KR20210050393A - 전사필름을 이용한 라미네이트 강판의 제조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은 소지강판 상에 화성피막층을 형성시키는 침지 수단; 상기 침지 수단의 하류에 설치되고, 상기 화성피막층 상에 접착제 조성물을 코팅하는 코팅 수단; 상기 코팅 수단의 하류에 설치되고, 상기 접착제 조성물 상에 라미네이트 필름을 부착시키는 라미네이트 수단; 및 상기 라미네이트 수단의 하류에 설치되고, 상기 라미네이트 필름의 이형층을 제거하는 이형층 제거 수단;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템을 제공한다.

Description

전사필름을 이용한 라미네이트 강판의 제조 시스템{A MANUFACTURING SYSTEM FOR LAMINATED STEEL SHEET BY USING TRANSCRIPTION FILM}
본 발명은 전사필름을 이용한 라미네이트 강판의 제조 시스템에 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 설비 비용이 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 내구성 및 내구성이 우수하고, 생산성이 우수하여 건자재나 가전제품 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 다만, 연속공정 특성 상 옵셋 방식의 롤 코팅으로 주로 생산되기 때문에 의장성이 저하되고, 메탈감, 선영성, 인쇄성의 저하되는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 그라비아 코팅으로 제조된 필름과 강판을 접착제를 이용하여 부착하여 우수한 메탈감, 선영성, 인쇄성을 부여하는 VCM(Vinyl Coated Metal) 강판, 즉, 라미네이트 강판이 개발되었다.
그러나, 라미네이트 강판은 최외곽층에 PET와 같이 경도가 낮은 필름이 위치하기 때문에, 필름 자체의 낮은 경도로 인해 가공 시 표면의 스크래치 및 들뜸 현상 등의 불량이 용이하게 발생될 수 있고, 불량 시 보수가 불가능하여 제품을 전량 교체해야하는 문제점이 발생한다.
라미네이트 필름의 가공성을 향상시키기 위해 PVC를 포함한 2층 구조의 필름을 사용하는 방법이 제안되었으나, 제조 단가가 높아지고 PVC의 적용에 따른 유해물질이 발생할 수 있어, 인체에 유해할 수 있어 그 사용이 제한되고 있다.
따라서, PCM 강판의 장점인 부착성, 가공성 및 경도를 구현하면서, 그와 동시에 메탈감, 선영성 및 인쇄성과 같은 VCM 강판의 장점을 구현할 수 있는 라미네이트 강판 제조 시스템에 관한 기술이 개발될 필요가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 라미네이트 필름 중 이형층을 제거함으로써, 강판의 최외곽 표면에 경화성 도막층이 배치되도록 하여, PCM 강판의 우수한 부착성, 가공성 및 경도를 구현할 뿐만 아니라 VCM 강판의 우수한 메탈감, 선영성 및 인쇄성을 구현한 라미네이트 강판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이형층을 제거하고 남은 강판의 최외곽 표면에 임프린팅층을 배치함으로써, 더욱 미려한 외관과 선영성을 구현한 라미네이트 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 소지강판 상에 화성피막층을 형성시키는 침지 수단; 상기 침지 수단의 하류에 설치되고, 상기 화성피막층 상에 접착제 조성물을 코팅하는 코팅 수단; 상기 코팅 수단의 하류에 설치되고, 상기 접착제 조성물 상에 라미네이트 필름을 부착시키는 라미네이트 수단; 및 상기 라미네이트 수단의 하류에 설치되고, 상기 라미네이트 필름의 이형층을 제거하는 이형층 제거 수단;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 라미네이트 필름은 기재필름; 상기 기재필름 상에 형성된 제1 경화 도막층; 상기 경화 도막층 상에 형성된 금속층; 상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및 상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라미네이트 필름은 기재필름; 상기 기재필름 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층; 상기 임프린팅층 상에 형성된 금속층; 상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및 상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라미네이트 필름은 기재필름; 상기 기재필름 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층; 상기 임프린팅층 상에 형성된 제2 경화 도막층; 상기 제2 경화 도막층 상에 형성된 금속층; 상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및 상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코팅 수단의 하류에 설치되어, 상기 접착제 조성물을 200~300℃에서 경화시키는 경화 수단;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코팅 수단은 롤 코터, 바 코터, 스프레이 코터, 그라비아 코터로 이루어지는 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라미네이트 수단은 라미네이트 롤일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라미네이트 롤은 고무 롤일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속층은 금속 증착층, 금속 코팅층으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기재필름은 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌계 수지 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 라미네이트 필름 중 이형층을 제거함으로써, 강판의 최외곽 표면에 경화성 도막층이 배치되도록 하여, PCM 강판의 우수한 부착성, 가공성 및 경도를 구현할 뿐만 아니라 VCM 강판의 우수한 메탈감, 선영성 및 인쇄성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 이형층을 제거하고 남은 강판의 최외곽 표면에 임프린팅층을 배치함으로써, 더욱 미려한 외관과 선영성을 구현할 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 제조예 1~3의 라미네이트 필름 제조과정을 순차적으로 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 제조예 4의 라미네이트 필름 제조과정을 순차적으로 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 제조예 5의 라미네이트 필름 제조과정을 순차적으로 도식화한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1~3에 적용된 라미네이트 강판의 제조 시스템을 도식화한 것이다.
