KR101938268B1 - 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품 - Google Patents

플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품에 관한 것으로, 상기 제조방법은 가공 전 준비단계, 제1 가공단계, 증착단계, 제2 가공단계, 제3 가공단계, 및 최종검사 및 출하단계를 포함하고, 상기 제조방법에 의해 수득되는 플라스틱 가공품은 플라스틱 사출품, 상기 플라스틱 사출품의 겉면에 도포되어 형성되는 제1 도막, 상기 제1 도막에 증착되는 금속제, 상기 금속제의 겉면에 도포되어 형성되는 제2 도막, 및 상기 제2 도막의 겉면에 도포되어 형성되는 제3 도막을 포함하는 구성으로서, 자동차의 내외장 부품이나 세탁기와 냉장고의 내외장 부품 등의 가전제품 부품으로 활용되는 고품질의 플라스틱 부품을 제공한다.

Description

플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품{Manufacturing Method For Metal Coating Of Plastic, And Product Obtained Therefrom}
본 발명은 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차나 가전제품의 내외장재 용도로 이용되는 원자재로서 사출물을 금속제로 특수 코팅 처리하여 내외장재의 흠결(도막의 잔기스, 긁힘, 벗겨짐, 갈라짐, 파손 등) 발생을 줄인 고품질의 플라스틱 가공품을 얻기 위한 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법 및 이로부터 수득된 플라스틱 가공품에 관한 것이다.
일반적으로 자동차나 가전제품에서 내외장재 용도로 이용되는 플라스틱 가공품들은 종래의 열 증착(evaporation) 방식으로 플라스틱 사출물을 가공 처리하는 상태로 생산하여 자동차나 가전제품의 내외장재용 제품으로 제품 양산화하게 된다.
이러한 종래의 열 증착 방식 플라스틱 가공은 진공 중에서 물질을 고온으로 가열 증발시켜 대상물에 해당되는 플라스틱 사출물에 응고하는 원리인데, 도막에 대한 피막의 균일성이 떨어지고, 피막의 두께 조절 공정이 어려우며, 증착에 요구되는 소재가 빨리 소진됨에 따라 소재의 구매 비용이 지속적으로 발생되는 문제점들이 지속되고 있는 실정이다.
특히, 내외장재에 도포되는 도막의 박막 밀착력이 매우 약하여, 도막의 하자(잔기스, 긁힘, 깨짐, 벗겨짐, 갈라짐, 파손, 변색 등) 발생률이 매우 잦게 일어나는 문제로 관리의 어려움이 지적되고 있는 상태다. 이러한 이유들로 인하여 기존의 플라스틱 공정을 통해서는 고품질의 플라스틱 가공품 생산이 불가한 실정에 처해 있다.
자동차나 가전제품은 구매자들에게 성능이 좋은 기능적인 면이 부각되기도 하지만, 사치품으로서 외관의 미려함을 나타내는 디자인 면도 무시할 수 없다. 이러한 디자인 면의 부각에 따라 자동차나 가전제품의 내외장재는 고급스러움이 묻어나야 하는 관계로 고품질의 플라스틱 가공품을 사용해야만 하는 추세이다.
그러나, 기존의 내외장재용은 저품질의 플라스틱 가공품을 사용하는 관계로 피막의 잦은 흠결하자 발생에 따라 내외장재의 교체율이 매우 높았으며, 자동차 및 가전제품의 디자인 면의 부각으로 내외장재 외관의 미려함을 추구해야 하지만, 피막의 잦은 벗김이나 변색 등의 문제들로 인하여 미관을 훼손하는 결과로 초래하는 경우도 다반사에 이르고 있다. 이는 결국 구매자의 내외장재 구매 비용 부담을 증가시키는 요인으로 나타나고 있으며, 구매자의 불만이 상당하다.
이처럼, 자동차나 가전제품의 내외장재는 고품질의 플라스틱 가공품이 적용되어야 하는 관계로, 내외장재의 문제로 지적되고 있는 도막의 잦은 하자 발생을 줄여야 하는 당면 과제에 직면하고 있다.
따라서, 자동차나 가전제품의 내외장재로서 고품질의 플라스틱 가공품 보급이 절실히 요구되고 있으며, 이러한 고품질의 플라스틱 가공품을 제조하기 위한 방법의 개발도 시급하다.
특허문헌 01 등록특허 제10-1006164호 특허문헌 02 등록특허 제10-0747159호 특허문헌 03 등록특허 제10-1000632호 특허문헌 04 등록특허 제10-0527856호 특허문헌 05 공개특허 제10-2012-0126847호
전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명은, 자동차나 가전제품의 내외장재용 부품으로 이용되는 원자재의 플라스틱 사출물을 가공하여 고품질의 플라스틱 가공품을 얻기 위한 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법을 제공하면서, 이러한 제조방법으로부터 수득된 고품질의 플라스틱 가공품을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
아울러, 본 발명은, 고품질의 플라스틱 가공품을 대량 생산하여 자동차의 내외장재 부품 및 가전제품의 내외장재 부품용으로 보급하여 품질 면이나 미관 면에서도 더욱 향상된 플라스틱 가공품을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적을 해소하기 위한 본 발명은, 자동차의 내외장재용이나 가전제품의 내외장재용 부품의 원자재인 사출물들이 입고되어 관리되면서, 사출물에 대한 하자를 검출하는 방법으로서 외관의 손상 색출, 사출물의 크기와 두께의 치수 체크, 및 사출물에 대한 지그 조립이 수행되는 가공 전 준비단계; 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 1차 정전기 제거와 아울러 도료배합실 부스에서 1차 도료가 분사되어 수행되는 제1 가공단계; 제1 가공된 상기 사출물에 대하여 증착기에서 스퍼터링 방식으로 금속제 증착이 수행되는 증착단계; 증착된 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 2차 정전기 제거와 아울러 도료배합실부스에서 2차 도료가 분사되어 수행되는 제2 가공단계; 제2 가공된 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 3차 정전기 제거와 아울러 도료배합실부스에서 3차 도료가 분사되어 수행되는 제3 가공단계; 및 제3 가공된 상기 사출물에 대하여 외관의 불량을 확인한 다음 비닐로 포장하여 용기에 적재하여 제품화를 이룬 상태에서 제품을 출하시키는 최종검사 및 출하단계; 를 포함하고,
상기 제1 가공단계는, 상기 사출물에 조립된 지그를 하도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정시키는 방식으로 상기 사출물들이 하도 컨베이어에 투입되는 하도라인으로의 투입단계; 상기 하도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 UV 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; UV 도료가 분사된 사출물들이 하도 부스에 마련된 UV 램프실에서 조사되는 자외선의 조사에 따라 UV 도료가 경화되는 자외선을 이용한 경화단계; 및 UV 도료가 경화된 상기 사출물들을 하도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 사출물에 대한 도료의 도막의 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 하도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하며,
상기 제전 건들의 에어 압력은 4 내지 5 Kgf/cm2의 범위이고, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위인 한편, 상기 스프레이 건들의 에어압은 2.0 내지 2.3 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위이고, 상기 하도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위이고, 상기 자외선의 조사 거리는 180 내지 220 mm의 범위에 있는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법에 일 특징이 있다.

