KR101510555B1 - 선영성이 우수한 금속부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선영성이 우수한 금속부재에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면인 선영성이 우수한 금속부재는 소지강판; 상기 소지강판 표면에 형성되고, 표층에 헤어라인 무늬를 갖는 도금층; 및 상기 도금층 상부에 형성되고, 상기 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 코팅층을 포함하고, 선영성을 나타내는 단파(SW) 수치가 8 이하이고, 장파(LW) 수치가 5 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

선영성이 우수한 금속부재{METAL MEMBER HAVING EXCELLENT IMAGE CLARITY}
본 발명은 건축재나 가전재 등의 사용에 적합한 선영성이 우수한 금속부재에 관한 것이다.
금속은 본질적으로 은백색의 광택을 가지나, 공기 중에 노출되면 금속 표면에 부식이 발생하거나 산화층이 형성되는 등으로 인하여 금속 고유의 광택을 잃어버리게 된다. 따라서, 금속의 부식 등을 방지하기 위해 일반적으로 금속 표면에 도금층을 형성하거나, 코팅층을 형성하거나, 필름을 붙여 금속 표면을 보호하고 있으나, 이 경우 금속 자체의 광택에는 미치지 못한다는 단점이 있다.
한편, 도금강판의 광택을 향상시키기 위하여 표면 마무리가 행해지는데, 상기 표면 마무리의 대표적인 예로 강재 표면에 헤어라인 무늬를 형성하는 방법이 있다. 헤어라인 마무리는 강재의 표면을 연마재로 연속적으로 연마하여 연마자국이 남도록 마무리한 것으로서, 연마표면이 머리카락처럼 연속적으로 라인이 형성되도록 하는 표면 마무리 방법을 의미한다.
통상의 헤어라인 마무리는 컨택트 휠을 회전시킴으로써 콘택트 휠과 아이들롤에 겹쳐 감겨 있는 연마벨트를 고속 회전시켜 언코일러부로부터 리코일러부로 이동하는 강재의 표면을 연마벨트로 연마하는 가공 방법인 것은 잘 알려져 있다.
또한, 통상적으로 도금강판의 내식성 및 선영성을 보다 향상시키기 위하여 도금강판 상부에 코팅층을 추가로 형성시킨다. 선영성이란 코팅을 실시한 강재의 표면이 미려하여 표면에 비치는 상을 왜곡 없이 선명하게 볼 수 있는 정도를 의미하며, 이는 코팅 전의 강재의 표면 상태에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다.
그러나, 통상의 방법에 의해 도금강판에 헤어라인 무늬를 형성하고 코팅층을 형성하는 경우, 연마재인 샌드페이퍼 상에 부착된 연마 입자의 형태가 고르지 않기 때문에 헤어라인 무늬가 균일하게 형성되기 어려워 코팅 후 선영성이 열위하게 나타나는 문제가 있으며, 헤어라인 무늬는 방향성을 가지기 때문에 보는 각도에 따라 광택도가 달라지게 되어 표면의 미려함을 해치는 문제가 있었다.
본 발명의 일 측면은, 표면의 미려함 및 선영성이 우수한 금속부재를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 소지강판; 상기 소지강판 표면에 형성되고, 표층에 헤어라인 무늬를 갖는 도금층; 및 상기 도금층 상부에 형성되고, 상기 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 코팅층을 포함하고, 선영성을 나타내는 단파(SW) 수치가 8이하이고, 장파(LW) 수치가 5 이하인 선영성이 우수한 금속부재를 제공한다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 구현예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 금속부재는, 도금층 표층의 헤어라인 무늬 단면의 형태 및 헤어라인 무늬의 폭이 적절히 제어되어 표면의 미려함 및 선영성이 매우 우수하게 나타난다.
또한, 본 발명에 따른 금속부재는, 도금층과 코팅층간 밀착력이 우수하여, 내식성 및 가공성이 매우 우수하게 나타난다.
