KR20190076519A - 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법 - Google Patents

광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강판의 표면 처리용 조성물은 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질을 함유함으로써, 저온소부시 광열변환 물질 자체적으로 열을 방사할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 우수한 내식성, 수지 밀착성, 가공성 및 전기 전도성을 갖는 표면 처리층을 갖는 강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법{Composition for suface-treating of steel sheet comprising light to heat conversion material, the steel sheet using the same and the surface treatment method using the same}
본 발명은 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수지를 강판에 직접 피복하는 경우 강판과 수지층과의 친화력 저하로 인하여 내식성 수지 밀착성이 저하되므로 강판과 수지를 밀착시키기 위해 수지피복 전 도금강판 상부에 전처리층의 처리가 필요하다.
이러한 전처리층의 요구 특성으로는 내식성, 수지 밀착성, 강판 밀착성, 및 용접성 등의 물성이 요구되며, 현재의 환경규제 추세에 따른 크롬프리 전처리층의 적용이 요구된다.
크롬, 납, 수은, 카드뮴 등의 중금속은 인체에 유해하며 자동차 및 가정용 강판에 중금속 물질이 함유되는 것에 대해 유럽연합 및 일본 등을 중심으로 규제가 진행되고 있으며, 특히, 6가 크롬은 인체에 유해한 물질로 알려져 있다. 따라서, 이들 유해 중금속을 함유하지 않는 환경 친화적 수지피복 강판이 요구되고 있다.
한편, 현재 유럽 등에서 개발된 프리실드 강판용 전처리 용액은 PMT(peak metal temperature) 80℃의 저온소부 무수세형(no-rinse)이나, 대부분 산성 용액이, 화학적 불안정성에 기인하여 2액형으로 구성되어, 제조 전 생산라인에서 혼합되어 사용되고 있다.
또한, 본 발명자의 대한민국 출원번호 제10-2006-0136776호에는 아크릴 수지와 우레탄 수지, 벤토나이트계 나노클레이 분말, 멜라민계 경화제, 실리케이트, 유기 Ti 또는 Zr 산화물을 함유하는 강판의 표면 처리용 조성물로, 160℃ 이하의 온도에서 소부가 가능한 강판의 표면 처리용 조성물에 대해서 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허는 건조 도막 두께가 1.5㎛ 이상인 경우에는 전기 전도성이 상실되고 상기 조성물을 단독으로 강판에 코팅시 고내식성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.
아울러, 습식 상태의 수지가 도포된 강판이 근적외선(NIR) 또는 적외선(IR)과 같은 복사가열 방식의 경화설비를 통과할 때, 상기 근적외선 또는 적외선과 같은 광원이 강판의 표면 또는 수지층에 반사되어 광에너지가 손실되는 문제점이 있다(도 1 참조).
이러 따라, 충분한 열을 가하기 위해서는 경화공정시 스트립의 통과속도를 늦추거나 많은 광량을 인가하여야 하나, 이러한 경우, 생산시간 및 에너지 손실에 의해서 생산효율을 감소시키게 된다.
한편, 가열시간이 충분하지 않거나 주입되는 광량이 부족할 시에는 피막 미경화로 인해 강판의 내식성이 열화되고 피막 밀착성이 문제점이 발생하였다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 건조 도막이 소정두께 이상인 경우에도 고내식성을 확보할 수 있으며, 저온소부형 표면처리 경화공정시 에너지의 손실을 방지하여 생산효율을 증대시킬 수 있는 전처리 용액이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 제10-0887094호
이러한 상기 문제를 해결하기 위하여,
본 발명의 목적은 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 건조 도막이 소정두께 이상인 경우에도 고내식성을 확보할 수 있으며, 저온소부형 표면처리 경화공정시 에너지의 손실을 방지하여 생산효율을 증대시킬 수 있는 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하나의 실시예에서,
우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 복합수지; 및
상기 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질을 포함하며,
상기 복합수지는, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지가 1:100 내지 100:1의 중량비로 혼합된 수지 혼합물이고,
상기 광열변환 물질은 수분산성 고분자 및 금속 산화물을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 다른 하나의 실시예에서,
상기 강판의 표면 처리용 조성물의 건조 도막을 포함하는 강판을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 하나의 실시예에서,
강판의 표면 처리용 조성물을 건조 도막 두께가 0.05 내지 2.5 ㎛가 되도록 강판에 도포하는 단계; 및
상기 조성물이 도포된 강판을 60 내지 140℃로 소부한 후 냉각하는 단계를 포함하는 강판의 표면처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 강판의 표면 처리용 조성물은 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질을 함유함으로써, 저온소부시 광열변환 물질 자체적으로 열을 방사할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 강판의 표면 처리용 조성물은 강판에 코팅하여 방식 처리제로 사용할 수 있으며, 저온소부가 가능하여 공정비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라 우수한 내식성, 수지 밀착성, 가공성 및 전기 전도성을 갖는 표면 처리층을 갖는 강판을 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이다.
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, "포함하다" 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 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법을 제공한다.
도 1은 종래의 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이다.
종래, 건조 도막 두께가 1.5㎛ 이상인 경우에는 조성물 단독으로 강판에 코팅하게 되는 경우 고내식성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다. 아울러, 도 1을 참조하여 유기피복강판의 경화과정을 살펴보면, 습식 상태의 수지가 도포된 강판이 근적외선(NIR) 또는 적외선(IR)과 같은 복사가열 방식의 경화설비를 통과할 때, 상기 근적외선 또는 적외선과 같은 광원(300)이 강판(110)의 표면 또는 수지층(120)에 반사되어 광에너지가 손실되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서, 본 발명은 본 발명에 따른 광열변환 물질을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물, 이를 이용한 강판 및 이에 따른 강판의 표면처리 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광열변환 물질(200)을 포함하는 강판(110)의 수지층(120)을 이루는 표면 처리용 조성물은 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질(200), 구체적으로는 수분산성 고분자(210) 및 금속 산화물(220)을 함유함으로써, 저온소부시 광열변환 물질(200) 자체적으로 열을 방사할 수 있는 효과가 있다.
