特許 5969058 板状ジルコニウムホスフェート及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969058

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】板状ジルコニウムホスフェート及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 25/37 20060101AFI20160728BHJP

   C09D 201/00 20060101ALI20160728BHJP

   C09D 7/12 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   C01B25/37 K

   C09D201/00

   C09D7/12

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-393(P2015-393)

(22)【出願日】2015年1月5日

(62)【分割の表示】特願2013-539783(P2013-539783)の分割

【原出願日】2011年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-129080(P2015-129080A)

(43)【公開日】2015年7月16日

【審査請求日】2015年1月5日

(31)【優先権主張番号】10-2010-0136802

(32)【優先日】2010年12月28日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】592000691

【氏名又は名称】ポスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(72)【発明者】

【氏名】ハ、 ボンウー

(72)【発明者】

【氏名】キム、 ジン−テ

(72)【発明者】

【氏名】キム、 ヨン サン

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、 ヤン−ホ

【審査官】 佐藤 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５７−１２３８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４０５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５０３４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１７１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１５０２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２２６８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０５３６９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０７３１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０９３４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６９４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３４１６８８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１０３８８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 F.BELLEZZA et al.，Zirconium phosphate nanoparticles from water-in-oil microemulsions，Colloid and Polymer Science，２００６年１０月，Vol.285 No.1，Pages 19-25

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ２５／００ − ２５／４６

Ｃ０９Ｄ ７／１２

Ｃ０９Ｄ ２０１／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ｉ）油状物質と、ジルコニウムイオン、リン酸イオン、及びフッ化水素を含有する水とを混合すること、及び
（ｉｉ）得られた混合物に非イオン性界面活性剤を添加すること
により、マイクロエマルションを調製する段階と；
前記マイクロエマルションを40℃〜60℃にて加熱する段階
とを含む板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項2】

ジルコニウムイオン及びリン酸イオンのモル濃度比は、１：２〜１：３である、請求項１に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項3】

マイクロエマルション中でのフッ化水素の濃度は、０．１〜１．０Ｍである、請求項１に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項4】

マイクロエマルション中での水及び油状物質の重量比は、１：１０〜１：２０である、請求項１に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項5】

油状物質は、炭素数６〜１６の炭化水素である、請求項４に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項6】

非イオン性界面活性剤は、オキシエチレン系界面活性剤である、請求項１に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【請求項7】

非イオン性界面活性剤は、マイクロエマルション１００重量部に対して０．１〜１重量部である、請求項１に記載の板状ジルコニウムホスフェートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状ジルコニウムホスフェート及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に金属鋼板（例えば、鋼鉄板及びアルミニウム板）は、現代産業に非常に重要な素材であって、家電用電気用品、自動車及び建築材料などに幅広く使用されている。しかし、これら金属は、空気中または水分接触によって腐食生成物を生成させて、腐食しやすいという短所があり、ペイントに対するコーティング性が適してないし、ユーザの指紋などによって表面が容易に汚染されるという問題がある。

【0003】

前述した問題点、特に、耐食性及び耐指紋性を向上させるためにクロメート処理が現在行われている。

【0004】

前記クロメート処理は、クロメートを単独で使用して短期間の防錆効果を与えることができると共に、樹脂塗料を塗布することによって塗料の防錆能力を大きく向上させることができ、塗料と鋼板間の密着性を向上させることができるので、塗装鋼板を製造するための必須処理過程として利用されてきた。しかし、国際的に６価クロム、鉛、水銀など人体有害物質の使用が抑制されるに伴い、一部の製品を除いたすべての鋼板において耐食性を向上させるためのクロメート処理が規制された。

【0005】

これにより、鉄鋼会社及び塗料会社では、クロメート処理を代替するために金属鋼板の表面に表面処理樹脂組成物をコーティングし、耐食性を向上させてきた。前記樹脂組成物は、バインダー樹脂及び溶剤で構成され、シリカ、リン酸塩系、ジルコニウムまたはチタンの金属を耐食添加剤として添加し、金属鋼板の耐食性を向上させている。しかし、前記添加剤は、無機粒子で、界面によって耐食性が低下し、表面乱反射によって光沢度が低下するという問題点がある。

【0006】

上記のような問題点を解決するために、耐食添加剤として板状ジルコニウムホスフェート（ＺｒＰ）を使用して鋼板などの耐食性を向上させることができる。

【0007】

前記ジルコニウムホスフェート添加剤は、図１による方法で製造することができる。すなわち、前記添加剤は、ジルコニウムイオン、リン酸イオン及びフッ化水素を水と混合した後、５０〜６０℃で約２４時間加熱させ、有機化剤を添加した後、分散させる方法で製造することができる。