증착단계는 상기 하도라인에서의 취출 및 검사단계를 통과한 상기 사출물에 대하여, 증착기인 진공 챔버 내부의 플라즈마 분위기에서 이온화된 불활성 기체들과 반응되어 판제로부터 떨어지는 금속 입자들이 증착되는 스퍼터링 방식의 증착단계; 상기 사출물에 증착된 금속 입자의 증착 투과율 정도를 투과율 측정기로 측정하여 검사하는 투과율 검사단계; 를 더 포함하고,
진공 챔버는 원통 형상이며, 그 바닥 중앙에는 제1 가공의 사출품을 설치하여 고정하기 위한 지그와, 사출품을 회전시키기 위한 셔틀로 구성되는 한편, 상기 진공 챔버의 내부 둘레를 따라 대칭되는 구조로 설치된 한 쌍의 전극, 한 쌍의 플라즈마 전극바, 한 쌍의 판제로 구성되며, 상기 한 쌍의 전극 및 상기 한 쌍의 플라즈마 전극바는 상기 진공 챔버의 내부를 플라즈마 분위기로 생성한 상태에서 불활성 가스의 이온화로 상기 판제와 반응하여 금속을 제1 가공 사출품에 증착시키는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법에 일 특징이 있다.

제2 가공단계는, 상기 투과율 검사단계를 통과한 상기 사출물들이 조립된 지그를 통하여 중도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정되는 방식으로 중도 컨베이어에 투입되는 중도라인으로의 투입단계; 상기 중도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 일반 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; 상기 일반 도료가 분사된 사출물들이 중도 라인에 마련된 IR 실에서 조사되는 적외선의 조사에 따라 일반 도료가 건조되는 적외선을 이용한 건조단계; 및 일반 도료가 건조된 상기 사출물들을 중도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 사출물에 대한 도료의 도막 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 중도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하고,
상기 제전 건들의 에어 압력은 3.5 내지 4.5 Kgf/cm2의 범위이고, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위인 한편, 상기 스프레이 건들의 에어압은 2.2 내지 2.5 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 140 내지 160 mm의 범위이고, 상기 중도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위에 있는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법에 일 특징이 있다.

제3 가공단계는, 상기 중도라인에서의 취출 및 검사단계를 통과한 상기 사출물들이 조립된 지그를 통하여 상도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정시키는 방식으로 상도 컨베이어에 투입되는 상도라인으로의 투입단계; 상기 상도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 UV 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; UV 도료가 분사된 상기 사출물들이 상도 부스에 마련된 UV 램프실에서 조사되는 자외선의 조사에 따라 UV 도료가 경화되는 자외선을 이용한 경화단계; 및 UV 도료가 경화된 상기 사출물들을 상도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 상기 사출물들에 대한 도료 도막의 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 상도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하고,
상기 스프레이 건들의 에어압은 2 내지 3 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위이고, 상기 상도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위이고, 상기 자외선의 조사 거리는 180 내지 220 mm의 범위에 있는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법에 일 특징이 있다.

증착기인 진공 챔버 내에 설치된 스퍼터링(sputtering) 방식으로 제1 가공 사출물에 대한 금속제 증착이 수행되되, 제1 가공 사출물에 증착되는 금속은 크롬, 알루미늄, 및 스테인리스 중 어느 하나의 금속 소재로 제작된 판 형상의 판제를 이용하게 되는 플라스틱 금속제 코팅을 위한 제조방법에 일 특징이 있다.

상기 제조방법들에 의해 제조되는 플라스틱 가공품에 다른 일 특징이 있다.
플라스틱 사출물, 상기 플라스틱 사출물의 겉면에 도포되어 형성되는 제1 도막, 상기 제1 도막에 증착되는 금속제, 상기 금속제의 겉면에 도포되어 형성되는 제2 도막, 및 상기 제2 도막의 겉면에 도포되어 형성되는 제3 도막을 포함하고, 상기 제1,3 도막은 UV 도료로 도포되면서 자외선 조사에 의해 경화되고, 상기 제2 도막은 일반 도료로 도포되면서 적외선 조사에 의해 경화되며, 상기 금속제는 크롬, 알루미늄, 스테인리스 중 어느 하나의 금속을 활용한 스퍼터링 방식에 의해 증착되는 플라스틱 가공품에 다른 일 특징이 있다.
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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법은, 자동차나 가전제품의 내외장용 부품으로 이용되는 원자재 사출물을 특수 가공처리함에 따라 고품질의 플라스틱 가공품을 보급할 수 있게 되어 흠결이나 하자로 인한 플라스틱 가공품의 교체 비용을 줄이면서 잦은 교체에 대한 불편함을 해소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법은, 고품질의 플라스틱 가공품을 자동차나 가전제품의 내외장용 부품으로 이용할 수 있음에 따라 흠결 및 하자(도막의 잔기스, 긁힘, 벗겨짐, 깨짐, 파손 등)의 발생률이 줄어들어 자동차나 가전제품의 유지 관리가 편리해지는 효과와 함께, 긴 수명을 보장받을 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 의한 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법은, 고품질의 플라스틱 가공품에 대한 흠결 및 하자의 발생률이 현저히 줄어들어 플라스틱 가공품의 상태가 원 상태를 장기간 유지할 수 있음에 따라, 내외장재의 미관을 더욱 향상시키는 효과와 함께, 미려함을 지속시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법에 대한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 제조방법의 세부적인 절차 흐름도,
도 3은 도 1에 도시된 증착단계에 수반되는 스퍼터링 방식으로서 진공 챔버의 내부 상태를 도시한 도면이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
하기 본 발명에서는 실시 예로 한정되는 것이 아니라, 명세서 전반에 기재된 기술적 내용을 토대로 해석한 확장 범위까지 포함하는 권리범위로 인정되어야만 할 것이다.
하기 도시된 도면들에서 각 참조부호들이 지시하는 각 구성들은 동일 또는 유사한 기능을 갖는 관계로 특별한 언급이 없을 경우에는 각 참조부호들이 지시하는 구성들은 이러한 기준에 부합하는 동일 또는 유사한 부재로 파악하면 된다.
이하, 첨부된 도면을 참고하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 가공 전 준비단계, 제1 가공단계, 증착단계, 제2 가공단계, 제3 가공단계, 및 최종검사 및 출하단계를 포함하여 구성된다.
상기 가공 전 준비단계는 입고 및 검사단계, 지그 조립단계로 구성되며, 상기 제1 가공단계는 하도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 자외선을 이용한 경화단계, 및 하도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성되고, 상기 증착단계는 스퍼터링 방식의 증착단계, 투과율 검사단계로 구성되며, 상기 제2 가공단계는 중도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 적외선을 이용한 건조단계, 중도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성되고, 상기 제3 가공단계는 상도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 자외선을 이용한 경화단계, 상도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성된다.