특히, 근적외선(NIR) 또는 적외선(IR)과 같은 복사가열 방식의 경화설비를 통과할 때, 상기 근적외선 또는 적외선과 같은 광원(300)이 강판(110)의 표면 또는 수지층(120)에 반사되어 광에너지가 손실되는 문제점을 방지할 수 있다.
이에 따라, 저온소부가 가능하여 공정비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 우수한 내식성, 수지 밀착성, 가공성 및 전기 전도성을 갖는 표면 처리층을 갖는 강판을 제조할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서, "광열변환 물질"란, 광열 특성, 즉 광 흡수에 따라 열을 발생하는 특성을 지닌 소재를 의미하며, 복합수지 내에 분산된 형태로 구성될 수 있다.
특히, 광열변환 물질은 복합수지 내에 분산되어 있어, 적외선 또는 근적외선 경화시 광원을 흡수하여 열을 방사시킬 수 있으며, 이에 따라 수지 피막에서 복사열의 흡수율을 높일 수 있다.
본 발명에서 "강판의 표면처리용 조성물"은 강판의 상층부를 구성하는 수지층을 이루는 조성물일 수 있으며, 일 예로, 강판의 상층부를 구성하고, 수지피막층의 하부층을 구성하는 전처리층의 조성물을 의미할 수 있다.
한편, 수지피복 강판의 물성은 주로 전처리층과 수지층에 의해 큰 영향을 받는다. 수지피복 강판의 하층부를 구성하는 전처리층 피막은 부식 인자에 대한 차폐효과를 갖는 바, 수지피복 강판의 내식성을 확보하며, 강판 및 상부 수지층과의 밀착력 확보 효과로 인하여 내식성을 향상시키고, 가공 시 수지층의 탈막을 방지하는 역할을 하므로, 전처리층이 이러한 요구특성을 확보하지 못하면 수지피복 강판에서 의도하는 내식성과 가공성과 같은 물성이 달성되지 않는다. 또한 강판 상층부에 있는 수지층은 부식 인자에 대한 1차적인 차폐효과 및 하층 전처리층의 급격한 용출이나 소실을 방지하는 차폐효과를 가져서 수지피복 강판의 내식성을 확보하며, 강판의 요구 품질이나 색상 등을 부여하는 역할을 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 하나의 실시예에서,
우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 복합수지; 및
상기 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질을 포함하며,
상기 복합수지는, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지가 1:100 내지 100:1의 중량비로 혼합된 수지 혼합물이고,
상기 광열변환 물질은 수분산성 고분자 및 금속 산화물을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어인 ”중량부”는 중량 비율을 의미한다.
하나의 실시예에서, 복합수지는 수분산성의 우레탄계 수지 및 수분산성의 아크릴 수지를 포함하는 복합수지로, 상기 우레탄 수지와 아크릴 수지는 중량비로 1:100 내지 100:1일 수 있으며, 1:75 내지 75:1, 1:50 내지 50:1, 1:25 내지 25:1, 1:10 내지 10:1, 1:5 내지 5:1 또는 1:2 내지 2:1일 수 있다.아크릴 수지가 상기 범위를 초과하는 양으로 첨가되는 경우에는 외부 부식인자 또는 화학물질에 대한 저항성이 낮아져서 내식성이 저하되는 경향이 있고, 우레탄 수지가 상기 범위를 초과하는 양으로 첨가되는 경우에는 경화 온도를 140℃ 이하로 낮추기 어려워질 수 있다.
아울러, 아크릴계 수지는 수평균분자량이 20,000 내지 50,000인 수지가 사용될 수 있다. 아크릴 수지의 수평균분자량이 20,000 미만이면 경화제인 멜라민 수지와의 반응하기 보다 티타네이트 등과 반응하여, 수지의 침강이 발생하게 되거나 도막이 너무 치밀하게 되어 탈막되기 쉽고, 수평균분자량이 50,000 이상인 경우 조성물의 점도가 상승하여 균일한 피막형성이 어려우며 건조 온도가 상승하여 생산시 작업성이 저하되며 생산설비의 청소비용이 증가할 뿐 아니라 140℃ 이하의 온도에서 경화되기 어려울 수 있다.
또한, 아크릴계 수지는 n-부틸 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸렌 아크릴레이트 단량체로 구성된 그룹으로부터 선택된 일종의 단량체로 제조될 수 있다.
우레탄계 수지의 분쟈량은 50,000 내지 100,000 일 수 있다. 상기 우레탄계 수지의 분자량이 50,000 미만이면 가공성의 향상 효과가 없고, 100,000를 초과하면, 용액의 안정성이 감소하는 문제가 있다. 또한, 우레탄계 수지는 이소프렌 디이소시아네이트, 아디픽산, 다가알코올로 구성된 그룹으로부터 선택된 1 종으로 제조될 수 있다.
아울러, 상술한 우레탄계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 복합 수지에는 저온소부시 자체적으로 열을 방사할 수 있는 광열변환 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 "광열변환 수지"는 광 흡수에 따라 열을 발생하는 특성을 지닌 소재를 의미하며, 복합수지 내에 분산된 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 광열변환 물질은 수분산성 고분자와 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 광열변환 물질의 함량은 복합수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 10 중량부 범위일 수 있다.
