KR102363286B1 - 광반사율이 우수한 도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

광반사율이 우수한 도금강판 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명은, 소지 강판의 일면 또는 양면에 도금층이 형성되어 있는 도금강판에 있어서, 상기 도금층은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고, Al과 Zn의 합이 자체 중량%로 60% 이상이며, 그리고 상기 도금층의 표층부에, 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴이 존재하며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 이상인 것을 특징으로 하는 광반사율이 우수한 도금강판에 관한 것이다.

Description

광반사율이 우수한 도금강판 및 그 제조방법{Coated steel sheets with high light reflectance and the method of the same}

본 발명은 도금강판의 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광반사율이 우수한 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

용융 도금법으로 제조되는 도금강판은 우수한 내식성 및 경제성을 바탕으로 건축 내외장재, 가전 및 자동차용 강판으로 많이 사용되기 때문에 미려한 표면외관이 요구된다.

특히, 도금층에 아연, 알루미늄 및 마그네슘을 포함하는 고내식 도금강판은 태양광 양면 패널이 설치된 농축산업용 지붕재와 같이 가혹한 부식환경에서 내식성과 광반사율이 요구되는 용도로 그 사용량이 증가되고 있는 추세이다.

그러나 도금층에 아연, 알루미늄 및 마그네슘을 포함하는 고내식 도금강판은 일반 도금강판 3배 이상의 내식성을 가졌지만, 광반사율이 떨어지는 문제점이 존재한다.

이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 기술로서 특허문헌 1에 기재된 발명을 들 수 있다. 상기 특허문헌 1에서는 도금강판 표면에 다양한 무늬의 압연을 진행하여 내식성이 우수하면서도 미려한 표면 외관을 가질 수 있는 방법을 개시하고 있으나 광반사율 향상 효과는 미약하며, 가공성이 저하하는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 10-1459035호

따라서 본 발명의 일측면은 도금강판에 압연을 진행하여 내식성 및 미려한 표면 외관뿐만 아니라 광반사율이 우수한 도금강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

소지 강판의 일면 또는 양면에 도금층이 형성되어 있는 도금강판에 있어서,

상기 도금층은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고, Al과 Zn의 합이 자체 중량%로 60% 이상이며,

상기 도금층의 표층부에, 깊이 2~ 50㎛, 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴이 존재하며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 이상인 것을 특징으로 하는 광반사율이 우수한 도금강판에 관한 것이다.

또한 본 발명은,

소지 강판을 도금 욕조에 장입하여 그 표면을 도금하는 공정; 및

상기 도금 욕조에서 배출되어 그 표면에 도금층이 형성된 도금 강판을 조질압연하는 공정;을 포함하고,

상기 조질압연 공정에서 그 표면에 깊이 100㎛ 이상, 너비 100㎛ 이하로 가공된 소정의 패턴을 갖는 압연롤을 이용하여 도금강판을 3,000~30,000㎫의 압력으로 조질압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 광반사율이 우수한 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

상기 도금층은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고, Al과 Zn의 합이 자체 중량%로 60% 이상인 것이 바람직하다.

상기 소지 강판을 용융 도금 욕조에 침지하여 그 표면에 도금층을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 도금층 두께를 일면에 8~50㎛로 구성하고, 일면 또는 양면에 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 구성의 본 발명에 따르면, 도금강판의 도금층 표층부에, 깊이 2~50㎛ , 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴이 존재하며, 광택측정기 60°값이 200 이상으로 형성할 수 있는 광반사율이 우수한 도금강판을 효과적으로 제공할 수 있다.

도 1은 도금강판의 단면을 나타내는 그림으로서, (a)는 종래 통상적인 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층 표층부에 미세한 요철이 존재하는 경우를, (b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴을 부여한 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층 표층부에 압연흔 패턴이 존재하는 경우를 나타내는 그림이다.
도 2는 도금강판의 실제 표면 사진으로서, (a)는 종래 통상적인 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 표면 사진을, (b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴이 부여된 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 표면 사진을 나타낸다.
도 3은 도금강판의 반사 현상을 나타내는 그림으로서, (a)는 종래 통상적인 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층에서 정반사와 약간의 난반사가 일어나는 경우를 나타내며, (b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴이 부여된 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층에서 난반사와 불완전 확산반사가 일어난 경우를 나타내는 그림이다.

이하, 본 발명을 설명한다.

