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KR101500081B1 - 내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물 및 코팅강판 - Google Patents

내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물 및 코팅강판 Download PDF

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KR101500081B1
KR101500081B1 KR1020130064994A KR20130064994A KR101500081B1 KR 101500081 B1 KR101500081 B1 KR 101500081B1 KR 1020130064994 A KR1020130064994 A KR 1020130064994A KR 20130064994 A KR20130064994 A KR 20130064994A KR 101500081 B1 KR101500081 B1 KR 101500081B1
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Abstract

본 발명은 내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물 및 코팅강판에 관한 것으로, 우레탄-아크릴 복합수지 15 내지 35 중량% 및 실리콘 복합 우레탄 수지 10 내지 25 중량%으로 포함하는 바인더 수지 25 내지 60 중량%, 내식제 30 내지 70 중량% 및 내알카리성 향상제 5 내지 10중량%를 포함하며, 상기 우레탄-아크릴 복합수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000이고, NCO/OH는 1 내지 3이며, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000인 코팅용액 조성물 및 상기 조성물로 코팅된 코팅층을 갖는 강판을 제공한다.
본 발명은 용액 안정성이 향상된 유무기복합 코팅용액 조성물을 제공함으로써, 상기 코팅용액 조성물로 처리된 소지강판이 아연도금량을 축소하여도 내식성이 우수하며, 내흑변성 및 내알칼리성 또한 현저히 향상될 수 있도록 한다.

Description

내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물 및 코팅강판{COATIONG SOLUTION AND COATED STEEL SHEET HAVING HIGH ALKALI RESISTANCE}
본 발명은 아연도금강판 등의 소지강판에 이용될 수 있는, 내알칼리성이 우수한 유, 무기복합 코팅용액 조성물 및 이를 적용한 코팅강판에 관한 것이다.
일반적으로 아연도금 강판, 아연계 합금도금 강판, 알루미늄 도금강판, 알루미늄계 합금도금 강판, 내연강판 및 열연강판 등과 같은 금속재료는 자동차 재료, 가전제품, 건축재료 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 이들 금속은 공기 중 또는 수분 접촉에 의해 부식생성물을 생성시켜 쉽게 부식되며, 페인트와의 코팅성이 부족한 문제점이 있다.
이에, 종래에는 상기 강판에 내식성 및 도장밀착성을 향상시키기 위하여 강판 표면에 크롬을 주성분으로 하는 크로메이트 피막을 코팅하는 표면처리법이 일반적으로 실시되었다.
주요 크로메이트 처리로는 전해형 크로메이트와 도포형 크로메이트가 있으며, 이 중에서 전해형 크로메이트는 6가 크롬을 주성분으로 하고, 그 외에 황산, 인산, 붕산 및 할로겐 등의 각종 음이온을 첨가한 처리액을 이용하여 금속판을 음극전해하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다.
한편, 도포형 크로메이트 처리는 미리 6가 크롬의 일부를 3가로 환원한 용액에 무기 콜로이드, 무기 이온을 첨가한 처리액으로 하여, 금속판을 그 안에 침적하거나, 처리액을 금속판에 스프레이하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다.
이러한 방법을 사용하는 경우, 크로메이트 처리액에 함유된 6가 크롬의 유독성으로 인하여 작업 환경 및 배수 처리 등에서 다양한 대책을 필요로 하며, 상기 표면처리금속을 사용한 자동차, 가전, 건재 제품 등의 리사이클 및 폐기 처리에 있어서도 인체 유해성과 환경오염 문제를 일으켜 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
따라서 각 철강사들은 6가 크롬을 함유하지 않으면서도 내식성 등을 비롯한 각종 요구 특성을 만족할 수 있는 크롬을 함유하지 않는 표면처리 강판을 개발하는데 주력하고 있다.
더불어, 도금 강판에서 도금층의 주원료인 아연가격이 급격히 상승하고 있기 때문에, 여러 철강사들을 중심으로 이러한 아연을 다른 원소로 대체하거나, 혹은 아연의 함량을 줄이거나, 도금 부착량을 축소하는 연구가 지속적으로 이어지고 있다.
그 대표적인 기술로서, ZAM(Zinc Aluminium-Magnesium)을 이용하는 기술이 제안되었다. 이러한 기술은 종래보다 아연을 소량 사용하고, 이를 대체하는 물질로서, 흔한 금속인 알루미늄이나 마그네슘을 도금층의 주성분으로 사용하고자 하는 방안이다. 이러한 합금 도금 강판의 경우 일정수준 이상의 내식성은 확보할 수 있으나, 조업성, 표면 외관, 내고온고습성 및 용접성이 열위한 문제가 있다.
그리고, 또 다른 방안으로서, 도금 강판의 도금 부착량을 줄이려는 기술이 제안되었다. 그러나, 도금 부착량은 금속의 부식 방지와 장기 방청성에 큰 영향을 주는 인자이다. 따라서, 용융아연도금 강판에서, 아연 도금 부착량이 증가할수록 적청이 발생하는데 소요되는 시간, 즉 내식성이 높아진다. 따라서 철강사들은 적청이 빨리 발생하는 내식성 저하의 문제 때문에 아연 도금 부착량을 줄이지 못하여 고가의 제조비가 책정되고 있는 실정이다.