다른 양태로는, 광열변환 물질의 함량은 상기 복합수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 7 중량부, 0.5 내지 5 중량부, 1 내지 4 또는 1 내지 2.5일 수 있다. 여기서, 광열변환 물질이 상기 범위 미만인 경우, 복합 수지 내에 분산된 광열변환 물질의 양이 너무 적어, 광열효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 상기 범위를 초과하게 되는 경우, 복합수지 내에 포함되는 광열변환 물질의 양이 너무 많아 수지 내에서 용이하게 분산시키는 것이 어려울 뿐만 아니라 가격이 상승되고, 더 이상의 내식성 향상 등 큰 효과가 없다.
이에 더하여, 본 발명의 광열변환 물질은 수분산성 고분자와 금속 산화물로 이루어지되, 상기 수분산성 고분자 및 금속 산화물의 비율은 1:2 내지 10:1 중량비 범위, 1:2 내지 8:1 중량비 범위, 1:2 내지 6:1 중량비 범위, 1:2 내지 4:1 중량비 범위, 1:2 내지 2:1 중량비 범위, 또는 1.5:1 내지 1:1.5 일 수 있다. 한편,상기 수분산성 고분자가 상기 범위 미만인 경우, 상대적으로 수분산성 고분자에 비하여 금속산화물의 비율이 높아져 분산성 불량 문제가 발생할 수 있으며, 상기 수분산성 고분자가 상기 범위를 초과하게 되면, 금속산화물의 비율이 낮아져 금속산화물의 우수한 광열변환 효과를 구현하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
아울러, 상기 금속산화물의 비율이 상기 범위 미만인 경우, 상술한 바와 같이, 금속산화물의 비율이 수분산성 고분자에 비하여 낮아져 금속산화물의 우수한 광열변환 효과를 구현하기 어려울 수 있으며, 금속산화물의 비율이 상기 범위를 초과하면, 복합수지 내에서 분산성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 수분산성 고분자 및 금속 산화물의 비율은 복합 수지 내에서 용이하게 분산되어 우수한 광열효과를 나타내기 위한 것으로, 이러한 조건만 충족한다면, 어떠한 비율이어도 무관하다.
도 1은 종래의 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이며, 도 2는 본 발명에 따른 유기피복강판의 경화과정을 도시한 모식도이다.
도 2를 도 1과 비교하여 보면, 본 발명에 따른 표면 처리용 조성물로 강판 표면 처리하게 되면, 수분산성 고분자 단독을 포함하고 있는 것보다 적외선 또는 근적외선을 조사하였을 때, 종래 대비 많은 광을 흡수하여 열로 변환시킬 수 있으며, 이에 따라 강판의 표면 처리시 수지층 내에서의 복사열을 얻을 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 광열변환 물질은 수분산성 고분자 및 금속 산화물이며, 구체적으로, 티오펜계 고분자 및 입자상 금속 산화물일 수 있다.
보다 구체적으로, 티오펜계 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌술폰산 (poly (3,4- ethylenedioxythiophene sulfonate, PEDOT:PSS) 및 폴리티오펜(PT), 폴리(3-헥실티오펜)(poly(3-hexylthiophene, P3HT)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이상의 폴리티오펜 유도체일 수 있다.
한편, 상기 수분산성 고분자는 티오펜계 고분자 외에도 전도성 고분자 일 수 있으며, 일 예로 폴리피롤(polypyrrol) 또는 폴리아닐린(Polyaniline)일 수 있다.
다만, 흡광이 용이한 이유에 있어서, 티오펜계 고분자를 사용하는 것이 바람직하며, 일 예로, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌술폰일 수 있다.
아울러, 입자상 금속 산화물은 텅스텐 옥사이드(WO3), 몰리브덴 목사이드(MoO3) 및 바나듐 옥사이드(V2O5)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 일 예로, 텅스텐 옥사이드(WO3)일 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 입자상 금속 산화물의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 3 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 금속 산화물의 평균 입경이 5 ㎛를 초과하면, 금속 산화물의 빠른 침전에 의해 용액 안정성이 저하되고, 표면 처리용 조성물의 물성이 악화될 수 있다. 상기 금속 산화물의 평균 입경의 하한은 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 0.02 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 하나의 실시예에서,
복합수지 1.0 내지 25.0 중량부;
경화제 0.1 내지 5.0 중량부;
유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기-금속 산화물 0.1 내지 5.0 중량부;
실리케이트 1.0 내지 25 중량부; 및
트리아졸 화합물 0.1 내지 5 중량부;
를 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 강판의 표면 처리용 조성물에서, 상기 복합수지의 함량이 1 중량부 미만이면, 본 조성물에 투입되는 여러가지 첨가제들을 연결시켜 주는 바인더 역할을 충분히 발휘하지 못하는 경향이 있으며, 25 중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 좀도가 크게 상승하여 부착량 조절이 어려울 수 있다. 이들 수지는 피막을 구성하고 있는 수지의 구조가 수산기(-OH) 등의 친수성기를 가지므로 상부에 수지층 도장 시 유리하며 타 첨가제를 결합시켜주는 바인더 역할을 한다. 원활한 작업성을 확보하기 위해서 수지는 단독으로 사용하기 보다 물 또는 알코올에 10~40 중량% 로 분산된 것을 사용할 수 있다.
아울러, 경화제는 상기 아크릴 수지 또는 우레탄 수지에 대한 경화제로서, 멜라민 수지 또는 포름알데히드 수지가 사용될 수 있다. 바람직한 멜라민 수지로는 특히 알킬화 멜라민 경화제가 사용될 수 있으며, 예를 들어 말단이 메틸기로 치환된 메틸화 멜라민 경화제 또는 부틸화 멜라민 경화제 등이 사용될 수 있다.
