KR100700379B1 - 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법 - Google Patents

편면 엠보스 칼라강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 구성은편면에만 엠보스를 부여한 도금강판상에 전처리층이 형성되고, 이 전처리층상에 고가공성의 하이솔리머 폴리에스테르도료를 상ㆍ하도로 코팅하여서 형성되는 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법에 있어서, 상기 편면 엠보스는 편면 도금부착량이 20-100g/m2인 도금강판상에 상ㆍ하단중 하나의 롤에 새겨진 엠보스 요철 무늬의 경사진 면이 롤의 평탄부 수평선과의 이루는 각도가 20-60도 범위이고, 엠보스롤로 압하되어진 엠보스 깊이가 30-80㎛ 범위내가 되도록 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하며, 엠보스처리된 편면 엠보스 강판을 소재로 하여 칼라강판을 제조함으로써 제조 공정상의 작업소요시간 단축 및 수요가의 요구에 신속하게 대응 가능할 뿐만 아니라 내식성 및 강도가 개선되고 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.
엠보스, 편면 엠보스, 칼라강판

Description

편면 엠보스 칼라강판의 제조방법{A Method for Preparing Colored Steel Sheet with Single Side Embossed}
도 1은 기존의 편면 엠보스 전기아연도금강판의 표면과 단면 형상을 각각 a 및 b로서 도시한 사진,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 편면 엠보스 전기아연도금강판의 표면과 단면 형상을 각각 a 및 b로서 도시한 사진,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 편면 엠보스 용융아연도금강판의 표면과 단면 형상을 각각 a 및 b로서 도시한 사진이다.
본 발명은 편면엠보스 칼라강판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 무늬가 새겨진 금속롤(이하, 엠보스롤)을 이용하여 공지의 도금강판 또는 동판, 스테인레스판 등의 한쪽 편면에 압하처리하여 엠보스를 부여한 후, 그 표면 위에 부식방지 및 도료의 부착성 향상을 위한 전처리로서 도포형 크롬산염 또 는 non-크롬산염 처리를 한 후, 그 상층에 가공성 및 소포성, 부착성, 용도에 따라 내후성이 우수한 성질을 가진 도료를 롤 또는 스프레이, 플로워 커텐 방식으로 2C2B 또는 3C3B 등으로 도장처리함으로서 제조 공정상의 작업소요시간 단축 및 수요가의 요구에 신속하게 대응 가능할 뿐만 아니라 내식성 및 강도가 개선되고 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판에 관한 것이다.
강판상에 용도에 따라 아연이나 알루미늄, 아연합금도금계, 알루미늄합금계도금강판이 널리 이용되고 있고, 이 외에 동판, 스테인레스판 등이 내식성과 미려한 외관이 요구되는 건축재, 외장재, 가전제품 등의 소재로 일부 이용되고 있다. 이러한 강판상에 제품의 고급화와 기능성을 부여하기 위하여 페인트를 이용한 칼라도장강판이 사용되고 있지만, 한층 더 다양화되고 고급화되는 수요가 추세에 맞추어 엠보스 무늬를 추가함으로써 외관의 미려함과 촉감이 우수한 제품이 확대 적용되고 있다. 이러한 엠보스 무늬를 부여하기 위하여 현재 가역식 및 연속식 압연공정에서 생산된 냉간압연 강판을 소둔후에 조질압연 공정에서 무늬가 새겨진 엠보스된 롤을 이용하여 편면엠보스 처리한 강판을 전기아연 도금한 후, 칼라도장설비에서 페인트를 도포한 편면엠보스 도장강판이 사용되고 있다. 이 제품은 현재 가전제품의 냉장고 측판, 도아용도에 적용되고 있으며, 점차 건축자재 용도로 확대되고 있는 추세이다. 이러한 편면엠보스 처리제품의 경우는 열연코일이 투입되어 칼라제품으로 생산되어 나오기까지의 공정간 소요시간이 3주일이상 필요하다.
이 경우에서는 공정대기중의 불량발생 원인과 함께 공정간 설비상의 문제가 발생할 경우에 있어서 대체 공급에 대한 시간적인 문제점이 발생하게 된다. 아울러 대체 공급을 위해 수요가가 요구하는 강판의 조건을 만족시키고자 강판폭의 손실을 초래하면서 공급이 이루어져 수익성을 저하시키는 인자로 작용하고 있다. 또한, 소지강판의 두께를 일정 강도의 유지를 위해서 하향조정할 수 없어 수요가의 수익성 개선을 위한 요구에 대응하지 못하고 있다.
