KR100681672B1 - 표면처리 장치 및 표면처리 방법 - Google Patents

Abstract

차량부품 등의 난접착성 기재에 대한 접착, 인쇄, 도장(塗裝) 등을 용이하게 실시하기 위한 표면처리 장치 및 난접착성 기재에 대한 표면처리 방법을 제공한다.

그 때문에, 화염발생부와 기재처리부를 포함하는 표면처리 장치 및 그것을 사용한 표면처리 방법에 있어서, 화염발생부는 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염을 분사시키기 위한 연료탱크 및 분사장치를 구비하고 있으며, 기재처리부는 난접착성 기재를 고정시키는 동시에 표면처리 전후에 난접착성 기재를 소정의 수평축을 중심으로 회전이동시키기 위한 반전 테이블을 구비하고 있다.

표면처리, 화염발생부, 기재처리부, 실란 화합물, 난접착성 기재, 반전 테이블, 분사장치

Description

표면처리 장치 및 표면처리 방법{Surface treatment apparatus and surface treatment method}

본 발명은 표면처리 장치 및 표면처리 방법에 관한 것으로, 특히 차량부품 등의 난접착성 기재에 대한 표면처리 장치 및 표면처리 방법에 관한 것이다.

차량부품 등에 실리콘 수지, 불소 수지, 폴리에틸렌 수지, 우레탄 수지 등의 난접착성 재료가 많이 사용되고 있지만, 이들 난접착성 재료로 된 난접착성 기재 등의 표면은 소수성이나 발수성(撥水性)인 것이 많아 다른 부재의 접착, 인쇄, 자외선 도장(塗裝) 등의 표면처리가 일반적으로 곤란하다. 특히, 이들 난접착성 재료를 입체가공한 경우나 발포시킨 경우에는 난접착성 기재의 표면구조가 복잡하고 또한 평활하지 않아, 다른 부재와의 접착 등이 곤란하다고 하는 문제가 보였다.

따라서, 이러한 난접착성 재료로 된 난접착성 기재의 표면특성을 개질하는 방법으로서 예를 들면, 침지(浸漬) 장치나 스프레이 장치를 사용하여 프라이머 처리를 행하거나, 실란 커플링제나 티탄 커플링제 등을 표면에 도포하는 것이 행해지고 있다.

그러나, 소정의 개질 효과를 얻기 위해서는, 비교적 다량의 프라이머나 실란 커플링제 등을 필요로 하고, 또한 특정 처리설비를 필요로 할 뿐만 아니라 처리시간이 길게 걸리는 등의 제조공정상의 문제점이 보였다.

따라서, 프라이머 처리나 커플링제 처리를 대신하는 난접착성 기재의 표면개질 방법으로서, 자외선 조사법, 코로나방전 처리, 플라즈마 처리, 표면감응기 부여법, 표면광 그래프트법, 샌드 블래스트법, 용제 처리, 크롬산혼액 처리 등의 각종 표면개질 방법이 검토되고 있다.

예를 들면, 일본국 특개평5-68934호 공보에는, 소수성 플라스틱의 표면에 대해서 합성석영제 고압 수은램프를 사용해 자외선을 조사(照射)하여 도장의 젖음성 및 밀착성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 미국특허 No.5098618에 의하면, 혼합가스하에서, 소수성 플라스틱의 표면에 대해서 185 nm 및 254 nm의 파장을 가지는 자외선을 선택적으로 조사(照射)하여 도장의 젖음성 및 밀착성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특개평10-67869호 공보에는, 젖음성이 결여된 플라스틱 표면에 기체를 내뿜으면서 고전압 펄스에 의하여 코로나 처리를 행하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특개평8-109228호 공보에는, 염색성을 향상시키기 위해 폴리올레핀 수지 등의 표면에 오존 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 고압방전 처리, 자외선 조사 등의 표면 활성화 처리를 행한 후, 비닐 단량체를 그래프트하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들 표면개질 방법에서는 표면특성의 개질이 불충분할 뿐만 아니라, 작업환경이 오염된다, 위험하다 등의 환경상의 문제점, 물세척이나 폐액처리 등이 필요해지는 등의 작업상의 문제점 및 설비가 대규모, 고가(高價)라는 경제상의 문제점도 보였다.

한편, 간편하고 값이 싼 표면개질 방법으로서, 난접착성 기재의 표면을 화염처리하는 것도 생각할 수 있지만, 젖음지수나 접촉각으로 대표되는 표면특성의 개질이 불충분할 뿐만 아니라 효과가 장기간 지속하지 않는다는 문제점이 보였다. 더욱이, 일본국 특개평9-124810호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 난접착성 기재의 표면을 화염처리하는 경우에 열변형이 생기기 쉽다고 하는 문제점이 보였다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 DE0010019926A1공보에 개시되어 있는 바와 같이 버너를 사용하여, 주로 금속이나 유리제품의 고체기체(基體)의 표면에 대해서 적어도 1회의 산화염(酸化炎)처리로 상기 표면을 변성하는 공정과, 적어도 1회의 규산화염(硅酸化炎)처리로 상기 표면을 변성하는 공정을 포함하는 고체기체 표면의 변성방법을 제안하고 있다. 이러한 고체기체 표면의 변성방법에 의하면, 고체기체의 표면을 확실하게 변성처리할 수 있고, 인쇄용 잉크나 자외선 경화형 도료 등을 강고하게 접착할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 개시된 고체기체 표면의 변성방법은 실란 화합물로서 비점이 높은 테트라메톡시실란(비점: 122℃) 등의 알콕시실란 화합물을 단독 사용하고 있었기 때문에, 이러한 알콕시실란 화합물을 다량으로 공기 등과 혼합하는 경우에 일부 불완전 연소되기 쉬워지는 현상이 보였다. 또한, 규산화염처리 전에 별도의 산화염처리 공정을 포함하기 때문에 고체기체 표면에 대해서 보다 우수한 변성 효과가 얻어지지만, 그 만큼 처리시간이 길게 걸린다고 하는 문제가 보였다.

