KR100711354B1 - 강판의 표면 처리액 도포장치 - Google Patents

Abstract

강판의 내식성 및 후 도장성을 높이기 위한 강판의 표면 처리액 도포장치가 제공된다.

상기 강판의 표면 처리액 도포장치는, 연속 진행되는 도금강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드 및, 표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 일체로 개구 형성된 슬릿으로 구성되거나, 표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 길게 부착된 닙으로 구성된 일체형 노즐수단을 포함하고, 상기 슬릿은 노즐헤드의 양단부 내측에서 노즐헤드의 길이방향으로 이동되는 이동형 노즐블록으로서 강판의 폭에 대응되어 표면 처리액 도포폭이 조정되고, 상기 닙은 노즐헤드의 폭방향으로 유동 가능한 가변형 닙으로 제공된다.

본 발명에 의하면, 표면 처리액의 도금강판 도포시 미세기포들에 의한 강판표면의 결함발생을 방지시키는 것은 물론, 특히 표면 처리액을 강판의 폭이나, 강판의 진행속도, 처리액 도포량에 대응하여 도포하는 것을 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

아연도금, 아연도금강판, 도금강판, 인산피막, 내식성, 도장성

Description

강판의 표면 처리액 도포장치{Apparatus for Coating Surface Treatment Solution of Strip}

도 1은 종래 도금강판의 인산염 처리전 표면 처리액 도포작업을 도시한 것으로서,

(a)는 장치를 도시한 구성도

(b)는 종래 장치를 통한 스프레이 방식의 표면 처리액 도포에 따른 표면결함 상태를 도시한 도 1a의 'A' 요부도를 포함하는 구성도

도 2는 본 발명에 따른 강판의 표면 처리액 도포장치를 도시한 구성도

도 3은 도 2 장치의 변형예를 도시한 구성도

도 4는 본 발명인 장치의 노즐헤드를 도시한 확대도로서,

(a)는 도 2의 노즐헤드

(b)는 도 3의 노즐헤드

도 5는 본 발명인 장치의 노즐헤드 변형예를 도시한 분해 사시도

도 6은 도 5의 구조도

도 7은 본 발명인 장치의 닙 변형예를 도시한 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 강판의 표면 처리액 도포장치 10.... 노즐헤드

12.... 이동형 노즐블록 30.... 노즐수단

50.... 스퀴징롤 S.... 강판

본 발명은 강판의 표면 처리액 도포장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 강판의 인산염 처리를 위한 전처리의 표면 처리액(표면조정 처리액)의 도포시 발생되는 미세기포들에 의한 강판 표면의 점상반점(백색반점)과 같은 표면결함이 발생되는 것을 방지하여 강판(아연도금강판)의 인산염 처리성 및 강판의 표면 내식성을 향상시키고, 자동차 외판재로 사용되는 강판의 도장성도 우수하게 하는 한편, 표면 처리액을 강판의 폭이나, 강판의 진행속도, 처리액 도포량에 대응하여 도포하는 것을 가능하게 하는 강판의 표면 처리액 도포장치에 관한 것이다.

알려진 전기아연 도금강판(이하, '아연도금강판'이라 약한다)은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재용을 비롯하여 미려한 표면관리가 요구되는 가전용 외판재 및 자동차용 외판재까지 적용범위가 점점 확대되고 있는 실정이다.

예를 들어, 일반 건축자재용 아연도금강판에서는 내식성이 가장 중요한 인자이며, 광택, 조도 및 각종 표면결함 등의 특성들은 상대적으로 경시되고 있는 데에 반하여, 근래 그 사용량이 증대되는 칼라강판, 가전재 및 자동차 내, 외판 등의 용도에서는 내식성 못지 않게 표면특성이 매우 중요한 인자이고, 따라서 아연 도금강판의 수요가에서는 엄격한 표면품질을 요구하고 있는 실정이다.

한편, 근래에는 이와 같은 아연도금강판의 추가적인 내식성을 높이면서, 특히 강판제품의 후 프레스 공정시 금형과 피성형 금속 사이의 윤활성의 향상을 위하여 아연도금강판의 표면에 인산염을 처리하여 인산 피막을 형성시키는 기술이 알려져 있다.

