KR100442192B1 - 편면 엠보스 칼라강판 - Google Patents
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Abstract
엠보스 칼라강판 및 제조방법이 개시된다. 본 발명의 구성은 편면에만 엠보스를 부여한 공지의 소지판상에 크로메이트층이 형성되고, 이 크로메이트층상에 고가공성의 폴리에스테르수지 하도를 형성하며 폴리에스테르수지를 주수지로 하고 멜라민수지를 가교제로 하며 경화촉진제, 기타 첨가제, 용제 등으로 구성되는 수지를 상도로 코팅하여서 되는 편면 엠보스 칼라강판에 있어서, 상도의 주수지인 폴리에스테르수지는 수평균 분자량이 10,000 ~ 30,000 이고 유리전이온도(Tg)가 -5 ~ 45 ℃ 이고, OH 값은 40 ~ 90인 오일프리 폴리에스테르와 통상의 무황변형 폴리이소시아네이트를 반응시킨 변성 오일프리 폴리에스테르화합물인 것을 특징으로 하여 편면 엠보스 강판을 소재로 하여 입체감 있는 미려한 외관과 탈지 및 도장공정에 따른 환경규제 문제를 해결하고 가공 공정상의 공정단축 등이 가능토록 할 뿐만 아니라, 필요에 따라 편면 엠보스 강판 표면에 추가적인 요철/주름을 형성시켜 자연스런 외관과 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 강판에 무늬 형태의 입체감을 부여하기 위하여, 소정의 무늬가 새겨진 금속롤(이하, 엠보스롤이라 함)을 이용하여 냉간압연의 조질 압연시 한쪽 편면에 압하처리하여 엠보스를 부여한 후, 그 표면 위에 내식성 향상을 목적으로 한 전기도금 및 용융도금 처리한 아연도금강판 외 공지의 도금을 용도에 맞추어 선택하여 행한다. 또한 도금처리된 강판 외에 공지의 냉연강판 또는 구리판, 스테인레스판 등의 소지판을 사용할 수도 있다. 이러한 공지의 소지판 위에 부식방지 및 도료의 부착성 향상을 위한 전처리로서 도포형 크롬산염 처리를 한 후, 그 상층에 PCM(pre-coated metal)용 도료 및 가전제품용 도료를 도장처리하여 제 1 및 제 2 폴리에스테르도막층이 형성되도록 한 편면 엠보스 칼라강판에 관한 것이다.
현재까지 사용되어 오고 있는 편면 엠보스 강판은 비교적 저가로 제조되어 많이 사용되어 오고 있는데 그 자체보다는 주로 외관의 미려성을 위해 편면 엠보스 처리된 공지의 냉연 및 도금강판, 구리판 등을 필요형태로 벤딩 등의 가공 후에 일반적 도장을 행하고 있다.
그의 도장가공 공정은, 먼저 방청유가 도포된 편면 엠보스 냉연강판 또는 도금처리된 강판 등을 임의형태로 가공한 후, 탈지를 행하고 그 다음에 스프레이 도장을 실시한다. 이렇게 스프레이 도장 가공된 엠보스 강판은 미려한 외관과 함께 요철이 있는 입체적 질감 효과 때문에 건축구조용재 및 가전제품의 패널 또는 케이스용 등과 같은 외장용으로 많이 사용되어져 왔다.
그러나, 상기의 공정중 탈지 및 스프레이 도장은 환경오염물질이 배출되게 되어 있어 그의 처리문제가 곤란하게 되고 작업환경도 열악하게 되어 작업기피 등의 문제가 대두되며 또한 스프레이 도장의 특성상 도장면에 기포가 심하게 발생되는 바, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결하기 위해서는 탈지 및 도장공정을 없애는 것으로, 단순한 소정의 가공공정만 거치면 가공품이 완성될 수 있는 즉, PCM 라인에서 도장이 된 편면 엠보스 강판이 필요하게 되었다.