따라서, 본 발명자들은 예의 노력한 결과, 반전(反轉) 테이블을 이용하는 동시에 실란 화합물을 포함하는 연료가스에 유래한 화염처리를 행함으로써, 차량부품 등의 대형 난접착성 기재에 대해서 지극히 신속하고 효율적으로 표면처리를 행할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 차량부품 등의 난접착성 기재에 대해서 신속하고 효율적으로 표면처리를 행하고, 그 위에 발포층이나 쿠션층(중간층), 더 나아가서는 장식층을 강고하게 접착할 수 있는 표면처리 장치 및 표면처리 방법을 제공하는 데 있다.

발명의 개시

[1] 본 발명에 의하면, 화염발생부와 기재처리부를 포함하는 난접착성 기재용 표면처리 장치에 있어서, 화염발생부는 실란 화합물을 포함한 연료가스를 공급하기 위한 연료탱크 및 그 연료가스에 유래한 화염을 분사시키기 위한 분사장치를 구비하고 있으며, 기재처리부는 난접착성 기재를 고정시키는 동시에 표면처리 전후에 해당 난접착성 기재를 소정의 수평축을 중심으로 회전이동시키기 위한 반전 테이블을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치가 제공된다.

[2] 또한, 본 발명의 표면처리 장치를 구성하는 데 있어서, 반전 테이블은 실질적으로 평판상으로서 그 양면에 고정구를 구비하고 있어, 해당 고정구에 의하여 난접착성 기재를 고정하는 것이 바람직하다.

[3] 또한, 본 발명의 표면처리 장치를 구성하는 데 있어서, 반전 테이블의 연직방향에 대한 각도를 조정하기 위한 각도조정 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

[4] 또한, 본 발명의 표면처리 장치를 구성하는 데 있어서, 화염발생부 및 기재처리부는 상자체(筐體) 내부에 실질적으로 수용되어 있는 동시에, 반전 테이블이 해당 상자체의 일부를 구성하는 것이 바람직하다.

[5] 또한, 본 발명의 표면처리 장치를 구성하는 데 있어서, 화염발생부의 위치를 제어하기 위한 서보모터(servomotor)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

[6] 또한, 본 발명의 표면처리 장치를 구성하는 데 있어서, 난접착성 기재의 형상을 미리 기억하고, 그 기억한 형상에 관한 정보를 토대로 화염발생부의 위치를 이동시키기 위한 제어장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

[7] 또한, 본 발명의 다른 태양은, 화염발생부와 기재처리부를 포함하는 표면처리 장치를 사용한 표면처리 방법에 있어서, 화염발생부로부터 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염을 분사시키는 공정, 기재처리부에 있어서 난접착성 기재를 반전 테이블에 고정시킨 상태에서 화염을 조사하는 공정 및 해당 반전 테이블을 소정의 수평축을 중심으로 회전시킨 후, 표면처리된 난접착성 기재를 꺼내는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 방법이다.

[8] 또한, 본 발명의 표면처리 방법을 실시하는 데 있어서, 난접착성 기재가 올레핀 수지, 우레탄 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 또는 폴리에스테르 수지 중 적어도 하나의 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 표면처리 장치를 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 표면처리 장치에 의한 표면처리 방법을 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 표면처리 장치의 화염발생부를 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

도 4는 인 프론트 패널의 사시도이다.

도 5는 문의 사시도이다.

도 6은 시트의 사시도이다.

도 7은 콘솔박스의 사시도이다.

도 8은 문에 장착하는 내장재의 사시도이다.

도 9는 범퍼의 사시도이다.

도 10은 오너먼트의 사시도이다.

도 11은 장식부재(裝飾部材)를 슬러쉬 파우더 성형하는 방법을 설명하기 위해 제공하는 도면이다(그의 1).

도 12는 장식부재를 슬러쉬 파우더 성형하는 방법을 설명하기 위해 제공하는 도면이다(그의 2).

도 13은 본 발명의 표면처리 장치를 사용한 입체적 장식체의 제조방법을 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

도 14는 입체적 장식체를 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

도 15는 입체적 장식체를 작성할 때의 장식부재의 적층방법을 설명하기 위해 제공하는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 표면처리 장치 및 표면처리 방법에 관한 적합한 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.

[제1 실시형태]

제1 실시형태는 도 1 및 도 2에 예시되는 바와 같이 화염발생부와 기재처리부를 포함한 표면처리 장치(10)으로서, 화염발생부는 실란 화합물을 포함한 연료가스를 공급하기 위한 연료탱크(9) 및 그 연료가스에 유래한 화염(8)을 분사시키기 위한 분사장치(12)를 구비하고 있고, 기재처리부는 난접착성 기재를 고정시키는 동시에 표면처리 전후에 난접착성 기재를 소정의 수평축(20)을 따라 회전이동시키기 위한 반전 테이블(18)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치(10)이다.

1. 화염발생부

도 2에 나타내는 바와 같이, 화염발생부는 실란 화합물을 저장하기 위한 저장탱크(9)나 제어장치를 포함하는 저장부, 연료가스를 이송하기 위한 이송관(7)을 포함하는 이송부, 연료가스의 화염(8)을 내뿜기 위한 분사장치(12)를 포함하는 분사부 및 해당 분사장치(12)의 위치를 적당히 이동시키기 위한 구동장치(13)을 포함하는 구동부로 된 구성인 것이 바람직하다.

(1) 저장탱크

도 3에 나타내는 바와 같이, 화염발생부는 가열수단(36)을 가지고, 실란 화합물(34)를 저장하기 위한 제1 저장탱크(32)와 압축공기 등의 인화성가스를 저장하기 위한 제2 저장탱크(도시하지 않는다)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 예에서는 제1 저장탱크(32)의 아래쪽에 히터나 전열선 또는 열교환기에 접속된 가열판 등으로 된 가열수단(36)을 구비하고 있어, 상온, 상압상태에서는 액상의 실란 화합물(34)를 기화시키는 것이 바람직하다.

그리고, 난접착성 기재를 표면처리할 때에는, 가열수단(36)에 의하여 제1 저장탱크(32) 내의 실란 화합물(34)를 소정 온도로 가열하여 기화시킨 상태에서, 인화성가스(공기 등)와 혼합하여 연소가스로 하는 것이 바람직하다.

또한, 연소가스 중의 실란 화합물의 함유량은 지극히 중요하기 때문에, 해당 실란 화합물의 함유량을 간접적으로 제어하기 위해 제1 저장탱크(32)에 압력계(또는 액면의 레벨계)(38)을 설치하여 실란 화합물의 증기압(또는 실란 화합물량)을 모니터하는 것이 바람직하다.

