KR20200113810A - 강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법 - Google Patents

강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 강판의 표면을 세정액으로 세정하고 연마액을 도포하여 연마휠로 연마하는 기계적 연마를 실시하여 강판 표면을 개질시킴으로써, 단층으로 이루어진 코팅층과의 부착성이 강화된 강판을 제공할 수 있다.
또한 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅함으로써 사용자가 원하는 코팅 두께로 용이하게 제어할 수 있는 단층으로 이루어진 박막 코팅층을 갖는 강판을 제공할 수 있다.
아울러 고내열 코팅층이 형성된 강판을 단계별로 고온으로 승온시켜 경화하는 복수의 경화 챔버를 포함하는 경화로에 통과시킴으로써, 코팅된 표면을 고온에서도 안정화시킬 수 있다.

Description

강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법{APPARATUS FOR COATING STEEL AND COATING METHOD OF STEEL USING THE SAME}
본 발명은 강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 강판에는 다양한 목적을 위해, 예를 들어 컬러 코팅이나 기능성 코팅을 통해 코팅층을 형성할 수 있다.
강판을 코팅하는 방식은 스프레이 코팅(Spray Coating) 방식, 딥 코팅(Dipping Coating) 방식 및 롤 코팅(Roll Coating) 방식과 같이 다양한 방식이 있다.
스프레이 코팅 방식은 1개 또는 그 이상의 스프레이 건(Spray Gun)을 이용하여 코팅 대상인 피도체에 공기압 또는 그와 유사한 방법으로 코팅 도료를 뿌려 코팅층을 형성하는 방식이다.
딥 코팅 방식은 코팅 대상인 피도체를 코팅 도료가 포함된 용기에 담고, 일정 시간이 지난 이후에 꺼내어 코팅층을 형성하는 방식이다.
다만 스프레이 코팅 방식과 딥 코팅 방식은 코팅층의 두께가 일정하도록 도포하기가 어려워, 코팅층 두께의 균일성 유지에 어려움이 있는 바 대량 생산에 적합하지 않다.
롤 코팅 방식은 코팅 도료를 롤러에 묻히고, 회전하는 롤러에 강판을 통과시킴에 따라 롤러에 묻은 코팅 도료가 강판 표면에 코팅층으로 형성되는 방식이다.
롤 코팅 방식은 코팅층의 두께를 균일하게 형성할 수 있어 코팅층 두께의 균일성 유지에 유리하며, 스프레이 코팅 방식과 딥 코팅 방식 대비 대면적 크기의 제품 및 대량 생산에 유리한 장점이 있다.
한편 종래의 일반적인 롤 코팅 방식은 주로 250℃ 이하의 저온에서 사용되고 있으며, 코팅층의 특성 유지 및 강판과 코팅 도료와의 부착성을 위해서 2개층 이상으로 이루어진 코팅층을 갖게 된다.
예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 롤 코팅 방식에 의해 코팅층이 형성된 강판은, 강판(10), 전처리층(20), 프라이머층(30) 및 상도층(40)이 포함되도록 형성된다.
구체적으로 전처리층(20)은 강판(10)과 프라이머층(30)간의 층간 밀착성과 내식성 확보를 위하여 강판 표면을 전처리하여 형성된 층이고, 프라이머층(30)은 강판(10) 표면과 도막층인 상도층(40) 간의 층간 결합력, 도막 경도 등에 영향을 주기 위하여 형성된 층이다.
이 경우 일반적으로 프라이머층(30)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖고 상도층(40)은 15 ∼ 20㎛의 두께를 갖게 되어, 강판(10) 상의 전체 코팅층은 최소 20㎛ 이상의 두께를 갖게 된다.
따라서 종래의 다층으로 이루어진 코팅층을 갖는 강판은 얇은 두께의 박막 코팅층을 갖기 어려우며, 코팅층이 다층으로 형성되기 때문에 강판에 투입되는 소재량 및 소재비가 상승하게 되는 바 초기 개발 과정에서 어려움이 있다.
또한 강판의 코팅층이 다층으로 이루어지기 때문에 강판 외관의 형태나 강판 고유의 광택 등 강판의 특성을 그대로 드러내기 어려운 문제점이 있다.
