KR20020003508A - 기판의 코팅방법 및 그의 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트 물질을 열경화성수지 물질로 코팅하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 어떤 실시예에 있어서, 다른 제1 및 제2 유도노(induction furnace)가 제공되며, 코팅된 시트가 먼저 상기 제1 노를 통과한 후 제2 노를 통과한다. 상기 제1 노는 제2 노보다 낮은 온도로 유지될 수 있어서, 휘발성 물질의 배기가 제1 노에서 이루어지고, 그 후, 높여진 크로스링크전환율(cross-linking conversion rate)은 제2 노에서 높은 온도에 의해 달성된다.

Description

기판의 코팅방법 및 그의 장치{Method of coating a substrate and corresponding apparatus}

본 발명은 기판상에 코팅하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 빠르고 선택적인 제1 및 제2 가열대(加熱帶)를 이용하여 연속적으로 움직이는 시트, 스트립(strip) 또는 블랭크 물질(blank material) 상에 효과적으로 높은 광택(gloss)을 제공하는 것에 관한 것이다.

액체 롤러코팅라인은 종래 알려져 있으며, 롤러코팅기계를 사용하여 금속 스트립에 솔벤트나 수성계 페인트를 적용할 수 있다. 불행히도, 환경규제로 인하여 솔벤트의 저장 및 그의 소각장치가 필요하다는 관점에서 볼 때 그러한 코팅라인은 바람직하지 않게 비싸다.

따라서, 스트립 물질의 분말코팅이 그 산업분야에서 발전해오고 있다. 보통 이것은 정전기적으로 하전된 마른 플라스틱 분말을 스트립에 적용한 후, 그 위에 분말을 가진 스트립을 분말을 용융시키고 크로스링크공정(cross-linking process)을 통해 경화(cure)시키는 대류오븐(convection oven)을 지나도록 한다. 분말코팅장치의 예가 미국특허 제5,439,704에 개시되어 있으며, 그 개시를 참고로 여기에 삽입한다. 참고로 미국특허 제5,439,704호를 도 1에 나타낸다.

미국특허 제5,439,704호인 도 1에서 나타내는 바와 같이, 분발 코팅장치는 입력영역(1), 분말코팅부스(3), 가열챔버(5), 냉각영역(quench;7), 및 출력영역(9)을 구비한다. 금속 스트립(11)이 공정될 때, 한 쌍의 주입롤(entrance roll;13)과 쇄사슬모양의 롤(15) 사이에 있는 부스(3)와 오븐에서 일시 정지된다. 분말코팅된 스트립(11)은 부스(3)를 나와서 오븐(5)으로 들어간다. 스트립(11) 상의 열경화성수지 분말물질은 용융되고 경화되어 코팅된다. 경화의 상(phase)은 열경화성 플라스틱의 분자사슬을 크로스링크(cross-linking)시켜 최종적으로 경화된 물질을 형성한다. 미국특허 제5,439,704호에서 논의되는 일예에 있어서, 폴리에스테르 하이브리드 분말로 코팅된 스트립은 475°F의 온도에서 약 25 내지 30초 동안 오븐(5)에서 보지(保持)된다.

불행히도, 종래의 가열공정은 여러 이유에서 바람직하지 않다는 것이 알려졌다. 또한, 열경화성수지 물질 내에 있는 가스들은 경화되기 전에 방출되지 않으면, 완성된 제품은 "오렌지 박리효과(orange feel effect)"를 겪게 되어 반점을 가진 표면(즉, 울퉁불퉁한 표면)을 가진다. 이것은 분말코팅된 금속 스트립이 너무 빠른 비율로 너무 높은 온도에서 가열될 때 발생된다. 또한, 대류 오븐은 열경화성수지의 코팅물질의 온도를 정확히 제어하기에 특히 적합하지 않다는 것이 알려져 있다. 대류 오븐도 초과되는 오염의 문제를 겪게 된다.

