KR20230010358A - 진동감쇠능이 우수한 도장강판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가전제품, 건축자재, 자동차 등 다양한 용도에 사용될 수 있는 진동감쇠능이 우수한 도장강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 가전제품, 건축자재, 자동차 등 다양한 용도에 사용될 수 있는 진동감쇠능이 우수한 도장강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
세탁기, 건조기 등의 가전제품이나 건축, 자동차의 외장재 등은 진동과 소음이 발생하는 환경에서 많이 사용된다. 일반적으로 부식 및 진동이 발생하는 환경에서 사용되는 강판은 진동을 감소시키기 위해, 두 장의 강판 사이에 수지를 적층하여 제조되는 샌드위치형 복합강판 형태가 많이 사용된다.
이렇게 종래 진동을 제어하기 위한 샌드위치형 복합강판은 강판에 폴리에틸렌과 같은 열가소성 고분자 수지를 샌드위치 패널 형태로 삽입하여 진동감쇠능을 구현하였다. 대표적으로 폴리에스테르(특허문헌 1), 폴리아미드, 에틸렌/α-올레핀, 가교폴리올레핀 등의 고분자 수지를 이용하여 진동감쇠능을 확보하는 것이 알려져 있다.
그러나, 가전제품 등의 외판으로 사용되기 위해서는 제조된 샌드위치형 복합강판을 성형한 후, 스프레이 코팅이나 분체 도장을 행해야 한다. 그러나, 통상적으로 샌드위치 복합강판에 사용되는 고분자 수지는 녹는점이 200℃ 이하의 열가소성 필름의 형태이므로, 성형 후 도장 작업시 온도가 통상 200~240℃로 올라가는 환경에서, 수지층이 용융되어 필름층과 강판층의 층간 분리가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 가전제품, 자동차 등에 사용되기 위한 도장강판으로서 사용되는 동시에, 우수한 진동감쇠능과 내식성이 요구되나, 이러한 요건을 모두 충족하는 강판이 전무한 실정이다.
본 발명의 일측면은, 부식환경에서 사용될 수 있도록 우수한 내식성을 가지면서, 진동에 의한 소음 등을 차단하기 위한 진동감쇠능(vibration damping property)이 우수한 도장강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명 명세서의 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 일태양은 양면에 전처리층이 형성된 소지강판;
상기 소지강판의 일면 전처리층 상에 형성된 칼라 도장층; 및
상기 소지강판의 다른 일면 전처리층 상에 형성된 발포 기공층;
을 포함하는 진동감쇠능 우수한 도장 강판을 제공한다.
본 발명의 다른 일태양은 소지강판을 준비하는 단계;
상기 준비된 소지강판의 양표면에 전처리층을 형성하는 단계;
상기 전처리층이 형성된 소지강판의 일면에 칼라 도장층을 형성하기 위한 칼라 도장 용액을 도포하고, 다른 일면에 발포 기공층을 형성하기 위한 기공 형성 용액을 도포하는 단계; 및
상기 칼라 도장 용액 및 기공 형성 용액이 도포된 소지강판을 180~250℃의 온도에서 건조처리 하는 단계;
를 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 도장강판은 세탁기, 건조기, 자동차, 건축외장 등과 같이, 소음과 진동이 많이 발생하고, 부식이 발생할 수 있는 환경에서 사용이 가능하여, 매우 다양한 분야에 사용될 수 있다. 또한, 하나의 강판에 도막을 형성함과 동시에 진동감쇠능을 부여하여, 효율적이며 높은 사용가치를 가질 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 도장 강판의 단면을 모식적으로 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 도장 강판을 제조하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 실시예에서 손실계수와 진동반응값의 측정을 위한 모달(Modal) 평가법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 도장 강판을 제조하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 실시예에서 손실계수와 진동반응값의 측정을 위한 모달(Modal) 평가법을 도시한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명을 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 관련 정의가 이와 명백히 반대되는 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 구성을 구체화하고, 다른 구성의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.
달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지도록 해석된다.
