KR20170076258A - 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170076258A
KR20170076258A KR1020150186302A KR20150186302A KR20170076258A KR 20170076258 A KR20170076258 A KR 20170076258A KR 1020150186302 A KR1020150186302 A KR 1020150186302A KR 20150186302 A KR20150186302 A KR 20150186302A KR 20170076258 A KR20170076258 A KR 20170076258A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc
steel sheet
weight
plating layer
composition
Prior art date
Application number
KR1020150186302A
Other languages
English (en)
Inventor
조수현
배대철
한상권
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020150186302A priority Critical patent/KR20170076258A/ko
Publication of KR20170076258A publication Critical patent/KR20170076258A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/005—Dendritic macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 표면 처리용 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 전체 조성물 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 계면활성제: 5 내지 30중량%, 및 잔부 용매를 포함하는 것인 표면 처리용 조성물을 제공한다.

Description

강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법{COMPOSITION FOR SURFACE-TREATING A STEEL SHEET, SURFACE-TREATED STEEL SHEET USING THE SAME COMPOSITION, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 일 구현예는 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이를 이용한 표면 처리 방법에 관한 것이다.
도금강판을 소재로 조관 또는 롤포밍(Roll Forming) 등의 공정을 거쳐 제작된 파이프, 형강, 판 등은 건설 및 조선산업에서 비계, 핸드레일 및 가드레일 등의 각종 용도로 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이러한 비계 및 가드레일은 야간 또는 어두운 장소에서는 작업자 및 운전자가 식별하기 곤란하여 충돌, 추락 등의 위험을 유발하므로 이를 방지하기 위하여 외부에 조명을 설치하거나 자체에 전등을 설치하거나 반사판, 필름 등을 부착하여 사람이 쉽게 인지하도록 조치를 취하고 있다. 그러나, 위와 같은 부수적인 안전 조치는 시공에 인력, 비용, 시간 등이 많이 소요되고 조명, 전등을 유지하기 위한 전력 소모와 교체, 보수 비용이 지속적으로 발생하며, 반사판 등을 설치한 경우에도 유사한 문제가 존재하고 있다.
또한, 건설 및 조선산업에 사용되는 철강재료는 외부 환경에 노출되어 사용되어지기 때문에 표면이 쉽게 오염되어 이에 따른 관리비용이 발생하는 문제점이 있게 된다.
아울러, 건설 및 조선산업용 철강재료는 부식환경에 대한 우수한 내부식 저항성을 가져야 하며 이에 따라 예전에는 설치 후 별도의 도장처리를 행하거나 고부착량의 아연도금강판을 사용하였으며 이에 따른 고비용이 발생하게 되어왔다.
어두운 장소에서 식별성을 높이기 위한 방법으로, 자체 발광이 가능한 물질을 이용한 막대, 밴드, 펜 등 각종 형태의 제품이 있으나 연속 도금강판 제조 공정에 적용한 사례는 국내외에 전무하며, 연속 공정에 적용하기 위해서는 고속 Roll Coating에 적합한 용액으로의 제조가 가능하여야 하며, Coating 후 건조과정 중 고온에서 발광 특성이 감소하지 않아야 하는 요구 조건이 있다. 2차 가공된 철강 제품의 대표적인 기술개발 사례를 살펴보면 국내 공개특허 10-2009-0021416 에서 주철 또는 압연강재로 제작되는 맨홀 뚜껑, 가로수 보호판, 난간대, 가이드 레일 및 가로등지주 표면을 도장하는 방법에 관한 것으로 주철, 압연강재 제품의 이물질 및 산화 피막을 제거하는 표면처리단계와 에폭시-폴리에스테르계 수지 또는 아크릴계 수지의 도료를 엠보싱으로 분체 정전 스프레이 하는 분체 도장단계와, 도장된 제품을 건조장치에 투입하여 220~260℃의 온도에서 10~15분간 건조하는 건조 단계를 포함하며, 상기 분체도장단계에 사용되는 도료에 형광물질 또는 발광물질이 첨가될 수 있다는 것이 주요 내용이다. 그러나, 고속의 철강공정에서는 이러한 분체도장 적용이 곤란하여 롤도장 방식을 적용하고 있으며, 건조시간 또한 수초 이내로 제한이 있다. 이 밖에 발광 기술에 대한 국내의 대표적인 공개특허로는 KR10-0938805와 KR10-0113747이 있으며 각각의 주요 내용은 에폭시-폴리에스테르계 또는 아크릴계 수지의 도료를 분체 정전 스프레이하여 맨홀 뚜껑, 비계, 가드레일 등에 도장 수지 이외에 형광물질 또는 발광물질을 첨가하는 것과, 내부를 축광체로 형성하고 LED를 광원으로 배치하여 매우 적은 전력으로도 표지판을 동작시킬 수 있는 친환경 광고판 제조에 대한 것이다. 또한, JP 2006-51686에서는 조명기구의 반사판으로 이산화티탄(TiO2)을 함유한 수지도막을 금속판위에 도장하여 사용하였으며 반사 밝기를 증가시키기 위해 형광안료를 부분 사용하였고, JP 2012-87035에서는 축광안료와 유리 플리트(frit)를 포함한 혼합물을 소성해서 이루어지는 축광체의 제조 방법 등이 알려져 있다.
