KR101105288B1 - Composition of weldable pre-primed paints for automobile OEM and coating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바인더 수지, 가교제, 방청성 안료 및 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 등으로 이루어진 용접성 프리-프라임(weldable pre-primed)용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 도료 조성물을 사용하여 금속 시트의 가공 전에 코팅하여 용접성, 밀착성, 내식성 및 가공성 등을 극대화시키고, 또한 기존의 자동차 도장 공정에서 비 친환경적인 습식침적공정에 의하여 도장되는 전착공정과 용제가 비산되는 정전 스프레이 도장 공정을 통하여 도장되는 중도 정전도장 시스템을 대체한 롤코팅 공정(Roll Coating Process)을 채택하여 금속 시트를 코팅함으로써, 가공 후의 성형성 및 용접성이 매우 우수하여 복잡한 자동차 도장 공정의 단축에 의한 생산성 향상, 에너지절감 및 작업환경 개선에 큰 효과가 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a paint composition for weldable pre-primed consisting of a binder resin, a crosslinking agent, an anti-corrosive pigment, and a metal powder such as zinc dust, and a coating method using the same. Electrostatic spray coating in which the electrodeposition process and the solvent are scattered by coating the metal sheet using the composition before coating to maximize the weldability, adhesion, corrosion resistance and processability, and by the non-eco-friendly wet deposition process in the existing automobile coating process. By adopting the Roll Coating Process, which replaces the intermediate electrostatic coating system applied through the process, the metal sheet is coated to improve the productivity by shortening the complex automotive coating process due to its excellent formability and weldability after processing. It is expected to have a great effect on energy saving and work environment improvement.

자동차용 도료, 도장강판 시스템, 용접적용, 롤코팅 공정, 강판 가공성 Automotive paint, Painted steel sheet system, Welding application, Roll coating process, Steel sheet workability

Description

자동차 오이엠용 용접성 프리-프라임용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법{Composition of weldable pre-primed paints for automobile OEM and coating method thereof}Composition of weldable pre-primed paints for automobile OEM and coating method

본 발명은 바인더 수지, 가교제, 방청성 안료 및 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 등으로 이루어진 용접성 프리-프라임(weldable pre-primed)용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 금속 시트의 가공 전에 도료를 코팅하여 용접성, 밀착성, 내식성 및 가공성 등을 극대화시키고, 기존의 자동차 도장 공정에서 적용되는 전착공정을 대체하여 도장설비 감축 및 생산성을 극대화 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 용접성 프리-프라임용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것이다. The present invention relates to a coating composition for weldable pre-primed made of a binder resin, a crosslinking agent, an anti-corrosive pigment, and a metal powder such as zinc dust, and a coating method using the same. Coating paints to maximize weldability, adhesion, corrosion resistance and processability, and to replace the electrodeposition process applied in the existing automotive coating process to reduce the coating equipment and maximize productivity. It relates to a composition and a coating method using the same.

일반적으로 자동차 도장 공정은 합금화용융아연도금강판(GA) 및 용융아연도금강판(GI), 전기아연도금강판(EGI)과 같은 아연도금강판 또는 아연도금합금화강판 등을 절단 및 가공, 용접과 조립공정을 거친 후 인산염 전처리 등을 거쳐 전착도 장, 중도도장, 상도도장 등의 과정을 거치게 된다. 이러한 도장 공정은 자동차 차체 생산공정 중 가장 마지막 공정으로서 강판 표면에 오염되어 있는 각종 오일 또는 먼지 등을 제거하는 탈지공정, 금속 인산염처리로서 차체의 내식성 및 전착도료 부착성을 향상시키는 전처리 공정, 페인트를 칠하는 도장공정으로 크게 구분되는데, 도장공정은 다시 방청성 및 강판과의 접착성을 향상시키기 위한 하도로써 전착도장공정, 방청성 향상 및 평활성, 전착도막과 상도도막과의 접착력을 향상시키기 위한 중도도장공정, 그리고 광택도, 선영성, 내구성을 발휘하면서 최종 외관을 형성하는 상도도장 공정으로 이루어진다.In general, automotive coating process is cutting and processing, welding and assembly process of galvanized steel or galvanized steel such as alloyed hot dip galvanized steel (GA) and hot dip galvanized steel (GI), electro galvanized steel (EGI). After going through the phosphate pretreatment, the process of electrodeposition coating, middle coating, top coating. This coating process is the final process in the automobile body production process.It is a degreasing process that removes various oils or dusts that are contaminated on the surface of steel sheets, and a pretreatment process that improves corrosion resistance and adhesion of electrodeposition paints as metal phosphate treatment. The coating process is largely divided into coating processes. The coating process is a coating process for improving the rust resistance and adhesion to the steel sheet, and is an intermediate coating process for improving the electrodeposition coating process, improving the rust resistance and smoothness, and the adhesion between the electrodeposited coating film and the top coating film. And a top coat process that forms the final appearance while exhibiting glossiness, contrast, and durability.

그러나 상기와 같은 종래의 도장공정들은 매우 복잡한 대형공정이 연속적으로 이루어지는 대단위 공정으로서 각 공정을 위한 단계별 대형 도장공장과 다양한 설비 및 인력 등이 반드시 갖추어져야만 하는 전형적인 비 친환경적인 노동집약형 공정으로 완성차 생산 공정에서 가장 느리면서도 효율이 떨어지는 공정으로 지적되고 있다. 특히 기존에 자동차 전착도장 공정에 적용되는 전착도료의 특징은 전기영동과 물의 전기분해를 수반하면서 하전된 고분자를 도전체(car body)에 도착시킴으로써 수불용성 도막을 석출시키는 방법으로 이는 복잡한 차체 구조를 균일한 도막으로 피막을 형성시키면서 내식성 및 밀착성을 부여하는 하기 위한 것이 주 목적이지만, 이러한 전착도장 공정은 완성차 도장 공정에서 기존의 비 친환경적인 습식침적공정에 의하여 도장되고, 또한, 용제가 비산되는 정전 스프레이 도장 공정을 통하여 도장되는 중도 정전도장은 도장 공정이 복잡하고, 작업 환경이 열악한 문제점 이 있었다.However, the conventional painting process as described above is a large unit process in which a very complicated large process is continuously performed, and is a typical non-eco-friendly labor-intensive process in which a large-scale painting factory for each process and various facilities and personnel must be equipped. Has been pointed out as the slowest and least efficient process. In particular, the characteristics of electrodeposition paints that are conventionally applied in the electrodeposition coating process of automobiles are methods of depositing a water-insoluble coating film by arriving at a car body with a charged polymer, accompanied by electrophoresis and electrolysis of water. Although the main purpose is to provide corrosion resistance and adhesion while forming a film with a uniform coating film, the electrodeposition coating process is coated by a conventional non-environmental wet deposition process in a finished vehicle coating process, and electrostatics in which solvent is scattered. The intermediate electrostatic coating applied through the spray coating process has a problem in that the painting process is complicated and the working environment is poor.

따라서 이러한 제조 공정상의 문제점을 극복하고, 생산효율을 극대화하기 위한 접근 방법으로 최근에 롤코팅 프로세스(Roll Coating Process)를 접목한 도장 공정 기술이 크게 각광을 받고 있으며, 완성차 분야에도 이러한 기술의 접목을 위한 기술적 개발 및 시도가 선진국을 주축으로 이루어지고 있다. 롤코팅 프로세스(Roll Coating Process)는 도료가 우선적으로 금속 시트(Metal Sheet)에 도장되는 시스템으로 그 도장된 금속 시트(Metal Sheet)는 나중에 필요에 따라서 절단 및 성형, 조립과정을 거쳐 각종 제품으로 완성되게 된다. 가공 전에 미리 도장된 금속 시트(Metal Sheet)이라는 뜻에서 프리 코팅 방식으로 도장한 강판(Pre-coated Metal)이라 통상 부르며, 이러한 용도로 사용되는 도료를 PCM용 도료라 부른다. 이와 같이 금속 시트(Metal Sheet)를 가공 전에 미리 도장해줌으로써 내식성 및 가공성, 기타 물성 등을 동시에 부여하는 도장시스템이 산업 전반에 유용하게 적용되고 있다.Therefore, as a way of overcoming these manufacturing process problems and maximizing production efficiency, the coating process technology that combines the roll coating process has recently been in the spotlight. Technological developments and attempts are being made mainly by developed countries. The roll coating process is a system in which paint is first applied to a metal sheet. The coated metal sheet is later cut, molded, and assembled into various products as needed. Will be. It is commonly referred to as pre-coated metal coated by a pre-coating method in the sense of a pre-coated metal sheet before processing, and the paint used for this purpose is called a paint for PCM. As described above, a coating system that simultaneously imparts corrosion resistance, processability, and other physical properties by coating a metal sheet before processing is usefully applied to the entire industry.

이러한 PCM용 도료는 또한 자동차 도장 공정에서 2차 부식방지 공정인 실링(sealing) 및 cavity waxing 공정을 생략 가능하게 하는 프리-실드(pre-sealed)용 도료와 자동차의 전착도장 또는 중도도장 공정까지를 생략 가능하게 하는 프리-프라임(pre-primed)용 도료가 있으며, 이와 관련한 특허 출원된 기술들을 살펴보면, 국내등록특허 제10-0361654호(2002. 11. 22. 공고)로 에틸렌옥사이드 또는 프 로필렌옥사이드가 부가되고 하이드록시 당량이 100~400인 비스페놀 에이, 비스페놀 에프 및 /또는 비스페놀 에스를 포함하여 총 글리콜 당량비의 20~100%인 글리콜 화합물 및 아로마틱산을 포함하는 이가산 화합물을 1.0:1.1~1.1 당량비로 축합하여 중량 평균 분자량이 10,000~35,000 범위인 피시엠 도료용 폴리에스테르 수지 조성물과, 국내등록특허 제10-0453383호(2005. 5. 3. 공고)로 폴리에스테르 수지와 멜라민 수지를 주성분으로 하고 여기에 보조경화제로 말로네이트로 차폐된 이소시아네이트 및 경화촉진제로 아민 또는 에폭시 수지로 차폐된 술폰산이 함유되어 있는 피씨엠용 도료에 표면개질제로 폴리실리케이트 유효량을 혼합하여 제조되는 내오염성, 내산성 및 자기 세정 능력이 우수한 비오염 피씨엠 외장재용 폴리에스테르 도료 조성물이 개시되어 있으나, 이는 가공성과 소지 및 상도와의 밀착성을 향상시키거나, 내오염성, 내산성 및 자기 세정 능력이 우수한 것으로 이러한 조성물로 도장된 PCM 강판은 수지 자체의 전기저항으로 인하여 도장전의 강판에 비해 용접성이 저하되므로 복잡한 전착도장공정을 대신하면서도 선가공 후도장에 따른 용접성을 부여하지 못하여 프리-프라임(pre-primed)용 도료로 사용은 불가능하였다.These PCM paints also cover pre-sealed paints and pre-sealed paints or intermediate coatings in cars, which can eliminate the sealing and cavity waxing processes, which are secondary corrosion protection processes. There is a pre-primed paint that can be omitted, and when looking at the patented technologies related to this, ethylene oxide or propylene oxide as a registered patent No. 10-0361654 (Nov. 22, 2002) A diacid compound comprising a glycol compound and an aromatic acid containing 20 to 100% of the total glycol equivalent ratio, including bisphenol A, bisphenol F and / or bisphenol S, to which an oxide is added and having a hydroxy equivalent weight of 100 to 400, is contained in a range of 1.0: 1.1 to 1.0. Polyester resin composition for PCM paint having a weight average molecular weight ranging from 10,000 to 35,000 by condensation at a 1.1 equivalent ratio, and domestically registered patent No. 10-0453383 (announced on May 3. 2005). Manufactured by mixing an effective amount of polysilicate as a surface modifier to a PCM paint containing tere resin and melamine resin as main components and containing isocyanate shielded with malonate as an auxiliary curing agent and sulfonic acid shielded with amine or epoxy resin as a curing accelerator. It has been disclosed a polyester coating composition for non-pollution PCM exterior material having excellent contamination resistance, acid resistance and self-cleaning ability, but this improves processability and adhesion to top and top, or has excellent pollution resistance, acid resistance and self-cleaning ability. PCM steel plate coated with this composition is pre-primed due to the electrical resistance of the resin itself. It was not possible to use as a paint.

