KR101132667B1 - 강판의 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅된 강판의 표면이 미려하고 고속에서 박막의 수지코팅이 가능한 강판의 코팅 방법에 관한 것이다. 본 발명은 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와; 상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와; 상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와; 상기 강판을 이송시키는 단계를 포함한다. 여기에서 상기 조절수단은 상기 조절수단은 상기 픽업롤과 접하도록 회전되며 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 조절롤 등이 사용된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 기존의 롤 코팅공정에 대비하여 동일한 조건하에서 높은 품질의 표면 외관을 유지할 수 있으며, 동일한 부착량의 강판을 생산할 때보다 고속으로 공정이 가능한 효과가 있다.

강판, 코팅, 패턴

Description

강판의 코팅 방법{Coating method for steel plate}

본 발명은 강판의 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외주면에 소정의 패턴이 형성된 패턴롤을 이용하여 강판에 코팅을 함으로써 강판 표면의 품질을 보다 향상시키고 공정 속도를 빠르게 할 수 있는 강판의 코팅 방법에 관한 것이다.

철강 제품을 만드는 데에 사용되는 강판의 제조에 있어서, 마지막 공정으로 행하여지는 것이 코팅공정이다. 코팅공정은 강판의 표면품질을 높여주고 부식방지 등의 기능성을 부여하기 때문에 강판의 제조공정에서 그 중요성이 점차 강조되고 있다.

이와 같이 표면에 코팅이 처리된 표면처리 강판의 수요업체들은 소재의 내식성 및 가공성 등의 1차적인 기능에 있어서 보다 높은 수준의 기능성을 요구하고 있다. 또한, 수요업체의 요구에 따라 강판을 제조하는 제조업체의 경우에는 생산성 및 품질 향상을 위해 보다 빠른 공정 속도, 박막의 부착량 제어, 공정의 안정성 등을 실현하는 것이 필요하다.

이와 같이 표면처리 강판의 코팅기술로는 대량 생산이 용이한 롤 코팅을 비롯하여, 강판을 직접 담가 코팅하는 딥 코팅, 슬롯 사이로 강판을 통과시키는 슬 롯(slot) 코팅 및 스프레이 코팅 등의 방식이 있다.

상기 코팅기술 중에 롤 코팅이 가장 광범위하게 이용되고 있으나, 고기능성 확보를 위해 코팅 용액의 고점도화/고고형분화가 이루어짐에 따라 표면처리 강판의 핵심인 코팅 공정의 제어 변수가 증가하고 표면 외관 등의 품질 확보가 쉽지 않으며 고속화 요구에 부흥하는 결과를 도출하지 못하고 있는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고점도/고고형분의 코팅용액을 사용하여도 높은 표면 품질의 확보가 가능하고 고속 생산이 가능한 강판의 코팅 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와; 상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와; 상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와; 상기 강판을 이송시키는 단계를 포함한다.

상기 픽업롤 또는 코팅롤의 선속도와 강판의 이송속도를 상이하게 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 픽업롤의 선속도(Vp)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하기 일반식 1 또는 2를 만족시키거나, 상기 코팅롤의 선속도(Vc)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하 기 일반식 3 또는 4를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

[일반식 1]

[일반식 2]

[일반식 3]

[일반식 4]

상기 조절수단은 상기 픽업롤과 접하도록 회전되며 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 조절롤임을 특징으로 한다.

상기 조절롤의 회전속도를 상기 픽업롤 또는 코팅롤의 회전속도와 상이하게 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 조절수단은 상기 픽업롤과 일단부가 접하도록 구비된 조절 블레이드임을 특징으로 한다.

상기 패턴면은 20 내지 70°의 경사각을 가진 사선형으로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 패턴면은 선 사이의 폭이 10 내지 200㎛ 을 가지는 사선형으로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 패턴면은 인치(inch)당 10 내지 500 개의 선을 가진 격자형, 피라미드형 또는 사다리꼴형 중에 어느 하나로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 패턴면은 인치(inch)당 10 내지 300 개의 선을 가진 벌집형으로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 패턴면의 두께는 10 내지 200㎛의 두께를 가짐을 특징으로 한다.

본 발명에서는 픽업롤의 외주면에 소정의 패턴을 형성하여 강판에 코팅이 이루어지도록 구성된다. 이와 같은 코팅공정에 의하면 고점도/고고형분의 코팅용액을 사용하여도 기존의 롤 코팅공정에 대비하여 동일한 조건하에서 높은 품질의 표면 외관을 유지할 수 있으며, 동일한 부착량의 강판을 생산할 때보다 고속으로 공정이 가능한 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 코팅 방법을 수행하는 코팅장치를 보인 구성도이다.

