KR101008315B1 - 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 소재의 표면에 아연, 또는 아연-니켈을 도금하는 도금공정과, 상기 도금공정을 거친 베이스 소재의 표면에 내식성 강화 및 표면 활성화를 위해 크롬계로 에칭하는 에칭공정과, 상기 에칭공정을 거친 베이스 소재의 표면의 색상과 균일한 도장 층 형성과 내식성 강화 및 마찰력을 확보하기 위해 에폭시계 수지 또는 카본블랙으로 전착도장하는 E-Coat공정 및 상기 E-Coat공정을 거친 베이스 소재를 건조하는 건조공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 기존의 단독 도금의 성능 대비 동등 이상의 내식성이 가능하며, 외관도 우수할 뿐만 아니라, 표면처리 비용을 절감하는 효과가 있다.

전착, 도장, E-Coat, 볼트, 자동차, 에칭

Description

에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법{Method for electropaint}

본 발명은 상용화되고 있는 기존의 아연-니켈도금 대비 동등 이상의 내식성이 가능하며, 외관도 우수할 뿐만 아니라, 표면처리 비용을 절감하는 효과가 있는 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법에 관한 것이다.

금속의 내식성과 미관을 위한 가장 효율적인 금속표면처리공법의 주재료는 크롬 및 그 화합물에 의한 것임은 새삼 재론할 필요가 없다. 크롬을 기본소재로 하는 표면처리기술은 크게 전기에너지를 이용한 크롬도금(chromium plating)과 화성처리에 의한 크로메이트처리(chromate conversion coating)로 대별되며 크롬도금은 도금분야에서 독자적이고 최종적인 표면처리로 사용될 만큼 광범위한 용도에 적용되고 있다.

크로메이트 처리는 전기 도금된 금속표면의 백청(white rust) 발생을 억제하고 도금 층과의 밀착성을 높이기 위해 개발되었다. 예를 들어, 아연도금은 강철 등 철합금을 부식으로부터 보호하기 위한 대표적인 방식도금법으로서 광범위한 분야에서 활용되고 있다. 즉, 철은 음극 그리고 아연은 양극으로 되어 갈바닉 셀을 형성 하게 되는데 이렇게 형성된 크로메이트 처리 피막은 아연이 완전히 부식되어 제거될 때까지 철을 보호한다. 이러한 아연은 철에 대해서 극히 효과적인 방청 도금소재이나, 아연 자체는 대기 중에서 쉽게 산화아연이나 탄산아연 등(백화 또는 백청, white rust)으로 전화되어 변색되거나 비교적 빨리 부식되어 버린다. 그러므로 내식성 증대를 위해서는 아연도금 피막 자체를 보호하기 위한 조치가 필요하며 크로메이트 처리는 이러한 목적으로 아연도금위에 부동태(passivation) 피막이 형성되게 하는 표면처리 공정이다.

본 발명은 기존의 단독 전기 도금의 성능 대비 동등 혹은 그 이상의 내식성이 가능하며, 외관도 우수할 뿐만 아니라, 표면처리 비용을 절감하는 효과가 있는 에칭공정 및 그대로 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 베이스 소재의 표면에 아연, 또는 아연-니켈을 도금하는 도금공정과; 상기 도금공정을 거친 베이스 소재의 표면에 내식성 강화 및 표면 활성화를 위해 크롬계로 에칭하는 에칭공정과; 상기 에칭공정을 거친 베이스 소재의 표면의 색상(외관) 향상과 균일한 도장 층 형성, 그리고 내식성 강화 및 마찰력을 확보하기 위해 에폭시계 수지 또는 카본블랙으로 전착도장하는 E-Coat 공정; 및 상기 E-Coat 공정을 거친 베이스 소재를 건조하는 건조공정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법에 의해 달성이다.

본 발명에 따른 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법의 특징은 기존의 아연-니켈 합금도금에 대치됨으로써 원가가 절감(아연-니켈) 합금도금 대비 30% 수준의 절감되어, 기존의 아연-니켈도금 대비 동등 이상의 내식성이 가능하고 외관도 우수한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 자체 Cr의 내식성을 활용한 에칭을 통하여 단위 면적당 표면적을 넓게 하여 밀착력을 증가시킨 베이스 소재를 모재로 e-coating (전착)공정을 실시하면 외관(광택) 향상 + 내식성 배가, 밀폐성 부여 등의 특징을 갖게 된다.

또한, 본 발명은 일반적인 딥스핀(Dip spin) 방식의 코팅과 비교하여 액고임이 없는 미려한 외관을 갖게되는 장점이 있고, 볼트, 너트, 스크류 등의 조립성에 있어서도 마찰계수 안정제(실리게이트:주성분)의 양을 조정하여 적절한 마찰력을 부여하는 특징이 있다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서의 각 공정간 수세 공정은 주지의 사항이므로 생략한다.

본 발명은 크게 도금공정과, 에칭공정과, E-Coat 공정과, 건조공정을 포함하여 이루어진다.

