KR101941639B1 - 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염기성 탈지제를 사용하여 금속소재(10) 표면의 유성 및 수성 오염물의 탈지 및 세척을 수행하는 세척단계(S1); 플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하는 플라즈마 처리단계(S2); 상기 음이온 활성층(20) 위에 프라이머를 분무 및 도포하여 프라이머층(30)을 형성하는 프라이머 분무 및 도포단계(S3); 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하는 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4); 및 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)를 포함하고, 상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머인 것을 특징으로 하는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 염기성 탈지제를 사용하여 금속소재(10) 표면의 유성 및 수성 오염물의 탈지 및 세척을 수행하는 세척단계(S1); 플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하는 플라즈마 처리단계(S2); 상기 음이온 활성층(20) 위에 프라이머를 분무 및 도포하여 프라이머층(30)을 형성하는 프라이머 분무 및 도포단계(S3); 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하는 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4); 및 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)를 포함하고, 상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머인 것을 특징으로 하는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재에 관한 것이다.
이하, 첨부되는 도면과 함께 배경기술에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
종래에 적용된 도금 및 도장 기술로는 소재에 따라 그에 적합한 다양한 도장기술이 적용되고 있었는데, 예를 들어 스테인레스에는 색채 도장에 해당하는 분체 및 전착, 도금 기술이 적용되고 있었고, 알루미늄에는 아노다이징(이하 '양극산화'라 합니다.) 기술이, 티타늄에는 습식도금이나 양극산화 기술이, 플라스틱에는 건식 및 습식 도장, 증착 기술이, 그리고 유리 등의 천연 소재에는 습식도장 기술이 적용되고 있었다.
그러나, 상기와 같이 색채도장을 하는 방법의 경우 금속과 색체도장과의 사이의 흡착력이 약하여 색채 도장의 내구성이 저하되고, 색체 염색의 경우에는 염색되는 염료가 대부분 유기화합물로 구성되어 있어 태양광선이나 열 등에 의해 쉽게 분해되어 색상이 변질되기 쉽고 또한 사용되는 대부분의 도료가 인체에 유해한 성분으로 구성되어 있어 사용되는 범위가 제한적이다.
상기와 같은 종래 기술은 소재 및 컬러 구현 및 재현에 많은 제한을 가졌으며, 특히 알루미늄/티타늄 등의 비철금속의 경우 적용되는 코팅기술이 양극산화만 적용된다. 구체적으로, 종래기술은 소재 및 작업 환경에 제한이 많았으며, 별도의 고가 설비를 필요로 하며 소재에 따라 그에 맞는 도장기술을 선별하여 적용하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 스테인레스/알루미늄 등의 하도 프라이머는 황산/염산 등의 강산을 이용하여 소재 표면을 부식시켜, 소재와 도료의 부착을 만들었었는데, 이로 인해 소재의 표면이 손상되어 소재에 채도가 높은 컬러의 구현이 불가능하고, 반대로 채도가 높은 컬러를 구현한 경우에는 이런 채도가 높은 컬러가 소재에 부착될 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명에 의한 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재는 다음 사항을 해결하고자 한다.
본 발명의 목적은 도장의 내구성이 향상되고, 색상이 변질되기 어려우며 또한 친환경적인 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 고가 설비가 필요없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소재에 따라 그에 맞는 도장기술을 선별하여 적용할 필요가 없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 소재 및 작업 환경에 제한이 없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 추가의 목적은 소재 표면의 손상 없이 소재에 채도가 높은 컬러의 구현이 가능한 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 금속 소재의 색상 도장방법 및 색상 도장된 금속소재는 상기 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 구성된다.
염기성 탈지제를 사용하여 금속소재(10) 표면의 유성 및 수성 오염물의 탈지 및 세척을 수행하는 세척단계(S1); 플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하는 플라즈마 처리단계(S2); 상기 음이온 활성층(20) 위에 프라이머를 분무 및 도포하여 프라이머층(30)을 형성하는 프라이머 분무 및 도포단계(S3); 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하는 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4); 및 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)를 포함하고, 상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머인 것을 특징으로 한다.
