KR101059464B1 - 메탈릭도장층이 형성된 장식재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고, 에어컨, 세탁기, 김치냉장고 등과 같은 고가의 생활가전 제품뿐 아니라 유리 또는 합성수지 등의 다양한 제품의 표면 장식을 위해 사용될 수 있으며, 생산공정을 크게 단순화시켜 생산원가가 상당히 감소되고, 적은 비용으로 고광택 금속질감의 문양을 얻을 수 있는 메탈릭도장층이 형성된 장식재에 관한 것이다.

본 발명의 메탈릭도장층이 형성된 장식재는, 유리제 또는 수지제 피도물; 상기 피도물의 하면에 형성되는 프라이머층; 상기 프라이머층의 하면에 형성되는 인쇄층; 상기 인쇄층의 하면에 0.35∼3kgf/㎠의 공기압으로 메탈릭도료를 스프레이 코팅하여 형성되는 1∼5㎛ 두께의 메탈릭도장층; 및 상기 메탈릭도장층의 하면에 형성되는 탑코트층을 포함한다.

피도물, 프라이머층, 인쇄층, 메탈릭도장층, 탑코트층

Description

메탈릭도장층이 형성된 장식재{A decoration plate with metallic coating layer}

본 발명은 유리제 또는 수지제 피도물의 외관을 미려하게 장식하기 위하여 피도물의 하면에 메탈릭도장층이 형성된 장식재에 관한 것으로서, 특히 냉장고, 에어컨, 세탁기, 김치냉장고 등과 같은 고가의 생활가전 제품뿐 아니라 유리 또는 합성수지 등의 다양한 제품의 표면 장식을 위해 사용될 수 있으며, 생산공정을 크게 단순화시켜 생산원가가 상당히 감소되고, 적은 비용으로 고광택 금속질감의 문양을 얻을 수 있는 메탈릭도장층이 형성된 장식재에 관한 것이다.

제품의 표면을 장식하는 방법 중 고휘도 또는 고광택의 표면을 표현하기 위해서 유리제 또는 수지제 피도물의 하면에 박막의 알루미늄 또는 스테인리스 판을 직접 부착하였고, 상기 판에 장식용 무늬를 형성하기 위하여 에칭을 이용하거나 메탈용 브러쉬를 이용하여 라인을 형성하였다.

그러나 상기 종래기술은 원자재의 가격이 높고 제조공정이 복잡하여 대량생 산에 부적합할 뿐 아니라 제조원가가 과다하게 소요되어 아주 고가의 가전제품 이외에는 적용하기가 어려웠다.

그리하여 유리제 또는 수지제 피도물의 하면에 고휘도 도료를 실크스크린 인쇄를 통해 도장층을 형성하려는 시도가 있었으나, 다양한 장식용 무늬의 형성에 제약이 따를 뿐 아니라 고휘도 도료의 처음 광택을 유지하지 못하고 광택도가 현저하게 떨어졌으며, 난반사로 인해 미감이 좋지 않고 고광택 금속질감을 제대로 표현하지 못하는 문제점이 있었다.

특히 유리제 피도물의 하면에는 고휘도 도료의 형성 자체의 어려움으로 인해 제품의 신뢰성이 확보되지 않는 문제점도 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유리제 또는 수지제 피도물에 인쇄층과 메탈릭도장층의 조합으로 다양한 문양을 형성할 수 있으며, 생산공정을 크게 단순화시켜 생산원가가 상당히 감소되고, 적은 비용으로 고휘도 금속질감의 문양을 얻을 수 있는 메탈릭도장층이 형성된 장식재를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 메탈릭도료의 처음 광택도를 그대로 유지할 수 있는 생산공정을 통해 알루미늄 또는 스테인리스의 표면이나 도금을 대체할 수 있을 정도의 광택을 내는 금속질감의 문양을 형성하여 사용자로 하여금 더욱 심미감을 느끼게 하는 메탈릭도장층이 형성된 장식재를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 메탈릭도장층이 형성된 장식재는, 유리제 또는 수지제 피도물; 상기 피도물의 하면에 형성되는 프라이머층; 상기 프라이머층의 하면에 형성되는 인쇄층; 상기 인쇄층의 하면에 0.35∼3kgf/㎠의 공기압으로 메탈릭도료를 스프레이 코팅하여 형성되는 1∼5㎛ 두께의 메탈릭도장층; 및 상기 메탈릭도장층의 하면에 형성되는 탑코트층을 포함한다.

