KR102138519B1 - 가전기기용 외장 패널과 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가전기기용 외장 패널은, 소정 두께를 가진 금속 판재의 제1면에 형성되고 연속된 함몰부로 이루어지는 제1패턴부와, 상기 금속 판재의 제2면에 상기 연속된 함몰부가 전사되어 형성되고 연속된 돌출부로 이루어지는 제2패턴부를 포함한다.
본 발명에 의한 가전기기용 외장 패널의 제조장치는, 원주면에 돌출된 패턴이 형성되어 금속 판재를 눌러서 금속 판재의 제1면에 함몰부를 형성하는 제1압연롤과, 상기 제1압연롤의 타측에서 상기 금속 판재를 지지하여 금속 판재의 제2면에 상기 함몰부에 대응되게 돌출되는 돌출부를 형성하는 제2압연롤로 이루어진 적어도 한 쌍의 압연롤을 포함한다.

Description

가전기기용 외장 패널과 그 제조장치{Decor panel for home appliances and apparatus for manufacturing the same}

본 발명은 가전기기용 외장 패널 및 그 제조장치에 관한 것이다.

가전기기의 외장재로 사용되는 금속 판재를 제작하기 위해 금속 판재의 표면에 심미적 효과를 주기 위해 패턴을 형성하는 방법으로는 필름 부착, 인쇄, 에칭, 압연 등 여러 가지가 있다.

그 중에서 압연의 경우, 금속 판재를 일측 압연롤에 볼록한 입체 패턴이 형성된 압연장치에 통과시킴으로써, 금속 판재의 전면에 입체적인 패턴을 형성한다.

도 1에는 문헌 1의 도 7에 개시된 바와 같이, 금속 판재의 전면을 압연하여 전면에 패턴을 형성하는 것을 나타내는 개략도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 금속 판재(1'')를 압연 몰드(200)가 위치된 상부 압연롤(310)과 금속 판재를 받쳐주는 하부 더미롤(320)로 구성된 압연롤(300)에 의해 압연함으로써, 전면에 미세 패턴과 입체 무늬가 형성된 금속 판재(1')가 제작된다.

상기 상부 압연롤(310)과 하부 더미롤(320)에는 각각 압연되는 금속 판재(1'')를 향하여 상하방향으로 1톤 내지 10톤 정도의 매우 큰 압하력이 가해진다.

종래의 압연롤(300)에서는 금속 판재(1'')의 전면측에 압연 몰드(200)가 형성된 상부 압연롤(310)을 배치하고 압연하여 금속 판재(1'')의 전면에 입체 패턴을 형성한다.

그리고, 금속 판재(1'')의 배면측에서 압연하는 하부 더미롤(320)에는 패턴이 형성되지 않았기 때문에 금속 판재(1'')의 배면에는 패턴이 형성되지 않는다.

다만, 금속 판재(1)를 10톤 정도의 매우 큰 압하력으로 압연하기 때문에, 금속 판재(1)의 두께가 압연롤을 통과한 후에 육안으로 식별가능할 정도로 줄어들게 된다. 예를 들어, 압연 후에 0.60mm의 두께를 가지도록 하려면 0.63mm 두께의 금속 판재를 압연하여야 한다.

압연에 의해 금속 판재의 표면에 패턴을 형성할 경우, 금속 판재 자체에 입체적인 패턴을 형성함으로써 제조공정이 비교적 간단하고 용이하며 내구성이 우수하다.

하지만, 종래기술에 따라 금속 판재의 전면을 압연하여 전면에 패턴을 형성하는 경우 10톤 정도의 매우 큰 압하력이 요구되기 때문에 압연장치가 커질 수밖에 없다.

또한, 금속 판재의 전면을 압연할 경우 형성되는 패턴의 정밀도에 한계가 있으며, 압연 전후에 두께가 변화되기 때문에 그 두께 변화를 감안하여 설계 제작해야 하는 어려움이 있다.

문헌 1: 공개특허공보 제10-2013-0032337호

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속 판재의 배면에 함몰되는 제1패턴부을 형성함에 따라 전면에 배면 패턴에 대응하는 제2패턴부가 전사되어 돌출 형성된 가전기기용 외장 패널 및 그 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가전기기용 외장 패널은, 소정 두께를 가진 금속 판재의 제1면에 형성되고 연속된 함몰부로 이루어지는 제1패턴부와, 상기 금속 판재의 제2면에 상기 연속된 함몰부가 전사되어 형성되고 연속된 돌출부로 이루어지는 제2패턴부를 포함한다.

