KR101466504B1 - 3d 패턴무늬를 갖는 강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가전제품의 외장패널이나 또는 실내 인테리어 패널 또는 엘리베이터 내장패널이나 방화문패널에 사용되는 것으로, 철판이나 알루미늄 판의 표면에 3D 패턴무늬를 구현토록 하는 것이다.
이를 위하여 본 발명은 3D패턴이 구현된 PET필름의 일면을 철판과 3D패턴이 구현된 PET필름과 밀착되게 합지토록 한 후 열로 가열하여 PET필름에 구현된 3D패턴만이 철판에 부착토록 하고, 그 상태에서 철판에 부착된 3D패턴이 고착되도록 UV하드코팅을 형성하여 자외선을 조사토록 함으로서 철판의 표면에 3D패턴만이 고착되어져 굽힘시 균열이 발생되지 않으면서도 UV하드코팅층에 의하여 내열성이나 내 화학성이 우수한 3D무늬의 표출이 가능토록 한 것이다.

Description

3D 패턴무늬를 갖는 강판 및 그의 제조방법{3D pattern have the steel plate and its manufacturing method}

본 발명은 가전제품의 외장패널이나 또는 실내 인테리어 패널 또는 엘리베이터 내장패널이나 방화문패널에 사용되는 것으로, 철판이나 알루미늄 판의 표면에 3D 패턴무늬를 구현토록 하는 것이다.

현재 철판이나 알루미늄 판재의 표면에 외양적으로 화려하게 보이도록 하기 위하여 다양한 문양을 표현하게 되는데 이러한 방법으로는 철판의 표면에 직접 부식을 하는 방식과 도료를 사용한 인쇄의 방식과 또한 철판에 필름을 합지방식으로 라미네이팅 하는 방식이 사용되는데 이러한 것들의 단점은 다음과 같다.

첫째:부식의 방식은 대량생산이 불가능하여 제조단가가 높고 다양한 무늬의 구현에 한계가 있으며 둘째:도료를 사용한 인쇄의 방식은 인쇄를 위한 별도의 스크린마스크가 필요하고 이러한 문양이 다색일 경우에는 색의 도수에 따라 스크린 마스크가 필요하다라는 것이고, 또한 스크린 마스크를 사용하여 다른 색상으로 인쇄할 경우에는 정밀인쇄로 인한 또 다른 기술이 요구되어짐은 물론 별도의 설비가 요구된다라는 것이다.

따라서 가장편리한 것으로는 셋째:필름을 합지의 방식으로 라미네이팅의 방식이 사용되는데 이러한 방식의 문제점은 라미네이팅 된 이후에 필름이 철판과 박리되어짐은 물론 내열성이나 내 화학성이 떨어진다라는 것이다.

특히 필름으로 라미네이팅 된 상태에서 철판이 굴곡시 굽힘의 정도에 따라 미세한 균열이 발생된다라는 것이다.

따라서 본 발명에서는 내 염수성과 내 산성은 물론 내 알칼리성이 우수하고, 내열성과 굴곡시 미세균열이 발생되지 않으면서도 다양한 3D무늬의 표출이 가능토록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 3D패턴이 구현된 PET필름의 일면을 철판과 3D패턴이 구현된 PET필름과 밀착되게 합지토록 한 후 열로 가열하여 PET필름에 구현된 3D패턴만이 철판에 부착토록 하고, 그 상태에서 철판에 부착된 3D패턴이 고착되도록 UV하드코팅을 형성하여 자외선을 조사토록 함으로서 철판의 표면에 3D패턴만이 고착되어져 굽힘시 균열이 발생되지 않으면서도 UV하드코팅층에 의하여 내열성이나 내 화학성이 우수한 3D무늬의 표출이 가능토록 한 것이다.

따라서 제조를 위한 관리비가 저렴하고, 3D패턴에 의하여 미려함을 제공하며, 타 제품과의 비교경쟁에 의하여 시장성의 확대 또한 가능하게 되는 것이다.

도1은 본 발명의 강판에 3D패턴층이 형성된 적층구조도.
도2는 본 발명의 PET필름에 3D패턴층과 증착층이 형성된 상태의 구조도.
도3은 본 발명의 PET필름에 표면에 증착층이 형성된 3D패턴층이 이형층에 의하여 적층 형성된 상태의 구조도.
도4는 본 발명의 강판의 접착층에 증착층이 형성된 3D패턴층이 합지되어 보호코팅층이 형성된 상태의 구조도.
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시 예의 제조공정도.

