KR100719503B1

KR100719503B1 - 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법

Info

Publication number: KR100719503B1
Application number: KR1020060102203A
Authority: KR
Inventors: 김태영; 김석훈
Original assignee: 김태영; (주)삼영코넥
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-05-18

Abstract

본 발명은 통신기기, 텔레비전, 비디오레코더, 디지털카메라 등 각종 전자제품의 내/외장재의 금속표면에 칼라패턴을 프린트하는 방법 및 칼라패턴이 형성된 금속판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 표면에 홀로그램(HOLOGRAM)과 같은 다색의 문자, 기호, 도안 등이 소정 패턴으로 형성되도록 하면서도 그 내구성과 신뢰성을 도모할 목적으로, 금속판의 표면에 소정의 색상을 증착하는 패턴칼라층 형성단계와, 상기 패턴칼라층 상에 문자, 기호, 도안 등을 소정 패턴으로 인쇄하는 패턴 프린트층 형성단계와, 금속판과 증착층의 밀착력을 향상시키기 위한 이온화 처리단계와, 상기 패턴칼라층 상에 문자의 배경이 되는 색상을 증착하는 배경칼라층 형성단계 및 세정액을 이용하여 상기 프린트층을 제거하는 프린트층 제거단계를 포함하여서 된 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법 및 칼라패턴이 형성된 금속판이 개시된다.

Description

금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법{METHOD OF PRINTING FOR COLOR PATTERN ON METAL SURFACE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칼라패턴 프린팅 전체 공정을 보인 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칼라패턴 프린팅 공정을 보이기 위해 금속판의 단면을 순차적으로 보인 공정 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 금속판 2 : 패턴칼라층

3 : 프린트층 4 : 배경칼라층

본 발명은 금속판의 표면에 소망의 색상을 형성하는 패턴칼라층 형성단계와, 상기 패턴칼라층 상에 문자, 기호, 도안 등을 소정 패턴으로 인쇄하는 패턴 프린트층 형성단계와, 상기 패턴칼라층 및 프린트층 상에 패턴의 배경이 되는 색상을 형성하는 배경칼라층 형성단계와, 세정액을 이용하여 상기 프린트층을 제거하는 프린트층 제거단계를 거쳐서 금속판의 표면에 형성된 패턴 칼라층이 프린트층의 패턴대 로 노출되게 함으로서 금속판 표면에 다양한 색상과 패턴을 갖는 문자, 기호 또는 도안을 프린트하는 방법 및 칼라패턴이 형성된 금속판에 관한 것이다.

금속판의 표면에 소정 패턴의 문자나 도안을 형성시키는 방법으로, 흔히 생각할 수 있는 것은 통상작인 인쇄를 이용한 방법이 있으나, 인쇄에 의해 형성된 문자(이하, '문자'는 글자, 기호, 도안 등을 모두 포함한다.)는 그 모재가 합성수지가 아닌 금속이라는 재질의 특성 상 내구성이 매우 취약한 문제점이 있다.

또 하나의 손쉬운 방법으로서, 문자가 인쇄된 시트 또는 문자판을 접착시트(sheet)로 부착하는 방법이 있으나, 이 역시 시간이 경과되면 접착성이 소멸되어 일부가 떨어지거나 접착제의 유출로 지저분해지는 문제가 있을 뿐 아니라, 제품의 고급스러운 이미지를 저해시키는 요인이 되기도 한다.

이를 해소하기 위한 종래 기술로서, 금속판 표면에 소망하는 문자의 패턴대로 음각(陰刻)을 형성한 뒤, 음각이 형성된 부분에 핫스탬핑(HOT STAMPING)과 같은 공정을 통해서 홀로그램 문자를 형성시키는 방법이 있으며, 여기서 핫스탬핑 공정은 알루미늄 포일을 음각 부분에 대고 고열(150 - 200℃ 정도) 상태에서 가압하여 음각으로 된 문자 부분에 홀로그램 포일을 융착시키는 일반적인 형태를 말한다.

