KR102553050B1 - 방화문의 분체 도장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방화문에 무늬와 색상을 다양하게 적용할 수 있으면서 분도도료의 용융을 위한 열에너지 손실을 줄일 수 있는 방화문의 분체 도장 방법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 방화문의 분체 도장 방법은, 피도물의 표면 이물질과 습기를 제거하는 전처리 단계; 상기 피도물의 표면에 무늬 또는 색상을 구분하는 마스킹테이프를 부착하는 마스킹테이프 부착 단계; 상기 마스킹테이프가 부착된 상기 피도물의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 1차 분체도장 단계; 상기 1차 분체도장 단계를 통해 1차 분체도장된 상기 피도물의 표면에 설치된 상기 마스킹테이프를 제거하는 마스킹테이프 제거 단계; 상기 1차 분체도장된 상기 피도물에 폴리카보네이트 재질의 스크린을 고정 설치하는 스크린 설치 단계; 상기 스크린이 설치된 상기 피도물의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 2차 분체도장 단계; 상기 스크린이 부착된 상태로 상기 피도물을 소정 온도로 가열하는 1차 가열 단계; 상기 1차 가열된 상기 피도물의 스크린을 제거한 다음, 소정 온도로 가열하는 2차 가열 단계; 및 상기 2차 가열 단계 후, 상기 피도물을 상온으로 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방화문의 분체 도장 방법{Composite Powder Coating Method for Aluminum Steel Structure}

본 발명은 방화문의 분체 도장 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 무늬와 색상을 가지도록 방화문의 표면을 분체 도장하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 분체도장은 종래 액상 페인트를 분사하는 방식과는 달리 솔벤트 등의 용제나 희석제 없이 고형화된 도료입자, 즉 분체도료를 피대상물의 표면에 고르게 입혀 코팅 처리하는 방식으로서, 도장부위의 강도가 강하고 표면을 매끄럽게 처리할 수 있는 장점이 있다.

이러한 분체도장 방법은 유동 침적법, 정전 유동 침적법, 정전 분체도장법(정전 스프레이 도장법) 등 여러 가지 방법이 알려져 있으나, 이 중에서도 정전 분체도장법이 가장 많이 이용되고 있다.

정전 분체도장법은 피도물에 양극을 인가하고, 도료의 분무 장치(스프레이건)에 음극을 걸어 정전력을 이용하여 도료를 피도물에 부착시킨 다음, 피도물을 가열하여 부착된 도료를 용융시켜 도막화 하는 방법으로, 이러한 정전 분체도장법은 도장 면에 기포가 없고 피도물에 부착되지 않은 도료를 회수하여 재사용이 가능하므로 도료의 손실이 적은 장점이 있다.

상기와 같은 분체도장 방법의 종래 기술로는 등록특허공보 제0288654호의 방화문 입체도장 방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.

상기 특허문헌은 철재로 만들어진 통상의 방화문에 통상의 도료를 분체도장하여 약220℃∼230℃의 온도로 가열하여 바닥무늬를 형성하는 1차분체도장공정과, 상기 1차분체도장공정에서 바닥무늬가 형성된 방화문의 표면에 발포도료를 원하는 무늬로 인쇄하는 인쇄공정과, 상기 인쇄공정에서 발포도료가 인쇄된 방화문을 50℃ 이하의 조건에서 무늬를 형성하는 발포도료에 포함된 휘발성분을 제거하는 휘발성분 제거공정과, 상기 휘발성분 제거공정에서 무늬를 형성하는 발포도료에 포함되어 있던 휘발성분이 제거된 방화문을 약 220℃∼230℃의 열처리로에서 열처리하는 열처리공정으로 무늬를 형성한 발포도료가 발포되어 돌출된 무늬를 형성하는 것으로 이루어진다.

그러나 상기 특허문헌은 피도물의 표면에 전체적으로 1차 분체도장한 다음 가열하여 분체도료를 용융시킨 다음, 추가로 발포도료를 인쇄하여 열처리하여 발포도료가 발포되어 돌출되도록 한 것으로, 이 경우 1차 분체도장후 발포도료를 인쇄하기 전에 피도물의 온도를 상온으로 냉각시켜야 하고, 이후 발포도료를 발포시키기 위해 추가로 열처리를 해야 하므로 열에너지 손실이 큰 단점이 있고, 또한 방화문의 도장을 완료하기까지 시간이 길어지는 문제가 있다.

