(57)【要約】【課題】不必要な凹凸のない塗膜表面の外観の審美性を保ち，気泡の発生がなく作業工程時間を短縮でき，歩留まりを低下せずに，透明フィルムの光沢面をカラー鋼板に転移して高鮮映性を具現する。【解決手段】本発明は，透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする第１のコーティング装置；該装置の下流に設けられ，前記塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置；該貼り合わせ装置の下流に設けられ，前記塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着するフィルム圧着装置；該圧着装置の下流に設けられ，紫外線を照射して前記塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する第１の紫外線照射装置；及び，該紫外線照射装置の下流に設けられ，前記透明フィルムを除去するフィルム除去装置を含むPCMカラー鋼板製造システム。【選択図】図１
2014046693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする第１のコーティング装置；
前記第１のコーティング装置の下流に設けられ，前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置；
前記フィルム貼り合わせ装置の下流に設けられ，前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着するフィルム圧着装置；
前記フィルム圧着装置の下流に設けられ，紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する第１の紫外線照射装置；及び，
前記第１の紫外線照射装置の下流に設けられ，前記透明フィルムを除去するフィルム除去装置を含む，PCMカラー鋼板の製造システム。
【請求項２】
前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含む，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項３】
前記第１のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択される，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項４】
前記透明フィルムはポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択される，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項５】
前記透明フィルムは表面が物理的に変形されたものである，請求項４記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項６】
前記透明フィルムは表面にパターンが形成されている，請求項４記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項７】
前記透明フィルムの厚さは１０μm〜１２５μmであり，前記透明フィルムの紫外線透過率が７０％以上である，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項８】
前記第１のコーティング装置は，前記透明フィルムの背面に前記紫外線硬化性塗料組成物を３μm〜５０μmの厚さでコーティングする，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項９】
前記フィルム貼り合わせ装置，フィルム圧着装置，及びフィルム除去装置は，それぞれフィルム貼り合わせロール，フィルム圧着ロール，及びフィルム除去ロールである，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１０】
前記フィルム圧着ロールはゴムロールである，請求項９記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１１】
前記第１の紫外線照射装置の紫外線は，５００mJ/cm2〜３，０００mJ/cm2のエネルギー密度で照射される，請求項１記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１２】
前記第１のコーティング装置及び前記フィルム貼り合わせ装置の間に設けられ，前記透明フィルムの背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する第２の紫外線照射装置をさらに含む，請求項１〜１１いずれか１項記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１３】
前記第２の紫外線照射装置の紫外線は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で照射される，請求項１２記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１４】
前記フィルム貼り合わせ装置の上流において前記第１のコーティング装置と並列的に設けられ，前記鋼板の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層を形成する第２のコーティング装置をさらに含む，請求項１〜１１いずれか１項記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１５】
前記第２のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択される，請求項１４記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１６】
前記第２のコーティング装置の下流に設けられ，前記下塗り塗膜層の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層を形成する第３のコーティング装置をさらに含む，請求項１〜１１いずれか１項記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１７】
前記第３のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択される，請求項１６記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１８】
前記第２のコーティング装置の上流に設けられ，前記鋼板の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する浸漬装置をさらに含む，請求項１４記載のカラー鋼板の製造システム。
【請求項１９】
透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階；
前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階；
前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着する段階；
紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階；及び，
前記透明フィルムを除去する段階を含む，PCMカラー鋼板の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含む，請求項１９記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２１】
前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階の以前に，前記鋼板の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層を形成する段階をさらに含む，請求項１９記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２２】
前記下塗り塗膜層の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含む，請求項２１記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２３】