상술한 바와 같이, 종래 기술에 있어서 열경화성수지 물질을 가지고 연속적으로 이동하는 스트립(예를 들면, 코일 강철, 코일 알루미늄, 피륙, 블랭크 등)의 코팅방법을 개선할 필요가 있다는 것이 명백하다. 또한, 종래 기술에 있어서, 최종적으로 우수한 제품을 생산할 수 있도록, 열경화성수지 물질을 가열 및/또는 경화하는 방법을 개선할 필요가 있다. 본 발명의 의도는 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것이며, 그 밖의 다른 의도들은 이하 본 발명의 상세한 설명으로부터 해당 기술자에게는 명백해질 것이다.

본 발명의 목적은 열경화성수지 물질을 가지고 연속적으로 이동하는 시트, 스트립이나, 블랭크 물질을 효과적으로 코팅하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연속적으로 이동하는 물질을 효과적으로 가열하고 그위에 코팅된 열경화성수지 물질을 경화시키기 위해서 인접한 제1 및 제2의 고속반응오븐/노를 이용하며, 그 오븐은, 바람직하게는 열경화성수지 물질의 가열을 정확히 선택하고 제어할 수 있는 고속의 반응성을 가진 유도오븐 및 적외선 오븐을 구비할 수도 있다.

본 발명의 다른 목적은 열경화성수지 물질을 가진 강철, 알루미늄, 다른 유형의 금속, 피륙 등을 소정의 두께로 코팅하는 효과적인 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 결과적으로 코팅(예를 들면, 페인트)된 제품이 높은 광택을 가지도록, 연속적으로 이동하는 기판에 적용된 열경화성수지 물질을 가열하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 최종적으로 우수한 코팅 제품을 얻기 위하여, 열경화성수지 분말을 가지고 이동하는 기판을 코팅하고, 코팅된 기판을 제1 온도로 가열한 후, 코팅된 기판을 제2 온도로 가열하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 목적의 어떤 및/ 또는 그 전부를 달성하기 위한 것이다.

도 1은 공지의 분말코팅장치(powder coating system)의 측면 정면도;

도 2는 본 발명의 실시예를 설명하는 플로우 차트;

도 3(a)는 본 발명에 의하여, 가열하기 이전 초기에 열경화성수지 분말물질로 코팅된 기판(예를 들면, 코일강철)의 측면 단면도;

도 3(b)는 본 발명의 어떤 실시예에 의하여, 가열공정을 한 후 도 3(a)의 코팅된 기판의 측면 단면도;

도 4는 시트(sheet) 상에 코팅된 열경화성수지 분말물질의 크로스링크전환율(cross-linking conversion percentage;%)이 온도와 시간에 대하여 비선형함수라는 것을 나타내는 그래프;

도 5는 기저시트(underlying sheet)를 약 230℃의 온도로 가열한 유도오븐/노(induction oven/furnace)를 지나간 열경화성수지 분말물질의 크로스링크전환율(%)을 시간의 함수로 나타낸 그래프;

도 6은 열경화성수지 물질의 기저시트(underlying sheet)를 약 280℃의 온도로 가열한다는 점을 제외하고는 도 5와 동일한 그래프;

도 7은 제1 오븐이 시트를 제1 온도로 가열하고 제2 오븐이 시트를 제2 온도로 가열하는 본 발명에 의하여, 열경화성수지 분말물질로 코팅된 금속 시트/스트립(sheet/strip) 상에서 제1 및 제2 유도오븐에 의하여 수행되는 가열공정을 나타내는 그래프; 및

도 8은 코팅되는 제품의 광택도(product gloss)를 기저시트 및/또는 열경화성수지의 정점온도(peak temperature)함수로 나타내는 것으로서 금속의 정점온도에 대한 광택도(60°에서)를 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:입력영역

3:분말코팅부스

5:가열챔버(오븐)

7:냉각영역

9:출력영역

11:분말코팅된 스트립

13:주입롤

15;쇄사슬모양의 롤

본 발명은 코팅된 물품을 제조하는 이하의 방법, 즉,

연속적으로 이동하는 기판에 있어서 적어도 하나의 주면(主面)상에 열경화성수지 분말코팅을 정전기적으로 적용함으로써 열경화성수지로 코팅된 기판을 제공하는 단계;

