KR100653277B1 - 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법 - Google Patents

옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속시트의 표면에 대한 전처리 공정, 옵셋 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에 의한 인쇄공정, 인쇄된 금속시트의 건조공정, 여과된 옻액 및 락카 혼합액을 이용하여 상기 금속시트에 도포하는 도포공정 및 도포된 금속시트의 건조공정을 포함하여 구성되는 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속시트의 코팅방법은 인쇄방식을 이용하므로, 다양한 형태로 인쇄된 금속시트에 옻을 도포하므로, 다양한 무늬를 지닌 옻칠 코팅된 금속시트를 대량 생산할 수 있으며, 유해전자파의 흡수성, 원적외선 방사율 및 내구성이 우수하여, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재, 건축용 자재 등의 소재로 응용될 수 있다.
옻, 락카, 실크스크린 인쇄, 금속시트

Description

옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법{Coating method of metal sheet using Urushi lacquer mixture}
도 1은 본 발명에 의한 금속시트의 코팅방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 금속시트의 단면도를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 의해 제조된 알루미늄시트의 사진이다.
본 발명은 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속시트의 표면에 대한 전처리 공정, 옵셋 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에 의한 인쇄공정, 인쇄된 금속시트의 건조공정, 여과된 옻액 및 락카 혼합액을 이용하여 상기 금속시트에 도포하는 도포공정 및 도포된 금속시트의 건조공정을 포함하여 구성되는 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법에 관한 것이다.
옻나무에서 채취되는 생옻 또는 옻액에는 주성분이 우루시올(usushiol)이고, 그 밖에 소량의 고무질, 함질소물질, 수분들을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 옻칠은 천연 수지의 일종으로 수천년에 걸쳐 우리나라, 중국 및 일본 등지에서 주 로 나무제품에 적용하여 장롱, 그릇, 수저, 상 등의 일상 생활용품을 제조하는 데에 대량 사용되어 왔으며, 내염성, 내열성, 방부성, 방충성 및 절연성이 우수하다는 장점을 가지고 있으며, 특히 보존성이 우수하다는 것은 잘 알려진 사실이다.
최근, 옻칠을 이용하여 나무제품 뿐만 아니라 합성고분자(대한민국 공개특허 제2000-0024493호), 세라믹 및 금속용기(대한민국 공개특허 제2002-0072903호) 등과 같은 다양한 용도에 사용하기 위한 노력이 시도되고 있다.
그러나, 다양하게 인쇄된 무늬들을 유지한 채 선명하게 코팅처리하는 옻칠의 이용에 대해서는 개시된 바 없으며, 옻칠도막은 경화되기 이전에는 인체에 알레르기 반응을 야기시켜 일반 사용자들이 그 사용을 기피하는 등 사용상에 매우 불편한 점이 많았다. 옻칠도막의 경화는 수분과 산소가 가장 많이 접촉하는 표면부터 생성되며, 옻칠도막의 산소 투과율과 수분 투과율이 매우 낮기 때문에 도막 내부로의 옻칠의 경화를 위해 자외선 건조를 이용하거나, 칠과 경화를 다수 반복하는 등의 번거로움이 많으며, 생산대비 단가가 증가되는 비경제성 때문에 산업적 생산에 어려움이 많았다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로,
본 발명의 목적은 인쇄방식을 이용하여 다양한 색상을 지니며, 경도가 우수한 금속시트를 산업적으로 대량 생산할 수 있는 옻액 및 락카 혼합물을 이용한 금속시트의 코팅방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법은, 금속 시트의 표면에 대한 전처리 공정, 옵셋 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에 의한 인쇄공정, 인쇄된 금속시트의 건조공정, 여과된 옻액 및 락카 혼합액을 이용하여 상기 금속시트에 도포하는 도포공정 및 도포된 금속시트의 건조공정을 포함하여 구성되는 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법에 관한 것이다. 이때, 상기 옻액 및 락카 혼합액은 전체 중량대비 옻액 20 ~ 80 중량% 및 락카 80 ~ 20 중량%를 포함한다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 락카 혼합액은 PMMA(polymethyl methacrylate) 및 MMA(methyl methacrylate)를 함유하며, PMMA : MMA가 5 ~ 8 : 5 ~ 2인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 적용되는 금속시트에는 티타늄강, 스테인레스강, 알루미늄 및 알루미늄 합금 등의 금속류가 가능하며, 알루미늄인 것이 바람직하다. 상기 금속시트는 표면연마하여 수세된 0.3 ~ 2 ㎜의 두께를 지닌다. 상기 금속시트의 표면에 대한 전처리 공정은, 물리적인 방법, 화학적인 방법 및 프라이머 등의 방법으로 구분할 수 있다. 물리적인 방법은 샌드블라스트, 쇼트블라스트, 드라이아이스블라스트, 헤어라인, 바이브레이션 등이 있다. 화학적인 방법은 알루미늄 증착, 양극산 화피막, 전해착색과 모든 시험에서 최종 세척하는 알칼리 탈지 등이 있다.
