KR100261507B1 - 수지필름 피복 금속판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접관(3-Piece Can)의 도장 인쇄 공정을 근본적으로 합리화하기 위해 금속판의 어느 특정 표면에 특별히 제조된 수지 필름을 적층하는 것에 의해 의장성 및 생산성이 우수하고 용접관 제조시 발생하는 비환경친화적인 요소를 제거한 수지필름 피복 금속판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 연속적으로 공급되는 금속판의 단면 또는 양면에 수지필름을 피복하여 용접관(3-Piece Can)용 라미네이트 금속판을 제조하는 방법에 있어서, 수지 필름의 한 면에 금속판의 압연 방향과 평행하게 용접관 제조시의 용접부를 제외한 나머지 부분에 접착제층을 형성하도록 띠 모양으로 접착제를 도포한후, 접착제가 도포된 각각의 끝부분에 절취선을 형성하며, 접착제가 도포된 면이 금속판과 마주보게 하여 금속판의 단면 또는 양면에 수지필름을라미네이트시킨후, 용접부를 확보하기 위해 용접부의 수지필름을 박리제거함으로써 용접성과 의장성이 우수하고 기존의 용접관 제조시 유발되는 비환경친화적인 요소를 제거한 동시에 생산성이 우수한 수지필름 피복 금속판을 제조하는 방법에 관한 것을 기술요지로 한다.

Description

수지필름 피복 금속판의 제조 방법

본 발명은 쓰리피스 캔(3-Piece Can)용 수지필름 피복 금속판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쓰리피스 캔(이하 "용접관"이라 함)의 도장 인쇄공정을 근본적으로 합리화하기 위해 금속판에 일정폭의 용접부를 확보하고 용접부와 비용접부 사이에 절취선을 형성하여 라미네이트 후 용접부의 수지필름을 제거함으로써 라미네이트시 발생하는 용접부의 폭 불균일 현상을 방지하여 의장성 및 생산성이 우수한 수지필름 피복 금속판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 쓰리피스 캔 즉, 용접관이란 몸체와 상,하부뚜껑체의 3부분으로 이루어지는 식음료용 캔을 말하는 것으로, 그 제조과정은 먼저 사각형상의 금속판(강판)을 원형으로 말아 양단이 일정폭만큼 포개지도록 한 다음 전기저항을 이용하여 포개어진 부분을 용접함으로써 몸체를 완성하고, 완성된 몸체의 개구된 상,하단에 상부 및 하부뚜껑체를 강제삽입하는 형식으로 조립시킴으로써 제조되는 캔을 말한다.

이때, 용접부는 전기저항에 의해 용접되므로 비전도성 물질이 피복되어서는 않되기 때문에 용접부를 제외한 부분에만 수지필름을 도포하고 용접을 한 다음에 수지필름이 도포되지 않은 부분을 보수 도장함으로써 내용물과 금속판이 직접 접촉되지 않도록 하고 있다.

이러한 용접관의 종래 제관방법으로, 주석 도금용 원판(Black Plate)위에 각종 주석, 니켈 또는 니켈과 주석의 이중 도금 등의 표면처리후 이 표면처리된 강판의 내식성을 향상시키고 저장 음식물의 맛과 향을 보존하기 위해 강판 내면에 열경화성 도료를 도포하고 외면에는 내용물을 표시하기 위한 상표 디자인을 인쇄후 제관하는 것이 일반적이다.

관의 내면에 사용되는 도장은 대부분이 열경화성 도료를 사용하고 있으므로 도장후 고온에서 용제를 제거하기 위한 경화과정이 필수적이며, 이를 위해서는 고온의 경화오븐이 필요할 뿐만 아니라 막대한 열에너지가 소모되며 도료의 경화과정에서 막대한 양의 유해용제가 발생하게 된다. 관의 외면에 제품의 상표 디자인을 위해 금속인쇄를 실시하는 것도 도장과정과 동일하게 3~4회의 오븐 통과과정을 거친다.

이러한 종래의 용접관용 강판의 제조방법은 환경에 유해한 가스를 다량 배출할 뿐만 아니라 그 도막 특성이 식품의 장기 저장에는 적합하지 못하고 도료의 일부가 식품속으로 용해되어 맛과 향이 변하게 된다.

또한, 열경화성 도료의 강판에 대한 밀착력이 약해 박리되거나 가공시 크랙등이 발생하여 근본적으로 용기로서 사용하지 못하게 되는 경우도 발생한다. 관 내면에는 일반적으로 이중 도장을 실시하고 있으나 강판의 표면을 완전하게 피복하는 것은 불가능하며 미세한 핀홀(Pin hole) 및 크랙(Crack)등이 다량 발생하게 되어 에나멜 레이트 밸뷰(Enamel Rate Value) 테스트에서 많은 양의 캔이 불합격되고 있다.

