KR20170082118A

KR20170082118A - 주석 도금 박강판 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층의 제거 방법

Info

Publication number: KR20170082118A
Application number: KR1020160125598A
Authority: KR
Inventors: 벤자민 리에브쉬어; 안드레아스 트체지
Original assignee: 티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-07-13
Also published as: CN106987855A; DE102016100157A1; EP3189928B1; US10894301B2; RU2016150927A; CA2949391A1; AU2016225787A1; US20170189997A1; BR102016023596A2; CN106987855B; JP2017121662A; EP3189928A1

Abstract

본 발명은 주석도금 박강판(1)의 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층(2), 특히 유기 래커 또는 중합체 코팅층의 제거 방법에 관한 것이며, 여기에서 첫 번째 단계로, 상기 유기 코팅층(2)이 적어도 주로 투명한 소정의 파장을 갖는 전자기선에의 노출에 의해 상기 주석도금 박강판(1a)의 주석층(1b)을 완전히 또는 초기에 용융시키고, 이때 상기 유기 코팅층(2)이 상기 주석층(1b)으로부터 탈착되며, 두 번째 단계로, 상기 주석층(1b)으로부터 탈착된 상기 코팅층(2)의 유기 물질을 제거한다.

Description

주석 도금 박강판 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층의 제거 방법{METHOD OF REMOVING A COATING MADE OF AN ORGANIC MATERIAL ADHERING TO THE SURFACE OF TIN-PLATED SHEET STEEL}

본 발명은 주석 도금 박강판의 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층의 제거 방법에 관한 것이다.

3조각 캔, 예를 들어 음식용 또는 음료용 캔의 캔 몸통의 제조에서, 주석 도금 패키징 강(주석판)이 사용된다. 주석판의 내식성을 개선시키기 위해서, 상기 주석판의 표면을 유기 코팅층, 예를 들어 유기 래커 또는 중합체 물질, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)으로 제조된 중합체 코팅층으로 코팅하는 것이 공지되어 있다. 주석판 표면상의 이러한 유형의 유기 코팅층은, 특히 상기 캔 속의 제품이 산성이고 따라서 상기 캔을 제조하는 물질이 산에 내성인 것이 요구되는 경우 특히 필요하다. 이러한 요건을 충족시키기 위해서, 상기 주석판 중 적어도 하나의 면을, 상기 캔의 제조 후에 상기 캔의 내면을 형성하는 유기 코팅층으로 덮는다. 현재의 기술 수준에서, 양면이 코팅된 주석판도 또한 공지되어 있다.

3조각 캔의 제조에서, 상기 캔 몸통을 생성시키기 위해 유기 코팅층으로 코팅된 주석판 섹션을 롤링하여 원통형 재킷을 형성시키고, 예를 들어 전기저항 용접, 특히 심(seam) 저항 용접 또는 메쉬 심 저항 용접에 의해 종방향 심을 따라 용접한다. 이는 상기 용접되는 영역에서 상기 주석판의 표면에 유기 코팅층이 없을 것을 요한다. 이를 위해서, 예를 들어 종래 기술에서는 상기 주석판에 래커를 적용하는 동안, 후속의 캔 생산 중 용접될 수 있는 영역을 형성하는 무-래커 차단 영역(blocked-out)을 확실히 생성시켜야 함이 공지되어 있다. 생산 공학의 관점에서, 이는 매우 복잡하며 상기 래커 적용 공정을 보다 비용이 많이 들게 한다.

주석판을 중합체성 물질로, 예를 들어 PET 필름 적층물의 적용에 의해 또는 용융된 중합체 물질, 예를 들어 PE 또는 PP를 상기 판상에 직접 압출시킴으로써 코팅하는 경우, 전체 주석판 표면이 상기 중합체 코팅층으로 코팅된다. 따라서 상기 주석판 섹션의 용접 영역에 코팅층이 없는(중합체가 없는) 차단부를 제공하기 위해서, 상기 중합체 코팅층을 상기 주석판 표면에 적용한 후에 상기 용접 영역에서 상기 중합체 코팅층을 제거할 필요가 있다. 이를 예를 들어 레이저에 의해 전자기선을 상기 중합체 코팅층으로 향하게 함으로써 수행할 수 있으며, 상기 광선은 상기 중합체 코팅층에 의해 흡수되어 상기 코팅층을 연소시킨다. 그러나, 상기 중합체 코팅층의 연소시 연소된 중합체 잔사가 상기 주석판 표면상에 남게 된다. 상기 용접 영역의 후속 용접 중 이들 잔사는 유해한 영향을 미치며 따라서 상기 잔사를 화학적으로 제거해야 한다.