상기 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4)는, 금속의 나노 분말과 착색제를 혼합하여 상기 금속성 색상도료의 색상을 조절하는 금속성 색상도료의 조색단계(S4-1); 분무된 금속성 색상도료의 도포단계(S4-2); 및 도포된 색상도료의 건조단계(S4-3)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)는, 상도 페인트를 준비하는 상도 페인트 준비단계(S5-1); 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 분무되는 상도 페인트 분무단계(S5-2); 상기 분무 후 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 도포되는 상도 페인트 도포단계(S5-3); 도포된 상기 상도 페인트를 건조하는 도포된 상도 페인트의 건조단계(S5-4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머는, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 5∼15중량%, 메틸 에틸 케톤 1∼5중량%, 솔벤트 나프타 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼35중량%, 우레탄 레진 5∼15중량%, 티타늄 옥사이드 1∼5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속성 색상도료는 무기질 금속성 나노 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 뷰틸 아세테이트 15∼35중량%, 크실렌 5∼15중량%, 부탄올 5∼15중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 브이엠 및 피 나프타 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 톨루엔 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상도 페인트는, 크실렌 25∼35중량%, 뷰틸 아세테이트 5∼15중량%, 솔벤트 나프타 (페트롤륨) 라이트 아로매틱 1∼5중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 색상 도장된 금속소재는, 상기된 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재로서, 금속 소재(10); 상기 금속 소재(10) 상면을 플라즈마 처리하여 상기 금속 소재(10) 위에 형성되는 음이온 활성층(20) 위에 분무 및 도포되어 형성되는 프라이머층(30); 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료가 분무 및 도포되어 형성된 금속성 색상도료층(40); 및 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트가 분무 및 도포되어 형성된 상도 도료층(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 열전사기 시스템은 상기 해결수단에 의해서 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.
첫째, 도장의 내구성이 향상되고, 색상이 변질되기 어려우며 또한 친환경적인 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
둘째, 소재 및 작업 환경에 제한이 없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
셋째, 별도의 고가 설비가 필요없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
넷째, 소재에 따라 그에 맞는 도장기술을 선별하여 적용할 필요가 없는 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
다섯째, 소재 표면의 손상 없이 소재에 채도가 높은 컬러의 구현이 가능한 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 금속 소재의 색상 도장방법을 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 2는 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 금속성 색상도료 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 3은 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 상도 페인트 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 4는 도 1 내지 3의 플로우챠트에 도시된 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 금속성 색상도료 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 3은 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 상도 페인트 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 4는 도 1 내지 3의 플로우챠트에 도시된 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재의 단면을 나타내는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 금속 소재의 색상 도장방법을 단계별로 나타내는 플로우챠트이고, 도 2는 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 금속성 색상도료 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이며, 도 3은 도 1의 플로우챠트에 도시된 단계 중 상도 페인트 분무 및 도포단계를 구체화하여 단계별로 나타내는 플로우챠트이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 금속 소재의 색상 도장방법은, 세척단계(S1), 플라즈마 처리단계(S2), 프라이머 분무 및 도포단계(S3), 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4); 및 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)를 포함한다.
상기 세척단계(S1)는 염기성 탈지제를 사용하여 금속소재(10) 표면의 유성 및 수성 오염물의 탈지 및 세척을 수행하는 단계이다.
상기 플라즈마 처리단계(S2)는 플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하는 단계로서, 플라즈마 처리에 의해 금속소재(10) 표면의 표면 장력을 높여준다.
상기 프라이머 분무 및 도포단계(S3)는 상기 음이온 활성층(20) 위에 프라이머를 분무 및 도포하여 프라이머층(30)을 형성하는 단계로서, 프라이머(Primer)란 물체 표면을 부식이나 물리적인 충격으로부터 보호하며 이후의 도장이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 물체표면에 최초로 도장하는 것을 말한다.
여기서, 상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머이다. 프라이머에 용제를 사용하는 경우 금속소재(10)와 프라이머간에는 부착이 이루어지지 않기 때문에, 상기 프라이머는 용제를 사용하지 않는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머인 것이 바람직한 것이다. 이처럼 금속소재(10) 표면에 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머가 분무 및 도포됨으로써 다공질성 피막을 형성하여 금속소재(10) 표면에 대해 후술하는 금속성 색상도료의 부착 및 흡착력을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머는 용제를 사용하지 않으므로 친환경적이며, 소재의 제한 없이 모든 소재에 적용이 가능하고, 특히 사용되는 소재인 금속소재(10)의 표면에 전혀 손상을 주지 않아 금속소재(10) 본연의 질감 및 도금 컬러 등의 다양한 색채를 구현할 수 있다.