또한, 도장 공정을 거친 강판에 용접성을 부여하기 위하여 국내특허공보 특1997-0005447호(1997. 4. 16. 공고)로 아연 또는 아연계합금도금의 표면에 크롬부착량(금속크롬환산) 10~200mg/m2의 크로메이트 피막을 갖고 있고, 이 크로메이트 피막의 상부에 수용성 또는 수분산성의 열경화성 수지를 기체수지로 하여, 이 기체수 지 100중량부에 대하여, 착색제로서, 수용성염료를 1~200중량부 배합한 막두께 0.3~3.0의 착색피막(단, 흑색피막을 제외함)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 용접가능한 착색강판이 개시되어 있지만, 이는 가전제품, 사무기기, 복사기 등에 적합한 용접가능하고 또한 외관이 우수한 착색강판을 제조하기 위해 착색도료를 사용하여 도막을 형성한 것으로, 자동차용 강판의 전착도장 공정에 적용 시에는 전처리된 강판 및 중도도장과의 밀착성이 저하되어 도막의 부착성이 저하되는 문제점이 발생되었다.In addition, in order to give weldability to the steel sheet subjected to the painting process, Korean Patent Publication No. 1997-0005447 (August 16, 1997) announced that the amount of chromium deposited on the surface of zinc or zinc-based alloy plating (in terms of metal chromium) 10 to 200 mg / having a chromate film of m 2 and, from a thermosetting resin of the upper water-soluble or water-dispersible in the chromate film to the base resin, the base resin as the coloring agent, based on 100 parts by weight, 1 to 200 parts by weight of the formulation of a water-soluble dye Although a weldable colored steel sheet is disclosed which has a colored film having a thickness of 0.3 to 3.0 (except black film), it is suitable for home appliances, office equipment, copiers, etc. In order to produce excellent colored steel sheet, the coating film is formed using colored paint. When applied to the electrodeposition coating process of automotive steel sheet, the adhesion between pretreated steel sheet and middle coating And it is occurred a problem that the adhesion of the coating film decreases.

따라서 강판의 가공 후의 용접성 및 내식성, 가공성을 극대화하여 기존의 자동차 도장 공정에서 적용되는 전착공정을 대체하여 도장설비 감축 및 생산성의 극대화할 수 있는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료를 개발이 필요한 실정이다. Therefore, the pre-primed paint with weldability to reduce the coating equipment and maximize the productivity by replacing the electrodeposition process applied in the existing automobile painting process by maximizing the weldability, corrosion resistance, and workability after the steel sheet processing. Development is needed.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 자동차 OEM용 강판을 코팅하기 위한 용접성 프리-프라임용 도료 조성물에 관한 것으로, 기존의 전착도장시스템이 가지고 있는 내식성 및 도장밀착성을 극대화하고, 또한 탄성중합체 수지(Elastomeric Resin)를 적용함으로써 가공후의 성형성 및 용접성을 극대화 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 용접성 프리-프라임용 도료 조성물을 제공함을 과제로 한다.Therefore, the present invention relates to a coating composition for weldable pre-prime for coating a steel sheet for automotive OEM, to maximize the corrosion resistance and coating adhesion of the existing electrodeposition coating system, An object of the present invention is to provide a coating composition for weldable pre-prime, which is characterized by maximizing moldability and weldability after processing by applying an elastomeric resin (Elastomeric Resin).

그리고 본 발명은 바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 및 에폭시 수지를 사용하고, 가교제로 멜라민 수지, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate), 금속분말로 아연 더스트(Zn dust)를 사용하여 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하므로써, 저장안정성이 양호하면서도, 기존의 전착도장이 가지고 있는 내식성 및 도장밀착성을 극대화할 수 있는 범위 내로 방청 안료 및 금속분말을 사용하여 가공 후의 성형성 및 용접성이 매우 우수한 것을 특징으로 하는 용접성 프리-프라임용 도료 조성물을 제공함을 다른 과제로 한다.The present invention uses polyester polyol and epoxy resin as binder resin, melamine resin as crosslinking agent, strontium chromate as anti-corrosive pigment, and zinc dust as metal powder. By preparing the coating composition for primed), the storage stability is good, but the moldability and weldability after processing are excellent by using the anti-corrosive pigment and metal powder within the range to maximize the corrosion resistance and coating adhesion of the existing electrodeposition coating. Another object of the present invention is to provide a coating composition for weldable pre-prime.

또한 본 발명은 기존의 비 친환경적인 습식침적공정에 의하여 도장되는 전착공정과 용제가 비산되는 정전 스프레이 도장 공정을 통하여 도장되는 중도 정전도장 시스템을 한꺼번에 대체하기 위하여, 상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따 른 용접성 프리-프라임용 도료 조성물을 롤코팅 공정(Roll Coating Process)을 채택하여 금속 시트를 코팅함으로써, 가공 후의 성형성 및 용접성이 매우 우수하여 복잡한 자동차 도장 공정의 단축에 의한 생산성 향상, 에너지절감 및 작업환경 개선에 큰 효과가 있는 용접성 프리-프라임용 도료 조성물을 이용한 코팅방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다. In addition, the present invention is to replace the intermediate electrostatic coating system to be coated at the same time through the electrodeposition process and the electrostatic spray coating process is sprayed by the existing non-environmental wet deposition process, according to the present invention as described above By adopting a roll coating process to coat the metal sheet with a new weldable pre-prime paint composition, it is excellent in formability and weldability after processing, thereby improving productivity, energy saving and Another object of the present invention is to provide a coating method using a coating composition for weldable pre-prime having a great effect on improving the working environment.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30~40 중량부 및 에폭시 수지 2~5 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3~10 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 15~20 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 20~30 중량부, 산화티탄(TiO2) 10~15 중량부, 용제 10~20 중량부 및 첨가제 1.0~3.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 과제 해결 수단으로 한다.The present invention for achieving the above object is 30 to 40 parts by weight of polyester polyol and 2 to 5 parts by weight of epoxy resin as a binder resin, 3 to 10 parts by weight of melamine resin as a crosslinking agent, strontium chromate as a rust preventive pigment 15 20 parts by weight, 20 to 30 parts by weight of zinc dust (Zn dust), 10 to 15 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 to 20 parts by weight of a solvent, and 1.0 to 3.0 parts by weight of an additive. The paint composition for pre-primed which has weldability is made into a problem solving means.

그리고 상기 폴리에스터 폴리올의 중량평균 분자량(Mw)은 8,000~12,000 인 것이고,And the weight average molecular weight (Mw) of the polyester polyol is 8,000 ~ 12,000,

상기 폴리에스터 폴리올은 탄성 중합체(Elastomeric) 폴리에스터 폴리올로서 수산가(OH value)는 20~40 KOH/g 인 것이고,The polyester polyol is an elastomeric polyester polyol and has a hydroxyl value of 20 to 40 KOH / g.

상기 에폭시 수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 환상 지방족 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계수지, 복소환식 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 등이 있는데, 보다 구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지로는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 브롬화비스페놀 A형, 수첨비스페놀A형, 비스페놀S형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, DPP노볼락형, 3관능형, 트리스·히드록시페닐메탄형, 테트라페닐롤에탄형 등이 있고, 상기 글리시딜아민형 에폭시 수지로는 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜이소시아누레이트, 히단토인형, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 아미노페놀형, 아닐린형, 톨루이딘형으로부터 1 종 또는 그 이상을 선택하여 사용하고,The epoxy resins include glycidyl ether type epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, glycidyl ester resins, heterocyclic epoxy resins, urethane modified epoxy resins, and the like. As the cyl ether ether epoxy resin, bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, phenol novolak type, There are cresol novolak type, DPP novolak type, trifunctional type, tris-hydroxyphenylmethane type, tetraphenylol ethane type and the like, and the glycidylamine type epoxy resin is tetraglycidyldiaminodiphenylmethane. Select one or more from triglycidyl isocyanurate, hydantoin type, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, aminophenol type, aniline type and toluidine type So Using,

상기 멜라민 수지는 헥사메톡시메틸멜라민 수지, 부톡시멜라민 수지, 메틸롤화멜라민 수지와 같은 알킬에테르화 멜라민 수지로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하며,The melamine resin is used by selecting one or more from alkyl etherified melamine resins such as hexamethoxymethyl melamine resin, butoxymelamine resin, methylolated melamine resin,

상기 가교제로 블록이소시아네이트를 0.5~2.0 중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further contain 0.5-2.0 weight part of block isocyanates with the said crosslinking agent.

상기 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 바인더 수지, 가교제, 방청성 안료 및 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 등으로 이루어진 용접성 프리-프라임(weldable pre-primed)용 도료 조성물을 사용하여 금속 시트의 가공 전에 코팅하여 용접성, 밀착성, 내식성 및 가공성 등을 극대화시키고, 또한 기존의 자동차 도 장 공정에서 비 친환경적인 습식침적공정에 의하여 도장되는 전착공정과 용제가 비산되는 정전 스프레이 도장 공정을 통하여 도장되는 중도 정전도장 시스템을 대체한 롤코팅 공정(Roll Coating Process)을 채택하여 금속 시트를 코팅함으로써, 가공 후의 성형성 및 용접성이 매우 우수하여 복잡한 자동차 도장 공정의 단축에 의한 생산성 향상, 에너지절감 및 작업환경 개선에 큰 효과가 있을 것으로 기대된다.The present invention by the above-mentioned solution means before the processing of a metal sheet using a coating composition for weldable pre-primed made of a binder resin, a crosslinking agent, an anti-corrosive pigment and a metal powder (Zn dust), etc. Maximizes weldability, adhesion, corrosion resistance, and workability by coating, and is also an intermediate electrostatic coating that is applied through the electrodeposition process, which is applied by non-eco-friendly wet deposition process, and the electrostatic spray painting process, where the solvent is scattered. By adopting the roll coating process that replaces the system and coating the metal sheet, it is very excellent in formability and weldability after processing, which greatly improves productivity, energy saving and work environment improvement by shortening complicated automobile coating process. It is expected to work.