상기 멜라민 수지는 강판의 표면 처리용 조성물 기준으로 0.1 내지 5.0 중량부의 양으로 투입한다. 경화제 함량이 0.1 중량부 미만이면 도막의 경화 반응이 충분치 않아 원하는 물성을 확보할 수가 없게 되고 5.0 중량부를 초과하면 추가 첨가에 의한 경화반응 증대 효과가 없을 뿐만 아니라 다량 투입된 경화제는 자체 축합반응을 통하여 오히려 용액 안정성과 수지 피막의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
특히 상기의 경화제는 상기 복합수지 100 중량부 당 10 내지 20 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 강판의 표면 처리용 조성물에는 또한 전처리층의 내식성 및 수지 강판과의 밀착성을 향상시키기 위해 pH 7.0 이상인, 바람직하게는 pH 7.0-10.0인 콜로이달 실리카 및 금속 실리케이트 화합물로 구성된 그룹으로부 터 선택된 최소 1종 이상의 실리케이트 혼합물이 강판의 표면 처리용 조성물 기준으로 1.0 내지 25.0 중량부 첨가될 수 있다.
상기 금속실리케이트는 바람직하게는 Li 또는 Na이며, 제조된 수지는 pH 8의 약알카리성으로 pH 5 이하의 콜로이달 실리카 사용 시 염 생성에 의한 용액 겔화가 발생하므로, pH 7~10의 콜로이달 실리카를 사용하는 것이 침강이 발생하지 않고 안정적이어서 바람직하다.
상기 첨가된 실리케이트 혼합물의 양은 1.0 중량부 미만에서는 밀착성 및 내식성의 향상 효과가 감소되고 건조 온도의 하강 효과가 감소되며, 25.0 중량부를 초과하는 경우에는 실리카 투입에 의한 내식성 및 밀착성 향상의 효과가 감소하고 작업 중 롤 표면 등에 묻어 원하는 수지 피복 강판용 표면처리층을 제조하기 어렵기 때문이다. 이들 실리케이트 혼합물은 물 또는 알콜에 10~30 중량% 정도로 분산된 것을 사용하는 것이 분산성 측면에서 바람직하다.
상기 강판의 표면 처리용 조성물에는 유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트로 구성된 그룹으로부터 선택 된 최소 1종 이상의 유기-금속산화물이 0.1 내지 5.0 중량부로 첨가될 수 있다.
상기 유기티타네이트의 바람직한 예로는, 티타늄 디이소프로폭시드 비스(아세틸아세토네이트), 티타늄 오르소 에스테르, 티타늄(IV) 부톡시드, 티타늄(IV) (트리에탄올아미나토) 이소프로폭시드, 티타늄(IV) 2-에틸헥스 옥사이드, 티타늄(IV) 이소프로폭시드 등이 사용될 수 있으며, 상기 유기지르코네이트의 바람직한 예로는, 테트라키스 (트리에탄올아미나토) 지르코늄(IV), 지르코늄(IV) 비스(디에틸 시트라토)-디프로폭시드 등이 사용될 수 있다.
다만, 상기 유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트에 제한되는 것은 아니다. 상기 유기-금속 산화물은 콜 로이달 실리카의 결합력을 향상시키는 촉매 역할을 하며 자체적으로 내식성 및 용접성 향상에도 기여한다. 상기의 유기-금속화합물은 0.1 중량부 미만에서는 실리카 결합 촉매 역할을 기대할 수 없으며, 5.0 중량부 초과하여 투입 되어도 실리카 결합 촉매 작용에 상승이 없으므로 내식성 향상에 큰 효과가 없고 용액 겔화가 일어날 수 있으며 원가가 크게 상승한다. 이들 화합물은 물 또는 알콜에 40~60 중량% 정도로 분산된 것을 사용할 수 있다.
한편, 트리아졸 화합물은 표면 처리용 조성물에서 방청 내식제로 사용될 수 있으며, 0.1 내지 5.0 중량부를 포함할 수 있다.
트리아졸 화합물로는 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸, 3-히드록시-1,2,4-트리아졸, 3-메틸-1,2,4-트리아졸, 1-메틸- 1,2,4-트리아졸, 1-메틸-3-머캅토-1,2,4-트리아졸, 4-메틸-1,2,3-트리아졸, 벤조트리아졸 및 1-히드록시벤조트리아졸으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트 리아졸, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸, 3-히드록시-1,2,4-트리아졸 및 벤조트리아졸으로 이루어진 그룹으로부터 선 택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
아울러 선택적으로, 상기 강판의 표면 처리용 조성물의 젖음(wetting)성을 향상시키기 위해, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 및 수산화 카르복실산 에스테르로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 1종 이상의 분산제, 또는 용액의 교반 중 또는 코터팬에서 교반에 의해 형성된 기포를 제거하기 위해 예를 들어 폴리옥시에틸렌화실록산, 디메틸실록산, 아미노변성실록산 및 에폭시 변성실록산 등을 포함하는 실록산계 소포제가 선택적으로 첨가될 수 있다.
이들 첨가제는 분산제 및 소포제로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 1종 이상일 수 있으며, 전체 용액에 대해 각각 0.1 내지 3.0 중량부로 첨가할 수 있다.
분산제 또는 소포제가 각각 0.1 중량부 이하이면, 용액의 분산 효과가 미비하여 젖음성이 없고 소포 작용이 충분하지 않아 기포가 작업 중 롤 등에 전사되어 강판 표면에 미도장되는 현상이 발생하기 쉽고, 3.0 중량부를 초과하여 투입되면 용액의 젖음성이 과도하게 증가하여 전처리 용액 코팅 시 부착량 조절이 어렵고 과량의 소포제에 의한 용액 안정성이 저하된다.
한편, 강판의 표면 처리용 조성물을 중량% 기준으로 하였을 때,
복합수지 1.0 내지 25.0 중량%;
광열변환 물질 0.1 내지 2.5 중량%;
경화제 0.1 내지 5.0 중량%;
유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기-금속 산화물 0.1 내지 5.0 중량%;
실리케이트 1.0 내지 25%;
트리아졸 화합물 0.1 내지 5.0 중량%; 및
용매;를 포함할 수 있다.
