KR20160078830A - 우수한 소광력을 갖는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 그 제조방법 - Google Patents

우수한 소광력을 갖는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

금속재의 적어도 일면에 방사선 경화형 코팅 용액을 코팅하여 액상 코팅층을 형성하는 단계; 상기 액상 코팅층 상부에 표면요철이 있는 방사선 투과필름을 적층하고 압착하여 표면요철이 전사된 코팅층을 형성하는 단계; 방사선을 조사하여 상기 표면요철이 전사된 코팅층을 경화하여 고상 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 방사선 투과필름을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 표면요철은 Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법을 제공하며, 이러한 방법으로 제조된 금속재는 코팅층의 물성 저하 및 황변현상 없이 소광력이 우수한 효과가 있다.

Description

우수한 소광력을 갖는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 그 제조방법 {Radiation curable coated metal sheet having an excellent extinction effect and manufacturing method thereof}
우수한 소광력을 갖는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
방사선 경화형 코팅 금속재를 건자재 등의 무광형 제품에 적용하기 위해서는 기존 고광택의 방사선 코팅층을 소광시키는 기술이 필수적이다. 코팅 금속재의 코팅층을 소광시키기 위해서, 왁스나 실리카와 같은 소광용 첨가제를 방사선 코팅 용액에 투입하거나, 근적외선 (NIR: Near Infra Red)등의 열원을 조사함으로써, 소광효과를 극대화시키는 기술이 개발되어 있다. 그러나, 소광용 첨가제 및 NIR(열) 조사에 의한 소광방법을 연속 코일코팅에 적용하기에는 아래와 같은 문제점이 있다.
첫째, 소광용 첨가제에 의해 코팅층의 물성(내알칼리성 등)이 저하될 수 있다. 둘째, NIR 등의 열원을 조사함에 따라 UV 코팅층에 황변현상이 발생할 수 있다. 셋째, 구형의 소광용 첨가제를 올리고머-모노머로 구성된 방사선 코팅용액에 첨가하여 롤(Roll) 코팅시 기존 고분자로 구성된 코팅용액과는 달리 픽업(pickup)성 저하로 소광력에 한계가 있을 수 있다. 넷째, 고속 코일 코팅 시 NIR 조사량/소광제 부상 효과 저하로 소광력이 저하될 수 있다. 이러한 이유로 고속 코일코팅의 연속작업 시 방사선 경화형 코팅층의 소광력을 확보할 수 있는 신기술 확보가 필수적이다.
대한민국 특허 등록 제362247호에서는 도장 강판의 표면에 입체무늬를 형성시키기 위해 상도 도막층을 요철무늬가 새겨져 있는 엠보스롤로 압하 처리하는 그라비아 전사 도장 강판의 제조방법이 개시되어 있으나, 이 특허에서는 소광효과를 얻기 위해서가 아니라 입체무늬 외관효과를 얻기 위해서 요철무늬를 형성하며, 요철무늬의 형성도 통상의 엠보싱을 통해 이루어진다.
대한민국 특허 등록 제513824호에서는 실리콘 변성수지 및 탄산칼슘 분말을 포함하는 도료 조성물이 도장된 도장 강판이 개시되어 있으나, 이 특허에서는 실리콘 변성수지에 의해서 소광효과를 얻기 때문에 소광력에 한계가 있다.
본 발명은 코팅층의 물성 저하 및 황변현상 없이 우수한 소광력을 갖는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속재의 적어도 일면에 방사선 경화형 코팅 용액을 코팅하여 액상 코팅층을 형성하는 단계; 상기 액상 코팅층 상부에 표면요철이 있는 방사선 투과필름을 적층하고 압착하여 표면요철이 전사된 코팅층을 형성하는 단계; 방사선을 조사하여 상기 표면요철이 전사된 코팅층을 경화하여 고상 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 방사선 투과필름을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 표면요철은 Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법을 제공한다.
상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 이하일 수 있다.
상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과의 값을 가지며, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함할 수 있다.
상기 나노입자는 함량이, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%일 수 있다.
상기 나노입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm일 수 있다.
상기 표면요철은 Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 고상 코팅층은 광택도가 60도 광택기 기준 1 내지 60%일 수 있다.
상기 방사선 투과필름은 투과율이, 300 내지 400 nm의 파장대 영역에서, 80 내지 100%일 수 있다.
상기 방사선 투과필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 방사선 투과필름은 이형제가 표면처리된 것일 수 있다.
상기 방사선 투과필름은 두께가 20 내지 150 ㎛일 수 있다.
Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점 평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛이며, Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는 표면요철이 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 이하일 수 있다.
상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과의 값을 가지며, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함할 수 있다.
상기 나노입자는 함량이, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%일 수 있다.
상기 나노입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm일 수 있다.
상기 코팅층은 광택도가 60도 광택기 기준 1 내지 60%일 수 있다.
상기 표면요철은 Rz가, 코팅층 두께 대비하여, 0.1 내지 50%일 수 있다.
본 발명이 제공하는 방사선 경화형 코팅 금속재 및 이의 제조방법은 코팅층의 물성 저하 및 황변현상 없이 소광력이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조공정도이다.
도 2는 투명필름에 형성된 표면요철의 조도 중 Rsk가 양의 값인 경우, 방사선 경화형 코팅 금속재 단면의 모식도이다.
도 3은 투명필름에 형성된 표면요철의 조도 중 Rsk가 음의 값인 경우, 방사선 경화형 코팅 금속재 단면의 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조공정도로서, 코팅층 형성단계, 필름 적층단계, 경화단계, 필름 제거단계로 구성된다.
본 발명에서 코팅 시스템은 철강코일 소재의 연속코팅 시스템으로, 코팅될 코일소재의 이동속도인 라인 속도(line speed)는 20 내지 140 mpm(meter per minute)일 수 있다. 코팅 시스템은 코터 팬, 코팅 롤, 필름 부착 롤, 필름 압착 롤(40), 방사선 경화기 및 필름 제거 롤 등을 구비할 수 있다.
먼저, 금속재(10) 적어도 일면에 방사선 경화형 코팅 용액을 코팅하여 액상 코팅층(20)을 형성한다. 구체적으로는 코터 팬(coater pan)에 담긴 방사선 경화형 코팅용액을 코팅 롤에 묻힌 후 금속재(10) 위에 코팅한다. 상기 코팅용액은 자외선, 근적외선 또는 전자빔(EB) 경화형 코팅용액 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 자외선을 사용할 수 있다.
피코팅재인 금속재(10)로는 강판(steel), 마그네슘, 알루미늄 등의 금속 스트립(strip) 등을 사용할 수 있고, 상기 강판으로는 전기아연도금강판(EG: Electro Galvanized Steel), 용융아연도금강판(GI: Galvanized Steel), 스테인리스 강판(STS: Stainless Steel) 및 상기 EG, GI, STS 소재 위에 칼라 도장된 소재 등을 사용할 수 있으며, 철강 소재의 두께는 0.3 내지 3.0 mm가 바람직하다.
액상 코팅층(20)을 형성하는 방사선 경화형 코팅 용액은 도막 형성 주요소가 되는 중합성 이중결합을 가진 올리고머, 반응성 희석제 및 광중합 개시제 등으로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라 도막 형성 조요소가 되는 개질제, 첨가제 및 안료 등을 포함할 수 있다.
올리고머로는 에폭시계, 우레탄계, 폴리에스터계, 아크릴계 등을 사용할 수 있고, 반응성 희석제로는 단관능 모노머, 이관능 모노머, 다관능 모노머 등을 사용할 수 있으며, 광중합 개시제로는 아세토페논계, 벤지온 에스터계, 벤질 케톤계, 케톤계 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 방사선 경화형 코팅 용액의 점도는 25도 DIN #4 기준으로 100초 이하인 것이 바람직하다. 방사선 투과필름(30)에 형성된 표면요철(31)을 액상 코팅층(20)에 적층 시 코팅용액의 점도가 중요한 요소이다. 즉, 방사선 투과필름(30)의 압착에 의한 내부 응력에 의해 방사선 경화형 코팅 용액이 표면요철(31)의 곡면(valley)에 침투하게 되는데, 이때, 점도가 100초 이하에서는 효과적으로 곡면에 상기 코팅 용액이 침투할 수 있다. 반면, 100초 이상에서는 효과적으로 침투하지 않아 소광효과가 크지 않을 수 있다
상기 25도 DIN Cup #4 기준은 점도의 측정방식 중 DIN규격에 의해 정해지는 것으로, 컵(Cup) (용량 100ml ± 1ml, 구멍직경 4mm ± 0.02mm)에 용액을 담은 뒤 구멍으로 용액이 빠져나가 컵이 완전히 비었을 때의 시간을 측정하여 용액의 점도를 표기하는 방법이다.