그리고 종래의 다른 엠보스 칼라강판으로는 공지의 강판을 소재로 사용하여 PCM 도장처리 후, 이를 엠보스롤에 통과시켜서 상하 양면을 함께 엠보스를 부여한 것이 있는데, 이는 환경문제는 개선하였으나 소재 및 도장면의 보호측면에서 직각도가 큰 요철 엠보스롤로써 처리하기에는 한계가 있고, 또 그에 따른 완제품을 조립시 겹치는 부분에서 면밀착이 잘 되지 않고 다양하고 입체감 있는 무늬를 나타내지 못하는 단점이 있었다.
또한 이를 감안한 또 다른 종래의 기술로는 본 출원인이 출원하여 등록된 대한민국 특허 제197932호(편면 엠보스 칼라강판 및 그의 제조방법)가 있는데 이는 양면요철의 접합에 의해 나타나는 면밀착성 불량 해결 및 PCM 도장을 처리하기 위한 편면 엠보스 강판의 엠보스 부위에서 기공/기포가 없는 도장기술과, 요철에 따른 여러 가지 불량을 방지하는 도료의 개발, 즉 이에 따른 처리조건 및 그의 제조방법을 개선하였으나, 상기 특허에서 개시하고 있는 수지(특히 상도)는 표면 요철이 형성된 각진 부분에서의 색상차이(불균일한 은폐력) 발생 및 심가공성이 양호하지 못하여 최적 품질의 강판을 얻을 수 없었으며, 표면 외관도 엠보스한 요철무늬에만 의존하여 비교적 단순하다는 단점이 있어 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 편면 엠보스 강판을 소재로 하여 입체감 있는 미려한 외관과 탈지 및 도장공정에 따른 환경규제 문제를 해결하고 가공 공정상의 공정단축 등이 가능토록 할 뿐만 아니라 필요에 따라 편면 엠보스 강판 표면에 추가적인 요철/주름을 형성시켜 자연스런 외관과 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 편면 엠보스 칼라강판에 사용되던 상도도료보다 강판의 엠보스 부위에 따른 불균일한 은폐력(색상차이) 개선 및 밀착성이 우수하고 도막의 유연성에 따른 심가공성 등의 작업성이 향상된 편면 엠보스 칼라강판을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 편면에만 엠보스를 부여한 공지의 소지 강판상에 크로메이트층이 형성되고, 상기 크로메이트층상에 하도를 형성하며 폴리에스테르수지를 주수지로 하는 도료를 상도로 코팅하여서 되는 편면 엠보스 칼라강판에 있어서, 상기 폴리에스테르수지는 수평균 분자량이 10,000 ~ 30,000 이고 유리전이온도(Tg)가 -5 ~ 45 ℃ 이고, OH 값은 40 ~ 90인 오일프리 폴리에스테르와 통상의 무황변형 폴리이소시아네이트를 반응시킨 변성 오일프리 폴리에스테르화합물인 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판을 제공하는 것에 의해 달성된다.
또한 본 발명은 상기 상도도막을 구성하는 상도도료에는 상도도료에 대해 0.5 ~ 3중량%의 유기필러를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하며, 더 나아가 본 발명은 상기 상도도막을 구성하는 상도도료에는 상기 폴리에스테르수지와 멜라민수지의 가교를 촉진하기 위하여 상도도료에 대해 0.1 ~ 3.0 중량%의 순수아민, 바람직하게는 2급아민을 포함시키고 또한 수요가의 요구에 따라 표면 질감부여를 위하여 이를 적량 조절하면 상기 상도도막의 소부과정에서 상기 도막 내외부의 경화속도에 차이를 생기게 하여 상기 상도도막 표면에 입체감 있는 요철/주름을 형성한 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판이 제공된다.
본 발명에 따른 편면 엠보스 칼라강판의 바람직한 도막의 두께의 구성은 상도도막 : 12 ~ 20 ㎛, 하도도막 : 8 ~ 12 ㎛, 크로메이트층 : 20 ~ 80 ㎎/㎡, 도금층 : 15 ~ 23 ㎛이다.
