KR20220095292A - 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법에 관한 것으로, 일반적인 칼라 스테인레스판의 제조과정에서 발생하는 하자있는 불량 스테인레스판을 피가공물로 하여 리싸이클링 개념의 칼라 스테인레스판을 제조함으로써 칼라 불량으로 인한 스테인레스판 원소재의 폐기를 방지하여 생산성을 향상시키고 전체적인 칼라 스테인레스판의 평균 제조단가 역시 낮출 수 있고, 스테인레스판의 표면(한면)에 투톤을 구현하여 독특하고 세련된 다양한 칼라를 연출할 수 있어 칼라 스테인레스판이 사용가능한 각종 다양한 산업 분야에 폭넓게 적용할 수 있는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 제공한다.

Description

칼라 스테인리스판 표면 가공 방법 {Manufacturing method of colored stainless steel sheet}

본 발명은 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칼라 스테인리스판을 제조하는 과정에서 원소재의 영향이나, 칼라막을 형성하는 과정 등에서 색상의 불량 발생시 고철이나 스크랩 등으로 폐기하지 않고 재활용하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 스테인리스판은 뛰어난 내식성과 금속 자체가 지니는 광택으로 인하여 내식성이 요구되는 곳 뿐만 아니라 건축 내외장재로 많이 이용되고 있다.

그러나, 스테인리스판이 지니고 있는 색감이 한가지 색으로 단조로움과 태양의 반사도에 의한 문제점이 지적되고 있었다. 이에 최근에는 스테인리스판의 내식성 기능외에도 미려한 표면 색상을 얻기 위한 방편으로, 스테인리스판 표면에 피막을 형성하여 여러 가지 간섭색을 발현시킴에 따라 다양한 칼라를 표면에 형성한 칼라 스테인리스판의 사용이 증가하고 있으며, 큰 수요시장이 형성되어 있다.

이러한 칼라 스테인리스판을 제조하는 방법에는 현재 대표적 두가지가 있는데 스테인리스판을 화학적으로 표면을 산화시켜 산화피막을 형성하고 그 피막을 빛의 간섭현상을 이용해 간섭색으로 칼라를 구현하는 착색칼라가 있다.

착색칼라는 피막형성후 컬러피막의 밀착 안정화를 위해 경막처리를 하는 것이 대부분이다.

그리고, 다음 칼라제조방법으로는 진공증착방식으로 스테인레스판 표면위에 티타늄타켓과 아크소스의 이온화 작용을 이용해 컬러를 내는 방식이 있다

이러한 다양한 방식으로 제조되는 칼라 스테인리스판은 모두 스테인레스판을 원소재로 하여 각각 별개의 제품으로 생산되고 있다.

하지만, 1차 칼라피막을 제조하는데 원소재의 영향 등 여러요인으로 원하는 칼라의 범위내에서 칼라 구현이 되지 않는 불량 칼라 스테인리스판이 제조되는 경우 이에 대한 재생가공법이 존재치 않아 고철이나 스크랩등으로 폐기하게 되어 전체적인 칼라 스테인리스판의 제조단가가 상승하고 후처리시 환경오염이 증가하는 문제가 있음에도 이러한 불량 칼라 스테인리스판을 재생할 수 있는 재생 가공법이 제안된 바 없다.

이와 관련하여 스테인리스판의 표면에 칼라 색상을 피막하기 위한 방법에 관한 선행기술로서 등록특허 제10-0783772호(참고문헌 1), 등록특허 제10-1586979호(참고문헌 2) 등을 통해 다양하게 제안되고 있다.

참고문헌 1: 등록특허 제10-0783772호 참고문헌 2: 등록특허 제10-1586979호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 칼라 스테인리스판의 제조과정에서 원소재의 영향이나, 칼라막을 형성하는 과정 등에서 색상의 불량률이 높아 불량판들이 많이 발생하는데, 이러한 컬러 불량판들을 고철이나 스크랩 등으로 폐기하지 않고 재활용할 수 있는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 칼라 스테인리스판의 제조과정에서 1차 칼라피막의 표면에 2차 칼라피막을 형성한 후 1차 칼라피막이 노출되도록 표면가공을 하여 다양한 칼라와 새로운 칼라를 연출할 수 있고 환경오염을 최소화할 수 있는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

1차 칼라막이 형성된 칼라 스테인리스판을 피가공물로 준비하는 제1 단계; 상기 피가공물의 1차 칼라막 표면에 2차 칼라막을 형성하는 제2 단계; 및 상기 1차 칼라막이 노출되도록 상기 피가공물의 표면을 처리하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 제공한다.