상기 열경화성수지로 코팅된 기판을 제1 유도오븐으로 이동시키고, 제1 유도오븐에서 상기 열경화성수지 분말을 실질적으로 녹이기에 충분한 제1 온도로 기판과 열경화성수지 분말코팅을 가열하는 단계;

상기 열경화성수지로 코팅된 기판을 상기 제1 유도오븐에서 제2 유도오븐으로 이동시키고, 제2 유도오븐에서 열경화성수지의 크로스링크에 실질적으로 영향을 미칠 수 있기에 충분한 제2 온도로 상기 기판과 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 단계로서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높은 단계; 및

경화(cured)된 열경화성수지 코팅을 가진 상기 기판을 냉각(quench)시키기 위하여 제2 유도오븐에서 냉각영역으로 이동시키는 단계를 포함한다.

첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 어떤 실시예에 관하여 본 발명을 이하에서 설명한다.

참조번호처럼 여러 관점을 통하여 부분처럼 나타내는 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 시트, 스트립이나 블랭크의 코팅제품이 어떻게 제조되는지를 나타내는 플로우차트이다. 먼저, 스트립 물질(예를 들면, 알루미늄, 기타 금속, 피륙, 나무 등)의 롤이 21에 제공될 수 있다. 컨베이어는 시트/스트립을 분말코팅 부스나 챔버(23)를 통하여 컨베이어를 따라 전달한다. 챔버(23) 내에서, 열경화성수지의 분말물질은 정전기적으로 적어도 하나의 시트 주면(主面)상에 증착된다. 그러한 분말은 참고로 여기에 삽입되는 미국특허 제5,769,276호, 제5,695,826호 및/또는 제5,439,704호에 기재된 어떤 방법으로 정전기적으로 증착될 수 있다. 챔버(23)에서 시트 상에 증착될 수 있는 전형적인 열경화성수지 분말물질은 프랑스에 위치한 헐버트 비콘 SA(Herbert Bichon SA)사의 루지 msc BBF5 SG106/1모델이다.

연속적으로 이동하는 코팅된 스트립은 분말코팅 챔버(23)를 떠난 후, 가열대(heating zone)#1을 정의하는 제1 유도 노/오븐(25)으로 진행된다. 제1 오븐(25)은 밑에 놓여 있는 시트와 열경화성수지의 코팅물질을 열경화성수지 분말코팅을 녹일 수 있는 충분한 온도로 가열한다. 이 온도에서, 휘발성의 물질 예를 들면, 물, 분말성분, 및 반응가스는 사라진다. 오븐(25)으로부터 스트립은 가열대#2로 정의되는 인접한 제2 유도 노/오븐(27)으로 진행된다. 코팅들이 제2 오븐에 들어가기 이전에 휘발성의 물질이 빠져나가거나 제거되도록 오븐(25)과 오븐(27) 사이의 거리는 충분히 떨어져야 한다. 제2 유도오븐(27)에서, 효과적으로 코팅물질을 경화시키기 위하여, 기저시트(underlying sheet)와 열경화성수지의 코팅물질이 제2 고온으로 가열된다. 어떤 실시예에 있어서, 시트는 제2 오븐에서 제1 오븐보다 적어도 10℃, 바람직하게는 20℃ 높은 온도로 가열된다. 여기서 오븐과 노는 상호 교환적으로 사용된다는 점에 주의해야 한다. 기판을 가열함으로써 선택된 온도로 분말을 가열하여 찾고자하는 결과; 예를 들면, 분말을 녹이거나 그안의 기체를 배기시키고 용융된 분말을 크로스링크시키는 것을 달성하도록 하는 요구에 오븐(25 및 27)은 빠르게 반응할 수 있는 것이 바람직하다. 비록 어떤 적외선 오븐이 어떤 예에서 사용될 수도 있지만, 본 발명은 오븐(25 및 27)에 대해서 유도오븐을 선호한다.