前記下塗り塗膜層を形成する段階の以前に，前記鋼板の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する段階をさらに含む，請求項２１記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２４】
前記透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階の以後に，前記透明フィルムの背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する段階をさらに含む，請求項１９記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２５】
前記コーティングはロールコーティング，バー(Bar)コーティング，スプレーコーティング，及びグラビアコーティングからなる群から選択される方法によって遂行される，請求項１９〜２２いずれか１項に記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２６】
前記透明フィルムは，ポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択される，請求項１９記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２７】
前記透明フィルムは表面が物理的に変形されたものである，請求項２６記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２８】
前記透明フィルムは表面にパターンが形成されている，請求項２６記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項２９】
前記紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階は，５００mJ/cm2〜３，０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行される，請求項１９記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３０】
前記紫外線硬化性塗料組成物を事前硬化(pre−curing)する段階は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行される，請求項２４記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３１】
前記中塗り塗膜層を形成する段階の以後にプリント層を形成する段階をさらに含む，請求項２２記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３２】
素地鋼板に前処理層を形成する段階；
前記前処理層上に下塗り塗膜層を形成する段階；
前記下塗り塗膜層上に紫外線硬化性塗料組成物を塗布する段階；
塗布された前記紫外線硬化性塗料組成物上に透明フィルムを貼り合わせる段階；
貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階；及び，
貼り合わされた前記透明フィルムを剥離する段階を含む，PCMカラー鋼板の製造方法。
【請求項３３】
前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含む，請求項３２記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３４】
前記透明フィルムは，ポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択される，請求項３２記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３５】
前記透明フィルムは物理的に変形されたものである，請求項３４記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３６】
前記透明フィルムは表面にパターンが形成されている，請求項３４記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３７】
貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階は，５００mJ/cm2〜３，０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行される，請求項３２記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３８】
前記下塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記下塗り塗膜層上に中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含む，請求項３２〜３７いずれか１項記載のカラー鋼板の製造方法。
【請求項３９】
前記中塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記中塗り塗膜層上にプリント層を形成する段階をさらに含む，請求項３８記載のカラー鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，PCMカラー鋼板の製造システム及び製造方法に関するものであって，より詳しくは，UV硬化性のコーティング溶液がコーティングされた透明フィルムの背面を，カラー鋼板と適切な圧力で貼り合わせた後，紫外線を照射して硬化することで，透明フィルムの光沢面がカラー鋼板に転移され高鮮映性を具現できるPCMカラー鋼板の製造システム及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に鋼板塗装方法は，製品の成形加工後に塗装するポストコーティング(post−coating)方式と成形加工前に塗装するプレコーティング方式とがある。ここで，プレコーティング方式で塗装した鋼板をPCM(pre−coated metal)カラー鋼板といい，これに使用される塗料をPCM塗料という。
【０００３】
このようなカラー鋼板は，家電製品のケースや各種建築物の内装材又は外装材などの多様な用途で利用されており，このようなカラー鋼板の特性上，耐食性，耐久性だけでなく，高い生産性と優れた審美性が求められているところ，これに対する研究開発が盛んに行われている。
【０００４】
これと関連して，従来は，PCMカラー鋼板に適用される上塗り塗膜層用の塗料として熱硬化性塗料組成物を使用していたため，高鮮映性を具現することができなかった。
【０００５】
一方，最近では付着性に優れた紫外線硬化性塗料組成物を使用してカラー鋼板を製造することで，美麗な外観を形成するようにしている。
【０００６】
しかし，一般的に紫外線硬化性塗料組成物は固体型であって，溶剤を使用していないため溶液の流れ性が不足して，塗装作業後に塗装鋼板の表面にオレンジピール，ストライプ，その他の不必要な凹凸が発生して優秀な外観を具現し難い。
【０００７】
オレンジピールとは，塗料の流動性及び広がり性の不足によって起こる塗膜表面の欠陥であって，オレンジの皮のように外観が形成されるものをいう。
【０００８】
塗料に表面張力を下げて流れ性を向上させる添加剤を使用すると，一部の流れ性が改善されたりもするが，過量に添加すると表面に浮き上がり塗膜表面の外観が悪化することもある。
【０００９】
鋼板の上にコーティングされた紫外線硬化性塗料の上面に透明フィルムを付着して紫外線を照射した後，透明フィルムを除去する方式の外観改善方法が提案されているが，工程速度を増加させる場合，フィルムの貼り合わせ時にフィルムと塗料との間に気泡などの欠陥が発生することがあり，それによって正常製品の歩留まりが低下することもある。
【００１０】
また，鋼板にコーティングされた塗料の量が少ない場合，フィルムの貼り合わせが不均一であり，塗膜において未硬化部分が発生することがあり，塗料の量が多過ぎる場合，貼り合わせ部分でのローリング現象によって塗料が持続的に累積することもある。
【００１１】
