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Title:
NON-COMBUSTIBLE COATED STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/132397
Kind Code:
A1
Abstract:
A non-combustible coated steel sheet provided in one embodiment of the present invention comprises: a steel sheet; a coating layer existing on at least one surface of the steel sheet; an uneven part existing in the plating layer; a lower coating layer existing on the uneven part; and a non-combustible ceramic upper layer existing on the lower coating layer, wherein the lower coating layer comprises water-soluble polyurethane resin.

Inventors:
LEE, Kyung Hwang (110-2101, 6 Sinsong-ro 118beon-gil,Yeonsu-gu, Incheon, 21994, KR)
PARK, Jong Won (104-1302, 68 Sebyeong-ro,,Yeonje-gu, Busan, 47516, KR)
Application Number:
KR2018/016244
Publication Date:
July 04, 2019
Filing Date:
December 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
POSCO (6261, Donghaean-roNam-gu, Pohang-si, Gyeongsangbuk-do, 37859, KR)
RESEARCH INSTITUTE OF INDUSTRIAL SCIENCE & TECHNOLOGY (67 Cheongam-ro, Nam-gu,Pohang-si, Gyeongsangbuk-do, 37673, KR)
International Classes:
B05D7/14; B05D7/24; C09D1/00; C09D5/18; C09D175/04
Foreign References:
KR20120048054A2012-05-15
KR101652603B12016-09-09
KR20020011575A2002-02-09
KR20140040996A2014-04-04
KR200394082Y12005-09-01
Attorney, Agent or Firm:
YOU ME PATENT AND LAW FIRM (115 Teheran-ro, Gangnam-gu, Seoul, 06134, KR)
Download PDF:
Claims:
2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

【청구범위】

【청구항 II

강판,

상기 강판의 적어도일면상에 존재하는도금층,

5 상기 도금층에 존재하는요철부,

상기 요철부상에 존재하는하도층, 및

상기 하도층상에 존재하는불연성 세라믹 상도층을포함하고, 상기 하도층은수용성 폴리우레탄수지를포함하는

불연성 도장강판.

10 【청구항 2]

제 1항에 있어서,

상기 요철부는

표면조도 (1相)가 0.2초과, 및 1.5이하인,

불연성 도장강판.

15 【청구항 3】

제 1항에 있어서,

상기 요철부는

표면조도 (1¾)가 0.45내지 0.8인,

불연성 도장강판.

20 【청구항 4]

제 1항에 있어서,

상기 요철부를포함하는도금층은

두께가 2_초과 15,이하인 것인,

불연성 도장강판.

25 【청구항 5]

제 1항에 있어서,

상기 하도층은

두께가 3 이상및 10 이하인.것인,

불연성 도장강판.

30 【청구항 6】 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

제 1항에 있어서,

상기 하도층은

전체 100중량%에 대해 우레탄고형분 20내지 30중량%를포함하는 것인

5 불연성 도장강관.

【청구항 7]

제 1항에 있어서,

상기 하도층은

전체 100중량%에 대해 안료를 0초과, 및 3.5이하중량%더 포함하는

10 것인

불연성 도장강판.

【청구항 8】

제 1항에 있어서,

상기 하도층은반투명 코팅층인 것인,

15 불연성 도장강판.

【청구항 9】

제 1항에 있어서,

상기 불연성 세라믹 상도층은투명 코팅층인 것인,

불연성 도장강판.

20 【청구항 10】

제 1항에 있어서,

상기 불연성 세라믹 상도층은두께가 1내지 20_인 것인, 불연성 도장강판.

【청구항 11】

25 제 1항에 있어서,

상기 불연성 세라믹 상도층은

전체 100중량%에 대해 금속산화물의 고형분을 10 내지 30중량% 포함하는것인 ,

불연성 도장강판.

30 【청구항 12】 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

제 11항에 있어서,

상기 불연성 세라믹 상도층은

전체 100중량%에 대해무기 안료를 1내지 13중량%더 포함하고, 상기 무기 안료는

어0· 시203 , 01(抑 3¥22 · 3( 的22 ,시,( , ¾,및(:1120으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것인,

불연성 도장강판.

【청구항 13】

제 1항에 있어서,

상기 강판의 배면 상에 도금층, 하도층, 및 불연성 세라믹 상도층 중에서 선택된 어느하나이상의 층을더 포함하는것인,

불연성 도장강판.

【청구항 14】

제 13항에 있어서

상기 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면, 및 배면상에 형성된 하도층두께의 합은강판과강판의 일면, 및 배면상에 형성된도금층두께의 합에 대하여 2.0내지 4.3두께%인 것인,

불연성 도장강판.

【청구항 15】

강판을준비하는단계 ,

상기 강판상에 도금층을 .형성하는단계 ,

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계 , 상기 요철부상에 하도층을형성하는단계, 및

상기 하도층 상에 불연성 세라믹 상도층을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 하도층은수용성 폴리우레탄수지를포함하는

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 16】 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

제 15항에 있어서,

상기 강판상에 도금층을형성하는단계는

도금층을 5내지 25,두께로형성하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 17】

제 15항에 있어서,

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는 도금층표면조도 0切)가 0.2초과 1.5이하로조절하는것인, 불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 18】

제 15항에 있어서,

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는 도금층표면조도 0¾)가 0.45초과, 및 0.8이하로조절하는것인, 불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 19】

제 15항에 있어서,

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는 도금층표면을세정단계 , 및

세정된도금층을건조하는단계를더 포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 20]

제 19항에 있어서,

상기 세정된도금층을건조하는단계는

도금층표면을열풍으로건조하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 21]

제 15항에 있어서,

상기 요철부상에 하도층을형성하는단계는

수용성 폴리우레탄수지를 포함하는 하도층 도료조성물을 제조하는 단계, 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

상기 하도층도료조성물을요철부상에 도포하는단계, 및

도포된하도층도료를건조하는단계를포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 22]

제 21항에 있어서,

상기 하도층도료조성물은

전체 100중량%에 대해 이소시아네이트 ( i socyanate)류 10 내지 40 중량%,폴리올 (Polyol )류 1.5내지 5.0중량%,가교제 0.0이내지 0. 1중량%,및 잔부물을포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 23]

제 22항에 있어서,

상기 하도층도료조성물은

전체 100중량%에 대해 안료를 0초과및 3.5중량%더 포함하는것인, 불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 24]

제 21항에 있어서,

상기 도포된하도층도료를건조하는단계는

하도층표면의 최고온도 (PMT: Peak Metal Temperature)가 200내지 250°C인온도조건에서 건조하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 25]

제 15항에 있어서,

상기 불연성 세라믹 상도층을형성시키는단계는

세라믹 상도층도료조성물을제조하는단계 ,

하도층상에 상기 세라믹 상도층도료조성물을도포하는단계, 및 세라믹 상도층 도료 조성물이 도포된 강판을 건조하는 단계를 포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 26】 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

제 25항에 있어서,

상기 세라믹 상도층도료조성물은

전체 100중량%에 대해 금속산화물 나노졸 5 내지 50중량%, 실란 48 내지 69중량%, 산도조절제 0.01내지 1.0중량%, 증점제 0.5내지 3.0중량%, 소광제 0.1내지 3.0중량%, 및 잔부용매를포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 27]

제 26항에 있어서 ,

상기 금속산화물은

실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 산화마그네슘, 및 산화아연으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 28】

제 26항에 있어서,

상기 금속산화물은

평균직경이 5내지 20™인 것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 29】

제 26항에 있어서

상기 실란은

아미노 실란 및 알콕시 실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 30]

