KR101549683B1 - 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 도료의 도포가 이루어지는 피도장체의 표면을 세척하는 피도장체 표면 세척단계(S210); 상기 세척된 피도장체 표면을 타격하여 일정한 깊이의 미세요홈을 형성하는 피도장체 표면 면치기단계(S220); 상기 피도장체의 표면과 도료의 접착성을 향상시키기 위하여 상기 피도장체의 표면에 하도칠을 하는 피도장체 표면 하도칠단계(S230); 상기 피도장체의 표면에 도료를 도포하는 도료 도포 단계(S240); 상기 도료가 도포된 피도장체의 표면을 사포를 이용하여 마찰시키는 피도장체 표면 샌딩단계(S250); 및 상기 피도장체의 표면을 보호하기 위하여 아크릴 우레탄 도료를 이용하여 상도칠하는 피도장체 표면 상도칠단계(S260)를 포함하되, 상기 피도장체 표면 면치기단계(S220)에서 상기 미세요홈은 10 내지 20㎛의 깊이로 형성되고, 단위 면적당(m2) 1000 내지 1500개가 생성되도록 하며, 상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 아크릴계, 에폭시, 수성 및 유성 중 어느 하나로 이루어진 도료로 수행되고, 상기 도료는 30 내지 50㎛의 두께로 도포되며, 상기 도료 도포 단계(S240)는 15 내지 35℃의 온도가 유지되는 건조실에서 수행되고, 상기 도료는 200 내지 300㎛의 두께로 형성되며, 상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 도료가 도포된 피도장체의 표면거칠기(Ra)가 0.05 내지 0.3㎛가 되도록 수행되고, 상기 피도장체 표면 상도칠단계(S260)는 35 내지 50℃의 온도가 유지되는 건조실에서 스프레이 건을 이용하여 30 내지 50㎛의 두께로 도포함으로써 수행된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 메탈파우더와 바인더를 이용하여 도료를 제조함으로써, 금속재질로 이루어지지 않은 건축물, 가구, 조각상 등의 표면에 코팅되어 금속재질과 같은 표면 질감을 형성할 수 있고, 3원색을 표현할 수 있는 메탈파우더를 다양한 비율로 혼합하여 사용함으로써, 다양한 색상 및 형태로 표면 질감을 형성할 수 있다.

Description

금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법{PAINTING METHOD OF PAINTS WITH METALLIC APPEARANCE}
본 발명은 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메탈파우더와 바인더를 이용하여 도료를 제조하고, 이를 피도장체의 표면에 도포함으로써, 금속재질로 이루어지지 않은 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체의 표면에 금속재질과 같은 표면 질감을 형성할 수 있는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법에 관한 것이다.
통상적으로 도료란 페인트나 에나멜과 같이 고체 물질의 표면에 코팅되어 고체막을 만들어 물체의 표면을 보호하고, 각종 색상을 나타내어 물체의 표면을 아름답게 하는 유동성 물질을 총칭한다.
이러한 도료는 대개 겔(gel) 형태의 유동상태를 나타내도록 형성되는 것이 보통이며, 물체의 표면에 칠하거나 도포를 이루는 경우에는 빨리 건조될 수 있도록 형성되는 것이 일반적인 것이다.
최근에는 환경적 요인과 사회의 변화에 따라 친환경적인 다양한 형태의 도료와, 도포하거나 칠하고자 하는 환경에 따라 부착성, 내약품성, 내후성, 작업성 등을 향상시킨 도료 등이 다양하게 개발되고 있다.
그러나, 위와 같은 종래의 도료는 도포하거나 칠하고자 하는 물체의 표면을 외부로부터 보호하거나 도포된 도료의 색상이 외부로 나타나도록 형성되는 것이 주목적이므로, 특수용도의 목적으로 도료를 사용하는 경우에도 물체의 표면에 각종 질감을 표현하는 데에는 한계가 있고, 특히 금속재질과 같은 표면 질감을 형성하기는 매우 어려운 문제가 있었다.