도금공정은 베이스 소재의 표면에 아연, 또는 아연-니켈을 도금하는 공정으로서 베이스 소재는 철일 수 있다.

에칭공정(etching)은 상기 도금공정을 거친 베이스 소재의 표면에 내식성 강화 및 표면 활성화를 위해 크롬계로 에칭하는 공정으로서, 3.0 이하의 pH, 24～32 ℃의 온도, 침적시간 20 ~ 25초와 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하고, 나아가서는 최상의 내식성을 얻거나 또는 목적하는 바(표면 활성화 등)를 이루기 위해서는 상기 조건들이 적절하게 조정되어야 한다.

E-Coat공정은 상기 에칭공정을 거친 베이스 소재의 표면의 색상과 균일한 도장 층 형성과 내식성 강화 및 마찰력을 확보하기 위해 에폭시계 수지 또는 카본블랙으로 전착도장하는 공정으로서, 5.5 ~ 6.5 범위의 pH, 25 ~ 30℃의 온도, 230 ~ 250V의 전압, 침적시간 2 ~ 3분과 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

건조공정은 상기 E-Coat 공정을 거친 베이스 소재를 건조하는 공정으로서, 200℃의 온도에서 15분 이상의 조건으로 E-Coat 공정을 거쳐 코팅된 제품을 건조하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2는 이와 같은 본 발명을 적용하여 이루어진 제품과 기존제품의 S.S.T 평가 결과를 나타낸 도면으로서, 구체적으로는 열충격을 가하지 않은 상태에서 600시간 및 1000시간을 경과한 제품의 변화를 나타낸 사진들과, 열충격(150℃, 1HR)을 가한 상태에서 600시간 및 1000시간을 경과한 제품의 변화를 나타낸 사진들이다.

도 2를 살펴보면, 아연도금 + 크로메이트 + E-Coat로 표면처리된 소재는 아연-니켈도금 + 크로메이트로 표면처리된 소재와 비교해 볼 때 열충격을 가하지 않은 상태에서 600시간 및 1000시간을 경과했을 시 두드러지지는 않으나 변색 정도가 덜 하다는 것을 알 수 있고, 열충격을 가한 상태에서 600시간 및 1000시간을 경과했을 시에는 변색 정도가 아연-니켈도금 + 크로메이트로 표면처리된 소재에 비해 양호함을 알 수 있다. 한편, 그럼에도 아연도금 + 크로메이트 + E-Coat로 표면처리된 소재는 아연-니켈도금 + 크로메이트로 표면처리된 소재에 비해 저렴하게 전착도 장 공정과정을 마친다. 따라서, 니켈을 사용하지 않은 아연도금 + 크로메이트 + E-Coat로 표면처리된 소재는 원가가 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명을 적용한 아연-니켈도금 + 에칭 + E-Coat로 표면처리된 소재는 비교 대상인 아연-니켈도금 + 크로메이트로 표면처리된 소재에 비해 열충격을 가하지 않은 상태에서 600시간 및 1000시간을 경과했을 시 약간의 변색정도가 있는 것을 발견할 수 있으나 큰 차이점이 없으며, 아연-니켈도금 + 크로메이트로 표면처리된 소재의 비용에 비해 30% 정도 저렴하여 비슷한 성질의 제품을 생산하면서도 원가는 절감함으로써 가격 경쟁력에 우위를 점할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법을 개략적으로 나타낸 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법을 적용하여 이루어진 제품과 기존 제품의 S.S.T 평가 결과를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법을 적용하여 이루어진 제품과 기존제품의 C.C.T 평가 결과를 나타낸 도면.

Claims (4)

1. 베이스 소재의 표면에 아연, 또는 아연-니켈을 도금하는 도금공정과;

   상기 도금공정을 거친 베이스 소재의 표면에 내식성 강화 및 표면 활성화를 위해 크롬계로 에칭하는 에칭공정과;

   상기 에칭공정을 거친 베이스 소재의 표면의 색상과 균일한 도장 층 형성과 내식성 강화 및 마찰력을 확보하기 위해 에폭시계 수지 또는 카본블랙으로 전착도장하는 E-Coat공정; 및

   상기 E-Coat공정을 거친 베이스 소재를 건조하는 건조공정;을 포함하되,

   상기 에칭공정은 3.0 이하의 pH, 24∼32 ℃의 온도, 및 침적시간 20 ~ 25초와 같은 조건을 만족하고,

   상기 E-Coat공정은 5.5 ~ 6.5 범위의 pH, 25 ~ 30℃의 온도, 230 ~ 250V의 전압, 침적시간 2 ~ 3분과 같은 조건을 만족하며,

   상기 건조공정은 200℃의 온도에서 15분 이상의 조건으로 E-Coat공정을 거친 베이스 소재를 건조하는 것을 특징으로 하는 에칭공정 및 전기도금 공정이 포함된 전착도장 방법.
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