KR101509859B1 - 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법 - Google Patents

반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 도어 프레임 몰딩에 사용하는 재질로 반광 SUS 재질 대신에 다중 코팅을 적용한 알루미늄 재질을 적용함으로써, 기존 기술 대비 내식성을 향상시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법은 금속 판재를 일정 크기로 컷팅한 후 아노다이징 처리로 금속 판재 표면에 산화피막을 형성하는 단계; 상기 산화피막이 형성된 금속 판재를 불투명 클리어 코팅과 투명 코팅 처리로 반광을 구현하는 단계; 및 상기 산화피막 및 반광 구현된 금속 판재를 도어 프레임 몰딩 형태로 프레스 성형하는 단계;를 포함하여 내식성 향상 및 원가 절감에 기여할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법{Manufacturing method for molding of light-reflection door frame}
본 발명은 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내식성 향상 및 원가를 절감할 수 있는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 도어에 설치되는 도어 프레임 몰딩은 도 1에 나타낸 바와 같이, 도어 프레임(3)의 외부로 노출되는 부위에 금속재질로 제작된 몰딩(4)이 고정되어 있으며, 상기 몰딩(4)은 도어 아웃터 판넬(5)에 장착하도록 되어 있다.
상기 금속 재질로 스테인레스, 알루미늄 등과 같은 금속을 사용하여 차량의 외관을 미려하게 하는 역할을 한다.
상기 금속 재질로 된 도어 프레임 몰딩(4)은 주로 반광 기술로 빛을 반사시킬 수 있도록 된 반광 소재로 제작된다.
상기 반광 기술로 구현하는 종래의 반광 소재의 일 예로서, 마이크로 표면처리된 롤에 의해 SUS 소재의 표면을 거칠게 하여, 즉 도 2에 도시한 바와 같이 SUS 소재(1) 표면에 엠보(2)를 형성하는 방식으로 난반사를 일으키는 반광 SUS 몰딩을 구현할 수 있다.
그런데, 상기와 같이 엠보(2)에 의해 난반사를 일으키는 반광 구현법으로 제조되는 반광 SUS 몰딩은 실차 부식 평가 단계에서 적녹이 발생하는 내부식의 문제가 발생하고, 칼라가 어두워 밝은 계열의 색깔을 원하는 고객들에게 불만을 초래한다.
또한, 상기 반광 기술로 구현하는 종래의 반광 소재의 다른 예로서, 버핑 후 화학연마 및 아노다이징으로 반광시킬 수 있도록 된 반광 알루미늄 몰딩을 구현할 수 있다.
그런데, 상기 반광 알루미늄 몰딩은 필드에서 백녹 발생 등 내부식의 문제가 발생하고, 내환경성 문제 및 상기 SUS 소재 대비 2배의 원가 상승을 초래하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 기존의 도어 프레임 몰딩에 사용하는 재질로 반광 SUS 재질 대신에 다중 코팅을 적용한 알루미늄 재질을 적용함으로써, 기존 기술 대비 내식성을 향상시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법은 금속 판재를 일정 크기로 컷팅한 후 아노다이징 처리로 금속 판재 표면에 산화피막을 형성하는 단계; 상기 산화피막이 형성된 금속 판재를 불투명 클리어 코팅과 투명 코팅 처리로 반광을 구현하는 단계; 및 상기 산화피막 및 반광 구현된 금속 판재를 도어 프레임 몰딩 형태로 프레스 성형하는 단계;를 포함하여 내식성 향상 및 원가 절감에 기여할 수 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 금속 판재는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 아노다이징 처리 후 산화피막의 두께는 1~3㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 불투명 클리어 코팅 처리에 사용되는 코팅액은 투명 클리어 코팅액에 소광제를 더 포함하여 금속 표면의 반광을 구현할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 클리어 코팅 단계에서 롤 코팅 조건으로 5~7m/분의 속도 및 50~70℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법의 장점을 설명하면 다음과 같다.
