KR102472560B1 - Manufacturing method of tinted stainless steel using plasma process - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment capable of forming a coating film of various colors through a continuous process in a general roll-to-roll method, wherein the surface of uncoiled stainless steel supplied in one direction is subjected to high-temperature plasma treatment to remove moisture from the surface of stainless steel, and a passivation film is removed by low-temperature plasma treatment, so that stainless steel is colored by painting the surface of stainless steel.

Description

플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF TINTED STAINLESS STEEL USING PLASMA PROCESS}Manufacturing method of colored stainless steel using plasma treatment {MANUFACTURING METHOD OF TINTED STAINLESS STEEL USING PLASMA PROCESS}

본 발명은 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 롤 투 롤 방식으로 연속 공정을 통한 다양한 색상의 도막 형성이 가능한 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment, and more particularly, to a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment capable of forming coating films of various colors through a continuous process in a general roll-to-roll method. will be.

자동차 시장의 경우 일반적으로 후가공 후 알루미늄을 아노다이징 처리하여 컬러 도장을 실시(생산방식 1)하거나, 후가공시 컬러 필름을 부착하는 방법(생산방식2)으로 자동차 몰딩 부품 시장의 고급화를 도모하고 있는 실정이다.In the case of the automobile market, in general, color painting is performed by anodizing aluminum after post-processing (Production Method 1), or a method of attaching a color film during post-processing (Production Method 2) is being promoted to improve the automotive molding parts market. .

생산방식1과 생산방식2 등을 포함한 기존의 공정들은 원가가 비싼 문제가 있었다.Existing processes, including production method 1 and production method 2, had a problem of high cost.

알루미늄 또는 알루미늄 합금은 소재 가공이 용이하고 경량화 구현이 가능하다는 점에서 널리 사용되고 있지만, 구조적 강도가 약하므로 충돌시 파손과 심한 변형으로 운전자 및 탑승자의 안전에 심각한 위협이 될 수 있다.Aluminum or aluminum alloy is widely used in that it is easy to process the material and can realize weight reduction, but because of its low structural strength, it can pose a serious threat to the safety of drivers and occupants due to damage and severe deformation in the event of a collision.

이러한 관점에서 최근 자동차 몰딩 부품 시장에서 구조적 강도가 우수한 소재인 스테인리스 스틸이 각광받고 있다.From this point of view, stainless steel, a material with excellent structural strength, is in the spotlight in the automotive molding parts market.

하지만, 스테인리스 스틸은 크롬산화피막과 부동태피막이 상시 형성되어 있는 그 소재 특성상 일반 도료 자체의 도장 및 이에 따른 착색 자체가 불가능한 문제점이 있었다. However, due to the nature of the material in which a chromium oxide film and a passivation film are always formed, stainless steel has a problem in that it is impossible to paint the general paint itself and coloration itself accordingly.

상기와 같은 관점에서 발명된 것으로 등록특허 제10-0897169호의 "자력을 이용한 칼라강판의 제조방법 및 이 방법으로 제조된칼라강판"(이하 선행기술) 등과 같은 것을 들 수 있다.Invented from the above point of view, things such as Registered Patent No. 10-0897169 entitled "Method for manufacturing color steel sheet using magnetic force and color steel sheet produced by this method" (hereinafter referred to as prior art) may be mentioned.

선행기술은 크로메이트 피막처리 공정을 거쳐 크롬 도장층을 형성한 후, 크롬 도장층 상에 하도 도료를 도장하여 하도 도장층을 형성하고, 하도 도장층 상에 자력에 의한 편향성을 나타내는 카르보닐 철이 포함된 상도 도료를 도장한 다음, 자력을 가하여 상기 상도 도료에 무늬 패턴을 형성한 후, 210 ~ 250℃로 가열 건조하여 상도 피막층을 형성하는 방식을 채택하고 있다.In the prior art, after forming a chrome coating layer through a chromate coating treatment process, an undercoating material is coated on the chrome coating layer to form an undercoating layer, and carbonyl iron showing bias by magnetic force is included on the undercoating layer. After painting the top coat, applying magnetic force to form a pattern on the top coat, heat drying at 210 to 250 ° C to form a top coat layer.

그러나, 선행기술 또한 도장층을 여러번 형성하고 카르보닐 철을 포함한 상도 도료 등의 원가가 매우 높아 제조 현장에서 쉽게 적용할 수 없어 경제적으로 매우 비효율적인 것이다. However, the prior art is also economically very inefficient because it forms several coating layers and the cost of a top coat paint containing carbonyl iron is very high and cannot be easily applied at the manufacturing site.

특히, 선행기술은 도막 형성을 위하여 서로 다른 도료들을 수차례 도포하는 번거롭고 복잡한 공정이 수반되어야 하므로, 제조 시간과 비용의 측면에서도 매우 비효율적이라 할 수 있다.In particular, since the prior art requires a cumbersome and complicated process of applying different paints several times to form a film, it can be said to be very inefficient in terms of manufacturing time and cost.