위와 같은 문제를 개선하기 위하여, 국내공개특허 제10-2010-0006457호나 국내공개특허 제10-2014-0057650호와 같은 문헌에서 금속의 질감을 표현할 수 있는 도료 조성물의 제조방법이 제안된 바 있으나, 상기 국내공개특허 제10-2010-0006457호의 경우에는 플라스틱의 표면에 금속재 질감을 형성하고자 하는 경우에도 일정한 색상 이외에는 표현하고자 하는 표면 질감에 따라 다양한 형태의 금속표면 질감을 형성할 수 없는 문제가 있었으며, 상기 국내공개특허 제10-2014-0057650호의 경우에는 일정한 색상 이외에는 다양한 형태의 금속표면 질감을 형성할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 종래의 금속질감을 표현할 수 있는 도료 중에는 금속의 색깔을 내는 색소를 함유하여 금속의 재질을 표현한 것이 있으나, 이는 단지 색깔만 금속색일 뿐 근거리에서 보면 금속의 광택이나 질감이 나타나지 않고, 금속의 함량이 낮아 금속 특유의 광택을 충분히 표현하지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 메탈파우더를 포함하는 도료를 제조하고 이를 다양한 물체에 코팅함으로써, 금속의 고유색채 및 질감을 최대한 살리면서도 소요 비용을 줄일 수 있고, 또한 열에 약한 저가의 재질에도 도포되어 금속의 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
국내공개특허 제10-2010-0006457호(2010년 01월 19일 공개) 국내공개특허 제10-2014-0057650호(2014년 05월 13일 공개) 국내등록특허 제10-0413082호(2003년 12월 15일 등록)
본 발명은 메탈파우더와 바인더를 이용하여 도료를 제조하고, 이를 피도장체의 표면에 도포함으로써, 금속재질로 이루어지지 않은 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체의 표면에 금속재질과 같은 표면 질감을 형성할 수 있는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 3원색을 표현할 수 있는 적동, 황동 및 청동 중 어느 하나 이상으로 구성된 혼합물과, 메탈파우더를 다양한 비율로 혼합하여 도료를 제조함으로써, 다양한 색상 및 형태의 금속표면 질감을 형성할 수 있는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 복잡한 제조공정 없이도 금속의 광택 및 질감을 최대한으로 살릴 수 있고, 제작 시간 및 비용을 줄일 수 있는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 도료의 도포가 이루어지는 피도장체의 표면을 세척하는 피도장체 표면 세척단계(S210); 상기 세척된 피도장체 표면을 타격하여 일정한 깊이의 미세요홈을 형성하는 피도장체 표면 면치기단계(S220); 상기 피도장체의 표면과 도료의 접착성을 향상시키기 위하여 상기 피도장체의 표면에 하도칠을 하는 피도장체 표면 하도칠단계(S230); 상기 피도장체의 표면에 도료를 도포하는 도료 도포 단계(S240); 상기 도료가 도포된 피도장체의 표면을 사포를 이용하여 마찰시키는 피도장체 표면 샌딩단계(S250); 및 상기 피도장체의 표면을 보호하기 위하여 아크릴 우레탄 도료를 이용하여 상도칠하는 피도장체 표면 상도칠단계(S260)를 포함하되, 상기 피도장체 표면 면치기단계(S220)에서 상기 미세요홈은 10 내지 20㎛의 깊이로 형성되고, 단위 면적당(m2) 1000 내지 1500개가 생성되도록 하며, 상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 아크릴계, 에폭시, 수성 및 유성 중 어느 하나로 이루어진 도료로 수행되고, 상기 도료는 30 내지 50㎛의 두께로 도포되며, 상기 도료 도포 단계(S240)는 15 내지 35℃의 온도가 유지되는 건조실에서 수행되고, 상기 도료는 200 내지 300㎛의 두께로 형성되며, 상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 도료가 도포된 피도장체의 표면거칠기(Ra)가 0.05 내지 0.3㎛가 되도록 수행되고, 상기 피도장체 표면 상도칠단계(S260)는 35 내지 50℃의 온도가 유지되는 건조실에서 스프레이 건을 이용하여 30 내지 50㎛의 두께로 도포함으로써 수행된다.
상기 도료 도포 단계(S240)에서 도료는, 피도장체에 금속 질감을 표현할 수 있는 원료분말을 준비하는 원료 준비 단계(S110); 상기 원료의 산화를 방지하기 위하여 상기 원료분말을 표면처리하는 원료 가공 단계(S120); 상기 표면처리된 원료분말을 바인더와 혼합하는 원료 및 바인더 혼합 단계(S130); 및 상기 원료분말이 혼합된 바인더에 흑연 분말을 첨가하는 흑연 첨가 단계(S140)를 포함할 수 있다.