더욱이, 연료가스의 일부에 실란 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는데, 사용하는 실란 화합물의 비점(대기압하)을 10~100℃ 범위내의 값으로 하는 것이 바 람직하다.

그 이유는, 이러한 실란 화합물의 비점이 10℃ 미만의 값이면 휘발성이 심해서 취급이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 실란 화합물의 비점이 100℃를 초과하면 공기 등의 인화성가스나 조연제(助燃劑)와의 혼합성이 현저하게 저하되어 실란 화합물이 불완전 연소되기 쉬워져, 난접착성 기재의 표면개질이 불균일해지거나 장시간에 걸쳐 개질 효과를 지속시키는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 실란 화합물의 비점을 15~80℃ 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 20~60℃ 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 이러한 실란 화합물의 비점은 실란 화합물 자체의 구조를 제한하는 것으로도 조정할 수 있지만, 그 밖에 비교적 비점이 낮은 알킬실란 화합물 등과 비교적 비점이 높은 알콕시실란 화합물 등을 적당히 혼합 사용하는 것으로도 조정할 수 있다.

또한, 실란 화합물의 종류에 대해서도 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 알킬실란 화합물이나 알콕시실란 화합물 또는 그 변성물을 들 수 있다.

또한, 이들 화합물 중 알킬실란 화합물은 일반적으로 비점이 낮은 것이 많아 가열에 의하여 용이하게 기화되고, 공기 등과 균일하게 혼합할 수 있기 때문에 바람직한 실란 화합물이다.

이러한 알킬실란 화합물의 적합예로서는 테트라메틸실란, 테트라에틸실란, 1,2-디클로로 테트라메틸실란, 1,2-디페닐 테트라메틸실란, 1,2-디클로로 테트라에 틸실란, 1,2-디페닐 테트라에틸실란, 1,2,3-트리클로로 테트라메틸실란, 1,2,3-트리페닐 테트라메틸실란, 디메틸디에틸 테트라실란 등의 1종류 단독 또는 2종류 이상의 조합을 들 수 있다.

더욱이, 이와 같은 알킬실란 화합물 중 테트라메틸실란 및 테트라에틸실란은 특히 비점이 낮아 공기 등과 용이하게 혼합되기 때문에 바람직한 실란 화합물이며, 1,2-디클로로 테트라메틸실란 등의 할로겐화 실란 화합물은 표면개질 효과가 특히 우수하기 때문에 바람직한 실란 화합물이다.

또한, 상술한 화합물 중 알콕시실란 화합물은 그 에스테르 구조에 기인하고 일반적으로 비점이 높은 것이 많지만, 그 비점이 10~100℃ 범위내인 한, 난접착성 기재에 대해서 보다 우수한 표면개질 효과를 발휘할 수 있기 때문에 바람직한 실란 화합물이다.

또한, 실란 화합물의 평균분자량을 질량스펙트럼 측정에 있어서 50~1,000 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 실란 화합물의 평균분자량이 50 미만이 되면, 휘발성이 높아 취급이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 실란 화합물의 평균분자량이 1,000을 초과하면, 가열에 의하여 기화되고 공기 등과 용이하게 혼합하는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 실란 화합물의 평균분자량을 질량스펙트럼 측정에 있어서, 60~500 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 70~200 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 실란 화합물의 액체상태에서의 밀도를 0.3~0.9 g/㎤ 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 실란 화합물의 밀도가 0.3 g/㎤ 미만이 되면, 취급이 곤란해지거나 에어졸 캔에 수용하는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 실란 화합물의 밀도가 0.9 g/㎤를 초과하면, 기화되기 어려워지는 동시에 에어졸 캔에 수용한 경우에 공기 등과 완전히 분리된 상태로 되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 실란 화합물의 밀도를 0.4~0.8 g/㎤ 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5~0.7 g/㎤ 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(2) 이송부

이송부는 보통 관구조로서, 도 3에 나타내는 바와 같이 제1 저장탱크(32)로부터 이송되어 온 실란 화합물(34) 및 제2 저장탱크(도시하지 않는다)로부터 이송되어 온 인화성가스(공기)를 균일하게 혼합하여 연소가스로 하기 위한 혼합실(42)를 구비하는 동시에, 유량을 제어하기 위한 밸브나 유량계, 또는 연소가스의 압력을 제어하기 위한 압력계(48)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 실란 화합물 및 인화성가스를 소정 비율로 균일하게 혼합한 후에, 유량을 엄격하게 제어할 수 있도록 혼합실(42)에 혼합펌프나, 체류시간을 길게 하기 위한 방해판(邪魔板) 등을 구비하는 것도 바람직하다.

(3) 분사부

분사부에는 도 3에 나타내는 바와 같이 이송부(44)를 거쳐 이송되어 온 연소가스를 태워 얻어진 화염(8)을 피처리물인 난접착성 기재에 내뿜기 위한 분사장치(12), 예를 들면 버너를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 버너의 종류는 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 예혼합형(予混合型) 버너, 확산형 버너, 부분 예혼합형 버너, 분무 버너, 증발 버너, 미분탄 버너 등 중 어느 것이더라도 좋다. 또한, 버너의 형태에 대해서도 특별히 제한되지 않아, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 선단부를 향하여 확대되어 전체로서 부채꼴인 구성이더라도 좋고, 또는 대략 장방형이고 분사구가 가로방향으로 배열된 버너이더라도 좋다.

또한, 분사부의 배치, 즉 버너의 배치나 수는 피처리물인 난접착성 기재의 형상, 크기, 중량 등을 고려하면서, 더 나아가서는 난접착성 기재에 대한 표면개질의 용이함 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

(4) 구동부

화염발생부는 난접착성 기재를 적절하게 표면처리하기 위해 적어도 분사장치의 위치가 변경 가능하도록, 구동장치를 포함하는 구동부를 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 화염발생부는 분사장치로부터 소정의 화염을 분사한 상태이더라도 자유롭게 3차원이동할 수 있도록, 구동장치로서 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같은 암로봇(13)을 구비하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 암(arm)로봇을 구비함으로써, 피처리물인 난접착성 기재의 형상 등에 관계없이 균일하고 신속한 표면처리가 가능해지기 때문이다.