따라서, 주석 도금 박강판(주석판)의 표면상에 상기 주석 도금 박강판이 차단 영역에서 용접될 수 있도록 유기 물질이 없는 차단 영역을 생성시킬 수 있는, 상기 주석 도금 박강판의 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층, 특히 유기 래커 또는 중합체 코팅층을 간단하고 신속하게 제거하는 방법이 필요하다. 상기 방법을 화학물질을 사용한 세척의 필요 없이 수행할 수 있어야 한다.

이러한 문제들을 청구항 1의 방법에 의해 해결한다. 상기 방법의 바람직한 실시태양은 독립항들로부터 추구된다.

본 발명에 의해 개시된 방법에 따라, 유기 코팅층이 적어도 주로 투명한 소정의 파장을 갖는 전자기선을, 유기 코팅층으로 코팅된 주석도금 박강판의 표면상의 소정의, 특히 스트립-모양의 영역에 적용한다. 상기 소정의 영역에서 상기 전자기선에 의해 생성되는 에너지 밀도는 상기 조사된 영역에서 상기 주석도금 박강판의 주석층이 완전히 또는 적어도 초기에 용융되도록 선택된다. 상기 주석층의 용융 또는 초기 용융은 상기 유기 코팅층이 상기 주석층으로부터 탈착되게 하며, 본 발명에 따른 방법의 최종 단계에서, 상기 코팅층은 용융 또는 초기 용융 후 재고화되는 상기 주석층으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 상기 주석층으로부터 탈착된 코팅층의 유기 물질을 예를 들어 흡인 또는 취입에 의해 제거할 수 있다. 따라서, 화학물질, 예를 들어 화학적 세척액의 사용이 더 이상 요구되지 않는다.

상기 주석층 내부에 상기 전자기선에 의해 생성되는 에너지 밀도를, 바람직하게는 상기 주석층이 주석의 용융점 이상의 온도로 적어도 표면상으로 가열되고 그 결과 상기 표면의 초기 용융이 발생하거나 또는 상기 주석층이 그의 전체 두께 전체를 통해(박강판까지 아래로) 용융되게 하는 방식으로 선택하고 조절한다.

상기 박강판이 과열되는 것을 방지하고 따라서 상기 박강판에 열 부하가 가해지는 것을 방지하고 초기에 또는 완전히 용용된 주석층이 신속히 재고화될 수 있도록 하기 위해서, 상기 전자기선을 바람직하게는 오직 소정의 제한된 조사 시간 동안만 적용한다. 상기 조사의 종결 후에, 상기 주석층의 초기 용융된 표면 또는 완전히 용융된 주석층은 신속하게 재고화될 수 있으며, 이때 상기 박강판의 여전히 저온인 코어의 온도는 열 전도에 의해 신속하고 자동적으로 균등해진다. 상기 주석층의 용융 또는 초기 용융은 상기 주석층에 부착되어 있는 유기 코팅층이 상기 주석의 표면으로부터 탈착되게 하고 상기 초기 또는 완전히 용융된 주석층의 재고화 후에조차 상기 표면으로부터 분리되어 있게 하며 따라서 상기를 상기 주석층의 고화 후에 쉽게 제거할 수 있다.

전자기선에 의해 생성된 에너지 밀도를 증가시킴으로써 심지어 상기 주석도금 박강판의 주석층으로부터 상기 유기 코팅층을 쪼개어 버리는 것도 가능한 것으로 밝혀졌다. 상기 전자기선에 의해 생성된 에너지 밀도가 너무 높아 상기 주석층의 주석을 표면적으로 기화시키는 경우, 상기 유기층은 상기 주석층으로부터 자발적으로 쪼개져 나갈 것이다. 상기와 같은 쪼개짐이 발생하기 위해서, 30 ns의 조사시간에 필요한 에너지 밀도는 14 J/㎠ 초과인 것으로 밝혀졌다.

