KR20160001231A - 창호의 색깔칠 도장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창호에 다양한 색상으로 옻칠 형성이 가능한 창호의 색깔칠 도장방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 색깔칠 원료 제조단계와, 스프레이 도장단계 및 습식/건식 건조 단계를 적절하게 수행함으로써 자동 공정이 가능하고 다양한 색상과 문양 형성이 가능한 창호의 색깔칠 도장방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 건축용 자재에 사용하는 창호의 색깔칠 도장방법에 있어서, 창호 도장 전에 창호의 세척 또는 이물질 제거가 수행되는 전처리 단계와; 정제옻 원액과 안료를 교반하여 색깔칠 원액을 생성하는 색깔칠 혼합액 제조단계와; 상기 제조된 색깔칠 혼합액이 스프레이 방식으로 창호에 분사되는 제1차 스프레이 도장단계와; 상기 도장된 창호가 수분 분사장치에 의해 수분이 공급되는 환경 내에서 건조되는 습식 건조단계와; 상기 습식 건조된 창호가 열풍에 의해 건조되는 건식 건조단계와; 상기 건식 건조된 창호가 색깔칠 혼합액에 의해 스프레이 방식로 도장되거나 붓칠 방식으로 도장되는 제2차 도장단계와; 상기 제2차 도장된 창호가 건조되는 마감 건조단계;를 포함하여 구성된다.

Description

창호의 색깔칠 도장방법{Color lacquer Coating Method of Windows}

본 발명은 창호에 다양한 색상으로 옻칠 형성이 가능한 창호의 색깔칠 도장방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 색깔칠 원료 제조단계와, 스프레이 도장단계 및 습식/건식 건조 단계를 적절하게 수행함으로써 자동 공정이 가능하고 다양한 색상과 문양 형성이 가능한 창호의 색깔칠 도장방법에 관한 것이다.

옻칠(lacquer)은 칠 자체의 은은하고 독특한 아름다움으로 인해 예로부터 경대나 장농 등의 가구는 물론, 밥상, 구절판, 다기와 같은 생활용구 제작에 이르기까지 널리 쓰였으며, 궁궐이나 사찰에서 형형색색의 단청이나 천장, 사천왕문 등을 그리고 칠할 때도 옻칠이 많이 이용되었다.

옻칠은 일단 건조가 되면 접착력이 강하고, 방수성, 방부성, 항균성, 내열성이 우수하며 어떠한 약품에도 침투되지 않는 우수한 특성을 지니고 있다. 옻이 몸에 이롭다는 사실 또한 널리 알려져 있는데, 동의보감 기록에 의하면 옻으로 위장병, 관절염을 치료하기도 하고 옻칠 그릇에 담아두었던 물을 소독제로 썼다고 한다. 특히, 옻의 독성은 기생충 등 벌레는 물론 세균과 박테리아까지 죽이는 것으로 알려져 있으며, 최근 연구에서는 옻의 이 같은 성질이 뛰어난 항암효과를 갖는 것으로 밝혀지고 있다.

그러나, 이와 같은 유용성에도 불구하고 지금까지 옻칠은 주로 상자와 같은 목재의 표면을 도포하여 미화하고 장식하는데만 사용되어 왔을 뿐, 창호와 같은 건축물 창호에 응용한 예는 없었다. 특히, 옻칠의 본래 색깔인 암갈색 자체는 창호의 색깔로 이용되기에는 부적합한 것이 현실이다.

일반적으로 건축자재로 사용되는 창호는 건물내부를 외계와 차단시키기 위해 창이나 출입구 등의 개구부에 설치되는 것으로, 압출성형을 통한 알루미늄 창호 또는 합성수지 창호 등으로 구별된다.

이러한 알루미늄 창호는 내구성이 우수하고 불연성이 좋으나 그 제조비용이 비싸다. 그리고 합성수지 창호(이하, PVC 창호라 칭함)는 내구성을 가짐과 동시에 기밀력이 우수하며 방음 및 방수 효과가 뛰어난 반면에, 완제품 색상이 통상 흰색으로 너무 단조롭고 여기에 도료를 도색하더라도 표면이 매끄러워 도장이 어렵게 된다.

이에 따라 최근에는 소비자의 선택폭을 넓히고자 창호의 표면에 다양한 색상 및 무늬를 갖는 필름(일명, 우드 그레인)을 접착하여 씌운 제품들이 출시되고 있다. 그러나 무늬필름이 씌워진 창호 역시 무늬필름의 종류가 한정되어 있어 소비자가 다양한 색상을 선택하는데 그 한계가 있고, 아울러 제조과정에서 무늬필름에 주름이 생기는 불량 발생율이 높으며 이로 인해 창호의 제조비용 역시 상승하는 단점이 있다.