등록특허 제10-0897169호Registered Patent No. 10-0897169

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 일반적인 롤 투 롤 방식으로 연속 공정을 통한 다양한 색상의 도막 형성이 가능하게 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention was invented to improve the above problems, and is to provide a method for producing colored stainless steel using plasma treatment, which enables the formation of coating films of various colors through a continuous process in a general roll-to-roll method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 언코일링되어 일방향으로 공급된 스테인리스 스틸의 표면에 고온 플라즈마 처리하여 상기 스테인리스 스틸 표면의 수분을 제거한 후 저온 플라즈마 처리하고 상기 부동태피막을 제거하여 상기 스테인리스 스틸의 표면에 도장 처리함으로써 착색되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a high-temperature plasma treatment on the surface of uncoiled stainless steel supplied in one direction to remove moisture from the surface of the stainless steel, and then a low-temperature plasma treatment and removing the passivation film to remove the stainless steel surface. It is possible to provide a method for producing colored stainless steel using plasma treatment, characterized in that it is colored by painting the surface of the steel.

여기서, 상기 고온 플라즈마 처리시 상기 스테인리스 스틸의 표면에 적용되는 화염 온도는 600℃ 내지 800℃이며, 상기 저온 플라즈마 처리시 상기 스테인리스 스틸의 표면 온도는 상온으로 유지되는 것을 특징으로 한다. Here, the flame temperature applied to the surface of the stainless steel during the high-temperature plasma treatment is 600 ° C to 800 ° C, and the surface temperature of the stainless steel is maintained at room temperature during the low-temperature plasma treatment.

한편, 본 발명은 코일 형태로 권취된 스테인리스 스틸을 언코일러(uncoiler)에 안착시키고 언코일링하여 일방향으로 공급하는 제1 단계; 상기 스테인리스 스틸의 표면에 600℃ 내지 800℃의 LPG와 산소 혼합 가스로 형성되는 화염으로 6 내지 18초간 분사하는 고온 플라즈마 처리에 의해, 상기 스테인리스 스틸의 표면을 40℃ 내지 100℃로 유지시킴으로써, 상기 스테인리스 스틸 표면의 수분을 제거하는 제2 단계; 상기 스테인리스 스틸의 표면에 7000V 내지 8000V의 방전 전압을 0.1초 내지 3초 동안 적용하는 저온 플라즈마 처리에 의해, 상기 스테인리스 스틸의 표면을 상온으로 유지시킴으로써, 상기 스테인리스 스틸의 부동태피막을 제거하는 제3 단계; 도장 부스로 투입되어 일방향으로 이송되는 상기 부동태피막이 제거된 상기 스테인리스 스틸의 표면에, 상기 도장 부스의 천장측으로부터 바닥측을 향하여 특정 색상의 도료를 강제 분사하는 정전 도장 장치에 의해 15℃ 내지 25℃를 유지하며 도장 처리함으로써, 상기 특정 색상의 도료를 착색시키는 제4 단계; 건조 챔버로 투입되어 착색이 완료된 상기 스테인리스 스틸을 100℃ 내지 250℃의 온도에서 건조시키는 제5 단계; 및 건조가 완료된 상기 스테인리스 스틸을 냉각시키고 리코일(recoil)하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 제공할 수도 있을 것이다. On the other hand, the present invention is a first step of seating the stainless steel wound in the form of a coil on an uncoiler, uncoiling it, and supplying it in one direction; By maintaining the surface of the stainless steel at 40 ° C to 100 ° C by high-temperature plasma treatment that sprays the surface of the stainless steel with a flame formed of LPG and oxygen mixture gas at 600 ° C to 800 ° C for 6 to 18 seconds, A second step of removing moisture from the stainless steel surface; A third step of removing the passivation film of the stainless steel by maintaining the surface of the stainless steel at room temperature by low-temperature plasma treatment in which a discharge voltage of 7000 V to 8000 V is applied to the surface of the stainless steel for 0.1 to 3 seconds. ; 15 ℃ to 25 ℃ by an electrostatic painting device that forcibly sprays paint of a specific color from the ceiling side of the painting booth toward the floor side on the surface of the stainless steel from which the passivation film is removed, which is introduced into the painting booth and transported in one direction. A fourth step of coloring the paint of the specific color by painting while maintaining the; A fifth step of drying the stainless steel, which is put into a drying chamber and has been colored, at a temperature of 100° C. to 250° C.; and a sixth step of cooling and recoiling the dried stainless steel.

여기서, 상기 고온 플라즈마 처리와 상기 저온 플라즈마 처리 및 상기 도장 처리는 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 한다.Here, the high-temperature plasma treatment, the low-temperature plasma treatment, and the painting treatment are continuously performed.

이때, 상기 제5 단계에서 상기 스테인리스 스틸은, 이송되는 방향을 따라 건조 온도가 상기 100℃부터 상기 250℃까지 단계적으로 상승되도록, 복수의 서로 다른 건조 챔버가 상기 스테인리스 스틸의 이송 방향을 따라 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한다. At this time, in the fifth step, a plurality of different drying chambers are arranged in a row along the conveying direction of the stainless steel so that the drying temperature is gradually increased from the 100 ° C to the 250 ° C along the conveying direction. It is characterized by being placed.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above, the following effects can be achieved.

우선, 본 발명은 일반적인 롤 투 롤(roll to roll) 생산 방식을 통하여 유수의 철강회사로부터 입고된 스테인리스 스틸 코일 자체를 표면 처리, 즉 고온 플라즈마와 저온 플라즈마 처리후 도장 처리하고 건조 냉각하여 리코일링함으로써 신뢰성이 우수한 컬러 스테인리스 스틸, 즉 틴티드 스테인리스 스틸 제품의 대량 생산이 가능하게 되는 특장점을 가진다.First of all, the present invention surface-treats the stainless steel coil itself received from leading steel companies through a general roll-to-roll production method, that is, high-temperature plasma and low-temperature plasma, then paints, dries, cools, and recoils. It has the advantage of enabling mass production of highly reliable color stainless steel, that is, tinted stainless steel products.

