KR101738089B1 - 기포발생이 방지되는 전착도장방법 - Google Patents

기포발생이 방지되는 전착도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기포발생이 방지되는 전착도장방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 주물과 같은 소재에 전착도장을 할 경우 전착공정 전단계에서 건조로를 통한 제1베이킹공정을 수행함에 따라 전착 후 기포발생이 방지되도록 하여 불량률을 대폭 감소시킬 수 있는 기포발생이 방지되는 전착도장방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 피도장물에 묻어있는 오염물을 스프레이건으로 스프레이 처리하여 40~50℃의 온도에서 제거하는 탕세공정과; 상기 탕세공정 후 피도장물에 불균일한 표면 처리막이 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 유분을 제거하는 탈지공정과; 상기 탈지공정 후 피도장물의 표면을 세척시켜 피도장물의 표면에 붙은 잔류 탈지액과 알칼리성분을 제거하는 제1수세공정과; 상기 제1수세공정 후 순수(DI water)와 산화티타늄 표면조정제를 재료로 스프레이 처리하여 피도장물 표면을 활성화하기 위해 표면 조정하는 전처리공정과; 상기 전처리공정 후 피도장물의 표면의 내구성, 내식성 및 부착력 향상을 위해 지르코늄 타입의 반응성 전처리제로 피막을 형성하는 화성피막공정과; 상기 화성피막공정 후 피도장물의 표면을 세척시켜 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 불순물과 화성피막액을 제거하는 제2수세공정과; 상기 제2수세공정 후 건조로 내에서 피도장물을 건조시키는 제1베이킹공정과; 상기 제1베이킹공정 후 피도장물의 표면에 아크릴계 전착도료로 도막을 형성하는 전착도장공정과; 상기 전착도장공정 후 피도장물의 표면에 잔존하는 도료를 회수하는 제3수세공정과; 상기 제3수세공정 후 상기 피도장물을 건조로 내에서 건조시키는 제2베이킹공정; 및 피도장물의 도장상태를 검사하는 검사공정;을 포함하여 구성된다.

Description

기포발생이 방지되는 전착도장방법{Electrodeposition coating method that generation of bubbles is prevented}
본 발명은 기포발생이 방지되는 전착도장방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 주물과 같은 소재에 전착도장을 할 경우 전착공정 전단계에서 건조로를 통한 제1베이킹공정을 수행하고 전착공정 및 U/F수세공정 후단계에서 건조로를 통한 제2베이킹공정을 수행함에 따라 기포발생을 방지하고 불량률을 대폭 감소시킬 수 있는 기포발생이 방지되는 전착도장방법에 관한 것이다.
통상, 전착도장이라 함은 전착용 수용성 도료 용액 중에 피도물을 양극 또는 음극으로 하여 피도물과 그 대극 사이에 직류 전류를 통하여 피도물 표면에 전기적으로 도막을 석출시키는 도장방법으로서 전기영동도장, 전영도장, ED도장이라고도 한다.
우리나라에서는 1978년부터 자동차 산업에 전착도장이 최초로 도입된 이래 각 산업분야에서 착실한 성장을 계속 하고 있으며, 이러한 전착도장은 자동화로 대량생산이 가능하며 화재위험이 없는 장점이 있는 반면, 도전성 피도물이어야 하며 재도장이 불가능하고 소량생산에 부적합함과 아울러 색상교체가 곤란한 단점이 있다.
일반적으로 피도물이 비교적 평탄한 형상으로 형성될 경우에는 전착도장을 수행한 후 도장성능이 우수한 것으로 나타났지만, TVD(TORSIONAL VIBRATION DAMPER) 또는 DDU(DAMPER DECOUPLER UNIT) 등과 같이 홈로 또는 홈부가 다수 형성되는 부품의 경우 전착도장 시 기포가 발생되어 불량률이 증가되는 문제가 발생되었다.
