WO2016104913A1 - 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법 - Google Patents

투명 패턴 프린트 강판 제조 방법 Download PDF

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printed
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김종상
하봉우
최양호
이정환
최하나
김종국
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    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a transparent pattern printed steel sheet.
  • the part without pattern printing is melted by acid through acid etching to form an etching pattern of the material.
  • the polymer pattern printing part must be melted to expose the material. Therefore, since the product is produced only after the steps of polymer pattern printing, drying, acid etching, washing, polymer pattern removal and washing, the process is complicated and the operating cost is high.
  • Color-coated steel sheet in particular, black color-coated steel sheet is because the design pattern is not applied to the material itself, in order to achieve high quality and differentiation of the product requires a technique of manufacturing a high-precision color printed steel sheet.
  • the present invention is to simplify the existing etching pattern process to lower the process operating cost, to provide a transparent pattern printed steel sheet manufacturing method having a high hardness and excellent workability of the coating film using a solution containing no matting agent.
  • a printing coating layer forming step of forming a printing coating layer by spraying a transparent ink on at least one surface of the steel sheet and a curing step of forming a cured printing coating layer by ultraviolet curing the printing coating layer It provides a transparent pattern printed steel sheet manufacturing method.
  • the printing film layer forming step may further comprise the step of drying the printed coating film layer at room temperature.
  • the drying may be performed for a time of more than 0 seconds up to 2 seconds.
  • the printing coating layer forming step may further comprise a pre-treatment step of treating the surface of the steel sheet with a plasma.
  • the spraying may be performed by ink jet printing or laser printing.
  • the injection may have a speed of 1 to 20 kHz.
  • the cured printed coating layer has a thickness of 1 to 20 ⁇ m, glossiness may be 3 to 50 on the basis of 60 °.
  • the cured printed coating layer may include bubbles having an average diameter of 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the steel sheet is a stainless steel sheet; Aluminum plated steel sheet; galvanized steel; Zinc alloy plated steel sheet; A plated steel sheet containing an impurity or a dissimilar metal which is cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron magnesium, tin, copper or a mixture thereof; Aluminum alloy plate to which silicon, copper magnesium, iron, manganese, titanium, zinc or a mixture thereof is added; It may be a cold rolled steel sheet or a hot rolled steel sheet.
  • preparing a steel sheet having a color coating layer formed on at least one surface a printing coating layer forming step of forming a printing coating layer by spraying a transparent ink on top of the color coating layer and the printing coating film It provides a transparent pattern printed steel sheet manufacturing method comprising a curing step of curing the layer to form a cured printed coating layer.
  • the printing film layer forming step may further comprise the step of drying the printed coating film layer at room temperature.
  • the drying may be performed for a time of 5 seconds or more.
  • the printing coating layer forming step may further comprise a pre-treatment step of treating the surface of the color coating layer with a plasma.
  • the spraying may be performed by ink jet printing or laser printing.
  • the injection may have a speed of 1 to 20 kHz.
  • the color coating layer has a dry coating thickness of 1 to 30 ⁇ m, glossiness may be 5 to 90 on the basis of 60 °.
  • the cured printed coating layer has a thickness of 0.5 to 30 ⁇ m, glossiness may be 60 to 110 on the basis of 60 °.
  • the steel sheet is a stainless steel sheet; Aluminum plated steel sheet; galvanized steel; Zinc alloy plated steel sheet; A plated steel sheet containing an impurity or a dissimilar metal which is cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron magnesium, tin, copper or a mixture thereof; Aluminum alloy plate to which silicon, copper magnesium, iron, manganese, titanium, zinc or a mixture thereof is added; It may be a cold rolled steel sheet or a hot rolled steel sheet.
  • the method of manufacturing the transparent pattern printed steel sheet of the present invention simplifies the existing etching pattern process to lower the process running cost, and has the effect of providing a transparent pattern printed steel sheet having high hardness and excellent workability of the coating film.
  • FIG. 1 illustrates a cross section of a stainless steel sheet including a printed coating layer.
  • FIG. 2 shows a cross section of a prepainted steel sheet including a printed coating layer.
  • the effect of etching on the steel sheet using a transparent ink can be implemented, the effect of the high-definition pattern on the color-coated steel sheet.
