KR20230154354A - 현무암무늬 컬러강판 제조용 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 컬러강판 - Google Patents

현무암무늬 컬러강판 제조용 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 컬러강판 Download PDF

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Abstract

현무암무늬 컬러강판 제조용 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 컬러강판이 제공된다.
본 발명의 컬러강판 제조용 도료 조성물은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 10~20%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제:5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료: 0.5~5%, 탄화수소계 유기용제: 35∼50%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함한다.

Description

현무암무늬 컬러강판 제조용 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 컬러강판 {Whinstone Pattern Coating Composition for Manufacturing Pre-Coated Metal Color Sheet and Color Sheet using the Same}
본 발명은 현무암무늬 피씨엠 컬러강판 제조용 피씨엠 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 현무암 컬러강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하도 특성을 지닌 베이스도료를 사용하고, 현무암무늬를 가진 상도를 도장하여 기존에 매트형이나 윙클도료와 다른 고경도 고가공 현무암무늬 도료 조성물 및 이에 의해 제조된 현무암무늬 컬러강판에 관한 것이다.
철판에 도료를 도장하는 방식은 도장 후 가공하는 방식과 가공 후 도장하는 방식으로 대별된다. 상기 도장 후 가공한 강판을 피씨엠(Pre-Coated Metal)강판 또는 컬러강판이라 하는데, 여기에 사용되는 도료를 피씨엠 도료라 부르고 있다. 이러한 피씨엠 도료에 의해 도장된 피씨엠 강판은 도장 후에 별도의 가공 과정을 거치므로, 피씨엠 도료는 우수한 가공성과 밀착성을 가질 것이 요구되며, 용도에 따라 도막경도, 내후성, 내식성 등의 조건을 만족할 필요가 있다.
한편 상기 가공 후 도장하는 방식의 도료에는 선박용도료, 자동차용도료, 일반공업용도료(분체도료) 등을 들 수 있다. 그런데 이러한 기존의 가공 후 도장방식의 도료(공업용 액상, 분체도료)를 이용하여 함마톤이라는 이름으로 현무암 무늬도료를 도장하고 있었으나, PCM 방식으로는 그런 질감의 무늬를 제조하지 못하였다. 따라서 PCM에서도 함마톤무늬(현무암)의 칼라강판을 생산할 수 있는 기술개발에 대한 요구가 계속되어 오고 있는 실정이다.
따라서 본 발명은 현무암 무늬 PCM 강판의 제조기술에 관한 것으로서, 하도 특성을 가진 베이스도료와 왁스를 이용한 표면장력 제어로 현무암의 외관 및 질감을 형성할 수 있는 상도도료를 적용하여 기존 액상이나 분체 함마톤강판 대비 보다우수한 가공성 및 경도를 가지는 피씨엠 도료 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 베이스 및 상도도료 조성물을 이용하여 제조된 현무암 무늬 컬러 강판을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 일 측면은,
중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 10~20%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제:5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료:0.5~5%, 탄화수소계 유기용제: 35∼50%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함하는 현무암무늬 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리아마이드 왁스는 Melting Point 120~140℃, 평균입자 size 30~50㎛인 Powder형 왁스를 이용할 수 있다.
상기 탄화수소 유기용제에, 알콜계, Ester계, Ketone계 유기 용제를 단독 또는 혼합하여 사용함이 바람직하다.
상기 안료로서 메탈릭, 마이카(펄) 또는 유무기안료를 사용할 수 있다.
또한 본 발명은,
소지강판;
상기 소지강판의 적어도 일면에 형성된 용융도금층;
상기 용융도금층상에 형성된 하도 겸용 베이스층; 및
상기 하도 겸용 베이스층 상에 형성된 상도도장층을 포함하고,
상기 상도도장층은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 50~60%, 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 20~30%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제: 5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료: 0.5~5.0%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1.0% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함하는 현무암무늬 컬러강판에 관한 것이다.
상기 하도 겸용 베이스층은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 15,000~20,000이고 유리전이온도(Tg)가 5~10℃, OH기가 5~15mgKOH/g, 산가가 3mgKOH/g이하인 변성 폴리에스테르 수지: 60~70%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제: 5~10 %, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 백색 포함한 유색안료: 15~20%, 칼슘실리카계 방청안료:1~5%, 소포제,레벨링제,부착증진제 및 소광제: 각 0.1~2 %를 포함하여 조성됨이 바람직하다.