무엇보다 본 발명은 크롬산화피막과 부동태피막으로 인한 착색 자체가 불가능한 스테인리스 스틸의 소재 특성과 제약을 탈피하여 다양한 색상의 도료가 착색된 스테인리스 스틸 제품을 수요처에 제공할 수 있으므로 차량 메이커들의 다양한 수요와 요구에 적극적으로 대응할 수 있다는 점에서 매우 효율적이라 하겠다.Above all, the present invention can provide customers with stainless steel products colored with paints of various colors by breaking away from the material characteristics and restrictions of stainless steel, which cannot be colored due to the chromium oxide film and passivation film. It is very efficient in that it can actively respond to demands.

특히 본 발명은 스테인레스 스틸 재질로 이루어진 자동차부품에 최초로 적용되었다는 점에서 자동차 산업발달에 획기적인 기여를 할 수 있을 것이다.In particular, the present invention will be able to make a significant contribution to the development of the automobile industry in that it was first applied to automobile parts made of stainless steel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 도시한 블록 선도
도 2 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개념도
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 통하여 제조된 틴티드 스틸의 착색 상태 및 이를 통하여 제작된 자동차 몰딩 부품의 외관을 나타낸 사시 개념도
1 is a block diagram showing a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to an embodiment of the present invention.
2 to 7 are conceptual views sequentially showing a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective conceptual view showing a colored state of tinted steel manufactured through a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to various embodiments of the present invention and an appearance of an automobile molding part manufactured through the same.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In this specification, this embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform those skilled in the art of the scope of the invention to which the present invention belongs.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the invention is only defined by the scope of the claims.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring the interpretation of the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification, and terms used (referred to) in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated in the phrase, and components and operations referred to as 'comprising (or including)' do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations. .

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless they are defined.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 도시한 블록 선도이다. First, FIG. 1 is a block diagram illustrating a method of manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to an embodiment of the present invention.

그리고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개념도이다. 2 to 7 are conceptual views sequentially illustrating a method of manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to another embodiment of the present invention.

또한, 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 통하여 제조된 틴티드 스틸의 착색 상태 및 이를 통하여 제작된 자동차 몰딩 부품의 외관을 나타낸 사시 개념도이다. 8 is a perspective conceptual view showing a colored state of tinted steel manufactured through a method for manufacturing colored stainless steel using plasma treatment according to various embodiments of the present invention and an appearance of an automobile molding part manufactured through the same.

본 발명은 도시된 바와 같이 언코일링되어 일방향으로 공급된 스테인리스 스틸(70)의 표면에 고온 플라즈마 처리하여 스테인리스 스틸(70) 표면의 수분을 제거한 후 저온 플라즈마 처리하고 부동태피막을 제거하여 스테인리스 스틸(70)의 표면에 도장 처리함으로써 착색되는 실시예를 적용할 수 있을 것이다.As shown in the drawing, the surface of the uncoiled stainless steel 70 supplied in one direction is subjected to high-temperature plasma treatment to remove moisture on the surface of the stainless steel 70, followed by low-temperature plasma treatment and removal of the passivation film to make stainless steel ( 70) may be applied to an embodiment that is colored by painting the surface.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다. Of course, the present invention can be applied to the above embodiments, and also to the following various embodiments.

우선, 고온 플라즈마 처리시 스테인리스 스틸(70)의 표면에 적용되는 화염 온도는 600℃ 내지 800℃이며, 저온 플라즈마 처리시 스테인리스 스틸(70)의 표면 온도는 상온으로 유지되는 것이 원활한 도장 처리를 위하여 바람직하다.First of all, the flame temperature applied to the surface of the stainless steel 70 during high-temperature plasma treatment is 600 ° C to 800 ° C, and during low-temperature plasma treatment, it is preferable to maintain the surface temperature of the stainless steel 70 at room temperature for smooth painting treatment. do.

한편, 도 2와 같이 코일 형태로 권취된 스테인리스 스틸(70)을 언코일러(10, uncoiler)에 안착시키고 언코일링하여 일방향으로 공급하는 작업이 이루어질 수 있다(S1: 제1 단계). On the other hand, as shown in FIG. 2, the stainless steel 70 wound in a coil form may be seated on an uncoiler 10, uncoiled, and supplied in one direction (S1: first step).

이후, 도 3과 같이 스테인리스 스틸(70)의 표면에 600℃ 내지 800℃의 LPG와 산소 혼합 가스로 형성되는 화염으로 6 내지 18초간 분사하는 고온 플라즈마 처리에 의해, 스테인리스 스틸(70)의 표면을 40℃ 내지 100℃로 유지시킴으로써, 스테인리스 스틸(70) 표면의 수분을 제거하는 작업이 이루어질 수 있다(S2: 제2 단계). Thereafter, as shown in FIG. 3, the surface of the stainless steel 70 is cleaned by high-temperature plasma treatment in which a flame formed of LPG and oxygen mixture gas at 600° C. to 800° C. is sprayed for 6 to 18 seconds on the surface of the stainless steel 70. By maintaining the temperature at 40° C. to 100° C., an operation of removing moisture from the surface of the stainless steel 70 may be performed (S2: second step).