상기의 효과를 달성하기 본 발명은 용접성 프리-프라임용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 중심으로 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.The present invention relates to a coating composition for weldable pre-prime and a coating method using the same, which will be described below in detail with reference to a preferred embodiment of the present invention. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명은 바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30~40 중량부 및 에폭시 수지 2~5 중량부, 가교제로 멜라민수지 3~10 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 15~20 중량부, 아연 더스트(Zn dust) 20~30 중량부, 산화티탄(TiO2) 10~15 중량부, 용제 10~20 중량부 및 첨가제 1.0~3.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention is 30 to 40 parts by weight of polyester polyol and 2 to 5 parts by weight of epoxy resin, 3 to 10 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent, 15 to 20 parts by weight of strontium chromate (strontium chromate) as a rust preventive pigment, zinc dust (Zn dust) for weldable pre-primed, comprising 20 to 30 parts by weight, 10 to 15 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 to 20 parts by weight of solvent, and 1.0 to 3.0 parts by weight of additives. It relates to a coating composition.

일반적으로 자동차의 전착 도장에 사용되는 전착도료는 소재와의 도장 밀착성을 증대시키고 또한 방청성을 주목적으로 하며, 전착위에 도장되는 중·상도의 외관보강을 위하여 침적방식에 의하여 도장되는 것이고, 방청성 향상 및 평활성, 전착 도막과 상도 도막과의 접착력을 향상시키기 위한 중도 도장, 그리고 광택도, 선영성, 내구성을 발휘하면서 최종 외관을 형성하는 상도 도장 공정으로 이루어지는데, 자동차 전착 도장 또는 중도 도장 공정까지 생략 가능하게 하는 용도로 사용되는 도료를 프리-프라임(pre-primed)용 도료라 한다.In general, electrodeposition paints used for electrodeposition coating of automobiles are intended to increase the adhesion to the material and to prevent rust resistance, and to be coated by a deposition method for reinforcing the appearance of medium and upper coatings on the electrodeposition. It consists of intermediate coating to improve the adhesion between smoothness, electrodeposition coating and top coating, and top coating to form the final appearance while exhibiting glossiness, sensibility, and durability. The paint used for the purpose of making it is called pre-primed paint.

그리고 본 발명의 자동차 OEM용 프리-프라임(pre-primed)용 도료는 자동차용 강판의 소재를 선도장 후가공의 공정을 가능하게 하는 것으로, 가공하기 전에 미리 강판 상태에서 롤코팅(Roll Coating)을 통하여 고속도장한 후 도장된 강판을 절단 및 조립, 용접하여 제품을 생산하는 방식이다. And the pre-primed paint for automotive OEM of the present invention is to enable the process of the leading post-processing material of the automotive steel sheet, through the roll coating (Roll Coating) in the steel sheet state before processing After high speed coating, the coated steel sheet is cut, assembled and welded to produce products.

본 발명에서 상기 바인더 수지인 폴리에스터 폴리올은 롤 코팅에 의하여 도장되는 방식인 프리-프라임(Pre-primed) 도료가 전착도료가 갖는 모든 물성을 확보하기 위해 사용되고, 동시에 성형성을 갖게 하기 위해서는 선형구조를 갖는 탄성중합체(Elastomeric) 폴리에스터 폴리올을 사용하는 것이 바람직하며, 30~40 중량부를 사용한다. 폴리에스터 폴리올의 사용량이 30 중량부 미만일 경우에는 방청성과 강판과의 접착성 향상이 우수하지 못하게 되고, 폴리에스터 폴리올의 사용량이 40 중량부 초과할 경우에는 도막의 외관이 다소 향상되나, 도장강판의 용접성의 저하 및 내한칩핑성이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다..In the present invention, the polyester polyol, which is the binder resin, is used to secure all physical properties of the electrodeposited paint, which is a pre-primed paint, which is coated by roll coating, and at the same time, to have moldability, a linear structure. It is preferable to use an elastomeric polyol having an elastomer, and 30 to 40 parts by weight is used. When the amount of the polyester polyol is less than 30 parts by weight, the corrosion resistance and the adhesion to the steel sheet are not improved, and when the amount of the polyester polyol is more than 40 parts by weight, the appearance of the coating film is slightly improved. There is a problem that the weldability is lowered and the cold resistance chipping resistance is significantly lowered.

그리고 본 발명의 프리-프라임(Pre-primed) 도료가 고내식성 및 성형성의 특징을 갖게 하기 위해서 Tg를 최대한 낮추는 대신 작업성, 도막강도 및 내후성을 고려하여 상기 폴리에스터 폴리올의 중량평균 분자량(Mw)은 8,000~12,000 인 것이 바람직하다. 중량평균 분자량(Mw)이 8,000 미만일 경우에는 가교제인 멜라민 수지와 반응이 밀접하지 못하여 도막의 유연성이 떨어지며, 또한 Zn dust 입자의 도료내 급속한 침강이 될 우려가 있고, 중량평균 분자량(Mw)이 12,000 초과할 경우에는 도료의 점도가 상승하여 도막외관이 저하되는 문제점이 발생한다.And in order to give the pre-primed paint of the present invention a characteristic of high corrosion resistance and moldability, the weight average molecular weight (Mw) of the polyester polyol in consideration of workability, coating strength and weather resistance instead of lowering Tg as much as possible Is preferably 8,000 to 12,000. If the weight average molecular weight (Mw) is less than 8,000, the reaction with the melamine resin, which is a crosslinking agent, may not be in close contact, resulting in a decrease in flexibility of the coating film, and a rapid settling of the Zn dust particles in the paint, and a weight average molecular weight (Mw) of 12,000. When it exceeds, the viscosity of a paint rises and a problem arises that a coating film external appearance falls.

이러한 상기 탄성 중합체(Elastomeric) 폴리에스터 폴리올은 건조 도막의 유연성 및 내열성, 반응성을 좋게 하기 위하여 메인 글리콜(Main Glycol)과, 수산기 단량체(Hydroxyl Monomer) 등을 적용하고, 적절한 멜라민(Melamine) 가교도를 얻기 위해 수산가(OH value)는 20~40 KOH/g 인 것이 바람직하다. 수산가가 20 KOH/g 미만인 경우에는 도막의 가교성이 저하될 수 있고, 수산가가 40 KOH/g 초과하는 경우에는 작업시 팝핑(popping)이 발생하고, 내후성이 저하될 우려가 있다. 그리고 바람직하기로는 수산가가 30 KOH/g 인 것이 좋다.In order to improve the flexibility, heat resistance, and reactivity of the dry coating film, the elastomer polyester polyol is applied with a main glycol, a hydroxyl monomer, and the like to obtain an appropriate melamine crosslinking degree. For this reason, the hydroxyl value (OH value) is preferably 20-40 KOH / g. When the hydroxyl value is less than 20 KOH / g, the crosslinkability of the coating film may be lowered. When the hydroxyl value is more than 40 KOH / g, popping may occur during operation and the weatherability may be lowered. And preferably, the hydroxyl value is 30 KOH / g.

그리고 상기 에폭시 수지는 상도 도장 후의 내한칩 등의 물성을 보강하기 위 하여 사용되며, 2~4 중량부를 사용한다. 에폭시 수지의 사용량이 2 중량부 미만일 경우에는 도장 후의 물성 보강의 효과가 미미하게 되고, 에폭시 수지의 사용량이 4 중량부 초과할 경우에는 도막표면이 브리틀하게 되어 내한칩핑성은 향상되나, 성형가공성이 저하되는 문제점이 발생한다. In addition, the epoxy resin is used to reinforce physical properties such as cold-resistant chips after top coat, and uses 2 to 4 parts by weight. If the amount of the epoxy resin is less than 2 parts by weight, the effect of reinforcing the properties after coating is insignificant. If the amount of the epoxy resin is more than 4 parts by weight, the surface of the coating film is brittle and the chipping resistance is improved. The problem of deterioration occurs.

본 발명에서 사용 가능한 상기 에폭시 수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 환상 지방족 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계수지, 복소환식 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 등이 있는데, 보다 구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지로는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 브롬화비스페놀 A형, 수첨비스페놀A형, 비스페놀S형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, DPP노볼락형, 3관능형, 트리스·히드록시페닐메탄형, 테트라페닐롤에탄형 등이 있고, 상기 글리시딜아민형 에폭시 수지로는 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜이소시아누레이트, 히단토인형, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 아미노페놀형, 아닐린형, 톨루이딘형 등으로부터 1 종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 특별히 한정하지 않으나, 바람직하기로는 비스페놀 A형 에폭시 수지를 사용하는 것이 가장 좋다.The epoxy resins usable in the present invention include glycidyl ether type epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, glycidyl ester resins, heterocyclic epoxy resins, urethane modified epoxy resins, and the like. More specifically, the glycidyl ether type epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, Phenol novolak type, cresol novolak type, DPP novolak type, trifunctional type, tris-hydroxyphenylmethane type, tetraphenylol ethane type, etc., As said glycidylamine type epoxy resin, tetraglycidyl 1 from diaminodiphenylmethane, triglycidyl isocyanurate, hydantoin type, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, aminophenol type, aniline type, toluidine type and the likeA species or more can be selected and used, and although it does not specifically limit, It is most preferable to use a bisphenol-A epoxy resin preferably.

상기 멜라민 수지는 알코올과 포름알데히드의 중합에 의해서 얻어지는 물질로서, 도막 내외부에서 바인더 수지와의 가교가 잘 일어나도록 하는 가교제로서, 도막 건조시 일부 경화(semi-thermosetting)하여 기존의 열가소성보다 단단한 내구성을 갖는 도막을 형성하며, 3~10 중량부를 사용한다. 멜라민 수지의 사용량이 3 중량부 미만일 경우에는 도료의 물성 보완 효과가 미미하고, 멜라민 수지의 사용량이 10 중량부 초과할 경우에는 열 경화성의 성질이 높아져 형성되는 도막의 유연성이 취약해지므로써, 도막의 충격성 약화와 깨짐 현상이 발생할 우려가 있다.The melamine resin is a material obtained by polymerization of alcohol and formaldehyde, and is a crosslinking agent for crosslinking with the binder resin in and out of the coating film, and is partially cured during drying of the coating film, thereby making it more durable than conventional thermoplastics. The coating film which has is formed, and 3-10 weight part is used. When the amount of the melamine resin is less than 3 parts by weight, the effect of supplementing the properties of the paint is insignificant, and when the amount of the melamine resin is more than 10 parts by weight, the thermosetting property is increased and the flexibility of the formed coating becomes weak. There is a risk of impact weakness and cracking.