【0008】

しかし、前記方法によって製造された添加剤は、有機化剤によってＰＯＨ基が消滅するので、耐食性向上効果が大きくなく、また、水によってのみ分散が容易なので、水溶性樹脂にのみ適用されるという限界を有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明においては、板状構造で樹脂コーティング層の内部にナノサイズで均一に分散し、表面光沢度及びバリア能力に優れており、表面のＰ−ＯＨ基によって耐食性に優れており、水溶液のみならず、有機溶媒などにも分散可能なジルコニウムホスフェート添加剤及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明においては、構造内にＰ−ＯＨ基を含み、Ｘ線回折分析時に１１．６±２度の２θ値で結晶ピークを有し、１１．６±２度未満の２θ値では、結晶ピークが観察されない板状ジルコニウムホスフェートを提供する。

【0011】

また、本発明においては、ジルコニウムイオン、リン酸イオン、酸化合物及び非イオン性界面活性剤を含有するマイクロエマルションを加熱する段階を含む板状ジルコニウムホスフェートの製造方法を提供する。

【0012】

また、本発明においては、
基材と、
前記基材上に形成され、前述した板状ジルコニウムホスフェートを含有する樹脂コーティング層
とを含む金属材料を提供する。

【発明の効果】

【0013】

本発明による板状ジルコニウムホスフェートは、樹脂コーティング層の内部にナノサイズで均一に分散し、表面光沢度及びバリア能力に優れており、表面のＰ−ＯＨ基によって耐食性に優れており、水溶液のみならず、有機溶媒などにも分散可能なので、金属表面処理用添加剤として有用に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、従来のジルコニウムホスフェートの製造方法を示す。

【図2】図２は、本発明による板状ジルコニウムホスフェートの断面結晶構造を示す。

【図3】図３は、本発明の一例による板状ジルコニウムホスフェートの製造方法を示す。

【図4】図４は、本発明の一例によるマイクロエマルションの組成を示す。

【図5】図５は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートの形態を示すＳＥＭ写真である。

【図6】図６は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートが液状に分散した写真である。

【図7】図７は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートの樹脂組成物内の分散形態を示すＳＥＭ写真である。

【図8】図８は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートのＸ線回折分析結果を示すグラフである。

【図9】図９は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートの熱分析（ＴＧＡ、熱重量分析）結果を示すグラフである。

【図10】図１０は、実施例において製造例１によって製造された金属材料及び比較例によって製造された金属材料の耐食性を示す写真である。

【図11】図１１は、実施例において製造例２によって製造された金属材料及び比較例によって製造された金属材料の耐食性を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明は、構造内にＰ−ＯＨ基を含み、Ｘ線回折分析時に１１．６±２度の２θ値で結晶ピークを有し、１１．６±２度未満の２θ値では、結晶ピークが観察されない板状ジルコニウムホスフェートに関する。

【0016】

以下、本発明の板状ジルコニウムホスフェートをさらに詳しく説明する。
本発明において板状ジルコニウムホスフェートは、前述したように、構造内にＰ−ＯＨ基を含み、Ｘ線回折分析時に１１．６±２度の２θ値で結晶ピークを有し、ここで、ピークは、約０．７５ｎｍであることができる。また、本発明の板状ジルコニウムホスフェートは、１１．６±２度未満の２θ値では、結晶ピークが観察されない。

【0017】

従来の製造方法によって製造されるジルコニウムホスフェートの場合、有機化剤によってジルコニウムホスフェート表面のＰ−ＯＨ基が消滅するので、１１．６±２度の２θ値でピークを有しない。しかし、本発明の板状ジルコニウムホスフェートは、１１．６±２度の２θ値で結晶ピークを有するので、耐食性の向上を図ることができる。

【0018】

また、本発明による板状ジルコニウムホスフェートは、熱重量分析時に４００℃での質量減少量が５％未満である。

【0019】

図２は、本発明による板状ジルコニウムホスフェートの断面構造を示す。図２に示されたように、ジルコニウムホスフェートは、板状からなり、ＰＯ_３（ＯＨ）からなる四面体の酸素原子がそれぞれ３個のジルコニウム原子と連結されて形成された構造単位を含むことができる。

