KR101372750B1 - 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일측면인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판은 하면의 표면조도가 2.5㎛ 이하인 소지강판, 상기 소지강판의 상면에 형성된 제 1 수지층 및 상기 소지강판의 하면에 형성된, 상기 소지강판 하면의 표면조도가 반영되는 제 2 수지층을 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 일측면인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법은 소지강판을 준비하는 단계, 상기 소지강판의 표면조도를 2.5㎛ 이하로 제어하는 표면조도 저감단계 및 상기 표면조도가 저감된 소지강판의 상면 및 하면에 수지층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

내모틀링성이 우수한 수지 피복강판 및 그 제조방법{RESIN COATING STEEL SHEET WITH SUPERIOR MOTTLING RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 가전용 또는 건자재용으로 사용되는 수지 피복강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
가전용 또는 건자재용으로 사용되는 수지 코팅강판은 일반적으로 소지강판(아연도금강판) 표면에 수지를 5~100㎛의 두께로 코팅하여 사용된다.
소지강판의 상면과 하면에 형성된 수지층은 일반적으로 상이한 수지로 이루어진다. 소지강판의 상면에 형성된 수지층은 내식성, 가공성 및 심미성을 구현하기 위하여, 형성되며, 그 수지층의 두께는 5~100㎛로 제어된다. 이와는 반대로, 소지강판의 하면에 형성된 수지층은 건자재나 가전용 소재로서의 이면에 해당되어, 일시방청성을 위하여 1㎛이하의 얇은 두께로 코팅층이 형성된다.
연속 생산공정 중 코팅층이 형성된 강판은 권취시 소지강판의 상면에 형성된 수지층과 소지강판의 하면에 형성된 수지층이 연속적으로 맞대어지고, 강판을 권취할 때, 권취부 내부에는 200kg/㎠ 이상의 인장응력과 원판소재면의 조도 차이에 의한 압착응력 등을 받게 된다.
통상 코일상태에서 24시간이 지나면, 상기와 같이 응력에 의하여, 소지강판의 수지층에는 소위 모틀링(Mottling) 현상이 발생한다. 모틀링 현상이란, 강판의 표면에 발생하는 색상 혹은 광택의 차이에 의하여 불균일한 색이 발현되는 현상을 말한다. 광블로킹 혹은 스티키성이라고 표현되기도 한다. 이런 모틀링 현상이 발생하는 원인으로는 수지 물질이 상호 오랜 접촉시 내부작용(Interaction)에 의하여 서로 달라붙는 특성에 기인한다. 이러한 현상은 점상 또는 선상으로 나타나게 되는데, 이러한 모틀링 현상이 발생된 강판은 미관상 불량품으로 처리된다.
이러한 모틀링 현상을 방지하기 위하여, 강판과 강판의 사이에 종이를 삽입하여 강판의 상면에 형성된 수지층과 다른 강판의 이면에 형성된 수지층이 직접적으로 접촉되는 것을 방지하는 방법을 적용하거나, 내부 권취 압력을 낮추는 방법을 적용하거나, 수지 피복된 코팅을 옆으로 뉘어서 보관(Eye to Sky)하는 방법 등이 사용되어 왔다.
그러나, 상기의 방법들은 이러한 모틀링 현상을 근본적으로 해결하지는 못하였다. 따라서, 수지 피복강판의 모틀링 현상을 원천적으로 해결할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요한 시점이다.
본 발명의 일측면은 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일측면인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판은 하면의 표면조도가 2.5㎛ 이하인 소지강판, 상기 소지강판의 상면에 형성된 제 1 수지층 및 상기 소지강판의 하면에 형성된, 상기 소지강판 하면의 표면조도가 반영되는 제 2 수지층을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 일측면인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법은 소지강판을 준비하는 단계, 상기 소지강판의 표면조도를 2.5㎛ 이하로 제어하는 표면조도 저감단계 및 상기 표면조도가 저감된 소지강판의 상면 및 하면에 수지층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 소지강판의 거친 조도(3~5㎛)를 고운 조도(1~2.5㎛)로 제어한 후, 수지 피복을 실시함으로서, 불균일 압흔 면적을 감소하고, 균일한 압흔 면적을 구현하여 소지강판의 상면에 형성된 수지층의 표면에 발생하는 압흔 불균일에 의한 모틀링 현상을 크게 개선시킬 수 있다.