상기 가공 전 준비단계는 입고 및 검사단계와 지그 조립단계로 구성되는바, 상기 입고 및 검사단계에서는, 자동차의 내외장 부품이나 세탁기와 냉장고 등의 가전제품으로 사용될 수 있는 플라스틱 사출물(사출품)을 원자재로 입고한 상태에서 사출품에 대한 하자로서 외관에 대한 도막(피막)의 파손, 깨짐, 금, 벗져짐, 갈라짐, 잔기스, 긁힘및 기타 흠결 요인들을 색출하고, 크기와 두께 등이 표준 치수에 맞는지 치수까지 측정하여 체크하는 확인 과정을 수행하게 된다.
상기 지그 조립단계에서는, 사출품의 가공 과정에서 사출품을 고정시킬 수 있는 지그를 사출품에 조립하는 과정을 수행하게 된다. 사출품은 그 일례로서 자동차의 핸들이 도시되었으며, 핸들 고정에 필요한 지그도 함께 도시되었을 뿐, 이러한 사출품은 핸들뿐만 아니라 자동차의 내외장에서부터 세탁기, 냉장고 등의 가전제품 전반에 활용되는 부품까지 확장하여 해석되어야만 한다.
한편, 상기 제1 가공단계는 하도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 자외선을 이용한 경화단계, 및 하도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성되는바, 상기 하도라인으로의 투입단계에서는 지그 조립된 사출품을 하도 컨베이어 라인에 투입하는 과정으로서 하도 컨베이어 라인을 따라 축설된 각 스핀들의 상단에 지그를 꽂는 방식으로 사출품을 투입시키게 된다.
상기 제전 및 도료 분사단계에서는, 하도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 사출품들은 어느 특정 구간에 이르러 하도 라인에 설치된 제전부스에 마련되는 다수의 제전(除電) 건(Gun)들의 작동으로 사출품에 대한 정전 제거가 이루어지며, 하도 라인에 설치된 도료 펌프에 마련되는 스프레이 건(Gun)의 작동으로 사출품에 대한 도료의 분사가 이루어지게 된다. 이때, 사출품들은 스핀들의 회전 작동에 따라 회전되면서 그 표면 부위의 고른 도막을 형성할 수 있게 된다.
상기 제전 건들은 사출품에 대한 효율적인 정전 제거를 위해 제전 건들의 각도가 다양화될 수 있고, 물론, 상기 스프레이 건(Gun)들 역시 각각 분사각을 달리하여 사출품 표면의 고른 도막 형성에 일조하게 된다. 또한, 이때 분사되는 도료는 UV 도료를 사용함이 바람직하다.
상기 제전 건들에 있어서 에어 압력은 4 내지 5 Kgf/cm2의 범위로 설정될 수 있으며, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위로 설정될 수 있는바, 상기 에어 압력이나 거리가 상기 각 범위에 미치지 못하거나 초과되면 사출품에 대한 표준치로 설정된 정전량 0 내지 1.0 Kv의 범위에 들지 못하는 결과를 초래하게 된다.
또한, 상기 스프레이 건들에 있어서 에어압은 2.0 내지 2.3 Kgf/cm2의 범위에 속하고 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위에 속해야만 되는데, 만일 이러한 에어압과 거리가 상기 각 범위에 미치지 못하거나 초과될 경우 사출품에 대한 도료의 균일한 도포가 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.
즉, 스프레이 건들의 에어압과 사출품과의 거리는 상호 간에 밀접한 관련성을 가지는 관계로, 이들 상기 각 범위에 속해야만 사출품에 대한 도료의 균일한 도포를 달성할 수 있게 된다.
상기 자외선을 이용한 경화단계에서는 사출품의 표면에 형성된 도막을 경화시키는 과정으로서 하도 라인에 구축된 하도 부스에 마련되는 UV 램프실로부터 조사되는 자외선의 조사로 UV 도료를 경화시키는 방식으로 도막을 경화하게 된다.
이때, UV 도료의 경화는 도료의 분사에 연이어 진행되는 관계로, 상기 하도 부스의 하절기 및 동절기의 온도와 습도 유지 관리가 필수이다. 즉, 하절기의 온도는 25±8℃의 범위에, 동절기의 온도는 10±8℃의 범위에 속해야만 되고 습도는 20 내지 60%의 범위를 유지해야만 된다. 만일, 부스의 온도 및 습도가 상기 규정된 범위들에 미치지 못하거나 초과될 경우에는 사출품에 대한 도료의 경화에 문제를 유발하게 된다.
즉, 도료 경화의 문제로는 경화 굳기의 진행 속도가 느려 수분 다량 함유로 인한 사출품에 도포된 도료의 흘러내림 문제나 경화 굳기의 진행 속도가 빨라 수분 다량 증발로 인한 사출품에 도포된 도료의 균열 문제를 촉발할 수 있게 된다. 또한 상기 자외선의 조사 온도 및 사출품과의 램프 거리도 무시될 수 없는 관계로 조사 온도는 70 내지 75℃의 범위를 유지해야만 되고 램프 거리는 180 내지 220 mm의 범위를 유지해야 함이 바람직하다.
상기 하도라인에서의 취출 및 검사단계에서는 사출품에 대한 도막 및 경화 상태를 체크 확인하는 과정으로서 하도라인으로부터 사출품을 취출한 다음 사출품의 표면에 형성된 도막의 두께 상태와 아울러 도막의 경화 정도를 체크하면서 도막 부위에 대한 흠결 유무를 확인하게 된다.
사출품에 대한 검사 과정에서 도막 두께 및 부착성도 고려되어야 하는바, 도막 두께는 20 내지 25 ㎛의 범위를 유지함이 바람직하다.
한편, 상기 증착단계는 스퍼터링 방식의 증착단계와 투과율 검사단계로 구성되는바, 상기 스퍼터링 방식의 증착단계에서는 상기 하도라인으로부터 취출되는 제1 가공의 사출품에 대한 도막 및 경화 상태를 확인하고 이상이 없을 경우에 제1 가공의 사출품을 증착기인 진공 챔버(20) 내에 설치하여 스퍼터링(sputtering) 방식으로 제1 가공 사출품에 대한 금속제 증착을 수행하게 된다.
진공 챔버(20)는 도 3과 같이 원통 형상이며, 챔버(20)의 바닥 중앙에는 제1 가공의 사출품을 설치하여 고정하기 위한 지그(21)와 사출품을 회전시키기 위한 셔틀(22)로 구성되는 한편, 챔버(20)의 내부 둘레를 따라 대칭되는 구조로 설치된 한 쌍의 전극(23,23'), 한 쌍의 플라즈마 전극바(24,24'), 한 쌍의 판제(25,25')로 구성될 수 있다.
여기서, 한 쌍의 전극(23,23') 및 플라즈마 전극바(24,24')는 챔버(20) 내부를 플라즈마 분위기를 생성한 상태에서 이러한 플라즈마 분위기에서 불활성 가스가 이온화되어 타켓 물질인 판제(25,25')와 반응하여 금속을 대상물에 해당되는 제1 가공 사출품에 증착시키게 된다. 물론, 이때 지그(21)에 설치되어 고정되는 제1 가공 사출품들은 셔틀(22)을 통하여 회전되면서 금속 증착의 균일함을 향상시킬 수 있다.
