KR100576895B1

KR100576895B1 - 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법

Info

Publication number: KR100576895B1
Application number: KR1020030043103A
Authority: KR
Inventors: 김기전; 김태호; 박상언; 나의전; 김동현
Original assignee: 대원강업주식회사
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2006-05-03
Also published as: KR20050002057A

Abstract

본 발명은 도장 밀착력 향상을 위한 표면처리 방법에 관한 것이며; 그 목적은 금속 표면 도장(특히 자동차 현가장치용 스프링 도장)시 수절건조 단계와 분체도장 단계 사이에 실란처리 단계를 추가하여 도장 밀착력을 더욱 향상시킴으로써 스프링의 내 부식성을 향상시켜 보다 더 안정되고 우수한 도장 품질을 확보할 수 있도록 한 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 금속 표면의 이물질을 제거하기위한 1차 수세 단계(S1)와, 상기 금속 표면을 인산 아연 피막을 형성시키는데 적합한 상태로 만드는 표면조정 단계(S2)와, 상기 금속 표면에 인산 아연 피막처리를 하는 인산 아연 피막처리 단계(S3)와, 상기 인산 아연 피막의 반응 중단을 위해 금속표면을 수세하는 2차 수세 단계(S4)와, 상기 금속 표면을 건조 하는 수절건조 단계(S5)와, 상기 금속 표면에 아미노계 실란을 물에 희석시킨 아미노계 실란용액을 사용하여 실란피막을 형성하도록 하는 실란 처리 단계(S6)와, 상기 금속 표면에 도장을 하는 분체도장 단계(S7)와, 상기 금속 표면의 도장을 건조하는 도장건조 단계(S8)로 구성된 도장 밀착력 향상을 위한 표면처리 방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

실란, 분체도장, 이산아연 피막, 표면조정, 코일 스프링

Description

도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법{Surface Treatment Method for Adhesive Strength Improvement of Painting}

도 1 은 본 발명에 의한 금속 표면 도장처리 단계를 도시한 것이며,

도 2 는 종래의 금속 표면 도장처리 단계를 도시한 것이고,

도 3 은 무기질 재료와 유기질 재료를 결합시키는 실란의 역할을 도식적으로 도시한 것이며,

도 4 는 실란을 스프링에 적용하였을 경우 인산 아연 전처리 피막, 실란, 분체도장 사이의 결합 상태를 도시한 것이고,

도 5 는 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과후의 코일 밑 부분의 상태를 도시한 것이며,

도 6 은 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과 후의 코일 밑부분의 확대도를 도시한 것이고,

도 7 은 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과 후 분체도장을 한 코일 밑 부분의 도막상태를 도시한 것이며,

도 8 은 흰색 수성페인트를 스프레이 분무한 코일스프링과 흰색 수성페인트 를 스프레이분무 하지 않은 코일스프링을 도시한 것이고,

도 9 는 가습기를 사용하여 실란용액을 분무하는 장치를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(S1)(S1')(S4)(S4') : 수세 단계 (S2)(S2') : 표면조정 단계

(S3)(S3') : 인산 아연피막 처리 단계 (S5)(S5') : 수절건조 단계

(S6) : 실란처리 단계 (S7)(S7') : 분체도장 단계

(S8)(S8') : 도장건조 단계

본 발명은 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 표면 도장(특히 자동차 현가장치용 스프링 도장)시 수절건조 단계와 분체도장 단계 사이에 실란처리 단계를 추가하여 도장 밀착력을 더욱 향상시킴으로써 스프링의 내 부식성을 향상시켜 보다 더 안정되고 우수한 도장 품질을 확보할 수 있도록 한 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법에 관한 것이다.

도 2 는 종래의 금속 표면 도장처리 단계를 도시한 것으로서, 일반적으로 금속 표면의 도장처리 방법은 금속표면의 이물질을 제거하기 위한 1차 수세 단계(S1')와, 상기 금속 표면을 표면 조정하는 단계(S2')와, 상기 금속 표면에 인 산아연 피막처리 하는 단계(S3')와, 상기 인산아연 피막의 반응을 중단시키기 위한 2차 수세 단계(S4')와, 상기 금속 표면에 물기를 건조하기 위한 수절 건조 단계(S5')와, 상기 금속 표면에 분체 도장하는 단계(S7')와, 상기 도장된 금속 표면을 건조 시키는 도장 건조 단계(S8')로 구성된다.

