KR20180073016A - 가공시 마찰특성이 우수한 코팅 강판 - Google Patents

가공시 마찰특성이 우수한 코팅 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캡슐이 첨가된 표면처리 물질을 아연도금강판에 코팅함으로써, 아연층의 부식을 막고 내식성을 향상시킬 뿐 아니라, 코팅된 강판이 평상시에는 가공성이 높지 않다가 가공시 주는 충격에 의해 캡슐속의 물질이 누출되어 코팅된 강판의 마찰계수를 낮게 함으로써 가공성을 향상시킨다.

Description

가공시 마찰특성이 우수한 코팅 강판{A coated steel plate having excellent friction property during fabricating thereof}
본 발명은 아연도금강판의 표면처리를 통해 내식성 향상과 가공성을 증대시킴으로써 강판의 활용성을 확대할 수 있는 기술이다.
아연이라는 천연광물의 과대 사용으로 인한 자원고갈에 대한 우려로, 각국은 아연의 대체 물질 혹은 아연 사용량을 줄일 방법을 고민 중에 있다. 철강 소재에서 아연을 사용하는 이유는 철(Fe)의 부식을 막기 위해서이다.
나아가, 최근에는 고내식성을 부여하기 위하여, 아연층 위에 표면처리를 하는 방법과 함께 합금 도금층 개발 등에 주력하고 있다. 고내식성 향상을 위해 합금 도금층을 개발하는 것은 고가의 소재를 이용하게 되고, 개발된 합금 도금층의 용접성 및 단단한 도금층 특성의 문제로 인해 특수한 작업 환경이 요구된다.
반면에, 아연층 위에 표면처리하는 방법은 내식성과 함께 내용제성 및 다른 특성들도 보완할 수 있는 장점이 있다. 아연층 위에 표면처리 하는 방법은, 부식방지제나 나노 입자 및/또는 치밀한 수지층을 코팅함으로써, 부식인자가 도금층에 도달하는 것을 억제함으로써, 내식성을 증가시키는 것이다.
한편, 아연도금강판의 고내식성을 달성함과 동시에 마찰계수를 낮추어 강판의 가공성을 높이기 위해, 내식첨가제 및 수지를 포함하는 수용성 표면처리 코팅액에 왁스나 흑연 등의 윤활성분을 추가로 첨가하는 기술이 개발되었다(한국특허출원번호 제2005-0112538호). 그러나, 이러한 강판은 운반 및 유통상에서 강판이 미끄러지는 등의 문제로 인해 제품 손상 내지 인명손상을 초래하였다.
한국 특허출원번호 제2005-0112538호
본 발명은 표면처리강판의 내식성을 유지하면서, 가공시의 가공성을 높이고, 운반 내지 유통중에 상기 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명은, 내부에 윤활제를 포함하는 캡슐을 포함하는 내식성 표면처리 코팅액을 제공하는 것이다.
상기 캡슐은 통상의 고분자 수지로 구성되며, 통상적으로 사용되는 바인더 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 바람직하게는, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 에스테르 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 사용할 수 있다.
상기 윤활제는 왁스, 금속, 세라믹, 그래핀 또는 이들의 조합이 바람직한데, 가공시 마찰계수를 감소시킬 수 있다면 이에 제한되지 않는다.
상기 내식성 표면처리 코팅액은 0.5 내지 2중량%의 캡슐을 포함하는 것이 바람직하다. 윤활제 내포 캡슐이 0.5중량% 미만인 경우, 가공성이 좋지 않고, 윤활제 내포 캡슐이 2 중량%를 초과하면 내식성이 불량이었다. 캡슐의 크기는 경화된 후의 코팅층 두께의 1/10~1/3 정도가 바람직하다.
본 발명의 또다른 예는 상기 내식성 표면처리 코팅액으로 코팅된 강판을 제공하는 것이다.
본 발명은 캡슐이 첨가된 표면처리 물질을 아연도금강판에 코팅함으로써, 아연층의 부식을 막고 내식성을 향상시킬 뿐 아니라, 코팅된 강판의 안전한 운반 내지 유통을 담보할 수 있으며, 가공시에는 가해지는 충격에 의해 캡슐속의 물질이 누출되어 코팅된 강판의 마찰계수를 낮게 함으로써 가공성을 향상시킨다.
도 1은 아연도금강판 위의 코팅층을 모사하여 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따라 중복되는 부가적인 설명은 아래에서 생락된다. 아래에서 참조되는 도면들에서는 축적비가 적용되지 않는다.