상기 용융도금층은 아연도금층, 알루미늄도금층, 아연-알루미늄 합금 도금층 및 또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층 중 하나인 것이 바람직하다.
상기 소지강판과 용융도금층 사이에 인산피막층, 크로메이트층 및 논(non)-크로메이트 화성피막층 중 하나로 이루어진 전처리층을 포함함이 바람직하다.
상기 하도 겸용 베이스층은 그 건조도막 두께가 10~20㎛일 수 있다.
상기 상도 도장층은 그 건조도막 두께가 10~30㎛일 수 있다.
상기 상도 도장층상에 건조 도막두께가 5~20㎛인 클리어도장층을 형성할 수도 있다.
상술한 구성의 본 발명에 따르면, 하도겸용 베이스층에 폴리아마이드 왁스를 포함한 도료를 코팅함으로써 표면장력이 제어된 상도도장층을 형성하여 현무암무늬의 외관 및 질감을 갖는 컬러강판의 제조에 유용한 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래의 액상이나 분체 함마톤을 도장한 선가공 강판 대비 우세한 가공성을 확보할 수 있으며, 나아가. 경도, 내스래치성 및 내식성 등이 우수한 도장층을 효과적으로 형성할 수 있다.
아울러, 본 발명의 현무암무늬 컬러강판은 기존의 작은 윙클로 제조되는 매트(극무광)형이나, 아민과 여러 종류의 필러로 구현되는 윙클도료와 다른 윈스톤무늬를 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 강판의 단면을 모식적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 종래 액상이나 분체 함마톤 도장강판에 대한 표면 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 질감형 컬러강판에 대한 표면 사진이다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 하도겸용 베이스도료에 폴리아마이드 왁스를 포함한 도료를 코팅함으로써 표면장력이 제어된 상도도장층을 형성하여 현무암무늬의 외관 및 질감을 갖는 컬러강판의 제조할 수 있으며, 나아가, 종래의 액상이나 분체 함마톤을 도장한 선가공 강판 대비 우세한 가공성을 확보할 수 있고, 경도, 내스래치성, 내식성 등을 향상시킬 수 있는 컬러강판용 피시엠 상도 도료 조성물을 제공함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 컬러강판용 피시엠 상도 도료 조성물은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 10~20%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제:5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료:0.5~5.0%, 탄화수소계 유기용제: 35∼50%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1.0% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 현무암 무늬형 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물의 각 성분에 대하여 상세히 설명한다. 아래에서 "%"는 "중량%"를 의미한다.
[수지]
본 발명에 따른 피씨엠 상도 도료 조성물은 변성 폴리에스테르 수지를 포함한다. 구체적으로, 상기 수지는 폴리에스테르 수지로서, 전체 도료 조성물에 대하여, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지 30~40%와, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지 10~20%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 만일 상기 SOFT 폴리에스테르 수지 함량이 20%를 초과할 경우 도막의 경도가 취약해지는 단점이 있고, 10% 미만이 되면 도막 유연성 및 가공성이 감소될 수 있다. 또한 주 수지의 수평균 분자량이 2,000 미만이 되면 가공성이 취약해지는 단점이 있고, 3,000을 초과할 경우 현무암 무늬가 불균일해 지는 경향이 있다. 본 발명에서 폴리에스테르 수지는 경도와 가공성의 발란스 등을 위하여 혼합 사용한다.
[가교제]
가교제는 상기 변성 폴리에스테르수지 성분과 함께 도막을 형성하는 것으로서, 멜라민수지를 사용할 수 있다. 본 발명의 가교제는 메틸메톡시기가 6개인 헥사메틸메톡시멜라민(HMMM:HexaMethylMethoxyMelamine) 수지를 5~10% 사용하는 것이 경화도, 가공성, 경도 측면에서 바람직하다.