일반 도장강판은 강판의 일면에 칼라 용액 등을 도포하며 칼라 도장을 행하나, 반대면에서 일반적인 내식성과 작업성을 위하여 서비스 코팅을 행한다. 그러나, 본 발명은 진동감쇠능을 확보하기 위해서, 상기 서비스 코팅이 행해지는 반대면에 진동감쇠능을 부여한 도장강판에 관한 것이다. 본 발명은 발포 기공을 이용하여 강판의 진동감쇠능을 향상시키는 기술로서, 구체적으로 발포 기공을 소음이나 진동 발생원에 노출시켜 발생되는 소음이나 진동이 기공에서 차단되도록 강판의 진동감쇠능을 제고하는 동시에, 그 반대에는 칼라 도장을 행하여, 진동감쇠 효과와 동시에 칼라 도장의 디자인 효과를 한번에 제공하는 점에서 특징이 있다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1는 본 발명 도장강판의 일예를 모식적으로 도시한 것으로서, 본 발명 도장강판 일예의 단면을 보여준다. 도 1(a)를 참고하면, 본 발명의 도장강판은 소지강판(100) 및 상기 소지강판 표면에 형성된 전처리층(110)을 포함하고, 일면의 전처리층 상에는 칼라 도장층(200)을 포함하고, 다른 일면의 전처리층(110) 상에는 발포 기공층(300)을 포함한다. 한편, 도 1(b) 내지 도1(d)를 참고하면, 본 발명의 도장강판은 상기 전처리층(110)과 칼라 도장층(200) 사이 및/또는 전처리층(110)과 발포 기공층(300) 사이에 프라이머(Primer, 120) 층을 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 소지강판은 그 종류를 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 도장강판이 사용될 수 있는 기술분야에서 적용 가능한 것이면 충분하다. 따라서, 냉연강판, 열연강판, 아연도금강판, 아연합금도금강판, 스테인레스 강판 등등 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
상기 전처리층은 아크릴계 수지를 포함하는 유무기 전처리층인 것이 바람직하다. 상기 유무기 전처리층은 소지강판의 내식성을 확보하는 동시에, 칼라 도장층 및 발포 기공층과의 도막 밀착성을 강화하기 위한 것으로서, 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 수지의 일예로는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
상기 전처리층의 두께는 0.1~1㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 전처리층의 두께가 0.1㎛ 미만인 경우에는 후술하는 발포 기공층이나 칼라 도장층과의 밀착성이 부족해지나, 1㎛를 초과하는 경우에는 과량의 도막 형성으로 경제적으로 유리하지 않다.
상기 프라이머(Primer) 층은 필요에 따라 상기 전처리층과 발포 기공층 및/또는 전처리층과 칼라 도장층 사이에 더 구비될 수 있다. 상기 프라이머 층은 밀착력을 강화하고 내식성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 프라이머 층은 폴리에스터 고분자 수지계인 것이 바람직하다.
상기 프라이머 층의 두께는 3~6㎛인 것이 바람직하다. 상기 프라이머 층의 두께가 3㎛ 미만인 경우에는 내식성 보강 효과가 부족하며, 6㎛를 초과하는 경우에는 과도한 도막 형성으로 인한 경제성이 저하될 수 있다.
상기 전처리층이 형성된 소지강판의 일면에는 칼라 도장층이 구비된다. 상기 칼라 도장층은 후술하는 칼라 도장 용액을 코팅하여 형성된다. 상기 칼라 도장 용액은 고분자 수지 100중량부당, 착색안료 10~80중량부, 경화촉매 2~6중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고분자 수지는 칼라 도장층의 유연성을 부여하기 위한 것으로서, 분자량이 6000~12000인 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 수지는 강판의 도장용 도료에 많이 사용되는 수지이면 충분하고, 그 종류를 특별히 한정하지 않는다. 바람직한 일예로는 6000~12000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 분자량이 6000 미만의 것을 사용하는 경우에는 경화도가 높아져 도장층의 가공성이 열위해지고, 12000을 초과하는 경우에는 가공성은 양호하나 내식성이 저하될 수 있다.