스퍼터링(sputtering) 방식이란 기체 플라즈마를 이용하여 기체 이온으로 타켓의 금속원자를 떼어내어 제1 가공 사출품에 붙이는 공정법으로서, 플라즈마 분위기에서 이온화된 불활성 가스가 타켓 물질인 금속과 반응하면서 타켓의 금속원자를 떼어 내어 제1 가공 사출품에 증착시킨다.
이때, 제1 가공 사출품에 증착되는 금속은 크롬, 알루미늄, 스테인레스 중 어느 하나의 금속 소재로 제작된 판제(25,25')를 기반으로 한다. 즉, 상기 판제(25,25')는 열증착(thermal evaporation) 방식에서 사용되는 알루미늄 코일보다 교체 주기가 적어 작업성을 향상시킬 수 있다. 다시 말해, 이러한 상기 판제(25,25') 타입은 코일 타입 방식보다 균일한 투과성 관리에 적합하며 진공 챔버(20) 내에서의 융화 현상을 용이하게 하는 효과를 발휘하게 된다. 상기 투과율 검사단계에서는 제1 가공 사출품에 대한 금속 증착의 투과율을 검사하게 된다.
스퍼터링 방식의 증착에 요구되는 요소들로서 진공도, 전력, 시간과 아울러 에칭의 전력 및 시간 등의 범위 유지도 계기판들을 통하여 엄수되어야만 할 것이다.
한편, 상기 제2 가공단계는 중도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 적외선을 이용한 건조단계, 중도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성되는바, 상기 중도라인으로의 투입단계에서는 상기 투과율 검사단계를 통과한 금속 증착 사출품을 중도 컨베이어 라인에 투입하는 과정으로서 중도 컨베이어 라인을 따라 축설된 각 스핀들의 상단에 지그를 꽂는 방식으로 금속 증착 사출품을 투입시키게 된다.
상기 제전 및 도료 분사단계에서는, 중도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 금속 증착 사출품들은 어느 특정 구간에 이르러 중도 컨베이어 라인에 설치된 다수의 제전 건(Gun)들과 스프레이 건(Gun)들을 통해 정전 제거 및 스프레이 도막을 형성하게 된다. 이때, 금속 증착 사출품들은 스핀들의 회전 작동에 따라 회전되면서 그 증착 표면 부위의 고른 도막을 형성할 수 있게 된다. 물론, 스프레이 건(Gun)들 역시 각각 분사각을 달리하여 금속 증착 사출품 표면의 고른 도막 형성에 일조하게 된다.
상기 제전 건들에 있어서 에어 압력은 3.5 내지 4.5 Kgf/cm2의 범위로 설정될 수 있으며, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위로 설정될 수 있는바, 상기 에어 압력이나 거리가 상기 각 범위에 미치지 못하거나 초과되면 사출품에 대한 표준치로 설정된 정전량 0 내지 1.0 Kv의 범위에 들지 못하는 결과를 초래하게 된다.
또한, 상기 스프레이 건들에 있어서 에어압은 2.2 내지 2.5 Kgf/cm2의 범위에 속하고 사출품과의 거리는 140 내지 160 mm의 범위에 속해야만 되는데, 만일 이러한 에어압과 거리가 상기 각 범위에 미치지 못하거나 초과될 경우 사출품에 대한 도료의 균일한 도포가 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.
즉, 스프레이 건들의 에어압과 사출품과의 거리는 상호 간에 밀접한 관련성을 가지는 관계로, 이들 상기 각 범위에 속해야만 사출품에 대한 도료의 균일한 도포를 달성할 수 있게 된다.
상기 적외선을 이용한 건조단계에서는 금속 증착 사출품의 증착 표면에 형성된 도막을 건조시키는 과정으로서 중도 라인에 구축된 중도 부스에 마련되는 IR 실로부터 조사되는 적외선을 이용하여 건조시키게 된다.
이때, 도료의 건조는 도료의 분사에 연이어 진행되는 관계로, 상기 중도 부스의 하절기 및 동절기의 온도와 습도 유지 관리가 필수이다. 즉, 하절기의 온도는 25±8℃의 범위에, 동절기의 온도는 10±8℃의 범위에 속해야만 되고 습도는 20 내지 60%의 범위를 유지해야만 된다. 만일, 부스의 온도 및 습도가 상기 규정된 범위들에 미치지 못하거나 초과될 경우에는 사출품에 대한 도료의 건조에 문제를 유발하게 된다.
또한, 도료와 경화제의 배합비도 요구되는바, 도료와 경화제의 배합비는100 : 5의 비율로 배합되어야 함이 바람직한바, 이러한 상기 비율로 배합되지 못할 경우 적외선을 이용한 방사 과정에서 적절한 건조 진행이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
즉, 도료 건조의 문제로는 건조의 진행 속도가 느려 수분 다량 함유로 인한 사출품에 도포된 도료의 흘러내림 문제나 건조의 진행 속도가 빨라 수분 다량 증발로 인한 사출품에 도포된 도료의 균열 문제를 촉발할 수 있게 된다. 또한 상기 적외선의 조사 온도도 무시될 수 없는 관계로 방사 온도는 65 내지 75℃의 범위를 유지되어야만 함이 바람직하다.
상기 중도라인에서의 취출 및 검사단계에서는 상기 중도라인으로부터 취출되는 제2 가공의 사출품에 대한 도막 및 경화 상태를 체크 확인하는 과정으로서 중도라인으로부터 제2 가공의 사출품을 취출한 다음 제2 가공 사출품의 표면에 형성된 도막의 두께 상태와 아울러 도막의 경화 정도를 체크하면서 도막 부위에 대한 흠결 유무를 확인하게 된다.
물론, 중도라인에서의 취출 및 검사단계에서의 사출품 검사 과정에서 도막 두께 및 부착성도 고려되어야 하는바, 도막 두께는 4 내지 6 ㎛의 범위를 유지함이 바람직하다.
한편, 상기 제3 가공단계는 상도라인으로의 투입단계, 제전 및 도료 분사단계, 자외선을 이용한 경화단계, 및 상도라인에서의 취출 및 검사단계로 구성되는바, 상기 상도라인으로의 투입단계에서는 제2 가공의 사출품을 상도 컨베이어 라인에 투입하는 과정으로서 상도 컨베이어 라인을 따라 축설된 각 스핀들의 상단에 지그를 꽂는 방식으로 제2 가공의 사출품을 투입시키게 된다.