여기서, 용매로는 물 또는 분산과 속건성을 우하여 알코올을 주용제인 물에 대하여 1 내지 20 중량% 를 첨가할 수 있다. 상기 알코올은 용매의 건조를 빨리 일어나게 하고, 물과 함께 용액에 용매 작용하여 분산을 도와준다. 물에 상기 알코올이 1 중량% 미만으로 첨가되는 경우, 분산성 향상 효과가 미미하며, 알코올을 20 중량% 초과하여 첨가할 경우 알코올의 증발에 의해 용액의 고형분이 급격히 상승하여 코팅 작업성이 저하되고 용제의 증발 속도가 빨라져 도막에 크레이터를 형성하는 등의 악영향을 줄 수 있다.
상기 알코올은 에탄올, 이소프로판올, 부틸알코올로 굿어된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 알코올이 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 강판은
상기 강판의 표면 처리용 조성물의 건조 도막을 포함하는 강판을 제공한다.
이때, 건조 도막의 두께는 평균 0.05 내지 2.5㎛일 수 있다.
특히, 상술한 강판의 표면 처리용 조성물에는 광열변환 물질인 수분산성 고분자 및 금속 산화물이 복합 수지 내에 분산되어 있어, 저온소부시 광열변환 물질 자체적으로 열을 방사할 수 있기 때문에 상기 건조 도막이 종래 대비 두꺼워도 우수한 내식성, 가공성 및 수지밀착성 등을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강판의 표면처리 방법은
강판의 표면 처리용 조성물을 건조 도막 두께가 0.05 내지 2.5 ㎛가 되도록 강판에 도포하는 단계; 및
상기 조성물이 도포된 강판을 60 내지 140℃로 소부한 후 냉각하는 단계를 포함하는 강판의 표면처리 방법을 제공한다.
이때, 도금강판으로는 실리콘, 동, 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판, 냉연강판, 아연도금강판, 아연계 전기도금강판, 용융아연도금강판, 알루미늄도금강판, 도금층에 이종금속 또는 불순물로서 예를 들면, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철, 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물을 함유한 도금강판, 인산염이 도포된 아연도금강판, 열연강판 등이 사 용될 수 있다. 소지 강판에 아연을 또는 아연에 철이나 니켈, 코발트 등과 같은 다른 금속을 혼합한 아연합금을 도금하는 방법으로는 전기도금, 용융도금 및 진공 증착 등의 다양한 방법이 사용 가능하다.
한편, 건조 도막의 두께는 0.05 내지 2.5 ㎛ 일 수 있으며, 0.05 ㎛ 미만인 경우에는 내식성, 수지 밀착성 등이 저하되며, 2.5 ㎛를 초과하는 경우에는 용접성을 감소시키고 생산비가 상승할 수 있다.
다른 양태로서,0.1 내지 2.5 ㎛, 0.5 내지 2.3㎛, 1 내지 2.2㎛, 1.5 내지 2.0㎛ 또는 2.1 내지 2.5 ㎛,의 건조도막을 가질 수 있다.
아울러, 소부 온도는 60 내지 140℃ 일 수 있으며, 60℃ 미만의 온도에서 소부하는 경우 건조가 불충분하여 냉각 과정에서 물에 의하여 씻겨나가거나 롤 표면에 전사되어 소실될 우려가 있고, 140℃를 초과하는 온도에서 소부하는 경우, 경화반응에 큰 효과가 없고, 생산비 상승이 발생할 수 있다.
일 예로, 상기 소부 온도는 90 내지 130℃ 일 수 있다.
본 발명의 강판의 표면 처리용 조성물은 유-무기 복합성분으로 구성된 프리실드 강판용 전처리층 제조에 사용될 수 있으며, 본 발명의 표면 처리용 조성물에 의해 제조된 전처리층은 수지성분의 내식성, 수지 밀착성을 향상시키고 건조 온도 저감 효과를 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
우레탄 수지 10 중량부, 아크릴 수지 10 중량부, 광열변환성 물질 0.25 중량부, 콜로이달 실리카(Nissan chemical 사의 스노우텍스-40) 10 중량부, 알킬화 멜라민 경화제(Cytec 사의 Cymel 303) 10 중량부, 유기 티타네이트(Dupont 사 Tyzor TE® 5) 5 중량부, 물에 분산된 벤조트리아졸 5 중량부, 실록산계 분산제(Ciba사 EFKA 3580) 0.5 중량부를 혼합하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 광열변환성 물질은 PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)와 텅스텐 옥사이드(WO3)을 1.5:1 중량비로 혼합하여 제조하였다.
표면 처리 조성물의 고형분 농도는 약 15중량% 가 되도록 하였다. 참고로, 고형분을 제외한 나머지 주성분은 물을 사용하였으며, 알코올류 용제로 물 대비 에탄올 5중량%를 첨가하여 실시예 1의 조성물을 제조하였다.
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
120m2/m 의 도금 부착량으로 제조된 용융아연도금 강판에(강판 두께: 0.6 mm)에 상기 제조된 표면 처리용 수지 조성물을 1 ㎛의 건조 피막 두께가 되도록 바코터(bar coater)를 이용하여 도포하고 코팅하였다.
(3) 표면 처리층의 형성
상기 조성물이 코팅된 강판을 적외선 가열로를 통과시켰으며, 구체적으로, 상기 용융아연도금 강판에 코팅된 표면 처리용 수지 조성물을 소부온도가 90℃인 온도에서 소부한 다음 공냉하여 두께가 1 ㎛인 표면 처리층을 형성하였다. 이로써, 표면 처리층이 형성된 표면처리 강판을 완성하였다.