これに対して，紫外線硬化性塗料組成物を使用して，優秀な表面外観を有すると共に作業性の向上されたPCMカラー鋼板の製造システムに関する研究が盛んに行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述した従来技術の問題点を解決するために，UV硬化性のコーティング溶液がコーティングされた透明フィルムの背面をカラー鋼板と適正な圧力で貼り合わせた後，紫外線を照射して硬化することで，透明フィルムの光沢面がカラー鋼板に転移され高鮮映性を具現できるPCMカラー鋼板の製造システム及び製造方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために，本発明の一態様は，透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする第１のコーティング装置；該第１のコーティング装置の下流に設けられ，該紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置；該フィルム貼り合わせ装置の下流に設けられ，該紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着させるフィルム圧着装置；該フィルム圧着装置の下流に設けられ，紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する第１の紫外線照射装置；及び，該第１の紫外線照射装置の下流に設けられ，前記透明フィルムを除去するフィルム除去装置を含む，PCMカラー鋼板の製造システムを提供する。
【００１４】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含むものであり得る。
【００１５】
一実施例において，前記第１のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択されるものであり得る。
【００１６】
一実施例において，前記透明フィルムはポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【００１７】
一実施例において，前記透明フィルムは物理的に変形されたものであり得る。
【００１８】
一実施例において，前記透明フィルムは表面にパターンが形成されているものであり得る。
【００１９】
一実施例において，前記透明フィルムの厚さは１０μm〜１２５μmであり，前記透明フィルムの紫外線透過率が７０％以上のものであり得る。
【００２０】
一実施例において，前記第１のコーティング装置は，前記透明フィルムの背面に前記紫外線硬化性塗料組成物を３μm〜５０μmの厚さでコーティングするものであり得る。
【００２１】
一実施例において，前記フィルム貼り合わせ装置，フィルム圧着装置，及びフィルム除去装置はそれぞれ，フィルム貼り合わせロール，フィルム圧着ロール，及びフィルム除去ロールであり得る。
【００２２】
一実施例において，前記フィルム圧着ロールはゴムロールであり得る。
【００２３】
一実施例において，前記第１の紫外線照射装置の紫外線は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で照射するものであり得る。
【００２４】
一実施例において，前記第１のコーティング装置及び前記フィルム貼り合わせ装置との間に設けられ，前記透明フィルムの背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する第２の紫外線照射装置をさらに含むことができる。
【００２５】
一実施例において，前記第２の紫外線照射装置の紫外線は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で照射するものであり得る。
【００２６】
一実施例において，前記フィルム貼り合わせ装置の上流において前記第１のコーティング装置と並列的に設けられ，前記鋼板の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層を形成する第２のコーティング装置をさらに含むことができる。
【００２７】
一実施例において，前記第２のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択されるものであり得る。
【００２８】
一実施例において，前記第２のコーティング装置の下流に設けられ，前記下塗り塗膜層の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層を形成する第３のコーティング装置をさらに含むことができる。
【００２９】
一実施例において，前記第３のコーティング装置は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択されるものであり得る。
【００３０】
一実施例において，前記第２のコーティング装置の上流に設けられ，前記鋼板の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する浸漬装置をさらに含むことができる。
【００３１】
前記目的を達成するために，本発明の別の一態様は，透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階；前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階；前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着させる段階；紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階；及び，前記透明フィルムを除去する段階を含むPCMカラー鋼板の製造方法を提供する。
【００３２】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含むものであり得る。
【００３３】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階の以前に，前記鋼板の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００３４】
一実施例において，前記下塗り塗膜層の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００３５】
一実施例において，前記下塗り塗膜層を形成する段階の以前に，前記鋼板の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００３６】
一実施例において，前記透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階以後に，前記透明フィルムの背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する段階をさらに含むことができる。
【００３７】
一実施例において，前記コーティングはロールコーティング，バー(Bar)コーティング，スプレーコーティング，及びグラビアコーティングからなる群から選択される方法によって遂行することができる。
【００３８】
一実施例において，前記透明フィルムはポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【００３９】
一実施例において，前記透明フィルムは物理的に変形されたものであり得る。
【００４０】
一実施例において，前記透明フィルムは表面にパターンが形成されているものであり得る。
【００４１】
一実施例において，前記紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【００４２】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物を事前硬化(pre−curing)する段階は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【００４３】
一実施例において，前記中塗り塗膜層を形成する段階以後に，前記中塗り塗膜層上にプリント層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００４４】
前記目的を達成するために，本発明のまた別の一態様は，素地鋼板に前処理層を形成する段階；前記前処理層上に下塗り塗膜層を形成する段階；前記下塗り塗膜層上に紫外線硬化性塗料組成物を塗布する段階；塗布された前記紫外線硬化性塗料組成物上に透明フィルムを貼り合わせる段階；貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階；及び，貼り合わされた前記透明フィルムを剥離する段階を含む，PCMカラー鋼板の製造方法を提供する。
【００４５】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含むものであり得る。
【００４６】
一実施例において，前記透明フィルムは，ポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【００４７】
