KR100857143B1 - 산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로서, 산업용 롤러에 대한 하도코팅 및 상도코팅시 에틸렌 폴리우레탄을 이용하여 코팅함으로써 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러의 산에 의한 부식을 방지하고 롤러를 경량화하는 것을 목적으로 한다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 롤러의 표면을 세척한 후 하도코팅을 하는 공정과, 상기 하도코팅을 경화하는 공정과, 상기 경화된 롤러의 하도코팅 상에 상도코팅을 하는 공정과, 상기 상도코팅을 경화하는 공정과, 상기 상도코팅 된 롤러를 선반에서 황삭가공을 하는 공정과, 상기 황삭가공 후 연마기를 이용하여 연마가공을 하는 공정과, 상기 연마가공 후 사포를 이용하여 표면처리를 하는 공정으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러에 에틸렌 폴리우레탄을 이용하여 코팅함으로써 내식성, 내마모성, 이형성, 변형률에 대하여 우수한 성능을 갖게 되는 효과가 있다.

하도코팅, 상도코팅, 알루미늄 롤러, 연마가공

Description

산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러 코팅방법{COATING COMPOSITION OF AN INDUSTRIAL ROLLER THEREOF AND COATING METHOD OF AN INDUSTRIAL ROLLER USING THE COATING COMPOSITION}

본 발명은 산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러에 대한 하도코팅 및 상도코팅시 에틸렌 폴리우레탄을 이용하여 코팅함으로써 산에 의한 부식을 방지하는 산업용 롤러 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러 코팅방법에 관한 것이다.

종래 알루미늄 소재를 이용한 산업용 롤러는, 파이프를 가공하는 공정과, 파이프의 양쪽에 샤프트를 삽입하는 공정과, 샤프트와 파이프를 용접하는 공정과, 제작된 롤러의 표면을 가공하는 후처리 공정과, 표면 후처리 후의 도금 및 코팅 공정을 거쳐 제조된다.

상기한 방법으로 제조된 롤러는 마지막에 코팅공정을 거치게 되는데, 이때 사용되는 코팅재로는, 고무, 세라믹, 니켈, 아노다이징, 테프론, 크롬 등이 이용된다.

롤러는 일반적으로 경량인 알루미늄 소재로 제조되는데, 이는 부식에 약한 단점이 있다. 따라서, 알루미늄 소재의 롤러는 부식을 방지하기 위하여 경질크롬도금을 하는 것이 일반적이다. 그러나, 알루미늄 롤러에 크롬도금을 하게 되면, 도 1에 도시한 바와 같이, 상단 윗면의 도금층에 모공처럼 미세하게 형성된 크랙을 통해 산이 크랙사이로 침투하여 부식시킴으로써 롤러에서 도금을 박리시키게 되는 문제점이 있다.

상기 롤러에 대한 크롬도금시 알루미늄은 이온화 에너지가 5.98eV로서, 이온화 에너지가 7.9eV인 철보다 산에 의한 이온화에너지가 약화되어 쉽게 부식되는 특성이 있다.

또한, 롤러 표면에 핀홀 또는 크랙이 있는 경우에 경질크롬도금을 하게 되며, 부착성이 나빠 메우는 피복능력이 좋지 않게 되어 두께의 증가 및 표면의 결함을 확대시키게 된다.

또한, 공업용 크롬도금은 일반적으로 도금 층이 갈라지는 문제점을 지니고 있다. 이러한 갈라짐 현상은 부식성 액이 소재에 침입하여 부식시키는 문제를 발생시킨다.

그리고, 물속이나 습기가 많은 상태에서 사용되는 두꺼운 크롬도금은, 밀착력이 약할 때 밀착된 부분과 밀착되지 않은 부분에서 가열, 냉각의 되풀이 및 외부 압력의 되풀이로 인하여 두꺼운 도금이 갈라져 소재를 부식시키기도 한다.

또한 크롬도금은, 내식성이 있지만, 수용액 등에 접하는 경우 모세관 현상에 의하여 수용액이 도달한 소지를 부식시키는 문제점이 있다.

