KR20160018019A - 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법 - Google Patents

Abstract

섬유강화플라스틱 성형물 표면에 여러 가지 색깔의 다양하게 변화하는 마블무늬를 도장하는 방법이 제공된다. 도장 방법은 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic) 성형물의 표면에 광택을 제거하여 무광면을 형성하는 단계, 무광면에 제1도료를 도포하여 베이스코팅층을 형성하는 단계, 제1도료가 경화되기 이전에 무광면이 적어도 일부 노출되도록 베이스코팅층의 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면을 형성하는 단계, 제1도료가 경화된 후 무광면과 베이스코팅층이 구별되도록 마블면 상에 제2도료를 분사하여 채색하는 단계, 및 제2도료가 분사된 섬유강화플라스틱 성형물에 열처리하는 단계를 포함한다.

Description

섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법{Method for coating marble pattern to molded article made of FRP}

본 발명은 제품 표면을 도장하는 도장방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유강화플라스틱 성형물 표면에 여러 가지 색깔의 다양하게 변화하는 마블무늬를 도장하는 방법에 관한 것이다.

일상에서 사용되는 여러 가지 물건들은 다양한 색상을 갖는다. 물건들은 제품의 성격, 재료의 특성, 사용처의 선택이나 사용자의 요구 등에 따라 알맞는 색상으로 제조될 수 있다. 물건의 색상은 재료의 색상과 반드시 일치하는 것은 아니며, 원재료의 색상과는 완전히 다른 색상으로 채색될 수 있다.

특히, 패션용품이나 레저용품과 같이 소비자의 기호가 강하게 반영되는 제품들은 보다 화려하고 다양한 색상을 갖는 경우가 많다. 뿐만 아니라, 패턴이나 무늬를 이용하여 제품을 돋보이게 하기도 한다. 이러한 각종 제품들은 플라스틱으로 성형되어 성형 시에 1차적인 제품의 색상이 결정되기도 하나, 성형이 완료된 제품 표면을 도장하여 최종적인 색상이나 무늬, 패턴 등을 결정하게 된다.

그러나, 대량 생산되는 것이 보통인 여러 제품들은 기계적으로 동일하게 도장되어 그 색상이나 패턴, 무늬까지도 동일하게 형성되는 단점이 있다. 즉, 같은 제품이라 하더라도 색상이나 패턴, 무늬 등에 크고 작은 변화를 주어 개성을 살릴 수 있으나, 기계적이고 반복적인 채색작업으로 인해 제품에 독자적인 개성을 부여하기 힘든 문제가 있었다.

또한, 폴리에틸렌, 섬유강화플라스틱 등 제품의 재질이 다양함에도 불구하고 그에 알맞은 적절한 도장방식이 적용되지 못하여 재료의 특성을 살려 색상, 무늬, 패턴 등을 조합하기 어려웠다. 따라서 종래 소비자의 기호를 충실히 반영한 독자적인 색상, 무늬, 패턴 등을 갖춘 개성 있는 제품을 제조하기가 매우 곤란한 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1320040호, (2013.10.18)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 성형물 표면에 여러 가지 색깔의 다양하게 변화하는 마블무늬를 도장하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법은, 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic) 성형물의 표면에 광택을 제거하여 무광면을 형성하는 단계; 상기 무광면에 제1도료를 도포하여 베이스코팅층을 형성하는 단계; 상기 제1도료가 경화되기 이전에, 상기 무광면이 적어도 일부 노출되도록 상기 베이스코팅층의 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면을 형성하는 단계; 상기 제1도료가 경화된 후, 상기 무광면과 상기 베이스코팅층이 구별되도록 상기 마블면 상에 제2도료를 분사하여 채색하는 단계; 및 상기 제2도료가 분사된 상기 섬유강화플라스틱 성형물에 열처리하는 단계를 포함한다.

상기 마블면을 형성하는 단계는, 상기 제1도료가 도포된 상기 베이스코팅층에 비닐박막을 감싸고, 상기 제1도료가 경화되기 전에 제거하여 상기 무광면 중 일부를 노출시킬 수 있다.