따라서 방화문에 무늬와 색상을 다양하게 적용할 수 있으면서 열에너지 손실을 줄일 수 있도록 개선된 방화문의 분체 도장방법의 개발이 요구된다.

KR 10-0288654 B1 (2001. 02. 09.) KR 10-1631072 B1 (2016. 06. 10.) KR 10-2010-0061428 A (2010. 06. 07.) KR 10-2021-0116012 A (2021. 09. 27.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 방화문의 분체 도장 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방화문에 무늬와 색상을 다양하게 적용할 수 있으면서 분체도료의 용융을 위한 열에너지 손실을 줄일 수 있는 방화문의 분체 도장 방법을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 방화문의 분체 도장 방법은, 피도물의 표면 이물질과 습기를 제거하는 전처리 단계; 상기 피도물의 표면에 무늬 또는 색상을 구분하는 마스킹테이프를 부착하는 마스킹테이프 부착 단계; 상기 마스킹테이프가 부착된 상기 피도물의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 1차 분체도장 단계; 상기 1차 분체도장 단계를 통해 1차 분체도장된 상기 피도물의 표면에 설치된 상기 마스킹테이프를 제거하는 마스킹테이프 제거 단계; 상기 1차 분체도장된 상기 피도물에 폴리카보네이트 재질의 스크린을 고정 설치하는 스크린 설치 단계; 상기 스크린이 설치된 상기 피도물의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 2차 분체도장 단계; 상기 스크린이 부착된 상태로 상기 피도물을 소정 온도로 가열하는 1차 가열 단계; 상기 1차 가열된 상기 피도물의 스크린을 제거한 다음, 소정 온도로 가열하는 2차 가열 단계; 및 상기 2차 가열 단계 후, 상기 피도물을 상온으로 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 1차 가열 단계가 180~200℃의 온도 범위내에서 진행되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 2차 가열 단계가 200~220℃의 온도 범위내에서 진행되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 피도물에 마스킹테이프를 부착하여 1차 분체도장한 다음, 스크린을 피도물에 설치하여 2차 분체도장하고, 이렇게 스크린이 설치된 상태로 1차 가열되어 분체도장된 도료를 1차 용융시킨 다음, 가열된 온도를 유지한 채 스크린이 제거되도록 하며, 이후 소정 온도로 2차 가열(승온)시켜 최종 도막을 형성하게 되므로 1, 2차 분체도장된 도료를 용융시키기 위한 열에너지의 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 1차 가열온도보다 용융점이 높은 재질의 스크린이 설치된 상태로 1, 2차 분체도장된 도료가 1차 가열되므로 분체도료가 용융되는 과정에서 서로 섞여 무늬나 색의 경계가 무너지는 것이 방지되고, 이와 동시에 스크린이 1차 분체도장면과 소정 간격을 두고 이격 설치되므로 스크린을 분리하는 과정에서 용융된 도료가 함께 떨어지면서 도장면이 훼손되는 것이 방지되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방화문의 분체 도장 방법의 예를 보인 공정 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 마스킹테이프 부착 단계의 예를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 1차 분체도장 단계의 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 스크린의 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 스크린 설치 단계의 예를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 2차 분체도장 단계의 예를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 방화문의 분체 도장 방법을 통해 분체도장되는 1, 2차 분체도장부의 예를 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 방화문에 무늬와 색상을 다양하게 적용할 수 있으면서 분체도료의 용융을 위한 열에너지 손실을 줄일 수 있는 방화문의 분체 도장 방법을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 전처리 단계(S10), 마스킹테이프 부착 단계(S20), 1차 분체도장 단계(S30), 마스킹테이프 제거 단계(S40), 스크린 설치 단계(S50), 2차 분체도장 단계(S60), 1차 가열 단계(S70), 2차 가열 단계(S80) 및 냉각 단계(S90)로 이루어진다.

(1) 전처리 단계(S10)

이 단계는 피도물(1)을 분체도장하기에 앞서 피도물(1) 표면의 이물질과 습기를 제거하고, 제조 과정에서 잔존하는 유분이나 약품 등을 제거하는 것이다.

이를 위해 전처리 단계(S10)는 피도물(1)의 표면에 잔존하는 유분이나 약품을 제거하는 세척 공정을 거친 다음, 피도물(1)에 잔존하는 이물질과 습기를 제거하는 건조 공정을 포함할 수 있다.

이때 피도물(1)의 건조 공정은 후술되는 1차 가열 단계(S70) 또는 2차 가열 단계(S80)가 진행되고 난 잔열을 이용하여 진행될 수 있다.