종래 편면 엠보스 칼라강판에 사용되던 상도도료는 분자량(수평균분자량)이 6,000 ~ 9,000 되는 폴리에스테르수지를 사용하였으나 소지강판의 요철(엠보스)에 따른 밀착성 및 도막의 유연성이 충분하지 못하여 벤딩, 프레스 등의 후가공 공정에서 도막의 박리가 일어나기 쉬운 단점이 있었다.
이에 본 발명자들은 상도에 사용되는 도료의 주수지인 폴리에스테르수지를 주쇄의 구조가 선형(linear)인 것을 사용하여 이를 엠보스 강판에 적용하여 본 결과 종래의 칼라강판보다는 현저히 향상된 물성을 보유한 강판을 제조할 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명에 이르게 된 것이다.
더욱이 상기 상도도료에 포함되는 필수성분으로서 순수아민을 포함시킬 경우, 이러한 아민은 수지의 가교를 촉진할 뿐만 아니라 필요에 따라 첨가량을 조절할 경우 도막의 소부경화 과정에서 표면으로 부상하여 도막표면의 경화속도를 내부 경화속도보다 빠르게 진행시킴으로써 표면과 내부의 경화속도 차이에 따른 부피축소에 의해 서서히 표면에 주름을 형성하여 더욱 더 입체감있고 자연스러운 요철/주름 표면을 형성할 수 도 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
소지판으로는 전기 및 용융도금처리한 도금강판, 냉연강판, 스테인레스판 등의 공지된 대부분의 것이 적용가능하다.
크로메이트층은 강판에 내식성, 하도도료의 강판에의 부착성 등의 향상을 위한 것으로 도포형 크로메이트층이 바람직하다.
먼저 본 발명의 상도도료에 사용되는 주수지인 폴리에스테르수지를 설명하면, 일반적으로 사용되고 있는 PCM도료(Regular Polyester)용 수지는, 수지의 주쇄(Backbone)에 하이드록실 그룹(Hydroxyl Group), 카르복실 그룹 (Carboxyl Group) 등과 같은 관능기가 가지(Branch)를 이루고 있어 도막의 가교제(경화제)로 사용되는 멜라민(예, Hexa-Methoxymethyl melamine) 수지와 가교형성시 망상구조를 갖게 됨으로 도막형성 후에 도막의 연신(Elongation)이 극히 제한적이었다.
한편, 가전용으로 사용되는 Flexible Polyester도료용 수지는 수지의 주쇄가 선형구조(Linear Structure)이므로 도막의 연신율은 매우 우수하나 내후성, 내자외선성, 내식성 부문이 취약한 단점을 지녀왔다.
이와 같은 단점을 보완하기 위하여 본 발명에서 채용한 상도 및 하도도료의 주수지는 도막의 유연성 등과 같은 물성 부여 및 필요에 따라 형성시키는 양호한 표면주름형성을 위하여 수평균 분자량이 10,000 ~ 30,000 이고, 유리전이온도(Tg)는 -5 ~ 45 ℃ 이며, OH 값은 40 에서 90인 오일프리 폴리에스테르 고분자수지와 통상의 무황변형 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜 제조한 화합물을 사용하였다.
상기 폴리이소시아네이트는 폴리에스테르의 주쇄에 가지로 치환된 OH기와 일정부분 반응하여(우레탄결합) 수지자체에 내후성, 내자외선성, 내식성 등의 물성을 보완하는 역할을 한다. 사용가능한 이소시아네이트 화합물로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone Diisocyanate), 자일렌 디이소시아네이트(Xylene Diisocyanate), 2,4,6-트리이소시아네이트톨루엔 (triisocyanatetoluene)과 이와 유사한 성질의 것을 적용할 수 있다.
다음으로, 가교수지로 사용되는 멜라민은 수평균 분자량이 300 내지 1,000사이인 메톡시형 또는 메톡시 부톡시 혼합형 멜라민이 바람직하다. 부톡시 멜라민 단독이나, 메톡시 멜라민과 부톡시 멜라민의 혼합물을 사용할 때에는 상기 폴리에스테르수지와의 상용성이 급격히 떨어져, 주수지인 폴리에스테르와의 경화불량을 초래하고, 필요에 따라 표면주름형성을 시도할 때 멜라민이 도료의 상층부로 전이되어 표면주름형성에 방해가 되거나 작업성 불량을 야기시킬 수 있기 때문이다.
