KR101543122B1 - 그래픽 칼라 복합코팅 구조와 그 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그래픽 칼라 복합코팅 구조와 그 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 각종 성형물의 표면에 장식용으로 도장되는 크롬도금에 의한 그래픽 크롬도금을 대할 수 있는 그래픽 칼라 복합코팅 구조과 이러한 코팅을 수행하는 방법에 관한 것이다.

Description

그래픽 칼라 복합코팅 구조와 그 코팅방법{Graphic color composite coating structure and coating method of it}

본 발명은 그래픽 칼라 복합코팅 구조와 그 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 각종 성형물의 표면에 장식용으로 도장되는 크롬도금에 의한 그래픽 크롬도금을 대할 수 있는 그래픽 칼라 복합코팅 구조과 이러한 코팅을 수행하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차나 가전제품 또는 각종 산업용 제품에 장식용이나 표지, 상표 등의 부착을 위해 제품 표면 또는 내장 표면에 그래픽 도금 등을 실시하여 적용하고 있다.

이러한 그래픽 크롬 도금 등의 장식용 도장은 특히 자동차 등에서 고급감의 이미지를 부여하면서 외관상 미려하고 내구성 있게 적용하는 것이 중요하다.

일반적으로 이러한 장식용 도장을 위해 제조되는 공산품의 생산단계는 원료를 입고하는 단계, 사출 성형 단계, 도금 단계, 도장/조립 단계 및 출하 단계로 구성된다. 이때, 상기 도금 단계는 소재의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 물질의 얇은 층을 상기 재료에 피복하는 표면처리 단계인데, 주로 소재 표면에 금속의 얇은 층을 입히는 단계를 의미한다. 이를 통해, 소재의 내부식성, 내마모성 등을 개선하고, 광택, 재질감 등의 효과를 발생시켜 소비자들에게 심미감을 부여할 수 있다.

이와 같은 효과를 위해 다양한 종류의 도금방법이 이용되고 있는데, 특히 크롬도금은 경도가 높고, 아름다운 광택을 발현하며 대기 중에서 변색되는 경향이 적기 때문에 장식도금의 마무리도금(최종도금)으로서 폭 넓게 사용되고 있다. 또한, 내마모성이 뛰어나기 때문에 기계부품, 금형, 공구 등에 경질 크롬도금(공업용 크롬도금)으로서도 널리 이용되고 있다. 뿐만 아니라, 광택 또는 무광택 니켈도금층을 이용하여 상기 크롬도금의 광택 유무를 선택할 수 있는 방법이 사용되고 있는데, 도 1은 상기 방법에 따른 유광 또는 무광 크롬도금방법에 의한 도금구조의 단면도를 나타낸다.

종래 ABS 수지 등 원 소재의 유광 또는 무광 크롬도금방법은 일반적으로 화학도금 및 전기도금방법으로 실시되는데, 화학도금방법은 전기 도금과 달리, 전류가 흐르지 않는 화학 도금액에 도금대상물질을 침지함으로써 도금을 시행하는 방법이고, 전기도금방법은 전기 분해에 따른 석출을 이용하여 소재의 표면을 다른 금속으로 피복하는 방법이다.

상기 크롬도금방법을 실시하기 위해, 먼저 원 소재(A)를 가공한 후 화학도금방법으로, 원 소재(A)와 도금층의 밀착성 확보를 위해 에칭 및 활성화처리를 한다. 여기서 에칭은 소재를 탈지, 산 세척한 후, 금속면의 눈에 보이지 않는 산화막을 제거하기 위해 단기간 산에 담그는 것을 의미하고, 활성화처리는 표면의 부동태를 파괴하는 것을 목적으로 하는 처리 또는 비금속 소지 상에 무전해도금을 하기 위해 표면에 촉매금속을 흡착시키는 처리를 의미하며, 통상적으로 도금의 전처리로 실시된다. 그 다음, 전기도금을 위한 전도성을 부여하기 위해 0.2~0.4μm 두께의 화학 니켈도금층(B)을 형성한다.