특히, 이와 같은 인산염 처리에 의한 아연도금강판의 인산 피막 층은 강판 특히, 자동차 외판재로 사용되는 강판의 도장시 도장의 밀착성, 및 도장 전후의 내식성을 향상하는 것으로 알려져 있어 현재 자동차 강판의 표면 품질에 따른 관심이 집중되고 있는 실정이다.

한편, 화학 구조식으로 살펴보면, Zn(Fe) → Zn⁺² (Fe⁺²) + 2e , 2H+ + 2e^- → H₂↑, 3Zn⁺² + 2H₃P0₄ → Zn₃(PO₄)₂·H₂O + 6H⁺, 3Zn(H₂PO₄)₂ → Zn₃(PO₄)₂·H₂O + 4H₃PO₄ , Zn₂Fe(PO₄)₂H₂O는 PHOPHYLITE(P)이고, Zn₃(PO₄)₂H₂O : HOPEITE(H)이다.

예를 들어, 냉간단조와 같이 피성형 금속의 프레스후의 변형율이 큰 경우에는 피막중량이 큰 인산아연 피막과 스테아르산 비누를 조합하고, 반대로 자동차 외판재나 가전제품과 같은 변형율이 비교적 적은 프레스의 경우는 피막중량이 적은 인산아연 피막 단독 또는, 인산아연 피막과 윤활유를 조합하여 사용한다.

그런데, 강판 도장후의 내식성 향상을 위해서는 미세하고 치밀한 인산 피막의 형성이 필요하다.

한편, 강판의 표면에 인산염을 처리하여 인산 피막을 형성시키기 위하여는 먼저, 강판의 표면에 표면조정 처리액(이하, '표면 처리액'이라 약한다) 예를 들어, 티타늄 콜로아이드(Ti colloide) 등의 표면 처리액을 먼저 강판의 표면에 도포한 후, 인산염 용액이 충진된 탱크에 디핑(deeping)시키어 최종적으로 강판의 인산염 처리를 통한 인산피막을 형성시킨다.

이때, 상기 표면 처리액은 인산 피막의 형성을 원활하게 하도록 하는 전처리 표면조정용이고, 이와 같은 인산염 처리를 위한 표면 처리액은 알려져 있다.

다음, 도 1에서는 이와 같은 인산염의 아연도금강판 처리를 위한 전처리로 강판의 표면 처리액 도포를 위한 장치가 도시되고 있다.

즉, 도 1a에서 도시한 바와 같이, 종래 아연도금강판의 표면 처리액 도포를 위한 장치는, 연속 진행되는 아연도금강판(100)의 진행 위치의 상,하측에 스프레이노즐(112)이 강판의 폭방향으로 소정의 간격으로 배치된 노즐헤드(110)가 배치되어 있다.

따라서, 상기 스프레이노즐(112)을 통하여 인산염 처리를 위한 표면 처리액이 스프레이 형태로 진행되는 아연도금강판(100)의 상,하측 표면에 분사 도포되는 것이다.

그런데, 통상 아연도금되고 추가로 도포되는 인산염 처리작업이 강판 표면 처리의 마지막 단계가 대부분이므로, 인산염 처리시 강판에 표면결함이 발생되면 그 표면결함은 바로 제품의 불량으로 이어지는 경우가 대부분이다.

그러나, 종래의 아연도금강판의 인산염 처리를 위한 표면 처리액의 도포에 있어서는, 다음과 같은 문제가 있는데, 예를 들어 표면 처리액이 스프레이 노즐(112)을 통하여 스프레이 형태로 진행되는 아연도금강판(100)의 표면에 분사 도포되기 때문에, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 아연도금강판(100)의 표면에 미세한 기포(A)들을 형성하는 문제가 있었다.

결국, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 아염도금강판(100)상의 인산염 처리를 위한 표면 처리액 도포시 강판의 표면상에서 발생되는 미세한 기포(A)들은 스퀴징롤(120)에서 압하될 때, 아연도금강판(100)의 표면에 점상반점 예를 들어, 백색반점 등의 표면 결함(T)을 발생시키는 문제를 초래하였다.

따라서, 이와 같은 강판의 인산염 처리를 위한 표면 처리액의 강판 도포시 그 표면에 발생되는 기포에 의한 점상반점 등의 표면 결함은 특히, 표면 품질이 중요한 자동차 외판재로 사용되는 강판의 경우에는 상당한 문제를 초래하고, 이와 같은 표면 결함은 도장의 불량으로 이어 지기 때문에, 강판의 제품 신뢰성을 매우 저하시키는 것이었다.