  • a transparent pattern printed steel sheet manufacturing method for imparting the effect of etching on a steel sheet includes a printing coating layer forming step of forming a printing coating layer by spraying transparent ink on at least one surface of the steel sheet, and curing the printed coating layer by UV curing. It may include a curing step of forming a printed coating layer.
  • the transparent pattern printed steel sheet manufacturing method for realizing the effect of the high-definition pattern on the color-coated steel sheet, preparing a steel sheet having a color coating layer formed on at least one surface, by spraying a transparent ink on top of the color coating layer It may include a printing coating layer forming step of forming a coating layer and a curing step of forming a cured printing coating layer by curing the printed coating layer.
  • the etching effect was exhibited by directly etching a steel plate using an acid solution, or applying the solution containing the quencher to the upper part of a steel plate.
  • the method of direct etching using an acid solution has a problem in that the process is complicated and the process operation cost is high.
  • the method using a solution containing a matting agent has a problem that the hardness of the coating film is low due to the side reaction of the matting agent and the steel sheet and the workability of the steel sheet is poor.
  • a transparent pattern printed steel sheet of the present invention when a transparent ink is sprayed on at least one surface of the steel sheet by a printing technique to generate bubbles of micro size, a transparent pattern having an etching effect can be expressed. If diffuse reflection of light occurs in the bubble, the gloss of the steel sheet is reduced, thereby maximizing the etching effect in the portion where the transparent ink is sprayed.
  • the average diameter of the said bubble formed on the steel plate is 0.5-3 micrometers. If the average diameter is less than 0.5 ⁇ m bubble size is too small to reduce the diffuse reflection effect of light, when exceeding 3 ⁇ m excellent diffuse reflection effect of light but excessively increase the air layer of the bubble may be weak physical properties of the coating film.
  • the inkjet printing method is applied to a material such as paper or cloth, which is easy to absorb ink, and thus, bubbles generated during ink ejection are absorbed by the material and disappear.
  • a material such as paper or cloth
  • bubbles generated during ink ejection are absorbed by the material and disappear.
  • the micro bubbles remain without being absorbed by the material, and in order to maintain them, it is preferable to cure the ink at a fast time within 2 seconds.
  • the transparent ink is cured quickly within 2 seconds after being sprayed onto the adherend. That is, in order to minimize the disappearance of bubbles, it is preferable to ultraviolet-cur the ink within 2 seconds after the high speed jet of the inkjet.
  • the time is preferably more than 0 and 2 seconds or less. If it exceeds 2 seconds, bubbles generated in the steel sheet disappear and no diffuse reflection effect of light appears. The etching effect is inferior.
  • pretreatment may be performed through plasma pretreatment.
  • Plasma treatment prior to forming the printed coating layer can improve the surface properties of the steel sheet to improve the adhesion between the printed coating layer and the surface of the steel sheet.
  • plasma treatment can improve the adhesion between the printed coating layer and the surface of the steel sheet.
  • the transparent ink may be a mixture of one or more resin components selected from polymers such as polyesters, modified polyesters, high polymer polyesters, acrylate oligomers of epoxy, urethane and ester, but is not limited thereto. .
  • the spraying of the transparent ink is not particularly limited as long as it is a conventional ink spraying facility, but may be performed by, for example, inkjet printing or laser printing.
  • the spraying speed is preferably 1 to 20kHz. If the spraying speed is less than 1 kHz, bubbles are not sufficiently generated on the surface of the steel sheet, so that the effect of etching is not exhibited in the printed coating layer. If the spraying speed is more than 20 kHz, an excessive amount may be sprayed, so that a desired design may not be expressed.
  • the cured printed coating layer is preferably a thickness of 1 to 20 ⁇ m. If the thickness is less than 1 ⁇ m, the matting effect is inferior to the etched steel sheet. If the thickness is more than 20 ⁇ m, the matting effect may be excellent due to bubbles in the printed coating film, but peeling of the coating film may occur.
  • the cured printed coating layer has a surface gloss of 3 to 50 on a 60 ° basis. If the surface gloss is less than 3, the effect of etching is excellent, but the physical properties of the printing coating film may be relatively weak due to the increase in the number of bubbles. If the surface glossiness is greater than 50, the etching effect is not exhibited in the printing coating layer.
  • the steel sheet is a stainless steel sheet; Aluminum plated steel sheet; galvanized steel; Zinc alloy plated steel sheet; A plated steel sheet containing an impurity or a dissimilar metal which is cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron magnesium, tin, copper or a mixture thereof; Aluminum alloy plate to which silicon, copper magnesium, iron, manganese, titanium, zinc or a mixture thereof is added; It may be a cold rolled steel sheet or a hot rolled steel sheet.
