KR20160001149A - 장식용 금속판재의 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속판재의 표면을 코팅처리하여 장식을 형성하는 방법에 있어서: (a) 금속판재(10)의 표면에 홈(15)을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 금속판재(10)의 분할된 영역의 적어도 일부에 마스크재(20)를 부착하는 단계; 및 (c) 상기 금속판재(10)에 코팅재(30)를 도포하여 건조한 후 마스크재(20)를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 스테인레스 강판과 같은 금속판재 상에서 금속의 질감에 더하여 다양한 패턴을 구현하면서 코팅 경계면의 박리 현상을 방지하여 장식판의 내구성을 증진하는 효과와 더불어 각각의 패턴간의 내구성이 증대되고 경제적으로 제작할 수 있는 효과가 있다.

Description

장식용 금속판재의 코팅방법{Coating Method on decorative metal plate}

본 발명은 장식용 금속판재의 코팅방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스테인레스 강판과 같은 코팅의 내구성이 약한 장식판을 주요 대상으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법에 관한 것이다.

통상적으로 건축물의 내외장재로서 다양한 소재의 장식판(화장판)이 사용되고 있는 바, 금속소재의 판재는 강도가 우수하여 내충격성이 높은 반면 코팅의 내구성은 약화된다. 특히 스테인레스 판재의 경우 코팅면의 에지가 외부 자극에 의하여 박리되는 현상이 두드러진다.

금속 장식판의 코팅과 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0197102호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제2000-0039708호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 장식판의 표면에 나타내고자 하는 무늬 이외의 부분을 부식 처리하여 홈이 형성되게 하고, 이 홈에 도료를 삽입하여 장식판이 평면이 되게 한 다음 그 표면을 연마하여 장식판의 선들이 노출되게 하며, 이 상태에서 장식판의 표면에 투명도료를 도포하여서 구성한다. 이에 따라, 구조가 간단하여 제작이 용이하고 장식판의 도안을 다양한 색상으로 제작하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2에 의하면 수지층이 코팅된 표면에 레이저마킹을 함으로서 문양을 음각하고, 코팅층과 부재표면을 뚫어 음각된 상태에서 화학부식을 함으로서 레이저부식에서의 깊이를 초과하면서 화학부식에서의 깊이를 일률적으로 생성시키며, 음각된 부재에 도금을 실시한 후에 코팅층의 박리와 세척을 하는 공정으로 진행하여 소망하는 깊이를 구성한다. 이에 따라, 불량이 없으면서 빠른 시간내에 완성할 수 있는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 금속판재에 화학적 부식을 유발하고 홈에 도료를 삽입하는 것이므로 금속의 질감을 유지하면서 다양한 패턴과 조화되는 디자인을 구현하기에 한계성을 보인다. 더구나 스테인레스 판재를 사용하는 경우 코팅의 경계면에서 박리되어 불량과 내구성 약화를 초래할 우려가 크다.

1. 한국 등록실용신안공보 제0197102호 "장식용 금속판" (공개일자 : 2000. 9. 15.) 2. 한국 등록특허공보 제2000-0039708호 "장식부재의 문양성형방법" (공개일자 : 2000. 7. 5.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 스테인레스 강판과 같은 코팅의 내구성이 약한 장식판을 주요 대상으로 하여 금속의 질감에 더하여 다양한 패턴을 구현하면서 코팅 경계면의 박리 현상을 방지하는 장식용 금속판재의 코팅방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속판재의 표면을 코팅처리하여 장식을 형성하는 방법에 있어서: (a) 금속판재(10)의 표면에 홈을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 금속판재의 분할된 영역의 적어도 일부에 마스크재를 부착하는 단계; 및 (c) 상기 금속판재에 코팅재를 도포하여 건조한 후 마스크재를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (a)는 금속판재로 스테인레스 강판을 사용하고 표면을 경면 상태로 미러링하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (b)는 마스크재로 20~150㎛의 점착제층을 지닌 이형지를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (c)의 코팅재는 적어도 일부의 홈에 적어도 부분적으로 충진되도록 도포되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 단계 (b)는 마스크재가 부착된 상태에서 레이저광을 조사하여 홈을 형성하고, 홈에 대한 재절삭으로 설정된 깊이를 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 단계 (a)는 마스크재가 부착된 상태에서 홈을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 스테인레스 강판과 같은 금속판재 상에서 금속의 질감에 더하여 다양한 패턴을 구현하면서 코팅 경계면의 박리 현상을 방지하여 장식판의 내구성을 증진하는 효과가 있다.