또한, 이러한 암로봇에 있어서, 팔의 길이나 위치를 적당히 제어하여 상하방향의 위치 및 난접착성 기재 사이의 거리를, 항상 소정 범위내로 정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이러한 위치관계를 유지하도록 제어함으로써, 항상 균일한 표면처리 조건을 달성할 수 있기 때문이다.

또한 더욱이, 이러한 암로봇은 도 2에 나타내는 바와 같이, 대좌(台座)(16)상에 구비되어 있고, 그 대좌(16)의 아랫면에는 더욱이 차륜(16a) 및 레일(16b)를 구비하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 대좌(16) 및 이들 차륜(16a) 및 레일(16b)의 협동에 의하여 암로봇 시스템의 위치를 수평방향에 있어서도 신속하고 원활하게 이동 가능하게 하기 때문이다.

따라서, 화염발생부는 난접착성 기재의 형상이나 크기에 대응하여 자유롭게 3차원이동해 그 위치를 바꿀수 있기 때문에, 난접착성 기재의 표면처리를 균일하고 충분하게 행할 수 있다.

(5) 착화장치(着火裝置)

화염발생부에는 연료가스의 화염을 내뿜기 위한 분사장치 외에 착화장치 및 화염검지 수단(도시하지 않는다)이 구비되어 있어, 임의 시기에 화염을 조사(照射)하거나 화염발생부의 화염조사 상태를 검지하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 후술하는 기재처리부와 같은 시기에 지극히 가늘게 착화 및 소화 를 반복함으로써, 연료가스의 소비를 작게 하는 동시에 이산화탄소의 발생량을 작게 할 수 있기 때문이다.

또한, 화염발생부에 있어서 화염이 조사되지 않은 경우나 불충분한 경우에는 화염발생부에 설치한 화염검지 수단에 의하여 그 상태를 검지하고, 안전장치에 의하여 화염발생부의 화염조사를 확실하게 중지하거나, 또는 조건에 따라서는 다시 착화시키는 것이 바람직하다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 분사장치(12)의 근방에 파일롯 착화장치(12a)를 구비하고, 해당 파일롯 착화장치(12a)는 보통의 연소가스를 이용하여 항상 착화해두는 동시에, 규산화염처리를 실시하기 위한 화염(8)을 분사하는 분사장치(12)에 있어서는 이러한 파일롯 착화장치(12a)를 매개로 하여 임의 시기 예를 들면, 규산화염처리를 실시하기 직전에 착화시키는 것이 바람직하다.

그 이유는, 분사장치를 이러한 파일롯 착화장치의 화염에 접근시키는 것 만으로 분사장치에 착화시키는 것이 가능해지기 때문이다. 따라서, 이러한 파일롯 착화장치를 구비함으로써 분사장치의 착화 시스템을 간이하게 하고 또한 수명을 길게 할 수 있다.

(6) 제어장치

화염발생부에는 그 제어장치로서 암로봇의 위치제어 시스템이나 피처리물의 형상기억 장치 등을 포함하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 제어장치를 구비함으로써 피처리물인 난접착성 기재의 존 재장소를 정확하게 인식하고, 더 나아가서는 난접착성 기재의 형상이나 크기 등에 관계없이, 화염발생부에 있어서 균일하고 신속한 표면처리가 가능해지기 때문이다.

따라서, 피처리물인 난접착성 기재의 위치나 형상 등을 일단 인식한 후에는, 그 인식한 정보를 토대로 재빨리 표면처리를 실시할 수 있다.

또한, 화염발생부의 제어장치는 기재처리부의 제어장치도 겸하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 화염발생부의 제어장치는 기재처리부의 동작과 같은 시기에 화염발생부의 암로봇의 위치를 제어하면서 화염처리를 실시하는 것이 바람직하다.

2. 기재처리부

(1) 반전 테이블

제1 실시형태의 표면개질 장치는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 기재처리부에 소정의 수평축(20)을 따라서 회전 또는 반회전하는 반전 테이블(18)을 포함하고, 해당 반전 테이블(18)을 사용하여 난접착성 기재의 표면개질을 실시하는 것이 바람직하다.

즉, 반전 테이블의 양면 또는 한쪽 면을 각각 이용하여, 복수의 난접착성 기재를 각각에 고정한 상태에서 표면 및 이면, 또는 어느 한쪽 면에 있어서 순차적으로 표면개질을 실시하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 반전 테이블을 이용함으로써, 한쪽 면에서 하나의 난접착성 기재에 대해서 표면처리를 실시하고 있는 동안에, 또다른 한쪽 면에서 다음 난접착성 기재를 고정 준비할 수 있고, 차량부품 등의 대형 난접착성 기재이더라도 지극히 신속하고 효율적으로 순차적으로 표면처리를 행할 수 있기 때문이다.

또한, 반전 테이블은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 주로 기재재치부(基材載置部)(18)(18a, 18b)와 수평축(20)을 포함하는 회전지그(22), 제어장치(28), 각도조정 부재(도시하지 않는다)로 구성하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 구성의 반전 테이블을 이용함으로써 작업효율을 현저하게 높일 수 있기 때문이다. 즉, 반전 테이블을 제어장치 및 각도조정 부재에 의하여 제어, 보유된 회전지그에 의하여 그 위치를 결정하여 난접착성 기재의 고정, 회전이동 및 표면처리를 신속하게 실시할 수 있기 때문이다.

또한, 반전 테이블은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 표면개질 장치를 수용하기 위한 상자체(17)의 일부를 구성하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 반전 테이블(18)이 난접착성 기재(A)를 고정한 상태에서 표면처리를 실시하고 있을 때, 예를 들면 반전 테이블(18)이 수직방향으로 위치하고 있는 경우에는 이러한 반전 테이블(18)이 상자체(17) 벽부분의 일부로서 기능하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 기능을 가지는 반전 테이블을 구비함으로써 화염발생부의 화염이 외부로 방출되는 것을 유효하게 방지할 수 있기 때문이다.

(2) 고정구

반전 테이블은 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정구(26, 27)을 구비하고, 해당 고정구(26, 27)에 의하여 난접착성 기재를 소정 위치에 유지한 상태에서 표면개질을 실시하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 고정구를 구비한 반전 테이블을 이용함으로써, 반전 테이블에 난접착성 기재를 고정하여 회전시킨 경우이더라도, 위치 엇갈림 없이 난접착성 기재에 대해서 정밀도 좋게 표면개질을 실시할 수 있기 때문이다.