상기 제1패턴부는 소정의 깊이와 폭을 가진 상기 연속된 함몰부의 최대 깊이 지점들이 연결된 선들로 이루어지고, 상기 제2패턴부는 소정의 높이와 폭을 가진 상기 연속된 돌출부의 최고 높이 지점들이 연결된 선들로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 돌출부는 상기 금속 판재의 제2면에서 돌출되는 부분의 최고 높이가 상기 금속 판재의 제1면에서 함몰되는 부분의 최대 깊이보다 작은 것이 바람직하다.

상기 돌출부의 폭은 상기 함몰부의 폭보다 큰 것이 바람직하다.

상기 제2패턴부의 인접하는 두 선 사이는, 돌출된 곡면부와 그 사이의 평탄부로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 제2패턴부는 적어도 2개의 선이 서로 교차되어 형성될 수 있다.

상기 제2패턴부의 서로 교차되는 선은 순차적으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부는, 상기 함몰부의 제1패턴부에 대응하는 돌출된 패턴이 형성되어 상기 금속 판재의 제1면을 누르는 제1압연롤과 상기 금속 판재의 제2면을 지지하는 제2압연롤을 포함하는 한 쌍의 압연롤 사이에서 금속 판재를 압연함으로써 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2압연롤은 상기 함몰부가 상기 금속 판재의 제2면에 전사되어 상기 돌출부가 형성되도록 탄성변형가능한 것이 바람직하다.

상기 제2패턴부는 적어도 2개의 선이 서로 교차되어 형성되고, 상기 교차되는 선들은 서로 다른 돌출된 패턴이 형성된 적어도 두 쌍의 압연롤을 순차적으로 통과하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2패턴부의 선의 시작점과 끝점이 상기 금속 판재의 테두리 안쪽에 위치될 수 있다.

상기 제2패턴부는 상기 선이 닫힌 도형을 형성할 수 있다.

상기 함몰부는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.

이때, 상기 제2패턴부의 시작점과 끝점은 상기 금속 판재의 테두리부에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 금속 판재는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 가전기기용 외장 패널의 제조장치는, 원주면에 돌출된 패턴이 형성되어 금속 판재를 눌러서 금속 판재의 제1면에 함몰부를 형성하는 제1압연롤과, 상기 제1압연롤의 타측에서 상기 금속 판재를 지지하여 금속 판재의 제2면에 상기 함몰부에 대응되게 돌출되는 돌출부를 형성하는 제2압연롤로 이루어진 적어도 한 쌍의 압연롤을 포함한다.

상기 제2압연롤은 압연시 소정의 탄성 변형이 이루어지는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 제1압연롤은 상기 함몰부를 형성하기 위해 소정 높이와 폭을 가지고 돌출된 선 형태의 패턴을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제조장치는 서로 다른 돌출된 패턴이 형성된 적어도 두 쌍의 압연롤을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 적어도 두 쌍의 압연롤을 순차적으로 통과하여 형성되는 상기 함몰부들은 서로 교차되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 가전기기용 외장 패널 및 그 제조장치에 의하면, 금속 판재의 배면에 함몰되는 패턴을 형성함에 따라 전면에 배면 패턴에 대응하는 패턴이 전사되어 형성되도록 함으로써, 입체적으로 보이는 전면 패턴을 가진 외장 패널을 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배면 가공에 의해 전면에 미세하게 돌출되는 패턴을 가진 외장 패널을 경제적이면서도 정밀하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속 판재의 압연 후 광휘소둔 공정에 의해 광택이 있는 표면을 형성함으로써 전면 패턴이 위치에 따라 다른 색상으로 보이는 효과가 있다.

또한, 배면 압연에 의해 전면에 형성되는 패턴이 선으로 이루어지는 형태라면 선의 시작점과 끝점이 배면 내측에 위치되어도 상관없고 배면 내측에서 닫힌 도형을 이루어도 상관없는바, 패턴 형태에 제약이 없어 다양한 형태의 패턴을 구현할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따라 금속 판재를 전면 압연하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제작된 가전기기용 외장 패널의 단면 형태를 나타내는 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의해 금속 판재의 배면에 구현되는 제1패턴부(a)와 금속 판재의 전면에 구현되는 제2패턴부(b)를 나타내는 평면도이다.
도 4는 제2패턴부를 나타내는 평면도(a)와 그 단면도(b)이다.
도 5는 본 발명에 따라 금속 판재를 배면 압연하여 전면에 패턴을 형성하기 위해 압연하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 5의 제1압연롤을 나타내는 일부 사시도이다.
도 7은 금속 판재의 배면에 실선들이 서로 교차하는 제1패턴부를 형성하기 위해 서로 교차하지 않는 실선들로 이루어진 패턴이 각각 형성된 두 쌍의 압연롤을 이용하여 압연하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 7의 두 쌍의 압연롤 중 제1압연롤을 각각 나타내는 일부 사시도이다.
도 9(a)는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있는 패턴 형태에 따른 레이저 빔의 이동 궤적을 나타내는 평면도이고, 도 9(b)는 레이저 가공에 의해 형성될 수 없는 패턴 형태에 따른 레이저 빔의 이동 궤적을 나타내는 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따라 제작된 가전기기용 외장 패널의 단면 형태를 나타내는 일부 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 가전기기용 외장 패널은 소정 두께를 가진 금속 판재의 제1면에 형성되고 연속된 함몰부로 이루어지는 제1패턴부(3)와, 상기 금속 판재의 제2면에 상기 연속된 함몰부가 전사되어 형성되고 연속된 돌출부로 이루어지는 제2패턴부(5)를 포함한다.

