KR101461711B1 - Coating solution composition and surface treated steel sheet therewith - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가전용 전자제품 또는 건자재 등에 적용되는 표면처리강판 및 상기 강판에 코팅층을 형성할 수 있는 수지조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 단열 안료 분산체 5~60 중량%, 수성 유기수지 30~90 중량%, 부착증진제 1~10 중량%, 왁스 0.1~5 중량% 및 가교제 0.15~30 중량%를 포함하는 수지조성물이고, 상기 수지조성물은 단열성이 우수한 수지도막층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 수지도막층이 형성된 표면처리강판은 가정용 외판으로 사용하기에 적합하다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface-treated steel sheet applied to electronic appliances or building materials for household appliances, and a resin composition capable of forming a coating layer on the steel sheet.
According to the present invention, there is provided a resin composition comprising 5 to 60% by weight of an adiabatic pigment dispersion, 30 to 90% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 10% by weight of an adhesion promoter, 0.1 to 5% by weight of a wax and 0.15 to 30% , And the resin composition is characterized by forming a resin coating layer having excellent heat insulating properties. The surface-treated steel sheet on which such a resin coating layer is formed is suitable for use as a household outer panel.
Description
본 발명은 가전용 전자제품 또는 건자재 등에 적용되는 표면처리강판 및 상기 강판에 코팅층을 형성할 수 있는 수지조성물에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface-treated steel sheet to be applied to household electric appliances or building materials, and a resin composition capable of forming a coating layer on the steel sheet.
최근 들어, 유가 상승 등의 이유로 모든 산업분야에서 에너지 효율 향상에 대한 관심이 부쩍 높아지고 있다. 특히 산업계의 변화가 빠른 가전 시장에서는 작은 정도의 에너지 효율성 향상만으로도 정부의 에너지 절감 시책에 따른 지원 등을 받을 수 있는 등 큰 파급효과가 발생함에 따라 에너지 효율성을 향상시키기 위한 많은 노력을 기울이고 있다.
In recent years, interest in improving energy efficiency has been increasing in all industrial sectors due to rising oil prices. Especially, in the home appliance market, which is rapidly changing in industry, it is making a lot of efforts to improve energy efficiency as it has a large ripple effect, such as being able to receive a support from the government's energy saving measure with only a small improvement in energy efficiency.
한편, 전자제품 중 냉장고는 냉장고 내부의 냉기와 외부의 온기가 서로 열을 주고받는 열전달이 일어나는데, 이는 냉장고 단열층을 구성하고 있는 강판과 내부의 플라스틱을 통한 전도를 통해 발생한다. 이와 같은 열전달의 발생으로 냉장고 내부의 온도가 쉽게 올라가게 되며, 상승된 온도를 낮추기 위해 전력소모가 발생하면서 에너지 효율이 낮아지게 된다.On the other hand, in a refrigerator of an electronic product, heat transfer occurs between the cold air inside the refrigerator and the external warmth, which is generated through conduction through the steel plate and the plastic inside the refrigerator insulation layer. Such a heat transfer easily raises the temperature inside the refrigerator, and the power consumption is lowered and the energy efficiency is lowered to lower the rising temperature.
따라서, 냉장고의 에너지 효율을 향상시키기 위해서는 냉장고의 단열성을 향상시킴이 필요하며, 이는 단열층의 열전도율을 최소화시킴으로써 구현될 수 있다.Therefore, in order to improve the energy efficiency of the refrigerator, it is necessary to improve the heat insulating property of the refrigerator, which can be realized by minimizing the thermal conductivity of the heat insulating layer.
기존의 냉장고 업체에서는 단열층을 구성하고 있는 부위에서 내부 플라스틱이나 중간층 폴리우레탄 폼 등의 단열성을 향상시켜 에너지 효율을 높여왔다.
Existing refrigerator manufacturers have improved the energy efficiency by improving the heat insulation of the inner plastic or the middle layer polyurethane foam at the part constituting the insulating layer.
현재, 냉장고용 외판으로는 PCM(Pre-coated metal) 도장강판 등이 적용되고 있으며, 이와 같이 가정용 제품에 사용되는 코팅강판에 대해 단열성을 향상시키기 위한 기술에 관해서는 아직 발표된 바 없다.At present, PCM (pre-coated metal) coated steel sheets are applied as the outer plates for refrigerator, and no technology has been disclosed for improving the heat insulation of the coated steel sheets used for household products.
다만, 건자재용 제품에서는 적용되는 도료 중 상변화 물질 등을 포함한 차열도료를 적용한 차열강판 등이 개발되어 일부 적용되고 있다. 건자재용 차열도료는 대부분 상변화 물질을 포함하여 낮 동안 건물이 받은 에너지를 상변화 물질이 고체에서 액체로 상변이를 일으키며 잠열로 흡수하고 있다가, 해가지면 다시 고체로 상변이를 일으키면서 잠열을 배출하므로, 낮과 밤에 생기는 건물의 온도차를 줄이는 효과가 있다. 그러나, 이러한 건자재용 차열도료는 상변이 물질의 입자 크기가 커 상대적으로 박막 형태로 코팅하는 가전용 코팅강판에 적용할 경우 외관이 불량해지며, 가전제품은 대부분 실내에서 사용하므로 낮ㆍ밤에 따른 온도차이가 크지 않으므로 그 효과가 미미하게 된다.
However, in the products for building materials, heat-resistant steel sheets using heat paints including phase change materials among the paints applied have been developed and some are applied. Most of the heat paints for building materials contain phase change materials. During the daytime, the energy received by buildings is phase-shifted from solid to liquid and absorbed as latent heat. The effect of reducing the temperature difference between the buildings in the daytime and the nighttime is reduced. However, such heat paints for building materials have poor appearance when they are applied to home-use coated steel sheets having a relatively large particle size of the top side and coated in a relatively thin film form, and most household appliances are used indoors, The effect is insignificant because the temperature difference is not large.
본 발명의 일 측면은 단열성이 향상된 표면처리강판에 사용될 수 있는 표면처리용 수지조성물, 단열성이 향상된 표면처리강판 및 그 제조방법에 대해 제공하는 것을 목적으로 한다.
An aspect of the present invention is to provide a resin composition for surface treatment which can be used for a surface-treated steel sheet with improved heat insulation, a surface-treated steel sheet with improved heat insulation, and a method for producing the same.
본 발명의 일 측면은, 단열 안료 분산체 5~60 중량%, 수성 유기수지 30~90 중량%, 부착증진제 1~10 중량%, 왁스 0.1~5 중량% 및 가교제 0.15~30 중량%를 포함하는 표면처리용 수지조성물을 제공한다.
An aspect of the present invention is a method for producing a water-based ink composition comprising 5 to 60% by weight of an adiabatic pigment dispersion, 30 to 90% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 10% by weight of an adhesion promoter, 0.1 to 5% by weight of a wax and 0.15 to 30% A resin composition for surface treatment is provided.
본 발명의 다른 일 측면은, 소지강판; 및 상기 소지강판의 1면 또는 양면에 상기의 표면처리용 수지조성물로 형성된 수지도막층을 포함하는 단열성이 우수한 표면처리강판을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, And a resin coating film layer formed from the above resin composition for surface treatment on one or both surfaces of the base steel sheet.
본 발명에서 제공하는 표면처리용 수지조성물을 코팅하여 수지도막층을 형성한 표면처리강판은 단열성뿐만 아니라, 도막 밀착성, 밴딩성, 윤활성, 내식성 및 의장성도 우수하게 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 표면처리강판은 가전용 외판으로 사용하기에 적합하며, 특히 높은 열전도도를 요구하는 냉장고용 외판으로서 매우 적합하다.
The surface-treated steel sheet provided with the resin coating layer by coating the resin composition for surface treatment provided by the present invention exhibits not only excellent heat insulation but also excellent film adhesion, bending property, lubricity, corrosion resistance and designability. Therefore, the surface-treated steel sheet according to the present invention is suitable for use as an outer panel for household appliances, and is particularly suitable as a outer panel for a refrigerator requiring particularly high thermal conductivity.
도 1은 본 발명에 따른 수지도막층이 형성된 표면처리강판의 측면도를 나타낸 것이다.
도 2는 수지도막층과 소지강판 사이에 하도도막층이 형성된 표면처리강판의 측면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물 내에 함유된 단열 안료 입자를 전자주사 현미경을 관찰한 이미지이다.1 is a side view of a surface-treated steel sheet on which a resin coating layer according to the present invention is formed.