상기 원료 준비 단계(S110)에서 상기 원료분말은 금속재질을 분말화한 메탈파우더와, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말 중 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 사용되고, 상기 메탈파우더의 평균 입경은 100 내지 200㎛의 범위를 가지고, 200 내지 250 중량부가 사용되며, 상기 적동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 황동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 청동 분말은 1 내지 30 중량부의 범위 내에서 혼합되어 사용되고, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 평균 입경은 각각 10 내지 30㎛의 범위를 가질 수 있다.
상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말은 밀링장치의 회전용기 내에서 용기벽면-볼-분말 사이의 마찰력을 이용한 밀링에 의해 제조되되, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 회전용기 내의 볼과 분말의 중량비는 10:1 내지 20:1 범위이고, 상기 메탈파우더를 제조하기 위한 밀링은 밀링장치의 회전축을 1000 내지 1200rpm으로 회전시키고, 30 내지 50분 동안 수행되며, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 밀링은 밀링장치의 회전축을 1200 내지 1500rpm으로 회전시키고, 60 내지 80분 동안 수행될 수 있다.
상기 원료 가공 단계(S120)는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말과의 몰비로서 10 내지 20배의 질산아연과 0.5배의 인산아연, 3 내지 5배의 인산이 용해된 수용액에 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말을 각각 침지시켜 상기 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말의 입자 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시킬 수 있다.
상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시키는 경우, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말이 침지된 혼합용액을 초음파가 조사되는 교반기에서 분산시켜 교반하고, 교반 후 여과하고 초순수로 세척한 후 상온에서 건조시켜 표면 처리를 완성할 수 있다.
상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)에서 상기 바인더는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 40 내지 60 중량부가 사용되고, 제조되는 도료의 점성을 조절하기 위하여 신너가 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용될 수 있다.
상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말을 바인더 및 신너의 혼합용액에 투입한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반함으로써 수행될 수 있다.
상기 바인더는 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지(Polyurethane-acryl dispersion)가 사용되되, 상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 카복실산 그룹(carboxylic acid group)을 구비하는 음이온형이고, 수평균 분자량(Mn)은 100,000 내지 1,000,000이며, 상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 15 내지 25mgKOH/g인 산가(Acid Number)를 가지고, 100 내지 200%의 인장률과 3000 내지 4000N/m2의 인장강도를 가질 수 있다.
상기 흑연 첨가 단계(S140)에서 상기 흑연 분말은 2 내지 5㎛의 평균 입경을 가지고, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 메탈파우더와 바인더를 이용하여 도료를 제조하고, 이를 피도장체의 표면에 도포함으로써, 금속재질로 이루어지지 않은 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체의 표면에 코팅되어 금속재질과 같은 표면 질감을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 3원색을 표현할 수 있는 적동, 황동 및 청동 중 어느 하나 이상으로 구성된 혼합물과, 메탈파우더를 다양한 비율로 혼합하여 도료를 제조함으로써, 다양한 색상 및 형태의 금속표면 질감을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 복잡한 제조공정 없이도 금속의 광택 및 질감을 최대한으로 살릴 수 있고, 제작 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 3원색을 표현할 수 있는 적동, 황동 및 청동 중 어느 하나 이상으로 구성된 혼합물과, 메탈파우더를 다양한 비율로 혼합하여 도료를 제조함으로써, 금속재질로 이루어지지 않은 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체의 표면에 다양한 색상의 금속재질을 표현할 수 있고, 금속과 같은 표면 질감을 형성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 제조방법은 원료 준비 단계(S110), 원료 가공 단계(S120), 원료 및 바인더 혼합 단계(S130), 및 흑연 첨가 단계(S140)를 포함한다.
1. 원료 준비 단계(S110)
상기 원료 준비 단계(S110)는 건축물, 가구, 조각상 등의 피도장체 표면에 코팅되어 다양한 색상의 금속 질감을 표현할 수 있는 메탈파우더를 준비하는 단계이다.
