에 TiO2 입자를 분사하지 않고, 표면처리 강판을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판에 대하여 마찰계수와 가공성을 측정하였다. 측정 조건은 하기에 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다.
1) 마찰계수
320mm×45mm×0.5mm(가로×세로×두께)인 크기의 표면처리 강판을 재단한 후, 상기 시편을 편면 마찰계수 측정기(포스코)에 장착한 후, 25mm×40mm(가로×세로)의 크기를 갖는 금형을 이용하여 누른 다음, 상기 시편을 수평으로 이동시켜 마찰계수 측정하였다.
2) 가공성 측정
가공성에 대한 평가는 90°벤딩(곡율 반경1 mm) 평가를 실시하였다.
가공부의 크랙 폭을 SEM으로 관찰하여,
크랙 폭이 10 ㎛ 이상일 경우 X,
크랙 폭이 10 ㎛ 미만일 경우 △,
크랙 폭이 1 ㎛ 미만이거나 없을 경우 ○로 평가하였다.
마찰계수 가공성
실시예 1 0.15 ○
실시예 2 0.148 ○
실시예 3 0.144 ○
실시예 4 0.139 ○
실시예 5 0.132 ○
실시예 6 0.122 ○
비교예 0.24 △
상기 표 2를 통해, 본 발명에 따른 표면처리 강판의 경우, 비교예와 비교하여, 마찰 계수가 비교적 작아 가공성이 우수한 것을 알 수 있었다.
결과적으로, 본 발명에 따른 표면처리 강판은 표면품질이 우수함과 동시에 내덴트성, 선영성 및 가공성 등이 우수한 제품을 생산할 수 있다.
실험예 2
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판 상에, 우레탄-아크릴 복합수지 및 실리콘 복합 우레탄 수지가 6: 4의 비율로 혼합된 수지를 주수지(30 중량%)로 사용하고, 에폭시계 실란 화합물 12중량%, 실리카 7 중량%, 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란 12중량%, 트리메톡시비닐실란 화합물 36 중량% 및 기타 첨가제들을 일정량 혼합하여 고분자 조성물을 이용하여 유기계 코팅층을 형성하였다.
구체적으로, 상기 고분자 조성물을 용매인 물에 가하여 코팅 용액을 제조하되, 상기 고분자 조성물을 전체 용액에 대하여 15 중량%를 차지하도록 조절하였다. 제조된 코팅 용액을 도금층이 형성된 강판 표면에 bar코팅 방식으로 도포하고, 인덕션 히터를 이용하여 180℃로 가열한 뒤, 질소를 투입(O2 농도 50 PPM 이하)한 후 자외선(2000 mJ/cm2)을 조사하여 경화시켰다. 경화 후 도막 두께를 10 ㎛로 조절하여 유기계 코팅층을 형성하였다.
이때, 상기 세라믹 입자가 분산된 도금층과 유기계 코팅층 사이의 피막밀착도를 측정하였다. 측정 조건은 하기에 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다.
피막밀착도 측정
피막밀착성에 대한 평가는 시편 표면에 상하좌우로 폭 1 mm의 Cross-cut을 하여 100 개의 사각눈금 메쉬를 형성한 후, 시판되는 셀로판테이프를 이용하여 강하게 접착시킨 후 평판에 대하여 수직방향으로 뜯어낸 다음, 탈막되지 않은 사각 메쉬의 개수를 백분율로 계산하였다.
피막밀착도 (%)
실시예 1 83
실시예 2 85
실시예 3 88
실시예 4 92
실시예 5 96
실시예 6 98
비교예 48
상기 표 3을 통해, 본 발명에 따른 표면처리 강판의 경우, 비교예와 비교하여, 도금층과 유기계 코팅층의 피막밀착도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.
11, 12: 강판
21, 22: 도금층
31, 32: 세라믹 입자
42: 유기계 코팅층

Claims (9)

  1. 강판;
    상기 강판의 일면 또는 양면에 형성된 도금층; 및
    상기 도금층의 강판과 접하는 면의 반대쪽 표면에 분산되어 형성된 세라믹 입자층을 포함하며,
    상기 세라믹 입자층을 구성하는 각 세라믹 입자는 상기 도금층에 부분 함침된 구조이고,
    상기 세라믹 입자의 평균 직경은 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 것을 특징으로 하는 표면처리 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    세라믹 입자층을 구성하는 세라믹 입자가 형성된 영역은, 도금층의 표면적을 기준으로, 60% 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리 강판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    도금층의 평균 두께는 1 내지 25 ㎛이고,
    세라믹 입자의 평균 직경은 0.5 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 표면처리 강판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    세라믹 입자는, 금속 원소의 산화물, 수산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화합물, 탄산염 또는 인산염을 포함하는 세라믹 물질; 세라믹 물질과 금속의 화합물 및 세라믹 합금중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 강판의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    도금층은 아연 또는 아연을 함유하는 합금을 포함하는 표면처리 강판의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    세라믹 입자층 상에 유기계 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 강판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    유기계 코팅층은, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스터 수지 및 아크릴 수지 중 1 종 이상의 수지를 주수지로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 강판.
  8. 강판의 도금층이 형성된 면에 세라믹 입자를 분사하는 단계를 포함하며,
    분사되는 세라믹 입자의 평균 직경은, 도금층 평균 두께의 50 내지 600% 범위인 강판의 표면처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    강판의 도금층이 형성된 면에 세라믹 입자를 분사하는 단계 이후에,
    세라믹 입자가 분산된 도금층 상에 수지 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 표면처리 방법.
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