또한, 상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머는, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 5∼15중량%, 메틸 에틸 케톤 1∼5중량%, 솔벤트 나프타 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼35중량%, 우레탄 레진 5∼15중량%, 티타늄 옥사이드 1∼5중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 주재료로 에폭시 레진을 사용함으로써 금속소재(10)와 상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머의 부착력이 향상되는 효과가 나타났다. 또한, 상기 티타늄 옥사이드는 상기 함량 범위(1∼5중량%)에서 내열성 및 부착성이 가장 좋았다.
상기한 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 상온(20∼25℃)이며, 토출 압력은 2.5바 미만이며, 도장 회수는 한 번은 정해진 도장량을 분무하고 나머지 한 번은 상기 정해진 도장량의 절반만 분무하는 것을 포함하여 2회이고, 도장 두께는 10∼15 미크론이며, 건조 방법은 20∼24℃에서 자연 건조되는 것이고, 상기 프라이머 분무 및 도포 후 1분 이내에 후술하는 금속성 색상도료의 분무가 이루어진다.
상기 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4)는 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하는 단계로서, 금속의 나노 분말과 착색제를 혼합하여 상기 금속성 색상도료의 색상을 조절하는 금속성 색상도료의 조색단계(S4-1); 분무된 금속성 색상도료의 도포단계(S4-2); 및 도포된 색상도료의 건조단계(S4-3)을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 금속성 색상도료는 무기질 금속성 나노 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지는데, 상기 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 무기계 소재인 스테인레스나 알루미늄과 같은 금속소재(10)와 동일한 무기계 재료여서 금속소재 본연의 금속질감이 나는 다양한 컬러를 구현할 수 있고, 금속소재와 상기 금속성 색상도료의 부착 밀도를 높여 부착 및 강도의 신뢰성 또한 만족시킨다.
상기 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 뷰틸 아세테이트 15∼35중량%, 크실렌 5∼15중량%, 부탄올 5∼15중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 브이엠 및 피 나프타 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 톨루엔 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기된 바와 같이 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하는 구성에 의하면, 습식도금 및 전착 등과 유사한 다양한 색상을 구현하는 것이 가능해진다.
상기한 금속성 색상도료의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 상온(20∼25℃)이며, 토출 압력은 2.5바 미만이며, 도장 회수는 한 번은 정해진 도장량을 분무하고 나머지 한 번은 상기 정해진 도장량의 절반만 분무하는 것을 포함하여 2회이고, 도장 두께는 20∼30 미크론이며, 건조 방법은 20∼24℃에서 자연 건조되는 것이고, 색상도료의 배합조건은 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합한다.
상기 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)는 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 단계로서, 상도 페인트를 준비하는 상도 페인트 준비단계(S5-1); 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 분무되는 상도 페인트 분무단계(S5-2); 상기 분무 후 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 도포되는 상도 페인트 도포단계(S5-3); 도포된 상기 상도 페인트를 건조하는 도포된 상도 페인트의 건조단계(S5-4)를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 상도 페인트는, 크실렌 25∼35중량%, 뷰틸 아세테이트 5∼15중량%, 솔벤트 나프타 (페트롤륨) 라이트 아로매틱 1∼5중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상도 페인트 역시 금속소재(10)와 동일한 무기계인 무기질의 고분자 페인트로서 용제를 사용하지 않으며, 상기 금속성 색상도료와 완벽한 결합을 이루어 강한 내마모성 및 부착력을 생성하고, 나노 크기의 금속 입자를 함유하고 있어서 금속소재 본연의 색감과 질감을 가장 잘 표현할 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 앞서 도포된 금속성 색상도료를 보호하고 이러한 금속성 색상도료의 강한 내마모성을 만들어주는 효과를 가진다.
상기한 상도 페인트의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 상온(20∼25℃)이며, 토출 압력은 2.5바 미만이며, 도장 회수는 1회이고, 도장 두께는 20∼30 미크론이며, 건조 방법은 자연 건조되는 것이고, 건조시간은 50∼60℃에서 30분간 열건조한 후 상온(20∼25℃)에서 30분간 냉간 건조한다.
