KR100292257B1 - 금속의장품의고광택마감도장기술 - Google Patents

Abstract

엘리베이터등에 사용되는 금속 의장품의 광택과 입체감을 향상시키기 위한 고광택 마감 도장방법을 제공한다.

본 발명에 의한 고광택 마감 도장방법은 도장 등의 의장작업이 완료된 금속 의장품 표면상에 자외선 경화형 투명 도료를 코팅하고 건조하는 것을 특징으로 하며, 추가적으로 고광택 투명 도료 코팅 및 건조에 앞서 아이솔레이트층을 코팅하고 건조하는 단계와, 표면의 이물질을 제거하는 연마 단계를 포함할 수도 있다.

본 발명에 의하여 얻어지는 금속 의장품의 표면 굴곡은 종래기술에 의한 표면 굴곡에 비하여 현저히 감소함으로써 광택, 입체감 또는 표면 미감등이 향상되며, 작업공정이 비교적 간단하므로, 품질의 균일성 및 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

Description

금속 의장품의 고광택 마감 도장기술{HIGH-GLOSS FINISH COATING METHOD FOR METAL MANUFACTURE}

본 발명은 금속 의장품의 고광택 마감 도장방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 도장, 실크 스크린 등의 입체감을 나도록 하기 위하여 엘리베이터등의 금속 의장품에 투명도료를 코팅하고 건조하는 고광택 마감 도장 방법에 관한 것이다.

현재 엘리베이터등에 사용되는 금속 의장품에는 도장, 도금, 전사, 인쇄, 에칭 및 소재 인가공 등의 기술등이 널리 사용되고 있으며, 최근에는 실크 스크린등과 같은 인쇄, 전사에 의한 특수한 의장품의 요구가 증가하고 있는 추세이다.

제작된 금속 의장품은 소재 상태 보호를 위하여 마감 코팅 작업이 행해지고 있으며, 이러한 마감 코팅 방법으로는 일반적으로 용제 희석형 분무 작업방법이 이용되고 있다.

이러한 분무 작업은 의장품의 표면에 도료가 분사 될 때 발생되는 귤 껍질 같은 표면의 굴곡이 발생하고 그 굴곡이 의장품에 그대로 노출됨으로서 입체감을 주지 못하며 단지 보호 코팅층으로만 이용되고 있는 실정이다.

표면 보호기능 이외에 표면 굴곡을 없애고 의장품에 입체감을 주기 위하여, 종래에는 도 3에 도시한 바와 같이 3∼4회의 분무형 투명 도장(코팅)과 코팅층 연마 작업을 수행하는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 작업은 수작업으로 이루어져 작업자의 노동력에 의존하고 있는 실정이다.

종래기술에 의한 일반적 금속 의장품의 제조 공정을 첨부된 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 엘리베이터등에 사용되는 일반적인 금속 도장물은 가공 및 조립이 완료된 금속 도장제품 표면의 기름 성분 제거를 위한 전처리 단계와, 소재의 보호를 위한 하도(下塗)도장 단계와, 색상을 내기 위한 상도(上塗)도장 단계와, 도료를 건조하는 건조 단계 공정의 순서로 제작된다.

도장작업 방법은 분무작업을 용이하게 하기 위하여 도료에 신나를 15∼30%의 무게비로 혼합하여 수행되며, 대개 30∼50㎛ 두께로 도장 작업이 행해지고 있으며, 제품의 요구 성능에 따라 도료 종류 및 도장 방법이 결정되게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 실크 스크린 작업 공정은 도장물 제작 단계와, 도장물을 세정하는 단계와, 세정액을 건조하는 건조 단계와, 무늬를 인쇄하는 인쇄 단계와, 인쇄 잉크를 말리는 건조 단계와, 인쇄 상태를 검사하는 검사 단계와, 인쇄층을 보호하는 투명 코팅 작업 단계와, 150℃에서 20∼30분 동안 건조하는 최종 단계와, 최종 작업상태 확인 및 포장 단계의 순서로 진행된다.

이때, 인쇄 단계는 인쇄하고자 하는 문양의 색상수에 따라서 인쇄 횟수가 결정되며, 인쇄 회수와 회수 사이에는 건조 단계가 반복되며, 이때의 건조 조건은 80∼100℃에서 20∼30분 건조하거나 자연상태에서 24시간 이상 방치하여 건조한다.