상기 화학도금방법에 이어서 전기도금방법으로, 충격을 흡수하는 완충역할을 위해 10~30μm 두께의 구리도금층(C), 부식방지 및 고전위를 위해 10~20μm 두께의 반광택 니켈도금층(D), 광택효과, 부식방지 및 저전위를 위해 8~12μm 두께의 광택 니켈도금층(E), 부식전류 분산을 위해 0.8~1.2μm 두께의 MP 니켈도금층(F), 장식성, 내식성 및 내마모성을 위해 0.15~0.5μm 두께의 크롬도금층(G)을 형성하는 기술이 알려져 있다.

그런데, 상기와 같은 도금층의 구성에 있어서, 크롬도금방법으로 완성된 소재의 표면에 레이저 식각처리를 하여 임의의 그래픽을 구현하는 경우, 상기 레이저 식각처리에 의해 상기 크롬도금층(G)이나 MP 니켈도금층(F)이 제거되어 장식성, 내식성 및 내마모성 등이 저하되는 문제가 있다. 또한, 장식성, 내식성 및 내마모성 등이 저하되는 것을 방지하기 위해 종래 도금공정 중간에 레이저 식각처리 공정을 추가하는 방법, 즉 종래 도금공정으로 반광택 및 광택 니켈도금층까지 형성한 후 그 층에 레이저 식각처리를 실시하고 MP 니켈도금층 및 크롬도금층을 차례로 형성하는 방법을 고려해볼 수 있으나, 이 방법은 종래 도금공정이 완료된 소재에는 적용할 수 없는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 한국특허등록 제10-1332258호에서는 소재의 표면처리 중에서 표면에서 MP 니켈도금층 내지 특정 니켈도금층까지 레이저 음각처리를 이용한 투톤 도금방법에 관한 것으로, 원 소재의 표면에 구리도금층 및 반광택 니켈도금층을 형성한 다음, 상기 반광택 니켈도금층에 광택 니켈도금층을 형성하고 MP 니켈 도금층 및 크롬도금층을 형성하는 단계, 상기 크롬도금층을 관통하여 MP 니켈도금층 내지 광택 니켈도금층까지 레이저 식각 처리함으로써 레이저 식각층을 형성하는 단계, 전해 박리(electrolytic stripping)를 통해 상기 레이저 식각처리에 의해 관통된 크롬도금층을 제거하는 단계, 상기 MP 니켈도금층에 전해 활성을 실시하고 새로운 크롬도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 종래 도금공정이 완료된 소재에 최소한의 추가 공정으로 내식성 저하 없이 유광 또는 무광 바탕에 레이저 식각처리에 의한 그래픽을 구현할 수 있는 레이저 음각처리를 이용한 투톤 도금방법으로서, 기존의 방법을 그대로 이용하면서도 투톤 효과 등 고품질의 그래픽 크롬도금이 가능하도록 하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 한국특허공개 제2013-126233호에서는 상기와 비슷한 적층구조를 가지면서, 소재의 표면처리방법 중에서 도금방법에 관한 것으로, 다층니켈의 특정 니켈도금층에 산 처리 또는 샌드 블라스트 등의 음각처리를 함으로써 유광 및 무광이 대비되는 그래픽을 구현하여 차별성과 심미감이 개선된 도금방법이 제안되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 방법들은 기존에 비해 상당한 기술적 진전을 이루었으나, 적층 구조가 비교적 복잡하고 칼라 색감을 구현하기 어려운 문제가 있었다.

이와 같이 종래의 다층 구조를 가진 그래픽 도금코팅 구조의 경우는 도 2에 나타난 바와 같이 기재(10), 구리도금층(11), 반광택 니켈도금층(12), 광택 니켈도금층(13), MP 니켈도금층(14), 크롬도금층(15)의 다층 구조로 이루어져 있고, 상기 광택 니켈도금층(13)에 그래픽이 구현된 구조를 가지고 있어서, 매우 복잡한 도금층 구조로 형성되어 있고 칼라 그래픽의 구현이 어려운 문제가 있었다.