아울러 종래의 일반적인 롤 코팅 방식은 주로 250℃ 이하의 저온에서 사용되는 바, 고내열 코팅액을 사용하는 경우에 필요한 코팅 장치 및 코팅 방법에 적용하기에 적합하지 않은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 단층으로 이루어진 박막 코팅층을 갖는 강판을 형성할 수 있도록 코팅 두께를 제어할 수 있는 강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 강판과 단층으로 이루어진 코팅층과의 부착성이 강화된 강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 고내열 코팅액을 사용하는 코팅 방식에 적용하기 적합한 고온 경화 방식의 강판 코팅 장치 및 그 장치를 이용한 강판 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅함으로써 사용자가 원하는 코팅 두께로 용이하게 제어할 수 있는 단층으로 이루어진 박막 코팅층을 갖는 강판을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 강판의 표면을 세정액으로 세정하고 연마액을 도포하여 연마휠로 연마하는 기계적 연마를 실시하여 강판 표면을 개질시킴으로써, 단층으로 이루어진 코팅층과의 부착성이 강화된 강판을 제공할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 고내열 코팅층이 형성된 강판을 단계별로 고온으로 승온시켜 경화하는 복수의 경화 챔버를 포함하는 경화로에 통과시킴으로써, 코팅된 표면을 고온에서도 안정화시킬 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 강판 코팅 장치는 강판의 표면을 세정액으로 세정하는 세정기, 세정된 강판의 표면에 연마액을 도포하고, 강판의 표면을 연마하는 적어도 하나 이상의 연마휠을 포함하는 연마기, 연마된 강판의 표면에 코팅액을 연속적으로 코팅하는 복수의 코팅 롤러를 포함하는 코팅기 및 코팅된 강판을 가열하되, 가열 온도를 단계별로 승온시켜 경화하는 복수의 경화 챔버를 포함하는 경화로를 포함할 수 있다.
또한 구체적으로 본 발명에 따른 강판 코팅 방법은 강판의 표면을 세정액으로 세정하는 단계, 세정된 강판의 표면에 연마액을 도포하고, 강판의 표면을 적어도 하나 이상의 연마휠로 연마하는 단계, 연마된 강판의 표면에 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅하는 단계 및 코팅된 강판을 가열하는 복수의 경화 챔버에 통과시키면서, 가열 온도를 단계별로 승온시켜 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 강판에 단층의 박막으로 코팅층을 형성할 수 있기 때문에, 강판 고유의 광택, 가공에 의한 헤어라인, 난반사 등과 같은 강판 표면 외관의 형태를 그대로 드러낼 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 강판의 표면을 세정한 후 기계적 연마를 실시하여 강판 표면에 있는 잔여물을 최대한 제거함으로써, 강판 표면을 개질시키고 코팅층의 젖음성(Wetting)을 향상시켜 강판과 코팅층과의 부착성을 강화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 강판의 코팅층을 경화하는 경우 단계별로 고온으로 상승시킴으로써, 급속한 고온 가열에 의한 코팅된 표면의 끓는 현상 발생을 최소화하고 코팅된 표면을 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 다층으로 이루어진 코팅층이 형성된 강판을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강판 코팅 방법에 대한 개략적인 공정 순서도이다.
도 3은 보호 필름이 부착된 강판을 도시한 것이다.
도 4는 보호 필름이 제거된 강판을 연마휠로 연마하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 코팅층이 형성된 강판을 복수의 롤러로 연속적으로 경화시키는 것을 도시한 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 강판 코팅 장치 및 그 강판 코팅 장치를 이용한 강판 코팅 방법을 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 강판 코팅 방법은 도 2의 공정 순서도와 같이, 강판에 있는 보호 필름을 제거하는 단계(S110), 보호 필름이 제거된 강판의 표면을 세정액으로 세정하는 단계(S120), 세정된 상기 강판의 표면에 연마액을 도포하고, 강판의 표면을 적어도 하나 이상의 연마휠로 연마하는 단계(S130), 연마된 강판의 표면에 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅하는 단계(S140) 및 코팅된 강판을 가열하는 복수의 경화 챔버에 통과시키면서, 가열 온도를 단계별로 승온시켜 경화하는 단계(S150)를 포함한다.