그리고 고내식성이 요구되는 경우 용융아연도금 처리된 편면엠보스 강판이 일부 시험 생산한 경우도 있었으나, 전기아연도금과는 다르게 용융아연도금의 경우 엠보스의 한쪽부위에 아연도금층이 평판부 대비 3배이상 과도하게 형성되어 제조원가가 상승하며, 칼라도장후 가공시 도금층의 균열에 의한 도막층의 열화가 발생하여 밀착성 및 가공성, 내식성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 도금처리한 강판에 도금층의 손상없이 엠보스 가능하도록 엠보스롤의 무늬를 개선함으로써 편면엠보스 칼라강판의 제조시 작업소요시간 단축 및 이로 인한 신속한 수요가 대응이 가능할 뿐만 아니라 내식성 및 강도 개선, 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은
편면에만 엠보스를 부여한 도금강판상에 전처리층이 형성되고, 이 전처리층상에 고가공성의 폴리에스테르 도료를 상ㆍ하도로 형성되는 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법에 있어서,
상기 편면 엠보스는 편면 도금부착량이 20-100g/m2인 도금강판상에 상ㆍ하단중의 하나의 롤에 엠보스의 산과 골 사이의 경사면과 엠보스의 골부분의 연장선이 이루는 각도가 20-60도 범위인 엠보스롤로 엠보스 깊이가 30-80㎛ 범위내가 되도록 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판을 제공하는 것에 의해 달성된다.
현재 편면 엠보스 칼라강판에 사용되는 상ㆍ하도 도료는 소지강판의 요철(엠보스)에 따른 popping성, 소지와의 부착성, 경사각에 따른 은폐력 등을 고려하여 설계된 도료를 적용하고 있으나, 일부 색상에 따라 발생되는 은폐력 부족을 보완하기 위하여 후도막 도장(하도 15㎛, 상도 20㎛ 이상)이 요구되며, 이때 popping성 문제가 항상 돌출되는 실정이다.
이에 본 발명자들은 상ㆍ하단중의 하나의 롤에 엠보스의 산과 골 사이의 경사면과 엠보스의 골부분의 연장선이 이루는 각도가 20-60도 범위인 엠보스롤로 편면 도금부착량이 20-100g/m2인 도금강판상에 엠보스 깊이가 30-80㎛ 범위내가 되도록 처리한 후, 도장처리한 결과 종래의 편면엠보스 칼라강판보다 현저히 개선된 은폐력과 내식성 및 강도가 향상된 강판을 제조할 수 있었고, 관련 작업 소요시간도 단축하여 수요가의 요구에 신속하게 대응할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
소지판으로는 전기 및 용융도금처리한 도금강판, 동판, 스테인레스판 등의 공지된 대부분의 것이 적용가능하다.
우선 도금된 강판을 엠보스 무늬의 질감을 유지하도록 하기위해 조질압연 과정에서 엠보스 깊이에 대한 범위를 설정한다. 이같은 엠보스 깊이에 대한 범위설정은 칼라도장 공정에서 실시하는 전처리 약품(크롬산, Cr-free약품)의 도포성과 칼라도장 상ㆍ하도 도막의 피막안정성을 확보하기 위하여 필요하다.
편면 도금부착량을 20-100g/m2으로 도금을 실시한 도금원판의 도금후의 엠보스 무늬의 질감과 칼라 도장처리 피막의 도포특성을 고려하여 엠보스 깊이를 30-80㎛ 범위로 실시한다. 이같이 도금후 편면엠보스 무늬를 형성시킨 결과, 엠보스 무늬의 질감과 함께 엠보스가 미처리된 도금강판과 동등의 피막특성을 유지하여 도금피막 자체의 물성은 저하되지 않는 장점이 있다.