이를 위해 건조 공정을 위한 건조 부스(도시하지 않음) 내부에는 1, 2차 가열 단계(S70, S80)의 가열로(도시하지 않음)로부터 폐열을 공급받는 덕트가 설치되고, 상기 덕트에는 가열로로부터 폐열을 공급 및 차단하는 댐퍼(도시하지 않음)와 송풍팬(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.

(2) 마스킹테이프 부착 단계(S20)

이 단계는 위 전처리 단계(S10)가 진행되고 난 후, 피도물(1)의 표면에 분체도료가 부착되지 않는 면을 따라 마스킹테이프(10)를 부착하여 분체도장을 통해 무늬 또는 색상이 구분되도록 하는 것이다.

이때 마스킹테이프(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 피도물(1)의 상하 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수 열로 부착될 수 있고, 또 다르게는 피도물(1)의 좌우 방향을 따라 수평 방향으로 소정 간격을 두고 복수 열로 부착될 수 있다.

또 다르게는 피도물(1)의 표면에 수직, 수평 및 대각선 방향 중, 2이상의 방향을 조합하여 부착될 수 있다.

(3) 1차 분체도장 단계(S30)

이 단계는 위 마스킹테이프 부착 단계(S20)를 통해 피도물(1)의 표면에 마스킹테이프가 부착되고 나면, 피도물(1)에 양극을 인가하고, 스프레이건에 음극을 인가한 상태로 피도물(1)의 표면에 분체도료를 분사하여 분체도료를 피도물(1)에 부착시키고, 이를 통해 도 3에 도시된 바와 같이 1차 분체도장부(C1)를 형성하는 것이다.

이때 분체도료는 마스킹테이프(10)가 부착된 부분을 경계로 하여 서로 다른 색상의 분체도료가 부착되도록 색을 구분하여 복수 회 분사될 수 있다.

(4) 마스킹테이프 제거 단계(S40)

이 단계는 위 1차 분체도장 단계(S30)를 통해 1차 분체도장되고 나면, 마스킹테이프(10)를 제거하는 것으로, 이를 통해 1차 분체도장 단계(S30)에서 분체도료가 부착된 1차 분체도장부(C1)를 경계로 분체도료가 부착되지 않은 면이 외부로 노출되게 된다.

(5) 스크린 설치 단계(S50)

이 단계는 위 마스킹테이프 제거 단계(S40)를 통해 마스킹테이프(10)가 제거되고 나면, 피도물(1)에 스크린(20)을 설치하는 것이다.

이때 스크린(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 피도물(1)에 대응되는 크기를 가지면서 1차 분체도장부(C1)가 커버되는 대신 미도장부분이 개방되도록 위치에 맞추어 관통공(21A)이 형성되는 스크린판(21)과, 상기 스크린판(21)의 상하측 또는 좌우측에 각각 서로 대칭이 되도록 설치되는 고정지그(22) 및 상기 고정지그(22)를 관통하도록 나사 조립되어 피도물(1)에 스크린판(21)을 고정시키는 소정 길이의 고정나사(23)를 포함한다.

그리고 스크린판(21)은 후술되는 1, 2차 가열 단계(S70, S80)의 온도 범위보다 상대적으로 용융점(230℃ 이상)이 높은 재질, 예를 들면 용융점이 240~290℃인 폴리카보네이트 재질로 이루어지고, 이를 통해 스크린(20)이 피도물(1)에 설치된 상태로 1차 가열 단계(S70) 또는 2차 가열 단계(S80)가 진행되더라도 스크린(20)이 열에 의해 변형되지 않게 된다.

또한, 스크린판(21)과 고정지그(22)를 나사와 볼트 등의 체결부재를 통해 분리 조립이 가능하도록 구성될 수 있고, 이를 통해 스크린판(21)에 형성된 관통공(21A)의 모양을 변경하여 설치가 가능하도록 구성될 수 있다.

이에 더해 스크린판(21)은 서로 모양이 다른 관통공(21A)이 형성된 2개 이상의 판으로 구성될 수 있고, 이러한 복수 개의 스크린판(21)이 중첩되어 고정지그(22)에 고정되는 것으로 구성될 수 있으며, 이를 통해 복수 개의 스크린판(21)을 조합하여 다양한 무늬를 쉽게 구현할 수 있게 된다.