이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 특정되는 3D패턴의 요철무늬를 구현하고자 하는 강판(10)을 준비한 후 상기 강판(10)의 특정된 무늬를 구현하고자 하는 어느 일측의 표면을 이물질의 제거를 위하여 세척하고 건조한 상태에서 세척건조된 강판(10)의 표면에 3D패턴(요철부로 이루어진 부분)의 긴밀한 고착을 위하여 열 경화성 수지를 도포하여 접착층(20)을 형성토록 하는 것이다.

본 발명에서는 상기 강판(10)의 일측면에 세척과 건조된 면에 형성되는 접착층(20)은 2액형의 에폭시를 사용하였고, 이는 2액형으로 할 경우에 접착의 시간을 얻기 위한 것이고 만일 1액형으로 할 경우에는 접착시간이 단축되면서 접착층(20)이 강판(10)과의 분리되어짐이 발생되는 것이다.

그후 상기 접착층(20)의 상면에 3D패턴을 구현하기 위하여 도2에 도시된 바와 같이 노출된 요철면(a)에 의하여 3D패턴이 구현된 3D패턴층(31)을 갖는 PET필름(30)을 구비하게 되는 것이다.

이때 PET필름(30)에 요철형상으로 이루어지는 요철면(a)에 의한 3D패턴이 형성토록 하기 위한 일 실시 예로는 자외선도료(자외선에 의하여 경화되는 도료)를 사용하여 PET필름(30)의 일면에 일정한 두께로 코팅토록 하여 자외선경화코팅층(34)을 형성한 후 구현하고자 하는 3D패턴이 구현된 금속 롤(도시생략)을 이용하여 자외선경화코팅층(34)에 가압토록 하면서 PET필름(30)의 이면에서 자외선을 조사토록 하면 투명한 재질의 특성을 갖는 PET필름(30)에 의하여 자외선이 투과되면서 요철형상을 갖는 3D패턴이 구현되어지면서 요철면(a)이 구현된 상태가 경화되어져 PET필름(30)의 일면에 3D패턴층(31)이 형성되는 것이다.

이러한 3D패턴의 구현을 위한 금속 롤의 방식은 본 발명의 실시를 위한 일실시예를 설명한 것으로 이러한 방식이 본 발명의 목적을 제한하는 것이 아니다.
이때 3D패턴층(31)이 형성된 PET필름(30)을 강판(10)의 접착층(20)과 합지된 후 PET필름(30)이 제거될 경우에 3D패턴층(31)만이 강판(10)의 접착층(20)에 접착되는 것이고, 이때 PET필름(30)의 용이한 분리를 위하여 PET필름(30)과 3D패턴층(31)이 형성되는 사이에는 이형층(33)을 형성하게 되는 것이다.

또한 상기와 같이 3D패턴층(31)의 표면에 해당되는 요철면(a)에는 증착층(32)이 형성되는 것이고, 이 상태에서 3D패턴층(31)의 요철면(a)이 강판(10)의 세척된 면에 형성된 접착층(20)과 밀착되는 것이고, 따라서 3D패턴층(31)의 표면에 해당되는 요철면(a)의 표면에 증착된 증착층(32)이 접착층(20)과 서로 긴밀하게 밀착되게 합지토록 한 후 PET필름(30)의 이면을 가압하면서 열을 가하면 강판에 형성된 접착층(20)의 열경화성 특성에 의하여 접착층(20)에 3D패턴층(31)의 표면에 형성된 증착층(32)이 합지되면서 열에 의하여 경화토록 되고 그후 PET필름(30)만을 분리토록 하면 이형층(33)에 의하여 용이하게 분리되어지면서 3D패턴층(31)만이 강판(10)에 고착되는 것이다.

이때 본 발명에서는 강판(10)의 접착층(20)에 PET필름(30)의 일면에 형성된 표면에 증착층(32)을 갖는 3D패턴층(31)에 의한 3D패턴이 고착토록 하기 위하여 열을 가하여 경화토록 할 경우에 가장 적정한 온도는 110℃로 하였고, 시간은 110℃에서 30분간 지속토록 함으로서 가장 경제적인 고착상태를 확인하였다.

그러나 온도가 100℃이하로 할 경우에는 고착에 많은 시간이 소요되어지고, 많은 시간이 요소된 상태에서도 고착된 상태가 견고하지 않아 일정 시간이 경과되면서 온도 변화에 따라 임의적인 박리가 발생되는 것을 확인하였다.

그러나 온도가 130℃이상으로 할 경우에는 접착층(20)의 표면의 경화가 신속하게 발생되면서 접착층(20)이나 또는 PET 필름(30)에 미세한 변형(위치변화 등)이 발생되는 문제점을 확인하였고, 만일 160℃이상으로 가열할 경우에는 접착에 많은 문제점을 발생토록 함을 확인하였다.

