KR930001015B1 - 유기코팅 처리된 아연합금도금 부식방지 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

유기코팅 처리된 아연합금도금 부식방지 강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

유기코팅 처리된 아연합금도금 부식방지 강판 및 그 제조방법
제1도는 이소시아네이트계(系) 가교제의 량과 샤프특성치(DO1)와의 사시의 관계를 도시한 그래프이다.
제2도는 실리콘 함유 발수제의 량과 샤프특성치와의 관계를 도시한 그래프이다.
제3도는 드러비드 터스터(draw bead tester)의 일례를 도시한 것이다.
본 발명은 유기코팅된 아연합금도금 부식방지 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 유기코팅된 강판은 양호한 페인팅표면 처리된 강판으로서 양호한 내식성(corro sion resistance)을 가지므로 전기표면 처리분야에 널리 이용되고 있는데, 예컨대 자동차 차체에 2차 코팅처리를 하거나 톱코팅(top coating)하는데 이용되고, 가정용으로도 사용되며 빌딩의 벽판으로도 사용된다.
자동차 및 가정용품으로 최근 부식방지용 강판의 수요가 급격히 증가되어 왔다. 따라서, 종래 사용되어 온 냉열강판 및 도금강판은 보다 양호한 내식성을 가진 도금강판으로 대체되는 경향을 보이고 있다. 표면처리 강판은, 유기성재료로 코팅된 강판, 예컨데 아연도금 강판, 아연합금도금강판과 같은 것으로 여기에 함유된 성분은 닉켈, 철, 망간, 몰리브덴, 코발트, 알루미늄 또는 이러한 종류의 금속성분을 적어도 하나 이상 포함하고, 여러 복수층의 도금강판(multilayer-plated steel sheets)으로 이루어지며, 이 복수층은 크롬산염층 및 유기물층(organic layer)으로 만들어져 있다. 이들 강판들은 냉연강판상의 내부식성이 향상된 소위 도금강판들이다. 그러나, 이들 유기물 코팅강판은 스폿용접성(spot welding)에 문제가 있으므로 이용에 대단히 곤란하다. 더우기, 전착페인팅이 유기물 코팅된 내부식성 강판에 입혀질 때에는 유기물피막(organic film)의 두께가 불균일해지고, 전류가 피막의 얇은 두께부분에서 보다 많이 통과되는 문제가 발생된다. 유기물피막의 두께가 불균일한 것은 전착페인트가 입혀진 표면의 경우 더욱 문제가 되는데, 표면상의 불균일도 커지기 때문이다. 만일, 제2 및 톱코팅이 불균일 표면상에 형성될 경우, 샤프특성(sharpness)은 상당히 저하된다. 따라서, 유기물 코팅된 부식방지강판의 코팅측면이 판넬의 바깥쪽으로 사용되는 일은 거의 없다. 대부분의 경우, 코팅측면(coating side)은 판넬의 내측부(inner side)로서만 사용되어 왔다.
그 반면, 주지된 바와같이 갈바늄강판(galvanized steel sheet)은 열간 아연침지 갈바늄처리법이든 또는 열간 전해 갈바늄처리법이든 강판의 갈바늄처리에 의하여 제조되는 것으로, 이들 처리가 진행되는 동안 철성분이 철강판으로부터 도금층으로 확산되는 것을 이용한 것이다. 페인팅이 되면, 갈바늄처리 아연도금강판은 내부식성에 있어 비교적 양호하고 페인트의 부착성과 스폿용접성에 있어서도 양호하다. 그러나, 도금층을 심히 구부리거나 성형작업 중 프레스를 할 경우 종종 여러조각으로 판단되거나 박리되는 일이 많았다. 이는 상술한 제품특성을 무색케 할 뿐 아니라 프레스 도중에는 취출물(pimple)과 같은 결함을 발생케 한다. 더우기, 전기페인팅이 상술한 바와같이 도금층에 가해질 때에는 크레이버(crater)와 같은 결함이 상당량 발생되므로 전착코팅피막은 불균일하게 되어 제품이 불량하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기물 코팅층을 가진 아연합금 도금된 내부식성 강판을 제조하기 위한 것으로, 이 내부식성 강판상의 적어도 하나 이상의 측면에는 양호한 페인트 마무리처리를 보장하고, 양호한 내부식성을 가지도록 하는 데에 있으며, 또 한가지 목적은 어떠한 어려움 없이 강판의 스폿용접을 가능하도록 유기물 코팅이 된 아연합금 도금된 내부식성 강판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 한가지 목적은, 유기물 코팅을 가지므로써 비단 내부식성과 양호한 스폿용접성 뿐 아니라, 양호한 내분말성(powdering resistance) 및 양호한 전착페인팅 특성을 가질 수 있는 갈바늄처리된 내부식성 강판을 제공하는데 있다.