따라서, 합성수지 창호에 무늬나 색상을 형성함에 있어서, 종래의 잉크 형태의 도장을 대신하면서도 기능성 및 친환경성을 부여할 수 있도록 다양한 색깔로 이루어질 수 있는 채칠 도장방법의 개발 시도가 필요하다.

하지만 종래 옻칠의 경우 소수의 옻칠 숙련자들이 장시간의 옻칠 수행과정을 통해 옻칠 제품 생산이 이루어져 왔는데, 이와 같이 수작업 형태로 옻칠이 이루어질 경우 옻칠 숙련자를 다수 확보하기 힘들어 생산 능력을 증대시키는데 있어 한계로 작용되고 인건비 상승에 따른 원가 부담이 가중되는 문제점이 있다.

따라서 생산 능력 향상과 원가 감소를 위해 옻칠 방식의 자동 공정화가 필요하고 다양한 색상 및 문양 형성이 가능한 창호의 채칠 도장방법의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 색깔칠 원료 제조단계와, 스프레이 도장단계 및 습식/건식 건조 단계를 적절하게 수행함으로써 자동 공정이 가능하고 다양한 색상과 문양 형성이 가능한 창호의 색깔칠 도장방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징으로 갖는다.

본 발명은 건축용 자재에 사용하는 창호의 색깔칠 도장방법에 있어서, 창호 도장 전에 창호의 세척 또는 이물질 제거가 수행되는 전처리 단계와; 정제옻 원액과 안료를 교반하여 색깔칠 원액을 생성하는 색깔칠 혼합액 제조단계와; 상기 제조된 색깔칠 혼합액이 스프레이 방식으로 창호에 분사되는 제1차 스프레이 도장단계와; 상기 도장된 창호가 수분 분사장치에 의해 수분이 공급되는 환경 내에서 건조되는 습식 건조단계와; 상기 습식 건조된 창호가 열풍에 의해 건조되는 건식 건조단계와; 상기 건식 건조된 창호가 색깔칠 혼합액에 의해 스프레이 방식로 도장되거나 붓칠 방식으로 도장되는 제2차 도장단계와; 상기 제2차 도장된 창호가 건조되는 마감 건조단계;를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 전처리 단계는 창호가 세척 후 자연건조되는 세척단계와, 상기 세척단계 수행 후 창호의 표면에 남아있는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계와, 상기 이물질 제거단계의 수행 후에 외부에 형성된 열풍장치의 열풍에 의해 창호를 건조하는 전처리 건조단계를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 색깔칠 혼합액 제조단계는 정제옻 원액과 안료가 교반장치 내로 투입되어 안료가 파쇄되면서 정제옻 원액과 혼합되는 교반단계와, 상기 교반된 색깔칠 원액에 포함된 안료의 입자 크기를 보다 세밀하게 파쇄하도록 진동하는 지르코니아 볼 수용룸 내에 색깔칠 원액을 투입하여 파쇄하는 세밀 파쇄단계를 포함하여 구성된다.

아울러 상기 제2차 도장단계는 압축공기를 통해 모래를 분사하는 샌딩단계를 더 포함하며, 상기 마감 건조단계는 수분 공급장치를 통해 습식 환경 내에서 건조가 이루어진다.

본 발명에 따르면, 방수성, 방부성, 항균성, 내열성 및 내화학성을 가지는 옻칠 특성을 통해 창호의 기능성을 대폭 향상시킬 수 있고, 다양한 색상과 문양 형성이 가능해짐에 따라 소비자로 하여금 선택의 폭을 넓혀 제품 만족도를 향상시키고 제품 구매력을 증대시키는 효과가 있다.

아울러 공정 자동화를 통해 생산 능력 향상은 물론 인건비 부담을 줄여 생산 원가 감소를 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 창호를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 색깔칠 도장방법의 과정을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 색깔칠 도장방법에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 창호를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 색깔칠 도장방법의 과정을 나타내는 순서도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 색깔칠 도장방법은 전처리 단계(S10), 색깔칠 혼합액 제조단계(S20), 제1차 스프레이 도장단계(S30), 습식 건조단계(S40), 건식 건조단계(S50), 제2차 도장단계(S60) 및 마감 건조단계(S70)로 구성된다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 창호(10)는 일반적으로 건축자재, 산업용품, 자동차용품, 전기전자부품 등에 사용되는 폴리염화비닐(PVC : Polyvinyl chloride)을 원료로 한 압출 제품인 것이 바람직하다.

