KR20070048182A

KR20070048182A - 가공재, 표면 보호 시트 및 가공 방법

Info

Publication number: KR20070048182A
Application number: KR1020077002804A
Authority: KR
Inventors: 게이지 하야시; 가즈히또 오꾸무라; 요시까즈 다나까; 히데오 하라; 도루 이나마스
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-05-08
Also published as: TWI374174B; JP2006069194A; US20080254249A1; WO2006013842A1; EP1775041A1; ATE447448T1; US8263220B2; EP1775041B1; DE602005017499D1; TW200611956A; CN1993193B; CN1993193A; EP1775041A4; JP4668709B2

Abstract

펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공에 사용되는 금속판에 표면 보호 시트를 접착시킨 가공재 (W)에 있어서, 상기 표면 보호 시트는 지지 기재를 포함함과 동시에 한쪽면에 점착층을 가지고, 상기 표면 보호 시트가 하기 식에 의해 얻어지는 계수(I)이 21.0 이하이며 계수(II)가 4.0 이상이고, 또한 계수(III)이 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 가공재 (W)가 개시되어 있다.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

(II)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 강도(N/20 mm)

(III)=계수(I)/계수(II)

펀칭 가공, 굽힘 가공, 표면 보호 시트, 칩-업, 흠집 방지

Description

가공재, 표면 보호 시트 및 가공 방법 {WORK SUBJECT MATERIAL, SURFACE PROTECTION SHEET AND METHOD OF WORKING}

본 발명은 금속판 등을 펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공할 때에 금속 표면을 보호하는 표면 보호 시트를 접착한 가공재, 표면 보호 시트 및 그 가공재를 이용한 펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공 방법에 관한 것이다.

종래에, 금속판의 표면을 보호하는 표면 보호 시트가 일본 특허 공고 (소)57-54068호 공보 등에서 제안되었다. 이 표면 보호 시트는 가공시나 운반시 또는 적재시 금속 표면에의 흠집 방지재로서 접착되었다.

이들 표면 보호 시트는 금속판의 굽힘 가공 등에 있어서 주로 사용되고, 굽힘 금형과 금속판 가공시의 접촉에 의한 금속 표면에의 흠집을 방지하는 것을 목적으로 한다. 또한, 굽힘 가공의 전(前) 공정 가공으로서 펀치 프레스를 이용하는 경우에는, 펀칭 후에 하부 금형(다이)내의 펀칭 칩(chip)이, 펀치 프레스용 상부 금형(펀치)의 상승에 따라서 동일하게 상승하여, 그 펀칭 칩이 금속판 표면 상에 묻거나 또는 가공재와 다이 사이에 들어가고, 그 후의 펀칭 가공시에 펀칭 칩을 상부 금형으로 누르는 것이 원인이 되어 금속판 표면(상면 또는 하면)에 흠집 등의 손상을 주는 경우가 있었다(이 현상을 칩-업(chip-up) 현상이라 함).

이 칩-업 현상은, 본 표면 보호 시트를 이용한 금속판에 펀칭 가공을 행하는 경우에, 표면 보호 시트가 절단되지 않고 펀칭 칩이나 보호 시트 그 자체가 금속판 표면 상에 묻는 것과 관련하여, 특히 현저히 발생한다. 상기 칩-업 현상을 해결하기 위해, 일본 실용실안 공고 (소)52-50475, 일본 특허 공개 제2000-51966호, 일본 특허 공개 제2004-1055호, 일본 특허 공개 제2004-17113호에서 칩-업 현상 방지를 목적으로 하는 다이가 제안되었다. 이들에 제안된 다이를 사용함으로써 칩-업 현상을 감소시킬 수 있었다. 그러나, 표면 보호 시트의 종류에 따라서는 거의 효과가 없는 경우도 있었다.

또한, 펀칭 가공 후에 금속판의 적재 또는 운반시 금속 표면에의 흠집 방지로서, 펀칭 가공시에는 금속판 표면에 칩-업 현상의 원인이 되는 표면 보호 시트를 붙이지 않고서 가공을 행하고, 가공 후의 금속판을 적재시에 금속판 위에 표면 보호 시트를 붙이며, 그 위에 다음 금속판을 적재하는 대책도 행해졌는데, 이 경우, 표면 보호 시트의 접합이 통상적으로 작업자의 손에 의해 행해지기 때문에 매우 시간이 걸린다고 하는 문제도 있었다.