이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법은 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면(3)이 형성되어 있는 픽업롤(1)을 이용하여 코팅 용액(40)을 픽업하는 단계와; 상기 픽업롤(1)로부터 코팅용액(40)을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤(10)을 이용하여 상기 코팅용액(40)을 강판에 공급하는 단계와; 상기 픽업롤(1)과 접하도록 구비된 조절수단(20)을 이용하여 상기 코팅용액(40)의 공급량을 조절하는 단계와; 상기 강판을 이송시키는 단계를 포함한다.

상기 픽업롤(1)은 용기(42)에 담긴 코팅용액(40)과 접하도록 구비되어 코팅용액(40)을 픽업하는 역할을 한다. 이와 같이 픽업된 코팅용액(40)은 상기 픽업롤(1)과 동일한 방향 또는 반대방향으로 회전되는 코팅롤(10)로 전달된다. 그리고, 상기 코팅롤(10)은 상기 강판(32)과 접하도록 회전되면서 강판(32)에 코팅용액(40)을 공급하여 코팅이 이루어지도록 한다.

한편, 이 과정에서 상기 조절롤(20)은 상기 강판(32)에 코팅용액(40)의 공급량을 조절하는 역할을 한다. 상기 조절롤(20)은 예를 들어, 상기 픽업롤(1)과의 간격 또는 회전속도를 조절함으로써 코팅용액(40)의 공급량을 조절하게 된다.

본 실시예에 도시된 이송수단(30)은 상기 강판(32)이 곡면을 따라 이송되도로 한다. 이와 같이 이송되면서 코팅이 이루어진 강판(32)의 코일의 형태로 감아져서 배출된다.

다음으로 도 2에는 도 1의 실시예에서 조절수단의 다른 실시예를 보인 구성도가 도시되어 있다.

이를 참조하면, 상기 강판(32)에 공급되는 코팅용액(40)의 공급량을 조절하기 위한 다른 수단으로서 조절 블레이드(25)가 구비된다. 상기 조절 블레이드(25) 는 일단부가 상기 픽업롤(1)에 밀착되게 위치하여 상기 픽업롤(1)에서 픽업된 코팅용액(40)의 양을 조절하게 된다.

한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강판의 코팅 방법을 수행하는 코팅장치가 도시되어 있다. 참고로, 도 3 및 도 4에서 상술한 실시예와 동일한 구성에 대해서 백번 대의 도면부호를 부여하고 이에 대해 자세한 설명은 편의상 생략하기로 한다.

이를 참조하면, 본 실시예에서는 상술한 실시예와 달리 강판(132)이 직선방향으로 이송되면서 코팅이 이루어진다. 이와 같이 이송된 강판(32)은 코일과 같이 말아진 상태로 배출되거나 소정의 길이로 절단되어 배출될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법을 구성하는 픽업롤(1)의 외주면에는 일정한 패턴면(3)이 형성되어 있다. 상기 패턴면(3)은 상기 강판(32)의 표면 품질을 향상시키기 위해 형성된 부분으로서, 다양한 형상으로 이루어진다. 상기 패턴면(3)은 그 두께가 10 내지 500㎛ 를 가진다. 이하에서는 상기 패턴면(3)의 구체적인 형상을 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 5a에는 사선형으로 형성된 패턴면(3)이 도시되어 있다. 상기 사선형은 다수개의 선이 경사지게 배치된 형상으로서, 선은 소정의 폭(W)을 가진다. 상기 폭(W)은 10 내지 200㎛ 를 가진다. 또한, 상기 사선형의 패턴면(3)은 바람직하게 20 내지 70°의 경사각(θ)을 가진다.

다음으로, 도 5b에는 격자형, 도 5c에는 피라미드형, 도 5d에는 사다리꼴형 의 패턴면(3)이 각각 도시되어 있다. 여기에서 격자형, 피라미드형 및 사다리꼴형의 패턴면(3)은 인치(inch)당 10 내지 500개의 선을 가지도록 형성된다. 끝으로, 도 5e에는 벌집형의 패턴면(3)이 도시되어 있다. 여기에서 벌집형의 패턴면(3)은 인치(inch)당 10 내지 300개의 선을 가지도록 형성된다. 또한, 상기 벌집형의 패턴면(3)은 돌출된 부분의 두께(D)가 10 내지 500㎛ 를 가지도록 형성된다.