아울러 상기 전처리 단계(S10)는 입고된 창호(10)를 육안으로 검사한 후 실시하는 것으로, 상기 창호(10)를 세척하는 세척단계(S11)와, 먼지 등의 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S12)와, 상기 창호(10)를 건조하는 전처리 건조단계(S13)로 이루어진다.

여기서, 상기 세척단계(S11)는 육안으로 검사를 마친 창호(10)를 세척능력이 우수한 핵산 등으로 세척한 후, 이를 자연 건조시키는 공정으로 이루어진다.

또한, 상기 이물질 제거단계(S12)는 세척단계(S11)를 수행한 후에도 창호(10)의 표면에 제거되지 않은 이물질(먼지, 티끌 등)을 고압의 에어를 분사하거나 이물질의 극성과 반대인 전압을 걸어주거나 도구(브러쉬, 붓 등)를 이용하여 제거하기 위해 구비된다.

아울러 상기 전처리 건조단계(S13)는 세척단계(S11)와 이물질 제거단계(S12)의 공정 후에 창호(10)의 표면에 남아있을지 모를 습기 제거는 물론 도장을 위한 최적의 상태를 유지토록 외부에 형성된 열풍장치 등을 통해 건조하는 것으로 이루어진다.

이때, 상기 열풍을 통해 건조하는 경우 창호(10)가 열에 의해 변형되지 않도록 20 ~ 30℃ 정도의 열풍으로 건조함이 바람직하다.

한편 상기 전처리 단계(S10)가 완료되면, 색깔칠 혼합액 제조단계(S20)가 수행되는데, 이러한 색깔칠 혼합액 제조단계(S20)는 별도의 정제장치를 통해 생칠에서 추출한 정제옻 원액과 선택된 안료를 교반하여 색깔칠 혼합액을 생성한다.

여기서 생칠의 주성분은 우루시올(urushiol, 칠산)이며, 기타 수분과 소량의 고무질 및 함질소물(glycoprotein)을 함유하고 있다.

조성은 칠수(漆樹)의 품종, 성장환경, 채취시기에 따라 조금씩 다르나, 대체로 우루시올 40-80%, 수분 15-30%, 단당류 및 다당류 5-10%, 함질소물 3-5%이며, 소량의 락카제(laccase), 스텔라시아닌(stellcyanin), 퍼옥시다제(peroxidase)가 함유되어 있다.

색깔칠 혼합액이란 상기 생칠을 정제한 정제옻 원액에 안료를 혼합하여 만든 것을 말하며, 구체적으로는 투명칠(透明漆), 투명납색칠(透明蠟色漆) 또는 주합칠(朱合漆)에 무기안료 또는 유기안료를 혼합하여 만든 것을 말한다. 색깔칠 혼합액 생성에 이용되는 안료는 착색력을 만족함과 동시에 칠 도막의 건조에 방해가 되지 않아야 하며 화학적으로 반드시 안정된 것이어야 한다.

안료에 따라 정제옻 원액을 흡수하는 양이 다르므로, 정제옻 원액과 안료의 배합 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 대략 1 : 1∼1.5 정도로 배합하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 색깔칠 혼합액을 만드는 데 사용되는 안료는 물, 기름, 용제 등에 용해되지 않는 분말 상태의 물질로서, 크게 무기안료와 유기안료로 구분된다. 색깔칠 혼합액을 만드는 데는 무기안료나 유기안료 모두 가능하지만 주로 무기안료가 사용된다.

색깔칠용 무기안료의 종류를 살펴보면, 백색안료로 티탄백(Titan white), 염기성 염화 창염, 아연화, 연백, 리토폰(Lithopone) 등이 있고, 적색안료로 산화수은, 연단(산화연), 카드뮴 레드(Cadmium red), 산화제2철, 산화철, 몰리브던 레드(Molybdan red) 등이 있으며, 청색안료로 감청(Prussian blue), 군청(Ultramarine blue), 코발트 청(Cobalt blue) 등이 있고, 녹색안료로 크롬 녹(Chrome green), 산화크롬(Chrome), 아연녹(Green) 등이 있으며, 갈색안료로 산화철, 병만 등이 있고, 흑색안료로 카본 블랙(Carbon black), 램프 블랙(Lamp black). 아세틸렌 블랙(Acethylene black), 아이보리 블랙(Ivory black), 본 블랙(Bone black), 송연, 흑연, 산화철 흑 등이 있다.

