무전처리 법랑책상의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 법랑책상{A PRETREATED ENAMEL TABLE AND METHOD FOR IT}
본 발명은 법랑층이 형성된 책상상판의 제조시 화학적인 전처리 없이 건식유약의 도포만으로 법랑층이 형성되도록 하여 공정을 단축할 수 있으며, 경제적이고, 친환경적이며, 피쉬스케일의 발생 등의 제어로서 내구성이 우수한 법랑책상의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 법랑책상에 관한 것이다.
강판에 내부식성, 내화학성, 내후성 및 장식효과를 주기 위한 수단과 그 수명을 향상시키는 수단으로서, 도장법 및 법랑법이 알려져 있다. 법랑강판은, 도장 강판에 비해, 경도, 내후성, 세정에 의한 복원성, 내열성 및 불연성이 우수하나, 제조되는 제품이 비싸고 법랑층의 박리가 일어날 수 있는 문제점이 있다. 그러나 법랑강판은 세정에 의한 우수한 복원성으로 인한 오염물 억제효과 및 내화학성 때문에 다양한 용도로 널리 이용되고 있다. 이러한 법랑강판은 법랑처리 후 강중 수소와 관련이 있는 피쉬스케일(fishscale) 결함의 발생방지와 가공성의 향상에 역점을 두어 개발해왔다. 법랑강판은 강판에 유리질 유약을 도포한 후 고온에서 소성처리 하여 유리질 유약을 강판표면에 융착시킨 제품으로 강판의 가공성과 법랑의 내열성, 내식성, 내화학성, 내후성, 청결성 등의 장점을 가지게 되는 것이다. 그런데 강판과 유리질 유약은 성질이 매우 상이하므로 전처리를 하지 않은 상태에서 법랑층을 형성하는 경우 강판과의 밀착력이 매우 불량하여 제품으로 사용하기 곤란하다. 그러므로 종래에는 전처리를 실시한 후 법랑층을 코팅하여 강판과 법랑층간의 밀착력을 향상하는 방법을 이용하여 왔다. 즉 도 1에서 보는 바와 같이 강판(1)에 부식방지 및 성형의 용이성에 기해 도유된 오일층을 제거하기 위해 화학처리층(2)이 형성되도록 하고 이러한 전처리 후 법랑층(3, 4)을 코팅하는 것으로, 화학처리층(2)은 전처리에 해당하는 것이며, 주로 황산 용액에 침적처리 하는 산처리와 황산니켈용액에 침적처리 하는 니켈도금 및 처리된 표면을 중화하기 위해 탄산소다 및 붕사수용액에 침적처리 하는 중화처리 등으로 공정이 복잡하고, 비경제적이며, 사용되는 용액이 전부 강산이거나 강알카리로 환경문제를 크게 유발하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하고자 법랑밀착성 향상을 위해 통상 실시하는 산처리, 니켈도금 및 중화처리 등의 전처리를 생략하고 법랑층을 형성하여도 통상의 전처리가 된 법랑강판 보다 뛰어난 법랑밀착성을 확보할 수 있음은 물론 이에 더하여 법랑층의 피쉬스케일을 최대한 제어하여 내구성이 향상된 법랑책상 제조방법 및 이에 의해 제조되는 법랑책상을 제공하고자 함이다.
본 발명의 무전처리 법랑책상 제조방법은, 강판에 도유하는 단계, 도유된 강판을 성형하는 단계, 강판에 도유된 오일을 물리적으로 제거하는 단계, 건식유약을 제조하는 단계, 제조된 건식유약을 강판에 도포하는 단계, 소성가공하는 단계;를 포함하여 책상상판을 제조하는 단계; 책상상판에 다리를 조립하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 하나의 예로 상기 건식유약을 제조하는 단계에는, 프릿 100중량부에 대해 안료 1 내지 30중량부, 실리콘계 오일 0.1 내지 10을 첨가하여 건식분쇄 하여 제조하는 것을 특징으로 한다. 이에 더하여 프릿 100중량부에 대해 폴리부타디엔 5 내지 10중량부, 팔라듐 1 내지 3중량부, 팽창질석 1 내지 3중량부, 카테킨 0.5 내지 1중량부가 더 배합되는 것이 타당하다. 한편 본 발명은 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 법랑책상에 대해서도 제시하는 바이다.