종래 도금강판의 경우, 일반 도금강판 3배 이상의 내식성을 가졌지만, 광반사율이 떨어지는 문제가 발생함은 전술한 바와 같다. 따라서 본 발명자들은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 연구를 거듭하였으며, 그 결과, 도금강판을 도금층 형성 직후에 조질압연하는 단계에서 소정의 패턴을 부여한 압연롤을 이용하여, 도금층에 소정의 패턴을 압연시켜 난반사와 불완전 확산반사를 발생시킴으로써 광반사율이 우수한 도금강판을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 제시하는 것이다.

따라서 본 발명의 광반사율이 우수한 도금강판은, 소지 강판의 일면 또는 양면에 도금층이 형성되어 있는 도금강판에 있어서, 상기 도금층의 표층부에, 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 압연흔 패턴이 존재하며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 이상으로 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 도금강판의 단면을 나타내는 그림으로서, (a)는 종래 통상적인 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층 표층부에 미세한 요철이 존재하는 경우를, (b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴을 부여한 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 도금층 표층부에 압연흔 패턴이 존재하는 경우를 나타내는 그림이다.

도 1(a)에 나타난 바와 같이, 종래의 도금강판의 경우, 소지강판(1)과 도금층(5) 사이에 경질의 합금층(3) 및 표층부에 미세한 압연흔(7)이 형성되어 있는 구조로 되어 있다. 이러한 압연흔(7)은 도금공정에서 조질압연을 함에 따라 필연적으로 발생하는 자국임은 잘 알려져 있는 사실이다.

이에 반하여, 본 발명의 압연롤을 이용하는 도금강판의 경우, 도 1(b)와 같이, 도금층 표층부에 압연흔 패턴(17)이 형성되어 있다.

구체적으로, 본 발병의 도금강판의 구조를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 도금강판은 소지강판(11)을 포함한다. 본 발명에서 상기 소지강판(11)은 다양한 성분조성을 갖는 소재를 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 도금강판은, 상기 소지강판(11)과 도금층(15) 사이에 형성된 경질의 합금층(13)을 포함한다. 이러한 경질의 합금층(13)은 도금층을 이루는 성분 금속과 소지 철 성분과의 반응 등에 의해 형성되는 금속간화합물로 이루어져 있다.

한편 본 발명에서 상기 도금층(15)는 상기 소지강판(11)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 편면당 8~50㎛의 두께를 가질 수 있다. 또한 상기 도금층(15)은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고, Al과 Zn의 합이 도금층 자체 중량%로 60% 이상으로 조성되어 있음이 바람직하다.

그리고 발명에서는 도 1(b)와 같이, 상기 도금층(15)의 표층부는 소정의 압연흔 패턴(17)을 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래 통상적인 조질압연을 거친 도금강판의 경우, 도금층(5) 표층부에 미세한 압연흔(7)이 형성되어 있다. 이에 대하여, 본원발명은 도금강판의 표면에 소정의 패턴 압연롤을 이용한 조질압연을 실시함으로써 압연흔 패턴(17)이 형성된 도금강판을 제공함을 특징으로 한다. 이러한 패턴이 부여된 압연롤을 이용한 조질압연을 통하여 상기 소정의 압연흔 패턴(17)이 형성되어, 여러 방향으로 난반사와 불완전 확산반사가 일어나 광반사율을 향상시키는 작용을 할 수 있는 것이다.

구체적으로, 본 발명에서는 상기 도금층(15)의 표층부에, 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 압연흔 패턴이 존재하며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 이상인 것이 바람직하며, 보다 더 바람직하게는 250 이상의 광택을 가지도록 하는 것이다.

도 2는 도금강판의 실제 표면 사진으로서, (a)에 도 1(a)에 대응하는 통상적인 조질압연을 거친 도금강판의 표면 압연흔(7) 사진을, (b)는 도 1(b)에 대응하는 본 발명에 따른 소정의 패턴 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 표면 압연흔 패턴(17) 사진을 나타낸다. 구체적으로, 도 2(a)는 미세한 압연흔이 존재하는 경우인 통상적인 조질압연을 거친 도금강판의 표면 사진을 나타내며, 도 2(b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴 압연롤을 이용하여 조질압연을 함으로써 깊이가 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴이 존재하는 도금강판의 표면 사진을 나타낸다.