도 1은 종래예로서, 수지 피복강판의 모틀링 현상의 발생을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 수지 피복강판의 모틀링 현상을 방지하기 위한 기술을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 수지 피복강판의 제조방법에 대한 모식도이다.
본 발명자들은 수지 피복강판의 모틀링성을 개선하기 위한 연구를 거듭한 결과, 수지 피복전에 소지강판의 표면조도를 미리 감소시킨 후, 수지 피복을 실시함으로써, 수지 피복강판의 하면에 형성된 수지층에 표면조도에 의하여, 상기 강판과 접촉되는 수지 피복강판의 상면에 형성된 수지층에 미치는 영향을 최소화함으로서, 모틀링성을 개선할 수 있음을 인지하고, 본 발명에 이르게 되었다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
수지 피복강판은 소지강판의 상면 및/또는 하면에 수지가 피복된 강판으로서, 일반적으로 연속 생산공정에서 수지 피복강판이 서로 맞닿은채 보관되어 응력을 받게 된다. 이러한 응력에 의하여, 상술한 모틀링현상이 발현된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 강판이 권취된 상태에서, 상부에 위치한 소지강판(11)의 하면의 표면조도가 상기 소지강판(11)의 하면에 형성된 제 2 수지층(13)에 유사하게 발현되는데, 권취된 상태에서 하부에 적층된 소지강판(21) 상면에 형성된 제 1 수지층(22)에 응력을 가하여, 상기 하부 강판의 제 1 수지층(22)에 모틀링 현상이 나타내게 된다(미설명 도면부호 12는 상부 적층 강판의 제 1수지층, 21은 하부 적층 강판의 소지강판, 23은 하부 적층 강판의 제 2 수지층).
본 발명의 일측면은 이러한 현상을 방지하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 소지강판의 표면조도를 제어(최소화)하여, 상기 소지강판의 표면조도가 상기 소지강판(11)의 제 2 수지층(13)에 유사하게 발현되어도, 하부에 적층된 강판의 제 1 수지층(22)에 영향을 주지 않도록 제어함으로서, 모틀링성을 개선시킬 수 있는 것이다(미설명 도면부호 12는 상부 적층 강판의 제 1수지층, 21은 하부 적층 강판의 소지강판, 23은 하부 적층 강판의 제 2 수지층).
이하, 본 발명의 일측면인 수지 피복강판에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 수지 피복강판은 소지강판, 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 포함할 수 있다.
상기 소지강판은 특별히 한정되는 것은 아니며, 수지 피복강판으로 적용될 수 있는 어떠한 소재도 사용가능하다. 다만, 본 발명에서는 전기아연도금강판, 용융아연도금강판 및 마그네슘계 합금강판 중 1 종인 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 소지강판의 표면조도는 3㎛ 이상인 강판을 적용하는 것이 보다 효과적이다. 표면조도가 3㎛ 미만인 강판의 경우에는 특별히 본 발명을 적용하지 않아도, 상술한 바와 같은 모틀링성이 발생되지 않을 가능성이 크다.
또한, 본 발명의 일측면인 수지 피복강판은 상기 소지강판의 상면 표면에 제 1 수지층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 수지층은 폴리 에스테르계, 아크릴계 및 우레탄계 수지 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 수지층의 두께는 두께는 1~100㎛인 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 가전용 또는 건자재용으로 사용되는 수지 피복강판의 경우, 상면의 수지층은 내식성, 가공성, 심미성 등을 구현하기 위하여 상기와 같은 두께를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 수지층의 두께는 상기한 목적에 따라, 하기의 제 2 수지층의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하므로, 그 두께는 5~100㎛인 것이 보다 바람직하다.
소지강판의 조도를 완전히 덮어, 소지강판의 조도 영향이 적고, 수지 피복시 발생하는 자체조도로 피막 형상을 구성한다. 제 1 수지층은 습윤피막 상태에서 건조되면서 1~2㎛정도의 조도를 갖고 경화되어 고체피막이 형성된다.