본 발명은 책상 상판을 제조함에 있어 도유된 오일에 대한 화학적 전처리 없이 법랑층이 형성된 책상 상판을 제조함에 의해 공정이 단축되고, 경제적이며, 친환경적인 장점이 있다. 또한 본 발명은 법랑층이 형성된 책상상판의 제조과정에서 피쉬스케일 현상을 제어함으로써 내구성이 향상된 책상을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 법랑층이 코팅된 책상상판을 나타내는 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 법랑층이 코팅된 책상상판을 나타내는 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 법랑층의 작용을 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성으로 책상상판의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 본 발명의 무전처리 법랑책상 제조방법은, 책상상판을 제조하는 단계(S10)와, 제조된 책상상판에 다리를 조립하는 단계(S20)를 포함하여 이루어진다. 특히 상기 책상상판을 제조하는 단계(S10)에는 강판에 도유하는 단계(S11), 도유된 강판을 성형하는 단계(S12), 강판에 도유된 오일을 물리적으로 제거하는 단계(S13), 건식유약을 제조하는 단계(S14), 제조된 건식유약을 강판에 도포하는 단계(S15), 소성가공 하는 단계(S16);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 강판에 도유하는 단계(S11)에는 성형하고자 하는 강판에 오일을 도유하여 오일층을 형성하고자 하는 것으로 이러한 오일층은 강판의 부식을 방지하거나 성형성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 강판에 형성된 오일층을 물리적으로 제거하는 단계(S13)에는 산세척, 니켈세척 등 화학적 처리가 아닌 단지 걸레, 브러쉬 등에 의해 물리적으로 닦아 내고 에어를 블로우 하여 오일층을 강판으로부터 제거하는 것이다. 이렇게 본 발명에서는 물리적 방법에 의해 강판 표면의 오일층을 제거하여 그 다음 단계로 법랑층을 형성하도록 함으로서 공정이 간소하게 되는 것이며, 친환경적인 법랑층이 제조되도록 하는 것이다. 그 다음으로 건식유약을 제조하는 단계(S14)를 갖는 바, 상기 건식유약은 프릿 100중량부에 대해 안료 1 내지 30중량부, 실리콘계 오일 0.1 내지 10중량부를 첨가하여 건식분쇄 하여 제조하는 것을 특징으로 한다. 상기 프릿(FRIT)은 이하의 소성과정에 기해 유리질의 도포층(법랑층)이 강판에 도포되도록 하는 것으로 이러한 프릿의 작용에 기해 강판의 부식성 등이 강화되는 것이다. 상기 프릿의 예로 Na2O+K2O, CaF₂ Al₂ O₃, B₂O₃ , SiO₂, CoO등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 상기 프릿, 안료 등 일반적으로 사용되는 유약에 실리콘계 오일을 첨가함으로써 전 단계에서 강판에 제거되고 남은 오일과 공유결합이 되도록 함에 의해 전처리가 필요 없이 법랑층이 형성되도록 하는 것이다. 즉 전 단계에서 강판에 형성된 오일층을 단순히 물리적으로 제거하고, 이러한 물리적 제거에 의해 강판에 남아 있는 오일층을 형성하는 오일과 상기와 같이 실리콘 오일이 첨가된 유약이 반응을 하여 법랑층이 형성되는 것이다. 상기 실리콘 오일은 그 종류를 한정하지는 않으며, 강판의 오일과 상호 결합이되는 실리콘 오일을 선택하여 상기 한도내에 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 안료는 무기질 안료로 그 첨가량이 미미한 경우 경도가 약해져 충격 시 파손되는 문제가 있으며, 그 첨가량이 과한 경우에는 경도가 강해질 뿐만 아니라 소성시간의 지연과, 소성온도가 상승되어야만 원하는 법랑층을 얻을 수 있게 되는 문제가 있으므로 그 첨가량을 선택적으로 고려하여야 한다. 이에 더하여 본 발명의 건식유약에는 프릿 100중량부에 대해 폴리부타디엔 5 내지 10중량부, 팔라듐 1 내지 3중량부, 팽창질석 1 내지 3중량부, 카테킨 0.5 내지 1중량부가 더 배합되도록 하는 것이 타당하다. 