상기의 투명 코팅의 재료로는 아크릴 우레탄 수지계 투명 도료 또는 순수 우레탄 수지계 투명 도료가 사용되고, 외부에 설치할 경우에는 불소기를 함유한 불소수지계 투명 도료가 사용되며 투명 코팅층의 두께는 대개 20∼35㎛으로 도포된다.

이렇게 제작된 금속 의장품이 고광택을 가지거나, 특수한 입체감을 가지도록 하기위하여, 종래에는 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 도장면 연마 작업이 수행되었다.

이러한 종래기술에 의한 도장면 연마작업은, 일반적인 의장품 공정(예, 도장품, 실크스크린등)이 완료된 제품에 연마성이 우수한 아크릴 우레탄 수지계 투명 도료를 25∼35㎛의 두께로 도포하는 1차 코팅 단계와, 표면의 코팅막을 퍼지게 하기 위한 10분간의 방치 단계와, 1차 코팅조건과 동일한 2차 코팅 단계와, 140∼150℃온도에서 20분간 건조하는 건조단계와, 코팅층의 굴곡 및 티 등을 없애는 연마 공정 단계와, 도료와 신나를 1:1로 혼합한 도료로 10∼15㎛두께로 3차 코팅하는 단계와, 150∼160℃에서 20분동안 건조하는 건조 단계 및 표면상태 검사단계로 이루어진다.

이때, 연마는 물에 적신 샌드페이퍼 #140∼600으로 코팅층의 굴곡이 없어질 때까지 일정한 방향으로 문질러 준다.

또한, 3차 코팅 완료후 코팅막에 굴곡이 있을 경우 연마 작업을 재 실시한 후 3차 코팅 작업 조건으로 다시 코팅 작업한다.

그러나, 전술한 바와 같이 종래 기술에 의하여 제작된 금속 의장품은, 도 4a에서와 같이 분무 코팅공정에서 발생하는 표면의 굴곡으로 인하여 표면이 미려하지 못하며 광택이 현저히 저하되는 현상이 발생된다.

이러한 굴곡을 없애고 광택을 내기 위하여 전술한 바와 같이 도 3과 같은 도장면 연마 작업이 수행되었으나, 이러한 연마 작업은 수작업으로 이루어져서 작업자의 숙련도에 의하여 품질이 달라질 뿐만 아니라 작업이 매우 힘들어 생산성이 현저히 적은 단점이 있었다.

본 발명의 전술한 바와 같은 종래기술의 단점을 해소한 금속 의장품의 고 광택 마감 도장 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 표면의 굴곡을 제거함으로써, 표면을 미려하게 하고 광택을 향상시켜 의장품에 입체감을 부여하는 고광택 마감 코팅 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 금속 의장품에 고광택 및 입체감을 부여하기 위한 간단한 공정의 마감 도장방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 금속 의장품(意匠品)의 제조 공정을 설명하기 위한 공정도이다.

도 2는 일반적인 실크스크린 의장물의 제조 공정을 설명하기 위한 공정도이다.

도 3은 도장면에 광택과 입체감을 주기 위한 종래기술에 의한 연마 작업 공정을 설명하기 위한 공정도이다.

도 4a는 일반적인 코팅 작업에서 얻어지는 표면의 굴곡 상태를 나타내며, 도 4b는 종래 기술에 의한 도장면 연마 작업의 결과로 얻어지는 코팅층 표면 상태를 보여주며, 도 4c는 본 발명에 의하여 제작된 의장품에서 얻어지는 코팅층 표면 상태를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 의한 금속 의장품 고광택 마감 도장방법의 공정을 도시한 흐름도이다.

도 6a는 본 발명의 코팅 작업에 이용되는 플로우 코팅 설비에 대한 사진이며, 도 6b는 본 발명의 코팅 작업에 이용되는 스프레이 코팅 설비에 대한 사진이다.

도 7은 본 발명에 사용되는 건조로(乾燥爐)의 개략 단면도로서, (1)구간은 적외선 가온(加溫) 구간이며, (2)구간은 단파장 건조 구간이며, (3)구간은 장파장 건조 구간이다.

