KR101372156B1 - 코팅강판의 눌림마크 제거장치 - Google Patents

코팅강판의 눌림마크 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도장강판의 코일 권취 및 이송시 발생하는 눌림마크 결함을 제거하는 장치에 관한 것으로, 특히 코일을 판재로 절단하면서 동시에 근적외선 조사와 같은 열처리를 이용하여 도장표면의 눌림마크를 제거하는 장치에 관한 것이다.

Description

코팅강판의 눌림마크 제거장치{Apparatus for removing pressed mark in coated steel sheets}
본 발명은 도장강판의 코일 권취 및 이송 시 발생하는 눌림마크 결함을 제거하는 장치에 관한 것으로, 특히 코일을 판재로 절단하면서 동시에 열처리하여 도장표면의 눌림마크를 제거하는 장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 눌림마크가 발생한 코일을 판재로 절단한 후 컨베이어 벨트 이송 시 컨베이어 벨트 상부에 열처리수단을 설치하여 강판표면을 가열함으로써 눌림마크를 복원하는 장치에 관한 것이다.
코일 코팅강판 생산 후 코일 권취 및 이송/보관 시 이면에 의한 제품 코팅면 눌림마크가 발생한다. 특히 UV 코팅강판과 같은 고광택 코팅제품에서는 눌림마크에 의한 코팅표면 결함이 선명하게 관찰되어 개선이 필수적이다. 상기 결함을 개선하기 위한 종래 기술로는, 코팅제품 개선기술(제품 코팅면 하드 설계, 이면코팅 소프트 설계), 코일 권취조건 최적화 기술(권취텐션, 권취중량, 권취시간 최소화), 또는 시트재 적층 후 열처리를 통한 복원기술을 사용하였다.
기존 코팅제품 개선기술 및 권취조건 최적화 기술의 경우, 광택 눌림은 일부 개선 가능하나, 눌림마크의 완벽한 제거가 불가능하고, 제품 요구물성 및 생산성을 저하시키는 한계가 있다. 눌림마크 복원방법으로 기존의 시트재를 배치타입(batch type)에서 열처리를 통해 복원하는 기술이 있는데, 이와 같은 경우에는 추가공정에 의해 생산성을 저하시키는 한계가 있고, 보호필름이 적층된 코팅제품의 경우 적치 후 장시간 열처리 시 보호필름 내 가소제 성분의 용출에 의한 코팅면 오염 및 점착력 상승의 위험성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 코일 시트재 절단라인 상에서 연속공정으로 코팅강판의 눌림마크 결함을 복원할 수 있는 설비를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 코팅층에 눌림마크가 형성된 코일형태의 코팅강판을 절단하는 절단수단; 상기 절단수단 이후에 설치되고, 절단된 판재형태의 코팅강판을 이송하는 이송수단; 상기 이송수단의 상부에 설치되고, 이송되는 코팅강판을 가열하여 눌림마크를 제거하는 열처리수단; 및 상기 열처리수단 이후에 설치되고, 가열된 코팅강판을 냉각하는 냉각수단을 포함하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 코팅강판은 강판, 및 상기 강판 위에 형성되는 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅층을 포함하는 제품일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 코팅강판은 강판, 상기 강판 위에 형성되는 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅층, 및 상기 코팅층 상부에 형성되는 폴리에스터 또는 폴리올레핀 보호필름을 포함하는 제품일 수 있다.
본 발명에서 상기 절단수단은 코일 전단기일 수 있고, 상기 이송수단은 컨베이어 벨트일 수 있으며, 상기 열처리수단은 근적외선 조사기일 수 있다.
본 발명에서 상기 열처리수단은 코팅강판의 온도가 70 내지 110℃로 되도록 가열하는 것이 바람직하다.
본 발명에 다른 장치는 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
│G1 - G2│≤ 5
상기 식에서 G1은 눌림마크가 형성되기 전 코팅강판의 초기 광택도이고, G2는 형성된 눌림마크가 제거된 후 코팅강판의 광택도이다.