1. 한국특허등록 제10-1332258호 2. 한국특허공개 제2013-126233호

위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 오랫동안 연구 검토한 결과, 소지에 그래픽 칼라 도금층을 구성하고 레이저 식각으로 음각 처리한 다음 그래픽 구현을 위한 칼라 코팅으로 표면 처리하게 되면 간단한 적층 구조로도 우수한 내식성과 물성을 가지는 고품질감의 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 구현할 수 있다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 간단한 구조로 이루어지고 내식성 등의 물성이 우수하여 우수한 질감의 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 도금층 위에 그래픽 식각과 칼라코팅으로 간편하게 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 구현할 수 있는 코팅방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 과제 해결을 위하여, 본 발명에서는 기재 위에 크롬도금 또는 니켈 도금으로 그래픽 도금층이 형성되어 있고, 그 도금층에는 레이저 음각된 그래픽이 구현되어 있으며, 그 위에 칼라 코팅층이 구비된 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 제공한다.

또한 본 발명은 기재 위에 크롬 또는 니켈도금을 하여 그래픽 도금층을 형성하는 단계; 상기 그래픽 도금층에 레이저 식각으로 그래픽을 음각하는 단계; 상기 그래픽이 음각된 그래픽 도금층을 탈지 수세하는 이물질 제거 단계; 및 상기 이물질이 제거된 그래픽 도금층 위에 칼라 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 코팅방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 그래픽 칼라 복합코팅 구조는 기존의 그래픽 도금층을 적용한 다수의 도금층 구조에 비해 간단하면서도 내식성 등 물성이 우수하고, 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 구현한 것이므로, 기존의 적용 제품에 비해 외관이 미려하고 고급 직감을 구현할 수 있어서 상품성이 크게 증대되는 효과가 있다.

또한, 도금층에 레이저 식각 처리로 음각을 형성하고 전착 코팅 등으로 그래픽 복합코팅을 시행함으로서, 간단한 공정으로도 도금층의 느낌을 그대로 살리고 다양한 색감과 문자, 로고, 사진 등을 그래픽한 장식용 칼라 도금을 구현할 수 있는 장점이 있다.

그뿐만 아니라, 단순하게 도금층 표면에 레이저 음각 처리를 시행하여 그래픽부의 내식성 저하 및 오염을 방지하여 고품질을 유지할 수 있고, 기존의 크롬도금 라인을 이용하여 간편하게 양산공정에 적용할 수 있는 경제적으로 유리한 코팅방법이다.

특히, 기존의 크롬도금층의 다층 구조에서 일부의 크롬도금층과 니켈도금층 및 구리도금층 등을 형성하지 않거나 그 두께를 줄일 수 있어서 공정단축과 원가 절감 및 오염물질 배출을 최소화하여 친환경적으로 경제적인 고품질 제품의 생산이 가능하다.

도 1은 종래의 크롬도금방법에 의해 형성되는 다층의 그래픽 도금코팅 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 종래의 유광 크롬도금방법에 의한 다층의 도금층 구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 일 구현예를 보여주는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 다른 구현예를 보여주는 개략 단면도이다.
도 5는 비교예에 따른 기존의 그래픽 도금 구현 예로 니켈도금층에 그래픽을 구현하여 크롬도금으로 마무리한 경우의 실 제품 외관 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 칼라 복합코팅의 구현 예로 니켈도금층 위의 크롬도금층에 그래픽을 구현하고 그 위에 블루 칼라 코팅 10㎛를 구현했을 때의 실 제품 외관 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 칼라 복합코팅의 구현 예로 니켈도금층 위의 크롬도금층에 그래픽을 구현하고 그 위에 블루 칼라 코팅 1㎛를 구현했을 때의 실 제품 외관 사진이다.

이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 기존의 적층구조에 비해 현저하게 단순화된 구조로서, 기재 위에 레이저 음각된 그래픽 도금층과 칼라 코팅층이 구비된 그래픽 칼라 복합코팅 구조에 관한 것이다.

본 발명에서 도금이 적용되는 기재는 플라스틱, 금속, 세라믹, 고무 또는 목재 등 다양한 소재가 적용 가능하다.

본 발명에서 기재에 적용된 그래픽 도금층은 크롬도금 또는 니켈도금으로 형성된 도금층이다. 본 발명에서의 이러한 그래픽 도금층은 그래픽 칼라 도금으로서 크롬도금은 예컨대 6가 화이트, 3가 화이트, 3가 다크 크롬도금으로 구성된 것이거나 마이크로 크랙 크롬도금 또는 크랙프리 크롬도금으로 구성된 것일 수 있다. 이러한 크롬도금이 적용되는 경우 그 두께는 0.1~3.0㎛으로 적용되는 것이 내구성과 품질 면에서 바람직하다.