본 발명상의 또 다른 목적은, 상술한 유기물 코팅된 내부식성 강판을 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따라 아연합금 도금강판과, 크론산염층(chromate layer) 및 유기물 코팅층이 동시에 적어도 하나 이상의 일측면 이상에 순서대로 형성된 강판으로 구성되어 있다. 유기물 코팅층은 수용성 수지(water-soluble resin) 100중량부(parts)와, 5-80중량부의 콜로이드상의 실리카(colloidal silica)와, 1-40중량부의 실래인 카프링제(silane coupling agent)와, 1-20중량부의 실리콘 또는 불화물 함유 발수제 (fluorine-containing water repellent) 및 5-20중량부의 수용성 이소시아네이트계 가교제(isocyanate crosslinking agent)와로 구성된 코팅성분으로 구성되어 있다. 이 유기코팅층은 통상 강판의 적어도 하나이상의 측면에 수성의 분산제(aqueous disp ersion)를 코팅하고 가열하므로써 형성된다. 크롬산염층과 유기물 코팅은 강판의 반대 측면상에 보다 잘 형성된다.
본 발명상의 또 다른 실시예에 따라, 다음의 성분으로 구성되는 내부식성 아연합금 도금강판 및 그 제조방법이 제공된다. 즉, 수용성 수지 100중량부와, 5-80중량부의 콜로이드상의 실리카와, 1-40중량부의 실래인 카프링제와, 1-20중량부의 실리콘 또는 불화물 함유 발수제와, 5-20중량부의 수용성 이소시아네이트계 가교제와로 이루어진 코팅 성분을 도포한 강판으로 되고, 이 강판을 최종적으로 90-200℃에서 15-20초 가열 처리한다.
제1도는 이소시아네이트계 가교제의 량과 샤프특성치(DO1)와의 사이의 관계를 도시한 그래프이다.
제2도는 실리콘 함유 발수제의 량과 샤프특성치와의 관계를 도시한 그래프이다.
제3도는 드러비드 테스터(draw bead tester)의 일례를 도시한 것이다.
본 발명에 의한 아연합금 도금 내부식성 강판은 기본적으로는, 아연합금으로 도금된 모체로서의 강판 기본소지(base steel sheet)와 크롬산염층 및 유기성수지를 성분층의 코팅층과 순서대로 하여 구성된 것이다.
이를 이하에 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 이용되는 아연합금 도금되는 소지강판(base steel sheet plated with zinc alloy)은 예컨대, 아연-철의 합금 도금강판, 아연-닉켈 도금강판, 아연-알미늄 합금 도금강판, 아연-코발트-크롬 합금 도금강판류 또는 이들 강판류와 적어도 하나 이상의 닉켈, 철, 망간, 몰리브덴, 알루미늄, 코발트 등의 금속 성분을 포함하는 아연합금 도금강판으로 되어 있다. 도금합금층은 단층 또는 복합층으로 되는데, 여기에는 둘 이상의 부속층(sub-layers)을 갖는다. 이들 중 아연-닉켈합금과, 아연-철합금이 본 발명상 잘 이용된다. 또한, 아연-철의 합금이 보다 잘 도금되고 아연도금된 강판을 가열하므로써 아연-철합금층을 형성한다. 도금된 아연-철 합금은 통상 6-20중량 퍼센트(wt.%)의 철 성분을 함유하고 있다.