이러한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 필름을 강판에 피복시키는 기술로, 특히 용접관에서 요구되는 용접부의 확보를 위한 기술로 일본 특개평 J05-111674 에는 코일상의 강판 표면에 복합 수지필름을 라미네이트시키기 전에 용접관 제조시의 관둘레(원주) 상당의 폭으로 열경화형 유기 도료를 1~10mm의 비도장부를 남기는 형태로 띠모양으로 연속적으로 양면이 표리 대응하게 도포한 후 오븐(Oven)을 통과시켜 용제를 제거하고 열경화형 접착제층을 갖고 있는 복합 수지필름을 열압착시키는 공정에 의해 용접부를 확보한 복합수지 피복 강판을 제조하는 기술이 개시되고 있다.

또한, 일본 특개평 J05-147181 에서는 강판 폭 방향으로 코일에 복합 수지필름을 라미네이트시키기 전에 용접관의 관둘레 상당의 폭으로 열경화형 유기 도료를 1~10mm의 비도장부를 남기고 띠모양으로 연속적으로 양면이 표리 대응하게 도포(열경화형 유기도료를 사용하지 않을 수도 있다)한 후, 오븐을 통과시켜 도료의 용제를 제거하고 여기에 열경화형 접착제층을 갖고 있는 복합 수지필름을 열압착시키는 공정에 있어서 라미네이트 직전에 비도장부에 해당하는 면에 미리 칼자국을 형성하여 라미네이트 후에 제거하는 기술을 제공하고 있다.

그러나, 일본 특개평 05-111674에 개시된 기술에서는 코일상의 강판에 연속적으로 열경화성 에폭시 수지를 사용함으로써 기존의 제관 공정과 마찬가지로 도료의 경화를 위한 오븐 통과 과정이 필수적이며 다량의 유기 용제 배출 및 막대한 양의 에너지가 소비된다.

또한, 일본 특개평 05-147181에 개시된 기술에서는 이미 칼자국을 형성하여 라미네이트 후에 용접부에 라미네이트된 부위를 용이하게 제거할 수 있도록 제조하였어도 실질적으로 이러한 작업이 용접부의 강판과 필름 사이에 도포된 접착제로 인해 비용접부와 마찬가지로 매우 강력하게 접착되어 있으므로 용접부의 수지필름을 제거하는 것이 매우 어려우며, 칼자국을 형성하기 위한 장치가 라미네이트 직전의 장소에 설치되므로 복잡해지며, 이렇게 라미네이트 직전에 용접부를 확보하기 위해 복합 수지필름에 칼자국을 형성한다는 것이 고속으로 진행되는 생산 라인에서 불량이 발생하더라도 이미 라미네이트된 후에 발견될 수 밖에 없으므로 원가 절감에 악영향을 줄 수 있고, 이미 여러개의 용접관 관둘레 폭을 한 단위로 칼자국을 형성함으로써 나누어진 필름을 관의 내외면에 정확하게 표리 대응하게 열압착시키는 것이 어려움이 있으며 이를 해결하기 위해서는 설비비가 많이 소요되는 등 여러 문제가 존재하였다.

본 발명은 상기 설명한 종개 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 제조과정이 환경친화적일 뿐 아니라 용접관용 수지필름 피복 금속판 제조시 용접부의 수지필름을 용이하게 제거할 수 있도록 한 용접관용 수지필름 피복 금속판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명에 따라 제조된 수지필름 피복 금속판의 평면도.

제2도는 제1도 도시 금속판의 A-A선 단면도,

제3도는 본 발명의 수지필름 피복 금속판을 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 오버코팅층 2 : 인쇄층

3,7 : 수지필름층 4,6 : 접착제층

5 : 금속판 10 : 용접부

11 : 절취선

상기한 본 발명의 목적은 연속적으로 공급되는 금속판(5)의 일면 또는 양면에 수지필름을 피복하여 용접관을 이루되 상기 용접관의 외면에는 금속판(5)측으로 부터 저융점 접착제층/백색안료를 함유하는 수지필름층/상표디자인을 표시하는 인쇄잉크층/오버코팅층 혹은 백색안료를 함유하는 저융점 접착제층/상표디자인을 표시하는 인쇄잉크층/수지필름층/오버코팅층으로 이루어지고; 상기 용접관의 내면에는 상기 금속판(5)측으로부터 저융점 접착제층/수지필름층을 포함하여 이루어지도록 제조되는 수지필름 피복 금속판의 제조방법에 있어서, 상기 수지필름의 일면에 상기 금속판(5)의 압연방향과 평행하게 상기 금속판(5)의 양단이 겹쳐지는 1.5~5mm의 용접부(10)를 제외한 나머지 부분에 접착제층을 형성하도록 띠모양으로 접착제를 도포하는 단계와; 상기 단계 후 접착제가 도포된 각 단부에 절취선(11)을 형성하는 단계와; 상기 단계 후 접착제가 도포된 상기 금속판(5)의 일단면이 그 대향단면과 접착되도록 한 다음 그 일면 또는 양면에 수지필름을 라미네이트시키는 단계와; 상기 단계후 용접부(10)를 확보하기 위해 상기 용접부(10)에 도포된 수지필름을 상기 절취선(11)을 따라 박리제거하는 단계를 포함하여 이루어함에 의해 달성된다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 도 2의 도시와 같이, 식음료용 캔의 외면, 즉 상기 캔에 수용되는 내용물과 접촉하는 면의 반대면으로써 통상 상표가 부착되는 면(이하 "용접관의 외면"이라 함)에는 금속판(5) 위에 저융점의 접착제층(4), 이어서 백색 안료를 함유한 수지필름층(3), 상표 디자인을 표시하는 잉크인쇄층(2), 오버코팅층(1)으로 구성되거나 금속판(5) 위에 백색 안료를 함유한 저융점 접착제층(4), 이어서 상표 디자인을 표시하는 잉크인쇄층(2), 수지필름층(3), 그 위의 오버코팅층(1)으로 구성된다.