또한, 코팅층의 색상 변경을 통해 다양한 색감의 금속부재를 제공할 수 있다.
도 1은 헤어라인의 단면을 확대하여 나타낸 것이다
도 2는 코일-투-코일 방식의(Coil-to-Coil) 습식연마장치를 나타내는 모식도이다.
도 3는 입도번호 #120인 샌드페이퍼의 표면을 관찰한 사진이다.
도 4는 입도번호 #120인 샌드페이퍼의 단면을 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금속부재의 표면을 관찰하여 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 상기 도면은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.
본 발명에서는 금속부재의 표면의 미려함 및 선영성을 동시에 확보하기 위하여 소지강판에 도금층을 형성하고, 표면 마무리로서 헤어라인 처리를 실시한 후, 상기 도금층 상에 코팅층을 형성한다. 그런데, 상술한 바와 같이 기존의 방법에 의하여 헤어라인 처리를 실시할 경우, 헤어라인 무늬가 균일하게 형성되지 않아 코팅 후 선영성이 열위하게 나타나며, 상기 헤어라인 무늬는 방향성을 가지기 때문에 보는 각도에 따라 광택도 값이 달라지게 되어 표면의 미려함을 해치는 문제가 있었다.
본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 깊이 연구한 결과, 헤어라인 단면의 형태 및 헤어라인의 폭을 적절히 제어할 경우 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 우수한 금속부재를 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이하, 본 발명에 의한 선영성이 우수한 금속부재에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면인 선영성이 우수한 금속부재는, 소지강판; 상기 소지강판 표면에 형성되고, 표층에 헤어라인 무늬를 갖는 도금층; 및 상기 도금층 상부에 형성되고, 상기 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 코팅층을 포함한다.
본 발명에 의한 금속부재는 선영성을 나타내는 단파(SW) 수치가 8 이하이고, 장파(LW) 수치가 5 이하를 나타내어 코팅 후 선영성이 크게 개선된 값을 나타낸다.
또한, 본 발명에 의한 금속부재는 헤어라인 무늬와 평행 방향의 광택도(G60PD)가 110 이상(보다 바람직하게는 130 이상)이고, 헤어라인과 평행 방향의 광택도(G60PD)와 헤어라인과 직각 방향의 광택도(G60RD)의 비율(G60PD/G60RD)이 2.0 이하(보다 바람직하게는 1.5 이하)의 값을 나타낸다.
상기 비율(G60PD/G60RD)이 1 에 가까울수록 광택도의 이방성이 우수한 것으로, 보는 각도에 관계 없이 광택이 일정하게 되어 표면의 미려함이 우수하게 된다. 그러나, 헤어라인 무늬는 방향성을 가지기 때문에 필연적으로 상기 비율은 1을 초과하는 값을 나타내게 되며, 다만, 그 값이 2.0을 초과할 경우 헤어라인 평행 방향과 헤어라인 직각 방향의 광택의 차이가 외관으로 쉽게 식별될 수 있을 정도로 구별이 되는 바, 본 발명에서는 2.0 이하로 제어하며, 보다 바람직하게는 1.5 이하로 제어한다.
상술한 바와 같이, 상기와 같은 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함을 확보하기 위해서는 코팅층을 형성하기 전 도금층이 형성된 소지강판의 표면을 제어할 필요가 있다. 보다 구체적으로, 도금층이 형성된 소지강판 상의 헤어라인 무늬의 단면의 면적(A)과 동일한 면적을 나타내는 반원의 반경 R과 상기 헤어라인 무늬의 단면 둘레의 길이 l의 비율(l/R)의 평균값은 π~2π이고, 상기 헤어라인의 폭(w)의 평균값은 70~85㎛로 제어함이 바람직하다. 도 1에 코팅층을 형성하기 전, 상기 헤어라인 무늬의 단면을 확대하여 나타내었다.