프라이머 처리는 프라스틱과 같은 무기질 도료와의 접착이 불가능한 경우 사용하며, 열기기나 각종 장식 및 표지의 목적으로 하는 실크스크린 인쇄를 하도록 사용한다. 상기와 같은 전처리 공정은 인쇄시의 접착력을 증대시키고, 내식성을 증대시키기 위한 것으로서, 본 발명에 있어서는 크로메이트 처리를 통해 소재산화를 방지시키도록 하는 양극산화피막 처리가 가장 바람직하다.
상기 전처리된 금속시트에 옵셋 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에 의한 인쇄공정은, 원하는 디자인을 금속시트에 미리 인쇄하여 두는 것으로서, 상기 인쇄공정 이후에 바로 30분 내지 90분 동안 150 ~ 200℃에서 건조하는 건조공정을 수행한다.
상기 인쇄공정 및 건조공정을 거친 금속시트에의 도포공정은, 옻액 및 락카(lacquer) 혼합액을 준비한 다음, 이를 상기 금속시트에 도포하는 공정이다.
본 발명에 사용되는 옻은 한국산, 중국산, 일본산, 동남아산 등의 산지에 구애를 받지 않으며, 이들 옻액은 산지에 따라 다소 조성에 차이를 나타내지만 모두 적용될 수 있다. 본 발명에 사용하는 옻액은 여과지로 여과하여 사용하며, 상기 여과된 옻액 20 ~ 80 중량% 및 락카 혼합액 80 ~ 20 중량%를 포함하는 혼합액을 제조하여 이용한다. 옻액의 함량이 높고 락카의 함량이 낮을수록 표면의 광택은 낮아지며 색상이 진해지나, 옻액의 함량이 낮고 락카의 함량이 높을수록 표면의 광택은 높아지고 색상은 밝아진다. 따라서, 소비자의 기호도에 맞는 다양한 광택과 색상을 지닌 코팅처리가 가능하다.
이때, 상기 옻액에 대해 니스(varnish) 5 중량%를 혼합하는 것이 바람직하 다. 상기 준비된 옻액 및 락카 혼합액은 이에 한정하는 것은 아니나 실크스크린 인쇄방식에 의해 도포하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 락카 혼합액은 PMMA(polymethyl methacrylate) 및 MMA(methyl methacrylate)를 함유한다. 이때, PMMA는 MMA 모노머를 주원료로 하는 아크릴 수지로, 본 발명에 있어서 PMMA 및 MMA를 함유하는 락카 혼합액은 도포되는 혼합물 전체 중량대비 20 ~ 80 중량% 이며, PMMA : MMA가 5 ~ 8 : 5 ~ 2의 비율로 혼합되는 것이 바람직하며, PMMA : MMA 가 6 : 4 인 것이 투명성 및 물성이 우수하여 가장 바람직하다.
상기 옻액 및 락카 혼합액의 도포 이후에 바로 30분 내지 90분 동안 130 ~ 180℃에서 건조하는 건조공정을 수행한다. 상기 각 단계에서 건조시의 온도는 옻칠 경화시에 도포층의 갈라짐 또는 벗겨짐 등을 제거하기 위한 최적의 온도 조건이다.
상기의 방법에 의해 제조된 금속시트는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부로부터 금속시트(10), 전처리공정에 의한 산화피막층(20), 디자인 프린팅층(30), 옻액 및 락카 혼합액 코팅층(40)의 순으로 구성되어 있다.