이에 따라서, 아연도금강판의 인산염 처리를 위한 표면 처리액의 강판 도포시, 강판의 표면에 점상반점 등과 같은 표면결함이 발생되지 않도록 하면 보다 바람직할 것인데, 본 발명에서는 강판의 인산염 처리를 위한 전처리 작업으로 표면 조정 처리액 즉, 표면 처리액의 강판 도포형태를 개선한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적은, 강판의 인산염 처리를 위한 표면 처리액의 강판 도포시 강판 표면의 점상반점과 같은 표면결함이 발생하는 것을 방지하여 도금강판의 인산염 처리성 및 표면 내식성을 향상시키고, 자동차 외판재로 사용되는 강판의 도장성도 우수하게 하는 한편, 특히 표면 처리액을 강판의 폭이나, 강판의 진행속도, 처리액 도포량에 대응하여 도포하는 것을 가능하게 하는 강판의 표면 처리액 도포장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 연속 진행되는 도금강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드; 및
표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 일체로 개구 형성된 슬릿으로 구성된 일체형 노즐수단;
을 포함하고,
상기 노즐 헤드의 외부에 배치된 구동실린더의 구동수단이 연결되면서 상기 노즐헤드의 양단부 내측에서 노즐헤드의 길이방향으로 이동토록 제공되어 표면 처리액의 강판 도포폭을 조정토록 구성된 이동형 노즐블록을 포함하는 강판의 표면 처리액 도포장치를 제공한다.
또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 연속 진행되는 도금강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드; 및
표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 길게 부착된 닙으로 구성된 일체형 노즐수단;
을 포함하고,
상기 노즐수단의 닙은 상기 노즐헤드에 설치된 구동실린더의 구동수단이 연결되어 상기 노즐헤드의 폭방향으로 유동 가능하게 설치되는 가변형 닙으로 구성되어 강판의 진행속도와 표면 처리액 도포량에 맞추어 닙을 통하여 분사되는 표면 처리액 분사방향을 조정 가능토록 구성된 강판의 표면 처리액 도포장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 도금강판은 아연 도금 후에 연속 진행되는 전기아연 도금강판으로 제공되고, 표면 처리액은 강판의 표면에 인산염 처리를 위한 전처리용의 강판 표면조정 처리액으로 이루어 진다.

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이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 강판의 표면 처리액 도포장치를 도시한 구성도이고, 도 3은 도 2 장치의 변형예를 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명인 장치의 노즐헤드를 도시한 확대도이고, 도 5는 본 발명인 장치의 노즐헤드 변형예를 도시한 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 구조도이고, 도 7은 본 발명인 장치의 닙 변형예를 도시한 구조도이다.

먼저, 도 2 및 도 3에서는 본 발명에 따른 강판의 표면 처리액 도포장치(1)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 강판의 표면 처리액 도포장치(1)는 아연 도금된 연속 진행 강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드(10) 및, 상기 노즐 헤드(10)에 길이방향으로 표면 처리액(표면 조정 처리액)(L)의 강판 도포시 미세 기포의 발생을 억제하도록 일체형의 노즐수단(30)을 포함하여 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 강판의 표면 처리액 도포장치는 실제로는 아연도금강판의 표면에 추가적인 내식성과 후 도장성을 높이기 위하여 인산 처리를 위한 전처리로 티타늄 콜로아이드 등의 알려진 표면 처리액(L)을 도포시키는 아연도금강판의 표면 처리액 도포장치인 것이다.

따라서, 본 발명의 도포장치(1)는 전기아연 도금되고 연속 진행되는 강판의 상,하측에서 표면 처리액(L)을 도포시킬 때, 도 2의 슬릿으로 된 노즐수단(30a) 또는 도 3 과 같이 길게 노즐구멍(30b')을 형성하는 닙으로 된 노즐수단(30b)을 이용하여 표면 처리액(L)을 도포하기 때문에, 도 1과 같이 종래 스프레이 형태로 분사시키는 것에 비하여 강판의 표면에 미세기포가 발생하지 않게 한다.