도 8은 의장품에 사용되는 본 발명에 의한 도료의 건조 과정을 도시한 것으로서, 순서대로 건조 초기 과정, 건조 진행 과정 및 건조 완성 과정에서의 건조 반응 메카니즘을 도시한다.

이하에서는, 전술한 바와 같이 종래 기술에 의한 도장면 연마 작업이 가지는 단점을 해결하는 동시에, 엘리베이터등에 사용되는 금속 의장품의 광택과 입체감을 향상시키기 위한 고광택 마감 도장방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 고광택 마감 도장방법은 도장 등의 의장작업이 완료된 금속 의장품 표면상에 투명 도료를 코팅하고 건조하는 것을 특징으로 하며, 투명 도료 코팅을 견고하게 하고 표면상태를 우수하게 하기 위하여 고광택 투명 도료 코팅에 앞서 아이솔레이트층을 코팅하고 건조하는 단계와, 표면의 이물질을 제거하는 연마 단계를 추가적으로 포함할 수도 있다.

본 발명에 의한 고광택 투명 도료 코팅 방법은 도 5에 도시한 바와 같이, 도장 등의 의장작업이 완료된 제품에 아이솔레이트층을 코팅하는 단계를 포함하며, 이러한 아이솔레이트 코팅작업은 다음 코팅과 우수한 접착이 이루어지도록 하기 위한 것이며, 코팅재료로는 에폭시 수지 또는 우레탄 수지계 아이솔레이트가 사용된다.

이러한 아이솔레이트 코팅 작업방법은 일반 코팅 작업과 동일하게 분무 도장에 의하여 수행되며, 작업 조건은 아이솔레이트 종류 또는 도장될 의장품의 표면처리상태에 따라 다르다. 본 발명의 실시예에서 사용된 아이솔레이트는 우레탄 수지계의 2액형이며, 주제와 경화제를 1:1로 혼합한 후 분무 작업을 수행한다.

본 공정에서 주의할 사항은 본 작업전 의장품에 처리된 표면처리 상태에 따라 아이솔레이트 종류 및 작업 조건이 결정 된다는 것이다. 예를 들면, 본 공정전에 실크 스크린 작업이 이루어졌다면 실크 스크린 인쇄층에 손상을 주지 않은 아이솔레이트를 사용하거나 용해력이 약한 아이솔레이트를 사용하여야 한다.

이때 사용되는 아이솔레이트는 각각 실험을 통하여 선정하여야 하며, 일반적으로 건조가 빠른 우레탄 수지계 또는 알콜 용제형 에폭시 수지계 아이솔레이트가 사용될 수 있다.

다음으로 진행되는 공정으로는, 50∼60℃에서 30분간 건조하거나 상온에서 24시간 건조하는 건조 단계와, 표면의 이물질 등을 수세미 등으로 가볍게 제거하는 연마 단계와, 자외선 건조형 아크릴 수지 또는 우레탄 수지계 투명 도료를 스프레이 또는 플로우 코팅하는 단계와, 자외선 빛으로 건조하는 건조 단계와 등이 있다.

본 발명에 의한 코팅 작업방법은 그림 6도에 도시한 바와 같이 2종류가 있는 바, 평판구조일 경우에는 도 6a의 플로우 코팅 방법이 이용되고, 제품의 형상이 복잡하거나 3면 이상의 코팅 작업이 필요한 구조에 대해서는 도 6b의 스프레이 코팅 방법이 이용된다.

도 6a의 플로우 코팅이란 분출구로 도료를 흘러 보내고 그 사이로 제품이 지나가면서 코팅되는 코팅 방법이다.

코팅 두께는 100∼150㎛이 바람직하며 작업 완료후 의장품 표면에 티 및 굴곡 등의 결함이 있는 경우에는 수세미로 가볍게 연마한 후 다시 코팅 작업을 진행한다.

본 발명에 의한 건조공정에는 자외선을 발산하는 고압 수은등(燈)에 의한 건조 방법이 사용되고 있으며 도료의 종류 및 요구하는 품질에 따라 건조로의 구조가 다르게 제작이 된다.