그러나, 이 경우에는 문자가 금속판 표면보다 함몰된 위치에 있기 때문에 상대적으로 문자가 부각되지 않게 되어 기업의 로고나 제품의 상품명 등의 브랜드 명을 부각시키기 위한 홍보에 미흡할 뿐 아니라, 음각 부분에 형성된 홀로그램 문자의 내구성을 시험할 때 일반적인 시험방법으로는 시행하기 어려워서 그 신뢰성 검증이 용이하지 않은 단점이 있다.

또 하나의 공개된 종래 기술로서, 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0397981호의 '레이저용 금속판'은, 금속판에 증착되는 각각의 층의 소정부분에 레이저를 조사시켜서 문자나 문양을 형성시키는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 금속판에 레이저를 조사시켜서 문자를 형성시키는 경우에는, 선택된 특별한 색상이 가미되지 못하고 문자가 오로지 금속판 고유의 재질만으로 나타나기 때문에, 시인성이 나쁘고 또한 다양한 색채를 통한 미적인 요소를 가미할 수 없는 한계로 단조로운 문제점이 있는 것이다.

이에 따라, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 금속판 표면에 형성된 글자, 기호 도안 등의 문자가 다양한 색상으로 표현이 가능하게 하여 시각적 효과와 함께 미적인 요소의 선택 폭을 확장시키고, 또한 문자를 구성한 증착층의 내구성을 우수하게 하여 신뢰성을 확보할 수 있는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법 및 칼라패턴이 형성된 금속판을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금속판의 표면에 소정의 색상을 증착하는 패턴칼라층 형성단계와, 상기 패턴칼라층 상에 문자, 기호, 도안 등을 소정 패턴으로 인쇄하는 패턴 프린트층 형성단계와, 금속판과 증착층의 밀착력을 향상시키기 위한 이온화 처리단계와, 상기 패턴칼라층 상에 문자의 배경이 되는 색상을 증착하는 배경칼라층 형성단계와, 세정액을 이용하여 상기 프린트층을 제거하는 프린트층 제거단계를 포함한다.

여기서 상기 패턴칼라층은 최종적으로 문자 색상을 나타내는 것으로 다색을 위한 다중 박막 증착공정의 제1 칼라증착 공정 및 경화 처리공정을 포함하고, 상기 패턴 프린트층은 패드인쇄 또는 실크인쇄를 이용하여 형성되며, 상기 이온화 처리단계는 프라즈마 처리공정, 열경화 처리공정 및 표면 이온화공정을 포함하며, 상기 배경칼라층은 문자의 주변에 위치한 배경 색상을 나타내기 위한 제2 칼라증착공정 및 경화 처리공정을 포함하며, 상기 프린트층 제거단계는 상기 프린트층을 형성한 잉크를 제거할 수 있는 알코올 또는 아세톤 등이 제거 매개체로 이용된다.

이때 상기 이온화공정은, 이온증착 장비 내에서 소정의 압력과 온도 하에서 일정시간 방치된 후, 이온빔에 노출시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칼라패턴 프린팅 전체 공정을 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칼라패턴 프린팅 공정을 보이기 위해 금속판의 단면을 순차적으로 보인 공정 단면도이다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법은 금속판의 표면에 소망의 색상을 증착하는 패턴칼라층 형성단계(S10)와, 상기 패턴칼라층 상에 문자, 기호, 도안 등을 소정 패턴으로 인쇄하는 패턴 프린트층 형성단계(S20)와, 금속판과 증착층의 밀착력을 향상시키기 위한 이온화 처리단계(S30)와, 상기 패턴칼라층 상에 문자의 배경이 되는 색상을 증착하는 배경칼라층 형성단계(S40) 및 세정액을 이용하여 상기 프린트층을 제거하는 프린트층 제거단계(S50)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 금속판 제조방법을 설명한다.

금속판(1)은 스테인리스 또는 전주(Galvanoplastics)와 같은 금속 재질의 재료를 이용하여 소정 형상으로 제조된 판재로서, 여기서 금속판(1)의 소정 형상이라 함은 금속판이 사용되는 용도, 즉 휴대폰, 텔레비전, 비디오 레코더, 세탁기, 냉장고, 디지털 카메라 등 각종 전자제품의 내/외관 디자인에 따라 선택된 소정의 형상을 의미하므로, 본 발명은 금속판(1)의 형상에 제한이 없다.