상기 박강판상의 열부하를 가능한 한 낮게 유지시키고 예를 들어 열에 의해 도입된 변형을 피하기 위해서, 상기 높은 수준의 에너지 밀도를 바람직하게는 펄스 레이저에 의해 발생시킨다. 이를 위해서, 예를 들어 1 내지 100 kHz 범위의 펄스 주파수 및 1 내지 1000 ns 및 바람직하게는 10 내지 100 ns 범위의 펄스 길이를 갖는 펄스 레이저를 사용할 수 있다.

상기 전자기선의 파장은 바람직하게는 근적외선(NIR) 범위 및 특히 0.8 내지 2.5 ㎛의 범위이다. 상기 파장 범위에서, 주석판의 유기 코팅에 통상적으로 사용되는 유기 물질, 예를 들어 유기 래커, 예를 들어 비닐, 에폭시 또는 에폭시 페놀계 수지 래커, 및 중합체 물질 PET, PP 및 PE는 적어도 주로 투명하다. 본 명세서에서 '투명한'이란 용어는 사용되는 전자기선의 파장에 대해, 상기 유기 물질의 투과율이 75%를 초과함을 의미하는 것으로 정의된다. 이는 상기 전자기선이 적어도 대개 흡수 없이 상기 유기 코팅층을 통과하여 주로 상기 주석층의 표면과 상기 유기 코팅층 사이의 계면에서 작용하게 하고, 이에 의해 상기 주석층의 표면을 적어도 주로 초기 용융시키거나 또는 그의 전체 두께 전체를 통해 용융되게 한다. 상기 전자기선은 상기 유기 코팅층에는 영향이 없거나 또는 적어도 거의 어떠한 영향도 없다. 특히, 상기 유기 물질은 연소되지 않으며 따라서 유기 연소된 잔사가 형성되지 않는다.

본 발에 따른 제거방법은 유기 래커 또는 중합체 코팅층을 간단하고 신속하게 제거하며, 화학물질을 사용한 세척의 필요 없이 수행할 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 이점 및 특징들은 첨부되는 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 개시되는 실시태양 실시예로부터 추구된다. 도면에서
도 1은 일례로서, 본 발명에 따른 방법에 의해 차단 영역이 생성되도록 소정의 영역에서 주석판 표면으로부터 제거되는 유기 코팅층을 갖는 주석판 패널을 사용하는, 본 발명에 의해 개시되는 방법의 개략적 표현이다.
도 2는 주석도금 박강판(주석판)의 남아있는 코팅 중량과 본 발명에 의해 개시된 방법에서 주석층 내부의 전자기선에 의해 생성된 에너지 밀도간의 관계를 예시하는 도표이다.
도 3은 주석판 섹션의 유기 코팅층 중의 차단 영역의 상세도이며, 상기 차단 영역은 도 3a에서 테두리를 따라 위치하고 도 3b에서는 주석판 섹션의 가운데에 위치한다.
도 4는 유기 코팅층으로 코팅된 주석판을 관통하는 횡단면이다.

도 1a 및 1b는 유기 물질로 코팅된 주석판 패널에 대한 본 발명에 의해 개시된 방법을 수행하기 위한 실시태양의 2가지 변형을 도시한다. 도 4는 유기 코팅층(2)으로 양면이 코팅된 주석판(1)(주석 도금 박강판)을 통한 횡단면을 도시한다. 도 4는 박강판(1a), 상기 박강판의 양면에 적용된 주석층(1b) 및 상기 주석층(1b)에 부착된 유기 코팅층(2)을 포함하는 층 구조물을 나타낸다. 상기 주석층(1b)은 바람직하게는 상기 박강판(1a)에 전해에 의해 적용된다. 상기 박강판(1a)에 전해 적용 후에, 상기 주석층(1b)은 바람직하게는 합금층(1c)이 상기 주석층(1b)과 박강판(1a) 사이의 계면을 따라 형성되도록 적어도 부분적으로 용융되며, 상기 합금층은 강철의 철 원자와 주석층(1b)의 주석 원자로 이루어진다. 상기 합금층은 상기 주석층(1b)이 상기 박강판(1a)에 밀접하게 부착되게 하며 상기 주석판(1)의 내식성을 증가시킨다.