본 발명에서 상기 냉각수단은 공기 또는 불활성 기체를 분사하여 코팅강판을 냉각할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도장강판의 코일 권취 및 이송시 발생하는 눌림마크 결함을 코일을 판재로 절단함과 동시에 제거하여 코팅강판의 표면품질을 확보할 수 있다.
또한, 종래의 배치형태 열처리를 통한 복원기술 대비 작업속도가 30 내지 80 mpm(meter per minute) 정도로 빨라서 연속작업이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 눌림마크 결함이 발생한 코일 코팅강판을 판재로 절단함과 동시에 열처리를 통해 눌림마크를 복원하는 장치를 개략적으로 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 코팅강판(좌측) 및 보호필름이 적층된 코팅강판(우측)의 눌림마크가 제거되는 과정을 도식화한 것이다.
도 3은 눌림마크가 발생한 코팅강판(좌측) 및 본 발명의 일 실시형태에 따라 눌림마크가 제거된 코팅강판(우측)의 실물사진이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 눌림마크 결함이 발생한 코일 코팅강판을 판재로 절단함과 동시에 열처리를 통해 눌림마크를 복원하는 장치를 개략적으로 도식화한 것으로, 도 1의 장치는 절단수단(20), 열처리수단(30), 냉각수단(40), 이송수단(50), 적층수단(60)을 구비한다.
본 발명의 장치는 기존 시트재 절단라인의 좁은 공간에 설치 가능하며, 열처리 설비를 통해 코팅강판 및 보호필름 적층 코팅강판의 눌림마크(광택얼룩) 결함을 연속공정으로 100% 복원할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 적용되는 강판(10)은 코일형태로 이루어지고 코팅층을 포함하는 강판으로서, 코일 권취 및 이송시에 코팅층 표면의 일부 내지 전체에 눌림마크로 인해 얼룩형태의 결함이 발생한 강판이다.
코팅강판(10)은 강판, 상기 강판 위에 형성되는 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅층을 포함할 수 있으며, 또한 상기 코팅층 상부에 형성되는 폴리에스터(PET 등) 또는 폴리올레핀(PE 등) 보호필름을 포함할 수 있다.
구체적으로, 코팅강판(10)은 롤코터를 이용하여 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅용액을 강판에 도포하여 열이나 자외선으로 경화한 후 코일형태로 권취한 코팅강판으로, 코일 권취 이후 보호필름을 적층하고 폭방향으로 절단한 후 재권취한 제품을 포함할 수 있다.
코팅강판의 색상은 통상적으로 백색, 흑색 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 모든 색상을 포함할 수 있으며, 또한 투명도장을 포함할 수 있다.
자외선 경화형 코팅용액은 도막 형성 주요소가 되는 중합성 이중결합을 가진 올리고머, 반응성 희석제 및 광중합 개시제를 포함하며, 경우에 따라 도막 형성 조요소가 되는 개질제, 첨가제 및 안료 등을 포함할 수 있다. 올리고머로는 에폭시계, 우레탄계, 폴리에스터계, 아크릴계 등을 사용할 수 있고, 반응성 희석제로는 단관능 모노머, 이관능 모노머, 다관능 모노머 등을 사용할 수 있으며, 광중합 개시제로는 아세토페논계, 벤지온 에스터계, 벤질 케톤계, 케톤계 등을 사용할 수 있다.
절단수단(20)은 코팅층에 눌림마크가 형성된 코일형태의 코팅강판을 판재형태로 절단하는 역할을 한다. 사용 가능한 절단수단(20)으로는 특정한 형태로 한정되지 않으며, 예를 들어 통상적인 코일 전단기를 사용할 수 있다. 절단수단(20)을 통과한 코일코팅강판은 판재로 절단되어 이송수단(50)을 통해 이송된다.