또한, 니켈도금은 그래픽 칼라 니켈도금으로서, 예컨대 광택 니켈도금, 반광택 니켈도금, 무광택 니켈도금, MP(마이크로 포러스) 니켈도금 중에서 선택된 하나의 단일층 또는 2 이상 다층으로 구성된 것일 수 있다. 바람직하게는 다층으로 구성된 것이다. 이러한 니켈도금이 단일층으로 적용되는 경우 그 두께는 5.0~30㎛ 으로 적용되는 것이 내부식성 면에서 바람직하다.

본 발명에 따르면 상기와 같은 그래픽 도금층의 형성 이전에 기재에 하지도금층이 추가로 형성되어 있는 것을 포함한다. 여기서의 하지도금층은 예컨대 구리도금층, 니켈도금층 또는 구리도금 위에 니켈도금이 형성된 이중도금층일 수 있다. 이러한 하지도금층을 가지는 경우에는 그 두께가 5.0~30㎛ 인 것이 내부식성 면에서 바람직하다.

본 발명에 의하면, 이렇게 형성된 그래픽 도금층에는 그래픽이 음각 처리되어 있는데, 그래픽은 레이저 식각에 의해 원하는 문자, 도형, 로고, 그림, 사진 등이 다양한 그래픽이 음각 처리될 수 있다.

본 발명에서는 이렇게 음각 처리된 그래픽 도금층 위에 칼라 코팅층을 적용하여 층 구성이 완성된다. 여기서 적용되는 칼라 코팅층은 예컨대 모노머 상태의 유무기 복합체로이루어진 하이브리드 도료로서, 바람직하게는 올리고실록산 수지, 나노실리케이트 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 중에서 선택된 것을 베이스 수지로 하고, 여기에 무기물과 색상을 부여하는 안료를 포함한 하이브리드 도료로 형성된 것일 수 있다. 이때 하이브리드 도료는 바람직하게는 수지와 안료 및 무기물이 1 : 2 내지 2 : 1의 중량비로 함유된 것이 사용될 수 있다. 여기서 사용되는 수지로서는 메타크릴레이트 수지를 관능기로 하는 올리고 실록산 수지, 보다 구체적으로는 예컨대 나노실리케이트 수지가 바람직하게 사용될 수 있다. 무기물로서는 예컨대 실리카, 지르코니아, 알루미나 중에서 선택된 것이 사용될 수 있으며, 안료로서는 아연, 티탄, 철, 구리, 크롬 등의 산화물 또는 황화물, 크롬산염, 페로시안화물 등의 무기안료와 물에 녹지 않는 금속 화합물 형태의 레이크 안료와 같은 유기안료 등이 사용될 수 있다.

이러한 칼라 코팅층은 바람직하게도 그래픽 도금층과의 사이에서 칼라 코팅층의 구성성분 중에 함유된 산소원자(O)와 도금층의 무기원자가 공유결합을 형성하면서 결합된 구조를 가지도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면 칼라 코팅층은 1~10㎛, 더욱 좋기로는 1~3㎛로 코팅하는 것이 바람직한데, 만일 그 두께가 너무 두꺼우면 금속질감을 느끼기 어렵고 너무 얇으면 피막 기능이 약하여 내구성이 저하될 염려가 있다.

이와 같이, 본 발명에 따은 그래픽 칼라 복합코팅 구조는 도 3과 도 4에 각각 다른 구현예로서 나타내었다.

도 3은 기재(101), 그래픽 도금층(102) 및 칼라 코팅층(103)으로 구성된 가장 전형적인 구현예의 구조이고, 도 4는 기재(201), 하지도금층(211), 그래픽 도금층(202)및 칼라 코팅층(203)으로 구성된 다른 변형 구현예이다. 여기서, 각각의 그래픽 도금층(102, 201)에는 식각부(100, 200)가 형성되어 다양한 그래픽이 자연스럽게 구현될 수 있는 구조를 가진다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 따른 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 코팅방법을 통해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 상기 기재 위에 크롬 또는 니켈도금을 하고 레이저 식각이 적용되는 그래픽 도금층을 형성하는 단계를 거친다. 이러한 그래픽 도금층은 통상의 방법으로 전기도금, 레이저 식각, 전착도장, UV건조 등의 과정을 거쳐서 형성된다.

