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양철

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목차

1. 개요

양철은 철강 제품의 부식을 방지하기 위해 주석으로 도금한 강판을 의미한다. 주석 채굴은 기원전 3000년경부터 시작되었으며, 청동기 시대 청동 생산에 필수적인 재료였다. 양철은 용융도금법과 전기 도금법으로 제조되며, 캔, 장난감 등의 제작에 사용되었다. 1923년 스트립 밀의 발명으로 생산 효율성이 향상되었고, 제2차 세계 대전 이후 전기 도금법이 도입되어 주석 사용량을 줄였다.

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  • 도금 - 함석
    함석은 아연을 얇게 입힌 강판으로, 아연의 부식 방지 효과를 통해 철의 부식을 막으며, 용융 아연 도금 시 표면에 스팽글이 나타나고, 식용품 용도로는 사용되지 않는다.
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양철
개요
다양한 주석 도금 제품
다양한 주석 도금 제품
종류도금 강판의 일종
설명얇게 주석으로 코팅된 연강 또는 강철판
역사
기원14세기 보헤미아
발명1370년경
초기 생산지작센의 에르츠 산맥
제조
재료강철, 주석
방법전기 도금 또는 담금
특징
장점내식성
납땜 용이성
무독성
용도식품 포장 용기
음료 캔
페인트 통
장난감
제빵 틀
전자 제품 부품
간판
지붕재
관련 용어
영어Tinplate
독일어Weißblech
네덜란드어Blik
일본어Buriki (주석)
기타
주의사항산성 식품에 장기간 보관 시 주석이 용출될 수 있음
심한 충격이나 긁힘에 의해 코팅이 손상될 수 있음
재활용가능 (강철로 재활용)

2. 역사

양철의 역사는 청동기 시대 주석 채굴과 함께 시작되었으며, 철 제품이 녹스는 것을 막기 위해 주석을 얇게 입히는 기술은 매우 오래되었다.

2. 1. 생산 공정 및 시장의 역사

주석 채굴은 기원전 3000년경 서아시아, 영국 제도, 유럽에서 시작된 것으로 추정된다. 주석은 청동기 시대에 청동 생산에 필수적인 재료였다.[1] 철제품을 녹슬지 않게 보호하기 위해 주석 도금을 하는 관행은 매우 오래되었다. 이는 주석 세공인의 작업이었을 것으로 추정된다. 제품 제작 후에 주석 도금이 이루어진 반면, 양철(주석 도금판)은 제작 전에 도금되었다.

최초의 주석 도금판 생산은 보헤미아에서 이루어졌을 것으로 추정되며, 거기서부터 작센으로 무역이 확대되어 1660년대에는 그곳에 널리 자리 잡았다. 1667년 앤드류 야란턴과 앰브로스 크라울리는 드레스덴을 방문하여 주석 도금판 제작 방법을 배웠다. 그들은 강철 제작자와 스토어 강의 수로 개선 사업에 관련된 사람들로부터 후원을 받았다. 작센에서는 판을 단조했지만, 영국으로 돌아와 실험했을 때는 철을 압연하는 방법을 시도했다. 1670년, 철 제작업자 필립 폴리와 조슈아 뉴보로는 워스터셔주의 울벌리 로어 밀(또는 제철소)을 새로 세웠다. 이곳에는 슬리팅 밀과 제철소가 있었다. 1678년 이 중 하나는 프라이팬을 만들고 있었고, 다른 하나는 다른 곳의 정련 제철소에서 만들어진 블룸을 뽑아내고 있었다. 판을 압연한 다음 망치로 마무리하려는 의도였을 가능성이 높지만, 윌리엄 챔벌레인이 1662년 그와 더드 더들리에게 부여된 특허를 갱신하면서 그 계획은 좌절되었다.[2]

울벌리의 슬리터 토마스 쿡은 폰티풀로 이주하여 존 한버리를 위해 일했다.[3] 그는 그곳에 슬리팅 밀을 가지고 있었고 '폰트풀 플레이트'라는 철판도 생산했다.[4] 에드워드 루이드는 1697년에 이 공장의 존재를 보고했다.[5] 이것은 주석 도금 공장으로 여겨져 왔지만, 거의 확실히 (도금되지 않은) 검은 판(blackplate)만 생산했을 것이다.