Fig. 2 is a side view of a surface-treated steel sheet in which an undercoating layer is formed between a resin coating layer and a base steel sheet.
Fig. 3 is an image of an adiabatic pigment particle contained in the resin composition for surface treatment according to the present invention observed with a scanning electron microscope. Fig.
본 발명자들은 가전제품에 적용되는 코팅강판에 있어서, 우수한 단열성을 갖는 표면처리강판을 도출해내기 위해 깊이 연구한 결과, 본 발명에서 제안하는 수지조성물로 수지도막층을 형성하는 경우 단열성이 우수한 표면처리강판을 제공할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
The inventors of the present invention have conducted intensive researches on a coated steel sheet for use in household electrical appliances to derive a surface treated steel sheet having excellent heat insulating properties. As a result, in the case of forming a resin coating layer using the resin composition proposed in the present invention, And the present invention has been completed.
이하, 본 발명의 일 측면인 표면처리용 수지조성물에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the resin composition for surface treatment, which is one aspect of the present invention, will be described in more detail.
본 발명에 의한 표면처리용 수지조성물은 단열 안료 분산체 5~60 중량%, 수성 유기수지 30~90 중량%, 부착증진제 1~10 중량%, 왁스 0.1~5 중량% 및 가교제 0.15~30 중량%로 조성될 수 있다.
The resin composition for surface treatment according to the present invention comprises 5 to 60% by weight of an adiabatic pigment dispersion, 30 to 90% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 10% by weight of an adhesion promoter, 0.1 to 5% by weight of a wax and 0.15 to 30% ≪ / RTI >
[단열 안료 분산체][Adiabatic pigment dispersion]
단열 안료 분산체는 강판의 단열성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서, 본 발명에서는 5~60 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 표면처리용 수지조성물에 있어서, 상기 단열 안료 분산체의 함유량이 5 중량% 미만일 경우에는 단열성을 저하시킬 우려가 있으며, 반면 60 중량%를 초과할 경우에는 용액안정성, 내식성 및 의장성을 저하시키는 문제가 있다.
The adiabatic pigment dispersion material serves to improve the heat insulating property of the steel sheet, and is preferably contained in an amount of 5 to 60% by weight in the present invention. In the resin composition for surface treatment of the present invention, if the content of the adiabatic pigment dispersion is less than 5% by weight, the heat insulating property may be lowered. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the solution stability, There is a problem of deterioration.
상기 단열 안료 분산체는 60~97 중량%의 수성 유기수지, 1~30 중량%의 단열 안료 입자 및 0.05~15 중량%의 안료 분산제를 포함하여 제조될 수 있다.
The adiabatic pigment dispersion may be prepared by containing 60 to 97% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 30% by weight of adiabatic pigment particles and 0.05 to 15% by weight of a pigment dispersant.
상기 단열 안료 입자는 균일한 분산 및 안정을 위해 안료 분산제에 분산시킬 시, 통상적인 용액 교반 방식 보다는 밀링(milling)이라고 하는 별도의 분산 과정을 이용함이 바람직하다. When the adiabatic pigment particles are dispersed in a pigment dispersant for uniform dispersion and stability, a separate dispersion process called milling is preferably used rather than a conventional solution stirring method.
밀링(milling)은 밀링 머신으로 밀링 커터를 사용하여 분쇄하고자 하는 물질을 절삭하는 가공법으로서, 일반적으로 볼밀(ball mill)을 이용한다.
Milling is a milling machine that uses a milling cutter to cut a material to be milled, usually a ball mill.
상기와 같은 밀링 공정시 단열 안료 입자에 적절한 유동성을 제공하기 위해 수성 유기수지를 첨가함이 바람직하다. 이때, 수성 유기수지의 함량이 60 중량% 미만이면 밀링 작업시 충분한 유동성의 확보가 어려워 분산작업이 불가하며, 반면 97 중량%를 초과할 경우에는 단열성을 저하시킬 우려가 있으므로, 60~97 중량%로 첨가됨이 바람직하다. It is preferable to add an aqueous organic resin in order to provide appropriate fluidity to the adiabatic pigment particles in the above milling process. If the content of the water-soluble organic resin is less than 60% by weight, it is difficult to ensure sufficient fluidity in the milling operation, so that the dispersion operation is impossible. If the content exceeds 97% by weight, .
본 발명에서 사용될 수 있는 수성 유기수지는 단열 안료 입자를 잘 분산시킬 수 있는 수성 유기수지라면 제한 없이 사용할 수 있으므로 구체적인 종류는 한정되는 것은 아니나, 예컨대 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 수분산 우레탄 수지를 적용할 수 있다.
The water-soluble organic resin that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a water-soluble organic resin capable of well dispersing the adiabatic pigment particles, and therefore the water-soluble organic resin is not particularly limited. Examples thereof include water-dispersible urethane resin, A polyester resin, a water-soluble amino resin, and mixtures thereof, and more preferably an aqueous dispersion urethane resin can be applied.
또한, 상기 단열 안료 분산체에 포함되는 단열 안료 입자는 단열성 확보를 위해 1~30 중량%로 함유됨이 바람직하다. 단열 안료 입자의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 단열성의 확보가 어려우며, 반면 30 중량%를 초과하여 과다하게 첨가할 경우에는 분산을 위한 밀링 공정에 무리가 가해져 작업이 곤란해질 수 있다. 또한, 밀링 공정이 가능하다 하더라도 단열 안료 입자를 과량 포함하는 단열 안료 분산체로 수지조성물로 제조하는 경우에는 용액 안정성을 저하시키고, 표면처리강판의 의장성을 저하시킬 우려가 있다. 상기의 함량 범위로 단열 안료 분산체에 포함된 단열 안료 입자를 전자주사현미경으로 관찰하여 도 3에 나타내었다.The heat-insulating pigment particles contained in the adiabatic pigment dispersion preferably contain 1 to 30% by weight for ensuring thermal insulation. If the content of the adiabatic pigment particles is less than 1% by weight, it is difficult to secure the heat insulating property. On the other hand, if the content of the adiabatic pigment particles is more than 30% by weight, the milling process for dispersing may be difficult. Further, even if a milling process is possible, when the resin composition is prepared from an adiabatic pigment dispersion containing an excess amount of adiabatic pigment particles, the solution stability may be lowered and the decorative properties of the surface-treated steel sheet may be lowered. The adiabatic pigment particles contained in the adiabatic pigment dispersion were observed with an electron scanning microscope in the content range shown in FIG.
본 발명에서 사용될 수 있는 단열 안료 입자의 구체적인 종류는 한정되는 것은 아니나, 예컨대 실리카 에어젤, 타티타니아 에어젤, 카본에어젤 및 알루미나 에어젤로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다. The specific kind of the adiabatic pigment particles that can be used in the present invention is not limited, but one or more selected from the group consisting of silica airgel, tattitania airgel, carbon airgel and alumina airgel can be applied have.
이때, 단열 안료 입자의 평균 기공율과 평균 입자크기는 특별히 제한되는 것은 아니나, 80~99.9%의 기공율을 갖고 0.5~50μm의 평균 입자크기를 갖는 것을 사용하는 것이 분산성과 단열성 확보 등에서 바람직하다. 이때, 기공율은 하기의 수학식 1을 통해 계산될 수 있으며, 여기서 ρ AG 는 입자(에어젤)의 밀도, ρ Solid 는 입자(에어젤)을 제조하기 전 벌크 물질의 밀도를 나타낸다. At this time, the average porosity and average particle size of the adiabatic pigment particles are not particularly limited, but it is preferable to use a pigment having an average particle size of 0.5 to 50 袖 m with a porosity of 80 to 99.9% from the viewpoint of ensuring dispersion and heat insulation. Here, the porosity can be calculated by the following equation (1), where ρ AG represents the density of the particles (airgel), and ρ Solid represents the density of the bulk material before producing the particles (airgel).
단열 안료 입자의 기공율이 80% 미만일 경우에는 단열성 및 분산성이 저하되며, 반면 기공율이 99.9%를 초과할 경우에는 의장성과 단열성이 저하될 수 있으며 제조과정에서 지나치게 많은 비용이 소요될 수 있다. 또한, 단열 안료 입자의 평균 입자크기가 0.5μm 미만일 경우에는 단열성 확보가 어려우며, 반면 50μm를 초과할 경우에는 강판의 의장성을 저하시킬 우려가 있다.When the porosity of the adiabatic pigment particle is less than 80%, the heat insulating property and dispersibility are lowered. On the other hand, if the porosity is more than 99.9%, design and heat insulating properties may be deteriorated, and excessive cost may be required in the manufacturing process. If the average particle size of the adiabatic pigment particles is less than 0.5 탆, it is difficult to secure the heat insulating property, whereas if it exceeds 50 탆, the decorative property of the steel sheet may be deteriorated.