아연합금 도금강판은 적어도 강판의 하나 이상의 측면상에 크롬산염층을 가져야 한다. 크롬산염층은 통상 1-500mg/㎡, 그 중에서도 특히 10-300mg/㎡의 크롬량으로 형성된다. 만일, 크롬의 중량이 1mg/㎡이하로 되면, 크롬산염층은 불균일하게 된다. 또한, 500mg/㎡을 초과하게 되면, 강판은 성형성과 응접성이 떨어지게 된다. 통상, 크롬산염은 6가(hexavalent)의 크롬산염을 함유하는데, 이 6가 크롬산염은 회복작용(res toring action)을 갖기 때문이다. 강판이 손상을 입거나 결함을 갖게 되더라도, 이 6가 크롬산염은 상기 결함으로부터 부식의 확산을 억제하는 역할을 하기 때문이다. 이 크롬산염층은 반응과정과 코팅 및 전해과정을 포함하는 알려진 과정들에 의해 만들어진다.
본 발명의 실시예에 있어, 유기물층은 적어도 하나 이상의 측면을 가진 강판상에 형성되고, 이 강판에는 상술한 바와같이 크롬산염층이 만들어져 있다. 이 유기물층은 100중량부의 수용성수지와, 5-80중량부의 콜로이드상의 실리카와, 1-40중량부의 실래인 카프링제와, 1-20중량부의 실리콘 또는 불화물 함유 발수제 및 5-20중량부의 수용성 이소시아네이트계 가교제와로 된 성분으로 구성되어 있다.
상기 수용성 수지는 실제로는 수용성 에말죤(aqueous emulsion)의 형태로 사용되는데, 가령 수용성 우레탄수지, 아크릴수지, 에폭시수지 및 이들의 혼합물과로 이루어진다. 이들 중 수용성 우레탄수지가 통상 잘 이용된다. 이 우레탄수지는 폴리우레탄수지나 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymers)로서 여러가지 유기성 폴리이소시아네이트(polyisocyanates)와 폴리하이드릭 하이드록시 화합물(polyhydric hydroxy compounds)와의 중합반응에 의하여 된 하이드로필릭그룹(hydrophilic group)으로 유도된다. 이들 수지나 또는 프리폴리머는 물속에서 에말죤화 한다. 에말죤화를 위해 유기 폴리이소시아네이트와 폴리하이드릭 하이드록시 화합물과의 중합반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄이나 우레탄 프로폴리머가 적절한 표면활성제(surface active agent)나 콜로이드화제(colloidizing agent)의 사용에 의하여 에말죤화 되도록 강제된다.
콜로이드상의 실리카는 유기성 수지의 100중량부 당(per) 5-80중량부의 량으로 사용되고, 그 중에서는 가급적 40-70중량부로 사용된다. 이 보다 적게 사용하면, 내부식성이 콜로이드상의 실리카의 첨가에 의하여 충분히 향상되지 못하므로 바람직하지 못하다. 또한, 80중량부를 초과하면 수지피막은 성형성(formability), 예컨대 유기성 피복강판이 형성되면 코팅층이 분리되기 쉽다.
실래인 카프링제가 수지층에서 콜로이드상의 실리카를 고착시키는 역할을 하고, 따라서 내부식성을 향상시킬 수가 있다. 실래인 카프링제의 량은 수지 100중량부 당 1-40중량부의 범위에 있고, 그 중에서도 가급적 5-20중량부의 범위에 있다. 만일, 이 량이 1중량부 보다 적으면 콜로이드상의 실리카를 고착시키는 효과나 내부식성을 향상시키는 효과는 발생되지 않는다. 이 량이 40중량부를 초과하여, 내부식성의 효과는 포화되고 코팅성분의 점도가 증가되어 성형성이 저하된다.