상기 주석층(1b)의 표면에 부착되는 코팅층(2)은 유기 물질로 제조된다. 상기 유기 물질은 예를 들어 유기 래커, 예를 들어 비닐, 에폭시 또는 에폭시 폐놀계 수지 래커일 수 있다. 상기 유기 코팅층(2)은 또한 중합체 물질, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)일 수 있다. 상기 중합체 코팅층을 상기 주석층의 표면상에, 예를 들어 중합체 필름, 특히 PET, PP 또는 PE 필름을 적층시킴으로써, 또는 용융된 중합체 물질, 예를 들어 PET, PE 또는 PP를 직접 압출시킴으로써 적용할 수 있다.

본 발명에 의해 개시된 방법에 의해, 주석판(1)의 주석층(1b)에 부착되는 유기 코팅층(2)은 상기 코팅된 주석판의 표면상에 차단 영역을 생성시키기 위해서 소정의 영역이 제거되며, 상기 차단 영역은 유기 물질이 없다. 3조각 캔의 후속 생산 중에, 상기 생성된 차단 영역은 용접 영역일 수 있으며, 상기 영역을 따라 주석판이 용접되어 캔 몸통을 생성시킬 수 있다.

도 1a에 도시된 실시태양 실시예에서, 스트립-모양 차단 영역(3)이 제공되며, 상기 영역의 종방향은 상기 박강판(1a)의 롤링 방향(W)에 평행하게 연장되고 상기 롤링 방향(W)에 대해 직각으로 소정의 거리(d)로 서로에 대해 이어져 있다. 본 발명에 따른 방법의 실행 후에 상기 차단 영역(3)이 상기 주석판 표면상에 생성되는 과정에서, 주석판 섹션(4)이 도 1a에 도시된 주석판(1)로부터 절단된다. 도 1a에서 수행되는 절단은 파선에 의해 나타낸다. 이러한 방식으로 상기 주석판(1)으로부터 절단된 각각의 섹션(4)은 3조각 캔용 캔 몸통의 생산에 사용될 수 있으며, 이때 상기 섹션(4)을 구부려 원통형 재킷을 형성시키고 그의 테두리를 따라 함께 용접한다. 상기 캔 몸통의 생성 중 함께 용접되는 각 섹션(4)의 테두리는, 본 발명에 따른 방법에 의해 생성되고 유기 물질이 없는 차단 영역(3)을 가져서, 함께 용접됨으로써 상기 차단 영역(3)을 결합시킬 수 있다. 도 1a에서, 가장 하단 열의 우측 섹션(4)은 상기 섹션(4)으로부터 생성되는 캔 몸통의 높이(h) 및 원주(U)를 나타낸다.

본 발명에 따른 방법을 사용하여, 주석판(1)의 표면상에 차단 영역(3)을 유사하게 생성시킬 수 있으며, 여기에서 상기 차단 영역들이 박강판(1)(sic; 1a)의 롤링 방향(W)에 대해 직각으로 이어져 있고 상기 롤링 방향(W)에서 서로로부터 소정의 거리(d)로 배치된다. 본 발명에 따른 방법의 상기 실시태양 변형을 도 1b에 예시한다. 상기 차단 영역(3)을 생성시킨 후에, 상기 실시태양 변형은 다시 주석판(1)으로부터 절단된 섹션(4)을 제공하며, 상기 섹션은 용접 심을 따라 함께 용접됨으로써 상기 차단 영역(3)을 포함하는 테두리를 따라 결합되어 캔 몸통을 생성시킨다.

상기 코팅된 주석판(1)의 표면상에 차단 영역(3)을 생성시키기 위해서, 먼저 상기 주석층(1b)의 표면에 부착하는 코팅층(2)을, 고에너지 밀도의 전자기선, 예를 들어 레이저광선을 상기 코팅된 주석판(1)의 표면을 향하게 함으로써 상기 주석판(1b)으로부터 탈착시킨다. 바람직하게는 단색성인 상기 전자기선의 파장을 상기 유기 코팅층(2)이 선택된 파장의 광선에 적어도 주로 투명하도록 선택한다. 상기는 상기 전자기선이 적어도 대개 흡수되지 않으면서 상기 유기 코팅층(2)을 완전히 통과하게 하고 따라서 상기 주석층(1b)의 영역에 도달되게 한다. 이를 보장하기 위해서는 상기 전자기선의 선택된 파장에 대한 상기 유기 코팅층(2)의 투과율이 적어도 75%인 경우 충분하다.