따라서 구조가 복잡하고 굴곡이 많은 부품에서 전착도장 시 기포발생을 방지할 수 있는 전착도장방법의 제안이 시급한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0106104호(2007.11.01.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 주물과 같은 소재에 전착도장을 할 경우 전착공정 전단계에서 건조로를 통한 제1베이킹공정을 수행하고 전착공정 및 U/F수세공정 후단계에서 건조로를 통한 제2베이킹공정을 수행함에 따라 기포발생을 방지하고 불량률을 대폭 감소시킬 수 있는 기포발생이 방지되는 전착도장방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 피도장물에 묻어있는 오염물을 스프레이건으로 스프레이 처리하여 40~50℃의 온도에서 제거하는 탕세공정과; 상기 탕세공정 후 피도장물에 불균일한 표면 처리막이 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 유분을 제거하는 탈지공정과; 상기 탈지공정 후 피도장물의 표면을 세척시켜 피도장물의 표면에 붙은 잔류 탈지액과 알칼리성분을 제거하는 제1수세공정과; 상기 제1수세공정 후 순수(DI water)와 산화티타늄 표면조정제를 재료로 스프레이 처리하여 피도장물 표면을 활성화하기 위해 표면 조정하는 전처리공정과; 상기 전처리공정 후 피도장물의 표면의 내구성, 내식성 및 부착력 향상을 위해 지르코늄 타입의 반응성 전처리제로 피막을 형성하는 화성피막공정과; 상기 화성피막공정 후 피도장물의 표면을 세척시켜 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 불순물과 화성피막액을 제거하는 제2수세공정과; 상기 제2수세공정 후 건조로 내에서 피도장물을 건조시키는 제1베이킹공정과; 상기 제1베이킹공정 후 피도장물의 표면에 아크릴계 전착도료로 도막을 형성하는 전착도장공정과; 상기 전착도장공정 후 피도장물의 표면에 잔존하는 도료를 회수하는 제3수세공정과; 상기 제3수세공정 후 상기 피도장물을 건조로 내에서 건조시키는 제2베이킹공정; 및 피도장물의 도장상태를 검사하는 검사공정;을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 제1베이킹공정은 건조로 내에서 피도장물을 90℃ 내지 190℃ 로 40분 내지 60분 동안 건조시키며, 상기 제2베이킹공정은 건조로 내에서 피도장물을 160℃ 내지 190℃ 로 40분 내지 60분 동안 건조시킨다.
아울러 상기 피도장물은 TVD(TORSIONAL VIBRATION DAMPER) 또는 DDU(DAMPER DECOUPLER UNIT) 중 어느 하나이다.
본 발명에 따르면 주물 재질로 이루어지며 구조가 복잡한 부품의 전착도장시 발생되는 기포를 방지하여 불량률을 현격히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전착도장방법의 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전착도장방법의 과정을 나타내는 순서도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전착도장방법은 크게 탕세공정(S10), 탈지공정(S20), 제1수세공정(S30), 전처리공정(S40), 화성피막공정(S50), 제2수세공정(S60), 제1베이킹공정(S70), 전착도장공정(S80), 제3수세공정(S90), 제2베이킹공정(S100) 및 검사공정(S110)으로 이루어진다.
여기서 상기 탕세공정(S10)은 피도장물에 묻어있는 오염물을 스프레이건으로 스프레이 처리하여 40~50℃의 온도에서 제거하는 것으로, 본 발명에서는 물을 사용하여 스프레이건으로 스프레이 처리하며, 40~50℃의 온도 영역에서 실시하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 탕세공정(S10)은 순차적으로 2차에 걸쳐 탕세1(S11)과 탕세2(S12)로 수행됨이 바람직하다.
상기 탕세공정(S10) 후에는 피도장물에 불균일한 표면 처리막이 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 유분을 제거하는 탈지공정(S20)이 수행되는데, 이러한 탈지공정(S20)은 예비탈지1(S21), 예비탈지2(S22) 및 본탈지(S23)로 구성되고, 예비탈지1(S21), 예비탈지2(S22) 및 본탈지(S23)가 순차적으로 수행된다.
상기 예비탈지1(S21)은 알칼리탈지제, 수산화나트륨을 사용하여 욕조(탱크) 등에 침지 처리하되, 그 조건은 180 내지 240초 동안 침지함이 바람직하고, 온도는 50℃ 내지 60℃로 ph 12.5 내지 13.5의 조건하에서 수행함이 바람직하다.
아울러 예비탈지2(S22)는 180 내지 240초 동안 스프레이 세척 시간을 부여하고, 온도 50℃ 내지 60℃로 ph 12.5 내지 13.5의 조건하에서 수행한다.
또한 본탈지(S23)는 상기의 예비탈지1 또는 2로 처리하지 못한 피도장물에 부착된 기름이나 먼지를 스프레이로 세척하기 위한 과정으로, 예비탈지2(S22)와 동일한 스프레이 세척시간과 온도 30℃ 내지 40℃, ph 12.5 내지 13.5, 압력 0.6 내지 1.6atm을 조건으로 수행함이 바람직하다.
한편 상기 탈지공정(S20) 후 피도장물의 표면을 세척시켜 피도장물의 표면에 붙은 잔류 탈지액과 알칼리성분을 제거하는 제1수세공정(S30)이 수행되는데, 이러한 제1수세공정(S30)은 피도장물에 남아있는 알칼리 성분을 제거함으로써 전처리공정(S40)에 지장을 초래하지 않도록 하기 위함이다.