따라서, 아연 도금량을 축소하고, Cr-함유 용액을 사용하지 않으면서도, 내식성을 보상해 줄 수 있는 기술이 필요하며, 제품을 탈지하여 사용할 경우에 대비하여 수지 코팅층의 내알칼리성을 향상시켜 탈지시 수지층의 탈막을 억제하는 연구가 필요한 시점이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 재료에 아연 도금량을 축소하여도 내식성이 보장되며, 내알칼리성 또한 향상되어, 아연 도금량의 축소에 영향을 받지 않도록 하는 코팅용액 조성물 및 이를 이용한 코팅 강판을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면 바인더 수지 25 내지 60 중량%;
내식제 30 내지 70 중량%; 및
내알칼리성 향상제 5 내지 10 중량%를 포함하며,
상기 바인더 수지는 우레탄-아크릴 복합수지 15 내지 35 중량% 및 실리콘 복합 우레탄 수지 10 내지 25 중량%를 포함하며,
상기 우레탄-아크릴 복합수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000이고, NCO/OH는 1 내지 3이며,
상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000인 내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물을 제공한다.
상기 내식제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 에폭시계, 클로로계, 아미노계 및 아크릴계의 실란 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 A 화합물 8 내지 20 중량%;
상기 실란 A 화합물과 상이한 것으로, 비닐계, 에폭시계 및 알콕시계 실란 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 B 화합물 28 내지 40 중량%;
바나듐 포스페이트(VPO4) 1 내지 2.5 중량%;
산화 마그네슘(MgO) 0.1 내지 1.4 중량%;
지르코늄(Zr) 화합물 0.5 내지 4 중량%;
몰리브덴(Mo) 화합물 0.5 내지 3 중량%; 및
실리카 5 내지 12 중량%으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 내알칼리성 향상제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 이소시아네이트(isocyanate) 1 내지 6중량%; 및 티오-우레아(thio-urea) 1.5 내지 7중량%로 이루어질 수 있다.
상기 실리콘 복합 우레탄수지는 실리콘 및 우레탄 수지가 나노 실리케이트(Nano Silicate)에 의해 결합된 것일 수 있다.
상기 실리콘 복합 우레탄수지는 나노 실리케이트(Nano Silicate)를 1.0 내지 3.0 중량%로 포함할 수 있다.
상기 실란 A 화합물은 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란(gamma glycidoxypropyl triethoxysilane), 감마 아미노프로필 트리에톡시실란(gamma aminopropyl triethoxysilane) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 지르코늄 화합물은 산화 지르코늄(ZrO), 지르코늄실리케이트(ZrSiO4) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 몰리브덴 화합물은 산화 몰리브덴(MoO3), 암모니움 몰리브데이트((NH4)2MoO4) 및 소디움몰리브데이트(Na2MoO4)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실리카는 콜로이드(colloid) 형태일 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 도금층의 일면 또는 양면에 상기 코팅용액 조성물로 코팅된 코팅층을 갖는 내알카리성이 우수한 강판을 제공한다.
상기 코팅층의 부착량은 강판 편면을 기준으로 0.3 내지 2g/m2일 수 있다.
본 발명은 용액 안정성이 향상된 유, 무기복합 코팅용액 조성물을 제공하며, 상기 코팅용액 조성물로 처리된 소지강판은 아연 도금량을 축소하여도 내식성이 우수하며, 내흑변성 및 내알칼리성 또한 현저히 향상된다.
도 1의 (a), (b)는 강판 표면의 코팅층에 포함된 실란 A 화합물, 실란 B 화합물 및 바나듐 포스페이트가 부식 인자에 대하여 배리어(barrier) 역할을 하고, 이산화규소(SiO2), 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO), 산화마그네슘(MgO) 화합물은 내식제로써, 부식을 지연시키는 방청성 역할을 수행하는 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 바인더 수지 25 내지 60 중량%, 내식제 30 내지 70 중량% 및 내알칼리성 향상제 5 내지 10 중량%를 포함하는 내알칼리성이 우수한 코팅용액 조성물을 제공한다
본 발명의 코팅용액 조성물에서 상기 바인더 수지는 내식성, 내알칼리성 및 가공 흑화성을 확보하기 위하여 25 중량% 이상으로 포함되는 것이 바람직하나, 동일 고형분 조건에서 바인더 수지의 함량이 증가할수록 내식제의 함량이 감소하게 되는 바, 내식성이 저하될 수 있어, 최대 60 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바인더 수지는 상기 우레탄-아크릴 복합수지 15 내지 35 중량%와 상기 실리콘 복합 우레탄 수지를 10 내지 25 중량%로 포함하며, 상기 우레탄-아크릴 복합수지는 서로 상이한 2 종류의 수지를 각각 합성하는 과정에서 동시에 혼합하여 제조할 수 있다. 즉, 합성이 완료하기 직전 상태의 우레탄과 아크릴 에멀젼을 80℃의 온도에서 트리에틸아민(Triethylamine)을 첨가하며 혼합하여 제조할 수 있다. 이로써, 상기 코팅용액 조성물이 강판의 도금층 표면에 코팅층을 형성하였을 때, 치밀한 구조를 이룰 수 있다.
이때, 상기 우레탄-아크릴 복합수지는 우수한 내식성 및 내흑변성을 확보하기 위하여 15 내지 35 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 함량이 35 중량%를 초과하는 경우, 투입에 의한 물성향상의 효과가 미미할 뿐만 아니라, 오히려 내식성이 감소할 수 있다.