또한, 실리콘이나 불화물 함유 발수제와 이소시아네이트계 가교제가 본 발명에 이용되는 성분에 첨가된다. 실리콘이나 불화물 함유 발수제는 유기성 수지 100중량부 당 1-20중량부의 량으로 첨가된다. 이 량이 1중량부 보다 적으면 페인팅 마무리처리가 크게 향상되지 않는다. 이와 반대로 20중량부를 초과하면 전착페인팅피막의 고착성을 저하시킨다. 실리콘이나 불화물 함유 발수제는 이온성과 관련 없는 실록산 결합(silox ane bond)을 가진 에멀죤류의 발수제가 될 수 있다. 페인트 마무리상태를 향상시키기 위해서는 이 발수제는 이소시아네이트계 가교제와의 결합에 사용되어야 한다. 이 효과는 이들 혼합물(ingredients)만을 사용할 때에는 나타나지 않는다.
이소시아네이트계 가교제는 수지 100중량부 당 5-20중량부의 량으로 사용된다. 5중량부 아래에서는, 이 마무리 처리효과는 크게 나타나지 않는다. 그렇다고 20중량부를 초과한다 해도 경제성과 더불어 이러한 효과는 더 이상 향상되지 않는다. 이소시아네이트계 가교제는 수용성 지방족 폴리이소시아네이트(water-soluble aliphatic polyisocyanates)가 될 수 있는데, 이것은 유기성층이 처리되거나 가열되면, 특히 전착페인팅이 160℃이하가 되지 않는 온도와 3분 보다 짧지 않은 조건하에 이루어지면, 이소시아네이트그룹을 분리 해제(release)가능하게 한다.
이소시아네이트의 전형적이고도 통상적으로 사용되는 것 중의 하나가 다음의 식으로 이루어지는 화합물이다.
Figure kpo00001
여기에서 n=2∼4에서의 정수, 1+m은 2∼4에서의 정수이다. A는 3∼5 기능 그룹을 가진 폴리이소시아네이트 잔존물(polyisocyanate residue)을 나타내고, Y는 열처리에 의해 이소시아네이트 그룹을 분리 해제 가능한 블로킹제(blocking agent)의 잔존물을 나타낸다. Z는 적어도 하나 이상의 활성화 수소원자와 하나의 분자에서 적어도 하나 이상의 음이온 형성그룹(anion-forming group)과를 가진 화합물의 잔존물을 나타내고, X는 2∼4 활성화 수소원자와 평균 분자량이 5000이상이 되지 않는 분자를 가진 화합물의 잔존물을 나타낸다.
발수제와 가교제가 어떠한 이유로 그러한 페인팅 마무리처리성을 향상시키는 효과를 가지고 있는지는 아직까지 분명히 알려져 있지 않으나 다음과 같은 이유가 아닐까 추정되고 있다. 즉, 유기화합물이 사용되면, 실리콘이나 불화물 함유 발수제는 수지층으로부터 분리되고, 큰 표면장력으로 농축된 성분의 표면층에서 나타난다. 전착페인팅이 유기피막상에 작용되면, 전착(electro deposition)을 위한 페인트의 열 흐름 특성이 가열시 증가되는 것으로 추정되는데, 이는 피막표면상에 존재하는 큰 표면장력 때문이다.
그 반면, 이소시아네이트계 가교제가 또한 전착 때문에 페인트에 잘 나타난다. 160℃×3분 또는 이 보다 큰 범위로 가열하게 되면, 블로킹제나 그룹은 분리 해제되고, 이에 의하여 중합이나 가교 현상이 발생되기 시작한다. 이러한 조건하에서, 이소시아네이트계 가교제가 유기수지층에서 전착을 위해 페인트와 반응케 하므로써 유기수지층과 전착층과의 사이에 혼화성(miscibility)를 증가시키는 것으로 추정되고 있다. 이 발수제와 가교제의 상승효과(synergistic effect)는 전기페인팅 후의 마무리 처리성을 현저히 향상시키는 것으로 추정되고 있다.
제1도 및 제2도는 각각 이소시아네이트계 가교제와 실리콘 발수제의 함량에 있어서의 변화와 관련되는 전기페인팅 후의 코팅의 샤프특성치(DO1)를 나타낸 것이다. 이 샤프특성치의 측정을 위하여 DO1 미터를 사용한다.
