KR101353241B1 - 고속의 금속 스트립의 생산공정과 직결한 연속 수지코팅 방법 및 이를 이용한 연속 수지코팅 시스템 - Google Patents

고속의 금속 스트립의 생산공정과 직결한 연속 수지코팅 방법 및 이를 이용한 연속 수지코팅 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계; 생산된 금속 스트립이 연속적으로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 방사성 경화성 수지를 비접촉식 코팅 방법으로 코팅하는 단계; 및 코팅된 수지에 대한 방사선 조사를 통해 경화하는 단계를 포함하는 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법 및 이를 이용한 수지코팅 시스템을 제공하며, 상기 연속 수지코팅 방법은 고속으로 생산되는 금속 스티립에 연속적으로 수지를 코팅할 수 있으며, 이를 통해 코팅된 금속 스트립의 물성저하 없이도, 생산효율을 높이고 제조단가를 낮출 수 있다.

Description

고속의 금속 스트립의 생산공정과 직결한 연속 수지코팅 방법 및 이를 이용한 연속 수지코팅 시스템{CONTINUOUS RESIN COATING METHOD DIRECTLY CONNECTED TO PROCESSING METAL STRIPS IN HIGH SPEED AND CONTINUOUS RESIN COATING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 고속의 금속 스트립 생산 공정에 연계되어 금속 스트립 상에 수지를 연속적으로 코팅하는 방법 및 이를 이용한 코팅 시스템에 관한 것이다.
강판상에 수지를 코팅하는 방법은, 용액의 도포방법 측면에서는 크게 접촉식 코팅과 비접촉식 코팅이 있으며, 코팅층의 경화 방법적인 면에서는 열풍, 유도경화, UV 경화 등의 방법으로 나눌 수 있다.
기존의 수지코팅강판은 대부분 용융도금강판상에 수지코팅을 한 것으로, 용융도금 후 스트립을 코일로 감아 이송시킨 후 수지코팅을 하게 되는데, 이 과정에 코일로 권취하기 전 도금층의 손상을 방지하기 위하여 도유를 하고, 이송 후 수지코팅 전에 도유층을 제거하기 위하여 탈지 및 세정 공정을 거치는 등의 부가 공정이 수반된다.
국제 공개공보 WO 2011-020602호 (2011.02.24)
본 발명은 고속의 금속스트립 생산공정에 직결하여 고속으로 수지코팅하고 경화시킬 수 있는 신규 공정을 제안한다.
본 발명은 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계; 생산된 금속 스트립이 연속적으로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 방사선 경화성 수지를 비접촉식 코팅 방법으로 코팅하는 단계; 및 코팅된 수지에 대한 방사선 조사를 통해 경화하는 단계를 포함하는 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법과 이를 이용한 코팅 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 연속 수지코팅 방법은 고속으로 생산되는 금속 스트립에 연속적으로 수지를 코팅할 수 있으며, 이를 통해 코팅된 금속 스트립의 물성저하 없이도, 생산효율을 높이고 제조단가를 낮출 수 있다.
본 발명은 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법 및 이를 이용한 수지코팅 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속 스트립을 생산하는 고속의 공정에 직결하여 연속적으로 수지를 코팅하고, 또한 코팅된 수지층을 고속으로 경화할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다.
하나의 실시예에서, 상기 연속 수지코팅 방법은, 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계; 생산된 금속 스트립이 연속적으로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 방사선 경화성 수지를 비접촉식 코팅 방법으로 코팅하는 단계; 및 코팅된 수지에 대한 방사선 조사를 통해 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연속 수지코팅 방법은 금속 스트립이 공급되는 속도가 180 mpm 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 스트립이 공급되는 속도는 200 mpm 이상, 300 mpm 이상 또는 350 mpm 이상일 수 있다. 금속 스트립이 공급되는 속도의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 1,000 mpm 이하 또는 500 mpm 이하일 수 있으나, 본 발명의 범주가 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 연속 수지코팅 방법은 공급되는 금속 스트립을 연속적으로 그리고 고속으로 수지코팅할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 연속 수지코팅 방법은 금속 스트립을 고속으로 생산하는 공정에 연계될 수 있다. 하나의 예로서, 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계는 마그네슘, 알루미늄 및 철 중 1 종 이상을 생산하는 공정을 포함할 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계는 냉연강판, 열연강판 및 스테인리스강판 중 1 종 이상을 생산하는 공정을 포함할 수 있다. 다만, 용융도금이나 전기도금 방식은 공정속도가 180mpm이상을 구현하기 어려우므로, 본 발명이 목적으로 하는 고속의 코팅 공정을 위하여는 냉연강판, 열연강판, 스테인시스 강판의 생산공정이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 연속 수지코팅 방법은 CAL (Continous Annealing Line) 공정에 연결된 구조일 수 있다. 또 다른 예로는, 고품질의 제품의 생산을 위하여 소재로서 냉연강판이 적용될 수 있다. 예를 들어, 냉연강판상에 도금을 생략하고 수지코팅한 제품을 생산함으로써, 공정 생략 및 생산속도의 현격한 향상으로 원가절감을 실현할 수 있다.
