KR20210007261A - 입체무늬 패턴이 형성된 pcm 칼라강판의 제조방법 - Google Patents

입체무늬 패턴이 형성된 pcm 칼라강판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 (a) 강판 상에 하나 이상의 도막층을 형성하는 단계; 및 (b) 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤 및 백업 롤을 이용하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 및 (b) 단계가 롤 투 롤(roll to roll) 연속 라인에서 수행되는, PCM 칼라강판의 제조방법을 제공한다.

Description

입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING PRE-COATED METAL COLOR STEEL SHEET HAVING THREE DIMENSIONAL PATTERN}
본 발명은 엠보스 롤에 의한 입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 강판 도장 방식에는 포스트 코팅(Post-Coating)방식과 프리 코팅(Pre-Coating) 방식이 있는데, 전자인 포스트 코팅 방식은 강판을 성형 가공한 후에 도장하는 방식이고, 후자인 프리 코팅 방식은 강판을 성형 가공 전에 도장하는 방식이다.
상기 포스트 코팅 방식은 설비비가 저렴하고 소량 생산에 유리하나, 균일한 제품의 생산 및 대량 생산이 어렵다는 단점이 있어, 프리 코팅 방식으로 도장한 강판, 즉 PCM(Pre-Coated Metal) 강판이 널리 사용되고 있다. 일반적으로 PCM 강판은 건자재나 가전제품 등에 이용되기 때문에 칼라 및 입체질감이 요구되어, 이에 대한 지속적인 노력이 이루어지고 있다.
입체 패턴을 구현하기 위해서는, 해머톤 및 가죽무늬과 같은 패턴을 졸 등을 이용하여 인위적으로 프레스 하는 방법으로 PCM 강판에 입체 패턴을 구현할 수 있으나, 상기와 같은 방법은 정형화된 무늬 외에는 적용할 수 없어, 보다 입체적이면서 고급스러운 제품의 생산이 불가능하다는 단점이 있다.
이에 따라 다양하면서도 미세한 입체 패턴을 구현하기 위해 배면 레이저 가공방법이 제안되었다. 상기 배면 레이저 가공방법은 강판의 표면을 가공하는 것이 아닌 배면에 레이저를 조사하여 가공선에 의해 강판의 표면 상에 미세하고 정교한 입체무늬 패턴을 구현하는 것이 가능하나, 레이저 가공의 특성 상 시트 바이 시트(sheet by sheet) 방식만이 가능하고, 볼록 형태무늬만 구현할 수 있으며, 레이저 가공에 의한 강판의 배면 특성이 저하된다는 문제점이 있다.
또 다른 방법으로 양면 엠보스 롤에 의한 입체무늬 패턴 구현방법이 제안되었으나, 양면 엠보스 롤에 의해 형성된 입체무늬 패턴은 깊이가 깊고 넓은 단위의 입체 패턴만을 구현할 뿐, 미세한 입체 패턴, 즉, 마이크로 입체무늬 패턴을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 생산성 및 가공성이 향상되면서도, 다양한 종류의 입체무늬 패턴을 구현할 수 있는 PCM 칼라강판의 제조방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 생산성 및 가공성이 향상되면서도, 엠보스 롤에 의해 입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 (a) 강판 상에 하나 이상의 도막층을 형성하는 단계; 및 (b) 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤 및 백업 롤을 이용하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 및 (b) 단계가 롤 투 롤(roll to roll) 연속 라인에서 수행되는, PCM 칼라강판의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 엠보스 롤 및 상기 백업 롤이 각각 상기 강판의 상부 및 하부에 위치하거나, 상기 엠보스 롤 및 상기 백업 롤이 각각 상기 강판의 하부 및 상부에 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 엠보스 롤에 형성된 양각 또는 음각 패턴의 각인 깊이가 50~150㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계의 가압력은 30~55bar, 또는 그 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 백업 롤이 고무 롤일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 백업 롤은 JIS K 6253에 따른 고무 경도가 40 내지 90일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 강판에 형성된 입체무늬 패턴의 깊이가 5~30㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 PCM 칼라강판의 제조방법이, (c) 상기 입체무늬 패턴이 형성된 강판을 가압 및 연신하여 