멜라민 가교제 중 이미드 멜라민은 경화도가 너무 빨라 파핑(Popping, 도막기포)이 발생하고 가공성에 저해될 수 있고, 부톡시 멜라민은 경화도 저하로 경도에 취약할 수 있어 메톡시 멜라민이 바람직하다. 또한, 5% 미만 사용시 경화도가 낮게 되어 경도, 스크래치성에 저해가 되고, 10% 초과 사용 시 경화도가 높게 되어 가공성에 저해가 되므로 5~10% 범위로 함유됨이 바람직하다.
[안료]
본 발명에 사용되는 안료는 현무암 무늬를 저해하지 않아야 하므로, 일반적인 유무기안료 보다 메탈릭안료나 MICA(펄)안료가 적합하지만, 용도에 따라 유무기안료도 사용가능하다. 일반적으로 메탈릭안료나 MICA안료는 색상에 따라 0.5~5%가 적당하며, 유무기안료는 3% 미만을 사용하여야 현무암무늬에 저해가 되지 않는다.
[용제]
용제는 도료 제조시 수지내 포함되어 있는 용제와 후첨으로 투입된 용제를 기본적으로 함유하며, 도료 도장 시 유동성이 부족하거나, 점도가 높아 도장하기 어려울 경우에 도장하기 알맞게 희석하여 점도를 낮추는 역할을 한다. 본 발명의 도료 조성물에 첨가되는 용제는 유기용제이며, 수지 및 기타 성분을 분산시킬 수 있어야 한다.
본 발명에서는 상기 유기용제로서 탄화수소계 유기용제를 이용하며, 이를 전체 도료 조성물에 대하여 35~50% 범위로 함유한다. 보다 바람직하게는, 상기 탄화수소계 유기용제에, 알콜계, Ester계, Ketone계 유기 용제를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이다.
[첨가제]
상기 도료 조성물의 기본적인 구성요소로는 수지, 안료, 용제이지만, 이들만으로는 도료에 요구되는 많은 성능을 만족시키기 어렵다. 따라서 기타 다양한 첨가제를 이용하여 도료 물성의 개량할 필요가 있으며, 첨가제의 배합량은 적지만 도료에 있어서 아주 중요하다.
일반적으로 첨가제의 종류는 기능과 용도에 따라 나누어지며, 나아가, 도료의 종류에 따라서도 달라지는 경우가 있으므로 도료에 적합한 첨가제를 선택할 필요가 있다.
본 발명에서는 상기 첨가제로 폴리아마이드 왁스를 사용함을 특징으로 한다. 상기 아마이드 왁스 첨가제는 도막 표면에 현무암무늬의 외관 및 질감을 형성하는데 핵심적인 역할을 한다. 상기 아마이드 왁스는 건조 과정 중 Melting Point 이상의 고온에서 열을 받아 Powder 형태가 녹아 표면장력이 높은 기본 도료와 현무암무늬로 뭉쳐짐으로 특유의 현무암 무늬가 발현된다.
본 발명에서 상기 폴리아마이드 왁스는 Melting Point 120~140℃, 평균입자size 30~50㎛인 Powder형 왁스를 사용하며 0.1~1.0% 범위로 첨가함이 바람직하다.
한편 레벨링제는 현무암무늬 발현에 저해가 됨으로 본 발명에서는 사용하지 않는다.
그리고 롤코팅에서 발생되는 기포를 제거하기 위해 사용되는 소포제는 최소량을 사용해야 하며, 본 발명에서는 실리콘(Silicone) free인 Acrylate류의 소포제를 사용하며 0.5~1.0%를 사용함이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 현무암무늬 컬러강판을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 강판의 단면을 모식적으로 나타낸 그림이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 질감형 컬러강판(10)은, 소지 강판(1), 상기 소지 강판의 적어도 일면에 형성된 용융도금층(3), 상기 용융도금층 상에 형성된 하도 겸용 베이스층(5) 및 상기 베이스층 상에 형성된 상도 도장층(7)을 포함한ㄷ다
또한 본 발명에서는, 상기 용융도금층(3)과 상기 하도 겸용 베이스층(4) 사에에 전처리층(4)을 형성할 수도 있으며, 상기 상도 도장층(7)상에 클리어층(9)을 형성할 수도 있다.
본 발명의 컬러강판(10)은 먼저, 소지강판(1)을 포함한다. 본 발명에서 상기 소지강판(1)의 특정한 조성 및 종류 등에 제한되지 않으며, 냉연강판 또는 열연강판 등 다양한 강종의 강판을 제한없이 이용할 수 있다.
