WO2013062329A1 - 용접성, 내스크래치성 및 내식성이 우수한 표면처리 강판 - Google Patents

용접성, 내스크래치성 및 내식성이 우수한 표면처리 강판 Download PDF

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resin composition
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정진호
김정수
하봉우
변창세
이정환
김종상
김진태
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Definitions

  • the present invention relates to a surface-treated steel sheet excellent in weldability, scratch resistance and corrosion resistance.
  • Conventional weldable surface-treated steel sheet is a steel sheet manufactured by coating an organic solvent-type resin containing a metal powder, and an aqueous chromium-free treatment is essential in order to secure adhesion and corrosion resistance with the steel sheet.
  • the chromium-free coating film formed on the steel plate is thin as the coating film thickness is less than 1 micrometer, since it cannot contain conductive pigments, such as a metal powder, an electroconductive ceramic, or graphene, in order to ensure corrosion resistance, weldability falls very much.
  • the electromagnetic wave shielding surface treatment steel plate which improved the electroconductivity of a surface treatment layer is manufactured by coating the aqueous coating composition containing metal powder on a steel plate.
  • the aqueous coating composition containing the metal powder is excellent in adhesion to the steel sheet, but because it is poor in corrosion resistance, it is difficult to be used as a steel plate for building materials requiring high corrosion resistance.
  • UV curable coating composition coated with a UV curable coating composition have excellent appearance and scratch resistance, but welding is difficult because a thick surface-treated layer is formed on the surface of the steel sheet.
  • the UV curable coating composition is irradiated with ultraviolet rays to cause a curing reaction, an opaque metal powder or pigment cannot be used in the UV curable coating composition.
  • An object of the present invention is to provide an excellent surface-treated steel sheet excellent in weldability, scratch resistance and corrosion resistance and a method for producing the same.
  • the present invention as a means for solving the above problems, a main resin; And it provides a resin composition for undercoat of the UV coating layer containing a metal powder and satisfying the conditions of the following general formula (1).
  • Dl represents the average particle size of the long axis of the metal powder
  • Tb represents the thickness of the undercoat formed by the resin composition for the undercoat of the UV coating layer.
  • the present invention is another means for solving the above problems, a steel sheet;
  • An undercoat layer comprising a main resin and a metal powder, comprising a cured product of a resin composition for forming a undercoat layer, which satisfies the conditions of the following general formula (1), and is formed on one or both surfaces of the steel sheet;
  • a top coat layer formed on the bottom coat layer and including a radical compound:
  • Dl represents the average particle size of the long axis of the metal powder
  • Tb represents the thickness of the undercoat layer formed by the cured product of the resin composition for forming the undercoat layer.
  • the present invention forms an undercoat layer comprising a metal powder having a long-axis average particle size of a specific range on the material steel sheet, and by forming a top coat layer comprising a cured product of the UV curable coating composition on the undercoat layer, the appearance and scratch resistance Not only this, but also the surface treated steel plate which can ensure the outstanding corrosion resistance and weldability can be provided.
  • FIG 1 and 2 are cross-sectional views of surface-treated steel sheets according to embodiments of the present invention.
  • the present invention is a subject resin; And it contains a metal powder, and relates to the resin composition for undercoat of the UV coating layer which satisfy
  • Dl represents the average particle size of the long axis of the metal powder
  • Tb represents the thickness of the undercoat formed by the resin composition for the undercoat of the UV coating layer.
  • the undercoat resin composition of the UV coating layer of the present invention contains the main resin and the metal powder, and satisfies the condition of the general formula (1). That is, in the resin composition for undercoat of the UV coating layer of the present invention, in consideration of the thickness (Tb) of the undercoat produced using the undercoat resin composition of the UV coating layer, the average particle size (Dl) of the long axis of the metal powder is Tb / It can adjust so that it may become 3 or more, Preferably it is Tb / 2 or more, More preferably, it is Tb or more.
  • the average particle size (Dl) of the long axis of the metal powder contained in the resin composition for coating of the UV coating layer of the present invention may be 1/3 to 10 ⁇ m or more.
  • the method for measuring the average particle size of the long axis of the metal powder is not particularly limited, and any means commonly used in this field may be employed without limitation, and for example, a particle size analyzer may be used. Can be measured.
  • the average particle size (Dl) of the long axis of the metal powder is less than Tb / 3
  • powdering This may occur or the conductivity of the undercoat layer may be lowered, resulting in poor weldability.
  • the upper limit of the average particle size (Dl) of the long axis of the metal powder is not particularly limited, and may be, for example, 5Tb or less, preferably 4Tb or less, more preferably 3Tb or less, and most preferably 2Tb or less.
  • the average particle diameter (Dl) of the long axis of the said metal powder exceeds 3Tb, there exists a possibility that a metal powder may fall out from the undercoat layer which hardened the resin composition for undercoat of the UV coating layer of this invention hardened
  • the undercoat resin composition of the UV coating layer of the present invention may include a main resin, the main resin is a main resin constituting the undercoat layer to stably bond the metal powder, and to secure the main physical properties such as corrosion resistance and processability Can play a role.
  • the type of the main resin is not particularly limited, and any resin can be used as long as it can secure main physical properties such as corrosion resistance and processability, but is preferably a polyurethane resin, an epoxy resin, or a phenoxy resin. , At least one selected from the group consisting of an ester resin, an acrylic resin and an olefin resin, more preferably a polyurethane resin, and most preferably a water-soluble polyurethane resin.
  • the water-soluble polyurethane resin may be, for example, a copolymerized form of diisocyanate, polyol and diamine, but is not limited thereto. Specific types of the diisocyanate, polyol and diamine are not particularly limited, and all compounds generally known in the art may be used.
  • volume used in the present invention means a volume ratio
  • the subject resin may be included in 20 parts by volume to 90 parts by volume, preferably 30 parts by volume to 80 parts by volume with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin composition for the undercoat of the UV coating layer.
  • the content of the main resin is less than 20 parts by volume, the content of the main resin is too small to stably disperse the metal powder, and also may be difficult to secure the main physical properties such as corrosion resistance and processability, 90 parts by volume If it exceeds, the content of the additive including the curing agent is so small that the curing power may be lowered.
  • the undercoat resin composition of the UV coating layer of the present invention may include a metal powder, the metal powder may serve to improve the conductivity of the undercoat layer.
  • the kind of the metal powder is not particularly limited, and metals generally used in this field may be used, but preferably Al, Ni, Co, Mn, Fe, Ti, Cu, One or more selected from the group consisting of Zn, Sn and Fe 2 P can be used.
  • the metal powder may be included in 1 to 30 parts by volume, preferably 5 to 20 parts by volume, based on 100 parts by weight of the solid content of the resin composition for the undercoat of the UV coating layer.
  • the content of the metal powder is less than 1 part by volume, the welding may not be possible due to insufficient electrical conductivity at the time of resistance welding in which a very large current flows at an instant, and when the content of the metal powder exceeds 30 parts by volume, the coating film is processed when the coated steel sheet is processed. Peeled off or the metal powder is fixed to the mold after desorption, the appearance of the molded part is not beautiful in the continuous molding operation, the corrosion resistance of the peeled or scratched portion of the coating film is sharply degraded may easily occur.
  • the shape of the metal powder is not particularly limited, but may preferably be spherical or plate-like.
  • the undercoat resin composition of the UV coating layer of the present invention may further include 1 part by weight to 30 parts by weight of an additive with respect to 100 parts by weight of the solid content of the undercoat resin composition of the UV coating layer.
  • the additive which can be used in the resin composition for under coating of the UV coating layer of the present invention may be one or more selected from the group consisting of a curing agent, a storage stabilizer, a silane coupling agent, a filler, and a mixture thereof, but is not limited thereto.
  • the curing agent may serve to crosslink the main resin to impart cohesion.
  • the type of the curing agent may include one or more selected from the group consisting of amine compounds, epoxy compounds, melamine compounds, and blocked isocyanate compounds, but is not limited thereto.
  • Examples of the amine compounds include tetramethylguanidine, imidazole or derivatives thereof, carboxylic acid hydrazides, tertiary amines, aromatic amines, aliphatic amines, dicyandiamides or derivatives thereof;
  • Examples of the epoxy compound include ethylene glycol diglycidyl ether, triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, N ', N'-tetraglycidyl ethylenediamine or glycerin diglycidyl Ethers and the like;
  • Examples of the melamine-based compound include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, hexabutoxymethylmelamine, hexapentyloxymethylmelamine, hexahexyloxymethylmelamine or cymel 325 (Cytec Co., Ltd.
  • blocked isocyanate compounds include tolylene blocked with a blocking agent such as methylethyl keoxime, diethyl malonate or 3,5-dimethyl pyrazole.
  • a blocking agent such as methylethyl keoxime, diethyl malonate or 3,5-dimethyl pyrazole.