또한, 엘시디 필름 제조공정에 사용되는 롤러는, 염착공정에서 사용되는 요오드에 의하여 부식되기도 한다. 이러한 부식을 방지하기 위하여 스테인레스로 롤러를 제조하기도 하나, 이 경우에 따라 제조비가 증가하는 문제점이 있다.

또한, 롤러에 고무를 코팅한 경우에는, 3~6개월마다 주기적으로 고무를 교체하여야 하기 때문에 수리비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 롤러는, 생산성 향상을 위하여 롤러의 속도를 높이면 마찰계수가 상승하는데, 이때 미세한 스크래치가 발생되어 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 알루미늄 롤러에 대한 크롬도금시 문제점인 핀홀이나 크랙 형성을 방지하는 산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러 코팅방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러를 에틸렌 폴리우레탄으로 하도코팅 및 상도코팅을 하여 산에 의한 부식을 방지하여 도금이 박리되는 것을 방지하는 산업용 롤러의 코팅제 조성물 및 이를 이용한 롤러 코팅방법을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일 실시예로서 비철의 경우 코팅제 100중량부에 대하여 진녹색 프라이머 45.5 ~ 55.5중량부, 경화제 18.5 ~ 22.5중량부, 신나 17.5 ~ 33.5중량부로 배합되는 하도코팅 조성물을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서 철의 경우 코팅제 100중량부에 대하여 적색 프라이머 45.5 ~ 55.5중량부, 경화제 18.5 ~ 22.5중량부, 신나 17.5 ~ 33.5중량부로 배합되는 하도코팅 조성물을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서 코팅제 100중량부에 대하여 내열성 강화제 4.25 ~ 5.25중량부, 우레탄 50.45 ~ 60.45중량부, 경화제14.25 ~ 16.5중량부, 신나 22.25 ~ 27.25중량부로 배합되는 상도코팅 조성물을 특징으로 한다.

본 발명의 알루미늄 롤러 코팅은, 열처리 과정을 거치지 않고 상온18~40℃에서 5일간 경화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일 실시예로서 산업용 롤러 코팅방법은, 산업용 롤러의 표면을 세척한 후 하도코팅 조성물을 도포하여 하도코팅을 하는 공정(S100)과, 상기 하도코팅을 경화하는 공정(S200)과, 상기 경화된 롤러의 하도코팅 상에 상도코팅 조성물을 도포하여 상도코팅을 하는 공정(S300)과, 상기 상도코팅을 경화하는 공정(S400)과, 상기 상도코팅 된 롤러를 선반에서 황삭가공을 하는 공정(S500)과, 상기 황삭가공 후 연마기를 이용한 연마가공을 하는 공정(S600)과, 상기 연마가공 후 사포를 이용한 표면처리를 하는 공정(S700)으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하도코팅두께는 10~200㎛로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 상도코팅두께는 20~500㎛로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 원료가 액상으로 되어 있고, 융사방식으로 코팅을 하기 때문에, 표면에 크랙 및 핀홀이 없어 산이 침투되지 않으며, 불소가 함유되어 산에 의한 부식에 대하여 매우 강해 내식성이 우수하다는 효과가 있다.

또한, 폴리우레탄이 함유되어 있어 마모 및 복원력이 매우 뛰어나고, 경화 완료후 표면경도가 경질크롬도금시의 표면경도와 거의 같아 내마모성이 우수하다는 효과가 있다.

또한, 최종연마작업시 가공에 따라 표면 거칠기를 다양하게 할 수 있기 때문 에, 슬립성이 좋아 이형성이 우수한 효과가 있다.

또한, 기존 크롬도금방식은 황산에 롤러를 집어 넣어 전기를 통해 크롬을 달라붙게 하는 전해도금방식으로서 도금조 내부의 온도는 70~100도에 이르지만, 에틸렌 폴리우레탄 도장은 열이 발생되는 공정이 전혀 없기 때문에 변형률이 우수하다는 효과가 있다.