본 발명에서 사용 가능한 상기 멜라민 수지는 특별히 한정하지 않으나, 헥사메톡시메틸멜라민 수지, 부톡시멜라민 수지, 메틸롤화멜라민 수지 등과 같은 알킬에테르화 멜라민 수지로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.The melamine resin usable in the present invention is not particularly limited, but may be selected from one or more selected from alkyl etherified melamine resins such as hexamethoxymethylmelamine resin, butoxymelamine resin, methylolated melamine resin and the like.

또한, 프리-프라임(Pre-primed)도료로 도장 후 성형성 및 프라이머 표면(Primer surfacer)의 도장 밀착성을 위하여 가교제인 멜라민 수지외에 블록이소시아네이트(blockisocyanate)를 0.5~2.0 중량부 더 포함할 수 있다.In addition, the pre-prime can include (Pre-primed) a blocked isocyanate (blockisocyanate) addition of a melamine resin cross-linking agent to the coating adhesion further 0.5 to 2.0 parts by weight After coating a coating moldability and primer surface (Primer surfacer).

상기 크롬산 스트론튬(strontium chomate)은 강판의 가공 후의 방청성 및 내식성과, 도막의 은폐력을 향상시키고, 상도도료 적용 후의 내식성을 최대한 극대화하기 위하여 사용되는 담황색~황색의 색을 갖는 방청성 안료로서, 15~20 중량부를 사용한다. 크롬산 스트론튬의 사용량이 15 중량부 미만일 경우에는 내식성이 다소 저하되며, 크롬산 스트론튬의 사용량이 20 중량부 초과할 경우에는 도료의 비중이 높아지며, 또한 Zn dust의 사용량에 한계를 가져오므로 용접성에도 악영향을 미칠 수 있다. .The strontium chomate is a rust-proof pigment having a pale yellow to yellow color that is used to improve the rust resistance and corrosion resistance after processing of steel sheet and to improve the hiding power of the coating film and to maximize the corrosion resistance after applying the top coat, 15-20 Use parts by weight. If the amount of strontium chromium is less than 15 parts by weight, the corrosion resistance is somewhat lowered. If the amount of strontium chromium is more than 20 parts by weight, the specific gravity of the paint is increased. Can be crazy .

상기 아연 더스트(Zn Dust)는 용접성 향상을 위하여 사용하는 금속분말로서, 도막면에 골고루 도포된 아연 더스트는 소재가 갖는 이온화 경향보다 빠르므로 방청성에 큰 효과가 있는 것으로, 20~30 중량부를 사용한다. 아연 더스트의 사용량이 20 중량부 미만일 경우에는 용접성이 효과가 없게 되고, 아연 더스트의 사용량이 30 중량부 초과할 경우에는 용접성이 향상되는 반면, 도료의 저장 안정성이 불안정하여 침강이 급격히 일어나며, 도막의 외관에도 영향을 미친다.The zinc dust (Zn dust) is a metal powder used to improve the weldability, zinc dust evenly coated on the coating film surface is faster than the ionization tendency of the material has a great effect on the rust resistance, 20 to 30 parts by weight is used . When the amount of zinc dust is less than 20 parts by weight, the weldability is not effective. When the amount of zinc dust is more than 30 parts by weight, the weldability is improved, while the storage stability of the paint is unstable, and sedimentation occurs rapidly. It also affects the appearance.

그리고 상기 아연 더스트는 가공 후 용접성의 극대화를 위해서 철보다 이온화 경향이 빠른 2~5㎛의 평균 입도를 갖는 무정형의 아연 더스트를 사용하는 것이 바람직하다. 아연 더스트의 평균 입도가 2㎛ 미만일 경우에는 도막외관을 향상시키는 반면, 각 입자들의 접촉면이 적어지게 되어 표면의 전기저도도가 저하되어 용접이 다소 불안하게 된다, 아연 더스트의 평균 입도가 5㎛ 초과할 경우에는 내식성 및 용접성의 극대화를 가져올 수 있는 반면 도막 외관의 현저한 저하를 가져오므로 중·상도 도료 적용에 어려움이 있는데, 이는 본 발명의 프리-프라임 도료를 사용한 도장은 건조도막의 두께가 8~10㎛인 것이 바람직하므로, 아연 더스트(Zn dust)의 입도가 5㎛ 초과할 경우에는 건조도막의 외관이 현저히 저하되고, 또한 프리-프라임(Pr-primed) 도장 후에 중·상도 도장할 경우 프리-프라임(Pre-primed) 도장의 외관불량이 상도에도 그대로 나타나게 된다.In addition, the zinc dust is preferably used amorphous zinc dust having an average particle size of 2 ~ 5㎛ fast ionization tendency than iron in order to maximize the weldability after processing. When the average particle size of zinc dust is less than 2 μm, the appearance of the coating film is improved. However, the contact surface of each particle becomes smaller, and the electrical conductivity of the surface is lowered, resulting in somewhat unstable welding. The average particle size of zinc dust is more than 5 μm. In this case, the corrosion resistance and weldability can be maximized, but the appearance of the coating film is remarkably deteriorated, which makes it difficult to apply the medium and top coat paints. This is because the coating using the pre-prime paint of the present invention has a dry film thickness of 8 Since the particle size of Zn dust is more than 5 µm, the appearance of the dry coating film is considerably lowered, and when the medium or top coat is applied after pre-primed coating, it is free. Poor appearance of pre-primed coating will appear on top coat.

상기 산화티탄은 무기안료로서 내구성, 은폐력이 좋은 금속산화물이며, 10~15 중량부를 사용한다. 산화티탄의 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 도막의 은폐력이 저하되어 도막이 두꺼워지게 되는 문제가 발생하여 용접성이 저하되게 된다. 산화티탄의 사용량이 15 중량부 초과할 경우에는 도료의 고형분이 상승하게 되어 8~10의 도막을 형성하고자 할 경우 도막의 표면이 매끄럽지 못하게 되고, 아연 더스트(Zn dust)입자에 전기저항으로 작용함으로써 용접성이 저하될 우려가 있다.The titanium oxide is a metal oxide having good durability and hiding power as an inorganic pigment, and uses 10 to 15 parts by weight. When the amount of the titanium oxide used is less than 10 parts by weight, the hiding power of the coating film is lowered, resulting in a problem of thickening of the coating film, thereby reducing the weldability. When the amount of titanium oxide used exceeds 15 parts by weight, the solid content of the paint rises, and when the 8 to 10 coating film is to be formed, the surface of the coating film becomes unstable and acts as an electrical resistance to the zinc dust particles. There is a possibility that the weldability is lowered.

상기 용제는 바인더 수지와의 상용성을 위해 사용되는 알코올계 용제, 도장시 소지표면의 기름성분 탈지효과를 통한 균일한 도막형성을 위한 방향족계 용제 등을 사용할 수 있으며, 10~20 중량부를 사용한다. 용제의 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 건조속도저하 및 소지탈지효과저하로 인한 도장성이 취약해질 수 있으며, 용제의 사용량이 30 중량부 초과할 경우에는 바인더 수지에 대한 상용성 저하로 도장성이 저하될 우려가 있다.The solvent may be an alcohol-based solvent used for compatibility with the binder resin, an aromatic solvent for forming a uniform coating film through the oil component degreasing effect of the surface of the base material during coating, 10 to 20 parts by weight is used . If the amount of solvent used is less than 10 parts by weight, paintability may be weak due to a decrease in drying speed and degreasing effect.If the amount of solvent is used in excess of 30 parts by weight, the paintability may be reduced due to a decrease in compatibility with the binder resin. There is a risk of deterioration.

상기 알코올계 용제로는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 노르말 부틸알코올 등과, 상기 방향족계 용제로는 톨루엔, 크실렌 등으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하기로는 오븐 안에서 고속으로 건조시 발생할 수 있는 핀홀의 발생을 억제하기 위하여 방향족계 용제를 사용하는 것이 좋 다.The alcohol solvent may be selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal butyl alcohol and the like, and one or more selected from toluene and xylene as the aromatic solvent. Preferably, it is preferable to use an aromatic solvent to suppress the generation of pinholes that may occur when drying at high speed in an oven.

상기 첨가제는 본 발명의 프리-프라임(pre-primed) 도료가 벨(Bell) 자동기 도장 및 스프레이(Spray) 도장 방식이 아닌 롤코팅(Roll coating)에 의한 도장 방식으로 적용되는 것으로, 도장 후 세팅시간 없이 고온의 오븐에 고속 도장되므로 도장시에 발생할 수 있는 롤(Roll) 줄무늬, Flushing Starvation, Shuter Mark, 기포 등의 도막의 레벨링을 좋게 하기 위하여 소량이 투입되며, 1.0~3.0 중량부를 더 포함할 수 있다. The additive is a pre-primed paint of the present invention is applied by a coating method by a roll coating (not a bell automatic coating and spray coating method), after coating setting Since it is painted at high temperature in a high-temperature oven without time, a small amount is added to improve the leveling of coatings such as roll streaks, flushing stars, shutter marks, and bubbles, which may occur during coating. It may further include 1.0 to 3.0 parts by weight.

본 발명에서 사용 가능한 상기 첨가제는 특별히 한정하지 않으며, 필요에 따라 해리온도 50~70℃를 갖는 가교촉진제(catalyst), 분산안정성을 좋게 하여 아연 더스트(Zn dust)를 도막면에 골고루 퍼지게 하여 용접성을 극대화하는 동시에 도료의 저장성을 안정화하는 분산제, 증점제, 산화 방지제, 자외선 방지제, 소포제 등으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.The additive which can be used in the present invention is not particularly limited, and if necessary, a crosslinking accelerator having a dissociation temperature of 50 to 70 ° C., a dispersion stability is improved, and zinc dust is spread evenly on the surface of the coating, thereby providing weldability. At least one or more may be selected and used from a dispersant, a thickener, an antioxidant, a sunscreen, an antifoaming agent, etc., maximizing and stabilizing the shelf life of the paint.

이하, 본 발명의 용접성을 갖는 프리-프라임용 도료 조성물을 사용하여 도장하는 방법에 대하여 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, the coating method using the coating composition for pre-prime which has the weldability of this invention is demonstrated.

금속 강판을 탈지공정 및 인산염 전처리를 실시하는 전처리 공정(S1)과;A pretreatment step (S1) for degreasing the metal steel sheet and pretreating phosphate;

상기 (S1) 공정을 거친 금속 강판에 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물사용하 여 롤코터로 건조도막 8~10㎛의 두께로 코팅하는 도장 공정(S2); 및A coating step (S2) of coating a dry coating film with a thickness of 8 to 10 μm using a roll coater using a pre-primed coating composition on the metal steel sheet subjected to the step (S1); And

상기 (S2) 공정에도 코팅된 금속 강판을 고속 오븐에서 PMT(Peak Metal Temperature) 200~210℃의 온도로 가열하여 소부시킨 다음 상온에서 공랭을 시켜 도막을 경화시키는 건조 공정(S3); Drying step (S3) to heat the metal plate coated in the step (S2) in a high-speed oven at a temperature of 200 ~ 210 ℃ PMT (Peak Metal Temperature) to bake and then to air cooled at room temperature (S3);

을 거쳐 금속 강판에 도막이 형성되어진다. A coating film is formed in a metal steel plate through.