본 발명의 컬러강판(10)은 또한 상기 소지강판(1) 상에 형성된 용융도금층(3)을 포함한다. 본 발명에서 상기 용융도금층(3)은 아연도금층, 알루미늄도금층, 아연-알루미늄 합금 도금층 및 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층 중 하나 일 수 있다.
또한 본 발명의 컬러강판(10)은, 선택적으로, 상기 용융도금층(2)상에 형성된 전처리층(4)을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이러한 전처리층(4)을 형성하는 구체적인 방법에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 전처리층(4)은 인산피막층, 크로메이트, 또는 논(non)-크로메이트 화성피막층일 수 있다.
이와 같이, 상기 용융도금층(3) 표면에 인산피막, 크로메이트, 또는 논-크로메이트 화성피막을 형성함으로써 소지 강판(1)과 후술하는 하도 도장층(5)과의 밀착력을 높여주고, 제품의 내식성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 전처리층(4)의 두께는 30~90㎎/㎡로 인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 현무암무늬 컬러강판은 상기 용융도금층(3) 또는 전처리층(4)상에 형성된 하도 겸용 베이스층(5)을 포함한다. 상기 하도 겸용 베이스층(5)은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 15,000~20,000이고 유리전이온도(Tg)가 5~10℃, OH기가 5~15mgKOH/g, 산가가 3mgKOH/g이하인 변성 폴리에스테르 수지: 60~70%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제: 5~10 %, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 백색 포함한 유색안료: 15~20%, 칼슘실리카계 방청안료:1~5%, 소포제,레벨링제,부착증진제 및 소광제: 각 0.1~2 %를 포함하여 조성됨이 바람직하다.
아울러, 본 발명에서 상기 하도 겸용 베이스(5)의 도막두께는 10~20㎛인 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 질감형 컬러강판은 또한 상기 하도 겸용 베이스층(5)상에 형성된 상도 도장층(7)을 포함한다.
본 발명에서 상기 상도 도장층(7)은 최종 제품의 외관과 광택도를 부여하고, 최종 제품의 가공성, 내구성, 내식성, 내후성 등 물리적 특성을 결정하는 중요한 역할을 한다.
본 발명에서 상기 상도 도장층(7)은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 50~60%, 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 20~30%, 헥사메틸메톡시멜라민(HexaMethylMethoxyMelamine) 가교제: 5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산(DiNonylNaphthaleneSulfonicAcid) 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료: 0.5~5.0%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1.0% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 상도 도장층(7)을 이루는 조성 성분은 실제상 상술한 상도 도료층의 구성성분과 동일하며, 해당 성분의 첨가 이유 또한 상술한 바와 같다. 다만 본 발명의 상도 도료층에는 유기용매가 다량 포함됨에 비하여, 상기 상도 도장층(7)에는 유기용매가 포함되지 않는다. 왜냐하면 상기 유기용매는 상기 상도 도료층의 코팅 후 경화시 모두 기화되어 버리기 때문이다. 따라서 상기 상도 도장층(7)을 이루는 각 조성성분의 함량은 상술한 상도 도료층 대비 유기용매를 제외한 성분들의 합에 대한 중량비를 나타낸 것이다.
또한, 상기 상도도장층의 두께는 10~30㎛인 것이 바람직하다. 만일, 상기 상도 도장층의 두께가 10㎛ 미만인 경우에는 무늬가 작아 현무암무늬가 발현되지 않고, 도막경화도,경도,가공성 등이 저하되며, 30㎛ 초과시에는 도막에 기포가 발생할 수 있다.
한편 본 발명에서는 상기 상도 도장층(7)의 도장 후 수요가의 요구(무광)에 따라 클리어 도막층(9)을 추가하여 도장할 수도 있으며, 이때, 그 도막두께는 5~20㎛인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 목적을 달성하는데, 적합한 도료를 선정하기 위한 종래예, 비교예 및 실시예에 대해 더욱 상세히 살펴보기로 한다.
이때 사용된 소재의 규격 및 시험조건, 시편 제작방법 등은 아래와 같다.