  • the storage stabilizer can improve the shelf life of the resin composition for undercoat of the UV coating layer of the present invention.
  • examples of the storage stabilizer include, but are not limited to, phenolic antioxidants or amine antioxidants.
  • phenolic antioxidants examples include alkylated monophenols, alkylthiomethylphenols, hydroquinones, alkylated hydroquinones, tocopherols, hydroxylated thiodiphenyl ethers, alkylidenebisphenols, O-benzyl compounds, and N-benzyl compounds.
  • amine antioxidant examples include arylamine, diaryl amine, polyaryl amine, acylaminophenol, oxamide, metal deactivator, phosphite, phosphonite, benzylphosphonate, ascorbic acid, hydroxyamine, nitrate Lon, thiosynergy, or indolinone, and the like, but is not limited thereto.
  • the silane coupling agent may improve the adhesion between the metal powder and the main resin within the bottom formed by the resin composition for the bottom coat of the UV coating layer, or improve the adhesion between the steel sheet surface and the main resin.
  • the metal powder treated with the silane coupling agent may be mixed with the main resin or the like, or after mixing the main resin with the silane coupling agent, the metal powder may be dispersed in the mixture. .
  • the silane coupling agent When the silane coupling agent is previously mixed with the main resin or the like, and then the metal powder is dispersed in the mixture, the silane coupling agent may be included in an amount of 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the main resin.
  • the content of the silane coupling agent When the content of the silane coupling agent is less than 0.1 part by weight, the effect of addition may be insignificant and the adhesion between the metal powder and the main resin may be reduced.
  • the silane in the resin composition for under coating of the UV coating layer of the present invention may be reduced.
  • the coupling agent may be unevenly dispersed and the corrosion resistance may be lowered.
  • silane coupling agent examples include methacryloxypropyltrimethoxysilane, gamma-methacryloxypropylethoxysilane, gamma-chloropropylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (beta-methoxyethoxy) Silane, vinyltriacetoxysilane, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane, gamma-glycidoxypropyltriethoxysilane, beta- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinyltrichloro Silane, gamma-mercaptopropylmethoxysilane, gamma-aminopropyltriethoxysilane, N-beta- (aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane or mixtures thereof, and the like, but are
  • the present invention is also a steel sheet;
  • An undercoat layer comprising a main resin and a metal powder, comprising a cured product of a resin composition for forming a undercoat layer, which satisfies the conditions of the following general formula (1), and is formed on one or both surfaces of the steel sheet;
  • a top coat layer formed on the undercoat layer and comprising a top coat layer containing a radical compound.
  • Dl represents the average particle size of the long axis of the metal powder
  • Tb represents the thickness of the undercoat layer formed by the cured product of the resin composition for forming the undercoat layer.
  • FIG 1 and 2 are cross-sectional views of surface-treated steel sheets according to one embodiment of the present invention.
  • the surface-treated steel sheet 10 of the present invention is a material steel sheet (11); An undercoat layer 12 formed on one surface of the material steel plate 11 and including metal powder 14; And a top coat layer 13 formed on the undercoat layer 12, and as shown in FIG. 2, the surface-treated steel sheet 20 of the present invention comprises: a material steel sheet 11; Two undercoats 12 formed on both sides of the material steel plate 11 and containing metal powder 14; And two top coat layers 13 formed on the undercoat layer 12.
  • the type of the raw material steel sheet is not particularly limited, but preferably a cold rolled steel sheet; galvanized steel; Zinc-based electroplating steel sheet; Hot dip galvanized steel sheet; Aluminum plated steel sheet; Plated steel sheets containing cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron, magnesium, tin, copper or mixtures thereof in the plating layer; Aluminum alloy plate to which silicon, copper, magnesium, iron, manganese, titanium, zinc or a mixture thereof is added; Phosphate coated galvanized steel sheet; And one or more selected from the group consisting of hot-rolled steel sheet, but is not limited thereto.
  • the thickness of the steel sheet is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the purpose and use of the steel sheet.
  • Steel plates are classified into thick plates of more than 6 mm, heavy plates of 1 mm to 6 mm, and thin plates of less than 1 mm, depending on the thickness thereof.
  • the undercoat layer formed on one or both surfaces of the raw material steel sheet includes a cured product of the resin composition for forming the undercoat layer, which contains a main resin and a metal powder, and satisfies the conditions of the general formula (1). It may include.
  • the undercoat includes a metal powder having an average particle size of a long axis that satisfies the conditions of the general formula (1), thereby improving the conductivity of the undercoat, thereby providing excellent weldability. Since the detailed information regarding the resin composition for undercoat layer formation is the same as the above-mentioned content regarding the resin composition for undercoat of a UV coating layer, the description is abbreviate
  • the thickness of the undercoat layer is not particularly limited, but may be preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, still more preferably 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the undercoat layer exceeds 10 ⁇ m, even if the undercoat layer contains a conductive metal powder, the conductivity decreases and the weldability is poor, and further, a cured product of the UV curable coating composition is contained on the undercoat.
  • weldability may not be expressed.
  • the top coat layer formed on the undercoat layer may include a radical compound, and preferably may include a cured product of a UV curable coating composition including an oligomer, a photopolymerizable monomer and a photoinitiator. .
  • the UV curable coating composition includes an oligomer, a photopolymerizable monomer and a photoinitiator, thereby ensuring excellent appearance, scratch resistance and corrosion resistance.
  • parts by weight used in the present invention means a weight ratio.
  • the oligomer may be included in 10 parts by weight to 80 parts by weight, preferably 30 parts by weight to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the UV curable paint composition.
  • the content of the oligomer is less than 10 parts by weight, as the photopolymerization reaction proceeds rapidly, the crosslinking density may increase and brittleness of the coating may increase. There is a possibility that a large amount of UV irradiation for curing is required or the UV irradiation time is prolonged.
  • the type of the oligomer is not particularly limited, but preferably at least one acrylic oligomer selected from the group consisting of urethane acrylate, epoxy acrylate and polyester acrylate. .
  • the weight average molecular weight of the oligomer in the present invention is not particularly limited, for example, may be 1000 to 5000, preferably 1000 to 3000.
  • the weight average molecular weight means a polystyrene conversion value measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • the photopolymerizable monomer may be included in 10 parts by weight to 80 parts by weight, preferably 30 parts by weight to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the UV curable paint composition.
  • the photopolymerization reaction rate is lowered, making it difficult to control the crosslinking density, requiring a large amount of UV irradiation to cure the coating film, or a long UV irradiation time, and 80 parts by weight. If exceeded, as the photopolymerization reaction proceeds rapidly, the crosslinking density increases, which may increase the brittleness of the coating film.
  • the kind of the photopolymerizable monomer is not particularly limited, but may be preferably a monofunctional or polyfunctional acrylate monomer.
  • the multifunctional acrylate monomer refers to a photopolymerizable acrylate monomer having two or more acrylate residues in a molecule.
  • the kind of the monofunctional acrylate monomer is not particularly limited, and examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylbutyl (meth ) Acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, acrylic morpholine (ACMO), tetrahydrofuryl (meth) An acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate,
  • polyfunctional acrylate monomers include hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropanetrioxyethyl di (meth) acrylate, alkylene glycol di (meth) acrylate, and dialkylene glycol.
  • the photoinitiator may be included in 0.1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the UV curable paint composition.
  • the photoinitiator is less than 0.1 parts by weight, the photopolymerization reaction does not occur, or the photopolymerization reaction occurs very slowly, so that curing of the coating film by UV irradiation may be impossible or the curing time may be prolonged. Due to the reaction, the photoinitiator remains in a state in which it is transferred to the radical form, thereby suppressing the photopolymerization reaction or lowering the physical properties of the coating film.
  • the kind of the photoinitiator is not particularly limited, and a short wavelength photoinitiator or a long wavelength photoinitiator may be selectively used depending on the ultraviolet lamp used for curing the coating composition.
  • photoinitiators examples include, for example, Irgacure 184 TM, Irgacure 754 TM, Irgacure 819 TM, Darocure 1173 TM and Darocure.
  • Ciba specialty chemicals such as TPO TM (Darocure TPO TM);
  • US-based products such as Micure CP-4 TM, Micure MP-8 TM, Micure BP TM and Micure TPO TM It may be, but is not limited thereto.
  • the UV curable paint composition of the present invention is based on 100 parts by weight of the UV curable paint composition, the additive is 0.1 parts by weight to 15 parts by weight, preferably 0.3 parts by weight to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the UV curable paint composition. More preferably, it may be included in 0.5 to 6 parts by weight.
  • the additive may be included within the content range, thereby exhibiting the additive's natural effect without changing the physical properties required for the UV-curable coating composition.