상업적으로 구입 가능한 것으로서는 RESIMINE 755, RESIMINE 757, RESIMINE 751(이상 SOLUTIA사 제품), CYMEL 1168, CYMEL 1170, CYMEL 232(이상 CYTEL사 제품) 등이 있다.
상도도료를 구성하는 경화촉진제는 주수지인 폴리에스테르와 가교수지인 멜라민과의 가교를 촉진시켜 도막의 치밀도를 올려주기 위하여 사용되는데, 아민으로 블록킹시켜 마스킹된 산을 사용하는 것이 바람직하다. 통상 p-톨루엔 설폰산 (Toluene Sulfonic Acid), 디노닐나프탈렌설폰산 (Dinonylnaphthalene Sulfonic Acid), 도데실벤젠 설폰산(DDBSA, Dodesyl Benzene Sulfonic Acid) 등을 사용한다.
이외에도 에폭시로 마스킹된 설폰산(Epoxy Masking Sulfonic Acid)이나, 유기수지로 마스킹된 설폰산을 사용할 수 있다. 상기의 아민은 열에 의하여 해리될 수 있는 물질로서 상도도막의 경화촉진 및/또는 도막의 표면에 주름을 형성하기도 한다
이렇게 도장강판의 최상층을 구성하는 상도도막층을 형성하는 상도도료는 엠보스된 소지의 표면에서 우수한 물성을 나타내는 PCM 도료로서, 심가공성, 내후성, 내자외선성, 내식성 및 내스크래치성을 유지시키도록 설계된 폴리에스테르수지와 멜라민 수지를 기본으로 사용함으로써, 기능성의 향상과 함께 필요에 따라 미려한 표면외관을 동시에 만족시키도록 한 것이 특징이다.
즉 본 발명은 편면 엠보스 처리된 소지 강판표면에 엠보스 부위의 균일한 은폐력, 심가공성 등의 우수한 물성외에 필요에 따라 요철 또는/및 주름을 형성하여 도막표면에 시각적인 흥미를 유발하기 위해 상도도료에 일정량의 유기필러와 수지들의 경화 및/또는 주름형성제로서 일정량의 순수아민을 선택적으로 포함한다.
먼저, 본 발명의 상도도료에 첨가되는 요철/주름형성을 위한 필수성분으로서 필러에 대해 살펴보면, 건조도막에 요철 형태의 입체감 부여 및 가공성 향상을 위하여 0.5 ~ 3.0 중량%의 유기필러를 상도도료에 첨가한다.
이러한 유기필러는 유기/무기안료의 성분과 함께 강판 표면에 색상을 부여하게 할 뿐만 아니라 강판표면에 심미적인 입체감을 부여하는 작용을 한다.
사용가능한 유기 필러로는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 플라스틱 필러(일명 나일론(NYLON) 필러라 불리워 진다.)중에서 선택 사용한다.
아미드는 안정한 물질로 뛰어난 내구력과 화학적인 내성, 윤활성 및 높은 경도를 가지고 있어 도막의 물리, 화학적인 성능을 향상시켜 준다.
본 발명에서 표면주름형성을 위하여 필요에 따라 첨가되는 이러한 아미드는 도료의 소부과정에서 PMT가 100℃이상에 도달하면 고체상의 아미드 표면에서 약간의 용융 (Melting)이 진행되어 바인더(수지)와 아미드의 표면에서 융합이 이루어짐으로써, 도막외관에 천연소재 촉감이 느껴지는 요철이 형성되게 된다.