평탄화하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 강판의 연신율은 0.01~0.09%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 2개의 익스텐션 롤(Extension roll) 및 1개의 안티 커베이쳐 롤(Anti-curvature roll)을 포함하는 텐션 레벨러(Tension leveler)에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 익스텐션 롤의 직경은 7.0~8.5㎜일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안티 커베이쳐 롤의 직경은 6.0~9.0㎜일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 PCM 칼라강판의 제조방법은 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤 및 백업 롤을 이용하여 강판 상에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계를 포함함으로써, 미려한 입체무늬 패턴을 효과적으로 구현할 수 있다. 특히, 구현하고자 하는 입체무늬 패턴이 형성된 엠보스 롤을 이용하여 다양한 입체무늬 패턴을 구현할 수 있고, 기존 PCM 칼라강판 제조라인에 적용할 수 있어, 생산성 및 가공성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 PCM 칼라강판의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 PCM 칼라강판의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 3은 엠보스 롤 및 백업 롤의 위치에 따라 형성된 입체무늬 패턴을 도식화한 것이다.
도 4는 엠보스 롤에 각인된 패턴의 종류 및 이에 따라 형성된 입체무늬 패턴을 도식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 입체무늬 패턴 형성방법 및 종래 양면 엠보싱 방법에 의한 입체무늬 패턴 형성방법을 도식화한 것이다.
도 6에 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 칼라강판의 촬영 이미지이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 PCM 칼라강판의 제조방법을 도식화한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 칼라강판의 제조방법이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은 (a) 강판 상에 하나 이상의 도막층을 형성하는 단계; 및 (b) 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤(141) 및 백업 롤(142)을 이용하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 및 (b) 단계가 롤 투 롤(roll to roll) 연속 라인에서 수행되는, PCM 칼라강판의 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 강판 상에 하나 이상의 도막층을 형성할 수 있다. 일반적으로 PCM 칼라강판은 기재로서 소지강판을 포함할 수 있고, 소지강판 상에 전처리층, 하나 이상의 도막층 및 클리어층을 순차적으로 포함할 수 있다. 상세하게는, 상기 (a) 단계는 소지강판 상에 전처리층을 형성하는 단계;(110), 상기 전처리층 상에 하나 이상의 도막층을 형성하는 단계;(120) 및 상기 하나 이상의 도막층 상에 클리어층을 형성하는 단계;(130)를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는 롤 코터(Coater), 바(Bar) 코터, 스프레이(Spray) 코터, 및 그라비아(Gravure) 코터로 이루어진 군으로부터 선택하여 형성시킬 수 있으나 이에 한정되지 않고, 작업 환경, 공정 속도, 최종 제품의 용도 등을 고려하여 코터의 종류를 선택할 수 있다.
상기 소지강판은, 예를 들어, 아연-알루미늄-실리카 합금도금 강판, 전기/용융아연도금 강판 등의 아연 또는 아연합금 도금층이 형성된 도금 강판일 수 있고, 그 외에도 구리판, 알루미늄판, 스테인레스 원판 등도 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전처리층은 상기 소지강판 상에 형성될 수 있고, 상기 소지강판의 표면에 부착된 이물질을 제거함으로써, 상기 소지강판과 도막층 간의 부착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 전처리층은 알칼리 탈지제로 세정되고 그 위에 크로메이트를 피막처리하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 논크롬(Non-Cr) 처리할 수 있다.
상기 크로메이트 처리를 위하여 크롬산 또는 중크롬산염을 주성분으로 하는 용액 속에 강판을 넣어 방청 피막을 형성할 수 있고, 크로메이트와 인산염의 대체물질로 알콕시실란(alkoxysilane)을 사용할 수도 있다.