용접관의 내면(식음료용 캔의 내면, 즉 내용물과 접촉되는 면)에는 금속판(5)측으로부터 저융점의 접착제층(6)이 형성되고 이어서 투명한 수지필름층(7)이 도포되어 구성된다.

본 발명에서 중요한 특징은 연속적으로 공급되는 금속판의 일면 또는 양면에 수지필름을 피복하여 용접관용 라미네이트 금속판을 제조할 때에 수지필름의 일면의 금속판이 압연되는 압연방향과 평행하게 용접부를 제외한 나머지 부분에 접착제층을 형성하도록 띠모양으로 접착제를 도포하는 단계를 수행한다는 점이다.

즉, 도 1의 도시와 같이, 용접관의 내면 혹은 외면에 사용되는 저융점의 접착제층(4,6)의 경우 미리 생산하고자 하는 용기의 관 둘레, 즉 용접관의 원주에 해당하는 넓이에서 약 1~10mm, 양호하게는 1.5~5mm의 용접부(10)를 남기고 도포되며, 각 블랭크 사이에는 라미네이트 후 제거가 용이하도록 절취선(11)을 형성한다는 점이다.

따라서, 용접부(10)에는 접착제가 도포되지 않은 채 수지필름층만 형성되게 된다.

이어, 금속판을 말아 그 양단중 접착제가 도포된 면에 타단이 접착되도록 한다음 상기 금속판의 일면 또는 양면에 수지필름을 라미네이트시키는 단계를 수행하게 된다.

본 발명에서 용접관을 제조하기 위해 금속판(5) 위에 형성되는 요소들중 용접관의 외면에 형성되는 수지필름층(3)은 경우에 따라 백색 도료를 함유할 수 있는데, 잉크인쇄층(2), 오버코팅층(1), 접착제층(4)의 베이스로 사용된다. 수지필름층(3)위에 원하는 색상과 디자인의 그라이바 인쇄를 통해 잉크인쇄층(2)을 형성하고 그 반대면에 용접부를 남긴 형태로 접착제층(4)을 형성하며 마지막으로 오버코팅층(1)을 인쇄층(2) 위에 도포하거나 혹은 다른 형태로 수지필름층(3)의 단면에 인쇄층(2)을 형성하고 인쇄층(2) 위에 용접부를 남긴 형태로 저융점의 접착제층(경우에 따라 백색 안료를 함유)(4)을 형성하고 마지막으로 그 반대면에 오버코팅층(1)을 형성한다.

반대면인 용접관의 내면은, 투명한 수지필름층(7) 위에 저융점의 접착제층(6)을 상기 용접관의 외면과 표리 대응하는 위치관계로 용접부를 남긴 형태로 도포하여 형성한다.

따라서, 용접부에 접착제를 도포하지 않으므로써 라미네이트 후에 용접부를 확보하기 위한 수지필름층(7)의 제거가 용이하다.

이와 같이, 라미네이트가 완료되면 용접부를 확보하기 위해 용접부의 수지필름층을 박리제거하는 단계를 수행하게 된다.

본 발명에 있어서 용접관의 외면에 형성되는 수지필름층(3)이나 접착제층(4)에 가해지는 백색 안료의 경우 상표 디자인의 선명도를 높이기 위해 수요가의 요구에 의해 첨가여부가 결정되며, 첨가시 사용되는 백색 안료의 양은 정해진 것은 아니나 그 양이 너무 많거나 적을 경우 모두 인쇄층의 선명도를 저하시키는 원인이 될 수 있으므로 바람직하게는 평균 입도가 0.3~4.5㎛이고, 수지필름에 적용되는 경우 수지필름 중량의 5~20% 이고, 저융점의 접착제층에 적용되는 경우 접착제층 중량의 2~25%가 바람직하다.

오버코팅층(1)의 경우 고속 제관 라인에서 피막의 손상을 방지하기 위해 형성되는 것으로, 접착제층은 미리 복합 수지필름층이 금속판(5)에 충분한 접착력으로 적층되도록 하기 위함이며, 제관 가공시와 가공완성된 용접관에 내용물을 충전후 가열산균 처리시(Retort 처리시)에도 수지필름이 박리되지 않을 충분한 접착력을 갖는 것이어야 한다.