상기와 같이 도장 처리된 금속(특히 자동차 현가장치용 스프링)은 반복적으로 압축응력과 인장응력을 받음과 동시에 여러 부식 환경에 노출됨으로써 일반적인 표면 도장으로는 제어하기 어려운 부식이 발생한다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 국내 및 선진 각국에서는 금속 표면(특히 자동차 현가장치용 스프링)과 도막과의 도장 밀착력을 향상시키기 위하여 도장 전처리를 실시하고 있으며, 도장 전처리 종류도 인산철계에서 인산 아연계로 바뀌고 있는 실정이다.

최근에는 고응력 스프링의 사용이 증가되는 추세에 있고, 상기 고응력 스프링의 경우 일반 스프링보다 부식에 민감하여 상기와 같이 인산 아연계 도장 전처리를 실시하여 도장을 하고 있으나, 가혹한 외부 환경에서는 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 금속 표면 도장(특히 자동차 현가장치용 스프링 도장)시 수절건조 단계와 분체도장 단계 사이에 실란처리 단계를 추가하여 도장 밀착력을 더욱 향상시킴으로써 스프링 의 내 부식성을 향상시켜 보다 더 안정되고 우수한 도장 품질을 확보할 수 있도록 하여 가혹한 환경에서도 도장 표면이 박리되지 않도록 하여 금속 표면이 부식되는 현상을 방지할 수 있도록 한 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법을 제공하기 위하여 금속 표면의 이물질을 제거하기위한 1차 수세 단계와, 상기 금속 표면을 인산 아연 피막을 형성시키는데 적합한 상태로 만드는 표면조정 단계와, 상기 금속 표면에 인산 아연 피막처리를 하는 인산 아연 피막처리 단계와, 상기 인산 아연 피막의 반응 중단을 위해 금속표면을 수세하는 2차 수세 단계와, 상기 금속 표면을 건조 하는 수절건조 단계와, 상기 금속 표면에 아미노계 실란을 물에 희석시킨 아미노계 실란용액을 사용하여 실란피막을 형성하도록 하는 실란 처리 단계와, 상기 금속 표면에 도장을 하는 분체도장 단계와, 상기 금속 표면의 도장을 건조하는 도장건조 단계로 구성된 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법을 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 구성에 대해 첨부도면과 연계하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 의한 금속 표면 도장처리 단계를 도시한 것으로서, 그 구성은 금속 표면의 이물질을 제거하기위한 1차 수세 단계(S1)와, 상기 금속 표면을 인산 아연 피막을 형성시키는데 적합한 상태로 만드는 표면조정 단계(S2)와, 상기 금속 표면에 인산 아연 피막처리를 하는 인산 아연 피막처리 단계(S3)와, 상기 인 산 아연 피막의 반응 중단을 위해 금속표면을 수세하는 2차 수세 단계(S4)와, 상기 금속 표면을 건조 하는 수절건조 단계(S5)와, 상기 금속 표면에 아미노계 실란을 물에 희석시킨 아미노계 실란용액을 사용하여 실란피막을 형성하도록 하는 실란 처리 단계(S6)와, 상기 금속 표면에 도장을 하는 분체도장 단계(S7)와, 상기 금속 표면의 도장을 건조하는 도장건조 단계(S8)로 구성된다.

상기 아미노계 실란은 H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃이다.

상기 실란 처리 방법은 스프레이 분무 방법을 사용한다.

상기 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃) 용액 농도는 0.5% 내지 5% 사이인 것을 사용한다.

또한, 상기 실란 처리 시간은 5초 내지 20초 사이 동안에 스프레이를 사용하여 분무한다.