본 발명자들은 상기 문제점을 극복하기 위해서 예의 연구를 거듭하는 가운데, 펀칭 가공시의 칩-업 현상은 상기에 제안된 다이로 변경함으로써 감소시킬 수 있지만, 종래부터 공지된 폴리올레핀계나 연질 폴리염화비닐계를 포함하는 표면 보호 시트의 두께를 두껍게 한 경우에는 거의 효과가 없는 것으로 판명되었다. 그 때문에, 칩-업 현상을 억제하기 위한 하나의 수단으로서 표면 보호 시트를 얇게 함으로써 대처 가능하지만, 펀칭 가공된 금속판은 후속 공정으로서 프레스 브레이 크(press brake)를 이용한 굽힘 가공 등을 행하는 경우가 많고, 두께가 얇은 표면 보호 시트를 사용한 경우에는 굽힘 가공시에 기재 파열이나 금속판 표면에의 굽힘 흠집이 발생하여, 제품 불량이 되어 만족할 수 없었다. 따라서, 본 발명은 펀칭 가공시에 칩-업 현상이 없고, 굽힘 가공시에 기재 파열이나 굽힘 흠집의 발생이 없는 우수한 표면 보호 시트 및 가공 방법의 제안을 과제로 한다.

<발명의 개시>

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 펀칭 가공 및 굽힘 가공에 사용되는, 표면 보호 시트를 접착한 가공재 및 그의 가공 방법을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 펀칭 가공 및 굽힘 가공에 사용되는 금속판에 표면 보호 시트를 접착시킨 가공재에 있어서, 상기 표면 보호 시트는 지지 기재를 포함함과 동시에 한쪽면에 점착층을 가지고, 상기 표면 보호 시트가 하기 식으로부터 얻어지는 계수(I)이 21.0 이하이고, 계수(II)가 4.0 이상인 것을 특징으로 하는 가공재에 관한 것이다.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

본 발명에 따르면 표면 보호 시트는 상기 계수(I)이 21.0 이하를 만족시키고 계수(II)가 4.0 이상을 만족시킴으로써 칩-업 현상을 억제할 수 있다. 또한, 굽힘 가공에 있어서는 기재 파열이나 굽힘 흠집의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 펀칭 가공을 행하는 펀칭 금형의 구성을 나타내는 개략적인 설명도이다.

도 2는 펀칭 금형에 의한 펀칭 가공에 있어서 칩-업의 원인을 나타내는 설명도이다.

도 3은 절곡 가공을 행하는 굽힘 금형의 구성을 나타내는 개략적인 설명도이다.

표면 보호 시트를 접착시킨 가공재 (W)를 도 1에 나타낸 바와 같이 펀치(숫형(雄型)) (P1)과 다이(암형(雌型)) (D1)을 구비한 일반적인 펀칭 금형에 의해서 펀칭 가공을 행하였을 때에 발생하는 칩-업 현상은 주로 하기와 같은 원인에 의한 것이다.

(1) 펀칭 가공시에 발생한 하부 금형(다이)내의 펀칭 칩 또는 동시에 펀칭된 표면 보호 시트, 또는 펀칭 칩과 표면 보호 시트가 모두 상부 금형(펀치)의 상승에 따라서 동일하게 상승하여, 그 펀칭 칩 및 표면 보호 시트가 금속판 표면 상에 묻고, 그 후의 펀칭 가공시에 펀칭 칩 및 표면 보호 시트를 상부 금형으로 가압하였을 때에 금속판 표면에 흠집이 발생한다.

(2) 상술한 계수(I)이 커지면 펀칭 가공시에 표면 보호 시트가 완전히 절단되지 않은 상태가 되고, 표면 보호 시트 또는 완전히 절단되지 않은 표면 보호 시트와 펀칭 칩이 모두 가공재 상면에 묻고, 또한 펀칭 칩 또는 표면 보호 시트가 가공재와 다이 사이에 끼어 들어감으로써, 상기 (1)의 경우보다 많은 흠집이 발생한다.

(3) 또한, 최초에 펀칭 가공을 행한 부분의 일부를 겹쳐 연속으로 펀칭 가공을 행하는 경우가 있다(이것을 "오버 테이크(over-take)" 가공이라 함). 이 오버 테이크 가공에서, 상기 계수(I)이 큰 표면 보호 시트를 접착한 가공재를 사용하는 경우, 특히 표면 보호 시트가 완전히 절단되지 않은 상태가 현저하게 발생하고, 칩-업 현상이 빈번하게 발생한다.

이 현상을 설명하면, 상기 계수(I)이 큰 표면 보호 시트를 접착한 가공재에 최초의 펀칭을 행한 경우에는, 펀칭된 가공재의 펀칭 구멍에서 표면 보호 시트가 내측으로 밀려나온다(extend)(도 2 참조). 이것은 펀칭 가공시에 펀치에 의해 보호 시트가 가공재의 구멍에 인입(引入)된 상태로 절단되기 때문에 일어난다. 계속해서 그 상태로 최초의 펀칭 구멍의 일부를 겹치도록 재료를 이동시켜 연속 펀칭을 행하는 경우, 펀칭 구멍의 내측으로 밀려나온 표면 보호 시트의 일부와 두번째 펀칭 가공시에 절단된 표면 보호 시트가 연결된다.

또한, 이 때 연결된 표면 보호 시트에 도포되어 있는 점착제에 의해 펀칭 칩도 연결된 표면 보호 시트에 접착된 상태가 된다. 이 상태에서 다음 펀칭 가공을 행하면 표면 보호 시트 또는 표면 보호 시트에 붙은 채로 펀칭 칩이 가공재와 다이 사이에 끼어 들어감으로써, 이 오버 테이크 가공시에는 특히 칩-업 현상이 발생하기 쉬워진다.