이때, 필요에 따라 유색 아미드를 첨가하면 선택된 아미드의 색상에 따라 표면의 시각적 감성도 다양하게 표현할 수가 있다. 그리고 단순히 요철만의 특성을 부여하고자 한다면 투명 아미드를 사용하고, 도료의 색상에 대한 간섭적인 색상변화와 함께 질감을 부여하고자 한다면 유색 아미드를 사용하면 된다. 그러므로 적용 용도별로 그에 적합한 시각적 효과를 위하여 투명이나 유색 아미드를 단독 또는 혼합 사용할 수도 있는바 폴리아마이드 필러의 첨가량 변화 및 입자크기 선정에 따라 요철이 형성되는 정도도 달라지므로 적용용도에 따라 0.5~3% 범위내에서 적절하게 혼합 사용토록 한다. 첨가되는 폴리아미드 필러가 0.5% 이하일 경우에는 요철의 효과가 미약하고 3% 이상에서는 내후성이 약해지며 더욱 바람직하기로는 1~2% 범위이다.
상도의 건조도막두께가 12~20㎛를 감안하면 입자 크기가 15~25마이크론 정도인 투명 또는 유색 구(球)형 아미드를 선정하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 이러한 유기 필러를 필요에 따라 요철/주름형성을 위하여 투명 및/또는 유색 유기필러을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 안료도 색상 부여를 위한 유.무기 안료외에 심가공성 등의 작업성 향상 및 도막체적 부여를 위한 체질안료를 사용할 수가 있다.
이러한 유·무기 안료와 유기필러의 첨가에 의하여 도막의 표면 전면에 걸쳐 강판자체에 부여된 엠보스 무늬와 함께 균일한 은폐력 및 심가공성의 작업성 향상, 필요에 따라 입체감과 천연소재와 같은 촉감의 도막을 얻을 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 도막의 경화촉진 및/또는 주름을 형성하기 위해 상도도료에 첨가되는 또 다른 필수성분로서 보조 경화촉진제인 순수아민에 대해 설명한다.
순수아민은 상도도료를 구성하는 수지의 가교를 촉진하는 보조 경화촉진제로서의 역할을 하는 성분으로 이러한 순수아민은 첨가량 조절에 따라 경화촉진 외에 필요에 따라 코팅된 도막의 소부경화 과정에서 PMT 170~190℃정도에서 표면으로 부상하여, 도막표면의 경화속도를 내부 경화속도보다 빠르게 진행시킴으로써 표면과 내부의 경화속도 차이에 따른 부피축소에 의하여 서서히 표면에 주름을 형성시키는 것이다.
이에 의해 엠보스 강판표면의 입체감은 더욱 향상된다.
이러한 보조 경화촉진제(주름형성제)로 사용되는 아민들로는 1급, 2급, 3급 아민 모두가 사용가능하며 이중 2급 아민이 바람직하다. 그 이유는 보통 1, 3급 아민의 경우에는 도막에 황변으로 인한 색상변화 및 심한 표면수축 등의 변화를 가져오고, 2급 아민의 경우에는 무황변성과 적당한 표면수축을 가져오기 때문이다.
상기 아민의 사용량에 있어서는 사용량이 부족할 경우에는 도막의 표면과 내부의 경화가 동시에 이루어져 주름이 생기기 어렵고, 과량 사용할 시에는 도막의 경화가 너무 급격히 일어나서, 도막표면의 소프트한 질감을 나타내기 어려우므로 이러한 특성을 감안하여 첨가량을 적절히 조절하면 표면주름이 형성되는 정도가 달라지게 되며, 이에 따라 시각적인 입체감과 함께 느껴지는 촉감도 다르게 표현할 수 있게 된다.
첨가되는 순수아민의 량은 적어도 상도도료에 대해 0.1 중량% 이상이어야 하며 바람직하게는 0.3 ~ 3.0 중량%이다.
이하에서는 본 발명의 상도도료를 구성하는 기타의 성분에 대해 설명하도록한다.
본 발명의 유색 폴리에스테르계 상도 도료로는 PCM용 도료에 사용되는 유기, 무기안료를 제한없이 사용할 수 있다.
용제로는 균일한 도막경화 및 롤마크 방지 등을 위하여 가능한 한 탄화수소(Hydrocarbon)계와 에스테르계에서 선택 사용한다.