그러나, 상기 방사선 경화형 코팅 용액의 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과하여 용액이 고점도를 가지면, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 나노입자는 유기화제로 개질된 것으로, 이를 용액에 포함하게 되면 방사선 투과필름(30) 적층 시 점도 감소 현상이 나타날 수 있다.
구체적으로, 방사선 경화형 코팅 용액은 전단(shear)에 따른 점도변화가 없는 뉴턴 유체(Newtonian Fluid)이지만, 소량의 나노입자를 첨가하게 되면 전단이 증가하면서 점도가 감소하는 전단 유동화(Shear Thinning) 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해, 방사선 투과필름(30) 적층 시 응력에 따른 부분적 점도 감소 현상으로 표면요철(31)의 곡면 부분에 상기 코팅 용액이 효과적으로 침투하여 소광 효과가 나타날 수 있다.
상기 나노입자의 함량은, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%인 것이 바람직하며, 0.05 중량% 미만이면 소광 효과가 나타나지 않고, 0.5 중량% 초과하면 방사선 경화형 코팅 용액의 점도를 오히려 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 나노입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm인 것이 바람직하며, 상기 평균 직평이 10 nm 미만이면 나노입자의 표면의 안정성이 떨어져서 용액 제조 과정에서 나노입자간의 뭉침 현상이 발생하고, 100 nm 초과하면 효과적으로 전단증가에 의한 유동화 현상이 발생하지 않고 전체적인 점도상승이 발생한다.
상기 코터 팬은 방사선 경화형 코팅 용액을 수용하는 역할을 하며, 바람직하게는 30 내지 60℃의 항온 코터팬 시스템을 적용함으로써, 고점도 코팅 용액의 점도 강하 효과를 얻을 수 있고, 코팅용액의 안정적인 점도 유지가 가능하다. 한편, 상기 코팅 롤은 적어도 2개 이상의 롤로 구성될 수 있으며, 통상적으로는 픽업 롤 및 도포 롤로 구성되는 2롤 타입이나, 픽업 롤, 전이 롤 및 도포 롤으로 구성되는 3롤 타입이 적용될 수 있다.
금속재(10) 적어도 일면에 코팅층을 형성한 후, 상기 액상 코팅층(20) 위에 표면요철(31)이 있는 방사선 투과필름(30)을 적층하여 방사선 투과필름(30)의 표면요철(31)을 액상 코팅층(20)에 전사할 수 있다.
방사선 투과필름(30)으로는 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스터, 폴리에틸렌(PE)과 같은 폴리올레핀 필름 등을 사용할 수 있다. 특히, PET 필름의 경우 약간 딱딱한 성질이 있으므로, 표면요철(31)의 전사가 잘 이루어질 수 있다.
방사선 경화기를 통과하는 방사선 투과필름(30)은 방사선이 투과될 수 있어야 하는데, 예를 들어, 자외선을 사용할 경우 광 투과율이 300 nm 내지 400 nm의 파장대 영역에서 적어도 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상인 투명한 필름이어야 한다. 상기 파장대 영역에서 투과율이 80% 미만이면 액상 코팅층(20)이 경화되지 않아 강판의 물성이 저하된다.
방사선 투과필름(30)의 두께는 특별히 제한되지 않으며 통상적으로는 350 ㎛ 이하의 필름을 사용하나, 상기 두께는 20 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다. 두께가 20 ㎛ 미만이면 필름 제거과정에서 필름의 찢어짐 현상이 발생하고, 150 ㎛ 초과하면 투과율이 저하되고 경제적이지 않다.
방사선 투과필름(30)의 일면에는 액상 코팅층(20)에 전사시킬 표면요철(31)이 형성되어 있는데, 이 표면요철(31)의 Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는 것이 바람직하다. 방사선 투과필름(30)의 조도 중에서 Ra값이 동일하더라도 Rsk 값이 양의 값을 가지면, 표면요철(31)의 피크 대비 곡면(valley)의 면적이 충분히 넓다. 이로 인해, 도 2에 나타난 바와 같이, 방사선 투과필름(30)을 액상 코팅층(20)에 압착시 표면요철(31)의 곡면 부분에 코팅용액이 잘 침투하여 방사선 투과필름(30)의 표면요철(31)이 코팅층에 잘 전사되어 효과적으로 광택조절이 가능할 수 있다.
반면, Rsk 값이 음의 값을 가지면 표면요철(31)의 피크 대비 곡면(valley)의 면적이 좁다. 이로 인해, 도 3에 나타난 바와 같이, 방사선 투과필름(30)을 액상 코팅층(20)에 압착시 좁은 곡면에 코팅용액이 충분히 침투하지 못하므로 방사선 투과필름(30)의 표면요철(31)이 코팅막에 전사되지 못해 효과적인 광택조절이 불가능해질 수 있다.