상기 (1)에 대해서는, 칩-업 방지 다이에 의해 어느 정도 칩-업 감소가 가능하지만, 상기 (2)에 대해서는 표면 보호 시트의 절단 불량이 원인이기 때문에 칩-업 방지 다이를 사용하더라도 감소 효과는 낮고, 상기 (3)에 대해서는 특별히 효과가 없는 것이 판명되었다. 그 때문에 (2), (3)과 같은 현상을 억제하기 위해서는, 표면 보호 시트가 밀려나온 부분을 적게 할 필요가 있다는 것이 판명되었다.

표면 보호 시트가 밀려나온 부분을 짧게 하기 위해서는, 표면 보호 시트의 상기 계수(I)을 작게 함으로써 이들 문제를 해결할 수 있는 것이 판명되었다. 즉, 계수(I)을 작게 하기 위해서 표면 보호 시트의 두께를 얇게 하거나, 표면 보호 시트의 두께가 두꺼운 경우에도 파단시의 신도를 작게 함으로써 억제할 수 있다는 것을 밝혀내었다.

도 3에 나타낸 바와 같이 펀치(숫형, 상부 금형) (P2) 및 다이(암형, 하부 금형) (D2)를 구비하여 이루어지는 일반적인 굽힘 금형을 이용하는 굽힘 가공은 하부 금형(다이) (D2) 위에 가공재 (W)를 얹어 소정의 굽힘 위치에서 상부 금형(펀치) (P2)로 가압하여 가공재를 절곡함으로써, 이 가압에 의해 가공재가 절곡될 때, 다이의 견부(A점)으로부터 굽힘 홈에 걸쳐 가공재가 슬라이딩하듯이 접촉함으로써, 길이 방향으로 연속적인 굽힘(슬라이딩) 흠집이 발생하는 것이고, 이 굽힘 흠집이 제품 불량의 원인이 되었다. 따라서, 굽힘 가공에 있어서는 표면 보호 시트를 가공재에 접착하는 것에 의해 굽힘 흠집을 방지하는 것이 행해져 왔지만, 가공재의 재질, 판 두께, 굽힘 각도, 굽힘의 종류 등의 조건에 따른 다양한 가압력으로 굽힘 가공을 행하기 때문에, 가압력이 큰 경우 등에 표면 보호 시트가 파열되거나, 또는 금속판에 굽힘 흠집이 발생한다.

따라서, 굽힘 가공시의 굽힘 흠집을 억제하기 위해서는, 굽힘 가공시의 가압력에 견딜 수 있는 표면 보호 시트가 필요하고, 표면 보호 시트의 상기 계수(II)를 크게 함으로써 문제를 해결할 수 있는 것이 판명되었다. 즉, 계수(II)를 크게 하기 위해서 표면 보호 시트의 두께를 두껍게 하거나 표면 보호 시트의 두께가 얇은 경우에도 파단 강도를 높게 함으로써, 굽힘 흠집의 발생을 억제할 수 있는 것을 밝혀내었다.

따라서, 본 발명에 이용할 수 있는 표면 보호 시트는 하기 식으로부터 얻어지는 계수를 만족시키는 것이어야 한다.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

본 발명에 있어서 표면 보호 시트의 「파단 신도」 및 「파단 강도」는 후술하는 방법에 의해 측정되는 값으로 정의된다.

본 발명의 펀칭 가공 및 굽힘 가공에 사용되는 표면 보호 시트에 사용되는 지지 기재는, 상기 계수(I)이 21.0 이하이며 계수(II)가 4.0 이상이라는 두 조건을 모두 만족시키는 것이어야 한다. 굽힘 흠집이 발생하지 않기 위해서는 표면 보호 시트의 두께를 보다 두껍게, 파단 강도를 높게 하는 것이 요구되지만, 반대로 굽힘 가공의 전 공정인 펀칭 가공시에는, 표면 보호 시트의 두께가 두꺼운 경우에 칩-업 현상이 발생한다. 따라서, 가공재에 펀칭 가공을 행한 후, 그 가공재에 굽힘 가공을 행하는 가공재의 경우에는 계수 (I) 및 (II) 모두를 구비함으로써, 펀칭 가공시의 칩-업 현상에 의한 금속판에의 흠집 및 굽힘 가공시의 굽힘 흠집을 모두 방지할 수 있다.