수지성분을 코팅한 강판에는 전착(PT-U, 닛봉페인트 주식회사로부터 생산됨)을 위해 20마이크로미터의 건조된 두께로 양이온 페인트(cation paint)를 사용한다. 이어서, 0.25mm 두께를 가진 폴리에틸렌제의 압력에 민감한 교착용 피막(polyethylene pressure-sensitive adhesive film)을 페인트층 위에 부착시켜서 샤프특성치를 측정한다. 제1도에서는 수용성 우레탄수지 100중량부와 50중량부의 이산화 실리콘(SiO2), 3중량부의 실리콘 함유 발수제, 7중량부의 실래인 카프링제 및 200중량부의 순수(pure water)가 이용된 것으로, 여기에 이소시아네이트계 가교제(밀리오 네이트 MS-50 에멀죤, 닛봉 폴리우레탄 주식회사제)가 서로 다른 분량으로 첨가된 것이다. 제2도에서는 실리콘 함유 발수제(도레이 실리콘 주식회사제 SE 1980)를 수용성 우레탄수지 100중량부, 이산화 실리콘 50중량부, 이소시아네이트계 가교제 12중량부, 실래인 카프링제 15중량부 및 순수 200중량부와로 구성된 성분구성에 서로 다른 량으로 첨가한 경우를 나타낸 그림이다.
제1도 및 제2도에서 잘 알수 있는 바와같이, 샤프특성치는 불수제가 수용성수지 100중량부 당 1-20중량부를 사용하고, 또한 이소시아네이트계 가교제를 수용성수지 100중량부 당 5-20중량부를 사용할 때의 샤프특성치가 양호한 것을 나타낸다. 제2도에서, 흑점 ″·″은 피막고착성(또는 도막부착성)이 저하되는 것을 가리킨다.
유기성 수지성분(조성)은 또한 수용성수지 100중량부 당 비금속분말 10-200중량부로 구성된다. 비금속분말을 한계량 만큼 첨가하면, 수지성분층은 내식성의 향상 뿐 아니라 스폿용접성과 성형성도 증가시킨다. 일반적으로, 내식성 강판의 스폿용접성은 수지성분(조성)층에 의해서도 크게 영향을 받는다. 유기성 수지성분층에는 스폿용접에 필요한 전기전도도를 부여하기 위하여 층내에 금속분말을 함유시키거나 작은 층에 두께를 만들어 주는 것이 필요하다. 어느 경우이든, 내부식성은 어느 정도 희생된다.
비금속분말이 0.1-5마이크로미터의 크기로 되면 수지성분층에 균일하게 분포되므로 이 범위를 택하며, 이 층은 크랙(crack)과 얇은 부분이 수지의 내면에 발생되는 것에 의하여 스폿용접시 칩(chip)사이로 프레스된다. 이렇게 하므로써 전류를 층을 통해 보다 잘 통전되도록 하고 보다 향상된 스폿용접성을 가지게 된다.
상술한 바와같이, 층내의 비금속분말은 내부식성에 뿐만아니라 스폿용접성 및 형성력에 영향을 준다. 이들 특성을 완전히 만족시키기 위해서는 비금속분말의 량을 수용성수지 100중량부 당 10-200중량부의 범위내에 있도록 해야 한다. 만일, 이 량이 10중량부 보다 적으면 스폿용접성은 저하되고, 반대로 200중량부를 초과하면 수지성분층은 프레스 강판으로 분리되려는 경향을 나타내고, 따라서, 내부식성은 악화된다.
비금속분말은 가급적 0.1-5마이크로미터의 크기를 갖도록 한다. 이는 0.1마이크로미터 보다 작게할 경우, 이에 따라 발생되는 층이 불균일하게 되기 쉽고, 스폿용접성에 영향을 미치기 때문이다. 또한, 이 크기가 5마이크로미터를 초과하면 수지성분층의 두께상 좋지 않다. 비금속분말에는, 예컨대 이산화실리콘(silicon dioxide), 산화알미늄, 산화지르콘(zirconium oxide), 질화보론(boron nitride), 마그네슘인산염 (magnesium phosphate), 스트론티움 크롬산염(strontium chromate), 실리콘 카바이드 등의 분말이 포함된다. 이들중 이산화실리콘분말이 통상 사용된다. 이들 분말은 단체 또는 상호 조합하여 사용한다. 비금속 분말을 함유하고 있는 유기성수지성분층은 통상 0.5-5.0g/㎡의 량으로 도포되어 있다. 이 량보다 적으면 내식성의 향상에 불만족스러운 결과가 되며, 5g/㎡을 초과하면 소정의 스폿용접성이 향상되지 않는다.