  • the type of the additive is not particularly limited, and any additive may be used as long as it is an additive commonly used in the art, but is preferably an antifoaming agent, a leveling agent, an adhesion promoter, an antioxidant, an optical stabilizer, an ultraviolet absorber, a thermal polymerization inhibitor. , At least one selected from the group consisting of a leveling agent, a dispersing agent, an antistatic agent, a plasticizer, an organic filler and a mixture thereof.
  • the antifoaming agent is to remove bubbles generated during the coating operation on the undercoat layer using the UV-curable coating composition of the present invention.
  • Specific examples thereof include TEGO Airex 920, TEGO Airex 932, BYK 088 or BYK 1790.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the leveling agent is for improving the appearance and scratchability of the coating film, and specific examples thereof include TEGO Glide 410, TEGO Glide 440, TEGO Rad 2250, BYK-UV 3500 or BYK-UV 3510, but are not limited thereto. .
  • the adhesion promoter is to improve adhesion to the undercoat of the UV curable coating composition, and specific examples thereof include acrylic phosphate adhesion promoters such as hydroxyethyl acryloyl phosphate or hydroxyethyl methacrylate phosphate.
  • acrylic phosphate adhesion promoters such as hydroxyethyl acryloyl phosphate or hydroxyethyl methacrylate phosphate.
  • the present invention is not limited thereto.
  • antioxidants examples include BASF's products such as Iganox 1010, Iganox 1035, Iganox 1076 or Iganox 1222;
  • light stabilizer examples include BASF, such as Tinuvin 292, Tinuvin 144 or Tinuvin 622LD;
  • Sankyo's products such as the Sanol LS-770, the Sanol LS-765, the Sanol LS-292, or the Sanol LS-744.
  • UV absorbent examples include BASF's products such as Tinuvin P, Tinuvin 234, Tinuvin 320 or Tinuvin 328; And Sumisorb 110, Sumisorb 130, Sumisorb 140, Sumisorb 220, Sumisorb 250, Sumisorb 320 Sumitomos, such as (Sumisorb 320) or Sumisorb 400, but is not limited thereto.
  • the leveling agent and the dispersant may be used by selecting the products of conventional paint additive manufacturers such as BYK, TEGO and EFKA.
  • the thickness of the top coat layer is not particularly limited, but may be preferably 1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the thickness of the top coat layer is less than 1 ⁇ m, the cured product of the UV curable coating composition may not be sufficient, and scratch resistance and glossiness may be lowered.
  • the thickness of the top coat layer is more than 20 ⁇ m, poor current flow or spatter may occur. Resistance welding at a constant voltage may be impossible.
  • the surface-treated steel sheet of the present invention not only has excellent appearance, scratch resistance and corrosion resistance, but also excellent weldability, it can be usefully used as a building material.
  • the present invention also comprises the steps of coating the resin composition for the undercoat of the UV coating layer according to the present invention on one or both sides of the raw material steel sheet to form a undercoat layer; And coating a UV-curable coating composition comprising an oligomer, a photopolymerizable monomer and a photoinitiator on the formed undercoat layer to form a top coat layer.
  • a raw material steel sheet having a plating layer formed on one or both surfaces thereof may be prepared or manufactured.
  • a metal having excellent corrosion resistance may be plated on the raw material steel plate.
  • the metal that can be used for plating in the present invention as mentioned above, zinc, zinc-based alloy, aluminum or aluminum-based alloy, etc. may be mentioned, but is not limited thereto.
  • the method of plating the metal on the steel sheet is not particularly limited, and any means generally known in the art may be used.
  • it is easy to control the plating amount it is possible to use an electroplating excellent in the uniformity of the coating amount, but is not limited thereto.
  • the specific content regarding the said raw material steel plate is the same as that mentioned above.
  • the prepared steel sheet in order to form the undercoat layer on one side or both sides of the raw steel sheet, it is possible to perform the step of coating the resin composition for the undercoat of the UV coating layer on the surface of the raw steel sheet.
  • the resin composition for the undercoat of the UV coating layer may include the main resin and the metal powder as described above, and may satisfy the condition of the general formula (1).
  • the resin coating composition for the undercoat of the UV coating layer may be prepared by adding a main resin to water as a solvent, then adding a metal powder and an additive, and then aging appropriately. Since specific details of the resin composition for undercoat of the UV coating layer are the same as described above, a description thereof will be omitted.
  • the undercoat layer by coating the resin composition for the undercoat of the UV coating layer prepared as described above on the material steel sheet, the undercoat layer can be formed, the coating method is not particularly limited, and all means generally known in the art It can be adopted.
  • the composition for forming the undercoat layer can be coated on the material steel sheet by using a roll coating, spraying, or deposition method, and in particular, it can be applied to both one side and both sides of the steel sheet, and to control the adhesion amount of the undercoat layer. This easy roll coating can be used, but is not limited thereto.
  • the step of forming the undercoat layer may be additionally carried out after the step of coating the resin composition for the undercoat of the UV coating layer on the material steel sheet.
  • the drying process for forming the undercoating layer may be performed at a baking temperature of 110 ° C to 250 ° C, preferably 120 ° C to 220 ° C for at least 5 seconds.
  • the baking temperature means a heat drying temperature.
  • the temperature of the steel sheet specifically, the temperature of the steel sheet (Metal Temperature) is less than 110 °C, the reaction between the main resin and the metal powder does not proceed well, there is a fear that some components are eliminated when washed with water to ensure sufficient corrosion resistance
  • it exceeds 250 degreeC hardening reaction will not progress any more and there exists a possibility that only the energy cost by heat loss may increase.
  • the step of coating the UV curable coating composition on the undercoat layer may be performed.
  • the UV curable coating composition may include an oligomer, a photopolymerizable monomer and a photoinitiator as described above.
  • the UV curable coating composition may be prepared by mixing an oligomer, a photopolymerizable monomer and a photoinitiator, and preferably, may be prepared by mixing an additive together with the oligomer, the photopolymerizable monomer and the photoinitiator. Since the type and content of each component are the same as described above, description thereof will be omitted.
  • the coating method is not particularly limited, any means generally known in the art can be adopted. have.
  • the forming of the top coat layer may be carried out after the step of coating the UV curable coating composition on the undercoat layer, additionally irradiated with UV to cure.
  • the curing process for forming the top coat layer can be carried out by irradiating UV to the UV curable coating composition coated on the undercoat layer, the method of irradiating the UV is not particularly limited, UV irradiation apparatus commonly known in the art may be employed without limitation.
  • UV irradiation apparatus commonly known in the art may be employed without limitation.
  • a UV lamp may be used, but is not limited thereto.
  • the UV irradiation time is also not particularly limited, and may be appropriately selected so that the UV curable coating composition can be sufficiently cured.
  • the photoinitiator initiates a reaction between the oligomer and the photopolymerizable monomer while forming radicals, thereby proceeding with UV curing.
  • a top coat layer containing the cured product of the composition may be formed.
  • the surface-treated steel sheet produced by the method for producing a surface-treated steel sheet of the present invention can not only maintain an excellent appearance, scratch resistance and corrosion resistance, but also ensure excellent weldability, and thus can be usefully applied as a building material. .
  • the undercoat resin composition of the UV coating layer containing the metal powder was coated on a raw material steel plate, and a UV curable coating composition was coated on the undercoat layer containing the cured product of the undercoat resin composition of the UV coating layer to prepare a surface treated steel sheet.
  • a hot-dip galvanized steel sheet having a zinc adhesion of 60 g / m 2 on one side was used.
  • a high speed stirring method using an impeller was used.
  • the resin composition for under coating of the UV coating layer prepared above was coated on the prepared electroplated zinc steel sheet using a roll coater, and baked under fire to obtain a steel plate temperature of 140 ° C. to form a undercoat layer having a thickness of 1 ⁇ m.
  • Modified epoxy acrylate oligomer [CN 150/80, Sartomer, USA] 35 g, urethane acrylate oligomer [UA-5221, HS Chemtron, South Korea] 15 g, tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA) [SR285, Sartomer, USA] 30 g, Hexanedioldiacrylate (HDDA) [Miramer M200, Miwon Corporation, Korea] 10g, Photoinitiator [Darocure 1173, Ciba Chemicals, Switzerland] 8g, Defoamer [TEGO Airex 920, Evonik, Germany] 0.5g, Leveling agent [ TEGO Rad 2250, Evonik, Germany] 0.5 g and 1 g adhesion promoter were mixed to prepare a UV curable coating composition.
  • HDDA Hexanedioldiacrylate
  • HDDA Hexanedioldiacrylate
  • Photoinitiator [Darocure 1173, Ciba
  • the UV curable coating composition was coated on the undercoat layer containing the metal powder using a roll coater, and then irradiated with a UV light at a light amount of 2,000 mJ / cm 2 to cure the UV curable coating composition, thereby thickness.
