KR100789766B1

KR100789766B1 - 자동차용알루미늄휠건식도금방법

Info

Publication number: KR100789766B1
Application number: KR1020070034478A
Authority: KR
Inventors: 이홍규
Original assignee: 주식회사 하이.티.티
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2007-12-28
Also published as: KR20070044420A

Abstract

본 발명은 자동차용알루미늄휠건식도금방법으로 종전 환경 위해를 주는 전통적인 도금방법에 의한 알루미늄휠의 고광택 기술의 구현을 지향한 환경 친화적이며 차세대 신기술로 접목이 될 스퍼터링 진공증착에 의한 금속 표면처리 기술을 배양하는 목적을 가지며, 알루미늄휠의 표면 강도와 세련된 디자인 기능을 향상시키는 부품소재로의 실현과 기존 크롬도금의 생산단가에 비해 70% 선의로 저렴한 제조원가로 고품질에 제품을 생산하여 고급 브랜드를 형성하고 기존 도금시장을 대체하고자 하는 것으로, 스퍼터링 건식 도금 방법을 이용한 알루미늄 휠에 액체 프라이머 하도도장을 행한 후 알루미늄,스텐레스,크롬,구리 타겟을 이용하여 스퍼터링 진공 증착을 통해 제품표면을 기존 도금 질감의 특성을 구현하기 위해 증착용 중도 코팅제를 입힌 후에, 디시 마그네트론 스퍼터링시스템(DC MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM)을 이용하여 휠 표면에 건식 도금을 행한 후 고투명 아크릴 수지로 구성된 투명 코팅제로 코팅을 하여 기존 도금방식에 의해서는 재현할 수 없었던 다양한 칼라 연출이 제공되게 한 자동차용알루미늄휠 건식도금방법을 제공하고자 하는 것이다.

자동차용알루미늄휠건식도금방법

Description

자동차용알루미늄휠건식도금방법{the alloy wheel dry process gilding method}

도 1은 본 발명 도금방법에 따른 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 디시 마그네트론 스퍼터링 시스템 구조도.

도 3은 본 발명에 따른 전자기장으로 가속된 이온이 표적(target)물질에 충돌되 표적으로부터 튀어나온 원자가 기판에 도착 박막을 형성함을 나타낸 개념도.

본 발명은 자동차용알루미늄휠건식도금방법으로 특히, 스퍼터링 진공증착을 이용해 기존 도금휠에서는 재현할 수 없는 다양한 칼러의 자동차용알루미늄휠을 생산하도록 하는 건식도금방법을 제공하고자 하는 것이다.

기존 자동차용 알루미늄휠의 습식도금은 많은 오염 물질의 방출에 의한 수질오염과 대기 오염에 많은 문제점을 않고 있을 뿐만 아니라, 제조 공정상의 도금공정이 3D 업종에 해당 될 만큼 복잡하며, 환경 폐해와 폐액을 발생시키는 소 단위공정들로 구성되어 있었다.

또한,생산성이 떨어져 제조원가 상승 및 환경규제강화 등으로 설자리를 잃은 상태가 되였다. 이에 본 발명은 환경 위해를 주는 전통적인 도금방법에 의한 알루미늄휠의 고광택 기술의 구현을 지향한 환경 친화적이며 차세대 신기술로 접목이 될 스퍼터링 진공증착에 의한 금속 표면처리 기술을 배양하는 목적을 가지며, 알루미늄휠의 표면 강도와 세련된 디자인 기능을 향상시키는 부품소재로의 실현과 기존 크롬도금의 생산단가에 비해 70% 선의로 저렴한 제조원가로 고품질에 제품을 생산하여 고급 브랜드를 형성하고 기존 도금시장을 대체하는데 그 목적이 있다

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에서는 스퍼터링 건식 도금 방법을 이용한 알루미늄 휠에 액체 프라이머 하도도장을 행한 후 알루미늄,스텐레스,크롬,구리 타겟을 이용하여 스퍼터링 진공 증착을 통해 제품표면을 기존 도금 질감의 특성을 구현하기 위해 증착용 중도 코팅제를 입힌 후에, 디시 마그네트론 스퍼터링시스템(DC MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM)을 이용하여 휠 표면에 건식 도금을 행한 후 고투명 아크릴 수지로 구성된 투명 코팅제로 코팅을 하여 기존 도금방식에 의해서는 재현할 수 없었던 다양한 칼라 연출이 제공되게 한 자동차용알루미늄휠 건식도금방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 이하 본 발명의 일실시 구성을 첨부된 도면을 통하여 알아보면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차용알루미늄휠건식도금방법은 도 1 에 도시된 바와 같이, 소재(素材)준비단계, 전처리단계, 하도 도장단계, 중도 도장단계, 증 착용 코팅단계, 스퍼터링 건식도금단계, 상도 투명코팅단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 상세한 공정으로,