열처리수단(30)은 이송수단(50) 상부에 설치되어 이송수단(50)을 통해 이송되는 코팅강판 표면을 가열함으로써 코팅강판의 표면에 발생한 눌림마크를 복원하는 역할을 한다.
열처리수단(30)으로는 근적외선 조사기, 열풍기, 유도가열기 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 근적외선 조사기를 사용할 수 있다. 열풍기의 경우 바람 형태로 가열하기 때문에 먼지가 많이 발생하는 단점이 있고, 유도가열기의 경우 철강 소재가 과열될 우려가 있으나, 근적외선 조사기의 경우 먼지를 발생시키거나 철강 소재를 과열시킬 우려가 없으며, 무엇보다도 근적외선은 코팅층 내 침투력이 강하여 열풍이나 유도가열에 비하여 레벨링 효과가 우수하며, 이를 통하여 공정속도 가속의 장점 외에 최종 생산되는 제품의 표면특성도 우수해진다. 근적외선(NIR, Near Infra Red)은 파장이 800 내지 1500 nm인 전자기파의 총칭이다.
근적외선 조사기는 코팅강판 판재에 근적외선을 조사하여 코팅강판 표면을 가열시킬 수 있다. 근적외선 조사기는 도면에 도시되지는 않았지만, 전기파워 공급장치, 근적외선 모듈, 근적외선 램프, 공기냉각장치, 수냉장치 등으로 구성될 수 있다.
근적외선 모듈은 복수의 행과 열로 배열되는 다수의 근적외선 램프를 구비할 수 있으며, 예를 들어 2 내지 3열의 근적외선 램프와 폭 1500 mm까지 조사할 수 있는 행수의 근적외선 램프를 구비할 수 있다. 근적외선 램프의 파워는 4.0 kW 이상일 수 있으며, 근적외선 램프는 투명한 쿼츠 글라스(Quartz glass)로 보호될 수 있다. 근적외선 램프의 냉각은 물 또는 공기에 의해 이루어질 수 있다.
열처리온도는 코팅강판의 온도(PMT, Peak Metal Temperature)를 기준으로 할 수 있다. 본 발명에서는 열처리수단(30)을 이용하여 코팅강판의 온도가 70 내지 110℃가 되도록 가열하는 것이 바람직하다. 열처리에 의한 코팅강판의 온도가 너무 낮으면 눌림마크 복원(제거) 효과가 떨어질 수 있고, 온도가 너무 높으면 눌림마크가 제거된 후 재발생할 수 있으며, 즉 상기 온도범위 내에서만 양품을 확보할 수 있다.
눌림마크 복원(제거) 효과는 육안 또는 코팅강판의 광택도를 통해 판단할 수 있는데, 유광형(고광택) 제품일 경우 눌림마크가 형성되면 광택도가 저하되고, 무광형 제품일 경우 눌림마크가 형성되면 광택도가 반대로 증가한다. 유광형 제품일 경우 20도 입사각 광택도로 표시할 수 있고, 무광형 제품일 경우 60도 입사각 광택도로 표시할 수 있다. 예를 들어, 유광형 제품일 경우, 20도 입사각 광택도가 80 이상일 경우 양품이라고 할 수 있다.
본 발명의 장치를 이용하여 눌림마크가 제거된 코팅강판의 광택도는 눌림마크가 형성되지 않은 코팅강판의 초기 광택도와 같거나 초기 광택도 값에 근접하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 하기 수학식을 만족하는 것이 좋다.
[수학식 1]
│G1 - G2│≤ 5
상기 식에서 G1은 눌림마크가 형성되기 전 코팅강판의 초기 광택도이고, G2는 형성된 눌림마크가 제거된 후 코팅강판의 광택도이다.