제 26항에 있어서,

상기 실란은

비닐 트리메톡시 실란( 1171 1:1^11161;11(« 3113116), 비닐트리에톡시 실란(\^ 1 1;1^61;]10 7 비닐 트리이소프로폭시 실란( 11 1;1011 013(« 13116), 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란(3_11161:113(: 10 7171 2 -글리시딜옥시 프로필 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

트리메톡시 살란(2-Glycidyloxy propyl trimethoxy silane) , 2-글리시딜옥시 프로필 트리에톡시 실란(2-GlycidyIoxy propyl triethoxy silane), 2 -아미노프로필 트리에톡시 실란(2-aminopropyl triethoxy silane) ,

2-우레이도알킬 트리에톡시 실란(2-ureidoalkyltriethoxy silane) , 테트라에톡시 실란(tetraethoxy silane), 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane) , 테트라에톡시 실란(Tetraethoxy si lane), N-베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트리메톡시

실란(N-beta-(Aminoethyl )-gammaaminopropy11rimethoxysi lane),

3-아미노프로필트리에톡시 실란(3-aminopropyltriethoxy silane) , 트리에톡시페닐 실란(Triethoxyphenyl silane), 및 트리메톡시페닐 실란(Trimethoxyphenyl si lane)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 31]

제 26항에 있어서,

상기 산도조절제는

유기산 및 유-무기산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 32】

제 26항에 있어서 ,

상기 세라믹 상도층도료조성물은

상기 세라믹 상도층도료조성물전체 100중량%에 대해, 무기 안료를 1내지 10중량%더 포함하고,

상기 무기 안료는 ZnO, Ti02, ZnS, BaS04, 2Pb¾· Pb(0H)2, FeO, Fe03, 카본블랙, PbCr04, Fe0(0H) , Fe203· H20, CdS, PbS04, Fe203 Pb0304, CdSe, Fe(NH4)Fe(CN)5· HeO, Co0· A1203, Cu (抑3C02)2· 3Cu(As02)2, A1 , Cu, Zn, 및 Cu20으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 33] 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

제 25항에 있어서 ,

상기 세라믹 상도층도료조성물이 도포된강판을건조하는단계는 세라믹 상도층표면의 최고온도(PMT: Peak Metal Temperature)가 240 내지 280인온도조건에서 건조하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 34】

제15항에 있어서,

상기 강판의 배면상에 도금층을형성하는단계를더 포함하는것인, 불연성 도장강판의 제조방법.

【청구항 35】

제34항에 있어서,

상기 강판의 배면상에 배면도금층을형성하는단계 이후에, 상기 배면도금층상에 배면도막층을형성하는단계를더 포함하고, 상기 배면 도막층은수용성 폴리우레탄수지를포함하는 하도층, 및 불연성 세라믹 상도층중에서 적어도 1이상을포함하는것인,

불연성 도장강판의 제조방법 .

【청구항 36】

제34항내지 제35항중어느한항에 있어서,

상가 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 하도층 두께의 합은 강판과 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된도금층두께의 합에 대하여 2.0내지 4.3두께%인 것인,

불연성 도장강판의 제조방법.

Description:
2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

【명세서】

【발명의 명칭】

불연성 도장강판및 이의 제조방법

【기술분야】

불연성 도장 강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 건축용내장재 및 외장재가요구하는우수한물성을갖는불연성 도장강판 및 이의 제조방법에 관한것이다.

【발명의 배경이 되는기술】

칼라강판은 건자재, 가전제품 및 자동차 부품 등으로 그 수요가 증가하고 있다. 한편, 건축물의 마감재료로 적용되는 칼라강판은 건축물의 구조안전에 관한 방화규정의 기준이 강화됨에 따라불연성 또는 난연성의 기준이 강화되었다.

창고 건축물에 샌드위치 패널 시공 시 불에 잘 타지 않는 난연 재질의 마감자재 의무사용범위가기존 3000111 2 이상'에서 600111 이상'으로 강화되었다. 또한, 필로티 구조의 천장 구조에 난연 성능 기준 이상의 마감재료를 사용하도록 하는 근거 규정이 마련되었다. 나아가, 화재확산 방지 구조 설치 시 건축물 외벽 마감재료로 준불연 재료 대신 난연 재료가 사용 가능한 대상을, 고증 건줄물에서 시행령이 정하는 6증 이상의 건축물까지 확대 적용하도록개정되었다.

또한, 건축물 마감재료로 이용되는 칼라강판의 난연성과 관련된 새로운법안이 신설되었다. 구체적으로, 철판과심재로이루어진복합자재의 경우, 용융아연도금강판상에 일반용으로서 전면도장의 횟수는 2회 이상, 및 도금량은제급미터당 18¾이상이고, 철판두께는도금(遊金)후도장(塗裝) 전을 기준으로 0.5™ 이상이어야 한다는 법안이 신설됐다(건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준 제 4조제 3항, 2016년 1월 1일부터 시행). 다만, 신규 법안에서 칼라강판의 도막 두께는 화재 확산 방지의 목적에 따라 20_ 이상이어야 한다는 두께 규정이 빠짐에 따라, 칼라강판의 얇은도료 두께로칼라구현은 물론 기존의 내식성 , 내후성 및 기타물성과함께 난연성을확보하는기술이 중요하게 되었다.

불연성 도장 강판은 하도층의 부착성을 확보하기 위해 전처리 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

피막처리 공정을 포함하는 도장공정을 갖고 있다. 또한, 안료가 다량 함유되어 유색을 갖는 불소수지는 소재 강판의 우수한 내식성과 내후성을 확보하는 것이 가능하지만 , 투명한불소수지는내후성과내식성이 감소되는 단점을갖고있다.

【발명의 내용】

【해결하고자하는과제】

본 발명은 건축용 내장재 및 외장재가 요구하는 우수한 가공성, 하도층과의 부착성 , 내스크레치성을제공함은물론불연성을갖는도 장강판, . 및그제조방법을제공하고자한다.

【과제의 해결수단】

본 발명의 일 구현예에 따른불연성 도장강판은 강판, 상기 강판의 적어도 일면 상에 존재하는 도금층, 상기 도금층에 존재하는 요철부, 상기요철부 상에 존재하는 하도층, 및 상기 하도층 상에 존재하는 불연성 세라믹 상도층을포함한다.

상기 하도층은수용성 폴리우레탄수지를포함할수있다.

상기 요철부는표면조도 0¾)가 0.2초과 1.5이하인 것일수있다. 상기 요철부는표면조도 0¾)가 0.45내지 0.8인 것일 수 있다.

상기 요철부를포함하는도금층은두께가 2m초과 15_이하인 것일 수있다.

상기 하도층은두께가 10,이하인 것일수 있다.

상기 하도층은 전체 100중량%에 대해 우레탄 고형분 20 내지 30중량%를포함하는것일수 있다.

상기 하도층은 전체 100중량%에 대해 안료를 0 초과 및 3.5 이하 중량%더 포함하는것일수있다.

상기 하도층은반투명 코팅층인 것일수있다.

상기 불연성 세라믹 상도층은투명 코팅층인 것일수있다.

상기 불연성 세라믹 상도층은두께가 1내지 20썬!인 것일수있다. 상기 불연성 세라믹 상도층은 전체 100중량%에 대해 금속산화물의 고형분을 10내지 30중량%포함하는것일수있다.

상기 불연성 세라믹 상도층은 전체 100중량%에 대해 무기 안료를 1 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

내지 13중량%더 포함할수있다.