본 발명에서 상기 메탈파우더로는 철, 구리, 니켈, 알루미늄, 금, 은, 주석 등 각종 금속재질을 분말화하여 사용될 수 있고, 상기 메탈파우더에 다양한 색상을 표현하기 위하여 상기 메탈파우더와 함께 일정한 비율로 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말 중 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 금속 고유의 광택을 나타내는 메탈파우더를 일정한 입경으로 분쇄하여 바인더와 혼합하여 사용함과 동시에, 상기 메탈파우더가 혼합된 바인더에 3원색을 표현할 수 있는 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 일정 비율로 혼합하여 사용함으로써, 태양광, 형광등, 백열등과 같은 다양한 광원하에서 다양한 색상을 표현할 수 있다.
본 발명에서 상기 메탈파우더의 평균 입경은 100 내지 200㎛의 범위를 가지고, 200 내지 250 중량부가 사용될 수 있으며, 상기 메탈파우더와 혼합되어 다양한 색상을 표현하기 위하여 상기 적동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 황동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 청동 분말은 1 내지 30 중량부의 범위 내에서 혼합되어 사용되고, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 평균 입경은 각각 10 내지 30㎛의 범위를 가질 수 있다.
본 발명에서 메탈파우더가 상기한 상한 및 하한 범위를 벗어나는 경우에는 만족스러운 금속효과를 가질 수 없고, 또한 상기한 상한 및 하한 범위 내에서는 양호한 메탈릭감 및 광휘감을 가질 수 있는 바, 상기 메탈파우더는 100 내지 200㎛의 평균 입경의 범위내에서 200 내지 250 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 메탈파우더와 혼합되어 다양한 색상을 표현할 수 있는 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 혼합물이 상기한 하한 미만으로 포함되는 경우에는 원하는 색상을 표현할 수 없고, 상기 상한을 초과하여 포함되는 경우에는 메탈파우더의 금속질감이 만족스럽게 표현될 수 없는 바, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 혼합물은 50 내지 100㎛의 평균 입경의 범위내에서 각각 1 내지 30 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말은 금속을 분쇄기를 이용하여 일정한 입경으로 분쇄하거나 고속 밀링장치를 이용하여 밀링함으로써 제조될 수 있는데, 고속 밀링장치를 이용하여 밀링하여 분말화하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 밀링은 고속 밀링장치를 이용하여 수행될 수 있는데, 상기 고속 밀링장치는 용기 내에 함유된 원료 분말과 볼이 충돌할 때마다 볼 사이에 끼어 있는 분말 입자의 변형과 분쇄에 의하여 입자를 미세화시켜 분말화하는 장치이다.
즉, 상기 밀링장치는 용기 내부에서는 볼과 분말들이 회전축의 회전에 의한 원심력으로 인해 용기벽면에 위치하게 되고, 용기벽면-볼-분말 사이의 마찰력과, 반복적인 충돌 및 타격에 의해 균일하고 미세한 분말을 제조할 수 있다.
본 발명에서 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 회전용기 내의 볼과 분말의 중량비는 10:1 내지 20:1인 것이 바람직한데, 상기 볼의 중량비가 10 미만인 경우에는 분말을 분쇄하는 볼의 수가 적어 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말이 균일하고 미세하게 제조되지 못하는 문제가 있고, 20을 초과하는 경우에는 볼과의 마찰 비율이 높아 회전용기의 내부온도가 상승하여 밀링 효과가 저하되고, 그에 따라 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 회수율이 저하될 수 있는 문제가 있다.
또한, 상기 메탈파우더를 제조하기 위한 밀링은 회전축을 1000 내지 1200rpm으로 회전시키고, 30 내지 50분 동안 수행하는 것이 바람직하고, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 밀링은 회전축을 1200 내지 1500rpm으로 회전시키고, 60 내지 80분 동안 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 회전축의 속도가 상기한 하한 미만인 경우에는 분말화하는데 걸리는 공정시간이 길어지는 문제가 있고, 상기한 상한을 초과하는 경우에는 장비의 균형, 안정성 및 내구성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 상기 밀링시간이 상기 하한 및 상한 범위를 벗어나는 경우에는 본 발명에서 요구하는 입경의 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조할 수 없는 문제가 있다.