상기 경화촉매는 칼라 도장층의 경화도를 향상시켜 고광택을 유지하는 역할을 한다. 또한, 상기 경화촉매의 첨가는 빠른 라인스피드로 인하여 건조 및 경화의 지연을 초래할 수 있기 때문에 경화촉매를 사용하여 도장층의 경화시간을 줄일 수 있으므로, 도장층의 견고함을 향상시킬 수 있다. 상기 경화촉매는 고분자수지 대비 2~6중량부인 것이 바람직하며, 2 중량부 미만일 경우에는 경화속도에 큰 영향이 없고, 6중량부를 초과하는 경우에는 도막이 너무 빨리 경화됨으로써 도막의 평활도가 달성되기 전에 경화되는 문제가 발생하여 경제적이지 못하다.
상기 착색안료는 칼라 도장층에서 다양한 색상 구현을 구현하기 위한 것으로서, 상기 고분자수지 대비 10~80중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 착색안료가 10 중량부 미만에서는 소재의 은폐력이 떨어지고, 80 중량부를 초과하는 경우에는 용액의 점도가 상승하여 코팅 작성성이 불리하여 도막 형성 후 가공성이 저하될 수 있다.
한편, 추가적으로 분산제, 레벨링제 등의 기타 첨가제가 필요에 따라, 상기 고분자수지 100중량부당 1.0~10 중량부로 첨가될 수 있다.
상기 전처리층이 형성된 소지강판의 다른 일면에는 발포 기공층이 구비된다.
상기 발포 기공층은 평균 직경이 5~50㎛인 발포 기공을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발포 기공의 평균 직경이 5㎛ 미만에서는 기공의 사이즈가 너무 작아서 기공으로 인한 진동감쇠능을 확보하기 어렵고, 반면 50㎛를 초과하는 경우에는 발포 기공층의 기공 사이즈가 너무 커서 도막의 강성이 저하되어, 가공시 도막의 물성 저하 문제가 발생할 수 있다.
상기 발포 기공층의 두께는 50~500㎛인 것이 바람직하다. 상기 발포 기공층의 두께가 50㎛ 미만인 경우에는 진동, 소음의 차단효과가 미약하고, 500㎛를 초과하는 경우에는 두꺼운 도막 두께로 인해 성형 가공이 불리하고, 과도한 도막 형성으로 인해 경제적이지 못하다.
한편, 상기 발포 기공층은 후술하는 기공 형성 용액을 코팅한 후 건조 처리를 거쳐 형성된다. 이때 상기 기공 형성 용액은 고분자 수지 100중량부당, 발포제 0.1~10중량부, 구형의 실리카 1~10중량부, 가교제 1~4중량부, 및 유기 용제 5~40 중량부를 포함하고, 필요에 따라 가소제 5~40중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 발포 기공층은 상기 기공 형성 용액으로 코팅된 후 건조시 도막이 건조되면서 발포제가 열에 의해 발포되면서 발포 기공층을 형성한다. 상기 발포 기공은 전술한 바와 같이, 평균 직경 5~50㎛ 크기의 기공층이 형성된다. 상기 기공이 형성된 상태에서 발포 기공층의 물질 구성은 상기 기공 형성 용액 중에서 유기 용제를 제외한 성분과 동일하다. 유기 용제는 건조시 휘발되어 없어지고 고체의 도막을 형성하기 때문이다.
상기 기공 형성 용액에서, 상기 고분자 수지는 폴리비닐클로라이드 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지 등이 사용될 수 있다. 상기 고분자 수지 중 폴리비닐클로라이드 수지의 경우에는 점도 조절 및 작업을 위해 가소제가 5~40 중량부와 유기 용제 5~40중량부를 모두 포함하는 것이 바람직하고, 폴리에스터 수지나 우레탄 수지인 경우에는 유기 용제, 예를 들어 시너(thinner)가 5~40 중량부를 포함하되, 가소제가 반드시 필요한 것은 아니다.