[수학식 1][Equation 1]
상기 단열 안료 입자를 분산시키기 위한 안료 분산제는 단열 안료 입자의 분산성 및 용액 안정성을 향상시키기 위해, 0.05~15중량%로 단열 안료 분산체에 포함함이 바람직하다. 안료 분산제의 함량이 0.05 중량% 미만 또는 15 중량%를 초과할 경우에는 단열 안료 입자의 분산성 및 용액 안정성을 저하시키는 문제가 있다.The pigment dispersant for dispersing the adiabatic pigment particles is preferably included in the adiabatic pigment dispersion in an amount of 0.05 to 15% by weight in order to improve dispersibility and solution stability of the adiabatic pigment particles. When the content of the pigment dispersant is less than 0.05% by weight or exceeds 15% by weight, the dispersibility and the solution stability of the adiabatic pigment particles are deteriorated.
본 발명에서 사용될 수 있는 안료 분산제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예컨대 하기 화학식 1로 표현되는 화합물을 적용할 수 있다.The kind of the pigment dispersant that can be used in the present invention is not particularly limited, but a compound represented by the following general formula (1) can be applied.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
여기서, R1은 수소원자 또는 탄소를 1 내지 10개 포함하는 알킬기, R2는 탄소를 1 내지 10개 포함하는 알킬기, 상기 R1 및 R2의 알킬기에 포함되는 탄소의 총 수는 15개 이하이고, R3는 -OH, -ONa, -OK, -COOH, -COONa, -COOK, -COO-Na4 +, -SO3H, -SO3Na, -SO3K, -SO3 -Na4 +, -PO3H2, -HPO3Na, -HPO3K, -PO3Na2, -PO3K2 및 -SO2NHCOA로 이루어진 군에서 선택된 하나의 작용기를 나타내고, 상기 작용기에서 A는 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다.
Wherein R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group containing 1 to 10 carbons, R 2 is an alkyl group containing 1 to 10 carbons, and the total number of carbons contained in the alkyl group of R 1 and R 2 is 15 or less and, R 3 is -OH, -ONa, -OK, -COOH, -COONa, -COOK, -COO - Na 4 +, -SO 3 H, -
상기 화학식 1에서 R1 및 R2 각각의 알킬기에 포함되는 탄소 수가 10개 이상이거나, R1 및 R2 알킬기에 포함되는 탄소의 총수가 15개를 초과할 경우에는 안료의 분산 안정성 및 용액 안정성을 저하시킬 수 있다.
When the number of carbons contained in each alkyl group of R 1 and R 2 in the
본 발명에 따른 단열 안료 분산체는 단열성이 우수한 단열 안료 입자와 상기 단열 안료 입자의 분산 안정성을 향상시킬 수 있는 안료 분산제 및 안료의 분산시 유동성을 증가시킬 수 있는 수성 유기수지를 포함하고 있으므로, 이와 같이 구성되는 단열 안료 분산체를 수지조성물에 포함할 경우 수지조성물의 용액 안정성을 확보할 수 있으며, 또한 이를 강판에 코팅하는 경우에는 단열성을 우수하게 향상시킬 수 있다.
Since the adiabatic pigment dispersion according to the present invention includes the adiabatic pigment particles having excellent heat insulation property, the pigment dispersant capable of improving the dispersion stability of the adiabatic pigment particle and the aqueous organic resin capable of increasing the fluidity upon dispersion of the pigment, When the adiabatic pigment dispersion thus constituted is incorporated into the resin composition, the solution stability of the resin composition can be ensured, and when it is coated on the steel sheet, the heat insulating property can be improved.
[수성 유기수지][Aqueous organic resin]
수성 유기수지는 강판의 의장성, 내식성 및 도막 밀착성을 향상시키기 위해 첨가하는 성분이지만, 상기 단열 안료 분산체 제조시에는 안료 입자의 유동성 향상을 위해 첨가될 수 있다. The aqueous organic solvent is added to improve the designability, corrosion resistance, and film adhesion of the steel sheet, but may be added to improve the fluidity of the pigment particles in the production of the adiabatic pigment dispersion.
본 발명의 표면처리용 수지조성물 제조시 첨가되는 수성 유기수지는 30~90 중량%로 포함함이 바람직하다. 상기 수성 유기수지의 함유량이 30 중량% 미만일 경우에는 상술한 효과를 얻기 어려우며, 반면 90 중량%를 초과할 경우에는 수지조성물의 단열성을 저하시킬 우려가 있다.
It is preferable that the aqueous organic resin added in the production of the resin composition for surface treatment of the present invention is contained in an amount of 30 to 90% by weight. When the content of the aqueous organic resin is less than 30% by weight, it is difficult to obtain the above-mentioned effect, while when it exceeds 90% by weight, the heat insulating property of the resin composition may be deteriorated.
본 발명에서 사용될 수 있는 수성 유기수지의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기에서도 언급한 바와 같이 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다.
Specific examples of the water-soluble organic resin that can be used in the present invention are not particularly limited. As mentioned above, the water-dispersible urethane resin, water-dispersed acrylic resin, water-soluble epoxy resin, water-soluble polyester resin, May be used alone or in combination of two or more.
[부착증진제][Adhesion Enhancer]
부착증진제는 강판의 도막 밀착성 및 밴딩성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서, 본 발명의 표면처리용 수지조성물에는 1~10 중량%로 포함됨이 바람직하다. 상기 부착증진제의 함유량이 1 중량% 미만일 경우에는 상술한 효과를 얻기 어려우며, 반면 10 중량%를 초과할 경우에는 수지조성물의 단열성을 저하시킬 우려가 있다.
The adhesion promoting agent is a substance that improves the coating film adhesion and bending property of the steel sheet, and is preferably contained in the resin composition for surface treatment of the present invention in an amount of 1 to 10% by weight. When the content of the adhesion promoting agent is less than 1% by weight, it is difficult to obtain the above effect. On the other hand, if the content is more than 10% by weight, the heat insulating property of the resin composition may be deteriorated.
본 발명에서 사용될 수 있는 부착증진제의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예컨대 비닐 트리에톡시 실란, 2-글리실 옥시 프로필 트리메톡시실란, 3-글리실 옥시프로필메틸 디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시 실란 및 4-아미노프로필 트리에톡시 실란으로 이루어지는 실란계 커플링제, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 이소-부톡시 티타늄 에틸 아세토 아세테이트, 테트라 이소프로필 티타네이트 및 테트라 노말 부틸 티타네이트로 이루어지는 티타늄계 커플링제, 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 트리에탄올 아민 지르코네이트 및 헥사플루오로 지르코네이트로 이루어지는 지르코늄계 커플링제, 헥사암모늄 헵타 몰리브데이트 테트라하이드레이트 인산염, 에폭시 포함 인산염 및 중인산 알루미늄으로 이루어지는 인산계 커플링제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다.
Specific examples of the adhesion promoter that can be used in the present invention include, but are not limited to, vinyltriethoxysilane, 2-glycyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycyloxypropylmethyldimethoxysilane, N-2 - (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane and 4-aminopropyltriethoxysilane, titanium acetylacetonate, iso-butoxy titanium ethylacetoacetate, tetraisopropyl titanate and A titanium-based coupling agent composed of tetra-n-butyl titanate, a zirconium-based coupling agent composed of tetranormal-propyl zirconate, tetranormal-butyl zirconate, triethanol amine zirconate and hexafluorozirconate, Molybdate tetrahydrate phosphate, epoxy-containing phosphate and heavy Phosphoric acid-based coupling agents made of aluminum phosphate, and mixtures thereof, may be used alone or in admixture of two or more.
[왁스][Wax]
왁스는 강판의 윤활성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서, 본 발명의 표면처리용 수지조성물에는 0.1~5 중량%로 포함됨이 바람직하다. 상기 왁스의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 강판의 윤활성을 충분히 향상시키기 어려우며, 반면 5 중량%를 초과할 경우에는 수지조성물의 도막 밀착성을 저하시킬 우려가 있다.