여기에서, 고정구의 형상은 특별히 제한되지는 않지만 도 1에 나타내는 바와 같이 간이적인 고정이 가능한 손톱형상부(爪狀部)(26)이나, 그것 하나로도 강고한 고정이 가능한 스토퍼(27) 등으로 구성하는 것이 바람직하다.

3. 상자체

적어도 화염발생부 및 기재처리부는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 상자체(17)내에 실질적으로 수용되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 상자체를 설치하여 그 내부에 화염발생부 및 기재처리부를 구비함으로써 안전성이 우수한 작업환경을 제공할 수 있기 때문이다. 따라서, 작업자로서는 화염발생부의 화염이나 열 등을 신경쓰지 않고 작업하는 것이 가능하다.

단, 도 2에 나타내는 바와 같이 화염발생부의 연료탱크(9) 및 제어장치 등 일부에 대해서는 상자체(17)의 외측, 보다 바람직하게는 상자체(17)의 외벽에 근접하여 설치한 고정장소(11)에 배치하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 연료탱크 등을 배치함으로써 연료가스의 보급이 용이해지는 동시에, 이와 같이 연료탱크와 화염발생부를 상자체의 외벽을 매개로 하여 완전 분리함으로써 안전성이 우수한 작업환경을 제공할 수 있기 때문이다.

또한, 상자체(17)은 이동수단(17a), 예를 들면 롤러나 레일을 그 하부위치에 구비하거나, 또는 외부의 이동수단, 예를 들면 포크리프트(forklift) 등을 사용하여 이동 가능한 구성으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 이동수단 등을 구비함으로써, 본 발명의 표면개질 장치를 상자체의 내부에 수용한 채로 임의의 장소에 용이하고 신속하게 이동할 수 있기 때문이다. 따라서, 난접착성 기재의 성형기 근방에 배치하거나, 난접착성 기재로의 도장장치 근방에 배치하는 것을 용이하게 달성할 수 있어, 예를 들면 난접착성 기재의 성형부터 장식까지의 처리체계 전체를 임의의 편리한 구성으로 하는 것이 가능하다.

4. 대상물

(1) 난접착성 기재

또한, 제1 실시형태에 있어서 사용되는 난접착성 기재의 종류는 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 우레탄 수지, 불소 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 변성 폴리프로필렌 수지, 폴리메틸펜텐 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리이미드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌설피드 수지, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리플루오르화비닐 수지, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에 틸렌 수지, 폴리플루오르화비닐리덴 수지, 폴리트리플루오로클로로에틸렌 수지, 에틸렌-트리플루오로클로로에틸렌 공중합체, 올레핀 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 및 우레탄계 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 들 수 있다.

이들 수지 중 특히 접촉각이 크고 젖음지수가 작은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 등에 대해서 규산화염처리를 실시함으로써 우수한 개질 효과를 발휘할 수 있다.

(2) 충전재

또한, 난접착성 기재 중에, 금속재료나 무기필러 또는 섬유 등의 충전재를 첨가하는 것도 바람직하다.

이러한 금속재료로서는 알루미늄, 마그네슘, 스테인레스, 니켈, 크롬, 텅스텐, 금, 구리, 철, 은, 아연, 주석, 납 등의 1종류 단독 또는 2종류 이상의 금속재료의 조합이 바람직하다.

또한, 무기필러로서 산화티탄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 석회, 제올라이트, 금, 은, 구리, 아연, 니켈, 주석, 납, 땜납, 유리, 세라믹 등의 1종류 단독 또는 2종류 이상의 조합이 바람직하다.

더욱이, 섬유로서는 카본 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 금속 섬유, 세라믹 섬유 등의 1종류 또는 2종류 이상의 조합이 바람직하다.

또한, 난접착성 기재에 대해서 금속재료나 무기필러 또는 섬유를 첨가하는 경우, 전체량에 대해 그 첨가량을 0.01~80중량% 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 0.1~50중량% 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 1~30중량% 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(3) 형태

또한, 난접착성 기재의 형태는 입체적이라면 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 통형상, 기둥형상, 구형상, 블록형상, 튜브형상, 파이프형상, 요철형상, 막형상, 섬유형상, 직물형상, 다발(束)형상 등이 바람직하다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같은 인 프론트 패널(101), 도 5에 나타내는 바와 같은 문(102), 도 6에 나타내는 바와 같은 의자(103), 도 7에 나타내는 바와 같은 콘솔박스(104), 도 8에 나타내는 바와 같은 문에 장착하는 내장재(105), 도 9에 나타내는 바와 같은 범퍼(106) 및 도 10에 나타내는 바와 같은 오너먼트(107) 등의 차량부품이더라도 좋다.

또한, 난접착성 기재는 판형상, 시트형상, 필름형상, 테이프형상, 단책상(短冊狀), 패널형상, 끈형상 등의 평면구조를 부분적으로 가지는 것이더라도 좋다.

더욱이, 이러한 난접착성 기재 형태의 변형예로서, 난접착성 기재로 된 입체 구조물과 금속부품, 세라믹부품, 유리부품, 종이부품, 나무부품 등과의 조합으로 된 복합구조체인 것도 바람직하다.

(4) 장식부재

또한, 표면처리한 난접착성 기재에 적층하는 장식부재는 에폭시 수지, 염화비닐 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르 수지 중 적어도 하나의 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 범용성이 높고 값이 싸며, 또한 장식성이 우수한 장식부재를 사용할 수 있기 때문이다. 즉, 값이 싸고 장식성이 우수한 표면처리 장치를 제공할 수 있기 때문이다.

단, 후술하는 파우더 슬러쉬 성형에 적합하기 때문에, B 스테이지(반경화 상태)의 에폭시 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 장식부재의 두께를 10~500 ㎛ 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이러한 장식부재의 두께가 10 ㎛ 미만의 값이 되면, 장식부재의 기계적 강도나 내구성이 현저하게 저하되는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 장식부재의 두께가 500 ㎛를 초과하면 취급이나 접착이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 따라서, 장식부재의 두께를 25~300 ㎛ 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 장식부재의 형태는, 접착성이나 취급이 용이하기 때문에 평탄한 필름인 것도 바람직하지만, 보다 장식성이 우수하기 때문에 표면에 엠보스 처리나 개구 부(슬릿을 포함한다)가 설치되어 있는 것도 바람직하다. 더욱이, 장식부재의 표면이나 내부에 소정의 인쇄나 착색이 행해져 있는 것도 바람직하다.