이 경우 필요한 경우 각 단계들 사이에 건조, 린스와 같은 과정을 추가로 포함할 수 있다.
코팅 강판을 형성하기 위하여 먼저 강판을 준비한다.
준비된 강판은 코팅층을 형성하기 위한 공정 라인으로 이송되기 이전에, 이동 과정에서 발생될 수 있는 표면 스크래치를 최소화하기 위하여 강판의 표면에 보호 필름을 부착할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 강판(210)의 표면에는 안정적인 산화물 등으로 이루어져 강판의 내식성을 강화시키는 부동태 피막(212)이 형성되고, 강판(210)의 부동태 피막(212) 상에는 일면에 점착액(222)이 있는 보호 필름(220)이 부착될 수 있다.
코팅을 위한 공정 라인으로 이송된 강판은 코팅층이 형성되는 과정으로 진행되기 이전에 먼저 강판에 부착된 보호 필름(220)이 제거되어야 한다.
이 경우 점착액(222)은 강판(210)의 부동태 피막(212)과 직접적으로 접하게 되는데, 점착액(222)의 일부가 부동태 피막(212)으로 전이되어, 부동태 피막(212)에는 점착액 잔여물(224)이 생길 수 있다.
따라서 강판(210)으로부터 보호 필름(220)을 제거하는 경우 점착액(222)을 제거한다고 하더라도, 부동태 피막(212)에 전이된 점착액 잔여물(224)이 제거되지 않고 강판(210)의 표면에 남을 수 있다.
이렇게 제거되지 않고 강판(210)의 표면에 남은 점착액 잔여물(224)로 인하여 추후 형성될 코팅층과 강판 표면과의 젖음(Wetting)성이 저하될 수 있다.
코팅층과 강판 표면의 젖음성 저하는 강판의 표면에 형성되는 코팅층의 부착성을 감소시키게 된다. 이에 따라 코팅층과 강판 표면의 젖음성 저하를 최소화하기 위하여 점착액 잔여물은 최대한 제거되는 것이 바람직하다.
하지만 부동태 피막(212)에 전이된 점착액 잔여물(224)은 단순한 세정 작업만으로는 제거하기가 매우 어렵다.
따라서 본 발명은 보호 필름(220)이 제거된 강판(210)의 표면을 먼저 세정하기 위하여, 세정기를 이용하여 세정액으로 세정을 한다.
그리고 세정된 강판의 표면에 연마기를 이용하여 추가적으로 연마액을 도포하고, 강판의 표면을 적어도 하나 이상의 연마휠로 연마함으로써 점착액의 잔여물을 최대한 제거할 수 있다.
강판의 표면을 세정하기 위해 사용되는 세정액의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
세정액으로 세정된 강판의 표면에는 연마액을 도포하고, 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 연마휠(300)로 강판의 표면을 연마하게 된다.
강판의 표면을 연마하기 위해 사용되는 연마액은 질산 1 ∼ 10 중량%, 1000 ∼ 3000 메쉬 크기의 알루미나 0.1 ∼ 5 중량% 및 물을 포함한 잔부의 기타 성분을 포함한다.
질산이 1 중량% 미만일 경우 소재 표면의 오염물 및 유분 등의 기름 성분을 제거하는데 어려움이 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우 소재 표면의 부식 및 연마휠이 녹아 버리는 단점이 있다.
또한 알루미나가 0.1 중량% 미만일 경우 연마력이 부족하여 표면의 불순물이 잘 제거가 되지 않으며, 5 중량%를 초과하는 경우 연마력은 좋아지나 코팅하기 전 원소재의 표면 광택이 증가할 수 있는 단점이 있다.
종래에 강판의 표면을 세정하는 경우 약 알칼리 또는 약 산성의 세정액으로 표면을 고압으로 뿌려 강판 표면의 불순물을 제거하였으나, 보호 필름이 붙여서 오는 강판의 경우 보호 필름의 점착 성분이 코팅의 젖음성을 저하시키기 때문에 종전의 세정 및 연마로는 강한 점착 성분을 제거하기가 용이하지 않았다.
따라서 본원 발명과 같이 질산과 알루미나를 섞은 연마액을 사용하는 경우 강판 표면에 붙어 있는 점착 성분 및 불순물을 제거하는데 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.