여기서, 상기 금속 판재(1)를 외장재로 사용할 때 패턴을 사용하려는 표면은 금속 판재(1)의 전면에 형성되는 제2패턴부(5)이다.

상기 제2패턴부(5)를 형성하기 위해서, 금속 판재(1)의 배면에 상기 함몰부가 형성되도록 누르는 힘을 가함으로써, 금속 판재(1)의 전면에 제1패턴부(3)에 대응되는 돌출부가 곡면 형태로 전사되어 형성된다.

상기 돌출부는 상기 함몰부를 형성하기 위해 누르는 힘이 금속 판재의 전연성에 의해 전면으로 전사되어 곡면 형태로 돌출되어 형성된다.

상기 연속된 함몰부는 상기 금속 판재(1)의 제1면(배면)에 함몰되어 형성되고 소정의 깊이와 폭을 가진 홈 형태로 이루어진다.

그래서, 상기 제1패턴부는 소정의 깊이와 폭을 가진 상기 연속된 함몰부의 최대 깊이 지점들이 연결된 선들로 이루어진다.

상기 연속된 돌출부는 상기 금속 판재(1)의 제2면(전면)에 돌출되어 형성되고 소정의 높이와 폭을 가진 돌출 곡면 형태로 이루어진다.

그래서, 제2패턴부(5)는 소정의 높이와 폭을 가진 상기 연속된 돌출부의 최고 높이 지점들이 연결된 선들로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1패턴부(3)는 오목한 홈 형태의 실선들로 이루어질 수 있고, 각 실선은 소정의 홈 깊이(t₁)와 폭(w₁)을 가질 수 있다.

상기 제1패턴부(3)는 단면이 직사각형의 홈 형태로 도시되어 있으나, 그 꼭지점이 라운드진 직사각형이나 사다리꼴 또는 반원형 홈 등의 다른 형태로 이루어질 수도 있다.

상기 제1패턴부(3)에 대응하여 전사되어 형성되는 상기 제2패턴부(5)는 상기 제1패턴부(3)에 대응하는 위치에서 상기 금속 판재(1)의 전면에 곡면 형태로 돌출되어 형성된다.

그래서, 상기 돌출부로 이루어지는 제2패턴부(5)는 미세하게 볼록한 곡면 형태를 이루게 되는데, 상기 돌출부는 중심의 최고 지점을 기준으로 양쪽이 대칭되며 라운드지게 돌출된 곡면 형태로 형성될 수 있다.

상기 돌출부는 인접하는 돌출부와의 간격에 따라 돌출된 곡면부 사이에 평탄부가 존재할 수 있다.

이와 같이 상기 제2패턴부(5)가 상기 제1패턴부(3)와 달리 라운드지게 돌출되는 곡면 형태로 형성되는 이유는, 금속 판재(1)의 배면에 상기 제1패턴부(3)를 형성하기 위해 누르는 힘을 가할 때 금속 판재(1)의 전면으로 힘이 전달되어 상기 제1패턴부(3)에 대응하는 돌출부가 형성되기 때문이다. 이에 대해서는 뒤에서 더 상세히 설명한다.

상기 제2패턴부(5)는 부드럽게 돌출되는 곡면이지만, 그 돌출부의 최고 높이(t₂)와 돌출부의 폭(w₂)을 규정할 수 있다.

상기 돌출부의 최고 높이(t₂)는 상기 금속 판재의 전면 표면에서 돌출되는 부분의 최고 높이를 말하고, 상기 돌출부의 폭(w₂)은 상기 제2패턴부(5)의 한 돌출부에서 양측 가장자리에서 돌출되기 시작하는 지점 사이의 폭을 말한다.

이때, 돌출부는 상기 최고 높이(t₂)가 상기 금속 판재의 배면 표면에서 함몰되는 부분의 최대 깊이보다 작게 형성된다.

구체적으로, 제2패턴부(5)의 돌출부의 최고 높이(t₂)는 15~20미크론으로 형성될 수 있다.