유리제 또는 수지제 피도물에 인쇄층과 메탈릭도장층의 조합으로 다양한 문양을 형성할 수 있으며, 생산공정을 크게 단순화시켜 생산원가가 상당히 감소되고, 고휘도 금속질감의 문양을 얻을 수 있는 효과가 있다.

메탈릭도장층과 탑코트층의 사이에 중간코트층을 형성하여 메탈도장층의 광택 또는 휘도가 떨어지는 것을 방지하여 금속질감의 문양을 형성하므로 사용자로 하여금 더욱 심미감을 느끼게 한다.

또한, 프라이머층 또는 탑코트층의 형성을 위해 열 및 자외선 경화가 연속하여 이루어지므로 아주 짧은 시간 동안 경화되어 메탈릭도장층이 형성된 장식재의 제조시간과 함께 제조경비를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈릭도장층이 형성된 장식재는, 도 1에 도시한 바와 같이 피도물(10), 프라이머층(20), 인쇄층(30), 메탈릭도장층(40) 및 탑코트층(50)을 포함하고, 도 2에 도시한 바와 같이 메탈릭도장층(40)과 탑코트층(50)의 사이에는 중간코트층(45)이 형성될 수 있다.

본 발명에서는 인쇄층(30)의 하면에 메탈릭도료를 스프레이 코팅하여 메탈릭 도장층(40)을 형성함으로써, 저비용으로 고광택 금속질감의 장식재를 형성할 수 있는 것이다.

유리제 피도물(10)로는 강화유리뿐만 아니라 일반 유리로 제작된 평면 또는 곡면과 같이 다양한 형상의 유리제품이 사용될 수 있고, 수지제 피도물(10)로는 폴리카보네이트(PC) 또는 ABS 등의 투명한 합성수지가 사용될 수 있다.

피도물(10)의 하면에 형성되는 프라이머층(20)은 열경화형 또는 UV경화형으로서 폴리우레탄계, 에폭시계, 또는 폴리에스테르계 수지 등이 통상 사용되고, 본 발명에서는 열 및 자외선 연속 경화형 프라이머층(20) 형성을 위해 유한회사 대동과 건설화학공업주식회사에서 개발한 「KP BEAM #100 GL」을 사용하며, 피도물(10)의 하면에 열 및 자외선 연속 경화형 프라이머를 도포한 후 45∼150℃에서 3∼40분 동안 열 건조[지촉 건조(손으로 가볍게 접촉하였을 때 묻어나지 않을 정도로 건조)를 포함]하고, 500∼1100mJ로 1∼5초 동안 UV경화함으로써, 폴리우레탄계 등의 열경화형 프라이머층(20)을 형성할 때에 소요되는 과도한 건조 시간(45∼150℃에서 약 2∼6시간 건조한 후에 15∼40℃에서 약 8시간 추가 건조하여야 함)을 상당히 줄일 수 있다. 이때, 피도물(10)의 열변형과 건조시간을 고려하여 피도물(10)이 유리제인 경우에는 80∼150℃에서 3∼25분 동안 건조하고, 피도물(10)이 수지제인 경우에는 45∼80℃에서 25∼40분 동안 건조한 후에 UV경화하는 것이 바람직하다.