건설 및 조선산업에 사용되어지는 철강재료의 오염을 방지하기 위하여서는 강재 표면에 자기 세정능력을 부여하는 것이 필요하며 이러한 자기세정 능력은 도막에 특수한 기능구조를 형성시켜 빗물 등에 의해 도막표면의 오염원을 스스로 세정하는 기능을 부여하는 것으로서, 자기세정성을 구현하는 방법은 크게 친수성계와 소수성계 및 광촉매성 자기세정, 나노 돌기구조 이용 방법 등이 있다. 국내 특허 출원 2007-0130961 및 2009-0133815에서는 소수성이 큰 불소계 물질을 표면에 집중시키는 방법이나 연꽃잎 구조를 응용한 나노 구조의 코팅방식 등이 사용되고 있으나, 친수성/소수성의 표현이 어려운 중간 값을 나타내고 있어 상대적으로 세정성이 미흡하며 특성 발휘를 위해서는 20 마이크로미터 이상의 후도막이 요구된다. 또한, 광촉매성 자기세정 강판은 자외선 조사 하에서만 광 반응을 통하여 자기세정성을 나타내는 단점이 있으며 불소계 화합물을 이용하는 경우는 표면에 불소계 화합물 집중이 어렵고 유성 오염에서는 자기세정성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 나노 돌기 구조의 이용에서는 가공 후 나노 돌기구조 유지가 곤란하여 내구성이 부족한 단점이 있다.
건축 및 도로의 가드레일 용도로 사용되는 철강소재의 내식성을 확보하기 위한 방법으로는 순수아연 도금강판에 비하여 내식성, 특히 적청(red rust) 발생에 대한 저항성이 우수한 강재로 알려진 용융아연-알루미늄-마그네슘 합금도금 강판을 사용하는 것이 바람직한데 용융아연-알루미늄-마그네슘 합금도금강판은 노출면의 대부분이 아연(Zn) 또는 아연합금(Zn alloy)로 되어 있어, 일반 환경, 특히 습윤 분위기에 노출될 때 표면에 백청의 발청이 일어나며, 또한 도금층에 포함되어 있는 마그네슘과 알미늄 성분이 아연보다 산소와 친화력이 좋아 주위의 아연에 산소 결합이 부족할시 검게 되는 변색이 일어나기 쉽다. 종래의 방청 금속 표면 처리는 충분한 내식 성능을 발휘하기 위해 금속 재료 위에 5~100 mg/m2의 크로메이트를 전처리한 후에 유기피막을 형성시켜 소기의 성능을 얻었다. 하지만 크롬 등의 중금속 전처리제는 전처리를 행하는 설비와 공정의 필요성 뿐만 아니라 중금속 폐수의 발생으로 인해 작업자의 안정성이 문제된다. 또한 크로메이트 처리시 수세수와 폐수 등에서 발생하는 6가 크롬함유 용액은 특수한 처리 공정에 따라 처리해야 하므로 제조 비용이 상승되는 문제가 있으며, 뿐만 아니라 크로메이트 처리된 도금강판도 사용 중이거나 폐기시에 크롬이온이 용출되는 문제가 있어 크로메이트 처리는 현재 심각한 환경오염 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하면서 내식성을 확보하는 종래의 기술로는 크롬이 함유되지 않은 내식용 금속 코팅제 등의 표면처리제를 개발하는 등 다수의 방법이 제시되어 왔다. 일본특허 소 53-28857호, 소 5171233호에서는 중인산 알루미늄을 함유하거나, 탄닌산에 초산나트륨, 붕산나트륨, 이미다졸 등의 방향족 카르복실산, 계면활성제 등의 조합으로 피막물질을 형성하였으나, 내식성이 뒤떨어지는 문제점이 있으며, 일본국 특개 2002-332574 호에서는 탄산지르코늄, 바나딜이온, 지르코늄 화합물 등으로 구성된 표면처리제가 개시되어 있으나, 이 계는 내식성이 양호하지만 내흑변성이 취약하다. 한편, 일본 특허 평 7-96699호에서는 티타늄계, 지르코늄계, 인산계, 몰리브덴 화합물 등으로 구성된 표면처리제가 개시되어 있으나, 마그네슘(Mg), 알미늄(Al) 등이 사용된 용융아연도금강판에서는 흑변을 억제하지 못하였다. 또한 일본 특허 2005-146340호에서는 몰리브덴산암모늄, 수분산 우레탄 수지, 이소프로필아민, 탄산지르코늄암모늄, 에폭시계 실란커플링제, 실리카졸로 구성된 표면처리제가 개시되어 있으나, 이 경우에 표면처리 도막의 두께가 증가하여 전도성과 용접성이 요구되는 곳에 적용이 어렵고, 두께를 감소시킬 경우에는 충분한 내식성을 부여할 수 없다.
강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이를 이용한 표면 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예인 표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함하는 것인 표면 처리용 조성물을 제공할 수 있다.
상기 주제 수지는 폴리에스테르계 수지, 변형 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 염화 비닐 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 경화제는 아민계, 에폭시계, 멜라민계, 라디칼 경화제, 이온 경화제 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 내식성 첨가제는 바나듐계 화합물, 무기졸 화합물, 티타늄화합물, 몰리 화합물, 트리아졸 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 축광안료는 알루미네이트계 축광성 형광체, 인산나트륨계 축광성 형광체 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양쪽성 이온계, 또는 이들의 조합인 계면활성제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예인 표면 처리된 강판은, 아연계 합금 도금 강판; 및 표면 처리 피막;을 포함하고, 상기 표면 처리 피막;은 아연계 합금 도금 강판;의 표면에 위치하며, 상기 표면 처리 피막;은 전체 조성 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함할 수 있다.
상기 아연계 합금 도금 강판;은, 냉연강판; 및 아연계 합금 도금층;을 포함하며, 상기 냉연강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층이 위치하는 것인 표면 처리된 강판일 수 있다.
상기 아연계 합금 도금층은 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층을 포함하고, 상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층의 전체 100중량%에 대해, 알루미늄(Al): 1 내지 3중량%, 마그네슘(Mg): 1.5 내지 4.0중량%, 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
0.38 ≤ [Al]/([Al]+[Mg]) ≤ 0.48
단, 상기 [Al], [Mg]은 각 성분의 중량%를 의미한다.
상기 도금층의 부착량은, 편면 기준으로 10 내지 300g/m2일 수 있다.
상기 표면 처리 피막의 부착량은, 편면 기준으로 0.5 내지 20g/m2일 수 있다.