상기 제전 및 도료 분사단계에서는, 상도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 제2 가공 사출품들은 어느 특정 구간에 이르러 상도 컨베이어 라인에 설치된 다수의 정전기 제전(除電) 건(Gun)들과 스프레이 건(Gun)들을 통해 정전 제거 및 스프레이 도막을 형성하게 된다. 이때, 제2 가공 사출품들은 스핀들의 회전 작동에 따라 회전되면서 그 표면 부위의 고른 도막을 형성할 수 있게 된다. 물론, 스프레이 건(Gun)들 역시 각각 분사각을 달리하여 제2 가공 사출품 표면의 고른 도막 형성에 일조하게 된다. 또한, 이때 분사되는 도료는 UV 도료를 사용함이 바람직하다.
상기 자외선을 이용한 경화단계에서는 제2 가공 사출품의 표면에 형성된 도막을 경화시키는 과정으로서 램프로부터 조사되는 자외선의 조사로 UV 도료를 경화시키는 방식으로 도막을 경화하게 된다.
상기 스프레이 건들에 있어서 에어압은 2 내지 3 Kgf/cm2의 범위에 속하고 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위에 속해야만 되는데, 만일 이러한 에어압과 거리가 상기 각 범위에 미치지 못하거나 초과될 경우 사출품에 대한 도료의 균일한 도포가 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.
즉, 스프레이 건들의 에어압과 사출품과의 거리는 상호 간에 밀접한 관련성을 가지는 관계로, 이들 상기 각 범위에 속해야만 사출품에 대한 도료의 균일한 도포를 달성할 수 있게 된다.
상기 자외선을 이용한 경화단계에서는 사출품의 표면에 형성된 도막을 경화시키는 과정으로서 상도 라인에 구축된 상도 부스에 마련되는 UV 램프실로부터 조사되는 자외선의 조사로 UV 도료를 경화시키는 방식으로 도막을 경화하게 된다.
이때, UV 도료의 경화는 도료의 분사에 연이어 진행되는 관계로, 상기 상도 부스의 하절기 및 동절기의 온도와 습도 유지 관리가 필수이다. 즉, 하절기의 온도는 25±8℃의 범위에, 동절기의 온도는 10±8℃의 범위에 속해야만 되고 습도는 20 내지 60%의 범위를 유지해야만 된다. 만일, 부스의 온도 및 습도가 상기 규정된 범위들에 미치지 못하거나 초과될 경우에는 사출품에 대한 도료의 경화에 문제를 유발하게 된다.
즉, 도료 경화의 문제로는 경화 굳기의 진행 속도가 느려 수분 다량 함유로 인한 사출품에 도포된 도료의 흘러내림 문제나 경화 굳기의 진행 속도가 빨라 수분 다량 증발로 인한 사출품에 도포된 도료의 균열 문제를 촉발할 수 있게 된다. 또한 상기 자외선의 조사 온도 및 사출품과의 램프 거리도 무시될 수 없는 관계로 조사 온도는 75 내지 80℃의 범위를 유지해야만 되고 램프 거리는 180 내지 230 mm의 범위를 유지해야 함이 바람직하다.
상기 상도라인에서의 취출 및 검사단계에서는 사출품에 대한 도막 및 경화 상태를 체크 확인하는 과정으로서 상도라인으로부터 사출품을 취출한 다음 사출품의 표면에 형성된 도막의 두께 상태와 아울러 도막의 경화 정도를 체크하면서 도막 부위에 대한 흠결 유무를 확인하게 된다.
상기 상도라인에서의 취출 및 검사단계에서는 상기 상도라인으로부터 취출되는 제3 가공의 사출품에 대한 도막 및 경화 상태를 체크 확인하는 과정으로서 상도라인으로부터 제3 가공의 사출품을 취출한 다음 제3 가공 사출품의 표면에 형성된 도막의 두께 상태와 아울러 도막의 경화 정도를 체크하면서 도막 부위에 대한 흠결 유무를 확인하게 된다.
사출품에 대한 검사 과정에서 도막 두께 및 부착성도 고려되어야 하는바, 도막 두께는 14 내지 20 ㎛의 범위를 유지함이 바람직하다.
한편, 최종검사 및 출하 과정에서는 상도라인에서의 도막 처리까지 완료된 최종의 사출품에 대하여 도막 부위의 이물, 핀홀, 기름, 가스, 기스, 증착불량, 기타 유해 결점의 유무를 확인하게 되고, 이러한 유해 결점들이 발견되지 않을 경우 포장 용기에 담아 출하할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서의 제조방법으로부터 수득되는 플라스틱 가공품은, 자동차의 내외장재용 부품이나 가전제품의 내외장재용 부품으로 이용되는 원자재인 플라스틱 사출물을 기준으로 그 겉면에 도포되는 UV 도료인 제1 도막이 경화되어 형성된다.
또한, 상기 제1 도막에는 금속제가 스퍼터링 방식에 의해 증착되어 형성되며, 상기 금속제는 크롬, 알루미늄, 스테인리스 중 어느 하나의 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 금속제의 겉면에는 일반 도료인 제2 도막이 건조되어 형성되며, 상기 제2 도막에는 그 겉면에 UV 도료인 제3 도막이 경화되어 형성된다.
하기에서는 종래의 열 증착 방식과 본 발명에서의 스퍼터링 방식에 대한 차이를 설명한 것이다.
구분 Evaporation(열 증착) Sputtering(스퍼터링)
공정의 원리 진공중에서 물질을 고온으로 가열 증발시켜 대상에 응고 플라즈마 분위기에서 이온화 불활성 가스가 타겟 물질을 떼어내어 대상에 응고
증착물질 금속, 일부합금 및 화합물 금속, 합금, 화합물
코팅시 에너지 0.1~1eV 1~10eV
증착속도 0.1~75㎛/min 0.01~2㎛/min
작동압력 ≤10-2 Torr 10-2 ~ 10-5 Torr
계면상태 급격함 비교적 급격함
피막의 균일성 보통 좋음
피막의 두께조절 어려움 용이함
이온충돌 효과 없음 작음
설비비용 저렴 약간 고가
생산비용 고가(소재비용) 고가(관리비용)
추가비용 증착소재 비용이 지속발생 초기투자 후 비교적 장기간 사용
장점 작업시간이 빠름 박막 밀착력이 높음
단점 박막 밀착력이 약함
불량관리가 어려움		 깊이가 있는 제품(굴곡면이 심하거나 깊게 들어간 제품)은 일정한 박막 형성이 어려움
주사용 용도 소형물,
색상이 들어가야 하는 제품		 색상보다는 투명막이나 증착 표면의 특성 구현이 중요한 제품
Evaporation System
수회에 걸친 작업 데이터로 AL-Coil 중량 및 수량을 설정하여, 일정량의 Sus/AL 만 사용한다. Sus/Al-Coil이 모두 기체화될 때까지 작동한다. W-Heater, Sus /Al Coil, 증착전극바(Bar)
Sputter System
플라즈마 전극 Bar, Sus /AL Target, 회전 Shutter, Jig, Cathode
판제 타입만으로 제작된 Sus/AL Target으로 Coil 보다, 교체주기가 적어 작업성이 좋다. 즉, 균일한 투과성 관리에 적합한 시스템이다. 판제 타입 챔버 내 균일한 Sus/AL 융화 현상이 일어난다.