연마휠(300)은 스폰지 또는 연마 숫돌을 사용할 수 있다.
이렇게 스폰지 또는 연마 숫돌과 같이 기계적 연마가 가능한 연마휠(300)을 사용하여 강판의 표면을 연마시킴으로써, 부동태 피막(212)에 전이되어 남아 있는 점착액 잔여물(224)을 최대한 제거할 수 있다.
즉 본 발명은 1차적으로 세정액에 의한 화학적 세정 단계를 진행하고, 연마액을 도포한 후 2차적으로 연마휠에 의한 기계적 연마, 즉 기계적 세정 단계를 추가적으로 진행함으로써 강판에 형성된 점착액 잔여물을 최대한 제거할 수 있다.
따라서 본 발명은 세정액에 의한 화학적 세정 단계만 진행하는 경우 또는 세정액에 의한 화학적 세정 없이 기계적 세정 단계만 진행하는 경우 대비 더욱 향상된 점착액 잔여물 제거 효과를 가진다.
이와 같이 본 발명에 따르면 화학적 세정과 기계적 세정을 모두 진행하는 것에 의해서 강판 표면에 있는 잔여물을 최대한 제거함으로써, 강판 표면을 개질시키고 코팅층의 젖음성(Wetting)을 향상시켜 강판과 코팅층과의 부착성을 강화시킬 수 있다.
상기와 같이 연마된 강판의 표면에 코팅층을 형성하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 코팅 롤러를 포함하는 코팅기에 강판을 이송시킨다.
구체적으로 연마된 강판은 이송 롤러(440)에 의해서 코팅기로 이송이 된다.
코팅기로 이송된 강판은 진행 롤러(430)에 의해서 코팅 롤러(410)를 지나도록 이송이 되고, 진행 롤러(430)와 코팅 롤러(410) 사이를 지나면서 코팅 롤러(410)에 의해서 코팅액이 전사되어 강판(210)의 표면에는 코팅층(230)이 형성될 수 있다.
이 경우 코팅기에는 코팅 롤러(410)와 함께 코팅액의 코팅량을 조절하는 코팅량 조절 롤러(420)가 같이 구비될 수 있다.
코팅액으로는 실리케이트(Silicate) 계열의 고내열 코팅액을 사용할 수 있다.
본원 발명에 따른 코팅액은, 구체적으로 코팅성과 내부식성이 좋은 소듐 실리케이트(Sodium Silicate) 20∼40 중량%, 내열성과 상용성이 좋은 리튬 실리케이트(Lithium Silicate) 10∼30 중량%, 내습성 증진을 위한 사붕산나트륨(Sodium tetraborate) 2 중량 % 미만 및 코팅 공정에서 작업성 및 코팅막의 두께 조절을 용이하게 하기 위한　잔부의 증류수를 포함할 수 있다.
본원 발명에 따른 코팅액은 종래의 금속에 사용되는 일반적인 유기 코팅액과는 달리 400℃ 이상으로 내열도가 높으며, 추가적으로 이지 클린(Easy Clean) 성능을 부여하여 오염 물질을 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.
본원 발명에 따른 코팅액을 강판에 코팅하는 경우 스프레이(Spray) 코팅 방식을 사용할 수도 있으나, 롤 코팅 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
스프레이 코팅 방식을 사용하는 경우 스프레이된 코팅액의 미세 입자가 공기 중의 CO2와 반응하여 안개와 같이 뿌연 결정 상태로 대기 중에 돌아다니게 되어 작업 시 불량을 일으킬 가능성도 있다.
따라서 롤 코팅 방식을 이용하여 코팅액이 액체로 되어 있는 상태로 작업을 함으로써 보다 안정적으로 생산이 가능한 공정을 제공할 수 있다.
본원 발명에 따른 실리케이트 계열의 고내열 코팅액의 점도는 물(20℃ 점도, 1)과 유사한 낮은 점도(20℃, 점도 1∼1.5)를 갖기 때문에 코팅층을 박막으로 형성하는데 유리하다.