또한, 펀칭 가공에 있어서 표면 보호 시트를 접착하지 않은 금속판만의 가공에 비해 표면 보호 시트를 접착한 경우에는, 칩-업 가능성이 아무래도 높아진다. 가능하다면 표면 보호 시트는 없는 것이 좋지만, 펀칭시의 펀치(스트립퍼)와 금속 표면의 접촉에 의한 흠집 등의 방지, 및 후속 굽힘 가공시의 금속판에의 흠집의 방지 등 제품의 품질을 고려하면 표면 보호 시트는 필요하고, 이것은 가능하다면 얇은 표면 보호 시트로 하는 것이 좋다. 특히 굽힘 가공시에 표면 보호 시트를 두껍게 하면, 가공재 전체의 두께가 두꺼워지기 때문에, 원하는 굽힘 각도를 얻기 위해서 굽힘 펀치의 하강 위치의 보정이 필요해지기 때문에, 이 점에서도 보다 얇은 표면 보호 시트를 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 지지 기재는 고분자를 포함하는 중합체 필름이고, 예를 들면 단독계나 블록계나 랜덤계 등의 프로필렌계 중합체, 저밀도나 고밀도나 선형 저밀도 등의 에틸렌계 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리락트산 등을 포함하는 에스테르계 중합체, 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론 등을 포함하는 아미드계 중합체 등의 1종 또는 2종 이상을 이용하여 이루어지는 것이다. 특히 상기 계수(I)을 만족시키는 지지 기재로서는 연신 처리된 것이 바람직하다. 그 이외에도 충전재를 첨가하는 것, 전자선 등으로 가교시키는 것, 기재를 다층 압출이나 코팅함으로써 다층화하여 상기 계수(I)을 만족시키는 것이라면 상관없다. 특히 바람직하게 사용되는 지지 기재로서는 이축 연신된 폴리에스테르계 필름이 칩-업 현상 방지 및 굽힘 가공성의 관점에서 바람직하다.

지지 기재 중에는, 탄산칼슘, 탈크, 산화칼슘 등의 충전재 이외에도 안티블로킹제, 윤활제, 산화티탄, 착색을 목적으로 한 유기 및 무기 안료, 열화 방지 등을 목적으로 예를 들면 산화 방지제나 자외선 흡수제, 광 안정제나 대전 방지제 등의 적당한 첨가제도 배합할 수 있다. 또한, 배면 처리제, 점착제, 하도제와의 밀착성 향상을 목적으로 기재면에 코로나 처리 등의 표면 처리를 실시하여도 상관없다. 지지 기재의 두께는 0.020 내지 0.200 mm, 이 중 0.025 내지 0.125 mm인 것이 일반적이지만, 이것으로 한정되지 않는다.

표면 보호 시트에 사용되는 점착제로서는 공지된 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리우레탄계 점착제가 사용 가능하다.

이 중에서도 금속판에의 접착성, 박리성, 비용의 관점에서 고무계 점착제나 아크릴계 점착제가 바람직하다.

고무계 점착제로서는 예를 들면, 천연 고무계 점착제나 합성 고무계 점착제 등을 들 수 있다. 합성 고무계 점착제로서는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부틸 고무, 폴리이소부틸렌, 스티렌ㆍ부타디엔ㆍ스티렌 블록 공중합체 등의 스티렌계 엘라스토머, 스티렌ㆍ에틸렌부틸렌ㆍ스티렌 블록 공중합체나 스티렌ㆍ에틸렌부틸렌ㆍ랜덤 공중합체 등의 스티렌계 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무 등이 주성분으로서 이용된다.

아크릴계 점착제로서는 예를 들면, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트를 주성분으로 하고, 이것에 필요에 따라서 공중합 가능한 개질용 단량체로서 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 단량체, (메트)아크릴산 등의 카르복실기 함유 단량체, 스티렌 등의 스티렌계 단량체, 아세트산비닐 등의 비닐에스테르류 등의 다른 단량체를 첨가한 단량체 혼합물의 공중합체가 이용된다. 아크릴계 점착제는 용액 중합법, 에멀젼 중합법, UV 중합법 등의 관용적인 중합법에 의해 얻어진다.

이들 점착제의 점착 특성의 제어 등을 목적으로 필요에 따라서 예를 들면 가교제, 점착 부여제, 연화제, 올레핀계 수지, 실리콘계 중합체, 액상 아크릴계 공중합체, 인산에스테르계 화합물, 노화 방지제, 힌더드 아민계 광 안정제 등의 광 안정제, 자외선 흡수제, 기타, 예를 들면 산화칼슘이나 산화마그네슘이나 탄산칼슘, 실리카나 산화아연, 산화티탄과 같은 충전제나 안료 등의 적당한 첨가제를 배합할 수 있다.

점착 부여제의 배합은 접착력 향상에 효과적이고, 그의 배합량은 응집력 저하에 의한 풀(糊) 잔여 문제의 발생을 회피한 접착력 향상 등의 관점에서 상기에 기재된 점착제 100 중량부당 0 내지 50 중량부, 이 중 0 내지 30 중량부, 특히 0 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

점착 부여제로서는, 예를 들면 지방족계나 방향족계, 지방족ㆍ방향족 공중합체계나 지환식계 등의 석유계 수지, 쿠마론 인덴계 수지나 테르펜계 수지, 테르펜 페놀계 수지나 중합 로진계 수지, (알킬)페놀계 수지나 크실렌계 수지, 또는 이들의 수소 첨가계 수지 등의 점착제로 공지된 적당한 것을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.