도 5는 도 4(g)~(i)의 각 구간에서의 라미네이트 강판의 층상 구조를 도식화한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 적용된 라미네이트 강판의 제조 시스템을 도식화한 것이다.
도 7는 도 6(g´)~(i´)의 각 구간에서의 라미네이트 강판의 층상 구조를 도식화한 것이다.
도 8는 본 발명의 실시예 5에 적용된 라미네이트 강판의 제조 시스템을 도식화한 것이다.
도 9는 도 8(g˝)~(i˝)의 각 구간에서의 라미네이트 강판의 층상 구조를 도식화한 것이다.
도 10은 도 4의 제조 시스템에 따라 제조된 라미네이트 강판의 이미지이다. 라미네이트 강판의 최외곽에 기재필름이 아닌 경화 도막층이 배치됨에 따라 우수한 부착성, 가공성 및 경도가 구현된 것을 확인할 수 있다.
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.
라미네이트 강판의 제조시스템
본 발명의 일 측면에 따른 라미네이트 강판의 제조시스템은 소지강판 상에 화성피막층을 형성시키는 침지 수단; 상기 침지 수단의 하류에 설치되고, 상기 화성피막층 상에 접착제 조성물을 코팅하는 코팅 수단; 상기 코팅 수단의 하류에 설치되고, 상기 접착제 조성물 상에 라미네이트 필름(100)을 부착시키는 라미네이트 수단(130); 및 상기 라미네이트 수단(130)의 하류에 설치되고, 상기 라미네이트 필름(100)의 이형층을 제거하는 이형층 제거 수단(140);을 포함할 수 있다.
본 발명의 비제한적인 일 예시로, 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 소지강판(60) 상에 접착제 조성물을 도포하여 접착층(70)이 형성될 수 있다. 상기 접착층(70)은 후술할 라미네이트 필름(100)의 부착을 위해 형성시키는 층으로, 상기 접착제 조성물은 폴리에스테르 수지 또는 아크릴 수지인 주수지, 및 불소 수지를 포함할 수 있고, 상기 주수지의 함량이 상기 접착제 조성물의 총 중량 기준으로, 80~95중량%일 수 있다. 상기 주수지의 함량이 80중량% 미만이면 부착력이 저하될 수 있고, 95중량% 초과이면 접착층(70)이 필요 이상으로 단단해져 가공성이 저하될 수 있다.
상기 코팅 수단은 롤 코터(Coater), 바(Bar) 코터, 스프레이(Spray) 코터, 및 그라비아(Gravure) 코터로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. 이러한 코팅 수단은 작업 환경, 공정 속도, 최종 제품의 용도 등을 고려하여 코터의 종류를 선택할 수 있다.
상기 코팅 수단의 하류에 설치되어, 상기 접착제 조성물을 200~300℃에서 경화시키는 경화 수단;을 더 포함할 수 있다.
상기 라미네이트 필름(100)은 기재필름(10); 상기 기재필름(10) 상에 형성된 제1 경화 도막층(20); 상기 제1 경화 도막층(20) 상에 형성된 금속층(30); 상기 금속층(30) 상에 형성된 인쇄층(40); 및 상기 인쇄층(40) 상에 형성된 핫멜트층(50);을 포함할 수 있다.