상기 고분자 수지로 폴리비닐클로라이드 수지를 이용할 경우에는 용액의 유연성과 작업성을 위하여 상기 가소제와 유기용제를 모두 포함하는 것이 바람직하다. 이때 고분자 수지 100 중량부당 5~40 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가소제가 5 중량부 미만이면 폴리비닐클로라이트 용액의 점도가 너무 낮아 작업성이 저하되며, 40 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 너무 낮거나 도막이 너무 소프트해져서 진동감쇠 도막으로 유지가 어려울 수 있다. 상기 가소제로는 비스-2에틸헥실 아디페이트(DEHA), 디메틸 아데페이트(DMAD), 모노메틸 아디페이트(MMAD), 디옥틸 아디페이트(DOA), 디부틸세바케이트(DBS), 디부틸말레에이트(DBM), 디이소부틸말레에이트(DIBM), 트리메틸 테타닐 디이소부틸레이트 등이 사용될 수 있다.
한편, 고분자 수지로, 폴리에스터 수지나 우레탄계 수지를 사용하는 경우에는 점도 조절 및 작업성 확보를 위해 유기 용제(예를 들어, 시너) 5~40 중량부 이용하는 것이 바람직하다. 상기 유기 용제의 함량이 5 중량부 미만이면, 폴리에스터나 우레탄 수지의 용액 점도가 너무 높아서 작업성이 저하되는 문제가 있으며, 40 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 너무 낮아서 두꺼운 도막 형성의 어려움이 있다.
상기 발포제는 분자수지에 발포를 통해 기공을 형성하며, 분말 형태 또는 캡슐 형태를 사용할 수 있고, 고분자 수지 100 중량부 당 0.1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발포제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 발포제의 양이 너무 적어서 제진성능과 차음 성능의 기능 발현이 어렵고, 10 중량부를 초과하는 경우에는, 용액 제조시 용액의 점도상으로 코팅 작업의 어려움이 발생할 수 있고, 용액의 가격 상승으로 경제적으로 바람직하지 않다.
상기 분말 형태의 발포제는 아조디카본아마이드계 분말 발포제를 사용할 있고, 캡슐 형태의 발포제는 열가소성 플라스틱 셀구조 속에 발포제가 들어있는 직경 1~20㎛의 발포 캡슐일 수 있다.
상기 발포 기공층의 발포율은 하기 식 1에 의해 도출되며, 본 발명에서 발포 기공층의 발포율은 30~500%인 것이 바람직하다.
[식 1] 발포율 = (발포 기공층의 부피)/(발포 전 코팅층의 부피) * 100
상기 발포율이 30% 미만인 경우에는 발포율이 낮아, 충분한 기공이 형성되지 않아 기공 형성의 효과를 얻을 수 없고, 진동감쇠능이 불량하다. 한편, 발포율이 500%를 초과하는 경우에는 진동감쇠능은 양호하나 도막이 너무 두꺼워져서 가공이 어려워지는 단점이 있다.
상기 구형의 실리카는 도막의 경도를 향상시키고, 내식성을 향상시키기 위한 목적으로 포함되며, 고분자 수지 100 중량부당 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 사이즈는 평균직경은 1~10㎛인 것이 바람직하다.
상기 구형의 실리카 함량이 1 중량부 미만이면, 도막의 경도 향상 효과를 보기 어렵고, 10 중량부를 초과하게 되면 도막이 너무 딱딱해져서, 가공시 문제점이 발생할 수 있고, 경제적으로 유리하지 않다. 한편, 상기 구형의 실리카 사이즈가 1㎛ 미만일 경우에는 용액의 점도 상승을 일으키거나 경도 향상에 도움이 되지 않고, 반면에 10㎛를 초과하면 용액의 안정성이 떨어지거나 발포 기공 형성에 제약이 될 수 있다.
상기 가교제는 고분자 수지 100 중량부당 1~4 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 가교제는 도막의 견고함을 유지하기 위해서 첨가되는 것으로서, 디큐밀퍼옥사이드, 멜라민경화제, 이소시아네트 등이 사용될 수 있다. 상기 가교제는 그 첨가량이 1 중량부 미만이면, 가교제로서의 역할이 곤란하다. 반면 4 중량부를 초과하면 가교도의 증가로 발포셀이 형성되기 전에 가교되는 부분이 발생하여 발포율의 저하를 초래할 수 있다.
한편, 분산제, 레벨링제 등의 기타 첨가제가 필요에 따라, 고분자 수지 100중량부당 1.0~10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 분산제, 레벨링제 등의 기타 첨가제는 당해 기술분야에서 널리 알려진 사항으로, 도료 제조시 기술자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있으며, 그 종류에 대해 특별히 제한하지 않는다.