금속 판재(1)의 두께가 0.6mm일 때 상기 제1패턴부(3)의 홈 깊이(t₁)와 폭(w₁)은 각각 0.1~0.2mm로 형성될 수 있는데, 이때 상기 제2패턴부(5)의 돌출부의 최고 높이는 15~20미크론으로 형성될 수 있다.

상기 제2패턴부(5)의 돌출부 두께가 매우 얇고 라운드지게 돌출되기 때문에 금속 판재의 전면을 만져보더라도 실제로 돌출되어 있다고 느껴지지 않을 수 있다.

하지만, 눈으로 보면 상기 제2패턴부(5)는 입체감 있는 패턴으로 보일 수 있다.

그리고, 상기 돌출부는 상기 금속 판재의 전면 표면에서 돌출되기 시작하는 부위 사이의 돌출 폭(w₂)이 상기 함몰부의 폭(w₁)보다 크게 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 돌출 폭(w₂)은 상기 함몰부의 폭(w₁)보다 2~4배 크게 형성될 수 있다.

상기 제2패턴부(5)는 금속 판재의 배면에 상기 제1패턴부(3)를 형성할 때 금속 판재의 전면 쪽으로 전사되어 형성되는 것이므로, 제2패턴부(5)의 돌출부의 두께는 작고 폭은 크게 형성되는 것이다.

한편, 상기 제1패턴부(3)와 이에 대응하여 형성되는 제2패턴부(5)의 형태는 도 3에 마름모 형태가 도시되어 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 돌출부의 최고 높이 지점을 연결하면 선으로 이루어진 모양을 형성할 수 있다.

즉, 상기 돌출부로 이루어진 제2패턴부(5)는 상기 금속 판재의 전면에 연속적으로 형성된 복수의 선으로 이루어질 수 있다.

상기 제2패턴부(5)는 서로 교차하는 선에 의해 직사각형, 육각형 등의 다각형이 되거나 교차하지 않는 선이 원, 타원, 다각형 등의 닫힌 도형 또는 기호나 임의의 캐릭터를 형상화할 수도 있다.

상기 제2패턴부(5)는 제1패턴부(3)와 동일하지 않고 라운드지게 돌출되어 형성된다.

도 3에는 상기 금속 판재(1)의 배면에 형성될 수 있는 제1패턴부(3)와 제1패턴부(3)에 대응하여 금속 판재(1)의 전면에 형성될 수 있는 제2패턴부(5)가 예시적으로 도시되어 있다.

도 3(a)에서 상기 제1패턴부(3)는 소정의 폭과 깊이를 가진 복수의 실선 형태의 패턴이 오목하게 형성되어 있다.

상기 제1패턴부(3)는 임의의 직선 또는 곡선으로 이루어지며, 임의의 선들이 서로 교차되어 형성될 수도 있다.

상기 제2패턴부(5)도 돌출부의 최고 높이 지점들이 연결된 선으로 이루어지므로, 상기 제1패턴부(3)에 대응하는 도형이 형성된다.

예를 들면, 상기 복수의 선들은 서로 평행한 실선들이 서로 소정 각도로 교차되어 내부에 마름모와 같이 폐쇄된 도형을 형성할 수 있다.

상기 제2패턴부(5)는 도 3(b)의 사진에 나타난 바와 같이, 상기 제1패턴부(3)의 복수의 실선에 의해 형성되는 마름모 패턴이 전사되어 형성되고, 우리 눈에는 상기 실선들이 마름모 형태로 보이게 된다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2패턴부(5)를 이루는 돌출부의 최고 높이 지점을 연결하면 복수의 선이 서로 교차되어 마름모 형태의 패턴을 형성할 수 있다.

상기 돌출부로 이루어지는 제2패턴부(5)에서 서로 교차되는 선은 서로 교차되지 않는 선들의 일부가 순차적으로 형성되어 제작될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.

도 4(a)의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도인 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 금속 패널의 전면 윤곽은, 평탄부(52)와, 상기 선으로부터 양측으로 점점 높이가 낮아져 상기 평탄부에 이어지는 곡면부(54)로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 제2패턴부(5)의 인접하는 두 선 사이는, 돌출된 곡면부(54)와 그 사이의 평탄부(52)로 이루어진다.

상기 평탄부(52)는 상기 금속 판재의 배면에 함몰부를 형성할 때 그에 따른 영향을 받지 않아서 돌출되지 않는 부분이다.

상기 곡면부(54)는 상기 함몰부를 형성할 때 제1패턴부(3)에 따라 금속 판재의 전면에 전사되어 돌출된다.