따라서 3D패턴이 구현된 표면에 증착층(32)을 갖는 3D패턴층(31)을 갖는 PET필름(30)을 3D패턴이 구현된 표면에 증착층(32)을 갖는 3D패턴층(31)과 강판(10)의 어느 일면으로 세척건조되어 접착층(20)이 형성된 면과 요철형상으로 구현된 3D패턴층(31)의 표면에 형성된 증착층(32)이 서로 긴밀하게 밀착되게 합지토록 한 후 상기와 같이 가압하면서 일정시간 열을 가하여 경화토록 한 후 PET필름(30)만을 강판(10)과 분리토록 하면 강판(10)의 표면에 형성된 접착층(20)에는 PET필름(30)에 형성되었던 3D패턴층(31)의 노출된 상면(b)이 형성되는 것이다.

또한 상기의 열경화성 수지의 일종인 에폭시로 형성된 접착층(20)은 에폭시가 열경화성이기 때문에 열을 일정시간 가열함으로서 경화되는 것이고 경화된 이후에는 열에 의하여 변형이 발생되지 않게 되는 것이다.

삭제

따라서 열을 가하는 시간이 짧을 경우에는 경화가 완료되지 않은 상태에서 PET필름(30)을 분리토록 하면 3D패턴층(31)에 형성되는 3D패턴의 일부분이 접착층(20)에 완전하게 접착되지 않는 문제점이 발생되는 것이다.

그후 상기 강판(10)의 접착층(20)에 고착된 3D패턴층(31)의 견고한 고착을 위하여 그 상층으로 자외선 경화도료에 의하여 보호코팅층(40)을 형성한 후 자외선을 조사함으로사 경화토록 하여 강판(10)의 표면에 요철형상으로 구현된 입체적인 패턴 즉 3D패턴이 손상되지 않고 장시간 유지되는 것이다.

이때 3D패턴의 다양한 디자인을 위하여 PET필름(30)의 일면에 형성된 요철형상으로 구현되어진 3D패턴에 다양한 색감을 구현하기 위하여 3D패턴층(31)의 표면층으로는 다양한 색상이나 무늬의 구현을 위하여 다양한 색상으로 되는 증착층(32)을 형성하는 것이다.

상기와 같이 3D패턴이 구현되는 3D패턴층(31)의 표면으로 다양한 색상의 구현을 위하여 실시되는 증착은 3D패턴이 미세한 요철의 형태로 이루어지는 3D패턴의 표면을 따라 동일하게 이루어지게 됨으로 3D의 패턴 구현이 가능하게 되는 것이다.

이를 위한 본 발명의 공정상에 따른 제조공정으로는 우선 강판을 세척하고, 세척시 사용한 물을 제거하기 위하여 건조하는 제1공정과;

상기 제1공정에 의하여 건조된 강판의 표면에 접착층(20)을 코팅하는 제2공정과;
제2공정에서 코팅된 접착층(20)을 1차로 건조하여 용재등을 휘발토록 하는 제3공정과;

제3공정에 의하여 코팅된 접착층(20)에 PET필름(30)에 요철형상으로 이루어지는 3D패턴이 구현된 3D패턴층(31)과 상기 3D패턴층(31)의 표면에 요철형상을 따라 형성되는 증착층을 합지토록 하는 제4공정과;
상기 제4공정에서의 요철형상의 3D패턴을 구현하기 위하여 자외선도료(자외선에 의하여 경화되는 도료)를 사용하여 PET필름(30)의 일면에 일정한 두께로 코팅토록 하여 자외선경화코팅층(34)을 형성한 후 구현하고자 하는 상기 3D패턴이 구현된 금속 롤(도시생략)을 이용하여 자외선경화코팅층(34)에 가압토록 하면서 PET필름(30)의 이면에서 자외선을 조사토록 하면 투명한 재질의 특성을 갖는 PET필름(30)에 의하여 자외선이 투과되면서 요철형상을 갖는 3D패턴이 구현되어지면서 경화되어 3D패턴층(31)이 구현되는 것이다.
또한 상기 3D패턴이 구현된 3D패턴층(31)의 표면층으로는 다양한 색상이나 무늬의 구현을 위하여 다양한 색상으로 되는 증착층(32)을 형성하는 것이고, 증착은 3D패턴이 미세한 요철의 형태로 이루어지는 3D패턴의 표면을 따라 동일하게 이루어지게 됨으로 3D의 패턴 구현이 가능하게 되는 것이다.
상기와 같이 제4공정에 의하여 합지된 상태에서 증착층(32)을 포함하는 3D패턴층(31)이 형성된 PET필름(30)을 강판(10)의 접착층(20)의 상면에 증착층(32)이 밀착되게 합지하여 일정온도로 일정시간동안 가압하여 경화토록 하는 제5공정과;
제5공정에서의 합지후 100℃∼130℃의 범위에서 30분간 가열가압하는 제6공정과;
제6공정에 의하여 가열가압에 의하여 합지된 상태에서 PET필름(30)만을 분리토록 하는 제7공정과;
상기 제7공정에 의하여 PET필름(30)만이 분리된 상태에서 강판(10)의 표면에 노출되는 3D패턴층(31)의 상면에 UV코팅에 의한 보호코팅층(40)을 형성하는 제8공정과;
제8공정에 의하여 형성된 보호코팅층(40)이 UV잉크에 함유되어진 용재의 휘발을 위하여 건조 및 UV경화를 위한 경화 단계를 거치게 되는 제9공정으로 완료되는 것이다.