한편, 전술한 바의 내부식성 강판의 제조방법을 이하에 상술하기로 한다.
크롬산염층을 갖는 공지의 기술로 얻어지는 아연합금 강판을 우선 마련하고, 전술한 바와 같이 이 공지의 아연합금 도금강판의 적어도 일측면, 가급적 반대측 측면까지에 수지성분을 가한다. 이 성분은 베이킹(baking)후 발생될 성분층의 두께가 0.3-5마이크로미터의 범위내가 되도록 가능한 한 많이 가한다. 다음, 이렇게 하여 입혀진 층을 가열한다. 160℃ 또는 그 이상의 온도에서 3분 또는 그 이상의 시간 동안 블로킹 그룹(blocking group)을 분리 해제하는 능력을 가진 이소시아네이트계가 성분중에 포함되어 있으므로, 베이킹은 15-20초 동안의 시간범위 내에서 최종적으로 90℃-120℃의 온도에서 이루어져야 한다. 이 경우, 상기 범위내에서의 온도는 상술한 제한범위를 가진 시간과 보다 짧은 기간 동안 조합되어 이루어져야 한다. 만일, 베이킹 온도가 90℃ 이하가 되면 수지성분층은 딱딱해진 채로 가교제가 분산되어 버리게 되며 층내에서 가교가 완료되어 버린다. 따라서, 이소시아네이트계 가교제는 전착 도중의 베이킹 시간에서 적절한 역할을 하지 못하게 되므로써 양호한 페인팅 마무리성을 제공하지 못하게 된다.
본 발명을 또 다른 실시예에 의해 상술하기로 한다. 비교예도 계재하였다. 이 실시예 및 비교예에서, 부(part)는 중량부를 나타낸다. 다음 시험은 실시예와 비교예에서 나온 것이다.
(1) 페인트 마무리 성능(샤프특성치) 테스트
전착페인트로서 닛봉 페인트 주식회사에 PT-U 100을 사용하였다. 이 페인트는 전전착페인트를 사용하여 베이킹 한 후의 두께가 20±1 마이크로미터가 되도록 하고, 165℃×20분의 조건하에 베이킹되도록 하였다. 그런 후에 0.25mm 두께의 폴리에틸렌 압력감용 테이프(pressure-seansitive)를 페인트층 위에 부착하고 DO1미터로 샤프특성치를 측정하였다.
(2) 피막 고착(도막부착) 시험
(1) 항에서와 유사하게, Pt-U 100 전착페인트를 사용하고 베이킹 후의 두께가 20±마이크로미터의 것으로 하고, 165℃×20분간 처리하여 1입방 mm의 횡단면 테이프 테스트(corss cut tape test)를 실시하였다. 그 결과는 층 수에 대한 횡절단된 피막 중 남아 있는 피막 숫자를 측정하여서 나온다.
(3) 크레이팅 테스트(crateriing test)
(1)과 유사하게, PT-U 100 전착 페인트를 사용하고 그 결과 나오는 피막의 크레이터 형성 볼레이지를 결정한다.
채용된 전착페인팅 조건은 다음과 같다.
양극의 역 : 음의 역=11
전극간 거리 : 100mm
30초 역조정(rise-up controlr) : 2.5분
볼트압 : 180-340 볼트에서의 매 20볼트 마다 변경
욕조온도 : 29×1℃
(4) 내부식성 테스트
아연합금도금 내부식성 강판은 유기성수지 성분층을 가지는데, 각각의 실시예와 비교예에서 얻어진 것은 각기 절단칼로 횡절단한 것으로 이어서 다음 부식싸이클 테스트를 200 싸이클로 반복하여 실시하였다.