상기 곡면부(54)의 최고 높이 지점들은 서로 연결되어 제2패턴부(5)를 형성하고, 제2패턴부(5)의 2 개의 선 사이에는 곡면부(54)의 절반부 2개와 상기 평탄부(54)가 배치된다.

상기 평탄부(52)는 상기 곡면부(54) 사이에 형성되는바, 이웃하는 곡면부(54) 사이의 거리에 따라 상기 평탄부(52)의 폭이 결정된다.

상기 금속 판재의 배면에 형성되는 함몰부들 사이의 간격을 작게 하는 경우, 상기 평탄부(52)가 없어질 수도 있으나, 상기 곡면부(54)와 함께 상기 평탄부(52)를 형성하는 것이 일반적이다.

상기 금속 판재는 금속 중에서도 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 외장 패널은 전면에 배면 압연에 의해 형성되는 패턴이 일체로 형성된 것을 가전기기의 외장용으로 부착하여 사용하는 것으로서, 금속 판재는 내구성과 제작용이성이 우수할수록 좋을 것이다.

스테인리스 스틸은 알루미늄에 비해 전연성이 상대적으로 좋지 않아 가공성이 떨어지지만, 알루미늄에 비해 강도와 내구성이 더 우수하다.

종래기술에 따라 스테인리스 강판의 전면 압연시 압연장치에 약 10톤의 압하력이 가해져야 하는 반면에, 본 발명에 의하면 100kgf의 압하력을 가하여도 배면 압연에 의해 충분히 전면에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.

알루미늄의 경우 전연성이 우수하기 때문에 압연시 스테인리스 강판에 비해 더 작은 압하력을 가하여 압연할 수 있다.

오히려, 알루미늄의 경우 배면 압연에 미세한 패턴을 금속 판재의 전면에 형성할 때 쉽게 소성변형될 수 있어, 스테인리스 강판의 경우보다 배면 패턴의 홈의 폭과 깊이를 더 작게 설계하고 압하력을 더 작게 조절할 필요가 있다.

한편, 상기 금속 판재(1)는 상기 압연 후에 광휘소둔하여 광택이 있는 표면을 가진 것이 바람직하다.

상기 금속 판재(1)의 전면에 형성되는 제2패턴부(5)는 라운드지게 그리고 미세하게 돌출되는 형태로서, 돌출부의 최대 두께가 15~20미크론이므로 거의 평면에 가깝다.

따라서, 상기 압연 후에 상기 금속 판재(1)의 전면을 광휘소둔(bright annealing)함으로써, 상기 제2패턴부(5)가 형성하는 도형이 더욱 돋보이고 입체적으로 보일 수 있다.

상기 제2패턴부(5)는 미세하고 라운드지게 돌출되어 형성되므로 상기 금속 판재(1)의 전면이 광택을 가질 경우 반사되는 빛의 각도가 위치에 따라 다르게 되어 도 3(b)에 도시된 바와 같이 패턴의 위치에 따라 색상이 다르게 보일 수 있다.

본 발명의 외장 패널은 가전기기의 외면에 부착되는 외장재로 사용될 수 있다.

가전기기의 외면에 금속 판재로 이루어지고 패턴이 형성된 외장재를 부착하는 것이라면 어떠한 가전기기라도 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명이 적용될 수 있는 가전기기로는 냉장고, 세탁기, 건조기, 스타일러, 식기세척기, 에어컨, 텔레비젼, 핸드폰 등 매우 다양하다.

특히, 냉장고의 경우 도어의 전면에 외장재로 부착될 수 있는데, 이와 같이 외장 패널의 크기가 큰 경우에도 본 발명에 따라 배면 압연에 의해 금속 판재의 전면에 입체적으로 보이는 패턴을 경제적이고 정밀하게 형성할 수 있다.

다음으로, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 가전기기용 외장 패널을 압연하여 제작하는 제조장치와 그 제조방법을 설명한다.

도 5에는 본 발명에 따라 금속 판재를 배면 압연하여 전면에 패턴을 형성하기 위해 압연하는 공정을 나타내는 개략도가 도시되어 있다.

본 발명의 가전기기용 외장 패널의 제조장치는, 원주면에 돌출된 패턴이 형성되어 금속 판재(1)를 눌러서 금속 판재의 제1면에 함몰부를 형성하는 제1압연롤(120)과, 상기 제1압연롤의 타측에서 상기 금속 판재를 지지하여 금속 판재의 제2면에 상기 함몰부에 대응되게 돌출되는 돌출부를 형성하는 제2압연롤(130)로 이루어진 적어도 한 쌍의 압연롤을 포함한다.

상기 제1압연롤(120)은 압연되는 상기 금속 판재(1)의 제1면, 즉 배면을 압연하는 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 그 원주면에 금속 판재(1)의 배면에 제1패턴부(3)를 형성하기 위한 돌출 패턴(P)이 형성되어 있다.