상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 무기질 재료와 유기질 재료를 결합시키는 실란의 역할을 도식적으로 나타낸 것이며, 도 4 는 실란을 금속 표면에 적용하였을 경우 인산 전 처리 피막, 실란, 분체도료 사이의 결합 상태를 도식적으로 나타낸 것으로서, 실란 결합제의 주성분인 실린콘(Si)은 4가 원소로써 2개 이상의 다른 반응기를 갖고 있기 때문에 서로 친화성이 없어 결합시키기 어려운 무기질 재료(유리, 금속, 모래 등)와 유기질 재료(에폭시 수지, 각종 합성수지)를 결합시키는 중개역으로서 탁월한 접착효과 를 나타낸다.

또한 금속 표면(특히 자동차 현가장치용 스프링)의 경우 무기질 재료인 인산 아연 전 처리 피막과 유기질 재료인 에폭시 분체도료 사이의 접착성(밀착성)을 증대시켜 준다. 따라서 가혹한 환경에서도 분체도료와 아연 전 처리 피막 사이의 접착성(밀착성)이 큼으로써 도장면의 박리 현상이 현저하게 저하된다.

후술되는 실시예 1과 비교예 1을 비교하면 알 수 있듯이 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)을 물에 희석시킨 실란용액을 사용하여 실란처리를 한 후 분체 도장을 한 코일 스프링 보다 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 에탄올에 희석시킨 실란용액을 사용하여 실란처리를 한 후 분체 도장을 한 코일 스프링의 도장 밀착력이 다소 우수하다.

또한, 후술되는 실시예 1과 비교예 2를 비교하면 알 수 있듯이 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)을 물에 희석시킨 실란 용액을 사용하여 실란처리를 한 후 분체 도장을 한 코일 스프링이 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 pH를 5로 조정한 물에 희석시킨 실란용액을 사용하여 실란처리를 한 후 분체 도장을 한 코일 스프링 보다 도장 밀착력이 다소 우수하다.

상기 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)을 물에 희석시킨 실란용액과 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 에탄올에 희석시킨 실란용액 및 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 pH를 5로 조정한 물에 희석시킨 실란용액 중 특별히 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)을 물에 희석시킨 실란용액으로 실란처리 를 하는 이유는 다음과 같다.

즉, 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 에탄올에 희석시킨 실란용액을 사용하여 실란처리를 한 후 분체도장을 한 경우가 도장 밀착력이 가장 우수하나 에탄올이 쉽게 증발하기 때문에 현장에서 장시간 사용 시에는 농도 조절이 어렵다는 문제점이 있으며, 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 pH를 5로 조정한 물에 희석시킨 실란용액은 농도 조절은 용이하나 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH ₂CH₃)₃)을 물에 희석시킨 실란용액을 사용한 것보다 도장 밀착력이 다소 떨어짐으로써 실란처리는 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃) ₃)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

도 5 는 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과후의 코일 밑부분의 상태를 도시한 것이며, 도 6 은 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과 후의 코일 밑부분의 확대도를 도시한 것이고, 도 7 은 디핑타입으로 실란처리 후 수절 건조로 통과 후 분체도장을 한 코일 밑부분의 도막상태를 도시한 것으로서, 실란처리 방법으로써 디핑타입을 선택할 경우에는 도 5와 도 6 에 도시된 바와 같이 코일 밑부분에 물방울이 맺히며, 상기와 같이 물방울이 맺힌 코일 밑부분은 증발하고 난 후에 다른 부위에 비하여 실란양이 상당히 많아지기 때문에 도장 후에 도 7에 도시된 바와 같이 코일 밑부분에 광택이 발생하는 등의 도장 불량이 발생하게 되며, 가습 분무식으로 실란처리를 할 경우에는 스프레이 분무식으로 실란처리를 할 때 보다 스프링 표면에 실란용액을 골고루 분사하는 시간이 오래 걸리기 때문에 스프레이 분무식과 같은 시간으로 실란처리를 하면 실란용액이 스프링 표면에 골고루 분 사되지 않아 도장 밀착력이 다소 저하되는 문제점이 있어 생산라인에 적용하기에는 다소 무리가 따름으로써 실란처리 방법에는 스프레이 분무식을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