더욱이, 장식부재가 도 11 (a)~ (c) 및 도 12 (a)~ (c)에 나타내는 바와 같이 파우더 슬러쉬 성형되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 파우더 슬러쉬 성형되어 있는 장식부재라면 입체감이 우수하여 특수한 형상을 보유하고, 또한 큰 치수(예를 들면, 폭이 1 m 이상)부터 작은 치수(예를 들면, 폭이 10 cm 이하)까지 임의의 크기의 장식부재를 제공할 수 있기 때문이다.

또한, 도 14에 나타내는 바와 같이 표면처리한 난접착성 기재(58)의 표면에 대해서 장식부재(94)를 적층하는 경우, 난접착성 기재(58)과 장식부재(94) 사이에 중간층(56)으로서 프라이머층이나 접착개량층, 또는 발포층이나 쿠션층을 설치하는 것도 바람직하다.

그 이유는, 프라이머층이나 접착개량층을 설치함으로써 난접착성 기재와 장식부재 사이의 접착강도를 현저하게 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 발포층이나 쿠션층을 설치함으로써 보다 입체감이 우수하고 또한 적당한 쿠션성을 가지는 표면처리 장치를 제공할 수 있기 때문이다.

또한, 이러한 중간층의 종류는 특별히 제한되지는 않지만 예를 들면 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실란 커플링제, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.

또한, 중간층의 두께는 그 기능에 따라 다른데, 예를 들면 프라이머층이나 접착개량층인 경우에는 0.1~100 ㎛ 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 발포층이나 쿠션층인 경우에는 0.1~10 mm 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

[제2 실시형태]

제2 실시형태는 도 2 (a)~ (d)에 예시하는 바와 같이 화염발생부와 기재처리부를 포함하고, 반전 테이블을 구비한 표면처리 장치를 사용한 표면처리 방법으로서 아래의 공정 (1)~ (3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 방법이다.

(1) 화염발생부로부터 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염을 분사시키는 공정(이하, 제1 공정으로 칭하는 경우가 있다.)

(2) 기재처리부에 있어서, 난접착성 기재를 반전 테이블에 고정시킨 상태에서 화염을 조사하여 표면처리를 실시하는 공정(이하, 제2 공정으로 칭하는 경우가 있다.)

(3) 반전 테이블을 소정의 수평축을 중심으로 회전시킨 후, 표면처리된 난접착성 기재를 꺼내는 공정(이하, 제3 공정으로 칭하는 경우가 있다.)

1. 제1 공정

제1 공정을 실시하는 데 있어서, 연료가스로서 제1 실시형태와 동일한 실란 화합물이나 인화성가스를 사용할 수 있다.

또한, 실란 화합물의 첨가량을 연소가스의 전체량을 100몰%로 했을 때, 1 ×10^-10~ 10몰% 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 실란 화합물의 첨가량이 1 ×10^-10몰% 미만의 값이 되면 난접착성 기재에 대한 개질 효과가 발현되지 않는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 실란 화합물의 첨가량이 10몰%를 초과하면 실란 화합물과 공기 등과의 혼합성이 저하되어 그에 따라 실란 화합물이 불완전 연소되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 실란 화합물의 첨가량을 연소가스의 전체량을 100몰%로 했을 때, 1 ×10^-9~ 5몰% 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1 ×10^-8~ 1몰% 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 화염온도의 제어를 용이하게 할 수 있기 때문에 연소가스 중에 통상 인화성가스를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 인화성가스로서, 프로판가스나 천연가스 등의 탄화수소가스, 또는 수소, 산소, 공기 등의 인화성가스를 들 수 있다. 또한, 연소가스를 에어졸 캔에 넣어 사용하는 경우에는 이러한 인화성가스로서 프로판가스 및 압축공기 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 인화성가스의 함유량을, 연소가스 전체량을 100몰%로 했을 때 80~99.9몰% 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 인화성가스의 함유량이 80몰% 미만의 값이 되면, 실란 화합물과 공기 등과의 혼합성이 저하되어 그에 따라 실란 화합물이 불완전 연소되는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 실란 화합물의 첨가량이 99.9몰%를 초과하면 난접착성 기재에 대한 개질 효과가 발현하지 않는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 실란 화합물의 첨가량을 연소가스의 전체량을 100몰%로 했을 때, 85~99몰% 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 90~99몰% 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 연소가스중에 실란 화합물을 균일하게 혼합하기 위해 캐리어가스를 첨가하는 것도 바람직하다. 즉, 실란 화합물과 캐리어가스를 미리 혼합하고 이어서 공기류 등의 인화성가스에 혼합하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 캐리어가스를 첨가함으로써 비교적 분자량이 크고 이동하기 어려운 실란 화합물을 사용한 경우이더라도, 공기류와 균일하게 혼합할 수 있기 때문이다. 즉, 캐리어가스를 첨가함으로써 실란 화합물을 연소하기 쉽게 하여 난접착성 기재의 표면개질을 균일하고 충분하게 실시할 수 있기 때문이다.

또한, 이러한 바람직한 캐리어가스로서 인화성가스와 동종인 가스를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들면 공기나 산소, 또는 프로판가스나 천연가스 등의 탄화수소를 들 수 있다.

2. 제2 공정

제2 공정을 실시하는 데 있어서, 규산화염처리의 화염온도를 500~1,500℃ 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 화염온도가 500℃ 미만의 값이 되면 실란 화합물의 불완전 연소를 유효하게 방지하는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 화염의 온도가 1,500℃를 초과하면 표면개질하는 대상의 난접착성 기재가 열변 형되거나 열열화(熱劣化)되는 경우가 있어, 사용 가능한 난접착성 기재의 종류가 과도하게 제한되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 화염온도를 550~1,200℃ 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 600~900℃ 미만의 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 이러한 화염온도는 화염의 선단부에 있어서 측정되는 온도이더라도, 사용하는 연소가스의 종류나 연소가스의 유량 또는 연소가스에 첨가하는 실란 화합물의 종류나 양에 의하여 적당히 조절할 수 있다.