이렇게 형성된 그래픽 도금층에는 원하는 형상이나 모양으로 그래픽 레이저 식각을 시행하여 레이저 음각된 그래픽을 구현한다.

이때 식각은 레이저를 이용하여 소재의 표면을 미세 용융시키는 방법으로 음각을 시행할 수 있고, 레이저 스팟의 조밀도를 조절하여 정교하고 세밀한 그래픽을 구현할 수 있는데, 네오디뮴-야그레이저, 엑시머레이저 또는 이산화탄소레이저 등을 사용할 수 있고 사용 주파수 범위, 출력범위, 레이저 스팟 등의 조건들은 식각되는 두께 등의 요인에 따라 조절된다. 사진이나 그림 등은 프린터기로 프린트하는 것과 유사한 원리로 프로그래밍된 경로로 레이저 식각 처리를 실시하여 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기와 같이 식각을 시행한 다음에는 탈지 수세하여 이물질을 제거하는 단계를 거친다. 여기서는 상기 그래픽 도금층의 형성이나 식각 과정에서 발생된 잔류물이나 피도물인 그래픽 도금층 표면의 유분 및 이물질을 제거하기 위해 탈지액으로 탈지를 시행한다. 이때 탈지액은 통상의 것으로서 KOH와 가성소다를 주원료로 하는 분말 또는 액상의 알칼리 탈지액 등이 사용 가능하다. 수세는 그래픽 도금층을 탈지한 후 남아 있는 탈지액을 제거하기 위해 시행하는 것이다.

본 발명에 의하면 상기와 같이 이물질이 제거된 그래픽 도금층에는 음각이 형성되어 있으며, 그 위에 칼라 코팅층을 도포 형성하는 데, 이때 칼라 코팅층은 상기와 같은 수지를 베이스로 하는 하이브리드 도료를 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 하이브리드 도료는 예컨대 수지 성분으로 메타아크릴레이트를 관능기로 하는 올리고 실록산 수지 등을 베이스 수지로 하여 여기에 색상을 구현하는 안료, 무기물 및 용매를 수지:안료:무기물:용매가 4 : (0.5~1.5) : (1~3) : 5~10)의 중량비로 혼합된 상태로 하이브리드 도료를 구성하여 적용할 수 있다. 여기서 사용 가능한 용매로서는 톨루엔, 벤젠 또는 그 혼합물 중에서 선택된 것이 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 칼라 코팅층의 형성을 위해서는 이러한 예컨대 무기물 미립자를 액상 유기도료인 하이브리드 도료에 분산시킨 후 가수분해 및 축합반응을 이용하여 콜로이드화하고, 이를 겔 입자로 응집시킨 다음, 응결을 유도하는 반응을 통해 유무기 성분들의 공유결합을 형성하도록 한다. 이러한 하이브리드 도료는 상기 그래픽 도금층에 도포하고 UV 조사공정을 통해 자체 경화시키면서 칼라 코팅층을 형성하고, 이러한 칼라 코팅층에 함유된 산소원자가 그래픽 도금층에 함유된 무기입자와 유무기 공유결합을 형성하도록 하여 밀착력이 우수한 칼라코팅층을 형성시킬 수가 있다. 이때 UV는 350~380nm 파장으로 조사시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 칼라 코팅층을 도포하여 형성하는 방법으로는 예컨대 하이브리드 도료를 전착도장, 액체도장, 분체도장 또는 화학도장의 방법으로 코팅하여 형성할 수 있다.