  • a top coat layer having a thickness of 6 ⁇ m was formed.
  • a surface-treated steel sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type, form, average particle size, and content of the metal powder and the thickness of the undercoat and the topcoat were changed as shown in Table 1 below. It was.
  • a surface-treated steel sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type, form, average particle size, and content of the metal powder; and the thickness of the undercoat and the topcoat were changed as shown in Table 2 below. It was.
  • An electrode pneumatic spot welder equipped with a welding electrode of copper-chromium alloy RWMA class II was used to measure electrode life for the surface-treated steel sheets of Examples and Comparative Examples prepared above.
  • the electrode life measurement was performed under measurement conditions of 1.8 kN of pressing force, 6 cycles of welding time, 24 cycles of squeeze time, and 12 cycles of holding time, and the welding current and the applied voltage were appropriately adjusted after measuring the current range for welding.
  • Evaluation criteria of the weldability is as follows.
  • ⁇ when the number of continuous RBIs is 0 or more and less than 300
  • a cup-shaped specimen was prepared by processing the surface-treated steel sheets prepared in Examples and Comparative Examples, and the specimen had a salt concentration of 5% and a temperature of 35 ° C. using a salt spray tester (SST). After spraying the brine evenly with a spray pressure of 1kg / cm 2 , the time for the development of red blue on the side of the cup-shaped specimen was measured. Evaluation criteria of the corrosion resistance is as follows.
  • Red-blue occurrence time is 480 hours or more
  • the red-blue occurrence time is more than 360 hours but less than 480 hours
  • the red-blue occurrence time is less than 240 hours
  • the content of the metal powder that satisfies the conditions of the general formula 1 and is contained in the resin composition for the undercoat of the UV coating layer It is in the range of 30 to 30 parts by volume, the thickness (Tb) of the undercoat layer is 10 ⁇ m or less, and the thickness (Tt) of the top coat layer is 20 ⁇ m or less, thereby providing excellent weldability and excellent corrosion resistance and scratch resistance of the surface-treated steel sheet. You can see that.
  • the content of the metal powder is 0.5 parts by volume, which is out of the specific content range in the present invention, and it can be seen that the weldability is poor.
  • the surface-treated steel sheet of the present invention by adjusting the content of the metal powder contained in the thickness of the undercoat layer, the thickness of the top coat layer, the resin composition for the undercoat of the UV coating layer within a specific range, by satisfying the requirements of the general formula 1, weldability While maintaining excellent in corrosion resistance and scratch resistance can also be maintained very excellent.
  • the surface-treated steel sheet of the present invention has excellent appearance, scratch resistance, corrosion resistance and weldability, it can be usefully used as a building material.

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Abstract

본 발명은 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물 및 이를 포함하는 표면처리 강판에 관한 것이다. 본 발명의 표면처리 강판은 소재 강판 위에 특정 범위에 속하는 장축의 평균 입도를 가지는 금속 분말을 포함하는 하도층을 형성하고, 상기 하도층 위에 라디칼 화합물, 바람직하게는 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 포함하는 상도층을 형성함으로써, 외관 및 내스크래치성이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 내식성 및 용접성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면처리 강판은 우수한 외관, 내스크래치성, 내식성 및 용접성을 가지고 있기 때문에 건재용 소재로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

용접성, 내스크래치성 및 내식성이 우수한 표면처리 강판
본 발명은 용접성, 내스크래치성 및 내식성이 우수한 표면처리 강판에 관한 것이다.
종래의 용접 가능한 표면처리 강판은 금속 분말을 함유한 유기 용제형 수지를 코팅하여 제조된 강판으로, 강판과의 밀착력 및 내식성을 확보하기 위하여 수성 크롬 프리(Cr-free)처리가 필수적이다. 강판 상에 형성된 크롬 프리 도막은 그 도막 두께가 1 ㎛ 미만으로 얇지만, 내식성 확보를 위해서 금속 분말, 도전성 세라믹 또는 그래핀 등의 도전성 안료를 포함할 수 없기 때문에 용접성이 매우 저하되는 문제점이 있다.
한편, 표면 처리층의 도전성을 향상시킨 전자파 차폐용 표면처리 강판은 금속 분말을 함유한 수성 도료 조성물을 강판 상에 코팅함으로써 제조된다. 상기 금속 분말을 함유한 수성 도료 조성물은 강판과의 밀착력은 우수하나, 내식성이 취약하기 때문에, 고도의 내식성이 요구되는 건재용 강판으로 활용되기는 어렵다.
UV 경화형 도료 조성물로 코팅된 표면처리 강판은 우수한 외관 및 내스크래치성을 가지고 있지만, 강판의 표면에 두꺼운 표면 처리층이 형성되기 때문에 용접이 어려웠다. 특히, UV 경화형 도료 조성물은 자외선을 조사하여 경화 반응이 진행되기 때문에, 상기 UV 경화형 도료 조성물 내에 불투명한 금속 분말 또는 안료를 사용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 우수한 외관 및 내스크래치성을 가지는 UV 경화형 도료 조성물이 코팅된 표면처리 강판을 건재 분야에서 사용하기 위해서는, 강판과의 도막 밀착력을 높이고, 내식성을 확보하는 동시에 우수한 용접성을 가지는 표면처리 강판을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 용접성, 내스크래치성 및 내식성이 우수한 우수한 표면처리 강판 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 주제 수지; 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 제공한다.
[일반식 1]
Tb/3 ≤ Dl
상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 의해 형성된 하도의 두께를 나타낸다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 소재 강판; 주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물을 포함하며, 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되는 하도층; 및 상기 하도층 위에 형성되고, 라디칼 화합물을 포함하는 상도층을 포함하는 표면처리 강판:
[일반식 1]
Tb/3 ≤ Dl
상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 하도층의 두께를 나타낸다.
본 발명은 소재 강판 위에 특정 범위의 장축 평균 입도를 가지는 금속 분말을 포함하는 하도층을 형성하고, 상기 하도층 위에 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 포함하는 상도층을 형성함으로써, 외관 및 내스크래치성이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 내식성 및 용접성을 확보할 수 있는 표면처리 강판을 제공할 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 구체예에 따른 표면처리 강판의 단면도를 나타내는 도면이다.
본 발명은 주제 수지; 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 관한 것이다.
[일반식 1]
Tb/3 ≤ Dl
상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 의해 형성된 하도의 두께를 나타낸다.
이하, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은 주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 상기 일반식 1의 조건을 만족한다. 즉, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에서는, 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 사용하여 제조되는 하도의 두께(Tb)를 고려하여, 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)가 Tb/3 이상, 바람직하게는 Tb/2 이상, 보다 바람직하게는 Tb 이상이 되도록 조절할 수 있다.
구체적으로, 예를 들면, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 사용하여 소재 강판의 표면에 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께(Tb)를 가지는 하도층을 형성하고자 할 경우, 상기 Tb 값을 고려하여, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 포함되는 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)는 1/3 ㎛ 이상 내지 10/3 ㎛ 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 수단을 제한 없이 채용할 수 있고, 예를 들면, 입도 분석기(particle size analyzer)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에서, 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)가 Tb/3 미만이면, UV 코팅층의 하도용 수지 조성물이 코팅된 표면처리 강판을 가공할 때, 파우더링이 발생하거나 하도층의 도전성이 저하되어 용접성이 불량해질 수 있다.
또한, 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 5Tb 이하, 바람직하게는 4Tb 이하, 보다 바람직하게는 3Tb 이하, 가장 바람직하게는 2Tb 이하일 수 있다. 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)가 3Tb를 초과하면, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물이 경화되어 형성된 하도층으로부터 금속 분말이 탈락될 우려가 있다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은 주제 수지를 포함할 수 있고, 상기 주제 수지는 금속 분말을 안정하게 결합시켜 주고, 내식성 및 가공성 등의 주요 물성을 확보하기 위한 하도층을 구성하는 주요 수지 역할을 할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 주제 수지의 종류는 특별히 제한되지 않고, 내식성 및 가공성 등의 주요 물성을 확보할 수 있는 수지라면 어떠한 것이라도 가능하나, 바람직하게는 폴리 우레탄 수지, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 에스테르 수지, 아크릴 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리 우레탄 수지일 수 있으며, 가장 바람직하게는 수용성 폴리 우레탄 수지일 수 있다. 상기 수용성 폴리 우레탄 수지는, 예를 들면, 디이소시아네이트, 폴리올 및 디아민이 공중합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 디이소시아네이트, 폴리올 및 디아민의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 공지되어 있는 화합물을 모두 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어인『부피부』는 부피 비율을 의미한다.