본 발명에서 사용되는 접착제는 우레탄계, 폴리에스테르계, 염화비닐계 등이 있으나 페놀계 접착제가 가장 바람직하다. 특히, 1000~6000의 에폭시 당량을 갖고 있는 에폭시수지를 사용하는 것이 좋으며, 에폭시 당량이 1000 이하인 경우 오븐에서 용제를 제거한 후에도 에폭시수지가 접착력을 가지고 있기 때문에 접착제가 미리 가해진 수지필름을 권취시 문제를 발생할 수 있으며, 또한, 에폭시 당량이 6000이상인 경우 접착력이 급격히 떨어진다.

본 발명에서 사용되는 상기 설명한 접착제는 페놀레진, 우레아레진, 아미드레진, 에스테르레진, 아클릭레진, 우레탄레진 등의 합성물에서 선택된 경화제(Curing Agent)를 가진다. 이 용제의 양은 에폭시레진 대비 10~95%의 양이 적당하며, 10%이하의 경우 접착제의 경화작업에 어려움이 발생되며, 95% 이상의 경우 에폭시레진의 성형성이 급격히 저하된다.

또한, 수지필름 상에 도포되는 접착제층의 양은 용제를 휘발시킨 후 0.8~1.7g/㎡이 가장 적합한 것으로 나타났으며, 그 이상 도포된 경우 금속판 및 수지필름에 대한 접착력이 저하되며 그 이하에서는 레진의 성형성이 급격히 저하된다.

용접관의 내면 및 외면에 피막형성되는 수지필름층은 폴리에스테르 수지필름, 폴리프로필렌 수지필름, 나일론 수지필름, 폴레올레핀 등의 열가소성 수지필름으로써 이들중에서 선택된 1종 또는 2종이상으로 이루어짐이 바람직하다.

용접관의 내면에 적층되는 수지필름은 내용물에 대한 내식성 확보를 주목적으로 하며, 제관시 용접 공정후 용접부에 대한 보수 도장공정중 오븐 공정에서 내열성이 충분하지 않을 경우 국부적으로 용해됨은 물론 심할 경우에는 결함이 발생될 수도 있어 내식성이 격렬하게 나빠지는 경우도 있다.

따라서, 용접후 이어지는 국부 도장을 위해 필름을 선택해야 한다.

폴리프로필렌 수지필름의 경우 융점이 약 165℃ 이므로 용접후 필요한 용접부 국부 도장시 오븐 온도가 165℃ 이하가 바람직하다.

또한, 폴리에스테르의 경우 알콜과 산 성분을 선택하는 것에 의해 260℃ 까지의 고온에서도 가능하고, 내열성도 확보가능하여 적용성이 광범위하다.

나일론 필름의 경우 융점이 225℃ 정도이므로 오븐 온도를 220℃ 까지로 할수 있다.

그리고, 폴리올레핀계수지, 염화비닐계수지 등의 경우, 수지 자체의 기계적성질이 떨어지기 때문에 변형량이 큰 성형 가공시 박리나 균열이 발생하게 되고 수지 자체의 내열성이 낮기 때문에 피복 금속판을 고온하에서 사용하는 용도나 열처리를 필요로 하는 경우에는 실질적으로 사용이 어려운 결점을 가지고 있다.

그러나 폴리에스테르수지는 내열성, 밀착성, 방청성, 성형가공성이 뛰어나기 때문에 위에서 설명한 각종 수지필름중에서 가장 사용 범위가 광범위하다. 또한, 폴리에스테르수지는 적어도 1축 연신, 특히 양호하게는 2축 연신을 하여 얻은 필름에 의해 더욱 좋은 기계적 성질을 발휘한다. 연신 온도는 보통 80~90℃ 이고, 연신 배율은 한정하는 것은 아니지만 2축 연신의 경우 종방향으로 1.5~5배, 횡방향으로 1.5~5배 정도가 일반적이다. 연신하지 않는 경우에는 포장재료로써 기능이 극히 불량하다.

용기 제작용 금속 구조물에 사용되는 열가소성 폴리에스테르 수지필름의 자체 강도가 충분한 기계적 강도를 지녀야 하기 때문에 폴리에스테르 수지의 중합도가 상대점도(수지 0.5g/오소 클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정)가 일정 범위에 들어가도록 합성하여야 한다. 일반적으로는 1.6~1.9이다. 또한, 폴리에스테르수지의 결정화도는 일반적으로 약 10~40%가 피복 금속판의 방청성 및 내부식성에 가장 우수하다.

본 발명에 사용되는 2축 연신 공중합 폴리에스테르는 일반적으로 적어도 산성분의 65몰%, 특히 80몰% 이상이 테레프탈릭산이고, 적어도 알콜 성분의 65몰%, 특히 80몰% 이상이 에틸렌글리콜이고, 산성분의 5~35몰%, 특히 8~20몰%가 테레프탈릭산이 아닌 다른 산이고, 알콜 성분의 5~35몰%, 특히 8~20몰%가 에틸렌글리콜이 아닌 다른 알콜이다.