또한, 상기 우레탄-아크릴 복합수지의 중량평균분자량(MW)은 낮을수록 가교 밀도가 조밀하지만, 내식제의 안정성이 열위될 수 있으므로 이를 제어하는 것이 중요하다. 본 발명에 있어서, 상기 우레탄-아크릴 복합수지의 중량평균분자량은 40000 내지 90000이 바람직하다. 상기 복합수지의 중량평균분자량이 40000 미만인 경우 내식제가 침전될 수 있고, 90000을 초과하는 경우, 내식성이 열화될 수 있다. 단, 상기 복합수지의 중량평균분자량은 65000 내지 70000이 더욱 바람직하며, 68000으로 제어하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명은 하드 세그먼트(hard segment)를 구성하는 이소시아네이트(isocyanate)의 구성비를 제어함으로써, 수지의 경질도를 확보하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 우레탄-아크릴 복합수지의 NCO/OH는 1 내지 3으로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 NCO/OH 당량비의 값이 1 미만인 경우에는 가공 흑화성이 열위될 수 있고, 반면에, 3을 초과하는 경우에는 용액 안정성 및 내식성이 열위될 수 있다. 단, 상기 NCO/OH 당량비의 값이 1.3 내지 1.9로 제어하는 것이 상기 효과를 확보함에 있어서 보다 바람직하며, 1.6으로 제어하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 코팅용액 조성물은 상기 실리콘 복합 우레탄 수지를 10 내지 25 중량%로 포함한다. 상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 내식성을 확보하기 위하여 10 중량% 이상 포함되는 것이 바람직하나, 투입량이 과도한 경우, 물성 향상의 효과가 미미하여 경제적인 점에서 문제가 될 수 있으며, 오히려 용액 안정성이 열화될 수 있으므로, 25 중량%이하로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지의 중량 평균 분자량(MW)은 낮을수록 가교 밀도가 조밀하지만, 내식제의 안정성이 열위될 수 있으므로 이를 제어하는 것이 중요하다. 본 발명에 있어서, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 40000 내지 90000이 바람직하다. 상기 복합수지의 중량평균분자량이 40000 미만인 경우 내식제가 침전될 수 있고, 90000을 초과하는 경우, 내식성이 열화될 수 있는 문제점이 있다.
이때, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 우레탄 수지를 합성하는 과정에 있어서, 나노 실리케이트(Silicate)를 내식제로 첨가하여 실리콘이 우레탄 수지와 결합되도록 제조한 복합수지로, 코팅강판의 내식성, 내화학성 등을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 실리콘 복합 우레탄 수지에 포함되는 나노 실리케이트는 1.0 내지 3.0 중량%의 함량이 바람직하다. 내식제의 효과를 발휘하기 위해서는 상기 나노 실리케이트를 1.0 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하나, 그 함량을 많이 투입하더라도, 투입량 대비 내식제 효과 향상 정도가 미미하고, 복합수지의 용액안정성이 감소되어 경제성에서 문제가 될 수 있으므로, 3.0 중량%이하로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 코팅용액 조성물은 바인더 수지와 함께 내식성 확보를 위하여 내식제를 30 내지 70 중량%로 포함한다. 상기 내식제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 에폭시계, 클로로계, 아미노계 및 아크릴계의 실란 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 A 화합물 8 내지 20 중량%, 상기 실란 A 화합물과 상이한 것으로, 비닐계, 에폭시계 및 알콕시계 실란 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 B 화합물 28 내지 40 중량%, 바나듐 포스페이트(VPO4) 1 내지 2.5 중량%, 산화 마그네슘(MgO) 0.1 내지 1.4 중량%, 지르코늄(Zr) 화합물 0.5 내지 4 중량%, 몰리브덴(Mo) 화합물 0.5 내지 3 중량% 및 실리카 5 내지 12 중량%로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 실란 A 화합물과 실란 B 화합물은 실란의 종류에 따라 구분되는 것으로, 본 발명의 코팅 조성물이 다른 2종류의 실란 화합물을 포함하는 것을 나타내기 위하여 구분하여 기재된 것이다.
상기 내식제에 포함되는 실란 A 화합물은 8 내지 20 중량%의 함량이 바람직하다. 함량이 8 중량% 미만인 경우, 코팅층의 발수성을 고려할 때, 충분한 소수성기가 존재하지 않아 부식 인자를 효과적으로 차단하기 어려울 수 있고, 20 중량%를 초과하더라도 내식성 향상의 효과가 미미하게 나타나며, 용액안정성은 오히려 저하될 수 있다. 단, 상기 실란 A 화합물의 함량은 12 내지 16 중량%가 더욱 바람직하다.
또한, 실란 A 화합물로는 에폭시계, 클로로계, 아미노계 및 아크릴계 실란 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 용액 안정성 측면에서 에폭시계 실란 화합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
이때, 상기 실란 A 화합물로는 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란(gamma glycidoxypropyl triethoxysilane), 감마 아미노프로필 트리에톡시실란(gamma aminopropyl triethoxysilane) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내식제에 포함되는 실란 B 화합물은 28 내지 40 중량%의 함량이 바람직하다. 함량이 28 중량% 미만인 경우, 내식성 향상의 효과가 저하될 수 있으며, 40 중량%를 초과하는 경우, 첨가되는 양을 늘리더라도 내식성 향상의 효과가 미미하여 경제적인 점에서 문제가 될 수 있으며, 용액 안정성은 오히려 저하될 수 있다.