【0020】

本発明において前記板状ジルコニウムホスフェートの表面に形成されたＰ−ＯＨ基は、耐食性を向上させる役目を担うことができる。

【0021】

本発明においてジルコニウム及びリンの原子量比は、約１：２であることができる。

【0022】

本発明においてジルコニウムホスフェートの粒子形態は、特に制限されず、多角形の形態を有することができる。本発明においては、例えば、ベルト状、菱形、四角形または六角形などの多様な形態を有することができる。

【0023】

また、本発明においてジルコニウムホスフェートの粒子サイズは、特に制限されず、例えば、０．１〜１０μｍであることができる。前記粒子サイズが０．１μｍ未満であると、粒子形態が板状に充分に成長せず、二次かたまり現象が発生するおそれがあり、１０μｍを超過すれば、樹脂内の分散性が低下するおそれがある。

【0024】

本発明において板状ジルコニウムホスフェートは、水などの水溶性溶媒のみならず、アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、キシレン、ケトン類及びシンナーなどの有機溶剤及びＵＶ硬化用希釈剤などの多様な溶媒に容易に分散されることができる。

【0025】

また、本発明は、ジルコニウムイオン、リン酸イオン、フッ素化合物及び非イオン性界面活性剤を含有するマイクロエマルションを加熱する段階を含む板状ジルコニウムホスフェートの製造方法に関する。

【0026】

図３は、本発明の一例によるジルコニウムホスフェートを製造する方法を示す図である。図３に示されたように、本発明においては、ジルコニウムイオン、リン酸イオン及びフッ素化合物を含有する水、油状物質、ならびに非イオン性界面活性剤を含むマイクロエマルションを一定温度及び時間で加熱することによって、板状ジルコニウムホスフェートを製造することができる。

【0027】

本発明においてマイクロエマルションは、例えば、油状物質と、ジルコニウムイオン、リン酸イオン及びフッ素化合物を含有する水とを混合した後、前記混合液に非イオン型界面活性剤を添加する方法で製造することができる。

【0028】

本発明によるジルコニウムイオンは、製造される樹脂コーティング層の耐食性を向上させることができる。

【0029】

本発明において前記ジルコニウムイオンは、例えば、塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ_４・ｘＨ_２Ｏ）、硫酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＳＯ_４）_２・ｘＨ_２Ｏ）及び水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）_４）を含むグループから選択された１つ以上のジルコニウム化合物によってジルコニウムイオンとして存在することができる。

【0030】

本発明によるリン酸イオンは、リン酸化合物によりイオンとして存在することができる。

【0031】

本発明においてリン酸化合物として、オルトリン酸化合物、亜リン酸化合物、ホスフィン酸化合物及び縮合リン酸化合物よりなるグループから選択された１つ以上を使用することができる。

【0032】

本発明においてジルコニウムイオン及びリン酸イオンのモル濃度比は、１：２〜１：３であることができる。前記ジルコニウムイオンに対してリン酸イオンの重量比が２未満であると、未反応のジルコニウムイオンが発生するおそれがあり、３を超過すれば、未反応のリン酸イオンが発生するおそれがある。

【0033】

本発明による酸化合物の種類は、水素元素を含有する化合物であれば特に制限されず、好ましくは、フッ化水素（ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ Ａｃｉｄ；ＨＦ）を使用することができる。

【0034】

本発明において前記酸化合物の濃度は、０．１〜１．０Ｍであることができる。前記濃度が０．１Ｍ未満であると、非晶質型のジルコニウムホスフェートが形成されるおそれがあり、１．０Ｍを超過すれば、ジルコニウムホスフェートが形成されないおそれがある。

【0035】

本発明によるマイクロエマルションは、水及び油状物質を含む。
前記油状物質の種類は、特に制限されず、例えば、炭素数６〜１６の炭化水素を使用することができる。すなわち、油状物質としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、及びヘキサデカンよりなるグループから選択された１つ以上を使用することができる。

【0036】

本発明において前記炭化水素の炭素数が６未満であるか、または１６を超過すれば、エマルションが形成されないおそれがある。

【0037】

本発明において水及び油状物質の含量は、特に制限されず、例えば、水及び油状物質の重量比は、１：１０〜１：２０であることができる。前記水に対して油状物質が１０重量比未満なら、エマルションのサイズが大きくなるおそれがあり、２０重量比を超過すれば、生成されるエマルションの濃度が低くて、生産されるジルコニウムホスフェートの生産性が低下するおそれがある。