연화제의 배합은 통상적으로 접착력 향상에 효과적이다. 연화제로서는, 예를 들면 저분자량 디엔계 중합체, 폴리이소부틸렌, 수소 첨가 폴리이소프렌, 수소 첨가 폴리부타디엔이나 이들의 유도체를 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있고, 그의 배합량은 적절하게 설정하여도 상관없지만, 특히 상기에 기재된 점착제 100 중량부당 0 내지 40 중량부, 이 중 0 내지 20 중량부, 특히 0 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 배합량이 40 중량부 이상이면 고온이나 옥외 노출시에 풀 잔여가 현저해진다.

형성되는 점착층의 두께는 접착력 등에 따라서 적당하게 결정할 수 있고, 일반적으로는 0.001 내지 0.050 mm, 이 중 0.002 내지 0.020 mm, 특히 0.003 내지 0.010 mm이다. 점착층은 필요에 따라서, 실제 사용되기까지 세퍼레이터 등을 가착(假着)하여 보호할 수도 있다.

표면 보호 시트의 형성은, 예를 들면 점착제 조성물의 용제에 의한 용액이나 열 용융액을 기재에 도포하는 방법이나, 그에 준하여 세퍼레이터 상에 도포 형성한 점착층을 지지 기재에 이착(移着)하는 방법, 점착층 형성재를 지지 기재 상에 압출 성형 도포하는 방법, 기재와 점착층을 2층 또는 다층으로서 공압출하는 방법, 기재 상에 점착층을 단층 적층하는 방법 또는 라미네이트층과 함께 점착층을 2층 적층하는 방법, 점착층과, 필름이나 라미네이트층 등의 지지 기재 형성재를 2층 또는 다층 적층하는 방법 등의 공지된 접착 시트의 형성 방법에 준하여 행할 수 있다.

이형층에 사용되는 배면 처리제로서는 용제형이나 무용제형으로 이루어지는 실리콘계 중합체나 장쇄 알킬계 중합체를 포함하는 것이 일반적이다.

구체적으로는 피로일(잇뽀샤 유시사 제조), 신에쯔 실리콘(신에쯔 가가꾸 고교사 제조) 등이 입수 가능하다. 이형층의 형성 방법으로서는, 예를 들면 그라비아 롤 등의 롤 코터에 의한 도포 방식이나 분무 등에 의한 분무 방식 등 공지된 도공 방식으로 행할 수 있다.

실시예 1

2-에틸헥실아크릴레이트(2EHA) 30 중량％, 에틸아크릴레이트(EA) 60 중량％, 메틸메타크릴레이트(MMA) 6 중량％ 및 2-히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 4 중량％의 배합비로 이루어지는 아크릴계 점착제(폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량: 60만, 아세트산에틸 용액) 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 가교제(닛본 폴리우레탄사 제조, "코로네이트 L") 3 중량부를 첨가하여 아크릴계 점착제 용액을 제조하였다. 다음에, 두께 0.100 mm의 이축 연신 폴리에스테르 필름(도레이사 제조, "루미러 S-10")으로 이루어지는 지지 기재 상에, 건조 후의 점착제 두께가 0.010 mm가 되도록 도포 건조시켜 표면 보호 시트를 제조하였다.

실시예 2

실시예 1의 점착제를 두께 0.038 mm의 이축 연신 폴리에스테르 필름(도레이사 제조, "루미러 S-10")으로 이루어지는 지지 기재 상에 도포 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1에 준하여 표면 보호 시트를 제조하였다.

실시예 3

실시예 1의 점착제를 두께 0.075 mm의 이축 연신 폴리에스테르 필름(미쓰비시 쥬시사 제조, "에코로주")으로 이루어지는 지지 기재 상에 도포 건조시킨 것 이 외에는, 실시예 1에 준하여 표면 보호 시트를 제조하였다.

실시예 4

스티렌ㆍ에틸렌부틸렌ㆍ스티렌 블록 공중합체(아사히 가세이사 제조, "터프텍 H1062") 100 중량부에 대하여 수소 첨가 석유 수지(아라까와 가가꾸사 제조, "아르콘 P-100") 30 중량부를 첨가한 고무계 점착제(톨루엔 용액)를 제조하였다. 다음에, 두께 0.060 mm의 이축 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어지는 지지 기재 상에 건조 후의 점착제 두께가 0.005 mm가 되도록 도포 건조시켜 표면 보호 시트를 제조하였다.

실시예 5

실시예 1의 점착제를 두께 0.050 mm의 이축 연신 폴리에스테르 필름(도레이사 제조, "루미러 S-10")으로 이루어지는 지지 기재 상에 도포 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1에 준하여 표면 보호 시트를 제조하였다.

실시예 6

실시예 1의 점착제를 두께 0.038 mm의 이축 연신 폴리에스테르 필름(도레이사 제조, "루미러 X-20")으로 이루어지는 지지 기재 상에 도포 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1에 준하여 표면 보호 시트를 제조하였다.