상기 무기 안료는 ¾0, 0 2 , 如 6350 4 , 2¾0 3 · 此((犯) 2 , 故, ? 6 0 3 ) 카본블랙, ¾00 4 , ?60(0 , ? ¾ ¾ · ¾0, 。선 1¾30 4 , ¾0 3 , 1¾0 3 0 4 , 。( 4 6犯 5 · ¾0, 000· 사 2 0 3 , (:11(抑 3 ¥ 2 2 · 301^30 2 2 , 시, (:!!, ¾, 및 (: 1120 으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것일수있다.

상기 강판의 배면 상에 도금층, 하도층, 및 불연성 세라믹 상도층 중에서 선택된어느하나이상의 층을더 포함하는것일수 있다.

상기 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 하도층 두께의 합은 강판과 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된도금층두께의 합에 대하여 2.3내지 4.3두께%인 것일수 있다. 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 불연성 도장강판의 제조방법은, 강판을 준비하는 단계, 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계, 상기 도금층 표면을 기계 가공하여 요철부를 형성하는 단계, 상기 요철부 상에 하도층을 형성하는 단계, 및 상기 하도층 상에 불연성 세라믹 상도층을 형성하는단계를포함한다.

상기 하도층은수용성 폴리우레탄수지를포함하는것일수 있다. 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계는 도금층을 5 내지 25 III 두께로형성하는것일수있다.

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는도금층 표면조도(1相)가 0.2초과 1.5이하로조절하는것일수있다.

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는도금층 표면조도(묘 가 0.45초과, 및 0.8이하로조절하는것일 수 있다.

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는도금층 표면을세정단계 및 세정된 도금층을건조하는단계를더 포함하는 것일 수 있다.

상기 세정된 도금층을 건조하는 단계는 도금층 표면을 열풍으로 건조하는것일수 있다.

상기 요철부 상에 하도층을 형성하는 단계는 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 하도층 도료 조성물을 제조하는 단계, 상기 하도층도료 조성물을 요철부 상에 도포하는 단계, 및 도포된 하도층 도료를 건조하는 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

단계를포함하는것일수있다.

상기 하도층 도료 조성물은 전체 100중량%에 대해 이소시아네이트 (i socyanate)류 10 내지 40 중량%, 폴리올 (Polyol )류 1.5 내지 5.0중량%, 가교제 0초과및 0.1중량%이하, 및 잔부물을포함하는것일수 있다. 상기 하도층도료조성물은 전체 100중량%에 대해 안료를 0초과및

3.5중량%더 포함하는것일수 있다.

상기 도포된 하도층 도료를 건조하는 단계는 하도층 표면의 최고 온도 (PMT: Peak Metal Temperature)가 200 내지 250°C인 온도조건에서 건조하는것일수있다. .

상기 불연성 세라믹 상도층을형성시키는단계는세라믹 상도층도료 조성물을 제조하는 단계, 하도층 상에 상기 세라믹 상도층 도료 조성물을 도포하는 단계, 및 세라믹 상도층 도료 조성물이 도포된 강판을 건조하는 단계를포함하는것일수있다.

상기 세라믹 상도층도료조성물은전체 100중량%에 대해 금속산화물 나노졸 5 내지 50중량%, 실란 48 내지 69중량%, 산도조절제 0.01 내지

1.0중량%, 증점제 0.5 내지 3.0중량%, 소광제 0.1 내지 3.0중량%, 및 잔부 용매를포함하는것일수 있다.

상기 금속산화물은 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 산화마그네슘, 및 산화아연으로 이루어진 군에서 . 선택된 하나 이상을 포함하는것일수있다.

상기 금속산화물은평균직경이 5내지 20nm인 것일수 있다.

상기 실란은 아미노 실란 및 알콕시 실란으로 이루어진 군에서 선택된하나이상인 것일수있다.

상기 실란은 비닐 트리메톡시 실란 (Vinyl tr imethoxy s i lane) , 비닐트리에톡시 실란 (Vinyl tr iethoxy si lane) , 비닐 트리이소프로폭시 실란 (Vinyl tr i-i sopropoxy si lane) , 3 -메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 (3-methacryloxypropyl tr imethoxy s i 1 ane ) , 2 -글리시딜옥시 프로필 트리메톡시 실란 (2-Glycidyloxy propyl tr imethoxy si lane) , 2 -글리시딜옥시 프로필 트리에톡시 실란 (2-Glycidyloxy propyl tr iethoxy si lane) , 2 -아미노프로필 트리에톡시 실란 (2-aminopropyl tr i ethoxy s i lane) , 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244 2 -우레이도알킬、 트리에톡시 실란 (2-ureidoalkyltr iethoxy silane), 테트라에톡시 실란 (tetraethoxy silane), 메틸트리메톡시 실란 (methyl trimethoxy silane), 테트라에톡시 실란 (Tetraethoxy silane), N-베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트리메 시

실란 (N-beta-(Aminoethyl ) -gammaam i nopr opy 11 r i me t hoxy s i 1 ane ),

3 -아미노프로필트리에특시 실란 (3-aminopropyltr iethoxy silane), 트리에톡시페닐 실란 (Triethoxyphenyl silane) , 및 트리메톡시페닐 실란 (Tr imethoxyphenyl si lane)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일수 있다.

상기 산도조절제는유기산및유-무기산으로이루어 군에서 선택된 하나이상을포함하는것일수 있다.

상기 세라믹 상도층 도료 조성물은 전체 100중량%에 대해, 무기 안료를 1내지 10중량%더 포함하는것일수있다.

상기 무기 안료는 ZnO, Ti0 2, ZnS, BaS0 4, 2 Pb0 Pb(0H) 2, FeO, Fe0 3 카본블랙 , PbCr0 4, Fe0(0H) , Fe 203· ¾0, CdS, PbS0 4> Fe 203> Pb0 304, CdSe, Fe(NH 4) Fe(CN) HeO, CoO· A1 203, Cu(C¾C0 2)2· 3 Cu(As0 2)2, A1 , Cu, Zn, 및 Cu 20 으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것일수 있다.

상기 세라믹 상도층 도료 조성물이 도포된 강판을 건조하는 단계는 세라믹 상도층표면의 최고온도 (PMT: Peak Metal Temperature)가 240내지 280°C인온도조건에서 건조하는것일수있다.

상기 강판의 배면 상에 도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것일 수있다.

상기 강판의 배면 상에 배면 도금층을 형성하는 단계 이후에, 상기 배면도금층상에 배면도막층을형성하는단계를더 포함할수있다.

상기 배면 도막층은수용성 폴리우레탄수지를、포함하는 하도층, 및 불연성 세라믹 상도층중에서 적어도 1이상을포함하는것일수있다.

상기 강판의 일면,및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면,및 배면 상에 형성된 하도층 두께의 합은 강판과 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된도금층두께의 합에 대하여 2.0내지 4.3두께%인 것일수있다. 【발명의 효과】 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

본발명의 일구현예에 따르면 , 건축용내장재 및 외장재가요구하는 우수한 가공성, 내식성, 내스크레치성을 제공함은 물론 불연성을 갖는 도장강판, 및 그제조방법을제공한다.

또한, 하도층과의 부착성을 향상시킴으로써, 하도층과의 말착성을 5 향상시킬수있고전처리 공정을생략가능하여 , 공정 간소화가가능하다.

【도면의 간단한설명】

도 1은본발명의 일구현예에 따른불연성 도장강판의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도장강판의 제조방법에 대한개략도이다.

10 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따라 실험예 1에서 제조된 불연성 도장강판단면의 표 이미지이다.

도 4는본발명의 일구현예에 따른도금층표면요철부의 깊이 형상 프로파일을나타낸것이다.

도 5는도장의 밀착성 실험 결과를나타낸것이다.