  • FIG. 1 illustrates a cross section of a stainless steel sheet including a printed coating layer. As shown in FIG. 1, since diffused reflection of light occurs in bubbles included in the printed coating layer, the printed coating layer may have an effect of etching.
  • the color-coated steel plate which has the effect of a high sensation and a high gloss can be manufactured.
  • preparing a steel sheet having a color coating layer formed on at least one surface a printing coating layer forming step of forming a printing coating layer by spraying a transparent ink on top of the color coating layer and the curing of the printed coating layer
  • a curing step of forming the printed coating film layer can be produced a color coated steel sheet having the effect of high sensation and high gloss.
  • the color coated steel sheet manufactured according to one embodiment of the present invention it is possible to achieve high quality and differentiation of a product by introducing a pattern of high sensation and high gloss using transparent ink into a coated steel sheet made of a single color such as general black.
  • a transparent patterned printed steel sheet with little damage and deformation of the printing pattern during molding.
  • a color coating layer may be formed on the chromium-free layer.
  • the color coating layer may be directly formed on at least one surface of the steel sheet without forming the chromium-free layer.
  • the resin included in the color coating layer may be a polyester-based polymer resin, the molecular weight of the polymer resin may be 10000 to 25000.
  • the color coating layer containing the resin may have a black color.
  • the said dry coat film thickness is 1-30 micrometers. If the thickness is less than 1 ⁇ m coating film thickness is too thin, there is a difficulty in securing physical properties, if it exceeds 30 ⁇ m physical properties are stable but may cause problems in economic efficiency. In addition, it is preferable that the surface glossiness is 5 to 90 based on the color coat layer 60 °.
  • a transparent ink may be sprayed on the color coating layer to form a printing coating layer. It may be one of the transparent natural drying, thermosetting and ultraviolet curable inks, and thus, the printing coating layer may be cured by natural drying, heat or ultraviolet rays according to the type of transparent ink.
  • the transparent ink may be a mixture of at least one resin component selected from polymers such as polyester, modified polyester, high polymer polyester, acrylate oligomers of epoxy, urethane and ester.
  • the spraying of the transparent ink is not particularly limited as long as the ink is spraying equipment, but may be performed by, for example, inkjet printing or laser printing.
  • the injection speed is 1 to 20 kHz when the transparent ink is sprayed on the color coating layer. If the spraying speed is less than 1 kHz, the spraying ink may be slow, and the resolution of the printing film may be lowered. If the spraying speed is over 20 kHz, excessive bubbles are generated in the prepainted steel sheet, resulting in diffused reflection of light due to the bubbles, and thus the effect of high gloss and high sensation. Does not appear.
  • the transparent ink onto the color coated steel sheet After spraying the transparent ink onto the color coated steel sheet, it is preferable to dry at room temperature for at least 5 seconds so that no bubbles remain in the printed coating film layer, and then harden after passing a leveling time for removing bubbles.
  • the drying is more preferably carried out for a time of 5 seconds or more. If the bubble removal time is less than 5 seconds, since the diffused reflection of light is made by the bubble, it is impossible to implement a high-gloss and high-transparent transparent pattern print effect, and if it is more than 5 seconds, bubbles are removed and the leveling of the printed film is made by itself. High gloss effect can be obtained.
  • the printed coating layer may be cured to form a cured printed coating layer, and the cured printed coating layer may have a thickness of 0.5 to 30 ⁇ m. If the thickness is less than 0.5 ⁇ m does not exhibit the effect of high gloss and high sunscreen, if it exceeds 30 ⁇ m the coating film is brittle and inferior adhesion.
  • the cured printed coating layer has a surface gloss of 60 to 110 on a 60 ° basis. If the surface gloss is less than 60, the effect of high gloss and high sun does not appear, and if it is 110 or more, there is no problem in the implementation of high gloss and high sun, but there is a disadvantage in that the surface defects such as tee or dust are displayed too well.
  • the printing coating layer forming step may further comprise a pre-treatment step of treating the surface of the color coating layer with a plasma.
  • a pre-treatment step of treating the surface of the color coating layer with a plasma By pretreatment of the color coating layer, the surface of the color coating layer can be cleaned, and the bonding force between the color coating layer and the printing coating layer can be enhanced.