2. 원료 가공 단계(S120)
상기 원료 가공 단계(S120)는 상기 원료 준비 단계(S110)에서 준비된 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말이 건축물, 가구, 조각상 등의 피도장체 표면에 도포되어 코팅되는 경우, 대기 중에서 산소 또는 빗물 등의 접촉에 의한 산화를 방지하고 안정한 상태를 오랜동안 유지시키기 위하여 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 표면처리 하는 단계이다.
본 발명에서는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말과의 몰비로서 10 내지 20배의 질산아연과 0.5배의 인산아연, 3 내지 5배의 인산이 용해된 수용액에 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말을 각각 침지시켜 상기 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말의 입자 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시킴으로써, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 상기와 같이 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시키는 경우, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말이 침지된 혼합용액을 초음파가 조사되는 교반기에서 완전 분산된 상태로 교반하고, 교반 후 여과를 하고 초순수로 세척한 후 상온에서 건조시켜 표면 처리를 완성할 수 있다.
3. 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)
상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)는 상기 원료 가공 단계(S120)에서 제조된 메탈파우더와, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 바인더와 혼합하는 단계이다.
본 발명에서 상기 바인더는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 40 내지 60 중량부가 사용될 수 있고, 제조되는 도료의 점성을 조절하기 위하여 신너가 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 바인더 및 신너의 함량이 상기 하한 미만인 경우에는 제조되는 도료의 점성이 높아 건축물, 가구, 조각상 등의 표면에 원활하게 도포되기 어렵고, 상기 상한을 초과하여 포함되는 경우에는 점성이 높아 도포된 도료의 흘러내림이나 얼룩이 생성되어 금속재질의 질감을 나타내기 어려운 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명에서 상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말을 바인더 및 신너의 혼합용액에 투입한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반함으로써 수행될 수 있다. 본 발명에서 상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말이 바인더 상에 균일하게 분산되기 어려운 바, 20 내지 30℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반되는 것이 바람직하다.
상기 바인더는 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지(Polyurethane-acryl dispersion)가 사용될 수 있는데, 상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 카복실산 그룹(carboxylic acid group)을 구비하는 음이온형일 수 있고, 수평균 분자량(Mn)은 100,000 내지 1,000,000일 수 있다.
또한, 상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체와의 뛰어난 부착성을 나타낼 수 있도록 하기 위하여 15 내지 25mgKOH/g인 산가(Acid Number)를 가질 수 있고, 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체에 코팅된 상태에서 적절한 경도를 가질 수 있도록 100 내지 200%의 인장률과 3000 내지 4000N/m2의 인장강도를 가질 수 있다.
4. 흑연 첨가 단계(S140)
상기 흑연 첨가 단계(S140)는 상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)에서 메탈파우더와, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말이 혼합되어 교반되는 바인더에 흑연 분말을 첨가하여 금속질감을 조절하는 단계이다.
본 발명에서는 흑연 분말을 첨가함으로써 광원에 따라 표현되는 표면 질감이 탁해지도록 하기 위한 것인데, 상기와 같이 흑연을 첨가함으로써, 건축물, 가구, 조각상 등 피도장체에 도포된 도료는 오랜시간이 경과된 것과 같은 표면질감을 부여할 수 있다.
본 발명에서 상기 흑연 분말은 2 내지 5㎛의 평균 입경을 가지고, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용될 수 있는데, 상기 흑연 분말이 상기한 하한 미만으로 포함되는 경우에는 원하는 표면질감을 나타낼 수 없고, 상기한 상한을 초과하여 포함되는 경우에는 도포된 도료가 너무 탁해질 수 있다.
상기와 같이 제조된 금속 질감을 표현할 수 있는 도료를 이용한 도장방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법은 피도장체 표면 세척단계(S210), 피도장체 표면 면치기단계(S220), 피도장체 표면 하도칠단계(S230), 도료 도포 단계(S240), 피도장체 표면 샌딩단계(S250), 및 피도장체 표면 상도칠단계(S260)를 포함한다.
1. 피도장체 표면 세척단계(S210)
상기 피도장체 표면 세척단계(S210)는 도료의 도포가 이루어지는 피도장체의 표면을 세척하는 단계이다.
본 발명에서 상기 피도장체 표면 세척단계(S210)는 피도장체의 표면에 잔류하는 불순물을 제거함으로써, 본 발명에 따라 제조된 도료의 부착성을 향상시킬 수 있다. 상기 불순물 제거는 물이나 신나 등과 같은 세척방법을 이용하여 수행될 수 있다.