본 발명에 있어서 도금후 편면엠보스 깊이를 30-80㎛ 범위로 설정하는 것이 바람직한데, 편면 도금부착량과 엠보스의 깊이가 상기 범위보다 작으면 칼라도장후 엠보스 부위에 대한 엠보스 무늬의 질감이 형성되지 않거나 미약하여 구분하기가 어려우며, 편면 도금부착량과 엠보스의 깊이가 상기 범위를 초과하면 칼라도장 전처리 약품으로 도포되는 크롬산이나 Cr-free약품이 도금층 엠보스면에서는 도포가 미약하게 되어 칼라강판의 밀착성 및 내식성이 떨어지고, 도막 건조과정에서 기포가 발생하여 표면외관의 저하 및 물성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 엠보스 질감을 재현하기 위한 엠보스 롤 가공방법으로는 산에 의한 에칭방식으로 엠보스 무늬를 형성시키는데, 이때 편면엠보스의 산과 골 사이의 경사면과 엠보스의 골부분의 연장선이 이루는 각도는 20-60도 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 그 각도가 20도 미만이면 칼라도장후 엠보스된 면이 평탄부와 유사한 수준의 도막부착량에 의해 엠보스 질감을 나타내지 못하며, 60도를 초과하면 엠보스롤에 의하여 도금층 손상이 발생하므로 바람직하지 않다.
이러한 경사진 면의 각도조절로 엠보스면내의 도금층의 훼손이 없을 뿐 아니라 평면부와의 경계부위인 모서리부위에서의 도금부착성이 양호하게 되어 내식성이 기존의 편면엠보스 미처리된 제품과 동등의 특성을 나타내는 것이다.
전처리층은 강판에 내식성, 하도도료의 강판에의 부착성, 연속 작업성의 특징을 고려하여 도포형 크로메이트층 또는 non-크로메이트층이 바람직하다.
이때 적용되는 전처리제로는 공지의 인산염 등도 가능하다.
본 발명의 상ㆍ하도에 사용되는 도료는 엠보스에 적합하게 설계되어진 기존 편면엠보스 칼라강판(특허 출원 제2001-30412호)에 적용되는 도료가 추천되어지며, 용도에 따라 건재용 PCM 도료 외에 스프레이 도장공법으로 처리되는 일반 공업용 도료 등도 사용가능하다.
이하에서는 편면엠보스롤의 조건 및 엠보스 깊이를 변화시키면서 실험한 결과를 구체적으로 예시하여 본 발명을 상세히 설명하나, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.
<실시예>
하기 실시예는 본 발명의 방법으로 도금후 편면엠보스 칼라강판을 엠보스 깊이, 엠보스면 각도 등을 변화시켜 제조하여 그 특성을 평가하였으며, 비교예로서 기존의 편면엠보스 처리후 전기아연도금하여 칼라도장을 실시한 것을 사용하였다.
(실시예 1-3)
배치 소둔방식 혹은 연속 소둔방식으로 열처리 및 미열처리된 냉간압연강판을 전기아연도금설비를 이용하여 도금한 소지강판을 판재의 형상교정 설비인 조질압연공정에서 상ㆍ하단중 하나의 롤에 엠보스면의 각도가 20, 40, 60도인 엠보스된 롤로 엠보스 깊이가 30μm 가 되도록 압하하여 편면엠보스 무늬를 형성시킨 0.5mm 두 께의 도금부착량이 40g/m2(양면 기준)도금강판을 칼라도장설비에서 도막부착량이 하도 10μm, 상도 15μm 로 제조된 도금후 편면엠보스 칼라강판 제품을 얻었다.
(실시예 4-6)
엠보스 깊이가 50μm 에서 처리한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(실시예 7-8)
엠보스 깊이가 80μm 에서 엠보스면 각도가 60도, 80도로 처리한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(실시예 9)
실시예 1 내지 3과 동일하되, 엠보스 깊이가 100μm 에서 엠보스면 각도가 40도로 처리한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(실시예 10-12)
소지강판을 용융아연도금강판으로 처리하고 그 도금부착량이 양면 기준 120g/m2로 처리한 경우를 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 공정을 반복하여 제 품을 얻었다.
(실시예 13-15)
소지강판을 용융아연도금강판으로 처리한 경우를 제외하고는 실시예 4 내지 6과 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(실시예 16-17)
소지강판을 용융아연도금강판으로 처리한 경우를 제외하고는 실시예 7 및 8과 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(실시예 18)
소지강판을 용융아연도금강판으로 처리한 경우를 제외하고는 실시예 9와 동일한 공정을 반복하여 제품을 얻었다.
(비교예)
가열식 압연공정이나 연속식 압연공정에서 생산된 냉간압연된 강판을 소둔후에 조질압연공정에서 무늬가 새겨진 엠보스된 롤을 이용하여 편면엠보스가 새겨진 강판을 전기아연도금설비에서 40g/m2(양면 기준)아연 도금을 실시하고, 칼라도장설비에서 페인트를 도포한 편면엠보스 도장강판으로 엠보스 깊이 50μm, 엠보스면의 각도가 40도로 처리한 경우의 제품이다.
