KR100463174B1 - 피복파형강관용 피복강판의 제조방법 - Google Patents

피복파형강관용 피복강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융아연도금 강판과 접착수지층의 접착력이 우수한 피복파형강관용 피복강판의 제조방법에 관한 것으로, 상기 제조방법은 용융아연도금 강판을 실란계 커플링제 및 습윤제를 포함하는 표면 전처리 용액에 통과시킨 후 건조시키고, 가열로에 통과시킨 후 피복 필름을 가압 부착하는 공정을 포함한다.

Description

피복파형강관용 피복강판의 제조방법{A METHOD FOR PREPARING STEEL SHEET FOR COATED CORRUGATED STEEL PIPE}
발명의 분야
본 발명은 피복파형강관용 피복강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피복파형강관용 피복 강판의 표면 전처리에 의하여 접착수지 피복층과 용융아연도금 강판의 접착력을 향상시키기 위한 피복파형강관용 피복강판의 제조방법에 관한 것이다.
종래 기술
파형강관은 KS D 3590 규격에 따라 1.6mm, 2.0mm, 2.7mm, 3.2mm 두께를 가지고, 600g/m2의 도금량을 가지는 용융아연도금 강판을 원료로 하여 생산된다. 이하에서 지칭되는 파형강관은 모두 상기 규격에 따르고, 나선형 및 파형으로 조관 가공된 제품을 의미한다.
일반적으로 파형강관은 외압강도, 구조적 안정성, 경제성 및 시공성이 우수한 특징을 갖고 있어서 주로 우수용 배수관으로 사용되며, 부식과 마모가 심한 하수도용 오, 폐수관에는 콘크리트 흄관이 주로 이용되고 있다.
파형강관의 내구성을 증가시키기 위하여 여러 가지 파형강관 피복법이 개발 사용되고 있다. 피복파형강관은 그 피복 형태에 따라 여러 가지가 있는데, 기존에 사용되고 있는 피복파형강관 제조방법에는 파형강관을 제조한 후 피복하는 방법과 용융아연도금 강판에 고분자 필름을 피복한 후 파형강관을 제조하는 방법, 즉 선(先) 피복법이 있다.
파형강관을 제조한 후 피복하는 방법에는 아스팔트 코팅, 에폭시 코팅, PVC 프라스티졸 코팅, 분말 코팅 등이 있으며, 피복 파형 강판을 제조한 뒤 후 조관하는 방식에는 한국 공개특허공보 2000-004369, 2001-0048311, 2001-0090920, 2000-0053694, 2000-0053695에서 제시된 바와 같이 접착성 수지를 포함하는 복층 필름을 강판의 가열에 의한 융착을 이용하여 라미네이션하여 피복 강판을 제조한 후 조관하는 방식이 제안된 바 있다.
KS D 3590 규격에 따른 파형강관 가공에는 일정 규격의 용융아연도금 강판이 사용되며, 피복 파형강판이 제조된 후에 이루어지는 롤 성형에 의한 조관에서 피복에 상당히 강한 기계적 변형이 가해진다. 이 과정을 통하여 피복의 접착력에 손상이 발생할 가능성이 매우 높으므로 피복의 접착력을 강하게 유지하는 것은 매우 중요하다.
그러나 상기 공개특허에 기재된 의한 가공 방법에서는 강판의 가열 - 롤에의한 압착(강판 표면에서의 필름의 접착층의 용융에 의한 부착) - 강판의 냉각의 공정을 거치며, 부착력 확보를 위한 표면의 전처리로는 쇼트 블라스터나 브러쉬의 롤링에 의한 표면의 거칠기를 도입하는 공정에 의존하고 있다. 쇼트 블라스터에 의한 표면 처리의 경우는 표면의 아연 도금층을 벗겨낼 수 있는 공정으로 용융아연도금 강판이 표면의 아연 도금층에 의하여 내식성을 나타내기 때문에 이러한 아연도금 강판을 사용한 제품의 가공공정에는 적합하지 않은 공정이며, 브러쉬에 의한 표면 전처리의 경우에는 표면 세척이 충분하지 않아서 표면 부착력에 문제가 발생하거나 균일한 표면 세척상태를 유지하기가 어려우며 또한 브러쉬 처리의 경우도 아연 도금층의 손상에 의한 요철에 의하여 부착력을 확보하는 방법으로 아연도금 강판의 표면 전처리로는 적합하지 않은 방법이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 용융아연도금 강판과 접착수지 피복 필름의 부착력이 우수하고 내구성이 우수한 피복파형강관용 피복강판의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 피복파형강관의 제조공정을 보인 도면이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
용융아연도금 강판을 실란계 커플링제 및 습윤제를 포함하는 표면 전처리 용액에 통과시킨 후 건조시키고, 가열로에 통과시켜 가열한 후 접착수지 피복 필름을 가압 부착하는 공정을 포함하는 피복파형강관용 피복강판의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서는 피복파형강관용 피복 강판의 라미네이션에 의한 필름 피복공정에서 물리적으로 요철을 도입하는 종래의 방법과는 달리 소지 강판을 용액상에 침적 통과시키는 표면 전처리를 통하여 피복의 접착력을 증가시키는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 피복파형강관의 제조공정을 보인 도면이다. 먼저 언코일(uncoil)된 용융아연도금 강판을 실란계 커플링제 및 습윤제를 포함하는 표면 전처리 용액에 침적 통과시키고 건조시킨 후 가열로를 통과시킴으로써 표면 전처리 공정을 실시한다. 표면 전처리 공정은 상기 실란계 커플링제 및 습윤제를 포함하는 침적조를 설치하고 용융아연도금 강판이 상기 침적조를 통과하도록 함으로써 용이하게 실시할 수 있다.
상기 표면 전처리 용액의 실란계 커플링제의 바람직한 예로는 γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, (3-트리메톡시실릴프로필)-디-에틸렌트리아민, (3-트리에톡시실릴프로필)-디-에틸렌트리아민, N-(2-아미노에틸)-3-아미노-프로필에틸디메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노-프로필에틸디톡콕시실란 등이 있다. 상기 실란계 커플링제의 아민기는 개질 폴리에틸렌의 그라프트 단량체와 반응하여 접착력을 증가시킬 수 있다.
실란계 커플링제는 표면 전처리 용액에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%의 양으로 사용함이 바람직하다. 커플링제의 사용량이 0.1 중량%보다 적을 때에는 접착력 향상효과가 떨어지며, 5중량%를 초과하여 사용할 경우에는 접착력 향상 효과가떨어지며 커플링제 사용에 따른 비용이 증가하게 된다.