화염 분사 시간이 6초 미만일 경우 수분 제거가 제대로 이루어지지 못할 수 있으며, 화염 분사 시간이 18초를 초과할 경우 기재인 스테인리스 스틸(70)의 표면 열화 및 소재 변성의 우려가 있다.If the flame spraying time is less than 6 seconds, moisture removal may not be performed properly, and if the flame spraying time exceeds 18 seconds, there is a risk of surface deterioration and material denaturation of the stainless steel 70 as the substrate.

화염 온도가 600℃ 미만일 경우 수분 제거가 제대로 이루어지지 못할 수 있으며, 화염 온도가 800℃를 초과할 경우 기재인 스테인리스 스틸(70)의 표면 열화 및 소재 변성의 우려가 있다.When the flame temperature is less than 600 ° C., moisture removal may not be performed properly, and when the flame temperature exceeds 800 ° C., there is a risk of surface deterioration and material denaturation of the stainless steel 70 as a base material.

계속하여, 도 4와 같이 스테인리스 스틸(70)의 표면에 방전 전압 7000V 내지 8000V의 고주파 플라즈마를 0.1초 내지 3초, 더욱 바람직하게는 1~2초 동안 적용하는 저온 플라즈마 처리에 의해, 스테인리스 스틸(70)의 표면을 상온으로 유지시킴으로써, 스테인리스 스틸(70)의 부동태피막을 제거하는 작업이 이루어질 수 있다(S3: 제3 단계). Subsequently, as shown in FIG. 4, by low-temperature plasma treatment in which high-frequency plasma of a discharge voltage of 7000 V to 8000 V is applied to the surface of the stainless steel 70 for 0.1 seconds to 3 seconds, more preferably for 1 to 2 seconds, stainless steel ( 70) by maintaining the surface at room temperature, an operation of removing the passivation film of the stainless steel 70 can be performed (S3: third step).

방전 전압이 7000V 미만일 경우 부동태피막의 제거가 완전하게 이루어지지 못할 수 있으며, 방전 전압이 8000V를 초과하는 경우 기재인 스테인리스 스틸(70)의 표면 열화 및 소재 변성의 우려가 있다.If the discharge voltage is less than 7000V, the passivation film may not be completely removed, and if the discharge voltage exceeds 8000V, there is a risk of surface deterioration and material denaturation of the stainless steel 70 as a substrate.

고주파 플라즈마의 적용 시간이 0.1초 미만일 경우 부동태피막의 제거가 완전하게 이루어지지 못할 수 있으며, 고주파 플라즈마의 적용 시간이 3초를 초과하는 경우 기재인 스테인리스 스틸(70)의 표면 열화 및 소재 변성의 우려가 있다.If the application time of high-frequency plasma is less than 0.1 seconds, the passivation film may not be completely removed, and if the application time of high-frequency plasma exceeds 3 seconds, there are concerns about surface deterioration and material denaturation of the base material, stainless steel 70. there is

다음으로, 도 5와 같이 도장 부스(40)로 투입되어 일방향으로 이송되는 부동태피막이 제거된 스테인리스 스틸(70)의 표면에, 도장 부스(40)의 천장측으로부터 바닥측을 향하여 특정 색상의 도료를 강제 분사하는 정전 도장 장치에 의해 15℃ 내지 25℃를 유지하며 도장 처리함으로써, 특정 색상의 도료를 착색시키는 작업이 이루어질 수 있다(S4: 제4 단계). Next, as shown in FIG. 5, a paint of a specific color is applied from the ceiling side of the painting booth 40 to the floor side of the stainless steel 70 from which the passivation film is removed, which is introduced into the painting booth 40 and transported in one direction. An operation of coloring a paint of a specific color may be performed by performing a painting process while maintaining a temperature of 15° C. to 25° C. by means of an electrostatic painting device forcibly spraying (S4: fourth step).

도장 부스(40) 내부의 온도 조건 범위, 즉 15℃ 내지 25℃를 벗어나는 경우 도료가 스테인리스 스틸(70)의 표면에 제대로 착색되지 않거나 흘러내리는 등의 문제가 발생하게 될 것이다.If the temperature condition range of the inside of the painting booth 40 is out of the range of 15° C. to 25° C., problems such as the paint not being properly colored or flowing down on the surface of the stainless steel 70 will occur.

이후, 도 6과 같이 건조 챔버(50)로 투입되어 착색이 완료된 스테인리스 스틸(70)을 100℃ 내지 250℃의 온도에서 건조시키는 작업이 이루어질 수 있다(S5: 제5 단계). Thereafter, as shown in FIG. 6 , an operation of drying the stainless steel 70 that has been put into the drying chamber 50 and has been colored may be dried at a temperature of 100° C. to 250° C. (S5: fifth step).

최종적으로, 도 7과 같이 건조가 완료된 스테인리스 스틸(70)을 냉각시키고 리코일(recoil)하는 작업이 이루어질 수 있다(S6: 제6 단계).Finally, as shown in FIG. 7 , an operation of cooling and recoiling the dried stainless steel 70 may be performed (S6: sixth step).