실란용액의 농도는 아미노계 실란용액을 사용할 경우에는 후술되는 실시예 1을 살펴보면 알 수 있듯이 실란농도 0.5% ~ 1% 사이에서 도장 밀착력이 가장 우수하며, 글리시독시(Glycidoxy)계 실란용액을 사용할 경우에는 후술되는 비교예 1을 살펴보면 알 수 있듯이 실란농도 5%에서 도장 밀착력이 가장 우수함으로써 실란용액의 실란농도는 0.5% ~ 5% 사이로 하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 실란 처리 시간은 후술되는 실시예 2를 살펴보면 알 수 있듯이 스프레이 분무를 시작한 후 5초 경과하면 스프링 표면 전체에 골고루 분사되며 스프레이 분무를 시작한 후 20초 이상이 되면 스프링에 물방울이 맺히기 시작됨으로써 실란용액의 스프레이 분무 시간은 5초 내지 20초 사이로 하는 것이 가장 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃) ₃)을 물에 희석하여 제조한 농도가 0.5%인 실란용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 1)과 농도가 1%인 실란용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 2) 및 농도가 2%인 실란용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 3)의 도장 밀착력 시험을 하였다.

상기와 같이 실란 처리된 스프링의 중간권부에 해당하는 부분을 반 권정도 절단한 후 절단된 스프링의 선간부에 2mm 간격으로 5×5개의 바둑판무늬를 새겨 놓고 염수 분무 시험을 하였다.

즉, 5% NaCl을 4시간 동안 염수분무하고 60°의 온도로 1시간 동안 건조를 하며, 95%의 습도와 60°의 온도로 2.5시간 동안 습윤을 하였다.

상기 염수분무 과정 2회 반복이 1사이클이며, 1사이클 종료 시마다 테이프 박리 시험을 하였다.

또한, 박리율(%)은 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분		실란 농도	마쯔다 염수분무 누적 박리율
구분		실란 농도	최초박리	최종박리
아미노계 실란 (SA 0750) (실란 + 물)	샘플 1	0.5%	8차 4.4%	10차 40%
	샘플 2	1%	8차 4%	10차 40%
	샘플 3	2%	7차 13%	10차 73%

표 1은 아미노계 실란 농도에 따른 최초 및 최종 박리 차수와 박리율을 나타낸 것임. 상기 표 1에서 보는 바와 같이 실란 농도에 따른 최초 및 최종 박리차수 및 박리율을 살펴보면 실란 농도가 0.5%인 실란용액으로 실란처리를 한 샘플 1의 최초 박리가 8차에 시작됐으며 박리율은 4.4%로 나타났다. 또한 최종박리는 10차에 40%로 나타난다.

상기 실란 농도가 1%인 실란용액으로 실란처리를 한 샘플 2의 최초 박리는 8 차에 4%로 나타났으며, 최종박리는 10차에 40%로 나타난다.

또한, 실란농도가 2%인 실란용액으로 실란처리를 한 샘플 3에서는 최초 박리가 7차에 13%가 이루어졌으며, 최종박리는 10차에 73%가 이루진다.

즉, 상기 샘플 1과 샘플 2 및 샘플 3의 최초박리와 최종박리를 살펴보면 샘플1과 샘플 2에서의 박리율은 거의 비슷하게 나타나며, 샘플 3에서 박리율이 증가하는 것을 볼 수 있다.

실시예 2

실란 용액이 스프링에 골고루 분사되는 것을 확인하기 위해서 도장 까지 완료된 스프링에 흰색 수성페인트로 스프레이 분무하였다.

상기 흰색 수성페인트의 스프레이 분무는 스프링 측면에서 스프링 기준으로 앞부분 30°방향에서 스프링을 향해 분무하고, 뒷부분 30°방향에서 동시에 스프링을 향해 분무한다. 또한 스프링에 흰색 수성페인트를 골고루 분무하기 위하여 스프링의 측면에서 스프레이건을 코일 스프링 제일 밑부분 권수 높이에 맞추어 위쪽을 향해 분무함과 동시에 스프링의 제일 윗부분 권수 높이에 맞추어 아래쪽을 향해 흰색 수성페인트를 분무하며, 스프링 양쪽 측면에서 동시에 스프레이 분무하기 위해서는 스프링 앞부분, 뒷부분, 밑부분, 윗부분에 총 8개의 스프레이건을 설치하여 흰색 수성페인트를 스프레이 분무한다.