연속적으로 차륜이 유입되는 알루미늄차륜도장라인에서 일정량의 차륜을 투입하는 정렬컨베이어에 의한 소재준비 제1단계와;

알칼리탈지,1,2차수세,화성피막,3차수세,순수세,건조와 같은 공정을 통해 차륜표면의 오물을 제거하는 전처리 제2단계와;

폴리에스테르 수지 및 에폭시수지가 주성분이며,색상은 회색이며, 희석 점도는 15~25초(포드컵 #4),빛의 반사도 기준 광택 85%의 가열건조형 하도용 도료를 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 15∼25㎛두께로 도포하여 건조로에서 소재온도 기준 80∼140°로 10분간 경화시키는 하도 도장 제3단계;

상기, 제3단계 하도 도장단계를 재차 실시하는 중도 도장 제4단계;

금속도금의 표면 질감을 구현하기 위해, 아크릴변성폴리부타디엔(polybuta dine)계 수지로 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 20∼30㎛ 두께로 도포하여 건조로에서 소재 표면온도 140°상태로 10분간 경화시키는 증착용 코팅 제5단계;

코팅물질로는 400*100*10(mm)규격,순도99.55%급의 SUS304,SUS316,황동,크롬제 타켓 또는 같은 크기로 순도 99.99%이상의 알루미늄(AL)중 선택되는 어느 한 표적(target)을 디시 마그네트론 스터퍼링 장치(DC MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM) 장비를 이용해 전자기장으로 가속된 이온이 물질에 충돌되어 표적으로부터 튀어나온 원자가 제5단계의 휠 표면에 도착박막을 형성하는 스퍼터링 건식도금 제6단계;

희석 점도 15~25초(포드컵4#)의 가열건조형 도료를 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 15∼25㎛ 두께로 도포하여 건조로에서 소재표면온도 140°상태로 10분간 경화시키는 상도 투명코팅 제7단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 제2단계의 전처리에 관한 세부공정조건은 다음과 같다.

1)예비탈지

알칼리도 20∼25point, 온도 50∼55℃, 스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠

2)본탈지

알칼리도 15∼20point, 온도 50∼55℃, 스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠

3)제1수세

PH 7∼11,오염도(point) 3이하

4)제2수세

PH 7∼11,오염도(point) 1이하

5)세척용 린스(fresh rinse)

유량 13∼15ℓ/min

6)산세(酸洗)

유리알칼리도 14∼16point, 과산화물(OX-) 16∼21point,온도 25∼30℃,스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠

7)제3수세

PH 2∼7, 전기전도도 500㎲/㎝ 이하,스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠

8)세척용 린스(fresh rinse)

유량 20∼25ℓ/min

9)순수세

PH 5∼7, 전기전도도 100㎲/㎝ 이하,스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠

10)화성피막

유리산도(F.A) 0.8∼1.4, 온도 20∼30℃,총산도(T.A) 2.5point 이하, 스프레이압력 0.8∼1.2㎏/㎠, 유량 0.5∼1.5ℓ/min, 부유물질(S.S) 50ppm이하

11)순수 미스트린스(mist rinse)

전기전도도 15㎲/㎝ 이하,유량 5ℓ/min 이하

12)건조

온도 140∼150℃이하, 건조시간 20분

본 발명에 따른 제5단계의 증착용 코팅의 상세공정은 다음과 같다.

금속도금의 표면 질감 구현과 증착을 이용한 건식도금의 필수코팅제는 도막평활성,표면경도,광투명성,내후성,도장작업성이 우수한 아크릴변성 폴리부타디엔 (polybuta dine)계 수지를 채택하도록 한다.

상기 폴리부타디엔(polybuta dine)계 수지의 상세 구성 성분은 고분자 부타디엔수지A(1,2-Polybutadine) 25∼35중량%, 고형화된 부타디엔수지B 15∼25중량%, 톨루엔(CAS번호108-88-3) 35∼45중량%, 코코졸#150(CAS번호 64742-94-5)15∼25중량% 에 따른다.

본 발명에 따른 제6단계의 스퍼터링 건식도금의 상세공정은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 디시 마그네트론 스퍼터링 시스템에 따른 진공증착용 타켓으로는 순도99.55%, 400*100*10(㎜)크기의 SUS 304 또는 316, 황동,크롬제 타켓 또는 같은 크기로 순도 99.99%이상의 알루미늄(AL) 타켓중 선택되는 어느 하나를 적용한다.

참고로 상기 본 발명 제6단계의 스터퍼링 건식도금의 환경으로는 타켓으로 부터 받는 에너지가 열로 변환되므로 하도에 열변형을 주지 않도록 스터퍼링 전후 부스내 크린룸 환경이 요구된다.

본 발명에 따른 제7단계의 상도 투명코팅제의 구성성분은 아크릴수지 30∼50중량%, 멜라민수지 1∼10중량%,에폭시수지1∼10중량%,크실렌(CAS번호 1330-20-7) 5∼25중량%,부틸셀로솔브(CAS번호 111-76-2) 5∼25중량%,노르말부틸알콜(CAS번호 71-36-3)1∼10중량%,초산부틸(CAS번호 123-20-7) 1∼10중량%, Dowanol PMA(CAS 번호 108-65-6) 1∼10중량%에 따른다.