결국, 종래에 표면 처리액을 스프레이형태로 분사시킬 때에 발생되는 강판 표면에서의 미세기포에 의한 점상반점 예를 들어, 백색반점(도 1b의 'T')들의 형성을 억제시키는 특징을 본 발명의 장치는 제공하는 것이다.

이때, 도 2 및 도 3에서의 부호 C는 커버이고, 이하의 도면에서도 마찬가지이다.

따라서, 도 2는 상기 노즐수단의 일 실시예로 상기 노즐헤드(10)의 길이방향으로 일체로 개구 형성된 슬릿(30a)을 도시한 것이고, 도 3은 상기 노즐수단은 상기 노즐헤드(10)의 길이방향으로 길게 구멍(30b')이 형성된 닙(30b)으로 구성한 것을 도시한 것이다.

예를 들어, 도 4a에서 도시한 슬릿(30a)의 노즐수단을 구비하는 노즐헤드 (10)는 사각형상이지만 원통형도 가능하고, 상기 슬릿(30a)은 도면에서 확대하여 도시하였지만, 표면 처리액의 도포를 위한 적정한 크기로 형성시킨다.

그리고, 도 4b에서 도시한 길게 형성된 구멍(30b')을 포함하는 닙(30b)의 노즐수단은 원통형상의 노즐헤드(10)의 일측으로 플레이트들이 용접되고, 이때 원통형 노즐헤드에는 상기 닙과 통하는 개구부분이 형성되어 있음은 물론이다.

다음, 도 5 및 도 6에서는 본 발명인 강판의 표면 처리액 도포장치(1)의 다른 변형 예를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 다른 강판의 표면 처리액 도포장치(1)는 상기 노즐헤드(10)의 양단부 내측으로 구동수단으로 위치 조정되는 이동형 노즐블록(12)을 구비하여 노즐수단(30)을 통한 표면 처리액의 도포 폭을 조정하도록 한 것에 특징이 있다.

이때, 도 5 및 도 6에서는 하부 노즐헤드(10)에 이동형 노즐블록(12)를 설치한 것을 도시하였지만, 상부측 노즐헤드(10)에도 이동형 노즐블록(12)을 설치하는 것도 가능할 것이다.

그리고, 상기 노즐헤드(10)의 내부 양측에는 노즐헤드(10)의 조립과정에서 외부의 구동수단(12a) 즉, 구동실린더들의 로드가 연결되어 노즐헤드의 길이방향으로 이동하는 사각블록형태의 이동형 노즐블록(12)이 삽입되고 상기 구동실린더의 가동이 노즐헤드(10)의 내측에서 노즐헤드의 길이방향으로 이동하게 된다.

따라서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 표면 처리액의 도포를 위한 아연도금강판(S)의 폭에 따라 노즐헤드(10)의 노즐수단인 슬릿(30a)의 길이는 상기 이동형 노즐블록(12)의 이동폭에 따라 조정되면서 이 슬릿(30a)을 통하여 분사 도포되는 표면 처리액(L)의 분사 폭을 조정하는 것이다.

한편, 도 5에서는 하측의 노즐헤드(10)에 이동형 노즐블록(12)을 설치한 것을 도시하였지만, 상측의 노즐헤드에 설치하는 것도 가능하다.

그러나, 도 6에서 도시한 바와 같이, 하부측의 노즐헤드(10)의 노즐수단인 슬릿(30a)의 길이가 강판보다 긴 경우에는 강판 양단부 외곽에서 분사되는 표면조정(L)이 강판의 상부 면에 떨어지면서(점선 화살표) 미세기포를 발생시키어 종래와 같은 점상반점 예를 들어, 백색반점의 발생시킬 우려가 있기 때문에, 적어도 하부측 노즐헤드(10)의 노즐수단인 슬릿(30a)은 그 길이가 강판(S)의 폭에 맞추어 가변 조정되는 것이 바람직하다.

다음, 도 7에서는 본 발명인 강판의 표면 처리액 도포장치의 또 다른 변형예를 도시하고 있는데, 이와 같은 본발명의 또 다른 변형예는, 닙(30b)을 가변형 닙으로 제공하여 표면 처리액(L)의 닙 구멍(30b')의 폭을 자유롭게 조정하는 것은 물론, 표면 처리액(L)의 분사방향을 진행되는 강판(S)의 속도(V) 등에 맞추어 조정하는 것을 가능하게 한 것에 그 특징이 있다.