「KP BEAM #100 GL」은 아크릴 아크릴레이트계 올리고머 40∼60 중량％, 아크릴레이트계 모노머 20∼30 중량％, 희석제(solvent) 10∼20 중량％, 광개시제(α-히드록시 케톤계) 1∼5 중량％, 및 첨가제(additive) 1∼5 중량％를 포함한다. 첨 가제로는 레벨링제, 소포제, 또는 안정제(열화 방지제) 등에서 선택된 적어도 하나의 혼합물이 사용될 수 있다.

프라이머층(20)의 하면에 인쇄층(30)이 형성되고, 다양한 문양을 표현하는 인쇄층(30)은 디지털UV인쇄, 수압전사, 그라비어(gravure) 인쇄, 오프셋(offset) 인쇄, 스크린 인쇄, 실크스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 또는 열전사 인쇄 등의 다양한 인쇄방법에 의해 형성될 수 있고, 본 발명에서는 디지털UV인쇄를 사용하였다.

인쇄층(30)의 하면에 형성되는 메탈릭도장층(40)은 4∼20㎛ 입경과 0.5∼1㎛ 두께의 알루미늄 플레이크(flake) 또는 은 플레이크 등이 혼합된 메탈릭도료를 0.35∼3kgf/㎠의 공기압으로 스프레이하고 건조 및 경화하여 형성되고, 메탈릭도료는 습도에 상당히 민감하여 항상 도장 부스 내의 온도와 습도를 일정하게 유지하여야 한다. 스프레이 공기압이 0.35kgf/㎠ 미만이면 메탈릭도료의 분산이 심하여 불안정하며, 3kgf/㎠를 초과하면 플레이크의 오리엔테이션(정렬)이 나빠져 휘도가 감소하고 얼룩이 발생한다. 도장 부스 내의 온도는 20∼30℃로 하고, 도장 부스 내의 상대습도는 45∼55％로 하는 것이 바람직하다. 스프레이할 때에는 2∼4회 중복도장하여 메탈릭도장층(40)을 형성하고, 50∼110℃에서 3∼20분 동안 건조 및 경화시킨다. 스프레이 건과 피도물(10) 사이의 거리는 10∼50㎝가 적당하며, 거리가 10㎝ 미만이면 불안전한 도막형성으로 얼룩이 발생할 수 있고, 50㎝를 초과하면 건조한 코팅으로 도막이 형성되지 않는다.

이때, 메탈릭도료는, 알루미늄 플레이크 1∼10 중량％; 에틸아세테이트 21∼50 중량％; 및 톨루엔 41∼70 중량％를 포함한다. 본 발명에서는 메탈릭도장층(40) 의 휘도를 최대한 살리기 위하여 증발속도의 차이가 있는 극성용제와 무극성용제를 혼합하여 사용한다. 알루미늄 플레이크는 플레이크의 오리엔테이션을 고려하여 1∼10 중량％가 적당하고, 에틸아세테이트가 21 중량％ 미만이면 건조 및 경화에 많은 시간이 소요되고 50 중량％를 초과하면 너무 빠른 증발속도로 인해 플레이크의 오리엔테이션이 나빠져 휘도가 감소하며, 톨루엔이 41 중량％ 미만이면 증발속도를 조절할 수 없어 휘도가 나빠지고 70 중량％를 초과하면 건조 및 경화에 많은 시간이 소요된다. 에틸아세테이트를 대신하여 아세톤, MEK(Methyl ethyl ketone), MIBK(Methyl isobutyl ketone) 등의 극성용제가 사용될 수 있고, 톨루엔을 대신하여 자이렌 등의 aromatic hydrocarbon계 용제인 무극성용제가 사용될 수 있다.

또한, 메탈릭도료에 무극성용제를 첨가하더라도 용제의 증발속도가 빠르기 때문에 플레이크의 접착력을 향상시키기 위하여 아크릴계 수지 0.5∼7 중량％를 추가로 첨가할 수도 있다.

메탈릭도장층(40)의 두께는 1∼5㎛가 적당하며, 상기 두께가 1㎛ 미만이면 메탈릭도장층의 광택이 충분하지 않고 얼룩이 생기기 쉬우며, 상기 두께가 5㎛를 초과하면 경화에 많은 시간이 소요되고 난반사로 인해 휘도가 떨어진다.