상기 제2압연롤(130)에는 패턴이 형성되어 있지 않고 단지 압연되는 금속 판재(1)를 그 전면측에서 지지한다.

이때, 상기 제2압연롤(130)은 압연시 소정의 탄성 변형이 이루어지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1압연롤(120)이 금속 판재(1)의 배면을 압연할 때, 상기 제2압연롤(130)은 금속 판재(1)의 전면을 지지하되 탄성 변형되어서, 상기 제1압연롤(120)의 패턴이 금속 판재(1)의 전면에 전사되어 라운드지게 돌출되는 곡면 형태의 제2패턴부(5)가 형성되도록 한다.

상기 제2압연롤(130)은 그 전체가 탄성 변형되는 재질로 이루어질 수 있으나, 압하력을 견딜 수 있는 강도를 가져야 하므로 보통 스틸 재질로 이루어진 봉 주위를 고무 등과 같은 재질로 이루어지는 탄성변형부(135)로 감싸서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 탄성변형부(135)는 상기 금속 판재의 배면에 함몰부를 형성할 때 전면에 형성되는 돌출부의 변형을 흡수한다. 즉, 상기 탄성변형부(135)는 상기 함몰부와 동일하지는 않지만 그에 대응하는 형태로 돌출부가 금속 판재의 전면에 전사되어 형성될 수 있도록 허용한다.

상기 탄성변형부(135)는 돌출 패턴이 형성된 상기 제1압연롤(120)로 금속 판재의 배면에 함몰부를 형성하도록 압연할 때, 상기 금속 판재(1)의 전면에 함몰부의 패턴이 전사되어 제2패턴부(5)를 이루는 돌출부를 형성할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이, 상기 탄성변형부(135)는 상기 돌출부가 형성될 때 상기 함몰부의 깊이보다 작은 두께와 상기 함몰부의 폭보다 큰 폭으로 형성되도록 한다.

상기 탄성변형부(135)는 상기 돌출부가 원하는 입체적 형상을 갖도록 적절한 탄성계수를 갖고 적절한 두께로 제작할 수 있을 것이다.

본 발명의 압연장치의 경우에도 일반적인 압연장치와 마찬가지로 상기한 제1압연롤(120)과 제2압연롤(130)이 설치될 수 있다.

하지만, 도 1에 도시된 종래의 압연장치의 경우 상하의 두 압연롤에 대해 상하에서 각각 압하력을 가해야 하지만, 본 발명의 압연장치에서는 금속 판재(1)의 배면을 압연하는 제1압연롤(120)에 대해서만 압하력을 가하면 된다.

또한, 종래의 압연장치에서는 약 10톤의 압하력을 가해야 하는바, 작업롤에 직접 압하력을 가하기 어려워서 하나 이상의 중간롤과 백업롤을 다수개 더 설치하여야 하지만, 본 발명의 경우 압연롤의 개수가 적으므로 그만큼 압연장치도 소형화될 수 있다.

따라서, 본 발명의 압연장치는 그 전체 구조가 종래의 압연장치보다 간단해지고 그 크기도 작아질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1압연롤(120)의 원주면에 돌출되도록 형성되는 패턴(P)은 상기 금속 판재(1)의 배면에 형성되는 제1패턴부(3)에 대응하도록 형성된다.

도시된 패턴(P)은 상기한 바와 같이 복수의 실선이 교차하여 복수의 마름모 형태의 패턴을 형성하도록 이루어질 수 있다.

그래서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 금속 판재(1)의 배면에 서로 평행한 복수의 제1실선과 서로 평행한 복수의 제2실선이 소정 각도로 서로 교차하여 복수의 마름모 형태를 이룰 수 있다.

이때, 상기 패턴(P)에서 두 실선이 교차하는 교차점의 경우 압연할 때 압하력이 집중되어, 도 4(a)에 도시된 상기 제2패턴부(5)가 실선들의 교차점에서 너무 뾰족하게 돌출되는 등 정확한 패턴이 형성되지 못하는 경우가 있었다.

그래서, 상기 제1압연롤(120)의 패턴(P)이 도 6에 도시한 바와 같이 복수의 실선들이 교차되는 형태일 경우, 서로 교차하지 않는 실선들로 이루어진 패턴이 형성된 두 쌍 이상의 압연롤을 이용하여 2회 이상 순차적으로 압연하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도 7에는 서로 교차하지 않는 실선들로 이루어진 패턴이 각각 형성된 두 쌍의 압연롤을 이용하여 압연하는 공정을 나타내는 개략도가 도시되어 있다.