  • the steel sheet is a stainless steel sheet; Aluminum plated steel sheet; galvanized steel; Zinc alloy plated steel sheet; A plated steel sheet containing an impurity or a dissimilar metal which is cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, aluminum, manganese, iron magnesium, tin, copper or a mixture thereof; Aluminum alloy plate to which silicon, copper magnesium, iron, manganese, titanium, zinc or a mixture thereof is added; It may be a cold rolled steel sheet or a hot rolled steel sheet.
  • the printing coating layer does not include bubbles, and thus, a diffuse reflection effect of light does not occur, and thus may have a high sunshine or high gloss effect.
  • the injection speed of the ink is 12kHz, and a continuous process was performed to be made within 2 seconds until the start of ultraviolet curing after the ink injection.
  • Table 1 shows the results of glossiness and print adhesion according to the change of the coating film thickness.
  • Examples 1-5 whose coating film thickness is 1-20 micrometers had favorable adhesiveness of a printed coating film layer and a stainless steel plate, but Comparative Example 1 confirmed that adhesiveness was bad.
  • a black polyester-based polymer resin was coated on a 0.4 to 0.5 mm thick galvanized steel sheet to a thickness of 10 ⁇ m, and then dried and cured. Then, the pattern printing was performed by inkjet printing the transparent high-definition ultraviolet curable ink on the dry coating film of a black polymer resin layer.
  • the printing coating layer was cured after leveling to remove bubbles so that bubbles did not remain.
  • Table 2 shows the results of the coating glossiness according to the leveling time.
  • Examples 6 to 8 having a leveling time of 5 seconds or more have a glossiness of 85 or more, and therefore, it was confirmed that the results of high gloss and high sun were shown in comparison with Comparative Examples 2 and 3.
  • the present invention simplifies the etching pattern process of the zone, lowers the process operating cost, and provides a transparent patterned printed steel sheet having high hardness and excellent workability of the coating film, and thus, there is considerable applicability in industry.

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Abstract

강판의 적어도 일면에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 자외선 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하며 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법을 제공하며, 적어도 일면에 칼라 도막층이 형성된 강판을 준비하는 단계, 상기 칼라 도막층의 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법을 제공하고, 이로 인해, 기존의 에칭 패턴 공정을 간소화하여 공정 운영 비용을 낮추며, 도막의 경도가 높고 가공성이 우수한 투명 패턴 프린트 강판을 제공하는 효과가 있다.

Description

투명 패턴 프린트 강판 제조 방법
본 발명은 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법에 관한 것이다.
강판 상에 산 에칭으로 디자인을 적용하는 경우, 강판 상에 고분자 수지로 패턴 인쇄를 한 후, 산 에칭을 통해 패턴 인쇄가 없는 부분을 산으로 녹여내어 소재의 에칭 패턴을 만들어 낸다. 또한, 소재의 에칭 후 다시　고분자 패턴 인쇄부분을 녹여 내어 소재가 노출되게 해주어야 한다. 따라서, 고분자 패턴 인쇄, 건조, 산에칭, 세척, 고분자 패턴 제거 및 세척의 단계를 순차적으로 거쳐야 제품이 생성되므로, 공정이 복잡하고 운영 비용이 높다.
한편, 용액을 이용하여 강판 상에 디자인을 적용하는 방법으로 프린트 강판을 제조하는 경우, 용액으로 에칭의 느낌을 표현하기 위하여 상기 용액에 소광제인 실리카 입자를 함께 배합한다. 이로 인해, 용액의 광택을 낮추어 에칭의 느낌을 구현하고 있다.　하지만, 용액에 과량의 실리카를 첨가하면 도막의 경도가 높아지고 가공성이 취약하며 해상도가 저하되는 문제점이 있다.　또한, 잉크젯 프린트를 이용하는 프린팅 공정은 수 마이크로의 실리카가 잉크 분사 노즐을 막는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
칼라 도장강판, 특히, 흑색 칼라 도장강판은 소재 자체에 디자인 패턴이 적용되고 있지 않으므로, 제품의 고급화 및 차별화를 이루기 위해서는 고선영의 칼라 프린트 강판을 제조하는 기술이 필요하다.
본 발명은 기존의 에칭 패턴 공정을 간소화하여 공정 운영 비용을 낮추며, 소광제를 포함하지 않은 용액을 사용하여 도막의 경도가 높고 가공성이 우수한 투명 패턴 프린트 강판 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 강판의 적어도 일면에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 자외선 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하며 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법을 제공한다.