본 발명의 조성물에서, 상기 주제 수지는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여, 20 부피부 내지 90 부피부, 바람직하게는 30 부피부 내지 80 부피부로 포함될 수 있다. 상기 주제 수지의 함량이 20 부피부 미만이면, 주제 수지의 함량이 너무 적어 금속 분말을 안정하게 분산시킬 수 없고, 또한, 내식성 및 가공성 등의 주요 물성을 확보하는데 어려움이 따를 수 있으며, 90 부피부를 초과하면, 경화제를 포함한 첨가제의 함량이 너무 적어 경화력이 저하될 수 있다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은 금속 분말을 포함할 수 있고, 상기 금속 분말은 하도층의 도전성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 금속 분말의 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 통용되는 금속을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 도전성이 우수한 Al, Ni, Co, Mn, Fe, Ti, Cu, Zn, Sn 및 Fe2P로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 상기 금속 분말은 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여, 1 부피부 내지 30 부피부, 바람직하게는 5 부피부 내지 20 부피부로 포함될 수 있다. 상기 금속 분말의 함량이 1 부피부 미만이면, 순간적으로 매우 큰 전류가 흘러야 하는 저항 용접 시 충분한 전기 전도성을 부여하지 못하여 용접이 불가능할 수 있고, 30 부피부를 초과하면, 코팅된 강판의 가공 시 도막이 벗겨지거나, 금속 분말이 탈착 후 금형에 고착되어 연속 성형 작업 시 성형된 부품의 외관이 미려하지 못하고, 도막이 벗겨진 부분 또는 긁힌 부분의 내식성이 급격히 저하되어 부식이 쉽게 발생할 수 있다.
또한, 상기 금속 분말의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 구형 또는 판상형일 수 있다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여, 1 부피부 내지 30 부피부의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에서 사용될 수 있는 첨가제는 경화제, 저장 안정제, 실란 커플링제, 필러 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 경화제는 상기 주제 수지를 가교시켜 응집력을 부여하는 역할을 할 수 있다. 상기 경화제의 종류로는 아민계 화합물, 에폭시계 화합물, 멜라민계 화합물 및 블록화된 이소시아네이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아민계 화합물의 예로는 테트라메틸구아니딘, 이미다졸 또는 그의 유도체, 카르복실산히드라지드류, 3급 아민, 방향족 아민, 지방족 아민, 디시안디아미드 또는 그의 유도체 등을 들 수 있고; 상기 에폭시계 화합물의 예로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N’,N’-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 들 수 있으며; 상기 멜라민계 화합물의 예로는 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민, 헥사프로폭시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민, 헥사펜틸옥시메틸멜라민, 헥사헥실옥시메틸멜라민 또는 cymel 325(Cytec사(제)) 시리즈를 들 수 있고; 상기 블록화된 이소시아네이트계 화합물의 예로는 메틸에틸 케옥심(methylethyl keoxime), 디에틸 말로네이트(dietyl malonate) 또는 3,5-디메틸 피라졸(3,5-dimethyl pyrazole) 등의 블록킹제로 블록화된 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저장 안정제는 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 저장성을 향상시킬 수 있다. 상기 저장 안정제의 종류로는 페놀계 산화 방지제 또는 아민계 산화 방지제 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 페놀계 산화 방지제의 예로는 알킬화된 모노페놀, 알킬티오메틸페놀, 하이드로퀴논, 알킬화된 하이드로퀴논, 토코페롤, 하이드록시화된 티오디페닐 에테르, 알킬리덴비스페놀, O-벤질 화합물, N-벤질 화합물, S-벤질 화합물, 하이드록시벤질화된 말로네이트, 방향족 하이드록시벤질 화합물 또는 트리아진 화합물 등을 들 수 있고; 상기 아민계 산화 방지제의 예로는 아릴아민, 디아릴 아민, 폴리아릴 아민, 아실아미노페놀, 옥사미드, 금속 불활성제, 포스파이트, 포스포나이트, 벤질포스포네이트, 아스코르브산, 하이드록시아민, 니트론, 티오시너지스트, 또는 인돌리논 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란 커플링제는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 의해 형성된 하도 내에서 금속 분말과 주제 수지 간의 밀착성을 향상시키거나, 강판 표면과 주제 수지 간의 밀착성을 향상킬 수 있다.
상기 실란 커플링제를 금속 분말에 미리 처리한 후, 실란 커플링제로 처리된 금속 분말을 주제 수지 등과 혼합하거나, 주제 수지 등과 실란 커플링제를 미리 혼합한 후, 상기 혼합물에서 금속 분말을 분산시킬 수 있다.
실란 커플링제를 주제 수지 등과 미리 혼합한 후, 상기 혼합물에서 금속 분말을 분산시키는 경우, 상기 실란 커플링제는 주제 수지 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실란 커플링제의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 그 첨가 효과가 미미하여 금속 분말과 주제 수지 간의 밀착성이 저하될 수 있고, 10 중량부를 초과하면, 본 발명의 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물 내에서 실란 커플링제가 불균일하게 분산되어 내식성이 저하될 수 있다.
상기 실란 커플링제의 예로는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 감마-메타크릴옥시프로필에톡시실란, 감마-클로로프로필메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(베타-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리에톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 감마-머캅토프로필메톡시실란, 감마-아미노프로필트리에톡시실란, N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트리메톡시실란 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 소재 강판; 주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물을 포함하며, 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되는 하도층; 및 상기 하도층 위에 형성되고, 라디칼 화합물을 포함하는 상도층을 포함하는 표면처리 강판에 관한 것이다.
[일반식 1]
Tb/3 ≤ Dl
상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 하도층의 두께를 나타낸다.
첨부된 도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 구체예에 따른 표면처리 강판의 단면도를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 표면처리 강판(10)은 소재 강판(11); 상기 소재 강판(11)의 일면에 형성되고, 금속 분말(14)을 포함하고 있는 하도층(12); 및 상기 하도층(12) 위에 형성된 상도층(13)을 포함하는 구조일 수 있고, 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 표면처리 강판(20)은 소재 강판(11); 상기 소재 강판(11)의 양면에 형성되고, 금속 분말(14)을 함유하고 있는 2개의 하도층(12); 및 상기 하도층(12) 위에 형성된 2개의 상도층(13)을 포함하는 구조일 수도 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 소재 강판의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 냉연강판; 아연도금강판; 아연계 전기도금강판; 용융아연도금강판; 알루미늄도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철, 마그네슘, 주석, 구리 또는 이들의 혼합물을 함유한 도금강판; 실리콘, 구리, 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 인산염이 도포된 아연도금강판; 및 열연강판으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
강판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 강판이 사용되는 목적 및 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 강판은 그 두께에 따라, 6 mm를 초과하는 후판, 1 mm 내지 6 mm인 중판 및 1 mm 미만인 박판으로 구분되며, 본 발명에서는 적용 용도에 따라 적절히 채용할 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되는 하도층은, 주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 상기 일반식 1의 조건을 만족하는 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 상기 하도층은 상기 일반식 1의 조건을 만족하는 장축의 평균 입도를 가지는 금속 분말을 포함하고 있어, 하도층의 도전성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 우수한 용접성을 부여할 수 있다. 상기 하도층 형성용 수지 조성물에 관한 구체적인 내용은 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 관해 전술한 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 하도층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 하도층의 두께가 10 ㎛를 초과하면, 하도층이 도전성을 가지는 금속 분말을 함유하고 있다 하더라도, 도전성이 저하되어 용접성이 불량해지고, 더욱이 상기 하도층 위에 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 함유하는 상도층을 추가로 형성 시에는 용접성이 발현되지 못할 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 하도층 위에 형성되는 상도층은 라디칼 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
상기 UV 경화형 도료 조성물은 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 포함하고 있어, 우수한 외관, 내스크래치성 및 내식성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어인 『중량부』는 중량 비율을 의미한다.
본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 올리고머는 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 80 중량부, 바람직하게는 30 중량부 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 올리고머의 함량이 10 중량부 미만이면, 광중합 반응이 빠르게 진행됨에 따라 가교밀도가 높아져 도막의 취성이 커질 우려가 있고, 80 중량부를 초과하면, 광중합 반응속도가 저하되어 가교밀도 조절이 어렵고, 도막을 경화시키기 위한 UV 조사량이 많이 요구되거나, UV 조사 시간이 장기화될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 올리고머의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아크릴계 올리고머를 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 올리고머의 중량평균분자량은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 1000 내지 5000, 바람직하게는 1000 내지 3000 일 수 있다.
본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(gel permeation chromatography)로 측정한, 폴리스티렌 환산 수치를 의미한다.
본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 광중합성 모노머는 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 80 중량부, 바람직하게는 30 중량부 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 모노머의 함량이 10 중량부 미만이면, 광중합 반응속도가 저하되어 가교밀도 조절이 어렵고, 도막을 경화시키기 위한 UV 조사량이 많이 요구되거나, UV 조사 시간이 장기화될 우려가 있고, 80 중량부를 초과하면, 광중합 반응이 빠르게 진행됨에 따라 가교밀도가 높아져 도막의 취성이 커질 우려가 있다.