제2 오븐(27)을 떠난 후, 빠르게 시트/스트립을 냉각시키기 위하여 물 등을 시트/스트립 상에 뿌리는 냉각챔버나 냉각영역(29)으로 코팅된 시트가 들어간다. 어떤 실시예에 있어서, 냉각영역(29)은 뜨거운 코팅시트(coated sheet)로 냉각 스프레이(spray)를 향하게 하는 헤더(예를 들면, 도 1 참조)를 포함하여 복수개의 노즐을 지지하는 외부 하우징을 구비한다. 다른 실시예에 있어서, 코팅된 시트는 대기 중에서 냉각될 수도 있다. 냉각영역(29)에서, 코팅된 시트의 온도는 약 100°내지 120°F로 감소된다. 냉각(29) 후에, 냉각된 코팅시트는 공기 칼/노즐 등에 의하여 스트립을 부는 건조대(31)로 진행된다. 결과적인 제품은 열경화성수지 물질(예를 들면, 도 3(b) 참조)로 코팅(예를 들면, 페인팅된)된 시트(예를 들면, 강철 시트)이다.

도 3(a)는 열경화성수지 분말물질(35)로 코팅된 전형적인 금속 시트(33)를 나타낸다. 코팅된 제품은 코팅 챔버(23)를 떠나서 제1 유도오븐(25)에 도달하기 전에 도 3(a)와 같이 나타난다. 가열되고 경화된 후, 제2 유도오븐(27)을 빠져나온 코팅 금속시트(coated metal sheet)의 제품은 밑에 놓여 있는 시트(33)의 최소한 하나의 주면(主面)상에서 경화된 열경화성수지 코팅(37)을 포함하여 도 3(b)와 같이 나타난다. 도 3(a) 및 3(b)를 참조하면, 가열 이전의 열경화성수지 분말코팅(35)은 10 내지 500㎛(바람직하게는, 약 200 내지 300㎛)의 두께로 될 수 있다. 그러나, 가열공정 동안의 코팅은 얇아져서 최종적으로 경화된 코팅(37)은 원래의 분말코팅(35)보다 매우 얇게 된다. 최종적으로 경화된 코팅(37)은 약 5 내지 80㎛의 두께, 가장 바람직하게는 약 30 내지 50㎛의 두께를 가지는 것이 좋다.

본 발명의 어떤 실시예는 온도와 열경화성수지에 대한 크로스링크전환(cross-linking conversion) 사이의 비선형적 관계를 이용하여 최종적으로 높은 광택과 상당히 부드러운 표면의 특성을 가진 코팅제품을 얻는다. 도 4는 열경화성수지 분말코팅 물질의 전환율이나 백분율이 온도 및 시간 모두에 비선형적인 함수라는 것을 나타내는 시간(분) 및 온도(℃)에 대한 전환율(%)의 그래프이다. 예를 들면, 그래프선(39)은 유도오븐/노를 지나서 210℃로 가열된 열경화성수지의 코팅강철 시트를 나타내고, 선(41)은 유도오븐/노를 지나서 220℃로 가열된 동일유형의 열경화성수지 코팅시트를 나타내고, 선(43)은 유도오븐/노를 지나서 230℃로 가열된 동일유형의 열경화성수지 코팅시트 등을 나타낸다. 크로스링크전환량(즉, 열경화성수지 크로스링크 발생량)과 온도 사이의 비선형 관계는 명백하다.

도 4 내지 8에서 나타낸 온도는 열경화성수지의 코팅물질이 도포되는 기저강철시트인 금속이나 기판의 온도이다. 열경화성수지의 코팅물질은 적어도 부분적으로 기저시트로서 거의 동일한 온도라고 가정된다. 다른 형의 시트(예를 들면, 피륙에 대한 금속)가 다른 온도로 가열될 수도 있다.

본 발명의 어떤 실시예에 의하면, 전환 기울기가 상대적으로 낮은(즉, 특히 가파른) 제1 레벨인 경우 이 비선형관계를 이용하여 가열대#1에서의 열경화성수지 물질의 기체를 빼내는데 이용한 후, 적당한 경화에 영향을 줄 수 있는 높은 레벨로 열경화성수지의 온도를 상승시킨다. 이것은 최종적인 경화 전에 가스 및/또는 휘발성의 물질을 열경화성수지로부터 배출시킬 수 있기 때문에 최종적으로 개선된 코팅제품을 얻을 수 있다.