상기 비닐박막은, 폭이 좁고 일 측으로 연장된 띠 형상으로 형성되어 일 방향으로 서로 병렬 배열되도록 상기 베이스코팅층에 점착될 수 있다.

상기 비닐박막은, 주름지게 접혀서 상기 베이스코팅층에 점착될 수 있다.

상기 마블면을 형성하는 단계는, 상기 베이스코팅층을 문지르거나 찍어내어 상기 무광면을 불규칙하게 노출시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 섬유강화플라스틱을 재료로 하는 성형물의 특성을 이용하여 섬유강화플라스틱 성형물에 색상, 패턴, 무늬 등의 다채로운 변화를 주는 독특한 마블무늬를 형성할 수 있다. 따라서, 이로부터 소비자의 기호를 반영한 독자적인 색상, 무늬, 패턴 등을 갖춘 개성 있는 제품을 매우 편리하게 제조하는 유용한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 몰드에 겔코트를 도포하는 단계를 도시한 사진이다.
도 3은 FRP를 몰드에 주입하여 성형물을 성형하는 단계를 도시한 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 분리된 성형물에 무광면을 형성하는 단계를 도시한 사진이다.
도 5는 제1도료를 도포하여 베이스코팅층을 형성하는 단계를 도시한 사진이다.
도 6은 베이스코팅층 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면을 형성하는 단계를 도시한 사진이다.
도 7a 및 도 7c는 도 6의 단계를 거쳐 형성된 마블면을 도시한 사진들이다.
도 8은 제2도료를 분사하여 채색하는 단계를 도시한 사진이다.
도 9는 채색면에 광택제를 도포하는 단계를 도시한 사진이다.
도 10은 광택제 도포가 완료된 상태를 도시한 사진이다.
도 11은 열처리를 거쳐 완성된 제품을 도시한 사진이다.
도 12는 다른 색상 및 형상의 마블무늬로 도장된 또 다른 완성 제품을 도시한 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법을 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법은, 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic; FRP) 성형물의 표면에 광택을 제거하여 무광면을 형성하는 단계(S300), 무광면에 제1도료를 도포하여 베이스코팅층을 형성하는 단계(S400), 제1도료가 경화되기 이전에, 무광면이 적어도 일부 노출되도록 베이스코팅층의 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면을 형성하는 단계(S500), 제1도료가 경화된 후, 무광면과 베이스코팅층이 구별되도록 마블면 상에 제2도료를 분사하여 채색하는 단계(S600), 및 제2도료가 분사된 섬유강화플라스틱 성형물에 열처리하여 제품을 완성(S800)하는 단계를 포함한다.

이와 같은 도장방법으로 형성된 마블무늬(도 8 및 도 10의 1a참조)는 섬유강화플라스틱 성형물 표면에 형성되는 무광면(도 4a 및 도 4b의 10참조)과, 무광면 위에 제1도료가 불규칙한 패턴으로 형성된 베이스코팅층(도 5 및 도 6의 20참조)이 조합된 마블면(도 7a 내지 도 7c의 30참조), 및 마블면 위에 제2도료가 채색된 채색면(도 8의 40참조)이 서로 복합적, 유기적으로 어울려 다채롭게 형성된다. 특히, 마블면을 형성할 때 베이스코팅층의 표면 중 일부를 여러 가지 다양한 방식으로 불균일하게 제거하여 각각의 제품에 모두 서로 다른 개성을 갖는 독특한 마블무늬를 형성할 수 있다.

또한, 마블무늬는 섬유강화플라스틱 성형시에 몰드 내측의 겔코트를 이용하여 성형물 표면의 색상을 선택 가능한 점과, 성형물에 서로 다른 제1도료, 및 제2도료를 적층하여 다시 색상에 다양한 변화를 줄 수 있는 점 등을 고려하여 매우 효과적인 방식으로 형성된다. 따라서, 이러한 특징들을 이용하여 독특한 마블무늬가 형성된 개성있는 제품들을 제조할 수 있다. 이하, 도 1의 순서도를 기준으로 하되, 도 2 내지 도 12의 각 도면들을 차례로 참조하여 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

우선, 성형물을 형성하기 위한 몰드(A)를 준비하고 도 2에 도시된 바와 같이 몰드(A) 내측에 겔코트(Gel coat)(100)를 도포하여 경화시킨다(S100). 겔코트(100)는 붓도장 방식으로 몰드(A)의 굴곡면에 세밀하게 도포된 후 자연적으로 경화시킬 수 있으며 겔코트(100)의 색상은 필요에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 겔코트(100)는 섬유강화플라스틱(FRP)의 표층에 보호막을 형성하여 은폐력을 부여하고 동시에 표면에 원하는 색상을 착색 가능하게 하는 것으로 붓도장 방식 외에도 노즐을 이용한 분사 방식 등으로 몰드(A) 내측 전체에 골고루 도포될 수 있다.