또한, 에틸렌 폴리우레탄 코팅 후 연마시, 롤러 중앙부위에 크라운 가공이 용이하여 엘시디 필름 제조시 주름개선을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러에 대한 프라이머, 경화제, 신나를 배합한 하도코팅 후 내열성 강화제, 우레탄, 신나 등의 에틸렌 폴리우레탄을 이용한 코팅을 통해 크랙 및 핀홀이 없고, 마모 및 복원력과 슬립성이 좋아 크롬도금 방식보다 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 알루미늄, 스틸, 고무 등의 산업용 롤러에 대한 코팅이 프라이머, 경화제, 신나를 배합한 코팅 조성물로 하도코팅 되고 에틸렌 폴리우레탄을 포함하는 상도코팅 조성물로 상도코팅하여 가공함으로써 내식성, 내마모성, 이형성, 변형률 면에서 크롬도금 방식보다 우수하도록 하는 특성을 특징으로 한다.

<실시예1>

상기한 코팅제 조성물을 이용한 알루미늄 코팅방법을 상세히 설명하면, 먼저 알루미늄 롤러의 표면을 세척(S100)하고, 그 위에 하도코팅(S200)을 한다. 상기 하 도코팅은 비철과 철의 경우로 구분되어 실시된다. 먼저 비철의 경우는 표1의 내용처럼 배합된 하도코팅 조성물을 사용하여 코팅된다.

[표1]

용제	약품	색상	비율	중량환산	코팅두께
프라이머	VP184PTA	초록색	5±0.5	50g	10~200㎛
경화제	VP184PTB	무색	2±0.5	20g
신나	락카희석제 030	무색	3±0.5	30g

상기한 하도코팅 조성물은 비철일 경우에 초록색의 프라이머를 사용하여 상도코팅에 대한 접착성이 좋도록 한다. 그리고 무색의 경화제는 하도코팅을 상온에서 신속히 건조시켜 굳히는 기능을 하게 된다. 또한 무색의 신나는 계절에 관계없는 락카희석제가 사용된다. 또한, 상기 비철에 대한 하도코팅(S200)은, 표1에 표시한 바와 같이, 프라이머 50중량부, 경화재 20중량부, 신나 30중량부로 배합된 코팅제 조성물에 의하여 10~200㎛의 두께로 코팅된다.

상기한 바와 같이 비철에서 이루어진 하도코팅 후에 후술한 상도코팅 공정을 수행하게 된다.

<실시예2>

그리고 철에 대한 하도코팅제 조성물은 표2에 표시한 바와 같이, 적색의 프라이머를 사용하여 상도코팅에 대한 접착성이 좋도록 하고, 무색의 경화제는 하도코팅을 상온에서 신속히 건조시켜 굳히는 기능을 하게 된다. 그리고 무색의 신나는 락카희석제를 하절기용과 동절기용을 구별하여 사용한다.

[표2]

용제	약품	색상	비율	중량환산	코팅두께
프라이머	VP171PTA	적색	5±0.5	50g	10~200㎛
경화제	VP171PTB	무색	2±0.5	20g
신나	락카희석제 037u(하절기용) 락카희석제 037(동절기용)	무색	3±0.5	30g

철일 경우 하도코팅(S200)은, 철(Fe)일 경우 표2에 표시한 바와 같이, 프라이머 50중량부, 경화재 20중량부, 신나 30중량부가 배합된 코팅제 조성물에 의하여 10~200㎛의 두께로 코팅된다. 이때 상기 신나는 하절기용 및 동절기용을 구분하여 사용 코팅이 증대되도록 한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 하도코팅(S200)은, 이후 시행되는 상도코팅(S300)에서 상도의 접착성이 증대되도록 하는 기초 코팅이다.

상기한 하도코팅(S200) 후 경화(S300)가 이루어지면 다음 단계인 상도코팅(S400)을 수행한다.

<실시예3>

상도코팅시 이용되는 코팅제 조성물은 표3에 표시한 바와 같이, 불소를 이용한 내열성 강화제를 사용하여 열에 강하도록 하고, 불소가 첨가된 폴리우레탄은, 마모 및 복원력 면에서 뛰어나도록 하고, 경화제는, 상도코팅 조성물의 건조가 신속하도록 한다. 신나는 하절기용 폴리우레탄 희석제를 이용한다.