본 발명에서 사용하는 금속 강판은 GA 및 GI, EGI 강판과 같은 합금화용융아연도금강판 또는 아연도금합금화강판인 것이 바람직하다. The metal steel sheet used in the present invention is preferably an alloyed hot dip galvanized steel sheet or a galvanized alloy steel sheet such as GA, GI, or EGI steel sheet.

그리고 본 발명에서 사용하는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물은 상기에서 이미 상세히 설명한 바 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.And the pre-primed coating composition used in the present invention has already been described in detail above, so the description thereof will be omitted here.

또한 상기 프리-프라임 도막의 상부로는 통상적으로 적용되는 정전 스프레이도장에 의한 중도도장공정과, 솔리드계 도료와 운모나 알루미늄 등의 금속분을 함유하고 있는 메탈릭계(metallic type) 도료를 적용하여 도막을 형성하는 것으로 상기 중도도장 및 상도도장 공정은 특별히 한정하여 적용되지 않으며, 필요에 따라 다양한 방법으로 적용가능할 것이며, 특히 상기 중도도장 및 상도도장 공정에 사용되는 도료 및 공정과정은 본 발명의 특징이 되지 않는다.In addition, the upper part of the pre-prime coating film is a middle coating process by the electrostatic spray coating that is commonly applied, and a solid coating and a metallic coating (metallic type) containing metal powder such as mica or aluminum is applied to the coating film. The intermediate coating and top coating processes are not particularly limited, and may be applied in various ways as necessary. In particular, the coating and processing processes used in the intermediate coating and top coating processes are not features of the present invention. Do not.

따라서 이와 같은 본 발명의 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물은 저장안정성이 양호하면서도, 기존의 전착도장이 가지고 있는 내식성 및 도장 밀착성을 충분히 발현함과 동시에 도장공정을 거친 다음 가공 후의 성형성 및 용접성이 매우 우수하여 기존의 비 친환경적인 습식침적공정에 의하여 도장되는 전착공정과 용제가 비산되는 정전 스프레이 도장 공정을 통하여 도장되는 중도 정전도장 공정을 대체하여 적용할 수 있으므로, 현 자동차라인에서 적용시 생산성향상 및 에너지절감, 작업환경 개선에 큰 효과가 있는 것이다.Therefore, the pre-primed coating composition having the weldability of the present invention has good storage stability, while fully expressing the corrosion resistance and coating adhesion of the existing electrodeposition coating and simultaneously undergoing a coating process. It is excellent in post formability and weldability, so it can be applied as an alternative to the electrostatic spraying process that is applied through the electroless spray painting process where the electrodeposition process and the solvent are scattered by the existing non-environmental wet deposition process. When applied in the line, it has a great effect on productivity improvement, energy saving and work environment improvement.

이하, 본 발명의 실시 예를 들면서 상세히 설명하는 바 본 발명이 다음의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the present invention is not necessarily limited to the following Examples.

1. 금속분말의 선택1. Selection of metal powder

(실시예 1)(Example 1)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30 중량부 및 에폭시 수지 5 중량부, 가교제로 멜라민 수지 10 중량부 및 블록이소시아네이트 1.0 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 20 중량부, 금속분말로 평균 입도가 2~5㎛인 아연 더스트(Zn dust) 30 중량부, 산화티탄(TiO2) 15 중량부, 용제 30 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조 성물을 제조하였다.30 parts by weight of polyester polyol as binder resin and 5 parts by weight of epoxy resin, 10 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 1.0 part by weight of block isocyanate, 20 parts by weight of strontium chromate as rust preventive pigment, average particle size as metal powder 30 parts by weight of zinc dust (Zn dust), 15 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 30 parts by weight of solvent and 1.0 parts by weight of dispersant (BYK-110), 1.0 part by weight of catalyst, 1.0 weight of antisettling agent To prepare a pre-primed paint composition having a weldability characterized in that it comprises a portion.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하되, 금속분말로 평균 입도가 2㎛인 구형의 알루미늄분말을 30 중량부 사용하였다.A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, but 30 parts by weight of a spherical aluminum powder having an average particle size of 2 μm was used as the metal powder.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하되, 금속분말로 평균 입도가 4㎛인 판형의 알루미늄분말을 35 중량부 사용하였다.A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, but 35 parts by weight of a plate-shaped aluminum powder having an average particle size of 4 μm was used as the metal powder.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하되, 금속분말로 평균 입도가 1~2㎛인 구형의 실버분말을 25 중량부 사용하였다.To prepare a coating composition in the same manner as in Example 1, 25 parts by weight of a spherical silver powder having an average particle size of 1 ~ 2㎛ as a metal powder.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하되, 금속분말로 평균 입도가 4㎛인 판형의 실버분말을 40 중량부 사용하였다.A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, but 40 parts by weight of a plate-shaped silver powder having an average particle size of 4 μm was used as the metal powder.

2. 전처리 및 금속분말의 종류에 따른 용접성 및 내식성 평가2. Evaluation of weldability and corrosion resistance by pretreatment and metal powder

용접성을 평가하는 방법은 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 용접 과정에서의 용접봉 팁(Tip)의 손상 정도와 용접이 이루어진 강판 부분을 이미지 분석하여 용접성능을 평가하였다. 아연인산 전처리한 도장되지 않은 합금화 용융 아연 도금강판(GA) 자체를 용접한 후의 용접봉 팁(Tip) 표면과 용접된 강판 부분의 이미지를 촬영하여 분석하였다. 용접봉 팁(Tip)의 표면 이미지를 분석하기 위하여 영상 현미경(Video Microscope) (PW ICS-305B, Pluswin(주), Korea)를 이용하여 이미지를 촬영하였으며 이미지 분석 소프트웨어 (PW IT Plus 4.0, Pluswin(주), Korea)를 활용하여 용접부위의 크기를 측정하였고, 계산하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.There are many methods for evaluating weldability, but in the present invention, the welding performance is evaluated by analyzing the damage degree of the electrode tip and the steel part in which the welding is made. An image of the electrode tip surface and the welded steel plate part after welding the uncoated galvanized steel sheet (GA) which was pretreated with zinc phosphate was photographed and analyzed. In order to analyze the surface image of the electrode tip, images were taken using a video microscope (PW ICS-305B, Pluswin Co., Ltd.) and image analysis software (PW IT Plus 4.0, Pluswin (Note) ), Korea) was used to measure the size of the weld, and the results are shown in [Table 1].

SamplesSamples R1 R 1 R1500 R 1500 Rini R ini Rto R to 계산값Calculated Value 보정상수Correction constant Welding NumberWelding Number GA(Bare)GA (Bare) 3.3113.311 5.115.11 3.1543.154 6.8546.854 30853085 1.11.1 35003500

그리고, 전처리 하지 않은 합금화 용융 아연 도금강판(GA)과, 크로메이트 전처리한 합금화 용융 아연 도금강판(GA)과, 인산 아연 전처리한 합금화 용융 아연 도금강판(GA)과, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에 의해 제조된 도료 조성물을 사용하여 합금화 용융 아연 도금강판(GA)에 프리-프라임 도장 공정을 거친 후의 각각의 용접성을 상기와 같은 방법으로 GA 시편에 용접을 하고 난 후 용접봉 팁(Tip)의 변화 정도와 강판의 용접부의 이미지 분석을 실시한 후, 용접봉의 이미지 분석을 통하여 연속타점수를 [표 1]과 같이 계산하여 용접성 및 내식성을 평가하였으며, 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.In addition, an alloying hot dip galvanized steel sheet (GA) not pretreated, an alloyed hot dip galvanized steel sheet (GA) subjected to chromate pretreatment, an alloyed hot dip galvanized steel sheet (GA) subjected to zinc phosphate pretreatment, and the above Example 1 and Comparative Example 1 The welding tip after the pre-prime coating process on the galvanized steel galvanized steel (GA) using the coating composition prepared by the above to 4 to the GA specimen in the same manner as described above After analyzing the degree of change and image analysis of the welded part of the steel sheet, the continuous RBI was calculated as shown in [Table 1] through the image analysis of the electrode, and the weldability and corrosion resistance were evaluated, and the results are shown in [Table 2] below. .

단, 여기서 동일한 조건의 평가를 위해서 실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 각각의 시편 제작시 건조도막을 4~5㎛로 일정하게 제작하였다.However, in order to evaluate the same conditions here, the dry coating film at the time of preparation of each specimen of Example 1 and Comparative Examples 1-4 was produced uniformly at 4-5 micrometers.

구 분division 전처리
없음
Pretreatment
none
크로메이트 전처리Chromate Pretreatment 인산아연
전처리
Zinc phosphate
Pretreatment
실시예 1Example 1 비교예Comparative example
1One 22 33 44 용접성Weldability 내식성Corrosion resistance ×× ×× ×× ××

1) 용접성 : 실시예 1과, 비교예 1 내지 4의 배합기준에 따라 도료를 제조하고, 그 도료를 이용하여 강종(GA, 두께 0.8T) 및 건조도막 두께에 따라 바코터를 이용하여 전면 및 후면을 도장한 후, 자동 배출오븐(태성엔지니어링)을 이용하여 PMT 204℃의 조건에서 시험시편(30×30cm)을 작성하였다. 이를 DC가압식 서브모터 타입 점 용접기를 이용하여 용접전류 8kA 조건에서 가압력 450kgf, 통전시간 100msec의 조건으로 각 시편을 용접한 후, 용접의 연속타점을 평가하였다. 사용된 용접봉은 돔형타입의 크롬/동 합금이 사용되었다. 평가시 용접용 시편은 같은 크기의 두장을 겹쳐서 각각의 시편에 대해서 용접을 1500타까지 시행하였다. 그리고 각각의 전처리 하지 않은 GA, 크로메이트 전처리한 GA, 인산아연 전처리한 도장이 되지 않은 GA를 각 두 장씩 겹친 후 1500타까지 용접하였다. 1) Weldability: A paint is prepared according to the mixing standards of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, and the front surface and the bar coater are used according to the steel grade (GA, thickness 0.8T) and the dry film thickness using the paint. After painting the back surface, a test specimen (30 × 30 cm) was prepared under the conditions of PMT 204 ° C. using an automatic discharge oven (Taesung Engineering). After welding each specimen under a pressure of 450kgf and an energization time of 100msec at 8kA welding current using a DC-pressure submotor type spot welding machine, the continuous RBI of the welding was evaluated. The electrode used was a domed chrome / copper alloy. At the time of evaluation, the welded specimens were overlapped with two sheets of the same size, and welded to each specimen up to 1500 strokes. Each untreated GA, chromate pretreated GA, and zinc phosphate pretreated GA were overlapped and welded to 1500 strokes.