상기 표면 처리 피막;의 두께는 0.5 내지 20㎛일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 표면 처리 피막;의 두께는 1 내지 15㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예인 표면 처리 강판의 제조방법은, 냉연 강판을 준비하는 단계; 상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계; 상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함할 수 있다.
상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계;에서, 상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 부착량은 편면 기준으로 10 내지 300g/m2일 수 있다.
상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계;는, 롤코팅법, 스프레이법, 또는 침적법으로 수행될 수 있다.
상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;는, 50 내지 250의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;에 의한, 상기 표면 처리 피막의 두께는 0.5 내지 20㎛일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 표면 처리 피막의 두께는 1 내지 15㎛일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 표면 처리용 조성물을 이용하여, 아연계 합금 도금 강판의 표면 처리를 수행할 수 있다. 이 때, 상기 표면 처리용 조성물은 크롬을 포함하지 않고, 야간 식별성 및 오염 방지 성능이 우수한 고내식성의 표면 처리된 강판을 제공할 수 있다. 상기 표면 처리된 강판은 건설 및 조선 산업에서 비계, 핸드레일, 및 가드레일 등의 소재로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 강판 단면의 구조를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 의한 표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%, 를 포함할 수 있다.
상기 고형분 100중량부에 대해 100 내지 900 중량부의 용매를 더 포함할 수 있다.
이하, 표면 처리 조성물의 성분 및 조성을 한정한 이유를 설명한다.
상기 주제 수지는 20 내지 70중량% 만큼 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 주제 수지는 폴리에스테르계 수지, 변형 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 염화 비닐 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 강판의 표면 처리에 통상적으로 사용되는 수지라면 모두 가능하다.
보다 더 구체적으로, 상기 주제 수지를 20중량% 미만으로 포함하는 경우, 목적하는 내식성 및 가공성의 강판을 수득할 수 없으며, 70중량%를 초과하여 포함하는 경우, 용액 안정성 및 전도성 저하로 인해 용접 특성이 저하될 수 있다.
경화제는 1 내지 15중량%만큼 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 경화제는 아민계, 에폭시계, 멜라민계, 라디칼 경화제, 이온 경화제 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 주제 수지의 경화 반응을 효과적으로 유발할 수 있는 경화제라면 모두 사용 가능하다.
또한, 경화제의 함량이 1중량% 미만인 경우, 충분한 경화 반응이 발생하지 않을 수 있다. 반면, 경화제의 함량이 15중량%를 초과하는 경우, 과량 첨가된 경화제가 불순물로 존재하게 되어 용액 안정성 및 내식성이 저하될 수 있다.
내식성 첨가제는 10 내지 50중량%만큼 포함될 수 있다.
상기 내식성 첨가제는 바나듐계 화합물, 무기졸 화합물, 티타늄화합물, 몰리 화합물, 트리아졸 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 바나듐계 화합물은 4가의 바나듐계 화합물을 포함할 수 있고, 4가 바나듐계 화합물을 포함하는 경우, 도금 강판의 표면에 부동태 피막이 형성되어 내식성을 향상시킬 수 있다. 보다 더 구체적으로, 표면 처리 피막에 손상이 발생하는 경우, 근접한 피막에서 4가 바나듐이 용출되어 3가로 환원되면서, 노출된 도금 강판의 표면에서 부동태 피막이 형성되어 강판의 부식을 억제하는 것이다.
다만, 바나듐계 화합물을 4가 바나듐계 화합물로 한정하는 것은 아니며, 2 내지 5가의 바나듐계 화합물을 모두 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 5가 바나듐, 3가 바나듐, 2가 바나듐, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트, 3염화바나듐, 메타바나딘산암모늄이 포함될 수 있다.
또한, 상기 내식성 첨가제는 실란계 화합물, 바나듐계 화합물, 알코올, 또는 이들의 조합인 무기졸 화합물을 포함할 수 있고, 이는 내식성 및 소재간 밀착성을 증진시키는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 상기 실란계 화합물은 실란화합물은 아미노기, 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(b-아미노에틸)-g-아미노프로필트리메톡시실란, g-글리시독시프로필트리에톡시실란, g-글리시독시트리메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, g-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, g-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, g-메르캅토프로필트리메톡시실란, g-메르캅토프로필트리에톡시실란, 또는 이들의 조합 조합을 메톡시에톡시 실란과 혼합하여 사용할 수 있다.
보다 더 구체적으로, 상기 무기졸 화합물은 바나듐계 화합물을 포함할 수 있고, 상기 바나듐계 화합물에 첨가제를 추가하여 사용할 수도 있다. 이 때, 상기 바나듐계 화합물은 나트륨메나바나딘산염, 메나바나딘산암모늄, 오산화바나듐, 플로오로바나듐, 바나딜아세틸아세테이트, 반나딜옥타에틸포르피린, 삼염화바나듐, 바나듐알콕사이드, 또는 이들의 조합일 수 있다.
아울러, 무기졸 화합물은 알코올을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 알코올은 아이소프로판올을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 금속 표면에 산소산 염을 형성하는 티타늄 화합물도 내식성 첨가제로써 사용될 수 있다. 상기 티타늄 화합물은 티타튬 알콕사이드, 티타튬 킬레이트, 산화티탄, 질산 티타닐, 황산 티타닐, 사염화 티탄, 티탄불화수소산, 헥우사플루오르티탄산암모늄, 테티트라부틸티탄산, 헥사플루오르티탄산을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 내식성 첨가제는 몰리 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 몰리 화합물은 몰리브덴산암모늄,몰리브덴디티오인산염, 칼슘몰리브덴산, 몰리브덴산소다, 리튬몰리브데이트, 이황화몰리브덴, 몰리브덴카르보닐, 삼산화몰리브덴, 포스포몰리브드, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 상기 몰리 화합물은 몰리브덴과 산소산 염을 형성하여 피막을 통과하는 산소를 억제하는 역할을 할 수 있다. 이로부터, 상기 몰리 화합물은 아연의 산화 또는 산소결핍부정형아연산화물을 억제하여 내흑변성을 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 내식성 첨가제는 트리아졸 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 트리아졸 화합물은 탄산구아니딘, 질산구아니딘, 인산구아니딘, 술파구아니딘, 티오우레아, 우레아, 중탄산아미노구아니딘, 디페닐구아니딘, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 트리아졸 화합물은 피막을 통과하는 산소를 억제하여, 아연의 산화를 억제하는 역할을 할 수 있다.