실시예 2
소부온도가 110℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 완성하였다.
실시예 3
소부온도가 130℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 완성하였다.
실시예 4-6
PEDOT:PSS 및 WO3 의 함량 및 소부온도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 완성하였다.
아크릴
(중량부)		 우레탄
(중량부)		 PEDOT:PSS
(중량부)		 WO3
(중량부)		 가열온도 (℃)
실시예 1 10 10 0.15 0.1 90
실시예 2 10 10 0.15 0.1 110
실시예 3 10 10 0.15 0.1 130
실시예 4 10 10 0.5 0.5 90
실시예 5 10 10 0.5 0.5 110
실시예 6 10 10 0.5 0.5 130
<비교예>
비교예 1 내지 9
광열변환 물질의 성분, 그 함량 및 소부온도를 하기의 표 2에 기재된 바와 같이, 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 완성하였다.
아크릴
(중량부)		 우레탄
(중량부)		 PEDOT:PSS
(중량부)		 WO3
(중량부)		 가열온도 (℃)
비교예 1-1 10 10 0 0 90
비교예 1-2 10 10 0 0 110
비교예 1-3 10 10 0 0 130
비교예 2-1 10 10 0.15 0 90
비교예 2-2 10 10 0.15 0 110
비교예 2-3 10 10 0.15 0 130
비교예 3-1 10 10 0.3 0 90
비교예 3-2 10 10 0.3 0 110
비교예 3-3 10 10 0.3 0 130
비교예 4-1 10 10 0.5 0 90
비교예 4-2 10 10 0.5 0 110
비교예 4-3 10 10 0.5 0 130
비교예 5-1 10 10 1 0 90
비교예 5-2 10 10 1 0 110
비교예 5-3 10 10 1 0 130
비교예 6-1 10 10 0 0.1 90
비교예 6-2 10 10 0 0.1 110
비교예 6-3 10 10 0 0.1 130
비교예 7-1 10 10 0 0.5 90
비교예 7-2 10 10 0 0.5 110
비교예 7-3 10 10 0 0.5 130
비교예 8-1 10 10 0 1 90
비교예 8-2 10 10 0 1 110
비교예 8-3 10 10 0 1 130
실시예 7 내지 15
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
건조 후의 표면 처리층의 두께 범위를 하기의 표 3에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층 형성
표면 처리용 수지 조성물의 경화 온도를 하기의 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 강판을 완성하였다.
상기 실시예 7 내지 15에서 제조된 표면처리 강판의 표면 처리층의 두께 및 소부 온도를 하기의 표 3에 정리하여 기재하였다.
표면 처리층의 두께(㎛) 소부 온도(℃)
실시예 7 1.0 90
실시예 8 2.0 90
실시예 9 2.5 90
실시예 10 1.0 110
실시예 11 2.0 110
실시예 12 2.5 110
실시예 13 1.0 130
실시예 14 2.0 130
실시예 15 2.5 130
비교예 9 내지 17
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
비교예 5와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다(1 중량부의 PEDOT:PSS).
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
건조 후의 표면 처리층의 두께 범위를 하기의 표 4에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층 형성
표면 처리용 수지 조성물의 경화 온도를 하기의 표 4와 같이 변경한 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 강판을 완성하였다.
상기 비교예 9내지 17에서 제조된 표면처리 강판의 표면 처리층의 두께 및 소부 온도를 하기의 표 4에 정리하여 기재하였다.
표면 처리층의 두께(㎛) 소부 온도(℃)
비교예 9 1.0 90
비교예 10 2.0 90
비교예 11 2.5 90
비교예 12 1.0 110
비교예 13 2.0 110
비교예 14 2.5 110
비교예 15 1.0 130
비교예 16 2.0 130
비교예 17 2.5 130
비교예 18 내지 26
(1) 표면 처리용 수지 조성물의 제조
비교예 9와 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리용 수지 조성물을 제조하였다(1 중량부의 WO3).
(2) 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물의 코팅
건조 후의 표면 처리층의 두께 범위를 하기의 표 5에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 비교예 8과 동일한 방법으로 수행하여 소재 강판에 표면 처리용 수지 조성물을 코팅하였다.
(3) 표면 처리층 형성
표면 처리용 수지 조성물의 경화 온도를 하기의 표 5와 같이 변경한 것을 제외하고는 비교예 8과 동일한 방법으로 수행하여 표면 처리층이 형성된 강판을 완성하였다.
상기 비교예 18 내지 26 에서 제조된 표면처리 강판의 표면 처리층의 두께 및 소부 온도를 하기의 표 5에 정리하여 기재하였다.
표면 처리층의 두께(㎛) 소부 온도(℃)
비교예 18 1.0 90
비교예 19 2.0 90
비교예 20 2.5 90
비교예 21 1.0 110
비교예 22 2.0 110
비교예 23 2.5 110
비교예 24 1.0 130
비교예 25 2.0 130
비교예 26 2.5 130
<실험예>
실험예 1.
(1) 내식성 평가
본 실험예에서는 광열변환 물질의 함량 변화와 소부온도에 따른 물성을 평가하였다. 구체적으로, 실험예 1-6 비교예 1-8 조성물에 대한 내식성을 평가하였다.
내식성은 염수분무시험기(SST: Saltwater Spray Tester)를 이용하여 35℃에서 실시한 후 경과시간에 따른 백청 및 적청 5% 이상 발생 시간을 측정하여 부식상태를 조사하였으며, 평가기준은 다음과 같다.