주석 도금판은 1725년에 글로스터를 통과하는 무역을 기록하는 글로스터 항구 기록부에 처음 등장하기 시작했는데, 대부분 브리스틀 채널의 항구에서 온 것이었다. 주석 도금판은 몬머스셔주 뉴포트에서 선적되었다.[6] 이것은 프랑스어로 된 레오뮤르의 ''Principes de l'art de fer-blanc''이 처음 등장한 직후이며, 영국에서 출판되었다는 보고서 이전이다.

몇 년 후, 처음에는 영국과 웨일즈의 많은 철 제조 지역에, 나중에는 주로 남웨일즈에 더 많은 공장이 세워졌는데, 가장 주목할 만한 곳은 1750년 이전에 설립된 멜링그리피스 주석 도금 공장 (카디프의 위치처치)이었다. 1805년에는 8만 상자가 제조되어 5만 상자가 수출되었다. 이 산업은 1891년까지 계속 성장했다. 가장 큰 시장 중 하나는 미국이었지만, 1891년 맥킨리 관세가 제정되면서 그 시장은 막히게 되었다. 이로 인해 영국 산업은 큰 쇠퇴를 겪었고, 더 이상 남아 있는 주석 도금 공장에서 일하지 않는 많은 사람들이 미국으로 이주했다.

이러한 타격에도 불구하고, 이 산업은 더 작은 규모로 계속되었다. 1937년에는 리처드 토마스 & 컴퍼니 소유의 224개를 포함하여 518개의 공장이 운영되고 있었다. 전통적인 '팩 밀'은 개선된 '스트립 밀'에 의해 대체되었는데, 그레이트브리튼 최초의 스트립 밀은 1930년대 후반에 리처드 토마스 & 컴퍼니가 건설했다. 스트립 밀은 구식 팩 밀을 쓸모없게 만들었고, 마지막 팩 밀은 1960년대경에 문을 닫았다.

3. 제조 방법

양철 제조에는 용융 도금법과 전기 도금법이 있다.[4] 용융 도금법은 강판을 녹인 주석에 담그는 방식이다.[4] 제2차 세계 대전 이후에는 전기 도금법이 도입되었는데, 특히 페놀술폰산주석을 전해액으로 사용하는 페로스탄법이 주류가 되면서 용융 도금 방식은 점차 사라졌다.[4]

전기 도금법에는 페로스탄법(황산 주석 사용)과 할로겐법 등이 있다.[4]

3. 1. 팩 밀(Pack Mill) 공정

원료는 철괴였거나 (19세기 후반 연강의 도입 이후부터는) 강철 막대였다. 이것은 제철소 또는 제강소에서 평평한 막대(주석 막대라고 함)로 가공되었다. 막대의 단면은 크기가 정확해야 했는데, 이는 막대에서 만들어진 판재 꾸러미의 단면이 되기 때문이다. 막대는 적절한 길이(판재의 너비)로 절단하고 가열했다. 그런 다음 두께 약 약 76.20cm의 두꺼운 판을 만들기 위해 압연기의 롤을 4~5번 통과시켰다. 각 통과 사이에 판은 롤 위(또는 주위)를 통과하고, 나사를 이용하여 롤 사이의 간격을 좁혔다.[2]

그런 다음 길이가 두 배가 될 때까지 압연했다. 그런 다음 판을 반으로 접어('이중으로') 이중 전단기를 사용했는데, 이것은 표면의 절반이 다른 절반 위에 겹쳐지는 테이블과 같았다. 그런 다음 잘 '담가질' 때까지 가열하기 위해 용광로에 넣었다. 8장 또는 16장의 판 꾸러미가 될 때까지 이 과정을 반복했다. 그런 다음 꾸러미를 식혔다. 식으면 꾸러미를 (동력 전단기로) 전단하고, '열림 작업자'(보통 여성)가 판을 분리했다.[2] 불량 판은 버리고 나머지는 산세척 부서로 보냈다.