본 발명의 상도 도료는 표 1과 같은 조성비를 갖는 것이 바람직하다.(표 1) 상도도료의 조성비
| 구 분 | 성분 | 함량(중량%) |
| 수 지 | 폴리에스테르 수지(Polyester resin) | 25-40 |
| 멜라민 수지(Melamine resin) | 4-10 | |
| 안 료 | 유기안료 | 2-5 |
| 무기안료 | 5-35 | |
| 체질안료 | 5-10 | |
| 필 러 | 유기 필러 | 0.5-3.0 |
| 첨가제 | 디포밍제(Deforming agent) | 0.5-1.0 |
| 레벨링제(Levelling agent) | 0.5-1.0 | |
| 경화촉진제(보조촉진제 포함) | 0.5-6.0 | |
| 용 제 | 탄화수소계(Hydrocarbon 계) | 15-25 |
| 에스테르계(Ester 계) | 15-25 |
다음은 하도에 대하여 설명한다.
소재 밀착을 위해 사용되는 하도로는 폴리에스테르계 하도, 에폭시계의 하도, 아크릴계 프라이머 또는 이를 변성한 계의 하도를 사용할 수 있는데, 상업적으로 구득가능한 것으로서 폴리에스테르계 하도서는 고려화학㈜의 YP 500 series, 건설화학(주)의 8600 series, 삼화페인트의 화인코트 p-331 등이 있다.
하도는 그 기본물성인 일반적인 내식성, 상도와 엠보스된 강판과의 부착성 강화 등 이외에도 연신율을 부여하여 소재와 상도 사이 계면에서 충분한 완충작용을 하게 함으로써, 가공시 발생되는 소재의 균열이 상도층까지 발전되지 않고 하도층에서 흡수되도록 하는 역할을 한다. 하도에 사용되는 안료는 내식성을 위하여 방청안료를 사용하여야 하며, 상도와 마찬가지로 PCM용 도료에 사용되는 유기, 무기안료를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기한 특성의 도료는 엠보스 강판에의 젖음성이 양호하여 엠보스 강판에 적합하며, 건조도막은 엠보스 부위의 균일한 은폐력, 심가공성 등의 우수한 물성 외에 필요에 따라 엠보스 강판 표면에 입체감각의 기능특성을 갖는 도장강판을 제공할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 도장강판의 제조에 있어서는, 편면 엠보스강판의 소지는 소둔을 마친 냉간압연 강판을 조질압연하는 공정에서 2단(1세트)의 조질압연작업롤 중에서 상단 또는 하단의 한 곳에 편면 엠보스된 작업롤을 설치하여 조질압연작업을 행함으로서 편면 엠보스 무늬를 형성시킨다.
그런 후 엠보스된 냉연강판을 탈지공정을 거쳐 그 표면 위에 전기도금 또는용융도금 처리한 아연도금강판을 용도에 맞추어 선택하여 행한다.
물론 상기의 도금처리된 소지판외에 통상의 냉연강판, 구리판 또는 스테인레스판 등을 소지판으로 사용할 수도 있다.
이러한 소지판위에 도장라인에서 60~100mpm의 라인스피드로 크롬산염 처리를 롤코팅 방식으로 표면에 얇은 막으로 도포하여, 60~140℃ 온도조건에서 건조시켜 20~80mg/㎡의 크롬산염층을 형성시키고, 그 위에 폴리에스테르 방청하도 및 유색의 폴리에스터계 상도를 형성시킨다.
이 고가공성 폴리에스테르 방청하도는 건조도막두께가( D.F.T ) 8 ~ 12 ㎛, 바람직하기로는 10㎛ 로 형성시키고, 유색 폴리에스테르계 상도는 12~20㎛ 두께로 형성시킨다.
상도도막의 두께가 12㎛ 이하가 되는 경우에는 심가공성 저하 및 불균일한 은폐력(색차발생), 필요에 따라 형성시키는 표면주름이 미세하게 형성되며, 20㎛이상의 경우에는 경제성 측면에서 불리하므로 12~17㎛가 되도록 롤 코딩한 후, 드라이오븐에서 롤코팅한 강판을 PMT(peak metal temperature) 190~240℃로 가열하여 건조시킨다.