산 성분중에서 테레프탈산이 아닌 성분으로서는 방향족 디카르복실산(aromatic dicarboxylic acids)인 이소프탈산(isophthalic acid), 프탈산(phthalic acid) 그리고 나프탈렌 디카르복실산(naphthalene-dicarboxylic acid), 알리시클릭 디카르복실 시클로헥산 디카르복실산(alicyclic dicarboxylic cyclohexane-dicarboxylic acid), 그리고 지방족 디카르복실산(aliphatic dicarboxy acids)인 숙신산(succinic acid), 아디픽산(adipic acid), 세바식(sebacic acid), 그리고 도데칸디옥산(dodecanedioic acid)중의 적어도 하나가 사용되고, 알콜중에서 에틸렌글리콜이 아닌 성분으로서는 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 1.4-부탄디올(1.4-butane-diol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 1.6 헥실렌 글리콜(1.6-hexylene glycol), 비스페놀 A(bisphenol A)의 부산물인 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide)중의 적어도 하나가 사용되며, 그 두께는 10~25㎛이다.

본 발명에서 필름 두께의 경우 제관 공정에서 필름 긁힘에 의한 내식성을 고려시 두께가 10㎛ 이하로써는 곤란하며, 여러 가지 경제성을 고려시 25㎛ 이상은 불합리하다.

다음으로, 수지필름의 제조 및 이를 이용한 열압착에 대하여 설명한다.

우선, 수지필름의 경우 관의 내면으로 사용될 면에 열압착될 수지필름층을 형성할 수지필름은 위에서 설명한 2축 연신이고, 50%이하, 바람직하게는 10~40%의 결정성을 가지며, 수지의 중합도가 상대점도(수지 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정) 1.6~1.9, 바람직하게는 1.7~1.8인 수지필름 상에 미리 생산하고자 하는 용기의 관 둘레에 해당하는, 즉 용접부(10)를 제외하고 도 1의 도시와 같이 전술한 바와 같은 접착제를 도포하고, 온도 약 70~130℃에서 약 10~20초간 가열하여 용제를 휘발시킨 후에 도 1의 도시와 같은 절취선(11)을 형성한 후 되감아 코일상태로 준비한다.

다음에, 용접관의 외면의 수지필름층(3)을 형성할 복합 수지필름은 보다 복잡한 공정으로 제조되는데, 먼저, 위에서 설명한 수지필름 베이스에 다음에 적용될 상표 디자인층의 선명도를 향상시키기 위해 필름 제막시에 미리 백색 안료를 적용시킨다. 이때, 백색 안료의 양은 정해진 것은 아니고 단지 바람직하게 평균 입도가 0.3~4.5㎛이고, 수지필름 중량의 5~20%가 적당하며, 더욱 바람직하게는 8~17%가 적당하다.

이렇게 제막된 수지필름을 베이스로 하여 그 한면에 상표 디자인을 표시하는 인쇄층(2)을 그라비아 인쇄방법으로 형성한다.

이어서, 상기와 같이 형성된 인쇄층(2)을 갖는 수지필름층(3)의 반대면에 전술한 바와 같은 에폭시 접착제층(4)을 도 1의 도시와 같이 가한 후 온도 약 70~130℃에서 약 10~20초간 가열하여 용제를 후발시킨 후 접착제층의 양이 0.8~1.3g/㎡가 되도록 에폭시 접착제를 도 1의 도시와 같이 용접관의 내면용 필름과 표리 대응하도록 도포후 건조시킨다.

이와 같은 과정을 통해 준비된 복합 수지필름의 상표 디자인을 표시하는 인쇄 잉크층 위에 오버코팅층(1)을 형성시킨 후 전술한 바와 같은 용접관의 내면용 수지필름처럼 절취선(11)을 형성한 후 되감아 코일 형태로 준비한다.

경우에 따라서는 금속판(5) 측으로부터 에폭시계 접착제층 중량의 약 2~25%로 백색 안료가 함유된 접착제층을 형성하고, 이어서 상표 디자인을 표시하는 인쇄층을 형성하며, 그 위에 폴리에스테르계 수지층을 형성하며, 마지막으로 오버코팅층을 형성하는 구조로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 제조되는 복합 수지필름을 라미네이트시키기 위해 필요한 금속판의 종류로써 일반적으로 표면처리 강판의 원재료로 사용되는 주석도금용 원판, 냉연강판, 주석도금 강판, 전해 크롬산 처리 강판, 니켈도금 강판, 주석/니켈 이중 도금강판, 크로메이트 처리를 포함하는 각종 화성 처리 강판이 사용될 수 있다.

주석 도금용 원판이나 냉연강판을 사용할 경우 강판을 그대로 사용하거나 또는 화성 처리 피막을 형성하여 라미네이트를 실시한다. 수지필름 또는 접착제의 접착 조건이 180-240℃ 이하인 경우 주석도금용 원판이나 냉연강판을 그대로 사용하여도 무방하나 240℃ 이상으로 금속판을 가열할 경우에는 가열에 의한 금속 표면의 산화막 형성으로 변색되거나 수지필름의 접착력이 약화되어 관용 재료로 부적합한 물성을 나타낼 수 있다.