또한, 본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 광중합성 모노머의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 단관능 또는 다관능 아크릴레이트계 모노머로일 수 있다. 상기 다관능 아크릴레이트계 모노머는 분자 중에 2 이상의 아크릴레이트 잔기를 가지는 광중합성 아크릴레이트계 모노머를 의미한다.
상기 단관능 아크릴레이트계 모노머의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 아크릴 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퓨릴 (메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 본 발명에서는 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
또한, 상기 다관능 아크릴레이트계 모노머의 구체적인 예로는, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸 디(메타)아크릴레이트, 알킬렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디알킬렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리알킬렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 본 발명에서는 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 광개시제는 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 30 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 10 중량로 포함될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 광중합 반응이 일어나지 않거나, 광중합 반응이 매우 느리게 일어나게 되어 UV 조사에 의한 도막의 경화가 불가능하거나 경화 시간이 장기화될 우려가 있고, 30 중량부를 초과하면, 광반응에 의해 광개시제가 라디칼 형태로 전이된 상태로 잔존하게 되어, 광중합 반응을 억제하거나 도막의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
또한, 본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 광개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 상기 도료 조성물의 경화에 사용되는 자외선 램프에 따라 단파장용 광개시제 또는 장파장용 광개시제를 선택적으로 사용할 수 있지만, 바람직하게는 벤조페논계 화합물; 벤조인계 화합물; 벤조인에테르계 화합물; 벤질케탈계 화합물; 아세토페논계 화합물; 안트라퀴논계 화합물; 및 티옥소잔톤계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상업적으로 시판되고 있는 상기 광개시제의 예로는, 예로서는 이가큐어 184(Irgacure 184™), 이가큐어 754(Irgacure 754™), 이가큐어 819(Irgacure 819™), 다로큐어 1173(Darocure 1173™) 및 다로큐어 TPO(Darocure TPO™) 등의 시바 스페셜티 케미칼사(Ciba specialty chemicals사) 제품; 및 미큐어 CP-4(Micure CP-4™), 미큐어 MP-8(Micure MP-8™), 미큐어 BP(Micure BP™) 및 미큐어 TPO(Micure TPO™) 등의 미원상사 제품 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 무용제형 UV 경화형 도료 조성물의 특성을 살리기 위해서는, 상기 시판되고 있는 제품 중 제조 과정에서의 용이성을 감안하여 액상 광개시제인 이가큐어 754(Irgacure 754™), 다로큐어 1173(Darocure 1173™) 또는 미큐어 MP-8(Micure MP-8™) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 UV 경화형 도료 조성물은 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 첨가제는 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 15 중량부, 바람직하게는 0.3 중량부 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 내지 6 중량로 포함될 수 있다.
본 발명의 UV 경화형 도료 조성물에서, 상기 첨가제는 상기 함량 범위 내에서 포함됨으로써, UV 경화형 도료 조성물에 요구되는 물성을 변화시키지 않으면서, 첨가제 본연의 효과를 발휘할 수 있다.
상기 첨가제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 바람직하게는 소포제, 레벨링제, 부착 증진제, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 열중합 금지제, 평활제, 분산제, 대전 방지제, 가소제, 유기 충진제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있다.
상기 소포제는 본 발명의 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 상기 하도층 상에서의 코팅 작업 시 발생하는 기포를 제거하기 위한 것으로, 구체적인 예로서 TEGO Airex 920, TEGO Airex 932, BYK 088 또는 BYK 1790 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 레벨링제는 도막 외관 및 스크래치성을 향상시키기 위한 것으로, 구체적인 예로서 TEGO Glide 410, TEGO Glide 440, TEGO Rad 2250, BYK-UV 3500 또는 BYK-UV 3510 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 부착 증진제는 UV 경화형 도료 조성물의 하도층에 대한 부착력을 향상시키기 위한 것으로, 구체적인 예로서, 하이드록시에틸 아크릴로일 포스페이트 또는 하이드록시에틸 메타아크릴레이트 포스페이트 등의 아크릴 포스페이트계 부착 증진제를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 산화 방지제의 예로는 이가녹스 1010(Irganox 1010), 이가녹스 1035(Irganox 1035), 이가녹스 1076(Irganox 1076) 또는 이가녹스 1222(Irganox 1222) 등의 BASF사 제품을 들 수 있고; 광 안정제의 예로는 티누빈 292(Tinuvin 292), 티누빈 144(Tinuvin 144) 또는 티누빈 622LD(Tinuvin 622LD) 등의 BASF사 제품; 및 사놀LS-770(sanol LS-770), 사놀 LS-765(sanol LS-765), 사놀 LS-292(sanol LS-292) 또는 사놀 LS-744(sanol LS-744) 등의 산쿄사 제품을 들 수 있으며; 자외선 흡수제의 예로는 티누빈 P(Tinuvin P), 티누빈 234(Tinuvin 234), 티누빈 320(Tinuvin 320) 또는 티누빈 328(Tinuvin 328) 등의 BASF사 제품; 및 수미소브 110(Sumisorb 110), 수미소브 130(Sumisorb 130), 수미소브 140(Sumisorb 140), 수미소브 220(Sumisorb 220), 수미소브 250( Sumisorb 250), 수미소브 320(Sumisorb 320) 또는 수미소브 400(Sumisorb 400) 등의 스미토모사 제품을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 평활제 및 분산제는 BYK사, TEGO사 및 EFKA사 등의 통상적인 도료용 첨가제 제조 업체의 제품을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판에서, 상기 상도층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 상도층의 두께가 1 ㎛ 미만이면, UV 경화형 도료 조성물의 경화물이 충분하지 않아, 내스크래치성 및 광택도 등이 저하될 수 있고, 20 ㎛를 초과하면, 통전 불량 또는 스패터가 발생하여 일정한 전압에서의 저항 용접이 불가능할 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판은 우수한 외관, 내스크래치성 및 내식성을 가질 뿐만 아니라, 용접성 또한 우수하기 때문에 건재용 소재로서 유용하게 활용될 수 있다.
본 발명은 또한, 소재 강판의 일면 또는 양면에 본 발명에 따른 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 코팅하여 하도층을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 하도층 위에 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 도료 조성물을 코팅하여 상도층을 형성하는 단계를 포함하는 표면처리 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 표면처리 강판을 제조하기 위해서 우선, 일면 또는 양면에 도금층이 형성된 소재 강판을 준비 내지 제조할 수 있다. 일면 또는 양면에 도금층이 형성된 소재 강판을 제조하는 경우에는 소재 강판에 내식성이 우수한 금속을 도금할 수 있다. 본 발명에서 도금에 사용될 수 있는 금속으로는 전술한 바와 같이, 아연, 아연계 합금, 알루미늄 또는 알루미늄계 합금 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 강판 위에 금속을 도금하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 공지된 모든 수단을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 도금량 제어가 용이하고, 도금량의 균일도가 우수한 전기도금을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법에서, 상기 소재 강판에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
상기와 같이, 준비 내지 제조된 소재 강판에 있어서, 소재 강판의 일면 또는 양면에 하도층을 형성하기 위해서, UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 소재 강판의 표면에 코팅하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은 전술한 바와 같이, 주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 상기 일반식 1의 조건을 만족할 수 있다.
구체적으로, 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물은, 용제인 물에 주제 수지를 첨가하고, 이어서 금속 분말 및 첨가제를 첨가한 후, 적절히 숙성시켜 제조할 수 있다. 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에서는 상기와 같이 제조된 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 소재 강판 위에 코팅함으로써, 하도층을 형성할 수 있고, 상기 코팅 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 공지되어 있는 모든 수단을 채용할 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 롤 코팅, 스프레이 또는 침적법 등을 이용하여 하도층 형성용 조성물을 소재 강판 위에 코팅할 수 있고, 특히 강판의 편면 및 양면 모두에 적용이 가능하고, 하도층의 부착량 조절이 용이한 롤 코팅을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제조 방법에서, 하도층의 형성 단계는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 소재 강판 위에 코팅하는 공정 이후, 추가적으로 건조 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에서 하도층의 형성을 위한 상기 건조 공정은 110℃ 내지 250℃, 바람직하게는 120℃ 내지 220℃의 소부 온도에서 5 초 이상 동안 수행될 수 있다. 상기 소부 온도는 가열건조 온도를 의미한다. 상기 소부 온도, 구체적으로는 강판의 온도(Metal Temperature)가 110℃ 미만이면, 주제 수지와 금속 분말 간의 반응이 잘 진행되지 않아, 물로 세척시 일부 성분이 탈락되어 내식성 확보가 충분하지 않을 우려가 있고, 250℃를 초과하면, 경화 반응은 더 이상 진행되지 않고, 열랑 손실에 의한 에너지 비용만 증가할 우려가 있다.