이러한 제1수세공정(S30)은 수세1(S31) 및 수세2(S32)로 이루어지며, 일실시예로 수세1(S31) 및 수세2(S32)는 각각 스프레이 세척 180 ~ 240초, 온도 20 ~ 30℃, ph 5 ~ 8, 압력 0.6 ~ 1.6atm의 조건으로 실시한다.
상기 제1수세공정(S30)이 완료되면 순수(DI water)와 산화티타늄 표면조정제를 재료로 스프레이 처리하여 피도장물 표면을 활성화하기 위해 표면 조정하는 전처리공정(S40)가 수행되는데, 이러한 전처리공정(S40)은 표면조정을 위한 단계로서, 표면에 활성점의 개수를 증가시켜 미세하고 균일한 결정을 입히기 위하여 수반된다.
본 발명의 일실시예에서는 순수(DI water)와 산화티타늄 표면조정제를 재료로 하여 스프레이 세척 180 ~ 240초, 온도 20 ~ 30℃, ph 7 ~ 10, 압력 0.8 ~ 1.6atm, 알칼리오염도 2.5 ~ 3.5로 실시한다.
상기 전처리공정(S40) 후에는 피도장물의 표면의 내구성, 내식성 및 부착력 향상을 위해 지르코늄 타입의 반응성 전처리제로 피막을 형성하는 화성피막공정(S50)이 수행되는데, 상기 공정은 표면조정을 거치면서 금속 표면에 활성점이 수개 형성된 피도물을 화학적으로 처리하여 미세하고 균일한 인산아연 피막이 생성되도록 유도하기 위함으로, 방청성, 내식성, 내고온, 산화성, 경도성, 내마모성을 증가시켜 효과적이다.
일실시예로 화성피막공정(S50)은 인산아연피막제 및 촉진제를 사용하면서 침지 180 ~ 240초, 온도 65 ~ 75℃, 전산도 22 ~ 23.5, 유리산도 0.6 ~ 0.8, 촉진도 2.5 ~ 3.5, ph 3 ~ 4의 조건으로 피도장물 표면에 불용성의 화성 피막을 형성한다.
그런다음 피도장물의 표면을 세척시켜 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 불순물과 화성피막액을 제거하는 제2수세공정(S60)이 수행되는데, 이러한 제2수세공정(S60)은 수세3(S61), 수세4(S62) 및 전순수세(S63)으로 구성된다.
수세3(S61) 및 수세4(S62)는 순차적으로 수행되며, 물을 사용하여 침지 180~ 240초, 온도 20 ~ 30℃, ph 5 ~ 7, 압력 1.0 ~1.5atm의 조건으로 수행함에 따라 잔류 화성피막액을 제거하며, 전순수세(S63)는 전기전도도가 50만Ω 이상인 순수(DI water)를 사용하여 침지 180 ~ 240초, ph 5.5 ~ 6.5, 순환압력 0.4 ~1.0kgf/cm2의 조건으로 실시함으로써 잡이온을 제거함과 동시에 도료 성분을 보호하도록 한다.
특히, 전순수세(S63)에서는 RO 필터를 사용하여 잔류 불순물이 완전하게 제거됨에 따라 전착액의 노화를 방지할 수 있도록 한다.
상기 제2수세공정(S60) 후에는 건조로 내에서 피도장물을 건조시키는 제1베이킹공정(S70)이 수행되는데, 이러한 제1베이킹공정(S70)은 전착도장공정(S80) 후에 발생되는 기포를 방지하도록 전착도장공정(S80) 직전에 수행한다.
이러한 제1베이킹공정(S70) 후 120초 이내에 전착도장공정(S80)이 수행됨이 바람직하며, 제1베이킹공정(S70)은 건조로 내에서 피도장물을 90℃ 내지 190℃ 로 보다 바람직하게는 160℃ 내지 180℃의 온도로 40분 내지 60분 동안 건조시킨다.
그런 다음 전착도장공정(S80)이 수행되는데, 이러한 전착도장공정(S80)은 피도장물의 표면에 아크릴계 전착도료로 도막을 형성하도록 구비된다.
일실시예로 상기 공정에서는 전기분해, 전기영동, 전기석출, 전기침투를 목적으로 피도물이 음극이고 전위차 250V, 온도 29 내지 30℃, ph 7.5 내지 8.5의 조건하에서 에폭시 또는 카본블랙을 선택 사용하여 실시한다.
한편 상기 전착도장공정(S80) 후에는 피도장물의 표면에 잔존하는 도료를 회수하는 제3수세공정(S90)이 수행되는데, 이러한 제3수세공정(S90)은 UF 1수세(S91), UF 2수세(S92), UF 3수세(S93) 및 후순수세(S94)로 구성되며, 각각 잔류약품을 제거하기 위하여 스프레이건으로 스프레이 처리한다.