수지필름 피복후 용접부의 수지필름을 제거하고 용접관을 제관시 용접부가 주석도금용 원판 또는 냉연강판 또는 화성처리 강판인 채로 남아 있어도 용접시 문제가 발생하지는 않으나 고속 용접 라인의 경우 용접성의 향상을 위하여 용접부에 주석도금, 니켈도금 및 주석/니켈의 이중도금 중에서 선택된 어느 하나의 도금방식으로 도금처리함이 바람직하다.

주석도금용 원판 또는 냉연강판 또는 화성처리 강판 상에 수지필름을 피복후 용접부의 수지필름을 제거하고 용접부만 주석 또는 니켈 또는 주석 및 니켈의 이중도금의 처리를 행함으로써 용접부의 내식성 확보 및 고속 용접이 가능한 용접관용금속판의 제조가 가능하다.

도 3에는 본 발명의 수지필름 피복 금속판의 제조 공정의 일예가 개략적으로 도시되고 있는데, 강판 등의 금속판(15)이 1차 가열기(20)를 통과하면서 1차 금속판(15) 양면에 라미네이트되며, 이후 재차 2차 가열기(40)에서 가열되어 완전히 수지필름(16)이 가열된 후 라미네이트롤(30)로 보내지며, 라미네이트롤(30)을 통과하면서 준비된 수지필름(16)이 금속판(15)에 열압착되어 양면에 수지필름이 라미네이트된 금속판(25)이 얻어지는 것이다.

이하에서는 실시예와 관련하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

용접관의 외면에 해당하는 수지필름으로써 15wt% 의 산화티탄계 백색 안료를 함유하는 두께 13㎛의 2축 연신이고 30%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.7이고 폭이 839mm 인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지필름에 그라비아 인쇄를 이용한 상표 디자인 인쇄층을 금속판의 압연방향과 평행하게 163.8mm의 인쇄부와 4mm의 용접을 위한 절단 제거부를 교대로 5줄 형성하였다. 이와 같이 하여 인쇄 디자인층을 형성한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지필름의 반대면에 에폭시계 접착제를 도포후 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발 시킨 후 접착제 양이 1.0g/㎡이 되도록 폭 163.8mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨다. 이어서, 상표 디자인을 표시하는 잉크 인쇄층 위에 오버코팅층을 형성시킨 후 도 1의 도시와 같이 절취선(11)을 만든 후 뒤감아코일 상태로 준비시킨다.

다음으로, 용접관의 내면용 수지필름의 경우 역시 두께 15㎛의 2축 연신이고 30%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.7이고 폭이 839mm인 에틸렌 테레프탈레이트 수지필름에 용접관의 외면용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지와 동일하게 강판에 열압착될 에폭시계 접착제를 도포후 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨 후 접착제 양이 1.0g/㎡이 되도록 폭 163.8mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨 후 도 1의 도시와 같고 용접관의 외면용 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 표리 대응하는 위치관계를 갖는 모양으로 절취선(11)을 만든 후 되감아 코일상태로 준비시킨다.

라미네이트용 강판으로써 주석 도금 부착량이 2.8g/㎡이고 그 위에 크로메이트 처리 금속 크롬 8mg/㎡, 수화 크롬 5mg/㎡(금속크롬으로써)을 갖고 있는 판 두께 0.15mm, 판 폭 839mm의 박 강판을 유도가열에 의해 170℃까지 1차 가열하여 라미네이트롤(30)로 보낸다. 이때, 도 3의 도시와 같이 강판의 라인 속도와 동일한 속도로 접착제가 도포된 면이 강판과 접촉하도록 한 상태에서 관 외, 내면용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 복합 수지필름(16)을 동시에 1차 가접착한다.

이렇게 1차 열압착된 수지필름 라미네이트 강판은 다시 다음 공정에서 유도가열에 의해 250℃까지 2차 가열되어 완전한 열접착을 이룬다. 곧이은 공정으로써 강판의 양면에 물을 분사시키고 다시 물로 채워진 탱크속에 침지시키는 것에 의해 강판을 40℃까지 급냉시킨 후 용접부 확보를 위해 접착제를 도포시키지 않고 남겨둔 용접부의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 제거하는데 이렇게 제거된 것은 진공 흡입기를 이용하여 연속적으로 라인 밖으로 빼낸다. 마지막 공정으로써 다시 라미네이트된 강판을 되감는다. 이러한 작업은 보통 200m/분 의 속도로 이루어진다.

[실시예 2]

용접관의 외면에 해당하는 수지필름으로써 두께 10㎛의 종방향으로 2.5배, 횡방향으로 2.5배 2축 연신이고 35%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.6이고 폭이 984mm 인 폴리프로필렌 수지필름에 그라비아 인쇄를 이용한 상표 디자인 인쇄층을 수지필름에서 160mm의 폭과 그 양단에 각각 2mm씩 합계 164mm를 한 단위로 하여 강판의 압연방향과 평행하게 6개를 형성하였다. 이와 같이 하여 인쇄 디자인층을 형성한 폴리프로필렌 수지필름에서 그 인쇄층 위에 15wt%의 산화티탄계 백색 안료를 함유하는 에폭시계 접착제를 도포 후 약 80℃에서 20초간 용제를 휘발시킨 후 접착제 양이 0.9g/㎡이 되도록 폭 160mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 실시예 1과 같은 조건으로 용제를 휘발시킨다. 이어서, 그 반대면에 오버코팅층을 형성시킨 후 도 1의 도시와 같이 절취선(11)을 만든 후 뒤감아 코일 상태로 준비시킨다.