또한 상기 금속판(1)은 후술하는 패턴칼라층(2)이 형성되기 전에, 이물질을 제거하기 위한 세척된 것일 수 있다.

상기 패턴칼라층 형성단계(S10)는 제1칼라증착공정(S11)과 경화처리공정(S12)을 포함한다.

상기 제1칼라증착공정(S11)은 크롬 증착 또는 니켈 증착일 수 있고, 증착물의 종류에 따라 소정의 색상(제1색)이 가미되어 금속판(1) 상에 패턴칼라층(2)이 형성(도 2a 참조)되며, 증착 조건은 증착기 내의 온도 130∼200℃ 범위 내에서 30∼50분 방치시킨다.

이때 상기 제1칼라증착공정(S11)은 여러 가지 종류의 증착물을 동시에 증착하여 복수의 색이 관측되도록 하고, 상기 복수의 색은 각각의 색상을 한가지씩 반복하여 증착한 복수의 증착층을 포함하는 등, 이와 같이 상기 패턴칼라층(2)은 복수의 증착물이 복수의 증착층(다중 박막)을 이루게 하여 홀로그램과 같이 여러 가지 색상이 나타나게 하거나 보는 위치에 따라서 다른 색상이 나타나게 할 수 있으며, 상기 패턴칼라층(2)은 최종 완성 후 금속판(1)에 증착된 글자, 기호, 도안, 등의 문자 색상을 나타내게 된다.

상기 경화처리공정(S12)은 패턴칼라층(2)의 색상과 표면을 보호하기 위한 공정으로, 경화조 내의 온도 90∼150℃ 범위에서 10∼20분간 방치시키면, 증착된 패턴칼라층(2)을 더욱 견고하게 보호할 수 있다.

상기 패턴프린트층 형성단계(S20)는, 도 2b에 도시된 바와 같이 패턴칼라층(2)의 표면에 소정의 무늬(패턴)를 갖는 프린트층(3)을 형성하기 위한 공정으로, 일반적으로 널리 사용되는 패드인쇄기 또는 실크인쇄기를 이용한다.

패드인쇄기 또는 실크인쇄기에 사용되는 잉크는, 인쇄 대상물이 스테인리스 또는 전주(Galvanoplastics)와 같은 금속판재임을 감안하여 가열건조형 아크릴계(Thermo-setting Acrylic)의 금속잉크 또는 2액반응형 에폭시계(2 component Epoxy)의 에폭시잉크를 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 프린트층(3)은 후 공정에서 알코올이나 아세톤과 같은 세정액에 의해서 프린트층이 제거되는 것을 감안하여 가급적 화학제품에 대한 저항력이 큰 잉크는 피하는 것이 좋다.

상기 프린트층(3)의 소정 패턴이라 함은 금속판 상에 프린트하고자 하는 글 자, 기호, 도안 등의 각종 문자 패턴을 의미한다.

상기 이온화 처리단계(S30)는 플라즈마 처리공정(S31), 열경화 처리공정(S32) 및 표면 이온화공정(S33)을 포함한다.

상기 플라즈마 처리공정(S31)은 표면 개질 작용을 함으로써 금속판(1)이나 패턴칼라층(2)의 표면에 혼재된 유분이 제거됨은 물론, 상호간 밀착력을 향상시킬 수 있고, 아울러 건조로 내의 80∼120℃ 온도범위 하에서 1시간30분∼2시간30분 동안 방치시키는 열경화 처리공정(S32)에 의해 금속판(1) 및 패턴칼라층(2)의 표면에 혼재된 수분이 제거된다.

상기 표면 이온화공정(S33)은, 제품을 이온 증착장비 내에 장착시킨 뒤 4.9×10^-5 TORR 압력과 130∼160℃ 온도 하에서 20∼40분간 방치시킨 후, 이를 다시 동일 온도 조건 하에서 1∼3분간 이온빔에 조사시키는 공정으로서, 표면 이온화공정(S33)을 통해서 칼라패턴층(2)의 표면이 이온화되어 후술하는 배경칼라층(4)과의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.

도 1을 참조한 배경칼라층 형성단계(S40)는, 제2칼라 증착공정(S41)과 경화처리공정(S42)을 포함한다.