본 발명에서 적용할 수 있는 전착도장 방법으로서는 탈지 수세한 그래픽 도장층을 산화방지제로 표면 처리하는 단계, 그래픽 도장층의 표면에 산화피막을 형성하는 화성처리 또는 산화층을 제거하여 활성화처리하는 단계; 수세하고 하이브리드 도료를 전착 도장하여 칼라 코팅층을 도포하는 단계; 및 UV 조사로 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서 화성처리 과정에서의 산화피막의 형성은 예컨대 바람직하게는 인산염 또는 크롬산으로 처리할 수 있는데, 이렇게 화성처리를 시행하면 그래픽 도금층의 금속 표면에 화학변화를 일으켜서 산화 피막을 형성하여 칼라 코팅층의 밀착력을 좋게 할 수 있다. 활성화처리는 예컨대 바람직하게는 0.1~1 N 염산수용액 또는 0.5~5 N의 황산수용액으로 1~60초 동안 침지하는 방법을 적용할 수 있으며, 이러한 활성화처리를 시행하면 그래픽 도금층의 금속 표면에 산화층을 제거하여 칼라 코팅층의 밀착력을 확보하는데 유리하다. 또한, 전착도장 이후의 건조는 통상적으로는 150℃에서 건조하지만 본 발명에서는 UV 조사를 통해 상온에서 건조할 수 있도록 함으로써, 융점이 낮은 ABS 소재와 같은 플라스틱 기재에도 도금이 적용 가능하도록 할 수 있는 것이다. 또한, 전착 도장을 통해 그래픽 도금층 위헤 형성된 칼라 코팅층을 이루는 모노머 상태의 도료가 UV 조사를 통해 에너지를 흡수하여 중합작용이 일어나서 중합체인 폴리머를 만들어 수지에 안착하여 바람직한 코팅 상해가 되도록 할 수 있다. 본 발명에서 적용되는 UV 조사는 메탈할라이드, 고압수은, 제논 또는 카본 램프 조사를 통해 공급될 수 있다.

이러한 전착도장 방법은 방청 목적으로 가장 광범위하게 사용되는 도장방법이므로 비교적 높은 방청성을 확보할 수 있으며, 전기도금과 유사하게 통전을 통한 도장방법이 적용되어 칼라 코팅층의 도막두께를 균일하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한 칼라 코팅층의 도막 부착 효율이 우수하여 수성도료 사용이 가능하므로 안정성이 높다.

본 발명에서 적용 가능한 액체도장 방법은 탈지 수세된 그래픽 도막층에 대해 수절 건조를 시행하는 단계; 스프레이 방식으로 정전도장하는 단계; UV 조사로 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서 수절건조는 그래픽 도금층 표면이나 애부에 잔존하는 수분을 완전하게 건조하는 것이다. 수절건조 이후 정전도장을 한 다음에는 역시 상기와 동일한방법으로 UV 조사를 통해 건조한다.

이러한 액체도장 방법은 두께 대비 비교적 낮은 내식성을 나타내고 일반적으로 가격이 저렴하여 경제적이지만 액상분말의 하이브리드 도료를 스프레이 타입으로 도장하기 때문에 도료의 회수가 어렵고 낭비가 많은 점에서 불리한 점도 있다. 그러나 침지가 불가능하여 전착도장이 불가능한 제품의 칼라 코팅층 형성에 적합하다.

본 발명에서 적용 가능한 분체도장 방법은 상기 액체도장과 유사하게 탈지 수세된 그래픽 도막층에 대해 수절 건조를 시행하는 단계; 스프레이 방식으로 정전도장하는 단계; UV 조사로 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

다만, 이러한 분체도장 방법은 고체분말을 스프레이 타입으로 도장을 시행하는것으로서, 1회 도포로 두꺼운 도막 두께의 칼라 코팅층을 형성할 수 있으며, 도막의 밀착성 확보를 위해서 인산염 등으로 화성처리를 미리 시행하는 단계를 추가적으로 포함할 수도 있다. 또한, 용제의 미사용으로 공정을 단순화시킬 수 있어서 자동화공정을 적용하기 용이하며, 도료의 회수 및 재사용이 가능하다는 점에서 유리하다.

본 발명에서 적용 가능한 화학도장 방법은 탈지 수세된 그래픽 도막층에 대해 침지를 통한 화학적 반응에 의해 화학도장을 시행하는 단계; 반응린스(Reaction Rinse)를 적용하는 단계; UV 조사로 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

이러한 화학도장 방법은 단순한 침지 후에 화학적 반응에 의한 도장방법으로 내외부에 걸친 전체부위에 걸쳐 균일한 두께의 도막형성이 가능하고, 저온(100℃) 경화가 가능하여 고무 또는 가황 부품 등 도장 이후에 고온 경화가 불가능한 부품에 적용시에 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 별도의 화성처리나 전기의 사용이 불필요하여 공정이 단순하고 경제적이다. 다만, 전처리로서 화학도장 전에 산세 처리를 미리 실시하는 단계를 포함하는 것이 더욱 유리하다. 또한 전착도장이나 액상도장과 비교할 때 도막으로 형성된 칼라 코팅층의 내충격성이 우수하게 형성되어 2차 가공 부품 등에 적용하는 경우 우수한 효과를 나타낸다.