상기 비율(l/R)의 평균값이 π에 가까울수록, 헤어라인 무늬의 단면의 형태가 반원에 가까워짐을 의미하며, 상기 비율(l/R)의 평균값이 π 미만일 경우, 제한된 방향으로만 반사가 일어나게 되어 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 열위해지는 문제점이 있다. 반면, 2π를 초과할 경우, 난반사가 일어나 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 열위해지는 문제점이 있다.
또한, 상기 폭(w)의 평균값이 70㎛ 미만일 경우, 제한된 방향으로만 반사가 일어나게 되어 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 열위해지는 한 문제점이 있으며, 반면, 85㎛를 초과할 경우, 난반사가 일어나 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 열위해지는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 헤어라인 무늬 폭(w)의 평균값이 85㎛ 이하인 경우, 도금층과 코팅층간 밀착력이 우수하여, 내식성 및 가공성이 매우 우수하게 나타난다.
상기 소지강판의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 냉간압연이 완료된 냉연강판일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 도금층은 Zn 도금층, Zn-Ni 합금도금층, Zn-Al 합금도금층, Zn-Al-Mg 합금도금층 또는 Al-Si 합금도금층일 수 있다.
만약, 상기 도금층이 Zn-Ni 합금도금층인 경우, 그 조성은 니켈(Ni): 10~15 중량%, 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 니켈(Ni) 함량이 10 중량% 미만일 경우, 도금층의 경도가 낮아 연마시 도금층이 훼손될 우려가 있으며, 반면 15 중량%를 초과할 경우, 도금층의 경도가 과도하게 상승하여 가공시 도금층의 박리가 발생하게 되는 문제가 있다.
한편, 상기 도금층이 Zn-Al 합금도금층인 경우, 그 조성은 Al: 50 중량% 이상, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하며, Zn-Al-Mg 합금도금층인 경우, 그 조성은 Al: 3~15 중량%, Mg: 1-4 중량, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하며, Al-Si 합금도금층인 경우, 그 조성은 Si: 3~5 중량%, 잔부 Al 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 금속부재의 내식성을 확보하기 위해서는 상기 도금층의 도금 부착량은 10 g/m2 이상인 것이 바람직하다. 다만, 40g/m2을 초과할 경우, 공정시간 및 공정비용의 상승으로 생산 효율성이 떨어지는 단점이 있으므로, 상기 도금층의 도금 부착량은 10~40g/m2으로 제어한다.
한편, 본 발명에서는 금속부재의 내식성 및 선영성을 보다 향상시키기 위하여 도금층 상부에 코팅층을 형성한다. 상기 코팅층은 금속 부재에 요구되는 색상과 무늬를 구현하고, 광택도의 이방성 및 코팅 후 선영성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 코팅층의 건조 도막 두께는 3~ 25㎛인 것이 바람직하다. 상기 코팅층의 건조 도막 두께가 3㎛ 미만일 경우, 내식성 및 색상 구현에 및 관리에 문제가 있으며, 반면 25㎛를 초과할 경우, 코팅층 표면의 외관 돌기결함이 발생하며, 제조원가가 높아져 생산성이 낮아지는 문제가 있다.
한편, 상기 코팅층은 상술한 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 재질의 것이라면 그 종류를 특별히 한정하지 아니하나, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코팅층은 베이스 코팅층 및 상기 베이스 코팅층 상부에 형성되는 클리어 코팅층을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 베이스 코팅층은 중량%로, 폴리에스테르 수지 50~80%, 가교제로서 멜라민 수지 10~40% 및 안료 10% 이하(0 포함)를 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 함량이 50% 미만일 경우, 도막 가공성이 저하되는 문제가 있으며, 반면 80%를 초과할 경우, 경도가 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 폴리에스테르 수지의 함량은 50~80%로 제한함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량(Mn)은 2,000~30,000일 수 있다. 상기 수평균 분자량(Mn)이 2,000 미만일 경우에는 가공성이 저하되며, 반면, 30,000을 초과할 경우, 내약품성 및 광택 저하를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르 수지의 수산가는 40~100mgKOH/g이고, 산가는 1~8mgKOH/g이며, 유리전이온도는 0~30℃인 것일 수 있다.