한편 도 3은 도금강판의 반사 현상을 나타내는 그림으로서, (a)는 종래 통상적인 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 표면에 반사(r)가 일어나는 그림을, (b)는 본 발명에 따른 소정의 패턴 압연롤을 이용하여 조질압연을 거친 도금강판의 표면 반사(r)가 일어나는 그림을 나타낸다. 도 3(a)에 나타난 바와 같이, 미세한 압연흔이 존재하는 경우로서, 빛이 조사되었을 때 정반사와 약간의 난반사가 일어남을 알 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 소정의 패턴 압연롤을 이용하여 조질압연을 함으로써 그 표층부에 소정의 압연흔 패턴을 갖는 도금강판의 표면 반사(r)를 나타내는 도 3(b)와 대비된다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 광반사율이 우수한 도금강판 제조방법을 설명한다.

본 발명의 도금강판 제조방법은, 소지강판을 도금조에 침지하여 그 표면을 도금하는 공정; 및 상기 도금 욕조에서 배출되어 그 표면에 도금층이 형성된 도금강판을 조질압연하는 공정;을 포함하고, 상기 조질압연 공정에서 도금강판을, 그 표면에 깊이 100㎛ 이상, 너비 100㎛ 이하로 가공된 소정의 패턴을 갖는 압연롤을 이용하여 3,000~30,000㎫의 압력으로 조질압연을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 용융도금법을 이용한 도금강판 제조공정은 대략, 소지강판의 전처리, 열처리, 도금, 조질압연, 형상교정, 후처리 등의 과정을 거칠 수 있다.

본 발명에서는 소지강판을 도금조에 침지하여 도금을 행하기 전에, 필요에 따라 소지강판의 표면을 세척하는 전처리 공정을 거칠 수도 있으며, 이는 화학적, 물리적 또는 전기화학적 방법을 사용할 수 있다.

그리고 상기 전처리된 소지 강판을 필요에 따라 가열하는 열처리공정을 행할 수도 있으며, 이는 강판에 사용 목적에 적합한 기계적 성질을 부여함과 아울러, 후속하는 용융도금공정에 용융상태의 도금물질과 동일한 온도를 유지하여 균일한 도금이 가능하게 하기 위함이다.

이어, 본 발명에서는 상기 전처리 등이 된 소지강판을 도금조 등에 침지하여 소지 강판의 표면을 코팅함으로써 소지 강판의 표면에 도금층을 형성한다.

본 발명에서는 상기 도금하는 방법으로 용융도금법을 이용하는 것이다.

상기 도금을 통하여 형성된 도금층은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고, Al과 Zn의 합이 자체 중량%로 60% 이상인 것이 바람직하다. 왜냐하면, Al과 Zn는 도금층의 주성분으로 그 합이 60% 미만이면 Al의 부동태피막과 Zn의 희생방식에 의한 내식성을 충분히 확보할 수 없기 때문이다.

이후, 본 발명에서는 상기 도금층이 형성된 도금강판을 깊이 100㎛ 이상, 너비 100㎛ 이하의 소정의 패턴을 갖도록 가공된 압연롤을 이용하여 도금강판을 조질압연한다.

종래에는 도금조로부터 배출된 도금강판의 도금층의 표면사상 조정과 항복점연신을 제거하기 위하여 상온에서 1회 조질압연을 실시하였으나, 본 발명에서는 상기 목적에 더하여 광반사율을 높이기 위하여 조질압연 장치에 소정의 패턴 압연롤을 설치하여 고압으로 1회 조질압연 하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명에서는 상기 소정의 패턴을 갖는 압연롤을 이용하여 조질압연할 경우 압력을 3,000~30,000㎫로 제어함이 바람직하다. 만일 상기 조질압연 압력이 3,000㎫ 미만이면, 표면사상과 항복점 연신을 제어할 수 없고, 소정의 압연흔 패턴의 깊이가 2㎛ 이하로 생성되기 때문에 광택측정 200 이상의 값을 충분히 얻을 수 없다. 또한, 30,000㎫을 초과하면 가공경화가 발생하여 요구사양에 적합한 기계적 성질을 확보하기 어려울 수 있고, 압연흔 패턴의 깊이가 50㎛ 이상으로 형성되기 때문에 도금층 아래까지 영향을 미쳐 내식성이 떨어진다.

이러한 조질압연 공정을 통하여, 상기 도금층의 표층부에, 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴을 형성할 수 있으며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 이상이 될 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 250 이상의 광사율을 가질 수 있다.