상기 제2칼라 증착공정(S41)은 크롬 증착 또는 니켈 증착과 같이 이미 잘 알려진 증착방법을 이용하는 것으로, 증착물의 종류에 따라 소정의 색상(제2색)이 가미되며, 제2칼라 증착공정(S41)을 통해서 상기 패턴칼라층(2) 상에 패턴칼라층(2)의 색과 다른 색 층인 배경칼라층(4)이 형성된다.

여기서 배경칼라층(4)은 금속판(1) 상에 증착된 문자 외의 배경이 되는 것으로, 식별력을 위해서 상기 제1칼라증착공정(S11)시 선택된 색상과 다른 색상의 증착층을 형성시키는 것이 바람직하고, 증착 조건은 증착기 내의 온도 130∼200℃ 범위 내에서 30∼50분 방치시키는 것이 바람직하다.

상기 경화처리공정(S42)은 배경칼라층(4)의 색상과 표면을 보호하기 위한 공정으로, 경화조 내의 온도 90∼150℃ 범위에서 10∼20분간 방치시키면, 증착된 배경칼라층(4)을 더욱 견고하게 보호할 수 있다.

마지막 공정으로서, 프린트층 제거단계(S50)는, 전술한 패턴프린트층 형성단계(S20)에서 형성된 문자 구성의 프린트층(3)을 아세톤이나 알코올과 같은 일반적인 휘발성 약품으로 제거하는 공정이다.

도 4d에 도시된 바와 같이 프린트층 제거단계(S50) 공정을 통해서 프린트층(2)이 제거되면, 최종적으로 금속판(1) 상에 패턴칼라층(2)이 증착 형성되고, 상기 패턴칼라층(2) 상에 소정 패턴의 문자 공간을 제외한 나머지 부분에 배경칼라층(4)이 증착 형성되고, 이때 상기 소정 패턴의 문자 공간을 통해 패턴칼라층(2)이 관측되므로, 결국 금속판(1) 상에는 배경칼라층(4) 색상을 배경으로 패턴칼라층(2)이 나타내는 문자가 관측되며, 상기 문자는 패턴칼라층(2)을 형성한 다중 박막 증착에 따라 홀로그램과 같이 복수의 색으로 나타난다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 금속판의 내구성 시험에 관하여 설명한다.

먼저, 금속판의 표면 상에 칼라패턴이 형성된 금속판 시험편을 준비하기 위 해, 가로×세로×두께가 각각 70mm×50mm×1.2mm의 스테인리스 금속판(1)의 표면에 이물질 등을 제거하고 소정의 색을 갖는 2㎛ 두께의 크롬 증착 후 100℃에서 15분간 경화처리하여 제1색의 패턴칼라층(2)을 형성하고, 금속판(1)의 정 중앙 위치에 패드인쇄기를 이용하여 폭×길이가 각각 10mm×20mm 가량의 문자를 프린트하여 패턴 프린트층(3)을 형성하였다.

이때 프린트층(3)을 구성하기 위해 사용된 잉크는 서광상사의 Tampaplus TPP(상품명)이며, 이것을 4.9×10^-5 TORR 압력/150℃ 온도 하에서 30분간 방치 및 150℃ 온도 하에서 2분간 이온빔에 노출되게 한 뒤, 상기 패턴칼라층의 조건과 동일 조건 하에서 소정의 제2색 배경칼라층(4)을 프린트한 뒤, 아세톤을 이용하여 프린트층을 제거하는 단계를 통해 칼라문자가 프린트 된 금속판을 제조하였으며, 시험방법은 하기와 같다.