또한 기존에는 다양한 소재의 외관표면을 하나의 평면에 구현하기 위하여 각각의 소재를 나누어 제작한 후 서로간의 물리적인 결합을 통하여 제작되는 방식에 비해 상기의 발명을 통하여 한 장의 금속 판넬을 이용하여 다양한 표면외관을 구비할 수 있어 각각의 분리된 표면간의 내구성이 뛰어나고 제작방식에 있어서도 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅방법을 순차적으로 나타내는 모식도
도 2는 도 1의 단계를 거쳐 완성되는 제품의 일예를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 방법을 순차적으로 나타내는 모식도
도 4는 도 3의 단계를 거쳐 완성되는 제품의 일예를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 금속판재의 표면을 코팅처리하여 장식을 형성하는 방법에 관하여 제안한다. 금속판재(10)로서 스테인레스 강판을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 표면을 코팅처리한 금속판재(10)는 건축물, 조형물 등의 내외면에 부착되는 장식판으로 활용가능하다. 장식은 직선과 곡선의 단순한 조합을 비롯하여 도형, 기호, 인물, 동식물 등을 포함하는 패턴을 의미한다.

우선, 본 발명의 실시예는 단계 (a) 내지 (c)는 도 1을 이용하여 설명하고, 본 발명의 변형예는 도 1을 기반으로 하면서 도 3을 이용하여 설명한다.

본 발명의 단계 (a)는 금속판재(10)의 표면에 홈(15)을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 과정을 거친다. 금속판재(10)에 가공되는 홈(15)은 V자형, U자형 등의 오목한 단면으로서 장식(패턴)의 경계면을 형성하는 선(라인)이다. 홈(15)을 경계선으로 하여 분할되는 영역은 후술하는 것처럼 가공면(11)과 코팅면(12)으로 구분되어 장식을 형성한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (a)는 금속판재(10)로 스테인레스 강판을 사용하고 표면을 경면 상태로 미러링하는 것을 특징으로 한다. 장식판으로 사용되는 금속판재(10)는 스테인레스 강판을 비롯한 내식성이 높은 소재가 선호된다. 미러링은 금속판재(10)의 표면조도를 낮추어 경면 상태로 전처리하는 공정이다. 경면 상태를 유지하면 금속의 질감을 높이는 외에 후속된 공정에서 코팅의 균질성을 높이고 결함을 방지할 수 있다.

물론, 단계(a)의 전처리 공정은 미러링 외에 적어도 부분적으로 요철을 형성하는 엠보싱 공정을 포함할 수도 있다.

또, 본 발명의 단계 (b)는 상기 금속판재(10)의 분할된 영역의 적어도 일부에 마스크재(20)를 부착하는 과정을 거친다. 도 2는 금속판재(10)가 하나의 홈(15)으로 양분되는 경우 좌측 영역에 마스크재(20)를 부착한 상태를 나타낸다. 마스크재(20)는 사전에 설정된 패턴에 맞추어 재단되고 홈(15)의 경계선을 따라 점착 상태로 부착된다. 금속판재(10)에서 패턴의 경계선인 홈(15)이 마스크재(20)로 가려지지 않도록 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (b)는 마스크재(20)로 20~150㎛의 점착제층을 지닌 이형지를 사용하는 것을 특징으로 한다. 마스크재(20)는 이형지(또는 박리지)로서 기지의 일면에 점착제층을 구비하는 구조이다. 각종 절단기로 재단시 깨끗한 절단면을 유지하도록 기지로서는 크라프트지, 고강도 나노지 등을 사용할 수 있다. 이에 더하여 레이저 등의 고온가열시 종이섬유의 붕괴가 적은 긴도와 pH 6∼8을 유지하는 것이 좋다. 점착제층의 일예로 다층구조를 지닌 메틸펜텐계 폴리머로 구성할 수 있다.

또, 본 발명의 단계 (c)는 상기 금속판재(10)에 코팅재(30)를 도포하여 건조한 후 마스크재(20)를 제거하는 과정으로 진행된다. 코팅재(30)는 순간 경화형을 제외한 것으로서, 폴리에스테르 수지 도료가 무난하지만 포리이소시아네이트와 폴리올로 생성된 경화성 폴리우레탄 수지 도료를 사용할 수도 있다. 물론 스테인레스 강판의 금속판재(10)에 장식하기 위한 용도에 적합하다면 자외선 경화형, 전자선 경화형 등을 배제하지 않는다. 도포 방법도 스프레이식, 롤러식 등 별다른 제한없이 적용이 가능하다. 코팅재(30)의 도막 두께는 금속판재(10)의 설치 환경을 고려하여 30~500㎛ 범위로 설정한다,

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (c)의 코팅재(30)는 적어도 일부의 홈(15)에 적어도 부분적으로 충진되도록 도포되는 것을 특징으로 한다. 설정된 영역에 도포되는 코팅재(30)가 경계선인 홈(15)에서 절개폭의 중간 정도까지 이르는 것이 좋다. 코팅재(30)가 홈(15)의 절개폭 중간을 초과하여 마스크재(20)에 도달하면 마스크재(20)의 박리시 상호 고착되어 손상을 초래할 우려가 있다. 코팅재(30)의 경계가 홈(15) 상에 위치하면 패턴 영역의 구분이 명확하고 경계부에서 박리되는 현상을 방지하는데 유리하다.