또한, 표면요철(31)은 Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛이며, 또한, Rz는 액상 코팅층(20) 두께 대비 50% 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 Ra가 0.3 내지 0.8 ㎛, Rz가 1 내지 10 ㎛이고, 표면요철(31)의 Rz가 코팅층 두께 대비 1 내지 40%이다.
상기 표면요철(31)은 Ra가 0.1 ㎛ 미만이거나, Rz가 0.1 ㎛ 미만이면 충분한 소광효과를 얻기 어렵고, Ra가 1 ㎛ 초과하거나, Rz가 10 ㎛ 초과하면 다른 물성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 상기 표면요철(31)의 두께가 코팅층 두께 대비 50% 초과하면 용액 코팅층에 표면요철을 전사하기 어려워진다. 한편, 표면요철(31)을 갖는 PET 필름의 예로는 SKC의 SD 시리즈, 제일필름의 XZ 시리즈 등을 들 수 있다.
방사선 투과필름(30)의 표면요철(31)이 형성된 코팅층 표면에서 방사선 투과필름(30)의 제거가 용이하도록, 상기 방사선 투과필름(30)은 이형제가 표면처리되는 것이 바람직하다. 이형제란 성형품 또는 적층품이 형 또는 판 등에 점착되는 것을 방지하고 용이하게 떨어질 수 있도록 하는 것을 의미하며, 이형제로는, 예를 들어, 실리콘, 활석분, 왁스 및 스테아린산염 등을 사용할 수 있다.
방사선 투과필름(30)은 부착 롤 등을 이용하여 액상 코팅층(20) 위에 적층시킬 수 있으며, 압착 롤(40)을 이용하여 액상 코팅층(20)과 방사선 투과필름(30)을 압착시킴으로써 표면요철(31)을 액상 코팅층(20)에 전사시킬 수 있다.
필름 부착 롤은 코팅 롤 후단에 설치될 수 있고, 하나 또는 복수의 롤로 구성될 수 있으며, 금속이나 고무 등으로 이루어질 수 있다. 필름 압착 롤(40)은 필름 부착 롤과 연결될 수 있고, 하나 또는 복수의 롤로 구성될 수 있으며, 금속이나 고무 등으로 이루어질 수 있다.
표면요철(51)이 전사된 코팅층을 형성한 후, 방사선을 조사하여 상기 액상 코팅층(20)을 경화시켜 도막을 형성한다. 방사선 경화기를 통과하면서 액상 코팅층(20)은 경화되어 고상 코팅층(50)이 되며, 경화된 고상 코팅층(50)의 표면에는 방사선 투과필름(30)으로부터 전사된 표면요철(51)이 형성된다.
방사선 경화기는 필름 압착 롤(40) 후단에 설치될 수 있고, 방사선 램프를 구비하여 방사선을 조사시킴으로써, 코팅 용액을 경화시켜 도막을 형성시키는 역할을 할 수 있다.
방사선 경화기는 방사선 램프, 공기 유입구, 공기 배출구, 질소 유입구 등으로 구성될 수 있고, 램프의 경우 복수의 행과 열로 배열되는 다수의 방사선 램프를 구비할 수 있으며, 예를 들어, 5열의 무전극 타입 방사선 램프를 구비할 수 있다.
방사선 램프는 방사선을 조사하는 램프로서, 무전극 타입의 램프를 사용할 수 있다. 무전극 램프는 외부로부터의 전압이나 전류 인가용 전극이 없는 램프로서, 고효율, 고연색성의 특성이으며, 특히 일반 전구와는 달리 내부에 필라멘트가 없어 수명이 반영구적이다.
공기 유입구는 방사선 경화기 설비를 냉각시키기 위해 공기가 유입되는 곳이고, 공기 배출구는 오염 물질을 방출하고 뜨거운 공기를 제거하는 역할을 하며, 질소 유입구는 질소 공급에 의한 산소 차단 장치로서, 이와 같은 질소 퍼지 시스템을 구축하여 산소 농도를 제어할 수 있다.
마지막으로, 상기 방사선 투과필름(30)을 제거한다. 방사선 투과필름(30)의 제거는 필름 제거 롤을 이용하여 수행할 수 있다. 상기 필름 제거 롤은 방사선 경화기 후단에 설치될 수 있고, 하나 또는 복수의 롤로 구성될 수 있으며, 금속이나 고무 등으로 이루어질 수 있다.