또한, 스프링과 스프레이건 사이의 거리를 50cm 로 한다.

상기와 같이 조건하에 스프링에 흰색 수성페인트를 스프레이 분무한 결과 5 초경과시에 최초로 스프링전체에 흰색 수성페인트가 골고루 분사되며, 스프레이 분무 시간이 20초 이상 경과가 되면 스프링에 물방울이 맺히기 시작하였다.

도 8은 7초 동안 흰색 수성페인트를 분사한 스프링과 흰색 수성페인트를 분사하지 않은 스프링을 도시한 것으로서, 도 8의 상부에 위치한 스프링은 흰색 수성페인트를 7초 동안 스프레이 분사한 것이며, 하부의 스프링은 흰색 수성페인트를 분사하지 않은 것이다.

상기 도 8에서 나타난 바와 같이 흰색 수성페인트를 7초 동안 스프레이 분사한 스프링은 표면에 흰색 수성페인트가 골고루 분사된 것을 확인할 수 있다.

실시예 3

인산 아연계 전 처리 상태가 양호한 각각의 고응력재 코일 스프링에 아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)을 물에 희석하여 제조한 실란농도가 0.5%인 실란 용액을 10초 동안 스프레이 분사한 후 분체 도장을 한 제품(샘플 4)과 실란 농도가 1%인 실란 용액을 15초 동안 스프레이 분사한 후 분체 도장을 한 제품(샘플 5) 및 실란 농도가 1%인 실란 용액을 10초 동안 스프레이 분사한 후 분체 도장을 한 제품(샘플 6)의 도장 밀착력 시험을 한다.

실란 용액의 스프레이 분사 조건은 상기 실시예 2와 동일하다.

또한, 염수 분무 시험조건 및 박리시험 조건은 상기 실시예 1과 동일하다.

박리율(%)는 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분

실란농도

처리시간

1차

2차

3차

4차

5차

6차

7차

8차

9차

10차

비고

스 프 레 이 분 무 실 란 처 리

샘플 4

0.5%

10초

박리 없음

s/p 1개 장착

샘플 5

1%

15초

박리 없음

s/p 1개 장착

샘플 6

1%

10초

박리 없음

s/p 2개 장착

표 2는 스프레이 분무식으로 실란 처리한 스프링 표면의 박리상태를 나타낸 것이다. 상기 표 2를 살펴보면 실란 농도가 0.5%인 실란 용액을 10초 동안 스프레이 분무한 후 분체 도장을 한 샘플 4와 실란 농도가 1%인 실란 용액을 스프레이 분무한 후 분체 도장을 한 샘플 5 및 실란 농도가 1%인 실란 용액을 10초 동안 스프레이 분무한 후 분체 도장을 한 샘플 6 모두가 10차에 걸친 테이프 박리 시험을 한 결과 전혀 박리현상이 발생하지 않았다.

비교예 1

글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 에탄올에 희석하여 제조한 실란농도 2% 인 실란 용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 7)과 실란 농도가 5%인 실란 용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체도장을 한 고 응력재 코일 스프링(샘플 8) 및 실란 농도가 10%인 실란 용액을 사용하여 디핑타입으로 실란처리한 후 분체조장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 9)에 도장 밀착력 시험을 하였다.

염수 분무 시험조건 및 박리시험 조건은 상기 실시예 1과 동일하다.

박리율(%)은 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분		실란 농도	마쯔다 염수분무 누적 박리율
구분		실란 농도	최초박리	최종박리
글리시독시(Glycidoxy)계 실란 (글리모(GLYMO)) (실란 + 에탄올)	샘플 7	2%	8차 13%	9차 30%
	샘플 8	5%	9차 1%
	샘플 9	10%	9차 2%

표 3은 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 에탄올로 희석시킨 실란 농도에 따른 최초 및 최종 박리 차수와 박리율을 나타낸 것임. 상기 표 3에서 보는 바와 같이 실란농도가 5%인 샘플 8에서 박리율이 최소를 나타내며 실란농도 10%인 샘플 9에서는 박리율이 증가하는 것을 볼 수가 있다.