한편, 하기에서는 본 발명에서의 스퍼터링 방식으로 금속 증착이 이루어진 플라스틱 가공품에 대한 시험성적서의 결과를 설명한 것이다.
시험성적서
품 명 : #1 제품, #2 시편
재질 GRADE : PC + BASE + Cr 증착 + TOP CREAR
용 도 : A사 자동차 초도품 승인 제출용
의뢰시험시료
Figure 112016090878654-pat00001
Figure 112016090878654-pat00002
#1 #2
시험결과
시험항목 방법 시료
NO.		 시험결과 시험기준(TYPE A)
1 외관 MS625-01 #1 이상없음
(첨부참조)		 * 부풀음, 박리, 표면 갈라짐, PINHOLE, 기포, 이물, 흠(SCRATCH) 도장얼룩, ORANGE PEEL 등 용이하게 식별 가능한 결함이 없어야 한다. 또한 한도 견본이 있는 것은 이것과 동등 이상의 품질일 것
2 광택 MS625-01 #2 60° 365° * 한도견본에 따르며, 광택도를 명기할 것
3 내스크래치성 MS625-01 #2 4급 * 3.5급 이상
4 부착성 MS625-01 #2 M-1.0 * m-2.5 이상일 것
(M-1.0 ~ M-2.5)
5 내충격성 MS625-01 #2 갈라짐, 박리없음 * 도막에 박리, 표면 갈라짐 등이 생기지 않을 것
6 내습성 MS625-01 #2 이상없음
(첨부참조)		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E*) : 2.0 이하
7 내약품성 MS625-01 #2 이상없음
(첨부참조)		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없을 것
* GRAY SCALE 3급 이상
8 내썬크림성 MS625-01 #2 이상없음
(첨부참조)		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없고, 부착성이 M-2.5 이상이며, 스크래치로 인한 박리가 발생하지 않을 것
9 내열성 MS625-01 #2 이상없음
(첨부참조)		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E) : 2.0 이하
10 내열사이클성 MS625-01 #2 이상없음
(첨부참조)		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E) : 2.0 이하
11 내마모성 MS625-01 #2 평면 피착제
노출없음
피착재의 노출이 없을 것
곡면 피착재
노출없음
12 환경유해물질 MS625-01 #2 납 검출안됨 * 납 : 900 mg/kg 이하
수은 검출안됨 * 수은 : 900 mg/kg 이하
카드뮴 검출안됨 * 카드뮴 : 90 mg/kg 이하
육가크롬 검출안됨 * 육가크롬 : 900 mg/kg 이하
1. 외관(MS625-01)
1.1 시료 사진
Figure 112016090878654-pat00003
외관
1.2 시험 조건
자연상태로 소지노출, 부풀음, 벗겨짐, 크랙, 곰팡이, 흐림, 빛바램, FLOODING, 음푹패임, 오렌지필, 주름, 울퉁불퉁함, 오물, 찰상, 타흔, 칠얼룩, 색윤택 등을 조사한다.
1.3 시험 결과
시험결과 요구사항
부풀음, 박리, 표면 갈라짐, PINHOLE, 기포, 이물, 흠(SCRACH), 도장얼룩, ORANGE PEEL 등 용이하게 식별 가능한 결함 없음 * 부풀음, 박리, 표면 갈라짐, PINHOLE, 기포, 이물, 흠(SCRACH), 도장얼룩, ORANGE PEEL 등 용이하게 식별 가능한 결함이 없어야 한다. 또한 한도 견본이 있는 것은 이것과 동등 이상의 품질일 것
2. 광택(MS625-01)
2.1 시험 장비
Figure 112016090878654-pat00004
BYK-GARDENER. MICRO-TRI-GLOSS
2.2 시험조건
ISO 2813 또는 JIS K 5600-4-7 에 따른다.
2.3 시험결과
시험결과 요구사항
60° 365 * 한도견본에 따르며, 광택도를 명기할 것
3. 내스크래치성 (MS625-01)
3.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00005
Figure 112016090878654-pat00006
내스크래치성 시험 후
3.2 시험 조건
시험편의 표면을 아래의 시험조건에 따라 긁은 후 표면 상태를 조사한다.
구분 조건
시험하중(N) 4.9
STROKE(mm) 100 ± 5
마찰 속도(mm/sec) 100
긁힘횟수 1회
3.3 시험 결과
시험결과 요구사항
4급
(표면의 손상이 약간 인지된다)		 * 3.5급 이상
4. 부착성 (MS625-01)
4.1 시료사진
Figure 112016090878654-pat00007
시험 후
4.2 시험 조건 및 판정기준
ISO 2409 또는 JIS K 5600-5-6 에 따라 테이프 박리시험을 행한다. 규정의 테이프(JIS Z 1522)를 단단히 부착시킨 후 90°방향으로 당겨 떼어낸 후 판정한다. 판정기준은 아래와 같다.
분류 외관
M-1.0 (1) Cutting의 교차점에 도막의 박리가 없을 것
(2) 직선에 따른 벗겨짐이 있어서는 안된다
M-2.0 (1) Cutting의 교차점에 도막의 박리가 약간 보임
(2) 직선에 따른 벗겨짐이 있어서는 안된다
M-3.0 (1) Cutting의 교차점에 박리가 5 ~ 15% 수준
(2) 직선에 따라 벗겨짐이 인지된다
(3) 바둑눈 1면의 도막이 50% 이상 박리 없을 것
M-4.0 (1) 직선에 따라 벗겨짐이 상당히 인지된다
(2) 박리된 바둑판눈이 약 5개 정도
M-5.0 (1) 직선에 따라 벗겨짐이 많음
(2) 박리된 바둑판눈이 약 20개 정도
M-6.0 (1) 바둑눈이 전부 벗겨짐
4.3 시험 결과
시험결과 요구사항
M-1.0 * M-2.5 이상일 것(M-1.0 ~ M-2.5)
5. 내충격성(MS625-01)
5.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00008
Figure 112016090878654-pat00009
내충격성 시험 후
5.2 시험 조건
ISO 6272 또는 JIS K 5600-5-3의 추 낙하시험기를 이용하여 도막면에 충격을 가하고 도막의 상태를 조사한다.