상기 인쇄 도막층 형성 단계 이후에, 상기 인쇄 도막층을 상온에서 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조는 0초 초과 2초 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 인쇄 도막층 형성 단계 이전에, 상기 강판의 표면을 플라즈마로 처리하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분사는 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행될 수 있다.
상기 분사는 속도가 1 내지 20 kHz일 수 있다.
상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 1 내지 20㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 3 내지 50일 수 있다.
상기 경화된 인쇄 도막층은 평균 직경이 0.5 내지 3㎛인 기포를 포함할 수 있다.
상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 일면에 칼라 도막층이 형성된 강판을 준비하는 단계, 상기 칼라 도막층의 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법을 제공한다.
상기 인쇄 도막층 형성 단계 이후에, 상기 인쇄 도막층을 상온에서 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조는 5초 이상의 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 인쇄 도막층 형성 단계 이전에, 상기 칼라 도막층의 표면을 플라즈마로 처리하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분사는 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행될 수 있다.
상기 분사는 속도가 1 내지 20 kHz일 수 있다.
상기 칼라 도막층은 건조 도막 두께가 1 내지 30㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 5 내지 90일 수 있다.
상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 0.5 내지 30㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 60 내지 110일 수 있다.
상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판일 수 있다.
본 발명의 투명 패턴 프린트 강판을 제조하는 방법은 기존의 에칭 패턴 공정을 간소화하여 공정 운영 비용을 낮추며, 도막의 경도가 높고 가공성이 우수한 투명 패턴 프린트 강판을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 인쇄 도막층을 포함하는 스테인리스 강판의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 인쇄 도막층을 포함하는 칼라 도장 강판의 단면을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법에 따르면, 투명 잉크를 이용하여 강판 상에 에칭의 효과를 구현할 수 있고, 칼라 도장 강판에는 고선영 패턴의 효과를 구현할 수 있다.
강판 상에 에칭의 효과를 부여하기 위한 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법은, 강판의 적어도 일면에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 자외선 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함할 수 있다.
한편, 칼라 도장 강판에 고선영 패턴의 효과를 구현하기 위한 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법은, 적어도 일면에 칼라 도막층이 형성된 강판을 준비하는 단계, 상기 칼라 도막층의 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함할 수 있다.
종래에는, 산 용액을 이용하여 강판을 직접 에칭하거나, 소광제를 포함하는 용액을 강판 상부에 적용하여 에칭 효과를 나타내었다. 그러나, 산 용액을 이용한 직접적인 에칭의 방법은 공정이 복잡하고 공정 운영 비용이 높은 문제점이 있다. 또한, 소광제를 포함한 용액을 이용하는 방법은 소광제와 강판의 부반응으로 인하여 도막의 경도가 낮고 강판의 가공성이 열위한 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명의 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법에 따르면, 강판의 적어도 일면에 투명 잉크를 프린팅 기법으로 분사하여 마이크로 사이즈의 기포를 생성시키면, 에칭 효과를 가지는 투명 패턴을 표현할 수 있다. 상기 기포에서 빛의 난반사가 발생하면 강판의 광택이 감소하여, 투명 잉크가 분사된 부분에서 에칭 효과를 극대화시킬 수 있다.
강판 상에 형성된 상기 기포의 평균 직경은 0.5 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 상기 평균 직경이 0.5㎛ 미만이면 기포의 사이즈가 너무 작아서 빛의 난반사 효과가 떨어지고, 3㎛ 초과하면 빛의 난반사 효과는 우수하나 기포의 공기층의 과도하게 증가하여 도막의 물성이 취약해질 수 있다.
일반적으로 잉크젯 인쇄 방식은 잉크의 흡수가 용이한 종이나 천 등의 소재에 적용하므로, 잉크 분사 시 생긴 기포가 소재에 흡수되면서 소멸된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예와 같이, 강판 표면에 잉크를 분사하면 마이크로 기포는 소재에 흡수되지 않고 잔존하며, 이를 유지하기 위하여 2초 이내의 빠른 시간에 잉크를 경화시키는 것이 바람직하다.