The wax is a substance that improves the lubricity of the steel sheet, and it is preferably contained in the resin composition for surface treatment of the present invention in an amount of 0.1 to 5 wt%. When the content of the wax is less than 0.1% by weight, it is difficult to sufficiently improve the lubricity of the steel sheet. On the other hand, when the content of the wax is more than 5% by weight, the coating film adhesion of the resin composition may be deteriorated.
본 발명에서 사용될 수 있는 왁스의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예컨대 칸델릴라(Candelilla) 왁스, 카나우바(Carnauba) 왁스, 캐스터 왁스, 에스팔토 왁스, 오우리큐리 왁스, 베이베리 왁스, 조조바 왁스, 라이스브랜 왁스, 소이 왁스 등의 식물성 왁스군과 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 피셔-트롭스 왁스, 아마이드 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리올레핀 왁스 및 이들의 변성 왁스로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다.
Specific examples of waxes that can be used in the present invention include, but are not limited to, Candelilla wax, Carnauba wax, Caster wax, Esfalto wax, Ouerkyl wax, Bayberry wax, Jojoba wax One or two or more kinds selected from the group consisting of vegetable waxes such as soybean wax, rice wax and soybean wax and paraffin wax, polyethylene wax, Fischer-Tropsch wax, amide wax, polypropylene wax, polyolefin wax and modified waxes thereof Can be applied.
[가교제][Crosslinking agent]
가교제는 강판의 경화도 및 내식성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서, 본 발명의 표면처리용 수지조성물에는 0.15~30 중량%로 포함됨이 바람직하다. 상기 가교제의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 강판의 미경화가 발생하거나 내식성이 저하될 우려가 있으며, 반면 30 중량%를 초과할 경우에는 강판의 경화가 과도하게 일어나 강판의 밴딩성이 저하될 수 있다.
The crosslinking agent serves to improve the degree of curing and corrosion resistance of the steel sheet, and is preferably contained in the resin composition for surface treatment of the present invention in an amount of 0.15 to 30% by weight. If the amount of the cross-linking agent is less than 0.15% by weight, the steel sheet may become uncured or corrosion resistance may be deteriorated. On the other hand, if the content of the cross-linking agent is more than 30% by weight, the steel sheet may be excessively hardened, .
본 발명에서 사용될 수 있는 가교제의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 멜라민계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 아지리딘계 가교제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다.
The specific kind of the crosslinking agent that can be used in the present invention is not particularly limited, but one or two or more selected from the group consisting of a melamine crosslinking agent, an isocyanate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent and a mixture thereof can be applied.
상기의 본 발명의 표면처리용 수지조성물은 상기 성분들 이외에 추가적으로 촉매를 포함할 수 있으며, 상기 촉매는 강판의 경화속도를 향상시키기 위한 목적으로 첨가할 수 있다. The resin composition for surface treatment of the present invention may further include a catalyst in addition to the above components, and the catalyst may be added for the purpose of improving the curing rate of the steel sheet.
이때, 촉매는 3 중량% 이하로 첨가됨이 바람직하며, 촉매의 함량이 3 중량%를 초과할 경우 경화속도 효과가 포화되며, 오히려 용액 안정성을 저하시킬 우려가 있다.At this time, the catalyst is preferably added in an amount of 3 wt% or less, and when the content of the catalyst is more than 3 wt%, the effect of the curing rate is saturated and the solution stability may be deteriorated.
본 발명에서 사용될 수 있는 촉매의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 파라톨루엔 설포닉애시드, 알키드벤젠 설포닉애시드, 아세틸아세톤, 벤질 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 적용할 수 있다.
The specific kind of the catalyst that can be used in the present invention is not particularly limited, but may be one or more selected from the group consisting of paratoluenesulfonic acid, alkyd benzenesulfonic acid, acetylacetone, benzyl alcohol, Can be applied.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 표면처리강판에 대하여 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the surface treated steel sheet according to another aspect of the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 표면처리강판은 소지강판, 상기 소지강판의 1면 또는 양면에 단열 안료 분산체, 수성 유기수지, 부착증진제, 왁스 및 가교제로 이루어진 표면처리용 수지조성물을 도포하여 형성된 수지도막층이 형성된 것이다 (도 1 참조).
The surface-treated steel sheet according to the present invention is a surface-treated steel sheet comprising a base steel sheet, a resin coating layer formed by applying a resin composition for surface treatment comprising an adiabatic pigment dispersion, an aqueous organic resin, an adhesion promoter, a wax and a crosslinking agent on one or both surfaces of the base steel sheet (See Fig. 1).
상기 표면처리강판은 소지강판과 수지도막층 사이에 하도도막을 더 포함할 수 있다.
The surface-treated steel sheet may further include an undercoating layer between the base steel sheet and the resin coating layer.
본 발명에서 상기 소지강판은 특별히 한정되는 것은 아니며, 어떠한 강판을 적용하여도 본 발명에는 영향이 없으나, 바람직하게는 가전용 외판에 적용가능한 도금강판을 사용함이 바람직하다. 보다 바람직하게는 아연계 또는 아연합금계 도금층을 포함하는 도금강판 일 수 있다.
In the present invention, the base steel sheet is not particularly limited, and any steel sheet is not affected by the present invention. Preferably, however, it is preferable to use a steel sheet applicable to the outer sheet for home appliances. More preferably, it may be a galvanized steel sheet or a plated steel sheet containing a zinc alloy plated layer.
본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 이용하여 소지강판 위에 수지도막층을 형성할 시, 강판 건조 후의 수지도막층 두께는 5 내지 30 μm로 형성시키는 것이 바람직하다. 수지도막층의 두께가 5μm 미만일 경우에는 강판의 내식성, 의장성 및 단열성이 저하될 수 있으며, 반면 30μm를 초과할 경우에는 강판의 의장성 및 밴딩성이 저하될 수 있다.
When the resin coating layer is formed on the base steel sheet using the resin composition for surface treatment according to the present invention, the thickness of the resin coating layer after drying the steel sheet is preferably 5 to 30 탆. When the thickness of the resin coating layer is less than 5 탆, the corrosion resistance, design property and heat insulating property of the steel sheet may be deteriorated. On the other hand, if the thickness exceeds 30 탆, the designability and bending property of the steel sheet may be deteriorated.
상기 표면처리용 수지조성물은 본 발명의 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법으로 소지강판의 1면(전면 또는 후면) 또는 양면에 코팅하여 수지도막층을 형성할 수 있다. The resin composition for surface treatment may be coated on one side (front side or rear side) or both sides of the base steel sheet by a method generally known in the technical field of the present invention to form a resin coating layer.
코팅방법으로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대 바-코터, 롤 코터 또는 커튼 코터 등의 방법이 사용될 수 있다. 일 예로서, 롤 코터를 이용하는 롤 코팅 방법을 적용할 경우, 우선 믹싱(mixing) 탱크에서 원하는 조성물을 투입하고, 이를 충분히 교반한 후 순환배관을 통해 코터팬(coater pan)까지 이송시키고, 코터팬에서 롤코터(roll coater)로 강판 위에 조성물을 도포하게 된다.The coating method is not particularly limited, but a method such as a bar coater, a roll coater or a curtain coater can be used. For example, when a roll coating method using a roll coater is applied, a desired composition is firstly introduced into a mixing tank, the resulting composition is sufficiently stirred and then transferred to a coater pan through a circulation pipe, The composition is applied onto the steel sheet by a roll coater.
코팅된 표면처리용 수지조성물의 건조시에도 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법으로 행할 수 있으며, 예컨대 열풍 가열방식, 적외선 가열방식 또는 유도 가열방식 등의 방법이 사용될 수 있다.
Drying of the coated resin composition for surface treatment may also be carried out by a method generally known in the art. For example, a hot air heating method, an infrared heating method or an induction heating method may be used.
본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 소지강판 상에 코팅한 후 상기 강판을 건조할 시 건조조건은, 실사용된 수지조성물을 구성하는 성분들에 적합하도록 변경하여 설계될 수 있으나, 다만 건조 후의 수지도막층이 5~30μm의 두께로 형성되도록 건조됨이 바람직하다.
When the resin composition for surface treatment according to the present invention is coated on a base steel sheet and then the steel sheet is dried, the drying conditions may be modified to suit the components constituting the resin composition actually used, It is preferable that the resin coating layer is dried so as to have a thickness of 5 to 30 탆.