제1 단계(S1)에서는 스테인리스 스틸(70)을 도 2와 같이 언코일러(10)에 안착시켜 언코일링한 후 스테인리스 스틸(70)의 포장재를 제거하는 작업이 추가적으로 실시될 수 있다.In the first step (S1), as shown in FIG. 2, the stainless steel 70 is seated in the uncoiler 10 and uncoiled, and then an operation of removing the packaging material of the stainless steel 70 may be additionally performed.

제2 단계(S2)는 정전 도장 실시전에 부동태피막 제거가 원활하게 이루어질 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같은 화염분사 노즐 어셈블리(20)를 통하여 분사되는 고온의 화염에 의하여 스테인리스 스틸(70) 표면의 수분 제거를 하는 공정이 이루어지는 것이다.In the second step (S2), the surface of the stainless steel 70 is damaged by high-temperature flame sprayed through the flame spray nozzle assembly 20 as shown in FIG. 3 so that the passivation film can be smoothly removed before electrostatic painting. The process of removing moisture takes place.

제2 단계(S2)에서는 수분과 함께 불필요한 이물질 또한 제거하는 효과를 도모할 수 있다.In the second step (S2), an effect of removing unnecessary foreign substances along with moisture can be achieved.

국내 유수의 업체에서도 전처리 공정으로서 고온 플라즈마를 이용한 제2 단계(S2) 공정을 실시하는 사례가 없는 것으로 확인된다.It is confirmed that there is no case of performing the second step (S2) process using high-temperature plasma as a pretreatment process even in domestic leading companies.

제3 단계(S3)는 정전 도장 전에 스테인리스 스틸(70)의 표면에 도료가 원활하게 착색될 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같은 고주파 코로나 방전기(30)를 통하여 스테인리스 스틸(70)의 표면에 형성된 부동태피막을 제거하기 위한 공정이라 할 수 있다.The third step (S3) is applied to the surface of the stainless steel 70 through the high-frequency corona discharger 30 as shown in FIG. 4 so that the paint can be smoothly colored on the surface of the stainless steel 70 before electrostatic painting. It can be referred to as a process for removing the formed passivation film.

제3 단계(S3)에서는 표면 활성화와 표면 친수성 및 점착력을 증대시키고 도료의 도장시 부착력을 향상시키는 효과를 도모할 수 있다.In the third step (S3), the effect of increasing surface activation, surface hydrophilicity and adhesiveness, and improving adhesion during coating of paint can be achieved.

스테인리스 스틸(70)은 대기 중에 노출되는 즉시 표면에 크롬산화 피막층이 생기므로 외부로부터 원소가 침투할 수 없게 되므로, 부식에 대하여 강한 저항성을 띄게 되며, 이러한 강한 저항성을 가지는 것을 부동태 경향이 크다고 하는 것이다.As soon as the stainless steel 70 is exposed to the atmosphere, a chromium oxide film layer is formed on the surface, so elements cannot penetrate from the outside, so it has strong resistance to corrosion, and having such a strong resistance is said to have a high tendency to passivity. .

따라서, 스테인리스 스틸(70)은 부동태 경향이 큰 부동태피막을 형성하게 되며, 이에 따라 스테인리스 스틸(70)에는 일반적인 방법으로는 도장 자체가 불가능하다는 것이 당업계에서는 널리 알려진 사실이다.Therefore, the stainless steel 70 forms a passivation film with a high passivation tendency, and accordingly, it is a well-known fact in the art that the stainless steel 70 cannot be painted by a general method.

제4 단계(S4)에서는 도 5에 도시된 바와 같은 도장 부스(40) 내에서 벨 도장 장비(41)를 통하여 스테인리스 스틸(70)의 표면에 컬러 구현이 가능하게 착색하거나 틴티드 도장(tinted painting)을 실시하기 위한 공정이라 할 수 있다.In the fourth step (S4), the surface of the stainless steel 70 is colored or tinted to enable color implementation through the bell painting equipment 41 in the painting booth 40 as shown in FIG. It can be said that it is a process for carrying out.

최대 1200mm 폭을 가진 코일로부터 언코일링된 STS430 스테인리스 스틸(70) 강판에 효율적인 정전 도장이 이루어지기 위해서는 벨 도장 장비(41), 즉 정전 도장 장치 한 쌍을 나란히 배치하여 스테인리스 스틸(70) 강판의 이송 방향을 따라 도료를 스테인리스 스틸(70)의 표면에 분사시킨다.In order to achieve efficient electrostatic painting on uncoiled STS430 stainless steel (70) steel sheets from coils with a maximum width of 1200 mm, a pair of bell painting equipment (41), i.e., electrostatic coating devices, are placed side by side to ensure that the stainless steel (70) steel sheet is coated. Paint is sprayed onto the surface of the stainless steel 70 along the conveying direction.

제4 단계(S4)에서는 내후성과 가공성 향상을 도모할 수 있을 것이다.In the fourth step (S4), weather resistance and workability may be improved.

이를 위하여, 고온 플라즈마 처리와 저온 플라즈마 처리 및 도장 처리는 연속적으로 실시되는 것이 바람직하다.To this end, it is preferable that the high-temperature plasma treatment, the low-temperature plasma treatment, and the painting treatment are continuously performed.

