KR101510556B1

KR101510556B1 - 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 강판

Info

Publication number: KR101510556B1
Application number: KR20130145616A
Authority: KR
Inventors: 최하나; 김진태; 이정환; 김종상
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-04-08

Abstract

본 발명은 투명 잉크를 포함하는 코팅 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계 및 상기 노즐에 주입된 코팅 조성물을 헤드를 통해 강판의 표면에 분사하여 헤어라인을 형성하는 단계를 포함하는 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 강판에 관한 것이다.
본 발명은 간단한 공정으로 강판 표면에 다양한 패턴 또는 무늬를 갖는 헤어라인을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에서 강판 상에 형성된 헤어라인은 후도장 시 강판과 도장 사이 밀착력을 저해하지 않아, 다양한 후처리 공정을 가능케 한다.

Description

헤어라인이 형성된 강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 강판{The method for preparing steel sheet having hairline and the steel sheet therefrom}

본 발명은 잉크젯 인쇄 방식을 이용하여 헤어라인이 입체적으로 형성된 강판을 제조하는 방법과 상기 방법에 의해 제조된 강판에 관한 것이다.

일반적으로 강판에는 미려한 표면 외관을 부여하기 위하여 표면 마무리가 행해지게 되는데, 표면 마무리의 대표적인 예로는 강판 표면에 헤어라인 무늬를 형성하는 방법이 사용되고 있다.

상기 헤어라인 무늬란 강판 표면에 머리카락처럼 길게 연속적으로 라인이 형성된 것을 의미하고, 이러한 헤어라인 무늬가 형성된 강판은 내식성이 우수하면서도 미려한 표면외관을 갖고 있는 대표적인 강판으로 알려져 있으며, 건축물이나 차량 등의 내장재나 외장재 등에 널리 사용되고 있다.

한편, 강판 표면에 헤어라인 무늬를 형성하는 방법으로, 종래에는 강판 표면을 에칭 용액을 이용하여 식각하거나, 브러쉬 또는 사포 등과 같은 연마재로 연마하여 연마자국이 남도록 하여 형성하거나, 그 외에도 헤어라인이 인쇄된 필름을 붙이기도 하는데 필름의 인쇄무늬가 다양하지 못해 사용하는데 한계가 있다.

나아가, 상기의 방법들에 의하는 경우, 지문 자국이나 외부 오염 방지를 위하여 강판에 추가적인 도장을 하는 경우, 강판과 도장 사이 부착성에 문제가 존재하게 되고, 필름의 경우, 인쇄 무늬가 다양하지 못해 사용하는데 한계가 있다.

본 발명은 다양한 패턴 또는 무늬를 가지며, 후도장 시 밀착력을 저해하지 않는 헤어라인이 형성된 강판을 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, 투명 잉크를 포함하는 코팅 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계; 및

상기 노즐에 주입된 코팅 조성물을 헤드를 통해 강판의 표면에 분사하여 헤어라인 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법을 제공한다.

상기 코팅 조성물은 메탈릭 파우더를 더 포함할 수 있다.

상기 메탈릭 파우더는 입도가 500 내지 2000nm일 수 있다.

상기 잉크젯 프린팅 장치에서 헤드는 강판의 폭 방향에 따라 배치될 수 있다.

상기 헤어라인 코팅층을 형성하는 단계에 후속적으로 상온에서 상기 코팅층이 형성된 강판에 자외선을 가하여 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 헤어라인이 형성된 강판을 제공한다.

상기 강판은 냉연강판; 아연도금강판; 아연계 전기도금강판; 용융아연도금강판; 알루미늄도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 인산염이 도포된 아연도금강판; 또는 열연강판일 수 있다.