상기 하나 이상의 도막층은 전처리층 상에 형성될 수 있고, 필요 및 역할에 따라, 단일 도막 또는 복수의 도막으로 형성될 수 있다.
일반적으로 칼라강판의 도막층은 필요에 따라 하도, 중도, 및 상도 도막층으로 구성될 수 있으며, 상기 하도 도막층은 강판의 내구성을 높이고, 하부의 전처리된 소지강판과 상부의 도막층의 계면의 결합력을 증가시켜 도장의 용이성을 제고할 수 있으며, 통상적으로 '프라이머'라고 표현되기도 한다.
상기 하도 도막층은 폴리에스테르계 프라이머, 에폭시계 프라이머, 아크릴계 프라이머 또는 이의 변성계를 사용할 수 있고, 상업적으로 구득가능한 폴리에스테르계 프라이머로는 KCC의 YP500 시리즈, 강남 제비스코의 8600시리즈, 삼화페인트의 화인코트 P-331, PPG의 K004 시리즈가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 하도 도막층은 일반적인 내식성, 상부 도막층과의 부착성을 제공할 뿐만 아니라, 소지강판과 상부 도막층 간 계면에서 완충 역할을 하므로 가공 시 발생되는 소재의 균열이 상부 도막층까지 전달되지 않고, 하도 도막층에서 흡수되도록 할 수 있다. 상기 하도 도막층에 사용되는 안료는 내식성의 문제로 방청 안료를 일부 사용하고, 상도 도막층과 마찬가지로 PCM 도료에 사용될 수 있는 유기 및 무기 안료를 용도에 맞게 선택할 수 있다.
상기 중도 도막층은 하이폴리머 도료를 도포하여 형성될 수 있다. 상기 하이폴리머 도료는 예를 들어, 분자량이 8,000~20,000이고, 유리전이온도(Tg)가 10~60℃, 수산기가 10~100㎎KOH/g, 산가 1~10㎎KOH/g의 하이폴리머 폴리에스테르 수지로 이루어진 주수지에 메톡시기를 갖는 메틸에테르화 멜라민 수지로 이루어진 경화용 수지, 경화 촉매, 용매, 안료 및 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 클리어층은 상기 도막층 상에 형성되어 상기 도막층의 취약성을 개선할 수 있고, 상기 클리어층을 형성하는데 사용되는 클리어 도료의 주수지로는, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 변성 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 실리콘 변성 폴리에스테르 수지, 알키드, 불소 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지, 폴리에스테르 아크릴레이트 수지, 폴리아크릴 아크릴레이트수지, 실리콘 아크릴레이트 수지 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, PCM 칼라강판의 제조방법은, (b) 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤(141) 및 백업 롤(142)을 이용하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계(140)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 엠보스 롤(141) 및 상기 백업 롤(142)이 각각 상기 강판의 상부 및 하부에 위치하거나, 상기 엠보스 롤(141) 및 상기 백업 롤(142)이 각각 상기 강판의 하부 및 상부에 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성할 수 있다. 또는, 엠보스 롤(141) 및 백업 롤(142)이 각각 상기 강판의 상부 및 하부에 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계와 상이한 엠보스 롤(141) 및 백업 롤(142)이 각각 상기 강판의 하부 및 상부에 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계를 동시에 포함할 수 있다. 상세하게는, 도 1은 강판을 기준으로 강판의 상부에 엠보스 롤(141)이, 강판의 하부에 백업 롤(142)이 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 제조방법을 도식화한 것이고, 도 2는 강판을 기준으로 강판의 하부에 엠보스 롤(141)이, 강판의 상부에 백업 롤(142)이 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 제조방법을 도식화한 것이다.