산세척 부서에서는 판을 산욕조에 담가(즉, 산화물을 제거하기 위해) 비늘을 제거한 다음 물에 담가(세척) 씻었다. 검사 후에는 풀림로에 넣어 10~14시간 가열했다. 이것은 '흑산세척'과 '흑풀림'으로 알려져 있었다. 제거한 후 최대 48시간 동안 식혔다. 그런 다음 고도로 연마된 롤을 통해 판을 냉간압연하여 균일하지 않은 부분을 제거하고 광택 표면을 부여했다. 그런 다음 더 낮은 온도에서 다시 풀림하고 다시 산세척했는데, 이것은 '백색 풀림'과 '백색 산세척'으로 알려져 있었다. 그런 다음 세척하여 약산성 물(녹슬지 않는 곳)에 보관하여 주석 도금을 기다렸다.[2]

주석 도금 장치는 용융 주석이 담긴 두 개의 솥(위에 플럭스가 있음)과 기름 솥으로 구성되었다. 플럭스는 판을 건조시키고 주석이 달라붙도록 준비시킨다. 두 번째 주석 솥(세척 솥이라고 함)에는 온도가 낮은 주석이 있었다. 그 다음 기름 솥(기름이 들어 있음)에 넣어 과도한 주석을 제거한다. 그런 다음 세척 및 연마 과정을 거친다. 마지막으로 주석판을 112장들이 상자에 포장하여 판매할 준비를 했다. 단일 판의 크기는 20x였고, 이중 판은 그 두 배였다. 상자의 무게는 약 헌드레드웨이트(cwt; 약 50.80kg)였다.[2]

3. 2. 스트립 밀(Strip Mill) 공정

스트립 밀(strip mill)은 1923년 애슐랜드(켄터키 주)에서 처음 개발된 혁신적인 양철 생산 방식이다. 이 공정은 연속적인 과정을 통해 판재를 롤러 위로 통과시켜, 이전 방식처럼 판을 두 배로 접을 필요가 없었다. 최종 단계에서 스트립은 기요틴 전단기로 절단되거나 코일 형태로 감겼다.[1] 1929년부터 냉간 압연 방식을 도입하여 강판의 두께를 더 얇게 줄일 수 있게 되었다.[1] 영국 최초의 스트립 밀은 1938년 에브 밸리에 건설되었으며, 연간 203210ton의 생산 능력을 갖추었다.[1]

스트립 밀은 기존의 팩 밀(pack mill) 방식에 비해 다음과 같은 장점들을 가지고 있었다.[1]

스트립 밀과 팩 밀의 비교
항목스트립 밀팩 밀
공정용광로부터 모든 공정이 동일 현장에서 이루어져 비용 절감여러 공장이 분산되어 있어 비용 증가
원재료더 부드러운 강철 사용 가능제한적인 강철 종류만 사용 가능
생산성더 큰 강판을 더 낮은 비용으로 생산 가능생산 비용이 높고, 크기 제한 존재
활용도주석 도금 및 강판의 활용 범위 확대활용 범위 제한적
자본/노동자본 집약적[2]노동 집약적[2]



이러한 장점들 덕분에 스트립 밀은 빠르게 팩 밀을 대체했으며, 1960년대경에는 팩 밀이 완전히 사라지게 되었다.[1]

3. 3. 용융 도금법

과거에 주로 사용된 방식으로, 강판을 용융된 주석에 담가 도금한다.[4]

3. 4. 전기 도금법

제2차 세계 대전 이후 도입된 방식으로, 페로스탄법(황산 주석 사용)과 할로겐법 등이 있다.[4] 페로스탄법은 페놀술폰산주석을 전해액으로 사용하며, 주석 사용량을 획기적으로 줄일 수 있어 현재 주류로 사용된다.[4]

4. 특성

주석은 철보다 이온화 경향이 낮아 표면 전체를 덮어 철의 부식을 방지할 수 있다. 하지만 철이 조금이라도 노출되면 주석이 철의 부식을 촉진하는 단점이 있다.