즉, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 노즐헤드(10)의 하부 양측에 구동수단인 구동실린더(32a)를 설치하고, 상기 구동실린더를 노즐헤드(10)의 닙(30b)에 연결시키어 구동실린더의 가동으로 닙(30b)의 위치를 노즐헤드의 폭방향으로 가변 조정하면, 상기 가변형으로 구조 개선된 닙(30b)은 표면 처리액(L)의 도포방향이나 도포량의 조정을 자유롭게 할 수 있다.

이때, 상기 닙(30b)은 노즐헤드(10)의 개구(10a) 양측에 힌지(34a) 형태로 회동 가능하게 연결되고, 상기 구동실린더(32a)의 로드도 닙(30b)의 후면에 힌지형태로 회동 가능하게 연결되어 있어 구동실린더의 구동에 따라 닙(30b)의 가변 위치조정이 자유롭게 이루어 진다.

따라서, 도 7의 노즐수단인 가변형 닙(30b)은 강판(S)의 진행속도(V)에 맞추어 그 경사각도를 조정할 수 있는 동시에, 닙 구멍(30b')을 통한 표면 처리액의 도포량도 조정하게 하여 정밀한 인산염 처리를 가능하게 할 것이다.

이에 따라서, 본 발명인 강판의 표면 처리액 도포장치 즉, 아연도금강판의 인산염 처리를 위한 전처리의 표면조정 처리액 도포장치의 여러 실시예들에 의하면, 아연 도금된 강판의 표면에 내식성 및 도장성을 향상시키기 위한 표면 처리액 도포시 강판의 표면에서 미세 기포가 발생하지 않아 점상반점과 같은 강판의 표면결함이 방지되는 것은 물론, 정밀한 인산염 처리를 가능하게 하는 여러 이점을 제공하는 것이다.

이와 같이 본 발명인 강판의 표면 처리액 도포장치에 의하면, 강판의 인산염 처리를 위한 전처리인 표면 처리액의 강판 도포시, 기포에 의한 강판 표면의 점상반점과 같은 표면결함의 발생을 예방시키어 도금강판의 인산염 처리성을 보다 향상킨다.

따라서, 최종적으로는 아연도금강판의 표면 내식성을 추가로 향상시키면서 특히 자동차 강판의 경우 강판의 도장성을 보다 향상시키는 우수한 효과를 제공하는 것이다.
더하여, 표면 처리액을 강판의 폭이나, 강판의 진행속도, 처리액 도포량에 대응하여 도포하는 것을 가능하게 하는 다른 우수한 효과를 제공한다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (7)

1. 연속 진행되는 도금강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드; 및

   표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 일체로 개구 형성된 슬릿으로 구성된 일체형 노즐수단;

   을 포함하고,

   상기 노즐 헤드의 외부에 배치된 구동실린더의 구동수단이 연결되면서 상기 노즐헤드의 양단부 내측에서 노즐헤드의 길이방향으로 이동토록 제공되어 표면 처리액의 강판 도포폭을 조정토록 구성된 이동형 노즐블록을 포함하는 강판의 표면 처리액 도포장치.
2. 삭제
3. 연속 진행되는 도금강판의 상,하측에 각각 배치되는 노즐 헤드; 및

   표면 처리액의 강판 도포시 미세기포의 발생을 억제하도록 상기 노즐헤드의 길이방향으로 길게 부착된 닙으로 구성된 일체형 노즐수단;

   을 포함하고,

   상기 노즐수단의 닙은 상기 노즐헤드에 설치된 구동실린더의 구동수단이 연결되어 상기 노즐헤드의 폭방향으로 유동 가능하게 설치되는 가변형 닙으로 구성되어 강판의 진행속도와 표면 처리액 도포량에 맞추어 닙을 통하여 분사되는 표면 처리액 분사방향을 조정 가능토록 구성된 강판의 표면 처리액 도포장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 도금강판은 전기아연 도금 후에 연속 진행되는 아연도금강판으로 제공되고, 표면 처리액은 강판의 표면에 인산염 처리를 위한 전처리용의 강판의 표면조정 처리액으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 강판의 표면 처리액 도포장치.
7. 삭제

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