여기에서, 상기 인치(inch)는 상기 패턴면(3)에 평행하게 그어진 두 개의 선의 간격을 말하는 것으로, 예를 들어, 상기 픽업롤(1)의 회전방향에 평행 또는 수직한 방향으로 그어진 두 개의 선 사이의 간격을 말한다.한편, 상기 패턴면(3)의 두께(D)는 상기에서 10 내지 500㎛ 를 가진다고 하였는데, 이는 통상적인 제지, 섬유 공정에서 사용하는 두께를 나타낸 것이고, 본 발명에서는 강판 표면을 고르고 깨끗하게 코팅하기 위해 10 내지 200㎛ 의 두께로 사용하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 패턴면(3)의 폭(W), 경사각(θ), 선의 개수 및 두께(D)는 바람직한 예를 들어 설명한 것이고, 반드시 상술한 수치에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 실시예에서 픽업롤(1), 코팅롤(10), 조절롤(20)은 강판(32)의 이송속도를 기준으로 서로 상이한 선속도로 회전되도록 제어된다. 구체적으로 설명하면, 일반적으로 제지, 섬유 공정에서 사용되는 패턴롤의 역할은 정확하고 선명한 패턴 무늬를 기재에 전달하는 것이나, 본 실시예에서는 강판(32)의 표면에 패턴면(3)을 형성하기 위한 것이 아니고 보다 깨끗한 표면을 가진 강판(32)을 제조하기 위함이다. 따라서, 본 발명의 픽업롤(1), 코팅롤(10), 조절롤(20)은 일반적인 패턴롤 공정과 달리 서로 상이한 속도로 제어되는 공정을 통해 강판(32)의 표면 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 픽업롤(1), 코팅롤(10), 조절롤(20)의 선속도제어는 설계 및 공정 조건에 따라 다양한 비율로 제어될 수 있는데, 상기 픽업롤(1)의 주속비(강판의 이송속도에 대한 속도비)는 20 내지 180%, 코팅롤(10)의 주속비는 90 내지 200%, 조절롤(20)의 주속비는 0 내지 100%의 범위에서 제어가 이루어질 수 있다. 참고로, 상기 픽업롤(1), 코팅롤(10) 및 조절롤(20)는 코팅롤(10)이 가장 빠른 선속도를 가지고, 그 다음으로 픽업롤(1)이 빠른 선속도를 가지며, 조절롤(20)은 가장 느린 선속도로 제어된다.

구체적으로, 상기 픽업롤의 선속도(Vp)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하기 일반식 1 또는 2를 만족시키거나, 상기 코팅롤의 선속도(Vc)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하기 일반식 3 또는 4를 만족시키게 된다. 이하에서 상기 픽업롤의 선속도(Vp)와 강판의 이송속도(Vs), 상기 코팅롤의 선속도(Vc)와 강판의 이송속도(Vs)가 동일한 경우는 배제하였다.

[일반식 1]

[일반식 2]

[일반식 3]

[일반식 4]

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법의 강판을 제조하고, 제조된 강판의 표면 품질을 평가하는 것에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 강판(32)의 시편은 표면처리 조성물을 도포하기 위한 소재 강판으로서 부착량이 편면기준 20g/㎡ 인 전기아연도금강판을 사용하였고, 도포방법으로서 제조된 조성물을 상부에 도포하고, 180℃의 PMT(Peak metal temperature)에서 건조시켰다. 그리고, 피막의 부착량은 1000㎎/㎡ 이었다.

이와 같이 코팅된 강판(32)에 대하여 표면품질 결함수, 줄무늬 결함수, 부착량 편차에 대한 평가를 하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

(1) 표면품질 결함수 : 5×5㎠ 당 표면 결함수를 다음 기준에 의하여 평가하였다.

○ : 결함수 5이하, △ : 결함수 5초과 10이하, × : 결함수 10초과

(2) 줄무늬 결함수 : 5×5㎠ 당 표면 결함수를 다음 기준에 의하여 평가하였다.

○ : 결함수 없음, △ : 결함수 10이하, × : 결함수 10초과

(3) 부착량 편차 : 강판(32)의 시편의 코팅 방향 대비 폭방향 1㎝ 간격으로 총 11점을 부착량 측정기를 이용하여 측정하였다.

이와 같은 조건으로 강판(32)의 표면 품질을 평가한 결과 다음 표와 같이 나타났다.

	표면품질 결함수	줄무늬 결함수	부착량 편차
본 발명에 의한 강판	○	○	940~1030㎎/㎡
종래의 강판	△	×	870~1160㎎/㎡

이상의 평가 결과로부터, 본 발명에 의한 강판은 종래의 강판에 비하여 현저하게 표면품질이 우수한 것을 확인할 수 있다. 표면품질 결함수와 줄무늬 결함수는 종래에 비해 상당 부분 향상되었고, 부착량 편차 또한 종래에 비해 줄어들어 우수한 품질인 것을 증명하고 있다.

또한, 도 6a에 도시된 본 발명에 의한 강판의 표면 상태는 도 6b에 도시된 종래의 강판에 비하여 품질이 향상된 것을 확인할 수 있다. 도 6b에 도시된 종래의 강판에서는 다수개의 줄무늬가 보이지만 본 발명에 의한 강판은 깨끗한 표면을 가지는 것을 쉽게 알 수 있다.