一実施例において，前記透明フィルムは物理的に変形されたものであり得る。
【００４８】
一実施例において，前記透明フィルムは表面にパターンが形成されているものであり得る。
【００４９】
一実施例において，貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【００５０】
一実施例において，前記下塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記下塗り塗膜層上に中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００５１】
一実施例において，前記中塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記中塗り塗膜層上にプリント層を形成する段階をさらに含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一態様によるPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【図２】本発明の一実施例による第１のコーティング装置，第２のコーティング装置，及び第３のコーティング装置を示したものである。
【図３】本発明の一実施例によるフィルム貼り合わせ装置及びフィルム圧着装置を示したものである。
【図４】本発明の一実施例によるフィルム除去装置を示したものである。
【図５】本発明の別の一実施例による第２のコーティング装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【図６】本発明の別の一実施例による第３のコーティング装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【図７】本発明の別の一実施例による浸漬装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【図８】本発明の別の一実施例による第２の紫外線照射装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下では，添付の図面を参照して本発明を説明する。しかし，本発明は様々な異なる形態に具現することができ，従ってここで説明する実施例に限定されるものではない。そして，図面において本発明を明確に説明するために，説明と関係のない部分を省略しており，明細書の全般に亘って類似部分に対しては類似の図面符号を付けた。
【００５４】
明細書の全般に亘って，ある部分が別の部分と“連結”されているというとき，これは“直接的に連結”されている場合だけでなく，その中間に別の部材を介して“間接的に連結”されている場合も含む。また，ある部分がある構成要素を“含む”というとき，これは特に反対の記載のない限り，別の構成要素を除くのではなく，別の構成要素をさらに備えることができるということを意味する。
【００５５】
以下，添付の図面を参考して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００５６】
PCMカラー鋼板の製造システム
図１は，本発明の一実施例によるPCMカラー鋼板の製造システム(１００)を示したものであり，図２は，本発明の一実施例による第１のコーティング装置，第２のコーティング装置，及び第３のコーティング装置を示したものである。
【００５７】
本発明の一態様によると，透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物(１１３)をコーティングする第１のコーティング装置(１１０)；前記第１のコーティング装置(１１０)の下流に設けられ，前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)がコーティングされた透明フィルム(１０)を鋼板(３０)の一面に貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置(１２０)；前記フィルム貼り合わせ装置(１２０)の下流に設けられ，前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)がコーティングされた透明フィルム(１０)を圧着させて前記鋼板(３０)と密着するフィルム圧着装置(１３０)；前記フィルム圧着装置(１３０)の下流に設けられ，紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する第１の紫外線照射装置(１４０)；及び，前記第１の紫外線照射装置(１４０)の下流に設けられ，前記透明フィルム(１０)を除去するフィルム除去装置(１５０)を含む，PCMカラー鋼板の製造システム(１００)が提供される。
【００５８】
一実施例において，前記第１のコーティング装置(１１０)は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択されるものであり得る。
【００５９】
前記第１のコーティング装置(１１０)は，上部ロール(１１１)及び下部ロール(１１２)を含むロールコーターであり得る。前記上部ロール(１１１)と下部ロール(１１２)の逆方向回転によって前記下部ロール(１１２)に塗布された紫外線硬化性塗料組成物(１１３)が，透明フィルム(１０)に転移することもある。
【００６０】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)は，塗料の総重量を基準に，ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％及び付着増進剤２〜６重量％を含むことができる。
【００６１】
前記ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーは，重量平均分子量が５,０００〜２５,０００であり，９〜２０個の分子当りの平均ウレタン結合を有することを使用することが好ましい。重量平均分子量が５,０００未満であれば，硬化された塗装の引張強度及び硬度が余りにも高くなり，伸び率が下がり付着性と加工性に劣り，２５,０００を超えるとその反対の結果が発生するため，前記範囲内で使用するようにする。
【００６２】
前記ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーは塗料の総重量を基準に，４０〜７０重量％，好ましくは５０〜６５重量％で含まれ得る。４０重量％未満で含まれると加工性ないし付着力が低下することがあり，７０重量％を超えて含まれると塗膜が過度に柔軟になり，硬度及び耐スクラッチ性が低下することがある。
【００６３】
前記ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーは，ジイソシアネート化合物，ジオール化合物，ポリオール，水酸基含有(メタ)アクリレートの共重合物であり得る。
【００６４】
また，ジイソシアネート化合物，重量平均分子量２００未満のジオール化合物，重量平均分子量５００〜２,０００のポリオールの混合物に，水酸基含有(メタ)アクリレートを共重合させて合成されたウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーを，紫外線硬化性塗料組成物に使用することによって，加工性，付着力，及び硬度を向上することができる。
【００６５】
前記ジイソシアネート化合物には，脂肪族，脂環族及び芳香族ジイソシアネート化合物のいずれも使用することができ，このうちイソホロンジイソシアネート，２，４−トルエンジイソシアネート及びその異性体，１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート，リジンジイソシアネート，トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート，２，２−ビス−４'−プロパンイソシアネート，６−イソプロピル−１，３−フェニルジイソシアネート，ビス(２−イソシアネートエチル)−フマレート，１，６−ヘキサンジイソシアネート，４，４'−ビフェニレンジイソシアネート，３，３'−ジメチルフェニレンジイソシアネート，３，３'−ジメチル−４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート，p−フェニレンジイソシアネート，m−フェニレンジイソシアネート，１，５−ナフタレンジイソシアネート，１，４−キシレンジイソシアネート，１，３−キシレンジイソシアネートの中から一つを選択するか，又はこれらの混合物を使用できるが，これらに限定されるものではない。中でも，２，４−トルエンジイソシアネート及びその異性体，１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート，イソホロンジイソシアネートの中から一つを選択するか，又はこれらの混合物を使用することがさらに好ましい。