보다 구체적으로, 내식성 첨가제의 함량이 10중량% 미만인 경우, 내식성이 불충분할 수 있고, 50중량%를 초과하는 경우, 용액 안정성, 밀착성, 및 가공성이 저하될 수 있다.
축광안료는 0.5 내지 20중량%만큼 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 축광안료는 알루미네이트계 축광성 형광체 (MxAlyOz(M = Sr, Ca, Ba)), 인산나트륨계 축광성 형광체(NaZnPO4) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
보다 더 구체적으로, 축광안료는 야간 식별성 확보를 위하여 첨가하는 것이기에, 발광 강도가 높고 자극 정지 후의 잔광 시간이 길어야 한다. 다만, 축광안료의 함량이 0.5중량% 미만일 경우, 목적하는 발광 강도 및 잔광 시간을 확보하기 어려울 수 있고, 반면 20중량% 초과하여 첨가하는 경우, 피막의 내식성이 저하될 수 있다.
계면활성제는 5 내지 30중량%만큼 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양쪽성 이온계, 또는 이들의 조합인 계면활성제를 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 더 구체적으로, 계면활성제는 금속 표면의 오염 방지 성능 확보를 위한 자기 세정 역할을 위해 첨가되는 것이다. 따라서, 계면활성제를 첨가함으로써 친수성 코팅층을 형성할 수 있고, 이로 인해 수접촉각이 낮아져 오염물이 흡착된 피막의 표면과 빗물 등의 유수가 접촉하는 경우, 오염물과 코팅층 표면 사이로 물이 침투되어 오염물이 유수와 함께 세정할 수 있는 자기 세정 특성을 나타낼 수 있다. 이로부터 금속 표면의 오염 방지 성능을 향상시킬 수 있으며, 계면활성제는 오염물질의 흡착 자체를 방해하여 내오염성도 향상시키는 역할을 할 수 있다.
다만, 계면활성제의 함량이 5중량% 미만인 경우, 자기 세정 효과가 미흡할 수 있고, 30중량%를 초과하는 경우, 내식성 및 내화학성이 저하될 수 있다.
보다 더 구체적으로, 계면활성제는 양이온계 계면활성제를 포함할 수 있고, 상기 양이온계 계면활성제는 유기수지 내부 양이온과의 대전을 최적화시키는 자기세정 메카니즘을 가진다. 양이온계 계면활성제는 올레일이미다졸리늄 메틸 설페이트(Oleylimidazolinium methyl sulfate)계 화합물, 암모늄 메틸 설페이트(Ammonium methylsulfate)계 화합물, 트리에탄올 암모늄 메틸 설페 이트(Triethanol ammonium methyl sulfate)계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이에 제한 되는 것은 아니다.
더해서, 음이온계 계면활성제는 전기 음성도를 극대화시키고 표면장력을 최소화하는 자기 세정 메커니즘을 가진다. 상기 음이온계 계면활성제는 디알킬설포숙시네이트(Dialkylsulfosuccinate)계 화합물, 알킬 나프탈렌(Alkyl Naphthalene)계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
비이온계 계면활성제는 에틸렌 옥사이드의 수소 결합에 의한 자기 세정 메커니즘을 가지며, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르(Polyoxyethylene Cetyl Ether)계 화합물, 에톡시레이트(Ethoxylate)계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
양쪽성 이온계 계면활성제는 자유 라디칼 특성을 극대화 시키는 자기 세정 메커니즘을 가지며, 베타인(Betaine)계 화합물, 알킬 에틸암모늄(Alkyl Ethyl Ammonium)계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
고형분 100 중량부에 대해 용매 100 내지 900 중량부 포함될 수 있고, 상기 용매는 증류수, 알코올, 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의해 표면 처리된 강판은, 아연계 합금 도금 강판; 및 표면 처리 피막;을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 아연계 합금 도금 강판;은, 냉연강판; 및 아연계 합금 도금층;을 포함하는 것이며, 상기 냉연강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층이 위치할 수 있다. 이 때, 상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층은 냉연강판의 일면 또는 양면에 위치할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아연계 합금 도금층은 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층일 수 있으며, 상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층의 전체 조성100중량%에 대해, 알루미늄(Al): 1 내지 3중량%, 마그네슘(Mg): 1.5 내지 4.0중량%, 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
0.38 ≤ [Al]/([Al]+[Mg]) ≤ 0.48
단, 상기 [Al], [Mg]은 각 성분의 중량%를 의미한다.
보다 구체적으로, 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층이 상기 관계식 1의 범위를 만족하는 경우, 우수한 내식성 효과를 수득할 수 있다.
또한, 상기 아연계 합금 도금층은 Si, Be, Ni, Zr 등을 첨가제로 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 1 내지 100ppm 범위로 소량 첨가될 수 있다. 이로 인해, 도금층 표면의 젖음성과 평활성을 높여주기 때문에 표면 외관 향상 효과를 기대할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 젖음성이란, 도금 대상 강판과 도금층이 이루는 접촉각을 의미하며, 접촉각이 작을수록 젖음성이 우수하여 도금층이 용이하게 형성될 수 있다. 상기 평활성이란 도금된 강판 표면의 매끄러운 정도를 나타내는 지표이다. 따라서, 상기 첨가제를 더 포함할 경우, 젖음성 및 평활성을 높여주기 때문에 표면 품질이 우수한 도금 강판을 제공할 수 있다.