이에 따라, 도 1 및 도 2의 제조방법에 의해 형성된 입체무늬 패턴은 상이하게 형성될 수 있다. 도 3은 엠보스 롤 및 백업 롤의 위치에 따른 입체무늬 패턴이 형성된 강판의 단면도를 도식화한 것이다. 도 3을 참조하면, 도 3의 (1) 은 도 1과 같이 엠보스 롤(141)이 강판의 상부에 위치하고, 백업 롤(142)이 강판의 하부에 위치하여 입체무늬 패턴을 형성함으로써, 강판의 상면에 오목한 입체무늬 패턴을 형성할 수 있고, 도 3의 (2)는 도 2와 같이 엠보스 롤(141)이 강판의 하부에 위치하고, 백업 롤(142)이 강판의 상부에 위치하여 입체무늬 패턴을 형성함으로써, 강판의 상면에 볼록한 입체무늬 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 엠보스 롤(141)의 형성된 패턴의 형상에 따라 상기 강판에 형성될 입체무늬 패턴의 면적, 깊이, 폭 등이 다양하게 구현될 수 있다.
도 4는 엠보스 롤(141)에 각인된 패턴의 종류 및 이에 따라 형성된 입체무늬 패턴을 도식화한 것이다. 도 4를 참조하면, 도 4의 (1)은 엠보스 롤(141)에 좁은 면 형태의 패턴이 각인되어 있고, 상기 엠보스 롤(141)의 각인된 패턴에 따라 강판에 입체무늬 패턴이 형성될 수 있다. 도 4의 (2)는 도 4의 (1)보다 샤프(sharp)한 형태의 패턴이 각인되어 있고, 이에 따라 미세한 입체무늬 패턴을 구현할 수 있다. 도 4의 (3)은 엠보스 롤(141)에 넓은 면 형태의 패턴이 각인되어 있고, 상기 엠보스 롤(141)의 각인된 패턴에 따라 강판에 보다 넓은 면적의 입체무늬 패턴이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 엠보스 롤(141)에 각인된 패턴의 종류를 교체함으로써, 다양한 입체무늬 패턴을 구현할 수 있고, 특히, 종래 배면 레이저 가공방법이 구현하지 못한 넓은 면적의 입체무늬 패턴 및 종래 양면 엠보싱 방법이 구현하지 못한 미세한 입체무늬 패턴을 모두 구현할 수 있다.
한편, 상기 엠보스 롤(141)에 형성된 양각 또는 음각 패턴의 각인 깊이가 50~150㎛일 수 있다. 상기 엠보스 롤(141)에 형성된 각인 깊이는 도 4의 A를 의미하며, 상기 강판에 상기 엠보스 롤(141)의 패턴이 가압되면서 입체무늬 패턴을 형성할 수 있다. 상기 각인 깊이가 50㎛ 미만이면 입체무늬 패턴의 형성이 미흡할 수 있고, 150㎛ 초과이면 롤(roll) 조각 비용이 과도하게 증가하거나, 롤(roll)이 보다 빠르게 손상되어 생산성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 백업 롤(142)이 고무 롤일 수 있다. 상기 백업 롤(142)은 상기 엠보스 롤(141)과 동시에 강판의 상하부를 가압하므로 상기 백업 롤이 스틸 롤이면, 강판의 외관이 손상을 야기할 수 있다. 또한, 강판 자체가 단단한 재질이므로 백업 롤이 스틸 롤이면 패턴 롤의 오목무늬 측으로 스트립을 밀어주지 못해 엠보 형성이 저해될 수 있다.반면에 상기 백업 롤(142)이 고무 롤일 경우, 강판과 백업 롤(142) 간 패턴 롤의 오목무늬 측으로 스트립을 가압하여 입체무늬 패턴의 형성 능력이 향상될 수 있다. 상기 고무 롤의 재질은 천연 고무, 스티렌부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무, 아크릴 고무, 불소 고무 및 실리콘 고무 중 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 백업 롤(142)은 JIS(일본공업규격) K 6253에 따른 고무 경도가 40 내지 90일 수 있다. 상기 백업 롤(142)의 고무 경도가 40도 미만이면 입체무늬 패턴의 형성이 저하되었고, 90도 초과이면 롤 비용이 과도하게 증가할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 입체무늬 패턴 형성방법 및 종래 양면 엠보싱 방법에 의한 입체무늬 패턴 형성방법을 도식화한 것이다.