수산가가 40mgKOH/g 미만이면 내마찰성(MEK Rub.)이 저하되고, 100mgKOH/g을 초과하면 가공성이 저하되는 문제점이 있으며, 산가가 1mgKOH/g 미만이면 수지색상에 황변이 발생하고, 10mgKOH/g을 초과하면 내약품성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 유리전이온도가 0℃ 미만이면 경도가 낮아지고 30℃를 초과하면 가공성이 저하되는 문제점이 있다.
가교제로는 멜라민 수지를 사용하며, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 헥사메톡시메틸멜라민 수지가 사용될 수 있다. 기존의 우레탄계 가교제를 사용할 경우, 광택도 내지 선영성과 같은 물성이 열위하여, 가전제품 등에 적용하기에는 부적합하다는 문제가 있다.
상기 멜라민 수지의 함량이 10% 미만일 경우, 경화가 충분히 일어나지 않아 내약품성 또는 내마모성(MEK Rubbing)이 저하되는 문제점이 있으며, 반면, 40%를 초과하는 경우, 가공성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 멜라민 수지의 함량은 10~40%로 제한함이 바람직하다.
안료로는 이산화 티탄과 카본블랙을 포함하는 유무기계 안료를 사용하며, 상기 안료의 함량이 10 %를 초과할 경우, 금속부재의 미려한 외관을 은폐시키는 문제점이 있으므로, 상기 안료의 함량은 10% 이하(0% 포함)로 제한함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 베이스 코팅층은 상술한 수지, 가교제 및 안료와 함께, 에폭시 유도체 또는 실란 커플링제를 포함하는 유무기계 부착 증진제를 더 포함할 수 있다. 이는 도금층과 클리어 코팅층 간 밀착성을 향상시키기 위함이다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 클리어 코팅층은 상기 베이스 코팅층의 표면에 형성되어 베이스 코팅층을 보호하는 역할을 수행할 뿐 아니라, 금속부재의 광택도의 이방성 및 코팅 후 선영성을 보다 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 베이스 코팅층의 성분 및 조성은 상술한 베이스 코팅층의 성분 및 조성과 유사 하나, 도막의 투명성과 우수한 광택성을 확보하기 위하여 안료를 불포함하는 클리어 도료를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 클리어 코팅층은, 중량%로, 폴리에스테르 수지 50~90% 및 멜라민 수지 10~50%를 포함할 수 있다.
한편, 상기 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량(Mn)은 2,000~20,000인 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 선영성이 우수한 금속부재는 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 제한하지 않는다. 다만, 일 구현예로서 다음과 같은 방법에 의하여 제조될 수 있다.
이하, 상술한 선영성이 우수한 금속부재의 제조하기 위한 일 구현예에 대해 설명한다.
먼저, 도금층이 형성된 소지강판을 준비한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 도금층이 형성된 소지강판을 연마하기 전, 상기 소지강판 표면에 형성된 도금층의 도금부착량은 편면을 기준으로 40 g/m2 이상인 것이 바람직하다. 만약, 40g/m2 미만일 경우, 연마시 도금층이 훼손되어 도금강판 본래의 특성인 내식성이 훼손될 우려가 있기 때문이다. 한편, 상기 도금부착량이 80g/m2를 초과하는 경우, 연마시 부하가 많이 걸리게 되는 단점이 있는 바, 상기 도금부착량은 40~80 g/m2인 것이 보다 바람직하다.