또한, 실란 B 화합물은 상기 실란 A 화합물과 상이한 것으로, 비닐계, 에폭시계 및 알콕시계 실란 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 내식제는 바나듐 포스페이트(VPO4)를 1 내지 2.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 바나듐 포스페이트는 내식성 향상을 위하여 1 중량%이상을 포함하는 것이 바람직하지만, 전기 아연 도금 강판의 경우 고온 및 고습의 분위기에서 강판의 외관이 검게 변하는 흑변 현상이 발생할 수 있는 바, 2.5 중량%이하로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 내식제는 산화 마그네슘(MgO)을 0.1 내지 1.4 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 상기 산화 마그네슘은 바나듐 포스페이트 수용액에 용해시켜 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량에 있어서는 0.1 중량% 미만인 경우, 내식성의 효과가 저하될 수 있으며, 1.4 중량%를 초과하는 경우 용액안정성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에서 내식제는 지르코늄(Zr) 화합물을 0.5 내지 4 중량%로 포함할 수 있다. 지르코늄 화합물은 내식성 향상을 위하여 포함되는 것으로, 산화 지르코늄(ZrO), 지르코늄 실리케이트(ZrSiO4) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 함량이 0.5 중량% 미만인 경우, 내식성 향상의 효과가 미미할 수 있으며, 4 중량%를 초과하는 경우, 투입량에 비하여 내식성 향상의 효과가 떨어져, 경제적인 점에서 문제가 될 수 있으며, 용액 안정성은 오히려 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에서 내식제는 몰리브덴(Mo) 화합물을 0.5 내지 3 중량%로 포함할 수 있다. 몰리브덴 화합물은 코팅용액의 내알칼리성과 내흑변성을 향상시키기 위하여 포함되는 것으로, 산화 몰리브덴(MoO3), 암모니움 몰리브데이트((NH4)2MoO4) 및 소디움 몰리브데이트(Na2MoO4)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 함량이 0.5 중량% 미만인 경우 내알칼리성이 저하될 수 있다. 반면, 3 중량%를 초과하는 경우 투입량에 비하여 내알칼리성 향상 효과가 미미하여, 경제적인 점에서 문제가 될 수 있으며, 용액 안정성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 내식제는 실리카를 5 내지 12 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 상기 실리카는 콜로이드(colloid) 형태가 바람직하며, 내식성을 확보하기 위하여 5 중량% 이상으로 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 12 중량%를 초과하는 경우, 용액안정성이 저하될 수 있으므로, 함량을 12 중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 내식제에 포함되는 화합물의 역할과 관련하여서는, 도 1의 (a), (b)에서 볼 수 있듯이, 강판 표면의 코팅층에 포함된 실란 A 화합물, 실란 B 화합물 및 바나듐 포스페이트는 부식 인자에 대하여 배리어(barrier) 역할을 하고, 실리카인 이산화규소(SiO2), 몰리브덴 화합물인 산화몰리브덴(MoO3), 지르코늄 화합물인 산화지르코늄(ZrO)과 산화 마그네슘(MgO)은 무기 내식제로서, 부식을 지연시키는 방청성 역할을 수행하는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 상기 코팅층에 포함된 실란 A 화합물 및 실란 B 화합물은 코팅층 내부에서 전반적으로 분포하며 부식 인자의 침입을 방어하는 역할을 한다. 이때, 상기 실란 A 화합물 및 실란 B 화합물은 소수성 및 배리어 역할에는 효과가 좋으나, 과량투입 시 용액안정성에 문제가 될 수 있어, 일반적으로는 1~2중량%로 포함된다. 그러나, 본 발명에서는 최대 57중량%로 포함함으로써, 코팅층의 최상부뿐만 아니라 중간층까지도 코팅층의 소수성을 유지하면서, 배리어 효과를 유지할 수 있도록 한다.
그 외에 실리카, 몰리브덴 화합물 및 지르코늄 화합물 등은 녹방지제(rust inhibitor)로서 코팅층 내부로 침입된 부식 인자들과 반응하여 보다 안정한 화합물을 이루므로, 추가적인 침입을 차단하여 아연층의 백청을 억제시킬 수 있다.
또한, 상기 부식 인자들은 상술한 배리어를 뚫고 들어가 마지막 층인 바나듐 포스페이트(V-PO4)에 도달할 수 있다. 이때 바나듐 포스페이트층의 경우 하부의 아연층과 반응을 하여 인산염층을 형성시킴에 따라, 코팅층에서 최종적인 부식방지 배리어 역할을 수행할 수 있다. 다만, 어느 정도 시간이 경과하면 부식 인자들의 공격을 받아 아연층에서 역시 백청이 발생될 수는 있다.
본 발명의 코팅용액 조성물은 내알카리성 향상을 위하여 내알칼리성 향상제를 5 내지 10 중량%로 포함하며, 상기 내알카리성 향상제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 이소시아네이트(isocyanate) 1 내지 6중량%; 및 티오-우레아(thio-urea) 1.5 내지 7중량%를 포함할 수 있다.
상기 내알카리성 향상제에 포함되는 이소시아네이트는 코팅용액의 경화도를 높여 본 발명의 코팅용액 조성물로 형성되는 코팅층의 내알칼리성을 더욱 향상시킬수 있고, 티오-우레아의 경우, 일반적으로 수지, 의약품 등을 만들 때 쓰이는 유기화합물 형태로 경화를 촉진할 수 있다.
상기 이소시아네이트는 내알칼리성 확보를 위하여 1 중량% 이상으로 포함되는 것이 바람직하나, 함량이 과도하게 증가되어도 투입량에 비하여 내알칼리성 향상 효과가 미미하여 경제적인 점에서 문제가 될 수 있고, 오히려 용액 안정성이 저하될 수 있는 바, 6 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 이소시아네이트는 1 내지 6 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 티오-우레아는 1.5 내지 7 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 1.5 중량% 미만인 경우, 티오-우레아의 첨가 목적인 경화 촉진의 효과가 거의 나타나지 않으며, 반면에 7 중량%를 초과하는 경우, 용액 안정성이 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 조성을 가지는 코팅용액 조성물에 의해 도금층의 일면 또는 양면이 코팅된 코팅층을 갖는, 내알칼리성이 향상된 강판을 제공한다.
이때, 코팅층을 갖는 강판의 종류는 특별히 한정하지는 않으며, 목적에 맞게 사용될 수 있는 소지강판이라면 어느 것이어도 무방하다. 또한, 상기 코팅층이 코팅되는 도금층은 일반적으로 아연계 도금층인 것이 바람직하다.
또한, 상기 아연계 도금층은 전기아연도금법 및 용융아연도금법에 의해 형성될 수 있으나, 그 형성 방법을 특별히 한정하지는 않으며, 아연계 도금층을 형성할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 적용 가능하다.
아연계 도금층의 조성 또한 특별히 한정하지는 않으며, 통상적인 전기아연도금강판 또는 용융아연도금 강판의 도금층 조성을 적용할 수 있다.