【0038】

本発明による非イオン性界面活性剤は、水溶性である水と油状物質とを混合、具体的には、油相に水を均一に分散させて、マイクロエマルションが形成されることができるようにする。

【0039】

特に、非イオン性界面活性剤は、マイクロエマルション中でイオンに解離せず、ジルコニウムイオン及びリン酸イオンに影響を及ぼさないので、好ましく使用することができる。

【0040】

本発明において非イオン性界面活性剤の種類として、オキシエチレン系界面活性剤を使用することができ、具体的には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチルアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチルアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどよりなるグループから選択された１つ以上を使用することができ、好ましくは、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用することができる。

【0041】

本発明において前記非イオン性界面活性剤の含量は、マイクロエマルション１００重量部に対して０．１〜１重量部を使用することができる。前記含量が０．１重量部未満であると、マイクロエマルションが形成されないおそれがあり、１重量部を超過すれば、過度な界面活性剤の使用によりエマルションの濃度が増加し、反応性が低下するおそれがある。

【0042】

本発明において図４は、マイクロエマルションを具体的に示す図であり、マイクロエマルション中で非イオン性界面活性剤は、親水性部分を中心にかたまって、前記親水性部分の内部にジルコニウムイオン、リン酸イオン及びフッ化水素が位置するようになる。

【0043】

本発明においてマイクロエマルションを加熱する段階により、マイクロエマルション中のフッ素化合物が揮発し、ジルコニウムイオン及びリン酸イオンが反応し、ナノ板状の粒子（ジルコニウムホスフェート）が形成されるようになる。

【0044】

前記ジルコニウムホスフェートは、水のみならず、アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、キシレン、ケトン類、シンナー及びＵＶ硬化用希釈剤などの有機溶媒においても容易に分散することができる。

【0045】

本発明において加熱は、４０〜６０℃で１５〜３０時間行うことができる。前記加熱温度が４０℃未満であると、反応速度があまりに遅くなるおそれがあり、６０℃を超過すれば、反応速度が速くなって、板状に成長しないおそれがある。

【0046】

また、本発明は、基材と、
前記基材上に形成され、前述した板状ジルコニウムホスフェートを含有する樹脂コーティング層
とを含む金属材料に関する。

【0047】

本発明において基材は、表面処理を行うことができるすべての金属材料の基材を含むことができ、その種類が制限されるものではないが、例えば、金属鋼板であることができる。

【0048】

本発明において前記金属鋼板は、具体的には、冷延鋼板；亜鉛メッキ鋼板、亜鉛ニッケルメッキ鋼板、亜鉛鉄メッキ鋼板、亜鉛チタンメッキ鋼板、亜鉛マグネシウムメッキ鋼板、亜鉛マンガンメッキ鋼板、亜鉛アルミニウムメッキ鋼板などの亜鉛系電気メッキ鋼板；溶融メッキ鋼板；アルミニウムメッキ鋼板；マグネシウムメッキ鋼板；あるいはこれらのメッキ層に異種金属または不純物として、例えば、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、錫、銅などを含有するメッキ鋼板；あるいはこれらのメッキ層にシリカ、アルミナなどの無機物を分散させたメッキ鋼板；あるいはシリコン、銅、マグネシウム、鉄、マンガン、チタン、亜鉛などを添加したアルミニウム合金板；マグネシウム合金板；リン酸塩が塗布された亜鉛メッキ鋼板；あるいは熱延鋼板などを使用することができ、必要に応じて前記メッキ中に２種類以上を順次に処理した多層メッキ板を使用することができる。

【0049】

本発明による金属材料は、多様な産業分野に有用に使用することができる。
本発明において基材上には、板状ジルコニウムホスフェートを含有する樹脂コーティング層が形成される。

【0050】

前記板状ジルコニウムホスフェートは、樹脂コーティング層内に均一にナノサイズで分散され、表面光沢度を確保し、バリア特性を向上させ、表面のＰ−ＯＨ基によって耐食性を向上させることができる。

【0051】

本発明において基材上に樹脂コーティング層を形成する方法は、特に制限されず、樹脂組成物により基材上に樹脂コーティング層を形成するすべての既知の表面処理方式を利用することができる。例えば、板状ジルコニウムホスフェートを含有する樹脂組成物を基材上にロールコーティングした後、ＵＶ硬化及び／または熱硬化させることによって、基材上に樹脂コーティング層を形成することができ、あるいは樹脂組成物を含む表面処理浴内に基材を浸漬させた後、乾燥させることによって、前記基材上に樹脂コーティング層を形成することができる。