다음으로, 용접관의 내면용 수지필름의 경우 역시 두께 10㎛의 종방향으로 2.5배, 횡방향으로 2.5배의 2축 연신이고 35%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.6이고 폭이 984mm인 폴리프로필렌 수지 필름에 강판에 열압착될 면에 용접관의 외면에 해당하는 폴리프로필렌 복합 수지필름과 동일하게 에폭시계 접착제를 폭 160mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 도포 후 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨 후 접착제 양이 1.0g/㎡이 되도록 폭 160mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 실시예 1과 같은 조건으로 휘발시킨다. 이어서, 도 1의 도시와 같은 절취선(11)을 만들어 되감아 코일상태로 준비시킨다.

라미네이트용 강판으로써 판 두께 0.21mm, 판 폭 984mm의 소위 주석 도금용 원판(Black Plate)을 도 3의 도시와 같이 초음파 가열기(20)를 이용하여 120℃까지 1차 가열하여 라미네이트롤(30)로 보낸다. 이와 동시에 강판의 진행속도와 동일한 속도로 접착제가 도포된 면이 강판과 접하도록 한 상태에서 관 외,내면용 폴리프로필렌 복합수지를 동시에 1차 가접착시킨다.

이렇게 1차 열압착된 수지필름 라미네이트 강판은 다시 다음 공정에서 유도가열에 의해 150℃까지 2차 가열되어 완전한 열접착을 이룬다. 곧이은 공정으로써 강판의 양면에 물을 분사시키고 다시 물로 채워진 탱크속에 침지시키는 것에 의해 강판을 40℃까지 급냉시킨 후 용접부 확보를 위해 접착제를 도포시키지 않고 남겨둔 용접부의 폴리프로필렌 필름을 제거후 되감아 용접관용 수지필름 피복 강판을 생산하였다.

[실시예 3]

용접관의 외면에 해당하는 수지필름으로써 평균입도가 2.5㎛이고, 10wt% 의 산화티탄계 백색 안료를 함유하는 두께 10㎛의 종방향으로 1.5배, 횡방향으로 1.5배의 2축 연신이고 35%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.8이고 폭이 822mm 인 폴리올레핀 수지필름에 그라비아 인쇄를 이용한 상표 디자인 인쇄층을 수지필름에서 201.5mm의 폭과 2mm(양단이므로 4mm)의 용접부를 위한 절단 제거부를 가지는 205.5mm 단위를 강판의 압연방향과 일치하게 4폭 형성하였다. 이와 같이 하여 인쇄 디자인층을 형성한 폴리올레핀 수지필름의 반대면에 에폭시계 접착제를 도포후 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨 후 접착제 양이 1.0g/㎡이 되도록 폭 201.5mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 실시예 1과 같은 조건으로 용제를 휘발시킨다. 이어서, 상표 디자인을 표시하는 잉크 인쇄층 위에 오버코팅층을 형성시킨 후 도 1의 도시와 같이 절취선(11)을 만든 후 뒤감아 준비시킨다.

다음으로, 용접관의 내면용 수지필름의 경우 역시 두께 15㎛의 종방향으로 1.5배, 횡방향으로 1.5배의 2축 연신이고 35%의 결정성 및 0.5g/오소클로로페놀 100㎖의 농도, 25℃에서 측정한 상대점도가 1.7이고 폭이 822mm인 폴리올레핀 수지필름에 용접관의 외면용 폴리올레핀 수지와 동일하게 강판에 열압착될 에폭시계 접착제를 도포후 약 100℃에서 12초간 용제를 휘발시킨 후 접착제 양이 1.0g/㎡이 되도록 폭 201.5mm로 4mm의 용접부 확보를 위한 비접착제 도포부를 남기는 상태로 띠모양으로 연속적으로 도포하면서 오븐에서 용제를 휘발시킨 후, 도 1의 도시와 같고 용접관의 외면용 폴리올레핀 필름과 표리 대응하는 위치관계를 갖는 모양으로 절취선을 만든 후 되감아 코일상태로 준비시킨다.

라미네이트용 강판으로써 니켈 도금 부착량이 0.60g/㎡이고 그 위에 크로메이트 처리 금속 크롬 10mg/㎡, 수화 크롬 7mg/㎡(금속크롬으로써)을 갖고 있는 판두께 0.16mm, 판 폭 822mm의 박 강판을 저항가열에 의해 200℃까지 1차 가열하여 라미네이트롤로 보낸다. 이때, 도 3의 도시와 같이 강판의 라인 속도와 동일한 속도로 접착제가 도포된 면이 강판과 접촉하도록 한 상태에서 관 외, 내면용 폴리올레핀 복합 수지를 동시에 1차 가접착시킨다.