겔코트를 도포한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 섬유강화플라스틱(FRP)(200)을 몰드(A) 내부에 주입하고 적층하여 성형물을 형성한다(S200). 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic)은 고분자 수지에 다양한 종류의 섬유재 등이 보강되어 강도, 내열성 등이 강화된 플라스틱 재료로서 액상으로 주입될 수 있다. 특히, 섬유강화플라스틱(200)을 몰드(A) 내부에 반복적으로 주입하여 적층시킴으로써 고밀도의 견고한 성형물을 형성할 수 있다. 몰드(A)는 도시된 바와 같이 성형물의 몸체 및 커버 등을 형성하기 위해 하나 이상이 서로 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 각각의 몰드(A) 내부에 섬유강화플라스틱(FRP)(200)을 주입하여 몰드(A)에 대응하는 형상으로 성형물을 형성할 수 있다.

섬유강화플라스틱이 경화되면 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 몰드로부터 성형물(1)을 탈형하여 분리하고, 분리된 성형물(1) 표면의 광택을 제거하여 무광면(10)을 형성한다 (S300). 즉, 겔코트에 의해 매끄럽게 표면 처리된 성형물(1)은 도료를 분사하여도 흘러내리거나 부착되기 어려운 문제가 있으므로, 연마재로 성형물(1)의 표면을 샌딩(sanding) 처리하고 상대적으로 거친 무광면(10)을 형성하여 부착력을 상승시킨다. 성형물(1)은 전술한 바와 같이 서로 다른 형상의 몰드로부터 몸체(도 4a참조)부분과 커버(도 4b참조)부분이 나누어져 형성될 수 있으며 도장이 완료된 후 결합되어 하나의 완성된 제품을 형성할 수 있다. 무광면(10)은 서로 다른 형상의 성형물(1) 각각의 표면 전체에 형성될 수 있다.

무광면(10)은 세척하여 이물질을 제거하고 그 위에 도 5에 도시된 바와 같이 제1도료를 도포하여 베이스코팅층(20)을 형성한다(S400). 샌딩 처리하여 광택을 없앤 무광면(10) 위에는 도료가 용이하게 부착되므로 여러 가지 다양한 도료를 용이하게 도포할 수 있다. 특히, 베이스코팅층(20)을 형성하는 제1도료는 후술하는 제2도료가 용이하게 부착될 수 있도록 전처리하는 서페이서(surface)로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 안료(pigment)가 첨가되지 않은 무채색의 프라이머로 이루어질 수 있다. 베이스코팅층(20)은 이와 같은 제1도료를 무광면(10) 전체 또는 일부분에 분사하여 형성할 수 있다. 제1도료의 도막은 0.5밀리미터 이하가 되도록 형성할 수 있다.

이와 같이 베이스코팅층(20)을 형성하고 난 직후 제1도료가 경화되기 이전에, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스코팅층(20)의 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면(도 7a 내지 도 7c의 30참조)을 형성한다(S500). 구체적으로, 마블면을 형성하는 단계는 베이스코팅층(20)을 문지르거나 찍어내어 무광면(10)을 불규칙하게 노출시키는 방식으로 진행될 수 있다.

즉, 무광면(10) 위에 제1도료를 도포하여 베이스코팅층(20)을 형성하되, 제1도료가 경화되어 고착되기 이전에 베이스코팅층(20)에 여러 가지 물체를 마찰시켜 비정형적인 형상으로 다채로운 무늬가 형성된 마블면을 형성할 수 있다. 물체가 베이스코팅층(20)과 접촉하면서 베이스코팅층(20) 표면 중 일부를 불규칙하게 벗겨내거나 제거하면, 베이스코팅층(20) 하부의 무광면(10)이 불규칙하게 부분적으로 노출되므로 무광면(10)과 제1도료과 층을 이루어 복잡하게 형상화된 무늬를 형성할 수 있다.