* 상기 적용되는 전자기선의 에너지 밀도 및 조사 시간의 길이를 상기 전자기선의 적용 결과로서 적어도 상기 주석층(1b)의 표면이 주석의 용융점(232 ℃) 이상의 온도로 가열되도록 선택한다. 이는 적어도 상기 주석층(1b)의 표면이 초기에 용융되게 한다. 상기 전자기선의 충분히 높은 침투 깊이 및 충분히 긴 조사 시간에서, 상기 주석층(1b)은 또한 그의 전체 두께 전체를 통해 주석의 용융점 이상의 온도로 가열될 수 있으며 따라서 완전히 용용될 수 있다.

상기 초기에 용융된 표면 주석층(1b) 또는 완전히 용융된 주석층의 재고화가 가능하기 위해서, 상기 전자기선의 적용을 소정 길이의 조사 시간 후에 중지시킨다. 유용한 조사 시간 길이는 1 나노초 내지 1000 나노초(ns), 바람직하게는 10 내지 100 ns의 범위, 및 특히 30 ns의 기준 조사 시간이다. 상기 광선의 적용되는 에너지 밀도를 바람직하게는 조사 시간 t의 길이에 따라 조절하며, 이때 상기 에너지 밀도 e(t)와 조사시간 길이간의 관계를 하기와 같이 표현한다:

,

상기에서

- t[ns]는 조사시간의 길이이고,

- e(t)[J/㎠]는 목적하는 조사시간의 길이에서의 에너지 밀도이고,

- t_Ref = 30 ns는 조사시간의 기준 길이이고 e_Ref는 조사시간의 기준 길이에서의 기준 에너지 밀도이고,

- e_Ref는 1 J/㎠ 내지 8 J/㎠이다.

단시간 동안의 상기 주석층(1b)의 초기 또는 완전한 용융의 결과로서, 적어도 상기 주석층의 표면은 용융되는 반면 상기 유기 코팅층(2)은 상기 주석층(1b)으로부터 탈착된다. 상기 초기에 또는 완전히 용융된 주석층(1b)의 고화 후에, 상기 유기 코팅층(2)은 상기 주석층(1b)의 표면에, 부착된다 하더라도, 단지 약하게 부착된다. 부착이 더 이상 존재하지 않거나, 또는 기껏해야 매우 약하게 존재하기 때문에, 상기 주석층(1b)으로부터 탈착된 코팅층(2)을, 예를 들어 기체 스트림의 취입에 의해 또는 진공하에서의 흡입에 의해 또는 심지어 기계적 작용에 의해 후속으로 매우 쉽게 제거할 수 있다.

상기 차단 영역(3)을 따라 매끄러운 테두리를 획득하기 위해서, 상기 유기 물질로 제조된 남아있는 코팅층(2)(여전히 상기 주석층(1b)에 부착되어 있다)을 상기 차단 영역(3)의 테두리를 따라 잘라낼 것이 권장된다. 이를 예를 들어 상기 유기 코팅층(2)에 의해 흡수되지 않는 파장을 갖는 레이저 컷터를 사용하는 레이저 절단에 의해서 수행할 수 있다.

상기 차단 영역(3)의 테두리를 또한, 상기 주석층(1b)의 초기 또는 완전한 용융을 위해 본 발명에 따른 방법에 사용되는 전자기선에 의해 매우 효율적으로 잘라낼 수 있다. 이는 4 J/㎠를 초과하는 에너지 밀도를 요한다. 4 J/㎠ 초과의 에너지 밀도를 갖는 전자기선을 적용하는 경우, 상기 주석층(1b)이 주석의 용융점 이상의 온도로 가열될 뿐만 아니라 상기 주석층(1b) 표면상의 주석을 기화시킨다. 상기 주석층 표면상의 주석의 기화로 인해, 상기 주석층(1b)에 부착되어 있는 코팅층(2)은 상기 주석층(1b)으로부터 쪼개지고 이에 의해 상기 코팅층(2)의 유기 물질을 제거하기 위한 활성 단계의 필요 없이 자동적으로 탈착된다. 상기 유기 코팅층의 자발적인 쪼개짐으로 인해, 상기 코팅층(2)의 쪼개진 영역은 상기 주석판의 표면상에 남아있어야 하는 상기 코팅층(2)의 다른 영역으로부터 탈착된다. 상기 과정을 사용하는 경우, 상기 주석판의 표면상에 여전히 남아있는 상기 코팅층(2) 영역으로부터 상기 차단 영역(3)의 테두리를 잘라낼 필요가 없다.