가) 소재규격 및 작업조건
- 시험소재 : 0.6T MACOSTA강판(Zinc Magnesium Aluminium Alloy Coated Steel)
- 전처리 : 90㎎/㎡ 크로메이트
- 건조도막 : 하도겸베이스 13㎛ / 상도 18㎛
- MPT : 하도겸베이스 216℃ / 상도 224℃
나) 시편제작방법
0.6T MACOSTA강판을 메틸에틸케톤으로 탈지하고, 하도겸베이스층를 건조 도막 15㎛로 바코팅한 후 MPT(Metal Peak Temperature) 216℃로 소부하였다. 그리고 그 위에 하기 표 1의 각각의 도료를 건조도막두께 20㎛가 되도록 바코팅한 후, PMT 224℃로 소부하여 상도 도장층을 갖는 시험시편을 제작하였다. 이때, 각 시험시편에 있어서, 상기 하도베이층은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 15,000~20,000이고 유리전이온도(Tg)가 5~10℃, OH기가 5~15mgKOH/g, 산가가 3mgKOH/g이하인 변성 폴리에스테르 수지: 40%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제: 6.7%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제: 1.1%, 백색 포함한 유색안료: 18%, 유기용제:28%, 칼슘실리카계 방청안료:3%, 소포제: 0.5% 레벨링제:1.0%, 부착증진제:0.5 및 소광제: 1%를 포함하는 도료를 이용하여 마련되었다.
구체적인 시험편 구성 및 제조방법은 아래와 같다.
(1)종래예
MACOSTA강판의 표면에 두께 90㎎/㎡ 크로메이트 전처리를 실시하였다. 그리고 상기 전처리층 위에 전술한 바와 같은 조성을 갖는 하도겸용 베이스도료를 건조도막 두께 13㎛으로 도포한 후, MPT 216℃의 조건으로 이를 건조하였다. 이후, 그 표면에 상도 도료 조성물[수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 20~30℃인 폴리에스테르 수지 55중량%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제 8%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제 1%, 안료 1중량%, 용제 40중량 % 및 소포제 함유]을 도포한 후, MPT 224℃의 조건으로 건조하여 건조 도막 두께 18.0㎛의 상도 도장층을 형성하였다.
(2)비교예1
MACOSTA강판의 표면에 두께 90㎎/㎡ 크로메이트 전처리를 실시하였다. 그리고 상기 전처리층 위에 전술한 바와 같은 조성을 갖는 하도겸용 베이스도료를 건조도막 두께 13㎛으로 도포한 후, MPT 216℃의 조건으로 이를 건조하였다. 이후, 그 표면에 상도 도료 조성물[수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 20~30℃인 폴리에스테르 수지 55중량%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제 8%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제 1%, 안료 1중량%, 용제 40중량%, 폴리아마이드 왁스 0.2% 및 소포제 함유]을 도포한 후, MPT 224℃의 조건으로 건조하여 건조 도막 두께 18.0㎛의 상도 도장층을 형성하였다.
(3)비교예2
MACOSTA강판의 표면에 두께 90㎎/㎡ 크로메이트 전처리를 실시하였다. 그리고 상기 전처리층 위에 전술한 바와 같은 조성을 갖는 하도겸용 베이스도료를 건조도막 두께 13㎛으로 도포한 후, 이를 MPT 216℃의 조건으로 건조하였다. 이후, 그 표면에 상도도료 조성물[수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 20~30℃인 폴리에스테르 수지 40중량%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지 15 중량%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제 8%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제 1%, 안료 1중량%, 케톤,에스테르 용제 40중량%, 폴리아마이드 왁스 0.2% 및 소포제 함유]을 도포한 후, MPT 224℃의 조건으로 건조하여 건조 도막 두께 18.0㎛의 상도 도장층을 형성하였다.
(4)발명예1
MACOSTA강판의 표면에 두께 90㎎/㎡ 크로메이트 전처리를 실시하였다. 그리고 상기 전처리층 위에 전술한 바와 같은 조성을 갖는 하도겸용 베이스도료를 건조도막 두께 13㎛으로 도포한 후, MPT 216℃의 조건으로 이를 건조하였다. 이후, 그 표면에 상도 도료 조성물[수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 20~30℃인 폴리에스테르 수지 40중량%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지 15 중량%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제 8%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제 1%, 안료 1 중량%, 케톤,에스테르 용제 20중량%, 하이드로카본 용제 20중량%, 폴리아마이드 왁스 0.2% 및 소포제 함유]을 도포한 후, MPT 224℃의 조건으로 건조하여 건조 도막 두께 18.0㎛의 상도 도장층을 형성하였다.