특히, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스코팅층(20)에 비닐박막(300)을 감싸고, 제1도료가 경화되기 전에 제거하여 무광면(10) 중 일부를 노출시킬 수 있다. 비닐박막(300)이 베이스코팅층(20)과 접촉되었다가 분리될 때 접촉부위에 제1도료가 묻어 무광면(10)이 노출되므로 비닐박막(300)과 베이스코팅층(20)이 접촉하는 접촉면의 면적, 접촉면의 형상, 접촉면의 접촉패턴 등을 변화시키면 접촉하였다가 분리되면서 무광면(10)이 노출되는 노출부위의 형상도 변화시킬 수 있다.

이 때, 비닐박막(300)은 도시된 바와 같이 폭이 좁고 일 측으로 연장된 띠 형상으로 형성되어 일 방향으로 서로 병렬 배열되도록 베이스코팅층(20)에 점착시킬 수 있다. 따라서, 점착된 비닐박막(300)을 분리할 때 점착된 부분의 제1도료가 벗겨져 무광면(10)의 일부가 노출되고 노출된 부분에 일 방향으로 병렬 배열된 무늬가 형성될 수 있다. 이와 같은 방식으로 무늬를 형성하면 적어도 한 방향 이상으로 결이 형성된 천연의 대리석과 같은 마블무늬를 형성하는 것이 가능하다. 비닐박막(300)은 주름지게 접혀서 베이스코팅층(20)에 점착될 수 있으며 작업자에 의해 의도적으로 또는 마찰에 의해 자연적으로 다양한 패턴의 주름이 형성되어 마블면을 변화시킬 수 있다.

이와 같이 다양한 방식으로, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같은 다채로운 형상의 마블면(30)을 형성할 수 있다. 마블면(30)은 성형물의 형상, 베이스코팅층의 일부를 제거하기 위해 물체를 접촉시키는 방식, 베이스코팅층과 접촉하는 물체의 형상과 재질 등에 의해 다양하게 변화할 수 있다. 즉, 비닐박막을 예를 들어 설명하였으나, 다양한 종류의 인공 또는 천연물질을 접촉시켜 마블면(30)을 형성할 수 있다. 마블면(30)은 몸체부분에 형성된 마블면(도 7a의 30참조)과 커버부분에 형성된 마블면(도 7b의 30참조) 전체의 패턴이 완전히 상이하며, 몸체부분 또는 커버부분 각각에 있어서도 마블면(30)은 서로 다른 지점에서 다채롭게 변화할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 특정 방향으로 결을 이루는 마블면(도 7c의 30참조)도 형성할 수 있어 독특한 무늬의 개성 있는 제품을 매우 용이하게 제공할 수 있다.

이후, 제1도료가 경화되면 도 8에 도시된 바와 같이 무광면과 베이스코팅층이 구별되도록 마블면(도 7a 내지 도 7c의 30참조) 상에 제2도료를 분사하여 채색한다(S600). 마블면은 무광면 위에 제1도료로 이루어진 베이스코팅층이 형성되고 상기 베이스코팅층의 일부가 벗겨져 무광면을 노출시킴으로써 형성되는 것이므로 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 무광면 및 베이스코팅층이 복합적으로 조합되어 있다. 제2도료는 안료(pigment)를 포함하고 있는 유채색의 페인트로서 제1도료(즉, 무늬를 형성하고 있는 베이스코팅층)가 경화된 후 채색되어 마블면 상에 부착된다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 전체적으로 유채색으로 도색된 내부에, 전술한 무광면과 베이스코팅층이 서로 구분되어 다채롭게 형성된 마블무늬(1a)가 드러나게 된다.