비교 실험에 의해서, 1.0 내지 4.0 J/㎠의 에너지 밀도 범위에서 30 ns의 조사 시간에서, 상기 주석층(1b)은 단지 초기 또는 완전히 용융되는 반면, 4 J/㎠ 초과의 에너지 밀도에서 상기 유기 코팅층은, 상기 높은 에너지 밀도에서 상기 주석층(1b) 표면상의 주석이 기화되기 때문에, 상기 주석층(1b)으로부터 자발적으로 쪼개져 나간다. 이는 도 2의 도표에 예시된다. 상기 도표에서, 본 발명에 따른 방법의 실행 후에 다양한 에너지 밀도의 전자기선의 적용 결과로서 상기 박강판(1a)상에 남아있는 상기 주석층(1b)의 코팅 중량을 상기 적용된 에너지 밀도의 함수로서 플롯팅하며, 이때 상기 남아있는 주석층의 코팅 중량을 가로좌표[sic; 세로좌표]상에 플롯팅하고 적용된 에너지 밀도를 세로좌표[sic; 가로좌표]상에 플롯팅한다. 4.5 J/㎠ 내지 5.5 J/㎠의 에너지 밀도를 갖는 전자기선을 적용하는 경우, 남은 주석층의 코팅 중량은 2 내지 4.0 J/㎠ 범위의 에너지 밀도에서의 상기 주석층의 코팅 중량보다 대략 20%까지 더 낮음을 알 수 있다. 이는 고에너지 밀도의 적용시, 남은 주석층(1b)의 코팅 중량이 감소함을 암시하며, 이는 상기 표면상의 주석층(1b) 부분이 기화된다는 결론을 도출한다. 도 2의 도표에서, 합금층 구역에서 강철의 철과 합금된 코팅 중량의 합금된 부분도 또한 플롯팅된다.

주석층(1b)의 초기 또는 완전한 용융을 위한 전자기선의 적용 중에, 과도하게 높은 에너지 밀도의 사용은 충분히 많은 양의 유리 주석이 상기 주석층(1b) 중에 남아있도록 하기 위해서 피해야 한다. 적어도 0.5 g/㎡의 유리 주석의 코팅 중량에서, 상기 주석도금 박강판(1)은 쉽게 용접 가능하게 남아있는다. 따라서 전자기선의 에너지 밀도를 바람직하게는 최대 8 J/㎠로 제한한다.

본 발명에 따른 방법의 실행 실시예를 하기에 개시할 것이다:

실시예 1(비교 실시예)

PET 필름으로 코팅된 주석판(1)상에, 차단 영역(3)을 9.3 ㎛의 파장을 갖는 CO₂ 레이저 광선에 노출시킴으로써 코팅층(2) 중에 상기 영역을 생성시켰다. 상기 코팅층의 물질(PET)은 대부분 사용된 레이저의 파장(9.3 ㎛)에 불투명하며 따라서 상기 적용된 레이저 광선을 흡수한다. 상기 적용된 레이저 광선을 20 kHz의 펄스 주파수 및 1 kW의 최대 레이저파워에서 20%의 충격계수로 펄스화하였다. 상기 레이저 광선의 적용은 상기 주석판(1)상에 적층된 PET 필름을 연소시킨다. 상기 PET 필름이 연소되고 잔사를 남기지 않으면서 상기 주석판의 표면으로부터 제거될 수 있는 레이저 환경을 찾는 것은 가능하지 않았다. 얇은 잔류 PET 필름이 적어도 레이저 광선에 노출된 영역의 가운데에 남아 있는다. 심지어 광선의 반복 적용조차 상기 필름 잔사를 제거할 수 없었다. 상기 레이저 파워의 증가도 또한 잔사없는 제거를 유도하지 못했으나, 대신에 특히 상기 레이저 파워가 매우 높은 경우, 단지 상기 주석판(1) 중에 바람직하지 못한 열 유도된 응력을 유도하지 않았다.