도 5는 기저금속시트가 230℃의 온도로 가열되는 유도오븐을 지나가는 분말 열경화성수지 물질에 대하여 전환율을 나타내는 것으로서 온도(℃) 및 시간(분)에 대한 전환율이다. 오븐에 주입되는 코팅 시트의 온도는 40℃ 이하이지만, 일단 들어가면 230℃까지 빠르게 상승(45)된다. 코팅된 시트의 이 230℃의 온도(47)는 코팅된 시트가 오븐을 빠져나오는 시점(49)까지 유지되고, 그 온도는 도 5에 나타낸 바와 같이 감소한다. 열경화성수지 코팅 시트의 온도가 상승(45)하여 약 230℃에 도달함에 따라, 열경화성수지의 코팅에 대한 크로스링크전환율은 상승(53)하기 시작하여 가열된 열경화성수지가 오븐을 지나갈 때 크로스링크는 계속된다. 크로스링크는 코팅된 물품이 오븐에 들어가자마자 일어나지 않고, 대신에 열경화성수지가 최소한 120℃정도로 가열된 후에 시작된다는 점에 주의해야 한다. 오븐에서 0.10분(즉, 6초 정도) 후, 열경화성수지 물질의 50 내지 60%정도는 도 5에 나타낸 바와 같이 크로스링크되고, 그 안에 있는 많은 가스 및 다른 휘발성 물질은 배출된다.

도 6은 열경화성수지로 코팅된 시트가 높은 온도로 가열될 때, 열경화성수지의 크로스링크에 대하여 도 5에서 이용된 동일한 시간동안 전환곡선/율이 매우 높은 것을 나타낸다. 도 6에서 나타낸 바와 같이, 코팅된 시트의 온도는 57에서 약 280℃로 상승(55)한다. 이 높여진 온도는 약 0.02분의 마크에서 약 0.10분의 마크까지 유지된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이 높여진 온도로 될 때, 열경화성수지 물질의 거의 100%가 코팅된 스트립이 오븐에서 약 0.10분 동안 있을 때까지 크로스링크된다. 이 전환율은 열경화성수지가 도 5의 온도로 가열되기만 하는 경우보다훨씬 빠르다. 열경화성수지( 및 열경화성수지가 도포된 시트)가 도 6에 나타낸 바와 같이 단순한 상승곡선을 갖도록 280℃의 온도까지 처음에 빠르게 가열되면, 가스 및/또는 휘발성 물질의 현저한 양이 이 급속한 최종적인 경화의 이전에 배출되지 못하게 된다. 휘발성 물질이 배출되도록 하지 못하면, 경화된 제품의 표면은 "오렌지 박리(orange peel)"이라고 알려진 울퉁불퉁한 모양을 가지게 된다. 그 표면은 종종 찾는 높은 광택을 가지지 못한다.

도 2 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 처음에, 예를 들면, 코일 강철시트가 제공되고 계속해서 도 2에 나타낸 과정으로 이동한다. 열경화성수지 분말물질이 정전기적으로 적어도 시트의 한 주면(主面)에 증착되는 코팅 챔버/부스(23)로 시트가 운반된다. 그 후 코팅된 시트는 제1 유도오븐(25)으로 주입된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 오븐(25)은 열경화성수지로 코팅된 시트를 61에 나타낸 것처럼 약 220℃의 온도(바람직하게는 약 190 내지 250℃의 온도, 그리고, 보다 바람직하게는 210 내지 230℃의 온도)로 가열한다. 상기 온도는 본질적으로 열경화성수지 분말을 녹일 만큼 충분하지만, 급속하거나 본질적인 분말의 크로스링크에 영향을 미칠 정도로 높지는 않다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 코팅된 시트가 제1 오븐(25)을 통과하는데 약 0.1분(즉, 약 6초)이 걸린다(바람직하게는 약 4 내지 20초). 코팅된 시트가 제1 가열대의 단(즉, 제1 유도오븐/노(25)의 단)에 도달할 때, 도 7에 나타낸 바와 같이, 약 10% 내지 65%의 열경화성수지의 크로스링크전환, 보다 바람직하게는 약 25% 내지 60%의 전환, 그리고 가장 바람직하게는 약 40% 내지 55%의 전환이 발생된다. 도 7의 선 69는 열경화성수지 코팅의 크로스링크 곡선/율을 나타낸다.