이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 그래픽 칼라 복합코팅 구조는 층 구조가 간단하면서도 다양한 방법으로 그래픽 도금층 위에 칼라 코팅층을 형성하여 제작이 가능하기 때문에 내식성 등 물성이 우수하고, 도금층의 느낌을 그대로 살리면서 다양한 색감과 문자, 로고, 사진 등 고품질의 다양한 장식용 칼라 도금을 원가 절감, 오염물질의 최소화 등을 통한 경제적 방법으로 구현할 수 있다.

그러므로 이러한 본 발명에 따른 그래픽 칼라 복합코팅 구조는 자동차용 부품이나 각종 제품이나 구조물의 장식용 코팅에 경제적으로 바람직하게 적용될 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 자동차용 부품을 포함한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

도 2의 구조를 가지는 그레픽 칼라 복합코팅 구조를 제작하되, 기재는 자동차 부품용 ABS 수지 소재로 하여, 그래픽 도금층(두께 20㎛)은 광택 니켈도금으로 형성하고, 현대자동차 문구를 그래픽 레이저 식각을 통해 음각된 그래픽을 구현하였다. 식각을 시행한 다음에는 탈지 수세하여 이물질을 제거하고, 나노실리케이트 수지:안료:실리카:용매가 4:1:2:7의 중량비로 혼합된 상태로 하이브리드 도료를 구성하여 전착도장 방법으로 칼라 코팅층을 형성시켰다.

전착도장 과정에서는 탈지 수세한 그래픽 도장층을 산화방지 처리한 다음, 0.5N 염산수용액으로 활성화처리하고 수세하였다. 그 후 하이브리드 도료를 전착 도장하고 UV 건조하여 각각 1㎛와 10㎛두께의 칼라 코팅층을 형성하였다.

비교예

상기 실시예 1과 동일한 부품에 대하여 상기 도 2의 구조를 가지는 기존의 그래픽 크롬코팅층을 가지는 코팅구조물을 제작하였다.

실험예 1

상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 코팅 구조물에 대해 그 상태 확인을 위해 실제품 사진 촬영을 하여 그 결과를 첨부도면 도 5 내지 도 7에 도시하였다.

도 5는 상기 비교예에 따른 기존의 그래픽 도금 구현 예로 니켈도금층에 그래픽을 구현하여 크롬도금으로 마무리한 경우의 실 제품 외관 사진이다.

도 6은 상기 실시예에 따른 그래픽 칼라 복합코팅의 구현 예로 니켈도금층 위의 크롬도금층에 그래픽을 구현하고 그 위에 블루 칼라 코팅 10㎛를 구현했을 때의 실 제품 외관 사진이다.

도 7은 상기 실시예에 따른 그래픽 칼라 복합코팅의 구현 예로 니켈도금층 위의 크롬도금층에 그래픽을 구현하고 그 위에 블루 칼라 코팅 1㎛를 구현했을 때의 실 제품 외관 사진이다.

상기 실험 결과, 실시예의 경우 기존의 비교예에 비해 전혀 손색이 없는 고품질의 장식용 코팅 구조물을 제작할 수 있는 것을 확인하였다.

실험예 2

상기 실시예와 비교예에 대하여 각기 물성을 특정하고 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[항목별 물성측정방법]

1. 내식성 측정방법

염수분무시험(SST: Salt Spray Test) 방법으로 24시간 시행하고 부식 여부를 육안 관찰로 측정하였다.

2. 칼라코팅층 밀착력 측정방법

밀착력 4.7N 테이프에 의한 박리 여부에 따라 부착력 시험측정 방식으로 측정하였다.

3. 내후성 시험

촉진내후성 시험은 제논 아크 1200kJ 평가 후 변색 여부를 육안으로 판별하여 측정하였다.

