KR100454743B1 - 도장강판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도장강판의 제조에 관한 것이며; 그 목적은 초음파에 의해 전처리 용액을 입자화하고, 이를 대전시켜 강판에 용액 방울을 정전기력에 의해 균일하게 피복하여 전처리 피막을 형성하는 도장강판을 제공함에 있다.
본 발명은 전원공급장치(1)에서 발생된 주파수가 14KHz~ 1MHz 범위인 초음파를 통해 초음파분사노즐(2)에서 전처리용액을 분사하면서 강판(5)과 일정 거리를 두고 위치한 전극(4)에 고전압발생기(3)로부터 -10~ -100kvolts 혹은 10~ 100kvolts의 범위에서 전압을 인가하여 상기 분사된 용액의 입자를 대전시켜 강판의 표면에 0.1~2g/㎡ 범위로 피막을 형성하고, 피막이 형성된 강판을 40~ 200℃ 범위로 유지된 건조로(7)에서 건조한다.

Description

도장강판의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING PAINTED STEEL SHEET}
본 발명은 도장강판의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파에 의해 전처리 용액을 입자화하고, 이를 대전시켜 강판에 용액 방울을 정전기력에 의해 균일하게 피복하여 전처리 피막을 형성하는 도장강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도장강판은 소지강판을 전처리하여 전처리 피막을 형성한 후, 전처리 피막이 형성된 강판에 도장을 하여 제조된다. 도장 전처리 피막은 강판과 도장피막과의 밀착성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 강판의 전처리 방법으로는 전처리 용액에 따라 크로메이트 처리나 인산염처리가 있으며, 이를 보통 화성처리라 한다. 또한, 화성처리방법은 그 처리방법에 따라 전처리 용액과 강판 사이에 일어나는 산화, 환원반응을 이용하는 반응형 처리방법과 일정량의 용액을 강판에 도포한 후에 건조시키는 도포형 처리방법으로 구분된다.
전자의 경우 피막을 형성하기 위하여 충분한 반응시간이 필요하고 또한 피막 형성 후에는 피막을 물에 수세하는 과정이 필요하므로 설비가 복잡하고 또한 공해 유발물질이 수세액을 통하여 외부로 유출되는 문제점이 있기 때문에 최근에는 후자의 방법이 많이 사용되고 있다.
도포형 처리방법에서 용액을 강판에 도포하는 방법으로는 코팅롤에 의해 일정량의 용액을 강판에 전사하는 방법 및 용액을 강판 표면에 충분히 도포한 후에 압착롤(squeezing roll)에 의해 표면에 있는 용액을 짜내는 방법이 주로 사용된다. 도포형 처리방법에서는 롤을 사용할 때 롤에 의해 강판 표면에 굵히는 흠이 발생하는 것을 방지하기 위하여 표면을 고무로 코팅된 롤을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 도장강판을 도포형 처리방법에 의해 제조하는 경우 강판의 표면에 굵힌 흠 발생을 일시적으로는 방지할 수 있지만, 작업을 오래하게 되면 강판에 의해 롤이 불가피하게 손상되어 주기적으로 롤을 교환해 주어야 하는 등 매우 번거롭고 비용이 많이 드는 문제가 있다.
본 발명은 이와같은 종래의 도포형 전처리방법의 문제점을 해결하여 보다 간편한 도장 전처리에 의해 품질이 우수한 도장강판을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1은 본 발명의 전처리장치의 개략 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 ... 전원공급장치 2 ... 초음파분사노즐
3 ... 고전압발생기 4 ... 전극
5 ... 강판 7 ... 건조로
상기 목적달성을 위한 본 발명은 소지강판의 표면에 도장전에 전처리 용액으로 전처리 피막을 형성함을 포함하여 구성되는 도장강판의 제조방법에 있어서,
상기 전처리 용액에 14KHz~ 1MHz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 인가하여 상기 전처리 용액을 분사하면서 소지강판과 일정 거리를 두고 위치한 전극에 -100~-10kvolts 혹은 10~100kvolts 범위의 전압전압을 인가하여 상기 분사된 용액의 입자를 대전시켜 소지강판의 표면에 0.1~2g/㎡ 범위로 피막을 형성시키고, 피막이 형성된 강판을 40~ 200℃ 범위에서 건조함을 포함하여 구성되는, 품질이 우수한 도장강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 도장강판의 제조방법을 구현하기 위한 전처리 장치의 개략 구성도의 일례로서, 도1a는 측면도, 도1b는 정면도를 나타낸다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전처리 장치(10)는 크게 소지강판(5)의 양측과 일정한 거리를 두고 위치한 초음파 분사노즐(2)과 대전전극(4) 및 전처리된 강판을 건조하는 건조로(7)를 포함하여 구성된다.