상기된 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재가 확보되는데, 이러한 색상 도장된 금속소재는, 상기된 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재로서, 금속 소재(10), 프라이머층(30), 금속성 색상도료층(40), 및 상도 도료층(50)을 포함한다.
상기 금속 소재(10)는 스테인레스나 알루미늄과 같은 금속을 포함하며, 스테인레스나 알루미늄 외에도 다른 금속을 사용하는 것도 가능하다.
상기 프라이머층(30)는 상기 금속 소재(10) 상면을 플라즈마 처리하여 상기 금속 소재(10) 위에 형성되는 음이온 활성층(20) 위에 분무 및 도포되어 형성되며, 상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머이다.
상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머는, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 5∼15중량%, 메틸 에틸 케톤 1∼5중량%, 솔벤트 나프타 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼35중량%, 우레탄 레진 5∼15중량%, 티타늄 옥사이드 1∼5중량%를 포함한다.
상기 금속성 색상도료층(40)은 상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료가 분무 및 도포되어 형성된다. 상기 금속성 색상도료는 무기질 금속성 나노 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지며, 상기 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 뷰틸 아세테이트 15∼35중량%, 크실렌 5∼15중량%, 부탄올 5∼15중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 브이엠 및 피 나프타 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 톨루엔 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함한다.
상기 상도 도료층(50)은 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트가 분무 및 도포되어 형성된다. 상기 상도 페인트는, 크실렌 25∼35중량%, 뷰틸 아세테이트 5∼15중량%, 솔벤트 나프타 (페트롤륨) 라이트 아로매틱 1∼5중량%, 에틸 벤젠 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼15중량%, 및 티타늄 옥사이드 5∼15중량%를 포함한다.
이하에서는 본 발명을 포함하는 실시예 1을 구성하고 실험을 통해 코팅 전사지의 특성을 분석하여 그에 따른 효과에 대해서 면밀하게 파악하고자 한다.
본 실시예 1에서는 본 발명의 금속 소재의 색상 도장방법에 따라 금속소재(10)의 표면에 음이온 활성층(20), 프라이머층(30), 금속성 색상도료층(40), 및 상도 도료층(50)을 차례대로 형성하였는데, 구체적으로,
플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하고, 상기 프라이머층(30)은, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 10중량%, 메틸 에틸 케톤 2중량%, 솔벤트 나프타 3중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 2중량%, 에폭시 레진 25중량%, 우레탄 레진 10중량%, 티타늄 옥사이드 3중량%로 구성되는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머를 금속소재(10)의 표면에 형성된 분무 및 도포하여 상기 프라이머층(30)을 형성하고, 무기질 금속성 나노 고분자 레진은뷰틸 아세테이트 30중량%, 크실렌 15중량%, 부탄올 10중량%, 에틸 벤젠 5중량%, 브이엠 및 피 나프타 5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 5중량%, 톨루엔 5중량%, 에폭시 레진 10중량%, 및 티타늄 옥사이드 15중량%로 구성되는 무기질 금속성 나노 고분자 레진 100%에 대해, 무기질 금속성 나노 부피비로, 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지는 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하며, 크실렌 35중량%, 뷰틸 아세테이트 15중량%, 솔벤트 나프타 (페트롤륨) 라이트 아로매틱 5중량%, 에틸 벤젠 5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 5중량%, 에폭시 레진 15중량%, 및 티타늄 옥사이드 15중량%로 이루어지는 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 금속소재(10)의 시편 1에 대해 각 층별로 실험을 실시하는 실험구 1; 및
플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하고, 상기 프라이머층(30)은, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 13중량%, 메틸 에틸 케톤 3중량%, 솔벤트 나프타 2중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 2중량%, 에폭시 레진 20중량%, 우레탄 레진 10중량%, 티타늄 옥사이드 5중량%로 구성되는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머를 금속소재(10)의 표면에 형성된 분무 및 도포하여 상기 프라이머층(30)을 형성하고, 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 뷰틸 아세테이트 30중량%, 크실렌 15중량%, 부탄올 10중량%, 에틸 벤젠 5중량%, 브이엠 및 피 나프타 5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 5중량%, 톨루엔 5중량%, 에폭시 레진 15중량%, 및 티타늄 옥사이드 10중량%로 구성되는 무기질 금속성 나노 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지는 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하며, 크실렌 35중량%, 뷰틸 아세테이트 15중량%, 솔벤트 나프타 (페트롤륨) 라이트 아로매틱 5중량%, 에틸 벤젠 5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 5중량%, 2-뷰톡시에탄올 아세테이트 5중량%, 에폭시 레진 15중량%, 및 티타늄 옥사이드 15중량%로 이루어지는 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 금속소재(10)의 시편 2에 대해 각 층별로 실험을 실시하는 실험구 2를 구성하였다.