15 도 6는 본 발명의 일 구현예에 따른 도장의 밀착성 실험 결과를 나타낸것이다.

【발명을실시하기 위한구체적인내용】

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 20 한정되는 것이 아니라서로다른다양한형태로구현될수 있으며 , 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을가진 자에게 발명의 범주를완전하게 알려주기 위해 제공되는것이며, 본발명은청구항의 범주에 의해 정의될뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘알려진 기술들은본발명이 모호하게 25 해석되는것을피하기 위하여 구체적으로설명되지 않는다.

명세서 전체에서, 단수 형태의 문구들은 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는한복수형태들도포함한다.

명세서 전체에서,어떤부분이 어떤구성요소를 "포함”한다고할때 , 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 30 아니라다른구성요소를더 포함할수 있는것을의미한다. 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

층, 막, 영역, 판등의 부분이 다른부분 "위에’’ 또는 "상에’’ 있다고 할때, 이는다른부분 '’바로위에” 있는 경우뿐아니라그중간에 또다른 부분이 있는경우도포함한다. 또한, 명세서 전체에서, 상에’’라함은대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로상측에 위치하는것을의미하는것은아니다.

여기에 사용되는기술용어 및 과학용어를포함하는모든용어들은본 발명이 속하는기술분야에서 통상의 지식을가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다. 예를들어, 혼합은배합과동일한의미로사용된다.

명세서 전체에서 '투명 1 은 빛투과율이 100% - 95% 범위인 것을 의미하고, ’반투명’은빛투과율이 94% - 30%범위인 것을의미한다.

이하, 본발명의 일 구현예에 따른불연성 도장강판을설명한다. 불연성 도장강판

본 발명의 일 구현예에 따른불연성 도금강판은, 강판, 상기 강판의 적어도 일면 상에 존재하는도금층, 상기 도금층에 존재하는 요철부, 상기 요철부상에 존재하는하도층, 및상기 하도층상에 존재하는불연성 세라믹 상도층을 포함하고, 상기 하도층은 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 불연성 도장강판을제공한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도장강판의 단면을 모식적으로나타낸도면이며 ,강판 (1),도금층 (2),요철부 (3),하도층 (4),및 불연성 세라믹 상도층 (5)이 순차적으로 적층된 불연성 도장강판을 도시한다.

상기 강판은 냉연재 소재일 수 있으며 강판의 두께는 0.3 내지

2.0·일 수 있다. 구체적으로 0.35 내지 2.0·, 0.4내지 2.0_, 0.6 내지 1.5·, 0.6내지 1.3_,또는 0.8내지 1.2_일수있다.강판의 두께가얇은 경우 건축용 내장재 및 외장재로 적용하기에 곤란하고, 두꺼우면 선도장 강판으로서의 활용이 제한될수 있다.

상기 도금층은 아연도금층, 알루미늄도금층, 아연-알루미늄 합금 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

도금층, 아연-마그네슘합금 도금층, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 도금층 또는아연-알루미늄-마그네슘합금도금층일수 있다.

특히, 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층은 고내식성의 특성을 가지며, 절단면과 가공부의 내식성이 우수하고, 배면의 도장층을 형성하지 않거나얇게 형성하더라도우수한내식특성을가진다는장점 이 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도금강판은, 도금층 표면에 요철부를 포함할 수 있다. 상기 요철부는 기계가공을 통하여 도금층의 표면조도를향상시킨 것일수 있다.

통상적으로 강판상에 칼라도막을 형성하는 경우 하도와도금층간의 부착성 확보를 위해 도금층 상에는 인산피막층, 크로메이트, 또는 논( 11 이!)-크로메이트화성피막증등을처리 거친다.

본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도금강판은, 도금층의 표면 조도를 향상시킨 요철부를포함하고, 하도층을 친수성 수용성 폴리우레탄을 적용함으로서 충분한부착성을 확보할 수 있다. 또한, 요철부 상에 반투명 하도층및 투명 상도층을포함함으로써 ,요철부의 가공된표면을시각적으로 노출시키는반투명 칼라도장강판을구현가능하다.

상기 하도층은 수용성 폴리우레탄을 포함하여 도금층과의 부착성이 우수하다.

상기 요철부는 도금층의 표면적을 향상시킬 수 있고, 수용성 폴리 우레탄을포함하는하도층과도금층의 부착성을향상시킬 수 있다, 따라서, 도금층과 하도층의 밀착성이 향상되며, 종래의 전처리 공정(화성처리, 크로메이트 처리 등)의 공정을 생략할 수 있으므로, 공정 간소화 및 가공성이 향상될수있다.

상기 요철부는 표면조도(1¾)가 0.2 초과 및 1.5 이하일 수 있다. 구체적으로도금층표면조도(1相)는 0.3내지 1.0, 0.45내지 0.8, 또는 0.5 내지 0.8일 수 있다. 표면 조도가 너무 큰 경우 요구 물성 확보를 위해 도금층 및 요철부 상에 형성하는 하도층을 두껍게 형성하여야 하고, 결과적으로 도장 강판이 두꺼워질 수 있다. 표면 조도가 너무 작은 경우 하도층과의 밀착성이 저하되며, 가공된 표면이 육안으로용이하게 인식되자 않아 외관성이 떨어질 수 있다. 요철부의 형상은 요철 간의 간격이 좁고, 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

요철 형상이 뾰족할수록하도층과의 부착성이 향상될수있다.

특히, 요철부표면조도 (1¾)가 0.45내지 0.8일수 있다. 표면조도가 해당 범위를 만족하는 경우 화성처리 전처리가 수행된 도장강판과 동등 수준이상의 부착성을확보할수있다.

상기 도금층상에 형성된 요철부는 일정한 패턴을 가지는 것일 수 있으며, 이러한요철부패턴은요철부상부에 반투명 하도층과, 투명 세라믹 상도층을형성함으로써, 요철부패턴은외부에 시각적으로노출될수있다. 상기 요철부를 포함하는 도금층은 두께가 2_초과 15 이하일 수 있다.구체적으로 3_내지 15^ 111 , 5 _내지 14.

내지 15_일수있다.상기 두께는도금층의 표면가공하여 요철부를형성한 후남아있는도금층의 두께를의미한다.상기 두께가두꺼운경우균열 발생 및 밀착성 저하에 의하여 도장강판의 품질이 저하될수 있으며, 얇은경우 표면 및 절단면등의 내식특성이 저하될수 있다.

상기 하도층은수용성 폴리우레탄을포함할수있다.

상기 수용성 폴리우레탄은 이소시아네이트 (- ⑴와 알코올 (-0 간의 반응에 의해 생성된 것일 수 있으며, 수용성 폴리우레탄수지에는하도층의 색상 구현을 위하며, 안료, 단분자 실란, 또는 방청제 등이 더 포함될 수 있다.

상기 하도층은 전체 100중량%에 대해 우레탄 고형분 20 내지 30중량%을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 23 내지 28중량%, 또는 25 내지 28중량%일 수 있다. 상기 우레탄 고형분의 함량이 적은 경우 도료 조성물의 점도가낮아 하도층 두께 조절이 어려울 수 있으며, 함량이 많은 경우 점도가 높아 도포가 용이하지 않으며, 하도층 두께가 불균일하게 형성될수있다.