본 발명에서 금속 스트립 상에 방사선 경화성 수지를 코팅하는 방식은 비접촉식 코팅 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 연속적으로 공급되는 금속 스트립 상에 고속으로 수지를 코팅하는 방법으로는 슬롯, 파우더 및 커튼 코팅 중 1 종 이상이 적용될 수 있다. 기존 금속 스트립의 연속 코팅에서는 롤코팅이 사용되고 있는데, 롤코팅의 경우에는 고속에서 용액의 비산이나 미코팅 등이 발생하는 문제점이 있다. 특히, 롤코팅 방식을 고속 코팅에 적용하기 위해서는 롤의 회전속도를 상향시켜야 하고, 이에 따라 원하는 두께의 코팅을 위해서는 용액의 점도를 올려야 한다. 롤을 고속으로 운전하게 되면 고열이 발생하고, 발생된 고열은 코팅공정에 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 고점도의 용액은 용액 저수조에서의 응집발생 등으로 장기간의 용액 저장이 불편하고, 고점도 용액이 코팅팬에 응집되는 등의 문제가 있다.
하나의 예로서, 코팅된 수지를 경화하는 단계는, 수지 상에 방사선을 조사하는 과정을 포함할 수 있다. 고속으로 수지를 코팅한 후, 고속으로 코팅층을 경화하는 방법이 요구된다. 코팅층을 경화하는 방법으로는, 방사선 조사를 통해 수지를 경화할 수 있다. 예를 들어, 방사선은 근적외선, 자외선(UV) 및 전자선(EB) 중 1 종 이상을 이용할 수 있다. 이들은 자외선 또는 전자선 에너지 등으로 수지 조성물 내에 라디칼을 발생시키고, 이들 라티칼이 중합개시제 역할을 하면서 조성물 내에 모노머, 올리고머 혹은 고분자에 가교반을 일으킨다. 이러한 방사선 경화의 방식은 기존 강판코팅층의 경화에 주로 사용되는 열경화나 유도경화에 비하여 비약적으로 짧은 시간 동안 코팅층의 건조가 가능하기 때문에 고속의 금속스트립을 코팅하는 연속공정의 건조 공정으로서 적합하다. 예를 들어, 상기 방사선을 조사하는 과정은 자외선(UV)를 조사하는 것을 포함할 수 있다. 기존의 강판에 형성된 코팅층을 경화하는 방식으로 사용되는 열경화 방법에서는 100 내지 120 m/min의 속도가 나오기 힘들다는 문제가 있다. 예를 들어, 300 m/min의 경화속도를 구현하기 위해서는, 열경화 방법은 오븐의 길이가 60 m 이상 필요하고, 유도경화 방법의 경우는 50 m 정도의 설비 길이가 요구된다. 이에 대해, 본원에 따른 방사선 조사 방식을 적용하는 경우에는 300 m/min의 경화속도를 구현하기 위해서 5 m 정도면 가능하므로, 현저히 경제적이라는 장점이 있다.