또한, 상기 표면 처리 피막;은 아연계 합금 도금 강판;의 표면에 위치하며, 보다 구체적으로, 상기 표면 처리 피막;은 아연계 합금 도금 강판;의 일면 또는 양면에 위치할 수 있다.
아울러, 상기 표면 처리 피막;은 전체 조성 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함할 수 있다.
상기 표면 처리 피막의 성분 및 조성 범위를 한정한 이유는 전술한 바와 같다.
그 결과, 상기 아연계 합금 도금 강판;에서, 아연 도금층 또는 아연계 합금 도금층의 부착량은, 편면 기준으로 10 내지 300g/m2일 수 있다.
도금층의 부착량이 상기 범위일 경우, 최적의 내식성 효과를 기대할 수 있다.
상기 표면 처리 피막의 부착량은, 편면 기준으로 0.5 내지 20g/m2일 수 있고, 상기 범위의 양으로 피막을 형성할 경우, 목적는 내식성과 야간 식별성 및 오염 방지 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 표면 처리 피막;의 두께는 0.5 내지 20㎛일 수 있고, 보다 구체적으로, 1 내지 15㎛일 수 있다.
상기 표면 처리 피막의 두께가 너무 얇을 경우, 내식성과 야간 식별성 오염 방지 특성이 불충분할 수 있다. 반면, 너무 두꺼울 경우, 전도성 및 가공성이 저하될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 강판 단면의 구조를 나타낸 것이다.
보다 구체적으로, 상기 표면 처리된 강판은 냉연 강판, 아연계 합금 도금층, 및 표면 처리 피막을 포함할 수 있고, 상기 냉연 강판의 표면에 아연계 합금 도금층이 위치하는 형태일 수 있다. 이는 아연계 합금 도금 강판일 수 있다.
또한, 상기 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 조성물을 포함하는 표면 처리 피막이 위치할 수 있으며, 이는 표면 처리된 강판일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 의해 표면 처리된 강판의 제조방법은, 냉연 강판을 준비하는 단계; 상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계; 상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%, 를 포함할 수 있고, 상기 고형분 100중량부에 대해 100 내지 900 중량부의 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 처리용 조성물의 성분 및 조성을 한정한 이유는 전술한 바와 같으므로 생략한다.
상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계;는, 전기 도금법, 또는 용융 도금법으로 수행될 수 있고, 상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 부착량은 편면 기준으로 10 내지 300g/m2일 수 있다.
보다 구체적으로, 도금층의 부착량이 상기 범위일 경우, 최적의 내식성 효과를 기대할 수 있다.
상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계;는, 롤코팅법, 스프레이법, 또는 침적법으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 단계는 0 내지 60 온도 범위에서 수행될 수 있고, 보다 구체적으로는 5 내지 40 온도 범위에서 수행될 수 있다.
상기 온도 범위에서 표면 처리용 조성물을 도포하는 경우, 용액의 적정한 점도 확보가 가능하여 코팅성이 우수할 수 있다.
상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계; 는, 50 내지 250의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 이 때, 상기 온도 범위는 강판 온도(MT, Metal Temperature) 기준으로 한 것이다.
보다 구체적으로, 50 미만에서 경화시키는 경우, 코팅층이 충분히 건조되지 못하므로 표면 처리 피막의 밀착성 및 내식성 등이 불충분할 수 있다. 반면, 250를 초과하여 경화시키는 경우, 건조 후 강판의 냉각이 용이하지 못할 수 있고, 피막 성분의 열화를 초래하여 강판의 품질이 저하될 수 있다.
더해서, 상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계; 이후에, 상기 경화된 표면 처리 피막을 1 내지 50초 동안 건조할 수 있다.
상기 단계에 의해 형성된 표면 처리 피막의 두께는 0.5 내지 20㎛일 수 있고, 보다 구체적으로는 1 내지 15㎛일 수 있다.
상기 표면 처리 피막의 두께에 따른 효과는 전술한 바와 같다.
이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예
표면 처리용 조성물의 제조
표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대한 각각의 성분의 조성 범위를 본 발명의 일 구현예를 만족하는 범위 내의 조성으로 혼합하여 30분 이상 교반하였다.
보다 구체적으로, 실험예 1에서 사용한 표면 처리용 조성물은 하기 표 2에 개시된 조성에 따라 제조하였다. 실험예 2에서 사용한 표면 처리용 조성물의 성분 및 조성 범위는 이하에서 후술한다.
아연계 합금 도금 강판의 제조
냉연강판에 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하였다. 이 때, 상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층은 전체 조성 100중량%에 대해, 알루미늄(Al) 2.5중량%, 마그네슘(Mg) 3중량%, 잔부 아연(Zn) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하였고, 상기 도금층의 부착량은 편면 기준으로 60 g/m2였다.
표면 처리된 강판의 제조
전술한 아연계 합금 도금 강판에 표면 처리용 조성물을 도포하기 전에, 상기 도금 강판의 청결성 확보를 위한 단계를 먼저 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아연계 합금 도금 강판의 표면을 중알칼리 탈지제(제조사: 대한파카라이징㈜, 상품명: CLN-364S:)를 2%로 희석 후, 60 온도에서 20초간 스프레이 분무 처리하여, 도금 강판 표면의 먼지와 기름 등의 이물질을 제거하였다. 이후, 상기 도금 강판의 표면에 잔류하는 알칼리 용액을 제거하기 위하여 수돗물로 세척한 아연계 합금 도금 강판을 준비하였다.