본 발명의 강판에 형성된 코팅층은 상기한 바와 같이, 코팅용액 조성물을 이용하여 강판 표면에 형성된 도금층의 일면 또는 양면에 코팅된 것이다. 이때, 상기 코팅층의 부착량은 0.3 내지 2g/㎡가 바람직하다. 부착량이 0.3 g/㎡ 미만인 경우, 강판의 내식성 향상 효과가 충분히 얻어질 수 없으며, 2g/㎡를 초과하는 경우, 코팅층에 전도성이 떨어질 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
[실시예 1]
우레탄-아크릴 복합수지 및 실리콘 복합 우레탄 수지가 6: 4의 비율로 혼합된 바인더 수지 30중량%, 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란의 실란 A 화합물 12중량%, 트리메톡시 비닐실란의 실란 B 화합물 36 중량%, 바나듐 포스페이트(V-PO4) 1.6중량%, 산화 마그네슘(MgO) 0.7중량%, 산화 지르코늄(ZrO) 1.5 중량%, 산화 몰리브덴(MoO3) 1.2 중량%, 이소시아네이트 4.5중량%, 티오-우레아 5.5 중량% 및 실리카 7중량%를 포함하는 고형분의 조성물을 제조하였다. 상기 조성물을 용매인 물에 가하여 코팅용액을 제조하되, 상기 고형분은 전체 용액에 대하여 15 중량%를 차지하도록 조절하였다. 제조된 코팅용액을 도금부착량이 편면기준 15g/㎡인 용융아연도금강판에 bar코팅 방식으로 도포, 상기 용융아연도금 강판을 인덕션 히터를 이용하여 180℃로 가열한 뒤, 소부 건조하여 실시예 1의 용융아연도금강판을 제조하였다. 이때, 실시예 1의 습식 부착량 측정결과는 950mg/㎡였다.
상기 실시예 1의 강판의 내식성을 평가하기 위하여 코팅 시료를 염수 농도 5%, 온도 35℃, 분무압 1kg/cm2의 조건에서 염수 분무 테스트를 진행하고, 적청이 5% 발생하는 시간을 측정하였다. 또한, 내알칼리성 평가를 위하여 알칼리용액(Finecleaner L 4460)에 2분간 침지하고 원판과 비교하여 색차(델타 E)를 측정하였다. 더불어, 내흑변성은 항온항습기 안에서 50℃의 온도 및 95%의 상대습도 환경에서 120시간 동안 유지한 후, 원판과의 색차(델타 E) 값을 측정하였다.
상기의 방법으로 측정된 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
[종래예 1]
도금 부착량이 편면기준 25/㎡의 전기아연도금강판에 출원번호 KR2005-0128523호의 명세서에 기재된 기존의 Cr-free용액을 bar코팅 방식으로 도포한 후, 상기 용융아연도금강판을 인덕션 히터를 이용하여 PMT 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 비교예 1의 용융아연도금강판을 제조하였다. 이 때, 종래예 1의 습식 부착량 측정결과는 950mg/㎡였다.
상기 종래예 1의 강판 또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 내식성, 내알칼리성, 내흑변성을 측정하여 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다.
구분 내식성
(시간)		 내알칼리성
(델타 E)		 내흑변성
(델타 E)
종래예1 300 2.5 2.0
실시예1 400 1.0 1.0
종래예 1은 300시간 만에 적청이 5% 발생하였고, 내알칼리성과 내흑변성 평가 결과는 색차가 각각 2.5와 2.0의 결과값을 나타내었다.
이에 반하여, 실시예 1은 400시간만에 적청이 5% 발생하였고, 내알칼리성과 내흑변성 평가 결과는 색차가 모두 1.0의 우수한 결과값을 나타내었다.
따라서, 본 발명에 기술된 코팅용액을 사용한 용융아연도금강판은 아연도금 부착량이 편면기준 15g/㎡으로 종래예 1의 25g/㎡보다 적음에도 불구하고 적청 발생 시간이 오히려 늦으며, 우수한 내식성의 효과를 나타내는 것을 볼 수 있다.
[실시예 2 내지 22]
도금 부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판에 하기 표 2 및 3에 기재된 조성을 만족하는 조성물을 전체 총 중량에 대하여 15 중량%가 되도록 용매인 물에 가하여 코팅용액을 제조하였다. 상기 제조된 코팅용액을 전기아연도금강판(아연부착량 15g/㎡)에 롤코터 방식으로 도포하고, 그 부착량을 950 mg/㎡로 제어한 후, 상기 용융아연도금강판을 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅 시편을 제작하였다.
하기 표 2의 조성으로 제조된 각각의 코팅용액의 용액 안정성을 평가하고, 상기 코팅용액이 도포된 코팅강판의 내식성, 내알칼리성 및 내흑변성을 평가하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.
이때, 상기 용액 안정성은 코팅용액의 점도가 초기에 대비하여 20% 이상 상승하거나 육안으로 관찰한 결과 용액에 침전이 발생하거나, 분해 또는 젤화가 진행되었을 경우 불량(X)로 판단하여 나타내었다.
또한, 내식성의 평가는 내식성 평가는 평판상태에서 염수농도 5%, 온도 35℃, 분무압 1kg/cm2의 조건에서 적청이 5% 발생하는데 소요되는 시간을 측정하였고, 평가 기준으로는 상기 종래예 1과 동등 이상 수준인 400시간을 기준하여 다음과 같이 평가하였다.
○ : 400시간 이상
X : 400시간 미만
내알칼리성 및 내흑변성 평가는 시험 전과 후의 색차(델타E) 값을 측정하였고, 통상적인 Cr-free 코팅강판의 요구수준인 2.0을 기준하여 다음과 같이 평가하였다.