이상과 같은 본 발명 자동차용알루미늄휠건식도금방법에 따라 제작된 알루미늄휠의 물성시험결과는 아래 표 1과 같다.

광택도	부착성	강도	염수테스트	캐스시험
우수	100/100	3∼4H	1,200시간 이상무	168시간 이상없음

또한, 본 발명에 따른 알루미늄휠과 일반 전해도금에 따른 알루미늄휠의 경제성 및 환경 측면에 따른 검토결과는 다음 표 2와 같았다.

구분	도금단가(18"기준)	강도	부착성	외관품질	무게	염수분무	환경
종전	50,800원	5∼6H	양호	양호	10.9㎏	양호	환경규제
본 발명	33,000원	3∼4H	양호	양호	10.57㎏	양호	없음

이상과 같은 본 발명 실시를 통해 스터퍼링 건식도금을 알루미늄휠에 접목한 결과 크롬휠에 대응하여 제조원가 및 환경부분에 있어서 경쟁력이 있어 부가가치를 가져올 수 있으며, 다양한 재질과 색상의 타켓 사용에 다른 제품의 다양성을 기해 소비자들의 욕구를 만족시키며, 고품질의 제품으로 틈새시장을 공략할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims

자동차용알루미늄휠건식도금방법에 있어서,

연속적으로 차륜이 유입되는 알루미늄차륜도장라인에서 일정량의 차륜을 투입하는 정렬컨베이어에 의한 소재준비 제1단계와;

알칼리탈지,1,2차수세,화성피막,3차수세,순수세,건조와 같은 공정을 통해 차륜표면의 오물을 제거하는 전처리 제2단계와;

폴리에스테르 수지 및 에폭시수지가 주성분이며,색상은 회색이며, 희석 점도는 15~25초(포드컵 #4),빛의 반사도 기준 광택 85%의 가열건조형 하도용 도료를 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 15∼25㎛두께로 도포하여 건조로에서 소재온도 기준 80∼140°로 10분간 경화시키는 하도 도장 제3단계;

상기, 제3단계 하도 도장단계를 재차 실시하는 중도 도장 제4단계;

금속도금의 표면 질감을 구현하기 위해, 아크릴변성폴리부타디엔(polybuta dine)계 수지로 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 20∼30㎛ 두께로 도포하여 건조로에서 소재 표면온도 140°상태로 10분간 경화시키는 증착용 코팅 제5단계;

코팅물질로는 순도99.55%, 400*100*10(㎜)크기의 SUS 304 또는 316, 황동,크롬제 타켓 또는 같은 크기로 순도 99.99%이상의 알루미늄(AL)중 선택되는 어느 한 표적(target)을 디시 마그네트론 스터퍼링 장치(DC MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM) 장비를 이용해 전자기장으로 가속된 이온이 물질에 충돌되어 표적으로부터 튀어나온 원자가 제5단계의 휠 표면에 도착박막을 형성하는 스퍼터링 건식도금 제6단계;

희석 점도 15~25초(포드컵4#)의 가열건조형 도료를 스프레이압력 3~5kg/cm²의 자동에어건으로 휠표면에 15∼25㎛ 두께로 도포하여 건조로에서 소재표면온도 140°상태로 10분간 경화시키는 상도 투명코팅 제7단계로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용알루미늄휠건식도금방법.
삭제
제1항에 있어서, 제5단계 증착용코팅은

금속도금의 표면 질감 구현과 증착을 이용한 건식도금의 필수코팅제는 도막평활성,표면경도,광투명성,내후성,도장작업성이 우수한 폴리부타디엔 (polybuta dine)계 수지로 고분자 부타디엔수지A(1,2-Polybutadine) 25∼35중량%, 고형화된 부타디엔수지B 15∼25중량%, 톨루엔(CAS번호108-88-3) 35∼45중량%, 코코졸#150(CAS번호 64742-94-5)15∼25중량% 조건을 적용하는 것을 특징으로 하는 자동차용알루미늄휠건식도금방법.
삭제
제1항에 있어서, 제7단계의 상도 투명코팅제의 구성성분은 아크릴수지 30∼50중량%, 멜라민수지 1∼10중량%,에폭시수지1∼10중량%,크실렌(CAS번호 1330-20-7) 5∼25중량%,부틸셀로솔브(CAS번호 111-76-2) 5∼25중량%,노르말부틸알콜(CAS번호 71-36-3)1∼10중량%,초산부틸(CAS번호 123-20-7) 1∼10중량%, Dowanol PMA(CAS 번호 108-65-6) 1∼10중량% 조건을 적용함을 특징으로 하는 자동차용알루미늄휠건식도금방법.