다만 물과 유사한 정도의 점도가 낮은 코팅액을 사용하는 경우 하나의 롤러를 이용하여 강판으로 코팅액을 전사하게 되면, 작업자가 여러 번 반복해서 코팅을 해야 하는 작업상의 불편함이 있을 수 있다.
따라서 본 발명의 경우 강판의 표면에 코팅액을 연속적으로 코팅할 수 있도록 복수의 코팅 롤러(410)를 연속적으로 배치한다.
일 실시예로 2조 1세트의 코팅 롤러를 사용하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5에 도시된 바와 같이 1차 코팅 롤러를 지남에 따라 강판(210) 상에는 제1 코팅층(232)이 형성될 수 있다.
그리고 1차 코팅이 진행된 이후에 연속적으로 2차 코팅 롤러를 지남에 따라 강판(210) 상의 제1 코팅층(232) 상에는 제2 코팅층(234)이 추가로 형성되게 된다.
다만 본 발명에서 제1 코팅층(232)과 제2 코팅층(234)의 형성에 사용되는 코팅액은 동일한 물질을 사용하기 때문에, 제1 코팅층(232)과 제2 코팅층(234)이 물리적으로 별도의 층으로 구분되는 것은 아니다.
즉 본 발명의 경우 점도가 낮은 코팅액을 사용하기 때문에 코팅층의 물성을 확보할 수 있는 최소한의 두께를 갖는 코팅층의 형성을 위하여 코팅층을 연속적으로 반복하여 형성한다.
따라서 2번의 코팅이 연속적으로 진행되면서 제1 코팅층(232)과 제2 코팅층(234)이 형성이 되나 물리적으로 구분되는 층은 아니며 최종적으로는 단층의 박막인 코팅층(230)으로 형성된다.
코팅기를 통과한 강판은 다음 단계로 열 경화를 진행하게 되는데, 경화가 진행되면서 코팅층에 있는 액상의 성분들이 휘발됨으로써 코팅층의 최종 두께가 감소될 수 있다.
따라서 최종적인 코팅층의 두께를 1㎛ 이하로 형성하되 코팅층의 물성을 확보할 수 있는 두께를 갖기 위해서, 코팅기를 통과한 강판의 코팅층은 5㎛ 이상의 두께, 바람직하게는 대략 5㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 강판에 단층의 박막으로 코팅층을 형성할 수 있기 때문에, 강판 고유의 광택, 가공에 의한 헤어라인, 난반사 등과 같은 강판 표면 외관의 형태를 그대로 드러낼 수 있는 효과가 있다.
강판(210)과 각각의 코팅 롤러(410)와의 거리(d)는 0.1∼1mm의 범위에서 일정 거리 이격되도록 배치된다.
강판(210)과 각각의 코팅 롤러(410)와의 거리 조절을 위해서 거리 조절 컨트롤러가 추가로 설치될 수 있다.
강판(210)과 코팅 롤러(410)와의 거리가 0.1mm 미만인 경우 강판(210)과 코팅 롤러(410)와의 거리가 너무 가까워 강판(210)이 코팅 롤러(410)를 통과하면서 코팅이 잘 이루어지지 않을 수 있다.
그리고 강판(210)과 코팅 롤러(410)와의 거리가 1mm를 초과하는 경우 코팅액이 물과 같은 낮은 점도의 성질을 갖기 때문에 용액이 상부에서는 뭍을 수 있으나 하단으로 갈수록 바로 아래로 흘러내려 강판에 코팅층을 형성하기 어려운 단점이 있다.
또한 강판(210)의 표면에 복수의 코팅 롤러(410)로 코팅액을 연속적으로 코팅하는 단계에서, 코팅 롤러(410)를 통과하여 지나가는 강판의 이송 속도는 0.1 ∼ 1m/min가 될 수 있다.
코팅 롤러를 지나는 강판의 이송 속도가 0.1m/min 미만인 경우 코팅액이 흘러내리는 속도에 비해 강판이 이송되는 속도가 너무 느려 코팅액의 두께가 두꺼워 질 수 있으며, 이송 속도가 1m/min을 초과하는 경우 코팅의 두께가 너무 낮게 형성되어 경도, 황변, 청소성 등에 대한 요구 특성을 만족하지 못하는 단점이 있다.