비교예 1

저밀도 폴리에틸렌(도소사 제조, "페트로센 180")을 인플레이션법으로 다이 온도 160 ℃에서 막 형성하여, 두께 0.110 mm의 지지 기재를 제조하였다. 다음에, 지지 기재의 점착제 부설면 측을 코로나 방전 처리하고, 그 후 건조 후의 점착제 두께가 0.010 mm가 되도록 실시예 1의 점착제를 도포하였다.

비교예 2

저밀도 폴리에틸렌(도소사 제조, "페트로센 180")을 인플레이션법으로 다이 온도 160 ℃에서 막 형성하여 두께 0.060 mm의 지지 기재를 제조하였다. 다음에, 지지 기재의 점착제 부설면 측을 코로나 방전 처리하고, 그 후 건조 후의 점착제 두께가 0.010 mm가 되도록 실시예 1의 점착제를 도포하였다.

비교예 3

폴리염화비닐 수지(평균 중합도 1100) 100 중량부, 디옥틸프탈레이트 35 중량부, Ba-Zn계 복합 안정제 2 중량부로 이루어지는 배합물을 캘린더법으로 압연하여 두께 0.120 mm의 연질 염화비닐 수지 필름을 얻었다. 다음에, 실시예 1의 점착제를 건조 후의 두께가 0.015 mm가 되도록 점착제를 도포하였다.

비교예 4

폴리프로필렌(스미또모 가가꾸사 제조, "노브렌 PP AS171G")을 T 다이법으로써 다이 온도 250 ℃에서 막 형성하여 두께 0.040 mm의 지지 기재를 제조하였다. 다음에, 실시예 4의 점착제를 건조 후의 두께가 0.010 mm가 되도록 도포 건조시킨 것 이외에는 실시예 4에 준하여 행하였다.

비교예 5

표면 보호 시트없이 행하였다.

<인장 시험(파단 강도, 파단 신도)>

인장 시험은 JIS K7127(1999)에 준하여 행하였다. 측정 시료를 MD 방향에서 JIS K7127에 기재된 시험편 유형 2에 준하여 사용하여, 인장 시험을 척(chuck) 간격 50 mm, 시험편 폭 10 mm, 시험 속도 300 mm/분으로써 행하였다. 또한, 측정에 사용한 시험기는 인스트론형 인장 시험기(시마즈 세이사꾸쇼사 제조, 오토그래프)를 사용하였다. 파단 강도, 파단 신도는 표면 보호 시트가 파단되었을 때의 강도 및 신율로부터 산출할 수 있다.

[펀치 프레스에 의한 펀칭 가공 시험]

펀칭 가공 시험에서, 상술한 바와 같은 구성의 펀칭 금형을 이용하여 가공재의 펀칭 가공을 행하였다. 또한, 펀칭 가공을 행하기 위해서, 표면 보호 시트측에 펀치를 접촉시켜 펀칭 가공을 행하였다. 이 때, 가공 방법은 가공재의 금속판 두께 1.0 mm, 금속판 재질 SUS430-2B, AL5052 및 SPCC, 펀치 치수 5.0 mm×5.0 mm, 다이 클리어런스 0.2 mm로 하여, 9.0 mm×9.0 mm의 구멍을 4발(發; opening) 펀칭하는 것으로 하고, 펀치의 다이에의 돌입량은 1.0 mm, 총 펀치수는 10000발로 하며, 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5 각각의 칩-업 수를 세는 것으로 한다. 칩-업 수를 세는 방법으로서는 실제로 칩-업 현상이 발생한 칩 그 자체의 수를 세는 것이 곤란하기 때문에, 칩-업 현상으로 인하여 가공재 표면에 생긴 흠집의 수를 세는 방법을 채용하였다.

(실시예 1) 지지 기재: 이축 연신 폴리에스테르 필름, 두께 0.100 mm, 신도 205 ％, 파단 강도 360 N/20 mm

(실시예 2) 지지 기재: 이축 연신 폴리에스테르 필름: 두께 0.038 mm, 신도 180 ％, 파단 강도 150 N/20 mm

(실시예 3) 지지 기재: 이축 연신 폴리에스테르 필름: 두께 0.075 mm, 신도 203 ％, 파단 강도 272 N/20 mm

(실시예 4) 지지 기재: 이축 연신 폴리프로필렌 필름: 두께 0.060 mm, 신도 215 ％, 피단 강도 370 N/20 mm

(실시예 5) 지지 기재: 이축 연신 폴리에스테르 필름: 두께 0.050 mm, 신도 232 ％, 파단 강도 217 N/20 mm

(실시예 6) 지지 기재: 이축 연신 폴리에스테르 필름: 두께 0.038 mm, 신도 140 ％, 파단 강도 136 N/20 mm

(비교예 1) 지지 기재: 저밀도 폴리에틸렌 필름: 두께 0.110 mm, 신도 310 ％, 파단 강도 45 N/20 mm

(비교예 2) 지지 기재: 저밀도 폴리에틸렌 필름: 두께 0.060 mm, 신도 302 ％, 파단 강도 28 N/20 mm

(비교예 3) 지지 기재: 연질 폴리염화비닐 필름: 두께 0.120 mm, 신도 280 ％, 파단 강도 75 N/20 mm

(비교예 4) 지지 기재: 폴리프로필렌 필름: 두께 0.040 mm, 신도 680 ％, 파단 강도 45 N/20 mm

(비교예 5) 표면 보호 시트 없음

[프레스 브레이크에 의한 굽힘 가공 시험]