색깔칠용 유기안료는 '레이크 안료(lake 안료)'라고도 하며, 체질안료로서 염료를 염색한 착색 안료이다. 무기안료에서 내지 못하는 밝고 선명한 색상은 유기안료에서 얻게 되는데, 무기안료와는 달리 염료의 폭이 넓기 때문에 아름답고 다양한 색상을 얻어내는 이점이 있으나 은폐력이 적고 광물성의 무기안료에 비해 내후성이 떨어지는 경향이 있다.

한편 본 발명의 일실시예에 따른 색깔칠 혼합액 제조단계(S20)는 정제옻 원액과 안료가 교반장치 내로 투입되어 교반장치 내에 회전하는 임펠러 등에 의해 안료가 파쇄되면서 정제옻 원액과 혼합되는 교반단계(S21)와, 상기 교반된 색깔칠 원액에 포함된 안료의 입자 크기를 보다 세밀하게 파쇄하도록 진동하는 지르코니아 볼 수용룸 내에 색깔칠 원액을 투입하여 안료 입자 크기를 보다 작게 파쇄하는 세밀 파쇄단계(S22)로 이루어진다.

본 발명의 가장 큰 특징 중 하나가 이와 같은 안료의 이중 파쇄 공정으로 옻칠 및 색깔칠에 있어서 제품 가격을 결정하는 중요한 요인으로 작용하는 것 중 하나가 안료의 미세 찌꺼기이다.

따라서, 안료를 얼마나 균일하고 미세하게 분산, 파쇄를 수행하느냐가 색깔칠된 창호 제품 특성을 좌우할 수 있으므로 미세한 파쇄를 위해 교반장치 내에 안료 전용 파쇄 임펠라가 설계됨이 바람직하고 진동하는 지르코니아 볼 수용룸에 1차 파쇄된 안료를 투입하여 보다 미세하고 균일하게 파쇄가 이루어지도록 함이 바람직하다.

이에 따라 이중 파쇄 공정을 통해 안료가 미세 찌꺼기 없이 균일하고 미세하게 파쇄되어 정제옻 원액과 혼합된 색깔칠 혼합액은 별도의 스프레이 장치를 통해 스프레이 방식으로 창호(10)에 분사된다(S30).

이와 같은 제1차 스프레이 도장단계(S30)에서는 별도의 도장 부스 내에 회전가능한 지그장치가 마련되고, 상기 지그장치에 창호(10)가 장착됨에 따라 색깔칠 혼합액이 스프레이 분사되는 가운데 지그장치가 회전되면서 창호(10)의 균일하고 전면적인 도장이 형성되게 된다.

여기서 상기 스프레이 분사는 스프레이 장치를 통해 수행되는데, 이와 같은 스프레이 장치는 필요에 따라 다수개가 분사 위치를 달리하며 배열 설치되어 창호(10) 전체적으로 분사되지 않는 구간 없이 균일한 도포층을 형성하면서 도장되도록 구성할 수 있다.

한편 상기 제1차 스프레이 도장단계(S30)가 수행되면, 도장된 창호(10)는 수분 분사장치에 의해 수분이 공급되는 환경 내에서 습식 건조단계(S40)를 수행하는데, 이와 같은 습식 건조단계(S40)는 도장된 색깔칠 혼합액 도포층이 균일하고 표면 거칠기가 낮도록 하기 위해 수행된다.

또한 상기 습식 건조단계(S40)에서는 습도가 50% 내지 80% 범위인 것이 바람직하고, 온도는 30℃ 내지 60℃ 범위로 설정됨이 바람직하다.

여기서 습도가 너무 낮거나 높으면 표면 거칠기가 높아지는 경향을 나타내 제품성이 저하되고, 온도가 너무 낮거나 높으면 건조효율이 저하되고 경제성이 낮아지기 때문이다.

이에 따라 상기 습식 건조단계(S40) 후에는 습도가 낮고 온도가 높은 건식 건조단계(S50)가 수행되는데, 이러한 건식 건조의 효율성을 높이기 위해 본 발명에서는 열풍 장치를 통해 열풍 건조를 채택한다.

열풍을 직접 창호(10)에 분사할 수도 있으며, 열풍 반사판 등을 통해 반사된 열풍이 창호(10)로 분사되도록 구성할 수도 있다.