상기 하도층은 전체 100중량%에 대해 안료 0 초과 및 3.5 중량% 이하로포함할수있다.구체적으로 1내지 3.5중량%, 1내지 3중량%,또는 1.5내지 2.5중량%일 수 있다. 안료함량에 따라하도층색상의 선명도및 투명도를조절할수있으며, 안료를포함하지 않는경우백색을띄는반투명 하도층을형성할수 있다. 또한, 안료함량이 많은경우투명도가저하될수 있다 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

3 에내지 7_, 4_내지 7,, 또는 5^내지 7_일수 있다. 상기 하도증의 두께가 얇은 경우 건축용 물성 확보가 어려울 수 있으며, 두께가 두꺼운 경우 화재 발생시 유해가스 발생량이 증가하며 , 수용성 폴리우레탄 도료는 5 연속 칼라도장 공정에서 10 / 패초과의 도막을 형성하기 어려울수 있다. 즉, 상기 범위를 만족하는 경우 건축용 내장재 및 외장재 물성을 만족할 수 있을뿐만 아니라, 색상구현이 용이하고, 연소시 유해가스 방출을 최소화 할수있다.

수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 하도층은 반투명 코팅층일 수 10 있으며, 색상구현을위하여 첨가되는물질에 의하여 반투명 칼라코팅층을 형성할수있다.

세라믹 유색 도료에 칼라 구현을 위하여 금속 산화물 안료를 첨가하는 경우 물성이 저하되고 다양한 색상 구현이 어렵다는 문제가 있었으나,본발명의 일 구현예에 따른불연성 도장강판은칼라하도층상에 15 투명한 세라믹 상도층을 형성함으로써, 세라믹 상도층 및 세라믹 상도층 도료조성물의 물성 저하없이 다양한색상구현이 가능하다.

상기 불연성 세라믹 상도층은 세라믹 고형분 15 내지 30중량부를 포함할수있다.구체적으로 17내지 28중량부. 20내지 28중량부.또는 20 내지 25 중량부일 수 있다. 상기 세라믹 고형분 함량이 적은 경우 20 내스크레치성 및 경도 등의 물성이 저하될 수 있으며, 함량이 많은 경우 가공도가저하되고, 크랙 발생 확률이 높아지며 , 균일한도막형성이 어렵고, 투명도가저하될수있다.

상기 불연성 세라믹 상도층은세라믹 성분으로이루어졌으며, 투명한 코팅층을형성할수있다.

25 상기 불연성 세라믹 상도층은 높은 표면 경도를 가지며, 건축용 내장재 및가구로사용되는경우내스크레치성이 우수한특징을갖는다.

즉,본발명의 일구현예에 따른불연성 도장강판은,세라믹 상도층에 의해 우수한 표면강도, 내스크레치성, 내후성, 및 불연성을 가질 수 있을 뿐만아니라, 투명 세라믹 상도층의 경우칼라도장코팅층의 색상이 그대로 30 구현하는 동시에 화재 발생 시 화염으로부터 칼라 하도층을 보호할 수 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도장강판은 세라믹 상도층을 투명층으로 형성하고 하도층을 반투명성 칼라 하도층으로 형성하는경우용이하게 반투명 칼라도장강판을구현가능하다.

상기 불연성 세라믹 상도층은 금속산화물 나노졸 ( 113110 801 ) , 실란, 산도조절제, 첨가제 및 용매를포함하는세라믹 상도층도료조성물을졸-겔 반응시킨 후 건조시켜 형성될 수 있다. 이와 같은 졸-겔 반응으로 얻어진 불연성 세라믹 상도층은 무기물과 유기물의 중간 성격을 지닌 혼성 복합 코팅층을 형성한다. 따라서, 무기물을 단독으로 사용하는 경우 발생할 수 있는취성적인 단점을해소할수 있다. 또한, 유기물 첨가를통해 유연성을 갖게 됨으로써 코팅강판의 가공 사 다양한 형상으로 가공할 수 있는 가공성이 뛰어난장점이 있다.

상기 불연성 세라믹 상도층은무기 안료를 1내지 13중량%포함할수 있다.구체적으로, 1내지 11중량%, 1내지 10중량%, 3내지 8중량%,또는 4 내지 7중량%일수있다. 상기 무기 안료는유색무기 안료일수있으며, 이 경우 하도층과 더불어 상도층에 색상을 구현할 수 있다. 상기 무기 안료 함량이 너무 많은 경우 상도층의 투명성이 저하될 수 있으며, 너무 적은 경우상도층의 색상구현이 곤란할수 있다.

상기 무기 안료는 ¾0, 0 2 , 묘크엤간, 2¾0 3 · 1¾-2 , ? 60, , 카본블랙, ¾00 4 , ?故(0 , ? ¾ ¾· ¾0, 此 ¾ 0 3 , ¾0304 , 0(13 6 , ? 6( 4 6 0 ) 5 · ¾0, 0 00 · 203 , ^(¾¥ 2)2 · 30 1 302)2 , 사, ( , ¾, 및 ( 20 으로이루어진군에서 선택된하나이상을포함하는것일수 있다. 무기 안료로서 상기 물질을 사용하는 경우에는 불연성을 갖는 반투명 색상구현이 가능하며 , 화재 발생시 화염 발생을최소화할수 있다.

상기 불연성 세라믹 상도층의 두께는 1 / 패 내지 20쌔]일 수 있다. 구체적으로 1.5 내지 20!!, 2.5_내지 20 / ^ 11 , 2.5/ ^내지 18_, 3,내지 10;·, 6_내지 8 / ^, 6.8 내지 8쌘!, 5 / ^ 1 내지 18 / ^ 1 , 7 / 패내지 18 / / III, 5 II 내지 15_, 5_내지 11,, 7쎈 1 내지 11_, 5_내지 10 / 께, 또는 10 !!내지 18_ 일 수 있다. 두께가 얇은 경우 내지문성, 내후성, 경도 등과 같은 건자재용 강판이 요구하는 물성이 열위해질 수 있으며, 화재 발생시 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

화염으로부터 하도층을 보호하는 성능이 부족할 수 있다. 두께가 두꺼운 경우 도장 강판의 제품화를 위한 성형 및 가공 시 균열 발생 가능성이 커지므로, 제조된도장강판의 물성 및 특성을저하시킬수있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 강판의 배면 상에 도금층, 5 하도층, 및 불연성 세라믹 상도층중에서 선택된 어느하나이상의 층을더 포함할수 있다. 상기 강판의 배면 상에 존재하는 불연성 세라믹 상도층은 두께가 1 내지 5 / 해일 수 있으며, 상기 두께 범위를만족하는경우건재용 마감재로서 충분한내식성 , 및불연성을확보할수 있다.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 반투명 불연성 칼라 10 도장강판 단면의 표 이미지이다. 도 3 ( 3) 에서 강판의 일면 상에 대략 14.7 두께의 요철부가 존재하는 도금층, 5.1 의 수용성 폴리우레탄 하도층, 및 6.8 / 페의 투명 세라믹 상도층이 순차적으로 적층된 것을 확인할 수 있다. 도 3(1 ) 는 상기 강판 배면의 단면 況 이미지이다. 상기 강판의 배면상에 도금층 및 5_의 배면 불연성 세라믹 상도층이 순차적으로 적층된 15 것을확인할수 있다.

강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 하도층두께의 합은강판과강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 도금층두께의 합에 대하여 2.0내자 4.3두께%일 수 있다. 구체적으로 2.3 내지 4.3 두께%일 수 있다. 일반적인 칼라강판의 경우 강판 상에 형성된 20 색상 구현층은 연소되기 쉬운 성분으로 구성되어 있기 때문에, 화재발생시 연소에 의해유해가스가발생하는문제가생길수있다. 그러나, 상기 두께% 범위를 만족하는 경우, 불연성 인증 조건을 만족할 뿐만 아니라, 두께가 얇고, 효과적인 색상구현이 가능한 불연성 도장강판을 제공할 수 있다. 구체적으로, 색상 구현증인 하도증의 두께를 가능한 얇게 형성함으로써, 25 연소에 의해 발생하는 질량 감소를줄이고, 유해 가스 방출을 최소화할수 있다. 상기 강판 및 도금층두께의 총합에 대한상도층과 하도층의 두께의 총합의 비율이 너무 작은 경우 불연성 도장강판의 색상 구현 효과가 부족하거나 , 불연성 확보가 어려울 수 있고, 너무 큰 경우 건축 마감재로서의 강도가부족할수 있다.