물성	실시예	비교예
내식성	부식 발생 없음	부식 없음
부착력	박리 없음	박리 없음
촉진내후성	변색 없음	변색 없음

상기 실험 결과로부터 본 발명의 경우 기존의 동종 제품에 비해 실제품 적용시 각종 물성에서 전혀 뒤지지 않는 물성을 나타내는 것으로 확인되었다. 이로 인해 본 발명의 그래픽 칼라 복합코팅 구조는 기존에 비해 간단한 구조로도 고품질의 장식 표지로 널리 활용할 수 있을 것으로 확인되었다.

자동차나 가전제품 또는 각종 산업용 제품에 장식용이나 표지, 상표 등의 부착을 위해 제품 표면 또는 내장 표면에 그래픽 도금 등을 실시하여 적용할 수 있다.

특히, 플라스틱이나 금속 구조물에 고급 질감을 나타내는 그래픽 장식용 도금 제품으로 적용 가능하여 자동차 부품 등에 바람직하게 적용할 수 있다.

100, 200 - 식각부
101, 201 - 기재
102, 202 - 그래픽 도금층
103, 203 - 칼라 코팅층
211 - 하지도금층

Claims (14)

1. 기재 위에 크롬도금 또는 니켈도금으로 이루어진 그래픽 도금층이 형성되어 있되 그 그래픽 도금층에는 레이저 음각된 그래픽이 구현되어 있으며, 그 그래픽 도금층 위에 올리고실록산 수지, 나노실리케이트 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 중에서 선택된 것을 베이스 수지로 하고, 여기에 무기물과 색상을 부여하는 안료를 포함한 하이브리드 도료로 형성된 칼라 코팅층이 구비된 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서, 기재는 플라스틱, 금속, 세라믹, 고무 또는 목재인 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
3. 청구항 1에 있어서, 그래픽 도금층은 광택 니켈도금, 반광택 니켈도금, 무광택 니켈도금, MP(마이크로 포러스) 니켈도금 중에서 선택된 하나의 단일층 또는 2 이상 다층으로 구성된 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
4. 청구항 1에 있어서, 그래픽 도금층은 그 두께가 5~30㎛인 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
5. 청구항 1에 있어서, 칼라 코팅층은 그 두께가 1~10㎛인 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서, 그래픽 도금층과 칼라 코팅층은 그 사이에서 칼라 코팅층의 구성성분 중에 함유된 산소원자(O)와 그래픽 도금층의 무기원자가 공유결합을 형성하면서 결합된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 5 및 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서, 그래픽 도금층 형성 이전에 하지도금층이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
9. 청구항 8에 있어서, 하지도금층은 구리도금층, 니켈도금층 또는 구리도금 위에 니켈도금이 형성된 이중도금층인 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조.
   
10. 기재 위에 크롬 또는 니켈로 도금하는 단계;
    상기 도금된 층에 레이저 식각으로 그래픽을 음각하여 그래픽 도금층을 형성하는 단계;
    상기 그래픽이 음각된 그래픽 도금층을 탈지 수세하는 이물질 제거 단계; 및
    상기 이물질이 제거된 그래픽 도금층 위에 칼라 코팅층을 형성하되 올리고실록산 수지, 나노실리케이트 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 중에서 선택된 것을 베이스 수지로 하고, 여기에 무기물과 색상을 부여하는 안료를 포함한 하이브리드 도료로서 베이스 수지:안료:무기물:용매가 4 : (0.5~1.5) : (1~3) : (5~10)의 중량비로 혼합된 것을 사용하여 칼라 코팅층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 코팅방법.
    
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서, 칼라 코팅층은 전착도장, 액체도장, 분체도장 또는 화학도장의 방법으로 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 코팅방법.
    
13. 청구항 10에 있어서, 칼라 코팅층은 UV는 350~380nm 파장으로 조사시켜서 경화시키는 것을 특징으로 하는 그래픽 칼라 복합코팅 구조의 코팅방법.
    
14. 청구항 1 내지 청구항 5 및 청구항 7 중 어느 하나의 항으로 이루어진 그래픽 칼라 복합코팅 구조를 포함하는 자동차용 부품.

Images