다음으로, 도 7a 및 도 7b에는 종래와 본 발명의 강판의 코팅 방법에 의해 코팅된 강판의 표면 품질의 결함수를 비교한 그래프가 도시되어 있다.

참고로, 도 7a 및 도 7b에 도시된 그래프에서 두꺼운 실선으로 표시된 부분의 내부는 결함수가 없고(○), 얇은 실선으로 표시된 부분의 내부는 결함수가 10이하(△)이며, 얇은 실선으로 표시된 부분의 외부는 결함수 가 10초과(×)임을 나타낸다.

종래의 공정 영역인 도 7a에서는 두꺼운 실선이 나타나지 않는 것에 비춰볼 때, 종래의 코팅공정에 의한 강판에서는 결함수가 무조건 나타난다는 것을 알 수 있다.

하지만, 본 발명에 의한 공정 영역인 도 7b에서는 결함수가 없는 구간인 두꺼운 실선이 나타난 것을 볼 수 있다. 따라서, 픽업롤의 주속비와 코팅롤의 주속비를 적절하게 조절하면 두꺼운 실선의 구간 내의 결함수가 없는 강판을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법에 의해 코팅된 강판(32)은 표면 품질이 향상되므로 고속으로 코팅공정을 진행하여도 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 있고, 고점도/고고형분의 코팅용액을 사용하여도 높은 수준의 품질을 확보할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 코팅 방법을 수행하는 코팅장치를 보인 구성도.

도 2는 도 1의 실시예에서 조절수단의 다른 실시예를 보인 구성도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강판의 코팅 방법을 수행하는 코팅장치를 보인 구성도.

도 4는 도 3의 실시예에서 조절수단의 다른 실시예를 보인 구성도.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법의 픽업롤에 형성된 패턴을 보인 예시도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 강판의 코팅 방법에 의해 코팅된 강판의 표면상태를 종래와 비교한 사진.

도 7a 및 도 7b는 종래와 본 발명의 강판의 코팅 방법에 의해 코팅된 강판의 표면 품질의 결함수를 비교한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 픽업롤 3 : 패턴면

10 : 코팅롤 20 : 조절롤

25 : 조절 블레이드 30 : 이송수단

32 : 강판 40 : 코팅용액

42 : 용기

Claims (11)

1. 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와;

   상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와;

   상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와;

   상기 강판을 이송시키는 단계를 포함하고,

   상기 패턴면은 20 내지 70°의 경사각을 가진 사선형으로 형성됨을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
2. 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와;

   상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와;

   상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와;

   상기 강판을 이송시키는 단계를 포함하고,

   상기 패턴면은 선 사이의 폭이 10 내지 200㎛ 을 가지는 사선형으로 형성됨을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
3. 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와;

   상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와;

   상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와;

   상기 강판을 이송시키는 단계를 포함하고,

   상기 패턴면은 인치(inch)당 10 내지 500 개의 선을 가진 격자형, 피라미드형 또는 사다리꼴형 중에 어느 하나로 형성됨을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
4. 외주면에 10 내지 500㎛ 의 두께를 가진 패턴면이 형성되어 있는 픽업롤을 이용하여 코팅용액을 픽업하는 단계와;

   상기 픽업롤로부터 코팅용액을 전달받고, 강판에 접하도록 회전하는 코팅롤을 이용하여 상기 코팅용액을 강판에 공급하는 단계와;

   상기 픽업롤과 접하도록 구비된 조절수단을 이용하여 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 단계와;

   상기 강판을 이송시키는 단계를 포함하고,

   상기 패턴면은 인치(inch)당 10 내지 300 개의 선을 가진 벌집형으로 형성됨을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 픽업롤 또는 코팅롤의 선속도와 강판의 이송속도를 상이하게 제어하는 것을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 픽업롤의 선속도(Vp)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하기 일반식 1 또는 2를 만족시키거나, 상기 코팅롤의 선속도(Vc)와 강판의 이송속도(Vs)의 비가 하기 일반식 3 또는 4를 만족시키는 것을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.

   [일반식 1]

   

   [일반식 2]

   

   [일반식 3]

   

   [일반식 4]

   
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절수단은 상기 픽업롤과 접하도록 회전되며 상기 코팅용액의 공급량을 조절하는 조절롤임을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 조절롤의 회전속도를 상기 픽업롤 또는 코팅롤의 회전속도와 상이하게 제어하는 것을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절수단은 상기 픽업롤과 일단부가 접하도록 구비된 조절 블레이드임을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 패턴면의 두께는 10 내지 200㎛의 두께를 가짐을 특징으로 하는 강판의 코팅 방법.
11. 삭제

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