도 7에 도시한 바와 같이 일반적인 자외선 건조로의 배열은 한 개의 라인으로 되어 있으며, 등(燈)의 순서대로 도 7의 (1) 구간에서는 적외선 램프에 의하여 40∼50℃에서 2∼3분 동안 도료의 신나 성분을 증발시키고, (2) 구간에서는 60W/cm의 저압 수은 등의 빛 발산에 의하여 코팅 내부를 건조시키고, (3) 구간에서는 80∼130W/cm의 고압 수은 등에 의하여 코팅층을 완전히 건조 시킨다.

본 발명에 사용되는 도료의 건조를 좀 더 상세히 설명하면, 도 8에 도시한 바와 같이 (a)는 건조 초기 과정으로서 도료 성분중 자외선에 노출이 되면 반응이 시작되는 반응 개시제 성분이 건조를 시작하는 단계이고, (b)는 주위의 도료를 반응 건조 시키는 건조 진행 단계이며, (c)는 건조가 완료되는 단계로서 총 15∼45초의 짧은 시간동안에 건조되는 장점이 있다.

본 발명인 금속 의장품 고광택 마감 도장방법은 수작업에 의존하던 종래의 방법과는 달리 자동화가 가능하고 작업공정이 비교적 간단하므로, 품질의 균일성 및 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하여 얻어지는 금속 의장품의 표면 굴곡은, 일반 코팅층 또는 종래기술에 의한 연마작업이 수행된 표면 굴곡 높이에 비하여 현저히 적음을 알수 있으며, 이로써 광택, 표면 미감등과 같은 표면의 의장 상태를 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 의장품의 표면 굴곡이 매우 적어 스크랏치(scratch)의 발생 우려가 적으며, 소재에 형성된 무늬의 형태 및 색상을 입체감이 나도록 함으로써 보는 사람으로 하여금 심미감을 느낄 수 있게 한다.

Claims (6)

1. 의장작업이 완료된 금속 의장품 상에 아이솔레이트층을 코팅하고 건조하는 단계와;

   상기 아이솔레이트층 표면의 이물질 등을 제거하는 연마 단계와;

   상기 연마 단계가 수행된 금속 의장품 상에 투명 도료를 코팅하고 건조하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아이솔레이트층 코팅 작업은 일반 코팅 작업과 동일하게 분무 도장에 의하여 수행되고,

   코팅 재료로는 의장품의 금속종류에 따라 에폭시 수지계열 아이솔레이트 및 우레탄 수지계 아이솔레이트중 하나가 사용되며,

   도장된 아이솔레이트층은 50∼60℃에서 30분간 및 상온에서 24시간중 하나의 조건하에서 건조되는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 아이솔레이트는 우레탄 수지계의 2액형이며, 주제(主劑)와 경화제를 1:1로 혼합한 후 코팅되는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.
4. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 투명 도료 작업은 자외선 건조형 아크릴 수지계 투명 도료 및 우레탄 수지계 투명 도료중 하나를, 스프레이 코팅 및 플로우 코팅중 한 방법에 의하여 두께 100∼150㎛로 코팅함으로써 수행되며,

   상기 투명 도료층의 건조는 자외선 빛에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.
5. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 투명 도료층 건조 공정은 한 개의 라인으로 되어 있는 자외선 건조로(乾燥爐)내에서 수행되며, 상기 자외선 건조로는,

   적외선 램프에 의하여 40∼50℃에서 2∼3분 동안 도료의 신나 성분을 증발시키기 위한 제 1 구간과,

   60W/cm의 저압 수은등(燈)의 빛 발산에 의하여 투명 도료 코팅층 내부를 건조시키는 제 2 구간 및,

   80∼130W/cm의 고압 수은등에 의하여 투명 도료 코팅층을 완전히 건조시키는 제3 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.
6. 도장 등의 의장작업이 완료된 금속 의장품의 표면상에 투명 도료를 코팅하는 단계와;

   상기 투명 도료층을 한 개의 라인으로 되어 있는 자외선 건조로(乾燥爐)내에서 건조하는 단계로 이루어지며,

   상기 자외선 건조로는 적외선 램프에 의하여 40~50℃에서 2~3분 동안 신나 성분을 증발시키기 위한 제 1 구간과, 60W/cm의 저압 수은등(燈)의 빛 발산에 의하여 투명 도료 코팅층 내부를 건조시키는 제 2 구간과, 80~130W/cm의 고압 수은등에 의하여투명 도료층을 완전히 건조시키는 제 3 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 의장품 고광택 마감 도장방법.

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