한편, 본 발명에 따른 표면처리강판은 강판과 강판 상에 형성되는 수지도막층의 밀착성을 더 부여하기 위해 소지강판과 수지도막층 사이에 하도도막층을 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the surface-treated steel sheet according to the present invention may further include an undercoat layer between the steel sheet and the resin coat layer to further provide adhesion between the steel sheet and the resin coat layer formed on the steel sheet.
상기 하도도막층은 상술한 바와 같이 강판과 수지도막층의 밀착성을 증대시키기 위한 것으로, 수지도막층 형성 여부에 상관없이 소지강판의 전면(상부) 또는 후면(하부) 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같이 소지강판의 전면(상부)에 하도도막층이 형성되고, 상기 하도도막층의 상부에 수지도막층을 형성시킬 수 있다.The undercoating layer is for increasing the adhesion between the steel sheet and the resin coating layer as described above, and may be formed on the front (upper) or rear (lower) surface of the steel sheet regardless of whether the resin coating layer is formed or not. For example, as shown in Fig. 2, a lower coating layer is formed on the front (upper) side of the base steel sheet, and a resin coating layer can be formed on the lower coating layer.
이때, 하도도막층은 강판과 수지도막층의 밀착성을 향상시킬 수 있는 통상의 수지 조성물로 형성될 수 있으므로, 구체적으로 한정하지는 않는다. 예를들면, 유기계 수지와 무기계 수지를 혼합한 유-무기 수지계를 이용할 수 있다.
At this time, the undercoating layer can be formed of a conventional resin composition capable of improving the adhesion between the steel sheet and the resin coating layer, and therefore is not specifically limited. For example, a resinous organic resin mixed with an organic resin and an inorganic resin can be used.
상기 본 발명에 따른 표면처리강판은 우수한 단열성을 나타내며, 이와 더불어 의장성, 내식성, 도막 밀착성, 윤활성, 밴딩성 및 도금성 등이 우수하다.The surface-treated steel sheet according to the present invention exhibits excellent heat insulating properties, and is excellent in designability, corrosion resistance, coating film adhesion, lubricity, bending property and plating ability.
더욱이, 본 발명에 따른 표면처리강판은 기존의 PCM 도장강판에 비해 박막 도막이 형성됨에도 불구하고 우수한 단열 특성을 보인다. 따라서, 본 발명에 따른 표면처리강판은 가전용 외판용 특히, 냉장고용 외판으로 사용되고 있는 PCM 도장강판 대신에 적용하기에 적합하다.
Furthermore, the surface-treated steel sheet according to the present invention exhibits excellent heat insulating properties in spite of the formation of a thin film coating film as compared with the conventional PCM coated steel sheet. Therefore, the surface-treated steel sheet according to the present invention is suitable for application to a steel sheet for home electric appliances, particularly, a PCM coated steel sheet used as an outer plate for a refrigerator.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.
(( 실시예Example ))
실시예Example Ⅰ. 단열 안료 Ⅰ. Adiabatic pigment 분산체Dispersant 조성에 따른 효과 분석 Analysis of effect according to composition
1. 단열 안료 분산체 제조1. Preparation of adiabatic pigment dispersion
단열 안료 분산체 제조시 용액 내에서 안정적인 분산 안정성을 갖고, 적절한 입자 크기를 조절하기 위해 밀링(milling) 공정을 적용하여 제조하였다.It has a stable dispersion stability in a solution in the production of adiabatic pigment dispersion and is manufactured by applying a milling process to control the proper particle size.
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 분산용 수성 유기수지, 단열 안료 입자 및 안료 분산제를 혼합한 용액에 지르코니아 볼을 첨가한 후 볼 밀에서 3500rpm으로 2시간 동안 밀링 공정을 실시하여 각각의 단열 안료 분산체를 제조하였다. 이후, 제조된 단열 안료 분산체 내의 단열 안료 입자의 크기를 Malvern Zetasizer Nano ZS로 측정하고, 그 평균입경을 하기 표 1에 함께 나타내었다.Zirconia balls were added to a solution prepared by mixing water-soluble organic resin for dispersion having the composition shown in Table 1 below, adiabatic pigment particles and pigment dispersant, followed by milling at 3500 rpm for 2 hours in a ball mill to prepare each adiabatic pigment dispersion . Then, the size of the adiabatic pigment particles in the adiabatic pigment dispersion thus prepared was measured with a Malvern Zetasizer Nano ZS, and the average particle diameters thereof were also shown in Table 1 below.
이때, 분산용 수성 유기수지로는 폴리우레탄 수지 Sancure 898(Lubrizol), 단열 안료 입자로는 실리카 에어겔 IC 3100(CABOT 사), 안료 분산제로는 Surfonyl TG(Air products 사)를 사용하였다.
Sancure 898 (Lubrizol) was used as the aqueous organic resin for dispersing, silica airgel IC 3100 (CABOT) was used as the adiabatic pigment particle, and Surfonyl TG (Air products) was used as the pigment dispersing agent.
division
(중량%)content
(weight%)
(μm)Average particle diameter
(μm)
(%)Porosity
(%)
(중량%)content
(weight%)
C개수R 1
C number
C개수R 2
C number
(중량%)content
(weight%)
2. 표면처리용 수지조성물 제조2. Preparation of resin composition for surface treatment
상기 표 1의 조성을 갖는 각각의 단열 안료 분산체 15 중량%, 수성 유기수지 66 중량%, 부착증진제 1.5 중량%, 왁스 2.4 중량%, 가교제 14 중량% 및 촉매 1.1 중량%를 상온에서 교반하여 수지조성물을 제조하였다.Each of the adiabatic pigment dispersions having the composition shown in Table 1, 66 wt% of an aqueous organic resin, 1.5 wt% of an adhesion promoter, 2.4 wt% of a wax, 14 wt% of a crosslinking agent and 1.1 wt% of a catalyst were stirred at room temperature, .
이때, 단열 안료 분산체는 상기에서 제조된 분산체들을 사용하였으며, 수성 유기수지로는 폴리우레탄 수지 Sancure 898(Lubrizol), 부착증진제로는 Tyzor-LA(DuPont 사), 왁스로는 AquaslipTM 952(BYK 사), 가교제로는 Cymel 303(CYTEC 사), 촉매로는 Nacure 2547(King 사)을 사용하였다.
Sancure 898 (Lubrizol) as a water-based organic resin, Tyzor-LA (DuPont) as an adhesion promoter, and Aquaslip TM 952 (wax) as a wax were used as the adiabatic pigment dispersion. BYK Co., Ltd.), Cymel 303 (CYTEC) as a crosslinking agent, and Nacure 2547 (King) as a catalyst.
3. 표면처리강판 제조3. Surface treatment steel plate manufacturing
표면처리강판을 제조함에 있어서, 소지강판으로서 편면 아연 부착량이 20g/m2으로 아연도금되고, 강판의 두께가 0.45mm인 전기아연도금강판(electro galvanized steel, EG)을 이용하였다.An electro galvanized steel (EG) having a one-side zinc adhesion amount of 20 g / m 2 and having a thickness of 0.45 mm was used as the base steel sheet in the production of the surface-treated steel sheet.
상기 전기아연도금강판의 도금층 상부에 상기에서 제조한 각각의 표면처리용 수지조성물을 롤 코터를 이용하여 균일하게 코팅한 후 유도가열로에서 182℃(PMT)로 5초간 건조 및 경화시켜 표면처리강판을 제조하였다.Each of the resin compositions for surface treatment prepared above was uniformly coated on the top of the electroplated layer of the electrodeposited galvanized steel sheet using a roll coater and then dried and cured at 182 캜 (PMT) in an induction heating furnace for 5 seconds, .
이때, 건조 후 강판에 형성되는 수지도막층의 두께가 16μm로 형성되도록 하였다.
At this time, the thickness of the resin coating layer formed on the steel sheet after drying was set to be 16 탆.
4. 물성 측정4. Measurement of physical properties
상기에서 제조한 각각의 표면처리강판의 물성을 측정하여 단열 안료 분산체 조성에 따른 효과를 관찰하였다.
The physical properties of each of the surface treated steel sheets prepared above were measured to observe the effects of the adiabatic pigment dispersion composition.
제조된 각각의 표면처리강판의 도막 밀착성, 밴딩성, 윤활성, 내식성, 의장성 및 단열성을 측정하고, 각각의 수지조성물의 용액 안정성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The coating film adhesion, bending property, lubricity, corrosion resistance, designability and heat insulating property of each of the surface treated steel sheets thus prepared were measured, and the solution stability of each resin composition was measured and shown in Table 2 below.