상기와 같이 제조된 아연계 합금 도금 강판에 하기 표 2에 정리된 표면 처리용 조성물을 바코터(Bar Coater)법으로 도포하였다. 이 때, 수지로서 수 평균 분자량 12,000의 EAA 변성우레탄 수지(제조사: 노루코일코팅), 경화제로서 헥사메틸렌다이이소시아네이트(제조사: Dow chemical), 내식성 첨가제로서 메타바나딘산암모늄(제조사: Aldirch), 축광 안료로서 NaZnPO4 (제조사: Dow chemical, 상품명: Phosphorescence Green), 계면 활성제로서 Sodium alkyl allyl sulfosuccinate (제조사: SANYO chemical, 상품명: ElEMINOL JS-20)을 사용하였다.
이후, 도포된 표면 처리용 조성물을 150에서 경화시켜, 피막이 형성된 표면 처리 강판을 제조하였다.
평가예
전술한 바와 같은 방법으로 제조된 표면 처리 강판을 이용하여, 내식성, 용접성, 야간 식별성, 및 오염 방지성과 같은 물성을 평가하였다. 물성에 따른 평가 방법은 하기와 같으며, 평가 결과는 표 2 및 표 3에 개시된 바와 같다.
내식성 평가 방법
ASTM B117 규격에 따라 염수 분무 시험으로 백청(White rust) 발생 비율을 확인하였다. 또한, 평판부와 에릭슨 시험에 의해 6mm 압출된 가공부에 실시하였으며, 평가 기준은 하기 표 1과 같다.
구분 평면부 에릭슨가공부
판정기준 백녹발생면적 5% 이내 백녹발생면적 5% 이내
○ 120시간 이상 기준 이내 72시간 이상 기준 이내
△ 72~120시간 기준 이내 48~72시간 기준 이내
Ⅹ 72시간 미만 기준 이내 48시간 미만 기준 이내
용접성 평가 방법
표면 처리 강판에 스폿(spot), 시임(seam) 용접 후 용접면의 상태, 접합 정도 및 용접 부위 주변 피막의 손상여부(격자무늬 발생) 등을 종합적으로 평가하여, 용접성 양호(○), 용접품질 불량(Ⅹ) 기준으로 평가하였다.
야간 식별성 평가 방법
KSC 7613 규격에 따라 휘도계를 이용하여 초기 휘도 및 경시 변화를 측정하였으며, 평가 기준은 다음과 같다.
○: 휘도 10cd/m2 이상이고, 60일 이상 유지하는 경우
△: 휘도 5-10cd/m2 또는 30-60일 유지하는 경우
Ⅹ: 휘도 5cd/m2 이하 또는 30일 이하 유지하는 경우
오염 방지성 평가 방법
표면 처리 강판의 피막 표면에 1% 카본 파우더 수용액을 과량 도포한 후, 흐르는 물에서 붓으로 좌우 왕복 30회로 세정한 시편과 초기 시편의 색차를 측정하여 오염 방지성을 평가하였다. 보다 구체적으로, 백색도기기 X-Rite 8200 로 명도와 채도차이를 측정하여, △E(
Figure pat00001
=△L2+△a2+△b2, △L: 백색도 차이, △a: 적색도 차이, △b: 황색도 차이)의 값에 따라 변색의 정도가 3 미만인 경우(○), 3-5인 경우(△), 5 초과인 경우(Ⅹ)를 기준으로 평가하였다.
실험예
실험예 1: 표면 처리용 조성물의 조성에 따른 물성 평가 결과
구 분 표면 처리용 조성물의 조성 품질 평가 결과
수지 경화제 내식성
첨가제 		축광
안료 		계면
활성제 		내식성 용접성 야간
식별성 		오염
방지성
평판부 가공부
비교재 10 2 50 10 28 Ⅹ Ⅹ ○ ○ ○
발명재 20 5 45 10 20 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 30 7 30 15 18 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 10 20 10 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 70 10 10 5 5 ○ ○ ○ ○ ○
비교재 75 5 10 5 5 ○ ○ Ⅹ ○ ○
비교재 20 0.5 45 10.5 24 △ Ⅹ ○ ○ ○
발명재 20 1 45 10 24 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 30 7 30 13 20 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 15 15 10 10 ○ ○ ○ ○ ○
비교재 50 20 15 5 10 △ Ⅹ ○ ○ ○
비교재 50 20 5 15 10 Ⅹ Ⅹ ○ ○ ○
발명재 55 15 10 10 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 30 5 30 15 20 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 20 5 50 10 15 ○ ○ ○ ○ ○
비교재 20 5 60 5 10 ○ Ⅹ Ⅹ ○ ○
비교재 50 15 20 0.3 14.7 ○ ○ ○ Ⅹ ○
발명재 50 15 20 0.5 14.5 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 15 20 5 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 10 20 10 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 10 15 15 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 45 10 15 20 10 ○ ○ ○ ○ ○
비교재 40 10 15 25 10 △ Ⅹ ○ ○ ○
비교재 50 10 25 12 3 ○ ○ ○ ○ Ⅹ
발명재 50 10 25 10 5 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 50 10 20 10 10 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 40 10 20 10 20 ○ ○ ○ ○ ○
발명재 30 10 20 10 30 ○ ○ ○ ○ ○
비교재 30 10 15 10 35 △ Ⅹ ○ ○ ○
상기 표 2에 개시된 바와 같이, 고형분의 조성이 각각 다른 표면 처리 조성물을 이용하여, 피막이 형성된 표면 처리 강판을 제조하였다. 상기 조성물의 고형분 100중량부에 대해, 용매는 800중량부를 포함하였다.
이 때, 상기 표면 처리된 강판의 피막 두께는 5㎛였다.
상기 조성에 따른 표면 처리 강판의 물성 평가 결과, 본 발명의 일 구현예에 의한 표면 처리 조성물의 조성을 모두 만족하는 발명재의 경우, 비교재에 비해 내식성, 용접성, 야간 식별성, 및 오염 방지성이 양호한 것을 알 수 있다.