이때, 상기 제2단계는 1차 칼라막의 표면에 진공증착법을 이용해 상기 2차 칼라막을 밀착 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 2차 칼라막은 0.2 ~ 0.4 미크론(㎛)의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2단계는 상기 2차 칼라막을 밀착 형성한 다음 1차 및 2차 칼라막간의 밀착성을 강화하기 위해 피가공물의 표면에 경막처리를 하는 단계인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제3 단계는 상기 2차 칼라막을 형성한 피가공물을 스크래치 기법으로 표면처리하여 1차 칼라막을 부분적으로 노출시켜 1치 및 2차 칼라막의 칼라를 투톤으로 노출시키는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 일반적인 칼라 스테인레스판의 제조과정에서 발생하는 하자있는 불량 스테인레스판을 피가공물로 하여 리싸이클링 개념의 칼라 스테인레스판을 제조함으로써 칼라 불량으로 인한 스테인레스판 원소재의 폐기를 방지하여 재생함은 물론 생산성을 향상시키고 전체적인 칼라 스테인레스판의 평균 제조단가 역시 낮출 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 칼라 스테인레스판의 제조과정에서의 칼라 불량으로 인한 원소재의 폐기를 방지하여 친환경적이며, 변색없는 고급스러운 칼라 구현이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 1차 칼라막의 표면에 2차 칼라막을 밀착시키고 표면처리를 수행하여 스테인레스판의 표면(한면)에 투톤을 구현하여 독특하고 세련된 다양한 칼라를 연출할 수 있어, 건축 내/외장재는 물론 회전문, 자동문, 방화문, 천장재, 지붕재, 엘리베이터, 가전, 주방기구, 기타인테리어 등 칼라 스테인레스판이 사용 가능한 각종 다양한 산업 분야에 폭넓게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 칼라 스테인리스판 표면 가공을 위한 불량 스테인레스판의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 불량 스테인레스판의 표면에 2차 칼라막을 형성한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 2차 칼라막을 형성하여 2차 칼라막 위를 표면가공한 불량 스테인레스판의 표면처리를 수행한 경우의 일 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 칼라 스테인리스의 표면 가공 방법을 설명하기 위해 도시한 도면들이다.

이에 의하면 본 발명에 따른 재활용 칼라 스테인리스판(100)은 1차 칼라막(101)이 형성된 불량 칼라 스테인리스판을 선별하여 피가공물(100a)로 준비하는 단계(S1), 불량 칼라 스테인리스판(100)의 1차 칼라막(101) 표면에 2차 칼라막(102)을 형성하는 단계(S2), 1차 칼라막(101)이 노출되도록 표면처리하는 단계(S3)를 통해 제조된다.

물론, 상기 단계(S3) 이후에 제조된 재활용 칼라 스테인리스판(100)의 1차 검수 단계(S4), 보호테이프 부착단계(S5), 재활용 칼라 스테인리스판(100)의 2차 검수 단계(S6)를 더 수행한 후 출하단계(S7)를 거치게 된다.

이때, 원소재인 스테인리스판은 스테인리스강(Stainless Steels)을 판재 형상으로 만든 것으로, 스테인리스강(Stainless Steels)은 내식성을 향상시키기 위해 크롬 또는 크롬과 니켈을 함유시킨 합금강을 의미한다. 일반적으로는 크롬 함유율이 11%이상의 강을 스테인리스강이라고 하며, 주로 그 조직에 따라 마르텐사이트계, 페라이트계, 오스테나이트계, 오스테나이트ㆍ페라이트계, 석출경화계의 5종으로 분류된다. 크롬을 함유한 강은 표면에 밀착된 얇고 투명한 크롬의 산화물 피막에 의해 내부가 부식으로부터 보호된다. SUS(서스)로도 불린다.

이하 본 발명에 따른 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법을 구체적으로 설명한다.

상기 단계(S1)는 정상적인 칼라 스테인리스판(100)의 제조 과정에서 원소재의 영향에 따른 칼라 불량판 및 스크래치, 부식, 롤마크, 기타 표면손상 등으로 인한 불량 칼라 스테인리스판(100a)을 폐기하지 않고 선별하여 피가공물(100a)로 준비하는 단계이다.