이하, 본 발명의 진동감쇠능이 우수한 도장강판의 제조방법의 일예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 제조방법에 대한 순서를 위한 순서도를 도 2에 도시하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 소지강판을 준비하는 단계(S1); 상기 준비된 소지강판의 양표면에 전처리층을 형성하는 단계(S2); 상기 전처리층이 형성된 소지강판의 일면에 칼라 도장층을 형성하기 위한 칼라 도장 용액을 도포(S4)하고, 상기 전처리층이 형성된 소지 강판의 다른 일면에 발포 기공층을 형성하기 위한 기공 형성 용액을 도포(S5)하는 단계; 및 상기 칼라 도장 용액 및 기공 형성 용액이 도포된 소지강판을 180~250℃의 온도에서 건조처리 하는 단계(S6)를 포함한다.
한편, 필요에 따라 상기 전처리층과 칼라 도장층 사이 및/또는 전처리층과 기공 형성층 사이에 프라이머(Primer) 층을 형성하는 단계(S3)를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 전처리층을 형성하는 단계(S2)와 프라이머층을 형성하는 단계(S3)는 소지강판 양면에 공동을 행할 수도 있고, 소지강판 양면에 개별적으로 행할 수도 있다.
먼저, 본 발명에서는 소지강판을 준비하여, 상기 소지강판은 전수한 바와 같이, 그 종류를 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 도장강판이 사용될 수 있는 기술분야에서 적용 가능한 것이면 충분하다. 따라서, 냉연강판, 열연강판, 아연도금강판, 아연합금도금강판, 스테인레스 강판 등등 그 종류를 특별히 한정하지 않는다. 한편, 상기 소지강판을 준비하는 과정 역시 본 발명이 속하는 기술분야에 통상 행하여지는 것이면 충분하고, 특별히 제한하지 않다.
상기 준비된 소지강판의 표면에 전처리층을 형성한다. 상기 전처리층은 상기 소지강판 상에 아크릴계 수지를 포함하는 유무기 전처리 용액을 도포한 후, 60~150℃에서 경화시켜 0.1~1㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 수지는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등이 가능하다.
한편, 필요에 따라 상기 전처리층과 칼라 도장층 사이 및/또는 전처리층과 기공 형성층 사이에 프라이머(Primer) 층을 더 형성할 수 있다. 이때 프라이머 층은 전술한 바와 같이, 폴리에스터 고분자 수지계를 사용하며, 통상의 방식 일예로, 롤코팅 방식으로 코팅을 행하고, 180~250℃의 온도범위에서 건조 및 경화를 통해 형성할 수 있다.
상기 전처리층이 형성된 소지강판의 일면에 칼라 도장층을 형성하기 위한 칼라 도장 용액을 도포하고, 다른 일면에 발포 기공층을 형성하기 위한 기공 형성 용액을 도포한다.
상기 칼라 도장 용액은 전술한 바와 같이, 고분자 수지 100중량부당, 착색안료 10~80중량부, 경화촉매 2~6중량부를 포함한다.
상기 기공 형성 용액은 전술한 바와 같이, 고분자 수지 100중량부당, 발포제 0.1~10중량부, 구형의 실리카 1~10중량부, 가교제 1~4중량부, 유기 용제 5~40 중량부를 포함하고, 필요에 따라 가소제 5~40중량부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 각 용액에는 분산제, 레벨링제 등의 기타 첨가제가 필요에 따라, 고분자 수지 100중량부당 1.0~10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 분산제, 레벨링제 등의 기타 첨가제는 당해 기술분야에서 널리 알려진 사항으로, 도료 제조시 기술자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있으며, 그 종류에 대해 특별히 제한하지 않는다.
이들 각 용액을 도포하는 방법에 대해, 본 발명은 특별히 한정하지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 행해지는 방식으로 코팅을 행할 수 있다. 바람직한 일예로는 바코팅, 스프레이코팅, 롤코팅 등을 이용할 수 있다.