도 5의 (1)을 참조하면, 본 발명의 (b) 단계에서 상기 강판에 형성된 입체무늬 패턴의 깊이는 5~30㎛일 수 있다. 도 5의 (2)는 종래 양면 엠보싱 방법에 따라 입체무늬 패턴을 형성한 것이고, 이는 급격한 골, 꺽임 등의 패턴 형상이 구현되어 미세하고 미려한 입체무늬 패턴을 형성하기 어려우나, 본 발명에 의해 형성된 입체무늬 패턴은 5~30㎛의 부드러운 굴곡, 즉, 웨이브(wave)형의 미세하고 미려한 엠보싱 질감을 구현함으로써, 이에 따라, 강판 자체는 평면의 특성을 나타내면서 시각적으로 미려한 입체 질감 효과를 구현할 수 있고, 도 6에 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 칼라강판의 촬영 이미지로 확인할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계의 가압력은 30bar 이상일 수 있고, 100bar 이하, 90bar 이하, 80bar 이하, 70bar 이하 또는 60bar 이하일 수 있고, 바람직하게는, 가압력은 30~55bar일 수 있다. 상기 (b) 단계의 가압력이 30bar 미만이면 입체무늬 패턴의 형성이 미흡할 수 있고, 가압력이 과도하게 높으면 강판 상에 형성된 도막층이 손상될 수 있으나, 이러한 가압력은 강판의 재질에 따라 변경될 수 있으므로 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 (a) 및 (b) 단계가 롤 투 롤(roll to roll) 연속 라인에서 수행될 수 있다. 종래 시트(sheet)방식과 같은 불연속식 공정에 의할 경우, 일정 크기를 가지는 판형 소지강판을 컨베이어(conveyor) 시스템을 이용한 코팅 공정 라인에 배열하고, 각 공정 단계에서 상기 판형 소지강판을 코팅 및 건조함으로써 시트(Sheet) 형태의 칼라강판을 제조할 수 있다. 다만, 상기 불연속식 공정은, 각 시트간 간격에 비례하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 제품 보관 시 저장 효율성 및 제품 출하 시 운송 효율성이 저하될 수 있다.
반면, 연속식 공정의 경우, 일정 크기를 가지도록 각각 분리되지 않고 연속적으로 이어지는 형태의 소지강판이 연속 라인의 각 공정 설비 또는 단계를 통과하게 되고, 완성된 제품은 롤(roll) 형태로 권취되어 보관될 수 있다. 따라서, 연속식 공정은 종래 불연속식 공정에 비해 생산성이 우수하고, 저장 효율성 및 운송 효율성 등을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 PCM 칼라강판의 제조방법이, (c) 상기 입체무늬 패턴이 형성된 강판을 가압 및 연신하여 평탄화하는 단계;(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 (a) 단계 및 (b) 단계의 공정을 거치면서 반복되는 가압 및 코팅으로 인해 상기 강판 간의 길이차이가 나는 형상결함이나 두께 방향으로의 불균일한 변형에 의해 발생하는 반곡결함이 발생할 수 있다.
이를 교정하기 위해 상기 (c) 단계는, 2개의 익스텐션 롤(Extension roll) 및 1개의 안티 커베이쳐 롤(Anti-curvature roll)을 포함하는 텐션 레벨러(Tension leveler)에 의해 수행될 수 있다. 상기 텐션 레벨러는 상기 강판에 굽힘과 인장을 반복적으로 가하여 상기 강판이 연신, 즉, 평탄화하면서 결함을 교정하는 장치이다. 상기 강판의 연신율은 0.01~0.09%일 수 있고, 상기 강판의 연신율이 0.01% 미만이면 결함 교정 효과가 저하되고, 0.09% 초과이면 상기 강판의 외관 품질이 저하될 수 있다.