한편, 스크린판(21)의 관통공(21A)에는 도 4에 도시된 바와 같이 일측 방향(피도물(1) 방향)으로 소정 길이 돌출되는 경계가이드부(21A')가 구비되고, 이러한 경계가이드부(21A')를 통해 스크린판(21)이 피도물(1)의 표면에 밀착되지 않은 상태에서도 관통공(21)을 통해 분체도료가 분사되어 형성되는 2차 분체도장부(C2)와 1차 분체도장부(C1) 간의 경계가 확실하게 구획될 수 있게 된다.

이때 경계가이드부(21A')는 도 5에 도시된 바와 같이 1차 분체도장부(C1)의 경계 부분이 2~5㎜의 폭(W)으로 중첩되는 위치에 형성될 수 있고, 이를 통해 1, 2차 분체도장부(C1, C2)가 경계가이드부(21A')를 따라 소정 폭 중첩되어 경계 부분에 미도장 부분이 발생하는 것이 방지되게 된다.

또한, 경계가이드부(21A')는 단면이 삼각형 모양이 되도록 스크린판(21) 쪽에서 선단 쪽으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있고, 이를 통해 경계가이드부(21A')에 의해 피도물(1)에 닿는 면이 감소되므로 1, 2차 분체도장부(C1, C2) 경계 부분이 정교하게 구분될 수 있고, 그 결과 작은 크기의 무늬 등을 피도물(1)에 표현하는 것이 가능하게 된다.

(6) 2차 분체도장 단계(S60)

이 단계는 위 스크린 설치 단계(S50)를 통해 피도물(1)에 스크린(20)이 설치 고정되고 나면, 1차 분체도장 단계(S30)와 같이 피도물(1)에 양극을 인가하고, 스프레이건에 음극을 인가한 상태로 피도물(1)의 표면에 분체도료를 분사하여 분체도료를 피도물(1)에 부착시키고, 이를 통해 도 6에 도시된 바와 같이 2차 분체도장부(C2)를 형성하는 것이다.

(7) 1차 가열 단계(S70)

이 단계는 위 2차 분체도장 단계(S60)를 통해 2차 분체도장부(C2)가 형성되고 나면, 스크린(20)이 부착된 상태로 가열로 또는 가열챔버에 피도물(1)을 넣고, 설정된 온도로 가열하여 1, 2차 분체도장부(C1, C2)의 분체도료를 1차로 용융시키는 것이다.

이때 1차 가열 단계(S70)는 180~200℃의 온도 범위내에서 진행되는 것으로, 이를 통해 1, 2차 분체도장부(C1, C2)가 스크린(20)을 통해 서로 경계가 유지된 상태로 용융되게 된다.

여기서 1차 가열 단계(S70)는 설정된 목표 온도를 기준으로 10~15분간 유지된 다음, 후술되는 2차 가열 단계(S80)가 진행된다.

(8) 2차 가열 단계(S80)

이 단계는 위 1차 가열 단계(S70)를 통해 1, 2차 분체도장부(C1, C2)의 분체도료가 용융되고 나면, 가열로 또는 가열챔버로부터 피도물(1)을 꺼낸 다음, 150℃ 이상의 온도 조건하에서 도 7에 도시된 바와 같이 피도물(1)에 설치된 스크린(20)을 분리하고, 피도물(1)을 재차 가열로 또는 가열챔버에 넣어 2차 가열하는 것이다.

이러한 2차 가열 단계(S80)는 200~220℃의 온도 범위내에서 진행되고, 이를 통해 스크린(20)의 경계가이드부(21A')가 밀착되었던 피도물(1)의 경계 부분에 위치된 분체도료가 서로 자연스럽게 섞이면서 연결되게 된다.

그리고 1차 가열 단계(S70)를 통해 1, 2 차 분체도장부(C1, C2)의 분체도료가 전체적으로 1차 용융되므로 2차 가열 단계(S80)에서는 설정된 목표 온도를 기준으로 1차 가열 단계(S70)보다 상대적으로 짧은 시간 동안 온도가 유지(대략 5~10분)된 다음, 곧바로 후술되는 냉각 단계(S90)가 진행되게 된다.

(9) 냉각 단계(S90)

이 단계는 2차 가열 단계(S80)를 통해 피도물(1)이 2차 가열되고 나면, 가열로 또는 가열챔버의 내부에서 피도물(1)을 꺼낸 다음, 자연 냉각 또는 별도의 공랭장치(도시하지 않음)를 통해 상온으로 냉각하는 것이다.