상기 칼라 도장 용액 및 기공 형성 용액이 도포된 소지강판을 180~250℃에서 건조처리하는 것이 바람직하다. 이때 상기 온도는 소지강판의 온도인 것이 바람직하다. 상기 건조처리의 온도가 180℃ 미만인 경우에는 도막의 경화가 어렵고 기공의 발포가 불균일해질 수 있다. 건조온도가 250℃를 초과하는 경우에는 도막의 열변형이 발생할 수 있고, 발포제의 과발포로 도막의 기공이 불균일하여 안정적인 도막을 형성할 수 없으므로, 250℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 건조온도는 200~225℃이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 하기 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
(실시예)
1. 시편 준비
비교예 1은 아연도금강판을 준비하고, 비교예 2로는 폴리에스터계 수지를 이용한 칼라도장 강판을 준비하였다. 상기 아연도금강판은 냉연강판에 아연이 용융도금 또는 전기도금으로 도금된 강판을 사용하였다. 상기 칼라도장 강판은 아연도금강판에 페인트를 도장한 강판으로, PCM(Pre-Coated Metal)이라고도 한다. 일예로, 아연도금강판 상에 Cr 또는 Cr-Free 전처리 후, 폴리에스터계 또는 우레탄계 수지 중도를 5㎛로 도포하고, 그 위에 색상을 띄는 안료가 포함된 폴리에스터계 수지 상도를 20~25㎛ 두께로 코팅한 것을 사용하였다.
발명예 1 내지 3은 다음과 같이 제작한다.
먼저, 30×15㎝ 크기의 아연도금강판을 준비해서, 강판 양면에 우레탄아크릴수지를 포함하는 유무기 전처리용액을 1.0㎛ 두께로 코팅하여 전처리층을 형성했다. 상기 전처리층이 형성된 강판의 일면에 기공 형성 용액을 도포하였다. 상기 기공 형성 용액은 자체 열가소성 폴리비닐클로라이드 수지 100중량부에, DEHA의 가소제 40중량부, 디큐밀퍼옥사이드의 가교제 4중량부, 구형의 실리카 10중량부를 포함하고, 여기에 아조디카본아마이드계의 캡슐 발포제를 2중량부 포함한 용액을 사용하였다. 한편, 상기 전처리층이 형성된 강판의 다른 일면에 칼라 도장 용액을 코팅하였으며, 상기 칼라 도장 용액은 폴리에스터 수지 100중량부에, 경화 촉매로 도데실 벤조슬퍼릭산 5 중량부, 소포제 1.5 중량부, 분산제 0.4 중량부, 레벨링제 0.3 중량부, 착색안료로 이산화티탄 80 중량부를 첨가하였고, 용매는 신나를 사용하였다.
상기 기공 형성 용액 및 칼라 도장 용액이 도포된 강판을 200~224℃ 온도에서 건조처리하여, 도장강판을 제조하였다(이하, 발명예 1).
한편, 상기 전처리층이 형성된 강판의 일면에 폴리에스터계 수지를 5㎛ 두께로 코팅하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 표면에 상기 칼라 도장 용액을 코팅하고, 상기 전처리층이 형성된 강판의 다른 일면에는 상기 기공 형성 용액을 도포하였다. 상기 기공 형성 용액 및 칼라 도장 용액이 도포된 강판을 200~224℃ 온도에서 30초간 건조처리하여, 도장강판을 제조하였다(이하, 발명예 2).
한편, 상기 전처리층이 형성된 강판의 양면에 폴리에스터계 수지를 5㎛ 두께로 코팅하여 프라이머층을 형성하고, 프라이머층이 형성된 강판의 일면에 상기 칼라 도장 용액을 도포하고, 다른 일면에는 상기 기공 형성 용액을 도포하였다. 이후, 200~224℃ 온도에서 30초간 건조처리하여, 도장강판을 제조하였다(이하, 발명예 3).
2. 물성 평가
위와 같이 준비된 비교예 1 및 2, 발명예 1 내지 3에 대해서, 진동감쇠능, 진동반응값, 가공성 및 내식성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 내지 4에 나타내었다.