상기와 같이 강판의 표면에 코팅액에 의한 코팅층이 형성되고 나면, 코팅층의 경화를 진행하게 된다.
구체적으로 코팅된 강판은 강판에 열을 가하는 복수의 경화 챔버가 구비된 경화로로 이송된다.
경화로는 코팅된 강판이 통과함에 따라 가열 온도가 단계별로 승온되며, 경화로에서 경화 온도는 단계별로 0 ∼ 500℃ 범위 내에서 승온될 수 있다.
경화로의 가열 온도가 단계별로 승온된다는 의미는, 경화로를 포함하는 각각의 경화 챔버들의 온도가 코팅된 강판이 이송되는 방향에 따라 단계별로 상승하는 구간이 포함되는 것을 의미한다.
예를 들어, 코팅된 강판이 이송되는 방향에 따라 제일 처음에 위치한 경화 챔버부터 제일 마지막에 위치한 경화 챔버까지 각각의 경화 챔버들이 점진적으로 온도가 상승할 수 있다.
또는 코팅된 강판이 이송되는 방향에 따라 제일 처음에 위치한 경화 챔버부터 몇 개의 경화 챔버까지 점진적으로 온도가 상승하고, 이후에 남은 경화 챔버들은 일정한 온도를 유지할 수 있다.
즉 경화로의 가열 온도가 처음부터 끝까지 계속 상승할 수도 있으며, 처음부터 일정 구간까지는 상승하되 이후의 구간에서는 추가 상승 없이 온도가 유지될 수도 있다.
일 실시예로 경화로에는 10개의 세트로 이루어진 경화 챔버가 구비될 수 있다.
이 경우 경화로에 강판이 이송되는 방향에 가까운 순서대로 제1 경화 챔버, 제2 경화 챔버, 제3 경화 챔버가 순서대로 배치될 수 있다.
구체적으로 제1 경화 챔버는 0 ∼ 150℃의 가열 온도를 갖고, 제2 경화 챔버는 150 ∼ 250℃의 가열 온도를 가지며, 제3 경화 챔버는 300 ∼ 500℃의 가열 온도를 갖고, 제3 경화 챔버 다음에 배치된 나머지 경화 챔버들은 300 ∼ 500℃의 가열 온도를 가질 수 있다.
본 발명의 경우 강판의 코팅층을 경화하기 위해서 가열 경화를 하게 되는데, 급속으로 상승된 온도로 코팅층을 열 경화하는 경우 코팅된 표면이 끓는 현상이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 급속한 온도의 상승을 제어하기 위하여 각각의 경화 챔버에 온도 콘트롤러를 설치하여, 각 경화 챔버를 지나는 강판이 경화 챔버를 지나는 각 단계별로 온도가 서서히 승온될 수 있도록 하여 코팅된 표면을 안정적으로 경화시킬 수 있다.
상기와 같은 단계적인 온도 승온과 함께, 경화 온도를 300 ∼ 500℃의 고온 범위 내에서 진행함으로써, 최종적으로 얻어지는 코팅층은 유리와 동등하거나 유사한 경도를 가지면서도, 투명한 코팅층을 갖는 강판을 형성할 수 있다.
경화로를 지나는 강판의 이송 속도는 0.1 ∼ 1m/min으로 경화 시간은 20분 이상하는 것이 바람직하다.