삭제

삭제

그후 제품의 출하를 위하여 보호코팅층(40)의 상면 즉 강판에 3D패턴층이 형성된 상면에 보호필름(도시생략)을 합지토록 하여 출하하게 되는 것이다.

10:강판 20:접착층
30:PET필름 31:3D패턴층
32:증착층 33:이형층
34:자외선경화코팅층
40:보호코팅층

Claims (7)

1. 특정되는 무늬를 구현하고자 하는 강판(10)의 어느 일측의 표면에 3D패턴의 긴밀한 고착을 위하여 세척과 건조된 상태에서 열 경화성 수지의 일종인 2액형의 에폭시수지를 사용하여 도포되는 접착층(20)과;
   상기 접착층(20)의 상면에, 자외선에 의하여 경화되는 도료를 사용하여 이형층을 갖는 PET필름(30)의 일측면에 일정한 두께로 자외선경화코팅층(34)을 형성하고, 상기 자외선경화코팅층(34)에 3D패턴이 구현된 금속 롤을 가압하면서 PET필름(30)의 이면에서 자외선을 조사토록 하여 요철형상을 갖도록 구현된 3D패턴층(31)과 상기 3D패턴층(31)의 요철형상의 표면을 따라 색상을 갖는 증착층(32)이 형성된 PET필름(30)을 합지하여 PET필름(30)만을 박리하여, 3D패턴층(31)이 형성되고,
   상기 강판(10)의 접착층(20)에 고착된 증착층(32)이 형성된 3D패턴층(31)의 견고한 고착을 위하여 3D패턴층(31)의 노출된 상면으로 자외선 경화도료에 의하여 보호코팅층(40)이 형성되어 강판(10)의 표면에 구현된 3D패턴이 손상되지 않고 장시간 유지토록 되는 3D 패턴무늬를 갖는 강판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 강판의 접착층이 형성되는 일면을 세척, 건조하는 제1공정과;
   제1공정에 의하여 건조된 강판의 표면에 접착층을 코팅하는 제2공정과;
   제2공정에서 코팅된 접착층을 1차로 건조하여 용재등을 휘발토록 하는 제3공정과;
   PET필름(30)의 일면에 형성된 이형층의 상면에 요철형상으로 이루어지는 3D패턴이 형성하기 위하여 자외선에 경화되는 도료를 사용하여 PET필름(30)의 이형층의 상면에 일정한 두께로 코팅토록 하여 자외선경화코팅층(34)을 형성하고, 그 상면에는 구현하고자 하는 3D패턴이 구현된 금속 롤을 이용하여 자외선경화코팅층(34)에 가압토록 하면서 PET필름(30)의 이면에서 자외선을 조사토록 하여 투명한 재질의 특성을 갖는 PET필름(30)에 의하여 자외선이 투과되면서 요철형상을 갖는 3D패턴층(31)을 구현하고 상기 3D패턴층(31)의 표면에는 증착층(32)을 형성하는 제4공정과;
   제4공정에서 표면에 증착층(32)이 형성된 3D패턴층(31)이 형성된 PET필름(30)을 제3공정에서 구비된 접착층(20)에 3D패턴층(31)의 표면에 형성된 증착층(32)이 서로 밀착되면서 합지하는 제5공정과;
   제5공정에서 합지후 100℃~130℃의 범위에서 30분간 가열가압하는 제6공정과;
   제6공정에서 합지가 완료된 이후에 PET필름(30)만을 분리토록 하는 제7공정과;
   제7공정에서 PET필름(30)만이 분리되어 노출된 강판(10)의 표면에 구현된 3D패턴층(31)의 노출된 상면에 UV코팅에 의한 보호코팅층(40)을 형성하는 제8공정과;
   제8공정에 의하여 형성된 보호코팅층(40)을 건조 및 경화토록 하는 제9공정으로 이루어지는 3D 패턴무늬를 갖는 강판의 제조방법.
   
7. 삭제

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