소금 스프레이테스트의 반복시행 순서는 다음과 같다.
(35℃×4시간)-건조(60℃×2시간)-습윤(wetting)
(50℃×2시간)-소금스프레이테스트(salt spray test)
1싸이클을 8시간에 완료함
(5) 스폿용접성 테스트(spot weldability test)
다음 조건하에 스폿용접성을 연속 테스트 하였다.
용접압력 : 200Kg
용접시간 : 12 싸이클(60Hz)
전해침(electrode chips) : 팁경 6mm되는 도옴 칩(dome chip)
전류 : 각 샘플(용접비드발생 제거함)에 적합한 범위내에서 중간 전류치를 잡음
용접 싸이클 수에 의한 평가는 용접비드(nugget)의 직경이 4.5
Figure kpo00002
값을 가지기 전에 한다.
(6) 형성조건 하에서의 피막고착 시험
제3도에 도시된 드러비드 테스터를 사용하여 각 샘플의 유기성 수지필름이 박리된 량을 측정 결정하다. 당김속도(pulling speed)는 300mm/min. 이고 연신율은 15%였다.
[실시예 1]
수용성 우레탄수지 100중량부
콜로이드상 실리카(SiO240%) 50중량부
감마-메타 크릴옥시프로필트리메톡실랜 3중량부
(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)
실리콘 함유 발수제,
교오웨이 유지 주식회사제의 라이트 실리콘 P-290 10중량부
순수(pure water) 200중량부
상기 재료를 혼합하였다. Zn-12% Ni-도금강판은 20g/㎡으로 도금처리하고 표면의 지방분을 제거하였으며, 무수크론산 용액에 침지시켜 크롬산염처리(Cr ; 50mg/㎡)하고 120℃에서 건조하였다. 그후, 이들 혼합물을 실험용 로울코팅기(labora tory roll coater)를 사용하여 강판에 적용되도록 한 뒤, 이어서 최대 180℃에서 60초간 강판을 베이킹하여 평균두께 0.8마이크로미터를 가진 수지성분층을 내부식성 강판을 얻었다.
[실시예 2-11]
실시예 1에서의 일반적인 공정을 반복하되 도금강판, 코팅성분, 크롬산염처리 및 베이킹처리 조건은 표에서와 같이 별도로 변환시키므로써 여러가지 수지성분코팅된 강판을 얻었다.
다음 표에서 코팅 수지성분명 중 일부는 상표명 및 제조회사 명칭을 그대로 인용하였다.
[표 1a]
Figure kpo00003
[표 1b]
Figure kpo00004
[표 1c]
Figure kpo00005
[표 1d]
Figure kpo00006
Figure kpo00007
[비교예 1-6]
실시예 1에서의 일반적인 공정은 다음표에 실린 아연합금 도금강판, 크롬산염층, 수지성분조성 및 베이킹 조건을 제외하고는 동일하게 반복된다.
이에따라 얻어진 유기성 수지성분으로 코팅된 아연합금 도금강판을 비교예로 하였다.
[표 2a]
Figure kpo00008
[표 2b]
Figure kpo00009
Figure kpo00010
상기 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 강판을 각각 비교하였더니 이하 표 3과 같다.
[표 3a]
Figure kpo00011
[표 3b]
Figure kpo00012
상술한 결과는 비교예 5,6과 같이 수지성분조성층이 없는 경우와 비교할 때 나타나는 것으로, 실시예 1-11는 페인트 마무리처리 특성과 관련하여 볼 때 보다 양호한 마무리처리성, 크레이터링특성 및 내부식성을 갖는 것임을 알 수 있다. 더우기, 유기성수지성분 조성이 본 발명상의 범위 외에서 사용된 비교예 1-4의 샘플과 비교하여 볼 때 본 발명상의 샘플이 페인트 마무리 처리특성에 있어 보다 양호하다. 더더욱, 실시예 1과 비교예 1의 샘플사이를 비교하여 보면, 양쪽 모두 동일한 수지성분을 사용하였다 하여도 발수제와 가교제를 사용하지 않은 비교예 1에 비하여 실시예 1은 이 보다 페인트 마무리 처리특성에 있어 현저한 향상이 나타나 있다. 또한, 실시예 2와 비교예 2의 샘플사이를 비교해 보더라도 실질적인 정도로 까지 페인트 마무리 처리특성상의 차이가 나타난다. 이는 양쪽 모두 에폭시수지에멀죤을 사용한 실시예 3과 비교예 3을 비교해보아도 알 수 있다.