상세하게는 스프레이 세척시간 80 내지 90초와 0.7 내지 1.1의 스프레이 압력 조건하에서 UF 1수세(S91)를 실시하며, 스프레이 세척시간 180 내지 240초와 스프레이 압력 0.7 내지 1.1의 조건하에서 UF 2수세(S92)를 실시하며, 스프레이 세척시간 100초 이하와 0.7 내지 1.1의 스프레이 압력 조건하에서 UF 3수세(S93)를 실시한다.
아울러 상기 후순수세(S94)는 전기전도도가 50만Ω 이상인 순수(DI water)를 사용하여 침지 180 ~ 240초, ph 5.5 ~ 6.5, 순환압력 0.4 ~1.0kgf/cm2의 조건으로 실시한다.
한편 상기 제3수세공정(S90) 후에는 상기 피도장물을 건조로 내에서 건조시키는 제2베이킹공정(S100)이 수행되는데, 이러한 제2베이킹공정(S100)은 건조로 내에서 피도장물을 160℃ 내지 190℃ 로 40분 내지 60분 동안 건조시킨다.
이와 같은 제2베이킹공정(S100) 후 피도장물의 도장상태를 검사하는 검사공정(S110)이 수행된다.
기존에 기포발생이 빈번하게 일어나는 피도장물로는 대표적으로 TVD(TORSIONAL VIBRATION DAMPER) 또는 DDU(DAMPER DECOUPLER UNIT)를 들 수 있는데, 토션 바이브레이션 댐퍼를 본 발명에 따른 전착도장방법으로 실시한 결과 1000개의 실시품 중 하나의 불량도 발생되지 않았다.
물론 기존 방법을 통해서 전착도장을 실시한 경우 경우에 따라 1000개 중 10개 내지 500개 범위로 크고 작은 기포발생이 일어났었다.
따라서, 토션 바이브레이션 댐퍼와 같이 엔진 V벨트홈이 형성되어 복잡한 굴곡을 가지는 형상으로 형성되는 부품의 전착도장 특히, 그 재질이 흡착성이 우수한 주물인 경우에 본 발명과 같은 전착도장공정 직전에 제1베이킹공정이, 그 후에 제2베이킹공정이 수행됨으로써 기포가 전혀 발생되지 않도록 한다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (3)

  1. 피도장물에 묻어있는 오염물을 스프레이건으로 스프레이 처리하여 40~50℃의 온도에서 제거하는 탕세공정(S10)과;
    상기 탕세공정(S10) 후 피도장물에 불균일한 표면 처리막이 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 유분을 제거하는 탈지공정(S20)과;
    상기 탈지공정(S20) 후 피도장물의 표면을 세척시켜 피도장물의 표면에 붙은 잔류 탈지액과 알칼리성분을 제거하는 제1수세공정(S30)과;
    상기 제1수세공정(S30) 후 순수(DI water)와 산화티타늄 표면조정제를 재료로 스프레이 처리하여 피도장물 표면을 활성화하기 위해 표면 조정하는 전처리공정(S40)과;
    상기 전처리공정(S40) 후 피도장물의 표면의 내구성, 내식성 및 부착력 향상을 위해 지르코늄 타입의 반응성 전처리제로 피막을 형성하는 화성피막공정(S50)과;
    상기 화성피막공정(S50) 후 피도장물의 표면을 세척시켜 상기 피도장물의 표면에 잔존하는 불순물과 화성피막액을 제거하는 제2수세공정(S60)과;
    상기 제2수세공정(S60) 후 건조로 내에서 피도장물을 건조시키는 제1베이킹공정(S70)과;
    상기 제1베이킹공정(S70) 후 피도장물의 표면에 아크릴계 전착도료로 도막을 형성하는 전착도장공정(S80)과;
    상기 전착도장공정(S80) 후 피도장물의 표면에 잔존하는 도료를 회수하는 제3수세공정(S90)과;
    상기 제3수세공정(S90) 후 상기 피도장물을 건조로 내에서 건조시키는 제2베이킹공정(S100); 및
    피도장물의 도장상태를 검사하는 검사공정(S110);을 포함하고,
    상기 제1베이킹공정(S70)은 건조로 내에서 피도장물을 90℃ 내지 190℃ 로 40분 내지 60분 동안 건조시키며,
    상기 제2베이킹공정(S100)은 건조로 내에서 피도장물을 160℃ 내지 190℃ 로 40분 내지 60분 동안 건조시키는 것을 특징으로 하는 기포발생이 방지되는 전착도장방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피도장물은 TVD(TORSIONAL VIBRATION DAMPER) 또는 DDU(DAMPER DECOUPLER UNIT) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기포발생이 방지되는 전착도장방법.







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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102056835B1 (ko) 2019-09-17 2019-12-17 성기호 전착도장용 행거 및 행거와 노즐분사방식 전처리설비를 이용한 전착도장방법
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