그리고, 본 발명의 일측면인 수지 피복강판은 상기 소지강판의 하면 표면에 제 2 수지층을 포함할 수 있다. 상기 제 2 수지층은 방청성 부여를 목적으로 하는 것으로서, 아크릴, 우레탄, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 에폭시, 알키드 계열의 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 수지층은 상기 제 1 수지층과 상이한 계열의 수지인 것이 바람직하다. 상기 제 1 수지층과 동일한 계열의 수지를 제 2 수지층에 사용할 경우, 강판의 적층시 작용하는 압착응력에 의해 서로 달라붙게 될 수 있기 때문이다. 그리고, 상기 제 2 수지층의 두께는 0.1~10㎛인 것이 바람직하다. 0.1㎛ 미만의 경우에는 방청성이 충분히 부여되지 않을 수 있기 때문이다. 또한, 10㎛를 초과할 경우, 효과는 포화되며 제품의 경제성 측면에서 불리해지기 때문이다. 또한, 상기 제 2 수지층은 상기 제 1 수지층에 비해 그 두께가 얇은 것이 바람직하다. 따라서 그 두께는 0.1~2㎛인 것이 보다 바람직하다.
이 때, 제 2 수지층은은 제 1 수지층보다 그 두께가 작기 때문에, 소지강판의 표면조도가 그대로 반영된다. 이 때, 상기 소지강판의 표면조도는 2.5㎛ 이하로 제어되어, 상기 소지강판의 표면조도가 그대로 반영된 상기 제 2 수지층의 표면조도가 2.5 ㎛이하로 제어되는 것이 바람직하다. 이러한 표면조도를 제어함으로써, 권취시 상기 제 2 수지층과 접촉되는 하부에 적층된 강판의 제 1 수지층에 영향을 주지 않아서, 모틀링성을 개선할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 수지 피복강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일구현례에 따르면, 소지강판(102)이 권취부(101)에서 리코일링되고, 상기 소지강판(102)은 표면조도 제어부(103)를 거친 후, 수지 피복부(104)를 통하여, 상기 소지강판(102)의 양면에 수지 피복을 실시한다. 그 후 필요에 따라 건조부(105)를 통과시켜, 수지 피복강판을 제공한다.
본 발명의 일구현례인 수지 피복강판의 제조방법은 먼저, 소지강판을 준비한다. 상기 소지강판은 특별히 한정되는 것은 아니며, 수지 피복강판으로 적용될 수 있는 어떠한 소재도 사용가능하나, 본 발명에서는 전기아연도금강판, 용융아연도금강판 및 마그네슘계 합금강판 중 1 종인 것이 바람직하다.
이 후, 상기 준비된 소지강판의 표면조도를 균일화한다. 여기서 표면조도는 2.5㎛ 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 이 때, 소지강판의 최초 표면조도 대비 10%이상 표면조도를 저감시키는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상기 소지강판의 표면조도는 후술할 제 2 수지층의 표면조도에 그대로 반영되어, 상기 제 2 수지층의 표면조도는 2.5 ㎛이하로 제어될 수 있다. 이러한 표면조도를 통하여, 권취시 상기 제 2 수지층과 접촉되는 하부에 적층된 강판의 제 1 수지층에 영향을 주지 않아서, 모틀링성을 개선할 수 있는 것이다.
또한, 여기서 표면조도의 저감단계는 조질압연 또는 레이저 가공에 의하여 실시되는 것이 바람직하다. 조질압연의 조건은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 1㎛ 이하의 표면조도를 갖는 롤이 300rpm 이하(0은 제외)의 회전력에 의하여 상기 소지강판을 압연하는 것이 바람직하다. 또한, 레이저 가공방법의 조건 역시 특별히 한정되는 것은 아니며, 소지강판의 표면조도를 본 발명에서 의도하고자 하는 바와 같이 감소시킬 수 있는 조건이라면 어떠한 조건도 적용가능하다.
이 후, 표면조도가 2.5 ㎛이하로 제어된 소지강판의 표면에 수지층을 형성시킬 수 있다.
이때, 소지강판의 상면에는 제 1 수지층을 형성시키는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1 수지층은 폴리 에스테르계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 그 두께는 5~100㎛로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 수지층의 두께는 수지 피복강판의 최종 제품의 수지층의 두께를 의미하는 것이다.
그리고, 상기 소지강판의 하면에는 제 2 수지층을 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 제 2 수지층은 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하며, 그 두께는 0.1~2㎛로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 수지층의 두께는 수지 피복강판의 최종 제품의 수지층의 두께를 의미하는 것이다.