이후, 연마입자의 원상당 직경이 110~130㎛이고, 장축과 단축의 비율이 1~1.7이며, 최대단차는 70~100㎛인 샌드페이퍼(Sand Paper)를 이용하여 상기 도금층이 형성된 소지강판을 연마한다. 상기 샌드페이퍼의 원상당 직경이 상기의 범위를 벗어날 경우 헤어라인 무늬가 단속적으로 형성될 뿐만 아니라, 헤어라인 무늬의 폭의 평균값(w)이 본 발명에서 요구하는 범위를 벗어나 결과적으로 코팅 후 선영성 및 표면의 미려함이 열위해지는 문제점이 있다.
한편, 상기 장축과 단축의 비율이 1에 가까울수록 연마입자의 단면이 원에 가까워짐을 의미하는데, 상기 비율이 1.7을 초과하는 경우에는 균일한 두께의 헤어라인 무늬의 형성이 어려운 바, 상기 비율이 1.7 이하로 제어함이 바람직하다.
또한, 상기 최대단차가 상기의 범위를 벗어날 경우, 표면의 미려함이 열위해지는 문제가 있을 뿐만 아니라, 특히, 상기 최대단차가 100㎛를 초과하는 경우에는 도금층 일부가 훼손되어 소지강판이 노출될 염려가 있는 바, 상기 최대단차는 70~100㎛으로 제어함이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 샌드페이퍼를 확보하는 한가지 방법으로서, 입도번호 #120인 샌드페이퍼를 이용하여 피연마재인 스테인리스 판재를 3000~4000m 연마한 이후의 것을 사용할 수 있다. 만약, 연마거리가 3000m 미만일 경우, 샌드페이퍼의 입자의 형태 및 크기가 불균일하여 연속패턴의 일정한 헤어라인 무늬를 형성할 수 없을 뿐만 아니라, 샌드페이퍼의 표면이 거칠어 도금층이 훼손되는 문제가 있으며, 반면, 4000m를 초과하는 경우, 샌드페이퍼가 지나치게 연마되어 헤어라인 형성이 곤란해지는 문제가 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 스테인리스 판재의 연마는 상기 샌드페이퍼가 부착된 연마 벨트를 포함하는 코일-투-코일(Coil-to-Coil) 방식의 습식연마장치에 의해 이뤄질 수 있다. 상기 습식연마장치에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 습식연마장치는, 코일형태로 감겨 있는 금속부재를 풀어주기 위해 설치된 언코일러부(2); 상기 언코일러부(2)에 의해 풀어진 금속부재를 다시 감아주기 위해 설치된 리코일러부(4); 상기 언코일러부(2)와 상기 리코일러부(4) 사이에 위치되어 상기 금속부재를 이동시키기 위해 설치된 벨트 이송부(6); 및 상기 언코일러부(2)와 상기 리코일러부(4) 사이에 위치되고, 상기 금속부재의 표면을 연마하기 위해 설치된 연마 벨트(8)를 포함하며, 상기 연마 벨트(8)의 외주면에 상기 샌드페이퍼가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 습식연마장치에 의해 스테인리스 판재를 연마할 경우, 연마 벨트의 회전속도는 2000~2200rpm, 스테인리스 판재의 이동속도는 6~10m/min의 조건으로 연마할 수 있다.
도 3는 입도번호 #120인 샌드페이퍼의 표면을 관찰한 사진으로, 도 3(a)는 피연마재인 스테인리스 판재의 연마 전 샌드페이퍼의 표면을 관찰한 사진이며, 도 3(b)는 피연마재인 스테인리스 판재를 3500m 연마한 이후의 샌드페이퍼의 표면을 관찰한 사진이다. 한편, 도 4는 입도번호 #120인 샌드페이퍼의 단면을 관찰한 사진으로, 도 4(a)는 피연마재인 스테인리스 판재의 연마 전 샌드페이퍼의 단면을 관찰한 사진이며, 도 4(b)는 피연마재인 스테인리스 판재를 3500m 연마한 이후의 샌드페이퍼의 단면을 관찰한 사진이다. 상기 도 3 및 도 4를 참조할 때, 피연마재인 스테인리스 판재의 연마 전 샌드페이퍼는 표면이 거칠뿐만 아니라, 연마입자의 장축과 단축의 비가 상당함을 확인할 수 있다.