후속하여, 본 발명에서는 필요에 따라 형상교정기를 이용하여 도금강판의 반곡 등의 결함을 교정하는 형상교정 공정을 거칠 수도 있다.

나아가 상기 형상교정 공정 이후, 필요에 따라 도금 강판상에 일시방청제 등을 요구 사양에 맞게 도포할 수도 있으며, 이어, 운반 및 취급이 용이하도록 생산된 도금강판 제품을 포장할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예)

용융 도금 모사장치를 이용하여 두께가 0.45mm인 판재 형태의 강판을 각각 마련하였다. 상기와 같이 마련된 강판들을, Al, Zn, Mg 및 Si를 포함하고, Al+Zn의 자체 중량비(%)가 60% 이상으로 제어된 용융도금조에 침지한 후, 꺼내어 그 표면에 용융도금층이 형성된 도금강판을 제조하였다. 이때, 하기 표 1의 비교예 2는 상기 Al+Zn의 자체 중량비(%)가 60% 미만으로 조성된 용융도금조에 침지하여 그 표면에 용융도금층이 형성된 도금강판을 제조한 경우이다.

이후, 상기와 같이 제조된 각각의 도금강판을 하기 표 1과 같은 조건으로 조질압연하여 도금층 표층부에 소정의 압연흔 패턴이 존재하는 도금강판을 얻었다. 이때, 조질 압연롤은 깊이 100㎛ 이상, 너비 100㎛ 이하의 도 2(b)와 같은 패턴을 갖도록 가공된 압연롤이었으며, 이때, 종래예는 이러한 가공된 압연롤을 적용하지 않고 도 2(a)와 같은 압연롤을 적용한 경우이다.

이렇게 얻어진 도금강판의 광반사율을 평가하기 위하여 광택측정기를 이용하여 측정하였고, 압연흔의 깊이를 주사전자현미경을 이용하여 촬영하였다.

구분	조질압연 압력(㎫)	압연흔 깊이(㎛)	광택 측정값
종래예	20,000	0.8	135
비교예1	2,500	1.8	110
비교예2	10,000	1.0	141
비교예3	50,000	0.7	129
발명예1	10,000	6.8	273
발명예2	25,000	30.2	241

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 조질압연 조건이 본 발명의 범위를 만족하는 발명예 1-2는 도금층 표층부에 소정의 압연흔 패턴이 형성되어 광반사율이 우수함을 알 수 있다. 즉, 본 발명예에서 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하의 소정의 압연흔 패턴이 도금층 표층부에 존재하며,이의 광택 측정값이 240 이상으로 종래예 대비 1.7배 이상 증가하여 종래예 대비 우수한 광반사율을 가짐을 알 수 있다.

이에 반하여, 종래예와 동일한 방법으로 도금하면 도금층의 Al, Zn의 합이 중량비 60% 이상인 경우에도 공식 현상을 유발하는 결함이 도금층 표면에 다수 잔존함을 확인할 수 있다.

또한 조질압연 시 압력이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 1 및 비교예 3은 일정하지 않은 압연흔이 형성되었으며, 광반사율도 열위함을 확인할 수 있다. 그리고 도금층 성분조성이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 2의 경우도 본 발명의 범위를 벗어난 압연흔 패턴이 형성되어 광반사율도 열위함을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 소지 강판을 용융도금 욕조에 장입하여 그 표면을 용융도금하는 공정; 및
   상기 용융도금 욕조에서 배출되어 그 표면에 용융도금층이 형성된 도금 강판을 조질압연하는 공정;을 포함하고,
   상기 조질압연 공정에서 그 표면에 깊이 100㎛ 이상, 너비 100㎛ 이하로 가공된 소정의 패턴을 갖는 압연롤을 이용하여 도금강판을 3,000~30,000㎫의 압력으로 조질압연을 실시하고,
   상기 용융도금층은 Al, Zn, Mg, Si, 및 잔여 불가피한 불순물을 포함하고,
   상기 용융도금층은 자체 중량로, Al과 Zn의 합을 60% 이상(100% 포함)으로 포함하며, 그리고
   상기 조질압연된 용융도금층의 표층부에, 깊이 2~50㎛, 너비 100㎛ 이하(0㎛는 제외)의 소정의 압연흔 패턴이 존재하며, 이에 대한 광택측정기 60°값이 200 ~ 273의 범위를 가짐을 특징으로 하는 광반사율이 우수한 도금강판의 제조방법.
   
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images