냉각수단(40)은 열처리수단(30)에 의해 가열된 코팅강판 판재 및 이송수단(50)을 냉각시키는 역할을 한다. 냉각수단(40)은 열처리수단(30)의 하류측에 그리고 이송수단(50)의 상부에 설치될 수 있고, 냉각수단(40)으로는 공기를 분사하여 냉각시키는 공기 냉각기, 불활성 기체를 이용하여 냉각하는 냉각기 등을 사용할 수 있다.
이송수단(50)은 절단수단(20)을 통해 판재로 절단된 코팅강판을 이송하는 역할을 한다. 이송수단(50)은 절단수단(20)부터 냉각수단(40)까지 설치될 수 있고, 이송수단(50)으로는 예를 들어 컨베이어 벨트(Conveyer Belt)를 사용할 수 있다. 컨베이어 벨트는 근적외선 조사에 의해 그 표면이 녹을 수 있기 때문에, 통상 200℃ 이상의 온도에서 견디는 내화/내열형 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
적층수단(60)은 이송수단(50)의 하류측에 설치되어 이송되는 코팅강판 판재를 수십 내지 수백장 단위로 적층하는 역할을 한다.
도 2를 참고하면, 아래로부터 순차적으로 강판(11) 및 눌림마크(13)가 발생한 코팅층(12)을 포함하는 코팅강판(좌측 도면), 그리고 아래로부터 순차적으로 강판(11), 눌림마크(13)가 발생한 코팅층(12) 및 보호필름(14)을 포함하는 코팅강판(우측 도면)에 대해, 근적외선 조사와 같은 열처리를 실시하면, 눌림마크(13)가 제거되어 복원된 코팅층(15)을 얻을 수 있다.
도 3은 눌림마크에 의한 광택얼룩이 발생한 코팅강판의 실물사진(70) 및 도 1의 장치를 통해 눌림마크가 복원된 코팅강판의 실물사진(80)을 나타낸다.
[실시예 1]
자외선 경화형 고광택 투명코팅제가 코팅된 강판(초기 광택도 80)을 코일상태로 권취한 후 10일 뒤에, 도 1의 장치를 이용하여 판재로 절단함과 동시에, 근적외선 조사기를 통해 코팅강판의 표면온도를 80℃로 열처리하였다.
[실시예 2]
자외선 경화형 고광택 투명코팅제가 코팅된 강판(초기 광택도 80)을 코일상태로 권취한 후 10일 뒤에, 도 1의 장치를 이용하여 판재로 절단함과 동시에, 근적외선 조사기를 통해 코팅강판의 표면온도를 100℃로 열처리하였다.
[비교예 1]
자외선 경화형 고광택 투명코팅제가 코팅된 강판(초기 광택도 80)을 코일상태로 권취한 후 10일 뒤에 판재로 절단하였다.
[비교예 2]
자외선 경화형 고광택 투명코팅제가 코팅된 강판(초기 광택도 80)을 코일상태로 권취한 후 10일 뒤에, 도 1의 장치를 이용하여 판재로 절단함과 동시에, 근적외선 조사기를 통해 코팅강판의 표면온도를 60℃로 열처리하였다.
[비교예 3]
자외선 경화형 고광택 투명코팅제가 코팅된 강판(초기 광택도 80)을 코일상태로 권취한 후 10일 뒤에, 도 1의 장치를 이용하여 판재로 절단함과 동시에, 근적외선 조사기를 통해 코팅강판의 표면온도를 120℃로 열처리하였다.
[시험예]
실시예 및 비교예에 따라 형성된 제품에 대하여 20도 입사각의 광택도를 측정하였으며, 그 결과는 표 1 및 도 3과 같다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
광택도 80 80 50 70 75
표 1 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 제품의 경우 눌림마크에 의한 광택얼룩이 제거되어 광택도 값이 양품의 광택도 80과 동일한 값을 나타냈으나, 비교예 제품의 경우 눌림마크에 의해 광택도가 80보다 낮은 값을 나타냈다.