경화된 고상 코팅층(50)은 표면에 방사선 투과필름(30)으로부터 전사된 표면요철(51)을 갖는다. 상기 고상 코팅층(50)의 광택도는 60도 광택기 기준 1 내지 60%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 50%이다. 광택도는 유리를 100으로 할 때 상대적인 빛의 반사량으로 나타낼 수 있다.
전술한 바와 같이, 방사선 투과필름(30)에 이형제를 코팅함으로써, 형성된 도막으로부터 방사선 투과필름(30)을 용이하게 제거할 수 있다.
이와 같이, 표면요철(31)이 있는 방사선 투과필름(30)을 고광택 방사선 경화형 코팅액이 도포된 소재에 압착한 후, 방사선을 조사하여 경화된 도막층을 제조한 다음, 방사선 투과필름(30)을 제거하면, 경화된 도막층 표면에 일정한 조도를 갖는 표면요철(51)이 형성되어 빛의 난반사에 의한 소광효과를 발생시킨다.
이하, 방사선 경화형 코팅 금속재에 관한 발명으로, 상기 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법에 의해 제조된 것에 해당한다. 따라서, 금속재 발명은 간략히 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점 평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛이며, Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는 표면요철이 형성된 코팅층을 포함하는 방사선 경화형 코팅 금속재를 제공한다.
상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 이하일 수 있다.
상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과의 값을 가지며, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함할 수 있다.상기 나노입자는 함량이, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%일 수 있으며, 평균 직경이 10 내지 100 nm인 것이 바람직하다.
상기 코팅층은 광택도가 60도 광택기 기준 1 내지 60%일 수 있으며, 상기 코팅층에 형성된 표면요철은 Rz가, 코팅층 두께 대비하여, 0.1 내지 50%인 것이 바람직하다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
코터 팬에 수용된 우레탄 아크릴레이트계 자외선 경화형 코팅 용액을 코팅 롤에 묻힌 후, 두께 0.5 mm 내지 1 mm의 아연도금강판 위에 코팅 용액을 두께 20 내지 30 ㎛로 코팅한 다음, 부착 롤을 이용하여 코팅 용액 위에 자외선 투과필름으로서 두께 100 ㎛, 광투과율 95%, 조도 Ra 0.5 ㎛, Rz 10 ㎛의 PET 투명필름(30)을 부착한 후, 압착 롤(40)을 이용하여 필름을 압착시켜 코팅 용액과 필름을 밀착시킨 다음, 자외선 경화기를 통과시켜 코팅 용액을 경화시킴으로써 도막을 형성한 후, 제거 롤을 이용하여 방사선 투과필름(30)을 제거하였다.
[비교예1]
실리카계 소광용 첨가제를 투입하여 도막을 형성하였다.
[비교예2]
실리카계 소광용 첨가제를 투입한 후 자외선 경화 전, 근적외선을 조사하여 도막에 소광효과를 부여하였다.
실시예 및 비교예에 따라 형성된 제품에 대하여, 소광력, 황변현상 등을 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다. 소광력은 광택도로 나타내었고(광택기 60도 기준), 황변현상은 육안으로 관찰한 후 평가하였다.
구 분 광택도(%) 황변현상
실시예1 30 없음
비교예1 80 없음
비교예2 70 발생
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 표면에 요철을 형성시킴으로써 황변현상 없이 우수한 소광효과를 얻었다. 그러나, 비교예 1의 경우 소광용 첨가제의 픽업성 저하로 소광력에 한계가 있었으며, 비교예 2의 경우에는 근적외선 조사에 의해 황변현상이 발생하였다.
실시예 2 및 3
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 방사선 투과필름(30)에 형성된 표면요철(31)의 조도가 Rsk 값의 경우 1.5 및 0.7으로 양의 값을 가지는 방사선 투과필름(30)을 이용했다는 점에서 차이가 있다.
[비교예3]
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 방사선 투과필름(30)에 형성된 표면요철(31)의 조도가 Rsk 값의 경우 -1.1인 음의 값을 가지는 방사선 투과필름(30)을 이용했다는 점에서 차이가 있다.
실시예 및 비교예에 따라 형성된 제품에 대하여, 소광력를 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 2과 같다. 소광력은 광택도(광택기 60도 기준) 로 나타내었다.