또한, 상기 익스텐션 롤의 직경은 7.0~8.5㎜일 수 있다. 상기 익스텐션 롤의 직경이 7.0㎜ 미만이면 결함 교정 효과가 저하될 수 있고, 8.5㎜ 초과이면 상기 강판의 외관 품질이 저하될 수 있다. 상기 안티 커베이쳐 롤의 직경은 6.0~9.0㎜일 수 있다. 상기 안티 커베이쳐 롤의 직경이 6.0㎜ 미만이면 결함 교정 효과가 저하될 수 있고, 9.0㎜ 초과이면 상기 강판의 외관 품질이 저하될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
공정 라인에 직렬적으로 구비된 복수의 코팅 장치를 이용하여 소지강판 상에 전처리층, 도막층, 및 클리어층을 형성한 후, 패턴의 종류가 도 4의 (1)이고, 패턴의 각인 깊이가 100㎛인 엠보스 롤이 상부에 위치하고, 고무 경도 60도인 고무 롤이 하부에 위치한 상태에서, 40bar의 압력으로 강판을 가압하여 강판에 10㎛ 깊이의 입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판을 제조하였다.
실시예 2
엠보스 롤이 하부에 위치하고, 고무 롤이 상부에 위치하여 강판에 입체무늬 패턴을 형성한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
실시예 3
공정 라인에 직렬적으로 구비된 복수의 코팅 장치를 이용하여 소지강판 상에 전처리층, 도막층, 및 클리어층을 형성한 후, 패턴의 종류가 도4의 (2)이고, 패턴의 각인 깊이가 100㎛인 엠보스 롤이 상부에 위치하고, 고무 경도 60도인 고무 롤이 하부에 위치한 상태에서, 40bar의 압력으로 강판을 가압하여 강판에 10㎛ 깊이의 입체무늬 패턴을 형성한 후, 직경이 7.9㎜인 익스텐션 롤 및 직경이 8.0㎜인 안티 커베이쳐 롤로 이루어진 텐션 레벨러를 통과시켜 강판을 연신율 0.05%로 평탄화시켜 PCM 칼라강판을 제조하였다.
실시예 4
엠보스 롤의 패턴의 종류를 도4의 (3)으로 교체하여 입체무늬 패턴을 형성한 것을 제외하면, 실시예 3과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 1
종래 배면 레이저 가공방법을 이용하여 입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 2
종래 양면 엠보싱 제조방법을 이용하여 입체무늬 패턴이 형성된 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 3
20bar의 압력으로 강판을 가압하여 입체무늬 패턴을 형성한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 4
70bar의 압력으로 강판을 가압하여 입체무늬 패턴을 형성한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 5
백업 롤을 스틸 롤로 교체하여 입체무늬 패턴을 형성한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 6
고무 경도가 20도인 고무 롤을 이용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 7
고무 경도가 90도인 고무 롤을 이용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 8
패턴의 각인 깊이가 10㎛인 엠보스 롤을 이용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 9
패턴의 각인 깊이가 200㎛인 엠보스 롤을 이용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 10
강판의 연신율을 0.10%로 조절하여 평탄화시킨 것을 제외하면, 실시예 3과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
비교예 11
강판의 연신율을 0.20%로 조절하여 평탄화시킨 것을 제외하면, 실시예 3과 동일한 방법으로 PCM 칼라강판을 제조하였다.