【0052】

本発明においては、板状ジルコニウムホスフェートを含有する樹脂組成物を基材上にロールコーティングした後、ＵＶ硬化または熱硬化させる方法を使用することができる。

【0053】

この際、樹脂としては、金属表面処理用に使用される樹脂を制限なく使用することができ、好ましくは、放射線硬化型樹脂、溶剤型樹脂または水溶性樹脂を使用することができる。具体的には、放射線硬化型樹脂として、韓国特許公開第２００８−００８８８６２号に記載の樹脂を使用することができ、水溶性樹脂として、韓国特許公開第２００９−０１３３９６５号に記載の樹脂を使用することができる。

【0054】

本発明において樹脂組成物として放射線硬化型樹脂を使用する場合、本発明による板状ジルコニウムホスフェートは、樹脂全体に対して１〜１０重量部を使用することができる。前記放射線硬化型樹脂が板状ジルコニウムホスフェートをさらに含むことによって、光沢率及び耐食性が向上することができる。

【0055】

また、樹脂組成物として水溶性樹脂を使用する場合、本発明による板状ジルコニウムホスフェートは、樹脂全体に対して０．５〜１０重量部を使用することができる。前記水溶性樹脂が板状ジルコニウムホスフェートをさらに含むことによって、耐スクラッチ性及び耐食性が向上することができる。

【0056】

本発明において前記樹脂コーティング層の厚さは、０．５〜１０μｍであることができる。前記樹脂コーティング層の厚さが０．５μｍ未満であると、耐食性及び加工性などが低下するおそれがあり、１０μｍを超過すれば、溶接性及び潤滑性などが低下するおそれがある。

【実施例】

【0057】

以下、本発明による実施例及び本発明によらない比較例を通じて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲が下記に提示された実施例によって限定されるものではない。

【0058】

＜実施例＞
１）板状ジルコニウムホスフェートの製造
ジルコニウムイオン１Ｍ、リン酸イオン２．５Ｍ、及びフッ化水素をそれぞれ０．１、０．３、０．５及び０．７Ｍ含有する溶液、油状物質１５重量部、ならびにオキシエチレン系非イオン性界面活性剤（商品名：Ｂｒｉｊ３０）０．５重量部を含む金属表面処理用添加剤組成物を５０℃で２４時間加熱し、板状ジルコニウムホスフェートを製造した。

【0059】

２）金属材料の製造
＜製造例１＞
前記１）で製造された板状ジルコニウムホスフェートのうちフッ化水素含量が０．５Ｍであるジルコニウムホスフェートをそれぞれ０．５、１、２及び４重量部含む放射線硬化型樹脂組成物（関連特許出願番号：KR２００８−００８８８６２）を撹拌器で２０分間撹拌し、バーコーティングまたはロールコーティングをした後、ＵＶ硬化（ＵＶ照射量１５００ｍＪ／ｃｍ^２）させて、厚さが５μｍの樹脂コーティング層を形成した。

【0060】

＜製造例２＞
前記１）で製造された板状ジルコニウムホスフェートのうちフッ化水素含量が０．５Ｍであるジルコニウムホスフェートをそれぞれ０．１、０．５、１及び２重量部含む水溶性樹脂組成物（関連特許出願番号: KR２００２−００４７９８６）を撹拌器で２０分間撹拌し、バーコーティングまたはロールコーティングをした後、１８０℃のＰＭＴ（ピークメタル温度）で熱硬化させて、厚さが１μｍの樹脂コーティング層を形成した。

【0061】

＜比較例１＞
１）板状ジルコニウムホスフェートの製造
油状物質及び界面活性剤を使用せず、ジルコニウムイオン１Ｍ、リン酸イオン２．５Ｍ、及びフッ化水素１Ｍを含有する水（水溶液）を５０℃で２４時間加熱し、生成されたジルコニウム化合物にテトラブチルアンモニウムブロミド有機化剤１０〜２０重量部を添加した後、分散させて、板状ジルコニウムホスフェートを製造した。

【0062】

２）金属材料の製造
比較例１の１）で製造された板状ジルコニウムホスフェートを含むＡＦ耐指紋溶液樹脂組成物（関連特許出願番号: KR２００２−００４７９８６）をバーコーティングまたはロールコーティングした後、熱硬化させて、厚さが１μｍの樹脂コーティング層を形成した。