전술한 바와 같이 제2 단계(S2)의 고온 플라즈마 처리와 제3 단계(S3)의 저온 플라즈마 처리 및 제4 단계(S4)의 도장 처리는 휴게 시간 없이 연속적으로 이루어져야만 한다.As described above, the high-temperature plasma treatment of the second step (S2), the low-temperature plasma treatment of the third step (S3), and the painting treatment of the fourth step (S4) must be performed continuously without resting time.

왜냐하면, 제2 단계(S2)의 고온 플라즈마 처리후 스테인리스 스틸(70) 표면의 전술한 고온 플라즈마 처리에 따른 수분 및 이물질 제거 효과는 1분 내외이면 상실되고, 제3 단계(S3)의 저온 플라즈마 처리후 스테인리스 스틸(70) 표면의 전술한 저온 플라즈마 처리에 따른 부동태피막 제거 효과는 역시 1분 내외이면 상실되기 때문이다. Because, after the high-temperature plasma treatment in the second step (S2), the effect of removing moisture and foreign matter according to the above-described high-temperature plasma treatment of the surface of the stainless steel 70 is lost in about 1 minute, and the low-temperature plasma treatment in the third step (S3) This is because the effect of removing the passivation film according to the above-described low-temperature plasma treatment of the surface of the stainless steel 70 after the stainless steel 70 is also lost within 1 minute.

따라서, 제2 단계(S2) 내지 제4 단계(S4)를 실시하는 고온 플라즈마 처리 장치와 저온 플라즈마 처리 장치 및 정전 도장 장치는 스테인리스 스틸(70)의 이송 방향을 따라 연속적으로 또는 일렬로 배치되어야 하는 것이다.Therefore, the high-temperature plasma processing device, the low-temperature plasma processing device, and the electrostatic coating device performing the second step (S2) to the fourth step (S4) should be continuously or in line along the transport direction of the stainless steel 70. will be.

본 발명에 따른 고온 플라즈마 처리의 수분 제거후 저온 플라즈마 처리의 부동태피막 제거 및 이러한 수분 제거 상태와 부동태피막 제거 상태가 유지되는 동안 미세하고 균일한 도포가 가능한 벨 도장, 즉 정전 도장 방식으로 스테인리스 스틸(70)의 표면에 도료를 착색시키는 일련의 공정 설비를 틴티드 도장 시스템(Tinted painting system)이라 할 수 있다.After removing the moisture of the high-temperature plasma treatment according to the present invention, the removal of the passivation film of the low-temperature plasma treatment, and the bell painting that can be finely and uniformly applied while the state of removing the moisture and the removal of the passivation film is maintained, that is, stainless steel by the electrostatic painting method ( 70) can be referred to as a tinted painting system.

제5 단계(S5)는 틴티드 도장 시스템을 통하여 착색이 완료된 스테인리스 스틸(70)을 요구하는 온도에 맞춰 건조시키는 공정이라 할 수 있다.The fifth step (S5) can be said to be a process of drying the colored stainless steel 70 through the tinted painting system according to the required temperature.

제5 단계(S5)에서 스테인리스 스틸(70)은, 도 6에 도시된 바와 같이 이송되는 방향을 따라 건조 온도가 100℃부터 250℃까지 단계적으로 상승되도록, 복수의 서로 다른 건조 챔버(50)가 스테인리스 스틸(70)의 이송 방향을 따라 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.In the fifth step (S5), as shown in FIG. 6, the stainless steel 70 is a plurality of different drying chambers 50 so that the drying temperature is gradually increased from 100 ° C to 250 ° C along the conveying direction. It is preferable to arrange them in a row along the conveying direction of the stainless steel 70 .

서로 다른 복수의 건조 챔버(50)를 이송 방향을 따라 배치하는 것은, 제4 단계(S4) 완료후 스테인리스 스틸(70)에 착색된 도료의 과경화를 방지하기 위함이다.Arranging a plurality of different drying chambers 50 along the transport direction is to prevent over-curing of the colored paint on the stainless steel 70 after the fourth step (S4) is completed.

제6 단계(S6)에서의 냉각은 건조 챔버(50)로부터 배출되는 스테인리스 스틸(70)이 이송되는 컨베이어(65) 하부측에 도 7(a)에 도시된 바와 같은 복수의 냉각팬(61) 가동에 의하여 이루어진다.Cooling in the sixth step (S6) is performed by using a plurality of cooling fans 61 as shown in FIG. made by operation.

제6 단계(S6)에서, 도 7(b)와 같이 리코일러(62)에 대하여 스테인리스 스틸(70)을 리코일하기 전에 스테인리스 스틸(70)에 보호필름을 부착시키는 작업이 추가적으로 실시될 수도 있을 것이다.In the sixth step (S6), before recoiling the stainless steel 70 with respect to the recoiler 62 as shown in FIG. 7 (b), an operation of attaching a protective film to the stainless steel 70 may be additionally performed. .

이하, 본 출원인의 실제 제조 현장에서 스테인리스 스틸(70)의 도장 및 리코일링에 이르는 보다 구체적인 실시예에 대하여 다음과 같이 언급하고자 한다.Hereinafter, more specific examples ranging from painting and recoiling of the stainless steel 70 at the actual manufacturing site of the present applicant will be described as follows.

원소재인 스테인리스 스틸(70)은 STS430이며, 최대 코일폭 1,200mm, 최대 중량은 5톤, 최대 길이는 1,300m이다.The raw material stainless steel 70 is STS430, and the maximum coil width is 1,200mm, the maximum weight is 5 tons, and the maximum length is 1,300m.