알루미늄 금속을 도어 프레임 몰딩 소재로 사용하고, 알루미늄 금속에 아노다이징 및 다중 클리어 코팅의 표면 처리 공정을 적용함으로써, 제품의 내식성을 향상시킬 수 있고, 기존 대비 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 도어 프레임 몰딩을 보여주는 정면도
도 2는 종래기술에 따른 반광 SUS 몰딩의 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩의 제조공정도
도 4는 도 3의 아노다이징 공정에서 세부 공정을 보여주는 공정도
도 5는 본 발명에 따른 다중 클리어 코팅 처리된 알루미늄 도어 프레임 몰딩의 단면도
도 6은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 알루미늄 도어 플레임 몰딩의 사진
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩의 제조공정도이고, 도 4는 도 3의 아노다이징 공정에서 세부 공정을 보여주는 공정도이다.
본 발명은 내부식성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도어 프레임 몰딩을 제조하기 위한 재질로 내식성 및 반사율이 우수한 알루미늄 금속을 사용한다.
특히, 알루미늄 금속의 일 실시예로 A1050 성분을 사용할 수 있으며, 이의 조성 및 함량은 아래와 같다.
Figure 112012058348780-pat00001
상기 A1050은 순수 알루미늄이므로 강도는 낮지만, 성형성, 용접성, 내식성이 좋은 장점이 있어서, 반사판, 조명기구, 장식품, 화학공업용 탱크, 도전체로 사용가능한 금속재료이다.
본 발명의 일실시예에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법은 상기와 같이 조성된 알루미늄 금속(A1050) 판재(13)를 양극 산화(아노다이징), 다중 클리어 코팅, 프레스 성형 등을 포함한다.
양극 산화(Anodizing)란 즉 양극 (Anode)과 산화 (Oxidizing)의 합성어(Ano-dizing)로서, 금속(부품)을 양극에 걸고 희석-산의 액에서 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 소지금속과 대단한 밀착력을 갖는 산화피막(산화알미늄 : Al₂O₃)이 형성된다.
특히, 양극산화의 가장 대표적인 소재는 Al이고, 알미늄상의 아노다이징 (Anodizing on aluminum Alloys)의 경우에, 알미늄을 양극에서 전해하면 알미늄 표면의 반은 침식되고, 나머지 반은 산화알미늄 피막이 형성된다.
그리고, 상기 양극산화 공정은 도 4에 도시한 바와 같이 다시 탈지→에칭→활성화→코팅→실링→건조 공정으로 세분화된다.
먼저, 상기 세분화 공정에 들어가기에 앞서 알루미늄 판재(13)를 일정한 크기로 컷팅한다.
예를 들면, 표 1과 같이 조성된 알루미늄 재질 A1050 판재(13)를 두께 0.5~0.8mm, 길이 500~1250mm로 컷팅한 후 연속 아노다이징로에서 아노다이징 처리를 한다.
아노다이징 조건은 롤속도 7m/분이며, 아노다이징 후 1~3㎛ 두께의 판재(13)를 얻는다.
상기 아노다이징 공정은 도 4의 각 배쓰(bath)에 다음 표 2와 같은 용액(12)을 첨가하여, 탈지, 에칭, 활성화, 코팅, 실링, 건조 공정을 거친다.
Figure 112012058348780-pat00002
탈지와 에칭은 제품 표면의 이물질을 제거하는 단계이며, 활성화는 코팅이 잘 되게 하기 위해 산성화된 표면을 중성으로 만드는 공정이다.
그리고, 실링은 양극 산화된 표면의 구멍을 메우는 공정이며, 건조는 실링액이 구멍에 침투하는 것을 촉진시키기 위한 공정이다.
이와 같은 공정을 통해 알루미늄 판재(13)에 1~3㎛ 두께의 Al2O3 양극산화 피막이 형성된다.
이 메커니즘은 물과 알루미늄의 반응이며 코팅액의 Na2SiO3_9H2O, KF_2H2O, KOH가 물 이온화를 촉진시키는 역할을 한다.
메커니즘을 식으로 기술하면,
2H2O→2OH-+H2
2Al+3OH-→Al2O3 +3H2
이와 같이 생성된 양극 산화 피막에 의해 제품 표면의 내식성을 유지시킬 수 있다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 다중 클리어 코팅 처리된 알루미늄 도어 프레임 몰딩의 단면도이다.