구 분 Rsk 광택도(%)
실시예2 1.5 30
실시예3 0.7 45
비교예3 -1.1 75
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 표면요철(31)의 조도 Rsk가 양의 값을 가지는 방사선 투과필름(30)을 이용하는 경우 우수한 소광효과를 얻었다. 그러나, 비교예 3의 경우 액상 코팅층에 표면요철(31)이 충분히 침투하지 못해 소광력에 한계가 나타났다.
실시예 4 및 5
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 25초 및 40초인 방사선 경화형 코팅 용액을 이용하였다는 점에서 차이가 있다.
[비교예4]
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 150초인 방사선 경화형 코팅 용액을 이용하였다는 점에서 차이가 있다.
실시예 및 비교예에 따라 형성된 제품에 대하여, 소광력를 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다. 소광력은 광택도(광택기 60도 기준) 로 나타내었다.
구 분 점도 (DIN cup #4 기준, 초) 광택도(%)
실시예4 25 30
실시예5 40 35
비교예4 150 80
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 점도가 100초 이상인 코팅 용액을 이용하는 경우 우수한 소광효과를 얻었다. 그러나, 비교예4의 경우 액상 코팅층에 표면요철(31)이 충분히 침투하지 못해 소광력에 한계가 나타났다.
실시예 6 및 7
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 점도가 100초 이상이지만, 유기화제로 개질된 실리카 나노입자를 0.05 및 0.1 중량%의 함량으로 포함하는 방사선 경화형 코팅 용액을 이용하였다는 점에서 차이가 있다.
[비교예5]
실시예1과 같은 방법으로 방사선 경화형 코팅 금속재를 제조하였으나, 점도가 100초 이상인 방사선 경화형 코팅 용액을 이용하였다는 점에서 차이가 있다.
실시예 및 비교예에 따라 형성된 제품에 대하여, 소광력를 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 4과 같다. 소광력은 광택도(광택기 60도 기준) 로 나타내었다.
구 분 실리카 나노입자 함량(중량%) 광택도(%)
비교예5 0 80
실시예6 0.05 35
실시예7 0.1 40
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 나노입자를 포함하는 코팅 용액을 이용하는 경우 우수한 소광효과를 얻었다. 그러나, 비교예5의 경우 액상 코팅층에 표면요철(31)이 충분히 침투하지 못해 소광력에 한계가 나타났다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 금속재
20: 액상 코팅층
30: 방사선 투과필름
31, 51: 표면요철
40: 필름 압착 롤
50: 고상 코팅층

Claims (18)

  1. 금속재의 적어도 일면에 방사선 경화형 코팅 용액을 코팅하여 액상 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 액상 코팅층 상부에 표면요철이 있는 방사선 투과필름을 적층하고 압착하여 표면요철이 전사된 코팅층을 형성하는 단계;
    방사선을 조사하여 상기 표면요철이 전사된 코팅층을 경화하여 고상 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 방사선 투과필름을 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 표면요철은 Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 이하인, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과의 값을 가지며, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함하는, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 나노입자는 함량이, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%인, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 나노입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm인, 방사선 경화형 코팅 금속재 제조 방법.
    　
  6. 제1항에 있어서, 상기 표면요철은 Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고상 코팅층은 광택도가 60도 광택기 기준 1 내지 60%인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법
  8. 제1항에 있어서, 상기 방사선 투과필름은 투과율이, 300 내지 400 nm의 파장대 영역에서, 80 내지 100%인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방사선 투과필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 것인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방사선 투과필름은 이형제가 표면처리된 것인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 방사선 투과필름은 두께가 20 내지 150 ㎛인, 방사선 경화형 코팅 금속재의 제조방법.
  12. Ra(산술평균조도)가 0.1 내지 1 ㎛이고, Rz(10점 평균조도)가 0.1 내지 10 ㎛이며, Rsk(스큐니스)가 양의 값을 가지는 표면요철이 형성된 코팅층을 포함하는, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 이하인, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 코팅층은 방사선 경화형 코팅 용액의 경화물이고, 상기 방사선 경화형 코팅 용액은 점도가 25도 DIN Cup #4 기준으로 100초 초과의 값을 가지며, 실리카, 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 나노입자를 포함하는, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 나노입자는 함량이, 전체 방사선 경화형 코팅 용액에 대하여, 0.05 내지 0.5 중량%인, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 나노입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm인, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 코팅층은 광택도가 60도 광택기 기준 1 내지 60%인, 방사선 경화형 코팅 금속재.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 표면요철은 Rz가, 코팅층 두께 대비하여, 0.1 내지 50%인, 방사선 경화형 코팅 금속재.
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