굽힘 가공 시험은 상술한 것과 같은 굽힘 금형을 이용하여 행하였다. 굽힘 가공에 있어서는 표면 보호 시트측을 다이에 접촉시켰다. 이 때, 가공재의 금속판 재질 SUS430-2B, AL5052 및 SPCC, 금속판 두께 1.0 mm 및 1.5 mm를 사용하여, 각각의 시험편 5매에 대하여 각각 90도 굽힘을 2 부분에서 행하고, 각각 굽힘 가공 조건을 변화시켜 굽힘 흠집, 필름의 파열 및 필름의 박리에 대하여 확인하였다. 각 굽힘 가공 조건은 다음과 같다.

(1) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝(刃先) R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 10 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.5 mm, 금속판 두께 1.0 mm, 금속판 재질 SUS430

(2) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 8 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.5 mm, 금속판 두께 1.0 mm, 금속판 재질 SUS430

(3) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 12 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 1.5 mm, 금속판 재질 SUS430

(4) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 12 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 2.0 mm, 금속판 재질 AL5052

(5) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 16 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 2.5 mm, 금속판 재질 AL5052

(6) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 18 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 3.0 mm, 금속판 재질 AL5052

(7) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 6 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.5 mm, 금속판 두께 1.0 mm, 금속판 재질 SPCC

(8) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 14 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 1.6 mm, 금속판 재질 SPCC

(9) 굽힘 각도: 90°, 펀치 각도: 88°, 펀치 날끝 R: 0.2 mm, 다이 V 폭: 12 mm, 다이 각도: 88°, 다이 견부 R: 0.8 mm, 금속판 두께 1.6 mm, 금속판 재질 SPCC

표 1에 기재된 바와 같이, 본건 실시예 1 내지 6은 펀칭 및 굽힘 가공에 있어서 효과가 충분히 확인되었다.

여기서, 시험 결과의 평가로서, 펀칭 가공에 있어서 가공재 표면에 생긴 흠집의 수를 세어, 제품으로서 허용할 수 있는 범위인 경우에 양호(○)라 하고, 허용 범위밖인 것을 불량(×)이라 하였다. 표 1로부터 이해되는 바와 같이, 계수(I)이 27.2 이상이면 불량이고, 20.5 이하이면 양호하다. 따라서, 표 1에 기재된 범위에서는 21.0(20.5) 이하인 것이 바람직하다. 또한, 시험 결과로서 계수(I)이 5.3인 경우에는 양호하다.

여기서, 지지 기재의 두께를 일정하게 하고 계수(I)을 보다 작게 하는 것은, 표면 보호 시트의 파단 신도가 작아지는 것이고, 펀칭 가공에서 칩-업 현상에 의한 흠집 방지의 관점에서 바람직한 것이다. 따라서, 표면 보호 시트의 파단 신장이 0(％)인 경우에는, 상기 계수(I)는 「0」이 되는 것이다. 따라서, 계수(I)의 범위는 0 내지 21.0의 범위가 바람직한 것이다.

굽힘 가공의 평가로서는, 굽힘 가공을 행한 후의 시험편에 생긴 굽힘 흠집의 유무, 필름의 파열 및 필름의 박리를 관찰하여, 굽힘 흠집 또는 필름 파열 또는 필름 박리의 3 가지 중 하나도 발생하지 않은 상태를 양호(○)라고 하고, 상기 3 가지 중 어느 하나라도 발생한 경우에는 불량(×)이라 하였다.

표 1로부터 이해되는 바와 같이, 굽힘 가공에 대해서는 계수(II)가 1.8 이하인 경우에는 불량이고, 4.0(5.2) 이상인 경우에 양호이다. 따라서, 계수(II)는 4.0 이상인 것이 바람직하다.

그런데, 지지 기재의 두께를 일정하게 유지하고 계수(II)를 크게 하는 것은, 표면 보호 시트의 파단 강도를 크게 하는 것이다. 따라서, 굽힘 가공의 관점에서는 표면 보호 시트의 피단 강도가 커지는 것이 바람직하다. 그런데, 펀칭 가공과 파단 강도 사이에는 상관이 없고, 파단 강도를 크게 하더라도 펀칭이 나빠지는 경우는 없다. 그러나, 파단 강도를 크게 하는 것은, 표면 보호 시트가 두꺼워지는 것으로 연결된다. 표면 보호 시트가 두꺼워지면, 굽힘 가공시의 상부 금형과 하부 금형 사이의 결합 정밀도에 영향을 주고, 굽힘 정밀도에 영향을 주게 된다.