○ : 2.0 이하
X : 2.0 초과
[비교예 1 내지 20]
아연의 도금 부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판에 하기 표 2 및 3에 기재된 조성을 만족하는 코팅용액을 롤코터 방식으로 도포하여, 그 부착량을 950 mg/㎡로 제어한 후, 상기 용융아연도금강판을 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅시편을 제작하였다.
하기 표 2의 조성으로 제조된 각각의 코팅용액의 용액 안정성을 평가하고, 상기 코팅용액이 도포된 코팅강판의 내식성, 내알칼리성 및 내흑변성을 평가하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.
이때, 상기 특성은 실시예 2 내지 20과 동일한 방법을 수행하여 평가하였다.
구분 코팅용액(중량%) 품질특성
V-PO4 MgO 실란
A		 바인더 수지 MoO3 ZrO 실리
카		 실란
B		 이소시아네이트 티오우레아 용액
안정성		 내식
성		 내알칼리성
실시예2 1.0 0.7 12 30 1.2 1.5 7 36.6 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예3 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 36.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예4 2.5 0.7 12 30 1.2 1.5 7 35.1 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예5 1.6 0.1 12 30 1.2 1.5 7 36.6 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예6 1.6 1.4 12 30 1.2 1.5 7 35.3 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예7 1.6 0.7 8 30 1.2 1.5 7 40.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예8 1.6 0.7 20 30 1.2 1.5 7 28.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예9 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 36.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예10 1.6 0.7 12 38 1.2 1.5 7 28.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예11 1.6 0.7 12 30 0.5 1.5 7 36.7 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예12 1.6 0.7 12 30 3.0 1.5 7 34.2 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예13 1.6 0.7 12 30 1.2 0.5 7 37.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예14 1.6 0.7 12 30 1.2 4.0 7 33.5 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예15 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 5 38.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예16 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 12 31.0 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예17 1.6 0.7 20 30 1.2 1.5 7 28 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예18 1.6 0.7 8 30 1.2 1.5 7 40 4.5 5.5 ○ ○ ○
실시예19 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 39.5 1 5.5 ○ ○ ○
실시예20 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 34.5 6 5.5 ○ ○ ○
실시예21 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 40.0 4.5 1.5 ○ ○ ○
실시예22 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 34.5 4.5 7 ○ ○ ○
비교예1 0.5 0.7 12 30 1.2 1.5 7 37.1 4.5 5.5 ○ X ○
비교예2 3.0 0.7 12 30 1.2 1.5 7 34.6 4.5 5.5 ○ ○ X
비교예3 1.6 0.05 12 30 1.2 1.5 7 36.6 4.5 5.5 ○ X ○
비교예4 1.6 2.0 12 30 1.2 1.5 7 34.7 4.5 5.5 X ○ ○
비교예5 1.6 0.7 5 30 1.2 1.5 7 43.0 4.5 5.5 ○ X ○
비교예6 1.6 0.7 25 30 1.2 1.5 7 23.0 4.5 5.5 X ○ ○
비교예7 1.6 0.7 12 15 1.2 1.5 7 51.0 4.5 5.5 X ○ ○
비교예8 1.6 0.7 12 40 1.2 1.5 7 26.0 4.5 5.5 ○ X ○
비교예9 1.6 0.7 12 30 0.3 1.5 7 36.9 4.5 5.5 ○ ○ X
비교예10 1.6 0.7 12 30 3.5 1.5 7 33.7 4.5 5.5 X ○ ○
비교예11 1.6 0.7 12 30 1.2 0.3 7 37.2 4.5 5.5 ○ X ○
비교예12 1.6 0.7 12 30 1.2 4.5 7 33.0 4.5 5.5 X ○ ○
비교예13 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 3 40.0 4.5 5.5 ○ X ○
비교예14 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 15 28.0 4.5 5.5 X ○ ○
비교예15 1.6 0.7 23 30 1.2 1.5 7 25 4.5 5.5 X X ○
비교예16 1.6 0.7 3 30 1.2 1.5 7 45 4.5 5.5 X X ○
비교예17 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 40.0 0.5 5.5 ○ ○ X
비교예18 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 33.5 7 5.5 X ○ ○
비교예19 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 40.5 4.5 1.0 ○ ○ X
비교예20 1.6 0.7 12 30 1.2 1.5 7 33.5 4.5 8 X ○ ○
(단, 바인더 수지는 우레탄-아크릴 복합수지 및 실리콘 복합 우레탄 수지를 6: 4의 비율로 혼합한 것이며, 실란 A 화합물은 에폭시계 실란 화합물로, 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란(gamma glycidoxypropyl triethoxysilane), 실란 B 화합물은 트리메톡시 비닐실란(trimethoxy vinylsilane)에 해당한다.)
비교예 1은 바나듐 포스페이트의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에, 부식 인자 침투를 막는 Zn phosphorus층이 부족하여 하여 내식성이 저하되었다. 비교예 2는 바나듐 포스페이드의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에, 산도가 증가하여 내알칼리성이 저하되었다.
비교예 3은 산화 마그네슘의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에, 마그네슘의 수화물 형성을 통한 부식억제 역할이 충분치 못하여 내식성이 저하되었다. 비교예 4는 산화 마그네슘의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에, 용액 내에서 필요 이상으로 존재하여 다른 내식 첨가제와의 반응하게 되어 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 5는 실란A 화합물의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 실란의 수지와 무기물간의 가교 역할이 불충분하여 내식성이 저하되었다. 비교예 6은 실란A 화합물의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에 용액의 안전성이 저하되었다.
비교예 7은 바인더 수지의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 바인더 수지가 내식제의 고용 능력이 충분치 못하여 용액 안정성이 저하하였다. 비교예 8는 실란 B 화합물의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 상대적으로 내식제의 함량이 감소되어 내식성이 저하하였다.