상기 기재필름(10)은 상기 기재필름(10) 상에 경화성 도료 조성물이 포함된 제1 경화 도막층(20)이 형성되므로 광경화에 적합한 소재일 수 있고, 투명, 유광, 반광 또는 무광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재필름(10)은 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌계 수지 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 경화성 도료 조성물은, 상기 경화성 도료 조성물 총 중량을 기준으로, 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머 40~65중량%; 용제 30~55중량%; 경화 개시제 1~3중량%; 및 실리콘 이형제 0.1~1중량%;를 포함할 수 있다.
상기 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머의 함량은 40~65중량%일 수 있다. 상기 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머의 함량이 40중량% 미만이면 상대적으로 용제의 함량이 증가하여 건조 및 경화가 충분히 진행될 수 없어 라미네이트 필름(100)의 경도가 저하될 수 있다. 상기 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머의 함량이 65중량% 초과이면 제1 경화 도막층(20)이 필요 이상으로 경화되어 가공성이 저하될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 일 예시로, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머의 중량평균분자량은 5,000~25,000 g/mol일 수 있다. 중량평균분자량이 5,000 g/mol 미만이면 제1 경화 도막층(20)이 필요 이상으로 경화되어 라미네이트 필름(100)의 가공성 및 부착성이 저하될 수 있다. 중량평균분자량이 25,000 g/mol 초과이면 라미네이트 필름(100)의 경도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머의 분자당 평균 우레탄 결합이 9~30일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 비제한적인 일 예시로, 상기 광개시제는 상기 경화성 도료 조성물에 포함될 수 있고, 상기 광개시제는 후술할 경화 단계에서 자외선 조사 시 경화속도를 상승시킬 수 있다. 상기 광개시제의 함량은 1~3중량%일 수 있고, 1중량% 미만이면 경화속도가 저하될 수 있고, 3중량% 초과이면 필름의 표면이 황변될 수 있고, 부착성 및 가공성이 저하될 수 있다. 상기 광개시제는 1-하이드록시사이클로헥실페닐헥톤, 2,2-디메톡시-2페닐-아세토페논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4´4-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤조인에틸에테르, 1-(4-이소프로필-페놀)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 티오잔톤, 벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상업적으로 공급되는 광개시제 제품은 Irgacure184, 651, 500, 819, 907, 1800(CIBA-GEIGY사), Darocure1116, 1173(MERCK사), Lucirine LR8728(BASF사), Micure HP-8, TPO, CP-4, BK-6(미원상사) 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 비제한적인 일 예시로, 상기 실리콘 이형제는 경화성 도료 조성물에 포함되어 도막층의 표면에 윤활 및 광택성을 부여할 수 있다. 또한, 상기 경화성 도료 조성물은 산화방지제, 광흡수제, 광안정제, 실란커플링제, 열중합금지제, 유기안료, 무기안료, 평활제, 분산제, 소포제 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 비제한적인 일 예시로, 상기 제1 경화 도막층(20)의 두께는 1~5㎛일 수 있다. 상기 제1 경화 도막층(20)의 두께가 1㎛ 미만이면 라미네이트 필름(100)의 경도 및 선영성 등의 물성이 저하될 수 있고, 5㎛ 초과이면 필름이 후막화되어 부착성 및 가공성이 저하될 수 있다.
상기 제1 경화 도막층(20) 상에 금속층(30)이 형성될 수 있다. 상기 금속층(30)은 금속 증착층, 금속 코팅층으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어, "금속층"은 금속 성분을 포함하는 필름층으로서, 금속 증착층 또는 금속 코팅층을 포함한다. 다시 말하면, 금속층(30)은 금속 성분이 증착되거나 코팅된 층을 포괄하는 용어이며, 금속 성분은 바람직하게 알루미늄일 수 있다. 이러한 금속층(30)은 라미네이트 강판의 사용자에게 라미네이트 강판의 표면이 금속으로 형성된 것과 같은 메탈감을 제공할 수 있다. 이러한 금속층(30)의 두께는 1~3㎛일 수 있고, 그 두께가 1㎛ 미만이면 메탈감 효과가 미미할 수 있고, 3㎛ 초과이면 필름의 부착성이 저하될 수 있다.