어떤 바람직한 실시예에 있어서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 노(25)에서, 열경화성수지의 전환율(%)은 약 0.09분 동안 55% 미만의 율, 보다 바람직하게는 0.09분 동안 약 50% 미만의 율, 그리고 가장 바람직하게는 0.09분 동안 45% 이하의 율로 상승한다. 이 상대적으로 완만한 율에 의하여 열경화성수지의 배기(排氣)가 최종적인 경화이전에 적절히 발생된다.

코팅된 물품(부분적으로 경화된 열경화성수지의 코팅을 포함)은 제1 노(25)를 떠난 후 즉시 제2 유도 노(27)로 들어간다. 제2 노(27)는 부분적으로 경화된 열경화성수지로 코팅된 시트의 온도를 제1 노에서의 온도보다 높은 온도(63)로 상승(65)된다. 최종적으로 열경화성수지의 코팅을 경화시키기 위하여, 제2 노는 열경화성수지로 코팅된 시트 코팅을 약 230 내지 290℃의 최대 온도, 보다 바람직하게는 약 260 내지 280℃의 최대 온도로 가열된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 열경화성수지의 크로스링크율은 높여진 온도에 의하여 제2 노에서 약 0.10분 미만 동안 약 45%에서 적어도 95%(즉, 제1 배기노(排氣爐)보다 훨씬 빠른 전환율)로 상승된다.

어떤 바람직한 실시예에 있어서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 노(27)에 서, 열경화성수지의 전환율(%)은 약 0.05분(즉, 약 3초) 동안 적어도 약 35%의 율로 상승한다. 보다 바람직하게는, 제2 노에서 열경화성수지의 전환율(%)은 0.05분(즉, 약 3초) 동안 약 35% 내지 60%의 율, 가장 바람직하게는 약 3초 동안 40 내지 50%의 율로 상승한다. 따라서, 시간에 대한 열경화성수지의 전환 기울기는 도 7에서 나타낸 바와 같이, 제1 노(25)보다 제2 노(27)에서 보다 현저하게 가파르다.

어떤 실시예에 있어서, 제2 유도오븐(27)은 도 7의 63에 나타낸 바와 같이 열경화성수지의 온도가 서서히 감소되도록 열경화성수지의 온도를 제어한다. 궁극적으로, 코팅된 시트의 온도는 제2 노에서 도 7에 나타낸 바와 같이 약 240℃ 내지 260℃로, 바람직하게는 250℃로 낮아지는 것이 좋다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품이 제2 오븐을 떠날 때, 적어도 열경화성수지 물질의 90%, 가장 바람직하게는 거의 100%가 크로스링크된다. 최종적인 경화 전에, 제2 노에서 높여진 열경화성수지의 온도에 의하여 발생된 전환율의 증가(69)로 인하여, 저온에서 제1 노(25)를 지나감에 따라 가스 및 다른 휘발성 물질이 열경화성수지의 물질로부터 배출된다. 다른 온도의 제1 및 제2 가열대는 크로스링크가 천천히 시작되도록 한 다음에, 현저한 배기를 하고 코팅된 물품이 제2 가열대에 들어간 후에는 크로스링크를 증가되도록 하게 한다.

본 발명의 어떤 바람직한 실시예에 있어서, 코팅된 물품이 연속적으로 이동되는 컨베이어는 초당 200 내지 600ft의 비율로, 보다 바람직하게는 초당 약 250 내지 600ft의 율, 그리고 가장 바람직하게는 초당 300 내지 500ft의 비율로 운반된다. 컨베이어의 빠른 운반속도는 여기서 설명되었던 것처럼 등을 맞대고 있는 이중의 유도오븐이나 가열대를 사용하여 얻어진다.