본 발명은 간단한 공정으로 강판 표면에 다양한 패턴 또는 무늬를 갖는 헤어라인을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서 강판 상에 형성된 헤어라인은 후도장 시 강판과 도장 사이 밀착력을 저해하지 않아, 다양한 후처리 공정을 가능케 한다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 사용할 수 있는 잉크젯 인쇄 설비의 일 예시를 개략적으로 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, 투명 잉크를 포함하는 코팅 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계 및 상기 노즐에 주입된 코팅 조성물을 헤드를 통해 강판의 표면에 분사하여 헤어라인 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법은 잉크젯 인쇄 방식에 의해 투명 잉크를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 강판 표면에 헤어라인 코팅층을 형성함으로써, 다양한 패턴 또는 무늬를 갖는 헤어라인을 형성할 수 있고, 상기 투명 잉크는 후도장 시 강판과 도장 사이 밀착력을 저해하지 않아, 다양한 후처리 공정을 가능하도록 한다.

이하, 본 발명에서 적용할 수 있는 잉크젯 인쇄 방식을 구체적으로 설명하자면, 헤드가 좌우로 왕복 운동을 하면서 조성물을 분사하는 멀티 패스(multi-pass) 방식 또는 강판의 폭 방향을 따라 하나 이상의 헤드가 배치되어, 헤드가 움직이지 않고 고정되며, 강판만 이동시켜, 헤드의 폭만큼 한번에 조성물을 분사하는 싱글 패스(single-pass) 방식 어느 것에 의하여도 무방하지만, 싱글 패스 방식에 의하는 것이 일반적인 잉크젯 인쇄 방식의 단점인 대면적화를 극복할 수 있고, 인쇄 속도가 향상되어 대량 생산에 적합하므로 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 강판의 폭 방향에 따라 배치된 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용하여 싱글 패스 방식에 의해 수행될 수 있다. 이때, 각각의 헤드에는 하나 이상의 노즐이 연결될 수 있으며, 제1 코팅층을 형성하기 위하여는 우선 투명 잉크를 포함하는 코팅 조성물을 각 헤드에 연결된 하나 이상의 노즐에 주입할 수 있고, 이후, 각각의 노즐에 주입된 제1 코팅 조성물은 헤드를 통하여 강판 표면에 분사되어 헤어라인을 형성할 수 있다.

단, 본 발명에서 상기 헤드로부터 조성물이 분사되는 방식으로는 피에조 분사와 서멀 버블 분사 중 어느 것에 의해도 무방하고 공정 조건에 따라 선택 가능하며, 미세한 크기의 헤어라인을 정밀하게 형성하기 위해서는 피에조 방식(Piezoelectric type)에 의하는 것이 바람직하고, 보다 단순한 헤드 구조를 통하여 설비를 간단히 하며, 노즐수를 확대할 필요가 있는 경우에는 서멀 버블 방식(Thermal bubble type)에 의하는 것이 바람직하다.

도 1은 잉크젯 인쇄 설비를 이용한 본 발명의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 것으로, 강판(1)의 폭 방향에 따라 3개의 헤드(20)가 배치되어 있으며, 각 헤드(20)에는 복수 개의 노즐이 연결되어 코팅 조성물은 노즐을 따라 헤드를 통하여 강판 표면으로 토출되어, 강판 표면에 헤어라인 형상의 코팅층(3)을 형성할 수 있다.

본 발명의 제조방법에서 사용하는 코팅 조성물에 포함되는 투명 잉크는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 특별히 한정하지는 않으나, (매트)아크릴계 모노머 10 내지 70 중량부, 그 올리고머 5 내지 30 중량부 및 개시제 5 내지 10 중량부를 포함하는 UV 경화성 투명 잉크를 사용할 수 있다.