* 연속타점수를 계산하는 식 :* Calculation of continuous RBI:

Figure 112009073884294-pat00001
Figure 112009073884294-pat00001

- Rtot = 용접봉의 전체 반지름, Rini = 용접봉 Tip의 초기 반지름-R tot = total radius of the electrode, R ini = initial radius of the electrode tip

- R1 = 1타 후 용접부 반지름, R1500 = 1500타 후 용접부 반지름-Radius of weld after R 1 = 1 stroke, radius of weld after R 1500 = 1500 stroke

* 용접성의 평가기준 :* Evaluation criteria of weldability:

- ◎ : 연속타점수 : 1500 이상-◎: Continuous RBI: 1500 or more

- ○ : 연속타점수 : 1200 이상~1500 미만-○: Continuous RBI: Over 1200 ~ 1500

- △ : 연속타점수 : 1000 이상~1200 미만-△: Continuous RBI: 1000 ~ 1200

- × : 연속타점수 : 1000 미만-×: Continuous RBI: Less than 1000

2) 내식성 : 건조된 시편(10×20cm)에 X-cut을 한 후, 내염수분무 시험기(SST:Salt Spray tester)를 이용하여 방치하였다. 시편 표면에 블리딩이나 적청, 혹은 백청의 발생 정도에 따라 평가하였다. 2) Corrosion resistance: After the X-cut to the dried specimen (10 × 20cm), it was left using a salt spray tester (SST). The surface of the specimen was evaluated according to the degree of bleeding, reddish blue, or white blue.

- ◎ : 1500 시간 이상에서 적청, 백청, 혹은 블리딩 발생-◎: Red blue, white blue or bleeding occurs for more than 1500 hours

- ○ : 1000~1500 시간에서 적청, 백청, 혹은 블리딩 발생-○: Red blue, white blue, or bleeding occurs at 1000 ~ 1500 hours

- △ : 800~1000 시간에서 적청, 백청, 혹은 블리딩 발생△: Red blue, white blue or bleeding occurs at 800 ~ 1000 hours

- ×: 800시간 이내에서 적청, 백청, 혹은 블리딩 발생-×: Red, white, or bleeding occurs within 800 hours

상기 [표 2]의 결과에서 보듯이 실시예 1과 같이 아연 더스트(Zn dust)를 적용했을 경우에 용접성이나 내식성이 가장 우수한 것을 알 수 있다. 실버분말을 적용했을 경우는 용접성은 뛰어나지만, 내식성에 많이 취약함을 보였으며, 전처리의 여부에 따라 용접성은 차이가 없으나, 내식성에서 차이가 많이 나는 것을 볼 수 있다. 그리고 강판의 표면에 인산아연 전처리를 하는 경우가 내식성에서 가장 유리하였다.As shown in the results of [Table 2], when the zinc dust (Zn dust) is applied as in Example 1, it can be seen that weldability and corrosion resistance are the best. When the silver powder is applied, the weldability is excellent, but it is vulnerable to the corrosion resistance. The weldability is not different depending on the pretreatment, but it can be seen that the corrosion resistance is much different. The zinc phosphate pretreatment on the surface of the steel sheet was most advantageous in corrosion resistance.

2 . 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물 제조2 . Preparation of paint composition for pre-primed having weldability

(실시예 2)(Example 2)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30 중량부 및 에폭시 수지 5 중량부, 가교제로 멜라민 수지 10 중량부 및 블록이소시아네이트 3.0 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 20 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 30 중량부, 산화티탄(TiO2) 15 중량부, 용제 30 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부를 사용하여 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하였다.30 parts by weight of polyester polyol as binder resin and 5 parts by weight of epoxy resin, 10 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 3.0 parts by weight of block isocyanate, 20 parts by weight of strontium chromate as rust preventive pigment, zinc dust (Zn) as metal powder dust), 15 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 30 parts by weight of solvent and 1.0 parts by weight of dispersant (BYK-110), 1.0 parts by weight of catalyst, 1.0 parts by weight of anti-settling agent using weldable pre-prime ( A paint composition for pre-primed was prepared.

(실시예 3)(Example 3)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 40 중량부 및 에폭시 수지 2 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3 중량부 및 블록이소시아네이트 0.5 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 15 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 20 중량부, 산화티탄(TiO2) 10 중량부, 용제 10 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부를 사용하여 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하였다.40 parts by weight of polyester polyol as binder resin and 2 parts by weight of epoxy resin, 3 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 0.5 parts by weight of block isocyanate, 15 parts by weight of strontium chromate as rust preventive pigment, zinc dust (Zn) as metal powder dust) 20 parts by weight, 10 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 parts by weight of solvent and additives by weight 1.0% by weight of dispersant (BYK-110), 1.0 part by weight of catalyst, 1.0 part by weight of anti-settling agent, A paint composition for pre-primed was prepared.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30 중량부 및 에폭시 수지 2 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3 중량부 및 블록이소시아네이트 0.5 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 25 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 16 중량부, 산화티탄(TiO2) 10 중량부, 용제 10 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부를 사용하여 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하였다.30 parts by weight of polyester polyol as binder resin and 2 parts by weight of epoxy resin, 3 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 0.5 parts by weight of block isocyanate, 25 parts by weight of strontium chromate as antirust pigment, zinc dust (Zn) as metal powder dust) 16 parts by weight, 10 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 parts by weight of solvent and additives by weight 1.0% by weight of the dispersant (BYK-110), 1.0 part by weight of catalyst, 1.0 part by weight of anti-settling agent is welded pre-prime ( A paint composition for pre-primed was prepared.

(비교예 6)(Comparative Example 6)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 40 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3 중량부 및 블록이소시아네이트 0.5 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 10 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 20 중량부, 산화티탄(TiO2) 10 중량부, 용제 10 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부를 사용하여 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하였다.40 parts by weight of polyester polyol as binder resin, 3 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 0.5 parts by weight of block isocyanate, 10 parts by weight of strontium chromate as anti-corrosive pigment, 20 parts by weight of zinc dust as metal powder, Weld pre-primed paint using 10 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 parts by weight of solvent and 1.0 part by weight of dispersant (BYK-110), 1.0 part by weight of catalyst, and 1.0 part by weight of antisettling agent. The composition was prepared.

(비교예 7)(Comparative Example 7)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 45 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3 중량부 및 블록이소시아네이트 0.5 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 10 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 34 중량부, 산화티탄(TiO2) 10 중량부, 용제 10 중량부 및 첨가제로 분산제(BYK-110) 1.0 중량부, 촉매제 1.0 중량부, 침강방지제 1.0 중량부를 사용하여 용접성 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하였다.45 parts by weight of polyester polyol as binder resin, 3 parts by weight of melamine resin as crosslinking agent and 0.5 parts by weight of block isocyanate, 10 parts by weight of strontium chromate as anti-corrosive pigment, 34 parts by weight of zinc dust as metal powder, Weld pre-primed paint using 10 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 parts by weight of solvent and 1.0 part by weight of dispersant (BYK-110), 1.0 part by weight of catalyst, and 1.0 part by weight of antisettling agent. The composition was prepared.

(단위 : 중량부)                                                          (Unit: parts by weight) 구 분
division
실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7
수지Suzy 폴리에스터polyester 3030 4040 3030 4040 4545 멜라민 수지Melamine resin 1010 33 33 33 33 에폭시 수지Epoxy resin 55 22 22 -- -- 블록이소시아
네이트
Bloc
Nate
3.03.0 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5
방청성
안료
Antirust
Pigment
크롬산 스트론튬Strontium Chromate 2020 1515 1010 1515 1515
무기안료Inorganic pigments 산화티탄Titanium oxide 1515 1010 1010 1010 1515 금속분말Metal powder 아연 더스트Zinc dust 3030 2020 1616 3434 3434 첨가제additive 분산제(BYK-110)Dispersant (BYK-110) 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 촉매제Catalyst 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 침강방지제Sedimentation inhibitors 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 용제solvent XyleneXylene 55 22 22 22 22 PMAPMA 1010 44 44 44 44 Solvesso 150Solvesso 150 1010 44 44 44 44

3. 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물의 물성평가3. Physical property evaluation of pre-primed coating composition having weldability

상기 실시예 2, 3 및 비교예 5 내지 7로 제조한 도료 조성물의 저장안정성, 점도, 비중 등 wet물성 및 용접성, 내식성, 기타 도막물성을 평가하여 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.Wet properties, weldability, corrosion resistance, and other coating properties of the coating composition prepared in Examples 2, 3 and Comparative Examples 5 to 7, such as storage stability, viscosity, specific gravity, and the results are shown in [Table 4].

구분division 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 wet물성wet property 점도
(초, 포드컵#4@20℃)
Viscosity
(Second, pod cup # 4 @ 20 degrees Celsius)
4545 4747 3838 4848 5252
비중importance 1.331.33 1.321.32 1.261.26 1.371.37 1.401.40 고형분(%)Solid content (%) 5252 5454 4848 5454 5555 저장안정성Storage stability ×× 건조도막물성Dry coating property 내식성(SST, 35℃, 5% salt)Corrosion resistance (SST, 35 ℃, 5% salt) ×× 용접성Weldability × × 러빙테스트(MEK)Loving Test (MEK) T-BendT-Bend 3T3T 3T3T 3T3T 2T2T 1T1T 커핑/부착성Cupping / Adhesive ×× ×× 연필경도Pencil hardness 2H2H 2H2H FF 2H2H 2H2H

1) 저장안정성 : 50℃의 온도 조건에서 5일 동안 방치하여 도료의 침강정도 및 점도 변화를 평가하였다. 초기 점도 대비 50℃에서 5 일후의 점도 변화가 20초 이내이며 스패츌라를 이용하여 쉽게 교반이 되는 경우를 ◎, 점도변화가 20초 이내이며 스패츌라를 이용하여 교반이 용이한 경우를 ○, 점도변화가 20초 이상이며 교반이 다소 용이하지 않은 경우를 , 점도변화가 20초 이상이며 교반이 전혀 되지 않는 경우를 ×로 나타내었다. 1) Storage Stability: It was settled for 5 days at the temperature of 50 ℃ to evaluate the sedimentation degree and viscosity change of the paint. Viscosity change after 5 days at 50 ° C compared to the initial viscosity within 20 seconds and easy stirring using a spatula. Viscosity change within 20 seconds and easy stirring using a spatula. The case where the change was 20 seconds or more and the stirring was not easy was shown as the case where the viscosity change was 20 seconds or more and the stirring was not performed at all.