본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법은, 상기와 같이 형성된 하도층 위에 상도층을 형성하기 위해서, UV 경화형 도료 조성물을 하도층 위에 코팅하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 UV 경화형 도료 조성물은, 전술한 바와 같이 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 UV 경화형 도료 조성물은, 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 혼합하여 제조할 수 있고, 바람직하게는 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제와 함께 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 각 성분의 종류 및 함량은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에서는 상기와 같이 제조된 UV 경화형 도료 조성물을 하도층 위에 코팅함으로써, 상도층을 형성할 수 있고, 상기 코팅 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 공지되어 있는 모든 수단을 채용할 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 롤 코팅, 스프레이 또는 침적법 등을 이용하여 UV 경화형 도료 조성물을 하도층 위에 코팅할 수 있고, 특히 강판의 편면 및 양면 모두에 적용이 가능하고, 상도층의 부착량 조절이 용이한 롤 코팅을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제조 방법에서, 상도층의 형성 단계는 UV 경화형 도료 조성물을 하도층 위에 코팅하는 공정 이후, 추가적으로 UV를 조사하여 경화시키는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상도층의 형성을 위한 상기 경화 공정은 하도층 위에 코팅되어 있는 UV 경화형 도료 조성물에 UV를 조사하여 수행할 수 있고, 상기 UV를 조사하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 알려진 UV 조사장치를 제한 없이 채용할 수 있다. 본 발명에서는 UV 조사장치의 예로써, UV 램프를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 UV 조사 시간 또한 특별히 제한되지 않고, UV 경화형 도료 조성물이 충분히 경화될 수 있도록 적절히 선택될 수 있다.
상기와 같이, 하도층 위에 코팅된 UV 경화형 도료 조성물에 UV를 조사하게 되면, 광개시제가 라디칼을 형성하면서 올리고머 및 광중합성 모노머 간의 반응을 개시하여 UV 경화가 진행되며, 이에 따라 하도층 위에 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 함유하는 상도층이 형성될 수 있다.
본 발명의 표면처리 강판의 제조 방법에 의해 제조된 표면처리 강판은 외관, 내스크래치성 및 내식성을 우수하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 용접성 또한 확보할 수 있어, 건재용 소재로서 유용하게 적용될 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
금속 분말을 함유한 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 소재 강판 위에 코팅하고, 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 경화물을 포함하는 하도층 위에 UV 경화형 도료 조성물을 코팅하여 표면처리 강판을 제조하였다. 상기 금속 분말의 형태; 평균 입도; 및 함량을 변경하면서 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 조성을 변경하였다.
실시예 1
소재 강판의 준비
소재 강판으로는 편면의 아연 부착량이 60 g/m2인 용융아연 도금강판을 이용하였다.
UV 코팅층의 하도용 수지 조성물 제조 및 하도 처리
UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여, 디이소시아네이트, 폴리올 및 디아민으로 공중합되고, 수평균 분자량 3,000 내지 10,000을 가지는 수용성 폴리 우레탄 수지 60 부피부; 및 블록화된 폴리이소시아네이트, 아민계 경화제, 에폭시계 경화제 및 멜라민 수지로 구성된 경화제 15 부피부를 용매인 물에 희석한 후, 장축의 평균 입도가 6.3 ㎛이고, 단축의 평균 입도가 0.4 ㎛이며, 판형을 가지는 알루미늄 금속 분말 2 부피부를 상기 혼합물에 배합하여 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 제조하였다. 상기 배합 방법으로는 임펠러를 이용한 고속 교반 방법을 이용하였다.
이어서, 상기 제조된 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물을 롤코터를 이용하여 상기 제조된 전기도금 아연강판 위에 코팅하고, 강판 온도가 140℃가 되도록 소부 건조하여 두께가 1 ㎛인 하도층을 형성하였다.
UV 경화형 도료 조성물의 제조 및 상도 처리
변성 에폭시 아크릴레이트 올리고머[CN 150/80, Sartomer, 미국] 35g, 우레탄 아크릴레이트 올리고머[UA-5221, HS 켐트론, 한국] 15g, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) [SR285, Sartomer, 미국] 30 g, 헥산디올디아크릴레이트(HDDA) [Miramer M200, 미원상사, 한국] 10g, 광개시제 [Darocure 1173, Ciba Chemicals, 스위스] 8g, 소포제[TEGO Airex 920, Evonik, 독일] 0.5g, 레벨링제[TEGO Rad 2250, Evonik, 독일] 0.5g 및 부착 증진제 1g을 혼합하여 UV 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
이어서, 상기 UV 경화형 도료 조성물을 상기 금속 분말이 함유된 하도층 위에 롤코터를 이용하여 코팅한 뒤, UV 램프를 이용하여 2,000 mJ/㎠의 광량으로 조사하여 상기 UV 경화형 도료 조성물을 경화시킴으로써, 두께가 6 ㎛인 상도층을 형성하였다.
실시예 2 내지 40
금속 분말의 종류, 형태, 평균 입도 및 함량;과 하도층 및 상도층의 두께를 하기의 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 제조하였다.
표 1
구분 금속 분말 하도층의 두께 상도층의두께
종류 형태 장축의 평균입도 단축의평균입도 함량
실시예 1 Al 판형 6.3 0.4 2.0 1 6
2 5 6
3 8 6
4 5 12
5 8.0 1 6
6 5 6
7 8 6
8 5 12
9 15.0 1 6
10 5 6
11 8 6
12 5 12
13 30.0 1 6
14 5 6
15 8 6
16 5 12
17 구형 5.7 5.7 10.0 2 3
18 2 6
19 2 12
20 4 3
21 4 6
22 4 12
23 8 3
24 8 6
25 8 12
26 Zn 구형 4.6 4.6 2.0 5 6
27 5.0
28 10.0
29 15.0
30 30.0
31 Ni 구형 3.2 3.2 2.0 5 6
32 5.0
33 10.0
34 15.0
35 30.0
36 판형 8.7 0.8 2.0 5 6
37 5.0
38 10.0
39 15.0
40 30.0
평균입도 및 두께의 단위: ㎛함량 단위: 부피부
비교예 1 내지 26
금속 분말의 종류, 형태, 평균 입도 및 함량;과 하도층 및 상도층의 두께를 하기의 표 2에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 표면처리 강판을 제조하였다.
표 2
구분 금속 분말 하도층의 두께 상도층의두께
종류 형태 장축의 평균입도 단축의평균입도 함량
비교예 1 Al 판형 6.3 0.4 0.5 1 6
2 5 6
3 8 6
4 12 6
5 5 12
6 5 25
7 2.0 12 6
8 5 25
9 8.0 12 6
10 5 25
11 15.0 12 6
12 5 25
13 30.0 12 6
14 5 25
15 구형 5.7 5.7 10.0 2 25
16 4 25
17 8 25
18 Zn 구형 1.2 1.2 0.5 5 6
19 2.0
20 5.0
21 10.0
22 15.0
23 30.0
24 4.6 4.6 0.5 5 6
25 Ni 구형 3.2 3.2 0.5 5 6
26 판형 8.7 0.8 0.5 5 6
평균입도 및 두께의 단위: ㎛함량 단위: 부피부
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판의 품질 평가로는 용접성, 내식성 및 내스크래치성의 물성을 평가하였고, 각 물성은 하기와 같은 방법으로 측정되었다.
1. 용접성
구리-크롬 합금 RWMA class II의 용접 전극이 장착된 AC 공압식 점 용접기를 사용하여 상기 제조된 실시예 및 비교예의 표면처리 강판에 대한 전극 수명을 측정하였다. 상기 전극 수명 측정은 가압력 1.8 kN, 용접시간 6 사이클, 스퀴즈 시간 24 사이클 및 유지 시간 12 사이클의 측정 조건에서 수행하였고, 용접 전류 및 인가 전압은 용접이 가능한 전류 범위를 측정한 후 적절하게 조절하였으며, 용접부 너겟의 평균 직경이 강판의 두께의 제곱근의 4배, 즉 (강판 두께)1/2의 4배 이상이 되는 최대 용접 타수를 전극 수명으로 측정였다. 상기 용접성의 평가 기준은 하기와 같다.
<용접성 평가 기준>
◎: 연속 타점 수가 800 이상인 경우
○: 연속 타점 수가 600 이상 800 미만인 경우
△: 연속 타점 수가 300 이상 500 미만인 경우
×: 연속 타점 수가 0 이상 300 미만인 경우
2. 내식성
실시예 및 비교예에서 제조된 표면처리 강판을 가공하여 컵 모양의 시편을 제조하고, 상기 시편에 염수분무 시험기(SST, Salt Spray Tester)를 이용하여 5%의 염수 농도 및 35℃의 온도를 갖는 염수를 1kg/cm2의 분무압으로 고르게 분사한 후, 컵 모양 시편의 측면에서 적청이 발생하는 시간을 측정하였다. 상기 내식성의 평가 기준은 하기와 같다.