비교예 9는 몰리브덴 화합물인 산화 몰리브덴(MoO3)의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 내알칼리성이 저하되었다. 비교예 10은 산화 몰리브덴의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에, 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 11은 지르코늄 화합물로, 산화 지르코늄(ZrO)의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 내식 보조역할이 부족하여 강판의 내식성이 저하되었다. 비교예 12는 산화 지르코늄의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에, 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 13은 실리카의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 수지층과의 결합력이 감소하여 내식성이 저하되었다. 비교예 14는 실리카의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 15은 실란A 화합물의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높고, 실란B 화합물의 함량은 낮기 때문에 용액 안정성이 저하되고, 유기물 및 무기 첨가제와의 결합 및 내식성 증대 역할이 약해져서 강판의 내식성이 저하되었다. 비교예 16은 실란A 화합물의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮고, 실란B 화합물의 함량이 높기 때문에 내식성 및 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 17은 이소시아네이트의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 코팅용액의 경화도 향상 효과가 미미하여 코팅강판의 내알칼리성이 저하되었다. 비교예 18은 이소시아네이트의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에 투입량 대비 내알칼리성 향상효과가 미미할 뿐아니라 용액 안정성이 저하되었다.
비교예 19는 티오 우레아의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 낮기 때문에 내알칼리성이 저하되었고, 비교예 20은 티오 우레아의 함량이 본 발명이 제어하는 범위보다 높기 때문에 용액 안정성이 저하되었다.
이에 반하여, 본 발명에 제어하는 코팅용액의 조성을 만족하는 실시예 2 내지 20은 용액안정성, 내식성 및 내알칼리성이 모두 우수하게 평가되었음을 확인할 수 있었다.
[실시예 23 내지 33]
아연의 도금 부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판의 표면에 상기 실시예 2의 조성에 기재된 코팅용액을 기본조성으로 하면서, 상기 바인더 수지에 포함된 우레탄-아크릴 복합수지 및 실리콘 복합 우레탄 수지의 조성을 하기 표 3에 기재된 조건으로 변화시킨 코팅용액을 롤코터 방식으로 도포하여 유, 무기복합 코팅층을 형성시킨 후, 상기 전기아연도금강판을 PMT 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅시편을 제작하였다.
이후, 상기 코팅강판의 용액안정성과 내식성을 실시예 2와 동일한 조건 및 기준으로 평가하여 표 3에 나타내었다.
[비교예 21 내지 30]
아연의 도금 부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판의 표면에 상기 실시예 2의 조성에 기재된 코팅용액을 기본 조성으로 하면서, 상기 바인더 수지에 포함된 우레탄-아크릴 복합수지 및 실리콘 복합 우레탄 수지의 조성을 하기 표 3에 기재된 조건으로 변화시킨 코팅용액을 롤코터 방식으로 도포하여 유, 무기복합 코팅층을 형성시킨 후, 상기 전기아연도금강판을 PMT 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅시편을 제작하였다.
이후, 상기 코팅강판의 용액안정성과 내식성을 상기와 같이 평가하여 표 4에 나타내었다.
우레탄-아크릴 복합수지 실리콘 복합 우레탄 수지 용액
안정성		 내식
성		 기타
첨가량(중량%) 분자량 NCO/OH 첨가량(중량%) 실리케이트(중량%)
실시예23 16.5 68,000 1.6 13.5 1.5 ○ ○ ○
실시예24 18.6 68,000 1.6 11.4 1.5 ○ ○ ○
실시예25 16 68,000 1.6 14 1.5 ○ ○ ○
실시예26 18.6 40,000 1.6 11.4 1.5 ○ ○ ○
실시예27 18.6 90,000 1.6 11.4 1.5 ○ ○ ○
실시예28 18.6 68,000 1 11.4 1.5 ○ ○ ○
실시예29 18.6 68,000 3 11.4 1.5 ○ ○ ○
실시예30 20 68,000 1.6 10 1.5 ○ ○ ○
실시예31 16.7 68,000 1.6 13.3 1.5 ○ ○ ○
실시예32 15 68,000 1.6 15 1 ○ ○ ○
실시예33 15 68,000 1.6 15 3 ○ ○ ○
비교예21 13.5 68,000 1.6 16.5 1.5 ○ X ○
비교예22 23 68,000 1.6 7 1.5 ○ X ○
비교예23 18.6 35,000 1.6 11.4 1.5 ○ X ○
비교예24 18.6 95,000 1.6 11.4 1.5 X ○ ○
비교예25 18.6 68,000 0.5 11.4 1.5 ○ ○ X
비교예26 18.6 68,000 3.5 11.4 1.5 X X ○
비교예27 21.4 68,000 1.6 8.6 1.5 ○ X ○
비교예28 12 68,000 1.6 18 1.5 ○ X ○
비교예29 15 68,000 1.6 15 0.5 ○ X ○
비교예30 15 68,000 1.6 15 3.5 X ○ ○
비교예 21 및 28은 우레탄-아크릴 복합수지의 함량이 15중량% 미만으로 낮고, 비교예 22 및 27은 실리콘 복합 우레탄 수지의 함량이 10중량% 미만으로 낮아, 무기물과 혼합되어 치밀한 구조의 코팅층을 이룰 수 있는 수지의 함량이 부족하여 내식성이 열위해진다.
비교예 23은 상기 복합수지의 중량평균분자량(MW)이 낮아서 내식제 성분의 일부가 침전되는 문제가 있었다. 반면에, 비교예 24는 중량평균분자량이 너무 높아서 가교 밀도를 확보하지 못한 관계로 내식성이 열화하였다.
비교예 25는 수지코팅층의 경질도를 확보하지 못해서 가공시 수지가 검게 손상되는 문제가 발생하였다. 반면에, 비교예 26은 NCO/OH값이 3.0을 초과함에 따라, 용액 안정성 및 내식성이 열위되는 문제가 있었다.