이렇게 1차 열압착된 수지필름 라미네이트 강판은 다시 다음 공정에서 유도가열에 의해 250℃까지 2차 가열되어 완전한 열접착을 이룬다. 곧이은 공정으로써 강판의 양면에 물을 분사시키고 다시 물로 채워진 탱크속에 침지시키는 것에 의해 강판을 40℃까지 급냉시킨 후 용접부 확보를 위해 접착제를 도포시키지 않고 남겨둔 용접부의 폴리올레핀 복합수지를 제거 후 되감아 용접관용 수지필름 피복 금속판을 제조하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 방법으로 관 외,내면용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 필름을 준비하고 라미네이트 강판으로써 주석 도금용 원판 상에 크로메이트를 실시하여 강판 표면에 금속 크롬으로써 8mg/㎡, 수화 산화 크롬이 크롬으로써 7mg/㎡를 가지고 판 두께 0.15mm, 판 폭 839mm의 강판을 유도가열에 의해 200℃까지 가열하여 라미네이트롤로 보낸다. 이때, 도 3의 도시와 같이 강판의 라인 속도와 동일한 속도로 접착제가 도포된 면이 강판과 접촉하도록 한 상태에서 관 외, 내면용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 복합 수지필름(16)을 동시에 열접착시킨다.

이후 실시예 1과 같이 2차 가열 및 냉각 후 용접부 확보를 위해 접착제를 도포시키지 않고 남겨둔 용접부의 수지필름을 제거 후 통상의 주석 도금액 속에서 주석 부착량 0.5~2.5g/㎡의 주석 도금을 실시한 후 수세를 거쳐 건조시킨 후 되감아 용접관용 수지필름 피복 금속판을 제조하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 여러공정에 의하여 이루어지던 도장 공정을 생략할 수 있으므로 환경 친화적이며, 여러번의 오븐을 통한 가열공정이 생략되므로 에너지 절약을 기대할 수 있으며, 시트 상에 도장 및 인쇄공정을 실시하지 않고 연속적으로 라미네이트시킴으로써 종래의 도장 라인에 비해 생산성의 향상을 가져올 수 있다.

또한, 종래의 용접관 생산 라인에서 본 발명의 수지필름 피복 금속판을 그대로 적용하여 용접관을 생산할 수 있으므로 설비비의 절감 효과가 기대되며, 종래의 용접관용 수지필름 생산 방식은 주석 도금 라인과 라미네이트 라인이 별도로 필요하였으나 본 발명의 경우 하나의 생산 라인에서 생산할 수 있으므로 제조비용의 획기적인 절감을 가져올 수 있다.

더욱이, 기존의 용접관용 라미네이트 금속판을 생산함에 있어서는 용접부에 열압착된 여러가닥의 필름을 라미네이트시킴으로써 발생하는 용접부 폭의 불균일 및 공기혼입에 따른 라미네이트 불량에 따른 수지필름의 제거가 곤란하여 생산성이 저하하는 문제가 있었으나 본 발명에서는 이러한 문제가 해결되어 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 등 유용한 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (6)

1. 연속적으로 공급되는 금속판(5)의 일면 또는 양면에 수지필름을 피복하여 용접관을 이루되 상기 용접관의 외면에는 금속판(5)측으로부터 저융점 접착제층/백색 안료를 함유하는 수지필름층/상표디자인을 표시하는 인쇄잉크층/오버코팅층 혹은 백색안료를 함유하는 저융점 접착제층/상표디자인을 표시하는 인쇄잉크층/수지필름층/오버코팅층으로 이루어지고; 상기 용접관의 내면에는 상기 금속판(5)측으로부터 저융점 접착제층/수지필름층을 포함하여 이루어지도록 제조되는 수지필름 피복 금속판의 제조방법에 있어서, 상기 수지필름의 일면에 상기 금속판(5)의 압연방향과 평행하게 상기 금속판(5)의 양단이 겹쳐지는 1.5~5mm의 용접부(10)를 제외한 나머지 부분에 접착제층을 형성하도록 띠모양으로 접착제를 도포하는 단계와; 상기 단계 후 접착제가 도포된 각 단부에 절취선(11)을 형성하는 단계와; 상기 단계 후 접 착제가 도포된 수지필름의 일면이 그 대향면인 상기 금속판(5)에 접착되도록 한 후 그 일면 또는 양면에 수지필름을 라미네이트시키는 단계와; 상기 단계 후 용접부(10)를 확보하기 위해 상기 용접부(10)를 도포된 수지필름을 상기 절취선(11)을 따라 박리제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지필름은 폴리에스테르 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리 프로필렌 필름, 나일론 필름 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 1000~6000의 에폭시 당량을 갖는 우레탄계, 폴리에스테르계, 염화비닐계, 페놀계 수지 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속판(5)은 주석 도금용 원판 혹은 냉연강판 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속판(5)은 그 표면에 화성처리 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 수지필름이 박리제거된 용접부(10)에는 니켈도금, 주석도금, 니켈/주석의 이중도금 중에서 선택된 어느 하나의 도금방식으로 도금되는 것을 특징으로 하는 수지필름 피복 금속판의 제조방법.

Images