또한, 도 8에는 교차하지 않는 복수의 선들로 이루어진 돌출 패턴이 각각 형성된 2개의 제1압연롤(122, 124)이 도시되어 있다.

상기 두 쌍의 압연롤은 각각 제1압연롤(122 또는 124)과 제2압연롤(130)로 이루어지고, 상기 제1압연롤(122 또는 124)에 도 8에 예시된 바와 같이 각각 평행한 돌출 패턴이 형성될 수 있다.

도 8(a)는 좌하측으로 경사지고 서로 평행하게 형성된 제1실선들이 제1패턴(P₁)을 이루는 제1압연롤(122)을 도시한 것이고, 도 8(b)는 우하측으로 경사지고 서로 평행하게 형성된 제2실선들이 제2패턴(P₂)을 이루는 제1압연롤(124)을 도시한 것이다.

상기 제1압연롤(122)과 상기 제1압연롤(124)은 서로 다른 돌출된 패턴이 형성되어 있고, 예시된 바와 같이 마름모 형태의 제1패턴부(3)를 형성하고자 할 경우라면 각 압연롤에 소정 각도로 경사지고 서로 평행하게 돌출된 복수의 선들이 형성될 수 있다.

상기 제1압연롤(122)은 하나의 제2압연롤(130)과 쌍을 이루어 압연할 것이고, 상기 제1압연롤(124)도 다른 하나의 제2압연롤(130)과 쌍을 이루어 압연할 것이다.

상기 제2압연롤(130)도 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 스틸 재질로 이루어진 봉 주위를 고무 등과 같은 재질로 이루어지는 탄성변형부(135)로 감싸서 이루어질 수 있다.

상기 제1압연롤(122)과 제1압연롤(124)은 서로 이격되도록 설치되어 상기 금속 판재가 순차적으로 압연되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1압연롤(122)과 상기 제2압연롤(130) 사이를 통과하여 상기 제2패턴부(5)의 일부로서 일측 방향으로 서로 평행한 복수의 선 형태의 돌출부가 형성된 다음, 상기 제1압연롤(122)과 상기 제2압연롤(130) 사이를 통과하여 타측 방향으로 서로 평행하고 먼저 형성된 선과 교차하는 복수의 선 형태의 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 제1압연롤(122)과 제1압연롤(124)은 하나의 압연장치에서 금속 판재(1)를 한 번에 순차적으로 통과시키며 압연함으로써 교차하는 실선들로 이루어진 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.

그리고, 도 7 및 도 8의 경우 하나의 교차점을 이루는 선의 수가 2개일 때 상기 금속 판재를 두 쌍의 압연롤 사이에 순차적으로 통과시켜 압연하였다.

만약, 하나의 교차점을 이루는 선의 수가 3개 이상이라면 3쌍 이상의 압연롤을 이용하여 순차적으로 압연할 것이다.

한편, 상기 금속 판재(1)의 배면에 제1패턴부(3)를 형성함으로써 전면에 제2패턴부(5)가 돌출되도록 형성하는 방법으로, 레이저 가공을 이용하는 방법이 있다.

레이저 가공은 레이저 빔을 상기 금속 판재(1)의 배면에 주사하면서 실선으로 이루어진 도형을 직접 그리는 방법이다.

레이저 빔을 금속 판재의 배면에 주사하여 상기한 선 형태의 함몰부를 형성하면 금속 판재의 전면에 곡면 형태의 돌출부가 형성될 수 있다.

이 경우, 레이저 빔을 주사하는 시작점과 끝점은, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 상기 금속 판재(1)의 표면 외측에 위치되어 있어야 한다.

도 9(a)에는 금속 판재(1)의 배면에 주사하는 레이저 빔의 이동 궤적(7)이 선으로 도시되어 있다.

레이저 가공의 경우 레이저 빔의 세기를 일정하게 한 상태에서 일정한 속도로 움직이면서 선 형태의 패턴을 가공하는데, 레이저 빔 주사의 시작점과 끝점이 금속 판재의 표면 내측에 위치되면 그 시작점과 끝점의 가공된 부분이 다른 부분보다 더 크게 가공되어 균일하지 않은 형태가 되기 때문이다.

따라서, 레이저 가공에 의해서는 제1패턴부의 형태가 금속 판재의 표면 내측에 시작점과 끝점이 존재하는 선이 형성하는 도형으로 이루어진 패턴을 정확하게 형성하기는 어렵다.

즉, 레이저 가공 방법에 의하면 도 8(b)에 도시된 바와 같이 레이저 빔의 이동 궤적(8)의 시작점과 끝점이 금속 판재의 테두리 내측에 위치하는 패턴을 정확하게 형성하기 어렵다.