상기 진동감쇠능은 소재에 진동이 가해질 때, 진동에너지를 열에너지로 변환시키는 능력으로 측정될 수 있으며, 손실계수(η)를 사용한다. 상기 손실계수(η)는 진동계가 갖는 전체 진동에너지를 E, 1Cycle 진동중에 열에너지로 변환되어 방산되는 에너지를 △E 라 할 때, 하기 관계식 1에 의해 정의된다.
[관계식 1]
η= △E / 2πE (η≤1)
한편, 진동반응값은 진동 발생시 강판에서 반응하는 진폭의 크기를 측정하여 소음의 감소 여부를 특정하는 것이다.
상기 손실계수와 진동반응값의 측정은 도 3의 모달(Modal) 평가법을 이용하였으며, 모달평가법은 진동테스트의 한 형태로 시험편에 헤머를 이용한 임팩트 테스트(impact test) 방법으로 시편에 임팩트(impact) 후 발생되는 진동특성을 이용하여 손실계수(loss factor)를 측정하여 진동 및 소음의 감소 여부를 측정하였다. 이때 1KHz 이하의 저주파 영역과 1KHz 이상의 고주파 영역의 손실계수 값을 측정하고, 이의 평균을 표 1에 기재하였다. 참고로, 상기 손실계수의 값이 클수록 진동감쇠능은 우수하고, 진동반응값은 그 값이 낮을수록 우수하다. 상기 손실계수 및 진동반응값을 각각 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
한편, 가공성은 시편을 180°꺽어서, 꺽어진 면의 크랙(crack) 발생 여부를 육안으로 관찰하여 평가하여, 하기 표 3에 나타내었다.
내식성은 도장면을 칼로 도금층 부위까지 X 컷(X-cut)을 한 후, 240시간, 480시간, 720시간 동안 염수분무시험을 행하고, X 컷(X-cut) 부위의 도막 들뜸 유무 및 길이를 측정하여, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 발명예 1 | 발명예 2 | 발명예 3 |
| 손실계수 | 0.0005 | 0.0006 | 0.001 | 0.0017 | 0.002 |
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 발명예 1 | 발명예 2 | 발명예 3 |
| 진동반응값 (g/N) |
2500 | 2200 | 1000 | 700 | 100~200 |
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 발명예 1 | 발명예 2 | 발명예 3 |
| 도막 크랙(crack) 유무 | - | 크랙 없음 | 크랙 없음 | 크랙 없음 | 크랙 없음 |
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 발명예 1 | 발명예 2 | 발명예 3 | |
| 염수분무시간 | 240Hr | 전면 부식 | 1㎜ 들뜸 | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) |
| 480Hr | 전면 부식 | 3㎜ 들뜸 | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) | |
| 720Hr | 전면 부식 | 8㎜ 들뜸 | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) | 0(들뜸 없음) | |
상기 표 1 내지 4의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예들은 우수한 진동감쇠능을 확보할 수 있는 동시에, 내식성을 확보할 수 있는 도장강판을 제공할 수 있다.
표 1의 손실계수 결과에 의하면, 비교예 1 및 2에 비해, 발명예 1 내지 3은 손실계수가 증가됨을 확인할 수 있고, 이를 통해 발명에들은 기공 형성에 의한 도막구성으로 진동의 에너지 손실이 증가하여, 우수한 진동감쇠능을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
표 2의 진동반응값 결과에 의하면, 비교예 1 및 2에 비해, 발명예는 그 값이 급격히 감소함을 확인할 수 있다. 이는 소재의 진동반응값 즉 진동에 대한 진폭이 낮아지면서 소리의 크기가 낮아짐을 확인할 수 있다.
표 3은 가공성을 확인한 결과로, 비교예나 발명예의 차이가 없이 모두 양호하지만, 발명예의 경우 발포에 의한 도막이 부풀었음에도 불구하고 가공성이 양호함을 확인할 수 있다.
표 4의 X 컷(X-cut) 후 염수분무에 대한 내식성 평가 결과, 비교예 1에서는 전면 부식이 발생하였고, 비교예 2의 칼라도장강판의 경우에는 전면 부식은 아니지만 시간이 지남에 따라 도막의 들뜸이 발생하였다. 그러나, 발명예 1 내지 3에서는 도막층에 형성된 기공으로 인해, X 컷(X-cut)을 한 부위가 메워지면서 염수분무에서도 안정적인 결과를 얻을 수 있었다.