도막 밀착성 관찰을 위해, 상기에서 제조된 각각의 표면처리강판을 150cm*75cm(가로*세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조한 후, 상기 시편의 표면을 크로스 컷 가이드(cross cut guide)를 이용하여 1mm의 간격으로 가로 및 세로 각각 100개의 칸이 형성되도록 줄을 그은 후, 상기 100개의 칸이 형성된 부분을 에릭슨(erichsen) 시험기를 이용하여 6mm의 높이로 밀어올리고, 상기 밀어올린 부분에 박리 테이프(NB-1, Ichiban 사)를 부착한 후 떼어내면서 에릭슨 부분이 박리되는지 여부를 관찰하였다. 이때, 도막 밀착성의 평가 기준은 표면 박리가 없는 경우; ○, 표면 박리가 100개 중 1~3개인 경우; △, 표면 박리가 100개 중 3개를 초과하는 경우; ×로 나타내었다.Each surface-treated steel sheet prepared above was cut to a size of 150 cm * 75 cm (width * length) in order to observe the film adhesion, and then the surface of the specimen was cut using a cross cut guide The strips were drawn so that 100 squares were formed at intervals of 1 mm and 100 squares respectively. Then, the portion where the 100 squares were formed was pushed up to a height of 6 mm using an erichsen tester, (NB-1, Ichiban Co.) was attached and removed to observe whether the Erickson portion was peeled off. At this time, the evaluation criteria of the coating film adhesion are as follows: no surface peeling; ○, 1 to 3 out of 100 surface peelings; △, the surface peel exceeds 3 out of 100; ×.
밴딩성 관찰을 위해, 각각의 표면처리강판을 OT 밴딩한 후 접힌 면을 확대 관찰하였다. 이때, 밴딩성 평가 기준은 0%, 10%, 20% 인장 후 OT 밴딩 및 테이프 박리 후 크랙 발생이 없는 경우; ○, 0% 인장 후 OT 밴딩 및 테이프 박리시에는 크랙 발생이 없으나, 10%, 20% 인장 후 OT 밴딩 및 테이프 박리시 부분 크랙 발생이 있는 경우; △, 0%, 10%, 20% 인장 후 OT 밴딩 및 테이프 박리시 부분 크랙 또는 전체 크랙이 발생하는 경우; ×로 나타내었다.For observation of bending properties, each surface-treated steel sheet was subjected to OT bending, and then the folded surface was observed in an enlarged scale. In this case, the evaluation criteria of the bending property is 0%, 10%, 20%, and there is no crack after OT banding and tape peeling after tensile; ○, No cracking at OT banding and tape peeling after 0% tensile, but partial cracking at OT banding and tape peeling after 10% and 20% pulling; △, 0%, 10%, 20% When OT banding and tape peeling after tensile, partial crack or total crack occurs; ×.
윤활성 측정을 위해, CETR(Center for Tribology Inc.) USA의 UMT-2MT를 이용하여 각 표면처리강판의 표면 마찰계수(μm)를 측정하였다. 이때, 윤활성 평가 기준은 마찰계수가 0.25 미만일 경우; ○, 마찰계수가 0.25 이상 0.4 미만인 경우; △, 마찰계수가 0.4 이상인 경우; ×로 나타내었다.For measuring the lubricity, the surface friction coefficient (μm) of each surface-treated steel sheet was measured using UMT-2MT of Center for Tribology Inc. USA (CETR). At this time, the lubricity evaluation standard is such that when the coefficient of friction is less than 0.25; ○, when the coefficient of friction is 0.25 or more and less than 0.4; ?, A friction coefficient of 0.4 or more; ×.
내식성 측정을 위해, 각각의 표면처리강판으로부터 시편을 제작하여 JIS-Z2371에 준하는 염수분무시험을 144 시간 동안 행한 후 발청 정도를 평가하였다. 이때, 내식성 평가 기준은 백청 발생이 5% 미만인 경우; ○, 백청 발생이 5% 이상 20% 미만인 경우; △, 백청 발생이 20% 이상인 경우; ×로 나타내었다.For the measurement of corrosion resistance, specimens were prepared from each surface-treated steel sheet and subjected to a salt spray test in accordance with JIS-Z2371 for 144 hours, and the degree of scorch was evaluated. At this time, the corrosion resistance evaluation standard is as follows: when the incidence of white rust is less than 5%; ○, when the occurrence of white rust is 5% or more and less than 20%; △, the occurrence of white rust is 20% or more; ×.
의장성 측정을 위해, 각각의 표면처리강판의 표면 결함을 육안 및 현미경으로 관찰하였다. 이때, 의장성 평가 기준은 육안 및 현미경으로 10배 확대하여 관찰시 뚜렷한 결함이 없는 경우; ○, 육안으로 관찰시에는 뚜렷한 결함이 없으나 현미경으로 10배 확대하여 관찰시 색의 변화 또는 부분 박리가 발생한 경우; △, 육안으로 관찰시 뚜렷한 결함이 보이는 경우; ×로 나타내었다.For the purpose of designability, surface defects of each surface-treated steel sheet were visually observed and microscopically observed. In this case, the evaluation criteria for designability are 10 times magnification by naked eye and microscope, and there is no obvious defect when observing; ○, when observing with naked eyes, there is no obvious defect, but when a change in color or partial peeling occurs in observation by magnifying 10 times with a microscope; △, visible defects were observed when observed with naked eyes; ×.
단열성 측정을 위해, LFA447(Netzsch 사, 독일)을 이용하여 각각의 표면처리강판의 열전도도를 측정하였다. 이때, 단열성 평가 기준은 열전도도가 28W/m·k 미만인 경우; ○, 열전도도가 28W/m·k 이상 35W/m·k 미만인 경우; △, 열전도도가 35W/m·k 이상인 경우; ×로 나타내었다.For the measurement of the heat insulation, the thermal conductivity of each surface-treated steel sheet was measured using LFA447 (Netzsch, Germany). At this time, the heat insulating property evaluation standard has a thermal conductivity of less than 28 W / m · k; ○, when the thermal conductivity is less than or equal to 28 W / m · k and less than 35 W / m · k; △, the thermal conductivity is 35 W / m · k or more; ×.
용액 안정성 측정을 위해, 각각의 표면처리용 수지조성물을 제조한 직후 각 조성물의 초기 점도(Vi)를 측정한 후, 상기 조성물을 25℃로 냉각시켜 냉각 후의 점도(VI)를 측정하여 하기의 수학식 2로 점도 차를 측정하였다. 이때, 용액 안정성 평가 기준은 ΔV가 20% 미만이거나 육안 관찰시 겔화 현상이 나타나지 않는 경우; ○, ΔV가 20% 이상이거나 육안 관찰시 겔화 현상이 나타나는 경우; ×로 나타내었다.Immediately after each of the resin compositions for surface treatment was prepared, initial viscosity (Vi) of each composition was measured, and then the composition was cooled to 25 캜 and the viscosity (VI) after cooling was measured, The viscosity difference was measured by the
[수학식 2]&Quot; (2) "
ΔV = (VI - Vi)/Vi × 100
? V = (Vi - Vi) / Vi x 100
밀착성Coat
Adhesiveness
(수지조성물)Solution stability
(Resin composition)
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 바를 만족하는 단열 안료 분산체를 이용하여 표면처리용 수지조성물을 제조하고 이를 강판에 코팅하여 수지도막층을 형성하는 경우, 모든 물성에서 우수한 결과를 보였다.As shown in Table 2, when a resin composition for surface treatment is prepared by using an adiabatic pigment dispersion satisfying the present invention, and a resin coating layer is formed by coating the resin composition on a steel sheet, excellent results in all properties are obtained It looked.
이에 반면, 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 않는 경우, 즉 분산용 수성 유기수지의 함량, 단열 안료의 함량, 기공율 및 평균 입경, 분산제의 알킬기에 포함되는 탄소의 개수 및 분산제의 함량 중 적어도 하나의 조건을 만족하지 않는 경우에는, 적어도 2개 이상의 물성이 불량함을 확인하였다.
On the other hand, when the content of the water-soluble organic resin for dispersion, the content of the adiabatic pigment, the porosity and the average particle diameter, the number of carbon atoms contained in the alkyl group of the dispersant, and the content of the dispersant are not satisfied When the conditions were not satisfied, it was confirmed that at least two or more physical properties were poor.