다시 말해서, 상기 제1패턴부의 선은 금속 판재(1) 표면의 일측 테두리부로부터 타측 테두리부로 연결된 것이어야 하는 제약이 있다.

이에 반해, 상기한 배면 압연 공정에 의해 외장 패널에 패턴을 형성하는 경우, 제1패턴부를 이루는 선의 시작점과 끝점이 금속 판재의 표면 내측에 있어도 되고 외측에 있어도 되므로, 도 8(a) 또는 도 8(b)의 패턴 형태를 모두 형성할 수 있다.

또한, 레이저 가공의 경우 선 형태의 제1패턴부를 형성하기 위해 그 선을 하나씩 그리듯이 형성해야 하므로, 생산성이 떨어지고 제작 비용이 많이 든다.

반면, 배면 압연 공정의 경우 제1패턴부가 형성된 압연롤을 이용하여 한번에 제작할 수 있으므로, 양산 수율이 상대적으로 높고 제작 비용이 적게 든다.

그리고, 레이저 가공의 경우 알루미늄과 같이 비교적 무른 금속에는 정밀한 패턴을 형성하기가 어려운 문제가 있다.

이에 반해, 배면 압연 공정의 경우 스테인리스 스틸과 같이 비교적 강한 금속은 물론 알루미늄과 같이 비교적 무른 금속에 대하여도 압하력을 조절함으로써 정밀한 패턴을 구현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 금속 판재의 배면에 함몰되는 패턴을 형성함에 따라 전면에 배면 패턴에 대응하는 패턴이 전사되어 형성되도록 함으로써, 입체적으로 보이는 전면 패턴을 가진 외장 패널을 용이하게 제작할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

1: 금속 판재
3: 제1패턴부
5: 제2패턴부
52: 곡면부
54: 평탄부
120: 제1압연롤
P: 패턴
130: 제2압연롤
135: 탄성변형부

Claims (20)

1. 소정 두께를 가진 금속 판재의 후면에 형성되고, 상기 금속판재에 걸쳐 연속적으로 연장되는 함몰부로 이루어지는 제1패턴부; 및
   상기 금속 판재의 전면에 상기 연속된 함몰부가 전사되어 형성되고, 상기 금속판재에 걸쳐 연속적으로 연장되는 돌출부로 이루어지는 제2패턴부를 포함하며,
   상기 돌출부는 소정크기의 가압에 의한 상기 함몰부의 형성시 상기 금속판재에 발생되는 변형만을 이용하여 상기 함몰부에 대응되게 상대적으로 형성되며,
   상기 함몰부는
   각진 형상의 단면을 포함하며, 상기 금속판재의 두께보다 작은 최대 깊이를 가지며,
   상기 돌출부는
   곡면을 포함하면서 대응하는 함몰부의 최대 깊이보다 작은 최대 높이를 가지고, 상기 함몰부의 폭보다 큰 폭을 가지며,
   상기 제1패턴부는 상기 함몰부의 최대 깊이 지점들이 연결된 제 1 선으로 이루어지고 상기 제2패턴부는 상기 돌출부의 최고 높이 지점들이 연결된 제 2 선으로 이루어지며, 상기 제 1 선은 상기 금속판재 전체에 걸쳐 일정한 깊이를 가지며, 상기 제 2 선은 상기 금속판재 전체에 걸쳐 일정한 높이를 갖는
   가전기기용 외장 패널.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 제2패턴부의 인접하는 두 선 사이는, 돌출된 곡면부와 그 사이의 평탄부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2패턴부는 적어도 2개의 선이 서로 교차되어 형성되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2패턴부의 서로 교차되는 선은 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
8. 제1항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부는, 상기 함몰부의 제1패턴부에 대응하는 돌출된 패턴이 형성되어 상기 금속 판재의 후면을 누르는 제1압연롤과 상기 금속 판재의 전면을 지지하는 제2압연롤을 포함하는 한 쌍의 압연롤 사이에서 금속 판재를 압연함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2압연롤은 상기 함몰부가 상기 금속 판재의 전면에 전사되어 상기 돌출부가 형성되도록 탄성변형가능한 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제2패턴부는 적어도 2개의 선이 서로 교차되어 형성되고,
    상기 교차되는 선들은 서로 다른 돌출된 패턴이 형성된 적어도 두 쌍의 압연롤을 순차적으로 통과하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2패턴부의 선의 시작점과 끝점이 상기 금속 판재의 테두리 안쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제2패턴부는 상기 선이 닫힌 도형을 형성하는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
13. 제1항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함몰부는 레이저 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2패턴부의 시작점과 끝점은 상기 금속 판재의 테두리부에 위치되는 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
15. 제8항에 있어서,
    상기 금속 판재는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 가전기기용 외장 패널.
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