상기 실시예 1을 살펴보면 샘플 1에서 최초 박리가 8차에 4.4% 발생을 하고, 샘플 2의 최초 박리는 8차에 4% 발생하며, 샘플 3은 최초 박리가 7차에 13% 발생한다.

그러나 상기 비교예 1을 살펴보면 샘플 7은 최초박리가 8차에 13% 발생하고, 샘플 8은 최초박리가 9차에 1% 발생하며, 샘플 9는 최초박리가 9차에 2% 발생한다.

즉, 상기 비교예 1과 실시예 1을 비교하여 보면 비교예 1이 실시예 1에 비해 밀착력이 다소 우수하다.

비교예 2

글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 빙초산으로 pH를 5로 조정한 물에 희석하여 제조한 실란농도가 2%인 실란용액에 디핑타입으로 실란 처리한 후 분체 도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 10)과 실란 농도가 5%인 실란용액에 디핑타입으로 실란 처리한 후 분체 도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 11) 및 실란 농도가 10%인 실란용액에 디핑타입으로 실란 처리한 후 분체 도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 12)을 도장 밀착력 시험을 하였다.

염수 분무 시험 조건은 및 박리시험 조건은 상기 실시예 1과 동일하다.

박리율(%)는 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분		실란 농도	마쯔다 염수분무 누적 박리율
구분		실란 농도	최초박리	최종박리
글리시독시(Glycidoxy)계 실란 (SG 6720) (실란 + pH 조정 물(빙초산으로 물의 pH를 5로 조정))	샘플 10	2%	7차 9%	9차 45%
	샘플 11	5%	7차 6%	9차 36%
	샘플 12	10%	4차 3%	9차 74%

표 4는 글리시독시(Glycidoxy)계 실란을 빙초산으로 pH를 5로 조정한 물에 희석시킨 실란 농도에 따른 최초 및 최종 박리 차수와 박리율을 나타낸 것임. 상기 표 4에서 보는 바와 같이 실란농도 2%인 샘플 10에서는 최초박리 차수가 7차이며 박리율이 9%이고 최종박리는 9차에 박리율 45% 발생하며, 실란농도 5%인 샘플 11에서는 최초박리 차수가 7차이며 박리율이 6%이고 최종박리는 9차에 박리율 36% 발생하고, 실란농도 10%인 샘플 12에서는 최초박리 차수가 4차이며 박리율이 3%이고 최종박리는 9차에 박리율 74% 발생한다.

상기 실시예 1과 비교예 2를 비교해보면 최초 박리율이 비교예 2가 비교적 높게 나타날 뿐만 아니라 최종박리도 먼저 일어나며 그 박리율도 높게 나타난다.

비교예 3

아미노계 실란(H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃) ₃)을 물에 희석하여 제조한 실란 농도 0.5%인 실란용액으로 도 9와 같이 투명 아크릴 시험통을 제작하여 스프링 옆에서 가습기로 실란 농도 0.5%인 실란 용액을 가습분무 하되, 가습분무 시간은 10초로 하여 실란 처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일스프링(샘플 13)과 20초 동안 가습분무를 한 것을 제외하고 샘플 13과 동일하게 실란 처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일스프링(샘플 14) 및 실란농도 1%인 실란용액을 사용한 것을 제외하고 샘플 13과 동일하게 실란 처리한 후 분체도장을 한 고응력재 코일 스프링(샘플 15)을 도장 밀착력 시험을 하였다.

박리율(%)은 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분

실란농도

처리시간

1차

2차

3차

4차

5차

6차

7차

8차

9차

10차

가 습 상 태 실 란 처 리

샘플 13

0.5%

10초

박리 없음

28% 박리

35% 박리

39% 박리

샘플 14

1%

15초

박리 없음

12% 박리

18% 박리

22% 박리

샘플 15

1%

10초

박리 없음

4% 박리

10% 박리

15% 박리

표 5는 가습방식으로 실란처리 한 스프링 표면의 박리상태를 나타낸 것이다.상기 표 5에서 나타난 바와 같이 비교예 3의 샘플 13과 샘플 14 및 샘플 15는 8차에서 최초 박리가 시작되며, 박리율은 각각 28%, 12%, 4% 발생하며, 10차에서의 최종 박리율은 각각 39%, 22%, 15% 발생한다.