상기 초음파 분사노즐(2)은 전원공급장치(1)에서 발생되는 초음파를 인가하여 전처리용액공급라인(6)으로부터 공급되는 전처리용액을 강판(5)의 표면에 미세한 입자 형태로 분사한다. 이때, 초음파의 주파수는 14KHz~1MHz의 범위로 설정함이 바람직하다. 초음파 주파수가 14KHz 미만이면 입자화된 용액의 크기가 커서 도포가 불균일해질 위험이 있으며, 1MHz를 초과하면 입자크기가 너무 작게 되어 국부적으로 도포가 되지 않을 위험이 있다.
상기 초음파 분사노즐에 의해 분사된 전처리 용액을 아연도금강판에 도포하기 전에 상기 용액을 고전압발생기(3)에 의해 전극(4)에 고전압을 인가하여 대전시킨다. 본 발명의 경우 전극에 인가되는 전압은 (-) 혹은 (+)의 전압이든 상관없다. 이때, 대전에 필요한 전압을 10~100kvolts로 인가함이 적당하다. 대전전압이 10kvolts 미만일 경우 대전효과가 적기 때문에 분사된 전처리용액의 입자는 초음파 분사노즐로부터 힘만으로 강판표면에 부착된다. 초음파 분사노즐에서 분사된 용액방울은 매우 적은 운동에너지(속도 10~20㎝/sec)를 갖기 때문에 강판 주위에 형성되는 유동장의 영향을 크게 받아 강판까지 도달되지 못하고 비산될 위험이 있다. 대전전압이 100kvolts를 초과하는 경우에는 별다른 문제점은 없지만 전극과 강판과의 거리가 가까울 경우 아크가 발생하게 되어 정전대전 효과를 감소시킬 수 있다.
상기와 같이 전처리 용액이 분사된 강판은 건조로(7)를 통과하면서 건조되는데, 이때 건조온도가 40℃ 미만이 되면 피막이 충분히 건조되지 않아 도장처리과정중에 전처리 피막의 수분이 증발하여 도장표면에 미세한 핀홀 혹은 도막 부풀음 현상을 유발할 위험이 있으며, 건조온도가 200℃ 이상이 되면 전처리 피막의 특성이 변화하게 되어 내식성이 열화되는 문제점이 있다.
그리고 건조후 형성되는 피막의 부착량은 0.1g/㎡ 미만이 되면 도장피막과 강판과의 밀착성이 부족하게 되며, 2.0g/㎡ 이상이 되면 강판을 가공할 때 도막 밀착성이 저하되는 문제점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
[실시예]
도1과 같은 전처리장치에서 표1과 같은 조건으로 강판에 전처리피막을 형성한 후, 도막밀착성을 평가하였다. 이때, 전처리 용액으로는 인산염을 함유한 용액을 사용하였다. 도막밀착성은 상기 전처리후 상도된 도막이 박리되는 정도에 따라 3단계로 구분하여 표시하였다. 즉, 상도 피막이 전혀 박리되지 않는 경우를 우수한 수준(Ｏ), 일부 박리되는 경우를 보통의 수준(△), 쉽게 박리되는 경우를 열위한 수준(×)으로 구분하여 나타내었다.
구분 초음파주파수 인가전압(kV) 피막부착량(g/㎡) 건조온도(℃) 도막밀착성
비교예1 10KHz -50 1.0 120 소음심함
비교예2 28KHz +9 1.0 220 △
비교예3 28KHz +50 0.09 120 ×
비교예4 48KHz -50 2.2 120 △
비교예5 1MHz -120 1.0 30 △
비교예6 120KHz -130 1.0 120 ×
비교예7 2MHz -80 1.0 120 △
발명예1 1MHz -10 0.1 40 Ｏ
발명예2 14KHz +10 2 200 Ｏ
발명예3 120KHz +120 2 40 Ｏ
발명예4 120KHz -120 0.1 200 Ｏ
표1과 같이 본 발명의 조건범위를 벗어나는 비교예(1-7)에서는 도막밀착성이 열위한 수준을 나타내었지만, 본 발명의 조건범위를 만족하는 발명예(1-3)에서는 매우 양호한 품질특성을 나타내었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 롤을 사용하지 않고도 강판의 표면에 전처리피막을 형성할 수 있어 롤 교체 등의 번거로움을 피할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 품질의 도장강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 소지강판의 표면에 도장전에 전처리 용액으로 전처리 피막을 형성함을 포함하여 구성되는 도장강판의 제조방법에 있어서,
    상기 전처리 용액에 14KHz~ 1MHz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 인가하여 상기 전처리 용액을 분사하면서 소지강판과 일정 거리를 두고 위치한 전극에 -100~-10kvolts 혹은 10~100kvolts 범위의 전압전압을 인가하여 상기 분사된 용액의 입자를 대전시켜 소지강판의 표면에 0.1~2g/㎡ 범위로 피막을 형성시키고, 피막이 형성된 강판을 40~ 200℃ 범위에서 건조함을 포함하여 구성하는 특징으로 하는 품질이 우수한 도장강판의 제조방법.
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