입고된 스테인리스 스틸(70)의 육안 및 수입 검사를 실시하고, 제1 단계(S1) 실시를 위하여 호이스트나 코일 대차를 이용하여 스테인리스 스틸 코일을 이송한다.Visual inspection and import inspection of the stainless steel 70 in stock are performed, and the stainless steel coil is transferred using a hoist or a coil cart to perform the first step (S1).

언코일러(10)를 설치하고 스테인리스 스틸 코일을 거치한 다음, 스테인리스 스틸(70) 표면의 보호필름 또는 포장재를 회수하여 분리 제거한다.After installing the uncoiler 10 and mounting the stainless steel coil, the protective film or packaging material on the surface of the stainless steel 70 is recovered and separated and removed.

제2 단계(S2)를 통하여 고온 플라즈마 처리하고 제3 단계(S3)를 통하여 저온 플라즈마 처리한 후 제4단계(S4)를 통하여 스테인리스 스틸(70) 표면에 도장 처리하는 것을 간격없이 연속적으로 실시한다.The high-temperature plasma treatment through the second step (S2), the low-temperature plasma treatment through the third step (S3), and the painting treatment on the surface of the stainless steel 70 through the fourth step (S4) are continuously performed without intervals. .

도장처리가 완료된 스테인리스 스틸(70)을 100℃ 내지 250℃의 범위 내에서 스테인리스 스틸(70)의 이송 방향을 따라 점차 온도가 높아지게 설정된 건조 챔버(50)를 통과시키며 착색된 도료를 고온 건조시키는 제5 단계(S5)를 실시한다.An agent for drying the colored paint at a high temperature by passing the painted stainless steel 70 through a drying chamber 50 whose temperature is set to gradually increase along the transport direction of the stainless steel 70 within the range of 100 ° C to 250 ° C Step 5 (S5) is carried out.

이후 제6 단계(S6)에서 냉각팬(61)을 통하여 스테인리스 스틸(70)을 냉각시키고 리코일러(62)로 보내어 리코일링하기 전에 스테인리스 스틸(70) 표면의 도막 두께와 색차와 광택을 관리하고 도막의 외관 및 부착력을 검사한다.Then, in the sixth step (S6), the stainless steel 70 is cooled through the cooling fan 61 and sent to the recoiler 62 to manage the coating thickness, color difference and gloss of the surface of the stainless steel 70 before recoil Inspect the appearance and adhesion of the coating film.

계속하여 제6 단계(S6)에서 리코일(62)측으로 리코일링하기 직전에 보호필름을 스테인리스 스틸(70) 표면에 부착시켜 함께 리코일링시킨다. Subsequently, just before recoil to the recoil 62 side in the sixth step (S6), the protective film is attached to the surface of the stainless steel 70 and recoiled together.

이렇듯, 제1 단계(S1) 내지 제6 단계(S6)는, 수요처 및 발주처에서 스테인리스 스틸(70) 표면에 형성되는 도막의 두께 요구조건에 맞춰서 적어도 2회 이상 반복 실시될 수 있을 것이다.As such, the first step (S1) to the sixth step (S6) may be repeated at least twice or more in accordance with the requirements for the thickness of the coating film formed on the surface of the stainless steel 70 by the customer and the ordering party.

따라서, 본 출원인은 실제 제조 현장에서 제1 단계(S1) 내지 제6 단계(S6)를 통하여 스테인리스 표면에 4~5㎛ 두께의 프라이머를 도포한 후, 재차 제1 단계(S1) 내지 제6 단계(S6)를 실시하여 12~14㎛ 두께의 특정 색상 도료를 도포함으로써 최종 출고 제품을 제작할 수 있었다.Therefore, the present applicant applies a primer with a thickness of 4 to 5 μm to the stainless steel surface through the first step (S1) to the sixth step (S6) at the actual manufacturing site, and then the first step (S1) to the sixth step again. (S6) was carried out to apply a specific color paint having a thickness of 12 to 14 μm, so that the final product could be manufactured.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제조 방법을 통하여 도 8에 도시된 바와 같이 다양한 색상의 틴티드 스테인리스 스틸(tinted stainless steel, 71~74)이 생산되고, 도료가 확실하고 깔끔하게 착색된 틴티드 몰딩 부품(75)들 또한 생산될 수 있는 것이다.Therefore, through the manufacturing method according to various embodiments of the present invention as described above, as shown in FIG. 8, tinted stainless steel (71 to 74) of various colors is produced, and the paint is clearly and neatly colored. Tinted molded parts 75 can also be produced.

이상과 같이 본 발명은 일반적인 롤 투 롤 방식으로 연속 공정을 통한 다양한 색상의 도막 형성이 가능하게 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the basic technical idea of the present invention is to provide a method for producing colored stainless steel using plasma treatment, which enables the formation of coating films of various colors through a continuous process in a general roll-to-roll method.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.And, of course, many other modifications and applications are possible to those skilled in the art within the scope of the basic technical idea of the present invention.