상기 습윤제는 커플링제를 강판의 표면에 고르게 코팅시키기 위해 사용한다. 습윤제를 사용하지 않는 경우에는 물의 표면장력으로 인해서 강판의 표면에 물방울이 형성되며 이때 커플링제가 강판의 표면에 고루 부착되지 않고 불균일하게 분포되는 영향이 있다.
상기 표면 전처리된 용융아연도금 강판에 접착수지 피복 필름을 압착하는 라미네이션 공정을 실시한다. 상기 접착수지 피복 필름으로는 폴리에틸렌 피복층과 개질된 폴리에틸렌 접착층의 이중층으로 이루어진 필름이 사용되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 개질 폴리에틸렌은 폴리에틸렌에 그라프트 단량체가 그라프트된 수지이며, 상기 그라프트 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 유도체, 메타크릴산 유도체, 말레인산, 글리시딜 메타크릴레이트 등이 있다. 용융아연도금 강판에 접착수지 피복 필름의 피복은 강판의 가열과 필름의 압착에 의한 계면에서의 융착에 의해 이루어진다.
용융아연도금 강판의 가열과 열 융착에 의한 필름 라미네이션 방법으로 접착수지 필름이 접착하여 피복강판을 제조하고, 이를 롤 성형하여 피복파형강관을 제조한다. 상기와 같은 강판의 가열과 접착성 수지의 압착과 냉각으로 구성되는 제조 공정 중 강판의 가열 전단계에 화학적 결합을 유도할 수 있는 표면 전처리에 의하여 용융아연도금 강판과 접착수지 피복필름의 접착력이 대폭 향상되어 롤 성형과정의 기계적 가공으로 인하여 발생하는 피복의 탈리를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나,하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
실시예 1
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 γ-아미노프로필실란 0.1 중량%와 습윤제 0.1 중량%를 물에 첨가하여 제조된 표면 전처리 용액에 침적시킨 후 건조시키고 220℃로 가열하여 강판에 접착수지 피복 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 피복의 부착력이 필름의 인장 항복강도를 초과하며 150%의 연신율을 나타내었다.
실시예 2
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 γ-아미노프로필실란 1중량% 및 습윤제 0.1 중량%를 물에 첨가하여 제조된 표면 전처리 용액에 침적시킨 후 건조시키고 220℃로 가열하여 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 피복의 부착력이 필름의 인장 항복강도를 초과하며 300%의 연신율을 나타내었다.
실시예 3
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 γ-아미노프로필실란 3 중량% 및 습윤제 0.1 중량%를 물에 첨가하여 제조된 표면 전처리 용액에 침적시킨 후 건조시키고 220℃로 가열하여 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 피복의 부착력이 필름의 인장 항복강도를 초과하며 300%의 연신율을 나타내었다.
실시예 4
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 γ-아미노프로필실란 5 중량% 및 습윤제 0.1 중량%를 물에 첨가하여 제조된 표면 전처리 용액에 침적시킨 후 건조시키고 220℃로 가열하여 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 피복의 부착력이 필름의 인장 항복강도를 초과하며 150%의 연신율을 나타내었다.
비교예 1
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 220℃로 가열하여 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 필름의 인장없이 박리되었다.
비교예 2
파형관 가공용 용융아연도금 강판을 유기용매로 표면 세척한 후 γ-아미노프로필실란 10 중량%를 물에 첨가하여 제조된 표면 전처리 용액에 침적시킨 후 건조시키고 220℃로 가열하여 필름을 압착하여 피복 강판을 제조하였다. 제조된 피복을 5mm 간격으로 절단하고 90°박리시험을 실시하였다. 박리시험의 결과 필름의 인장없이 박리되었다.
상기한 바와 같이, 라미네이션에 의한 피복파형강관용 피복강판 제조시 강판의 가열과 라미네이션 접착 공정 전단계로 실란계 커플링제와 습윤제를 포함하는 표면 전처리 용액으로 처리하여 강판과 피복 필름의 부착력을 증대시킬 수 있다. 블라스팅을 통하여 표면 요철을 만들고 이를 통한 물리적 결합에 의한 부착력 확보의 경우에 발생하는 것과 같은 아연 도금층의 손상을 피하면서 피복의 접착력을 향상시킬 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 용융아연도금 강판을, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, (3-트리메톡시실릴프로필)-디-에틸렌트리아민, (3-트리에톡시실릴프로필)-디-에틸렌트리아민, N-(2-아미노에틸)-3-아미노-프로필에틸디메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노-프로필에틸디에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 실란계 커플링제; 및 습윤제를 포함하는 표면 전처리 용액에 통과시킨 후 건조시키고, 가열로에 통과시킨 후 피복 필름을 가압 부착하는 공정을 포함하는 피복파형강관용 피복강판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 실란계 커플링제는 표면 전처리 용액에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%로 사용되는 것인 피복파형강관용 피복강판의 제조방법.
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