한편, 상기 샌드페이퍼의 재질은 특별히 한정하지 않으며, 샌드페이퍼의 가격 및 샌드페이퍼의 수명과 더불어 최종 제품 품질의 요구에 따라 적절한 재질의 샌드페이퍼를 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘-카바이드(SiC), 산화알루미늄(aluminum oxide), 지르코니아 알루미나 재질의 샌드페이퍼를 사용할 수 있다.
한편 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 도금층이 형성된 소지강판의 연마 단계 역시 코일-투-코일 방식의 습식연마장치에 의하여 이뤄질 수 있다.
이 때, 본 발명에서 목적으로 하는 표면의 미려함을 확보하기 위해서는 연마 벨트의 회전 속도, 금속부재의 이동속도 등을 제어함이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 연마 벨트의 회전 속도는 2000~3000rpm이고, 금속부재의 이동속도는 2~20m/min인 것이 바람직하다.
상기 연마 벨트의 회전속도가 2000rpm 미만이거나, 상기 금속부재의 이동속도가 20m/min을 초과할 경우, 샌드페이퍼 상의 각각의 입자가 담당하는 연마구역이 상이하여 미연마 영역이 발생하는 문제점이 있으며, 반면 상기 연마 벨트의 회전속도가 3000rpm을 초과하거나, 상기 금속부재의 이동속도가 2m/min 미만일 경우, 샌드페이퍼 상의 각각의 입자가 담당하는 연마구역의 일부가 중첩되어 과연마 영역이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 연마 벨트의 회전속도는 2000~3000rpm로 제어하고, 상기 금속부재의 이동속도는 2~20m/min으로 제어함이 바람직하다.
이후, 금속 부재에 요구되는 색상과 무늬를 구현하고, 광택도의 이방성 및 코팅 후 선영성을 향상시키기 위해 상기 도금층 상부에 코팅층을 형성한다.
상술한 바와 같이, 상기 코팅층은 상기 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 재질의 것이라면 그 종류를 특별히 한정하지 아니하나, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 베이스 코팅층 및 상기 베이스 코팅층 상부에 형성되는 클리어 코팅층을 포함할 수 있다.
먼저, 고형분 기준으로 상술한 조성을 가지고, 상기 고형분 전체 중량 100 중량부에 대하여 60~150 중량부의 용매를 더 포함하는 조성을 가지는 베이스 도료를 도포하고 건조시켜 베이스 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 베이스 도료를 도금층 상부에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 바-코터, 롤 코터 혹은 커튼 코터 방법이 사용될 수 있다.
또한, 도포 후 건조하는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 열풍 가열방식, 적외선 가열방식 혹은 유도 가열방식으로 행할 수 있다.
다음으로, 상기 베이스 코팅층을 보호하고, 금속부재의 광택도의 이방성 및 코팅 후 선영성을 보다 향상시키기 위해, 고형분 기준으로 상술한 조성을 가지고, 상기 고형분 전체 중량 100 중량부에 대하여 60~150 중량부의 용매를 더 포함하는 조성을 가지는 클리어 도료를 도포하고 건조시켜 클리어 코팅층을 추가로 형성할 수 있다.
상기 클리어 도료를 코팅층 상부에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 바-코터, 롤 코터 혹은 커튼 코터 방법이 사용될 수 있다.
또한, 도포 후 건조하는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 열풍 가열방식, 적외선 가열방식 혹은 유도 가열방식으로 행할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.
( 실시예 1)
냉연강판에 Ni을 12중량% 함유하는 Zn-Ni 합금 도금층을 형성한 후, 습식연마장치로 연마하고, 건조도막두께 17.8㎛의 코팅층을 형성하여 최종적으로 선영성이 우수한 금속부재를 제조하였다.