[표3]

용제	약품	색상	비율	중량환산	코팅두께
내열성.강화제	불소(F)		0.5±0.05	5g	20~500㎛
우레탄	UT578(A) - 배합시 불소3%첨가됨	백색	5.8±0.5	55g
경화제	UT578(A) 958	무색	1.5±0.5	15g
신나	우레탄희석제 03TU(하절기용)	무색	2.5±0.5	25g

즉, 표3에 표시한 같이, 내열성·강화제 5중량부, 폴리우레탄 55중량부, 경화제15중량부, 신나25중량부를 배합된 상도코팅제 조성물로 20~500㎛의 두께로 코팅된다. 그리고 상기 폴리우레탄은 불소3%를 첨가하여 내열성이 강화되도록 하여 사용한다. 그리고 신나는 하절기용 폴리우레탄 희석제를 사용하여 희석이 용이하도록 한다.

상기한 바와 같이 알루미늄 롤러에 대하여 이루어지는 하도·상도코팅은 열처리 과정을 거치지 않기 때문에 상온 18~40℃에서 5일간 경화(S300) 이루어지도록 한다. 따라서 상기한 코팅제 조성물에 대한 배합비율을 벗어나지 않도록 해야 한다.

왜냐하면, 상기한 상·하도 코팅제 조성물의 배합비를 벗어나게 되면 파이프, 하도층, 상도층의 접착이 되질 않고 표면이 갈라지거나 미세한 홀 발생이 많아져 제품의 기능을 상실하여 본 발명의 목적을 벗어나기 때문이다.

상기한 바와 같이 하도코팅 및 상도코팅을 수행한 후 상온에서 경화과정(S500)이 완료되면, 선반에서 황삭가공(S600)과 연마기를 이용한 연마가공(S700)을 한다. 이때 작업이 가능한 최소두께는 20㎛이고, 작업가능한 최대두께는 500㎛이며, 코팅 연마 완성 후 150~200㎛의 두께가 남아있도록 가공한다.

상기한 연마가공(S700) 후에는 표면거칠기(표면조도)를 사포를 이용한 표면처리(S800)를 하여 표면결정이 이루어지면 알루미늄 롤러에 대한 코팅 공정이 완료된다. 상기 공정을 거쳐 제조된 알루미늄 롤러는, 크롬도금보다 내식성, 내마모성, 이형성, 변형률 면에서 매우 우수하다.

그리고, 상기한 알루미늄 롤러는, MEK(Methyl Ethyl Ketone), 톨루엔, 신나 등 유기용제에는 매우 약하므로 이러한 점들에 대하여 주의하고, 물이나 일반가정용 세제 또는 차량용 세재를 이용한 롤러 세척은 가능하다.

본 발명은, 부식에 약한 소재의 산업용 롤러를 에틸렌 폴리우레탄을 이용한 코팅제 조성물로 코팅을 함으로써 내식성, 내마모성, 이형성, 변형률에 대하여 우수하도록 한 것으로, 산업 전반에 이용되는 봉형 롤러의 제조 분야에 널리 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 롤러 코팅방법을 도시한 블럭도.

Claims (5)

1. 롤러의 표면을 세척하는 공정(S100)과,

   세척된 롤러의 표면에, 코팅제 100중량부에 대하여 프라이머 45.5 ~ 55.5중량부, 경화제 18.5 ~ 22.5중량부, 신나 17.5 ~ 33.5중량부로 배합된 조성물로 하도코팅을 하는 공정(S200)과,

   상기 하도코팅을 경화하는 공정(S300)과,

   상기 경화된 롤러의 하도코팅 상에, 코팅제 100중량부에 대하여 내열성 경화제 4.25 ~ 5.25중량부, 폴리우레탄 50.45 ~ 60.45중량부, 경화제 14.25 ~ 16.5중량부, 신나 22.25 ~ 27.25중량부로 배합된 조성물로 상도코팅을 하는 공정(S400)과,

   상기 상도코팅을 경화하는 공정(S500)과,

   상기 상도코팅된 롤러를 선반에서 황삭가공을 하는 공정(S600)과,

   상기 황삭가공 후 연마기를 이용한 연마가공을 하는 공정(S700)과,

   상기 연마가공 후 사포를 이용하여 표면처리를 하는 공정(S800)을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 롤러 코팅방법.
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