그 다음, 클리어 코팅을 하는데, 클리어 코팅은 유리막 코팅이라고도 하며, 피도물의 제일 외부에 코팅되고, 투명한 도막이 외부의 물리적인 힘이나 날씨 환경, 산업 및 자연의 화학 요인(예: 조류의 배설물)으로부터 도막을 보호해 준다.
상기 클리어 코팅 공정은 1차 클리어 코팅(불투명 코팅)과 2차 클리어 코팅(투명 코팅)으로 이루어지는데, 도 5에 도시한 바와 같이 알루미늄 모재 표면에 불투명 클리어 코팅층과 투명 클리어 코팅층을 차례대로 형성하여 불투명과 투명층을 조합하여 반광을 구현할 수 있다.
상기 1차 클리어 코팅액 및 2차 클리어 코팅액의 조성 및 함량은 각각 다음 표 3 및 표 4와 같다.
Figure 112014108909499-pat00011
Figure 112014108909499-pat00012
상기 1차 클리어 코팅액은 바인더나 유기용제에 소광제(광택을 낮출 때 사용하는 첨가제)를 더 첨가하여 불투명 혹은 반투명하고, 2차 클리어 코팅액은 바인더나 유기용제 만으로 조성되며 안료가 첨가되지 않아 투명하다.
이때, 클리어 코팅 공정에서 롤 코팅 조건은 5~7m/분의 속도이고, 온도는 50~70℃를 유지시켜준다.
계속해서, 프레스 성형을 하는데, 프레스 성형은 블랭킹→포밍→벤딩공정을 거치며 200톤 프레스에서 이루어진다.
그 다음, 엔드 피스(10) 조립과 테이프 및 패드(11) 부착 공정을 거쳐 제품의 제조과정이 완료된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법에 의해 제조된 도어 프레임 몰딩을 보여주는 사진이다.
본 발명에 따른 다중 코팅 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩과 종래기술에 때른 반광 SUS 몰딩을 실차 부식 시험을 통해 비교한 결과 클리어 코팅 및 아노다이징 공정에 따른 도어 프레임 몰딩이 기존의 SUS 몰딩에 비해 내식성이 우수함을 확인할 수 있었다.
즉, SUS 몰딩은 6Phase에서 부식이 발생하였으나, 본 발명의 Al 몰딩은 12Phase에서 부식이 발생하지 않았다.
따라서, 본 발명에 의하면 알루미늄 금속을 도어 프레임 몰딩 소재로 사용하고, 알루미늄 금속에 아노다이징 및 다중 클리어 코팅의 표면 처리 공정을 적용함으로써, 제품의 내식성을 향상시킬 수 있고, 기존 대비 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.
10 : 엔드 피스 11 : 패드
12 : 용액 13 : 알루미늄 금속 판재

Claims (5)

  1. 금속 판재를 일정 크기로 컷팅하는 제 1 단계와, 컷팅된 금속 판재의 표면에 아노다이징 처리를 통해 두께 1∼3㎛의 산화피막을 형성하는 제 2 단계와, 상기 산화피막이 형성된 금속 판재를 다중 클리어 코팅하는 제 3 단계와, 다중 클리어 코팅된 금속 판재를 도어 프레임 몰딩 형태로 프레스 성형하는 제 4 단계를 포함하고,
    상기 제 3 단계는 상기 산화피막이 형성된 금속 판재의 표면에 불투명 클리어 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 불투명 클리어 코팅층 상에 투명 클리어 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 산화피막이 형성된 금속 판재의 표면에 불투명 클리어 코팅층을 형성 시 및 상기 불투명 클리어 코팅층 상에 투명 클리어 코팅층 형성 시 불투명 클리어 코팅액 중에는 폴리에스터 30∼40중량%가 들어 있고, 투명 클리어 코팅액 중에는 폴리에스터 30∼40중량%가 들어 있는 것을 특징으로 하는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법.

  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 판재(13)는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 불투명 클리어 코팅층을 형성하는 단계에서 사용되는 코팅액은 투명 클리어 코팅액에 소광제를 더 포함하여 금속 표면의 반광을 구현할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는 롤 코팅 조건으로 5~7m/분의 속도 및 50~70℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 반광 알루미늄 도어 프레임 몰딩 제조방법.
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