잉크젯의 고속 분사에 의해 강판에 발생하는 기포의 소멸을 최소화하기 위해서는, 상기 투명 잉크가 피착체에 분사된 후 2초 이내에 빠르게 경화되는 것이 바람직하다. 즉, 기포의 소멸을 최소화하기 위해서는, 잉크젯의 고속 분사 후 2초 이내에 잉크를 자외선 경화시키는 것이 바람직하다.
투명 잉크가 강판에 분사된 후 자외선 경화가 시작되기 전까지의 시간은 0 초과 2초 이하인 것이 바람직하며, 2초 초과하는 경우 강판에 생성된 기포가 소멸되어 빛의 난반사 효과가 나타나지 않아서 인쇄 도막층으로 인한 에칭 효과가 열위된다.
한편, 강판에 직접적으로 인쇄 도막층을 형성 시 도막의 박리가 발생할 우려가 있다. 따라서, 플라즈마 전처리를 통해 전처리를 수행할 수 있다. 인쇄 도막층을 형성하기 전에 플라즈마 처리를 함으로 인하여, 강판의 표면 특성이 개선되어 인쇄 도막층과 강판 표면의 접착력을 향상시켜 줄 수 있다. 또한, 플라즈마 처리로 인해 강판 표면의 이물질을 제거하여 인쇄 도막층과 강판 표면의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 투명 잉크는 폴리에스테르, 변성 폴리에스테르, 하이폴리머 폴리에스테르 등의 폴리머계, 에폭시계, 우레탄계 및 에스테르계의 아크릴레이트 올리머에서 선택된 하나 이상의 수지 성분이 혼합된 것일 수 있으나, 이로써 한정하는 것은 아니다.
상기 투명 잉크의 분사는 통상적인 잉크 분사 설비라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어, 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행될 수 있다.
강판 상부에 투명 잉크를 분사 시 분사 속도는 1 내지 20kHz인 것이 바람직하다. 분사 속도가 1kHz 미만이면 강판의 표면에 기포가 충분히 생기지 않아 인쇄 도막층에서 에칭의 효과가 나타나지 않으며, 20kHz 초과하면 과도한 양이 분사되어 원하는 디자인이 표현되지 못할 수 있다.
한편, 상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 1 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 1㎛ 미만이면 소광 효과가 떨어져 에칭 강판으로의 효과가 없고, 20㎛ 초과하면 인쇄 도막의 기포로 인하여 소광 효과는 우수하나 도막의 박리가 발생할 수 있다.
상기 경화된 인쇄 도막층은 60° 기준으로 표면 광택이 3 내지 50인 것이 바람직하다. 표면 광택이 3 미만이면 에칭의 효과는 우수하게 나타나나 기포의 수가 많아짐으로 인하여 상대적으로 인쇄 도막의 물성이 취약해질 수 있으며, 50 초과하면 인쇄 도막층에서 에칭의 효과가 나타나지 않는다.
상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판일 수 있다.
도 1은 인쇄 도막층을 포함하는 스테인리스 강판의 단면을 도시한 것이다. 상기 도 1에 나타난 바에 따르면, 인쇄 도막층에 포함된 기포에서 빛의 난반사가 일어남으로 인해, 인쇄 도막층은 에칭의 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법을 칼라 도장 강판에 적용하면, 고선영 및 고광택의 효과를 가지는 칼라 도장 강판을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 적어도 일면에 칼라 도막층이 형성된 강판을 준비하는 단계, 상기 칼라 도막층의 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계 및 상기 인쇄 도막층을 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하는 제조 방법을 통하여 고선영 및 고광택의 효과를 가지는 칼라 도장 강판을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 의하여 제조된 칼라 도장 강판의 경우,　일반적인 흑색 등의 단색으로 이루어진 도장 강판에 투명 잉크를 이용해 고선영 및 고광택의 패턴을 도입하여 제품의 고급화 및 차별화를 이룰 수 있다. 또한, 성형가공 시 프린팅 패턴의 손상과 변형이 거의 없는 투명 패턴 프린트 강판을 제공할 수 있다.
강판의 적어도 일면에 크롬-프리계 전처리 코팅액을 도포하여 크롬-프리층을 형성한 후 상기 크롬-프리층의 상부에 칼라 도막층을 형성할 수 있다. 또는, 상기 크롬-프리층을 형성하지 않고, 강판의 적어도 일면에 상기 칼라 도막층을 직접적으로 형성할 수 있다.