본 발명의 방법에 의해 코팅된 금속시트는 유해전자파를 흡수하며, 내구성이 우수하며 원적외선 방사율이 95% 이상이 되므로, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재 등의 소재로 응용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 실시예, 실험예 및 표를 통하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예, 실험예 및 표에 의하여 본 발명의 청구범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅
도 1은 본 발명에 의한 금속시트의 코팅방법에 대한 공정도이며, 구체적으로 본 발명에서는 0.5 ㎜ 두께 0.25 ~ 0.30㎏의 알루미늄 시트(H-26, 알코아사)를 표면연마하고 수세하였다. 이후, 상기 알루미늄 시트에 1.5 ~ 2.5㎛ 두께의 산화피막을 형성하기 위해 탈지제로 표면청정을 한 다음, 크로메이트(chromate)로 물에 희석한 산성용액 2 ㎏을 전처리로 사용하였다.
이후, 옵셋인쇄를 통해 디자인된 문양을 상기 알루미늄 시트에 인쇄한 다음, 박스오븐(box oven)기(태양전기)에서 180℃, 1시간 동안 건조하였다.
중국산 생옻을 300메쉬 여과지로 여과한 다음, 여과된 옻 전체 중량대비 5 중량%의 니스를 혼합한 옻액을 제조한 후, 상기 옻액 및 PMMA 및 MMA(plex6788, ROHM 사)가 6 : 4 로 혼합된 락카 혼합액을 하기 표 1과 같이 중량비를 달리하여 혼합액을 제조한 다음, 실크스크린에 의해 상기 인쇄된 알루미늄시트에 1.5 ~ 2.5㎛ 두께로 도포하고, 박스오븐기에서 160℃, 1시간 동안 건조하여 옻 혼합액으로 코팅된 알루미늄시트를 제조하였다.
실시예 1 옻액(중량%) 락카혼합액(중량%)
1-1 20 80
1-2 30 70
1-3 50 50
1-4 70 30
1-5 80 20
그 결과, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 옻액의 함유량이 증가할수록 색상은 진해짐을 확인 할 수 있었다(A : 옻액 20 중량% + 락카 혼합액 80 중량%, B : 옻액 30 중량% + 락카 혼합액 70 중량%, C : 옻액 50 중량% + 락카 혼합액 50 중량%).
실험예 1. 경도 및 광택의 측정
상기 실시예 1에 의해 제조된 옻액 및 락카 혼합액이 코팅된 알루미늄시트의 옻칠도막의 두께, 경도 및 광택을 포함한 도막처리의 물성을 측정하였다.
이때, 경도는 JIS D 0202.8.10에 따른 연필 경도로 평가하였으며, 광택은 BYK사의 광택계로 입사각 60도로 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 두께 경도 광택
1-1 48㎛ 4H 95%
1-2 48㎛ 4H 90%
1-3 48㎛ 4H 80%
1-4 48㎛ 4H 75%
1-5 48㎛ 4H 65%
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 락카 혼합물의 함유량이 증가할수록 광택도가 증가하였으며, 옻칠도막의 두께에 비해 경도 및 광택이 우수한 알루미늄 시트의 대량생산이 가능하였다.
상술한 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위 뿐만이 아니라 청구범위와 함께 균등범위를 포함하여 판단되어야 한다.
상술한 본 발명에 따른 본 발명에 따른 금속시트의 코팅방법은 인쇄방식을 이용하므로, 다양한 색상으로 인쇄된 금속시트에 본 발명의 옻액 및 락카 혼합액을 인쇄방식으로 도포하므로, 다양한 무늬를 지니고 코팅된 금속시트를 간이하게 대량 생산할 수 있으며, 유해전자파의 흡수성, 원적외선 방사율 및 내구성이 우수하므로, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재, 건축자재 등의 소재로 다양하게 응용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 금속시트의 표면에 대한 전처리 공정;
    옵셋 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에 의한 인쇄공정;
    상기 인쇄된 금속시트의 건조공정;
    혼합액 전체 중량 대비 옻액 20 ~ 80 중량% 및 락카 80 ~ 20중량%를 함유 여과된 옻액 및 락카의 혼합액을 이용하여 상기 금속시트에 도포하는 도포공정; 및
    상기 도포된 금속시트의 건조공정을 포함하여 구성되는 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 락카는 PMMA 및 MMA를 함유하며, PMMA : MMA가 5 ~ 8 : 5 ~ 2인 것을 특징으로 옻액 및 락카 혼합액을 이용한 금속시트의 코팅방법.
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