한편, 상기 UV 경화성 투명 잉크에 포함되는 (매트)아크릴계 모노머 및 그 올리고머는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 뿐만 아니라 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 유도체를 포함하는 개념으로, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메톡시에틸 메타크릴레이트, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시에틸 아크릴레이트, 부톡시 메틸 아크릴레이트 또는 이들의 올리고머 등 일 수 있으며, 그 중에서도 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트 등의 알킬 (메트)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

또한, 상기 UV 경화성 투명 잉크에 포함되는 개시제는 광 개시제로, 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 벤조인과 그 알킬에테르류, 아세토페논류, 안트라퀴논류, 티오크산톤류, 케탈류, 케톤류, 벤질류, 벤조페논류, α-아미노아세토페논류, 아실포스핀옥사이드류 및 옥심에스테르류로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 이에 한정하는 것은 아니지만 예를 들어, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드(2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide), 2-이소프로필티오크산톤(2-Isopropylthioxanthone), 2,4-디에틸티오크산톤(2,4-Diethylthioxanthone) 및 벤젠프로피온산(Benzenepropanoic acid)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 코팅 조성물은 메탈릭 파우더를 더 포함하여, 메탈 질감을 갖는 헤어라인 코팅층을 형성하여, 최근에 특히 고급스럽고 미려한 외관이 중시되는 가전제품 분야에서 적용할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 메탈릭 파우더는 아연, 알루미늄, 스테인리스, 구리, 니켈, 망간, 또는 상기 금속 2종 이상을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 파우더의 입도는 특별히 한정하지는 않으나, 500 내지 2000nm인 것이 투명 잉크에 고르게 분산시키기에 바람직하다. 다만, 상기 메탈릭 파우더의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 구형 또는 플레이크형 등일 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 헤어라인 코팅층이 형성되면, 상기 코팅층을 경화하는 단계를 수행할 수 있다. 이때, 경화 방법으로는 상온에서 상기 헤어라인 코팅층이 형성된 강판에 자외선을 조사하여 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 방법으로 제조된 헤어라인이 형성된 강판을 제공한다.

단, 본 발명의 강판에 형성된 헤어라인 코팅층의 무늬, 패턴 또는 각 헤어라인 코팅층 사이 간격은 특별히 한정하지 않고, 소비자가 원하는 요구나 강판이 적용될 분야를 고려하여 변경할 수 있다.

또한, 본 발명에서 헤어라인이 형성된 강판에 적용할 수 있는 강판의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 예로써 냉연강판; 아연도금강판; 아연계 전기도금강판; 용융아연도금강판; 알루미늄도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 인산염이 도포된 아연도금강판; 또는 열연강판이 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 강판
3: 헤어라인 코팅층
20: 헤드

Claims

투명 잉크 및 메탈릭 파우더를 포함하는 코팅 조성물을 하나 이상의 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치의 각 헤드에 연결된 노즐에 주입하는 단계; 및
상기 노즐에 주입된 코팅 조성물을 헤드를 통해 강판의 표면에 분사하는 잉크젯 인쇄 방식에 의해 헤어라인 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 투명 잉크는 (매트)아크릴계 모노머, 그 올리고머 및 개시제를 포함하는 UV 경화성 투명 잉크이며,
상기 메탈릭 파우더는 아연, 스테인레스, 구리, 니켈, 망간 또는 상기 금속 2종 이상을 포함하는 합금이며,
상기 메탈릭 파우더는 입도가 500 내지 2000 nm인 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 잉크젯 프린팅 장치에서 헤드는 강판의 폭 방향에 따라 배치되는 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 헤어라인 코팅층을 형성하는 단계에 후속적으로 상온에서 상기 코팅층이 형성된 강판에 자외선을 가하여 경화하는 단계를 더 포함하는 헤어라인이 형성된 강판의 제조방법.
청구항 제1항, 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 헤어라인이 형성된 강판.
제6항에 있어서, 상기 강판은 냉연강판; 아연도금강판; 아연계 전기도금강판; 용융아연도금강판; 알루미늄도금강판; 도금층에 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 티탄, 알루미늄, 망간, 철 마그네슘, 주석, 동 또는 이들의 혼합물인 불순물 또는 이종금속을 함유한 도금강판; 실리콘, 동 마그네슘, 철, 망간, 티탄, 아연 또는 이들의 혼합물을 첨가한 알루미늄 합금판; 인산염이 도포된 아연도금강판; 또는 열연강판인 헤어라인이 형성된 강판.