도 8은 광택이 열경화성수지의 정점(peak)온도 및/또는 기저시트의 정점(peak)온도 함수인 것을 나타낸다. 따라서, ASTM표준D523, DIN67530, ISO2813에 의거하여, 금속시트의 정점온도는 최적의 광택도를 얻을 수 있도록 제2 노에서제어될 수 있다. 도 8의 측정은 헐버트(Herbert)사의 어플라이언스 화이트(Appliance White) 열경화성수지로 코팅된 라인 상에서 폭 10인치, 두께 0.28인치를 가진 시트강철로 이루어졌다. 광택의 데이터는 BYK가든널 마이크로 트리 모델(BYK Gardner Micro Tri-Gross Model) 4520을 이용하여 60°의 각도에서 측정되었다. 최적의 정점온도는 물질의 고유값이기 때문에 기저시트물질과 열경화성수지의 함수에 따라 변한다. 예를 들면, 도 7에서 사용된 물질에 대한 시트금속의 최대 최적 온도는 약 270℃(즉, 270℃±10℃)이다.

본 발명의 어떤 실시예에 있어서, 빠른 경화를 위한 촉매제가 열경화성수지 물질 내에 제공되어도 좋다. 촉매제는 현저하게 크로스링크를 증가시키기 시작하지 않도록 선택되는 것이 좋으며, 만약 그렇지 않으면, 노(27)에서의 온도에 의하여 코팅된 물품을 거기에 통과시켜 완성시킬 때까지 현저한 크로스링크의 증가로 인하여 촉매제가 남아 있게 된다.

본 발명의 어떤 실시예에 따른 노(25 및 27)는 유도형 노(induction-type furnace)인 것이 바람직하다. 이 유도 노/오븐은 미국특허 제5,901,170호, 5,578,233호, 5,469,461호, 및 5,472,528호에서 나타낸/개시된 중에서 어떤 타입이어도 좋으며, 이러한 개시들 또는 다른 형의 공지 유도노는 모두 여기에 참고로 삽입된다. 유도노는 노의 코일에 인가되는 전류/전압의 미세한 조정에 의하여 열경화성수지 및 기저시트의 온도를 정확하게 제어할 수 있다. 노(25 및 27)에 인가된 전류의 위상변조도 이용되어 온도를 미세하게 조정할 수 있다. 유도형 노에서의 온도 제어는 예를 들면, 대류 오븐 및 IR오븐에서의 온도제어보다 우수하다.

일단 전술한 개시가 이루어지면, 많은 다른 형상, 변경, 및 개량들이 당해 기술분야의 기술자에게는 명백해지게 될 것이다. 그러므로, 그러한 다른 형상, 변경, 및 개량들은 본 발명의 일부로 고려되어야 하며, 그 범위는 첨부되는 청구항에 의하여 결정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 열경화성수지 물질 내에 있는 가스들은 경화 전에 방출되기 때문에, 완성된 제품은 오렌지 박리효과를 일으키지 않게 된다. 따라서, 최종적으로 우수한 제품을 생산할 수 있으며, 열경화성수지 물질을 가열 및/또는 경화하는 방법을 개선할 수 있다.

Claims (14)

1. 연속적으로 이동하는 기판에 있어서 적어도 하나의 주면(主面)상에 열경화성수지 분말코팅을 정전기적으로 적용함으로써 열경화성수지로 코팅된 기판을 제공하는 단계;

   상기 열경화성수지로 코팅된 기판을 제1 급속반응오븐으로 이동시키고, 제1 급속반응오븐에서 상기 열경화성수지 분말을 실질적으로 녹이기에 충분한 제1 온도로 상기 열경화성수지 분말코팅을 가열하는 단계;