30 상기 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된 상도층과, 강판의 일면, 및 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

배면 상에 형성된 하도층 두께의 합은 강판과 강판의 일면, 및 배면 상에 형성된도금층두께의 합에 대하여 2.3내지 4.3두께%일수있다. 이 경우, 충분한 색상구현이 가능한 얇은 하도증/불연성을 확보할수 있는중분한 두께의 상도층, 건축 마감재로서 요구되는 충분한 강도를 가지는 강판 및 도금층을동시에 만족하는불연성 도장강판을제공할수있다.

통상적인 불연성 도장 강판에 사용되는 두께 0.35 내지 1.2111111인 강판을사용하는경우,불연성 인증을위한두께 비율은다음과같이 계산할 수있다.

◦ 1.2™강판을기재로사용하는경우,

-하도 +상도 25 / , 배면 5_처리된강판: 0.03 111111 /1.2 = 2.5%

-하도 +상도 15_, 배면 5,처리된강판: 0.02 01111 /1.2· = 1.7%

◦ 0.6™강판을기재로사용하는경우,

-하도 +상도 15_, 배면 5_처리된강판: 0.02 1 ™八).6 = 3.3%

-하도 +상도 13_, 배면 1,처리된강판: 0.014 八).6· = 2.3% ◦ 0.35™강판을기재로사용하는경우,

-하도·!·상도 13 , 배면 2 III처리된강판: 0.015 111111 八).35 111111 = 4.3%

-하도 +상도 11,, 배면은무처리된강판: 0.014 八).35 = 3.1% 이하, 불연성 도장강판의 제조방법에 대하여 설명한다. 앞서 불연성 도장강판에서 설명한내용과중복되는부분에 대해서는설명을생략한다. 불연성 도장강판의 제조방법

본 발명의 일 구현예에 따른 불연성 도장강판 제조방법은, 강판을 준비하는 단계, 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계, 상기 도금층 표면을기계 가공하여 요철부를 형성하는단계, 상기 요철부상에 하도층을 형성하는 단계, 및 상기 하도층 상에 불연성 세라믹 상도층을 형성하는 단계를포함하고,상기 하도층은수용성 폴리우레탄수지를포함하는불연성 도장강판제조방법을제공한다.

상기 강판은두께가 0.4내지 2.0™인 냉연재소재 일수있다. 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계는 도금층 두께를 5/패 내지 25_로 형성하는 것일 수 있다. 도금층 두께가상기 얇으면 요철부 형성시 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

도금층이 제거되어 강판의 노출에 의해 품질이 저하될 수 있으며, 두꺼운 경우 제품 가공시 도금층 균열 발생 가능성이 높아지므로 , 제조된 강판의 품질이 저하될수있다.

상기 도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는도금층 표면조도 (Ra)가 0.2초과 1.5이하로조절하는것일수있다.

구체적으로, 도금층 표면을 소재의 길이 방향으로 연속적으로 가공하는 방법으로 하부에 위치한 지지롤 상에 소재를 거치하고, 상부에서 연마지를 이용하여 연속적으로표면을가공하는방법으로가공할수 있으며, 이러한 과정을 통해 도금층의 표면조도가 향상된 요철부를 형성하는 것일 수있다.

상가도금층표면을기계 가공하여 요철부를형성하는단계는표면을 가공하여 일정한패턴을갖는요철부를형성하는것일수있 다.

상기 도금층 표면을 기계 가공하는 단계는 도금층 표면을 세정단계 및 세정된 도금층을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 도금층 표면세정은알칼리 탈지제를이용하여 수행할수 있다. 그러나세정 방법이 이에 한정되는것은아니며, 적절한방법을선택하여 수행할수 있다.

상기 세정된도금층을건조하는단계는도금층표면에 수분을충분히 제거되도록 압축 공기와 열풍을 이용하여 수행돨 수 있다. 그러나 이에 한정돠는것은아니며, 통상적인 건조방법에 의하여 수행할수 있다.

상기 요철부 상에 하도층을 형성하는 단계는 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 하도층 도료 조성물을 제조하는 단계, 상기 하도층 도료 조성물을 요철부 상에 도포하는 단계, 및 도포된 하도층 도료를 건조하는 단계를포함할수 있다.

상기 하도층도료조성물은 이소시아네이트 (i socyanate)류 10내지 40중량%,폴리올 (Polyol )류 1.5내지 5.0중량%,가교제 0초과, 및 0.1중량% 이하, 안료 0내지 3.5중량%및 잔부물을포함할수 있다.

구체적으로 이소시아네이트 (i socyanate)류 15 내지 25 중량부, 폴리올 (Polyol )류 2.0내지 3.5중량부,안료 1내지 1.5중량부,잔부물일수 있다. 상기 물은이온수일수있다. 상기 성분함량범위를만족하지 못하는 경우 수용성 폴리우레탄 입자가 잘 형성되지 않을 수 있으며, 건재로서 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

요구되는하도층물성이 저하될수있다

상기 가교제의 함량이 적은 경우 폴리우레탄 입자형성이 부족할 수 있고, 많은경우겔화하여 점도가상승하고고형화될수 있다.

상기 물의 함량이 적은 경우 조성물의 혼합이 균일하게 이루어지지 못할 수 있으며, 함량이 많은 경우 건조시간이 증가되어 제조 공정의 효율성이 저하되고, 도료조성물의 점도가낮아하도층두께 조절이 어려울 수 있다.

안료 함량에 따라 하도층 색상의 선명도 및 투명도를 조절할 수 았으며, 안료를포함하지 않는경우백색을띄는반투명 하도층을형성할수 있다. 또한, 안료함량이 많은경우투명도가저하될수 있다,

도포된 하도층 도료를 건조하는 단계는 도금 소재 하도층 표면의 최고온도 (PMT: Peak Metal Temperature)가 200~250°C인온도조건에서 수행할 수있다.

상기 온도가 낮은 경우 도막이 충분히 형성되지 않고 하도층의 부착력이 감소하며, 공정설비 등에 점착될 수 있고, 상도 공정의 도료조에 혼입하여 오염을유발시킬수있고, 건조시간이 길어져 공정 효율이 감소할 수 있으며,온도가높은경우도막의 과경화에 의해 열화되어 도막의 물성이 저하될수있다.

불연성 세라믹 상도층을 형성시키는 단계는 세라믹 상도층 도료 조성물을 제조하는 단계, 하도층 상에 상기 세라믹 상도층 도료 조성물을 도포하는 단계, 및 세라믹 상도층 도료 조성물이 도포된 강판을 건조하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 불연성 세라믹 상도층의 두께는 lm 내지 20/im으로형성되는것일 수 있다. 구체적으로 1.5_내지 19 pm, 2.5pm내지 Voim, 5/rni내지 13/rni , 6^m내지 10pm, 또는 6.8 / zm내지 제일수 있다. 불연성 세라믹 상도층을 형성시키는 단계는 상기 불연성 세라믹 상도층 도료 조성물을 하도층 상에 도포하여 하도의 관능기와 세라믹 도료의 실란을 화학적 결합 반응시킨 후, 건조하는 단계를 통해 형성될 수 있다.