【0063】

＜比較例２＞
一般的なシリカ添加剤を使用したことを除いて実施例の製造例１と同様の方法で樹脂コーティング層を形成した。

【0064】

＜比較例３＞
有機リン系添加剤を使用したことを除いて実施例の製造例２と同様の方法で樹脂コーティング層を形成した。

【0065】

図５及び図６は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートの形態を示すＳＥＭ写真、及び前記製造された板状ジルコニウムホスフェートが水に分散された写真を示す。

【0066】

本発明の図５で（ａ）〜（ｄ）は、実施例において使用されたフッ化水素の含量がそれぞれ０．１、０．３、０．５及び０．７Ｍである場合の板状ジルコニウムホスフェートの粒子形態を示し、（ｅ）は、比較例１による添加剤の粒子形態を示す。

【0067】

図５に示されたように、実施例による板状ジルコニウムホスフェートは、ベルト状、菱形、四角形、または六角形などの多様な特定形態を有し、比較例による板状ジルコニウムホスフェートは、無定形の形状を示すようになる。

【0068】

また、図６に示されたように、実施例による板状ジルコニウムホスフェートは、液相に均一に分散され、半透明になり（図６（ａ））、比較例１による板状ジルコニウムホスフェートは、分散されず、不透明な色を呈するようになる（図６（ｂ））。

【0069】

図７は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートが含まれた樹脂コーティング層内の分散形態を示すＳＥＭ写真である。

【0070】

図７に示されたように、実施例によって製造された板状ジルコニウムホスフェートは、樹脂コーティング層内に均一に分散され（図７（ａ））、比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートは、かたまっている（図７（ｂ））。

【0071】

図８及び図９は、実施例及び比較例１によって製造された板状ジルコニウムホスフェートのＸ線回折分析（２ｑ １゜〜５０゜、スキャン速度２゜／ｍｉｎ、図８）及び熱分析（ＴＧＡ、熱重量分析、温度範囲１００℃〜１０００℃、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、図９）の結果を示すグラフである。

【0072】

図８に示されたように、実施例による場合、００１方向にドメイン間隔が０．７５ｎｍを有するが（図８（ａ））、有機化剤に分散させた比較例の場合、０．７５ｎｍの結晶ピークが消滅する（図８（ｂ））。

【0073】

また、図９に示されたように、実施例による場合、５００℃まで加熱したとき、質量減少分が５％未満であるが（図９（ａ））、有機化剤で処理した比較例１の場合、質量減少分が１０〜５０％であった（図９（ｂ））。

【0074】

下記表１は、実施例において製造例１によって製造された金属材料及び比較例２によって製造された金属材料の光沢度及び耐食性を示す。

【0075】

上記で光沢度は、光沢度計を使用して測定し、耐食性は、５％のＮａＣｌを使用して塩水噴霧試験し、測定した。

【0076】

【表1】

【0077】

前記表１に示されたように、比較例２で使用された既存の添加剤（シリカ）に比べて本発明による板状ジルコニウムホスフェート添加剤を使用した金属材料の光沢度が優れており、また、耐食性が非常に優秀であることが示された。

【0078】

前記結果は、図１０により確認することができる。図１０（ａ）は、実施例において製造例１によって製造された金属材料（添加剤１重量部使用）のＳＳＴ ２４０Ｈｒの耐食性を示し、（ｂ）は、比較例２によって製造された金属材料のＳＳＴ ４８Ｈｒの耐食性を示す。これらの図に示されたように、実施例による金属材料の耐食性が優れている。

【0079】

また、下記表２は、実施例で製造例２によって製造された金属材料及び比較例３によって製造された金属材料の耐スクラッチ性及び耐食性を示す。

【0080】

上記において耐スクラッチ性は、三菱ユニを使用して１ｋｇ荷重で測定した。

【0081】

【表2】

【0082】

前記表２に示されたように、比較例３で使用された既存の添加剤（有機リン系）に比べて本発明による板状ジルコニウムホスフェート添加剤を使用した金属材料の耐スクラッチ性（鉛筆硬度）及び耐食性が非常に優秀であることが示された。

【0083】

前記結果は、図１１により確認することができる。図１１（ａ）は、実施例において製造例２によって製造された金属材料（添加剤０．５重量部使用）のＳＳＴ ９６Ｈｒの耐食性を示し、（ｂ）は、比較例３によって製造された金属材料のＳＳＴ ２４Ｈｒの耐食性を示す。これらの図に示されたように、実施例による金属材料の耐食性が優れている。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明による板状ジルコニウムホスフェートは、金属表面処理用添加剤として有用に使用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】