경화 시간이 20분 이상인 경우 액이 요구되는 성질을 만족할 수 있으나, 20분 미만인 경우 경화가 제대로 이루어지지 않아 요구하는 경도값(9H, 표면 연필 경도, 1kg 하중)을 만족하기 어려울 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 강판의 표면을 세정액으로 세정하고 연마액을 도포하여 연마휠로 연마하는 기계적 연마를 실시하여 강판 표면을 개질시킴으로써, 단층으로 이루어진 코팅층과의 부착성이 강화된 강판을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅함으로써 사용자가 원하는 코팅 두께로 용이하게 제어할 수 있는 단층으로 이루어진 박막 코팅층을 갖는 강판을 제공할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 강판 코팅 장치와 강판 코팅 방법은, 고내열 코팅층이 형성된 강판을 단계별로 고온으로 승온시켜 경화하는 복수의 경화 챔버를 포함하는 경화로에 통과시킴으로써, 코팅된 표면을 고온에서도 안정화시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 강판 20: 전처리층
30: 프라이머층 40: 상도층
210: 강판 212: 부동태 피막
220: 보호 필름 222: 점착액
224: 점착액 잔여물 230: 코팅층
231: 코팅액 232: 제1 코팅층
234: 제2 코팅층 300: 연마휠
410: 코팅 롤러 420: 코팅량 조절 롤러
430: 진행 롤러 440: 이송 롤러

Claims (15)

  1. 강판의 표면을 세정액으로 세정하는 세정기;
    세정된 상기 강판의 표면에 연마액을 도포하고, 상기 강판의 표면을 연마하는 적어도 하나 이상의 연마휠을 포함하는 연마기;
    연마된 상기 강판의 표면에 코팅액을 연속적으로 코팅하는 복수의 코팅 롤러를 포함하는 코팅기; 및
    코팅된 상기 강판을 가열하되, 가열 온도를 단계별로 승온시켜 경화하는 복수의 경화 챔버를 포함하는 경화로를 포함하는 강판 코팅 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연마액은,
    질산 1 ∼ 10 중량%,
    1000 ∼ 3000 메쉬 크기의 알루미나 0.1 ∼ 5 중량% 및
    물을 포함한 잔부의 기타 성분을 포함하는 강판 코팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연마휠은 스폰지 또는 연마 숫돌로 이루어진 강판 코팅 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅액은 실리케이트(Silicate)계인 강판 코팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강판과 상기 코팅롤러는 0.1 ∼ 1.0 mm의 거리로 이격된 강판 코팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 경화 챔버는,
    0 ∼ 150℃의 가열 온도를 갖는 제1 경화 챔버;
    150 ∼ 250℃의 가열 온도를 갖는 제2 경화 챔버 및
    300 ∼ 500℃의 가열 온도를 갖는 제3 경화 챔버를 포함하는 강판 코팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 경화 챔버, 상기 제2 경화 챔버 및 상기 제3 경화 챔버는 상기 경화로에 상기 강판이 이송되는 방향에 가까운 순서대로 배치되어 있으며,
    상기 제3 경화 챔버 다음에 배치된 나머지 경화 챔버들은 300 ∼ 500℃의 가열 온도를 갖는 강판 코팅 장치.
  8. 강판의 표면을 세정액으로 세정하는 단계;
    세정된 상기 강판의 표면에 연마액을 도포하고, 상기 강판의 표면을 적어도 하나 이상의 연마휠로 연마하는 단계;
    연마된 상기 강판의 표면에 복수의 코팅 롤러로 코팅액을 연속적으로 코팅하는 단계; 및
    코팅된 상기 강판을 가열하는 복수의 경화 챔버에 통과시키면서, 가열 온도를 단계별로 승온시켜 경화하는 단계를 포함하는 강판 코팅 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연마액은,
    질산 1 ∼ 10 중량%,
    1000 ∼ 3000 메쉬 크기의 알루미나 0.1 ∼ 5 중량% 및
    물을 포함한 잔부의 기타 성분을 포함하는 강판 코팅 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 연마휠은 스폰지 또는 연마 숫돌로 이루어진 강판 코팅 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 코팅액은 실리케이트(Silicate)계인 강판 코팅 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계에서 상기 강판은 0.1 ∼ 1m/min의 이송 속도로 이송되는 강판 코팅 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 강판과 상기 코팅롤러는 0.1 ∼ 1.0 mm의 거리로 이격된 강판 코팅 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 경화 챔버는,
    0 ∼ 150℃의 가열 온도를 갖는 제1 경화 챔버;
    150 ∼ 250℃의 가열 온도를 갖는 제2 경화 챔버 및
    300 ∼ 500℃의 가열 온도를 갖는 제3 경화 챔버를 포함하는 강판 코팅 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 경화 챔버, 상기 제2 경화 챔버 및 상기 제3 경화 챔버는 상기 경화로에 상기 강판이 이송되는 방향에 가까운 순서대로 배치되어 있으며,
    상기 제3 경화 챔버 다음에 배치된 나머지 경화 챔버들은 300 ∼ 500℃의 가열 온도를 갖는 강판 코팅 방법.
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