① 염수분무 시험(KS D9502)

- 조건 : 35℃의 5%염화나트륨(NaCl) 수용액에 72시간 방치 후 수세, 물기제거, 상온에서 4시간 방치 후 표면 상태 확인

- 결과 : 표면불량 없음

② 내완충액 시험

- 조건 : ph4.6의 표준용액에 72시간 방치 후 수세, 물기제거, 상온에서 4시간 방치 후 표면 상태 확인

- 결과 : 표면불량 및 들뜸 현상 없음

③ 내마모성 시험

- 조건 : 연필지우개에 500g 하중을 인가하여 시료의 문자에 접촉시킨 뒤 분당 40회 왕복속도로 1500회 왕복하여 도막상태 확인

- 결과 : 도막이 벗겨지지 않음

④ 내약품성 시험

- 조건 : 연필지우개에 500g의 하중을 인가하여 시료의 도막 면에 올리고 메칠알코올(99.3%)이 마르지 않는 조건으로 계속 투입하면서 분당 40회 왕복속도로 250회 왕복하여 도막상태 확인

- 결과 : 도막이 벗겨지지 않음

⑤ X-커팅 시험(KS M ISO2409)

- 조건 : 칼을 이용하여 시료에 가로 및 세로 1mm 간격의 격자 형태로 선을 긋고, 그 위에 접착테이프(상품명 : 혜성 OPP 1514)를 접착시켜 수직방향으로 잡아당기되 외장품의 경우 3회 실시하고 내장품은 1회 실시하여 박리 상태 확인

- 결과 : 박리 없음

이상의 시험 결과 본 발명에 의해 제조된 칼라패턴이 형성된 금속판은 내식성, 내화학성, 내약품성 등이 우수하며, 그 활용 범위는 휴대폰과 같은 통신기기, TV, VCR, 세탁기, 냉장고와 같은 각종 전자제품의 내/외장품으로 사용하며, 이때 문자는 회사의 로고나 제품명, 도안, 브랜드 명 등이 될 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법 및 칼라패턴이 형성된 금속판에 의하면, 금속판 상에 증착되어 관측되는 문자의 색상을 복수의 색으로 다양하게 연출하여 시각적 효과를 얻을 수 있고, 또한 패턴칼라층을 여러 가지 색으로 다층 형성하거나 홀로그램과 같이 형성될 경우, 보는 각도에 따라서 색이 다르게 보이게 하는 등의 미감 형성으로 제품의 고급스러움을 부각시킬 수 있을 뿐만 아니라 문자를 형성하는 로고나 브랜드 명 등을 부각시켜 제품이나 기업의 품격을 향상시킬 수 있으며, 아울러 금속판에 형성된 문자의 내구성이 우수하여 오랜 시간이 지나도 처음 상태를 그대로 유지할 수 있게 되어 신뢰성을 배가할 수 있는 매우 유용한 효과를 가진다.

Claims

삭제
금속판에 문자를 형성시키는 방법으로서,

금속판의 표면에 복수의 색상을 가지도록 다중박막 증착층을 형성하는 패턴칼라층 형성단계(S10)와,

패턴칼라층 상에 문자 패턴을 인쇄하는 패턴 프린트층 형성단계(S20)와,

금속판의 표면을 이온화시키기 위한 이온화 처리단계(S30)와,

패턴칼라층 상에 배경 색상을 증착하는 배경칼라층 형성단계(S40) 및

세정액으로 상기 프린트층을 제거하는 프린트층 제거단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 패턴칼라층은 다중 색상의 제1칼라 증착공정(S11)과 경화 처리공정(S12)을 포함하되, 증착공정(S11)은 온도 130∼200℃ 범위 내에서 30∼50분 방치되고, 경화 처리공정(S12)은 90∼150℃ 범위에서 10∼20분간 방치되는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 프린트층은 패드인쇄 또는 실크인쇄를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 이온화 처리단계는 표면개질을 위한 플라즈마 처리공정(S31), 표면 수분 제거를 위한 열 경화공정(S32) 및 표면 이온화공정(S33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 열 경화공정(S32)은 80∼120℃ 온도범위 하에서 1시간30분∼2시간30분 방치되는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 표면 이온화공정(S33)은 이온증착 장비 내에서 4.9×10^-5 TORR 압력과 130∼160℃ 온도 하에서 20∼40분간 방치된 후, 동일 온도조건 하에서 1∼3분간 이온빔에 조사되게 하는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 배경칼라층은 제2칼라 증착공정(S41)과 경화 처리공정(S42)을 포함하되, 증착 공정은 온도 130∼200℃ 범위 내에서 30∼50분 방치되고, 경화 처리는 90∼150℃ 범위에서 10∼20분 방치되는 것을 특징으로 하는 금속표면의 칼라패턴 프린팅 방법.
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