아연을 도금한 토탄(함석)의 경우, 아연이 철보다 먼저 부식되어 철의 부식을 늦추는 효과가 있다.

5. 어원

양철(洋鐵)이라는 단어는 서양에서 들어온 철이라는 의미를 담고 있다. 영어 "Tinplate" 또는 네덜란드어 "Blik"에서 유래한 것으로 추정된다. 일본어에서는 "브리키(ブリキ)"라고 불리며, 네덜란드어 "blik|블릭nl" (판금) 또는 "Blikje|블릭여nl" (금속 캔)에서 유래했다는 설, 영어 "Brick" (벽돌)에서 잘못 유래했다는 설 등이 있다.[3]

6. 주요 용도

양철은 주로 다음과 같은 용도로 사용된다.


  • 캔 제품: 캔(통조림), 캔 음료 등의 용기로 사용되었으나, 현재는 다른 재료도 사용된다.
  • 양동이, 대야: 내구성이 뛰어나 업무용이나 방재용으로 쓰인다.
  • 장난감: 일본에서는 양철판으로 만든 로봇, 자동차 등 다양한 장난감이 향수를 불러일으키는 물건으로 사랑받고 있다.

6. 1. 캔 및 용기

캔(통조림)은 개발 초기부터 양철을 재료로 사용해 왔다. 제2차 세계 대전 중 미국이 주석 확보에 어려움을 겪자 전기 도금법을 고안하여 주석 사용량을 획기적으로 줄이는 발전도 있었다.[5] 전후에는 침지크롬산 처리한 강판이 개발되는 등 양철 이외의 재료도 사용되게 되었다.

캔 음료의 경우, 이전에는 음료수 캔에도 양철 캔이 사용되었다. 현재는 주석을 포함하지 않는 틴프리스틸이 주류이다.

양동이는 플라스틱 제품에 비해 무겁지만 내구성이 뛰어나므로 업무용이나 방재용으로 많이 사용된다. 대야도 양철로 만든다.

6. 2. 장난감

일본에서는 양철판을 로봇, 자동차, 철도 차량(전차 등), 선박, 항공기 등 탈것 모양으로 성형·도장한 장난감을 "양철 장난감"이라고 부르며, 향수 취미로 애호하는 사람들이 있다. 쇼와 초기~중기(1926~1989)의 생활사를 그리워하는 맥락에서 양철 장난감이 등장한다.

일본에서 양철 장난감이 등장한 것은 메이지 5~6년경(1872~1873년경)으로 여겨진다. 이 무렵, 등유 램프 보급으로 인해 많은 등유 깡통이 폐기되었는데, 장난감 제조업자가 이를 재활용하여 장난감을 제조했다고 한다. 메이지 7~8년경(1874~1875년경) 양철판이 수입되기 시작했지만, 고가였기 때문에 헌 양철을 이용한 장난감 제조는 일청전쟁 무렵까지 계속되었다.[6]

제1차 세계 대전 후, 일본 제조업체가 두각을 나타내어 중요한 수출품이 되었다. 전성기는 전후 1950년대~1960년대(쇼와 20~30년대)로, 전후 복구기에 양철 장난감 수출은 외화 획득에 기여했다.

참조

[1] 논문 Zinc oxide (UK PID) https://inchem.org/d[...] International Programme on Chemical Safety (IPCS); World Health Orgnization 1998-01-28
[2] multiref Ashburnham Tinplate Works https://pembreyburry[...] 2024-09-04
[3] 뉴스 【何でもランキング】このカタカナ語 何語由来?／第7位 ブリキ https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2021-06-26
[4] 논문 鉄鋼の表面処理 https://doi.org/10.4[...] 1983
[5] 웹사이트 製罐技術の変遷 http://www.seikan-ky[...] 日本製罐協会 2019-04-21
[6] 서적 日本金属玩具史 久山社 1997


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