특히, 근적외선 처리시 강판 표면온도에 있어서, 80℃ 및 100℃로 열처리한 실시예 제품의 경우 눌림마크가 100% 제거되어 양품 광택도 80을 확보하였다.
그러나, 근적외선 처리를 하지 않은 상태에서 눌림마크가 발생한 비교예 1 제품의 경우, 광택도가 50으로 눌림마크에 의한 광택저하가 발생하였다.
또한, 근적외선 처리시 강판 표면온도가 상대적으로 낮은 비교예 2의 경우, 눌림마크가 완전히 제거되지 않아 양품 광택도 80보다 상대적으로 낮은 70을 나타내었다.
또한, 근적외선 처리 시 강판 표면온도가 상대적으로 높은 비교예 3의 경우, 근적외선 처리 시에는 눌림마크가 100% 제거되었으나, 높은 강판 온도로 인하여 도 1의 공기 냉각 후에도 잔류하는 강판 내부온도에 의해 판재 적층 후 눌림마크가 재발생하여 광택저하가 발생하였다.
10: 코일코팅강판
11: 강판층
12: 눌림마크가 발생한 코팅층
13: 눌림마크
14: 보호필름
15: 눌림마크가 복원된 코팅층
20: 절단수단(코일 전단기)
30: 열처리수단(근적외선 조사기)
40: 냉각수단(공기 냉각기)
50: 이송수단(컨베이어 벨트)
60: 적층수단
70: 눌림마크에 의한 광택얼룩이 발생한 코팅강판 실물사진
80: 눌림마크가 복원된 코팅강판 실물사진

Claims (9)

  1. 코팅층에 눌림마크가 형성된 코일형태의 코팅강판을 절단하는 절단수단;
    상기 절단수단 이후에 설치되고, 절단된 판재형태의 코팅강판을 이송하는 이송수단;
    상기 이송수단의 상부에 설치되고, 이송되는 코팅강판을 가열하여 눌림마크를 제거하는 열처리수단; 및
    상기 열처리수단 이후에 설치되고, 가열된 코팅강판을 냉각하는 냉각수단을 포함하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅강판은 강판, 및 상기 강판 위에 형성되는 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅층을 포함하는 제품인 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅강판은 강판, 상기 강판 위에 형성되는 열경화형 또는 자외선 경화형 코팅층, 및 상기 코팅층 상부에 형성되는 폴리에스터 또는 폴리올레핀 보호필름을 포함하는 제품인 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절단수단은 코일 전단기인 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단은 컨베이어 벨트인 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열처리수단은 근적외선 조사기인 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열처리수단은 코팅강판의 온도가 70 내지 110℃로 되도록 가열하는 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
  8. 제1항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치:
    [수학식 1]
    │G1 - G2│≤ 5
    상기 식에서 G1은 눌림마크가 형성되기 전 코팅강판의 초기 광택도이고, G2는 형성된 눌림마크가 제거된 후 코팅강판의 광택도이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수단은 공기 또는 불활성 기체를 분사하여 코팅강판을 냉각하는 것을 특징으로 하는 코팅강판의 눌림마크 제거장치.
KR1020120118058A 2012-10-23 2012-10-23 코팅강판의 눌림마크 제거장치 KR101372156B1 (ko)

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KR1020120118058A KR101372156B1 (ko) 2012-10-23 2012-10-23 코팅강판의 눌림마크 제거장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR950005412A (ko) * 1993-08-16 1995-03-20 전성원 진공 감압 주조장치
KR0164973B1 (ko) * 1995-11-15 1999-01-15 서정욱 광택도와 내후성이 우수한 조명갓용 도금강판 및 그의 제조방법
KR19990018151A (ko) * 1997-08-26 1999-03-15 이구택 표면외관이 우수한 전기아연도금강판의 제조방법
KR20050058548A (ko) * 2003-12-12 2005-06-17 현대하이스코 주식회사 전도성, 내식성이 뛰어난 일액형 크롬프리 내지문 강판제조방법

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