실시예의 샘플을 상호 비교해 보면, 실시예 1-3과 실시예 4-9와 같이 비금속분말을 사용하지 않은 경우와 사용하는 경우 사이에도 비금속분말을 사용하는 경우가 보다 스폿용접성에 있어 현저히 양호한 것을 알 수 있다. 게다가 실시예 1-3의 샘플과 실시예 10-13의 샘플사이의 비교를 보아도 갈바닐처리된 강판을 이용한 것은 실시예 10-13의 샘플 보다도 보다 내식성에 있어 우수한 것임을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 아연합금도금강판(Zinc alloy-plated steel sheet), 크롬산염층(chromate layer) 및 유기코팅층(organic coating layer)의 순서대로, 적어도 강판의 일측면 이상에 형성되도록 구성되고, 상기 유기코팅층은 100중량부의 수용성 수지와, 5-80중량부의 콜로이드상의 실리카(colloidal silica)와, 1-40중량부의 실래인 카프링제(silane coupling agent)와, 1-20중량부의 실리콘 또는 불화물 함유 발수제(fluorine-containing water repellent) 및 5-20중량부의 수용성 이소시아네이트계 가교제(water-soluble isocyanate crosslinking agent)와로 구성되는 코팅성분을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판(corrosion preventive steel sheet).
  2. 제1항에 있어서, 상기 아연합금도금강판은 아연-닉켈 합금도금강판(Zn-Ni alloy-plated steel sheet)으로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아연합금도금강판은 아연-철 합금도금강판(Zn-Fe alloy-plated steel sheet)으로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아연-철의 합금도금강판은 아연이 도금된 강판의 가열에 의하여 얻어지는 전기아연도금강판(galvanized steel sheet)으로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 아연-철의 합금도금강판은 아연-철 합금이 철 성분을 6-20중량% 함유하도록 제조되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 크롬산염층은 1-500mg/㎡의 량으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 크롬산염층과 유기코팅층은 상기 아연합금도금강판의 반대측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수용성수지는 수용성우레탄수지(water-soluble ureth ane resin)로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유기코팅층은 0.5-5.0g/㎡의 량으로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 가교제는 160℃보다 낮지 않는 온도범위와 3분 보다 짧지 않은 시간동안 가열하는 조건하에서 분리해제되는 이소시아네이트그룹을 갖는 지방족 폴리이소시아네이트(aliphatic polyisocianate)로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 코팅성분은 또한 상기 수용성의 유기성수지 100중량부당 10-200중량부의 비금속분말(nonmetallic powder)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비금속분말은 이산화 실리콘(SiO2)의 분말로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  13. 제11항에 있어서, 상기 비금속분말을 0.1-5마이크로미터의 크기로 되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판.
  14. 적어도 일측면 이상에 크롬산염층을 가진 아연합금도금강판을 준비하고, 이 강판에는 그 최소한 일측면 이상에 100중량부의 수용성의 유기성수지와, 5-80중량부의 콜로이드상의 실리카와, 1-40중량부의 실래인 카프링제와, 1-20중량부의 실리콘 또는 불화물 함유 발수제 및 5-20중량부의 수용성 이소시아네이트계 가교제와로 구성된 코팅성분을 도포하고, 최종온도가 90-200℃에서 15-120초 동안 베이킹(baking)되도록 하여서 되는 내부식성 강판의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 코팅성분은 적어도 상기 아연합금도금강판의 일측면상 이상으로 적용되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 코팅성분은 상기 아연합금도금강판의 반대편 측면상에 적용되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 코팅성분은 또한 상기 수용성수지 100중량부당 비금속분말 10-200중량부가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 내부식성 강판의 제조방법.
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