상기 실험구 1, 2에 있어서, 상기한 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 23℃이며, 토출 압력은 2바이며, 도장 회수는 한 번은 정해진 도장량을 분무하고 나머지 한 번은 상기 정해진 도장량의 절반만 분무하는 것을 포함하여 2회이고, 도장 두께는 13 미크론이며, 건조 방법은 22℃에서 자연 건조되는 것이고, 상기 프라이머 분무 및 도포 후 50 초만에 후술하는 금속성 색상도료의 분무가 이루어졌고, 상기한 금속성 색상도료의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 23℃)이며, 토출 압력은 2바이고, 도장 회수는 한 번은 정해진 도장량을 분무하고 나머지 한 번은 상기 정해진 도장량의 절반만 분무하는 것을 포함하여 2회이고, 도장 두께는 25 미크론이며, 건조 방법은 23℃에서 자연 건조되는 것이고, 건조시간은 22℃에서 5분간 건조하며, 무기질 금속성 나노 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하였으며, 상기한 상도 페인트의 도장방법은 스프레이(분무)이고, 도장 온도는 23℃이며, 토출 압력은 2바이며, 도장 회수는 1회이고, 도장 두께는 25 미크론이며, 건조 방법은 자연 건조되는 것이고, 건조시간은 55℃에서 30분간 열건조한 후 23℃에서 30분간 냉간 건조하였다.
이에 대해 알루미늄에 양극산화를 적용하여 도장하여 코팅층을 형성한 알루미늄 소재의 시편 3에 해당하는 대조구 1; 및 스테인레스에 양극산화를 적용하여 도장하여 코팅층을 형성한 스테인레스 소재의 시편 4에 해당하는 대조구 2를 구성하였다.
상기와 같이 수득된 실험구 1, 2와 대조구 1, 2에 있어서의 질감, 색상, 및 부착력을 비교하여 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.
| 시험항목 |
시험방법 | 프라이머층 | 금속성 색상도료층 |
상도 도료층 | 코팅층 | |
| 질감 | 실험구 1 | 관능검사 | 4.88 | 4.78 | 4.91 | - |
| 실험구 2 | 4.83 | 4.81 | 4.88 | - | ||
| 대조구 1 | - | - | - | 3.72 | ||
| 대조구 2 | - | - | - | 3.83 | ||
| 색상 | 실험구 1 | 색차계 사용 (3point각5 회 측정 평균값) |
△E≤1.0 | △E≤1.0 | △E≤1.0 | - |
| 실험구 2 | △E≤1.0 | △E≤1.0 | △E≤1.0 | - | ||
| 대조구 1 | - | - | - | △E>1.0 | ||
| 대조구 2 | - | - | - | △E>1.0 | ||
| 부착성 | 실험구 1 | Cross cut, 100×100 |
100/100 | 100/100 | 100/100 | - |
| 실험구 2 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | - | ||
| 대조구 1 | - | - | - | 60/100 | ||
| 대조구 2 | - | - | - | 70/100 | ||
여기서, △E는 색차의 정도를 나타내고, 부착성에서 100/100은 100번 실험에서도 100번 모두 부착성이 양호함을 나타내며, 예를 들어 60/100은 100번 실험에서 60번만 부착성이 양호함을 나타낸다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이 실험구 1, 2가 대조구 1에 비하여 금속소재의 질감이 양호하며, 색상변화가 적고, 부착성 또한 양호하게 나타났음을 확인할 수 있다.