한편, 위와 같이 냉각 단계(S90)를 거쳐 피도물(1)이 상온으로 냉각되고 나면, 피도물(1)의 표면에 별도의 장식판을 부착하는 장식판 부착 단계가 더 포함될 수 있고, 또 다르게는 피도물(1)의 표면에 코팅제를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계가 더 포함될 수 있으며, 이때 코팅 단계의 코팅제에는 자외선 안정제 및 산화 방지제가 포함될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 피도물에 마스킹테이프를 부착하여 1차 분체도장된 다음, 스크린을 피도물에 설치하여 2차 분체도장되고, 이렇게 스크린이 설치된 상태로 1차 가열되어 분체도장된 도료를 1차 용융시킨 다음, 가열된 온도를 유지한 채 스크린이 제거되며, 이후 소정 온도로 2차 가열(승온)되어 최종 도막이 형성되므로 1, 2차 분체도장된 도료를 용융시키기 위한 열에너지의 손실을 줄일 수 있게 된다.

또한, 1차 가열온도보다 용융점이 높은 재질의 스크린이 설치된 상태로 1, 2차 분체도장된 도료가 1차 가열되므로 분체도료가 용융되는 과정에서 서로 섞여 무늬나 색의 경계가 무너지는 것이 방지되고, 이와 동시에 스크린이 1차 분체도장면과 소정 간격을 두고 이격 설치되므로 스크린을 분리하는 과정에서 용융된 도료가 함께 떨어지면서 도장면이 훼손되는 것이 방지되게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: 피도물 10: 마스킹테이프
20: 스크린 21: 스크린판
21A: 관통공 21A': 경계가이드부
22: 고정지그 23: 고정나사
A: 경계가이드부의 각도 C1: 1차 분체도장부
C2: 2차 분체도장부 W: 중첩 폭

Claims (3)

1. 피도물(1)의 표면 이물질과 습기를 제거하는 전처리 단계(S10);
   상기 피도물(1)의 표면에 무늬 또는 색상을 구분하는 마스킹테이프(10)를 부착하는 마스킹테이프 부착 단계(S20);
   상기 마스킹테이프(10)가 부착된 상기 피도물(1)의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 1차 분체도장 단계(S30);
   상기 1차 분체도장 단계(S30)를 통해 1차 분체도장된 상기 피도물(1)의 표면에 설치된 상기 마스킹테이프(10)를 제거하는 마스킹테이프 제거 단계(S40);
   상기 1차 분체도장된 상기 피도물(1)에 폴리카보네이트 재질의 스크린(20)을 고정 설치하는 스크린 설치 단계(S50);
   상기 스크린(20)이 설치된 상기 피도물(1)의 표면에 스프레이건을 통해 분체도료를 분사하는 2차 분체도장 단계(S60);
   상기 스크린(20)이 부착된 상태로 상기 피도물(1)을 소정 온도로 가열하는 1차 가열 단계(S70);
   상기 1차 가열된 상기 피도물(1)의 스크린(20)을 제거한 다음, 소정 온도로 가열하는 2차 가열 단계(S80); 및
   상기 2차 가열 단계(S80) 후, 상기 피도물(1)을 상온으로 냉각하는 냉각 단계(S90);
   를 포함하고,
   상기 스크린 설치 단계(S50)의 상기 스크린(20)은,
   상기 피도물(1)에 대응되는 크기를 가지면서 1차 분체도장부(C1)가 커버되는 대신 미도장부분이 개방되도록 위치에 맞추어 관통공(21A)이 형성되는 스크린판(21);
   상기 스크린판(21)의 상하측 또는 좌우측에 각각 서로 대칭이 되도록 설치되는 고정지그(22); 및
   상기 고정지그(22)를 관통하도록 나사 조립되어 상기 피도물(1)에 상기 스크린판(21)을 고정시키는 소정 길이의 고정나사(23);
   를 포함하고,
   상기 스크린판(21)과 고정지그(22)가 체결부재를 통해 분리 조립이 가능하도록 구성되어, 상기 스크린판(21)에 형성된 상기 관통공(21A)의 모양을 변경하여 설치가 가능하도록 구성되며,
   상기 스크린판(21)은,
   서로 모양이 다른 관통공(21A)이 형성된 2개 이상의 판으로 구성되고,
   복수 개의 상기 스크린판(21)이 중첩되어 상기 고정지그(22)에 고정되어 다양한 무늬가 조합되도록 구성되고,
   상기 1차 가열 단계는,
   180~200℃의 온도 범위내에서 진행되는 것을 특징으로 하는 방화문의 분체 도장 방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 2차 가열 단계는,
   200~220℃의 온도 범위내에서 진행되는 것을 특징으로 하는 방화문의 분체 도장 방법.

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