또한, 규산화염처리에 있어서의 화염의 처리시간(분사시간)을 0.1초~100초 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 화염의 처리시간이 0.1초 미만의 값이 되면 실란 화합물에 의한 개질 효과가 균일하게 발현되지 않는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 화염의 처리시간이 100초를 초과하면 표면개질하는 대상의 난접착성 기재가 열변형되거나 열열화되는 경우가 있어, 사용 가능한 난접착성 기재의 종류가 과도하게 제한되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 화염의 처리시간을 0.3~30초 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 0.5~20초 범위내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

3. 제3 공정

제3 공정을 실시하는 데 있어서, 표면처리된 난접착성 기재를 꺼내기 위해, 수직방향에 있는 반전 테이블을 소정의 수평축을 중심을 약 90° 회전시켜, 도 2 (c)에 나타내는 바와 같이 일단 수평상태로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 반전 테이블(18)이 수평상태이어야 그 표면(18b)에 다음에 처리해야 하는 난접착성 기재를 용이하게 장착할 수 있기 때문이다. 즉, 난접착성 기재가 큰 경우나 형상이 복잡한 경우이더라도, 반전 테이블이 수평상태이면 그 한쪽 면으로부터 용이하게 탈착할 수 있기 때문이다.

이어서, 수평상태에 있는 반전 테이블(18)을 소정의 수평축을 중심으로 약 90° 회전시키고, 도 2 (d)에 나타내는 바와 같이 다시 수직상태로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 배치함으로써 표면처리된 난접착성 기재(A)를 반전 테이블(18)의 고정구(26)으로부터 용이하고 안전하게 꺼낼 수 있기 때문이다. 즉, 차량부품 등의 대형이고 각종 형상을 가지는 난접착성 기재이더라도 수직방향의 반전 테이블(18)로부터 신속하게 다음 공정으로 옮길 수 있기 때문에, 후술하는 바와 같이 장식부재를 적층하거나 소정 문자나 기호 등을 용이하게 인쇄할 수 있다.

또한, 도 2 (d)에 나타내는 바와 같이, 표면처리된 난접착성 기재(A)를 꺼낼 때에는, 그 표면처리된 난접착성 기재(A)가 고정된 반전 테이블(18)의 표면(18b)에는 다음에 처리해야 하는 난접착성 기재(B)가 이미 고정되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는, 표면처리된 난접착성 기재를 꺼내면서 다른 난접착성 기재에 대해서 표면처리를 실시할 수 있기 때문이다.

4. 기타

제3 공정을 실시한 후에 장식공정을 설치하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 입체감이나 형태가 우수하고 또한 임의의 크기를 선택할 수 있기 때문에, 도 11~ 도 13에 나타내는 바와 같이 파우더 슬러쉬 성형한 장식부재를 적층하는 것이 바람직하다.

여기에서, 도 11 (a)는 성형면(85)를 가지는 금속제 슬러쉬 금형(82)를, 예를 들면 가스 또는 전기 등을 열원으로 하는 가열장치(86)에 의하여 가열하는 공정이다. 여기에서, 슬러쉬 금형(82)를 분말 수지가 용융하는 온도까지 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 슬러쉬 금형(82)의 성형형(84)에 있어서의 성형면(85)의 형상은 제작하는 수지 성형품의 형상에 의하여 결정되는 것이 바람직하다.

또한, 도 11 (b)는 가열한 슬러쉬 금형(82)와 유동상을 가지는 분말 수지(92)를 수용한 저장탱크(88)을 성형형(84)의 성형면(85)를 아래로 향하게 하여, 저장탱크(88)의 개구면을 위로 향하게 한 상태에서 상하로 일체적으로 연결하는 공정이다.

또한, 도 11 (c)는 슬러쉬 금형(82)와 저장탱크(88)을 회전시켜서, 슬러쉬 금형(82)의 성형형(84)의 성형면(85)에 소정 두께의 수지막(94)를 형성하는 공정이다. 즉, 슬러쉬 금형(82)와 저장탱크(88)을 상하로 반전시키는 것이 바람직하다. 그 이유는, 저장탱크(88)내의 분말 수지(92)는 자체 무게에 의하여 성형형(84)의 성형면(85)상에 낙하되고, 따라서 성형면(85)에 접하는 수지 및 적층되는 한 부분까지의 수지(94)는 성형형(84)의 열에 의하여 용융상태로 되어 성형면(85)에 표층으로서 부착되기 때문이다.

또한, 도 12 (a)는 성형형(84)에 소정 두께의 수지막(94)가 형성된 상태에서, 저장탱크(88)을 슬러쉬 금형(82)로부터 꺼내는 공정이다.

또한, 도 12 (b)는 슬러쉬 금형(82)를 전체 또는 성형형(84)의 부분을 수냉(水冷) 또는 공냉(空冷) 등의 냉각수단(98)에 의하여 냉각하여, 수지막(94)를 경화시키는 공정이다.

또한, 도 12 (c)는 성형형(84)로부터 수지막(94)를 박리, 즉 탈형하는 공정이다.

이어서, 얻어진 수지막(장식부재)을 난접착성 기재상에 적층하는 것이 바람직하다. 또한, 난접착성 기재상에 장식부재를 적층하는 데 있어서, 도 13 (a)~ (e)에 나타내는 바와 같이 난접착성 기재(58)의 표면상에 중간층(56), 예를 들면 프라이머 처리나 접착력 조정층을 설치하는 동시에, 장식부재(94)를 적층하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이와 같이 실시함으로써 중간층(56)의 형성상태를 확인하면서 장식부재(94)를 적층할 수 있어 우수한 완성상태를 얻을 수 있다.

단, 보다 공정을 간편화 및 신속화할 수 있기 때문에, 도 15에 예시하는 바와 같이 중간층(56)의 원료가 되는 재료(57)을 난접착성 기재(58)상에 형성한 후, 장식부재(94)를 추가로 그 위에 적층한 상태에서 가열하거나 자외선을 조사함으로써, 장식부재(94)의 접착 고정과 중간층(56)의 형성을 동시에 실시하는 것도 바람직하다.

[실시예 1]

1. 표면처리 장치의 제조

입체가공된 난접착성 기재를 준비하였다. 즉, 폴리프로필렌제의 차량용 프론트 패널 기재(세로 50 cm, 가로 200 cm, 안길이 50 cm)를 준비하였다.