<실험예>
기존의 편면 엠보스 전기아연도금강판의 표면과 단면 형상을 도 1a 및 1b로서 도시하였으며, 본 발명의 편면 엠보스 전기아연도금강판의 표면과 단면 형상을 도 2a 및 2b로서 도시하였으며, 본 발명의 편면 엠보스 용융아연도금강판의 표면과 단면 형상을 도 3a 및 3b로서 도시하였다.
도 2 및 3에서 보듯이, 기존의 도 1과 비교하여 표면형상은 눌려진 형상의 차이외 특이한 사항은 없었으며, 엠보스이후 단면형상에서도 엠보스 처리에 의한 도금층의 탈락현상이 없는 양호한 피막을 유지함을 확인할 수 있었다.
또한 특성평가 및 비교항목으로는 나내식성, 엠보스 질감, 가공성, 도장후 내식성을 평가하였다. 여기서 나내식성은 5%, 35℃ NaCl 용액중에서의 초기적청 발생시간으로 비교하였으며, 엠보스 질감은 육안에 의한 피막의 엠보스 무늬 질감을 관찰하였고, 절곡시험에 의한 가공성을 평가하였다. 도장후 내식성은 염수분무시험 240시간 실시후 Cross-cut부의 Blister 발생폭(5mm 이하 기준)을 관찰하였다.
그 측정결과를 표 1에 나타내었다.
내용 실시예 도금 종류 도금 부착량 (g/m2) 엠보스 깊이 (μm) 엠보스면 각도(o) 나내식성(hr) 크롬산 처리 (mg/m2) 하도 도장 (μm) 상도 도장 (μm) 엠보스 질감 가공성 도장후 내식성
발명예1 전기 아연 도 금 40 30 20 48 10-30 10 15 △ ◎ ◎
2 40 ◎ ◎ ◎
3 60 ◎ ◎ ◎
4 50 20 ◎ ◎ ◎
5 40 ◎ ◎ ◎
6 60 ◎ ◎ ◎
7 80 60 15 15 ◎ ◎ ◎
8 80 ◎ △ X
9 100 40 ◎ X X
10 용융 아연 도 금 120 30 20 200 10 15 △ ◎ ◎
11 40 ◎ ◎ ◎
12 60 ◎ ◎ ◎
13 50 20 ◎ ◎ ◎
14 40 ◎ ◎ ◎
15 60 ◎ ◎ ◎
16 80 60 15 15 ◎ ◎ ◎
17 80 ◎ △ X
18 100 40 ◎ X X
비교예 전기 아연 도 금 40 50 40 48 10-30 10 15 ◎ ◎ ◎
◎ : 양호, △ : 보통, X : 불량
상기 표에서 보듯이, 엠보스의 산과 골 사이의 경사면과 엠보스의 골부분의 연장선이 이루는 각도가 20-60도 범위인 엠보스롤로 편면 도금부착량이 20-100g/m2인 도금강판을 엠보스 깊이가 30-80㎛ 범위내가 되도록 처리하여 편면 엠보스강판을 형성하면 내식성과 가공성등이 우수할 뿐만 아니라 제조공정을 단축시키는 잇점을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 편면 엠보스 칼라강판은 도금후 엠 보싱 처리를 적절하게 수행함으로써 제조 공정상의 공정 단축이 가능할 뿐만 아니라 내식성 및 강도가 개선되고 저렴한 가격의 편면 엠보스 칼라강판을 생산할 수 있다.

Claims (1)

  1. 편면에만 엠보스를 부여한 도금강판상에 전처리층이 형성되고, 이 전처리층상에 고가공성의 폴리에스테르 도료를 상ㆍ하도로 코팅하여서 형성되는 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법에 있어서,
    상기 편면 엠보스는 편면 도금부착량이 20-100g/m2이 되도록 소지강판을 도금한 후에 도금강판상에 상ㆍ하단중의 하나의 롤에 엠보스의 산과 골 사이의 경사면과 엠보스의 골부분의 연장선이 이루는 각도가 20-60도 범위인 엠보스롤로 엠보스 깊이가 30-80㎛ 범위내가 되도록 압하처리하여 엠보스 무늬가 형성되는 것을 특징으로 하는 편면 엠보스 칼라강판의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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