실험예 1: PCM 칼라강판의 물성 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 PCM 칼라강판에 대하여 아래의 방법에 따라 그 성능을 측정 또는 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
-가공성: 상온(20℃)에서 T banding하여 가공 부위에 크랙 발생 여부를 평가함
-부착성: 1㎜ 간격, 가로X세로로 10칸을 칼로 그은 후, 스카치 테이프로 완전 밀착 후, 순간 박리하여 도막의 박리 유무를 확인함
-내스크래치성: 손톱으로 도막 표면을 긁었을 경우, 표면의 경도 및 slip에 의해 도막 표면의 찰과 마찰이 발생하지 않는 정도를 육안으로 파악함
-작업성: 현장 롤코팅 시 픽업(pick up) 성능으로 파악함
-입체감: 시각, 촉각을 통해 건조 도막의 입체 질감을 상대적으로 평가함
-무늬형성: 건조된 도막의 외관을 육안으로 파악함
구분 가공성 부착성 내스크래치성 작업성 입체감 무늬형성
(외관)
실시예 1 ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 2 ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 ○ △ X △ ○ ○
비교예 2 ○ △ X ○ △ X
비교예 3 ○ ○ ◎ ◎ X X
비교예 4 △ △ X X X X
비교예 5 X X X X X X
비교예 6 △ △ △ △ X X
비교예 7 △ △ △ X X X
비교예 8 △ △ △ △ X X
비교예 9 △ △ △ X X X
비교예 10 △ △ X X X X
비교예 11 △ △ X X X X
(◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, X: 불량)
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 4의 PCM 칼라강판은 비교예 1 내지 11에 비해 모든 물성이 현저하게 우수한 것으로 나타났고, 특히, 입체감 및 무늬형성 평가가 가장 우수한 것으로 나타나, 최종 제품에 적용 시 미려한 입체무늬 패턴을 구현할 수 있을 것으로 예상할 수 있다.
이에 반해, 종래 배면 레이저 가공방법 및 양면 엠보싱 방법으로 형성된 칼라강판의 경우(비교예 1, 2), 비교예 1은 미려한 입체무늬 패턴이 형성되었으나, 기타 물성이 저하되었고, 비교예 2의 경우 대부분의 물성이 저하되거나 불량한 것으로 나타났고, 입체무늬 패턴 형성 시 강판을 가압하는 가압력이 너무 낮거나 큰 경우(비교예 3, 4) 입체무늬 패턴이 미흡하게 형성되거나, 과도한 압력으로 미려한 입체무늬 패턴이 불량하게 형성되었다. 또한, 백업 롤로 스틸 롤을 사용한 경우(비교예 5) 모든 물성이 불량한 것으로 나타났고, 고무 롤의 경도가 낮거나 과도하게 큰 경우(비교예 6, 7), 입체무늬 패턴이 미흡하거나, 불량한 것으로 나타났다. 엠보스 롤에 형성된 패턴의 각인 깊이가 너무 작거나, 과도하게 큰 경우(비교예 8, 9), 충분한 입체무늬 패턴이 형성되지 않거나, 미세하고 미려한 입체무늬 패턴의 형성이 어려운 것으로 나타났다. 텐션 레벨러의 의해 강판의 연신율이 각각 0.10% 및 0.20%로 조절된 경우, 과도하게 가압되어 입체무늬 패턴이 불량하게 형성된 것으로 나타났다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. (a) 강판 상에 하나 이상의 도막층을 형성하는 단계; 및
    (b) 양각 또는 음각 패턴이 형성된 엠보스 롤 및 백업 롤을 이용하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 및 (b) 단계가 롤 투 롤(roll to roll) 연속 라인에서 수행되는, PCM 칼라강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엠보스 롤 및 상기 백업 롤이 각각 상기 강판의 상부 및 하부에 위치하거나, 상기 엠보스 롤 및 상기 백업 롤이 각각 상기 강판의 하부 및 상부에 위치하여 상기 강판에 입체무늬 패턴을 형성하는, PCM 칼라강판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엠보스 롤에 형성된 양각 또는 음각 패턴의 각인 깊이가 50~150㎛인, PCM 칼라강판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 가압력은 30bar 이상인, PCM 칼라강판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백업 롤이 고무 롤인, PCM 칼라강판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 백업 롤은 JIS K 6253에 따른 고무 경도가 40 내지 90인, PCM 칼라강판의 제조 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 강판에 형성된 입체무늬 패턴의 깊이가 5~30㎛인, PCM 칼라강판의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 PCM 칼라강판의 제조방법이, (c) 상기 입체무늬 패턴이 형성된 강판을 가압 및 연신하여 평탄화하는 단계;를 더 포함하는, PCM 칼라강판의 제조방법.

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