이는 상기 소성가공 하는 단계(S16)를 거치면서 법랑층에 피쉬스케일이 형성되는 것을 방지토록 하여 책상상판의 내구성을 향상시키기 위한 것이다. 즉 소성가공하는 단계(S16)에서 수증기와 상기 건식유약의 수분이 가수분해 되면서 수소가스가 발생하여 강판조직의 내부로 고용되는데 강판 조직상에 고용된 수소는 해당 강판의 수소고용 능력이 과포화 되면 냉각공정 중에 과포화 된 수소가 강판조직 외부로 방출되며 강판의 표면에 코팅되어 있던 법랑층은 상기와 같은 과포화 방출 수소 가스압에 의해 물고기 비늘 모양으로 균열을 유발하게 되는 것이다. 이러한 균열을 피쉬스케일 현상이라고 한다. 이렇게 발생된 피쉬스케일에 의해 법랑층 그 자체로 내구성이 저하되며 사용중에 피쉬스케일로 산화가 되어 향후적으로 내구성 저하 포인트로서 작용을 하게 되는 것이다. 이에 본 발명에서는 건식유약의 조성으로서 폴리부타디엔이 첨가되도록 하는 바, 이러한 폴리부타디엔은 상기 팔라듐의 존재하에 개방되는 이중결합을 가지며 이것은 개방형 이중결합에 수소의 고정을 용이하게 한다. 따라서 상기 건식유약에 폴리부타디엔과 팔라듐이 배합됨으로써 소성후 냉각과정에서 수소를 흡수토록 하여 법랑층의 피쉬스케일 발생을 제어토록 하는 것이다. 이에 더하여 본 발명에서는 팽창질석이 더 첨가되도록 하는 바, 팽창질석의 첨가에 의해 상기 소성가공 하는 단계(S16)에서 팽창질석이 팽창하게 되는 것으로 이는 냉각과정에서 법랑층에 온도균열이 발생되는 것을 방지하도록 하는 것은 물론 상기 폴리부타디엔과 팔라듐에 의해 제어될 수 없는 피쉬스케일의 경우 팽창질석의 팽창에 의해 이를 물리적으로 메우도록 하여 피쉬스케일의 형성에 의한 법랑층의 내구성 저하 및 향후적으로 산화요인이 법랑층으로 침투를 방지토록 하는 것이다. 또한 팽창질석의 경우 다수의 기공을 형성하고 있어 배출되는 수소의 포집에 의해 피쉬스케일의 커짐을 방지토록 할 수 있다. 이에 더하여 본 발명에서는 카테킨이 더 포함되도록 하는 바, 카테킨은 산화방지제로서 기능을 하는 것으로 상기 폴리부타디엔과 팔라듐에 의해 제어될 수 없는 피쉬스케일로서 팽창질석에 의해 메워지지 않은 피쉬스케일에서 산화요인이 되는 물질이 법랑층으로 침입하는 경우 산화를 방지토록 하는 것이다. 이를 정리하면 도 3에서 보는 바와 같이 상기 폴리부타디엔(1)과 팔라듐(2)은 수소를 흡수하여 피쉬스케일자체의 형성을 제어하는 부분(A)을 형성토록 하는 것이며, 피쉬스케일(s)이 형성되더라도 팽창질석(3)의 팽창에 의해 피쉬스케일(s)을 물리적으로 메우도록 하는 부분(B)이 형성되도록 하는 것이고, 피쉬스케일(s)이 형성되더라도 팽창질석(3)의 팽창에 의해 피쉬스케일(s)이 물리적으로 메워지지 않아 산화발생 포인트로 작용할 수 있는 부분(C)에서는 카테킨의 작용으로 산화를 방지토록 하여 결국 내구성이 향상된 법랑층을 제공하게 되는 것이다. 이렇게 제조된 건식유약을 강판에 도포하는 단계(S15)를 거쳐 소성가공하는 단계(S16)를 갖게 된다. 이때 소성가공의 온도는 700 내지 870℃로 하는 것이 바람직하다. 상기 소성공정에서의 소성온도가 700℃ 미만인 경우에는 소성에 소요되는 시간이 과다하고 국부가 영현상이 발생하여 도장상태가 불량하며, 870℃를 초과하는 경우에는 과열에 의해 법랑층이 쉽게 파손되는 문제가 발생하였다. 이때의 바람직한 소성온도는 780~850℃를 전후하였을 때 법랑층이 강판에 융착효과가 뛰어나고, 충격 및 구부림 등의 외부요인에도 파손되거나 박리되지 않고 수명이 장구히 유지되는 우수한 법랑층을 유지하는 효과가 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 제조되는 법랑층이 형성된 책상상판은 도 2에서 보는 바와 같이 강판(10)과, 강판에 적층되는 오일층(20)과, 상기 오일층(20)에 도포되는 건식유약에 의한 법랑층(30)으로 구성되는 것이다. 마지막으로 이렇게 제조된 책상상판에 다리를 조립하는 단계(S20)를 거치게 되면 책상이 제조되는 것이다. 또한 상기 제조방법에 의해 제조되는 책상상판의 예를 도 4에서 도시하고 있는 바, 도 4에서는 오일층이 도시되고 있지 않으나 법랑층과 강판 사이에는 오일층이 게재되어 부착된 상태를 나타내고 있는 것으로 접착제에 의해 나무가 하면에 부착되고, 전체를 폴딩에 의해 고정시키도록 한 예를 제시하고 있다.
10 : 강판 20 : 오일층
30 : 법랑층 |