실시예 2(본 발명에 따른 실시예)

실시예 1의 경우와 동일한 주석판(1)을 CO₂ 레이저 광선보다는, 펄스화된 고체 상태 레이저 광선에 노출시켰으며, 상기 광선의 파장은 1.03 ㎛였다. 상기 코팅층(2)의 유기 물질(PET)은 상기 파장에 투명하며, 따라서 상기 레이저 광선은 적어도 주로 상기 주석층(1b)과 그 위에 적층된 PET 필름 사이의 계면상에서 작용한다. 상기 주석판(1)상에 낮은 열 부하로 상기 주석층(1b) 내에 최고로 가능한 에너지 투입을 성취하기 위해서 10 내지 100 ns, 특히 30 ns의 짧은 펄스 지속시간을 사용하였다. 상기 사용된 펄스화된 레이저 광선의 펄스 주파수는 1 내지 100 kHz의 범위였으며, 특히 10 kHz의 펄스 주파수가 사용되었다. 상기 레이저 펄스의 펄스 중첩은 10% 내지 50%의 범위 이내에서, 10%의 선 중첩으로 변하였다. 상기 적용되는 에너지 밀도 및 펄스 중첩을 변화시킴으로써, 4 J/㎠를 초과하는 에너지 밀도에서, 상기 유기 코팅층(2)이 상기 주석층(1b)으로부터 자발적으로 쪼개져 나가고, 이때 상기 층(1b)의 표면은 기화됨을 입증할 수 있었다.

1.03 ㎛의 파장을 갖는 펄스화된 레이저 광선을 사용하여, 잔사 없는 스트립-모양 차단 영역을 코팅층(2)에 생성시켰다. 상기 차단 영역 중의 코팅된 주석판(1)을 상기 레이저 광선에 노출시킴으로써, 상기 코팅층(2)이 먼저 상기 주석층(1b)으로부터 탈착되었고 이를 후속으로 예를 들어 취입 또는 흡인에 의해 제거할 수 있었다.

실시예 3(본 발명에 따른 실시예)

주석판(1)의 코팅층(2) 중의 스트립-모양 차단 영역을 탈착시키기 위해서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 영역(3a)에서 주석판 섹션의 테두리를 따라 대략 4 ㎜ 너비 스트립을 3 J/㎠의 에너지 밀도로 실시예 1의 레이저 광선에 노출시켰다. 대략 3 J/㎠의 에너지 밀도로 상기 레이저 광선을 적용한 결과, 상기 주석층(1b)의 표면이 초기에 용융되었으며, 이는 상기 영역 중의 코팅층(2)을 상기 초기에 용융된 주석층으로부터 탈착되게 하였다. 상기 섹션의 내부를 향해 대면한 인접한 스트립-모양 제2 영역(3b)에서, 주석판(1)을 5.0 J/㎠의 보다 높은 에너지 밀도로 레이저 광선에 노출시켰다. 상기 영역에서, 상기 높은 에너지 밀도는 상기 주석층(1b)의 주석 표면을 기화되게 하여 상기 코팅층(2)의 자발적인 쪼개짐을 유도하였다. 이는 상기 레이저-노출된 제2 영역(3b) 중 코팅층(2)의 쪼개져 나가는 영역이, 광선에 노출되지 않은 주석판의 영역에서 여전히 상기 주석층(1b)의 표면상에 남아있는 상기 코팅층(2)을 동시에 떨어져 나가게 하는 효과를 가졌다. 상기 과정은 분리된 코팅층으로부터 남아있는 코팅층(2)의 깨끗한 분리를 유도하였으며 따라서 상기 차단 영역(3)을 따라 깨끗한 테두리를 생성시켰다. 후속으로 공기 스트림에 의해 상기 주석판으로부터 상기 레이저-노출된 영역(3a) 및 (3b) 중에서 분리된 코팅층을 쉽게 날려버리거나 또는 흡인 장치로 흡입제거하는 것이 가능하였다.

유사하게, 상기 주석판(1)의 코팅층(2)의 스트립-모양 차단 영역(3)을 또한 도 3b에 도시된 바와 같이 주석판 섹션 또는 패널의 가운데에 생성시킬 수 있으며, 이 경우 상기 주석 표면상에 남아있는 코팅층(2)을 분리시키기 위해서 상기 차단 영역(3)의 외부 영역(3b)을 상기 코팅층(2)이 자발적으로 쪼개져 나가도록 >4 J/㎠의 보다 높은 에너지 밀도로 광선에 노출시키고 내부 영역(3a)은 <4 J/㎠의 보다 낮은 에너지 밀도로 광선에 노출시켰다.