본 발명의 변형예로서, 상기 단계 (b)는 마스크재(20)가 부착된 상태에서 레이저광을 조사하여 홈(15)을 형성하고, 홈(15)에 대한 재절삭으로 설정된 깊이를 유지하는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 변형예는 도 1의 단계 (a) 및 (b)가 일부 혼재된 상태를 나타낸다. 이미 마스크재(20)가 부착된 영역에 레이저광을 조사하여 설정된 패턴으로 1차적인 얕은 홈(15)을 형성하고, 이어서 커터 등을 이용하여 재절삭함에 따라 2차적인 깊은 홈(15)을 형성한다. 2차적인 깊은 홈(15)은 설정된 깊이와 폭의 홈(15)을 의미한다. 이어서 금속판재(10)에 코팅재(30)를 도포하고 마스크재(20)를 박리하는 과정은 전술한 단계 (c)와 동일하다. 이와 같은 방식에 의하면 도 4처럼 직선과 곡선이 교차하는 비교적 복잡한 패턴의 형성이 용이하다.

이때, 도 1 및 도 3의 어느 경우에나 단계 (c)에서 마스크재(20)를 박리할 때 점착력이 그대로 남아있으면 불량을 유발하거나 제거를 위한 공수가 추가될 수 있다. 특히 도 3처럼 레이저광을 조사하는 경우 절단면에서 열영향으로 그러한 현상을 초래하기 쉽다. 이를 해소하기 위해서는 자외선 조사 전에는 어느 정도 높은 접착력을 유지하다가 자외선을 조사하면 경화에 의해 접착력이 급격하게 저하되는 특수 점착제를 지닌 마스크재(20)를 사용할 수 있다. 예컨대 아크릴계 점착제에 광중합 성질을 갖는 광올리고머를 첨가하는 경우 자외선에 의해 가교반응을 진행하면서 그물구조를 이루어 매끈한 박리에 유리하다.

한편, 도시에는 생략하나 전술한 단계 (a) 및 (b)를 또 다른 순서로 진행할 수도 있다. 금속판재(10)의 전면에 미러링으로 전처리하여 경면 상태로 유지하고, 금속판재(10)에 전체적으로 마스크재(20)를 부착하고, 설정된 패턴으로 레이저광을 조사하여 홈(15)을 형성하고, 이어서 전술한 단계 (c)처럼 코팅재(30)의 도포와 마스크재(20)의 박리를 진행한다. 물론 이 경우 도 3의 공정에 비하여 레이저광의 출력이 보다 증가되어야 한다. 이와 같이 하면 각종 도형은 물론 인물이나 동식물과 같은 복잡한 패턴의 구현이 용이하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 금속판재 11: 가공면
12: 코팅면 15: 홈
20: 마스크재 30: 코팅재

Claims (6)

1. 금속판재의 표면을 코팅처리하여 장식을 형성하는 방법에 있어서:
   (a) 금속판재(10)의 표면에 홈(15)을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 단계;
   (b) 상기 금속판재(10)의 분할된 영역의 적어도 일부에 마스크재(20)를 부착하는 단계; 및
   (c) 상기 금속판재(10)에 코팅재(30)를 도포하여 건조한 후 마스크재(20)를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (a)는 금속판재(10)로 스테인레스 강판을 사용하고 표면을 경면 상태로 미러링하는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (b)는 마스크재(20)로 20~150㎛의 점착제층을 지닌 이형지를 사용하는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (c)의 코팅재(30)는 적어도 일부의 홈(15)에 적어도 부분적으로 충진되도록 도포되는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (b)는 마스크재(20)가 부착된 상태에서 레이저광을 조사하여 홈(15)을 형성하고, 홈(15)에 대한 재절삭으로 설정된 깊이와 폭을 유지하는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (a)는 마스크재(20)가 부착된 상태에서 홈(15)을 가공하여 다수의 영역으로 분할된 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 장식용 금속판재의 코팅방법.

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