비교예 29는 내식제인 실리케이트의 함량이 부족하여 내식성이 열화하였다. 반면에, 비교예 30은 실리케이트 함량이 3.0 중량%를 초과하여 용액안정성이 열위되는 문제가 있었다.
이에 반하여, 본 발명에 제어하는 코팅용액의 조성을 만족하는 실시예 23 내지 33은 용액 안정성, 내식성 및 기타 가공 흑화성 등의 품질이 우수하게 평가되었음을 확인할 수 있었다.
[실시예 34 내지 36]
아연의 도금부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판의 표면에 상기 표 2에 기재된 실시예 3의 코팅용액을 롤코터 방식으로 도포하여 하기 표 4에 기재된 부착량으로 유, 무기복합 코팅층을 형성시킨 후, 상기 용융아연도금강판을 PMT 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅시편을 제작하였다.
이후, 상기 코팅강판의 부착량을 측정하였고, 상기 실시예 2와 동일한 조건 및 기준으로 내식성을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다. 또한, 전도성을 Loresta EP 측정기를 이용하여 측정하였고, 통상적 Cr-free 코팅강판의 요구 수준인 0.1mΩ을 기준하여, 다음과 같이 평가하여, 표 5에 나타내었다.
○ : 0.1mΩ이하
X : 0.1mΩ초과
[비교예 31 및 32]
도금부착량이 편면기준 15g/㎡인 전기아연도금강판의 표면에 상기 표 2에 기재된 실시예 3의 코팅용액을 롤코터 방식으로 도포하여 하기 표 4에 기재된 부착량으로 유, 무기복합 코팅층을 형성시킨 후, 상기 용융아연도금강판을 PMT 180℃로 가열하여, 소부 건조하여 코팅 시편을 제작하였다.
이후, 상기 코팅강판의 부착량, 내식성 및 전도성을 평가하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 부착량
(g/㎡)		 내식성 전도성
실시예 34 0.6 ○ ○
실시예 35 1.0 ○ ○
실시예 36 2.0 ○ ○
비교예 31 0.2 X ○
비교예 32 2.1 ○ X
비교예 31은 부착량이 발명에서 제어하는 범위보다 적게 형성되어 내식 역할을 해주는 코팅층이 충분하지 못하여 내식성이 저하되었다. 비교예 32는 부착량이 발명이 제어하는 범위 이상으로 올라가서 코팅층의 비 전도성 성분들이 많아지면서 전자 흐름을 방해하여 전기 전도성이 저하되는 결과를 보여주었다.
이에 반하여, 본 발명에 제어하는 코팅용액의 조성을 만족하는 실시예 34 내지 36은 내식성과 전도성이 모두 우수하게 평가되었음을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (11)

  1. 아연 및 아연계 합금 도금강판의 유·무기 복합피막 형성용 코팅용액 조성물로서,
    바인더 수지 25 내지 50 중량%;
    내식제 40 내지 70 중량%; 및
    내알칼리성 향상제 5 내지 10 중량%를 포함하며,
    상기 바인더 수지는 상기 코팅 용액 조성물 총 중량에 대해 우레탄-아크릴 복합수지 15 내지 35 중량% 및 실리콘 복합 우레탄 수지 10 내지 25 중량%를 포함하며,
    상기 우레탄-아크릴 복합수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000이고, NCO/OH는 1 내지 3이며,
    상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 중량평균분자량(MW)이 40000 내지 90000인 코팅용액 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내식제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 에폭시계, 클로로계, 아미노계 및 아크릴계의 실란 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 A 화합물 8 내지 20 중량%;
    상기 실란 A 화합물과 상이한 것으로, 비닐계, 에폭시계 및 알콕시계 실란 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 실란 B 화합물 28 내지 40 중량%;
    바나듐 포스페이트(VPO4) 1 내지 2.5 중량%;
    산화 마그네슘(MgO) 0.1 내지 1.4 중량%;
    지르코늄(Zr) 화합물 0.5 내지 4 중량%;
    몰리브덴(Mo) 화합물 0.5 내지 3 중량%; 및
    실리카 5 내지 12 중량%를 포함하는 코팅용액 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내알칼리성 향상제는 상기 코팅용액 조성물 총 중량에 대해 이소시아네이트(isocyanate) 1 내지 6중량%; 및 티오-우레아(thio-urea) 1.5 내지 7중량%로 이루어지는 코팅용액 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 실리콘 및 우레탄 수지가 나노 실리케이트(Nano Silicate)에 의해 결합된 것인 코팅용액 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 실리콘 복합 우레탄 수지는 나노 실리케이트(Nano Silicate)를 1.0 내지 3.0 중량%로 포함하는 코팅용액 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 실란 A 화합물은 감마 글리시독시프로필 트리에톡시실란(gamma glycidoxypropyl triethoxysilane), 감마 아미노프로필 트리에톡시실란(gamma aminopropyl triethoxysilane) 또는 이들의 혼합물인 코팅용액 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 지르코늄 화합물은 산화 지르코늄(ZrO), 지르코늄실리케이트(ZrSiO4) 또는 이들의 혼합물인 코팅용액 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 몰리브덴 화합물은 산화 몰리브덴(MoO3), 암모니움 몰리브데이트((NH4)2MoO4) 및 소디움몰리브데이트(Na2MoO4)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 코팅용액 조성물.
  9. 제2항에 있어서, 상기 실리카는 콜로이드(colloid) 형태인 코팅용액 조성물.
  10. 도금층의 일면 또는 양면에 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 코팅용액 조성물로 코팅된 코팅층을 갖는 아연 및 아연계 합금 도금강판.
  11. 제10항에 있어서, 상기 코팅층의 부착량은 강판 편면을 기준으로 0.3 내지 2g/m2인 아연 및 아연계 합금 도금강판.
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