상기 라미네이트 필름(100)에 있어서, 상기 기재필름(10)과 상기 금속층(30) 사이에 임프린팅 패턴이 구현된 하나 이상의 층을 삽입함으로써, 외관 및 선영성을 더욱 미려하게 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 라미네이트 필름(100)은 기재필름(10); 상기 기재필름(10) 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층(21); 상기 임프린팅층(21) 상에 형성된 금속층(30); 상기 금속층(30) 상에 형성된 인쇄층(40); 및 상기 인쇄층(40) 상에 형성된 핫멜트층(50);을 포함할 수 있다.
또한, 상기 라미네이트 필름(100)은 기재필름(10); 상기 기재필름(10) 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층(21); 상기 임프린팅층(21) 상에 형성된 제2 경화 도막층(22); 상기 제2 경화 도막층(22) 상에 형성된 금속층(30); 상기 금속층(30) 상에 형성된 인쇄층(40); 및 상기 인쇄층(40) 상에 형성된 핫멜트층(50);을 포함할 수 있다.
상기 금속층(30)에 도료 조성물을 도포하여 인쇄층(40)이 형성될 수 있다. 인쇄층(40)은 실사 이미지를 구현하기 위해 그라비어 코팅 1~10도로 구성되어져 있는 도막층을 의미한다.
상기 인쇄층(40) 상에 열가소성 수지 조성물을 도포하여 핫멜트층(50)이 형성될 수 있다. 일반적으로 핫멜트는 물이나 용제를 전혀 포함하지 않고 열가소성 수지만을 포함하여 용융점 이상의 고온에서 용융시켜 피착제에 도포 및 압착한 후 냉각 고화됨에 따라 접착 효과를 부여하는 열용융형 접착제이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지일 수 있고, 상세하게는 폴리아마이드 수지, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 라미네이트 수단(130)은 라미네이트 롤일 수 있으며, 상기 라미네이트 롤은 고무 롤일 수 있다. 상기 라미네이트 수단(130)은 상부 롤(131) 및 하부 롤(132)을 포함할 수 있다. 상기 라미네이트 수단(130)은 필름공급 수단(120)으로부터 이송된 라미네이트 필름(100)의 핫멜트층(50)과 강판의 접착층(70) 상에 합지 및 부착시킬 수 있다.
상기 상부 롤(131) 및 하부 롤(132)은 금속 또는 고무일 수 있으나, 고무 롤이 더 바람직하다. 상기 라미네이트 수단(130)은 상부 롤(131) 및 하부 롤(132)이 동시 또는 이시에 강판의 상하부를 가압할 수 있으며, 과도한 압력을 인가하면 외관의 손상을 야기할 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.
상기 이형층 제거 수단(140)에 의해 상기 라미네이트 필름(100)의 이형층을 제거할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어, "이형층"은 라미네이트 필름(100)을 이루는 복수의 필름 중 이형층 제거 수단(140)에 의하여 제거되는 층을 의미한다. 즉, 이형층은 적어도 하나의 필름으로서, 상기 기재필름(10), 상기 제1 경화 도막층(20), 상기 제2 경화 도막층(22), 상기 임프린팅층(21), 상기 금속층(30), 상기 인쇄층(40), 상기 핫멜트층(50) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 하나일 수 있으며, 바람직하게는, 기재필름(10)이거나, 기재필름(10) 및 임프린팅층(21)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이형층을 제거함으로써, 최종적으로 제조된 라미네이트 강판의 최외곽에는 제1 경화 도막층(20), 임프린팅층(21), 또는 제2 경화 도막층(22)이 위치할 수 있다. 상기 제1 경화 도막층(20), 임프린팅층(21), 또는 제2 경화 도막층(22)의 두께는 1~5㎛일 수 있다. 상기 제1 경화 도막층(20), 임프린팅층(21), 또는 제2 경화 도막층(22)의 두께가 1㎛ 미만이면 라미네이트 강판의 경도 및 선영성 등의 물성이 저하될 수 있고, 5㎛ 초과이면 강판이 후막화되어 부착성 및 가공성이 저하될 수 있다. 이에 따라 최종적으로 제조된 라미네이트 강판은 도 10에서 확인할 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 일 측면의 라미네이트 강판은, 최외곽에 임프린팅층(21)이 형성된 것일 수 있다. 상세하게는, 상기 접착층(70) 상에 도 2에 따라 제조된 라미네이트 필름(100)을 합지 및 부착하고, 이형층 제거 수단(140)에 의해 상기 라미네이트 필름(100)의 기재필름(10)을 제거하면 최종적으로, 도 7(i´)의 층상구조를 가진 라미네이트 강판을 제조할 수 있다.