2. 피도장체 표면 면치기단계(S220)
상기 피도장체 표면 면치기단계(S220)는 상기 피도장체 표면을 타격하여 일정한 깊이의 미세요홈을 형성하는 단계로, 상기 피도장체의 표면에 미세요홈을 형성함으로써, 도포되는 도료가 상기 피도장체의 표면에 더욱 견고하게 부착되도록 할 수 있다.
상기 미세요홈은 10 내지 20㎛의 깊이로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 미세요홈의 개수는 단위 면적당(m2) 1000 내지 1500개가 생성되도록 타격하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 미세요홈이 상기한 범위를 벗어나는 경우에는 도료의 접착성이 떨어지거나 피도장체 표면의 변형으로 도료가 도포된 피도장체 표면의 심미성이 떨어질 수 있는 바, 상기 미세요홈은 10 내지 20㎛의 깊이로, 단위 면적당(m2) 1000 내지 1500개가 생성되도록 하는 것이 바람직하다.
3. 피도장체 표면 하도칠단계(S230)
상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 상기 피도장체의 표면과 본 발명에 따라 제조된 도료의 접착성을 향상시키기 위하여 수행되는 단계이다.
상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 바람이나 먼지가 발생하지 않는 청정한 구역에서 수행되며, 하도칠 과정에서 피도장체의 표면이 오염되는 것이 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)에 사용되는 도료는 아크릴계, 에폭시, 수성 및 유성 중 어느 하나로 수행될 수 있으며, 상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 상기 도료를 30 내지 50㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하다.
4. 도료 도포 단계(S240)
상기 도료 도포 단계(S240)는 상술한 방법에 따라 제조된 도료를 이용하여 피도장체의 표면에 도포하는 단계이다.
본 발명에서 상기 피도장체의 표면에 도료를 도포하는 방법은 제한되지 않으며, 본 발명에 따라 제조된 도료를 수용하여 피도장체의 표면에 일정하게 분사할 수 있다면 어떠한 공지의 기구나 장치를 이용하여도 무방하다.
본 발명에서 상기 도료 도포 단계(S240)는 15 내지 35℃의 온도가 유지되는 건조실에서 수행되고, 상기 도료는 200 내지 300㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
5. 피도장체 표면 샌딩단계(S250)
상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 도료가 도포된 피도장체의 표면에 금속 질감을 형성하도록 하기 위한 것으로, 상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 사포나 철 수세미 등을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 도료가 도포된 피도장체의 표면거칠기(Ra)가 0.05 내지 0.3㎛가 되도록 수행될 수 있다.
6. 피도장체 표면 상도칠단계(S260)
상기 피도장체 표면 상도칠단계(S260)는 상기 피도장체의 표면을 보호하기 위하여 수행되는 것으로, 35 내지 50℃의 온도가 유지되는 건조실에서 스프레이 건을 이용하여 30 내지 50㎛의 두께로 도포함으로써 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 피도장체 표면 상도칠단계(S260)는 아크릴 변성 폴리올 수지와 이소시아네이트를 주성분으로 하는 2액형 아크릴 우레탄 도료를 이용하여 수행될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 도료의 도포가 이루어지는 피도장체의 표면을 세척하는 피도장체 표면 세척단계(S210);
    상기 세척된 피도장체 표면을 타격하여 일정한 깊이의 미세요홈을 형성하는 피도장체 표면 면치기단계(S220);
    상기 피도장체의 표면과 도료의 접착성을 향상시키기 위하여 상기 피도장체의 표면에 하도칠을 하는 피도장체 표면 하도칠단계(S230);
    상기 피도장체의 표면에 도료를 도포하는 도료 도포 단계(S240);
    상기 도료가 도포된 피도장체의 표면을 사포를 이용하여 마찰시키는 피도장체 표면 샌딩단계(S250); 및
    상기 피도장체의 표면을 보호하기 위하여 아크릴 우레탄 도료를 이용하여 상도칠하는 피도장체 표면 상도칠단계(S260)를 포함하되,
    상기 피도장체 표면 면치기단계(S220)에서 상기 미세요홈은 10 내지 20㎛의 깊이로 형성되고, 단위 면적당(m2) 1000 내지 1500개가 생성되도록 하며,
    상기 피도장체 표면 하도칠단계(S230)는 아크릴계, 에폭시, 수성 및 유성 중 어느 하나로 이루어진 도료로 수행되고, 상기 도료는 30 내지 50㎛의 두께로 도포되며,
    상기 도료 도포 단계(S240)는 15 내지 35℃의 온도가 유지되는 건조실에서 수행되고, 상기 도료는 200 내지 300㎛의 두께로 형성되며,
    상기 피도장체 표면 샌딩단계(S250)는 도료가 도포된 피도장체의 표면거칠기(Ra)가 0.05 내지 0.3㎛가 되도록 수행되고,