따라서, 상기 굽힘 정밀도에 영향을 주지 않는 범위로서, 상기 계수(II)의 상한은 60인 것이 바람직하다. 즉, 계수(II)의 범위는 4.0 내지 60.0인 것이 바람직하다.

그런데, 굽힘 가공에는 헤밍(hemming) 굽힘 가공이라는 것이 있는데, 상기 헤밍 굽힘 가공은 1 공정째에서 90° 이하의 예각 굽힘을 행하고, 2 공정에서 상기 예각 굽힌 금속판을 0°에 가깝도록 찌부려 굽힘을 행하는 굽힘 가공 방법이다.

이러한 예각 굽힘을 필요로 하는 굽힘 가공은 상기 굽힘 가공 시험에 있어서의 90° 굽힘보다 높은 굽힘 압력을 요구하는 것이고, 굽힘 각도를 35°, 펀치 각도 및 다이 각도를 30°로 하고, 기타 상기 굽힘 가공 시험과 동일한 조건에서 실시예 1 내지 6의 예각 굽힘 가공 시험을 행한 결과, 실시예 6에 대해서는 굽힘 흠집 및 필름의 박리 상태는 양호하지만, 필름의 파열이 확인되었다. 따라서, 예각 굽힘을 필요로 하는 굽힘 가공에 대해서는, 계수(II)가 5.3 이상인 것이 바람직하다.

따라서, 가공재로서는, 계수(I)이 21.0 이하이며 계수(II)가 4.0 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 계수(I)는 3.0 내지 21.0이며 계수(II)가 4.0 내지 60.0의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 시험 범위에 따르면, 계수(I)은 5.0(5.3) 내지 21.0(20.5)의 범위이고, 계수(II)는 5.0(5.2) 내지 36.0의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 예각 굽힘을 필요로 하는 굽힘 가공에 대해서는, 계수(II)가 5.4 내지 36.0의 범위인 것이 바람직하다.

특히 굽힘 가공성과 펀칭 가공성이 우수한 것으로는 하기 식으로부터 얻어지는 계수(III)이 1.5 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 계수(III)이 0.4 내지 1.4인 것이 바람직하다. 또한, 시험값에 따르면 계수(III)은 0.5(0.57) 내지 1.3(1.21)의 범위인 것이 바람직하다.

(III)=계수(I)/계수(II)

본 발명은 금속판 등을 펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공할 때에, 금속 표면을 보호하는 표면 보호 시트를 접착한 가공재, 표면 보호 시트 및 그 가공재를 이용한 펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 펀칭 가공시에 칩-업 현상이 없고, 굽힘 가공시에 기재 파열이나 굽힘 흠집의 발생이 없는 우수한 표면 보호 시트 및 가공 방법을 제공할 수 있다.

Claims

펀칭 가공 및/또는 굽힘 가공에 사용되는 금속판에 표면 보호 시트를 접착시킨 가공재에 있어서, 상기 표면 보호 시트는 지지 기재를 포함함과 동시에 한쪽면에 점착층을 가지고, 상기 표면 보호 시트가 하기 식에 의해 얻어지는 계수(I)이 21.0 이하이고 계수(II)가 4.0 이상인 것을 특징으로 하는 가공재.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

(II)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 강도(N/20 mm)
금속판에 표면 보호 시트를 접착시킨 가공재에 펀칭 및 굽힘을 행하는 가공 방법에 있어서, 상기 표면 보호 시트는 지지 기재를 포함함과 동시에 한쪽면에 점착층을 가지고, 상기 표면 보호 시트가 하기 식에 의해 얻어지는 계수(I)이 21.0 이하이며 계수(II)가 4.0 이상이고, 펀칭 가공시에는 상기 표면 보호 시트측에 숫형(雄型)을 접촉시키고, 굽힘 가공시에는 상기 표면 보호 시트측에 숫형을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 펀칭 및 굽힘 가공 방법.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

(II)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 강도(N/20 mm)
금속 표면 보호용으로 사용되는 표면 보호 시트이며, 지지 기재를 포함함과 동시에 한쪽면에 점착층을 가지고, 하기 식에 의해 얻어지는 계수(I)이 21.0 이하 이고 계수(II)가 4.0 이상인 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.

(I)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 신도(％)

(II)=지지 기재의 두께(mm)×표면 보호 시트의 파단 강도(N/20 mm)
제1항에 있어서, 상기 표면 보호 시트가 하기 식에 의해 얻어지는 계수(III)이 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 가공재.

(III)=계수(I)/계수(II)
제3항에 있어서, 상기 표면 보호 시트의 지지 기재가 폴리에스테르계 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
제2항에 있어서, 상기 펀칭 가공 방법에 있어서 칩-업(chip-up) 방지 기능을 갖는 펀칭 금형을 이용하는 것을 특징으로 하는 펀칭 및 굽힘 가공 방법.