상기 도 7(i´)의 층상구조를 가진 라미네이트 강판은 최외곽을 이루고 있는 임프린팅층(21)의 하부에 패턴이 형성되어 있고, 상부는 매끈한 형태로 형성되어, 최종적으로 선영성이 우수하면서도 미려한 입체 무늬를 구현할 수 있다.
도 8 및 9를 참조하면, 본 발명의 일 측면의 라미네이트 강판은, 최외곽에 제2 경화 도막층(22)을 포함한 것일 수 있다. 상세하게는, 상기 접착층(70) 상에 도 3에 따라 제조된 라미네이트 필름(100)을 합지 및 부착할 수 있고, 이형층 제거 수단(140)에 의해 기재필름(10)뿐만 아니라 임프린팅층(21)이 동시에 제거될 수 있다. 최종적으로, 도 9(i˝)의 층상구조를 가진 라미네이트 강판을 제조할 수 있다.
상기 도9(i˝)의 층상구조를 가진 라미네이트 강판은 최외곽을 이루고 있는 제2 경화 도막층(22)의 상부에 UV(ultraviolet) 임프린팅 패턴이 형성되어 있어, 단순한 임프린팅층(21)에서는 구현되지 못했던 미려한 입체 질감을 구현할 수 있다.
한편, 상기 라미네이트 강판은 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 강판을 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.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
제조예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름 상에 조성물 총 중량을 기준으로 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머 50중량%, 용제 46.9중량%, 광개시제 2중량%, 실리콘 이형제 0.1중량% 및 첨가제 1중량%를 포함하는 경화성 도료 조성물을 도포하였다. 이후, 90℃에서 30초 동안 경화성 도료 조성물이 도포된 기재필름을 열풍 건조시킨 후 250mJ/㎠의 자외선을 조사하여 두께가 3㎛인 제1 경화 도막층을 형성하였다.
형성된 제1 경화 도막층 상에 알루미늄을 포함하는 금속층, 인쇄층, 핫멜트층을 순차적으로 적층함으로써, 라미네이트 필름을 제조하였다.
제조예 2
조성물의 총 중량을 기준으로 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머 50중량%, 용제 46.7중량%, 광개시제 2중량%, 실리콘 이형제 0.3중량% 및 첨가제로 1중량%를 포함하는 경화성 도료 조성물을 사용한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
제조예 3
조성물의 총 중량을 기준으로 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머 50중량%, 용제 46.5중량%, 광개시제 2중량%, 실리콘 이형제 0.5중량% 및 첨가제로 1중량%를 포함하는 경화성 도료 조성물을 사용한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
제조예 4
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름 상에 무용제형 실리콘 이형제를 포함하는 경화성 도료 조성물을 도포하였다. 이후, 90℃에서 30초 동안 경화성 도료 조성물이 도포된 기재필름을 열풍 건조시킨 후, 250mJ/㎠의 자외선을 조사하며 투명도가 85%인 마스터 몰드로 가압하여, 헤어라인이 구현된 임프린팅층을 형성하였다.
형성된 임프린팅층 상에 알루미늄을 포함하는 금속층, 인쇄층, 핫멜트층을 순차적으로 적층함으로써, 라미네이트 필름을 제조하였다.
제조예 5
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재필름 상에 무용제형 실리콘 이형제를 포함하는 경화성 도료 조성물을 도포하였다. 이후, 90℃에서 30초 동안 경화성 도료 조성물이 도포된 기재필름을 열풍 건조시킨 후, 250mJ/㎠의 자외선을 조사하며 투명도가 85%인 마스터 몰드로 가압하여, 헤어라인이 구현된 임프린팅층을 형성하였다.