상기 칼라 도막층에 포함되는 수지는 폴리에스터계 고분자 수지일 수 있으며, 상기 고분자 수지의 분자량은 10000 내지 25000 일 수 있다. 상기 수지를 포함하는 칼라 도막층은 검은색을 띌 수 있다.
한편, 상기 칼라 도막층은 건조 도막 두께가 1 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 1㎛ 미만이면 도막 두께가 너무 얇아서 물성 확보의 어려움이 있고, 30㎛ 초과하면 물성은 안정적이지만 경제성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 칼라 도막층 60° 기준으로 표면 광택이 5 내지 90인 것이 바람직하다.
상기 칼라 도막층을 형성한 후, 상기 칼라 도막층 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성할 수 있다. 상기 투명 자연 건조성, 열경화성 및 자외선 경화성 잉크 중 하나일 수 있으며, 따라서, 인쇄 도막층은 투명 잉크의 종류에 따라서 자연건조, 열 또는 자외선의 방법으로 경화될 수 있다. 또한, 상기 투명 잉크는 폴리에스테르, 변성 폴리에스테르, 하이폴리머 폴리에스테르 등의 폴리머계, 에폭시계, 우레탄계 및 에스테르계의 아크릴레이트 올리고머에서 선택된 하나 이상의 수지 성분이 혼합된 것일 수 있다.
상기 투명 잉크의 분사는 통상적으로 잉크를 분사 설비라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어, 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행될 수 있다.
또한, 칼라 도막층 상부에 투명 잉크를 분사 시 분사 속도는 1 내지 20kHz인 것이 바람직하다. 분사 속도가 1kHz 미만이면 분사되는 잉크의 속도가 느려 인쇄 도막의 해상도가 낮아질 수 있으며, 20kHz 초과하면 칼라 도장 강판에 과도한 기포가 생성되어 상기 기포로 인한 빛의 난반사가 일어나므로 고광택 및 고선영의 효과가 나타나지 않는다.
칼라 도장 강판에 투명 잉크를 분사한 후 인쇄 도막층 내에 기포가 잔존하지 않도록 5초 이상의 시간 동안 상온에서 건조하여, 기포 제거를 하는 레벨링 시간을 거친 후에 경화하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 인쇄 도막층 형성 단계 이후에, 상기 인쇄 도막층을 상온에서 건조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 건조는 5초 이상의 시간 동안 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 기포 제거 시간이 5초 미만이면 상기 기포에 의해 빛의 난반사가 이루어지므로 고광택 및 고선영의 투명 패턴 프린트 효과를 구현할 수 없고, 5초 이상이면 기포가 제거되고 인쇄 도막의 레벨링이 스스로 이루어져 고선영 및 고광택의 효과를 얻을 수 있다.
상기 수치 범위의 레벨링 시간 경과 후, 상기 인쇄 도막층을 경화하면 경화된 인쇄 도막층을 형성할 수 있으며, 상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 0.5 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.5㎛ 미만이면 고광택 및 고선영의 효과가 나타나지 않으며, 30㎛ 초과하면 도막 부서지기 쉽고 부착력이 열위된다.
한편, 상기 경화된 인쇄 도막층은 60° 기준으로 표면 광택이 60 내지 110인 것이 바람직하다. 표면 광택이 60 미만이면 고광택 및 고선영의 효과가 나타나지 않으며, 110 이상이면 고광택 및 고선영의 구현에는 문제가 없지만 티 또는 먼지 등의 표면 결함의 노출이 너무 잘 표시되는 단점이 있다.
상기 인쇄 도막층 형성 단계 이전에, 상기 칼라 도막층의 표면을 플라즈마로 처리하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다. 칼라 도막층을 전처리함으로 인해, 칼라 도막층 표면을 세정할 수 있으며, 칼라 도막층과 인쇄 도막층의 결합력을 높일 수 있다.
상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판일 수 있다.
도 2는 인쇄 도막층을 포함하는 칼라 도장 강판의 단면을 도시한 것이다. 상기 인쇄 도막층은, 도 1의 스테인리스 강판 상에 형성된 인쇄 도막층과 달리, 기포를 포함하고 있지 않으므로 빛의 난반사 효과가 발생하지 않아 고선영 또는 고광택 효과를 가질 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 스테인리스 강판 상에 형성된 인쇄 도막층
0.4 내지 0.5 mm 두께의 스테인리스 강판에 공기 중에서 800W 세기의 플라즈마를 10초 동안 조사한 후, 안료가 포함되지 않은 투명한 자외선 경화형 잉크를 잉크젯 프린트로 패턴 인쇄했다.