여기서, 원소재의 영향으로 인한 칼라 불량판이라 함은 무작위의 스테인레스판 모든 원소재에서 칼라가 구현되는 것이 아니기 때문에 선별 테스트를 해서 칼라용 스테인레스판을 칼라제조를 위한 원소재로 사용케 되는데 선별해서 칼라를 생산하더라도 코일마다 동일한 성분, 구성비율 등을 형성치 않고 있어 오차범위가 존재함으로 이에 따라 같은 조건에서 생산을 하더라도 칼라 불량판이 발생하게 된다.

이 경우 피가공물(100a)인 스테인리스판에 형성된 불량 칼라막을 이하에서는 1차 칼라막(101)이라 한다. 상기 1차 칼라막(101)은 일 예로 도 2에 도시된 바와 같으며, 1차 칼라막(101)은 피가공물(100a)인 칼라 스테인리스판 표면에 형성되는 산화피막이나 그 신화피막 표면에 형성되는 칼라피막을 포함한다.

이러한 불량 칼라 스테인리스판은 보통 칼라불량으로 발생된 불량판(블랙,브라운)을 사용함이 바람직하다.

상기 단계(S2)는 상기 단계(S1)를 통해 준비된 피가공물(100a)의 1차 칼라막(101) 표면에 2차 칼라막(102)을 형성하는 단계이다.

이 경우 상기 2차 칼라막(102)은 진공증착법을 이용해 1차 칼라막(101)의 표면에 밀착 형성시킨다. 진공증착법은 진공챔버를 고진공상태로 형성 후 방전을 일으켜 진공챔버에 부착된 아크소스에서 아크를 발생시켜 티타늄 타켓과 반응하여 이온화 작용이 발생하게 됨과 동시에 가스투입 등 조건을 형성하여 피가공물(100a)의 1차 칼라막(101) 표면에 칼라박막을 형성하는 방식이다.

이러한 2차 칼라막(102)은 제조 완료된 칼라 스테인리스판(100)의 절곡시 절곡면의 터짐 현상을 막지 위해 일정한 두께로 형성하는 것이 중요하며, 이에 2차 칼라막(102)은 0.2 ~ 0.4 미크론(㎛)의 두께로 형성함이 바람직한 것으로, 일 예로 도 3에서와 같이 형성할 수 있다.

이때, 상기 칼라막을 상기 두께의 조건으로 잡는 것은 건축내외장재로 사용되기 위한 자재의 절곡성, 가공성, 내구성 등이 형성되는데 적합한 두께막이기 때문이다. 이와 같이 2차 칼라막(102)의 두께가 0.4 미크론(㎛)보다 클 경우에는 절곡, 절단 등의 가공시 피막이 깨지거나 터질 염려가 있다.

그리고, 2차 칼라막(102)의 두께가 0.2 미크론(㎛)보다 작을 경우에는 외부환경과의 접촉시 피막이 손상될 염려가 있다.

이와 같이 피가공물(100a)에 2차 칼라막(102)을 형성한 다음에는 1차 및 2차 칼라막(101,102)간의 밀착성을 강화하기 경막처리를 한다. 이러한 경막처리는 피가공물(100a)의 원소재인 스테인리스판의 계열에 따라 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 이러한 경막처리를 통해 완성된 칼라 스테인리스판(100)의 내식성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 일 예로 1차 및 2차 칼라막(101,102)을 강화시키기 위해 피가공물(100a)의 표면에 경막처리시 크롬산/인산 경막액을 사용할 수 있다.

그리고, 가마에서 배면에 고열을 가한 후 건조시키는 방법으로도 경막처리를 할 수 있다.

상기 단계(S3)는 상기 단계(S2)를 통해 표면에 2차 칼라막(102)을 형성한 피가공물(100a)을 표면처리하여 1차 칼라막(101)을 부분적으로 노출시키는 단계로서, 단계(S2)를 통해 칼라링 후 1차 칼라막(101)이 은은하게 드러나게 하기 위한 마지막 표면처리단계이다.