   상기 열경화성수지로 코팅된 기판을 상기 제1 급속반응오븐에서 제2 급속반응오븐으로 이동시키고, 제2 급속반응오븐에서 상기 열경화성수지의 실질적인 크로스링크에 영향을 미치기에 충분한 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 단계로서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높은 단계; 및

   경화(cured)된 열경화성수지 코팅을 가진 상기 기판을 냉각(quench)시키기 위하여 제2 급속반응오븐에서 냉각영역으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 유도오븐(induction oven) 및 적외선 오븐으로 구성되는 그룹에서 상기 제1 및 제2 급속반응오븐을 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 급속반응오븐으로서 상기 유도오븐을 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 열경화성수지 코팅이 상기 제1 유도오븐에서 가열되는 최대온도보다 적어도 약 30℃ 높은 온도로 상기 제2 유도오븐에서 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 정적기적으로 적용하는 상기 단계는 상기 기판에 있어서 적어도 하나의 주면 상에 직접 상기 코팅을 적용하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 온도는 210 내지 230℃이고, 상기 제2 온도는 260 내지 280℃인 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응오븐에서 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 상기 단계는 약 0.10분 미만 동안 제2 오븐에서 상기 열경화성수지 코팅의 크로스링크율(cross linking)을 약 45% 내지 적어도 약 95%로 상승시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 제2 급속반응오븐에서 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 상기 단계는 상기 열경화성수지의 전환율을 약 0.05분 동안 적어도 약 35%의 비율로 상승시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 제2 급속반응오븐에서 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 상기 단계는 상기 열경화성수지의 전환율을 제2 오븐에서 약 0.05분 동안 약 35 내지 60%의 비율로 상승시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
10. 제8항에 있어서, 제2 급속반응오븐에서 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하는 상기 단계는 상기 열경화성수지의 전환율을 제2 오븐에서 약 0.05분 동안 약 40 내지 50%의 비율로 상승시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
11. 연속적으로 이동하는 시트(sheet)에 있어서 적어도 하나의 주면(主面)상에 열경화성수지 분말코팅을 정전기적으로 적용함으로써 열경화성수지로 코팅된 시트를 제공하는 단계;

    상기 열경화성수지로 코팅된 시트를 제1 유도오븐으로 이동시키고, 제1 유도오븐에서 상기 열경화성수지 분말을 실질적으로 녹이기에 충분한 제1 온도로 상기 열경화성수지 분말코팅을 가열하여 열경화성수지의 제1 크로스링크율을 달성하는단계; 및

    상기 열경화성수지로 코팅된 시트를 상기 제1 유도오븐에서 제2 유도오븐으로 이동시키고, 제2 유도오븐에서 제2 온도로 상기 열경화성수지 코팅을 가열하여 열경화성수지의 제1 크로스링크율보다 높은 제2 크로스링크율을 달성하는 단계로서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높게 하여 제2 유도오븐에서 열경화성수지 코팅을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 시트가 상기 제1 유도오븐에서 가열되는 최대온도보다 적어도 약 30℃ 높은 온도로 상기 제2 유도오븐에서 상기 시트를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 정적기적으로 적용하는 상기 단계는 상기 시트에 있어서 적어도 하나의 주면 상에 직접 상기 코팅을 적용하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조방법.
14. 기판에 코팅되는 열경화성수지 분말을 정전기적으로 적용하는 챔버;

    상기 챔버와 작동 면에서 관련된 제1 및 제2 급속반응오븐으로서, 상기 기판을 가열함으로써 상기 분말을 상기 분말을 녹이기에 충분한 제1 온도로 가열하기 위한 상기 제1 오븐, 및 상기 분말의 크로스링크에 영향을 미치기 위하여 상기 기판을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도로 가열하기 위한 제2 오븐; 및

    상기 제2 오븐의 다음에서, 크로스링크된 분말을 냉각시키기 위한 냉각대(quench station)를 포함하고

    상기 1 및 제2 오븐은 상기 제2 오븐으로 들어가기 전에 상기 제1 오븐에서 녹은 상기 분말로부터 가스가 배출되도록 하기에 충분한 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 코팅물품의 제조장치.