상기의 결과를 통해, 본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 제조하기 위한 단열 안료 분산체는 본 발명에서 제안하는 함량 범위 또는 조건들을 모두 만족하여야 하며, 이를 통해 제조된 표면처리용 수지조성물을 이용하여 표면처리강판을 제조할 경우 우수한 물성을 확보할 수 있다.
From the above results, the adiabatic pigment dispersion for producing the resin composition for surface treatment according to the present invention should satisfy all of the content ranges or conditions proposed in the present invention, and the resin composition for surface treatment , It is possible to secure excellent physical properties when a surface-treated steel sheet is produced.
실시예Example Ⅱ. 표면처리용 수지조성물 함량에 따른 효과 분석 Ⅱ. Analysis of effect according to resin composition content for surface treatment
1. 표면처리용 수지조성물 제조1. Preparation of resin composition for surface treatment
하기 표 3에 나타낸 함량 조성(중량%)을 갖는 단열 안료 분산체(A), 수성 유기수지(B), 부착증진제(C), 왁스(D), 가교제(E) 및 촉매(F)를 상온에서 교반하여 수지조성물(발명조성물 1 내지 15 및 비교조성물 1 내지 11)을 제조하였다.(A), an aqueous organic resin (B), an adhesion promoter (C), a wax (D), a crosslinking agent (E) and a catalyst (F) having the content composition (% (
이때, 단열 안료 분산체는 상기에서 제조된 발명분산체1(표 1 참조)을 사용하였으며, 수성 유기수지로는 폴리우레탄 수지 Sancure 898(Lubrizol), 부착증진제로는 Tyzor-LA(DuPont 사), 왁스로는 AquaslipTM 952(BYK 사), 가교제로는 Cymel 303(CYTEC 사), 촉매로는 Nacure 2547(King 사)을 사용하였다.
As the water-soluble organic resin, a polyurethane resin Sancure 898 (Lubrizol) was used as an aqueous organic resin, Tyzor-LA (DuPont) as an adhesion promoter, Aquaslip TM 952 (BYK) was used as the wax, Cymel 303 (CYTEC) was used as the crosslinking agent, and Nacure 2547 (King) was used as the catalyst.
2. 표면처리강판 제조2. Surface treatment steel plate manufacturing
표면처리강판을 제조함에 있어서, 상기 실시예 Ⅰ에서와 동일한 전기아연도금강판을 이용하여 상기 표 3의 조성으로 제조한 각각의 표면처리용 수지조성물을 동일 방법으로 코팅한 후 건조 및 경화하여 수지도금층을 형성시킨 표면처리강판을 제조하였다. 이때, 건조 후 강판에 형성되는 수지도막층의 두께가 16μm로 형성되도록 하였다.
In preparing the surface-treated steel sheet, each of the resin compositions for surface treatment prepared in the composition of Table 3 was coated by the same method using the same galvanized steel sheet as in Example I, dried and cured to obtain a resin- To prepare a surface-treated steel sheet. At this time, the thickness of the resin coating layer formed on the steel sheet after drying was set to be 16 탆.
3. 물성 측정3. Measurement of physical properties
상기에서 제조한 각각의 표면처리강판의 물성을 측정하여 표면처리용 수지조성물의 함량 조성에 따른 효과를 관찰하였다.
The physical properties of each of the surface treated steel sheets prepared above were measured to observe the effect of the composition of the surface treatment resin composition on the composition.
제조된 각각의 표면처리강판의 도막 밀착성, 밴딩성, 윤활성, 내식성, 의장성 및 단열성과 수지조성물의 용액 안정성을 측정하였으며, 측정방법은 상기 실시예 Ⅰ에서와 동일하게 적용하였으며, 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
The coating film adhesion, bending property, lubrication resistance, corrosion resistance, decorative property and heat insulating property of each of the prepared surface-treated steel sheets and solution stability of the resin composition were measured. The measurement method was the same as in Example I, Table 4 shows the results.
밀착성Coat
Adhesiveness
(수지조성물)Solution stability
(Resin composition)
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 바를 만족하는 표면처리용 수지조성물을 강판에 코팅하여 수지도막층을 형성하는 경우, 모든 물성에서 우수한 결과를 보였다.As shown in Table 4, when a resin composition for surface treatment satisfying the present invention was coated on a steel sheet to form a resin coating layer, excellent results were obtained in all properties.
이에 반면, 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 않는 경우, 즉 표면처리용 수지조성물 제조시 포함되는 단열 안료 분산체, 수성 유기수지, 부착증진제, 왁스, 가교제 및 촉매의 함량 범위 중 적어도 하나의 조건을 만족하지 않는 경우에는, 적어도 2개 이상의 물성이 불량함을 확인하였다.
On the other hand, when the present invention is not satisfied, that is, at least one of the content ranges of the adiabatic pigment dispersion, the aqueous organic resin, the adhesion promoter, the wax, the crosslinking agent and the catalyst contained in the production of the resin composition for surface treatment is When it is not satisfied, it is confirmed that at least two or more physical properties are poor.
상기의 결과를 통해, 본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 제조시 본 발명에서 제안하는 함량 범위를 모두 만족하여야 하며, 이를 통해 제조된 표면처리용 수지조성물을 이용하여 표면처리강판을 제조할 경우 우수한 물성을 확보할 수 있다.
From the above results, it is necessary to satisfy all of the content ranges proposed in the present invention at the time of producing the resin composition for surface treatment according to the present invention. In the case of producing the surface-treated steel sheet using the resin composition for surface treatment, Excellent physical properties can be secured.
실시예Example Ⅲ. Ⅲ. 수지도막층Resin coating layer 두께에 따른 효과 분석 Analysis of effect by thickness
1. 표면처리강판 제조1. Surface treatment steel plate manufacturing
표면처리강판을 제조함에 있어서, 상기 실시예 Ⅰ에서와 동일한 전기아연도금강판을 이용하였다.In producing the surface-treated steel sheet, the same galvanized steel sheet as in Example I was used.
상기 전기아연도금강판 상부에 상기 실시예 Ⅱ에서 제조한 표면처리용 수지조성물 중 발명조성물1을 이용하여 동일한 방법으로 코팅한 후 건조 및 경화하여 수지도금층을 형성시킨 표면처리강판을 제조하였다. 이때, 강판에 형성되는 수지도막층의 두께를 변화시켜 제조하였으며, 각 표면처리강판의 두께는 하기 표 5에 나타내었다.The surface of the galvanized steel sheet was coated with the
2. 물성 측정2. Measurement of physical properties
상기에서 제조된 각각의 표면처리강판의 물성을 측정하여 수지도막층의 두께에 따른 효과를 관찰하였다.
The physical properties of each of the surface treated steel sheets prepared above were measured to observe the effects depending on the thickness of the resin coating layer.
제조된 각각의 표면처리강판의 밴딩성, 내식성, 의장성 및 단열성을 측정하였으며, 측정방법은 상기 실시예 Ⅰ에서와 동일하게 적용하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
The bending resistance, the corrosion resistance, the decorative property and the heat insulating property of each of the surface treated steel sheets thus prepared were measured. The measurement method was applied in the same manner as in Example I, and the results are shown in Table 6 below.
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 이용하여 강판 상에 수지도막층을 형성할 시, 본 발명에서 제안하는 두께 범위를 만족하도록 형성하는 경우에는, 모든 물성이 우수함을 확인하였다.As shown in Table 6, when the resin coating film layer is formed on the steel sheet using the resin composition for surface treatment according to the present invention, it is excellent in all physical properties when the thickness range proposed in the present invention is satisfied Respectively.
이에 반면, 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지 않는 경우, 즉 형성된 수지도막층의 두께가 5~30μm를 만족하지 않는 경우에는, 적어도 2개 이상의 물성이 불량함을 확인하였다.
On the other hand, it was confirmed that when the thickness of the resin coating layer formed does not satisfy the requirements of the present invention, that is, when the thickness of the formed resin coating layer does not satisfy 5 - 30 탆, at least two or more physical properties are poor.
상기의 결과를 통해, 본 발명에 따른 표면처리용 수지조성물을 이용하여 강판 상에 수지도막층을 형성할시 본 발명에서 제안하는 두께 범위를 만족하도록 형성시켜야 하며, 이와 같이 수지도막층을 형성하여 표면처리강판을 제조할 경우 우수한 물성을 확보할 수 있다.