온도 추 무게(N) 낙추 높이(cm) 격심 직경(mm)
실온 4.9 20 12.7
5.3 시험 결과
시험결과 요구사항
박리, 표면 갈라짐 등 이상 없음 * 도막에 박리, 표면 갈라짐 등이 생기지 않을 것
6. 내습성(MS625-01)
6.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00010
Figure 112016090878654-pat00011
Figure 112016090878654-pat00012
내습성 시험 후 부착성 시험 후
6.2 시험 조건
내습처리 조건 : (50 ± 2) ℃, (95 ± 2)% R.H., 168 시간
내습처리 후 바둑판눈금시험 실시
6.3 시험 결과
시험결과 요구사항
현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐 등이 없음
부착성 : M-1.5
GRAY SCALE : 4-5급		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E*) : 2.0 이하
주) 시료 특성으로 인해 색차측정 불가능
7. 내약품성(MS625-01)
7.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00013
Figure 112016090878654-pat00014
Figure 112016090878654-pat00015
내약품성 처리장비 시험 전 시험 후
7.2 시험 조건
사용약품 : 가솔린, 엔진오일, 광택왁스, 그리이스, 유리세정제, 에틸알코올
내열처리조건 : (80±2) ℃, 3시간 방치 후 도막의 표면 상태를 조사
7.3 시험 결과
구분 시험결과 요구사항
가솔린 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급





* 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없을 것
* GRAY SCALE 3급 이상
엔진오일 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급
광택왁스 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급
그리이스 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급
유리세정제 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급
에틸알코올 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 표면 갈라짐, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
GRAY SCALE : 4-5급
8. 내썬크림성 (MS625-01)
8.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00016
Figure 112016090878654-pat00017
Figure 112016090878654-pat00018
내썬크림성 시험 후 부착성 및 내스크래치 시험 후
8.2 시험 조건
아크릴판에 백면포 2장을 겹쳐 올린 후 썬크림 0.25g을 전면에 도포한 후 도포 부위를 시험편의 도막면 위에 올리고 아크릴판을 눌러 밀착시킨다.(80 ± 2) ℃의 항온조에 1시간 처리한 후 중성세제로 씻어내고 건조한 후 도막의 표면 상태를 조사하고 부착성 및 내스크래치 시험을 실시한다.
8.3 시험 결과
시험결과 요구사항
현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 피착재 노출 등이 없음
부착성 : M-1.5
스크래치시험 후 박리발생 없음		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 층간 갈라짐, 피착재 노출 등이 없고, 부착성이 M-2.5 이상이며, 스크래치로 인한 박리가 발생하지 않을 것.
9. 내열 CYCLE 성(MS625-01)
9.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00019
Figure 112016090878654-pat00020
Figure 112016090878654-pat00021
내열 CYCLE성 시험 후 부착성 시험 후
9.2 시험 조건
[(80 ± 2) ℃, 3시간 → 실온 1시간 → (-40 ± 2) ℃, 3시간 → 실온 1시간
→ (50 ± 2) ℃, (95 ± 2) % R.H., 7시간 → 실온 1시간] 3 CYCLE 시험
9.3 시험 결과
시험결과 요구사항
현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐 등이 없음
부착성 : M-1.5
GRAY SCALE : 4-5급		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E) : 2.0 이하
주) 시료 특성으로 인해 색차측정 불가능
10. 내열성(MS625-01)
10.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00022
Figure 112016090878654-pat00023
Figure 112016090878654-pat00024
내열성 시험 후 부착성 시험 후
10.2 시험 조건
내열처리조건 : (80 ± 2) ℃, 300 시간
10.3 시험 결과
시험결과 요구사항
현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐 등이 없음
부착성 : M-1.5
GRAY SCALE : 4-5급		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* 색차(△E) : 2.0 이하
주) 시료 특성으로 인해 색차측정 불가능
11. 내마모성(MS625-01)
11.1 시험 장비
Figure 112016090878654-pat00025
Figure 112016090878654-pat00026
내마모성 시험장비(평면부) 내마모성 시험장비(굴곡부)
Figure 112016090878654-pat00027
Figure 112016090878654-pat00028
평면부 시험 후 굴곡부 시험 후
11.2 시험 조건
시험편의 표면을 아래의 시험 조건에 따라 마모시켜 피착재 노출여부를 조사한다.
구분 평면부 굴곡부
하중(N) 9.8 9.8
STROKE(mm) 100 ± 5 100 ± 5
마찰 속도(왕복/분) 60회 60회
시험횟수 건식 10,000회 10,000회
습식-인공땀액 10,000회 10,000회
11.3 시험 결과
구분 시험결과 요구사항
평면부
 건식 피착재 노출 없음 * 피착재 노출이 없을 것
습식-인공땀액 피착재 노출 없음
굴곡부
 건식 피착재 노출 없음
습식-인공땀액 피착재 노출 없음
12. 중금속함량(MS201-02)
12.1 시험 장비
Figure 112016090878654-pat00029
Figure 112016090878654-pat00030
IDUCTIVELY COUPLED PLASMA SPECTROMETER(ICP) UV/VIS-SPECTROMETER
12.2 시험 조건
PB, Cd, Hg은 시료를 산분해 후 ICP-OES로 측정하였음
Cr VI는 KS C IEC 62321 : 2009 부속서 C에 따라 시험하였음
12.3 시험 결과
시험결과 최대허용치 (mg/kg)
납 검출 안됨 * 납 : 900
* 수은 : 900
* 카드뮴 : 90
* 육가크롬 : 900
수은 검출 안됨
카드뮴 검출 안됨
육가크롬 검출 안됨
검출한계 - Cd, Pb, Hg, Cr VI = 1 mg/kg (ppm)
시험성적서
품 명 : 시편/제품
재질 GRADE : PC + BASE + Cr증착 + TOP CLEAR
용 도 : A사 자동차 초도품 승인제출용
- 의뢰 시험 시료 -
Figure 112016090878654-pat00031
시험항목 방법 시험결과 시험기준(TYPE A)
1 내광성 MS625-01 외관판정 : 이상없음
부착성 : M-1.5
GRAY SCALE : 4-5급		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 층간 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* △E* : 2.0 이하
1. 내광성 시험(MS625-01)
1.1 시험 장비 및 시료사진
Figure 112016090878654-pat00032
Figure 112016090878654-pat00033
Figure 112016090878654-pat00034
내광성 시험장비 시험 후 부착성 시험 후
1.2 시험 조건
구분 설정조건
광원 제논-아크 램프
사용필터 BORO SILICATE(내측)/SODA LIME(외측)
조사조도 66 W/㎡ at 300 nm ~ 400 nm
블랙판넬온도 (89 ± 3) ℃
챔버 내부 습도 (50 ± 5) % R.H.
총 조사량 84 MJ/㎡
1.3 시험 결과
시험결과 요구사항
도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 층간 갈라짐, 광택저하 등이 없음.
부착성 : M-1.5
GRAY SCALE : 4-5급		 * 도막에 현저한 변색, 퇴색, 팽윤, 층간 갈라짐, 광택저하 등이 없고 부착성이 M-2.5 이상일 것
* GRAY SCALE 3급 이상
* △E* : 2.0 이하
주) 제품 특성으로 인해 색차(△E*) 측정 불가능
상기의 시험성적서 결과에서도 알 수 있듯이, 본 발명의 제조방법을 통하여 수득된 가공품은 기존 가공품에 비하여 품질의 상태가 향상된 고품질의 가공품인 것을 입증하고 있다.
이상, 상술된 바와 같이, 본 발명은, 플라스틱 사출물을 가공하는 제조방법을 통하여 고품질의 플라스틱 가공품을 자동차나 가전제품의 내외장재용 부품으로 제공하고자 하기 위함이다.