이어서, 도 1에 나타내는 바와 같은 표면처리 장치를 준비하고 그 반전 테이블을 수평상태로 하여, 반전 테이블에 구비되어 있는 손톱형상 고정구 및 스토퍼를 사용하여 차량용 프론트 패널 기재를 고정하였다.

이어서, 표면처리 장치를 동작하여 차량용 프론트 패널 기재의 표면에 대해서 규산화염처리를 실시하였다. 즉, 기재에 대해서 중간층 및 장식부재를 강고하게 접착할 수 있도록, 실란 화합물(트리메틸실란)을 포함한 연료가스에 유래한 화염에 의한 처리를 단위면적당(100 ㎠), 0.5초간 실시하였다.

이어서, 발포 우레탄제를 도포 형성하는 동시에 장식부재를 형성하였다. 그 후, 30~60℃, 1~5분의 조건으로 가열하여 중간층으로서의 발포 우레탄제를 발포시키는 동시에, 장식부재를 접착시켜 차량용 프론트 패널로 하였다.

2. 난접착성 기재의 평가

규산화염처리를 실시한 단계에서의 차량용 프론트 패널 기재의 젖음지수를 표준액을 사용하여 측정하였다. 또한, 규산화염처리를 실시하기 전의 차량용 프론트 패널 기재의 젖음지수를 동일하게 측정하였다.

3. 표면처리 장치의 평가

차량용 프론트 패널 기재상에 발포 우레탄층 및 장식부재를 형성하여 얻어진 차량용 프론트 패널의 장식부재의 박리력을 바둑판 눈금시험(JIS기준)에 의하여 측정하여, 아래의 표준에 따라 평가하였다.

또한,

◎: 100개의 바둑판 눈금시험에서 전혀 박리가 없다.

Ｏ: 100개의 바둑판 눈금시험에서 박리수는 1~2개이다.

△: 100개의 바둑판 눈금시험에서 박리수는 3~10개이다.

×: 100개의 바둑판 눈금시험에서 박리수는 11개 이상이다.

[실시예 2~7]

실시예 2~7에서는 표 1에 나타내는 바와 같이 차량용 프론트 패널 기재를 구성하는 난접착성 기재의 종류 및 차량용 프론트 패널 기재에 대한 규산화염처리 시간을 바꾸어, 실시예 1과 동일하게 차량용 프론트 패널 기재 및 표면처리 장치의 평가를 각각 행하였다.

[비교예 1~2]

비교예 1에 있어서는 모두 표면처리를 실시하지 않고, 또한 비교예 2에 있어서는 실시예 1의 실란 화합물이 들어있는 혼합가스 대신에 실란 화합물을 포함하지 않는 압축공기 및 프로판으로 된 연료가스를 사용한 것 외에는, 각각 실시예 1과 동일하게 차량용 프론트 패널 기재 및 표면처리 장치의 평가를 행하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 표면처리 장치에 의하면, 난접착성 기재의 표면에 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염처리를 행함으로써, 특수한 프라이머 처리 등을 실시하지 않고, 중간층을 매개로 하여 난접착성 기재와 장식부재 사이에서 강고한 접착력이 얻어지게 되었다.

또한, 본 발명의 표면처리 방법에 의하면, 입체가공된 난접착성 기재의 표면에 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염처리를 행함으로써, 특수한 프라이머 처리 등을 실시하지 않고 입체가공된 난접착성 기재와 장식부재 사이에서 강고한 접착력이 얻어지게 되었다.

또한, 본 발명의 표면처리 장치 및 표면처리 방법에 의하여 표면처리된 난접착성 기재는 표면처리 후 2개월이 경과하여도 표면처리 효과를 그대로 유지하고 있었다.

Claims (8)

1. 화염발생부와 기재처리부를 포함하는 난접착성 기재용 표면처리 장치에 있어서,

   상기 화염발생부는 실란 화합물을 포함한 연료가스를 공급하기 위한 연료탱크 및 그 연료가스에 유래한 화염을 분사시키기 위한 분사장치를 구비하고,

   상기 기재처리부는 양면에 고정구를 구비한 실질적으로 평판상의 반전 테이블로서, 해당 고정구에 의해서 상기 난접착성 기재를 고정시키는 동시에, 표면처리 전후에 있어서, 해당 난접착성 기재를 소정의 수평축을 중심으로 회전이동시키기 위한 반전 테이블을 구비하고,

   상기 화염발생부 및 상기 기재처리부는 상자체 내부에 실질적으로 수용되어 있는 동시에, 상기 반전 테이블이 해당 상자체의 일부를 구성하고 있고,

   상기 난접착성 기재는 상기 상자체의 외부에서 상기 반전 테이블에 고정됨과 동시에 상기 반전 테이블을 반전시켜서 수직 방향으로 유지한 상태에서 상기 상자체 내부에서 화염 처리되는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 반전 테이블의 연직방향에 대한 각도를 조정하기 위한 각도조정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 화염발생부의 위치를 제어하기 위한 서브모터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 난접착성 기재의 형상을 미리 기억하고, 그 기억한 형상에 관한 정보를 토대로 상기 화염발생부의 위치를 이동시키기 위한 제어 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리 장치.
7. 실질적으로 상자체 내부에 수용된 화염발생부와 기재처리부를 포함하는 표면처리 장치를 사용한 난접착성 기재에 대한 표면처리 방법으로서,

   상기 상자체의 외부에서 상기 난접착성 기재를 상기 상자체의 일부를 구성하는 반전 테이블에 고정하는 공정,

   상기 반전 테이블을 소정의 수평축을 중심으로 반전시켜서 수직 방향으로 유지함으로써, 상기 상자체 내부에서 상기 난접착성 기재를 상기 화염발생부에 대치시키는 공정,

   상기 상자체 내부에서 상기 화염발생부로부터 실란 화합물을 포함한 연료가스에 유래한 화염을 분사시키는 공정과,

   상기 기재처리부에 있어서, 상기 난접착성 기재에 대해서 화염을 조사함과 동시에 표면 처리를 끝낸 난접착성 기재를 떼어내는 공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 난접착성 기재가 올레핀 수지, 우레탄 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 또는 폴리에스테르 수지 중 적어도 하나의 수지를 주원료로 하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면처리 방법.

Images