실험예 2: 경화 온도 및 피막의 두께에 따른 물성 평가 결과
표면 처리용 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지 50중량%, 경화제 10중량%, 내식성 첨가제 20중량%, 축광안료 10중량%, 계면활성제 10중량%를 혼합 후, 상기 고형분 100중량부에 대해 400중량부의 용매를 첨가하여 혼합하였다. 이후, 전술한 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금 강판 상에 바코터(Ba△ Coate△)법으로 상기 표면 처리용 조성물을 도포하였다. 이후, 상기 조성물을 경화시켜 피막이 형성된 표면 처리 강판을 제조하였다.
이 때, 상기 조성물을 경화하는 온도와 피막의 두께는 하기 표 3에 개시된 바와 같다.
No 시편 조건 품질 비고
코팅두께
(㎛) 		경화온도
(℃) 		내식성 용접성 야간
식별성 		오염
방지성
평판부 가공부
1 0.3 150 Ⅹ Ⅹ ○ △ △ 비교재
2 0.5 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
3 5 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
4 10 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
5 15 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
6 20 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
7 25 ○ △ Ⅹ ○ ○ 비교재
8 10 30 Ⅹ Ⅹ ○ ○ ○ 비교재
9 50 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
10 100 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
11 150 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
12 200 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
13 250 ○ ○ ○ ○ ○ 발명재
14 270 Ⅹ Ⅹ ○ ○ ○ 비교재
상기 표 3에 개시된 바와 같이, 피막 두께 및 경화 온도가 본 발명에서 한정한 범위를 모두 만족하는 발명재의 경우, 비교재에 비해 내식성, 용접성, 야간 식별성, 및 오염 방지성이 양호한 것을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함하는 것인 표면 처리용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제 수지는 폴리에스테르계 수지, 변형 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 염화 비닐 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 조합인 것인 표면 처리용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경화제는 아민계, 에폭시계, 멜라민계, 라디칼 경화제, 이온 경화제 또는 이들의 조합인 것인 표면 처리용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내식성 첨가제는 바나듐계 화합물, 무기졸 화합물, 티타늄화합물, 몰리 화합물, 트리아졸 화합물, 또는 이들의 조합인 것인 표면 처리용 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 축광안료는 알루미네이트계 축광성 형광체, 인산나트륨계 축광성 형광체 또는 이들의 조합인 것인 표면 처리용 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양쪽성 이온계, 또는 이들의 조합인 계면활성제를 포함하는 것인 표면 처리용 조성물.
  7. 아연계 합금 도금 강판; 및
    표면 처리 피막;을 포함하고,
    상기 표면 처리 피막;은 아연계 합금 도금 강판;의 표면에 위치하며,
    상기 표면 처리 피막;은 전체 조성 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함하는 것인 표면 처리된 강판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아연계 합금 도금 강판;은,
    냉연강판; 및 아연계 합금 도금층;을 포함하며,
    상기 냉연강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층이 위치하는 것인 표면 처리된 강판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아연계 합금 도금층은 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층을 포함하고,
    상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층의 전체 100중량%에 대해, 알루미늄(Al): 1 내지 3중량%, 마그네슘(Mg): 1.5 내지 4.0중량%, 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함하는 것인 표면 처리된 강판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층은 하기 관계식 1을 만족하는 것인 표면 처리된 강판.
    [관계식 1]
    0.38 ≤ [Al]/([Al]+[Mg]) ≤ 0.48
    (단, 상기 [Al], [Mg]은 각 성분의 중량%를 의미한다.)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도금층의 부착량은, 편면 기준으로 10 내지 300g/m2인 것인 표면 처리된 강판.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 표면 처리 피막의 부착량은, 편면 기준으로 0.5 내지 20g/m2인 것인 표면 처리된 강판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표면 처리 피막;의 두께는 0.5 내지 20㎛인 것인 표면 처리된 강판.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표면 처리 피막;의 두께는 1 내지 15㎛인 것인 표면 처리된 강판.
  15. 냉연 강판을 준비하는 단계;
    상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계;
    상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 표면 처리용 조성물은, 조성물의 전체 고형분 100중량%에 대해, 주제 수지: 20 내지 70중량%, 경화제: 1 내지 15중량%, 내식성 첨가제: 10 내지 50중량%, 축광안료: 0.5 내지 20중량%, 및 계면활성제: 5 내지 30중량%를 포함하는 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 냉연 강판 표면에 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층을 형성하여 아연계 합금 도금 강판을 준비하는 단계;에서,
    상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 부착량은 편면 기준으로 10 내지 300g/m2인 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 아연 도금층, 또는 아연계 합금 도금층의 표면에 표면 처리용 조성물을 도포하는 단계;는,
    롤코팅법, 스프레이법, 또는 침적법으로 수행되는 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;는,
    50 내지 250의 온도 범위에서 수행되는 것인 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;에 의한,
    상기 표면 처리 피막의 두께는 0.5 내지 20㎛인 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도포된 표면 처리용 조성물을 경화시켜 아연계 합금 도금 강판의 표면에 표면 처리 피막을 형성하는 단계;에 의한,
    상기 표면 처리 피막의 두께는 1 내지 15㎛인 것인 표면 처리 강판의 제조방법.