*실시예 4

본 발명에 따른 방법의 실행 후에, 스트립-모양 차단 영역(3)을 주석판 섹션의 테두리를 따라 생성시킨 과정에서, 실시예 2 및 3에 개시된 바와 같이 처리된 주석판 샘플(1)을 심 저항 용접에 의해 상기 차단 영역(3)의 영역들에서 함께 용접시켰다. 상기 주석판 섹션들을 3-조각 캔의 생산에 통상적으로 사용되는 용접 속도로 상기 차단 영역에서 용접 심을 따라 함께 용접시키는 것은 문제가 없다.

Claims

주석도금 박강판(1)의 표면에 부착하는 유기 물질로 제조된 코팅층(2), 특히 유기 래커 또는 중합체 코팅층을 제거하는 방법으로,
- 상기 유기 코팅층(2)이 적어도 주로 투명한 소정의 파장을 갖는 전자기선에의 노출에 의해 상기 주석도금 박강판(1a)의 주석층(1b)을 완전히 또는 초기 용융시키고, 이때 상기 유기 코팅층(2)이 상기 주석층(1b)으로부터 탈착되며,
- 상기 주석층(1b)으로부터 탈착된 상기 코팅층(2)의 유기 물질을 제거하는
단계들을 사용하는 방법.
제 1 항에 있어서,
적어도 주석층(1b)의 표면을 전자기선에의 노출에 의해 주석의 용융점 이상의 온도로 가열하거나, 또는 상기 주석층(1b)을 그의 전체 두께 전체를 통해 용융시키는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
전자기선에의 노출이 소정의 제한된 조사 시간 동안 발생하는 방법.
제 3 항에 있어서,
조사 시간의 종결 후에, 완전히 또는 초기 용융된 주석층을 주석의 용융점 미만의 온도로 냉각시키고, 이에 의해 상기 완전히 또는 초기 용융된 주석층이 재고화를 일으키는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
주석층(1b)의 초기 또는 완전한 용융의 결과로서, 코팅층(2)이 상기 주석층(1b)의 표면으로부터 탈착되는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
사용된 전자기선의 에너지 밀도가, 주석층(1b) 표면상의 주석이 기화하여 코팅층(2)이 상기 주석층(1b)의 표면으로부터 쪼개져 나가게 하는 방법.
제 6 항에 있어서,
전자기선의 에너지 밀도가 4 J/㎠ 초과이고, 특히 1 내지 8 J/㎠의 범위 및 특히 2 내지 6 J/㎠의 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
적용된 전자기선을, 특히 1 내지 100 kHz 범위의 펄스 주파수 및 1 내지 1000 ns 범위의 펄스 길이 및 10 내지 100 ns 범위의 바람직한 펄스 길이로 펄스화시키는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
전자기선의 파장이 NIR 범위 및 특히 0.8 내지 2.5 ㎛의 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
주석도금 박강판이 주석판 패널 또는 섹션의 형태를 가지며, 상기 판상의 코팅층(2)의 하나의 스트립 또는 다수의 스트립(3)을, 상기 주석판 패널 또는 섹션상에 스트립-모양의 무-코팅 차단 영역을 생성시키기 위해 전자기선에의 노출에 의해 상기 주석도금 박강판의 표면으로부터 탈착시키는 방법.
제 10 항에 있어서,
스트립 또는 각 스트립(3)의 너비가 1 내지 8 ㎜ 및 특히 3 내지 7 ㎜의 범위인 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
스트립 또는 각 스트립(3)의 제1 영역(3a)에 전자기선의 보다 낮은 에너지 밀도, 및 상기 스트립(3)의 제2 영역(3b)에 보다 높은 에너지 밀도를 적용하고, 이때 상기 보다 높은 에너지 밀도가 적어도 주석층(1b)의 주석 표면을 기화시키고 이에 의해 유기 코팅층(2)을 쪼개져 나가게 하기에 충분한 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
주석층(1b)으로부터 탈착된 코팅층(2)의 유기 물질의 제거가 흡인 또는 취입에 의해 발생하는 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
코팅층(2)의 유기 물질이 특히 비닐, 에폭시 또는 에폭시 페놀계 수지 래커의 그룹으로부터의 유기 래커, 또는 중합체 물질, 특히 PET, PP 및 PE인 방법.