From the above results, it is necessary to form the resin coating layer on the steel sheet using the resin composition for surface treatment according to the present invention so as to satisfy the thickness range proposed in the present invention. Thus, When the surface-treated steel sheet is produced, excellent physical properties can be secured.
1: 수지도막층
2: 소지강판
3: 하도도막층1: Resin coating layer
2: Substrate steel
3: Lower coating layer
Claims (11)
상기 단열 안료 분산체는 수성 유기수지 60~97 중량%, 단열 안료 입자 1~30 중량% 및 안료 분산제 0.05~15 중량%를 포함하는 표면처리용 수지조성물.
Wherein the adhesive agent comprises 5 to 60% by weight of an adiabatic pigment dispersion, 30 to 90% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 10% by weight of an adhesion promoter, 0.1 to 5% by weight of a wax and 0.15 to 30%
Wherein the adiabatic pigment dispersion comprises 60 to 97% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 30% by weight of adiabatic pigment particles, and 0.05 to 15% by weight of a pigment dispersant.
상기 표면처리용 수지조성물은 추가로 촉매를 3 중량% 이하로 포함하고,
상기 촉매는 파라톨루엔 설포닉애시드, 알키드벤젠 설포닉애시드, 아세틸아세톤, 벤질 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 표면처리용 수지조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the resin composition for surface treatment further comprises 3 wt% or less of the catalyst,
Wherein the catalyst comprises at least one member selected from the group consisting of paratoluenesulfonic acid, alkyd benzenesulfonic acid, acetylacetone, benzyl alcohol, and mixtures thereof.
상기 단열 안료 분산체에 포함되는 수성 유기수지는 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고,
상기 단열 안료 입자는 실리카 에어젤, 타티타니아 에어젤, 카본에어젤 및 알루미나 에어젤로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고,
상기 안료 분산제는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물로 이루어진 표면처리용 수지조성물:
[화학식 1]
여기서, R1은 수소원자 또는 탄소를 1 내지 10개 포함하는 알킬기, R2는 탄소를 1 내지 10개 포함하는 알킬기, 상기 R1 및 R2의 알킬기에 포함되는 탄소의 총 수는 15개 이하이고, R3는 -OH, -ONa, -OK, -COOH, -COONa, -COOK, -COO-Na4 +, -SO3H, -SO3Na, -SO3K, -SO3 -Na4 +, -PO3H2, -HPO3Na, -HPO3K, -PO3Na2, -PO3K2 및 -SO2NHCOA로 이루어진 군에서 선택된 하나의 작용기를 나타내고, 상기 작용기에서 A는 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다.
The method according to claim 1,
The aqueous organic resin contained in the adiabatic pigment dispersion is composed of one or more selected from the group consisting of water-dispersible urethane resin, water-dispersible acrylic resin, water-soluble epoxy resin, water-soluble polyester resin, ,
The adiabatic pigment particles are composed of one or more species selected from the group consisting of silica airgel, tatatania airgel, carbon airgel and alumina airgel,
Wherein the pigment dispersant is a resin composition for surface treatment comprising a compound represented by the following Formula 1:
[Chemical Formula 1]
Wherein R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group containing 1 to 10 carbons, R 2 is an alkyl group containing 1 to 10 carbons, and the total number of carbons contained in the alkyl group of R 1 and R 2 is 15 or less and, R 3 is -OH, -ONa, -OK, -COOH, -COONa, -COOK, -COO - Na 4 +, -SO 3 H, -SO 3 Na, -SO 3 K, -SO 3 - Na 4 + , -PO 3 H 2 , -HPO 3 Na, -HPO 3 K, -PO 3 Na 2 , -PO 3 K 2 and -SO 2 NHCOA, and in the functional group A Represents an alkyl group or a phenyl group.
상기 표면처리용 수지조성물에 포함되는 수성 유기수지는 수분산 우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수용성 에폭시, 수용성 폴리에스테르 수지, 수용성 아미노 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 표면처리용 수지조성물.
The method according to claim 1,
The aqueous organic resin contained in the resin composition for surface treatment is composed of one or more kinds selected from the group consisting of water-dispersible urethane resin, water-dispersible acrylic resin, water-soluble epoxy, water-soluble polyester resin, Resin composition for surface treatment.
상기 부착증진제는 비닐 트리에톡시 실란, 2-글리실 옥시 프로필 트리메톡시실란, 3-글리실 옥시프로필메틸 디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시 실란 및 4-아미노프로필 트리에톡시 실란으로 이루어지는 실란계 커플링제, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 이소-부톡시 티타늄 에틸 아세토 아세테이트, 테트라 이소프로필 티타네이트 및 테트라 노말 부틸 티타네이트로 이루어지는 티타늄계 커플링제, 테트라 노말-프로필 지르코네이트, 테트라 노말-부틸 지르코네이트, 트리에탄올 아민 지르코네이트 및 헥사플루오로 지르코네이트로 이루어지는 지르코늄계 커플링제, 헥사암모늄 헵타 몰리브데이트 테트라하이드레이트 인산염, 에폭시 포함 인산염 및 중인산 알루미늄으로 이루어지는 인산계 커플링제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 표면처리용 수지조성물.
The method according to claim 1,
The adhesion promoter may be selected from the group consisting of vinyltriethoxysilane, 2-glycyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycyloxypropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) A silane-based coupling agent composed of 4-aminopropyltriethoxysilane, a titanium-based coupling agent composed of titanium acetylacetonate, iso-butoxy titanium ethylacetoacetate, tetraisopropyl titanate and tetranormal butyl titanate, Zirconium-based coupling agents composed of propyl zirconate, tetra-n-butyl zirconate, triethanol amine zirconate and hexafluorozirconate, hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate phosphate, epoxy-containing phosphate, and aluminum silicate Based coupling agent and a mixture thereof And at least one kind selected from the group consisting of the resin (A) and the resin (B).
상기 왁스는 칸델릴라(Candelilla) 왁스, 카나우바(Carnauba) 왁스, 캐스터 왁스, 에스팔토 왁스, 오우리큐리 왁스, 베이베리 왁스, 조조바 왁스, 라이스브랜 왁스 및 소이 왁스로 이루어진 식물성 왁스군과 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 피셔-트롭스 왁스, 아마이드 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리올레핀 왁스 및 이들의 변성 왁스로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 표면처리용 수지조성물.
The method according to claim 1,
The wax may be selected from the group consisting of a vegetable wax group consisting of Candelilla wax, Carnauba wax, caster wax, Esfatto wax, Oubicylic wax, Bayberry wax, Jojoba wax, Rice brand wax and soy wax and paraffin wax , A polyethylene wax, a Fischer-Tropsch wax, an amide wax, a polypropylene wax, a polyolefin wax, and modified waxes thereof.
상기 가교제는 멜라민계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 아지리딘계 가교제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 표면처리용 수지조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the crosslinking agent is one or more selected from the group consisting of a melamine crosslinking agent, an isocyanate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, and a mixture thereof.
상기 단열 안료 분산체는 수성 유기수지 60~97 중량%, 단열 안료 입자 1~30 중량% 및 안료 분산제 0.05~15 중량%를 포함하는 표면처리용 수지조성물로 형성된 수지도막층을 포함하는 단열성이 우수한 표면처리강판.
Base steel sheet; And 5 to 60 wt% of an adiabatic pigment dispersion, 30 to 90 wt% of an aqueous organic resin, 1 to 10 wt% of an adhesion promoter, 0.1 to 5 wt% of a wax and 0.15 to 30 wt% of a crosslinking agent on one side or both sides of the above- Lt; / RTI >
Wherein said adiabatic pigment dispersion comprises a resin coating layer formed from a resin composition for surface treatment comprising 60 to 97% by weight of an aqueous organic resin, 1 to 30% by weight of adiabatic pigment particles and 0.05 to 15% by weight of a pigment dispersant Surface treated steel plate.
상기 수지도막층은 5 내지 30 μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 단열성이 우수한 표면처리강판.
10. The method of claim 9,
Wherein the resin coating layer is formed to a thickness of 5 to 30 占 퐉.
상기 표면처리강판은 소지강판과 수지도막층 사이에 하도도막층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열성이 우수한 표면처리강판.10. The method of claim 9,
Wherein the surface-treated steel sheet further comprises an undercoat layer between the base steel sheet and the resin coat layer.
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