◎ : 백청 발생 120시간 이상
○ : 백청 발생 96~119 시간
□ : 백청 발생 72~95 시간
△ : 백청 발생 24~71 시간
ⅹ : 백청 발생 24시간 이내
아크릴
(중량부)		 우레탄
(중량부)		 PEDOT:PSS
(중량부)		 WO3
(중량부)		 소부온도 (℃) 내식성
비교예 1-1 10 10 0 0 90 □
비교예 1-2 10 10 0 0 110 ○
비교예 1-3 10 10 0 0 130 ◎
비교예 2-1 10 10 0.15 0 90 ○
비교예 2-2 10 10 0.15 0 110 ○
비교예 2-3 10 10 0.15 0 130 ◎
비교예 3-1 10 10 0.3 0 90 ◎
비교예 3-2 10 10 0.3 0 110 ◎
비교예 3-3 10 10 0.3 0 130 ◎
비교예 4-1 10 10 0.5 0 90 ◎
비교예 4-2 10 10 0.5 0 110 ◎
비교예 4-3 10 10 0.5 0 130 ◎
비교예 5-1 10 10 1 0 90 ○
비교예 5-2 10 10 1 0 110 ○
비교예 5-3 10 10 1 0 130 ◎
비교예 6-1 10 10 0 0.1 90 □
비교예 6-2 10 10 0 0.1 110 ◎
비교예 6-3 10 10 0 0.1 130 ◎
비교예 7-1 10 10 0 0.5 90 □
비교예 7-2 10 10 0 0.5 110 ◎
비교예 7-3 10 10 0 0.5 130 ◎
비교예 8-1 10 10 0 1 90 ◎
비교예 8-2 10 10 0 1 110 ◎
비교예 8-3 10 10 0 1 130 ◎
실시예 1 10 10 0.15 0.1 90 ◎
실시예 2 10 10 0.15 0.1 110 ◎
실시예 3 10 10 0.15 0.1 130 ◎
실시예 4 10 10 0.5 0.5 90 ◎
실시예 5 10 10 0.5 0.5 110 ◎
실시예 6 10 10 0.5 0.5 130 ◎
표 4는 실시예 1-3과 비교예 1-11의 조성물에 대한 내식성을 평가한 표이다.
먼저, 비교예 1은 광열변환 물질을 포함하지 않는 것으로, 소부 온도를 130℃(비교예 1-1)일 때는 내식성이 우수하였으나, 소부온도를 낮췄을 때 백청 발생시간이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
비교예 2는 광열변환 물질로 수분산성 고분자인 PEDOT:PSS 를 소량 포함하였다. 이 또한 비교예 1과 마찬가지로, 소부 온도가 130℃ 인 경우에만 내식성이 우수하였고, 소부온도를 낮췄을 때 백청 발생시간이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
한편, 비교예 3과 4 와 같이 많은 양(0.3-0.5 중량부)의 PEDOT:PSS 를 첨가하였을 때는 모두 내식성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 다만, 비교예 5와 같이 PEDOT:PSS 가 1 중량부일 때는 소부온도 110℃ 및 130℃ 에서 비교예 3, 4보다 내식성이 저하된 것을 확인할 수 있있다.
조성물 내에서 PEDOT:PSS가 균일하게 분산되지 않아 내식성이 저하된 것으로 판단하였다.
아울러, 비교예 6과 7을 참조하면, 광열변환 물질로 금속 산화물(WO3)만 포함하였을 때, 내식성이 나쁘진 않았으나, 소부온도가 110℃일 때는 130℃ 보다 백청 발생시간이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 비교예 8 및 실시예 1 내지 6은 내식성이 우수함을 확인할 수 있다.
다만, 실시예 1 내지 3은 비교예 8에 비해 소량의 PEDOT:PSS와 WO3을 포함하고 있다.
한편, 실시예 1 내지 3과 4 내지 6는 모두 내식성이 우수함을 확인할 수 있으나, 실시예 1 내지 3이 실시예 4 내지 6 보다 소량의 소량의 PEDOT:PSS와 WO3을 포함하고 있는 것을 알 수 있다.
이러한 결과로부터, 표면 처리용 수지 조성물은 소량의 수분산성 고분자 및 금속 산화물을 모두 포함하였을 때, 소부온도가 저온(90~130℃), 특히, 90℃라도 우수한 내식성의 표면 처리층을 형성하는 것을 알 수 있다.
실험예 2
(1) 수지 밀착성 측정
수지 밀착성을 평가하기 위해 제조된 전처리층 상부에 프리실드 수지 용액(범우화학 POS-sealed 제품, 이하 '프리실드 수지'라 함)을 바코터를 이용하여 건조 피막의 두께가 2.5~4.5㎛ 두꼐가 되도록 코팅 후 150~280℃에서 소부 후 수냉하고 건조한 시편을 30mmΧ50mm 크기로 채취 후 비등 수에 30분간 침지 후 건조시켜 스카치 테이프(scotch tape)를 사용하여 박리 정도를 측정하였다. 테이프에 묻어나온 수지의 정도에 따라 평가하였으며, 평가 기준은 다음과 같다.
◎: Tape 면에 박리가 전혀 없음
□: Tape 면에 면적 대비 5% 이내의 박리 발생
△: Tape 면에 면적 대비 5% 이상의 박리 발생
Χ: Tape 면에 전면 박리 발생
(2) 가공성 측정
가공성은 지름이 95mm 인 원형의 시편을 채취하여 25mm 의 높이로 컵을 성형한 후 가공이 가장 심하게 된 측면부분을 스카치 테이프를 이용하여 박리면적으로 평가하였으며, 평가 기준은 다음과 같다.
◎: Tape 면에 박리가 전혀 없음
□: Tape 면에 면적 대비 5% 이내의 박리 발생
△: Tape 면에 면적 대비 5% 이상의 박리 발생
Χ: Tape 면에 전면 박리 발생
(3) 전기 전도성 측정
표면 저항 측정기(Loresta GP, Mitsubishi Chemical 사(제))를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 강판의 표면 저항을 측정하였고, 하기와 같은 평가 기준에 따라 표면 전기 전도성을 평가하였다.