먼저, 본 발명의 내식성 표면처리 코팅액은 수지, 내식첨가제 및 물과, 윤활제를 내포한 캡슐로 구성된다. 기타 표면처리 특성을 향상시키기 위한 성분을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 내식성 표면처리 코팅액에 사용되는 수지는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 에스테르 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 사용할 수 있다.
본 발명의 내식성 표면처리 코팅액에는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한, 통상의 내식첨가제를 사용할 수 있다.
본 발명의 내식성 표면처리 코팅액에 첨가되는 캡슐의 성분은 다음과 같다. 캡슐을 구성하는 수지로는 통상의 고분자 수지가 가능하며, 통상적으로 사용되는 바인더 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 바람직하게는, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 에스테르 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 우레탄 수지를 사용할 수 있다. 상기 고분자 수지는 상기 바인더 수지 이외에도 경화제, 내식향상제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 수지는 가공시의 충격에 내부 윤활제를 누출할 수 있다면 이에 제한되지 않는다.
상기 캡슐 내부에 포함되는 윤활제 성분으로는 왁스, 금속, 세라믹, 카본계 물질(그래핀, 흑연 등) 또는 이들의 조합이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
먼저, 캡슐화 단계는, 분산된 CEG(CNT-Exfoliated-Graphene) 혹은 나노금속이 균일하게 흡착된 CEG 100 중량부와, 이에 대해서 부가중합될 수 있는 에틸렌기를 포함하는 한 종류 이상의 단량체 100~10,000 중량부를 투입하여 중합반응시켜서 마이크로 캡슐화하였다. 이러한 마이크로캡슐화 중합단계는 유화중합, 현탁중합 및 벌크 중합 등을 모두 사용할 수 있다. 이와 같이 제조된 캡슐은 가공시 일정 이상의 압력이 가해지면 캡슐이 용이하게 깨져서, 내포한 윤활제를 누출한다.
아크릴수지, 내식첨가제 등을 포함하는 내식성 코팅액에 상기 윤활제 내포 캡슐을 0.1, 1, 5, 10 중량% 균일하게 혼합하였다.
이와 같이 제조된 내식성 표면처리 코팅액을 캐스팅, 닥터블레이드 등의 방법으로 강판에 코팅하고, 온도 180℃에서 건조시켰다(도 1 참조).
상기 코팅된 강판을 컵드로잉(Cup Drawing) 시험으로 가공성을 검증하고, 연속염수분무 시험으로 내식성을 검증하였다.
윤활제 내포 캡슐을 1중량% 첨가 하였을 때, 가장 우수한 가공성을 나타내고, 내식성에서도 무난한 결과를 나타내었다. 캡슐 함량이 0.5중량% 미만이면 가공시에 마찰계수가 원하는 만큼 낮아지지 않고, 캡슐 함량이 2중량%를 초과하면 오히려 내식성을 악화시키므로 바람직하지 않다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (8)

  1. 내부에 윤활제를 내포하는 캡슐을 포함하는 내식성 표면처리 코팅액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캡슐이 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 에스테르 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지로 구성되는 내식성 표면처리 코팅액.
  3. 제2항에 있어서, 상기 캡슐이 경화제, 내식향상제 또는 모두를 추가로 포함하는 고분자 수지로 구성되는, 내식성 표면처리 코팅액
  4. 제1항에 있어서, 상기 윤활제가 왁스, 금속, 세라믹, 그래핀, 흑연 또는 이들의 조합인 내식성 표면처리 코팅액.
  5. 제1항에 있어서, 상기 윤활제가 CEG(CNT-Exfoliated-Graphene) 혹은 나노금속이 균일하게 흡착된 CEG인 내식성 표면처리 코팅액.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코팅액 중 캡슐이 0.5 내지 2중량%인 내식성 표면처리 코팅액.
  7. 제1항에 있어서, 캡슐의 크기는 경화된 후의 코팅층 두께의 1/10~1/3인, 내식성 표면처리 코팅액.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 내식성 표면처리 코팅액으로 코팅된 강판.
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