열풍을 비교적 긴 시간 동안 지속적으로 분사할 경우 창호(10)가 녹을 수 있으므로 적절한 시간 간격을 두고 수회 반복하여 열풍 건조가 이루어지도록 함이 바람직할 것이다.

한편 건식 건조단계(S50)가 수행되면 제2차 도장단계(S60)가 수행되는데, 이러한 제2차 도장단계(S60)는 색깔칠 혼합액에 의한 도포층이 2개층으로 적층 형성되도록 하기 위함이며, 제1차 스프레이 도장단계(S30)에서와 같이 스프레이 방식으로 색깔칠 혼합액을 분사, 도포하거나 붓칠의 방식으로 도포할 수 있다.

스프레이 방식보다 붓칠 방식이 보다 전면적으로 균일하게 도포되는 특성을 가지나, 자동화 공정 측면에서는 효율이 저하될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 이러한 붓칠을 로봇 학습 프로그래밍을 통해 숙련자의 붓칠 과정과 매칭시켜 로봇이 붓칠 작업을 수행할 수 있도록 한다.

여기서 로봇은 숙련자가 붓칠 시 색깔칠 혼합액을 묻히는 양과 붓의 진행 방향이나 패턴에 대한 동작을 학습하여 높은 매칭도로 작업 수행이 이루어지도록 구성된다.

아울러 본 발명에서는 제2차 도장단계(S60)에서 필요에 따라 압축공기를 통해 모래를 분사하는 샌딩단계(S61)를 더 추가할 수 있으며, 이러한 샌딩단계(S61)를 통해 보다 균일한 색깔칠 혼합액 도포층이 형성될 수 있다.

한편 제2차 도장단계(S60) 수행 후에는 마감 건조단계(S70)가 진행되는데, 상기 마감 건조단계(S70)에서는 건식 건조 또는 습식 건조 형태로 수행될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 전술한 습식 건조단계(S40)에서와 같이 습도가 높은 환경 내에서 건조가 이루어지도록 하였다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

10 : 창호

Claims (5)

1. 건축용 자재에 사용하는 창호(10)의 색깔칠 도장방법에 있어서,
   창호 도장 전에 창호(10)의 세척 또는 이물질 제거가 수행되는 전처리 단계(S10)와;
   정제옻 원액과 안료를 교반하여 색깔칠 혼합액을 생성하는 색깔칠 혼합액 제조단계(S20)와;
   상기 제조된 색깔칠 혼합액이 스프레이 방식으로 창호(10)에 분사되는 제1차 스프레이 도장단계(S30)와;
   상기 도장된 창호(10)가 수분 분사장치에 의해 수분이 공급되는 환경 내에서 건조되는 습식 건조단계(S40)와;
   상기 습식 건조된 창호(10)가 열풍에 의해 건조되는 건식 건조단계(S50)와;
   상기 건식 건조된 창호(10)가 색깔칠 혼합액에 의해 스프레이 방식로 도장되거나 붓칠 방식으로 도장되는 제2차 도장단계(S60)와;
   상기 제2차 도장된 창호(10)가 건조되는 마감 건조단계(S70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 창호의 색깔칠 도장방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전처리 단계(S10)는
   창호가(10) 세척 후 자연건조되는 세척단계(S11)와, 상기 세척단계(S11) 수행 후 창호(10)의 표면에 남아있는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S12)와, 상기 이물질 제거단계(S12)의 수행 후에 외부에 형성된 열풍장치의 열풍에 의해 창호(10)를 건조하는 전처리 건조단계(S13)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 창호의 색깔칠 도장방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 색깔칠 혼합액 제조단계(S20)는
   정제옻 원액과 안료가 교반장치 내로 투입되어 안료가 파쇄되면서 정제옻 원액과 혼합되는 교반단계(S21)와, 상기 교반된 색깔칠 원액에 포함된 안료의 입자 크기를 보다 세밀하게 파쇄하도록 진동하는 지르코니아 볼 수용룸 내에 색깔칠 원액을 투입하여 파쇄하는 세밀 파쇄단계(S22)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 창호의 색깔칠 도장방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2차 도장단계(S60)는
   압축공기를 통해 모래를 분사하는 샌딩단계(S61)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 창호의 색깔칠 도장방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 마감 건조단계(S70)는
   수분 공급장치를 통해 습식 환경 내에서 건조가 이루어지는 것을 특징으로 하는 창호의 색깔칠 도장방법.

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