상기 실시예 3과 비교예 3을 비교해보면 상기 실시예 3은 10차까지도 박리 현상이 발생하지 않음으로 비교예 3에 비해 도장 밀착력이 다소 우수한 것을 알 수 있다.

비교예 4

인산 아연계 전 처리 후 실란처리 없이 바로 분체도장을 한 고응력재 스프링을 도장 밀착력 시험을 하였다.

염수 분무 시험조건 및 박리시험 조건은 상기 실시예 1 과 동일하다.

박리율(%)는 1~10차까지 순차적으로 누적 박리된 %이다.

구분		1차	2차	3차	4차	5차	6차	7차	8차	9차	10차
실 란 처 리 무	비교 예4	박리 없음	박리 없음	박리 없음	박리 없음	박리 없음	박리 없음	8% 박리	20% 박리	37% 박리	58% 박리

표 6은 실란처리를 하지 않은 종래의 코일스프링의 박리율을 나타낸 것임. 상기 표 6은 실란처리를 하지 않은 종래의 코일 스프링의 박리율을 나타낸 것으로서, 표 6에서 보는 바와 같이 비교예 4는 7차에 최초로 8%의 박리가 시작하여 10차에는 58%까지 박리가 된다.

상기 실시예 3과 비교예 4를 비교하면 실시예 3은 10차에도 전혀 박리현상이 발생하지 않음으로 비교예 4에 비해 도장 밀착력이 월등하게 우수하다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 금속 표면 도장(특히 자동차 현가장치용 스프링 도장)시 수절건조 단계와 분체도장 단계 사이에 실란처리 단계를 추가하여 도장 밀착력을 더욱 향상시킴으로써 스프링의 내 부식성을 향상시켜 보다 더 안정되고 우수한 도장 품질을 확보할 수 있도록 하며, 가혹한 환경에서도 도장 표면이 박리되지 않도록 하여 금속 표면이 부식되는 현상을 방지함으로써 금속(특히 자동차 현가장치용 스프링)의 수명을 연장시킬 수 있도록 하여 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

금속 코일 스프링의 도장 방법에 있어서,

상기 금속 코일 스프링 표면의 이물질을 제거하기 위한 1차 수세 단계(S1);

상기 1차 수세된 금속 코일 스프링의 표면을 인산 아연 피막을 형성시키는데 적합한 상태로 만드는 표면조정 단계(S2);

상기 금속 코일 스프링을 인산 아연 속에 침지하여 금속 코일 스프링 표면에 인산 아연 피막을 형성하는 인산 아연 피막 처리 단계(S3);

상기 인산 아연 피막의 계속적인 반응의 중단을 위해 금속 코일 스프링 표면을 수세하여 금속 코일 스프링과 반응하고 남은 인산 아연을 제거하는 2차 수세 단계(S4);

상기 인산 아연 피막이 형성된 금속 코일 스프링을 고온으로 가열하여 금속 코일 스프링의 표면을 건조하는 수절건조 단계(S5);

상기 건조된 고온 상태의 금속 코일 스프링의 표면에 농도가 0.5% 내지 5%가 되도록 H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃을 물에 희석시킨 아미노계 실란 용액을 5초 내지 20초간 스프레이 분무하여 금속 코일 스프링의 표면에 아미노계 실란 용액이 도포되는 즉시 금속 코일 스프링으로부터 발열되는 고온의 열에 의해 건조되게 함으로써 도포된 아미노계 실란 용액이 중력에 의해 흘러내려 금속 코일 스프링의 하부면에 집중되는 현상 없이 균일한 실란피막을 형성하도록 하는 실란 처리 단계(S6);

상기 실란피막이 형성된 금속 코일 스프링 표면에 도장을 하는 분체도장 단계(S7); 및

상기 금속 표면의 도장을 건조하는 도장건조 단계(S8)로 구성된 도장 밀착력 향상을 위한 표면 처리 방법.
삭제
삭제
삭제
삭제