<내식성 평가 기준>
◎: 적청 발생 시간이 480 시간 이상임
○: 적청 발생 시간이 360 시간 이상 480 시간 미만임
△: 적청 발생 시간이 240 시간 이상 360 시간 미만임
×: 적청 발생 시간이 240 시간 미만임
3. 내스크래치성
JIS K5600-5-4KS에 따라 연필경도를 이용하여 측정하였다. 상기 연필경도는 9B 내지 9H 단계로 구분되며, 상기 9B 단계로 갈수록 경도가 약한 것이고, 9H로 갈수록 경도가 강한 것이다.
<내스크래치성 평가 기준>
◎: HB 이상
○: B 이상 ~ F 이하
△: 4B 이상 ~ 2B 이하
×: 5B 이하
상기 실시예 1 내지 40의 표면처리 강판에 대한 물성 측정 결과를 하기의 표 3에 기재하였다.
표 3
구분 용접성 내식성 내스크래치성
실시예 1 ○ ◎ ◎
2 ○ ◎ ◎
3 ○ ◎ ◎
4 ○ ◎ ◎
5 ○ ◎ ◎
6 ○ ◎ ◎
7 ○ ◎ ◎
8 ○ ◎ ◎
9 ○ ◎ ◎
10 ○ ◎ ◎
11 ○ ◎ ◎
12 ○ ◎ ◎
13 ○ ○ ◎
14 ○ ○ ◎
15 ○ ○ ◎
16 ○ ○ ◎
17 ○ ◎ ○
18 ○ ◎ ◎
19 ○ ◎ ◎
20 ○ ◎ ○
21 ○ ◎ ◎
22 ○ ◎ ◎
23 ○ ◎ ○
24 ○ ◎ ◎
25 ○ ◎ ◎
26 ○ ◎ ◎
27 ○ ◎ ◎
28 ○ ◎ ◎
29 ○ ○ ◎
30 ○ ◎ ◎
31 ○ ◎ ◎
32 ○ ◎ ◎
33 ○ ◎ ◎
34 ○ ○ ◎
35 ○ ◎ ◎
36 ○ ◎ ◎
37 ○ ◎ ◎
38 ○ ◎ ◎
39 ○ ◎ ◎
40 ○ ○ ◎
◎: 매우 우수 / ○: 우수
상기 비교예 1 내지 26의 표면처리 강판에 대한 물성 측정 결과를 하기의 표 4에 기재하였다.
표 4
구분 용접성 내식성 내스크래치성
비교예 1 × ◎ ◎
2 × ◎ ◎
3 × ◎ ◎
4 × ◎ ◎
5 × ◎ ◎
6 × ◎ ◎
7 △ ◎ ◎
8 × ◎ ◎
9 × ◎ ◎
10 × ◎ ◎
11 × ◎ ◎
12 × ◎ ◎
13 × ○ ◎
14 × ○ ◎
15 × ◎ ◎
16 × ◎ ◎
17 × ◎ ◎
18 × ◎ ◎
19 × ◎ ◎
20 × ◎ ◎
21 × ◎ ◎
22 × ◎ ◎
23 × ○ ◎
24 × ◎ ◎
25 × ◎ ◎
26 × ◎ ◎
◎: 매우 우수 / ○: 우수 / △: 보통 / ×: 불량
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 40의 경우, 상기 일반식 1의 조건을 만족하고, UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 포함된 금속 분말의 함량이 1 부피부 내지 30 부피부 범위 내에 있으며, 하도층의 두께(Tb)가 10 ㎛ 이하이고, 상도층의 두께(Tt)가 20 ㎛ 이하이므로, 표면처리 강판의 용접성이 우수면서 내식성 및 내스크래치성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 6 및 24 내지 26의 경우, 금속 분말의 함량이 0.5 부피부로서 본 발명에서 특정한 함량 범위를 벗어나 있어 용접성이 불량하다는 것을 알 수 있고,
비교예 7, 9, 11 및 13의 경우, 표면처리 강판의 하도층의 두께가 10 ㎛를 초과하고 있어, 용접성이 우수하지 않고, 보통이거나 불량해졌음을 알 수 있으며,
비교예 8, 10, 12, 및 14 내지 17의 경우, 표면처리 강판의 상도층의 두께가 20 ㎛를 초과하고 있어, 용접성이 불량하다는 것을 알 수 있고,
비교예 18 내지 23의 경우, 금속 분말의 장축의 평균 입도(Dl)가 Tb/3 보다 작기 때문에 용접성이 불량하다는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 표면처리 강판은 하도층의 두께, 상도층의 두께, UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 포함된 금속 분말의 함량을 특정 범위 내로 조절하고, 일반식 1의 요건을 만족함으로써, 용접성을 우수하게 유지하면서도 내식성 및 내스크래치성 또한 매우 우수하게 유지할 수 있다.
[부호의 설명]
10,20: 표면처리 강판
11: 소재 강판
12: 하도층
13: 상도층
14: 금속 분말
본 발명의 표면처리 강판은 우수한 외관, 내스크래치성, 내식성 및 용접성을 가지고 있기 때문에 건재용 소재로서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 주제 수지; 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물:
    [일반식 1]
    Tb/3 ≤ Dl
    상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물에 의해 형성된 하도의 두께를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Dl이 3Tb 이하인 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주제 수지는 폴리 우레탄 수지, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 에스테르 수지, 아크릴 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    주제 수지는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여 20 부피부 내지 90 부피부로 포함되는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    금속 분말은 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여 1 부피부 내지 30 부피부로 포함되는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    금속 분말은 Al, Ni, Co, Mn, Fe, Ti, Cu, Zn, Sn 및 Fe2P로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    금속 분말은 구형 또는 판상형을 가지는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    UV 코팅층의 하도용 수지 조성물의 고형분 100 부피부에 대하여 1 부피부 내지 30 부피부의 첨가제를 추가로 포함하는 UV 코팅층의 하도용 수지 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    첨가제는 경화제, 저장 안정제, 실란 커플링제, 필러 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 UV 코팅층의 하도 용 수지 조성물.
  10. 소재 강판;
    주제 수지 및 금속 분말을 포함하고, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물을 포함하며, 상기 소재 강판의 일면 또는 양면에 형성되는 하도층; 및
    상기 하도층 위에 형성되고, 라디칼 화합물을 포함하는 상도층을 포함하는 표면처리 강판:
    [일반식 1]
    Tb/3 ≤ Dl
    상기 일반식 1에서, Dl은 상기 금속 분말의 장축의 평균 입도를 나타내고, Tb는 상기 하도층 형성용 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 하도층의 두께를 나타낸다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    Dl이 3Tb 이하인 표면처리 강판.
  12. 제 10 항에 있어서,
    주제 수지는 폴리 우레탄 수지, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 에스테르 수지, 아크릴 수지 및 올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면처리 강판.
  13. 제 10 항에 있어서,
    하도층의 두께가 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 표면처리 강판.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상도층은 올리고머, 광중합성 모노머 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 도료 조성물의 경화물을 포함하는 표면처리 강판.
  15. 제 14 항에 있어서,
    UV 경화형 도료 조성물은 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여, 10 중량부 내지 80 중량부의 올리고머; 10 중량부 내지 80 중량부의 광중합성 모노머; 및 0.1 중량부 내지 30 중량부의 광개시제를 포함하는 표면처리 강판.
  16. 제 14 항에 있어서,
    올리고머는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면처리 강판.
  17. 제 14 항에 있어서,
    광중합성 모노머는 단관능 또는 다관능 아크릴레이트계 모노머인 표면처리 강판.
  18. 제 14 항에 있어서,
    광개시제는 벤조페논계 화합물; 벤조인계 화합물; 벤조인에테르계 화합물; 벤질케탈계 화합물; 아세토페논계 화합물; 안트라퀴논계 화합물; 및 티옥소잔톤계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면처리 강판.
  19. 제 14 항에 있어서,
    UV 경화형 도료 조성물은 UV 경화형 도료 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 15 중량부의 첨가제를 추가로 포함하는 표면처리 강판.
  20. 제 19 항에 있어서,
    첨가제는 소포제, 레벨링제, 부착 증진제, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 열중합 금지제, 평활제, 분산제, 대전 방지제, 가소제, 유기 충진제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 표면처리 강판.
  21. 제 10 항에 있어서,
    상도층의 두께가 1 ㎛ 내지 20 ㎛인 표면처리 강판.
  22. 제 10 항에 있어서,
    표면처리 강판은 건축 재료로 사용되는 표면처리 강판.
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