이에 의하면, 본 발명의 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재는 도장의 내구성이 향상되고, 색상이 변질되기 어려우며 또한 친환경적이고, 소재 및 작업 환경에 제한이 없으며, 별도의 고가 설비가 필요없고, 소재에 따라 그에 맞는 도장기술을 선별하여 적용할 필요가 없으며, 소재 표면의 손상 없이 소재에 채도가 높은 컬러의 구현이 가능한 금속 소재의 색상 도장방법 및 상기 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재를 제공하는 효과가 있다.
이상, 본 발명을 실시예들을 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 금속 소재
20 : 음이온 활성층
30 : 프라이머층
40 : 금속성 색상도료층
50 : 상도 도료층
20 : 음이온 활성층
30 : 프라이머층
40 : 금속성 색상도료층
50 : 상도 도료층
Claims (6)
- 염기성 탈지제를 사용하여 금속소재(10) 표면의 유성 및 수성 오염물의 탈지 및 세척을 수행하는 세척단계(S1);
플라즈마 광선으로 상기 금속소재(10) 표면을 플라즈마 처리하여 음이온 활성층(20)을 형성하는 플라즈마 처리단계(S2);
상기 음이온 활성층(20) 위에 프라이머를 분무 및 도포하여 프라이머층(30)을 형성하는 프라이머 분무 및 도포단계(S3);
상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료를 분무 및 도포하여 금속성 색상도료층(40)을 형성하는 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4); 및
상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트를 분무 및 도포하여 상도 도료층(50)을 형성하는 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)를 포함하고,
상기 프라이머는 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머이며,
상기 금속성 색상도료는 무기질 금속성 나노 부피비로 고분자 레진 100%에 대해 착색분말 5%가 되도록 고분자 레진과 착색분말을 혼합하여 이루어지되, 상기 무기질 금속성 나노 고분자 레진은 무기계 소재인 금속소재(10)와 동일한 무기계 재료이며,
상기 상도 페인트 역시 금속소재(10)와 동일한 무기계인 무기질의 고분자 페인트로서 용제를 사용하지 않고, 상기 금속성 색상도료와 완벽한 결합을 이루며, 나노 크기의 금속 입자를 함유하고 있고,
상기 금속성 색상도료 분무 및 도포단계(S4)는,
금속의 나노 분말과 착색제를 혼합하여 상기 금속성 색상도료의 색상을 조절하는 금속성 색상도료의 조색단계(S4-1);
분무된 금속성 색상도료의 도포단계(S4-2); 및
도포된 색상도료의 건조단계(S4-3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 소재의 색상 도장방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 상도 페인트 분무 및 도포단계(S5)는,
상도 페인트를 준비하는 상도 페인트 준비단계(S5-1);
상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 분무되는 상도 페인트 분무단계(S5-2);
상기 분무 후 상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상기 상도 페인트가 도포되는 상도 페인트 도포단계(S5-3);
도포된 상기 상도 페인트를 건조하는 도포된 상도 페인트의 건조단계(S5-4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 소재의 색상 도장방법. - 제1항에 있어서,
상기 무용제 타입의 에폭시-우레탄 프라이머는, 톨루엔 15중량%, 아세톤 15중량%, 크실렌 15중량%, 4-클로로벤조라이플루오라이드 5∼15중량%, 메틸 에틸 케톤 1∼5중량%, 솔벤트 나프타 1∼5중량%, 1, 2, 4-트라이메틸벤젠 1∼5중량%, 에폭시 레진 5∼35중량%, 우레탄 레진 5∼15중량%, 티타늄 옥사이드 1∼5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 소재의 색상 도장방법. - 삭제
- 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항의 금속 소재의 색상 도장방법으로 색상 도장된 금속소재로서,
금속 소재(10);
상기 금속 소재(10) 상면을 플라즈마 처리하여 상기 금속 소재(10) 위에 형성되는 음이온 활성층(20) 위에 분무 및 도포되어 형성되는 프라이머층(30);
상기 프라이머층(30) 위에 금속성 색상도료가 분무 및 도포되어 형성된 금속성 색상도료층(40); 및
상기 금속성 색상도료층(40) 위에 상도 페인트가 분무 및 도포되어 형성된 상도 도료층(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 색상 도장된 금속소재.
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| CN113426600A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-24 | 飞荣达科技(江苏)有限公司 | 一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法 |
| CN113426600B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-03-19 | 飞荣达科技(江苏)有限公司 | 一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法 |
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