본 발명에 따른 편면 엠보스강판의 시험결과 종래의 강판(특허 제197932호의 실시품)과 비교하여 볼 때 엠보스 부위의 균일한 은폐력, 우수한 심가공성 등의 물성 및 입체감에서 월등히 뛰어난 것으로 판명되었으며, 이에 대한 실시예를 다음에제시한다.
실시예에 사용된 시편규격 및 도장 조건은 아래와 같으며, %는 중량%를 의미한다.
- 코일규격 : W(넓이) 1040 × T(두께) O.5㎜ GI(용융아연도금강판)
- 건조도막두께 : 하도 10 ㎛, 상도 15 ㎛
- 하도 도료 작업점도 (25℃, #4 Ford cup기준) 40초
- 상도 도료 작업점도 (25℃, #4 Ford cup기준) 70초
- 롤 코팅 방식 : 풀 리버스(full reverse)
- 하도 : 고려화학(주)의 YP 500 series
(표 2) 상도도료 구성 성분
| 상도도료 구성 성분 | 함량(중량%) | ||
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 100% 폴리에스테르 수지(SKI사의 ES series) | 40 | 24 | 25 |
| 멜라민수지(CYTEC사의 cymel 300 series) | 10 | 6 | 6 |
| 유기안료(LG화학의 carbon black) | 5 | · | |
| 무기안료(TiO2902/ chrome yellow)) | · | 30(25/5) | 30(25/5) |
| 유기필러(DEGUSSA-HULS사의 VESTOSINT series ) | 2.5 | 2.5 | |
| 체질안료(황산바륨) | 10 | . | . |
| 디포밍제(일본 공영사 AC-300) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 레벨링제(URALAC사 60% URED DD-27) | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 경화촉진제(50% Nacure series) | 0.6 | 0.6 | 3 |
| 보조촉진제(2급 아민 시약류) | · | · | 1 |
| 용제류(탄화수소계 및 에스테르계) | 33.9 | 36.4 | 32 |
표 3은 본 발명의 실시예와 비교예의 도막물성을 비교 시험한 결과이다. 비교예는 특허 제197932호의 제품이다.
(표 3)
| 구분 | 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예3 | |
| 1. 작업성 | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 2. 롤 마크(Roll mark) | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 3. 표면주름 및/또는 요철 | △ | △ | ○ | ◎ | |
| 4. 내용제성 | 50회 | 73 | 70 | 70 | |
| 5. 연필경도 | H- | H+ | H+ | H+ | |
| 6. 가공성 | T-bending | 2T | 1T | 0T | 0T |
| S-cupping | △ | ○ | ◎ | ◎ | |
| 7. 부착성 | 80/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | |
| 8. IMPACT | △ | ○ | ○ | ○ | |
| 9. 내약품성 | 5% NaOH | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 5% HCl | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 10. 내식성(1000hr) | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 11. 내UV성 | 500hr | 0.64 | 0.21 | 0.23 | 0.19 |
| 1000hr | 1.50 | 0.66 | 0.63 | 0.68 | |
| 12. 내후성 | 500hr | 1.45 | 0.45 | 0.48 | 0.45 |
| 1000hr | 4.15 | 1.85 | 1.86 | 1.83 |
◎: 매우 양호 ○ : 양호 / △ : 보통 / × : 불량
- 1의 작 업 성 : 현장 롤코팅시의 픽업(Pick up)성
- 2의 롤 마크 : 현장 롤코팅시의 자국의 정도
- 3의 표면주름 및/또는 요철 : 건조도막의 엠보스 요철외에 표면주름 및/또는 요철의 정도
- 4의 내용제성 : M.E.K 러빙(Rubbing)
- 5의 연필경도 : 일본의 미쓰비시사 제품인 "유니펜슬"을 사용, 긁기 견디는 한 계 수치결과
- 6의 가 공 성 : T 굽힘, Square cupping후 균열상태
- 7의 부 착 성 : 6mm cross cut
- 8의 Impact : 1/2φx 1kg x 50cm
- 9의 내약품성 : 시험전 시편과 5% NaOH, 5% HCl용액에 24시간 침지한 시편의 색상차이.