【００６６】
前記ジオール化合物は，分子量２００未満の単分子を使用することが好ましく，例えば，エチレングリコール，プロピレングリコール，１，３−ブタンジオール，１，４−ブタンジオール，１，５−ペンタンジオール，１，６−ヘキサンジオール，ネオペンチルグリコール，ビスフェノールA，ビスフェノールF，ジシクロペンタンジオール，又はこれらの混合物を使用できる。
【００６７】
前記ポリオールは，重量平均分子量が５００〜２,０００のものを使用することが好ましいが，重量平均分子量が５００未満であれば塗膜の硬度が高くなり付着性が低下することがあり，２,０００を超えると塗膜が過度に柔軟になることがある。これによって，ポリオールにはポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリカルボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールを使用できるが，これらに限定されるものではない。
【００６８】
前記ジイソシアネートで置換されたウレタンプレポリマー(prepolymer)の両末端に二重結合を導入する方法は様々な方法があるが，その中でウレタンプレポリマー１モルに対して２モルの水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させるプレポリマー法を使用することが好ましい。
【００６９】
前記水酸基含有(メタ)アクリレートは，アルキル基に２〜６個の炭素を有するものであって，２−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート，２−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート，２−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの中から一つを選択するか，又はこれらの混合物を使用できる。
【００７０】
前記ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーに希釈する(メタ)アクリレートモノマーは，単官能性モノマーと多官能性モノマーを使用できる。
【００７１】
前記単官能性モノマーには，ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート，ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート，t−オクチル(メタ)アクリレート，N，N−ジメチル(メタ)アクリレート，N−ビニルカプロラクタム，N−ビニルピロリドン，イソブトキシ(メタ)アクリルアミド，ジアセトン(メタ)アクリルアミド，ボニル(メタ)アクリレート，イソボニル(メタ)アクリレート，トリシクロデカニル(メタ)アクリレート，ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート，ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート，メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート，メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート，エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート，メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート，ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート，ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート，フェノキシエチル(メタ)アクリレート，シクロヘキシル(メタ)アクリレート，ベンジル(メタ)アクリレート，エポキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート，ブトキシエチル(メタ)アクリレート，テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート，ステアリル(メタ)アクリレート，オクタデシル(メタ)アクリレート，ラウリル(メタ)アクリレート，ドデシル(メタ)アクリレート，イソデシル(メタ)アクリレート，ノニル(メタ)アクリレート，２−エチルヘキシル(メタ)アクリレート，イソアミル(メタ)アクリレート，t−ブチル(メタ)アクリレート，イソブチル(メタ)アクリレート，ブチル(メタ)アクリレート，イソプロピル(メタ)アクリレート，プロピル(メタ)アクリレート，エチル(メタ)アクリレート，メチル(メタ)アクリレートの中から一つを選択するか，又はこれらの混合物を使用でき，多官能性モノマーには，トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート，ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート，エチレングリコールジ(メタ)アクリレート，ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート，１，６−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート，トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート，トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート，トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートの中から一つを選択するか，又はこれらの混合物を使用できるが，これらに限定されるものではない。
【００７２】
前記(メタ)アクリレートモノマーは，前記紫外線硬化性塗料組成物の総重量を基準に１５〜４５重量％，好ましくは２０〜３０重量％で含まれ得る。１５重量％未満の場合，塗膜が過度に柔軟になって硬度及び耐スクラッチ性が低下することがあり，４５重量％を超える場合，塗膜が過度に硬化して加工性ないし付着力が低下することがある。
【００７３】
前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)は，硬化を促進する光重合開始剤をさらに含むことができる。
【００７４】
前記光重合開始剤には，１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン，２，２−ジメトキシ−２−フェニル−アセトフェノン，ベンズアルデヒド，アンスラキノン，３−メチルアセトフェノン，４−クロロベンゾフェノン，４，４'−ジメトキシベンゾフェノン，ベンゾインプロピルエーテル，ベンゾインエチルエーテル，１−(４−イソプロピル−フェノール)−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン，チオキサントン，ベンゾフェノン，２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンの中から少なくとも一つ以上を混合して使用できる。また，商業用に供給される光重合開始剤製品には，Irgacure１８４，６５１，５００，８１９，９０７，１８００(チバガイギー社)などとDarocure １１１６，１１７３(メルク社)，Lucirine LR８７２８(BASF社)，Micure HP−８，TPO，CP−４，BK−６(MIWON商事)などが使用され得るが，これらに限定されるものではない。
【００７５】
前記光重合開始剤は，前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)の総重量を基準に３.５〜９重量％，好ましくは５〜７重量％で含まれ得る。３.５重量％未満で含まれると硬化性に劣り，９重量％を超えて含まれると塗膜の黄変，仮硬化による付着性ないし加工性が低下することがある。
【００７６】
前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)の製造例は，次の通りである。
【００７７】
【表１】
2014046693.tif 000003
【００７８】