    상기 피도장체 표면 상도칠단계(S260)는 35 내지 50℃의 온도가 유지되는 건조실에서 스프레이 건을 이용하여 30 내지 50㎛의 두께로 도포함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도료 도포 단계(S240)에서 도료는,
    피도장체에 금속 질감을 표현할 수 있는 원료분말을 준비하는 원료 준비 단계(S110);
    상기 원료의 산화를 방지하기 위하여 상기 원료분말을 표면처리하는 원료 가공 단계(S120);
    상기 표면처리된 원료분말을 바인더와 혼합하는 원료 및 바인더 혼합 단계(S130); 및
    상기 원료분말이 혼합된 바인더에 흑연 분말을 첨가하는 흑연 첨가 단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 원료 준비 단계(S110)에서 상기 원료분말은 금속재질을 분말화한 메탈파우더와, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말 중 선택된 어느 하나 이상이 혼합되어 사용되고,
    상기 메탈파우더의 평균 입경은 100 내지 200㎛의 범위를 가지고, 200 내지 250 중량부가 사용되며,
    상기 적동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 황동 분말은 1 내지 30 중량부, 상기 청동 분말은 1 내지 30 중량부의 범위 내에서 혼합되어 사용되고, 상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말의 평균 입경은 각각 10 내지 30㎛의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말은 밀링장치의 회전용기 내에서 용기벽면-볼-분말 사이의 마찰력을 이용한 밀링에 의해 제조되되,
    상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 회전용기 내의 볼과 분말의 중량비는 10:1 내지 20:1 범위이고,
    상기 메탈파우더를 제조하기 위한 밀링은 밀링장치의 회전축을 1000 내지 1200rpm으로 회전시키고, 30 내지 50분 동안 수행되며,
    상기 적동 분말, 황동 분말 및 청동 분말을 제조하기 위한 밀링은 밀링장치의 회전축을 1200 내지 1500rpm으로 회전시키고, 60 내지 80분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 원료 가공 단계(S120)는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말과의 몰비로서 10 내지 20배의 질산아연과 0.5배의 인산아연, 3 내지 5배의 인산이 용해된 수용액에 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말을 각각 침지시켜 상기 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말의 입자 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시키는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말 표면에 불용성의 인산화합물을 생성시키는 경우, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말, 청동 분말이 침지된 혼합용액을 초음파가 조사되는 교반기에서 분산시켜 교반하고, 교반 후 여과하고 초순수로 세척한 후 상온에서 건조시켜 표면 처리를 완성하는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)에서 상기 바인더는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 40 내지 60 중량부가 사용되고, 제조되는 도료의 점성을 조절하기 위하여 신너가 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 원료 및 바인더 혼합 단계(S130)는 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말을 바인더 및 신너의 혼합용액에 투입한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 바인더는 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지(Polyurethane-acryl dispersion)가 사용되되, 상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 카복실산 그룹(carboxylic acid group)을 구비하는 음이온형이고, 수평균 분자량(Mn)은 100,000 내지 1,000,000이며,
    상기 수분산형 폴리우레탄-아크릴 수지는 15 내지 25mgKOH/g인 산가(Acid Number)를 가지고, 100 내지 200%의 인장률과 3000 내지 4000N/m2의 인장강도를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 흑연 첨가 단계(S140)에서 상기 흑연 분말은 2 내지 5㎛의 평균 입경을 가지고, 상기 메탈파우더, 적동 분말, 황동 분말 및 청동분말 전체 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 10 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 질감을 표현할 수 있는 도료의 도장방법.
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