메탈릭도장층(40)의 하면에는 탑코트층(50)이 형성되고, 탑코트층(50)으로는 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 폴리에스테르계 수지 등이 통상 사용되며, 유한회사 대동과 건설화학공업주식회사에서 개발한 「수퍼탄클리어」를 사용하여 메탈릭도장층(40)의 하면에 「수퍼탄클리어」를 도포한 후 45∼150℃에서 5∼40분 동안 열 건조하고, 상온에서 2∼10시간 동안 추가 경화하여 탑코트층(50)을 형성한다. 그러 나, 열 및 자외선 연속 경화형 탑코트층을 형성한다면 경화시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것이다. 유한회사 대동과 건설화학공업주식회사에서 개발한 「KP BEAM #100 GL」이 사용될 수도 있다.

메탈릭도장층(40)의 하면에 탑코트층(50)이 형성되는 경우 탑코트층(50)에 사용되는 용제가 메탈릭도장층(40)의 휘도를 감소시킬 수 있으므로 메탈릭도장층(40)을 보호하기 위하여 메탈릭도장층(40)과 탑코트층(50)의 사이에는 중간코트층(45)이 형성될 수 있다.

중간코트층(45)은 열경화형 수지를 도포한 후 10∼80℃에서 1∼60분 동안 지촉건조 시키는 것으로 충분하고, 건설화학공업주식회사에서 개발한 「PP 프라이머」를 사용하는 경우 상온(약 25℃)에서 3분 지촉건조하며, 폴리우레탄계 수지를 이용한 이액형 액상도료(유한회사 대동과 건설화학공업주식회사에서 개발한 「다이어몬드클리어」)를 사용하는 경우 60℃에서 25분 동안 지촉건조 시킨다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈릭도장층이 형성된 장식재의 제조방법은, 유리제 또는 수지제 피도물(10)의 표면을 세척, 건조하는 제1단계; 피도물(10)의 하면에 열 및/또는 자외선 경화형 프라이머층(20)을 형성하는 제2단계; 프라이머층(20)의 하면에 인쇄층(30)을 형성하는 제3단계; 인쇄층(30)의 하면에 메탈릭도장층(30)을 형성하는 제4단계; 및 메탈릭도장층(30)의 하면에 탑코트층(40)을 형성하는 제5단계를 포함한다. 이때, 상기 제4단계와 제5단계의 사이에 중간코트층(45)을 형성하는 제6단계가 추가될 수 있다.

다음 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

유리제 피도물(10)은 두께 0.5㎜, 폭 200㎜, 길이 300㎜의 유리판이다.

피도물(10)을 이소프로필알코올(Iso-Propyl Alcohol)로 세척하여 상온에서 건조하고, 피도물(10)의 하면에 「KP BEAM #100 GL」를 도포하고 45℃에서 15분 동안 지촉건조하며 60℃에서 20분 동안 건조하고 800mJ로 2초 동안 UV경화시켜 열 및 자외선 연속 경화형 프라이머층(20)을 형성하며, 프라이머층(20)의 하면에 디지털UV인쇄로 인쇄층(30)을 형성하고, 인쇄층(30)의 하면에 1.5kgf/㎠의 공기압으로 스프레이 건과 피도물(10) 사이의 거리 15㎝를 유지하면서 메탈릭도료를 스프레이하여 80℃에서 5분 동안 지촉건조 및 경화를 통해 2㎛ 두께의 메탈릭도장층을 형성하며, 메탈릭도장층(40)의 하면에 건설화학공업주식회사의 「PP 프라이머」를 도포하고 25℃에서 3분 동안 지촉건조하여 중간코트층(45)을 형성하고, 중간코트층(45)의 하면에 「수퍼탄클리어」를 도포한 후 110℃에서 10분 동안 열 건조 및 경화하고 상온에서 8시간 동안 경화시켜 탑코트층(50)을 형성한다.