상기 임프린팅층 상에 조성물 총 중량을 기준으로 우레탄(메타)아크릴레이트 프리폴리머 50중량%, 용제 47중량%, 광개시제 2중량% 및 첨가제 1중량%를 포함하는 경화성 도료 조성물을 도포하였다. 이후, 90℃에서 30초 동안 경화성 도료 조성물이 도포된 기재필름을 열풍 건조시킨 후 250mJ/㎠의 자외선을 조사하여 두께가 3㎛인 제2 경화 도막층을 형성하였다.
비교제조예 1
실리콘 이형제를 포함하지 않는 경화성 도료 조성물을 사용한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
비교제조예 2
실리콘 이형제의 함량이 3중량%인 경화성 도료 조성물을 사용한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
비교제조예 3
도막층의 두께를 0.5㎛로 조절한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
비교제조예 4
도막층의 두께를 5㎛로 조절한 것을 제외하면 제조예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 필름을 제조하였다.
실시예 1
GI(용융아연도금강판)를 크로메이트계 용액에 침지하여 면적 밀도 80mg/㎡의 화성피막층을 형성한 후, 폴리에스테르의 함량이 조성물 총 중량을 기준으로 95중량%인 접착제 조성물을 도포한 뒤 제1 롤 코터로 코팅하여 두께 10㎛의 접착층을 형성하였다. 라미네이트 롤을 이용하여 접착층 상에 제조예 1의 라미네이트 필름을 합지한 후, 이형층 제거 수단을 이용하여 라미네이트 필름의 최외곽에 위치한 PET 기재필름을 제거해 라미네이트 강판을 수득하였다.
실시예 2
제조예 2의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 수득하였다.
실시예 3
제조예 3의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 수득하였다.
실시예 4
제조예 4의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 수득하였다.
실시예 5
제조예 5의 라미네이트 필름을 부착하고, 이형층 제거 수단에 의하여 라미네이트 필름의 PET 기재필름 및 임프린팅층을 제거한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 수득하였다.
비교예 1
비교제조예 1의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 제조하였다.
비교예 2
비교제조예 2의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 제조하였다.
비교예 3
비교제조예 3의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 제조하였다.
비교예 4
비교제조예 4의 라미네이트 필름을 부착한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 제조하였다.
비교예 5
상업적으로 이용가능한 라미네이트 필름을 포함하여 최외곽에 PET 필름이 위치된 형태인 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 강판을 제조하였다.
비교예 6
상업적으로 이용가능하며 유성 탑클리어로 도장된 강판(시그마삼성코팅社, Z367)을 비교예로 설정하였다.
실험예 1: 경화성 도료 조성물의 조성에 따른 라미네이트 강판의 물성 평가
경화성 도료 조성물의 조성이 다른 라미네이트 필름을 포함하는 실시예 1~5 및 비교예 1~6에서 제조된 라미네이트 강판의 이형성 및 코팅성을 평가하기 위해 50㎜ X 100㎜, t: 0.5㎜의 시험편을 제조하였고 아래의 방법으로 측정 및 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
-이형성: 시험편에 1㎜ 간격, 가로X세로로 10칸을 칼로 그은 후, 필름 의 박리 여부를 육안으로 확인함
-코팅성: 제조된 라미네이트 강판의 외관을 육안으로 확인함
구분 이형성 코팅성
실시예 1 ○ ○
실시예 2 ◎ ◎
실시예 3 ○ ○
실시예 4 ◎ ◎
실시예 5 ◎ ◎
비교예 1 X △
비교예 2 ○ X
비교예 3 △ X
비교예 4 X △
비교예 5 X △
비교예 6 △ X
(◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, X: 불량)
상기 표 2을 참고하면, 실시예 1~5의 라미네이트 강판은 비교예 1~6에 비해 모든 물성이 현저하게 우수한 것으로 나타났고, 특히, 제조예 2, 4, 5의 라미네이트 필름을 포함하는 실시예 1~3의 라미네이트 강판은 모든 물성이 가장 우수한 것으로 나타나 라미네이트 강판의 물성이 효과적으로 구현될 수 있을 것으로 예상할 수 있다.