前記表１で示された製造例１〜７に対して，これを使用して製造されたそれぞれのPCMカラー鋼板の物性を試験し，その結果を下記の表２に示した。
【００７９】
【表２】
2014046693.tif 000004
【００８０】
物性平価の試験条件
１)鮮映性:DOIで測定した結果の初期値(０〜１００)
２)鉛筆硬度:三菱鉛筆株式会社製品の“ユニ（登録商標）−ペンシル”使用，引っ掻きに耐えられる限界数値の結果
３)加工性:常温(２０℃)でT bendingして加工部位にクラック発生の有無を評価
４)付着性:１mmの横Ｘ縦１０個の切れ目を入れたあと，スコッチテープで完全に密着したあと瞬間剥離して，塗膜の剥離有無を確認
５)耐スクラッチ性:一般人の爪で塗膜表面を掻いた場合，表面の硬度及びslipによって塗膜表面の擦過摩擦が発生しない程度を把握(肉眼判定)
６)耐薬品性:５％NaOH(耐アルカリ性)，５％HCl(耐酸性)溶液を製造して製造された塗膜面にspot dropして指定された時間放置した後(室温)，塗膜状態を観察
前記表２で示されたように，製造例３から得られた組成物を使用する場合には，鮮映性，鉛筆硬度，加工性，付着性，耐スクラッチ性及び基本物性が良好であることが分かる。
【００８１】
一実施例において，前記透明フィルム(１０)は，ポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【００８２】
一方，一実施例において，前記透明フィルム(１０)は表面が物理的に変形されたものであり得る。
【００８３】
前記透明フィルム(１０)の表面にスクラッチ，エンボス(emboss)又はヘアーライン(hair line)のような特定の立体柄が形成されたように表面が物理的に変形されたフィルムを使用する場合，フィルム表面の立体的形態がカラー鋼板に転移されてカラー鋼板の表面に立体柄のような多彩な外観を具現できる。
【００８４】
また，一実施例において，前記透明フィルム(１０)は表面にパターンが形成されていることもある。
【００８５】
前記パターン(pattern)は，特定の形態を有するタイプ，模型などを意味し，例えば，生活の中で容易に接する文字，図形，数字，動物，花，ストライプ柄などであり得るが，これらに限定されるものではない。
【００８６】
従って，スクラッチのような立体的な柄の形態だけでなく，その他にさらに多様なパターン又は多様な色相を有するフィルムを活用する場合，カラー鋼板の表面に立体柄のような多彩な外観を具現できる。
【００８７】
一実施例において，前記透明フィルム(１０)の厚さは１０μm〜１２５μmであり，前記透明フィルムの紫外線透過率が７０％以上のものであり得る。
【００８８】
前記透明フィルム(１０)の厚さが１０μm未満の場合，コーティング時又は圧着時にフィルムのしわの痕跡が上塗り塗膜層(２０)に転移されることがあり，上塗り塗膜層(２０)表面の平滑度が低下して高鮮映性を具現し難く，１２５μmを超える場合，上塗り塗膜層(２０)の未硬化が発生することがあり，フィルムの値上げによって生産原価が上昇することもある。
【００８９】
また，紫外線透過率が７０％未満の場合，上塗り塗膜層(２０)の硬化不良によって表面外観の不良が引き起こされることがある。
【００９０】
一実施例において，前記第１のコーティング装置(１１０)は，前記透明フィルム(１０)の背面に前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)を３μm〜５０μmの厚さでコーティングするものであり得る。
【００９１】
前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)の厚さが３μm未満である場合，余りにも少ない量の塗料がコーティングされることによって，鋼板(３０)と貼り合わせるときに加えられる圧下力によって塗膜層が具現できないこともあり，５０μmを超える場合，鋼板(３０)と貼り合わせるときに塗料がずれる現象が発生することがある。
【００９２】
前記上塗り塗膜層(２０)は，前記透明フィルム(１０)の背面に前記紫外線硬化性塗料組成物(１１３)をコーティングさせて形成することができる。前記透明フィルム(１０)の背面に形成される高光沢面が前記上塗り塗膜層(２０)にそのまま転移されるため，表面の平滑度に優れた高鮮映性のPCMカラー鋼板を製造することができる。
【００９３】
また，塗料の流れ性又は作業性が低下する前に，前記透明フィルム(１０)の背面に紫外線硬化性塗料組成物(１１３)をコーティングすることで，工程速度を増加させる場合，フィルムと塗膜の境界面において気泡などの欠陥を最小化することができる。
【００９４】
図３及び図４は，一実施例によるフィルム貼り合わせ装置(１２０)，フィルム圧着装置(１３０)，及びフィルム除去装置(１５０)を示したものである。
【００９５】
一実施例において，前記フィルム貼り合わせ装置(１２０)，フィルム圧着装置(１３０)，及びフィルム除去装置(１５０)はそれぞれ，フィルム貼り合わせロール(１２１，１２２)，フィルム圧着ロール(１３１，１３２)，及びフィルム除去ロール(１５１，１５２)であり得る。
【００９６】
特に，前記フィルム圧着ロール(１３１，１３２)はゴムロール又は金属ロールであり得るが，前記フィルム圧着ロール(１３１，１３２)が金属ロールの場合，加圧(圧着)時に局部的な圧力バラツキによって塗膜の完全破壊が起こり得るため，ゴムロールを使用することが好ましい。ゴムの弾性によって加圧(圧着)時に圧力バラツキを緩和できるため，表面の平滑度を均一にすることができ，塗膜が破壊されることを防止できる。
【００９７】
前記第１の紫外線照射装置(１４０)は，フィルム圧着装置(１３０)の下流に設けられ，紫外線を照射する紫外線ランプを備えることができ，紫外線硬化性塗料組成物(１１３)を硬化させて上塗り塗膜層(２０)を形成することができる。
【００９８】
前記第１の紫外線照射装置(１４０)は，複数の行と列に配列される多数の紫外線ランプ(不図示)を備えることができる。
【００９９】
一実施例において，前記第１の紫外線照射装置(１４０)の紫外線は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で照射されるものであり得る。紫外線のエネルギー密度が５００mJ/cm2未満の場合，塗膜表面外観の不良が引き起こされることがあり，３,０００mJ/cm2を超える場合，上塗り塗膜層が過度に硬化されて付着力が低下したり塗膜が破壊され得る。
【０１００】
一実施例において，前記PCMカラー鋼板の製造システム(１００)は，前記第１のコーティング装置(１１０)及び前記フィルム貼り合わせ装置(１２０)との間に設けられ，前記透明フィルム(１０)の背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する第２の紫外線照射装置(１９０)をさらに含むことができる。
【０１０１】
図５は，本発明の別の一実施例による第２の紫外線照射装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【０１０２】
前記第２の紫外線照射装置(１９０)は，前記第１の紫外線照射装置(１４０)と同一であるが，流れ性によってコーティングされた塗料がフィルムから離脱されることを防止し，前記紫外線硬化性塗料組成物を事前硬化(pre−curing)することで，前記塗料(１１３)と前記鋼板(３０)の付着性を向上することができる。
【０１０３】
前記第２の紫外線照射装置(１９０)から照射される紫外線は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で照射され得る。紫外線のエネルギー密度が５０mJ/cm2未満の場合，必要な水準で塗料の流れ性を制御することが難しく，４００mJ/cm2を超える場合，前記紫外線硬化性塗料組成物が過度に硬化されて付着力が低下したり塗膜が破壊されることがある。
【０１０４】
図６は，本発明の別の一実施例による第２のコーティング装置(１６０)をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【０１０５】
一実施例において，前記PCMカラー鋼板の製造システム(１００)は，前記フィルム貼り合わせ装置(１２０)の上流において前記第１のコーティング装置(１１０)と並列的に設けられ，前記鋼板(３０)の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層(４０)を形成する第２のコーティング装置(１６０)をさらに含むことができる。
【０１０６】
前記下塗り塗膜層(４０)は，一般的に鋼板の耐久性を高めて，下段の前処理された前記鋼板(３０)と上段の上塗り塗膜層(２０)が容易に付着できるように表面接着力を向上することができる。