구분 종래예 비교예1 비교예2 발명예1
도료특성 단분자수지 단독
케톤, 에스테르 용제
가교제
경화촉진제
소포제
레벨링제
폴리아미드 왁스 미함유		 단분자수지 단독
케톤, 에스테르용제
가교제
경화촉진제
소포제
폴리아미드 왁스 0.2%		 SOFT 수지혼합
케톤, 에스테르 용제
가교제
경화촉진제
소포제
폴리아미드 왁스 0.2%		 SOFT 수지혼합
하이드로카본 용제
가교제
경화촉진제
소포제
폴리아미드 왁스 0.2%
광택 40% 30% 25% 25%
경화도 50호 양호 50회 양호 50회 양호 50회 양호
가공성 2T CRACK 2T CRACK OT NO CRACK OT NO CRACK
부착성 ○ ○ ○ ○
연필경도 F 2H(+) 2H 2H
현무암무늬 X △ △ ◎
*표 1에서 X는 열위, △는 보통, ○는 양호, ◎는 우수를 나타냄
상기 제작된 시편들의 도막 물성 비교 시험 결과를 상기 표 1에 나타내었다. 구체적으로, 상기 제조방법으로 제조된 각각의 현무암무늬 컬러강판에 대해, 광택, 경화도, 가공성, 부착성, 연필경도, 현무암무늬를 평가하여 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
이때, 그 구체적인 물성 평가기준은 아래와 같다.
광택
ASTM D523 시험방법에 따라 시험판을 수평으로 놓고 광택기로 60°로 3회 측정후 평균값을 기록하였다.
경화도
ASTM D5402 시험방법에 따라 시험판을 수평으로 놓고 한 손으로 고정하고, 나머지 한 손으로는 손가락에 거즈 4~6매 정도를 감아 적당한 양의 용제(METHYL ETHYL KETONE)를 묻혀서 상하로 도막면을 문질러서, 소재의 노출이 있을 때 시험을 종료하고 이때까지의 횟수를 측정하였다.
가공성
KS D 3520 굽힘시험 시험방법에 따라 테스트 시편을 제조한 후, 바이스를 이용하여 180도 T-Bending을 하여 CRACK 유무를 평가하였다.
부착성
STM D3359 시험방법에 따라 평가하였다. 시험편을 1mm간격 # 형태로 cross-cut한 후, TESTER(Erichsen tester)에 놓고 반지름형상의 펀치을 인접시킨후 일정한 깊이(6mm)로 밀어내어 성형부위에 TAPE밀착 후 벗겨내어 도막박리 여부를 관찰하였다.
연필경도
KS D 3520 연필경도시험 시험방법에 따라 평가하였다. 시험판을 수평으로 놓고, 한 손으로 고정하고, 심이 2㎜정도 노출되도록 끝부분이 평활하고 각이 날카롭게 되도록 깎은 연필로 45도 각도로 1㎏의 하중을 가하여 길이가 10cm이상 되도록 선을 5회 반복하여 긋고, 시험부위를 지우개로 지운 후 육안으로 관찰하였다.
현무암무늬
시험시편을 수평 및 각도를 움직이면서 무늬크기, 무늬의 일정함, 불량현상 유무를 평가하였다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 주 혼합수지에 가교제, 경화촉진제, 안료, 용제, 폴리아마이드 왁스 및 실리콘 free 소포제가 적정량 혼합된 상도 도료 조성물을 이용하여 상도 도장층을 제조한 발명예1의 경우, 광택, 경화도, 가공성, 부착성, 연필경도, 현무암무늬의 측면에서 모두 우수한 결과를 가져옴을 알 수 있다.
이에 반하여, 폴리아마이드 왁스가 투입되지 않은 종래예는 일정한 현무암 무늬가 발생하지 않고 CRATER 형태의 외관이 발생하였다.