10...언코일러
20...화염분사 노즐 어셈블리
30...고주파 코로나 방전기
40...도장 부스
41...벨 도장 장비
50...건조 챔버
61...냉각팬
62...리코일러
65...컨베이어
70...스테인리스 스틸
S1...제1 단계
S2...제2 단계
S3...제3 단계
S4...제4 단계
S5...제5 단계
S6...제6 단계
10... Uncoiler
20 ... Flamejet nozzle assembly
30...high frequency corona discharger
40...painting booth
41... bell painting equipment
50 ... drying chamber
61 ... cooling fan
62 ... recoiler
65 ... conveyor
70...stainless steel
S1...first step
S2...second step
S3...third stage
S4...fourth step
S5...the fifth step
S6...Sixth step

Claims (5)

언코일링되어 일방향으로 공급된 스테인리스 스틸의 표면에 고온 플라즈마 처리하여 상기 스테인리스 스틸 표면의 수분을 제거한 후 저온 플라즈마 처리하고 상기 스테인리스 스틸의 부동태피막을 제거하여 상기 스테인리스 스틸의 표면에 도장 처리함으로써 착색되고,
상기 고온 플라즈마 처리시 상기 스테인리스 스틸의 표면에 적용되는 화염 온도는 600℃ 내지 800℃이며,
상기 저온 플라즈마 처리시 상기 스테인리스 스틸의 표면 온도는 상온으로 유지되고,
상기 고온 플라즈마 처리와 상기 저온 플라즈마 처리 및 상기 도장 처리는 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법.
The surface of the uncoiled stainless steel supplied in one direction is subjected to high-temperature plasma treatment to remove moisture on the surface of the stainless steel, followed by low-temperature plasma treatment, removing the passivation film of the stainless steel, and painting the surface of the stainless steel to color ,
The flame temperature applied to the surface of the stainless steel during the high-temperature plasma treatment is 600 ° C to 800 ° C,
During the low-temperature plasma treatment, the surface temperature of the stainless steel is maintained at room temperature,
The method for producing colored stainless steel using plasma treatment, characterized in that the high-temperature plasma treatment, the low-temperature plasma treatment, and the painting treatment are continuously performed.
삭제delete 코일 형태로 권취된 스테인리스 스틸을 언코일러(uncoiler)에 안착시키고 언코일링하여 일방향으로 공급하는 제1 단계;
상기 스테인리스 스틸의 표면에 600℃ 내지 800℃의 LPG와 산소 혼합 가스로 형성되는 화염으로 6 내지 18초간 분사하는 고온 플라즈마 처리에 의해, 상기 스테인리스 스틸의 표면을 40℃ 내지 100℃로 유지시킴으로써, 상기 스테인리스 스틸 표면의 수분을 제거하는 제2 단계;
상기 스테인리스 스틸의 표면에 7000V 내지 8000V의 방전 전압을 0.1초 내지 3초 동안 적용하는 저온 플라즈마 처리에 의해, 상기 스테인리스 스틸의 표면을 상온으로 유지시킴으로써, 상기 스테인리스 스틸의 부동태피막을 제거하는 제3 단계;
도장 부스로 투입되어 일방향으로 이송되는 상기 부동태피막이 제거된 상기 스테인리스 스틸의 표면에, 상기 도장 부스의 천장측으로부터 바닥측을 향하여 특정 색상의 도료를 강제 분사하는 정전 도장 장치에 의해 15℃ 내지 25℃를 유지하며 도장 처리함으로써, 상기 특정 색상의 도료를 착색시키는 제4 단계;
건조 챔버로 투입되어 착색이 완료된 상기 스테인리스 스틸을 100℃ 내지 250℃의 온도에서 건조시키는 제5 단계; 및
건조가 완료된 상기 스테인리스 스틸을 냉각시키고 리코일(recoil)하는 제6 단계를 포함하며,
상기 제5 단계에서 상기 스테인리스 스틸은,
이송되는 방향을 따라 건조 온도가 상기 100℃부터 상기 250℃까지 단계적으로 상승되도록, 복수의 서로 다른 건조 챔버가 상기 스테인리스 스틸의 이송 방향을 따라 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 착색 스테인리스 스틸의 제조 방법.
A first step of placing the stainless steel wound in a coil form on an uncoiler, uncoiling it, and supplying it in one direction;
By maintaining the surface of the stainless steel at 40 ° C to 100 ° C by high-temperature plasma treatment that sprays the surface of the stainless steel with a flame formed of LPG and oxygen mixture gas at 600 ° C to 800 ° C for 6 to 18 seconds, A second step of removing moisture from the stainless steel surface;
A third step of removing the passivation film of the stainless steel by maintaining the surface of the stainless steel at room temperature by low-temperature plasma treatment in which a discharge voltage of 7000 V to 8000 V is applied to the surface of the stainless steel for 0.1 to 3 seconds. ;
15 ℃ to 25 ℃ by an electrostatic painting device that forcibly sprays paint of a specific color from the ceiling side of the painting booth toward the floor side on the surface of the stainless steel from which the passivation film is removed, which is introduced into the painting booth and transported in one direction. A fourth step of coloring the paint of the specific color by painting while maintaining the;
A fifth step of drying the stainless steel, which is put into a drying chamber and has been colored, at a temperature of 100° C. to 250° C.; and
A sixth step of cooling and recoiling the dried stainless steel,
In the fifth step, the stainless steel,
Colored stainless steel using plasma treatment, characterized in that a plurality of different drying chambers are arranged in a row along the conveying direction of the stainless steel so that the drying temperature is gradually increased from the 100 ° C to the 250 ° C along the conveying direction. How to make steel.
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