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2) 내식성 도막 물성 : 인산아연 전처리가 된 합금화용융아연도금강판에 건조도막 8~10㎛의 두께로 바코터를 이용하여 시편을 제조한 후에 건조도막에 대한 평가를 실시하였다. 도막의 건조 조건은 자동배출오븐(태성엔지니어링)에서 PMT 204℃가 되게 조건을 설정한 후 30초 동안 건조하여 시편을 작성한다. 2) Corrosion Resistance Coating Properties: After the specimens were prepared by using a bar coater on zinc alloyed hot-dip galvanized steel sheet which had been pretreated with zinc phosphate, the dry coating was evaluated. The drying conditions of the coating film were set to PMT 204 ° C. in an automatic discharge oven (Taesung Engineering) and dried for 30 seconds to prepare a specimen.

3) 러빙테스트에 대한 평가는 크로커메타를 이용하여 MEK용제로 러빙 테스트하여 도막이 벗겨지는 정도를 러빙 왕복 횟수에 따라 평가하였다. 3) Evaluation of the rubbing test was evaluated by rubbing test with MEK solvent using a crocker meta according to the number of rubbing round trips.

- ◎ : 왕복 횟수 10회 이상에서 도막이 벗겨짐.-◎: Peel off the film at more than 10 round trips.

- ○ : 왕복 횟수 7회에서 10회 사이에서 도막이 벗겨짐.-○: The coating film is peeled off between 7 and 10 round trips.

- △ : 왕복 횟수 5회에서 7회 사이에서 도막이 벗겨짐.△: The coating film is peeled off between 5 to 7 round trips.

- ×: 왕복 횟수 4회 이하에서 도막이 벗겨짐.X: The coating film is peeled off after 4 times of reciprocating times.

성형성 및 소재와의 부착성은 건조된 도막에 1mm간격으로 가로세로 10칸씩 칼로 그어서 에릭슨 시험기로 신장성시험을 하였다. 신장된 시편의 깊이가 5mm 이상에서 도막의 박리가 일어나지 않는 경우는 , 5mm 이하에서 도막이 박리가 일어나는 경우는×로 표시하였다. Formability and adhesion to the material were tested by elongation test with an Ericsson tester by drawing 10 squares with a width of 1mm on the dried coating film. When peeling of a coating film does not occur at the depth of the extended test piece 5 mm or more, when the coating film peels at 5 mm or less, it marked with x.

상기에서 보는 바와 같이 [표 4]에서 용접성을 평가한 결과, 그리고 실시예 2, 3은 용접성 및 내식성외 다른 도막물성에서도 가장 양호한 결과를 나타내었으며, 특히 아연 더스트(Zn dust)를 사용범위 내로 사용하므로써, 건조도막 두께 8~10㎛에서 효과적인 용접성을 얻을 수 있는 것으로 나타났으나, 비교예 5는 아연 더스트(Zn dust)를 사용범위 미만으로 사용하여 내식성 및 용접성이 매우 저조한 것으로 나타났다. 또한, 비교예 6과 비교예 7에서 보듯이 아연 더스트(Zn dust)가 사용범위를 초과하여 사용되므로써, 아연 더스트(Zn dust)의 본래 비중으로 인해 상온에서도 안료입자의 침강이 급속히 일어나 저장안정성이 취약한 것으로 나타났다. 그리고 아연 더스트(Zn dust)는 용접성 증대에 효과도 있지만, 사용된 GA 보다 이온화 경향이 빠르기 때문에 내식성 증대에도 뛰어난 효과를 가져오는 것으로 나타났다. As shown above, the results of evaluation of weldability in Table 4, and Examples 2 and 3, showed the best results in other coating properties besides weldability and corrosion resistance, in particular, zinc dust (Zn dust) within the range of use. As a result, it was found that effective weldability can be obtained at a dry coating thickness of 8 to 10 μm, but Comparative Example 5 shows that zinc dust (Zn dust) is used below the use range, and thus corrosion resistance and weldability are very low. In addition, as shown in Comparative Example 6 and Comparative Example 7, since zinc dust (Zn dust) is used beyond the use range, due to the intrinsic specific gravity of zinc dust (Zn dust), the settling of the pigment particles rapidly occurs even at room temperature, storage stability It was found to be vulnerable. In addition, zinc dust (Zn dust) is effective in increasing the weldability, but it is also shown to have an excellent effect in increasing the corrosion resistance since the ionization tendency is faster than the used GA.

4. 프리-프라임(Pre-primed) 도장 공정 후 중도/상도 도장을 거친 도막 물성 평가4. Evaluation of Coating Properties after Medium / Top Coating after Pre-primed Coating Process

현 자동차 도장 공정으로 인산아연 전처리를 한 합금화용융아연도금강판(GA)를 사용하여 탈지 등의 과정을 거쳐 화성처리를 실시한 후 전착도장 대신 상기 실시예 2, 3 및 비교예 5 내지 7의 프리-프라임(pre-primed)용 도료를 사용하여 롤코팅에 의한 방식으로 도장을 실시하여 건조도막이 4~5㎛가 되도록 한 다음, 현 자동차 도장 공정 적용중인 중/상도 도료를 적용하여 도막물성 및 자동기 벨(Bell)을 이용하여 품질을 평가하였다. 품질 평가 결과에 대해서는 [표 5]에 나타내었다.In the present automotive coating process, using a galvanized molten zinc plated steel sheet (GA) subjected to zinc phosphate pretreatment, and then subjected to chemical conversion through degreasing, etc., instead of electrodeposition coating, the pre- Use pre-primed paint to paint by roll coating method to make dry film 4 ~ 5㎛, then apply medium / top paint in the current automobile coating process The quality was evaluated using Bell. The results of the quality evaluation are shown in [Table 5].

구 분division 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 중도적용Midway 광택(60도)1) Glossy (60 degrees) 1) 부착성2) Adhesion 2) 내식성3) Corrosion resistance 3) ×× 상도적용
(베이스+클리어)
Top coat application
(Base + clear)
광택(20도)4) Glossy (20 degrees) 4) ××
굴곡성5) Flexibility 5) ×× ×× 부착성6) Adhesion 6) 내식성7) Corrosion resistance 7) ×× 냉한칩핑성8) Cold chipping 8) ×× ×× CF(수평/수직)9) CF (horizontal / vertical) 9)

1) 중도도료 적용시에 광택 : BYK haze Gloss meter로 60도 각도에서 측정하였다. 광택이 75 이상~80 미만은 ◎, 70 이상~75 미만은 ○, 70 미만은 △로 표시하였다. 1) Gloss when applying intermediate paints: Measured at 60 degrees with BYK haze gloss meter. Glossiness of 75 or more and less than 80 is represented by?, 70 or more and less than 75 are represented by ○, and less than 70 are represented by △.

2) 부착성 : 폭 1mm 간격으로 가로, 세로 10칸씩 칼집을 내어 Nichiban 테이프로 평가하였다. 절단의 교차점에서 파편의 분리가 없으면 ○, 파편의 분리가 있으면 ×로 표시하였다. 2) Adhesion: The sheath was cut out by 10 spaces in width and length at intervals of 1mm and evaluated with Nichiban tape. (Circle) when there was no separation of a debris at the intersection of cutting | disconnection, and if there was a separation of debris, it marked with x.

3) 내식성 : 10×20cm 크기의 시편 표면에 소지면이 나오는 깊이까지 폭 1mm로 X-cut하여 내염수분무시험기(SST, 35, 5% salt)내에 72시간 방치한 후, X-cut부위의 부식 발생정도를 평가하고 X-cut부위를 Nichiban 테이프를 이용하여 도막표면의 소지와의 부착성을 평가하였다. X-cut부위의 편측 1mm미만으로 파편의 분리가 있으면 ○, 1mm이상의 파편 분리가 있으면 ×로 표시하였다. 3) Corrosion resistance: After X-cut to 1mm in width up to the depth of the surface of the specimen of 10 × 20cm size and left for 72 hours in the salt spray tester (SST, 35, 5% salt), corrosion of X-cut part The incidence was evaluated, and X-cut area was evaluated for adhesion with the base of the coating film using Nichiban tape. ○ If there is fragment separation less than 1mm on one side of X-cut area, it is marked with × if there is fragment separation greater than 1mm.

4) 상도도료 적용시의 광택 : 상기 중도도료 적용시 광택을 평가한 동일한 기기로 20도의 각도에서 측정하였으며, 광택이 90초과이면 ○, 90이하면 ×로 표시하였다.4) Gloss when applying the top coat: Measured at the angle of 20 degrees with the same apparatus that evaluated the gloss when applying the middle paint, and if the gloss is greater than 90, it is marked as ○, if less than 90.

5) 굴곡성 : Conical bending tester로 재료의 휨에 대한 강도와 변형의 양상을 평가하는 방법으로써 시험편을 휘었을 때 압축 변형력과 인장변형력이 동시에 발생함으로써 도막면의 크랙(crack)여부를 측정하는 방법이다. 시험결과에 대한 평가는 crack이 없으면 ○, crack이 생기면 ×로 표시하였다.5) Flexibility: A method of evaluating the strength and deformation of a material by the conical bending tester. It is a method of measuring cracks on the coating surface by simultaneously generating compressive strain and tensile strain when the specimen is bent. . The evaluation of the test results was marked with ○ if no crack and × if crack occurred.

6) 부착성 : 시편건조 후 24시간 후에 평가하는 항목으로써 중도 도료적용시의 부착성 시험과 같은 방법으로 폭 2mm간격으로 가로세로 5칸씩 칼집을 내어 nichiban 테이프로 평가하였다. 파편의 분리가 없으면 ○, 파편의 분리가 있으면 ×로 표시하였다. 6) Adhesion: This item was evaluated 24 hours after the specimen was dried, and was cut by 5 squares of 2mm width by 2mm width in the same manner as the adhesion test when applying the intermediate paint. (Circle) when there was no separation of a fragment, and (x) when there was separation of a fragment.

7) 내식성 : 중도 적용시와 동일한 조건으로 X-cut한 후, 내염수분무시험기에 240시간 방치한 후, 표면의 부식정도를 평가한다. 그리고 X-cut부위에 대한 부착성 평가도 병행하여 평가한다. 7) Corrosion resistance: After X-cut under the same conditions as in the case of the intermediate application, it is left to the salt spray tester for 240 hours and the degree of corrosion of the surface is evaluated. In addition, evaluation of adhesion to the X-cut site is also performed in parallel.

8) 내한칩핑성 : 도장된 시편을 cold chamber에 -30±2℃에서 3시간 방치한 후, Gravelometer(SUGA)장치를 이용하여 JIS쇄석 7호(50g)의 돌로, 4±0.55bar의 압력에서 시편표면에 가격한다. 이 때, 시편의 온도가 -30±2℃에서 유지를 시켜줘야 한다. 평가방법은 돌에 의한 시편 표면의 칩(Chip)흔적에 따라 평가하므로써 다음과 같이 구분하였다. 8) Cold resistance chipping: After leaving the coated specimen in cold chamber for 3 hours at -30 ± 2 ℃, use Gravelometer (SUGA) to make stone of JIS Crush No. 7 (50g) and pressure at 4 ± 0.55bar. Price on the specimen surface. At this time, the temperature of specimen should be maintained at -30 ± 2 ℃. The evaluation methods were classified according to the chip traces on the surface of the specimen by stones as follows.