- 10의 내식성 : S.S.T(salt spray test) 35℃ 5% Nacl, 1000hr
- 11의 내U.V성 : 20w × 20cm × 500hr 측정후 △E값 측정
- 12의 내후성 : 제논 아크(Xenon arc) 램프 300시간 조사후 △E값 측정
상기 표에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 편면 엠보스 칼라강판은 스프레이 분체 도장 방법보다 요철면의 윤곽이 뚜렷함은 물론 종래의 것인 비교예보다 균일한 은폐력 및 심가공성 등의 우수한 작업성, 필요에 따라 부여한 요철/주름에 의하여 더욱 선명한 입체감을 나타냄을 알 수 가 있다.
이는 본 발명예가 수지에 특성에 따른 안료와의 친화력에 의하여 도장된 도막이 엠보스된 부위에 균일하게 형성되어 색차가 해결되었으며, 또한 소지와의 뛰어난 밀착성, 연신율 등의 특성에 의하여 심가공시 외부의 물리적인 압력에 대하여 1차로 연신율이 우수한 상도 도료의 수지층이 표면에서 가공성을 부여하고, 2차로 내식성 및 부착성을 위하여 도포하는 하도가 소재와 상도 사이의 계면에서 완충작용을 하여 가공시 발생되는 소재의 균열이 상도층까지 발견되지 않고 하도층에서 충분히 흡수하여 가공성을 극대화시켰기 때문이고, 또한 엠보스된 소지 표면에 형성시킨 요철/주름에 의하여 한층 더 미려한 외관을 나타내었기 때문이다.
이상에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 편면 엠보스 칼라강판은 종래의 편면 엠보스 칼라강판보다 우수한 작업성, 선명한 입체감을 나타내고 소지밀착성, 요철부위면의 균일한 색차도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한 PCM 도장으로 제조하기 때문에 종래 스프레이 도장으로 제조시 최종 가공업체에서 탈지, 도장 공정 등을 없앨 수 있어서 환경오염유발 및 작업기피현상을 방지할 수 있다.
또한, 도장시 고속에서도 소재와 도료의 완벽한 젖음성으로 얼룩도장, 기공발생 등의 표면결함이 발생치 않으며, 기존의 특허 제197932호(편면 엠보스 칼라강판 및 그의 제조방법)에 의한 일반적인 공지의 소지판에 롤코팅하여 도장한 칼라강판과 비교하여도 동등 이상의 물성을 갖는 특징이 있다.
Claims (5)
- 편면에만 엠보스를 부여한 공지의 소지판상에 크로메이트층이 형성되고, 이 크로메이트층상에 고가공성의 폴리에스테르계 하도를 형성하며 폴리에스테르수지를 주수지로 하고 멜라민수지를 가교제로 하며 경화촉진제, 기타 첨가제, 용제 등으로 구성되는 수지를 상도로 코팅하여서 되는 편면 엠보스 칼라강판에 있어서,상기 폴리에스테르수지는 수평균 분자량이 10,000 ~ 30,000 이고 유리전이온도(Tg)가 -5 ~ 45 ℃ 이고, OH 값은 40 ~ 90인 오일프리 폴리에스테르와 통상의 무황변형 폴리이소시아네이트를 반응시킨 변성 오일프리 폴리에스테르화합물인 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판
- 제 1항에 있어서, 상기 상도도막을 구성하는 상도도료에는 상도도료에 대해 0.5 ~ 3중량%의 유기필러를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판.
- 제 2항에 있어서, 상기 유기필러는 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상도도막을 구성하는 상도도료에는 상기 폴리에스테르수지와 멜라민수지의 가교를 촉진하고 주름형성제로서 상도도료에 대해 0.1 ~ 3.0 중량%의 2급아민을 포함하여 상기 상도도막의 소부과정에서 상기 도막 내외부의 경화속도에 차이를 생기게 하여 상기 상도도막표면에 입체감 있는 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판
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