【０１０７】
前記下塗り塗膜層(４０)を形成する塗料には，ポリエステル系，エポキシ系，アクリル系又はその他の系列の塗料組成物が使用でき，好ましくはポリエステル系塗料組成物が使用できる。
【０１０８】
商業用のポリエステル系塗料組成物には，高麗化学のYP５００シリーズ，建設化学の８６００シリーズ，三和ペイントのファインコートP−３３１，シグマ三星コーティングのK００４シリーズなどがある。
【０１０９】
前記下塗り塗膜層(４０)は，その基本物性である一般的な耐食性，上塗り塗膜層(２０)との付着性強化などの他にも，延伸率を与えて素材と上塗間の界面で十分な緩衝役割を果たすことで，加工の際に発生し得る素材の亀裂が上塗り塗膜層まで伝達されることなく，下塗り塗膜層で吸収されるようにすることができる。
【０１１０】
前記下塗り塗膜層(４０)に使用される顔料は，耐食性のために防錆顔料を一部使用し，上塗と同様にPCM塗料に使用する有機，無機顔料を用途に合わせて選択して使用できる。
【０１１１】
一実施例において，前記第２のコーティング装置(１６０)は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択でき，好ましくは前記第１のコーティング装置(１１０)と同一な構成を含むロールコーターであり得る。
【０１１２】
図７は，本発明の別の一実施例による第３のコーティング装置をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【０１１３】
一実施例において，PCMカラー鋼板の製造システム(１００)は，前記第２のコーティング装置(１６０)の下流に設けられ，前記下塗り塗膜層(４０)の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層(５０)を形成する第３のコーティング装置(１７０)をさらに含むことができる。
【０１１４】
前記上塗り塗膜層(２０)をより容易に形成するために，前記下塗り塗膜層(４０)と前記上塗り塗膜層(２０)との間に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングした後，熱硬化して形成された中塗り塗膜層(５０)を形成することもできる。
【０１１５】
前記中塗り塗膜層(５０)は，溶剤型のPCM塗料であるハイポリマー塗料をコーティングした後，熱硬化して形成され得る。前記ハイポリマー塗料は分子量８０００〜２００００，ガラス転移温度(Tg)１０〜６０℃，水酸価１０〜１００mgKOH/g及び酸価１〜１０mgKOH/gのハイポリマーポリエステル樹脂からなる主樹脂に，メトキシ基を有するメチルエーテル化メラミン樹脂からなる硬化用樹脂，硬化触媒，溶剤，顔料及び添加剤を含むことができる。
【０１１６】
このとき，各種の有機，無機顔料を選択的に含ませて多様な色相を具現することができ，ワックス，シリコンなどの添加剤を含ませて前記上塗り塗膜層(２０)との付着性を増大することができる。
【０１１７】
一実施例において，前記第３のコーティング装置(１７０)は，ロールコーター(Coater)，バー(Bar)コーター，スプレーコーター，及びグラビアコーターからなる群から選択でき，好ましくは前記第１のコーティング装置(１１０)と同一な構成を含むロールコーターであり得る。
【０１１８】
図８は，本発明の別の一実施例による浸漬装置(１８０)をさらに含むPCMカラー鋼板の製造システムを示したものである。
【０１１９】
一実施例において，PCMカラー鋼板の製造システム(１００)は，前記第２のコーティング装置(１６０)の上流に設けられ，前記鋼板(３０)の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する浸漬装置(１８０)をさらに含むことができる。
【０１２０】
前記浸漬装置(１８０)は，前記鋼板(３０)の表面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層(不図示)を形成することで，前記鋼板(３０)の表面に付着した異物を除去させ，前記鋼板(３０)と塗膜層(２０，４０，５０)との間の付着性を向上することができる。
【０１２１】
好ましくは，前記鋼板(３０)をアルカリ脱脂剤で洗浄し，その表面にクロメートを皮膜処理して化成皮膜を形成することができ，家電用に製造するときにノン−クロメート化成皮膜層を形成することもできる。
【０１２２】
PCMカラー鋼板の製造方法１
本発明の別の一態様によると，透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階；前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階；前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを圧着させて前記鋼板と密着する段階；紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階；及び，前記透明フィルムを除去する段階を含む，PCMカラー鋼板の製造方法が提供される。
【０１２３】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含むものであり得る。
【０１２４】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板の一面に貼り合わせる段階の以前に，前記鋼板の一面にポリエステル系塗料組成物をコーティングさせて下塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１２５】
一実施例において，前記下塗り塗膜層の一面に溶剤型のPCM塗料組成物をコーティングさせて中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１２６】
一実施例において，前記下塗り塗膜層を形成する段階の以前に，前記鋼板の一面にクロメート又はノン−クロメート化成皮膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１２７】
一実施例において，前記透明フィルムの背面に紫外線硬化性塗料組成物をコーティングする段階の以後に，前記透明フィルムの背面にコーティングされた前記紫外線硬化性塗料組成物に紫外線を照射して事前硬化(pre−curing)する段階をさらに含むことができる。
【０１２８】
一実施例において，前記コーティングはロールコーティング，バー(Bar)コーティング，スプレーコーティング及びグラビアコーティングからなる群から選択される方法によって遂行され得る。
【０１２９】
一実施例において，前記透明フィルムはポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【０１３０】
一実施例において，前記透明フィルムは物理的に変形されたものであり得，前記透明フィルムは表面にパターンが形成されているものでもあり得る。
【０１３１】
一実施例において，前記紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を硬化させて塗膜を形成する段階は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【０１３２】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物を事前硬化(pre−curing)する段階は，５０mJ/cm2〜４００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【０１３３】
一実施例において，前記中塗り塗膜層を形成する段階の以後にプリント層(不図示)を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１３４】
前記プリント層は，塗膜の表面に平面又は立体柄を具現するための塗膜層を意味するものであって，前記プリント層をさらに含む場合，前記プリント層−前記上塗り塗膜層(２０)の結合によって平面柄−立体柄，又は立体柄−立体柄を含む二重のパターンがカラー鋼板の表面に具現できるため，より華麗で美麗な外観を有する高鮮映性カラー鋼板の製作が可能である。
【０１３５】
このとき，前記プリント層を形成するインクは，アクリル樹脂，ウレタン樹脂，シリコン樹脂，フッ素樹脂，EDPM(Ethylene Propylene Diene Monomer)，ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリ塩化ビニル，塩素化ポリエチレン，PVDF(Polyvinylidenefluoride)，ポリエステル，ポリアミド及びポリメチルメタクリレートなどを含むことができるが，これらに限定されるものではない。