마블무늬(1a)는 마블면의 형성패턴에 따라 드러나는 무광면과 베이스코팅층 사이의 명도차이, 채도차이, 색상차이에 의해 시각적으로 다채롭게 인식되는 것일 수 있다. 제2도료는 2회에 걸쳐 반복적으로 도포될 수 있으며 도막의 두께가 1밀리미터 이하가 되도록 형성할 수 있다. 제2도료는 도포 후 자연적으로 경화시킬 수 있다.

채색이 끝나고 먼지 등 이물질을 세척하여 제거한 후 도 9에 도시된 바와 같이 채색면(제2도료가 도포된 성형물의 가장 바깥면- 도 8의 40참조)에 광택제(400)를 도포한다(S700). 광택제(400) 역시 2회에 걸쳐 반복적으로 분사하여 도포할 수 있으며 반복적으로 도포하여 도 10에 도시된 바와 같이 견고한 보호층을 형성할 수 있다. 광택제(400)는 도막의 두께가 0.5밀리미터 이하가 되도록 형성할 수 있다.

이와 같이 제2도료가 분사되어 채색면이 형성되고 그 위에 광택제가 도포된 섬유강화플라스틱 성형물을 열처리하여 제품을 완성한다(s800). 열처리는 예를 들어, 부스 내부의 온도를 60도씨 정도로 유지하고 이를 40분 내외의 시간 동안 지속하는 방식으로 수행할 수 있다. 또한, 성형물을 바로 꺼내지 않고 부스 내부의 잔열이 남아있는 동안 그대로 유지하여 도장면이 보다 완벽하게 형성되도록 할 수 있다.

이와 같은 방식으로 완성된 제품이 도 11에 도시되어 있다. 완성된 제품은 도시된 바와 같이 몸체부분과 커버부분이 서로 결합되어 형성된 트레일러 일 수 있으나 이로써 한정될 것은 아니며, 그 밖의 다양한 형상의 제품에 본 발명의 도장 방법이 적용될 수 있다. 제품의 외면에는 전술한 바와 같은 다채로운 마블무늬가 형성되어 있어 개성적인 물건을 소유하고자 하는 소비자의 취향에 부응할 수 있으며, 제2도료의 색상을 바꾸어 채색하면 도 12에 도시된 바와 같은 완전히 다른 색상의 제품을 완성하는 것도 가능하다. 이 때 각각의 완성된 제품은 서로 완전히 다른 독자적인 마블무늬를 가지고 있어 본 발명에 의한 도장방법으로 소비자에게 서로 다른 색상, 무늬, 패턴이 조합된 독특하고 개성적인 제품을 매우 용이하게 제공할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 성형물 1a: 마블무늬
10: 무광면 20: 베이스코팅층
30: 마블면 40: 채색면
100: 겔코트 200: 섬유강화플라스틱
300: 비밀박막 400: 광택제
A: 몰드

Claims (5)

1. 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic) 성형물의 표면에 광택을 제거하여 무광면을 형성하는 단계;
   상기 무광면에 제1도료를 도포하여 베이스코팅층을 형성하는 단계;
   상기 제1도료가 경화되기 이전에, 상기 무광면이 적어도 일부 노출되도록 상기 베이스코팅층의 표면 중 일부를 불균일하게 제거하여 마블면을 형성하는 단계;
   상기 제1도료가 경화된 후, 상기 무광면과 상기 베이스코팅층이 구별되도록 상기 마블면 상에 제2도료를 분사하여 채색하는 단계; 및
   상기 제2도료가 분사된 상기 섬유강화플라스틱 성형물에 열처리하는 단계를 포함하는 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬을 도장하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 마블면을 형성하는 단계는,
   상기 제1도료가 도포된 상기 베이스코팅층에 비닐박막을 감싸고, 상기 제1도료가 경화되기 전에 제거하여 상기 무광면 중 일부를 노출시키는 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 비닐박막은, 폭이 좁고 일 측으로 연장된 띠 형상으로 형성되어 일 방향으로 서로 병렬 배열되도록 상기 베이스코팅층에 점착되는 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 비닐박막은, 주름지게 접혀서 상기 베이스코팅층에 점착되는 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 마블면을 형성하는 단계는, 상기 베이스코팅층을 문지르거나 찍어내어 상기 무광면을 불규칙하게 노출시키는 섬유강화플라스틱 성형물에 마블무늬를 도장하는 방법.

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