Claims (19)
- 양면에 전처리층이 형성된 소지강판;
상기 소지강판의 일면 전처리층 상에 형성된 칼라 도장층; 및
상기 소지강판의 다른 일면 전처리층 상에 형성된 발포 기공층;
을 포함하는 진동감쇠능 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 칼라 도장층과 그 하부의 전처리층 사이에 형성된 프라이머층을 더 포함하는 진동감쇠능 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기공 형성층과 그 하부의 전처리층 사이에 형성된 프라이머층을 더 포함하는 진동감쇠능 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 칼라 도장층은 고분자 수지 100중량부당, 착색안료 10~80중량부, 경화촉매 2~6중량부를 포함하는 칼라 도장 용액을 코팅하여 형성된 것인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발포 기공층은 고분자 수지 100중량부당, 발포제 0.1~10중량부, 구형의 실리카 1~10중량부, 가교졔 1~4중량부 및 유기 용제 5~40중량부를 포함하는 기공 형성 용액을 코팅하고 건조하여 형성된 것인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
- 청구항 5에 있어서,
상기 기공 형성 용액은 가소제 5~40 중량부를 더 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발포 기공층은 평균 직경이 5~50㎛인 발포 기공을 포함하는 진동감쇠능 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발포 기공층의 두께는 50~500㎛인 진동감쇠능 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전처리층의 두께는 0.1~1㎛인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
- 청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 프라이머 층의 두께는 3~6㎛인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발포 기공층에서 하기 [식 1]로 정의되는 발포율은 30~500%인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판.
[식 1] 발포율 = (발포 기공층의 부피)/(발포 전 코팅층의 부피) * 100
- 소지강판을 준비하는 단계;
상기 준비된 소지강판의 양표면에 전처리층을 형성하는 단계;
상기 전처리층이 형성된 소지강판의 일면에 칼라 도장층을 형성하기 위한 칼라 도장 용액을 도포하고, 다른 일면에 발포 기공층을 형성하기 위한 기공 형성 용액을 도포하는 단계; 및
상기 칼라 도장 용액 및 기공 형성 용액이 도포된 소지강판을 180~250℃의 온도에서 건조처리 하는 단계;
를 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 전처리층과 칼라 도장층 사이에 프라이머(Primer) 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 전처리층과 발포 기공층 사이에 프라이머(Primer) 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 칼라 도장 용액은 고분자 수지 100중량부당, 착색안료 10~80중량부, 경화촉매 2~6중량부를 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 기공 형성 용액은 고분자 수지 100중량부당, 발포제 0.1~10중량부, 구형의 실리카 1~10중량부, 가교제 1~4중량부 및 유기 용제 5~40 중량부를 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 기공 형성 용액은 가소제 5~40 중량부를 더 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 발포제는 열가소성 플라스틱 셀구조 속에 발포제가 들어있는 캡슐 형태이고, 직경이 1~20㎛인 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
- 청구항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 칼라 도장 용액 및 기공 형성 용액 중 어느 하나 이상은 고분자 수지 100중량부당 1.0~10 중량부의 분산제 및 레벨링제를 더 포함하는 진동감쇠능이 우수한 도장 강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210090809A KR20230010358A (ko) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | 진동감쇠능이 우수한 도장강판 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210090809A KR20230010358A (ko) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | 진동감쇠능이 우수한 도장강판 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230010358A true KR20230010358A (ko) | 2023-01-19 |
Family
ID=85078045
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| KR1020210090809A KR20230010358A (ko) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | 진동감쇠능이 우수한 도장강판 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230010358A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2623316B2 (ja) | 1987-10-20 | 1997-06-25 | 東洋紡績株式会社 | 複合型制振材料及び制振材料用粘弾性樹脂組成物 |
-
2021
- 2021-07-12 KR KR1020210090809A patent/KR20230010358A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2623316B2 (ja) | 1987-10-20 | 1997-06-25 | 東洋紡績株式会社 | 複合型制振材料及び制振材料用粘弾性樹脂組成物 |
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