상기 방법에 의하여 제조된 수지 피복강판은 수지강판의 하부면의 표면조도가 2.5㎛ 이하로 제어되어, 상기 제 2 수지층과 접촉되는 하부에 적층된 강판의 제 1 수지층에 영향을 주지 않아서, 하부에 적층된 강판의 모틀링성을 개선할 수 있는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
용융아연도금강판(아연도금층 7㎛)을 소지강판으로 사용하였으며, 소지강판의 상면에는 폴리에스테르계 수지층을 10㎛ 두께로 형성시켰으며, 하면에는 아크릴계 수지층을 1㎛ 두께로 형성시켰다. 조질압연처리 유무에 따라서, 비교예와 발명예로 구분하였다.
그리고, 각각의 실시예에 대한 제 2 수지층(소지강판의 하면에 형성된 수지층)의 표면조도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 표면조도는 3차원 조도 측정기로 측정하였다.
더불어, 각각의 실시예에 대한 모틀링 지수를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 여기서, 모틀링 지수는 각각의 실시예를 150x75mm 로 절단하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 맞닿게 포개어 놓은 후 ASTM D3003 규격에 의거 25Kgf/㎠ 의 압력으로 65℃에서 16시간 동안 압력을 인가한 후, 제 1 수지층 표면에서 발생한 모틀링성을 ASTM D3003을 기준으로 10점 만점 평가하였다. 모틀링이 가장 심할 경우를 0점 모틀링이 발생하지 않을 경우를 10점으로 평가 하였다, 통상적으로 모틀링지수가 6이상이면 양호로 인식하며, 5 이하인 경우 표면외관 불량으로 처리된다.
조질압연처리유무 제2수지층 표면조도(㎛) 모틀링지수
비교예 1 무 5 3
비교예 2 무 3 5
발명예 1 유 2.5 6
발명예 2 유 1.5 8
발명예 3 유 1 9
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 조질압연처리를 하지 않은 비교예 1 및 2는 제 2 수지층의 표면조도가 5 및 3㎛로서 측정되었으며, 모틀링지수가 3 및 5로 도출되어 표면이 매우 불량한 것으로 확인되었다.
이에 반하여, 조질압연처리를 실시한 발명예 1 내지 3은 표면조도가 2.5, 1.5 및 1로 각각 측정되었으며, 모틀링지수가 6, 8 및 9로 도출되어 수지 피복강판의 표면이 양호한 것으로 확인되었다.
11: 상부에 적층된 강판의 소지강판,
12: 상부에 적층된 강판의 제 1 수지층,
13: 상부에 적층된 강판의 제 2 수지층,
21: 하부에 적층된 강판의 소지강판,
22: 하부에 적층된 강판의 제 1 수지층,
23: 하부에 적층된 강판의 제 2 수지층,
101: 권취부,
102: 소지강판,
103: 표면조도 감소부,
104: 수지 피복부,
105: 건조부.

Claims (10)

  1. 하면의 표면조도가 2.5㎛ 이하인 소지강판;
    상기 소지강판의 상면에 형성된 제 1 수지층; 및
    상기 소지강판의 하면에 형성된 제 2 수지층을 포함하고,
    상기 제 2 수지층의 두께는 0.1~2㎛ 인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소지강판은 전기아연도금강판, 용융아연도금강판 및 마그네슘계 합금강판 중 1 종인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 수지층은 폴리 에스테르계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 수지층의 두께는 5~100㎛인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 수지층은 아크릴계, 우레탄계, 폴리에틸렌계, 폴리우레탄계, 에폭시계 및 알키드계열의 수지 중, 상기 제 1 수지층과 상이한 1종 또는 2종 이상을 포함하는 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판.
  6. 삭제
  7. 소지강판을 준비하는 단계;
    상기 소지강판의 표면조도를 2.5㎛ 이하로 제어하는 표면조도 저감단계; 및
    상기 표면조도가 저감된 소지강판의 상면에 제 1 수지층을, 하면에 제 2 수지층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 수지층의 두께는 0.1~2㎛ 인 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 표면조도 저감단계는 조질압연 또는 레이저 가공에 의하여 실시되는 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 표면조도 저감단계에 의하여, 상기 소지강판의 표면조도가 10% 이상 감소되는 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 조질압연은 1㎛ 이하의 표면조도를 갖는 롤이 300rpm 이하(0은 제외)의 회전력에 의하여 상기 소지강판을 압연하는 내모틀링성이 우수한 수지 피복강판의 제조방법.
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