이러한 표면처리 종류는 바이브레이션, 헤어라인, 킬트, 퀼트레인, 비드브라스트 가공 등이 있다. 상기 바이브레이션 가공은 유성 운동을 하는 여러 회전체(Vibrator Head)에 의해 만들어지는 동심원들을 중첩 전사하여 무방향성을 갖는 독특한 원형 무늬를 형성하는 가공 방법이고, 상기 헤어라인 가공은 피가공물의 표면에 적당한 입도의 연마재(브러쉬, 사포, 수세미 등)를 사용하여 연속된 연마흔적이 나타나도록 하는 가공 방법이다. 이외에도 비드 블라스트 가공은 스테인레스 표면에 작은 유리알갱이(Glass Bead)를 강한 공기압으로 충돌시켜 표면에 미세한 크기의 요철을 만들어 미려한 무늬를 얻는 방법을 사용하여 은은한 분위기를 연출할 수도 있으며, 일 예로 도 4에서와 같이 형성할 수 있다.

이와 같이 2차 칼라막(102)을 형성한 피가공물(100a)의 2차 칼라막(102) 표면위를 긁거나 압을 주거나 모양을 내는 등의 물리적인 표면처리를 수행함으로써, 2차 칼라막(102)에서 표면처리된 부분에만 1차 칼라막(11)의 칼라가 은은히 드러나게 된다. 이는 일 예로 회화의 스크래치 기법의 원리와 유사한 원리를 이용하는 것이다.

이상에서와 같이 피가공물(100a)을 표면처리하면 2차 칼라막(102)의 칼라와 1차 칼라막(101)의 칼라가 한면에 투톤으로 노출되면서 제3의 칼라(103)가 형성됨에 따라 독특하고 세련된 칼라를 연출할 수 있다. 예를 들어 완성된 스테인리스판(100)의 일면에 투톤으로 구현할 수 있는 칼라는 골드블랙,골드브라운,브론즈블랙,브론즈브라운,블랙골드,블랙브론즈 등 다양하다.

결국, 상기 단계(S3)의 표면처리를 통해 상기 1차 칼라막(101)과 2차 칼라막(102)을 밀착시키면 전혀 다른 제3의 칼라(103)를 스테인리스판(100)에 구현할 수 있다.

이와 같은 칼라 스테인리스판(100)의 규격은 예를 들어 두께 0.8 ~ 1.5mm, 폭 1000mm/1219mm, 길이 3000mm/4000mm/2438mm 등 다양한 사이즈일 수 있다.

그리고, 상기 단계(S3) 이후에 제조된 재활용 칼라 스테인리스판(100)은 1차 검수 단계(S4)를 거쳐 불량 여부를 확인하고, 단계(S5)를 통해 재활용 칼라 스테인리스판(100)의 표면 손상을 방지하기 위해 보호테이프 부착한다.

이후, 2차 검수 단계(S6)를 통해 출하전 재활용 칼라 스테인리스판(100)의 상태를 확인한다.

그리고, 단계(S7)를 통해 출하되어 건축 내/외장재, 회전문, 자동문, 방화문, 천장재, 지붕재, 엘리베이터, 가전, 주방기구, 기타인테리어 등 각종 산업 분야에서 사용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 재활용 칼라 스테인리스판
100a: 피가공물
101: 1차 칼라막
102: 2차 칼라막
103: 제3 칼라

Claims (5)

1차 칼라막이 형성된 칼라 스테인리스판을 피가공물로 준비하는 제1 단계;
상기 피가공물의 1차 칼라막 표면에 2차 칼라막을 형성하는 제2 단계; 및
상기 1차 칼라막이 노출되도록 상기 피가공물의 표면을 처리하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법.

제 1항에 있어서,
상기 제2단계는 1차 칼라막의 표면에 진공증착법을 이용해 상기 2차 칼라막을 밀착 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법.

제 1항에 있어서,
상기 2차 칼라막은 0.2 ~ 0.4 미크론(㎛)의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법.

제 1항에 있어서,
상기 제2단계는 상기 2차 칼라막을 밀착 형성한 다음 1차 및 2차 칼라막간의 밀착성을 강화하기 위해 피가공물의 표면에 경막처리를 하는 단계인 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법.

제 1항에 있어서,
상기 제3 단계는 상기 2차 칼라막을 형성한 피가공물을 스크래치 기법으로 표면처리하여 1차 칼라막을 부분적으로 노출시켜 1치 및 2차 칼라막의 칼라를 투톤으로 노출시키는 단계인 것을 특징으로 하는 칼라 스테인리스판 표면 가공 방법.

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