경우에 따라서는, 생산된 금속 스트립이 연속적으로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 방사선 경화성 수지를 비접촉식 코팅 방법으로 코팅하는 단계 이전에, 생산된 금속 스트립 상에 도금층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 선택적으로 연속으로 공급되는 금속 스트립상에 도금이 필요한 경우에는, 건식코팅의 물리적 기상 증착 방법이 적용될 수 있다. 건식코팅의 예로는 EML-PVD, EB-PVD, Jet PVD 또는 스퍼터링 등의 방법이 있으며, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한 금속 스트립을 연속 수지코팅할 수 있는 시스템을 제공한다. 하나의 예로서, 상기 시스템은 금속 스트립 연속 생산부; 생산된 금속 스트립이 바로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 비접촉식 코팅 방법으로 방사선 경화성 수지를 연속적으로 코팅하는 수지 코팅부; 및 방사선 조사를 통해 코팅된 수지를 경화하는 수지 경화부를 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 금속 스트립 연속 생산부는 마그네슘, 알루미늄 및 철 중 1 종 이상의 스트립을 생산하게 된다. 금속 스트립을 생산하는 방법은 통상적으로 알려진 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 금속 스트립을 고속으로 생산부는 냉연 강판, 열연강판, 스테인리스 강판, 용융도금강판 및 전기도금강판 중 1 종 이상을 생산할 수 있다.
수지 코팅부는 금속 스트립 생산부에 연계되며, 생산된 금속 스트립 상에 비접촉식 코팅 방법으로 수지를 연속적으로 코팅하게 된다. 비접촉식 코팅 방법은 앞서 설명한 바와 같다. 금속 스트립 상에 코팅되는 수지는, 방사선 경화성 수지라면 특별히 제한되지 않으며, 않으며, 예를 들어, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스터 수지 또는 아크릴 수지 등일 수 있다. 상기 수지는 안료, 중합 개시제 및 안정제 등의 다양한 첨가제가 포함될 수 있으며, 수지에 첨가되는 첨가제의 종류는 특별히 제한되지 않는다.
수지 코팅부를 거친 금속 스트립은 방사선 조사를 통해 코팅된 수지를 경화하는 수지 경화부를 거치게 된다. 수지를 경화하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공정 효율을 높이기 위해서는 방사선 경화 방식이 적용될 수 있다. 방사선 경화방식에 대한 설명은 앞서 언급한 바와 같다. 예를 들어, 금속 스트립에 조사되는 방사선은 자외선(UV)일 수 있다.
상기 연속 수지코팅 시스템은 금속 스트립 생산부와 수지 코팅부 사이에, 필요에 따라, 도금 형성부를 더 포함할 수 있다. 상기 도금 형성부는 금속 스트립의 용도에 따라 스트립 표면에 적절한 도금층을 형성하게 된다. 예를 들어, 금속 스트립이 강판인 경우에 도금 형성부에서 아연 도금층을 형성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계;
    생산된 금속 스트립 상에 건식코팅을 통해 도금층을 형성하는 단계;
    도금층이 형성된 금속 스트립이 연속적으로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 방사선 경화성 수지를 비접촉식 코팅 방법으로 코팅하는 단계; 및
    코팅된 수지에 대한 자외선 및 전자선 중 1 종 이상의 방사선 조사를 통해 경화하는 단계를 포함하는 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    금속 스트립이 공급되는 속도는 180 mpm 이상인 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    금속 스트립이 공급되는 속도는 300 mpm 이상인 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    비접촉식 코팅 방법은 슬롯, 파우더 및 커튼 코팅방식 중 1 종 이상인 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    금속 스트립을 연속적으로 생산하는 단계는 냉연강판, 열연강판 및 스테인리스강판 중 1 종 이상을 생산하는 공정을 포함하는 금속 스트립의 연속 수지코팅 방법.
  6. 금속 스트립 연속 생산부;
    생산된 금속 스트립 상에 건식코팅을 통해 도금층을 형성하는 도금 형성부;
    도금층이 형성된 금속 스트립이 바로 공급되고, 공급된 금속 스트립 상에 비접촉식 코팅 방법으로 방사선 경화성 수지를 연속적으로 코팅하는 수지 코팅부; 및
    자외선 및 전자선 중 1 종 이상의 방사선 조사를 통해 코팅된 수지를 경화하는 수지 경화부를 포함하는 금속 스트립의 연속 수지코팅 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011020602A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Corus Uk Limited Method for applying a coating on a metal strip, apparatus therefor, and coated strip

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