상기 세라믹 상도층도료조성물은전체 100중량%에 대해 금속산화물 나노졸 5~50중량%, 실란 48~69중량%, 산도조절제 0.01 1.0중량%, 증점제 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

0.53.0중량%, 소광제 0.1~3.0중량%, 및 잔부용매를포함할수있다.

상기 금속산화물 나노졸 (nano sol)은무기 나노졸의 일종으로, 상기 실란과화학적 결합을통해 세라믹 투명 코팅층와경도, 내약품성 및 내열성 향상에 기여할수있다.

상기 금속산화물 나노졸의 함량은 5 내지 50중량%일 수 있다. 구체적으로, 10내지 40중량%, 15내지 35중량%, 10내지 30중량%일수 있다. 금속산화물 나노졸의 함량이 적은 경우 실란과의 충분한 결합을 유도하기 어려운문제가발생할수 있어,상도층의 표면 경도가감소하고, 내열성 및 내약품성이 저하될 수 있다.금속산화물나노졸의 함량이 많은경우실란과 결합되지 않은 금속산화물이 상기 불연성 세라믹 상도층에 잔존하게 되어, 도막형성이 저하및 하도층과의 부착성이 저하될수 있다.

상기 나노졸에 포함된 금속산화물은 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 산화마그네슘, 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일수 있다.

상기 금속산화물은 평균 직경이 5~20nm일 수 있다. 상기 금속산화물의 직경이 큰경우도장된 강판의 표면조도가증가하여 미려함이 떨어지고쉽게 침전되어 도료내에서 불균일하게 분포할수 있고, 작은경우 금속산화물간의 뭉침 현상으로 인하여 도료내에서 불균일하게 분산될 수 있다.

상기 실란은 아미노 실란 및 알콕시 실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로 상기 실란은 가수분해 후 안정화될수 있는실란알수 있다. 예를들어, 비닐 트리메톡시 실란 (Vinyl trimethoxy silane) , 비닐트리에톡시 실란 (Vinyl tri ethoxy si lane) , 비닐 트리이소프로폭시 실란 (VinylUi-isopropoxy si lane) , 3 -메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 (3-methacryloxypropyl trimethoxy silane), 2 -글리시딜옥시 프로필 트리메톡시 실란 (2-Glycidyloxy propyl trimethoxy silane) ,

2 -글리시딜옥시 프로필 트리에톡시 실란 (2-Glycidyloxy propyl triethoxy si lane) , 2 -아미노프로필트리에톡시 실란 (2-aminopropyl triethoxy si lane), 2 -우레이도알킬 트리에톡시 실란 (2-ureidoalkyltriethoxy silane) , 테트라에톡시 실란 (tetraethoxy silane) , 메틸트리메톡시 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

실란 (methyl tr imethoxy si l ane) , 테트라에톡시 실란 (Tetraethoxy si lane) , N-베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트리메 시

실란 (N-beta-(Aminoethyl ) -gammaam i nopr opy 11 r i me t hoxy s i l ane) ,

3 -아미노프로필트리에톡시 실란 (3-aminopropyl tr iethoxy s i l ane) , 트리에톡시페닐 실란 (Tr i ethoxyphenyl si lane) , 및 트리메특시페닐 실란 (Tr imethoxyphenyl s i lane)으로 이루어진군에서 선택된하나이상일수 있다.

상기 실란의 함량은 48 내지 69중량%일 수 있으며, 실란의 함량이 적은 경우 금속산화물 나노졸과의 충분한 결합 형성이 어려워 도막 형성이 저해될 수 있으며, 실란의 함량이 많은 경우 열분해로 인한유기가스 배출 우려가 있고, 다량의 실란올이 상도층에 잔존함으로 인해 불연성 세라믹 상도층의 내수용성, 내수밀착성, 내약품성이 저하될수 있다.

상기 산도조절제는 실란의 가수분해를 도와주면서 실란의 안정성을 향상시켜주는 역할을 하는 것으로, 아세트산, 포름산, 라틱산, 글리코닉산 등의 유기산및 황산,질산,염산,불산등의 유-무기산으로이루어진군에서 선택된하나이상일수있다.

상기 산도조절제의 함량은 0.01 내지 1.0 중량%일 수 있으며, 산도 조절제의 함량이 적은 경우 가수분해 시간의 증가로 코팅액의 저장성이 저하될수있으며 ,산도조절제의 함량이 많은경우강판의 부식이 발생하고 분자량제어가어려울수 있다.

상기 증점제는 세라믹 상도층 도료 조성물의 점도를 조절하여 작업성을 향상시키고, 소광제의 침전을 방지하는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 0.5내지 3.0중량%일수았다. 상기 증점제의 함량이 적은경우도료 조성물의 점도가 낮아 작업성이 저하될 수 있으며, 증점제의 함량이 많은 경우도료조성물의 안정성 및 내약품성이 저하될수있다.

상기 소광제는광택 조절 및 도막의 경도를 향상시키는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 0.1 내지 3.0 중량%일 수 있다. 상기 소광제의 함량이 적은 경우 광택 조절 및 도막의 경도 향상이 어려울 수 있으며, 소광제의 함량이 많은경우상도층의 광택 저하및 균열 발생의 원인이 될수 있다. 상기 용매는상기 실란의 물에 대한상용성과가수분해성, 처리제의 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

웨팅 (wett ing)성 , 건조 속도를 조절하는 역할을 할 수 있다. 상기 용매는 수용성 용매를사용할수 있으며, 예를 들어 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 2 -프로판올, 2 -메톡시프로판올, 및 2 -부톡시에탄올로구성된 군에서 선택된 1이상을포함하는것일수있으나, 이에 한정되는것은아니다.

상기 용매는 세라믹 상도층 도료 조성물 전체 중량의 0.1 내지

25중량%로첨가될수있으며,구체적으로 0.1내지 10중량%일수있다.상기 용매 함량이 적은 경우 세라믹 상도층 도료 조성물의 저장성이 저하될 수 있고, 용매 함량이 많은경우코팅액의만정성 및 점도가저하될수 있다. 상기 세라믹 상도층 도료 조성물아도포된 강판을 건조하는 단계는 세라믹 상도층 표면의 최고 온도 (PMT: Peak Metal Temperature)가 240~280°C인 온도조건에서 수행할 수 있다. 상기 온도가 낮은 경우 도막 형성이 불충분하여 도막 특성이 열위해지고 소재간 접촉시 점착될수 있고, 건조 시간이 길어져 공정 효율이 감소할 수 있으며, 온도가 높은 경우 도막의 미세균열이 발생하여 도막특성이 저하될수 있다.

상기 강판의 배면 상에 도금층을 형성하는 단계를더 포함하는 것일 수 있다.

상기 강판의 배면 상에 배면 도금층을 형성하는 단계 이후에, 상기 배면도금층상에 배면도막층을형성하는단계를더 포함할수 있다.

상기 배면 도막증은 수용성 물리우레탄 수지를 포함하는 하도증, 또는불연성 세라믹 상도층중에서 적어도 1이상을포함하는것일 수 있다. 상기 배면 상에 배면 도금층을 형성하는 단계 이후에, 상기 배면 도금층에 표면조도를조절하는요철부형성단계를더 포함할수 있다. 이 경우이후 도금층상에 형성되는도막과도금층간의 부착성을향상시킬수있다.

이하본발명의 바람직한실시예 및 비교예를기재한다. 그러나하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는것은아니다.