또한 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고, 유리전이온도(Tg)가 20~30℃인 폴리에스테르 수지를 주수지로 이용한 비교예1은 폴리아마이드 왁스가 첨가제로 투입됨에도 불구하고, 가공성에서 2T CRACK이 발생하였다.
또한 본 발명의 도료 조성에서 또한 본 발명의 도료 조성에서 케톤과 에스테르 용제만으로 구성된 비교예2는 만족스러운 현무암무늬가 발현되지 않았다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 상도 도료조성물을 이용하여 제조된 발명예1의 컬러강판이 그렇지 못한 종래예 및 비교예1-3 대비 기존 PCM강판으로 구현하지 못했던 현무암무늬의 칼라강판을 효과적으로 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
한편 도 2는 종래 액상이나 분체 함마톤 도장강판에 대한 표면 사진이며, 도 3은 본 발명예1에 따라 제조된 질감형 컬러강판에 대한 표면 사진이다. 도 2-3의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 컬러강판이 종래재 대비 효과적으로 현무암무늬를 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 10~20%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제:5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료: 0.5~5%, 탄화수소계 유기용제: 35∼50%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함하는 현무암무늬 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아마이드 왁스는 Melting Point 120~140℃, 평균입자 size 30~50㎛인 Powder형 왁스를 사용하는, 현무암무늬 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 유기용제에, 알콜계, Ester계, Ketone계 유기 용제를 단독 또는 혼합하여 사용하는, 현무암무늬 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 안료로서 메탈릭, 마이카(펄) 또는 유무기안료를 사용하는, 현무암무늬 컬러강판 제조용 피씨엠 상도 도료 조성물.
  5. 소지강판;
    상기 소지강판의 적어도 일면에 형성된 용융도금층;
    상기 용융도금층상에 형성된 하도 겸용 베이스층; 및
    상기 하도 겸용 베이스층 상에 형성된 상도 도장층을 포함하고,
    상기 상도 도장층은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 20~30℃, OH기가 60~70mgKOH/g, 산가가 6~10 mgKOH/g인 변성 폴리에스테르 수지: 50~60%, 30~40%, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~3,000이고 유리전이온도(Tg)가 -40~-50℃인 SOFT 폴리에스테르 수지: 20~30%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제: 5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제: 0.5~1.5%, 안료: 0.5~5.0%, 폴리아마이드 왁스: 0.1~1.0% 및 실리콘 free 소포제: 0.5~1.0%를 포함하는 현무암무늬 컬러강판.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하도 겸용 베이스층은, 중량%로, 수평균 분자량(Mn)이 15,000~20,000이고 유리전이온도(Tg)가 5~10℃, OH기가 5~15mgKOH/g, 산가가 3mgKOH/g이하인 변성 폴리에스테르 수지: 60~70%, 헥사메틸메톡시멜라민 가교제: 5~10%, 디노닐나프탈렌술폰산 경화촉진제: 0.5~1.5%, 백색 포함한 유색안료: 15~20%, 칼슘실리카계 방청안료:1~5%, 소포제,레벨링제,부착증진제 및 소광제: 각 0.1~2%를 포함하는, 현무암무늬 컬러강판.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 폴리아마이드 왁스는 Melting Point 120~140℃, 평균입자size 30~50um인 Powder형 폴리아마이드 왁스인, 현무암무늬 컬러강판
  8. 제 5항에 있어서, 상기 용융도금층은 아연도금층, 알루미늄도금층, 아연-알루미늄 합금 도금층 및 또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층 중 하나, 현무암무늬 컬러강판.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 소지강판과 용융도금층 사이에 인산피막층, 크로메이트층 및 논(non)-크로메이트 화성피막층 중 하나로 이루어진 전처리층을 포함하는, 현무암무늬 컬러강판.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 하도 겸용 베이스층은 그 건조도막 두께가 10~20㎛인, 현무암무늬 컬러강판.
  11. 제 5항에 있어서, 상기 상도 도장층은 그 건조도막 두께가 10~30㎛인, 현무암무늬 컬러강판.
  12. 제 5항에 있어서, 상기 상도도장층상에 건조도막 두께가 5~20㎛인 클리어도장층이 형성되어 있는, 현무암무늬 컬러강판.

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