각각 연마입자의 평균입도가 상이한 샌드페이퍼를 이용하여 상기 Zn-Ni 합금도금층 표면에 헤어라인 무늬를 형성시켰으며, 연마 벨트의 회전속도는 2100rpm, 금속부재의 이동속도는 5m/min으로 일정하게 하였다.
한편, 상기 샌드페이퍼는 발명예 1을 제외하고, 스테인리스 판재를 피연마재로 하여 3500m 연마된 이후의 것(발명예 1은 3000m 연마함)을 사용하였으며, 연마 벨트의 회전속도는 2100 rpm, 스테인리스 판재의 이동속도는 9m/min으로 일정하게 하였다.
상기에 따라 제조된 각각의 금속부재와 기존의 헤어라인이 인쇄된 필름이 부착된 강판의 선영성을 측정하여 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
한편, 선영성은 웨이브 스캐너 DOI를 이용하여 단파(SW) 수치 및 장파(LW) 수치를 측정하였으며, 광택도는 헤어라인 방향과 평행 방향 및 직각 방향 각각에 대하여 JIS Z 8741 에 준거하여 광원 입사각 60˚로 측정하였다.
구분 연마입자
원상당직경(㎛)		 장축/단축의 비 최대단차
(㎛)		 l/R W
(㎛)		 SW LW G60PD G60PD/G60RD
비교예 1 188 1.5 135 1.12π 125 28.6 21.3 40 5.0
발명예 1 115 1.2 70 1.14π 77 3.6 2.6 132 1.38
비교예 2 95 2.0 100 1.13π 67 14.5 12.7 80 3.8
비교예 3 80 1.5 60 1.16π 53 6.4 9.5 100 3.4
비교예 4 46 2.5 180 1.23π 32 20.7 10.5 60 3.2
l/R: 헤어라인 단면의 면적(A)과 동일한 면적을 나타내는 반원의 반경 R과 헤어라인 단면의 둘레(l)의 비율의 평균값.
w: 헤어라인 폭의 평균값.
G60PD: 헤어라인과 평행 방향의 광택도
G60PD/G60RD: 헤어라인과 평행 방향의 광택도(G60PD)와 헤어라인과 직각 방향의 광택도(G60RD)의 비율
구분 종류 SW LW G60PD G60PD/G60RD
종래예 1 Platinium Silver PCM 강판 41.1 22.9 127 1.01
종래예 2 STS VCM 강판 8.7 10.0 184 1.21
종래예 3 ACM 강판 27.9 15.2 210 1.59
종래예 4 Super White VCM 강판 8.2 5.7 112 0.99
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 발명예 1은 l/R 값과 헤어라인 폭의 평균값인 w가 본 발명이 제어하는 범위를 만족하여, 단파(SW) 수치가 3.6이고, 장파 수치(LW)가 2.6으로 코팅 후 선영성이 매우 우수하게 나타났고, 나아가 광택도의 이방성을 나타내는 G60PD/G60RD 값이 낮아 표면의 미려함이 매우 우수하게 나타났다. 표 2의 종래예와 비교하더라도, 광택도의 이방성은 다소 낮지만, 선영성이 더욱 우수함을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1 내지 4는 l/R 값은 본 발명이 제어하는 범위를 만족하였으나, w가 본 발명이 제어하는 범위를 벗어나, 단파(SW) 수치 및 장파(LW) 수치가 본 발명이 제어하는 범위를 벗어났으며, 광택도의 이방성을 나타내는 G60PD/G60RD 값이 본 발명이 제어하는 범위를 벗어났다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 금속부재의 표면을 관찰하여 나타낸 사진으로, 도 4의 (a) 내지 (e)는 각각 비교예 1, 발명예 1, 비교예 2, 비교예 3 및 비교예 4에 따른 금속부재의 표면을 관찰한 것이다.