(장식재의 밀착성 측정)

장식재를 만들어 KS M-5981에 준하여 100㎜×100㎜의 평판에 1㎜×1㎜의 바둑판 눈금테이프법에 의해 시험한 후 그 결과를 양호(○) 또는 불량(×)의 형태로 표시하였다.

(연필경도 측정)

KSMISO-6508-1의 연필강도시험기로 장식재의 긁힘 손상 정도를 측정하였다. 이용한 연필심의 길이는 3mm, 장식재 도막면과의 각도 45°, 하중 1kg, 긁기속도 0.5mm/min, 긁기 길이 3mm이고, 사용연필은 일본 미쓰비시사의 유니로 하였으며, HB을 기준으로 양호(○) 또는 불량(×)의 형태로 표시하였다.

(내열수성 측정)

장식재를 열수(수온 150± 2℃)에서 30분간 가열 보관 유지한 후, 위에 설명한 밀착성 측정과 같이 1㎜×1㎜의 눈금판 100개를 만들어 그 부분에 점착테이프를 붙인 후, 점착테이프를 급속히 박리시켜 도막의 박리상태를 육안으로 확인하고, 양호(○) 또는 불량(×)의 형태로 표시하였다.

(내식성 측정)

KSD 8334에 따라, 장식재의 표면에 “×”를 그리고, 염수분무기를 이용하여 염수농도 5%의 염수를 공기압 1kg/㎠의 압력으로 8시간 동안 분사한 후, 16시간 휴지하고, 이런 절차를 3회 반복하여 “×”의 교차선 주변의 도막 침식폭이 1.58 mm를 넘는지의 여부를 확인하고, 양호(○) 또는 불량(×)의 형태로 표시하였다.

(내연화성 측정)

장식재의 표면을 메틸이소부틸케톤을 부드러운 헝겊에 적셔 60회 문지른 후, 도막 표면의 연화 발생여부를 확인하고, 양호(○) 또는 불량(×)의 형태로 표시하였다.

	시험조건	합격기준	실시예
밀착성			○
경도			○
내열수성			○
내식성			○
내한성	-30±2℃에서 24시간 보관	변형 없음	○
내연화성			○
열충격성	-30±2℃와 70±2℃에서 각각 2시간씩 5번 반복	변형 없음	○
내화학성	5％ NaOH에서 24시간 침적	변형 없음	○
내습성	65±2℃물에 120시간 침적	변형 없음	○

표 1에 나타낸 결과로부터 메탈릭도장층이 형성된 장식재가 모든 시험조건에서 합격기준 이상의 품질을 얻었음을 확인할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 메탈릭도장층이 형성된 장식재의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 피도물 20: 프라이머층

30: 인쇄층 40: 메탈릭도장층

45: 중간코트층 50: 탑코트층

Claims (4)

1. 유리제 또는 수지제 피도물;

   상기 피도물의 하면에 형성되는 프라이머층;

   상기 프라이머층의 하면에 형성되는 인쇄층;

   상기 인쇄층의 하면에 0.35∼3kgf/㎠의 공기압으로 메탈릭도료를 스프레이 코팅하여 형성되는 1∼5㎛ 두께의 메탈릭도장층; 및

   상기 메탈릭도장층의 하면에 형성되는 탑코트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈릭도장층이 형성된 장식재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메탈릭도료는, 알루미늄 플레이크 1∼10 중량％; 에틸아세테이트 21∼50 중량％; 및 톨루엔 41∼70 중량％를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈릭도장층이 형성된 장식재.
3. 제2항에 있어서,

   상기 알루미늄 플레이크의 입경은 4∼20㎛이고, 상기 알루미늄 플레이크의 두께는 0.5∼1㎛인 것을 특징으로 하는 메탈릭도장층이 형성된 장식재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 메탈릭도장층과 탑코트층의 사이에 중간코트층이 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈릭도장층이 형성된 장식재.

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