- ◎ : 중도와 소지까지 침투한 칩사이즈가 직경 1~2mm 이내-◎: Chip size penetrated to middle and base within 1 ~ 2mm in diameter

- △ : 중도까지 침투한 칩사이즈가 직경 2~3mm 이며, 소지까지 침투한 칩사이즈가 1~2mm 이내△: Chip size penetrated to the middle is 2 ~ 3mm in diameter, and chip size penetrated to the body is within 1 ~ 2mm

- × : 중도와 소지까지 침투한 칩사이즈가 직경 2~3mm 초과-×: Chip size penetrated to middle and base exceeded 2 ~ 3mm in diameter

9) CF(수평/수직) : ESTA 자동기 벨(Durr)로 베이스도료(폴리에스터/멜라민 타입의 블랙펄, 도막두께 10~15), 클리어(아크릴/멜라민 타입, 도막두께 40~50㎛)외관 시편을 작성한 후, Wave-scan/DOI (BYK-Gardner)로 상도외관 평가의 지표인 CF값을 측정하였다. 9) CF (Horizontal / Vertical): ESTA Durr, base paint (polyester / melamine type black pearl, film thickness 10 ~ 15), clear (acrylic / melamine type, film thickness 40 ~ 50㎛) After the specimen was prepared, the CF value, which is an indicator of topological appearance evaluation, was measured by Wave-scan / DOI (BYK-Gardner).

- ◎ : CF값이 수평면에서 70이상이고, 수직면이서 65이상 -◎: CF value is above 70 in the horizontal plane and above 65 in the vertical plane

- ○ : CF값이 수평 65이상이고, 수직 60이상-○: CF value is above horizontal 65 and above 60 vertical

- △ : CF값이 수평 60이상이고, 수직 55이상△: CF value is above 60 horizontally and above 55 vertically

상기에서 보는 바와 같이 실시예 2, 3은 중도도장과 상도도장의 적용 후 부착성 및 내식성 등의 물성평가가 모두 양호한 것으로 나타났으나, 비교예 5는 방청성 안료를 사용범위를 초과하여 사용하고, 금속분말을 사용범위 미만으로 사용하여 내식성이 매우 저조한 것으로 나타났으며, 냉한칩핑성도 약간 저조하였다. 또한, 비교예 6, 7에서 보듯이, 아연 더스트(Zn dust)의 함량에 따라 외관이 영향을 많이 받는 것으로 보여지며, 아연 더스트(Zn dust)의 사용량이 사용범위를 초과함에 따라 내식성 및 용접성이 우수한 반면 CF값이 떨어지는 것을 볼 수 있으며, 굴곡성 등의 물성도 저하됨을 나타내었다. 따라서 프리-프라임(pre-primed)용 도료 적용 후에 중/상도 도료 적용시에 아연 더스트(Zn dust)의 함량에 따라 건조 도막면의 물성치가 달라지는 것을 볼 수 있다. 아연 더스트(Zn dust)의 함량이 많이지면 용접성 및 내식성은 향상되는 반면 중/상도 도료 적용시에 표면의 거칠기 및 브리틀한 성질 때문에 내한칩핑성이나 외관에 불리한 영향을 끼치는 것을 알 수 있다.As seen above, Examples 2 and 3 showed good physical property evaluations such as adhesion and corrosion resistance after application of the middle coating and the top coating, but the comparative example 5 used the rust-preventing pigment beyond the use range, Corrosion resistance was found to be very low using the metal powder below the use range, and cold chipping resistance was slightly low. In addition, as shown in Comparative Examples 6 and 7, the appearance is affected by the content of zinc dust (Zn dust) a lot, corrosion resistance and weldability as the amount of zinc dust (Zn dust) exceeds the use range On the other hand, the CF value can be seen to be lowered, and the physical properties such as flexibility are also reduced. Therefore, after the pre-primed paint is applied, the physical properties of the dry coating surface may vary depending on the content of zinc dust (Zn dust) when the medium / top coat is applied. Increasing the content of zinc dust (Zn dust) improves the weldability and corrosion resistance, but it can be seen that adversely affects the cold resistance chipping resistance or appearance due to the surface roughness and brittle properties in the application of medium and top coat.

이와 같은 본 발명은 바인더 수지, 가교제, 방청성 안료 및 금속분말로 아연 더스트(Zn dust)를 사용하여 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 제조하므로서, 저장안정성이 양호하면서도, 기존의 전착도장이 가지고 있는 내식성 및 도장밀착성을 발현함과 동시에 우수한 용접성을 가지므로써, 현 자동차라인에서 적용하는 전착공정을 대체하여 적용 가능하여 생산성 증대, 작업환경 개선, 에너지 절감 및 공정시간 단축 등의 효과가 있다. As described above, the present invention manufactures a coating composition for pre-primed using zinc dust (Zn dust) with a binder resin, a crosslinking agent, an rust-preventive pigment, and a metal powder, and thus has good storage stability and conventional electrodeposition coating. It exhibits corrosion resistance and paint adhesion, and has excellent weldability, so that it can be applied as an alternative to the electrodeposition process applied in the current automobile line, resulting in increased productivity, improved working environment, energy saving, and shortened process time. .

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접성 프리-프라임용 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the weldable pre-prime paint composition and the coating method using the same according to the present invention have been described through the above-described preferred embodiment, and confirmed the superiority, but those skilled in the art will be described in the claims below It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (10)

바인더 수지로 폴리에스터 폴리올 30~40 중량부 및 에폭시 수지 2~5 중량부, 가교제로 멜라민 수지 3~10 중량부 및 블록이소시아네이트 0.5~3.0 중량부, 방청성 안료로 크롬산 스트론튬(strontium chromate) 15~20 중량부, 금속분말로 아연 더스트(Zn dust) 20~30 중량부, 산화티탄(TiO2) 10~15 중량부, 용제 10~20 중량부 및 첨가제 1.0~3.0 중량부로 이루어지되,30 to 40 parts by weight of polyester polyol as binder resin and 2 to 5 parts by weight of epoxy resin, 3 to 10 parts by weight of melamine resin and 0.5 to 3.0 parts by weight of block isocyanate as crosslinking agent, and strontium chromate 15 to 20 as rust preventive pigment. It is composed of 20 parts by weight to 20 parts by weight of zinc dust (Zn dust), 10 to 15 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ), 10 to 20 parts by weight of solvent and 1.0 to 3.0 parts by weight of additives. 상기 폴리에스터 폴리올의 중량평균 분자량(Mw)은 8,000~12,000이고,The weight average molecular weight (Mw) of the polyester polyol is 8,000 ~ 12,000, 상기 폴리에스터 폴리올은 탄성 중합체(Elastomeric) 폴리에스터 폴리올로서 수산가(OH value)는 20~40 KOH/g이며, The polyester polyol is an elastomeric polyester polyol and has a hydroxyl value of 20 to 40 KOH / g. 상기 아연 더스트는 2~5㎛의 평균 입도를 갖는 무정형의 아연 더스트를 사용하고,The zinc dust uses an amorphous zinc dust having an average particle size of 2 ~ 5㎛, 상기 첨가제는 가교촉진제(catalyst), 분산제, 증점제, 산화 방지제, 자외선 방지제, 소포제 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물. The additive is a pre-primed paint composition having a weldability, characterized in that one or more selected from among a cross-linking accelerator (catalyst), dispersant, thickener, antioxidant, anti-UV, antifoaming agent. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 멜라민 수지는 헥사메톡시메틸멜라민 수지, 부톡시멜라민 수지, 메틸롤화멜라민 수지와 같은 알킬에테르화 멜라민 수지로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물.The melamine resin is pre-prime having a weldability, characterized in that one or more selected from the alkyl etherified melamine resins such as hexamethoxymethylmelamine resin, butoxymelamine resin, methylolated melamine resin -primed) paint composition. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용제는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 노르말 부틸알코올 의 알코올계 용제와, 톨루엔, 크실렌의 방향족계 용제로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물.The solvent is pre-prime having weldability, characterized in that one or more selected from the alcohol solvent of methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal butyl alcohol and the aromatic solvent of toluene, xylene Coating composition for (pre-primed). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에폭시 수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 환상 지방족 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계수지, 복소환식 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 등이 있는데, 보다 구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지로는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 브롬화비스페놀 A형, 수첨비스페놀A형, 비스페놀S형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, DPP노볼락형, 3관능형, 트리스·히드록시페닐메탄형, 테트라페닐롤에탄형 등이 있고, 상기 글리시딜아민형 에폭시 수지로는 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜이소시아누레이트, 히단토인형, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 아미노페놀형, 아닐린형, 톨루이딘형으로부터 1 종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 용접성을 갖는 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물.The epoxy resins include glycidyl ether type epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, glycidyl ester resins, heterocyclic epoxy resins, urethane modified epoxy resins, and the like. As the cyl ether ether epoxy resin, bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, phenol novolak type, There are cresol novolak type, DPP novolak type, trifunctional type, tris-hydroxyphenylmethane type, tetraphenylol ethane type and the like, and the glycidylamine type epoxy resin is tetraglycidyldiaminodiphenylmethane. Select one or more from triglycidyl isocyanurate, hydantoin type, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, aminophenol type, aniline type and toluidine type So A paint composition for pre-primed having weldability, characterized by using. 금속 강판을 탈지공정 및 인산염 전처리를 실시하는 전처리 공정(S1)과;A pretreatment step (S1) for degreasing the metal steel sheet and pretreating phosphate; 상기 (S1) 공정을 거친 금속 강판에 청구항 1의 프리-프라임(pre-primed)용 도료 조성물을 사용하여 롤코터로 건조도막 8~10㎛의 두께로 코팅하는 도장 공정(S2); 및A coating step (S2) of coating the dry steel film with a thickness of 8 to 10 μm with a roll coater using the pre-primed coating composition of claim 1 on the metal steel sheet subjected to the step (S1); And 상기 (S2) 공정에도 코팅된 금속 강판을 고속 오븐에서 PMT(Peak Metal Temperature) 200~210℃의 온도로 가열하여 소부시킨 다음 상온에서 공랭을 시켜 도막을 경화시키는 건조 공정(S3); Drying step (S3) to heat the metal plate coated in the step (S2) in a high-speed oven at a temperature of 200 ~ 210 ℃ PMT (Peak Metal Temperature) to bake and then to air cooled at room temperature (S3); 을 거쳐 금속 강판에 도막이 형성되어지되,Through the coating film is formed on the metal sheet, 상기 금속 강판은 합금화용융아연도금강판 또는 아연도금합금화강판인 것을 특징으로하는 용접성 프리-프라임용 도료 조성물을 이용한 코팅방법.The metal sheet is a coating method using a coating composition for weldable pre-prime, characterized in that the hot-dip galvanized steel sheet or galvanized alloy steel sheet. 삭제delete
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