실험예 1: 도장강판의 물성 평가

강판으로는 0.84™두께의 PosMAC ® 강판을 준비하고, 상기 강판에는 두께가 25 /i m인 아연-알루미늄-마그네슘 합금도금층이 형성되어 있다. 상기 도금층을표면 연마기를이용하여 표면가공하여 표면조도가대략 Ra 0.45인 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

요철부를 형성하였다. 이후 요철부가 존재하는 도금층을 알칼리 탈지제를 이용하여 표면을세정하고열풍공급을통해 건조하였다.

이소시아네이트 ( i socyanate)류 25중량%, 폴리올 (Polyol )류 3.5중량%, 가교제 0.05중량% 및 잔부 물을 포함하는 하도층 도료 조성물을 제조하여, pH 8.5로 조정하였다. 상기 하도층 도료 조성물을 요철부 상에 철강의 칼라도장강판 제조법인 연속도장공정의 롤 코팅법으로 도포하고, 하도층 표면의 최고온도 CPMT: Peak Metal Temperature, 이하 PMT라칭함) 235°C약

1분간열풍건조하여 5_두께의 하도층을형성하였다.

도료 조성물 100 중량부에 대해 실리콘산화물 나노졸 30중량%, 실란 (비닐 트리메톡시 실란) 50중량%, 산도조절제 (질산) 0.05중량%, 증점제 (Carboxymethyl cel lulose) 1.5중량%, 소광제 (실리카) 1.0중량%, 및 잔부 용매 (에탄올)를 포함하는 세라믹 상도층 도료 조성물을 제조한 후, 도료 조성물을 하도층 상에 도포하여 하도의 관능기와 세라믹 도료의 실란을화학적 결합반응시킨 후, PMT 260°C온도에서 1분간열풍건조하여 Sim 두께의 투명한 불연성 실리콘 상도층을 형성하여, 불연성 세라믹 도장강판을제조하였다.

상기 제조된 도장강판의 물성 평가 실험을 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

【표 11

2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

실험예 2: 표면조도에 따른도장밀착성 평가

도금층을표면 연마기를이용하여 표면 가공하여 표면조도가대략 0.5, 0.8, 1.1, 1.3으로요철부를형성한것을제외하고는실험예 1과동일한 조건으로불연성 세라믹 도장강판샘플을제조하였다. 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

구체적으로 상기 요철부 형성은 도금부 표면을 연마지를 이용하여 표면조도를제어하였다. 표면조도제어 이후, 표면의 오염된물질을세정, 건조하고, 하도층형성, 및상도층형성을거쳐 샘플을제작하였다.

비교예 2-1는 도금층 형성 후, 연마지를 이용한 요철부 형성 대신 화성처리(크롬 프리)를 수행한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 조건으로불연성 세라믹 도장강판을제조하였다.

비교예 2-2는 도금층 형성 후, 연마지를 이용한 요철부 형성 대신 화성처리(크로메이트)를 수행한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 조건으로불연성 세라믹 도장강판을제조하였다.

도 4는 상기 실험예 2의 도금층 표면의 깊이 형상 프로파일(peak & val ley shape)을나타낸것이다.

도 5, 6은도장의 밀착성 실험 결과를나타낸것이다.

(도금층표면의 깊이 형상프로파일(peak & val ley shape)측정 방법) 소재의 깊이 형상 프로파일은 하도층 형성 전에 표면조도측정기를 이용하여 소재 도금층표면의 높낮이와형상을측정하였다.

(도장의 밀착성 실험 방법)

도장 밀착성은 98±2°C의 항온수조에 1시간 침지 후, 표면을 건조시키고, 도장 샘플 표면에 가로 세로 각각 linm 간격으로 스크레치를 형성하여 평면도장샘플을제조하였다.

또한, 상기 평판도장샘플을후면에서 직경 6mm의 강구를이용하여, 높이 6mm로곡면을형성하여 곡면도장샘플을제조하였다.

각각의 평판 도장 샘플과 곡면 도장 샘플에 대하여 스크레치를 형성한면에 셀로판테이프를부착하였다가떼어냄으로써, 도막박리 정도를 관찰하였다.

셀로판테이프는 NZIBAN CELLOPHANE TAPE NO.1125를사용하였다. 도 5를 보면 요철부를 형성하지 않은 비교예 2-1의 경우 요철부를 형성한 경우와 달리 도장 밀착성이 열위하여 코팅층이 대부분 박리된 것을 알수 있다. 도 6을보면, 요철부를 형성한 경우 도장 밀착성이 향상되어, 요철부를 형성하지 않은 비교예 2-1의 경우보다 코팅층 박리가 적음을 알 수 있다. 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

도 6을보면, 요철부조도가 0.5내지 0.8인 경우(실험예 2-1, 2-2) 화성처리 전처리가 수행된 경우(비교예 2-2)와 동등수준 이상의 도장 밀착성을가짐을확인하였다.

도 4, 5, 6을종합하여 보면,요철간의 간격이 좁고,요철부의 형태가 뾰족할수록 도장의 밀착성이 향상되는 것을 알 수 있으며, 요철부 조도가 0.8인경우도장밀착성이 가장우수함을확인하였다.

실험예 3: 불연성 인중실험

강판,도금층,상도층,하도층,및 배면상도층의 두께를하기 표 2와 같이 조절한것을제외하고는실험예 1과동일하게 하여 ,실험예 3의 불연성 세라믹 도장강판샘플을제조하였다.

(불연성 시험 기준, 및 방법)

불연성 시험은 ?比0 1182건축재료의 불연성 시험방법에 의거하여 지름 45™의 강판을 높이 50±3™가 되도록 적층하여 시험체를 제조한다. 상기 시험체를 750±5ᄃ(최종평형온도)의 가열로에 20분간노출시켜 가열로 내의 시험체의 최고온도가최종평형온도를 20 초과하지 않아야하며 , 가열 종료 후 시험체의 질량 감소율이 30% 이하일 것을 규정하고 있다. 보다 자세히 설명하자면, 상가 최종 평형온도는 시험체에 가하는 온도인 750±5°(:를 의미하고, 평형온도가 752°(:로 설정되면 이 온도를 기준하여 시험체의 온도가 772°〔를초과하지 않는것을의미한다.

또한, 2271건축물마감재료의 가스유해성 시험방법에 의거하여 시험체를가열하여 발생하는가스를포집하고 이를시험체 내에서 운동하는 있는 흰 쥐에 노출시켜 가스에 의한 행동정지를 15분간 관찰하여 9분이상 움직이는것을기준으로정하고있다. -

【표 2]

2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

건축용 내외장 마감재 및 도장 강판 제조의 상용성을 고려하여 통상적인 불연성 도장 강판에 사용되는 두께 0.35 내지 1.2™인 강판을 사용하는 경우에 대하여 강판 및 도금층 두께의 총합에 대한 상도층과 하도층의 두께의 총합의 비율에 따른 불연성 인증 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2를보면 상도층과하도층의 두께의 합은강판및 도금층두께의 합에 대하여 2.0 내지 4.3 두께%를 만족하는 경우 불연성 인증 기준을 만족하는것을알수있다.

도장강판은 불연성인 금속 소재와 가연성인 도료가 포함된 것이다. 따라서, 도장강판이 건축 내외장 마감재로서 요구되는 물성에 문제가 없는 수준에서 도장 강판에 적용되는 도료의 비율을 최소화하고, 가스의 발생을 억제할수 있는내열성 도료를 적용함으로써, 불연성 인증기준을만족하는 2019/132397 1»(:1^1{2018/016244

도장강판을제공할수있다.

본 발명은상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라서로 다른다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 5 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로이해해야만한다.

【부호의 설명】

1강판

10 2도금층

3요철부

4하도층

5상도층