이때, 잉크의 분사 속도는 12kHz이며, 잉크 분사 후 자외선 경화 시작까지는 2초 이내에 이루어지도록 연속 공정을 실시하였다. 표 1은 도막 두께의 변화에 따른, 광택도 및 인쇄 밀착성의 결과를 나타낸 것이다.
구분 도막 두께(㎛) 광택도 인쇄 밀착성
실시예1 1 40~45 양호
실시예2 5 3~25 양호
실시예3 10 10~35 양호
실시예4 15 15~40 양호
실시예5 20 25~50 양호
비교예1 30 55~60 불량
표 1에 나타난 바에 따르면, 도막 두께가 1 내지 20㎛인 실시예 1 내지 5는 인쇄 도막층과 스테인리스 강판의 밀착성이 양호하나, 비교예 1은 밀착성이 불량하다는 것을 확인했다.
2. 칼라 도장 강판 상에 형성된 인쇄 도막층
0.4 내지 0.5mm 두께의 아연도금강판에 흑색을 띠는 폴리에스터계 고분자 수지를 10㎛의 두께로 코팅한 후, 건조 및 경화시켰다. 그 후,　흑색 고분자 수지층의 건조 도막 위에 투명 고선영 자외선 경화 잉크를 잉크젯 프린트로 패턴 인쇄를 했다.
기포가 잔존하지 않도록 기포 제거를 위한 레벨링을 실시한 후 인쇄 도막층을 경화시켰다. 하기 표 2는 레벨링 시간에 따른 도막 광택도의 결과를 나타낸 것이다.
구분 분사 후 잉크 레벨링 시간(초) 광택도
비교예2 1 30
비교예3 3 55
실시예6 5 85
실시예7 7 93
실시예8 9 95
표 2에 나타난 바에 따르면, 레벨링 시간이 5초 이상인 실시예 6 내지 8은 광택도가 85 이상이므로, 비교예 2 및 3에 비하여, 고광택 및 고선영의 효과를 나타낸다는 것을 확인했다.
본 발명은 존의 에칭 패턴 공정을 간소화하여 공정 운영 비용을 낮추며, 도막의 경도가 높고 가공성이 우수한 투명 패턴 프린트 강판을 제공하므로, 산업상으로 현저한 이용 가능성이 있다.

Claims (18)

  1. 강판의 적어도 일면에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계; 및
    상기 인쇄 도막층을 자외선 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄 도막층 형성 단계 이후에, 상기 인쇄 도막층을 상온에서 건조하는 단계를 더 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 건조는 0초 초과 2초 이하의 시간 동안 수행되는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄 도막층 형성 단계 이전에, 상기 강판의 표면을 플라즈마로 처리하는 전처리 단계를 더 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 분사는 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행되는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 분사는 속도가 1 내지 20kHz인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 1 내지 20㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 3 내지 50인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 경화된 인쇄 도막층은 평균 직경이 0.5 내지 3㎛인 기포를 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  10. 적어도 일면에 칼라 도막층이 형성된 강판을 준비하는 단계;
    상기 칼라 도막층의 상부에 투명 잉크를 분사하여 인쇄 도막층을 형성하는 인쇄 도막층 형성 단계; 및
    상기 인쇄 도막층을 경화하여 경화된 인쇄 도막층을 형성하는 경화 단계를 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 인쇄 도막층 형성 단계 이후에, 상기 인쇄 도막층을 상온에서 건조하는 단계를 더 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 건조는 5초 이상의 시간 동안 수행되는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 인쇄 도막층 형성 단계 이전에, 상기 칼라 도막층의 표면을 플라즈마로 처리하는 전처리 단계를 더 포함하는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 분사는 잉크젯 프린트 또는 레이저 프린트에 의해 수행되는 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 분사는 속도가 1 내지 20kHz인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 칼라 도막층은 건조 도막 두께가 1 내지 30㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 5 내지 90인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 경화된 인쇄 도막층은 두께가 0.5 내지 30㎛이며, 광택도가 60° 기준으로 60 내지 110인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
  18. 제 10항에 있어서, 상기 강판은 스테인리스 강판; 알루미늄도금강판; 아연도금강판; 아연합금화 도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 냉연강판 또는 열연강판인 투명 패턴 프린트 강판 제조 방법.
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