◎: 표면처리 강판의 표면 저항이 0.1 mΩ 이하인 경우
□: 표면처리 강판의 표면 저항이 0.1 mΩ 초과 1.0 mΩ이하인 경우
Χ: 표면처리 강판의 표면 저항이 1.0 mΩ을 초과하는 경우
표면 처리층의 두께(㎛) 소부 온도(℃) 품질 평가
밀착성 가공성 전도성
실시예 7 1.0 90 ◎ ◎ ◎
실시예 8 2.0 90 ◎ ◎ □
실시예 9 2.5 90 ◎ ◎ X
실시예 10 1.0 110 ◎ ◎ ◎
실시예 11 2.0 110 ◎ ◎ □
실시예 12 2.5 110 ◎ ◎ X
실시예 13 1.0 130 ◎ ◎ □
실시예 14 2.0 130 ◎ ◎ ◎
실시예 15 2.5 130 ◎ ◎ X
표면 처리층의 두께(㎛) 소부 온도(℃) 품질 평가
밀착성 가공성 전도성
비교예 9 1.0 90 ◎ ◎ ◎
비교예 10 2.0 90 ◎ ◎ X
비교예 11 2.5 90 ◎ ◎ X
비교예 12 1.0 110 ◎ ◎ ◎
비교예 13 2.0 110 ◎ ◎ X
비교예 14 2.5 110 ◎ ◎ X
비교예 15 1.0 130 ◎ ◎ ◎
비교예 16 2.0 130 ◎ ◎ X
비교예 17 2.5 130 ◎ ◎ X
비교예 18 1.0 90 ◎ ◎ ◎
비교예 19 2.0 90 ◎ ◎ X
비교예 20 2.5 90 ◎ ◎ X
비교예 21 1.0 110 ◎ ◎ ◎
비교예 22 2.0 110 ◎ ◎ X
비교예 23 2.5 110 ◎ ◎ X
비교예 24 1.0 130 ◎ ◎ ◎
비교예 25 2.0 130 ◎ ◎ X
비교예 26 2.5 130 ◎ ◎ X
표 7과 표 8에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 7 내지 15의 경우, 표면처리 강판의 제조 과정에서 표면 처리층의 건조 후의 도막 두께 및 소부 온도가 각각 1.0 내지 2.5㎛ 및 90 내지 130℃의 온도 범위에 속한 것으로, 밀착성, 가공성 및 전기 전도성이 우수함을 확인할 수 있었다.
반면, 본 발명에 따르지 않는 비교예 9 내지 26의 경우, 밀착성 및 가공성은 우수하였으나, 소부 온도가 130℃에서 90℃로 낮아질수록, 표면 처리층의 두께가 1.0㎛에서 2.5㎛로 두꺼워 질수록 전기 전도성이 불량함을 확인할 수 있었다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 표면 처리용 수지 조성물은 소량의 수분산성 고분자 및 금속 산화물을 모두 포함하였을 때, 1.0㎛ 내지 2.5㎛ 두께의 표면처리층 및 90 내지 130℃의 소부온도에서 우수한 밀착성, 가공성 및 전기 전도성을 갖는 것을 알 수 있었다.
이러한 결과로부터, 본 발명의 표면 처리용 조성물은 수분산성 고분자인 PEDOT:PSS 내에 금속 산화물인 WO3가 분산되어 있어, 상기 수분산성 고분자 및 금속 산화물 자체적으로 광열변환 효율을 갖고 있으며, 이에 따라 수지 피막의 복사열 흡수율을 높임으로써 우수한 표면처리 강판을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
110: 강판 120: 수지층
200: 광열변환 물질
210: 수분산성 고분자 220: 금속 산화물
300: 광원

Claims (11)

  1. 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 복합수지; 및
    상기 복합수지 내에 분산된 광열변환 물질을 포함하며,
    상기 복합수지는, 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지가 1:100 내지 100:1의 중량비로 혼합된 수지 혼합물이고,
    상기 광열변환 물질은 수분산성 고분자 및 금속 산화물을 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광열변환 물질의 함량은, 복합수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 10 중량부 범위인 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    광열변환 물질은, 티오펜계 고분자, 및 입자상 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 티오펜계 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌술폰산 (poly (3,4- ethylenedioxythiophene sulfonate, PEDOT:PSS) 및 폴리티오펜(PT), 폴리(3-헥실티오펜)(poly(3-hexylthiophene, P3HT) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    금속 산화물은
    텅스텐 옥사이드(WO3), 몰리브덴 목사이드(MoO3) 및 바나듐 옥사이드(V2O5)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  6. 제3항에 있어서,
    입자상 금속 산화물의 평균 입경은 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광열변환 물질에서,
    수분산성 고분자 및 금속 산화물의 비율은 1:2 내지 10:1 중량비 범위인 강판의 표면 처리용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    복합수지 1.0 내지 25.0 중량부;
    경화제 0.1 내지 5.0 중량부;
    유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기-금속 산화물 0.1 내지 5.0 중량부;
    실리케이트 1.0 내지 25 중량부; 및
    트리아졸 화합물 0.1 내지 5 중량부; 를 포함하는 강판의 표면 처리용 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 강판의 표면 처리용 조성물의 건조 도막을 포함하는 강판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건조 도막 두께는 평균 0.05 내지 2.5 ㎛인 강판.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 강판의 표면 처리용 조성물을 건조 도막 두께가 0.05 내지 2.5 ㎛가 되도록 강판에 도포하는 단계; 및
    상기 조성물이 도포된 강판을 60 내지 140℃로 소부한 후 냉각하는 단계를 포함하는 강판의 표면처리 방법.
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