KR1020150186302A 2015-12-24 2015-12-24 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법 KR20170076258A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186302A KR20170076258A (ko) 2015-12-24 2015-12-24 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186302A KR20170076258A (ko) 2015-12-24 2015-12-24 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170076258A true KR20170076258A (ko) 2017-07-04

Family

ID=59357325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150186302A KR20170076258A (ko) 2015-12-24 2015-12-24 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170076258A (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101943800B1 (ko) * 2018-07-30 2019-01-30 주식회사 에스아이켐 금속표면 보호용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 표면 보호 코팅층이 형성된 금속 구조물의 제조 방법
KR20190023941A (ko) * 2017-08-30 2019-03-08 김정민 친환경 어망용 추 제조방법 및 그에 의해 제조된 어망용 추
KR20200053055A (ko) * 2018-11-07 2020-05-18 포스코강판 주식회사 Cgl 공정을 이용한 착색 도금강판 제조방법
KR20200084491A (ko) 2019-01-02 2020-07-13 포스코강판 주식회사 마그네슘이 함유된 아연도금강판의 후처리 조성물 및 이에 의해 제조된 도금강판
KR20220037001A (ko) * 2020-09-16 2022-03-24 에코리엔트샤인 (주) 향상된 내구성을 갖는 축광석재용 친환경 조성물 및 이를 이용한 노면바닥 시공방법
KR20220048699A (ko) * 2020-10-13 2022-04-20 주식회사 포스코 삼원계 용융아연합금 도금강판용 표면처리 조성물, 이를 이용하여 표면처리된 삼원계 용융아연합금도금 강판 및 이의 제조방법
WO2023063450A1 (ko) * 2021-10-14 2023-04-20 주식회사 포스코 삼원계 용융아연합금 도금강판용 표면처리 조성물, 이를 이용하여 표면처리된 삼원계 용융아연합금도금 강판 및 이의 제조방법
KR102576192B1 (ko) * 2023-04-04 2023-09-07 에세라이트 주식회사 축광성 보호코팅층이 구비된 led 조명장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190023941A (ko) * 2017-08-30 2019-03-08 김정민 친환경 어망용 추 제조방법 및 그에 의해 제조된 어망용 추
KR101943800B1 (ko) * 2018-07-30 2019-01-30 주식회사 에스아이켐 금속표면 보호용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 표면 보호 코팅층이 형성된 금속 구조물의 제조 방법
KR20200053055A (ko) * 2018-11-07 2020-05-18 포스코강판 주식회사 Cgl 공정을 이용한 착색 도금강판 제조방법
KR20200084491A (ko) 2019-01-02 2020-07-13 포스코강판 주식회사 마그네슘이 함유된 아연도금강판의 후처리 조성물 및 이에 의해 제조된 도금강판
KR20220037001A (ko) * 2020-09-16 2022-03-24 에코리엔트샤인 (주) 향상된 내구성을 갖는 축광석재용 친환경 조성물 및 이를 이용한 노면바닥 시공방법
KR20220048699A (ko) * 2020-10-13 2022-04-20 주식회사 포스코 삼원계 용융아연합금 도금강판용 표면처리 조성물, 이를 이용하여 표면처리된 삼원계 용융아연합금도금 강판 및 이의 제조방법
WO2023063450A1 (ko) * 2021-10-14 2023-04-20 주식회사 포스코 삼원계 용융아연합금 도금강판용 표면처리 조성물, 이를 이용하여 표면처리된 삼원계 용융아연합금도금 강판 및 이의 제조방법
KR102576192B1 (ko) * 2023-04-04 2023-09-07 에세라이트 주식회사 축광성 보호코팅층이 구비된 led 조명장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170076258A (ko) 강판 표면 처리 조성물, 이를 이용하여 표면 처리된 강판, 및 이의 제조 방법
JP5555179B2 (ja) 亜鉛めっき鋼板用表面処理剤、亜鉛めっき鋼板の表面処理方法および亜鉛めっき鋼板
KR101560929B1 (ko) 우수한 내식성을 부여하는 아연도금강판용 표면처리 조성물 및 이를 이용하여 표면처리된 아연도금강판
JP4799862B2 (ja) プレス成形性に優れるプレコート金属板及びその製造方法
KR101492485B1 (ko) 아연계 도금 강판의 제조 방법 및 아연계 도금 강판
JP2006213958A (ja) 金属材料表面処理用組成物及び処理方法
EP3730672B1 (en) Surface treatment solution composition for ternary hot-dip zinc alloy-plated steel sheet, providing excellent corrosion resistance and blackening resistance, ternary hot-dip zinc alloy-plated steel sheet surface-treated using same, and manufacturing method therefor
KR100928798B1 (ko) 향상된 내알칼리성과 가공성을 갖는 크롬 프리 수지 용액조성물, 이를 이용한 강판의 표면처리 방법 및 표면처리된 강판
KR101622681B1 (ko) 알루미늄 함유 아연계 도금 강판 및 그 제조 방법
JP2006265578A (ja) 化成処理用亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法、並びに化成処理鋼板
KR100510281B1 (ko) 산화 티타늄 막 형성용 도포제, 산화 티타늄 막 형성 방법및 상기 도포제의 용도
JP2011068996A (ja) 金属材料表面処理用組成物及び処理方法
KR101585726B1 (ko) 우수한 내식성 및 용접성을 부여하는 아연합금도금강판용 표면처리 조성물, 이를 이용한 아연합금도금강판의 표면처리 방법 및 아연합금도금강판
KR101723329B1 (ko) 수성 친수화 표면 처리제, 친수성 피막 및 친수화 표면 처리 방법
JP2011219791A (ja) コンクリート構造用塗装めっき鋼材
JP6323424B2 (ja) 耐食性に優れた表面処理溶融亜鉛めっき鋼板
KR101008109B1 (ko) 내열성 및 내고온고습성이 향상된 크롬프리 수지 조성물 및이를 이용한 표면처리강판 및 이의 제조방법
JP5222491B2 (ja) 表面処理鋼板
JP5979312B2 (ja) プレコート鋼板およびその製造方法
JP4947025B2 (ja) 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板
JP4534217B2 (ja) 非クロム型表面処理金属材
JP4349712B2 (ja) クロムを含まない表面処理亜鉛めっき鋼材
JP5649021B2 (ja) 表面処理亜鉛めっき鋼板、プレコート亜鉛めっき鋼板及びこれらの製造方法
JP2005139532A (ja) 耐食性と耐汚染性に優れるクロメートフリー処理めっき鋼材
JP7001209B1 (ja) 塗装めっき鋼板又は塗装めっき鋼帯

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application