【０１３６】
また，前記インクは塗膜の表面張力を調整するためのレベリング剤，ポッピング性及びチクソトロピック性を調節するための顔料，ワックス，有機溶剤及びフィラーのような添加剤をさらに含むこともでき，これらに限定されるものではない。
【０１３７】
その他，前記紫外線硬化性塗料組成物の組成，塗膜層の形成方法，透明フィルムの種類及びそのタイプに関しては，前述したPCMカラー鋼板の製造システムと同一である。
【０１３８】
PCMカラー鋼板の製造方法２
本発明のまた別の一態様によると，素地鋼板に前処理層を形成する段階；前記前処理層上に下塗り塗膜層を形成する段階；前記下塗り塗膜層上に紫外線硬化性塗料組成物を塗布する段階；塗布された前記紫外線硬化性塗料組成物上に透明フィルムを貼り合わせる段階；貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階；及び，貼り合わされた前記透明フィルムを剥離する段階を含む，PCMカラー鋼板の製造方法が提供される。
【０１３９】
一実施例において，前記紫外線硬化性塗料組成物は，塗料の総重量を基準にウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー４０〜７０重量％，(メタ)アクリレートモノマー１５〜４５重量％，光重合開始剤３.５〜９重量％，及び付着増進剤２〜６重量％を含むものであり得る。
【０１４０】
一実施例において，前記透明フィルムは，ポリメチルメタクリレート(PMMA)，ポリエチレンテレフタレート(PET)，ポリエチレン(PE)，ポリプロピレン(PP)，及びポリスチレン(PS)フィルムから成る群から選択されるものであり得る。
【０１４１】
一実施例において，前記透明フィルムは物理的に変形されたものであり得，前記フィルムは表面にパターンが形成されているものでもあり得る。
【０１４２】
一実施例において，貼り合わされた前記透明フィルム上に紫外線を照射して前記紫外線硬化性塗料組成物を乾燥する段階は，５００mJ/cm2〜３,０００mJ/cm2のエネルギー密度で紫外線を照射して遂行することができる。
【０１４３】
一実施例において，前記下塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記下塗り塗膜層上に中塗り塗膜層を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１４４】
一実施例において，前記中塗り塗膜層を形成する段階の以後に，前記中塗り塗膜層上にプリント層を形成する段階をさらに含むことができる。
【０１４５】
その他，前記紫外線硬化性塗料組成物の組成，塗膜層の形成方法，透明フィルムの種類及びそのタイプに関しては，前述したPCMカラー鋼板の製造システムと同一である。
【０１４６】
実施例１
ロールコーティングでウレタンアクリレート系紫外線硬化性塗料組成物を，厚膜(１０μm〜１２μm)で厚さ１００μmのPETフィルムの背面にコーティングした後，貼り合わせロールを利用して鋼板とPETフィルムを貼り合わせた後，ゴムロールからなる圧着ロールを利用してフィルムを圧着する。そのあと，紫外線を照射して塗膜層を形成した後，フィルム除去ロールを利用してフィルムを除去する。
【０１４７】
実施例２
実施例１と同一であるが，ウレタンアクリレート系紫外線硬化性塗料組成物の厚さを薄膜(４μm〜６μm)でフィルムの背面にコーティングする。
【０１４８】
比較例１
ウレタンアクリレート系紫外線硬化性塗料組成物を厚膜(１０μm〜１２μm)でコーティングロールにつけた後，鋼板の上に塗料組成物をコーティングし，貼り合わせロールを利用して厚さ１００μmのPET透明フィルムを付着する。そのあと紫外線を照射して塗膜層を形成した後，フィルム除去ロールを利用してフィルムを除去する。
【０１４９】
比較例２
ウレタンアクリレート系紫外線硬化性塗料組成物を薄膜(４μm〜６μm)でコーティングロールにつけた後，鋼板の上に塗料組成物をコーティングし，貼り合わせロールを利用して厚さ１００μmのPET透明フィルムを付着する。そのあと紫外線を照射して塗膜層を形成した後，フィルム除去ロールを利用してフィルムを除去する。
【０１５０】
比較例３
鋼板の上にウレタンアクリレート系紫外線硬化性塗料組成物を厚膜(１０μm〜１２μm)でコーティングした後，紫外線照射装置を通過させて塗料組成物を硬化することで塗膜を形成する。
【０１５１】
比較例４
鋼板の上に溶剤型のPCM塗料組成物を使用して焼付炉(２３２℃)を通過させて塗料組成物を硬化することで塗膜を形成する。
【０１５２】
実施例及び比較例に従って製造されたPCMカラー鋼板に対して，工程速度を２０mpm，３０mpm，４０mpm及び５０mpmに調節して表面外観の品質を試験し，その結果は下記の表３〜６の通りである。結果項目のうち，鮮映性はDOIで測定した結果の初期値を示し，０〜１００の範囲を有する。
【０１５３】
【表３】
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【表４】
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【表５】
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【表６】
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【０１５４】
表３〜表６に表わされたように，実施例１及び実施例２に従って塗料組成物がコーティングされた透明フィルムを鋼板に貼り合わせた場合，オレンジピール及びロールマークが除去されて平滑で美麗な表面外観を示し，塗膜層が薄膜である場合，工程速度を増加させても(４０mpm〜５０mpm)優秀な表面外観を得ることができる。一方，塗膜層の厚さが厚膜である場合，薄膜の場合と比較して鋼板表面の鮮映性が多少高く示された。
【０１５５】
反面，比較例１及び比較例２に従って塗料組成物がコーティングされた鋼板に透明フィルムを貼り合わせた場合，ロールマーク及びオレンジピールがほとんど除去されるなど良好な外観を示したが，高い工程速度(４０mpm〜５０mpm)で接地時間が短くなるによって，フィルムと塗膜層の境界部で発生する気泡又は非接着部分によって鋼板表面の鮮映性が多少低く示された。
【０１５６】
また，紫外線硬化性塗料組成物を使用するが，フィルムを貼り合わせていない比較例３と熱硬化性塗料組成物を使用して焼き付けた比較例４の場合，工程速度が低い場合にも製品の表面でロールマーク，オレンジピール，気泡などの多様な不良が見つかっており，鋼板表面の鮮映性が非常に低く示された。
【０１５７】
前述した本発明の説明は例示するためのものであり，本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者は，本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更することなく，別の具体的な形態で容易に変形が可能であることが理解できるはずである。そのため，前述した実施例はすべての面において例示的なものであり，限定的なものではないものと理解すべきである。例えば，単一型で説明されている各構成要素は，分散して実施することもでき，同様に分散しているものと説明されている構成要素も，結合している形態で実施することができる。
【０１５８】
本発明の範囲は，後述する特許請求の範囲によって表わされ，特許請求の範囲の意味及び範囲，そしてその均等概念から導出されるすべての変更或いは変形された形態は，本発明の範囲に含まれるものとして解釈すべきである。
【符号の説明】
【０１５９】
１０:  透明フィルム
２０:  上塗り塗膜層
３０: 鋼板
４０: 下塗り塗膜層
５０: 中塗り塗膜層
１１０: 第１のコーティング装置
１２０: フィルム貼り合わせ装置
１３０: フィルム圧着装置
１４０: 第１の紫外線照射装置
１５０: フィルム除去装置
１６０: 第２のコーティング装置
１７０: 第３のコーティング装置
１８０: 浸漬装置
１９０: 第２の紫外線照射装置
１１１，１２１，１３１，１５１: 上部ロール
１１２，１２２，１３２，１５２: 下部ロール
１１３: 紫外線硬化性塗料組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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