( 실시예 2)
금속부재의 내식성을 평가하기 위해, 실시예 1의 금속부재를 대상으로 염수분무시험(KS-C-0223에 준하는 염수분무 규격시험)으로 부식촉진시험을 수행한 후, 금속부재의 표면에 백청 발생면적이 5%가 될 때까지 경과한 시간을 측정하였다. 500시간을 초과한 경우 "Good", 500시간 이하인 경우 "NG"로 나타내었다.
또한, 금속부재의 가공성을 평가하기 위해, 실시예 1의 금속부재를 대상으로 1mm 간격으로 가로, 세로 각 10칸씩 총 100개의 눈금을 형성한 후, 에릭슨 돔을 8mm 형성 후, 도막의 밀착력을 평가하는 CET test(Cross cut-Erichsen-Tape peel test)를 실시하였다. 100개 중 박리되는 부분의 개수가 5개 이내인 경우 "Good", 5개 이상인 경우 "NG"로 나타내었다.
구분 W(㎛) 내식성 가공성
비교예 1 125 NG NG
발명예 1 77 Good Good
비교예 2 67 Good Good
비교예 3 53 Good Good
비교예 4 32 Good Good
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 헤어라인 무늬 폭(w)의 평균값이 85㎛ 이하인 발명예 1 및 비교예 2 내지 4의 경우, 도금층과 코팅층간 밀착력이 우수하여, 금속부재의 내식성 및 가공성이 매우 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다. 반면, 헤어라인 무늬 폭(w)의 평균값이 85㎛를 초과하는 비교예 1의 경우, 금속부재의 내식성 및 가공성이 열위하게 나타났다.
2: 언코일러부
4: 리코일러부
6: 벨트 이송부
8: 연마 벨트
10: 연마 윤활유 분사장치

Claims (10)

  1. 소지강판;
    상기 소지강판 표면에 형성되고, 표층에 헤어라인 무늬를 갖는 도금층; 및
    상기 도금층 상부에 형성되고, 상기 헤어라인 무늬가 투영되는 투명 또는 반투명의 코팅층을 포함하고,
    상기 헤어라인 무늬와 평행 방향의 광택도(G60PD)와 상기 헤어라인 무늬와 직각 방향의 광택도(G60RD)의 비율(G60PD/G60RD)이 2.0 이하인 선영성이 우수한 금속부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅층은, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~30,000인 폴리에스테르 수지, 가교제로서 멜라민 수지 및 안료를 포함하는 베이스 코팅층 및 상기 베이스 코팅층 상부에 형성되고, 수평균 분자량(Mn)이 2,000~20,000인 폴리에스테르 수지 및 가교제로서 멜라민 수지를 포함하는 클리어 코팅층을 포함하는 선영성이 우수한 금속부재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 헤어라인 무늬와 평행 방향의 광택도(G60PD)가 110 이상인 선영성이 우수한 금속부재.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 헤어라인 무늬 단면의 면적(A)과 동일한 면적을 나타내는 반원의 반경(R)과 상기 헤어라인 무늬 단면 둘레의 길이(l)의 비율(l/R)의 평균값이 π~2π인 선영성이 우수한 금속부재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 헤어라인 무늬 폭(w)의 평균값이 70~85㎛인 선영성이 우수한 금속부재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도금층의 도금 부착량은 10~40g/m2인 선영성이 우수한 금속부재.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도금층은 Zn 도금층, Zn-Ni 합금도금층, Zn-Al 합금도금층, Zn-Al-Mg 합금도금층 및 Al-Si 합금도금층 중 어느 하나인 선영성이 우수한 금속부재.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 Zn-Ni 합금도금층의 조성은, 니켈(Ni): 10~15 중량%, 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함하는 선영성이 우수한 금속부재.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 3~25㎛인 것을 특징으로 하는 선영성이 우수한 금속부재.
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