실험예 2: 라미네이트 강판의 물성 평가
본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 라미네이트 강판 실시예 1~5와 비교예 1~6의 강판의 물성을 평가하기 위해 50㎜ X 100㎜, t: 0.5㎜의 시험편을 제조하였고 아래의 방법으로 측정 및 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
-선영성: 강판의 외관이 왜곡됨이 없이 뚜렷한 정도를 육안으로 확인함
-외관: 강판의 표면에 이물질의 부착 여부를 육안으로 확인함
-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
-경도: 일정량의 가압을 가했을 시 도막이 손상 여부를 확인함
-내알칼리성: 5% NaCl, 5% NaOH 용액에서 240시간 동안 침지 후, 도막의 외관 상태를 육안으로 확인함
-내스크래치성: 손톱으로 도막 표면을 긁었을 경우, ƒJ힘 정도를 육안으로 파악함
구분 선영성 외관 가공성 부착성 경도 내알칼리성 내스크래치성
실시예 1 ○ ○ ◎ ○ ○ ◎ ◎
실시예 2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 ○ ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎
실시예 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎
비교예 1 X X X △ X △ X
비교예 2 △ X X X △ X △
비교예 3 X △ △ X X X △
비교예 4 X X X △ △ X X
비교예 5 ○ X X X X △ X
비교예 6 △ △ △ X X ○ X
(◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, X: 불량)
상기 표 3을 참고하면, 실시예 1~5의 라미네이트 강판은 비교예 1~6에 비해 모든 물성이 현저하게 우수한 것으로 나타났고, 특히, 제조예 2, 4, 5의 라미네이트 필름을 포함한 실시예 2, 4, 5의 모든 물성이 가장 우수한 것으로 나타났다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 강판을 최종 제품에 적용 시 VCM 강판의 장점인 메탈감, 선영성, 인쇄성과 PCM 강판의 장점인 가공성, 부착성, 경도 등이 동시에 구현될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 제조예 4 및 제조예 5의 라미네이트 필름은 임프린팅 패턴을 포함함으로써, 라미네이트 강판에 적용 시 선영성이 우수하면서도 미려한 외관을 구현할 수 있음을 확인하였다.
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.
10: 기재필름
20: 제1 경화 도막층
21: 임프린팅층
22: 제2 경화 도막층
30: 금속층
40: 인쇄층
50: 핫멜트층
60: 소지강판
70: 접착층
100: 라미네이트 필름
110: 접착층 형성수단
120: 필름공급 수단
130: 라미네이트 수단
131: 132: 상부 롤, 하부 롤
140: 이형층 제거 수단

Claims (10)

  1. 소지강판 상에 화성피막층을 형성시키는 침지 수단;
    상기 침지 수단의 하류에 설치되고, 상기 화성피막층 상에 접착제 조성물을 코팅하는 코팅 수단;
    상기 코팅 수단의 하류에 설치되고, 상기 접착제 조성물 상에 라미네이트 필름을 부착시키는 라미네이트 수단; 및
    상기 라미네이트 수단의 하류에 설치되고, 상기 라미네이트 필름의 이형층을 제거하는 이형층 제거 수단;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이트 필름은 기재필름;
    상기 기재필름 상에 형성된 제1 경화 도막층;
    상기 제1 경화 도막층 상에 형성된 금속층;
    상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이트 필름은 기재필름;
    상기 기재필름 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층;
    상기 임프린팅층 상에 형성된 금속층;
    상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이트 필름은 기재필름;
    상기 기재필름 상에 형성되고 헤어라인이 구현된 임프린팅층;
    상기 임프린팅층 상에 형성된 제2 경화 도막층;
    상기 제2 경화 도막층 상에 형성된 금속층;
    상기 금속층 상에 형성된 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상에 형성된 핫멜트층;을 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 수단의 하류에 설치되어, 상기 접착제 조성물을 200~300℃에서 경화시키는 경화 수단;을 더 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 수단은 롤 코터, 바 코터, 스프레이 코터, 그라비아 코터로 이루어지는 군에서 선택된 하나인, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이트 수단은 라미네이트 롤인, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 라미네이트 롤은 고무 롤인, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 금속층은 금속 증착층, 금속 코팅층으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나인, 라미네이트 강판의 제조시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 기재필름은 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌계 수지 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는, 라미네이트 강판의 제조시스템.
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