20 : 챔버,
21 : 지그, 22 : 셔틀
23,23' : 전극, 24,24' : 플라즈마 전극바
25,25' : 판제

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 자동차의 내외장재용이나 가전제품의 내외장재용 부품의 원자재인 사출물들이 입고되어 관리되면서, 사출물에 대한 하자를 검출하는 방법으로서 외관의 손상 색출, 사출물의 크기와 두께의 치수 체크, 및 사출물에 대한 지그 조립이 수행되는 가공 전 준비단계; 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 1차 정전기 제거와 아울러 도료배합실 부스에서 1차 도료가 분사되어 수행되는 제1 가공단계; 제1 가공된 상기 사출물에 대하여 증착기에서 스퍼터링 방식으로 금속제 증착이 수행되는 증착단계; 증착된 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 2차 정전기 제거와 아울러 도료배합실부스에서 2차 도료가 분사되어 수행되는 제2 가공단계; 제2 가공된 상기 사출물에 대하여 제전부스에서 3차 정전기 제거와 아울러 도료배합실부스에서 3차 도료가 분사되어 수행되는 제3 가공단계; 및 제3 가공된 상기 사출물에 대하여 외관의 불량을 확인한 다음 비닐로 포장하여 용기에 적재하여 제품화를 이룬 상태에서 제품을 출하시키는 최종검사 및 출하단계; 를 포함하고,
    상기 제1 가공단계는, 상기 사출물에 조립된 지그를 하도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정시키는 방식으로 상기 사출물들이 하도 컨베이어에 투입되는 하도라인으로의 투입단계; 상기 하도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합실부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 UV 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; UV 도료가 분사된 사출물들이 하도 부스에 마련된 UV 램프실에서 조사되는 자외선의 조사에 따라 UV 도료가 경화되는 자외선을 이용한 경화단계; 및 UV 도료가 경화된 상기 사출물들을 하도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 사출물에 대한 도료의 도막의 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 하도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하며,
    상기 제전 건들의 에어 압력은 4 내지 5 Kgf/cm2의 범위이고, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위인 한편, 상기 스프레이 건들의 에어압은 2.0 내지 2.3 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위이고,
    상기 하도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위이고,
    상기 자외선의 조사 거리는 180 내지 220 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 증착단계는
    상기 하도라인에서의 취출 및 검사단계를 통과한 상기 사출물에 대하여, 증착기인 진공 챔버 내부의 플라즈마 분위기에서 이온화된 불활성 기체들과 반응되어 판제로부터 떨어지는 금속 입자들이 증착되는 스퍼터링 방식의 증착단계; 상기 사출물에 증착된 금속 입자의 증착 투과율 정도를 투과율 측정기로 측정하여 검사하는 투과율 검사단계; 를 더 포함하고,
    진공 챔버는 원통 형상이며, 그 바닥 중앙에는 제1 가공의 사출품을 설치하여 고정하기 위한 지그와, 사출품을 회전시키기 위한 셔틀로 구성되는 한편, 상기 진공 챔버의 내부 둘레를 따라 대칭되는 구조로 설치된 한 쌍의 전극, 한 쌍의 플라즈마 전극바, 한 쌍의 판제로 구성되며,
    상기 한 쌍의 전극 및 상기 한 쌍의 플라즈마 전극바는 상기 진공 챔버의 내부를 플라즈마 분위기로 생성한 상태에서 불활성 가스의 이온화로 상기 판제와 반응하여 금속을 제1 가공 사출품에 증착시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 제2 가공단계는,
    상기 투과율 검사단계를 통과한 상기 사출물들이 조립된 지그를 통하여 중도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정되는 방식으로 중도 컨베이어에 투입되는 중도라인으로의 투입단계; 상기 중도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합실부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 일반 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; 상기 일반 도료가 분사된 사출물들이 중도 부스에 마련된 IR 실에서 조사되는 적외선의 조사에 따라 일반 도료가 건조되는 적외선을 이용한 건조단계; 및 일반 도료가 건조된 상기 사출물들을 중도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 사출물에 대한 도료의 도막 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 중도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하고,
    상기 제전 건들의 에어 압력은 3.5 내지 4.5 Kgf/cm2의 범위이고, 사출품과의 거리는 70 내지 90 mm의 범위인 한편, 상기 스프레이 건들의 에어압은 2.2 내지 2.5 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 140 내지 160 mm의 범위이고,
    상기 중도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 제3 가공단계는,
    상기 중도라인에서의 취출 및 검사단계를 통과한 상기 사출물들이 조립된 지그를 통하여 상도 컨베이어에 구성된 스핀들에 고정시키는 방식으로 상도 컨베이어에 투입되는 상도라인으로의 투입단계; 상기 상도 컨베이어 라인을 따라 이송되는 상기 사출물들이 제전부스 구간에 설치된 다수의 제전건 작동에 따라 정전기가 제거되는 한편, 상기 도료배합실부스 구간에 설치된 스프레이건의 작동에 따라 UV 도료가 분사되는 제전 및 도료 분사단계; UV 도료가 분사된 상기 사출물들이 상도 부스에 마련된 UV 램프실에서 조사되는 자외선의 조사에 따라 UV 도료가 경화되는 자외선을 이용한 경화단계; 및 UV 도료가 경화된 상기 사출물들을 상도 컨베이어로부터 취출하는 한편, 상기 사출물들에 대한 도료 도막의 적정 두께 및 적정 경화 정도를 확인하며 도막 부위에 대한 흠결 유무를 체크 검사하는 상도라인에서의 취출 및 검사단계; 를 더 포함하고,
    상기 스프레이 건들의 에어압은 2 내지 3 Kgf/cm2의 범위이며, 사출품과의 거리는 130 내지 170 mm의 범위이고,
    상기 상도 부스의 내부 온도는 하절기에 25±8℃의 범위이며, 동절기에 10±8℃의 범위이고,
    상기 자외선의 조사 거리는 180 내지 220 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 금속제 코팅을 위한 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    증착기인 진공 챔버 내에 설치된 스퍼터링(sputtering) 방식으로 제1 가공 사출물에 대한 금속제 증착이 수행되되,
    제1 가공 사출물에 증착되는 금속은 크롬, 알루미늄, 및 스테인리스 중 어느 하나의 금속 소재로 제작된 판 형상의 판제를 이용하게 되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 금속제 코팅을 위한 제조방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의해 제조되는 플라스틱 가공품.
  8. 제7항에 있어서,
    플라스틱 사출물;
    상기 플라스틱 사출물의 겉면에 도포되어 형성되는 제1 도막;
    상기 제1 도막에 증착되는 금속제;
    상기 금속제의 겉면에 도포되어 형성되는 제2 도막; 및
    상기 제2 도막의 겉면에 도포되어 형성되는 제3 도막;
    을 포함하고,
    상기 제1,3 도막은 UV 도료로 도포되면서 자외선 조사에 의해 경화되고, 상기 제2 도막은 일반 도료로 도포되면서 적외선 조사에 의해 경화되며, 상기 금속제는 크롬, 알루미늄, 스테인리스 중 어느 하나의 금속을 활용한 스퍼터링 방식에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 가공품.
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